(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022129442
(43)【公開日】2022-09-06
(54)【発明の名称】アンテナ装置
(51)【国際特許分類】
H01Q 21/29 20060101AFI20220830BHJP
H01Q 13/08 20060101ALI20220830BHJP
H01Q 13/10 20060101ALI20220830BHJP
【ＦＩ】
H01Q21/29
H01Q13/08
H01Q13/10
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021028102
(22)【出願日】2021-02-25
(71)【出願人】
【識別番号】000006758
【氏名又は名称】株式会社ヨコオ
(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】水野 浩年
(72)【発明者】
【氏名】野崎 高志
【テーマコード（参考）】
5J021
5J045
【Ｆターム（参考）】
5J021AA09
5J021AB05
5J021AB06
5J021HA05
5J021HA07
5J021HA10
5J045AA21
5J045DA03
5J045DA10
5J045EA07
5J045FA02
5J045LA01
5J045LA03
5J045NA01
5J045NA02
(57)【要約】 （修正有）
【課題】衛星から送信される電波を受信するアンテナ装置として、高中仰角における平均利得が改善され、理想的な指向性を有するアンテナを提供する。
【解決手段】アンテナ装置１０（１０ａ、１０ｂ）は、所定の周波数帯の信号を受信可能な放射素子３５を有するパッチアンテナ３０と、パッチアンテナの周囲に設けられた少なくとも一つの無給電のスロット２５～２８が形成される地板２０又は金属部と、を有する。
【選択図】図１
【解決手段】アンテナ装置１０（１０ａ、１０ｂ）は、所定の周波数帯の信号を受信可能な放射素子３５を有するパッチアンテナ３０と、パッチアンテナの周囲に設けられた少なくとも一つの無給電のスロット２５～２８が形成される地板２０又は金属部と、を有する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
所定の周波数帯の信号を受信可能な放射素子を有するアンテナと、
前記アンテナの周囲に設けられた少なくとも一つの無給電のスロットを有する金属部と、
を有するアンテナ装置。
前記アンテナの周囲に設けられた少なくとも一つの無給電のスロットを有する金属部と、
を有するアンテナ装置。
【請求項2】
地板と、
前記地板に設けられたアンテナと、を備え、
前記地板は、前記アンテナの周囲に形成された少なくとも一つの無給電のスロットを有する、
アンテナ装置。
前記地板に設けられたアンテナと、を備え、
前記地板は、前記アンテナの周囲に形成された少なくとも一つの無給電のスロットを有する、
アンテナ装置。
【請求項3】
請求項１または２に記載のアンテナ装置であって、
前記スロットは、前記アンテナの周囲における所定の範囲内に設けられる、
アンテナ装置。
前記スロットは、前記アンテナの周囲における所定の範囲内に設けられる、
アンテナ装置。
【請求項4】
請求項１～３のいずれか一つに記載のアンテナ装置であって、
前記アンテナは、
誘電体部材と、
前記誘電体部材に設けられた放射素子と、を有する
アンテナ装置。
前記アンテナは、
誘電体部材と、
前記誘電体部材に設けられた放射素子と、を有する
アンテナ装置。
【請求項5】
請求項１～４のいずれか一つに記載のアンテナ装置であって、
前記スロットの形状は、長手方向と、短手方向とを有する四辺形である、
アンテナ装置。
前記スロットの形状は、長手方向と、短手方向とを有する四辺形である、
アンテナ装置。
【請求項6】
請求項５に記載のアンテナ装置であって、
前記長手方向の長さは、所望の周波数帯の波長の略２分の１である、
アンテナ装置。
前記長手方向の長さは、所望の周波数帯の波長の略２分の１である、
アンテナ装置。
【請求項7】
請求項１～３のいずれか一つに記載のアンテナ装置であって、
前記スロットは、前記アンテナの中心から、所望の周波数帯の波長の略４分の１以上、略４分の３の以下の位置に設けられる、
アンテナ装置。
前記スロットは、前記アンテナの中心から、所望の周波数帯の波長の略４分の１以上、略４分の３の以下の位置に設けられる、
アンテナ装置。
【請求項8】
請求項１～７の何れか一項に記載のアンテナ装置であって、
前記アンテナの周囲には、複数の前記スロットが設けられる、
アンテナ装置。
前記アンテナの周囲には、複数の前記スロットが設けられる、
アンテナ装置。
【請求項9】
請求項１～８の何れか一項に記載のアンテナ装置であって、
前記アンテナは、衛星信号を受信する衛星用アンテナである、
アンテナ装置。
前記アンテナは、衛星信号を受信する衛星用アンテナである、
アンテナ装置。
【請求項10】
請求項１～９の何れか一項に記載のアンテナ装置であって、
前記アンテナは、パッチアンテナである、
アンテナ装置。
前記アンテナは、パッチアンテナである、
アンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、アンテナ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、パッチアンテナを含むアンテナ装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００７－１１６７３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、アンテナ装置の地板の面積が大きくなると、例えば、パッチアンテナの高仰角の利得が低下することにより、アンテナ装置の指向性が悪化してしまうことがある。
【0005】
本発明の目的の一例は、アンテナ装置の指向性を向上することである。本発明の他の目的は、本明細書の記載から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一態様は、所定の周波数帯の信号を受信可能な放射素子を有するアンテナと、前記アンテナの周囲に設けられた少なくとも一つの無給電のスロットを有する金属部と、を有するアンテナ装置である。
【0007】
本発明の一態様によれば、アンテナ装置の指向性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】アンテナ装置１０の斜視図である。
【図2】アンテナ装置１０の平面図である。
【図3】パッチアンテナ３０の斜視図である。
【図4】パッチアンテナ３０の断面図である。
【図5】地板２０のおもて面の理論上の円Ｃを説明するための図である。
【図6】アンテナ装置Ａ，アンテナ装置１０の仰角と利得との関係を示す図である。
【図7】長さＬと平均利得との関係を示す図である。
【図8】長さＬを変化させた際の仰角と利得との関係を示す図である。
【図9】距離Ｄと平均利得との関係を示す図である。
【図10】距離Ｄを変化させた際の仰角と利得との関係を示す図である。
【図11】アンテナ装置１００の平面図である。
【図12】アンテナ装置１０１の平面図である。
【図13】アンテナ装置１０２の平面図である。
【図14】アンテナ装置Ｘ，アンテナ装置１００～１０２の仰角と利得との関係を示す図である。
【図15】アンテナ装置１１０の平面図である。
【図16】アンテナ装置１１１の平面図である。
【図17】アンテナ装置１１２の平面図である。
【図18】アンテナ装置１１３の平面図である。
【図19】アンテナ装置１１４の平面図である。
【図20】アンテナ装置Ａ,アンテナ装置１１１～１１２,アンテナ装置１１４の仰角と利得との関係を示す図である。
【図21】アンテナ装置２００の平面図である。
【図22】アンテナ装置Ｂの周波数と利得との関係を示す図である。
【図23】アンテナ装置２００ａの周波数と利得との関係を示す図である。
【図24】アンテナ装置Ｂ,アンテナ装置２００ａの仰角と利得の関係の図である。
【図25】アンテナ装置２００ｂの周波数と利得との関係を示す図である。
【図26】アンテナ装置Ｂ,アンテナ装置２００ｂの仰角と利得の関係の図である。
【図27】アンテナ装置２００ｃの周波数と利得との関係を示す図である。
【図28】アンテナ装置Ｂ,アンテナ装置２００ｃの仰角と利得の関係の図である。
【図29】アンテナ装置２００ｃの仰角と利得の関係の図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
【0010】
＜＜＜アンテナ装置１０＞＞＞
図１～図３を参照しつつ、アンテナ装置１０の構成の概要を説明する。図１は、アンテナ装置１０の斜視図であり、図２は、アンテナ装置１０の平面図である。また、図３は、パッチアンテナ３０の斜視図である。なお、便宜上、図２においては、アンテナ装置１０のパッチアンテナ３０のみを描き、一部の構成（後述する、パッチアンテナ３０を支える台座部等）は省略している。
図１～図３を参照しつつ、アンテナ装置１０の構成の概要を説明する。図１は、アンテナ装置１０の斜視図であり、図２は、アンテナ装置１０の平面図である。また、図３は、パッチアンテナ３０の斜視図である。なお、便宜上、図２においては、アンテナ装置１０のパッチアンテナ３０のみを描き、一部の構成（後述する、パッチアンテナ３０を支える台座部等）は省略している。
【0011】
本実施形態では、後述するパッチアンテナ３０の放射素子３５の中心点３５ｐと、給電点４３ａとを結ぶ線分に沿った方向をＸ方向とする。また、Ｘ方向と垂直な左右方向をＹ方向、Ｘ方向とＹ方向に垂直な鉛直方向をＺ方向とする。また、以下、図面に示される同一又は同等の構成要素、部材等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。
【0012】
アンテナ装置１０は、図示しない車両に搭載される車載用アンテナ装置であり、地板２０、及びパッチアンテナ３０を含んで構成される。車載用アンテナ装置は、例えば、車両のルーフパネルと、車室内の天井面のルーフライニングとの間の空洞に収納される。、
【0013】
地板２０は、パッチアンテナ３０のグランドとして利用される四辺形の金属板であり、例えば、車両（不図示）のルーフライニング上に設置される。地板２０は、パッチアンテナ３０の周囲に形成された４つの無給電のスロット２５～２８を有する。なお、スロット２５～２８の詳細については後述する。また、地板２０は、四辺形であることとしたが、これに限られず、例えば円形や楕円形の板状部材であっても良い。さらに、地板２０は、グランドとして機能する金属製の部材であれば板状以外の形状を有していても良い。
【0014】
パッチアンテナ３０は、例えば、衛星デジタル音声ラジオサービス（SDARS：Satellite Digital Audio Radio Service）の方式に利用されるアンテナであり、２．３ＧＨｚ帯の左旋円偏波（衛星信号）を受信する。また、パッチアンテナ３０は、地板２０の中央付近に設けられる。なお、パッチアンテナ３０の受信可能な通信規格及び周波数帯は、上述のものに限定するものではなく、他の通信規格及び周波数帯域であってもよい。
【0015】
＜＜＜パッチアンテナ３０の詳細＞＞＞
以下、図３及び図４を参照して、パッチアンテナ３０について詳細に説明する。なお、図４は、図３のＡ－Ａ線のパッチアンテナ３０の断面図である。なお、図４に示す斜線は、後述する導線性のパターン３１，３３，回路基板３２，誘電体部材３４，放射素子３５、シールドカバー４０を図面上わかり易くするために便宜上記載したものである。
以下、図３及び図４を参照して、パッチアンテナ３０について詳細に説明する。なお、図４は、図３のＡ－Ａ線のパッチアンテナ３０の断面図である。なお、図４に示す斜線は、後述する導線性のパターン３１，３３，回路基板３２，誘電体部材３４，放射素子３５、シールドカバー４０を図面上わかり易くするために便宜上記載したものである。
【0016】
パッチアンテナ３０は、導電性のパターン３１，３３（詳細は後述する）が形成された回路基板３２、誘電体部材３４、放射素子３５、及びシールドカバー４０を備えて構成される。
【0017】
回路基板３２は、うら面（Ｚ軸負方向の面）と、おもて面（Ｚ軸正方向の面）とのそれぞれに、導電性のパターン３１，３３が形成された誘電体の板材であって、例えばガラスエポキシ樹脂からなる。そして、パターン３１は、回路パターン３１ａと、グランドパターン３１ｂとを含む。
【0018】
回路パターン３１ａは、例えば、アンプ基板（不図示）からの同軸ケーブル４５の信号線４５ａが接続される導電性のパターンである。また、同軸ケーブル４５の編組４５ｂは、はんだ４５ｃにより、グランドパターン３１ｂに電気的に接続されている。なお、回路パターン３１ａと、放射素子３５とを接続する構成については後述する。
【0019】
グランドパターン３１ｂは、パッチアンテナ３０を接地させるための導電パターンである。グランドパターン３１ｂと、金属製の地板２０に設けられた４つの台座部２１とは、電気的に接続される。ここで、４つの台座部２１の各々は、パッチアンテナ３０を支持できるよう、地板２０の一部が曲げ加工によって形成されている。
【0020】
そして、グランドパターン３１ｂと、台座部２１とが電気的に接続されることにより、グランドパターン３１ｂは接地される。なお、回路基板３２のうら面には、例えば、回路パターン３１ａをシールドするための金属性のシールドカバー４０が取り付けられている。
【0021】
回路基板３２のおもて面に形成されたパターン３３は、パッチアンテナ３０の地導体板（または、地導体膜）、及び回路（不図示）のグランドとして機能するグランドパターンである。パターン３３は、スルーホールを介し、グランドパターン３１ｂに電気的に接続されている。また、グランドパターン３１ｂは、回路基板３２を台座部２１に固定する固定用のビス及び台座部２１を介し、地板２０に電気的に接続される。したがって、パターン３３は、地板２０に電気的に接続されることになる。
【0022】
誘電体部材３４は、Ｘ軸に平行な辺及びＹ軸に平行な辺を有する略四辺形の板状の部材である。誘電体部材３４のおもて面及びうら面は、Ｘ軸及びＹ軸に対して平行であり、誘電体部材３４のおもて面がＺ軸正方向に向けられ、誘電体部材３４のうら面は、Ｚ軸負方向に向けられている。そして、誘電体部材３４のうら面は、例えば両面テープによりパターン３３に取り付けられている。なお、誘電体部材３４は、セラミック等の誘電体材料で形成されている。
【0023】
放射素子３５は、誘電体部材３４のおもて面の面積より小さい、略四辺形の導電性の素子であり、誘電体部材３４のおもて面に形成されている。なお、本実施形態では、放射素子３５の放射面の法線方向が、Ｚ軸正方向となっている。また、放射素子３５は、Ｙ軸に平行な辺３５ａ，３５ｃと、Ｘ軸に平行な辺３５ｂ，３５ｄを有している。
【0024】
ここで、「略四辺形」とは、例えば、正方形や長方形を含む、４つの辺からなる形状をいい、例えば、少なくとも一部の角が辺に対して斜めに切り欠かれていても良い。また、「略四辺形」の形状では、辺の一部に切り込み（凹部）や出っ張り（凸部）が設けられていても良い。さらに、パッチアンテナ３０では、放射素子３５が「略四辺形」であるが、これに限られず、例えば、円形、楕円形、略四辺形以外の多角形であっても良い。つまり、放射素子３５は、所望の周波数帯の信号（電波）を受信可能な形状であれば良い。
【0025】
貫通孔４１は、回路基板３２、パターン３３、及び誘電体部材３４を貫通する。貫通孔４１の内側には、回路パターン３１ａと、放射素子３５とを接続する給電線４２が設けられている。なお、給電線４２は、接地されるパターン３３とは電気的に絶縁された状態で、回路パターン３１ａと、放射素子３５とを接続する。また、本実施形態では、給電線４２が放射素子３５に電気的に接続される点を給電点４３ａとする。
【0026】
なお、給電点４３ａは、図３に示すように、放射素子３５の中心点３５ｐからＸ軸正方向にずれた位置に設けている。ただし、給電点４３ａの位置はこれに限られず、給電点４３ａを、例えば、放射素子３５の中心点３５ｐからＸ軸正方向及びＹ軸負方向にずらした位置に設けてもよい。
【0027】
なお、「放射素子３５の中心点３５ｐ」とは、放射素子３５の外縁形状における中心点、つまり幾何中心をいう。図３に示す１給電方式の放射素子３５は、例えば、所望の円偏波を送受信できるよう、縦、横の長さが異なる略長方形の形状を有する。
【0028】
また、本実施形態では、中心点３５ｐは、ＸＹ平面におけるパッチアンテナ３０の中心と一致するよう、パッチアンテナ３０は設計されている。「パッチアンテナ３０の中心」とは、例えば、パッチアンテナ３０を、＋ｚ方向からみたｘ－ｙ平面の平面視において、台座部２１を除くパッチアンテナ３０の幾何中心である。
【0029】
また、「略長方形」は、上述した「略四辺形」に含まれる形状である。このため、「放射素子３５の中心点３５ｐ」は、放射素子３５の対角線が交わる点となる。なお、「略長方形」は、上述した「略四辺形」に含まれる形状である。
【0030】
本実施形態では、放射素子３５に接続される給電線が、給電線４２の１本のみの構成を説明したが、放射素子３５に接続される給電線を追加し、２本設け、２給電方式を採用しても良い。なお、追加する給電線は、給電線４２と同様に、誘電体部材３４等を貫通する貫通孔（不図示）を介して設けることができるため、ここでは詳細な構成の説明は省略する。
【0031】
また、２給電方式を用いる場合、放射素子３５は、例えば、所望の円偏波を送受信できるよう、縦、横の長さが等しい略正方形の形状を有する。なお、「略正方形」は、上述した「略四辺形」に含まれる形状である。
【0032】
＜＜＜スロットの詳細＞＞＞
＝＝スロットの形状＝＝
図１、及ぶ図２のスロット２５は、パッチアンテナ３０が受信する所望の周波数帯の電波を放射（または、反射）するために、地板２０に形成された無給電の開口（または、孔）である。本実施形態のスロット２５は、所望の周波数帯の使用波長に応じた長手方向の長さＬ、及び短手方向の長さＷを有する四辺形をしている。
＝＝スロットの形状＝＝
図１、及ぶ図２のスロット２５は、パッチアンテナ３０が受信する所望の周波数帯の電波を放射（または、反射）するために、地板２０に形成された無給電の開口（または、孔）である。本実施形態のスロット２５は、所望の周波数帯の使用波長に応じた長手方向の長さＬ、及び短手方向の長さＷを有する四辺形をしている。
【0033】
ここで、「使用波長（所望の周波数帯の波長）」とは、パッチアンテナ３０が用いられる所望の周波数帯の所望の周波数に対応する波長であり、具体的には、例えば所望周波数帯の中心周波数に対応する波長をいう。
【0034】
例えば、パッチアンテナ３０は、衛星デジタル音声ラジオサービスの方式に利用されるアンテナであるため、中心周波数は、略２．３ＧＨｚとなる。したがって、使用波長は、略２．３ＧＨｚに対応する波長となる。
【0035】
詳細は後述するが、スロット２５は、使用波長（以下、λとする。）の電波を放射できるよう、長さＬを、使用波長の略２分の１（λ／２）とし、長さＷを、長さＬより十分短い長さとしている。
【0036】
また、スロット２６~２８の夫々は、スロット２５と同じ四辺形の開口であるため、ここでは詳細な説明を省略する。なお、本実施形態では、スロット２５~２８の夫々は、長さＬ、及び長さＷの四辺形を有していることとしたが、これに限られない。スロット２５~２８は、所望の周波数帯の電波を放射できれば良いため、例えば、略四辺形、四辺形以外の多角形、円形、楕円形、または十字形であっても良い。
【0037】
＝＝スロットの位置＝＝
スロット２５~２８は、パッチアンテナ３０の指向性を改善することができるよう、パッチアンテナ３０の周囲に設けられている。具体的には、スロット２５～２８の夫々は、例えば、図５に示すように、放射素子３５の中心点３５ｐに対応する地板２０のおもて面の位置を中心とし、半径を距離Ｄとする理論上の円（以下、円Ｃとする。）の円周上に、等間隔に設けられている。なお、本実施形態の距離Ｄは、例えば、使用波長の１／２（λ／２）の長さである。
スロット２５~２８は、パッチアンテナ３０の指向性を改善することができるよう、パッチアンテナ３０の周囲に設けられている。具体的には、スロット２５～２８の夫々は、例えば、図５に示すように、放射素子３５の中心点３５ｐに対応する地板２０のおもて面の位置を中心とし、半径を距離Ｄとする理論上の円（以下、円Ｃとする。）の円周上に、等間隔に設けられている。なお、本実施形態の距離Ｄは、例えば、使用波長の１／２（λ／２）の長さである。
【0038】
スロットを配置する「パッチアンテナの周囲」とは、例えば、パッチアンテナ３０の周辺の領域のうち、スロットを設けることにより、パッチアンテナ３０の指向性が改善する領域である。また、図５では、参考までに、放射素子３５が受信する左旋円偏波の旋回の向きを、矢印Ｓによって示している。
【0039】
スロット２５は、長手方向の２つの辺のうち、放射素子３５側の辺の中点が、円Ｃの＋Ｘ方向、及び－Ｙ方向の円周上の点Ｐ１に接するよう、地板２０に設けられている。また、スロット２６は、円Ｃの＋Ｘ方向、及び＋Ｙ方向の円周上の点Ｐ２に接し、スロット２７は、円Ｃの－Ｘ方向、及び＋Ｙ方向の円周上の点Ｐ３に接するよう、設けられる。さらに、スロット２８は、円Ｃの－Ｘ方向、及び－Ｙ方向の円周上の点Ｐ４に接するように設けられる。
【0040】
ここで、本実施形態では、点Ｐ１～Ｐ４の夫々は、円Ｃの円周上において、等間隔（９０°毎）に位置する。したがって、スロット２５～２８の各々も、円Ｃの円周上において、９０°毎に設けられる。なお、ここでは、４つのスロットを９０°毎（等間隔）で配置することとしたが、これに限られず、スロット間の角度は異なっていても良い。
【0041】
このような場合、スロット２５～２８の夫々の長手方向は、円Ｃの点Ｐ１～Ｐ４の接線に対して平行になる。したがって、スロット２５～２８の夫々の長手方向は、パッチアンテナ３０が受信する円偏波の旋回方向と同様となる。つまり、スロット２５~２８は、円偏波の旋回方向に沿って配置されることになる。
【0042】
なお、本実施形態では、パッチアンテナ３０が受信する電波は、左旋円偏波であるが、例えば右旋円偏波であっても、スロット２５~２８は、円偏波の旋回方向に沿って配置されていることになる。
【0043】
＝＝シミュレーション条件＝＝
ここで、誘電体部材３４のサイズ、放射素子のサイズ、誘電体部材３４及び放射素子３５の総厚、地板２０の表面から放射素子３５の表面までの高さ、地板のサイズ、給電方式など、所定の条件（以下、「所定条件」と称する。）において、アンテナ装置１０、及び比較例のアンテナ装置（以下、アンテナ装置Ａと称する。）の利得を計算した。なお、アンテナ装置Ａ（不図示）とは、アンテナ装置１０においてスロット２５～２８が設けられていないものである。また、アンテナ装置１０、及びアンテナ装置Ａのシミュレーションにあたっては、便宜上、利得への影響の小さい回路パターン３１ａ等を省略したモデルを用いている。
ここで、誘電体部材３４のサイズ、放射素子のサイズ、誘電体部材３４及び放射素子３５の総厚、地板２０の表面から放射素子３５の表面までの高さ、地板のサイズ、給電方式など、所定の条件（以下、「所定条件」と称する。）において、アンテナ装置１０、及び比較例のアンテナ装置（以下、アンテナ装置Ａと称する。）の利得を計算した。なお、アンテナ装置Ａ（不図示）とは、アンテナ装置１０においてスロット２５～２８が設けられていないものである。また、アンテナ装置１０、及びアンテナ装置Ａのシミュレーションにあたっては、便宜上、利得への影響の小さい回路パターン３１ａ等を省略したモデルを用いている。
【0044】
ここでは、受信電波の周波数を２３２０ＭＨｚとし、それに対応する使用波長λは、略１３０ｍｍとなる。したがって、スロット２５～２８の長さＬ（＝６４ｍｍ）、及び距離Ｄ（＝６４ｍｍ）は、使用波長λの略２分の１に相当する。スロット２５～２８の長さＷは５ｍｍとしている。
【0045】
なお、ここでは、距離や長さを、使用波長λの略２分の１等、「略」を用いて表現しているが、これは、使用波長λが必ずしも割り切れる整数で表現されないことや、実際の地板２０に形成されたスロットの電気長が、パッチアンテナ３０等様々な要因により変化するためである。したがって、本実施形態において、距離や長さを「略」を用いて標記した場合、正確な値から所定値（例えば、使用波長λの３２分の１の値）ずれている値を含むこととする。なお、ここでは「所定値」を、使用波長λの３２分の１の値としているが、アンテナ装置１０を構成する地板２０や、パッチアンテナ３０等により変化する値であるため、これに限られない。
【0046】
＝＝シミュレーション結果＝＝
図６は、アンテナ装置Ａ、及びアンテナ装置１０の夫々において、仰角（横軸）と平均利得（縦軸）との関係を示す図である。なお、ここでは、仰角は、天頂角を０°として、水平方向の角度を９０°としている。また、図６において、アンテナ装置Ａの計算結果を、点線で示し、アンテナ装置１０の計算結果を実線で示している。なお、これら点線上の□印及び実線上の●印は、横軸の数値に対する縦軸の数値の位置を示すものであり、それらを区別するために便宜上□印と●印で示している。なお、後述する図８、図１０、図１４、図２０、図２４、図２６、図２８、図２９も同様であり、一点鎖線上の△印、二点鎖線上の×印も同様である。
図６は、アンテナ装置Ａ、及びアンテナ装置１０の夫々において、仰角（横軸）と平均利得（縦軸）との関係を示す図である。なお、ここでは、仰角は、天頂角を０°として、水平方向の角度を９０°としている。また、図６において、アンテナ装置Ａの計算結果を、点線で示し、アンテナ装置１０の計算結果を実線で示している。なお、これら点線上の□印及び実線上の●印は、横軸の数値に対する縦軸の数値の位置を示すものであり、それらを区別するために便宜上□印と●印で示している。なお、後述する図８、図１０、図１４、図２０、図２４、図２６、図２８、図２９も同様であり、一点鎖線上の△印、二点鎖線上の×印も同様である。
【0047】
また、以下、本実施形態では、「高仰角」とは、例えば仰角０°～３０°の範囲をいい、「中仰角」とは、例えば仰角３０°～６０°の範囲をいい、「低仰角」とは、例えば仰角６０°～９０°の範囲をいう。
【0048】
図６に示すように、アンテナ装置Ａの利得は、仰角０°（４．３ｄＢｉｃ）から徐々に低下し、仰角３０°において、２．３ｄＢｉｃまで低下する。その後、アンテナ装置Ａの利得は、仰角が大きくなるにつれて上昇し、仰角５０°において２．７ｄＢｉｃとなり、再度低下する。したがって、アンテナ装置Ａでは、高仰角（例えば、３０°）にて利得が悪化する指向性を有していることになる。
【0049】
一方、アンテナ装置１０の利得は、仰角０°の天頂方向（５．７ｄＢｉｃ）から、仰角が大きくなるにつれて、徐々に低下し、利得が上昇するポイントを含まない。
【0050】
また、アンテナ装置Ａの仰角０°～６０°までの平均利得は、略３．０（≒２．９９）ｄＢであるが、アンテナ装置１０の仰角０°～６０°までの平均利得は、略３．８ｄＢと、０．８ｄＢ大きくなっている。したがって、アンテナ装置１０は、例えば、衛星から送信される電波を受信するアンテナ装置として、高中仰角における平均利得が改善され、理想的な指向性を有することになる。
【0051】
このように、無給電のスロット２５～２８がパッチアンテナ３０の周囲に設けられることによって、高中仰角におけるパッチアンテナ３０の利得が改善するとともに、指向性が向上される。この結果、パッチアンテナ３０は、例えば衛星からの到来電波を効率的に受信することができる。
【0052】
＜＜＜スロットの形状、設置条件の変更について＞＞＞
つぎに、スロットの形状、設置条件（長さＬ、距離Ｄ、配置、数）を変更した場合について説明する。なお、以下に説明する条件を２以上変更させ、を組み合わせて適用してもよい。例えば、設置条件のうち、スロットの長さＬと、スロットの数との２つの条件を変更しても良く、長さＬと、距離Ｄと、配置との３つの条件を変更しても良い。
つぎに、スロットの形状、設置条件（長さＬ、距離Ｄ、配置、数）を変更した場合について説明する。なお、以下に説明する条件を２以上変更させ、を組み合わせて適用してもよい。例えば、設置条件のうち、スロットの長さＬと、スロットの数との２つの条件を変更しても良く、長さＬと、距離Ｄと、配置との３つの条件を変更しても良い。
【0053】
＝＝スロットの長さＬを変更した場合＝＝
ここでは、スロット２５～２８の長さＬを変更した場合のアンテナ装置１０ａの特性について検証する。なお、ここでは、４つのスロット２５～２８の長さＬを全て同じように変化させている。また、スロット２５～２８の長さＬ以外のアンテナ装置１０ａの各種条件（例えば、例えばスロットの長さＷや距離Ｄ）等は、上述した所定条件と同じである。
ここでは、スロット２５～２８の長さＬを変更した場合のアンテナ装置１０ａの特性について検証する。なお、ここでは、４つのスロット２５～２８の長さＬを全て同じように変化させている。また、スロット２５～２８の長さＬ以外のアンテナ装置１０ａの各種条件（例えば、例えばスロットの長さＷや距離Ｄ）等は、上述した所定条件と同じである。
【0054】
図７は、アンテナ装置１０ａにおける仰角０°～６０°までの平均利得（ｄＢ）と、スロット２５～２８の長さＬと、の関係を示す図である。図７に示すように、長さＬが、４４ｍｍ，４９ｍｍと、使用波長の略８分の３λ（３λ／８）に到るまでは、アンテナ装置１０における仰角０°～６０°までの平均利得は、スロットを有さない場合の平均利得（略３．０ｄＢ）より若干小さい。
【0055】
一方、長さＬが、５４ｍｍ（使用波長の略１６分の７）となると、アンテナ装置１０における仰角０°～６０°までの平均利得は３．１ｄＢとなるため、スロットを有さない場合の平均利得（略３．０ｄＢ）より大きくなる。
【0056】
そして、長さＬが、６４ｍｍ（使用波長の略２分の１）となると、アンテナ装置１０における仰角０°～６０°までの平均利得はピーク値（３．６５ｄＢ）となり、長さＬを６４ｍｍから長くすると、徐々に平均利得は低下する。ただし、例えば９４ｍｍ（使用波長の略３分の４）まで長くした場合であっても、アンテナ装置１０における仰角０°～６０°までの平均利得は、３．３ｄＢとなり、スロットを有さない場合の平均利得（略３．０ｄＢ）より大きい。
【0057】
図８は、スロット無し、スロットの長さＬ＝５４ｍｍ、スロットの長さＬ＝９４ｍｍの夫々において、仰角（横軸）と利得（縦軸）との関係を示す図である。なお、「スロット無し」の結果は、上述した図６のアンテナ装置Ａの結果と同じである。
【0058】
図８の実線に示すように、長さＬが５４ｍｍのアンテナ装置１０ａでは、高仰角の範囲の利得は、点線（スロット無し）と比較すると改善している。さらに、図８の一点鎖線に示すように、長さＬ＝９４ｍｍの高仰角の利得は、点線（スロット無し）と比較すると更に改善している。このように、図７に基づいて、長さＬを、５４ｍｍ～９４ｍｍまで変化させると、スロットを設けない場合と比較して、アンテナ装置１０ａの高中仰角の平均利得が改善され、理想的な指向性を得ることができる。
【0059】
＝＝距離Ｄを変更した場合＝＝
つぎに、スロット２５～２８の設置条件のうち、距離Ｄを変化させた場合のアンテナ装置１０ｂの特性について検証する。なお、ここでは、４つのスロット２５～２８の距離Ｄを全て同じように変化させている。また、距離Ｄ以外のアンテナ装置１０ｂの各種条件（例えば、スロットの長さＬ，長さＷ等）は、上述した所定条件と同じである。
つぎに、スロット２５～２８の設置条件のうち、距離Ｄを変化させた場合のアンテナ装置１０ｂの特性について検証する。なお、ここでは、４つのスロット２５～２８の距離Ｄを全て同じように変化させている。また、距離Ｄ以外のアンテナ装置１０ｂの各種条件（例えば、スロットの長さＬ，長さＷ等）は、上述した所定条件と同じである。
【0060】
図９は、アンテナ装置１０ｂにおける仰角０°～６０°までの平均利得（ｄＢ）と、スロット２５～２８の距離Ｄと、の関係を示す図である。ここでは、距離Ｄを３４ｍｍ（使用波長の略４分の１波長）～９４ｍｍ（使用波長の略４分の３）まで、５ｍｍ刻みで変化させている。
【0061】
距離Ｄが３４ｍｍの場合、仰角０°～６０°までの平均利得は、３．０３ｄＢであり、スロットが無い場合の平均利得（２．９９ｄＢ）より大きい。そして、距離Ｄが４９ｍｍ（使用波長の略８分の３）において、仰角０°～６０°までの平均利得が３．９５ｄＢとなり、最も高くなる。その後、距離Ｄを４９ｍｍから徐々に長くすると、緩やかに仰角０°～６０°までの平均利得は減少する。だたし、距離Ｄが９４ｍｍ（使用波長の略４分の３）の仰角０°～６０°までの平均利得は、３．５２ｄＢとなり、スロットが無い場合の平均利得（２．９９ｄＢ）より高い値となっている。
【0062】
また、図１０は、スロット無し、距離Ｄ＝３４ｍｍ、距離Ｄ＝９４ｍｍの夫々において、仰角（横軸）と利得（縦軸）との関係を示す図である。なお、「スロット無し」の結果は、上述した図６のアンテナ装置Ａの結果と同じである。
【0063】
図１０の実線に示すように、距離Ｄが３４ｍｍのアンテナ装置１０ｂでは、高仰角の範囲の利得は、点線（スロット無し）と比較すると改善している。さらに、図１０の一点鎖線に示すように、距離Ｄ＝９４ｍｍの高仰角の利得は、点線（スロット無し）と比較すると、更に改善している。このように、図９に基づいて、距離Ｄを、３４ｍｍ～９４ｍｍまで変化させた場合、スロットを設けない場合と比較して、アンテナ装置１０ｂの高中仰角の平均利得を改善し、理想的な指向性を得ることができる。
【0064】
＝＝スロットの配置を変更した場合＝＝
ここでは、地板２０において、４つのスロットの配置を変更した場合について説明する。なお、ここでは、４つのスロット２５～２８の配置以外のアンテナ装置の各種条件（例えば、スロットの長さＬ，長さＷやパッチアンテナ３０のサイズ等）は、上述した所定条件と同じである。また、詳細は後述するが、ここで、配置の変更とは、例えば、４つのスロット毎、距離Ｄを変更する場合と、４つのスロットの位置を、距離Ｄを保ちつつ、回転させた場合とを含む。
ここでは、地板２０において、４つのスロットの配置を変更した場合について説明する。なお、ここでは、４つのスロット２５～２８の配置以外のアンテナ装置の各種条件（例えば、スロットの長さＬ，長さＷやパッチアンテナ３０のサイズ等）は、上述した所定条件と同じである。また、詳細は後述するが、ここで、配置の変更とは、例えば、４つのスロット毎、距離Ｄを変更する場合と、４つのスロットの位置を、距離Ｄを保ちつつ、回転させた場合とを含む。
【0065】
図１１は、スロット２５～２８の夫々の距離Ｄを変化させたアンテナ装置１００の平面図である。アンテナ装置１００では、中心点３５ｐから、スロット２５までの距離Ｄ１を、７４ｍｍとし、スロット２６までの距離Ｄ２を、６４ｍｍとしている。また、中心点３５ｐから、スロット２７までの距離Ｄ３を、９４ｍｍとし、スロット２８までの距離Ｄ４を、８４ｍｍとしている。
【0066】
図１２は、図１１と同様にスロット２５～２８の夫々の距離Ｄを変化させたアンテナ装置１０１の平面図である。図１２のアンテナ装置１０１では、図１１の配置から、距離Ｄ１，Ｄ３を入れ替えている。具体的には、アンテナ装置１０１では、距離Ｄ１を、９４ｍｍとし、距離Ｄ３を、７４ｍｍとしている。一方、距離Ｄ２，Ｄ４のそれぞれは、６４ｍｍ，８４ｍｍである。
【0067】
図１３は、放射素子３５の各辺に対し、スロットの長手方向が平行となるよう、４つのスロットを配置したアンテナ装置１０２の平面図である。なお、図１３のアンテナ装置１０２では、４つのスロットまでの距離Ｄは、アンテナ装置１００の距離Ｄ（＝６４ｍｍ）から変更はせず、スロット２５～２８の配置角度を変化させている。
【0068】
具体的には、放射素子３５の中心点３５ｐから＋Ｘ方向に、距離Ｄだけ離れた位置にスロット２５の長手方向の辺の中心が位置するよう、スロット２５は設けられている。また、スロット２６～２８についても、スロット２５と同様である。
【0069】
スロット２６は、中心点３５ｐから、＋Ｙ方向に距離Ｄだけ離れた位置に設けられ、スロット２７は、中心点３５ｐから、－Ｘ方向に距離Ｄだけ離れた位置に設けられている。また、スロット２８は、中心点３５ｐから、－Ｙ方向に距離Ｄだけ離れた位置に設けられている。この結果、アンテナ装置１０２においては、スロット２５～２８の夫々において、中心点３５ｐと交わる点は、中心点３５ｐを中心とし、半径を距離Ｄとする地板２０のおもて面の理論上の円において、９０°毎に配置されることになる。
【0070】
ここで、アンテナ装置１００～１０２の夫々の仰角０°～６０°までの平均利得の計算結果は、３．６３ｄＢ、３．７２ｄＢ、及び３．６７ｄＢであり、全て、アンテナ装置Ａの仰角０°～６０°までの平均利得（２．９９ｄＢ）より大きい。
【0071】
また、図１４は、スロット無し（アンテナ装置Ａ）、アンテナ装置１００～１０２の夫々において、仰角（横軸）と、利得（縦軸）との関係を示す図である。図１４において、点線は、スロット無し（アンテナ装置Ａ）の波形であり、実線、一点鎖線、及び二点鎖線の夫々は、アンテナ装置１００～１０２の波形である。
【0072】
図１４に示すように、高仰角において、アンテナ装置１００～１０２の夫々の利得は、アンテナ装置Ａの利得より大きい。そして、アンテナ装置１００～１０２の夫々の利得は、天頂角から仰角が大きくなるにつれて、徐々に小さくなる。したがって、スロット２５～２８の配置を変更したアンテナ装置１００～１０２を用いた場合であっても、アンテナ装置１００～１０２の高中仰角の平均利得を改善し、理想的な指向性を得ることができる。
【0073】
＝＝スロットの数を変更した場合＝＝
ここでは、地板２０に設けるスロットの数を変更した場合について説明する。なお、ここでは、スロットの数以外のアンテナ装置の各種条件（例えば、スロットの長さＬ，長さＷやパッチアンテナ３０のサイズ等）は、上述した所定条件と同じである。
ここでは、地板２０に設けるスロットの数を変更した場合について説明する。なお、ここでは、スロットの数以外のアンテナ装置の各種条件（例えば、スロットの長さＬ，長さＷやパッチアンテナ３０のサイズ等）は、上述した所定条件と同じである。
【0074】
図１５は、１つのスロットを有するアンテナ装置１１０の平面図である。アンテナ装置１１０には、スロット２５～２８のうち、スロット２６のみが設けられている。図１６～図１８は、２つのスロットを有するアンテナ装置１１１～１１３の平面図である。
【0075】
図１６のアンテナ装置１１１には、スロット２５～２８のうち、＋Ｘ方向において隣り合うスロット２５，２６が設けられている。図１７のアンテナ装置１１２には、スロット２５～２８のうち、＋Ｙ方向において隣り合うスロット２６，２７が設けられている。
【0076】
また、図１８のアンテナ装置１１３には、スロット２５～２８のうち、放射素子３５の中心点３５ｐを介して向かい合うよう、スロット２６，２８が設けられている。
【0077】
図１９は、３つのスロットを有するアンテナ装置１１４の平面図である。アンテナ装置１１４には、スロット２５～２８のうち、３つのスロット２６～２８が設けられている。
【0078】
以下の表は、スロットの数と、アンテナ装置の仰角０°～６０°までの平均利得の計算結果との関係を示す表である。この表から明らかなように、スロットが無い場合（アンテナ装置Ａ）の仰角０°～６０°までの平均利得より、少なくとも一つスロットを有するアンテナ装置の平均利得は大きくなる。
【0079】
【0080】
図２０は、スロット無し、アンテナ装置１１０，１１１，１１４の夫々において、仰角（横軸）と、利得（縦軸）との関係を示す図である。図２０において、点線は、スロット無し（アンテナ装置Ａ）の波形であり、実線、一点鎖線、及び二点鎖線の夫々は、アンテナ装置１１０，１１１，１１４の波形である。なお、ここでは、スロットの数が２つのアンテナ装置１１１～１１３のうち、便宜上、アンテナ装置１１１を図示している。
【0081】
図２０に示すように、高仰角において、アンテナ装置１１０，１１１，１１４の夫々の利得は、アンテナ装置Ａの利得より大きい。そして、アンテナ装置１１０，１１１，１１４の夫々の利得は、天頂角から仰角が大きくなるにつれて、徐々に小さくなる。したがって、アンテナ装置のパッチアンテナ３０の周囲に少なくとも一つスロットを設けることにより、アンテナ装置の高中仰角の平均利得が改善され、指向性を向上するすることができる。
【0082】
＜＜＜他の実施形態＞＞＞
ここで、２つの周波数帯の電波を受信するアンテナ装置に対し、スロットを設けた場合の一例について説明する。
ここで、２つの周波数帯の電波を受信するアンテナ装置に対し、スロットを設けた場合の一例について説明する。
【0083】
図２１は、２つの周波数帯の電波を受信するアンテナ装置２００の平面図を示す図である。アンテナ装置２００は、円形状の地板３００と、パッチアンテナ４００と、を含んで構成される。
【0084】
地板３００は、直径が直径１ｍの円形の金属板である。地板３００の略中央には、パッチアンテナ４００が設けられ、パッチアンテナ４００の周囲にはスロット３１０～３１３が設けられている。スロット３１０～３１３は、スロット２５と同様に、長手方向の長さがＬ，短手方向の長さがＷの四辺形を有した開口（孔）である。なお、スロット３１０～３１３の詳細については後述する。
【0085】
パッチアンテナ４００は、例えば、ＧＮＳＳ(Global Navigation Satellite System）に用いられる１．２ＧＨｚ及び１．６ＧＨｚの周波数帯の電波を受信するアンテナである。ＧＮＳＳ用のパッチアンテナ４００としては、一般的な２段パッチアンテナを用いることができるため、ここでは、パッチアンテナ４００の詳細な構成の説明は省略する。また、パッチアンテナ４００は、パッチアンテナ３０が地板２０に取り付けられた構成と同様の構成を用い、地板３００に取り付けられている。
【0086】
なお、図２１では、パッチアンテナ４００に含まれる２つの放射素子（１．２ＧＨｚ用の放射素子、及び１．６ＧＨｚ用の放射素子）のうち、便宜上、１．２ＧＨｚ用の放射素子４１０のみを符号を付している。
【0087】
スロット３１０は、略四辺形の放射素子４１０の中心点４１０ｐから、＋Ｘ方向に距離Ｄ１０だけ離れた位置に形成されている。また、本実施形態では、スロット３１０の２つの長手方向の辺のうち、放射素子４１０側の辺の中点が、中心点４１０ｐから、＋Ｘ方向に延びる軸上にあるよう、スロット３１０が地板３００に設けられる。
【0088】
なお、本実施形態では、中心点４１０ｐは、ＸＹ平面におけるパッチアンテナ４００の中心と一致するよう、パッチアンテナ４００は設計されている。このため、「パッチアンテナ４００の中心」も中心点４１０ｐになる。
【0089】
スロット３１１～３１３は、スロット３１０と同様に、地板３００に形成されている。具体的には、スロット３１１は、放射素子４１０の中心点４１０ｐから、＋Ｙ方向に距離Ｄ１１だけ離れた位置に設けられ、スロット３１２は、放射素子４１０の中心点４１０ｐから、－Ｘ方向に距離Ｄ１２だけ離れた位置に設けられる。また、スロット３１３は、放射素子４１０の中心点４１０ｐから、－Ｙ方向に距離Ｄ１３だけ離れた位置に設けられる。
【0090】
詳細は後述するが、アンテナ装置２００では、アンテナ装置１０と同様に、例えば、スロット３１０～３１３の長さＬと、距離Ｄ１０～１３と、を調整することにより、パッチアンテナ４００が受信する電波の指向性を改善できる。
【0091】
＝＝アンテナ装置Ｂ（スロットが無い場合）＝＝
ここでは、まず、アンテナ装置２００の比較例のアンテナ装置（以下、アンテナ装置Ｂと称する。）の利得を計算した。なお、アンテナ装置Ｂ（不図示）とは、アンテナ装置２００において、４つのスロット３１０～３１３が設けられていないものである。
ここでは、まず、アンテナ装置２００の比較例のアンテナ装置（以下、アンテナ装置Ｂと称する。）の利得を計算した。なお、アンテナ装置Ｂ（不図示）とは、アンテナ装置２００において、４つのスロット３１０～３１３が設けられていないものである。
【0092】
図２２は、アンテナ装置Ｂにおける周波数と、利得との関係を示す図である。図２２に示すように、アンテナ装置Ｂの利得は、１．２ＧＨｚ付近と、１．６ＧＨｚ付近とで大きくなっている。したがって、このようなアンテナ装置Ｂを用いることにより、ＧＮＳＳ用の２つの周波数帯（１．２ＧＨｚ帯、１．６ＧＨｚ帯）の電波を受信できる。
【0093】
以下、本実施形態では、ＧＮＳＳ用の２つの周波数帯のうち、１．２ＧＨｚ帯の周波数を、「第１周波数帯」と称し、１．６ＧＨｚ帯の周波数を「第２周波数帯」と称する。
【0094】
＝＝アンテナ装置２００ａ＝＝
アンテナ装置２００ａは、第１周波数帯の電波の利得を、より高くできるアンテナ装置２００の一形態である。アンテナ装置２００ａでは、スロット３１０～３１３の夫々の長さＬを、第１周波数帯の使用波長の略２分の１とし、長さＷを、長さＬより十分短い長さとする。
アンテナ装置２００ａは、第１周波数帯の電波の利得を、より高くできるアンテナ装置２００の一形態である。アンテナ装置２００ａでは、スロット３１０～３１３の夫々の長さＬを、第１周波数帯の使用波長の略２分の１とし、長さＷを、長さＬより十分短い長さとする。
【0095】
ここで、第１周波数帯の使用波長は、例えば、第１周波数帯の中心周波数（例えば、略１２４６ＭＨｚ）に対応する波長である。このため、ここでの使用波長λは、略２４０ｍｍとなるため、長さＬは、略１２０ｍｍとなる。
【0096】
また、本実施形態では、長さＷを、例えば５ｍｍとしているが、１２０ｍｍより十分短く、かつ、スロット３１０～３１３が、第１周波数帯の電波を放射（または、反射）できる長さであればこれに限られない。
【0097】
また、アンテナ装置２００ａでは、距離Ｄ１０～Ｄ１３の夫々を、例えば、第１周波数帯の使用波長の略２分の１の長さ（１２０ｍｍ）としている。なお、距離Ｄ１０～Ｄ１３は、同じであることとしているが、これに限られず、図９で説明したよう、使用波長の略４分の１～略４分の３の範囲内にあれば良い。
【0098】
【0099】
また、図２４は、アンテナ装置２００ａの仰角（横軸）と、利得（縦軸）との関係を示す図である。図２４において、点線は、スロット無し（アンテナ装置Ｂ）の波形であり、実線は、アンテナ装置２００ａの波形である。
【0100】
図２４に示すように、高仰角において、アンテナ装置２００ａの利得は、アンテナ装置Ｂの利得より大きい。そして、アンテナ装置２００ａの利得は、天頂角から仰角が大きくなるにつれて、徐々に小さくなる。また、アンテナ装置２００ａの仰角０°～６０°までの平均利得の計算結果は、１．６４ｄＢであり、アンテナ装置Ｂの仰角０°～６０°までの平均利得（０．６ｄＢ）より大きい。
【0101】
したがって、アンテナ装置２００ａのパッチアンテナ４００の周囲に、第１周波数帯の使用波長に応じた長さＬのスロット３１０～３１３を設けることにより、第１周波数帯の高中仰角の平均利得が改善され、指向性を向上することができる。
【0102】
＝＝アンテナ装置２００ｂ＝＝
アンテナ装置２００ｂは、第２周波数帯の電波の利得をより高くできるアンテナ装置２００の一形態である。アンテナ装置２００ｂでは、スロット３１０～３１３の夫々の長さＬを、第２周波数帯の使用波長の略２分の１とし、長さＷを、長さＬより十分短い長さとする。
アンテナ装置２００ｂは、第２周波数帯の電波の利得をより高くできるアンテナ装置２００の一形態である。アンテナ装置２００ｂでは、スロット３１０～３１３の夫々の長さＬを、第２周波数帯の使用波長の略２分の１とし、長さＷを、長さＬより十分短い長さとする。
【0103】
ここで、第２周波数帯の使用波長は、例えば、第２周波数帯の中心周波数（例えば、略１６０２ＭＨｚ）に対応する波長である。このため、ここでの使用波長λは、略１８７ｍｍとなるため、長さＬは、略９４ｍｍとなる。
【0104】
また、本実施形態では、長さＷを、例えば５ｍｍとしているが、９４ｍｍより十分短く、かつ、スロット３１０～３１３が、第２周波数帯の電波を放射（または、反射）できる長さであればこれに限られない。
【0105】
また、アンテナ装置２００ｂでは、距離Ｄ１０～Ｄ１３の夫々を、例えば、第２周波数帯の使用波長の略２分の１の長さ（９４ｍｍ）としている。なお、距離Ｄ１０～Ｄ１３は、同じであることとしているが、これに限られず、図９で説明したよう、使用波長の略４分の１～略４分の３の範囲内にあれば良い。
【0106】
【0107】
また、図２６は、アンテナ装置２００ｂの仰角（横軸）と、利得（縦軸）との関係を示す図である。図２６において、点線は、スロット無し（アンテナ装置Ｂ）の波形であり、実線は、アンテナ装置２００ｂの波形である。
【0108】
図２６に示すように、高仰角において、アンテナ装置２００ｂの利得は、アンテナ装置Ｂの利得より大きい。そして、アンテナ装置２００ｂの利得は、天頂角から仰角が大きくなるにつれて、徐々に小さくなる。また、アンテナ装置２００ｂの仰角０°～６０°までの平均利得の計算結果は、２．２９ｄＢであり、アンテナ装置Ｂの仰角０°～６０°までの平均利得（１．３５ｄＢ）より大きい。
【0109】
したがって、アンテナ装置２００ｂのパッチアンテナ４００の周囲に、第２周波数帯の使用波長に応じた長さＬのスロット３１０～３１３を設けることにより、第２周波数帯の高中仰角の平均利得が改善され、指向性を向上することができる。
【0110】
＝＝アンテナ装置２００ｃ＝＝
アンテナ装置２００ｃは、第１及び第２周波数帯の電波の利得をより高くできるアンテナ装置２００の一形態である。アンテナ装置２００ｃでは、スロット３１０～３１３のうち、例えばスロット３１０，３１１の夫々の長さＬを、第１周波数帯の使用波長の略２分の１（略１２０ｍｍ）とする。そして、スロット３１２，３１３の夫々の長さＬを、第１周波数帯の使用波長の略２分の１（略９４ｍｍ）とする。また、スロット３１０～３１３を、上述した長さＬより十分短い長さ（例えば、５ｍｍ）とする。
アンテナ装置２００ｃは、第１及び第２周波数帯の電波の利得をより高くできるアンテナ装置２００の一形態である。アンテナ装置２００ｃでは、スロット３１０～３１３のうち、例えばスロット３１０，３１１の夫々の長さＬを、第１周波数帯の使用波長の略２分の１（略１２０ｍｍ）とする。そして、スロット３１２，３１３の夫々の長さＬを、第１周波数帯の使用波長の略２分の１（略９４ｍｍ）とする。また、スロット３１０～３１３を、上述した長さＬより十分短い長さ（例えば、５ｍｍ）とする。
【0111】
また、アンテナ装置２００ｃでは、距離Ｄ１０～Ｄ１３のうち、距離Ｄ１０，Ｄ１１を、第１周波数帯の使用波長の略２分の１の長さ（略１２０ｍｍ）とし、距離Ｄ１２，Ｄ１３を、第２周波数帯の使用波長の略２分の１の長さ（略９４ｍｍ）とする。
【0112】
なお、図２１では、便宜上、スロット３１０～３１３の長さＬは全て同じ長さで描いているが、アンテナ装置２００ｃにおいては、スロット３１０，３１１の長さＬは、スロット３１２，３１３の長さＬより長い。同様に、距離Ｄ１０～Ｄ１３のうち、距離Ｄ１０，Ｄ１１は、距離Ｄ１２，１３より長い。
【0113】
図２７は、アンテナ装置２００ｃの周波数と、利得との関係を示す図である。図２７に示すように、アンテナ装置２００ｂにおいては、１．６ＧＨｚ帯の利得、及び１．２ＧＨｚ帯の利得は、図２２と比較すると大きくなっている。例えば、略１２４０ＭＨｚにおける周波数の利得は、図２２では、略３．５０ｄＢであるのに対し、図２７では、略３．７５ｄＢとなっている。
【0114】
図２８は、アンテナ装置２００ｃの第１周波数帯の仰角（横軸）と、利得（縦軸）との関係を示す図である。図２８において、点線は、スロット無し（アンテナ装置Ｂ）の波形であり、実線は、第１周波数帯の波形である。
【0115】
図２８に示すように、高仰角において、アンテナ装置２００ｃの利得は、アンテナ装置Ｂの利得より大きい。そして、アンテナ装置２００ｃの利得は、天頂角から仰角が大きくなるにつれて、徐々に小さくなる。また、アンテナ装置２００ｃの仰角０°～６０°までの平均利得の計算結果は、１．１１ｄＢであり、アンテナ装置Ｂの仰角０°～６０°までの平均利得（０．６０ｄＢ）より大きい。
【0116】
図２９は、アンテナ装置２００ｃの第２周波数帯の仰角（横軸）と、利得（縦軸）との関係を示す図である。図２９において、点線は、スロット無し（アンテナ装置Ｂ）の波形であり、実線は、第２周波数帯の波形である。
【0117】
図２９に示すように、高仰角において、アンテナ装置２００ｃの利得は、アンテナ装置Ｂの利得より大きい。そして、アンテナ装置２００ｃの利得は、天頂角から仰角が大きくなるにつれて、徐々に小さくなる。また、アンテナ装置２００ｃの仰角０°～６０°までの平均利得の計算結果は、１．７３ｄＢであり、アンテナ装置Ｂの仰角０°～６０°までの平均利得（１．３５ｄＢ）より大きい。
【0118】
したがって、アンテナ装置２００ｃのパッチアンテナ４００の周囲に、第１周波数帯の使用波長に応じた長さＬのスロット３１０，３１１と、第２周波数帯の使用波長に応じた長さＬの３１２，３１３と、を設けることにより、第１及び第２周波数帯の指向性を改善することができる。
【0119】
＝＝金属部＝＝
上述したアンテナ装置１０，２００では、スロットは、地板２０，３００に形成されることとしたが、この限りではない。例えば、アンテナ装置１０のパッチアンテナ３０の周囲に設けられた、地板２０とは別の金属部に対し、上述した無給電のスロットを少なくとも一つ形成しても良い。例えば、パッチアンテナ３０が樹脂上に設けられ、スロットを設けた金属部（例えば、金属板）をパッチアンテナ３０の周囲に少なくとも一つ設けるようにしてもよい。この場合でも、そのスロットは無給電となる。このように、地板２０または金属部を用いることにより、パッチアンテナ３０の周囲にスロットが設けられると、パッチアンテナ３０を含むアンテナ装置の高中仰角の平均利得が改善され、指向性は向上することになる。
上述したアンテナ装置１０，２００では、スロットは、地板２０，３００に形成されることとしたが、この限りではない。例えば、アンテナ装置１０のパッチアンテナ３０の周囲に設けられた、地板２０とは別の金属部に対し、上述した無給電のスロットを少なくとも一つ形成しても良い。例えば、パッチアンテナ３０が樹脂上に設けられ、スロットを設けた金属部（例えば、金属板）をパッチアンテナ３０の周囲に少なくとも一つ設けるようにしてもよい。この場合でも、そのスロットは無給電となる。このように、地板２０または金属部を用いることにより、パッチアンテナ３０の周囲にスロットが設けられると、パッチアンテナ３０を含むアンテナ装置の高中仰角の平均利得が改善され、指向性は向上することになる。
【0120】
＝＝スロットの配置方向＝＝
また、例えばアンテナ装置１０において、スロット２５～２８の夫々の長手方向は、円Ｃの点Ｐ１～Ｐ４の接線に対して平行となるよう配置することとしたが、これに限られない。アンテナ装置１０では、スロット２５～２８の夫々の長手方向は、円Ｃの点Ｐ１～Ｐ４の接線に対して平行にならない場合であっても、アンテナ装置１０の指向性を改善できる方向であれば良い。
また、例えばアンテナ装置１０において、スロット２５～２８の夫々の長手方向は、円Ｃの点Ｐ１～Ｐ４の接線に対して平行となるよう配置することとしたが、これに限られない。アンテナ装置１０では、スロット２５～２８の夫々の長手方向は、円Ｃの点Ｐ１～Ｐ４の接線に対して平行にならない場合であっても、アンテナ装置１０の指向性を改善できる方向であれば良い。
【0121】
＜＜＜＜まとめ＞＞＞＞
以上、本実施形態のアンテナ装置について説明した。例えば、アンテナ装置１１２では１／４～３／４の範囲、パッチアンテナ３０の周囲に、一つのスロット２６が設けられている。このような場合、スロット２６は、アンテナ装置１１２の高仰角の利得を増加させつつ、指向性を改善できる。また、アンテナ装置１１２では、スロット２６は、地板２０に設けられているが、上述した地板２０とは異なる金属部に設けられていても良い。このような場合であっても、同様の効果を得ることができる。
以上、本実施形態のアンテナ装置について説明した。例えば、アンテナ装置１１２では１／４～３／４の範囲、パッチアンテナ３０の周囲に、一つのスロット２６が設けられている。このような場合、スロット２６は、アンテナ装置１１２の高仰角の利得を増加させつつ、指向性を改善できる。また、アンテナ装置１１２では、スロット２６は、地板２０に設けられているが、上述した地板２０とは異なる金属部に設けられていても良い。このような場合であっても、同様の効果を得ることができる。
【0122】
また、本実施形態のアンテナ装置１０では、パッチアンテナ３０の周囲の地板２０にスロットが設けられることとしたが、対象となるアンテナは、パッチアンテナでなくても良い。例えば、板状アンテナや、線状アンテナの周囲にスロットを設けても、本実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0123】
また、本実施形態において、スロットは、パッチアンテナ３０の周囲において、パッチアンテナ３０の中心から、パッチアンテナ３０の指向性が改善することができる範囲内（以下、「所定の範囲内」と称する。）に設けられる。なお、「所定の範囲」は、例えば、パッチアンテナ３０が受信する電波（信号）の使用波長、地板の面積、パッチアンテナ３０の構造等に基づいて定まる。
【0124】
また、アンテナ装置１０は、アンテナとして、誘電体部材３４、及び放射素子３５を含むパッチアンテナ３０を有している。このような、パッチアンテナ３０の周囲にスロットを設けることにより、アンテナ装置１０の高中仰角の平均利得を増加させつつ、指向性を向上することができる。
【0125】
また、例えばスロット２５の形状は、長手方向の長さＬ、短手方向の長さＷの四辺形である。例えば、スロットの形状として、楕円や十字の形状を用いることもできるが、四辺形とすることで地板２０を容易に加工できる。
【0126】
また、例えばスロット２５～２８の長手方向の長さＬは、使用波長λの略２分の１である。スロット２５～２８の長さＬをこのような長さとすることで、例えば図７に示したように、アンテナ装置１０の高中仰角の平均利得をより増加させつつ、指向性を向上できる。
【0127】
また、アンテナ装置１０では、スロット２５～２８を、図９に示すように、中心点３５ｐ（パッチアンテナ３０の中心）から、使用波長λの略４分の１以上、略４分の３の以下の位置に設けている。このため、このような範囲にスロット２５～２８を設けることにより、スロットが無い場合と比較して、アンテナ装置１０の高中仰角の平均利得を改善し、指向性を向上することができる。
【0128】
【0129】
また、パッチアンテナ３０は、衛星デジタル音声ラジオサービスの衛星信号を受信するアンテナである。このようなパッチアンテナ３０の周囲に、本実施形態のスロットを設けることによって、パッチアンテナ３０は衛星信号をより精度良く受信することができる。
【0130】
なお、本実施形態では、パッチアンテナ３０の中心が、中心点３５ｐと一致することとしたが、両者は異なっていても良い。そのような場合、パッチアンテナ３０の中心を、距離Ｄの始点とし、スロット設置しても良い。
【0131】
上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。また、本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更や改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれるのはいうまでもない。
【符号の説明】
【0132】
１０，１００～１０２，１１０～１１４，２００，２００ａ～２００ｃ アンテナ装置
２０，３００ 地板
２１ 台座部
２５～２８，３１０～３１３ スロット
３０，４００ パッチアンテナ
３１，３３ パターン
３１ａ 回路パターン
３１ｂ グランドパターン
３２ 回路基板
３４ 誘電体部材
３５ 放射素子
３５ａ～３５ｄ 辺
３５ｐ，４１０ｐ 中心点
４０ シールドカバー
４１ 貫通孔
４２ 給電線
４３ａ 給電点
４５ 同軸ケーブル
４５ａ 信号線
４５ｂ 編組
４５ｃ はんだ
２０，３００ 地板
２１ 台座部
２５～２８，３１０～３１３ スロット
３０，４００ パッチアンテナ
３１，３３ パターン
３１ａ 回路パターン
３１ｂ グランドパターン
３２ 回路基板
３４ 誘電体部材
３５ 放射素子
３５ａ～３５ｄ 辺
３５ｐ，４１０ｐ 中心点
４０ シールドカバー
４１ 貫通孔
４２ 給電線
４３ａ 給電点
４５ 同軸ケーブル
４５ａ 信号線
４５ｂ 編組
４５ｃ はんだ
【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】