JP2017041837A - アンテナ装置、及び、通信モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】通信可能な領域を確保しつつ、消費電力を低減したアンテナ装置、及び、通信モジュールを提供する。【解決手段】アンテナ装置は、板状の第１誘電体と、前記第１誘電体の第１面とは反対の第２面から起立し、前記第１誘電体とＴ字形状をなす第２誘電体と、前記第２誘電体の前記起立する方向における先端に、前記第２面に対向して配設され、前記第２誘電体の厚さ方向に電界が変化するミリ波を放射するアンテナとを含み、前記第１面を介して無線通信を行う。【選択図】図２

Description

本発明は、アンテナ装置、及び、通信モジュールに関する。

従来より、第１の面を有する筐体と、前記筐体内に設けられ、前記第１の面内の第１領域に対向して配置された結合電極を含む誘導電界アンテナとを具備する電子機器がある。前記電子機器は、前記筐体内に設けられ、前記誘導電界アンテナに関して前記第１領域とは反対側に配置されたミリ波アンテナであって、前記第１領域の近傍の空間が前記ミリ波アンテナのカバーエリアに含まれるように、前記誘導電界アンテナの底面の外周縁よりも外側の位置に配置されている複数のミリ波アンテナ素子を含むミリ波アンテナをさらに具備する。前記電子機器は、前記筐体内に設けられ、前記誘導電界アンテナを介して第１の周波数帯域の無線信号を送受信すると共に、前記ミリ波アンテナを介して前記第１の周波数帯域よりも高いミリ波帯域の無線信号を送受信する近接無線通信部をさらに具備する（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−０９０２２８号公報

ところで、従来の電子機器のミリ波アンテナは、複数のミリ波アンテナ素子を含む。これはミリ波アンテナ素子は、直進性が高く、通信可能な領域が狭いので、通信可能な領域を拡げるためである。

しかしながら、複数のミリ波アンテナ素子を用いれば、消費電力が大きくなる。

このため、従来の電子機器のミリ波アンテナは、消費電力が大きいという課題がある。

そこで、通信可能な領域を確保しつつ、消費電力を低減したアンテナ装置、及び、通信モジュールを提供することを目的とする。

本発明の実施の形態のアンテナ装置は、板状の第１誘電体と、前記第１誘電体の第１面とは反対の第２面から起立し、前記第１誘電体とＴ字形状をなす第２誘電体と、前記第２誘電体の前記起立する方向における先端に、前記第２面に対向して配設され、前記第２誘電体の厚さ方向に電界が変化するミリ波を放射するアンテナとを含み、前記第１面を介して無線通信を行う。

通信可能な領域を確保しつつ、消費電力を低減したアンテナ装置、及び、通信モジュールを提供することができる。

アンテナ装置１００を含む電子機器１０を示す図である。 アンテナ装置１００を示す斜視透視図である。 図２のＡ１−Ａ２矢視断面を示す図である。 図２のＢ１−Ｂ２矢視断面を示す図である。 アンテナ装置１００に含まれるアンテナ１２０を示す平面図である。 プレート１１１の外部に漏れ出るミリ波の電界の方向を示す図である。 プレート１１１の外部に漏れ出るミリ波の電界の方向を示す図である。 アンテナ装置１００のＳ２１パラメータの分布を示す図である。 比較用のアンテナ装置によるＳ２１パラメータの分布を示す図である。 比較用のアンテナ装置によるＳ２１パラメータの分布を示す図である。 ダイポールアンテナ、スロットアンテナ、及びループアンテナを示す図である。 実施の形態１の第１変形例のアンテナ装置１００Ａを示す断面図である。 実施の形態１の第２変形例のアンテナ装置１００Ｂを示す断面図である。 実施の形態１の第３変形例のアンテナ装置１００Ｃを示す断面図である。 実施の形態１の第４変形例のアンテナ装置１００Ｄを含む通信モジュール３００を示す断面図である。

以下、本発明のアンテナ装置、及び、通信モジュールを適用した実施の形態について説明する。

＜実施の形態＞
図１は、アンテナ装置１００を含む電子機器１０を示す図である。電子機器１０は、ノートブック型のＰＣ（Personal Computer:パーソナルコンピュータ）である。

電子機器１０は、キーボード１１、タッチパッド１２、筐体１３、ディスプレイパネル１４、筐体１５、及びアンテナ装置１００を含む。

筐体１３には、キーボード１１、タッチパッド１２、及びアンテナ装置１００が配置される。アンテナ装置１００は、筐体１３のタッチパッド１２の脇に配置される。筐体１５には、ディスプレイパネル１４が配置される。

アンテナ装置１００は、ミリ波を用いて近距離無線通信を行う通信装置である。アンテナ装置１００は、筐体１３の表面１３Ａの開口部１３Ｂから放射面１０１が表出するように筐体１３に配置されており、放射面１０１からミリ波を放射する。アンテナ装置１００の放射面１０１以外は、筐体１３の内部にあるため、電子機器１０の外部からは見えない。

ここでは、一例として、アンテナ装置１００が、アンテナ装置１００と通信可能なアンテナ装置が搭載されたスマートフォン端末機と近距離無線通信でデータを転送する形態について説明する。

なお、ここでいう近距離とは、一例として、表面１３Ａから数ミリ以内であることを意味し、スマートフォン端末機が表面１３Ａに接触していてもよい。また、近距離無線通信を近接無線通信と称してもよい。

また、以下では、アンテナ装置１００が放射面１０１からミリ波を放射する形態について説明するが、アンテナ装置１００は、放射面１０１を介して、放射面１０１の近傍に配置される他の通信装置からミリ波を受信することができる。

次に、図２乃至図５を用いて、アンテナ装置１００について説明する。

図２は、アンテナ装置１００を示す斜視透視図である。図３は、図２のＡ１−Ａ２矢視断面を示す図である。図４は、図２のＢ１−Ｂ２矢視断面を示す図である。図５は、アンテナ装置１００に含まれるアンテナ１２０を示す平面図である。なお、以下では、直交座標系であるＸＹＺ座標系を用いて説明する。

アンテナ装置１００は、放射プレート１１０、アンテナ１２０、及び基板１３０を含む。

放射プレート１１０は、プレート１１１及び１１２を有し、Ｙ軸方向から見るとＴ字型の形状を有する。

プレート１１１は、ＸＹ平面に平行な板状の部材であり、誘電体製である。プレート１１１は、第１誘電体の一例である。プレート１１１の厚さは、導波管（導波路）として機能する程度に損失が小さくなる程度の厚さがあればよい。プレート１１１の厚さは、一例として、２ｍｍである。

プレート１１１のＺ軸正方向側の表面１１１Ａは、アンテナ装置１００がミリ波を放射する放射面であり、図１に示す放射面１０１である。

プレート１１１のＺ軸負方向側の表面１１１Ｂには、プレート１１２のＺ軸正方向側の端部が接続される。換言すれば、プレート１１２は、プレート１１１の表面１１１ＢからＺ軸負方向側に垂直に突出している。

プレート１１２は、ＹＺ平面に平行な板状の部材であり、誘電体製である。プレート１１２の比誘電率は、プレート１１１の比誘電率と等しい。プレート１１２は、第２誘電体の一例である。プレート１１２は、プレート１１１の表面１１１ＢからＺ軸負方向側に起立している。プレート１１２の厚さは、導波管（導波路）として機能する程度に損失が小さくなる程度の厚さがあればよく、プレート１１１と同じ厚さでよい。プレート１１２の厚さは、一例として、２ｍｍである。

プレート１１２は、プレート１１１のＸ軸方向における中央からＺ軸負方向側に突出している。プレート１１２のＹ軸方向の長さは、プレート１１１のＹ軸方向の長さと等しい。プレート１１２のＺ軸負方向側の端部は、アンテナ１２０に当接している。このようなプレート１１２は、プレート１１１と一体的に成型されることによって作製される。

アンテナ１２０は、基板１３０のＺ軸正方向側の表面１３０Ａに配置されている。アンテナ１２０のＺ軸正方向側には、プレート１１２のＺ軸負方向側の端部が当接する。

アンテナ１２０は、Ｘ軸方向に電界が変化するミリ波をＺ軸方向に放射するアンテナであり、ここでは一例として、パッチアンテナである。パッチアンテナとして実現されるアンテナ１２０は、図５に示すように、ＸＹ平面視で正方形であり、正方形の４辺のうちの２辺はＸ軸に平行であり、残りの２辺はＹ軸に平行である。パッチアンテナ１２０の一辺の長さは、一例として、１．５ｍｍである。

アンテナ１２０は、Ｘ軸方向において、プレート１１２のＸ軸方向の幅の中に収まっており、Ｙ軸方向においても、プレート１１２のＹ軸方向の幅の中に収まっている。

アンテナ１２０の給電点１２１（図５参照）は、Ｘ軸負方向側の端部のうちのＹ軸方向における中央に設けられている。給電点１２１には、図示しない同軸ケーブルの芯線が接続され、ミリ波を実現する高周波電力が給電される。ミリ波を実現する高周波電力は、一例として、６０ＧＨｚである。

アンテナ１２０は、給電点１２１で給電されることにより、Ｘ軸方向に電界が変化するミリ波をＺ軸方向に放射する。アンテナ１２０として用いるパッチアンテナの４辺の長さは、ミリ波の電気長での波長の半分（半波長）である。

基板１３０のＺ軸正方向側の表面１３０Ａには、アンテナ１２０が配置される。基板１３０は、例えば、図１に示す電子機器１０の筐体１３の内部に含まれる基板である。基板１３０は、例えば、ＦＲ４(Flame Retardant type 4)規格の基板であってもよい。この場合に、アンテナ１２０は、基板１３０の表面に設けられる銅箔等の金属層をパターニングして形成されていてもよく、基板１３０には、電子部品のチップ等が実装されていてもよい。

また、基板１３０は、例えば、筐体１３の内部構造の一部分であってもよいし、アンテナ１２０を設けるための専用の部材であってもよい。

以上のような構成のアンテナ装置１００では、放射プレート１１０は、Ｔ字型の導波管のように機能し、アンテナ１２０がＺ軸正方向に放射するミリ波を表面１１１Ａに誘導する。

アンテナ１２０がＺ軸正方向に放射するミリ波は、電界がＸ軸方向に変化する直線偏波の電磁波であり、プレート１１２のＺ軸負方向側の端部からプレート１１２に入射する。アンテナ１２０は、プレート１１２のＸ軸方向の幅とＹ軸方向の幅とに収まるように、プレート１１２のＺ軸負方向側の端部と位置が合わせられているため、アンテナ１２０からＺ軸正方向に放射されるミリ波は、プレート１１２に入射する。

ミリ波の電界は、プレート１１２の厚さ方向（Ｘ軸方向）に変化するため、ミリ波は、プレート１１２の内部で反射しながら、Ｚ軸正方向に伝搬する。なお、ミリ波の一部は、プレート１１２の外部に漏れ出る。

そして、ミリ波がプレート１１２とプレート１１１の接合部に差し掛かると、プレート１１２とプレート１１１がＴ字型の導波管のように機能するため、ミリ波は、プレート１１１の内部をＸＹ平面が広がる方向に伝搬する。プレート１１１の内部では、ミリ波の電界は、Ｚ軸方向に変化する。

プレート１１１の内部において、ミリ波は、プレート１１１の端部で反射する。このため、プレート１１１の内部では、ミリ波はＸＹ平面が広がる様々な方向に伝搬する。また、このとき、ミリ波の一部は、プレート１１１の外部に漏れ出る。

ここで、図６及び図７を用いて、プレート１１１の外部に漏れ出るミリ波の電界の方向について説明する。

図６及び図７は、プレート１１１の外部に漏れ出るミリ波の電界の方向を示す図である。図６及び図７では、ミリ波の電界の方向を矢印で示す。図６は、図３と同じＡ１−Ａ２矢視断面を示し、図７は、図４と同じＢ１−Ｂ２矢視断面を示す。

また、図６及び図７には、スマートフォン端末機２０を示す。スマートフォン端末機２０は、アンテナ装置１００と通信可能なアンテナ装置２１を含む。

図６及び図７に示すように、プレート１１２の内部を伝搬するミリ波の電界は、矢印Ｃで示すように、Ｚ軸方向に変化する。プレート１１１の内部を伝搬するミリ波の電界は、矢印Ａで示すように、Ｚ軸方向に変化する。また、プレート１１１からＺ軸正方向及びＺ軸負方向に漏れ出るミリ波の電界は、矢印Ｂで示すように、プレート１１１の表面１１１Ａから数ミリ以内のところで折り返す。

このように電界が折り返す際には、Ｘ軸方向の成分Ｂｘ（図６参照）とＹ軸方向の成分Ｂｙ（図７参照）が生じる。

ここでは、Ｘ方向の成分Ｂｘ（図６参照）とＹ軸方向の成分Ｂｙ（図７参照）のみを示すが、プレート１１１の内部では、ミリ波は、ＸＹ平面内で様々な方向に伝搬するため、プレート１１１の外に漏れ出たミリ波が折り返す際には、ＸＹ平面に平行な様々な方向の成分が生じる。

このようにＸＹ平面に平行な電界の成分は、プレート１１１の表面１１１Ａから数ミリ以内の領域内で発生する。

従って、スマートフォン端末機２０のアンテナ装置２１として、成分Ｂｘ及びＢｙのようにＸＹ平面に平行な電界の成分を受信することができるアンテナ装置を用いれば、アンテナ装置１００とアンテナ装置２１とで近距離無線通信を行うことができる。

なお、アンテナ装置２１は、例えば、パッチアンテナ、ダイポールアンテナ、モノポールアンテナ、又は、スロットアンテナ等の様々な種類のものを用いることができる。

ここで、図８乃至図１０を用いて、シミュレーション結果について説明する。

図８は、アンテナ装置１００のＳ２１パラメータの分布を示す図である。図８には、プレート１１１とアンテナ１２０をＸＹ平面視で示す。プレート１１１のＸ軸方向の長さは９０ｍｍであり、Ｙ軸方向の長さは５０ｍｍである。

ＸＹ座標の原点Ｐ０（０，０）を図示するように定義し、プレート１１１の表面１１１Ａ（図２参照）上の点Ｐ１（４５，２５）、点Ｐ２（９０，２５）、点Ｐ３（４５，０）、点Ｐ４（９０，０）において、Ｘ軸方向とＹ軸方向の電界のＳ２１パラメータの値をシミュレーションで求めた。

なお、アンテナ１２０は、点Ｐ１（４５，２５）の真下に位置する。

その結果、点Ｐ１（４５，２５）におけるＸ軸方向のＳ２１パラメータは、−３０．１５ｄＢであり、Ｙ軸方向の電界のＳ２１パラメータは、−４８．３５ｄＢであった。

また、点Ｐ２（９０，２５）におけるＸ軸方向のＳ２１パラメータは、−３８．７９ｄＢであり、Ｙ軸方向の電界のＳ２１パラメータは、−４７．４２ｄＢであった。

また、点Ｐ３（４５，０）におけるＸ軸方向のＳ２１パラメータは、−３４．４５ｄＢであり、Ｙ軸方向の電界のＳ２１パラメータは、−５６．０６ｄＢであった。

また、点Ｐ４（９０，０）におけるＸ軸方向のＳ２１パラメータは、−４１．５４ｄＢであり、Ｙ軸方向の電界のＳ２１パラメータは、−４２．３９ｄＢであった。

以上より、点Ｐ１〜Ｐ４のすべてにおいて、−６０ｄＢ以上の値が得られていることが分かる。また、図８では、プレート１１１の中心である点Ｐ０に対して、Ｘ軸正方向側であって、かつＹ軸負方向側の領域においてＳ２１パラメータの値を求めた。この領域は、プレート１１１のＸＹ平面視での１／４の領域であり、プレート１１１の対称性から、プレート１１１のすべての領域で−６０ｄＢ以上の値が得られていることになる。

すなわち、アンテナ装置１００は、プレート１１１の表面１１１Ａ（図２参照）のすべての領域において、スマートフォン端末機２０のアンテナ装置２１と通信することができる。

図９及び図１０は、比較用のアンテナ装置によるＳ２１パラメータの分布を示す図である。

図９では、アンテナ１２０の代わりに、Ｘ軸方向に沿って配置されるアンテナエレメント１Ａ及び１Ｂを有するダイポールアンテナ１を基板１３０の表面１３０Ａ（図２参照）に配置して、点Ｐ１〜Ｐ４におけるＸ軸方向の電界のＳ２１パラメータの値を求めた。なお、図９では、放射プレート１１０を用いていない。アンテナエレメント１Ａ及び１Ｂは、それぞれ、第１アンテナエレメント及び第２アンテナエレメントの一例である。

図９では、放射プレート１１０を用いていないため、図８における放射プレート１１０が位置する領域を領域Ｄとして示す。

同様に、図１０では、アンテナ１２０の代わりに、Ｙ軸方向に沿って配置されるアンテナエレメント２Ａ及び２Ｂを有するダイポールアンテナ２を基板１３０の表面１３０Ａ（図２参照）に配置して、点Ｐ１〜Ｐ４におけるＹ軸方向の電界のＳ２１パラメータの値を求めた。図１０では、放射プレート１１０を用いていない。

図１０では、放射プレート１１０を用いていないため、図８における放射プレート１１０が位置する領域を領域Ｄとして示す。

図９に示すように、放射プレート１１０を用いずに、アンテナ１２０の代わりにダイポールアンテナ１を用いた場合は、点Ｐ１（４５，２５）におけるＸ軸方向のＳ２１パラメータは、−１８．７８ｄＢであり、点Ｐ２（９０，２５）におけるＸ軸方向のＳ２１パラメータは、−６７．８２ｄＢであった。

また、点Ｐ３（４５，０）におけるＸ軸方向のＳ２１パラメータは、−３２．７９ｄＢであり、点Ｐ４（９０，０）におけるＸ軸方向のＳ２１パラメータは、−５３．６６ｄＢであった。

このように、ダイポールアンテナ１を用いた場合には、点Ｐ１と点Ｐ３におけるＳ２１パラメータの値は良好であるが、点Ｐ２におけるＳ２１パラメータの値が−６０ｄＢ未満であり、ＸＹ平面内における電界の強度の分布が大きいことが分かる。

このように電界の強度の分布が大きいと、領域Ｄの中で、スマートフォン端末機２０のアンテナ装置２１と通信できない部分が生じることになる。

図１０に示すように、放射プレート１１０を用いずに、アンテナ１２０の代わりにダイポールアンテナ２を用いた場合は、点Ｐ１（４５，２５）におけるＹ軸方向のＳ２１パラメータは、−６４．８７ｄＢであり、点Ｐ２（９０，２５）におけるＹ軸方向のＳ２１パラメータは、−８７．１４ｄＢであった。

また、点Ｐ３（４５，０）におけるＹ軸方向のＳ２１パラメータは、−８４．３５ｄＢであり、点Ｐ４（９０，０）におけるＹ軸方向のＳ２１パラメータは、−４７．５３ｄＢであった。

このように、ダイポールアンテナ２を用いた場合には、点Ｐ４以外の点Ｐ１〜Ｐ３におけるＳ２１パラメータの値は、すべて−６０ｄＢ未満であり、ＸＹ平面内における電界の強度の分布が大きいことが分かる。

このように電界の強度の分布が大きいと、領域Ｄの中で、スマートフォン端末機２０のアンテナ装置２１と通信できない部分が生じることになる。

以上のように、実施の形態によれば、プレート１１１の表面１１１Ａから放射するミリ波を利用して、近距離通信を行えるアンテナ装置１００を提供することができる。また、プレート１１１の表面１１１Ａを介して、表面１１１Ａの近傍に配置される他の通信装置からミリ波を受信することができるアンテナ装置１００を提供することができる。

プレート１１１と１１２をＴ字型に接合した放射プレート１１０を用いて、プレート１１２の先端をアンテナ１２０に当接させることにより、Ｘ軸方向に電界が変化するミリ波をプレート１１２とプレート１１１との接合部に誘導することができる。そして、プレート１１２とプレート１１１の接合部で、ミリ波はＺ軸方向に電界が変化するように、向きが９０度変換される。Ｚ軸方向は、プレート１１１の厚さ方向である。

ミリ波は、プレート１１１の内部をＸＹ平面方向に伝搬して端部で反射されるため、プレート１１１の内部でＸＹ平面の様々な方向にミリ波が伝搬する。

このため、プレート１１１の表面１１１Ａからプレート１１１の外に漏れ出てプレート１１１に向かって折り返すミリ波の電界は、ＸＹ平面の中で様々な方向を向くことになる。

従って、スマートフォン端末機２０のアンテナ装置２１をＸＹ平面と平行になるようにプレート１１１の表面１１１Ａに近接させれば、アンテナ装置２１がＸＹ平面でどの方向を向いていても、アンテナ装置１００と通信することができる。

また、アンテナ装置２１がプレート１１１の表面１１１Ａのどの位置にあっても、アンテナ装置１００と通信することができる。

また、アンテナ装置１００は、１つのアンテナ１２０を用いているため、従来のように複数のミリ波アンテナ素子を含むミリ波アンテナに比べて、消費電力を低減することができる。

従って、実施の形態によれば、ミリ波帯の電波を利用して通信可能な領域を平面的に拡大しつつ、消費電力の低減を図ったアンテナ装置１００を提供することができる。

なお、以上では、プレート１１２がプレート１１１のＸ軸方向における中央からＺ軸負方向側に突出する形態について説明したが、プレート１１２がプレート１１１から突出する位置は、プレート１１１のＸ軸方向における中央からずれていてもよい。プレート１１１のＸ軸方向における中央からずれた位置は、プレート１１１のＸ軸負方向側の端部と、Ｘ軸正方向側の端部との中間の任意の位置であってよい。

また、以上では、プレート１１２のＹ軸方向の長さは、プレート１１１のＹ軸方向の長さと等しい形態について説明した。しかしながら、プレート１１２のＹ軸方向の長さは、プレート１１１のＹ軸方向の長さよりも短くてもよい。プレート１１２のＹ軸方向の長さは、プレート１１２のＸ軸方向の長さ（プレート１１２の厚さ）と等しくてもよい。

この場合に、アンテナ１２０が、Ｘ軸方向においてプレート１１２のＸ軸方向の幅の中に収まるとともに、Ｙ軸方向においてプレート１１２のＹ軸方向の幅の中に収まるように、プレート１１２とアンテナ１２０の位置関係が設定されていればよい。

また、以上では、アンテナ装置１００は、筐体１３の表面１３Ａの開口部１３Ｂから放射面１０１が表出するように筐体１３に配置されている形態について説明した。しかしながら、放射面１０１は、筐体１３又はその他の薄いフィルム等によって覆われていてもよい。

また、以上では、パッチアンテナをアンテナ１２０として用いる形態について説明した。しかしながら、パッチアンテナによって構築されるアンテナ１２０の代わりに、ダイポールアンテナ又はスロットアンテナを用いてもよい。

図１１は、ダイポールアンテナ、スロットアンテナ、及びループアンテナを示す図である。

パッチアンテナによって構築されるアンテナ１２０の代わりに、図１１（Ａ）に示すダイポールアンテナ１２０Ａを用いてもよい。ダイポールアンテナ１２０Ａは、アンテナエレメント１２０Ａ１及び１２０Ａ２を有する。アンテナエレメント１２０Ａ１及び１２０Ａ２は、Ｘ軸に沿って伸延しており、中央側の給電点１２１Ａ１及び１２１Ａ２によってそれぞれ給電される。このようなダイポールアンテナ１２０Ａを用いても、Ｘ軸方向に電界が変化するミリ波をＺ軸正方向に放射することができる。

なお、ダイポールアンテナ１２０Ａを用いる場合には、ダイポールアンテナ１２０Ａが、Ｘ軸方向においてプレート１１２のＸ軸方向の幅の中に収まるとともに、Ｙ軸方向においてプレート１１２のＹ軸方向の幅の中に収まるように、プレート１１２とダイポールアンテナ１２０Ａの位置関係が設定されていればよい。

また、アンテナエレメント１２０Ａ１及び１２０Ａ２のうちのいずれか一方の代わりに、グランドプレーンを設けて、モノポールアンテナにしてもよい。

また、パッチアンテナによって構築されるアンテナ１２０の代わりに、図１１（Ｂ）に示すスロットアンテナ１２０Ｂを用いてもよい。スロットアンテナ１２０Ｂは、ＸＹ平面視で矩形状の金属層に、スロット１２０Ｂ１を形成したものである。スロット１２０Ｂ１は、Ｙ軸方向に細長い矩形状の開口であり、矩形状の金属層の中央に設けられている。このようなスロットアンテナ１２０Ｂで、スロット１２０Ｂ１のＸ軸負方向側に給電点１２１Ｂを設けて給電すれば、Ｘ軸方向に電界が変化するミリ波をＺ軸正方向に放射することができる。なお、給電点１２１Ｂは、スロット１２０Ｂ１のＸ軸正方向側に設けられていてもよい。

また、スロットアンテナ１２０Ｂを用いる場合には、スロット１２０Ｂ１が、Ｘ軸方向においてプレート１１２のＸ軸方向の幅の中に収まるとともに、Ｙ軸方向においてプレート１１２のＹ軸方向の幅の中に収まるように、プレート１１２とスロットアンテナ１２０Ｂの位置関係が設定されていればよい。

また、パッチアンテナによって構築されるアンテナ１２０の代わりに、図１１（Ｃ）に示すループアンテナ１２０Ｃを用いてもよい。ループアンテナ１２０Ｃは、矩形状のループを形成するアンテナであり、給電点１２１Ｃ１と１２１Ｃ２の間で給電される。このようなループアンテナ１２０Ｃを用いても、Ｘ軸方向に電界が変化するミリ波をＺ軸正方向に放射することができる。

なお、ループアンテナ１２０Ｃを用いる場合には、ループアンテナ１２０Ｃが、Ｘ軸方向においてプレート１１２のＸ軸方向の幅の中に収まるとともに、Ｙ軸方向においてプレート１１２のＹ軸方向の幅の中に収まるように、プレート１１２とループアンテナ１２０Ｃの位置関係が設定されていればよい。

また、以上では、放射プレート１１０のプレート１１１と１１２が一体成型されている形態について説明した。しかしながら、図１２に示すように、プレート１１１と１１２は、別々の部材であってもよい。

図１２は、実施の形態１の第１変形例のアンテナ装置１００Ａを示す断面図である。図１２は、図３に対応する断面図である。

アンテナ装置１００Ａは、放射プレート１１０Ａ、アンテナ１２０、及び基板１３０を含む。

放射プレート１１０Ａは、プレート１１１及び１１２を有し、Ｙ軸方向から見るとＴ字型の形状を有する。放射プレート１１０Ａのプレート１１１と１１２は、別々の部材であり、プレート１１１の表面１１１Ｂにプレート１１２を接合している。

アンテナ装置１００Ａは、プレート１１１と１１２を別々の部材にしたこと以外は、図２乃至図５に示すアンテナ装置１００と同様である。

このように、別々の部材であるプレート１１１と１１２を接合して放射プレート１１０Ａを構築してもよい。

また、以上では、放射プレート１１０は、電子機器１０（図１参照）の筐体１３とは別の部材であったが、放射プレート１１０は、筐体１３と一体成型されることによって作製されていてもよい。

図１３は、実施の形態１の第２変形例のアンテナ装置１００Ｂを示す断面図である。図１３は、図３に対応する断面図である。

アンテナ装置１００Ｂは、放射プレート１１０Ｂ、アンテナ１２０、及び基板１３０を含む。放射プレート１１０Ｂは、プレート１１１Ｃ及び１１２Ｃを有し、Ｙ軸方向から見るとＴ字型の形状を有する。

プレート１１１Ｃ及び１１２Ｃは、筐体１３と一体成型されている。プレート１１１Ｃ及び１１２Ｃは、筐体１３と同じ誘電体材料で作製される。

プレート１１１Ｃは、筐体１３の表面１３Ａとは反対の裏側の厚さを厚くした部分であり、Ｚ軸負方向側にプレート１１２Ｃが設けられている。プレート１１１Ｃ及び１１２Ｃのサイズは、それぞれ、図３に示すプレート１１１及び１１２と等しい。

プレート１１２Ｃの内部をＺ軸方向に伝搬するミリ波は、プレート１１１Ｃの内部をＸＹ平面の方向に沿って伝搬する。これは、図３に示すプレート１１１及び１１２と同様である。

プレート１１１Ｃと筐体１３の厚さは、プレート１１１Ｃの内部をＸＹ平面視で筐体１３との境界に向かって伝搬するミリ波が、プレート１１１Ｃと筐体１３との境界で反射されるような厚さに設定されている。

誘電体の厚さが薄いほど、電磁波の伝送損失が大きくなるため、ミリ波は、プレート１１１Ｃの端部から筐体１３の壁部の内部には殆ど侵入しない。

従って、ミリ波は、図３に示すプレート１１１と同様に、プレート１１１Ｃの端部で反射される。プレート１１１Ｃと筐体１３の厚さは、例えば、約３倍異なる。プレート１１１Ｃの厚さは、導波管として機能する程度に損失が小さくなる程度の厚さがあればよく、プレート１１２Ｃと同じ厚さでよい。一方、筐体１３の厚さは、導波管として機能する厚さよりも薄い厚さに設定すればよい。

このように、筐体１３と一体成型されるプレート１１１Ｃ及び１１２Ｃによって構築される放射プレート１１０Ｂを含むアンテナ装置１００Ｂによっても、ミリ波帯の電波を利用して通信可能な領域を平面的に拡大しつつ、消費電力の低減を図ることができる。

図１４は、実施の形態１の第３変形例のアンテナ装置１００Ｃを示す断面図である。図１４は、図３に対応する断面図である。

アンテナ装置１００Ｃは、放射プレート１１０Ｃ、アンテナ１２０、及び基板１３０を含む。放射プレート１１０Ｃは、図１３に示すプレート１１１Ｃと１１２Ｃを別々の部材にしたものである。プレート１１１Ｃの表面１１１Ｂにプレート１１２Ｃが接合されている。

アンテナ装置１００Ｃは、プレート１１１Ｃと１１２Ｃを別々の部材にしたこと以外は、図１３に示すアンテナ装置１００Ｂと同様である。

このように、別々の部材であるプレート１１１Ｃと１１２Ｃを接合して放射プレート１１０Ｃを構築してもよい。

図１５は、実施の形態１の第４変形例のアンテナ装置１００Ｄを含む通信モジュール３００を示す断面図である。図１５は、図３に対応する断面図である。

通信モジュール３００は、アンテナ装置１００Ｄ、ミリ波モジュール１４０、信号処理部１５０、及びアンテナ装置２００を含む。

アンテナ装置１００Ｄは、放射プレート１１０及びアンテナ１２０を含む。アンテナ装置１００Ｄは、図２乃至図５に示すアンテナ装置１００から基板１３０を取り除いた構成を有する。アンテナ装置１００Ｄのアンテナ１２０は、ミリ波モジュール１４０の上に設けられている。

ミリ波モジュール１４０は、ミリ波モジュール１４０からビア１６０を経て入力される信号をミリ波に変換し、アンテナ１２０に出力する。

信号処理部１５０は、アンテナ装置２００のＺ軸負方向側に設けられており、ビア１６０を介してミリ波モジュール１４０に接続されている。信号処理部１５０は、アンテナ１２０に給電する給電部を含む。信号処理部１５０は、ビア１６０を介してアンテナ１２０に給電するとともに、ベースバンド処理を行う。

ビア１６０は、アンテナ装置２００の基板２１０の貫通孔（ビアホール）と、アンテナ装置２００のアンテナ２２０に設けられたキャビティ２２１との内部を通って、ミリ波モジュール１４０と信号処理部１５０とを電気的に接続している。信号処理部１５０が出力する電力と信号は、ビア１６０を介してミリ波モジュール１４０に伝送される。

また、アンテナ１２０が受信した信号は、ミリ波モジュール１４０からビア１６０を介して、信号処理部１５０に伝送される。

アンテナ装置２００は、基板２１０、アンテナ２２０、通信モジュール２３０、及び配線２４０を含む。アンテナ装置２００は、第２のアンテナ装置の一例である。

アンテナ装置２００は、例えば、６ＧＨｚ未満の帯域で近距離通信を行う通信装置である。基板２１０は、例えば、ＦＲ４規格の基板であり、Ｚ軸正方向側の表面にアンテナ２２０が設けられている。基板２１０は、一例として、ＸＹ平面視でプレート１１１と等しい寸法を有する。なお、基板２１０のＸＹ平面視での寸法は、プレート１１１の寸法と異なっていてもよい。

アンテナ２２０は、例えば、ＸＹ平面視で矩形状のパッチアンテナであり、６ＧＨｚ未満の所定の周波数帯での通信に合わせてパッチの寸法が設定されている。アンテナ２２０は、配線２４０を介して、通信モジュール２３０によって給電が行われる。

また、アンテナ２２０は、キャビティ２２１を有し、キャビティ２２１の内部には、ビア１６０が挿通されている。

なお、アンテナ２２０は、パッチアンテナに限られるものではなく、例えば、ＸＹ平面内でループを形成するループアンテナであってもよい。アンテナ２２０として、６ＧＨｚ未満の所定の周波数帯での通信に合わせた寸法のループを有するループアンテナを用いてもよい。この場合に、ミリ波モジュール１４０は、ＸＹ平面視で、アンテナ２２０のループの中に配置すればよい。

アンテナ装置１００Ｄは、６ＧＨｚ未満の帯域で通信を行うアンテナ装置２００とＺ軸方向に重ねられて、通信モジュール３００を構築している。

このため、通信モジュール３００を用いれば、プレート１１１が放射又は受信するミリ波を利用して、近距離通信を行えるとともに、アンテナ２２０が放射又は受信する６ＧＨｚ未満の帯域の電波を用いて近距離通信を行うことができる。

以上、本発明の例示的な実施の形態のアンテナ装置、及び、通信モジュールについて説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
以上の実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
板状の第１誘電体と、
前記第１誘電体の第１面とは反対の第２面から起立する板状の第２誘電体であって、前記第１誘電体とＴ字形状をなす第２誘電体と、
前記第２誘電体の前記起立する方向における先端に、前記第２面に対向して配設され、前記第２誘電体の厚さ方向に電界が変化するミリ波を放射するアンテナと
を含み、
前記第１面を介して無線通信を行う、アンテナ装置。
（付記２）
前記第１誘電体は、第１軸方向及び第２軸方向に伸延する板状の部材であり、
前記第２誘電体は、前記第１誘電体の前記第１軸方向における中間点から起立するとともに、前記第２軸方向に伸延しており、
前記第１誘電体と前記第２誘電体は、前記第２軸方向から見て前記Ｔ字形状をなす、付記１記載のアンテナ装置。
（付記３）
前記第２誘電体は、前記第１誘電体の前記第１軸方向における中点から起立する、付記２記載のアンテナ装置。
（付記４）
前記第１誘電体と前記第２誘電体の前記第２軸方向における長さは等しい、付記２又は３記載のアンテナ装置。
（付記５）
前記第１誘電体と前記第２誘電体の厚さは等しい、付記２乃至４のいずれか一項記載のアンテナ装置。
（付記６）
前記第１誘電体及び前記第２誘電体の厚さは、前記第１誘電体及び前記第２誘電体が導波管として機能する程度に損失が小さくなる程度の厚さである、付記２乃至５のいずれか一項記載のアンテナ装置。
（付記７）
前記第１誘電体は、前記アンテナ装置を実装する電子機器の筐体の一部であり、前記第１誘電体の周囲の部分よりも厚さが厚い、付記１乃至６のいずれか一項記載のアンテナ装置。
（付記８）
前記アンテナは、前記第２誘電体の厚さ方向に沿って配列される第１アンテナエレメント及び第２アンテナエレメントを有するダイポールアンテナ、グランドプレーンと、前記グランドプレーンから前記第２誘電体の厚さ方向に沿って伸延するアンテナエレメントとを有するモノポールアンテナ、前記第２誘電体の厚さ方向における一端側で給電されるパッチアンテナ、又は、前記第２誘電体の厚さ方向における一端側で給電されるスロットアンテナである、付記２乃至６のいずれか一項記載のアンテナ装置。
（付記９）
前記第１誘電体と前記第２誘電体とは、一体成型されている、付記１乃至８のいずれか一項記載のアンテナ装置。
（付記１０）
前記第１誘電体と前記第２誘電体とは、別々の部材であり、前記第２誘電体は、前記第１誘電体の第２面に接合されている、付記１乃至８のいずれか一項記載のアンテナ装置。
（付記１１）
付記２乃至６のいずれか一項記載のアンテナ装置と、
前記アンテナが配設され、ミリ波帯よりも低い周波数帯で通信する第２のアンテナ装置と
を含む、通信モジュール。

１０ 電子機器
１１ キーボード
１２ タッチパッド
１３ 筐体
１４ ディスプレイパネル
１５ 筐体
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ アンテナ装置
１１０、１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃ 放射プレート
１１１、１１２、１１１Ｃ、１１２Ｃ プレート
１２０ アンテナ
１２１ 給電点
１３０ 基板
１３０Ａ 表面
１４０ ミリ波モジュール
１５０ 信号処理部
２００ アンテナ装置
２１０ 基板
２２０ アンテナ
２３０ 通信モジュール
２４０ 配線
３００ 通信モジュール

Claims (10)

1. 板状の第１誘電体と、
   前記第１誘電体の第１面とは反対の第２面から起立し、前記第１誘電体とＴ字形状をなす第２誘電体と、
   前記第２誘電体の前記起立する方向における先端に、前記第２面に対向して配設され、前記第２誘電体の厚さ方向に電界が変化するミリ波を放射するアンテナと
   を含み、
   前記第１面を介して無線通信を行う、アンテナ装置。
2. 前記第１誘電体は、第１軸方向及び第２軸方向に伸延する板状の部材であり、
   前記第２誘電体は、前記第１誘電体の前記第１軸方向における中間点から起立するとともに、前記第２軸方向に伸延しており、
   前記第１誘電体と前記第２誘電体は、前記第２軸方向から見て前記Ｔ字形状をなす、請求項１記載のアンテナ装置。
3. 前記第２誘電体は、前記第１誘電体の前記第１軸方向における中点から起立する、請求項２記載のアンテナ装置。
4. 前記第１誘電体と前記第２誘電体の前記第２軸方向における長さは等しい、請求項２又は３記載のアンテナ装置。
5. 前記第１誘電体と前記第２誘電体の厚さは等しい、請求項１乃至４のいずれか一項記載のアンテナ装置。
6. 前記第１誘電体及び前記第２誘電体の厚さは、前記第１誘電体及び前記第２誘電体が導波管として機能する程度に損失が小さくなる程度の厚さである、請求項１乃至５のいずれか一項記載のアンテナ装置。
7. 前記第１誘電体は、前記アンテナ装置を実装する電子機器の筐体の一部であり、前記第１誘電体の周囲の部分よりも厚さが厚い、請求項１乃至６のいずれか一項記載のアンテナ装置。
8. 前記アンテナは、前記第２誘電体の厚さ方向に沿って配列される第１アンテナエレメント及び第２アンテナエレメントを有するダイポールアンテナ、前記第２誘電体の厚さ方向に電界が変化するミリ波を放射するループアンテナ、前記第２誘電体の厚さ方向における一端側で給電されるパッチアンテナ、又は、前記第２誘電体の厚さ方向における一端側で給電されるスロットアンテナである、請求項１乃至６のいずれか一項記載のアンテナ装置。
9. 前記アンテナが配設される基板をさらに含む、請求項１乃至８のいずれか一項記載のアンテナ装置。
10. 請求項２乃至８のいずれか一項記載のアンテナ装置と、
    前記アンテナが配設され、ミリ波帯よりも低い周波数帯で通信する第２のアンテナ装置と
    を含む、通信モジュール。

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