(57)【要約】  複数の第１導体パターン（２００）は、島状の電極パターンであり、第１の層に位置し、繰り返し配置されていて互いに分離している。第２導体パターン（１００）は、第１の層と平行な第２の層に位置しており、複数の第１導体パターン（２００）に対向する領域にシート状に延在している。開口（３００）は、複数の第１導体パターン（２００）それぞれに設けられている。第３導体パターン（４００）は、第１の層に位置しており、複数の開口（３００）それぞれの中に配置されており、第１導体パターン（２００）から分離されている。接続用導体（５００）は、第３導体パターン（４００）と第１導体パターン（２００）とを接続している。
2011070763.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の層に位置し、繰り返し配置されている複数の島状の第１導体と、
前記第１の層とは異なる第２の層に位置し、前記複数の第１導体に対向する領域に少なくとも一部が設けられている第２導体と、
前記複数の第１導体に設けられた開口と、
前記第１の層に位置し、前記複数の開口の中に配置されており、前記第１導体から分離された第３導体と、
前記第３導体と前記第１導体とを接続する接続用導体と、
を備える構造体。
【請求項２】
第１の層に位置し、繰り返し配置されている複数の第１導体と、
前記第１の層とは異なる第２の層に位置し、前記複数の第１導体に対向する領域に少なくとも一部が設けられている第２導体と、
前記第２導体に設けられ、前記複数の第１導体に対向している複数の開口と、
前記第２の層に位置し、前記複数の開口の中に配置された第３導体と、
前記第３導体と前記第１導体とを接続する接続用導体と、
を備える構造体。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の構造体において、
前記接続用導体は、前記開口内において、前記第３導体の周囲を囲むように延伸している構造体。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の構造体において、
前記接続用導体は、前記開口内においてミアンダ状に延伸している構造体。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一つに記載の構造体において、
前記第３導体は、平面形状において凹部を有しており、当該凹部の底部で前記接続用導体に接続している構造体。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか一つに記載の構造体において、
前記第１導体の平面形状は正六角形である構造体。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一つに記載の構造体において、
前記複数の第１導体は第１の方向に並んでおり、
前記接続用導体は、前記第１の方向と直交するように等間隔で設けられている構造体。
【請求項８】
請求項１〜５のいずれか一つに記載の構造体において、
前記複数の第１導体、前記開口、及び前記第３導体は正方形であり、
前記接続用導体は、前記開口の一つの角である第１の角と、前記第３導体のうち前記第１の角に対向している第２の角とを結んでいる構造体。
【請求項９】
請求項８に記載の構造体において、
前記第３導体は前記第２の角に切欠を有している構造体。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一つに記載の構造体において、
前記接続用導体はチップインダクタである構造体。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一つに記載の構造体において、
１つの前記第１導体に対して前記開口、前記第３導体、及び前記接続用導体を複数組有している構造体。
【請求項１２】
請求項１１に記載の構造体において、
前記複数の第１導体は第１の方向に並んでおり、
１つの前記第１導体に対して２組の前記開口、前記第３導体、及び前記接続用導体を、前記第１の方向を基準にしたときに線対称な配置で有している構造体。
【請求項１３】
請求項１１に記載の構造体において、
１つの前記第１導体に対して３組以上の前記開口、前記第３導体、及び前記接続用導体を、一つの円に沿った配置で有しており、
前記３つ以上の前記接続用導体それぞれが、前記円の中心を通る方向に延伸している構造体。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一つに記載の構造体において、
前記第１の層と前記第２の層の間、又は前記第１の層を介して前記第２の層とは反対側に位置する第３の層に位置し、平面視において前記複数の第１導体の相互間を跨ぐように設けられた複数の第４導体をさらに備える構造体。
【請求項１５】
請求項１４に記載の構造体において、
前記第４導体は、前記複数の第１導体の相互間を基準にしたときに線対称な平面形状を有している構造体。
【請求項１６】
請求項１〜６、８〜１５のいずれか一つに記載の構造体において、
前記複数の第１導体は、格子を構成するように周期的に２次元に配列されており、かつ前記格子の少なくとも一つの格子点には配置されていない構造体。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか一つに記載の構造体を有するアンテナ。
【請求項１８】
請求項１７に記載のアンテナにおいて、
前記構造体を反射板として有するアンテナ。
【請求項１９】
請求項１８に記載のアンテナにおいて、
前記第２導体に設けられ、平面視において前記第１導体が設けられていない領域に位置する開口と、
前記反射板の裏面側に位置している給電線に前記開口を介して接続し、前記第１導体が設けられていない領域を介して前記第１の層の上方に延伸しているアンテナエレメントと、
を有するアンテナ。
【請求項２０】
請求項１９に記載のアンテナにおいて、
内部導体が前記給電線として前記アンテナエレメントに接続しており、外部導体が前記第２導体に接続している同軸ケーブルを有しているアンテナ。
【請求項２１】
請求項１７に記載のアンテナにおいて、
前記構造体を共振器アンテナの共振器として有するアンテナ。
【請求項２２】
請求項２１に記載のアンテナにおいて、
前記第１の層に設けられた給電線を有しているアンテナ。
【請求項２３】
請求項２２に記載のアンテナにおいて、
前記第１導体は正方形又は長方形を有しており
前記給電線は、いずれかの前記第１導体と容量結合しているアンテナ。
【請求項２４】
請求項２３に記載のアンテナにおいて、
前記複数の第１導体は、長方形の格子を構成するように周期的に２次元に配列されており、
前記格子の短辺に位置している前記第１導体に容量結合している第１の前記給電線と、
前記格子の長辺に位置している前記第１導体に容量結合している第２の前記給電線と、
を備えるアンテナ。
【請求項２５】
請求項２３に記載のアンテナにおいて、
前記複数の第１導体は長方形であり、かつ格子を構成するように周期的に２次元に配列されており、
前記格子の第１の辺に位置している前記第１導体に容量結合している第１の前記給電線と、
前記格子のうち前記第１の辺と交わる第２の辺に位置している前記第１導体に容量結合している第２の前記給電線と、
を備えるアンテナ。
【請求項２６】
請求項２１に記載のアンテナにおいて、
前記第２導体またはいずれかの前記第１導体に給電線が直接接続しているアンテナ。
【請求項２７】
請求項２１に記載のアンテナにおいて、
請求項１４又は請求項１５に記載の前記構造体を前記共振器として有しており、
前記第１導体は格子を構成するように二次元に配列されており、
前記第１導体を前記格子の列方向に結合する前記第４導体と、前記第２導体を前記格子の行方向に結合する前記第４導体とは、面積が互いに異なるアンテナ。
【請求項２８】
請求項２１〜２７のいずれか一つに記載のアンテナにおいて、
前記第１の層に設けられており、前記複数の第１導体の配列の長さよりも長く延在している第５導体を、前記第１導体の配列の隣、又は前記第１導体の配列を分断する位置に有しており、
前記第２導体は、前記第５導体と対向する領域にも延在しているアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メタマテリアルとしての特性を示す構造体及びアンテナに関する。
【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（以下、メタマテリアルと記載）で電磁波の伝播特性を制御できることが明らかになっている。メタマテリアルを使用することで、例えばアンテナの小型化・薄型化を図ることができる。【０００３】
メタマテリアルに関する先行技術としては、例えば特許文献１，２に記載の技術がある。特許文献１に記載の技術は、シート状の導体パターンの上方に島状の導体パターンを複数配置し、この島状の導体パターンそれぞれをビアでシート状の導体パターンに接続した構造、いわゆるマッシュルーム型のメタマテリアルに関するものである。【０００４】
また特許文献２に記載の技術は、マッシュルーム型のメタマテリアルにおいて、島状の導体パターンが形成されている層とシート状の導体パターンが形成されている層の間に、補助第２導体パターンを有する層を設けたものである。補助第２導体パターンは、平面視において島状の導体パターンの相互間を埋めるように形成されており、島状の導体パターン、シート状の導体パターンの何れにも接続していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６２６２４９５号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００７／０１７６８２７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１，２に記載の技術では、島状の導体パターンひとつに対して一つ以上のビアを形成する必要がある。このため、製造コストが高くなってしまう。【０００７】
本発明の目的は、ビアを使用する必要がなく、メタマテリアルとしての特性を示す構造体及びこの構造体を用いたアンテナを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、第１の層に位置し、繰り返し配置されている複数の島状の第１導体と、
前記第１の層とは異なる第２の層に位置し、前記複数の第１導体に対向する領域に少なくとも一部が設けられている第２導体と、
前記複数の第１導体に設けられた開口と、
前記第１の層に位置し、前記複数の開口の中に配置されており、前記第１導体から分離された第３導体と、
前記第３導体と前記第１導体とを接続する接続用導体と、
を備える構造体が提供される。【０００９】
本発明によれば、第１の層に位置し、繰り返し配置されている複数の第１導体と、
前記第１の層とは異なる第２の層に位置し、前記複数の第１導体に対向する領域に少なくとも一部が設けられている第２導体と、
前記第２導体に設けられ、前記複数の第１導体に対向している複数の開口と、
前記第２の層に位置し、前記複数の開口の中に配置された第３導体と、
前記第３導体と前記第１導体とを接続する接続用導体と、
を備える構造体が提供される。【００１０】
本発明によれば、上記した構造体を有するアンテナが提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ビアを使用する必要がなく、メタマテリアルとしての特性を示す構造体及びこの構造体を用いたアンテナを提供することができる。そしてアンテナの小型化及び薄型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
上述した目的、およびその他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになる。【００１３】
【図１】第１の実施形態に係る構造体の構成を示す斜視図である。
【図２】（ａ）は図１に示した構造体の第１の層の平面図であり、（ｂ）は図１に示した構造体の第２の層の平面図である。
【図３】（ａ）は図１及び図２に示した単位セルの等価回路図であり、（ｂ）は図１及び図２に示した構造体の分散曲線を示している。
【図４】第２の実施形態に係る構造体の構成を示す上面図である。
【図５】第３の実施形態に係る構造体の構成を示す上面図である。
【図６】第４の実施形態に係る構造体の構成を示す上面図である。
【図７】第５の実施形態に係る構造体の構成を示す上面図である。
【図８】第６の実施形態に係る構造体の構成を示す上面図である。
【図９】第７の実施形態に係る構造体の構成を示す上面図である。
【図１０】（ａ）は第８の実施形態に係る構造体の構成を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ´断面図である。
【図１１】第９の実施形態に係る構造体の構成を示す平面図である。
【図１２】第１０の実施形態に係る構造体の構成を示す上面図である。
【図１３】第１１の実施形態に係る構造体の構成を示す斜視図である。
【図１４】（ａ）は図１３に示した構造体の第１の層の平面図であり、（ｂ）は図１３に示した構造体の第２の層の平面図である。
【図１５】（ａ）は第１２の実施形態に係る構造体の構成を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ´断面図である。
【図１６】（ａ）は図１５に示した構造体の等価回路図であり、（ｂ）は第４導体パターン６００により形成される容量を説明するための図である。
【図１７】図１５に示した構造体の第１の変形例を示す図である。
【図１８】図１５に示した構造体の第２の変形例を示す図である。
【図１９】図１５に示した構造体の第３の変形例を示す図である。
【図２０】図１５に示した構造体の第４の変形例を示す図である。
【図２１】構造体が格子欠陥を有する例を示す図である。
【図２２】構造体が格子欠陥を有する例を示す図である。
【図２３】第１３の実施形態に係るアンテナの構成を示す平面図である。
【図２４】図２３のＣ−Ｃ´断面図である。
【図２５】図２３及び図２４に示したアンテナの第１の変形例を示す平面図である。
【図２６】図２３及び図２４に示したアンテナの第２の変形例を示す断面図である。
【図２７】図２３及び図２４に示したアンテナの第３の変形例を示す平面図である。
【図２８】図２７のＣ−Ｃ´断面図である。
【図２９】第１４の実施形態に係るアンテナの構成を示す平面図である。
【図３０】図２９のＤ−Ｄ´断面図である。
【図３１】第１５の実施形態に係るアンテナの構成を示す斜視図である。
【図３２】（ａ）は図３１に示したアンテナの上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ´断面図である。
【図３３】第１６の実施形態に係るアンテナの構成を示す上面図である。
【図３４】第１７の実施形態に係るアンテナの構成を示す斜視図である。
【図３５】第１８の実施形態に係るアンテナの構成を示す斜視図である。
【図３６】（ａ）は図３５に示したアンテナの第２層の構成を示す平面図であり、（ｂ）は第１層の構成を示す平面図である。
【図３７】第１９の実施形態に係るアンテナの構成を示す斜視図である。
【図３８】（ａ）は図３７に示したアンテナの第１層の構成を示す平面図であり、（ｂ）は第２層の構成を示す平面図である。
【図３９】第２０の実施形態に係るアンテナの構成を示す斜視図である。
【図４０】（ａ）は図３９に示したアンテナの第２層の構成を示す平面図であり、（ｂ）は第１層の構成を示す平面図である。
【図４１】第２１の実施形態に係るアンテナの構成を示す斜視図である。
【図４２】第２２の実施形態に係るアンテナの構成を示す平面図である。
【図４３】第２３の実施形態に係るアンテナの構成を示す平面図である。
【図４４】第２３の実施形態に係るアンテナの構成を示す平面図である。
【図４５】第２４の実施形態に係るアンテナの構成を示す平面図である。
【図４６】第２５の実施形態に係るアンテナの構成を示す平面図である。
【図４７】第２６の実施形態に係るアンテナの構成を示す平面図である。
【図４８】第２７の実施形態に係るアンテナの構成を示す上面図である。
【図４９】図４８に示したアンテナの第１の変形例を示す上面図である。
【図５０】図４８に示したアンテナの第２の変形例を示す上面図である。
【図５１】第２８の実施形態に係るアンテナの構成を示す平面図である。
【図５２】第２９の実施形態に係る電子部品の構成を示す平面図である。
【図５３】第２９の実施形態に係る電子部品の変形例の構成を示す平面図である。
【図５４】第２９の実施形態に係る電子部品の変形例の構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１５】
図１は、第１の実施形態に係る構造体の構成を示す斜視図である。図２（ａ）は、図１に示した構造体の第１の層の平面図であり、図２（ｂ）は、図１に示した構造体の第２の層の平面図である。
【００１６】
この構造体は、第１導体としての複数の第１導体パターン２００、第２導体としての第２導体パターン１００、開口３００、第３導体としての第３導体パターン４００、及び接続用導体５００を備えている。複数の第１導体パターン２００は、島状の電極パターンであり、第１の層に位置し、繰り返し、例えば周期的に配置されていて互いに分離している。第２導体パターン１００は、第１の層と平行な第２の層に位置しており、複数の第１導体パターン２００に対向する領域に少なくとも一部が設けられている。本図に示す例では、第２導体パターン１００は複数の第１導体パターン２００に対向する領域にシート状に延在している。開口３００は、複数の第１導体パターン２００それぞれに設けられている。第３導体パターン４００は、第１の層に位置しており、複数の開口３００それぞれの中に配置されており、第１導体パターン２００から分離されている。接続用導体５００は、第３導体パターン４００と第１導体パターン２００とを接続している。
【００１７】
本実施形態において第１の層と第２の層は、例えば誘電層を介して互いに対向する位置に設けられている。また第３導体パターン４００及び接続用導体５００は、第１の層に設けられている。
【００１８】
本実施形態において、第１導体パターン２００、開口３００、第３導体パターン４００、及び接続用導体５００、並びに第２導体パターン１００のうちこれらに対向する領域それぞれを含む直方体の空間によって、構造体の単位セル１０が構成される。単位セル１０が周期的に配置されることにより、この構造体はメタマテリアル、例えばＥＢＧ（Electromagnetic Band Gap）として機能する。図１及び図２に示す例では、単位セル１０は、平面視において２次元配列を有している。より詳細には、単位セル１０は、格子定数がａである正方形の格子の格子点それぞれに配置されている。このため複数の第１導体パターン２００は、中心間距離が互いに同一となっている。
【００１９】
複数の単位セル１０は、互いに同一の構造を有しており、同一の向きに配置されている。本実施形態において、第１導体パターン２００、開口３００、及び第３導体パターン４００は正方形であり、中心が互いに重なるように配置されている。そして接続用導体５００は配線形状を有しており、第３導体パターン４００の第１辺の中央と、開口３００のうち第３導体パターン４００の第１辺に対向する辺である第２辺の中央とを接続している。
【００２０】
次に、この構造体の製造方法の一例を説明する。まず、シート状の誘電体層の両面に導電膜を形成する。そして一方の導電膜上にマスクパターンを形成し、このマスクパターンをマスクとして導電膜をエッチングする。これにより、複数の第１導体パターン２００、開口３００、第３導体パターン４００、及び接続用導体５００が形成される。また他方の導電膜は、そのまま第２導体パターン１００として使用することができる。
【００２１】
図３（ａ）は、図１及び図２に示した単位セル１０の等価回路図である。まず、第１導体パターン２００と第２導体パターン１００の間には、寄生容量ＣＲが形成される。そして互いに隣り合う第１導体パターン２００によって、第１の容量Ｃ１が形成され、第３導体パターン４００と第２導体パターン１００の間に第２の容量Ｃ２が形成される。また第１導体パターン２００それぞれは寄生インダクタンスＬＲを有している。また接続用導体５００は、第１導体パターン２００と第３導体パターン４００を接続する配線にインダクタンスＬＬを与える。
【００２２】
本図に示した単位セル１０の等価回路は、第２の容量Ｃ２が存在する点を除けばマッシュルーム構造の等価回路と同様である。図１に示したメタマテリアルは、インダクタンスＬＬと第２の容量Ｃ２による直列共振周波数以上の帯域ではマッシュルーム構造と同様の周波数特性を示す。そして寄生容量ＣＲは、第１導体パターン２００の面積、並びに第１の層と第２の層の間に位置する誘電層の比誘電率及び厚さによって制御することができる。第１の容量Ｃ１は、第１導体パターン２００の相互間隔及び一辺の長さによって制御することができる。第２の容量Ｃ２は、第３導体パターン４００の面積、並びに第１の層と第２の層の間に位置する誘電層の比誘電率及び厚さによって制御することができる。またインダクタンスＬＬは、接続用導体５００の長さ及び太さによって制御することができる。このため、図１に示した構造体をＥＢＧとして使用する場合、これらの値を制御することにより、ＥＢＧとして機能する周波数帯を制御することができる。
【００２３】
図３（ｂ）は、図１及び図２に示した構造体の分散曲線を示している。この分散曲線に示すように、周波数が低い場合、この構造体はいわゆる左手系のメタマテリアルとして機能し、周波数が低いほど波長が短くなる。また周波数がこれより高い一定の範囲内においては、電磁波を伝播せずに反射するため、ＥＢＧとして機能する。そしてＥＢＧとして機能する周波数より高い周波数では、通常の誘電体と同様に右手系の媒体として機能する。
【００２４】
以上、第１の実施形態によれば、第１の層と第２の層によってメタマテリアルとして機能する構造体を構成することができる。このため、ビアを使用しなくすむため、構造体の製造コストを低くすることができる。
【００２５】
図４は、第２の実施形態に係る構造体の構成を示す上面図である。この構造体は、接続用導体５００が開口３００の中のうち第３導体パターン４００が設けられていないスペースにおいて、ミアンダ状に延伸している点を除いて、第１の実施形態に示した構造体と同様の構成である。
【００２６】
詳細には、開口３００は正方形であるが、第３導体パターン４００は長方形であり、かつ開口３００の中心と第３導体パターン４００の中心は重なっていない。このため、本実施形態においては、第１の実施形態と比較して、開口３００の内側には第３導体パターン４００が設けられていないスペースが多い。そして接続用導体５００は配線形状であり、上記したスペース内をミアンダ状、すなわちジグザグに延伸している。なお、接続用導体５００の形状及び向きは、全ての単位セル１０において同一である。
【００２７】
本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、接続用導体５００を長くすることができるため、図３におけるＬＬを大きくすることができる。ＬＬを大きくすると、構造体をＥＢＧとして使用するときにバンドギャップとなる周波数帯を低周波側にシフトさせることができる。
【００２８】
図５の各図は、第３の実施形態に係る構造体の構成を示す上面図である。この構造体は、接続用導体５００が開口３００内において第３導体パターン４００の周囲を囲むように延伸している点を除いて、第１の実施形態に示した構造体と同様の構成である。
【００２９】
例えば図５（ａ）に示す例では、接続用導体５００は、第３導体パターン４００のうちひとつの角を構成する２辺に沿って延伸している。この場合において、第３導体パターン４００の中心と開口３００の中心は重なっていない。また図５（ｂ）に示す例では、接続用導体５００は第３導体パターン４００を一周のみ囲んでいる。また図５（ｃ）に示す例では、接続用導体５００は第３導体パターン４００を複数周にわたって囲んでいる。なお図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示す例では、第３導体パターン４００の中心と開口３００の中心は重なっている。
【００３０】
本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、接続用導体５００を長くすることができるため、図３におけるＬＬを大きくすることができる。
【００３１】
図６は、第４の実施形態に係る構造体の構成を示す上面図である。この構造体は、第３導体パターン４００が平面形状において凹部４１０を有しており、凹部４１０の底部で配線形状の接続用導体５００に接続している点を除いて、第１の実施形態に係る構造体と同様の構成である。
【００３２】
本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、接続用導体５００を長くすることができるため、図３におけるＬＬを大きくすることができる。
【００３３】
図７は、第５の実施形態に係る構造体の構成を示す上面図である。この構造体は、以下の点を除いて、第１の実施形態に係る構造体と同様の構成である。まず、第１導体パターン２００の平面形状が正六角形である。そして開口３００及び第３導体パターン４００も正六角形である。第１導体パターン２００、開口３００、及び第３導体パターン４００は平面視において同じ向きを向いており、かつ同心である。そして接続用導体５００は、開口３００の角及び第３導体パターン４００の角それぞれに接続している。
【００３４】
本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、第１導体パターン２００の平面形状が正六角形であるため、高密度に単位セル１０を配置することができる。
【００３５】
図８は、第６の実施形態に係る構造体の構成を示す上面図である。この構造体は、単位セル１０が一次元配列を有している点を除いて、第１〜第５の実施形態のいずれかに示した構造体と同様の構成である。本図は、第１の実施形態に示した構造体と同様の構成である場合を示している。
【００３６】
具体的には、複数の第１導体パターン２００は第１の方向（図中左右方向）に並んでいる。そして接続用導体５００は、第１の方向と直交するように等間隔ａで設けられている。接続用導体５００は、一端が、第３導体パターン４００のうち第１の方向に平行な辺の中央に接続しており、他端が、開口３００のうち第１の方向に平行な辺の中央に接続している。
【００３７】
本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、接続用導体５００を第１の方向と直交するように等間隔ａで設けたため、第１の方向においてすべての単位セル１０が等価になる。従って、構造体の設計が容易になる。
【００３８】
図９は、第７の実施形態に係る構造体の構成を示す上面図である。この構造体は、以下の点を除いて、第１の実施形態に係る構造体と同様の構成である。まず、第１の実施形態と同様に、複数の第１導体パターン２００、開口３００、及び第３導体パターン４００は正方形であり、同じ向きに同心に設けられている。また単位セル１０は二次元配列を有している。そして接続用導体５００は、開口３００の一つの角である第１の角３０２と、第３導体パターン４００のうち第１の角３０２に対向している第２の角４０２とを結んでいる。なお単位セル１０は、全て同じ向きを向いている。
【００３９】
また本実施形態では、第３導体パターン４００は、第２の角４０２に切欠４２０を有している。切欠４２０は正方形であり、第３導体パターン４００と同じ向きを向いている。そして接続用導体５００は、切欠４２０によって新たに形成された角のうち最も第１の角３０２から遠い部分に接続している。
【００４０】
本実施形態によっても第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、接続用導体５００は、開口３００の第１の角３０２と、第３導体パターン４００のうち第１の角３０２に対向している第２の角４０２とを結んでいる。このため、単位セル１０は、図中上下方向及び横方向の何れについても互いに等価になる。従って、構造体の設計が容易になる。また切欠４２０を設けた場合、接続用導体５００を長くすることができるため、図３におけるＬＬを大きくすることができる。
【００４１】
図１０（ａ）は、第８の実施形態に係る構造体の構成を示す上面図であり、図１０（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ´断面図である。この構造体は、配線形状の接続用導体５００の代わりにチップインダクタ５１０を有している点を除いて、第１〜第７の実施形態のいずれかに示した構造体と同様の構成である。図１０は、第１の実施形態に係る構造体と同様の構成である場合を図示している。
【００４２】
この構造体の製造方法は、以下の点を除いて、第１の実施形態に示した構造体の製造方法と同様である。まず、複数の第１導体パターン２００、開口３００、及び第３導体パターン４００を形成するときに接続用導体５００が形成されない。そして複数の第１導体パターン２００、開口３００、及び第３導体パターン４００が形成された後に、チップインダクタ５１０を用いて第１導体パターン２００及び第３導体パターン４００を互いに接続する。
【００４３】
本実施形態によっても第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。またチップインダクタ５１０を用いることにより、第３導体パターン４００を小さくしなくても、図３におけるＬＬを大きくすることができる。
【００４４】
図１１は、第９の実施形態に係る構造体の構成を示す上面図である。この構造体は、１つの第１導体パターン２００に対して開口３００、第３導体パターン４００、及び接続用導体５００を複数組有している点を除いて、第１〜第８の実施形態のいずれかに示した構造体と同様の構成である。図１１は、第１の実施形態に係る構造体と同様の構成である場合を図示している。
【００４５】
本図に示す例において、第１導体パターン２００は長方形である。そして第１導体パターン２００の長辺が延伸する方向に沿って、２組の開口３００、第３導体パターン４００、及び接続用導体５００が設けられている。開口３００及び第３導体パターン４００は正方形である。
【００４６】
単位セル１０は、第１導体パターン２００の短辺が延伸する方向に複数並んで配置されている。単位セル１０は、例えば一次元に配列されているが、二次元に配列されていても良い。単位セル１０が一次元に配列されている場合、例えば電磁波は第１導体パターン２００の短辺が延伸する方向に構造体の中を伝播する。そして２組の開口３００、第３導体パターン４００、及び接続用導体５００は、第１導体パターン２００の短辺が延伸する方向を基準にしたときに線対称に配置されている。
【００４７】
本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、２組の開口３００、第３導体パターン４００、及び接続用導体５００は、第１導体パターン２００の短辺が延伸する方向を基準にしたときに線対称に配置されている。このため、単位セル１０が第１導体パターン２００の短辺が延伸する方向に一次元に配列されている場合は、この配列の方向においてすべての単位セル１０が等価になる。従って、構造体の設計が容易になる。
【００４８】
図１２は、第１０の実施形態に係る構造体の構成を示す上面図である。この構造体は、以下の点を除いて第９の実施形態に係る構造体と同様の構成である。まず、１つの第１導体パターン２００に対して３組以上の開口３００、第３導体パターン４００、及び接続用導体５００を、一つの円に沿った配置で有している。そして３つ以上の接続用導体５００は、それぞれ上記した円の中心を通る方向に延伸している。この円の中心は、第１導体パターン２００の中心と重なっている。本図に示す例では、１つの第１導体パターン２００に対して４組の開口３００、第３導体パターン４００、及び接続用導体５００が４５°間隔で配置されている。
【００４９】
本実施形態によっても第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また単位セル１０が二次元に配列されている場合においても、図中上下方向及び横方向のいずれにおいても、すべての単位セル１０が等価になる。従って、構造体の設計が容易になる。
【００５０】
図１３は、第１１の実施形態に係る構造体の構成を示す斜視図である。図１４（ａ）は、図１３に示した構造体の第１の層の平面図であり、図１４（ｂ）は、図１３に示した構造体の第２の層の平面図である。この構造体は、複数組の開口３００、第３導体パターン４００、及び接続用導体５００が第２導体パターン１００に設けられている点を除いて、第１〜第１０の実施形態のいずれかに係る構造体と同様の構成である。図１３は、第１の実施形態に係る構造体と同様の構成である場合を図示している。
【００５１】
本実施形態において開口３００は、複数の第１導体パターン２００それぞれに対向して設けられている。そして第１導体パターン２００、並びに第２導体パターン１００のうち第１導体パターン２００に対向している領域、開口３００、第３導体パターン４００、及び接続用導体５００それぞれを含む直方体の空間によって、単位セル１０が構成されている。
【００５２】
本実施形態によっても第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５３】
図１５（ａ）は、第１２の実施形態に係る構造体の構成を示す上面図であり、図１５（ｂ）は図１５（ａ）のＢ−Ｂ´断面図である。この構造体は、第４導体としての複数の第４導体パターン６００を備える点を除いて、第１〜第１１の実施形態に係る構造体のいずれかと同様の構成である。図１５は、第１の実施形態と同様の場合を図示している。
【００５４】
複数の第４導体パターン６００は、第３の層に設けられている島状の電極パターンである。第３の層は、第１の層（第１導体パターン２００が設けられている層）を介して第２の層（第２導体パターン１００が設けられている層）とは反対側に位置している。第４導体パターン６００は、平面視において複数の第１導体パターン２００の相互間を跨ぐように周期的に設けられている。すなわち第４導体パターン６００の第１の領域は、第１の第１導体パターン２００と重なっており、第４導体パターン６００の第２の領域は、第１の第１導体パターン２００の隣に位置する第１導体パターン２００と重なっている。第１の領域と第２の領域は、面積が互いに等しい。
【００５５】
本実施形態では、第４導体パターン６００は、長方形であり、面積が互いに同じである。第４導体パターン６００は、複数の第１導体パターン２００の相互間を延伸する直線を基準にしたときに線対称な平面形状を有している。また第４導体パターン６００は、第１導体パターン２００のいずれかの辺の中央と重なっている。
【００５６】
図１６（ａ）は、図１５に示した構造体の等価回路図であり、図１６（ｂ）は第４導体パターン６００により形成される容量を説明するための図である。図１６（ａ）に示すように、隣り合う２つの第１導体パターン２００は、これらのみで容量Ｃ１を形成している。一方、上記したように、第４導体パターン６００は第１の第１導体パターン２００と重なっており、かつその隣の第１導体パターン２００にも重なっている。このため、第４導体パターン６００は、隣り合う２つの第１導体パターン２００それぞれとの間で容量Ｃ３を形成する。すなわち第４導体パターン６００を設けることにより、図１６の両図に示すように、隣り合う２つの第１導体パターン２００の間の容量成分が大きくなる。このため、構造体のメタマテリアルとしての特性をより広い範囲で調節することができる。
【００５７】
図１７は、図１５に示した構造体の第１の変形例を示す図である。この構造体は、第３の層（第４導体パターン６００が設けられている層）が第１の層（第１導体パターン２００が設けられている層）と第２の層（第２導体パターン１００が設けられている層）の間に位置している点を除いて、図１５に示した構造体と同様の構成である。この変形例における等価回路も、図１６に示した等価回路と同様である。
【００５８】
図１８は、図１５に示した構造体の第２の変形例を示す図である。この構造体は、第１１の実施形態に係る構造体に、図１５に示した第４導体パターン６００を設けた構成である。すなわちこの構造体は、開口３００、第３導体パターン４００、及び接続用導体５００を第２導体パターン１００に設けた点を除いて、図１５に示した構造体と同様の構成である。この変形例における等価回路も、図１６に示した等価回路と同様である。
【００５９】
図１９の各図は、図１５に示した構造体の第３の変形例を示す図である。この構造体は、第４導体パターン６００の平面形状が図１５に示した例と異なる。図１９（ａ）に示した例では、第４導体パターン６００はひし形であり、第１導体パターン２００のいずれかの辺の中央と重なっている。また図１９（ｂ）に示した例では、第４導体パターン６００は十字型であり、２行２列を構成する４つの第１導体パターン２００において、各第１導体パターン２００と同じ面積ずつ重なっている。
【００６０】
図２０は、図１５に示した構造体の第４の変形例を示す図である。この構造体は、第５の実施形態に係る構造体に第４導体パターン６００を設けた構成である。第４導体パターン６００は正六角形であり、頂点が互いに隣り合う３つの第１導体パターン２００それぞれと同じ面積で重なるように配置されている。
【００６１】
本実施形態によれば、図１６の両図に示すように、隣り合う２つの第１導体パターン２００の間の容量成分が大きくなる。このため、構造体のメタマテリアルとしての特性をより広い範囲で調節することができる。
【００６２】
なお、第１〜第５の実施形態、及び第７〜第１２の実施形態において、単位セル１０は部分的に設けられていなくてもよく、例えば図２１及び図２２に示すように、構造体が格子欠陥１２を有するような構成であっても良い。例えば図２１に示す例では、単位セル１０が部分的に設けられないことにより、単位セル１０の配列が折れ曲がり部を有する一次元配列になっている。また図２２に示す例では、少なくとも一つの格子欠陥１２は、周囲が単位セル１０によって囲まれている。なお図２１及び図２２のいずれの例においても、格子欠陥１２が設けられた部分には、構造体を上下に貫通する穴が設けられても良い。この場合、この穴を介して貫通ビアを設け、構造体の下方に位置する配線と、構造体の上方に位置する配線とを接続することができる。
【００６３】
図２３は、第１３の実施形態に係るアンテナの構成を示す平面図であり、図２４は図２３のＣ−Ｃ´断面図である。このアンテナは、アンテナエレメント７００と、アンテナエレメント７００に対向して設けられた反射板７１０を備える。反射板７１０は、第１〜第１２の実施形態のいずれかに示した構造体から構成されている。本図に示す例において、構造体は第７の実施形態に係る構造を有している。
【００６４】
本実施形態において構造体は、ＥＢＧ構造体として使用される。そしてアンテナエレメント７００が通信を行う周波数が、構造体が有するストップバンド（バンドギャップ）に含まれている。図２３及び図２４に示したアンテナは逆Ｌアンテナである。そしてアンテナエレメント７００は、第１導体パターン２００、開口３００、第３導体パターン４００、及び接続用導体５００に対向するように配置されている。
【００６５】
この場合、アンテナエレメント７００から放射される電磁波が、反射板７１０で同相反射する。この条件では、アンテナエレメント７００を反射板７１０の表面に近接して配置したときにアンテナの放射効率が最も高くなる。よって、アンテナエレメント７００を反射板７１０の第１導体パターン２００と対向するように配置することで、逆Ｌ型のアンテナを薄くすることができる。
【００６６】
なお、このアンテナは、給電線としての同軸ケーブル８００が、反射板７１０の裏面側に接続されている。詳細には、反射板７１０の第２導体パターン１００には開口１１０が設けられており、この開口１１０に同軸ケーブル８００が取り付けられている。開口１１０は、平面視において第１導体パターン２００が設けられていない領域に位置している。同軸ケーブル８００の内部導体８１０は、開口１１０を介してアンテナエレメント７００に接続している。アンテナエレメント７００は、平面視において第１導体パターン２００が設けられていない領域を介して、第２導体パターン１００が設けられている層の上方に延伸している。また同軸ケーブル８００の外部導体８２０は、第２導体パターン１００に接続している。
【００６７】
そして同軸ケーブル８００を通信処理部８３０に接続することにより、通信装置を構成することができる。
【００６８】
図２５は、図２３及び図２４に示したアンテナの第１の変形例を示す平面図である。本図に示すようにアンテナエレメント７００は直線状である必要はなく、途中で折れ曲がっていても良い。
【００６９】
図２６は、図２３及び図２４に示したアンテナの第２の変形例を示す断面図である。本図に示す例において、反射板７１０は第１１の実施形態に係る構造体と同様の構成を有している。すなわち複数組の開口３００、第３導体パターン４００、及び接続用導体５００が第２導体パターン１００に設けられている。アンテナエレメント７００は、第１導体パターン２００に対向するように配置されている。
【００７０】
図２７は、図２３及び図２４に示したアンテナの第３の変形例を示す平面図であり、図２８は図２７のＣ−Ｃ´断面図である。このアンテナは、反射板７１０が、第２導体パターン１００とアンテナエレメント７００が互いに対向する向きに配置されている点を除いて、図２６及び図２７に示したアンテナと同様の構成である。同軸ケーブル８００の外部導体８２０は、反射板７１０に設けられた貫通電極７１２を介して第２導体パターン１００に接続している。
【００７１】
本実施形態によれば、アンテナの反射板７１０とアンテナエレメント７００の間隔を狭くすることができるため、アンテナを薄くすることができる。この効果は、反射板７１０として第１〜第１２の実施形態に示したいずれのＥＢＧを使用しても得られる。
【００７２】
図２９は、第１４の実施形態に係るアンテナの構成を示す平面図であり、図３０は図２９のＤ−Ｄ´断面図である。このアンテナは、以下の点を除いて、第１３の実施形態に示したアンテナと同様の構成である。まず、反射板７１０において、単位セル１０が構成する格子に格子欠陥がある。すなわち平面視において、反射板７１０は、単位セル１０が設けられていない領域を有している。そしてその領域に位置する第２導体パターン１００には、開口１０２が設けられている。
【００７３】
また図３０に示すように、反射板７１０は、多層の配線基板１２０の上部を用いて形成されている。配線基板１２０は、例えばプリント基板であり、表面の配線層に第１導体パターン２００、第３導体パターン４００、及び接続用導体５００が設けられており、内部配線層のうち最も表面に近い配線層に第２導体パターン１００が設けられている。そして配線基板１２０は、第２導体パターン１００より下に位置する層１０６に、他の配線、例えばアンテナの構造とは直接関係がない配線を有している。
【００７４】
配線基板１２０はビア１０４を有している。ビア１０４の一端は配線基板１２０の表面に達しており、表面の配線層に設けられた配線（図示せず）に接続している。本図に示す例において、ビア１０４は配線基板１２０を貫通しており、その他端は配線基板１２０の裏面に設けられた配線１０５に接続している。ただしビア１０４の他端は、配線基板１２０の内部配線層に設けられた配線に接続しても良い。
【００７５】
本実施形態によっても、第１３の実施形態と同様の効果を得ることができる。また反射板７１０において単位セル１０を一部に設けず、その部分にビア１０４を設けたため、配線基板１２０における配線の設計自由度が高まる。
【００７６】
図３１は、第１５の実施形態に係るアンテナの構成を示す斜視図である。図３２（ａ）は図３１に示したアンテナの上面図であり、図３２（ｂ）は図３２（ａ）のＥ−Ｅ´断面図である。このアンテナは共振器型のアンテナであり、第１〜第１２の実施形態のいずれかに示した構造体により共振器を構成している。本図に示す例では、第１の実施形態に示した構造体により共振器を構成している。すなわちアンテナエレメント７００が通信を行う周波数において、構造体はいわゆる左手系のメタマテリアルとして機能する。
【００７７】
本実施形態において、アンテナは給電線９００を有している。給電線９００は第１導体パターン２００と同一の層（すなわち第１の層）に設けられており、一つの第１導体パターン２００と容量結合している。
【００７８】
また第２導体パターン１００は、給電線９００の下方にも設けられている。そして給電線９００と、第２導体パターン１００のうち給電線９００の下方に位置する領域が、マイクロストリップ線路を構成している。
【００７９】
本実施形態によれば、左手系のメタマテリアルとして機能する構造体により共振型のアンテナの共振器を構成しているため、アンテナを小型化することができる。この効果は、構造体として第１〜第１２の実施形態に示したいずれの構造体を使用しても得られる。
【００８０】
図３３は、第１６の実施形態に係るアンテナの構成を示す上面図である。このアンテナは、給電線９００が直接第１導体パターン２００に接続している点を除いて、第１５の実施形態に係るアンテナと同様の構成である。
本実施形態によっても、第１５の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００８１】
図３４は、第１７の実施形態に係るアンテナの構成を示す斜視図である。このアンテナは、給電線９００の代わりに同軸ケーブル８００を設けた点を除いて、第１５の実施形態に係るアンテナと同様の構成である。同軸ケーブル８００は、構造体のうち第２導体パターン１００が設けられている面に接続している。詳細には、図２４に示した例と同様に、第２導体パターン１００には開口が設けられており、この開口に同軸ケーブル８００が取り付けられている。同軸ケーブル８００の内部導体８１０は、開口と重なる領域に設けられた貫通ビアを介して、第１導体パターン２００に接続している。また同軸ケーブル８００の外部導体は、第２導体パターン１００に接続している。
【００８２】
本実施形態によっても、第１５の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００８３】
図３５は、第１８の実施形態に係るアンテナの構成を示す斜視図である。図３６（ａ）は、図３５に示したアンテナの第２導体パターン１００が設けられている層（第２層）の構成を示す平面図である。図３６（ｂ）は、図３５に示したアンテナの第１導体パターン２００が設けられている層（第１層）の構成を示す平面図である。
【００８４】
このアンテナは、同軸ケーブル８００が、構造体のうち第１導体パターン２００が設けられている面に接続している点を除いて、第１６の実施形態に係るアンテナと同様の構成である。本実施形態において、同軸ケーブル８００は、平面視において第１導体パターン２００が設けられていない領域に接続している。同軸ケーブル８００の内部導体８１０は、構造体に設けられた貫通ビアを介して第２導体パターン１００に接続している。なお第１７の実施形態と異なり、第２導体パターン１００には開口が設けられていない。
【００８５】
また第１導体パターン２００が設けられている層には、グラウンドパターン５０が設けられている。グラウンドパターン５０は、格子状に配置された複数の単位セル１０の周囲を囲むように設けられている。同軸ケーブルの外部導体は第１導体パターン２００及び第３導体パターン４００のいずれか一方に接続している。
【００８６】
本実施形態によっても、第１５の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００８７】
図３７は、第１９の実施形態に係るアンテナの構成を示す斜視図である。図３８（ａ）は、図３７に示したアンテナの第１導体パターン２００が設けられている層（第１層）の構成を示す平面図である。図３８（ｂ）は、図３７に示したアンテナの第２導体パターン１００が設けられている層（第２層）の構成を示す平面図である。このアンテナは、第１１の実施形態に示した構造体により共振器を構成している点を除いて、図３４に示したアンテナと同様の構成である。
【００８８】
本実施形態において、同軸ケーブル８００は、構造体のうち第２導体パターン１００が設けられている面に接続している。第２導体パターン１００には、開口１１０が設けられている。開口１１０は、開口３００の相互間に位置している。同軸ケーブル８００は、開口１１０に接続されている。同軸ケーブル８００の内部導体８１０は、構造体に設けられた貫通ビアを介していずれかの第１導体パターン２００に接続している。この貫通ビアは、平面視において開口１１０と重なる位置に設けられている。
【００８９】
本実施形態によっても、第１５の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００９０】
図３９は、第２０の実施形態に係るアンテナの構成を示す斜視図である。図４０（ａ）は、図３９に示したアンテナの第２導体パターン１００が設けられている層（第２層）の構成を示す平面図である。図４０（ｂ）は、図３９に示したアンテナの第１導体パターン２００が設けられている層（第１層）の構成を示す平面図である。このアンテナは、同軸ケーブル８００を第１導体パターン２００が設けられている層に接続している点を除いて、図３７及び図３８に示したアンテナと同様の構成である。
【００９１】
本実施形態において同軸ケーブル８００は、第１導体パターン２００の相互間の領域が内部導体８１０と重なるように接続されている。同軸ケーブル８００の内部導体８１０は、構造体に設けられた貫通ビアを介して第２導体パターン１００に接続している。
【００９２】
本実施形態によっても、第１５の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００９３】
図４１は、第２１の実施形態に係るアンテナの構成を示す斜視図である。このアンテナは、図１７に示した構造体により共振器を構成している点を除いて、図３４に示したアンテナと同様の構成である。なお同軸ケーブル８００の内部導体８１０と第１導体パターン２００とを接続する貫通ビアは、第４導体パターン６００と重ならないように配置されている。
本実施形態によっても、第１５の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００９４】
図４２は、第２２の実施形態に係るアンテナの構成を示す平面図である。このアンテナは、以下の点を除いて、第１５の実施形態に係るアンテナと同様の構成である。まず単位セル１０の配列を示す格子は格子欠陥を有している。この格子欠陥は、格子のうち給電線９００が接続している辺の中央に位置している。そして給電線９００は、この格子欠陥の中を延伸し、最外周より内側に位置する単位セル１０の第１導体パターン２００に容量結合している。
本実施形態によっても、第１５の実施形態と同様の効果を得ることができる。また格子欠陥の位置及び数を調節することにより、アンテナの入力インピーダンスを調節することができる。
【００９５】
図４３及び図４４は、第２３の実施形態に係るアンテナの構成を示す平面図である。このアンテナは、構造体が単位セル１０の一次元配列により構成されている点を除いて、第１５の実施形態に係るアンテナと同様の構成である。
【００９６】
図４３（ａ）に示す例では、第１導体パターン２００、開口３００、及び第３導体パターン４００は長方形であり、互いに相似である。第１導体パターン２００、開口３００、及び第３導体パターン４００は同じ向きに配置されている。そして単位セル１０は直線に沿って配置されている。給電線９００は、第１導体パターン２００の長辺に対向している。また図４３（ｂ）に示す例では、一つの単位セル１０により構造体が形成されている。
【００９７】
また図４４に示す例では、単位セル１０は、折れ曲がり部を有する線に沿って配置されている。
【００９８】
本実施形態によっても、第１５の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００９９】
図４５は、第２４の実施形態に係るアンテナの構成を示す平面図である。このアンテナは、以下の点を除いて第１５の実施形態に係るアンテナと同様の構成である。まず、複数の第１導体パターン２００すなわち単位セル１０は、長方形の格子を構成するように周期的に２次元に配列されている。具体的には、単位セル１０は正方形であり、長辺を構成する単位セル１０の数は、短辺を構成する単位セル１０の数より多い。そして第１の給電線９００が、格子の短辺に位置している第１導体パターン２００に容量結合している。また第２の給電線９０２が、格子の長辺に位置している第１導体パターン２００に容量結合している。
【０１００】
さらに詳細には、給電線９００は、単位セル１０が構成する格子の短辺に位置する単位セル１０を構成する第１導体パターン２００に容量結合しており、給電線９０２は、長辺の中心に位置する単位セル１０に容量結合している。給電線９００，９０２は、いずれも第１導体パターン２００に面する部分に補助のパターンを有しており、このパターンが、第１導体パターン２００のうち給電線９００，９０２に面している辺と同一の長さを有している。
【０１０１】
本実施形態によっても、第１５の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、単位セル１０は、長方形の格子を構成するように周期的に２次元に配列されており、この格子の短辺及び長辺それぞれに給電線９００，９０２が容量結合している。このアンテナの共振器において、長方形の短辺方向の共振周波数と長辺方向の共振周波数は互いに異なる。このため、アンテナをデュアルバンド化することができる。
【０１０２】
図４６は、第２５の実施形態に係るアンテナの構成を示す平面図である。このアンテナは、単位セル１０を長方形として、各辺を構成する単位セル１０の数を同じにすることにより、長方形の格子を形成している点を除いて、第２４の実施形態に係るアンテナと同様の構成である。
【０１０３】
本実施形態によっても、格子の長辺方向を伝播する電磁波の分散曲線と、格子の短辺方向を伝播する電磁波の分散曲線は互いに異なる。このため、アンテナをデュアルバンド化することができる。
【０１０４】
図４７は、第２６の実施形態に係るアンテナの構成を示す平面図である。このアンテナは、以下の点を除いて図４１に示したアンテナと同様の構成である。まず、第４導体パターン６００のうち行方向に単位セル１０を結合している第４導体パターン６０２を、列方向に単位セル１０を結合している第４導体パターン６０４と異なる面積にしている。そして同軸ケーブル８００の代わりに給電線９００，９０２を用いてアンテナに給電を行っている。なお本図において、第４導体パターン６０２，６０４を第１導体パターン２００の上方に位置させているが、第４導体パターン６０２，６０４を第１導体パターン２００が設けられている層と第２導体パターン１００が設けられている層の間に位置させてもよい。
【０１０５】
本実施形態において、格子の行方向に電磁波が伝播する場合、行方向に単位セル１０を結合している第４導体パターン６０２が共振器の等価回路に現れる。また格子の列方向に電磁波が伝播する場合、列方向に単位セル１０を結合している第４導体パターン６０４が共振器の等価回路に現れる。上記したように第４導体パターン６０２，６０４の面積は互いに異なる。このため、格子の行方向に電磁波が伝播する場合と列方向に電磁波が伝播する場合とで等価回路を異ならせることができ、これにより、格子の行方向に電磁波が伝播する場合と列方向に電磁波が伝播する場合とで共振周波数を異ならせることができる。従って、アンテナをデュアルバンド化することができる。
【０１０６】
図４８は、第２７の実施形態に係るアンテナの構成を示す上面図である。このアンテナは、以下の点を除いて図３３に示したアンテナと同様の構成である。まず、単位セル１０は図９に示した構成を有している。そして単位セル１０は第１の直線に沿って一次元に配列されている。そして単位セル１０の配列の後に、第１導体パターン２００と同一層に設けられた第５導体としての第５導体パターン２２を有している。第５導体パターン２２は第１の直線に沿う方向に延在している。なお第５導体パターン２２の幅は第１導体パターン２００の幅に等しい。また配列の末尾に位置する第１導体パターン２００と第５導体パターン２２の距離は、第１導体パターン２００の配置間隔に等しい。
【０１０７】
図４９は、図４８に示したアンテナの第１の変形例を示す上面図である。このアンテナは、第５導体パターン２２が単位セル１０の配列を分断する位置に設けられている点を除いて、図４８に示したアンテナと同様の構成である。
【０１０８】
図５０は、図４８に示したアンテナの第２の変形例を示す上面図である。このアンテナは、第５導体パターン２２に給電線９００が接続されており、給電線９００の後ろに単位セル１０の一次元の配列が設けられている点を除いて、図４８に示したアンテナと同様の構成である。
【０１０９】
これらのアンテナにおいて、第２導体パターン１００は、第５導体パターン２２の下方にも延在している。そして第５導体パターン２２と、第２導体パターン１００のうち第５導体パターン２２の下方に位置する部分により、伝送線路が構成されている。この伝送線路はマイクロストリップ線路であり、いわゆる右手系の伝送線路である。
【０１１０】
そしてアンテナに信号を入力した場合において、単位セル１０の配列における信号の波長をλ１、第５導体パターン２２における波長をλ２とした場合、単位セル１０の配列における位相差Δθ１＝Ｌ１／λ１と、第５導体パターン２２におけるΔθ２＝Ｌ２／λ２が互いに等しくなったとき、単位セル１０の配列と第５導体パターン２２を一体として共振器が構成される。単位セル１０の配列は左手系の伝送線路であり、第５導体パターン２２及びその下に位置する第２導体パターン１００は右手系の伝送線路である。
【０１１１】
本実施形態によれば、単位セル１０の数を少なくして、これに伴ってＬ２を短くすることにより、共振器の長さを短くすることができる。
【０１１２】
図５１は、第２８の実施形態に係るアンテナの構成を示す平面図である。このアンテナはアレイアンテナであり、並列に並んだ複数のアレイ素子７３０を有している。各アレイ素子７３０は互いに同一の構造を有しており、単位セル１０を複数配列した構成を有している。本図に示す例では、複数の単位セル１０は一次元的に直線状に配列されている。そして各アレイ素子７３０には、給電線９００が接続している。給電線９００の構成は、上記したものと同様の構成であり、第２導体パターン１００とともにマイクロストリップ線路を構成している。
【０１１３】
本実施形態に係るアンテナによれば、指向性がビーム状になる。そしてそのビームが指している方向においてアンテナの利得を増大することができる。
【０１１４】
図５２は、第２９の実施形態に係る電子部品の構成を示す平面図である。この電子部品は、回路基板１０００上に第１半導体パッケージ１０１０及び第２半導体パッケージ１０２０を搭載したものである。第１半導体パッケージ１０１０及び第２半導体パッケージ１０２０は、回路基板１０００の電源プレーン及びグラウンドプレーンにそれぞれ接続している。回路基板１０００の電源プレーン及びグラウンドプレーンは、互いに異なる導電層に形成されている。
【０１１５】
回路基板１０００はＥＢＧ領域１０３０を有している。ＥＢＧ領域１０３０には、第１〜第１２の実施形態のいずれかの構造体が設けられている。ＥＢＧ領域１０３０は、第１半導体パッケージ１０１０が搭載されている第１領域と、第２半導体パッケージが搭載されている第２領域とを分断している。第１〜第１２の実施形態に示した第２導体パターン１００は、回路基板１０００の電源プレーン、又はグラウンドプレーンに形成されており、第１導体パターン２００は、第２導体パターン１００とは異なる層に形成されている。
【０１１６】
本実施形態において、第１半導体パッケージ１０１０はノイズ源となるパッケージであり、第２半導体パッケージ１０２０は第１半導体パッケージ１０１０で発生したノイズの影響を受けやすいパッケージである。そしてＥＢＧ領域１０３０に設けられている構造体は、このノイズの周波数がバンドギャップ帯に位置するように構成されている。
【０１１７】
図５２においては、ＥＢＧ領域１０３０は、半導体パッケージ１０１０，１０２０の間に帯状に配置されている。ただし、図５３に示すように、ＥＢＧ領域１０３０は第１半導体パッケージ１０１０を囲むように配置されてもよいし、図５４に示すように、ＥＢＧ領域１０３０は第２半導体パッケージ１０２０を囲むように配置されていてもよい。
【０１１８】
本実施形態によれば、第１〜第１２の実施形態のいずれかの構造体をノイズフィルタとして電源又はグランド層の一部に配置することにより、ノイズ源となる半導体パッケージ１０１０から回路基板１０００の電源プレーン又はグランドプレーンに、不要な高周波電流が流れることを抑制できる。そして、ノイズの影響を受けやすい半導体パッケージ１０２０が誤動作すること及び回路基板１０００から不要な電磁波が放射されることを抑制できる。
【０１１９】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【０１２０】
この出願は、２００９年１２月７日に出願された日本特許出願特願２００９−２７７５５１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。
【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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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【国際調査報告】
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