特許 6097665 アンテナ装置およびアンテナシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6097665

(24)【登録日】2017年2月24日

(45)【発行日】2017年3月15日

(54)【発明の名称】アンテナ装置およびアンテナシステム

(51)【国際特許分類】

   H01Q 1/22 20060101AFI20170306BHJP

   H01P 5/02 20060101ALI20170306BHJP

   H01Q 21/06 20060101ALI20170306BHJP

【ＦＩ】

   H01Q1/22 Z

   H01P5/02 C

   H01Q21/06

【請求項の数】4

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2013-194290(P2013-194290)

(22)【出願日】2013年9月19日

(65)【公開番号】特開2015-61221(P2015-61221A)

(43)【公開日】2015年3月30日

【審査請求日】2016年1月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】000208891

【氏名又は名称】ＫＤＤＩ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106909

【弁理士】

【氏名又は名称】棚井 澄雄

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100146835

【弁理士】

【氏名又は名称】佐伯 義文

(72)【発明者】

【氏名】松野 宏己

(72)【発明者】

【氏名】中野 雅之

【審査官】 岩井 一央

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許第０６３８８６２１（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００５／０１９０１０６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／００６８８９６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００６−１３５７６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２０３３３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｑ １／００−２５／０４

Ｈ０１Ｐ ５／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

互いに対向して配置される第１のガラスおよび第２のガラスと、
前記第１のガラスにおける前記第２のガラスの側の面に設けられ、第１の放射器が形成された第１の金属と、
前記第１の放射器に対して電力を供給する給電部と、
前記第２のガラスにおける前記第１のガラスの側の面に設けられ、第２の放射器が形成された第２の金属と、
前記第２のガラスにおける前記第１のガラスとは反対の側の面に設けられた第３の放射器と、
を備え、
前記第１の放射器と前記第２の放射器とは、それぞれ異なる大きさを有する枠として形成された、
アンテナ装置。

【請求項2】

前記第１の金属を基準の電位とする、
請求項１に記載のアンテナ装置。

【請求項3】

前記給電部は、電磁結合により、または、直接接続により、電力を供給する、
請求項１または請求項２のうちのいずれか１項に記載のアンテナ装置。

【請求項4】

複数のアンテナ装置によりアレーアンテナを構成したアンテナシステムであって、
複数の前記アンテナ装置のうちの少なくとも１つの前記アンテナ装置は、
互いに対向して配置される第１のガラスおよび第２のガラスと、
前記第１のガラスにおける前記第２のガラスの側の面に設けられ、第１の放射器が形成された第１の金属と、
前記第１の放射器に対して電力を供給する給電部と、
前記第２のガラスにおける前記第１のガラスの側の面に設けられ、第２の放射器が形成された第２の金属と、
前記第２のガラスにおける前記第１のガラスとは反対の側の面に設けられた第３の放射器と、
を備え、
前記第１の放射器と前記第２の放射器とは、それぞれ異なる大きさを有する枠として形成された、
アンテナシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アンテナ装置およびアンテナシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、交差点などの高いトラヒックが発生するスポットに対して、高品質な通信を提供することを目的として、ピコ局などの小セル構成が提案されている。このようなスポットとしては、交差点や駅前などの低層階が多い。このような領域（エリア）に対しては、従来の屋上設置の基地局と比較して、低層階に基地局アンテナや基地局装置を配置することで、伝搬損失やフィーダ損失を軽減し、緻密なエリア設計を行うことができる。

【0003】

図１０は、ピコ局の置局配置の例を示す図である。
図１０には、ビル１００１と、ビル１００１の屋上に設置された基地局アンテナ１０１１と、ビル１００２と、ビル１００２の窓ガラス１０１２と、基地局により無線通信を可能とする目的の領域（ターゲットエリア）１０２１を示してある。
一般に、ビル１００１の屋上に設置された基地局アンテナ１０１１を用いて、ビル１００１上からスポット（この例では、ターゲットエリア１０２１）を狙うと、伝搬損失が大きい。
また、低層階からスポットを狙うと、基地局の設置場所を確保できない場合が多い。また、基地局の設置のために、ビル１００２の窓ガラス１０１２を利用することが希望される。

【0004】

例えば、上記のような無線通信可能なエリア（無線通信エリア）を形成する基地局アンテナとして、壁掛け型や窓貼り型の基地局アンテナが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特に、窓貼り型の基地局アンテナは、屋内から屋外への無線通信エリアを構築することができる。この場合、基地局装置を屋内に配置することができ、基地局の補修などにおいて効率化が図られる。

【0005】

一方、屋外から屋内への干渉電力を軽減することを目的として、電波（電磁波）遮断用の窓ガラスなどがある（例えば、特許文献２、３参照。）。
また、電磁波遮断用の窓ガラスや断熱窓ガラスなどの窓面にアンテナを配置して、レピータ用のアンテナを配置した構成が提案されている（例えば、特許文献４参照。）。

【0006】

図１１〜図１３を参照して、窓ガラス越しの基地局の構成の例を示す。
図１１は、基地局アンテナ１１１２が壁面１１０１（窓ガラスを含む、または、窓ガラスのみであってもよい。）に設置された基地局の構成例を示す図である。
図１１の例では、ビルの屋内に基地局装置１１１１が設置され、当該ビルの壁面１１０１の屋外側に基地局アンテナ１１１２が設置され、基地局装置１１１１と基地局アンテナ１１１２がケーブル１１１３を介して接続されている。
この場合、エリアの構築は容易であるが、基地局の設置が困難である。具体的には、基地局アンテナ１１１２を建物外部の壁面１１０１に配置する場合、電源やファイバを屋外に引き出すためにビル壁面などに工事を必要とするほか、ビル壁の景観を損ねる可能性がある。

【0007】

図１２は、電磁波遮断窓に設置された基地局の構成例を示す図である。
図１２の例では、電磁波遮断窓が設けられたビルの壁面１２０１（電磁波遮断用の窓ガラスを含む、または、電磁波遮断用の窓ガラスのみであってもよい。）に対して屋内に、基地局装置１２１１および基地局アンテナ１２１２を接続したものが設置される。
この場合、基地局の設置は容易であるが、屋内からのエリアの形成は困難である。具体的には、屋内に基地局装置１２１１および基地局アンテナ１２１２が配置され、窓材が電磁波遮断用のものであることから、屋外のエリアの形成が困難である。

【0008】

図１３は、レピータを用いた基地局の構成例を示す図である。
図１３の例では、ビルの屋内に基地局装置１３１１および基地局アンテナ１３１２を接続したものが設置され、当該ビルの壁面１３０１（窓ガラスを含む、または、窓ガラスのみであってもよい。）の屋内側にアンテナ１３２１が設置され、当該壁面１３０１の屋外側にアンテナ１３２２が設置され、これらのレピータ用のアンテナ１３２１、１３２２がケーブル（図示せず。壁面１３０１の内部に設けられる。）を介して接続されている。
この場合、基地局の設置は容易であるが、伝搬損失が大きくなる。具体的には、窓上にレピータが設置されている構成では、レピータを介して屋内から屋外のエリアを形成することができるが、基地局からレピータを経由して通信することによるレピータ間の伝搬損失が大きく、また、レピータにおいて増幅器（アンプ）などの損失補償回路が必要となる。

【0009】

なお、地上への無線通信エリアを形成する場合、例えば、窓貼り型の基地局アンテナを用いると、屋上に基地局アンテナを配置した場合と比較して、より精度の高いエリア形成が可能となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】特開２０１１−０１０１９１号公報

【特許文献2】特許第０３７９３６４号公報

【特許文献3】特開２０１２−５７４６２号公報

【特許文献4】特開２０１２−９９９９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

上述のように、従来では、窓ガラスの付近に配置するアンテナ装置のさらなる効率化が要求されていた。

【0012】

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、窓ガラスの付近に配置するアンテナ装置に関し、効率化を図ることができるアンテナ装置およびアンテナシステムを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0013】

（１）上記の課題を解決するために、本発明に係るアンテナ装置は、互いに対向して配置される第１のガラスおよび第２のガラスと、前記第１のガラスにおける前記第２のガラスの側の面に設けられ、第１の放射器が形成された第１の金属と、前記第１の放射器に対して電力を供給する給電部と、前記第２のガラスにおける前記第１のガラスの側の面に設けられ、第２の放射器が形成された第２の金属と、前記第２のガラスにおける前記第１のガラスとは反対の側の面に設けられた第３の放射器と、を備え、前記第１の放射器と前記第２の放射器とは、それぞれ異なる大きさを有する枠として形成された。

【0014】

（２）本発明は、上記した（１）に記載のアンテナ装置において、前記第１の金属を基準の電位とする。

【0015】

（３）本発明は、上記した（１）または（２）のうちのいずれか１つに記載のアンテナ装置において、前記給電部は、電磁結合により、または、直接接続により、電力を供給する。

【0016】

（４）上記の課題を解決するために、本発明に係るアンテナシステムは、複数のアンテナ装置によりアレーアンテナを構成したアンテナシステムであって、複数の前記アンテナ装置のうちの少なくとも１つの前記アンテナ装置は、互いに対向して配置される第１のガラスおよび第２のガラスと、前記第１のガラスにおける前記第２のガラスの側の面に設けられ、第１の放射器が形成された第１の金属と、前記第１の放射器に対して電力を供給する給電部と、前記第２のガラスにおける前記第１のガラスの側の面に設けられ、第２の放射器が形成された第２の金属と、前記第２のガラスにおける前記第１のガラスとは反対の側の面に設けられた第３の放射器と、を備え、前記第１の放射器と前記第２の放射器とは、それぞれ異なる大きさを有する枠として形成された。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、窓ガラスの付近に配置するアンテナ装置に関し、効率化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の第１実施形態に係るアンテナ装置の概略的な構成を示す図（側面図）である。

【図2】本発明の第１実施形態に係るアンテナ装置の概略的な構成を示す図（一部を分解した斜視図）である。

【図3】本発明の第１実施形態に係るアンテナ装置の概略的な構成を示す図（屋内側の面の図）である。

【図4】本発明の第２実施形態に係るアンテナ装置の概略的な構成を示す図（側面図）である。

【図5】本発明の第３実施形態に係るアンテナ装置の概略的な構成を示す図（側面図）である。

【図6】本発明の第４実施形態に係るアンテナ装置の概略的な構成を示す図（側面図）である。

【図7】本発明の第５実施形態に係るアンテナシステムの概略的な構成を示す図である。

【図8】素子単体放射パターンの一例を示す図である。

【図9】平面アレーパターンの一例を示す図である。

【図10】ピコ局の置局配置の例を示す図である。

【図11】基地局アンテナが壁面に設置された基地局の構成例を示す図である。

【図12】電磁波遮断窓に設置された基地局の構成例を示す図である。

【図13】レピータを用いた基地局の構成例を示す図である。

【図14】電磁波遮断窓の構成の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
実施形態に係るアンテナ装置は、電磁波遮断窓の構造（あるいは、それと同様な構造）を利用して構成される。

【0021】

［電磁波遮断窓の一般的な構成例］
まず、電磁波遮断窓の一般的な構成例を説明する。
図１４は、電磁波遮断窓の構成の一例を示す図である。
図１４の例では、二重金属膜ガラスの窓の構造について示す。なお、断熱用のエコガラスと呼ばれるものも、同様の構造を有する。

【0022】

図１４の例では、電磁波遮断窓は、２枚のガラス２００１、２００２と、それぞれのガラス２００１、２００２の対向側に設けられた特殊金属膜２００３、３００４と、これらの特殊金属膜２００３、３００４の間に設けられた空気層２００８を備える。屋内側から屋外側への順序で説明すると、本例の電磁波遮断窓は、屋内側のガラス２００１、屋内側の特殊金属膜２００３、空気層２００８、屋外側の特殊金属膜２００４、屋外側のガラス２００２が並んだ構造を有する。

【0023】

このように、電磁波遮断窓は、それぞれのガラス２００１、２００２の一方の面に特殊金属膜２００３、２００４を配置し、これら２枚のガラス板を空気層２００８で挟み込む形で対面に配置して構成される。
この構成により、電磁波遮断窓を透過する電磁波の電力を１００００分の１（約４０ｄＢ）程度に軽減することができる。例えば、屋外側から電磁波遮断窓に入射する電磁波２１０１に対して、その透過後（遮断後）の屋内側における電磁波２０１２の電力を小さくすることができる。
ここで、各特殊金属膜２００３、２００４としては、金属と金属酸化物との合成物が用いられる。

【0024】

（第１実施形態）
本実施形態に係るアンテナ装置は、図１４に示されるような電磁波遮断窓と同様な構成のものにアンテナ素子が組み込まれるように設計して、基地局のアンテナ（基地局アンテナ）として構成したものである。
基地局アンテナは、基地局における送受信などにおける信号処理を実行する装置（基地局装置）とケーブルなどを介して接続される。基地局装置は、例えば、送信対象となる信号を送信処理して基地局アンテナへ出力することで当該信号を基地局アンテナから無線送信し、また、基地局アンテナにより無線受信された信号を入力して受信処理する。

【0025】

図１は、本実施形態に係るアンテナ装置の概略的な構成を示す図（側面図）である。
図２は、本実施形態に係るアンテナ装置の概略的な構成を示す図（一部を分解した斜視図）である。
図３は、本実施形態に係るアンテナ装置の概略的な構成を示す図（屋内側の面の図）である。

【0026】

本実施形態に係るアンテナ装置は、２枚のガラス１、２と、それぞれのガラス１、２の対向側に設けられた特殊金属膜３、４と、これらの特殊金属膜３、４の間に設けられた空気層８を備える。また、本実施形態に係るアンテナ装置は、屋内側のガラス１の屋内側の面に給電部５を備え、その電源６を備える。また、本実施形態に係るアンテナ装置は、屋内側の特殊金属膜３に形成した１次放射器２１を備え、屋外側の特殊金属膜４に形成した２次放射器２２を備え、屋外側のガラス２の屋外側の面に設けられた３次放射器（本実施形態では、外界へのアンテナ）２３を備え、そのカバー（アンテナカバー）３１を備える。

【0027】

屋内側から屋外側への順序で説明すると、電源６の配置を除いて、本実施形態に係るアンテナ装置は、給電部５、屋内側のガラス１、屋内側の特殊金属膜３およびそれに形成された１次放射器２１、空気層８、屋外側の特殊金属膜４およびそれに形成された２次放射器２２、屋外側のガラス２、３次放射器２３、アンテナカバー３１が並んだ構造を有する。

【0028】

屋内側のガラス１は、窓ガラスを構成する１枚のガラスであり、屋内側に配置される。
屋外側のガラス２は、窓ガラスを構成する１枚のガラスであり、屋外側に配置される。
ここで、本実施形態では、２枚のガラス１、２は、実質的に同じものであり、同じ形状を有し、同じ厚さを有し、同じ材質で構成される。他の構成例として、２枚のガラス１、２としては、形状、厚さ、材質などのうちの１つ以上が異なるものが用いられてもよい。

【0029】

屋内側の特殊金属膜３は、金属、または金属酸化物、または金属と金属酸化物との合成物から構成されている。屋内側の特殊金属膜３は、屋内側のガラス１の屋外側の面に接合されている。例えば、特殊金属膜３の面は、接合されるガラス１の面と同じ形状を有し、また、特殊金属膜３の厚さは、接合されるガラス１の厚さよりも薄い。
屋外側の特殊金属膜４は、金属、または金属酸化物、または金属と金属酸化物との合成物から構成されている。屋外側の特殊金属膜４は、屋外側のガラス２の屋内側の面に接合されている。例えば、特殊金属膜４の面は、接合されるガラス２の面と同じ形状を有し、また、特殊金属膜４の厚さは、接合されるガラス２の厚さよりも薄い。
なお、図２では、説明の便宜上、屋外側のガラス２と屋外側の特殊金属膜４とを分解して示してある。

【0030】

１次放射器２１は、屋内側の特殊金属膜３に形成されたアンテナ素子であり、本実施形態では、スロット状のアンテナ素子である。
２次放射器２２は、屋外側の特殊金属膜４に形成されたアンテナ素子であり、本実施形態では、スロット状のアンテナ素子である。
ここで、１次放射器２１は、屋内側の特殊金属膜３の面において、例えば、四角い枠の部分をくり抜くことで形成される。
同様に、２次放射器２２は、屋外側の特殊金属膜４の面において、例えば、四角い枠の部分をくり抜くことで形成される。
１次放射器２１の枠や、２次放射器２２の枠としては、それぞれ、例えば、１重の枠（１重のスロット）が用いられてもよく、または、２重以上の枠（２重以上のスロット）が用いられてもよい。一般に、枠の多重の数を増やすと、無線通信に使用することが可能な周波数帯域を広げることが可能である。
また、１次放射器２１の枠と、２次放射器２２の枠としては、一例として、四角い枠の大きさが異なる構成を用いることが好ましい。この理由は、１次放射器２１と２次放射器２２との間の電磁結合を効率化するためである。
なお、「スロット」という語の代わりに、「スリット」という語が用いられても同様なものであり、また、他の用語が用いられてもよい。

【0031】

３次放射器２３は、屋外側のガラス２の屋外側に設けられたアンテナ素子であり、本実施形態では、屋外側のガラス２の屋外側の面の上に配置された四角い形状のパッチ状のアンテナ素子である。
ここで、３次放射器２３としては、例えば、平面状に構成されるが、他の構成例として、それよりも屋外側のガラス２の屋外側に出っ張るような形状であってもよい。他の構成例として、屋外側のガラス２の屋外側の面に、３次放射器２３の面と同じあるいはそれよりも大きい面を有する窪み（空間）を形成し、この窪みに３次放射器２３を嵌めて備える構成が用いられてもよい。また、一例として、３次放射器２３の一面をシール状に構成して、そのシール状の面を屋外側のガラス２の屋外側の面に貼って備える構成が用いられてもよい。
また、３次放射器２３と２次放射器２２とで対向する面について、３次放射器２３の面の方が２次放射器２２の面よりも大きい構成が好ましい。この理由は、２次放射器２２のスロットのエッジ部分に強い電流が流れることから、そのエッジ部分が３次放射器２３の面に被ることが好ましいためである。

【0032】

アンテナカバー３１は、３次放射器２３をカバーするものであり、任意の形状や大きさのものが用いられてもよい。
アンテナカバー３１は、例えば、３次放射器２３を外界から保護するためのものであり、必要でなければ、備えられなくてもよい。また、アンテナカバー３１としては、屋外側のガラス２の屋外側の面に対して、一体化されて備えられてもよく、または、着脱可能な構成で備えられてもよい。

【0033】

給電部５は、１次放射器２１に対して電力を供給（給電）する線路であり、本実施形態では、屋内側のガラス１の屋内側の面に設けられたマイクロストリップラインである。
本実施形態では、給電部５を構成するマイクロストリップラインは、その一端が電源６と接続されており、その他端が屋内用のガラス１を介して対向する１次放射器２１の面（本実施形態では、四角）の中心に位置している。他の構成例として、給電部５を構成するマイクロストリップラインは、その前記他端が屋内用のガラス１を介して対向する１次放射器２１の面（本実施形態では、四角）の中心からずれて位置してもよい。
電源６は、給電部５へ電力を供給する。電源６は、任意のところに設置されてもよく、例えば、屋内における窓の近くに設置される。

【0034】

本実施形態では、電源６が給電部５へ電力を供給し、給電部５が屋内側のガラス１を介して対向する屋内側の特殊金属膜３上の１次放射器２１を電磁結合により励振し、１次放射器２１が空気層８を介して対向する屋外側の特殊金属膜４上の２次放射器２２を電磁結合により励振し、２次放射器２２が屋外側のガラス２を介して対向する３次放射器２３を電磁結合により励振する。
これにより、３次放射器２３を外界へのアンテナとして、屋内（例えば、屋内の基地局装置）からの電磁波（無線信号）を、電磁結合により、給電部５、１次放射器２１、２次放射器２２を介して、３次放射器２３から屋外に向けて送信することができる。また、同様な原理により、屋外から到来した電磁波（無線信号）を、３次放射器２３により受信して、電磁結合により、２次放射器２２、１次放射器２１、給電部５を介して、屋内（例えば、屋内の基地局装置）に入力することができる。
なお、基地局アンテナにデュプレクサを備えることで、送信と受信の両方（屋内から屋外への通信と、屋外から屋内への通信の両方）を共用することが可能である。

【0035】

ここで、給電部５と、１次放射器２１と、２次放射器２２と、３次放射器２３は、互いに共振するように設計されている。
また、１次放射器２１と、２次放射器２２と、３次放射器２３としては、一例として、互いに対向する面について、中心軸が一致する（そろっている）構成が好ましい。この理由は、この中心軸がずれると、偏波特性が偏るためである。
なお、本実施形態では、１次放射器２１と、２次放射器２２と、３次放射器２３の形状として、四角形を用いたが、他の構成例として、円状など、他の様々な形状が用いられてもよい。

【0036】

他の構成例として、給電部５としては、１次放射器２１に直接的に接続される線路（例えば、マイクロストリップラインなど）が用いられてもよい。この場合、接続の仕方としては、任意であってもよく、例えば、貼って接続する仕方などを用いることができる。

【0037】

また、一例として、アンテナ装置において、屋内側の特殊金属膜３の電位を基準の電位とする構成を用いることができる。屋外側の特殊金属膜４の電位は、例えば、インピーダンス調整の結果、給電中は、屋内側の特殊金属膜３の電位と比べて、高くなる。また、屋内側の特殊金属膜３の電位としては、特に限定はないが、例えば、屋内側の特殊金属膜３を接地部（グラウンド部）に接続して、接地電位（グラウンド電位）とする構成を用いることができる。

【0038】

また、他の構成例として、アンテナ素子としては、金属の細線を用いて構成されてもよい。具体例として、多数の電気的な線を設けて、全体として、疑似的な平面（電気的な平面）を形成してもよく、一例として、横に並ぶ複数の細線を設け、これら複数の細線の上端部を接続するとともに、これら複数の細線の下端部を接続したような構成を用いることができる。これにより、アンテナ素子を可視しづらくすることができる。
本実施形態に係るアンテナ装置は、例えば、ガラス１、２の面に特殊金属膜３、４が塗付された構造を有し、また、屋内から屋外（および、屋外から屋内）の光を遮断すると、窓ガラスとしての性質が劣化することから、アンテナ素子として細線などで見えにくく加工したものを用いることが好ましい。

【0039】

以上のように、本実施形態に係るアンテナ装置では、ガラス２上に設置したアンテナ素子（３次放射器２３）と、その対面に配置した特殊金属膜３、４上に形成したスロット状のアンテナ素子（１次放射器２１、２次放射器２２）を有する。
また、本実施形態に係るアンテナ装置では、スロット状のアンテナ素子（１次放射器２１、２次放射器２２）を介して、電磁結合によりガラス２を通して、ガラス２上のアンテナ素子（３次放射器２３）を励振する。
また、本実施形態に係るアンテナ装置では、アンテナ素子（３次放射器２３）に対して対向して配置された特殊金属膜４上に形成されたスロット状のアンテナ素子（２次放射器２２）からの電磁結合により励振し、スロット状のアンテナ素子（２次放射器２２）に対して対向して配置された特殊金属膜３上に形成されたスロット状のアンテナ素子（１次放射器２１）からの電磁結合により励振し、スロット状のアンテナ素子（１次放射器２１）に対して対向して配置された給電部５からの電磁結合により励振する。また、他の構成例として、ワイヤレスな電磁結合の代わりに、ワイヤを用いて直接給電により励起してもよい。
また、本実施形態に係るアンテナ装置では、ガラス２上のアンテナ素子（３次放射器２３）を金属の細線によって形成し、アンテナ素子を可視しづらくすることができる。

【0040】

以上のように、本実施形態に係るアンテナ装置によると、窓ガラスの付近に配置するアンテナ装置に関し、効率化を図ることができる。例えば、アンテナ装置の設置を容易にすることができ、アンテナ装置により無線通信エリアを形成することを容易にすることができ、伝搬損失を低く抑えることが可能である。
具体例として、本実施形態に係るアンテナ装置によると、屋内側のガラス１や、屋外側のガラス２や、あるいは壁材（ここでは、ガラス以外の部分）に、給電用の穴を開けなくとも、アンテナ素子を励振することができる。

【0041】

また、本実施形態に係るアンテナ装置によると、例えば、屋内側の特殊金属膜３をグラウンドなどの基準電位とすることで、この特殊金属膜３の面の大きさに応じて、この特殊金属膜３の屋内側への電磁波の透過を抑えることができる。これにより、ガラス２上のアンテナ素子（３次放射器２３）から屋内側に放射される電磁波の電力を低減することができ、屋内側の無線品質に影響を与えずに、屋外側のエリアを形成することができる。

【0042】

ここで、本実施形態に係るアンテナ装置では、３次放射器２３（および、アンテナカバー３１）を備えたが、他の構成例として、３次放射器２３（および、アンテナカバー３１）を備えない構成が用いられてもよい。３次放射器２３は、例えば、放射パターン（例えば、ビームの方向など）を調整するためや、固定的にインピーダンスを調整するためのものであり、必ずしも備えられなくてもよい。

【0043】

（第２実施形態）
図４は、本実施形態に係るアンテナ装置の概略的な構成を示す図（側面図）である。
本実施形態では、第１実施形態とは異なる点について詳しく説明し、同様な点については詳しい説明は省略する。本実施形態では、第１実施形態と対応する部材については、特に異なる説明がない限り、第１実施形態と同様な構成を用いることが可能である。

【0044】

本実施形態に係るアンテナ装置は、２枚のガラス１０１、１０２と、屋内側のガラス１０１の屋外側の面に設けられた特殊金属膜１０３と、特殊金属膜１０３と屋外側のガラス１０２との間に設けられた空気層１０８を備える。また、本実施形態に係るアンテナ装置は、屋内側のガラス１０１の屋内側の面に給電部１０５を備え、その電源１０６を備える。また、本実施形態に係るアンテナ装置は、特殊金属膜１０３に形成した１次放射器（図示せず）を備え、屋外側のガラス１０２の屋外側の面に設けられた２次放射器（本実施形態では、外界へのアンテナ）１２３を備え、そのカバー（アンテナカバー）１３１を備える。

【0045】

屋内側から屋外側への順序で説明すると、電源１０６の配置を除いて、本実施形態に係るアンテナ装置は、給電部１０５、屋内側のガラス１０１、特殊金属膜１０３およびそれに形成された１次放射器、空気層１０８、屋外側のガラス１０２、２次放射器１２３、アンテナカバー１３１が並んだ構造を有する。
ここで、本実施形態に係る２次放射器１２３は、第１実施形態に係る３次放射器２３に対応するものである。

【0046】

本実施形態に係るアンテナ装置では、第１実施形態に係るアンテナ装置と比べて、２枚の特殊金属膜３、４のうちの１枚およびそれに形成される放射器（本実施形態では、第１実施形態における特殊金属膜４および２次放射器２２）を備えない構成となっている。

【0047】

以上のように、本実施形態に係るアンテナ装置によると、窓ガラスの付近に配置するアンテナ装置に関し、効率化を図ることができる。
ここで、本実施形態に係るアンテナ装置では、２次放射器１２３（および、アンテナカバー１３１）を備えたが、他の構成例として、２次放射器１２３（および、アンテナカバー１３１）を備えない構成が用いられてもよい。

【0048】

（第３実施形態）
図５は、本実施形態に係るアンテナ装置の概略的な構成を示す図（側面図）である。
本実施形態では、第１実施形態とは異なる点について詳しく説明し、同様な点については詳しい説明は省略する。本実施形態では、第１実施形態と対応する部材については、特に異なる説明がない限り、第１実施形態と同様な構成を用いることが可能である。

【0049】

本実施形態に係るアンテナ装置は、２枚のガラス２０１、２０２と、屋外側のガラス２０２の屋内側の面に設けられた特殊金属膜２０４と、特殊金属膜２０４と屋内側のガラス２０１との間に設けられた空気層２０８を備える。また、本実施形態に係るアンテナ装置は、屋内側のガラス２０１の屋内側の面に給電部２０５を備え、その電源２０６を備える。また、本実施形態に係るアンテナ装置は、特殊金属膜２０４に形成した１次放射器（図示せず）を備え、屋外側のガラス２０２の屋外側の面に設けられた２次放射器（本実施形態では、外界へのアンテナ）２２３を備え、そのカバー（アンテナカバー）２３１を備える。

【0050】

屋内側から屋外側への順序で説明すると、電源２０６の配置を除いて、本実施形態に係るアンテナ装置は、給電部２０５、屋内側のガラス２０１、空気層２０８、特殊金属膜２０４およびそれに形成された１次放射器、屋外側のガラス２０２、２次放射器２２３、アンテナカバー２３１が並んだ構造を有する。
ここで、本実施形態に係る１次放射器は、第１実施形態に係る２次放射器２２に対応するものであり、また、本実施形態に係る２次放射器２２３は、第１実施形態に係る３次放射器２３に対応するものである。

【0051】

本実施形態に係るアンテナ装置では、第１実施形態に係るアンテナ装置と比べて、２枚の特殊金属膜３、４のうちの１枚およびそれに形成される放射器（本実施形態では、第１実施形態における特殊金属膜３および１次放射器２１）を備えない構成となっている。

【0052】

以上のように、本実施形態に係るアンテナ装置によると、窓ガラスの付近に配置するアンテナ装置に関し、効率化を図ることができる。
ここで、本実施形態に係るアンテナ装置では、２次放射器２２３（および、アンテナカバー２３１）を備えたが、他の構成例として、２次放射器２２３（および、アンテナカバー２３１）を備えない構成が用いられてもよい。

【0053】

（第４実施形態）
図６は、本実施形態に係るアンテナ装置の概略的な構成を示す図（側面図）である。
本実施形態では、第１実施形態とは異なる点について詳しく説明し、同様な点については詳しい説明は省略する。本実施形態では、第１実施形態と対応する部材については、特に異なる説明がない限り、第１実施形態と同様な構成を用いることが可能である。

【0054】

本実施形態に係るアンテナ装置は、２枚のガラス３０１、３０２と、これら２枚のガラス３０１、３０２の間に設けられた特殊金属膜３０３を備える。また、本実施形態に係るアンテナ装置は、屋内側のガラス３０１の屋内側の面に給電部３０５を備え、その電源３０６を備える。また、本実施形態に係るアンテナ装置は、特殊金属膜３０３に形成した１次放射器（図示せず）を備え、屋外側のガラス３０２の屋外側の面に設けられた２次放射器（本実施形態では、外界へのアンテナ）３２３を備え、そのカバー（アンテナカバー）３３１を備える。

【0055】

屋内側から屋外側への順序で説明すると、電源３０６の配置を除いて、本実施形態に係るアンテナ装置は、給電部３０５、屋内側のガラス３０１、特殊金属膜３０３およびそれに形成された１次放射器、屋外側のガラス３０２、２次放射器３２３、アンテナカバー３３１が並んだ構造を有する。
ここで、本実施形態に係る２次放射器３２３は、第１実施形態に係る３次放射器２３に対応するものである。

【0056】

本実施形態に係るアンテナ装置では、第１実施形態に係るアンテナ装置と比べて、２枚の特殊金属膜３、４のうちの１枚およびそれに形成される放射器（例えば、第１実施形態における特殊金属膜４および２次放射器２２）を備えず、空気層（第１実施形態における空気層８）を備えない構成となっている。本実施形態に係るアンテナ装置では、屋内側のガラス３０１と、特殊金属膜３０３と、屋外側のガラス３０２が、この順に、接合されている。

【0057】

以上のように、本実施形態に係るアンテナ装置によると、窓ガラスの付近に配置するアンテナ装置に関し、効率化を図ることができる。
ここで、本実施形態に係るアンテナ装置では、２次放射器３２３（および、アンテナカバー３３１）を備えたが、他の構成例として、２次放射器３２３（および、アンテナカバー３３１）を備えない構成が用いられてもよい。

【0058】

（第５実施形態）
図７は、本実施形態に係るアンテナシステムの概略的な構成を示す図である。
本実施形態に係るアンテナシステムは、第１実施形態〜第４実施形態のいずれかに係るアンテナ装置を複数並べて備えることで、アレーアンテナを構成したものである。
ここで、アレーアンテナを構成する複数のアンテナ装置としては、例えば、第１実施形態〜第４実施形態のうちの同一の実施形態に係るアンテナ装置で統一されてもよく、または、２つ以上の異なる実施形態に係るアンテナ装置が混合されて用いられてもよく、また、第１実施形態〜第４実施形態に示されるもの以外のアンテナ装置が用いられてもよい。

【0059】

図７には、ビル５０１のある面の壁面全体のうちの連続した３階分の壁面５１１を示してある。３階分の壁面５１１には、上下（垂直）方向に３個の窓ガラス（例えば、窓ガラス５２１、６２１、７２１など）が並んでおり、左右（水平）方向に複数の窓ガラス（例えば、窓ガラス５２１、５２２、５２３など）が並んでいる。
本実施形態に係るアンテナシステムでは、上下左右に連続して並んでいる複数の窓ガラスを組として、これら複数の窓ガラスのそれぞれにアンテナ装置を備えることで、全体として、壁面５１１の平面上にアレーアンテナを構成する。

【0060】

本実施形態に係るアンテナシステムでは、アレーアンテナを構成する複数のアンテナ装置により形成する放射パターンにより、例えば、ビーム（アレーアンテナ全体として放射する電磁波）の方向を細く絞ることや、ビームの方向を傾けることができ、これにより、スポット（例えば、ターゲットエリア）に対して鋭い指向性を向けることができる。

【0061】

ここで、ビル５０１のある壁面全体においては、例えば、特殊金属膜（第１実施形態に係るアンテナ装置のように２枚以上の特殊金属膜３、４が用いられる場合には、それぞれの特殊金属膜３、４ごと）を、その一面の壁面全体で１枚に共通化することが可能である。特に、接地するなどして基準の電位とする特殊金属膜については、ある一面の壁面全体で１枚に共通化すると、その壁面に備えられる全てのアンテナ装置において、基準の電位を一致させることができる。

【0062】

図８および図９を参照して、放射パターンの例を示す。
図８は、素子単体放射パターンの一例を示す図である。図８の例の放射パターン８０１は、第１実施形態に係る単体のアンテナ装置により形成される放射パターンである。なお、第２実施形態〜第４実施形態に係る単体のアンテナ装置により形成される放射パターンについても、アレーアンテナとの対比においては、同様な傾向を有する。
図９は、平面アレーパターンの一例を示す図である。図９の例の放射パターン８１１は、本実施形態に係るアンテナシステムとして、上下（垂直）方向に３個のアンテナ装置を並べ、左右（水平）方向に８個のアンテナ装置を並べた、３素子×８素子のアレーアンテナの放射パターンである。

【0063】

図８および図９には、ＸＹＺ直交座標系を示してあり、Ｚ方向が上下（垂直）方向であり、Ｘ方向が左右（水平）方向である。
また、Ｙ軸方向は、ビル５０１の壁面５１１に対して直交する方向である。図８および図９では、０°の方向が屋外の正面（屋内の裏面）の方向であり、１８０°の方向が屋外の裏面（屋内の正面）の方向である。

【0064】

図８および図９に示されるように、アンテナ装置において特殊金属膜が基準の電位（例えば、グラウンド）として機能するため、屋内側への放射が小さくなり、これにより、アンテナ装置を設置しても、屋内側の無線通信品質はほとんど変化しないことが期待される。
また、図９に示されるように、本実施形態に係るアンテナシステムでは、ガラス面の全体にアンテナ素子を配置することが可能となるため、例えば、屋上や屋内に基地局アンテナを配置する場合と比較して、設置可能なアンテナ素子の数の自由度が大きくなり、より細いビーム形成やビームチルトの調整が可能となる。

【0065】

以上のように、本実施形態に係るアンテナシステムでは、複数の窓ガラスがある面上に複数のアンテナ装置を配置してアレーアンテナを構成した。
本実施形態に係るアンテナシステムによると、窓ガラスの付近に配置するアンテナ装置に関し、効率化を図ることができる。例えば、本実施形態に係るアンテナシステムでは、窓ガラスや壁面（窓ガラス以外の部分）に給電用の穴を開けなくてもよいことから、ガラス強度を劣化することなく、屋内の基地局装置より屋外の無線通信エリアを形成することが可能な基地局アンテナを設計することができ、さらに、アレーアンテナにより良好な放射パターンを形成することができる。

【0066】

［以上の実施形態に係る構成例］
一構成例として、ガラスと、前記ガラスの面に設けられ放射器（例えば、１次放射器）が形成された特殊金属膜と、前記放射器に対して電力を供給する給電部と、を備えるアンテナ装置（例えば、第１実施形態〜第４実施形態に係るアンテナ装置）である。

【0067】

一構成例として、互いに対向して配置される第１のガラス（例えば、屋内側のガラス１）および第２のガラス（例えば、屋外側のガラス２）と、前記第１のガラスにおける前記第２のガラスの側の面に設けられ第１の放射器（例えば、１次放射器２１）が形成された第１の特殊金属膜（例えば、屋内側の特殊金属膜３）と、前記第１の放射器に対して電力を供給する給電部（例えば、給電部５）と、前記第２のガラスにおける前記第１のガラスの側の面に設けられ第２の放射器（例えば、２次放射器２２）が形成された第２の特殊金属膜（例えば、屋外側の特殊金属膜４）と、前記第２のガラスにおける前記第１のガラスとは反対の側の面に設けられた第３の放射器（例えば、３次放射器２３）と、を備えるアンテナ装置（例えば、第１実施形態に係るアンテナ装置）である。
一構成例として、前記第１の特殊金属膜を基準の電位とするアンテナ装置（例えば、第１実施形態に係るアンテナ装置）である。

【0068】

一構成例として、前記給電部は、電磁結合により、または、直接接続により、電力を供給するアンテナ装置（例えば、第１実施形態〜第４実施形態に係るアンテナ装置）である。

【0069】

一構成例として、ガラスと、前記ガラスの面に設けられ放射器が形成された特殊金属膜と、前記放射器に対して電力を供給する給電部と、を備えるアンテナ装置を複数有し、これら複数のアンテナ装置によりアレーアンテナを構成した、アンテナシステム（例えば、第５実施形態に係るアンテナシステム）である。

【0070】

ここで、以上の実施形態では、屋内と屋外との間に設置される窓ガラスにアンテナ装置を組み込む例を示し、「屋内（側）」および「屋外（側）」という表現により配置関係を特定したが、「屋内（側）」および「屋外（側）」という配置関係以外のものに本発明が適用されてもよい。また、以上の実施形態では、建物（例えば、ビル）の窓ガラスにアンテナ装置を組み込む例を示したが、他の構成例として、建物以外（例えば、乗り物など）の窓ガラスにアンテナ装置が組み込まれてもよく、また、窓ガラス以外のガラスにアンテナ装置が組み込まれてもよい。

【0071】

［以上の実施形態のまとめ］
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。

【0072】

また、以上に示した実施形態に係る各装置（例えば、基地局装置）の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、処理を行ってもよい。

【0073】

なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、オペレーティング・システム（ＯＳ：Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）や周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。

【0074】

さらに、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えばＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記のプログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記のプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上記のプログラムは、前述した機能をコンピュータシステムに既に記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

【符号の説明】

【0075】

１、２、１０１、１０２、２０１、２０２、３０１、３０２、２００１、２００２…ガラス、３、４、１０３、２０４、３０３、２００３、２００４…特殊金属膜、５、１０５、２０５、３０５…給電部、６、１０６、２０６、３０６…電源、８、１０８、２０８、２００８…空気層、２１…１次放射器、２２、１２３、２２３、３２３…２次放射器、２３…３次放射器、３１、１３１、２３１、３３１…アンテナカバー、５０１、１００１、１００２…ビル、５１１、１１０１、１２０１、１３０１…壁面、５２１〜５２３、６２１、７２１、１０１２…窓ガラス、８０１、８１１…放射パターン、１０１１、１１１２、１２１２、１３１２…基地局アンテナ、１０２１…ターゲットエリア、１１１１、１２１１、１３１１…基地局装置、１１１３…ケーブル、１３２１、１３２２…アンテナ、２１０１、２１０２…電磁波

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】