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(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】P2024173949
(43)【公開日】2024-12-13
(54)【発明の名称】アンテナ装置
(51)【国際特許分類】
H01Q 13/08 20060101AFI20241205BHJP
H01Q 19/09 20060101ALI20241205BHJP
【ＦＩ】
H01Q13/08
H01Q19/09
【審査請求】有
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024161899
(22)【出願日】2024-09-19
(62)【分割の表示】P 2024067067の分割
【原出願日】2024-04-17
(31)【優先権主張番号】P 2023091865
(32)【優先日】2023-06-02
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000004547
【氏名又は名称】日本特殊陶業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100160691
【弁理士】
【氏名又は名称】田邊 淳也
(72)【発明者】
【氏名】丸山 昭広
(72)【発明者】
【氏名】山下 大輔
(72)【発明者】
【氏名】岩田 宗之
【テーマコード（参考）】
5J020
5J045
【Ｆターム（参考）】
5J020BC13
5J020BD03
5J020DA03
5J020DA04
5J045AA21
5J045AB05
5J045CA02
5J045CA03
5J045DA10
(57)【要約】
【課題】単体のパッチアンテナを用いて、アレイ化に伴う装置の大型化や構成の複雑化を
招くことなく、広角度の放射指向性を実現することが可能なアンテナ装置を提供する。
【解決手段】
誘電体基板を用いて構成されたアンテナ装置１は、所定の導体層に形成されるパッチア
ンテナ２０と、この所定の導体層の上方に配置された誘電体層１１に形成され誘電体基板
の厚さ方向であるＺ方向から見た平面視でパッチアンテナ２０を取り囲む形状を有するキ
ャビティ１２と、Ｚ方向に所定の導体層を挟んで誘電体層１１と対向して配置されるグラ
ンド導体２１、２２、２３とを備えている。
【選択図】図２
招くことなく、広角度の放射指向性を実現することが可能なアンテナ装置を提供する。
【解決手段】
誘電体基板を用いて構成されたアンテナ装置１は、所定の導体層に形成されるパッチア
ンテナ２０と、この所定の導体層の上方に配置された誘電体層１１に形成され誘電体基板
の厚さ方向であるＺ方向から見た平面視でパッチアンテナ２０を取り囲む形状を有するキ
ャビティ１２と、Ｚ方向に所定の導体層を挟んで誘電体層１１と対向して配置されるグラ
ンド導体２１、２２、２３とを備えている。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
誘電体基板を用いて構成されたアンテナ装置であって、
前記誘電体基板の所定の導体層に形成されるパッチアンテナと、
前記誘電体基板の前記所定の導体層の上方に配置された誘電体層に形成され、前記誘電
体基板の厚さ方向である第１の方向から見た平面視で前記パッチアンテナを取り囲む形状
を有するキャビティと、
前記第１の方向に前記所定の導体層を挟んで前記誘電体層と対向して配置されるグラン
ド導体と、
を備えることを特徴とするアンテナ装置。
前記誘電体基板の所定の導体層に形成されるパッチアンテナと、
前記誘電体基板の前記所定の導体層の上方に配置された誘電体層に形成され、前記誘電
体基板の厚さ方向である第１の方向から見た平面視で前記パッチアンテナを取り囲む形状
を有するキャビティと、
前記第１の方向に前記所定の導体層を挟んで前記誘電体層と対向して配置されるグラン
ド導体と、
を備えることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項2】
前記パッチアンテナ及び前記キャビティは、それぞれ前記第１の方向から見た平面視で
矩形の形状を有することを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
矩形の形状を有することを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項3】
前記パッチアンテナ及び前記キャビティは、それぞれ前記第１の方向から見た平面視で
円形の形状を有することを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
円形の形状を有することを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項4】
前記キャビティの前記第１の方向に沿った高さは、前記誘電体基板における使用周波数
の波長λに対し、０．７λから０．８λの範囲内に設定されることを特徴とする請求項１
に記載のアンテナ装置。
の波長λに対し、０．７λから０．８λの範囲内に設定されることを特徴とする請求項１
に記載のアンテナ装置。
【請求項5】
前記第１の方向から見た平面視で、前記キャビティの外縁部は、前記パッチアンテナの
外縁部から、０．０３λから０．０７λの範囲内の距離だけ大きく設定されることを特徴
とする請求項１に記載のアンテナ装置。
外縁部から、０．０３λから０．０７λの範囲内の距離だけ大きく設定されることを特徴
とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項6】
前記第１の方向から見た平面視で、前記パッチアンテナ及び前記キャビティは、前記誘
電体基板の中心に対し対称的に配置されることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装
置。
電体基板の中心に対し対称的に配置されることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装
置。
【請求項7】
前記グランド導体は、前記第１の方向に延伸する複数のビア導体を介して相互に接続さ
れる複数の導体層に形成されることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
れる複数の導体層に形成されることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項8】
前記パッチアンテナには、水平偏波と垂直偏波の一方又は両方を給電するための給電構
造が設けられることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
造が設けられることを特徴とする請求項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、誘電体基板を用いて構成されたアンテナ装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
５Ｇや６Ｇなどの移動通信においては、建物の内部や屋外などの様々な環境の下で高周
波帯域の電波の送受信を行うため、アンテナ装置には、多様な方向の電波を送受信し得る
広い角度の放射指向性を有することが要求される。このような要求に対応するために、複
数のアンテナ素子をアレイ状に並べたアレイアンテナを構成し、全体的に広角度の放射指
向性を実現する手法が知られている。例えば、特許文献１には、複数のアンテナをアレイ
状に配列したアレイアンテナにおいて、各アンテナに位相差を与えてビームフォーミング
を行い、広角度の放射指向性を得ること可能な技術が開示されている。
波帯域の電波の送受信を行うため、アンテナ装置には、多様な方向の電波を送受信し得る
広い角度の放射指向性を有することが要求される。このような要求に対応するために、複
数のアンテナ素子をアレイ状に並べたアレイアンテナを構成し、全体的に広角度の放射指
向性を実現する手法が知られている。例えば、特許文献１には、複数のアンテナをアレイ
状に配列したアレイアンテナにおいて、各アンテナに位相差を与えてビームフォーミング
を行い、広角度の放射指向性を得ること可能な技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特許第６８１８７５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
近年のアンテナ装置においては、小型軽量化の観点から誘電体基板を用いる構造が広く
利用されている。例えば、誘電体基板に１つのパッチアンテナを形成すればアンテナ装置
の小型化が容易であるが、広い角度の放射指向性を実現することは困難である。前述した
ようにアンテナ装置の広角度の放射指向性を実現するには、誘電体基板に複数のパッチア
ンテナ等のアンテナをアレイ状に並べてアレイアンテナを構成する必要がある。
しかし、誘電体基板を用いたアレイアンテナは、複数のアンテナを配置するためのスペ
ースが必要であり、サイズが拡大してアンテナ装置の小型化が困難になる。また、複数の
アンテナにビームフォーミングのための位相差を与える複雑な電子回路を形成する必要が
あり、部品コストと実装コストの両方の増加を招くことになるし、誘電体基板の製作時の
寸法公差も厳しくなる。
以上のように、上記従来の手法により誘電体基板を用いたアンテナ装置を構成する場合
、小型かつ低コストで広角度の放射指向性を実現することは困難であった。
利用されている。例えば、誘電体基板に１つのパッチアンテナを形成すればアンテナ装置
の小型化が容易であるが、広い角度の放射指向性を実現することは困難である。前述した
ようにアンテナ装置の広角度の放射指向性を実現するには、誘電体基板に複数のパッチア
ンテナ等のアンテナをアレイ状に並べてアレイアンテナを構成する必要がある。
しかし、誘電体基板を用いたアレイアンテナは、複数のアンテナを配置するためのスペ
ースが必要であり、サイズが拡大してアンテナ装置の小型化が困難になる。また、複数の
アンテナにビームフォーミングのための位相差を与える複雑な電子回路を形成する必要が
あり、部品コストと実装コストの両方の増加を招くことになるし、誘電体基板の製作時の
寸法公差も厳しくなる。
以上のように、上記従来の手法により誘電体基板を用いたアンテナ装置を構成する場合
、小型かつ低コストで広角度の放射指向性を実現することは困難であった。
【0005】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、誘電体基板を用いてアンテ
ナ装置を構成する場合、１つのパッチアンテナのみを配置して広い角度の放射指向性を保
ちつつ、アンテナ装置の小型化と低コスト化が可能なアンテナ装置を実現するものである
。
ナ装置を構成する場合、１つのパッチアンテナのみを配置して広い角度の放射指向性を保
ちつつ、アンテナ装置の小型化と低コスト化が可能なアンテナ装置を実現するものである
。
【0006】
上記課題を解決するために、本発明のアンテナ装置（１）は、誘電体基板を用いて構成
されたアンテナ装置であって、前記誘電体基板の所定の導体層に形成されるパッチアンテ
ナ（２０）と、前記誘電体基板の前記所定の導体層の上方に配置された誘電体層（１１）
に形成され、前記誘電体基板の厚さ方向である第１の方向（Ｚ）から見た平面視で前記パ
ッチアンテナを取り囲む形状を有するキャビティ（１２）と、前記第１の方向に前記所定
の導体層を挟んで前記誘電体層と対向して配置されるグランド導体（２１、２２、２３）
とを備えて構成される。
されたアンテナ装置であって、前記誘電体基板の所定の導体層に形成されるパッチアンテ
ナ（２０）と、前記誘電体基板の前記所定の導体層の上方に配置された誘電体層（１１）
に形成され、前記誘電体基板の厚さ方向である第１の方向（Ｚ）から見た平面視で前記パ
ッチアンテナを取り囲む形状を有するキャビティ（１２）と、前記第１の方向に前記所定
の導体層を挟んで前記誘電体層と対向して配置されるグランド導体（２１、２２、２３）
とを備えて構成される。
【0007】
本発明のアンテナ装置は、誘電体基板を用いたアンテナ装置には、所定の導体層のパッ
チアンテナ及び直下のグランド導体が形成されるとともに、パッチアンテナの上方に積層
された誘電体層にキャビティが形成され、このキャビティが第１の方向から見た平面視で
パッチアンテナを取り囲む形状を有して構成される。このような構造により、給電構造を
経てパッチアンテナから放射される電波は、上方のキャビティの側面の誘電体表面の電磁
界分布の影響で放射方向が拡がり、放射指向性が広角度化する。従って、複数のアンテナ
をアレイ状に配置するためのスペース増加やビームフォーミング時の位相制御のための複
雑な電子回路が不要となり、アンテナ装置の小型化と低コスト化を容易に達成することが
できる。
チアンテナ及び直下のグランド導体が形成されるとともに、パッチアンテナの上方に積層
された誘電体層にキャビティが形成され、このキャビティが第１の方向から見た平面視で
パッチアンテナを取り囲む形状を有して構成される。このような構造により、給電構造を
経てパッチアンテナから放射される電波は、上方のキャビティの側面の誘電体表面の電磁
界分布の影響で放射方向が拡がり、放射指向性が広角度化する。従って、複数のアンテナ
をアレイ状に配置するためのスペース増加やビームフォーミング時の位相制御のための複
雑な電子回路が不要となり、アンテナ装置の小型化と低コスト化を容易に達成することが
できる。
【0008】
本発明において、パッチアンテナ及びキャビティは、それぞれ第１の方向から見た平面
視で多様な形状とすることができる。例えば、第１の方向から見た平面視で、矩形の形状
を有するパッチアンテナ及びキャビティや、円形の形状を有するパッチアンテナ及びキャ
ビティを採用することができる。また、キャビティの第１の方向に沿った高さは、誘電体
基板における使用周波数の波長λに対し、０．７λから０．８λの範囲内に設定すること
が望ましい。また、第１の方向から見た平面視で、キャビティの外縁部は、パッチアンテ
ナの外縁部から、０．０３λから０．０７λの範囲内の距離だけ大きく設定することが望
ましい。
視で多様な形状とすることができる。例えば、第１の方向から見た平面視で、矩形の形状
を有するパッチアンテナ及びキャビティや、円形の形状を有するパッチアンテナ及びキャ
ビティを採用することができる。また、キャビティの第１の方向に沿った高さは、誘電体
基板における使用周波数の波長λに対し、０．７λから０．８λの範囲内に設定すること
が望ましい。また、第１の方向から見た平面視で、キャビティの外縁部は、パッチアンテ
ナの外縁部から、０．０３λから０．０７λの範囲内の距離だけ大きく設定することが望
ましい。
【0009】
本発明において、第１の方向から見た平面視で、パッチアンテナ及びキャビティは、誘
電体基板の中心に対し対称的に配置することができる。これにより、アンテナ装置には、
基板平面内の略中央から各方向への対称的な放射指向性を得ることができる。
電体基板の中心に対し対称的に配置することができる。これにより、アンテナ装置には、
基板平面内の略中央から各方向への対称的な放射指向性を得ることができる。
【0010】
本発明において、グランド導体は、第１の方向に延伸する複数のビア導体を介して相互
に接続される複数の導体層に形成することができる。これにより、グランド導体の面積を
拡大してグランドを強化し、アンテナ特性の向上が可能となる。
に接続される複数の導体層に形成することができる。これにより、グランド導体の面積を
拡大してグランドを強化し、アンテナ特性の向上が可能となる。
【0011】
本発明において、パッチアンテナには、水平偏波と垂直偏波の一方又は両方を給電する
ための給電構造を設けることができる。これにより、１つのパッチアンテナにより少なく
とも水平偏波の電波と垂直偏波の電波の両方を送受信可能とし、それぞれを利用状況に応
じて適宜に使い分けることができる。
ための給電構造を設けることができる。これにより、１つのパッチアンテナにより少なく
とも水平偏波の電波と垂直偏波の電波の両方を送受信可能とし、それぞれを利用状況に応
じて適宜に使い分けることができる。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、誘電体基板に単体のパッチアンテナを配置し、その上方にキャビティ
を配置したので、アンテナ装置をアレイ化することに伴う大型化や高コスト化を回避しつ
つ、放射指向性の広角度化により使い勝手に優れたアンテナ装置を実現可能となる。
を配置したので、アンテナ装置をアレイ化することに伴う大型化や高コスト化を回避しつ
つ、放射指向性の広角度化により使い勝手に優れたアンテナ装置を実現可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本実施形態のアンテナ装置１を斜め上方から見た斜視図である。
【図3】本実施形態のアンテナ装置１を上方から見た平面図である。
【図4】本実施形態他のアンテナ装置１の下部の導体構造を説明する図である。
【図5】本実施形態のアンテナ装置１と比較例のアンテナ装置とに関し、ＸＺ面内の放射指向性を対比して示した図である。
【図6】本実施形態のアンテナ装置１と比較例のアンテナ装置とに関し、ＹＺ面内の放射指向性を対比して示した図である。
【図7】本実施形態のアンテナ装置１と比較例のアンテナ装置とに関し、反射特性を対比して示した図である。
【図8】本発明を適用した一変形例に係るアンテナ装置１を斜め上方から見た斜視図である。
【図9】本変形例のアンテナ装置１を上方から見た平面図である。
【図10】本変形例のアンテナ装置１と比較例のアンテナ装置とに関し、ＸＺ面内の放射指向性を対比して示した図である。
【図11】本変形例のアンテナ装置１と比較例のアンテナ装置とに関し、ＹＺ面内の放射指向性を対比して示した図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明の好適な実施形態について、図１～図１１を参照しながら説明する。本実
施形態では、本発明を具体化したアンテナ装置について説明を行う。ただし、以下に述べ
る実施形態は本発明を適用した形態の一例であって、本発明が本実施形態の内容により限
定されることはない。
施形態では、本発明を具体化したアンテナ装置について説明を行う。ただし、以下に述べ
る実施形態は本発明を適用した形態の一例であって、本発明が本実施形態の内容により限
定されることはない。
【0015】
本実施形態の一実施例であるアンテナ装置１の構造について図１～図４を用いて説明す
る。図１は、アンテナ装置１を斜め上方から見た斜視図である。図２は、図１のアンテナ
装置１のＡ－Ａ断面における断面構造図である。図３は、アンテナ装置１を上方から見た
平面図である。図４は、アンテナ装置１の下部の導体構造を説明する図である。なお、図
１～図４では、説明の便宜のため、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向（本発明の第
１の方向）をそれぞれ矢印にて示している。
る。図１は、アンテナ装置１を斜め上方から見た斜視図である。図２は、図１のアンテナ
装置１のＡ－Ａ断面における断面構造図である。図３は、アンテナ装置１を上方から見た
平面図である。図４は、アンテナ装置１の下部の導体構造を説明する図である。なお、図
１～図４では、説明の便宜のため、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向（本発明の第
１の方向）をそれぞれ矢印にて示している。
【0016】
本実施形態のアンテナ装置１は、誘電体材料からなる誘電体基板を用いて構成され、誘
電体基板は下部の誘電体層１０と上部の誘電体層１１とを積層した構造を有する。下部の
誘電体層１０の表面中央にはパッチアンテナ２０が形成され、上部の誘電体層１１の中央
にはキャビティ１２が形成されている。すなわち、誘電体層１１において中央の誘電体材
料が矩形状に除去された空洞の部分がキャビティ１２となっている。また、下部の誘電体
層１０には、パッチアンテナ２０に対向する下部に３層構造のグランド導体２１、２２、
２３が配置されている。
電体基板は下部の誘電体層１０と上部の誘電体層１１とを積層した構造を有する。下部の
誘電体層１０の表面中央にはパッチアンテナ２０が形成され、上部の誘電体層１１の中央
にはキャビティ１２が形成されている。すなわち、誘電体層１１において中央の誘電体材
料が矩形状に除去された空洞の部分がキャビティ１２となっている。また、下部の誘電体
層１０には、パッチアンテナ２０に対向する下部に３層構造のグランド導体２１、２２、
２３が配置されている。
【0017】
図２及び図３に示すように、Ｚ方向から見た平面視で、上下の誘電体層１０、１１はい
ずれも同じサイズの矩形の平面形状を有し、パッチアンテナ２０は誘電体層１１より十分
にサイズが小さい矩形の平面形状を有し、キャビティ１２はパッチアンテナ２０より僅か
に大きい矩形の平面形状を有する。すなわち、平面視でキャビティ１２がパッチアンテナ
２０を取り囲む配置となっているので、パッチアンテナ２０は直上でキャビティ１２の内
部の空気に面しており、パッチアンテナ２０が外部に露出した構造になっている。
ずれも同じサイズの矩形の平面形状を有し、パッチアンテナ２０は誘電体層１１より十分
にサイズが小さい矩形の平面形状を有し、キャビティ１２はパッチアンテナ２０より僅か
に大きい矩形の平面形状を有する。すなわち、平面視でキャビティ１２がパッチアンテナ
２０を取り囲む配置となっているので、パッチアンテナ２０は直上でキャビティ１２の内
部の空気に面しており、パッチアンテナ２０が外部に露出した構造になっている。
【0018】
図２においては、下部の誘電体層１０のＺ方向の高さＺ１と、上部の誘電体層１１のＺ
方向の高さＺ２（キャビティ１２の高さＺ２）を示している。Ｚ１に比べＺ２の方が大き
く設定されていることがわかる。また、図３においては、上下の誘電体層１０、１１のＸ
方向の長さＸ１及びＹ方向の長さＹ１と、キャビティ１２のＸ方向の長さＸ２及びＹ方向
の長さＹ２をそれぞれ示し、既に述べたように、Ｘ２、Ｙ２に比べＸ１、Ｙ１が大きく設
定されている。また、パッチアンテナ２０のサイズは、Ｘ２、Ｙ２より若干小さいサイズ
に設定されている。図１～図４においては、誘電体層１０、１１及びキャビティ１２がい
ずれも正方形の平面形状であって、Ｘ１＝Ｙ１、Ｘ２＝Ｙ２に設定される場合を例示して
いる。
方向の高さＺ２（キャビティ１２の高さＺ２）を示している。Ｚ１に比べＺ２の方が大き
く設定されていることがわかる。また、図３においては、上下の誘電体層１０、１１のＸ
方向の長さＸ１及びＹ方向の長さＹ１と、キャビティ１２のＸ方向の長さＸ２及びＹ方向
の長さＹ２をそれぞれ示し、既に述べたように、Ｘ２、Ｙ２に比べＸ１、Ｙ１が大きく設
定されている。また、パッチアンテナ２０のサイズは、Ｘ２、Ｙ２より若干小さいサイズ
に設定されている。図１～図４においては、誘電体層１０、１１及びキャビティ１２がい
ずれも正方形の平面形状であって、Ｘ１＝Ｙ１、Ｘ２＝Ｙ２に設定される場合を例示して
いる。
【0019】
本実施形態において、前述のＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２、Ｚ１、Ｚ２などの具体的な寸法
条件は、使用周波数帯域やアンテナ特性等に応じて適切に決定する必要がある。例えば、
２８ＧＨｚの使用周波数を想定すると、寸法条件の一設定例としては、誘電体層１０、１
１に関し、Ｘ１＝Ｙ１＝７．６ｍｍ、Ｚ１＝０．６ｍｍ、Ｚ２＝３．３ｍｍで、キャビテ
ィ１２に関し、Ｘ２＝Ｙ２＝２．３５ｍｍを挙げることができる。なお、キャビティ１２
の高さはＺ２に一致し、パッチアンテナ２０のサイズはＸ２、Ｙ２より若干小さく２ｍｍ
程度となる。一般に、使用周波数帯域が低くなるほど寸法パラメータを大きく設定する必
要があり、使用周波数帯域が高くなるほど寸法パラメータを小さく設定する必要がある。
条件は、使用周波数帯域やアンテナ特性等に応じて適切に決定する必要がある。例えば、
２８ＧＨｚの使用周波数を想定すると、寸法条件の一設定例としては、誘電体層１０、１
１に関し、Ｘ１＝Ｙ１＝７．６ｍｍ、Ｚ１＝０．６ｍｍ、Ｚ２＝３．３ｍｍで、キャビテ
ィ１２に関し、Ｘ２＝Ｙ２＝２．３５ｍｍを挙げることができる。なお、キャビティ１２
の高さはＺ２に一致し、パッチアンテナ２０のサイズはＸ２、Ｙ２より若干小さく２ｍｍ
程度となる。一般に、使用周波数帯域が低くなるほど寸法パラメータを大きく設定する必
要があり、使用周波数帯域が高くなるほど寸法パラメータを小さく設定する必要がある。
【0020】
次に、アンテナ装置１の導体構造について図４を用いて説明する。図４においては、上
部の誘電体層１１を除去した状態で、下部の誘電体層１０の領域のみを示し、パッチアン
テナ２０とグランド導体２１、２２、２３に加えて、誘電体層１０を積層方向に延伸する
複数のビア導体３０、３１、３２を示している。まず、３層のグランド導体２１、２２、
２３は、下層側からグランド導体２１、グランド導体２２、グランド導体２３の順に配置
されている。グランド導体２１、２２、２３の各々は、誘電体層１０の矩形領域のほぼ全
体に拡がって形成されている。３層のグランド導体２１、２２、２３は、互いに複数のビ
ア導体３０を介して電気的に接続されている。このように面積の大きいグランド導体２１
、２２、２３と上方のパッチアンテナ２０とが対向して配置されるので、アンテナ装置１
のグランドが強化されてアンテナ特性の向上に有効である。
部の誘電体層１１を除去した状態で、下部の誘電体層１０の領域のみを示し、パッチアン
テナ２０とグランド導体２１、２２、２３に加えて、誘電体層１０を積層方向に延伸する
複数のビア導体３０、３１、３２を示している。まず、３層のグランド導体２１、２２、
２３は、下層側からグランド導体２１、グランド導体２２、グランド導体２３の順に配置
されている。グランド導体２１、２２、２３の各々は、誘電体層１０の矩形領域のほぼ全
体に拡がって形成されている。３層のグランド導体２１、２２、２３は、互いに複数のビ
ア導体３０を介して電気的に接続されている。このように面積の大きいグランド導体２１
、２２、２３と上方のパッチアンテナ２０とが対向して配置されるので、アンテナ装置１
のグランドが強化されてアンテナ特性の向上に有効である。
【0021】
また。図４に示すように、パッチアンテナ２０には、給電線路として機能する２本のビ
ア導体３１、３２が接続されている。一方のビア導体３１には水平偏波の高周波信号が給
電され、他方のビア導体３２には垂直偏波の高周波信号が給電される。図３のパッチアン
テナ２０には、水平偏波用のビア導体３１の上端部３１ａと垂直偏波用のビア導体３２の
上端部３２ａとが示され、パッチアンテナ２０の中央からそれぞれ水平方向と垂直方向に
偏移した位置にて接続されている。それぞれのビア導体３１、３２の下端は、誘電体層１
０の底面の１対のパッド（不図示）に接続され、１対の給電線路に外部から給電可能な構
造となっている。このような構造により、アンテナ装置１は、給電構造を介して水平偏波
と垂直偏波のいずれか一方又は両方を放射可能となる。
ア導体３１、３２が接続されている。一方のビア導体３１には水平偏波の高周波信号が給
電され、他方のビア導体３２には垂直偏波の高周波信号が給電される。図３のパッチアン
テナ２０には、水平偏波用のビア導体３１の上端部３１ａと垂直偏波用のビア導体３２の
上端部３２ａとが示され、パッチアンテナ２０の中央からそれぞれ水平方向と垂直方向に
偏移した位置にて接続されている。それぞれのビア導体３１、３２の下端は、誘電体層１
０の底面の１対のパッド（不図示）に接続され、１対の給電線路に外部から給電可能な構
造となっている。このような構造により、アンテナ装置１は、給電構造を介して水平偏波
と垂直偏波のいずれか一方又は両方を放射可能となる。
【0022】
本実施形態のアンテナ装置１に外部から高周波信号を給電すると、基本的にはＺ方向の
上方に向けて電波が放射される。この場合、従来の一般的な構造によれば、図４に示すよ
うな構造の誘電体層１０の表面のパッチアンテナ２０の上方は全て空気であるのに対し、
本実施形態では、パッチアンテナ２０の上方にキャビティ１２が存在する点で異なる。本
実施形態において、キャビティ１２の役割は、アンテナ装置１の放射指向性を広角にする
ことにある。従来は１つのパッチアンテナ２０を設けるだけでは広い角度の放射指向性を
実現することは困難であった。本実施形態のアンテナ装置１によれば、主にキャビティ１
２を設けた効果により、広い角度の放射指向性を得ることが可能となるが、この点の検証
結果については後述する。
上方に向けて電波が放射される。この場合、従来の一般的な構造によれば、図４に示すよ
うな構造の誘電体層１０の表面のパッチアンテナ２０の上方は全て空気であるのに対し、
本実施形態では、パッチアンテナ２０の上方にキャビティ１２が存在する点で異なる。本
実施形態において、キャビティ１２の役割は、アンテナ装置１の放射指向性を広角にする
ことにある。従来は１つのパッチアンテナ２０を設けるだけでは広い角度の放射指向性を
実現することは困難であった。本実施形態のアンテナ装置１によれば、主にキャビティ１
２を設けた効果により、広い角度の放射指向性を得ることが可能となるが、この点の検証
結果については後述する。
【0023】
以下、図５～図７を用いて、本実施形態のアンテナ装置１に関するアンテナ特性の検証
結果について説明する。ここでは、本実施形態のアンテナ装置１との対比のため、上部の
誘電体層１０及びキャビティ１２が存在しない構造のアンテナ装置を比較例として、アン
テナ特性の比較を行った。この比較例は、図４のような構造を有しており、パッチアンテ
ナ２０が誘電体層１０の最上部に配置されている。なお、比較例の寸法パラメータは本実
施形態のアンテナ装置１の該当部分と概ね共通である。
結果について説明する。ここでは、本実施形態のアンテナ装置１との対比のため、上部の
誘電体層１０及びキャビティ１２が存在しない構造のアンテナ装置を比較例として、アン
テナ特性の比較を行った。この比較例は、図４のような構造を有しており、パッチアンテ
ナ２０が誘電体層１０の最上部に配置されている。なお、比較例の寸法パラメータは本実
施形態のアンテナ装置１の該当部分と概ね共通である。
【0024】
図５及び図６は、本実施形態のアンテナ装置１と比較例のアンテナ装置とに関し、放射
指向性を対比して示した図である。図５はＸＺ面内の指向性を示し、図６がＹＺ面内の指
向性を示している。いずれも周波数２８ＧＨｚの信号を入力し、パッチアンテナ２０から
放射される電波の指向性をシミュレーションにより検証した結果である。図５及び図６で
は、本実施形態の放射指向性（実線）と比較例の放射指向性（破線）とを重ねて表してい
る。
指向性を対比して示した図である。図５はＸＺ面内の指向性を示し、図６がＹＺ面内の指
向性を示している。いずれも周波数２８ＧＨｚの信号を入力し、パッチアンテナ２０から
放射される電波の指向性をシミュレーションにより検証した結果である。図５及び図６で
は、本実施形態の放射指向性（実線）と比較例の放射指向性（破線）とを重ねて表してい
る。
【0025】
図５及び図６に示すように、放射指向性は放射方向がＺ方向の上方を向くとき利得がピ
ークになり、ＸＺ面内及びＹＺ面内で放射方向がＺ方向から偏移するとともに利得が低下
していく。このとき、図５及び図６において、利得がピークから半分の値になる角度の範
囲を半値幅として求めると、比較例の場合は半値幅が９０°程度になっているのに対し、
本実施形態の場合（実線）は半値幅が１８０°を超えており、比較例の２倍以上となって
いる。従って、図５及び図６の結果から、本実施形態のアンテナ装置１によれば、広い角
度の放射指向性を得られることが検証された。
ークになり、ＸＺ面内及びＹＺ面内で放射方向がＺ方向から偏移するとともに利得が低下
していく。このとき、図５及び図６において、利得がピークから半分の値になる角度の範
囲を半値幅として求めると、比較例の場合は半値幅が９０°程度になっているのに対し、
本実施形態の場合（実線）は半値幅が１８０°を超えており、比較例の２倍以上となって
いる。従って、図５及び図６の結果から、本実施形態のアンテナ装置１によれば、広い角
度の放射指向性を得られることが検証された。
【0026】
また、図７は、本実施形態のアンテナ装置１と比較例のアンテナ装置とに関し、反射特
性を対比して示した図である。反射特性は周波数に応じて入力信号と反射信号の関係を表
すＶＳＷＲ（Voltage Standing Wave Ratio）をシミュレーションにより求めることで得
られる。図７では、本実施形態のＶＳＷＲ（実線）と比較例のＶＳＷＲ（破線）とを重ね
て表している。
性を対比して示した図である。反射特性は周波数に応じて入力信号と反射信号の関係を表
すＶＳＷＲ（Voltage Standing Wave Ratio）をシミュレーションにより求めることで得
られる。図７では、本実施形態のＶＳＷＲ（実線）と比較例のＶＳＷＲ（破線）とを重ね
て表している。
【0027】
図７に示すように、反射特性は、周波数２８ＧＨｚの近傍でＶＳＷＲが最小値となり、
そこから低域側と高域側になるほどＶＳＷＲが劣化する。そして、本実施形態では、ＶＳ
ＷＲが良好な周波数範囲は比較的広くなるのに対し、比較例の場合はＶＳＷＲが良好な周
波数範囲は相対的に狭くなっている。具体的には、本実施形態ではＶＳＷＲが２以下とな
る周波数範囲が比較例に比べて４倍以上となっている。従って、図７の結果から、本実施
形態のアンテナ装置１は、広い周波数範囲で良好な反射特性を得られることが検証された
。
そこから低域側と高域側になるほどＶＳＷＲが劣化する。そして、本実施形態では、ＶＳ
ＷＲが良好な周波数範囲は比較的広くなるのに対し、比較例の場合はＶＳＷＲが良好な周
波数範囲は相対的に狭くなっている。具体的には、本実施形態ではＶＳＷＲが２以下とな
る周波数範囲が比較例に比べて４倍以上となっている。従って、図７の結果から、本実施
形態のアンテナ装置１は、広い周波数範囲で良好な反射特性を得られることが検証された
。
【0028】
次に、本発明を適用した一変形例に係るアンテナ装置１について、図８及び図９を用い
て説明する。上述の実施形態では、パッチアンテナ２０及びキャビティ１２がＺ方向から
見た平面視で矩形の平面形状を有するアンテナ装置１を説明したが、本変形例のアンテナ
装置１は、パッチアンテナ２０ａ及びキャビティ１２ａの形状を変更したものである。図
８は、本変形例のアンテナ装置１を斜め上方から見た斜視図であり、図９は、図８のアン
テナ装置１を上方から見た平面図である。ここで、図８及び図９は、図１及び図３に対応
している。なお、図２及び図４については、本変形例に関しても概ね共通であるため省略
する。
て説明する。上述の実施形態では、パッチアンテナ２０及びキャビティ１２がＺ方向から
見た平面視で矩形の平面形状を有するアンテナ装置１を説明したが、本変形例のアンテナ
装置１は、パッチアンテナ２０ａ及びキャビティ１２ａの形状を変更したものである。図
８は、本変形例のアンテナ装置１を斜め上方から見た斜視図であり、図９は、図８のアン
テナ装置１を上方から見た平面図である。ここで、図８及び図９は、図１及び図３に対応
している。なお、図２及び図４については、本変形例に関しても概ね共通であるため省略
する。
【0029】
図８及び図９に示すように、本変形例のアンテナ装置１において、図１及び図３の構造
と異なるのは、パッチアンテナ２０ａ及びキャビティ１２ａがいずれもＺ方向から見た平
面視で円形の平面形状を有する点である。すなわち、キャビティ１２ａは、上部の誘電体
層１１において中央の誘電体材料を円形状に除去することで形成され、パッチアンテナ２
０ａは、下部の誘電体層１０の表面中央に円形状に形成されている。なお、図８及び図９
において、上下の誘電体層１０、１１は、図１及び図３と同様、いずれも矩形の平面形状
を有している。また、図２と同様、下部の誘電体層１０には３層構造のグランド導体２１
、２２、２３が配置されている。同様に、図４に示す給電構造と、水平偏波用及び垂直偏
波用の各ビア導体３１、３２の上端部３１ａ及び下端部３２ａ（図９）の配置についても
上記実施形態と同様である。
と異なるのは、パッチアンテナ２０ａ及びキャビティ１２ａがいずれもＺ方向から見た平
面視で円形の平面形状を有する点である。すなわち、キャビティ１２ａは、上部の誘電体
層１１において中央の誘電体材料を円形状に除去することで形成され、パッチアンテナ２
０ａは、下部の誘電体層１０の表面中央に円形状に形成されている。なお、図８及び図９
において、上下の誘電体層１０、１１は、図１及び図３と同様、いずれも矩形の平面形状
を有している。また、図２と同様、下部の誘電体層１０には３層構造のグランド導体２１
、２２、２３が配置されている。同様に、図４に示す給電構造と、水平偏波用及び垂直偏
波用の各ビア導体３１、３２の上端部３１ａ及び下端部３２ａ（図９）の配置についても
上記実施形態と同様である。
【0030】
図９に示すように、Ｚ方向から見た平面視で、円形のキャビティ１２ａは直径Ｄに設定
されるとともに、円形のパッチアンテナ２０ａは直径Ｄより若干小さい直径に設定されて
いる。すなわち、平面視でキャビティ１２ａがパッチアンテナ２０ａを取り囲む配置であ
ることは図３の場合と同様である。なお、本変形例の寸法条件のうち、誘電体層１０、１
１のそれぞれＺ方向の高さＺ１、Ｚ２（図２）と、上下の誘電体層１０、１１のＸ方向の
長さＸ１及びＹ方向の長さＹ１は、上記実施形態と共通である。図９の直径Ｄについても
、他の寸法条件と同様、使用周波数帯域やアンテナ特性等に応じて適切に決定する必要が
ある。
されるとともに、円形のパッチアンテナ２０ａは直径Ｄより若干小さい直径に設定されて
いる。すなわち、平面視でキャビティ１２ａがパッチアンテナ２０ａを取り囲む配置であ
ることは図３の場合と同様である。なお、本変形例の寸法条件のうち、誘電体層１０、１
１のそれぞれＺ方向の高さＺ１、Ｚ２（図２）と、上下の誘電体層１０、１１のＸ方向の
長さＸ１及びＹ方向の長さＹ１は、上記実施形態と共通である。図９の直径Ｄについても
、他の寸法条件と同様、使用周波数帯域やアンテナ特性等に応じて適切に決定する必要が
ある。
【0031】
図１０及び図１１は、本変形例のアンテナ装置１に関し、図５及び図６と同様の放射指
向性を示す図である。いずれも周波数２８ＧＨｚの信号を入力し、パッチアンテナ２０ａ
から放射される電波の指向性をシミュレーションにより検証した結果である。図１０及び
図１１では、本変形例の放射指向性（実線）に重ねて、図５及び図５と同様の比較例の放
射指向性（破線）とを表している。図１０及び図１１の放射指向性は、図５及び図６と概
ね共通であり、本変形例の構造を採用した場合であっても、広い角度の放射指向性を得ら
れる効果を有することが検証された。なお、図示は省略するが、本変形例の反射特性につ
いても、概ね図７と共通の結果が得られる。
向性を示す図である。いずれも周波数２８ＧＨｚの信号を入力し、パッチアンテナ２０ａ
から放射される電波の指向性をシミュレーションにより検証した結果である。図１０及び
図１１では、本変形例の放射指向性（実線）に重ねて、図５及び図５と同様の比較例の放
射指向性（破線）とを表している。図１０及び図１１の放射指向性は、図５及び図６と概
ね共通であり、本変形例の構造を採用した場合であっても、広い角度の放射指向性を得ら
れる効果を有することが検証された。なお、図示は省略するが、本変形例の反射特性につ
いても、概ね図７と共通の結果が得られる。
【0032】
以上説明したように、本発明を適用したアンテナ装置１の構造を採用することにより、
広角度の放射指向性を含めて良好なアンテナ特性を実現可能である。すなわち、従来のよ
うに誘電体層１０の表面にパッチアンテナ２０を配置した構造では比較的狭い角度の放射
指向性となるのに対し、上記変形例を含む実施形態（以下、本実施形態という）では誘電
体層１０の上部に積層した誘電体層１１にキャビティ１２を設けた効果により放射指向性
の広角度化が可能となった。パッチアンテナ２０からＺ方向の上方に向けて放射される電
波は、キャビティ１２の４つの側面を構成する誘電体表面に電磁界分布を生じさせ、それ
がＺ方向に沿ってキャビティ１２の上部の開口部まで伝搬すると多様な方向に拡がって放
射指向性が広角度化すると想定される。
広角度の放射指向性を含めて良好なアンテナ特性を実現可能である。すなわち、従来のよ
うに誘電体層１０の表面にパッチアンテナ２０を配置した構造では比較的狭い角度の放射
指向性となるのに対し、上記変形例を含む実施形態（以下、本実施形態という）では誘電
体層１０の上部に積層した誘電体層１１にキャビティ１２を設けた効果により放射指向性
の広角度化が可能となった。パッチアンテナ２０からＺ方向の上方に向けて放射される電
波は、キャビティ１２の４つの側面を構成する誘電体表面に電磁界分布を生じさせ、それ
がＺ方向に沿ってキャビティ１２の上部の開口部まで伝搬すると多様な方向に拡がって放
射指向性が広角度化すると想定される。
【0033】
従来の構成によれば広い角度の放射指向性を実現するには、複数のアンテナをアレイ状
に配置したアレイアンテナを構成し、ビームフォーミングにより各々のアンテナの位相を
制御する手法が必要であった。これに対し、本実施形態のアンテナ装置１の場合、アレイ
アンテナを構成することなく１つのパッチアンテナ２０のみで広い角度の放射指向性が得
られるので、複数のアンテナを配置するためのスペースが不要となり、各々のアンテナに
位相差を与える複雑な電子回路も不要となる。従って、本実施形態のアンテナ装置１は前
述のアンテナ性能の優位性に加え、従来の構成によりアレイ化する場合に比べて、誘電体
基板を縮小してアンテナ装置１の小型化に適しており、それに伴い誘電体基板の製作時の
寸法公差も緩和でき、部品コスト及び実装コストを低減して低コスト化が可能である。
に配置したアレイアンテナを構成し、ビームフォーミングにより各々のアンテナの位相を
制御する手法が必要であった。これに対し、本実施形態のアンテナ装置１の場合、アレイ
アンテナを構成することなく１つのパッチアンテナ２０のみで広い角度の放射指向性が得
られるので、複数のアンテナを配置するためのスペースが不要となり、各々のアンテナに
位相差を与える複雑な電子回路も不要となる。従って、本実施形態のアンテナ装置１は前
述のアンテナ性能の優位性に加え、従来の構成によりアレイ化する場合に比べて、誘電体
基板を縮小してアンテナ装置１の小型化に適しており、それに伴い誘電体基板の製作時の
寸法公差も緩和でき、部品コスト及び実装コストを低減して低コスト化が可能である。
【0034】
なお、本実施形態においては、広角度の放射指向性を含む良好なアンテナ特性を実現す
るに際し、前述したように寸法パラメータの適切な設定が重要である。すなわち、アンテ
ナ装置１の寸法パラメータは図１～図４の構造には限られないが、誘電体基板における使
用周波数に対応する波長λに適合した設定とすることが望ましい。この波長λは、誘電体
基板における波長短縮効果を考慮した波長である。具体的には、キャビティ１２のＺ方向
に沿った高さは、誘電体基板における使用周波数の波長λに対し、上部の誘電体層１１の
高さ（キャビティ１２の高さ）Ｚ２を、０．７λから０．８λの範囲内に設定することが
望ましい。また、キャビティ１２のＸ方向及びＹ方向の長さＸ２、Ｙ２を、パッチアンテ
ナ２０の矩形のＸ方向及びＹ方向の長さから０．０３λから０．０７λの範囲内の距離だ
け大きく設定することが望ましい。このような寸法パラメータの条件は、アンテナ装置１
における広角度の放射指向性と良好な反射特性などの所望のアンテナ特性を確保するため
に望ましい設定である。
るに際し、前述したように寸法パラメータの適切な設定が重要である。すなわち、アンテ
ナ装置１の寸法パラメータは図１～図４の構造には限られないが、誘電体基板における使
用周波数に対応する波長λに適合した設定とすることが望ましい。この波長λは、誘電体
基板における波長短縮効果を考慮した波長である。具体的には、キャビティ１２のＺ方向
に沿った高さは、誘電体基板における使用周波数の波長λに対し、上部の誘電体層１１の
高さ（キャビティ１２の高さ）Ｚ２を、０．７λから０．８λの範囲内に設定することが
望ましい。また、キャビティ１２のＸ方向及びＹ方向の長さＸ２、Ｙ２を、パッチアンテ
ナ２０の矩形のＸ方向及びＹ方向の長さから０．０３λから０．０７λの範囲内の距離だ
け大きく設定することが望ましい。このような寸法パラメータの条件は、アンテナ装置１
における広角度の放射指向性と良好な反射特性などの所望のアンテナ特性を確保するため
に望ましい設定である。
【0035】
また、本実施形態においては、図３に示すように、パッチアンテナ２０及びキャビティ
１２はＺ方向から見た平面視で矩形及び円形の平面形状を有する場合を説明したが、矩形
や円形に限らず異なる平面形状としてもよい。例えば、パッチアンテナ２０及びキャビテ
ィ１２が矩形以外の多角形の平面形状を有していても本発明の適用が可能である。この場
合であっても、本発明を適用したアンテナ装置１による作用効果を得ることができる。さ
らに、本実施形態においては、パッチアンテナ２０及びキャビティ１２が、Ｚ方向から見
た平面視で誘電体基板１０、１１の中心に対し対称的な配置である場合を説明したが、中
心に対して非対称な配置であったとしても本発明の適用が可能である。
１２はＺ方向から見た平面視で矩形及び円形の平面形状を有する場合を説明したが、矩形
や円形に限らず異なる平面形状としてもよい。例えば、パッチアンテナ２０及びキャビテ
ィ１２が矩形以外の多角形の平面形状を有していても本発明の適用が可能である。この場
合であっても、本発明を適用したアンテナ装置１による作用効果を得ることができる。さ
らに、本実施形態においては、パッチアンテナ２０及びキャビティ１２が、Ｚ方向から見
た平面視で誘電体基板１０、１１の中心に対し対称的な配置である場合を説明したが、中
心に対して非対称な配置であったとしても本発明の適用が可能である。
【0036】
以上、本実施形態に基づき本発明の内容を具体的に説明したが、本発明は上述の実施形
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を施すことができる。す
なわち、図１～図４を用いて説明したアンテナ装置１の基本構造は、本発明の作用効果を
得られる限り、他の構造や形状を適用した多様なアンテナ装置１に対して広く本発明を適
用することができる。例えば、パッチアンテナ２０の形状、給電方法、サイズなどについ
ては、本発明の作用効果を得られる限り、多様な変更を施すことができる。
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を施すことができる。す
なわち、図１～図４を用いて説明したアンテナ装置１の基本構造は、本発明の作用効果を
得られる限り、他の構造や形状を適用した多様なアンテナ装置１に対して広く本発明を適
用することができる。例えば、パッチアンテナ２０の形状、給電方法、サイズなどについ
ては、本発明の作用効果を得られる限り、多様な変更を施すことができる。
【符号の説明】
【0037】
１…アンテナ装置
１０、１１…誘電体層
１２、１２ａ…キャビティ
２０、２０ａ…パッチアンテナ
２１、２２、２３…グランド導体
３３、３１、３２…ビア導体
１０、１１…誘電体層
１２、１２ａ…キャビティ
２０、２０ａ…パッチアンテナ
２１、２２、２３…グランド導体
３３、３１、３２…ビア導体
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【手続補正書】
【提出日】2024-09-19
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
誘電体基板を用いて構成されたアンテナ装置であって、
前記誘電体基板のうちの下方に配置された第１誘電体層と、
前記誘電体基板のうちの上方に配置されて前記第１誘電体層に積層された第２誘電体層であって、前記誘電体基板の厚さ方向である第１の方向から見た平面視で、中央に前記第１の方向に貫通するキャビティが形成された第２誘電体層と、
前記第１の方向において前記第１誘電体層の前記第２誘電体層が配置される面側、かつ、前記第１の方向から見た平面視で前記キャビティ内に配置される所定の導体層に形成されるパッチアンテナと、
前記第１の方向において前記所定の導体層よりも前記第１誘電体層側に配置されるグランド導体と、
を備え、
前記パッチアンテナがキャビティを介して外部に露出していることを特徴とするアンテナ装置。
前記誘電体基板のうちの下方に配置された第１誘電体層と、
前記誘電体基板のうちの上方に配置されて前記第１誘電体層に積層された第２誘電体層であって、前記誘電体基板の厚さ方向である第１の方向から見た平面視で、中央に前記第１の方向に貫通するキャビティが形成された第２誘電体層と、
前記第１の方向において前記第１誘電体層の前記第２誘電体層が配置される面側、かつ、前記第１の方向から見た平面視で前記キャビティ内に配置される所定の導体層に形成されるパッチアンテナと、
前記第１の方向において前記所定の導体層よりも前記第１誘電体層側に配置されるグランド導体と、
を備え、
前記パッチアンテナがキャビティを介して外部に露出していることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項2】
前記パッチアンテナ及び前記キャビティは、それぞれ前記第１の方向から見た平面視で矩形の形状を有することを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項3】
前記パッチアンテナ及び前記キャビティは、それぞれ前記第１の方向から見た平面視で円形の形状を有することを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項4】
前記キャビティの前記第１の方向に沿った高さは、前記誘電体基板における使用周波数の波長λに対し、０．７λから０．８λの範囲内に設定されることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項5】
前記第１の方向から見た平面視で、前記キャビティの外縁部は、前記パッチアンテナの外縁部から、０．０３λから０．０７λの範囲内の距離だけ大きく設定されることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項6】
前記第１の方向から見た平面視で、前記パッチアンテナ及び前記キャビティは、前記誘電体基板の中心に対し対称的に配置されることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項7】
前記グランド導体は、前記第１の方向に延伸する複数のビア導体を介して相互に接続される複数の導体層に形成されることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項8】
前記パッチアンテナには、水平偏波と垂直偏波の一方又は両方を給電するための給電構造が設けられることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0006】
本発明は、上述した課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現できる。誘電体基板を用いて構成されたアンテナ装置であって、前記誘電体基板のうちの下方に配置された第１誘電体層と、前記誘電体基板のうちの上方に配置されて前記第１誘電体層に積層された第２誘電体層であって、前記誘電体基板の厚さ方向である第１の方向から見た平面視で、中央に前記第１の方向に貫通するキャビティが形成された第２誘電体層と、前記第１の方向において前記第１誘電体層の前記第２誘電体層が配置される面側、かつ、前記第１の方向から見た平面視で前記キャビティ内に配置される所定の導体層に形成されるパッチアンテナと、前記第１の方向において前記所定の導体層よりも前記第１誘電体層側に配置されるグランド導体と、を備え、前記パッチアンテナがキャビティを介して外部に露出していることを特徴とするアンテナ装置。そのほか、本発明は、以下の形態としても実現可能である。上記課題を解決するために、本発明のアンテナ装置（１）は、誘電体基板を用いて構成されたアンテナ装置であって、前記誘電体基板の所定の導体層に形成されるパッチアンテナ（２０）と、前記誘電体基板の前記所定の導体層の上方に配置された誘電体層（１１）に形成され、前記誘電体基板の厚さ方向である第１の方向（Ｚ）から見た平面視で前記パッチアンテナを取り囲む形状を有するキャビティ（１２）と、前記第１の方向に前記所定の導体層を挟んで前記誘電体層と対向して配置されるグランド導体（２１、２２、２３）とを備えて構成される。