特許 6853857 アンテナ

(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】6853857

(24)【登録日】2021年3月16日

(45)【発行日】2021年3月31日

(54)【発明の名称】アンテナ

(51)【国際特許分類】

   H01Q 21/06 20060101AFI20210322BHJP

   H01Q 13/08 20060101ALI20210322BHJP

【ＦＩ】

   H01Q21/06

   H01Q13/08

【請求項の数】8

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2019-138885(P2019-138885)

(22)【出願日】2019年7月29日

(65)【公開番号】特開2021-22857(P2021-22857A)

(43)【公開日】2021年2月18日

【審査請求日】2020年2月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005186

【氏名又は名称】株式会社フジクラ

(74)【代理人】

【識別番号】110000176

【氏名又は名称】一色国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】シャレンドラ カウシャル

(72)【発明者】

【氏名】官 寧

(72)【発明者】

【氏名】韓 旭

【審査官】 岸田 伸太郎

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０２３８０８４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 WEINSCHEL,Henry et al.，"A CYLINDRICAL ARRAY OF CIRCULARLY POLARIZED MICROSTRIP ANTENNA"，1975 Antennas and Propagation Society International Symposium，１９７５年，pp.177-180

【文献】 JOSHI,Abhishek et al.，"Edge Perturbation Effect in Polygonal Patch Antennas"，2015 International Conference on Signal Processing , Computing and Control (ISPCC)，２０１５年，pp.97-101

【文献】 HIRANO,Takuichi et al.，"4 x 4 Pentagonal Patch Array Antenna for Breast Cancer Detection"，2016 IEEE Conference on Antenna Measurements & Applications (CAMA)，２０１６年

【文献】 LOPES,Meryl et al.，"Design and Simulation of Frequency Reconfigurable Microstrip Patch Antenna for C band and X band Ap，2017 International Conference on Computing , Communication , Control and Automation (ICCUBEA)，２０１７年

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｑ １／０００−２５／０４

ＩＥＥＥ Ｘｐｌｏｒｅ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１主面及びその反対側の第２主面を有した誘電体層と、
前記第１主面に形成された地導体層と、
前記第２主面に形成された導電性の第１放射素子と、
前記第１放射素子と並んで前記第２主面に形成された導電性の第２放射素子と、を備え、
前記第１放射素子は、第１頂部に対している直線状の第１辺に平行な方向における幅が、前記第１辺から前記第１頂部への向きで漸減する第１不均一幅部を有し、
前記第２放射素子は、第２頂部に対している直線状の第２辺に平行な方向における幅が、前記第２辺から前記第２頂部への向きで漸減する第２不均一幅部を有し、
前記第２辺と前記第１辺とが一直線上に配置されている
アンテナ。

【請求項2】

前記第１不均一幅部が前記第１頂部を含み、
前記第１放射素子は前記第１不均一幅部から前記第１辺の方に続いた第１均一幅部を有し、
前記第１均一幅部が前記第１辺を含み、前記第１辺に平行な方向における前記第１均一幅部の幅が均一であり、
前記第２不均一幅部が前記第２頂部を含み、
前記第２放射素子は前記第２不均一幅部から前記第２辺の方に続いた第２均一幅部を有し、
前記第２均一幅部が前記第２辺を含み、前記第２辺に平行な方向における前記第２均一幅部の幅が均一である
請求項１に記載のアンテナ。

【請求項3】

前記第１不均一幅部の両側部の辺が直線状に形成され、前記第２不均一幅部の両側部の辺が直線状に形成されている
請求項２に記載のアンテナ。

【請求項4】

前記第１不均一幅部の両側部の辺が曲線状に形成され、前記第２不均一幅部の両側部の辺が曲線状に形成されている
請求項１又は２に記載のアンテナ。

【請求項5】

前記第１放射素子が前記第１頂部から前記第１辺に下ろした垂線に関して線対称な形状であり、
前記第２放射素子が前記第２頂部から前記第２辺に下ろした垂線に関して線対称な形状である
請求項１から４の何れか一項に記載のアンテナ。

【請求項6】

前記第１放射素子と前記第２放射素子が、前記第１放射素子と前記第２放射素子との間にあるとともに前記第１辺に対して垂直な対称線に関して互いに対称的である
請求項１から５の何れか一項に記載のアンテナ。

【請求項7】

前記第２主面に形成され、前記第１頂部から延出した導電性の第１給電線路と、
前記第２主面に形成され、前記第２頂部から延出して、前記第１給電線路の前記第１放射素子から遠位の端部に電気的に接続される導電性の第２給電線路と、
前記第１給電線路の前記第１放射素子から遠位の端部と前記第２給電線路の前記第２放射素子から遠位の端部とから延びた導電性の伝送線路と、
を更に備える請求項１から６の何れか一項に記載のアンテナ。

【請求項8】

前記伝送線路は、前記第１給電線路の前記第１放射素子から遠位の端部と前記第２給電線路の前記第２放射素子から遠位の端部とから、前記第１辺から前記第１頂部への向きに前記第１辺に対して垂直に延び、
前記第１放射素子と前記第２放射素子が前記伝送線路の中心線に関して互いに線対称であり、前記第１給電線路と前記第２給電線路が前記伝送線路の中心線に関して互いに線対称である
請求項７に記載のアンテナ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アンテナに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、直結給電方式且つ共平面給電方式のアレイアンテナが開示されている。直結給電方式とは、給電線路がアンテナ素子に直接接続されている給電方式のことをいう。共平面給電方式とは、給電線路とアンテナ素子が共通の平面に形成されている給電方式のことをいう。

【0003】

特許文献１に記載されているように、地導体層が誘電体基板の一方の面に形成され、複数のアンテナ素子及び複数の給電線路が誘電体基板の他方の面に形成されている。複数のアンテナ素子が直線状に配列され、給電線路がアンテナ素子からそれぞれ延設されている。アンテナ素子の列の両端に位置するエンドアンテナ素子から延びた給電線路の終端は開放されており、それらエンドアンテナ素子は無給電素子となっている。エンドアンテナ素子以外のミドルアンテナ素子から延びた給電線路の終端は送受信回路に接続されており、それらミドルアンテナ素子は給電素子となる。両端の無給電素子は、給電素子の指向性の差を緩和するために設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１７−０４６１０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、特定の方向に強く電波を送受する指向性アンテナであっても、強く電波を送受できる放射方角の範囲が広いことが望まれる。

【0006】

そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、強く電波を送受できる放射方角の範囲が広いアンテナを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するための主たる発明は、第１主面及びその反対側の第２主面を有した誘電体層と、前記第１主面に形成された地導体層と、前記第２主面に形成された導電性の第１放射素子と、前記第１放射素子と並んで前記第２主面に形成された導電性の第２放射素子と、を備え、前記第１放射素子は、第１頂部に対している直線状の第１辺に平行な方向における幅が、前記第１辺から前記第１頂部への向きで漸減する第１不均一幅部を有し、前記第２放射素子は、第２頂部に対している直線状の第２辺に平行な方向における幅が、前記第２辺から前記第２頂部への向きで漸減する第２不均一幅部を有するアンテナである。

【0008】

本発明の他の特徴については、後述する明細書及び図面の記載により明らかにする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、アンテナによって強く電波を送受できる放射方角の範囲が広い。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第１実施形態のアンテナの斜視図である。

【図2】第１実施形態のアンテナの導体パターン層の平面図である。

【図3】第１実施形態の変形例のアンテナの導体パターン層の平面図である。

【図4】第２実施形態のアンテナの導体パターン層の平面図である。

【図5】第３実施形態のアンテナの導体パターン層の平面図である。

【図6】第４実施形態のアンテナの導体パターン層の平面図である。

【図7】第１実施形態の変形例のアンテナの反射係数と周波数との関係を示したグラフである。

【図8】第１実施形態の変形例のアンテナの利得と放射方角との関係を示したグラフである。

【図9】第２実施形態のアンテナの反射係数と周波数との関係を示したグラフである。

【図10】第２実施形態のアンテナの利得と放射方角との関係を示したグラフである。

【図11】第３実施形態のアンテナの反射係数と周波数との関係を示したグラフである。

【図12】第３実施形態のアンテナの利得と放射方角との関係を示したグラフである。

【図13】比較例のアンテナの反射係数と周波数との関係を示したグラフである。

【図14】第４実施形態のアンテナの利得と放射方角との関係を示したグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

後述する明細書及び図面の記載から、少なくとも以下の事項が明らかとなる。

【0012】

第１主面及びその反対側の第２主面を有した誘電体層と、前記第１主面に形成された地導体層と、前記第２主面に形成された導電性の第１放射素子と、前記第１放射素子と並んで前記第２主面に形成された導電性の第２放射素子と、を備え、前記第１放射素子は、第１頂部に対している直線状の第１辺に平行な方向における幅が、前記第１辺から前記第１頂部への向きで漸減する第１不均一幅部を有し、前記第２放射素子は、第２頂部に対している直線状の第２辺に平行な方向における幅が、前記第２辺から前記第２頂部への向きで漸減する第２不均一幅部を有するアンテナが明らかとなる。

【0013】

以上のように、第１不均一幅部を有する第１放射素子と、第２不均一幅部を有する第２放射素子とが並んでいるため、アンテナによって強く電波を送受できる放射方角の範囲を広くすることができる。

【0014】

前記第１不均一幅部が前記第１頂部を含み、前記第１放射素子は前記第１不均一幅部から前記第１辺の方に続いた第１均一幅部を有し、前記第１均一幅部が前記第１辺を含み、前記第１辺に平行な方向における前記第１均一幅部の幅が均一であり、前記第２不均一幅部が前記第２頂部を含み、前記第２放射素子は前記第２不均一幅部から前記第２辺の方に続いた第２均一幅部を有し、前記第２均一幅部が前記第２辺を含み、前記第２辺に平行な方向における前記第２均一幅部の幅が均一である。

【0015】

以上によれば、第１放射素子が第１不均一幅部及び第１均一幅部を有し、第１放射素子と並んだ第２放射素子が第２不均一幅部及び第２均一幅部を有するため、アンテナによって強く電波を送受できる放射方角の範囲をさらに広くすることができる。

【0016】

前記第１不均一幅部の両側部の辺が直線状に形成され、前記第２不均一幅部の両側部の辺が直線状に形成されていてもよい。

【0017】

前記第１不均一幅部の両側部の辺が曲線状に形成され、前記第２不均一幅部の両側部の辺が曲線状に形成されていてもよい。

【0018】

前記第１放射素子が前記第１頂部から前記第１辺に下ろした垂線に関して線対称な形状であり、前記第２放射素子が前記第２頂部から前記第２辺に下ろした垂線に関して線対称な形状であってもよい。

【0019】

前記第２辺と前記第１辺とが一直線上に配置されていてもよい。

【0020】

前記第１放射素子と前記第２放射素子が、前記第１放射素子と前記第２放射素子と間にあるとともに前記第１辺に対して垂直な対称線に関して互いに対称的であってもよい。

【0021】

前記アンテナが、前記第２主面に形成され、前記第１頂部から延出した導電性の第１給電線路と、前記第２主面に形成され、前記第２頂部から延出して、前記第１給電線路の前記第１放射素子から遠位の端部に電気的に接続される導電性の第２給電線路と、前記第１給電線路の前記第１放射素子から遠位の端部と前記第２給電線路の前記第２放射素子から遠位の端部とから延びた導電性の伝送線路とを更に備えてもよい。

【0022】

前記伝送線路は、前記第１給電線路の前記第１放射素子から遠位の端部と前記第２給電線路の前記第２放射素子から遠位の端部とから、前記第１辺から前記第１頂部への向きに前記第１辺に対して垂直に延び、前記第１放射素子と前記第２放射素子が前記伝送線路の中心線に関して互いに線対称であり、前記第１給電線路と前記第２給電線路が前記伝送線路の中心線に関して互いに線対称であってもよい。

【0023】

＝＝＝実施の形態＝＝＝
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

【0024】

＜＜＜第１の実施の形態＞＞＞
図１はアンテナ１の斜視図である。
このアンテナ１は、マイクロ波又はミリ波の周波数帯の電波の送信若しくは受信又はこれらの両方に利用される。

【0025】

このアンテナ１は、マイクロストリップアンテナである。アンテナ１は、誘電体層１０と、誘電体層１０の一方の主面に形成された導体パターン層２０と、誘電体層１０の他方の主面に形成された地導体層３０と、を備える。ここで、層の主面とは、その層の表側の表面と、その反対側の表面をいう。なお、保護誘電体層が導体パターン層２０に被覆するようにして誘電体層１０の一方の主面に形成されてもよいし、それに加えて又はそれとは別に、保護誘電体層が地導体層３０を被覆してもよい。

【0026】

誘電体層１０は樹脂（例えば液晶ポリマー、ポリイミド）、繊維強化樹脂（例えばガラス繊維強化エポキシ樹脂、ガラス布基材エポキシ樹脂、ガラス布基材ポリフェニレン・エーテル樹脂）、フッ素樹脂又はセラミックからなる。誘電体層１０は単層体であってもよいし、積層体であってもよい。誘電体層１０はフレキシブルであってもよいし、リジッドであってもよい。

【0027】

導体パターン層２０及び地導体層３０は銅等の導電性金属材料からなる。

【0028】

図２は導体パターン層２０の平面図である。図２には、方向を表す補助線又は記号として、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を示す。Ｚ軸は誘電体層１０の厚み方向に対して平行であるとともに、アンテナ１の放射面（導体パターン層２０が形成された誘電体層１０の一方の主面）に対して垂直である。

【0029】

導体パターン層２０は例えばサブトラクティブ法又はアディティブ法等によって形状加工（パターニング）されたものである。これにより、導体パターン層２０には、第１給電線路２２、第２給電線路２３、伝送線路２４、第１放射素子２５及び第２放射素子２６が形成されている。

【0030】

第１放射素子２５は、頂点２５ｊを通ってＹ軸に平行な対称線２５ｕに関して対称的な五角形に形成されている。この対称線２５ｕは、頂点２５ｊから対辺２５ａに下ろした垂線でもある。以下、頂点２５ｊを第１頂点２５ｊともいい、第１頂点２５ｊに対している辺２５ａを第１辺２５ａともいう。

【0031】

第１放射素子２５の何れの辺２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅも直線である。第１頂点２５ｊに対している第１辺２５ａはＸ軸に対して平行であり、第１辺２５ａの両端の各々から延びた辺２５ｂ，２５ｃがＹ軸に対して平行であり、辺２５ｂ，２５ｃの長さが互いに等しい。辺２５ｂ，２５ｃが互いに平行であるため、第１放射素子２５のうち辺２５ｂ，２５ｃによって挟まれた領域２５ｓのＸ軸方向の幅Ｗ１は頂点２５ｆ，２５ｇから頂点２５ｈ，２５ｉにかけて均一である。以下、この領域２５ｓを第１均一幅部２５ｓという。

【0032】

第１辺２５ａの両端の頂点２５ｆ，２５ｇにおける内角は直角である。辺２５ｂに関して頂点２５ｆの反対側の頂点２５ｈにおける内角は鈍角であり、辺２５ｃに関して頂点２５ｇの反対側の頂点２５ｉにおける内角は鈍角であり、頂点２５ｈにおける内角と頂点２５ｉにおける内角は互いに等しい。頂点２５ｈから第１頂点２５ｊに延びる辺２５ｄの長さと、頂点２５ｉから第１頂点２５ｊに延びる辺２５ｅの長さとは、互いに等しい。

【0033】

辺２５ｄ，２５ｅは第１頂点２５ｊに向かって互いに近づくように第１辺２５ａに対して傾斜する。そのため、第１放射素子２５のうち辺２５ｄ，２５ｅによって挟まれた領域２５ｔのＸ軸方向の幅Ｗ２は第１辺２５ａから第１頂点２５ｊの向きで漸減し、その領域２５ｔで最大幅は第１均一幅部２５ｓの幅Ｗ１に等しい。以下、この領域２５ｔを第１不均一幅部２５ｔという。

【0034】

第１頂点２５ｊにおける内角は鋭角である。但し、第１頂点２５ｊにおける内角が直角又は鈍角であってもよい。

【0035】

第１放射素子２５と第２放射素子２６はＸ軸方向に並列されている。第２放射素子２６の形状は、対称線２５ｕに対して平行であり且つ第１放射素子２５と第２放射素子２６との間にある対称線２７に関して、第１放射素子２５の形状と対称的であるため、第２放射素子２６の形状は第１放射素子２５の形状と合同である。従って、第２放射素子２６は、頂点２６ｊを通ってＹ軸に平行な対称線２６ｕに関して対称的な五角形に形成されている。この対称線２６ｕは、頂点２６ｊから頂点２６ｊに対している辺２６ａに下ろした垂線でもある。以下、頂点２６ｊを第２頂点２６ｊともいい、第２頂点２６ｊに対している辺２６ａを第２辺２６ａともいう。

【0036】

第２辺２６ａはＸ軸に対して平行であり、第２辺２６ａと第１辺２５ａが一直線上に配置されている。第２辺２６ａの両端の各々から延びた辺２６ｂ，２６ｃがＹ軸に対して平行であり、辺２６ｂ，２６ｃの長さが互いに等しい。辺２６ｂ，２６ｃが互いに平行であるため、第２放射素子２６のうち辺２６ｂ，２６ｃによって挟まれた領域２６ｓのＸ軸方向の幅Ｗ３は頂点２６ｆ，２６ｇから頂点２６ｈ，２６ｉにかけて均一である。以下、この領域２６ｓを第２均一幅部２６ｓという。

【0037】

第２辺２６ａの両端の頂点２６ｆ，２６ｇにおける内角は直角である。辺２６ｂに関して頂点２６ｆの反対側の頂点２６ｈにおける内角は鈍角であり、辺２６ｃに関して頂点２６ｇの反対側の頂点２６ｉにおける内角は鈍角であり、頂点２６ｈにおける内角と頂点２６ｉにおける内角は互いに等しい。頂点２６ｈから第２頂点２６ｊに延びる辺２６ｄの長さと、頂点２６ｉから第２頂点２６ｊに延びる辺２６ｅの長さとは、互いに等しい。

【0038】

辺２６ｄ，２６ｅは第２頂点２６ｊに向かって互いに近づくように第２辺２６ａに対して傾斜する。そのため、第２放射素子２６のうち辺２６ｄ，２６ｅによって挟まれた領域２６ｔのＸ軸方向の幅Ｗ４は第２辺２６ａから第２頂点２６ｊの向きで漸減し、その領域２６ｔで最大幅は第２均一幅部２６ｓの幅Ｗ３に等しい。以下、この領域２６ｔを第２不均一幅部２６ｔという。

【0039】

第２頂点２６ｊにおける内角は鋭角である。但し、第２頂点２６ｊにおける内角が直角又は鈍角であってもよい。

【0040】

隣り合う第１放射素子２５の辺２５ｂと第２放射素子２６の辺２６ｃは互いに平行であり、これら辺２５ｂ，２６ｃの間の間隔Ｄ１は頂点２５ｆ，２６ｇから頂点２５ｈ，２６ｉにかけて均一である。また、放射素子２５，２６の不均一幅部２５ｔ，２６ｔのＸ軸方向の幅Ｗ２，Ｗ４が辺２５ａ，２６ａから頂点２５ｊ，２６ｊの向きで漸減するため、隣り合う第１放射素子２５の辺２５ｄと第２放射素子２６の辺２６ｅとの間の間隔Ｄ２は第１辺２５ａから第１頂点２５ｊの向きで漸増する。

【0041】

Ｌ字型の第１給電線路２２の基端部が第１放射素子２５の第１頂点２５ｊに電気的に接続されている。第１給電線路２２は第１放射素子２５の第１頂点２５ｊからＹ軸負方向に直線状に延びて、その先において９０°に曲折してＸ軸正方向に直線状に延びており、第１給電線路２２の第１放射素子２５からの遠位の端部が伝送線路２４の一方の端部２４ｂに電気的に接続されている。つまり、第１給電線路２２は、第１放射素子２５の第１頂点２５ｊからＹ軸負方向に直線状に延びる第１給電線部２２ａと、第１給電線部２２ａの第１放射素子２５からの遠位の端部から伝送線路２４の一方の端部２４ｂへＸ軸正方向に直線状に延びる第２給電線部２２ｂと、を有する。

【0042】

Ｌ字型の第２給電線路２３の基端部が第２放射素子２６の第２頂点２６ｊに電気的に接続されている。第２給電線路２３は第２放射素子２６の第２頂点２６ｊからＹ軸負方向に直線状に延びて、その先において９０°に曲折してＸ軸負方向に直線状に延びており、第２給電線路２３の第１放射素子２５からの遠位の端部が伝送線路２４の一方の端部２４ｂに電気的に接続されている。つまり、第２給電線路２３は、第２放射素子２６の第２頂点２６ｊからＹ軸負方向に直線状に延びる第３給電線部２３ａと、第３給電線部２３ａの第２放射素子２６からの遠位の端部から伝送線路２４の一方の端部２４ｂへＸ軸負方向に直線状に延びる第４給電線部２３ｂと、を有する。

【0043】

第１給電線路２２の物理長と第２給電線路２３の物理長は互いに等しい。第１給電線路２２の第１給電線部２２ａの物理長と第２給電線路２３の第３給電線部２３ａの物理長は互いに等しく、第１給電線路２２の第２給電線部２２ｂの物理長と第２給電線路２３の第４給電線部２３ｂの物理長は互いに等しい。

【0044】

第２給電線路２３の形状は、対称線２７に関して、第１給電線路２２の形状と対称的である。

【0045】

伝送線路２４は、給電線路２２，２３の放射素子２５，２６からの遠位の端部からＹ軸負方向に直線状に延びている。伝送線路２４の中心線は対称線２７と一致する。この伝送線路２４の他方の端部２４ａは給電点である。つまり、伝送線路２４の端部２４ａは不図示のＲＦＩＣ（Radio Frequency Integrated Circuit）の端子に接続されている。ＲＦＩＣは送信機、受信機又は送受信機である。なお、伝送線路２４は、ＲＦＩＣの端子と給電線路２２，２３とのインピーダンス整合を取る変成器として機能してもよい。

【0046】

上述のような形状の放射素子２５，２６が並列されているため、アンテナ１によって強く電波を送受できる放射方角の範囲が広い。

【0047】

なお、図３に示すように、第１放射素子２５の第１頂点２５ｊであって第１給電線部２２ａの両側には、第１頂点２５ｊから第１放射素子２５の内側に向けて第１給電線部２２ａに対して平行に切り欠かれたノッチ２５ｋ，２５ｋが形成されていてもよい。そのため、第１給電線部２２ａが第１放射素子２５の第１頂点２５ｊから第１放射素子２５の内側に延長されて、その延長部２２ｃを介して第１放射素子２５に電気的に接続されている。このようなノッチ２５ｋ，２５ｋが形成されているため、第１給電線路２２と第１放射素子２５のインピーダンス整合が取られている。同様に、第２放射素子２６の第２頂点２６ｊであって第３給電線部２３ａの両側には、第２頂点２６ｊから第２放射素子２６の内側に向けて第３給電線部２３ａに対して平行に切り欠かれたノッチ２６ｋ，２６ｋが形成され、第３給電線部２３ａが第２放射素子２６の第２頂点２６ｊから第２放射素子２６の内側に延長されて、その延長部２３ｃを介して第２放射素子２６に電気的に接続されていてもよい。延長部２２ｃ，２３ｃの長さは互いに等しい。

【0048】

＜＜＜第２の実施の形態＞＞＞
図４は、第２実施形態のアンテナの導体パターン層２０の平面図である。以下、第２実施形態のアンテナと第１実施形態の変形例（図３参照）のアンテナとの相違点について説明する。また、第２実施形態のアンテナと第１実施形態の変形例のアンテナとの間で互いに対応する部分には同一の符号を付す。

【0049】

第１実施形態の変形例では、第１放射素子２５の何れの辺２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅも直線である。それに対して、第２実施形態では、第１放射素子２５の第１不均一幅部２５ｔの両側部の辺２５ｄ，２５ｅが外方へ凸状の曲線状に形成されている。同様に、第２放射素子２６の第２不均一幅部２６ｔの両側部の辺２６ｄ，２６ｅが外方へ凸状の曲線状に形成されている。辺２５ｄ，２５ｅが曲線状であっても、第１不均一幅部２５ｔのＸ軸方向の幅Ｗ２は第１辺２５ａから第１頂点２５ｊの向きで漸減し、辺２６ｄ，２６ｅが曲線状であっても、第２不均一幅部２６ｔのＸ軸方向の幅Ｗ４は第２辺２６ａから第２頂点２６ｊの向きで漸減する。以上の点を除いて、第２実施形態のアンテナと第１実施形態の変形例のアンテナ１との間で互いに対応する部分は同様に設けられている。

【0050】

上述のような形状の放射素子２５，２６が並列されているため、第２実施形態のアンテナによって強く電波を送受できる放射方角の範囲が広い。

【0051】

＜＜＜第３の実施の形態＞＞＞
図５は、第３実施形態のアンテナの導体パターン層２０の平面図である。以下、第３実施形態のアンテナと第１実施形態の変形例（図３参照）のアンテナとの相違点について説明する。

【0052】

第１実施形態の変形例では、第１放射素子２５及び第２放射素子２６が五角形に形成されている。それに対して、第３実施形態では、第１放射素子１２５及び第２放射素子１２６が半円若しくは半楕円又はそれらに近似した形状に形作られている。以下、第１放射素子１２５及び第２放射素子１２６の形状について詳細に説明する。

【0053】

第１放射素子１２５は、第１頂部１２５ｊと、第１頂部１２５ｊに対している第１辺１２５ａとを有する。第１頂部１２５ｊから第１辺１２５ａに下ろした垂線は対称線１２５ｕであり、第１放射素子１２５はその対称線１２５ｕに関して対称的な半円若しくは半楕円又はそれらに近似した形状に形作られている。第１辺１２５ａは、Ｘ軸に対して平行な直線状に形成されている。

【0054】

辺１２５ｄが第１辺１２５ａの一端１２５ｆから第１頂部１２５ｊへ延びて湾曲しており、辺１２５ｅが辺１２５ａの他端１２５ｇから第１頂部１２５ｊへ延びて湾曲している。辺１２５ｄ，１２５ｅは外方へ凸状の曲線状に形成されている。よって、第１放射素子１２５は第１不均一幅部１２５ｔのみで構成され、第１不均一幅部１２５ｔのＸ軸方向の幅Ｗ２は第１辺１２５ａから第１頂部１２５ｊの向きで漸減する。

【0055】

第１放射素子１２５と第２放射素子１２６はＸ軸方向に並列されている。第２放射素子１２６の形状は、対称線１２５ｕに対して平行であり且つ第１放射素子１２５と第２放射素子１２６との間にある対称線１２７に関して、第１放射素子１２５の形状と対称的であるため、第２放射素子１２６の形状は第１放射素子１２５の形状と合同である。従って、第２放射素子１２６は、頂部１２６ｊを通ってＹ軸に平行な対称線１２６ｕに関して対称的な形状をしている。この対称線１２６ｕは、第２頂部１２６ｊから第２頂部１２６ｊに対している第２辺１２６ａに下ろした垂線でもある。

【0056】

第２辺１２６ａの一端１２６ｆから第２頂部１２６ｊへ延びた辺１２６ｄは、外方へ凸状の曲線状に形成されている。第２辺１２６ａの他端１２６ｇから第２頂部１２６ｊへ延びた辺１２６ｅは、外方へ凸状の曲線状に形成されている。よって、第２放射素子１２６は第２不均一幅部１２６ｔのみで構成され、第２不均一幅部１２６ｔのＸ軸方向の幅Ｗ４は第２辺１２６ａから第２頂部１２６ｊの向きで漸減する。隣り合う第１放射素子１２５の辺１２５ｄと第２放射素子１２６の辺１２６ｅとの間の間隔Ｄ２は、第１辺１２５ａから第１頂部１２５ｊの向きで漸増する。

【0057】

Ｌ字型の第１給電線路２２の基端部が第１放射素子１２５の第１頂部１２５ｊに電気的に接続されて、Ｌ字型の第２給電線路２３の基端部が第２放射素子１２６の第２頂部１２６ｊに電気的に接続されている。第１給電線路２２、第２給電線路２３及び伝送線路２４の形状は第１実施形態の変形例の場合と同一であるので、これらの詳細な説明を省略する。

【0058】

第１放射素子１２５の第１頂部１２５ｊであって第１給電線路２２の第１給電線部２２ａの両側には、第１頂部１２５ｊから第１放射素子の内側に向けて第１給電線部２２ａに対して平行に切り欠かれたノッチ１２５ｋ，１２５ｋが形成されている。同様に、第２給電線路２３の第３給電線部２３ａの両側にも、第３給電線部２３ａに対して平行に切り欠かれたノッチ１２６ｋ，１２６ｋが形成されている。

【0059】

上述のような形状の放射素子１２５，１２６が並列されているため、第３実施形態のアンテナによって強く電波を送受できる放射方角の範囲が広い。

【0060】

＜＜＜比較例＞＞＞
図６は、比較例のアンテナの導体パターン層２２０の平面図である。図６に示すように、比較例では、Ｘ軸方向に並列された放射素子２２５，２２６の形状は矩形状である。第１放射素子２２５の互いに平行な辺２２５ａ，２２５ｊはＸ軸に対して平行であり、他の互いに平行な辺２２５ｂ，２２５ｃはＹ軸に対して平行であり、第１放射素子２２５のＸ軸方向の幅Ｗ５は均一である。第２放射素子２２６の互いに平行な辺２２６ａ，２２６ｊはＸ軸に対して平行であり、他の互いに平行な辺２２６ｂ，２２６ｃはＹ軸に対して平行であり、第２放射素子２２６のＸ軸方向の幅Ｗ６は均一である。また、第１放射素子２２５と第２放射素子２２６との間の間隔Ｄ５は均一である。

【0061】

第１〜第３実施形態のアンテナの放射範囲は比較例のアンテナより広い。以下、第１〜第３実施形態のアンテナの放射範囲が広く、比較例のアンテナの放射範囲が狭いことについてシミュレーションにより検証する

【0062】

＜＜＜検証＞＞＞
図７は、第１実施形態の変形例のアンテナ１の反射係数と周波数との関係のシミュレーション結果を示したグラフである。図７に示すように、第１実施形態の変形例のアンテナは、周波数が 28 [GHz]においてＳパラメータの反射係数Ｓ１１が極小値をとるような周波数特性となる。

【0063】

図８は、第１実施形態の変形例のアンテナによって放射される 28 [GHz] の電波の指向性のシミュレーション結果を示したグラフである。横軸はＹＺ平面上のＺ軸を基準とした角度を示し、縦軸は利得を示す。図８に示すように、最大利得 7.14 [dBi] をとる放射方角が -30 [degree]であり、最大利得から -3.00 [dBi] 以内の利得をとる放射方角の範囲は -49.15 〜 +71.54 [degree]である。

【0064】

図９は、第２実施形態のアンテナの反射係数と周波数との関係のシミュレーション結果を示したグラフである。図９に示すように、第２実施形態のアンテナは、周波数が28 [GHz]近傍においてＳパラメータの反射係数Ｓ１１が極小値をとるような周波数特性となる。

【0065】

図１０は、第２実施形態のアンテナによって放射される 28 [GHz] の電波の指向性のシミュレーション結果を示したグラフである。横軸はＹＺ平面上のＺ軸を基準とした角度を示し、縦軸は利得を示す。図１０に示すように、最大利得 6.92 [dBi]をとる放射方角が 8 [degree]であり、最大利得から-3.00 [dBi]以内の利得をとる放射方角の範囲は -45.12 〜 +68.47 [degree]である。

【0066】

図１１は、第３実施形態のアンテナの反射係数と周波数との関係のシミュレーション結果を示したグラフである。図１１に示すように、第３実施形態のアンテナは、周波数が 28 [GHz]近傍においてＳパラメータの反射係数Ｓ１１が極小値をとるような周波数特性となる。

【0067】

図１２は、第３実施形態のアンテナによって放射される 28 [GHz] の電波の指向性のシミュレーション結果を示したグラフである。横軸はＹＺ平面上のＺ軸を基準とした角度を示し、縦軸は利得を示す。図１１に示すように、最大利得 7.55 [dBi]をとる放射方角が 2 [degree]であり、最大利得から-3.00 [dBi]以内の利得をとる放射方角の範囲は -45.38 〜 +65.45 [degree]である。

【0068】

図１３は、比較例のアンテナの反射係数と周波数との関係のシミュレーション結果を示したグラフである。図１３に示すように、比較例のアンテナは、周波数が28 [GHz]近傍においてＳパラメータの反射係数Ｓ１１が極小値をとるような周波数特性となる。

【0069】

図１４は、比較例のアンテナによって放射される 28 [GHz] の電波の指向性のシミュレーション結果を示したグラフである。横軸はＹＺ平面上のＺ軸を基準とした角度を示し、縦軸は利得を示す。図１４に示すように、最大利得 8.34 [dBi]をとる放射方角が 2 [degree]であり、最大利得から-3.00 [dBi]以内の利得をとる放射方角の範囲は -43.22 〜 +53.66 [degree]である。

【0070】

以上のシミュレーション結果から、第１実施形態の変形例のアンテナ１の放射方角の範囲が最も広いことがわかる。第２実施形態のアンテナの放射方角の範囲が２番目に広いことがわかる。第３実施形態のアンテナの放射方角の範囲が３番目に広いことがわかる。比較例のアンテナの放射方角の範囲が最も狭いことがわかる。

【符号の説明】

【0071】

１…アンテナ
１０…誘電体層
２２…第１給電線路
２３…第２給電線路
２４…伝送線路
２５…第１放射素子
２５ａ…辺
２５ｊ…頂点
２５ｓ…第１均一幅部
２５ｔ…第１不均一幅部
２６…第２放射素子
２６ａ…辺
２６ｊ…頂点
２６ｓ…第２均一幅部
２６ｔ…第２不均一幅部
３０…地導体層
１２５…第１放射素子
１２５ａ…辺
１２５ｊ…頂部
１２５ｔ…第１不均一幅部
１２６…第２放射素子
１２６ａ…辺
１２６ｊ…頂部
１２６ｔ…第２不均一幅部

【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】