(57)【要約】  マルチバンドアンテナは、第１軸方向、第２軸方向および第３軸方向を有する第１右手直交座標系の前記第２軸方向に伸びる矩形状の第１スリットを有する放射導体と、前記第３軸方向において、前記放射導体と所定の間隔で離間して配置された地導体と、前記放射導体と前記地導体との間に配置され、前記第１軸方向に伸びる第１ストリップ導体とを備え、前記第３軸方向から見て前記第１ストリップ導体の端部は前記第１スリットと重なっている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１軸方向、第２軸方向および第３軸方向を有する第１右手直交座標系の前記第２軸方向に伸びる矩形状の第１スリットを有する放射導体と、
前記第３軸方向において、前記放射導体と所定の間隔で離間して配置された地導体と、
前記放射導体と前記地導体との間に配置され、前記第１軸方向に伸びる第１ストリップ導体と、
を備え、
前記第３軸方向から見て前記第１ストリップ導体の端部は前記第１スリットと重なっている、マルチバンドアンテナ。
【請求項２】
前記第３軸方向から見て前記第１ストリップ導体の端部は前記第１スリットの中央近傍と重なっている、請求項１に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項３】
前記放射導体は、前記第１軸方向の中央において前記第２軸方向に伸びる境界線によって分けられる第１領域および第２領域を含み、
前記第３軸方向から見て前記第１ストリップ導体は、前記放射導体の前記第１領域と重なっており、前記第２領域とは重なっていない、請求項１または２に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項４】
前記放射導体は、前記第１軸方向に伸び矩形状の第２スリットをさらに有する、請求項１から３のいずれかに記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項５】
前記放射導体において、前記第２スリットは前記第１スリットと離間している、請求項４に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項６】
前記放射導体において、前記第２スリットは前記第１スリットと交差または接続している、請求項４に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項７】
前記放射導体において、前記第１スリットおよび前記第２スリットは、前記第３軸方向から見て前記第１右手直交座標系の原点を通り、前記第１軸と４５度の角度をなす直線に対して、互いに線対称に配置されている、請求項４から６のいずれかに記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項８】
前記放射導体と前記地導体との間に配置され、前記第２軸方向に伸びる第２ストリップ導体をさらに備え、
前記第３軸方向から見て前記第２ストリップ導体の端部は前記第２スリットと重なっており、前記第１スリットとは重なっていない、請求項４から７のいずれかに記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項９】
前記第１ストリップ導体の両端は、前記第３軸方向において異なる高さに位置している、請求項１から８のいずれかに記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項１０】
前記第１軸方向または前記第２軸方向に配置された前記放射導体の一対の辺のうち、少なくとも一方に隣接して配置された少なくとも１つの無給電放射導体をさらに備える請求項１から９のいずれかに記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項１１】
前記第３軸方向から見て前記放射導体を囲んでおり、前記放射導体から離間している無給電放射導体をさらに備える請求項１から９のいずれかに記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項１２】
前記放射導体に対して前記第１軸方向に離間しており、前記第２軸方向に伸びる１つまたは２つの線状放射導体をさらに備え、
前記放射導体および前記第１ストリップ導体および前記地導体は平面アンテナを構成し、
前記線状放射導体は線状アンテナを構成している、請求項１から１１のいずれかに記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項１３】
前記第３軸方向から見て前記線状放射導体は前記地導体と重なっていない、請求項１２に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項１４】
前記第３軸方向に垂直な主面を有する誘電体をさらに備え、少なくとも前記地導体および前記第１ストリップ導体は前記誘電体内に位置している、請求項１から１１のいずれかに記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項１５】
前記第３軸方向に垂直な主面および前記主面に隣接し、かつ、前記第１軸方向に垂直な側面を有する誘電体をさらに備え、
少なくとも前記地導体および前記第１ストリップ導体は前記誘電体内に位置しており、
前記線状アンテナの前記線状放射導体は、前記側面に近接して配置されている、請求項１２または１３に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項１６】
前記平面アンテナおよび前記線状放射導体は、前記主面上に位置している、請求項１５に記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項１７】
前記誘電体は、多層セラミック体である、請求項１４から１６のいずれかに記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項１８】
前記放射導体は、４つの角を有する矩形から、対角方向に位置する一対の角が切り欠かれた形状を有する、請求項１から１７のいずれかに記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項１９】
請求項１から１８のいずれかに記載のマルチバンドアンテナを複数備え、
前記複数のマルチバンドアンテナは前記第２軸方向に配列されており、
前記複数のマルチバンドアンテナの前記地導体は、前記第２軸方向に接続されている、マルチバンドアレイアンテナ。
【請求項２０】
請求項１９に記載のマルチバンドアレイアンテナを備えた無線通信モジュール。
【請求項２１】
第１軸方向、第２軸方向および第３軸方向を有する第２右手直交座標系において、前記第３軸方向に垂直な第１主面および第２主面と、前記第１軸方向に垂直な第１側面および第２側面と、前記第２軸方向に垂直な第３側面および第４側面と、送信回路および受信回路の少なくとも一方とを有する回路基板と、
少なくとも１つの請求項２０に記載の無線通信モジュールと、
を備え、
前記無線通信モジュールは、前記第１側面、第２側面、第３側面および第４側面のいずれかに配置されている、無線通信装置。
【請求項２２】
第１軸方向、第２軸方向および第３軸方向を有する第２右手直交座標系において、前記第３軸方向に垂直な第１主面および第２主面と、前記第１軸方向に垂直な第１側面および第２側面と、前記第２軸方向に垂直な第３側面および第４側面と、送信回路および受信回路の少なくとも一方とを有する回路基板と、
少なくとも１つの請求項２０に記載の無線通信モジュールと、
を備え、
前記無線通信モジュールは、前記第１主面の第１側面近傍、前記第１主面の第３側面近傍、前記第２主面の第３側面近傍および前記第２主面の第４側面近傍のいずれかに配置されている、無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、マルチバンドアンテナ、無線通信モジュールおよび無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インターネット通信の増大、高画質の映像技術の開発に伴い、無線通信に求められる通信速度も増大しており、より多くの情報が送受信可能な、高周波の無線通信技術が求められている。【０００３】
また、各国、各地域で使用可能な無線通信の周波数帯は異なっている場合が多く、無線通信機器の低コスト化のため、複数の周波数帯域に対応した無線通信機器が求められている。あるいは、異なる周波数帯域の電波を同時に用いることによって、より多くの情報を伝達し得る無線通信器が求められている。【０００４】
このような無線通信機器には、複数の異なる周波数帯域で電波の送受信が可能なマルチバンドアンテナが用いられる。例えば、特許文献１は、アンテナ性能を確保しながら小型化が可能なマルチバンドアンテナを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−０６２２７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本願は、準マイクロ波・センチメートル波・準ミリ波・ミリ波の複数の周波数帯域で送受信が可能なマルチバンドアンテナ、無線通信モジュールおよび無線通信装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示のマルチバンドアンテナは、
第１軸方向、第２軸方向および第３軸方向を有する第１右手直交座標系の前記第２軸方向に伸びる矩形状の第１スリットを有する放射導体と、
前記第３軸方向において、前記放射導体と所定の間隔で離間して配置された地導体と、
前記放射導体と前記地導体との間に配置され、前記第１軸方向に伸びる第１ストリップ導体とを備え、
前記第３軸方向から見て前記第１ストリップ導体の端部は前記第１スリットと重なっている。【０００８】
前記第３軸方向から見て前記第１ストリップ導体の端部は前記第１スリットの中央近傍と重なっていてもよい。【０００９】
前記放射導体は、前記第１軸方向の中央において前記第２軸方向に伸びる境界線によって分けられる第１領域および第２領域を含み、
前記第３軸方向から見て前記第１ストリップ導体は、前記放射導体の前記第１領域と重なっており、前記第２領域とは重なっていなくてもよい。【００１０】
前記放射導体は、前記第１軸方向に伸び矩形状の第２スリットをさらに有していてもよい。【００１１】
前記放射導体において、前記第２スリットは前記第１スリットと離間していてもよい。【００１２】
前記放射導体において、前記第２スリットは前記第１スリットと交差または接続していてもよい。【００１３】
前記放射導体において、前記第１スリットおよび前記第２スリットは、前記第３軸方向から見て前記第１右手直交座標系の原点を通り、前記第１軸と４５度の角度をなす直線に対して、互いに線対称に配置されていてもよい。【００１４】
前記放射導体と前記地導体との間に配置され、前記第２軸方向に伸びる第２ストリップ導体をさらに備え、
前記第３軸方向から見て前記第２ストリップ導体の端部は前記第２スリットと重なっており、前記第１スリットとは重なっていなくてもよい。【００１５】
前記第１ストリップ導体の両端は、前記第３軸方向において異なる高さに位置していてもよい。【００１６】
マルチバンドアンテナは、前記第１軸方向または前記第２軸方向に配置された前記放射導体の一対の辺のうち、少なくとも一方に隣接して配置された少なくとも１つの無給電放射導体をさらに備えていてもよい。【００１７】
マルチバンドアンテナは、前記第３軸方向から見て前記放射導体を囲んでおり、前記放射導体から離間している無給電放射導体をさらに備えていてもよい。【００１８】
マルチバンドアンテナは、前記放射導体に対して前記第１軸方向に離間しており、前記第２軸方向に伸びる１つまたは２つの線状放射導体をさらに備え、
前記放射導体および前記第１ストリップ導体および前記地導体は平面アンテナを構成し、
前記線状放射導体は線状アンテナを構成していてもよい。【００１９】
前記第３軸方向から見て前記線状放射導体は前記地導体と重なっていなくてもよい。【００２０】
マルチバンドアンテナは、前記第３軸方向に垂直な主面を有する誘電体をさらに備え、少なくとも前記地導体および前記第１ストリップ導体は前記誘電体内に位置していてもよい。【００２１】
マルチバンドアンテナは、前記第３軸方向に垂直な主面および前記主面に隣接し、かつ、前記第１軸方向に垂直な側面を有する誘電体をさらに備え、
少なくとも前記地導体および前記第１ストリップ導体は前記誘電体内に位置しており、
前記線状アンテナの前記線状放射導体は、前記側面に近接して配置されていてもよい。【００２２】
前記平面アンテナおよび前記線状放射導体は、前記主面上に位置していてもよい。【００２３】
前記誘電体は、多層セラミック体であってもよい。【００２４】
前記放射導体は、４つの角を有する矩形から、対角方向に位置する一対の角が切り欠かれた形状を有していてもよい。【００２５】
本開示のマルチバンドアレイアンテナは、上記いずれかに記載のマルチバンドアンテナを複数備え、
前記複数のマルチバンドアンテナは前記第２軸方向に配列されており、
前記複数のマルチバンドアンテナの前記地導体は、前記第２軸方向に接続されていてもよい。【００２６】
本開示の無線通信モジュールは、上記マルチバンドアレイアンテナを備える。【００２７】
本開示の無線通信装置は、
第１軸方向、第２軸方向および第３軸方向を有する第２右手直交座標系において、前記第３軸方向に垂直な第１主面および第２主面と、前記第１軸方向に垂直な第１側面および第２側面と、前記第２軸方向に垂直な第３側面および第４側面と、送信回路および受信回路の少なくとも一方とを有する回路基板と、
少なくとも１つの上記無線通信モジュールとを備え、
前記無線通信モジュールは、前記第１側面、第２側面、第３側面および第４側面のいずれかに配置されている。【００２８】
本開示の他の無線通信装置は、
第１軸方向、第２軸方向および第３軸方向を有する第２右手直交座標系において、前記第３軸方向に垂直な第１主面および第２主面と、前記第１軸方向に垂直な第１側面および第２側面と、前記第２軸方向に垂直な第３側面および第４側面と、送信回路および受信回路の少なくとも一方とを有する回路基板と、
少なくとも１つの上記無線通信モジュールとを備え、
前記無線通信モジュールは、前記第１主面の第１側面近傍、前記第１主面の第３側面近傍、前記第２主面の第３側面近傍および前記第２主面の第４側面近傍のいずれかに配置されている。
【発明の効果】
【００２９】
本開示によれば、準マイクロ波・センチメートル波・準ミリ波・ミリ波の複数の周波数帯域で送受信が可能なマルチバンドアンテナ、無線通信モジュールおよび無線通信装置が実現することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】（ａ）は、本開示のマルチバンドアンテナの第１の実施形態を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すマルチバンドアンテナの１Ｂ−１Ｂ線における断面図である。
【図２】図１に示すマルチバンドアンテナの分解斜視図である。
【図３】図１に示すマルチバンドアンテナにおける電磁波の経路を示す模式図である。
【図４】（ａ）は、シミュレーションによって求めた、図１に示すマルチバンドアンテナの反射損失量の周波数特性の一例を示し、（ｂ）は比較のためのアンテナにおける反射損失量の周波数特性の一例を示す。
【図５】（ａ）は、本開示のマルチバンドアンテナの第２の実施形態を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すマルチバンドアンテナの５Ｂ−５Ｂ線における断面図である。
【図６】（ａ）は、図５に示すマルチバンドアンテナにおける電磁波の経路を示す模式図であり、（ｂ）から（ｄ）は、放射導体に設ける第２スリットの他の配置例を示す図である。
【図７】シミュレーションによって求めた、図５に示すマルチバンドアンテナの反射損失量の周波数特性の一例を示す。
【図８】（ａ）は、本開示のマルチバンドアンテナの第３の実施形態を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すマルチバンドアンテナの８Ｂ−８Ｂ線における断面図である。
【図９】シミュレーションによって求めた、図８に示すマルチバンドアンテナの反射損失量の周波数特性の一例を示す。
【図１０】（ａ）は、本開示のマルチバンドアンテナの第３の実施形態の他の例を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すマルチバンドアンテナの１０Ｂ−１０Ｂ線における断面図である。
【図１１】（ａ）は、本開示のマルチバンドアンテナの第４の実施形態を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）のマルチバンドアンテナの１１Ｂ−１１Ｂ線における断面図である。（ｃ）および（ｄ）は、線状アンテナをマルチバンドで使用する場合の構造の一例をしめす。
【図１２】本開示のマルチバンドアンテナの第５の実施形態を示す斜視図である。
【図１３】本開示のマルチバンドアンテナの第５の実施形態の他の例を示す斜視図である。
【図１４】本開示のアレイアンテナの実施形態を示す斜視図である。
【図１５】図１４に示すアレイアンテナから放射される電磁波を示す図である。
【図１６】図１４に示すアレイアンテナから放射される電磁波を示す図である。
【図１７】（ａ）および（ｂ）は、図１４に示すアレイアンテナにおける地導体の他の形状を示す図である。
【図１８】本開示の無線通信モジュールの一実施形態を示す模式的断面図である。
【図１９】（ａ）および（ｂ）は、本開示の無線通信装置の一実施形態を示す模式的平面図および側面図である。
【図２０】（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、本開示の無線通信装置の他の形態を示す模式的平面図および側面図である。
【図２１】（ａ）および（ｂ）は、シミュレーションによって求めた図２０に示す無線通信装置のゲイン分布を示す。
【図２２】（ａ）は、本開示のマルチバンドアンテナの他の形態を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）の２２Ｂ−２２Ｂ線における断面図である。
【図２３】（ａ）は、本開示のマルチバンドアンテナの他の形態を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）の２３Ｂ−２３Ｂ線における断面図である。
【図２４】（ａ）は、本開示のマルチバンドアンテナの他の形態を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）の２４Ｂ−２４Ｂ線における断面図である。
【図２５】（ａ）は、本開示のマルチバンドアンテナの他の形態を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）の２５Ｂ−２５Ｂ線における断面図である。
【図２６】（ａ）は、本開示のマルチバンドアンテナの他の形態を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）の２６Ｂ−２６Ｂ線における断面図である。
【図２７】無線通信モジュールの他の形態を示す模式的断面図である。
【図２８】無線通信モジュールの他の形態を示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本開示のマルチバンドアンテナ、無線通信モジュールおよび無線通信装置は、例えば、準マイクロ波・センチメートル波・準ミリ波・ミリ波帯域の無線通信に利用可能である。準マイクロ波帯域の無線通信は、波長が１０ｃｍ〜３０ｃｍであり、１ＧＨｚから３ＧＨｚの周波数の電波を搬送波として用いる。センチメートル波帯域の無線通信は、波長が１ｃｍ〜１０ｃｍであり、３ＧＨｚから３０ＧＨｚの周波数の電波を搬送波として用いる。ミリ波帯域の無線通信は、波長が１ｍｍ〜１０ｍｍであり、３０ＧＨｚから３００ＧＨｚの周波数の電波を搬送波として用いる。準ミリ波帯域の無線通信は、波長が１０ｍｍ〜３０ｍｍであり、１０ＧＨｚから３０ＧＨｚの周波数の電波を搬送波として用いる。これらの帯域の無線通信では、線状アンテナおよび平面アンテナのサイズは数センチからサブミリメートルのオーダーになる。例えば、準マイクロ波・センチメートル波・準ミリ波・ミリ波無線通信回路を、多層セラミック焼結基板によって構成する場合、多層セラミック焼結基板に本開示の多軸アンテナを実装することが可能となる。以下、本実施形態では、特に他の説明をしない限り、準マイクロ波・センチメートル波・準ミリ波・ミリ波の搬送波の一例として、搬送波の周波数が３０ＧＨｚであり、搬送波の波長λが１０ｍｍである場合を例に挙げて、マルチバンドアンテナを説明する。
【００３２】
本開示において、構成要素の配置、方向等を説明するために、右手直交座標系を用いる。具体的には、第１右手直交座標系は互いに直交するｘ、ｙ、ｚ軸を有し、第２右手直交座標系は、互いに直交するｕ、ｖ、ｗ軸を有する。第１右手直交座標系と第２右手直交座標系とを区別し、かつ、右手系座標の軸の順序を特定するために、軸に、ｘ、ｙ、ｚ、およびｕ、ｖ、ｗのアルファベットを与えるが、これらは、第１、第２、第３軸と呼んでもよい。
【００３３】
本開示において、２つの方向がそろっているとは、概ね２つの方向のなす角度が０°から約４５°の範囲にあることをいう。平行とは、２つの平面、２つの直線、あるいは、平面と直線とのなす角度が０°から約１０°の範囲にあることをいう。また、軸を参照して方向を説明する場合において、基準に対して軸の＋方向であるのか−方向であるのかが重要である場合には、軸の＋と−とを区別し説明する。一方、いずれの軸に沿った方向であるかが重要であり、軸の＋方向であるのか−方向であるのかを問わない場合には、単に「軸方向」と説明する。
【００３４】
（第１の実施形態）
本開示のマルチバンドアンテナの第１の実施形態を説明する。図１（ａ）は本開示のマルチバンドアンテナ５１を示す模式的上面図である。また、図１（ｂ）は、図１（ａ）の１Ｂ−１Ｂ線におけるマルチバンドアンテナ５１の模式断面図である。また、図２は、マルチバンドアンテナ５１の分解斜視図である。
【００３５】
マルチバンドアンテナ５１は、平面アンテナであり、パッチアンテナとも呼ばれる。マルチバンドアンテナ５１は、放射導体１１と、地導体１２と第１ストリップ導体１３Ａとを備える。後述するように、マルチバンドアンテナ５１は、さらに誘電体４０を備え、放射導体１１、地導体１２および第１ストリップ導体１３Ａは誘電体４０に設けられている。図２では、誘電体４０は省略されている。
【００３６】
放射導体１１は電波を放射する放射素子である。例えば本実施形態では、放射導体１１は、矩形（方形）形状を有している。しかし、放射導体１１は、円形状あるいは他の形状を有していてもよい。放射導体１１は、ｙ軸（第２軸）方向に伸びる矩形状の第１スリット１９Ａを有する。第１スリット１９Ａは好ましくは、平面視、つまり、ｘｙ平面に対して垂直なｚ軸方向から見て、放射導体１１の中心と矩形の４つの辺の１つとの間に位置している。つまり、放射導体１１は、放射導体１１のｘ軸方向の中央１１ｐにおいてｙ軸方向に伸びる境界線によって分けられる第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２を含み、ｚ軸方向から見て第１ストリップ導体１３Ａは、第１領域Ｒ１と重なっており、第２領域Ｒ２とは重なっていない。放射導体１１のサイズは、例えば、２８ＧＨｚ帯を想定すると０．５〜２．５ｍｍ×０．５〜２．５ｍｍである。放射導体１１の形状は、正方形となるか、或いは、少なくとも第１ストリップ導体１３Ａと平行な方向の長さがｆ０で共振する長さに規定された長方形となる。
【００３７】
第１スリット１９Ａは放射導体１１に形成されたｙ軸（第２軸）方向に伸びる貫通孔である。第１スリット１９Ａのサイズは、例えば、０．２〜１．９ｍｍ×０．０１〜１ｍｍで、ｘ軸方向の長さがｙ軸方向の長さより短くなる。図１では、例えば放射導体１１が１．５ｍｍｘ１．５ｍｍ、第１スリット１９Ａが１．１８５ｍｍｘ０．１ｍｍである。
【００３８】
地導体１２は基準電位に接続される接地電極である。地導体１２は、ｚ軸方向に放射導体１１から所定の距離で離間して配置されている。地導体１２は、ｚ軸方向からみて、放射導体１１よりも大きく、かつ、少なくとも放射導体１１の下方の領域を含む領域に位置している。
【００３９】
第１ストリップ導体１３Ａは、放射導体１１と電磁界結合し、放射導体１１に信号電力を供給する。第１ストリップ導体１３Ａは、放射導体１１と地導体１２との間に位置し、ｘ軸方向に伸びており、z軸方向から見て一部または全部が放射導体１１と重なっている。
【００４０】
本実施形態では、第１ストリップ導体１３Ａは、平面ストリップ１４、１５と導体１６とを含む。本実施形態では、ｚ軸方向から見ると、平面ストリップ１４はｘ軸方向およびｙ軸方向の長さがほぼ等しい矩形形状を有し、平面ストリップ１５はｘ軸方向に長手を有する矩形形状を有する。導体１６は、平面ストリップ１４および平面ストリップ１５の間に位置し、平面ストリップ１５の長手方向の一端近傍に接続されている。
【００４１】
第１ストリップ導体１３Ａは、外部から信号電力が供給される第１端部１３Ａａと、第１端部１３Ａａからｘ方向に離間した第２端部１３Ａｂとを有する。第２端部１３Ａｂと放射導体１１とのｚ軸方向の距離ｄ２は、第１端部１３Ａａと放射導体１１とのｚ軸方向の距離ｄ１よりも小さい（ｄ２＜ｄ１）。つまり、第１ストリップ導体１３Ａと放射導体１１との距離、および、第１ストリップ導体１３Ａと地導体１２との距離が第１ストリップ導体１３Ａの長手方向で変化することによって、放射導体１１と地導体１２との間に挟まれた誘電体空間内の電磁界の勾配が大きくなる。第１ストリップ導体１３Ａと地導体１２との距離は、第１端部１３Ａａと第２端部１３Ａｂとの間で、段階的に変化していてもよい。この場合、第１ストリップ導体１３Ａはｙ軸方向から見て、１または複数の段差を有している。また、第１ストリップ導体１３Ａと地導体１２との距離は、連続的に変化していてもよい。この場合、第１ストリップ導体１３Ａはｙ軸方向から見て、放射導体１１に対して傾斜している。第１ストリップ導体１３Ａがこのような構造を有することによって、複数の共振モードが現れやすくなる。これにより、マルチバンドアンテナ５１は、複数の異なる周波数において、電磁波を放出することが可能となり、かつ、共振周波数を調整しやすい。
【００４２】
ｚ軸方向からみて、第１ストリップ導体１３Ａの端部は第１スリット１９Ａと重なっている。より具体的には第１ストリップ導体１３Ａの平面ストリップ１４の中心は、放射導体１１に設けられた第１スリット１９Ａのｘ方向およびｙ方向の中心と概ね一致していることが好ましい。具体的には、平面ストリップ１４の中心と、第１スリット１９Ａのｘ方向およびｙ方向の中心との距離が、搬送波の波長λのλ/８以下であることが好ましく、λ／１０以下であることがより好ましく、λ／２０以下であることがさらに好ましい。
【００４３】
第１ストリップ導体１３Ａの第１端部１３Ａａには、導体１７の一端が接続されている。導体１７は、地導体１２に設けられた穴１２ｃに挿入されて、地導体１２の下方へ引き出されている。導体１７の他端は、たとえば、地導体１２の下方に形成された回路パターン（図示していない）と接続される。
【００４４】
第１ストリップ導体１３Ａの平面ストリップ１５のサイズは、例えば、０．１〜２ｍｍ×０．０２〜１ｍｍである。さらに、ｘ軸方向（共振方向）長さが直交する方向（ｙ軸方向）と同じであるか或いはより長くなっている。また、平面ストリップ１４のサイズは、例えば、０．０２〜１ｍｍ×０．０２〜１ｍｍである。さらに図３を前提にすると、第１スリット１９Ａの短手方向（ｘ軸方向）の領域およびその前後の領域（＋ｘ方向または−ｘ方向）に対して十分に電界が発生するように、第１スリット１９Ａの短手方向寸法は平面ストリップ１４のｘ軸方向長さと同じか或いはより大きくなるように設定するのが好ましい。なお、上記の２領域に十分に電界が供給されるのであれば、平面ストリップ１４の寸法が小さくてもよい。図１では例えば平面ストリップ１４が０．２２５ｍｍ（ｘ方向）ｘ０．２５ｍｍ（ｙ方向）、平面ストリップ１５が０．５７５ｍｍｘ０．１２５ｍｍである。
【００４５】
放射導体１１、地導体１２および第１ストリップ導体１３Ａは、誘電体４０内に配置される。放射導体１１は電磁波を放出する素子であるため、放射効率を高めるという観点では、放射導体１１は誘電体４０の１つの主面４０ａ上に配置されていることが好ましい。しかし、主面４０ａに放射導体１１が露出していると、外力等によって変形が生じたり、外部環境に曝されることによって、放射導体１１に酸化、腐食等が生じる可能性がある。本願発明者の検討によれば、放射導体１１を覆う誘電体の厚さが７０μｍ以下であれば、放射導体１１を主面４０ａ上に形成し、さらに、保護膜としてＡｕ/Ｎｉメッキ層を形成する場合と同等以上の放射効率を実現することができることが分かった。
【００４６】
放射導体１１を覆う誘電体４０の部分４０ｈの厚さｔは小さいほど損失が少ないため、アンテナ特性の観点では、特に下限に制限はない。しかし、厚さｔが小さくなりすぎると、誘電体４０の形成方法によっては、厚さｔを均一にすることが困難になる場合がある。例えば、誘電体４０を多層セラミック体で構成するためには、例えば、厚さｔは、５μｍ以上であることが好ましい。つまり、厚さｔは５μｍ以上７０μｍ以下であることがより好ましい。特に誘電体４０として、比誘電率が５〜１０程度の低比誘電率のセラミックを用いてもＡｕ/Ｎｉメッキを施した平面アンテナと同等以上の放射効率を実現するためには、厚さｔは５μｍ以上、２０μｍ未満であることが好ましい。
【００４７】
誘電体４０は、１．５〜１００程度の比誘電率を有する樹脂、ガラス、セラミック等であってよい。好ましくは、誘電体４０は、樹脂、ガラス、セラミック等からなる複数の層が積層された多層誘電体である。誘電体４０は、例えば、複数のセラミック層を備えた多層セラミック体であり、複数のセラミック層間に、放射導体１１、地導体１２および平面ストリップ１４、１５が設けられ、導体１６、１７がビア導体として１以上のセラミック層内に設けられる。ｚ方向におけるこれら構成要素の間隔は、構成要素間に配置するセラミック層の厚さおよび数を変えることによって調節することができる。
【００４８】
マルチバンドアンテナ５１の各構成要素は、電気伝導性を有する材料で形成されている。例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｗ、等の金属を含む材料によって形成されている。
【００４９】
マルチバンドアンテナ５１は、上述した材料の誘電体および導電性材料を用いて、公知の技術を用いて作製することが可能である。特に、樹脂、ガラス、セラミックを用いた多層（積層）基板技術を用いて好適に作製することができる。例えば、誘電体４０に多層セラミック体を用いる場合には、同時焼成セラミック基板技術を用いて好適に用いることができる。言い換えれば、マルチバンドアンテナ５１は、同時焼成セラミック基板として作製することができる。
【００５０】
マルチバンドアンテナ５１を構成する同時焼成セラミック基板は、低温焼成セラミック（ＬＴＣＣ、Ｌｏｗ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏ−ｆｉｒｅｄ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ）基板であってもよいし、高温焼成セラミック（ＨＴＣＣ、Ｈｉｇｈ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏ−ｆｉｒｅｄ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ）基板であってもよい。高周波特性の観点では、低温焼成セラミック基板を用いた方が好ましい場合がある。誘電体４０、放射導体１１、地導体１２、平面ストリップ１４、１５には、焼成温度、用途等および無線通信の周波数等に応じたセラミック材料および導電性材料が用いられる。これらの素子を形成するための導電性ペーストと、誘電体４０の多層セラミック体を形成するためのグリーンシートが同時に焼成（Ｃｏ−ｆｉｒｅｄ）される。同時焼成セラミック基板が低温焼成セラミック基板である場合、８００℃から１０００℃程度の温度範囲で焼結することができるセラミック材料および導電性材料を用いる。例えばＡｌ、Ｓｉ、Ｓｒを主成分とし、Ｔｉ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｎａ、Ｋを副成分とするセラミック材料、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｒを主成分とし、Ｃａ、Ｐｂ、Ｎａ、Ｋを副成分とするセラミック材料、Ａｌ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｇｄを含むセラミック材料、或いは、Ａｌ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｍｇを含むセラミック材料が用いられる。また、ＡｇまたはＣｕを含む導電性材料が用いられる。セラミック材料の誘電率は３〜１５程度である。同時焼成セラミック基板が高温焼成セラミック基板である場合、Ａｌを主成分とするセラミック材料および、Ｗ（タングステン）またはＭｏ（モリブデン）を含む導電性材料を用いることができる。
【００５１】
より具体的には、ＬＴＣＣ材料として、例えば、低誘電率（比誘電率５〜１０）のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ−Ｇｄ−Ｏ系誘電体材料、Ｍｇ2ＳｉＯ4からなる結晶相とＳｉ−Ｂａ−Ｌａ−Ｂ−Ｏ系からなるガラス等からなる誘電体材料、Ａｌ−Ｓｉ−Ｓｒ−Ｏ系誘電体材料、Ａｌ−Ｓｉ−Ｂａ−Ｏ系誘電体材料、或いは、高誘電率（比誘電率５０以上）のＢｉ−Ｃａ−Ｎｂ−Ｏ系誘電体材料等様々な材料を用いることができる。
【００５２】
例えば、Ａｌ−Ｓｉ−Ｓｒ−Ｏ系誘電体材料は、主成分としてＡｌ、Ｓｉ、Ｓｒ、Ｔｉの酸化物を含む場合は、主成分であるＡｌ、Ｓｉ、Ｓｒ、ＴｉをそれぞれＡｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、ＳｒＯ、ＴｉＯ2に換算したとき、Ａｌ2Ｏ3：１０〜６０質量％、ＳｉＯ2：２５〜６０質量％、ＳｒＯ：７．５〜５０質量％、ＴｉＯ2：２０質量％以下（０を含む）を含有することが好ましい。また、その主成分１００質量部に対して、副成分として、Ｂｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｏの群のうちの少なくとも１種をＢｉ2Ｏ3換算で０．１〜１０質量部、Ｎａ2Ｏ換算で０．１〜５質量部、Ｋ2Ｏ換算で０．１〜５質量部、ＣｏＯ換算で０．１〜５質量部含有することが好ましく、更に、Ｃｕ、Ｍｎ、Ａｇの群のうちの少なくとも１種をＣｕＯ換算で０．０１〜５質量部、Ｍｎ3Ｏ4換算で０．０１〜５質量部、Ａｇを０．０１〜５質量部含有することが好ましい。その他不可避不純物を含有することもできる。
【００５３】
次にマルチバンドアンテナ５１の動作を説明する。導体１７から第１ストリップ導体１３Ａに信号電力を供給すると、第１ストリップ導体１３Ａは、放射導体１１と電磁界結合し、供給された信号電力による電磁波が放射導体１１から放出される。この電磁波は、放射導体１１に垂直な方向、つまり、ｚ軸の正方向に最大強度を有し、第１ストリップ導体１３Ａの延びる方向に平行なｘｚ面に広がった強度分布を有する。このとき、放射導体１１では、図３に示すように、第１ストリップ導体１３Ａの平面ストリップ１４に対応する一端から第１スリット１９Ａを回り込んでスリットから離れた辺１１ｃまでの経路ｐ１と、第１ストリップ導体１３Ａの平面ストリップ１４に対応する一端から直接辺１１ｃを結ぶ経路ｐ２との２つの経路で、電磁波の共振が生じ得る。このため、マルチバンドアンテナ５１は、２つの異なる周波数ｆ１およびｆ２で電磁波を送受信することが可能である。ここで、周波数ｆ２は、周波数ｆ１の高調波ではない周波数であり、ｆ１＜ｆ２である。第１スリット１９Ａの位置をｘ方向に変更する場合、経路ｐ１の長さの変化量に比べて、経路ｐ２の長さの変化量は、第１スリット１９Ａ位置に応じて大きく変化する。したがって、第１スリット１９の位置をｘ軸方向に移動させる（変更する）ことによって、マルチバンドアンテナ５１の２つの周波数ｆ１、ｆ２のうち、周波数ｆ１を概ね固定したまま、周波数ｆ２を変化させることができる。周波数ｆ１は放射導体１１のｘ軸方向に位置する矩形の２つの辺１１ｃ、１１ｄの間隔Ｌ１と、第１スリット１９Ａの位置とによって決まる経路ｐ１によって概ね決定される。周波数ｆ２は第１スリット１９Ａの中心と辺１１ｃとの距離Ｌ２で概ね決定される。なお、第１スリット１９の位置を調整する場合、第１ストリップ導体１３Ａの平面ストリップ１４の中心位置は、第１スリット１９の中心と一致するように、移動させることが好ましい。
【００５４】
図４（ａ）は、シミュレーションによって求めた本実施形態のマルチバンドアンテナ５１の反射減衰量の周波数特性の一例を示す。また、比較のために第１スリット１９Ａを放射導体に設けない場合のアンテナの反射減衰量の周波数特性を図４（ｂ）に示す。図４（ｂ）に示すように、第１スリット１９Ａを有しないアンテナでは、約２７．３ＧＨｚ（Ａ１）に基本波のピークが現れ、約５４．６ＧＨｚ（Ａ３）および８０．５ＧＨｚ（Ａ５）に高調波のピークがみられる。
【００５５】
また、約６４ＧＨｚには、第１ストリップ導体１３Ａの構成要素の形状、および、第１ストリップ導体１３Ａの構成要素と放射導体１１との間の電磁界結合等によって決まる共振のピークがみられる。
【００５６】
これに対し本実施形態のマルチバンドアンテナ５１では、第１スリット１９Ａを設けることによって上述の共振ピークよりも低周波数側に新たなピークが４５．７ＧＨｚ（Ｂ１）に生じている。２０〜５０ＧＨｚの範囲では、ピークＡ１、Ｂ１以外の大きなピーク（反射減衰量が大きく）がなく、ピークＡ１、Ｂ１の周波数で電磁波の送受信が可能なマルチバンドアンテナが実現し得ることが分かる。
【００５７】
（第２の実施形態）
本開示のマルチバンドアンテナの第２の実施形態を説明する。図５（ａ）はマルチバンドアンテナ５２の模式的平面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）の５Ｂ−５Ｂ線におけるマルチバンドアンテナ５２の模式断面図である。マルチバンドアンテナ５２は、放射導体１１が第２スリット１９Ｂをさらに備えている点で、第１の実施形態のマルチバンドアンテナ５１と異なる。
【００５８】
第２スリット１９Ｂは、ｘ軸方向に伸びる貫通孔であり、例えば、矩形形状を有する。本実施形態では、第２スリット１９Ｂは、第１スリット１９Ａと接続している。ここで、接続とは、第１スリット１９Ａおよび第２スリット１９Ｂの一方スリットの一端が、他方に接続されており、かつ一方のスリットの一端は、他方を超えて伸びてはいないことをいう。本実施形態では、第２スリット１９Ｂの一端が、第１スリット１９Ａの一端に接続されている。これによって、第１スリット１９Ａおよび第２スリット１９Ｂは、Ｌ字形状のスリットを構成している。第１の実施形態で説明したように、第１ストリップ導体１３Ａの端部は、第１スリット１９Ａのｘ方向およびｙ方向の中心と略一致している。
【００５９】
第２スリット１９Ｂは、第１スリット１９Ａのｙ軸方向における中心からｙ軸方向のプラス側またはマイナス側のいずれかにずれていれば、いずれの位置で第１スリット１９Ａと接続されていてもよい。本実施形態では、上述したように、第１スリット１９Ａの一端において第２スリット１９Ｂが接続されており、ｚ軸から見て、ｘ軸に対して−４５°傾いた直線Ｌｓ１に対して、第１スリット１９Ａおよび第２スリット１９Ｂは、互いに線対称に配置されている。
【００６０】
マルチバンドアンテナ５２において、第１ストリップ導体１３Ａから信号電力が供給されると、放射導体１１では、図６（ａ）に示すように、第１ストリップ導体１３Ａの平面ストリップ１４に対応する第２端部１３Ａｂから第１スリット１９Ａの端部１９Ａｅを回り込んで辺１１ｃまで達する電磁波の経路ｐ１と、第２端部１３Ａｂから、第１スリット１９Ａの端部１９Ａｆおよび第２スリット１９Ｂを回り込んで辺１１ｃまで達する電磁波の経路ｐ１’とで、長さが異なる。つまり、経路ｐ１を伝搬する電磁波と、経路ｐ１’を伝搬する電磁波とで、共振周波数が異なる。これによって、マルチバンドアンテナ５２の２つの送受信可能な周波数ｆ１、ｆ２のうち、低い側の周波数ｆ１の帯域を広げることができる。
【００６１】
放射導体１１における第２スリット１９Ｂの配置は、上記実施形態に限られず、種々の改変が可能である。例えば、図６（ｂ）に示すように、第２スリット１９Ｂは、第１スリット１９Ａのｙ軸方向におけるプラス側の一端に接続されており、ｚ軸から見て、ｘ軸に対して＋４５°傾いた直線Ｌｓ２に対して、第１スリット１９Ａおよび第２スリット１９Ｂは、互いに線対称に配置されていてもよい。
【００６２】
また、図６（ｃ）に示すように、第２スリット１９Ｂは第１スリット１９Ａと離間していてもよい。この場合、２つのスリット間の距離は、搬送波の波長λのλ/８以下であることが好ましく、λ／１０以下であることがより好ましく、λ／２０以下であることがさらに好ましい。図６（ｃ）では、第１スリット１９Ａおよび第２スリット１９Ｂは、ｚ軸から見て、直線Ｌｓ１に対して互いに線対称に配置されている。
【００６３】
また、図６（ｄ）に示すように、第１スリット１９Ａと第２スリット１９Ｂとは互いに交差していてもよい。交差とは、一方のスリットの他方のスリットと交わり、他方のスリットを超えて伸びている形態をいう。第１スリット１９Ａおよび第２スリット１９Ｂは、ｚ軸から見て、直線Ｌｓ１に対して互いに線対称に配置されている。
【００６４】
図７は、シミュレーションによって求めた本実施形態のマルチバンドアンテナ５２の反射減衰量の周波数特性の一例を示す。２７．８ＧＨｚのピークＡ１の近傍である２９．３ＧＨｚに新たなピークＡ１’が生じている。図７に示す例では、ピークＡ１’はピークＡ１から約２ＧＨｚ離れているが、第２スリット１９Ｂの位置およびサイズを調節することによってピークＡ１とピークＡ１’との間隔は狭くすることができ、実質的に１つのピークとなるように重ねることが可能である。
【００６５】
このように本実施形態のマルチバンドアンテナによれば、２つの送受信可能な２つの周波数帯域のうち、一方の帯域を広げることが可能である。
【００６６】
（第３の実施形態）
本開示のマルチバンドアンテナの第３の実施形態を説明する。図８（ａ）はマルチバンドアンテナ５３の模式的平面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）の８Ｂ−８Ｂ線におけるマルチバンドアンテナ５３の模式断面図である。マルチバンドアンテナ５３は、第２ストリップ導体１３Ｂをさらに備えている点で、第２の実施形態のマルチバンドアンテナ５２と異なる。
【００６７】
第２ストリップ導体１３Ｂは、第１ストリップ導体１３Ａと同様に、放射導体１１と地導体１２との間に配置されている。第２ストリップ導体１３Ｂはｙ軸方向に伸びており、ｚ軸方向から見て、第２スリット１９Ｂと重なっている。より具体的には、第２ストリップ導体１３Ｂの一端は、第２スリット１９Ｂのｘ方向およびｙ方向の中心と一致するように重なっている。第２ストリップ導体１３Ｂは、第１スリット１９Ａとは重なっていない。
【００６８】
マルチバンドアンテナ５３において、信号電力は第１ストリップ導体１３Ａおよび第２ストリップ導体１３Ｂに供給され得る。第１ストリップ導体１３Ａおよび第２ストリップ導体１３Ｂは、同時に使用されてもよいし、いずれか一方を選択的に使用してもよい。
【００６９】
第１ストリップ導体１３Ａに信号電力が供給されると、放射導体１１は、ｚ軸の正方向に最大強度を有し、第１ストリップ導体１３Ａの延びる方向に平行なｘｚ面に広がった強度分布を有する電磁波を放出する。
【００７０】
第２ストリップ導体１３Ｂに信号電力が供給されると、放射導体１１は、ｚ軸の正方向に最大強度を有し、第２ストリップ導体１３Ｂの延びる方向に平行なｙｚ面に広がった強度分布を有する電磁波を放出する。この電磁波の最大強度の方向は第１ストリップ導体１３Ａに給電した場合に生じる電磁波と一致する（ｚ軸の正方向）が、分布は、第１ストリップ導体１３Ａに給電した場合に生じる電磁波の分布と概ね直交する。したがって、マルチバンドアンテナ５３によれば、２つの放射特性を切り替えることが可能である。よって、より広い方位において選択的に電磁波の送受信を行うことが可能である。
【００７１】
第１ストリップ導体１３Ａおよび第２ストリップ導体１３Ｂを同時に使用する場合、マルチバンドアンテナ５３は、偏波面が直交した電磁波を送受信する。偏波面が直交した２つの電磁波は干渉が少なく、高品質の状態で送受信が可能であるため、マルチバンドアンテナ５３の伝送速度が２倍になり、高速大容量通信が可能となる。
【００７２】
図９は、シミュレーションによって求めた本実施形態のマルチバンドアンテナ５３の反射減衰量の周波数特性の一例を示す。曲線Ｃ１およびＣ２は、第１ストリップ導体１３Ａおよび第２ストリップ導体１３Ｂに給電した場合に得られる周波数特性をそれぞれ示している。図９に示されるように、２つの周波数特性は、９３ＧＨｚ近傍を除き、よく一致している。マルチバンドアンテナ５３によれば、偏波方向が異なる電磁波を送受信することが可能である。
【００７３】
なお、本実施形態のマルチバンドアンテナ５３において、第１ストリップ導体１３Ａおよび第２ストリップ導体１３Ｂは、ｚ軸方向において傾斜していた。つまり、図１(ｂ)のような断面でみたときに、第１ストリップ導体１３Ａおよび第２ストリップ導体１３Ｂの第１端部と第２端部を結ぶ線がｘ軸方向に対して傾斜している。しかし、マルチバンドアンテナは、ｚ軸方向に傾斜していないストリップ導体を含んでいてもよい。図１０（ａ）および（ｂ）に示すように、マルチバンドアンテナ５３’は、第１ストリップ導体１３Ａ’および第２ストリップ導体１３Ｂ’を含み、第１ストリップ導体１３Ａ’および第２ストリップ導体１３Ｂ’は、それぞれ平面ストリップ１５のみによって構成されている。
【００７４】
この場合、ｚ軸方向からみて、第１ストリップ導体１３Ａ’の第２端部１３Ａｂおよび第２ストリップ導体１３Ｂ’の第２端部１３Ｂｂは、第１スリット１９Ａおよび第２スリット１９Ｂよりもそれぞれ放射導体１１の中心側に位置していることが好ましい。マルチバンドアンテナ５３’では、第１ストリップ導体１３Ａ’のｘ軸方向の長さおよび第２ストリップ導体１３Ｂ’のｙ軸方向の長さによって周波数ｆ１が変化する。
【００７５】
（第４の実施形態）
本開示のマルチバンドアンテナの第４の実施形態を説明する。図１１（ａ）はマルチバンドアンテナ５４の模式的斜視図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）の１１Ｂ−１１Ｂ線におけるマルチバンドアンテナ５４の模式断面図である。図１１（ａ）において、内部の構造を示すため、誘電体４０は透明であるように示している。
【００７６】
マルチバンドアンテナ５４は、平面アンテナ１０と、線状アンテナ２０とを含む。平面アンテナ１０は第１から第３の実施形態のマルチバンドアンテナ５１〜５３’のいずれかであり、マルチバンドアンテナ５１〜５３’と同様の構造を備えている。図１１に示す形態では、平面アンテナ１０は、マルチバンドアンテナ５３と同様の構造を備える。ただし、本実施形態において、第２スリット１９Ｂは、第１スリット１９Ａのｙ軸におけるプラス側の端部において交差しており、第２ストリップ導体１３Ｂの給電位置はｙ軸のプラス側に位置している点で、平面アンテナ１０は、マルチバンドアンテナ５３と異なる。
【００７７】
線状アンテナ２０は、平面アンテナ１０からｘ軸方向に離間している。線状アンテナ２０は、少なくとも１つの線状放射導体を１つ含む。本実施形態では、線状アンテナ２０は、線状放射導体２１および線状放射導体２２を含む。線状放射導体２１および線状放射導体２２はそれぞれ、ｙ方向に延びるストライプ形状を有し、ｙ方向に近接して配列されている。
【００７８】
線状アンテナ２０は、線状放射導体２１および線状放射導体２２に信号電力を供給するために、給電導体２３および給電導体２４をさらに含む。給電導体２３および給電導体２４はｘ方向に延びるストライプ形状を有している。給電導体２３および給電導体２４の一端は、配列された線状放射導体２１および線状放射導体２２の互いに隣接する一端にそれぞれ接続されている。
【００７９】
線状アンテナ２０は用途に応じてシングルバンドアンテナであってもよいし、マルチバンドアンテナであってもよい。線状アンテナ２０を２以上の周波数で送受信が可能なマルチバンドアンテナとして使用する場合には、図１１（ｃ）に示すように、例えば、使用する周波数に応じて、線状放射導体２１および線状放射導体２２のｙ軸方向の長さＬｄ１およびＬｄ２を異ならせる。電磁波の送受信時には、線状放射導体２１および線状放射導体２２のうち、一方を接地し、他方を送受信回路に接続することによって、長さＬｄまたはＬｄ２に対応する周波数の電磁波を送受信することが可能である。また、接地および送受信回路への接続を切り替えることによって周波数を切り替えることが可能である。
【００８０】
また、線状放射導体２１および線状放射導体２２に位相差を与えて信号電力を給電あるいは受信することによって電磁波を送受信してもよい。この場合、図１１（ｄ）に示すように、給電導体２３に例えば、線状放射導体２１、２１’を接続し、線状放射導体２１、２１’のｙ軸方向の長さＬｄ１、Lｄ１’を異ならせる。同様に、給電導体２４に線状放射導体２２、２２’を接続し、線状放射導体２２、２２’のｙ軸方向の長さＬｄ２、Ｌｄ２’を異ならせる。これによって、接続された線状放射導体２１、２１’および線状放射導体２２、２２’のうち送受信の電磁波に対応した長さを有する線状放射導体２１、２１’および線状放射導体２２、２２’を用いて周波数の異なる電磁波を送受信することが可能である。
【００８１】
ｚ軸方向から見て、線状アンテナ２０の線状放射導体２１および線状放射導体２２は地導体１２と重なっていてもよいし、重なっていなくてもよい。ｚ軸方向から見て、線状アンテナ２０の線状放射導体２１、２２が地導体１２と重なっていない場合には、線状アンテナ２０の線状放射導体２１、２２がｘ軸方向において、地導体１２の縁からλ／８以上離れていることが好ましい。ｚ軸方向から見て、線状アンテナ２０の線状放射導体２１、２２が地導体１２と重なっている場合には、地導体１２と線状放射導体２１、２２とはｚ軸方向にλ／８以上離れていることが好ましい。
【００８２】
線状アンテナ２０の給電導体２３および給電導体２４の他端を含む一部は、ｚ軸方向から見て、地導体１２と重なっていてもよい。給電導体２３および給電導体２４の他端の一方は、基準電位に接続され、他方は、信号電力が供給される。あるいは、給電導体２３および給電導体２４の他端の両方に信号電力が供給されてもよい。線状放射導体２１および線状放射導体２２のｙ方向の長さは、例えば、１．２ｍｍ程度である。また、ｘ方向の長さ（幅）は、たとえば、０．２ｍｍ程度である。給電導体２３および給電導体２４の他端は、導体１７と同様の導体（例えばビア導体）によって、地導体１２の下側に構成される回路等に接続される。
【００８３】
次に誘電体４０における線状アンテナ２０の配置を説明する。誘電体４０は例えば、主面４０ａ、主面４０ｂと、側面４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、４０ｆを備える直方体の形状を有する。主面４０ａ、主面４０ｂは直方体の６つの面のうち、他の面に比べて大きい２つの面である。主面４０ａ、主面４０ｂは、放射導体１１および地導体１２と平行である。線状放射導体２１、２２は、誘電体４０の主面４０ａまたは誘電体４０の内部に配置される。線状放射導体２１、２２は、例えば、ｚ軸方向において、放射導体１１と同じ高さに配置される。線状放射導体２１、２２を覆う誘電体４０の部分４０ｈの厚さｔは、第１の実施形態で説明した理由から５μｍ以上、２０μｍ未満であることが好ましい。線状放射導体２１、２２は、主面４０ａに隣接し、ｘ軸に垂直な側面４０ｃまたは４０ｄに近接していることが好ましい。線状アンテナ２０は−ｘ軸方向に電磁波を放出するため、線状放射導体２１、２２をｘ軸方向において覆う誘電体４０の厚さが小さいほうが好ましいからである。ｘ軸方向における側面４０ｃから線状放射導体２１、２２までの距離ｄは、７０μｍ以下が好ましく、５μｍ以上７０μｍ以下であることがより好ましい。
【００８４】
線状アンテナ２０の各構成要素は、平面アンテナ１０と同様、電気伝導性を有する材料で形成されている。
【００８５】
マルチバンドアンテナ５４において、第１ストリップ導体１３Ａまたは第２ストリップ導体１３Ｂに信号電力を供給すると、平面アンテナ１０は、ｚ軸の正方向に最大強度を有し、偏波面が異なる強度分布の電磁波を放出する。一方、線状アンテナ２０に信号電力を供給すると、線状アンテナ２０は、ｘ軸の負方向に最大強度を有する強度分布の電磁波を放出する。
【００８６】
マルチバンドアンテナ５４によれば、平面アンテナ１０と線状アンテナ２０とを用いて、電磁波の送受信を行い、受信した信号の強度が大きいほうのアンテナを選択的に使用することによって、あるいは、基地局等との間で送受信を行い、良好な電磁波の送信が可能なアンテナを使用することによって、良好な通信を行うことが可能となる。また、平面アンテナ１０を用いる場合にも、同様に、第１ストリップ導体１３Ａおよび第２ストリップ導体１３Ｂを用いて送受信を行い、受信した信号の強度や、基地局等との通信の安定性を評価し、より通信状態が良好なストリップ導体を用いて送受信を行うことが可能である。
【００８７】
（第５の実施形態）
本開示のマルチバンドアンテナの第５の実施形態を説明する。図１２はマルチバンドアンテナ５５の模式的斜視図である。マルチバンドアンテナ５５は、平面アンテナ１０が少なくとも１つの無給電放射導体をさらに備えている点で、第４の実施形態のマルチバンドアンテナ５４と異なる。
【００８８】
本実施形態において、マルチバンドアンテナ５５の平面アンテナ１０は、ｘ軸方向に配置された放射導体１１の一対の辺１１ｃ、１１ｄのうち、少なくとも一方に隣接して配置された少なくとも１つの無給電放射導体をさらに備える。より具体的には、平面アンテナ１０は、辺１１ｃ、１１ｄに隣接してそれぞれ配置された無給電放射導体２５Ａ、２５Ｂをさらに備える。
【００８９】
無給電放射導体２５Ａ、２５Ｂは、第１ストリップ導体１３Ａおよび第２ストリップ導体１３Ｂから電力の供給を受けない。また、放射導体１１から離間して配置されている。無給電放射導体２５Ａ、２５Ｂは、例えば、ｚ軸方向において、放射導体１１と同じ高さに配置されている。
【００９０】
マルチバンドアンテナ５５において、平面アンテナ１０は、無給電放射導体２５Ａ、２５Ｂを備えていることによって、より広い角度でゲインの高い電磁波を放出することが可能である。この効果は、特に第１ストリップ導体１３Ａに信号電力を供給し、電磁波を放射する場合に特に有効である。
【００９１】
無給電放射導体は、ｘ方向にかぎられず、放射導体１１のｙ方向に配置してもよい。また、放射導体１１のｘ方向およびｙ方向の両方に配置してもよい。例えば、図１３に示すように、マルチバンドアンテナ５５’は、放射導体１１を囲む無給電放射導体２５を備える。無給電放射導体２５は、矩形環形状を有し、内縁は放射導体１１の外縁から所定の間隙で離間している。マルチバンドアンテナ５５’において、平面アンテナ１０は、放射導体１１のｘ方向およびｙ方向に隣接する無給電放射導体２５を備える。このため、ｚ軸の正方向に最大強度を有し、第１ストリップ導体１３Ａの延びる方向に平行なｘｚ面に広がった強度分布を有する電磁波、および、ｚ軸の正方向に最大強度を有し、第２ストリップ導体１３Ｂの延びる方向に平行なｙｚ面に広がった強度分布を有する電磁波を放出する際、より広い角度でゲインの高い電磁波を放出することが可能である。
【００９２】
（第６の実施形態）
本開示のアレイアンテナの実施形態を説明する。図１４はアレイアンテナ１０１の模式的斜視図である。アレイアンテナ１０１は、第１から第５の実施形態のマルチバンドアンテナ５１〜５５のいずれかを複数含む。例えば、アレイアンテナ１０１は、複数のマルチバンドアンテナ５５を含む。本実施形態では、アレイアンテナ１０１は４つのマルチバンドアンテナ５５を含んでいるが、マルチバンドアンテナ５５の数は４に限られず、アレイアンテナ１０１は少なくとも２つのマルチバンドアンテナ５５を含んでいればよい。
【００９３】
アレイアンテナ１０１において、複数のマルチバンドアンテナ５５はｙ方向に配列されている。つまり、各マルチバンドアンテナ５５の放射導体１１がｙ方向に互いに隣接し、線状アンテナ２０がｙ方向で互いに隣接するように配置されている。各マルチバンドアンテナ５５の地導体１２は、互いに接続されており、全体として１つの導電層を構成している。また、各マルチバンドアンテナ５５の誘電体４０も互いに接続されており、全体として１つの誘電体を構成している。複数のマルチバンドアンテナ５５のｙ方向の配列ピッチは、λ／２程度である。
【００９４】
図１５および図１６を参照しながら、アレイアンテナ１０１の動作を説明する。アレイアンテナ１０１において、各マルチバンドアンテナ５５の平面アンテナ１０に第１ストリップ導体１３Ａを介して信号電力を給電すると、図１５に示すように、各マルチバンドアンテナ５５の放射導体１１は、全体として、放射導体１１に垂直な方向、つまり、ｚ軸の正方向に最大強度を有し、第１ストリップ導体１３Ａの延びる方向に平行なｘｚ面に広がった指向性Ｆ＋ｚ（ｘｚ）を有して、ＺＸ面内に平行な偏波面をもつ電磁波を送受信する。また、各マルチバンドアンテナ５５の平面アンテナ１０に第２ストリップ導体１３Ｂを介して信号電力を給電すると、各マルチバンドアンテナ５５の放射導体１１は、全体として、放射導体１１に垂直な方向、つまり、ｚ軸の正方向に最大強度を有し、ＹＺ面内に平行な偏波面をもつ電磁波を送受信する。一方、図１６に示すように、各マルチバンドアンテナ５５の線状アンテナ２０に信号電力を供給すると、線状放射導体２１、２２は、全体として、ｘ軸の負方向に最大強度を有し、ｘｚ面に広がった指向性Ｆ−ｘを有する電磁波を放出する。
【００９５】
アレイアンテナ１０１において、平面アンテナ１０および線状アンテナ２０は同時に使用してもよいし、選択的に使用してもよい。また、平面アンテナ１０において、第１ストリップ導体１３Ａおよび第２ストリップ導体１３Ｂに同時に信号電力を供給してもよい。同時にこれらのアンテナに給電を行うことによって、干渉によりゲインが低下することが好ましくない場合、例えば、同位相の信号電力を平面アンテナ１０および線状アンテナ２０に供給する場合には、ＲＦスイッチなどを用い、送受信すべき信号を選択的に、平面アンテナ１０または線状アンテナ２０に入力すればよい。
【００９６】
平面アンテナ１０および線状アンテナ２０を同時に使用する場合には、平面アンテナ１０および線状アンテナ２０に入力する信号に位相差を与えることが好ましい。これにより、干渉が抑制され、ゲインが向上し得る。例えば、ダイオードスイッチやＭＥＭＳスイッチなどで構成された移相器などを用い、送受信すべき信号を選択的に、平面アンテナ１０または線状アンテナ２０に入力すればよい。
【００９７】
アレイアンテナ１０１は複数のマルチバンドアンテナ５５を備える。このため、各マルチバンドアンテナ５５において、平面アンテナ１０および線状アンテナ２０の一方を選択し、同じ位相の信号電力を給電することによって、１つのマルチバンドアンテナ５５による強度分布よりも指向性を高めることができる。また、各マルチバンドアンテナ５５の平面アンテナ１０または線状アンテナ２０に給電する信号電力の位相を適切にシフトさせ、各マルチバンドアンテナ５５間の平面アンテナ１０または線状アンテナ２０に位相差を設けること、各マルチバンドアンテナ５５の平面アンテナ１０と線状アンテナ２０との間に位相差を設け、必要に応じて、さらにその位相差をマルチバンドアンテナ５５間で異ならせることによって、最大強度となる方向をｘｚ面内（φ＝０度）のθ、および、ｙｚ面内（φ＝９０度）のθ方向に変化させることができる。よって、複数のマルチバンドアンテナ５５を備え、アレイ化することによって、ｘｚ面内およびｙｚ面内において、指向性が高い方向を変化させることが可能である。例えば、送受信時に、各マルチバンドアンテナ５５間の平面アンテナ１０または線状アンテナ２０に位相差を設けて電磁波の送受信を行い、最も受信強度が強い、あるいは、基地局等との電磁波の送受信が最も良好となる方向(θ、φ)を所定の時間間隔で決定しながら電磁波の送受信を行うことができる。これによって、例えば、アレイアンテナ１０１を搭載した無線通信機器が移動をする場合に、常時最適な通信状態で電磁波の送受信を行うことができる。
【００９８】
このように、本開示のアレイアンテナ１０１によれば、直交する２方向に電磁波を放射し、また、直交する２方向からの電磁波を受信することが可能である。
【００９９】
なお、アレイアンテナ１０１において、地導体１２がｙ方向につながっているため、第２ストリップ導体１３Ｂに給電を行い、電磁波を放射させる場合、地導体１２をｙ方向に伝搬する電磁波の反射の影響によって電磁波の出力が低下する場合がある。このような出力の低下が好ましくない場合には、図１７（ａ）に示すように、隣接するマルチバンドアンテナ５５間において、地導体１２にスリット１２ｓを設け、各マルチバンドアンテナ５５の地導体１２ａを電気的に分離してもよい。
【０１００】
また、アレイアンテナ１０１の各マルチバンドアンテナ５５において、平面アンテナ１０の第１ストリップ導体１３Ａおよび第２ストリップ導体１３Ｂに同時に信号電力を供給する場合、地導体１２がｙ方向につながっているため、２つのストリップ導体による電磁波の広がり方が、地導体１２の形状による影響を受け、合成された電磁波がｙ方向に広がってしまう場合がある。合成された電磁波の分布形状が問題となる場合には、図１７（ｂ）に示すように、隣接するマルチバンドアンテナ５５間において、地導体１２に切り欠き１２ｎを設けてもよい。切り欠き１２ｎは、例えば、ｘ軸方向に垂直な辺を底辺とする直角二等辺三角形であってもよい。切り欠き１２ｎを設けることによって、各マルチバンドアンテナ５５の地導体１２のｘ方向とｙ方向とにおける形状の差異を小さくすることができ、合成された電磁波のｚ軸回りの対称性を高めることができる。
【０１０１】
ここで、切り欠きは導体部の形状で構成しているが、キャビティなどを設けるなどして同様の効果を実現してもよい。また、スリット、切り欠き或いはキャビティを設ける手法以外にも、電気抵抗の差をつける手法、誘電率に差を持たす手法などを用いてもよい。これらのうち、少なくとも１つの手法を用いることができる。
【０１０２】
（第７の実施形態）
本開示の無線通信モジュールの実施形態を説明する。図１８は、無線通信モジュール１１２の模式的断面図である。無線通信モジュール１１２は、第６の実施形態のアレイアンテナ１０１と、能動素子６４、６５と、受動素子６６と、電極６３及びそれに接続したコネクタ６７とを備える。無線通信モジュール１１２は、能動素子６４、６５および受動素子６６を覆うカバー６８をさらに備えていてもよい。カバー６８は金属などで構成され、電磁シールド、ヒートシンクあるいは両方の機能を有する。
【０１０３】
アレイアンテナ１０１の誘電体４０の地導体１２よりも主面４０ｂ側には、平面アンテナ１０および線状アンテナ２０と接続するための、配線回路パターンを構成する導体６１、ビア導体６２が設けられている。また、平面アンテナ１０および線状アンテナ２０と導体６１とはビア導体６２で接続されている。主面４０ｂには、電極６３が設けられている。
【０１０４】
能動素子６４、６５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ、ローノイズアンプ（ＬＮＡ）、パワーアンプ（ＰＡ）、高周波ＩＣ等であり、受動素子６６は、コンデンサ、コイル、ＲＦスイッチ等である。コネクタ６７は、無線通信モジュール１１２と外部とを中間周波数で接続するためのコネクタである。
【０１０５】
能動素子６４、６５、受動素子６６およびコネクタ６７は、アレイアンテナ１０１の誘電体４０の主面４０ｂの電極６３と半田等によって接続されることにより、アレイアンテナ１０１の主面４０ｂに実装されている。導体６１およびビア導体６２によって構成される配線回路、能動素子６４、６５、受動素子６６およびコネクタ６７によって、信号処理回路等を構成している。
【０１０６】
無線通信モジュール１１２において、平面アンテナ１０および線状アンテナ２０が近接する主面４０ａは、能動素子６４、６５等が接続された主面４０ｂと反対側に位置している。このため、能動素子６４、６５等の影響を受けることなく、準ミリ波・ミリ波帯の電磁波を平面アンテナ１０および線状アンテナ２０から放射し、また、外部から到達する準ミリ波およびミリ波帯の電波を平面アンテナ１０および線状アンテナ２０で受信することができる。したがって、直交する２方向において、選択的に電磁波を送受信可能なアンテナを備え、小型の無線通信モジュールが実現し得る。
【０１０７】
（第８の実施形態）
本開示の無線通信装置の実施形態を説明する。図１９（ａ）および（ｂ）は、無線通信装置１１３の模式的平面図および側面図である。無線通信装置１１３は、メインボード７０と、１または複数の無線通信モジュール１１２とを備える。図１９では、無線通信装置１１３は４つの無線通信モジュール１１２Ａ〜１１２Ｄを備えている。
【０１０８】
メインボード７０は、無線通信装置１１３の機能を実現するために必要な電子回路、および無線通信回路等を備えている。メインボード７０の姿勢および位置を検出するため、地磁気センサ、ＧＰＳユニット等を備えていてもよい。
【０１０９】
メインボード７０は、主面７０ａ、７０ｂ、と４つの側部７０ｃ、７０ｄ、７０ｅ、７０ｆとを有している。主面７０ａ、７０ｂは、第２右手直交座標系におけるｗ軸に垂直であり、側部７０ｃ、７０ｅはｕ軸に垂直であり、側部７０ｄ、７０ｆは、ｖ軸に垂直である。図１９では、模式的にメインボード７０を長方形の主面を有する直方体で示しているが、側部７０ｃ、７０ｄ、７０ｅ、７０ｆのそれぞれは、複数の面で構成されていてもよい。
【０１１０】
無線通信装置１１３において、無線通信モジュール１１２Ａ〜１１２Ｄは、アレイアンテナ１０１の誘電体４０の側面４０ｃが、側部７０ｃ、７０ｄ、７０ｅ、７０ｆの１つに近接し、誘電体４０の主面４０ａがメインボード７０と反対側に位置するように、主面７０ａまたは主面７０ｂに配置されている。誘電体４０の側面４０ｃは、線状アンテナ２０の線状放射導体２１、２２が近接しており、側面４０ｃから電磁波が放射される。また、誘電体４０の主面４０ａは、平面アンテナ１０の放射導体１１が近接しており、主面４０ａから電磁波が放射される。このため、無線通信モジュール１１２Ａ〜１１２Ｄから放射される電磁波が、メインボード７０と干渉しにくい位置および方向に、無線通信モジュール１１２Ａ〜１１２Ｄはメインボード７０に配置される。無線通信モジュール１１２Ａ〜１１２Ｄはｕｖｗ方向にそれぞれ近接していてもよいし、離れていてもよい。
【０１１１】
例えば、図１９に示す例では、無線通信モジュール１１２Ａ、１１２Ｃの側面４０ｃが、側部７０ｃ、７０ｄのいずれかに近接するように無線通信モジュール１１２Ａ、１１２Ｃが主面７０ａ上に配置されている。また、無線通信モジュール１１２Ｂ、１１２Ｄの側面４０ｃが、側部７０ｅ、７０ｆのいずれかに近接するように無線通信モジュール１１２Ｂ、１１２Ｄが主面７０ｂ上に配置されている。本実施形態では、無線通信モジュール１１２Ａの側面４０ｃは、側部７０ｃに、無線通信モジュール１１２Ｂの側面４０ｃは、側部７０ｅに近接している。また、無線通信モジュール１１２Ｃの側面４０ｃは、側部７０ｄに、準ミリ波・ミリ波・無線通信モジュール１１２Ｄの側面４０ｃは、側部７０ｆに近接している。無線通信モジュール１１２Ａ〜１１２Ｄは、メインボード７０の中心に対して点対称に配置されている。
【０１１２】
このように配置された無線通信モジュール１１２Ａ〜１１２Ｄの平面アンテナ１０および線状アンテナ２０から放射される電磁波の分布における最大強度の方向は、表１に示す通りである。
【０１１３】
【表１】
2019159899.tif 000003
【０１１４】
このように、メインボード７０に対して全方位（±ｕ、±ｖ、±ｗ方向）へ電磁波を放射させることができる。たとえば、無線通信装置１１３のＧＰＳユニットで位置を検出すれば、無線通信装置１１３の周囲にある位置情報が既知の複数の基地局のうち、最も近い基地局、および、その基地局の無線通信装置１１３からの方位が決定できる。また、無線通信装置１１３の地磁気センサを用いれば、無線通信装置１１３の姿勢が決定でき、現在の無線通信装置１１３の姿勢において、決定した通信すべき基地局に最も強い強度で電磁波を放射することのできる無線通信モジュール１１２Ａ〜１１２Ｄおよび平面アンテナ１０／線状アンテナ２０を決定することができる。よって、決定した無線通信モジュールおよびアンテナを用いて電磁波の送受信を行うことによって、高品質な通信を行うことが可能となる。
【０１１５】
無線通信モジュール１１２Ａ〜１１２Ｄはメインボード７０の側部に配置してもよい。図２０（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、無線通信装置１１４の模式的平面図および側部図である。無線通信装置１１４において、無線通信モジュール１１２Ａ〜１１２Ｄは、アレイアンテナ１０１の誘電体４０の側面４０ｃが、主面７０ａまたは主面７０ｂに近接し、誘電体４０の主面４０ａがメインボード７０と反対側に位置するように、側部７０ｃ〜７０ｆのいずかに配置されている。
【０１１６】
図２０に示す例では、無線通信モジュール１１２Ａ、１１２Ｂの側面４０ｃが、主面７０ａ、７０ｂのいずれかに近接するように無線通信モジュール１１２Ａ、１１２Ｂが側部７０ｃ、７０ｅに配置されている。また、無線通信モジュール１１２Ｃ、１１２Ｄの側面４０ｃが、主面７０ａ、７０ｂのいずれかに近接するように無線通信モジュール１１２Ｃ、１１２Ｄが側部７０ｄ、７０ｆに配置されている。本実施形態では、無線通信モジュール１１２Ａの側面４０ｃは、主面７０ａに、無線通信モジュール１１２Ｂの側面４０ｃは、主面７０ｂに近接している。また、無線通信モジュール１１２Ｃの側面４０ｃは、主面７０ａに、無線通信モジュール１１２Ｄの側面４０ｃは、主面７０ｂに近接している。無線通信モジュール１１２Ａ〜１１２Ｄは、メインボード７０の中心に対して点対称に配置されている。無線通信モジュール１１２Ａ〜１１２Ｄのｗ軸方向の位置は、メインボード７０のｗ軸方向の中心からずれていてもよい。また、無線通信モジュール１１２Ａ〜１１２Ｄは、メインボード７０の側部７０ｃ〜７０ｆと接していてよいし、間隙を設けて配置されていてもよい。
【０１１７】
このように配置された無線通信モジュール１１２Ａ〜１１２Ｄの平面アンテナ１０および線状アンテナ２０から放射される電磁波の分布における最大強度の方向は、表２に示す通りである。
【０１１８】
【表２】
2019159899.tif 000004
【０１１９】
このように、図２０に示す配置でも、無線通信装置１１４は、メインボード７０に対して全方位（±ｕ、±ｖ、±ｗ方向）へ電磁波を放射させることができる。
【０１２０】
図２１（ａ）および（ｂ）は、図２０に示すように無線通信モジュールが４つ配置された無線通信装置１１４から放射される電磁波の強度分布をシミュレーションによって求めた結果の一例を示す。図２１（ａ）は、２８ＧＨｚの電磁波の分布を示し、図２１（ｂ）は、３９ＧＨｚの電磁波の分布を示す。電磁波の方向を示すθは、図２０（ａ）に示すように、ＷＶ平面において、ｗ軸を基準とし、ｗ軸からｖ軸方向にプラスを取った角度を示す。φは、ｕｖ平面において、ｕ軸を基準とし、ｕ軸からｖ軸方向にプラスを取った角度を示す。ゲインの大きさは、θおよびφの角度によって変化するが、θおよびφのほとんどの領域において、７ｄＢ以上のゲインが得られている。図２１（ａ）および（ｂ）において、ゲインが７ｄＢ未満の領域を破線で囲んでいる。２８ＧＨｚの電磁波では、全θおよびφの範囲のうち、約９９．８％の範囲で７ｄＢ以上のゲインが得られている。また、３９ＧＨｚの電磁波では、全θおよびφの範囲のうち、約９９．７％の範囲で７ｄＢ以上のゲインが得られている。このように本実施形態によれば、無線通信モジュール１１２Ａ〜１１２Ｄを異なる方位に向けて配置し、線状アンテナおよび平面アンテナを選択的に駆動することによって、方位のカバレッジが高く、かつ指向性に優れた無線通信装置が実現し得る。
【０１２１】
（他の実施形態）
本開示のマルチバンドアンテナ、アレイアンテナ、無線通信モジュールおよび無線通信装置は、円偏波の電磁波の送受信に適合し得る。しかし、より効率よく円偏波を送受信するために、マルチバンドアンテナの構造を改変してもよい。図２２（ａ）および（ｂ）は、第１の実施形態のマルチバンドアンテナ５１を右旋円偏波に適合させたマルチバンドアンテナ５６の平面図、および、（ａ）の２２Ｂ−２２Ｂ線における断面図である。マルチバンドアンテナ５６は、放射導体１１の対角方向に位置する一対の角に切り欠きを有する点で、マルチバンドアンテナ５１と異なる。
【０１２２】
具体的には、マルチバンドアンテナ５６は放射導体３１を備える。放射導体３１は、４つの角１１ｅ〜１１ｈを有する矩形から、対角方向に位置する一対の角が直線状に切り欠かれた形状を有する。図２２に示す形態では、放射導体３１の平面上において、放射導体３１の中心から角１１ｅ〜１１ｈを見た場合、第１ストリップ導体１３Ａの右側に位置する角１１ｈおよび角１１ｈに対して対角方向に位置する角１１ｆが、角１１ｅ、１１ｇを通る直線と略平行な直線によって、切り欠かれている。これにより、マルチバンドアンテナ５６は、右旋円偏波を効率よく送受信することが可能である。なお、以下においてもストリップ導体に対する右側あるいは左側は、放射導体の中心から角１１ｅ〜１１ｈを見た場合におけるストリップ導体の位置関係で表す。
【０１２３】
図２３（ａ）および（ｂ）は、第１の実施形態のマルチバンドアンテナ５１を左旋円偏波に適合させたマルチバンドアンテナ５７の平面図、および、（ａ）の２３Ｂ−２３Ｂ線における断面図である。マルチバンドアンテナ５７の放射導体３２は、例えば、４つの角１１ｅ〜１１ｆを有する矩形から、対角方向に位置する角１１ｅ、１１ｇが直線状に切り欠かれた形状を有する。角１１ｅは、第１ストリップ導体１３Ａの左側に位置し、角１１ｇは角１１ｅに対して対角方向に位置している。これにより、マルチバンドアンテナ５７は、左旋円偏波を効率よく送受信することが可能である。
【０１２４】
図２４（ａ）および（ｂ）は、第２の実施形態のマルチバンドアンテナ５２を右旋円偏波に適合させたマルチバンドアンテナ５８の平面図、および、（ａ）の２４Ｂ−２４Ｂ線における断面図である。マルチバンドアンテナ５８は、放射導体１１の対角方向に位置する一対の角に切り欠きを有する点で、マルチバンドアンテナ５２と異なる。
【０１２５】
具体的には、マルチバンドアンテナ５８は放射導体３３を備える。放射導体３３は、４つの角１１ｅ〜１１ｈを有する矩形から、対角方向に位置する一対の角が直線状に切り欠かれた形状を有する。図２４に示す形態では、第１ストリップ導体１３Ａの右側に位置する角１１ｈおよび角１１ｈに対して対角方向に位置する角１１ｆが、角１１ｅ、１１ｇを通る直線と略平行な直線によって、切り欠かれている。これにより、マルチバンドアンテナ５８は、右旋円偏波を効率よく送受信することが可能である。
【０１２６】
図２５（ａ）および（ｂ）は、第２の実施形態のマルチバンドアンテナ５２を左旋円偏波に適合させたマルチバンドアンテナ５９の平面図、および、（ａ）の２５Ｂ−２５Ｂ線における断面図である。マルチバンドアンテナ５９の放射導体３４は、４つの角１１ｅ〜１１ｈを有する矩形から、対角方向に位置する角１１ｅ、１１ｇが直線状に切り欠かれた形状を有する。角１１ｅは、第１ストリップ導体１３Ａの左側に位置し、角１１ｇは角１１ｅに対して対角方向に位置している。これにより、マルチバンドアンテナ５９は、左旋円偏波を効率よく送受信することが可能である。
【０１２７】
図２６（ａ）および（ｂ）は、第３の実施形態のマルチバンドアンテナ５３を円偏波に適合させたマルチバンドアンテナ６０の平面図、および、（ａ）の２６Ｂ−２６Ｂ線における断面図である。マルチバンドアンテナ６０の放射導体３５は、４つの角１１ｅ〜１１ｈを有する矩形から、対角方向に位置する角１１ｆ、１１ｈが直線状に切り欠かれた形状を有する。平面視において、角１１ｈは、第１ストリップ導体１３Ａと第２ストリップ導体１３Ｂの間に位置している。
【０１２８】
マルチバンドアンテナ６０において、第１ストリップ導体１３Ａを用いる場合には、右旋円偏波の送受信が可能であり、第２ストリップ導体１３Ｂを用いる場合には、左旋円偏波の送受信が可能である。また、上述したように、第１ストリップ導体１３Ａおよび第２ストリップ導体１３Ｂに同時に信号電力を供給すれば、右旋円偏波および左旋円偏波を同時に送信したり、右旋円偏波および左旋円偏波を含む電磁波を、第１ストリップ導体１３Ａおよび第２ストリップ導体１３Ｂを用いて分離して検波したりすることも可能である。
【０１２９】
また、第７の実施形態の無線通信モジュール１１２は、可撓性配線と好適に組み合わせることができる。図２７に示す無線通信モジュール１１５は、可撓性配線８０を備えている点で、無線通信モジュール１１２と異なる。可撓性配線８０は、例えば配線回路が形成されたフレキシブルプリント基板、同軸ケーブル、液晶ポリマー基板等である。特に液晶ポリマーは高周波特性に優れるため、アレイアンテナ１０１への配線回路として好適に用いることができる。可撓性配線８０はコネクタ６９を備え、コネクタ６９は、主面４０ｂに設けられたコネクタ６７に係合している。
【０１３０】
また、たとえば、複数の無線通信モジュールを備える場合、線状アンテナ２０及びマルチバンドアンテナ５５を備える無線モジュール同士を、図２７で用いたような可撓性配線８０を介して回路的に接続することもできる。
【０１３１】
また、可撓性配線に無線通信モジュール１１２に含まれる放射導体の一部を配置してもよい。図２８に示す無線通信モジュール１１６において、主面４０ｂに設けられた複数の電極６３の一部は、可撓性配線８１と電気的に接続されている。可撓性配線８１の表面および／または内部には、例えば、アレイアンテナ１０１の一部または全部の線状放射導体２１、２２、給電導体２３、２４等が設けられている。
【０１３２】
無線通信モジュール１１６によれば、可撓性配線８１に設けられた線状放射導体２１、２２は、可撓性配線８１を折り曲げることによって、誘電体４０に設けられた線状放射導体２１、２２とは異なる方向に配置することができる。このため、より広い方位において電磁波を送受することが可能である。なお、図２８に示す形態では、線状アンテナ２０のすべてを可撓性配線８１に配置しているが、アレイアンテナ１０１の複数の線状アンテナ２０のうち、少なくとも１つを可撓性配線８１に形成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１３３】
本開示のマルチバンドアンテナ、アレイアンテナ、無線通信モジュールおよび無線通信装置は、種々の高周波無線通信用のアンテナおよびアンテナを含む無線通信回路に好適に用いることが可能であり、特に準マイクロ波・センチメートル波・準ミリ波・ミリ波帯の無線通信装置に好適に用いられる。
【符号の説明】
【０１３４】
１０        ：平面アンテナ
１１、３１〜３５        ：放射導体
１１ｃ、ｄ      ：辺
１１ｅ〜１１ｈ      :角
１１ｐ    ：中央
１２        ：地導体
１２ｃ      ：穴
１２ｎ      ：切り欠き
１２ｓ      ：スリット
１３          ：ストリップ導体
１３Ａ        ：第１ストリップ導体
１３Ａａ    ：第１端部
１３Ａｂ    ：第２端部
１３Ｂ      ：第２ストリップ導体
１３Ｂｂ    ：第２端部
１４、１５        ：平面ストリップ
１６        ：導体
１７        ：導体
１９Ａ      ：第１スリット
１９Ａｅ、１９Ａｆ    ：端部
１９Ｂ      ：第２スリット
２０        ：線状アンテナ
２１、２１’ 、２２、２２’        ：線状放射導体
２３、２４        ：給電導体
２５、２５Ａ、２５Ｂ      ：無給電放射導体
４０        ：誘電体
４０ａ、４０ｂ      ：主面
４０ｃ〜４０ｆ      ：側面
４０ｈ        ：厚さｔの誘電体の部分
５１、５２、５３、５３’、５４、５５、５５’、５６〜６０        ：マルチバンドアンテナ
６１        ：導体
６２        ：ビア導体
６３        ：電極
６４、６５        ：能動素子
６６        ：受動素子
６７、６９        ：コネクタ
６８        ：カバー
７０        ：メインボード
７０ａ、７０ｂ      ：主面
７０ｃ〜７０ｆ      ：側部
８０、８１      ：可撓性配線
１０１      ：アレイアンテナ
１１２、１１５、１１６      ：無線通信モジュール
１１３、１１４      ：無線通信装置
【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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【国際調査報告】
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