(57)【要約】【課題】反射板の垂直な方向から傾いた方向に電波を送受信できる低姿勢なアンテナを提供する。【解決手段】アンテナ１は、導電材料で構成された導体１１と、導体１１を含む面に直交する方向に、導体１１に対して予め定められた距離で並べられた導電材料で構成された複数の導体パッチ１２とを有する反射板１０と、導体１１を含む面に直交する方向に、複数の導体パッチ１２から予め定められた他の距離に設けられたダイポール素子２０とを備えている。複数の導体パッチ１２は、表面積が垂直方向の上部から下部に向うにつれて小さくなるように設定されている。ダイポール素子２０が給電されると、反射板１０の垂線方向から導体パッチ１２の表面積の大きい側に角度θ傾いた方向にメインビームが放射される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電材料で構成された導体と、
導電材料で構成され、前記導体を含む面に直交する方向に、予め定められた第１の距離に配置され、予め定められた面積当りにおける当該導体に対向する表面積の割合が、予め定められた方向において変化する領域を有する複数の導体パッチと、
前記導体を含む面に直交する方向に、前記複数の導体パッチから予め定められた第２の距離に設けられ、電波を送受信する放射素子と
を備えるアンテナ。
【請求項２】
前記導体を含む面に直交する方向に、前記複数の導体パッチから予め定められた第３の距離に、前記放射素子の送受信する電波の偏波と交差する偏波の電波を送受信する他の放射素子がさらに設けられてい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】
前記複数の導体パッチの前記領域における前記導体に対向する表面積の割合の変化は、当該領域に含まれる導体パッチの表面積の変化であることを特徴とする請求項１又は２に記載のアンテナ。
【請求項４】
前記複数の導体パッチの間隔が、前記予め定められた方向と当該予め定められた方向と直交する方向とで異なることを特徴とする請求項３に記載のアンテナ。
【請求項５】
前記複数の導体パッチの前記領域における前記導体に対向する表面積の割合の変化は、当該領域に含まれる導体パッチの間の距離の変化であることを特徴とする請求項１又は２に記載のアンテナ。
【請求項６】
前記放射素子又は前記他の放射素子のいずれか一方又は両方の中心が、前記予め定められた方向において、前記複数の導体パッチの前記領域の中心からずれて配置されていることを特徴とする請求項２に記載のアンテナ。
【請求項７】
前記複数の導体パッチは、前記放射素子又は前記他の放射素子のいずれか一方又は両方が面する部分を除くように設けられていることを特徴とする請求項２に記載のアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
天井や壁などに設置されて屋内で使用されるアンテナとしては、設置や景観上の観点から、平面構造で薄型であることが求められる。
メタマテリアル技術を用いたＥＢＧ（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｂａｎｄ  Ｇａｐ）構造体を反射板として用いることにより、アンテナを低姿勢化することが可能である。
【０００３】
特許文献１には、反射波の位相を制御する反射板を用いて、送信側装置から一次放射された電波を、反射によって所望エリアに対して二次放射するように構成されている無線通信システムであって、前記反射板は、前記送信側装置から一次放射された電波を、鏡面反射の場合の反射角度と異なる方向に向かう等位相の平面波として反射させるように反射特性が設定されている無線通信システムが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−６２６８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、平面構造のアンテナを室内で使用する場合、アンテナが設置される位置とアンテナからの電波を送受信する位置との関係から、平面構造の平面に垂直な方向から傾いた（チルトした）方向に電波が送受信されることが求められる。
本発明の目的は、反射板の垂直な方向から傾いた方向に電波を送受信できる低姿勢な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】
【０００６】
かかる目的のもと、本発明が適用されるアンテナは、導電材料で構成された導体と、導電材料で構成され、導体を含む面に直交する方向に、予め定められた第１の距離に配置され、予め定められた面積当りにおける導体に対向する表面積の割合が、予め定められた方向において変化する領域を有する複数のパッチと、導体を含む面に直交する方向に、複数の導体パッチから予め定められた第２の距離に設けられ、電波を送受信する放射素子とを備えている。
このようなアンテナにおいて、導体を含む面に直交する方向に、複数の導体パッチから予め定められた第３の距離に、放射素子の送受信する電波の偏波と交差する偏波の電波を送受信する他の放射素子がさらに設けられていることを特徴とすることができる。
これにより、偏波共用のアンテナとすることができる。
【０００７】
また、複数のパッチの前述の領域における導体に対向する表面積の割合の変化は、この領域に含まれるパッチの表面積の変化であることを特徴とすることができる。
そして、複数のパッチの間隔が、予め定められた方向と予め定められた方向と直交する方向とで異なることを特徴とすることができる。
これにより、両偏波の指向性を別々に制御することができる。
【０００８】
一方、複数のパッチの前述の領域における導体に対向する表面積の割合の変化は、前述の領域に含まれるパッチの間の距離の変化であることを特徴とすることができる。
【０００９】
さらに、放射素子又は他の放射素子のいずれか一方又は両方の中心が、予め定められた方向において、前述の領域の中心からずれて配置されていることを特徴とすることができる。
これにより、送受信できる電波の方向を反射板の垂直な方向から大きくできる。
【００１０】
そして、複数の導体パッチは、放射素子又は他の放射素子のいずれか一方又は両方が面する部分を除くように設けられている。
これにより、放射素子又は他の放射素子への給電が容易になる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、反射板の垂直な方向から傾いた方向に電波を送受信できる低姿勢なアンテナを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施の形態が適用されるアンテナの全体構成の一例を示す斜視図である。
【図２】第１の実施の形態が適用されるアンテナの平面図及び断面図である。（ａ）はアンテナの平面図、（ｂ）はアンテナの（ａ）におけるＩＩｂ−ＩＩｂ線での断面図、（ｃ）はアンテナの（ａ）におけるＩＩｃ−ＩＩｃ線での断面図である。
【図３】第１の実施の形態が適用されるアンテナの反射板における導体パッチ及びダイポール素子の構成を示す図である。（ａ）は反射板における導体パッチの構成、（ｂ）はダイポール素子の構成を示す図である。
【図４】第２の実施の形態が適用されるアンテナの全体構成の一例を示す斜視図である。
【図５】第２の実施の形態が適用されるアンテナの平面図及び断面図である。（ａ）はアンテナの平面図、（ｂ）はアンテナの（ａ）におけるＶｂ−Ｖｂ線での断面図、（ｃ）はアンテナの（ａ）におけるＶｃ−Ｖｃ線での断面図である。
【図６】第２の実施の形態が適用されるアンテナの反射板における導体パッチ及びダイポール素子の構成を示す図である。（ａ）は反射板における導体パッチの構成、（ｂ）はダイポール素子の構成を示す図である。
【図７】第２の実施の形態が適用されるアンテナ１の垂直方向（垂直面内）における指向性及びその周波数（ｆ）依存性を示す図である。（ａ）はｆ＝０．９４ｆ０における垂直偏波素子の指向性、（ｂ）はｆ＝ｆ０における垂直偏波素子の指向性、（ｃ）はｆ＝１．０６ｆ０における垂直偏波素子の指向性、（ｄ）はｆ＝０．９４ｆ０における水平偏波素子の指向性、（ｅ）はｆ＝ｆ０における水平偏波素子の指向性、（ｆ）はｆ＝１．０６ｆ０における水平偏波素子の指向性である。
【図８】ＥＢＧ構造体で構成された反射板における入射波に対する反射波の反射位相差と導体パッチの間隔ｄとの関係を示す図である。（ａ）は導体パッチの間隔ｄを説明する図、（ｂ）は反射板に対する入射波と反射波とを説明する図、（ｃ）は周波数ｆに対する反射位相差と導体パッチの間隔ｄとの関係を示す図である。
【図９】第３の実施の形態が適用されるアンテナの全体構成の一例を示す斜視図である。
【図１０】第３の実施の形態が適用されるアンテナの平面図である。
【図１１】第３の実施の形態が適用されるアンテナの垂直方向（垂直面内）における指向性及びその周波数（ｆ）依存性を示す図である。（ａ）はｆ＝０．９４ｆ０における垂直偏波素子の指向性、（ｂ）はｆ＝ｆ０における垂直偏波素子の指向性、（ｃ）はｆ＝１．０６ｆ０における垂直偏波素子の指向性、（ｄ）はｆ＝０．９４ｆ０における水平偏波素子の指向性、（ｅ）はｆ＝ｆ０における水平偏波素子の指向性、（ｆ）はｆ＝１．０６ｆ０における水平偏波素子の指向性である。
【図１２】反射板の中心からダイポール素子の中心を垂直方向にずらして配置することを説明する図である。（ａ）は、反射板の中心からダイポール素子の中心を垂直方向の正側にずらして配置した場合、（ｂ）は、反射板の中心にダイポール素子の中心を配置した場合、（ｃ）は、反射板の中心からダイポール素子の中心を垂直方向の負側にずらして配置した場合を示す。
【図１３】反射板中心に対するダイポール素子中心の位置Ｒとチルト角θとの関係を示す図である。
【図１４】第４の実施の形態が適用されるアンテナの平面図である。
【図１５】第４の実施の形態が適用されるアンテナの垂直方向（垂直面内）における指向性を示す図である。（ａ）はｆ＝ｆ０における垂直偏波素子の指向性、（ｂ）はｆ＝ｆ０における水平偏波素子の指向性である。
【図１６】第５の実施の形態が適用されるアンテナの平面図である。
【図１７】第５の実施の形態が適用されるアンテナの垂直方向（垂直面内）における指向性を示す図である。（ａ）はｆ＝ｆ０における垂直偏波素子の指向性、（ｂ）はｆ＝ｆ０における水平偏波素子の指向性である。
【図１８】第６の実施の形態が適用されるアンテナの平面図である。
【図１９】第６の実施の形態が適用されるアンテナの垂直方向（垂直面内）における指向性を示す図である。（ａ）はｆ＝ｆ０における垂直偏波素子の指向性、（ｂ）はｆ＝ｆ０における水平偏波素子の指向性である。
【図２０】第７の実施の形態が適用されるアンテナの平面図である。
【図２１】第７の実施の形態が適用されるアンテナの垂直方向（垂直面内）における指向性を示す図である。（ａ）はｆ＝ｆ０における垂直偏波素子の指向性、（ｂ）はｆ＝ｆ０における水平偏波素子の指向性である。
【図２２】第８の実施の形態が適用されるアンテナの全体構成の一例を示す斜視図である。
【図２３】第９の実施の形態が適用されるアンテナの全体構成の一例を示す斜視図である。
【図２４】第９の実施の形態が適用されるアンテナの平面図である。
【図２５】第９の実施の形態が適用されるアンテナの垂直偏波素子の指向性を示す図である。（ａ）は、ｘ−ｚ平面での垂直偏波素子の指向性、（ｂ）は、ｙ−ｚ平面での垂直偏波素子の指向性、（ｃ）は、φ４５°−ｚ平面での垂直偏波素子の指向性である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態が適用されるアンテナ１の全体構成の一例を示す斜視図である。
図１に示すように、アンテナ１は、導電材料で構成された導体１１と導体１１を含む面に対して直交する方向に予め定められた距離（後述する図２における距離Ｌ３）に平行に並べられた導電材料で構成された複数の導体パッチ１２とを含む反射板１０と、複数の導体パッチ１２から、導体１１を含む面に対して直交する方向の予め定められた距離（後述する図２における距離Ｌ２）に設けられた放射素子の一例としてのダイポール素子２０とを備えている。
反射板１０は、導体１１と複数の導体パッチ１２とで、ＥＢＧ構造体を構成している。
図１では、反射板１０における導体パッチ１２とダイポール素子２０とを区別するため、ダイポール素子２０に網点を施している。他の図においても同様である。
なお、反射板１０の導体１１は四角形であるとし、この四角形の辺に沿って、図１の下側から上側に向う方向を垂直方向、左側から右側に向う方向を水平方向とする。
そして、複数の導体パッチ１２は、後述する図３で説明するように、導体パッチ１２の表面の面積（表面積）が、垂直方向において変化するように構成されている。すなわち、複数の導体パッチ１２は、表面積が垂直方向の上部から下部に向うにつれて小さくなるように設定されている。
ここでは、複数の導体パッチ１２のそれぞれを導体パッチ１２と表記することがあり、複数の導体パッチ１２をまとめて導体パッチ１２と表記することがある。
【００１４】
ダイポール素子２０は、垂直方向に１組の素子部２０ａと素子部２０ｂとを備えている。ダイポール素子２０は、垂直偏波を送受信する。そして、偏波（垂直偏波）の方向は、複数の導体パッチ１２において表面積が小さくなっていく方向に一致する。
なお、ダイポール素子２０は、素子部２０ａ、２０ｂ（図３参照）の中央部分に給電点を有し電波を送受信する。ここでは、ダイポール素子２０への給電の方法については、説明を省略する。
【００１５】
アンテナ１が電波を送信する場合、ダイポール素子２０に給電されると、反射板１０に対して垂直に立てた垂線の方向（垂線方向）から、導体パッチ１２の表面積の大きい側に角度θ（チルト角θ）傾いた方向（放射方向）にメインビームを放射する。
アンテナの可逆性により、電波を受信する場合においても同様である。
【００１６】
導体１１は導電材料で構成されていればよく、例えばＡｌ、Ｃｕなどの金属板が適用できる。さらに、導体１１は、ガラスエポキシなどの誘電材料で構成された基板上に設けられたＡｌ、Ｃｕなどの金属層であってもよい。
同様に、導体パッチ１２も導電材料で構成されていればよく、例えばＡｌ、Ｃｕなどの金属板が適用できる。さらに、導体パッチ１２も、ガラスエポキシなどの誘電材料で構成された基板上に設けられたＡｌ、Ｃｕなどの金属層によって構成されたものであってもよい。
そして、ダイポール素子２０も、素子部２０ａ、２０ｂが導電材料で構成されていればよく、例えばＡｌ、Ｃｕなどの金属板が適用できる。また、板状に限らず、Ａｌ、Ｃｕなどの金属棒であってもよい。さらに、素子部２０ａ、２０ｂも、ガラスエポキシなどの誘電材料で構成された基板上に設けられたＡｌ、Ｃｕなどの金属層によって構成されたものであってもよい。
【００１７】
図２は、第１の実施の形態が適用されるアンテナ１の平面図及び断面図である。図２（ａ）はアンテナ１の平面図、図２（ｂ）はアンテナ１の図２（ａ）におけるＩＩｂ−ＩＩｂ線での断面図、図２（ｃ）はアンテナ１の図２（ａ）におけるＩＩｃ−ＩＩｃ線での断面図である。
図２（ａ）に示すように、アンテナ１は、導体１１及び複数の導体パッチ１２を含む反射板１０とダイポール素子２０とを備えている。そして、例えば、導体１１は、一辺長Ｌ１の正方形である。
図２（ｂ）に示すように、ダイポール素子２０は反射板１０の導体パッチ１２から第２の距離の一例としての距離Ｌ２の位置に設けられている。そして、反射板１０において、複数の導体パッチ１２は導体１１から第１の距離の一例としての距離Ｌ３の位置に設けられている。
図２（ａ）、（ｃ）に示すように、反射板１０の複数の導体パッチ１２は、垂直方向の上部から下部に向う方向において、表面積が小さくなるように構成されている。
そして、反射板１０の垂直方向の下端からダイポール素子２０の中心までが距離Ｌ４、反射板１０の垂直方向の上端からダイポール素子２０の中心までが距離Ｌ５である。
ここでは、反射板１０における導体１１と導体パッチ１２とは接続されていない。しかし、導体１１と導体パッチ１２とを、導電材料で接続して、所謂マッシュルーム構造としてもよい。
【００１８】
図３は、第１の実施の形態が適用されるアンテナ１の反射板１０における複数の導体パッチ１２及びダイポール素子２０の構成を示す図である。図３（ａ）は反射板１０の複数の導体パッチ１２の構成、図３（ｂ）はダイポール素子２０の構成を示す図である。
図３（ａ）に示すように、反射板１０の複数の導体パッチ１２は、垂直方向の上部から下部に向って一辺長が変化していく正方形の導体パッチ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆ、１２ｇ、１２ｈ、１２ｉを備えている。
なお、導体パッチ１２は、水平方向には一辺長が同じものが、水平方向の中心に対して対称になるように複数配置されている。
導体パッチ１２ａは一辺長Ｌ７、導体パッチ１２ｂは一辺長Ｌ９、導体パッチ１２ｃは一辺長Ｌ１０、導体パッチ１２ｄは一辺長Ｌ１１、導体パッチ１２ｅは一辺長Ｌ１２、導体パッチ１２ｆは一辺長Ｌ１３、導体パッチ１２ｇは一辺長Ｌ１４、導体パッチ１２ｈは一辺長Ｌ１５、導体パッチ１２ｉは一辺長Ｌ１６である。
そして、導体パッチ１２は、水平方向には間隔Ｌ６で配置され、垂直方向には間隔Ｌ８で配置されている。
【００１９】
図３（ｂ）に示すように、ダイポール素子２０は、素子部２０ａ、２０ｂが垂直方向に配置されている。素子部２０ａ、２０ｂの水平方向は幅Ｌ１７、垂直方向に配置された素子部２０ａ、２０ｂの全体は長さＬ１９である。
【００２０】
ここで、図２、図３に示したアンテナ１における一辺長Ｌ１などの数値の一例を説明する。アンテナ１が送受信する電波は、自由空間において中心波長λ０（中心周波数ｆ０）であるとする。
この場合、反射板１０の導体１１の一辺長Ｌ１は１．３λ０、反射板１０における導体パッチ１２とダイポール素子２０との距離Ｌ２は０．０２λ０、反射板１０における導体１１と導体パッチ１２との距離Ｌ３は０．０４λ０、反射板１０の垂直方向の下端からダイポール素子２０の中心までの距離Ｌ４は０．５λ０、上端からダイポール素子２０の中心までの距離Ｌ５は０．８λ０である。
【００２１】
ダイポール素子２０は、反射板１０の垂直方向における中心より、０．１５λ０下側にずらして配置されている。ダイポール素子２０の中心を導体１１の中心から導体パッチ１２の表面積が小さい側にずらして配置した方がチルト角θを大きくできるためである。
すなわち、導体パッチ１２の端（図３（ａ）において導体パッチ１２ａの上端）とダイポール素子２０の中心との距離もチルト角θに影響する。
【００２２】
導体パッチ１２ａの一辺長Ｌ７は０．２４λ０、導体パッチ１２ｂの一辺長Ｌ９は０．２１λ０、導体パッチ１２ｃの一辺長Ｌ１０は０．１８λ０、導体パッチ１２ｄの一辺長Ｌ１１は０．１５λ０、導体パッチ１２ｅの一辺長Ｌ１２は０．１３λ０、導体パッチ１２ｆの一辺長Ｌ１３は０．１λ０、導体パッチ１２ｇの一辺長Ｌ１４は０．０７λ０、導体パッチ１２ｈの一辺長Ｌ１５は０．０４λ０、導体パッチ１２ｉの一辺長Ｌ１６は０．０２λ０である。
そして、導体パッチ１２の水平方向の間隔Ｌ６は０．０２λ０、垂直方向の間隔Ｌ８は０．０２λ０である。すなわち、第１の実施の形態では、反射板１０における導体パッチ１２は、垂直方向及び水平方向において、同じ間隔（間隔Ｌ６＝間隔Ｌ８）で配置されている。
【００２３】
さらに、ダイポール素子２０の素子部２０ａ、２０ｂの幅Ｌ１７は０．１２λ０、素子部２０ａ、２０ｂの全体の長さＬ１９は０．３８λ０である。
【００２４】
以上説明したように、第１の実施の形態が適用されるアンテナ１では、ＥＢＧ構造体である反射板１０を用いることで、反射板１０における導体１１からダイポール素子２０までの高さ（距離Ｌ２＋距離Ｌ３）が、０．０６λ０となる。
これに対して、導体１１のみを反射板１０とする場合では、一般的に導体１１からダイポール素子２０までの高さは、約０．２５λ０となる。
すなわち、第１の実施の形態が適用されるアンテナ１は、ＥＢＧ構造体である反射板１０を用いない場合に比べて、低姿勢化できる。
【００２５】
さらに、アンテナ１が電波を送信する場合において、メインビームの放射方向を反射板１０の垂線方向に対して、導体パッチ１２の面積が大きい方向に傾ける（チルト角θ）ことができる。
これは、ＥＢＧ構造体により構成される反射板１０を用いたアンテナ１では、反射板１０を構成する導体パッチ１２の表面形状及び導体パッチ１２相互間の間隔によって、導体１１と導体パッチ１２間のインダクタンス、導体パッチ１２相互間のキャパシタンスが異なる。よって、反射板１０における垂直方向の上部から下部に向かって導体パッチ１２の表面積を変えてゆくことで、インダクタンス又は／及びキャパシタンスに分布が生じる。
これにより、アンテナ１が電波を送信する場合において、ダイポール素子２０が放射する電波のメインビームの方向を傾かせる（チルトさせる）ことができる。また、アンテナ１の垂直方向の指向性も制御することができる。
アンテナの可逆性により、電波を受信する場合においても同様である。
【００２６】
なお、図１、図２に示すアンテナ１では、導体１１から予め定められた距離、例えば平行に設けられた複数の導体パッチ１２が全て垂直方向において表面積が変化していくように構成されている。
このことは、最も大きな表面積の導体パッチ１２を含むように予め設定された面積当りに導体パッチ１２が占める表面積の割合が垂直方向（予め定められた方向）において変化していくと考えることができる。
そして、導体パッチ１２の表面積又は導体パッチ１２が占める表面積の割合の変化は垂直方向の距離に応じて設定されればよく、これらの変化の割合によってチルト角及び指向性が制御できる。
また、図３に示すように、導体パッチ１２の面積は、垂直方向において１個毎に連続して変化させているが、複数個毎に変化させるようにしてもよく、数の異なる個数毎に変化させてもよい。
【００２７】
また、図１、図２に示すアンテナ１では、導体１１から予め定められた距離、例えば平行に設けられた複数の導体パッチ１２が全て垂直方向において表面積が変化するように構成されている。しかし、この垂直方向において表面積が変化する複数の導体パッチ１２が含まれる範囲を領域とし、この領域の外側に、表面積が変化しない導体パッチ１２が設けられていてもよい。そして、ダイポール素子２０が、この垂直方向において表面積が変化する複数の導体パッチ１２が含まれる領域に設けられていればよい。
【００２８】
［第２の実施の形態］
第１の実施の形態では、アンテナ１におけるダイポール素子２０は、１組の素子部２０ａ、素子部２０ｂを備え、垂直偏波を送受信した。
第２の実施の形態では、アンテナ１において、放射素子の他の一例として４個のダイポール素子２１、２２、２３、２４を用いるとともに、垂直偏波に加えて、垂直偏波に直交する水平偏波を送受信できるようにしている。
【００２９】
図４は、第２の実施の形態が適用されるアンテナ１の全体構成の一例を示す斜視図である。
反射板１０の構成は、第１の実施の形態と同様である。ダイポール素子２１、２２、２３、２４の構成については、後述する。
【００３０】
図５は、第２の実施の形態が適用されるアンテナ１の平面図及び断面図である。図５（ａ）はアンテナ１の平面図、図５（ｂ）はアンテナ１の図５（ａ）におけるＶｂ−Ｖｂ線での断面図、図５（ｃ）はアンテナ１の図５（ａ）におけるＶｃ−Ｖｃ線での断面図である。
４個のダイポール素子２１、２２、２３、２４を用いている以外は、図２に示した第１の実施の形態と同様であるので、同じ符号を付して説明を省略する。
そして、距離Ｌ４は、反射板１０の垂直方向の下端からダイポール素子２１又はダイポール素子２３の中心までの距離、距離Ｌ５は、反射板１０の垂直方向の上端からダイポール素子２１又はダイポール素子２３の中心までが距離である。
ここでは、ダイポール素子２１、２２、２３、２４と反射板１０における導体パッチ１２とは、距離Ｌ２で設けられているとした。なお、垂直偏波素子であるダイポール素子２１、２３と、水平偏波素子であるダイポール素子２２、２４とで、反射板１０における導体パッチ１２までの距離を異ならせてもよい。このとき、ダイポール素子２１、２３と反射板１０における導体パッチ１２までの距離が第２の距離の一例であり、ダイポール素子２２、２４と反射板１０における導体パッチ１２までの距離が第３の距離の一例である。第２の距離と第３の距離が同じであってもよい。
【００３１】
図６は、第２の実施の形態が適用されるアンテナ１の反射板１０における導体パッチ１２及びダイポール素子２１、２２、２３、２４の構成を示す図である。図６（ａ）は反射板１０における導体パッチ１２の構成、図６（ｂ）はダイポール素子２１、２２、２３、２４の構成を示す図である。
図６（ａ）に示す反射板１０の導体パッチ１２の構成は、図３（ａ）に示した第１の実施の形態と同様である。よって、同じ符号を付して説明を省略する。
【００３２】
図６（ｂ）において、４つのダイポール素子２１、２２、２３、２４について説明する。
ダイポール素子２１の素子部２１ａ、２１ｂとダイポール素子２３の素子部２３ａ、２３ｂは、垂直方向に配列され、ダイポール素子２２の素子部２２ａ、２２ｂとダイポール素子２４の素子部２４ａ、２４ｂは、水平方向に配列されている。
すなわち、ダイポール素子２１、２３は垂直偏波を送受信し、ダイポール素子２２、２４は水平偏波を送受信する。よって、アンテナ１は、偏波共用である。ここでは、ダイポール素子２１及びダイポール素子２３を垂直偏波素子と、ダイポール素子２２及びダイポール素子２４を水平偏波素子と表記する。
なお、ダイポール素子２１、２３のいずれか一方及び／又はダイポール素子２２、２４のいずれか一方を省いてもよい。
【００３３】
ダイポール素子２１の素子部２１ａ、２１ｂ、ダイポール素子２２の素子部２２ａ、２２ｂ、ダイポール素子２３の素子部２３ａ、２３ｂ、ダイポール素子２４の素子部２４ａ、２４ｂはそれぞれ幅Ｌ１７である。
また、ダイポール素子２１、２２、２３、２４の全体は長さＬ１９である。なお、全体の長さＬ１９は、ダイポール素子２１、２２、２３、２４のそれぞれの素子部（素子部２１ａ、２１ｂ、素子部２２ａ、２２ｂ、素子部２３ａ、２３ｂ、素子部２４ａ、２４ｂ）の端から端までの長さである。
さらに、ともに垂直偏波を送受信するダイポール素子２１とダイポール素子２３との中心間は距離Ｌ１８である。同様に、ともに水平偏波を送受信するダイポール素子２２とダイポール素子２４との中心間も距離Ｌ１８である。
なお、ダイポール素子２１、２２、２３、２４の素子部は、例えば素子部２１ａと素子部２２ｂのように互いがＬ字状に近接する部分において、斜めに切り取られている。
また、第２の実施の形態では、ダイポール素子２１とダイポール素子２３との中心間の距離と、ダイポール素子２２とダイポール素子２４との中心間の距離を同じとしたが、求められる指向性（ビーム幅）に応じてそれぞれ別々の距離に設定してもよい。
【００３４】
そして、ダイポール素子２１、２２、２３、２４も、それぞれの素子部（素子部２１ａ、２１ｂ、素子部２２ａ、２２ｂ、素子部２３ａ、２３ｂ、素子部２４ａ、２４ｂ）が導電材料で構成されていればよく、例えばＡｌ、Ｃｕなどの金属板が適用できる。また、素子部２１ａ、２１ｂ、素子部２２ａ、２２ｂ、素子部２３ａ、２３ｂ、素子部２４ａ、２４ｂは、例えばＡｌ、Ｃｕなどの金属棒であってもよい。さらに、素子部２１ａ、２１ｂ、素子部２２ａ、２２ｂ、素子部２３ａ、２３ｂ、素子部２４ａ、２４ｂは、ガラスエポキシなどの誘電材料で構成された基板上に設けられたＡｌ、Ｃｕなどの金属層により構成されたものであってもよい。
【００３５】
図５、図６に示したアンテナ１における一辺長Ｌ１などの数値の一例は、第１の実施の形態と同様である。なお、ともに垂直偏波を送受信するダイポール素子２１とダイポール素子２３との中心間及びともに水平偏波を送受信するダイポール素子２２とダイポール素子２４との中心間の距離Ｌ１８は０．４２λ０である。
【００３６】
図７は、第２の実施の形態が適用されるアンテナ１の垂直方向（垂直面内）における指向性及びその周波数（ｆ）依存性を示す図である。図７（ａ）はｆ＝０．９４ｆ０における垂直偏波素子の指向性、図７（ｂ）はｆ＝ｆ０における垂直偏波素子の指向性、図７（ｃ）はｆ＝１．０６ｆ０における垂直偏波素子の指向性、図７（ｄ）はｆ＝０．９４ｆ０における水平偏波素子の指向性、図７（ｅ）はｆ＝ｆ０における水平偏波素子の指向性、図７（ｆ）はｆ＝１．０６ｆ０における水平偏波素子の指向性を示す図である。
なお、本指向性は、全てのダイポール素子２１、２２、２３、２４を同相で給電したものであるが、垂直偏波素子（図４、５においてはダイポール素子２１、２３）、水平偏波素子（図４、５においてはダイポール素子２２、２４）それぞれに対して位相を異ならせて給電し、チルト角θ等の電波の放射方向（ビーム方向）を適宜調整してもよい。
これらの指向性は、シミュレーションによって求めた。
【００３７】
垂直偏波素子のチルト角θは、ｆ＝０．９４ｆ０（図７（ａ））において６．５°、ｆ＝ｆ０（図７（ｂ））において１０．５°、ｆ＝１．０６ｆ０（図７（ｃ））において１６．８°である。
さらに、水平偏波素子のチルト角θは、ｆ＝０．９４ｆ０（図７（ｄ））において１５．３°、ｆ＝ｆ０（図７（ｅ））において２３°、ｆ＝１．０６ｆ０（図７（ｆ））において２１．３°である。
【００３８】
このように、第２の実施の形態が適用されるアンテナ１では、導体パッチ１２の面積を垂直方向の上部から下部に向けて小さくしているので、垂直偏波素子及び水平偏波素子のメインビームの放射方向を反射板１０の垂線方向から傾ける（チルトさせる）ことができる。
なお、周波数ｆによってチルト角θが異なるのは、導体１１と導体パッチ１２間のインダクタンス、導体パッチ１２相互間のキャパシタンスが周波数依存性を有するためである。
【００３９】
［第３の実施の形態］
第２の実施の形態では、４個のダイポール素子２１、２２、２３、２４を用いるとともに、垂直偏波と水平偏波とを共に送受信できる偏波共用とした。
しかし、第２の実施の形態が適用されるアンテナ１では、図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す垂直偏波素子の指向性と図７（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）に示す水平偏波素子の指向性とを比べると、同じ周波数ｆに対して、水平偏波素子が垂直偏波素子に比べてチルト角θが大きい（深い）。そして、図７（ｅ）において破線で囲ったα部分と図７（ｆ）において破線で囲ったβ部分のように、水平偏波素子の指向性は、垂直偏波素子の指向性に比べ、乱れが大きい。
例えは、図７（ｄ）のｆ＝０．９４ｆ０における水平偏波素子の指向性が、図７（ｆ）に対応するｆ＝１．０６ｆ０において得られれば、チルト角θが１５．３°と浅くなって、図７（ｃ）に示す垂直偏波素子のチルト角θの１６．８°に近くなる。そして、指向性の乱れも少なくなる。
そこで、第３の実施の形態では、水平偏波素子と垂直偏波素子とにおけるチルト角θの差及び水平偏波素子の指向性の乱れを抑制している。
【００４０】
図８は、ＥＢＧ構造体で構成された反射板１０における入射波に対する反射波の反射位相差と導体パッチ１２の間隔ｄとの関係を示す図である。図８（ａ）は導体パッチ１２の間隔ｄを説明する図、図８（ｂ）は反射板１０に対する入射波と反射波とを説明する図、図８（ｃ）は周波数ｆに対する反射位相差と導体パッチ１２の間隔ｄとの関係を示す図である。
【００４１】
図８（ｃ）に示す、周波数ｆに対する反射位相差と導体パッチ１２の間隔ｄとの関係は、次のようにして求めた。まず、無限大の面積の導体１１から予め定められた距離、例えば平行に、導体パッチ１２を間隔ｄで無限に配置したと仮定する（図８（ａ）参照）。そして、反射板１０に対して平面波を入射波とし、入射波に対する反射波の反射位相差を計算した（図８（ｃ）参照）。
図８（ｃ）では、間隔ｄが最も小さい場合において、反射位相差が０°となる周波数ｆを中心周波数ｆ０として示している。
そして、間隔ｄが最も小さい場合においては、反射位相差は、ｆ＝０．５ｆ０における１５０°から、ｆ＝１．８ｆ０の−１５０°まで変化する。
なお、ＥＢＧ構造体で構成された反射板１０では、反射位相差が−９０から９０°の範囲で使用されることが多い。
【００４２】
そして、図８（ｃ）に示すように、導体パッチ１２の間隔ｄが大きく（広く）なるにつれ、反射位相差が０°となる周波数ｆが高くなる。すなわち、反射位相差を表すグラフが、周波数ｆの高い側にシフトする。
このことから、反射板１０における導体パッチ１２の間隔ｄを大きく（広く）して、周波数ｆを高い側にシフトさせれば、図７（ｄ）に示したｆ＝０．９４ｆ０での水平偏波素子の指向性を、ｆ＝１．０６ｆ０において得ることができるようになると考えられる。
【００４３】
図９は、第３の実施の形態が適用されるアンテナ１の全体構成の一例を示す斜視図である。
図９に示すように、アンテナ１において、図６（ａ）に示した第２の実施の形態が適用されるアンテナ１の反射板１０における導体パッチ１２の水平方向の間隔Ｌ６を、間隔Ｌ６より広い間隔Ｌ６′としている。なお、導体パッチ１２の垂直方向の間隔Ｌ８は、図６（ａ）に示した第２の実施の形態が適用されるアンテナ１と同じである。
【００４４】
図１０は、第３の実施の形態が適用されるアンテナ１の平面図である。
なお、反射板１０における導体１１の一辺長Ｌ１は、図５（ａ）に示した第２の実施の形態と同じである。
図１０に示すように、反射板１０における導体パッチ１２は、水平方向が図５（ａ）に示した第２の実施の形態が適用される間隔Ｌ６より広い間隔Ｌ６′で配置されているので、図５（ａ）に示した第２の実施の形態の場合に比べて、導体パッチ１２が水平方向に広がって配置されている。
他の構成は、第２の実施の形態と同様であるので、同じ符号を付して説明を省略する。
【００４５】
図１１は、第３の実施の形態が適用されるアンテナ１の垂直方向（垂直面内）における指向性及びその周波数（ｆ）依存性を示す図である。図１１（ａ）はｆ＝０．９４ｆ０における垂直偏波素子の指向性、図１１（ｂ）はｆ＝ｆ０における垂直偏波素子の指向性、図１１（ｃ）はｆ＝１．０６ｆ０における垂直偏波素子の指向性、図１１（ｄ）はｆ＝０．９４ｆ０における水平偏波素子の指向性、図１１（ｅ）はｆ＝ｆ０における水平偏波素子の指向性、図１１（ｆ）はｆ＝１．０６ｆ０における水平偏波素子の指向性を示す図である。
これらの指向性は、間隔Ｌ６′＝２×間隔Ｌ６＝０．０４λ０として、シミュレーションにより求めた。
【００４６】
垂直偏波素子のチルト角θは、ｆ＝０．９４ｆ０（図１１（ａ））において６．３°、ｆ＝ｆ０（図１１（ｂ））において１０°、ｆ＝１．０６ｆ０（図１１（ｃ））において１５．５°である。これら垂直偏波素子のチルト角θは、図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示した第２の実施の形態が適用されるアンテナ１の垂直偏波素子のチルト角θに近い。
一方、水平偏波素子のチルト角θは、ｆ＝０．９４ｆ０（図１１（ｄ））において７．５°、ｆ＝ｆ０（図１１（ｅ））において１０．３°、ｆ＝１．０６ｆ０（図１１（ｆ））において１３．８°である。これら水平偏波素子のチルト角θは、図７（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）に示した第２の実施の形態が適用されるアンテナ１の水平偏波素子のチルト角θより小さく（浅く）、且つ指向性の乱れも少なくなっている。
【００４７】
以上説明したように、第３の実施の形態が適用されるアンテナ１では、導体パッチ１２の面積を垂直方向の上部から下部に向けて小さくするとともに、導体パッチ１２の水平方向を間隔Ｌ６′と、第２の実施の形態が適用される間隔Ｌ６より広くした。これにより、垂直偏波素子及び水平偏波素子のメインビームの放射方向を反射板１０の垂線方向から傾ける（チルトさせる）ことができるとともに、同じ周波数ｆにおける垂直偏波素子と水平偏波素子とでのチルト角θの差を抑制している。また、水平偏波素子の指向性の乱れも抑制できている。
【００４８】
第３の実施の形態では、反射板１０における導体パッチ１２の水平方向は、第２の実施の形態が適用される間隔Ｌ６から、間隔Ｌ６より広い間隔Ｌ６′としたが、垂直方向は、間隔Ｌ８と同じにしている。これにより、垂直偏波素子の指向性を、第２の実施の形態のアンテナ１と同様に維持しつつ、水平偏波素子の指向性を変化させている。
すなわち、水平方向の間隔Ｌ６と垂直方向の間隔Ｌ８とをそれぞれ別々に設定することで、水平偏波素子及び垂直偏波素子の指向性を別々に制御することができる。
【００４９】
次に、ダイポール素子２１、２３の中心を反射板１０の中心（反射板中心）から、垂直方向にずらして配置することについて説明する。なお、ダイポール素子２２、２４の位置も、ダイポール素子２１、２３とともにずらして配置している。よって、ダイポール素子２１、２２、２３、２４をまとめてダイポール素子と表記し、ダイポール素子２１、２３の中心をダイポール素子中心と表記する。
図１２は、反射板中心からダイポール素子中心を垂直方向にずらして配置することを説明する図である。図１２（ａ）は、反射板中心からダイポール素子中心を垂直方向の正側、すなわち導体パッチ１２の表面積が大きい側にずらして配置した場合、図１２（ｂ）は、反射板中心にダイポール素子中心を配置した場合、図１２（ｃ）は、反射板中心からダイポール素子中心を垂直方向の負側、すなわち導体パッチ１２の表面積が小さい側にずらして配置した場合を示す。
そして、反射板中心（反射板１０の中心）に対するダイポール素子中心（ダイポール素子２０の中心）の位置を位置Ｒとすると、位置Ｒは、図１２（ａ）では０．４λ０、図１２（ｂ）では０、図１２（ｃ）では−０．４λ０である。
【００５０】
図１３は、反射板中心に対するダイポール素子中心の位置Ｒとチルト角θとの関係を示す図である。
垂直偏波素子及び水平偏波素子のチルト角θは、位置Ｒとともに変化する。位置Ｒが負であると、チルト角θが正、すなわちメインビームが垂直方向の正側（導体パッチ１２の表面積が大きい側）に傾く。一方、位置Ｒが正であると、チルト角θが負、すなわちメインビームが垂直方向の負側（導体パッチ１２の表面積が小さい側）に傾く。
しかし、図１３に示すように、位置Ｒが負である場合には、垂直偏波素子のチルト角θと水平偏波素子のチルト角θとの差が、位置Ｒが正である場合に比べて小さい。よって、ダイポール素子は、位置Ｒが負である側、すなわち導体パッチ１２の表面積が小さい側にずらして配置することが好ましい。
【００５１】
［第４の実施の形態］
第４の実施の形態では、アンテナ１において、反射板１０の複数の導体パッチ１２の内、ダイポール素子２１、２２、２３、２４が対向する部分に導体パッチ１２を設けていない。これにより、ダイポール素子２１、２２、２３、２４に給電する給電回路を設けやすくしている。
【００５２】
図１４は、第４の実施の形態が適用されるアンテナ１の平面図である。
図１４に示すように、アンテナ１では、図１０に示す第３の実施の形態が適用されるアンテナ１の複数の導体パッチ１２において、水平方向に配置された複数の導体パッチ１２ｃの内、水平方向の中央に設けられた１つが設けられていない。同様に、水平方向に配置された複数の導体パッチ１２ｄの内、水平方向の中央に設けられた３つが設けられていない。さらに、水平方向に配置された複数の導体パッチ１２ｅの内、水平方向の中央に設けられた３つが設けられていない。
他の構成は、第３の実施の形態が適用されるアンテナ１と同様であるので、同じ符号を付して説明を省略する。
【００５３】
図１５は、第４の実施の形態が適用されるアンテナ１の垂直方向（垂直面内）における指向性を示す図である。図１５（ａ）はｆ＝ｆ０における垂直偏波素子の指向性、図１５（ｂ）はｆ＝ｆ０における水平偏波素子の指向性である。
図１５（ａ）に示すように、垂直偏波素子のチルト角θはｆ＝ｆ０において９．３°、図１５（ｂ）に示すように、水平偏波素子のチルト角θはｆ＝ｆ０において１２．８°である。
このように、ダイポール素子２１、２２、２３、２４が設けられる部分に導体パッチ１２を設けなくとも、垂直偏波素子及び水平偏波素子のメインビームの放射方向を反射板１０の垂線方向から傾ける（チルトさせる）ことができる。
【００５４】
［第５の実施の形態］
第１の実施の形態から第４の実施の形態では、アンテナ１において、反射板１０の複数の導体パッチ１２は表面形状を正方形とした。第５の実施の形態では、アンテナ１において、反射板１０の複数の導体パッチ１２の表面形状を長方形としている。
【００５５】
図１６は、第５の実施の形態が適用されるアンテナ１の平面図である。
図１６に示すように、アンテナ１では、図１０に示す第３の実施の形態が適用されるアンテナ１の導体パッチ１２の表面形状を正方形から長方形にした。
他の構成は、第３の実施の形態が適用されるアンテナ１と同様であるので、同じ符号を付して説明を省略する。
【００５６】
図１７は、第５の実施の形態が適用されるアンテナ１の垂直方向（垂直面内）における指向性を示す図である。図１７（ａ）はｆ＝ｆ０における垂直偏波素子の指向性、図１７（ｂ）はｆ＝ｆ０における水平偏波素子の指向性である。
図１７（ａ）に示すように、垂直偏波素子のチルト角θはｆ＝ｆ０において１１．５°である。しかし、図１７（ｂ）に示すように、水平偏波素子では、ｆ＝ｆ０における指向性が乱れている。第３の実施の形態で説明したように、水平方向の間隔Ｌ６′をさらに広くするなどにより、水平偏波素子の指向性の乱れを抑制するとともに、チルト角θを垂直偏波素子と同様な値に設定することができる。
このように、導体パッチ１２の表面形状を長方形としても、垂直偏波素子及び水平偏波素子のメインビームの放射方向を反射板１０の垂線方向から傾ける（チルトさせる）ことができる。
なお、図１６に示すアンテナ１では、導体パッチ１２を水平方向が垂直方向より長い長方形としたが、水平方向が垂直方向より短い長方形としてもよい。
【００５７】
［第６の実施の形態］
第５の実施の形態では、アンテナ１において、反射板１０の複数の導体パッチ１２の表面形状を円形としている。
【００５８】
図１８は、第６の実施の形態が適用されるアンテナ１の平面図である。
第６の実施の形態が適用されるアンテナ１では、図１０に示す第３の実施の形態が適用されるアンテナ１の導体パッチ１２の表面形状を正方形から円形にしている。
他の構成は、第３の実施の形態が適用されるアンテナ１と同様であるので、同じ符号を付して説明を省略する。
【００５９】
図１９は、第６の実施の形態が適用されるアンテナ１の垂直方向（垂直面内）における指向性を示す図である。図１９（ａ）はｆ＝ｆ０における垂直偏波素子の指向性、図１９（ｂ）はｆ＝ｆ０における水平偏波素子の指向性である。
図１９（ａ）に示すように、垂直偏波素子のチルト角θはｆ＝ｆ０において６°、図１９（ｂ）に示すように、水平偏波素子のチルト角θはｆ＝ｆ０において８°である。
このように、導体パッチ１２の表面形状を円形としても、垂直偏波素子及び水平偏波素子のメインビームの放射方向を反射板１０の垂線方向から傾ける（チルトさせる）ことができる。
なお、導体パッチ１２の表面形状を楕円形にしてもよい。
【００６０】
［第７の実施の形態］
第７の実施の形態では、アンテナ１において、反射板１０の複数の導体パッチ１２の表面形状を同じ表面積の正方形とし、垂直方向の間隔を変えた。
【００６１】
図２０は、第７の実施の形態が適用されるアンテナ１の平面図である。
第７の実施の形態が適用されるアンテナ１では、導体パッチ１２の表面形状を同じ表面積の正方形にした。そして、導体パッチ１２を垂直方向の下部から上部に向って、間隔Ｌ８１、Ｌ８２、Ｌ８３、Ｌ８４、Ｌ８５、Ｌ８６とし、徐々に狭めて配置している（Ｌ８１＞Ｌ８２＞Ｌ８３＞Ｌ８４＞Ｌ８５＞Ｌ８６）。
他の構成は、第３の実施の形態が適用されるアンテナ１と同様であるので、同じ符号を付して説明を省略する。
【００６２】
図２１は、第７の実施の形態が適用されるアンテナ１の垂直方向（垂直面内）における指向性を示す図である。図２１（ａ）はｆ＝ｆ０における垂直偏波素子の指向性、図２１（ｂ）はｆ＝ｆ０における水平偏波素子の指向性である。
図２１（ａ）に示すように、垂直偏波素子のチルト角θはｆ＝ｆ０において５．３°、図２１（ｂ）に示すように、水平偏波素子のチルト角θはｆ＝ｆ０において１４．３°である。
このように、導体パッチ１２を表面積が同じ形状とし、垂直方向の間隔を変えて配置しても、垂直偏波素子及び水平偏波素子のメインビームの放射方向を反射板１０の垂線方向から傾ける（チルトさせる）ことができる。
【００６３】
［第８の実施の形態］
第１の実施の形態では、アンテナ１において、ダイポール素子２０を、第２の実施の形態から第７の実施の形態では、アンテナ１において、ダイポール素子２１、２２、２３、２４を用いた。第８の実施の形態では、アンテナ１において、放射素子のさらに他の一例であるパッチ素子を用い、反射板１０と組み合わせてパッチアンテナとしている。
【００６４】
図２２は、第８の実施の形態が適用されるアンテナ１の全体構成の一例を示す斜視図である。
第８の実施の形態が適用されるアンテナ１では、図１に示す第１の実施の形態が適用されるアンテナ１のダイポール素子２０をパッチ素子２５にしている。そして、パッチ素子２５はパッチ部２５ａと給電部２５ｂとを備えている。反射板１０の裏面側から給電部２５ｂに給電される。
他の構成は、第１の実施の形態が適用されるアンテナ１と同様であるので、同じ符号を付して説明を省略する。
【００６５】
［第９の実施の形態］
第１の実施の形態から第８の実施の形態では、反射板１０における導体パッチ１２は、垂直方向において表面積が変化していた。
第９の実施の形態においては、反射板１０における導体パッチ１２は、垂直方向に加え、水平方向においても表面積が変化している。
【００６６】
図２３は、第９の実施の形態が適用されるアンテナ１の全体構成の一例を示す斜視図である。ここでは、図２３に示すように反射板１０の一方の辺に沿う方向（紙面において下に向う方向）をｘ方向（垂直方向）、一辺の辺と直交する方向（紙面において右に向う方向）をｙ方向（水平方向）とする。そして、反射板１０に垂直な方向をｚ方向とする。そして、ｘ方向とｙ方向との間の方向をφ４５°方向とする。
そして、図２３に示すように、アンテナ１の反射板１０では、ｘ方向に向うにつれて、表面積が小さくなるように導体パッチ１２が配置されるとともに、ｙ方向に向うにつれて、表面積が小さくなるように導体パッチ１２が配置されている。すなわち、ｘ方向とｙ方向との２方向において、表面積が小さくなる導体パッチ１２が配置されている。
ダイポール素子２１、２２、２３、２４などの他の構成は、第２の実施の形態と同様であるので、同じ符号を付して説明を省略する。
【００６７】
図２４は、第９の実施の形態が適用されるアンテナ１の平面図である。
図２４に示すように、反射板１０における導体パッチ１２は、ｘ方向及びｙ方向に沿って、表面積が小さくなる導体パッチ１２が配置されている。そして、導体パッチ１２間の間隔も、ｘ方向及びｙ方向に沿って、大きくなっている。
他の構成は、第２の実施の形態と同様であるので、同じ符号を付して説明を省略する。
【００６８】
図２５は、第９の実施の形態が適用されるアンテナ１の垂直偏波素子の指向性を示す図である。図２５（ａ）は、ｘ−ｚ平面での垂直偏波素子の指向性、図２５（ｂ）は、ｙ−ｚ平面での垂直偏波素子の指向性、図２５（ｃ）は、φ４５°−ｚ平面での垂直偏波素子の指向性である。
図２５（ａ）に示すように、アンテナ１の垂直偏波素子のチルト角θは、−ｘ方向、すなわち導体パッチ１２の表面積が大きくなる方向に１０．３°である。また、図２５（ｂ）に示すように、アンテナ１の垂直偏波素子のチルト角θは、−ｙ方向、すなわち導体パッチ１２の表面積が大きくなる方向に５．８°である
そして、図２５（ｃ）に示すように、アンテナ１の垂直偏波素子のチルト角θは、−φ４５°方向に１０．３°である。
【００６９】
以上説明したように、導体パッチ１２の表面積、すなわち最も大きな表面積の導体パッチ１２を含むように予め設定された面積当りに導体パッチ１２が占める表面積の割合を複数の方向において変化させることにより、予め定められた方向にメインビームのチルト角θや指向性を設定することができる。
【００７０】
なお、ダイポール素子２１、２２、２３、２４の代わりに、第８の実施の形態で説明したパッチ素子２５を用いてもよい。
【００７１】
以上説明したように、ＥＢＧ構造体による反射板１０を用いたアンテナ１では、反射板１０を構成する導体パッチ１２の表面形状及び導体パッチ１２相互間の間隔によって、導体１１と導体パッチ１２間のインダクタンス、導体パッチ１２相互間のキャパシタンスが変化する。よって、反射板１０において、インダクタンス又は／及びキャパシタンスに分布を持たせることで、放射素子（ダイポール素子２０、２１、２２、２３、２４、パッチ素子２５）が送受信する電波のメインビームの反射板１０の垂線方向に対するチルト角θ及び指向性を制御することができる。なお、チルト角θ及び指向性は、導体パッチ１２の表面形状、面積、間隔などにより設定できる。
【００７２】
第１の実施の形態から第４の実施の形態及び第７の実施の形態から第９の実施の形態では、導体パッチ１２の表面形状を正方形とし、第５の実施の形態では、導体パッチ１２の表面形状を長方形とした。さらに、第６の実施の形態では、導体パッチ１２の表面形状を円形とした。導体パッチ１２の表面形状は、多角形としてもよく、曲線で囲まれた形状であってもよい。さらに、直線と曲線とで囲まれた形状であってもよい。
【００７３】
また、第２の実施の形態から第７の実施の形態及び第９の実施の形態において、電波は垂直偏波及び水平偏波が送受信できるとした。例えば、電波が±４５°の偏波であるときは、放射素子（ダイポール素子２０、２１、２２、２３、２４）をその中心の周りで４５°回転させればよい。
【００７４】
さらに、送受信できる電波の帯域を広げるなどのために、アンテナ１における放射素子（ダイポール素子２０、２１、２２、２３、２４、パッチ素子２５）の周囲又は／及び導体１１から遠い側に無給電素子を設けてもよい。
【符号の説明】
【００７５】
１…アンテナ、１０…反射板、１１…導体、１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆ、１２ｇ、１２ｈ、１２ｉ…導体パッチ、２０、２１、２２、２３、２４…ダイポール素子、２５…パッチ素子、θ…チルト角、λ０…中心波長、ｆ０…中心周波数
【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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