特許 7567452 無線通信装置

(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】2024-10-07

(45)【発行日】2024-10-16

(54)【発明の名称】無線通信装置

(51)【国際特許分類】

   H01Q 1/48 20060101AFI20241008BHJP

   H01Q 1/24 20060101ALI20241008BHJP

   H01Q 13/08 20060101ALI20241008BHJP

【ＦＩ】

H01Q1/48

H01Q1/24 Z

H01Q13/08

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020213995

(22)【出願日】2020-12-23

(65)【公開番号】P2022099919

(43)【公開日】2022-07-05

【審査請求日】2023-10-12

(73)【特許権者】

【識別番号】000004695

【氏名又は名称】株式会社ＳＯＫＥＮ

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【氏名又は名称】矢作 和行

(74)【代理人】

【識別番号】100121991

【弁理士】

【氏名又は名称】野々部 泰平

(74)【代理人】

【識別番号】100145595

【弁理士】

【氏名又は名称】久保 貴則

(72)【発明者】

【氏名】角谷 祐次

(72)【発明者】

【氏名】池田 正和

(72)【発明者】

【氏名】三治 健一郎

(72)【発明者】

【氏名】宮下 智和

(72)【発明者】

【氏名】藤井 亮三

(72)【発明者】

【氏名】浦辺 賢志

(72)【発明者】

【氏名】内藤 博道

【審査官】佐藤 当秀

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０２０／１３５１７３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１８／１３５４００（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１７／１４１６９８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２００６／０２２０９６２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】実開平０６－０４１２１６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】国際公開第２０２０／１９５１０９（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｑ １／４８

Ｈ０１Ｑ １／２４

Ｈ０１Ｑ １３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の対象周波数の電波を送受信するための無線通信装置であって、
短手方向の長さがλ／２未満であって、且つ、長手方向の長さがλ／２以上に設定された矩形状の導体板である地板（１０）と、
前記地板の中心から長手方向に所定量ずれた位置に配置された０次共振アンテナ素子（ＡＮＴ）と、
前記０次共振アンテナ素子で送受信するための信号処理を行う回路モジュール（５０）と、を含み、
前記０次共振アンテナ素子と前記回路モジュールは前記地板の長手方向に並ぶように配置されており、
前記０次共振アンテナ素子は、
前記地板と所定の間隔をおいて設置された平板状の導体部材であって、給電線（５１）と電気的に接続する給電点（３１）が設けられている対向導体板（３０）と、
前記対向導体板の中央領域に設けられてあって、前記対向導体板と前記地板とを電気的に接続する短絡部（４０）と、を備え、
前記短絡部が備えるインダクタンスと、前記地板と前記対向導体板とが形成する静電容量とを用いて前記対象周波数で並列共振するように構成されており、
前記地板の長手方向の長さ（Ｌｇ）がＬｇ＝λ／４×Ｎ＋α（Ｎは自然数、λは対象周波数の波長、αは０．０２５λ以上０．２２５λ以下の所定値）を充足するように設定されている無線通信装置。

【請求項2】

所定の対象周波数の電波を送受信するための無線通信装置であって、
短手方向の長さがλ／２未満であって、且つ、長手方向の長さがλ／２以上に設定された矩形状の導体板である地板（１０）と、
前記地板の中心から長手方向に所定量ずれた位置に配置された０次共振アンテナ素子（ＡＮＴ）と、
前記０次共振アンテナ素子で送受信するための信号処理を行う回路モジュール（５０）と、を含み、
前記０次共振アンテナ素子と前記回路モジュールは前記地板の長手方向に並ぶように配置されており、
前記０次共振アンテナ素子は、
前記地板と所定の間隔をおいて設置された平板状の導体部材であって、給電線（５１）と電気的に接続する給電点（３１）が設けられている対向導体板（３０）と、
前記対向導体板の中央領域に設けられてあって、前記対向導体板と前記地板とを電気的に接続する短絡部（４０）と、を備え、
前記短絡部が備えるインダクタンスと、前記地板と前記対向導体板とが形成する静電容量とを用いて前記対象周波数で並列共振するように構成されており、
前記対向導体板は、前記地板の長手方向の端部のうち前記対向導体板に近いほうの端部であるアンテナ近傍端（１１）から、前記対向導体板までの距離である端部オフセット量が０．０７５λ（λは対象周波数の波長）以上に設定されている無線通信装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の無線通信装置であって、
前記対向導体板は、正方形又は円形であって、前記地板と同心となる位置から長手方向に所定量ずれた位置に設けられており、
前記給電点は、前記対向導体板において、前記地板の中心が存在する方向の縁部に設けられている無線通信装置。

【請求項4】

請求項１から３の何れか１項に記載の無線通信装置であって、
前記地板の長手方向の端部のうち前記対向導体板から遠い方の端部であるアンテナ遠方端（１２）には、前記地板の長手方向の端部のうち前記対向導体板に近いほうの端部であるアンテナ近傍端（１１）に向かって伸びる導体部材である折り返し部（９３）が設けられている無線通信装置。

【請求項5】

請求項１から３の何れか１項に記載の無線通信装置であって、
前記地板の長手方向の端部のうち前記対向導体板に近い方の端部であるアンテナ近傍端（１１）には、前記地板の長手方向の端部のうち前記対向導体板から遠いほうの端部であるアンテナ遠方端（１２）に向かって伸びる導体部材である折り返し部（９３）が設けられている無線通信装置。

【請求項6】

請求項１から５の何れか１項に記載の無線通信装置であって、
前記対向導体板の側方又は下側には、板状導体部材である付加導体（７１、７１Ａ）が前記対向導体板と所定の間隔をおいて、前記地板と平行となるように設けられてあって、
前記付加導体は導電性の部材である短絡ピン（７２、７２Ａ）で前記地板と電気的に接続されている無線通信装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、０次共振アンテナを用いた無線通信装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、グランド電位を提供するための平板状の金属導体（以降、地板）と、当該地板に対向するように配置されるとともに給電点が設けられた平板状の金属導体（以降、対向導体板）と、地板と対向導体板とを電気的に接続する短絡部と、を備えるアンテナ装置が開示されている。

【0003】

この種のアンテナでは、地板と対向導体板との間に形成される静電容量と、短絡部が備えるインダクタンスとによって、その静電容量とインダクタンスに応じた周波数において並列共振を生じさせる。地板と対向導体板との間に形成される静電容量は、対向導体板の面積に応じて定まる。

【0004】

上記構成におけるアンテナ装置は、対向導体板の面積を調整したり、地板と対向導体板との距離を調整したりすることで、当該アンテナ装置において送受信の対象とする周波数（以降、対象周波数）を所望の周波数とすることができる。

【0005】

以降では便宜上、地板と対向導体板との間に形成される静電容量と、短絡部が備えるインダクタンスとによって生じるＬＣ共振を利用したアンテナ装置のことを０次共振アンテナとも記載する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１８－６１１３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１では０次共振アンテナの構成が開示されているにすぎず、送受信回路や電源回路などといった回路モジュールとアンテナモジュールとを一体的に備えた、無線通信装置としての具体的な構成については検討されていない。

【0008】

本開示の開発者らは、車両への搭載性等を鑑み、無線通信装置として、地板としての導体パターンを矩形状に形成するとともに、対向導体板を含むアンテナ素子と回路モジュールとが地板の長手方向に並ぶように配置した構成を検討した。このような構成は、アンテナ素子の地板を回路グランドとしても利用可能なように、回路モジュールの下側まで拡張した構成に相当する。

【0009】

一般的に、地板は大きいほどアンテナとしての動作が安定する。そのため、上記検討構成によればアンテナとしての動作の安定性は維持されることが期待できる。しかしながら、上記開発者らが上記検討構成の作動を検証したところ、地板の寸法及び地板に対する対向導体板の位置が特定の条件を満たす場合には、対象周波数付近の周波数で地板自体が共振してしまい、通信ケーブルへの漏洩電流が増大することがあるといった知見を得た。

【0010】

本開示は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、０次共振アンテナを用いた構成において、通信ケーブルへの漏洩電流を抑制可能な無線通信装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

その目的を達成するための第１の無線通信装置は、所定の対象周波数の電波を送受信するための無線通信装置であって、短手方向の長さがλ／２未満であって、且つ、長手方向の長さがλ／２以上に設定された矩形状の導体板である地板（１０）と、地板の中心から長手方向に所定量ずれた位置に配置された０次共振アンテナ素子（ＡＮＴ）と、０次共振アンテナ素子で送受信するための信号処理を行う回路モジュール（５０）と、を含み、０次共振アンテナ素子と回路モジュールは地板の長手方向に並ぶように配置されており、０次共振アンテナ素子は、地板と所定の間隔をおいて設置された平板状の導体部材であって、給電線（５１）と電気的に接続する給電点（３１）が設けられている対向導体板（３０）と、対向導体板の中央領域に設けられてあって、対向導体板と地板とを電気的に接続する短絡部（４０）と、を備え、短絡部が備えるインダクタンスと、地板と対向導体板とが形成する静電容量とを用いて対象周波数で並列共振するように構成されており、地板の長手方向の長さ（Ｌｇ）がＬｇ＝λ／４×Ｎ＋α（Ｎは自然数、λは対象周波数の波長、αは０．０２５λ以上０．２２５λ以下の所定値）を充足するように設定されている。

【0012】

上記構成は地板の長手方向の長さがλ／４の整数倍となる場合には、上記漏洩電流が顕著となる傾向が見られるといった知見に基づくものである。上記の構成によれば、地板の長さがモノポールアンテナとして動作する条件であるλ／４の整数倍から所定量ずれることとなり、地板が共振しなくなる。よって、地板に励起される電流も抑制されることとなり、通信ケーブルへの漏洩電流を抑制することが可能となる。

【0013】

また、上記目的を達成するための第２の無線通信装置は、所定の対象周波数の電波を送受信するための無線通信装置であって、短手方向の長さがλ／２未満であって、且つ、長手方向の長さがλ／２以上に設定された矩形状の導体板である地板（１０）と、地板の中心から長手方向に所定量ずれた位置に配置された０次共振アンテナ素子（ＡＮＴ）と、０次共振アンテナ素子で送受信するための信号処理を行う回路モジュール（５０）と、を含み、０次共振アンテナ素子と回路モジュールは地板の長手方向に並ぶように配置されており、０次共振アンテナ素子は、地板と所定の間隔をおいて設置された平板状の導体部材であって、給電線（５１）と電気的に接続する給電点（３１）が設けられている対向導体板（３０）と、対向導体板の中央領域に設けられてあって、対向導体板と地板とを電気的に接続する短絡部（４０）と、を備え、短絡部が備えるインダクタンスと、地板と対向導体板とが形成する静電容量とを用いて対象周波数で並列共振するように構成されており、対向導体板は、地板の長手方向の端部のうち対向導体板に近いほうの端部であるアンテナ近傍端（１１）から、対向導体板までの距離である端部オフセット量が０．０７５λ（λは対象周波数の波長）以上に設定されている。

【0014】

上記構成は、矩形状の地板の中心からずれた位置に０次共振アンテナを設けた構成において、端部オフセット量が０．０７５λ以上に設定した場合には、地板に励起する電流を抑制できるといった知見に基づくものである。上記の構成によれば、地板に励起される電流も抑制されることとなり、通信ケーブルへの漏洩電流を抑制することが可能となる。

【0015】

なお、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本開示の技術的範囲を限定するものではない。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】無線通信装置１の外観斜視図である。

【図2】図１に示すＩＩ－ＩＩ線での断面を概念的に示す図である。

【図3】無線通信装置１の平面図である。

【図4】地板１０が励振する条件を説明するための図である。

【図5】地板共振時の電流分布を説明するための図である。

【図6】比較構成におけるＬＣ並列共振時の電流分布をシミュレーションした結果を示す図である。

【図7】提案構成におけるＬＣ並列共振時の電流分布をシミュレーションした結果を示す図である。

【図8】比較構成と提案構成の周波数ごとの反射特性を示す図である。

【図9】車両への搭載例を示す図である。

【図10】コネクタ６０の設置位置の変形例を示す図である。

【図11】コネクタ６０の設置位置の変形例を示す図である。

【図12】対向導体板３０の形状の変形例を示す図である。

【図13】給電点３１の形成位置の変形例を示す図である。

【図14】対向導体板３０の近傍に付加導体７１を設けた構成を示す図である。

【図15】対向導体板３０の近傍に内部付加導体７１Ａを設けた構成を示す図である。

【図16】アンテナ近傍端１１に折り返し部７３を設けた構成を示す図である。

【図17】アンテナ遠方端１２に折り返し部７３を設けた構成を示す図である。

【図18】折り返し部７３を支持部２０の内部に形成した構成を示す図である。

【図19】ケース８０を備える無線通信装置１の全体構成の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

＜第１実施形態＞
以下、本開示の第１実施形態について図を用いて説明する。なお、以降において同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。また、構成の一部のみに言及している場合、他の部分については先に説明した実施形態の構成を適用することができる。

【0018】

図１は、本実施形態に係る無線通信装置１の概略的な構成の一例を示す外観斜視図である。図２は、図１に示すＩＩ－ＩＩ線における無線通信装置１の断面図である。無線通信装置１は、例えば、車両などの移動体に搭載されて用いられる。

【0019】

この無線通信装置１は、所定の対象周波数Ｆｔの電波を送受信するように構成されている。もちろん、他の態様として無線通信装置１は、送信と受信の何れか一方のみに利用されても良い。電波の送受信には可逆性があるため、或る周波数の電波を送信可能な構成は、当該周波数の電波を受信可能な構成でもある。

【0020】

対象周波数Ｆｔは、ここでは一例として２．４５ＧＨｚとする。もちろん、対象周波数Ｆｔは適宜設計されれば良く、他の態様として例えば３００ＭＨｚや、７６０ＭＨｚ、８５０ＭＨｚ、９００ＭＨｚ、１．１７ＧＨｚ、１．２８ＧＨｚ、１．５５ＧＨｚ、５．９ＧＨｚ等としてもよい。無線通信装置１は、対象周波数Ｆｔだけでなく、対象周波数Ｆｔを基準として定まる所定範囲内の周波数の電波もまた送受信可能である。例えば無線通信装置１は、２４００ＭＨｚから２５００ＭＨｚまでの帯域（以降、２．４ＧＨｚ帯）に属する周波数を送受信可能に構成されている。

【0021】

つまり、無線通信装置１は、Bluetooth（登録商標） Low Energyや、Wi-Fi（登録商標）、ZigBee（登録商標）等といった、近距離無線通信で使用される周波数帯の電波を送受信可能に構成されている。換言すれば、無線通信装置１は、国際電気通信連合によって規定されている、産業、科学、医療分野で汎用的に使うために割り当てられた周波数の帯域（いわゆるＩＳＭバンド）の電波を送受信可能に構成されている。

【0022】

以降における「λ」は、対象周波数Ｆｔの電波の波長（以降、対象波長とも記載）を表す。例えば「λ／２」及び「０．５λ」は対象波長の半分の長さを指し、「λ／４」及び「０．２５λ」は対象波長の４分の１の長さを指す。なお、真空中及び空気中における２．４ＧＨｚの電波の波長（つまりλ）は１２５ｍｍである。無線通信装置１を構成する部材の寸法の例示において、λを用いた表現は、電気的な長さと解する事ができる。ここでの電気的な長さとは、フリンジング電界や、誘電体による波長短縮効果などを考慮した、実効的な長さである。電気的な長さは実効長と呼ばれることもある。もちろん、波長の短縮効果等を受けない部分については、λは真空中あるいは空気中の長さと解することができる。

【0023】

無線通信装置１は、例えば通信ケーブル６１を介して、車両に搭載されている通信用のＥＣＵ（Electronic Control Unit）と接続されており、無線通信装置１が受信した信号は通信用ＥＣＵに逐次出力される。また、無線通信装置１は通信用ＥＣＵから入力される電気信号を電波に変換して空間に放射する。通信用ＥＣＵは、無線通信装置１が受信した信号を利用するとともに、当該無線通信装置１に対して送信信号に応じたベースバンド信号を入力するものである。無線通信装置１が接続される通信用ＥＣＵは、例えば、スマートエントリーシステムを提供するスマートＥＣＵとすることができる。スマートＥＣＵはスマートフォンから発せられる信号の受信状況に基づいて車両の施開錠等といった制御を実行するＥＣＵである。

【0024】

ここでは一例として無線通信装置１と通信用ＥＣＵとを接続する通信ケーブル６１として、ＡＶ線が用いられる場合を想定して説明する。ＡＶ線は、自動車用低圧電線であって、軟銅より線を例えば塩化ビニルなどの絶縁材料で被覆することによって実現されている。ＡＶ線の「Ａ」は自動車用低圧電線を指し、「Ｖ」はビニルを指す。無線通信装置１に接続するＡＶ線としては、接地電位を提供するためのＡＶ線である接地用ケーブルと、信号が流れるＡＶ線である信号用ケーブルとがある。なお、無線通信装置１と通信用ＥＣＵとの接続ケーブルとしては、自動車用薄肉低圧電線（ＡＶＳＳケーブル）や、自動車用圧縮導体超薄肉塩化ビニル絶縁低圧電線（ＣＩＶＵＳケーブル）なども採用可能である。ＡＶＳＳの「ＳＳ」は極薄肉型を指す。ＣＩＶＵＳの「Ｃ」は圧縮導体型、「Ｉ」はＩＳＯ規格、「Ｖ」はビニル、「ＵＳ」は超極薄肉型を指す。もちろん、無線通信装置１と通信用ＥＣＵとを接続する通信ケーブル６１としては同軸ケーブルやフィーダ線などを用いることができる。

【0025】

以下、無線通信装置１の具体的な構成について述べる。図１に示すように無線通信装置１は、地板１０、支持部２０、対向導体板３０、短絡部４０、制御回路５０、及びコネクタ６０を備える。支持部２０は別途後述するように板状の部材であって、一方の面には地板１０が形成されている。また、支持部２０の他方の面には、対向導体板３０と制御回路５０とが設けられている。

【0026】

便宜上以降では、地板１０に対して対向導体板３０が設けられている側を、無線通信装置１にとっての上側として各部の説明を行う。つまり、地板１０から対向導体板３０に向かう方向が無線通信装置１にとっての上方向に相当する。また、対向導体板３０から地板１０に向かう方向が無線通信装置１にとっての下方向に相当する。以降では、支持部２０において対向導体板３０が配置されている側の面のことを、アンテナ形成面２０Ａとも記載する。

【0027】

地板１０は、銅などの導体を素材とする板状の導体部材である。地板１０は、支持部２０の下側面に沿って設けられている。ここでの板状には金属箔のような薄膜状も含まれる。つまり、地板１０はプリント配線板等の樹脂製の板の表面に電気メッキ等によってパターン形成されたものでもよい。また、地板１０は、複数の導体層及び絶縁層を含む多層基板の内部に配置された導体層（いわゆる内層）を用いて実現されていても良い。この地板１０は、通信ケーブル６１と電気的に接続されて、無線通信装置１におけるグランド電位（換言すれば接地電位）を提供する。地板１０は、後述する制御回路５０にとってのグランド電位を提供する。故に、地板１０は回路グランド部と呼ぶこともできる。地板１０がグランド部に相当する。

【0028】

地板１０は、長方形状に形成されている。地板１０の短辺の長さは、例えば、電気的に０．２λに相当する値に設定されている。また、地板１０の長辺の長さは、０．７５λに設定されている。当該構成は、短手方向の長さが０．５λ（特に０．２５λ）よりも短く、かつ、長手方向の長さは短手方向の２倍以上に設定されている長方形状の地板１０に相当する。なお、地板１０の長手方向の長さは、短手方向よりも長ければよく、０．６λや、０．８λ、１．０λ、１．５λなどであってもよい。地板１０の短辺と長辺の長さの比は、概ね１：２、１：３、１：４、２：３、２：５などとすることができる。

【0029】

図１等の種々の図に示すＸ軸は地板１０の長手方向を、Ｙ軸は地板１０の短手方向を、Ｚ軸は上下方向をそれぞれ表している。Ｙ軸方向が所定方向に相当する。これらＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸を備える３次元座標系は、無線通信装置１の構成を説明するための概念である。

【0030】

なお、地板１０は、少なくとも対向導体板３０よりも大きければよい。地板１０の寸法は適宜変更可能である。また、地板１０を上側から見た形状（以降、平面形状）は適宜変更可能である。図面では一例として地板１０の四隅が直角に形成されている態様を示しているが、地板１０の角部は丸められていても良い。また、地板１０の縁部は、部分的に又は全体的にミアンダ形状に形成されていても良い。矩形状には、その縁部に微小な凹凸が設けられている形状も含まれる。また、地板１０にはスリットが設けられていても良い。地板１０の縁部に設けられた凹凸や、地板１０の縁部から離れた位置に形成されているスリットは、アンテナ動作に影響を与えない限りにおいては、地板１０の外観形状を定義する上で無視することができる。ここでの微小な凹凸とは数ｍｍ程度の凹凸を指す。

【0031】

支持部２０は、地板１０と対向導体板３０とを、所定の間隔をおいて互いに対向配置するための板状部材である。支持部２０は矩形平板状であり、支持部２０の大きさは上面視において地板１０とほぼ同じ大きさである。支持部２０は、所定の比誘電率を有する誘電体を用いて実現されている。ここでは一例として支持部２０は比誘電率２．３のポリテトラフロオロエチレン（ＰＴＦＥ）を用いて実現でされている。なお、支持部２０が比誘電率２．３の誘電体を用いて形成されている場合、支持部２０内部等でのλは、誘電体の波長短縮効果によって約８２ｍｍとなる。もちろん、支持部２０の材料としては多様な樹脂材料、あるいはセラミックなどを採用可能である。例えば支持部２０の材料は、比誘電率４．３～４．９程度のガラスエポキシ樹脂（換言すれば、ＦＲ４：Flame Retardant Type 4）であってもよい。また、支持部２０は複数種類の樹脂部材が組み合わさった構成を有していても良い。

【0032】

本実施形態では一例として支持部２０の厚さＨは、例えば１．５ｍｍに形成されている。支持部２０の厚さＨは、地板１０と対向導体板３０との間隔に相当する。支持部２０の厚さＨを調整することで、対向導体板３０と地板１０との間隔を調整することができる。支持部２０の厚さＨの具体的な値はシミュレーションや試験によって適宜決定されれば良い。もちろん、支持部２０の厚さＨは、１．０ｍｍや、２．０ｍｍ、３．０ｍｍなどであってもよい。

【0033】

なお、支持部２０は前述の役割を果たせればよく、支持部２０の形状は適宜変更可能である。対向導体板３０を地板１０に対向配置するための構成は、複数の柱であってもよい。また、本実施形態において地板１０と対向導体板３０の間は、支持部２０としての樹脂が充填された構成を採用するが、これに限らない。地板１０と対向導体板３０の間は、中空や真空となっていてもよい。支持部２０としては、ハニカム構造などを採用することもできる。さらに、以上で例示した構造が組み合わさっていてもよい。無線通信装置１がプリント配線板を用いて実現される場合には、プリント配線板が備える複数の導体層を、地板１０や、対向導体板３０として利用するとともに、導体層を隔てる樹脂層を支持部２０として利用してもよい。

【0034】

支持部２０の厚さＨは、後述するように短絡部４０の長さに対応する。換言すれば、支持部２０の厚さＨは、短絡部４０が提供するインダクタンスを調整するパラメータとして機能する。加えて厚さＨは、地板１０と対向導体板３０とが対向することによって形成する静電容量を調整するパラメータとしても機能する。

【0035】

アンテナ形成面２０Ａには、対向導体板３０に加えて、制御回路５０が形成されている。制御回路５０は、対向導体板３０から見てＸ軸正方向に位置する領域に配置されている。制御回路５０は、例えば送受信回路と電源回路とを含む。送受信回路は、信号の送信、及び、信号の受信の少なくとも何れか一方に係る信号処理を実施する回路モジュールである。送受信回路は、変調、復調、周波数変換、増幅、デジタルアナログ変換、及び検波の少なくとも何れか１つを実施する。制御回路５０は、ＩＣや、アナログ回路素子、コネクタなど、多様な部品の電気的集合体である。制御回路５０が回路モジュールに相当する。

【0036】

制御回路５０は、給電線路５１としてのマイクロストリップ線路で対向導体板３０と接続されている。また、制御回路５０は、ビアまたは短絡ピン等を介して地板１０とも接続されている。制御回路５０は、コネクタ６０を介して、信号用ケーブルとしてのＡＶ線とも電気的に接続されている。つまり、制御回路５０は信号用ケーブルを介して通信用ＥＣＵと接続されている。コネクタ６０は、信号用ケーブルや接地用ケーブルと無線通信装置１とを電気的に接続するための構成である。コネクタ６０は、例えば、地板１０のＸ軸正方向の端部に配置されている。なお、コネクタ６０の設置位置は適宜変更可能であって、地板１０の短辺沿いであってもよいし、長辺沿いであってもよい。

【0037】

対向導体板３０は、銅などの導体を素材とする板状の導体部材である。ここでの板状には、前述の通り、銅箔などの薄膜状も含まれる。対向導体板３０は、支持部２０を介し、地板１０と対向するように配置されている。対向導体板３０もまた地板１０と同様にプリント配線板等の、樹脂製の板の表面にパターン形成されたものでもよい。また、ここでの「平行」とは完全な平行状態に限らない。数度から３０度程度傾いていても良い。つまり概ね平行である状態（いわゆる略平行な状態）を含みうる。本開示における「垂直」という表現についても、完全に垂直な状態に限らず、数度～３０度程度傾いている態様も含まれる。

【0038】

対向導体板３０と地板１０とは、互いに対向配置されることで、対向導体板３０の面積や、対向導体板３０と地板１０との間隔に応じた静電容量を形成する。対向導体板３０は、短絡部４０が備えるインダクタンスと対象周波数Ｆｔにおいて並列共振する静電容量を形成する大きさに形成されている。対向導体板３０の面積は、所望の静電容量を提供するように適宜設計されればよい。所望の静電容量とは、短絡部４０のインダクタンスとの協働により対象周波数Ｆｔで動作する静電容量である。なお、短絡部４０が備えるインダクタンスをＬ、対向導体板３０が地板１０との間に形成する静電容量をＣとすると、Ｆｔ＝１／｛２π√（ＬＣ）｝の関係が成り立つ。当業者であれば、当該関係式をもとに、適正な対向導体板３０の面積を決定することは可能である。

【0039】

例えば対向導体板３０は、一辺が電気的に１２ｍｍｍの正方形状に形成されている。もちろん、対向導体板３０の一辺の長さは適宜変更可能であり、１４ｍｍや、１５ｍｍ、２０ｍｍ、２５ｍｍなどであっても良い。対向導体板３０の平面形状は、円形や、正八角形、正六角形などであってもよい。また、対向導体板３０は、長方形状や長楕円形などであってもよい。なお、支持部２０の波長短縮効果によって支持部２０の内部及び対向導体板３０の表面でのλは８２ｍｍ程度となる。そのため、支持部２０内を伝搬する電界にとって１２ｍｍという値は、電気的に０．１３λに相当する。

【0040】

対向導体板３０には給電点３１が形成されている。給電点３１は給電線路５１と対向導体板３０とが電気的に接続される部分である。ここでは一例として対向導体板３０が備える縁部のうち、制御回路５０が存在する方の縁部の中央に給電点３１が形成されている。このような構成は、もっとも制御回路５０から近い縁部において、対向導体板３０の中心を通りかつＸ軸に平行な直線上となる位置に給電点３１を設けた構成に相当する。なお、給電点３１は、任意の位置に配置可能である。給電線路５１とのインピーダンスの整合が取れる位置に設けられればよい。換言すれば給電点３１は、リターンロスが所定の許容レベルとなる位置に設けられればよい。給電点３１は、例えば対向導体板３０の縁部や中央領域など、任意の位置に配置されてもよい。また、給電点３１は、Ｘ軸に平行な縁部に設けられていても良い。

【0041】

対向導体板３０への給電方式としては、直結給電方式や電磁結合方式など多様な方式を採用可能である。直結給電方式は、給電線路５１と対向導体板３０とが直接接続される方式を指す。電磁結合方式は、給電用のマイクロストリップ線路等と対向導体板３０との電磁結合を利用した給電方式を指す。

【0042】

短絡部４０は、地板１０と対向導体板３０とを電気的に接続する導電性の部材である。短絡部４０は、導電性のピン（以降、ショートピン）を用いて実現されれば良い。短絡部４０としてのショートピンの径や長さを調整することによって、短絡部４０が備えるインダクタンスを調整することができる。短絡部４０の長さ、換言すれば、支持部２０の厚さＨは、アンテナの高さを抑制するために０．０５λ以下に設定されていることが好ましい。ここでは一例として短絡部４０の長さは０．０１λに設定されているものとする。

【0043】

なお、短絡部４０は、一端が地板１０と電気的に接続され、他端が対向導体板３０と電気的に接続された線状の部材であればよい。無線通信装置１がプリント配線板を基材として用いて実現される場合には、プリント配線板に設けられたビアを短絡部４０として利用することができる。

【0044】

短絡部４０は、例えば対向導体板３０の中心（以降、導体板中心）に位置するように設けられている。故に、対向導体板３０における短絡部４０との接続点から給電点３１までの距離Ｌａは、対向導体板３０の一辺の長さをＬｐとした場合、Ｌｐ／２となる。なお、短絡部４０の形成位置は、厳密に導体板中心と一致している必要はない。短絡部４０は導体板中心から数ｍｍ程度ずれていてもよい。短絡部４０は、対向導体板３０の中央領域に形成されていれば良い。対向導体板３０の中央領域とは、導体板中心から縁部までを１：５に内分する点を結ぶ線よりも内側の領域を指す。中央領域は、別の観点によれば、対向導体板３０を６分の１程度に相似縮小した同心図形が重なる領域に相当する。

【0045】

＜地板１０に対する対向導体板３０の位置について＞
対向導体板３０は、図３に示すように、或る１組の対辺がＸ軸と平行となり、かつ、他の組の対辺がＹ軸に平行となる姿勢で地板１０と対向配置されている。例えば、対向導体板３０は、その中心が地板１０の中心から所定の中心オフセット量ＤｃだけＸ軸負方向にずれた位置に配置されている。中心オフセット量Ｄｃは例えば、０．１２５λ、０．２５λ、０．５λなどとすることができる。

【0046】

図３のＬｐは対向導体板３０の一辺の長さ、換言すればＸ軸方向の長さを表している。Ｄｅは上面視におけるアンテナ近傍端１１から対向導体板３０のＸ軸負方向側の端部までの距離である、端部オフセット量を示している。

【0047】

中心オフセット量Ｄｃは、上面視において対向導体板３０が地板１０の外側にはみ出さない範囲において適宜変更可能である。対向導体板３０は、少なくとも全領域（換言すれば全面）が地板１０と対向するように配置されている。中心オフセット量Ｄｃは、地板１０の中心と対向導体板３０の中心のずれ量に相当する。中心オフセット量Ｄｃは、後述するように、端部オフセット量Ｄｅが０．０７５λ以上となるように設定されていることが好ましい。なお、他の態様として対向導体板３０は、地板１０のＸ軸負方向（紙面左端）の端部に沿うように配置されていても良い。

【0048】

以降では便宜上、地板１０の長手方向の２つの端部のうち、Ｘ軸負方向側の端部をアンテナ近傍端１１と称する。アンテナ近傍端１１は、地板１０が備える長手方向端部のうち、相対的に対向導体板３０に近い方の端部に相当する。また、地板１０の長手方向の２つの端部のうち、アンテナ近傍端１１とは反対側の端部のことをアンテナ遠方端１２とも称する。アンテナ遠方端１２は、地板１０が備える長手方向端部のうち、相対的に対向導体板３０から遠い方の端部に相当する。

【0049】

なお、図３では地板１０と対向導体板３０の位置関係を明示するために、支持部２０及び制御回路５０等は透過させている。つまり図示を省略している。図３に示す一点鎖線Ｌｘ１は、地板１０の中心を通ってＸ軸に平行な直線を表しており、一点鎖線Ｌｙ１は、地板１０の中心を通ってＹ軸に平行な直線を表している。二点鎖線Ｌｙ２は、対向導体板３０の中心を通ってＹ軸に平行な直線を表す。直線Ｌｘ１は、別の観点によれば、地板１０や対向導体板３０にとっての対称軸に相当する。直線Ｌｙ１は地板１０にとっての対称軸に相当する。直線Ｌｙ２は対向導体板３０にとっての対称軸に相当する。一点鎖線Ｌｘ１は、対向導体板３０の中心も通る。つまり、一点鎖線Ｌｘ１は、Ｘ軸に平行な直線であって地板１０と対向導体板３０の中心を通る直線に相当する。直線Ｌｘ１と直線Ｌｙ１との交点が地板中心に相当し、直線Ｌｘ１と直線Ｌｙ２の交点が対向導体板３０の中心（以降、導体板中心）に相当する。導体板中心は、対向導体板３０の重心に相当する。本実施形態では対向導体板３０が正方形状であるため、導体板中心とは、対向導体板３０の２つの対角線の交点に相当する。なお、地板１０と対向導体板３０とが同心となる配置態様とは、上面視において対向導体板３０の中心と地板１０の中心とが重なる配置態様に相当する。

【0050】

＜無線通信装置１の動作原理について＞
ここでは無線通信装置１の動作を説明する。無線通信装置１は、対向導体板３０はその中央領域に設けられた短絡部４０で地板１０に短絡されており、かつ、対向導体板３０の面積は、短絡部４０が備えるインダクタンスと対象周波数Ｆｔにおいて並列共振する静電容量を形成する面積となっている。

【0051】

このため、制御回路５０から高周波信号が入力されると、インダクタンスと静電容量との間のエネルギー交換によってＬＣ並列共振が生じ、地板１０と対向導体板３０との間には、地板１０および対向導体板３０に対して垂直な電界が発生する。この垂直電界は、短絡部４０から対向導体板３０の縁部に向かって伝搬していき、対向導体板３０の縁部において、垂直電界は地板１０に垂直な偏波面を持つ直線偏波（以降、地板垂直偏波）になって空間を伝搬していく。つまり、短絡部４０及び対向導体板３０を含む構成が、０次共振アンテナ素子ＡＮＴとして機能する。なお、ここでの地板垂直偏波とは、電界の振動方向が地板１０や対向導体板３０に対して垂直な電波を指す。

【0052】

このような無線通信装置１は、対象周波数Ｆｔにおいてアンテナ水平方向に指向性を有する。故に、地板１０が水平となるように配置されている場合、無線通信装置１は水平方向にメインビームを備えるアンテナとして機能する。ここでのアンテナ水平方向とは、対向導体板３０の中心からその縁部に向かう方向を指す。アンテナ水平方向は、別の観点によれば、短絡部４０に直交する方向を指す。アンテナ水平方向は、無線通信装置１にとっての横方向（換言すれば側方）に相当する。

【0053】

なお、無線通信装置１が電波を送信（放射）する際の作動と、電波を受信する際の作動は、互いに可逆性を有する。つまり上記無線通信装置１によれば、アンテナ水平方向から到来する地板垂直偏波を受信できる。

【0054】

＜地板１０が副次的に共振する条件について＞
ここでは、０次共振アンテナ素子ＡＮＴの励振に付随して地板１０が副次的に共振する条件について、図４、図５を説明する。図４～図５は、図３の直線Ｌｘ１を通るＸＺ平面に平行な断面における地板１０、対向導体板３０、及び短絡部４０の位置関係を概念的に示した図である。図４に示すＬａは、給電点３１から短絡部４０までの距離を表しており、Ｈは支持部２０の高さ、換言すれば厚さを表している。地板長Ｌｇや、端部オフセット量Ｄｅは前述の通りである。なお、本開示におけるＬａは、Ｌｐ／２に相当する。また、Ｄｅ＝Ｌｇ／２－Ｄｃ－Ｌｐ／２の関係を有する。図４～図５において、支持部２０の厚さＨは誇張して大きく示している。Ｈは、Ｌｇに比べて無視できるほど十分に小さい値である。

【0055】

前述の通り、本開示における対向導体板３０及び短絡部４０を含む構成は、給電点３１から入力された高周波信号によって０次共振アンテナとして動作する。その際、給電点３１から入力された電流は、図５に示すように短絡部４０を通って地板１０に流れる。シミュレーションによれば、ＬＣ並列共振によって地板１０に流れる電流は、短絡部４０から地板１０の各方面の縁部に向かって流れることが確認されている。また、対向導体板３０から短絡部４０を通って地板１０に流れ込んだ電流は、主として、短絡部４０から地板１０の長手方向の両側に流れる。つまり、地板１０に流れる電流は、短絡部４０からアンテナ近傍端１１及びアンテナ遠方端１２のそれぞれに向かって流れうる。

【0056】

ここで、地板長Ｌｇが、仮にλ／４×Ｎ（Ｎ：整数）となっている場合、地板１０が励振し、不要電波を放射したり、漏洩電流を増大させたりしてしまう。便宜上、地板１０に流れる電流に由来する共振のことを地板共振とも称する。つまり、Ｌｇ＝λ／４×Ｎの関係を充足する場合、地板共振が生じてしまう。

【0057】

また逆説的に、Ｌｇ＝λ／４×Ｎの関係を充足しないように地板長Ｌｇを設定すれば、地板共振による漏洩電流を抑制することができる。例えば、地板長Ｌｇを次の関係式で表現される非共振条件を充足する値に設定することにより、通信ケーブル６１への漏洩電流を抑制可能となる。

【0058】

Ｌｇ＝λ／４×Ｎ＋α（０．０２５λ≦α≦０．２２５λ）
なお、αの範囲は、給電点３１からアンテナ遠方端までの電流分布を共振分布から崩すためのパラメータである。αが小さすぎると、共振を崩すことができない。αの具体的な値の範囲はシミュレーションによって特定されたものである。例えばαは、０．０５λや０．１λ、０．１２５λ、０．１５λ、０．２λとすることができる。αは予め設定された値とすることができる。Ｎは、地板長Ｌｇを基準として、λ／４×（Ｎ－１）≦Ｌｇ≦λ／４×Ｎを充足する値に設定されうる。以上を踏まえ、本開示の地板長Ｌｇは、λ／４×Ｎ＋αを充足する値に設定されているものとする。

【0059】

＜本開示の効果について＞
ここでは、本開示にかかる構成である提案構成の効果について、比較構成を用いて説明する。なお、ここでの比較構成及び提案構成の詳細は次の通りである。比較構成は、正方形状の対向導体板３０を備え、地板長Ｌｇが８２ｍｍに設定されている。各種導体表面でのλは支持部２０での波長短縮効果によって８２ｍｍであるため、比較構成の地板長Ｌｇは、λ／４×４＝１λと概ね一致する。つまり、比較構成は地板共振条件を充足する構成に相当する。なお、地板長Ｌｇがλ／４×Ｎを充足する長さから０．０２λ程度異なる場合も地板共振条件を充足する場合に含めることができる。換言すれば、上述したαは、地板共振を生じさせないための設計上の尤度に相当する。

【0060】

一方、提案構成は、地板長Ｌｇが９０ｍｍに設定されている。また、端部オフセット量Ｄｅが８ｍｍに設定されている。つまり、提案構成における地板長Ｌｇは、共振条件を充足する８２ｍｍから８ｍｍ程度ずれた値に設定されている。提案構成は、非共振条件を充足するように地板長Ｌｇを設定した構成に相当する。

【0061】

図６及び図７は、非共振条件を充足しているか否かによる地板１０に流れる電流の分布を解析した結果を示す図である。具体的には図６は比較構成における電流分布を示しており、図７は、提案構成における電流分布を示している。

【0062】

図６に示すように比較構成においては、アンテナ遠方端１２までλ／４毎に腹と節が交互に生じるように電流が分布しており、共振が生じていることがわかる。なお、アンテナ遠方端１２が共振電流の節となるように共振電流は分布しうる。一方、提案構成では図７に示すように、地板１０において電流が流れる範囲は０次共振にかかる領域、すなわち対向導体板３０と対向する部分に概ね限定されており、地板共振が生じていないことがわかる。また、比較構成における地板１０の表面電流の平均値が２２．０ｄＢＡ／ｍであるのに対し、提案構成における地板１０の表面電流の平均値は－１．８ｄＢＡ／ｍであった。つまり、提案構成によれば地板１０の表面電流の平均値を２３．８ｄＢ程度低減可能となる。

【0063】

また、図８は、比較構成と提案構成におけるＳパラメータ（反射特性）をシミュレーションした結果を示したものである。図８の反射特性のシミュレーション結果が示すように、比較構成では、対象周波数である２．４ＧＨｚ付近でのＬＣ共振（換言すれば０次共振）のほかに、２．７ＧＨｚ付近で共振が生じることがわかる。２．７ＧＨｚ付近での共振は地板共振に対応するものである。これに対し、提案構成では、対象周波数の近傍領域において地板共振の発生を示唆する反射特性は観測されなかった。提案構成によれば対象周波数の近傍領域で地板共振が生じる恐れを低減できる。また、その結果として通信ケーブル６１への漏洩電流を抑制することができる。なお、ここでの対象周波数の近傍領域とは、例えば対象周波数から±０．４ＧＨｚ以内となる範囲を指す。

【0064】

なお、通信ケーブル６１への漏洩電流を抑制するための他の構成としては、通信ケーブル６１との接続箇所にローパスフィルタやハイパスフィルタ等の回路素子を設ける構成も考えられる。しかしながら当該想定構成では、フィルタ回路として機能する素子又はパターンを設ける分だけ、コストが増大してしまう。そのような課題に対し、本開示の構成によればコストの増大を抑制しつつ、通信ケーブル６１への漏洩電流を抑制できるといった利点を有する。

【0065】

＜無線通信装置１の車両への取り付け例について＞
上述した無線通信装置１は、例えば図９に示すように、車両が備えるＢピラー９１の車室外側の面に、無線通信装置１にとっての上方向が車室外方向となる姿勢で取り付けて使用されうる。具体的には、地板１０がＢピラー９１の外側面と対向し、且つ、Ｘ軸方向がＢピラー９１の長手方向（換言すれば車両高さ方向）に沿う姿勢で取り付けられる。なお、無線通信装置１はドアパネル内部において、Ｂピラー９１と重なる部分に上記の姿勢にて取り付けられていても良い。

【0066】

以上の取り付け姿勢によれば、無線通信装置１にとっての上方向であるＺ軸正方向が、車幅方向に略一致し、アンテナ水平方向は、車両側面部に沿う（換言すれば平行な）方向となる。当該取り付け姿勢によれば、車両側面部に沿うように通信エリアを形成する事ができる。

【0067】

なお、無線通信装置１の取付位置及び取付姿勢は上記の例に限定されない。無線通信装置１は、Ａピラー９２やＣピラーの車室外側の面、ロッカー部（換言すればサイドシル）９４、アウタードアハンドル９５の内部／付近など、車両外面部の任意の位置に取り付けることができる。例えば、無線通信装置１は、アウタードアハンドル９５の内部に、Ｘ軸方向がハンドルの長手方向に沿い、かつ、Ｙ軸が車両高さ方向に沿う姿勢で収容されていても良い。また、無線通信装置１はルーフ部９３に搭載されても良い。

【0068】

以上、本開示の実施形態を説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されるものではなく、以降で述べる種々の補足や変形例も本開示の技術的範囲に含まれる。さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。例えば下記の種々の変形例は、技術的な矛盾が生じない範囲において適宜組み合わせて実施することができる。

【0069】

＜コネクタ６０の取り付け位置についての補足＞
以上ではコネクタ６０をアンテナ遠方端１２に沿うように設けた例を開示したがこれに限らない。例えばコネクタ６０は、図１０に示す通り、支持部２０のＹ軸正方向または負方向側の縁部に沿う位置及び姿勢で設けられていても良い。

【0070】

また、コネクタ６０は、図１１に示すようにアンテナ遠方端１２から、λ／４のＭ倍（Ｍ：奇数）だけ離れた位置に設けられていても良い。なお、図１１に示す５０Ａは例えば変復調などを行う送受信回路を表し、５０Ｂは電源回路を表す。もちろん、５０Ａ、５０Ｂが指す回路の内容は適宜変更可能である。制御回路５０は、図１１に示すように複数のブロックに分けて形成されていても良い。

【0071】

また、地板１０が多層基板の内層を用いて形成されている場合、制御回路５０の一部は、地板１０の更に下側に位置する基板表面（以降、基板裏側面）に形成されていてもよい。なお、無線通信装置１が複数の導体層を含む多層基板を用いて実現されている場合、アンテナ形成面２０Ａが多層基板の表側面に相当する。例えば送受信回路５０Ａはアンテナ形成面２０Ａとしての基板表側面に形成されている一方、電源回路５０Ｂは基板裏側面に形成されていてもよい。制御回路５０は、基板の表側と裏側に分散配置されていても良い。なお、基板の表側面だけでなく裏側面にも回路を形成すると、コンデンサやＩＣチップなどの電子部品はある程度の高さを有するため、無線通信装置１の高さが増大しうる。そのような課題に対し、アンテナ形成面２０Ａに制御回路５０の大部分又は全部を設けた構成によれば、無線通信装置１の高さをより一層抑制できる。なお、上記構成において制御回路５０を実装する前の構成、換言すれば、上記構成から制御回路５０を取り除いた構成がアンテナモジュールに相当する。

【0072】

＜地板１０及び対向導体板３０の形状及び位置関係の補足＞
対向導体板３０にはスリットが設けられたり、対抗導体板３０の角部は丸められたりしていても良い。例えば１対の対角部分に縮退分離素子としての切り欠き部が設けられていてもよい。対向導体板３０の縁部は、部分的に又は全体的にミアンダ形状に設定されていても良い。対向導体板３０の縁部に設けられた、動作に影響を与えない程度の凹凸は無視して取り扱うことができる。また、対向導体板３０は図１２に示すように円形などであってもよい。

【0073】

また、給電点３１の位置は必ずしも対向導体板３０の縁部に限定されない。例えば図１３に示すように給電点３１は対向導体板３０の縁部から離れた位置に形成されていても良い。また、図１３では、地板１０の長軸Ｌｘ上に給電点３１を設けた態様を開示しているが、これに限らない。給電点３１は地板１０の長軸Ｌｘから外れた位置に設けられていてもよい。

【0074】

＜変形例（１）＞
対向導体板３０及び短絡部４０を含む０次共振アンテナ素子ＡＮＴを、地板１０の長手方向端部から離して配置することによって生じるスペースには、回路素子などが配置されても良い。また、当該スペースには図１４に示すように、短絡ピン７２で地板１０と電気的に接続された付加導体７１が配置されていても良い。付加導体７１は、板状導体部材であって、対向導体板３０よりもＸ軸負方向側となるアンテナ形成面２０Ａ上に、対向導体板３０と所定の間隔Ｇｐをおいて対向配置されている。短絡ピン７２としては例えば回路基板に形成されているビアなどを援用することができる。付加導体７１は、パターン形成されたものであってもよいし、ランドを流用して実現されてもよい。

【0075】

当該構成によれば、付加導体７１と対向導体板３０との間隔Ｇｐに応じた静電容量によって、ＬＣ並列共振に寄与する静電容量成分が大きくなる。その結果、対向導体板３０のサイズをより一層低減可能となる。なお、対向導体板３０と付加導体７１との間隔Ｇｐは、対向導体板３０と付加導体７１とが電磁気的に結合しない程度の値に設定されている。例えば間隔Ｇｐはλ／１００以上に設定されていることが好ましい。

【0076】

また、図１５に示すように、対向導体板３０と地板１０との間に、それらと平行な導体板である内部付加導体７１Ａが形成されていてもよい。内部付加導体７１Ａは、短絡ピン７２Ａを用いて地板１０と電気的に接続されている。無線通信装置１が多層基板を用いて実現されている場合、内部付加導体７１Ａとしては多層基板の内部導体層を援用して実現可能である。短絡ピン７２Ａもビアとしての構成を流用して実現可能である。ここでのビアの概念には、基板全層を貫通するスルーホールビアだけでなく、一部の層間を接続するインタースティシャル（インナー）ビア、ブラインドビア、内層同士を接続するベリッドビアなどを含めることができる。

【0077】

図１５に示す構成によれば、内部付加導体７１Ａと対向導体板３０との間隔ＧｐＡ、及び、上面視において内部付加導体７１Ａと対向導体板３０とが重なる部分の面積に応じて、ＬＣ並列共振に寄与する静電容量成分が大きくなる。故に、上記構成によっても対向導体板３０の面積を低減可能となる。

【0078】

＜変形例（２）＞
地板長Ｌｇは車両への搭載性、及び、制御回路５０の必要スペースを鑑みて適宜決定される値である。故に、地板長Ｌｇを、地板非共振条件を充足する適正な長さに設定することが難しい場合も有る。また、地板長Ｌｇを一方向に、換言すると同一平面内において長くすると、無線通信装置１の体積が増加してしまい、車両への搭載性が劣化する。また、地板長Ｌｇを短くすると、制御回路５０を実装する上で必要な面積が確保できなくなる可能性がある。

【0079】

そのような事情に基づいて、例えば図１６に示すように、アンテナ近傍端１１に、地板長Ｌｇを伸ばす役割を果たす折り返し部７３が形成されていても良い。

【0080】

折り返し部７３は、地板拡張部７３１と、ブリッジ部７３２を含む。地板拡張部７３１は、アンテナ近傍端１１側のアンテナ形成面２０Ａに形成されている平板状の導体である。ブリッジ部７３２は、地板拡張部７３１と地板１０とをアンテナ近傍端１１付近で接続する。

【0081】

当該構成によれば、地板１０のアンテナ遠方端まで達した電流は、ブリッジ部７３２を介して地板拡張部７３１のＸ軸正方向側の端部に向かって流れるようになる。つまり、短絡部４０から地板１０に流入した電流の経路長を実質的に伸ばすことができる。故に、Ｘ軸方向における地板１０の長さを抑制する事ができる。例えば、車両への搭載スペース等の事情により、所望の地板長Ｌｇを確保することが困難な場合であっても、折り返し部７３を設けることにより、実質的な地板長Ｌｇが非共振条件を充足するように構成できる。つまり、上面視における地板長Ｌｇを変えることなく、対象周波数付近における地板共振の発生を抑制することができる。なお、上記構成においては、地板拡張部７３１のＸ軸正方向側の端部が事実上の地板１０の長手方向端部に相当する。１つの観点において、地板拡張部７３１やブリッジ部７３２も地板１０の一部と解する事ができる。

【0082】

さらに、地板長Ｌｇを伸ばす役割を果たす折り返し部７３は、図１７に示すようにアンテナ遠方端１２側に形成されていても良い。その場合、ブリッジ部７３２は、地板拡張部７３１と地板１０とをアンテナ遠方端１２付近で接続する構成に相当する。上記構成においては、地板拡張部７３１のＸ軸負方向側の端部が事実上の地板１０の長手方向端部に相当する。以降では便宜上、折り返し部７３の長さ、換言すれば、折り返し部７３によって拡張される電流の経路長のことを折り返し長とも称する。仮に地板長Ｌｇがλ／４の整数倍に設定されている場合、折り返し長は０．０２５λ以上に設定されていることが好ましい。

【0083】

ところで、地板１０に流れる電流の密度は、短絡部４０に近いほど高い。また、アンテナ遠方端１２では電流密度は疎となる。つまり、アンテナ遠方端１２側よりもアンテナ近傍端１１のほうが電流密度は高い。故に、折り返し長を一定とする場合、アンテナ近傍端１１側に折り返し部７３を設けた構成の方が、アンテナ遠方端１２側に折り返し部７３を設けた構成よりも共振抑制効果が高くなる傾向がある。つまり、地板１０の長さがλ／４の整数倍である場合に、必要となる折返し長は、折り返し部７３をアンテナ遠方端１２側に設ける場合よりもアンテナ近傍端１１側に設けたほうが小さくなりうる。単位長さあたりの電流減衰量が異なるためである。

【0084】

図１６及び図１７では地板拡張部７３１をアンテナ形成面２０Ａ上、換言すれば対向導体板３０と同層に形成した態様を開示したがこれに限らない。例えば図１８に示すように地板拡張部７３１は、対向導体板３０よりも下側、換言すれば支持部２０の内部に形成されていてもよい。例えば地板拡張部７３１は、多層基板の内部導体層を援用して実現可能である。ブリッジ部７３２は、ビアとしての構成を流用して実現可能である。当該構成によれば、アンテナ形成面２０ＡのＸ軸正方向側の端部にコネクタ６０を設置可能となる。

【0085】

＜第２実施形態＞
上述した実施形態では、地板長Ｌｇがλ／４の整数倍である場合に地板１０が共振しやすいといった知見に対応する構成である。一方、地板１０が共振することを回避／抑制可能な構成は、上記構成に限定されない。開発者らが検討を進めたところ、地板長Ｌｇがλ／４の整数倍であっても、端部オフセット量Ｄｅが０．０７５λ以上である場合には、地板１０が共振しない、或いは、地板１０からの漏洩電流が許容レベルに収まりうることもわかった。第２実施形態としての無線通信装置１は当該新たな知見に対応するものである。第２実施形態の無線通信装置１は、図４等に示す端部オフセット量Ｄｅが０．０７５λ以上に設定されている。

【0086】

なお、０次共振アンテナ素子ＡＮＴは、地板１０の中心から長手方向にずれた位置に配置されていることを前提としているため、端部オフセット量Ｄｅの上限値は、Ｌｇ／２－Ｌｐ／２となる。つまり、端部オフセット量Ｄｅは、０．０７５λ以上、Ｌｇ／２－Ｌｐ／２未満に設定されている。

【0087】

当該構成によれば、仮に地板長Ｌｇがλ／４の整数倍に相当する場合であっても、地板１０の励振に起因して、通信ケーブル６１への漏洩電流が増大することを抑制することができる。また、上述した通り、地板１０におけるλの実効長は、地板１０と当接する樹脂材料によって短縮される。仮に地板１０の周りに複数種類の樹脂部材が設けられている場合には、複数の樹脂材料の波長短縮効果が複合的に作用するため、正確な実効長を特定することは難しい。つまり、地板１０の周りに比誘電率が異なる複数種類の樹脂部材が存在する場合には、λ／４が正確に特定することが困難となる。その結果、上述した第１実施形態のように地板１０の寸法をλ／４を基準として調整することが難しい。

【0088】

そのような課題に対し、第２実施形態の構成によれば、端部オフセット量Ｄｅが０．０７５λ以上、より好ましくは０．１λ以上であればよいため、λの実効長の推定値に多少の誤差が含まれていても問題になりにくい。例えば端部オフセット量Ｄｅを０．０７５λの推定値よりも大きめに設定することで非共振条件を充足させることが可能となる。つまり第２実施形態の構成によればλの概算値に基づいて地板１０を共振しにくくすることができる。このように第２実施形態によれば第１実施形態よりも製造上の困難性を低減しつつ、通信ケーブル６１への漏洩電流を抑制することが可能となる。なお、この第２実施形態に対しても、第１実施形態に対する種々の補足説明や、変形例（１）、（２）として上述した構成を適用可能である。

【0089】

＜無線通信装置１全体構成の補足＞
無線通信装置１は、０次共振アンテナ素子ＡＮＴや制御回路５０等が実装された回路基板を収容するケース８０を備える。なお、図１９はケース８０内部の構成を概念的に示す図である。図の視認性確保のため、一部の部材について材料種別を示すハッチングを省略している場合がある。また、給電点３１等の一部の構成の図示を省略している。

【0090】

ケース８０は例えば上下方向に分離可能に構成されているアッパーケースとロアケースとが組み合わさることで構成されている。ケース８０は、例えばポリカーボネート（ＰＣ：polycarbonate）樹脂を用いて構成されている。なお、ケース８０の材料としては、ＰＣ樹脂にアクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体（いわゆるＡＢＳ）を混ぜた合成樹脂や、ポリプロピレン（ＰＰ：polypropylene）など、多様な樹脂を採用できる。ケース８０は、ケース底部８１、側壁部８２、及びケース天板部８３を備える。ケース底部８１は、ケース８０の底を提供する構成である。ケース底部８１は、平板状に形成されている。ケース８０内において回路基板は、地板１０がケース底部８１と対向するように配置されている。

【0091】

側壁部８２は、ケース８０の側面を提供する構成であって、ケース底部８１の縁部から上方に向かって立設されている。側壁部８２の高さは、例えば、ケース天板部８３の内面と対向導体板３０との離隔がλ／２５以下となるように設計されている。ケース天板部８３は、ケース８０の上面部を提供する構成である。本実施形態のケース天板部８３は平板状に形成されている。なお、ケース天板部８３の形状としては、その他、ドーム型など多様な形状を採用することができる。ケース天板部８３は、内面がアンテナ形成面２０Ａと対向するように構成されている。側壁部８２には、通信ケーブル６１等を引き出すための穴であるケーブル引出し部８４が設けられている。ケーブル引出し部８４を側壁部８２に設けた構成によれば、Ｂピラー９１等への搭載性を高めることができる。

【0092】

上記構成のようにケース天板部８３が対向導体板３０の近くに存在する場合には、ＬＣ共振モードによって放射される垂直電界が、対向導体板３０の縁部から上側に回り込むことを抑制し、アンテナ水平方向への放射利得を高めることができる。ここでの対向導体板３０の近くとは、例えば対向導体板３０からの距離が電気的に対象波長の２５分の１以下となる領域を指す。

【0093】

加えて、ケース天板部８３には、図１９に示すように、対向導体板３０の縁部と当接する上側リブ８３１が形成されていても良い。上側リブ８３１は、ケース天板部８３の内側面に、下方向かって形成された凸状の構成である。上側リブ８３１は、対向導体板３０の縁部と当接するように設けられている。上側リブ８３１は、ケース８０内における支持部２０の位置を固定するとともに、対向導体板３０の端部から上側への地板垂直偏波の回り込みを抑制し、アンテナ水平方向への放射利得を向上させる効果を奏する。上側リブ８３１において対向導体板３０の縁部と連接する垂直面（つまり外側面）には、銅箔等の金属パターンが付与されていても良い。

【0094】

加えて、ケース８０の内部には、シリコン等のシール材を充填されていることが好ましい。シール材としてはポリウレタンプレポリマーなど、ウレタン樹脂を採用することができる。もちろん、シール材としては、その他、エポキシ樹脂やシリコン樹脂など多様な材料を採用することができる。図１９では図の視認性を確保するために、シール材の図示は省略している。ケース８０内にシール材を充填した構成によれば、対向導体板３０の上方に位置するシール材が、対向導体板３０の端部から上側への地板垂直偏波の回り込みを抑制し、アンテナ水平方向への放射利得を向上させる効果を奏する。ケース８０は、少なくとも側面部及び上面部が所定の比誘電率を有する樹脂又はセラミックにて形成されていれば良い。また、ケース８０内にシール材を充填した構成によれば、防水性や防塵性、耐振動性も向上させる事ができる。

【0095】

もちろん、ケース８０内におけるシール材の充填は任意の要素である。上側リブ８３１もまた任意の要素である。なお、ケース天板部８３や上側リブ８３１、シール材は、ＬＣ共振モードによって放射される垂直電界が、対向導体板３０の縁部から上側に回り込むことを抑制する役割を担う構成（以降、電波遮断体）に相当する。上記構成は、対向導体板３０の上側に、導体又は誘電体を用いて構成されている電波遮断体を配置した構成に相当する。

【0096】

ケース８０が備えるケース底部８１及びケース天板部８３の何れか一方は省略されていても良い。ケース底部８１及びケース天板部８３の何れか一方が省略される場合、シール材は無線通信装置１が使用される環境の温度として想定される範囲（以降、使用温度範囲）において固形を維持する樹脂を用いて実現されていることが好ましい。使用温度範囲は例えば－３０℃～１００℃とすることができる。なお、ケース底部８１及びケース天板部８３の何れか一方が省略された構成は、ケースの上面又は底面を開口部としたケースとなる。

【0097】

＜付言＞
本開示には以下の構成も含まれる。

【0098】

［構成（１）］
所定の対象周波数の電波を送受信するためのアンテナモジュールであって、
短手方向の長さがλ／２未満であって、且つ、長手方向の長さがλ／２以上に設定された矩形状の導体板である地板（１０）と、
地板と所定の間隔をおいて地板の中心から長手方向にずれた位置に設置された平板状の導体部材であって、給電線（５１）と電気的に接続する給電点（３１）が設けられている対向導体板（３０）と、
対向導体板の中央領域に設けられてあって、対向導体板と地板とを電気的に接続する短絡部（４０）と、を備え、
短絡部が備えるインダクタンスと、地板と対向導体板とが形成する静電容量とを用いて対象周波数で並列共振するように構成されており、
地板の長手方向の長さ（Ｌｇ）が次式：Ｌｇ＝λ／４×Ｎ＋α（Ｎは自然数、λは対象周波数の波長、αは０．０２５λ以上０．２２５λ以下の所定値）を充足するように設定されているアンテナモジュール。

【0099】

［構成（２）］
所定の対象周波数の電波を送受信するためのアンテナモジュールであり、
短手方向の長さがλ／２未満であり、且つ、長手方向の長さがλ／２以上に設定された矩形状の導体板である地板（１０）と、
地板と所定の間隔をおいて地板の中心から長手方向にずれた位置に設置された平板状の導体部材であり、給電線（５１）と電気的に接続する給電点（３１）が設けられている対向導体板（３０）と、
対向導体板の中央領域に設けられており、対向導体板と地板とを電気的に接続する短絡部（４０）と、を備え、
短絡部が備えるインダクタンスと、地板と対向導体板とが形成する静電容量と、を用いて対象周波数で並列共振するように構成されており、
対向導体板は、地板の長手方向の端部のうち対向導体板に近いほうの端部であるアンテナ近傍端（１１）から、対向導体板までの距離である端部オフセット量（Ｄｅ）が０．０７５λ（λは対象周波数の波長）以上に設定されているアンテナモジュール。

【符号の説明】

【0100】

１ 無線通信装置、１０ 地板、１１ アンテナ近傍端、１２ アンテナ遠方端、２０ 支持部、３０ 対向導体板、３１ 給電点、４０ 短絡部、５０ 制御回路、５１ 給電線路、６０ コネクタ、７１ 付加導体、７１Ａ 内部付加導体、７２・７２Ａ 短絡ピン、７３ 折り返し部、８０ ケース、８１ ケース底部、８２ ケース側壁部、８３ ケース天板部、Ｌｇ 地板長、ＡＮＴ アンテナ素子（０次共振アンテナ素子）、Ｄｅ 端部オフセット量

【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16】

【図17】

【図18】

【図19】