(57)【要約】  アンテナ（１０）は、誘電体基材（２０）、放射素子（３０）、無給電素子（４０）、および、接地導体（５０）を備える。誘電体基材（２０）は、互いに対向する表面と裏面を有する平板状である。放射素子（３０）は、誘電体基材（２０）における表面と裏面との間に配置され、第１周波数の高周波信号を送受信する。無給電素子（４０）は、誘電体基材（２０）における表面に配置され、第２周波数の高周波信号を送受信する。接地導体（５０）は、誘電体基材（２０）における裏面に配置されている。第２周波数は、第１周波数よりも低周波数である。誘電体基材（２０）は、表面と裏面とに直交する厚み方向の途中位置に、第２周波数の高周波信号を反射する電界の界面（２００）を有する。
2018225537.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する表面と裏面を有する平板状の誘電体基材と、
前記誘電体基材における前記表面と前記裏面との間に配置され、第１周波数の高周波信号を送受信する放射素子と、
前記誘電体基材における前記表面に配置され、前記第２周波数の高周波信号を送受信する無給電素子と、
前記誘電体基材における前記裏面に配置された接地導体と、
を備え、
前記第２周波数は、前記第１周波数よりも低周波数であり、
前記誘電体基材は、
前記表面と前記裏面とに直交する厚み方向の途中位置に、前記第２周波数の高周波信号を反射する電界の界面を有する、
アンテナ。
【請求項２】
前記誘電体基材は、
第１比誘電率を有する第１誘電体層と、
前記第１比誘電率よりも低い誘電率からなる第２比誘電率を有する第２誘電体層と、
を備え、
前記第１誘電体層と前記第２誘電体層とは積層されており、前記第２誘電体層の前記第１誘電体層側と反対側の面は、前記誘電体基材の表面である、
請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】
前記第１比誘電率と前記第２比誘電率との比誘電率の差は、３以上である、
請求項２に記載のアンテナ。
【請求項４】
前記第１誘電体層と前記第２誘電体層とは、異なる材質である、
請求項２または請求項３に記載のアンテナ。
【請求項５】
前記第１誘電体層と前記第２誘電体層とは、同じ材質であり、
前記第１誘電体層または前記第２誘電体層は、実効比誘電率を変化させる調整部材を有する、
請求項２または請求項３に記載のアンテナ。
【請求項６】
前記第２誘電体層は、前記第２誘電体層の実効比誘電率を低くする前記調整部材を有する、
請求項５に記載のアンテナ。
【請求項７】
前記第１誘電体層は、前記第１誘電体層の実効比誘電率を高くする前記調整部材を有する、
請求項５または請求項６に記載のアンテナ。
【請求項８】
前記無給電素子を含む複数の無給電素子と、前記放射素子を含む複数の放射素子とを備え、
前記複数の無給電素子と前記複数の放射素子は、配列されている、
請求項１乃至請求項７のいずれかに記載のアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周波数の異なる複数の高周波信号を送受信するアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯通信端末用のアンテナ等として、小型のアンテナ装置が各種実用化されている。例えば、特許文献１、特許文献２には、高周波信号が導体によって給電される放射素子と、電磁界結合を利用した無給電素子とを備えたパッチアンテナが記載されている。【０００３】
特許文献１に記載のアンテナでは、無給電素子は、ループ状スロットアンテナを形成している。特許文献１に記載のアンテナは、放射素子と無給電素子との形状を適宜設定することによって、放射素子で送受信する第１高周波信号の周波数と、無給電素子で送受信する第２高周波信号の周波数とを異ならせている。これにより、特許文献１に記載のアンテナは、二周波共用のアンテナである。【０００４】
特許文献２に記載のアンテナは、無給電素子をブースタアンテナとして利用しており、一周波用のアンテナである。また、特許文献２に記載のアンテナは、放射素子の放射面側と反対側に、折れ曲がり形状のリフレクタ導体を備えており、当該リフレクタ導体の形状によって、放射特性を調整している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２９８３３９号公報
【特許文献２】特開２００１−３２６５２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のアンテナは、パッチアンテナとループ状スロットアンテナとの組合せであり、ループ状スロットアンテナは、放射素子と接地導体との間に配置されている。このため、アンテナ全体としての形状は、複雑になり、所望の特性を得ることが容易ではない。【０００７】
特許文献２に記載のアンテナは、リフレクタ導体を用いて、アンテナの特性を調整しており、高周波信号を実際に送受信する放射素子および無給電素子以外の要素を必要とする。また、特許文献２に記載のアンテナでは、二周波共用アンテナに適用した場合、二つの周波数に対して適する形状のリフレクタ導体を容易に実現できない。【０００８】
したがって、本発明の目的は、二周波に対して所望の特性を得られる簡素且つ小型のアンテナを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明のアンテナは、誘電体基材、放射素子、無給電素子、および、接地導体を備える。誘電体基材は、互いに対向する表面と裏面を有する平板状である。放射素子は、誘電体基材における表面と裏面との間に配置され、第１周波数の高周波信号を送受信する。無給電素子は、誘電体基材における表面に配置され、第２周波数の高周波信号を送受信する。接地導体は、誘電体基材における裏面に配置されている。第２周波数は、第１周波数よりも低周波数である。誘電体基材は、表面と裏面とに直交する厚み方向の途中位置に、第２周波数の高周波信号を反射する電界の界面を有する。【００１０】
この構成では、第２周波数の高周波信号に対する無給電素子と接地導体との距離が長くなる。【００１１】
また、この発明のアンテナでは、次の構成であることが好ましい。誘電体基材は、第１比誘電率を有する第１誘電体層と、第１比誘電率よりも低い誘電率からなる第２比誘電率を有する第２誘電体層と、を備える。第１誘電体層と第２誘電体層とは積層されており、第２誘電体層の第１誘電体層側と反対側の面は、誘電体基材の表面である。【００１２】
この構成では、比誘電率の異なる２層の誘電体層の界面が、反射を生じる電界の界面となる。【００１３】
また、この発明のアンテナでは、第１比誘電率と第２比誘電率との比誘電率の差は、３以上であることが好ましい。【００１４】
この構成では、第２周波数の高周波信号に対する帯域の広がりがより確実になる。【００１５】
また、この発明のアンテナでは、第１誘電体層と第２誘電体層とは、異なる材質であるとよい。【００１６】
この構成では、材質の異なる誘電体層の積層によって、反射を生じる電界の界面が形成される。【００１７】
また、この発明のアンテナでは、第１誘電体層と第２誘電体層とは、同じ材質であり、第１誘電体層または第２誘電体層は、実効比誘電率を変化させる調整部材を有していてもよい。【００１８】
これらの構成では、１種類の材質の誘電体基材に対して、反射を生じる電界の界面が形成される。【００１９】
また、この発明のアンテナでは、第２誘電体層は、第２誘電体層の実効比誘電率を低くする調整部材を有していてもよい。【００２０】
この構成では、第２誘電体層の比誘電率を調整して、反射を生じる電界の界面が形成される。【００２１】
また、この発明のアンテナでは、第１誘電体層は、第１誘電体層の実効比誘電率を高くする調整部材を有していてもよい。【００２２】
この構成では、第１誘電体層の比誘電率を調整して、反射を生じる電界の界面が形成される。【００２３】
また、この発明のアンテナは、次の構成であってもよい。アンテナは、上述の無給電素子と同様の形状の複数の無給電素子と、上述の放射素子と同様の形状の複数の放射素子とを備える。複数の無給電素子と複数の放射素子は、配列されている。【００２４】
この構成では、アレイアンテナが形成され、第２周波数の高周波信号に対する複数の無給電素子と接地導体との距離が長くなる。
【発明の効果】
【００２５】
この発明によれば、二周波に対して所望の特性を得られるアンテナを簡素且つ小型に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１（Ａ）は、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ１０の平面図であり、図１（Ｂ）は、アンテナ１０の側面断面図である。
【図２】図２は本発明の第１の実施形態に係るアンテナ１０の外観斜視図である。
【図３】図３（Ａ）は、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ１０の電界分布を示すシミュレーション結果であり、図３（Ｂ）は、比較構成のアンテナの電界分布を示すシミュレーション結果である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ１０のＲ．Ｌ．（反射損失）の周波数特性と、比較構成のアンテナのＲ．Ｌ．（反射損失）の周波数特性とを示すグラフである。
【図５】図５は本発明の第２の実施形態に係るアンテナ１０Ａの側面断面図である。
【図６】図６は本発明の第３の実施形態に係るアンテナ１０Ｂの側面断面図である。
【図７】図７は本発明の第４の実施形態に係るアンテナ１０Ｃの側面断面図である。
【図８】図８は本発明の第５の実施形態に係るアンテナ１０Ｄの側面断面図である。
【図９】図９は本発明の第６の実施形態に係るアンテナ１０Ｅの側面断面図である。
【図１０】図１０は本発明の第７の実施形態に係るアンテナ１０Ｆの側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の第１の実施形態に係るアンテナについて、図を参照して説明する。図１（Ａ）は、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ１０の平面図であり、図１（Ｂ）は、アンテナ１０の側面断面図である。図２は、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ１０の外観斜視図である。
【００２８】
図１（Ａ）、図１（Ｂ）、図２に示すように、アンテナ１０は、誘電体基材２０、放射素子３０、無給電素子４０、接地導体５０、および、給電用導体６０を備える。
【００２９】
誘電体基材２０は、平面視して矩形である。誘電体基材２０は、第１誘電体層２１と第２誘電体層２２とを備える。第１誘電体層２１と第２誘電体層２２とは、平面視して矩形の平膜である。第１誘電体層２１と第２誘電体層２２とは、互いの平膜面が対向するように、積層されている。第１誘電体層２１における第２誘電体層２２側の面と反対側の面は、誘電体基材２０の裏面であり、第２誘電体層２２における第１誘電体層２１側の面と反対側の面は、誘電体基材２０の表面である。すなわち、誘電体基材２０は、互いに対向する表面と裏面とを有し、当該表面および裏面に直交する厚み方向に第１誘電体層２１と第２誘電体層２２とが積層された構造である。
【００３０】
第１誘電体層２１は、比誘電率εｒ１の材質からなる。比誘電率εｒ１が本発明の「第１比誘電率」に対応する。第１誘電体層２１は、例えば、ＬＴＣＣ（低温焼成セラミックス）等からなる。比誘電率εｒ１は、１０以下であることが好ましい。
【００３１】
第２誘電体層２２は、比誘電率εｒ２の材質からなる。比誘電率εｒ２が本発明の「第２比誘電率」に対応する。第２誘電体層２２は、例えば、ポリイミド等からなる。比誘電率εｒ２は、比誘電率εｒ１よりも低い。より具体的には、比誘電率εｒ２は、比誘電率εｒ１よりも３以上低いことが好ましい。
【００３２】
第１誘電体層２１と第２誘電体層２２との比誘電率がこのような関係を有することによって、第１誘電体層２１と第２誘電体層２２との間には、電界の界面２００が形成される。電界の界面２００は、第２誘電体層２２から第１誘電体層２１に向かう電界の一部を反射するように作用する。
【００３３】
放射素子３０は、平面視において矩形であり、銅（Ｃｕ）等の金属からなる。放射素子３０は、第１周波数の高周波信号（第１高周波信号）を送受信可能にする寸法で形成されている。なお、ここでの第１周波数とは、周波数軸上の１点の周波数に限るものではなく、所定の周波数幅（周波数帯域）を有する周波数である。
【００３４】
放射素子３０は、誘電体基材２０の厚み方向の途中位置に配置されている。より具体的には、第１誘電体層２１と第２誘電体層２２との当接面に配置されている。
【００３５】
無給電素子４０は、平面視において中央に開口を有する矩形であり、銅（Ｃｕ）等の金属からなる。無給電素子４０の平面面積は、放射素子３０の平面面積よりも大きく、第２周波数の高周波信号（第２高周波信号）を送受信可能にする寸法で形成されている。なお、ここでの第２周波数とは、周波数軸上の１点の周波数に限るものではなく、所定の周波数幅（周波数帯域）を有する周波数である。
【００３６】
第１周波数は、第２周波数よりも高周波である。言い換えれば、第２周波数は、第１周波数よりも低周波である。例えば、第１周波数は、３９ＧＨｚ帯であり、第２周波数は、２６ＧＨｚ帯である。
【００３７】
無給電素子４０は、誘電体基材２０の表面、すなわち、第２誘電体層２２における第１誘電体層２１との当接面と反対側の面に配置されている。平面視において、無給電素子４０は、放射素子３０に重なっている。
【００３８】
接地導体５０は、銅（Ｃｕ）等の金属からなる。接地導体５０は、誘電体基材２０の裏面の略全面、すなわち、第１誘電体層２１における第２誘電体層２２との当接面と反対側の面の略全面に配置されている。
【００３９】
給電用導体６０は、給電端子導体６１と接続導体６２とを備える。給電端子導体６１は、矩形であり、銅（Ｃｕ）等の金属からなる。給電端子導体６１は、誘電体基材２０の裏面に配置されている。給電端子導体６１は、導体非形成部５００を介して、接地導体５０と分離されている。接続導体６２は、銀（Ａｇ）ペースト等を用いた所謂ビア導体と称されるものであり、第１誘電体層２１を厚み方向に貫通する導体である。接続導体６２は、給電端子導体６１と放射素子３０とを接続している。
【００４０】
このような構成において、アンテナ１０は、給電用導体６０から第１高周波信号用の給電がされると、第１高周波信号を放射素子３０から放射する。また、アンテナ１０は、給電用導体６０から第２高周波信号用の給電がされると、第２高周波信号を無給電素子４０から放射する。
【００４１】
ここで、上述のように、誘電体基材２０には、厚み方向の途中位置に、電界の界面２００が形成されている。図３（Ａ）に示すように、第２高周波信号の放射面から接地導体５０に向けて、電界の不連続面が生じる。
【００４２】
図３（Ａ）は、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ１０の電界分布を示すシミュレーション結果であり、図３（Ｂ）は、比較構成のアンテナ１０の電界分布を示すシミュレーション結果である。図３（Ａ）は、比誘電率εｒ１が６．３で比誘電率εｒ２が２．３の場合を示す。図３（Ｂ）に示す比較構成は、本発明の第１の実施形態に係る構成と構造的には同様の構成であり、比誘電率εｒ１と比誘電率εｒ２との差が小さい構成である。図３（Ａ）、図３（Ｂ）では、淡色ほど電界強度が強く、濃色ほど電界強度が弱いことを示している。
【００４３】
図３（Ａ）、図３（Ｂ）に示すように、本発明の第１の実施形態の構成を用いることによって、比較構成と比べて、電界の界面２００での電界の不連続性が向上する。
【００４４】
特に、比誘電率εｒ１と比誘電率εｒ２と差が３以上である場合、図３（Ａ）に示すような電界の界面２００における電界の不連続性がより向上する。
【００４５】
そして、比誘電率εｒ１が比誘電率εｒ２よりも高いことによって、電界の界面２００は、無給電素子４０から接地導体５０に向けて、第２高周波信号を反射する反射面として機能する。これにより、第２高周波信号に対する無給電素子４０と接地導体５０との距離は、物理的な距離よりも長くなる。したがって、無給電素子４０から放射される第２高周波信号の周波数帯域は広くなる。すなわち、第２高周波信号に対する帯域特性は改善し、第２高周波信号に対する所望の放射特性を実現できる。
【００４６】
一方、第１高周波信号は、第２高周波信号と比較して高周波数であり、放射素子３０は第１誘電体層２１と第２誘電体層２２との界面に配置されている。したがって、第１高周波信号は、電界の界面２００の影響を殆ど受けず、第１高周波信号に対する所望の放射特性を実現できる。
【００４７】
図４は、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ１０のＲ．Ｌ．（反射損失）の周波数特性と、比較構成のアンテナのＲ．Ｌ．（反射損失）の周波数特性とを示すグラフである。
【００４８】
図４において、ｆ１が第１周波数の周波数帯域を示し、ｆ２が第２周波数の周波数帯域を示す。図４に示すように、比較構成のアンテナでは、第１周波数ｆ１において反射が大きいのに対して、本実施形態のアンテナ１０では、第１周波数ｆ１に対して反射が少なく、且つ、所定の反射損失の抑制された周波数帯域の幅を大きく取れる。一方、第２周波数ｆ２に対しても、同様に、反射が少なく、且つ、反射損失の抑制された周波数帯域の幅を大きく取れる。
【００４９】
このように、本実施形態のアンテナ１０では、二周波に対して広い周波数帯域を実現でき、所望の放射特性を実現できる。そして、本実施形態のアンテナ１０では、リフレクタ導体等を用いなくてもよく、第１高周波信号と第２高周波信号とを送受信する最小限の構成要素で、二周波に対して広い周波数帯域を実現できる。すなわち、二周波に対して所望の特性を得られる簡素且つ小型のアンテナを実現できる。
【００５０】
なお、上述の説明では、比誘電率εｒ１と比誘電率εｒ２との差が３以上である場合のシミュレーション結果を示したが、この差は、アンテナ１０として所望とする放射特性に応じて適宜調整が可能である。しかしながら、この差を３以上とすることによって、上述の第２高周波信号の反射による実効的な距離の延長効果は高くなる。したがって、この差は、３以上であることが好ましい。また、上述の説明では、比誘電率εｒ１を１０以下としたが、アンテナ１０としての仕様に応じて、１０よりも大きくてもよい。しかしながら、比誘電率εｒ１を１０以下とすることによって、第１高周波信号の放射特性の劣化を抑制できる。したがって、比誘電率εｒ１を１０以下とすることが好ましい。
【００５１】
次に、本発明の第２の実施形態に係るアンテナについて、図を参照して説明する。図５は、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ１０Ａの側面断面図である。
【００５２】
図５に示すように、第２の実施形態に係るアンテナ１０Ａは、第１の実施形態に係るアンテナ１０に対して、放射素子３０の位置において異なる。アンテナ１０Ａの他の構成は、アンテナ１０の構成と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。
【００５３】
放射素子３０は、誘電体基材２０における第２誘電体層２２の内部に配置されている。このような構成であっても、第１の実施形態と同様に、第２高周波信号に対する無給電素子４０から接地導体５０までの距離の延長効果を得られる。したがって、アンテナ１０Ａは、アンテナ１０と同様の作用効果を得られる。また、この構成では、放射素子３０と無給電素子４０との結合を強くできる。また、放射素子３０と接地導体５０との距離が長くなり、第１高周波信号の帯域も広くできる。
【００５４】
次に、本発明の第３の実施形態に係るアンテナについて、図を参照して説明する。図６は、本発明の第３の実施形態に係るアンテナ１０Ｂの側面断面図である。
【００５５】
図６に示すように、第３の実施形態に係るアンテナ１０Ｂは、第１の実施形態に係るアンテナ１０に対して、放射素子３０の位置において異なる。アンテナ１０Ｂの他の構成は、アンテナ１０の構成と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。
【００５６】
放射素子３０は、誘電体基材２０における第１誘電体層２１の内部に配置されている。このような構成であっても、第１の実施形態と同様に、第２高周波信号に対する無給電素子４０から接地導体５０までの距離の延長効果を得られる。したがって、アンテナ１０Ｂは、アンテナ１０と同様の作用効果を得られる。また、この構成では、放射素子３０と無給電素子４０との不要な結合を抑制できる。
【００５７】
次に、本発明の第４の実施形態に係るアンテナについて、図を参照して説明する。図７は、本発明の第４の実施形態に係るアンテナ１０Ｃの側面断面図である。
【００５８】
図７に示すように、第４の実施形態に係るアンテナ１０Ｃは、第１の実施形態に係るアンテナ１０に対して、誘電体基材２０Ｃの構成において異なる。アンテナ１０Ｃの他の構成は、アンテナ１０の構成と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。
【００５９】
誘電体基材２０Ｃは、同一の材質からなる第１誘電体層２０１と第２誘電体層２０２とを備える。すなわち、誘電体基材２０Ｃは、単一の材質からなり、内部構造によって第１誘電体層２０１と第２誘電体層２０２とを形成している。
【００６０】
第１誘電体層２０１および第２誘電体層２０２は、第１の実施形態のアンテナ１０の第１誘電体層２１と同じ比誘電率を有する材質からなる。第１誘電体層２０１は、気泡２２０を有さない。第２誘電体層２０２は、複数の気泡２２０を有する。この気泡２２０が本発明の「調整部材」に対応する。複数の気泡２２０は、第２誘電体層２０２の全体に亘って、略均一に配置されていることが好ましい。
【００６１】
誘電体基材２０Ｃは、気泡２２０を有さない単数または複数の誘電体シートと、気泡２２０を有する複数の誘電体シートとを積層することで実現可能である。
【００６２】
このような構成では、第１誘電体層２０１と第２誘電体層２０２との材質が同じであっても、複数の気泡２２０を有する第２誘電体層２０２の実効比誘電率は、第１誘電体層２０１の実効比誘電率よりも低くなる。
【００６３】
この構成により、第１誘電体層２０１と第２誘電体層２０２との界面に、電界の界面２００Ｃを形成できる。これにより、アンテナ１０Ｃの第１誘電体層２０１と第２誘電体層２０２との関係は、アンテナ１０の第１誘電体層２０１と第２誘電体層２０２との関係と略同じになる。したがって、アンテナ１０Ｃは、アンテナ１０と同様の作用効果を得られる。
【００６４】
なお、本実施形態では、第１誘電体層２０１に気泡２２０が含まれない態様を示した。しかしながら、第１誘電体層２０１の実効比誘電率と第２誘電体層２０２の実効誘電率との関係が、上述の比誘電率εｒ１と比誘電率εｒ２との関係と同じになれば、第１誘電体層２０１に気泡２２０が含まれていてもよい。
【００６５】
次に、本発明の第５の実施形態に係るアンテナについて、図を参照して説明する。図８は、本発明の第５の実施形態に係るアンテナ１０Ｄの側面断面図である。
【００６６】
図８に示すように、第５の実施形態に係るアンテナ１０Ｄは、第１の実施形態に係るアンテナ１０に対して、誘電体基材２０Ｄの構成において異なる。アンテナ１０Ｄの他の構成は、アンテナ１０の構成と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。
【００６７】
誘電体基材２０Ｄは、同一の材質からなる第１誘電体層２０１と第２誘電体層２０２とを備える。すなわち、誘電体基材２０Ｄは、単一の材質からなり、内部構造によって第１誘電体層２０１と第２誘電体層２０２とを形成している。
【００６８】
第１誘電体層２０１および第２誘電体層２０２は、第１の実施形態のアンテナ１０の第２誘電体層２２と同じ比誘電率を有する材質からなる。第１誘電体層２０１は、複数の導体柱２３０を有する。この導体柱２３０が本発明の「調整部材」に対応する。複数の導体柱２３０は、放射素子３０、接地導体５０、および、給電用導体６０に接続されていない。複数の導体柱２３０は、第２誘電体層２０２の全体に亘って、略均一に配置されていることが好ましい。
【００６９】
誘電体基材２０Ｄは、導体柱２３０を有さない誘電体シートと、複数の導体柱２３０を有する誘電体シートとを積層することで実現可能である。導体柱２３０は、それぞれにビア導体を備える複数の誘電体シートを積層し、厚み方向に並ぶビア導体を接続することでも、実現可能である。
【００７０】
このような構成では、第１誘電体層２０１と第２誘電体層２０２との材質が同じであっても、複数の導体柱２３０を有する第１誘電体層２０１の実効比誘電率は、第２誘電体層２０２の実効比誘電率よりも高くなる。
【００７１】
この構成により、第１誘電体層２０１と第２誘電体層２０２との界面に、電界の界面２００Ｄを形成できる。これにより、アンテナ１０Ｄの第１誘電体層２０１と第２誘電体層２０２との関係は、アンテナ１０の第１誘電体層２０１と第２誘電体層２０２との関係と略同じになる。したがって、アンテナ１０Ｄは、アンテナ１０と同様の作用効果を得られる。
【００７２】
なお、本実施形態では、第２誘電体層２０２に導体柱２３０が含まれない態様を示した。しかしながら、第１誘電体層２０１の実効比誘電率と第２誘電体層２０２の実効誘電率との関係が、上述の比誘電率εｒ１と比誘電率εｒ２との関係と同じになれば、第２誘電体層２０２に導体柱２３０が含まれていてもよい。
【００７３】
次に、本発明の第６の実施形態に係るアンテナについて、図を参照して説明する。図９は、本発明の第６の実施形態に係るアンテナ１０Ｅの側面断面図である。
【００７４】
図９に示すように、第６の実施形態に係るアンテナ１０Ｅは、第１の実施形態に係るアンテナ１０に対して、アレイアンテナである点において異なる。アンテナ１０Ｅの基本的な構成は、アンテナ１０の構成と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。
【００７５】
アンテナ１０Ｅは、誘電体基材２０、複数の放射素子３０、複数の無給電素子４０、接地導体５０、および、複数の給電用導体６０を備える。複数の給電用導体６０は、給電ライン７０に接続されている。
【００７６】
誘電体基材２０は、第１誘電体層２１と第２誘電体層２２との積層構造である。複数の放射素子３０は、同じ形状である。複数の放射素子３０は、第１誘電体層２１と第２誘電体層２２との界面２００に、配列して配置されている。複数の無給電素子４０は、同じ形状である。複数の無給電素子４０は、誘電体基材２０の表面に、配列して配置されている。
【００７７】
このような構成とすることによって、アンテナ１０Ｅは、二周波の高周波信号を送受信し、所定の指向性を有するアレイアンテナを実現できる。
【００７８】
なお、図９に示す例では、アンテナ１０Ｅは、一方向に配列されたアレイアンテナであるが、直交する二方向に沿って二次元配列されたアレイアンテナであってもよい。
【００７９】
次に、本発明の第７の実施形態に係るアンテナについて、図を参照して説明する。図１０は、本発明の第７の実施形態に係るアンテナ１０Ｆの側面断面図である。
【００８０】
図１０に示すように、第７の実施形態に係るアンテナ１０Ｆは、第６の実施形態に係るアンテナ１０Ｅに対して、複数の放射素子３０の位置において異なる。アンテナ１０Ｆの他の構成は、アンテナ１０Ｅと同様であり、同様の箇所の説明は省略する。
【００８１】
複数の放射素子３０は、上述のアンテナ１０、アンテナ１０Ａ、または、アンテナ１０Ｂの構成にしたがっており、誘電体基材２０における厚み方向の位置が適宜設定されている。例えば、図１０に示す態様では、第１の放射素子３０は、第１誘電体層２０１と第２誘電体層２０２との界面２００に配置されており、第２の放射素子３０は、第１誘電体層２０１の内部に配置されており、第３の放射素子３０は、第２誘電体層２０２の内部に配置されている。
【００８２】
このような構成であっても、アンテナ１０Ｆは、アンテナ１０Ｅと同様に、二周波の高周波信号を送受信し、所定の指向性を有するアレイアンテナを実現できる。また、このような構成を備えることによって、アンテナ１０Ｆは、第１高周波信号の指向性を調整することができる。これにより、第１高周波信号に対して、さらに多様な放射特性を実現できる。
【００８３】
なお、図１０に示す例では、アンテナ１０Ｆは、一方向に配列されたアレイアンテナであるが、直交する二方向に沿って二次元配列されたアレイアンテナであってもよい。
【００８４】
また、上述の各実施形態では、二周波の例を指名したが、三周波以上にも適用は可能であり、少なくとも最も低周波数の高周波信号には、放射素子を用い、最も高い周波数の高周波信号には無給電素子を用いればよい。
【符号の説明】
【００８５】
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆ：アンテナ
２０、２０Ｃ、２０Ｄ：誘電体基材
２１：第１誘電体層
２２：第２誘電体層
３０：放射素子
４０：無給電素子
５０：接地導体
６０：給電用導体
６１：給電端子導体
６２：接続導体
７０：給電ライン
２００、２００Ｃ、２００Ｄ：界面
２０１：第１誘電体層
２０２：第２誘電体層
２２０：気泡
２３０：導体柱
５００：導体非形成部
【図１】
2018225537.tif 000003
【図２】
2018225537.tif 000004
【図３】
2018225537.tif 000005
【図４】
2018225537.tif 000006
【図５】
2018225537.tif 000007
【図６】
2018225537.tif 000008
【図７】
2018225537.tif 000009
【図８】
2018225537.tif 000010
【図９】
2018225537.tif 000011
【図１０】
2018225537.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】令和1年8月29日(2019.8.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
図３（Ａ）は、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ１０の電界分布を示すシミュレーション結果であり、図３（Ｂ）は、比較構成のアンテナの電界分布を示すシミュレーション結果である。図３（Ａ）は、比誘電率εｒ１が６．３で比誘電率εｒ２が２．３の場合を示す。図３（Ｂ）に示す比較構成は、本発明の第１の実施形態に係る構成と構造的には同様の構成であり、比誘電率εｒ１と比誘電率εｒ２との差が小さい構成である。図３（Ａ）、図３（Ｂ）では、淡色ほど電界強度が強く、濃色ほど電界強度が弱いことを示している。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
この構成により、第１誘電体層２０１と第２誘電体層２０２との界面に、電界の界面２００Ｃを形成できる。これにより、アンテナ１０Ｃの第１誘電体層２０１と第２誘電体層２０２との関係は、アンテナ１０の第１誘電体層２１と第２誘電体層２２との関係と略同じになる。したがって、アンテナ１０Ｃは、アンテナ１０と同様の作用効果を得られる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
なお、本実施形態では、第１誘電体層２０１に気泡２２０が含まれない態様を示した。しかしながら、第１誘電体層２０１の実効比誘電率と第２誘電体層２０２の実効比誘電率との関係が、上述の比誘電率εｒ１と比誘電率εｒ２との関係と同じになれば、第１誘電体層２０１に気泡２２０が含まれていてもよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】
第１誘電体層２０１および第２誘電体層２０２は、第１の実施形態のアンテナ１０の第２誘電体層２２と同じ比誘電率を有する材質からなる。第１誘電体層２０１は、複数の導体柱２３０を有する。この導体柱２３０が本発明の「調整部材」に対応する。複数の導体柱２３０は、放射素子３０、接地導体５０、および、給電用導体６０に接続されていない。複数の導体柱２３０は、第１誘電体層２０１の全体に亘って、略均一に配置されていることが好ましい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７１】
この構成により、第１誘電体層２０１と第２誘電体層２０２との界面に、電界の界面２００Ｄを形成できる。これにより、アンテナ１０Ｄの第１誘電体層２０１と第２誘電体層２０２との関係は、アンテナ１０の第１誘電体層２１と第２誘電体層２２との関係と略同じになる。したがって、アンテナ１０Ｄは、アンテナ１０と同様の作用効果を得られる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７２】
なお、本実施形態では、第２誘電体層２０２に導体柱２３０が含まれない態様を示した。しかしながら、第１誘電体層２０１の実効比誘電率と第２誘電体層２０２の実効比誘電率との関係が、上述の比誘電率εｒ１と比誘電率εｒ２との関係と同じになれば、第２誘電体層２０２に導体柱２３０が含まれていてもよい。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８４】
また、上述の各実施形態では、二周波の例を使用したが、三周波以上にも適用は可能であり、少なくとも最も低周波数の高周波信号には、放射素子を用い、最も高い周波数の高周波信号には無給電素子を用いればよい。
【手続補正８】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
互いに対向する表面と裏面を有する平板状の誘電体基材と、
前記誘電体基材における前記表面と前記裏面との間に配置され、第１周波数の高周波信号を送受信する放射素子と、
前記誘電体基材における前記表面に配置され、第２周波数の高周波信号を送受信する無給電素子と、
前記誘電体基材における前記裏面に配置された接地導体と、
を備え、
前記第２周波数は、前記第１周波数よりも低周波数であり、
前記誘電体基材は、
前記表面と前記裏面とに直交する厚み方向の途中位置に、前記第２周波数の高周波信号を反射する電界の界面を有する、
アンテナ。
【国際調査報告】
2018225537.tif 000013
2018225537.tif 000014
2018225537.tif 000015