(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の誘電体層が重ねられることで形成された、多層構造の誘電体基板と、
所定の前記誘電体層の上面に、他の誘電体層と挟まれるように配置された給電用平面アンテナと、
前記給電用平面アンテナが配置された前記誘電体層および該誘電体層より上方の前記誘電体層のうち少なくとも２層の上面に、平面視したときにそれぞれが重なりながら前記給電用平面アンテナを囲むように配置され、かつ下方の前記誘電体層に配置されているものから、上方の前記誘電体層に配置されているものに向かうにつれて、漸次拡大するように形成されている複数の円形状の金属環と、
前記給電用平面アンテナが配置された前記誘電体層より上方の前記誘電体層の上面に、平面視したときに、前記給電用平面アンテナを中心として放射状にかつ前記給電用平面アンテナと重ならないように配置された複数の無給電素子と、
を備えていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のアンテナ装置において、
前記誘電体基板は、セラミック基板からなる前記誘電体層により形成されていること、
を特徴とするアンテナ装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のアンテナ装置において、
前記誘電体基板は、比誘電率５以上の高誘電率基板からなる前記誘電体層により形成されていること、
を特徴とするアンテナ装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のアンテナ装置において、
前記金属環は、最も下方の前記誘電体層に配置されているものの内周の半径が、前記給電用平面アンテナが発信或いは受信する電磁波の誘電体内波長の１．３９波長以上２．７７波長以下であること、
を特徴とするアンテナ装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載のアンテナ装置において、
前記誘電体基板は、前記給電用平面アンテナが発信或いは受信する電磁波の誘電体内波長の０．２２波長以上０．３２波長以下の基板厚であること、
を特徴とするアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チップアンテナ等でより高利得アンテナを実現するために用いられ、特に能動デバイスとアンテナ装置とを一体化したシステムオンパッケージ及びシステムインパッケージを実現する際に、有効に高利得化を実現するアンテナ装置に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、単素子アンテナの高利得化が図られている。その方法として検討された構成の一例として、金属壁付きアンテナ装置２００について図７に示す（特許文献１参照）。ここで、図７に示す１１はマイクロストリップパッチ、１３は誘電体基板、１４は地板、１７は給電点、１８は給電線路用基板、１９は給電線路であり、２０はシリンダを示している。このアンテナ装置２００は、基本的な構成として金属壁を具備することにより、マイクロストリップアンテナを高利得化したものである。
【特許文献１】特許第３０２６１７１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した従来の装置では、まだ以下の課題が残されていた。
始めに、近年、アンテナ装置を備えたパッケージ等を作製する際に、システムオンパッケージ化やシステムインパッケージ化が求められている。即ち、パッケージ等に用いられる基板とアンテナ装置とを一体化させることが求められている。
しかし、上述したアンテナ装置２００を利用する場合は、基板とアンテナ装置２００との一体化ができなかった。つまり、アンテナ装置２００を基板上に実装させる必要があった。
【０００４】
そのため、基板上に所定の面積が必要であった。従って、該基板を用いるパッケージ等のサイズによっては、アンテナ装置２００の実装が困難になる場合が生じた。つまり、このアンテナ装置２００を用いた場合、アンテナ装置２００を実装したパッケージ等の小型化に限界があった。
また、アンテナ装置２００を実装させる際に、基板上に線路の引き回しを行う必要があるため、線路損失が増大し、効果的に利得増加できなかった。
【０００５】
また、上述したアンテナ装置２００を利用した場合、特許文献１には、利得として１０ｄＢｉ程度までしか示されておらず、単体でそれ以上の高利得化は困難であった。そのため、１０ｄＢｉ以上の利得を得るためには、アンテナ装置２００を複数配置してアレーアンテナを構成する必要があった。しかし、アレーアンテナを構成した場合、基板上により一層の面積が必要となると共に、線路の引き回しが多く必要になるため線路損失も更に増大するものであった。従って、アレーアンテナにより高利得化を図ることも困難であった。
【０００６】
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、半導体デバイス実装用の基板材料と一体化され、基板材料を用いて形成されたパッケージ等が小型化されても実装可能であると共に、給電線路の引き回しを必要としない簡易な構成で高利得化が図られたアンテナ装置を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るアンテナ装置は、複数の誘電体層が重ねられることで形成された、多層構造の誘電体基板と、所定の前記誘電体層の上面に、他の誘電体層と挟まれるように配置された給電用平面アンテナと、前記給電用平面アンテナが配置された前記誘電体層および該誘電体層より上方の前記誘電体層のうち少なくとも２層の上面に、平面視したときにそれぞれが重なりながら前記給電用平面アンテナを囲むように配置され、かつ下方の前記誘電体層に配置されているものから、上方の前記誘電体層に配置されているものに向かうにつれて、漸次拡大するように形成されている複数の円形状の金属環と、前記給電用平面アンテナが配置された前記誘電体層より上方の前記誘電体層の上面に、平面視したときに、前記給電用平面アンテナを中心として放射状にかつ前記給電用平面アンテナと重ならないように配置された複数の無給電素子と、を備えていることを特徴とするものである。
なお、平面視とは、アンテナ装置を上面から観察し、金属環を底面に投影した様子を意味する。
【０００９】
また、本発明に係るアンテナ装置は、前記誘電体基板が、セラミック基板からなる前記誘電体層により形成されていること、を特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明に係るアンテナ装置は、前記誘電体基板が、比誘電率５以上の高誘電率基板からなる前記誘電体層により形成されていること、を特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明に係るアンテナ装置は、前記金属環が、最も下方の前記誘電体層に配置されているものの内周の半径が、前記給電用平面アンテナが発信或いは受信する電磁波の誘電体内波長の１．３９波長以上２．７７波長以下であること、を特徴とするものである。
なお、誘電体内波長とは、誘電体内を伝搬する電磁波の波長のことである。
【００１３】
また、本発明に係るアンテナ装置は、前記誘電体基板は、前記給電用平面アンテナが発信或いは受信する電磁波の誘電体内波長の０．２２波長以上０．３２波長以下の基板厚であること、を特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るアンテナ装置によれば、半導体デバイス実装用の基板材料と一体化され、基板材料を用いて形成されたパッケージ等が小型化されても実装可能であると共に、給電線路の引き回しを必要としない簡易な構成で高利得化が図られたアンテナ装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
〔第１実施形態〕
以下、本発明に係るアンテナ装置の第１実施形態を、図１を参照して説明する。
図１（ａ）は、本実施形態のアンテナ装置１００の上面図を示しており、図１（ｂ）は、アンテナ装置１００の断面図を示している。
アンテナ装置１００は、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、複数の誘電体層３ａが重ねられることで形成された、多層構造の誘電体基板３と、所定の誘電体層３ａの上面に、他の誘電体層３ａと挟まれるように配置された給電用マイクロストリップアンテナ（平面アンテナ）１と、給電用マイクロストリップアンテナ１が配置された誘電体層３ａ若しくは該誘電体層３ａより上方の誘電体層３ａのうち少なくとも２層の上面に、平面視したときにそれぞれが重なりながら給電用マイクロストリップアンテナ１を囲むように配置された複数の金属円環（金属環）２と、備えている。
【００１６】
より具体的には、誘電体基板３は、例えばＭＭＩＣ実装やＳＯＰ構成に適した低温焼成セラミック基板もしくは高温焼成セラミック基板（セラミック基板）からなる誘電体層３ａで形成される。誘電体層３ａは、これらセラミック基板に限られないが、高誘電率基板（比誘電率５以上３００以下）であることが好ましい。
また、本実施形態のアンテナ装置１００では、図１（ｂ）に示すように、均一な層厚の誘電体層３ａが５層重なることで誘電体基板３を形成している。なお、誘電体層３ａの層数は、５層に限られず、５層未満でも５層より多くても構わない。また、誘電体層３ａの層厚に、各層間でバラツキがあっても構わない。
また、最も下の誘電体層３ａ（これ以降、最下層３ａと呼ぶ）の下面には、地板４が配置され、最下層３ａの上面には、給電用マイクロストリップアンテナ１が配置され、且つ最下層３ａ及び最下層３ａより上方の各誘電体層３ａの上面には、金属円環２が配置されている。
【００１７】
給電用マイクロストリップアンテナ１は、図１（ａ）に示すように、正方形状であって、図１（ｂ）に示すように、例えばｖｉａ給電により給電素子１ａと接続されている。なお、給電用マイクロストリップアンテナ１への給電方法は、ｖｉａ給電に限らず、ｐｉｎ給電、同軸給電、マイクロストリップ線路によるマイクロストリップ給電、裏面からマイクロストリップ線路のオープンスタブを用いて電磁結合により給電する電磁結合給電等でも構わない。
【００１８】
金属円環２は、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、下方の誘電体層３ａに配置されているものから、上方の誘電体層３ａに配置されているものに向かうにつれて、漸次拡大するように形成されている。より具体的には、金属円環２は、まず、平面視したときに給電用マイクロストリップアンテナ１と同心になるように各誘電体層３ａの上面に配置されている。更に、金属円環２は、図１（ｂ）に示すように、最下層３ａに配置されているものの内周の半径より、直上の誘電体層３ａに配置されているものの内周の半径が、拡大長Ｌだけ長くなるように形成されている。そして、上方の誘電体層３ａに配置されている金属円環２ほど、内周の半径が拡大長Ｌずつ漸次長くなるように形成されている。即ち、金属円環２は、給電用マイクロストリップアンテナ１の中心を含むような断面で、アンテナ装置１００を断面視したとき、最下層３ａに対する垂線と、複数の金属円環２の内周面の接線とが所定の拡大角度θをなすように形成されている。
【００１９】
このように形成されたアンテナ装置１００によれば、給電素子１ａより給電されている給電用マイクロストリップアンテナ１が、電磁波を発信及び受信することができる。つまり、誘電体基板３の内部に給電用マイクロストリップアンテナ１が配置されており、誘電体基板３とアンテナ装置１００とを一体化することができる。
【００２０】
特に、給電用マイクロストリップアンテナ１が配置された誘電体層３ａ若しくは該誘電体層３ａより上方の誘電体層３ａのうち少なくとも２層の上面に、平面視したときにそれぞれが重なりながら給電用マイクロストリップアンテナ１を囲むように配置されている。しかも、誘電体層３ａの間隔は極めて短いため、アンテナ装置１００を作動させる際に、複数の金属円環２が、給電用マイクロストリップアンテナ１を囲うように立設された金属壁のように作用する。このため、アンテナ装置１００の高利得化を図ることができる。
【００２１】
更に、金属円環２は、下方の誘電体層３ａに配置されているものから、上方の誘電体層３ａに配置されているものに向かうにつれて、漸次拡大するように形成されている。従って、複数の金属円環２が、下方の開口が小さい錐状の金属壁のように作用する。つまり、複数の金属円環２が、ホーン状の金属壁の作用を果たし、給電用マイクロストリップアンテナ１と共にホーンアンテナを形成しているような状態になる。このため、アンテナ装置１００のより一層の高利得化を図ることができる。
【００２２】
また、上述したように基板とアンテナ装置１００とを一体化しているので、基板上にアンテナ装置１００を実装させることがない。これにより、小型化されたパッケージ等を形成する場合であってもアンテナ装置１００を確実に実装させることができると共に、給電線路等の引き回しを必要としないため線路損失を最小限に抑えることができる。
また、単に誘電体層３ａの間に給電用マイクロストリップアンテナ１及び金属円環２を挟みこむように配置するだけの簡易な構成でアンテナ装置１００を実現することができる。
また、上述した作用効果を奏するゆえ、本アンテナ装置１００を実装する誘電体基板３は、システムオンパッケージ及びシステムインパッケージに適したものとなる。
【００２３】
また、誘電体基板３は、低温焼成セラミック基板もしくは高温焼成セラミック基板からなる誘電体層３ａにより形成されている。従って、誘電体基板３を通常のセラミック製造プロセスで作成することが可能である。これにより、アンテナ装置１００の低コスト化を図ることができる。また、セラミック基板は、パッケージ用基板として放熱や製作精度の点で実績があるため、アンテナ装置１００の信頼性の向上を図ることができる。
【００２４】
〔第２実施形態〕
次に、本発明に係るアンテナ装置の第２実施形態を、図２を参照して説明する。
図２（ａ）は、本実施形態のアンテナ装置１５０の上面図を示しており、図２（ｂ）は、アンテナ装置１５０の断面図を示している。なお、この第２実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
第２実施形態と第１実施形態とは、無給電素子５の有無に関して異なる。
【００２５】
詳細に説明すると、本実施形態では、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、給電用マイクロストリップアンテナ１の上方に複数の無給電素子５を備えている。より具体的には、アンテナ装置１５０は、図２（ｂ）に示すように、給電用マイクロストリップアンテナ１が配置されている直上に誘電体層３ａを追加して、該誘電体層３ａの上面に正方形状の無給電素子５を４素子、放射状に配置した構成をしている。つまり、無給電素子５は、図２（ａ）に示すように、給電用マイクロストリップアンテナ１の中心から誘電体基板３の所定の辺に平行なＸ方向及び該Ｘ方向に略直交するＹ方向に沿って、それぞれ所定の距離だけずらして給電用マイクロストリップアンテナ１に対して対称に配置されている。なお、正方形状の給電用マイクロストリップアンテナ１の中心とは、該アンテナの対角線の交点を意味する。
【００２６】
この発明に係るアンテナ装置１５０によれば、給電用マイクロストリップアンテナ１の上方に無給電素子５を備えているので、特に金属円環２を小型化した場合に、より高利得化を図ることができる。このため、高利得を維持しながらアンテナ装置１５０の小型化を図ることができる。しかも、無給電素子５を利用することで、アンテナ指向特性を調整してアプリケーションに適した指向性を制御することが可能となる。これにより、アンテナ装置１５０をより多様に使用することが可能となる。
【００２７】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、上記実施形態では、平面アンテナとしてマイクロストリップアンテナを用いたが、これに限られず、平面アンテナで単一指向性のものであれば、反射板付きプリントダイポールアンテナや、スパイラルアンテナ等でも構わない。
【００２８】
また、本発明のアンテナ装置における金属円環２の形状としては、上記実施形態のような円形状の他、例えば、楕円形状、正方形状、又は長方形状等であってもよく、円形状の場合と同様の作用効果を奏することができる。また、上記実施形態では、金属円環２を５層の誘電体層３ａの上面に配置したが、少なくとも２層の誘電体層３ａの上面に配置されていれば構わない。
【００２９】
また、給電用マイクロストリップアンテナ１及び無給電素子５の形状としては、上記実施形態のような正方形状の他、例えば、楕円形状、又は長方形状であってもおく、正方形状の場合と同様の作用効果を奏することができる。
【００３０】
また、上記実施形態では、誘電体基板３が、低温焼成セラミック基板若しくは高温焼成セラミック基板からなる誘電体層３ａで形成するとしたが、これに限られない。例えば、誘電体層３ａは、セラミック用材を塗布した樹脂基板等でも構わない。
【００３１】
また、上記実施形態では、４素子の無給電素子５を、給電用マイクロストリップアンテナ１の上方に、該アンテナ１に対して放射状に配置するとしたが、これに限られない。例えば、無給電素子５の数は、４素子に限られず、４素子未満でも４素子より多くても構わない。また、配置や形状も本実施形態に示したものに限られない。つまり、無給電素子５は、給電用マイクロストリップアンテナ１の鉛直上方に１個又は複数、若しくは該アンテナ１の上方に複数配置されていれば制限がない。
【００３２】
また、金属円環２は、最下層３ａの上面に配置されているもの（これ以降、最下層３ａの金属円環２と呼ぶ）の内周の半径（これ以降、内半径と呼ぶ）が、給電用マイクロストリップアンテナ１が発信或いは受信する電磁波の誘電体内波長の１．３９波長以上２．７７波長以下であることが好ましい。これにより、アンテナ装置の利得をより高利得（１２ｄＢｉ以上）の状態に確保することができると共に、アンテナ装置を小型化し、該アンテナ装置を実装するパッケージ等の小型化を図ることができる。
【００３３】
また、誘電体基板３の基板厚は、誘電体基板３の基板厚が誘電体内波長の０．２２波長以上０．３２波長以下であることが好ましい。これにより、アンテナ装置の利得を１０ｄＢｉに確保することができる。仮に基板厚が０．２波長未満或いは０．３２波長より厚い場合、１０ｄＢｉの利得を確保することが難しい。これにより、アンテナ装置をより高利得化することができる。
【００３４】
また、誘電体層３ａとして比誘電率５以上の高誘電率基板を用いることが好ましい。これによれば、アンテナ装置が発信或いは受信する電磁波の誘電体内波長を短くすることができる。従って、同一の周波数の電磁波を発信或いは受信する場合であっても、誘電率の低い基板を用いるアンテナ装置と比べて小型化を図ることができる。
【実施例】
【００３５】
次に、上記実施形態に係るアンテナ装置を用いて利得特性に関するデータの計測を行った実施例１から実施例３の結果を示す。各実施例の概要を説明すると、まず、実施例１では、金属円環２の内半径と利得特性との関係について調査を行った。そして、実施例２では、下方から上方に向かうにつれて拡大する金属円環２の内半径の拡大具合と利得特性との関係について調査を行った。更に、実施例３では、誘電体基板３の基板厚と利得特性との関係について調査を行った。最後に、実施例４では、無給電素子５と利得特性との関係について調査を行った。
【００３６】
〔実施例１〕
実施例１では、金属円環２の内半径を変化させたときのアンテナ装置の利得特性について計測を行った。
この実施例１では、上述した第１実施形態に示したアンテナ装置１００を用いた。より具体的に説明すると、誘電体層３ａには、低温焼成セラミック基板（比誘電率：εｒ＝７．７、誘電正接：ｔａｎδ＝０．００２  ａｔ  １０ＧＨｚ）を用いて、各層の層厚を０．１ｍｍとした。つまり、給電用マイクロストリップアンテナ１を地板４から０．１ｍｍ上に配置した。また、該アンテナは、一辺が０．７８ｍｍで、給電箇所は素子中央から０．２５ｍｍだけＸ方向に沿ってずらした位置とした。また、金属円環２は、１．０ｍｍの帯状とし、最下層３ａの金属円環２から、上方に配置されている金属円環２に向かうにつれて、内半径が０．２ｍｍ（拡大長Ｌ）ずつ長くなるように形成されている。
また、計測のために６０ＧＨｚ帯（波長：λ＝５ｍｍ）の電磁波を利用し、解析にはモーメント法を用いた。なお、６０ＧＨｚ帯の電磁波を利用した場合、誘電体内波長λ０は、λ０＝λ×１／（εｒ）1/2＝１．８（ｍｍ）となる。
この条件で、最下層３ａの金属円環２の内半径を２ｍｍから５ｍｍまで漸次変化させて、アンテナ装置１００の利得特性の測定を行った。なお、最下層３ａの金属円環２の内半径を変化させる際、上方の金属円環２の内半径も、上述した条件に合わせるようにそれぞれ変化させた。
【００３７】
本実施例の結果を図３に示す。図３は、横軸が最下層３ａの金属円環２の内半径（ｍｍ）で、縦軸が利得特性（ｄＢｉ）である。同図から、金属円環２の内半径が２ｍｍであっても１０ｄＢｉを超える高利得を得ることができると共に、内半径が２．５ｍｍ以上では更なる高利得の状態である１２ｄＢｉ以上の利得を確保できることがわかる。
よって、まず、本発明に係るアンテナ装置１００が高利得であることが確認できた。
また、金属円環２を２ｍｍ程度にしても高利得であるので、高利得化されたアンテナ装置１００を小型化できることが確認できた。
更に、最下層３ａの金属円環２の内半径が２．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の場合、１２．０ｄＢｉ以上というより高利得な状態を確保できることが確認できた。この内半径の変化の範囲を誘電体基板３の誘電体内波長に換算すると、１．３９λｏから２．７７λｏとなる。つまり、最下層３ａの金属円環２の内半径が、誘電体内波長の１．３９波長以上２．７７波長以下であることで、アンテナ装置１００の利得を１２．０ｄＢｉ以上の高利得な状態を確保することができると共に、最下層３ａの金属円環２の内半径が２．５ｍｍから５．０ｍｍでありアンテナ装置１００を小型化できることが確認できた。つまり、本発明に係るアンテナ装置１００を利用することで、高利得なアンテナ装置１００を実装すると共に、小型化されたパッケージを作製することができる。
【００３８】
〔実施例２〕
実施例２では、内半径の拡大長Ｌを変化させたときのアンテナ装置の利得特性について計測を行った。
実施例２に用いたアンテナ装置１００の各構成は、実施例１で用いたものと概ね共通である。但し、最下層３ａの金属円環２の半径は３．０ｍｍとした。そして、最下層３ａの金属円環２から上方に配置されている金属円環２に向かうにつれて長くなる内半径の拡大長Ｌを、−０．２ｍｍから０．６ｍｍまで、０．２ｍｍ刻みで変化させて、アンテナ装置１００の利得特性の測定を行った。なお、拡大長Ｌが−０．２ｍｍとは、金属円環２の内半径が、上方に向かうにつれて漸次短くなっていくことを意味する。
【００３９】
本実施例の結果を図４に示す。図４は、横軸が拡大長Ｌ（ｍｍ）で、縦軸が利得特性（ｄＢｉ）である。同図から、下方の誘電体層３ａに配置されている金属円環２から、上方の誘電体層３ａに配置されている金属円環２に向かうにつれて、漸次拡大するように形成されることで、利得特性が改善されることが確認できた。特に、利得が１２ｄＢｉ以上となる拡大長Ｌは０．１１ｍｍ〜０．２６ｍｍである。これを拡大角度θに換算すると、６．５度〜１４．９度の範囲である。即ち、拡大角度θが６．５度以上１４．９度以下になるように金属円環２を形成すると、特に高利得化されることがわかる。
【００４０】
〔実施例３〕
実施例３では、基板厚を変化させたときのアンテナ装置の利得特性について計測を行った。
実施例３に用いたアンテナ装置１００の各構成は、実施例１で用いたものと概ね共通である。但し、最下層３ａの金属円環２の半径は３．０ｍｍとした。そして、誘電体基板３の基板厚を、各誘電体層３ａの厚みを均等に変化させることで、０．３ｍｍから０．７ｍｍまで漸次変化させて、アンテナ装置１００の利得特性の測定を行った。
【００４１】
本実施例の結果を図５に示す。図５は、横軸が誘電体基板３の基板厚（ｍｍ）で、縦軸が利得特性（ｄＢｉ）である。同図から、利得が１０ｄＢｉ以上となる基板厚は０．４０ｍｍから０．５８ｍｍであり、誘電体基板３の誘電体内波長に換算すると０．２２λｏから０．３２λｏとなる。つまり、誘電体基板３は、誘電体内波長の０．２２波長以上０．３２波長以下の基板厚であることで、より高利得化が図れることが実際に確認できた。
また、図５から、基板厚が０．５ｍｍ（誘電体内波長に換算すると０．２８波長）の時に利得が最大になることがわかる。
【００４２】
〔実施例４〕
実施例４では、給電用マイクロストリップアンテナ１の上方に無給電素子５を配置した上で金属円環２の内半径を変化させたときのアンテナ装置の利得特性について計測を行った。
実施例４では、上述した第２実施形態に示したアンテナ装置１５０を用いた。無給電素子５を除く各構成の配置関係については、実施例１と同様である。無給電素子５は、一辺が０．６９ｍｍとし、給電用マイクロストリップアンテナ１の中心からＸ軸及びＹ軸とも対称に０．７７ｍｍずつそれぞれの中心をずらして配置している。また、無給電素子５が上面に配置されている誘電体層３ａは、層厚を０．０５ｍｍとした。つまり、無給電素子５は給電用マイクロストリップアンテナ１の０．０５ｍｍ上方に配置され、上下に配置された金属円環２の中間に位置に配置した。
この条件で、最下層３ａの金属円環２の内半径を２．５ｍｍから５ｍｍまで漸次変化させて、アンテナ装置１５０の利得特性の測定を行った。
【００４３】
本実施例の結果を図６に示す。図６は、横軸が最下層３ａの金属円環２の内半径（ｍｍ）で、縦軸が利得特性（ｄＢｉ）である。同図から無給電素子５を配置することにより、内半径３ｍｍ（誘電体内波長に換算すると１．６６波長）前後で利得が改善していることが確認できた。従って、無給電素子５を配置することにより、金属円環２を小型化した場合により高利得化を図ることができることを確認できた。つまり、高利得を維持しながらアンテナ装置１５０の更なる小型化を図ることができることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係るアンテナ装置の第１実施形態を示す図であって、（ａ）は上面図、（ｂ）は断面矢視Ａ−Ａ図である。
【図２】本発明に係るアンテナ装置の第２実施形態を示す図であって、（ａ）は上面図、（ｂ）は断面矢視Ｂ−Ｂ図である。
【図３】本発明に係るアンテナ装置を用いた実施例１の結果を表すグラフである。
【図４】本発明に係るアンテナ装置を用いた実施例２の結果を表すグラフである。
【図５】本発明に係るアンテナ装置を用いた実施例３の結果を表すグラフである。
【図６】本発明に係るアンテナ装置を用いた実施例４の結果を表すグラフである。
【図７】従来のアンテナ装置を示す図であって、（ａ）は上面図、（ｂ）は断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１００、１５０  アンテナ装置
１  給電用マイクロストリップアンテナ（平面アンテナ）
２  金属円環（金属環）
３  誘電体基板
３ａ  誘電体層
５  無給電素子
【図１】
0004890483.tif 000002
【図２】
0004890483.tif 000003
【図３】
0004890483.tif 000004
【図４】
0004890483.tif 000005
【図５】
0004890483.tif 000006
【図６】
0004890483.tif 000007
【図７】
0004890483.tif 000008