(57)【要約】【課題】可変移相器のような移相手段を設けることなく，小型かつ省電力で指向性の制御が可能であるとともに，準ミリ波帯〜ミリ波帯の超高周波帯においてもアンテナ効率を高くできること。【解決手段】積層基板である誘電体基板の各層ごとに設けられ，平面状に形成された複数のアンテナ素子を備えてそれぞれ異なる方向の指向性を有する複数の指向性アンテナ１〜３と，該指向性アンテナそれぞれの受信電力を検出する電力検出器７〜９と，受信電力が最大である指向性アンテナを選択して外部機器５との信号経路４ａに接続する高周波スイッチ４とを具備し，誘電体基板を構成する誘電体材料が空孔率が約９０％以上の多孔質材料からなるアンテナ装置。【選択図】図１
2004201023.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体基板に平面状に形成された複数のアンテナ素子を備えそれぞれ異なる方向の指向性を有する複数の指向性アンテナと，
該指向性アンテナそれぞれの受信電力を検出する電力検出手段と，
前記受信電力が最大である前記指向性アンテナを選択して外部機器との信号経路に接続する接続切替え手段と，
を具備してなることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記誘電体基板が複数層をなす積層基板であり，その各層ごとに１又は複数の前記指向性アンテナが形成されてなる請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記誘電体基板が複数層をなす積層基板であり，その各層にそれぞれ同一の共振周波数帯域を有する前記複数の指向性アンテナが形成され，前記共振周波数帯域が前記各層ごとに異なるよう構成されてなる請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記誘電体基板を構成する誘電体材料の比誘電率が約１．５以下である請求項１〜３のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記誘電体基板を構成する誘電体材料の誘電正接が約０．０００１以下である請求項１〜３のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記誘電体基板を構成する誘電体材料が空孔率が約９０％以上の多孔質材料からなる請求項４又は５のいずれかに記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，無線通信用のアンテナ装置に関し，特に，準ミリ波帯〜ミリ波帯の超高周波帯でのモバイル高速無線通信用に好適なアンテナ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の無線通信では，例えば，携帯電話では８００ＭＨｚ，ＰＨＳでは１．９ＧＨｚ，ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格の無線ＬＡＮでは２．４ＧＨｚの各周波数帯での通信が行われているが，ＦＴＴＨ（fiber to the home），ＤＳＬ（digital subscriber line）等の固定通信回線と比べると通信速度の面で十分でない。今後，さらに無線通信の高速化を図るためには，より広い周波数帯域幅を確保しやすい準ミリ波帯（１０ＧＨｚ以上）〜ミリ波帯（３０GHｚ以上）の超高周波帯での通信へ移行せざるを得ない。
従来，マイクロ波帯〜ミリ波帯の超高周波帯域での無線通信に用いられるアンテナ装置としては，アンテナ効率に優れ，低サイドロープ特性を容易に実現できるいわゆる開口面アンテナが固定通信局に広く用いられてきた。典型的な開口面アンテナとしてパラボラアンテナやホーンアンテナがある。
しかしながら，開口面アンテナは，金属製の立体構造を有するので相当の重量及び容積があり，また，通信相手の方向に合わせてその指向性を制御する必要がある場合には，機械的な駆動装置によりアンテナ自体を通信相手に向ける追尾機構が必要となる。このため，携帯性及び指向性の制御が要求されるモバイル用途での無線通信には適していないという問題点があった。
【０００３】
一方，低周波帯域での無線通信に一般的に用いられるチップアンテナやロッドアンテナは小型軽量で携帯性に優れているが，指向性が低いため超高周波帯域での無線通信ではアンテナゲインの確保が困難であるという問題点があった。
このような中で，モバイル用途向けの超高周波帯域での無線通信用アンテナとしては，大きさ，消費電力，コスト等を総合的に考慮すれば，スロット型又はストリップ型の平面状のアレーアンテナが適していると考えられる。
前記アレーアンテナは，一般に無線信号の波長の４分の１程度の寸法のアンテナ素子が誘電体基板に平面状に配列されたアレー構成を有する。具体的には，プリント基板をエッチングして線状又はパッチ状のアンテナ素子を１次元状又は２次元状に複数に並べたマイクロストリップ型のアレーアンテナ（ストリップ型のアレーアンテナ）や，１次元又は２次元状に配列された複数の開口部（スロット）が設けられたスロット型のアレーアンテナ等がある。このスロット型のアレーアンテナの場合，前記開口部（スロット）それぞれがアンテナ素子に相当する部分を構成する。１０ＧＨｚ以上の高周波帯域での自由空間（空気中）における無線信号の波長は３ｃｍ以下となるので，その４分の１程度の寸法となるアンテナ素子の大きさは，携帯電話等の携帯端末の大きさ（１０ｃｍ程度）よりも十分小さく，かつ薄型に構成でき，さらに消費電力も小さく，比較的安価に製造できるのでモバイル用途に適しているといえる。
ここで，前記アレーアンテナをモバイル用途に用いるためには，アンテナゲインを確保するため，通信相手の存在する方向にその指向性を制御できることが望ましい。前記アレーアンテナの指向性を制御する手段としては，フェーズドアレー構成とすることが知られ，非特許文献１にその内容が示されている。前記フェーズドアレー構成は，前記アンテナ素子ごとに低雑音増幅器及び可変移相器が設けられた構成を有し，前記平面アンテナに給電される高周波数の電気信号の位相を前記アンテナ素子ごとに調節することによって前記アレーアンテナ全体の指向性を制御するものである。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−７１００号公報
【非特許文献１】
図説アンテナ（後藤尚久，電子情報通信学会，ｐｐ．３１３〜３１４，１９９５．）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，非特許文献１に示される前記フェーズドアレー構成で用いられる前記可変移相器は非常に高価であるとともにその大きさが大きい（＞１ｃｍ）。ここで，前記フェーズドアレー構成を，例えば，ミリ波帯域（３０ＧＨｚ以上）での通信に用いると，前記アンテナ素子の数（アレー数）が１５０個以上（〜｛１０／（３／４）｝2個）にもなるため非常に高価になるとともにその大きさも非常に大きくなり過ぎ，モバイル用途に用いることは現実的でなくなるという問題点があった。
一方，前記アレーアンテナを構成する前記アンテナ素子の数が増えると，該アンテナ素子それぞれにおける信号の合成や分配を行う給電回路を構成するマイクロストリップ線路等の給電線の路長（信号の伝送路長）が長くなるため，伝送される信号の周波数が高くなるにつれて誘電体損失や放射損失，或いは導体損失が増大し，アンテナ効率が悪化するという問題点があった。特に，準ミリ波帯〜ミリ波帯の超高周波帯ではその傾向が顕著となる。
さらに，モバイル用途のアンテナ装置では，例えば，２．４ＧＨｚ帯と５．２ＧＨｚ帯の２つの通信規格を有する無線ＬＡＮシステム等への適用において１つのアンテナ装置で対応できるように，複数の異なる周波数帯域に対応できることが望ましい。
従って，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，可変移相器のような移相手段を設けることなく，小型かつ省電力で指向性の制御が可能であるとともに，準ミリ波帯〜ミリ波帯の超高周波帯においてもアンテナ効率が高く，しかも複数の異なる周波数帯域にも対応できるアンテナ装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は，誘電体基板に平面状に形成された複数のアンテナ素子を備えそれぞれ異なる方向の指向性を有する複数の指向性アンテナ（即ち，それぞれ異なる指向性を有する前記アレーアンテナ）と，該指向性アンテナそれぞれの受信電力を検出する電力検出手段と，前記受信電力が最大である前記指向性アンテナを選択して外部機器との信号経路に接続する接続切替え手段と，を具備してなることを特徴とするアンテナ装置として構成されるものである。
このような構成により，可変移相器のようなサイズが大きく高価な移相手段を一切設けることなく，検波ダイオード等の前記電力検出手段と高周波信号のスイッチ回路（高周波スイッチ）等の前記接続切替え手段とが設けられた簡易で小型化が容易な構成により，いずれの方向の指向性を有する前記指向性アンテナを使用（接続）するかを選択することによってアンテナの指向性を制御することが可能となる。通常，当該アンテナ装置が搭載される通信機器が移動して通信相手との相対方向が変化した場合，最も通信相手の方向に近い方向の指向性を有する前記指向性アンテナの受信電力が最大となるので，その指向性アンテナが選択されることによってモバイル用途でも良好な通信状態を維持できる。さらに，省電力化及び小型化が可能な前記アレーアンテナを用いるので，モバイル用途に好適である。
【０００７】
また，前記誘電体基板が複数層をなす積層基板であり，その各層ごとに前記指向性アンテナが形成されたものであれば，きめ細かな指向性制御を行うために前記指向性アンテナを多数設ける場合であっても，その実装面積を小さくできて小型化が可能となる。
【０００８】
また，前記誘電体基板が複数層をなす積層基板であり，その各層にそれぞれ同一の共振周波数帯域を有する前記複数の指向性アンテナが形成され，前記共振周波数帯域が前記各層ごとに異なるよう構成されたものも考えられる。
これにより，複数の周波数帯域での通信に対応することができ，かつ実装面積の小さい小型のアンテナ装置を構成することができる。
【０００９】
また，前記アンテナ装置において，きめ細かな指向性制御を行うために前記指向性アンテナを多数設ける（多方向のアンテナを設ける）場合や，前記指向性アンテナの利得を向上させ，指向性を強める（鋭くする）ために前記指向性アンテナそれぞれに前記アンテナ素子（エレメント）を多数設ける場合等には，前記アンテナ素子の数が増えて信号の伝送路長が長くなり，準ミリ波帯〜ミリ波帯の超高周波帯の通信に用いる場合には，アンテナ効率の悪化が問題となる。
しかし，前記誘電体基板を構成する誘電体材料として，低損失誘電体，例えば，比誘電率が約１．５以下であるものや，誘電正接が約０．０００１以下であるものを用いることにより，誘電体損失や放射損失，或いは導体損失を最小限に抑えることができ，前記アンテナ素子の数が多く，準ミリ波帯〜ミリ波帯の超高周波帯の通信に用いる場合であってもアンテナ効率を高く維持できる。このような誘電体材料としては，空孔率９０％以上の多孔質材料からなるものが考えられる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態及び実施例について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態及び実施例は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は本発明の実施の形態に係るアンテナ装置Ｘの概略構成を表すブロック図，図２は本発明の実施の形態に係るアンテナ装置Ｘを構成するサブアレーアンテナが形成される誘電体基板の多層構造を表す図，図３は本発明の実施の形態に係るアンテナ装置Ｘを構成するサブアレーアンテナにおけるアンテナ素子の配列について説明する模式図，図４は誘電体基板の誘電体材料として多孔質材料を用いた場合と従来の一般的な誘電体材料を用いた場合とにおけるアンテナ素子数とアンテナ給電効率との関係を表すグラフ，図５は本発明の実施例に係るアンテナ装置におけるサブアレーアンテナが形成された積層基板の概略断面図である。
【００１１】
まず，図１を用いて，本発明の実施の形態に係るアンテナ装置Ｘの構成について説明する。
図１に示すように，アンテナ装置Ｘは，誘電体基板に平面状に形成された複数のアンテナ素子を備えたアレーアンテナであり，それぞれ異なる方向の指向性を有する複数のサブアレーアンテナ１，２，３（前記指向性アンテナの一例）と，該サブアレーアンテナそれぞれの受信電力を検出する検波ダイオード等である電力検出器７，８，９（前記電力検出手段の一例）と，該電力検出器７，８，９による検出電力値を比較してそのうちの最大のものを検出する比較器９と，該比較器９による検出結果に応じて受信電力が最大である前記指向性アンテナを選択して外部の送受信機５との信号経路４ａに接続する高周波スイッチ４（前記接続切替え手段の一例）とを具備している。前記サブアレーアンテナ１，２，３は，それぞれ指向性の方向は異なるが，その共振周波数帯域は同一（例えば，２．４ＧＨｚ帯域或いは５．２ＧＨｚ帯域等）である。
このような構成により，前記電力検出器６，７，８と前記比較器９及び前記高周波スイッチ４とを備えるという簡易な構成により，前記指向性アンテナ１，２，３のいずれを使用するかを選択することによってアンテナの指向性を制御することが可能となる。さらに，前記サブアレーアンテナ１，２，３は，省電力化及び小型化が可能な前記アレーアンテナであるので，モバイル用途に好適である。
【００１２】
前記サブアレーアンテナ１，２，３は，前記マイクロストリップ型のアレーアンテナ（ストリップ型のアレーアンテナ）或いは前記スロット型のアレーアンテナ等からなるアレーアンテナである。ここで，前記サブアレーアンテナ１，２，３は，１枚の誘電体基板上に並べて２次元に配列（形成）することや，それぞれ別個の誘電体基板上に形成することも考えられるが，より小型化を図るため，本アンテナ装置Ｘでは，誘電体基板が複数層からなる積層基板であり，その各層ごとに前記指向性アンテナ１，２，３が形成された構造を有している。
図２は，前記サブアレーアンテナ１，２，３が形成される誘電体基板の多層構造を表す。図２に示すように，前記サブアレーアンテナ１，２，３は，金属基板１３（導体基板，ＧＮＤ）上に積層された３層の誘電体媒質１０，１１，１２上にそれぞれに形成されている。図２では，内部構造を示すために各層を分離させて表しているが実際は各層が重なり合った一体構造を有する積層基板２０を構成している。
前記誘電体媒質１０，１１，１２それぞれには，複数のアンテナ素子１４（前記誘電体媒質１２上のアンテナ素子は不図示）と該アンテナ素子１４による送受信信号を伝送する給電線１４ａ（前記誘電体媒質１２上の給電線は不図示）とが形成され，それぞれが前記サブアレーアンテナ１，２，３を構成する。
ここで，前記アンテナ素子１４をマイクロストリップアンテナとし，前記給電線１４ａをマイクロストリップ線路として構成することが最も簡易な構成となるが，高周波領域で導体損失や放射損失の影響が大きい場合には，スロット型のアンテナ素子とトリプレート型や非放射性誘電体線路（ＮＲＤガイド）型の線路とを組み合わせることで伝送損失を低減することが可能となる。
【００１３】
図３は，前記積層基板２０（図２）における前記アンテナ素子１４の配列を模式的に表したものである。図３は，便宜上，前記サブアレーアンテナ１（最上層）を構成する前記アンテナ素子１４を「○」，前記サブアレーアンテナ２（中間層）を構成する前記アンテナ素子１４を「△」，前記サブアレーアンテナ３（最下層）を構成する前記アンテナ素子１４を「□」でそれぞれ表したものである（前記アンテナ素子１４の形状を表すものではない。）。
図３に示すように，前記アンテナ素子１４は，積層されたときに他のアンテナ素子１４が放射或いは受信する信号（電波）を遮らないように，前記積層基板２０（誘電体基板）の面に略垂直な方向からみて相互に干渉しない（重なりが生じない）ように配列されている。
このような構成とすることにより，きめ細かな指向性制御を行うために前記指向性アンテナを多数設ける場合であっても，その実装面積を小さくできて小型化が可能となる。本アンテナ装置Ｘでは，３つの（３方向の）前記サブアレーアンテナ１，２，３を具備しているが，より多くの前記サブアレーアンテナを設けることも考えられる。
【００１４】
ここで，前記サブアレーアンテナ１，２，３の指向性は，前記アンテナ素子１４の配列構成により定まる。例えば，直列給電方式では，伝送される高周波数の電気信号の伝播波長をΛ，前記アンテナ素子１４の中心間の間隔をＰとすると，Ｐ／Λの値に応じて前記指向性アンテナ１，２，３の指向性が定まることが知られている。これは，前記アンテナ素子１４それぞれから発信される電磁波が自由空間で合成されると，各電磁波の位相のずれによって所定方向への電磁波が特に強調されるためである。前記伝播波長Λは，自由空間での波長をλ，前記誘電体媒質１０，１１，１２の比誘電率をεｒとすると，Λ＝λ／（√εｒ）で表される。また，前記アンテナ素子１４（エレメント）の数が多いほどアンテナの利得が向上するとともに，指向性が鋭くなる。また，並列給電方式では，アンテナの指向性は，並列された前記アンテナ素子１４への給電線の長さの差に依存することが知られている。
以上の特性を利用して，前記サブアレーアンテナ１，２，３それぞれの指向性が設定される。
【００１５】
一方，本アンテナ装置Ｘにおいて，きめ細かな指向性制御を行うために前記指向性アンテナを多数設ける（多方向のアンテナを設ける）場合や，前記指向性アンテナの利得を向上させ，指向性を強める（鋭くする）ために前記指向性アンテナそれぞれに前記アンテナ素子１４（エレメント）を多数設ける場合等には，前記アンテナ素子１４の数が増えて信号の伝送路長が長くなり，準ミリ波帯〜ミリ波帯の超高周波帯の通信に用いる場合には，アンテナ効率の悪化が問題となる。
この問題を解決するため，本アンテナ装置Ｘでは，前記誘電体媒質１０，１１，１２として，多孔質材料を用いている。
図４は，誘電体基板の誘電体材料として多孔質材料（空孔率９０％程度）を用いた場合（実線グラフ）と従来の一般的な誘電体材料であるテフロン（デュポン社の登録商標，以下同じ）系材料（比誘電率が２．２程度，６０ＧＨｚの信号の伝送における誘電正接（誘電損失）が３×１０-3程度）を用いた場合（破線グラフ）とにおけるアンテナ素子数とアンテナ給電効率との関係を表すグラフである。
テフロン系材料では，アンテナ素子数が増加するに従って，急激に給電効率（アンテナ効率）が悪化するのに対し，多孔質材料では，アンテナ素子数を１００個以上としても，テフロン系材料を用いてアンテナ素子数を数個分としたときと同程度のアンテナ給電効率が得られることがわかる。このように高いアンテナ給電効率を得る（例えば，従来の一般的な誘電体材料（テフロン系の誘電体材料等）を用いる場合と比較して，アンテナ素子の数を約１０倍にしても同等以上のアンテナ給電効率を得る）ためには，比誘電率が１．５以下，誘電正接（ｔａｎδ）が０．０００１以下である誘電体材料を用いることが望ましい。このような材料としては，空孔率９０％以上の多孔質材料がある。例えば，空孔率９０％以上に高めたシリカエアロゲル等のエアロゲル膜（乾燥ゲル膜）が考えられる。即ち，空気の比誘電率εｒ＝１，ＳｉＯ2のεｒ＝３．８であるので，空孔率を９０％としたＳｉＯ2はεｒ＝１．３程度に相当する。また，ＳｉＯ2はｔａｎδ＝１０-4程度であるので，空孔率９０％としたＳｉＯ2ではｔａｎδ＝１０-5程度となる。前記エアロゲル膜の製法等については，特許文献１等に詳しい。
このような多孔質材料を誘電体基板の誘電体材料として用いることにより，誘電体損失や放射損失，或いは導体損失を最小限に抑えることができ，前記アンテナ素子１４の数が多く，準ミリ波帯〜ミリ波帯の超高周波帯の通信に用いる場合であってもアンテナ効率を高く維持できる。
【００１６】
【実施例】
前述した実施の形態では，前記サブアレーアンテナ１，２，３はそれぞれ同一の共振周波数帯域を有するものであったが，それぞれ異なる共振周波数帯域を有するサブアレーアンテナを用いたアンテナ装置も考えられる。
図５は，本発明の実施例に係るアンテナ装置におけるサブアレーアンテナが形成された積層基板１０’（誘電体基板）の概略断面図である。
図５に示すように，前記積層基板１０’は，金属基板１３（ＧＮＤ層）上に２層の誘電体媒質の層（Ａ層とＢ層）を有し，Ａ層にはそれぞれ２．４ＧＨｚ帯（帯域幅は約１００ＭＨｚ）の共振数端数帯域を有するサブアレーアンテナ１，２，３が，Ｂ層にはそれぞれ５．２ＧＨｚ帯（帯域幅は約１００ＭＨｚ）の共振周波数帯域を有するサブアレーアンテナ１’，２’，３’が形成されている。図５の例では，前記サブアレーアンテナ１〜３，１’〜３’ごとに図の奥行き方向に複数の前記アンテナ素子１４が配列されているものとする。前記サブアレーアンテナ１，２，３はそれぞれ異なる指向性を有するものである。同様に，前記サブアレーアンテナ１’，２’，３’もそれぞれ異なる指向性を有するものである。図５には図示していないが，前記サブアレーアンテナ１〜３，１’〜３’ごとに検波ダイオード等の電力検出器が設けられ，各層（Ａ層，Ｂ層）ごとの前記電力検出器の検出電力のうちの最大のものを検出する前記比較器９と，該比較器９による検出結果に応じて受信電力が最大である前記指向性アンテナを選択して外部の前記送受信機との信号経路に接続する前記高周波スイッチ４とが各層（Ａ層，Ｂ層）ごとに設けられている。
【００１７】
ところで，サブアレーアンテナにおける共振周波数に対する帯域幅の割合は，それが形成される誘電体層（誘電体媒質）の厚み（アンテナ素子とＧＮＤ（金属基板）との距離）と正の相関がある。従って，帯域幅が同一であり共振周波数帯が異なるサブアレーアンテナは，それぞれ厚さの異なる誘電体基板に形成されることが通常である。即ち，高い共振周波数帯域を有するサブアレーアンテナは比較的薄い誘電体基板に形成され，低い共振周波数帯域を有するサブアレーアンテナは比較的厚い誘電体基板に形成される。
これに対し，本実施例に係るアンテナ装置においては，図５に示すように前記積層基板２０’（誘電体基板）の各層にそれぞれ同一の共振周波数帯域を有する複数の指向性アンテナが形成され，その共振周波数帯域が各層ごとに異なるよう構成されている。
ここで，前記金属基板１３（ＧＮＤ層）に近い誘電体媒質の層（Ｂ層）により高い共振周波数帯域（５．２ＧＨｚ帯）を有する前記アレーアンテナ１’，２’，３’を形成し，前記金属基板１３から離れた誘電体媒質の層（Ａ層）により低い共振周波数帯域（２．４ＧＨｚ帯）を有する前記アレーアンテナ１，２，３を形成すること，即ち，前記積層基板２０’（誘電体基板）のＧＮＤ層に近い層から順に高い共振周波数帯域を有するサブアレーアンテナ（指向性アンテナ）を形成することにより，前記サブアレーアンテナ１〜３，１’〜３’それぞれの帯域幅を同一或いは近い値にすることが可能となる。例えば，図５に示した前記サブアレーアンテナ１〜３及び同１’〜３’と前記金属基板１３との距離（誘電体層の厚み）を適当に設定することにより，前記アレーアンテナ１〜３，１’〜３’の帯域幅を，２．４ＧＨｚ帯又は５．２ＧＨｚ帯が用いられる一般的な無線ＬＡＮで必要とされる１００ＭＨｚとすることが可能となる。
これにより，複数の周波数帯域での通信に用いることができ，かつ実装面積の小さい小型のアンテナ装置を構成することができる。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように，本発明によれば，指向性の異なる複数の指向性アンテナのうち，受信電力が最大の指向性アンテナを選択することによってアンテナの指向性制御が行われるので，当該アンテナ装置が搭載される通信機器が移動するモバイル用途において通信相手との相対方向が変化した場合でも，良好な通信状態を維持できる。さらに，検波ダイオード等の電力検出手段と高周波信号のスイッチ回路（高周波スイッチ）等の接続切替え手段とが設けられた簡易で小型化が容易な構成により，可変移相器のようなサイズが大きく高価な移相手段を一切設ける必要がなく，さらに省電力化及び小型化が可能なアレーアンテナを用いるので，モバイル用途に好適である。
また，複数層をなす積層基板である誘電体基板の各層ごとに指向性アンテナを形成したものであれば，指向性アンテナを多数設ける場合であっても，その実装面積を小さくできて小型化が可能となる。
また，指向性アンテナが形成される誘電体基板の誘電体材料として，比誘電率が約１．５以下，誘電正接が約０．０００１以下である低損失誘電体材料，例えば，空孔率９０％以上の多孔質材料等を用いることにより，誘電体損失や放射損失，或いは導体損失を最小限に抑えることができ，指向性アンテナを構成するアンテナ素子の数が多く，準ミリ波帯〜ミリ波帯の超高周波帯の通信に用いる場合であってもアンテナ効率を高く維持できる。その結果，指向性アンテナを多数設けて（多方向のアンテナを設けて）きめ細かな指向性制御を行うことや，指向性アンテナそれぞれにアンテナ素子（エレメント）を多数設けて指向性アンテナの利得を向上させるとともに指向性を強めた（鋭くした）高性能のアンテナを構成することも可能となる。
また，複数層をなす積層基板である誘電体基板の各層にそれぞれ同一の共振周波数帯域を有し，それぞれ異なる方向の指向性を有する複数の指向性アンテナが形成され，その共振周波数帯域が各層ごとに異なるよう構成されたものであれば，複数の周波数帯域での通信に用いることができ，かつ実装面積の小さい小型のアンテナ装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るアンテナ装置Ｘの概略構成を表すブロック図。
【図２】本発明の実施の形態に係るアンテナ装置Ｘを構成するサブアレーアンテナが形成される誘電体基板の多層構造を表す図。
【図３】本発明の実施の形態に係るアンテナ装置Ｘを構成するサブアレーアンテナにおけるアンテナ素子の配列について説明する模式図。
【図４】誘電体基板の誘電体材料として多孔質材料を用いた場合と従来の一般的な誘電体材料を用いた場合とにおけるアンテナ素子数とアンテナ給電効率との関係を表すグラフ。
【図５】本発明の実施例に係るアンテナ装置におけるサブアレーアンテナが形成された積層基板の概略断面図。
【符号の説明】
１，１’，２，２’，３，３’…サブアレーアンテナ（指向性アンテナ）
４…高周波スイッチ（接続切替え手段）
５…送受信機（外部機器）
６，７，８…電力検出器（電力検出手段）
９…比較器
１０，１１，１２…誘電体媒質
１３…金属基板（ＧＮＤ層）
１４…アンテナ素子
１４ａ…給電線
２０，２０’…積層基板（誘電体基板）
【図１】
2004201023.tif 000003
【図２】
2004201023.tif 000004
【図３】
2004201023.tif 000005
【図４】
2004201023.tif 000006
【図５】
2004201023.tif 000007