JP2016025592A - アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】２つの異なる周波数の電波のそれぞれに対応する２つのアンテナ素子を備えたアンテナ装置において、小型化と、２つの周波数のうちの相対的に低い周波数の電波に対するアンテナ素子間のアイソレーションの抑制の両立が可能なアンテナ装置を提供する。【解決手段】アンテナ装置１００は、地板２と、地板と所定の間隔Ｄ２１をおいて対向配置される平板状のパッチアンテナ素子３と、Ｌ型の線状素子であって、その長手部が互いに直交するようにそれぞれ地板２と接続される被給電素子５及び無給電素子６を備える。この構成において、被給電素子５とパッチアンテナ素子３と地板２との距離を第２周波数の電波の波長の５０分の１以下に近接させ、さらに、パッチアンテナ素子３に給電するための第１給電部４を、パッチアンテナ素子３において被給電素子５に近接している辺近傍に設ける。【選択図】図１

Description

本発明は、２つの異なる周波数の電波を送受信するアンテナ装置に関する。

特許文献１には、誘電体基板上に第１周波数の電波に対応するパッチアンテナ素子と、第２周波数に対応するコイルアンテナ素子を組み合わせて配置することによって、２つの異なる周波数の電波を送受信するアンテナ装置が開示されている。

より具体的には、誘電体基板の片面（表面とする）において、コイルアンテナ素子の内側にパッチアンテナ素子を配置するとともに、パッチアンテナ素子用の地板を誘電体基板の裏面に配置する。ここで、パッチアンテナ素子の外周とコイルアンテナ素子を、それぞれが地板の外周に対して誘電体基板の厚みの２倍以上、互いに逆方向に離して配置する。

そのようにパッチアンテナ素子とコイルアンテナ素子を離して配置することで、アンテナ素子間のアイソレーションを低減し、それぞれのアンテナ素子における放射特性を確保する。

なお、ここでのアイソレーションとは、一方のアンテナ素子（対象素子とする）から電波を放射させた場合に、他方のアンテナ素子（非対象素子とする）で受信される信号の大きさを指す。対象素子からの電波によって、非対象素子に電流が流れてしまうと、対象素子に対応する周波数の電波の放射特性を劣化させてしまう。

特許第４１４２５２３号公報

一般に、アイソレーションの大きさは、送受信の対象とする電波の波長に対する２つのアンテナ素子間の位置関係（距離など）などによって定まる。アンテナ素子間の距離が、対象とする電波の波長に対して十分に離れている場合には、非対象素子に電流は誘起されにくい。言い換えれば、アンテナ素子間の距離が、送受信の対象とする電波の波長に対して十分に近い距離（干渉距離とする）となっている場合に、非対象素子に電流が流れてしまう。

特許文献１では、２つのアンテナ素子、すなわちパッチアンテナ素子とコイルアンテナ素子を離して配置することで、アンテナ素子間のアイソレーションを低減させている。

しかしながら、アンテナ素子間の距離を離すということは、アンテナ装置の大型化につながってしまう。また、車両などの移動体への搭載性の観点から、アンテナ装置のさらなる小型化が望まれている。すなわち、アンテナ素子間のアイソレーションを所望の許容範囲内に収めつつ、アンテナ装置の小型化を実現したいといった要求がある。

なお、電波は周波数が低いほど波長は長くなるため、送受信の対象とする電波の周波数が低いほど干渉距離は長くなり、アイソレーションを所望の許容範囲に収めるために必要なアンテナ素子間の距離は長くなる。

したがって、第１、第２周波数の電波を対象とするアンテナ装置においては、相対的に低い周波数の電波におけるアイソレーションが、相対的に高い周波数の電波におけるアイソレーションよりも問題となりやすい。

本発明は、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、２つの異なる周波数の電波のそれぞれに対応する２つのアンテナ素子を備えたアンテナ装置において、アンテナ装置を小型化しつつ、２つの周波数のうちの相対的に低い方の周波数の電波に対するアイソレーションの抑制が可能なアンテナ装置を提供することにある。

その目的を達成するための本発明は、導体地板（２）と、第１周波数の電波の送信及び受信の少なくとも何れか一方を実施するための素子であって、導体地板と所定の間隔をおいて対向配置される平板状の第１周波数用素子（３、３Ｂ）と、第１周波数用素子と給電線とを電気的に接続する第１給電部（４、４Ｂ）と、第１周波数より低い第２周波数の電波の送信及び受信の少なくとも何れか一方を実施するための線状素子である第２周波数用素子（５、５Ｂ、５Ｃ、６，６Ｂ）と、を備え、第２周波数用素子は、導体地板の外部に設けられてあって、導体地板の外周の一部及び第１周波数用素子の外周の一部のそれぞれと対向する第２素子側対向部（５１、５１Ｂ、５１Ｃ、６１、６１Ｂ）を備え、導体地板は、第２素子側対向部と対向する外周部分であって、かつ、当該導体地板において第２素子側対向部に最も近接する部分である地板側対向部（２１、２１Ｂ、２２、２２Ｂ）を備え、第１周波数用素子は、第２素子側対向部と対向する外周部分であって、かつ、当該第１周波数用素子において第２素子側対向部に最も近接する部分である第１素子側対向部（３２、３２Ｂ、３３、３３Ｂ）を備え、第２素子側対向部に対して導体地板及び第１周波数用素子のそれぞれは、第２周波数用素子に流れる電流によって、地板側対向部及び第１素子側対向部に、略同振幅及び略同位相の電界が生じる位置となっており、第１給電部は、第１周波数用素子において、その中心部よりも第１素子側対向部側に設けることを特徴とする。

上記構成では、第２周波数の電波を送信する際、第２周波数用素子に流れる電流によって、第１周波数用素子には、第１素子側対向部を始点とする電界が生じる。当該電界は、第１素子側対向部から離れるにつれて減衰するとともに位相は遅れていく。また、導体地板にも、第２周波数用素子に流れる電流によって、地板側対向部を始点とする電界が生じる。

一般的には、第２周波数の電波を送信する際に第１周波数用素子に電界が生じると、第１給電部に電流が流れてしまう。

しかしながら、上記構成では、第２周波数用素子に流れる電流によって第１素子側対向部に発生する電界及び地板側対向部に発生する電界は、略同振幅、略同位相となる。したがって、仮に第１給電部を第１素子側対向部付近に設けた場合には、導体地板と第１周波数用素子の間の電界の差は小さく、第１給電部には電流が流れにくい。

なお、ここでの第１素子側対向部と地板側対向部の電界の振幅、位相が略同一であるという状態とは、第１給電部を第１素子側対向部付近に設けた場合に、それらの電界の差によって、第１給電部を流れる電流が所定の許容範囲に収まる範囲となっている状態を指す。

また、導体地板に生じている電界と、第１周波数用素子に生じている電界の振幅、位相のずれは、第２周波数用素子から離れるにつれて大きくなっていく。このため、第１給電部の設置位置を第１素子側対向部から離していくにつれて、第１給電部を流れる電流は増加していく。しかし、第１素子側対向部からある程度離れていても、それらの電界のずれによって第１給電部に流れる電流は、許容範囲に収まる場合も想定される。少なくとも、第１給電部が、第１周波数用素子において中心部よりも第１素子側対向部側に設けられていれば、導体地板の電界と、第１周波数用素子の電界の振幅、位相のずれに起因する電流は抑制されると期待できる。

したがって、上記構成によれば、２つの異なる周波数の電波のそれぞれに対応する２つのアンテナ素子を備えたアンテナ装置において、２つの周波数のうちの相対的に低い方の周波数（すなわち第２周波数）の電波に対するアンテナ素子間のアイソレーションを抑制することができる。

また、第１素子側対向部と地板側対向部に、略同振幅、略同位相とみなせる電界が、第２周波数用素子に流れる電流によって発生する構成としては様々な構成が想定されうる。そのような構成の中には、第１周波数用素子と、導体地板と、第２周波数用素子とが第２周波数の電波の波長に対して十分に（例えば波長の５０分の１以下に）近接している構成が含まれる。

すなわち、以上の構成によれば、第１周波数用素子と、導体地板と、第２周波数用素子とを、第２周波数の電波の波長に応じて定まる干渉距離だけ離す必要がない。これによって、アンテナ装置を小型化することができる。

したがって、以上の構成によれば、２つの異なる周波数の電波のそれぞれに対応する２つのアンテナ素子を備えたアンテナ装置において、アンテナ装置を小型化しつつ、相対的に低い方の周波数の電波に対するアイソレーションを抑制することができる。

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、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

本実施形態に係るアンテナ装置１００の概略的な構成を示す斜視図である。 本実施形態に係るアンテナ装置１００の概略的な構成を示す平面図である。 図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図である。 アンテナ装置１００において第１周波数の電波を送受信するための構成を抜き出した図である。 アンテナ装置１００において第２周波数の電波を送受信するための構成を抜き出した図である。 地板２に対する被給電素子５及び無給電素子６の位置関係を示す図である。 第２周波数の電波を送受信する際のアンテナ装置１００の作動を説明するための概念図である。 第２周波数の電波を送受信する際のアンテナ装置１００の作動を説明するための概念図である。 第２周波数の電波を送信する際のアンテナ装置１００の作動を説明するための概念図である。 第２周波数の電波を送受信する際の、第１周波数用構成１０１と第２周波数用構成１０２の相互作用について説明するための図である。 比較構成１００Ｘの概略的な構成の一例を示す平面図である。 比較構成１００Ｘと実施形態のアンテナ装置１００における、第２周波数の電波に対するアイソレーションを比較した結果を表す図である。 比較構成１００Ｘと実施形態のアンテナ装置１００における、第２周波数の円偏波の軸比を比較した結果を表す図である。 変形例２におけるアンテナ装置１００Ａの概略的な構成の一例を示す平面図である。 変形例３におけるアンテナ装置１００Ｂの概略的な構成の一例を示す平面図である。 変形例４におけるアンテナ装置１００Ｃの概略的な構成の一例を示す平面図である。

＜実施形態＞
以下、本発明の実施形態について図を用いて説明する。図１は、本実施形態に係るアンテナ装置１００の概略的な構成の一例を示す斜視図である。図２は、当該アンテナ装置１００の平面図である。

このアンテナ装置１００は、例えば車両で用いられ、２つの異なる周波数の円偏波を送受信、又は、送信と受信の何れか一方を実施するものである。より具体的には、アンテナ装置１００は、ＥＴＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｏｌｌ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ：登録商標）システムで用いられる路側機との通信で用いられる周波数帯の電波を送受信するとともに、衛星測位システムで用いられる衛星から送信される電波を受信する。アンテナ装置１００は、例えば車両のフロントガラス上部などに取り付けられればよい。

ＥＴＣシステムの路側機との無線通信には、５．８ＧＨｚ帯の電波が用いられている。また、衛星測位システムで用いられる衛星とは、例えばＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）で用いられるＧＰＳ衛星などが該当する。ＧＰＳ電波には、１．５ＧＨｚ帯が用いられている。

すなわち、アンテナ装置１００は、第１周波数として、５．８ＧＨｚ帯の円偏波を送受信するとともに、第２周波数として、１．５ＧＨｚ帯の電波を送受信する。なお、第１周波数における電波の波長（第１波長とする）は、真空中において約５２ｍｍであり、第２周波数における電波の波長（第２波長とする）は、約２００ｍｍである。もちろん、これらの長さは、誘電体の波長短縮効果などよってアンテナ装置１００にとっては、より短くなる。

アンテナ装置１００は、例えば同軸ケーブルを介して無線機（何れも図示略）と接続されており、アンテナ装置１００が受信した信号は逐次無線機に出力される。無線機は、アンテナ装置１００が受信した信号を利用するとともに、当該アンテナ装置１００に対して送信信号に応じた高周波電力を供給するものである。なお、本実施形態ではアンテナ装置１００への給電線として同軸ケーブルを採用する場合を想定して説明するが、フィーダ線など、その他の周知の給電線を用いても良い。

アンテナ装置１００と無線機とは、第１周波数と第２周波数のそれぞれに対応する２つの同軸ケーブルで接続されてあっても良いし、１つの同軸ケーブルで接続されてあっても良い。本実施形態では一例として、送受信の対象とする信号の周波数を切り替えるためのスイッチ回路やフィルタ回路などを利用して、１つの同軸ケーブルでアンテナ装置１００は無線機と接続されている構成とする。

もちろん、他の態様として、アンテナ装置１００と無線機とは、第１周波数の信号を送受信するための同軸ケーブルと、第２周波数の信号を送受信するための同軸ケーブルの２つのケーブルで接続されていてもよい。

（全体の構成について）
以下、このアンテナ装置１００の具体的な構成及び作動について述べる。図１及び図２に示すようにアンテナ装置１００は、基板１、地板２、パッチアンテナ素子３、第１給電部４、被給電素子５、無給電素子６、及び第２給電部７を備えている。なお、図２に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線におけるアンテナ装置１００の断面図を図３に示す。

このアンテナ装置１００は、図４に示す第１周波数の電波を送受信するための構成（第１周波数用構成１０１）と、図５に示す第２周波数の電波を送受信するための構成（第２周波数用構成１０２）とを組み合わせたものである。

第１給電部４は、パッチアンテナ素子３及び地板２と、同軸ケーブルとの電気的な接続部分である。より具体的には、第１給電部４は、同軸ケーブルの外部導体（マイナス側の導体）と地板２とを電気的に接続するとともに、同軸ケーブルの内部導体（プラス側の導体）とパッチアンテナ素子３とを電気的に接続することによって実現される。なお、第１給電部４は、後述するように、パッチアンテナ素子３が地板２に対して所定の間隔Ｄ２１をおいて対向配置された姿勢となるように支持する支持部材としての役割も担う。

第２給電部７は、被給電素子５及び地板２と、同軸ケーブルとの電気的な接続部分である。第２給電部７は、同軸ケーブルの外部導体と地板２とを電気的に接続するとともに、同軸ケーブルの内部導体と被給電素子５とを電気的に接続することによって実現される。

なお、本実施形態では、第１給電部４と第２給電部７の両方に地板２と同軸ケーブルの外部導体との電気的な接続部を設ける構成とするが、他の態様として、何れか一方でのみ同軸ケーブルの外部導体と電気的に接続する構成としてもよい。

また、パッチアンテナ素子３と同軸ケーブルの内部導体との間や、被給電素子５と同軸ケーブルの内部導体との間には、インピーダンス整合回路やスイッチ回路、フィルタ回路などの種々の回路が介在していてもよい。地板２と同軸ケーブルとの接続部分も同様である。

基板１は、樹脂などの電気絶縁材料からなる平板状の部材である。本実施形態では一例として、当該基板１の片面（表面とする）側に、地板２、パッチアンテナ素子３、第１給電部４、被給電素子５、無給電素子６、第２給電部７を設ける構成とする。地板２、被給電素子５、無給電素子６は、同一平面上、すなわち基板１の表面に直接配置される。

基板１の形状は、地板２、被給電素子５、無給電素子６を配置するために十分な大きさ及び形状となっていればよい。本実施形態では、一例として正方形とするが、その他、長方形や円形（楕円を含む）であってもよい。基板１の材料は、所望の比誘電率を有する材料を適宜選定して用いれば良い。

地板２は、銅などの導体を素材とする平板状（箔や膜を含む）の部材である。この地板２が請求項に記載の導体地板に相当する。地板２は、同軸ケーブルの外部導体と電気的に接続される。当該地板２の形状は、一例として１辺の電気的な長さが、第２波長の４分の１未満であって、第１波長の半波長よりも大きい所定の長さとする正方形とする。

電気的な長さとは、フリンジング電界や、誘電体（例えば基板１）による波長短縮効果などの影響を考慮して定まる値であって、実効的な長さとも称される。本実施形態では、地板２の形状を正方形とするが、その他、長方形であってもよいし、円形であってもよい。

この地板２は、その外周部分に相当する４つの辺のうちの、或る辺２１上の１点において無給電素子６と電気的に接続される。また、地板２は、無給電素子６が接続されている辺２１と直交する辺２２上の１点において、第２給電部７を介して被給電素子５と接続される。地板２において、無給電素子６と接続する点を無給電側接続点と称し、第２給電部７を介して被給電素子５と接続する点を、被給電側接続点と称する。地板２の被給電側接続点は、同軸ケーブルの外部導体（マイナス側の導体）との電気的な接続点を指す。なお、同軸ケーブルの内部導体は、被給電素子５と電気的に接続されている。

パッチアンテナ素子３は、導体を素材とする板状の部材である。パッチアンテナ素子３の形状は、正方形の１組の対角部に切り欠き部３１を設けた形状となっている。切り欠き部３１は、円偏波を放射（又は受信）するための構造であって、周知の縮退分離素子や摂動素子と称されるものに相当するものである。切り欠き部３１によって、元の正方形から削られる部分の面積は、周知の縮退分離法によって定まる面積となっていればよい。

このパッチアンテナ素子３は、地板２と所定の間隔Ｄ２１をおいて平行（略平行を含む）であって、かつ、パッチアンテナ素子３の各辺と、地板２の各辺とは互いに対向するように配置される。ここでのパッチアンテナ素子３の辺とは、切り欠き部３１を無視した場合の形状、すなわち正方形における辺に相当する外周部分を指す。

図２中の辺３２は、地板２の辺２１と対向する辺であり、辺３３は地板２の辺２２と対向する辺を示している。パッチアンテナ素子３の１辺の電気的な長さは、図４に示すように、第１波長の半分の長さとする。なお、図４中のλ_１は、基板１による波長短縮効果によって短縮された、基板１表面における第１周波数の電波の波長を表している。このパッチアンテナ素子３が請求項に記載の第１周波数用素子に相当する。

本実施形態では、パッチアンテナ素子３は、第１給電部４によって、地板２と所定の間隔Ｄ２１をおいて対向するように支持される（図３参照）。本実施形態では、地板２とパッチアンテナ素子３との間を中空とするため、第１給電部４は、パッチアンテナ素子３に第１周波数に応じた高周波電流を供給する役割に加えて、地板２とパッチアンテナ素子３とを所定の間隔Ｄ２１をおいて対向するように支持する役割を担う。

例えば、第１給電部４は、パッチアンテナ素子３と同軸ケーブルの内部導体とを電気的に接続する導電性のピンを、樹脂などの電気絶縁材料で覆った柱状の部材とすればよい。もちろん、パッチアンテナ素子３を地板２に対して所定の間隔Ｄ２１をおいて対向するように支持する方法は、これに限らない。パッチアンテナ素子３と地板２との間に、樹脂などの電気絶縁材料からなり、所定の厚みＤ２１を有する板状の部材を配置することによって、パッチアンテナ素子３と地板２とが対向するように支持してもよい。

第１給電部４は、パッチアンテナ素子３の外周部分が備える４つの辺のうち、被給電素子５の長手部分に対向する辺３２の中央（近傍を含む）に設けられる。

被給電素子５は、略直線形状のモノポール導体素子を、その途中（直角部とする）において直角（略直角を含む）で曲げた、いわゆるＬ型のモノポール導体素子である。以降では、被給電素子５の片方の端部から直角部までの部分と、他端から直角部までの部分の、２つの部分のうち、相対的に長い方の部分を長手部５１と称し、相対的に短い方の部分を短手部と称する。

線状の被給電素子５が備える２つの端部のうち、短手部側の端部は、同軸ケーブルの内部導体と電気的に接続される。すなわち、被給電素子５は、短手部側の端部において第２給電部７を介して地板２の被給電側接続点と接続される。ここでの被給電素子５と地板２との第２給電部７を介した接続とは、被給電素子５の一端を同軸ケーブルの内部導体と電気的に接続し、地板２の被給電側接続点を同軸ケーブルの外部導体と電気的に接続することを指す。すなわち、被給電素子５と地板２とは、直流的には浮いた状態となっている。

地板２と接続していない方の端部（すなわち長手部５１側の端部）は、開放端となる。この被給電素子５が、請求項に記載の第２周波数用素子、特に、被給電第２周波数用素子に相当する。

被給電素子５は、長手部５１が地板の外周に対して対向するように基板１上に配置される。より具体的には、被給電素子５は長手部５１が、地板２の外周を形成する４つの辺のうち、被給電側接続点が設けられている辺２１に対して、所定の間隔Ｄ２２をおいて略平行であって、かつ、被給電側接続点が開放端よりも無給電素子６側に位置するように配置される。第２給電部７の大きさを無視すれば、被給電素子５の長手部と地板２との距離Ｄ２２は、被給電素子５の短手部の長さに相当する。長手部５１が請求項に記載の第２素子側対向部、特に被給電第２素子側対向部の一例に相当する。

なお、ここでの略平行が指し示す範囲とは、後述するように、地板２が備える辺のうち、当該長手部５１に対向する辺２１付近に、長手部５１を流れる電流によって所望の大きさのイメージ電流が誘起される範囲とする。被給電素子５の電気的な長さは、この被給電素子５に電流を流した場合に地板２に所望の大きさのイメージ電流を誘起する長さとなっていればよく、本実施形態では一例として、第２波長の８分の１とする。

無給電素子６は、被給電素子５と同様に、Ｌ型のモノポール導体素子である。無給電素子６が備える２つの端部のうち、短手部側の端部が無給電側接続点で地板２と接続される。地板２と接続していない方の端部、すなわち、長手部６１側の端部は、開放端となる。この無給電素子６が、請求項に記載の無給電第２周波数用素子に相当する。

無給電素子６は、当該無給電素子６の長手部６１が地板の外周に対して対向するように基板１上に配置される。より具体的には、無給電素子６は、その長手部６１が地板２の外周を形成する４つの辺のうち、無給電側接続点が設けられている辺２２に略平行であって、かつ、無給電側接続点が開放端よりも被給電素子５側に位置するように配置される。

ここでの略平行が指す範囲については、長手部５１と辺２１の位置関係と同様の関係を満たす範囲である。無給電素子６の電気的な長さは、被給電素子５と同様に、第２波長の８分の１の長さとする。長手部６１が請求項に記載の第２素子側対向部、特に無給電第２素子側対向部の一例に相当する。

以上で述べたアンテナ装置１００の全体的な構成における、地板２、パッチアンテナ素子３、被給電素子５、及び無給電素子６の位置関係についてまとめる。前述の通り、被給電素子５の長手部５１、及び無給電素子６の長手部６１は、地板２が備える互いに直交する２つの辺２１、２２のそれぞれと対向している。また、パッチアンテナ素子３は、その各辺と、地板２の各辺とが互いに対向する姿勢となっている（図２参照）。

すなわち、パッチアンテナ素子３が備える４つの辺のうち、被給電素子５が設けられている側の辺３２は、被給電素子５の長手部５１と対向する。また、パッチアンテナ素子３が備える４つの辺のうち、無給電素子６が設けられている側の辺３３は、無給電素子６の長手部６１と対向する。

以降では、便宜上、パッチアンテナ素子３において、被給電素子５の長手部５１に対向する辺３２をパッチ側対向辺と称し、地板２において被給電素子５の長手部５１に対向する辺２１を、地板側対向辺と称する。パッチ側対向辺３２が請求項に記載の第１素子側対向部の一例に相当し、地板側対向辺２１が請求項に記載の地板側対向部の一例に相当する。

図３は、図２に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線におけるアンテナ装置１００の断面図において、被給電素子５付近を拡大した図である。図中のＤ１は、被給電素子５とパッチアンテナ素子３の被給電素子５側の端部との距離（素子間距離とする）を、Ｄ２１は、地板２とパッチアンテナ素子３との距離（第１対地板距離とする）を、Ｄ２２は被給電素子５と地板２の被給電素子５側の端部との距離（第２対地板距離とする）を、それぞれ表している。例えば、素子間距離Ｄ１は、第２波長の５０分の１（約４ｍｍ）とする。また、第１対地板距離Ｄ２１、第２対地板距離Ｄ２２はそれぞれ第２波長の１００分の１（約２ｍｍ）とする。

アンテナ装置１００の各部の大きさや、長さ、形状は適宜、設計されればよい。ただし、本実施形態の構成は、第１周波数の円偏波及び第２周波数の円偏波を送受信するアンテナ装置の小型化を意図したものである。ここでは、アンテナ装置１００の小型化のために、素子間距離Ｄ１を第２波長の５０分の１とし、非常に近接させた構成としている。

（第１周波数の電波の送受信について）
次に、当該アンテナ装置１００の動作について説明する。まず、図４を用いて第１周波数の電波を送受信する際の作動について説明する。

図４に示すように、第１周波数の円偏波を送受信するための第１周波数用構成１０１は、周知のパッチアンテナを用いて円偏波を送受信する構成と同様である。すなわち、電波の送信時には、第１給電部４から供給された電力によって、パッチアンテナ素子３には、互いに直交し、かつ、位相が９０°ずれた２つ電流Ｉａ、Ｉｂが励振される。そして、電流Ｉａ、Ｉｂによって円偏波（ここでは右旋円偏波）を空間に放射する。

ここでは、第１周波数の電波を送信する際の作動について述べたが、送受信の可逆性を有するため、図４に示す構成によって第１周波数の円偏波を受信することもできる。

（第２周波数の電波の送受信について）
次に、図５を用いて第２周波数の電波を送受信する際の作動について説明する。図５に示すように、第２周波数の円偏波を送受信するための第２周波数用構成１０２は、地板２、被給電素子５、無給電素子６、及び第２給電部７を備える。

前述の通り、被給電素子５と無給電素子６は、地板２との接続部分が近接するように地板２の互いに直交する辺２１、２２に沿って配置される。言い換えれば、被給電素子５と無給電素子６は、それぞれの長手方向が直交し、かつ、各開放端が離れるように配置される。

なお、各開放端が離れるような配置とは、被給電素子５の直角部から開放端に向かって伸びる半直線が無給電素子６の長手部６１を通る直線と交差せず、かつ、無給電素子６の直角部から開放端に向かって伸びる半直線が被給電素子５の長手部５１を通る直線と交差しない配置を指す。

便宜上、図５に示すように、地板２の外周部における被給電側接続点の位置を符号２５で指し示し、無給電側接続点の位置を符号２６で指し示す。また、被給電側接続点２５が設けられる辺２１の両端に相当する頂点をそれぞれＡ、Ｂとし、無給電側接続点２６が設けられる辺の両端に相当する頂点をＢ、Ｃとする。辺２１と辺２２は、頂点Ｂを共有する。

図６は、地板２の辺２１及び辺２２上における、被給電側接続点２５及び無給電側接続点２６の位置関係を説明するための概念図である。なお、図５及び図６を比較すれば分かるように、図６における頂点Ａから頂点Ｃまでの線分のうち、頂点Ａから頂点Ｂまでの区間が辺２１を表し、頂点Ｂから頂点Ｃまでの区間が辺２２を表す。辺２２を表す区間と、辺２１を表す区間は、実際には直角である。

被給電側接続点２５は、地板２の外周上における頂点Ｃからの距離が、電気的に第２波長の４分の１波長となる位置に設ける。すなわち、辺２２の長さ（＝辺２１の長さ）と頂点Ｂから被給電側接続点２５までの長さの和が電気的に第２波長の４分の１となる位置に設ける。なお、図４中のλ_２は、基板１による波長短縮効果によって短縮された、地板２における第２周波数の電波の波長（いわゆる導波波長）を表している。

また、無給電側接続点２６は、地板２の外周上における頂点Ａからの距離が電気的に第２波長の４分の１となる位置に設ける。すなわち、無給電側接続点２６の位置は、辺２１の長さと頂点Ｂから無給電側接続点２６までの長さの和が電気的に第２波長の４分の１となる位置に設ける。

参考までに、地板２における第２周波数の導波波長を約１１７ｍｍとする場合には、地板２の１辺の長さは、導波波長の４分の１に相当する長さ（約２９ｍｍ）よりも短い値となっていれば良く、例えば２５ｍｍとすればよい。その場合、頂点Ｂから被給電側接続点２５までの距離は４〜５ｍｍとすればよい。すなわち、１辺と頂点Ｂから被給電側接続点２５までの電気的な長さの和が、導波波長の４分の１に相当する長さとなっていればよい。

なお、本実施形態では、頂点Ｃから被給電側接続点２５までの電気的長さと、頂点Ａから無給電側接続点２６までの電気的長さのそれぞれを、第２波長の４分の１となるように配置する構成としたが、これに限らない。他の態様として、頂点Ｃから被給電側接続点２５までの電気的長さ、及び頂点Ａから無給電側接続点２６までの電気的長さは、第２波長の４分の１の整数倍となっていればよく、例えば第２波長の２分の１や、４分の３に相当する長さであってもよい。

次に、以上で述べた構成となっている第２周波数用構成１０２の作動について説明する。第２周波数用構成１０２の送信時の作動と受信時の作動は対称性を有するため、以降では、第２周波数の電波を送信する場合を例にとって説明する。

第２周波数の電波の送信時には、図７に示すように第２給電部７から第２周波数に応じた高周波電流が被給電素子５に供給され、被給電素子５上を開放端に向かって電流Ｉ１が流れる。この被給電素子５を流れる電流Ｉ１によって、地板２の外周付近にはイメージ電流Ｉ２が誘起される。イメージ電流Ｉ２は、頂点Ａから辺２１に沿って無給電側接続点２６に向かう方向に誘起される。

なお、電流Ｉ１によって、実際には地板２の外周部において、辺２１及び辺２２以外の部分、例えば地板２の辺２２の対辺にもイメージ電流が誘起されうる。しかし、頂点Ａから無給電側接続点２６までの電気的な長さが、対象電波の４分の１波長分の長さとなっていることから、イメージ電流Ｉ２は、無給電側接続点２６及び頂点Ａのそれぞれを節（又は腹）とする定常波を形成しやすい。したがって、電流Ｉ１によって誘起されるイメージ電流Ｉ２は主として頂点Ａから無給電側接続点２６の間に発生する。また、上記理由によって、頂点Ａをイメージ電流Ｉ２の始点と見なすことができる。

頂点Ａから無給電側接続点２６に向かって流れるイメージ電流Ｉ２は、無給電側接続点２６から無給電素子６に流入する。その成分を便宜上、電流Ｉ３とする。なお、無給電素子６に流れる電流Ｉ３の位相は、頂点Ａから無給電側接続点２６までの電気的な長さが、第２波長の４分の１となっているため、イメージ電流Ｉ２に対して９０度遅れたものとなる。

そして、無給電素子６上に電流Ｉ３が発生することによって、図８に示すように辺２２を中心に、イメージ電流Ｉ４が誘起される。イメージ電流Ｉ４の向きは頂点Ｃから被給電側接続点２５に向かう向きである。また、イメージ電流Ｉ４の位相は、イメージ電流Ｉ２に対して９０度遅れている。

イメージ電流Ｉ４が、主として頂点Ｃから被給電側接続点２５までの間に発生する理由は、頂点Ｃから被給電側接続点２５までの電気的な長さが、第２波長の４分の１となっているためである。すなわち、共振状態における安定性からイメージ電流Ｉ４は、頂点Ｃから被給電側接続点２５の間に発生する。ここでの共振状態の安定性とは、定常波の節の形成のしやすさを指す。

無給電側接続点２６から被給電側接続点２５まで区間においては、イメージ電流Ｉ２とイメージ電流Ｉ４とが重なる。イメージ電流Ｉ２とイメージ電流Ｉ４とは、互いに逆方向の電流であるため、互いに打ち消し合うように振る舞う。

図９は、以上で述べた第２周波数用構成１０２の作動をまとめたものである。地板２の頂点Ａから被給電側接続点２５の間には、被給電素子５に流れる電流Ｉ１に起因するイメージ電流Ｉ２ａが流れる。また、地板２の頂点Ｃから無給電側接続点２６の間には、イメージ電流Ｉ２ａに対して位相が９０度遅れたイメージ電流Ｉ４ａが流れる。さらに、イメージ電流Ｉ２ａ、Ｉ４ａが生じる辺２１と辺２２は、図５に示すように直角である。

すなわち、イメージ電流Ｉ２ａ、Ｉ４ａは互いに直交し、かつ、位相が９０度ずれたものとなる。また、電流の振幅も同程度となるため、これらのイメージ電流Ｉ２ａ、Ｉ４ａによって、第２周波数の円偏波が送信される。

なお、第２周波数の円偏波は、地板２に垂直な方向に放射される。すなわち、第２周波数用構成１０２によって放射される円偏波は、パッチアンテナ素子３が存在する方向に放射される。

（第１周波数用構成１０１と第２周波数用構成の相互作用について）
第２周波数の円偏波の送信時には、被給電素子５に電流が流れる。この被給電素子５に流れる電流によって、パッチアンテナ素子３には、図１０に示すように電界Ｅｂが発生する。図１０の電界Ｅｂはパッチアンテナ素子３において、パッチ側対向辺３２近傍に発生する電界を表している。

もちろん、パッチアンテナ素子３には、パッチ側対向辺３２の近傍だけでなく、その他の領域にも電界は生じる。パッチアンテナ素子３に生じる電界は、被給電素子５から離れるほど振幅が減衰するとともに、位相が遅れていく。すなわち、パッチアンテナ素子３に生じする電界は、パッチ側対向辺３２近傍に生じる電界が最も強く、被給電素子５から離れるにつれて、弱くなっていく。

また、地板２にも、被給電素子５に流れる電流によって、図１０に示すように電界Ｅａが発生する。図１０の電界Ｅａは地板２において、地板側対向辺２１近傍に発生する電界を表している。地板２に生じる電界も、パッチアンテナ素子３と同様に、地板側対向辺２１近傍が最も振幅が大きく、被給電素子５から離れるにつれて、振幅が小さくなっていくように分布した電界が生じる。

ところで、アンテナ装置１００の小型化のために、被給電素子５と、地板２と、パッチアンテナ素子３はそれぞれ第２波長に対して非常に近接させている。より具体的には、素子間距離Ｄ１は第２波長の５０分の１程度であり、第１対地板距離Ｄ２１及び第２対地板距離Ｄ２２も第２波長の略１００分の１程度となっている。

すなわち、被給電素子５と、地板２と、パッチアンテナ素子３が、それぞれ第２波長に対して非常に近接しており、さらに、第１対地板距離Ｄ２１もまた、第２波長に対して非常に小さい値となっている。

このため、地板側対向辺２１付近に発生している電界Ｅａと、パッチ側対向辺３２近傍に発生する電界Ｅｂは、それぞれの振幅及び位相が略同一となる。なお、ここでの略同一とは、その差を無視できる範囲とする。

したがって、第１給電部４を、パッチ側対向辺３２の近傍、例えば図１０中のＰ１で示す位置に設置した場合には、パッチアンテナ素子３の電界と、地板２の電界との振幅の差、及び位相差が小さいため、第１給電部４のピンに電流が流れにくい。なお、ここでの近傍とは、地板２の電界との振幅の差、及び位相差が小さく、第１給電部４のピンに流れる電流によって、第２周波数の電波の放射特性を劣化させない範囲とすればよい。

一方、被給電素子５から離れるほど、地板２に発生している電界の位相及び振幅と、パッチアンテナ素子３において発生している電界の位相及び振幅とのずれは、大きくなっていく。例えばＰ２の位置に第１給電部４を設けた場合には、Ｐ１に設けた場合よりも、パッチアンテナ素子３と地板２の電界の振幅及び位相のずれが大きく、第１給電部４に電流が流れやすい。すなわち、例えばＰ２などの被給電素子５から離れた位置に第１給電部４を設けた場合には、第１周波数用構成１０１に電流が流れることになり、第２周波数の電波の放射特性を劣化させてしまう。

以上を鑑みて、アンテナ装置１００は、第１給電部４をパッチアンテナ素子３において被給電素子５に対向する辺３２近傍に設置することとする。このような構成によれば、第２周波数の電波を送受信する際に、第１給電部４に流れる電流を抑制することが出来る。すなわち、このような構成によれば、アンテナ装置１００の小型化と、第２周波数の電波におけるアイソレーションを両立させることができる。

なお、被給電素子５に流れる電流によって、パッチ側対向辺３２近傍と地板側対向辺２１近傍に、同振幅かつ同位相の電界が生じる条件は、上述した設計値に限らない。被給電素子５の長手部５１と、パッチ側対向辺３２と地板側対向辺２１のそれぞれとの距離Ｄ１、Ｄ２２が、第２波長の２５分の１以内となっている場合には、被給電素子５に流れる電流によって、パッチ側対向辺３２近傍と地板側対向辺２１近傍に、同振幅かつ同位相と見なすことができる電界Ｅａ、Ｅｂが生じると想定される。

もちろん、３つの要素間の距離が小さければ小さいほど、パッチ側対向辺３２近傍と地板側対向辺２１近傍に生じる電界Ｅａ、Ｅｂの振幅及び位相は等しくなる。そして、第１給電部４を、パッチ側対向辺３２に近い位置に設けるほど、電界の差による電流は流れにくくなり、アイソレーションを改善することができる。

したがって、第１給電部４は、アイソレーションを確保する観点においては、パッチアンテナ素子３の中央部Ｐｃを通って被給電素子５の長手部５１に平行な直線Ｌ２よりも、被給電素子５側に設けることが好ましい。ここでの中央部Ｐｃは、パッチアンテナ素子３の点対称の中心を指す。

ただし、第１給電部４の位置は、アイソレーションの他、同軸ケーブルとのインピーダンスを整合させるといった観点から、パッチ側対向辺３２から中央部側にずれた位置に設けられてあっても良い。

また、本実施形態では、第１周波数用構成１０１としてより好ましく動作するように、第１給電部４を、パッチアンテナ素子３の中央部Ｐｃを通って無給電素子６の長手部６１に平行な直線Ｌ１上に設ける例を述べたが、これに限らない。第１給電部４は、直線Ｌ１からやや無給電素子６側に寄せた位置Ｐ３に設けても良い。

以上、第２周波数の円偏波を送信する際の、第１周波数用構成１０１と第２周波数用構成の相互作用について述べたが、第２周波数の円偏波を受信する際についても同様である。

なお、上記構成では、第１周波数の電波を送受信する際の第２給電部７に流れる電流は無視できる値（許容範囲内の値）となる。これは、主として、素子間距離Ｄ１や第１対地板距離Ｄ２１、第２対地板距離Ｄ２２は、第１波長（５０ｍｍ）にとっては十分に長く、また、第１周波数用構成１０１が相対的に狭帯域な周波数特性となっているためである。第１の周波数における第１周波数用構成１０１と第２周波数用構成１０２とのアイソレーションは、第１給電部４の位置に依らず、十分小さい値となる。

（本実施形態の効果）
以下、図１１に示す比較構成１００Ｘを導入し、本実施形態におけるアンテナ装置１００の効果について説明する。図１１に示す比較構成１００Ｘは、第１給電部４の位置を、パッチアンテナ素子３が備える辺のうち、パッチ側対向辺３２の対辺、すなわち、被給電素子５から最も離れた辺の中央部に設けた構成である。

この比較構成１００Ｘと本実施形態のアンテナ装置１００のそれぞれの構成における、第２周波数の電波に対するアイソレーションを比較した結果を図１２に示す。なお、ここでの第２周波数の電波に対するアイソレーション（単位はｄＢ）とは、第２周波数用構成１０２から第２周波数の電波を放射させた場合の、第２周波数用構成１０２に入力した電力と、第１周波数用構成１０１から戻ってきた電力の比の大きさを表すものである。

図１２に示す実線が、本実施形態におけるアンテナ装置１００での第２周波数の電波に対するアイソレーションを示し、破線が、比較構成１００Ｘでの第２周波数の電波に対するアイソレーションを示している。ここで、第２周波数の電波としてＧＰＳ電波を想定しているため、ＧＰＳ電波が利用されている１．５７５ＧＨｚを中心とした値を横軸にとっている。

図１２に示すように、また、比較構成１００Ｘでは、いずれの周波数においても−７〜８ｄＢの値となっているのに対し、本実施形態の構成によれば、素子間距離Ｄ１を第２波長の５０分の１と近接させていても、アイソレーションを−１５ｄｂ程度に抑制することができる。

また、図１３は、比較構成１００Ｘと本実施形態のアンテナ装置１００のそれぞれの構成における、第２周波数の円偏波の軸比を比較した結果を表す図である。一般にアイソレーションが劣化すると、円偏波の軸比もまた劣化してしまう。なお、軸比が大きいほど、円偏波が楕円となっていることを示す。横軸は、図１２と同様に周波数を示している。

図１３に示すように、比較構成１００Ｘにおいては、下に凸となる極小値においてもその軸比は３以上となっているのに対し、本実施形態の構成においては、極小値において１未満とすることができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の変形例も本発明の技術的範囲に含まれ、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。

以上では、第１周波数として、５．８ＧＨｚを採用し、第２周波数として１．５ＧＨｚを採用したが、もちろん、第１周波数や第２周波数の組み合わせは、これらに限らない。その他の周波数を、第１周波数や第２周波数としてもよい。

また、素子間距離Ｄ１は、第２波長の５０分の１に限らず、１００分の１など５０分の１以下の値となっていてもよいし、２５分の１など、５０分の１以上の値となっていても良い。すなわち、素子間距離Ｄ１は、地板側対向辺２１とパッチ側対向辺３２に、同振幅、同位相と見なすことができる電界を生じさせる距離となっていれば良い。第１対地板距離Ｄ２１や第２対地板距離Ｄ２２も同様に適宜変更されてもよい。例えば第１対地板距離Ｄ２１は、第２波長の５０分の１に相当する長さとなっていても良い。

＜変形例１＞
上述した実施形態では、基板１の表側に、第１周波数用構成１０１と第２周波数用構成１０２の両方を設けた構成としたが、これに限らない。基板１の表面に第１周波数用構成１０１を配置し、裏面に第２周波数用構成１０２を配置してもよい。また、そのような構成において、地板２は実施形態と同様に第１周波数用構成１０１と第２周波数用構成１０２とで共用させても良いし、それぞれ別の地板２に相当する部材を表面と裏面の両側に配置してもよい。

＜変形例２＞
以上では、第１給電部４を設ける位置を、パッチアンテナ素子３において被給電素子５に対向する辺３２の近傍とする構成について例示したが、これに限らない。

第２周波数用構成１０２において、被給電素子５と無給電素子６は図９に示すように対称的に作動する。したがって、第１給電部４を、図１４に示すように、パッチアンテナ素子３において無給電素子６に対向する辺３３近傍に設けても、上述した実施形態と同様の効果を奏することができる。

この変形例２のアンテナ装置１００Ａでは、第１給電部４は、アイソレーションを確保する観点においては、直線Ｌ１よりも無給電素子６側に配置されていることが好ましく、特に、パッチアンテナ素子３において無給電素子６に対向する辺近傍に第１給電部４を設けた構成が最も好ましい。もちろん、第１周波数の円偏波の軸比を維持するといった観点からは、第１給電部４は、直線Ｌ２上に配置されることが好ましい。第１給電部４の実際の位置は、同軸ケーブルとのインピーダンスの整合が取れるように適宜調整すればよい。

＜変形例３＞
また、以上ではアンテナ装置が備える各部（例えば地板２やパッチアンテナ素子３など）の形状として、正方形や長方形といった形状を基本とした構成を例示した。しかし、アンテナ装置を構成する各部の形状は、正方形や長方形といった形状に限らない。さらには、六角形や八角形といった多角形にも限らない。例えば、円形（楕円を含む）を基本とした構成に変形してもよい（これを変形例３とする）。

この変形例３におけるアンテナ装置１００Ｂは、図１５に示すように、円形の基板（図示略）、地板２Ｂ、パッチアンテナ素子３Ｂ、第１給電部４Ｂ、被給電素子５Ｂ、無給電素子６Ｂ、及び第２給電部７Ｂを備える。

地板２Ｂ、パッチアンテナ素子３Ｂ、第１給電部４Ｂ、被給電素子５Ｂ、無給電素子６Ｂ、及び第２給電部７はそれぞれ記載している順に、実施形態における地板２、パッチアンテナ素子３、第１給電部４、被給電素子５、無給電素子６、及び第２給電部７に相当するものである。

すなわち、地板２Ｂ、パッチアンテナ素子３Ｂ、及び第１給電部４Ｂからなる構成が第１周波数の円偏波を送受信するための構成であって、地板２Ｂ、被給電素子５Ｂ、無給電素子６Ｂ、及び第２給電部７Ｂからなる構成が、第２周波数における円偏波を送受信する構成に相当する。

このような構成においても、パッチアンテナ素子３Ｂの外周のうち、被給電素子５Ｂの長手部５１Ｂ又は無給電素子６Ｂの長手部６１Ｂに対向する部分３２Ｂ、３３Ｂ近傍に、第１給電部４Ｂを設けることによって、第２周波数におけるアイソレーションを抑制することができる。

なお、地板２Ｂの外周部のうち、２１Ｂ及び２２Ｂで指し示す部分が、長手部５１Ｂに対向する部分、すなわち実施形態における地板側対向辺に相当する部分である。

＜変形例４＞
さらに、以上では、第２周波数の電波を送受信するための構成として、被給電素子５、無給電素子６を用いて円偏波を送受信する構成を採用したアンテナ装置１００を例示したが、これに限らない。

第２周波数の電波を送受信するための構成は、直線偏波を送受信するものであってもよい。そのような構成（変形例４とする）の一例を図１６に示す。

図１６に示すアンテナ装置１００Ｃは、実施形態における被給電素子５、無給電素子６、第２給電部７に代わって、Ｌ型のモノポール導体素子である被給電素子５Ｃと、被給電素子５Ｃに給電するための第２給電部７Ｃと、を備える。被給電素子５Ｃの電気的な長さは、第２波長の４分の１となっており、被給電素子５Ｃ、地板２、及び第２給電部７Ｃによって、周知のモノポールアンテナと同様の構成となっている。

なお、被給電素子５Ｃの長手部は、実施形態における被給電素子５の長手部と同様に、地板２及びパッチアンテナ素子３のそれぞれの１辺と略平行となっているものとする。便宜上、地板２において被給電素子５Ｃの長手部と対抗している辺、及びパッチアンテナ素子３において被給電素子５Ｃの長手部と対抗している辺のそれぞれを、実施形態と同様に地板側対向辺、パッチ側対向辺と称する。

この変形例４に示す構成においても、第１給電部４を、パッチ側対向辺近傍に設けることによって、被給電素子５Ｃの長手部、地板側対向辺、及びパッチ側対向辺のそれぞれが近接している場合であっても、第２周波数の電波に対するアイソレーションを低減することができる。

なお、変形例４では、第２周波数の電波を直線偏波で送信（及び受信）する構成について述べたが、第１周波数の電波を送受信するための構成も同様に、円偏波ではなく、直線偏波で送信及び受信するものであってもよい。すなわち、パッチアンテナ素子３は、切り欠き部３１を備えない構成であっても良い。

１００、１００Ａ・１００Ｂ・１００Ｃ アンテナ装置、１０１ 第１周波数用構成、１０２ 第２周波数用構成、１ 基板、２・２Ｂ 地板（導体地板）、３・３Ｂ パッチアンテナ素子（第１周波数用素子）、４・４Ｂ 第１給電部、５・５Ｂ・５Ｃ 被給電素子（第２周波数用素子、被給電第２周波数用素子）、６・６Ｂ 無給電素子（第２周波数用素子、無給電第２周波数用素子）、７・７Ｂ・７Ｃ 第２給電部、２１・２１Ｂ・２２・２２Ｂ 地板側対向辺（地板側対向部）、３２・３３ パッチ側対向辺（第１素子側対向部）

Claims (6)

1. 導体地板（２）と、
   第１周波数の電波の送信及び受信の少なくとも何れか一方を実施するための素子であって、前記導体地板と所定の間隔をおいて対向配置される平板状の第１周波数用素子（３、３Ｂ）と、
   前記第１周波数用素子と給電線とを電気的に接続する第１給電部（４、４Ｂ）と、
   前記第１周波数より低い第２周波数の電波の送信及び受信の少なくとも何れか一方を実施するための線状素子である第２周波数用素子（５、５Ｂ、５Ｃ、６、６Ｂ）と、を備え、
   前記第２周波数用素子は、前記導体地板の外部に設けられてあって、前記導体地板の外周の一部及び前記第１周波数用素子の外周の一部のそれぞれと対向する第２素子側対向部（５１、５１Ｂ、５１Ｃ、６１、６１Ｂ）を備え、
   前記導体地板は、前記第２素子側対向部と対向する外周部分であって、かつ、当該導体地板において前記第２素子側対向部に最も近接する部分である地板側対向部（２１、２１Ｂ、２２、２２Ｂ）を備え、
   前記第１周波数用素子は、前記第２素子側対向部と対向する外周部分であって、かつ、当該第１周波数用素子において前記第２素子側対向部に最も近接する部分である第１素子側対向部（３２、３２Ｂ、３３、３３Ｂ）を備え、
   前記第２素子側対向部に対して前記導体地板及び前記第１周波数用素子のそれぞれは、前記第２周波数用素子に流れる電流によって、前記地板側対向部及び前記第１素子側対向部に、略同振幅及び略同位相の電界が生じる位置となっており、
   前記第１給電部は、前記第１周波数用素子において、その中心部よりも前記第１素子側対向部側に設けることを特徴とするアンテナ装置。
2. 請求項１において、
   前記第２素子側対向部と前記第１素子側対向部との距離、及び前記第２素子側対向部と前記地板側対向部との距離はいずれも、前記第２周波数の電波の波長の２５分の１以下となっていることを特徴とするアンテナ装置。
3. 請求項２において、
   前記導体地板と、前記第１周波数用素子との間隔は、前記第２周波数の電波の波長の５０分の１以下となっていることを特徴とするアンテナ装置。
4. 請求項１から３の何れか１項において、
   前記第１周波数用素子の形状は、円偏波を送受信するための摂動素子（３１）を備えた正方形状であって、
   前記第１周波数用素子と前記第１給電部と前記導体地板は、第１周波数の円偏波を送受信可能なパッチアンテナとして動作するように構成されていることを特徴とするアンテナ装置。
5. 請求項４において、
   前記アンテナ装置は、前記第２周波数用素子として、
   線状素子であって、一方の端が当該素子に給電するための第２給電部（７）を介して前記導体地板と接続され、他方の端が開放端となっている被給電第２周波数用素子（５）と、
   線状であって、一方の端が前記導体地板と接続され、他方の端が前記導体地板と接続された無給電第２周波数用素子（６）と、備え、
   前記導体地板は正方形状であって、
   前記被給電第２周波数用素子、無給電第２周波数用素子、及び前記導体地板は同一平面状に配置されてあって、
   前記被給電第２周波数用素子は、前記導体地板の外周と対向している被給電第２素子側対向部を備え、
   前記無給電第２周波数用素子は、前記導体地板と外周と対向し、かつ、前記被給電第２素子側対向部と直交する無給電第２素子側対向部と、備え、
   前記第２給電部と前記導体地板との接続部は、前記被給電第２周波数用素子の開放端よりも前記無給電第２周波数用素子側に設けられてあって、前記無給電第２周波数用素子と前記導体地板との接続部は、当該素子の開放端よりも前記被給電第２周波数用素子側に設けられていることを特徴とするアンテナ装置。
6. 請求項５において、
   前記第１周波数用素子は、誘電体を材料とする基板（１）の片面（表面とする）に設けられてあって、
   前記被給電第２周波数用素子、前記無給電第２周波数用素子、前記導体地板は、前記基板の裏面に設けられていることを特徴とするアンテナ装置。

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