(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】2024-08-15
(45)【発行日】2024-08-23
(54)【発明の名称】アンテナ装置
(51)【国際特許分類】
H01Q 9/36 20060101AFI20240816BHJP
H01Q 9/40 20060101ALI20240816BHJP
H01Q 13/08 20060101ALI20240816BHJP
H01Q 21/28 20060101ALI20240816BHJP
【ＦＩ】
H01Q9/36
H01Q9/40
H01Q13/08
H01Q21/28
【請求項の数】
11
(21)【出願番号】P 2023005852
(22)【出願日】2023-01-18
(62)【分割の表示】P 2020055667の分割
【原出願日】2018-02-28
(65)【公開番号】P2023033550
(43)【公開日】2023-03-10
【審査請求日】2023-02-17
(31)【優先権主張番号】P 2017037653
(32)【優先日】2017-02-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000006758
【氏名又は名称】株式会社ヨコオ
(74)【代理人】
【識別番号】100127306
【弁理士】
【氏名又は名称】野中 剛
(72)【発明者】
【氏名】曽根 孝之
【審査官】佐藤 当秀
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１５－０８４５７５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－１１２８２８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－０３２１６５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｑ ９／３６
Ｈ０１Ｑ ９／４０
Ｈ０１Ｑ １３／０８
Ｈ０１Ｑ ２１／２８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１の周波数帯で動作するパッチアンテナ部と、前記第１の周波数帯とは異なる第２の周波数帯で動作するアンテナ部と、
前記パッチアンテナ部及び前記アンテナ部を搭載するアンテナベース部と、を備え、
前記アンテナ部は、導体金属板で形成された容量装荷素子及び前記容量装荷素子に電気的に接続されるヘリカル素子を有し、
前記アンテナベース部は、長手方向と幅方向とを有する形状であり、
前記容量装荷素子は、前記パッチアンテナ部の少なくとも一部の上方に位置する第１容量装荷素子と、前記第１容量装荷素子と導体を介して電気的に接続された第２容量装荷素子と、を有し、
前記第１容量装荷素子及び前記第２容量装荷素子の各々は、前記アンテナベース部を基準にして最も高い位置の稜線から前記幅方向に向かって低くなる第１傾斜部及び第２傾斜部を有し、かつ、互いに離間している、
アンテナ装置。
【請求項2】
前記導体は、前記第１の周波数帯で高インピーダンスになる、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項3】
前記導体は、フィルタである、請求項１又は２に記載のアンテナ装置。
【請求項4】
前記導体は、導線である、請求項１又は２に記載のアンテナ装置。
【請求項5】
前記第１容量装荷素子及び前記第２容量装荷素子の少なくとも一方は、蛇行形状部を有する、請求項１から４のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項6】
前記蛇行形状部は、上下方向の切欠部により構成される、請求項５に記載のアンテナ装置。
【請求項7】
側方から見て、前記パッチアンテナ部の放射面から前記第１容量装荷素子の下端までの距離が、前記第１の周波数帯の波長の０．２５倍より小さい、請求項１から６のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項8】
上方から見て、前記ヘリカル素子は、前記第２容量装荷素子の少なくとも一部と重複するように位置する、請求項１から７のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項9】
前記第１容量装荷素子及び前記第２容量装荷素子の少なくとも一方において、前記第１傾斜部の上縁と前記第２傾斜部の上縁とは、互いに離間している、請求項１から８のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項10】
前記第１容量装荷素子及び前記第２容量装荷素子の各々は、前記長手方向の電気長と、前記長手方向に直交する方向の電気長と、が略等しい、請求項１から９のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項11】
前記第１容量装荷素子及び前記第２容量装荷素子は、前記長手方向において、互いに略等しい長さである、請求項１から１０のいずれか一項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、パッチアンテナと、これとは別のアンテナ（例えばＡＭ／ＦＭ放送受信用アンテナ）を構成するための容量装荷素子とを備えるアンテナ装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来のこの種のアンテナ装置は、パッチアンテナに対する容量装荷素子の影響を少なくするために、天頂（上方）から見て、容量装荷素子とパッチアンテナとが互いに重ならないように配置していた。しかし、近年ではアンテナ装置の小型化が求められているため、パッチアンテナの上方に容量装荷素子を配置することが検討されている。この場合を比較例として図１６Ａ～図１６Ｄに示す。
【0003】
図１６Ａ～図１６Ｄの比較例のアンテナ装置１１は、図示しないアンテナベース上に搭載された第１のアンテナとしてのパッチアンテナ２０と、容量装荷素子４０及びヘリカル素子（コイル）７０を有する第２のアンテナとしてのＡＭ／ＦＭ放送受信用アンテナ３０とを備え、容量装荷素子４０は前後方向（長手方向）に連続した非分割構造であってパッチアンテナ２０の上方に位置している。パッチアンテナ２０は地導体（図示せず）上に配置された誘電体基板２１上面に放射電極２２を設けたものであり、放射電極２２を設けた側がパッチアンテナ２０の上側となる。図１６Ａ中に、前後、左右、上下方向について定義した。前後方向は容量装荷素子４０の長手方向（稜線Ｐの方向）、左右方向は水平面内で前後方向に直交する方向であって前方を見て左側が左方向となり、上下方向は前後、左右方向にそれぞれ直交する方向であり、パッチアンテナ２０の放射電極２２を設けた側が上方向となる。
【0004】
容量装荷素子４０は、例えば導体金属板であって、最も高い位置の稜線Ｐから左右に向かって低くなる斜面を有する山形形状であり、両斜面の成す角α＝７０°である。容量装荷素子４０の長さ（前後方向の長さ）ｊ＝８０ｍｍ、右側及び左側の斜面の幅（左右方向の斜面に沿った長さ）ｋ＝ｍ＝２２．５ｍｍである。図示しないアンテナベースから稜線Ｐまでの高さは約５０ｍｍであり、図１６Ｃにおけるパッチアンテナ２０の上面と容量装荷素子４０の下端との間隔ｚは約２４ｍｍである。
【0005】
図１６Ａ～図１６Ｄの比較例のように、パッチアンテナ２０の上方に非分割構造の容量装荷素子４０を単に配置したのでは、パッチアンテナ２０の軸比（ｄＢ）が大きくなって平均利得が低下し、放送又は通信衛星からの受信性能が低下する。
【0006】
図１７は、図１６Ａ～図１６Ｄの比較例のようにパッチアンテナの上方に容量装荷素子を配置しているときと、配置していないときとのアンテナ装置の周波数（ＭＨｚ）と仰角９０°における軸比（以下、軸比と表記）との関係を示すシミュレーションによる特性図である。図１７に示すように、パッチアンテナの上方に容量装荷素子を配置すると（図１７の実線）、配置していないとき（図１７の点線）に比べて軸比が大きくなる。つまり、円偏波に対するパッチアンテナの性能が低下する。ここでは仰角は水平面からの角度を示すものとする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【文献】特開２０１６－３２１６５号公報
【0008】
特許文献１は衛星ラジオアンテナと容量エレメント（容量装荷素子に相当）とを備える車載用アンテナ装置を示している。容量エレメントよりも前方に衛星ラジオアンテナが配置され、上方から見て容量エレメントと衛星ラジオアンテナとが重ならない配置である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
上記したように、単にパッチアンテナの上方に容量装荷素子を配置したのでは、放送又は通信衛星からの円偏波の電波を送受信する場合のパッチアンテナの特性が低下する。
【0010】
本発明に係る実施の形態は、容量装荷素子の存在にもかかわらずパッチアンテナによる円偏波の送受信を良好に行うことが可能なアンテナ装置の技術を提供することに関する。
【課題を解決するための手段】
【0011】
第１の態様はアンテナ装置である。このアンテナ装置は、第１のアンテナであるパッチアンテナと、
容量装荷素子を有する第２のアンテナとを備え、
前記容量装荷素子は、前記パッチアンテナの上方に位置し、かつ所定方向に分かれて配置されていることを特徴とする。
容量装荷素子を有する第２のアンテナとを備え、
前記容量装荷素子は、前記パッチアンテナの上方に位置し、かつ所定方向に分かれて配置されていることを特徴とする。
【0012】
各容量装荷素子の前記所定方向の電気長と前記所定方向に直交する方向の電気長とが略等しいとよい。
【0013】
所定方向に分かれて配置された前記容量装荷素子を、前記パッチアンテナが動作する周波数帯で高インピーダンスとなるフィルタで相互に接続するとよい。
【0014】
前記容量装荷素子は、前記所定方向に等しい長さに分かれて配置されているとよい。
【0015】
第２の態様もアンテナ装置である。このアンテナ装置は、第１のアンテナであるパッチアンテナと、
容量装荷素子を有する第２のアンテナとを備え、
前記容量装荷素子は前記パッチアンテナの上方に位置し、前記容量装荷素子の少なくとも一方の側縁に、所定方向のスリット状切欠部が形成されていることを特徴とする。
容量装荷素子を有する第２のアンテナとを備え、
前記容量装荷素子は前記パッチアンテナの上方に位置し、前記容量装荷素子の少なくとも一方の側縁に、所定方向のスリット状切欠部が形成されていることを特徴とする。
【0016】
前記容量装荷素子が前記所定方向の稜線を有し、前記所定方向における前記容量装荷素子の両側縁に前記稜線の延長線を含むようにスリット状切欠部をそれぞれ形成した構成であるとよい。
【0017】
以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【0018】
第１の態様および第２の態様によれば、第１のアンテナであるパッチアンテナと、前記パッチアンテナの上方に位置する容量装荷素子を有する第２のアンテナとを備える場合において、前記容量装荷素子が、所定方向（長手方向）に分かれて配置されているか、あるいは前記容量装荷素子の少なくとも一方の側縁に、所定方向（長手方向）のスリット状切欠部が形成されていることで、パッチアンテナによる円偏波の送受信を良好に行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】実施の形態１を示す模式的斜視図。
【図2】実施の形態２を示す模式的斜視図。
【図3】実施の形態３を示す模式的斜視図。
【図4】実施の形態４を示す模式的斜視図。
【図5】実施の形態５を示す模式的斜視図。
【図6】アンテナ装置が有する容量装荷素子を前後方向に分割したときと、分割していないときの、アンテナ装置の周波数と軸比との関係を示すシミュレーションによる特性図。
【図7】容量装荷素子を前後方向に３分割したときと、分割していないときの、仰角１０°におけるアンテナ装置の周波数と平均利得との関係を示すシミュレーションによる特性図。
【図8】容量装荷素子を前後方向に等分割したときと、分割個数は同じで等分割していないときの、アンテナ装置の周波数と軸比との関係を示すシミュレーションによる特性図。
【図9】容量装荷素子を前後方向に異なる分割数で等分割したときの、アンテナ装置の周波数と軸比との関係を示すシミュレーションによる特性図。
【図10】実施の形態６を示す模式的斜視図。
【図11】実施の形態７を示す模式的斜視図。
【図12】容量装荷素子がスリット状切欠部を有しているときと、有していないときの、アンテナ装置の周波数と軸比との関係を示すシミュレーションによる特性図。
【図13】実施の形態８を示す模式的斜視図。
【図14】実施の形態９を示す模式的斜視図。
【図15】実施の形態１０を示す模式的斜視図。
【図16A】容量装荷素子を前後方向に分割していないときのアンテナ装置の比較例を示す模式的斜視図。
【図16B】比較例を前方から見た正面図。
【図16C】比較例の前方に向かって左側を示す側面図。
【図16D】比較例を上方から見た平面図。
【図17】パッチアンテナの上方に容量装荷素子を配置しているときと、配置していないときの、アンテナ装置の周波数と軸比の関係を示すシミュレーションによる特性図。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、図面を参照しながら実施の形態を詳述する。各図面に示される同一又は同等の構成要素、部材、処理等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は本発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも本発明の本質的なものであるとは限らない。
【0021】
＜実施の形態１＞
図１は実施の形態１に係るアンテナ装置の模式的斜視図であって、アンテナ装置１は、図示しないアンテナベース上に搭載された第１のアンテナとしてのパッチアンテナ２０と、前後方向（長手方向）に分かれて配置された（分割された）容量装荷素子４１，４２，４３及びヘリカル素子（コイル）７０を有する第２のアンテナとしてのＡＭ／ＦＭ放送受信用アンテナ３０とを備えている。パッチアンテナ２０は、放送又は通信衛星からの円偏波を受信する又は円偏波を送信するＧＰＳ（Global Positioning System）アンテナやＳＸＭ（Sirius XM）アンテナ、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）アンテナ等である。容量装荷素子４１，４２，４３及びヘリカル素子７０はＡＭ／ＦＭ放送受信用アンテナの構成要素である。図１中に、前後、左右、上下方向について定義した。前後方向は容量装荷素子４１，４２，４３の配列方向（各容量装荷素子の稜線Ｐの方向）、左右方向は水平面内で前後方向に直交する方向であって前方を見て左側が左方向となり、上下方向は前後、左右方向にそれぞれ直交する方向であり、パッチアンテナ２０の放射電極２２を設けた側が上方向となる。
図１は実施の形態１に係るアンテナ装置の模式的斜視図であって、アンテナ装置１は、図示しないアンテナベース上に搭載された第１のアンテナとしてのパッチアンテナ２０と、前後方向（長手方向）に分かれて配置された（分割された）容量装荷素子４１，４２，４３及びヘリカル素子（コイル）７０を有する第２のアンテナとしてのＡＭ／ＦＭ放送受信用アンテナ３０とを備えている。パッチアンテナ２０は、放送又は通信衛星からの円偏波を受信する又は円偏波を送信するＧＰＳ（Global Positioning System）アンテナやＳＸＭ（Sirius XM）アンテナ、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）アンテナ等である。容量装荷素子４１，４２，４３及びヘリカル素子７０はＡＭ／ＦＭ放送受信用アンテナの構成要素である。図１中に、前後、左右、上下方向について定義した。前後方向は容量装荷素子４１，４２，４３の配列方向（各容量装荷素子の稜線Ｐの方向）、左右方向は水平面内で前後方向に直交する方向であって前方を見て左側が左方向となり、上下方向は前後、左右方向にそれぞれ直交する方向であり、パッチアンテナ２０の放射電極２２を設けた側が上方向となる。
【0022】
容量装荷素子４１，４２，４３は、例えば導体金属板であり、図示しないアンテナベースを基準して最も高い位置の稜線Ｐから左右に向かって低くなる斜面を有する山形形状であり、パッチアンテナ２０の上方に位置し、かつ前後方向に３分割された配置となっている。ここで、上方とは、アンテナ装置１の上方から見たときに、パッチアンテナ２０と容量装荷素子４１，４２，４３とが完全に重なっている場合だけでなく、パッチアンテナ２０の一部が容量装荷素子４１，４２，４３と重なっている場合も含む。各容量装荷素子４１，４２，４３は前方に向かって右側の端部において、相互にフィルタ６０で接続されている。容量装荷素子４１，４２，４３の分割前の形状、寸法は図１６Ａ～図１６Ｄの比較例における容量装荷素子４０と同程度に設定されている。容量装荷素子４１，４２，４３相互間の隙間を形状で表すと、容量装荷素子４１，４２，４３の配列方向（つまり前後方向）に直交する直線状である。ヘリカル素子７０は、例えば前方位置の容量装荷素子４３に接続されており、前方に位置している。
【0023】
フィルタ６０は、パッチアンテナ２０の動作周波数帯（例えば図６等に示す１５６０～１６１０ＭＨｚを含む周波数帯）で並列共振する（高インピーダンスになる）ようにコイルとコンデンサとを並列に接続したものや、コイルの自己共振周波数をパッチアンテナ２０の動作周波数帯に設定したもの等であり、分割された容量装荷素子４１，４２を接続し、分割された容量装荷素子４２，４３を接続している。フィルタ６０はＡＭ／ＦＭ放送周波数帯では低インピーダンスであるから、分割された容量装荷素子４１，４２，４３の全てはＡＭ／ＦＭ放送周波数帯に対してヘリカル素子７０とともに単一導体として動作する。一方、フィルタ６０及びヘリカル素子７０は、パッチアンテナ２０の動作周波数帯では高インピーダンスである。このため、分割された容量装荷素子４１，４２，４３の各々はパッチアンテナ２０に電磁的影響を与え、パッチアンテナ２０の特性が変化し得る。上方から見たときにパッチアンテナ２０と容量装荷素子４１，４２，４３とが重なっていない場合も、容量装荷素子４１，４２，４３はパッチアンテナ２０に何らかの電磁的影響を与え得るため、パッチアンテナ２０の特性が変化し得る。
【0024】
アンテナ装置１の低背化のために、パッチアンテナ２０（放射電極２２）の上面と容量装荷素子４１，４２，４３の下端との間隔は短い方が望ましい。パッチアンテナ２０の動作周波数帯の中心周波数の波長をλとした際に、パッチアンテナ２０の上面と容量装荷素子４１，４２，４３の下端との間隔が約０．２５λ以上でもよいが、低背化の観点からは約０．２５λより小さい方がよい。
【0025】
＜実施の形態２＞
図２は実施の形態２に係るアンテナ装置の模式的斜視図であって、アンテナ装置２は、実施の形態１における３分割の容量装荷素子の代わりに、２分割された容量装荷素子４４，４５を備えている。容量装荷素子４４，４５の分割前の形状、寸法は図１６Ａ～図１６Ｄの比較例における容量装荷素子４０と同程度に設定されている。ヘリカル素子７０は、例えば前方位置の容量装荷素子４５に接続されている。その他の構成は前述の実施の形態１と同様である。
図２は実施の形態２に係るアンテナ装置の模式的斜視図であって、アンテナ装置２は、実施の形態１における３分割の容量装荷素子の代わりに、２分割された容量装荷素子４４，４５を備えている。容量装荷素子４４，４５の分割前の形状、寸法は図１６Ａ～図１６Ｄの比較例における容量装荷素子４０と同程度に設定されている。ヘリカル素子７０は、例えば前方位置の容量装荷素子４５に接続されている。その他の構成は前述の実施の形態１と同様である。
【0026】
図６は、容量装荷素子を前後方向に分割したとき（図１の実施の形態１又は図２の実施の形態２）と分割していないとき（図１６Ａ～図１６Ｄの比較例）のアンテナ装置の周波数（ＭＨｚ）と軸比（ｄＢ）との関係を示すシミュレーションによる特性図である。この図から、容量装荷素子を分割していない比較例の場合よりも、２分割の実施の形態２の方が軸比が大幅に低下し、さらに３分割の実施の形態１の方が軸比が低くなっている。
【0027】
図７は、容量装荷素子を前後方向に３分割したとき（図１の実施の形態１）と分割していないとき（図１６Ａ～図１６Ｄの比較例）の仰角１０°における、円偏波受信時のアンテナ装置の周波数（ＭＨｚ）と平均利得（ｄＢｉ）との関係を示すシミュレーションによる特性図である。この図から、容量装荷素子を分割していない比較例の場合よりも、３分割の実施の形態１の方が平均利得が増加していることがわかる。
【0028】
図６及び図７の特性図は、図１の容量装荷素子４１，４２，４３及び図２の容量装荷素子４４，４５の前後方向の長さをａ，ｂ，ｃ，ｆ，ｈとし、稜線Ｐに対して右側の斜面に沿った長さをｄ、左側の斜面に沿った長さをｅとしたとき、ａ＝３５ｍｍ，ｂ＝２１ｍｍ，ｃ＝２０ｍｍ，ｆ＝４５ｍｍ，ｈ＝３３ｍｍであり、ｄ＝ｅ＝２２．５ｍｍ（各容量装荷素子４１，４２，４３，４４，４５共に同じ）である。容量装荷素子４１，４２，４３間の隙間及び容量装荷素子４４，４５間の隙間の前後方向の長さｇ＝２ｍｍであり、容量装荷素子４１～４５の山形形状の左右斜面の成す角度は図１６Ａ～図１６Ｄの容量装荷素子４０と同じであるとして求めている。前記寸法ａ，ｂ，ｃ，ｆ，ｈの関係からわかるように、図１の実施の形態１や図２の実施の形態２では、容量装荷素子は前後方向に等しい長さで分割されていない（等分割されていない）。
【0029】
実施の形態１や実施の形態２のように、容量装荷素子を前後方向に分割することで、分割された容量装荷素子４１，４２，４３や容量装荷素子４４，４５の各々における前後方向の電気長と、これに直交する左右方向の電気長との差が小さくなって、図６に示すように軸比が小さくなる。また、分割された容量装荷素子の各々の前後方向の電気長がパッチアンテナ２０の動作周波数帯の波長に比べて小さくなると、パッチアンテナ２０の上方にある容量装荷素子によるパッチアンテナ２０のアンテナ特性への影響が低下する。このため、図７に示すように、容量装荷素子を前後方向に３分割すると、分割していないときに比べて、低仰角（仰角１０°）における平均利得が向上する。容量装荷素子の分割数を増やすとフィルタ６０の数が増えてコストが増すので、容量装荷素子を等分割しない場合、容量装荷素子の分割数は３程度が望ましい。また、パッチアンテナ２０（放射電極２２）の上面と容量装荷素子４４，４５の下端との間隔については、実施の形態１と同様である。
【0030】
上記実施の形態１によれば、下記の効果を奏することができる。
【0031】
（１）第１のアンテナであるパッチアンテナ２０と、第２のアンテナとしてのＡＭ／ＦＭ放送受信用アンテナ３０とを備える場合に、所定方向（前後方向）に分かれて配置された容量装荷素子４１，４２，４３（容量装荷素子の３分割構造）をＡＭ／ＦＭ放送受信用アンテナ３０の構成要素として用いている。このため、非分割構造の容量装荷素子に比べて円偏波に対する軸比を低くすることができる。この結果、パッチアンテナ２０の上方に位置する容量装荷素子４１，４２，４３の存在にもかかわらず、パッチアンテナ２０で円偏波の送受信を良好に行うことができる。
【0032】
（２）また、所定方向に分かれて配置された（分割された）容量装荷素子４１，４２，４３であるため、非分割構造の容量装荷素子に比べ低仰角で円偏波をパッチアンテナ２０によって送受信する場合の平均利得を良好に保つことができる。
【0033】
（３）所定方向に分かれて配置された容量装荷素子４１，４２と容量装荷素子４２，４３とを、パッチアンテナ２０が動作する周波数帯で高インピーダンスとなるフィルタ６０で相互に接続する。これにより、パッチアンテナ２０の動作周波数帯で容量装荷素子４１，４２，４３は別々の無給電導体と見なすことができ、パッチアンテナ２０への悪影響（平均利得の低下）を軽減可能である。
【0034】
実施の形態２によれば、所定方向（前後方向）に分かれて配置された容量装荷素子４４，４５（容量装荷素子の２分割構造）をＡＭ／ＦＭ放送受信用アンテナ３０の構成要素として用いているため、実施の形態１に準ずる作用効果を得ることができる。
【0035】
＜実施の形態３＞
図３は実施の形態３に係るアンテナ装置の模式的斜視図であって、アンテナ装置３は、実施の形態１における非等分割の容量装荷素子の代わりに、３分割かつ等分割された容量装荷素子４６，４７，４８を備えている。容量装荷素子４６，４７，４８の分割前の形状、寸法は図１６Ａ～図１６Ｄの比較例における容量装荷素子４０と同程度に設定する。ヘリカル素子７０は、例えば前方位置の容量装荷素子４８に接続されている。その他の構成は前述の実施の形態１と同様である。
図３は実施の形態３に係るアンテナ装置の模式的斜視図であって、アンテナ装置３は、実施の形態１における非等分割の容量装荷素子の代わりに、３分割かつ等分割された容量装荷素子４６，４７，４８を備えている。容量装荷素子４６，４７，４８の分割前の形状、寸法は図１６Ａ～図１６Ｄの比較例における容量装荷素子４０と同程度に設定する。ヘリカル素子７０は、例えば前方位置の容量装荷素子４８に接続されている。その他の構成は前述の実施の形態１と同様である。
【0036】
＜実施の形態４＞
図４は実施の形態４に係るアンテナ装置の模式的斜視図であって、アンテナ装置４は、実施の形態１における非等分割の容量装荷素子の代わりに、４分割かつ等分割された容量装荷素子５１，５２，５３，５４を備えている。容量装荷素子５１，５２，５３，５４の分割前の形状、寸法は図１６Ａ～図１６Ｄの比較例における容量装荷素子４０と同程度に設定する。ヘリカル素子７０は、例えば前方位置の容量装荷素子５４に接続されている。その他の構成は前述の実施の形態１と同様である。
図４は実施の形態４に係るアンテナ装置の模式的斜視図であって、アンテナ装置４は、実施の形態１における非等分割の容量装荷素子の代わりに、４分割かつ等分割された容量装荷素子５１，５２，５３，５４を備えている。容量装荷素子５１，５２，５３，５４の分割前の形状、寸法は図１６Ａ～図１６Ｄの比較例における容量装荷素子４０と同程度に設定する。ヘリカル素子７０は、例えば前方位置の容量装荷素子５４に接続されている。その他の構成は前述の実施の形態１と同様である。
【0037】
＜実施の形態５＞
図５は実施の形態５に係るアンテナ装置の模式的斜視図であって、アンテナ装置５は、実施の形態１における非等分割の容量装荷素子の代わりに、５分割かつ等分割された容量装荷素子５５，５６，５７，５８，５９を備えている。容量装荷素子５５，５６，５７，５８，５９の分割前の形状、寸法は図１６Ａ～図１６Ｄの比較例における容量装荷素子４０と同程度に設定する。ヘリカル素子７０は、例えば前方位置の容量装荷素子５９に接続されている。その他の構成は前述の実施の形態１と同様である。
図５は実施の形態５に係るアンテナ装置の模式的斜視図であって、アンテナ装置５は、実施の形態１における非等分割の容量装荷素子の代わりに、５分割かつ等分割された容量装荷素子５５，５６，５７，５８，５９を備えている。容量装荷素子５５，５６，５７，５８，５９の分割前の形状、寸法は図１６Ａ～図１６Ｄの比較例における容量装荷素子４０と同程度に設定する。ヘリカル素子７０は、例えば前方位置の容量装荷素子５９に接続されている。その他の構成は前述の実施の形態１と同様である。
【0038】
図８は、容量装荷素子を前後方向に等分割（３分割）したとき（図３の実施の形態３）と、分割個数は同じで等分割していないとき（図１の実施の形態１）の、アンテナ装置の周波数（ＭＨｚ）と軸比（ｄＢ）との関係を示すシミュレーションによる特性図である。前後方向に等分割した容量装荷素子４６，４７，４８を前後方向に分けて配置することで、等分割してないときに比べて分割された容量装荷素子４６，４７，４８の各々の前後方向の電気長が全て同じになる。実施の形態１の場合は、等分割でない容量装荷素子４１，４２，４３の各々について、前後方向の電気長と左右方向の電気長との差がバラバラであった。しかし、実施の形態３では、等分割した容量装荷素子４６，４７，４８の各々について、前後方向の電気長と左右方向の電気長との差は何れも同程度となる。このため、図８に示すように、前後方向に等分割した容量装荷素子４６，４７，４８を配列することで、等分割していない容量装荷素子を配列する場合に比べて軸比が低くなり、いっそう良好に円偏波の送受信が可能となる。
【0039】
図９は、容量装荷素子を前後方向に異なる分割数（３～５）で等分割したときの、アンテナ装置の周波数（ＭＨｚ）と軸比（ｄＢ）との関係を示すシミュレーションによる特性図である。図４の実施の形態４のように、前後方向に４等分割した容量装荷素子５１，５２，５３，５４を分けて配置し、各容量装荷素子５１，５２，５３，５４の前後方向の電気長と左右方向の電気長との差を略零にする（前後方向の電気長と左右方向の電気長を略一致させる）ことで、略零にしていないとき（容量装荷素子を前後方向に３等分割した図３の実施の形態３或いは５等分割した図５の実施の形態５）に比べて、さらに軸比が小さくなる。物理的長さが同じ場合、容量装荷素子の折曲げ部分や湾曲部分を含む方向の電気長は、平坦方向の電気長よりも短くなる。このため、図４の実施の形態４では各容量装荷素子５１，５２，５３，５４の前後方向の長さよりも左右方向に沿った長さを大きく設定している。
【0040】
分割された容量装荷素子の各々の左右方向の長さが異なる場合や、稜線の両側の斜面の成す角度が変化するような場合には、容量装荷素子の各々について前後方向の電気長と左右方向の電気長との差を小さくするように設定するとよい。
【0041】
＜実施の形態６＞
図１０は実施の形態６に係るアンテナ装置の模式的斜視図であって、アンテナ装置６は、実施の形態２に示すような容量装荷素子４４，４５のうち前後方向の長さが大きい容量装荷素子４４に一対のスリット状切欠部８０を形成したものである。容量装荷素子４４は前後方向の稜線Ｐを有し、容量装荷素子４４の前後方向両側の側縁（前縁及び後縁）に稜線Ｐの延長線を含むようにスリット状切欠部８０がそれぞれ側縁から内側に向けて形成されている（容量装荷素子４４の前縁から後方に向けてスリット状切欠部８０が形成され、容量装荷素子４４の後縁から前方に向けてスリット状切欠部８０が形成されている）。容量装荷素子４４，４５の分割前の形状、寸法は図１６Ａ～図１６Ｄの比較例における容量装荷素子４０と同程度に設定する。その他の構成は前述の実施の形態２と同様である。
図１０は実施の形態６に係るアンテナ装置の模式的斜視図であって、アンテナ装置６は、実施の形態２に示すような容量装荷素子４４，４５のうち前後方向の長さが大きい容量装荷素子４４に一対のスリット状切欠部８０を形成したものである。容量装荷素子４４は前後方向の稜線Ｐを有し、容量装荷素子４４の前後方向両側の側縁（前縁及び後縁）に稜線Ｐの延長線を含むようにスリット状切欠部８０がそれぞれ側縁から内側に向けて形成されている（容量装荷素子４４の前縁から後方に向けてスリット状切欠部８０が形成され、容量装荷素子４４の後縁から前方に向けてスリット状切欠部８０が形成されている）。容量装荷素子４４，４５の分割前の形状、寸法は図１６Ａ～図１６Ｄの比較例における容量装荷素子４０と同程度に設定する。その他の構成は前述の実施の形態２と同様である。
【0042】
＜実施の形態７＞
図１１は実施の形態７に係るアンテナ装置の模式的斜視図であって、アンテナ装置７は、前後方向（長手方向）の長さが大きい容量装荷素子４４の前後方向両側の側縁（前縁及び後縁）に一対のスリット状切欠部８１を形成したものであるが、その位置が容量装荷素子４４の稜線Ｐから外れた位置（右側傾斜面）となっている。容量装荷素子４４，４５の分割前の形状、寸法は図１６Ａ～図１６Ｄの比較例における容量装荷素子４０と同程度に設定する。その他の構成は前述の実施の形態２と同様である。一方のスリット状切欠部８１を容量装荷素子４４の左側に、他方のスリット状切欠部８１を右側に配置する構成も可能である。
図１１は実施の形態７に係るアンテナ装置の模式的斜視図であって、アンテナ装置７は、前後方向（長手方向）の長さが大きい容量装荷素子４４の前後方向両側の側縁（前縁及び後縁）に一対のスリット状切欠部８１を形成したものであるが、その位置が容量装荷素子４４の稜線Ｐから外れた位置（右側傾斜面）となっている。容量装荷素子４４，４５の分割前の形状、寸法は図１６Ａ～図１６Ｄの比較例における容量装荷素子４０と同程度に設定する。その他の構成は前述の実施の形態２と同様である。一方のスリット状切欠部８１を容量装荷素子４４の左側に、他方のスリット状切欠部８１を右側に配置する構成も可能である。
【0043】
図１２は、実施の形態６の容量装荷素子４４がスリット状切欠部８０を有するアンテナ装置６の場合と、実施の形態７の容量装荷素子４４がスリット状切欠部８１を有するアンテナ装置７の場合とを、スリット状切欠部を有していない場合（容量装荷素子が２分割された実施の形態２に相当）と対比した周波数（ＭＨｚ）と軸比（ｄＢ）との関係を示すシミュレーションによる特性図である。容量装荷素子４４が前後方向両側の側縁（換言すれば左右方向に沿った側縁）から内側に切り込み形成されたスリット状切欠部８０又はスリット状切欠部８１を有する。これにより、容量装荷素子４４の左右方向の側縁に沿った電気長を長くすることができ、容量装荷素子４４の左右方向の電気長と前後方向の電気長との差が小さくなる。このため、スリット状切欠部８０，８１を有する実施の形態６，７の場合は、スリット状切欠部の無い場合に比べて軸比が小さくなる。図１１の実施の形態７では、スリット状切欠部８１が容量装荷素子４４の右側のみに位置する。このようにスリット状切欠部８１が上方（稜線Ｐの位置付近）に無いときには、図１０の実施の形態６のようにスリット状切欠部８０が上方にあるときに比べて、容量装荷素子４４の左右方向と前後方向との電気長の差が小さくならない。このため、図１２に示すように、実施の形態７の場合は、実施の形態６程には軸比が小さくならない。
【0044】
図１０や図１１の２分割した容量装荷素子の場合、容量装荷素子の前後方向の電気長が左右方向の電気長に比べて長いので、例えば容量装荷素子４４に左右方向にスリット状切欠部を設ける（容量装荷素子４４の前後方向の電気長をさらに長くする）のは軸比を大きくすることに繋がり、好ましくない。
【0045】
＜実施の形態８＞
図１３は実施の形態８に係るアンテナ装置の模式的斜視図であって、アンテナ装置８は、前後方向（長手方向）に４等分割された容量装荷素子９１，９２，９３，９４を備える。各容量装荷素子９１，９２，９３，９４は、それぞれ上部に間隙を有するように底辺連結部９１ａ，９２ａ，９３ａ，９４ａの両側に傾斜部９１ｂ，９２ｂ，９３ｂ，９４ｂを折り曲げ形成したものである。左右の傾斜部９１ｂ，９２ｂ，９３ｂ，９４ｂは左側及び右側に傾斜する山形の傾斜面をなしている。傾斜部９１ｂ，９２ｂ及び傾斜部９３ｂ，９４ｂの右側上端間にフィルタ６０が、傾斜部９２ｂ，９３ｂの左側上端間にフィルタ６０が設けられている。ヘリカル素子７０は容量装荷素子９４に接続されている。その他の構成は前述の実施の形態４と同様である。
図１３は実施の形態８に係るアンテナ装置の模式的斜視図であって、アンテナ装置８は、前後方向（長手方向）に４等分割された容量装荷素子９１，９２，９３，９４を備える。各容量装荷素子９１，９２，９３，９４は、それぞれ上部に間隙を有するように底辺連結部９１ａ，９２ａ，９３ａ，９４ａの両側に傾斜部９１ｂ，９２ｂ，９３ｂ，９４ｂを折り曲げ形成したものである。左右の傾斜部９１ｂ，９２ｂ，９３ｂ，９４ｂは左側及び右側に傾斜する山形の傾斜面をなしている。傾斜部９１ｂ，９２ｂ及び傾斜部９３ｂ，９４ｂの右側上端間にフィルタ６０が、傾斜部９２ｂ，９３ｂの左側上端間にフィルタ６０が設けられている。ヘリカル素子７０は容量装荷素子９４に接続されている。その他の構成は前述の実施の形態４と同様である。
【0046】
実施の形態８によれば、４等分割された容量装荷素子９１，９２，９３，９４を用いることで、前述の実施の形態４に準ずる作用効果が得られる。
【0047】
＜実施の形態９＞
図１４は実施の形態９に係るアンテナ装置の模式的斜視図であって、アンテナ装置９は、前後方向（長手方向）に２分割された容量装荷素子９５，９６を有する。容量装荷素子９５は上部に間隙を有するように底辺連結部９５ａの両側に山形傾斜面となる傾斜部９５ｂをそれぞれ折り曲げ形成したものである。容量装荷素子９６は上部に間隙を有するように、底辺連結部９６ａの両側に山形傾斜面となる傾斜部９６ｂをそれぞれ折り曲げ形成し、さらに傾斜部９６ｂの上辺及び下辺にスリット状切欠部９７、９８を交互に形成したものである。この結果、容量装荷素子９６の傾斜部９６ｂはミアンダ状（蛇行形状）となる。容量装荷素子９５，９６の左側の傾斜部９５ｂ，９６ｂ上端間がフィルタ６０により相互に接続されている。ヘリカル素子７０は容量装荷素子９６に接続されている。その他の構成は前述の実施の形態１と同様であり、実施の形態１に準ずる作用効果が得られる。
図１４は実施の形態９に係るアンテナ装置の模式的斜視図であって、アンテナ装置９は、前後方向（長手方向）に２分割された容量装荷素子９５，９６を有する。容量装荷素子９５は上部に間隙を有するように底辺連結部９５ａの両側に山形傾斜面となる傾斜部９５ｂをそれぞれ折り曲げ形成したものである。容量装荷素子９６は上部に間隙を有するように、底辺連結部９６ａの両側に山形傾斜面となる傾斜部９６ｂをそれぞれ折り曲げ形成し、さらに傾斜部９６ｂの上辺及び下辺にスリット状切欠部９７、９８を交互に形成したものである。この結果、容量装荷素子９６の傾斜部９６ｂはミアンダ状（蛇行形状）となる。容量装荷素子９５，９６の左側の傾斜部９５ｂ，９６ｂ上端間がフィルタ６０により相互に接続されている。ヘリカル素子７０は容量装荷素子９６に接続されている。その他の構成は前述の実施の形態１と同様であり、実施の形態１に準ずる作用効果が得られる。
【0048】
＜実施の形態１０＞
図１５は実施の形態１０に係るアンテナ装置の模式的斜視図であって、アンテナ装置１０は、実施の形態９に示した容量装荷素子９６の後側に左右に分割された容量装荷素子９９Ａ，９９Ｂを有している。容量装荷素子９９Ａ，９９Ｂは上辺及び下辺にスリット状切欠部１００、１０１を交互に形成したミアンダ状（蛇行形状）である。容量装荷素子９９Ａ，９９Ｂは山形の左右の傾斜面を成し、容量装荷素子９６の左右の傾斜部９６ｂ上端にフィルタ６０を介して接続されている。その他の構成は前述の実施の形態９と同様であり、実施の形態９に準ずる作用効果が得られる。
図１５は実施の形態１０に係るアンテナ装置の模式的斜視図であって、アンテナ装置１０は、実施の形態９に示した容量装荷素子９６の後側に左右に分割された容量装荷素子９９Ａ，９９Ｂを有している。容量装荷素子９９Ａ，９９Ｂは上辺及び下辺にスリット状切欠部１００、１０１を交互に形成したミアンダ状（蛇行形状）である。容量装荷素子９９Ａ，９９Ｂは山形の左右の傾斜面を成し、容量装荷素子９６の左右の傾斜部９６ｂ上端にフィルタ６０を介して接続されている。その他の構成は前述の実施の形態９と同様であり、実施の形態９に準ずる作用効果が得られる。
【0049】
以上、複数の実施の形態を説明したが、各実施の形態の各構成要素や各処理プロセスは、本発明の趣旨の範囲内で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。例えば、以下の変形例が考えられる。
【0050】
各実施の形態において、ＡＭ／ＦＭ放送受信用アンテナ３０の構成要素であるヘリカル素子７０の位置は前方に限られず、後方位置の容量装荷素子に接続されてパッチアンテナ２０の前方に位置していてもよい。さらに、前後方向と直交する左右方向にオフセットしていてもよい（左右方向にずれていてもよい）。
【0051】
各実施の形態において、容量装荷素子同士を接続するフィルタ６０の位置は、容量装荷素子の端部に限らず、容量装荷素子を互いに接続可能な位置であれば良く、１個に限らず複数個用いてもよい。さらに、求められる軸比がさほど小さくなくてもよい場合には、フィルタ６０の代わりに分割された各容量装荷素子間を導線で接続する構成でもよい。
【0052】
各実施の形態では各容量装荷素子を相互接続するためにフィルタ６０を用いたが、パッチアンテナ２０が動作する周波数帯で高インピーダンスとなるフィルタであればフィルタ６０の代わりに或いはフィルタ６０と共に使用可能である。
【0053】
図１０の実施の形態６や図１１の実施の形態７においては、容量装荷素子４４の前縁と後縁の両方にスリット状切欠部を内側に向けて前後方向に形成しているが、前縁又は後縁の片方のみにスリット状切欠部を形成した場合も軸比の改善効果がある。実施の形態６，７では容量装荷素子が２分割されている場合にスリット状切欠部を設けた場合を示すが、容量装荷素子が分割されていない場合や容量装荷素子が３分割以上に分かれている場合にもスリット状切欠部を設けることで軸比を改善できる場合がある。また、複数の容量装荷素子にスリット状切欠部を設けても良い。
【0054】
各実施の形態では、容量装荷素子が稜線を有する山形形状である場合を例示したが、山形に限定されず、平板等であってもよい。
【符号の説明】
【0055】
１～１１ アンテナ装置
２０ パッチアンテナ
３０ ＡＭ／ＦＭ放送受信用アンテナ
４０～４８，５１～５９ 容量装荷素子
６０ フィルタ
７０ ヘリカル素子
８０，８１ スリット状切欠部
２０ パッチアンテナ
３０ ＡＭ／ＦＭ放送受信用アンテナ
４０～４８，５１～５９ 容量装荷素子
６０ フィルタ
７０ ヘリカル素子
８０，８１ スリット状切欠部
【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16A】
【図16B】
【図16C】
【図16D】
【図17】