(57)【要約】【課題】  アンテナ利得を極力損なわずに小型化することができるとともにアンテナ装置内部への水分侵入を防止できるアンテナ装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】  第１の誘電体基板１０の一方の面にはパッチ導体１２が設けられ、第１の誘電体基板１０の一方の面に対して、接地導体１８が設けられた第２の誘電体基板１４が対向配置されており、第１の誘電体基板１０と第２の誘電体基板１４とは、第１の誘電体基板１０に貼着された下部ケース１６を介して所定間隔で離隔されている。この第１の誘電体基板１０と第２の誘電体基板１４との間には、混合誘電性物質３０が隙間なく介在しており、混合誘電性物質の比誘電率は、接地導体１８の面積に応じて、アンテナ利得を最大にするように決定されている。【選択図】        図１
2006121536.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の誘電体基板と、
前記第１の誘電体基板の一方の面に設けられたパッチ導体と、
前記第１の誘電体基板の一方の面と、スペーサを介して所定間隔離隔されて対向配置された第２の誘電体基板と、
前記第２の誘電体基板の前記パッチ導体に対向した対向基板面に設けられた接地導体と、
を備え、
前記第１の誘電体基板と前記第２の誘電体基板との間に、少なくとも一時的に流動性を有する誘電性物質Ａと前記誘電性物質Ａとは異なる比誘電率を有する誘電性物質Ｂとを混合した混合誘電性物質が介在し、前記混合誘電性物質の比誘電率が前記接地導体の面積に応じて決定されることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
請求項１記載のアンテナ装置において、前記第１の誘電体基板と前記第２の誘電体基板との間には、前記混合誘電性物質が隙間なく介在していることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載のアンテナ装置において、前記誘電性物質Ｂは前記誘電性物質Ａの比誘電率より大きい比誘電率を有することを特徴とするアンテナ装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項記載のアンテナ装置において、前記誘電性物質Ａがシリコーンゴムであることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項記載のアンテナ装置において、前記誘電性物質Ｂが酸化チタンの粒子であることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項６】
請求項１から請求項４のいずれか一項記載のアンテナ装置において、前記誘電性物質Ｂがアルミナの粒子であることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項７】
請求項１記載のアンテナ装置において、前記誘電性物質Ｂが空気の気泡であることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか一項記載のアンテナ装置において、前記第２の誘電体基板の対向基板面から前記第１の誘電体基板の側に向かって伸長されている電磁結合用導体が備えられており、
前記電磁結合用導体と前記接地導体とは直流的に絶縁されており、
前記電磁結合用導体とパッチ導体とが電磁結合されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項９】
請求項１から請求項７のいずれか一項記載のアンテナ装置において、前記第２の誘電体基板の対向基板面から前記第１の誘電体基板の側に向かって突出し、第１の誘電体基板に設けられたパッチ導体に信号線路として電気的に接続された柱状導体が備えられており、
前記柱状導体と前記接地導体とは直流的に絶縁されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか一項記載のアンテナ装置において、前記第１の誘電体基板がガラス製であることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれか一項記載のアンテナ装置において、前記第１の誘電体基板が曲面を有する自動車用窓ガラスであることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項１２】
以下（１）〜（５）の工程を備える、請求項１から請求項８のいずれか一項記載のアンテナ装置の製造方法。
（１）車両の開口部に嵌め込まれ、かつ、前記パッチ導体が設けられた、前記第１の誘電体基板である窓ガラス板を準備するか、
又は、車両の開口部に嵌め込まれる前であり、かつ、前記パッチ導体が設けられた、前記第１の誘電体基板である窓ガラス板を準備する。
（２）窓ガラス板に接着部を形成するか、又は、前記スペーサの窓ガラス板側の面に接着部を形成する。
（３）接着部を介して窓ガラス板の所定の箇所にスペーサを貼着する。
（４）第２の誘電体基板を前記スペーサに固定した後、前記窓ガラス板と第２の誘電体基板と前記スペーサとで囲まれた空隙に前記混合誘電性物質を注入する。
（５）上記工程（１）において、車両の開口部に嵌め込まれる前の窓ガラス板を用いる場合には、窓ガラス板を車両の開口部に嵌め込む。
【請求項１３】
請求項１２記載のアンテナ装置の製造方法において、前記工程（４）の代わりに、前記第２の誘電体基板上に成形用の枠を設け、該枠内に前記混合誘電性物質を流入させて流動性を低下させた後、該枠を外し、前記第２の誘電体基板を前記スペーサに固定する工程を備えることを特徴とするアンテナ装置の製造方法。
【請求項１４】
請求項１２または請求項１３記載のアンテナ装置の製造方法において、前記（４）の工程又は前記工程（４）の代りに備えられる工程において、前記第２の誘電体基板に、前記電磁結合用導体又は前記柱状導体が取り付けられていることを特徴とするアンテナ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＧＨｚの周波数を用いる通信に適するアンテナ装置に関し、特に車両のガラスアンテナに適用可能なアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車載通信装置と外部通信装置との間で電磁波を用いた通信を行って車両の走行をより円滑にするために、ＧＰＳ（衛星測位システム：Global Positioning System）、ＶＩＣＳ（道路交通情報システム：Vehicle Information and Communication System）及びＥＴＣ（自動料金収受システム：Electric Toll Collection System）等が用いられている。また、衛星放送チャネルを受信する受信装置も実用化されている。
【０００３】
これらのシステムにおいて用いられる車載通信装置のアンテナとしては、例えば、マイクロストリップアンテナ（以下、ＭＳＡという）を備えるアンテナ装置を車両の前部窓ガラス板に貼着する構成等が使用されている。
【０００４】
例えば、下記特許文献１にも、マイクロストリップアンテナの改良技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−２４６８１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記従来の技術においては、アンテナ装置のゲイン（アンテナ利得）を極力損なわずに小型化する技術が開示されておらず、小型化の要求に対応することが困難であった。また、アンテナ装置を窓ガラスの車内側に設置して車載通信装置のアンテナとして使用する場合、車内側は人間が搭乗することにより湿度が高くなりやすいので、アンテナ装置内部への水分侵入を防止する必要があるが、上記従来技術においては、水分侵入防止対策が不十分であった。
【０００６】
本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、アンテナ利得を極力損なわずに小型化することができるとともにアンテナ装置内部への水分侵入を防止できるアンテナ装置及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、アンテナ装置であって、第１の誘電体基板と、前記第１の誘電体基板の一方の面に設けられたパッチ導体と、前記第１の誘電体基板の一方の面と、スペーサを介して所定間隔離隔されて対向配置された第２の誘電体基板と、前記第２の誘電体基板の前記パッチ導体に対向した対向基板面に設けられた接地導体と、を備え、前記第１の誘電体基板と前記第２の誘電体基板との間に、少なくとも一時的流動性を有する誘電性物質Ａと前記誘電性物質Ａとは異なる比誘電率を有する誘電性物質Ｂとを混合した混合誘電性物質が介在し、前記混合誘電性物質の比誘電率が前記接地導体の面積に応じて決定されることを特徴とする。ここで、上記第１の誘電体基板と第２の誘電体基板との間には、前記混合誘電性物質が隙間なく介在しているのが好適である。
【０００８】
また、上記誘電性物質Ａはシリコーンゴムであり、上記誘電性物質Ｂは前記誘電性物質Ａの比誘電率より大きい比誘電率を有するのが好適である。また、上記誘電性物質Ｂは粒子状であることが好ましく、特に酸化チタンの粒子またはアルミナの粒子であるのが好適である。また、上記誘電性物質Ｂとしては、空気の気泡であってもよい。
【０００９】
また、上記アンテナ装置は、前記第２の誘電体基板の対向基板面から前記第１の誘電体基板の側に向かって伸長されている電磁結合用導体が備えられており、前記電磁結合用導体と前記接地導体とは直流的に絶縁されており、前記電磁結合用導体とパッチ導体とが電磁結合されているのが好適である。
【００１０】
また、上記アンテナ装置は、前記第２の誘電体基板の対向基板面から前記第１の誘電体基板の側に向かって突出し、第１の誘電体基板に設けられたパッチ導体に信号線路として電気的に接続された柱状導体が備えられており、前記柱状導体と前記接地導体とは直流的に絶縁されているのが好適である。
【００１１】
また、上記第１の誘電体基板はガラス製であることが好適であり、特に曲面を有する自動車用窓ガラスであることが好適である。
【００１２】
また、本発明は、以下（１）〜（５）の工程を備える、アンテナ装置の製造方法であることを特徴とする。
（１）車両の開口部に嵌め込まれ、かつ、前記パッチ導体が設けられた、前記第１の誘電体基板である窓ガラス板を準備するか、
又は、車両の開口部に嵌め込まれる前であり、かつ、前記パッチ導体が設けられた、前記第１の誘電体基板である窓ガラス板を準備する。
（２）窓ガラス板に接着部を形成するか、又は、前記スペーサの窓ガラス板側の面に接着部を形成する。
（３）接着部を介して窓ガラス板の所定の箇所にスペーサを貼着する。
（４）第２の誘電体基板を前記スペーサに固定した後、前記窓ガラス板と第２の誘電体基板と前記スペーサとで囲まれた空隙に前記混合誘電性物質を注入する。
（５）上記工程（１）において、車両の開口部に嵌め込まれる前の窓ガラス板を用いる場合には、窓ガラス板を車両の開口部に嵌め込む。
【００１３】
また、上記アンテナ装置の製造方法は、前記工程（４）の代わりに、前記第２の誘電体基板上に成形用の枠を設け、該枠内に前記混合誘電性物質を流入させて流動性を低下させた後、該枠を外し、前記第２の誘電体基板を前記スペーサに固定する工程を備えてもよい。
【００１４】
ここで、前記（４）の工程又は前記工程（４）の代りに備えられる工程において、前記第２の誘電体基板に、前記電磁結合用導体又は前記柱状導体が取り付けられているのが好適である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、混合誘電性物質の比誘電率を接地導体の面積に応じて決定することにより、アンテナ利得を極力損なわないようにアンテナ装置を構成できる。また、第１の誘電体基板と第２の誘電体基板との間に混合誘電性物質が隙間なく介在させることができるので、水分侵入を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態という）を、図面に従って説明する。
【００１７】
図１は本発明のアンテナ装置の一実施形態を示す断面図である。また、図２はアンテナ装置の主要構成部の概略概念図であり、図１に示す断面図は、図２に示すＡ−Ａ’線の矢視断面図である。
【００１８】
図１及び図２において、第１の誘電体基板１０の一方の面にはパッチ導体１２が設けられている。また、第１の誘電体基板１０の一方の面に対して第２の誘電体基板１４が対向配置されており、第１の誘電体基板１０と第２の誘電体基板１４とは、スペーサである下部ケース１６を介して所定間隔で離隔されている。また、第２の誘電体基板１４のパッチ導体１２に対向した面（以下、対向基板面という）には、接地導体１８が設けられている。
【００１９】
さらに、本実施形態では、上記対向基板面から第１の誘電体基板１０の側に向かって伸長されている電磁結合用導体２０が備えられており、電磁結合用導体２０とパッチ導体１２とが電磁結合されている。電磁結合用導体２０は接地導体１８と直流的に絶縁されている。
【００２０】
スペーサである下部ケース１６は、接着部２２により第１の誘電体基板１０に貼着されて固定されており、この下部ケース１６に上蓋ケース２４が係止されて第１の誘電体基板１０に取り付けられる。これにより、上蓋ケース２４が第１の誘電体基板１０の所定の位置に固定され、電磁結合用導体２０が所定の位置に配され、かつ、スペーサである下部ケース１６により、第２の誘電体基板１４と第１の誘電体基板１０とが所定間隔で離隔されているＭＳＡアンテナを有するアンテナ装置が組み立てられる。このようにスペーサを用いるのは、アンテナ利得を向上させるために第１の誘電体基板１０と第２の誘電体基板１４との間隔を数ｍｍ以上とりたい場合に、簡単な構造で容易に生産できるからである。また、第１の誘電体基板１０として、車両用の窓ガラス板を用いる場合には、この窓ガラス板が、通常、曲率を有するため、この曲率をスペーサにより吸収して窓ガラス板に第２の誘電体基板１４を確実に設けることができるためである。また、スペーサから第２の誘電体基板１４を容易に外すことができるような構造にしておけば、修理の際便利である。
【００２１】
上述した第１の誘電体基板１０の一方の面に設けられたパッチ導体１２の形状は、図２に示す例では、正方形又は略正方形の１つの角と対角とに切欠部１２ｂを設けてなる六角形であり、円偏波に有効な形状となっている。しかし、これに限定されず、パッチ導体１２の形状は、正方形状及び長方形状等の四角形、多角形、円形、又は楕円形等であってもよい。なお、円偏波特性を向上させるためには、上述したように、パッチ導体１２に切欠部１２ｂを設けることが好ましい。図２に示す例では、切欠部１２ｂの形状は直角２等辺三角形又は略直角２等辺三角形であるが、切欠部１２ｂの形状はこれに限定されない。特に、円偏波に有効なパッチ形状とするために、パッチの外周部の一部に突起部を設けたり、パッチの内部にスリットを設けたりするなど、ＭＳＡにおける公知の円偏波用パッチ形状を用いることもできる。
【００２２】
電磁結合用導体２０は、第２の誘電体基板１４に設けられている貫通孔(不図示)を貫通しており、電磁結合用導体２０の一方の端部２０ａは、第２の誘電体基板１４の、対向基板面とは反対側の面（以下、非対向基板面という）に設けられ、信号線路として機能する伝送導体２６にハンダ付け等により接続されている。貫通孔を貫通した電磁結合用導体２０は対向基板面から突出するように伸長されている。
【００２３】
図１に示す例では、電磁結合用導体２０が第２の誘電体基板１４から、第１の誘電体基板１０側に向かって一旦伸長されており、第１の誘電体基板１０の表面に到達する前に曲がって又は曲折してパッチ導体１２に平行に伸長されている。この伸長された部分は、パッチ導体１２の面に垂直な方向において、パッチ導体１２とは所定間隔ｈをもって離隔されている。なお、電磁結合用導体２０は、これに限定されず、電磁結合用導体２０の、パッチ導体１２との近傍部分がパッチ導体１２と平行でなくともよい。また、電磁結合用導体２０は円柱状導体を所定の形状に構成させたものよりなるが、これに限定されず、導電性板状体を所定の形状に構成させたものであってもよい。このような電磁結合用導体２０の材質としては、銅、錫、アルミニウム、鉄、銀、金、白金、これらの合金、又はこれらの金属の表面にメッキを施したものを使用することができる。
【００２４】
前述した伝送導体２６は、アンテナ装置の外部にあるＲＦ（Radio Frequency）回路等の外部回路と接続された同軸ケーブル２８の芯線と接続され、接地導体１８は、同軸ケーブル２８の外部導体と接続されている。同軸ケーブル２８の外部導体は接地することが好ましい。
【００２５】
また、図１に示す例では、前述したとおり、電磁結合用導体２０は、パッチ導体１２と電磁結合により接続し、外部回路からの信号を同軸ケーブル２８及び伝送導体２６等を介して、パッチ導体１２へ給電し、パッチ導体１２からの信号を伝送導体２６及び同軸ケーブル２８等を介して外部回路へ伝送する。第２の誘電体基板１４は、下部ケース１６に係止された上蓋ケース２４の所定の位置に収納されて支持固定され、さらに、上蓋ケース２４はパッチ導体１２の周りを取り巻くように構成されている。
【００２６】
なお、本発明においては、パッチ導体１２と接地導体１８との間隔は、アンテナ装置の送受信の性能を確保する点から、アンテナ装置で用いる電磁波の波長に応じて適宜設定される。
【００２７】
図１において特徴的な点は、第１の誘電体基板１０と第２の誘電体基板１４との間に、混合誘電性物質３０が隙間なく介在している点である。この混合誘電性物質３０は、流動性を有する誘電性物質Ａと誘電性物質Ａとは異なる比誘電率を有する誘電性物質Ｂとを混合したものである。誘電性物質Ａとしては、例えばシリコーンゴム等が使用できる。また、誘電性物質Ｂとしては、例えば酸化チタンまたはアルミナの粒子、空気の気泡等を使用することができる。ここで、誘電性物質Ｂの粒径（直径）は、０．１〜５０μｍが好ましい。この粒径が０．１μｍ以上の場合には、生産性に優れ好ましく、５０μｍ以下の場合には、アンテナ特性が安定して好ましい。そのほか、誘電物質Ａとしては、変成シリコーンゴム、ウレタンゴム、ブチルゴム、スチレン系熱可塑性エラストマー、ポリスルフィドゴムなども用いることが可能であり、熱可塑性樹脂を用いる場合には押出成形や射出成形により混合誘電性物質３０を形成することも可能である。
【００２８】
また、誘電物質Ｂとしてはチタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウムなど高誘電体を用いることも可能であるが、比誘電率が高く、誘電損失が小さく、安価であることが好ましい。また、特に自動車用途では、使用される環境温度変化により大きく比誘電率が変化しないものが、アンテナ特性が変化しないという点で望ましい。
【００２９】
混合誘電性物質３０の比誘電率は、誘電性物質Ａと誘電性物質Ｂとの混合割合を調整することにより、任意の値に制御できる。後述するように、アンテナ装置を小型化して行き、接地導体１８の面積が小さくなったときに、混合誘電性物質３０の比誘電率を最適化することにより、アンテナ利得の低下を緩和することができる。すなわち、混合誘電性物質の比誘電率は、接地導体１８の面積に応じて、アンテナ利得を最大にするように決定される。
【００３０】
また、混合誘電性物質３０は、流動性を有する誘電性物質Ａを誘電性物質Ｂと混合して構成されるので、少なくとも一時的に流動性を有する必要がある。ここで、「少なくとも一時的に流動性を有する」とは、誘電性物質Ｂを混合するための条件である。誘電性物質Ａに流動性を生じさせた状態で誘電性物質Ｂを混合することができ、かつ、容易に混合誘電性物質３０を第１の誘電体基板１０と第２の誘電体基板１４との間に隙間なく介在させることができる。このような誘電性物質Ａの性質としては、常時流動性を有するもののほか、光や熱などのエネルギー照射によって流動性を有する状態から硬化するもの、湿気により硬化するもの、あるいは熱可塑性有するものなどがある。混合誘電性物質３０は、本発明のアンテナに使用した場合の最終的な性状としては、ゴム状またはゲル状のものであることが好ましい。第１の誘電体基板１０と第２の誘電体基板１４との間に隙間なく介在して、水分侵入を防止できる効果が高いためである。従って、混合誘電性物質３０を第１の誘電体基板１０と第２の誘電体基板１４との間に隙間なく介在させることができ、アンテナ装置内部への水分侵入を防止することができる。特に、第１の誘電体基板１０を車両用の窓ガラス板とすると、通常車両用の窓ガラス板は曲率を有するので、流動性の混合誘電性物質３０を用いることにより空隙に隙間なく均一に充填し介在させることが可能となる。このような構成により、本発明のアンテナ装置に増幅器などの電子部品が含まれる場合にはそれらを水滴や湿気などの水分から保護する効果が得られ、実用上好ましい。
【００３１】
図３は、図１に示す例とは別の本発明のアンテナ装置の一実施形態を示す断面図であり、図４は図３に示す例の主要構成部の概略概念図である。図３に示す断面図は、図４に示すＡ−Ａ’線の矢視断面図である。ただし、図４において、上蓋ケース２４は図示されていない。
【００３２】
図３及び図４において、第１の誘電体基板１０の一方の面には放射導体であるパッチ導体１２が設けられている。また、第１の誘電体基板１０の一方の面に対して第２の誘電体基板１４が対向配置されており、第１の誘電体基板１０と第２の誘電体基板１４とは、スペーサである下部ケース１６を介して所定間隔で離隔されている。また、第２の誘電体基板１４のパッチ導体１２に対向した面（以下、対向基板面という）には、接地導体１８が設けられている。
【００３３】
パッチ導体１２が形成された領域の一部には、パッチ導体１２から離隔してパッチ導体１２によって周りが囲まれた島状導体３２が形成されており、パッチ導体１２と島状導体３２とにより電磁波を放射する平面状のアンテナ素子３４が形成されている。
【００３４】
島状導体３２は、後述するように柱状導体３６がアンテナ素子３４と接続するときのアンテナ素子３４の接続部分となっている。なお、アンテナ素子３４における島状導体３２は矩形状に限られず、円形状のものであってもよく、特に形状は制限されない。
【００３５】
図３に示す例では、対向基板面から柱状導体３６が突出するように設けられている。柱状導体３６の一方の端部は、第２の誘電体基板１４を穿孔して貫通する貫通孔を通り、第２の誘電体基板１４の、対向基板面とは反対側の面である非対向基板面に設けられた信号線路としての伝送導体２６にハンダ付け等により接続され、第２の誘電体基板１４に固定されている。一方、柱状導体３６の他方の端部は、第１の誘電体基板１０に設けられた島状導体３２の略中心で当接されている。なお、接地導体１８は、第２の誘電体基板１４に穿孔された貫通孔及びこの貫通孔の周りの近傍領域を除いた、第２の誘電体基板１４における対向基板面の全面に設けられることが好ましい。柱状導体３６は接地導体１８と直流的に絶縁されて対向基板面から突出している。
【００３６】
このように柱状導体３６は、アンテナ素子３４と伝送導体２６との間を接続し、送信の際には外部回路からの伝送信号をパッチ導体１２へ給電し、受信の際にはパッチ導体１２からの伝送信号を伝送導体２６及び同軸ケーブル２８等を介して外部回路へ伝送する信号線路を成す。なお、島状導体３２は、第１の誘電体基板１０の面に導体が設けられていないことよりなる一定のギャップによりパッチ導体１２から離隔し、周囲がパッチ導体１２で囲まれた構成であり、柱状導体３６又はパッチ導体１２の有する誘導性（インダクタンス）を補正する容量性補正素子として機能する。島状導体３２は、通常高周波の信号線路で用いられる特性インピーダンスである例えば５０Ωに整合するように調整されている。具体的には、柱状導体３６の誘導性さらにはパッチ導体１２の誘導性を考慮して、島状導体３２の形状及び寸法、及び、島状導体３２とパッチ導体１２との間のギャップの幅が調整される。このように柱状導体３６は、アンテナ素子３４と高周波回路的に接続されている。
【００３７】
なお、第１の誘電体基板１０として、車両用の窓ガラス板を用いる場合には、車両用の窓ガラス板が通常曲率を有するため、個々の窓ガラス板の曲率の違いにより、柱状導体３６が島状導体３２に接触しにくく接続しなくなる問題がある。したがって、このような場合には、柱状導体３６としてスプリングプローブを用いることが好ましい。柱状導体３６としてスプリングプローブを用いる場合には、図３に示すアンテナ装置全体の設計を変更することなく、柱状導体３６を島状導体３２に確実に接触し接続させることができる。また、柱状導体３６としてスプリングプローブを用いる場合には、量産の際、窓ガラス板のゆがみのバラツキ及び第２の誘電体基板１４のゆがみのバラツキ等を吸収して円滑に生産することができる。この場合、スプリングプローブのストロークは０．２〜１．５ｍｍ、特には０．２〜０．８ｍｍであることが好ましい。さらに、スプリングプローブの押圧力は島状導体３２を破損することなく、自動車等の車両の振動によって接触部分が振動しないようにするために、さらに、スプリングの反発力で組み立てにくくならないようにすることも考慮して０．２〜５０Ｎが好ましい。スプリングプローブは信号伝送の際、電気的損失を低減するためにその電気抵抗は低いことが好ましい。
【００３８】
図３において特徴的な点は、図１に示された実施形態と同様に、第１の誘電体基板１０と第２の誘電体基板１４との間に、混合誘電性物質３０が隙間なく介在している点である。
【００３９】
図５（ａ）、（ｂ）は、図１に示された形式のアンテナ装置の形状定数ａ〜ｄ、ｇ、ｈの説明図である。この形状定数のうち、ａ〜ｄはパッチ導体１２の形状を規定するパラメータである。また、形状定数ｇは、パッチ導体１２の表面と電磁結合用導体２０との距離であり、形状定数ｈは、混合誘電性物質３０の厚さである。
【００４０】
表１には、上記形状定数を使用して、接地導体１８の大きさ（面積）及び混合誘電性物質３０の比誘電率毎に、２．３３８ＧＨｚの周波数の左旋円偏波についてのアンテナ利得を算出したシミュレーション結果が示される。なお、表１に示された各形状定数は、各接地導体１８の大きさ及び混合誘電性物質３０の比誘電率に対して左旋円偏波のアンテナ利得を最大化する値となっている。
【００４１】
【表１】
2006121536.tif 000003
【００４２】
また、図６には、上記表１の結果に基づき混合誘電性物質３０の比誘電率と左旋円偏波のアンテナ利得との関係が、接地導体１８の大きさ毎に示される。
【００４３】
上記表１及び図６からわかるように、接地導体１８の大きさが８０×８０ｍｍの場合には、混合誘電性物質３０の比誘電率が１．０のときにアンテナ利得が最大値７．１ｄＢｉｃとなる。以下同様に、接地導体１８の大きさが６０×６０ｍｍの場合には、混合誘電性物質３０の比誘電率が２．７のときにアンテナ利得が最大値５．０ｄＢｉｃとなり、接地導体１８の大きさが４０×４０ｍｍの場合には、混合誘電性物質３０の比誘電率が４．０のときにアンテナ利得が最大値３．０ｄＢｉｃとなり、接地導体１８の大きさが３０×３０ｍｍの場合には、混合誘電性物質３０の比誘電率が７．０のときにアンテナ利得が最大値１．２ｄＢｉｃとなっている。ただし、アンテナ利得の最大値は、接地導体１８の大きさが８０×８０ｍｍから３０×３０ｍｍに順次小さくなるに従って、７．１ｄＢｉｃ→５．０ｄＢｉｃ→３．０ｄＢｉｃ→１．２ｄＢｉｃと小さくなって行く。
【００４４】
以上の結果から、アンテナ装置の小型化のために接地導体１８の大きさを小さくして行くと、アンテナ利得も小さくなるが、混合誘電性物質３０の比誘電率を接地導体１８の大きさ（面積）に応じて適宜決定すると、その接地導体１８の大きさにおける最大のアンテナ利得とすることができる。これにより、アンテナ装置の小型化によるアンテナ利得の低下を緩和することができる。
【００４５】
前述したように、混合誘電性物質３０を構成する誘電性物質Ａにはシリコーンゴム等を使用するが、シリコーンゴムの比誘電率は通常２．３〜４．３である。このため、混合誘電性物質３０の比誘電率を上記所望の値に調整するには、誘電性物質Ａとは異なる比誘電率を有する誘電性物質Ｂを誘電性物質Ａと混合することにより行う。例えば、混合誘電性物質３０の比誘電率を誘電性物質Ａとしてのシリコーンゴムの比誘電率より小さくするには、シリコーンゴムに空気の気泡を混合する。ただし、空気の比誘電率が１．０であるので、混合誘電性物質３０の比誘電率は１．０まで下げられない。従って、接地導体１８の大きさが８０×８０ｍｍの場合には、混合誘電性物質３０を使用するとアンテナ利得は最大値が得られない。この場合には、第１の誘電体基板１０と第２の誘電体基板１４との間を空気とした場合には得られないアンテナ装置への水分侵入防止の効果とアンテナ利得を向上させる効果とを考慮して、混合誘電性物質３０の比誘電率が空気の気泡により極力低くなるように構成する。
【００４６】
また、混合誘電性物質３０の比誘電率を誘電性物質Ａとしてのシリコーンゴムの比誘電率より大きくするには、シリコーンゴムにルチル型の酸化チタンまたはアルミナの粒子等、誘電性物質Ａの比誘電率より大きい比誘電率を有する誘電性物質Ｂを混合する。ルチル型の酸化チタンの比誘電率は８０〜１００であり、アルミナの比誘電率は８〜１０程度であるので、シリコーンゴムと適量を混合することにより、混合誘電性物質３０の比誘電率を所望の値に調整できる。
【００４７】
なお、図５、図６、表１に示された例は、図１の形式のアンテナ装置についてのシミュレーションであるが、図３に示された形式のアンテナ装置についても同様の結果となる。
【００４８】
次に、本発明にかかるアンテナ装置の製造方法の一例について説明する。図７（ａ）〜（ｄ）には、アンテナ装置の製造工程を説明するための断面図が示される。図７（ａ）において、まず、第１の誘電体基板１０を準備する。第１の誘電体基板１０としては、車両の窓ガラス板を使用する。この窓ガラス板は、車両の開口部に嵌め込まれた状態であっても、嵌め込まれる前の状態であってもよい。窓ガラス板には予めパッチ導体１２を設けておく。なお、図３に示された形式のアンテナ装置の場合には、島状導体３２も設けておく。
【００４９】
次に、図７（ｂ）において、スペーサである下部ケース１６の窓ガラス板側の面に接着部２２を形成する。接着部２２は、例えば下部ケース１６の上記面に接着剤を塗布することにより形成できる。なお、この接着部２２は、窓ガラス板側に形成してもよい。
【００５０】
次に、図７（ｃ）において、上記接着部２２を介して第１の誘電体基板１０としての窓ガラス板の所定の箇所に下部ケース１６を貼着する。
【００５１】
さらに、図７（ｄ）において、第２の誘電体基板１４を下部ケース１６に固定した後、第１の誘電体基板１０としての窓ガラス板と第２の誘電体基板１４と下部ケース１６とで囲まれた空隙に混合誘電性物質３０を注入する。混合誘電性物質３０は、下部ケース１６または第２の誘電体基板１４に適宜注入孔（図示せず）を形成しておき、ここから注入するのが好適である。注入された混合誘電性物質３０は、加熱または架橋材の添加等により流動性を低下させてゲル状またはゴム状にしてもよい。
【００５２】
また、第２の誘電体基板１４には、下部ケース１６に固定する前に、予め接地導体１８、電磁結合用導体２０または柱状導体３６、伝送導体２６及び同軸ケーブル２８を設けておく。図７（ｄ）に示された例では、電磁結合用導体２０が設けられている。
【００５３】
この後、図示しない上蓋ケース２４を下部ケース１６に係止する。また、図７（ａ）において、第１の誘電体基板１０として車両の開口部に嵌め込まれる前の窓ガラス板を用いた場合には、窓ガラス板を車両の開口部に嵌め込む。
【００５４】
図８（ａ）〜（ｃ）には、上記図７（ｄ）に示された混合誘電性物質３０の注入工程に代わる形成方法の例が示される。図８（ａ）において、接地導体１８及び電磁結合用導体２０（または柱状導体３６）が設けられた第２の誘電体基板１４上に成形用の枠３８を設ける。
【００５５】
次に、図８（ｂ）において、枠３８内に混合誘電性物質３０を流入させる。その後、混合誘電性物質３０を、加熱または架橋材の添加等により流動性を低下させてゲル状またはゴム状にする。
【００５６】
さらに、図８（ｃ）において、枠３８を外し、第１の誘電体基板１０に予め貼着しておいた下部ケース１６に第２の誘電体基板１４を固定する。
【００５７】
以上図７及び図８の各工程により、第１の誘電体基板１０と第２の誘電体基板１４との間に、混合誘電性物質３０を隙間なく介在させることができる。
【実施例】
【００５８】
本発明の実施例として、誘電性物質Ａとしてのシリコーンゴムと誘電性物質Ｂとしての酸化チタンまたはアルミナの粒子を混合して混合誘電性物質３０の比誘電率を調整する例を説明する。なお、本発明は、これらの実施例には限定されず、本発明の要旨を損なわない限り、各種の改良や変更も本発明に含まれる。
【００５９】
本実施例では、以下に記載の誘電性物質Ａと誘電性物質Ｂとを混合して混合誘電性物質を作製し、その比誘電率を測定した。
・誘電性物質Ａ：ダウコーニングトーレシリコーン社製  ＳＥ１８８５  比誘電率２．７
・誘電性物質Ｂ１（酸化チタン）：関東化学株式会社製  酸化チタン（ＩＶ）、ルチル型                                粒径０．１〜０．３μｍ
・誘電性物質Ｂ２（アルミナ）  ：住友化学社製スミコランダム、粒径２μｍ
【００６０】
以上の誘電性物質Ａと誘電性物質Ｂとを表２に示す割合で混合した。
【００６１】
【表２】
2006121536.tif 000004
【００６２】
また、表２には、各混合誘電性物質の２．３５６ＧＨｚにおける比誘電率の測定結果も示される。なお、比誘電率の測定は、アジレントテクノロジー社製のＨＰ８５０７０Ａ誘電体プローブを使用して行った。
【００６３】
図９は、表２に示された測定結果のうち、ＳＥ１８８５に酸化チタンを混合した混合誘電性物質の比誘電率であり、また、図１０は、表２に示された測定結果のうち、ＳＥ１８８５にアルミナを混合した混合誘電性物質の比誘電率であって、それぞれ縦軸に比誘電率、横軸に酸化チタンまたはアルミナの濃度（重量パーセント）が示される。
【００６４】
表２及び、図９、図１０に示されるように、シリコーンに適量の酸化チタンまたはアルミナを混合することにより、混合誘電性物質の比誘電率を変化させることができる。特に、酸化チタンを使用した場合には、混合誘電性物質の比誘電率を３．０から１１．４の範囲で変化させることができ、前述した表１に示すシミュレーションの結果を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明のアンテナ装置の一実施形態を示す断面図である。
【図２】図１に示されたアンテナ装置の主要構成部の概略概念図である。
【図３】本発明のアンテナ装置の他の実施形態を示す断面図である。
【図４】図３に示されたアンテナ装置の主要構成部の概略概念図である。
【図５】図１に示された形式のアンテナ装置の形状定数の説明図である。
【図６】混合誘電性物質の比誘電率と左旋円偏波のアンテナ利得との関係の説明図である。
【図７】本発明のアンテナ装置の製造工程を説明するための断面図である。
【図８】混合誘電性物質の形成方法の例を示す図である。
【図９】シリコーンに酸化チタンを混合した混合誘電性物質の比誘電率を示す図である。
【図１０】シリコーンにアルミナを混合した混合誘電性物質の比誘電率を示す図である。
【符号の説明】
【００６６】
１０  第１の誘電体基板、１２  パッチ導体、１４  第２の誘電体基板、１６  下部ケース、１８  接地導体、２０  電磁結合用導体、２２  接着部、２４  上蓋ケース、２６  伝送導体、２８  同軸ケーブル、３０  混合誘電性物質、３２  島状導体、３４  アンテナ素子、３６  柱状導体、３８  枠。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2006121536.tif 000007
【図４】
2006121536.tif 000008
【図５】
2006121536.tif 000009
【図６】
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【図７】
2006121536.tif 000011
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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