(57)【要約】【課題】ＥＢＧ構造部を備えたアンテナ装置において、アンテナ装置の大型化及び設計上の制約を最小化しながら、アンテナ素子間のアイソレーションを高める効果を向上する。【解決手段】アンテナ装置は、第１及び第２の面を有する誘電体基板１と、誘電体基板１の第１の面に形成されたアンテナ素子２及び３と、誘電体基板１の第２の面に形成された接地導体６と、アンテナ素子２及び３の間に形成されたＥＢＧ構造部とを備える。ＥＢＧ構造部は、誘電体基板１の第１の面に接して形成され、接地導体６との電磁的結合を有する複数のパッチ導体４，１３と、誘電体基板１の第１の面から、誘電体基板１の第２の面とは逆の方向に所定距離を有して形成され、複数のパッチ導体４，１３との電磁的結合を有する複数のパッチ導体１２と、複数のパッチ導体４，１３及び複数のパッチ導体１２を互いに電気的に接続する複数のビア導体１４とを備える。【選択図】図１
2016105584.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の面を有する第１の誘電体基板と、
上記第１の誘電体基板の第１の面に配置された第１及び第２のアンテナ素子と、
上記第１の誘電体基板の第２の面に配置された接地導体と、
上記第１及び第２のアンテナ素子の間に配置されたＥＢＧ（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｂａｎｄ  Ｇａｐ）構造部とを備え、
上記ＥＢＧ構造部は、
上記第１の誘電体基板の第１の面に接してそれぞれ配置され、上記接地導体との電磁的結合をそれぞれ有する複数の第１のパッチ導体と、
上記第１の誘電体基板の第１の面から、上記第１の誘電体基板の第２の面とは逆の方向に所定距離を有してそれぞれ配置され、上記複数の第１のパッチ導体のうち対応する第１のパッチ導体との電磁的結合をそれぞれ有する複数の第２のパッチ導体と、
上記複数の第１のパッチ導体及び上記複数の第２のパッチ導体を互いに電気的に接続する複数の第１の接続導体とを備えるアンテナ装置。
【請求項２】
上記ＥＢＧ構造部は、第１及び第２の面を有する第２の誘電体基板をさらに備え、
上記第２の誘電体基板の第２の面の少なくとも一部は、上記複数の第１のパッチ導体を介して上記第１の誘電体基板の第１の面に接する接触領域を含み、
上記複数の第２のパッチ導体は上記第２の誘電体基板の第１の面に配置され、
上記複数の第１の接続導体は、上記第２の誘電体基板をそれぞれ貫通する複数のビア導体である請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項３】
上記アンテナ装置は、第１及び第２の面を有するレドームをさらに備え、上記レドームの第２の面は、上記第２の誘電体基板の第１の面に接する請求項２記載のアンテナ装置。
【請求項４】
上記第２の誘電体基板はレドームである請求項２記載のアンテナ装置。
【請求項５】
上記アンテナ装置は、第１及び第２の面を有するレドームをさらに備え、
上記レドームは、上記第１の誘電体基板の第１の面から、上記第１の誘電体基板の第２の面とは逆の方向に所定距離を有して配置され、上記レドームの第２の面は、該所定距離を有して上記第１の誘電体基板の第１の面に対向し、
上記複数の第２のパッチ導体は上記レドームの第２の面に配置され、
上記ＥＢＧ構造部は、上記複数の第１の接続導体をそれぞれ収容する複数のソケットを有するコネクタ部品をさらに備える請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項６】
上記アンテナ装置は、上記第１の誘電体基板をそれぞれ貫通する複数のビア導体である複数の第２の接続導体であって、上記複数の第１のパッチ導体及び上記接地導体を互いに電気的に接続する複数の第２の接続導体をさらに備える請求項１〜５のうちの１つに記載のアンテナ装置。
【請求項７】
請求項１〜６のうちの１つに記載のアンテナ装置と、
上記アンテナ装置を用いて無線信号の送受信を行う無線通信回路とを備える無線通信装置。
【請求項８】
請求項１〜６のうちの１つに記載のアンテナ装置と、
上記アンテナ装置を用いてレーダ波の送受信を行うレーダ送受信回路とを備えるレーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、複数のアンテナ素子と、ＥＢＧ（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｂａｎｄ  Ｇａｐ）構造部とを備えた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レーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数のアンテナ素子を備えてミリ波帯域で動作するアンテナ装置においてアンテナ素子間のアイソレーションを確保するために、ＥＢＧ構造部を用いることが知られている（特許文献１及び２を参照）。ＥＢＧ構造部は、所定の周波数（反共振周波数）において高インピーダンスになる。従って、ＥＢＧ構造部を備えたアンテナ装置は、この周波数においてアンテナ素子間のアイソレーションを高くすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５２１２９４９号公報
【特許文献２】特許第４６５０３０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示の一態様は、アンテナ素子間のアイソレーションを高める効果を向上することができるアンテナ装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一態様に係るアンテナ装置は、第１及び第２の面を有する第１の誘電体基板と、上記第１の誘電体基板の第１の面に配置された第１及び第２のアンテナ素子と、上記第１の誘電体基板の第２の面に配置された接地導体と、上記第１及び第２のアンテナ素子の間に形成されたＥＢＧ（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｂａｎｄ  Ｇａｐ）構造部とを備えている。上記ＥＢＧ構造部は、上記第１の誘電体基板の第１の面に接してそれぞれ配置され、上記接地導体との電磁的結合をそれぞれ有する複数の第１のパッチ導体と、上記第１の誘電体基板の第１の面から、上記第１の誘電体基板の第２の面とは逆の方向に所定距離を有してそれぞれ形成され、上記複数の第１のパッチ導体のうち対応する第１のパッチ導体との電磁的結合をそれぞれ有する複数の第２のパッチ導体と、上記複数の第１のパッチ導体及び上記複数の第２のパッチ導体を互いに電気的に接続する複数の第１の接続導体とを備える。
【発明の効果】
【０００６】
本開示の一態様によれば、アンテナ素子間のアイソレーションを高める効果を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ１−Ａ１’線におけるアンテナ装置の構成を示す断面図である。
【図３】図１のアンテナ装置の構成を示す分解斜視図である。
【図４】第２の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図である。
【図５】図４のＡ２−Ａ２’線におけるアンテナ装置の構成を示す断面図である。
【図６】図４のアンテナ装置の構成を示す分解斜視図である。
【図７】第３の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図である。
【図８】図７のＡ３−Ａ３’線におけるアンテナ装置の構成を示す断面図である。
【図９】図７のアンテナ装置の構成を示す分解斜視図である。
【図１０】第４の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図である。
【図１１】図１０のＡ４−Ａ４’線におけるアンテナ装置の構成を示す断面図である。
【図１２】図１０のアンテナ装置の構成を示す分解斜視図である。
【図１３】第５の実施形態に係る無線通信装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】第６の実施形態に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】実施例及び比較例に係るアンテナ装置の周波数特性のグラフである。
【図１６】第２の比較例に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図である。
【図１７】実施例及び比較例に係るアンテナ装置の周波数特性のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（本開示の基礎となった知見）
ＥＢＧ構造部によりアンテナ素子間のアイソレーションを高める効果を向上するためには、ＥＢＧ構造部を大型化することが必要である。しかしながら、アンテナ装置においてＥＢＧ構造部を設けた部分には他の部品及び配線を設けることができないので、アンテナ装置の寸法が増大し、従ってコストも増大する。従って、アンテナ装置内に大型のＥＢＧ構造部を設けることは、設計上の制約をもたらす。
【０００９】
そこで、本発明者らは、ＥＢＧ構造部を備えたアンテナ装置であって、アンテナ装置の大型化及び設計上の制約を最小化しながら、アンテナ素子間のアイソレーションを高める効果を向上することができるアンテナ装置を提供すべく、鋭意研究した。本発明者らは、さらに、そのようなアンテナ装置を備えた無線通信装置及びレーダ装置を提供すべく、鋭意研究した。
【００１０】
以下、図面を参照して、実施形態に係るアンテナ装置について説明する。以下の説明では、同様の構成要素は同じ符号で示す。
【００１１】
第１の実施形態．
図１は、第１の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図である。図２は、図１のＡ１−Ａ１’線におけるアンテナ装置の構成を示す断面図である。図３は、図１のアンテナ装置の構成を示す分解斜視図である。
【００１２】
図１のアンテナ装置は、第１の面（図１の上面）及び第２の面（図１の下面）を有する誘電体基板１（第１の誘電体基板）と、誘電体基板１の第１の面に形成されたアンテナ素子２，３と、誘電体基板１の第２の面に形成された接地導体６と、アンテナ素子２，３の間に形成されたＥＢＧ（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｂａｎｄ  Ｇａｐ）構造部とを備える。ＥＢＧ構造部は、誘電体基板１の第１の面に接してそれぞれ形成され、接地導体６との電磁的結合をそれぞれ有する複数組のパッチ導体４，１３（第１のパッチ導体）と、誘電体基板１の第１の面から、誘電体基板１の第２の面とは逆の方向（＋Ｚ方向）に所定距離を有してそれぞれ形成され、複数のパッチ導体４，１３との電磁的結合をそれぞれ有する複数のパッチ導体１２（第２のパッチ導体）と、複数のパッチ導体４，１３及び複数のパッチ導体１２を互いに電気的に接続する複数のビア導体１４（第１の接続導体）とを備える。
【００１３】
ＥＢＧ構造部は、第１の面（図１の上面）及び第２の面（図１の下面）を有する誘電体基板１１（第２の誘電体基板）をさらに備え、誘電体基板１１の第２の面の少なくとも一部は、複数のパッチ導体４，１３を介して誘電体基板１の第１の面に接する接触領域を含む。複数のパッチ導体１２は誘電体基板１１の第１の面に形成される。複数のパッチ導体１３は誘電体基板１１の第２の面の接触領域に形成される。ビア導体１４は、誘電体基板１１をそれぞれ貫通する。
【００１４】
アンテナ装置は、誘電体基板１をそれぞれ貫通する複数のビア導体５（複数の第２の接続導体）であって、複数のパッチ導体４，１３及び接地導体６を互いに電気的に接続する複数のビア導体５をさらに備える。
【００１５】
パッチ導体４は誘電体基板１の第１の面上に形成され、パッチ導体１３は誘電体基板１１の第２の面上に形成される。パッチ導体４および１３は、誘電体基板１１の第２の面の接触領域が誘電体基板１の第１の面に接するとき、互いに電気的に接続されるように形成される。パッチ導体４とビア導体１４とが電気的に接続されるのであれば、パッチ導体１３を省略してもよい。パッチ導体１３とビア導体５との間とが電気的に接続されるのであれば、パッチ導体４を省略してもよい。
【００１６】
パッチ導体４、１２、及び１３は、例えば、アンテナ素子２，３を結ぶ線分に交差するように延在する列に沿って周期的に形成される。図１の例では、パッチ導体４、１２、及び１３は、Ｙ軸に沿って配置されている。
【００１７】
図１の例では、各パッチ導体４、１２、及び１３は正方形形状を有する。しかしながら、各パッチ導体４、１２、及び１３は、正方形に限らず、三角形、六角形、長方形、などの任意の形状であってもよい。
【００１８】
図１のアンテナ装置は、例えばミリ波帯域で動作する。しかしながら、図１のアンテナ装置は、ミリ波帯域に限らず、ＥＢＧ構造部の反共振周波数を利用可能な任意の周波数で動作してもよい。
【００１９】
パッチ導体４，１３とパッチ導体１２との間の距離（または、誘電体基板１の第１の面からレドーム２１の第２の面までの距離）は、例えば、アンテナ装置の動作周波数における１波長以上に設定される。
【００２０】
図１のアンテナ装置において、レドーム２１を省略してもよい。
【００２１】
誘電体基板１、誘電体基板１１、及びレドーム２１は、例えばネジなどによって互いに固定されてもよい。
【００２２】
アンテナ装置は、第１の面（図１の上面）及び第２の面（図１の下面）を有するレドーム２１をさらに備えてもよい。この場合、レドーム２１の第２の面は、誘電体基板１１の第１の面に接するように設けられる。
【００２３】
ＥＢＧ構造部は、パッチ導体１２、ビア導体１４、パッチ導体４，１３、及びビア導体５を含む、２段のマッシュルーム型の導体を備える。特に、ＥＢＧ構造部は、アンテナ素子２，３を含む面（誘電体基板１の第１の面）から＋Ｚ方向に突出した部分（パッチ導体１２及びビア導体１４）を含むことにより、パッチ導体４及びビア導体５（１段のマッシュルーム型の導体）のみを含むＥＢＧ構造部の場合よりも、アンテナ素子２，３間の空間結合を低減することができる。
【００２４】
ＥＢＧ構造部の反共振周波数を変化させるために、ＥＢＧ構造部を多段化することが考えられる。多段ＥＢＧ構造部は、例えば、複数の基板を備え、これらの基板を貫通するように複数のビア導体が設けられる。各基板において、ビア導体を設けた部分には他の部品及び配線を設けることができないので、アンテナ装置の寸法が増大し、従ってコストも増大する。従って、多段ＥＢＧ構造部を用いることは、設計上の制約をもたらす。
【００２５】
一方、図１のアンテナ装置によれば、ＥＢＧ構造部は、接地導体６よりも−Ｚ側に位置した構成要素を含まず、アンテナ素子２，３を含む面から＋Ｚ方向に突出した部分を含んでいる。従って、ＥＢＧ構造部は、誘電体基板１上を伝搬する表面波を抑制するだけでなく、アンテナ素子２，３間の空間結合を低減することができる。
【００２６】
ミリ波帯域においては、アンテナ素子間の高いアイソレーションを確保する必要性が大きくなる。図１のアンテナ装置によれば、所望周波数帯域においてアンテナ素子２，３の間に高いアイソレーションを確保することができる。
【００２７】
図１のアンテナ装置によれば、ＥＢＧ構造部を備えたアンテナ装置であって、アンテナ装置の大型化及び設計上の制約を最小化しながら、アンテナ素子２，３間のアイソレーションを高める効果を向上することができる。
【００２８】
第２の実施形態．
図４は、第２の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図である。図５は、図４のＡ２−Ａ２’線におけるアンテナ装置の構成を示す断面図である。図６は、図４のアンテナ装置の構成を示す分解斜視図である。
【００２９】
図４のアンテナ装置において、ＥＢＧ構造部は、誘電体基板１の第１の面（図４の上面）に接してそれぞれ形成され、接地導体６との電磁的結合をそれぞれ有する複数のパッチ導体４（第１のパッチ導体）と、誘電体基板１の第１の面から、誘電体基板１の第２の面（図４の下面）とは逆の方向（＋Ｚ方向）に所定距離を有してそれぞれ形成され、複数のパッチ導体４との電磁的結合をそれぞれ有する複数のパッチ導体２２（第２のパッチ導体）と、複数のパッチ導体４及び複数のパッチ導体２２を互いに電気的に接続する複数の接続導体１６（第１の接続導体）とを備える。
【００３０】
アンテナ装置は、第１の面（図４の上面）及び第２の面（図４の下面）を有するレドーム２１を備える。レドーム２１は、誘電体基板１の第１の面から、第２の面とは逆の方向に所定距離を有して配置される。レドームの第２の面は、パッチ導体４，２２間の距離とほぼ同じ距離を有して誘電体基板１の第１の面に対向する。複数のパッチ導体４は誘電体基板１の第１の面に形成される。複数のパッチ導体２２はレドーム２１の第２の面に形成される。ＥＢＧ構造部は、複数の接続導体１６（第１の接続導体）をそれぞれ収容する複数のソケットを有するコネクタ部品１５をさらに備える。
【００３１】
各接続導体１６の両端は、例えば針状に形成され、コネクタ部品１５のソケットから突出するように設けられる。これにより、誘電体基板１、コネクタ部品１５、及びレドーム２１を積み重ねて互いに固定したとき、パッチ導体４および２２は各接続導体１６を介して互いに電気的に接続される。
【００３２】
誘電体基板１、コネクタ部品１５、及びレドーム２１は、例えばネジなどによって互いに固定されてもよい。
【００３３】
図４のアンテナ装置によれば、図１のアンテナ装置と同様に、ＥＢＧ構造部を備えたアンテナ装置であって、アンテナ装置の大型化及び設計上の制約を最小化しながら、アンテナ素子２，３間のアイソレーションを高める効果を向上することができる。
【００３４】
第３の実施形態．
図７は、第３の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図である。図８は、図７のＡ３−Ａ３’線におけるアンテナ装置の構成を示す断面図である。図９は、図７のアンテナ装置の構成を示す分解斜視図である。
【００３５】
図７のアンテナ装置によれば、ＥＢＧ構造部は、誘電体基板１の第１の面（図７の上面）に接してそれぞれ形成され、接地導体６との電磁的結合をそれぞれ有する複数のパッチ導体４，２５（第１のパッチ導体）と、誘電体基板１の第１の面から、誘電体基板１の第２の面（図７の下面）とは逆の方向（＋Ｚ方向）に所定距離を有してそれぞれ形成され、複数のパッチ導体４，２５のうち対応する第１のパッチ導体４，２５との電磁的結合をそれぞれ有する複数のパッチ導体２４（第２のパッチ導体）と、複数のパッチ導体４，２５及び複数のパッチ導体２４を互いに電気的に接続する複数のビア導体２６（第１の接続導体）とを備える。
【００３６】
ＥＢＧ構造部は、第１の面（図７の上面）及び第２の面（図７の下面）を有するレドーム２３（第２の誘電体基板）をさらに備え、レドーム２３の第２の面の少なくとも一部は、複数のパッチ導体４，２５を介して誘電体基板１の第１の面に接する接触領域を含む。複数のパッチ導体２４はレドーム２３の第１の面に形成される。複数のパッチ導体２５はレドーム２３の第２の面の接触領域に形成される。ビア導体２６は、レドーム２３をそれぞれ貫通する。
【００３７】
パッチ導体４は誘電体基板１の第１の面上に形成され、パッチ導体２５はレドーム２３の第２の面上に形成される。各パッチ導体４，２５は、レドーム２３の第２の面の接触領域が誘電体基板１の第１の面に接するとき、互いに電気的に接続されるように形成される。パッチ導体４とビア導体１４とが電気的に接続されるのであれば、パッチ導体２５を省略してもよい。パッチ導体２５とビア導体５との間とが電気的に接続されるのであれば、パッチ導体４を省略してもよい。
【００３８】
誘電体基板１及びレドーム２３は、例えばネジなどによって互いに固定されてもよい。
【００３９】
図７のアンテナ装置によれば、図１のアンテナ装置の誘電体基板１１とレドーム２１とを一体化したレドーム２３を備えたことにより、アンテナ装置の構成を簡単化することができる。
【００４０】
図７のアンテナ装置によれば、図１のアンテナ装置と同様に、ＥＢＧ構造部を備えたアンテナ装置であって、アンテナ装置の大型化及び設計上の制約を最小化しながら、アンテナ素子２，３間のアイソレーションを高める効果を向上することができる。
【００４１】
第４の実施形態．
図１０は、第４の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図である。図１１は、図１０のＡ４−Ａ４’線におけるアンテナ装置の構成を示す断面図である。図１２は、図１０のアンテナ装置の構成を示す分解斜視図である。
【００４２】
図１のビア導体５（第２の接続導体）を省略してもよい。図１０のアンテナ装置において、レドーム２１は、第２の面（図１０の下面）に形成されたストリップ導体２７を備える。誘電体基板１１の第１の面（図１０の上面）に形成された複数のパッチ導体１２は、誘電体基板１，１１及びレドーム２１を積み重ねて互いに固定したとき、ストリップ導体２７を介して互いに電気的に接続される。
【００４３】
図１０のアンテナ装置において、ＥＢＧ構造部は、パッチ導体１２、ストリップ導体２７、ビア導体１４、及びパッチ導体４，１３を含む、１段のマッシュルーム型の導体を備える。図１０のＥＢＧ構造部は、アンテナ素子２，３を含む面（誘電体基板１の第１の面）から＋Ｚ方向に突出した部分（パッチ導体１２、ストリップ導体２７、及びビア導体１４）を含むことにより、パッチ導体４及びビア導体５（１段のマッシュルーム型の導体）のみを含むＥＢＧ構造部の場合よりも、アンテナ素子２，３間の空間結合を低減することができる。
【００４４】
各パッチ導体４，１３は、誘電体基板１１の第２の面の接触領域が誘電体基板１の第１の面に接するとき、互いに電気的に接続されるように形成される。パッチ導体４とビア導体１４とが電気的に接続されるのであれば、パッチ導体１３を省略してもよい。
【００４５】
誘電体基板１１の第１の面に形成された複数のパッチ導体１２に代えて、複数のビア導体１４を互いに電気的に接続するストリップ導体を形成してもよい。この場合、レドーム２１の第２の面に形成されたストリップ導体２７を省略してもよい。
【００４６】
誘電体基板１の第１の面（図１０の上面）に形成された複数のパッチ導体４を省略してもよい。
【００４７】
図４のアンテナ装置においても、図１０のアンテナ装置と同様に、ビア導体５を省略してもよい。
【００４８】
図７のアンテナ装置においても、図１０のアンテナ装置と同様に、ビア導体５を省略してもよい。この場合、図７のレドーム２３の第１の面（図７の上面）に形成された複数のパッチ導体２４に代えて、複数のビア導体２６を互いに電気的に接続するストリップ導体を形成してもよい。
【００４９】
図１０のアンテナ装置によれば、図１、図４、及び図７のアンテナ装置と同様に、ＥＢＧ構造部を備えたアンテナ装置であって、アンテナ装置の大型化及び設計上の制約を最小化しながら、アンテナ素子２，３間のアイソレーションを高める効果を向上することができる。
【００５０】
第５の実施形態．
図１３は、第５の実施形態に係る無線通信装置の構成を示すブロック図である。図１３の無線通信装置は、図１〜図１２を参照して説明したいずれかのアンテナ装置３０と、無線通信回路３１と、信号処理回路３２とを備える。図１３では、アンテナ装置３０を側面図として示す。アンテナ装置３０は、２つのアンテナ素子２，３の一方を送信アンテナ素子として使用し、他方を受信アンテナ素子として使用してもよい。無線通信回路３１は、信号処理回路３２から送られたベースバンド信号を変調した無線信号をアンテナ装置３０から放射し、アンテナ装置３０で受信された無線信号を復調したベースバンド信号を信号処理回路３２に送る。
【００５１】
第６の実施形態．
図１４は、第６の実施形態に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。図１４の無線通信装置は、図１〜図１２を参照して説明したいずれかのアンテナ装置３０と、レーダ送受信回路４１と、信号処理回路４２と、表示装置４３とを備える。図１４では、アンテナ装置３０を側面図として示す。図１４のレーダ装置においても、図１３の無線通信装置と同様に、アンテナ装置３０は、２つのアンテナ素子２，３の一方を送信アンテナ素子として使用し、他方を受信アンテナ素子として使用してもよい。レーダ送受信回路４１は、信号処理回路４２の制御下でレーダ波をアンテナ装置３０から放射し、目標物で反射されてアンテナ装置３０に入射したレーダ波を受信する。信号処理回路４２は、レーダ波の伝搬時間、周波数変化、などに基づいて、アンテナ装置３０から目標物までの距離、速度、などを決定し、その結果を表示装置４３に表示する。
【００５２】
以下、図１５〜図１７を参照して、実施例に係るアンテナ装置のシミュレーション結果について説明する。
【００５３】
以下のパラメータを設定してシミュレーションを行った。図１のアンテナ装置を以下のように構成した。誘電体基板１，１１の比誘電率は３．０であり、誘電正接は０．００５８であった。レドーム２１の比誘電率は２．５であった。アンテナ素子２，３は、０．９１ｍｍ×０．９１ｍｍの正方形のパッチアンテナであった。アンテナ素子２，３は、Ｘ方向に１３．２ｍｍの距離（中心間の距離）を有して配置された。ＥＢＧ構造部は、アンテナ素子２，３の中間に配置された。ＥＢＧ構造部において、Ｙ方向に１３個のパッチ導体４を１列に配置した。パッチ導体４，１２，及び１３の辺の長さはｗ＝０．６５ｍｍであり、ＸＹ面内で互いに隣接するパッチ導体間の距離はｄ＝０．０８ｍｍであった。ビア導体５の直径は０．２５ｍｍであり、長さはｈ１＝０．２５４ｍｍであった。ビア導体１４の直径は０．２５ｍｍであり、長さはｈ２＝０．５２ｍｍであった。
【００５４】
図１５は、実施例及び比較例に係るアンテナ装置の周波数特性のグラフである。図１５は、パッチ導体１２、ビア導体１４、パッチ導体４，１３、及びビア導体５を含むＥＢＧ構造部を備える場合（実施例）と、パッチ導体４及びビア導体５のみを含むＥＢＧ構造部を備える場合（第１の比較例）と、ＥＢＧ構造部を持たない場合とを示す。図１５によれば、実施例のアンテナ装置により、高いアイソレーション抑制効果が得られることがわかる。
【００５５】
図１６は、第２の比較例に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図である。図１６のアンテナ装置は、図１のアンテナ装置のＥＢＧ構造部に代えて、接地導体５１を備える。接地導体５１の寸法は、Ｘ方向に０．１ｍｍ、Ｙ方向に１１．８ｍｍ、Ｚ方向に３．０ｍｍであった。
【００５６】
図１７は、実施例及び比較例に係るアンテナ装置の周波数特性のグラフである。図１７によれば、ＥＢＧ構造部の代わりに接地導体５１を備えても、広帯域特性を実現することができないことがわかる。さらに、ＥＢＧ構造部の代わりに接地導体５１を備えた場合には、接地導体５１の反共振周波数を所望周波数に設定することは困難である。
【００５７】
本開示の態様に係るアンテナ装置、無線通信装置、及びレーダ装置は、以下の構成を備える。
【００５８】
本開示の第１の態様に係るアンテナ装置は、
第１及び第２の面を有する第１の誘電体基板と、
上記第１の誘電体基板の第１の面に形成された第１及び第２のアンテナ素子と、
上記第１の誘電体基板の第２の面に形成された接地導体と、
上記第１及び第２のアンテナ素子の間に形成されたＥＢＧ（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｂａｎｄ  Ｇａｐ）構造部とを備えたアンテナ装置において、
上記ＥＢＧ構造部は、
上記第１の誘電体基板の第１の面に接してそれぞれ形成され、上記接地導体との電磁的結合をそれぞれ有する複数の第１のパッチ導体と、
上記第１の誘電体基板の第１の面から、上記第１の誘電体基板の第２の面とは逆の方向に所定距離を有してそれぞれ形成され、上記複数の第１のパッチ導体との電磁的結合をそれぞれ有する複数の第２のパッチ導体と、
上記複数の第１のパッチ導体及び上記複数の第２のパッチ導体を互いに電気的に接続する複数の第１の接続導体とを備える。
【００５９】
本開示の第２の態様に係るアンテナ装置は、第１の態様に係るアンテナ装置において、
上記ＥＢＧ構造部は、第１及び第２の面を有する第２の誘電体基板をさらに備え、上記第２の誘電体基板の第２の面の少なくとも一部における接触領域は、上記複数の第１のパッチ導体を介して上記第１の誘電体基板の第１の面に接するように設けられ、
上記複数の第１のパッチ導体は上記第２の誘電体基板の第２の面の接触領域に形成され、
上記複数の第２のパッチ導体は上記第２の誘電体基板の第１の面に形成され、
上記複数の第１の接続導体は、上記第２の誘電体基板をそれぞれ貫通する複数のビア導体である。
【００６０】
本開示の第３の態様に係るアンテナ装置は、第２の態様に係るアンテナ装置において、
上記アンテナ装置は、第１及び第２の面を有するレドームをさらに備え、上記レドームの第２の面は、上記第２の誘電体基板の第１の面に接するように設けられる。
【００６１】
本開示の第４の態様に係るアンテナ装置は、第２の態様に係るアンテナ装置において、
上記第２の誘電体基板はレドームである。
【００６２】
本開示の第５の態様に係るアンテナ装置は、第１の態様に係るアンテナ装置において、
上記アンテナ装置は、第１及び第２の面を有するレドームをさらに備え、
上記レドームの第２の面は、上記第１及び第２のパッチ導体間の距離と同じ距離を有して上記第１の誘電体基板の第１の面に対向し、
上記複数の第１のパッチ導体は上記第１の誘電体基板の第１の面に形成され、
上記複数の第２のパッチ導体は上記レドームの第２の面に形成され、
上記ＥＢＧ構造部は、上記複数の第１の接続導体をそれぞれ収容する複数のソケットを有するコネクタ部品をさらに備える。
【００６３】
本開示の第６の態様に係るアンテナ装置は、第１〜第５の態様のうちの１つに係るアンテナ装置において、
上記アンテナ装置は、上記第１の誘電体基板をそれぞれ貫通する複数のビア導体である複数の第２の接続導体であって、上記複数の第１のパッチ導体及び上記接地導体を互いに電気的に接続する複数の第２の接続導体をさらに備える。
【００６４】
本開示の第７の態様に係る無線通信装置は、
第１〜第６の態様のうちの１つに係るアンテナ装置と、
無線通信回路とを備える。
【００６５】
本開示の第８の態様に係るレーダ装置は、
第１〜第６の態様のうちの１つに係るアンテナ装置と、
レーダ送受信回路とを備える。
【符号の説明】
【００６６】
１…誘電体基板、
２，３…アンテナ素子、
４…パッチ導体、
５…ビア導体、
６…接地導体、
１１…誘電体基板、
１２，１３，２２，２４，２５…パッチ導体、
１４…ビア導体、
１５…コネクタ部品、
１６…接続導体、
２１，２３…レドーム、
２６…ビア導体、
２７…ストリップ導体、
３０…アンテナ装置、
３１…無線通信回路、
３２…信号処理回路、
４１…レーダ送受信回路、
４２…信号処理回路、
４３…表示装置。
【図１】
2016105584.tif 000003
【図２】
2016105584.tif 000004
【図３】
2016105584.tif 000005
【図４】
2016105584.tif 000006
【図５】
2016105584.tif 000007
【図６】
2016105584.tif 000008
【図７】
2016105584.tif 000009
【図８】
2016105584.tif 000010
【図９】
2016105584.tif 000011
【図１０】
2016105584.tif 000012
【図１１】
2016105584.tif 000013
【図１２】
2016105584.tif 000014
【図１３】
2016105584.tif 000015
【図１４】
2016105584.tif 000016
【図１５】
2016105584.tif 000017
【図１６】
2016105584.tif 000018
【図１７】
2016105584.tif 000019