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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】P2024006723
(43)【公開日】2024-01-17
(54)【発明の名称】アンテナ装置
(51)【国際特許分類】
H01Q 19/10 20060101AFI20240110BHJP
H01Q 15/14 20060101ALI20240110BHJP
【ＦＩ】
H01Q19/10
H01Q15/14 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022107889
(22)【出願日】2022-07-04
(71)【出願人】
【識別番号】000000044
【氏名又は名称】ＡＧＣ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(72)【発明者】
【氏名】熊谷 翔
(72)【発明者】
【氏名】吉田 翔
(72)【発明者】
【氏名】岩上 健一
【テーマコード（参考）】
5J020
【Ｆターム（参考）】
5J020AA03
5J020AA06
5J020BA01
5J020BA07
5J020BC12
5J020BC13
5J020DA02
5J020DA03
5J020DA04
(57)【要約】
【課題】利得を増大可能なアンテナ装置を提供する。
【解決手段】アンテナ装置は、反射板を有する反射器と、前記反射器の前記反射板と対向して設けられる部分反射板と、前記反射板と前記部分反射板との間の空間に電波を放射する一次放射器とを含むＥＢＧ（Electromagnetic Band Gap：電磁バンドギャップ）構造のアンテナ装置であって、前記反射器は、前記反射板の端部のうちの少なくとも一部に配置され、前記反射板に対して傾斜して前記部分反射板に向かって延在する傾斜部をさらに有し、前記傾斜部の上端の前記反射板に対する高さは、前記反射板に対する前記部分反射板の高さの半分以上の高さである。
【選択図】図３
【解決手段】アンテナ装置は、反射板を有する反射器と、前記反射器の前記反射板と対向して設けられる部分反射板と、前記反射板と前記部分反射板との間の空間に電波を放射する一次放射器とを含むＥＢＧ（Electromagnetic Band Gap：電磁バンドギャップ）構造のアンテナ装置であって、前記反射器は、前記反射板の端部のうちの少なくとも一部に配置され、前記反射板に対して傾斜して前記部分反射板に向かって延在する傾斜部をさらに有し、前記傾斜部の上端の前記反射板に対する高さは、前記反射板に対する前記部分反射板の高さの半分以上の高さである。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
反射板を有する反射器と、
前記反射器の前記反射板と対向して設けられる部分反射板と
前記反射板と前記部分反射板との間の空間に電波を放射する一次放射器と
を含むＥＢＧ（Electromagnetic Band Gap：電磁バンドギャップ）構造のアンテナ装置であって、
前記反射器は、前記反射板の端部のうちの少なくとも一部に配置され、前記反射板に対して傾斜して前記部分反射板に向かって延在する傾斜部をさらに有し、
前記傾斜部の上端の前記反射板に対する高さは、前記反射板に対する前記部分反射板の高さの半分以上の高さである、アンテナ装置。
前記反射器の前記反射板と対向して設けられる部分反射板と
前記反射板と前記部分反射板との間の空間に電波を放射する一次放射器と
を含むＥＢＧ（Electromagnetic Band Gap：電磁バンドギャップ）構造のアンテナ装置であって、
前記反射器は、前記反射板の端部のうちの少なくとも一部に配置され、前記反射板に対して傾斜して前記部分反射板に向かって延在する傾斜部をさらに有し、
前記傾斜部の上端の前記反射板に対する高さは、前記反射板に対する前記部分反射板の高さの半分以上の高さである、アンテナ装置。
【請求項2】
前記傾斜部は、平面視で少なくとも前記反射板の外縁のうちの対向する二辺に設けられる、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項3】
前記傾斜部の前記反射板に対する傾斜角度は、３０度から６０度の範囲内の角度である、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項4】
前記一次放射器は、スロットアンテナであり、
前記傾斜部は、前記反射板の端部のうちの前記スロットアンテナの短手方向の延長上に位置する部分に配置される、請求項１に記載のアンテナ装置。
前記傾斜部は、前記反射板の端部のうちの前記スロットアンテナの短手方向の延長上に位置する部分に配置される、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項5】
前記反射板は、開口部を有し、
前記一次放射器は、前記開口部を通じて前記反射板と前記部分反射板との間の空間に電波を放射する、請求項１に記載のアンテナ装置。
前記一次放射器は、前記開口部を通じて前記反射板と前記部分反射板との間の空間に電波を放射する、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項6】
前記傾斜部の上端は、前記部分反射板まで延在している、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項7】
前記傾斜部の傾斜面の高さが所定高さになる点の前記傾斜部と前記一次放射器とを結ぶ方向における位置と、前記一次放射器の放射部の中心との間の平面視における距離は、前記電波の波長をλとすると、（ｎ＋１／４）λ±λ／８（ｎは１以上の整数）であり、
前記所定高さは、前記反射板に対する前記部分反射板の高さの半分の高さである、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
前記所定高さは、前記反射板に対する前記部分反射板の高さの半分の高さである、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項8】
前記部分反射板は、平面視で前記反射板と重なる位置に配置される第１ＦＳＳ（Frequency Selective Surface）構造部を有し、
前記第１ＦＳＳ構造部は、前記電波の波長をλとすると、平面視で一辺が０．７λ以上の矩形形状を有する、請求項１に記載のアンテナ装置。
前記第１ＦＳＳ構造部は、前記電波の波長をλとすると、平面視で一辺が０．７λ以上の矩形形状を有する、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項9】
前記第１ＦＳＳ構造部の外縁と、前記傾斜部とは、平面視で重なる部分を有する、請求項８に記載のアンテナ装置。
【請求項10】
前記部分反射板は、平面視で前記傾斜部と重なる部分の領域内に設けられる誘電体を有し、
前記誘電体の厚さｔは、次式（１）で表される、請求項１に記載のアンテナ装置。
ここで、ｎは１以上の整数、λは前記電波の波長、εｒは、波長λにおける前記誘電体の比誘電率、ｄｘは、前記傾斜部の傾斜面の高さが所定高さになる点の前記傾斜部と前記一次放射器とを結ぶ方向における位置と、前記一次放射器の放射部の中心との間の平面視における距離であり、前記所定高さは、前記反射板に対する前記部分反射板の高さの半分の高さである。
前記誘電体の厚さｔは、次式（１）で表される、請求項１に記載のアンテナ装置。
【数1】
【請求項11】
前記部分反射板は、平面視で前記傾斜部と重なる位置に配置される第２ＦＳＳ（Frequency Selective Surface）構造部を有する、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】
本開示は、アンテナ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、マイクロ波を放射するための主反射器と、この主反射器の開口部に配置され、複数の金属小体からなる副反射パターンが形成された支持基板と、を設け、上記副反射パターンは、磁界方向の中央部の金属小体同士を所定の第１間隙で配置し、この中央部の金属小体の外側の金属小体同士を上記第１間隙よりも小さい第２間隙で配置するようにしたマイクロ波用アンテナがある。主反射器の底面と内側面との間には、傾斜部が設けられている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１２－１４７１５８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、主反射器の底面と内側面との間（主反射器の縁端の底部）には、傾斜部が設けられているが、傾斜部の高さについて特段の記載はない。傾斜部の高さが十分に高くないと、支持基板の複数の副反射パターンの間に向けて反射する反射波が十分に得られず、マイクロ波用アンテナの利得が十分に得られない。
【0005】
そこで、利得を増大可能なアンテナ装置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】
【0006】
本開示の実施形態のアンテナ装置は、反射板を有する反射器と、前記反射器の前記反射板と対向して設けられる部分反射板と、前記反射板と前記部分反射板との間の空間に電波を放射する一次放射器とを含むＥＢＧ（Electromagnetic Band Gap：電磁バンドギャップ）構造のアンテナ装置であって、前記反射器は、前記反射板の端部のうちの少なくとも一部に配置され、前記反射板に対して傾斜して前記部分反射板に向かって延在する傾斜部をさらに有し、前記傾斜部の上端の前記反射板に対する高さは、前記反射板に対する前記部分反射板の高さの半分以上の高さである。
【発明の効果】
【0007】
利得を増大可能なアンテナ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】実施形態のアンテナ装置の構成の一例を示す斜視図である。
【図2】アンテナ装置の構成の一例を示す平面図である。
【図4】部分反射板の構成の一例を示す斜視図である。
【図5】部分反射板の下面側の構成の一例を示す図である。
【図6】ＥＢＧモードと伝搬モードの一例を示す図である。
【図7】傾斜面の位置の一例を示す図である。
【図8】アンテナ装置の最大利得の周波数特性のシミュレーション結果の一例を示す図である。
【図9A】アンテナ装置の指向性のシミュレーション結果の一例を示す図である。
【図9B】アンテナ装置の指向性のシミュレーション結果の一例を示す図である。
【図10】比較用のアンテナ装置の最大利得の周波数特性のシミュレーション結果の一例を示す図である。
【図11A】比較用のアンテナ装置の指向性のシミュレーション結果の一例を示す図である。
【図11B】比較用のアンテナ装置の指向性のシミュレーション結果の一例を示す図である。
【図12】実施形態の第１変形例のアンテナ装置の断面構造の一例を示す図である。
【図13】実施形態の第２変形例のアンテナ装置の断面構造の一例を示す図である。
【図14】実施形態の第３変形例のアンテナ装置の平面構造の一例を示す図である。
【図15】実施形態の第４変形例のアンテナ装置の平面構造の一例を示す図である。
【図17】ＥＢＧモードの電波及び伝搬モードの電波の電界分布の一例を示す図である。
【図18】実施形態の第４変形例のアンテナ装置の最大利得の周波数特性のシミュレーション結果の一例を示す図である。
【図19A】実施形態の第４変形例のアンテナ装置の指向性のシミュレーション結果の一例を示す図である。
【図19B】実施形態の第４変形例のアンテナ装置の指向性のシミュレーション結果の一例を示す図である。
【図20】実施形態の第５変形例のアンテナ装置の平面構造の一例を示す図である。
【図22A】セルの一例を示す図である。
【図22B】セルの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本開示のアンテナ装置を適用した実施形態について説明する。以下では、同一の要素に同一の号を付して、重複する説明を省略する場合がある。
【0010】
以下では、ＸＹＺ座標系を定義して説明する。Ｘ軸に平行な方向（Ｘ方向）、Ｙ軸に平行な方向（Ｙ方向）、Ｚ軸に平行な方向（Ｚ方向）は、互いに直交する。また、以下では、説明の便宜上、－Ｚ方向側を下側又は下、＋Ｚ方向側を上側又は上と称す場合がある。また、平面視とはＸＹ面視することをいう。また、以下では構成が分かりやすくなるように各部の長さ、太さ、厚さ等を誇張して示す場合がある。また、平行、直角、直交、水平、垂直、上下等の文言は、実施形態の効果を損なわない程度のずれを許容するものとする。
【0011】
また、以下の説明で、「電波」とは電磁波の一種であり、一般的に、３ＴＨｚ以下の電磁波は電波と呼ばれている。以下では、屋外の基地局又は中継局から放射された電磁波を「電波」と呼び、電磁波一般について言及するときは「電磁波」と呼ぶ。また、以下では、「ミリ波」又は「ミリ波帯」というときは、３０ＧＨｚ～３００ＧＨｚの周波数帯域に加えて、２４ＧＨｚ～３０ＧＨｚの準ミリ波帯も含むものとする。
【0012】
実施形態のアンテナ装置は、一例として基地局として屋外の構造物等に固定的に取り付けられ、電波の透過量の調整を行うことで、所定の周波数の電波を透過させて出力する装置である。
【0013】
実施形態のアンテナ装置が放射する電波は、第五世代移動通信システム（５Ｇ）等のミリ波帯や、Ｓｕｂ－６を含む１ＧＨｚ～４０ＧＨｚの周波数帯域の電波であると好適である。また、実施形態のアンテナ装置が放射する電波は、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、ＬＴＥ－Ａ（LTE-Advanced）、又はＵＭＢ（Ultra Mobile Broadband）であってもよい。また、実施形態のアンテナ装置が放射する電波は、ＩＥＥＥ８０２．１１（Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標））、ＩＥＥＥ８０２．１６（ＷｉＭＡＸ（登録商標））、ＩＥＥＥ８０２．２０、ＵＷＢ（Ultra-Wideband）、Bluetooth（登録商標）、又はＬＰＷＡ（Low Power Wide Area）等であってもよい。電波の周波数が高くなるにつれて、反射や回折による伝搬損失が大きくなり、高い利得のアンテナ装置が求められる。このため、実施形態のアンテナ装置は、比較的高い周波数を扱う通信に、より好適である。以下では、特に断らない限り、一例としてミリ波帯とＳｕｂ－６の電波を用いて説明する。
【0014】
＜実施形態＞
図１は、実施形態のアンテナ装置１００の構成の一例を示す斜視図である。図２は、アンテナ装置１００の構成の一例を示す平面図である。図３は、図１及び図２におけるＡ－Ａ矢視断面の構成の一例を示す図である。
図１は、実施形態のアンテナ装置１００の構成の一例を示す斜視図である。図２は、アンテナ装置１００の構成の一例を示す平面図である。図３は、図１及び図２におけるＡ－Ａ矢視断面の構成の一例を示す図である。
【0015】
＜アンテナ装置１００の構成＞
アンテナ装置１００は、反射器１１０、部分反射板１２０、及びスロットアンテナ１３０を含む。スロットアンテナ１３０は、一次放射器の一例である。以下では、図１乃至図３に加えて、図４及び図５を用いて説明する。図４は、部分反射板１２０の構成の一例を示す斜視図である。図５は、部分反射板１２０の下面側の構成の一例を示す図である。
アンテナ装置１００は、反射器１１０、部分反射板１２０、及びスロットアンテナ１３０を含む。スロットアンテナ１３０は、一次放射器の一例である。以下では、図１乃至図３に加えて、図４及び図５を用いて説明する。図４は、部分反射板１２０の構成の一例を示す斜視図である。図５は、部分反射板１２０の下面側の構成の一例を示す図である。
【0016】
アンテナ装置１００は、図３に示す反射器１１０の反射板１１１の反射面１１１Ａと、部分反射板１２０の下面１２０Ａとの間の高さｈが、アンテナ装置１００が通信に用いる電波の波長λの略１／２に相当する距離に設定されている。このため、反射器１１０及び部分反射板１２０は、スロットアンテナ１３０から放射され、反射板１１１と部分反射板１２０との間でＺ方向に伝搬する電波に対しては共振器として振る舞う。共振器はカットオフ周波数を有するため、アンテナ装置１００は、ＥＢＧ（Electromagnetic Band Gap：電磁バンドギャップ）構造のアンテナ装置である。なお、高さｈについては、アンテナ装置１００が通信に用いる電波の波長λの１／２に対して、例えば±５％～±１０％程度の誤差は許容される。
【0017】
また、スロットアンテナ１３０から放射された電波の一部は、反射器１１０及び部分反射板１２０の共振器で共振せずに、反射器１１０及び部分反射板１２０の間で±Ｘ方向に伝搬することがシミュレーション結果で分かっている。アンテナ装置１００は、反射器１１０及び部分反射板１２０の間で±Ｘ方向に伝搬する電波を反射器１１０の傾斜部１１２で＋Ｚ方向に反射して、部分反射板１２０を通じて＋Ｚ方向に放射する。このようにすることで、アンテナ装置１００の利得を向上させる。なお、ここでは、一例として、スロットアンテナ１３０は、ＸＺ平面内で伝搬する電波を放射する構成である。
【0018】
＜反射器１１０の構成＞
反射器１１０は、反射板１１１と、２つの傾斜部１１２とを有する。反射板１１１は、平面視における反射器１１０の中央部に設けられる板状の部分であり、上面が反射面１１１Ａである。反射面１１１Ａは、ＸＹ平面に平行な平坦面である。反射板１１１は、スロットアンテナ１３０から放射されて、部分反射板１２０の下面１２０Ａで反射された電波を＋Ｚ方向に反射するために設けられている。
反射器１１０は、反射板１１１と、２つの傾斜部１１２とを有する。反射板１１１は、平面視における反射器１１０の中央部に設けられる板状の部分であり、上面が反射面１１１Ａである。反射面１１１Ａは、ＸＹ平面に平行な平坦面である。反射板１１１は、スロットアンテナ１３０から放射されて、部分反射板１２０の下面１２０Ａで反射された電波を＋Ｚ方向に反射するために設けられている。
【0019】
２つの傾斜部１１２は、平面視で矩形状の反射板１１１の±Ｘ方向側の端部に設けられており、傾斜面１１２Ａを有する。すなわち、２つの傾斜部１１２は、平面視で反射板１１１の外縁のうちの対向する二辺に設けられている。２つの傾斜部１１２は、Ｘ方向において互いに傾斜面１１２Ａ同士を向き合わせるように配置されるが、一例として２つの傾斜部１１２の形状は等しい。
【0020】
傾斜面１１２Ａは、傾斜部１１２の下端側の反射面１１１Ａと同じ高さの位置から上端まで延在しており、電波を反射する反射面として機能する。２つの傾斜部１１２の傾斜面１１２Ａは、スロットアンテナ１３０から放射されて、反射板１１１と部分反射板１２０との間を＋Ｘ方向及び－Ｘ方向に伝搬する電波を＋Ｚ方向に反射するために設けられている。傾斜部１１２は、ＸＺ断面が三角形状でＹ方向に延在する柱状の部分である。傾斜部１１２の上端は、部分反射板１２０の下面１２０Ａに接しており、部分反射板１２０を支持している。
【0021】
このような傾斜部１１２は、反射板１１１の端部のうちの少なくとも一部に配置され、反射板１１１に対して傾斜して部分反射板１２０に向かって延在していればよい。反射板１１１の端部のうちの少なくとも一部に傾斜部１１２が配置されることで、反射板１１１と部分反射板１２０との間を±Ｘ方向に伝搬する電波を＋Ｚ方向に反射できるからである。なお、反射板１１１の±Ｙ方向側の端部には開口部が設けられていてもよく、又は、反射板１１１の±Ｙ方向側の端部の少なくとも一部を覆う壁部が設けられていてもよい。
【0022】
ここでは、一例として、反射板１１１と、２つの傾斜部１１２とが一体的に形成されている形態について説明する。反射器１１０は、少なくとも反射面１１１Ａと傾斜面１１２Ａとが金属で形成されていればよいが、ここでは反射器１１０の全体が金属製である形態について説明する。ただし、反射器１１０は、樹脂等の絶縁体製であって、反射面１１１Ａ及び傾斜面１１２Ａに金属箔等が形成されている構成であってもよい。また、反射器１１０は、板金を折り曲げて反射面１１１Ａ及び傾斜面１１２Ａを有するように形成された金属板で構成されてもよい。反射器１１０が金属製である場合には、例えば、アルミニウム、鉄、銅、ステンレス鋼、又は真鍮等を用いることができる。
【0023】
また、スロットアンテナ１３０から放射されて、反射板１１１と部分反射板１２０との間を＋Ｘ方向及び－Ｘ方向に伝搬する電波を＋Ｚ方向に効率的に反射可能にするために、傾斜部１１２の上端の反射板１１１に対する高さは、反射板１１１に対する部分反射板１２０の高さｈの半分以上の高さであればよい。より具体的には、傾斜部１１２の上端の反射板１１１の反射面１１１Ａに対する高さは、反射板１１１の反射面１１１Ａに対する部分反射板１２０の下面１２０Ａの高さｈの半分以上の高さであればよい。
【0024】
傾斜部１１２の上端の反射板１１１に対する高さをｈ／２以上にすることによって、スロットアンテナ１３０から放射されて反射板１１１と部分反射板１２０との間を＋Ｘ方向及び－Ｘ方向に伝搬する電波を傾斜面１１２Ａで＋Ｚ方向に効率的に反射することができ、アンテナ装置１００の利得を向上させることができる。なお、ここでは傾斜面１１２Ａが傾斜部１１２の下端側の反射面１１１Ａと同じ高さの位置から部分反射板１２０の下面１２０Ａまで延在する形態について説明するが、傾斜面１１２Ａの上端は、反射板１１１に対する部分反射板１２０の高さｈの半分以上の高さまで延在していれば、部分反射板１２０の下面１２０Ａよりも低くてもよい。この場合に、Ｘ方向における傾斜部１１２よりも外側に、例えばＹＺ平面に平行な壁部が設けられていてもよい。
【0025】
傾斜面１１２Ａの傾斜角度αは、一例として４５度であるが、３０度から６０度の範囲内の角度であればよい。傾斜角度αは、ＸＺ平面内において、ＸＹ平面に平行な反射面１１１Ａに対する傾斜面１１２Ａの角度である。角度αをこのような範囲内の角度に設定することで、反射板１１１と部分反射板１２０との間を＋Ｘ方向及び－Ｘ方向に伝搬する電波を＋Ｚ方向に効率的に反射できる。
【0026】
また、ここでは、傾斜部１１２の上端で部分反射板１２０を支持する形態について説明するが、部分反射板１２０は、傾斜部１１２とは別に設けられる支柱等によって支持されていてもよい。また、反射板１１１と、２つの傾斜部１１２とは、別体として設けられていて、相対位置が固定されている構成であってもよい。
【0027】
＜部分反射板１２０＞
部分反射板１２０は、基板１２１、及び、ＦＳＳ（Frequency Selective Surface）構造部１２２を有する。ＦＳＳ構造部１２２は、第１ＦＳＳ構造部の一例である。
部分反射板１２０は、基板１２１、及び、ＦＳＳ（Frequency Selective Surface）構造部１２２を有する。ＦＳＳ構造部１２２は、第１ＦＳＳ構造部の一例である。
【0028】
基板１２１は、絶縁体製の基板であり、上面にはＦＳＳ構造部１２２が設けられている。基板１２１は、一例として、可撓性を有しないリジッド基板である。可撓性とは、外観で分かる程度に物体が折れずに曲がる性質である。基板１２１は、リジッド基板である場合には、例えば、ガラス布にエポキシ樹脂等を含浸させたプリプレグとコア材とを貼り合わせた基板、ＰＴＦＥ(polytetrafluoroethylene)等のフッ素樹脂製の基板、又はガラス板等を用いることができる。基板１２１の下面は、部分反射板１２０の下面１２０Ａであり、反射器１１０の反射板１１１の反射面１１１Ａに対向する対向面である。下面１２０Ａは、ＸＹ平面に平行な平坦面である。
【0029】
ＦＳＳ構造部１２２は、基板１２１の上面に配置される複数の導体部１２２Ａと、基板１２１の下面に配置される１つの導体部１２２Ｂとを有する。ＦＳＳ構造部１２２は、平面視で反射板１１１と重なる位置に配置される。ここでは、一例として、ＦＳＳ構造部１２２は、平面視で反射板１１１と重なるが傾斜部１１２とは重ならない位置に配置される形態について説明するが、例えば、ＦＳＳ構造部１２２の±Ｘ方向側の外縁が、傾斜部１１２と重なる部分を有していてもよい。
【0030】
各導体部１２２Ａは、一例として平面視で矩形状の導体パターンである。導体部１２２Ｂは、平面視で複数の導体部１２２Ａと重なる位置に配置され、各導体部１２２Ａと重なる部分に矩形状の開口部が形成された導体パターンである。導体部１２２Ａ及び１２２Ｂは、一例として、銅、ニッケル、又は金等の金属薄膜で形成可能である。
【0031】
導体部１２２Ｂの開口部のＸ方向及びＹ方向の長さは、導体部１２２ＡのＸ方向及びＹ方向の長さよりも長い。このため、平面視で各導体部１２２Ａは、導体部１２２Ａの複数の開口部の内部に位置する。図４に抜き出して拡大して示す１つの導体部１２２Ａに対応する部分（１つの導体部１２２Ａと、導体部１２２Ｂのうちの１つの開口部を囲む部分）とは、ＦＳＳセルを構成する。ＦＳＳ構造部１２２は、複数のＦＳＳセルが周期的に配列された周期構造を有する。
【0032】
導体部１２２ＡのＸ方向の数Ｎｘ、及び、Ｙ方向の数Ｎｙは、導体部１２２Ｂの開口部のＸ方向の数、及び、Ｙ方向の数と等しい。ここでは、一例として、Ｎｘ＝５、Ｎｙ＝５である。Ｎｘ及びＮｙは、ＦＳＳ構造部１２２のＸ方向及びＹ方向の長さを０．７λ以上に設定する際に、導体部１２２Ａ及び１２２ＢのＸ方向及びＹ方向の長さ及びピッチに応じて、適切な数に設定すればよい。導体部１２２Ａのピッチは、Ｘ方向及びＹ方向で隣り合う導体部１２２Ａ同士の中心同士の間隔であり、導体部１２２Ａのピッチは、Ｘ方向及びＹ方向で隣り合う導体部１２２Ａ同士の中心同士の間隔である。λは、アンテナ装置１００が通信に用いる電波の波長である。なお、導体部１２２Ａ及び１２２ＢのＸ方向及びＹ方向の長さは、λ／２以下であればよく、λ／４以下であることが好ましく、λ／８程度であってもよい。
【0033】
ＦＳＳ構造部１２２は、所定の周波数帯域の電波を透過し、所定の周波数帯域以外の周波数の電波を遮断する性質を有する。所定の周波数帯域は、アンテナ装置１００が放射する電波の周波数を含む周波数帯域に設定されており、反射板１１１と部分反射板１２０との間の共振器において共振する電波の共振周波数を含む周波数帯域である。ＦＳＳ構造部１２２は、＋Ｚ方向側に透過する電波の電力が適切な値になり、且つ－Ｚ方向側に反射する電波の反射時の位相が略１８０度となるように構成されており、反射器１１０と部分反射板１２０との間の共振器で共振する電波を少しずつ（部分的に）＋Ｚ方向に透過する。反射時の位相が略１８０度になるとは、一例として、反射時の位相が１８０度±３０度になることをいう。また、ＥＢＧ構造は高さｈが半波長であるため帯域が狭いが、ＦＳＳ構造部１２２を用いることで、共振させながら帯域を広げることができる。スロットアンテナ１３０が放射する電波の周波数が５ＧＨｚであるのに対して、ＦＳＳ構造部１２２が部分反射器によって共振する周波数帯は、一例として、５ＧＨｚ付近で５００ＭＨｚの帯域である。また、部分反射板の透過量は＋Ｚ方向に透過する量が小さいほど利得が大きなアンテナとなり、一例では５ＧＨｚ付近で－１．３ｄＢから－２ｄＢの透過量である。なお、給電部は、一例として、スロットアンテナ１３０の長手方向に沿った縁の近傍に設ければよい。
【0034】
なお、一例として、Ｘ方向において隣り合う導体部１２２Ａ同士のピッチＰｘは、一例として、８ｍｍである。ピッチＰｘは、Ｘ方向において隣り合う導体部１２２Ａの中心同士の間隔である。また、Ｙ方向において隣り合う導体部１２２Ａ同士のピッチＰｙは、一例として、８ｍｍである。ピッチＰｙは、Ｙ方向において隣り合う導体部１２２Ａの中心同士の間隔である。導体部１２２ＡのＸ方向及びＹ方向の長さは、一例として、ともに７．３ｍｍである。なお、ピッチＰｘとピッチＰｙは異なっていてもよい。また、導体部１２２ＡのＸ方向及びＹ方向の長さは、異なっていてもよい。
【0035】
また、導体部１２２Ｂの開口部のＸ方向及びＹ方向の長さは、一例として、ともに６．５ｍｍである。また、一例として、基板１２１の厚さは１．６ｍｍであり、比誘電率は３であり、誘電損失ｔａｎδは０．０１である。導体部１２２Ａ及び１２２Ｂとして用いる金属は一例として銅であり、厚さは３５μｍである。
【0036】
このような構成のＦＳＳ構造部１２２は、アンテナ装置１００が出力する電波の自由空間における波長をλとすると、平面視で一辺が０．７λ以上の矩形形状を有する構成であればよい。ここでは、一例として、複数の導体部１２２Ａが基板１２１の上面に設けられる領域のＸ方向及びＹ方向の長さよりも、基板１２１の下面（部分反射板１２０の下面１２０Ａ）に導体部１２２ＢのＸ方向及びＹ方向の長さの方が長いため、導体部１２２ＢのＸ方向及びＹ方向の長さが０．７λ以上であればよい。ＦＳＳ構造部１２２のＸ方向及びＹ方向の長さを０．７λ以上に設定することで、ＦＳＳ構造部１２２を含まないアンテナ装置に比べて、最大利得を３ｄＢ以上増大させることができる。
【0037】
＜スロットアンテナ１３０＞
スロットアンテナ１３０は、一例として、反射板１１１の平面視における中央部に設けられるスロット（細長い開口部）によって実現される。一例として、スロットアンテナ１３０の長手方向は、Ｙ方向であり、短手方向（平面視で長手方向と垂直な方向）は、Ｘ方向である。
スロットアンテナ１３０は、一例として、反射板１１１の平面視における中央部に設けられるスロット（細長い開口部）によって実現される。一例として、スロットアンテナ１３０の長手方向は、Ｙ方向であり、短手方向（平面視で長手方向と垂直な方向）は、Ｘ方向である。
【0038】
スロットアンテナ１３０は、図示を省略する給電点に電力が供給されることによって電磁界を励振し、偏波方向がＸ方向の電波を＋Ｚ方向に放射する。このときに、電波はスロットアンテナ１３０を含むＸＺ平面内で広がるように伝搬するため、反射器１１０と部分反射板１２０との間で共振するモード（以下、ＥＢＧモードと称す）の成分と、反射器１１０と部分反射板１２０との間で±Ｘ方向に伝搬するモード（以下、伝搬モードと称す）の成分とが生じる。スロットアンテナ１３０は、±Ｘ方向に伝搬する伝搬モードの成分が生じやすい。スロットアンテナ１３０から放射されて共振する電波の周波数は、一例として、５ＧＨｚである。
【0039】
なお、ここでは、一次放射器として反射器１１０の反射板１１１に設けられたスロットアンテナ１３０を用いる形態について説明するが、反射板１１１には開口部が設けられていて、開口部の下方にスロットアンテナ１３０が配置されていてもよい。このような構成については、図１３を用いて後述する。また、ここでは、一次放射器としてスロットアンテナ１３０を用いる形態について説明するが、一次放射器はスロットアンテナ以外のアンテナであってもよく、例えばパッチアンテナであってもよい。
【0040】
＜ＥＢＧモードと伝搬モード＞
図６は、ＥＢＧモードと伝搬モードの一例を示す図である。図６において、＋Ｚ方向を向く白抜きの破線の矢印は、ＥＢＧモードの電波の伝搬方向を示し、破線の＋Ｘ方向の矢印は、ある瞬間におけるＥＢＧモードの電波の偏波方向を示す。ＥＢＧモードの電波は、反射器１１０と部分反射板１２０との間の共振器で共振し、ＦＳＳ構造部１２２によって電波の透過量の調整が行われて、所定の周波数の成分が部分反射板１２０を透過して＋Ｚ方向に出力される。図６において、反射器１１０と部分反射板１２０との間に細かいドットで示す楕円の領域は、ＥＢＧモードの電波の共振が主体的に生じている領域を示す。ＥＢＧモードの電波は、反射器１１０と部分反射板１２０との間の共振器で共振することで、同相の電波が平面視で球状に広がるため、グレーで示す楕円の領域で共振が生じる。
図６は、ＥＢＧモードと伝搬モードの一例を示す図である。図６において、＋Ｚ方向を向く白抜きの破線の矢印は、ＥＢＧモードの電波の伝搬方向を示し、破線の＋Ｘ方向の矢印は、ある瞬間におけるＥＢＧモードの電波の偏波方向を示す。ＥＢＧモードの電波は、反射器１１０と部分反射板１２０との間の共振器で共振し、ＦＳＳ構造部１２２によって電波の透過量の調整が行われて、所定の周波数の成分が部分反射板１２０を透過して＋Ｚ方向に出力される。図６において、反射器１１０と部分反射板１２０との間に細かいドットで示す楕円の領域は、ＥＢＧモードの電波の共振が主体的に生じている領域を示す。ＥＢＧモードの電波は、反射器１１０と部分反射板１２０との間の共振器で共振することで、同相の電波が平面視で球状に広がるため、グレーで示す楕円の領域で共振が生じる。
【0041】
また、図６において、傾斜面１１２Ａに向かって±Ｘ方向を向く白抜きの一点鎖線の矢印と、傾斜面１１２Ａから＋Ｚ方向を向く白抜きの一点鎖線の矢印とは、伝搬モードの電波の伝搬方向を示し、白抜きの一点鎖線の矢印に垂直な実線の矢印は、ある瞬間における伝搬モードの電波の偏波方向を示す。伝搬モードの電波は、反射器１１０と部分反射板１２０との間で±Ｘ方向に伝搬し、傾斜面１１２Ａで＋Ｚ方向に反射され、部分反射板１２０の±Ｘ方向側の端部の基板１２１のみの部分（ＦＳＳ構造部１２２が設けられていない部分）を通過して、＋Ｚ方向に出力される。
【0042】
スロットアンテナ１３０から反射器１１０と部分反射板１２０との間の空間に放射される電波は、ＥＢＧモードの成分が主体的であり、伝搬モードの成分は割合が少ない。しかしながら、伝搬モードの成分を傾斜面１１２Ａで＋Ｚ方向に反射させることによって、部分反射板１２０から＋Ｚ方向に出力される電波を増やすことができるので、アンテナ装置１００の利得を向上させることができる。また、ＦＳＳ構造部１２２の±Ｘ方向側の外縁が、傾斜部１１２と重なる部分を有する場合には、反射器１１０に部分反射板１２０を取り付ける際のＸ方向のずれを吸収しやすい構造が得られる。
【0043】
なお、上述のようなＦＳＳ構造部１２２を有する部分反射板１２０の代わりに、ＦＳＳ構造部１２２を有さずに、基板１２１の厚さをアンテナ装置１００が出力する電波の波長λの電気長λｅの略１／４に設定した部分反射板を用いてもよい。電気長λｅは、基板１２１の比誘電率によって決まる長さである。この場合の基板１２１の材質としては、比誘電率が比較的大きい誘電体を用いることが好ましい。波長の短縮効果が大きく、小型化等に寄与するとともに、部分反射板での透過量が小さいために共振器で共振する電波が強くなり利得を大きくすることができるからである。
【0044】
厚さがλｅ／４の基板１２１で構成される部分反射板を用いることにより、部分反射板の下面で反射されるＥＢＧモードの電波と、部分反射板の内部において部分反射板１２０の上面で反射されるＥＢＧモードの電波とが同位相になり、部分反射板での透過量を小さくすることができる。部分反射板の下面で反射される際に、ＥＢＧモードの電波の位相は１８０度進む。また、部分反射板の下面から内部に伝搬して上面で反射されるＥＢＧモードの電波は、部分反射板の下面で反射される電波に比べて、経路がλｅ／２だけ長くなる。このため、ＦＳＳ構造部１２２を有さずに基板１２１の厚さをλｅ／４に設定した部分反射板を用いても、ＥＢＧモードの電波が反射器１１０と部分反射板との間の共振器で共振する状態を実現できる。このような部分反射板を含む場合でも、アンテナ装置１００は、ＥＢＧ構造のアンテナ装置である。
【0045】
＜傾斜面１１２Ａの位置＞
図７は、傾斜面１１２Ａの位置の一例を示す図である。図７では、図６と同様に、破線の矢印は、ある瞬間におけるＥＢＧモードの電波の偏波方向を示し、実線の矢印は、ある瞬間における伝搬モードの電波の偏波方向を示す。ＥＢＧモードの電波の偏波方向と、伝搬モードの電波の偏波方向とは、同じ瞬間におけるものである。また、図７では、スロットアンテナ１３０のＸ方向における中心１３０ＣをＸ座標がゼロの点として、傾斜面１１２ＡのＸ方向における位置を説明する。
図７は、傾斜面１１２Ａの位置の一例を示す図である。図７では、図６と同様に、破線の矢印は、ある瞬間におけるＥＢＧモードの電波の偏波方向を示し、実線の矢印は、ある瞬間における伝搬モードの電波の偏波方向を示す。ＥＢＧモードの電波の偏波方向と、伝搬モードの電波の偏波方向とは、同じ瞬間におけるものである。また、図７では、スロットアンテナ１３０のＸ方向における中心１３０ＣをＸ座標がゼロの点として、傾斜面１１２ＡのＸ方向における位置を説明する。
【0046】
最終的にアンテナ装置１００の部分反射板１２０から＋Ｚ方向に放射される電波の利得を向上させるには、部分反射板１２０の上面からの高さが等しい位置において、ＥＢＧモードの電波の偏波方向（１）と、ＦＳＳ構造部１２２の＋Ｘ方向側から放射される伝搬モードの電波の偏波方向（２）と、ＦＳＳ構造部１２２の－Ｘ方向側から放射される伝搬モードの電波の偏波方向（３）とが同一である必要がある。ＥＢＧモードの電波と、伝搬モードの電波とは、同一位相であれば電波は強め合って利得を向上させることができるが、逆位相であれば弱め合うため利得が低下するからである。
【0047】
ここで、部分反射板１２０の厚さを無視して部分反射板１２０の上面におけるＥＢＧモードの電波の偏波方向（１）と、伝搬モードの電波の偏波方向（２）及び（３）とについて検討する。
【0048】
ＥＢＧモードの電波は、スロットアンテナ１３０から＋Ｚ方向に放射されて、部分反射板１２０の上面に到達するまでに、高さｈ（距離ｈ）だけ伝搬する。ここで、高さｈは、ｈ＝λ／２である。すなわち、ＥＢＧモードの電波は、スロットアンテナ１３０から＋Ｚ方向に放射されて、部分反射板１２０の上面に到達するまでに、λ／２だけ伝搬する。
【0049】
ここで、スロットアンテナ１３０のＸ方向における中心１３０Ｃから、±Ｘ方向に電波の波長λの１／４の距離の位置を＋Ｘ１、－Ｘ１とする。反射器１１０と部分反射板１２０との間でスロットアンテナ１３０よりも＋Ｘ方向に伝搬する伝搬モードの電波は、＋Ｘ１の位置では偏波方向（２Ａ１）を有し、電波がさらに＋Ｘ方向に伝搬すると偏波方向（２Ａ２）を有し、＋Ｘ２の位置では傾斜面１１２Ａで反射されるため、－Ｚ方向の偏波方向（２Ａ３）と、反射された電波の偏波方向（２Ａ４）とを有することになる。
【0050】
同様に、反射器１１０と部分反射板１２０との間でスロットアンテナ１３０よりも－Ｘ方向に伝搬する伝搬モードの電波は、－Ｘ１の位置では偏波方向（３Ａ１）を有し、電波がさらに－Ｘ方向に伝搬すると偏波方向（３Ａ２）を有し、－Ｘ２の位置では傾斜面１１２Ａで反射されるため、＋Ｚ方向の偏波方向（３Ａ３）と、反射された電波の偏波方向（３Ａ４）とを有することになる。
【0051】
反射板１１１の反射面１１１Ａに対する傾斜面１１２Ａの高さがｈ／２になる点Ｓで＋Ｚ方向に反射されてアンテナ装置１００から＋Ｚ方向に放射される伝搬モードの電波の偏波方向（２）及び（３）が、ＥＢＧモードの電波の偏波方向（１）と同一方向になるためには、部分反射板１２０の上面において、伝搬モードの電波と、ＥＢＧモードの電波との伝搬距離の差がｎλになればよい。なお、ｎは１以上の整数である。
【0052】
伝搬モードの電波は、傾斜面１１２Ａの高さがｈ／２になる点Ｓで反射されてから、＋Ｚ方向にλ／４だけ伝搬する。このため、伝搬距離の差をｎλにするには、伝搬モードの電波が、Ｘ方向において、スロットアンテナ１３０の中心１３０Ｃから点Ｓまで伝搬する距離ｄｘは、（ｎ＋１／４）λであればよい。スロットアンテナ１３０の中心１３０Ｃから点Ｓまで伝搬する距離ｄｘを（ｎ＋１／４）λに設定することで、伝搬モードの電波は、スロットアンテナ１３０の中心１３０Ｃから点Ｓを経て部分反射板１２０の上面に到達するまでに距離（ｎ＋１／２）λだけ伝搬することになり、伝搬距離の差がｎλになる。なお、アンテナ装置１００は、＋Ｘ方向側の傾斜面１１２Ａで反射される経路と、－Ｘ方向側の傾斜面１１２Ａで反射される経路とで、伝搬距離の差ｎλのｎの値が異なる構成であってもよい。
【0053】
伝搬モードの電波とＥＢＧモードの電波との伝搬距離の差がｎλになれば、部分反射板１２０の表面において、伝搬モードの電波とＥＢＧモードの電波とは同位相になり、ＥＢＧモードの電波の偏波方向（１）と、伝搬モードの電波の偏波方向（２）及び（３）とは等しくなる。この結果、ＥＢＧモードの電波と、伝搬モードの電波とは、強め合う関係になる。このようなＥＢＧモードの電波と、伝搬モードの電波との位相の関係は、部分反射板１２０の表面から＋Ｚ方向に離れても保持される。
【0054】
なお、反射面１１１Ａに対する傾斜面１１２Ａの高さがｈ／２になる点Ｓで反射される伝搬モードの電波の偏波方向（２）及び（３）について説明したが、反射面１１１Ａに対する傾斜面１１２Ａの高さがｈ／２より低い点では、Ｘ方向の伝搬距離が短くなるとともに、＋Ｚ方向の伝搬距離が長くなるため、合計の伝搬距離は同一である。また、反射面１１１Ａに対する傾斜面１１２Ａの高さがｈ／２より高い点においても同様であり、合計の伝搬距離は同一である。スロットアンテナ１３０の中心１３０Ｃに対する傾斜部１１２の位置を説明するには、高さがｈ／２になる点Ｓを用いるのが最も分かりやすいため、ここでは一例として、高さがｈ／２になる点Ｓを用いて説明している。
【0055】
また、ここでは傾斜面１１２Ａの傾斜角度αが４５度の場合について説明したが、傾斜角度αが４５度以外の角度であっても同様であり、Ｘ方向において、スロットアンテナ１３０の中心１３０Ｃから点Ｓまでの距離ｄｘが（ｎ＋１／４）λになる関係を有するように、傾斜部１１２を配置すればよい。傾斜角度αは、３０度から６０度の範囲内で設定され得る。
【0056】
＜シミュレーション結果＞
図８は、アンテナ装置１００の最大利得の周波数特性のシミュレーション結果の一例を示す図である。横軸は周波数（ＧＨｚ）を示し、縦軸はアンテナ装置１００の最大利得（ｄＢｉ）を示す。高さｈ＝３０ｍｍ、Ｘ方向におけるスロットアンテナ１３０の中心１３０Ｃから±Ｘ方向側の傾斜面１１２Ａの点Ｓまでの距離ｄｘを７９ｍｍ、傾斜角度αを４５度、導体部１２２ＡのＸ方向及びＹ方向の数Ｎｘ及びＮｙをともに２１個に設定した。これらの値は、反射器１１０と部分反射板１２０との共振器の共振周波数を５ＧＨｚに設定する場合の値である。また、反射器１１０は、Ｘ方向の長さが２００ｍｍ、Ｙ方向の長さが４００ｍｍの完全導体とした。
図８は、アンテナ装置１００の最大利得の周波数特性のシミュレーション結果の一例を示す図である。横軸は周波数（ＧＨｚ）を示し、縦軸はアンテナ装置１００の最大利得（ｄＢｉ）を示す。高さｈ＝３０ｍｍ、Ｘ方向におけるスロットアンテナ１３０の中心１３０Ｃから±Ｘ方向側の傾斜面１１２Ａの点Ｓまでの距離ｄｘを７９ｍｍ、傾斜角度αを４５度、導体部１２２ＡのＸ方向及びＹ方向の数Ｎｘ及びＮｙをともに２１個に設定した。これらの値は、反射器１１０と部分反射板１２０との共振器の共振周波数を５ＧＨｚに設定する場合の値である。また、反射器１１０は、Ｘ方向の長さが２００ｍｍ、Ｙ方向の長さが４００ｍｍの完全導体とした。
【0057】
このような条件で、電磁界シミュレーションを行ったところ、図８に示すように、アンテナ装置１００の最大利得(Max Gain)は５ＧＨｚで最大値（約１６．５ｄＢｉ）を取った。
【0058】
図９Ａ及び図９Ｂは、アンテナ装置１００の指向性のシミュレーション結果の一例を示す図である。図９ＡにはＸＺ面での指向性を示し、図９ＢにはＹＺ面での指向性を示す。図９Ａ及び図９Ｂにおける約±１０度の方向に示す実線は、メインローブの半値幅を示しており、図９Ａでは１８．２度、図９Ｂでは２８．６度である。指向性については、比較用のアンテナ装置の結果と比較して後述する。
【0059】
図１０は、比較用のアンテナ装置の最大利得の周波数特性のシミュレーション結果の一例を示す図である。横軸は周波数（ＧＨｚ）を示し、縦軸は比較用のアンテナ装置の最大利得（ｄＢｉ）を示す。比較用のアンテナ装置は、反射器１１０の傾斜部１１２を除去し、反射板１１１をＸＺ平面に沿って平面視で拡大した構成を有する。
【0060】
アンテナ装置１００と同一条件で電磁界シミュレーションを行ったところ、図１０に示すように、比較用のアンテナ装置の最大利得(Max Gain)は５．２ＧＨｚで最大値（約１５．５ｄＢｉ）を取った。これは、アンテナ装置１００の最大利得(Max Gain)よりも約１ｄＢ低い値であった。すなわち、アンテナ装置１００は、傾斜部１１２を有することで、最大利得(Max Gain)を約１ｄＢ改善できたことが分かった。
【0061】
図１１Ａ及び図１１Ｂは、比較用のアンテナ装置の指向性のシミュレーション結果の一例を示す図である。図１１ＡにはＸＺ面での指向性を示し、図１１ＢにはＹＺ面での指向性を示す。図１１Ａ及び図１１Ｂにおける約±１５度の方向に示す実線は、メインローブの半値幅を示しており、図１１Ａでは３２．２度、図１１Ｂでは２６．８度である。
【0062】
図９Ａに示すアンテナ装置１００のＸＺ平面の指向性は、図１１Ａに示す比較用のアンテナ装置のＸＺ面での指向性に比べると、サイドローブが低減されるとともに、メインローブが大きくなったことが分かった。より具体的には、メインローブは、比較用のアンテナ装置の１３．９ｄＢｉからアンテナ装置１００では１６．７ｄＢｉまで増大し、サイドローブ比は－１１．５ｄＢから－１６．９ｄＢに減少した。図９Ａ及び図１１Ａではサイドローブ比のレベルを円で示す。これは、伝搬モードの電波が＋Ｚ方向に効率的に反射され、アンテナ装置１００の利得が増えたためと考えられる。
【0063】
また、図９Ｂに示すアンテナ装置１００のＹＺ平面の指向性は、図１１Ｂに示す比較用のアンテナ装置のＹＺ面での指向性に比べて、メインローブ及びサイドローブの形状及びサイズは略同一であり、傾斜部１１２を追加した影響は、ＹＺ平面での指向性には生じていないことを確認できた。なお、図９Ｂ及び図１１Ｂにおいてもサイドローブ比のレベルを円で示す。
【0064】
なお、ここでは、一例として、Ｘ方向において、スロットアンテナ１３０の中心１３０Ｃから点Ｓまでの距離ｄｘが（ｎ＋１／４）λになる関係を有するように、傾斜部１１２を配置する形態について説明した。しかしながら、傾斜部１１２の位置は、このような位置に限られない。一例として、Ｘ方向において、スロットアンテナ１３０の中心１３０Ｃから点Ｓまでの距離ｄｘが（ｎ＋１／４）λ±λ／８になる関係を有していれば、部分反射板１２０の＋Ｚ方向側において、ＥＢＧモードの電波の位相と、伝搬モードの電波の位相とを略同位相にすることができ、アンテナ装置１００の利得を向上できることが確認できた。ＥＢＧモードの電波の位相と、伝搬モードの電波の位相との差が±４５度以内であれば、略同位相として考えられるからである。
【0065】
＜効果＞
以上のように、アンテナ装置１００は、反射板１１１を有する反射器１１０と、反射器１１０の反射板１１１と対向して設けられる部分反射板１２０と、反射板１１１と部分反射板１２０との間の空間に電波を放射するスロットアンテナ１３０とを含むＥＢＧ構造のアンテナ装置１００である。反射器１１０は、反射板１１１の端部のうちの少なくとも一部に配置され、反射板１１１に対して傾斜して部分反射板１２０に向かって延在する傾斜部１１２をさらに有し、傾斜部１１２の上端の反射板１１１に対する高さは、反射板１１１に対する部分反射板１２０の高さの半分以上の高さである。このため、スロットアンテナ１３０から放射された電波のうち、ＥＢＧモードではなく伝搬モードになった成分を傾斜部１１２で効率的に部分反射板１２０に向けて反射できる。
以上のように、アンテナ装置１００は、反射板１１１を有する反射器１１０と、反射器１１０の反射板１１１と対向して設けられる部分反射板１２０と、反射板１１１と部分反射板１２０との間の空間に電波を放射するスロットアンテナ１３０とを含むＥＢＧ構造のアンテナ装置１００である。反射器１１０は、反射板１１１の端部のうちの少なくとも一部に配置され、反射板１１１に対して傾斜して部分反射板１２０に向かって延在する傾斜部１１２をさらに有し、傾斜部１１２の上端の反射板１１１に対する高さは、反射板１１１に対する部分反射板１２０の高さの半分以上の高さである。このため、スロットアンテナ１３０から放射された電波のうち、ＥＢＧモードではなく伝搬モードになった成分を傾斜部１１２で効率的に部分反射板１２０に向けて反射できる。
【0066】
したがって、利得を増大可能なアンテナ装置１００を提供できる。また、反射器１１０に傾斜部１１２を追加することで利得を増大可能なアンテナ装置１００を実現できるので、アンテナ装置１００の小型化及び低価格化を図ることができる。また、傾斜部１１２の位置に応じて、部分反射板１２０を透過するＥＢＧモードの電波と、傾斜部１１２で反射されて部分反射板１２０を透過する電波との分布を設定できるので、利得を設定可能なアンテナ装置１００を提供できる。
【0067】
また、傾斜部１１２は、平面視で少なくとも反射板１１１の外縁のうちの対向する二辺に設けられるので、スロットアンテナ１３０から放射されて、二辺に向かう方向に伝搬する伝搬モードの電波を効率的に部分反射板１２０に向けて反射できる。したがって、二辺に向かう方向に伝搬する伝搬モードの電波を効率的に反射することで利得を増大可能なアンテナ装置１００を提供できる。
【0068】
また、傾斜部１１２の反射板１１１に対する傾斜角度αは、３０度から６０度の範囲内の角度であるので、伝搬モードの電波の傾斜部１１２での効率的な反射と、小型化とを両立可能なアンテナ装置１００を提供できる。
【0069】
また、一次放射器はスロットアンテナ１３０であり、傾斜部１１２は、反射板１１１の端部のうちのスロットアンテナ１３０の短手方向の延長上に位置する部分に配置される。スロットアンテナ１３０から放射される電波は、スロットアンテナ１３０の短手方向に伝搬するため、反射板１１１の端部のうちのスロットアンテナ１３０の短手方向の延長上に位置する部分に傾斜部１１２を配置することで、伝搬モードの電波を確実に部分反射板１２０に向けて反射でき、より効率的に利得を増大可能なアンテナ装置１００を提供できる。
【0070】
また、傾斜部１１２の上端は、部分反射板１２０まで延在しているので、反射器１１０と部分反射板１２０との間の空間のすべての伝搬モードの電波を反射可能で、利得をさらに増大可能なアンテナ装置１００を提供できる。
【0071】
また、傾斜部１１２の傾斜面１１２Ａの高さが所定高さになる点ＳのＸ方向における位置と、スロットアンテナ１３０の放射部の中心との間の平面視における距離ｄｘは、電波の自由空間における波長をλとすると、（ｎ＋１／４）λ±λ／８（ｎは１以上の整数）であり、所定高さは、反射板１１１に対する部分反射板１２０の高さｈの半分の高さ（ｈ／２）である。このため、部分反射板１２０から＋Ｚ方向に放射されるＥＢＧモードの電波と伝搬モードの電波とを同位相にすることができ、より効果的に利得を増大可能なアンテナ装置１００を提供できる。なお、Ｘ方向は、傾斜部１１２とスロットアンテナ１３０とを結ぶ方向である。
【0072】
また、部分反射板１２０は、平面視で反射板１１１と重なる位置に配置されるＦＳＳ構造部１２２を有し、ＦＳＳ構造部１２２は、スロットアンテナ１３０が放射する電波の自由空間における波長をλとすると、平面視で一辺が０．７λ以上の矩形形状を有する。このため、ＥＢＧモードの電波が反射器１１０と部分反射板１２０との間の空間で共振する共振器を実現でき、部分反射板１２０を＋Ｚ方向に透過するＥＢＧモードの電波の放射面の面積を増大させて、より効果的に利得を増大可能なアンテナ装置１００を提供できる。また、ＥＢＧ構造は高さｈが半波長であるため帯域が狭いが、ＦＳＳ構造部１２２を用いることで帯域を広げることができ、アンテナ装置１００の広帯域化を図ることができる。
【0073】
また、アンテナ装置１００は、ＦＳＳ構造部１２２の外縁と、傾斜部１１２とが平面視で重なる部分を有する場合には、反射器１１０に部分反射板１２０を取り付ける際のＸ方向のずれを吸収しやすい構成のアンテナ装置１００を提供できる。
【0074】
【0075】
【0076】
アンテナ装置１００Ｍ１は、＋Ｘ方向側の傾斜部１１２と、－Ｘ方向側の傾斜部１１２との傾斜角度が異なる。このため、＋Ｘ方向側の傾斜部１１２の点ＳのＸ方向における位置と、スロットアンテナ１３０の放射部の中心１３０Ｃとの間の距離ｄｘ１と、－Ｘ方向側の傾斜部１１２の点ＳのＸ方向における位置と、スロットアンテナ１３０の放射部の中心１３０Ｃとの間の距離ｄｘ２とが異なる。
【0077】
このように、２つの傾斜部１１２の傾斜角度が異なっていても、スロットアンテナ１３０から放射された電波のうち、伝搬モードになった成分を傾斜部１１２で効率的に部分反射板１２０に向けて反射できる。したがって、利得を増大可能なアンテナ装置１００Ｍ１を提供できる。また、小型化及び低価格化を図ることができるとともに、利得を設定可能なアンテナ装置１００Ｍ１を提供できる。
【0078】
【0079】
アンテナ装置１００Ｍ２は、反射器１１０の反射板１１１がスロットアンテナ１３０の代わりに開口部１１１Ｂを有し、反射板１１１の下方に、スロットアンテナ１３０を有する導波管１４０が配置されている。アンテナ装置１００Ｍ２は、反射器１１０と、部分反射板１２０と、スロットアンテナ１３０を有する導波管１４０とを含む構成である。
【0080】
反射板１１１の開口部１１１Ｂは、平面視でスロットアンテナ１３０の開口よりも大きく、かつ、導波管１４０は、平面視で開口部１１１Ｂ内にスロットアンテナ１３０が含まれるように配置されている。導波管１４０は、図示しない部材等によって、反射器１１０等に固定すればよい。スロットアンテナ１３０は、開口部１１１Ｂを通じて反射板１１１と部分反射板１２０との間の空間に電波を放射する。
【0081】
また、スロットアンテナ１３０の中心１３０Ｃから点Ｓまでの距離ｄｘが（ｎ＋１／４）λ±λ／８になる関係を有することで、部分反射板１２０の＋Ｚ方向側において、ＥＢＧモードの電波の位相と、伝搬モードの電波の位相とを略同位相にすることができる。
【0082】
このようなアンテナ装置１００Ｍ２においても、アンテナ装置１００と同様に、スロットアンテナ１３０から放射され、開口部１１１Ｂを通じて反射器１１０と部分反射板１２０との間の空間に放射された電波のうち、伝搬モードになった成分を傾斜部１１２で効率的に部分反射板１２０に向けて反射できる。したがって、利得を増大可能なアンテナ装置１００Ｍ２を提供できる。また、導波管１４０を薄型にすることにより、アンテナ装置１００Ｍ２の小型化を図ることができる。
【0083】
【0084】
アンテナ装置１００Ｍ３は、図２に示すアンテナ装置１００に対して、反射板１１１の±Ｙ方向の端部に設けられる２つの傾斜部１１３を追加するとともに、図２に示すスロットアンテナ１３０の代わりに、２つのスロットアンテナ１３０Ａ及び１３０Ｂを反射器１１０の反射板１１１に設けた構成を有する。
【0085】
スロットアンテナ１３０Ａは、図２に示すスロットアンテナ１３０を少し－Ｘ方向側に移動させたものであり、長手方向がＹ方向で、短手方向がＸ方向であり、図２に示すスロットアンテナ１３０と同様に電波を放射する。
【0086】
スロットアンテナ１３０Ｂは、スロットアンテナ１３０Ａの＋Ｘ方向側に設けられ、長手方向がＸ方向で、短手方向がＹ方向である。スロットアンテナ１３０Ｂは、図示を省略する給電点に電力が供給されることによって電磁界を励振し、偏波方向がＹ方向の電波を＋Ｚ方向に放射する。このときに、電波はスロットアンテナ１３０Ｂを含むＹＺ平面内で広がるように伝搬するため、反射器１１０と部分反射板１２０との間で共振するＥＢＧモードの成分と、反射器１１０と部分反射板１２０との間で±Ｙ方向に伝搬する伝搬モードの成分とが生じる。スロットアンテナ１３０Ｂは、±Ｙ方向に伝搬する伝搬モードの成分が生じやすい。
【0087】
±Ｙ方向に伝搬する伝搬モードの電波は、傾斜部１１３で＋Ｚ方向に反射され、部分反射板１２０のＦＳＳ構造部１２２とは重なっていない部分から＋Ｚ方向に放射される。
【0088】
アンテナ装置１００Ｍ３では、スロットアンテナ１３０Ａから放射される電波のうちのＥＢＧモードになる電波と、スロットアンテナ１３０Ｂから放射される電波のうちのＥＢＧモードになる電波とが、反射器１１０の反射板１１１と部分反射板１２０との間で共振して部分反射板１２０の＋Ｚ方向に放射される。
【0089】
また、アンテナ装置１００Ｍ３では、スロットアンテナ１３０Ａから放射される電波のうちの伝搬モードになる電波が傾斜部１１２で＋Ｚ方向に反射されて部分反射板１２０の＋Ｚ方向に放射される。また、スロットアンテナ１３０Ｂから放射される電波のうちの伝搬モードになる電波が傾斜部１１３で＋Ｚ方向に反射されて部分反射板１２０の＋Ｚ方向に放射される。
【0090】
アンテナ装置１００Ｍ３は、２つのスロットアンテナ１３０Ａ及び１３０Ｂと、２組の傾斜部１１２及び１１３とを含むことで、１つのアンテナ装置１００Ｍ３で直交する２つの偏波を放射することが可能である。なお、２つのスロットアンテナ１３０Ａ及び１３０Ｂから放射される電波の周波数は異なっていてもよい。電波の周波数が異なる場合には、アンテナ装置１００Ｍ３が通信可能な帯域をさらに広げることができる。
【0091】
＜第４変形例＞
図１５は、実施形態の第４変形例のアンテナ装置１００Ｍ４の平面構造の一例を示す図である。図１５に示す平面構造は、図２に示す平面構造に相当する。図１６は、図１５におけるＢ－Ｂ矢視断面の構成の一例を示す図である。図１６に示す断面は、図３に示す断面に相当する。
図１５は、実施形態の第４変形例のアンテナ装置１００Ｍ４の平面構造の一例を示す図である。図１５に示す平面構造は、図２に示す平面構造に相当する。図１６は、図１５におけるＢ－Ｂ矢視断面の構成の一例を示す図である。図１６に示す断面は、図３に示す断面に相当する。
【0092】
アンテナ装置１００Ｍ４は、部分反射板１２０の上面のうちの傾斜部１１２と重なる部分に配置される誘電体１５０を含む点が、図２及び図３に示すアンテナ装置１００と異なる。その他の構成は、図２及び図３に示すアンテナ装置１００と同様である。
【0093】
ここで、図１５及び図１６を用いてアンテナ装置１００Ｍ４の構成、作用、及び効果について説明する前に、図１７を用いて、ＥＢＧモードの電波及び伝搬モードの電波の分布と利得の関係について説明する。図１７は、部分反射板１２０の上面におけるＥＢＧモードの電波及び伝搬モードの電波の電界分布の一例を示す図である。
【0094】
図１７（Ａ）～（Ｃ）において、色が濃い部分ほど電界が強く、色が薄い部分ほど電界が弱いことを表す。また、図１７（Ａ）～（Ｃ）において、Ｘ方向における中心にある同心円状の電界分布はＥＢＧモードの電波の電界分布を示し、ＥＢＧモードの電界分布の±Ｘ方向側にあるＹ方向に長い楕円状の電界分布は、伝搬モードが傾斜部１１２で反射され＋Ｚ方向に放射される電波の電界分布を示す。ＥＢＧモードの電界分布の広がり方は部分反射板１２０の設計によって変化する。
【0095】
ＥＢＧモードの電波と、伝搬モードの電波との分布は、一例として図１７（Ａ）に示すように、ＥＢＧモードの電波の電界分布の±Ｘ方向側に、隣接するように伝搬モードの電波の電界分布が存在することが理想的である。この場合に、図１７（Ｂ）に示すように、ＥＢＧモードの電波の電界分布と伝搬モードの電波の電界分布とが重複すると、実効面積が増えずに利得の向上に繋がりにくい。また、図１７（Ｃ）に示すように、伝搬モードの電波の電界分布がＥＢＧモードの電波の電界分布から孤立した島のように離れた場合、実効面積は増えるため利得の向上は期待できるが、サイドローブの発生といった特性劣化の要因となる。このため、図１７（Ａ）に示すように、伝搬モードの電波の電界分布がＥＢＧモードの電波の電界分布の±Ｘ方向側に隣接するような位置関係が理想的である。
【0096】
このようなＥＢＧモードの電波の電界分布と伝搬モードの電波の電界分布との関係を実現するには、Ｘ方向における傾斜部１１２の位置を設計段階で制御可能にすればよく、特に、ＦＳＳ構造部１２２に近づけることができると、理想的な位置関係を実現しやすくなる。
【0097】
このような観点から、アンテナ装置１００Ｍ４は、部分反射板１２０の上面のうちの傾斜部１１２と重なる部分に誘電体１５０を配置している。傾斜部１１２で＋Ｚ方向に反射される伝搬モードの電波が誘電体１５０を透過すると、誘電体１５０の比誘電率に応じた波長の短縮効果によって電気長が延長される。このため、誘電体１５０を含まないアンテナ装置１００（図１乃至図６参照）に比べて、２つの傾斜部１１２の間のＸ方向における距離を短くすることができる。
【0098】
このような場合に、部分反射板１２０を＋Ｚ方向に透過したＥＢＧモードの電波と、部分反射板１２０及び誘電体１５０を透過した伝搬モードの電波とを同位相にする誘電体１５０の厚さｔは、次式（１）で表される。なお、傾斜部１１２の傾斜面１１２Ａの高さがｈ／２になる点Ｓと、スロットアンテナ１３０の中心１３０Ｃとの間のＸ方向の距離をｄｘ、ｎは１以上の整数、λは電波の波長、εｒは、波長λにおける誘電体１５０の比誘電率とする。なお、式（１）における±λ／８√εｒは、±４５度の位相差の範囲内を同位相として扱うことを意味する。
【0099】
【数1】
【0100】
また、式（１）を変形すると、距離ｄｘは次式（２）で表される。
【0101】
【数2】
【0102】
すなわち、誘電体１５０を設けることで、スロットアンテナ１３０の中心１３０Ｃとの間のＸ方向の距離ｄｘをｔ（√εｒ－１）だけ短くすることができる。なお、２つの誘電体１５０は同一のものであり、２つの傾斜部１１２は、図１６に示すＸＺ断面において、スロットアンテナ１３０の中心１３０Ｃを通るＺ軸に平行な軸に対して線対称な形状を有するため、２つの誘電体１５０の配置は、スロットアンテナ１３０の中心１３０Ｃを通るＺ軸に平行な軸に対して対称である。なお、アンテナ装置１００Ｍ４は、＋Ｘ方向側の傾斜面１１２Ａで反射される経路と、－Ｘ方向側の傾斜面１１２Ａで反射される経路とで、伝搬距離の差ｎλのｎの値が異なる構成であってもよい。この場合には、２つの誘電体１５０の配置は、スロットアンテナ１３０の中心１３０Ｃを通るＺ軸に平行な軸に対して非対称になる。
【0103】
＜シミュレーション結果＞
図１８は、アンテナ装置１００Ｍ４の最大利得の周波数特性のシミュレーション結果の一例を示す図である。横軸は周波数（ＧＨｚ）を示し、縦軸はアンテナ装置１００Ｍ４の最大利得（ｄＢｉ）を示す。高さｈ＝３０ｍｍ、Ｘ方向におけるスロットアンテナ１３０の中心１３０Ｃから±Ｘ方向側の傾斜面１１２Ａの点Ｓまでの距離ｄｘを６５ｍｍ、傾斜角度αを４５度、導体部１２２ＡのＸ方向及びＹ方向の数Ｎｘ及びＮｙをともに１３個、２つの誘電体１５０の厚さｔを１７ｍｍに設定した。これらの値は、反射器１１０と部分反射板１２０との共振器の共振周波数を５ＧＨｚに設定する場合の値である。
図１８は、アンテナ装置１００Ｍ４の最大利得の周波数特性のシミュレーション結果の一例を示す図である。横軸は周波数（ＧＨｚ）を示し、縦軸はアンテナ装置１００Ｍ４の最大利得（ｄＢｉ）を示す。高さｈ＝３０ｍｍ、Ｘ方向におけるスロットアンテナ１３０の中心１３０Ｃから±Ｘ方向側の傾斜面１１２Ａの点Ｓまでの距離ｄｘを６５ｍｍ、傾斜角度αを４５度、導体部１２２ＡのＸ方向及びＹ方向の数Ｎｘ及びＮｙをともに１３個、２つの誘電体１５０の厚さｔを１７ｍｍに設定した。これらの値は、反射器１１０と部分反射板１２０との共振器の共振周波数を５ＧＨｚに設定する場合の値である。
【0104】
このような条件で、電磁界シミュレーションを行ったところ、図１８に示すように、アンテナ装置１００Ｍ４の最大利得(Max Gain)は５ＧＨｚで最大値（約１５．３ｄＢｉ）を取った。
【0105】
図１９Ａ及び図１９Ｂは、アンテナ装置１００Ｍ４の指向性のシミュレーション結果の一例を示す図である。図１９ＡにはＸＺ面での指向性を示し、図１９ＢにはＹＺ面での指向性を示す。図１９Ａ及び図１９Ｂにおける約±１５度の方向に示す実線は、メインローブの半値幅を示しており、図１９Ａでは２６．８度、図９Ｂでは２８．５度である。
【0106】
図１９Ａに示すアンテナ装置１００Ｍ４のＸＺ平面の指向性は、図９Ａに示すアンテナ装置１００のＸＺ面での指向性に比べると、サイドローブが少し大きいが、図１１Ａに示す比較用のアンテナ装置よりもメインローブが大きくなったことが分かった。メインローブは、１５．３ｄＢｉであり、サイドローブ比は－１２．２ｄＢであった。図１９Ａではサイドローブ比のレベルを円で示す。
【0107】
また、図１９Ｂに示すアンテナ装置１００Ｍ４のＹＺ平面の指向性は、図９Ｂに示すアンテナ装置１００のＹＺ面での指向性と同様であるが、メインローブが少し小さいことを確認できた。メインローブは、１５．７ｄＢｉであり、サイドローブ比は－２０．４ｄＢであった。図１９Ｂではサイドローブ比のレベルを円で示す。
【0108】
以上のように、式（２）に基づいて、ＥＢＧモードの電波の電界分布と伝搬モードの電波の電界分布との位置関係を決定すれば、伝搬モードの電波の電界分布とＥＢＧモードの電波の電界分布との実効面積を効果的に増大でき、効果的に利得を向上させることができる。なお、誘電体１５０は、＋Ｘ方向側又は－Ｘ方向側のいずれか一方のみに配置されてもよい。
【0109】
＜第５変形例＞
図２０は、実施形態の第５変形例のアンテナ装置１００Ｍ５の平面構造の一例を示す図である。図２０に示す平面構造は、図２に示す平面構造に相当する。図２１は、図２０におけるＣ－Ｃ矢視断面の構成の一例を示す図である。図２１に示す断面は、図３に示す断面に相当する。
図２０は、実施形態の第５変形例のアンテナ装置１００Ｍ５の平面構造の一例を示す図である。図２０に示す平面構造は、図２に示す平面構造に相当する。図２１は、図２０におけるＣ－Ｃ矢視断面の構成の一例を示す図である。図２１に示す断面は、図３に示す断面に相当する。
【0110】
アンテナ装置１００Ｍ５は、部分反射板１２０の上面のうちの傾斜部１１２と重なる部分に配置されるＦＳＳ構造部１６０を含む点が、図２及び図３に示すアンテナ装置１００と異なる。ＦＳＳ構造部１６０は、第２ＦＳＳ構造部の一例である。その他の構成は、図２及び図３に示すアンテナ装置１００と同様である。
【0111】
ＦＳＳ構造部１６０は、透過する電波の位相を進める、又は、位相を遅延させることが可能な複数のセル１６０Ｃを有する。図２２Ａ及び図２２Ｂは、セル１６０Ｃの一例を示す図である。図２２Ａ及び図２２Ｂには、図４の拡大部分と同様に、部分反射板１２０の基板１２１のうちの１つのセル１６０Ｃに対応する部分を抜き出して示す。なお、ＦＳＳ構造部１６０は、一例として、基板１２１の下面（－Ｚ方向側の表面）には、導体を有さない。ただし、ＦＳＳ構造部１６０は、基板１２１の下面（－Ｚ方向側の表面）に導体を有し、基板１２１の上面（＋Ｚ方向側の表面）には、導体を有さない構成であってもよい。また、ＦＳＳ構造部１６０は、基板１２１の下面と上面の両方に導体を有する構成であってもよい。
【0112】
図２２Ａに示すセル１６０Ｃは、基板１２１の上面（＋Ｚ方向側の表面）に形成される矩形状の金属箔である。このようなセル１６０Ｃは、－Ｚ方向側から入射して透過する電波の位相を遅らせる。
【0113】
図２２Ｂに示すセル１６０Ｃは、基板１２１の上面（＋Ｚ方向側の表面）に形成される矩形環状（矩形額状）の金属箔である。このようなセル１６０Ｃは、－Ｚ方向側から入射して透過する電波の位相を進める。なお、図２２Ａ及び図２２Ｂに示すセル１６０Ｃは、一例として、銅、ニッケル、又は金等の金属薄膜で形成可能である。
【0114】
ＦＳＳ構造部１６０は、図２２Ａ又は図２２Ｂに示すセル１６０ＣをＸ方向及びＹ方向に周期的に配列した構成を有する。図２２Ａ及び図２２Ｂに示すセル１６０Ｃが電波に与える位相変化量は、一例として±４５度である。セル１６０Ｃが電波に与える位相変化量が±４５度の場合に、電波の透過率は約５０％である。位相変化量を±４５よりも絶対値で大きくすることは可能であるが、電波の透過率がさらに低下するため、一例として位相変化量が±４５度の範囲内であれば、比較的利用しやすい。
【0115】
伝搬モードの電波は、部分反射板１２０を透過するとともにＦＳＳ構造部１６０を透過して＋Ｚ方向に放射される。ＦＳＳ構造部１６０を透過する際に電波の位相が進行又は遅延するため、実質的に変形例４のアンテナ装置１００Ｍ４と同様に経路長が短くなる又は長くなる効果が得られる。このため、ＦＳＳ構造部１２２を透過するＥＢＧモードの電波と、ＦＳＳ構造部１６０を透過する伝搬モードの電波とが同位相になるようにするために、アンテナ装置１００（図１乃至図６参照）に比べて、２つの傾斜部１１２の間の距離を長く又は短くすることができる。ＥＢＧモードの電波の電界分布と伝搬モードの電波の電界分布との位置関係を制御することができる。
【0116】
具体的には、次のようにして傾斜部１１２の位置を決めればよい。ＦＳＳ構造部１２２を透過する電波にＦＳＳ構造部１２２が与える位相変化量がφ(rad)であり、ＦＳＳ構造部１６０が電波に与える位相変化量がδ(rad)の場合に、Ｘ方向において、スロットアンテナ１３０の中心１３０Ｃから次式（３）で表される距離ｄｘの点に、点Ｓが位置するように傾斜部１１２を配置すればよい。点Ｓは、反射面１１１Ａに対する傾斜面１１２Ａの高さがｈ／２になる点である。
ｄｘ＝（ｎ＋１／４＋φ／２π＋δ／２π）λ （３）
ｄｘ＝（ｎ＋１／４＋φ／２π＋δ／２π）λ （３）
【0117】
δが正（δ＞０）の場合には、ＦＳＳ構造部１６０は、図２２Ｂに示すセル１６０Ｃを含み、透過する電波の位相を進める。δが負（δ＜０）の場合には、ＦＳＳ構造部１６０は、図２２Ａに示すセル１６０Ｃを含み、透過する電波の位相を遅らせる。
【0118】
変形例５によれば、設計段階においてＥＢＧモードの電波の電界分布と伝搬モードの電波の電界分布との位置関係を制御することで、伝搬モードの電波の電界分布とＥＢＧモードの電波の電界分布との実行面積を効果的に増大でき、効果的に利得を向上させることができるアンテナ装置１００Ｍ５を提供できる。なお、ＦＳＳ構造部１６０は、＋Ｘ方向側又は－Ｘ方向側のいずれか一方のみに配置されてもよい。また、＋Ｘ方向側と－Ｘ方向側のＦＳＳ構造部１６０は、形状が異なっていて、電波に与える位相変化量が異なっていてもよい。
【0119】
以上、本開示の例示的なアンテナ装置について説明したが、本開示は、具体的に開示された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
【符号の説明】
【0120】
１００、１００Ｍ１、１００Ｍ２、１００Ｍ３、１００Ｍ４、１００Ｍ５ アンテナ装置
１１０ 反射器
１１１ 反射板
１１１Ａ 反射面
１１１Ｂ 開口部
１１２ 傾斜部
１１２Ａ 傾斜面
１１３ 傾斜部
１２０ 部分反射板
１２０Ａ 下面
１２１ 基板
１２２ ＦＳＳ構造部（第１ＦＳＳ構造部の一例）
１３０、１３０Ａ、１３０Ｂ スロットアンテナ
１３０Ｃ 中心
１４０ 導波管
１５０ 誘電体
１６０ ＦＳＳ構造部（第２ＦＳＳ構造部の一例）
１６０Ｃ セル
１１０ 反射器
１１１ 反射板
１１１Ａ 反射面
１１１Ｂ 開口部
１１２ 傾斜部
１１２Ａ 傾斜面
１１３ 傾斜部
１２０ 部分反射板
１２０Ａ 下面
１２１ 基板
１２２ ＦＳＳ構造部（第１ＦＳＳ構造部の一例）
１３０、１３０Ａ、１３０Ｂ スロットアンテナ
１３０Ｃ 中心
１４０ 導波管
１５０ 誘電体
１６０ ＦＳＳ構造部（第２ＦＳＳ構造部の一例）
１６０Ｃ セル
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図10】
【図11A】
【図11B】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19A】
【図19B】
【図20】
【図21】
【図22A】
【図22B】