特開 2024-155403 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】P2024155403

(43)【公開日】2024-10-31

(54)【発明の名称】アンテナ装置

(51)【国際特許分類】

   H01Q 21/24 20060101AFI20241024BHJP

   H01Q 5/35 20150101ALI20241024BHJP

   H01Q 13/08 20060101ALI20241024BHJP

【ＦＩ】

H01Q21/24

H01Q5/35

H01Q13/08

【審査請求】有

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023070091

(22)【出願日】2023-04-21

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2024-07-16

(71)【出願人】

【識別番号】501243317

【氏名又は名称】耀登科技股▲ふん▼有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】江 啓名

【テーマコード（参考）】

5J021

5J045

【Ｆターム（参考）】

5J021AA02

5J021AA07

5J021AA11

5J021AB06

5J021CA03

5J021HA10

5J021JA06

5J045AA03

5J045AA13

5J045CA04

5J045DA10

5J045HA06

5J045MA07

(57)【要約】

【課題】この発明は、キャリアとアンテナアレイを含むアンテナ装置を開示する。
【解決手段】アンテナアレイには、第１のおよび第２の二周波アンテナ構造体が含まれる。第１のアンテナ構造体には、第１の導電シート、第１の送信アンテナ、および第１の受信アンテナが含まれる。第１の送信アンテナと第１の受信アンテナそれぞれの正投影が第１の導電シート上に規定される領域の中心点は、共に第１の延長線上に位置するように重なっている。第２のアンテナ構造体には、第２の導電シート、第２の送信アンテナ、および第２の受信アンテナが含まれる。第２の送信アンテナと第２の受信アンテナそれぞれの正投影が第２の導電シート上に規定される領域の中心点は、共に第２の延長線上に位置するように重なっている。第１の導電シートと第２の導電シートは、直角に交差する第１のおよび第２の延長線の交点を中心に９０度回転対称性を有する。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

キャリアと、
前記キャリア上に配置され、第１の二周波アンテナ構造体及び第２の二周波アンテナ構造体を含む少なくとも１つのアンテナアレイと、
を含むアンテナ装置であって、
前記第１の二周波アンテナ構造体は、第１の導電シートと、前記第１の導電シートに電気的に結合される第１の送信アンテナ及び第１の受信アンテナとを含み、
前記第１の送信アンテナの正投影が前記第１の導電シート上に規定される領域の中心点と、前記第１の受信アンテナの正投影が前記第１の導電シート上に規定される領域の中心点は、共に第１の延長線上に位置するように重なっており、
前記第２の二周波アンテナ構造体は、第２の導電シートと、前記第２の導電シートに電気的に結合される第２の送信アンテナおよび第２の受信アンテナとを含み、
前記第２の送信アンテナの正投影が前記第２の導電シート上に規定される領域の中心点と、前記第２の受信アンテナの正投影が前記第２の導電シート上に規定される領域の中心点は、共に第２の延長線上に位置するように重なっており、
前記第１の延長線と前記第２の延長線は９０度の角度を持ち、かつ交点を有し、前記第１の延長線と前記第２の延長線は前記交点を回転中心として９０度対称の関係を持って配置される、
ことを特徴とする、アンテナ装置。

【請求項2】

前記少なくとも１つのアンテナアレイの数量は、さらに複数に限定され、前記アンテナアレイは、複数の行と複数の列の千鳥配置を形成する、請求項１に記載のアンテナ装置。

【請求項3】

前記アンテナ装置は、送信周波数帯域で動作するように構成され、前記アンテナアレイの各々は中心点を有し、前記列のうちの任意の２つの隣接するものにおいて、同じ列にない前記アンテナアレイの任意の２つの隣接するもの中心点の間に最短距離が定義され、該最短距離は、送信周波数帯の中心周波数に相当する波長の０．４５から０．５５倍までの範囲にある、請求項２に記載のアンテナ装置。

【請求項4】

前記列のうち隣接する任意の２つのものにおいて、前記アンテナアレイのうち同じ列にない隣接する任意の２つのもの第１の送信アンテナ間の位相差は５０度または０度であり、前記アンテナアレイのうち同じ列にない隣接する任意の２つのもの第２の送信アンテナ間の位相差は５０度または０度である、請求項２に記載のアンテナ装置。

【請求項5】

前記列のうち隣接する任意の２つのものにおいて、前記アンテナアレイのうち同じ列にない任意の２つのもの第１の受信アンテナ間の位相差は５０度または０度であり、前記アンテナアレイのうち同じ列にない任意の２つのもの第２の受信アンテナ間の位相差は５０度または０度である、請求項２に記載のアンテナ装置。

【請求項6】

前記第１の送信アンテナと前記第２の送信アンテナとの位相差は９０度であり、前記第１の受信アンテナと前記第２の受信アンテナとの位相差は９０度である、請求項１に記載のアンテナ装置。

【請求項7】

前記少なくとも１つのアンテナアレイの数量は、さらに１つに限定される、請求項１に記載のアンテナ装置。

【請求項8】

前記第１の送信アンテナおよび前記第２の送信アンテナは、それぞれ左旋円偏波を発生するように構成され、前記第１の受信アンテナおよび前記第２の受信アンテナは、それぞれ右旋円偏波を発生するように構成される、請求項１に記載のアンテナ装置。

【請求項9】

前記第１の送信アンテナ及び前記第１の受信アンテナの各々は円形状であり、前記第２の送信アンテナ及び前記第２の受信アンテナの各々は円形状である、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、装置に関し、特にアンテナ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来のアンテナ装置は、特定の機能（例えば、多入力多出力；ＭＩＭＯ）を有するために、基板と、基板上に搭載されアレイ状に配置された複数の二周波アンテナを備えている。しかし、従来のアンテナ装置は、理想的な円偏波パターンを持つように設計すると、複数の二周波アンテナの配置空間が拡大し、その結果、基板の大きさを小さくすることができない。つまり、従来のアンテナ装置では、「小型化」と「理想的な円偏波パターン」を同時に実現することができなかった。

【0003】

そこで、発明者は、上記欠点を改善することができると考え、意図的に研究し、科学的原理を適用し、最終的に、合理的に設計され、上記欠点を改善するのに有効な発明を完成させるに至った。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記技術的不備に対して、本発明は、アンテナ装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決するために、本発明が採用する技術的側面の１つは、アンテナ装置を提供することである。アンテナ装置は、キャリアと、少なくとも１つのアンテナアレイとを含む。少なくとも１つのアンテナアレイは、キャリア上に配置され、少なくとも１つのアンテナアレイは、第１の二周波アンテナ構造体及び第２の二周波アンテナ構造体を含む。第１の二周波アンテナ構造体は、第１の導電シートと、第１の導電シートに電気的に結合される第１の送信アンテナ及び第１の受信アンテナとを含む。第１の送信アンテナの正投影が第１の導電シート上に規定される領域の中心点と、第１の受信アンテナの正投影が第１の導電シート上に規定される領域の中心点は、共に第１の延長線上に位置するように重なっている。第２の二周波アンテナ構造体は、第２の導電シートと、第２の導電シートに電気的に結合される第２の送信アンテナおよび第２の受信アンテナとを含む。第２の送信アンテナの正投影が第２の導電シート上に規定される領域の中心点と、第２の受信アンテナの正投影が第２の導電シート上に規定される領域の中心点は、共に第２の延長線上に位置するように重なっている。第１の延長線と第２の延長線は９０度の角度を持ち、かつ交点を有し、その交点を回転中心として９０度対称の関係を持って配置される。

【発明の効果】

【0006】

上記のように、本発明が提供するアンテナ装置では、「第１の送信アンテナの正投影が第１の導電シート上に規定される領域の中心点と、第１の受信アンテナの正投影が第１の導電シート上に規定される領域の中心点は、共に第１の延長線上に位置するように重なっている」「第２の送信アンテナの正投影が第２の導電シート上に規定される領域の中心点と、第２の受信アンテナの正投影が第２の導電シート上に規定される領域の中心点は、共に第２の延長線上に位置するように重なっている」、及び「第１の延長線と第２の延長線は９０度の角度を持ち、かつ交点を有し、その交点を回転中心として９０度対称の関係を持って配置される」ことにより、アンテナ装置に理想的な円偏波パターンの効果が得られるだけでなく、小型化も同時に達成することができる。

【0007】

本発明の特徴及び技術内容がより一層分かるように、以下本発明に関する詳細な説明と添付図面を参照する。しかし、提供される添付図面は参考と説明のために提供するものに過ぎず、本発明の特許請求の範囲を制限するためのものではない。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の第１の実施形態に係る二周波アンテナ構造体を示す斜視模式図である。

【図2】図１の線ＩＩ－ＩＩに沿って取った断面模式図である。

【図3】本発明の第１の実施形態に係る二周波アンテナ構造体を示す上面模式図である。

【図4】本発明の第１の実施形態に係る二周波アンテナ構造体を示す下面模式図である。

【図5】本発明の第１の実施形態に係る二周波アンテナ構造体によって測定されたリターンロスデータを示す模式図である。

【図6】本発明の第２の実施形態に係る二周波アンテナ構造体を示す平面模式図である。

【図7】本発明の第２の実施形態に係る二周波アンテナ構造体の第１の送信アンテナから発生する放射パターンを示す模式図である。

【図8】図７の放射パターンをＨ面またはＥ面で示した模式図である。

【図9】本発明の第２の実施形態に係る二周波アンテナ構造体の第２の送信アンテナから発生する放射パターンを示す模式図である。

【図10】図９の放射パターンをＨ面またはＥ面で示した模式図である。

【図11】本発明の第２の実施形態に係る二周波アンテナ構造体の第１の送信アンテナ及び第２の送信アンテナから共同で発生する放射パターンを示す模式図である。

【図12】図１１の放射パターンをＨ面またはＥ面で示した模式図である。

【図13】本発明の第２の実施形態に係る二周波アンテナ構造体の第１の受信アンテナから発生する放射パターンを示す模式図である。

【図14】図１３の放射パターンをＨ面またはＥ面で示した模式図である。

【図15】本発明の第２の実施形態に係る二周波アンテナ構造体の第２の受信アンテナから発生する放射パターンを示す模式図である。

【図16】図１５の放射パターンをＨ面またはＥ面で示した模式図である。

【図17】本発明の第２の実施形態に係る二周波アンテナ構造体の第１の受信アンテナ及び第２の受信アンテナから共同で発生する放射パターンを示す模式図である。

【図18】図１７の放射パターンをＨ面またはＥ面で示した模式図である。

【図19】本発明の第３の実施形態による二周波アンテナ構造体を示す平面模式図である。

【図20】本発明の第３の実施形態に係る二周波アンテナ構造体の第１の送信アンテナ及び第２の送信アンテナから共同で発生する放射パターンを示す模式図である。

【図21】図２０の放射パターンをＨ面またはＥ面で示した模式図である。

【図22】本発明の第３の実施形態に係る二周波アンテナ構造体の第１の受信アンテナ及び第２の受信アンテナから共同で発生する放射パターンを示す模式図である。

【図23】図２２の放射パターンをＨ面またはＥ面で示した模式図である。

【図24】本発明の第３の実施形態によるビームの切り替え時に第１の送信アンテナ及び第２の送信アンテナから共同で発生する左回りの円偏波放射パターンの模式図である。及び。

【図25】本発明の第３の実施形態によるビーム切り替え時に第１の送信アンテナ及び第２の送信アンテナから共同して発生する右旋円偏波放射パターンの模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

下記より、具体的な実施例で本発明が開示する「アンテナ装置」に係る実施形態を説明する。当業者は本明細書の公開内容により本発明のメリット及び効果を理解し得る。本発明は他の異なる実施形態により実行又は応用できる。本明細書における各細節も様々な観点又は応用に基づいて、本発明の精神逸脱しない限りに、均等の変形と変更を行うことができる。また、本発明の図面は簡単で模式的に説明するためのものであり、実際的な寸法を示すものではない。以下の実施形態において、さらに本発明に係る技術事項を説明するが、公開された内容は本発明を限定するものではない。

【0010】

なお、本明細書において「第１の」、「第２の」、「第３の」等の用語で各種の部品又は信号を説明する可能性があるが、これらの部品又は信号はこれらの用語によって制限されるものではない。これらの用語は、主として一つの部品と別の部品、又は一つの信号と別の信号を区分するためのものであることが理解されたい。また、本明細書に用いられる「又は」という用語は、実際の状況に応じて、関連する項目中の何れか一つ又は複数の組合せを含み得る。

【0011】

さらに、以下の説明において、特定の図面または特定の図面に示されるように参照されることが示されている場合、これは、後続の説明において、説明される関連内容の大部分がその特定の図面に現れることを強調するためだけであり、後続の説明をその特定の図面への参照のみに制限するものではない。
［第１の実施形態］

【0012】

図１～図５を参照すると、本発明の第１の実施形態は、二周波アンテナ構造体１００を提供する。図１及び図２に示すように、二周波アンテナ構造体１００は、送信周波数と受信周波数とを有する送信周波数帯域に適している。二周波アンテナ構造体１００は、基板１と、基板１上に配置される接地素子２、導電シート３、送信アンテナ４、および受信アンテナ５とを含む。以下の説明では、二周波アンテナ構造体１００を構成する各構成要素の構造および接続関係について説明する。

【0013】

図２を参照して、本実施形態における基板１は、多層構造であり、２枚のプリント回路基板を有する。２つのプリント回路基板は積層されており、それぞれ第１の層１１および第２の層１２として定義される。

【0014】

図２及び図４を参照すると、本実施形態における接地素子２は、導電性銅箔であってもよいが、本発明はこれに限定されるものではない。接地素子２は、第１の層１１から離れた第２の層１２の側面に配置され、接地素子２は、第２の層１２に、円形状で互いに間隔をあけた第１の貫通孔Ｈ２１及び第２の貫通孔Ｈ２２を有する。つまり、第２の層１２の第１の層１１から離れた側の面は、接地素子２によって覆われていない２つの構成領域を有している。

【0015】

図２および図３を参照して、導電シート３は、第２の層１２から離れた第１の層１１の表面側に配置されている。本実施形態における導電シート３は、六角形構造を有する導電性銅箔であり、６つの辺を有している。６つの辺のうち、任意の２つの対向する辺は互いに平行であり、その間に第１の最短距離Ｄ１が規定される。第１の最短距離Ｄ１は、伝送周波数帯の中心周波数に対応する波長の０．４５倍から０．５５倍の範囲内にある。

【0016】

例えば、導電シート３は、時計回りに、第１の辺Ｓ３１、第２の辺Ｓ３２、第３の辺Ｓ３３、第４の辺Ｓ３４、第５の辺Ｓ３５、及び第６の辺Ｓ３６を有する。第１の辺Ｓ３１は、第４の辺Ｓ３４と対向しかつ平行であり、第２の辺Ｓ３２は、第５の辺Ｓ３５と対向しかつ平行であり、第３の辺Ｓ３３は、第６の辺Ｓ３６と対向しかつ平行である。伝送周波数帯の中心周波数に対応する波長が１２ミリメートル（ｍｍ）である場合、第１の辺Ｓ３１と第４の辺Ｓ３４との間の最短距離、第２の辺Ｓ３２と第５の辺Ｓ３５との間の最短距離、および第３の辺Ｓ３３と第６の辺Ｓ３６との間の最短距離を５．４ミリメートル（ｍｍ）から６．６ミリメートル（ｍｍ）の範囲にすることができる。

【0017】

図２及び図４を参照すると、送信アンテナ４は送信周波数を有し、送信アンテナ４は、第１のカップリング導電パッド４１、第１の導電柱４２、及び第１の給電用導電パッド４３を含む。本実施形態における第１のカップリング導電パッド４１は、円形状である導電性銅箔であってもよいが、本発明はこれに限定されるものではない。第１のカップリング導電パッド４１は、２枚のプリント回路基板によって挟まれるように、第１の層１１と第２の層１２との間に配置され、第１のカップリング導電パッド４１は、第１の貫通孔Ｈ２１に位置的に対応する。すなわち、第１のカップリング導電パッド４１を第２の層１２に直交投影することによって規定される領域が、第１の貫通孔Ｈ２１内に位置される。

【0018】

本実施形態における第１の導電柱４２は、例えば、例えば電気めっきを施した盲孔型の導電孔（Ｐｌａｔｉｎｇ Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｈｏｌｅ）または盲目孔型の導電孔（Ｂｌｉｎｄ Ｖｉａ Ｈｏｌｅ）であってもよいが、本発明は、これに限定されるものではない。第１の導電柱４２は、第１のカップリング導電パッド４１と導電シート３とに電気的に結合されている。

【0019】

図２及び図４を参照すると、第１の給電用導電パッド４３は、第１の層１１から離れた第２の層１２の側面に配置され、第１の貫通孔Ｈ２１に位置し、第１の給電用導電パッド４３及び第１のカップリング導電パッド４１は、左回り円偏波を生成するように直列容量効果を生成することができる。さらに、第１の給電用導電パッド４３は、接地素子２との間で並列容量効果を生じさせることも可能である。

【0020】

本実施形態では、第１の給電用導電パッド４３は、円環状をなす導電性銅箔であり、第１の給電用導電パッド４３を導電シート３に向けて直交投影して規定される位置が６辺のうちの１辺（すなわち、第１の辺Ｓ３１）に隣接する。第１の給電用導電パッド４３と第１の貫通孔Ｈ２１とは、中心が共通である。さらに、第１の給電用導電パッド４３の中心は、第１のカップリング導電パッド４１を第２の層１２に向けて直交投影して規定される中心と重なっていることが好ましく、第１の給電用導電パッド４３の面積は、第１のカップリング導電パッド４１の面積と実質的に同じである。すなわち、第１の給電用導電パッド４３、第１の貫通孔Ｈ２１、および第１のカップリング導電パッド４１は、大きさにおいて連関関係を有している。

【0021】

当然ながら、連結関係は、わずかな変動（すなわち、許容される公差）を許容する。例えば、本発明の別の実施形態（図示せず）において、第１の給電用導電パッド４３の面積は、第１のカップリング導電パッド４１の面積よりもわずかに大きいかまたは小さいこともある。

【0022】

図２及び図４を参照すると、受信アンテナ５は、受信周波数を有し、受信アンテナ５は、第２のカップリング導電パッド５１、第２の導電柱５２、及び第２の給電用導電パッド５３を含む。本実施形態における第２のカップリング導電パッド５１は、円形状である導電性銅箔であってもよいが、本発明はこれに限定されるものではない。第２のカップリング導電パッド５１は、２枚のプリント回路基板によって挟まれるように、第１の層１１と第２の層１２との間に配置され、第２のカップリング導電パッド５１は、第２の貫通孔Ｈ２２に位置的に対応する。すなわち、第２のカップリング導電パッド５１を第２の層１２に向けて直交投影することで規定される領域が、第２の貫通孔Ｈ２２に位置する。

【0023】

本実施形態における第２の導電柱５２は、例えば電気めっきを施した盲孔型の導電孔（Ｐｌａｔｉｎｇ Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｈｏｌｅ）または盲目孔型の導電孔（Ｂｌｉｎｄ Ｖｉａ Ｈｏｌｅ）であってもよいが、本発明は、これに限定されるものではない。第２の導電柱５２は、第２のカップリング導電パッド５１と導電シート３とに電気的に結合されている。

【0024】

図２及び図４を参照すると、第２の給電用導電パッド５３は、第１の層１１から離れた第２の層１２の側面に配置され、第２の貫通孔Ｈ２２に位置し、第２の給電用導電パッド５３及び第２のカップリング導電パッド５１は、右回り円偏波を発生するように直列容量効果を発生することができる。さらに、第２の給電用導電パッド５３は、接地素子２との間で並列容量効果を生じさせることも可能である。

【0025】

本実施形態では、第２の給電用導電パッド５３は、円環状をなす導電性銅箔であり、第２の給電用導電パッド５３を導電シート３に向けて直交投影して規定される位置が６辺のうちの１辺（すなわち、第２の辺Ｓ３２）に隣接する。第２の給電用導電パッド５３と第２の貫通孔Ｈ２２とは、中心が共通である。さらに、第２の給電用導電パッド５３の中心は、第２のカップリング導電パッド５１を第２の層１２に向けて直交投影して規定される中心と重なっていることが好ましく、第２の給電用導電パッド５３の面積は、第２のカップリング導電パッド５１の面積と実質的に同じである。すなわち、第２の給電用導電パッド５３、第２の貫通孔Ｈ２２、および第２のカップリング導電パッド５１は、大きさにおいて連関関係を有している。

【0026】

当然のことながら、連結関係は、わずかな変動（すなわち、許容される公差）を許容する。例えば、本発明の別の実施形態（図示せず）では、第２の給電用導電パッド５３の面積も、第２の連結導電パッド５１の面積よりわずかに大きいか小さいことがある。

【0027】

なお、第１の給電用導電パッド４３の直列容量効果と第２の給電用導電パッド５３の直列容量効果とが乱れないように、第１のカップリング導電パッド４１を第２の層１２側に直交して突出させた領域の面積は第１の貫通孔Ｈ２１の面積以下となり、第２のカップリング導電パッド５１を第２の層１２側に直交して突出させた領域の面積は第２の貫通孔Ｈ２２の面積以下とされていることは特筆される。

【0028】

したがって、第１のカップリング導電パッド４１（または第１の給電用導電パッド４３）を導電シート３に向けて直交するように突出させて規定した位置と第１の面Ｓ３１との間の第２の最短距離Ｄ２は、第２のカップリング導電パッド５１（または第２の給電用導電パッド５３）を導電シート３に向けて直交するように突出させて規定した位置と第２の面Ｓ３２との第３の最短距離Ｄ３と等しくないことがある、であり、第２の最短距離Ｄ２が第３の最短距離Ｄ３よりも小さいので、送信周波数と受信周波数とが異なる範囲を有することができる。

【0029】

特に、図５は、本発明による二周波アンテナ構造体１００によって測定されたリターンロスデータを示す模式図であり、この図は、送信データラインＧ１及び受信データラインＧ２を有する。図から、送信データラインＧ１は、１４ＧＨｚから１５ＧＨｚの範囲内で電力が低く、受信データラインＧ２は、１０ＧＨｚから１２．７ＧＨｚの範囲内で電力が低いことが明確に分かる。すなわち、本発明の二周波アンテナ構造体１００の送信周波数は、好ましくは１４ＧＨｚから１５ＧＨｚの範囲内に限定され、受信周波数は、好ましくは１０．７ＧＨｚから１２．７ＧＨｚの範囲内に限定される。
［第２の実施形態］

【0030】

図６から図１８を参照すると、本発明の第２の実施形態は、アンテナ装置１０００を提供する。アンテナ装置１０００は、キャリアＢＲと、キャリアＢＲ上に配置されるアンテナアレイＡＲと、を含む。アンテナアレイＡＲは、第１の実施形態の２つの二周波アンテナ構造体を含み、２つの二周波アンテナ構造体は、第１の二周波アンテナ構造体１００Ａ及び第２の二周波アンテナ構造体１００Ｂとして定義される。また、キャリアＢＲは、第１の実施形態の２つの二重周波数アンテナ構造体の共通の基板であり、キャリアＢＲは、二重周波数アンテナ構造体の各々の基板と同じ構造を有する。

【0031】

すなわち、キャリアＢＲ、第１の二周波アンテナ構造体１００Ａ、及び第２の二周波アンテナ構造体１００Ｂの詳細な構成に関しては、第１の実施形態の二周波アンテナ構造体１００を参照すればよく、ここではその詳細な説明は繰り返さない。以下の説明では、第１の二周波アンテナ構造体１００Ａと第２の二周波アンテナ構造体１００Ｂとの構成関係を説明する。

【0032】

図６を参照すると、第１の二周波アンテナ構造体１００Ａは、第１の導電シート３Ａと、第１の導電シート３Ａに電気的に結合される第１の送信アンテナ４Ａ及び第１の受信アンテナ５Ａを含む。本実施形態では、第１の導電シート３Ａは六角形状であり、第１の送信アンテナ４Ａおよび第１の受信アンテナ５Ａのそれぞれは円形状である。第１の送信アンテナ４Ａを第１の導電シート３Ａに向けて直交投影することによって規定される領域（すなわち、円の中心）の中心と、第１の受信アンテナ５Ａを第１の導電シート３Ａに向けて直交投影することによって規定される領域（すなわち、円の中心）の中心とは、共に第１の延長線上Ｌ１に位置するように重なっている。

【0033】

図６を参照すると、第２の二周波アンテナ構造体１００Ｂは、第２の導電シート３Ｂと、第２の導電シート３Ｂと電気的に結合される第２の送信アンテナ４Ｂ及び第２の受信アンテナ５Ｂとを含む。本実施形態では、第２の導電シート３Ｂは六角形状であり、第２の送信アンテナ４Ｂおよび第２の受信アンテナ５Ｂのそれぞれは円形状である。第２の送信アンテナ４Ｂを第２の導電シート３Ｂに向けて直交投影することにより規定される領域（すなわち、円の中心）の中心と、第２の受信アンテナ５Ｂを第２の導電シート３Ｂに向けて直交投影することにより規定される領域（すなわち、円の中心）の中心とは、共に第２の延長線上Ｌ２に位置するように重なっている。

【0034】

また、第１の延伸線Ｌ１及び第２の延伸線Ｌ２は、その間の角度θが９０度の交点Ｃ１を有し、第１の導電シート３Ａ及び第２の導電シート３Ｂは、交点Ｃ１に対して９０度の回転対称性を有している。従って、第１の二周波アンテナ構造体１００Ａ及び第２の二周波アンテナ構造体１００Ｂは、円偏波の放射パターンを生成し、キャリアＢＲ上の占有面積を最小にできる（すなわち、第１の二周波アンテナ構造体１００Ａ及び第２の二周波アンテナ構造体１００Ｂの間の距離を最短にできる）。

【0035】

なお、第１の送信アンテナ４Ａと第２の送信アンテナ４Ｂとの間の位相差は、好ましくは９０度である。このようにして、第１の送信アンテナ４Ａの電磁界と第２の送信アンテナ４Ｂの電磁界は、仰角面（すなわち、θ；ｔｈｅｔａ）および方位角面（すなわち、φ；ｐｈｉ）上で互いに直交し、左手円偏波（ＬＨＣＰ）を生成することができる。

【0036】

例えば、図７に示すように、本実施形態の第１の送信アンテナ４Ａは、周波数において独立して放射パターンＰ４Ａを生成することができ、図８は、図７の放射パターンＰ４ＡのＨ面またはＥ面における模式図である。図９に示すように、本実施形態の第２の送信アンテナ４Ｂは、独立して周波数における放射パターンＰ４Ｂを生成することができ、図１０は、図９の放射パターンＰ４ＢをＨ平面またはＥ平面で示した模式図である。また、図１１に示すように、本実施形態の第１の送信アンテナ４Ａ及び第２の送信アンテナ４Ｂは、共同で左回りの円偏波の放射パターンＰＬを周波数で発生させることができ、図１２は、図１１の放射パターンＰＬをＨ平面又はＥ平面で示した模式図である。

【0037】

図７、図９、図１１のドット密度が低いほど、ゲイン値は高くなる。図８、図１０、図１２の模式図において、５本のラインＴ１～Ｔ５がある。ラインＴ１はトータルゲイン値（ｇａｉｎ ｔｏｔａｌ）、ラインＴ２はθ方向のゲイン値（ｇａｉｎ ｔｈｅｔａ）、ラインＴ３はφ方向のゲイン値（ｇａｉｎ ｐｈｉ）、ラインＴ４は左方向のゲイン値（ｇａｉｎ ｌｅｆｔ）、ラインＴ５は右方向のゲイン値（ｇａｉｎ ｒｉｇｈｔ）である。図１１及び図１２から、第１の送信アンテナ４Ａ及び第２の送信アンテナ４Ｂから共同して発生する放射パターンＰＬは、左旋円偏波であり、実質的に円であることが確認され得る。

【0038】

さらに、第１の受信アンテナ５Ａと第２の受信アンテナ５Ｂとの間の位相差は、好ましくは９０度である。このようにすれば、第１の受信アンテナ５Ａの電磁界と第２の受信アンテナ５Ｂの電磁界とが仰角面（すなわちθ）および方位角面（すなわちφ）において互いに直交し、軸比がより小さい右旋円偏波（ＲＨＣＰ）を発生することができる。

【0039】

例えば、図１３に示すように、本実施形態の第１の受信アンテナ５Ａは、周波数において独立して放射パターンＰ５Ａを生成することができ、図１４は、図１３の放射パターンＰ５ＡのＨ面またはＥ面における模式図である。図１５に示すように、本実施形態の第２の受信アンテナ５Ｂは、周波数における放射パターンＰ５Ｂを独立して生成することができ、図１６は、図１５の放射パターンＰ５ＢをＨ平面またはＥ平面で示した模式図である。また、図１７に示すように、本実施形態の第１の受信アンテナ５Ａ及び第２の受信アンテナ５Ｂは、共同で右回りの円偏波の放射パターンＰＲを周波数で生成することができ、図１８は、図１７の放射パターンＰＲをＨ平面又はＥ平面で示した模式図である。

【0040】

図１３、図１５、図１７のドット密度が低いほど、ゲイン値は高くなる。図１４、図１６、図１８の模式図において、５本のラインＴ１～Ｔ５がある。ラインＴ１は総ゲイン値、ラインＴ２はθ方向のゲイン値、ラインＴ３はφ方向のゲイン値、ラインＴ４は左方向のゲイン値、ラインＴ５は右方向のゲイン値である。図１７及び図１８から、第１の受信アンテナ５Ａ及び第２の受信アンテナ５Ｂから共同して発生する放射パターンＰＲは、右旋円偏波であり、実質的に円であることが確認できる。
［第３の実施形態］

【0041】

図１９から図２５を参照すると、本発明の第３の実施形態は、アンテナ装置１０００’を提供する。図１９に示すように、本実施形態に係るアンテナ装置１０００’は、第２の実施形態に係るアンテナ装置１０００と同様であり、その類似点については、本明細書において繰り返さないものとする。本実施形態と第２の実施形態との違いは、主に、アンテナ装置１０００’が複数のアンテナアレイＡＲを含むことにある。

【0042】

具体的には、図１９に示すように、本実施形態におけるアンテナアレイＡＲは、複数の行と複数の列に千鳥配置されており、アンテナアレイＡＲの各々は、中心点Ｃ２を有する。また、行のうちの任意の２つの隣接するものにおいて、同じ行にないアンテナアレイＡＲの任意の２つの隣接するもの中心点Ｃ２は、第４の最短距離Ｄ４を有し、第４の最短距離Ｄ４は、送信周波数帯の中心周波数に対応する波長の０．４５倍から０．５５倍の範囲にあることが望ましい。したがって、アンテナアレイＡＲは互いに影響し合うことができるので、アンテナ装置’１０００によって最終的に生成される右旋円偏波と左旋円偏波とは、より小さい軸比を有することができる。

【0043】

例えば、第１の二周波アンテナ構造体１００Ａの各々の第１の送信アンテナ４Ａに「１Ｗ，９０°」の信号を入力し、第２の二周波アンテナ構造体１００Ｂの各々の第２の送信アンテナ４Ｂに「１Ｗ，０°」の信号を入力すると、１０．７ＧＨｚから１２．７ＧＨｚまでの範囲のアンテナ装置は、図２０の左旋円偏波放射パターンＰＬ’を得ることができる。図２１は、Ｈ面またはＥ面における放射パターンＰＬ’の模式図である。

【0044】

また、第１の二周波アンテナ構造体１００Ａの各々の第１の受信アンテナ５Ａに「１Ｗ，０°」の信号を入力し、第２の二周波アンテナ構造体１００Ｂの各々の第２の受信アンテナ５Ｂに「１Ｗ，９０°」の信号を入力すると、１０．７ＧＨｚから１２．７ＧＨｚまでの範囲のアンテナ装置は、図２２の右旋円偏波状の放射パターンＰＲ’を取得できる。図２３は、Ｈ面またはＥ面における放射パターンＰＲ’の模式図である。

【0045】

図２０及び図２２のドット密度が低いほど、ゲイン値は高くなる。図２１および図２３の模式図において、５本のラインＴ１～Ｔ５がある。ラインＴ１は全ゲイン値、ラインＴ２はθ方向のゲイン値、ラインＴ３はφ方向のゲイン値、ラインＴ４は左方向のゲイン値、ラインＴ５は右方向のゲイン値である。図２１および図２３から、２つの放射パターンＰＬ’，ＰＲ’の軸比が、第２の実施形態のものよりも大幅に小さくなっていることが確認できる。

【0046】

なお、本実施形態に係るアンテナ装置１０００’は、ビームスイッチングの利点も有することができる。具体的には、列のうちの任意の２つの隣接するものにおいて、同じ列にないアンテナアレイＡＲの任意の２つの隣接するもの２つの第１の送信アンテナ４Ａは、位相差が５０度または０度であり、同じ列にないアンテナアレイＡＲの任意の２つの隣接するもの２つの第２の送信アンテナ４Ｂは、位相差が５０度または０度であり得ると考えられる。

【0047】

例えば、第１の列Ｒ１にある第１の送信アンテナ４Ａの各々及び第２の送信アンテナ４Ｂの各々が、「１Ｗ，０°」の信号及び「１Ｗ，９０°」の信号をそれぞれ入力する場合、第２の列Ｒ２にある第１の送信アンテナ４Ａ及び第２の送信アンテナ４Ｂの各々は、「１Ｗ」の信号でそれぞれ入力してもよい、５０°」の信号と「１Ｗ・１４０°」の信号とがそれぞれ入力され、第３の列Ｒ３に位置する第１の送信アンテナ４Ａ及び第２の送信アンテナ４Ｂの各々は、「１Ｗ・１００°」の信号と「１Ｗ・１９０°」（以下同様）の信号とがそれぞれ入力され得る。したがって、アンテナ装置１０００’は、左旋円偏波に対応したビーム切替を実施することができるので、図２４に示すような放射パターンＰＬ’’を生成することができる。なお、図２４におけるドット密度が低いほど、ゲイン値は高くなる。

【0048】

さらに、列のうちの任意の２つの隣接するものにおいて、同じ列にないアンテナアレイＡＲの任意の２つの隣接するもの２つの第１の受信アンテナ５Ａは、位相差が５０度または０度であり、同じ列にないアンテナアレイＡＲの任意の２つの隣接するもの２つの第２の受信アンテナ５Ｂは、位相差が５０度または０度であることができる。

【0049】

例えば、第１の列Ｒ１に位置する第１の受信アンテナ５Ａ及び第２の受信アンテナ５Ｂの各々が、「１Ｗ，９０°」の信号及び「１Ｗ，０°」の信号でそれぞれ入力される場合、第２の列Ｒ２に位置する第１の受信アンテナ５Ａ及び第２の受信アンテナ５Ｂの各々が、「１Ｗ，０°」の信号でそれぞれ入力されてよい、１４０°」の信号と「１Ｗ・５０°」の信号とがそれぞれ入力され、第３の列Ｒ３に位置する第１の受信アンテナ５Ａ及び第２の受信アンテナ５Ｂの各々は、「１Ｗ・１９０°」の信号と「１Ｗ・１００°」（等々）の信号とがそれぞれ入力されればよい。したがって、アンテナ装置１０００’は、右回りの円偏波に対応したビーム切替を実施することができるので、図２５に示すような放射パターンＰＲ’’を生成することができる。なお、図２５のドット密度が低いほど、ゲイン値は高くなる。
［実施形態の有益な効果］

【0050】

以上より、本発明が提供するアンテナ装置では、「第１の送信アンテナの正投影が第１の導電シート上に規定される領域の中心点と、第１の受信アンテナの正投影が第１の導電シート上に規定される領域の中心点は、共に第１の延長線上に位置するように重なっている。」こと、「第２の送信アンテナの正投影が第２の導電シート上に規定される領域の中心点と、第２の受信アンテナの正投影が第２の導電シート上に規定される領域の中心点は、共に第２の延長線上に位置するように重なっている。」こと、及び「第１の延長線と第２の延長線は９０度の角度を持ち、かつ交点を有し、その交点を回転中心として９０度対称の関係を持って配置される」ことにより、アンテナ装置は、理想円偏波フィールドの効果を持つだけでなく、同時に小型化することができる。

【0051】

以上に開示される内容は本発明の好ましい実施可能な実施例に過ぎず、これにより本発明の特許請求の範囲を制限するものではないので、本発明の明細書及び添付図面の内容に基づき為された等価の技術変形は、全て本発明の特許請求の範囲に含まれるものとする。

【符号の説明】

【0052】

１０００、１０００’：アンテナ設置
１００Ａ：第１の二周波アンテナ構造体
３Ａ：第１の導電シート
４Ａ：第１の送信アンテナ
５Ａ：第１の受信アンテナ
１００Ｂ：第２の二周波アンテナ構造体
３Ｂ：第２導電シート
４Ｂ：第２送信アンテナ
５Ｂ：第２受信アンテナ
１００：二周波アンテナ構造体
１：基板
１１：第１の層
１２：第２の層
２：接地素子
Ｈ２１：第１の貫通孔
Ｈ２２：第２の貫通孔
３：導電性シート
Ｓ３１：第１の辺
Ｓ３２：第２の辺
Ｓ３３：第３の辺
Ｓ３４：第４の辺
Ｓ３５：第５の辺
Ｓ３６：第６の辺
４：送信アンテナ
４１：第１のカップリング導体パッド
４２：第１の導電柱
４３：第１の給電用導電パッド
５：受信アンテナ
５１：第２のカップリング導体パッド
５２：第２の導電柱
５３：第２の給電用導電パッド
Ｄ１：第１の最短距離
Ｄ２：第２の最短距離
Ｄ３：第３の最短距離
Ｄ４：第４の最短距離
Ｇ１：送信データライン
Ｇ２：受信データライン
ＡＲ：アンテナアレイ
ＢＲ：キャリア
Ｌ１：第１の延長線
Ｌ２：第２の延長線
Ｃ１：交点
Ｃ２：中心点
θ：交差点角度
Ｐ４Ａ、Ｐ４Ｂ、Ｐ５Ａ、Ｐ５Ｂ、ＰＲ、ＰＬ、ＰＲ’、ＰＬ’、ＰＲ’’、ＰＬ’’：放射パターン
Ｒ１：第１の１列
Ｒ２：第２の列
Ｒ３：第３の列
Ｔ１～Ｔ５：ライン

【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】