(57)【要約】本開示のアンテナ装置は、誘電体基板と、誘電体基板上に形成された給電素子、正面アレイ、及び側方アレイとを備える。アンテナ装置は、誘電体基板上において、アンテナ装置を他の基板に半田づけするための実装パッドを備える。実装パッドは、給電素子及び正面アレイから見て第１の方向にある領域に形成され、実装パッドと給電素子及び正面アレイとの間に、側方アレイの無給電素子の一部が形成される。実装パッドは、給電素子及び正面アレイから見て第２の方向にある領域に形成され、実装パッドと給電素子及び正面アレイとの間に、側方アレイの無給電素子の一部が形成される。
2015133114.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体基板と、
上記誘電体基板上に形成され、１つの放射方向を有する給電素子と、
上記誘電体基板上において、上記給電素子から見て上記放射方向にある領域に形成された複数の無給電素子を含む正面アレイと、
上記誘電体基板上において、上記給電素子及び上記正面アレイから見て上記放射方向に直交する第１の方向にある領域に形成された複数の無給電素子を含む第１の側方アレイと、
上記誘電体基板上において、上記給電素子及び上記正面アレイから見て上記第１の方向とは逆の第２の方向にある領域に形成された複数の無給電素子を含む第２の側方アレイとを備えたアンテナ装置であって、
上記正面アレイの複数の無給電素子は、上記放射方向に沿って整列した複数の無給電素子をそれぞれ含む複数の正面サブアレイを構成し、上記複数の正面サブアレイは、互いに隣接する２つの正面サブアレイの各無給電素子が互いに近接するように、上記放射方向に沿って互いに平行に設けられ、
上記第１及び第２の側方アレイの複数の無給電素子は、実質的に上記放射方向に沿って整列し、
さらにアンテナ装置は、上記誘電体基板上において、当該アンテナ装置を他の基板に半田づけにより接続するための少なくとも１つの第１の実装パッド及び少なくとも１つの第２の実装パッドを備え、
上記各第１の実装パッドは、上記誘電体基板上において、上記給電素子及び上記正面アレイから見て上記第１の方向にある領域に形成され、
上記各第１の実装パッドについて、当該第１の実装パッドと上記給電素子及び上記正面アレイとの間に、上記第１の側方アレイの複数の無給電素子のうちの一部が形成され、
上記各第２の実装パッドは、上記誘電体基板上において、上記給電素子及び上記正面アレイから見て上記第２の方向にある領域に形成され、
上記各第２の実装パッドについて、当該第２の実装パッドと上記給電素子及び上記正面アレイとの間に、上記第２の側方アレイの複数の無給電素子のうちの一部が形成されたアンテナ装置。
【請求項２】
上記誘電体基板は第１の面及び第２の面を有し、
上記第１及び第２の側方アレイの各無給電素子は上記誘電体基板の第１の面に形成され、
上記第１及び第２の実装パッドは上記誘電体基板の第２の面に形成される請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項３】
上記第１及び第２の側方アレイのそれぞれにおいて、当該側方アレイの複数の無給電素子は、実質的に上記放射方向に沿って整列した複数の無給電素子をそれぞれ含む複数の側方サブアレイを構成し、上記複数の側方サブアレイは、実質的に上記放射方向に沿って互いに平行に設けられた請求項１又は２記載のアンテナ装置。
【請求項４】
上記アンテナ装置により送受信される電磁波の等位相面が、上記誘電体基板から見て上記放射方向に位置した上記放射方向に直交する基準面に実質的に一致するように、上記誘電体基板のエッジは、上記給電素子及び上記正面アレイから上記各側方サブアレイまでの距離が増大するにつれて、上記基準面から、当該側方サブアレイに沿った直線と上記誘電体基板のエッジとの交点までの距離が増大するような形状を有する請求項３記載のアンテナ装置。
【請求項５】
上記第１及び第２の側方アレイのそれぞれの複数の側方サブアレイは、互いに隣接する２つの側方サブアレイにおいて、一方の側方サブアレイの無給電素子間のギャップの位置が、他方の側方サブアレイの無給電素子間のギャップの位置とは互い違いになるように設けられた請求項３又は４記載のアンテナ装置。
【請求項６】
上記第１及び第２の側方アレイの各無給電素子は、当該側方アレイの長手方向に沿って長手方向を有し、
上記第１及び第２の側方アレイにおいて、当該側方アレイの長手方向で互いに隣接する２つの無給電素子の長手方向の長さと、上記２つの無給電素子間のギャップの長さとの和は、上記給電素子の動作波長の半分未満である請求項１〜５のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項７】
上記給電素子及び上記正面アレイから上記第１の側方アレイまでの距離は、上記給電素子及び上記正面アレイから上記第２の側方アレイまでの距離に実質的に等しい請求項１〜６のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項８】
上記給電素子は、上記放射方向に直交する方向に沿って長手方向を有するダイポールアンテナであり、
上記正面アレイの複数の無給電素子は、上記放射方向に直交する方向に沿って長手方向を有する請求項１〜７のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項９】
上記正面アレイの複数の正面サブアレイは、互いに隣接する２つの正面サブアレイにおいて、一方の正面サブアレイの各無給電素子の位置が、他方の正面サブアレイの各無給電素子の位置とは互い違いになるように設けられた請求項８記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１つに記載のアンテナ装置と、
上記アンテナ装置に接続された無線通信回路とを備えた無線通信装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の無線通信装置と、
上記無線通信装置によって送受信される信号を処理する信号処理装置とを備えた電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、特定の方向に指向性を有するアンテナ装置に関する。本開示はまた、そのようなアンテナ装置を備えた無線通信装置及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
アンテナの指向性を強めるために、給電素子と、その給電素子の前方に配置された複数の無給電素子を含む無給電素子アレイとを有するエンドファイアアレイアンテナが知られている。エンドファイアアレイアンテナは、給電素子から見て無給電素子アレイが位置する方向に指向性を有し、この方向で電磁波を入出力する。【０００３】
特許文献１は、誘電体基板の基板長を短縮した条件下において、高利得特性を実現するエンドファイアアンテナを開示している。【０００４】
特許文献２は、給電素子と、当該給電素子に平行に配置された複数の無給電素子と、からなるアンテナ装置を開示している。【０００５】
特許文献３は、パッチアンテナ部の周囲に共振特性を持つ素子を装荷することによって表面波伝搬を抑制するアンテナ装置を開示している。【０００６】
特許文献４は、ボックスの内部に設けられた八木式アンテナ構造のアンテナ素子を備えたアンテナを開示している。【０００７】
特許文献５は、給電素子と、その給電素子の前方に配置された複数の無給電素子を含む無給電素子アレイとを有するエンドファイアアレイアンテナを開示している。【０００８】
電子回路部品及び受動部品などの素子を実装した第１の基板上に、アンテナを形成した第２の基板を設ける場合がある。この場合、第２の基板を第１の基板に接続するとき、基板上に実装される他の素子と同様に半田づけを用いてもよい。例えば、第１の基板及び第２の基板は、互いに対向する複数の実装パッドを有し、各実装パッドに半田ボールを配置して加熱することにより、第２の基板は第１の基板と接続される。接続用の実装パッド及び半田ボールの個数が不十分であったり、配置する位置が不適切であったりすると、これらの基板を備えた装置に振動又は落下などの衝撃が加わったとき、第２の基板が剥離するおそれがある。従って、高い信頼性で基板を固定するためには、アンテナの給電素子などの付近にも実装パッド及び半田ボールを配置する必要がある。【０００９】
しかしながら、アンテナの付近に実装パッド及び半田ボールが配置されていると、アンテナの放射電界と結合し、ビームの幅が広がったり、電界の位相分布が崩れたりするなど、アンテナの電磁界に影響を与える。このことは、放射パターンが崩れ、利得が劣化する原因となる。【００１０】
本開示は、放射パターンへの影響を抑えながら、半田づけにより他の基板へ接続することができるアンテナ装置を提供する。本開示はまた、そのようなアンテナ装置を備えた無線通信装置及び電子機器を提供する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００９−１８２９４８号公報
【特許文献２】特開２００９−１９４８４４号公報
【特許文献３】特開２００９−０１７５１５号公報
【特許文献４】実開昭６４−０１６７２５号公報
【特許文献５】国際公開第２０１２／１６４７８２号
【発明の概要】
【００１２】
本開示の態様に係るアンテナ装置は、誘電体基板と、上記誘電体基板上に形成され、１つの放射方向を有する給電素子と、上記誘電体基板上において、上記給電素子から見て上記放射方向にある領域に形成された複数の無給電素子を含む正面アレイと、上記誘電体基板上において、上記給電素子及び上記正面アレイから見て上記放射方向に直交する第１の方向にある領域に形成された複数の無給電素子を含む第１の側方アレイと、上記誘電体基板上において、上記給電素子及び上記正面アレイから見て上記第１の方向とは逆の第２の方向にある領域に形成された複数の無給電素子を含む第２の側方アレイとを備えている。上記正面アレイの複数の無給電素子は、上記放射方向に沿って整列した複数の無給電素子をそれぞれ含む複数の正面サブアレイを構成し、上記複数の正面サブアレイは、互いに隣接する２つの正面サブアレイの各無給電素子が互いに近接するように、上記放射方向に沿って互いに平行に設けられている。上記第１及び第２の側方アレイの複数の無給電素子は、実質的に上記放射方向に沿って整列されている。
【００１３】
アンテナ装置は、上記誘電体基板上において、当該アンテナ装置を他の基板に半田づけにより接続するための少なくとも１つの第１の実装パッド及び少なくとも１つの第２の実装パッドをさらに備えている。上記各第１の実装パッドは、上記誘電体基板上において、上記給電素子及び上記正面アレイから見て上記第１の方向にある領域に形成され、上記各第１の実装パッドについて、当該第１の実装パッドと上記給電素子及び上記正面アレイとの間に、上記第１の側方アレイの複数の無給電素子のうちの一部が形成される。上記各第２の実装パッドは、上記誘電体基板上において、上記給電素子及び上記正面アレイから見て上記第２の方向にある領域に形成され、上記各第２の実装パッドについて、当該第２の実装パッドと上記給電素子及び上記正面アレイとの間に、上記第２の側方アレイの複数の無給電素子のうちの一部が形成される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、第１の実施形態に係るアンテナ装置１０８を搭載した例示的なタブレット端末装置１０１を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１のアンテナ装置１０８の上面の詳細構成を示す平面図である。
【図３】図３は、図１のアンテナ装置１０８の下面の詳細構成を示す平面図である。
【図４】図４は、図２の給電素子３０４及び正面アレイ３０５の一部を示す拡大図である。
【図５】図５は、図２の側方アレイ３０６の無給電素子の一部を示す拡大図である。
【図６】図６は、第１の実施形態の第１の変形例に係るアンテナ装置１０８Ａの構成を示す平面図である。
【図７】図７は、第１の実施形態の第２の変形例に係るアンテナ装置１０８Ｂの構成を示す平面図である。
【図８】図８は、第２の実施形態に係るアンテナ装置１０８Ｃの上面の構成を示す平面図である。
【図９】図９は、図８のアンテナ装置１０８Ｃの下面の構成を示す平面図である。
【図１０】図１０は、第２の実施形態の変形例に係るアンテナ装置１０８Ｄの構成を示す平面図である。
【図１１】図１１は、比較例に係るアンテナ装置２０８の構成を示す平面図である。
【図１２】図１２は、図１１のアンテナ装置２０８の電磁界解析の結果を示すＸＹ面上の放射指向性図である。
【図１３】図１３は、図１のアンテナ装置１０８の電磁界解析の結果を示すＸＹ面上の放射指向性図である。
【図１４】図１４は、図８のアンテナ装置１０８Ｃの電磁界解析の結果を示すＸＹ面上の放射指向性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明及び実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【００１６】
なお、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらによって請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
【００１７】
以下の説明では、適宜、各図面に示すＸＹＺ座標系を参照する。
【００１８】
［１．第１の実施形態］
［１．１．システム全体の構成］
図１は、第１の実施形態に係るアンテナ装置１０８を搭載した例示的なタブレット端末装置１０１を示す斜視図である。図１は、タブレット端末装置１０１の内部構成がわかるように、その一部を除去して示している。
【００１９】
タブレット端末装置１０１は、無線通信装置と、無線通信装置を介して送受信される信号を処理する信号処理装置とを備えた電子機器である。この無線通信装置は、アンテナ装置１０８と、アンテナ装置に接続された無線通信回路とを備える。
【００２０】
タブレット端末装置１０１は、２つの回路基板、すなわち、無線通信装置として動作する無線モジュール基板１０２と、信号処理装置として動作するホストシステム基板１０３とを備える。無線モジュール基板１０２及びホストシステム基板１０３は、高速インターフェースケーブル１０４によって接続されている。
【００２１】
無線モジュール基板１０２は、プリント回路基板上に、例えば、ミリ波帯（３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚ）の電磁波のうち６０ＧＨｚ帯の電磁波を送受信する回路を備える。６０ＧＨｚ帯は、例えば、映像及び音声のデータを高速で送受信するＷｉＧｉｇ規格（ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ）等で利用される。
【００２２】
無線モジュール基板１０２上には、ベースバンド及びＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路１０６と、高周波（ＲＦ）回路１０７と、アンテナ装置１０８とが実装されている。ベースバンド及びＭＡＣ回路１０６は、信号線１０９及び制御線１１０を介してＲＦ回路１０７に接続されている。ＲＦ回路１０７は、給電線路１１１を介してアンテナ装置１０８に接続されている。
【００２３】
ベースバンド及びＭＡＣ回路１０６は、信号の変復調、波形整形、及びパケットの送受信の制御、などを行う。ベースバンド及びＭＡＣ回路１０６は、送信時には、変調された信号（変調信号）を信号線１０９を介してＲＦ回路１０７に送り、受信時には、ＲＦ回路１０７から信号線１０９を介して受信された変調信号を復調する。
【００２４】
ＲＦ回路１０７は、変調信号の周波数と、例えばミリ波帯の無線周波数との間で周波数変換し、さらに、無線周波数の信号の電力増幅及び波形整形などを行う。従って、ＲＦ回路１０７は、送信時には、ベースバンド及びＭＡＣ回路１０６から信号線１０９を介して受信した変調信号の周波数変換を行って無線周波数の信号を生成し、給電線路１１１を介してアンテナ装置１０８に送る。ＲＦ回路１０７は、受信時には、給電線路１１１を介して入力された無線周波数の信号の周波数変換を行い、信号線１０９を介してベースバンド及びＭＡＣ回路１０６に送り、復調する。
【００２５】
アンテナ装置１０８は、無線モジュール基板１０２のエッジ付近に、プリント回路基板の導体パターンとして形成されている。アンテナ装置１０８は、送信時には、ＲＦ回路１０７から給電線路１１１を介して供給された高周波信号を、電磁波として放射する。アンテナ装置１０８は、受信時には、空間を伝搬してきた電磁波により生じた高周波電流を、受信された高周波信号として給電線路１１１を介してＲＦ回路１０７に送る。なお、アンテナ装置１０８とＲＦ回路１０７との間の給電線路１１１上には、必要に応じて、インピーダンスの整合回路（図示せず）を設けてもよい。
【００２６】
ホストシステム基板１０３には、ホストシステム回路１０５が実装されている。ホストシステム回路１０５は、ベースバンド及びＭＡＣ回路１０６よりも上位層（アプリケーション層など）の通信回路及び他の処理回路を含む。例えば、ホストシステム回路１０５は、タブレット端末装置１０１の画面表示などの動作を制御するＣＰＵなどを含む。
【００２７】
ベースバンド及びＭＡＣ回路１０６は、高速インターフェースケーブル１０４を介してホストシステム回路１０５と通信する。
【００２８】
［１．２．アンテナ装置の構成］
一般的に、ミリ波等の高い周波数で動作する無線通信装置においては、給電線路１１１における損失が大きくなるので、アンテナは、ＲＦ回路１０７の近くに配置される。また、ＲＦ回路１０７、ベースバンド及びＭＡＣ回路１０６などは、微細加工技術により作られ、かつ、多数のピンを有する集積回路であることが多い。そのため、これらの回路は、汎用的な誘電体基板上に電源回路及び他の電子部品などとともに実装されるのではなく、微細配線が可能な（インターポーザとしての）別の基板上に実装されることが多い。上記より、アンテナは、ＲＦ回路１０７（ときには、ベースバンド及びＭＡＣ回路１０６も含む）を実装している基板（パッケージ基板）上に構成されることが一般的である。
【００２９】
図２は、図１のアンテナ装置１０８の上面の詳細構成を示す平面図である。図３は、図１のアンテナ装置１０８の下面の詳細構成を示す平面図である。図２及び図３では、アンテナ装置１０８、ＲＦ回路１０７、ベースバンド及びＭＡＣ回路１０６などを含む無線モジュール基板１０２のうち、アンテナ装置１０８の部分のみを抜き出して示している（他の実施形態及び変形例に係るアンテナ装置を示す図でも、同様である）。
【００３０】
図２及び図３に示すように、アンテナ装置１０８は、誘電体基板３０１と、誘電体基板３０１上に形成され、１つの放射方向（図２の＋Ｘ方向）を有する給電素子３０４と、誘電体基板３０１上において、給電素子３０４から見て放射方向にある領域に形成された複数の無給電素子を含む正面アレイ３０５とを備える。給電素子３０４及び正面アレイ３０５は、図２の＋Ｘ方向に放射方向を有するエンドファイアアンテナ３０３として動作する。誘電体基板３０１は、互いに平行な上面及び下面を有する。
【００３１】
アンテナ装置１０８は、さらに、誘電体基板３０１上において、アンテナ装置１０８を無線モジュール基板１０２に半田づけにより接続するための複数の実装パッド３２１、３２２を備える（図３）。複数の実装パッド３２１，３２２は、誘電体基板３０１上において、給電素子３０４及び正面アレイ３０５から見て放射方向に直交する第１の方向（図３の−Ｙ方向）にある領域に形成された少なくとも１つの第１の実装パッド３２１と、誘電体基板３０１上において、給電素子３０４及び正面アレイ３０５から見て第１の方向とは逆の第２の方向（図３の＋Ｙ方向）にある領域に形成された少なくとも１つの第２の実装パッド３２２とを含む。従って、実装パッド３２１，３２２は、誘電体基板３０１上において、給電素子３０４から見て放射方向以外の方向にある領域にそれぞれ形成されている。
【００３２】
アンテナ装置１０８は、さらに、誘電体基板３０１上において、給電素子３０４及び正面アレイ３０５から見て放射方向に直交する第１の方向（図２の−Ｙ方向）にある領域に形成された複数の無給電素子を含む第１の側方アレイ３０６と、誘電体基板３０１上において、給電素子３０４及び正面アレイ３０５から見て第１の方向とは逆の第２の方向（図２の＋Ｙ方向）にある領域に形成された複数の無給電素子を含む第２の側方アレイ３０７とを備える。
【００３３】
各第１の実装パッド３２１について、当該第１の実装パッド３２１と給電素子３０４及び正面アレイ３０５との間に、第１の側方アレイ３０６の複数の無給電素子のうちの一部が形成される。また、各第２の実装パッド３２２について、当該第２の実装パッド３２２と給電素子３０４及び正面アレイ３０５との間に、第２の側方アレイ３０７の複数の無給電素子のうちの一部が形成される。側方アレイ３０６，３０７の無給電素子をこのように配置したことにより、給電素子３０４の周囲及び正面アレイ３０５の各無給電素子の周囲に発生する電界が実装パッド３２１，３２２及びその上の半田ボール（図示せず）と結合することを抑えるので、放射パターンへの影響を小さくすることができる。
【００３４】
例えば、図２及び図３に示すように、各側方アレイ３０６，３０７の各無給電素子は誘電体基板３０１の上面に形成され、各実装パッド３２１，３２２は誘電体基板３０１の下面に形成される。各側方アレイ３０６，３０７の無給電素子の少なくとも一部が、各実装パッド３２１，３２２に重なっていてもよい。また、各側方アレイ３０６，３０７のすべての無給電素子が、各実装パッド３２１，３２２に重なることなく、各実装パッド３２１，３２２と給電素子３０４及び正面アレイ３０５との間に位置していてもよい。後者の場合、各側方アレイ３０６，３０７の各無給電素子及び各実装パッド３２１，３２２を誘電体基板３０１の同じ面に形成してもよい。
【００３５】
給電素子３０４は、放射方向に直交する方向（図２のＹ軸に沿った方向）に沿って長手方向を有するダイポールアンテナである。給電素子３０４は、実質的に一直線上に並べて配置された給電素子部分３０４ａ及び３０４ｂを含む。給電素子部分３０４ａは、例えば誘電体基板３０１の上面に形成され、給電素子部分３０４ｂは、誘電体基板３０１の下面に形成される。給電素子３０４（ダイポールアンテナ）全体の長さは、例えば、給電素子３０４の動作波長（すなわち、エンドファイアアンテナ３０３から送受信する電磁波の波長）λの約１／２の長さに設定される。
【００３６】
誘電体基板３０１の上面において、給電素子３０４から見て放射方向とは逆の方向（図２の−Ｘ方向）にある領域に、接地導体３０２が形成される。誘電体基板３０１の下面において、誘電体基板３０１の上面の接地導体３０２の裏側に、接地導体３０２ａが形成される。この位置に接地導体３０２，３０２ａを設けたことにより、給電素子３０４は、図２の＋Ｘ方向に１つの放射方向を有する。接地導体３０２，３０２ａの電位は、無線モジュール基板１０２における接地電位として作用する。
【００３７】
アンテナ装置１０８は、さらに、誘電体基板３０１上において、放射方向に直交する方向に沿って長手方向を有するように、給電素子３０４と接地導体３０２との間に形成された反射素子３１１ａ，３１１ｂを備えてもよい。給電素子３０４から見て放射方向とは逆の方向（図２の−Ｘ方向）にある領域に反射素子３１１ａ，３１１ｂを設けると、反射素子３１１ａ，３１１ｂを持たない場合に比較して、給電素子３０４から放射される電磁波を効率よくエンドファイア方向に向けることができ、ＦＢ比（Ｆｒｏｎｔ  ｔｏ  Ｂａｃｋ  Ｒａｔｉｏ）を向上できる。特に、正面サブアレイの個数が増えて、放射方向に直交する方向にアンテナ装置１０８のサイズが大きくなった場合には、電磁波を＋Ｘ方向に向けるために反射素子３１１ａ，３１１ｂは特に有効である。また、接地導体３０２を設けない場合にも、電磁波を＋Ｘ方向に向けるために反射素子３１１ａ，３１１ｂは特に有効である。
【００３８】
誘電体基板３０１には、給電素子３０４を図１のＲＦ回路１０７に接続する給電線路１１１が形成される。給電線路１１１は、誘電体基板３０１の上面に形成され、給電素子部分３０４ａに接続された導体素子を含む。さらに、誘電体基板３０１の下面において、給電素子部分３０４ｂは接地導体３０２ａに接続される。
【００３９】
図４は、図２の給電素子３０４及び正面アレイ３０５の一部を示す拡大図である。正面アレイ３０５の複数の無給電素子は、放射方向に沿って整列した複数の無給電素子をそれぞれ含む複数の正面サブアレイを構成する。図４では、正面アレイ３０５は、無給電素子３０５−０−１、３０５−１−１、３０５−２−１、…を含む右端の正面サブアレイ、無給電素子３０５−１−２、３０５−２−２、…を含む右端から２番目の正面サブアレイを含み、以下同様に、無給電素子３０５−０−５、３０５−１−５、３０５−２−５、…を含む左端の正面サブアレイまでを含む。複数の正面サブアレイは、互いに隣接する２つの正面サブアレイの各無給電素子が互いに近接するように、放射方向に沿って互いに平行に設けられる。
【００４０】
正面アレイ３０５の複数の無給電素子は、放射方向に直交する方向（図２のＹ軸に沿った方向）に沿って長手方向を有する。従って、給電素子３０４の長手方向と、正面アレイ３０５の各無給電素子の長手方向とは、実質的に平行になる。図４に示すように、正面アレイ３０５の各無給電素子の長手方向の長さをＤ２１とし、幅をＤ２２とする。また、各正面サブアレイの長手方向で互いに隣接する２つの無給電素子間の距離をＤ２３とする。また、互いに隣接する２つの正面サブアレイは、所定距離Ｄ２４を有して設けられる。正面アレイ３０５の各無給電素子の長手方向の長さは、給電素子部分３０４ａ、３０４ｂの長手方向の長さＤ１１よりも短い。
【００４１】
各側方アレイ３０６，３０７の複数の無給電素子は、実質的に放射方向に沿って整列している。特に、側方アレイ３０６，３０７のそれぞれにおいて、当該側方アレイの複数の無給電素子は、実質的に放射方向に沿って整列した複数の無給電素子をそれぞれ含む複数の側方サブアレイを構成する。図５は、図２の側方アレイ３０６の無給電素子の一部を示す拡大図である。図５では、側方アレイ３０６は、無給電素子３０６−１−１、３０６−２−１、…を含む側方サブアレイと、無給電素子３０６−１−２、３０６−２−２、…を含む側方サブアレイと、無給電素子３０６−１−３、３０６−２−３、…を含む側方サブアレイと、無給電素子３０６−１−４、３０６−２−４、…を含む側方サブアレイとを含み、以下同様に複数の側方サブアレイを含む。側方アレイ３０６の複数の側方サブアレイは、実質的に放射方向に沿って互いに平行に設けられている。
【００４２】
側方アレイ３０６は、誘電体基板３０１上における電磁波の伝搬経路の調整を目的として、側方サブアレイに含まれない他の無給電素子３０６−１−０〜３０６−４−０をさらに含んでもよい。
【００４３】
側方アレイ３０７も、図５の側方アレイ３０６と同様に構成される。
【００４４】
各側方アレイ３０６，３０７の各無給電素子は、当該側方アレイの長手方向に沿って長手方向を有する。図５に示すように、各側方アレイ３０６，３０７の各無給電素子の長手方向の長さをＤ３１とし、幅をＤ３２とする。また、各側方アレイ（すなわち各側方サブアレイ）の長手方向で互いに隣接する２つの無給電素子間のギャップの長さをＤ３３とする。各側方アレイ３０６，３０７において、当該側方アレイの長手方向で互いに隣接する２つの無給電素子の長手方向の長さＤ３１×２と、２つの無給電素子間のギャップの長さＤ３３との和は、例えば、給電素子３０４の動作波長λの半分未満である（２×Ｄ３１＋Ｄ３３＜λ／２）。この場合、各側方アレイ３０６，３０７の各無給電素子が給電素子３０４の動作波長λで共振することを抑制することができる。
【００４５】
各側方アレイ３０６，３０７において、互いに隣接する２つの側方サブアレイは、所定距離Ｄ３４を有して設けられる。この距離Ｄ３４は、プリント回路基板のパターン形成技術により製造可能な範囲内で、できるだけ小さく設定される。側方サブアレイ間の距離Ｄ３４が小さいほど、電界の漏洩を防ぐ効果が高まるためである。例えば、側方サブアレイ間の距離Ｄ３４は、側方アレイ３０６，３０７の各無給電素子の幅Ｄ３２と同程度に設定される。
【００４６】
側方アレイ３０６，３０７のそれぞれの複数の側方サブアレイは、互いに隣接する２つの側方サブアレイにおいて、一方の側方サブアレイの無給電素子間のギャップの位置が、他方の側方サブアレイの無給電素子間のギャップの位置とは互い違いになるように設けられている。このように、各側方サブアレイの各無給電素子を配置することにより、電界Ｅ１が側方アレイ３０６より−Ｙ方向へ広がること、及び、電界Ｅ１が側方アレイ３０７より＋Ｙ方向へ広がることを、複数の側方サブアレイを持たない場合に比較して、より確実に抑制することができる。
【００４７】
アンテナ装置１０８は、給電素子３０４から放射方向に向かう基準線Ａ−Ａ’に対して対称に構成される。例えば、給電素子３０４及び正面アレイ３０５から（すなわち、正面アレイ３０５の各無給電素子の−Ｙ方向の端部から）側方アレイ３０６までの距離Ｄ１は、給電素子３０４及び正面アレイ３０５から（すなわち、正面アレイ３０５の各無給電素子の＋Ｙ方向の端部から）側方アレイ３０７までの距離Ｄ２に実質的に等しい。このように、給電素子３０４及び正面アレイ３０５の−Ｙ方向及び＋Ｙ方向に対称に側方アレイ３０６，３０７を配置したことにより、エンドファイアアンテナ３０３から放射方向に直交する方向（−Ｙ方向及び＋Ｙ方向）に伝搬する電界の位相差を抑制することができる。これにより、−Ｙ方向及び＋Ｙ方向に伝搬する電界の位相差を抑制することができ、その結果、放射ビーム方向の傾きを抑制することができる。
【００４８】
給電素子３０４及び正面アレイ３０５から各側方アレイ３０６，３０７までの距離Ｄ１，Ｄ２は、例えば、正面アレイ３０５の各無給電素子間の距離程度の長さ又はそれ以上の長さに構成される。
【００４９】
なお、エンドファイアアンテナ３０３の両側の側方アレイ３０６，３０７間の距離Ｄ３は、例えば、給電素子３０４の動作波長λの略１．５倍以上に構成される。この場合、給電素子３０４と各側方アレイ３０６，３０７の各無給電素子との電磁結合に起因するアンテナ装置１０８の性能低下を生じにくくすることができる。
【００５０】
［１．３．動作］
図２及び図３を参照して、アンテナ装置１０８の動作について説明する。
【００５１】
まず、エンドファイアアンテナ３０３の動作について説明する。
【００５２】
複数の正面サブアレイは、互いに隣接する２つの正面サブアレイが所定幅を有する擬似的なスロット開口（以下、擬似スロット開口という。）を形成するように、互いに実質的に平行に形成される。
【００５３】
各正面サブアレイにおいて、放射方向に隣接する無給電素子は互いに電磁的に結合し、各正面サブアレイは放射方向に延在する電気壁として動作する。そして、互いに隣接する２つの正面サブアレイ間に擬似スロット開口が形成される。このため、給電素子３０４で電磁波を送受信するとき、各擬似スロット開口において放射方向に直交する方向に電界が発生し、これに伴い、擬似スロット開口に放射方向に平行な磁流が流れる。従って、給電素子３０４から放射された電磁波は、各正面サブアレイ間の各擬似スロット開口に沿って誘電体基板３０１の表面を放射方向に伝搬し、誘電体基板３０１の＋Ｘ方向のエッジからエンドファイア方向に放射される。すなわち、エンドファイアアンテナ３０３は、擬似スロット開口を磁流源として動作する。このとき、誘電体基板３０１の＋Ｘ方向のエッジにおいて、電磁波の位相が揃って等位相面が生じる。なお、互いに隣接する２つの正面サブアレイのうちの一方の正面サブアレイの無給電素子と、他方の正面サブアレイの無給電素子とは、放射方向に直交する方向で電磁的に結合せず、共振しない。
【００５４】
複数の正面サブアレイは、互いに隣接する２つの正面サブアレイ間においてそれぞれ、給電素子３０４からの電磁波を磁流として伝搬させる擬似スロット開口を形成するように、所定の間隔で、実質的に互いに平行に配置されたことを特徴としている。
【００５５】
従って、エンドファイアアンテナ３０３によれば、各正面サブアレイは電気壁として動作し、互いに隣接する２つの正面サブアレイ間に擬似スロット開口が形成される。すなわち、エンドファイアアンテナ３０３は、例えば、放射方向に延在する導体を複数の無給電素子に分断した構成を有するので、導体長が短くなり、擬似スロット開口に沿って流れる電流を小さくできる。
【００５６】
各正面サブアレイにおいて、放射方向に隣接する２つの無給電素子の間隔Ｄ２３は、２つの無給電素子が互いに電磁的に結合するように、例えばλ／８以下に設定される。また、互いに隣接する２つの正面サブアレイの間隔Ｄ２４は、例えばλ／１０に設定される。さらに、給電素子３０４と、給電素子３０４に最も近い無給電素子との間の間隔は、これらの素子が互いに電磁的に結合するように設定され、例えば、放射方向に隣接する２つの無給電素子の間隔Ｄ２３と等しい値に設定される。さらに、給電素子３０４と接地導体３０２との間隔は、例えば、放射方向に隣接する２つの無給電素子の間隔Ｄ２３に等しいように設定される。
【００５７】
また、各正面サブアレイにおいて、放射方向に隣接する２つの無給電素子の間隔Ｄ２３をできるだけ小さく設定することにより、放射方向に隣接する無給電素子どうしが誘電体基板３０１の表面上の自由空間を介して強く電磁的に結合し、誘電体基板３０１内の電気力線の密度を低下させることができるので、誘電体基板３０１による誘電体損の影響を小さくできる。このため、従来技術に比較して、高利得特性を得ることができる。
【００５８】
さらに、エンドファイアアンテナ３０３によれば、無給電素子をより小さく形成することで、無給電素子上に生じる電流を小さくできる。また、各正面サブアレイにおいて、放射方向に隣接する２つの無給電素子の間隔Ｄ２３を狭くすることで、誘電体基板３０１による誘電体損を緩和できる。これにより、エンドファイアアンテナ３０３を小型化でき、高利得特性を得ることができる。
【００５９】
従って、エンドファイアアンテナ３０３によれば、空間での伝搬損失が比較的大きいミリ波帯などの周波数帯で通信する無線通信装置の電力効率を上げることができる。
【００６０】
なお、図２では、正面アレイ３０５は５つの正面サブアレイを備えたが、これに限定されず、複数の擬似スロット開口を形成するように配置された２個以上の正面サブアレイを備えればよい。なお、各正面サブアレイのエンドファイア方向の長さを長くするほど（無給電素子の個数を増やすほど）、垂直面（ＸＺ平面）内のビーム幅は狭くなる。また、正面サブアレイの数を増やすほど、水平面（ＸＹ平面）内のビーム幅は狭くなる。すなわち、正面サブアレイの長さ及び個数によって、垂直面及び水平面内のビーム幅を独立に制御できる。
【００６１】
次に、側方アレイ３０６，３０７について説明する。
【００６２】
図１のＲＦ回路１０７から出力された信号は、給電線路１１１を経由し、給電素子３０４に給電される。給電素子３０４が給電により励振されると、給電素子３０４の周囲及び正面アレイ３０５の各無給電素子の周囲に電界が発生する。この電界は、正面アレイ３０５の各無給電素子間のギャップに沿って放射方向（＋Ｘ方向）に伝搬し、電磁波となって放射する成分と、放射方向に直交する方向（＋Ｙ方向及び−Ｙ方向）に伝搬する成分（電界Ｅ１）とを含む。＋Ｙ方向及び−Ｙ方向へ伝搬した電界Ｅ１は、側方アレイ３０６，３０７の無給電素子に到達する。
【００６３】
側方アレイ３０６，３０７の各無給電素子の寸法は、図５を参照して説明した条件（２×Ｄ３１＋Ｄ３３＜λ／２）を満たすので、放射方向に沿った方向の電界Ｅ２であれば伝搬可能であるが、放射方向に直交する方向の電界Ｅ１は伝搬させにくい。そのため、発生した電界Ｅ１が側方アレイ３０６に到達したとき、電界Ｅ１により側方アレイ３０６が電界を生じて伝搬させる量は小さく、その結果として、電界は側方アレイ３０６よりも−Ｙ方向へはあまり広がらない。同様の理由により、電界は側方アレイ３０７よりも＋Ｙ方向へはあまり広がらない。
【００６４】
従って、アンテナ装置１０８を無線モジュール基板１０２に半田づけにより接続したときであっても、側方アレイ３０６，３０７の無給電素子をこのように配置したことにより、給電素子３０４の周囲及び正面アレイ３０５の各無給電素子の周囲に発生する電界が実装パッド３２１，３２２及びその上の半田ボール（図示せず）と結合することを抑えるので、放射パターンへの影響を小さくすることができる。
【００６５】
第１の実施形態では、給電素子及び正面アレイを含むエンドファイアアンテナを備えたアンテナ装置について説明した。アンテナ装置は、給電素子及び正面アレイにより、給電素子から正面アレイの方向に電磁波を出力する。その際、所望の放射方向を基準軸としてみた場合、給電素子及び正面アレイを基準軸の両側から挟み込む位置に配置される、第１及び第２の側方アレイをアンテナ装置はさらに有する。第１及び第２の側方アレイは、上記のとおり給電素子及び正面アレイを間に挟んで、略平行に配置される位置関係となる。
【００６６】
なお、第１及び第２の側方アレイは、給電素子の周囲及び正面アレイの各無給電素子の周囲に発生した電界Ｅ１が基準軸を中心として左右で略対称になるように構成される。そうすることで、電磁波の指向方向が左右に傾くことをより抑制することができる。また、第１及び第２の側方アレイは、例えば、給電素子及び正面アレイを含むエンドファイアアンテナから略等距離に配置される。
【００６７】
［１．４．変形例］
図６は、第１の実施形態の第１の変形例に係るアンテナ装置１０８Ａの構成を示す平面図である。図６のアンテナ装置１０８Ａは、図２の側方アレイ３０６，３０７に代えて、側方アレイ３０６Ａ，３０７Ａを備える。側方アレイ３０６Ａ，３０７Ａのそれぞれは、複数の側方サブアレイを含んでいなくてもよい。
【００６８】
図７は、第１の実施形態の第２の変形例に係るアンテナ装置１０８Ｂの構成を示す平面図である。図７のアンテナ装置１０８Ｂは、図２の正面アレイ３０５に代えて、正面アレイ３０５Ｂを備える。正面アレイ３０５Ｂの複数の正面サブアレイは、互いに隣接する２つの正面サブアレイにおいて、一方の正面サブアレイの各無給電素子の位置が、他方の正面サブアレイの各無給電素子の位置とは互い違いになるように設けられている。給電素子３０４及び正面アレイ３０５Ｂは、エンドファイアアンテナ３０３Ｂとして動作する。
【００６９】
図６のアンテナ装置１０８Ａ及び図７のアンテナ装置１０８Ｂもまた、図１のアンテナ装置１０８と同様に、放射パターンへの影響を抑えながら、無線モジュール基板１０２に半田づけにより接続することができる。
【００７０】
第１の実施形態に係るアンテナ装置は、さらに以下の変形例を含む。
【００７１】
図２及び図３等では、給電素子３０４の２つの給電素子部分３０４ａ，３０４ｂが誘電体基板３０１の異なる面に形成されていたが、２つの給電素子部分３０４ａ，３０４ｂの両方が誘電体基板３０１の同じ面に形成されていてもよい。
【００７２】
図２及び図３等では、給電素子３０４としてダイポールアンテナを用いた場合を例示したが、本開示に係る実施形態はこれに限定されない。誘電体基板３０１を含む面（Ｘ−Ｙ面）で水平偏波を持ち、１つの放射方向（＋Ｘ方向）を有するアンテナであれば、第１の実施形態で説明した内容は適用可能である。そのため、給電素子として例えば逆Ｆアンテナを用いても、第１の実施形態に係るアンテナ装置と同様に動作するアンテナ装置を実現できる。
【００７３】
図２等において、アンテナ装置から、反射素子３１１ａ，３１１ｂを省略してもよい。
【００７４】
なお、各側方アレイの各無給電素子の寸法及び配置は、図５に示すもの（２×Ｄ３１＋Ｄ３３＜λ／２）に限定されない。各側方アレイの各無給電素子が給電素子３０４の動作波長λで共振することを抑制できるものであれば、他の長さの組み合わせであってもよい。
【００７５】
図２及び図３等では、側方アレイの各無給電素子をプリント回路基板の１つの面にのみ実装する場合について例示したが、側方アレイの各無給電素子をプリント回路基板の両面、あるいは、中間層等に設けてもよい。
【００７６】
また、図２等では、側方アレイの各無給電素子として、複数の無給電素子を略直線上に配置した場合の例を記載したが、本開示に係る実施形態はこれに限定されるものではない。側方アレイの各無給電素子を曲線に沿って配置してもよい。アンテナ装置からの電界の影響が広がる範囲を抑制する、あるいは、左右への電界の広がりを対称とするものであれば、側方アレイの各無給電素子の配置は特に限定するものではない。例えば、側方アレイの各無給電素子を、放射方向（＋Ｘ方向）と一定の角度を有して、略直線状に配置するものであってもよい。
【００７７】
また、図２等では、側方アレイの各無給電素子のうち、最も−Ｘ側にある無給電素子が接地導体３０２と接するように図示しているが、接地導体３０２から離れて設けられてもよい。同様に、側方アレイの各無給電素子のうち、最も＋Ｘ側にある無給電素子については、誘電体基板３０１の＋Ｘ側のエッジに達する（接する）ように図示しているが、必ずしもエッジに達する（接する）必要はない。
【００７８】
なお、側方サブアレイ間の距離Ｄ３４は、無給電素子の幅Ｄ３２と同程度に設定したが、この距離Ｄ３４は他の任意の長さに設定可能である。
【００７９】
また、互いに隣接する２つの側方サブアレイにおいて、一方の側方サブアレイの無給電素子間のギャップの位置が、他方の側方サブアレイの無給電素子間のギャップの位置とは互い違いになるように設けたが、ギャップの位置は互い違いになっていなくてもよい。複数の側方サブアレイにおいて、無給電素子間のギャップの位置がすべて同じであってもよく、すべて互いに異なっていてもよい。
【００８０】
また、各側方アレイに含まれる側方サブアレイの個数は、図２等に示したものと異なっていてもよい。ただし、側方サブアレイの個数が多いほど、アンテナ装置の放射ビームの方向は、所望の放射方向（＋Ｘ方向）から傾くことなく安定すると考えられる。また、一方の側方アレイの側方サブアレイの個数と、他方の側方アレイの側方サブアレイの個数とは、互いに異なっていてもよい。
【００８１】
また、ミリ波帯向けに調整されたアンテナ装置の例を示したが、使用する周波数は、ミリ波帯に限定されない。
【００８２】
また、アンテナ装置は、誘電体基板上に複数のエンドファイアアンテナを備えてもよい。
【００８３】
［２．第２の実施形態］
第２の実施形態では、第１の実施形態と相違する点を中心に説明する。第１の実施形態と同様の部分については、簡略化のため説明を省略する。
【００８４】
［２．１．構成］
図８は、第２の実施形態に係るアンテナ装置１０８Ｃの上面の構成を示す平面図である。図９は、図８のアンテナ装置１０８Ｃの下面の構成を示す平面図である。図８のアンテナ装置１０８Ｃは、図２の誘電体基板３０１及び側方アレイ３０６，３０７に代えて、図２の誘電体基板３０１とは異なる形状のエッジを有する誘電体基板３０１Ｃと、誘電体基板３０１Ｃのエッジの形状に合わせて配置された側方アレイ３０６Ｃ，３０７Ｃとを備える。
【００８５】
図８及び図９に示すように、誘電体基板３０１Ｃから見て放射方向に位置した放射方向に直交する基準面（図８及び図９のＢ−Ｂ’を通る面）を仮定し、放射開口面として考える。
【００８６】
比較のために、まず、図２のアンテナ装置１０８における電磁界の進行について説明する。図２において、給電素子３０４を励振することによって発生した電界は、放射方向に向かって伝搬し、誘電体基板３０１の＋Ｘ側のエッジから放射する。給電素子３０４から開口放射面（図８の基準面Ｂ−Ｂ’に相当する面）までの電磁界の進行距離を考えるとき、基準線Ａ−Ａ’に沿った位置を進行する電磁界に対し、中心から±Ｙ方向にずれるほど、電磁界の進行距離は大きくなる。すなわち、開口放射面において、基準線Ａ−Ａ’から±Ｙ方向にずれるほど、電磁界の位相遅れが大きくなり、放射の指向性利得を劣化させる要因となる。側方アレイ３０６、３０７の＋Ｘ方向にも漏れ電磁界が生じ、これが、放射を形成する開口放射面の電磁界分布に影響する。
【００８７】
そこで、図８及び図９に示すように、誘電体基板３０１Ｃのエッジは、給電素子３０４及び正面アレイ３０５から各側方アレイ３０６Ｃ，３０７Ｃの各側方サブアレイまでの距離が増大するにつれて、基準面Ｂ−Ｂ’から、当該側方サブアレイに沿った直線と誘電体基板３０１Ｃのエッジとの交点までの距離（Ｄ４１、Ｄ４２など）が増大するような形状を有することとする。この構成により、基準線Ａ−Ａ’から±Ｙ方向にずれるほど、誘電体基板３０１Ｃのエッジから基準面Ｂ−Ｂ’までの間の空気層が大きくなる。電磁波の位相速度は、誘電体中より空気中の方が大きい。そのため、図８のような基板形状とすることで、基準面Ｂ−Ｂ’の電磁界分布は等位相に近づく。これにより、アンテナ利得を向上することができる。
【００８８】
［２．２．変形例］
図１０は、第２の実施形態の変形例に係るアンテナ装置１０８Ｄの構成を示す平面図である。図１０のアンテナ装置１０８Ｄは、図８の誘電体基板３０１Ｃに代えて、図８の誘電体基板３０１Ｃとは異なる形状のエッジを有する誘電体基板３０１Ｄを備える。誘電体基板のエッジの形状は、図８に示すような直線に限定されず、曲線であってもよい。アンテナ装置１０８Ｄの側方アレイ３０６Ｄ，３０７Ｄは、図８の側方アレイ３０６Ｃ，３０７Ｃと同様に、誘電体基板３０１Ｄのエッジの形状に合わせて配置されている。
【００８９】
図１０のアンテナ装置１０８Ｄもまた、図８のアンテナ装置１０８Ｃと同様に、誘電体基板３０１Ｄから見て放射方向に位置した放射方向に直交する基準面において、電磁界分布を等位相に近づける形状となっており、アンテナ利得向上が見込める。
【００９０】
第２の実施形態に係るアンテナ装置は、さらに以下の変形例を含む。
【００９１】
第２の実施形態で説明した原理は、アンテナ装置が実装パッドを持たない場合にも適用可能である。この場合も同様に、アンテナ装置により送受信される電磁波の等位相面が基準面に実質的に一致するように、誘電体基板のエッジは、給電素子及び正面アレイから各側方アレイの各側方サブアレイまでの距離が増大するにつれて、基準面から、当該側方サブアレイに沿った直線と誘電体基板のエッジとの交点までの距離が増大するような形状を有する。これにより、図１のように例えば矩形形状の誘電体基板を備えたアンテナ装置よりも利得を向上することができる。
【００９２】
第２の実施形態においても、第１の実施形態で説明した他の変形例の構成を適用可能である。
【００９３】
［３．実施例］
以下、図１１図１４を参照して、実施形態のアンテナ装置の電磁界解析結果について説明する。
【００９４】
図１１は、比較例に係るアンテナ装置２０８の構成を示す平面図である。図１１のアンテナ装置２０８は、図１のアンテナ装置１０８から側方アレイ３０６，３０７を除去した構成を有する。
【００９５】
図１２は、図１１のアンテナ装置２０８の電磁界解析結果を示すＸＹ面上の放射指向性図である。給電素子３０４の各給電素子部分３０４ａ、３０４ｂの長手方向の長さＤ１１は０．９０ｍｍであった。正面アレイ３０５において、各無給電素子の長手方向の長さＤ２１は０．４０ｍｍであり、各正面サブアレイの長手方向で互いに隣接する２つの無給電素子間の距離Ｄ２３は０．１０ｍｍであり、互いに隣接する２つの正面サブアレイ間の距離Ｄ２４は０．３４ｍｍであった。各実装パッド３２１，３２２の直径は０．６０ｍｍであった。図１２の解析結果によれば、アンテナ装置２０８の利得は７．４ｄＢｉであり、電力半値幅は７２．８度であった。
【００９６】
図１３は、図１のアンテナ装置１０８の電磁界解析結果を示すＸＹ面上の放射指向性図である。給電素子３０４、正面アレイ３０５、及び実装パッド３２１，３２２の寸法は、図１２の電磁界解析のものと同じであった。各側方アレイ３０６，３０７の各無給電素子の長手方向の長さＤ３１は０．４０ｍｍであり、各側方サブアレイの長手方向で互いに隣接する２つの無給電素子間のギャップの長さＤ３３は０．１０ｍｍであり、互いに隣接する２つの側方サブアレイ間の距離Ｄ３４は０．１０ｍｍであった。図１３の解析結果によれば、アンテナ装置１０８の利得は７．４ｄＢｉであり、電力半値幅は５５．６度であった。従って、図１のアンテナ装置１０８では、実装パッド３２１，３２２から放射指向性への影響を抑えていることがわかる。
【００９７】
図１４は、図８のアンテナ装置１０８Ｃの電磁界解析結果を示すＸＹ面上の放射指向性図である。図１４の解析結果によれば、アンテナ装置１０８の利得は８．８ｄＢｉであり、電力半値幅は５２．３度であった。従って、図８のアンテナ装置１０８Ｃでは、図１のアンテナ装置１０８よりも利得が向上していることがわかる。
【００９８】
［４．他の実施形態］
以上のように、本開示に係る技術の例示として、第１及び第２の実施形態を説明した。しかしながら、本開示に係る技術は、これらに限定されず、適宜に、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施形態にも適用可能である。また、第１及び第２の実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施形態とすることも可能である。
【００９９】
以上のように、本開示に係る技術の例示として、実施形態を説明した。そのために、添付図面及び詳細な説明を提供した。
【０１００】
したがって、添付図面及び詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面及び詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
【０１０１】
また、上述の実施形態は、本開示に係る技術を例示するためのものであるから、請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本開示の内容は、指向性が求められるアンテナ装置を備えた無線通信装置及び電子機器に利用することが可能である。アンテナ装置は、例えば１〜３ｍの距離を介する近距離ファイル転送に利用することが可能である。
【符号の説明】
【０１０３】
１０１  タブレット端末装置
１０２  無線モジュール基板
１０３  ホストシステム基板
１０４  高速インターフェースケーブル
１０５  ホストシステム回路
１０６  ベースバンド及びＭＡＣ回路
１０７  高周波（ＲＦ）回路
１０８，１０８Ａ〜１０８Ｄ  アンテナ装置
１０９  信号線
１１０  制御線
１１１  給電線路
３０１，３０１Ｃ，３０１Ｄ  誘電体基板
３０２，３０２ａ  接地導体
３０３，３０３Ｂ  エンドファイアアンテナ
３０４  給電素子
３０４ａ，３０４ｂ  給電素子部分
３０５，３０５Ｂ  正面アレイ
３０６，３０６Ａ，３０６Ｃ，３０６Ｄ，３０７，３０７Ａ，３０７Ｃ，３０７Ｄ  側方アレイ
３１１ａ，３１１ｂ  反射素子
３２１，３２２  実装パッド
【図１】
2015133114.tif 000003
【図２】
2015133114.tif 000004
【図３】
2015133114.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2015133114.tif 000008
【図７】
2015133114.tif 000009
【図８】
2015133114.tif 000010
【図９】
2015133114.tif 000011
【図１０】
2015133114.tif 000012
【図１１】
2015133114.tif 000013
【図１２】
2015133114.tif 000014
【図１３】
2015133114.tif 000015
【図１４】
2015133114.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成28年7月25日(2016.7.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、特定の方向に指向性を有するアンテナ装置に関する。本開示はまた、そのようなアンテナ装置を備えた無線通信装置及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
アンテナの指向性を強めるために、給電素子と、その給電素子の前方に配置された複数の無給電素子を含む無給電素子アレイとを有するエンドファイアアレイアンテナが知られている。エンドファイアアレイアンテナは、給電素子から見て無給電素子アレイが位置する方向に指向性を有し、この方向で電磁波を入出力する。
【０００３】
特許文献１は、誘電体基板の基板長を短縮した条件下において、高利得特性を実現するエンドファイアアンテナを開示している。
【０００４】
特許文献２は、給電素子と、当該給電素子に平行に配置された複数の無給電素子と、からなるアンテナ装置を開示している。
【０００５】
特許文献３は、パッチアンテナ部の周囲に共振特性を持つ素子を装荷することによって表面波伝搬を抑制するアンテナ装置を開示している。
【０００６】
特許文献４は、ボックスの内部に設けられた八木式アンテナ構造のアンテナ素子を備えたアンテナを開示している。
【０００７】
特許文献５は、給電素子と、その給電素子の前方に配置された複数の無給電素子を含む無給電素子アレイとを有するエンドファイアアレイアンテナを開示している。
【０００８】
電子回路部品及び受動部品などの素子を実装した第１の基板上に、アンテナを形成した第２の基板を設ける場合がある。この場合、第２の基板を第１の基板に接続するとき、基板上に実装される他の素子と同様に半田づけを用いてもよい。例えば、第１の基板及び第２の基板は、互いに対向する複数の実装パッドを有し、各実装パッドに半田ボールを配置して加熱することにより、第２の基板は第１の基板と接続される。接続用の実装パッド及び半田ボールの個数が不十分であったり、配置する位置が不適切であったりすると、これらの基板を備えた装置に振動又は落下などの衝撃が加わったとき、第２の基板が剥離するおそれがある。従って、高い信頼性で基板を固定するためには、アンテナの給電素子などの付近にも実装パッド及び半田ボールを配置する必要がある。
【０００９】
しかしながら、アンテナの付近に実装パッド及び半田ボールが配置されていると、アンテナの放射電界と結合し、ビームの幅が広がったり、電界の位相分布が崩れたりするなど、アンテナの電磁界に影響を与える。このことは、放射パターンが崩れ、利得が劣化する原因となる。
【００１０】
本開示は、放射パターンへの影響を抑えながら、半田づけにより他の基板へ接続することができるアンテナ装置を提供する。本開示はまた、そのようなアンテナ装置を備えた無線通信装置及び電子機器を提供する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００９−１８２９４８号公報
【特許文献２】特開２００９−１９４８４４号公報
【特許文献３】特開２００９−０１７５１５号公報
【特許文献４】実開昭６４−０１６７２５号公報
【特許文献５】国際公開第２０１２／１６４７８２号
【発明の概要】
【００１２】
本開示の態様に係るアンテナ装置は、誘電体基板と、上記誘電体基板上に形成され、１つの放射方向を有する給電素子と、上記誘電体基板上において、上記給電素子から見て上記放射方向にある領域に形成された複数の無給電素子を含む正面アレイと、上記誘電体基板上において、上記給電素子及び上記正面アレイから見て上記放射方向に直交する第１の方向にある領域に形成された複数の無給電素子を含む第１の側方アレイと、上記誘電体基板上において、上記給電素子及び上記正面アレイから見て上記第１の方向とは逆の第２の方向にある領域に形成された複数の無給電素子を含む第２の側方アレイとを備えている。上記正面アレイの複数の無給電素子は、上記放射方向に沿って整列した複数の無給電素子をそれぞれ含む複数の正面サブアレイを構成し、上記複数の正面サブアレイは、互いに隣接する２つの正面サブアレイの各無給電素子が互いに近接するように、上記放射方向に沿って互いに平行に設けられている。上記第１及び第２の側方アレイの複数の無給電素子は、実質的に上記放射方向に沿って整列されている。
【００１３】
アンテナ装置は、上記誘電体基板上において、当該アンテナ装置を他の基板に半田づけにより接続するための少なくとも１つの第１の実装パッド及び少なくとも１つの第２の実装パッドをさらに備えている。上記各第１の実装パッドは、上記誘電体基板上において、上記給電素子及び上記正面アレイから見て上記第１の方向にある領域に形成され、上記各第１の実装パッドについて、当該第１の実装パッドと上記給電素子及び上記正面アレイとの間に、上記第１の側方アレイの複数の無給電素子のうちの一部が形成される。上記各第２の実装パッドは、上記誘電体基板上において、上記給電素子及び上記正面アレイから見て上記第２の方向にある領域に形成され、上記各第２の実装パッドについて、当該第２の実装パッドと上記給電素子及び上記正面アレイとの間に、上記第２の側方アレイの複数の無給電素子のうちの一部が形成される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、第１の実施形態に係るアンテナ装置１０８を搭載した例示的なタブレット端末装置１０１を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１のアンテナ装置１０８の上面の詳細構成を示す平面図である。
【図３】図３は、図１のアンテナ装置１０８の下面の詳細構成を示す平面図である。
【図４】図４は、図２の給電素子３０４及び正面アレイ３０５の一部を示す拡大図である。
【図５】図５は、図２の側方アレイ３０６の無給電素子の一部を示す拡大図である。
【図６】図６は、第１の実施形態の第１の変形例に係るアンテナ装置１０８Ａの構成を示す平面図である。
【図７】図７は、第１の実施形態の第２の変形例に係るアンテナ装置１０８Ｂの構成を示す平面図である。
【図８】図８は、第２の実施形態に係るアンテナ装置１０８Ｃの上面の構成を示す平面図である。
【図９】図９は、図８のアンテナ装置１０８Ｃの下面の構成を示す平面図である。
【図１０】図１０は、第２の実施形態の変形例に係るアンテナ装置１０８Ｄの構成を示す平面図である。
【図１１】図１１は、比較例に係るアンテナ装置２０８の構成を示す平面図である。
【図１２】図１２は、図１１のアンテナ装置２０８の電磁界解析の結果を示すＸＹ面上の放射指向性図である。
【図１３】図１３は、図１のアンテナ装置１０８の電磁界解析の結果を示すＸＹ面上の放射指向性図である。
【図１４】図１４は、図８のアンテナ装置１０８Ｃの電磁界解析の結果を示すＸＹ面上の放射指向性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明及び実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【００１６】
なお、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらによって請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
【００１７】
以下の説明では、適宜、各図面に示すＸＹＺ座標系を参照する。
【００１８】
［１．第１の実施形態］
［１．１．システム全体の構成］
図１は、第１の実施形態に係るアンテナ装置１０８を搭載した例示的なタブレット端末装置１０１を示す斜視図である。図１は、タブレット端末装置１０１の内部構成がわかるように、その一部を除去して示している。
【００１９】
タブレット端末装置１０１は、無線通信装置と、無線通信装置を介して送受信される信号を処理する信号処理装置とを備えた電子機器である。この無線通信装置は、アンテナ装置１０８と、アンテナ装置に接続された無線通信回路とを備える。
【００２０】
タブレット端末装置１０１は、２つの回路基板、すなわち、無線通信装置として動作する無線モジュール基板１０２と、信号処理装置として動作するホストシステム基板１０３とを備える。無線モジュール基板１０２及びホストシステム基板１０３は、高速インターフェースケーブル１０４によって接続されている。
【００２１】
無線モジュール基板１０２は、プリント回路基板上に、例えば、ミリ波帯（３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚ）の電磁波のうち６０ＧＨｚ帯の電磁波を送受信する回路を備える。６０ＧＨｚ帯は、例えば、映像及び音声のデータを高速で送受信するＷｉＧｉｇ規格（ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ）等で利用される。
【００２２】
無線モジュール基板１０２上には、ベースバンド及びＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路１０６と、高周波（ＲＦ）回路１０７と、アンテナ装置１０８とが実装されている。ベースバンド及びＭＡＣ回路１０６は、信号線１０９及び制御線１１０を介してＲＦ回路１０７に接続されている。ＲＦ回路１０７は、給電線路１１１を介してアンテナ装置１０８に接続されている。
【００２３】
ベースバンド及びＭＡＣ回路１０６は、信号の変復調、波形整形、及びパケットの送受信の制御、などを行う。ベースバンド及びＭＡＣ回路１０６は、送信時には、変調された信号（変調信号）を信号線１０９を介してＲＦ回路１０７に送り、受信時には、ＲＦ回路１０７から信号線１０９を介して受信された変調信号を復調する。
【００２４】
ＲＦ回路１０７は、変調信号の周波数と、例えばミリ波帯の無線周波数との間で周波数変換し、さらに、無線周波数の信号の電力増幅及び波形整形などを行う。従って、ＲＦ回路１０７は、送信時には、ベースバンド及びＭＡＣ回路１０６から信号線１０９を介して受信した変調信号の周波数変換を行って無線周波数の信号を生成し、給電線路１１１を介してアンテナ装置１０８に送る。ＲＦ回路１０７は、受信時には、給電線路１１１を介して入力された無線周波数の信号の周波数変換を行い、信号線１０９を介してベースバンド及びＭＡＣ回路１０６に送り、復調する。
【００２５】
アンテナ装置１０８は、無線モジュール基板１０２のエッジ付近に、プリント回路基板の導体パターンとして形成されている。アンテナ装置１０８は、送信時には、ＲＦ回路１０７から給電線路１１１を介して供給された高周波信号を、電磁波として放射する。アンテナ装置１０８は、受信時には、空間を伝搬してきた電磁波により生じた高周波電流を、受信された高周波信号として給電線路１１１を介してＲＦ回路１０７に送る。なお、アンテナ装置１０８とＲＦ回路１０７との間の給電線路１１１上には、必要に応じて、インピーダンスの整合回路（図示せず）を設けてもよい。
【００２６】
ホストシステム基板１０３には、ホストシステム回路１０５が実装されている。ホストシステム回路１０５は、ベースバンド及びＭＡＣ回路１０６よりも上位層（アプリケーション層など）の通信回路及び他の処理回路を含む。例えば、ホストシステム回路１０５は、タブレット端末装置１０１の画面表示などの動作を制御するＣＰＵなどを含む。
【００２７】
ベースバンド及びＭＡＣ回路１０６は、高速インターフェースケーブル１０４を介してホストシステム回路１０５と通信する。
【００２８】
［１．２．アンテナ装置の構成］
一般的に、ミリ波等の高い周波数で動作する無線通信装置においては、給電線路１１１における損失が大きくなるので、アンテナは、ＲＦ回路１０７の近くに配置される。また、ＲＦ回路１０７、ベースバンド及びＭＡＣ回路１０６などは、微細加工技術により作られ、かつ、多数のピンを有する集積回路であることが多い。そのため、これらの回路は、汎用的な誘電体基板上に電源回路及び他の電子部品などとともに実装されるのではなく、微細配線が可能な（インターポーザとしての）別の基板上に実装されることが多い。上記より、アンテナは、ＲＦ回路１０７（ときには、ベースバンド及びＭＡＣ回路１０６も含む）を実装している基板（パッケージ基板）上に構成されることが一般的である。
【００２９】
図２は、図１のアンテナ装置１０８の上面の詳細構成を示す平面図である。図３は、図１のアンテナ装置１０８の下面の詳細構成を示す平面図である。図２及び図３では、アンテナ装置１０８、ＲＦ回路１０７、ベースバンド及びＭＡＣ回路１０６などを含む無線モジュール基板１０２のうち、アンテナ装置１０８の部分のみを抜き出して示している（他の実施形態及び変形例に係るアンテナ装置を示す図でも、同様である）。
【００３０】
図２及び図３に示すように、アンテナ装置１０８は、誘電体基板３０１と、誘電体基板３０１上に形成され、１つの放射方向（図２の＋Ｘ方向）を有する給電素子３０４と、誘電体基板３０１上において、給電素子３０４から見て放射方向にある領域に形成された複数の無給電素子を含む正面アレイ３０５とを備える。給電素子３０４及び正面アレイ３０５は、図２の＋Ｘ方向に放射方向を有するエンドファイアアンテナ３０３として動作する。誘電体基板３０１は、互いに平行な上面及び下面を有する。
【００３１】
アンテナ装置１０８は、さらに、誘電体基板３０１上において、アンテナ装置１０８を無線モジュール基板１０２に半田づけにより接続するための複数の実装パッド３２１、３２２を備える（図３）。複数の実装パッド３２１，３２２は、誘電体基板３０１上において、給電素子３０４及び正面アレイ３０５から見て放射方向に直交する第１の方向（図３の−Ｙ方向）にある領域に形成された少なくとも１つの第１の実装パッド３２１と、誘電体基板３０１上において、給電素子３０４及び正面アレイ３０５から見て第１の方向とは逆の第２の方向（図３の＋Ｙ方向）にある領域に形成された少なくとも１つの第２の実装パッド３２２とを含む。従って、実装パッド３２１，３２２は、誘電体基板３０１上において、給電素子３０４から見て放射方向以外の方向にある領域にそれぞれ形成されている。
【００３２】
アンテナ装置１０８は、さらに、誘電体基板３０１上において、給電素子３０４及び正面アレイ３０５から見て放射方向に直交する第１の方向（図２の−Ｙ方向）にある領域に形成された複数の無給電素子を含む第１の側方アレイ３０６と、誘電体基板３０１上において、給電素子３０４及び正面アレイ３０５から見て第１の方向とは逆の第２の方向（図２の＋Ｙ方向）にある領域に形成された複数の無給電素子を含む第２の側方アレイ３０７とを備える。
【００３３】
各第１の実装パッド３２１について、当該第１の実装パッド３２１と給電素子３０４及び正面アレイ３０５との間に、第１の側方アレイ３０６の複数の無給電素子のうちの一部が形成される。また、各第２の実装パッド３２２について、当該第２の実装パッド３２２と給電素子３０４及び正面アレイ３０５との間に、第２の側方アレイ３０７の複数の無給電素子のうちの一部が形成される。側方アレイ３０６，３０７の無給電素子をこのように配置したことにより、給電素子３０４の周囲及び正面アレイ３０５の各無給電素子の周囲に発生する電界が実装パッド３２１，３２２及びその上の半田ボール（図示せず）と結合することを抑えるので、放射パターンへの影響を小さくすることができる。
【００３４】
例えば、図２及び図３に示すように、各側方アレイ３０６，３０７の各無給電素子は誘電体基板３０１の上面に形成され、各実装パッド３２１，３２２は誘電体基板３０１の下面に形成される。各側方アレイ３０６，３０７の無給電素子の少なくとも一部が、各実装パッド３２１，３２２に重なっていてもよい。また、各側方アレイ３０６，３０７のすべての無給電素子が、各実装パッド３２１，３２２に重なることなく、各実装パッド３２１，３２２と給電素子３０４及び正面アレイ３０５との間に位置していてもよい。後者の場合、各側方アレイ３０６，３０７の各無給電素子及び各実装パッド３２１，３２２を誘電体基板３０１の同じ面に形成してもよい。
【００３５】
給電素子３０４は、放射方向に直交する方向（図２のＹ軸に沿った方向）に沿って長手方向を有するダイポールアンテナである。給電素子３０４は、実質的に一直線上に並べて配置された給電素子部分３０４ａ及び３０４ｂを含む。給電素子部分３０４ａは、例えば誘電体基板３０１の上面に形成され、給電素子部分３０４ｂは、誘電体基板３０１の下面に形成される。給電素子３０４（ダイポールアンテナ）全体の長さは、例えば、給電素子３０４の動作波長（すなわち、エンドファイアアンテナ３０３から送受信する電磁波の波長）λの約１／２の長さに設定される。
【００３６】
誘電体基板３０１の上面において、給電素子３０４から見て放射方向とは逆の方向（図２の−Ｘ方向）にある領域に、接地導体３０２が形成される。誘電体基板３０１の下面において、誘電体基板３０１の上面の接地導体３０２の裏側に、接地導体３０２ａが形成される。この位置に接地導体３０２，３０２ａを設けたことにより、給電素子３０４は、図２の＋Ｘ方向に１つの放射方向を有する。接地導体３０２，３０２ａの電位は、無線モジュール基板１０２における接地電位として作用する。
【００３７】
アンテナ装置１０８は、さらに、誘電体基板３０１上において、放射方向に直交する方向に沿って長手方向を有するように、給電素子３０４と接地導体３０２との間に形成された反射素子３１１ａ，３１１ｂを備えてもよい。給電素子３０４から見て放射方向とは逆の方向（図２の−Ｘ方向）にある領域に反射素子３１１ａ，３１１ｂを設けると、反射素子３１１ａ，３１１ｂを持たない場合に比較して、給電素子３０４から放射される電磁波を効率よくエンドファイア方向に向けることができ、ＦＢ比（Ｆｒｏｎｔ  ｔｏ  Ｂａｃｋ  Ｒａｔｉｏ）を向上できる。特に、正面サブアレイの個数が増えて、放射方向に直交する方向にアンテナ装置１０８のサイズが大きくなった場合には、電磁波を＋Ｘ方向に向けるために反射素子３１１ａ，３１１ｂは特に有効である。また、接地導体３０２を設けない場合にも、電磁波を＋Ｘ方向に向けるために反射素子３１１ａ，３１１ｂは特に有効である。
【００３８】
誘電体基板３０１には、給電素子３０４を図１のＲＦ回路１０７に接続する給電線路１１１が形成される。給電線路１１１は、誘電体基板３０１の上面に形成され、給電素子部分３０４ａに接続された導体素子を含む。さらに、誘電体基板３０１の下面において、給電素子部分３０４ｂは接地導体３０２ａに接続される。
【００３９】
図４は、図２の給電素子３０４及び正面アレイ３０５の一部を示す拡大図である。正面アレイ３０５の複数の無給電素子は、放射方向に沿って整列した複数の無給電素子をそれぞれ含む複数の正面サブアレイを構成する。図４では、正面アレイ３０５は、無給電素子３０５−０−１、３０５−１−１、３０５−２−１、…を含む右端の正面サブアレイ、無給電素子３０５−１−２、３０５−２−２、…を含む右端から２番目の正面サブアレイを含み、以下同様に、無給電素子３０５−０−５、３０５−１−５、３０５−２−５、…を含む左端の正面サブアレイまでを含む。複数の正面サブアレイは、互いに隣接する２つの正面サブアレイの各無給電素子が互いに近接するように、放射方向に沿って互いに平行に設けられる。
【００４０】
正面アレイ３０５の複数の無給電素子は、放射方向に直交する方向（図２のＹ軸に沿った方向）に沿って長手方向を有する。従って、給電素子３０４の長手方向と、正面アレイ３０５の各無給電素子の長手方向とは、実質的に平行になる。図４に示すように、正面アレイ３０５の各無給電素子の長手方向の長さをＤ２１とし、幅をＤ２２とする。また、各正面サブアレイの長手方向で互いに隣接する２つの無給電素子間の距離をＤ２３とする。また、互いに隣接する２つの正面サブアレイは、所定距離Ｄ２４を有して設けられる。正面アレイ３０５の各無給電素子の長手方向の長さは、給電素子部分３０４ａ、３０４ｂの長手方向の長さＤ１１よりも短い。
【００４１】
各側方アレイ３０６，３０７の複数の無給電素子は、実質的に放射方向に沿って整列している。特に、側方アレイ３０６，３０７のそれぞれにおいて、当該側方アレイの複数の無給電素子は、実質的に放射方向に沿って整列した複数の無給電素子をそれぞれ含む複数の側方サブアレイを構成する。図５は、図２の側方アレイ３０６の無給電素子の一部を示す拡大図である。図５では、側方アレイ３０６は、無給電素子３０６−１−１、３０６−２−１、…を含む側方サブアレイと、無給電素子３０６−１−２、３０６−２−２、…を含む側方サブアレイと、無給電素子３０６−１−３、３０６−２−３、…を含む側方サブアレイと、無給電素子３０６−１−４、３０６−２−４、…を含む側方サブアレイとを含み、以下同様に複数の側方サブアレイを含む。側方アレイ３０６の複数の側方サブアレイは、実質的に放射方向に沿って互いに平行に設けられている。
【００４２】
側方アレイ３０６は、誘電体基板３０１上における電磁波の伝搬経路の調整を目的として、側方サブアレイに含まれない他の無給電素子３０６−１−０〜３０６−４−０をさらに含んでもよい。
【００４３】
側方アレイ３０７も、図５の側方アレイ３０６と同様に構成される。
【００４４】
各側方アレイ３０６，３０７の各無給電素子は、当該側方アレイの長手方向に沿って長手方向を有する。図５に示すように、各側方アレイ３０６，３０７の各無給電素子の長手方向の長さをＤ３１とし、幅をＤ３２とする。また、各側方アレイ（すなわち各側方サブアレイ）の長手方向で互いに隣接する２つの無給電素子間のギャップの長さをＤ３３とする。各側方アレイ３０６，３０７において、当該側方アレイの長手方向で互いに隣接する２つの無給電素子の長手方向の長さＤ３１×２と、２つの無給電素子間のギャップの長さＤ３３との和は、例えば、給電素子３０４の動作波長λの半分未満である（２×Ｄ３１＋Ｄ３３＜λ／２）。この場合、各側方アレイ３０６，３０７の各無給電素子が給電素子３０４の動作波長λで共振することを抑制することができる。
【００４５】
各側方アレイ３０６，３０７において、互いに隣接する２つの側方サブアレイは、所定距離Ｄ３４を有して設けられる。この距離Ｄ３４は、プリント回路基板のパターン形成技術により製造可能な範囲内で、できるだけ小さく設定される。側方サブアレイ間の距離Ｄ３４が小さいほど、電界の漏洩を防ぐ効果が高まるためである。例えば、側方サブアレイ間の距離Ｄ３４は、側方アレイ３０６，３０７の各無給電素子の幅Ｄ３２と同程度に設定される。
【００４６】
側方アレイ３０６，３０７のそれぞれの複数の側方サブアレイは、互いに隣接する２つの側方サブアレイにおいて、一方の側方サブアレイの無給電素子間のギャップの位置が、他方の側方サブアレイの無給電素子間のギャップの位置とは互い違いになるように設けられている。このように、各側方サブアレイの各無給電素子を配置することにより、電界Ｅ１が側方アレイ３０６より−Ｙ方向へ広がること、及び、電界Ｅ１が側方アレイ３０７より＋Ｙ方向へ広がることを、複数の側方サブアレイを持たない場合に比較して、より確実に抑制することができる。
【００４７】
アンテナ装置１０８は、給電素子３０４から放射方向に向かう基準線Ａ−Ａ’に対して対称に構成される。例えば、給電素子３０４及び正面アレイ３０５から（すなわち、正面アレイ３０５の各無給電素子の−Ｙ方向の端部から）側方アレイ３０６までの距離Ｄ１は、給電素子３０４及び正面アレイ３０５から（すなわち、正面アレイ３０５の各無給電素子の＋Ｙ方向の端部から）側方アレイ３０７までの距離Ｄ２に実質的に等しい。このように、給電素子３０４及び正面アレイ３０５の−Ｙ方向及び＋Ｙ方向に対称に側方アレイ３０６，３０７を配置したことにより、エンドファイアアンテナ３０３から放射方向に直交する方向（−Ｙ方向及び＋Ｙ方向）に伝搬する電界の位相差を抑制することができる。これにより、−Ｙ方向及び＋Ｙ方向に伝搬する電界の位相差を抑制することができ、その結果、放射ビーム方向の傾きを抑制することができる。
【００４８】
給電素子３０４及び正面アレイ３０５から各側方アレイ３０６，３０７までの距離Ｄ１，Ｄ２は、例えば、正面アレイ３０５の各無給電素子間の距離程度の長さ又はそれ以上の長さに構成される。
【００４９】
なお、エンドファイアアンテナ３０３の両側の側方アレイ３０６，３０７間の距離Ｄ３は、例えば、給電素子３０４の動作波長λの略１．５倍以上に構成される。この場合、給電素子３０４と各側方アレイ３０６，３０７の各無給電素子との電磁結合に起因するアンテナ装置１０８の性能低下を生じにくくすることができる。
【００５０】
［１．３．動作］
図２及び図３を参照して、アンテナ装置１０８の動作について説明する。
【００５１】
まず、エンドファイアアンテナ３０３の動作について説明する。
【００５２】
複数の正面サブアレイは、互いに隣接する２つの正面サブアレイが所定幅を有する擬似的なスロット開口（以下、擬似スロット開口という。）を形成するように、互いに実質的に平行に形成される。
【００５３】
各正面サブアレイにおいて、放射方向に隣接する無給電素子は互いに電磁的に結合し、各正面サブアレイは放射方向に延在する電気壁として動作する。そして、互いに隣接する２つの正面サブアレイ間に擬似スロット開口が形成される。このため、給電素子３０４で電磁波を送受信するとき、各擬似スロット開口において放射方向に直交する方向に電界が発生し、これに伴い、擬似スロット開口に放射方向に平行な磁流が流れる。従って、給電素子３０４から放射された電磁波は、各正面サブアレイ間の各擬似スロット開口に沿って誘電体基板３０１の表面を放射方向に伝搬し、誘電体基板３０１の＋Ｘ方向のエッジからエンドファイア方向に放射される。すなわち、エンドファイアアンテナ３０３は、擬似スロット開口を磁流源として動作する。このとき、誘電体基板３０１の＋Ｘ方向のエッジにおいて、電磁波の位相が揃って等位相面が生じる。なお、互いに隣接する２つの正面サブアレイのうちの一方の正面サブアレイの無給電素子と、他方の正面サブアレイの無給電素子とは、放射方向に直交する方向で電磁的に結合せず、共振しない。
【００５４】
複数の正面サブアレイは、互いに隣接する２つの正面サブアレイ間においてそれぞれ、給電素子３０４からの電磁波を磁流として伝搬させる擬似スロット開口を形成するように、所定の間隔で、実質的に互いに平行に配置されたことを特徴としている。
【００５５】
従って、エンドファイアアンテナ３０３によれば、各正面サブアレイは電気壁として動作し、互いに隣接する２つの正面サブアレイ間に擬似スロット開口が形成される。すなわち、エンドファイアアンテナ３０３は、例えば、放射方向に延在する導体を複数の無給電素子に分断した構成を有するので、導体長が短くなり、擬似スロット開口に沿って流れる電流を小さくできる。
【００５６】
各正面サブアレイにおいて、放射方向に隣接する２つの無給電素子の間隔Ｄ２３は、２つの無給電素子が互いに電磁的に結合するように、例えばλ／８以下に設定される。また、互いに隣接する２つの正面サブアレイの間隔Ｄ２４は、例えばλ／１０に設定される。さらに、給電素子３０４と、給電素子３０４に最も近い無給電素子との間の間隔は、これらの素子が互いに電磁的に結合するように設定され、例えば、放射方向に隣接する２つの無給電素子の間隔Ｄ２３と等しい値に設定される。さらに、給電素子３０４と接地導体３０２との間隔は、例えば、放射方向に隣接する２つの無給電素子の間隔Ｄ２３に等しいように設定される。
【００５７】
また、各正面サブアレイにおいて、放射方向に隣接する２つの無給電素子の間隔Ｄ２３をできるだけ小さく設定することにより、放射方向に隣接する無給電素子どうしが誘電体基板３０１の表面上の自由空間を介して強く電磁的に結合し、誘電体基板３０１内の電気力線の密度を低下させることができるので、誘電体基板３０１による誘電体損の影響を小さくできる。このため、従来技術に比較して、高利得特性を得ることができる。
【００５８】
さらに、エンドファイアアンテナ３０３によれば、無給電素子をより小さく形成することで、無給電素子上に生じる電流を小さくできる。また、各正面サブアレイにおいて、放射方向に隣接する２つの無給電素子の間隔Ｄ２３を狭くすることで、誘電体基板３０１による誘電体損を緩和できる。これにより、エンドファイアアンテナ３０３を小型化でき、高利得特性を得ることができる。
【００５９】
従って、エンドファイアアンテナ３０３によれば、空間での伝搬損失が比較的大きいミリ波帯などの周波数帯で通信する無線通信装置の電力効率を上げることができる。
【００６０】
なお、図２では、正面アレイ３０５は５つの正面サブアレイを備えたが、これに限定されず、複数の擬似スロット開口を形成するように配置された２個以上の正面サブアレイを備えればよい。なお、各正面サブアレイのエンドファイア方向の長さを長くするほど（無給電素子の個数を増やすほど）、垂直面（ＸＺ平面）内のビーム幅は狭くなる。また、正面サブアレイの数を増やすほど、水平面（ＸＹ平面）内のビーム幅は狭くなる。すなわち、正面サブアレイの長さ及び個数によって、垂直面及び水平面内のビーム幅を独立に制御できる。
【００６１】
次に、側方アレイ３０６，３０７について説明する。
【００６２】
図１のＲＦ回路１０７から出力された信号は、給電線路１１１を経由し、給電素子３０４に給電される。給電素子３０４が給電により励振されると、給電素子３０４の周囲及び正面アレイ３０５の各無給電素子の周囲に電界が発生する。この電界は、正面アレイ３０５の各無給電素子間のギャップに沿って放射方向（＋Ｘ方向）に伝搬し、電磁波となって放射する成分と、放射方向に直交する方向（＋Ｙ方向及び−Ｙ方向）に伝搬する成分（電界Ｅ１）とを含む。＋Ｙ方向及び−Ｙ方向へ伝搬した電界Ｅ１は、側方アレイ３０６，３０７の無給電素子に到達する。
【００６３】
側方アレイ３０６，３０７の各無給電素子の寸法は、図５を参照して説明した条件（２×Ｄ３１＋Ｄ３３＜λ／２）を満たすので、放射方向に沿った方向の電界Ｅ２であれば伝搬可能であるが、放射方向に直交する方向の電界Ｅ１は伝搬させにくい。そのため、発生した電界Ｅ１が側方アレイ３０６に到達したとき、電界Ｅ１により側方アレイ３０６が電界を生じて伝搬させる量は小さく、その結果として、電界は側方アレイ３０６よりも−Ｙ方向へはあまり広がらない。同様の理由により、電界は側方アレイ３０７よりも＋Ｙ方向へはあまり広がらない。
【００６４】
従って、アンテナ装置１０８を無線モジュール基板１０２に半田づけにより接続したときであっても、側方アレイ３０６，３０７の無給電素子をこのように配置したことにより、給電素子３０４の周囲及び正面アレイ３０５の各無給電素子の周囲に発生する電界が実装パッド３２１，３２２及びその上の半田ボール（図示せず）と結合することを抑えるので、放射パターンへの影響を小さくすることができる。
【００６５】
第１の実施形態では、給電素子及び正面アレイを含むエンドファイアアンテナを備えたアンテナ装置について説明した。アンテナ装置は、給電素子及び正面アレイにより、給電素子から正面アレイの方向に電磁波を出力する。その際、所望の放射方向を基準軸としてみた場合、給電素子及び正面アレイを基準軸の両側から挟み込む位置に配置される、第１及び第２の側方アレイをアンテナ装置はさらに有する。第１及び第２の側方アレイは、上記のとおり給電素子及び正面アレイを間に挟んで、略平行に配置される位置関係となる。
【００６６】
なお、第１及び第２の側方アレイは、給電素子の周囲及び正面アレイの各無給電素子の周囲に発生した電界Ｅ１が基準軸を中心として左右で略対称になるように構成される。そうすることで、電磁波の指向方向が左右に傾くことをより抑制することができる。また、第１及び第２の側方アレイは、例えば、給電素子及び正面アレイを含むエンドファイアアンテナから略等距離に配置される。
【００６７】
［１．４．変形例］
図６は、第１の実施形態の第１の変形例に係るアンテナ装置１０８Ａの構成を示す平面図である。図６のアンテナ装置１０８Ａは、図２の側方アレイ３０６，３０７に代えて、側方アレイ３０６Ａ，３０７Ａを備える。側方アレイ３０６Ａ，３０７Ａのそれぞれは、複数の側方サブアレイを含んでいなくてもよい。
【００６８】
図７は、第１の実施形態の第２の変形例に係るアンテナ装置１０８Ｂの構成を示す平面図である。図７のアンテナ装置１０８Ｂは、図２の正面アレイ３０５に代えて、正面アレイ３０５Ｂを備える。正面アレイ３０５Ｂの複数の正面サブアレイは、互いに隣接する２つの正面サブアレイにおいて、一方の正面サブアレイの各無給電素子の位置が、他方の正面サブアレイの各無給電素子の位置とは互い違いになるように設けられている。給電素子３０４及び正面アレイ３０５Ｂは、エンドファイアアンテナ３０３Ｂとして動作する。
【００６９】
図６のアンテナ装置１０８Ａ及び図７のアンテナ装置１０８Ｂもまた、図１のアンテナ装置１０８と同様に、放射パターンへの影響を抑えながら、無線モジュール基板１０２に半田づけにより接続することができる。
【００７０】
第１の実施形態に係るアンテナ装置は、さらに以下の変形例を含む。
【００７１】
図２及び図３等では、給電素子３０４の２つの給電素子部分３０４ａ，３０４ｂが誘電体基板３０１の異なる面に形成されていたが、２つの給電素子部分３０４ａ，３０４ｂの両方が誘電体基板３０１の同じ面に形成されていてもよい。
【００７２】
図２及び図３等では、給電素子３０４としてダイポールアンテナを用いた場合を例示したが、本開示に係る実施形態はこれに限定されない。誘電体基板３０１を含む面（Ｘ−Ｙ面）で水平偏波を持ち、１つの放射方向（＋Ｘ方向）を有するアンテナであれば、第１の実施形態で説明した内容は適用可能である。そのため、給電素子として例えば逆Ｆアンテナを用いても、第１の実施形態に係るアンテナ装置と同様に動作するアンテナ装置を実現できる。
【００７３】
図２等において、アンテナ装置から、反射素子３１１ａ，３１１ｂを省略してもよい。
【００７４】
なお、各側方アレイの各無給電素子の寸法及び配置は、図５に示すもの（２×Ｄ３１＋Ｄ３３＜λ／２）に限定されない。各側方アレイの各無給電素子が給電素子３０４の動作波長λで共振することを抑制できるものであれば、他の長さの組み合わせであってもよい。
【００７５】
図２及び図３等では、側方アレイの各無給電素子をプリント回路基板の１つの面にのみ実装する場合について例示したが、側方アレイの各無給電素子をプリント回路基板の両面、あるいは、中間層等に設けてもよい。
【００７６】
また、図２等では、側方アレイの各無給電素子として、複数の無給電素子を略直線上に配置した場合の例を記載したが、本開示に係る実施形態はこれに限定されるものではない。側方アレイの各無給電素子を曲線に沿って配置してもよい。アンテナ装置からの電界の影響が広がる範囲を抑制する、あるいは、左右への電界の広がりを対称とするものであれば、側方アレイの各無給電素子の配置は特に限定するものではない。例えば、側方アレイの各無給電素子を、放射方向（＋Ｘ方向）と一定の角度を有して、略直線状に配置するものであってもよい。
【００７７】
また、図２等では、側方アレイの各無給電素子のうち、最も−Ｘ側にある無給電素子が接地導体３０２と接するように図示しているが、接地導体３０２から離れて設けられてもよい。同様に、側方アレイの各無給電素子のうち、最も＋Ｘ側にある無給電素子については、誘電体基板３０１の＋Ｘ側のエッジに達する（接する）ように図示しているが、必ずしもエッジに達する（接する）必要はない。
【００７８】
なお、側方サブアレイ間の距離Ｄ３４は、無給電素子の幅Ｄ３２と同程度に設定したが、この距離Ｄ３４は他の任意の長さに設定可能である。
【００７９】
また、互いに隣接する２つの側方サブアレイにおいて、一方の側方サブアレイの無給電素子間のギャップの位置が、他方の側方サブアレイの無給電素子間のギャップの位置とは互い違いになるように設けたが、ギャップの位置は互い違いになっていなくてもよい。複数の側方サブアレイにおいて、無給電素子間のギャップの位置がすべて同じであってもよく、すべて互いに異なっていてもよい。
【００８０】
また、各側方アレイに含まれる側方サブアレイの個数は、図２等に示したものと異なっていてもよい。ただし、側方サブアレイの個数が多いほど、アンテナ装置の放射ビームの方向は、所望の放射方向（＋Ｘ方向）から傾くことなく安定すると考えられる。また、一方の側方アレイの側方サブアレイの個数と、他方の側方アレイの側方サブアレイの個数とは、互いに異なっていてもよい。
【００８１】
また、ミリ波帯向けに調整されたアンテナ装置の例を示したが、使用する周波数は、ミリ波帯に限定されない。
【００８２】
また、アンテナ装置は、誘電体基板上に複数のエンドファイアアンテナを備えてもよい。
【００８３】
［２．第２の実施形態］
第２の実施形態では、第１の実施形態と相違する点を中心に説明する。第１の実施形態と同様の部分については、簡略化のため説明を省略する。
【００８４】
［２．１．構成］
図８は、第２の実施形態に係るアンテナ装置１０８Ｃの上面の構成を示す平面図である。図９は、図８のアンテナ装置１０８Ｃの下面の構成を示す平面図である。図８のアンテナ装置１０８Ｃは、図２の誘電体基板３０１及び側方アレイ３０６，３０７に代えて、図２の誘電体基板３０１とは異なる形状のエッジを有する誘電体基板３０１Ｃと、誘電体基板３０１Ｃのエッジの形状に合わせて配置された側方アレイ３０６Ｃ，３０７Ｃとを備える。
【００８５】
図８及び図９に示すように、誘電体基板３０１Ｃから見て放射方向に位置した放射方向に直交する基準面（図８及び図９のＢ−Ｂ’を通る面）を仮定し、放射開口面として考える。
【００８６】
比較のために、まず、図２のアンテナ装置１０８における電磁界の進行について説明する。図２において、給電素子３０４を励振することによって発生した電界は、放射方向に向かって伝搬し、誘電体基板３０１の＋Ｘ側のエッジから放射する。給電素子３０４から開口放射面（図８の基準面Ｂ−Ｂ’に相当する面）までの電磁界の進行距離を考えるとき、基準線Ａ−Ａ’に沿った位置を進行する電磁界に対し、中心から±Ｙ方向にずれるほど、電磁界の進行距離は大きくなる。すなわち、開口放射面において、基準線Ａ−Ａ’から±Ｙ方向にずれるほど、電磁界の位相遅れが大きくなり、放射の指向性利得を劣化させる要因となる。側方アレイ３０６、３０７の＋Ｘ方向にも漏れ電磁界が生じ、これが、放射を形成する開口放射面の電磁界分布に影響する。
【００８７】
そこで、図８及び図９に示すように、誘電体基板３０１Ｃのエッジは、給電素子３０４及び正面アレイ３０５から各側方アレイ３０６Ｃ，３０７Ｃの各側方サブアレイまでの距離が増大するにつれて、基準面Ｂ−Ｂ’から、当該側方サブアレイに沿った直線と誘電体基板３０１Ｃのエッジとの交点までの距離（Ｄ４１、Ｄ４２など）が増大するような形状を有することとする。この構成により、基準線Ａ−Ａ’から±Ｙ方向にずれるほど、誘電体基板３０１Ｃのエッジから基準面Ｂ−Ｂ’までの間の空気層が大きくなる。電磁波の位相速度は、誘電体中より空気中の方が大きい。そのため、図８のような基板形状とすることで、基準面Ｂ−Ｂ’の電磁界分布は等位相に近づく。これにより、アンテナ利得を向上することができる。
【００８８】
［２．２．変形例］
図１０は、第２の実施形態の変形例に係るアンテナ装置１０８Ｄの構成を示す平面図である。図１０のアンテナ装置１０８Ｄは、図８の誘電体基板３０１Ｃに代えて、図８の誘電体基板３０１Ｃとは異なる形状のエッジを有する誘電体基板３０１Ｄを備える。誘電体基板のエッジの形状は、図８に示すような直線に限定されず、曲線であってもよい。アンテナ装置１０８Ｄの側方アレイ３０６Ｄ，３０７Ｄは、図８の側方アレイ３０６Ｃ，３０７Ｃと同様に、誘電体基板３０１Ｄのエッジの形状に合わせて配置されている。
【００８９】
図１０のアンテナ装置１０８Ｄもまた、図８のアンテナ装置１０８Ｃと同様に、誘電体基板３０１Ｄから見て放射方向に位置した放射方向に直交する基準面において、電磁界分布を等位相に近づける形状となっており、アンテナ利得向上が見込める。
【００９０】
第２の実施形態に係るアンテナ装置は、さらに以下の変形例を含む。
【００９１】
第２の実施形態で説明した原理は、アンテナ装置が実装パッドを持たない場合にも適用可能である。この場合も同様に、アンテナ装置により送受信される電磁波の等位相面が基準面に実質的に一致するように、誘電体基板のエッジは、給電素子及び正面アレイから各側方アレイの各側方サブアレイまでの距離が増大するにつれて、基準面から、当該側方サブアレイに沿った直線と誘電体基板のエッジとの交点までの距離が増大するような形状を有する。これにより、図１のように例えば矩形形状の誘電体基板を備えたアンテナ装置よりも利得を向上することができる。
【００９２】
第２の実施形態においても、第１の実施形態で説明した他の変形例の構成を適用可能である。
【００９３】
［３．実施例］
以下、図１１図１４を参照して、実施形態のアンテナ装置の電磁界解析結果について説明する。
【００９４】
図１１は、比較例に係るアンテナ装置２０８の構成を示す平面図である。図１１のアンテナ装置２０８は、図１のアンテナ装置１０８から側方アレイ３０６，３０７を除去した構成を有する。
【００９５】
図１２は、図１１のアンテナ装置２０８の電磁界解析結果を示すＸＹ面上の放射指向性図である。給電素子３０４の各給電素子部分３０４ａ、３０４ｂの長手方向の長さＤ１１は０．９０ｍｍであった。正面アレイ３０５において、各無給電素子の長手方向の長さＤ２１は０．４０ｍｍであり、各正面サブアレイの長手方向で互いに隣接する２つの無給電素子間の距離Ｄ２３は０．１０ｍｍであり、互いに隣接する２つの正面サブアレイ間の距離Ｄ２４は０．３４ｍｍであった。各実装パッド３２１，３２２の直径は０．６０ｍｍであった。図１２の解析結果によれば、アンテナ装置２０８の利得は７．４ｄＢｉであり、電力半値幅は７２．８度であった。
【００９６】
図１３は、図１のアンテナ装置１０８の電磁界解析結果を示すＸＹ面上の放射指向性図である。給電素子３０４、正面アレイ３０５、及び実装パッド３２１，３２２の寸法は、図１２の電磁界解析のものと同じであった。各側方アレイ３０６，３０７の各無給電素子の長手方向の長さＤ３１は０．４０ｍｍであり、各側方サブアレイの長手方向で互いに隣接する２つの無給電素子間のギャップの長さＤ３３は０．１０ｍｍであり、互いに隣接する２つの側方サブアレイ間の距離Ｄ３４は０．１０ｍｍであった。図１３の解析結果によれば、アンテナ装置１０８の利得は７．４ｄＢｉであり、電力半値幅は５５．６度であった。従って、図１のアンテナ装置１０８では、実装パッド３２１，３２２から放射指向性への影響を抑えていることがわかる。
【００９７】
図１４は、図８のアンテナ装置１０８Ｃの電磁界解析結果を示すＸＹ面上の放射指向性図である。図１４の解析結果によれば、アンテナ装置１０８の利得は８．８ｄＢｉであり、電力半値幅は５２．３度であった。従って、図８のアンテナ装置１０８Ｃでは、図１のアンテナ装置１０８よりも利得が向上していることがわかる。
【００９８】
［４．他の実施形態］
以上のように、本開示に係る技術の例示として、第１及び第２の実施形態を説明した。しかしながら、本開示に係る技術は、これらに限定されず、適宜に、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施形態にも適用可能である。また、第１及び第２の実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施形態とすることも可能である。
【００９９】
以上のように、本開示に係る技術の例示として、実施形態を説明した。そのために、添付図面及び詳細な説明を提供した。
【０１００】
したがって、添付図面及び詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面及び詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
【０１０１】
また、上述の実施形態は、本開示に係る技術を例示するためのものであるから、請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本開示の内容は、指向性が求められるアンテナ装置を備えた無線通信装置及び電子機器に利用することが可能である。アンテナ装置は、例えば１〜３ｍの距離を介する近距離ファイル転送に利用することが可能である。
【符号の説明】
【０１０３】
１０１    タブレット端末装置
１０２    無線モジュール基板
１０３    ホストシステム基板
１０４    高速インターフェースケーブル
１０５    ホストシステム回路
１０６    ベースバンド及びＭＡＣ回路
１０７    高周波（ＲＦ）回路
１０８，１０８Ａ〜１０８Ｄ    アンテナ装置
１０９    信号線
１１０    制御線
１１１    給電線路
３０１，３０１Ｃ，３０１Ｄ    誘電体基板
３０２，３０２ａ    接地導体
３０３，３０３Ｂ    エンドファイアアンテナ
３０４    給電素子
３０４ａ，３０４ｂ    給電素子部分
３０５，３０５Ｂ    正面アレイ
３０６，３０６Ａ，３０６Ｃ，３０６Ｄ，３０７，３０７Ａ，３０７Ｃ，３０７Ｄ    側方アレイ
３１１ａ，３１１ｂ    反射素子
３２１，３２２    実装パッド
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体基板と、
上記誘電体基板上に形成され、１つの放射方向を有する給電素子と、
上記誘電体基板上において、上記給電素子から見て上記放射方向にある領域に形成された複数の無給電素子を含む正面アレイと、
上記誘電体基板上において、上記給電素子及び上記正面アレイから見て上記放射方向に直交する第１の方向にある領域に形成された複数の無給電素子を含む第１の側方アレイと、
上記誘電体基板上において、上記給電素子及び上記正面アレイから見て上記第１の方向とは逆の第２の方向にある領域に形成された複数の無給電素子を含む第２の側方アレイとを備えたアンテナ装置であって、
上記正面アレイの複数の無給電素子は、上記放射方向に沿って整列した複数の無給電素子をそれぞれ含む複数の正面サブアレイを構成し、上記複数の正面サブアレイは、互いに隣接する２つの正面サブアレイの各無給電素子が互いに近接するように、上記放射方向に沿って互いに平行に設けられ、
上記第１及び第２の側方アレイの複数の無給電素子は、実質的に上記放射方向に沿って整列し、
さらにアンテナ装置は、上記誘電体基板上において、当該アンテナ装置を他の基板に半田づけにより接続するための少なくとも１つの第１の実装パッド及び少なくとも１つの第２の実装パッドを備え、
上記各第１の実装パッドは、上記誘電体基板上において、上記給電素子及び上記正面アレイから見て上記第１の方向にある領域に形成され、
上記各第１の実装パッドについて、当該第１の実装パッドと上記給電素子及び上記正面アレイとの間に、上記第１の側方アレイの複数の無給電素子のうちの一部が形成され、
上記各第２の実装パッドは、上記誘電体基板上において、上記給電素子及び上記正面アレイから見て上記第２の方向にある領域に形成され、
上記各第２の実装パッドについて、当該第２の実装パッドと上記給電素子及び上記正面アレイとの間に、上記第２の側方アレイの複数の無給電素子のうちの一部が形成されたアンテナ装置。
【請求項２】
上記誘電体基板は第１の面及び第２の面を有し、
上記第１及び第２の側方アレイの各無給電素子は上記誘電体基板の第１の面に形成され、
上記第１及び第２の実装パッドは上記誘電体基板の第２の面に形成される請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項３】
上記第１及び第２の側方アレイのそれぞれにおいて、当該側方アレイの複数の無給電素子は、実質的に上記放射方向に沿って整列した複数の無給電素子をそれぞれ含む複数の側方サブアレイを構成し、上記複数の側方サブアレイは、実質的に上記放射方向に沿って互いに平行に設けられた請求項１又は２記載のアンテナ装置。
【請求項４】
上記アンテナ装置により送受信される電磁波の等位相面が、上記誘電体基板から見て上記放射方向に位置した上記放射方向に直交する基準面に実質的に一致するように、上記誘電体基板のエッジは、上記給電素子及び上記正面アレイから上記各側方サブアレイまでの距離が増大するにつれて、上記基準面から、当該側方サブアレイに沿った直線と上記誘電体基板のエッジとの交点までの距離が増大するような形状を有する請求項３記載のアンテナ装置。
【請求項５】
上記第１及び第２の側方アレイのそれぞれの複数の側方サブアレイは、互いに隣接する２つの側方サブアレイにおいて、一方の側方サブアレイの無給電素子間のギャップの位置が、他方の側方サブアレイの無給電素子間のギャップの位置とは互い違いになるように設けられた請求項３又は４記載のアンテナ装置。
【請求項６】
上記第１及び第２の側方アレイの各無給電素子は、当該側方アレイの長手方向に沿って長手方向を有し、
上記第１及び第２の側方アレイにおいて、当該側方アレイの長手方向で互いに隣接する２つの無給電素子の長手方向の長さと、上記２つの無給電素子間のギャップの長さとの和は、上記給電素子の動作波長の半分未満である請求項１〜５のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項７】
上記給電素子及び上記正面アレイから上記第１の側方アレイまでの距離は、上記給電素子及び上記正面アレイから上記第２の側方アレイまでの距離に実質的に等しい請求項１〜６のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項８】
上記給電素子は、上記放射方向に直交する方向に沿って長手方向を有するダイポールアンテナであり、
上記正面アレイの複数の無給電素子は、上記放射方向に直交する方向に沿って長手方向を有する請求項１〜７のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項９】
上記正面アレイの複数の正面サブアレイは、互いに隣接する２つの正面サブアレイにおいて、一方の正面サブアレイの各無給電素子の位置が、他方の正面サブアレイの各無給電素子の位置とは互い違いになるように設けられた請求項８記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１つに記載のアンテナ装置と、
上記アンテナ装置に接続された無線通信回路とを備えた無線通信装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の無線通信装置と、
上記無線通信装置によって送受信される信号を処理する信号処理装置とを備えた電子機器。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2015133114.tif 000017
【図２】
2015133114.tif 000018
【図３】
2015133114.tif 000019
【図４】
2015133114.tif 000020
【図５】
2015133114.tif 000021
【図６】
2015133114.tif 000022
【図７】
2015133114.tif 000023
【図８】
2015133114.tif 000024
【図９】
2015133114.tif 000025
【図１０】
2015133114.tif 000026
【図１１】
2015133114.tif 000027
【図１２】
2015133114.tif 000028
【図１３】
2015133114.tif 000029
【図１４】
2015133114.tif 000030
【国際調査報告】
2015133114.tif 000031
2015133114.tif 000032
2015133114.tif 000033
2015133114.tif 000034