(57)【要約】【課題】所定の用途に適したアンテナの指向性を得る技術を提供する。【解決手段】給電素子３１２は、第１導体３１０の前記面側に配置される。第２導体３２２は、第１導体３１０の面を基準に給電素子３１２より離れて配置され、平面視で第２形の面状であり、給電素子３１２の面に沿って重なって配置される。第３導体３２４は、第２導体３２２と少なくとも高周波的に電気接続され、第２導体３２２の面に垂直な向きについて、少なくとも一部は第２導体３２２より第１導体３１０に近い位置に配置される。第３導体３２４の少なくとも一部は、給電素子３１２を基準に、第２導体３２２の一部より遠くに配置される。第３導体３２４は、第１導体３１０と直流的には電気接続されない。第３導体３２４の少なくとも一部と第１導体３１０との間の第２距離は、給電素子３１２と第１導体３１０との間の第１距離の２倍より小さい。【選択図】図３
2019017059.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面視で第１形の面を備える第１導体と、
前記第１導体の前記面側に配置される給電素子と、
前記第１導体の前記面側であって前記第１導体の前記面を基準に前記給電素子より離れて配置され、平面視で第２形の面状であり、前記第１導体の前記面に沿って重なって配置された第２導体と、
前記第２導体と少なくとも高周波的に電気接続され、前記第１導体の前記面に垂直な向きについて、少なくとも一部は前記第２導体より前記第１導体に近い位置に配置された第３導体と、を備え、
前記第１形の面積は、前記第２形の面積より大きく、
前記第３導体の前記少なくとも一部は、前記第１導体の前記面に沿った方向について、前記給電素子を基準に、前記第２導体の一部より遠くに配置され、
前記第３導体は、前記第１導体と直流的には電気接続されず、
前記給電素子と前記第１導体との間は、第１距離を有し、
前記第３導体の前記少なくとも一部と前記第１導体との間は、第２距離を有し、
前記第２距離は、前記第１距離の２倍より小さい、
アンテナ。
【請求項２】
請求項１に記載のアンテナであって、
前記第２距離は、前記第１距離より小さい、
アンテナ。
【請求項３】
請求項１に記載のアンテナであって、
前記第２導体は、少なくとも前記給電素子の中心点とは重なって配置されない、
アンテナ。
【請求項４】
請求項１に記載のアンテナであって、
前記第２導体と前記第３導体が一体である、
アンテナ。
【請求項５】
請求項１に記載のアンテナであって、
前記第２導体と前記第３導体が、静電容量結合により高周波的に電気接続されている、
アンテナ。
【請求項６】
請求項１に記載のアンテナであって、
少なくとも前記第１導体と前記第２導体の間と、前記第１導体と前記第３導体の間には、絶縁体が配置された、
アンテナ。
【請求項７】
請求項１に記載のアンテナであって、
前記給電素子は、平面視で第３形の面状であり、前記第１導体の前記面に沿って重なって配置された第４導体を備え、
前記第１形の面積は、前記第３形の面積より大きい、
アンテナ。
【請求項８】
請求項１に記載のアンテナであって、
前記第３導体の前記少なくとも一部と前記第１導体とを離間させながら前記第２導体を支持する支持部をさらに備える、
アンテナ。
【請求項９】
請求項１に記載のアンテナであって、
前記第３導体の前記少なくとも一部と、前記第１導体との間の距離は、実質的に０ｍｍより大きく５ｍｍ以下である、
アンテナ。
【請求項１０】
請求項１に記載のアンテナであって、
前記第２導体の前記第２形は矩形状を有し、
前記第２形の前記矩形状の一辺の長さは実質的に３０ｍｍである、
アンテナ。
【請求項１１】
請求項７に記載のアンテナであって、
前記第４導体の前記第３形は矩形状を有し、前記第３形の前記矩形状の一辺の長さは実質的に３２ｍｍである、
アンテナ。
【請求項１２】
請求項１１に記載のアンテナであって、
前記第３形の前記矩形状の一辺の長さは３２ｍｍの±１０％の範囲に含まれる、
アンテナ。
【請求項１３】
請求項７に記載のアンテナであって、
前記第４導体は、前記第３形の中心より前記第１導体の前記面に沿った所定の方向において所定の距離離れた位置に給電点を有し、
前記第２導体と、前記第３導体の前記少なくとも一部とは、前記所定の方向に沿って配置された、
アンテナ。
【請求項１４】
請求項１３に記載のアンテナであって、
前記第１導体の前記面に沿った方向であって前記所定の方向と直交した方向について、前記第２導体の前記第２形の幅は、前記第４導体の前記第３形の幅より狭い、
アンテナ。
【請求項１５】
請求項１３に記載のアンテナであって、
前記第１導体の前記面に沿った方向であって前記所定の方向と直交した方向について、前記第２導体の前記第２形の幅は、前記第４導体の前記第３形の幅より広い、
アンテナ。
【請求項１６】
請求項１３に記載のアンテナであって、
前記第１導体の前記面側であって前記第１導体の前記面を基準に前記給電素子より離れて配置され、平面視で第２形の面状であり、前記第１導体の前記面に沿って重なって配置された第５導体と、
前記第５導体と少なくとも高周波的に電気接続され、前記第１導体の前記面に垂直な向について、少なくとも一部は前記第５導体より前記第１導体に近い位置に配置された第６導体と、をさらに備え、
前記第１形の面積は、前記第２形の面積より大きく、
前記第６導体の前記少なくとも一部は、前記第１導体の前記面に沿った方向について、前記給電素子を基準に、前記第５導体の一部より遠くに配置され、
前記第６導体は、前記第１導体と直流的には電気接続されず、
前記第２導体と、前記第３導体の前記少なくとも一部と、前記第５導体と、前記第６導体の前記少なくとも一部とは、前記所定の方向に沿って配置された、
アンテナ。
【請求項１７】
請求項１６に記載のアンテナであって、
前記第１導体の前記面側であって前記第１導体の前記面を基準に前記給電素子より離れて配置され、平面視で第２形の面状であり、前記第１導体の前記面に沿って重なって配置された第７導体と、
前記第１導体の前記面側であって前記第１導体の前記面を基準に前記給電素子より離れて配置され、平面視で第２形の面状であり、前記第１導体の前記面に沿って重なって配置された第８導体と、をさらに備える
アンテナ。
【請求項１８】
アンテナと、
前記アンテナを支持する支持部と、を備える車両であって、
前記アンテナは、
平面視で第１形の面を備える第１導体と、
前記第１導体の前記面側に配置される給電素子と、
前記第１導体の前記面側であって前記第１導体の前記面を基準に前記給電素子より離れて配置され、平面視で第２形の面状であり、前記第１導体の前記面に沿って重なって配置された第２導体と、
前記第２導体と少なくとも高周波的に電気接続され、前記第１導体の前記面に垂直な向きについて、少なくとも一部は前記第２導体より前記第１導体に近い位置に配置された第３導体と、を備え、
前記第１形の面積は、前記第２形の面積より大きく、
前記第３導体の前記少なくとも一部は、前記第１導体の前記面に沿った方向について、前記給電素子を基準に、前記第２導体の一部より遠くに配置され、
前記第３導体は、前記第１導体と直流的には電気接続されず、
前記給電素子と前記第１導体との間は、第１距離を有し、
前記第３導体の前記少なくとも一部と前記第１導体との間は、第２距離を有し、
前記第２距離は、前記第１距離の２倍より小さく、
前記給電素子と前記第２導体は、前記第１導体の前記面に平行な所定の方向に沿って配置され、
前記支持部は、前記所定の方向が前記車両の進行方向に対応するように前記アンテナを支持する、
車両。
【請求項１９】
請求項１８に記載の車両であって、
前記第２距離は、前記第１距離より小さい、
車両。
【請求項２０】
請求項１８に記載の車両であって、
前記支持部は、前記車両の車体を含む、
車両。
【請求項２１】
請求項１８に記載の車両であって、
前記第２導体は、前記車両の車体を基準に前記第１導体より離れて配置された、
車両。
【請求項２２】
請求項１８に記載の車両であって、
操舵されない固定車輪を備え、
前記進行方向は、前記固定車輪の方向である、
車両。
【請求項２３】
請求項１８に記載の車両であって、
前記アンテナは、
前記第２導体と少なくとも高周波的に電気接続され、前記第１導体の前記面に垂直な向について、少なくとも一部は前記第２導体より前記第１導体に近い位置に配置された第３導体と、をさらに備え、
前記第３導体の前記少なくとも一部は、前記所定の方向について、前記給電素子を基準に前記第２導体の一部より遠くに配置され、
前記第３導体は、前記第１導体と直流的には電気接続されない、
車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ技術に関し、特に基板上に給電素子を配置するアンテナおよび車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
アンテナを小型化するために、例えば、マイクロストリップアンテナ、パッチアンテナが使用される。このようなアンテナでは、基板の一方の面にグランド層が形成され、他方の面にストリップ導体が形成される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３４９９２８号公報
【特許文献２】特開２００７−０５９９６６号公報
【特許文献３】特開平９−２４６８５２号公報
【特許文献４】特開昭６３−０８８９０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ストリップ導体である給電素子の近傍に、導波器と呼ばれる無給電素子を装荷することによって、パッチアンテナの指向性を変えることができる。パッチアンテナを所定の用途、例えば、車両での通信に使用する場合、その用途に適した指向性が求められる。
【０００５】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、所定の用途に適したアンテナの指向性を得る技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様のアンテナは、平面視で第１形の面を備える第１導体と、第１導体の面側に配置される給電素子と、第１導体の面側であって第１導体の面を基準に給電素子より離れて配置され、平面視で第２形の面状であり、第１導体の面に沿って重なって配置された第２導体と、第２導体と少なくとも高周波的に電気接続され、第１導体の面に垂直な向きについて、少なくとも一部は第２導体より第１導体に近い位置に配置された第３導体と、を備える。第１形の面積は、第２形の面積より大きく、第３導体の少なくとも一部は、第１導体の面に沿った方向について、給電素子を基準に、第２導体の一部より遠くに配置され、第３導体は、第１導体と直流的には電気接続されず、給電素子と第１導体との間は、第１距離を有する。第３導体の少なくとも一部と第１導体との間は、第２距離を有する。第２距離は、第１距離の２倍より小さい。
【０００７】
本発明の別の態様は、車両である。この車両は、アンテナと、アンテナを支持する支持部と、を備える車両であって、アンテナは、平面視で第１形の面を備える第１導体と、第１導体の面側に配置される給電素子と、第１導体の面側であって第１導体の面を基準に給電素子より離れて配置され、平面視で第２形の面状であり、第１導体の面に沿って重なって配置された第２導体と、第２導体と少なくとも高周波的に電気接続され、第１導体の面に垂直な向きについて、少なくとも一部は第２導体より第１導体に近い位置に配置された第３導体と、を備える。第１形の面積は、第２形の面積より大きく、第３導体の少なくとも一部は、第１導体の面に沿った方向について、給電素子を基準に、第２導体の一部より遠くに配置され、第３導体は、第１導体と直流的には電気接続されず、給電素子と第１導体との間は、第１距離を有する。第３導体の少なくとも一部と第１導体との間は、第２距離を有する。第２距離は、第１距離の２倍より小さく、給電素子と第２導体は、第１導体の面に平行な所定の方向に沿って配置され、支持部は、所定の方向が車両の進行方向に対応するようにアンテナを支持する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、所定の用途に適したアンテナの指向性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例に係る車両の構造を示す図である。
【図２】図２（ａ）−（ｂ）は、実施例の比較対象となるアンテナの構造と特性を示す図である。
【図３】図３（ａ）−（ｆ）は、実施例に係るアンテナの構造を示す図である。
【図４】図４（ａ）−（ｄ）は、図３（ａ）、図３（ｄ）のアンテナの特性を示す図である。
【図５】図５（ａ）−（ｂ）は、図３（ｄ）のアンテナのサイズを示す図である。
【図６】図６（ａ）−（ｂ）は、実施例における角度を示す図である。
【図７】図７（ａ）−（ｄ）は、図５（ｂ）のギャップＧ１の変化に対する特性を示す図である。
【図８】図８（ａ）−（ｄ）は、図５（ａ）のＬ字型導波器幅ＤＷの変化に対する特性を示す図である。
【図９】図９（ａ）−（ｂ）は、図２（ａ）、図３（ａ）、図３（ｄ）のアンテナの特性を示す図である。
【図１０】図１０（ａ）−（ｂ）は、図１の車両に搭載したアンテナの特性を示す図である。
【図１１】図１１（ａ）−（ｆ）は、図３（ｄ）のアンテナの別の特性を示す図である。
【図１２】図１２（ａ）−（ｃ）は、図３（ｄ）のアンテナの容量結合の変化に対する指向性特性を示す図である。
【図１３】図１３（ａ）−（ｂ）は、変形例に係るアンテナの構造を示す図である。
【図１４】図１４（ａ）−（ｂ）は、別の変形例に係るアンテナの構造を示す図である。
【図１５】図１５（ａ）−（ｂ）は、さらに別の変形例に係るアンテナの構造を示す図である。
【図１６】他の実施例に係る車両の構造を示す図である。
【図１７】他の実施例に係る部屋の構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施例を具体的に説明する前に、実施例の基礎となった知見を説明する。本実施例は、車両等に搭載されるアンテナに関する。車両において実行される通信の用途に応じて、アンテナに求められる指向性が異なる。例えば、車両の周囲方向に対して通信が実行される場合、アンテナには広角な指向性が求められる。また、車両の進行方向に対して通信が実行される場合、アンテナには進行方向を向いた指向性が求められる。一方、アンテナから放射される電波に対する障害物の影響を低減するために、車両の屋根にアンテナが搭載される。車両の屋根にアンテナを搭載する場合、アンテナを小型化することが望まれる。
【００１１】
アンテナを小型化するための技術の１つがパッチアンテナであるが、パッチアンテナは無指向性に近い特性を有するので、給電素子が上側を向くようにパッチアンテナを屋根に固定した場合、天頂方向への電波の放射も大きくなる。天頂方向への電波の、所望でない放射が大きくなると、車両の周囲方向あるいは車両の進行方向への電波の放射が大きくならない。天頂方向への電波の所望でない放射を抑制するために、パッチアンテナに導波器を装荷することによって、アンテナから放射される電波の最大方向が傾けられる。しかしながら、特に、周囲方向に対して広角な指向性を得るためには導波器の個数が増大し、アンテナの占有スペースが大きくなる。このように、アンテナを小型化しながら、通信の用途に適したアンテナの指向性が求められる。
【００１２】
なお、以下の説明において、「平行」、「直交」は、完全な平行、直交だけではなく、誤差の範囲で平行からずれている場合も含むものとする。また、「略」は、おおよその範囲で同一であるという意味である。
【００１３】
図１は、車両１００の構造を示す。図１に示すように、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸からなる直交座標系が規定される。ｘ軸は車両１００の左右方向を示し、ｙ軸は車両１００の前後方向を示し、これらは車両１００の底面において互いに直交する。ｚ軸は車両１００の高さ方向を示し、ｘ軸とｙ軸に垂直である。また、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸のそれぞれの正の方向は、図１における矢印の方向に規定され、負の方向は、矢印と逆向きの方向に規定される。例えば、ｙ軸の正方向は車両１００の後方を向き、ｚ軸の正方向は天頂を向く。また、ｘ軸の正方向を「右側」といい、ｘ軸の負方向を「左側」といい、ｙ軸の正方向を「後側」といい、ｙ軸の負方向を「前側」といい、ｚ軸の正方向を「上側」といい、ｚ軸の負方向を「下側」ということもある。
【００１４】
車両１００は、車体１０、操舵車輪１２、固定車輪１４、アンテナ２０を含む。車体１０の下側には、操舵車輪１２、固定車輪１４が配置される。操舵車輪１２は、前輪であり、運転者のステアリング操作によって向きが変わる車輪である。固定車輪１４は、後輪であり、操舵されずに向きが固定の車輪である。また、操舵車輪１２が後輪であって、固定車輪１４が前輪であってもよい。ここで、車両１００の進行方向は、固定車輪１４の方向であるように定義される。車両１００の天井部１０ａの外側にアンテナ２０が設置される。アンテナ２０には風雨から守るためのカバーが取り付けられるが、以下の説明ではカバーを省略する。なお、アンテナ２０の代わりに、アンテナ２００、アンテナ３００、アンテナ３８０、アンテナ６００、アンテナ６５０が設定されてもよい。
【００１５】
図２（ａ）−（ｂ）は、比較対象となるアンテナ３０の構造と特性を示す。図２（ａ）は、アンテナ３０の構造を示す斜視図である。アンテナ３０は、第１導体３２、給電素子３４、誘電体基板３６を含む。誘電体基板３６は、板状に形成され、上側と下側に矩形状の面を有する。誘電体基板３６の下側には、グランドとなる地板導体である第１導体３２が配置される。第１導体３２は、上側から見たｘ−ｙ平面（以下、「平面視」ということもある）において第１形の面を備える。第１形は、例えば、誘電体基板３６の下側の面と同様に矩形状であり、第１形の面は第１導体３２の上側の面に相当する。第１導体３２、誘電体基板３６の面は通常平面であるが、多少曲面であってもよい。
【００１６】
一方、誘電体基板３６の上側の面、つまり第１導体３２の第１形の面の上側には、給電素子３４が配置される。そのため、給電素子３４は、第１導体３２の第１形の面に沿って、第１導体３２の第１形の面の中央部分に重なって配置される。給電素子３４は平面視で第３形状の面を備える。第３形状の面は、例えば、矩形状である。給電素子３４の第３形状の面積は、第１導体３２の第１形の面の面積よりも小さくされる。このようなアンテナ３０は、マイクロストリップアンテナ、パッチアンテナに相当する。
【００１７】
図２（ｂ）は、図２（ａ）のアンテナ３０から放射される電波の強度を示す図である。これはシミュレーション計算によって求められており、色が濃い部分ほど電波の強度が大きいこと、つまり放射量が大きいことを示す。図示のごとく、ｚ軸の正方向を中心に放射量が大きく、かつｘ−ｙ平面において無指向性に近い特性を有する。そのため、図１のアンテナ２０として、図２（ａ）のアンテナ３０を使用した場合、車両１００の天頂方向への放射量が大きくなる。一方、車両１００の天頂方向に対する通信は一般的に実行されないので、このような天頂方向への放射は所望な放射といえない。そのため、天頂方向への放射を抑え、ｘ−ｙ平面に沿った放射量を大きくすることが望まれる。
【００１８】
図３（ａ）−（ｆ）は、アンテナ２００とアンテナ３００の構造を示す図である。図３（ａ）は、アンテナ２００の構造を示す斜視図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のアンテナ２００のＡ−Ａ’線における部分断面図であり、図３（ｃ）は、図３（ａ）のアンテナ２００の一部分の拡大断面図である。アンテナ２００は、誘電体基板２０８、第１導体２１０、給電素子２１２、支持部２１６、第１水平導波器２１８、第２水平導波器２２０を含む。給電素子２１２は、給電点２１４、第４導体２２６を含み、支持部２１６は、第１脚部２５０、第２脚部２５２、支持面部２５４を含み、第１水平導波器２１８は、第２導体２２２を含み、第２水平導波器２２０は、第５導体２２８を含む。
【００１９】
誘電体基板２０８、第１導体２１０は、図２（ａ）の誘電体基板３６、第１導体３２と同一であり、第１導体２１０の第１形の面側に誘電体基板２０８が配置される。給電素子２１２は、図２（ａ）の給電素子３４と同様であるが、ここでは、平面視で第３形の面状である第４導体２２６を備えるように示される。第４導体２２６は、誘電体基板２０８の一部の上側に突出した部分に配置される。また、第４導体２２６には、給電素子２１２を平面視した場合の中心Ｃより第１導体２１０の面に沿ったｙ軸方向において所定の距離離れた位置に給電点２１４が配置される。なお、図３（ａ）における給電点２１４は第３形の面の中心Ｃからｙ軸の負方向に離れた位置に配置されているが、中心Ｃからｙ軸の正方向に離れた位置に配置されてもよい。
【００２０】
第１脚部２５０は、板状に形成され、誘電体基板２０８のｘ軸方向の中央部分において、誘電体基板２０８の前側端２０８ａの近傍から上側に向かって延びる。第２脚部２５２も、板状に形成され、第１脚部２５０と同様に誘電体基板２０８のｘ軸方向の中央部分において、誘電体基板２０８の後側端２０８ｂの近傍から上側に向かって延びる。支持面部２５４も、板状に形成され、第１脚部２５０の上側端と第２脚部２５２の上側端とを結ぶようにｙ軸方向に延びる。そのため、支持面部２５４は、給電素子２１２の中心Ｃと給電点２１４とを結ぶ方向に延びる。第１脚部２５０と第２脚部２５２と支持面部２５４は、例えば、樹脂等の絶縁体によって一体的に支持部２１６として形成される。支持部２１６のｘ軸方向の幅は、後述する第１水平導波器２１８と第２水平導波器２２０のｘ軸方向の幅以上にされる。
【００２１】
第１水平導波器２１８は、第２導体２２２であり、無給電素子に相当する。第２導体２２２は、例えば、平面視で矩形状となるように銅箔で形成され、第１導体２１０の第１形の面積よりも小さくされる。また、第２導体２２２は、図３（ｂ）に示すように、支持面部２５４の前側において、支持面部２５４の上側に粘着テープによって固定される。そのため、第２導体２２２は、平面視で第１導体２１０の面に沿って重なりながら、給電素子２１２の中心Ｃと給電点２１４とを結ぶ方向に給電素子２１２からずれて、給電素子２１２の中心点Ｃとは重ならないように配置される。ここで、第２導体２２２は、第１導体２１０の第１形の面に対して垂直な方向について重なって配置されないが、重なって配置されてもよい。また、第２導体２２２は、第１導体２１０の第１形の面を基準に給電素子２１２より離れて配置される。前述の絶縁体である支持部２１６は、少なくとも第１導体２１０と第２導体２２２の間に配置される。
【００２２】
第２水平導波器２２０は第５導体２２８であり、これらは、第１水平導波器２１８と第２導体２２２と同様の構造である。なお、第５導体２２８は、支持面部２５４の後側において支持面部２５４の上側に固定されるが、その他は第２導体２２２と同様であるので、ここでは説明を省略する。アンテナ２００が図１のアンテナ２０として車両１００に搭載される場合、第２導体２２２、第５導体２２８は、車体１０を基準に第１導体２１０より離れて配置される。
【００２３】
図３（ｄ）は、アンテナ３００の構造を示す斜視図であり、図３（ｅ）は、図３（ｄ）のアンテナ３００のＢ−Ｂ’線における部分断面図であり、図３（ｆ）は、図３（ｄ）のアンテナ３００の一部分の拡大断面図である。アンテナ３００は、誘電体基板３０８、第１導体３１０、給電素子３１２、支持部３１６、第１Ｌ型導波器３１８、第２Ｌ型導波器３２０を含む。給電素子３１２は、給電点３１４、第４導体３２６を含み、支持部３１６は、第１脚部３５０、第２脚部３５２、支持面部３５４を含み、第１Ｌ型導波器３１８は、第２導体３２２、第３導体３２４を含み、第２Ｌ型導波器３２０は、第５導体３２８、第６導体３３０を含む。
【００２４】
誘電体基板３０８、第１導体３１０は、図３（ａ）の誘電体基板２０８、第１導体２１０と同一であり、第１導体３１０の第１形の面側に誘電体基板３０８が配置される。給電素子３１２は、図３（ａ）の給電素子２１２と同様であり、ここでは、平面視で第３形の面状である第４導体３２６を備えるように示される。第４導体３２６は、誘電体基板３０８の一部の上側に突出した部分に配置される。また、第４導体３２６には、給電素子３１２を平面視した場合の中心Ｃより第１導体３１０の面に沿ったｙ軸方向において所定の距離離れた位置に給電点３１４が配置される。なお、図３（ａ）の場合と同様に、給電点３１４は第３形の面の中心Ｃからｙ軸の負方向に離れた位置に配置されてもよく、中心Ｃからｙ軸の正方向に離れた位置に配置されてもよい。
【００２５】
第１脚部３５０は、板状に形成され、誘電体基板３０８のｘ軸方向の中央部分において、給電素子３１２よりも前側部分から上側に向かって延びる。第２脚部３５２も、板状に形成され、第１脚部３５０と同様に誘電体基板３０８のｘ軸方向の中央部分において、給電素子３１２よりも後側部分から上側に向かって延びる。支持面部３５４も、板状に形成され、第１脚部３５０の上側端と第２脚部３５２の上側端とを結ぶようにｙ軸方向に延びる。そのため、支持面部３５４は、給電素子３１２において中心Ｃと給電点３１４とを結ぶ方向に延びる。第１脚部３５０と第２脚部３５２と支持面部３５４は、支持部２１６と同様に支持部３１６として形成される。支持部３１６のｘ軸方向の幅は、後述する第１Ｌ型導波器３１８と第２Ｌ型導波器３２０のｘ軸方向の幅以上にされる。
【００２６】
第１Ｌ型導波器３１８は、第２導体３２２と第３導体３２４とを含み、無給電素子に相当する。ここでは、第１Ｌ型導波器３１８において、第２導体３２２と第３導体３２４は一体であってもよいが、別々であってもよい。第２導体３２２と第３導体３２４は、例えば銅箔で形成される。第２導体３２２は、平面視で第２形の面であり、第２形の面は例えば矩形状である。第２導体３２２の第２形の面積は第１導体３１０の第１形の面積よりも小さくされる。また、第２導体３２２は、図３（ｅ）に示すように、支持面部３５４の前側において、支持面部３５４の上側に粘着テープによって固定される。そのため、第２導体２２２は、平面視で第１導体３１０の第１形の面に沿って重なりながら、給電素子３１２の中心Ｃと給電点３１４とを結ぶ方向に給電素子３１２からずれて、支持部３１６の中心点Ｃとは重ならないように配置される。ここでも、第２導体３２２は、第１導体３１０の第１形の面に対して垂直な方向について重なって配置されないが、重なって配置されてもよい。また、第２導体３２２は、第１導体３１０の第１形の面を基準に給電素子３１２より離れて配置される。前述の絶縁体である支持部３１６は、少なくとも第１導体３１０と第２導体３２２の間に配置される。
【００２７】
第３導体３２４は、例えば矩形状であり、第２導体３２２と少なくとも高周波的に電気接続される。高周波的な電気接続の構造の一例は、図３（ｄ）−（ｆ）のように第３導体３２４と第２導体３２２が屈曲部を介して連接されることであり、別の一例は、高周波的な電気接続がなされる程度に第３導体３２４と第２導体３２２が離間することである。前者の場合、第２導体３２２と第３導体３２４との組合せによって第１Ｌ型導波器３１８はＬ字型の形状を有する。
【００２８】
第３導体３２４は、図３（ｅ）に示すように、第１脚部３５０の上側端から下側を向くように、第１脚部３５０の前側の面に粘着テープによって固定される。そのため、第３導体３２４は、第１導体３１０の第１形の面に垂直な向きについて、少なくとも一部が第２導体３２２より第１導体３１０に近い位置になるように配置される。ここで、第２導体３２２の下側端は第１脚部３５０の下側端よりも上側に配置されるので、第３導体３２４の少なくとも一部と第１導体３１０は支持部３１６によって離間させられる。その結果、第３導体３２４は、第１導体３１０と直流的には電気接続されない。一方、第３導体３２４の少なくとも一部は、第１導体３１０の面に沿った方向について、給電素子３１２を基準に、第２導体３２２の一部より前側の遠くに配置される。なお、第１導体３１０と第２導体３２２の間と、第１導体３１０と第２導体３２２の間に配置された絶縁体は、ガラスエポキシ等の誘電体基板３０８の基材でもよいし、空気でもよい。
【００２９】
第２Ｌ型導波器３２０は、第５導体３２８と第６導体３３０とを含み、これらは、第１Ｌ型導波器３１８と第２導体３２２と第３導体３２４と同様の構造である。なお、第５導体３２８は、支持面部３５４の後側において支持面部３５４の上側に固定され、第６導体３３０は、第２脚部３５２の後側の面に固定されるが、その他は第２導体３２２と第３導体３２４と同様であるので、ここでは説明を省略する。図１に示す様にアンテナ３００がアンテナ２０と同様に車両１００に搭載される場合、第２導体３２２、第５導体３２８は、車体１０を基準に第１導体３１０より離れて配置される。
【００３０】
図４（ａ）−（ｄ）は、アンテナ２００とアンテナ３００の特性を示す。図４（ａ）−（ｂ）は、アンテナ２００の特性を示し、図４（ｃ）−（ｄ）は、アンテナ３００の特性を示す。これらでは、説明を明瞭にするために、導体のみが示される。図４（ａ）において、第１導体２１０の上側に第２導体２２２が配置されることによって、第１導体２１０において、第２導体２２２の下側を含む部分には、略円形の第１電流分布２６０が発生する。同様に、第１導体２１０において、第５導体２２８の下側を含む部分には、略円形の第２電流分布２６２が発生する。図４（ｂ）は、第１電流分布２６０と第２電流分布２６２による電波伝播を平面視した場合を示す。第２導体２２２から前側向きへの電波の強度が大きくなるとともに、第５導体２２８から後側向きへの電波の強度が大きくなる。つまり、第２導体２２２と第５導体２２８が配置されるｙ軸方向への電波の強度が大きくなる。
【００３１】
図４（ｃ）において、第１導体３１０の上側に第２導体３２２が配置されることによって、第１導体３１０において、第２導体３２２の下側を含む部分には第１電流分布３６０が発生する。ここでは、第３導体３２４の下側の部分が第２導体３２２よりも第１導体３１０に接近する。これにより、第３導体３２４と第１導体３１０との容量結合が発生するので、電流が迂回するように第１電流分布３６０がゆがむ。これにより、第１電流分布３６０は、ｘ軸の負方向側かつ前側と、ｘ軸の正方向側かつ前側にも突き出すような形状を有する。同様に、第１導体３１０において、第５導体３２８の下側を含む部分には第２電流分布３６２が発生する。第２電流分布３６２も、第１導体３１０と第６導体３３０との容量結合により、ｘ軸の負方向側かつ後側と、ｘ軸の正方向側かつ後側にも突き出すような形状を有する。
【００３２】
図４（ｄ）は、第１電流分布３６０と第２電流分布３６２による電波伝播を平面視した場合を示す。第１電流分布２６０と第２電流分布２６２と比較して、第１電流分布３６０と第２電流分布３６２の形状が変化することによって、電波の強度が大きい部分が変化する。つまり、電波の指向性が変化する。ここでは、４つの方向への電波の放射が大きくなる。ここで、４つの方向のうち、１つは、ｘ軸について正の方向、かつｙ軸について正の方向である。また、４つの方向のうち、もう１つは、ｘ軸について正の方向、かつｙ軸について負の方向である。また、４つの方向のうち、もう１つは、ｘ軸について負の方向、かつｙ軸について負の方向である。また、４つの方向のうち、もう１つは、ｘ軸について負の方向、かつｙ軸について正の方向である。
【００３３】
図５（ａ）−（ｂ）は、共振周波数が２．４５ＧＨｚの場合のアンテナ３００のサイズを示す。図５（ａ）は、図３（ｄ）のアンテナ３００のうち、誘電体基板３０８、第１導体３１０、第２導体３２２、第３導体３２４、第４導体３２６、第５導体３２８、第６導体３３０を示す。前述のごとく、第４導体３２６の第３形は矩形状を有する。第３形の矩形状の一辺の長さ、例えばｘ軸方向の幅「ＦＷ」は、実質的に３２ｍｍである。ここで、誘電体基板３０８の比誘電率は４である。なお、第３形の矩形状のｙ軸方向の長さが「ＦＷ」と同じであってもよい。また、共振周波数が２．４５ＧＨｚの場合、第３形の矩形状の一辺の長さ「ＦＷ」が、実質的に３２ｍｍであるとは、３２ｍｍの±１０％の範囲であるとすることができる。
【００３４】
また、第５導体３２８の第２形の矩形状の一辺の長さ、例えばｘ軸方向の幅「ＤＷ」は、アンテナ３００の共振周波数が２．４５ＧＨｚの場合、実質的に３０ｍｍである。ここで、共振周波数が２．４５ＧＨｚの場合、幅「ＤＷ」が実質的に３０ｍｍであるとは、３０ｍｍの±１０％の範囲であるとすることができる。なお、第２導体３２２、第３導体３２４、第６導体３３０のｘ軸方向の幅も「ＤＷ」と示されるので、「ＤＷ」は、第１Ｌ型導波器３１８、第２Ｌ型導波器３２０のｘ軸方向の幅ともいえる。ここでは、第５導体３２８の第２形の幅「ＤＷ」は、第４導体３２６の第３形の幅「ＦＷ」より狭いが、「ＤＷ」は「ＦＷ」より広くてもよく、同じでもよい。
【００３５】
図５（ｂ）は、図５（ａ）のアンテナ３００のＣ−Ｃ’線における断面図である。ここで、第４導体３２６の第１導体３１０からの高さ「ＰＨ」は、アンテナ３００の共振周波数が２．４５ＧＨｚの場合、実質的に５ｍｍである。ここで、共振周波数が２．４５ＧＨｚの場合、実質的に５ｍｍであるとは、５ｍｍの±１０％の範囲であるとすることができる。第４導体３２６の中心Ｃから第５導体３２８の前側端３２８ａまでの距離「ＤＸ」は、アンテナ３００の共振周波数が２．４５ＧＨｚの場合、実質的に２５ｍｍである。ここで、共振周波数が２．４５ＧＨｚの場合、実質的に２５ｍｍであるとは、２５ｍｍの±１０％の範囲であるとすることができる。第５導体３２８のｙ軸方向の長さ「ＤＬ１」は、アンテナ３００の共振周波数が２．４５ＧＨｚの場合、実質的に３０ｍｍである。ここで、共振周波数が２．４５ＧＨｚの場合、実質的に３０ｍｍであるとは、３０ｍｍの±１０％の範囲であるとすることができる。ここで、第５導体３２８の第２形が平面視で正方形である場合、「ＤＬ１」は「ＤＷ」と同一になる。
【００３６】
第６導体３３０のｚ軸方向の長さ「ＤＬ２」は、アンテナ３００の共振周波数が２．４５ＧＨｚの場合、実質的に２０ｍｍである。第６導体３３０の少なくとも一部、例えば下側端と、第１導体３１０との間のギャップ「Ｇ１」は、アンテナ３００の共振周波数が２．４５ＧＨｚの場合、実質的に０ｍｍより大きく２．５ｍｍ以下である。「Ｇ１」は、例えば、２．５ｍｍである。このように、ギャップが非常に狭いので、前述のごとく、容量結合が大きくなる。各距離等として、示した長さの±１０％の範囲も有効である。また、第２導体３２２、第３導体３２４についても、第５導体３２８、第６導体３３０と同様に示される。
【００３７】
このような値によって、第２導体３２２の前側端３２２ａから第５導体３２８の後側端３２８ｂまでの長さは、１１０ｍｍと示される。一方、アンテナ２００における第２導体２２２のｙ軸方向の長さは、５０ｍｍとされるので、第２導体２２２の前側端２２２ａから第５導体２２８の後側端２２８ｂまでの長さは１５０ｍｍと示される。第１導体２１０から第２導体２２２までの高さと、第１導体３１０から第２導体３２２までの高さは共通であるので、支持部３１６によって囲まれる部分の体積は、支持部２１６によって囲まれる部分の体積から２５％低減される。そのため、アンテナ３００はアンテナ２００と比較して小型化される。
【００３８】
図６（ａ）−（ｂ）は、実施例における角度を示す。図６（ａ）は、前述の直交座標系における角度θを示し、図６（ｂ）は、直交座標系における角度φを示す。角度θと角度φは球面座標系において定義される。角度θは、ｚ軸と動径がなす角度として定義され、角度φは、ｘ軸と、ｘ−ｙ平面への動径の射影がなす角度として定義される。図６（ａ）は、角度θに対するθ面４５４を示す。図６（ｂ）は、角度φ＝０°に対するφ＝０°面４５０と、角度φ＝９０°に対するφ＝９０°面４５２を示す。φ＝９０°が前述の後側を向いており、φ＝２７０°が前述の前側を向く。
【００３９】
以下では、このように定義した角度を使用しながら、アンテナ３００のパラメータの変化に対する特性を説明する。図７（ａ）−（ｄ）は、ギャップＧ１の変化に対する特性を示す。図７（ａ）は、角度φ＝４５°面において、ギャップＧ１を変えたときのアンテナ３００の指向性パターンを示す。ここでは、θ＝０°方向４００とθ＝６０°方向４０２に着目する。図７（ｂ）は、θ＝０°方向４００とθ＝６０°方向４０２のそれぞれにおいて、ギャップ長［ｍｍ］を変えたときの利得を示す。これより、ギャップＧ１が１ｍｍである場合に、角度φ＝４５°面における指向性を広角化する効果が最大になるといえる。
【００４０】
図７（ｃ）は、角度θ＝７５°面において、ギャップＧ１を変えたときのアンテナ３００の指向性パターンを示す。ここでは、φ＝０°方向４０４とφ＝４５°方向４０６に着目する。図７（ｄ）は、φ＝０°方向４０４とφ＝４５°方向４０６のそれぞれにおいて、ギャップ長［ｍｍ］を変えたときの利得を示す。比較対象として、パッチアンテナ単体４１０を示すが、これはアンテナ３０に相当する。ギャップＧ１＞２．５ｍｍである場合に、φ＝０°方向４０４の指向性がパッチアンテナ単体４１０の指向性に漸近するといえる。
【００４１】
図８（ａ）−（ｄ）は、Ｌ字型導波器幅ＤＷの変化に対する特性を示す。図８（ａ）は、角度φ＝４５°面において、Ｌ字型導波器幅ＤＷを変えたときのアンテナ３００の指向性パターンを示す。ここでは、θ＝０°方向４００とθ＝６０°方向４０２に着目する。図８（ｂ）は、θ＝０°方向４００とθ＝６０°方向４０２のそれぞれにおいて、Ｌ字型導波器幅ＤＷ［ｍｍ］を変えたときの利得を示す。これより、１５ｍｍ≦ＤＷ≦３０ｍｍである場合に、角度φ＝４５°面における指向性を広角化する効果が最大になるといえる。
【００４２】
図８（ｃ）は、角度θ＝７５°面において、Ｌ字型導波器幅ＤＷを変えたときのアンテナ３００の指向性パターンを示す。ここでは、φ＝０°方向４０４とφ＝４５°方向４０６とφ＝９０°方向４０８に着目する。図８（ｄ）は、φ＝０°方向４０４とφ＝４５°方向４０６とφ＝９０°方向４０８のそれぞれにおいて、Ｌ字型導波器幅ＤＷ［ｍｍ］を変えたときの利得を示す。これより、１５ｍｍ≦ＤＷ≦３０ｍｍである場合に、φ＝４５°方向４０６とφ＝９０°方向４０８における指向性を広角化する効果が最大になるといえる。
【００４３】
図９（ａ）−（ｂ）は、アンテナ３０、アンテナ２００、アンテナ３００の特性を示す。具体的には、図９（ａ）がθ＝６０°面におけるアンテナ３０、アンテナ２００、アンテナ３００の指向性パターンを示し、図９（ａ）がθ＝７５°面におけるアンテナ３０、アンテナ２００、アンテナ３００の指向性パターンを示す。アンテナ３０の指向性パターンは、無指向性に近くなる。アンテナ２００では、φ＝９０°方向と２７０°方向、つまり前側の方向と後側の方向において電波の強度が強くなる。一方、φ＝０°方向と１８０°方向において電波の強度が弱くなる。つまり、アンテナ２００の指向性パターンは、前後方向に向く。アンテナ３００では、φ＝４５°方向、１３５°方向、２２５°方向、３１５°方向においても電波の強度が強くなる。つまり、アンテナ３００の指向性パターンは広角化される。
【００４４】
ここで、アンテナ２００の指向性は、アンテナ３０の指向性と比較して、θ＝６０°面において５２％拡大し、θ＝７５°面において３３％拡大する。また、アンテナ３００の指向性は、アンテナ３０の指向性と比較して、θ＝６０°面において８２％拡大し、θ＝７５°面において９３％拡大する。
【００４５】
図１０（ａ）−（ｂ）は、車両１００に搭載したアンテナ２０の特性を示す。図１０（ａ）は、図１と同一の方向から車両１００を見た場合を示し、図１０（ｂ）は、車両１００を平面視した場合を示す。図１０（ａ）において、前述のごとく、アンテナ２０としてアンテナ３０を使用した場合、アンテナ３０は天頂方向に不要な電波を放射する。一方、アンテナ２０としてアンテナ３００を使用した場合、アンテナ３００では、アンテナ３０と比較して、天頂方向への電波の放射が抑制され、前後方向への電波の放射が強くなる。図１０（ｂ）において、アンテナ２０としてアンテナ３００を使用した場合の指向性パターンでは、図９（ｂ）と同様に周囲のいかなる方向においても、アンテナ２０としてアンテナ３０を使用した場合以上の強度が得られる。なお、図１に示す様にアンテナ２０と同様にアンテナ２００を使用した場合では、図９（ｂ）と同様に前後方向に電波の強度が強くなる。
【００４６】
これまで、アンテナ３００に関して、図５（ｂ）に示すように、第４導体３２６の第１導体３１０からの高さ「ＰＨ」は実質的に５ｍｍであるとしている。また、第６導体３３０の少なくとも一部、例えば下側端と、第１導体３１０との間のギャップ「Ｇ１」は、実質的に０ｍｍより大きく２．５ｍｍ以下であり、例えば、２．５ｍｍに固定している。このギャップ「Ｇ１」は、第３導体３２４の少なくとも一部、例えば下側端と、第１導体３１０との間においても同様に定義される。以下では、ギャップ「Ｇ１」の大きさを変化させた場合のアンテナ３００の特性の変化を説明する。なお、「ＰＨ」を第１距離と呼ぶ場合、「Ｇ１」は第２距離と呼ばれる。
【００４７】
図１１（ａ）−（ｆ）は、アンテナ３００の別の特性を示す。図１１（ａ）−（ｃ）は、「Ｇ１」が「ＰＨ」の２倍より小さい場合に相当し、図１１（ｄ）−（ｆ）は、「Ｇ１」が「ＰＨ」の２倍以上である場合に相当する。なお、これまでの「ＰＨ」が実質的に５ｍｍであり、「Ｇ１」が実質的に０ｍｍより大きく２．５ｍｍ以下である場合、つまり「Ｇ１」が「ＰＨ」より小さい場合は、前者に含まれる。以下では、図１１（ａ）−（ｃ）におけるアンテナ３００の構造を「近接構造」といい、図１１（ｄ）−（ｆ）におけるアンテナ３００の構造を「遠隔構造」という。近接構造と遠隔構造の違いはＧ１の大きさだけであり、それ以外は共通であるとする。
【００４８】
図１１（ａ）は、近接構造のアンテナ３００による電界分布を示す。これは、図５（ｂ）と同一方向における断面図である。これはシミュレーション計算によって求められており、色が濃いほど電界の強度が大きいことを示す。図示のごとく、第３導体３２４の下側端と、第１導体３１０との間の部分において色が濃くなっている。これは、第３導体３２４の下側端が第１導体３１０に近接しているので、両者の間で容量結合が発生しているためである。これは、第６導体３３０の下側端と、第１導体３１０との間の部分においても同様である。また、これらのような容量結合により、第１導体３１０に沿った方向に再放射がなされる。
【００４９】
図１１（ｂ）は、近接構造のアンテナ３００による電流分布を示す。これは、第１導体３１０を上側から見た場合の斜視図であり、図４（ｂ）の見る方向を変えた場合に相当する。前述のごとく、第１電流分布３６０は、第３導体３２４と第１導体３１０との容量結合の発生によって、第３導体３２４を迂回するようにゆがむ。これにより、第１電流分布３６０は、ｘ軸の負方向側かつ前側と、ｘ軸の正方向側かつ前側にも突き出すような形状を有する。そのため、第１導体３１０におけるグランド電流は、第１導体３１０と第３導体３２４との容量結合部分において分岐し、左右の斜め前方向に流れる。
【００５０】
図１１（ｃ）は、近接構造のアンテナ３００から放射される電波の強度を示し、図２（ｂ）と同様に示される。図１１（ａ）に示された容量結合により、図１１（ｂ）のようにグランド電流は分岐して斜め方向に流れるが、グランド電流が流れる方向に電波の強度が大きくなる。グランド電流が流れる方向はＤ１〜Ｄ４と示される。これは、ｘ−ｙ平面内において、ｘ軸とｙ軸に挟まれた方向に電波の放射量が大きくなることに相当する。
【００５１】
図１１（ｄ）は、遠隔構造のアンテナ３００による電界分布を示し、図１１（ａ）と同様に示される。図示のごとく、第３導体３２４の下側端と、第１導体３１０との間の部分において色が濃くなっていない。これは、第３導体３２４の下側端が第１導体３１０から離れているので、両者の間で容量結合が発生していないためである。これは、第６導体３３０の下側端と、第１導体３１０との間の部分においても同様である。
【００５２】
図１１（ｅ）は、遠隔構造のアンテナ３００による電流分布を示し、図１１（ｂ）と同様に示される。第１電流分布３６０は、第３導体３２４と第１導体３１０との容量結合が発生しないので、第１’電流分布３７０は略円形となる。そのため、第１導体３１０におけるグランド電流は、第３導体３２４の方向、つまりｙ軸の負方向に流れる。
【００５３】
図１１（ｆ）は、遠隔構造のアンテナ３００から放射される電波の強度を示し、図１１（ｃ）と同様に示される。容量結合が発生しないことにより、グランド電流が分岐して斜め方向に流れないので、ｘ−ｙ平面におけるＤ１〜Ｄ４の方向への電波の強度が小さくなる。これは、ｘ−ｙ平面内において、ｘ軸とｙ軸に挟まれた方向に電波の放射量が小さくなることに相当する。
【００５４】
図１２（ａ）−（ｃ）は、アンテナ３００の容量結合の変化に対する指向性特性を示す。図１２（ａ）は、指向性特性を説明するために使用する角度φの定義を示す。角度φの定義は図６（ｂ）と同一であり、ｘ軸の正方向が角度φ＝０°を示し、ｙ軸の正方向が角度φ＝９０°を示す。図１２（ｂ）は、θ＝１５°の場合における容量結合対指向性の関係を示す。横軸が容量結合を示しており、右側ほど容量結合が小さくなる。容量結合が小さい場合は遠隔構造に対応し、容量結合が大きい場合は近接構造に対応する。また、φ＝０°方向４０４、φ＝４５°方向４０６、φ＝９０°方向４０８は角度φのさまざまな値を示す。図示のごとく、容量結合が小さくなるほど、φ＝０°方向４０４からφ＝９０°方向４０８の指向性は大きくなる。これは、天頂方向への指向性が大きくなることを示す。
【００５５】
図１２（ｂ）は、θ＝７５°の場合における容量結合対指向性の関係を示す。図示のごとく、容量結合が大きい場合に、φ＝４５°方向４０６の指向性が大きくなる。具体的には容量結合が最大の状態から容量結合が小さくなるにつれて、φ＝４５°方向４０６の指向性が大きくなる。φ＝４５°方向４０６の指向性が最大になると、容量結合が小さくなるにつれて、φ＝４５°方向４０６の指向性が小さくなる。これは、図１１（ｃ）に示すように方向Ｄ１〜Ｄ４への電波の強度が大きくなることに相当する。一方、容量結合が大きい場合に、φ＝０°方向４０４の指向性が小さくなる。具体的には容量結合が最大の状態から容量結合が小さくなるにつれて、φ＝０°方向４０４の指向性が小さくなる。φ＝０°方向４０４の指向性が最小になると、容量結合が小さくなるにつれて、φ＝０°方向４０４の指向性が大きくなる。
【００５６】
以下に、これまで説明したアンテナ３００の変形例を示す。図１３（ａ）−（ｂ）は、変形例に係るアンテナ３８０の構造を示す。図１３（ａ）は、アンテナ３８０の上面図であり、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のアンテナ３００のＤ−Ｄ’線における断面図である。アンテナ３８０において、誘電体基板３０８、第１導体３１０、給電素子３１２、第１Ｌ型導波器３１８、第２Ｌ型導波器３２０は、アンテナ３００と同一である。アンテナ３８０は、さらに、第３Ｌ型導波器３４０、第４Ｌ型導波器３４２、支持部３６４を含む。第１Ｌ型導波器３１８と第２Ｌ型導波器３２０は、給電素子３１２を中心にしてｙ軸方向に並んでいるが、第３Ｌ型導波器３４０と第４Ｌ型導波器３４２は、給電素子３１２を中心にしてｘ軸方向に並ぶ。
【００５７】
第３Ｌ型導波器３４０は、第７導体３３２、第９導体３３６を含み、第４Ｌ型導波器３４２は、第８導体３３４、第１０導体３３８を含む。支持部３６４は、支持部３１６と同様の構造を有し、ｘ軸方向に延びる。第７導体３３２、第９導体３３６は、図３（ｄ）−（ｆ）の第２導体３２２、第３導体３２４と同様であり、第８導体３３４、第１０導体３３８は、図３（ｄ）の第５導体３２８、第６導体３３０と同様である。アンテナ３８０は、図１に示す様にアンテナ２０と同様に、車両１００の天井部１０ａの外側に設置されるようにしてもよい。
【００５８】
図１４（ａ）−（ｂ）は、別の変形例に係るアンテナ６００の構造を示す。図１４（ａ）は、アンテナ６００の斜視図であり、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）のアンテナ６００のＥ−Ｅ’線における断面図である。アンテナ６００において、第１導体３１０、第４導体３２６は、アンテナ３００と同一である。アンテナ６００は、アンテナ３００における第１Ｌ型導波器３１８、第２Ｌ型導波器３２０の代わりに、第１Ｔ型導波器６１０、第２Ｔ型導波器６１２を含む。第１Ｔ型導波器６１０は、第１Ｌ型導波器３１８と同様に第２導体３２２、第３導体３２４を含み、第２Ｔ型導波器６１２は、第２Ｌ型導波器３２０と同様に第５導体３２８、第６導体３３０を含む。
【００５９】
しかしながら、第３導体３２４は、第２導体３２２のｙ軸方向の中央部分に接続され、第６導体３３０は第５導体３２８のｙ軸方向の中央部分に接続される。第１Ｔ型導波器６１０は、ｚ−ｙ平面においてＴ字形状を有する。第２Ｔ型導波器６１２も同様である。第３導体３２４の下側端と第１導体３１０との関係、および第６導体３３０の下側端と第１導体３１０との関係はこれまでどおりである。
【００６０】
図１５（ａ）−（ｂ）は、さらに別の変形例に係るアンテナ６５０の構造を示す。図１５（ａ）は、アンテナ６５０の斜視図であり、図１５（ｂ）は、図１５（ａ）のアンテナ６５０のＦ−Ｆ’線における断面図である。アンテナ６５０において、第１導体３１０、第４導体３２６は、アンテナ３００と同一である。アンテナ６５０は、アンテナ３００における第１Ｌ型導波器３１８、第２Ｌ型導波器３２０の代わりに、第１Ｔ型導波器６６０、第２Ｔ型導波器６６２を含む。第１Ｔ型導波器６６０は、第２導体３２２、第１Ｌ型導体６７０を含む。第２導体３２２はこれまでと同様であるが、第１Ｌ型導体６７０は、第３導体３２４と同様のｚ−ｘ平面に広がる矩形状の面と、当該矩形状の面の上側端から第２導体３２２に沿って配置される別の矩形状の面とによって構成される。このような第２導体３２２と第１Ｌ型導体６７０は静電容量結合により高周波的に電気接続される。第２Ｔ型導波器６６２は、第５導体３２８、第２Ｌ型導体６７２を含み、第１Ｔ型導波器６６０と同様の構造を有する。第１Ｌ型導体６７０の下側端と第１導体３１０との関係、および第２Ｌ型導体６７２の下側端と第１導体３１０との関係はこれまでどおりである。
【００６１】
図１６は、他の実施例に係る車両１００の構造を示す。車両１００の天井部１０ａの内側に、アンテナ２００、アンテナ３００、アンテナ３８０、アンテナ６００、アンテナ６５０が設置されてもよい。つまり、アンテナ２００、アンテナ３００、アンテナ３８０、アンテナ６００、アンテナ６５０は、車両１００の車室内に設置されてもよい。
【００６２】
図１７は、他の実施例に係る部屋の構造を示す図である。また、アンテナ２００、アンテナ３００、アンテナ３８０、アンテナ６００、アンテナ６５０は、車両１００ではなく、例えば建物の部屋５００の内側に設置されてもよい。さらに、部屋５００の天井部５００ａに設置されてもよい。
【００６３】
本実施例によれば、給電素子から離れた位置に互いに高周波的に電気接続された第２導体と第３導体とを配置し、第３導体を第１導体に直流的に電気接続しないので、周囲に向くようなアンテナの指向性を得ることができる。また、第３導体の少なくとも一部と第１導体との間の第２距離を、給電素子と第１導体との間の第１距離の２倍より小さくするので、周囲に向くようなアンテナの指向性を得ることができる。また、第２距離を第１距離より小さくするので、容量結合を大きくできる。また、第２導体と第３導体とを直角に配置するので、導波器を小型化できる。また、導波器が小型化するので、アンテナを小型化できる。また、給電素子の中心点とは重ならないように第２導体を配置するので、第１導体上に電流分布を形成できる。また、第１導体上に電流分布が形成されるので、アンテナ指向性を制御できる。また、第２導体と第３導体が一体であるので、第２導体と第３導体のそれぞれの長さを短くできる。また、第２導体の長さが短くなるので、アンテナを小型化できる。
【００６４】
また、第１導体と第２導体の間と、第１導体と第３導体の間に絶縁体である支持部を配置するので、第２導体と第３導体の電位をグランドから分離できる。また、第２導体と第３導体の電位がグランドから分離されるので、第２導体と第３導体を導波器として使用できる。また、第１形の面積は第３形の面積より大きいので、電波を放射できる。また、第３導体の少なくとも一部と第１導体とを離間させるので、容量結合を発生させることができる。また、容量結合が発生されるので、アンテナの指向性を制御できる。また、第３導体の少なくとも一部と第１導体との距離を０ｍｍより大きく５ｍｍ以下とするので、容量結合を発生させることができる。また、第２形の矩形状の一辺の長さを実質的に３０ｍｍとするので、アンテナを小型化できる。また、第３形の矩形状の一辺の長さを実質的に３２ｍｍとするので、アンテナを小型化できる。また、第３形の矩形状の一辺の長さが３２ｍｍの±１０％の範囲に含まれるので、設計の自由度を向上できる。また、第２導体と第１Ｌ型導体とを静電容量結合により高周波的に電気接続するので、両者を接続することを不要にできる。
【００６５】
また、第２導体と第３導体の前記少なくとも一部とが、中心に対して給電点が配置される方向に沿って配置されるので、放射量が大きい方向における指向性を調節できる。また、第２形の幅が第３形の幅より狭いので、指向性の広がりを狭くできる。また、第２形の幅が第３形の幅より広いので、指向性の広がりを広くできる。また、第５導体と第６導体とをさらに配置するので、指向性をさらに詳細に制御できる。また、第５導体と第６導体とが、給電素子を中心にして第２導体と第３導体と対称的に配置されるので、周囲に向かうようなアンテナの指向性を形成できる。また、第７導体と第８導体とをさらに配置するので、指向性をさらに詳細に制御できる。
【００６６】
また、車両の進行方向において給電素子と第２導体とを並べるので、車両の進行方向に向かう指向性を制御できる。また、車両の進行方向に向かう指向性が制御されるので、前方への強度が大きくなる指向性を得ることができる。また、支持部は車両の車体に含まれるので、構造を簡易にできる。また、第２導体は車体を基準に第１導体より離れて配置されるので、第１導体上に電流分布を形成できる。また、進行方向を固定車輪の方向とするので、固定車輪の方向において給電素子と第２導体とを並べることができる。
【００６７】
以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素の組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００６８】
本発明の一態様の概要は、次の通りである。
（項目１）
平面視で第１形の面を備える第１導体と、
前記第１導体の前記面側に配置される給電素子と、
前記第１導体の前記面側であって前記第１導体の前記面を基準に前記給電素子より離れて配置され、平面視で第２形の面状であり、前記第１導体の前記面に沿って重なって配置された第２導体と、
前記第２導体と少なくとも高周波的に電気接続され、前記第１導体の前記面に垂直な向きについて、少なくとも一部は前記第２導体より前記第１導体に近い位置に配置された第３導体と、を備え、
前記第１形の面積は、前記第２形の面積より大きく、
前記第３導体の前記少なくとも一部は、前記第１導体の前記面に沿った方向について、前記給電素子を基準に、前記第２導体の一部より遠くに配置され、
前記第３導体は、前記第１導体と直流的には電気接続されず、
前記給電素子と前記第１導体との間は、第１距離を有し、
前記第３導体の前記少なくとも一部と前記第１導体との間は、第２距離を有し、
前記第２距離は、前記第１距離の２倍より小さい、
アンテナ。
【００６９】
この態様によると、第３導体の少なくとも一部と第１導体との間の第２距離を、給電素子と第１導体との間の第１距離の２倍より小さくするので、所定の用途に適したアンテナの指向性を得ることができる。
【００７０】
（項目２）
項目１に記載のアンテナであって、
前記第２距離は、前記第１距離より小さい、
アンテナ。
この場合、第２距離を第１距離より小さくするので、容量結合を大きくできる。
【００７１】
（項目３）
項目１に記載のアンテナであって、
前記第２導体は、少なくとも前記給電素子の中心点とは重なって配置されない、
アンテナ。
この場合、給電素子の中心点とは重ならないように第２導体を配置するので、第１導体上に電流分布を形成できる。
【００７２】
（項目４）
項目１に記載のアンテナであって、
前記第２導体と前記第３導体が一体である、
アンテナ。
この場合、第２導体と第３導体が一体であるので、第２導体と第３導体のそれぞれの長さを短くできる。
【００７３】
（項目５）
項目１に記載のアンテナであって、
前記第２導体と前記第３導体が、静電容量結合により高周波的に電気接続されている、
アンテナ。
この場合、第２導体と第３導体とを静電容量結合により高周波的に電気接続するので、両者を接続することを不要にできる。
【００７４】
（項目６）
項目１に記載のアンテナであって、
少なくとも前記第１導体と前記第２導体の間と、前記第１導体と前記第３導体の間には、絶縁体が配置された、
アンテナ。
この場合、第１導体と第２導体の間と、第１導体と第３導体の間に絶縁体を配置するので、第２導体と第３導体の電位をグランドから分離できる。
【００７５】
（項目７）
項目１に記載のアンテナであって、
前記給電素子は、平面視で第３形の面状であり、前記第１導体の前記面に沿って重なって配置された第４導体を備え、
前記第１形の面積は、前記第３形の面積より大きい、
アンテナ。
この場合、第１形の面積は第３形の面積より大きいので、電波を放射できる。
【００７６】
（項目８）
項目１に記載のアンテナであって、
前記第３導体の前記少なくとも一部と前記第１導体とを離間させながら前記第２導体を支持する支持部をさらに備える、
アンテナ。
この場合、第３導体の少なくとも一部と第１導体とを離間させるので、容量結合を発生させることができる。
【００７７】
（項目９）
項目１に記載のアンテナであって、
前記第３導体の前記少なくとも一部と、前記第１導体との間の距離は、実質的に０ｍｍより大きく５ｍｍ以下である、
アンテナ。
この場合、第３導体の少なくとも一部と第１導体との距離を０ｍｍより大きく５ｍｍ以下とするので、容量結合を発生させることができる。
【００７８】
（項目１０）
項目１に記載のアンテナであって、
前記第２導体の前記第２形は矩形状を有し、
前記第２形の前記矩形状の一辺の長さは実質的に３０ｍｍである、
アンテナ。
この場合、第２形の矩形状の一辺の長さを実質的に３０ｍｍとするので、アンテナを小型化できる。
【００７９】
（項目１１）
項目７に記載のアンテナであって、
前記第４導体の前記第３形は矩形状を有し、前記第３形の前記矩形状の一辺の長さは実質的に３２ｍｍである、
アンテナ。
この場合、第３形の矩形状の一辺の長さを実質的に３２ｍｍとするので、アンテナを小型化できる。
【００８０】
（項目１２）
項目１１に記載のアンテナであって、
前記第３形の前記矩形状の一辺の長さは３２ｍｍの±１０％の範囲に含まれる、
アンテナ。
この場合、第３形の矩形状の一辺の長さが３２ｍｍの±１０％の範囲に含まれるので、設計の自由度を向上できる。
【００８１】
（項目１３）
項目７に記載のアンテナであって、
前記第４導体は、前記第３形の中心より前記第１導体の前記面に沿った所定の方向において所定の距離離れた位置に給電点を有し、
前記第２導体と、前記第３導体の前記少なくとも一部とは、前記所定の方向に沿って配置された、
アンテナ。
この場合、第２導体と第３導体の前記少なくとも一部とが所定の方向に沿って配置されるので、放射量が大きい方向における指向性を調節できる。
【００８２】
（項目１４）
項目１３に記載のアンテナであって、
前記第１導体の前記面に沿った方向であって前記所定の方向と直交した方向について、前記第２導体の前記第２形の幅は、前記第４導体の前記第３形の幅より狭い、
アンテナ。
この場合、第２形の幅が第３形の幅より狭いので、指向性の広がりを狭くできる。
【００８３】
（項目１５）
項目１３に記載のアンテナであって、
前記第１導体の前記面に沿った方向であって前記所定の方向と直交した方向について、前記第２導体の前記第２形の幅は、前記第４導体の前記第３形の幅より広い、
アンテナ。
この場合、第２形の幅が第３形の幅より広いので、指向性の広がりを広くできる。
【００８４】
（項目１６）
項目１３に記載のアンテナであって、
前記第１導体の前記面側であって前記第１導体の前記面を基準に前記給電素子より離れて配置され、平面視で第２形の面状であり、前記第１導体の前記面に沿って重なって配置された第５導体と、
前記第５導体と少なくとも高周波的に電気接続され、前記第１導体の前記面に垂直な向について、少なくとも一部は前記第５導体より前記第１導体に近い位置に配置された第６導体と、をさらに備え、
前記第１形の面積は、前記第２形の面積より大きく、
前記第６導体の前記少なくとも一部は、前記第１導体の前記面に沿った方向について、前記給電素子を基準に、前記第５導体の一部より遠くに配置され、
前記第６導体は、前記第１導体と直流的には電気接続されず、
前記第２導体と、前記第３導体の前記少なくとも一部と、前記第５導体と、前記第６導体の前記少なくとも一部とは、前記所定の方向に沿って配置された、
アンテナ。
この場合、第５導体と第６導体とをさらに配置するので、指向性をさらに詳細に制御できる。
【００８５】
（項目１７）
項目１６に記載のアンテナであって、
前記第１導体の前記面側であって前記第１導体の前記面を基準に前記給電素子より離れて配置され、平面視で第２形の面状であり、前記第１導体の前記面に沿って重なって配置された第７導体と、
前記第１導体の前記面側であって前記第１導体の前記面を基準に前記給電素子より離れて配置され、平面視で第２形の面状であり、前記第１導体の前記面に沿って重なって配置された第８導体と、をさらに備える
アンテナ。
この場合、第７導体と第８導体とをさらに配置するので、指向性をさらに詳細に制御できる。
【００８６】
（項目１８）
アンテナと、
前記アンテナを支持する支持部と、を備える車両であって、
前記アンテナは、
平面視で第１形の面を備える第１導体と、
前記第１導体の前記面側に配置される給電素子と、
前記第１導体の前記面側であって前記第１導体の前記面を基準に前記給電素子より離れて配置され、平面視で第２形の面状であり、前記第１導体の前記面に沿って重なって配置された第２導体と、
前記第２導体と少なくとも高周波的に電気接続され、前記第１導体の前記面に垂直な向きについて、少なくとも一部は前記第２導体より前記第１導体に近い位置に配置された第３導体と、を備え、
前記第１形の面積は、前記第２形の面積より大きく、
前記第３導体の前記少なくとも一部は、前記第１導体の前記面に沿った方向について、前記給電素子を基準に、前記第２導体の一部より遠くに配置され、
前記第３導体は、前記第１導体と直流的には電気接続されず、
前記給電素子と前記第１導体との間は、第１距離を有し、
前記第３導体の前記少なくとも一部と前記第１導体との間は、第２距離を有し、
前記第２距離は、前記第１距離の２倍より小さく、
前記給電素子と前記第２導体は、前記第１導体の前記面に平行な所定の方向に沿って配置され、
前記支持部は、前記所定の方向が前記車両の進行方向に対応するように前記アンテナを支持する、
車両。
【００８７】
この態様によると、第３導体の少なくとも一部と第１導体との間の第２距離を、給電素子と第１導体との間の第１距離の２倍より小さくするので、所定の用途に適したアンテナの指向性を得ることができる。
【００８８】
（項目１９）
項目１８に記載の車両であって、
前記第２距離は、前記第１距離より小さい、
車両。
この場合、第２距離を第１距離より小さくするので、容量結合を大きくできる。
【００８９】
（項目２０）
項目１８に記載の車両であって、
前記支持部は、前記車両の車体を含む、
車両。
この場合、支持部は車両の車体に含まれるので、構造を簡易にできる。
【００９０】
（項目２１）
項目１８に記載の車両であって、
前記第２導体は、前記車両の車体を基準に前記第１導体より離れて配置された、
車両。
この場合、第２導体は車体を基準に第１導体より離れて配置されるので、第１導体上に電流分布を形成できる。
【００９１】
（項目２２）
項目１８に記載の車両であって、
操舵されない固定車輪を備え、
前記進行方向は、前記固定車輪の方向である、
車両。
この場合、進行方向を固定車輪の方向とするので、固定車輪の方向において給電素子と第２導体とを並べることができる。
【００９２】
（項目２３）
項目１８に記載の車両であって、
前記アンテナは、
前記第２導体と少なくとも高周波的に電気接続され、前記第１導体の前記面に垂直な向について、少なくとも一部は前記第２導体より前記第１導体に近い位置に配置された第３導体と、をさらに備え、
前記第３導体の前記少なくとも一部は、前記所定の方向について、前記給電素子を基準に前記第２導体の一部より遠くに配置され、
前記第３導体は、前記第１導体と直流的には電気接続されない、
車両。
この場合、給電素子から離れた位置に互いに高周波的に電気接続された第２導体と第３導体とを配置し、第３導体を第１導体に直流的に電気接続しないので、所定の用途に適したアンテナの指向性を得ることができる。
【００９３】
本発明の実施例において、支持部３１６が誘電体基板３０８状に形成される。しかしながらこれに限らず例えば、支持部は、車両１００の車体１０を含んでもよい。その際、第２導体３２２等は、車体１０の誘電体基板３０８側、つまり裏側に貼り付けられればよいで。本変形例によれば、構造を簡易にできる。
【符号の説明】
【００９４】
１０  車体、  １２  操舵車輪、  １４  固定車輪、  ２０  アンテナ、  １００  車両、  ２００  アンテナ、  ２０８  誘電体基板、  ２１０  第１導体、  ２１２  給電素子、  ２１４  給電点、  ２１６  支持部、  ２１８  第１水平導波器、  ２２０  第２水平導波器、  ２２２  第２導体、  ２２６  第４導体、  ２２８  第５導体、  ２５０  第１脚部、  ２５２  第２脚部、  ２５４  支持面部、  ３００  アンテナ、  ３０８  誘電体基板、  ３１０  第１導体、  ３１２  給電素子、  ３１４  給電点、  ３１６  支持部、  ３１８  第１Ｌ型導波器、  ３２０  第２Ｌ型導波器、  ３２２  第２導体、  ３２４  第３導体、  ３２６  第４導体、  ３２８  第５導体、  ３３０  第６導体、  ３５０  第１脚部、  ３５２  第２脚部、  ３５４  支持面部。
【図１】
2019017059.tif 000003
【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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