(57)【要約】【課題】小型で指向性の広い円偏波用のアンテナ、及びこれを用いた通信装置、電子機器を提供する。【解決手段】アンテナ５は、誘電体基体１０と第１電極２３と第２電極３３とを備える。誘電体基体１０は、互いに向かい合う、第１面１０Ａと第２面１０Ｂ、第３面１０Ｃと第４面１０Ｅ、第５面１０Ｄと第６面１０Ｆを有する。第１電極２３は、第２面１０Ｂ及び第３面１０Ｃに設けられている。第２電極３３は、第１面１０Ａ及び第５面１０Ｄに設けられている。第１面１０Ａを含む平面、第４面１０Ｅを含む平面及び第５面１０Ｄを含む平面が交わる交点ＶＴ２と、第１面１０Ａを含む平面、第３面１０Ｃを含む平面及び第６面１０Ｆを含む平面が交わる交点ＶＴ１とを通る直線が延びる方向から誘電体基体１０を平面視したとき、第１電極２３のうち第３面１０Ｃに設けられている部分と、第２電極３３のうち第５面１０Ｄに設けられている部分とが交差する。【選択図】図３１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面と、前記第１面に向かい合う第２面と、前記第１面および前記第２面に連なる第３面と、前記第１面および前記第２面に連なり、かつ、前記第３面に向かい合う第４面と、前記第１乃至第４面に連なる第５面と、前記第１乃至第４面に連なり、かつ、前記第５面に向かい合う第６面とを有する誘電体基体と、
前記第２面および前記第３面に連続して設けられている第１電極と、
前記第１面および前記第５面に連続して設けられている第２電極とを備え、
前記第１面を含む平面、前記第４面を含む平面および前記第５面を含む平面が交わる交点と、前記第１面を含む平面、前記第３面を含む平面および前記第６面を含む平面が交わる交点とを通る直線が延びる方向から前記誘電体基体を平面視したとき、前記第１電極のうち前記第３面に設けられている部分と、前記第２電極のうち前記第５面に設けられている部分とが交差する、
ことを特徴とするアンテナ。
【請求項２】
前記直線が延びる方向から前記誘電体基体を平面視したとき、前記第１電極のうち前記第３面に設けられている部分と、前記第２電極のうち前記第５面に設けられている部分とが直交する、
ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】
前記第１電極は、前記第２面、前記第３面および前記第４面に連続して設けられ、
前記第２電極は、前記第１面、前記第５面および前記第６面に連続して設けられ、
前記直線が延びる方向から前記誘電体基体を平面視したとき、前記第１電極のうち前記第３面に設けられている部分と、前記第２電極のうち前記第５面に設けられている部分とが交差し、かつ、前記第１電極のうち前記第４面に設けられている部分と、前記第２電極のうち前記第６面に設けられている部分とが交差する、
ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
【請求項４】
前記第１面または前記第２面に垂直な方向から前記誘電体基体を平面視したとき、前記第１電極のうち前記第２面に設けられている部分と、前記第２電極のうち前記第１面に設けられている部分とは、少なくとも一部が重なり、当該重なる領域内において前記第１電極および前記第２電極に給電する、
ことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載のアンテナ。
【請求項５】
前記第１電極は、前記第１乃至第３面に連続して設けられ、
前記第２電極は、前記第１面、前記第２面および前記第５面に連続して設けられ、
前記第１面または前記第２面に垂直な方向から前記誘電体基体を平面視したとき、前記第１電極のうち前記第１面に設けられている部分と、前記第２電極のうち前記第２面に設けられている部分とは、少なくとも一部が重なり、当該重なる領域内において前記第１電極および前記第２電極に給電する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のアンテナ。
【請求項６】
前記第３面と前記第５面の一方または両方に設けられ、前記第１電極と前記第２電極とを電気的に接続する第３電極を備える、
ことを特徴とする請求項５に記載のアンテナ。
【請求項７】
前記領域は、給電線の断面の大きさより大きい、
ことを特徴とする請求項４乃至６のうちいずれか１項に記載のアンテナ。
【請求項８】
前記第１電極と前記第２電極のいずれか一方および前記誘電体基体には、給電用の孔が形成されている、
ことを特徴とする請求項４乃至７のうちいずれか１項に記載のアンテナ。
【請求項９】
前記第１電極は、前記第１乃至第４面に連続して設けられ、
前記第２電極は、前記第１面、前記第２面、前記第５面および前記第６面に連続して設けられている、
ことを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載のアンテナ。
【請求項１０】
前記誘電体基体の表面において、前記第１電極と前記第２電極との最小の離間間隔が電気的に結合可能な距離以下である、
ことを特徴とする請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載のアンテナ。
【請求項１１】
第１面と、前記第１面に向かい合う第２面と、前記第１面および前記第２面に連なる第３面と、前記第１面および前記第２面に連なり、かつ、前記第３面に向かい合う第４面と、前記第１乃至第４面に連なる第５面と、前記第１乃至第４面に連なり、かつ、前記第５面に向かい合う第６面とを有する誘電体基体と、
前記第２面および前記第３面に連続して設けられている第１電極と、
前記第１面および前記第５面に連続して設けられている第２電極とを備え、
前記第１面を含む平面、前記第４面を含む平面および前記第５面を含む平面が交わる交点と、前記第１面を含む平面、前記第３面を含む平面および前記第６面を含む平面が交わる交点とを通る直線が延びる方向から前記誘電体基体を平面視したとき、前記第１電極のうち前記第３面に設けられている部分に流れる電流の向きと、前記第２電極のうち前記第５面に設けられている部分に流れる電流の向きとが交差する、
ことを特徴とするアンテナ。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のうちいずれか１項に記載のアンテナを備えることを特徴とする通信装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１１のうちいずれか１項に記載のアンテナを備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ、通信装置および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、衛星携帯電話機や、ＧＰＳ（Global Positioning System）を利用したナビゲーション装置では、円偏波を用いた無線通信が行われている。円偏波の受信や送信は直線偏波アンテナでも行えるが、利得が半減してしまうため円偏波アンテナを用いることが望ましい。例えば、誘電体基板を挟んで対向する略正方形の放射電極と接地電極とを備えた円偏波パッチアンテナでは、放射電極によって所望の円偏波（右旋円偏波または左旋円偏波）の受信や送信を行うことができるが、この場合、接地電極では所望の円偏波とは異なる旋回方向の円偏波しか受信や送信を行うことができない。つまり、放射電極で右旋円偏波を受信または送信するようにした場合、接地電極では左旋円偏波しか受信または送信することができない。このように円偏波パッチアンテナでは、所望の円偏波の受信や送信が、放射電極を設けた面側の空間または接地電極を設けた面側の空間のいずれか一方に限られていた。
【０００３】
このため、例えば、カーナビゲーション装置用のＧＰＳアンテナとして円偏波パッチアンテナを自動車に設置した場合は、放射電極（または接地電極）を設けた面が常に天頂方向（人工衛星の存在する方向）を向いているので、円偏波の受信性能が大きく変動することはない。しかしながら、円偏波パッチアンテナをモバイル機器やウェアラブル機器にＧＰＳアンテナとして搭載した場合は、これらの機器自体の向きが使用状況等によって様々に変わり、放射電極（または接地電極）を設けた面が常に天頂方向を向いているとは限らないので、円偏波の受信性能が大きく変動してしまう。このためモバイル機器やウェアラブル機器に搭載する円偏波アンテナとして、円偏波パッチアンテナのように指向性の狭いアンテナではなく、指向性が広い小型の円偏波アンテナが求められていた。
【０００４】
例えば、特許文献１には、四角柱状の誘電体基体３と、誘電体基体３の各側面に４５°傾斜させて設けられた４本の放射導体４とを備えた円偏波アンテナ１が記載されている。この円偏波アンテナ１は、対向する側面に設けられた２本の放射導体４に着目したとき、両放射導体４が直交している。また、空間的に直交する偏波を発生する両放射導体４を９０°の位相差が生じる間隔ｄ１で配置し、両放射導体４を同位相で給電することで円偏波を得ている。また、このような２本の放射導体４を２組用意して誘電体基体３の４つの側面に配置することで、全方位にわたり均一な円偏波を得ている（要約書，請求項１，段落００１９，図１等）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２４６８３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された円偏波アンテナ１では、４本の放射導体４をそれぞれ別の側面に配置しており、各放射導体４は１つの側面のみに設けられている。従って、複数の側面に跨って各放射導体４を設けた場合に比べ、各放射導体４の長さが短く、アンテナのサイズが大きくなってしまう。
【０００７】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、小型で指向性の広い円偏波用のアンテナ、およびこれを用いた通信装置、電子機器を提供することを解決課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以上の課題を解決するため、本発明の第１の態様に係るアンテナは、第１面と、前記第１面に向かい合う第２面と、前記第１面および前記第２面に連なる第３面と、前記第１面および前記第２面に連なり、かつ、前記第３面に向かい合う第４面と、前記第１乃至第４面に連なる第５面と、前記第１乃至第４面に連なり、かつ、前記第５面に向かい合う第６面とを有する誘電体基体と、前記第２面および前記第３面に連続して設けられている第１電極と、前記第１面および前記第５面に連続して設けられている第２電極とを備え、前記第１面を含む平面、前記第４面を含む平面および前記第５面を含む平面が交わる交点と、前記第１面を含む平面、前記第３面を含む平面および前記第６面を含む平面が交わる交点とを通る直線が延びる方向から前記誘電体基体を平面視したとき、前記第１電極のうち前記第３面に設けられている部分と、前記第２電極のうち前記第５面に設けられている部分とが交差することを特徴とする。
【０００９】
なお、上述した直線は、第２面を含む平面、第４面を含む平面および第５面を含む平面が交わる交点と、第２面を含む平面、第３面を含む平面および第６面を含む平面が交わる交点とを通る直線であってもよい。
【００１０】
以上の構成によれば、２つの交点を通る直線が延びる方向から誘電体基体を平面視したとき、第１電極のうち第３面に設けられている部分と、第２電極のうち第５面に設けられている部分とは交差する。つまり、上述した方向から誘電体基体を平面視したとき、第１電極のうち第３面に設けられている部分に流れる電流の向きと、第２電極のうち第５面に設けられている部分に流れる電流の向きとは交差するから、遠方界にて交わる２つの電界（第１電極のうち第３面に設けられている部分から発生する電界と、第２電極のうち第５面に設けられている部分から発生する電界）が直交成分を持つ状態を作ることができる。
【００１１】
また、例えば、誘電体基体の厚さ（例えば第１面と第２面の間の厚さ）を調整する等して、第１電極に給電される電流と第２電極に給電される電流との位相差を１８０°にすることが可能である。これ加え、第１電極のうち第３面に設けられている部分の重心を「第１の重心」とし、第２電極のうち第５面に設けられている部分の重心を「第２の重心」とし、第２の重心から第１の重心に向かう方向を「第１の方向」とし、その逆方向を「第２の方向」としたとき、第１の重心と第２の重心との間の誘電体基体の厚さを調整することで、例えば、第１電極のうち第３面に設けられている部分から発生して誘電体基体を介して第２の方向側の空間に放射される電界の波形と、第２電極のうち第５面に設けられている部分から発生して誘電体基体を介して第１の方向側の空間に放射される電界の波形の位相を９０°だけ遅らせることが可能である。これにより、最終的に第１の方向側の遠方界や第２の方向側の遠方界で合成される２つの電界の波形に９０°の位相差を生じさせることができる。
【００１２】
このように本発明の第１の態様に係るアンテナは、遠方界にて交わる２つの電界が直交成分を持ち、かつ、２つの電界の波形に９０°の位相差を生じさせることが可能であるから、円偏波を受信または送信することができる。
【００１３】
また、本発明の第１の態様に係るアンテナは、第１電極と第２電極の各々を誘電体基体の２面に跨って設けているので、各電極を１面のみに設けた場合に比べ、アンテナ長を長くとることができる。従って、アンテナを小型化することができる。また、誘電体基体を用いているので波長短縮効果によりアンテナを小型化することもできる。さらに、本発明の第１の態様に係るアンテナは、例えば、第１面側の空間と第２面側の空間の双方において、同程度のレベルで所望の円偏波（右旋円偏波または左旋円偏波）を受信または送信することができるので、円偏波パッチアンテナに比べ指向性が広い。
【００１４】
よって、本発明によれば、小型で指向性の広い円偏波用のアンテナを提供することができる。
【００１５】
また、本発明の第１の態様に係るアンテナにおいて、前記直線が延びる方向から前記誘電体基体を平面視したとき、前記第１電極のうち前記第３面に設けられている部分と、前記第２電極のうち前記第５面に設けられている部分とが直交する構成であってもよい。
このように第１電極のうち第３面に設けられている部分と、第２電極のうち第５面に設けられている部分とを直交させると、アンテナの全受信成分または全送信成分のうち、所望の円偏波（右旋円偏波または左旋円偏波）の占める割合を高くすることができるから、アンテナの受信性能や送信性能を高めることができる。
【００１６】
また、本発明の第１の態様に係るアンテナにおいて、前記第１電極は、前記第２面、前記第３面および前記第４面に連続して設けられ、前記第２電極は、前記第１面、前記第５面および前記第６面に連続して設けられ、前記直線が延びる方向から前記誘電体基体を平面視したとき、前記第１電極のうち前記第３面に設けられている部分と、前記第２電極のうち前記第５面に設けられている部分とが交差し、かつ、前記第１電極のうち前記第４面に設けられている部分と、前記第２電極のうち前記第６面に設けられている部分とが交差する構成であってもよい。
【００１７】
この構成によれば、２つの交点を通る直線が延びる方向から誘電体基体を平面視したとき、第１電極と第２電極とが２箇所で交差しているから、１箇所で交差している場合に比べ、円偏波の受信性能や送信性能を高めることができる。また、第１電極と第２電極の各々を誘電体基体の３面に跨って設けているので、各電極のアンテナ長を長くとることができ、アンテナの更なる小型化が図れる。
なお、第１電極のうち第３面に設けられている部分と第２電極のうち第５面に設けられている部分や、第１電極のうち第４面に設けられている部分と第２電極のうち第６面に設けられている部分は、いずれも交差ではなく直交していてもよい。
【００１８】
また、本発明の第１の態様に係るアンテナにおいて、前記第１面または前記第２面に垂直な方向から前記誘電体基体を平面視したとき、前記第１電極のうち前記第２面に設けられている部分と、前記第２電極のうち前記第１面に設けられている部分とは、少なくとも一部が重なり、当該重なる領域内において前記第１電極および前記第２電極に給電する構成であってもよい。
【００１９】
また、本発明の第１の態様に係るアンテナにおいて、前記第１電極は、前記第１乃至第３面に連続して設けられ、前記第２電極は、前記第１面、前記第２面および前記第５面に連続して設けられ、前記第１面または前記第２面に垂直な方向から前記誘電体基体を平面視したとき、前記第１電極のうち前記第１面に設けられている部分と、前記第２電極のうち前記第２面に設けられている部分とは、少なくとも一部が重なり、当該重なる領域内において前記第１電極および前記第２電極に給電する構成であってもよい。
【００２０】
発明者が鋭意検討した結果、第１面または第２面に垂直な方向から誘電体基体を平面視したとき、第１電極と第２電極とが重なる領域内において双方の給電する位置を調整することで、アンテナ、給電線および通信回路（受信回路または送信回路）のインピーダンス整合をとれることがわかった。従って、マッチング回路を設けなくてもアンテナ側でインピーダンス整合をとることが可能であり、反射損失をなくしてアンテナの受信効率や送信効率を高めることができる。
【００２１】
また、本発明の第１の態様に係るアンテナにおいて、前記第３面と前記第５面の一方または両方に設けられ、前記第１電極と前記第２電極とを電気的に接続する第３電極を備える構成であってもよい。
このように第３電極によって第１電極と第２電極とを電気的に接続すると、第１電極と第２電極とが重なる領域（以下、オーバーラップ領域）のインピーダンス特性を変えることができる。例えば、第３電極がない場合、オーバーラップ領域の大きさが比較的小さいと、オーバーラップ領域内でインピーダンス整合をとることができない場合がある。このような場合に、オーバーラップ領域のインピーダンス特性を変えることができると、オーバーラップ領域内でインピーダンス整合をとることが可能になる場合がある。また、アンテナの近くに比較的大きい導電性物質（例えば人体や金属等）が存在すると、この導電性物質からの影響を受けて、オーバーラップ領域内においてインピーダンス整合がとれる位置が変動することがあるが、第３電極によって第１電極と第２電極とを電気的に接続すると、接続しない場合に比べ、インピーダンス整合がとれる位置の変動を抑えることができる。このように第３電極を備えることで、インピーダンス整合をとり易くしたり、インピーダンス整合がとれる位置の変動を抑制することができる。
【００２２】
また、本発明の第１の態様に係るアンテナにおいて、前記領域は、給電線の断面の大きさより大きい構成であってもよい。
第１電極と第２電極には給電線を用いて給電が行われる。このため、インピーダンス整合をとるためには、第１電極と第２電極とが重なる領域内において給電線の接続位置を調整する必要がある。従って、該当する領域の大きさを少なくとも給電線の断面のサイズより大きくすることで、インピーダンス整合をとり易くすることができる。
【００２３】
また、本発明の第１の態様に係るアンテナにおいて、前記第１電極と前記第２電極のいずれか一方および前記誘電体基体には、給電用の孔が形成されている構成であってもよい。
この給電用の孔に給電線を通して給電を行えば、電極に対する給電の位置をより正確に定めることができるから、インピーダンス整合をとり易くすることができる。
【００２４】
また、本発明の第１の態様に係るアンテナにおいて、前記第１電極は、前記第１乃至第４面に連続して設けられ、前記第２電極は、前記第１面、前記第２面、前記第５面および前記第６面に連続して設けられている構成であってもよい。
このように第１電極と第２電極の各々を誘電体基体の４面に跨って設けることで、アンテナの更なる小型化を図ることができる。
【００２５】
また、本発明の第１の態様に係るアンテナは、前記誘電体基体の表面において、前記第１電極と前記第２電極との最小の離間間隔が電気的に結合可能な距離以下である構成であってもよい。
このように第１電極と第２電極との最小の離間間隔を電気的に結合可能な距離以下にすることで、受信または送信する電波（円偏波）の周波数を下げることができるから、第１電極と第２電極のアンテナ長を短くすることができる。従って、アンテナの更なる小型化が図れる。
【００２６】
また、本発明の第２の態様に係るアンテナは、第１面と、前記第１面に向かい合う第２面と、前記第１面および前記第２面に連なる第３面と、前記第１面および前記第２面に連なり、かつ、前記第３面に向かい合う第４面と、前記第１乃至第４面に連なる第５面と、前記第１乃至第４面に連なり、かつ、前記第５面に向かい合う第６面とを有する誘電体基体と、前記第２面および前記第３面に連続して設けられている第１電極と、前記第１面および前記第５面に連続して設けられている第２電極とを備え、前記第１面を含む平面、前記第４面を含む平面および前記第５面を含む平面が交わる交点と、前記第１面を含む平面、前記第３面を含む平面および前記第６面を含む平面が交わる交点とを通る直線が延びる方向から前記誘電体基体を平面視したとき、前記第１電極のうち前記第３面に設けられている部分に流れる電流の向きと、前記第２電極のうち前記第５面に設けられている部分に流れる電流の向きとが交差することを特徴とする。
【００２７】
このように２つの交点を通る直線が延びる方向から誘電体基体を平面視したとき、第１電極のうち第３面に設けられている部分に流れる電流の向きと、第２電極のうち第５面に設けられている部分に流れる電流の向きとが交差する構成であってもよい。この場合も、本発明の第１の態様に係るアンテナと同様の効果を奏する。つまり、上述した方向から誘電体基体を平面視したとき、本発明の第１の態様に係るアンテナのように第１電極と第２電極自体が交差していなくても、互いの電極に流れる電流の向きが交差していればよい。なお、本発明の第２の態様に係るアンテナに対しても、本発明の第１の態様に係るアンテナと同様の変形を加えることが可能である。
【００２８】
なお、アンテナの可逆定理から明らかとなるように、本発明に係るアンテナは、円偏波を受信するアンテナであってもよいし、円偏波を送信するアンテナであってもよい。
【００２９】
また、本発明に係る通信装置は、上述したいずれかのアンテナを備える。例えば、通信装置として、衛星携帯電話機、タブレット端末、スマートフォン、ノート型パソコン等を例示することができる。また、通信装置には、例えば、アンテナと給電線と通信回路（送信回路または受信回路）とを備えた円偏波用の通信モジュール等も含まれる。なお、通信装置は、円偏波を受信する受信装置や、円偏波を送信する送信装置であってもよい。
【００３０】
また、本発明に係る電子機器は、上述したいずれかのアンテナを備える。例えば、電子機器には、ＧＰＳを利用したナビゲーション装置、ＧＰＳ衛星からの電波を受信して位置や速度を算出して移動距離や移動速度等を計測することが可能な携帯型ランニング機器、ＧＰＳ衛星からの電波を受信して時刻を補正する機能を備えた腕時計等が含まれる。なお、通信装置の場合と同様に、電子機器は、円偏波を受信する機器であってもよいし、円偏波を送信する機器であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】実施形態に係るアンテナ１の外観を示す斜視図である。
【図２】第１電極２０の配置を示す斜視図である。
【図３】第２電極３０の配置を示す斜視図である。
【図４】第３電極１００の配置を示す斜視図である。
【図５】給電点２５，３５およびスルーホール４０の配置を示す斜視図である。
【図６】スルーホール４０の部分の構造を示すアンテナ１の一部断面図である。
【図７】同軸ケーブル５０の構造を示す斜視図である。
【図８】Ｚ軸方向から見たときのアンテナ１の平面図である。
【図９】給電点２５に給電される電流ＩＡおよび給電点３５に給電される電流ＩＢの波形図である。
【図１０】図９の波形図において位相が９０°の場合に、第１電極２０に流れる電流ＩＡと第２電極３０に流れる電流ＩＢの向きを示す図である。
【図１１】図９の波形図において位相が２７０°の場合に、第１電極２０に流れる電流ＩＡと第２電極３０に流れる電流ＩＢの向きを示す図である。
【図１２】Ｙ軸方向から見たときのアンテナ１の平面図である。
【図１３】Ｘ軸方向から見たときのアンテナ１の平面図である。
【図１４】視点ＶＰ１〜ＶＰ４および重心ＣＧ１〜ＣＧ４を示す図である。
【図１５】視点ＶＰ１から見たときのアンテナ１の平面図である。
【図１６】視点ＶＰ３から見たときのアンテナ１の平面図である。
【図１７】Ｚ軸方向から見たときのアンテナ１の平面図であり、重心ＣＧ１と重心ＣＧ２、重心ＣＧ３と重心ＣＧ４の距離Ｄを示す図である。
【図１８】上面１０Ａおよび下面１０Ｂの寸法図である。
【図１９】側面１０Ｃおよび側面１０Ｄの寸法図である。
【図２０】側面１０Ｅおよび側面１０Ｆの寸法図である。
【図２１】座標軸のとり方を示す図である。
【図２２】アンテナ１の指向特性（右旋円偏波）を立体的に示す図である。
【図２３】φ＝±４５°断面でのアンテナ１の指向特性（右旋円偏波）を示すグラフである。
【図２４】アンテナ１の指向特性（左旋円偏波）を立体的に示す図である。
【図２５】φ＝±４５°断面でのアンテナ１の指向特性（左旋円偏波）を示すグラフである。
【図２６】変形例４に係るアンテナ１’の一部断面図である。
【図２７】変形例５に係るアンテナ２の構造を示す斜視図である。
【図２８】変形例６に係るアンテナ３の構造を示す斜視図である。
【図２９】変形例７に係るアンテナ４の構造を示す斜視図である。
【図３０】Ｚ軸方向から見たときのアンテナ４の平面図である。
【図３１】変形例８に係るアンテナ５の構造を示す斜視図である。
【図３２】視点ＶＰ１から見たときのアンテナ５の平面図である。
【図３３】変形例９に係るアンテナ６の構造を示す斜視図である。
【図３４】視点ＶＰ１から見たときのアンテナ６の平面図である。
【図３５】変形例１０に係るアンテナ７の構造を示す斜視図である。
【図３６】視点ＶＰ１から見たときのアンテナ７の平面図である。
【図３７】変形例１１に係るアンテナ８の構造を示す斜視図である。
【図３８】視点ＶＰ１から見たときのアンテナ８の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、図面を参照して本発明に係る実施の形態を説明する。なお、図面において各部の寸法の比率は実際のものと適宜異なる。
＜Ａ．実施形態＞
図１は、実施形態に係るアンテナ１の外観を示す斜視図である。
なお、図中、Ｘ軸は誘電体基体１０の上面１０Ａに対して平行な方向に延びる軸であり、Ｚ軸は上面１０Ａに対して垂直な方向に延びる軸であり、Ｙ軸はＸ軸およびＺ軸に対して垂直な方向に延びる軸である。アンテナ１は、直方体状の外形を有する誘電体基体１０と、誘電体基体１０の表面に設けられた第１電極２０、第２電極３０および第３電極１００とを備える。誘電体基体１０は、例えば、プラスチックやセラミック等の誘電体材料で形成されている。また、第１電極２０、第２電極３０および第３電極１００は、いずれも金属等の導体で形成されており、例えば、メッキやスクリーン印刷等によって誘電体基体１０の表面に設けられる。
【００３３】
図２は第１電極２０の配置を示す斜視図であり、図３は第２電極３０の配置を示す斜視図である。また、図４は第３電極１００の配置を示す斜視図である。
誘電体基体１０の表面は、上面１０Ａ（第１面）と、下面１０Ｂ（第２面）と、４つの側面１０Ｃ〜１０Ｆ（第３面〜第６面）とで構成されている。また、上面１０Ａと下面１０Ｂ、側面１０Ｃと側面１０Ｅ、側面１０Ｄと側面１０Ｆは、各々対向している。図２に示すように第１電極２０は、上面１０Ａ、側面１０Ｃ、下面１０Ｂおよび側面１０Ｅの４面に跨って連続して設けられている。より具体的に説明すると、第１電極２０は、上面１０Ａに設けられている台形状の部分と、側面１０Ｃに設けられている帯状の部分と、下面１０Ｂに設けられている帯状の部分と、側面１０Ｅに設けられている帯状の部分とで構成される。
【００３４】
また、図３に示すように第２電極３０は、下面１０Ｂ、側面１０Ｄ、上面１０Ａおよび側面１０Ｆの４面に跨って連続して設けられている。より具体的に説明すると、第２電極３０は、下面１０Ｂに設けられている台形状の部分と、側面１０Ｄに設けられている帯状の部分と、上面１０Ａに設けられている帯状の部分と、側面１０Ｆに設けられている帯状の部分とで構成される。
【００３５】
また、図４に示すように第３電極１００は、側面１０Ｃおよび側面１０Ｄの２面に跨って連続して設けられている。より具体的に説明すると、第３電極１００は、側面１０Ｃに設けられている三角形状の部分と、側面１０Ｄに設けられている三角形状の部分とで構成される。この第３電極１００は、第１電極２０と第２電極３０とを電気的に接続する。より具体的には、第３電極１００は、第１電極２０のうち上面１０Ａに設けられている台形状の部分の側面１０Ｄ側の端と、第２電極３０のうち下面１０Ｂに設けられている台形状の部分の側面１０Ｃ側の端とをショートさせている。
【００３６】
なお、第１電極２０、第２電極３０および第３電極１００の各々は、全体として見るとおおむね帯状の形状を有する。また、第１電極２０や第２電極３０のアンテナ長は、受信または送信する電波の周波数や、誘電体基体１０の誘電率等に応じて定められる。
【００３７】
図５は、給電点２５，３５およびスルーホール４０の配置を示す斜視図である。
第１電極２０のうち上面１０Ａに設けられている台形状の部分には、給電点２５が設けられている。また、第２電極３０のうち下面１０Ｂに設けられている台形状の部分には、給電点３５が設けられている。給電点２５は第１電極２０に対する給電位置であり、給電点３５は第２電極３０に対する給電位置である。また、誘電体基体１０には、Ｚ軸方向に誘電体基体１０を貫通する円柱状のスルーホール４０（孔）が設けられている。スルーホール４０の両端の位置は、給電点２５および給電点３５である。
【００３８】
図６は、スルーホール４０の部分の構造を示すアンテナ１の一部断面図である。また、図７は、同軸ケーブル５０の構造を示す斜視図である。
図６に示すように、第２電極３０には、スルーホール４０と同心円になるように円形状の開口部ＯＰ（孔）が設けられている。開口部ＯＰの直径Ｐは、スルーホール４０の直径ｐより大きいことが好ましい。また、図７に示すように、同軸ケーブル５０（給電線）は、その内側から順に、金属等の導体で形成された内部導体（芯線）５２と、内部導体５２の周囲を覆う絶縁層５４と、金属等の導体で編組された外部導体（網線）５６と、外部導体５６を被覆する外皮５８とを有する。内部導体５２および外部導体５６の材料は、例えば銅である。絶縁層５４および外皮５８は、例えばポリエチレン等の絶縁体材料で構成される。同軸ケーブル５０の特性インピーダンスは、例えば５０Ωである。
【００３９】
第１電極２０および第２電極３０には、同軸ケーブル５０を用いて誘電体基体１０の下面１０Ｂ側から給電が行われる。同軸ケーブル５０の内部導体５２は、誘電体基体１０の下面１０Ｂ側から第２電極３０の開口部ＯＰを介してスルーホール４０に挿入され、その先端が第１電極２０にハンダ付けされる。また、同軸ケーブル５０の外部導体５６は、第２電極３０のうち開口部ＯＰの周縁部にハンダ付けされる。このように給電点２５は、同軸ケーブル５０の内部導体５２と第１電極２０との接続位置である。また、給電点３５は、同軸ケーブル５０の外部導体５６と第２電極３０との接続位置であり、第２電極３０のうち開口部ＯＰの周縁部の一部または全部となる。
【００４０】
図８は、Ｚ軸方向から見たときのアンテナ１の平面図である。
Ｚ軸方向からアンテナ１を平面視したとき、第１電極２０のうち上面１０Ａに設けられている台形状の部分と、第２電極３０のうち下面１０Ｂに設けられている台形状の部分とは、互いにその一部が重なる。なお、Ｚ軸方向とは反対の方向からアンテナ１を平面視した場合も同様である。従って、上面１０Ａまたは下面１０Ｂに垂直な方向からアンテナ１を平面視したとき、第１電極２０のうち上面１０Ａに設けられている台形状の部分の一部と、第２電極３０のうち下面１０Ｂに設けられている台形状の部分の一部とが重なることになる。ここで、両者が重なる領域をオーバーラップ領域ＯＬＡとしたとき、給電点２５および給電点３５は、いずれもオーバーラップ領域ＯＬＡ内に位置する。発明者が鋭意検討した結果、オーバーラップ領域ＯＬＡ内において給電点２５，３５の位置を調整することで、アンテナ１と、同軸ケーブル５０と、通信回路（送信回路または受信回路）とのインピーダンス整合をとれることがわかった。
【００４１】
なお、このようにしてインピーダンス整合をとるためには、オーバーラップ領域ＯＬＡ内において同軸ケーブル５０の接続位置を調整する必要がある。従って、オーバーラップ領域ＯＬＡの大きさを、少なくとも同軸ケーブル５０の断面（同軸ケーブル５０の軸線と垂直な方向の断面）のサイズより大きくすることが好ましい。また、オーバーラップ領域ＯＬＡの大きさを同軸ケーブル５０の断面のサイズより十分に大きくとることで、インピーダンス整合をとり易くすることができる。
【００４２】
また、前述したように第３電極１００は、第１電極２０と第２電極３０とをショートさせているが、ショートさせている部分はまさにオーバーラップ領域ＯＬＡの部分である。このように第３電極１００を設けて第１電極２０と第２電極３０とをショートさせると、オーバーラップ領域ＯＬＡのインピーダンス特性を変えることができる。図８に示すようにオーバーラップ領域ＯＬＡの大きさは比較的小さい。従って、第３電極１００がない場合、例えば第１電極２０や第２電極３０のアンテナ長等、条件によってはオーバーラップ領域ＯＬＡ内でインピーダンス整合をとることができない場合がある。このような場合に、オーバーラップ領域ＯＬＡのインピーダンス特性を変えることができると、オーバーラップ領域ＯＬＡ内でインピーダンス整合をとることが可能になる場合がある。
【００４３】
また、人体や金属等、アンテナ１の近くに比較的大きい導電性物質が存在すると、この導電性物質からの影響を受けて、オーバーラップ領域ＯＬＡ内においてインピーダンス整合がとれる位置が変動することがあるが、第３電極１００を設けて第１電極２０と第２電極３０とをショートさせると、ショートさせない場合に比べ、インピーダンス整合がとれる位置の変動を抑えることができる。このように第３電極１００を設けることで、インピーダンス整合をとり易くしたり、インピーダンス整合がとれる位置の変動を抑制することができる。
【００４４】
図９は、給電点２５に給電される電流ＩＡおよび給電点３５に給電される電流ＩＢの波形図である。なお、縦軸は電流の振幅であり、横軸は電流の位相である。
同図に示すように、給電点２５に給電される電流ＩＡと、給電点３５に給電される電流ＩＢとの位相差は、例えば１８０°である。つまり、両電極２０，３０には、交流電源から同軸ケーブル５０を介して１８０°の位相差を有する電流ＩＡ，ＩＢが給電される。なお、電流ＩＡ，ＩＢは、いずれも高周波電流である。前述したように同軸ケーブル５０の内部導体５２は、誘電体基体１０の下面１０Ｂ側からスルーホール４０を通って第１電極２０に接続されている。従って、誘電体基体１０のＺ軸方向の厚さを調整することで、給電点２５，３５に給電される電流ＩＡ，ＩＢに１８０°の位相差を生じさせることができる。なお、このようにして電流ＩＡ，ＩＢに位相差を生じさせる場合、誘電体基体１０のＺ軸方向の厚さを大きくすると、その分だけ電流ＩＡの位相が遅れることになる。
【００４５】
図１０は、図９の波形図において位相が９０°の場合に、第１電極２０に流れる電流ＩＡと第２電極３０に流れる電流ＩＢの向きを示す図である。
前述したように第１電極２０と第２電極３０の各々は、全体として見るとおおむね帯状の形状を有する。図９の波形図において位相が９０°の場合、第１電極２０では、給電点２５が設けられた側とは反対側の端（側面１０Ｅに設けられている帯状の部分の上面１０Ａ側の端）から、給電点２５が設けられた側の端（上面１０Ａに設けられている台形状の部分の側面１０Ｄ側の端）に向かう方向に電流ＩＡが流れる。一方、第２電極３０では、給電点３５が設けられた側とは反対側の端（側面１０Ｆに設けられている帯状の部分の下面１０Ｂ側の端）から、給電点３５が設けられた側の端（下面１０Ｂに設けられている台形状の部分の側面１０Ｃ側の端）に向かう方向に電流ＩＢが流れる。
【００４６】
図１１は、図９の波形図において位相が２７０°の場合に、第１電極２０に流れる電流ＩＡと第２電極３０に流れる電流ＩＢの向きを示す図である。
図９の波形図において位相が２７０°の場合、第１電極２０では、給電点２５が設けられた側の端から、給電点２５が設けられた側とは反対側の端に向かう方向に電流ＩＡが流れる。一方、第２電極３０では、給電点３５が設けられた側の端から、給電点３５が設けられた側とは反対側の端に向かう方向に電流ＩＢが流れる。
【００４７】
このように図９の波形図において０°以上で１８０°未満の区間では、電極２０，３０に流れる電流ＩＡ，ＩＢの向きが図１０に示すように給電点２５，３５に向かう方向になる。また、図９の波形図において１８０°以上で３６０°未満の区間では、電極２０，３０に流れる電流ＩＡ，ＩＢの向きが図１１に示すように給電点２５，３５から離れる方向になる。なお、第１電極２０や第２電極３０における局所的な電流ＩＡ，ＩＢの向きは、図中矢印で示す方向とは異なる場合があるが、電極２０，３０に流れる主たる電流ＩＡ，ＩＢの向きは、図中矢印で示す方向になる。
【００４８】
また、第１電極２０や第２電極３０において電流の分布は均一でない。電極の形状が帯状の場合、帯の長手方向に延在する２本の縁の部分に大きな電流が流れる。このため２本の縁の部分を誘電体で囲むことが重要になる。従って、第１電極２０や第２電極３０において、帯の長手方向に延在する２本の縁の部分ができるだけ誘電体基体１０の各辺と重ならないようにすることが好ましい。これにより、より大きな波長短縮効果を得ることができるから、アンテナ１の更なる小型化が図れる。
【００４９】
図１２は、Ｙ軸方向から見たときのアンテナ１の平面図である。また、図１３は、Ｘ軸方向から見たときのアンテナ１の平面図である。
図１２に示すように、Ｙ軸方向からアンテナ１を平面視したとき、側面１０Ｃとこれに対向する側面１０Ｅでは、第１電極２０同士が交差（直交）している。なお、Ｙ軸方向とは反対の方向からアンテナ１を平面視した場合も同様である。従って、側面１０Ｃまたは側面１０Ｅに垂直な方向からアンテナ１を平面視した場合は、第１電極２０のうち側面１０Ｃに設けられている帯状の部分と、同じく第１電極２０のうち側面１０Ｅに設けられている帯状の部分とが交差していることになる。
【００５０】
また、図１３に示すように、Ｘ軸方向からアンテナ１を平面視したとき、側面１０Ｄとこれに対向する側面１０Ｆでは、第２電極３０同士が交差（直交）しており、これはＸ軸方向とは反対の方向からアンテナ１を平面視した場合も同様である。従って、側面１０Ｄまたは側面１０Ｆに垂直な方向からアンテナ１を平面視した場合は、第２電極３０のうち側面１０Ｄに設けられている帯状の部分と、同じく第２電極３０のうち側面１０Ｆに設けられている帯状の部分とが交差していることになる。このように対向する２つの側面（側面１０Ｃと側面１０Ｅ、側面１０Ｄと側面１０Ｆ）では、同じ電極同士が交差している。
【００５１】
図１４は、視点ＶＰ１〜ＶＰ４および重心ＣＧ１〜ＣＧ４を示す図である。
視点ＶＰ１および視点ＶＰ２は、頂点ＶＴ１と頂点ＶＴ２とを通る直線が延びる方向に位置している。また、視点ＶＰ３および視点ＶＰ４は、頂点ＶＴ３と頂点ＶＴ４とを通る直線が延びる方向に位置している。頂点ＶＴ１は、上面１０Ａ、側面１０Ｃおよび側面１０Ｆの３面が交わる交点であり、頂点ＶＴ２は、上面１０Ａ、側面１０Ｄおよび側面１０Ｅの３面が交わる交点である。また、頂点ＶＴ３は、上面１０Ａ、側面１０Ｃおよび側面１０Ｄの３面が交わる交点であり、頂点ＶＴ４は、上面１０Ａ、側面１０Ｅおよび側面１０Ｆの３面が交わる交点である。
【００５２】
重心ＣＧ１は、第１電極２０のうち側面１０Ｃに設けられている帯状の部分の重心であり、重心ＣＧ２は、第２電極３０のうち側面１０Ｄに設けられている帯状の部分の重心である。また、重心ＣＧ３は、第１電極２０のうち側面１０Ｅに設けられている帯状の部分の重心であり、重心ＣＧ４は、第２電極３０のうち側面１０Ｆに設けられている帯状の部分の重心である。
【００５３】
なお、頂点ＶＴ１と頂点ＶＴ２とを通る直線は、下面１０Ｂ、側面１０Ｃおよび側面１０Ｆの３面が交わる頂点と、下面１０Ｂ、側面１０Ｄおよび側面１０Ｅの３面が交わる頂点とを通る直線であってもよい。同様に、頂点ＶＴ３と頂点ＶＴ４とを通る直線は、下面１０Ｂ、側面１０Ｃおよび側面１０Ｄの３面が交わる頂点と、下面１０Ｂ、側面１０Ｅおよび側面１０Ｆの３面が交わる頂点とを通る直線であってもよい。
【００５４】
図１５は、視点ＶＰ１から見たときのアンテナ１の平面図である。
視点ＶＰ１からアンテナ１を平面視したとき、図中右半分の部分では、第１電極２０のうち側面１０Ｅに設けられている帯状の部分と、第２電極３０のうち側面１０Ｆに設けられている帯状の部分とが交差している。また、図中左半分の部分では、第１電極２０のうち側面１０Ｃに設けられている帯状の部分と、第２電極３０のうち側面１０Ｄに設けられている帯状の部分とが交差している。このように視点ＶＰ１からアンテナ１を平面視したとき、第１電極２０と第２電極３０とは２箇所で交差している。これは視点ＶＰ２からアンテナ１を平面視した場合も同様である。従って、視点ＶＰ１または視点ＶＰ２からアンテナ１を平面視した場合は、第１電極２０のうち側面１０Ｅに設けられている帯状の部分と、第２電極３０のうち側面１０Ｆに設けられている帯状の部分とが交差し、かつ、第１電極２０のうち側面１０Ｃに設けられている帯状の部分と、第２電極３０のうち側面１０Ｄに設けられている帯状の部分とが交差していることになる。
【００５５】
図１６は、視点ＶＰ３から見たときのアンテナ１の平面図である。
同図に示すように視点ＶＰ３からアンテナ１を平面視したときも、第１電極２０と第２電極３０とは２箇所で交差し、これは視点ＶＰ４からアンテナ１を平面視した場合も同様である。従って、視点ＶＰ３または視点ＶＰ４からアンテナ１を平面視した場合は、第１電極２０のうち側面１０Ｃに設けられている帯状の部分と、第２電極３０のうち側面１０Ｆに設けられている帯状の部分とが交差し、かつ、第１電極２０のうち側面１０Ｅに設けられている帯状の部分と、第２電極３０のうち側面１０Ｄに設けられている帯状の部分とが交差していることになる。
【００５６】
図１７は、Ｚ軸方向から見たときのアンテナ１の平面図であり、重心ＣＧ１と重心ＣＧ２、重心ＣＧ３と重心ＣＧ４の距離Ｄを示す図である。
第１電極２０のうち側面１０Ｃに設けられている帯状の部分に電流ＩＡが流れることで発生する電界をＥＡ１とし、第２電極３０のうち側面１０Ｄに設けられている帯状の部分に電流ＩＢが流れることで発生する電界をＥＢ１としたとき、電界ＥＡ１や電界ＥＢ１の波形は、例えば、図中、方向Ａやその反対方向である方向Ｂに進む。
【００５７】
また、重心ＣＧ１と重心ＣＧ２との間の距離Ｄ、すなわち重心ＣＧ１−重心ＣＧ２間の誘電体基体１０の厚さは、第１電極２０のうち側面１０Ｃに設けられている帯状の部分から発生して誘電体基体１０を介して方向Ｂ側の空間に放射される電界ＥＡ１の波形の位相を９０°だけ遅らせると共に、第２電極３０のうち側面１０Ｄに設けられている帯状の部分から発生して誘電体基体１０を介して方向Ａ側の空間に放射される電界ＥＢ１の波形の位相を９０°だけ遅らせるように定められている。
【００５８】
従って、第１電極２０のうち側面１０Ｃに設けられている帯状の部分から発生して方向Ａ側の空間に放射される電界ＥＡ１の波形に対し、第２電極３０のうち側面１０Ｄに設けられている帯状の部分から発生して方向Ａ側の空間に放射される電界ＥＢ１の波形は、位相が９０°だけ遅れる。同様に、第２電極３０のうち側面１０Ｄに設けられている帯状の部分から発生して方向Ｂ側の空間に放射される電界ＥＢ１の波形に対し、第１電極２０のうち側面１０Ｃに設けられている帯状の部分から発生して方向Ｂ側の空間に放射される電界ＥＡ１の波形は、位相が９０°だけ遅れる。よって、方向Ａ側の遠方界や方向Ｂ側の遠方界で合成される電界ＥＡ１と電界ＥＢ１の波形には９０°の位相差が生じる。
【００５９】
また、前述したように視点ＶＰ１または視点ＶＰ２からアンテナ１を平面視したとき、第１電極２０のうち側面１０Ｃに設けられている帯状の部分と、第２電極３０のうち側面１０Ｄに設けられている帯状の部分とは交差する（図１５参照）。つまり、視点ＶＰ１や視点ＶＰ２からアンテナ１を平面視したとき、第１電極２０のうち側面１０Ｃに設けられている帯状の部分に流れる電流ＩＡの向きと、第２電極３０のうち側面１０Ｄに設けられている帯状の部分に流れる電流ＩＢの向きとは交差する。従って、方向Ａ側の遠方界や方向Ｂ側の遠方界で交わる電界ＥＡ１と電界ＥＢ１とが直交成分を持つ状態を作ることができる。
【００６０】
なお、第１電極２０のうち側面１０Ｃに設けられている帯状の部分に流れる電流ＩＡは、第２電極３０のうち側面１０Ｄに設けられている帯状の部分に流れる電流ＩＢより１８０°だけ位相が遅れている。しかしながら、誘電体基体１０によって、方向Ａ側の遠方界では、第２電極３０のうち側面１０Ｄに設けられている帯状の部分から発生した電界ＥＢ１の波形の位相が９０°だけ遅れ、方向Ｂ側の遠方界では、第１電極２０のうち側面１０Ｃに設けられている帯状の部分から発生した電界ＥＡ１の波形の位相が９０°だけ遅れる。従って、最終的に方向Ａ側の遠方界や方向Ｂ側の遠方界で電界ＥＡ１と電界ＥＢ１の波形が合成される際には、両者の位相が９０°だけずれていることになる。
【００６１】
その結果、遠方界にて交わる２つの電界ＥＡ１，ＥＢ１が直交成分を持ち、かつ、この２つの電界ＥＡ１，ＥＢ１の波形に９０°の位相差を生じさせることができる。従って、アンテナ１は円偏波の受信や送信を行うことができる。また、例えば重心ＣＧ１や重心ＣＧ２を視点として電波の進行方向（例えば方向Ａや方向Ｂ）を見たとき、電界ＥＡ１と電界ＥＢ１の波形をベクトル合成して得られる偏波面は、時間の経過と共に時計回り（右回り）に回転するから、アンテナ１は右旋円偏波用のアンテナになる。
【００６２】
なお、第１電極２０のうち側面１０Ｅに設けられている帯状の部分に電流ＩＡが流れることで発生する電界をＥＡ２とし、第２電極３０のうち側面１０Ｆに設けられている帯状の部分に電流ＩＢが流れることで発生する電界をＥＢ２としたとき、電界ＥＡ２や電界ＥＢ２の波形も、例えば方向Ａやその反対方向である方向Ｂに進む。また、重心ＣＧ３と重心ＣＧ４との間の距離Ｄ、すなわち重心ＣＧ３−重心ＣＧ４間の誘電体基体１０の厚さは、第１電極２０のうち側面１０Ｅに設けられている帯状の部分から発生して方向Ａ側の空間に放射される電界ＥＡ２の波形の位相を９０°だけ遅らせると共に、第２電極３０のうち側面１０Ｆに設けられている帯状の部分から発生して方向Ｂ側の空間に放射される電界ＥＢ２の波形の位相を９０°だけ遅らせるように定められている。従って、方向Ａ側の遠方界や方向Ｂ側の遠方界で合成される電界ＥＡ２と電界ＥＢ２についても、上述した電界ＥＡ１と電界ＥＢ１と同様のことが言える。
【００６３】
また、前述した図１０において、以下に示す［１］〜［３］の３つの電流合成ベクトルの向きは、いずれも図中矢印αで示す方向になる。なお、図１０において矢印αの向きは、上面１０Ａ（または下面１０Ｂ）における図中奥側の頂点から図中手前側の頂点に向かう直線方向である。また、図１０において、以下に示す［４］の電流合成ベクトルの向きは、矢印αとは逆方向になるが、他の電流合成ベクトル（特に［１］や［２］の電流合成ベクトル）に比べ、その大きさが十分に小さい。
【００６４】
［１］第１電極２０のうち側面１０Ｃに設けられている帯状の部分に流れる電流ＩＡと、第２電極３０のうち側面１０Ｄに設けられている帯状の部分に流れる電流ＩＢとを合成して得られる電流合成ベクトル。
［２］第１電極２０のうち側面１０Ｅに設けられている帯状の部分に流れる電流ＩＡと、第２電極３０のうち側面１０Ｆに設けられている帯状の部分に流れる電流ＩＢとを合成して得られる電流合成ベクトル。
［３］第１電極２０のうち下面１０Ｂに設けられている帯状の部分に流れる電流ＩＡと、第２電極３０のうち上面１０Ａに設けられている帯状の部分に流れる電流ＩＢとを合成して得られる電流合成ベクトル。
［４］第１電極２０のうち上面１０Ａに設けられている台形状の部分に流れる電流ＩＡと、第２電極３０のうち下面１０Ｂに設けられている台形状の部分に流れる電流ＩＢとを合成して得られる電流合成ベクトル。
【００６５】
一方、図１１において、上述した［１］〜［３］の３つの電流合成ベクトルの向きは、いずれも図中矢印βで示す方向になり、矢印αとは逆方向になる。また、図１１において、上述した［４］の電流合成ベクトルの向きは、矢印βとは逆方向になるが、他の電流合成ベクトルに比べ、その大きさが十分に小さい。
【００６６】
このようにアンテナ１全体として見たとき電流合成ベクトルの向きが矢印αで示す方向とその逆方向（矢印βで示す方向）になる場合、電流合成ベクトルの向き、すなわちＸＹＺ座標系において原点を中心としてＸ軸をＹ軸側に４５°だけ傾けた直線を中心軸として図２２に示すようにドーナツ状の形状を有する右旋円偏波の指向特性が得られる。
【００６７】
また、前述したように第１電極２０は、上面１０Ａに設けられている台形状の部分と、側面１０Ｃに設けられている帯状の部分と、下面１０Ｂに設けられている帯状の部分と、側面１０Ｅに設けられている帯状の部分とで構成されている。また、第２電極３０は、下面１０Ｂに設けられている台形状の部分と、側面１０Ｄに設けられている帯状の部分と、上面１０Ａに設けられている帯状の部分と、側面１０Ｆに設けられている帯状の部分とで構成されている。
【００６８】
ここで、［Ａ］第１電極２０のうち上面１０Ａに設けられている台形状の部分と、第２電極３０のうち下面１０Ｂに設けられている台形状の部分は、主としてインピーダンス整合をとるための役割を担う。また、［Ｂ］第１電極２０のうち下面１０Ｂに設けられている帯状の部分と、第２電極３０のうち上面１０Ａに設けられている帯状の部分は、主としてアンテナ長を確保するための役割を担う。また、［Ｃ］第１電極２０のうち側面１０Ｃに設けられている帯状の部分と、第２電極３０のうち側面１０Ｄに設けられている帯状の部分や、第１電極２０のうち側面１０Ｅに設けられている帯状の部分と、第２電極３０のうち側面１０Ｆに設けられている帯状の部分は、主として円偏波を受信または送信するための役割を担う。但し、［Ａ］の部分や［Ｃ］の部分はアンテナ長を確保するための役割も兼ねている。また、前述したように第３電極１００は、インピーダンス整合をとり易くしたり、インピーダンス整合がとれる位置の変動を抑制する役割を担う。
【００６９】
図１８〜図２０は、アンテナ１の各部の寸法を示す図である。
なお、図１８（Ａ）は上面１０Ａの寸法図であり、図１８（Ｂ）は下面１０Ｂの寸法図である。また、図１９（Ａ）は側面１０Ｃの寸法図であり、図１９（Ｂ）は側面１０Ｄの寸法図である。また、図２０（Ａ）は側面１０Ｅの寸法図であり、図２０（Ｂ）は側面１０Ｆの寸法図である。これらの図から明らかとなるように、誘電体基体１０は、例えば、９．０ｍｍ（Ｘ軸方向）×９．０ｍｍ（Ｙ軸方向）×４．５ｍｍ（Ｚ軸方向）の直方体状の外形を有する。
【００７０】
図１８（Ａ）に示すように、上面１０Ａには、第１電極２０の一部（台形状）と、第２電極３０の一部（帯状）とが設けられている。また、図１８（Ｂ）に示すように、下面１０Ｂには、第２電極３０の一部（台形状）と、第１電極２０の一部（帯状）とが設けられている。例えば、インピーダンス整合をとることが可能な給電位置（ｘ，ｙ）の一例を示すと、図１８（Ａ）および図１８（Ｂ）に記載しているように、ｘ＝１．５ｍｍ、ｙ＝１．７ｍｍである。
【００７１】
また、上面１０Ａや下面１０Ｂにおいて、第１電極２０と第２電極３０との最小の離間間隔は、両電極２０，３０が電気的に結合可能な距離以下に定められている。なお、電気的に結合可能とは、いわゆる容量結合、電磁結合、電磁界結合等を含む。これにより受信または送信する電波（円偏波）の周波数を下げることができるから、両電極２０，３０のアンテナ長を短くすることができ、アンテナ１の更なる小型化が図れる。なお、両電極２０，３０の離間間隔を電気的に結合可能な距離以下にするのは、上面１０Ａと下面１０Ｂのいずれか一方以上であればよい。
【００７２】
図１９（Ａ）に示すように、側面１０Ｃには、第１電極２０の一部（帯状）と、第３電極１００の一部（三角形状）とが設けられている。また、図１９（Ｂ）に示すように、側面１０Ｄには、第２電極３０の一部（帯状）と、第３電極１００の一部（三角形状）とが設けられている。また、側面１０Ｅには、図２０（Ａ）に示すように第１電極２０の一部（帯状）が設けられており、側面１０Ｆには、図２０（Ｂ）に示すように第２電極３０の一部（帯状）が設けられている。
【００７３】
なお、誘電体基体１０の主材料は例えばＢａＯ-ＴｉＯ２であり、誘電体基体１０の比誘電率は１１０で、誘電正接は２×１０−４である。第１電極２０、第２電極３０および第３電極１００の材料は銅であり、いずれの電極についても厚さは１０μｍである。また、スルーホール４０の直径ｐは０．１５ｍｍであり、第２電極３０に設けられた給電用の開口部ＯＰの直径Ｐは０．４５ｍｍである。
【００７４】
以上の寸法と材料で構成されたアンテナ１の特性を表１に示す。
【表１】
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【００７５】
表１から明らかとなるように、本実施形態に係るアンテナ１は、共振周波数（１５３６．８ＭＨｚ）で−２０ｄＢ以下となる十分なリターンロスが得られる。また、右旋円偏波の規格化平均ゲインが０．９１であるのに対し、左旋円偏波の規格化平均ゲインは０．０９であるから、ゲインの９１％が右旋円偏波になっていることがわかる。これは、アンテナ１が、左旋円偏波をほとんど放射することなく右旋円偏波を主体的に放射するアンテナであること、あるいは左旋円偏波をほとんど受信することなく右旋円偏波を主体的に受信するアンテナであることを示している。
【００７６】
図２１は、座標軸のとり方を示す図である。また、図２２は、アンテナ１の指向特性（右旋円偏波）を立体的に示す図であり、図２３は、φ＝±４５°断面でのアンテナ１の指向特性（右旋円偏波）を示すグラフである。
前述したように円偏波パッチアンテナでは、放射電極を設けた面側の空間と接地電極を設けた面側の空間のうち、いずれか一方の空間でしか右旋円偏波の受信や送信が行えない。これに対し、本実施形態に係るアンテナ１では、例えば、上面１０Ａ側の空間だけでなく下面１０Ｂ側の空間においても、略同じレベルで右旋円偏波の受信や送信を行うことができる。また、φ＝−４５°断面では、全方向について右旋円偏波を受信または送信することが可能であり、右旋円偏波について広い指向性を有していることがわかる。
【００７７】
図２４は、アンテナ１の指向特性（左旋円偏波）を立体的に示す図である。また、図２５は、φ＝±４５°断面でのアンテナ１の指向特性（左旋円偏波）を示すグラフである。
図２４および図２５から明らかとなるように、本実施形態に係るアンテナ１は、どの方向についても左旋円偏波のゲインが−１０ｄＢ以下であるから、左旋円偏波をほとんど放射または受信することがない。
【００７８】
以上説明したように本実施形態によれば、視点ＶＰ１または視点ＶＰ２からアンテナ１を平面視したとき、第１電極２０のうち側面１０Ｃに設けられている帯状の部分と、第２電極３０のうち側面１０Ｄに設けられている帯状の部分とは交差する。つまり、視点ＶＰ１や視点ＶＰ２からアンテナ１を平面視したとき、第１電極２０のうち側面１０Ｃに設けられている帯状の部分に流れる電流ＩＡの向きと、第２電極３０のうち側面１０Ｄに設けられている帯状の部分に流れる電流ＩＢの向きとは交差するから、方向Ａ側の遠方界や方向Ｂ側の遠方界で交わる電界ＥＡ１と電界ＥＢ１とが直交成分を持つ状態を作ることができる。
【００７９】
また、誘電体基体１０のＺ軸方向の厚さを調整することで、例えば、第１電極２０に給電される電流ＩＡと、第２電極３０に給電される電流ＩＢとの位相差を１８０°にすることが可能である。これに加え、重心ＣＧ１−重心ＣＧ２間の誘電体基体１０の厚さを調整することで、第１電極２０のうち側面１０Ｃに設けられている帯状の部分から発生して誘電体基体１０を介して方向Ｂ側の空間に放射される電界ＥＡ１の波形の位相を９０°だけ遅らせると共に、第２電極３０のうち側面１０Ｄに設けられている帯状の部分から発生して誘電体基体１０を介して方向Ａ側の空間に放射される電界ＥＢ１の波形の位相を９０°だけ遅らせることが可能である。これにより、最終的に方向Ａ側の遠方界や方向Ｂ側の遠方界で合成される電界ＥＡ１と電界ＥＢ１の波形に９０°の位相差を生じさせることができる。
【００８０】
このように本実施形態に係るアンテナ１は、遠方界にて交わる２つの電界ＥＡ１，ＥＢ２が直交成分を有し、かつ、この２つの電界ＥＡ１，ＥＢ１の波形に９０°の位相差を生じさせることができるので、円偏波の受信や送信を行うことができる。なお、第１電極２０のうち側面１０Ｅに設けられている帯状の部分から発生する電界ＥＡ２と、第２電極３０のうち側面１０Ｆに設けられている帯状の部分から発生する電界ＥＢ２についても同様のことが言える。
【００８１】
また、本実施形態によれば、第１電極２０と第２電極３０の各々を誘電体基体１０の４面に跨って設けているので、例えば各電極を１面のみに設けた場合に比べ、アンテナ長を長くとることができる。従って、アンテナ１を小型化することができる。また、誘電体基体１０を用いているので波長短縮効果によりアンテナ１を小型化することもできる。また、本実施形態に係るアンテナ１は、例えば、上面１０Ａ側の空間と下面１０Ｂ側の空間の双方において右旋円偏波を受信または送信することができるので、円偏波パッチアンテナに比べ指向性が広い。
【００８２】
よって、本実施形態によれば、小型で指向性の広い円偏波用のアンテナ１を提供することができる。また、小型で指向性が広い円偏波アンテナであることから、特に、モバイル機器やウェアラブル機器等、機器自体の向きが使用状況等によって様々に変わる通信装置や電子機器に搭載するのに適している。
【００８３】
また、本実施形態によれば、第３電極１００を設けて第１電極２０と第２電極３０とをショートさせることで、インピーダンス整合をとり易くしたり、インピーダンス整合がとれる位置の変動を抑制することができる。また、本実施形態に係るアンテナ１は、以下に示す［１］および［２］の２箇所が円偏波の受信や送信に寄与しているので、いずれか１箇所のみで円偏波の受信や送信を行う場合に比べ、アンテナ１の受信性能や送信性能を高めることができる。
［１］第１電極２０のうち側面１０Ｃに設けられている帯状の部分と、第２電極３０のうち側面１０Ｄに設けられている帯状の部分。
［２］第１電極２０のうち側面１０Ｅに設けられている帯状の部分と、第２電極３０のうち側面１０Ｆに設けられている帯状の部分。
【００８４】
また、本実施形態によれば、オーバーラップ領域ＯＬＡ内において給電点２５，３５の位置を調整することで、アンテナ１と、同軸ケーブル５０と、通信回路とのインピーダンス整合をとることができる。従って、マッチング回路を設けなくてもアンテナ側でインピーダンス整合をとることが可能であり、反射損失をなくしてアンテナ１の受信効率や送信効率を高めることができる。また、第１電極２０と第２電極３０との最小の離間間隔を電気的に結合可能な距離以下にしているので、アンテナ長を短くすることができるから、アンテナ１の更なる小型化が図れる。
【００８５】
＜Ｂ．応用例＞
上述した実施形態に係るアンテナ１を用いて所望の周波数の円偏波を受信または送信するためには、アンテナ１の寸法調整を行う必要がある。寸法調整を行う場合、目的の周波数に応じてアンテナ１の各部の寸法を定数倍すればよい。例えば、上述した実施形態に係るアンテナ１（表１／共振周波数：１５３６．８ＭＨｚ）をＧＰＳのＬ１信号を受信するＧＰＳアンテナとして使用する場合、Ｌ１信号の送信周波数は１５７５．４２ＭＨｚであるから、理論的にはアンテナ１の各部の寸法を１５３６．８／１５７５．４２倍してやればよい。ここで、第１電極２０、第２電極３０および第３電極１００の厚さや、スルーホール４０の直径ｐ、開口部ＯＰの直径Ｐは、定数倍する必要はない。なお、種々の要因によって、実際には理論通りにはいかないため、理論値に対してさらなる寸法調整が必要である。
【００８６】
以上の寸法調整を行うことで、上述した実施形態に係るアンテナ１を、例えば、ＧＰＳアンテナとしてモバイル機器やウェアラブル機器（例えば、ノート型パソコン、タブレット端末、スマートフォン、腕時計等）に搭載することができる。また、上述した実施形態に係るアンテナ１を、カーナビゲーション装置や衛星携帯電話機に搭載してもよいし、衛星通信に限らず、例えば、無線タグ用の電波（円偏波）を受信する読取装置等に搭載してもよい。このように本発明に係るアンテナは、円偏波を受信または送信する機能を有する各種の通信装置や電子機器に搭載することが可能である。また、通信装置には、上述した実施形態に係るアンテナ１を備えるＧＰＳ通信モジュール等も含まれる。
【００８７】
＜Ｃ．変形例＞
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば以下の変形が可能である。また、以下に示す２以上の変形を適宜組み合わせることもできる。
【００８８】
［変形例１］
上述した実施形態では、視点ＶＰ１または視点ＶＰ２からアンテナ１を平面視したとき、以下に示す［１］と［２］の２箇所で第１電極２０と第２電極３０とが交差するようにした（図１５参照）。しかしながら、［１］と［２］のいずれか１箇所のみで両電極２０，３０が交差するようにしてもよい。
［１］第１電極２０のうち側面１０Ｃに設けられている帯状の部分と、第２電極３０のうち側面１０Ｄに設けられている帯状の部分。
［２］第１電極２０のうち側面１０Ｅに設けられている帯状の部分と、第２電極３０のうち側面１０Ｆに設けられている帯状の部分。
【００８９】
また、視点ＶＰ１または視点ＶＰ２からアンテナ１を平面視したとき、［１］と［２］のいずれか１箇所以上で両電極２０，３０が直交するようにしてもよい。例えば、両電極２０，３０の交差する角度が７５°や１００°の場合であっても、９０°の場合よりは受信性能や送信性能が低下するが右旋円偏波用のアンテナとして使用することができる。但し、両電極２０，３０の交差する角度が９０°から離れるにつれ、直線偏波等の必要としない成分が多く含まれることになるので、円偏波アンテナとしての受信性能や送信性能が低下する。従って、両電極２０，３０を直交させることで、右旋円偏波の割合を増やし、アンテナ１の受信性能や送信性能を高めることができる。
【００９０】
［変形例２］
上述した実施形態では、誘電体基体１０のＺ軸方向の厚さを調整することで、第１電極２０に給電される電流ＩＡと、第２電極３０に給電される電流ＩＢに１８０°の位相差を生じさせるようにした。また、重心ＣＧ１−重心ＣＧ２間や重心ＣＧ３−重心ＣＧ４間の誘電体基体１０の厚さ（距離Ｄ）を調整することで、遠方界で合成される電界ＥＡ１と電界ＥＢ１の波形や電界ＥＡ２と電界ＥＢ２の波形に９０°の位相差を生じさせるようにした。
【００９１】
しかしながら、例えば、誘電体基体１０のＺ軸方向の厚さを調整することで、電流ＩＡ，ＩＢ間に２００°の位相差を生じさせると共に、重心ＣＧ１−重心ＣＧ２間や重心ＣＧ３−重心ＣＧ４間の誘電体基体１０の厚さを調整することで、遠方界で合成される電界ＥＡ１と電界ＥＢ１の波形や電界ＥＡ２と電界ＥＢ２の波形に１１０°の位相差を生じさせるようにしてもよい。また、電流ＩＡ，ＩＢ間の位相差を１６０°にする一方、電界ＥＡ１と電界ＥＢ１の波形、電界ＥＡ２と電界ＥＢ２の波形に７０°の位相差を生じさせるようにしてもよい。また、電流ＩＡ，ＩＢ間の位相差を調整するために移相器等を用いてもよい。このように要は、電流間の位相差と電界間の位相差との差分が９０°になるようにすればよい（最終的に遠方界にて交わる２つの電界の波形に９０°の位相差が生じるようにすればよい）。
【００９２】
［変形例３］
上述した実施形態において、誘電体基体１０の上面１０Ａ側から給電を行ってもよい。この場合、第２電極３０ではなく第１電極２０に開口部ＯＰが形成されることになる。また、第１電極２０の給電点２５には同軸ケーブル５０の外部導体５６が接続され、第２電極３０の給電点３５には同軸ケーブル５０の内部導体５２が接続される。なお、給電線は同軸ケーブル５０に限らない。
【００９３】
［変形例４］
図２６に示すように、スルーホールを設けないようにし、その代わりに金属等の導体で形成された円形状の補助電極１１０を設ける構成としてもよい。補助電極１１０は、誘電体基体１０’の下面１０Ｂにおいて、第２電極３０の開口部ＯＰの内側に、開口部ＯＰと同心円になるように設けられる。例えば、補助電極１１０の材料は銅であり、その厚さは１０μｍである。補助電極１１０には、同軸ケーブル５０の内部導体５２が接続される。ハンダ付けを考慮すると、補助電極１１０の直径Ｓは、同軸ケーブル５０の内部導体５２の直径より大きいことが好ましい。また、補助電極１１０は、開口部ＯＰの内側に設けられるから、その直径Ｓは開口部ＯＰの直径Ｐより小さい。
【００９４】
以上の構成であっても、第１電極２０（給電点２５）には、同軸ケーブル５０の内部導体５２、補助電極１１０および誘電体基体１０’を介して、第２電極３０（給電点３５）に給電される電流ＩＢより１８０°だけ位相が遅れた電流ＩＡが給電される。同図に示す構成の場合、誘電体基体１０’にスルーホールを形成する必要がないので、その分だけアンテナ１’の製造工程を簡素化することができ、製造コストを低減できる。但し、上述した実施形態で説明したように、スルーホール４０を設けた方が第１電極２０における給電点２５の位置を正確に定めることができるから、インピーダンス整合がとり易い。
【００９５】
［変形例５］
本発明に係るアンテナは、右旋円偏波用のアンテナに限定されない。例えば、図２７に示すように誘電体基体１０に対して第１電極２１と第２電極３１と第３電極１０１を巻き付ければ、左旋円偏波用のアンテナ２になる。なお、給電点２５，３５とスルーホール４０と開口部ＯＰの位置は、インピーダンス整合をとることが可能な位置に調整し直す必要がある。
【００９６】
［変形例６］
上述した実施形態では、側面１０Ｃと側面１０Ｄの２面に跨って第３電極１００を設けた場合を例示したが、第３電極１００は、側面１０Ｃのみに設けられていてもよいし、側面１０Ｄのみに設けられてもよい。また、図２８に示すように第３電極１００はなくてもよい。第３電極１００がない場合、例えば、アンテナ長等の条件によってはオーバーラップ領域ＯＬＡ内でインピーダンス整合をとることができないケースが出てくるが、そのようなケースは全体のうちの一部に過ぎない。また、第３電極１００がない場合、アンテナ１の近くに比較的大きい導電性物質が存在する場合と存在しない場合とで、オーバーラップ領域ＯＬＡ内においてインピーダンス整合がとれる位置が変動し、アンテナの受信性能や送信性能の低下を招くことがあるが、円偏波の受信や送信を行うことは可能である。このように第３電極１００は、インピーダンス整合をとり易くしたり、インピーダンス整合がとれる位置の変動を抑制できるといった観点から採用することが好ましいが、第３電極１００がなくても円偏波の受信や送信を行うことは可能である。また、図２８に示すアンテナ３において、第１電極２０のうち側面１０Ｅに設けられている帯状の部分と、第２電極３０のうち側面１０Ｆに設けられている帯状の部分は、なくてもよい。
【００９７】
［変形例７］
図２９は、本変形例に係るアンテナ４の構造を示す斜視図である。また、図３０は、Ｚ軸方向から見たときのアンテナ４の平面図である。
本変形例に係るアンテナ４は、上述した実施形態に係るアンテナ１から以下の構成［Ａ］〜［Ｃ］をなくすと共に、給電点２５，３５とスルーホール４０と開口部ＯＰの位置を変更したものであり、その他の点については基本的に上述した実施形態と同様である。
［Ａ］第３電極１００。
［Ｂ］第１電極２０のうち上面１０Ａに設けられている台形状の部分。
［Ｃ］第２電極３０のうち下面１０Ｂに設けられている台形状の部分。
【００９８】
本変形例に係るアンテナ４は、第３電極１００を備えておらず、第１電極２２は、側面１０Ｃ、下面１０Ｂおよび側面１０Ｅの３面に跨って連続して設けられており、第２電極３２は、側面１０Ｄ、上面１０Ａおよび側面１０Ｆの３面に跨って連続して設けられている。また、図３０に示すように、Ｚ軸方向からアンテナ４を平面視したとき、第１電極２２のうち下面１０Ｂに設けられている帯状の部分と、第２電極３２のうち上面１０Ａに設けられている帯状の部分とは、互いにその一部が重なる。そして、両者が重なる菱形状の領域をオーバーラップ領域ＯＬＡ’としたとき、給電点２５および給電点３５は、オーバーラップ領域ＯＬＡ’内に位置する。
【００９９】
発明者が鋭意検討した結果、図３０に示すオーバーラップ領域ＯＬＡ’内に給電点２５，３５を設けても、インピーダンス整合がとれることがわかった。但し、必ずしも全ての場合でインピーダンス整合がとれる訳ではなく、アンテナ長等の条件によってはオーバーラップ領域ＯＬＡ’内でインピーダンス整合をとれないケースもある。なお、本変形例においても、オーバーラップ領域ＯＬＡ’の大きさは、少なくとも同軸ケーブル５０の断面のサイズより大きいことが好ましい。
【０１００】
以上の構成であっても、誘電体基体１０や、その側面１０Ｃ〜１０Ｆにおける第１電極２２と第２電極３２の形状や配置は上述した実施形態に係るアンテナ１と同じであるから、円偏波の受信や送信を行うことができる。なお、上述した実施形態に係るアンテナ１や、上述した各変形例に係るアンテナにおいても、本変形例と同様の位置に給電点２５，３５とスルーホール４０と開口部ＯＰの位置を移動することができる。また、例えば、上述した実施形態に係るアンテナ１において、本変形例と同様の位置に給電点２５，３５とスルーホール４０と開口部ＯＰの位置を移動した場合、第３電極１００は、オーバーラップ領域ＯＬＡ’に対しても、インピーダンス整合をとり易くしたり、インピーダンス整合がとれる位置の変動を抑制できるといった効果を奏する。
【０１０１】
［変形例８］
図３１は、本変形例に係るアンテナ５の構造を示す斜視図である。また、図３２は、視点ＶＰ１から見たときのアンテナ５の平面図である。
本変形例に係るアンテナ５は、変形例７に係るアンテナ４から以下の構成［ａ］，［ｂ］をなくすと共に、図３２に示すように、視点ＶＰ１からアンテナ５を平面視したとき、第１電極２３のうち側面１０Ｃに設けられている帯状の部分と、第２電極３３のうち側面１０Ｄに設けられている帯状の部分とが直交するように、側面１０Ｃにおける第１電極２３と側面１０Ｄにおける第２電極３３の形状や配置を変更したものであり、その他の点については基本的に上述した変形例７と同様である。
［ａ］第１電極２２のうち側面１０Ｅに設けられている帯状の部分。
［ｂ］第２電極３２のうち側面１０Ｆに設けられている帯状の部分。
【０１０２】
本変形例に係るアンテナ５において、第１電極２３は、側面１０Ｃおよび下面１０Ｂの２面に跨って連続して設けられており、第２電極３３は、側面１０Ｄおよび上面１０Ａの２面に跨って連続して設けられている。また、図３２に示すように、視点ＶＰ１からアンテナ５を平面視したとき、第１電極２３のうち側面１０Ｃに設けられている帯状の部分と、第２電極３３のうち側面１０Ｄに設けられている帯状の部分とは直交する。これは視点ＶＰ２から見たときも同様である。
【０１０３】
また、第１電極２３のうち側面１０Ｃに設けられている帯状の部分の重心を重心ＣＧ５とし、第２電極３３のうち側面１０Ｄに設けられている帯状の部分の重心を重心ＣＧ６としたとき、重心ＣＧ５−重心ＣＧ６間の誘電体基体１０の厚さは、第１電極２３のうち側面１０Ｃに設けられている帯状の部分から発生して方向Ｂ側の空間に放射される電界の波形の位相を９０°だけ遅らせると共に、第２電極３３のうち側面１０Ｄに設けられている帯状の部分から発生して方向Ａ側の空間に放射される電界の波形の位相を９０°だけ遅らせるように定められている。従って、本変形例に係るアンテナ５においても円偏波の受信や送信を行うことができる。
【０１０４】
なお、視点ＶＰ１または視点ＶＰ２からアンテナ５を平面視したとき、第１電極２３と第２電極３３は直交に限らず交差していればよい。また、変形例７に係るアンテナ４に比べ、第１電極２３や第２電極３３のアンテナ長が短くなっているので、給電点２５，３５とスルーホール４０と開口部ＯＰの位置を調整し直す必要がある。
【０１０５】
［変形例９］
図３３は、本変形例に係るアンテナ６の構造を示す斜視図である。また、図３４は、視点ＶＰ１から見たときのアンテナ６の平面図である。
本変形例に係るアンテナ６は、変形例８に係るアンテナ５に対し、以下の変形［Ｍ］，［Ｎ］を加えたものであり、その他の点については基本的に上述した変形例８と同様である。
［Ｍ］第１電極２３のうち側面１０Ｃに設けられている帯状の部分の長さを短くした点。
［Ｎ］第２電極３３のうち側面１０Ｄに設けられている帯状の部分の長さを短くした点。
【０１０６】
図３４に示すように、本変形例に係るアンテナ６は、視点ＶＰ１から平面視したとき、第１電極２３’のうち側面１０Ｃに設けられている帯状の部分と、第２電極３３’のうち側面１０Ｄに設けられている帯状の部分とが重なっておらず、電極同士が直交していない。これは視点ＶＰ２から見たときも同様である。しかしながら、視点ＶＰ１または視点ＶＰ２からアンテナ６を平面視したとき、第１電極２３’のうち側面１０Ｃに設けられている帯状の部分に流れる電流ＩＡの向きと、第２電極３３’のうち側面１０Ｄに設けられている帯状の部分に流れる電流ＩＢの向きとは直交しているから、円偏波の受信や送信を行うことが可能である。
【０１０７】
なお、視点ＶＰ１または視点ＶＰ２からアンテナ６を平面視したとき、第１電極２３’のうち側面１０Ｃに設けられている帯状の部分に流れる電流ＩＡの向きと、第２電極３３’のうち側面１０Ｄに設けられている帯状の部分に流れる電流ＩＢの向きとは、直交に限らず交差していればよい。また、変形例８に係るアンテナ５に比べ、第１電極２３’や第２電極３３’のアンテナ長が短くなっているので、給電点２５，３５とスルーホール４０と開口部ＯＰの位置を調整し直す必要がある。
【０１０８】
［変形例１０］
図３５は、本変形例に係るアンテナ７の構造を示す斜視図である。また、図３６は、視点ＶＰ１から見たときのアンテナ７の平面図である。
本変形例に係るアンテナ７は、変形例９に係るアンテナ６に対し、以下の変形［Ｘ］，［Ｙ］を加えたものであり、その他の点については基本的に上述した変形例９と同様である。
［Ｘ］第１電極２３’のうち側面１０Ｃに設けられている部分の形状を矩形状にした点。
［Ｙ］第２電極３３’のうち側面１０Ｄに設けられている部分の形状を矩形状にした点。
【０１０９】
図３６に示すように、本変形例に係るアンテナ７の場合も、視点ＶＰ１から平面視したとき、第１電極２４のうち側面１０Ｃに設けられている矩形状の部分と、第２電極３４のうち側面１０Ｄに設けられている矩形状の部分とは、重なる部分がなく交差していない。これは視点ＶＰ２から見たときも同様である。しかしながら、第１電極２４のうち側面１０Ｃに設けられている矩形状の部分に流れる電流ＩＡの向きと、第２電極３４のうち側面１０Ｄに設けられている矩形状の部分に流れる電流ＩＢの向きとが交差（直交）しているから、円偏波の受信や送信を行うことが可能である。なお、本変形例の場合も、給電点２５，３５とスルーホール４０と開口部ＯＰの位置は、アンテナ長等に応じて適宜調整し直す必要がある。
【０１１０】
［変形例１１］
図３７は、本変形例に係るアンテナ８の構造を示す斜視図である。また、図３８は、視点ＶＰ１から見たときのアンテナ８の平面図である。
本変形例に係るアンテナ８は、変形例９に係るアンテナ６に対し、以下の変形［ｘ］，［ｙ］を加えたものであり、その他の点については基本的に上述した変形例９と同様である。
［ｘ］第１電極２３’のうち側面１０Ｃに設けられている部分の形状を三角形にした点。
［ｙ］第２電極３３’のうち側面１０Ｄに設けられている部分の形状を三角形にした点。
【０１１１】
図３８に示すように、本変形例に係るアンテナ８の場合、視点ＶＰ１から平面視したとき、第１電極２４’のうち側面１０Ｃに設けられている三角形状の部分と、第２電極３４’のうち側面１０Ｄに設けられている三角形状の部分とは、交差とは言えないが少なくとも電極同士の一部が重なっている。また、第１電極２４’のうち側面１０Ｃに設けられている三角形状の部分に流れる電流ＩＡの向きと、第２電極３４’のうち側面１０Ｄに設けられている三角形状の部分に流れる電流ＩＢの向きとが交差（直交）している。これは視点ＶＰ２から見たときも同様である。従って、本変形例に係るアンテナ８においても円偏波の受信や送信を行うことが可能である。なお、本変形例の場合も、給電点２５，３５とスルーホール４０と開口部ＯＰの位置は、アンテナ長等に応じて適宜調整し直す必要がある。
【０１１２】
［変形例１２］
上述した実施形態では、上面１０Ａや下面１０Ｂにおいて、第１電極２０と第２電極３０との最小の離間間隔を両電極２０，３０が電気的に結合可能な距離以下となるようにした。しかしながら、例えば、図３１に示すアンテナ５において、第１電極２３のうち側面１０Ｃに設けられている帯状の部分の側面１０Ｄ側の端と、第２電極３３のうち側面１０Ｄに設けられている帯状の部分の側面１０Ｃ側の端との距離（図中上下方向）を、両電極２３，３３が電気的に結合可能な距離以下となるようにしてもよい。また、図３５に示すアンテナ７において、第１電極２４のうち側面１０Ｃに設けられている矩形状の部分の図中右上の頂点と、第２電極３４のうち上面１０Ａに設けられている帯状の部分の頂点ＶＴ１との距離（図中上下方向）を、両電極２４，３４が電気的に結合可能な距離以下となるようにしてもよい。このように上面や下面に限らず、誘電体基体の表面において、第１電極と第２電極との最小の離間間隔を両電極が電気的に結合可能な距離以下となるようにすればよい。
【０１１３】
［変形例１３］
上述した実施形態では、便宜上、Ｚ軸方向にある面を上面１０Ａ、その反対方向にある面を下面１０Ｂ、残りの面を側面１０Ｃ〜１０Ｆとしたが、例えば、図１においてＹ軸方向やＸ軸方向にある面を上面としてもよい。つまり、Ｙ軸方向やＸ軸方向が上側であってもよい。このように上面１０Ａ、下面１０Ｂ、側面１０Ｃ〜１０Ｆは、各々の絶対的な位置関係を規定するものではない。また、上述した実施形態において、第１電極２０、第２電極３０および第３電極１００の各々は、全体として見るとおおむね帯状の形状を有するが、帯状の部分の幅が一定である必要はなく、場所によって幅が異なってもよい。
【０１１４】
［変形例１４］
誘電体基体１０において、上面１０Ａと下面１０Ｂは、互いに向かい合っていればよく、必ずしも平行である必要はない。また、上面１０Ａと下面１０Ｂが同じ大きさである必要もない。これらは、側面１０Ｃと側面１０Ｅ、側面１０Ｄと側面１０Ｆについても同様である。また、誘電体基体１０の形状は直方体に限定されない。例えば、誘電体基体は、図３１に示した直方体状の誘電体基体１０から各頂点の部分を斜めに切り落とした形状であってもよい。この場合、例えば、同図に示す頂点ＶＴ１は、上面１０Ａを含む平面と、側面１０Ｃを含む平面と、側面１０Ｆを含む平面とが交わる交点になる。また、頂点ＶＴ２は、上面１０Ａを含む平面と、側面１０Ｄを含む平面と、側面１０Ｅを含む平面とが交わる交点になる。
【符号の説明】
【０１１５】
１〜８，１’…アンテナ、１０，１０’…誘電体基体、１０Ａ…上面（第１面）、１０Ｂ…下面（第２面）、１０Ｃ…側面（第３面）、１０Ｄ…側面（第５面）、１０Ｅ…側面（第４面）、１０Ｆ…側面（第６面）、２０〜２４，２３’，２４’…第１電極、２５…給電点、３０〜３４，３３’，３４’…第２電極、３５…給電点、４０…スルーホール（孔）、５０…同軸ケーブル（給電線）、５２…内部導体、５４…絶縁層、５６…外部導体、５８…外皮、１００，１０１…第３電極、１１０…補助電極、ＯＰ…開口部（孔）、ＯＬＡ，ＯＬＡ’…オーバーラップ領域、ＩＡ…第１電極に給電される電流、ＩＢ…第２電極に給電される電流、ｐ…スルーホールの直径、Ｐ…開口部の直径、ＶＰ１〜ＶＰ４…視点、ＶＴ１〜ＶＴ４…頂点（交点）、ＣＧ１〜ＣＧ６…重心、Ｄ…重心間の距離、Ａ，Ｂ…方向、Ｓ…補助電極の直径。
【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２３】
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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２２】
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【図２４】
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