(57)【要約】  自由な形状やサイズで設計可能な周波数選択板、および自由な形状やサイズで設計可能な周波数選択板を備えたアンテナ、無線通信装置、およびレーダ装置を実現するために、本発明の周波数選択板は、所定の周波数の電磁波を透過させ前記所定の周波数以外の電磁波を反射させる周波数選択板において、前記周波数選択板は、一の層に形成された導体パターンと、前記一の層と異なる少なくとも１つの層に形成される導体パターンとが接続部で電気的に接続されて構成される導体閉ループを少なくとも１つ以上備える。
2017141856.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の周波数の電磁波を透過させ前記所定の周波数以外の電磁波を反射させる周波数選択板において、
前記周波数選択板は、一の層に形成された導体パターンと、前記一の層と異なる少なくとも１つの層に形成される導体パターンとが接続部で電気的に接続されて構成される導体閉ループを少なくとも１つ以上備えることを特徴とする周波数選択板。
【請求項２】
前記導体パターンの内、少なくとも２つの導体パターンの前記一の層の形成される面への正射影は、前記接続部以外で少なくとも一部が重なり合うことを特徴とする、請求項１に記載の周波数選択板。
【請求項３】
少なくとも１つの前記導体パターンの前記接続部の間の最短の長さは、前記接続部の間の最短距離より長いことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の周波数選択板。
【請求項４】
前記導体パターンのうち少なくとも１つはメアンダ形状であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の周波数選択板。
【請求項５】
前記一の層と、前記一の層と異なる層は、プリント回路基板の誘電体層を挟んで配置され、前記接続部は導体ビアであることを特徴とする、請求項１乃至請求項４の何れかに記載の周波数選択板。
【請求項６】
一の層に形成されたメアンダ形状の導体パターンを有する導体閉ループを少なくとも１つ以上備えることを特徴とする周波数選択板。
【請求項７】
複数の前記導体閉ループを備え、
前記導体閉ループの一部が他の前記導体閉ループと接続していることを特徴とする、請求項１乃至請求項６の何れかに記載の周波数選択板。
【請求項８】
前記導体閉ループの少なくとも１箇所に間隙を有し、前記間隙を挟む導体間にキャパシタンス要素を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れかに記載の周波数選択板。
【請求項９】
所定の周波数の電磁波を透過させ前記所定の周波数以外の電磁波を反射させる周波数選択板において、
前記周波数選択板は、一の層に形成された導体パターンと、前記一の層と異なる少なくとも１つの層に形成される導体パターンと、前記導体パターンの端部どうしの間隙とで構成されるループを少なくとも１つ以上備えることを特徴とする周波数選択板。
【請求項１０】
前記導体パターンの内、少なくとも２つの導体パターンの前記一の層の形成される面への正射影は、少なくとも一部が重なり合うことを特徴とする、請求項９に記載の周波数選択板。
【請求項１１】
少なくとも１つの前記導体パターンの端部間の前記少なくとも１つの前記導体パターン上の最短の長さは、前記少なくとも１つの前記導体パターンの端部間の最短距離より長いことを特徴とする、請求項９または請求項１０に記載の周波数選択板。
【請求項１２】
前記導体パターンのうち少なくとも１つはメアンダ形状であることを特徴とする請求項９乃至請求項１１の何れかに記載の周波数選択板。
【請求項１３】
前記一の層と、前記一の層と異なる層は、プリント回路基板の誘電体層を挟んで配置されることを特徴とする、請求項９乃至請求項１２の何れかに記載の周波数選択板。
【請求項１４】
複数の前記ループを備え、
前記ループの一部が他の前記ループと間隙を挟んで接近していることを特徴とする、請求項９乃至請求項１３の何れかに記載の周波数選択板。
【請求項１５】
前記ループの少なくとも１箇所に第２の間隙を有し、前記第２の間隙を挟む導体間にキャパシタンス要素を備えることを特徴とする請求項９乃至請求項１４の何れかに記載の周波数選択板。
【請求項１６】
少なくとも１つのアンテナ素子を覆うレドームの少なくとも一部分が、請求項１乃至請求項１５の何れかに記載の周波数選択板であることを特徴とするアンテナ。
【請求項１７】
電磁波を反射する反射板と、
請求項１乃至請求項１５の何れかに記載される少なくとも１つの周波数選択板が前記反射板に対して略垂直になるように配置されていることを特徴とするアンテナ。
【請求項１８】
前記周波数選択板の前記導体パターンの少なくとも１つは、前記反射板と直接接続されるか熱的に伝導性がある材質で接続されることを特徴とする請求項１７に記載のアンテナ。
【請求項１９】
電磁波を反射する反射板と、
前記反射板の上面に対して第１の所定の高さに配置される少なくとも１つの第１のアンテナ素子と、
前記第１のアンテナ素子の上方に配置される請求項１乃至請求項１５の何れかに記載の周波数選択板と、
前記周波数選択板の上面に対して第２の所定の高さに配置される前記第１のアンテナ素子より高い周波数で動作する少なくとも１つの第２のアンテナ素子とを備え、
前記所定の周波数は、前記第１のアンテナ素子の動作周波数であることを特徴とするアンテナ。
【請求項２０】
前記第１の所定の高さは前記第１のアンテナ素子の動作周波数に対応する波長の略４分の１であり、前記第２の所定の高さは前記第２のアンテナ素子の動作周波数に対応する波長の略４分の１であることを特徴とする請求項１９に記載のアンテナ。
【請求項２１】
請求項１６乃至請求項２０の何れかに記載のアンテナと、
無線通信回路とを備えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項２２】
請求項１６乃至請求項２０の何れかに記載のアンテナと、
レーダ用電子回路とを備えることを特徴とするレーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周波数選択板、アンテナ、無線通信装置、およびレーダ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、特定の構造を有する導体パターンを周期的に配置することによって電磁波の伝播特性を制御するメタマテリアル（metamaterial）技術が提案されている。特に、特定の導体パターンを最小構成単位（ユニットセル；unit cell）として２次元状に周期的に配列して、入射する電磁波の透過特性および反射特性を制御する「周波数選択板（または周波数選択表面）」の技術が注目されている。周波数選択板は、ＦＳＳ（Frequency Selective Sheet/Surface）とも称されて、アンテナの反射板やレーダ（Radar）装置のレドーム（Radome）への応用が期待されている。【０００３】
特許文献１では、アンテナの背面にリング状の導体パターンを周期的に配列した周波数選択板を設けたアンテナ装置が示されている。特許文献１に示される周波数選択板は、アンテナ動作周波数でのみ電磁波を反射し、他の周波数帯の電磁波は透過させる。そのため、アンテナ動作周波数以外の帯域において、レーダ反射断面積（RCS;Radar cross-section）を低減することを可能としている。【０００４】
また、特許文献２では、アレイアンテナ（Array Antenna）の前面に、金属片を周期的に配列した周波数選択板を設けた構成、もしくは金属板に穴を周期的に配列した構成が開示されている。特許文献２に記載の周波数選択板は、アンテナ動作周波数でのみ電磁波を透過し、他の周波数帯の電磁波は反射させて、アレイアンテナからの不要な周波数の放射を低減することを可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２１７２６９号公報
【特許文献２】特開２００３−６０４３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１および特許文献２に示される様に、周波数選択板をアンテナの反射板やレドーム等として用いる際、装置のサイズやデザインなどの観点から、周波数選択板はより自由な形状、サイズで設計できることが望ましい。【０００７】
しかし、特許文献１の図１に示される周波数選択板は、リング型素子が周期的に配列されており、このリング型素子の外周は動作周波数に対応する１波長の長さと等しい必要がある。そのため、周波数選択板を構成する最小単位の外周寸法は、動作周波数に対応する１波長の長さより小さくならない。【０００８】
本発明の目的は、自由な形状やサイズで設計可能な周波数選択板、および自由な形状やサイズで設計可能な周波数選択板を備えたアンテナ、無線通信装置、およびレーダ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明の周波数選択板は、所定の周波数の電磁波を透過させ前記所定の周波数以外の電磁波を反射させる周波数選択板において、前記周波数選択板は、一の層に形成された導体パターンと、前記一の層と異なる少なくとも１つの層に形成される導体パターンとが接続部で電気的に接続されて構成される導体閉ループを少なくとも１つ以上備える。【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明のアンテナは、少なくとも１つのアンテナ素子を覆うレドームの少なくとも一部分が、一の層に形成された導体パターンと、前記一の層と異なる少なくとも１つの層に形成される導体パターンとが接続部で電気的に接続されて構成される導体閉ループを少なくとも１つ以上備え、所定の周波数の電磁波を透過させ前記所定の周波数以外の電磁波を反射させる周波数選択板である。【００１１】
上記の目的を達成するために、本発明の無線装置は、少なくとも１つのアンテナ素子を覆うレドームの少なくとも一部分が、一の層に形成された導体パターンと、前記一の層と異なる少なくとも１つの層に形成される導体パターンとが接続部で電気的に接続されて構成される導体閉ループを少なくとも１つ以上備え、所定の周波数の電磁波を透過させ前記所定の周波数以外の電磁波を反射させる周波数選択板であるアンテナと、無線通信回路とを備える。【００１２】
上記の目的を達成するために、本発明の無線装置は、少なくとも１つのアンテナ素子を覆うレドームの少なくとも一部分が、一の層に形成された導体パターンと、前記一の層と異なる少なくとも１つの層に形成される導体パターンとが接続部で電気的に接続されて構成される導体閉ループを少なくとも１つ以上備え、所定の周波数の電磁波を透過させ前記所定の周波数以外の電磁波を反射させる周波数選択板であるアンテナと、レーダ用電子回路とを備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、自由な形状やサイズで設計可能な周波数選択板、および自由な形状やサイズで設計可能な周波数選択板を備えたアンテナ、無線通信装置、およびレーダ装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態の構成例を示す図である。
【図２】第１の実施形態の構成例を示す図である。
【図３】第１の実施形態の変形例を示す図である。
【図４】第１の実施形態の変形例を示す図である。
【図５】第１の実施形態の変形例を示す図である。
【図６】第１の実施形態の変形例を示す図である。
【図７】第１の実施形態の変形例を示す図である。
【図８】第１の実施形態の変形例を示す図である。
【図９】第９の実施形態の構成例を示す図である。
【図１０】第２の実施形態の構成例を示す図である。
【図１１】第２の実施形態の構成例を示す図である。
【図１２】第２の実施形態の変形例を示す図である。
【図１３】第３の実施形態の構成例を示す図である。
【図１４】第３の実施形態の構成例を示す図である。
【図１５】第４の実施形態の構成例を示す図である。
【図１６】第４の実施形態の構成例を示す図である。
【図１７】第４の実施形態の変形例を示す図である。
【図１８】第５の実施形態の構成例を示す図である。
【図１９】第５の実施形態の構成例を示す図である。
【図２０】第６の実施形態の構成例を示す図である。
【図２１】第７の実施形態の構成例を示す図である。
【図２２】第７の実施形態の変形例を示す図である。
【図２３】第８の実施形態の構成例を示す図である。
【図２４】第８の実施形態の変形例を示す図である。
【図２５】第８の実施形態の変形例を示す図である。
【図２６】第８の実施形態の変形例を示す図である。
【図２７】第８の実施形態の変形例を示す図である。
【図２８】第８の実施形態の変形例を示す図である。
【図２９】第８の実施形態の変形例を示す図である。
【図３０】第８の実施形態の変形例を示す図である。
【図３１】第８の実施形態の変形例を示す図である。
【図３２】第８の実施形態の構成例を示す図である。
【図３３】第８の実施形態の構成例を示す図である。
【図３４】第１０の実施形態の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［第１の実施形態］
次に、本発明の実施形態について図１乃至図８を参照して詳細に説明する。
［構成の説明］
図１は、第１の実施形態の周波数選択板１００の構成を示す上面図である。また、図２は、第１の実施形態の周波数選択板１００の構成を示す正面図である。
【００１６】
図１、図２においては、説明のため、後述する誘電体基板１０１の板面の面内方向にＸ軸およびＹ軸を定義し、誘電体基板１０１の板面の垂直方向（法線方向）にＺ軸を定義する。また、他の図においても適宜、図中にＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を定義する。
【００１７】
図１および図２に示すように、周波数選択板１００は、誘電体基板１０１と、誘電体基板１０１を貫通して２次元状に略周期的に配置された複数の導体ビア１０２とを有する。そして、周波数選択板１００は、誘電体基板１０１の一面に配置され、図中Ｘ軸方向に隣接する２つの導体ビア１０２を電気的に接続する層状の導体パターン１０３を備える。更に周波数選択板１００は、誘電体基板１０１の導体パターン１０３が形成される面と反対の面に配置され、図中Ｙ軸方向に隣接する２つの導体ビア１０２を電気的に接続する層状の導体パターン１０４とを備えている。
【００１８】
導体パターン１０３、および導体パターン１０４は、図１に示す様に互いに垂直の位置に配置されるメアンダ（meander）形状をしている。
【００１９】
ここで、４つの導体ビア１０２を接続する２つの導体パターン１０３および２つの導体パターン１０４で構成された、誘電体基板１０１の両面にわたる導体ループ１０６を実線と点線で示す。
【００２０】
この導体ループ１０６が、周波数選択板１００が動作するための最小構成単位であり、以下、動作構成単位と称する。
【００２１】
なお、導体ビア１０２、導体パターン１０３、１０４（更に、以下の説明において導体と記載のあるもの）は、例えば、銅、銀、アルミ、ニッケルなどの金属や、その他の良導体材料により構成される。誘電体基板１０１は、例えば、ガラスエポキシ樹脂を用いたプリント基板であっても良い。或いは、誘電体基板１０１は、ＬＳＩ（Large-Scale Integration）等のインターポーザ（Interposer）基板であっても良いし、ＬＴＣＣ(Low Temperature Co-fired Ceramic)などのセラミック材料を用いたモジュール基板であっても良いし、シリコンなどの半導体基板であっても良い。
【００２２】
そして、周波数選択板１００は、プリント基板や、半導体基板などの通常の基板製作プロセスでの製作が可能である。
【００２３】
また、導体ビア１０２は、誘電体基板１０１にドリルで形成した貫通孔に、めっきをして形成される場合が一般的であるが、層間を電気的に接続できれば、どの様なものでもよい。例えば、レーザーで形成するレーザービアを用いても良いし、銅線などを用いても良い。
【００２４】
更に、誘電体基板１０１は、空気層（中空の層）であっても良い。また、誘電体基板１０１は、部分的な誘電体の支持部材のみから構成され、少なくとも一部が中空であってもよい。
【００２５】
また、導体パターン１０３、１０４は、板金や、誘電体基板に貼り合わされた銅箔で形成される場合が一般的であるが、導電性であれば他の素材で形成されてもよい。
［動作の説明］
次に本実施形態の動作の説明を、図１および図２を参照して説明する。
【００２６】
図１において、４つの導体ビア１０２を接続する２つの導体パターン１０３および２つの導体パターン１０４で構成された、誘電体基板１０１の両面にわたる導体ループ１０６を実線と点線で示す。
【００２７】
周波数選択板１００にＺ軸方向に入射した電磁波の周波数と、導体ループ１０６の共振周波数が一致、若しくは近い周波数である場合は、導体ループ１０６が励振されて再放射が生じる。そのため、電磁波は、周波数選択板１００に入射すると周波数選択板１００の反対側へ透過する。また、周波数選択板１００に入射した電磁波の周波数が、導体ループ１０６の共振周波数と異なる場合には、導体ループ１０６が励振されないため、電磁波は周波数選択板１００によって反射される。
【００２８】
導体ループ１０６の共振周波数は、ループの周の電気的な長さと電磁波の波長とが略一致するときに共振するため、ループの形状を決めれば、ループの共振周波数が決定される。
【００２９】
そして、本実施形態の周波数選択板１００では、導体ループ１０６が図１、図２に示すように誘電体基板１０１の両面にわたる導体パターンによって形成されている。更に、周波数選択板１００は、導体パターン１０３、および１０４の誘電体基板の片面への正射影が一部で重なるように配置している。この正射影の一部が重なる配置は、片面で導体パターンを形成した場合には実現できない。この様に導体パターンを誘電体基板の両面に形成して、更に、２つの導体パターンの誘電体基板の片面への正射影が一部で重なるように形成することで、導体ループ１０６の外周は動作周波数帯域の電磁波の１波長の長さより短くなる。その結果、動作構成単位の小型化が実現される。
【００３０】
尚、導体ループ１０６が誘電体基板１０１の片面に形成され、導体ループを形成する導体パターンがメアンダ形状であっても、導体ループ１０６の外周は動作周波数帯域の電磁波の１波長の長さより短くなる。この様に、導体ループ１０６が誘電体基板１０１の片面に形成され、導体ループを形成する導体パターンがメアンダ形状であっても、動作構成単位の小型化は実現される。また、導体パターンがメアンダ形状でなく、メアンダ以外の蛇行する様な形状であっても、動作構成単位の小型化は実現される。
【００３１】
以上の様に、導体パターンの形成面の両面化、２つの導体パターンの誘電体基板の片面への正射影が一部で重なること、およびメアンダ形状化が、それぞれ、或いは相互に作用して、電気長は維持されつつ、導体ループは小型化される。即ち、動作構成単位の物理的寸法は小型化される。この動作構成単位の小型化は、導体ループおよび導体パターンの物理的形状の工夫によってなされているので、動作構成単位の外周は動作周波数帯域の電磁波の波長に依存しにくい。
【００３２】
つまり、本実施形態の周波数選択板の動作構成単位は、前述した特許文献１の図１に示される周波数選択板の動作構成単位のように動作構成単位の外周寸法が動作周波数に対応する１波長の長さである必要は無い。従って、本実施形態の動作構成単位は、特許文献１の図１に示される動作構成単位より小型化が可能である。
【００３３】
以上述べたように、本実施形態の周波数選択板１００は、動作構成単位の小型化により、特許文献１に示される周波数選択板と比べて、より自由な形状、サイズで設計が可能である。
【００３４】
尚、本実施形態の周波数選択板１００は、複数の動作構成単位で構成されているが、周波数選択板の用途によっては、動作構成単位１個で周波数選択板１００を構成しても良い。
（第１の実施形態の変形例）
図３、図４、および図５に第１の実施形態の周波数選択板１００の変形例を示す。
【００３５】
図１において、導体パターン１０３および１０４は、メアンダ形状であったが、形状はこれに限定されない。導体パターン１０３および１０４は、隣接する２つの導体ビア１０２の端部間を電気的に接続していればよく、その上で動作構成単位の小型化のためには電気的な長さが実効的に長くなっていればよい。例えば、図３に示すように、導体パターンは渦巻き状であってもよい。
【００３６】
また、図２において、導体パターン１０３および１０４はそれぞれ誘電体基板１０１の表面の層に形成されていたが、図４に示すように導体パターン１０３および１０４は誘電体基板１０１の内部のそれぞれ異なる層に形成されていてもよい。この場合、導体パターン１０３および１０４が誘電体基板１０１の表面に形成される場合と比べて、導体パターン１０３および１０４の周囲の実効的な比誘電率が高くなる。そのため、導体パターン１０３および１０４の実効的な電気的長さは、導体パターン１０３および１０４が誘電体基板１０１の表面に形成される場合より長くなるので、動作構成単位は小型化できる。
【００３７】
また、図１において、導体パターン１０３と導体パターン１０４とは、同等の電気的長さを持つメアンダ形状であったが、図５に示すように、導体パターン１０３と導体パターン１０４の電気的長さが異なっていてもよい。このように導体パターン１０３と導体パターン１０４の電気的長さが異なる場合、周波数選択板１００に入射する電磁波の透過および反射特性が、偏波によって異なる性質を持つこととなる。図５に示す周波数選択板１００の場合、導体パターン１０３の方が導体パターン１０４より電気長が長いので、Ｘ軸方向に電場ベクトルを持つ入射電磁波の透過周波数は、Ｙ軸方向に電場ベクトルを持つ入射電磁波の透過周波数より低い。
【００３８】
更に、図１において、導体ビア１０２は２次元正方アレイ（array;配列）状に周期的に配置されていたが、所望の特性を満たす範囲内で、どのように２次元状に配置されていてもよい。例えば図６に示すように、平行四辺形アレイ状に配置されていてもよい。
【００３９】
また、図７、図８に示すように、導体ビア１０２は２次元的に三角配置で周期的に配置されていてもよい。そして、Ｘ軸とＹ軸を含む平面内の３方向に隣接する導体ビア間をそれぞれ導体パターン１０３、１０４、１０５で電気的に接続してもよい。ここで、導体パターン１０５が新たに加わっているが、図８に示すように、誘電体基板１０１の中間層に導体パターン１０５を配置してもよい。
［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態について図１０、図１１、および図１２を参照して説明する。尚、上述した第１の実施形態と同様の構成要素については、同じ符号を付して説明を適宜省略する。
［構成の説明］
図１０は、第２の実施形態の周波数選択板１００の構成を示す上面図である。また、図１１は、第２の実施形態の周波数選択板１００の構成を示す正面図である。
【００４０】
図１０、および図１１に示す周波数選択板１００は、導体パターン１０３から分岐してＹ軸の正方向と負方向のそれぞれに延伸された分岐導体パターン２０１を備える。そして、周波数選択板１００は導体パターン１０４から分岐し、Ｘ軸の正方向と負方向のそれぞれに延伸された分岐導体パターン２０２を備える。
【００４１】
また、周波数選択板１００は、Ｙ軸方向に空隙を挟んで隣接する２つの上記分岐導体パターン２０１の端部間に接続されたキャパシタ２０３を備える。また、周波数選択板１００は、Ｘ軸方向に空隙を挟んで隣接する２つの上記分岐導体パターン２０２端部間に接続されたキャパシタ２０４を備える。他の構成要素は、第１の実施形態の構成要素と同様である。
［動作の説明］
次に、本実施形態の動作の説明を、図１０、および図１１を参照して説明する。
【００４２】
第１の実施形態の動作の説明で述べた様に、周波数選択板１００の動作周波数は、隣接する４つの導体ビア１０２、２つの導体パターン１０３及び２つの導体パターン１０４で構成された、導体ループ１０６の電気的長さで決まる共振周波数に依存する。本実施形態の周波数選択板１００は、分岐導体パターン２０１、分岐導体パターン２０２、キャパシタ２０３、およびキャパシタ２０４を更に備える。そして、キャパシタ２０３およびキャパシタ２０４のキャパシタンスにより、導体ループ１０６の電気的な長さは実効的に長くなるので、導体ループ１０６の物理的寸法は小型化することが出来る。
【００４３】
この様に、本実施形態の周波数選択板１００は、第１の実施形態に示した周波数選択板１００と比べて動作構成単位を小型化できるので、第１の実施形態より自由な形状、サイズで周波数選択板を実現することが可能である。
【００４４】
また、第１の実施形態の周波数選択板１００では、動作周波数の調整は導体パターンの形状を変更する必要があった。しかし、本実施形態の周波数選択板１００は、キャパシタ２０３、およびキャパシタ２０４のキャパシタンスの値の変更で周波数選択板１００の動作周波数を調整可能である。従って、本実施形態の周波数選択板１００は、第１の実施形態に示す周波数選択板１００より容易に動作周波数の調整が可能である。
（第２の実施形態の変形例）
図１２に第２の実施形態の変形例の構成を示す。
【００４５】
図１２に示す周波数選択板１００は、キャパシタ２０３、およびキャパシタ２０４を備えない。その代わりに、Ｙ軸方向に隣接する分岐導体パターン２０１の端部間、及びＸ軸方向に隣接する分岐導体パターン２０２端部間のキャパシタンスが、それぞれ分岐導体パターン２０１及び２０２の端部形状により決定されている。この場合、キャパシタ程のキャパシタンス調整の自由度はないものの、図１０、および図１１に示す周波数選択板１００とは異なり、キャパシタを用いずにキャパシタンス要素を実現して動作構成単位の小型化が可能となる。
【００４６】
また、図１２に示すように、隣接する２つの分岐導体パターン２０１と、隣接する２つの分岐導体パターン２０２とは、隣接する各端部の形状を広げるなどして、Ｚ軸方向から見て重なり合う部分（図１２の重なり部分２０５）を持つように設計することができる。このように、隣接する２つの分岐導体パターン２０１に対して、誘電体基板１０１を挟んで対向する分岐導体パターン２０２を配置することで、２つの分岐導体パターン２０１の間のキャパシタンスを増加することが可能となる。同様に隣接する２つの分岐導体パターン２０２に対して、誘電体基板１０１を挟んで対向する分岐導体パターン２０１を配置することで、２つの分岐導体パターン２０２の間のキャパシタンスを増加することが可能となる。
【００４７】
尚、図１０、図１１、および図１２に示す周波数選択板１００は、分岐導体パターン２０１及びキャパシタ２０３によりＹ軸方向に、分岐導体パターン２０２及びキャパシタ２０４によってＸ軸方向に、それぞれキャパシタンスが付与されている。しかし、当然ながら、Ｘ軸方向Ｙ軸方向のどちらか一方向にのみキャパシタンスが付与されていてもよい。この場合、第１の実施形態に係る図５の周波数選択板１００等と同様に、周波数選択板１００に入射する電磁波の偏波によって動作周波数が変化する。
【００４８】
また、図１０、図１１、図１２においては、上記キャパシタンスは、Ｚ軸方向から見て、隣接する４つの導体ビア１０２の中央部分に配置されているが、キャパシタンスを配置する位置は、これに限定されない。
［第３の実施形態］
次に、第３の実施形態について、図１３、図１４を参照しながら詳細に説明する。尚、上述した第１の実施形態と同様の構成要素については、同じ符号を付して説明を適宜省略する。
［構成の説明］
図１３は、第３の実施形態の周波数選択板１００の構成を示す上面図である。また、図１４は、第３の実施形態の周波数選択板１００の構成を示す正面方向から見た断面図である。
【００４９】
図１３、および図１４に示す周波数選択板１００は、第１の実施形態の２つの導体パターン１０３に代わり、導体パターン３０１と導体パターン３０２を備える。そして、導体パターン３０１は誘電体基板１０１のＺ軸正方向最上層に配置され、導体パターン３０２は誘電体基板１０１のＺ軸正方向から導体パターン３０１を１番目の導体層とすると、２番目の導体層に配置されている。そして、導体パターン３０１と導体パターン３０２は、第１の実施形態において導体パターン１０３の配置されていた位置に、Ｙ軸方向に１つおきに交互に配置されている。
【００５０】
また、第１の実施形態の２つの導体パターン１０４に代わり、導体パターン３０４と導体パターン３０３を備える。そして、導体パターン３０４は誘電体基板１０１のＺ軸正方向最下層に配置され、導体パターン３０３は誘電体基板１０１のＺ軸正方向から導体パターン３０１を１番目の導体層とすると３番目の導体層に配置されている。そして、導体パターン３０４と導体パターン３０３は、第１の実施形態において導体パターン１０４の配置されていた位置に、Ｘ軸方向に１つおきに交互に配置される。
【００５１】
その他の構成要素は、第１の実施形態の構成要素と同様である。
［動作の説明］
次に、本実施形態の動作の説明を、図１３、および図１４を参照して説明する。
【００５２】
第１の実施形態において述べた通り、周波数選択板１００の動作周波数は、導体ループ１０６の電気的長さで決まる共振周波数に依存する。しかし、図１３、図１４における周波数選択板１００においては、動作周波数を決める導体ループの電気的長さは、導体パターン３０１乃至３０４の形状により決まる。
【００５３】
このとき、導体ループ１０６内でＹ軸方向に隣接する導体パターン３０１および３０２は、第１の実施形態で示した図１の周波数選択板１００における２つの導体パターン１０３とは異なる。即ち、導体パターン３０１および３０２は、誘電体基板１０１の中の同一の層にないため、図１３に示すようにＺ軸方向から見て一部が重なり合うようにメアンダ形状をとることができる。同様に、導体パターン３０３と３０４もＺ軸方向から見て一部が重なり合うようにメアンダ形状をとることができる。
【００５４】
この様に、図１３、図１４中の周波数選択板１００における導体ループ１０６は、誘電体基板１０１の４層分の面積を使ってより長くメアンダ形状によるループを作ることが可能となる。そのため、第１の実施形態の様に２層の導体層で導体パターンを形成する場合と比べて、本実施形態の様に４層の導体層で導体パターンを形成した方が、導体ループ１０６の共振周波数を低周波化できる。つまり、２層より４層の導体層で導体パターンを形成することにより、電気長は維持されつつ動作構成単位の物理的寸法は小型化することが可能である。
【００５５】
その結果、第１の実施形態に示す周波数選択板と比べて、周波数選択板１００の動作構成単位を小型化できるので、第１の実施形態に示す周波数選択板より自由な形状、サイズで設計可能な周波数選択板を実現することが可能である。
【００５６】
尚、導体パターン３０１および３０２は、当然ながらメアンダ形状には限定されない。
【００５７】
また、図１３および図１４のように４層の導体層で導体パターンを形成するのではなく、更に誘電体基板１０１を多層化することも可能である。この場合、第１の実施形態の導体パターン１０３の代わりに異なる３層以上の導体パターン、および導体パターン１０４の代わりに異なる３層以上の導体パターンを形成して、これらが順に並ぶように形成してもよい。
【００５８】
このようにすると、各導体パターンが、Ｚ軸方向から見て隣接する導体パターンを超えて、更に広い範囲でメアンダ形状を持つことができるようになる。そのため、図１３および図１４の周波数選択板１００の動作構成単位より、更に動作構成単位サイズの小型化が可能となる。ただし、誘電体基板１０１の層数が増加すると、コストは高くなる。
［第４の実施形態］
次に、第４の実施形態について図１５、図１６、および図１７を参照して説明する。尚、上述した第１の実施形態と同様の構成要素については、同じ符号を付して説明を適宜省略する。
［構成の説明］
図１５は、第４の実施形態の周波数選択板１００の構成を示す上面図である。また、図１６は、第４の実施形態の周波数選択板１００の構成を示す正面方向から見た断面図である。
【００５９】
図１５、および図１６に示す様に、周波数選択板１００は、誘電体基板１０１を貫通し、導体ビア１０２近傍に配置された導体ビア４０１、導体ビア４０２を備える。
【００６０】
そして、周波数選択板１００は、誘電体基板１０１のＺ軸正方向最上層に配置される導体パターン４０３を備える。この導体パターン４０３は、導体ビア１０２と、導体ビア１０２のＸ軸正方向に隣接する他の導体ビア１０２の近傍に配置された導体ビア４０２とを電気的に接続する。
【００６１】
また、周波数選択板１００は、誘電体基板１０１の内層に導体パターン４０４を備える。この導体パターン４０４は、導体ビア４０２と、導体ビア４０２の近傍に配置された導体ビア１０２のＸ軸負方向に隣接する他の導体ビア１０２の近傍の導体ビア４０１とを電気的に接続する。
【００６２】
更に、周波数選択板１００は、誘電体基板１０１のＺ軸正方向最上層に配置される導体パターン４０５を備える。この導体パターン４０５は、導体ビア４０１と、導体ビア４０１の近傍に配置された導体ビア１０２のＸ軸正方向に隣接する他の導体ビア１０２とを電気的に接続する。
【００６３】
そして、導体パターン４０３乃至４０５は、第１の実施形態に示される導体パターン１０３に代えて、２層を用いてＸ軸方向に隣接する導体ビア１０２間を１．５往復して接続している。
【００６４】
尚、図１５、および図１６において、導体パターン１０４は、第１の実施形態の変形例で示した図５の導体パターン１０４と同様の形状で、誘電体基板１０１のＺ軸負方向の表面に形成される。
［動作の説明］
次に、本実施形態の動作を図１５乃至図１７を参照して説明する。
【００６５】
本実施形態に示される周波数選択板１００は、第１の実施形態に示される導体パターン１０３に代えて、２層を用いてＸ軸方向に隣接する導体ビア１０２間を１．５往復して接続している。そのため、第１の実施形態の導体ループ１０６の長さと比べて、本実施形態の導体ビア４０１乃至４０２、および導体パターン４０３乃至４０５によって形成される導体ループ１０６の長さは長い。
【００６６】
従って、本実施形態の導体ループ１０６は、第１の実施形態の導体ループ１０６の物理的な外周寸法が同じであっても、本実施形態の導体ループ１０６の全長は長い。従って、本実施形態の動作構成単位は、第１の実施形態の動作構成単位と比べて、同じ電気長を維持しつつ物理的寸法を小型化できる。
【００６７】
その結果、本実施形態の周波数選択板１００は、第１の実施形態に示す周波数選択板より自由な形状、サイズで設計可能な周波数選択板を実現することが可能である。
【００６８】
なお、本実施形態の構成では、簡単のため図１に示される導体パターン１０３に対応する導体パターン４０３、４０４、および４０５について、２層の導体層を用いて導体ビア１０２間を１．５往復することで、電気的長さを長くした。しかし、図１７に示す様に、周波数選択板１００は、２層を使用してＹ軸方向に隣接する導体ビア１０２間を１．５往復して電気的に接続する、導体ビア４０６乃至４０７、導体パターン４０８乃至４１０を備えていてもよい。
【００６９】
また、図１７の構成では、導体ビア４０１乃至４０２、導体ビア４０６乃至４０７として貫通ビアを用いたが、誘電体基板１０１の所望の層間に、Ｚ軸方向の層間ビアを用いてもよい。
【００７０】
尚、図１７の導体パターン４０３乃至４０５、導体パターン４０８乃至４１０の形状はメアンダ形状に限定されず、また層の順番も上記に限定されない。
【００７１】
更に、図１７において、導体ビア４０１乃至４０２、導体ビア４０６乃至４０７以外の導体ビアを各導体ビア１０２近傍に備え、導体パターン４０３乃至４０５、導体パターン４０８乃至４１０以外の導体パターンを誘電体基板１０１の更に異なる層に備えても良い。そして、これらの導体ビアと導体パターンを用いて、隣接する導体ビア１０２の間を、１．５往復より更に多く往復した上で電気的に接続していても良い。
［第５の実施形態］
次に、第５の実施形態について図１８及び図１９を参照して詳細に説明する。
【００７２】
図１８は、本実施形態の無線通信装置５００の構成例を示す正面図である。
【００７３】
本実施形態の無線通信装置５００は、図示せぬ無線通信回路と接続され、少なくとも第１の動作周波数ｆ１と第２の動作周波数ｆ２の無線信号を空間に放射することができるマルチバンドアンテナ５１０を備える。そして、無線通信装置５００は、マルチバンドアンテナ５１０と間隔をあけて配置された第１の実施形態で示した周波数選択板１００を備える。更に無線通信装置５００は、周波数選択板１００に対してマルチバンドアンテナ５１０と反対側に周波数選択板１００と対向するように配置された導体反射板５２０とを備える。
【００７４】
そして、周波数選択板１００は、第１の動作周波数ｆ１の電磁波を透過し、第２の動作周波数ｆ２の電磁波を反射するように調整されている。
【００７５】
このような構成とすることで、無線通信装置５００は、第１の動作周波数ｆ１では導体反射板５２０を反射板とする指向性アンテナとして動作し、第２の動作周波数ｆ２では周波数選択板１００を反射板とする指向性アンテナとして動作する。
【００７６】
そして、以下の様にマルチバンドアンテナ５１０、導体反射板５２０、周波数選択面を配置すると、ｆ１、ｆ２のいずれの周波数においても、アンテナから放射する電磁波と、反射板で反射した電磁波とが強め合う条件を満たすことができる。
【００７７】
即ち、マルチバンドアンテナ５１０と導体反射板５２０との距離は、第１の動作周波数ｆ１における自由空間波長の約１／４となるように配置される。また、マルチバンドアンテナ５１０と周波数選択板１００との距離が、第２の動作周波数ｆ２における自由空間波長の約１／４となるように配置される。
【００７８】
以上説明した様に、本実施形態に係る無線通信装置５００は、反射板による指向性と、複数の周波数での良好な放射特性を両立させることが可能となる。
【００７９】
尚、本実施形態では、マルチバンドアンテナ５１０が一つだけ設けられた構成を例に説明したが、図１９に示すように、マルチバンドアンテナ５１０を複数配列してアンテナアレイ５０１を構成しても良い。
【００８０】
更に、本実施形態では、マルチバンドアンテナ５１０が２つの周波数で動作する場合を例に説明したが、３つ以上の動作周波数を持つような構成とすることもできる。それには、マルチバンドアンテナ５１０と導体反射板５２０の間に、更に周波数選択板を追加して配置することで実現可能である。
【００８１】
また、本実施形態では、周波数選択板として、第１の実施形態に示した周波数選択板１００を用いた場合を示したが、他の実施形態に示される周波数選択板を用いる構成としても良い。
［第６の実施形態］
次に、第６の実施形態について図２０を参照して詳細に説明する。
［構成の説明］
図２０は、第６の実施形態の無線通信装置６００の構成例を示す正面方向から見た断面図である。
【００８２】
無線通信装置６００は、複数の第１アンテナ素子６０１と、複数の第２アンテナ素子６０２と、導体反射板６０３と、周波数選択板１００とを備える。第１アンテナ素子６０１には給電線６０５が接続され、第２アンテナ素子６０２には給電線６０６が接続されている。また、周波数選択板１００は、複数の開口６０７を備える。
【００８３】
無線通信装置６００は、複数の周波数帯域に対応する電磁波を送受信する。無線通信装置６００は、導体反射板６０３、複数の第１アンテナ素子６０１、周波数選択板１００、複数の第２アンテナ素子６０２を、この順に積層して構成される。即ち、複数の第１アンテナ素子６０１と複数の第２アンテナ素子６０２とは、導体反射板６０３からの高さが異なる位置に配置される。ここで、第１アンテナ素子６０１の動作周波数ｆ１は、第２アンテナ素子６０２の動作周波数ｆ２よりも低く設定される（ｆ１＜ｆ２）。
［動作の説明］
以下、第６の実施形態の動作について、図２０を参照して説明する。
【００８４】
第１アンテナ素子６０１は、動作周波数ｆ１を共振周波数とする特性を有して、周波数ｆ１の電磁波を送受信する。第１アンテナ素子６０１は、給電線６０５より給電される。第１アンテナ素子６０１は、導体反射板６０３からの高さがＴ１の位置に配置される。つまり、第１アンテナ素子６０１の高さはＴ１で示される。導体反射板６０３は短絡面であることから、高さＴ１は、(λ１)／４程度であることが望ましい。ここで、波長λ１は、周波数ｆ１の電磁波が物質中（空気、真空を含む）を進行する場合の波長を示す。
【００８５】
本実施形態では、複数の第１アンテナ素子６０１は、同一平面上に配置されるものとするが、全てが同一平面上になくてもよい。また、第１アンテナ素子６０１は、１つであってもよい。複数の第１アンテナ素子６０１は、動作周波数ｆ１に依存する一定の間隔Ｄ１で正方形状格子状に周期配列されているが、配列の形状はこれに限定されない。例えば、長方形、三角形等の他の形状を単位格子とする格子状に配列されてもよいし、同心円状、１列アレイ、２列アレイ、または、アレイ以外の形状であってもよい。
【００８６】
周波数選択板１００は、第５の実施形態における周波数選択板１００と同様に、周波数ｆ１を含む第１周波数帯の電磁波を透過し、第１周波数帯外の周波数帯であり、周波数ｆ２を含む第２周波数帯の電磁波を反射するように設計される。周波数選択板１００は、第１アンテナ素子６０１を介して、少なくとも一部が導体反射板６０３と対向して配置される。周波数選択板１００は、後述する第２アンテナ素子６０２にとって導体反射板として動作する。
【００８７】
更に、周波数選択板１００は、後述する複数の第２アンテナ素子６０２の給電線６０６を通過させるために、複数の開口６０７を備える。この様に構成することで、給電線６０６は周波数選択板１００に対してほぼ垂直に配線される。そのため、給電線６０６の配線は、周波数選択板１００と平行な面に形成されないので、周波数選択板１００は給電線６０６の影響を殆ど受けない。従って本実施形態の周波数選択板１００は、給電線６０６によって、周波数選択板としての性能が低下することがない。
【００８８】
また、周波数選択板１００が開口６０７を備えたことで、給電線６０６の配線は周波数選択板１００と平行な面に形成されないので、第２アンテナ素子６０２の性能は給電線６０６の影響を殆ど受けない。従って本実施形態の第２アンテナ素子６０２は、給電線６０６によって、アンテナ素子としての性能が低下することがない。
【００８９】
開口６０７は、例えば周波数選択板１００を構成する複数の導体ループ１０６のうちの一部を取り除いて構成される。しかし、開口６０７の構成はこれに限定されない。開口６０７は、可能な限り小さいことが望ましいが、その直径が(λ2)／２以下であれば、周波数選択板１００の性能がほとんど変化しないことを発明者らは見出した。ここで、波長λ2は、周波数ｆ２の電磁波が物質中（空気、真空を含む）を進行する場合の波長を示す。そして、開口６０７の直径が(λ2)／２以下であれば、開口６０７はどのような形状でもよい。例えば、開口６０７は、給電線６０６を差し込むことが可能な大きさのスロット（slot）形状でもよいし、他の形状でもよい。
【００９０】
本実施形態では、開口６０７は複数備えられるものとした。しかし、第２アンテナ素子６０２が１つである場合、開口６０７は１つでよい。また、給電線６０６が周波数選択板１００の性能に及ぼす影響を考慮しない場合、または、給電線６０６が周波数選択板１００へ影響を及ぼさないように配線可能である場合、開口６０７は備えられなくてもよい。
【００９１】
また本実施の形態では、周波数選択板１００は、第１アンテナ素子６０１および第２アンテナ素子６０２が対応する偏波方向においてのみ、上述の機能を有する構造としてもよい。
【００９２】
次に、第２アンテナ素子６０２は、周波数ｆ１よりも高い周波数である動作周波数ｆ２を共振周波数とする特性を有して、周波数ｆ２の電磁波を送受信する。第２アンテナ素子６０２は、給電線６０６より給電され、周波数選択板１００の第１アンテナ素子６０１と対向する面と反対側の面からの距離がＴ２の位置に配置される。また、第２アンテナ素子６０２の高さ（導体反射板６０３からの距離）はＴ３で示される。ここで、周波数選択板１００は、第２アンテナ素子６０２にとって導体反射板とみなせる。導体反射板は短絡面であることから、周波数選択板１００から第２アンテナ素子６０２までの距離Ｔ２は、(λ2)／４程度であることが望ましい。
【００９３】
本実施形態では、第２アンテナ素子６０２は、同一平面上に複数配置されるものとするが、全てが同一平面上になくてもよい。また、第２アンテナ素子６０２は、１つであってもよい。更に、複数の第２アンテナ素子６０２は、動作周波数ｆ２に依存する一定の間隔Ｄ２で正方形格子状に周期配列されているが、配列の形状はこれに限定されない。例えば、長方形、三角形等の他の形状を単位格子とする格子状に配列されてもよいし、同心円状、１列アレイ、２列アレイ、または、アレイ以外の形状であってもよい。
【００９４】
或いは、本実施形態において、複数の第１アンテナ素子６０１および複数の第２アンテナ素子６０２は、それぞれ間隔をあけて独立に配置されるものとしたが、これらの構成は上記に限定されない。例えば、複数の第１アンテナ素子６０１が同一の誘電体層内に配置され、複数の第２アンテナ素子６０２が別の誘電体層内に配置されてもよい。
【００９５】
次に、複数の第１アンテナ素子６０１および複数の第２アンテナ素子６０２は、それぞれの動作周波数ｆ１、ｆ２に依存する一定の間隔Ｄ１、Ｄ２で配列されるものとした（即ち、Ｄ１≠Ｄ２）。この場合、無線通信装置６００は、間隔Ｄ１と間隔Ｄ２それぞれのアンテナアレイによって、ｆ１とｆ２の各々の周波数でビームフォーミング（beam forming）を行うことができる。このとき、サイドローブ（side lobe）低減等の目的から、間隔Ｄ１、Ｄ２はそれぞれ(λ１)／２、(λ２)／２程度が望ましい。このように配置した場合、第１アンテナ素子６０１と第２アンテナ素子６０２とが導体反射板６０３の面方向に近付くことはほぼ必至である。
【００９６】
ここで通常、それぞれが異なる周波数に対応した第１アンテナ素子６０１および第２アンテナ素子６０２は、互いに近付けて配置されると互いの性能に影響を及ぼし合う。その結果、各アンテナ素子の性能が劣化する。
【００９７】
しかし、本実施形態の無線通信装置６００は、第１アンテナ素子６０１の配列と第２アンテナ素子６０２の配列の間に、導体反射板６０３の面と平行に周波数選択板１００が配置されている。つまり、無線通信装置６００は、導体反射板６０３から第１アンテナ素子６０１までの高さＴ１と、導体反射板６０３から第２アンテナ素子６０２までの距離Ｔ３）とが異なる積層構造となっている（本実施形態ではＴ１＜Ｔ３である）。周波数選択板１００は、周波数ｆ１の電磁波を透過させ、周波数ｆ２の電磁波を反射するので、無線通信装置６００は、第１アンテナ素子６０１が第２アンテナ素子６０２へ及ぼす影響を低減することができる。
【００９８】
ここで、周波数選択板１００を使用せずに、導体反射板６０３に第１アンテナ素子６０１と第２アンテナ素子６０２を配置した場合を想定する。この場合、導体反射板６０３から第１アンテナ素子６０１までの高さは、前述の様に(λ１)／２が望ましい。また、導体反射板６０３から第２アンテナ素子６０２までの高さは、前述の様に(λ２)／２が望ましい。ここで、λ１＞λ２なので、導体反射板６０３から第２アンテナ素子６０２の高さは、導体反射板６０３から第１アンテナ素子６０１の高さより低い。
【００９９】
第１アンテナ素子と第２アンテナ素子は、空間結合により互いのアンテナ特性に悪影響を及ぼす。そして、形状が小さい第２アンテナ素子より上部に形状が大きい第１アンテナ素子が配置されると、形状が小さい第２アンテナ素子の放射を遮る金属体である第１アンテナ素子が大きいので、特に第２アンテナ素子の放射特性劣化が大きい。
【０１００】
しかし、本実施形態の様に、周波数選択板１００を使用することで、第１アンテナ素子の下方向への放射は導体反射板６０３で反射し、第２アンテナ素子の下方向への放射は周波数選択板１００で反射することが可能となる。従って、形状が大きい第１アンテナ素子より上部に形状が小さい第２アンテナ素子が配置することが可能となった。そして、形状の大きい第１アンテナ素子の上部への放射を遮る金属体である第２アンテナ素子は小さいので、第１アンテナ素子の放射特性劣化は少ない。
【０１０１】
この様に、本実施形態の無線通信装置６００は、上述の様にマルチバンドアンテナのアンテナ素子間に周波数選択板を配置することで、各アンテナ素子は、アンテナ素子同士を近づけて配置する前の特性に対する劣化を少なく出来る。
【０１０２】
尚、本実施形態では、周波数選択板として第１の実施形態に示した周波数選択板１００を用いた例を示したが、他の実施形態に示した周波数選択板を用いても良い。
［第７の実施形態］
次に、第７の実施形態について図２１および図２２を参照して詳細に説明する。
［構成の説明］
図２１は、第７の実施形態のレーダ装置の構成例を示す側面図である。
【０１０３】
レーダ装置７００は、探知対象物に向けてレーダ波を送信するアンテナアレイ７１０と導体反射板７２０を備える。そして、レーダ装置７００は、アンテナアレイ７１０と探知対象物との間に、導体反射板７２０に対して一定の角度を持って配置された周波数選択板１００を更に備える。
【０１０４】
周波数選択板１００は、アンテナアレイ７１０が放射する送信レーダ波の周波数ｆ１の電磁波を透過し、他者が送信した到来レーダ波の周波数ｆ２の電磁波を反射するように調整されている。
【０１０５】
以上の構成によって、レーダ装置７００は、正面から到来する他者のレーダ波を正面以外の方向に反射させることを可能とし、正面方向に対するレーダ反射断面積を大きく低減したレーダ装置を実現することが可能となる。
【０１０６】
尚、ここでは、周波数選択板１００が平面形状の構成を例に説明したが、例えば図２２に示すように、２つの平面を組み合わせた形状や、円錐形状や角錐形状の構成としても良い。
【０１０７】
また、本実施形態では、周波数選択板として第１の実施形態に示した周波数選択板１００を用いた例を示したが、他の実施形態に示した周波数選択板を用いても良い。
［第８の実施形態］
次に、第８の実施形態について、図２３乃至図３３を参照して説明する。
【０１０８】
図２３は、本実施形態の無線通信装置８００の斜視図である。
【０１０９】
無線通信装置８００は、箱状の筐体部８０６と、筐体部８０６と一体に取り付けられた反射板８０１と、反射板８０１上に設けられた複数のアンテナ素子８０２からなるアレイアンテナとを備える。アレイアンテナは、複数のアンテナ素子８０２が配列された集合体を指す。そして、無線通信装置８００は、複数のアンテナ素子８０２からなるアレイアンテナを覆うレドーム８０３を更に備える。
【０１１０】
筐体部８０６の内部には無線通信回路８０７が内蔵されている。無線通信回路８０７は複数のアンテナ素子８０２からなるアレイアンテナに電気的に接続されている。これにより、無線通信回路８０７で生成された無線信号は複数のアンテナ素子８０２からなるアレイアンテナを介して電磁波として大気中に放射され、他の設備（例えば無線端末等）との間で送受される。
【０１１１】
また、無線通信回路８０７は例えばボールグリッドアレイ（Ball Grid Array；BGA）の半田ボールや、半田ボールの周囲に充填される熱伝導性アンダーフィル（underfill）のように、熱伝導性の高い部材で反射板８０１と接続されている。そのため、通信回路８０７が発生する熱の一部は、反射板８０１に伝導される。
【０１１２】
反射板８０１は、導電性を有する材料で形成された板状の部材である。反射板８０１の一方側の面は、電磁波を反射する反射面８０１ａである。反射板８０１は鉛直方向と平行に配置される。
【０１１３】
以下の説明では、図２３に示すように、反射板８０１と平行な平面内で鉛直方向と平行な軸をｙ軸、前記平面内でｙ軸と直交する方向をｘ軸と定義し、ｘ軸とｙ軸の両方に直交する軸をｚ軸と定義する。
【０１１４】
反射面８０１ａと平行な面には、複数のアンテナ素子８０２が互いに間隔を空けて配列されている。図２３に示すように、アンテナ素子８０２はパッチアンテナ（Patch Antenna）であり、アンテナ素子８０２のパッチの導体面は、反射面８０１ａと一定の間隔をあけた平行な面に形成される。そして、これら複数のアンテナ素子８０２は、ｘ軸とｙ軸に平行な面上に格子状に配列されている。
【０１１５】
この様に、アンテナ素子８０２を反射面８０１ａと平行な面上に複数配列することで、複数のアンテナ素子８０２からなるアレイアンテナが形成される。そして、アンテナ素子８０２ごとに、信号の位相や振幅を制御することで、特定の方向のビーム（beam）を形成することができる。
【０１１６】
ここで、無線通信装置８００の無線機について説明する。
【０１１７】
無線通信装置８００は、例えば図３２に示す様に、複数のアンテナ素子８０２と無線通信回路８０７を構成要素とする。
【０１１８】
以下、無線通信装置８００が電波を受信する場合について述べる。
【０１１９】
無線通信回路８０７は、それぞれのアンテナ素子に接続され処理部の指示により電気信号の位相を変化させる移相器と、移相器の出力端を電力合成して接続するＲＦ回路（以下ＲＦ；radio frequency）を備える。更に、ＲＦの出力はベースバンド回路（以下ＢＢ；base band）の入力端に接続される。無線通信装置８００は、アンテナ素子８０２ごとに移相器の位相を変化させることで、ビーム方向を制御することが可能である。
【０１２０】
以上は、無線通信装置８００が電波を受信する場合について説明したが、電波を送信する場合は、アンテナの可逆性により、上記の入力と出力の関係を逆にして、電力合成は電力分配と読み替えることが可能である。
【０１２１】
無線通信回路８０７は、通信方式によって種々の構成をとり得る。以下、無線通信装置８００が電波を受信する場合について説明するが、上述の様に電波を送信する構成にも利用可能である。
【０１２２】
図３３に示す無線通信装置８００は、アンテナ素子で受けた信号は、各素子に１個ずつ接続されたＲＦに入力され、各ＲＦの出力はＢＢに入力される。この様な構成は、アンテナ素子８０２毎に異なる無線信号を送受信する空間多重通信やデジタルビームフォーミング（Digital Beamforming）に利用される。
【０１２３】
尚、無線通信装置８００はＢＢを含まず、外部にＢＢを設けるなどとしても良い。
【０１２４】
上記の図３２および図３３のいずれの装置構成においても、無線通信回路８０７は回路の動作に伴って発熱するため、無線通信回路８０７やその他の図示せぬ回路の動作に悪影響を及ぼす可能性がある。
【０１２５】
そこで、無線通信回路の放熱について以下に説明する。
【０１２６】
図２３に示す様に、レドーム８０３は、反射板８０１の反射面８０１ａ側を覆う板状部材である。レドーム８０３はｙ軸方向から見て略Ｃ字型に折り曲げられている。レドーム８０３のｘ軸方向の両端は、筐体部８０６のｙ軸と平行な両端部にそれぞれ固定される。
【０１２７】
このようにレドーム８０３が筐体部８０６に固定されると、レドーム８０３と反射面８０１ａとの間には、通気流路８０３Ｆとなり得る空間が形成される。
【０１２８】
更に、通気流路８０３Ｆのｙ軸方向両側は、外部に対してそれぞれ開口している。これらの開口のうち、ｙ軸の負の方向に開く開口は吸気孔８０４であり、鉛直上方（ｙ軸正方向）に開く開口は排気孔８０５とされている。これらの吸気孔８０４、及び排気孔８０５を介して、上記の通気流路８０３Ｆは外部と流通する。
【０１２９】
なお、本実施形態におけるレドーム８０３は、上記アンテナ素子８０２から放射される信号を遮蔽しないように、誘電体材料か、少なくとも一部が周波数選択板１００で形成されることが望ましい。
【０１３０】
また、反射面８０１ａ上には、少なくとも一部が周波数選択板で構成された、ＦＳＳ放熱フィン８０８が、反射面８０１ａに対して略垂直で、通気流路８０３Ｆに沿った方向に設置されている。ＦＳＳ放熱フィン８０８は、例えば半田や金属クリップのように、熱伝導性の高い部材で反射板８０１と接続されていて、無線通信回路８０７で発生して反射板８０１を伝導する熱の一部がＦＳＳ放熱フィン８０８に伝導される。
【０１３１】
ＦＳＳ放熱フィン８０８に伝導された熱は、各ＦＳＳ放熱フィン８０８から空気に熱伝達されることによって、外部へと放熱される。そして、レドーム８０３内部に形成される通気流路８０３Ｆに外部の空気が導かれるので、各ＦＳＳ放熱フィン８０８からの放熱が促される。
【０１３２】
即ち、外気の空気は、吸気孔８０４から通気流路８０３Ｆに導かれた後、ＦＳＳ放熱フィン８０８の表面に触れることで熱を奪う。そして、ＦＳＳ放熱フィン８０８の熱を吸収した空気は、排気孔８０５からレドーム８０３の外部に放出される。
【０１３３】
特に、ＦＳＳ放熱フィン８０８の放熱によって昇温された空気には、密度の減少に伴って鉛直上方に向かう力が付加される。この力によって、通気流路８０３Ｆ内では鉛直下方から鉛直上方に向かう空気の自然対流が形成される。
【０１３４】
ここで、吸気孔８０４はレドーム８０３の内部の通気流路８０３Ｆの下部に形成され、排気孔８０５は通気流路８０３Ｆの上部に形成されている。
【０１３５】
この様に吸気孔８０４と排気孔８０５をレドーム８０３の上下に配置することで、吸気孔８０４から通気流路８０３Ｆ内に導かれた外部の空気は、その鉛直上方に形成された排気孔８０５に向かって円滑に流れる。同時に、吸気孔８０４からは新たな外部の空気が継続して供給される。
【０１３６】
即ち、吸気孔８０４から排気孔８０５に向かって連続的な自然対流が形成される（いわゆる煙突効果）。したがって、無線通信装置８００の連続的な運用に際して、無線通信回路８０７を効率的に冷却し続けることができる。
【０１３７】
更に、上述のように、ＦＳＳ放熱フィン８０８は板状に形成されるとともに、その厚さ方向両側の面をｘ軸方向両側に向けて配置されている。言い換えれば、通気流路８０３Ｆ中の空気の流れる方向から見て、ＦＳＳ放熱フィン８０８の投影面積は十分に小さくなっている。これにより、ＦＳＳ放熱フィン８０８が通気流路８０３Ｆ中の空気の流れを妨げにくくしている。
【０１３８】
また無線通信装置８００におけるＦＳＳ放熱フィン８０８は周波数選択板１００で構成されるため、繋がった金属でありながら特定帯域の電磁波を透過させることができる。従って、周波数選択板１００の透過帯域が、アンテナ素子８０２の動作帯域を含むように設計することでアンテナ素子８０２から放射される電磁波の伝播を妨げる不要な反射を抑制することができる。
【０１３９】
このため、アンテナ素子８０２の近傍にもＦＳＳ放熱フィン８０８を配置することが可能となり、アンテナアレイ１０２Ｒの面積を電波の放射だけでなく放熱にも活用することができる。
【０１４０】
またＦＳＳ放熱フィン８０８のｚ軸方向の寸法は、無線通信装置８００の外観上の厚み低減のために、一定の寸法以上に出来ない場合がある。本実施形態の周波数選択板１００は、動作構成単位の小型化により、自由な形状での設計が可能となることから、ＦＳＳ放熱フィン８０８を構成するのに適している。
【０１４１】
以上説明した様に、本実施形態の無線通信装置８００は、自由な形状やサイズで設計可能な周波数選択板を放熱フィンに使用することで、無線通信装置８００の外観上の厚みを低減することが出来る。
（第８の実施形態の変形例）
以上、第８の実施形態について説明したが、上記実施形態に限定されるものではなく、次のように拡張または変形可能である。
（第８の実施形態の変形例１）
第８の実施形態では、図２３に示す様に、無線通信回路８０７が反射板８０１の反射面８０１ａと反対側の面に配置された場合を例に説明したが、無線通信回路８０７は反射板８０１に熱を伝えることができればどのような配置であってもよい。
【０１４２】
例えば、熱伝導性の高い材料で無線通信回路８０７と反射板８０１とが接続されていれば、必ずしも無線通信回路８０７が反射板８０１に直接接続されていなくてもよい。また、無線通信回路８０７が反射板８０１の反射面８０１ａに配置されていてもよいし、他の構成であってもよい。
（第８の実施形態の変形例２）
また、図２３におけるレドーム８０３は、周波数選択板で構成されても良いことを上述した。そこで、レドーム８０３を構成する周波数選択板が、半田や金属クリップ、或いは金属ねじなど熱伝導性の高い部材で反射板８０１と接続されて、無線通信回路８０７で発生し反射板８０１を伝導する熱の一部が伝導されてもよい。このとき、レドーム８０３は、周波数選択板によりアンテナ素子８０２から放射される電磁波を透過させ、電磁波の伝播を妨げずにアンテナを機械的に保護することが可能である。
【０１４３】
更に、このレドーム８０３を構成する周波数選択板は、ＦＳＳ放熱フィン８０８と同様に繋がった金属であるため、無線通信回路８０７で発生した熱を伝え、空気に熱伝達させて外部へと放熱する。この様に、周波数選択板を用いたレドームは、誘電体材料でつくられるレドームと比べて、放熱性能を更に向上させることができる。
（第８の実施形態の変形例３）
また、図２３におけるレドーム８０３に、吸気孔８０４及び排気孔８０５とは異なる他の孔を形成してもよい。この様な構成とすることで、吸気孔８０４から排気孔８０５に向かう自然対流を妨げることなく、通気流路８０３Ｆ内に更に多くの空気を導くことができる。これにより、無線通信装置８００の冷却性能を更に向上させることができる。
（第８の実施形態の変形例４）
或いは、本実施形態では、図２３の様にレドーム８０３を備えた構成を例に説明したが、アンテナ素子８０２やＦＳＳ放熱フィン８０８を機械的に外部から保護する必要が無いような場合にはレドーム８０３を備えない構成であってもよい。例えば屋内であって、異物がぶつかる可能性のない場所に設置する場合には、レドーム８０３を備えなくても良い。
（第８の実施形態の変形例５）
更に、無線通信装置８００の配置される環境が許容する限りにおいて、図２３に示す無線通信装置８００の筐体部８０６の裏側（反射面８０１ａとは反対側の面）に、放熱器（ヒートシンク）を備えてもよい。このような構成によれば、無線通信装置８００の放熱性能を更に向上させることができる。
（第８の実施形態の変形例６）
また、無線通信装置８００の配置される環境に応じて、図２３に示す無線通信装置８００の排気孔８０５の上部に、排気孔を塞がない様に庇を備えてもよい。この様な構成とすることで、レドーム８０３の内部に雨や雪が入ることを防ぎ、無線通信装置８００の耐候性を向上させることができる。
（第８の実施形態の変形例７）
図２３に示す無線通信装置８００は、通気流路８０３Ｆの中で生じる空気の自然対流によってＦＳＳ放熱フィン８０８からの放熱を促す構成とした。しかしながら、自然対流によらず、通気流路８０３Ｆ中に強制対流を生じさせる構成を採ることも可能である。
【０１４４】
具体的には、吸気孔８０４にファンを設ける構成が考えられる。このファンは外部から供給される電力によって回転駆動されることで、外部から通気流路８０３Ｆ内に向けて空気を導入する。これにより、通気流路８０３Ｆ内では強制的な空気の対流が形成される。
【０１４５】
このような構成によれば、空気の自然対流のみによる放熱に比べて、更に効率的かつ良好な放熱効果を得ることができる。なお、ファンは通気流路８０３Ｆ内に強制的な空気の対流を形成することができれば他の場所に設けられてもよい。たとえば排気孔８０５にファンを設ける構成であっても同様の効果を得ることができる。
（第８の実施形態の変形例８）
更に、図２４に示すように、アンテナ素子８０２は、それぞれ板状であり、反射面８０１ａに対して略垂直な方向に設置されてもよい。図２４における複数のアンテナ素子８０２は、反射面８０１ａの法線方向（ｚ軸方向）から見て格子状に配列されている。更に、アンテナ素子８０２の厚さ方向両面はそれぞれｘ軸方向を向いている。ここで、アンテナ素子８０２は、例えば図２７に示すように、板状の誘電体基板８１０と、この誘電体基板８１０の表面に形成された略Ｌ字型の導体パターンであるアンテナパターン８１１ａ、及びアンテナパターン８１１ｂによって構成される。
【０１４６】
導体パターンは、例えば銅箔のように良好な電気伝導性と熱伝導性とを備える材料で形成されることが望ましい。誘電体基板８１０は、上記のようにその厚さ方向両面をｘ軸方向に向けて配置される。誘電体基板８１０は、例えばガラスエポキシ樹脂を用いたプリント基板や、ＬＴＣＣのようなセラミック基板によって形成される。
【０１４７】
更に、アンテナパターン８１１ａ、及びアンテナパターン８１１ｂは、給電点８１２を介して、筐体部８０６に内蔵された無線通信回路８０７に接続されている。そして、無線通信回路８０７で生成された無線信号を、アンテナパターン８１１ａ、及びアンテナパターン８１１ｂに給電することでこれを励振する。
【０１４８】
以上のように、個々のアンテナ素子８０２は、アンテナパターン８１１ａ、及びアンテナパターン８１１ｂをｘ軸方向に向けて配置されることから、上記のｙ軸方向（鉛直方向）に偏波された電磁波を送受可能なダイポールアンテナを形成する。
【０１４９】
そして、図２４に示す無線通信装置８００は、ＦＳＳ放熱フィン１０８に加えてアンテナ素子８０２も放熱フィンとして利用することができるため、より高い放熱性能を実現することができる。
（第８の実施形態の変形例９）
第８の実施形態の変形例８で示した、図２４のアンテナ素子８０２は、図２７に示される様な、誘電体基板８１０の片面にアンテナパターン８１１ａ、および８１１ｂが形成されたアンテナ素子を例に説明した。しかし、アンテナパターン８１１ａ、および８１１ｂの態様はこれに限定されず、例えば図２８に示すように、誘電体基板８１０の片面にアンテナパターン８１１ａを形成し、反対面にアンテナパターン８１１ｂを形成してもよい。
（第８の実施形態の変形例１０）
また、図２４ではｙ軸方向の１偏波アレイ構成を示したが、図２５に示すように互いに垂直な２偏波のアレイ構成を考えることもできる。図２５の無線通信装置８００は、反射面８０１ａに対して略垂直な方向に設置される、複数の第１アンテナ素子８０２ａを有する第１素子群Ｌ１を備える。更に、図２５の無線通信装置８００は、反射面８０１ａに対して略垂直な方向に設置される、複数の第２アンテナ素子８０２ｂを有する第２素子群Ｌ２を備える。
【０１５０】
第１素子群Ｌ１における第１アンテナ素子８０２ａは、反射面８０１ａ上におけるｙ軸とｚ軸を含む平面内で、ｙ軸方向（鉛直方向）に対して、おおむね４５°だけ傾斜する方向（第１方向）に複数配列されている。一方で、第２素子群Ｌ２における第２アンテナ素子８０２ｂは、上記の第１方向に対してｙ軸とｚ軸と含む平面内でおおむね垂直な方向（第２方向）に複数配列されている。
【０１５１】
そして、第１アンテナ素子８０２ａは、第１方向に間隔を空けて配列され、第２アンテナ素子８０２ｂは、第２方向に間隔を空けて配列されている。更に、上記の第１素子群Ｌ１が、反射面８０１ａ上で第２方向に間隔を空けて配列され、第２素子群Ｌ２が第１方向に間隔を空けて配列されている。
【０１５２】
複数の第１アンテナ素子８０２ａ、及び複数の第２アンテナ素子８０２ｂは、互いに同一の格子定数を有する正方格子状に配列されている。即ち、反射面８０１ａの法線方向（ｚ軸方向）から見て、互いに隣接する第１アンテナ素子８０２ａ同士の間の寸法はいずれもおおむね等しい。同様にして、互いに隣接する第２アンテナ素子８０２ｂ同士の間の寸法もいずれもおおむね等しい。
【０１５３】
それぞれの第１アンテナ素子８０２ａは、第２方向で互いに隣り合う一対の第２アンテナ素子８０２ｂ同士の間に配置されている。更に、反射板８０１（反射面８０１ａ）の法線方向から見て、隣接する一対の第２アンテナ素子８０２ｂ同士を結ぶ線は、第１アンテナ素子８０２ａの第１方向における中央を通るように構成されている。ここで、上記のように第２アンテナ素子８０２ｂも正方格子状に配列されることから、隣接する一対の第１アンテナ素子８０２ａ同士を結ぶ線も、第２アンテナ素子８０２ｂの第２方向における中央を通る。なお、上記の「中央」は、必ずしも厳密である必要はなく、実質的に第１アンテナ素子８０２ａ、または第２アンテナ素子８０２ｂを等分する線分を含む領域であればよい。
【０１５４】
上記のように第１素子群Ｌ１と第２素子群Ｌ２とは、互いに垂直な方向に配列されることから、それぞれの偏波も互いに垂直な状態となる。更に、第１素子群Ｌ１、及び第２素子群Ｌ２は、無線通信回路８０７によってそれぞれ別個に制御される。即ち、第１素子群Ｌ１、及び第２素子群Ｌ２には、異なる位相、電力の無線信号がそれぞれ給電される。これにより、互いに独立した第１素子群Ｌ１と、第２素子群Ｌ２とで構成されるアレイアンテナを形成する。即ち、アレイアンテナは、偏波ごとに異なるビームを形成することが可能な偏波共用アレイアンテナとして動作する。
【０１５５】
更に、第１素子群Ｌ１、及び第２素子群Ｌ２が上記のように配列されることで、第１アンテナ素子８０２ａ、及び第２アンテナ素子８０２ｂからの電磁波の放射の最大方向は互いに垂直である。そのため、第１アンテナ素子８０２ａと第２アンテナ素子８０２ｂとの電磁的な結合を抑制しつつ、互いを近接させて配置することができる。
【０１５６】
加えて、上記のような構成によれば、第１アンテナ素子８０２ａ、及び第２アンテナ素子８０２ｂによって形成される間隙が、ｙ軸に沿ってジグザグ状に蛇行した状態となる。これにより、通気流路８０３Ｆ中を自然対流によって流れる空気が、第１アンテナ素子８０２ａ、及び第２アンテナ素子８０２ｂに対して十分に接触するため、無線通信装置２００の放熱性能を更に高めることができる。
（第８の実施形態の変形例１１）
また例えば、図２６に示すように、第１アンテナ素子８０２ａ、第２アンテナ素子８０２ｂの端部と、ＦＳＳ放熱フィン８０８とが近接する部分に、切り欠き８０８ｖを設ける構成を考えることもできる。切り欠き８０８ｖを設けることによって、空気の流れにくい箇所が解消され、空気の流路が確保されるため、放熱性能を高めることができる。
（第８の実施形態の変形例１２）
また、図２４、図２５、図２６において、第１アンテナ素子８０２ａ、及び第２アンテナ素子８０２ｂがそれぞれ正方格子状に配列された例について説明した。しかし、第１アンテナ素子８０２ａ、及び第２アンテナ素子８０２ｂの少なくとも一方が長方形格子状に配列されていてもよい。
（第８の実施形態の変形例１３）
更に、図２４、図２５、図２６において、アンテナ素子８０２（第１アンテナ素子８０２ａ、第２アンテナ素子８０２ｂ）がそれぞれダイポールアンテナとして構成された例について説明した。しかしながら、アンテナ素子８０２の態様は上記に限定されず、図２９および図３０に示すように、いわゆるスプリットリング（Split-ring）共振器をアンテナ素子８０２として採用してもよい。
【０１５７】
具体的には、誘電体基板８１０の表面に略Ｔ字状の導体パターンが形成されている。この導体パターンのうち、反射板８０１（反射面８０１ａ）に近接する側の領域はおおむね矩形状をなすことで矩形導体部８２７と称する。一方で、反射面８０１ａから離間する側の領域は略Ｃ字状をなすことで環状導体部８２６と称する。
【０１５８】
環状導体部８２６には、その周方向の一部が切り欠かれたスプリット部８２４が形成されている。これにより、環状導体部８２６はインダクタとして内側の矩形領域８２９で磁界を形成し、スプリット部８２４はキャパシタとして一定の静電容量を確保する。上記の構成によりインダクタとキャパシタが直列に接続されたスプリットリング共振器が形成される。
【０１５９】
環状導体部８２６の周方向の他の一部には、給電ビア８２５を介して給電線８２３が接続されており、給電点８１２から伝送される無線信号を上記のスプリットリング共振器に入力するように構成される。
【０１６０】
このようなスプリットリング共振器としてのアンテナ素子８０２は、同じ動作周波数のダイポールアンテナに比べて寸法を小さくすることができる。例えば図２５の無線通信装置８００のアンテナ素子８０２としてスプリットリング共振器を用いた場合と、ダイポールアンテナを用いた場合を比べる。すると、アンテナ素子８０２としてスプリットリング共振器を用いた方が、ダイポールアンテナを用いた場合より、第１アンテナ素子８０２ａ、及び第２アンテナ素子８０２ｂによって形成される間隙をより広くとることができる。
【０１６１】
そのため、アンテナ素子８０２としてスプリットリング共振器を用いた方が、ダイポールアンテナを用いた場合より、通気流路８０３Ｆ中の空気流れを妨げないアレイ構成が可能となる。このような構成によって、無線通信回路８０７をより効率的に冷却することができる。
（第８の実施形態の変形例１４）
更に、図３１に示すように、図３０の略Ｔ字状の導体パターンを複数積層して、これら略Ｔ字状の導体パターン同士を導電性ビア８３５によって互いに接続するとともに、略Ｔ字状の導体パターン同士の間に給電線８２３を設けてもよい。このような構成によれば、互いに対向する矩形導体部８２７によって、給電線８２３に対するシールド性能を向上させることができる。即ち、給電線８２３に対する外部からのノイズを遮蔽することができる。
（第８の実施形態の変形例１５）
また、上記の図２４、図２５、図２６におけるアンテナ素子８０２は、第５実施形態における無線通信装置５００、第６実施形態における無線通信装置６００、第７実施形態におけるレーダ装置７００にも同様に適用することが可能である。
【０１６２】
尚、第８の実施形態および第８の実施形態の各変形例では、周波数選択板として第１の実施形態に示した周波数選択板を用いた場合を説明したが、他の実施形態に示した周波数選択板を用いる構成としても良い。
［第９の実施形態］
次に、第９の実施形態について、図９を参照して説明する。
【０１６３】
図９は、本実施形態の周波数選択板１１０の構成を示す上面図である。
【０１６４】
図１、２に示した第１の実施形態の周波数選択板１００の構成において、４つの導体ビア１０２、２つの導体パターン１０３及び２つの導体パターン１０４は電気的に接続され、導体ループを形成していた。この導体ループの一部が切り欠かれたような構造の周波数選択板を考えることができる。
【０１６５】
例えば、図９に示す周波数選択板１１０においては、導体ビア１０２を全て取り除き、各導体パターン１０３及び導体パターン１０４が電気的に離れて配置されている。この場合、周波数選択板１１０へ入射する電磁波は、導体パターン１０３の電気的共振周波数と、導体パターン１０４の電気的共振周波数において入射電磁波が反射する。そして、導体パターン１０３の電気的共振周波数と、導体パターン１０４の電気的共振周波数のそれぞれから離れた周波数において、周波数選択板１１０へ入射した電磁波が透過することとなる。
［第１０の実施形態］
次に、第１０の実施形態について、図３４を参照して説明する。
【０１６６】
図３４は本実施形態の構成例を示す図である。
【０１６７】
本実施形態の周波数選択板１０は、所定の周波数の電磁波を透過させ前記所定の周波数以外の電磁波を反射させる周波数選択板である、そして、前記周波数選択板１０は、導体閉ループを少なくとも１つ以上備える。この導体閉ループは、一の層に形成された導体パターン１１と、前記一の層１１と異なる少なくとも１つの層に形成される導体パターン１４とが接続部１２および接続部１３で電気的に接続されて構成される。
以上の様にして、本実施形態の周波数選択板１０は、動作構成単位の小型化と、動作構成単位の連続配置によって、特許文献１に示される様な周波数選択板と比べて、より自由な形状、サイズで設計が可能である。
【０１６８】
上記の実施形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
【０１６９】
（付記１）
所定の周波数の電磁波を透過させ前記所定の周波数以外の電磁波を反射させる周波数選択板において、
前記周波数選択板は、一の層に形成された導体パターンと、前記一の層と異なる少なくとも１つの層に形成される導体パターンとが接続部で電気的に接続されて構成される導体閉ループを少なくとも１つ以上備えることを特徴とする周波数選択板。
【０１７０】
（付記２）
前記導体パターンの内、少なくとも２つの導体パターンの前記一の層の形成される面への正射影は、前記接続部以外で少なくとも一部が重なり合うことを特徴とする、付記１に記載の周波数選択板。
【０１７１】
（付記３）
少なくとも１つの前記導体パターンの前記接続部の間の最短の長さは、前記接続部の間の最短距離より長いことを特徴とする、付記１または付記２に記載の周波数選択板。
【０１７２】
（付記４）
前記導体パターンのうち少なくとも１つはメアンダ形状であることを特徴とする付記１乃至付記３の何れかに記載の周波数選択板。
【０１７３】
（付記５）
前記一の層と、前記一の層と異なる層は、プリント回路基板の誘電体層を挟んで配置され、前記接続部は導体ビアであることを特徴とする、付記１乃至付記４の何れかに記載の周波数選択板。
【０１７４】
（付記６）
一の層に形成されたメアンダ形状の導体パターンを有する導体閉ループを少なくとも１つ以上備えることを特徴とする周波数選択板。
【０１７５】
（付記７）
複数の前記導体閉ループを備え、
前記導体閉ループの一部が他の前記導体閉ループと接続していることを特徴とする、付記１乃至付記６の何れかに記載の周波数選択板。
【０１７６】
（付記８）
前記導体閉ループの少なくとも１箇所に間隙を有し、前記間隙を挟む導体間にキャパシタンス要素を備えることを特徴とする付記１乃至付記７の何れかに記載の周波数選択板。
【０１７７】
（付記９）
所定の周波数の電磁波を透過させ前記所定の周波数以外の電磁波を反射させる周波数選択板において、
前記周波数選択板は、一の層に形成された導体パターンと、前記一の層と異なる少なくとも１つの層に形成される導体パターンと、前記導体パターンの端部どうしの間隙とで構成されるループを少なくとも１つ以上備えることを特徴とする周波数選択板。
【０１７８】
（付記１０）
前記導体パターンの内、少なくとも２つの導体パターンの前記一の層の形成される面への正射影は、少なくとも一部が重なり合うことを特徴とする、付記９に記載の周波数選択板。
【０１７９】
（付記１１）
少なくとも１つの前記導体パターンの端部間の前記少なくとも１つの前記導体パターン上の最短の長さは、前記少なくとも１つの前記導体パターンの端部間の最短距離より長いことを特徴とする、付記９または付記１０に記載の周波数選択板。
【０１８０】
（付記１２）
前記導体パターンのうち少なくとも１つはメアンダ形状であることを特徴とする付記９乃至付記１１の何れかに記載の周波数選択板。
【０１８１】
（付記１３）
前記一の層と、前記一の層と異なる層は、プリント回路基板の誘電体層を挟んで配置されることを特徴とする、付記９乃至付記１２の何れかに記載の周波数選択板。
【０１８２】
（付記１４）
複数の前記ループを備え、
前記ループの一部が他の前記ループと間隙を挟んで接近していることを特徴とする、付記９乃至付記１３の何れかに記載の周波数選択板。
【０１８３】
（付記１５）
前記ループの少なくとも１箇所に第２の間隙を有し、前記第２の間隙を挟む導体間にキャパシタンス要素を備えることを特徴とする付記９乃至付記１４の何れかに記載の周波数選択板。
【０１８４】
（付記１６）
少なくとも１つのアンテナ素子を覆うレドームの少なくとも一部分が、付記１乃至付記１５の何れかに記載の周波数選択板であることを特徴とするアンテナ。
【０１８５】
（付記１７）
電磁波を反射する反射板と、
付記１乃至付記１５の何れかに記載される少なくとも１つの周波数選択板が前記反射板に対して略垂直になるように配置されていることを特徴とするアンテナ。
【０１８６】
（付記１８）
前記周波数選択板の前記導体パターンの少なくとも１つは、前記反射板と直接接続されるか熱的に伝導性がある材質で接続されることを特徴とする付記１７に記載のアンテナ。
【０１８７】
（付記１９）
電磁波を反射する反射板と、
前記反射板の上面に対して第１の所定の高さに配置される少なくとも１つの第１のアンテナ素子と、
前記第１のアンテナ素子の上方に配置される付記１乃至付記１５の何れかに記載の周波数選択板と、
前記周波数選択板の上面に対して第２の所定の高さに配置される前記第１のアンテナ素子より高い周波数で動作する少なくとも１つの第２のアンテナ素子とを備え、
前記所定の周波数は、前記第１のアンテナ素子の動作周波数であることを特徴とするアンテナ。
【０１８８】
（付記２０）
前記第１の所定の高さは前記第１のアンテナ素子の動作周波数に対応する波長の略４分の１であり、前記第２の所定の高さは前記第２のアンテナ素子の動作周波数に対応する波長の略４分の１であることを特徴とする付記１９に記載のアンテナ。
【０１８９】
（付記２１）
付記１６乃至付記２０の何れかに記載のアンテナと、
無線通信回路とを備えることを特徴とする無線通信装置。
【０１９０】
（付記２２）
付記１６乃至付記２０の何れかに記載のアンテナと、
レーダ用電子回路とを備えることを特徴とするレーダ装置。
【０１９１】
以上、上述した実施形態を模範的な例として本発明を説明した。しかしながら、本発明は、上述した実施形態には限定されない。即ち、本発明は、本発明のスコープ内において、当業者が理解し得る様々な態様を適用することができる。
【０１９２】
この出願は、２０１６年２月１８日に出願された日本出願特願２０１６−０２８５５２を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【符号の説明】
【０１９３】
１０  周波数選択板
１１  導体パターン
１２、１３  接続部
１４  導体パターン
１００  周波数選択板
１０１  誘電体基板
１０２  導体ビア
１０２Ｒ  アンテナアレイ
１０３、１０４、１０５  導体パターン
１０６  導体ループ
１０８  ＦＳＳ放熱フィン
１１０  周波数選択板
２００  無線通信装置
２０１、２０２  分岐導体パターン
２０３、２０４  キャパシタ
２０５  重なり部分
３０１、３０２、３０３、３０４  導体パターン
４０１、４０２  導体ビア
４０３、４０４、４０５  導体パターン
４０６、４０７  導体ビア
４０８、４０９、４１０  導体パターン
５００  無線通信装置
５１０  マルチバンドアンテナ
５２０  導体反射板
６００  無線通信装置
６０１  第１アンテナ素子
６０２  第２アンテナ素子
６０３  導体反射板
６０５、６０６  給電線
６０７  開口
７００  レーダ装置
７１０  アンテナアレイ
７２０  導体反射板
８００  無線通信装置
８０１  反射板
８０１ａ  反射面
８０２  アンテナ素子
８０２ａ  第１アンテナ素子
８０２ｂ  第２アンテナ素子
８０３  レドーム
８０３Ｆ  通気流路
８０４  吸気孔
８０５  排気孔
８０６  筐体部
８０７  無線通信回路
８０８  ＦＳＳ放熱フィン
８０８ｖ  切り欠き
８１０  誘電体基板
８１１ａ、８１１ｂ  アンテナパターン
８１２  給電点
８２３  給電線
８２４  スプリット部
８２５  給電ビア
８２６  環状導体部
８２７  矩形導体部
８２９  矩形領域
８３５  導電性ビア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年7月20日(2018.7.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の周波数の電磁波を透過させ前記所定の周波数以外の電磁波を反射させる周波数選択板において、
前記周波数選択板は、一の層に形成された導体パターンと、前記一の層と異なる少なくとも１つの層に形成される導体パターンとが接続部で電気的に接続されて構成される導体閉ループを少なくとも１つ以上備えることを特徴とする周波数選択板。
【請求項２】
前記導体パターンの内、少なくとも２つの導体パターンの前記一の層の形成される面への正射影は、前記接続部以外で少なくとも一部が重なり合うことを特徴とする、請求項１に記載の周波数選択板。
【請求項３】
少なくとも１つの前記導体パターンの前記接続部の間の最短の長さは、前記接続部の間の最短距離より長いことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の周波数選択板。
【請求項４】
一の層に形成されたメアンダ形状の導体パターンで囲まれる空隙を有する導体閉ループを少なくとも１つ以上備えることを特徴とする周波数選択板。
【請求項５】
複数の前記導体閉ループを備え、
前記導体閉ループの一部が他の前記導体閉ループと接続していることを特徴とする、請求項１乃至請求項４の何れかに記載の周波数選択板。
【請求項６】
電磁波を反射する反射板と、
請求項１乃至請求項５の何れかに記載される少なくとも１つの周波数選択板が前記反射板に対して略垂直になるように配置されていることを特徴とするアンテナ。
【請求項７】
前記周波数選択板の前記導体パターンの少なくとも１つは、前記反射板と直接接続されるか熱的に伝導性がある材質で接続されることを特徴とする請求項６に記載のアンテナ。
【請求項８】
電磁波を反射する反射板と、
前記反射板の上面に対して第１の所定の高さに配置される少なくとも１つの第１のアンテナ素子と、
前記第１のアンテナ素子の上方に配置される請求項１乃至請求項５の何れかに記載の周波数選択板と、
前記周波数選択板の上面に対して第２の所定の高さに配置される前記第１のアンテナ素子より高い周波数で動作する少なくとも１つの第２のアンテナ素子とを備え、
前記所定の周波数は、前記第１のアンテナ素子の動作周波数であることを特徴とするアンテナ。
【請求項９】
請求項６乃至請求項８の何れかに記載のアンテナと、
無線通信回路とを備えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項１０】
請求項６乃至請求項８の何れかに記載のアンテナと、
レーダ用電子回路とを備えることを特徴とするレーダ装置。
【国際調査報告】
2017141856.tif 000037
2017141856.tif 000038