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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-06-27
(45)【発行日】2024-07-05
(54)【発明の名称】平面アンテナ、アンテナ積層体及び車両用窓ガラス
(51)【国際特許分類】
H01Q 1/38 20060101AFI20240628BHJP
H01Q 1/32 20060101ALI20240628BHJP
H01Q 1/40 20060101ALI20240628BHJP
H01Q 13/08 20060101ALI20240628BHJP
H01Q 21/06 20060101ALI20240628BHJP
【ＦＩ】
H01Q1/38
H01Q1/32 A
H01Q1/40
H01Q13/08
H01Q21/06
【請求項の数】
23
(21)【出願番号】P 2021519461
(86)(22)【出願日】2020-05-13
(86)【国際出願番号】 JP2020019126
(87)【国際公開番号】W WO2020230819
(87)【国際公開日】2020-11-19
【審査請求日】2023-02-07
(31)【優先権主張番号】P 2019093095
(32)【優先日】2019-05-16
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(31)【優先権主張番号】P 2020008921
(32)【優先日】2020-01-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【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】佐山 稔貴
(72)【発明者】
【氏名】奥田 崚太
(72)【発明者】
【氏名】萩原 南
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 祐輔
(72)【発明者】
【氏名】茂木 健
【審査官】鈴木 肇
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１６／１２１３９７（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１６－０１５６７９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６３－２７５２０４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－１８０６４８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１３－５３４０９５（ＪＰ，Ａ）
【文献】欧州特許出願公開第０３４７７７６６（ＥＰ，Ａ１）
【文献】特開２０１８－１３３６６７（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開平０５－０５７９１１（ＪＰ，Ｕ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｑ １／００－２５／０４
Ｂ３２Ｂ １／００－４３／００
Ｂ６０Ｊ １／００－ １／２０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１面と、前記第１面とは反対側の第２面とを有する誘電体層と、前記第１面に設けられるアンテナ導体と、
前記第２面に設けられる接地導体と、
前記アンテナ導体に接続され又は近接する信号線を有する伝送線路とを備え、
前記誘電体層のうち前記信号線と接する誘電体部分は、２８ＧＨｚにおける誘電正接が
０．００７以下であり、
前記誘電体層は、樹脂層を含み、
前記樹脂層は、前記第１面を有する第１樹脂層と、前記第２面を有する第２樹脂層と、前記誘電体層の厚さ方向において前記第１樹脂層と前記第２樹脂層の間に配置される第３樹脂層とを含み、
前記第３樹脂層は、前記第１樹脂層及び前記第２樹脂層とは異なる樹脂材料で形成され、
２８ＧＨｚにおける誘電正接は、前記第１樹脂層及び前記第２樹脂層が０．００２以下であり、前記第３樹脂層が０．００２よりも高く０．０１０以下である、平面アンテナ。
【請求項2】
前記第３樹脂層は、前記第１樹脂層及び前記第２樹脂層よりも硬い材質である、請求項１に記載の平面アンテナ。
【請求項3】
前記誘電体部分は、前記樹脂層により形成された、請求項１又は２に記載の平面アンテナ。
【請求項4】
前記樹脂層は、テトラフルオロエチレン系ポリマーを含有する、請求項１から３のいずれか一項に記載の平面アンテナ。
【請求項5】
前記誘電体部分は、テトラフルオロエチレン系ポリマーにより形成された、請求項４に記載の平面アンテナ。
【請求項6】
前記誘電体部分は、前記第１樹脂層の全体又は一部である、請求項１から５のいずれか一項に記載の平面アンテナ。
【請求項7】
前記誘電体部分は、２８ＧＨｚにおける誘電正接が０．００２以下である、請求項１から６のいずれか一項に記載の平面アンテナ。
【請求項8】
前記第１樹脂層と前記第２樹脂層とのうち少なくとも一方は、テトラフルオロエチレン系ポリマーを含有する、請求項１から７のいずれか一項に記載の平面アンテナ。
【請求項9】
前記第１樹脂層は、前記第２樹脂層と同じ樹脂材料で形成された、請求項１から８のいずれか一項に記載の平面アンテナ。
【請求項10】
前記第３樹脂層は、ポリイミド系樹脂、ポリエチレン系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、液晶ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂のうち、少なくとも一つを含有する、請求項１から９のいずれか一項に記載の平面アンテナ。
【請求項11】
前記誘電体層は、前記信号線の全体と接する、請求項１から１０のいずれか一項に記載の平面アンテナ。
【請求項12】
前記アンテナ導体は、隙間が前記アンテナ導体の内部に生じるように形成される内部線状導体を含む、請求項１から１１のいずれか一項に記載の平面アンテナ。
【請求項13】
前記接地導体は、隙間が生じるように形成される線状接地導体を含む、請求項１から１２のいずれか一項に記載の平面アンテナ。
【請求項14】
前記接地導体は、隙間が生じるように形成される線状接地導体を含み、前記内部線状導体の少なくとも一部は、平面視において、前記線状接地導体と重複する、請求項１２に記載の平面アンテナ。
【請求項15】
前記アンテナ導体は、少なくとも一つのパッチ導体を有する、請求項１から１４のいずれか一項に記載の平面アンテナ。
【請求項16】
前記アンテナ導体は、アレイアンテナを構成する、請求項１から１５のいずれか一項に記載の平面アンテナ。
【請求項17】
請求項１から１６のいずれか一項に記載の平面アンテナと、ガラス板と、
前記ガラス板に対向する側の第３面と、前記第３面とは反対側の第４面とを有する誘電体と、
前記ガラス板と前記誘電体とを貼り合わせる中間膜層とを備え、
前記平面アンテナの少なくとも一部を、前記ガラス板と前記誘電体との間に、前記中間膜層を介して挟持する、アンテナ積層体。
【請求項18】
前記平面アンテナは、前記ガラス板の外側にはみ出る突出部を有し、前記アンテナ導体に給電する少なくとも一つの給電部を前記突出部に備える、請求項１７に記載のアンテナ積層体。
【請求項19】
前記平面アンテナは、前記ガラス板の前記中間膜層の側の面に沿うように、前記中間膜層の内部に位置し、前記中間膜層の厚さを１００％としたとき、前記平面アンテナは、前記中間膜層の厚さに対して、５～９５％の厚さの範囲に位置する、請求項１７又は１８に記載のアンテナ積層体。
【請求項20】
前記ガラス板は、第１のガラス板であり、前記誘電体は、第２のガラス板であり、
前記第１のガラス板の平面視において、前記アンテナ導体の少なくとも一部と重複する遮光膜を備える、請求項１７から１９のいずれか一項に記載のアンテナ積層体。
【請求項21】
請求項１から１６のいずれか一項に記載の平面アンテナと、湾曲面を有する誘電性の曲面体とを備え、
前記平面アンテナの少なくとも一部は、前記湾曲面に接着層により接着される、アンテナ積層体。
【請求項22】
請求項１から１６のいずれか一項に記載の平面アンテナと、前記平面アンテナが積層されるｍ（ｍは１以上の整数）層の誘電体とを備え、
第ｘ層の誘電体の厚さの電気長をＬｘ（ｘは１からｍまでの整数）とし、前記第ｘ層の誘電体の厚さをｔ ｘ とし、前記第ｘ層の誘電体の比誘電率をε ｒｘ とするとき、Ｌｘは、式（１）で表され、所定周波数における空気中の波長をλ０とし、Ｎを０以上の整数とするとき、式（２）を満足する、アンテナ積層体。
【数1】
【数2】
【請求項23】
請求項１から１６のいずれか一項に記載の平面アンテナと、ガラス板と、
前記ガラス板に対向する側の第３面と、前記第３面とは反対側の第４面とを有する誘電体と、
前記ガラス板と前記誘電体とを貼り合わせる中間膜層とを備え、
前記平面アンテナの少なくとも一部を、前記ガラス板と前記誘電体との間に、前記中間
膜層を介して挟持する、車両用窓ガラス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、平面アンテナ、アンテナ積層体及び車両用窓ガラスに関する。
【背景技術】
【0002】
自動車用のフロントガラスをはじめとする、合わせガラス等には、種々の電波を送受するアンテナが搭載されることが知られている。とくに、機械的損傷を低減するため、このような合わせガラスの中に、薄い樹脂シートやフィルム状のシートをベースとしたアンテナ（例えばメッシュ形状にした導電線条からなるアンテナ）を封入して、メガヘルツ帯域の電波を受信するガラスアンテナが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２００７－１８０６４８号公報
【文献】国際公開第２０１６／０１７８０１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
近年、通信容量の増大とともに、ギガヘルツ帯域の電波を送受するアンテナの開発が進んでいる。このようなアンテナとして、アンテナ導体に給電する伝送線路を備える平面アンテナが知られている。しかしながら、１ＧＨｚを超える周波数帯では、伝送線路における伝送損失が大きくなりやすく、その結果、アンテナ利得が低下するという問題があった。
【0005】
そこで、本開示は、アンテナ利得の低下を抑制可能な平面アンテナ、アンテナ積層体及び車両用窓ガラスを提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示は、
第１面と、前記第１面とは反対側の第２面とを有する誘電体層と、
前記第１面に設けられるアンテナ導体と、
前記第１面と前記第２面とのうち少なくとも一方の面に設けられる接地導体と、
前記アンテナ導体に接続され又は近接する信号線を有する伝送線路とを備え、
前記誘電体層のうち前記信号線と接する誘電体部分は、２８ＧＨｚにおける誘電正接が０．００７以下である、平面アンテナを提供する。また、本開示は、当該平面アンテナを備えるアンテナ積層体を提供するとともに、当該平面アンテナを備える車両用窓ガラスを提供する。
第１面と、前記第１面とは反対側の第２面とを有する誘電体層と、
前記第１面に設けられるアンテナ導体と、
前記第１面と前記第２面とのうち少なくとも一方の面に設けられる接地導体と、
前記アンテナ導体に接続され又は近接する信号線を有する伝送線路とを備え、
前記誘電体層のうち前記信号線と接する誘電体部分は、２８ＧＨｚにおける誘電正接が０．００７以下である、平面アンテナを提供する。また、本開示は、当該平面アンテナを備えるアンテナ積層体を提供するとともに、当該平面アンテナを備える車両用窓ガラスを提供する。
【発明の効果】
【0007】
本開示の技術によれば、アンテナ利得の低下を抑制可能な平面アンテナ、アンテナ積層体及び車両用窓ガラスを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】平面アンテナの第１の構成例を示す斜視図である。
【図2】伝送線路の第１の構成例を示す断面図である。
【図3】伝送線路の第２の構成例を示す断面図である。
【図4】伝送線路の第３の構成例を示す断面図である。
【図5】伝送線路の第４の構成例を示す断面図である。
【図6】伝送線路の第５の構成例を示す断面図である。
【図7】平面アンテナの第２の構成例を示す平面図である。
【図8】平面アンテナの第３の構成例を示す図である。
【図9】平面アンテナの第４の構成例を示す図である。
【図10】アンテナ積層体の第１の構成例を示す断面図である。
【図11A】アンテナ積層体の第２の構成例を示す断面図である。
【図11B】アンテナ積層体の第２の構成例をより具体的に示す断面図である。
【図11C】アンテナ積層体の第２の構成例の変形例を示す断面図である。
【図11D】アンテナ積層体のアンテナ効率を高める構成を説明する断面図である。
【図11E】シミュレーション実施対象のアンテナ積層体の斜視図である。
【図11F】アンテナ積層体のシミュレーション結果である。
【図12】アンテナ積層体の第３の構成例を示す断面図である。
【図13】マイクロストリップ線路のシミュレーション結果の一例を示す図である。
【図14】マイクロストリップ線路の一比較例を示す断面図である。
【図15】シミュレーション上でのマイクロストリップ線路の構成を示す斜視図である。
【図16】アンテナ積層体のシミュレーション結果の一例を示す図である。
【図17】シミュレーション上でのアンテナ積層体の第１の構成例を示す断面図である。
【図18】シミュレーション上でのアンテナ積層体の第２の構成例を示す断面図である。
【図19】ストリップ線路のシミュレーション結果の一例を示す図である。
【図20】ストリップ線路の一比較例を示す断面図である。
【図21】シミュレーション上でのストリップ線路の構成を示す斜視図である。
【図22】アンテナ積層体のシミュレーション結果の一例を示す図である。
【図23】シミュレーション上でのアンテナ積層体の構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、図面を参照して、本開示に係る実施形態について説明する。なお、平行、直角、直交、水平、垂直、上下、左右などの方向には、本発明の効果を損なわない程度のずれが許容される。また、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向は、それぞれ、Ｘ軸に平行な方向、Ｙ軸に平行な方向、Ｚ軸に平行な方向を表す。Ｘ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向は、互いに直交する。ＸＹ平面、ＹＺ平面、ＺＸ平面は、それぞれ、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に平行な仮想平面、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に平行な仮想平面、Ｚ軸方向及びＸ軸方向に平行な仮想平面を表す。
【0010】
本開示の一実施形態における平面アンテナは、マイクロ波やミリ波等の高周波帯（例えば、１ＧＨｚ超～３００ＧＨｚ）の電波の送受に好適である。本開示の一実施形態における平面アンテナは、例えば、Ｖ２Ｘ通信システム、第５世代移動通信システム（いわゆる、５Ｇ）、車載レーダーシステムなどに適用可能であるが、適用可能なシステムはこれらに限られない。
【0011】
図１は、平面アンテナの第１の構成例を示す斜視図である。図１に示す平面アンテナ１０１は、誘電体を主成分とする誘電体層４０と、誘電体層４０の一方の表面に設けられるアンテナ導体１０と、誘電体層４０を介してアンテナ導体１０と対向する接地導体２０と、アンテナ導体１０に給電する伝送線路３０とを備える。平面アンテナ１０１は、パッチアンテナ又はマイクロストリップアンテナと称される。
【0012】
図２は、伝送線路の第１の構成例を示す図であり、断面Ａ－Ａ（図１参照）での断面図である。図２に示す伝送線路３０Ａは、伝送線路３０（図１参照）の一例である。伝送線路３０Ａは、アンテナ導体１０に接続される信号線３１を有するマイクロストリップ線路である。図２に示す形態では、誘電体層４０は、１層のみで形成されている。
【0013】
誘電体層４０は、第１主面４１と、第１主面４１とは反対側の第２主面４２とを有する。誘電体層４０の第１主面４１に、アンテナ導体１０及び信号線３１が設けられ、誘電体層４０の第２主面４２に、接地導体２０が設けられる。アンテナ導体１０及び信号線３１は、誘電体層４０を介して接地導体２０に対向する。第１主面４１は、第１面の一例である。第２主面４２は、第２面の一例である。
【0014】
誘電体層４０は、誘電体を主成分とする板状又はシート状の基材である。第１主面４１及び第２主面４２は、いずれも、ＸＹ平面に平行である。誘電体層４０は、例えば、誘電体基板でもよいし、誘電体シートでもよい。
【0015】
誘電体層４０のうち信号線３１と接する誘電体部分（以下、誘電体部分Ｐとも称する）は、２８ＧＨｚにおける誘電正接（いわゆる、ｔａｎδ）が０．００７以下である。誘電体部分Ｐの２８ＧＨｚにおける誘電正接が０．００７以下であると、伝送線路３０Ａの伝送損失が抑制されるので、平面アンテナ１０１のアンテナ利得の低下を抑制できる。誘電体部分Ｐは、伝送線路の伝送損失（ひいては、アンテナ利得の低下）を抑制する点で、０．００６以下が好ましく、０．００５以下がより好ましく、０．００４以下がさらに好ましく、０．００３以下がさらに好ましく、０．００２以下がさらに好ましく、０．００１以下が特に好ましい。誘電体部分Ｐの２８ＧＨｚにおける誘電正接は、０よりも大きければよく、例えば、０．００００１以上でもよく、０．０００５以上でもよく、０．００１以上でもよい。
【0016】
なお、誘電正接（ｔａｎδ）は、２５℃、２８ＧＨｚで、日本工業規格（ＪＩＳ Ｒ １６４１：２００７）に規定されている方法により、空洞共振器及びベクトルネットワークアナライザを用いて測定された値である。
【0017】
図２に示す形態では、誘電体部分Ｐは、誘電体層４０の全体でもよいし、誘電体層４０の一部でもよい。誘電体部分Ｐは、誘電体層４０の全体であれば、信号線３１全てにおいて伝送損失を抑制できるので好ましい。また、例えば、誘電体層４０全てが、後述するテトラフルオロエチレン系ポリマーの「樹脂Ｆ」であれば、第１主面４１および第２主面４２の平均算術粗さＲａ（ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２０１３（対応国際規格ＩＳＯ ４２８７：１９９７，Ａｍｄ．１：２００９））を１．０μｍ以下にできる。そのため、信号線３１又は接地導体２０として、例えば、銅からなる低粒度の箔膜（メッシュ状も含む）を、第１主面４１又は第２主面４２に貼り付けられる。このように、伝送線路３０Ａにおいて、信号線３１と接地導体２０の少なくとも一方に、低粒度の銅からなる箔膜（銅箔）を使用できるので、高い粒度の銅箔に比べて伝送線路の伝送損失の低下をより抑制でき、アンテナ利得を向上できる。
【0018】
誘電体層４０は、信号線３１の一部又は全体と接する。誘電体層４０は、信号線３１の全体と接することで、信号線３１の一部と接する形態に比べて、誘電体部分Ｐの２８ＧＨｚにおける誘電正接が低下するので、アンテナ利得の低下を抑制する点で好ましい。
【0019】
誘電体層４０の材料は、例えば、石英ガラス等のガラス、セラミックス、樹脂などが挙げられる。誘電体層４０の材料には、後述するように平面アンテナ１０１を、車両用の合わせガラスの中に封入したり、平面アンテナ１０１を曲面状の誘電体（曲面体）に沿うようにしたりして取り付ける場合において、曲げに対応可能なフレキシブル性を発揮する樹脂を好ましく使用できる。
【0020】
誘電体層４０が樹脂層を含む場合（つまり、誘電体層４０の一部又は全部が樹脂層である場合）、その樹脂層が含有可能な樹脂として、例えば、テトラフルオロエチレン系ポリマー等のフッ素樹脂、液晶ポリマー、シクロオレフィンポリマー、ポリエチレンテレフタレート、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂などが挙げられる。特に、樹脂層がテトラフルオロエチレン系ポリマーを含有する場合、誘電体部分Ｐの２８ＧＨｚにおける誘電正接が小さいので、アンテナ利得の低下を抑制する点で好ましい。
【0021】
誘電体部分Ｐは、樹脂層（特に、テトラフルオロエチレン系ポリマーを含有する樹脂層）により形成されると、誘電体部分Ｐの２８ＧＨｚにおける誘電正接が顕著に低下するので、アンテナ利得の低減を抑制する点で好ましい。なお、２８ＧＨｚにおける誘電正接は、ＧＨｚ帯の周波数における指標の例である。そのため、２８ＧＨｚにおける誘電正接が、０．００７以下、好ましくは０．００６以下であれば、例えば、１ＧＨｚ～１００ＧＨｚにおいても伝送線路３０Ａの伝送損失が抑制されるので、２８ＧＨｚ近傍に限らず、１ＧＨｚ～１００ＧＨｚにおける平面アンテナ１０１のアンテナ利得を向上できる。
【0022】
テトラフルオロエチレン系ポリマーの好ましい具体例として、ＴＦＥ（テトラフルオロエチレン）とＰＰＶＥ（ＣＦ２＝ＣＦＯ（ＣＦ２）３Ｆ）とＮＡＨ（無水ハイミックス酸）とを有する共重合体が挙げられる。この含フッ素共重合体は、例えば、共重合組成が、ＴＦＥに基づく単位／ＰＰＶＥに基づく単位／ＮＡＨに基づく単位＝９７．９／２．０／０．１（モル％）であり、融点が、３００℃であり、ＭＦＲ（溶融流れ速度）が１７．６ｇ／１０分である。このような物性値を有するテトラフルオロエチレン系ポリマーの２８ＧＨｚにおける誘電正接は、０．００１程度である。
【0023】
また、誘電体層４０は、可視光を透過する透明な誘電体部材が好ましく、「透明」には、半透明が含まれる。誘電体層４０の可視光線透過率は、平面アンテナ越しの視野の遮りを抑える点で、例えば、３０％以上が好ましく、４０％以上がより好ましく、５０％以上がさらに好ましく、６０％以上がよりさらに好ましく、８０％以上が特に好ましい。また、上限は特に限定されないが、９９％以下であってよく、９５％以下であってよい。ここで、可視光透過率は、分光光度計により測定された分光透過率の値に、日本工業規格（ＪＩＳ Ｒ３１０６（１９９８））により規定された重価係数を乗じて加重平均した値である。
【0024】
図１に示す形態では、アンテナ導体１０は、その表面がＸＹ平面に平行な導体パターンである。アンテナ導体１０は、第１主面４１に形成される導体パターンであり、第１主面４１に配置される導体シート又は導体基板により形成されてもよい。アンテナ導体１０に使用される導体の材料として、例えば、金、銀、銅、アルミニウム、白金、クロムなどが挙げられるが、これらに限定されない。
【0025】
アンテナ導体１０は、例えば、少なくとも一つのパッチ導体を有する。図１に示す形態では、アンテナ導体１０は、一つのパッチ導体を有する例を示す。
【0026】
アンテナ導体１０は、光透過性を高くするために、メッシュ状に形成されることが好ましい。ここで、メッシュとは、アンテナ導体１０に網目状の透孔が空いた状態をいう。
【0027】
アンテナ導体１０がメッシュ状に形成される場合、メッシュの目は方形であってもよく、菱形であってもよい。メッシュの目を方形に形成する場合、メッシュの目は正方形が好ましく、意匠性が良い。また、メッシュの目は、自己組織化法によるランダム形状でもよく、そうすることでモアレを抑制できる。メッシュの線幅は、１～３０μｍが好ましく、６～１５μｍがより好ましい。また、メッシュの線間隔は、５０～５００μｍが好ましく、１００～３００μｍがより好ましい。
【0028】
アンテナ導体１０の開口率は、８０％以上が好ましく、９０％以上がより好ましい。開口率は、アンテナ導体１０の開口部を含めた面積当たりの開口部の面積の割合である。アンテナ導体１０の開口率を大きくするほど、アンテナ導体１０の可視光透過率を高くできる。
【0029】
また、アンテナ導体１０は、可視光の透過度合いが誘電体層４０よりも低い領域から構成されたソリッドなパターンでもよい。例えば、アンテナ導体１０の全体は、不透明な面状導体から構成されてもよい。
【0030】
アンテナ導体１０の厚さは、可視光透過率を高くするために４００ｎｍ以下が好ましく、３００ｎｍ以下がより好ましい。アンテナ導体１０の厚さの下限は特に限定されないが、アンテナの性能を向上するために２ｎｍ以上であってよく、１０ｎｍ以上であってよく、３０ｎｍ以上であってよい。なお、アンテナ導体１０の厚さは、可視光透過率を高くする必要がなければ、上記に示す範囲に限らず、アンテナ導体１０の放射効率が高くできる範囲内の値に、適宜、設定できる。
【0031】
また、アンテナ導体１０がメッシュ状に形成される場合、アンテナ導体１０の厚さは、１～４０μｍであってよい。アンテナ導体１０がメッシュ状に形成されることにより、アンテナ導体１０が厚くても、可視光透過率を高くできる。アンテナ導体１０の厚さは、５μｍ以上がより好ましく、８μｍ以上がさらに好ましい。また、アンテナ導体１０の厚さは、３０μｍ以下がより好ましく、２０μｍ以下がさらに好ましく、１５μｍ以下が特に好ましい。
【0032】
図１，２に示す形態では、信号線３１は、マイクロストリップ線路のストリップ線路であり、その表面がＸＹ平面に平行な導体パターンである。信号線３１は、第１主面４１に形成される導体パターンであり、第１主面４１に配置される導体シート又は導体基板により形成されてもよい。信号線３１に使用される導体の材料として銅を挙げたが、他にも、金、銀、白金、アルミニウム、クロムなどが使用でき、また、これらの材料に限られない。図１に示す形態では、信号線３１は、アンテナ導体１０と一体的に形成されている。
【0033】
信号線３１は、アンテナ導体１０に接続される一方の端部と、アンプ等の不図示の外部装置に接続される給電端である他方の端部とを有する。図１に示す形態では、他方の端部には、不図示の外部装置と接続するためのコネクタ６１が設けられている。信号線３１は、Ｙ軸方向に延伸するストリップ導体である。
【0034】
信号線３１は、光透過性を高くする必要があれば、メッシュ状に形成されることが好ましい。ここで、メッシュとは、信号線３１に網目状の透孔が空いた状態をいう。なお、信号線３１がメッシュ状に形成される場合は、信号線３１そのものを透明な誘電体上に形成すると、信号線３１の視認性を低下させるうえで有効である。
【0035】
信号線３１がメッシュ状に形成される場合、メッシュの目は方形であってもよく、菱形であってもよい。メッシュの目を方形に形成する場合、メッシュの目は正方形であることが好ましい。メッシュの目が正方形であれば、意匠性が良い。また、自己組織化法によるランダム形状でもよく、そうすることでモアレを抑制できる。メッシュの線幅は、１～３０μｍが好ましく、６～１５μｍがより好ましい。メッシュの線間隔は、５０～５００μｍが好ましく、１００～３００μｍがより好ましい。
【0036】
信号線３１の開口率は、８０％以上が好ましく、９０％以上がより好ましい。開口率は、信号線３１の開口部を含めた面積当たりの開口部の面積の割合である。信号線３１の開口率を大きくするほど、信号線３１の可視光透過率を高くできる。
【0037】
また、信号線３１は、可視光の透過度合いが誘電体層４０よりも低い領域から構成されたソリッドなパターンでもよい。例えば、信号線３１の一部又は全体は、不透明な面状導体から構成されてもよい。例えば、周辺領域に黒色セラミックス等の遮光膜が配置される車両用のガラス（フロントガラス等）に平面アンテナ１０１を取り付ける場合、平面視において信号線３１と該遮光膜とが重なる配置であれば、信号線３１をソリッド状（べた状）にしても視認性の低下を抑制できる。その場合、信号線３１がソリッド状であることで、伝送損失の低下を抑制できる。同様に、後述する接地導体２０についても、遮光膜と重なる配置を有する場合、重なる部分はメッシュ状に限らずソリッド状（べた状）でもよい。このように、信号線３１および接地導体２０の少なくとも一部がソリッド状であれば、電気的な安定性を有するだけでなく、メッシュ状の場合に曲げが生じる際、メッシュ線の断線を生じ難くできる点で優位である。
【0038】
接地導体２０は、その表面がＸＹ平面に平行な導体パターンである。接地導体２０は、第２主面４２に形成される導体パターンであり、第２主面４２に配置される導体シート又は導体基板により形成されてもよい。接地導体２０に使用される導体の材料として銅を挙げたが、他にも、金、銀、白金、アルミニウム、クロムなどが使用でき、また、これらの材料に限られない。
【0039】
接地導体２０は、光透過性を高くする必要があれば、メッシュ状に形成されることが好ましい。ここで、メッシュとは、接地導体２０に網目状の透孔が空いた状態をいう。なお、接地導体２０がメッシュ状に形成される場合は、接地導体２０そのものを、透明な誘電体に配置すると、接地導体２０の視認性を低下させるうえで有効である。
【0040】
接地導体２０がメッシュ状に形成される場合も、メッシュの目は方形であってもよく、菱形であってもよい。メッシュの目を方形に形成する場合、メッシュの目は正方形であることが好ましく、意匠性が良い。また、メッシュの目は、自己組織化法によるランダム形状でもよく、そうすることでモアレを防ぐことができる。メッシュの線幅は、１～３０μｍが好ましく、６～１５μｍがより好ましい。メッシュの線間隔は、５０～５００μｍが好ましく、１００～３００μｍがより好ましい。
【0041】
接地導体２０の開口率は、８０％以上が好ましく、９０％以上がより好ましい。開口率は、接地導体２０の開口部を含めた面積当たりの開口部の面積の割合である。接地導体２０の開口率を大きくするほど、接地導体２０の可視光透過率を高くできる。
【0042】
また、接地導体２０は、可視光の透過度合いが誘電体層４０よりも低い領域から構成されたソリッドなパターンでもよい。例えば、接地導体２０の一部又は全体は、不透明な面状導体から構成されてもよい。
【0043】
接地導体２０の厚さは、０．０９μｍ以上が好ましく、０．３５μｍ以上がより好ましい。また、接地導体２０の厚さは、１１０μｍ以下が好ましい。接地導体２０の厚さが上記範囲内であれば、アンテナ導体１０のアンテナ利得を高めることができる。
【0044】
また、接地導体２０がメッシュ状に形成される場合における接地導体２０の厚さは、０．３μｍ以上が好ましく、１μｍ以上がより好ましく、２μｍ以上がさらに好ましく、５μｍ以上が特に好ましく、１０μｍ以上が最も好ましい。また、接地導体２０がメッシュ状に形成される場合における接地導体２０の厚さは、４０μｍ以下が好ましく、３０μｍ以下がより好ましく、２０μｍ以下がさらに好ましい。接地導体２０がメッシュ状に形成されることにより、接地導体２０が厚くても、可視光透過率を高くできる。
【0045】
接地導体２０の主面の面積は、アンテナ導体１０の主面の面積よりも大きいことが好ましい。接地導体２０の主面の面積がアンテナ導体１０の主面の面積よりも大きければ、電磁遮蔽性能が高い。接地導体２０の主面の面積は、アンテナ導体１０の主面の面積の３倍以上がより好ましく、４倍以上がさらに好ましい。
【0046】
平面アンテナ１０１は、建物や車両等の窓ガラスに取り付けてもよく、窓ガラスは１枚からなるいわゆる単板でもよいし、合わせガラスでもよい。平面アンテナ１０１を窓ガラスに取り付けるために例えばスペーサが用いられる。スペーサを形成する材料としては、平面アンテナ１０１および窓ガラスの接触面に固定できる材料であれば特に限定されず、例えば、接着剤、弾性シール、または金属を使用できる。接着剤や弾性シールを形成する材料として、例えば、シリコーン系樹脂、ポリサルファイド系樹脂、アクリル系樹脂など公知の樹脂を用いることができる。金属としては、アルミニウムなどで形成できる。
【0047】
また、平面アンテナ１０１は、ビルや家屋のような建物用のガラスに取り付ける場合、室内側と室外側の少なくとも一方に取り付けてもよく、室内側と室外側の両方に取り付けてもよい。このように、平面アンテナ１０１を、室内側と室外側の両方に取り付ける場合、所定の周波数帯（例えば、２８ＧＨｚ）を含む電波の中継局（リピーター）として機能するインフラの役割を果たすこともできる。
【0048】
また、平面アンテナ１０１は、窓ガラスを誘電体層４０として用い、窓ガラスにアンテナ導体１０、接地導体２０、および信号線３１を設けることにより形成してもよい。例えば、自動車用や建築用等の窓ガラスとして２８ＧＨｚにおけるｔａｎδが、０．００７以下、好ましくは０．００６以下のガラス材料を対象に、該窓ガラスに信号線３１、アンテナ導体１０及び接地導体２０を取り付けることで、容易に平面アンテナ１０１を実現できる。
【0049】
図３は、伝送線路の第２の構成例を示す図であり、断面Ａ－Ａ（図１参照）での断面図である。上述の伝送線路と同様の構成及び効果についての説明は、上述の説明を援用することで省略又は簡略する。図３に示す伝送線路３０Ｂは、伝送線路３０（図１参照）の一例である。伝送線路３０Ｂは、アンテナ導体１０に接続される信号線３１を有するマイクロストリップ線路である。図３に示す形態では、誘電体層４０は、複数の層から形成されている。
【0050】
図３に示す形態では、誘電体層４０は、第１主面４１を有する第１樹脂層４３と、第２主面４２を有する第２樹脂層４４と、誘電体層４０の厚さ方向において第１樹脂層４３と第２樹脂層４４との間に配置される第３樹脂層４５とを含む。第３樹脂層４５は、第１樹脂層４３及び第２樹脂層４４とは異なる樹脂材料で形成されている。第３樹脂層４５が第１樹脂層４３及び第２樹脂層４４よりも硬い材質であることにより、平面アンテナ１０１の剛性が向上する。また、第３樹脂層４５が耐熱性を有する（高いガラス転移温度）と、製造上、高温成形が可能となる。さらに、第３樹脂層４５は、２８ＧＨｚにおけるｔａｎδが、第１樹脂層及び第２樹脂層のそれに比べて高い樹脂でも、生産性が高い材料であれば、材料コストを抑えることも期待できる。
【0051】
図３に示す形態では、誘電体層４０のうち信号線３１と接する誘電体部分Ｐは、第１樹脂層４３の全体又はその一部である。誘電体部分Ｐの２８ＧＨｚにおける誘電正接が、０．００７以下、好ましくは０．００６以下であることにより、伝送線路３０Ｂの伝送損失が抑制されるので、平面アンテナ１０１のアンテナ利得の低下を抑制できる。なお、第１樹脂層４３及び第２樹脂層４４は、２８ＧＨｚにおける誘電正接の好ましい範囲が、第１の構成例と同じであるとよい。
【0052】
第１樹脂層４３と第２樹脂層４４とのうち少なくとも一方は、テトラフルオロエチレン系ポリマーを含有すると、誘電体部分Ｐの２８ＧＨｚにおける誘電正接が低くなるので、アンテナ利得の低下を抑制する点で好ましい。
【0053】
第１樹脂層４３および第２樹脂層４４は、同じ樹脂材料で形成されると、誘電体部分Ｐの２８ＧＨｚにおける誘電正接が顕著に低下するので、アンテナ利得の低下を抑制する点で好ましい。とくに、これらの層は、テトラフルオロエチレン系ポリマーを含有することが好ましい。
【0054】
また、第３樹脂層４５は、ポリイミド系樹脂、ポリエチレン系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、液晶ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂のうち、少なくとも一つを含有することが好ましい。ポリエステル系樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレートが挙げられる。なお、第３樹脂層４５は、２８ＧＨｚにおける誘電正接が小さいことが好ましく、０．０１０以下であればよく、０．００７以下が好ましく、０．００６以下がより好ましく、０．００５以下がより好ましく、０．００３以下がさらに好ましく、０．００１以下がより一層好ましい。
【0055】
また、誘電体層４０は、第１樹脂層４３、第２樹脂層４４及び第３樹脂層４５の３層からなる場合、第１樹脂層４３及び第２樹脂層４４が２８ＧＨｚにおける誘電正接が、０．００７以下、好ましくは０．００６以下の材料、とくに、テトラフルオロエチレン系ポリマーが好ましいとしたが、これに限らない。例えば、誘電体層４０は、２８ＧＨｚにおける誘電正接が、０．００７以下の材料、好ましくは０．００６以下の材料が含まれていれば４層以上でもよい。また、誘電体層４０が３層の場合、第１樹脂層４３～第３樹脂層のいずれかが、２８ＧＨｚにおける誘電正接が、０．００７以下、好ましくは０．００６以下の材料であってもよい。この場合、第３樹脂層４５が、テトラフルオロエチレン系ポリマーであり、第１樹脂層４３及び第２樹脂層４４が、それぞれ、ポリイミド系樹脂、ポリエチレン系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、液晶ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂のうち少なくとも一つを含有する構成でもよい。この構成における第１樹脂層４３及び第２樹脂層４４は、２８ＧＨｚにおける誘電正接が０．０１０以下であればよく、０．００７以下が好ましく、０．００６以下がより好ましく、０．００５以下がより好ましく、０．００３以下がさらに好ましく、０．００１以下がより一層好ましい。
【0056】
図１に示す伝送線路３０は、マイクロストリップ線路であるが、アンテナ導体１０に給電する伝送線路は、マイクロストリップ線路以外の伝送線路でもよい。伝送線路のその他の例として、ストリップ線路、コプレーナ線路、グランド付きコプレーナ線路（Conductor Back Coplanar Wave Guide；ＣＢＣＰＷ）、ＳＩＷ（Substrate Integrated Waveguide）、ＰＷＷ（Post Wall Waveguide）、ＣＰＳ（Coplanar Strip；平行二線型のライン）、スロットラインなどがある。
【0057】
図４は、伝送線路の第３の構成例を示す図である。上述の伝送線路と同様の構成及び効果についての説明は、上述の説明を援用することで省略又は簡略する。図４に示す伝送線路３０Ｃは、アンテナ導体１０に接続される信号線３１を有するコプレーナ線路である。図４に示す形態では、誘電体層４０は、１層のみで形成されているが、第２の構成例のように３層で形成されてもよい。
【0058】
第３の構成例では、誘電体層４０の第１主面４１に、アンテナ導体１０、信号線３１及び接地導体２４，２５が設けられ、誘電体層４０の第２主面４２には、接地導体が設けられていない。伝送線路３０Ｃは、信号線３１と接地導体２４との間に形成される第１のギャップと、信号線３１と接地導体２５との間に形成される第２のギャップとを有する。
【0059】
図４に示す形態では、誘電体層４０のうち信号線３１と接する誘電体部分Ｐは、誘電体層４０の全体又はその一部である。誘電体部分Ｐの２８ＧＨｚにおける誘電正接が０．００６以下であることにより、伝送線路３０Ｃの伝送損失が抑制されるので、平面アンテナのアンテナ利得の低下を抑制できる。なお、誘電体層４０は、２８ＧＨｚにおける誘電正接の好ましい範囲が、第１の構成例の誘電体層４０と同じであるとよい。
【0060】
図５は、伝送線路の第４の構成例を示す図である。上述の伝送線路と同様の構成及び効果についての説明は、上述の説明を援用することで省略又は簡略する。図５に示す伝送線路３０Ｄは、アンテナ導体１０に接続される信号線３１を有するストリップ線路である。図５に示す形態では、誘電体層４０は、１層のみで形成されている。
【0061】
伝送線路３０Ｄは、第１主面４１に形成された接地導体７１と、第２主面４２に形成された接地導体７２と、接地導体７１と接地導体７２とに挟まれた誘電体層４０と、誘電体層４０の内部に設置された信号線３１とを有する。また、伝送線路３０Ｄは、Ｙ軸方向に延びる第１導体壁７３と、Ｙ軸方向に延びる第２導体壁７４とを、Ｘ軸方向に間隔を空けて備える。接地導体７１と接地導体７２は、第１導体壁７３と第２導体壁７４によって接続される。例えば、第１導体壁７３と第２導体壁７４は、それぞれ、Ｚ軸方向に延伸する複数のビアがＹ軸方向に沿って所定の間隔で並ぶように点在して形成される。
【0062】
図５に示す形態では、誘電体層４０のうち信号線３１と接する誘電体部分Ｐは、誘電体層４０の全体又はその一部である。誘電体部分Ｐの２８ＧＨｚにおける誘電正接が、０．００７以下、好ましくは０．００６以下であることにより、伝送線路３０Ｄの伝送損失が抑制されるので、平面アンテナのアンテナ利得の低下を抑制できる。なお、誘電体層４０は、２８ＧＨｚにおける誘電正接の好ましい範囲が、第１の構成例の誘電体層４０と同じであるとよい。
【0063】
図６は、伝送線路の第５の構成例を示す図である。上述の伝送線路と同様の構成及び効果についての説明は、上述の説明を援用することで省略又は簡略する。図６に示す伝送線路３０Ｅは、アンテナ導体１０に接続される信号線３１を有するストリップ線路である。図６に示す形態では、誘電体層４０は、複数の層から形成されている。
【0064】
図６に示す形態では、誘電体層４０は、第１主面４１を有する第１樹脂層４６と、第２主面４２を有する第２樹脂層４７と、誘電体層４０の厚さ方向において第１樹脂層４６と第２樹脂層４７との間に配置される第３樹脂層４８とを含む。
【0065】
伝送線路３０Ｅは、第１主面４１に形成された接地導体７１と、第２主面４２に形成された接地導体７２と、接地導体７１と接地導体７２とに挟まれた誘電体層４０と、誘電体層４０内の第３樹脂層４８の内部に設置された信号線３１とを有する。
【0066】
第３樹脂層４８は、第１樹脂層４６及び第２樹脂層４７とは異なる樹脂材料で形成されている。第３樹脂層４８が第１樹脂層４６及び第２樹脂層４７よりも軟らかい材質であっても、誘電体層４０は接地導体７１，７２に挟まれているので、平面アンテナの剛性の低下を抑制できる。
【0067】
図６に示す形態では、誘電体層４０のうち信号線３１と接する誘電体部分Ｐは、第３樹脂層４８の全体又はその一部である。誘電体部分Ｐの２８ＧＨｚにおける誘電正接が、０．００７以下、好ましくは０．００６以下であることにより、伝送線路３０Ｅの伝送損失が抑制されるので、平面アンテナのアンテナ利得の低下を抑制できる。なお、第３樹脂層４８は、２８ＧＨｚにおける誘電正接の好ましい範囲が、第１の構成例と同じであるとよい。
【0068】
図７は、平面アンテナの第２の構成例を示す平面図である。上述の平面アンテナと同様の構成及び効果についての説明は、上述の説明を援用することで省略又は簡略する。図７に示す平面アンテナ１０２は、可視光が透過する誘電体層４０と、誘電体層４０の一方の表面に設けられるアンテナ導体１０と、誘電体層４０を介してアンテナ導体１０と対向する接地導体２０と、アンテナ導体１０に給電する伝送線路３０とを備える。平面アンテナ１０２は、パッチアンテナ又はマイクロストリップアンテナと称される。
【0069】
図７に示す形態では、アンテナ導体１０は、４つのパッチ導体１１，１２，１３，１４を有するアレイアンテナを構成する。
【0070】
アンテナ導体１０は、可視光の透過度合いが誘電体層４０よりも低い領域から構成されたソリッドなパターンであってもよい。例えば、アンテナ導体１０の全体は、複数のパッチ導体１１～１４を含め、不透明な面状導体から構成されてもよい。
【0071】
信号線３１は、パッチ導体１１，１２への分岐路とパッチ導体１３，１４への分岐路とが接続される分岐箇所３６に接続される一方の端部３２と、アンプ等の不図示の外部装置に接続される給電端である他方の端部３３とを有する。平面アンテナ１０２では、信号線３１は、Ｙ軸方向に延伸するストリップ導体であり、端部３２がアンテナ導体１０に接続されている。
【0072】
接地導体２０は、隙間が生じるように形成される線状接地導体２７と、線状接地導体２７に接続される面状接地導体２６とを有する。面状接地導体２６は、第２主面４２の一端辺に帯状に設けられたグランド部である。面状接地導体２６は、給電端である端部３３に対応するグランド電極である。
【0073】
平面アンテナ１０２では、線状接地導体２７は、隙間が生じるように網目状に形成され、当該隙間によって視野（透明性）を確保できる。平面アンテナ１０２では、格子状の隙間が形成されている。
【0074】
平面アンテナ１０２では、接地導体２０は、線状接地導体２７と接し、接地導体２０の外縁を形成する外縁線状導体２８を含む。外縁線状導体２８は、線状接地導体２７を囲んでいる。なお、外縁線状導体２８は、線状接地導体２７の一部を囲むように配置されてもよいが、外縁線状導体２８自体を配置しなくてもよい。外縁線状導体２８配置の有無については、他の平面アンテナの形態でも同様である。
【0075】
平面アンテナ１０２では、図７に示されるように、平面視において、アンテナ導体１０と重複する第１領域２１と、アンテナ導体１０と重複しない第２領域２２とに、接地導体２０が設けられている。より具体的に、平面アンテナ１０２では、線状接地導体２７が第１領域２１と第２領域２２の両方に形成されている。
【0076】
第２領域２２は、平面アンテナ１０２によって送受される電波の、誘電体層４０における実効波長をλとすると、λ／４×λ／４の面積あたりに接地導体２０が占める面積の割合（以下、割合Ｒとも称する）が５０％以下の領域２３を有する。例えば、領域２３は、可視光の透過を遮る線状接地導体２７の割合Ｒが５０％以下である。第２領域２２がこのような領域２３を有することにより、視野の遮りを抑え、指向性に優れ、所望の送受感度を有する平面アンテナ１０２を提供できる。
【0077】
例えば、平面アンテナ１０２を窓ガラス２００の表面又は内部に設置した場合、割合Ｒが５０％以下の領域２３を有することにより、平面アンテナ１０２（特に、接地導体２０）が窓ガラス２００越しの視野を遮ることを抑制できる。割合Ｒは、４０％以下が好ましく、３０％以下がより好ましい。割合Ｒの下限は、０％超であればとくに制限されないが、安定したアンテナ利得を確保するために例えば、割合Ｒは、２％以上であればよく、５％以上であれば好ましい。また、割合Ｒが５０％以下の領域２３を有するとともに、第２領域２２全ての面積あたりに接地導体２０が占める面積の割合（以下、割合Ｒ’とも称する）が５０％以下であると、より好ましい。割合Ｒ’も、割合Ｒと同様に、４０％以下が好ましく、３０％以下がより好ましい。割合Ｒ’の下限は、０％超であればとくに制限されないが、安定したアンテナ利得を確保するために例えば、割合Ｒ’は、２％以上であればよく、５％以上であれば好ましい。
【0078】
割合Ｒが５０％を超えると、視野の確保が難しくなる。割合Ｒが例えば２％未満になると、視野の確保が容易になるが、アンテナ利得の確保が難しくなる。また、割合Ｒ’が５０％を超えると、視野の確保が難しくなり、割合Ｒ’が例えば２％未満になると、視野の確保が容易になるが、アンテナ利得の確保が難しくなる場合がある。
【0079】
アンテナ導体１０は、隙間がアンテナ導体１０の内部に生じるように形成される内部線状導体１７を含む。平面アンテナ１０２では、内部線状導体１７は、格子状の隙間が生じるように網目状に形成されている。内部線状導体１７の少なくとも一部は、平面視において、接地導体２０の線状接地導体２７と重複しているが、内部線状導体１７の全てが線状接地導体２７と重複しているとより好ましい。このように、アンテナ導体１０と接地導体２０の両方が、隙間が生じるように線状導体によって形成されているので、視野の確保が更に容易になる。
【0080】
平面アンテナ１０２では、アンテナ導体１０は、内部線状導体１７と接し、アンテナ導体１０の外縁を形成する外縁線状導体１８を含む。外縁線状導体１８は、内部線状導体１７を囲んで閉じた状態になっている。このように、アンテナ導体１０について、外縁線状導体１８が内部線状導体１７を囲む構成とすることで、不透明な面状導体の場合の電流分布との相違を抑制でき、良好なアンテナ特性を確保できる。
【0081】
信号線３１は、隙間が信号線３１の内部に生じるように形成される内部線状導体３７を含む。平面アンテナ１０２では、内部線状導体３７は、格子状の隙間が生じるように網目状に形成されている。内部線状導体３７の少なくとも一部は、平面視において、接地導体２０の線状接地導体２７と重複しているが、内部線状導体３７の全てが線状接地導体２７と重複しているとより好ましい。このように、信号線３１と接地導体２０の両方が、隙間が生じるように線状導体によって形成されているので、視野の確保が更に容易になる。
【0082】
平面アンテナ１０２では、信号線３１は、内部線状導体３７と接し、信号線３１の外縁を形成する外縁線状導体３８を含む。外縁線状導体３８は、内部線状導体３７を囲んで閉じた状態になっている。このように、信号線３１について、外縁線状導体３８が内部線状導体３７を囲む構成とすることで、不透明な面状導体の場合の電流分布との相違を抑制でき、良好なアンテナ特性を確保できる。
【0083】
図７に示す形態では、誘電体層４０のうち信号線３１と接する誘電体部分Ｐは、誘電体層４０の全体又はその一部である。誘電体部分Ｐの２８ＧＨｚにおける誘電正接が、０．００７以下、好ましくは０．００６以下であることにより、伝送線路３０の伝送損失が抑制されるので、平面アンテナ１０２のアンテナ利得の低下を抑制できる。なお、誘電体層４０は、２８ＧＨｚにおける誘電正接の好ましい範囲が、第１の構成例の誘電体層４０と同じであるとよい。
【0084】
図８は、平面アンテナの第３の構成例を示す図であり、アンテナ導体１０に給電する伝送線路がコプレーナ線路によって構成された平面アンテナの斜視図である。上述の平面アンテナと同様の構成及び効果についての説明は、上述の説明を援用することで省略又は簡略する。図８に示す平面アンテナ１０３は、可視光が透過する誘電体層４０と、誘電体層４０の一方の表面に設けられるアンテナ導体１０と、誘電体層４０を介してアンテナ導体１０と対向する接地導体２０と、アンテナ導体１０にスロット３４を介して給電する伝送線路３０Ｆとを備える。つまり、伝送線路３０Ｆは、アンテナ導体１０に近接する信号線３１を有するコプレーナ線路である。
【0085】
図８において、信号線３１及び接地導体２０は、誘電体層４０の第２主面４２（アンテナ導体１０が形成される第１主面４１の反対側の面）に形成されている。伝送線路３０Ｆは、並走する一対のギャップと、それらの一対のギャップに挟まれた信号線３１（この場合、中心導体とも称する）とを有する。伝送線路３０Ｆの一方の端部に形成されるスロット３４と、第１主面４１に形成されるアンテナ導体１０とが高周波的に結合する。スロット３４は、接地導体２０に形成された空隙である。
【0086】
図８に示す形態では、接地導体２０は、隙間が生じるように形成される線状接地導体２７を有し、線状接地導体２７は、隙間が生じるように網目状に形成され、当該隙間によって視野（透明性）を確保できる。なお、信号線３１とアンテナ導体１０との少なくとも一方が、隙間が生じるように形成される線状導体を有してもよい。これにより、更なる透明性を確保できる。
【0087】
図８に示す形態では、誘電体層４０のうち信号線３１と接する誘電体部分Ｐは、誘電体層４０の全体又はその一部である。誘電体部分Ｐの２８ＧＨｚにおける誘電正接が、０．００７以下、好ましくは０．００６以下であることにより、伝送線路３０Ｆの伝送損失が抑制されるので、平面アンテナ１０３のアンテナ利得の低下を抑制できる。なお、誘電体層４０は、２８ＧＨｚにおける誘電正接の好ましい範囲が、第１の構成例の誘電体層４０と同じであるとよい。
【0088】
図９は、平面アンテナの第４の構成例を示す図であり、アンテナ導体１０に給電する伝送線路がマイクロストリップ線路によって構成された平面アンテナの斜視図である。上述の平面アンテナと同様の構成及び効果についての説明は、上述の説明を援用することで省略又は簡略する。図９に示す平面アンテナ１０４は、可視光が透過する誘電体層４０Ａ，４０Ｂと、誘電体層４０Ａの一方の表面に設けられるアンテナ導体１０と、誘電体層４０Ａを介してアンテナ導体１０と対向する接地導体２０と、アンテナ導体１０にスロット３４を介して給電する伝送線路３０Ｇとを備える。つまり、伝送線路３０Ｇは、アンテナ導体１０に近接する信号線３１を有するマイクロストリップ線路である。
【0089】
図９において、接地導体２０は、一対の誘電体層４０Ａ，４０Ｂの間に挟まれている。アンテナ導体１０は、第１誘電体層４０Ａの表面に形成されたパッチ導体である。信号線３１は、第２誘電体層４０Ｂの表面に形成されたストリップ導体である。接地導体２０に空けられたスロット３４を介して、アンテナ導体１０と伝送線路３０Ｇとが電磁結合することによって、アンテナ導体１０が給電されて励振する。スロット３４は、平面視で、信号線３１と交差する。
【0090】
図９に示す接地導体２０が、隙間が生じるように形成される線状接地導体を有することが好ましい。当該隙間によって視野（透明性）を確保できる。なお、信号線３１とアンテナ導体１０との少なくとも一方が、隙間が生じるように形成される線状導体を有してもよい。これにより、更なる透明性を確保できる。
【0091】
図９に示す形態では、誘電体層４０Ｂのうち信号線３１と接する誘電体部分Ｐは、誘電体層４０Ｂの全体又はその一部である。誘電体部分Ｐの２８ＧＨｚにおける誘電正接が、０．００７以下、好ましくは０．００６以下であることにより、伝送線路３０Ｇの伝送損失が抑制されるので、平面アンテナ１０４のアンテナ利得の低下を抑制できる。なお、誘電体層４０Ｂは、２８ＧＨｚにおける誘電正接の好ましい範囲が、第１の構成例の誘電体層４０と同じであるとよい。さらに、誘電体層４０Ａも、２８ＧＨｚにおける誘電正接の好ましい範囲は、第１の構成例の誘電体層４０と同じであると好ましい。
【0092】
図１０は、アンテナ積層体の第１の構成例を示す断面図である。図１０に示すアンテナ積層体３０１は、平面アンテナ１００、誘電体層としてのガラス板２０１、誘電体層としてのガラス板２０２、及び中間膜層２０３を備える。なお、ガラス板２０１及びガラス板２０２は、それぞれ、誘電体層の一例であり、これらの少なくとも一方に樹脂材料を使用してもよい。樹脂材料としては、アクリル樹脂、ポリエチレンフタレート、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、シクロオレフィンポリマー、テトラフルオロエチレン系ポリマー等のフッ素樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。このことは、後述する図１１Ａ、図１１Ｂおよび図１１Ｃ等に示す各アンテナ積層体においても適用できる。以降、誘電体層がガラス板２０１及びガラス板２０２である形態について説明する。なお、ガラス板２０１は、第１のガラス板とも称し、ガラス板２０２は、第２のガラス板とも称する。
【0093】
平面アンテナ１００は、本開示の一実施形態における平面アンテナであり、例えば、上述の平面アンテナ１０１等に相当する。ガラス板２０１は、第１ガラス面８１と、第１ガラス面８１とは反対側の第２ガラス面８２とを有する。ガラス板２０２は、ガラス板２０１に対向する側の第３ガラス面８３と、第３ガラス面８３とは反対側の第４ガラス面８４とを有する。ガラス板２０２は、誘電体の一例である。第３ガラス面８３は、第３面の一例であり、第４ガラス面８４は、第４面の一例である。中間膜層２０３は、ガラス板２０１とガラス板２０２とを貼り合わせる。つまり、アンテナ積層体３０１は、平面アンテナ１００付きの合わせガラスである。平面アンテナ１００は、ガラス板２０１の外側への放射方向Ｒｄに放射する。
【0094】
ガラス板２０１の厚さｔ１１は、アンテナ積層体３０１の用途により、適宜、決めることができ、例えば０．２ｍｍ～２０ｍｍの範囲で調整できる。例えば、アンテナ積層体３０１を自動車の窓ガラス（例えば、フロントガラス等）に適用する場合、ガラス板２０１の厚さｔ１１は、強度確保、とくに強度の指標となる飛び石による耐性を高めるため、１．１ｍｍ以上が好ましく、１．５ｍｍ以上がより好ましく、１．８ｍｍ以上がさらに好ましい。また、自動車の窓ガラス（例えば、フロントガラス等）に適用する場合の厚さｔ１１の上限は、とくに限定されないが、ガラス板は厚くなれば重量も増えるため、通常は３．０ｍｍ以下が好ましい。また、アンテナ積層体３０１を鉄道車両等の窓ガラスとして使用する場合、より強度の確保が必要となるため、例えば５ｍｍ以上が好ましく、８ｍｍ以上がより好ましい。アンテナ積層体３０１を鉄道車両等の窓ガラスとして使用する場合も、厚さｔ１１の上限は、とくに限定されないが、ガラス板は厚くなれば重量も増えるため、１５ｍｍ以下が好ましい。
【0095】
ガラス板２０２の厚さｔ１２も、アンテナ積層体３０１の用途により、適宜、決めることができ、例えば、０．２ｍｍ～１５ｍｍの範囲で調整できる。例えば、アンテナ積層体３０１を自動車の窓ガラス（フロントガラス等）に適用する場合、ガラス板２０２の厚さｔ１２は、取り扱いの観点から、０．３ｍｍ以上が好ましく、０．５ｍｍ以上がより好ましく、１．０ｍｍ以上がさらに好ましい。また、アンテナ積層体３０１を自動車の窓ガラス（フロントガラス等）に適用する場合、ガラス板２０２の厚さｔ１２は、軽量化の観点から、２．３ｍｍ以下が好ましく、２．０ｍｍ以下がより好ましい。また、アンテナ積層体３０１を鉄道車両等の窓ガラスとして使用する場合、より強度の確保が必要となるため、例えば３ｍｍ以上が好ましく、５ｍｍ以上がより好ましい。アンテナ積層体３０１を鉄道車両等の窓ガラスとして使用する場合も、厚さｔ１２の上限は、とくに限定されないが、ガラス板は厚くなれば重量も増えるため、１０ｍｍ以下が好ましい。
【0096】
アンテナ積層体３０１は、平面アンテナ１００の少なくとも一部を、ガラス板２０１とガラス板２０２との間に、中間膜層２０３を介して挟持する。より詳細には、アンテナ積層体３０１は、ガラス板２０１と中間膜層２０３との界面から、中間膜層２０３とガラス板２０２との界面までの間に、平面アンテナ１００の少なくとも一部を挟持する。平面アンテナ１００の少なくとも一部が中間膜層２０３を介して挟持されることで、平面アンテナ１００の少なくとも一部をアンテナ積層体３０１内に固定した状態で封入できる。アンテナ積層体３０１を車両用窓ガラスとして使用すると、アンテナが曝露する形態に比べて、風や紫外線に直接さらされ難くなるので、アンテナ導体、接地導体及び誘電体層の劣化を防ぐことができ、耐候性の向上や風切り音の低減の点で有利である。
【0097】
図１０に示す形態では、平面アンテナ１００は、ガラス板２０２の第３ガラス面８３との間に中間膜層２０３を挟まずに第３ガラス面８３に接している一方、ガラス板２０１の第２ガラス面８２との間に中間膜層２０３の一部を挟んで対向する。
【0098】
なお、平面アンテナ１００は、ガラス板２０１の第２ガラス面８２との間に中間膜層２０３を挟まずに第２ガラス面８２に接している一方、ガラス板２０２の第３ガラス面８３との間に中間膜層２０３の一部を挟んで対向してもよい。
【0099】
平面アンテナ１００は、ガラス板２０１の外側にはみ出る突出部８５を有し、アンテナ導体１０に伝送線路を介して給電する少なくとも一つの給電部６０を突出部８５に備えてもよい。これにより、給電部６０が突出部８５に設けられることにより、給電部６０をアンプ等の外部装置と接続することが容易になる。平面アンテナ１００のうち、少なくとも突出部８５の誘電体層４０は、２８ＧＨｚにおける誘電正接が、０．００７以下、好ましくは０．００６以下の樹脂層であると、信号線３１の伝送損失を低減できるとともに、突出部８５の折り曲げ（フレキシビリティ）が容易となり、外部装置との接続が容易となる。なお、突出部８５の誘電体層４０は、２８ＧＨｚにおける誘電正接の好ましい範囲が、第１の構成例の誘電体層４０と同じであるとよい。
【0100】
アンテナ積層体３０１は、前述のように、ガラス板２０１の平面視において、アンテナ導体１０の少なくとも一部と重複する遮光膜２０４を備えることが好ましい。これにより、アンテナ積層体３０１を第１ガラス面８１側から見ると、アンテナ導体１０の少なくとも一部が遮光膜２０４に隠れるため、意匠性が向上する。なお、図１０において遮光膜２０４は、第２ガラス面８２上に設けているが、第２ガラス面８２の代わりに第４ガラス面８４上に設けてもよい。さらに、遮光膜２０４は、第１ガラス面８１、第２ガラス面８２、第３ガラス面８３及び第４ガラス面８４のうち、少なくとも１つ以上の面に設けられる。なお、遮光膜２０４は、任意に備えられる。例えば、平面アンテナ１００が一定の透明性を有して視認されにくい場合等、用途に応じて、遮光膜２０４は、備えられなくてもよい。
【0101】
図１１Ａは、アンテナ積層体の第２の構成例を示す断面図である。上述のアンテナ積層体と同様の構成及び効果についての説明は、上述の説明を援用することで省略又は簡略する。図１１Ａに示すアンテナ積層体３０２は、平面アンテナ１００と、ガラス板２０１と、ガラス板２０２と、中間膜層２０３とを備える。中間膜層２０３としては、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、シクロオレフィンポリマー(ＣＯＰ)等が使用できる。
【0102】
図１１Ａに示す形態では、平面アンテナ１００は、ガラス板２０１とガラス板２０２とに接触しないように、中間膜層２０３の内部に位置する。平面アンテナ１００は、ガラス板２０１の第２ガラス面８２との間に中間膜層２０３の一部を挟んで対向し、且つ、ガラス板２０２の第３ガラス面８３との間に中間膜層２０３の一部を挟んで対向する。中間膜層２０３は、複数の中間膜層から形成されてもよい。例えば、図１１Ａに示すアンテナ積層体３０２は、中間膜層２０３として（不図示の）第１の部分中間膜層と第２の部分中間膜層の２層を備え、これらの間に平面アンテナ１００を備える。そして、アンテナ積層体３０２は、例えば、ガラス板２０１、平面アンテナ１００（の一部）が挟持された中間膜層２０３、ガラス板２０２をこの順に積層して、オートクレーブ内で加熱圧着することで実現できる。なお、第１の部分中間膜層と第２の部分中間膜層は、同じ材料であれば線膨張係数が同じであるので、歪みや割れが低減でき好ましい。
【0103】
平面アンテナ１００は、ガラス板２０１の中間膜層２０３の側の面（つまり、第２ガラス面８２）に沿うように、中間膜層２０３の内部に位置する。中間膜層２０３の厚さを１００％としたとき、平面アンテナ１００は、中間膜層２０３の厚さに対して、５～９５％の厚さの範囲に位置することが好ましい。平面アンテナ１００をこのような範囲に位置させることで、中間膜層２０３のうち平面アンテナ１００とガラス板との間に挟まれる部分が整合層として機能するので、平面アンテナ１００のアンテナ利得を向上させる点で有利である。また、図１０に示す形態は、平面アンテナ１００とガラス板２０２との接触部分があるのに対し、図１１Ａに示す形態は該接触部分がないため、該接触部分における機械的損傷を抑制しやすい。
【0104】
図１１Ｂは、図１１Ａに示すアンテナ積層体３０２のうち、中間膜層２０３についてより具体的に示す断面図である。なお、図１１Ｂに示すアンテナ積層体３０２Ｂは、遮光膜２０４を備えないが、アンテナ積層体３０２のように遮光膜２０４を備えてもよい。図１１Ｂに示すアンテナ積層体３０２Ｂは、平面アンテナ１００と、ガラス板２０１と、ガラス板２０２と、中間膜層２０３とを備える。図１１Ｂにおいて、中間膜層２０３は、同じ樹脂材料を４層積層した例であり、第２ガラス面８２側から第３ガラス面８３側へ、第１中間膜２０３Ａ、第２中間膜２０３Ｂ、第３中間膜２０３Ｃおよび第４中間膜２０３Ｄがこの順に積層されている。
【0105】
図１１Ｂに示すアンテナ積層体３０２Ｂは、平面アンテナ１００から第２ガラス面８２までの部分の厚さｔ１４を、第１中間膜２０３Ａおよび第２中間膜２０３Ｂの厚さによって調整した例である。つまり、これらの２つの膜を合わせた総厚（ｔ１４）の部分が前述の整合層としての効果を奏する例である。例えば、一枚の膜の厚さが０．３８ｍｍ又は０．７６ｍｍの樹脂膜等の膜を中間膜層２０３に用いる場合、厚さｔ１４の部分が整合層として機能する厚さにｔ１４がなるように、一枚以上の膜が積層される。なお、図１１Ｂに示す中間膜層２０３の破線は、４つの中間膜を積層していることを例示したものである。しかしながら、実際には、これらが同じ（樹脂）材料の場合、例えば、オートクレーブ内で加熱圧着することで１つの中間膜層２０３となるので、境界（破線部分）は、ほぼ視認されなくなる。
【0106】
図１１Ｃは、アンテナ積層体の第２の構成例の変形例を示す断面図である。上述のアンテナ積層体と同様の構成及び効果についての説明は、上述の説明を援用することで省略又は簡略する。図１１Ｃに示すアンテナ積層体３０２Ｃは、平面アンテナ１００と、ガラス板２０１と、ガラス板２０２と、ガラス板２０９と、第１中間膜層２１１と、第２中間膜層２１２とを備える。第１中間膜層２１１、第２中間膜層２１２としては、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）等が使用できる。なお、ガラス板２０９は、誘電体の一例であり、ガラスに限らず樹脂でもよい。以降、ガラス板２０９、第１中間膜層２１１及び第２中間膜層２１２について説明する。
【0107】
ガラス板２０９は、ガラス板２０１に対向する側の第５ガラス面８６と、第５ガラス面８６とは反対側の第６ガラス面８７とを有する。
【0108】
図１１Ｃに示す形態では、第１中間膜層２１１は、ガラス板２０１とガラス板２０２との間に挟持されている。平面アンテナ１００は、ガラス板２０１とガラス板２０９とに接触しないように、第２中間膜層２１２の内部に位置する。平面アンテナ１００は、ガラス板２０１の第１ガラス面８１に第２中間膜層２１２の一部を挟んで対向し、且つ、ガラス板２０９の第５ガラス面８６に第２中間膜層２１２の一部を挟んで対向する。第２中間膜層２１２は、複数の中間膜層から形成されてもよい。なお、平面アンテナ１００は、ガラス板２０１の第１ガラス面８１又はガラス板２０９の第５ガラス面８６に接するように配置してもよい。また、図１１Ｃに示すアンテナ積層体３０２Ｃは、遮光膜２０４を備えないが、アンテナ積層体３０２のように遮光膜２０４を備えてもよい。図１１Ｃにおいて、第２中間膜層２１２は、同じ樹脂材料を４層積層した例であり、第５ガラス面８６側から第１ガラス面８１側へ、第１中間膜２１２Ａ、第２中間膜２１２Ｂ、第３中間膜２１２Ｃおよび第４中間膜２１２Ｄがこの順に積層されている。なお、ガラス板２０９は、第３のガラス板とも称する。
【0109】
ガラス板２０９は、１ＧＨｚを超える所定の周波数、例えば２８ＧＨｚにおける誘電正接が低いガラス材料を用いると、平面アンテナ１００のアンテナ利得を向上できる。ガラス板２０９の誘電正接（ｔａｎδ）は、０．０１０以下であればよく、０．００８以下が好ましく、０．００５以下がより好ましい。ガラス板２０９としては、例えば無アルカリガラスを使用できる。また、ガラス板２０９の厚さｔ１９は、アンテナ積層体３０２Ｃの用途により、適宜、決めることができ、例えば０．５ｍｍ～１０ｍｍの範囲で調整できる。
【0110】
図１１Ｃに示すアンテナ積層体３０２Ｃは、平面アンテナ１００から第５ガラス面８６までの部分の厚さｔ１５を、第１中間膜２１２Ａおよび第２中間膜２１２Ｂの厚さによって調整した例である。つまり、これらの２つの膜を合わせた総厚（ｔ１５）の部分が前述の整合層としての効果を奏する例である。なお、図１１Ｃに示す第２中間膜層２１２の破線は、４つの中間膜を積層していることを例示したものである。しかしながら、実際には、これらが同じ（樹脂）材料の場合、例えば、オートクレーブ内で加熱圧着することで１つの第２中間膜層２１２となるので、境界（破線部分）は、ほぼ視認されなくなる。
【0111】
ここで、平面アンテナと、該平面アンテナの放射方向に配置（積層）されている誘電体とを備えるアンテナ積層体において、誘電体の外側に向けて効果的に電波放射が可能となる設計について説明する。図１１Ｄに示すアンテナ積層体３０２Ｄは、平面アンテナ１００から放射方向Ｒｄ（正のＺ軸方向）に、１層以上の、空気を除く誘電体が積層されている。そして、平面アンテナ１００を基準に電波放射方向である正のＺ軸方向に、第１誘電体Ｆ１，第２誘電体Ｆ２，・・・，第ｍ誘電体Ｆｍまでｍ層の誘電体が積層されているとする。ここで、ｍは１以上の整数である。第１誘電体Ｆ１は、厚さｔ１、比誘電率εｒ１であり、第２誘電体Ｆ２は、厚さｔ２、比誘電率εｒ２であり、第ｍ誘電体Ｆｍは、厚さｔｍ、比誘電率εｒｍである。
【0112】
また、各層の誘電体の厚さの電気長をＬ１，Ｌ２，・・・，Ｌｍとし、第ｘ層の誘電体の厚さの電気長をＬｘ（ｘ＝１～ｍの整数）とすると、Ｌｘは、式（１）で表される。
【0113】
【数1】
【0114】
また、アンテナ積層体３０２Ｄは、第１誘電体Ｆ１から第ｍ誘電体Ｆｍまでの電気長の合計Ｌ１＋Ｌ２＋・・・＋Ｌｍが、式（２）を満足するとよい。ここで、式（２）において、Ｎは、０以上の整数であり、λ０は、平面アンテナ１００が放射する所定周波数における空気中の波長（単位：ｍｍ）を表す（後掲の式（３）、式（４）も同様）。
【0115】
【数2】
【0116】
また、アンテナ積層体３０２Ｄは、第１誘電体Ｆ１から第ｍ誘電体Ｆｍまでの電気長の合計Ｌ１＋Ｌ２＋・・・＋Ｌｍが、式（３）を満足すると好ましく、式（４）を満足するとより好ましい。
【0117】
【数3】
【0118】
【数4】
【0119】
次に、図１１Ｄのアンテナ積層体３０２Ｄについて、シミュレーションを実施した例を示す。図１１Ｅは、シミュレーションを実施したアンテナ積層体３０２Ｅの斜視模式図である。平面アンテナ１００は、所定の（Ｚ軸方向の）厚さを有する縦１０．０ｍｍ×横１０．０ｍｍの直方体状の誘電体１００ｂと、誘電体１００ｂにおける正のＺ軸方向側（第１誘電体Ｆ１側）の平面上の中心に配置された、縦２．５ｍｍ×横２．５ｍｍの正方形状の平面導体１００ａとを有する。そして、アンテナ積層体３０２Ｅは、平面アンテナ１００の平面導体１００ａと対向するように第１誘電体Ｆ１、第２誘電体Ｆ２の順に２層の誘電体が積層された構成を備える。なお、第１誘電体Ｆ１、第２誘電体Ｆ２は、各々、所定の厚さｔ１,ｔ２を有し、ＸＹ平面にて１００ｍｍ×１００ｍｍの正方形を有する。平面アンテナ１００は、Ｚ軸方向での平面視で、第１誘電体Ｆ１、第２誘電体Ｆ２の中心に位置する。
【0120】
アンテナ積層体３０２Ｅにおいて、第１誘電体Ｆ１の比誘電率εｒ１＝２．６、第２誘電体Ｆ２の比誘電率εｒ２＝６．８とし、第１誘電体Ｆ１の電気長Ｌ１、第２誘電体Ｆ２の電気長Ｌ２をそれぞれ変化させ、アンテナ利得の結果を得た（図１１Ｆ参照）。このとき、平面アンテナ１００における対象周波数を２８ＧＨｚとしたことで、λ０＝１０．７ｍｍとした。
【0121】
図１１Ｆは、横軸にＬ２／λ０、縦軸にＬ１／λ０として、Ｌ１およびＬ２を変化させたときの平面アンテナ１００の放射方向Ｒｄの利得（単位：ｄＢｉ）のシミュレーション結果である。この結果より、上記の式（２）を満たすことで、平面アンテナ１００のアンテナ利得が高くなることが確認できた。
【0122】
図１２は、アンテナ積層体の第３の構成例を示す断面図である。図１２に示すアンテナ積層体３０３は、平面アンテナ１００と、誘電性の曲面体２０５とを備える。曲面体２０５は、湾曲面２０６を有する。平面アンテナ１００の少なくとも一部は、湾曲面２０６に接着層２０７により接着される。平面アンテナ１００は、誘電体層４０として樹脂を用いることによってフレキシブル性を有し、平面アンテナ１００を湾曲面２０６に容易に固定できる。曲面体２０５は、凸面に限らず、凹面でもよく、波面状の表面を有するものでもよい。
【0123】
図１３は、伝送線路３０Ａ（図２）、伝送線路３０Ｂ（図３）、伝送線路１３０（図１４）のそれぞれの場合について、マイクロストリップ線路の透過係数Ｓ２１のシミュレーション結果の一例を示す図である。いずれの場合も、図１５に示す形態のマイクロストリップ線路で計算された結果である。
【0124】
図１３のシミュレーションにおいて、図１５に示すマイクロストリップ線路の条件は、
信号線３１の材料：銅
信号線３１の厚さ：５μｍ
信号線３１の幅：０．３２ｍｍ
信号線３１の長さ：２５ｍｍ
接地導体２０の材料：銅
接地導体２０の厚さ：５μｍ
誘電体層４０及び接地導体２０の大きさ：縦２５ｍｍ横５ｍｍ
とした。
信号線３１の材料：銅
信号線３１の厚さ：５μｍ
信号線３１の幅：０．３２ｍｍ
信号線３１の長さ：２５ｍｍ
接地導体２０の材料：銅
接地導体２０の厚さ：５μｍ
誘電体層４０及び接地導体２０の大きさ：縦２５ｍｍ横５ｍｍ
とした。
【0125】
表１～表３は、図１３のシミュレーション時の設定値を示す。εｒは、比誘電率、ｔａｎδは、誘電正接を表す。
【0126】
【表1】
【0127】
表１は、図２の伝送線路３０Ａの設定値を示し、誘電体層４０がテトラフルオロエチレン系ポリマーで形成された場合を想定する。表１は、具体的には、国際公開第２０１６／０１７８０１号の段落［０１２３］の手順により、ＴＦＥに基づく単位／ＰＰＶＥに基づく単位／ＮＡＨに基づく単位＝９７．９／２．０／０．１（モル％）の共重合組成を有する含フッ素共重合体を得た場合を想定した。なお、フィルム状のテトラフルオロエチレン系ポリマー（以下、上記組成の含フッ素共重合体を「樹脂Ｆ」ともいう。）は、例えば、コートハンガーダイを有する押出成形機を用いて、３４０℃程度の温度で所定の厚さとなるように押出成形することで得られる。
【0128】
【表2】
【0129】
表２は、図３の伝送線路３０Ｂの設定値を示し、第１樹脂層４３及び第２樹脂層４４がテトラフルオロエチレン系ポリマー（樹脂Ｆ）で形成され、第３樹脂層４５がポリイミド樹脂で形成された場合を想定する。
【0130】
【表3】
【0131】
表３は、図１４の伝送線路１３０の設定値を示し、誘電体層１４０がポリイミド樹脂で形成された場合を想定する。伝送線路１３０は、誘電体層１４０と、誘電体層１４０の第１主面１４１に設けられた信号線１３１と、誘電体層１４０の第２主面１４２に設けられた接地導体１２０とを有するマイクロストリップ線路である。
【0132】
図１３の縦軸は、伝送線路の１ｍｍ当たりの伝送損失（透過係数Ｓ２１）を表し、透過係数Ｓ２１が低いほど、伝送線路での伝送損失が大きいことを表す。
【0133】
【表4】
【0134】
表４は、伝送線路の１ｍｍ当たりの周波数２８ＧＨｚにおける伝送損失を示す。表４に示すように、誘電体層にポリイミド樹脂のみを使用する伝送線路１３０に比べて、誘電体層にテトラフルオロエチレン系ポリマー（樹脂Ｆ）を使用する伝送線路３０Ａ，３０Ｂの方が、伝送線路での伝送損失が抑制されるという結果が得られた。
【0135】
図１６は、マイクロストリップ線路の封入面による違いについて、透過係数Ｓ２１のシミュレーション結果の一例を示す図である。図１６は、伝送線路３０Ａ単体（図２）、伝送線路３０Ａを第３ガラス面８３に接触させたアンテナ積層体３０１（図１７）、伝送線路３０Ａを一対の中間膜２０３Ａ，２０３Ｂの間に挟んだアンテナ積層体３０２（図１８）のそれぞれの形態で計算された結果である。
【0136】
図１６のシミュレーション時の設定値は、
ガラス板２０１の厚さｔ１１：２．０ｍｍ
ガラス板２０２の厚さｔ１２：２．０ｍｍ
中間膜層２０３の厚さｔ１３：０．７６ｍｍ
第１中間膜２０３Ａの厚さｔ１３ａ：０．３８ｍｍ
第２中間膜２０３Ｂの厚さｔ１３ｂ：０．３８ｍｍ
とした。なお、第１中間膜２０３Ａ及び第２中間膜２０３Ｂは、各々、前述の第１の部分中間膜層、第２の部分中間膜層に相当する。
ガラス板２０１の厚さｔ１１：２．０ｍｍ
ガラス板２０２の厚さｔ１２：２．０ｍｍ
中間膜層２０３の厚さｔ１３：０．７６ｍｍ
第１中間膜２０３Ａの厚さｔ１３ａ：０．３８ｍｍ
第２中間膜２０３Ｂの厚さｔ１３ｂ：０．３８ｍｍ
とした。なお、第１中間膜２０３Ａ及び第２中間膜２０３Ｂは、各々、前述の第１の部分中間膜層、第２の部分中間膜層に相当する。
【0137】
【0138】
【表5】
【0139】
表５は、伝送線路の１ｍｍ当たりの周波数２８ＧＨｚにおける伝送損失を示す。表５に示すように、アンテナ積層体３０１（図１７）とアンテナ積層体３０２（図１８）のいずれの場合も、伝送線路３０Ａ単体の場合と同等の伝送損失の抑制効果が得られた。なお、図１７、図１８は、便宜上、ガラス板２０１、２０２の間に空隙を有するような開示となっているが、実際には該空隙がなく封入されている状態における特性として考えてよい。
【0140】
図１９は、伝送線路３０Ｄ（図５）、伝送線路３０Ｅ（図６）、伝送線路２３０（図２０）のそれぞれの場合について、ストリップ線路の透過係数Ｓ２１のシミュレーション結果の一例を示す図である。いずれの場合も、図２１に示す形態のストリップ線路で計算された結果である。
【0141】
図１９のシミュレーションにおいて、図２１に示すストリップ線路の条件は、
誘電体層４０及び接地導体７１，７２のＸ軸方向の長さ：５ｍｍ
誘電体層４０及び接地導体７１，７２のＹ軸方向の長さ：２５ｍｍ
接地導体７１，７２の材料：銅
接地導体７１，７２の厚さ：５μｍ
導体壁７３，７４の材料：銅
導体壁７３，７４間のＸ軸方向での間隔：２．５ｍｍ
導体壁７３，７４のそれぞれを形成する複数のビアにおいて、Ｙ軸方向に隣り合うビアの中心間距離：１ｍｍ
導体壁７３，７４の（Ｚ軸方向からの）平面視でのビアの径：０．５ｍｍ
信号線３１（図５，６）及び信号線２３１（図２０）の材料：銅
信号線３１（図５，６）及び信号線２３１（図２０）のＹ軸方向の長さ：２５ｍｍ
信号線３１（図５，６）及び信号線２３１（図２０）の幅：０．３２ｍｍ
信号線３１（図５，６）及び信号線２３１（図２０）の厚さ：５μｍ
とした。
誘電体層４０及び接地導体７１，７２のＸ軸方向の長さ：５ｍｍ
誘電体層４０及び接地導体７１，７２のＹ軸方向の長さ：２５ｍｍ
接地導体７１，７２の材料：銅
接地導体７１，７２の厚さ：５μｍ
導体壁７３，７４の材料：銅
導体壁７３，７４間のＸ軸方向での間隔：２．５ｍｍ
導体壁７３，７４のそれぞれを形成する複数のビアにおいて、Ｙ軸方向に隣り合うビアの中心間距離：１ｍｍ
導体壁７３，７４の（Ｚ軸方向からの）平面視でのビアの径：０．５ｍｍ
信号線３１（図５，６）及び信号線２３１（図２０）の材料：銅
信号線３１（図５，６）及び信号線２３１（図２０）のＹ軸方向の長さ：２５ｍｍ
信号線３１（図５，６）及び信号線２３１（図２０）の幅：０．３２ｍｍ
信号線３１（図５，６）及び信号線２３１（図２０）の厚さ：５μｍ
とした。
【0142】
表６～表８は、図１９のシミュレーション時の設定値を示す。εｒは、比誘電率、ｔａｎδは、誘電正接を表す。
【0143】
【表6】
【0144】
表６は、図５の伝送線路３０Ｄの設定値を示し、誘電体層４０がテトラフルオロエチレン系ポリマー（樹脂Ｆ）で形成された場合を想定する。
【0145】
【表7】
【0146】
表７は、図６の伝送線路３０Ｅの設定値を示し、第１樹脂層４６及び第２樹脂層４７がポリイミド樹脂で形成され、第３樹脂層４８がテトラフルオロエチレン系ポリマー（樹脂Ｆ）で形成された場合を想定する。
【0147】
【表8】
【0148】
表８は、図２０の伝送線路２３０の設定値を示し、誘電体層２４０がポリイミド樹脂で形成された場合を想定する。伝送線路２３０は、誘電体層２４０と、誘電体層２４０の第１主面に設けられた接地導体２２３と、誘電体層１４０の第２主面に設けられた接地導体２２４と、誘電体層１４０の内部に設けられた信号線２３１とを有するストリップ線路である。伝送線路２３０は、接地導体２２３，２２４を接続する導体壁２７３，２７４を有する。
【0149】
図１９の縦軸は、伝送線路の１ｍｍ当たりの伝送損失（透過係数Ｓ２１）を表し、透過係数Ｓ２１が低いほど、伝送線路での伝送損失が大きいことを表す。
【0150】
【表9】
【0151】
表９は、伝送線路の１ｍｍ当たりの周波数２８ＧＨｚにおける伝送損失を示す。表９に示すように、誘電体層にポリイミド樹脂のみを使用する伝送線路２３０に比べて、誘電体層にテトラフルオロエチレン系ポリマー（樹脂Ｆ）を使用する伝送線路３０Ｄ，３０Ｅの方が、伝送線路での伝送損失が抑制されるという結果が得られた。
【0152】
図２２は、平面アンテナ１０１（図１）単体と、平面アンテナ１０１（図１）を封入したアンテナ積層体３００（図２３）とについて、リターンロス係数Ｓ１１のシミュレーション結果の一例を示す図である。図２２のシミュレーションでは、平面アンテナ１０１の伝送線路３０は、伝送線路３０Ｂ（図３）とし、アンテナ積層体３００は、図１０に示す形態とした。
【0153】
図２２のシミュレーション時の設定値は、
ガラス板２０１の厚さｔ１１：２．０ｍｍ
ガラス板２０２の厚さｔ１２：２．０ｍｍ
中間膜層２０３の厚さｔ１３：０．７６ｍｍ
第１樹脂層４３の厚さｔ３：２５μｍ
第２樹脂層４４の厚さｔ４：２５μｍ
第３樹脂層４５の厚さｔ５：５０μｍ
Ｌ１（図１）：１０．００ｍｍ
Ｌ２（図１）：１０．００ｍｍ
Ｌ３（図１）：５．００ｍｍ
Ｌ４（図１）：１０．００ｍｍ
Ｌ５（平面アンテナ１０１単体時）：３．３５ｍｍ
Ｌ５（アンテナ積層体３００時）：３．２４ｍｍ
Ｌ６：１０．００ｍｍ
とした。
ガラス板２０１の厚さｔ１１：２．０ｍｍ
ガラス板２０２の厚さｔ１２：２．０ｍｍ
中間膜層２０３の厚さｔ１３：０．７６ｍｍ
第１樹脂層４３の厚さｔ３：２５μｍ
第２樹脂層４４の厚さｔ４：２５μｍ
第３樹脂層４５の厚さｔ５：５０μｍ
Ｌ１（図１）：１０．００ｍｍ
Ｌ２（図１）：１０．００ｍｍ
Ｌ３（図１）：５．００ｍｍ
Ｌ４（図１）：１０．００ｍｍ
Ｌ５（平面アンテナ１０１単体時）：３．３５ｍｍ
Ｌ５（アンテナ積層体３００時）：３．２４ｍｍ
Ｌ６：１０．００ｍｍ
とした。
【0154】
また、第１樹脂層４３及び第２樹脂層４４が、誘電正接が０．００１で比誘電率が２．０のテトラフルオロエチレン系ポリマー（樹脂Ｆ）で形成された場合を想定し、第３樹脂層４５が、誘電正接が０．０１で比誘電率が３．０のポリイミド樹脂で形成された場合を想定した。
【0155】
【表10】
【0156】
表１０は、平面アンテナ１０１を封入するガラス板２０１，２０２のサイズを変えて、アンテナ利得と放射効率を計算した結果の一例を示す。いずれの場合でも、周波数２８ＧＨｚ付近において、十分なリターンロス特性、アンテナ利得及び放射効率が得られた。
【0157】
以上、平面アンテナ、アンテナ積層体及び車両用窓ガラスを実施形態により説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。他の実施形態の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が、本発明の範囲内で可能である。
【0158】
例えば、アンテナ導体は、可視光の透過度合いが、誘電体層に比べて低く又は高くてもよく、誘電体層と同じでもよい。また、アンテナ導体等を構成する線状導体は、隙間が生じるように網目状に形成されてもよいし、隙間が生じるようにストライプ状に形成されてもよい。
【0159】
アンテナ導体の外形は、円形等の他の外形でもよい。また、アンテナ導体は、給電ピンやスルーホール等の他の給電ラインによって給電されてもよい。
【0160】
本国際出願は、２０１９年５月１６日に出願した日本国特許出願第２０１９－０９３０９５号及び２０２０年１月２３日に出願した日本国特許出願第２０２０－００８９２１号に基づく優先権を主張するものであり、両出願の全内容を本国際出願に援用する。
【符号の説明】
【0161】
１０ アンテナ導体
１７ 内部線状導体
２１ 第１領域
２２ 第２領域
２３ 領域
２４，２５ 接地導体
２６ 面状接地導体
２７ 線状接地導体
２８ 外縁線状導体
３０ 伝送線路
３１ 信号線
３４ スロット
４０ 誘電体層
４１ 第１主面
４２ 第２主面
６０ 給電部
６１ コネクタ
７１，７２ 接地導体
７３，７４ 導体壁
８１ 第１ガラス面
８２ 第２ガラス面
８３ 第３ガラス面
８４ 第４ガラス面
８５ 突出部
８６ 第５ガラス面
８７ 第６ガラス面
１００～１０４ 平面アンテナ
１００ａ 平面導体
１００ｂ 誘電体
１３０ 伝送線路
１４０ 誘電体層
２００ 窓ガラス
２０１ 第１のガラス板
２０２ 第２のガラス板
２０３ 中間膜層
２０４ 遮光膜
２０５ 曲面体
２０９ 第３のガラス板
２１１ 第１中間膜層
２１２ 第２中間膜層
２３０ 伝送線路
２４０ 誘電体層
３００，３０１，３０２，３０２Ｂ，３０２Ｃ，３０２Ｄ，３０２Ｅ，３０３ アンテナ積層体
１７ 内部線状導体
２１ 第１領域
２２ 第２領域
２３ 領域
２４，２５ 接地導体
２６ 面状接地導体
２７ 線状接地導体
２８ 外縁線状導体
３０ 伝送線路
３１ 信号線
３４ スロット
４０ 誘電体層
４１ 第１主面
４２ 第２主面
６０ 給電部
６１ コネクタ
７１，７２ 接地導体
７３，７４ 導体壁
８１ 第１ガラス面
８２ 第２ガラス面
８３ 第３ガラス面
８４ 第４ガラス面
８５ 突出部
８６ 第５ガラス面
８７ 第６ガラス面
１００～１０４ 平面アンテナ
１００ａ 平面導体
１００ｂ 誘電体
１３０ 伝送線路
１４０ 誘電体層
２００ 窓ガラス
２０１ 第１のガラス板
２０２ 第２のガラス板
２０３ 中間膜層
２０４ 遮光膜
２０５ 曲面体
２０９ 第３のガラス板
２１１ 第１中間膜層
２１２ 第２中間膜層
２３０ 伝送線路
２４０ 誘電体層
３００，３０１，３０２，３０２Ｂ，３０２Ｃ，３０２Ｄ，３０２Ｅ，３０３ アンテナ積層体
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11A】
【図11B】
【図11C】
【図11D】
【図11E】
【図11F】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】