(57)【要約】【課題】簡単且つ安価に多様な電波到来方向に対応する。【解決手段】プリント配線板の一方の面には八角形状のアンテナ導体層を設け，他方の面にはアース導体層を設けるように形成した。八角形をなす辺は，所定長さを有した第２の辺と，該第２の辺の１．３〜１．９倍の長さを有した第２の辺の２種類からなり，八角形の対向する４組の対辺の内，該八角形の中心を通り，互いに直交する第１及び第２の軸線上に位置する２組の対辺は，夫々辺の長さが同じである第１の辺からなり，しかも，夫々対向する第１の辺は，その中心点が前記軸線に位置するように直交配置されており，同様に，該八角形の中心を通り，互いに直交する第３及び第４の軸線上に位置する２組の対辺は，夫々辺の長さが同じである第２の辺からなり，しかも，夫々対向する第２の辺は，その中心点が前記軸線に位置するように直交配置されている。給電点は第１の辺に設ける。【選択図】  図２
2009147883.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント配線板の一方の面には八角形状のアンテナ導体層を設け，他方の面にはアース導体層を設けるように形成した２点給電円偏波マイクロストリップパッチアンテナにおいて，
八角形をなす辺は，所定長さを有した第２の辺と，該第２の辺の１．３〜１．９倍の長さを有した第１の辺の２種類からなり，八角形の対向する４組の対辺の内，該八角形の中心を通り，互いに直交する第１及び第２の軸線上に位置する２組の対辺は，夫々辺の長さが同じである第１の辺からなり，しかも，夫々対向する第１の辺は，その中心点が前記軸線に位置するように直交配置されており，同様に，該八角形の中心を通り，互いに直交する第３及び第４の軸線上に位置する２組の対辺は，夫々辺の長さが同じである第２の辺からなり，しかも，夫々対向する第２の辺は，その中心点が前記軸線に位置するように直交配置されており，パッチアンテナに給電するための給電線路は，前記第２の辺の一方の辺と隣り合う前記第１の辺の中間部位における給電点に一体に設けられている，ようにアンテナ導体層を形成してなることを特徴とする２点給電円偏波マイクロストリップパッチアンテナ。
【請求項２】
このアンテナの使用帯域周波数の中心周波数における波長をλとしたときに，前記第２の辺の長さは０．０７７〜０．０９７λであり，前記第１の辺の長さは０．１２７〜０．１４７λであるようにアンテナ導体層を形成してなることを特徴とする請求項１の２点給電円偏波マイクロストリップパッチアンテナ。
【請求項３】
このアンテナの使用帯域周波数は２４００ＭＨｚ帯であることを特徴とした請求項２に記載の２点給電円偏波マイクロストリップパッチアンテナ。
【請求項４】
請求項１から請求項３の何れか一項に記載の２点給電円偏波マイクリストリップアンテナを組込んだことを特徴とした移動体通信機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は，自動車など移動体に搭載して使用される移動体通信機器及びこの移動体通信機器への組込みに適した２点給電円偏波マイクロストリップパッチアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
２点給電円偏波マイクロストリップパッチアンテナを組込んだ移動体通信機器として，例えば車両と，地上側のガントリーに設置した地上側アンテナとの間で電波（円偏波）を利用して通信を行なうことによって，ガントリーの下を走行する車両に対し，ノンストップの状態で自動課金を行なう，自動料金収受システムであるＥＴＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｔｏｌｌ  Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ）用の車載器がある。この車載器は，車（ダッシュボード等）に搭載することを考慮して，小型であることが望ましく，これに対応するように，例えば，２点給電円偏波マイクロストリップパッチアンテナを構成する正方形角形のパッチアンテナからなるアンテナ本体部部と，位相器とが同一のＲＦ基板に配置して小型化したものが提案されている。
このように構成されたパッチアンテナは，上述のように形状が小型にでき，また，特性面においては，指向特性が，パッチアンテナが形成された上面に向かって最大の利得を有するため，上記ＥＴＣのシステム例に示すように，主に前方上方からくる電波に対しては，該パッチアンテナを組込んだ車載器を，電波到来方向であるガントリーに設置された地上側アンテナの方向に概ね向くようにして，車のダッシュボード等に設置しておけば，簡単に良好な受信ができるすこぶる利便性の良いアンテナが提供できる。
（例えば，特許文献１参照）
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１３３８４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが，上記従来例に示す正方形角形パッチアンテナに対して，地上側アンテナの設置状態や，車載器の設置状態等の各種条件を考慮し，夫々の条件における周波数特性を評価してみたところ，地上側アンテナの設置位置によって，今のままでは，地上側アンテナからの希望電波を受信するばかりでなく，隣接する車や，車載器を搭載した車のピラー等で反射した電波によって発生すると思われる，楕円偏波や直線偏波のような異偏波の妨害電波を受信してしまい，その結果，総合的な受信特性が劣化してしまう，特異ポイントの存在が確認され，そのままでは各種条件が悪いほうに重なった場合，システムエラーを起こし，正しく課金がなされなかったり，ゲートが開かなかったりといった問題が生じることになる。また，これに対応するために，複数の異なる指向特性を有したパッチアンテナを用意すればよいのであるが，汎用性がない，設計及び管理の煩雑さ，コストのアップ等の問題が発生するし，実際には，それぞれシステムにおける環境が異なることから複数のパッチアンテナを準備することは事実上困難である。
更に，上述に示す理由から，車載器の車への設置において，ピラーの反射などが無いところを選んで設置することになれば，その設置場所が限られてしまうといった，汎用性において具合が悪くなり，一般ユーザーに取っては，その設置作業は極めて困難なものになってしまう問題があった。
そこで本願においては，こうした問題点を解決するためになされたものであり，
その目的は，低仰角から到来する電波に対しても識別性の良い，優れた受信特性を有するパッチアンテナを提供することに有る。
その目的は，本来の目的である円偏波以外の，楕円偏波や直線偏波等の異偏波の電波による影響を受け難いパッチアンテナを簡単に構成することを課題とする。
他の目的は，受信特性が良いパッチアンテナを，簡単且つ安価に提供することにある。
他の目的は，パッチアンテナを構成するアンテナ本体部の専有面積を小さくでき，しかも特性の良いパッチアンテナを提供することにある。
他の目的は，パッチアンテナを構成するアンテナ本体部の周辺に配設されている部品やパターンによる影響を受け難いパッチアンテナを提供することにある。
他の目的は，多様な受信環境にも対応できる，汎用性の高いパッチアンテナを提供することにある。
他の目的は，移動体通信機器に組込むのに好適な，極めて受信特性の良いパッチアンテナを提供することにある。
他の目的は，本願発明のパッチアンテナを組込むことによって，移動体通信機器の取付性をよくすることにある。
他の目的は，地上側システムの環境変化に対しても対応できる，極めて汎用性の高い移動体通信機器を提供することにある。
他の目的及び利点は図面及びそれに関連した以下の説明により容易に明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために，請求項１の発明は，プリント配線板の一方の面には八角形状のアンテナ導体層を設け，他方の面にはアース導体層を設けるように形成した２点給電円偏波マイクロストリップパッチアンテナにおいて，
八角形をなす辺は，所定長さを有した第２の辺と，該第２の辺の１．３〜１．９倍の長さを有した第１の辺の２種類からなり，八角形の対向する４組の対辺の内，該八角形の中心を通り，互いに直交する第１及び第２の軸線上に位置する２組の対辺は，夫々辺の長さが同じである第１の辺からなり，しかも，夫々対向する第１の辺は，その中心点が前記軸線に位置するように直交配置されており，同様に，該八角形の中心を通り，互いに直交する第３及び第４の軸線上に位置する２組の対辺は，夫々辺の長さが同じである第２の辺からなり，しかも，夫々対向する第２の辺は，その中心点が前記軸線に位置するように直交配置されており，パッチアンテナに給電するための給電線路は，前記第２の辺の一方の辺と隣り合う前記第１の辺の中間部位における給電点に一体に設けられている，ようにアンテナ導体層を形成した。
【０００６】
請求項２の発明は，請求項１の２点給電円偏波マイクロストリップパッチアンテナにおいて，このアンテナの使用帯域周波数の中心周波数における波長をλとしたときに，第２の辺の長さは０．０７７〜０．０９７λであり，前記第１の辺の長さは０．１２７〜０．１４７λであるようにアンテナ導体層を形成した。
【０００７】
請求項３の発明は，請求項２に記載の２点給電円偏波マイクロストリップパッチアンテナにおいて，このアンテナの使用帯域周波数は２４００ＭＨｚ帯であるように構成した。
【０００８】
請求項１から請求項３の何れか一項に記載の２点給電円偏波マイクリストリップアンテナを組込んで移動体通信機器を構成した。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明によれば，プリント配線板の一方の面には八角形状のアンテナ導体層を設け，他方の面にはアース導体層を設けるように形成した２点給電円偏波マイクロストリップパッチアンテナにおいて，
八角形をなす辺は，所定長さを有した第２の辺と，該第２の辺の１．３〜１．９倍の長さを有した第１の辺の２種類からなり，八角形の対向する４組の対辺の内，該八角形の中心を通り，互いに直交する第１及び第２の軸線上に位置する２組の対辺は，夫々辺の長さが同じである第１の辺からなり，しかも，夫々対向する第１の辺は，その中心点が前記軸線に位置するように直交配置されており，同様に，該八角形の中心を通り，互いに直交する第３及び第４の軸線上に位置する２組の対辺は，夫々辺の長さが同じである第２の辺からなり，しかも，夫々対向する第２の辺は，その中心点が前記軸線に位置するように直交配置されており，
パッチアンテナに給電するための給電線路は，前記第２の辺の一方の辺と隣り合う前記第１の辺の中間部位における給電点に一体に設けられている，ようにアンテナ導体層を形成することによって，
このような比率の長さの異なる辺を有した八角形に，銅箔をエッチング加工してアンテナ本体部を形成することで，このパッチアンテナが本来の希望する電波の受信に加え，パッチアンテナの設置位置や，電波到来方向等の条件によって，本来の希望する電波が周辺の構造物に反射して発生する異偏波の妨害電波を受信したとしても，この異偏波の妨害電波が原因で生じる，総合的な受信特性が劣化する特異ポイントの発生を抑えることができる，受信特性の良好なパッチアンテナを提供できる。しかも，このパッチアンテナは，正方形角形パッチアンテナの夫々の対角を頂点とした三角形部分を切取って八角形状にして，全体の大きさを最適化するといったことで実現できるので，今ある正方形角形パッチアンテナを使って評価も容易にできるし，従来からあるプリント基板をそのまま（つまり，位相器やコネクタ端子等の他の構成要素の配置を変えることなく）利用して構成できるので，極めて有用性の高いパッチアンテナを簡単且つ安価に構成することができる。
また，従来例として示した正方形角形パッチアンテナと比べて，少なくとも，正方形角形パッチアンテナの対角線に相当する方向の寸法が短くなることからアンテナ本体部の専有面積を小さくできる。
【００１０】
請求項２の発明によれば，請求項１の２点給電円偏波マイクロストリップパッチアンテナにおいて，このアンテナの使用帯域周波数の中心周波数における波長をλとしたときに，第２の辺の長さは０．０７７〜０．０９７λであり，前記第１の辺の長さは０．１２７〜０．１４７λであるようにアンテナ導体層を形成したので，
本願発明のパッチアンテナは，アンテナ本体部が，第１の対辺間の寸法＝０．２１〜０．３１λ，第２の対辺間の寸法＝０．２３〜０．３３λ，周囲長＝０．８１６〜０．９７６λとなり，この寸法で作れば，少なくとも，正方形角形パッチアンテナの対角線に相当する第２の対辺長が短くなったことによって，この正方形角形パッチアンテナが形成された同じプリント基板にこの八角形のパッチアンテナを形成することで，アンテナ本体部の周辺に配設された電子部品やパターンとの離隔が広くなり，これらによるアンテナの周波数特性への影響を軽減できることで良好な特性が得られる。
【００１１】
請求項３の発明によれば，請求項２に記載の２点給電円偏波マイクロストリップパッチアンテナにおいて，このアンテナの使用帯域周波数は２４００ＭＨｚ帯であるように構成すれば，
本願発明のパッチアンテナは，上方からの電波ばかりでなく，低仰角から到来する電波に対して，識別性の良いすこぶる良好な電気的特性を有することから，例えば２４００ＭＨｚ帯を使った，ＥＴＣシステムに代表される移動体通信機器に使用するような車載器のように，車のピラー等による反射の影響や，車の揺れや振動を受けやすいような機器と地上側アンテナとの間で移動体通信を行なうための車載器に組込むのに好適なパッチアンテナを提供できる。
【００１２】
請求項１から請求項３の何れか一項に記載の２点給電円偏波マイクリストリップアンテナを組込んで移動体通信機器を構成したので，
上述のように，本願発明のパッチアンテナを組込むことによって，異偏波の電波の影響を受け難い車載器を提供できることから，車への取付が簡単に行なえるようになり，ユーザーにとって極めて取扱性の良い車載器を提供できる。さらには，例えば，地上側施設の設置状況（例えば，車載器に対する，地上側アンテナの高さや左右の位置）や施設の環境が将来的に変わったとしても，受信特性が劣化する特異ポイントの発生がないことから，本願発明のパッチアンテナ１０を組込むことによって，すこぶる利便性が良く汎用性の高い移動体通信機器を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に，本願発明を具体化した実施形態の例を，図面を基に詳細に説明する。
図１は本願発明のパッチアンテナとの比較に用いた，正方形角形パッチアンテナの概略説明図であり，図２は本願発明に係るパッチアンテナの概略説明図である。図３は本願発明に係るパッチアンテナを組込んだ車載器の，特性調査を行った測定サイトの概略構成図であり，（ａ）は側面図，（ｂ）は平面図である。図４は図３に示すサイトにおいて，自車位置が横方向位置Ｘ＝２．５ｍで，進行方向位置Ｙを変化させたときの，パッチアンテナの左側ポートにおける直線偏波出力の受信電力特性であり，図５は図３に示すサイトにおいて，自車位置が横方向位置Ｘ＝２．５ｍで，進行方向位置Ｙを変化させたときの，パッチアンテナの右側ポートにおける直線偏波出力の受信電力特性であり，図６図３に示すサイトにおいて，自車位置が横方向位置Ｘ＝２．５ｍで，進行方向位置Ｙを変化させたときの，パッチアンテナの出力ポートにおける円偏波出力の受信電力特性である。
【実施例１】
【００１４】
図２において１０は本願発明に係るパッチアンテナである。このパッチアンテナ１０は，プリント基板１に備えられた，両面銅張り積層板の各銅箔をエッチング加工することによって，プリント基板１の一方の片面（つまり，図２の前面側）には，主にパッチアンテナ１０を構成するアンテナ本体部１２と，該アンテナ本体部１２の夫々異なる給電点１３ａ及び１４ａに接続された，先端部分にスルーホール３ａが形成された左側ポート３を備えた給電線路１３及び先端部分にスルーホール４ａが形成された右側ポート４を備えた給電線路１４が形成されている。そして，プリント基板１の他方の片面には，アンテナ本体部１２と対向する位置に，アース導体層９を備え，加えて，前記スルーホール３ａ，４ａを介して接続する位置には，前記給電線路１３と給電線路１４からの信号を合成して出力ポート５から円偏波信号を発生する位相器１１が形成されている。更に，アンテナ本体部１２の中央位置には，基板１を貫通して形成されるスルーホールを介して，基板裏面に設けられたグランド部９と電気的に接続されるアース点（中心）Ｃが設けられることによって，本願発明の一実施例である２点給電円偏波マイクロストリップパッチアンテナ１０が構成されている。
尚，位相器１１は，図に良く示されるように，夫々異なる給電点１３ａ及び１４ａを通じて入出力される２つの信号の位相を線路長の差によって位相変換して，アンテナ本体部１２にて受信した信号の位相差を無くし，そして，位相変換後の２つの信号を合成した合成信号を出力可能に構成されたものでも良いし，従来例に示す，外部から入力された位相の異なる複数の信号をそれぞれ同位相となるように位相を変換し，位相変換後の複数の信号を合成した合成信号を出力するものであっても良く，特にその構成は限定されるものではない。
【００１５】
本願発明に係るパッチアンテナ１０は，図に良く示されるようにアンテナ本体部部１２は八角形の形状となるように形成されている。そしてこの形状は，アンテナ本体部１２の対向する４組の対辺の内，アンテナ本体部１２の中心Ｃを通り，互いに直交する第１の軸線Ｓ１及び第２の軸線Ｓ２上に位置する２組の対辺は，夫々辺の長さ（Ｗ１）が同じである第１の辺１５からなり，しかも，夫々対向する第１の辺１５は，その中心点が夫々前記第１の軸線Ｓ１及び第２の軸線Ｓ２に位置するように直交配置されている。同様に，アンテナ本体部１２の中心Ｃを通り，互いに直交する第３の軸線Ｓ３及び第４の軸線４上に位置する残りの２組の対辺は，夫々辺の長さ（Ｗ２）が同じである第２の辺１６からなり，しかも，夫々対向する第２の辺１６は，その中心点が夫々前記第３の軸線Ｓ３と第４の軸線Ｓ４に位置するように直交配置されるようにアンテナ導体層が形成されている。つまり，本願発明の実施例に係るアンテナ本体部１２は正方形角形パッチアンテナの対角部分の４箇所を，その角部を頂点とする三角形部分を切取って八角形にしたものである。そして，アンテナ本体部１２に給電するための給電線路１３，１４は，前記第２の辺１６の一方の辺と隣り合う前記第１の辺１５（図における下側の第１の辺１５）の中間位置を給電点１３ａ及び１４ａとするようにアンテナ導体層が形成されている。
【００１６】
本願発明に係る八角形のパッチアンテナの具体的な寸法について説明する。尚，この実施例で示すパッチアンテナ１０は，板厚ｔ＝１．６ｍｍ，誘電率ε＝４．２のプリント基板を用いて作成されたものであり，例えば２４００ＭＨｚ帯の電波を使った移動体通信機器における，特に車載器に組込まれて使用されるのに好適なアンテナの例を示すものである。
本願発明のパッチアンテナ１０を構成するアンテナ本体部１２は，正方形角形パッチアンテナの対辺（図１におけるＬ）の間隔に相当する寸法Ｌ１（以下，第１の対辺長と記載する。）が夫々３２．３ｍｍであり，この大きさの仮想正方形の４箇所の対角部分を，第２の辺１６の長さに相当するＷ２が１０．８ｍｍの長さを底辺とした２等辺三角形部分を切取って八角形としている。これにより，第１の辺１５の長さＷ１は１７ｍｍとなり，その結果，周囲長が１１１．２ｍｍ（２×Ｗ２＋２×Ｗ１）の八角形のアンテナ本体部１２となる。このときの第２の対辺間の寸法Ｌ２（第２の対辺長）は夫々３４．９ｍｍとなる。
【００１７】
この実施例に示されるパッチアンテナ１０は，上記のように使用周波数帯が２４００ＭＨｚ用に構成したものであるので，この周波数における波長をλとすると，前記第１の対辺長Ｌ１は０．２６λ，第２の対辺長Ｌ２は０．２８λ，第１の辺Ｗ１は０．１３７λ，第２の辺Ｗ２は０．０８７λ，周囲長は０．０８９λとなる。これによると，第２の辺の長さを１とすると，第１の辺の長さはおよそ１，６倍の長さとなり，本願発明に掛かるパッチアンテナ１０は，Ｗ２：Ｗ１＝１：１，６の比率となるように銅箔をエッチング加工して八角形のアンテナ本体部１２が形成されている。
尚，上記実施例に示す各部の寸法は一例であり，夫々第１の対辺長Ｌ１＝０．２１〜０．３１λ，第２の対辺長Ｌ２＝０．２３〜０．３３λ，第１の辺Ｗ１＝０．１２７〜０．１４７λ，第２の辺Ｗ２＝０．０７７〜０．０９７λ，周囲長＝０．８１６〜０．９７６λとなる寸法の範囲内で八角形を形成し，最適化されておれば，上記実施例に示す寸法に限定されるものではない。そしてこの範囲で考えれば，第２の辺の長さを１とすると，第１の辺の長さは１．３〜１．９倍の長さの比率となる。
【００１８】
次に図１を用いて，本願発明のパッチアンテナ１０との比較に用いた，一般的な正方形角形パッチアンテナ２０の実施例について説明する。このパッチアンテナ２０も本願発明のパッチアンテナ１０と同様に，板厚ｔ＝１．６ｍｍ，誘電率ε＝４．２のプリント基板を用いて，２４００ＭＨｚ帯の電波を使った移動体通信機器の車載器に対応するように構成されたものである。この図に示す比較用の正方形角形パッチアンテナ２０は，対辺の間隔Ｌが２９．４ｍｍであり，そのため周囲長は１１７．６ｍｍ（４×Ｌ）となる。従って，使用周波数帯における中心周波数の波長をλとすると，対辺の間隔Ｌが，略０．２３５λであり，アンテナ本体部部２２の各辺２５の長さはＬと等しいことから，正方形角形パッチアンテナの周囲長はその４倍の略０．９４λとなる。
【００１９】
ここで，本願発明の八角形のパッチアンテナ１０と正方形角形パッチアンテナ２０の大きさを比較する。パッチアンテナ１０を構成するアンテナ本体部１２は，上述のように，対辺の間隔Ｌ１が中心値で略０．２６λであり，八角形にしたことに伴うその形状の最適化によって，従来の正方形角形パッチアンテナ２０の対辺の寸法Ｌ＝０．２３５λに対して僅かに大きくなるように形成されている。ところが，本願発明のパッチアンテナ１０は，その周囲長が上述のように１１１．２ｍｍで，比較用の正方形角形パッチアンテナ２０の周囲長１１７．６ｍｍより短くなり，併せて，正方形角形パッチアンテナ２０の対角部分に相当する角部がなくなることから，本願発明の八角形のパッチアンテナ１０は，正方形角形パッチアンテナ２０に比してその専有面積を小さくできる。そしてこれに伴い，アンテナ本体部１２は，アンテナ本体部１２の周辺に配設された電子部品や，エッチング形成されたパターン等からの距離が広く取れることになり，これらによる影響を受け難いアンテナとすることができる。
【００２０】
次に本願発明のパッチアンテナ１０の形状を最適化するための実験を行った測定サイトと実験内容及びその結果について，図３から図６を参照して説明する。これらの図において図３は測定サイトであり，（ａ）は側面図，（ｂ）は平面図である。図４は図３に示すサイトにおいて，自車位置が横方向位置Ｘ＝２．５ｍで一定とし，進行方向位置Ｙを変化させたときの，パッチアンテナの左側ポートにおける直線偏波出力の受信電力特性であり，図５は図３に示すサイトにおいて，自車位置が横方向位置Ｘ＝２．５ｍで一定とし，進行方向位置Ｙを変化させたときの，パッチアンテナの右側ポートにおける直線偏波出力の受信電力特性であり，図６は図３に示すサイトにおいて，自車位置が横方向位置Ｘ＝２．５ｍで一定とし，進行方向位置Ｙを変化させたときの，パッチアンテナの出力ポートにおける円偏波出力の受信電力特性である。
【００２１】
先ず，測定サイトについて図３を用いて説明する。このサイトは，パッチアンテナを評価するシステムを模式的に構成したものであり，被測定物に対して，多様な方向から電波を放射できるようにしたものである。具体的には，試験電波を放射する可動自在の試験用アンテナ３２と，本願発明に係る実施形態のパッチアンテナ１０若しくは正方形角形パッチアンテナ２０を組込んだ移動体通信機器としての車載器３４からなる。この車載器３４は，車３３のダッシュボード上に，仰角３０°で車の進行方向正面を向けて設置してある。
この試験サイトにおける試験用アンテナ３２は，上記条件で設置した車載器３４に対して，所定の位置から電波を放射することによって，車載器３４に組込まれたパッチアンテナの受信特性が，電波到来方向によっていかに変化するかを評価できるように，車の進行方向に対して，上下方向及び左右方向の任意の位置若しくは所定のグリッド上に移動（図３（ａ）の側面図では試験用アンテナ３２を上下方向に移動，（ｂ）の平面図では右方向から左方向に移動することが示されている。）可能に設置されている。試験電波としては，円偏波の電波を使って，パッチアンテナの受信特性を評価するためのＣＷ信号と，実際の通信を再現するために，例えばパケット信号等の信号を含んだ電波を放射することができるようになっている。尚，以下に示す実験に使った試験電波の周波数は２４００ＭＨｚである。
【００２２】
このような配設状態において，先ず，ＣＷ信号を試験用アンテナ３２から放射し，車載器３４と試験用アンテナ３２との間隔，つまり，試験用アンテナ３２の位置を基準として，車３３の進行方向に直交する方向の距離である自車位置横方向距離Ｘ（０．５〜２．５ｍ）と，車３３の進行方向の距離である自車位置進行方向距離Ｙ（−４ｍ〜−１）を変化させたときの，車載器３４に組込まれた八角形のパッチアンテナ１０の受信特性と，比較用として準備した正方形角形パッチアンテナ２０の受信特性を測定し比較を行った。
更に，車３３の位置を上記範囲で変化させながら，夫々の位置で所定回数のパケット信号を含む試験電波を試験用アンテナ３２から送って実際に通信し，この通信において，通信エラーがどれだけ出現するかをカウントする通信領域特性の調査を，夫々のパッチアンテナに対して測定し評価を行った。
【００２３】
これらの評価によれば，比較用として用いた正方形角形パッチアンテナ２０は，試験用アンテナ３２の位置が低い位置，つまり，車載器３４からみて電波到来方向が低仰角である場合（例えば，この実施例では，試験用アンテナ３２が，車載器３４から見て進行方向右側２．５ｍ（Ｘ），前方２ｍ（Ｙ）の斜め前方における地上高２，１ｍｍ付近にあるとき）に受信特性に問題があって，このため通信エラーが起きる確立が高くなることがわかった。
具体的には，例えば，２４００ＭＨｚ帯の電波を使った移動体通信に代表されるＥＴＣシステムの例を考えた場合，上記のような条件の位置に，車載器３４の前方斜め右前，やや上方に，地上側アンテナが設置されるような状況があったならば，この正方形角形パッチアンテナ２０を組込んだ車載器３４では，通信エラーが避けられないことになってしまい，ゲートの開閉が正しく動作しなかったり，課金が正しくされなかったりしてしまうことを示しており，車載器３４の汎用性が問われることになる。
【００２４】
この原因は，車載器に搭載したパッチアンテナが，地上側の試験用アンテナ３２からの直接波（円偏波）ばかりでなく，この直接波が，車載器３４を搭載した車のピラー等で反射して発生した，楕円偏波や直線偏波のような異偏波を受信することによると考えられる。つまり，比較用として用いた正方形角形パッチアンテナ２０は，これらの異偏波によって総合的な受信特性に影響を大きく受け，特に上記ポイントにおいて大きな特性の劣化を生じることになったと考えられる。
そこで，この特異ポイントに着目し，パッチアンテナの形状を上記形状及び寸法で規定される八角形にすることで，第２の対辺長Ｌ２を短くし，その結果，異偏波に対する受信特性を改善することができた。
以下に，本願発明のパッチアンテナ１０と，比較用の正方形角形パッチアンテナ２０に対する受信電力特性の実験データの中から，特に，特異ポイント付近のデータを示し，その結果について示し説明する。
尚，以下のデータの条件は，試験用アンテナ３２が，特異ポイント（つまり，車３３の前方右側の地上高２．１ｍにある場合）を基準位置（ゼロ点）として，車載器３４の自車位置横方向距離Ｘが，試験用アンテナ３２の左側に２．５ｍの一定線上を，つまり，自車位置進行方向距離Ｙを試験用アンテナ３２の手前−４ｍの地点から，−１ｍまで近づけたときの受信電力の変化を示すものである。
【００２５】
図４は，上記条件における，パッチアンテナの左側ポート３における直線偏波出力の受信電力特性の変化を示すデータである。
このデータによれば，実験で用いた比較用の正方形角形パッチアンテナ２０は，試験用アンテナ３２の手前の，−２ｍ付近で受信レベルがおよそ１０ｄＢの劣化が見られる。これに対して，対策品である八角形のパッチアンテナ１０では，大きなレベル変動は見られず，安定した受信レベルが得られるようになったことがわかる。
【００２６】
同様に図５は，上記条件における，パッチアンテナの右側ポート４における直線偏波出力の受信電力特性の変化を示すデータである。
このデータによれば，実験で用いた比較用の正方形角形パッチアンテナ２０は，試験用アンテナ３２の手前の，−２ｍ前後及び−１ｍ付近で受信レベルの劣化が見られる。これに対して，対策品である八角形のパッチアンテナ１０では，正方形角形パッチアンテナ２０より改善が見られ，安定した受信レベルが得られるようになったことがわかる。
【００２７】
図６は，上記条件における，パッチアンテナの出力ポート５における円偏波出力の受信電力特性である。
このデータによれば，比較用の正方形角形パッチアンテナ２０は，試験用アンテナ３２の手前の，−１．９ｍ前後で受信レベルの劣化が見られる。これに対して，対策品である八角形のパッチアンテナ１０では，正方形角形パッチアンテナ２０より改善が見られ，安定した受信レベルが得られるようになったことがわかる。また，図には示されていないが，八角形のパッチアンテナ１０は，特異ポイント以外のポイントにおいて，受信特性の著しい劣化を生じさせないことが確認でき，本願発明における上述の条件で形成されたパッチアンテナ１０の受信特性の改善効果が証明された。
【００２８】
また，図には示されていないが，このように対策した八角形のパッチアンテナ１０を用いた，自車位置の横方向距離Ｘ（０．５〜２．５ｍ）と進行方向距離Ｙ（−４ｍから−１）の全範囲における通信エラーの有無を判定する通信領域特性では，対策した八角形のパッチアンテナ１０の特異ポイントにおける通信領域特性が，比較用の正方形角形パッチアンテナ２０の通信領域特性に比して良好な結果が得られたばかりでなく，他のポイントにおける通信領域特性に対しても何らの影響を生じさせることなく，上記全範囲において良好な通信領域特性を有することが確認でき，上記受信特性の改善と併せ，本願発明におけるパッチアンテナ１０の有効性が証明された。
【００２９】
以上，本願発明の実施例に示される八角形のパッチアンテナ１０によれば，アンテナ本体部１２は，第２の辺１６の長さ（Ｗ２）を１としたときに，第１の辺１５の長さ（Ｗ１）が１．３〜１．９倍の長さとなる比率の八角形となるように，銅箔をエッチング加工してアンテナ本体部１２を形成することで，電波到来方向が多様であっても，受信特性が劣化する特異ポイントの発生がない，極めて受信特性の良いパッチアンテナを提供できる。しかも，この対策は，比較用として用いた，正方形角形パッチアンテナ２０の夫々の対角を頂点とした三角形部分を切取って八角形とし，その全体の大きさを最適化するといったことで実現できるので，今ある基板を使って評価が容易にできる。また，比較用のパッチアンテナ２０が形成されたプリント基板をそのまま（つまり，位相器やコネクタ端子等の，他の構成要素の配置を変えることなく）利用して，アンテナ本体部を変更するだけで，受信特性の良いパッチアンテナを，簡単且つ安価に構成することができる。更に加え，従来例に比べ，正方形角形パッチアンテナ２０の対角線に相当する第２の対辺長Ｌ２の寸法が短くなることから，アンテナ本体部１２の専有面積を小さくできる。
【００３０】
そして，上記実験で得られた本願発明に係るパッチアンテナ１０を構成するアンテナ本体部１２の大きさを，使用周波数帯の中心周波数の波長λを使って表すと，第２の辺の長さＷ２＝１０．８ｍｍ＝０．０８７λ（０．０７７λ〜０．０９７λ），前記第１の辺の長さＷ１＝１７ｍｍ＝０．１３７λ（０．１２７λ〜０．１４７λ）となり，このような比率でアース導体層をエッチングすることによって，アンテナ本体部１２は，第１の対辺長Ｌ１＝３２．３ｍｍ＝０．２６λ（０．２１〜０．３１λ），第２の対辺長Ｌ２＝３４．９ｍｍ＝０．２８λ（０．２３〜０．３３λ），周囲長＝１１１．２ｍｍ＝０．０８９λ（０．８１６〜０．９７６λ）となることから，上記実験で得られた寸法でアンテナ本体部１２を作れば，最も基本となる第１の対辺長Ｌ１を使用周波数に最適化したとしても，正方形角形パッチアンテナ２０の周囲長に対して八角形のパッチアンテナ１０の周囲長が短くできる。加えて，正方形角形パッチアンテナ２０の対角線に相当する第２の対辺長Ｌ２が短くなったことによって，正方形角形パッチアンテナ２０が形成された同じプリント基板に，この八角形のパッチアンテナ１０を形成すれば，アンテナ本体部１２の周辺に配設されている電子部品やパターンとの離隔が広くなり，これらによるアンテナの周波数特性への影響を軽減できることで，更に良好な特性が得られる。
【００３１】
加えて，本願発明のパッチアンテナは，上述のように，上方からの電波ばかりでなく，低仰角から到来する電波に対して，識別性の良いすこぶる良好な電気的特性を有することから，例えば２４００ＭＨｚ帯を使った，ＥＴＣシステムに代表される移動体通信機器に使用するような車載器のように，車のピラー等による反射の影響や，車の揺れや振動を受けやすいような機器と地上側アンテナとの間で移動体通信を行なうための車載器に組込むのに好適なパッチアンテナを提供できる。
【００３２】
更に，上述のように，本願発明のパッチアンテナを組込むことによって，異偏波の電波の影響を受け難い車載器を提供できることから，車への取付が簡単に行なえるようになり，ユーザーにとって極めて取扱性の良い車載器を提供できる。さらには，例えば，地上側施設の設置状況（例えば，車載器に対する，地上側アンテナの高さや左右の位置）や施設の環境が将来的に変わったとしても，受信特性が劣化する特異ポイントの発生がないことから，本願発明のパッチアンテナ１０を組込むことによって，すこぶる利便性が良く汎用性の高い移動体通信機器を提供できる。
尚，本願発明は上記実施の形態に限定されるものではなく，本願発明の趣旨を逸脱しない範囲で各部の構成を適宜に変更して実施することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本願発明のパッチアンテナとの比較に用いた，正方形角形パッチアンテナの概略説明図である。
【図２】本願発明に係るパッチアンテナの概略説明図である。
【図３】本願発明に係るパッチアンテナを組込んだ車載器の，特性調査を行った測定サイトの概略構成図であり，（ａ）は側面図，（ｂ）は平面図である。
【図４】図３に示すサイトにおいて，自車位置が横方向位置Ｘ＝２．５ｍで，進行方向位置Ｙを変化させたときの，パッチアンテナの左側ポートにおける直線偏波出力の受信電力特性である。
【図５】図３に示すサイトにおいて，自車位置が横方向位置Ｘ＝２．５ｍで，進行方向位置Ｙを変化させたときの，パッチアンテナの右側ポートにおける直線偏波出力の受信電力特性である。
【図６】図３に示すサイトにおいて，自車位置が横方向位置Ｘ＝２．５ｍで，進行方向位置Ｙを変化させたときの，パッチアンテナの出力ポートにおける円偏波出力の受信電力特性である。
【符号の説明】
【００３４】
１・２…プリント基板，３…左側ポート，３ａ…スルーホール，４…右側ポート，４ａ…スルーホール，５…出力ポート，８…アース導体層，９…アース導体層，１０…八角形のパッチアンテナ，１１…位相器，１２…アンテナ本体部，１３…給電線路，１３ａ…給電点，１４…給電線路，１４ａ…給電点，１５…第１の辺，１６…第２の辺，２０…正方形角形のパッチアンテナ，２２…アンテナ本体部，２５…辺，３１…アンテナ支柱，３２…ＥＰＳアンテナ，３３…車，３４…車載器，３５…ルームミラー，Ｃ…中心，Ｌ…対辺長，Ｌ１…第１の対辺長，Ｌ２…第２の対辺長，Ｓ１…第１の軸線，Ｓ２…第２の軸線，Ｓ３…第３の軸線，Ｓ４…第４の軸線，Ｗ１…第１の辺の寸法，Ｗ２…第２の辺の寸法。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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