特許 7541914 アンテナ装置

(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】2024-08-21

(45)【発行日】2024-08-29

(54)【発明の名称】アンテナ装置

(51)【国際特許分類】

   H01Q 1/42 20060101AFI20240822BHJP

   H01Q 1/40 20060101ALI20240822BHJP

   H05K 1/03 20060101ALN20240822BHJP

【ＦＩ】

H01Q1/42

H01Q1/40

H05K1/03 610D

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020212440

(22)【出願日】2020-12-22

(65)【公開番号】P2022098824

(43)【公開日】2022-07-04

【審査請求日】2023-08-31

(73)【特許権者】

【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

(74)【代理人】

【識別番号】100157277

【弁理士】

【氏名又は名称】板倉 幸恵

(74)【代理人】

【識別番号】100182718

【弁理士】

【氏名又は名称】木崎 誠司

(72)【発明者】

【氏名】加賀 敦史

(72)【発明者】

【氏名】岩田 宗之

(72)【発明者】

【氏名】森 奈緒子

(72)【発明者】

【氏名】山下 大輔

(72)【発明者】

【氏名】杉本 康宏

(72)【発明者】

【氏名】市川 順一

(72)【発明者】

【氏名】杉山 裕一

(72)【発明者】

【氏名】井場 政宏

【審査官】白井 亮

(56)【参考文献】

【文献】特開平１１－２３８１０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－３１１４９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／１１６７１８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－２１３２８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１５２８４８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｑ １／４２

Ｈ０１Ｑ １／４０

Ｈ０５Ｋ １／０３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

アンテナ装置であって、
セラミックにより形成され、アンテナ素子が内部に埋設されたアンテナ基板と、
前記アンテナ基板の少なくとも一部を収容するレドーム部であって、平板形状であり開口が形成された平板部を有するレドーム部と、
を備え、
前記アンテナ基板は、
平板形状であり、
前記レドーム部の前記開口を塞ぐように配置されており、前記アンテナ基板のうち前記開口から露出している表面が電波放射面として機能し、
前記アンテナ基板の表面の一部と、前記平板部の内側面の一部とを当接させた状態で、前記レドーム部に固定され、
前記電波放射面は、前記平板部の外側面と同一面上に位置し、
前記アンテナ基板中の前記アンテナ素子は、前記平板部の厚さ方向において、前記平板部の外側面と内側面との間に対応する位置に配置されていることを特徴とする、アンテナ装置。

【請求項2】

アンテナ装置であって、
セラミックにより形成され、アンテナ素子が内部に埋設されたアンテナ基板と、
前記アンテナ基板の少なくとも一部を収容し、開口が形成されたレドーム部と、
を備え、
前記アンテナ基板は、前記レドーム部の前記開口を塞ぐように配置されており、前記アンテナ基板のうち前記開口から露出している表面が電波放射面として機能し、
前記電波放射面と、前記アンテナ基板中の前記アンテナ素子とは、いずれも、前記レドーム部の外側に位置していることを特徴とする、アンテナ装置。

【請求項3】

請求項２に記載のアンテナ装置であって、
前記アンテナ基板は、平板形状であり、
前記レドーム部は、平板形状であり前記開口が形成された平板部を有しており、
前記アンテナ基板は、前記アンテナ基板の表面の一部と、前記平板部の内側面の一部とを当接させた状態で、前記レドーム部に固定されていることを特徴とする、アンテナ装置。

【請求項4】

請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のアンテナ装置であって、
複数の前記アンテナ基板を備え、
前記レドーム部には、格子状に配列された複数の前記開口が形成されており、
各前記アンテナ基板は、前記複数の開口をそれぞれ塞ぐように、格子状に配列されていることを特徴とする、アンテナ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アンテナ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

アンテナ素子を備えるアンテナ装置が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。特許文献１に記載されたアンテナ装置では、アンテナ素子が、ＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastics）やＰＶＣ（polyvinyl chloride）で形成されたレドーム（radome）によって覆われている。特許文献２には、自動車などの移動体に搭載されるアンテナ装置が記載されている。このアンテナ装置では、アンテナ基板内にアンテナ素子が埋設されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平０５－１４５３１７号公報

【文献】特開平０７－２０２５４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載されたアンテナ装置のように、アンテナ素子がレドームに覆われていると、アンテナ素子から放射された電波がレドームを透過する際に電波が減衰してしまう。そのため、レドームの材料は、レドームを透過する電波の周波数に応じて選択されるが、依然として、レドームによる電波の減衰を完全に抑制することは難しいという課題があった。特に、使用周波数が広帯域である場合や、広スキャン角をカバーするような場合には、レドームによる減衰がさらに大きくなる。

【0005】

特許文献２に記載のアンテナ装置を、外部環境から保護する目的でレドームに収容した場合、特許文献１と同様に、アンテナ素子から放射された電波がレドームを透過する際に電波が減衰するという課題がある。また、特許文献２に記載のアンテナ装置が、レドームに覆われずに移動体の内部に配置された場合であっても同様に、アンテナ装置を覆う移動体の部材によって電波が減衰するという課題がある。一方で、特許文献２に記載のアンテナ装置において、レドーム等のアンテナ装置を覆う部材を用いない場合には、アンテナ装置が外部環境から保護されないため、アンテナ装置の用途が限定される。そのため、特許文献１，２に記載されたアンテナ装置には、ミリ波等の高周波領域に対応する通信機器（例えば、携帯端末や基地局）に適用することは難しいという課題がある。

【0006】

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、アンテナ素子から放射される電波の減衰を抑制した上で、外部環境に対しての耐性を有する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】

【0007】

本発明は、上述の課題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。アンテナ装置であって、セラミックにより形成され、アンテナ素子が内部に埋設されたアンテナ基板と、前記アンテナ基板の少なくとも一部を収容するレドーム部であって、平板形状であり開口が形成された平板部を有するレドーム部と、を備え、前記アンテナ基板は、平板形状であり、前記レドーム部の前記開口を塞ぐように配置されており、前記アンテナ基板のうち前記開口から露出している表面が電波放射面として機能し、前記アンテナ基板の表面の一部と、前記平板部の内側面の一部とを当接させた状態で、前記レドーム部に固定され、前記電波放射面は、前記平板部の外側面と同一面上に位置し、前記アンテナ基板中の前記アンテナ素子は、前記平板部の厚さ方向において、前記平板部の外側面と内側面との間に対応する位置に配置され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。

【0008】

（１）本発明の一形態によれば、アンテナ装置が提供される。このアンテナ装置は、セラミックにより形成され、アンテナ素子が内部に埋設されたアンテナ基板と、前記アンテナ基板の少なくとも一部を収容し、開口が形成されたレドーム部と、を備え、前記アンテナ基板は、前記レドーム部の前記開口を塞ぐように配置されており、前記アンテナ基板のうち前記開口から露出している表面が電波放射面として機能する。

【0009】

この構成によれば、アンテナ基板における電波放射面がレドーム部により覆われていないため、アンテナ素子から放射される電波がレドーム部により減衰されなくても済む。さらに、アンテナ基板が耐候性を有するセラミックにより形成されているため、アンテナ装置全体として外部環境に対する耐性を有する。そのため、本構成のアンテナ装置では、耐候性および電波伝播効率が向上する。また、レドーム部が電波放射面を覆っていないため、アンテナ素子から放射される電波は減衰しない。これにより、電波の減衰が考慮されてレドーム部の材質や形状が設計される必要がないため、レドーム部の設計自由度が向上する。

【0010】

（２）上記態様のアンテナ装置において、前記アンテナ基板は、平板形状であり、前記レドーム部は、平板形状であり前記開口が形成された平板部を有しており、前記アンテナ基板は、前記アンテナ基板の表面の一部と、前記平板部の内側面の一部とを当接させた状態で、前記レドーム部に固定されていてもよい。
この構成によれば、アンテナ基板の表面の一部と、アンテナ基板における平板部の内側面との一部とが当接しているため、平板状のアンテナ基板は、開口を塞ぐために開口よりも大きい面積を有していればよい。これにより、アンテナ基板は、開口よりも大きい平板状に加工されるだけでよく、アンテナ装置を簡単に製造できる。

【0011】

（３）上記態様のアンテナ装置において、前記電波放射面は、前記平板部の外側面と同一面上に位置し、前記アンテナ基板中の前記アンテナ素子は、前記平板部の厚さ方向において、前記平板部の外側面と内側面との間に対応する位置に配置されていてもよい。
この構成によれば、アンテナ素子は、平板部の内側面よりも外側のアンテナ基板中に埋設されている。そのため、アンテナ素子が平板部の内側面よりも内側のアンテナ基板中に埋設されている場合と比較して、アンテナ基板を形成するセラミックによる電波の減衰を抑制できる。

【0012】

（４）上記態様のアンテナ装置において、前記電波放射面と、前記アンテナ基板中の前記アンテナ素子とは、いずれも、前記レドーム部の外側に位置していてもよい。
この構成によれば、アンテナ素子は、レドーム部の外側に位置するアンテナ基板中に埋設されているため、レドーム部の内側に位置するアンテナ基板中に埋設されている場合と比較して、アンテナ素子から放射される電波に対するレドーム部による減衰が抑制される。この結果、本構成のアンテナ素子は、レドーム部によって減衰されていない電波をより広い角度で放射できる。

【0013】

（５）上記態様のアンテナ装置において、複数の前記アンテナ基板を備え、前記レドーム部には、格子状に配列された複数の前記開口が形成されており、各前記アンテナ基板は、前記複数の開口をそれぞれ塞ぐように、格子状に配列されていてもよい。
この構成によれば、複数のアンテナ基板から放射された電波が合成されて、アンテナ装置がより強度の高い合成波を放射できる。

【0014】

なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、アンテナ装置、通信機器、およびこれらを備える部品または装置等の形態で実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の第１実施形態としてのアンテナ装置の概略断面図である。

【図2】第１実施形態のアンテナ装置の概略上面図である。

【図3】第２実施形態のアンテナ装置の概略断面図である。

【図4】第３実施形態のアンテナ装置の概略断面図である。

【図5】第４実施形態のアンテナ装置の概略断面図である。

【図6】第５実施形態のアンテナ装置の概略断面図である。

【図7】第６実施形態のアンテナ装置の概略断面図である。

【図8】第６実施形態のアンテナ装置の概略上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態としてのアンテナ装置１００の概略断面図である。本実施形態のアンテナ装置１００は、携帯端末および基地局等の通信分野や、工場、オフィス、医療、インフラ、プラント、および交通信号機等のローカル５Ｇ（5th Generation）を含めた５Ｇ通信、およびＢｅｙｏｎｄ５Ｇ／６Ｇ通信の分野に用いられる。本実施形態のアンテナ装置１００では、アンテナ素子１１が埋設されたアンテナ基板１０の一部がレドーム部２０に覆われずに露出しているため、アンテナ素子１１が放射する電波ＲＷに対するレドーム部２０による減衰が抑制される。

【0017】

図１に示されるように、アンテナ装置１００は、アンテナ素子１１が内部に埋設されているアンテナ基板１０と、はんだＳＬによりアンテナ基板１０に装着されているＩＣ（Integrated Circuit：集積回路）４０と、ＩＣ４０を覆うシールド７０と、はんだＳＬによりアンテナ基板１０が接着されているプリント基板３０と、プリント基板３０に接続しているコネクタ６０と、コネクタ６０を介してプリント基板３０に接続しているケーブル５０と、プリント基板３０を覆った状態で固定しているレドーム部２０と、を備えている。

【0018】

図２は、第１実施形態のアンテナ装置１００の概略上面図である。図１および図２に示されるように、レドーム部２０は、内部に空間ＳＰ１が形成された箱状の筐体のうち、一部に開口２４Ａが形成された形状を有している。図１に示されるように、レドーム部２０は、封止材２１を介してアンテナ基板１０により開口２４Ａが塞がれているレドーム上部２４と、封止材２２を介してレドーム上部２４に接続されているレドーム下部２５と、を備えている。レドーム上部２４のうち、開口２４Ａが形成された部分は、平板形状を有している。換言すると、レドーム上部２４は、平板形状であり開口２４Ａが形成された平板部を有している。レドーム上部２４の一部には、ケーブル５０が挿入されるための開口部が封止材５１により封止されている。本実施系形態におけるレドーム上部２４およびレドーム下部２５は、所定の厚さを有するＰＣ（poly carbonate：ポリカーボネート）により形成されている。

【0019】

なお、本実施形態では、図１および図２に示されている直交座標系ＣＳが設定されている。直交座標系ＣＳでは、図２に示されるように、開口２４Ａが形成された矩形状のレドーム上部２４の平板部において、直交する二辺のそれぞれに対応するＸ軸とＹ軸とが定義され、Ｘ軸とＹ軸とのそれぞれに直交する方向としてＺ軸方向が定義されている。本実施形態では、Ｚ軸正方向側を上側、Ｚ軸負方向側を下側として、各部を説明する。

【0020】

アンテナ基板１０は、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）等のセラミックにより形成されている。図１に示されるように、アンテナ基板１０は平板形状を有している。アンテナ基板１０は、箱状のレドーム部２０内に収容されている。アンテナ基板１０の内部には、複数のアンテナ素子１１が埋設されている。アンテナ素子１１は、所定の制御を受け付けることにより、電波ＲＷを放射する。この結果、図１および図２に示されるように、アンテナ基板１０のうち、レドーム上部２４に形成された開口２４Ａから露出している露出表面１０Ｓが、電波ＲＷを放射する電波放射面として機能する。なお、露出表面１０Ｓは、アンテナ基板１０のＺ軸正方向側の上面のうち、露出している一部の面をいう。

【0021】

図１に示されるように、アンテナ基板１０の下側の面の一部に、ＩＣ４０と複数の受動部品３１とが装着されている。ＩＣ４０と、アンテナ基板１０に搭載された複数の受動部品３１とは、シールド７０により覆われている。本実施形態の受動部品とは、例えば、ＭＬＣＣ（Multi-layer Ceramic Capacitor：積層セラミックチップコンデンサ）、フィルタ（ＳＡＷフィルタ、ＢＡＷフィルタ）、スイッチモジュール、およびデュプレクサである。シールド７０は、金属スパッタによりＩＣ４０と複数の受動部品３１とを覆う様に形成されたモールド樹脂である。

【0022】

プリント基板３０の上面（Ｚ軸正方向側の面）は、はんだＳＬを介してアンテナ基板１０の下面に接合されている。プリント基板３０には、空間ＳＰ２が形成されている。本実施形態の空間ＳＰ２には、ＩＣ４０の一部とシールド７０の一部とが挿入されている。なお、シールド７０の外表面とプリント基板３０との間には空間があり、シールド７０とプリント基板３０とは接触していない。プリント基板３０の下面には、複数の受動部品３１が装着されている。プリント基板３０の上面の一部に接続しているコネクタ６０は、ケーブル５０に装着されている。プリント基板３０は、コネクタ６０を介してケーブル５０から、電波ＲＷの放射を制御する制御信号および電力を供給される。

【0023】

プリント基板３０は、ＸＹ平面に沿う端部付近において、複数のボルト２３によりレドーム上部２４に固定されている。ボルト２３は、プリント基板３０に形成された貫通孔に挿入されて、レドーム上部２４の内側面２４Ｉに形成されたねじ部に嵌合することにより、プリント基板３０をレドーム上部２４に固定している。この結果、プリント基板３０に固定されているアンテナ基板１０のうち、露出表面１０ＳがＸＹ平面に沿ってレドーム部２０内に延長し、かつ、レドーム上部２４の内側面２４Ｉに対向している面は、内側面２４Ｉに当接した状態で、レドーム上部２４に固定されている。そのため、アンテナ基板１０は、レドーム上部２４の開口２４Ａを塞ぐように配置されている。

【0024】

以上説明したように、本実施形態のアンテナ装置１００では、レドーム部２０は、アンテナ基板１０を収容し、開口２４Ａが形成されている。アンテナ基板１０は、レドーム部２０の開口２４Ａを塞ぐように配置されている。アンテナ基板１０の内部には、アンテナ素子１１が埋設されている。アンテナ基板１０のうち、開口２４Ａをから露出している露出表面１０Ｓは、電波ＲＷを放射する電波放射面と機能している。本実施形態では、電波放射面であるアンテナ基板１０の露出表面１０Ｓがレドーム部２０により覆われていないため、アンテナ素子１１から放射される電波ＲＷがレドーム部２０により減衰されなくても済む。さらに、アンテナ基板１０が耐候性を有するセラミック（Ａｌ₂Ｏ₃）により形成されているため、アンテナ装置１００全体として外部環境に対する耐性を有する。そのため、本実施形態のアンテナ装置１００では、耐候性および電波伝播効率が向上する。また、本実施形態では、レドーム部２０が電波放射面である露出表面１０Ｓを覆っていないため、アンテナ素子１１から放射される電波ＲＷを減衰しない。これにより、電波ＲＷの減衰が考慮されてレドーム部２０の材質や形状（例えば厚さ）が設計される必要がないため、レドーム部２０の設計自由度が向上する。

【0025】

また、本実施形態のアンテナ基板１０は、平板形状を有している。また、レドーム上部２４は、平板形状であり、開口２４Ａが形成された平板部を有している。アンテナ基板１０のうち、露出表面１０ＳがＸＹ平面に沿ってレドーム部２０内に延長し、かつ、レドーム上部２４の内側面２４Ｉに対向している面が、内側面２４Ｉに当接した状態で、レドーム上部２４に固定されている。すなわち、本実施形態のアンテナ基板１０は、開口２４Ａを塞ぐために開口２４Ａよりも大きい面積を有していればよい。そのため、アンテナ基板１０は平板状に加工されるだけでよく、アンテナ装置１００を簡単に製造できる。

【0026】

＜第２実施形態＞
図３は、第２実施形態のアンテナ装置１００ａの概略断面図である。第２実施形態のアンテナ装置１００ａでは、第１実施形態のアンテナ装置１００と比較して、アンテナ基板１０ａの形状が異なる。そのため、第２実施形態では、アンテナ基板１０ａの形状について説明し、第１実施形態と同じ構成についての説明を省略する。

【0027】

図３に示されるように、第２実施形態のアンテナ基板１０ａは、第１実施形態のアンテナ基板１０のようにレドーム上部２４の内側面２４Ｉよりもレドーム部２０内に位置する基板下部１２と、基板下部１２の上側に位置してレドーム上部２４の開口２４Ａを塞いでいる基板上部１３と、を備えている。基板下部１２は、ＸＹ平面において、開口２４Ａと同じ面積を有している。なお、基板下部１２と基板上部１３とは、一体のアルミナで形成されている。

【0028】

アンテナ素子１１は、レドーム上部２４の厚さ方向（Ｚ軸方向）において、レドーム上部２４の外側面２４Ｏと内側面２４Ｉとの間に対応する位置に配置されている。基板上部１３のうちの露出している上面の全てが、露出表面１０Ｓａであり、電波放射面として機能する。図３に示されるように、電波放射面である露出表面１０Ｓａは、レドーム上部２４の外側面２４Ｏと同一面上に位置する平面を形成している。

【0029】

以上説明したように、第２実施形態のアンテナ装置１００ａでは、アンテナ基板１０ａに埋設されたアンテナ素子１１は、レドーム上部２４の厚さ方向において、レドーム上部２４の外側面２４Ｏと内側面２４Ｉとの間に対応する位置に配置されている。すなわち、アンテナ素子１１は、アンテナ基板１０ａのうちのより外側にある基板上部１３に埋設されている。そのため、第２実施形態のアンテナ装置１００ａでは、アンテナ素子１１が基板下部１２に埋設されている場合と比較して、アンテナ基板１０ａを形成するセラミックによる電波ＲＷの減衰を抑制できる。

【0030】

＜第３実施形態＞
図４は、第３実施形態のアンテナ装置１００ｂの概略断面図である。第３実施形態のアンテナ装置１００ｂでは、第１実施形態および第２実施形態のアンテナ装置１００，１００ａと比較して、アンテナ基板１０ｂの形状が異なる。そのため、第３実施形態では、アンテナ基板１０ｂの形状と、アンテナ基板１０ｂの形状に起因して第１実施形態および第２実施形態のアンテナ装置１００，１００ａに対して異なる部分とについて説明し、第１実施形態および第２実施形態と同じ構成についての説明を省略する。

【0031】

図４に示されるように、第３実施形態のアンテナ基板１０ｂは、レドーム上部２４の外側面２４Ｏよりもレドーム部２０の内部側に位置する基板下部１２ｂと、基板下部１２ｂの上側に位置してレドーム上部２４の開口２４Ａを塞いでいる基板上部１３ｂと、を備えている。なお、第３実施形態のアンテナ基板１０ｂでは、第２実施形態のアンテナ基板１０ａとは異なり、基板下部１２ｂと基板上部１３ｂとを分ける境界が、レドーム上部２４の外側面２４ＯをＸＹ平面に沿って延長した面である。

【0032】

基板上部１３ｂは、ＸＹ平面において、基板下部１２ｂおよびレドーム上部２４の開口２４Ａよりも大きい断面積の平板形状を有する。第３実施形態では、封止材２１ｂは、基板上部１３ｂの開口２４Ａからはみ出た下面と、レドーム上部２４の外側面２４Ｏとの間を封止している。アンテナ素子１１は、レドーム上部２４の厚さ方向（Ｚ軸方向）において、レドーム上部２４の外側面２４Ｏよりも外側に位置している。そのため、基板上部１３ｂのうちの上面の全てが、露出表面１０Ｓｂであり、電波放射面として機能する。換言すると、第３実施形態におけるアンテナ素子１１と電波放射面である露出表面１０Ｓｂとは、いずれも、レドーム上部２４の外側面２４Ｏよりも外側に位置している。なお、レドーム部２０の外側とは、開口２４Ａを形成するレドーム部２０の壁面を除くレドーム部２０外部の領域をいう。

【0033】

以上説明したように、第３実施形態のアンテナ素子１１と、アンテナ基板１０ｂにおける電波放射面である露出表面１０Ｓｂとは、いずれも、レドーム上部２４の外側面２４Ｏよりも外側に位置している。そのため、第３実施形態のアンテナ装置１００ｂでは、アンテナ素子１１がレドーム上部２４の外側面２４Ｏよりもレドーム部２０内の方向に配置されている場合と比較して、アンテナ素子１１からＸＹ平面に平行な方向に放射される電波ＲＷに対するレドーム上部２４による減衰が抑制される。この結果、第３実施形態のアンテナ素子１１は、レドーム部２０によって減衰されていない電波ＲＷをより広い角度で放射できる。

【0034】

＜第４実施形態＞
図５は、第４実施形態のアンテナ装置１００ｃの概略断面図である。第４実施形態のアンテナ装置１００ｃでは、第２実施形態のアンテナ装置１００ａと比較して、アンテナ基板１０ｃのうちの基板下部１２ｃの形状と、アンテナ基板１０ｃの形状に起因して第２実施形態のアンテナ装置１００ａに対して異なる部分とについて説明し、第２実施形態と同じ構成についての説明を省略する。

【0035】

図５に示されるように、第４実施形態の基板下部１２ｃは、ＸＹ平面において基板上部１３と同じ面積を有する、すなわち、レドーム上部２４に形成された開口２４Ａと同じ面積を有する。また、基板下部１２ｃは、基板上部１３と一体のアルミナで形成されている。第３実施形態の封止材２１ｃは、開口２４Ａにおいて、基板上部１３とレドーム上部２４とが当接している面であり、かつ、ＸＹ平面に直交しているＹＺ平面およびＺＹ平面（図５では不図示）を封止している。

【0036】

以上説明したように、第４実施形態のアンテナ装置１００ｃでは、第２実施形態のアンテナ装置１００ａと同じように、アンテナ素子１１は、レドーム上部２４の厚さ方向において、レドーム上部２４の外側面２４Ｏと内側面２４Ｉとの間に対応する位置に配置されている。すなわち、アンテナ素子１１は、アンテナ基板１０ｃのうちのより外側にある基板上部１３に埋設されている。そのため、第４実施形態のアンテナ装置１００ｃでは、アンテナ素子１１が基板下部１２ｃに埋設されている場合と比較して、アンテナ基板１０ｃを形成するセラミックによる電波ＲＷの減衰を抑制できる。

【0037】

＜第５実施形態＞
図６は、第５実施形態のアンテナ装置１００ｄの概略断面図である。第５実施形態のアンテナ装置１００ｄでは、第２実施形態のアンテナ装置１００ａと比較して、アンテナ基板１０ｄのうちの基板上部１３ｄの形状と、アンテナ基板１０ｄの形状に起因して第２実施形態のアンテナ装置１００ａに対して異なる部分とについて説明し、第２実施形態と同じ構成についての説明を省略する。

【0038】

図６に示されるように、第５実施形態の基板上部１３ｄは、第２実施形態の基板上部１３と同じように、ＸＹ平面においてレドーム上部２４に形成された開口２４Ａと同じ面積を有する。基板上部１３ｄにおけるＺ軸正方向側の上面である露出表面１０Ｓｄは、開口２４Ａが形成されているレドーム上部２４の外側面２４Ｏよりも、Ｚ軸正方向側に突出している。また、基板上部１３ｄに埋設されたアンテナ素子１１は、レドーム上部２４の厚さ方向（Ｚ軸方向）において、レドーム上部２４の外側面２４Ｏよりも外側に位置している。そのため、第５実施形態におけるアンテナ素子１１と電波放射面として機能する露出表面１０Ｓｄとは、いずれも、レドーム上部２４の外側面２４Ｏよりも外側に位置している。なお、基板上部１３ｄは、基板下部１２と一体のアルミナで形成されている。

【0039】

以上説明したように、第５実施形態のアンテナ素子１１と、アンテナ基板１０ｄにおける電波放射面である露出表面１０Ｓｄとは、いずれも、レドーム上部２４の外側面２４Ｏよりも外側に位置している。そのため、第５実施形態のアンテナ装置１００ｄでは、アンテナ素子１１がレドーム上部２４の外側面２４Ｏよりもレドーム部２０内の方向に配置されている場合と比較して、アンテナ素子１１からＸＹ平面に平行な方向に放射される電波ＲＷは、レドーム上部２４による減衰が抑制される。この結果、第５実施形態のアンテナ素子１１は、レドーム部２０によって減衰されていない電波ＲＷをより広い角度で放射できる。

【0040】

＜第６実施形態＞
図７は、第６実施形態のアンテナ装置１００ｅの概略断面図である。図８は、第６実施形態のアンテナ装置１００ｅの概略上面図である。第６実施形態のアンテナ装置１００ｅは、第１実施形態のアンテナ装置１００と比較して、格子状に配列された４つのアンテナ基板１０を備える点が大きく異なる。そのため、第６実施形態では、４つのアンテナ基板１０を備えることに起因して第１実施形態のアンテナ装置１００に対して異なる部分について説明し、第１実施形態のアンテナ装置１００と同じ構成についての説明を省略する。

【0041】

図７および図８に示されるように、第６実施形態のアンテナ装置１００ｅは、４つのアンテナ基板１０と、４つのアンテナ基板１０のそれぞれに装着されているＩＣ４０と、ＩＣ４０のそれぞれを覆うシールド７０と、はんだＳＬを介して４つのアンテナ基板１０が接着されているプリント基板３０ｅと、プリント基板３０ｅに接続しているコネクタ６０と、コネクタ６０を介してプリント基板３０ｅに接続しているケーブル５０と、プリント基板３０ｅを覆った状態で固定しているレドーム部２０ｅと、を備えている。

【0042】

レドーム部２０ｅは、格子状に配列された４つの開口２４Ａが形成されたレドーム上部２４ｅと、封止材２２を介してレドーム部２０の下側に接続されているレドーム下部２５ｅと、を備えている。レドーム上部２４ｅに形成された４つの開口２４Ａのそれぞれは、第１実施形態の開口２４Ａのように、４つのアンテナ基板１０により塞がれている。各アンテナ基板１０間は、図７に示されるように、封止材１４により封止されている。各アンテナ基板１０に埋設されているアンテナ素子１１は、電波ＲＷを放射する。各アンテナ基板１０から放射された複数の電波ＲＷは、合成されてアンテナ装置１００ｅの合成波ＲＷｅとして放射される。

【0043】

以上説明したように、第６実施形態のアンテナ装置１００ｅは、４つのアンテナ基板１０を備えている。図８に示されるように、レドーム上部２４には、格子状に配列された４つの開口２４Ａが形成されている。４つのアンテナ基板１０のそれぞれは、４つの開口２４Ａをそれぞれ塞ぐように、格子状に配列されている。第６実施形態では、複数のアンテナ基板１０から放射された電波ＲＷが合成されて合成波ＲＷｅとしてアンテナ装置１００ｅから放射される。そのため、アンテナ装置１００ｅは、強度がより高い合成波ＲＷｅを放射できる。
＜本実施形態の変形例＞
本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

【0044】

上記第１実施形態ないし第６実施形態では、開口２４Ａが形成されたレドーム部と、開口２４Ａを塞ぐように配置されたアンテナ基板と、を備えるアンテナ装置の一例について説明したが、アンテナ装置の構成および形状については種々変形可能である。レドーム部２０は、アンテナ基板の少なくとも一部を収容し、開口２４Ａが形成された範囲で変形可能である。例えば、レドーム部２０は、箱状の筐体ではなく、球状の筐体であってもよい。また、レドーム部２０のうちの開口２４Ａが形成されている部分は、平板形状ではなく曲面であってもよい。レドーム上部２４とレドーム下部２５とを分ける位置は変形可能である。レドーム上部２４とレドーム下部２５とは、封止材２２により接着された別部材ではなく、一体で形成されていてもよい。レドーム部２０を形成する材料は、ＰＣ以外でもよく、例えばＧＦＲＰ（Glass Fiber Reinforced Plastics：ガラス繊維強化プラスチック）、ＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastics：炭素繊維強化プラスチック）に代表されるＦＲＰや、ＰＶＣ（Poly Vinyl Chloride：ポリ塩化ビニル）、テフロン（登録商標）、ＰＴＦＥ（Poly Tetra Fluoro Ethylene）繊維等であってもよい。

【0045】

アンテナ基板１０は、セラミックにより形成され、アンテナ素子１１が埋設され、レドーム部２０の開口２４Ａを塞ぐように配置されている範囲で変形可能である。アンテナ基板１０は、アルミナ以外のセラミックで形成されていてもよく、例えば、窒化アルミ（ＡｌＮ）、ガラス、窒化珪素などで形成されていてもよい。アンテナ基板１０内でアンテナ素子１１が埋設される位置は、変形可能であり、例えば、第２実施形態のアンテナ装置１００ａ（図３）において基板下部１２に埋設されていてもよい。また、第３実施形態のアンテナ装置１００ｂ（図４）において、アンテナ素子１１は、基板下部１２ｂに埋設されていてもよい。アンテナ基板１０が開口２４Ａを塞ぐ形状についても変形可能である。例えば、第３実施形態のアンテナ基板１０ｂの基板下部１２ｂは、レドーム部２０内でＸＹ平面に沿って、開口２４Ａよりも大きい面積を有するように広がっていてもよい。

【0046】

第６実施形態のアンテナ装置１００ｅでは、４つのアンテナ基板１０が格子状に配列された４つ開口２４Ａのそれぞれを塞いでいたが、アンテナ装置１００ｅの構成については変形可能である。例えば、アンテナ装置１００ｅは、さらに、レドーム部２０ｅ内に４つのアンテナ基板１０とは異なるアンテナ基板を収容していてもよい。アンテナ装置１００ｅは、４つよりも多いアンテナ基板１０を備えていてもよいし、３つ以下のアンテナ基板１０を備えていてもよい。レドーム部２０ｅに形成された複数の開口２４Ａは、格子状以外の配列で形成されていてもよい。

【0047】

アンテナ装置１００が備えるＩＣ４０、シールド７０、プリント基板３０、受動部品３１、コネクタ６０、およびケーブル５０の構成部品については、周知技術の範囲で変形可能である。構成部品の変化に応じて、封止材２１，２２，５１およびボルト２３についても変形可能である。例えば、封止材の代わりに接着剤が用いられてもよい。第６実施形態のアンテナ装置１００ｅにおいて、封止材１４に応じて、４つの開口２４Ａを分けている十字形状であるレドーム上部２４ｅの一部がなくてもよい。この場合に、４つの開口２４Ａが１つの大きな開口となり、格子状に配列された４つの格子状に配列されたアンテナ基板１０と、アンテナ基板１０間を封止する封止材１４とが、アンテナ装置１００ｅの上面に露出する。

【0048】

上記第１実施形態ないし第６実施形態では、定義された直交座標系ＣＳにおけるＺ軸正方向側を上側としてアンテナ装置１００～１００ｅの各部が説明されているが、直交座標系ＣＳの設定と各部の位置関係についての呼び方は変形可能である。他の変形では、異なる座標系が設定されて、異なる位置関係の呼び方であってもよく、例えば上側と下側が入れ替わってもよい。

【0049】

以上、実施形態、変形例に基づき本態様について説明してきたが、上記した態様の実施の形態は、本態様の理解を容易にするためのものであり、本態様を限定するものではない。本態様は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本態様にはその等価物が含まれる。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することができる。

【符号の説明】

【0050】

１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ…アンテナ基板
１０Ｓ，１０Ｓａ，１０Ｓｂ，１０Ｓｄ…露出表面（電波放射面）
１１…アンテナ素子
１２，１２ａ，１２ｂ…基板下部
１３，１３ｂ，１３ｄ…基板上部
１４，２１，２１ｂ，２１ｃ，２２，５１…封止材
２０，２０ｅ…レドーム部
２３…ボルト
２４，２４ｅ…レドーム上部
２４Ａ…開口
２４Ｉ…レドーム上部の内側面
２４Ｏ…レドーム上部の外側面
２５，２５ｅ…レドーム下部
３０，３０ｅ…プリント基板
３１…受動部品
４０…ＩＣ
５０…ケーブル
６０…コネクタ
７０…シールド
１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄ，１００ｅ…アンテナ装置
ＣＳ…直交座標系
ＲＷ…電波
ＲＷｅ…合成波
ＳＰ１，ＳＰ２…空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】