6606871 アンテナおよび無線通信機

(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】6606871

(24)【登録日】2019年11月1日

(45)【発行日】2019年11月20日

(54)【発明の名称】アンテナおよび無線通信機

(51)【国際特許分類】

   H01Q 21/24 20060101AFI20191111BHJP

   H01Q 21/08 20060101ALI20191111BHJP

   H01Q 21/28 20060101ALI20191111BHJP

   H01Q 1/38 20060101ALI20191111BHJP

   H01Q 19/10 20060101ALI20191111BHJP

   H01Q 9/04 20060101ALI20191111BHJP

【ＦＩ】

   H01Q21/24

   H01Q21/08

   H01Q21/28

   H01Q1/38

   H01Q19/10

   H01Q9/04

【請求項の数】10

【全頁数】34

(21)【出願番号】特願2015-113546(P2015-113546)

(22)【出願日】2015年6月4日

(65)【公開番号】特開2016-225956(P2016-225956A)

(43)【公開日】2016年12月28日

【審査請求日】2018年5月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004237

【氏名又は名称】日本電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109313

【弁理士】

【氏名又は名称】机 昌彦

(74)【代理人】

【識別番号】100124154

【弁理士】

【氏名又は名称】下坂 直樹

(72)【発明者】

【氏名】塚本 健太

(72)【発明者】

【氏名】鳥屋尾 博

(72)【発明者】

【氏名】小坂 圭史

【審査官】 赤穂 美香

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１４／０７３７０３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００６−３５２２９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２４４２６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０６５６４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／０２７８２４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００４−２４７８３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０４６６８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１６／０３７２８３９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｑ ２１／２４

Ｈ０１Ｑ １／３８

Ｈ０１Ｑ ９／０４

Ｈ０１Ｑ １９／１０

Ｈ０１Ｑ ２１／０８

Ｈ０１Ｑ ２１／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

空隙及び切り欠きを有する環状の第１の導体と、前記環の内側に一端が接続され、他端は前記環の内側に対して第１の間隙をもって配置される第２の導体とを備える平板状の第１のアンテナ素子と、前記切り欠き内に配置された接触導体と、
前記接触導体で橋絡される第２の間隙を有し空隙及び切り欠きを有する環状の第３の導体と、前記環の内部に一端が接続され、他端は前記環の内側に対して第３の間隙をもって配置される第４の導体とを備える平板状の第２のアンテナ素子とを備え、
前記第１及び第２のアンテナ素子は、前記環状の第１の導体の切り欠きの位置に含まれる線分で略直交することを特徴とするアンテナ。

【請求項2】

前記接触導体は、前記第２のアンテナ素子と一体の導体で形成されていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。

【請求項3】

前記第１の導体は誘電体基板の片方の面に貼られた導体箔で形成され、前記第２の導体は前記誘電体基板のもう片方の面に貼られた導体箔で形成され、
前記第２の導体の一端は前記第１の導体とスルーホールで導通し、
前記接触導体は、前記誘電体基板の両面の導体ランドがスルーホールで接続されたものであり、
前記第１のアンテナ素子と前記第２のアンテナ素子の誘電体基板には切れ込みを設けて前記第１のアンテナ素子と前記第２のアンテナ素子それぞれの切れ込みが組み合わさって誘電体基板同士が嵌合し、
前記切り欠きは前記誘電体基板の切れ込みの一部であることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。

【請求項4】

前記第１のアンテナ素子は、誘電体基板に貼られた導体箔によって形成され、
前記第１のアンテナ素子と前記第２のアンテナ素子の誘電体基板には切れ込みを設けて前記第１のアンテナ素子と前記第２のアンテナ素子のそれぞれの切れ込みが組み合わさって誘電体基板同士が嵌合し、
前記切り欠きは前記誘電体基板の切れ込みの一部であることを特徴とする、請求項２に記載のアンテナ。

【請求項5】

前記第１の導体は長手と短手をもつ形状であり、前記線分 は前記短手に略平行であることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載のアンテナ。

【請求項6】

前記線分は前記長手の略中央に位置することを特徴とする請求項５に記載のアンテナ。

【請求項7】

導体からなる反射板と、
前記線分は前記反射板に対して略垂直であり、前記反射板から間隔をあけて配置される請求項１乃至請求項６の何れかに記載の反射板付きアンテナ。

【請求項8】

前記第１のアンテナ素子と前記第２のアンテナ素子は、一端が前記第１の間隙の近傍を含む前記第１の導体の外側に接続され、他端が前記反射板と接続される導体板を、それぞれ更に備えることを特徴とする請求項７に記載の反射板付きアンテナ。

【請求項9】

請求項１乃至請求項７の何れかに記載のアンテナ、または請求項８に記載の反射板付きアンテナを複数備えたことを特徴とするアレイアンテナ。

【請求項10】

請求項１乃至請求項７の何れかに記載のアンテナ、請求項８に記載の反射板付きアンテナ、または請求項９に記載のアレイアンテナを含むことを特徴とする無線通信装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アンテナおよび無線通信機に関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、移動通信や、無線LAN（Local Area Network）通信において通信路容量を向上するために、MIMO（multi-input-multi-output）通信技術が使用されている。このMIMO通信では、しばしば偏波ダイバーシティが使用され、そのためのアンテナとして、直交２偏波アンテナ、或いは複数の直交２偏波アンテナを配列した直交２偏波アレイアンテナが用いられている。そして、直交２偏波アンテナの多くは、回路基板に対してほぼ垂直に配置された２つのアンテナ素子によって実現されている。

【0003】

直交２偏波アンテナは、例えば、特許文献１乃至特許文献３に開示されている。これらの特許文献では、アンテナ素子として２つの直交するダイポールアンテナを用いて直交２偏波アンテナを実現する技術が開示されている。

【0004】

一方、装置の小型化の要求は高まり、特に内蔵アンテナの場合にはアンテナの占有領域の狭小化が求められるため、アンテナの小型化が求められている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第４０７３１３０号公報

【特許文献2】特開２００６−３５２２９３号公報

【特許文献3】特開２００９−１２４４０３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、上記特許文献に示されるようにアンテナ素子としてダイポールアンテナを用いた場合、高いアンテナ効率を確保するためには、アンテナ素子は波長の約半分の大きさを必要とし、これ以上の小型化が困難であった。

【0007】

本発明の目的は、このような課題を解決するためになされたものであり、小型の直交２偏波アンテナを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の目的を達成するために、本アンテナは、空隙及び切り欠きを有する環状の第１の導体と、前記環の内側に一端が接続され、他端は前記環の内側に対して第１の間隙をもって配置される第２の導体を備える平板状の第１のアンテナ素子と、前記切り欠き内に配置された接触導体と、前記接触導体で橋絡される第２の間隙を有し空隙が形成された環状の第３の導体と、前記環の内部に一端が接続され、他端は前記環の内側に対して第３の間隙をもって配置される第４の導体とを備える平板状の第２のアンテナ素子とを備え、前記第１及び第２のアンテナ素子は、各々の外郭線内の領域に含まれる線分で略直交する。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、小型の直交２偏波アンテナを提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第１の実施形態の構成例を示す図である。

【図2】第１の実施形態の構成例を示す図である。

【図3】第１の実施形態の構成例を示す図である。

【図4】第１の実施形態の構成例を示す図である。

【図5】変形例の構成を示す図である。

【図6】変形例の構成を示す図である。

【図7】変形例の構成を示す図である。

【図8】変形例の構成を示す図である。

【図9】変形例の構成を示す図である。

【図10】変形例の構成を示す図である。

【図11】変形例の構成を示す図である。

【図12】変形例の構成を示す図である。

【図13】変形例の構成を示す図である。

【図14】変形例の構成を示す図である。

【図15】変形例の構成を示す図である。

【図16】変形例の構成を示す図である。

【図17】変形例の構成を示す図である。

【図18】変形例の構成を示す図である。

【図19】変形例の構成を示す図である。

【図20】変形例の構成を示す図である。

【図21】変形例の構成を示す図である。

【図22】変形例の構成を示す図である。

【図23】変形例の構成を示す図である。

【図24】変形例の構成を示す図である。

【図25】変形例の構成を示す図である。

【図26】第２の実施形態の構成例を示す図である。

【図27】第２の実施形態の構成例を示す図である。

【図28】第２の実施形態の構成例を示す図である。

【図29】第２の実施形態の構成例を示す図である。

【図30】変形例の構成を示す図である。

【図31】変形例の構成を示す図である。

【図32】第３の実施形態の構成例を示す図である。

【図33】第４の実施形態の構成例を示す図である。

【図34】変形例の構成を示す図である。

【図35】変形例の構成を示す図である。

【図36】変形例の構成を示す図である。

【図37】変形例の構成を示す図である。

【図38】変形例の構成を示す図である。

【図39】変形例の構成を示す図である。

【図40】変形例の構成を示す図である。

【図41】変形例の構成を示す図である。

【図42】変形例の構成を示す図である。

【図43】変形例の構成を示す図である。

【図44】変形例の構成を示す図である。

【図45】変形例の構成を示す図である。

【図46】変形例の構成を示す図である。

【図47】変形例の構成を示す図である。

【図48】第５の実施形態の構成例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

［第１の実施形態］
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
［構成の説明］
まず、本発明の第１の実施形態の構成について、図面を参照して説明する。

【0012】

図１はアンテナ１０の斜視図、図２はアンテナ１０の正面図、図３はアンテナ１０の平面図である。アンテナ１０は、第１のアンテナ素子としてのアンテナ素子１００ａと、第２のアンテナ素子としてのアンテナ素子１００ｂとを有する。図１乃至図３には説明のため図中に直交座標系としてｘ、ｙ、ｚ軸が定義され、第１のアンテナ素子１００ａはｘ軸とｚ軸に平行な面、第２のアンテナ素子１００ｂはｙ軸とｚ軸に平行な面に配置されている。尚、後述する他の図面におけるｘ、ｙ、ｚ軸とアンテナ素子の配置面も同様に決められている。

【0013】

なお、以下の説明において、第１のアンテナ素子１００ａ、第２のアンテナ素子１００ｂの何れかを特定しない場合には、単にアンテナ素子１００と記す場合がある。また、アンテナ素子１００の構成要素について、アンテナ素子１００ａ又は１００ｂの何れかの構成要素であることを明示する場合には、符号ａ又はｂの何れかを付すことにより区別する。

【0014】

図１乃至図３を参照すると、第１のアンテナ素子１００ａと第２のアンテナ素子１００ｂとは互いに一部が重なるように、直交して配置されている。そして、第１のアンテナ素子１００ａ及び第２のアンテナ素子１００ｂのｚ軸方向の中心軸は一致している。

【0015】

尚、第１のアンテナ素子１００ａおよび第２のアンテナ素子１００ｂは、完全に直交しないでほぼ直交する配置でも良い。また、第１のアンテナ素子１００ａおよび第２のアンテナ素子１００ｂの中心軸は完全に一致しないでほぼ一致する配置、或いは後述の変形例に示す様に中心軸がずれた配置でも良い。

【0016】

次に、図４を参照して第１のアンテナ素子１００ａと第２のアンテナ素子１００ｂにおける共通の構成について説明する。図４に示されるように、アンテナ素子１００は、板状の誘電体層１０８（点線で覆われた部分） の片面にＣ字形状導体１０４が形成され、誘電体層１０８を挟んでＣ字形状導体１０４と反対の面に導体給電線１０５が形成される。尚、図４の正面図は、誘電体層１０８を透視するように反対面のＣ字形状導体１０４を描いている。

【0017】

また、誘電体層１０８を挟んだ両面の導体形状、および後述の導体ビア１０６は、両面銅張誘電体基板をエッチング加工することによって実現可能である。更に、導体形状の導体は、銅の他に銀、アルミ、ニッケルなどの導電体材料などとすることも出来る。

【0018】

尚、図１、図２では誘電体層１０８は図示を省略されている。また、後述の図においても、適宜、誘電体層１０８は図示を省略されている。

【0019】

或いは、誘電体層１０８は構成上除外されて、アンテナ１０の導体部分だけが何らかの方法で支持されることで構成されてもよい。更に、誘電体層１０８は、部分的な誘電体の支持部材のみから構成され、少なくとも一部が中空となっていてもよい。

【0020】

次に、Ｃ字形状導体１０４は、スプリットリング共振器として機能する導体であり、環状の導体の一部が不連続となるようにスプリット部１０９が形成された、ほぼＣ字形状の導体である。図１、図２に示される例では、Ｃ字形状導体１０４は、ほぼ長方形の形状であり、その長辺上にスプリット部１０９が形成されている。

【0021】

このスプリット部１０９は、Ｃ字形状導体１０４の一端と他端とが向き合うように形成された間隙である。ここで、Ｃ字形状導体１０４の長手方向（アンテナ素子１００ａについてはｘ軸方向に相当し、アンテナ素子１００ｂについてはｙ軸方向に相当する）の長さは、例えば、λ／４程度である。なお、λは、アンテナ素子の共振周波数において、電磁波が進行する物質中における波長を示す。

【0022】

更に、Ｃ字形状導体１０４と導体給電線１０５とは誘電体層１０８の中を貫く導体ビア１０６で導通している。この導体ビア１０６は、スプリット部１０９を介して向き合うＣ字形状導体１０４の導体部分１１０と導体部分１１１のうち一方の導体部分と、導体給電線１０５の一端とを電気的に接続するビアである。図１および図２に示した例では、ビア１０６は、Ｃ字形状導体１０４の長辺のうちｘｙ面から遠い側の長辺上の導体部分１１０と、導体給電線１０５の一端とを電気的に接続する。

【0023】

また、導体給電線１０５は、給電部１０７からＣ字形状導体１０４へ給電するための伝送線路である。この導体給電線１０５は、図１、図２、および図４に示されるように、例えば、Ｃ字形状導体１０４のｚ軸方向の長さとほぼ等しい長さの導体である。

【0024】

そして、給電部１０７は図示しない給電源からの高周波電力が供給される動作上の給電部である。より具体的には、給電部１０７は、導体給電線１０５の他端（導体ビア１０６と接続していない側）と、この他端近傍のＣ字形状導体１０４の部分との間を電気的に励振可能な給電部である。

【0025】

図１及び図２に示される給電部１０７は、導体給電線１０５がビア１０６で接続されない側でＣ字形状導体１０４と重なる位置を一端とし、その一端の近傍のＣ字形状導体１０４をもう一端として、両端に対して高周波的に給電する。

【0026】

更に、給電部１０７は、例えば図示せぬ無線通信回路あるいは無線通信回路からの無線信号を伝送する伝送線と接続されていて、無線通信回路とアンテナ１０との間で無線信号を伝送する。

【0027】

以上が、第１のアンテナ素子１００ａと第２のアンテナ素子１００ｂにおける共通の構成である。

【0028】

次に、第１のアンテナ素子１００ａと第２のアンテナ素子１００ｂの構成上の違いについて説明する。

【0029】

図４に示されるように、第１のアンテナ素子１００ａと第２のアンテナ素子１００ｂはＣ字形状導体１０４同士が重なる導体交差部５１における構成が異なる。尚、誘電体層１０８は点線で覆われた部分 である。第１のアンテナ素子１００ａは導体交差部５１ａにおいてＣ字形状導体の内側に切り欠きが形成されている。一方、第２のアンテナ素子１００ｂは導体交差部５１ｂにおいてＣ字形状導体の外側に切り欠きが形成されている。図１に示されるように、これらの切り欠きにより第１のアンテナ素子１００ａと第２のアンテナ素子１００ｂは導体交差部５１ａおよび５１ｂにおいて、Ｃ字形状導体が互いに接触することなく配置される。

【0030】

そして、アンテナ１００ａとアンテナ１００ｂは互いに交差して嵌合するため、誘電体層１０８に切れ込み５２ａ、５２ｂが設けられている。切れ込みの箇所は第１のアンテナ素子１００ａと第２のアンテナ素子１００ｂともに、スプリット部１０９の間隙の垂線上（ｚ軸上）であり、切れ込みの幅は誘電体層１０８の厚みと略等しく、かつスプリット部１０９の間隙より短く形成される。

【0031】

また、切れ込み５２ａと５２ｂは、互いに交差して嵌合した際に、アンテナ素子１００ａおよび１００ｂの底面からの距離（ｚ軸の座標）が互いに略等しくなる深さで形成される。すなわち、切れ込みの深さ（ｓ１）と切れ込みの深さ（ｓ２）の合計が、誘電体層１０８の短辺の長さとほぼ一致する長さに形成される。

【0032】

更に、導体交差部５１における各アンテナ素子のＣ字状導体１０４の切り欠きは、誘電体層１０８の切れ込み５２の端部から所定長だけオフセットされており、嵌合時にアンテナ素子間の導体部が互いに接触しない。ただし、アンテナ素子１００ａとアンテナ素子１００ｂの導体部が互いに接触しなければ、導体部のオフセットに手段を限るものではない。

【0033】

以上が、第１のアンテナ素子１００ａと第２のアンテナ素子１００ｂの構成上の違いである。

［動作の説明］
次に、本実施形態の動作について図面を参照して説明する。

【0034】

図４を参照すると、アンテナ素子１００のＣ字形状導体１０４は、リングに沿って流れる電流によるインダクタンスと、スプリット部１０９で対向する導体間に生じるキャパシタンスが直列に接続された、ＬＣ直列共振器として機能する。すなわち、Ｃ字形状導体１０４は、スプリットリング共振器として機能する。このスプリットリング共振器の共振周波数付近では、Ｃ字形状導体１０４に大きな高周波電流が流れ、一部の高周波電流成分が放射に寄与することによりアンテナとして動作する。

【0035】

このとき、Ｃ字形状導体１０４に流れる電流のうち、主に放射に寄与するのはアンテナ素子１００の長手方向（アンテナ素子１００ａについてはｘ軸方向に相当し、アンテナ素子１００ｂについてはｙ軸方向に相当する）の電流成分である。このため、Ｃ字形状導体１０４の長手方向の長さを長くすることで、良好なアンテナ効率を実現することが可能となる。ここで、Ｃ字形状導体１０４の長手方向の長さは、一般的に約λ／４で、素子長が約λ／２であるダイポールアンテナ素子により直交２偏波アンテナを構成する場合とほぼ同等のアンテナ効率が実現される。

【0036】

そして、アンテナ素子１００ａの給電部１０７ａに高周波電力を印加することで、ｘ軸方向の偏波である電磁波が空間に放出される。また、アンテナ素子１００ｂの給電部１０７ｂに高周波電力を印加することで、ｙ軸方向の偏波である電磁波が空間に放出される。このようにして、アンテナ１０は、アンテナ素子１００ａとアンテナ素子１００ｂから直交する２つの偏波の電磁波を放出する。

【0037】

尚、ここまでは、アンテナ１０を送信アンテナとして説明したが、アンテナの可逆定理により、受信アンテナとしても同一特性で動作する。

【0038】

また、図１乃至図４に示されるアンテナ素子１００のＣ字形状導体１０４は略長方形である。しかし、アンテナ素子１００ａ、１００ｂの配置が上記の図１乃至図４に示される配置であれば、アンテナ素子１００ａ、１００ｂは他の形状であっても本発明の本質的な効果には影響を与えない。たとえばアンテナ素子１００ａ、１００ｂの形状は正方形や円形、三角形、ボウタイ形状などであってもよい。

【0039】

更に、図１乃至図４に示されるアンテナ素子１００は、長方形の短辺がｚ軸と平行に配置されているが、アンテナ素子１００の短辺以外の導体面状の線がｚ軸と平行に配置されてもよい。

【0040】

また、一般的にスプリットリング共振器において、スプリットリング（Ｃ字形状導体１０４）のリングの径を大きくして電流経路を長くしてインダクタンスを大きくすると共振周波数が低くなる。或いは、スプリット部１０９で対向する導体間の間隔を狭くしてキャパシタンスを大きくすることでも共振周波数が低くなる。とくにスプリット部１０９で対向する導体間の間隔を狭くする方法は、アンテナ素子１００の全体形状を大きくせずに共振周波数を低周波数化できるため、小型化に適している。

【0041】

尚、アンテナ素子１００ａ、１００ｂは、電磁気的に共振したとき、長手方向（アンテナ素子１００ａについてはｘ軸方向に相当し、アンテナ素子１００ｂについてはｙ軸方向に相当する）の両端部近傍は電気的に開放面となる。従ってアンテナ素子の長手方向の両端部付近は、電界強度が大きく磁界強度が小さい。そしてアンテナ素子１００ａ、１００ｂの長手方向における中央部近傍は電気的に短絡面となり、磁界強度が大きく電界強度が小さい。

【0042】

そこで、図３に示す様に、アンテナ素子１００ａとアンテナ素子１００ｂ、それぞれの中央部付近が直交になる様に配置すると、電界強度が強い部分同士が近接せず、かつ、磁界は直交する。従って、このような配置にすると、アンテナ素子間の結合は小さいので、片方のアンテナ素子が他方のアンテナ素子から影響を受けにくく、アンテナ効率の劣化を抑えられる。

【0043】

上述のように、アンテナ素子１００の中央部近傍の磁界強度は小さいため、Ｃ字形状導体１０４の切り欠きの有無によるアンテナ特性への影響は小さい。しかし、特に導体部に切り欠きがない場合と同一の特性とする際には、Ｃ字形状導体１０４の周囲長に対して誘電体層１０８の厚さ（切り欠きの幅）が十分に小さいことが望ましい。

【0044】

尚、導体ビア１０６と、Ｃ字形状導体１０４との接続位置を変更することで、給電部１０７から見たスプリットリング共振器の入力インピーダンスを変化させることができる。そして、給電部１０７より先の図示せぬ無線通信回路もしくは伝送線のインピーダンスに、スプリットリング共振器の入力インピーダンスを整合させることで、無線通信信号を反射を少なくアンテナに給電することが可能となる。ただし、インピーダンスが整合していない場合でも、本発明の本質的な効果には影響を与えない。

【0045】

本実施形態に示す導体交差部５１ａ，５１ｂの構造を用いることにより、２つのアンテナ素子が等しい高さに配置されても導体部が接触しないので、偏波アンテナ素子間の電磁結合を低減することができる。
以上説明したように、本実施形態に示すアンテナは、アンテナ素子としてダイポールアンテナを用いた直交２偏波アンテナと比べて、より小型の直交２偏波アンテナを実現することが出来る。
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

【0046】

本実施形態に示すアンテナ２０は、第１の実施形態に示すアンテナ１０と比べて構成が異なり、動作は同じである。
［構成の説明］
本発明の第２の実施形態であるアンテナ２０の構成について、図面を参照して説明する。

【0047】

図２６はアンテナ２０の斜視図、図２７はアンテナ２０の正面図、図２８はアンテナ２０の平面図である。尚、以下の説明において、第１の実施形態に示すアンテナ１０の構成要素と同様の構成要素については、同じ符号を付して説明を適宜省略する。また、誘電体層１０８については、アンテナ素子１００ａの誘電体層１０８ａ及びアンテナ素子１００ｂの誘電体層１０８ｂの図示を省略し、後述の図においても誘電体層１０８の図示は、適宜省略されている。

【0048】

図２６に示されるように本実施形態のアンテナ２０は、第１の実施形態に示すアンテナ１０と同様に、第１のアンテナ素子１００と第２のアンテナ素子１００ｂとは互いに一部が重なるように、直交して配置されている。そして、第１のアンテナ素子１００ａ及び第２のアンテナ素子１００ｂのｚ軸方向の中心軸は一致している。

【0049】

そして、図２９に示す様にアンテナ素子１００ｂのＣ字形状導体１０４ｂは、誘電体層端部に設けた切れ込み部５２ｂにおいて途切れている。更に、アンテナ素子１００ａとアンテナ素子１００ｂが直交して配置されると、アンテナ素子１００ｂの途切れた導体を接続するための導体ランド５３と導体ビア５４を、アンテナ素子１００ａのＣ字形状導体１０４ａの環の内側に備えている。

【0050】

第１のアンテナ素子１００ａと第２のアンテナ素子１００ｂにおける共通の構成については第１の実施形態の説明と同じであるため、説明を省略する。

【0051】

次に、本実施形態における第１のアンテナ素子１００ａと第２のアンテナ素子１００ｂの構成上の違いについて説明する。

【0052】

図２６に示されるように、第１のアンテナ素子１００ａと第２のアンテナ素子１００ｂが直交して配置された時に、Ｃ字形状導体１０４が重なる導体交差部５１におけるＣ字形状導体１０４の構成が異なる。第１のアンテナ素子１００ａには導体交差部５１ａにおいてＣ字形状導体１０４の内側に切り欠きが形成されており、切り欠きの近傍のＣ字形状導体１０４ａの環内に、Ｃ字形状導体１０４ａと導通しない導体ビア５４及び導体ランド５３が形成されている。一方、第２のアンテナ素子１００ｂでは、導体交差部５１ｂにおいてＣ字形状導体１０４ｂが途切れている。

【0053】

そして、Ｃ字形状導体１０４ｂの途切れた導体部とアンテナ素子１００ａの導体ランド５３が、はんだ付け等により接続されることで導体ビア５４を介して、Ｃ字形状導体１０４ｂの切り欠きによって途切れた導体部が導通する。

【0054】

このようにして、アンテナ素子１００ａとアンテナ素子１００ｂは導体交差部５１においてそれぞれのＣ字形状導体１０４が互いに接触することなく配置される。

【0055】

続いて、図２９を参照してアンテナ１００ａ、およびアンテナ１００ｂの詳細構造を説明する。アンテナ１００ａとアンテナ１００ｂを交差して嵌合するため、それぞれの誘電体層１０８に切れ込み５２が設けられている。切れ込み箇所は第１のアンテナ素子１００ａと第２のアンテナ素子１００ｂともに、スプリット部１０９の間隙の垂線上（ｚ軸上）であり、切れ込みの幅は誘電体層１０８の厚みと略等しく、かつスプリット部１０９の間隙より狭く形成される。

【0056】

そして、切れ込み５２ａと５２ｂは、互いに直交させて嵌合した際に、アンテナ素子１００ａおよび１００ｂの底面からの距離（ｚ軸の座標）が互いにほぼ等しくなる深さで形成される。すなわち、切れ込み５２ａの深さ（ｓ３）と切れ込み５２ｂの深さ（ｓ４）の合計が、誘電体層１０８の短辺の長さとほぼ一致する長さに形成される。

【0057】

また、アンテナ素子１００ａのＣ字状導体１０４ａの内側、導体ランド５３付近の切れ込みは、Ｃ字状導体１０４ａの短辺よりも短い長さで形成される。

【0058】

そして、アンテナ素子１００ｂの切れ込み５２ｂの部分のＣ字状導体１０４ｂは、上部においてアンテナ素子１００ａの導体ランド５３と接する一方、下部においてはアンテナ素子１００ａのＣ字形状導体１０４ａと接しないようにする。

【0059】

本実施形態のアンテナ２０のアンテナ素子は、第１の実施形態のアンテナ素子と比べると、一方のアンテナ素子のＣ字状導体１０４の内部における切れ込みの深さは浅い。そのため、支持母材である誘電体層１０８が切れ込み部で破損しにくく、嵌合時の接合性が良いという利点を有する。
［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
［構成の説明］
図３２に本実施形態の構成例を示す。

【0060】

本実施形態のアンテナ３０は、アンテナ１０と導体板３１とスペーサ３２からなり、アンテナ１０は第１の実施形態で示したアンテナ１０と同じ構成である。そして、アンテナ１０は導体板３１の上に、スペーサ３２（図の斜線部）によって一定の間隔を保って配置される。このスペーサ３２は、低損失の誘電体などで実現されるが、導体板３１とアンテナ１０を一定間隔で離すことが出来れば空間でも良く、また部分的な支持体であっても良い。

【0061】

また、アンテナ３０における、アンテナ１０は第１の実施形態と同じ構成としたが、これに限らない。アンテナ１０は第２の実施形態で示したアンテナ２０の構成に置き換えられても同様に構成可能である。以下では、アンテナ１０を用いた構成を例に説明する。
［動作の説明］
本実施形態の構成によれば、導体板３１は電波の反射板として作用する。従って、導体板３１のアンテナが配置されている面の方向に電波は放射されるが、導体板３１の反対面には電波は殆ど放射されない。

【0062】

そして、アンテナ１０と導体板３１の間隔（図３２の距離Ｚ）は、アンテナ１０の共振周波数に対応する波長の１／４程度であることが好ましい。図３２の距離Ｚが波長の１／４程度であると、アンテナ１０からｚ軸の正方向に放射された電磁波と、ｚ軸の負方向に放射されて導体板３１で反射された電磁波とが互いに強め合うため、ｚ軸正方向のアンテナ利得が向上する。しかし、距離Ｚが波長の１／４以外の値であっても本発明の本質的な効果には影響を与えない。

【0063】

一方、第１の実施形態に示したアンテナ１０は図１において、ｚ軸の正方向と負方向にほぼ対称に電波は放射される。

【0064】

例えば移動通信網の基地局に用いるアンテナでは、第１の実施形態に示したアンテナ１０の対称形の放射特性であるより、本実施形態に示すアンテナ３０のように一方向に指向性を有する放射特性であることが一般的に求められる。

【0065】

本実施形態に示すアンテナ３０は、一方向に指向性を有する放射特性が求められる場合に有効である。
［第４の実施形態］
次に、本発明の第４の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
［構成の説明］
図３３は本実施形態の構成例を示す図である。

【0066】

本実施形態のアンテナ４０が、第３の実施形態のアンテナ３０と異なる点は、アンテナ素子１００ａ、１００ｂそれぞれに対して、導体板１２３ａ、１２３ｂが設けられていることである。この導体板１２３ａ、および導体板１２３ｂは図３３において斜線 で示されている。そして、導体板１２３はＣ字形状導体１０４の外縁部分に一端が接続され、他端は導体板３１と接続されていて、導体給電線１０５と共に、給電部１０７からＣ字形状導体１０４へ給電するためのマイクロストリップラインを構成する。

【0067】

導体板１２３ がＣ字形状導体１０４の外縁部分と接続する位置は、Ｃ字形状導体１０４のスプリット部１０９と対向する位置近傍である。つまり、導体板１２３は、Ｃ字形状導体１０４の外縁部分のうち、Ｃ字形状導体１０４の中央部の近傍に位置する部分と接続する。ここで、Ｃ字形状導体１０４の中央部とは、Ｃ字形状導体１０４ａについてはｘ軸方向におけるＣ字形状導体１０４ａの中央部分、Ｃ字形状導体１０４ｂについてはｙ軸方向におけるＣ字形状導体１０４ｂの中央部分を指す。

【0068】

そして、給電部１０７は、導体給電線１０５の延伸された側の一端部分と、給電部１０７の配置位置近傍の導体板１２３との間を電気的に励振可能である。また、導体板３１の裏側、即ちアンテナ４０の逆側には、例えば、図示しない発振器、増幅器などを含む無線回路等が配置されてもよい。

【0069】

また、アンテナ４０のアンテナ素子１００ａおよびアンテナ素子１００ｂは、第３の実施形態に示されるアンテナ３０のアンテナ素子１００ａ、１００ｂと同様に導体板３１に対する高さが一致するように導体板３１に対して垂直に配置されている。このため、図３６に示すように、アンテナ素子１００ａには切れ込み５２ａが、アンテナ素子１００ｂには切れ込み５２ｂが設けられているので、アンテナ素子１００ａとアンテナ素子１００ｂを交差して組合わせることが出来る。

【0070】

また、第３の実施形態と同様に、アンテナ素子１００ａおよびアンテナ素子１００ｂに対し、導体板３１は短絡面となる。従って、アンテナ素子の共振特性への影響を抑えるため、図３３乃至図３５のアンテナ素子１００ａ、１００ｂと導体板３１との間の距離Ｚは以下の条件であることがより望ましい。即ち、距離Ｚはアンテナ素子の共振周波数における波長の略４分の１であることがより望ましい。ただし、波長の略４分の１でない場合でも、本発明の本質的な効果には影響を与えない。

【0071】

また、第１の実施形態の構成と異なる点として、切れ込み５２aの深さ（ｓ１）はＣ字形状導体１０４の環内の長さにとどめる必要はなく、導体板１２３の領域まで延伸することも可能である。

【0072】

ただし、アンテナ素子１００ａの切れ込み５２ａの深さが、Ｃ字形状導体部１０４から導体板導体給電部１２３まで延伸するほど、アンテナ素子１００ａにおける電流経路が導体給電部にまで迂回して流れることになる。そのため、アンテナ素子１００ａとアンテナ素子１００ｂ間の特性上の差異が大きくなるので、切れ込み５２ａの深さについては適宜調整が必要である。

【0073】

以上説明した点において、アンテナ４０は第３の実施形態にかかるアンテナ３０と異なるが、他の構成はアンテナ３０と同様である。

【0074】

また、図３３乃至図３５に示す導体板１２３は導体板３１に接続しているが、必ずしも接続している必要はない。なお、導体給電線１０５、導体ビア１０６、給電部１０７の位置は、スプリット部１０９の左右どちらに位置しても、本発明の本質的な効果には影響を与えない。
［動作の説明］
次に、本実施形態の動作について説明する。

【0075】

一般的に、高周波信号の伝送線路をアンテナ素子に接続すると、アンテナ素子近傍の伝送線の配置や形状などによって、アンテナ素子の共振特性が変化してしまうことが多い。

【0076】

図３３乃至図３６に示すように、導体板１２３がアンテナ素子１００に接続する部分は、アンテナ素子１００の下側の長手方向のほぼ中央部に位置している。この位置は、第１の実施形態の説明で述べたように、共振器であるＣ字形状導体１０４において、高周波的な短絡面であり電界強度が小さい部分である。したがって、導体板１２３を上記のように接続した場合、導体板１２３は、共振特性に影響を与えるようなリアクタンスを殆ど生じない。その結果、アンテナ素子１００ａ、１００ｂの共振特性は殆ど変化しないことを発明者らは見出した。

【0077】

本実施形態では、導体給電線１０５と導体板１２３とで、給電部１０７とアンテナ素子１００を結ぶ伝送線路を形成している。そして、この伝送線路の接続位置は、上記に説明したように高周波的な短絡面近傍であるためアンテナ素子１００の共振特性への影響は少ない。

【0078】

一方、給電部１０７がアンテナ素子１００に近いと、アンテナ素子１００の共振特性はアンテナから遠ざかる側の給電部から先の給電線路や回路の影響を受け易い。しかし、上記の導体給電線１０５と導体板１２３からなる伝送線路を用いることにより、給電部１０７をアンテナ素子１００とは遠い位置に設けることが可能となる。その結果、アンテナ素子１００は、給電部から先、アンテナとは逆側の給電線路や回路の影響を受けにくく、安定した共振特性が得られる。

【0079】

次に、設計上の留意点について述べる。

【0080】

導体板１２３は上述の通り、共振時における電気的短絡面に相当するアンテナ素子１００の外縁部の長手方向ほぼ中央に接続されることが好ましい。

【0081】

そして、アンテナ素子１００の外縁部の長手方向ほぼ中央から、長手方向の長さの1／４の範囲内程度であれば、おおよそ電気的短絡面と見做せるため、アンテナ素子１００と導体板１２３は、この範囲内で接続することが望ましい。

【0082】

しかし、導体板１２３が上記以外の範囲に位置していても本発明の本質的な効果には影響を与えない。

【0083】

また、給電部１０７から観測するアンテナ４０のインピーダンスは、第１の実施形態に関する説明で述べたように、導体ビア１０６とＣ字形状導体１０４との接続位置に依存する。ただし、本実施の形態に係るアンテナ４０においては、延伸された導体給電線１０５と導体板１２３とで構成された伝送線路の特性インピーダンスにも依存する。

【0084】

そして上述の伝送線路の特性インピーダンスは、スプリットリング共振器の入力インピーダンスと整合していることが望ましい。ただし、インピーダンスが整合していない場合でも、本発明の本質的な効果には影響を与えない。

【0085】

以上のように本実施形態によれば、第３の実施形態に係る効果に加え、アンテナ素子の共振特性に対する伝送線の影響が抑えられた直交２偏波アンテナが実現される。
［第５の実施形態］
次に第５の実施形態について、図４８を参照して説明する。

【0086】

本実施形態のアンテナ２００は、平板状の第１のアンテナ素子２１１と平板状の第２のアンテナ素子２１２と接触導体２１３とを備える。そして、第１のアンテナ素子２１１は、空隙及び切り欠きを有する環状の第１の導体２０１と、前記環の内側に一端が接続され、他端は前記環の内側に対して第１の間隙をもって配置される第２の導体２０２とを備える。更に、アンテナ２００は、接触導体２１３は前記切り欠き内に配置される。また、第２のアンテナ素子２１２は、前記接触導体２１３で橋絡される第２の間隙を有し空隙が形成された環状の第３の導体２２１と、前記環の内部に一端が接続され、他端は前記環の内側に対して第３の間隙をもって配置される第４の導体２２２とを備える。そして、前記第１のアンテナ素子２１１及び第２のアンテナ素子２１２は、各々の外郭線内の領域に含まれる線分で略直交する。

【0087】

本実施形態のアンテナ２００は、空隙を有する環状の第１の導体２０１と、前記環の内部に一端が接続され、他端は前記環の内側に対して第１の間隙をもって配置される第２の導体２０２とを有する平板状の第１のアンテナ素子２１１を備える。更に、アンテナ２００は、前記第１のアンテナ素子２１１と略合同形状の第２のアンテナ素子２１２とを備え、前記第２のアンテナ素子２１２は前記第１のアンテナ素子２１１を通る１つの軸に対して９０度回転した位置に配置される。そして、アンテナ２００は、前記第１のアンテナ素子２１１の前記第１の導体２０１に切り欠きを有し、更に前記切り欠き内に接触導体２１３を有する。また、前記第２のアンテナ素子２１２の第１の導体２２１は第２の間隙を有し、前記第２の間隙を挟む前記第２のアンテナ素子２１２の前記第１の導体２２１は前記接触導体２１３と接触する。

【0088】

以上説明したように、本実施形態に示すアンテナは、小型の直交２偏波アンテナを実現することが出来る。

【0089】

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、上記実施形態に限定されるものではなく、次のように拡張または変形できる。
（変形例１）
第１の実施形態に示すアンテナ１０は、例えば無線LAN（Local Area Network）などの無線通信装置や、移動通信基地局におけるアンテナ部として、適宜組み込まれてもよい。図５に、アンテナ１０を備えた無線通信装置の一例である無線通信装置１１を示す。図５に示された無線通信装置１１は、アンテナ１０、アンテナ１０を機械的に保護する誘電体レドーム１１２、無線通信回路部１１４、アンテナ１０のアンテナ素子１００と無線通信回路部１１４との間で無線信号を伝送する伝送線１１３を備える。尚、図５において、誘電体レドーム１１２は図示を省略している。
（変形例２）
また、第１の実施形態に示すアンテナ１０を複数個用いて、アレイアンテナを構成することが出来る。図６に、アンテナ１０を複数個用いて構成されたアレイアンテナ１２の上面図を示す。このアレイアンテナ１２は、例えば、アンテナ１０をアンテナ素子１００の共振周波数の電磁波の波長の約２分の１ずつ離して複数並べた構成となっている。
（変形例３）
更に、変形例２のアレイアンテナ１２を用いて無線通信装置を構成することが出来る。図７は、アレイアンテナ１２を用いて構成された無線通信装置１３を示す図である。無線通信装置１３は、アレイアンテナ１２、誘電体レドーム１１２、伝送線１１３、無線通信回路ユニット１１５を備える。更に、無線通信装置１３は、この他に、例えばベースバンド処理部などを備えてもよい。なお、図７において誘電体レドーム１１２は、図示を省略している。
（変形例４）
第１の実施形態で述べたように、アンテナ素子同士の結合を抑えるためには、図３に示すようにアンテナ素子１００ａと１００ｂは中央部で交差するように配置することが好ましい。しかし、アンテナ素子１００ｂは必ずしも中央部で交差するように配置する必要はない。図８及び図９はアンテナ素子１００ｂが中央部以外の箇所でアンテナ素子１００ａと交差する配置を示す図である。

【0090】

図８はアンテナ１０の正面図であり、図９はアンテナ１０の平面図である。図８及び図９で示した例では、アンテナ素子１００ｂの嵌合時の交差箇所が、アンテナ素子１００ｂの長手方向における中央部からずれた位置で重なるように配置されている。このように、アンテナ素子１００ｂの中央部以外の位置で重なるように配置されてもよい。
（変形例５）
次に、第１の実施形態に示すアンテナ１０の、別の変形例を示す。

【0091】

アンテナ素子１００は、必ずしも図１、図２に示す構造でなくともよく、さらに構造上の工夫がなされていてもよい。図１０乃至図２４は、アンテナ素子１００の構成の種々の変形例を示す図である。尚、アンテナ素子１００ａとアンテナ素子１００ｂは、導体切り欠き部以外の構造は同一であるため、図１０乃至図２４では切欠き部を省略している。

【0092】

例えば、図１０に示すアンテナ素子１００では、誘電体層１０８が、Ｃ字形状導体１０４に対して大きな寸法で作られている。第１の実施形態に示すアンテナ１０は、Ｃ字形状導体１０４の外側の辺が外形と一致するため、アンテナ素子の製作時に外形を切断する際に、Ｃ字形状導体の外側の辺も切断して寸法がずれるおそれがある。誘電体層１０８の寸法と比べてＣ字形状導体１０４の寸法は、アンテナの特性を大きく変化させる。

【0093】

そこで、誘電体層１０８がＣ字形状導体１０４より大きい寸法であれば、誘電体層１０８を切断する際にＣ字形状導体１０４を切断するおそれは極めて少なくなり、Ｃ字形状導体１０４の寸法のずれを防ぐことができる。
（変形例６）
更に、アンテナ素子１００の別の変形例を示す。

【0094】

第１の実施形態で示した図４の構成では、Ｃ字形状導体１０４の支持母材である誘電体基板に対してアンテナ素子１００ａの切り欠きが深く形成されるため、誘電体基板１０８が切り欠き部で破断する懸念がある。そこで、図２５に示すように、誘電体基板１０８のｚ軸方向の寸法を大きくすると、アンテナ１０の支持母材が強化されるため、嵌合時におけるアンテナ１０の破断を防ぐ効果がある。
（変形例７）
また、第１の実施形態で示した図４のアンテナ素子１００は、導体ビア１０６を用いずに、図１１に示す様に導体給電線１０５の一端が直接Ｃ字形状導体１０４の上部に電気的に接続しても良い。更に、図１１に示す様に導体給電線１０５が銅線などの線状導体であってもよい。
（変形例８）
或いは、第１の実施形態で示した図１の導体給電線１０５に代わり、図１２に示される様に複数の導体給電線を用いて構成されてもよい。図１２に示すアンテナ素子１００は、Ｃ字形状導体１０４と同じ層に導体給電線１５１、Ｃ字形状導体１０４と異なる層に導体給電線１５２、及び導体ビア１５３を備える。そして、導体給電線１５１の一端は、Ｃ字形状導体１０４の導体部分１１１と電気的に接続する。また、導体給電線１５２の一端は、給電部１０７と電気的に接続している。さらに、導体給電線１５１の他端と導体給電線１５２の他端とは、導体ビア１５３を介して電気的に接続している。
（変形例９）
更に、第１の実施形態に示すアンテナ素子１００の変形例を図１３に示す。

【0095】

図１３のアンテナ素子１００は、Ｃ字形状導体１０４の給電部側の長辺上の一部分が切り欠かれている。そして、切り欠かれた部分に導体給電線１０５が通されている。さらに、導体給電線１０５と、切り欠きを形成するＣ字形状導体１０４端部との間を電気的に励振するように給電部１０７が設けられている。

【0096】

このような構成の場合、Ｃ字形状導体１０４及び導体給電線１０５は同一の層に形成できるため、製作が容易である。ただし、Ｃ字形状導体１０４が切り欠かれたことによるスプリットリング共振器の共振特性の劣化を補うためにさらなる工夫がなされてもよい。例えば、図１４に示すように、アンテナ素子１００は、スプリットリング共振器の切り欠かれた部分を導体給電線１０５に接触せずに導通させる架橋導体１１６を備えてもよい。
（変形例１０）
また、アンテナ素子１００は、電気特性向上のための工夫がさらになされていてもよい。第１の実施形態で説明した様に、Ｃ字形状導体１０４に流れる電流のうち、主に放射に寄与するのはアンテナ素子１００の長手方向（アンテナ素子１００ａについてはｘ軸方向に相当し、アンテナ素子１００ｂについてはｙ軸方向に相当する）の電流成分である。そこで、図１５に示すアンテナ素子１００では、Ｃ字形状導体１０４の長手方向の両端部の短辺に導体放射部１１７が接続されている。なお、導体放射部１１７はＣ字形状導体１０４と同じ素材であってもよい。このような構成によって、放射に寄与するＣ字形状導体１０４の長手方向の電流成分が導体放射部１１７に誘導されるため、アンテナ効率が向上する。なお、導体放射部１１７は、Ｃ字形状導体１０４の片方の端にのみ設けられていてもよい。
(変形例１１)
変形例１０で示した導体放射部１１７の形状は、上述の形状に限らず種々変形可能である。

【0097】

変形例１０で示した図１５のアンテナ素子１００では、導体放射部１１７とＣ字形状導体１０４とが接続する部分のそれぞれの辺の大きさが一致する形状を示したが、導体放射部１１７の形状はこれに限定されるものではない。そして、導体放射部１１７とＣ字形状導体１０４とが連結する部分について、それぞれの辺の長さが同じでなくてもよい。例えば、図１６および図１７に示すアンテナ素子１００のように、導体放射部１１７とＣ字形状導体１０４とが接続する部分において、導体放射部１１７の辺がＣ字形状導体１０４の辺よりも長くても良い。図１６および図１７に示すアンテナ素子１００は、Ｃ字形状導体１０４に加えて導体放射部１１７が加わることでアンテナ素子１００の長手方向の導体部分が大きくなり、放射に寄与する部分が拡大するので、より良好なアンテナ効率を実現する。

【0098】

また、図１８に示すアンテナ素子１００のように、Ｃ字形状導体１０４の形状はｚ軸方向が長辺となる長方形であってもよい。また、導体放射部１１７は、長方形に限らず正方形や円形、三角形などの形状であってもよい。
（変形例１２）
また、第１の実施形態で説明した様に、スプリットリング共振器は、スプリットリングの大きさを大きくすると電流経路が長くなり、その結果、インダクタンスが大きくなるので、共振周波数は低くなる。或いは、スプリットリング共振器は、スプリット部１０９で対向する導体間の間隔を狭くしてキャパシタンスを大きくすることでも、共振周波数を低くすることが出来る。

【0099】

このとき、キャパシタンスを大きくする別の方法として、スプリット部１０９で対向するＣ字形状導体１０４の面積を増加させる方法がある。図１９に示すアンテナ素子１００は、スプリット部１０９を介して対向するＣ字形状導体１０４の両端部が、対向する向きとほぼ直角に屈曲することで、スプリット部１０９で対向するＣ字形状導体１０４の導体厚み方向の断面積を増加させている。

【0100】

アンテナの共振周波数を低くする技術は、所望の共振周波数においてアンテナを小型化する技術と同義であり、本変形例はアンテナの小型化の技術である。
（変形例１３）
更にアンテナの小型化技術として、図２０又は図２１に示されるように、アンテナ素子１００はＣ字形状導体１０４の存在する層とは異なる層に補助導体パターンを設けることにより、スプリット部１０９において対向する導体面積を増加させてもよい。図２０及び図２１に示されるアンテナ素子１００は、Ｃ字形状導体１０４の存在する層とは異なる層に２つの補助導体パターン１１８を設けている。そして、２つの補助導体パターン１１８は、それぞれ、Ｃ字形状導体１０４の屈曲した端部と対向するよう、同様に屈曲した形状となっている。更に、スプリット部１０９を介して対向するＣ字形状導体１０４の各端部の近傍と、各補助導体パターン１１８とは、導体ビア１１９により電気的に接続されている。

【0101】

このような構成をとることにより、スプリットリング共振器中のスプリット部１０９において対向する導体面積は増加する。なお、図２０に示される例では、２つの補助導体パターン１１８は、導体給電線１０５と同じ層に配設されている。また、図２１に示されるアンテナ素子１００の２つの補助導体パターン１１８は、Ｃ字形状導体１０４とも導体給電線１０５とも異なる層に形成されている。

【0102】

また、図２２に示すアンテナ素子１００は、スプリット部１０９を介して向き合うＣ字形状導体１０４の両部分のうち一方の部分と電気的に接続し、他方の部分と対向する補助導体パターン１１８を少なくとも一つ備える。なお、図２２に示すアンテナ素子１００の補助導体パターン１１８は、導体ビア１１９によりＣ字形状導体１０４と電気的に接続している。更に、補助導体パターン１１８がスプリットを挟む一方の導体部分に対して設けられ、この補助導体パターン１１８とスプリットを挟む他方の導体部分の一部が、Ｃ字形状導体１０４の層と補助導体パターン１１８の層との間で対向している。このように、補助導体パターン１１８を形成することで、スプリット部１０９において対向する導体の導体厚み方向の断面積は増加する。

【0103】

なお、図２２に示すアンテナ素子１００では、補助導体パターン１１８と、導体給電線１０５とが同じ層に配置されているが、異なる層に配置されてもよい。また、図２０乃至図２２に示される例では、Ｃ字形状導体１０４の両端部及び補助導体パターン１１８は、屈曲した形状であるが、屈曲していない形状であってもよいし、別の形状であってもよい。
（変形例１４）
更に、アンテナの小型化技術として、アンテナ素子１００は図２３に示されるようにＣ字形状導体１０４に加え、Ｃ字形状導体１０４と同様の構成のＣ字形状導体１２０を設けて構成してもよい。ここで、図２３に示したアンテナ素子１００は、Ｃ字形状導体１０４及び導体給電線１０５とは異なる層に、第２のＣ字形状導体であるＣ字形状導体１２０を有している。また、Ｃ字形状導体１０４の層とＣ字形状導体１２０の層は、導体給電線１０５の層を挟むように構成されていて、Ｃ字形状導体１０４及びＣ字形状導体１２０は、複数の導体ビア１２１によって互いに電気的に接続されている。

【0104】

そして、Ｃ字形状導体１０４及びＣ字形状導体１２０は、ひとつのスプリットリング共振器として動作する。ここでスプリット部で対向する導体は、Ｃ字形状導体１０４の導体と、Ｃ字形状導体１２０の両方の導体で対向している。スプリット部のキャパシタンスは、Ｃ字形状導体１０４だけのキャパシタンスより大きくなるため、アンテナ素子１００の形状を更に小型化する事が可能となる。

【0105】

尚、本構成によれば、導体給電線１０５は互いに導通した導体であるＣ字形状導体１０４及び１２０と複数の導体ビア１２１とで、周囲の多くの部分が囲まれる。そのため、導体給電線１０５からの不要な電磁波の放射が低減される効果もある。
（変形例１５）
また、図２４に示すアンテナ素子１００は、Ｃ字形状導体１０４の層とＣ字形状導体１２０の層とに挟まれた層に補助導体パターン１１８が形成されている。そして、補助導体パターン１１８は、導体ビア１１９によりＣ字形状導体１０４におけるスプリット部１０９付近の導体部分、及びＣ字形状導体１２０におけるスプリット部１２２付近の導体部分と電気的に接続している。このように補助導体パターン１１８を追加することによってＣ字形状導体１０４のスプリット部１０９及びＣ字形状導体１２０のスプリット部１２２で対向する導体面積が増加し、スプリット部１２２のキャパシタンスを増加させることが可能となる。従って、図２４に示すアンテナ素子１００は、変形例１４で示した図２３のアンテナ素子１００より、更に小型化する事が可能となる。

【0106】

なお、図２３、図２４におけるアンテナ素子１００は、Ｃ字形状導体１０４だけでなく、誘電体を介して対抗するＣ字形状導体１２０にも、Ｃ字形状導体部に同サイズの明示していない切り欠きを有する。この切り欠きは、第１の実施形態で示した図４の切り欠き５１ａ、５１ｂと同様に、２つのアンテナ素子を直交配置する際に、アンテナ素子間でＣ字形状導体１０４及びＣ字形状導体１２０の導体交差部が接触しないために設けられる。
（変形例１６）
次に、第２の実施形態の種々の変形例について以下説明する。なお、以下に説明する種々の変形例を適宜組み合わせてもよい。

【0107】

図２６に示すアンテナ２０のようにアンテナ素子１００ａとアンテナ素子１００ｂは、それぞれの中央部同士が重なるように配置することが好ましいが、アンテナ素子１００は必ずしも中央部が重ならなくても良い。図３１はアンテナ２０の他の配置例を示す平面図である。そして、図３０はアンテナ２０のアンテナ素子１００ａとアンテナ素子１００ｂの正面図である。

【0108】

図３０及び図３１で示したアンテナ２０におけるアンテナ素子１００は、アンテナ素子１００の嵌合時の交差箇所が、アンテナ素子１００の長手方向における略中央部からずれた位置で重なるように配置されている。このように、アンテナ素子１００の略中央部以外の位置で重なるように配置されてもよい。

【0109】

そして、図３０に示すアンテナ２０において、アンテナ素子１００ａのＣ字形状導体の上部と、アンテナ素子１００ｂのＣ字形状導体の下部は切り欠きによって途切れている。また、アンテナ素子１００ａの環内部に導体ビア５３ａ及び導体ランド５４ａと、アンテナ素子１００ｂの環内部に導体ビア５３ｂ及び導体ランド５４ｂを備えている。アンテナ素子１００ａとアンテナ素子１００ｂはそれぞれの途切れた導体部を、他方のアンテナ素子に設けられた導体ビア及び導体ランドによって接続している。
（変形例１７）
次に、第４の実施形態の変形例を示す。

【0110】

第４の実施形態の説明で用いた図３３乃至図３６に示す例では、アンテナ素子１００ａの切り欠き部５２ａを導体板１２３まで延伸した構成とした。この様な構成であっても、第２の実施形態に示したアンテナ素子１００と同様、図３７に示されるようにアンテナ素子１００は、補助導体パターンと導体ビアを用いた構成とすることが出来る。
（変形例１８）
続いて、第４の実施形態の別の変形例を図３８に示す。図３８に示すアンテナ４０のように、アンテナ素子１００ａに接続する導体板１２３ａと、アンテナ素子１００ｂに接続する導体板１２３ｂは接触しないように間隔をあけて配置されてもよい。ただし、導体板１２３ａと導体板１２３ｂとは、導体板３１を介して互いに電気的に導通している。
（変形例１９）
更に第４の実施形態の変形例として図３９に示す様に、延伸された導体給電線１０５と導体板１２３により構成されるコプレーナ線路を伝送線路としてもよい。図３９に示す例では、Ｃ字形状導体１０４、導体給電線１０５、および導体板１２３が、同一の層に形成されている。

【0111】

そして、Ｃ字形状導体１０４は導体板３１に近い長辺上の一部分が切り欠かれている。導体板１２３には、Ｃ字形状導体１０４の切り欠きに続くスリットがあり、導体給電線１０５はＣ字形状導体１０４の切り欠きと導体板１２３のスリットの間を通って導体板３１側へと延伸している。

【0112】

このようにして、導体給電線１０５と導体板１２３とでコプレーナ線路が構成される。
（変形例２０）
また、第４の実施形態の変形例として図４０に示すアンテナ素子１００は、前記変形例１４の図２３に示すアンテナ素子１００と同様、Ｃ字形状導体１０４に加え、Ｃ字形状導体１０４と同一形状のＣ字形状導体１２０によって構成される。このＣ字形状導体１２０は、Ｃ字形状導体１０４および導体給電線１０５とは異なる層に配置されている。また、Ｃ字形状導体１０４に導体板１２３が接続されるのと同様に、Ｃ字形状導体１２０にはＣ字形状導体１２０と同じ層の導体板１２４が接続されている。そして、導体給電線１０５の層は、Ｃ字形状導体１０４および導体板１２３の層と、Ｃ字形状導体１２０および導体板１２４の層に挟まれる。

【0113】

そして、Ｃ字形状導体１０４およびＣ字形状導体１２０は、複数の導体ビア１２１によって互いに電気的に接続されている。また、導体板１２３および導体板１２４も複数の導体ビア１２５によって互いに電気的に接続されている。

【0114】

このような構成にすると、導体給電線１０５は導体板１２３および導体板１２４、および複数の導体ビア１２５によって多くの部分が導体で囲まれるため、導体給電線１０５からの不要な電磁波の放射を低減することが可能となる。
（変形例２１）
或いは第４の実施形態の変形例として、図４１に示すように変形例１９および変形例２０に示した伝送線路に代えて同軸線路を用いてもよい。図４１に示されるアンテナ４０の、アンテナ素子１００は、第１の実施形態と同様の導体給電線１０５を有する。また、アンテナ素子１００には、同軸ケーブル１３０が連結されている。同軸ケーブル１３０は、芯線１３１と外部導体１３２とから構成されている。ここで、芯線１３１は、導体給電線１０５と接続し、外部導体１３２は、Ｃ字形状導体１０４の下端に接続されている。また、給電部１０７は芯線１３１と外部導体１３２との間を電気的に励振するように設けられている。

【0115】

また、図４２に示すように、同軸ケーブルが導体板３１の裏側（ｚ軸負方向側）に設けられてもよい。図４２および図４３は、同軸ケーブルを導体板３１の裏側に設けた場合のアンテナ４０の一例を示す図である。図４２、図４３に示した例では、導体板３１に貫通口であるクリアランス１２６が設けられている。また、このクリアランス１２６の位置に対応する導体板３１の裏側（ｚ軸の負の方向側）の位置には、コネクタ１２７が設けられている。コネクタ１２７は、図示しない同軸ケーブルを接続するコネクタである。

【0116】

そして、コネクタ１２７の外部導体１２９は導体板３１と接続されている。そしてコネクタ１２７の芯線１２８は、クリアランス１２６の内部を通って導体板３１の表側（ｚ軸の正の方向側）に貫通して、アンテナ素子１００の導体給電線１０５と接続されている。さらに、給電部１０７は、コネクタ１２７の芯線１２８と外部導体１２９との間を電気的に励振可能である。

【0117】

このような構成にすると、無線通信回路などはアンテナ４０に対して導体板３１に隠れる位置に配置されるため、無線通信回路などはアンテナ４０の放射特性に影響を与えない。なお、図４２および図４３に示した例では、導体板３１の裏側の伝送線路を図示しない同軸ケーブルとしているが他の伝送線路でも良い。
（変形例２２）
また、第４の実施形態のアンテナ４０を複数並べてアレイアンテナを構成する際、複数のアンテナ４０の間で誘電体層１０８を共有するように構成してもよい。図４４、図４５に示されるアレイアンテナ１４では、同一平面に配置される複数のアンテナ素子１００ａと複数の導体板１２３ａが１枚の誘電体層１０８ａに形成されている。また、同様に同一平面に配置される複数のアンテナ素子１００ｂと複数の導体板１２３ｂが共通の誘電体層１０８ｂに形成されている。

【0118】

このようにアレイアンテナを構成することで、複数のアンテナ素子１００、および複数の導体板１２３の組み立て作業が軽減できる。

【0119】

尚、図４４、および図４５のアレイアンテナ１４の例では、隣接するアンテナ素子４０の配列と誘電体基板１０８の平面の方向が一致するように構成しているが、異なる配列構成でも本発明の本質的な効果に影響を与えない。例えば、図４６、図４７はアレイアンテナ１４の別の配列構成を示す図である。各アンテナ４０が４５度傾いて配置されており、同様に同一平面状に並ぶアンテナ素子を、共通の誘電体層１０８に形成している。

【0120】

図４６および図４７に示す構成は、アレイアンテナ１４の外形が決められていて、偏波を任意の方向に設定する場合に有効な構成である。

【0121】

上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。

【0122】

（付記１）
空隙及び切り欠きを有する環状の第１の導体と、前記環の内側に一端が接続され、他端は前記環の内側に対して第１の間隙をもって配置される第２の導体を備える平板状の第１のアンテナ素子と、
前記切り欠き内に配置された接触導体と、
前記接触導体で橋絡される第２の間隙を有し空隙が形成された環状の第３の導体と、前記環の内部に一端が接続され、他端は前記環の内側に対して第３の間隙をもって配置される第４の導体とを備える平板状の第２のアンテナ素子とを備え、
前記第１及び第２のアンテナ素子は、各々の外郭線内の領域に含まれる線分で略直交することを特徴とするアンテナ。

【0123】

（付記２）
前記接触導体は、前記第１のアンテナ素子と一体の導体で形成されていることを特徴とする付記１に記載のアンテナ。

【0124】

（付記３）
前記第１の導体は誘電体基板の片方の面に貼られた導体箔で形成され、前記第２の導体は前記誘電体基板のもう片方の面に貼られた導体箔で形成され、
前記第２の導体の一端は前記第１の導体とスルーホールで導通し、
前記接触導体は、前記誘電体基板の両面の導体ランドがスルーホールで接続されたものであり、
前記第１のアンテナ素子と前記第２のアンテナ素子の誘電体基板には切れ込みを設けて前記第１のアンテナ素子と前記第２のアンテナ素子それぞれの切れ込みが組み合わさって誘電体基板同士が嵌合し、
前記切り欠きは前記誘電体基板の切れ込みの一部であることを特徴とする付記１に記載のアンテナ。

【0125】

（付記４）
前記第１のアンテナ素子は、誘電体基板に貼られた導体箔によって形成され、
前記第１のアンテナ素子と前記第２のアンテナ素子の誘電体基板には切れ込みを設けて前記第１のアンテナ素子と前記第２のアンテナ素子のそれぞれの切れ込みが組み合わさって誘電体基板同士が嵌合し、
前記切り欠きは前記誘電体基板の切れ込みの一部であることを特徴とする、付記２に記載のアンテナ。

【0126】

（付記５）
前記第１の導体は長手と短手をもつ形状であり、前記線分は前記短手に略平行であることを特徴とする付記１乃至付記４の何れかに記載のアンテナ。

【0127】

（付記６）
前記線分は前記長手の略中央に位置することを特徴とする付記５に記載のアンテナ。

【0128】

（付記７）
前記空隙を介して向き合う前記第１のアンテナ素子の前記第１の導体の両部分が、対向する方向と略直交する方向に屈曲した形状であることを特徴とする、付記１乃至付記６の何れかに記載のアンテナ。

【0129】

（付記８）
前記空隙を介して対向する前記第１のアンテナ素子の前記第１の導体の対向部分に接続され、前記対向部分と共に対向する導体を更に備えることを特徴とする、付記１乃至付記７の何れかに記載のアンテナ。

【0130】

（付記９）
前記第１のアンテナ素子は、前記第１の導体と略合同形状で、平板状の面が略平行に配置される第５の導体 を更に備え、前記第１の導体と前記第５の導体とは複数の接続導体で接続されることを特徴とする付記１乃至付記８の何れかに記載のアンテナ。

【0131】

（付記１０）
導体からなる反射板と、
前記線分は前記反射板に対してほぼ垂直であり、前記反射板から間隔をあけて配置される付記１乃至付記９の何れかに記載のアンテナとを含むことを特徴とする反射板付きアンテナ。

【0132】

（付記１１）
前記第１のアンテナ素子と前記第２のアンテナ素子は、一端が前記第１の間隙の近傍を含む前記第１の導体の外側に接続され、他端が前記反射板と接続される導体板を、それぞれ更に備えることを特徴とする付記１０に記載の反射板付きアンテナ。

【0133】

（付記１２）
導体からなる反射板と、
前記線分は前記反射板に対してほぼ垂直であり、前記反射板から間隔をあけて配置される付記１０に記載のアンテナとを含む反射板付きアンテナにおいて、
前記第１のアンテナ素子と前記第２のアンテナ素子は、一端が前記第１の間隙の近傍を含む前記第１の導体の外側に接続され、他端が前記反射板と接続される導体板と、
一端が前記第１の間隙の近傍を含む前記第３の導体の外側に接続され、他端が前記反射板と接続される導体板とをそれぞれ更に備えることを特徴とする反射板付きアンテナ。

【0134】

（付記１３）
前記第１のアンテナ素子と前記第２のアンテナ素子は、外導体の一端が前記第１の間隙の近傍を含む前記第１の導体の外側に接続され、前記外導体の他端が前記反射板に貫通する穴の周囲と接続され、芯線の一端が前記第２の導体の第１の導体に接続されていない側の端部に接続され、前記芯線の他端は前記穴の内部を貫通することを特徴とする付記１０に記載の反射板付きアンテナ。

【0135】

（付記１４）
付記１乃至付記９の何れかに記載のアンテナ、または付記１０乃至付記１３の何れかに記載の反射板付きアンテナを複数備えることを特徴とするアレイアンテナ。

【0136】

（付記１５）
付記１０乃至付記１３の何れかに記載の反射板付きアンテナを複数備え、
前記反射板は前記複数のアンテナで共通の１枚の反射板であることを特徴とするアレイアンテナ。

【0137】

（付記１７）
付記１乃至付記９の何れかに記載のアンテナ、付記１０乃至付記１３の何れかに記載の反射板付きアンテナ、または付記１４乃至付記１５の何れかに記載のアレイアンテナを含むことを特徴とする無線通信装置。

【符号の説明】

【0138】

１０ アンテナ
１２ アレイアンテナ
１３ 無線通信装置
１４ アレイアンテナ
２０ アンテナ
３０ アンテナ
３１ 導体板
３２ スペーサ
５１ 導体交差部
５１ａ 導体交差部
５１ｂ 導体交差部
５２ 切れ込み
５２ａ 切れ込み
５２ｂ 切れ込み
５３ａ 導体ビア
５３ 導体ビア
５３ｂ 導体ビア
５４ 導体ランド
５４ａ 導体ランド
５４ｂ 導体ランド
１００ アンテナ素子
１００ａ アンテナ素子
１００ｂ アンテナ素子
１０４ Ｃ字形状導体
１０４ｂ Ｃ字形状導体
１０５ 導体給電線
１０６ 導体ビア
１０７ 給電部
１０７ａ 給電部
１０８ 誘電体層
１０８ａ 誘電体層
１０８ｂ 誘電体層
１０９ スプリット部
１０９ｂ スプリット部
１１０ 導体部分
１１１ 導体部分
１１２ 誘電体レドーム
１１３ 伝送線
１１５ 無線通信回路ユニット
１１６ 架橋導体
１１７ 導体放射部
１１８ 補助導体パターン
１１９ 導体ビア
１２０ Ｃ字形状導体
１２１ 導体ビア
１２２ スプリット部
１２３ 導体板
１２３ａ 導体板
１２３ｂ 導体板
１２４ 導体板
１２５ 導体ビア
１２６ クリアランス
１２７ コネクタ
１２８ 芯線
１２９ 外部導体
１３０ 同軸ケーブル
１３１ 芯線
１３２ 外部導体
１５１ 導体給電線
１５２ 導体給電線
１５３ 導体ビア
２００ アンテナ
２０１ 第１の導体
２０２ 第２の導体
２１１ 第１のアンテナ素子
２１２ 第２のアンテナ素子
２１３ 接触導体
２２１ 第３の導体
２２２ 第４の導体

【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】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】

【図36】

【図37】

【図38】

【図39】

【図40】

【図41】

【図42】

【図43】

【図44】

【図45】

【図46】

【図47】

【図48】