特許 7618063 複合アンテナ

(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】2025-01-09

(45)【発行日】2025-01-20

(54)【発明の名称】複合アンテナ

(51)【国際特許分類】

   H01Q 15/02 20060101AFI20250110BHJP

   H01Q 9/16 20060101ALI20250110BHJP

   H01Q 9/42 20060101ALI20250110BHJP

【ＦＩ】

H01Q15/02

H01Q9/16

H01Q9/42

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2023567710

(86)(22)【出願日】2022-12-05

(86)【国際出願番号】 JP2022044779

(87)【国際公開番号】W WO2023112756

(87)【国際公開日】2023-06-22

【審査請求日】2024-06-12

(31)【優先権主張番号】P 2021203433

(32)【優先日】2021-12-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006633

【氏名又は名称】京セラ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】吉川 博道

(72)【発明者】

【氏名】平松 信樹

【審査官】原田 聖子

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１０－５２７５６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１６０９４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１５／１６１３２３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｑ １５／０２

Ｈ０１Ｑ ９／１６

Ｈ０１Ｑ ９／４２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１面方向に配列される複数の単位構造と、
前記複数の単位構造の基準電位となる基準導体と、
配列された前記単位構造の周囲に設けられ、前記基準導体と電磁気的に接続されるアンテナ素子と、
を含み、
前記単位構造は、
前記第１面方向に広がる第１共振器と、
前記第１共振器と第１方向に離れており、前記第１面方向に広がる第２共振器と、
前記第１方向において前記第１共振器および前記第２共振器を磁気的もしくは容量的に接続する接続部と、
を含む、複合アンテナ。

【請求項2】

請求項１に記載の複合アンテナであって、
複数の前記単位構造は、基地局からの第１周波数帯域の電磁波を特定方向に反射または透過させるように構成され、
前記アンテナ素子は、前記第１周波数帯域とは異なる前記基地局からの第２周波数帯域の制御信号を含む電磁波を受信するように構成されている、複合アンテナ。

【請求項3】

請求項２に記載の複合アンテナであって、
前記制御信号は、複数の前記単位構造により特定方向に反射または透過された前記第１周波数帯域の電波を用いて前記基地局と通信する通信装置の電波環境を改善させるための制御情報を含む、複合アンテナ。

【請求項4】

請求項２または３に記載の複合アンテナであって、
前記アンテナ素子の長さは、前記第２周波数帯域の電磁波の波長をλであるとすると、λ／２またはλ／４である、複合アンテナ。

【請求項5】

請求項１から３のいずれか１項に記載の複合アンテナであって、
前記基準導体と前記アンテナ素子との間において、前記基準導体と前記アンテナ素子とに接続されるアンテナポートを有する、複合アンテナ。

【請求項6】

第１面方向に配列される複数の単位構造と、
前記複数の単位構造の基準電位となる基準導体と、
配列された前記単位構造を囲み、前記基準導体と容量的に接続される周囲導体と、
を含み、
前記単位構造は、
前記第１面方向に広がる第１共振器と、
前記第１共振器と第１方向に離れており、前記第１面方向に広がる第２共振器と、
前記第１方向において前記第１共振器および前記第２共振器を磁気的もしくは容量的に接続する接続部と、
前記基準導体と周囲導体の間に接続されるアンテナポートと、
を含む、複合アンテナ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、複合アンテナに関する。

【背景技術】

【0002】

誘電体レンズを用いずに、電磁波を制御する技術が知られている。例えば、特許文献１には、共振器素子を配列した構造において、各素子のパラメータを変化させることで、電波を屈折させる技術が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１５－２３１１８２号公報

【発明の概要】

【0004】

本開示に係る複合アンテナは、第１面方向に配列される複数の単位構造と、前記複数の単位構造の基準電位となる基準導体と、配列された前記単位構造の周囲に設けられ、前記基準導体と電磁気的に接続されるアンテナ素子と、を含み、前記単位構造は、前記第１面方向に広がる第１共振器と、前記第１共振器と第１方向に離れており、前記第１面方向に広がる第２共振器と、前記第１方向において前記第１共振器および前記第２共振器を磁気的もしくは容量的に接続する接続部と、を含む。

【0005】

本開示に係る複合アンテナは、第１面方向に配列される複数の単位構造と、前記複数の単位構造の基準電位となる基準導体と、配列された前記単位構造を囲み、前記基準導体と容量的に接続された周囲導体と、を含み、前記単位構造は、前記第１面方向に広がる第１共振器と、前記第１共振器と第１方向に離れており、前記第１面方向に広がる第２共振器と、前記第１方向において前記第１共振器および前記第２共振器を磁気的もしくは容量的に接続する接続部と、前記基準導体と周囲導体の間に接続されるアンテナポートとを含む。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】図１は、第１実施形態に係る複合アンテナの構成例を示す図である。

【図2】図２は、第１実施形態に係る単位構造の構成を示す図である。

【図3】図３は、第１実施形態の第１変形例に係る複合アンテナの構成例を示す図である。

【図4】図４は、第１実施形態の第２変形例に係る複合アンテナの構成例を示す図である。

【図5】図５は、第１実施形態の第３変形例に係る複合アンテナの構成例を示す図である。

【図6】図６は、第２実施形態の複合アンテナの構成例を示す図である。

【図7】図７は、第３実施形態に係る複合アンテナの透過特性を示す図である。

【図8】図８は、第３実施形態に係る複合アンテナの反射特性を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下に、本開示の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下に説明する実施形態により本開示が限定されるものではない。

【0008】

以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部の位置関係について説明する。水平面内のＸ軸と平行な方向をＸ軸方向とし、Ｘ軸と直交する水平面内のＹ軸と平行な方向をＹ軸方向とし、水平面と直交するＺ軸と平行な方向をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸およびＹ軸を含む平面を適宜ＸＹ平面と称し、Ｘ軸およびＺ軸を含む平面を適宜ＸＺ平面と称し、Ｙ軸およびＺ軸を含む平面を適宜ＹＺ平面と称する。ＸＹ平面は、水平面と平行である。ＸＹ平面とＸＺ平面とＹＺ平面とは直交する。

【0009】

［第１実施形態］
（複合アンテナ）
図１を用いて、第１実施形態に係る複合アンテナの構成例について説明する。図１は、第１実施形態に係る複合アンテナの構成例を示す図である。

【0010】

図１に示すように、第１実施形態に係る複合アンテナ１は、電波屈折板２と、アンテナ素子３とを含む。

【0011】

複合アンテナ１は、基地局と、通信装置との通信で使用される第１周波数帯域の電磁波を特定方向に反射または透過させるように構成されている。透過には、受信した電磁波を角度を変えずに透過させることと、特定方向に屈折させることとを含む。具体的には、複合アンテナ１は、第５世代移動通信システムまたは第６世代移動通信システムなどの大容量のデータ通信を高速で実行可能なミリ波を、電波屈折板２により特定方向に反射または透過させるように構成される。

【0012】

複合アンテナ１は、第１周波数帯域よりも周波数が小さい第２周波数帯域の電磁波をアンテナ素子３により送受信させるように構成されている。

【0013】

電波屈折板２は、複数の単位構造１０と、基準導体１８と、を含む。

【0014】

複数の単位構造１０は、ＸＹ面方向に並んでいる、ＸＹ面方向は、第１面方向とも呼ばれ得る。すなわち、複数の単位構造１０は、２次元的に並んでいる。本実施形態では、複数の単位構造１０は、それぞれ、共振構造を有する。単位構造１０の構造については、後述する。基準導体１８は、複合アンテナ１の基準導体であり得る。基準導体１８は、例えば、グラウンド導体であるが、これに限定されない。単位構造１０は、基準導体１８に対して、２次元的に並ぶことで構成されている。

【0015】

［単位構造の構成］
図２を用いて、第１実施形態に係る単位構造の構成について説明する。図２は、第１実施形態に係る単位構造の構成を示す図である。

【0016】

図２に示すように、単位構造１０は、第１共振器１４と、第２共振器１６は、基準導体１８と、接続線路２０と、を備える。

【0017】

第１共振器１４は、基板１２において、ＸＹ平面に広がるように並び得る。基板１２は、例えば、誘電体で形成された誘電体基板であり得る。第１共振器１４は、導体で形成され得る。第１共振器１４は、例えば、矩形に形成されたパッチ導体であり得る。図２に示す例では、第１共振器１４は、矩形のパッチ導体として示しているが、本開示はこれに限定されない。第１共振器１４の形状は、例えば、線状、円状、ループ形状、矩形を除く多角形状であってもよい。すなわち、第１共振器１４の形状は、設計に応じて、任意に変更し得る。第１共振器１４は、＋Ｚ軸方向から受信した電磁波によって共振するように構成されている。

【0018】

第１共振器１４は、共振する際に、電磁波を放射するように構成されている。第１共振器１４は、共振する際に、電磁波を＋Ｚ軸方向側に放射するように構成されている。

【0019】

第２共振器１６は、基板１２において、第１共振器１４からＺ軸方向の離れた位置で、ＸＹ平面に広がるように並び得る。第２共振器１６は、例えば、矩形に形成されたパッチ導体であり得る。図２に示す例では、第２共振器１６は、矩形のパッチ導体として示しているが、本開示はこれに限定されない。第２共振器１６の形状は、例えば、線状、円状、ループ形状、矩形を除く多角形状であってもよい。すなわち、第２共振器１６の形状は、設計に応じて、任意に変更し得る。第２共振器１６の形状は、第１共振器１４の形状と同じであってもよいし、異なっていてもよい。第２共振器１６の面積は、第１共振器１４と同じであってもよいし、異なっていてもよい。

【0020】

第２共振器１６は、共振する際に、電磁波を放射するように構成されている。第２共振器１６は、例えば、－Ｚ軸方向側に電磁波を放射するように構成されている。第２共振器１６は、共振する際に、電磁波を－Ｚ軸方向に放射するように構成されている。第２共振器１６は、－Ｚ軸方向からの電磁波の受信によって共振するように構成されている。

【0021】

第２共振器１６は、第１共振器１４と異なる位相で共振するように構成されてもよい。第２共振器１６は、ＸＹ平面方向において、第１共振器１４の共振方向と異なる方向に共振するように構成されてもよい。第２共振器１６は、例えば、第１共振器１４がＸ軸方向に共振するように構成されている場合には、Ｙ軸方向に共振するように構成されてもよい。第２共振器１６の共振方向は、ＸＹ平面方向において、第１共振器１４の共振方向の経時変化に対応して経時変化するように構成されてもよい。第２共振器１６は、第１共振器１４が受信した電磁波を、第１周波数帯が減衰した電磁波を放射するように構成されてもよい。

【0022】

基準導体１８は、基板１２において、第１共振器１４と、第２共振器１６との間に並び得る。基準導体１８は、例えば、基板１２において、第１共振器１４と、第２共振器１６との中心にあり得るが、本開示はこれに限定されない。基準導体１８は、例えば、第１共振器１４との距離と、第２共振器１６との距離が異なる位置にあってよい。基準導体１８は、接続線路２０が通過するスルーホール１８ａを有する。基準導体１８は、接続線路２０の少なくとも一部を囲うように構成されている。

【0023】

接続線路２０は、導体で形成され得る。接続線路２０は、Ｚ軸方向において、第１共振器１４と、第２共振器１６との間に位置する。Ｚ軸方向は、例えば、第１方向とも呼ばれ得る。接続線路２０は、第１共振器１４と、第２共振器１６との各々に接続され得る。接続線路２０は、スルーホール１８ａを通過するが、基準導体１８には接触していない。接続線路２０は、例えば、第１共振器１４および第２共振器１６の各々に磁気的もしくは容量的に接続するように構成され得る。接続線路２０は、例えば、第１共振器１４および第２共振器１６の各々に電気的に接続するように構成されてもよい。接続線路２０は、第１共振器１４のＸ軸方向に平行な辺に接続され、第２共振器１６のＸ軸方向に平行な辺に接続される。接続線路２０は、Ｚ軸方向に平行な経路であり得る。接続線路２０は、第３共振器とし得る。すなわち、単位構造１０は、ＬＣ共振回路を３つ備える等価回路で表現され得る。単位構造１０は、例えば、ＬＣ共振回路を３つ以上備える等価回路で表現される構成であってもよい。

【0024】

単位構造１０は、第１共振器１４および第２共振器１６を、磁気的もしくは容量的に接続、または電気的に接続されて複合するように構成されている。３つの共振器が複合化することで、単位構造１０は、第１共振器１４に入射した電磁波によって励振された高周波が複合共振器を伝送するように構成されている。単位構造１０は、複合共振器の伝送特性によって位相シフト、バンドパスフィルタ、ハイパスフィルタ、およびロウパスフィルタのいずれか１つ、または複数の機能を奏しうる。

【0025】

単位構造１０は、第１共振器１４に入射した電磁波の位相を変化させて、第２共振器１６から出射するように構成されている。位相変化量は、接続線路２０の長さによって変化する。位相変化量は、第１共振器１４または第２共振器１６の面積によっても変化する。

【0026】

アンテナ素子３は、ＸＹ平面において、配列された単位構造１０の周囲に形成される。アンテナ素子３は、導体で形成され得る。アンテナ素子３は、基地局と通信装置がデータ通信で使用する第１周波数帯域の電磁波とは異なる第２周波数帯域の電磁波を受信するように構成されている。具体的には、アンテナ素子３は、第１周波数帯域よりも低い周波数帯域の電磁波を受信するように構成されている。例えば、アンテナ素子３は、数十から数百ＭＨｚ（megahertz）帯域の電磁波を受信するように構成されている。アンテナ素子３は、例えば、複合アンテナ１を介して基地局と通信を行う通信装置の受信感度を含む電波環境を改善させるために、複合アンテナ１を制御するための制御信号を受信するように構成されている。アンテナ素子３は、Ｘ軸に平行な部分の長さがＬ１であり、Ｙ軸に平行な部分の長さがＬ２である。アンテナ素子３の全長（Ｌ１＋Ｌ２）は、例えば、アンテナ素子３が受信する電磁波の波長のλ／４またはλ／２となるように構成されている。

【0027】

アンテナ素子３が受信する制御信号は、例えば、複合アンテナ１がジンバル機構を持つ支持装置に取り付けられている場合には、ジンバルを制御して複合アンテナ１と基地局との相対角度を変更するための信号であり得る。

【0028】

アンテナ素子３が受信する制御信号は、例えば、複合アンテナ１の単位構造１０が印加された電圧の大きさに応じて共振周波数が可変可能な構造を有する場合には、単位構造１０に印加する電圧の大きさを指示するための信号であり得る。

【0029】

アンテナポート４は、アンテナ素子３と、基準導体１８との間に設けられている。具体的には、アンテナポート４は、アンテナ素子３のＸ軸と平行な部分の端部において、アンテナ素子３と、基準導体１８との間に設けられている。アンテナ素子３は、アンテナポート４を介して、基準導体１８と電磁気的に接続されている。すなわち、基準導体１８は、アンテナ素子３のグラウンド導体として機能し得る。

【0030】

アンテナポート４は、基地局からの制御信号を送受信する図示しない制御装置と電磁気的に接続されている。制御装置は、例えば、基準導体１８上に配置され得る。アンテナ素子３には、アンテナポート４を介して、制御装置からの電力が供給される。

【0031】

すなわち、複合アンテナ１は、第１周波数帯域の電磁波を特定方向に反射または透過させる機能と、第１周波数帯域よりも低い第２周波数帯域の電磁波を受信する機能とが、一体化した構造有している。これにより、第２周波数帯域の電磁波を受信するアンテナを他のアンテナで構成する必要なくなるので、複合アンテナ１を小型化することができる。

【0032】

［第１実施形態の第１変形例］
図３を用いて、第１実施形態の第１変形例に係る複合アンテナの構成例について説明する。図３は、第１実施形態の第１変形例に係る複合アンテナの構成例を示す図である。

【0033】

図３に示すように、複合アンテナ１ａは、アンテナ素子３ａが基準導体１８に直接接続されている点と、アンテナポート４が設けられている位置とが、図１に示す複合アンテナ１と異なっている。

【0034】

アンテナ素子３ａは、Ｘ軸と平行な部分の端部が、基準導体１８と直接接続されている。アンテナ素子３ａは、例えば、Ｙ軸と平行な部分の端部が基準導体１８と直接接続されていてもよい。

【0035】

アンテナポート４は、アンテナ素子３ａのＸ軸と平行な部分の側面において、アンテナ素子３ａと、基準導体１８との間に設けられている。アンテナポート４は、アンテナ素子３ａのＹ軸と平行な部分の側面において、アンテナ素子３ａと、基準導体１８との間に設けられていてもよい。

【0036】

［第１実施形態の第２変形例］
図４を用いて、第１実施形態の第２変形例に係る複合アンテナの構成例について説明する。図４は、第１実施形態の第２変形例に係る複合アンテナの構成例を示す図である。

【0037】

図４に示すように、複合アンテナ１ｂは、アンテナ素子３ｂが、アンテナ素子３ｂ１と、アンテナ素子３ｂ２との２つのアンテナ素子を備えている点と、アンテナポート４が設けられている位置とが、図１に示す複合アンテナ１と異なっている。

【0038】

アンテナ素子３ｂ１と、アンテナ素子３ｂ２とは、基準導体１８の上部に形成されている。アンテナ素子３ｂ１と、アンテナ素子３ｂ２とは、長手方向がＸ軸と平行に形成されている。アンテナ素子３ｂ１と、アンテナ素子３ｂ２とはＸ軸に沿って直列に並んでいる。アンテナ素子３ｂ１と、アンテナ素子３ｂ２とは、基準導体１８に接触していない。

【0039】

アンテナ素子３ｂ１の長さは、Ｌ３である。アンテナ素子３ｂ２の長さは、Ｌ４である。長さＬ３と、長さＬ４とは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。アンテナ素子３ｂの全長（Ｌ３＋Ｌ４）は、例えば、アンテナ素子３ｂが受信する電磁波の波長のλ／４またはλ／２となるように構成されている。

【0040】

アンテナ素子３ｂ１と、アンテナ素子３ｂ２とは、例えば、基準導体１８の右部に形成されていてもよい。この場合、アンテナ素子３ｂ１と、アンテナ素子３ｂ２とは、長手方向がＹ軸と平行に形成されていればよい。この場合、アンテナ素子３ｂ１と、アンテナ素子３ｂ２とは、Ｙ軸に沿って平行に直列に並んでいればよい。

【0041】

アンテナポート４は、アンテナ素子３ｂ１と、アンテナ素子３ｂ２との間に設けられている。アンテナポート４は、アンテナ素子３ｂ１およびアンテナ素子３ｂ２に接続されている。アンテナポート４は、基準導体１８に接触していない。すなわち、第１実施形態の第２変形例では、アンテナ素子３ｂ１、アンテナ素子３ｂ２、およびアンテナポート４は、基準導体１８から離れている。アンテナ素子３ｂ１およびアンテナ素子３ｂ２には、アンテナポート４を介して、制御装置からの電力が供給される。

【0042】

［第１実施形態の第３変形例］
図５を用いて、第１実施形態の第３変形例に係る複合アンテナの構成例について説明する。図５は、第１実施形態の第３変形例に係る複合アンテナの構成例を示す図である。

【0043】

図５に示すように、複合アンテナ１ｃは、アンテナ素子３ｃの形状と、アンテナポート４ｃ１およびアンテナポート４ｃ２の２つのアンテナポートを備える点で、図１に示す複合アンテナ１と異なっている。

【0044】

アンテナ素子３ｃは、基準導体１８の上部に形成されている。アンテナ素子３ｃは、長手方向がＸ軸と平行に形成されている。アンテナ素子３ｃの長手方向の長さは、Ｌ５である。長さＬ５は、例えば、アンテナ素子３ｃが受信する電磁波の波長のλ／４またはλ／２となるように構成されている。

【0045】

アンテナポート４ｃ１およびアンテナポート４ｃ２は、基準導体１８の上部に設けられている。アンテナポート４ｃ１およびアンテナポート４ｃ２は、基準導体１８と、アンテナ素子３ｃとの間に設けられている。アンテナ素子３ｃは、アンテナポート４ｃ１およびアンテナポート４ｃ２を介して、基準導体１８と電磁的に接続されている。

【0046】

アンテナポート４ｃ１と、アンテナポート４ｃ２とには、例えば、それぞれ、互いに異なる方向の偏波に対応できるような制御信号が給電される。例えば、アンテナポート４ｃ１には、Ｘ軸方向の偏波に対応できるような制御信号が給電される。例えば、アンテナポート４ｃ２には、Ｙ軸方向の偏波に対応できるような制御信号が給電される。

【0047】

アンテナポート４ｃ１と、アンテナポート４ｃ２とには、例えば、それぞれ、互いに異なる周波数帯域の電磁波に対応できるような制御信号が給電される。例えば、アンテナポート４ｃ１には、周波数帯域の比較的高い電磁波に対応できるような制御信号が給電される。例えば、アンテナポート４ｃ２には、周波数帯域の比較的低い電磁波に対応できるような制御信号が給電される。

【0048】

［第２実施形態］
図６を用いて、第２実施形態の複合アンテナの構成例について説明する。図６は、第２実施形態の複合アンテナの構成例を示す図である。

【0049】

図６に示すように、複合アンテナ１ｄは、電波屈折板２Ａと、周囲導体５と、第１結合導体６－１と、第２結合導体６－２と、第３結合導体６－３と、第４結合導体６－４と、アンテナポート７と、を含む。複合アンテナ１ｄは、例えば、Ｚ軸方向の長さが０．５ｍｍ（millimeter）程度の薄型構造を有する。複合アンテナ１ｄは、アンテナとして機能し得る。

【0050】

電波屈折板２Ａは、複数の単位構造１０と、基準導体１８Ａと、を含む。

【0051】

基準導体１８Ａは、複合アンテナ１ｄのグラウンドとしての機能と、アンテナ素子としての機能を併せ持つように構成され得る。基準導体１８Ａは、共振器の一部として動作するように構成され得る。すなわち、基準導体１８Ａは、基地局と通信装置がデータ通信で使用する第１周波数帯域の電磁波とは異なる第２周波数帯域の電磁波を受信するアンテナ素子としての機能を有し得る。

【0052】

周囲導体５は、導電体で構成され得る。周囲導体５は、配列された単位構造１０を囲うように構成され得る。周囲導体５は、例えば、基準導体１８Ａの形状に沿った枠体で構成され得る。周囲導体５は、基準導体１８Ａがアンテナとして機能する場合のグラウンドとして機能し得る。

【0053】

基準導体１８Ａと、周囲導体５との間には、隙間が形成され得る。基準導体１８Ａと、周囲導体５とは、容量的に接続するように構成されている。基準導体１８Ａと、周囲導体５との間に発生する容量の値は、隙間にある媒体、及び向かい合う面積に応じて変化する。基準導体１８Ａと、周囲導体５との間の隙間の大きさ及び向かい合う面積の大きさは、所望の共振周波数に応じて、適宜調整されてよい。基準導体１８Ａと、周囲導体５との間にある媒体は、所望の共振周波数に応じて、適宜調整されてよい。基準導体１８Ａと、周囲導体５との間は、コンデンサで接続するように構成されていてもよい。コンデンサの容量は、所望の共振周波数に応じて、適宜調整されてよい。

【0054】

第１結合導体６－１と、第２結合導体６－２と、第３結合導体６－３と、第４結合導体６－４とは、導電体で構成され得る。第１結合導体６－１、第２結合導体６－２、第３結合導体６－３、及び第４結合導体６－４の各々は、基準導体１８Ａ及び周囲導体５を容量的に接続するように構成され得る。第１結合導体６－１と、第２結合導体６－２と、第３結合導体６－３と、第４結合導体６－４とは、それぞれ、基準導体１８Ａが設けられている第１面（上面）と、Ｚ軸方向において対向する第２面（下面）において異なる角部に形成されている。

【0055】

第１結合導体６－１から第４結合導体６－４は、例えば、略正方形状とし得る。第１結合導体６－１から第４結合導体６－４は、それぞれ、互いに異なる形状であってもよい。第１結合導体６－１から第４結合導体６－４は、それぞれ、基準導体１８Ａよりも小さい。第１結合導体６－１から第４結合導体６－４は、例えば、それぞれ、スルーホール導体などを介して、周囲導体５と電磁気的に接続するように構成されている。

【0056】

複合アンテナ１ｄは、第１結合導体６－１から第４結合導体６－４の４つの結合導体を備えるが、本開示はこれに限定されない。複合アンテナ１ｄが備える結合導体の数は、４つよりも多くてもよいし、少なくてもよい。

【0057】

第１結合導体６－１から第４結合導体６－４は、基準導体１８Ａと容量的に接続するように構成され得る。具体的には、第１結合導体６－１から第４結合導体６－４と、基準導体１８Ａとは、基準導体１８Ａとは、Ｚ軸方向において対向して、容量的に接続するように構成され得る。基準導体１８Ａと、第１結合導体６－１から第４結合導体６－４との間に発生する容量の値は、基準導体１８Ａと、第１結合導体６－１から第４結合導体６－４との間の距離に応じて変化する。基準導体１８Ａと、第１結合導体６－１から第４結合導体６－４との間の距離は、所望の共振周波数に応じて、適宜調整されてよい。

【0058】

アンテナポート７は、導電体で構成され得る。アンテナポート７は、例えば、第１結合導体６－１から第４結合導体６－４が形成されている面と同一の面に設けられる。アンテナポート７は、例えば、第２結合導体６－２と、第４結合導体６－４との間に位置し得る。アンテナポート７が位置する位置は、図６に示す例に限定されない。アンテナポート７は、例えば、一端がスルーホール導体などを介して基準導体１８Ａに接続するように構成され得る。アンテナポート７の他端は、基地局からの制御信号を送受信する図示しない制御装置と電磁気的に接続されている。制御装置は、例えば、周囲導体５に配置され得る。

【0059】

［第１周波数帯域の電磁波の透過特性］
図７を用いて、第３実施形態に係る複合アンテナの透過特性について説明する。図７は、第３実施形態に係る複合アンテナの透過特性を示す図である。

【0060】

ラインＧ１は、図６に示す複合アンテナ１ｄの電波屈折板２Ａの電波屈折板－Ｚ軸方向から到来した比較的周波数の高い第１周波数帯域の電磁波を＋Ｚ軸方向に透過する場合の透過特性のシミュレーション結果を示す。図７において、横軸は周波数（ＧＨｚ）を示し、縦軸はゲイン（ｄＢ）を示す。ラインＧ１が示すように、電波屈折板２Ａは、２２．５０ＧＨｚから２７．５０ＧＨｚ付近の周波数帯域Ｒにおいて、電磁波を良好に透過させている。すなわち、電波屈折板２Ａは、基準導体１８Ａが比較的周波数の低い第２周波数帯域の電磁波を受信するアンテナ素子として機能する場合であっても、第１周波数帯域の電磁波に対して良好な透過特性を実現することができる。

【0061】

［第２周波数帯域の電磁波の反射特性］
図８を用いて、第３実施形態に係る複合アンテナの反射特性について説明する。図８は、第３実施形態に係る複合アンテナの反射特性を示す図である。

【0062】

ラインＧ２は、図６に示す複合アンテナ１ｄの周囲導体５の－Ｚ軸方向から到来した比較的周波数の低い第２周波数帯域の電磁波を反射する場合の反射特性のシミュレーション結果を示す。図８において、横軸は周波数（ＧＨｚ）を示し、縦軸はゲイン（ｄＢ）を示す。ラインＧ２が示すように、周囲導体５は、０．８９ＧＨｚ近傍の周波数において、ゲイン（反射係数）が大きく低下している。これは、複合アンテナ１ｄは、０．８９ＧＨｚ近傍の周波数を送受信する際に、良好な特性を有するアンテナ装置として機能することを意味する。すなわち、複合アンテナ１ｄは、基準導体１８Ａに複数の単位構造１０が並んでいる場合であっても、第２周波数帯域の電磁波に対して良好な反射特性を実現することができる。

【0063】

以上、本開示の実施形態を説明したが、これら実施形態の内容により本開示が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、前述した実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

【符号の説明】

【0064】

１ 複合アンテナ
２ 電波屈折板
３ アンテナ素子
４，７ アンテナポート
５ 周囲導体
６－１ 第１結合導体
６－２ 第２結合導体
６－３ 第３結合導体
６－４ 第４結合導体
１０ 単位構造
１２ 基板
１４ 第１共振器
１６ 第２共振器
１８ 基準導体
２０ 接続線路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】