(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の導体部材であるグランド部（１０）と、
前記グランド部と対向するように平行に設置された板状の導体部材であるパッチ部（２０）と、
前記パッチ部と前記グランド部とを電気的に接続する導体部材である短絡部（６０）と、
前記パッチ部において前記グランド部と対向する側の面であるパッチ側対向面に設けられた、前記グランド部に対する前記パッチ側対向面の見かけ上の面積である実効表面積を拡張させるパッチ面積拡張部（３０）と、
前記グランド部において前記パッチ部と対向する側の面であるグランド側対向面のうち、前記パッチ面積拡張部と対向する領域に設けられた、前記パッチ部に対する前記グランド側対向面の実効表面積を拡張させるグランド面積拡張部（４０）と、を備え、
前記パッチ面積拡張部によって拡張された前記パッチ側対向面の実効表面積は、所定の動作周波数において前記短絡部が提供するインダクタンスと並列共振を生じさせるために必要なキャパシタンスである必要キャパシタンスを提供する面積となっており、
前記パッチ面積拡張部及び前記グランド面積拡張部は、導電性の繊維の層である導電繊維層、又は、前記グランド側対向面及び前記パッチ側対向面に設けられた凹凸部によって実現されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記パッチ面積拡張部及び前記グランド面積拡張部のそれぞれは、前記導電繊維層であることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記導電繊維層が備える導電繊維の隙間には、所定の誘電率を有する誘電体が充填されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項４】
請求項２又は３において、
前記パッチ面積拡張部としての前記導電繊維層は、導電繊維が前記パッチ側対向面に対して直立するように形成されており、
前記グランド面積拡張部としての前記導電繊維層は、導電繊維が前記グランド側対向面に対して直立するように形成されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項５】
請求項２又は３において、
前記パッチ面積拡張部としての前記導電繊維層は、前記パッチ部に対する導電繊維の姿勢が不規則となるように形成されており、
前記グランド面積拡張部としての前記導電繊維層は、前記グランド部に対する導電繊維の姿勢が不規則となるように形成されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項６】
請求項１から５の何れか１項において、
前記パッチ部の上方に配置された線状の導体部材である線状パターン（７０）を備え、
前記短絡部が備える端部のうち、前記パッチ部が存在する側の端部であるパッチ側端部（６１）は、前記パッチ部とは電磁気的に接続するように形成されており、
前記パッチ側端部は、前記線状パターンの一端と接続されており、
前記線状パターンの前記パッチ側端部と接続していない方の端部は開放端となっていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項７】
導電性の繊維である導電繊維を用いて実現された板状部材であるグランド側導電繊維部（４０）と、
前記導電繊維を用いて実現された板状部材であって、前記グランド側導電繊維部と対向するように平行に設置されたパッチ側導電繊維部（３０）と、
前記パッチ側導電繊維部と前記グランド側導電繊維部とを電気的に接続する導体部材である短絡部（６０）と、を備え、
前記パッチ側導電繊維部の大きさは、所定の動作周波数において前記短絡部が提供するインダクタンスと並列共振を生じさせるために必要なキャパシタンスである必要キャパシタンスを提供する大きさとなっていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項８】
請求項７において、
前記パッチ側導電繊維部の上方に配置された線状の導体部材である線状パターン（７０）を備え、
前記短絡部が備える端部のうち前記パッチ側導電繊維部が存在する側の端部であるパッチ側端部（６１）は、前記パッチ側導電繊維部と電磁気的に接続するように形成されており、
前記パッチ側端部は、前記線状パターンの一端と接続されており、
前記線状パターンの前記パッチ側端部と接続していない方の端部は開放端となっていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項９】
請求項７又は８において、
前記パッチ側導電繊維部は、前記グランド側導電繊維部に対する前記導電繊維の姿勢が不規則となるように形成されており、
前記グランド側導電繊維部は、前記パッチ側導電繊維部に対する前記導電繊維の姿勢が不規則となるように形成されていることを特徴とするアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平板構造を有するアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に開示されているように、給電線と接続されることによってグランド電位を提供する板状の金属導体（以降、グランド部）と、当該グランド板に対向するように配置されるとともに任意の位置に給電点が設けられた板状の金属導体（以降、パッチ部）と、グランド部とパッチ部とを電気的に接続する短絡部と、を備えるアンテナ装置がある。
【０００３】
この特許文献１に開示のアンテナ装置では、グランド部とパッチ部との間に形成されるキャパシタンスと、短絡部が備えるインダクタンスとによって並列共振を生じさせる。インダクタンスは、短絡部の長さや形状によって調整することができ、また、グランド部とパッチ部との間に形成される静電容量は、パッチ部の面積や、パッチ部とグランド板との距離（以降、対向導体距離）に応じて定まる。
【０００４】
したがって、上記構成におけるアンテナ装置は、パッチ部とグランド板との離隔や、パッチ部の面積を調整することで、当該アンテナ装置において送受信の対象とする周波数（以降、動作周波数）を所望の周波数とすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７９１１３８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
アンテナ装置はさらなる小型化が望まれている。特許文献１に開示の動作原理を採用しているアンテナ装置を小型化するための１つのアプローチとしては、パッチ部の面積を削減するとともに、その面積削減によって生じるキャパシタンスの減少分を、インダクタンスを増加させることで相殺する方法が考えられる。なお、インダクタンスは、短絡部を長くしたり、短絡部に線状導体の一端を接続したりすることで実現できる。
【０００７】
しかしながら、アンテナ装置が有するキャパシタンスを減少させ、かつ、インダクタンスを大きくすると、共振のピークの鋭さを示すＱ値が大きくなり、アンテナ装置としてのロバスト性が低下してしまう。Ｑ値は下記数式に示すように、インダクタンスが大きいお程、かつ、キャパシタンスが小さいほど大きくなってしまうためである。なお、式中のＲは純抵抗値を、Ｌはインダクタンスを、Ｃはキャパシタンスを、それぞれ表している。
【数１】
0006519526.tif 000002
【０００８】
本発明は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、Ｑ値の増加を抑制しつつ、小型化が可能なアンテナ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
その目的を達成するための第１の発明は、板状の導体部材であるグランド部（１０）と、グランド部と対向するように平行に設置された板状の導体部材であるパッチ部（２０）と、パッチ部とグランド部とを電気的に接続する導体部材である短絡部（６０）と、パッチ部においてグランド部と対向する側の面であるパッチ側対向面に設けられた、グランド部に対するパッチ側対向面の見かけ上の面積である実効表面積を拡張させるパッチ面積拡張部（３０）と、グランド部においてパッチ部と対向する側の面であるグランド側対向面のうち、パッチ面積拡張部と対向する領域に設けられた、パッチ部に対するグランド側対向面の実効表面積を拡張させるグランド面積拡張部（４０）と、を備え、パッチ面積拡張部によって拡張されたパッチ側対向面の実効表面積は、所定の動作周波数において短絡部が提供するインダクタンスと並列共振を生じさせるために必要なキャパシタンスである必要キャパシタンスを提供する面積となっており、パッチ面積拡張部及びグランド面積拡張部は、導電性の繊維の層である導電繊維層、又は、グランド側対向面及びパッチ側対向面に設けられた凹凸部によって実現されていることを特徴とする。
【００１０】
以上の構成では、パッチ側対向面にパッチ面積拡張部が設けられることによって、グランド部に対するパッチ側対向面の見かけ上の面積（つまり実効表面積）が拡張される。また、グランド側対向面にグランド面積拡張部が設けられることによって、パッチ部に対するグランド側対向面の実効表面積が拡張される。つまり、パッチ部が備える本来の面積に対応するキャパシタンス以上のキャパシタンスが形成されるようになる。
【００１１】
したがって、動作周波数を固定とした場合、上記構成によれば、従来構成よりもパッチ部のサイズを小さくすることができる。なお、ここでの従来構成とは、パッチ側対向面及びグランド側対向面のそれぞれに導電繊維層を設けない構成を指す。
【００１２】
そして、以上の方法に依る小型化においては、インダクタンスを増加させる必要はない。したがって、Ｑ値の増加を抑制しつつ、アンテナ装置を小型化することができる。
【００１３】
また、上記目的を達成するための第２の発明は、導電性の繊維である導電繊維を用いて実現された板状部材であるグランド側導電繊維部（４０）と、導電繊維を用いて実現された板状部材であって、グランド側導電繊維部と対向するように平行に設置されたパッチ側導電繊維部（３０）と、パッチ側導電繊維部とグランド側導電繊維部とを電気的に接続する導体部材である短絡部（６０）と、を備え、パッチ側導電繊維部の大きさは、所定の動作周波数において短絡部が提供するインダクタンスと並列共振を生じさせるために必要なキャパシタンスである必要キャパシタンスを提供する大きさとなっていることを特徴とする。
【００１４】
以上の構成を備えるアンテナ装置もまた、前述の第１の発明と同様の動作原理によって、上面視におけるパッチ側導電繊維部の実際の面積に対応するキャパシタンス以上のキャパシタンスが形成される。したがって、以上の構成によれば、第１発明と同様の効果を奏する。
【００１５】
なお、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】アンテナ装置１００の概略的な外観斜視図である。
【図２】図１に示すＩＩ−ＩＩ線におけるアンテナ装置１００の断面図である。
【図３】図２に示す符号ＩＩＩで囲む部分の拡大図である。
【図４】導電繊維層が備える導電繊維の繊維方向の変形例を示す図である。
【図５】パッチ面積拡張部の変形例を示す図である。
【図６】変形例３におけるアンテナ装置１００の概略的な構成を示す図である。
【図７】変形例４におけるアンテナ装置１００の概略的な構成を示す図である。
【図８】変形例４におけるアンテナ装置１００の概略的な構成を示す図である。
【図９】アンテナ装置１００を一次元状に周期的に配置した態様を示す図である。
【図１０】アンテナ装置１００を二次元状に周期的に配置した態様を示す図である。
【図１１】第２実施形態におけるアンテナ装置２００の概略的な構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について図を用いて説明する。図１は、本実施形態に係るアンテナ装置１００の概略的な構成の一例を示す外観斜視図である。図２は、図１に示すＩＩ−ＩＩ線におけるアンテナ装置１００の断面図である。
【００１８】
このアンテナ装置１００は、所定の動作周波数の電波を送受信するように構成されている。もちろん、他の態様としてアンテナ装置１００は、送信と受信の何れか一方のみに利用されても良い。
【００１９】
動作周波数は、ここでは一例として５．９ＧＨｚとする。もちろん、動作周波数は適宜設計されれば良く、他の態様として例えば３００ＭＨｚや、７６０ＭＨｚ、９００ＭＨｚ等としてもよい。アンテナ装置１００は、動作周波数だけでなく、動作周波数の前後所定範囲内の周波数の電波もまた送受信可能となる。便宜上以降では、アンテナ装置１００が送受信可能な周波数の帯域を、動作帯域とも記載する。
【００２０】
アンテナ装置１００は、例えば同軸ケーブルを介して無線機と接続されており、アンテナ装置１００が受信した信号は逐次無線機に出力される。また、アンテナ装置１００は無線機から入力される電気信号を電波に変換して空間に放射する。無線機は、アンテナ装置１００が受信した信号を利用するとともに、当該アンテナ装置１００に対して送信信号に応じた高周波電力を供給するものである。
【００２１】
なお、本実施形態ではアンテナ装置１００と無線機とを同軸ケーブルで接続する場合を想定して説明するが、フィーダ線など、その他の周知の通信ケーブルを用いて接続しても良い。また、アンテナ装置１００と無線機とは、同軸ケーブルのほかに、周知の整合回路やフィルタ回路などを介して接続される構成となっていても良い。
【００２２】
以下、アンテナ装置１００の具体的な構成について述べる。アンテナ装置１００は、図１及び図２に示すように、グランド部１０、パッチ部２０、パッチ側導電繊維層３０、グランド側導電繊維層４０、支持部５０、及び短絡部６０を備える。
【００２３】
グランド部１０は、銅などの導体を素材とする板状（箔を含む）の導体部材である。このグランド部１０は、同軸ケーブルの外部導体と電気的に接続されて、アンテナ装置１００におけるグランド電位（換言すれば接地電位）を提供する。なお、グランド部１０は、パッチ部２０よりも大きければよく、その上面図における形状（以降、平面形状）は適宜設計されればよい。ここでは一例としてグランド部１０の平面形状を正方形状とするが、他の態様としてグランド部１０の平面形状は、長方形状であってもよいし、その他の多角形状であってもよい。また、円形（楕円を含む）状であってもよい。もちろん、直線部分と曲線部分とを組み合わせた形状であってもよい。
【００２４】
パッチ部２０は、銅などの導体を素材とする板状の導体部材である。パッチ部２０は、パッチ側導電繊維層３０、グランド側導電繊維層４０、及び支持部５０を介して、グランド部１０と対向するように配置されている。なお、ここでは一例としてパッチ部２０の平面形状は正方形とするが、その他、長方形状であってもよいし、長方形以外の形状（例えば円形や八角形等）であってもよい。
【００２５】
パッチ側導電繊維層３０は、導電性の繊維の層（以降、導電繊維層）である。パッチ側導電繊維層３０は、パッチ部２０においてグランド部１０と対向する側の面（以降、パッチ側対向面）に設けられている。なお、本実施形態では一例として、短絡部６０が設けられる部分を除いたパッチ側対向面の全領域に、パッチ側導電繊維層３０が設けられているものとする。
【００２６】
図３は、図２の破線で囲んだ領域の拡大図であって、パッチ側導電繊維層３０の概略的な構成を示している。図３に示すように、本実施形態におけるパッチ側導電繊維層３０は、導電性の繊維（以降、導電繊維）がパッチ側対向面に対して直立するように形成されているものとする。なお、ここでの直立とは完全は直立に限らず、パッチ側対向面に対する角度が所定の角度（例えば６０度）以上となる範囲において傾いている態様も含む。
【００２７】
また、図示は省略しているが、各導電繊維の隙間には所定の誘電率を有する誘電体が充填されている。導電繊維としては、カーボンナノチューブや、銀ナノワイヤ等、周知の素材を採用することができる。ここでは一例として導電繊維層を提供する導電繊維は、銀ナノワイヤとする。パッチ側導電繊維層３０が、後述する理由により、請求項に記載のパッチ面積拡張部に相当する。
【００２８】
グランド側導電繊維層４０もまた、導電繊維層であって、具体的な構造はパッチ側導電繊維層３０と同様である。グランド側導電繊維層４０は、グランド部１０において、パッチ部２０と対向する側の面（以降、グランド側対向面）に設けられている。グランド側導電繊維層４０は、グランド側対向面のうち、パッチ側導電繊維層３０と対向する部分に設けられていれば良い。グランド側導電繊維層４０が、請求項に記載のグランド面積拡張部に相当する。
【００２９】
以降では便宜上、パッチ部２０とパッチ側導電繊維層３０をまとめて指す場合には、パッチ側ユニットと記載する。また、グランド部１０とグランド側導電繊維層４０とをまとめて指す場合にはグランド側ユニットと記載する。パッチ側ユニットとグランド側ユニットとは、互いに対向配置されることでパッチ側ユニットの面積に応じたキャパシタンスを提供するコンデンサとして機能する。
【００３０】
支持部５０は、グランド側ユニットと、パッチ側ユニットとを、所定の間隔をおいて対向するように配置するための部材である。支持部５０は、樹脂などの誘電体を用いて実現されれば良い。
【００３１】
本実施形態では一例として支持部５０は、厚さＨ１を有する板状の部材とする。支持部５０の厚さＨ１を調整することで、パッチ部２０とグランド部１０との離隔としての対向導体距離Ｈ２を調整することができる。厚さＨ１に各導電繊維層の厚さを加えた値が対向導体距離Ｈ２に相当するためである。
【００３２】
対向導体距離Ｈ２は、後述するように、短絡部６０の長さ、換言すれば短絡部６０が提供するインダクタンスを調整する要素として機能する。また、対向導体距離Ｈ２は、グランド側ユニットとパッチ側ユニットが対向することによって形成されるキャパシタンスを調整する要素としても機能する。
【００３３】
間隔Ｈ１は、動作周波数の電波の波長（以降、対象波長）に対して十分に小さければ良く、具体的な値はシミュレーションや試験によって適宜決定されれば良い。間隔Ｈ１は、少なくとも対象波長の１０分の１以下とすることが好ましい。例えば、対象波長の５０分の１や１００分の１などとすればよい。
【００３４】
なお、支持部５０は前述の役割を果たせればよく、支持部５０の形状は適宜設計されれば良い。例えば支持部５０は、グランド部１０とパッチ部２０とを所定の間隔Ｈ１をおいて対向するように支持する板状部材であってもよいし、複数の柱であってもよい。
【００３５】
また、本実施形態では一例としてグランド側ユニットとパッチ側ユニットとの間には、樹脂（すなわち支持部５０）が充填される構成を採用するが、これに限らない。グランド側ユニットとパッチ側ユニットとの間は中空となっていてもよいし、複数種類の誘電体が積層されていても良い。さらに、以上で例示した構造が組み合わさっていてもよい。
【００３６】
短絡部６０は、パッチ部２０とグランド部１０と電気的に接続する導電性の部材である。短絡部６０は、導電性のピン（以降、ショートピン）を用いて実現されれば良い。短絡部６０としてのショートピンの長さ等を調整することによって、短絡部６０が備えるインダクタンスを調整することができる。
【００３７】
なお、アンテナ装置１００がプリント配線板をベースに実現される場合には、プリント配線板に設けられたビアを短絡部６０として機能させてもよい。何れにしても短絡部６０は、一端がグランド部１０と電気的に接続され、他端がパッチ部２０と電気的に接続された線状の部材である。なお、ここでのパッチ部２０と電気的に接続とは、変形例３として後述する電磁的な接続も含まれる。
【００３８】
短絡部６０は、上面図においてパッチ部２０の中心（以降、パッチ中心点）となる位置に設けられている。なお、パッチ中心点は、パッチ部２０の重心に相当する点とすればよい。本実施形態のパッチ部２０は正方形状であるため、パッチ中心点は、正方形の対角線の交点に相当する。
【００３９】
なお、短絡部６０は必ずしもパッチ中心点に配置する必要はない。パッチ中心点以外の位置に配置すると、パッチ中心点からのずれ量に応じた指向性の偏りが生じる。指向性の偏りが所定の許容範囲内に収まる範囲においては、パッチ中心点からずれた位置に短絡部６０を配置してもよい。
【００４０】
＜導電繊維層の役割について＞
種々の導電繊維層は、導電性の繊維の集合であるため、平面積以上の表面積を備える。なお、ここでの平面積とは、上面図における面積である。例えば、銀ナノワイヤの本数密度を１０＾９［本／ｃｍ＾２］、ワイヤ半径を２０［ｎｍ］、ワイヤ長さ（換言すれば導電繊維層の厚さ）を３２［μｍ］とした場合には、１［ｃｍ＾２］当りの表面積は、４０［ｃｍ＾２］となる。
【００４１】
また、グランド側導電繊維層４０とパッチ側導電繊維層３０とは互いに対向するようにグランド部１０とパッチ部２０に配置されている。これにより、電解コンデンサと同様の原理によって、グランド部１０に対するパッチ側対向面の見かけ上の面積（以降、実効表面積）が拡張される。つまり、グランド側導電繊維層４０とパッチ側導電繊維層３０を導入することによって、従来構成としての導電繊維層を備えない構成に比べて、パッチ側ユニットが提供する単位面積当りのキャパシタンスを増加させることができる。なお、実効表面積は、電解コンデンサの分野における電極面積に相当する概念である。
【００４２】
換言すれば、パッチ側対向面とグランド側対向面のそれぞれに互いに対向するように設けられた導電繊維層は、キャパシタンスの形成に寄与するパッチ部２０の面積（つまり実効表面積）を、実際のパッチ部２０の面積よりも大きい値へと拡張する部材として機能する。
【００４３】
したがって、以上の構成によれば、本来のパッチ部２０が備える面積に対応するキャパシタンスよりも大きいキャパシタンスを実現できる。そのため、動作周波数を一定とした場合には、従来よりもパッチ部２０の面積を小さくすることができる。
【００４４】
さらに、以上の構成によるアンテナ装置の小型化は、パッチ側ユニットが提供する単位面積当りのキャパシタンスを増加することによって実現される。つまり、以上の構成によればインダクタンス成分を増加させる必要はない。そのため、動作帯域のピークの鋭さを示すＱ値を増加させること無く、アンテナ装置１００を小型化することができる。
【００４５】
なお、パッチ側ユニットがグランド側ユニットと対向配置されることによって提供するキャパシタンスは、動作周波数において短絡部６０が形成するインダクタンスと並列共振する大きさとなっている必要がある。パッチ側ユニットがグランド側ユニットと対向配置されることによって提供する、単位面積当りのキャパシタンス（以降、単位キャパシタンス）は、離隔Ｈ１によっても変化しうる。離隔Ｈ１に応じた単位キャパシタンスは、試験等によって測定されて特定されれば良い。離隔Ｈ１に応じた単位キャパシタンスを用いれば、パッチ部２０が備えるべき面積を決定できる。
【００４６】
上述したアンテナ装置１００が備える各部のサイズ等は、例えば、以下の手順で設計されればよい。まず、アンテナ装置１００として許容される高さに応じて、離隔Ｈ１に由来する短絡部６０の長さを決定する。これによって、短絡部６０が提供するインダクタンスが定まる。次に、短絡部６０が提供するインダクタンスと、動作周波数とから、パッチ側ユニットが提供すべきキャパシタンスを決定する。そして、パッチ側ユニットが形成すべきキャパシタンスと、離隔Ｈ１に応じた単位キャパシタンスに基づいて、パッチ部２０の平面形状や大きさ（換言すれば面積）を決定する。
【００４７】
なお、アンテナ装置１００の製造に際しては、グランド部１０の上に、グランド側導電繊維層４０、支持部５０、パッチ側導電繊維層３０、パッチ部２０などを順番に形成していけばよい。短絡部６０は、それらの工程の途中又は後に配置されればよい。
【００４８】
給電点は、例えばインピーダンス整合が得られる位置等、適宜設計される位置に設けられれば良い。給電方法は、直結給電方式であっても良いし、電磁結合給電方式であってもよい。直結給電方式には、短絡部６０としてのショートピンを同軸ケーブルの外部導体と直接的に接続した態様や、所定のインピーダンス整合回路を介して間接的に接続した態様が含まれる。
【００４９】
以上で述べたアンテナ装置１００は、例えば、車両などの移動体で用いることができる。当該アンテナ装置１００を車両で用いる場合には、車両の屋根部において、グランド部１０が略水平であって、グランド部１０からパッチ部２０に向かう方向が天頂方向と略一致するように設置されればよい。
【００５０】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、以降で述べる種々の変形例も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００５１】
なお、前述の実施形態で述べた部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。また、構成の一部のみに言及している場合、他の部分については先に説明した実施形態の構成を適用することができる。
【００５２】
［変形例１］
上述した第１実施形態では、パッチ側導電繊維層３０を、導電繊維がパッチ側対向面に対して直立するように形成する態様を例示したが、これに限らない。例えば、図４に示すように、パッチ側対向面に対する導電繊維の姿勢がランダム（換言すれば不規則）となっていてもよい。なお、この場合も各導電繊維の隙間には所定の誘電率を有する誘電体が充填されているものとする。
【００５３】
［変形例２］
以上では、導電繊維層をグランド側対向面とパッチ側対向面のそれぞれ設けることで、キャパシタンスの形成に寄与する面積（以降、実効面積）を拡張する態様を例示したが、これに限らない。
【００５４】
例えば、グランド側対向面とパッチ側対向面に対して、図５に示すように凹凸部３０Ａを設けることで、実効面積を拡張してもよい。このような態様によっても、上述した実施形態と同様の効果を奏する。パッチ側対向面に設けられた凹凸部３０Ａが請求項に記載のパッチ面積拡張部に相当し、グランド側対向面に設けられた凹凸部３０Ａが請求項に記載のグランド面積拡張部に相当する。
【００５５】
なお、凹凸部３０Ａは、グランド側対向面とパッチ側対向面に対し、例えばエッチングなどを施すことで実現することができる。凹凸部３０Ａの具体的な形状は、上記効果を奏する範囲においてどのような形状であってもよく、例えば、三角錐や四角錐などの錐形状であってもよいし、錐台形であってもよい。凹凸部３０Ａが備える個々の凹凸の隙間には、導電繊維層と同様に、所定の誘電率を有する誘電体（例えば樹脂）が充填されているものとする。
【００５６】
［変形例３］
以上では、短絡部６０とパッチ部２０とが直接接続している態様を開示したが、これに限らない。例えば図６に示すように、短絡部６０とパッチ部２０との間には、それぞれが電磁気的に結合するように、所定の離隔を設けても良い。つまり、短絡部６０が備える端部のうち、パッチ部２０が存在する側の端部（以降、パッチ側端部）６１は開放端となっていても良い。なお、パッチ側端部６１とパッチ部２０との離隔は、対象波長に対して十分に小さい値となっていることが好ましい。例えば、パッチ側端部６１とパッチ部２０との離隔は、対象波長の１００分１などとすればよい。
【００５７】
［変形例４］
上述した変形例３において、パッチ側端部６１は、図７、図８に示すように、パッチ部２０と平行な平面内に形成された導電性の線状パターン７０の一端と電気的に接続されていてもよい。
【００５８】
図７は、この変形例７におけるアンテナ装置１００の図２に対応する断面図であり、図８は、このアンテナ装置１００の概略的な上面図である。なお、便宜上、図８における各部材のサイズは、図７とは完全には一致していない点に留意願う。
【００５９】
例えば線状パターン７０は、パッチ部２０の上側の面に積層された樹脂層８０の上に形成されれば良い。ここでの上方とは、グランド部１０からパッチ部２０に向かう方向である。パッチ部２０の上側の面とは、グランド側対向面と対向しない方の面である。線状パターン７０が備える端部のうち、パッチ側端部６１と接続しない側の端部は開放端とする。なお、他の態様として、線状パターン７０は、図８に示すような螺旋状である必要は無く、直線状であってもよい。また、曲線状であってもよい。
【００６０】
［変形例５］
上述した第１実施形態では、パッチ側対向面の全領域に、パッチ側導電繊維層３０を設ける態様を例示したが、これに限らない。パッチ側対向面にのみ、パッチ側導電繊維層３０を設ける態様としてもよい。便宜上、パッチ側対向面においてパッチ側導電繊維層３０を設けられている領域を実効表面積拡張部と記載する。
【００６１】
その場合、実効表面積拡張部は、動作周波数において短絡部６０が提供するインダクタンスと並列共振を生じさせるために必要なキャパシタンス（以降、必要キャパシタンス）の一部を提供するように設けられているものとする。
【００６２】
また、パッチ側対向面において実効表面積拡張部が設けられていない部分の面積は、必要キャパシタンスに対して、実効表面積拡張部が提供するキャパシタンスの不足分を補うキャパシタンスを提供する面積を有するように設計されれば良い。
【００６３】
このようにパッチ側対向面の一部にのみ導電繊維層を付与する態様であっても、Ｑ値の増加の抑制しつつ、アンテナ装置１００を小型化することができる。
【００６４】
［変形例６］
上述したアンテナ装置１００を１つの単位構造として、複数の単位構造を図９に示すように一次元に周期的に配置してもよい。また、図１０に示すように、複数の単位構造を二次元に周期的に配置してもよい。なお、図９、図１０において支持部５０等の図示は省略している。図９、図１０中の破線は、単位構造の切れ目（換言すれば境界線）を表している。
【００６５】
図９や図１０に示す単位構造を周期的に配置した構造は、ＥＧＢ（Electromagnetic Band Gap）構造として知られている。換言すれば、周知のＥＧＢ構造を実現する方法を用いて、図９や図１０に開示する構成を実現することができる。
【００６６】
［第２実施形態］
上述した第１実施形態では、互いに対向する導電繊維層に加えて、グランド部１０とパッチ部２０とを備える態様を開示したが、これに限らない。互いに対向する導電繊維層を、グランド部１０とパッチ部２０に相当するものとして取り扱っても良い。換言すればグランド部１０とパッチ部２０を備えていなくとも良い。以下、そのような態様を第２実施形態として、第２実施形態におけるアンテナ装置２００の概略的な構成について図１１を用いて説明する。
【００６７】
図１１は図２に対応する図であって、アンテナ装置２００の断面図である。図１１に示すように、アンテナ装置２００は、グランド部１０としての役割を兼ねたグランド側導電繊維層４０と、パッチ部２０としての役割を兼ねたパッチ側導電繊維層３０と、支持部５０と、短絡部６０とを備える。
【００６８】
第２実施形態における支持部５０は、グランド側導電繊維層４０とパッチ側導電繊維層３０とを所定の間隔Ｈ１をおいて対向するように支持する。短絡部６０は、グランド側導電繊維層４０と、パッチ側導電繊維層３０とを電気的に接続する。このような構成によっても第１実施形態と同様の効果を奏することができる。第２実施形態におけるパッチ側導電繊維層３０が請求項に記載のパッチ側導電繊維部に相当し、グランド側導電繊維層４０が請求項に記載のグランド側導電繊維部に相当する。
【００６９】
また、この第２実施形態に対しても、前述の第１実施形態に対する種々の変形例として開示した思想を適用することができる。例えば、短絡部６０のパッチ側導電繊維層３０が存在する方の端部（つまりパッチ側端部６１）を開放端としてもよい。また、そのパッチ側端部６１に対して線状パターン７０を接続してもよい。さらに、変形例６として開示したように、アンテナ装置２００を単位構造として、複数の単位構造を一次元／二次元に周期的に配置してもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１００・２００  アンテナ装置、１０  グランド部、２０  パッチ部、３０  パッチ側導電繊維層（パッチ面積拡張部、パッチ側導電繊維部）、３０Ａ  凹凸部（パッチ面積拡張部）、４０  グランド側導電繊維層（グランド面積拡張部、グランド側導電繊維部）、５０  支持部、６０  短絡部、６１  パッチ側端部、７０  線状パターン、８０  樹脂層
【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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