特開 2024-124986 アンテナ装置

(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】P2024124986

(43)【公開日】2024-09-13

(54)【発明の名称】アンテナ装置

(51)【国際特許分類】

   H01Q 19/10 20060101AFI20240906BHJP

   H01Q 19/185 20060101ALI20240906BHJP

   H01Q 21/24 20060101ALI20240906BHJP

   H01Q 1/32 20060101ALN20240906BHJP

   H01Q 1/22 20060101ALN20240906BHJP

【ＦＩ】

H01Q19/10

H01Q19/185

H01Q21/24

H01Q1/32 Z

H01Q1/22 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023033017

(22)【出願日】2023-03-03

(71)【出願人】

【識別番号】000006220

【氏名又は名称】ミツミ電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002952

【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】原 康之

(72)【発明者】

【氏名】成松 賢司

【テーマコード（参考）】

5J020

5J021

5J046

5J047

【Ｆターム（参考）】

5J020AA03

5J020BA06

5J020BC09

5J020CA04

5J020DA02

5J020DA03

5J020DA06

5J021AA12

5J021AB03

5J021BA01

5J021JA05

5J021JA07

5J046AA03

5J046AA07

5J046AB01

5J046AB07

5J047AA03

5J047AA07

5J047AB01

5J047AB07

(57)【要約】

【課題】車両ルーフ等の設置面と略平行な低仰角方向における水平偏波の利得を向上できるとともに、小型化及び低背化を図ることができるアンテナ装置を提供する。
【解決手段】アンテナ装置は、金属板に設置されるアンテナ装置であって、金属板に沿う第１方向に振動する第１偏波を送受信可能な第１アンテナ素子と、金属板と平行に配置され第１偏波の直接波を反射可能な反射板と、を備える。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

金属板に設置されるアンテナ装置であって、
前記金属板に沿う第１方向に振動する第１偏波を送受信可能な第１アンテナ素子と、
前記金属板と平行に配置され前記第１偏波の直接波を反射可能な反射板と、を備える、
アンテナ装置。

【請求項2】

前記反射板は、低仰角方向における前記第１偏波の直接波を反射可能である、
請求項１に記載のアンテナ装置。

【請求項3】

前記第１アンテナ素子を覆う筐体カバーを備え、
前記筐体カバーの天板は、前記反射板として機能する、
請求項１に記載のアンテナ装置。

【請求項4】

前記筐体カバーは、樹脂材料で形成されている、
請求項３に記載のアンテナ装置。

【請求項5】

前記第１偏波の波長をλ、前記樹脂材料の屈折率をｎ、前記反射板における透過角度をφとした場合、前記反射板の厚さｔは、下式を元に設定される、
請求項４に記載のアンテナ装置。

【数1】

【請求項6】

前記第１偏波の波長をλ、前記樹脂材料の屈折率をｎ、前記反射板における透過角度をφ、入射角をθとした場合、前記反射板の厚さｔは、下式を元に設定される、
請求項４に記載のアンテナ装置。

【数2】

【請求項7】

前記第１偏波の波長をλ、前記第１アンテナ素子と前記反射板との離間距離をｈとした場合、前記反射板の突き出し長Ｌは、下式を満たす、
請求項１に記載のアンテナ装置。

【数3】

【請求項8】

前記第１偏波の波長をλ、前記第１アンテナ素子の設置面からの高さをＨ、前記アンテナ素子と前記反射板との離間距離をｈとした場合、前記反射板の突き出し長Ｌは、下式を満たす、
請求項７に記載のアンテナ装置。

【数4】

【請求項9】

前記第１方向に直交する第２方向に振動する第２偏波を送受信可能な第２アンテナ素子を備える、
請求項１に記載のアンテナ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両ルーフ等の大型の金属面に設置されるアンテナ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、車両ルーフ等の大型の金属面に設置されるアンテナ装置が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。車両間通信（Ｖ２Ｖ：Vehicle-to-Vehicle）や路車間通信（Ｖ２Ｉ：Vehicle-to-roadside-Infrastructure）に代表されるＶ２Ｘ通信に対応するために、アンテナ装置には、車両ルーフに沿った方向についても電波の送受信を適切に行うことが求められる。

【0003】

特許文献１には、車両ルーフからの干渉を受けづらい垂直偏波アンテナを採用することで、車両ルーフと平行な方向における利得を確保することが開示されている。また、特許文献２には、車両設置面と水平偏波アンテナとを一定距離離間させることで、金属部材による影響を軽減し、水平偏波アンテナに対する利得改善を行うことが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１７－３４６５７号公報

【特許文献2】特開２００９－７６９６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に開示されているような垂直偏波及び水平偏波を送受信可能なＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）型の偏波共用アンテナ装置の構成を考慮する場合、垂直偏波アンテナによる利得改善だけでは不十分であり、水平偏波に対する利得の改善が必要となる。また、特許文献２に開示のアンテナ装置においては、車両設置面とアンテナとの距離を離間させるほど、アンテナ装置のサイズが大きくなるという問題がある。一般的に、車両ルーフに設置されるアンテナ装置は、デザインの観点からも、できるだけ小型かつ低背で目立たないことが望ましい。

【0006】

本発明の目的は、車両ルーフ等の設置面と略平行な低仰角方向における水平偏波の利得を向上できるとともに、小型化及び低背化を図ることができるアンテナ装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係るアンテナ装置は、
金属板に設置されるアンテナ装置であって、
前記金属板に沿う第１方向に振動する第１偏波を送受信可能な第１アンテナ素子と、
前記金属板と平行に配置され前記第１偏波の直接波を反射可能な反射板と、を備える。

【発明の効果】

【0008】

本発明に係るアンテナ装置によれば、車両ルーフ等の設置面と略平行な低仰角方向における水平偏波の利得を向上できるとともに、小型化及び低背化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、実施の形態に係るアンテナ装置の分解斜視図である。

【図2】図２は、アンテナ装置の内部構造を模式的に示す縦断面図である。

【図3】図３Ａ、図３Ｂは、車両ルーフ等の大型の金属板からなる設置面上にアンテナ素子を配置したときの放射モデルの一例を示す図である。

【図4】図４は、天板における電波の反射を示す図である。

【図5】図５は、天板における電波の透過を示す図である。

【図6】図６は、本実施の形態のアンテナ装置の垂直面（ＸＺ面）における放射パターンを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。

【0011】

図１は、実施の形態に係るアンテナ装置１の分解斜視図である。図２は、アンテナ装置１の内部構造を模式的に示す縦断面図（Ｙ軸方向に直交する断面図）である。

【0012】

本開示では、第１偏波の振動方向である第１方向を「水平方向」、第２偏波の振動方向である第２方向を「垂直方向」として説明する。また、アンテナ装置１の設置面に垂直な方向をＺ軸の正方向、第１偏波及び第２偏波の放射方向をＸ軸の正方向とする右手直交座標系を使用して説明する。以下において、「Ｘ軸方向」、「Ｙ軸方向」及び「Ｚ軸方向」とは、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸に沿う方向である。

【0013】

アンテナ装置１は、例えば、車両ルーフに設置される車載用アンテナ装置である。アンテナ装置１は、互いに直交する第１偏波（水平偏波）及び第２偏波（垂直偏波）を放射可能な偏波共用アンテナであり、例えば、５Ｇミリ波帯（２８ＧＨｚ）の水平偏波及び垂直偏波の送受信を行う。

【0014】

図１、図２に示すように、アンテナ装置１は、アンテナ本体１１、筐体カバー１２及びアンテナベース１３等を備える。

【0015】

アンテナ本体１１は、例えば、Ｙ軸方向に一列に配置された複数（例えば、８個）のアンテナユニットを有するアレイアンテナである。それぞれのアンテナユニットは、水平偏波用の第１アンテナ素子１１１及び垂直偏波用の第２アンテナ素子１１２を有する。第１アンテナ素子１１１及び第２アンテナ素子１１２は、基板面（ＸＹ面）に平行な方向に電波を放射できることが好ましい。このような指向性を有するアンテナとすることで、基板面を車両ルーフ等の設置面と平行に配置した場合でも、車両ルーフ等の設置面と略平行な方向に指向性を持たせることができる。また、矩形状の基板の外周部に沿ってアンテナを配置することで、例えば、車両ルーフに設置して、周囲３６０°に対してビームサーチを行いながら通信するユースケースに好適である。

【0016】

第１アンテナ素子１１１には、例えば多層プリント配線基板の内層または表層のパターンにより形成されたダイポールアンテナを適用することができる。また、第２アンテナ素子１１２には、例えば、基板集積型導波管（ＳＩＷ：Substrate Integrated Waveguide）アンテナを適用することができる。上記のダイポールアンテナ及びＳＩＷアンテナを利用した偏波共用アンテナは、プリント配線基板の回路形成技術を利用して製造することができ、アンテナ素子の大きさ、形状及び位置等を容易に制御できるので、素子精度が向上する。また、アンテナ装置１の小型化及び低背化にも適している。また、ダイポールアンテナを基板の端部に形成し、ＳＩＷアンテナの開口を基板の側面に形成することで、基板面（ＸＹ面）に平行な方向に電波を放射する偏波共用アンテナを構成しやすい。

【0017】

図示を省略するが、アンテナ本体１１には、第１アンテナ素子１１１及び第２アンテナ素子１１２への給電制御等を行う制御部が実装される。制御部は、例えば、ビームフォーミングＩＣであり、伝送線路ごとの位相及びゲインの調整、並びに伝送信号の増幅等を行う。

【0018】

アンテナ本体１１は、筐体カバー１２及びアンテナベース１３によって囲まれた空間に収容される。アンテナ本体１１は、アンテナベース１３に立設された金属製の仕切板１４の開口（符号略）から第１アンテナ素子１１１及び第２アンテナ素子１１２の放射端面１１３が突出するように固定される。仕切板１４は、電波の後方（Ｘ軸方向の負側）への放射を抑制する。

【0019】

筐体カバー１２は、アンテナベース１３に固定され、アンテナ本体１１の少なくとも前方（Ｘ軸方向の正側）及び上方（Ｚ軸方向の正側）を覆う。特に、筐体カバー１２の天板１２１のうち、仕切板１４よりも前方に位置する部分は、第１アンテナ素子１１１及び第２アンテナ素子１１２から放射される電波の放射空間の上方を覆う。

【0020】

本実施の形態では、筐体カバー１２の天板１２１は、放射端面１１３から低仰角方向に放射される電波の直接波を反射可能に設計されている。天板１２１が反射板として機能することにより、低仰角方向に対する水平偏波の利得が向上し、利得の改善が図られる。低仰角方向とは、車両ルーフ等の設置面と略平行な方向であり、典型的には、垂直方向（Ｚ軸方向）とのなす角θが７０°～９０°となる放射方向である。

【0021】

なお、筐体カバー１２の前面１２２及び側面１２３は、水平偏波及び垂直偏波を効率よく透過可能な厚さに設定される。一般的には、前面１２２及び側面１２３は、０．０５波長程度に薄く設計されるか、又は、筐体カバー１２の材質中の波長に対して０．５波長となる厚みに設計される。例えば、筐体カバー１２の材質の誘電率が３．２、使用周波数が２８ＧＨｚである場合、前面１２２及び側面１２３の厚さは、約３ｍｍに設定される。

【0022】

アンテナ装置１を車両ルーフ等の大型の金属板上に設置したときの水平偏波の放射特性について、以下に説明する。

【0023】

図３Ａ、図３Ｂは、車両ルーフ等の大型の金属板からなる設置面Ｒ１上にアンテナ素子Ａを配置したときの放射モデルの一例を示す図である。図３Ａは、直接波Ｗ０の進行を遮る反射板がない場合の放射モデルであり、図３Ｂは、本実施の形態のように、直接波Ｗ０の進行を遮る反射板がある場合の放射モデルである。アンテナ素子Ａは、放射される電波の波源であり、アンテナ装置１における水平偏波用の第１アンテナ素子１１１の放射端面１１３に相当する。

【0024】

図３Ａに示すように、設置面Ｒ１上にアンテナ素子Ａを配置した場合、垂直面（ＸＺ面）における放射パターンは、アンテナ素子Ａから放射された直接波Ｗ０と設置面Ｒ１で反射した反射波Ｗ１の２波の合成により構成される。

【0025】

直接波Ｗ０と反射波Ｗ１の合成波は、実アンテナ素子Ａ０と、イメージアンテナ素子Ａ１の２つのアンテナ素子のアレーモデルとして表現することができる。実アンテナ素子Ａ０は、実体のアンテナ素子である。イメージアンテナ素子Ａ１は、実アンテナ素子Ａ０が水平偏波アンテナの場合、実アンテナ素子Ａ０に対して設置面Ｒ１を基準として対称な位置に配置され、実アンテナ素子Ａ０と同振幅逆位相で励振される仮想的なアンテナ素子である。

【0026】

図３Ａのように配置され、同振幅逆位相で励振された２素子アレーのθ方向の電界強度は、具体的には、下式（１）で表される。（１）式より、２素子間の距離Ｓが０～１．５λ程度の範囲では、Ｓが大きいほど低仰角方向（θ＝７０°～９０°）における利得は向上することが分かる。図３Ａに示す放射モデルでは、アンテナ素子Ａ０、Ａ１間の離間距離Ｓ＝２Ｈとなるので、Ｈが０～０．７５λ程度の範囲では、実アンテナ素子Ａ０の設置高さＨが高い方が、低仰角方向（θ＝７０～９０°）における利得は高くなる。ただし、アンテナ装置１の小型化及び低背化が損なわれる虞がある。

【0027】

【数1】

【0028】

本実施の形態では、図３Ｂに示すように、筐体カバー１２の天板１２１が反射板として機能し、直接波Ｗ０は天板１２１の内面Ｒ２（以下、「反射面Ｒ２」と称する）で反射する。この場合、放射パターンは、設置面Ｒ１で反射した１回反射波Ｗ１と反射面Ｒ２及び設置面Ｒ１で反射した２回反射波Ｗ２の２波の合成により構成される。

【0029】

１回反射波Ｗ１と２回反射波Ｗ２の合成波は、イメージアンテナ素子Ａ１、Ａ２の２つのアンテナ素子のアレーモデルとして表現できる。イメージアンテナ素子Ａ２は、実アンテナ素子Ａ０に対して反射面Ｒ２を基準として対称な位置に配置されたイメージアンテナ素子Ａ３を、さらに設置面Ｒ１を基準として対称な位置に配置した仮想的なアンテナ素子であり、実アンテナ素子Ａ０と同相（イメージアンテナ素子Ａ１と同振幅逆位相）で励振される仮想的なアンテナ素子である。

【0030】

イメージアンテナ素子Ａ１、Ａ２間の離間距離Ｓ＝２ｈ（実アンテナ素子Ａ０から反射面Ｒ２までの距離ｈの２倍）となる。これより、式（１）で表される１回反射波Ｗ１と２回反射波Ｗ２の合成波の放射パターンは、アンテナ素子Ａの設置高さＨに依存せず、アンテナ素子Ａから反射面Ｒ２までの距離ｈに依存することになる。したがって、アンテナ素子Ａから反射面Ｒ２までの距離ｈを確保できれば、アンテナ素子Ａの設置高さＨが低くても、所望の放射特性を維持することができる。つまり、アンテナ装置１の小型化及び低背化を図りつつ、低仰角方向に対する利得を向上することができる。

【0031】

ここで、天板１２１を反射板として機能させる場合、天板１２１の大きさ、具体的には、放射端面１１３を基準とするＸ軸方向の正側への突き出し長Ｌを、適切に設定する必要がある。

【0032】

具体的には、天板１２１の突き出し長Ｌは、低仰角方向の直接波Ｗ０のフレネルゾーンＦＺ０（図３Ａ参照）に天板１２１が入るように設定される。例えば、θ＝９０°の直接波Ｗ０のフレネルゾーンＦＺ０に天板１２１が入る条件の目安は、下式（２）で表される。

【0033】

【数2】

【0034】

また、天板１２１の突き出し長Ｌは、低仰角方向の反射波Ｗ１のフレネルゾーンＦＺ１（図３Ａ参照）に天板１２１が入らないように設定される。例えば、例えば、θ＝９０°の場合の反射波Ｗ１のフレネルゾーンＦＺ１に天板１２１が入らない条件の目安は、下式（３）で表される。

【0035】

【数3】

【0036】

また、筐体カバー１２の天板１２１は、例えば、ＰＣ／ＡＢＳ等の樹脂材料で形成される。天板１２１が金属材料で形成される場合、高仰角方向の電波については、直接波も設置面Ｒ１からの反射波もどちらも反射してしまい、高仰角方向に対する利得が低下する虞がある。これに対して、天板１２１が樹脂材料で形成されている場合、電波の一部は透過するため、高仰角方向に対する利得の低下を抑制することができる。

【0037】

なお、低仰角方向の電波も一部透過することとなり、低仰角方向に対する利得の改善効果が低下する虞があるが、天板１２１を適切な厚さに設定することで、高仰角方向に対する利得を確保しつつ、低仰角方向に対する利得を改善することができる。

【0038】

図４は、天板１２１における電波の反射を示す図である。

【0039】

アンテナ装置１から放射される直接波Ｗ０は、図３Ｂに示すように、天板１２１の反射面Ｒ２で反射する。図４に示すように、天板１２１で反射した反射波Ｗ３は、天板１２１の表面（反射面Ｒ２）で反射した表面反射成分Ｗ３１と、天板１２１の内部に進入し、天板１２１の裏面（空気との界面）で反射した後、天板１２１の表面から出射される裏面反射成分Ｗ３２とを含む。表面反射成分Ｗ３１と裏面反射成分Ｗ３２の反射位相差ΔＰ１は、下式（４）で表される。

【0040】

【数4】

【0041】

表面反射成分Ｗ３１と裏面反射成分Ｗ３２の位相が揃っている場合、すなわち、反射位相差ΔＰ１が同相（３６０°）となる場合に、反射波Ｗ３の強度が高くなり、低仰角方向に対する利得の改善効果が得られやすい。したがって、天板１２１の厚さｔは、下式（５）を満たすように設定されることが好ましい。なお、厳密には、２つの反射成分Ｗ３１、Ｗ３２の反射位相差ΔＰ１が３６０°である必要はなく、３６０°に近い値となるように天板１２１の厚さｔが設定されれば、同等の効果が得られる。つまり、天板１２１の厚さｔは、式（５）で算出される値を基準として設定されればよい。

【0042】

【数5】

【0043】

図５は、天板１２１における電波の透過を示す図である。

【0044】

アンテナ装置１から放射される直接波Ｗ０は、図３Ｂに示すように、天板１２１の反射面Ｒ２で反射するが、一部は、天板１２１で反射されずに放射される。図５に示すように、天板１２１で反射されずに放射される電波Ｗ４は、天板１２１に入射せずに進行する直接成分Ｗ４１と、天板１２１の内部を透過して天板１２１の裏面から出射する透過成分Ｗ４２とを含む。直接成分Ｗ４１と透過成分Ｗ４２の透過位相差ΔＰ２は、下式（６）で表される。

【0045】

【数6】

【0046】

透過位相差ΔＰ２が逆相（１８０°）となる場合、透過成分Ｗ４２が直接成分Ｗ４１を打ち消し、直接波Ｗ０の影響（干渉）を低減できるため、低仰角部方向に対する利得の改善効果が得られやすい。したがって、天板１２１の厚さｔは、下式（７）を満たすように設定されることが好ましい。なお、厳密には、２つの放射成分Ｗ４１、Ｗ４２の透過位相差ΔＰ２が１８０°である必要はなく、１８０°に近い値となるように天板１２１の厚さｔが設定されれば、同等の効果が得られる。つまり、天板１２１の厚さｔは、式（６）で算出される値を基準として設定されればよい。

【0047】

【数7】

【0048】

上式（５）、（６）において、入射角θが低仰角（例えば、θ＝８０～９０°）である場合、透過角φはほぼ同じ値となるので、定数として扱うことができる。例えば、天板１２１の樹脂材料の誘電率が３である場合、屈折率ｎ＝√３＝１．７３となり、ｓｉｎφ＝ｓｉｎθ／１．７３より、透過角φはおおよそ３５°で一定となる。

【0049】

なお、天板１２１の厚さｔは、上式（５）、（７）を同時に満たさなくてもよく、式（５）、（７）から求まる基準値に、できるだけ近づくように設定されればよい。

【0050】

図６は、本実施の形態のアンテナ装置１の垂直面（ＸＺ面）における放射パターンを示す図である。天板１２１が反射板として機能する場合（図３Ｂ参照）の放射パターンを実線Ｇ１で示し、天板１２１がない場合（図３Ａ参照）の放射パターンを破線Ｇ２で示している。

【0051】

図６に示すように、天板１２１を反射板として機能させることで、低仰角方向に対する利得が改善されることがわかる。また、天板１２１がない場合、直接波Ｗ０と反射波Ｗ１が完全に打ち消し合う放射角θ（図６における４５°付近）では深いリプルが発生するのに対して、天板１２１を反射板として機能させた場合、リプルが軽減されている。天板１２１を反射板として機能させる場合であっても、現実的には、低仰角方向から入射する電波の一部は直接波Ｗ０として空間に放射されると考えられる。つまり、放射電波は、直接波Ｗ０、１回反射波Ｗ１及び２回反射波Ｗ２の３波の合成となり、打ち消し合いにくくなるため、リプルが軽減されたと考えられる。

【0052】

このように、本発明の一態様に係るアンテナ装置１は、以下の特徴事項を単独で、又は、適宜組み合わせて備えている。

【0053】

すなわち、アンテナ装置１は、車両ルーフ等の金属板に設置されるアンテナ装置であって、金属板に沿う水平方向（第１方向）に振動する水平偏波（第１偏波）を送受信可能な第１アンテナ素子１１１と、金属板と平行に配置され水平偏波の直接波Ｗ０を反射可能な天板１２１（反射板）と、を備える。具体的には、天板１２１（反射板）は、低仰角方向における水平偏波（第１偏波）の直接波Ｗ０を反射可能である。

【0054】

アンテナ装置１によれば、車両ルーフ等の金属製の設置面Ｒ１とアンテナ素子Ａとの距離に関わらず、アンテナ素子Ａから天板１２１までの距離ｈを確保できれば、所望の放射特性を維持することができる。したがって、設置面Ｒ１と略平行な低仰角方向における水平偏波の利得を向上できるとともに、小型化及び低背化を図ることができる。

【0055】

また、アンテナ装置１は、第１アンテナ素子１１１を覆う筐体カバー１２を備え、筐体カバー１２の天板１２１は、反射板として機能する。これにより、部品点数を増加することなく低仰角方向における水平偏波の利得を向上できるとともに、筐体カバー１２を含むアンテナ構造全体の低背化を図ることができる。

【0056】

また、アンテナ装置１において、筐体カバー１２は、樹脂材料で形成されている。これにより、筐体カバー１２の内部を透過させて電波を放射できるので、高仰角方向における電波の利得を改善することができる。

【0057】

また、アンテナ装置１において、水平偏波（第１偏波）の波長をλ、天板１２１の樹脂材料の屈折率をｎ、天板１２１（反射板）における透過角度をφとした場合、天板１２１の厚さｔは、上式（５）を元に設定される。これにより、低仰角方向における反射波の表面反射成分Ｗ３１と裏面反射成分Ｗ３２とが強め合うこととなり、天板１２１の反射板としての機能が強化され、高い利得を実現することができる。

【0058】

また、アンテナ装置１において、水平偏波（第１偏波）の波長をλ、天板１２１の樹脂材料の屈折率をｎ、天板１２１（反射板）における透過角度をφ、天板１２１に対する入射角度をθとした場合、天板１２１の厚さｔは、上式（７）を元に設定される。これにより、低仰角方向に放射される電波の直接波の成分が打ち消されるので、電波間の干渉が低減され、高い利得を実現することができる。

【0059】

また、アンテナ装置１において、水平偏波（第１偏波）の波長をλ、第１アンテナ素子１１１の設置面からの高さをＨ、第１アンテナ素子１１と天板１２１（反射板）との離間距離をｈとした場合、天板１２１の突き出し長Ｌは、上式（２）を満たす。これにより、低仰角方向の水平偏波を、確実に天板１２１で反射させることができる。

【0060】

また、アンテナ装置１において、水平偏波（第１偏波）の波長をλ、第１アンテナ素子１１１の設置面からの高さをＨ、第１アンテナ素子１１１と天板１２１（反射板）との離間距離をｈとした場合、天板１２１の突き出し長Ｌは、上式（３）を満たす。これにより、設置面Ｒ１からの１回反射波Ｗ１が天板１２１で反射するのを抑制することができる。

【0061】

また、アンテナ装置１は、水平方向（第１方向）に直交する垂直方向（第２方向）に振動する垂直偏波（第２偏波）を送受信可能な第２アンテナ素子１１２を備える。これにより、高い放射特性を有するＭＩＭＯ型の偏波共用アンテナを実現することができる。

【0062】

また、アンテナ装置１において、第１アンテナ素子１１１及び第２アンテナ素子１１２は、複数の基板を積層してなる積層基板に作り込まれている。。これにより、第１アンテナ素子１１１及び第２アンテナ素子１１２のアンテナパターン及び給電線路を積層基板上に一体で構成できるため、アンテナ本体１１を容易に製造することができる。

【0063】

また、アンテナ装置１において、水平偏波（第１偏波）及び垂直偏波（第２偏波）の主放射方向は、基板の主面と平行である。これにより、基板の主面を車両ルーフ等に平行に設置して使用する場合に好適となる。

【0064】

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

【0065】

例えば、実施の形態では、筐体カバー１２の天板１２１を反射板として機能させているが、筐体カバー１２とは別に、低仰角方向の電波を反射する反射板を設けるようにしてもよい。また、筐体カバー１２の天板１２１において、低仰角方向の電波の反射板として機能する部分を、金属材料で形成してもよい。さらには、天板１２１に金属シートを貼着して反射板として機能させてもよい。

【0066】

また、実施の形態では、水平偏波及び垂直偏波を放射する送信用アンテナを例に挙げて説明したが、本発明の偏波共用アンテナは、水平偏波及び垂直偏波の送信、受信、又はそれら両方の機能を有するアンテナのいずれにも適用できる。

【0067】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0068】

１ アンテナ装置
１１ アンテナ本体
１１１ 第１アンテナ素子
１１２ 第２アンテナ素子
１２ 筐体カバー
１２１ 天板（反射板）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】