(57)【要約】【課題】ＮＲＤガイドを構成する一対の導体板上の任意の位置に設けることができ、アンテナ利得などのアンテナ特性を維持しつつ、小型・薄型化を実現できること。【解決手段】一対の平行な導体板１，２に挟まれ、その間隔が１／２波長未満とする誘電体線路３によって電磁波を伝搬するＮＲＤガイドと、誘電体線路３の終端近傍に配置され、導波管路を形成した導波管４と、その先端部が導波管路のほぼ中央部にまで延線し、誘電体線路３と導波管路との間の電気的に接続し、電磁波を伝達する伝達線路５と、導体板１上であって導波管路に対応した位置に導波管路の断面形状をもつ開口部１ａが設けられ、開口部１ａの上部に誘電体チップ７と、その上部に導体パッチ８と、を備える。【選択図】        図２
2005072934.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の平行導体板に挟まれ、その間隔が１／２波長未満とする誘電体線路によって電磁波を伝搬するＮＲＤガイドと、
前記一対の平行導体板に挟まれ、前記誘電体線路の終端近傍に配置され、前記誘電体線路を伝搬する電磁波の伝搬方向に直交する方向に電磁波を伝搬する導波管路を形成した導波部材と、
前記誘電体線路の終端近傍に接続され、前記導波部材の管壁に設けられた貫通孔を介してその先端部を前記導波管路のほぼ中央部にまで延線し、前記誘電体線路と前記導波管路との間の電気的に接続し、電磁波を伝達する伝達線路と、
を備え、前記平行導体板の一方であって前記導波管路に対応した位置に前記導波管路の断面形状をもつ開口部が設けられ、該開口部から前記電磁波の送受を行うことを特徴とするＮＲＤガイド用アンテナ。
【請求項２】
前記開口部の上部に誘電体部材をさらに設け、該誘電体部材から前記電磁波の送受を行うことを特徴とする請求項１に記載のＮＲＤガイド用アンテナ。
【請求項３】
前記誘電体部材の下部であって前記導波部材内に設けられ、前記導波管路と同一形状の支持誘電体部材をさらに設け、前記誘電体部材を支持することを特徴とする請求項２に記載のＮＲＤガイド用アンテナ。
【請求項４】
前記誘電体部材の上部に導体パッチをさらに設け、該導電パッチから前記電磁波の送受を行うことを特徴とする請求項２または３に記載のＮＲＤガイド用アンテナ。
【請求項５】
前記開口部の上部に設けられ、該開口部に連続し、同一断面形状の導波管路を有した付加導波管をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載のＮＲＤガイド用アンテナ。
【請求項６】
前記付加導波管の上部に電磁ホーンを設けたことを特徴とする請求項５に記載のＮＲＤガイド用アンテナ。
【請求項７】
前記導体部材の管壁に設けられた貫通孔の内壁と前記伝達線路との間は誘電体が詰められ、前記貫通孔の内壁と前記伝達線路とによって同軸線路を形成したことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のＮＲＤガイド用アンテナ。
【請求項８】
前記誘電体部材は、直方体または円筒であることを特徴とする請求項２〜４，７のいずれかに記載のＮＲＤガイド用アンテナ。
【請求項９】
前記導体パッチは、矩形または円形であることを特徴とする請求項４，７または８に記載のＮＲＤガイド用アンテナ。
【請求項１０】
前記導体パッチの一辺の長さまたは直径は、前記誘電体部材内における前記電磁波のほぼ半波長の長さであることを特徴とする請求項９に記載のＮＲＤガイド用アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、超高速・大容量無線通信を実現する要素技術であるＮＲＤガイド（非放射性誘電体線路：Nonradiative Dielectric Wave Guide）を給電系として用いたアンテナであるＮＲＤガイド用アンテナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ミリ波を用いた高速無線アクセスや超高速無線ＬＡＮなどが注目されている。これらの超高速・大容量無線通信を実現するためには、アンテナ技術が不可欠である。従来から、ミリ波帯アンテナとしては大別して３つのタイプがある。その第１のタイプは、マイクロストリップ線路を給電系としたパッチアンテナやアレイアンテナである。その第２のタイプは、各種の準幾何光学的アンテナである。その第３のタイプは、誘電体線路を給電系としたアンテナである。
【０００３】
一方、誘電体線路としてのＮＲＤガイド（非放射性誘電体線路：Nonradiative Dielectric Wave Guide）は、伝送損失が極めて小さいミリ波伝送路を実現している。このＮＲＤガイドは、平行な一対の導体板に、たとえば比誘電率εｒ＝２．０４のテフロン（登録商標）などの誘電体線路が設けられ、この導体板の幅すなわち誘電体線路の高さは、この誘電体線路を伝搬する電磁波の周波数の１／２波長未満にし、誘電体線路の幅を１／２波長程度にしている。この結果、誘電体線路には、動作周波数の電磁波が伝搬することができるが、誘電体線路外であって誘電体線路の幅方向には、動作周波数の電磁波が伝搬することができず、いわば動作周波数の電磁波が誘電体線路内に閉じ込められて伝搬することになる。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３４１００３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ミリ波アンテナを超高速無線ＬＡＮなどに用いる場合、その小型化が必須となる。特に、携帯端末にはカード化が必要となるため、薄型化も要求される。
【０００６】
しかしながら、上述したパッチアンテナなどの第１のタイプのアンテナは、小型・薄型化が可能であるが、マイクロストリップ線路の伝送損失が大きくアンテナ利得を著しく低下させるため、アンテナとしての機能を果たせなくなるという問題点があった。
【０００７】
また、準幾何光学的アンテナである第２のタイプのアンテナは、空間的な配置が必要なため、大型であり、小型化するとアンテナ利得が得られず、アンテナとしての機能を果たせなくなるという問題点があった。
【０００８】
さらに、誘電体線路を給電系とした第３のタイプのアンテナは、たとえばＮＲＤガイドを用いる場合、高効率のアンテナを得るため、アンテナの取り付け位置が、一対の導体板の端部近傍に限られ、柔軟性に乏しく、一対の導体板に直交する方向に電磁波を輻射する構成をとることが困難であるとともに、小型・薄型化を促進することができないという問題点があった。
【０００９】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ＮＲＤガイドを構成する一対の導体板上の任意の位置に設けることができ、アンテナ利得などのアンテナ特性を維持しつつ、小型・薄型化を実現できるＮＲＤガイド用アンテナを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明にかかるＮＲＤガイド用アンテナは、一対の平行導体板に挟まれ、その間隔が１／２波長未満とする誘電体線路によって電磁波を伝搬するＮＲＤガイドと、前記一対の平行導体板に挟まれ、前記誘電体線路の終端近傍に配置され、前記誘電体線路を伝搬する電磁波の伝搬方向に直交する方向に電磁波を伝搬する導波管路を形成した導波部材と、前記誘電体線路の終端近傍に接続され、前記導波部材の管壁に設けられた貫通孔を介してその先端部を前記導波管路のほぼ中央部にまで延線し、前記誘電体線路と前記導波管路との間の電気的に接続し、電磁波を伝達する伝達線路と、を備え、前記平行導体板の一方であって前記導波管路に対応した位置に前記導波管路の断面形状をもつ開口部が設けられ、該開口部から前記電磁波の送受を行うことを特徴とする。
【００１１】
また、この発明にかかるＮＲＤガイド用アンテナは、上記の発明において、前記開口部の上部に誘電体部材をさらに設け、該誘電体部材から前記電磁波の送受を行うことを特徴とする。
【００１２】
また、この発明にかかるＮＲＤガイド用アンテナは、上記の発明において、前記誘電体部材の下部であって前記導波部材内に設けられ、前記導波管路と同一形状の支持誘電体部材をさらに設け、前記誘電体部材を支持することを特徴とする。
【００１３】
また、この発明にかかるＮＲＤガイド用アンテナは、上記の発明において、前記誘電体部材の上部に導体パッチをさらに設け、該導電パッチから前記電磁波の送受を行うことを特徴とする。
【００１４】
また、この発明にかかるＮＲＤガイド用アンテナは、上記の発明において、前記開口部の上部に設けられ、該開口部に連続し、同一断面形状の導波管路を有した付加導波管をさらに備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、この発明にかかるＮＲＤガイド用アンテナは、上記の発明において、前記付加導波管の上部に電磁ホーンを設けたことを特徴とする。
【００１６】
また、この発明にかかるＮＲＤガイド用アンテナは、上記の発明において、前記導体部材の管壁に設けられた貫通孔の内壁と前記伝達線路との間は誘電体が詰められ、前記貫通孔の内壁と前記伝達線路とによって同軸線路を形成したことを特徴とする。
【００１７】
また、この発明にかかるＮＲＤガイド用アンテナは、上記の発明において、前記誘電体部材は、直方体または円筒であることを特徴とする。
【００１８】
また、この発明にかかるＮＲＤガイド用アンテナは、上記の発明において、前記導体パッチは、矩形または円形であることを特徴とする。
【００１９】
また、この発明にかかるＮＲＤガイド用アンテナは、上記の発明において、前記導体パッチの一辺の長さまたは直径は、前記誘電体部材内における前記電磁波のほぼ半波長の長さであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
この発明にかかるＮＲＤガイド用アンテナは、伝達線路と導波部材とを用いて、ＮＲＤガイドと、上部の導体板に形成される導電パッチ、誘電体部材、開口部などのアンテナ部分とを結合し、小型・薄型化された該アンテナ部分を形成し、ＮＲＤガイドの給電系を含め、小型・軽量化を促進することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかるＮＲＤガイド用アンテナの好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００２２】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１であるＮＲＤガイド用アンテナの概要構成を示す斜視図である。図２は、この発明の実施の形態１であるＮＲＤガイド用アンテナの分解組み立て図である。図３−１は、図１，２に示したＮＲＤガイド用アンテナの導体板１の下部からみたＮＲＤガイド用アンテナの一部構成を示す平面図であり、図３−２は、図３−１に示したＮＲＤガイド用アンテナのＡ−Ａ線断面図である。図１〜図３−２において、このＮＲＤガイド用アンテナ１０は、平行な導体板１，２に挟まれた誘電体線路３を有する。誘電体線路３は、比誘電率εｒ＝２．０４、tanδ＝１．５×１０-4程度のテフロン（登録商標）によって実現され、高さａは２．２５ｍｍ、幅ｂは２．５ｍｍである。誘電体線路３を伝搬する電磁波の動作周波数を６０ＧＨｚとすると、その波長λは約５ｍｍであり、高さａは、λ／２以下となり、誘電体線路３以外に動作周波数の電磁波は伝搬しない。これに対して、誘電体線路３内は、波長λが短縮され、動作周波数の電磁波が伝搬することができる。この結果、動作周波数帯において電磁波が誘電体線路３内のみを伝搬するＮＲＤガイドが形成される。
【００２３】
導体板１，２間には、円形の導波管４が、誘電体線路３の終端近傍に設けられる。導波管４は、筒状の導波管であり、内部に円形の導波管路４ｃが形成され、軸が導体板に垂直になるように配置される。誘電体線路３と導波管４との間は、伝達線路５によって結合される。伝達線路５は、銅などの棒状の導体で形成され、誘電体線路３の終端から距離ｌｓの位置から誘電体線路３に垂直で導体板１，２間で平行に延設され、導波管４に設けられた貫通孔４ａを介して導波管路４ｃのほぼ中央部にまで延びる。貫通孔４ａは、誘電体６が詰められており、伝達線路５と導波管４とが電気的に接触しないようにしているとともに、貫通孔４ａの内壁と誘電体６と伝達線路５とによって同軸線路を形成している。
【００２４】
この貫通孔４ａの長さは、（３／４）λであり、誘電体線路３と導波管路４ｃとの間の整合をとっている。この貫通孔４ａの長さは、（１／４）λ＋（１／２）λ×ｎを満足すればよい。ただし、ｎは、０を含む自然数である。また、誘電体線路３と導波管４との間の伝達線路５は、距離ｌｔを有し、導波管路４ｃ内に突き出す伝達線路５は、距離ｌｃを有する。さらに、導体板２には、断面形状が導波管路４ｃと同じ円筒状の凹部４ｄが形成され、この凹部４ｄも導波管路４ｃを形成することになる。この凹部４ｄの底部から伝達線路５までは距離ｈｃである。
【００２５】
図２に示すように、導体板１には、導波管４の導波管路４ｃに対応する位置に、導波管路４ｃと同一の断面形状を有する開口部１ａが設けられる。さらに、この開口部１ａの上部には、長方体の誘電体チップ７が設けられ、この誘電体チップ７の上部に導体パッチ８が設けられる。この導体板１，誘電体チップ７および導体パッチ８によってパッチアンテナが形成される。
【００２６】
誘電体線路３を伝搬する電磁波は、伝達線路５を介して導波管４に伝達され、導波管路４ｃから誘電体チップ７および導体パッチに導かれ、輻射される。電磁波を受信する場合はその逆順に伝達されることになる。
【００２７】
この実施の形態１では、伝達線路５および導波管４によって、誘電体線路３の電磁波を、誘電体チップ７および導体パッチ８という小型かつ薄型の電磁波輻射部分に効率よく伝達しているので、ＮＲＤガイドの給電部を含めた全体構成を小型・薄型化することができる。
【００２８】
図４は、図１〜図３−２に示したＮＲＤガイド用アンテナの伝送特性を示す図である。なお、伝達する周波数は６０ＧＨｚであり、導波管４の内壁の半径は１．８ｍｍであり、各距離ｌｔ，ｌｓ，ｌｃ，ｈｃは、それぞれ３．０ｍｍ、１．０ｍｍ、１．０５ｍｍ、１．９ｍｍである。図４に示すように、誘電体線路３から伝送される電磁波の伝送量は、ほとんどそのまま電磁波輻射部分に伝達され、５８〜６２ＧＨｚの間で、電磁波の反射損Ｌ２は、−２０ｄＢ以下でありほとんど反射がなく、誘電体線路３から伝送される電磁波の伝送量Ｌ１は、ほとんどそのまま電磁波輻射部分に伝達される。
【００２９】
つぎに、ＮＲＤガイド用アンテナの放射アンテナパターンについて説明する。図５は、誘電体チップ７および導体パッチ８の寸法を示す斜視図である。図５に示すように、誘電体チップ７は、高さ２ｍｍ、縦および横が４ｍｍであり、導体パッチ８は、幅が１ｍｍ、長さが３ｍｍである。
【００３０】
さらに、図６は、図５に示した誘電体チップ７および導体パッチ８を用いた場合におけるＥ面のアンテナパターンを示し、図７は、図５に示した誘電体チップ７および導体パッチ８を用いた場合におけるＨ面のアンテナパターンを示している。図６および図７に示すように、各アンテナパターンは、破線で示す計算値によく合致し、サイドローブが形成されず、ヌル点の少ない良好な指向性となっている。なお、周波数は上述したように６０ＧＨｚであり、絶対利得は１０．４ｄＢｉを得ている。
【００３１】
ところで、図１〜図３−２に示したＮＲＤガイド用アンテナは、導波管４が円筒形状であったが、これに限らず、たとえば、図８−１，図８−２に示すように、角柱の導波管１４を用いてもよい。図８−１，図８−２では、５０〜７５ＧＨｚ用のミリ波の方形導波管（ＷＲ−１５）を用いている。
【００３２】
図９は、図４に対応し、この導波管１４を用いたＮＲＤガイド用アンテナ２０のアンテナ特性を示す図である。ここでは、図４と同様に、伝達する周波数は６０ＧＨｚであり、各距離ｌｔ，ｌｓ，ｌｃ，ｈｃは、それぞれ３．０ｍｍ、１．０ｍｍ、０．９４ｍｍ、１．０５ｍｍである。図９に示すアンテナ特性も、図４に示したアンテナ特性と同様に、誘電体線路３から伝送される電磁波の伝送量は、ほとんどそのまま電磁波輻射部分に伝達され、５８〜６２ＧＨｚの間で、電磁波の反射損Ｌ２２は、−２０ｄＢ以下でありほとんど反射がなく、誘電体線路３から伝送される電磁波の伝送量Ｌ２１は、ほとんどそのまま電磁波輻射部分に伝達される。
【００３３】
この実施の形態１では、ＮＲＤガイドを構成する誘電体線路３と、導体板１上に設けられる導体パッチ８および誘電体チップ７による小型かつ薄型のアンテナ部分との間を、伝送損失を抑えながら効率的に接続しているので、ＮＲＤガイド用アンテナ全体の構成を、小型化かつ薄型化することができる。
【００３４】
（実施の形態２）
つぎに、この発明の実施の形態２について説明する。上述した実施の形態１では、アンテナ部分を導体パッチ８および誘電体チップ７によって構成するようにしていたが、この実施の形態２では、アンテナ部分を誘電体チップ７のみによって実現している。
【００３５】
図１０は、この発明の実施の形態２であるＮＲＤガイド用アンテナの概要構成を示す斜視図である。図１０において、このＮＲＤガイド用アンテナ２０は、図１に示したＮＲＤガイド用アンテナと比べて、導体パッチ８が除去された構成となっている。その他の構成は、実施の形態１に示したＮＲＤガイド用アンテナ１０と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。この場合、誘電体チップ７は、アンテナとして動作し、誘電体ロッドアンテナなどと同じように誘電体アンテナとして機能する。
【００３６】
図１１は、誘電体チップ７の具体的な寸法を示し、厚さ２ｍｍ、幅４ｍｍ、長さ６ｍｍの直方体としている。この場合におけるアンテナパターンは図１２および図１３に示すようになる。図１２は、Ｅ面のアンテナパターンを示し、図１３は、Ｈ面のアンテナパターンを示している。図１２および図１３に示すように、これらのアンテナパターンは、図６，図７に示すアンテナパターンに比して、ブロード、すなわち無指向性に近づいている。このようなブロードなアンテナは、たとえばＬＡＮシステムのハブ局などに用いることができる。広いエリアをカバーして送受信することができるからである。なお、絶対利得は、６．８ｄＢｉであった。
【００３７】
この実施の形態２では、誘電体チップ７のみによってアンテナ部分を構成して、アンテナパターンをブロードにし、送受信エリアの拡大を図るようにしている。
【００３８】
なお、実施の形態１，２では、誘電体チップ７が直方体であり導電パッチ８を矩形としていたが、これに限らず、例えば図１４に示すように直方体の誘電チップ７の上部に円形の導電パッチ４１を設けるようにしてもよい。また、図１５に示すように、円筒の誘電体チップ４２を用い、この誘電体チップ４２の上部に矩形の導電チップ４３を設けてもよい。さらに、図１６に示すように、円筒の誘電体チップ４２の上部に円形の導電チップ４４を設けるようにしてもよい。また、実施の形態２に対応して、円筒の誘電体チップ４２を用いてもよい。
【００３９】
さらに、図１８に示すように、直方体の誘電体チップ７の下部に導波管路４ｃと同じ形状、ここでは円筒の保持部材４５を設けるようにしてもよい。この場合、保持部材４５は、導波管路４ｃ内部に嵌め込まれ、この保持部材４５によって誘電体チップ７の位置を固定することができる。
【００４０】
ここで、図１４〜図１６に示した各アンテナ部分を用いた場合におけるアンテナパターンについて説明する。図１９は、図１４に示したアンテナ部分の具体的な寸法を示す図であり、誘電体チップ７の断面形状は、４ｍｍ×４ｍｍの正方形であり、厚さは２ｍｍである。導電パッチ４１の半径ＲMは、０．５ｍｍ、０．８７５ｍｍ、２ｍｍとしている。
【００４１】
図２０および図２１は、図１９に示した形状のアンテナ部分によるアンテナパターンを示す図であり、図２０は、Ｅ面のアンテナパターンを示し、図２１は、Ｈ面のアンテナパターンを示している。図２０および図２１から、導電パッチ４１の半径ＲMが０．８７５ｍｍのとき、いずれも最大利得を得ることができる。なお、周波数は６０ＧＨｚである。この半径ＲMが０．８７５ｍｍというのは、誘電体チップ７内の波長λとした場合におけるλ／４に相当し、結局、直径がλ／２であることを意味する。ここで、誘電体チップ７内の波長λとは、誘電体チップ７の波長短縮率１／√（εr）によって短縮されて伝搬する電磁波の波長である。なお、絶対利得は７．６ｄＢｉであった。
【００４２】
図２２は、図１５に示したアンテナ部分の具体的な寸法を示す図であり、誘電体チップ４２の断面形状は、円形であり、半径が２ｍｍであり、厚さは２ｍｍである。導電パッチ４３の長さは、３ｍｍ、幅ＷEは、１ｍｍ、１．７５ｍｍ、２．５ｍｍとしている。
【００４３】
図２３および図２４は、図２２に示した形状のアンテナ部分によるアンテナパターンを示す図であり、図２３は、Ｅ面のアンテナパターンを示し、図２４は、Ｈ面のアンテナパターンを示している。図２３および図２４から、導電パッチ４３の幅ＷEが１．７５ｍｍのとき、いずれも最大利得を得ることができる。なお、周波数は６０ＧＨｚである。この幅ＷEが１．７５ｍｍというのは、誘電体チップ７内の波長λとした場合におけるλ／２に相当する。
【００４４】
図２５は、図１６に示したアンテナ部分の具体的な寸法を示す図であり、誘電体チップ４２の断面形状は、円形であり、半径が２ｍｍであり、厚さは２ｍｍである。導電パッチ４４は、円形であり、半径ＲMは、０．５ｍｍ、０．８７５ｍｍ、２ｍｍとしている。
【００４５】
図２６および図２７は、図２５に示した形状のアンテナ部分によるアンテナパターンを示す図であり、図２６は、Ｅ面のアンテナパターンを示し、図２７は、Ｈ面のアンテナパターンを示している。図２６および図２７から、導電パッチ４１の半径ＲMが０．８７５ｍｍのとき、いずれも最大利得を得ることができる。なお、周波数は６０ＧＨｚである。この導電パッチ４４の半径ＲMが０．８７５ｍｍというのは、直径が１．７５ｍｍということであり、この直径は、誘電体チップ７内の波長λとした場合におけるλ／２に相当する。
【００４６】
ここで、最大利得が得られる条件として、導電パッチの幅や直径が、誘電体チップ内の波長をλとした場合におけるλ／２に相当する。
【００４７】
（実施の形態３）
つぎに、この発明の実施の形態３について説明する。上述した実施の形態２では、アンテナ部分を誘電体チップのみによって形成するようにしていたが、この実施の形態３では、さらに誘電体チップを取り除き、開口部１ａのみをアンテナ部分として用いるようにしている。すなわち、開口部１ａを導波管開口アンテナとして機能させるようにしている。
【００４８】
図２８は、この発明の実施の形態３であるＮＲＤガイド用アンテナの概要構成を示す斜視図である。図２８に示すように、このＮＲＤガイド用アンテナ４０は、ＮＲＤガイド用アンテナ２０の誘電体チップ７をさらに取り除くようにし、開口部１ａを露出させている。その他の構成は、実施の形態２と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。なお、開口部１ａの形状は、導波管路４ｃの断面形状と同じである。また、開口部１ａは、開口部１ａ保護のため、薄い誘電体膜で覆うようにしてもよい。
【００４９】
図２９および図３０は、図２８に示した開口部１ａからのアンテナパターンを示す図であり、図２９は、Ｅ面のアンテナパターンを示し、図３０は、Ｈ面のアンテナパターンを示している。なお、周波数は６０ＧＨｚである。図２９および図３０に示すように、各アンテナパターンは、破線で示す計算値によく一致しており、実施の形態２と同様にブロードなパターンとなっている。なお、絶対利得は７．６ｄＢｉを得ている。これにより、実施の形態２と同様に、送受信エリアの拡大を図ることができるとともに、誘電体チップ７が不要なので、さらにＮＲＤガイド用アンテナ全体の小型化・薄型化を促進することができる。
【００５０】
なお、図３１に示すように、開口部１ａの上部に、導波管路４ｃを延長する導波管路５１ａを有した付加導波管５１を設けるようにしてもよい。これによって、さらにアンテナ利得を高めることができる。
【００５１】
また、図３２に示すように、付加導波管５１の上部に電磁ホーン６１を設けるようにしてもよい。これによって、さらにアンテナ利得を高めることができる。
【００５２】
（実施の形態４）
つぎに、この発明の実施の形態４について説明する。この実施の形態４では、導電パッチのアレイ化をしたアンテナ部分を形成するようにしている。
【００５３】
まず、図３３は、アレイ化されたアンテナ部分の構成を示す図である。図３３に示すように、導電パッチ７１，７２は、誘電体チップ７３上に配置される。誘電体チップ７３は厚さ２ｍｍであり、断面が４ｍｍ四方の正方形をなしている。導電パッチ７１，７２は、幅が０．８ｍｍで、長さ３ｍｍである。導電パッチ７１，７２は、長手方向に沿って隣接配置され、その間隔ｇEを有する。
【００５４】
図３４，図３５は、この間隔ｇEを変化させた場合におけるアンテナパターンを示す図であり、図３４は、Ｅ面のアンテナパターンを示し、図３５は、Ｈ面のアンテナパターンを示している。間隔ｇEは、０ｍｍ、０．１ｍｍ、０．４ｍｍ、０．８ｍｍに変化させている。図３４および図３５のアンテナパターンから、最も高いアンテナ利得が得られるのは、破線で示す間隔ｇEが０ｍｍのときである。これは、導電パッチ７１，７２の幅が０．８ｍｍであって細すぎ、間隔ｇEが０ｍｍすなわち、十分な幅をもつ１つの導電パッチとして動作する方が、アンテナ利得を高くすることができることを示す。したがって、アレイ化される導電パッチの幅は、ある程度十分な幅をもつ必要がある。
【００５５】
ここで、図３６に示すように、導電パッチの幅を太くする。すなわち、誘電体チップ７３と同一の誘電体チップ８３上に、導電パッチ７１，７２の幅を１．２ｍｍに広げた導電パッチ８１，８２を設けるようにしている。この場合、図３４および図３５にそれぞれ対応する図３７および図３８のアンテナパターンでは、それぞれ実線で示すように、間隔ｇEが０．１ｍｍのときに、最も大きなアンテナ利得を得ることができる。また、全体的に、間隔ｇEにかかわらず、図３４、図３５のアンテナパターンに比してアンテナ利得が高くなっている。これは、アレイ化のためであると考える。
【００５６】
さらに、導体パッチが１つのときとアレイ化された３つのときとについて比較する。図３９に示すように、１素子の導体パッチ９１は、長さ３ｍｍ、幅０．８ｍｍであり、厚さ２ｍｍで断面形状が４ｍｍ四方の正方形の誘電体チップ９２上に配置される。一方、３素子の導体パッチ１０１〜１０３は、導体パッチ９１と同じであり、それぞれは長手方向に間隔５．５ｍｍ離隔されて配置され、厚さ２ｍｍ、幅４ｍｍ、長さ１５ｍｍの誘電体チップ１１０上に配置される。
【００５７】
図４０および図４１は、図３９に示した１素子の導体パッチ９１と３素子の導体パッチ１０１〜１０３との各アンテナパターンを示し、図４０は、Ｅ面のアンテナパターンを示し、図４１は、Ｈ面のアンテナパターンを示している。図４０および図４１から、３素子の導体パッチ１０１〜１０３をアレイ配置することによって、アンテナ利得を、１素子の導体パッチ９１に比して約２ｄＢ高くすることができる。
【００５８】
また、図４２は、１素子の導体パッチ１２１の構成と３素子の導体パッチ１３１〜１３３の構成とを示す図である。図４２では、各導体パッチ１３１〜１３３を長手方向に延びる方向に隣接配置し、それぞれの中心間間隔を３．５ｍｍとしている。図４３および図４４は、図４２に示した１素子の導体パッチ１２１と３素子の導体パッチ１３１〜１３３との各アンテナパターンを示し、図４３は、Ｅ面のアンテナパターンを示し、図４４は、Ｈ面のアンテナパターンを示している。図４３および図４４から、３素子の導体パッチ１３１〜１３３をアレイ配置することによって、アンテナ利得を、１素子の導体パッチ１２１に比して約２ｄＢ高くすることができる。
【００５９】
すなわち、図３９あるいは図４２に示すように、３つの導体パッチをアレイ配置することによって、アンテナ利得を約２ｄＢ高くすることができる。
【００６０】
（実施の形態４）
つぎに、この発明の実施の形態４について説明する。この実施の形態４では、上述した実施の形態１〜３に示したＮＲＤガイド用アンテナの構造を有したカードを実現している。
【００６１】
図４５は、この発明の実施の形態４であるカードの構成を示す斜視図である。図４５において、このカード１５０は、無線ＬＡＮカードであり、たとえばパーソナルコンピュータＰＣなどのインタフェース用のスロット１５１に挿入され、ＬＡＮ内の無線親局とのミリ波通信を行う。カード１５０は、スロット１５１に挿入された状態で、導体パッチや誘電体チップ、あるいは開口部などが外部に位置することが好ましい。
【００６２】
この実施の形態４では、実施の形態１〜３で示したように、ＮＲＤガイド用アンテナが小型・薄型化されているため、カード１５０自体も小型・薄型化を実現できる。また、アンテナ部分が、ＮＲＤガイドを構成する導体板１を利用しつつ、この導体板１上に形成することができるため、このカード１５０がスロット１５１に装着された状態で、簡易にほぼ上部方向にその主指向性を持たせることができ、配置された状態における上部半球に指向性を持たせることができる。また、このようなカード構成は、ＬＡＮの無線親局や無線中継局にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】この発明の実施の形態１であるＮＲＤガイド用アンテナの概要構成を示す斜視図である。
【図２】この発明の実施の形態１であるＮＲＤガイド用アンテナの分解斜視図である。
【図３−１】上部の導体板下部からみた平面図である。
【図３−２】Ａ−Ａ線断面図である。
【図４】図１に示したＮＲＤガイド用アンテナの伝送特性を示す図である。
【図５】誘電体チップおよび導電パッチの具体的寸法を示す図である。
【図６】図５に示した寸法のアンテナ部分からのＥ面アンテナパターンを示す図である。
【図７】図５に示した寸法のアンテナ部分からのＨ面アンテナパターンを示す図である。
【図８−１】この発明の実施の形態１の変形例であるＮＲＤガイド用アンテナの上部の導体板下部からみた平面図である。
【図８−２】Ｂ−Ｂ線断面図である。
【図９】図８−１，図８−２に示したＮＲＤガイド用アンテナの伝送特性を示す図である。
【図１０】この発明の実施の形態２であるＮＲＤガイド用アンテナの概要構成を示す斜視図である。
【図１１】図１０における誘電体チップの具体的寸法を示す図である。
【図１２】図１１に示した寸法のアンテナ部分からのＥ面アンテナパターンを示す図である。
【図１３】図１１に示した寸法のアンテナ部分からのＨ面アンテナパターンを示す図である。
【図１４】誘電体チップおよび導体パッチからなるアンテナ部分の変形例を示す図である。
【図１５】誘電体チップおよび導体パッチからなるアンテナ部分の変形例を示す図である。
【図１６】誘電体チップおよび導体パッチからなるアンテナ部分の変形例を示す図である。
【図１７】誘電体チップからなるアンテナ部分の変形例を示す図である。
【図１８】支持部材を用いた誘電体チップの構成を示す図である。
【図１９】図１４に対応するアンテナ部分の具体的寸法を示す図である。
【図２０】図１９に示した寸法のアンテナ部分からのＥ面アンテナパターンを示す図である。
【図２１】図１９に示した寸法のアンテナ部分からのＨ面アンテナパターンを示す図である。
【図２２】図１５に対応するアンテナ部分の具体的寸法を示す図である。
【図２３】図２２に示した寸法のアンテナ部分からのＥ面アンテナパターンを示す図である。
【図２４】図２２に示した寸法のアンテナ部分からのＨ面アンテナパターンを示す図である。
【図２５】図１６に対応するアンテナ部分の具体的寸法を示す図である。
【図２６】図２５に示した寸法のアンテナ部分からのＥ面アンテナパターンを示す図である。
【図２７】図２５に示した寸法のアンテナ部分からのＨ面アンテナパターンを示す図である。
【図２８】この発明の実施の形態３であるＮＲＤガイド用アンテナの概要構成を示す斜視図である。
【図２９】図２８に示した開口部からのＥ面アンテナパターンを示す図である。
【図３０】図２８に示した開口部からのＨ面アンテナパターンを示す図である。
【図３１】この発明の実施の形態３であるＮＲＤガイド用アンテナの変形例を示す斜視図である。
【図３２】この発明の実施の形態３であるＮＲＤガイド用アンテナの変形例を示す斜視図である。
【図３３】アレイ配置されたアンテナ部分の構成の一例を示す平面図である。
【図３４】図３３に示したアンテナ部分からのＥ面アンテナパターンを示す図である。
【図３５】図３３に示したアンテナ部分からのＨ面アンテナパターンを示す図である。
【図３６】アレイ配置されたアンテナ部分の構成の一例を示す平面図である。
【図３７】図３６に示したアンテナ部分からのＥ面アンテナパターンを示す図である。
【図３８】図３６に示したアンテナ部分からのＨ面アンテナパターンを示す図である。
【図３９】アレイ配置されたアンテナ部分の構成の一例を示す平面図である。
【図４０】図３９に示したアンテナ部分からのＥ面アンテナパターンを示す図である。
【図４１】図３９に示したアンテナ部分からのＨ面アンテナパターンを示す図である。
【図４２】アレイ配置されたアンテナ部分の構成の一例を示す平面図である。
【図４３】図４２に示したアンテナ部分からのＥ面アンテナパターンを示す図である。
【図４４】図４２に示したアンテナ部分からのＨ面アンテナパターンを示す図である。
【図４５】この発明の実施の形態５であるカードの概要構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６４】
１，２  導体板
１ａ  開口部
３  誘電体線路
４，１４  導波管
４ａ  貫通孔
４ｂ，１４ｂ  管壁
４ｃ，５１ａ  導波管路
４ｄ  凹部
５  伝達線路
６  誘電体
７，４２  誘電体チップ
８，４１，４３，４４  導電パッチ
１０，２０，３０，４０，５０，６０  ＮＲＤガイド用アンテナ
４５  保持部材
５１  付加導波管
６１  電磁ホーン
１５０  カード
１５１  スロット
１５２  アンテナ部分
ＰＣ  パーソナルコンピュータ
【図１】
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【図２】
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【図３−１】
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【図３−２】
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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８−１】
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【図８−２】
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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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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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