JP6556273B2 - アンテナ - Google Patents

Description

本発明は、アンテナに関する。

近年、無線による通信容量が急激に大容量化することに伴って、伝送信号の使用周波数の広帯域化及び高周波化が急速に進んでいる。これにより、使用周波数は、周波数が０．３〜３０ＧＨｚのマイクロ波から、３０〜３００ＧＨｚのミリ波帯まで拡大されつつある。６０ＧＨｚ帯では、大気中の伝送信号の減衰が大きいものの、次のような利点がある。１つ目の利点として、通信データが漏洩しにくい。２つめの利点として、通信セルサイズを小さくして、通信セルを多数配置することができる。３つめの利点として、通信帯域が広帯域であり、これにより大容量の通信を行える。これらの利点から、６０ＧＨｚ帯は注目を浴びている。しかし、伝送信号の減衰が大きいため、指向性及び利得が高く、帯域の広いアンテナが求められている。特に、複数の放射素子を短いピッチで配列したアレイアンテナの研究が盛んに行われている。

特許文献１には、誘電体層が地導体層に接合され、複数の放射素子及びマイクロストリップ給電線路が形成され、空間インピーダンス変換用誘電体層が放射素子及びマイクロストリップ給電線路を被覆したアンテナが開示されている。

特開平６−２９７２３号公報

マイクロストリップ給電線路によって信号波を伝送するには、波長に対して十分に誘電体層を薄くする必要がある。薄い誘電体層はフレキシブルであるため、曲げ変形に伴って、放射素子にも曲げ変形が生じ、放射素子の放射特性が変化してしまう。また、誘電体層が薄いと、アンテナの帯域が狭くなってしまう。

そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものである。本発明の目的は、放射素子の曲げ変形を抑えることによって放射素子の放射特性を安定させることと、アンテナの帯域を広域化することである。

上記目的を達成するための主たる発明は、第１の誘電体層と、前記第１の誘電体層の表面に形成される導体パターン層と、前記第１の誘電体層に関して前記導体パターン層の反対側において前記第１の誘電体層に接合される第２の誘電体層と、前記第１の誘電体層と前記第２の誘電体層との間の層間に形成された地導体層と、前記第２の誘電体層に関して前記地導体層の反対側において前記第２の誘電体層に接合される誘電体基板と、前記第２の誘電体層と前記誘電体基板との間の層間に形成されるアンテナパターン層と、を備え、前記アンテナパターン層が１以上の放射素子を有し、前記導体パターン層が前記放射素子に給電する給電線路を有し、前記第１及び第２の誘電体層がフレキシブルであり、前記誘電体基板がリジッドであるアンテナである。

本発明の他の特徴については、後述する明細書及び図面の記載により明らかにする。

本発明によれば、放射素子の曲げ変形を抑えることができ、放射素子の放射特性が安定して、変化しにくい。
第１及び第２の誘電体層を薄くして、給電線路及び放射素子における損失を抑えることができる。一方、放射素子上に誘電体基板を配置することでアンテナの帯域が狭くなることを抑えられる。

第１実施形態のアンテナの断面図である。 第１実施形態の第１変形例のアンテナの断面図である。 第１実施形態の第２変形例のアンテナの断面図である。 第１実施形態の第３変形例のアンテナの断面図である。 第１実施形態の第４変形例のアンテナの断面図である。 第２実施形態のアンテナの平面図である。 図６において切断箇所をVII−VIIにより表した断面図である。 第２実施形態のアンテナの利得についてのシミュレーション結果を示したグラフである。 第２実施形態のアンテナの利得についてのシミュレーション結果を示したグラフである。 第２実施形態の第１変形例のアンテナの平面図である。 第２実施形態の第２変形例のアンテナの平面図である。 第３実施形態のアンテナの平面図である。 第４実施形態のアンテナの平面図である。 第５実施形態のアンテナの平面図である。 第３実施形態の変形例のアンテナの平面図である。

後述する明細書及び図面の記載から、少なくとも以下の事項が明らかとなる。

第１の誘電体層と、前記第１の誘電体層の表面に形成される導体パターン層と、前記第１の誘電体層に関して前記導体パターン層の反対側において前記第１の誘電体層に接合される第２の誘電体層と、前記第１の誘電体層と前記第２の誘電体層との間の層間に形成された地導体層と、前記第２の誘電体層に関して前記地導体層の反対側において前記第２の誘電体層に接合される誘電体基板と、前記第２の誘電体層と前記誘電体基板との間の層間に形成されるアンテナパターン層と、を備え、前記アンテナパターン層が１以上の放射素子を有し、前記導体パターン層が前記放射素子に給電する給電線路を有し、前記第１及び第２の誘電体層がフレキシブルであり、前記誘電体基板がリジッドであるアンテナが明らかとなる。
以上のように、第１及び第２の誘電体層がフレキシブルであっても、誘電体基板がリジッドであるので、放射素子の曲げ変形を抑えることができる。それゆえ、放射素子の放射特性が安定して、変化しにくい。
また、誘電体基板がリジッドであるので、第１及び第２の誘電体層を薄くすることができる。第１の誘電体層を薄くすることにより、給電線路における信号波の放射損失を抑えることができる。放射素子上の誘電体基板によりアンテナのクオリティファクタが低く、帯域が広い。第２の誘電体層が薄くても、アンテナの帯域が狭くなることを抑えられる。

前記誘電体基板の厚さが３００〜７００μｍである。
これにより、誘電体基板の表面の法線方向への指向性が高く、法線方向への利得が高い。

前記第１及び第２の誘電体層の厚さの和は２５０μｍ以下である。

前記放射素子が４体又は６体又は８体、間隔を置いて一直線状に配列されるとともに、直列接続され、前記給電線路が前記放射素子の列の中央に給電する。
これにより、アンテナの利得向上を実現できる。

前記放射素子の列が２列、一直線状になるように配置され、一方の前記放射素子の列が他方の前記放射素子の列の線対称若しくは点対称な形状、又は他方の前記放射素子の列を平行移動させた形状を有する。
これにより、アンテナの利得向上を実現できる。

前記放射素子の列がその列の方向の直交方向に所定ピッチで複数列配列されており、前記放射素子の列の同じ順にある放射素子が前記直交方向に一列に配列されている。
これにより、アンテナの利得向上を実現できる。

前記所定ピッチが２〜２．５ｍｍである。

前記放射素子の列がその列方向の直交方向に所定ピッチで複数列配列されている集団が複数設けられ、何れの集団の前記放射素子の列の列方向が互いに平行である。

前記アンテナが、前記放射素子を被覆するように前記第２の誘電体層と前記誘電体基板との間の層間に形成され、前記第２の誘電体層と前記誘電体基板を接着する誘電体の接着層を更に備え、前記接着層が前記放射素子よりも厚く、前記誘電体基板よりも薄い。
これにより、接着層と第２の誘電体層の接合界面における放射素子の周囲にボイドが発生しにくい。また、接着層は、誘電体基板と比較して、放射素子の放射特性に大きく影響を及ぼさない。

前記第２の誘電体層が複数の誘電体の層の積層体である。
これにより、放射素子が形成された範囲の外側に多層配線構造を形成することができる。

＝＝＝実施の形態＝＝＝
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

＜第１の実施の形態＞
図１は第１実施形態のアンテナ１の断面図である。このアンテナ１は、マイクロ波又はミリ波の周波数帯の電波の送信若しくは受信又はこれらの両方に利用される。

第１の誘電体層３と第２の誘電体層４がこれらの間に地導体層７を挟持して、互いに接合されることによって、フレキシブルな誘電体積層板２が構成されている。
地導体層７は、第１の誘電体層３と第２の誘電体層４との間の層間に形成されている。
第１の誘電体層３に関して地導体層７の反対側において、導体パターン層６が第１の誘電体層３の表面に形成されている。
誘電体積層板２と誘電体基板５がこれらの間にアンテナパターン層８を挟持して、互いに接合されている。アンテナパターン層８は、誘電体積層板２と誘電体基板５との間の層間に形成されている。つまり、アンテナパターン層８は、第２の誘電体層４に関して地導体層７の反対側において、第２の誘電体層４の表面に形成されている。
以上のように、導体パターン層６、第１の誘電体層３、地導体層７、第２の誘電体層４、アンテナパターン層８、誘電体基板５がこれらの順に積層されている。

導体パターン層６、地導体層７及びアンテナパターン層８は銅等の導電性金属材料からなる。
アンテナパターン層８がアディティブ法又はサブトラクティブ法等によって形状加工されており、これによりアンテナパターン層８にはパッチ型の放射素子８ａが形成されている。
地導体層７がアディティブ法又はサブトラクティブ法等によって形状加工されており、これにより地導体層７にはスロット７ａが形成されている。スロット７ａは放射素子８ａの中央部に対向する。

導体パターン層６がアディティブ法又はサブトラクティブ法等によって形状加工されており、これにより導体パターン層６には、給電線路６ａが形成されている。給電線路６ａは、ＲＦＩＣ（Radio Frequency Integrated Circuit）の端子からスロット７ａの対向位置まで配線されたマイクロストリップラインである。給電線路６ａの一端部がスロット７ａに対向し、該一端部がスルーホール９によって放射素子８ａに導通する。給電線路６ａの他端部がＲＦＩＣの端子に接続されている。そのため、ＲＦＩＣから放射素子８ａに給電線路６ａ及びスルーホール９を介して給電が行われる。
スルーホール９はスロット７ａにおいて地導体層７を貫通している。スルーホール９は地導体層７から絶縁されている。

誘電体層３，４は液晶ポリマーからなる。誘電体基板５は繊維強化樹脂からなり、より具体的にはガラス繊維強化エポキシ樹脂、ガラス布基材エポキシ樹脂又はガラス布基材ポリフェニレン・エーテル樹脂等からなる。

第１の誘電体層３の厚さと第２の誘電体層４の厚さの和は誘電体基板５の厚さよりも薄い。特に、第１の誘電体層３の厚さと第２の誘電体層４の厚さの和は２５０μｍ以下である。
誘電体基板５の厚さは３００〜７００μｍの範囲内であるため、アンテナ１の利得が高く、誘電体基板５の表面の法線方向への指向性が強くなる。

誘電体層３，４はフレキシブルであり、誘電体基板５がリジッドである。つまり、誘電体層３，４の耐屈曲性が誘電体基板５の耐屈曲性よりも十分に高く、誘電体基板５の弾性率は誘電体層３，４の弾性率よりも十分に大きい。そのため、導体パターン層６、第１の誘電体層３、地導体層７、第２の誘電体層４、アンテナパターン層８及び誘電体基板５からなる積層体の曲げが発生しにくい。特に、放射素子８ａの曲げ変形に起因した放射素子８ａの放射特性の変化が起きにくい。

第１の誘電体層３が薄く、第１の誘電体層３が低誘電率及び低誘電正接であり、給電線路６ａが空気に露出しているため、給電線路６ａにおける信号波の伝送損失が低い。また、電界が主に放射素子８ａと地導体層７との間で形成され、第２の誘電体層４が低誘電率及び低静電正接であるため、放射素子８ａが誘電体基板５によって覆われていても、放射素子８ａにおける損失が低い。そのため、アンテナ１のＱ値が低く、帯域が広い。一方、誘電体基板５を薄くしなくても済み、アンテナ１の帯域が狭くなることを抑えられる。なお、Ｑ値はクオリティファクタともいう。

誘電体基板５がガラス布基材エポキシ樹脂（特に、ＦＲ４）からなる場合、縦方向の曲げ弾性率が24.3 GPa であり、横方向の曲げ弾性率が20.0 GPa であり、誘電率が4.6 であり、誘電正接が0.050 である。ここで、縦方向及び横方向の曲げ弾性率は、ASTM D 790の規格に基づく試験方法によって計測されたものであり、誘電率及び誘電正接は、ASTM D 150の規格に基づく試験方法（周波数：3 GHz）によって計測されたものである。
誘電体基板５がパナソニック社製のガラス布基材ポリフェニレン・エーテル樹脂（特に、Ｍｅｇｔｒｏｎ（登録商標）６）からなる場合、横方向の曲げ弾性率が18 GPa であり、比誘電率（Dk）が3.4 であり、誘電正接（Df）が0.0015 である。ここで、横方向の曲げ弾性率は、JIS C 6481の規格に基づく試験方法によって計測されたものであり、比誘電率及び誘電正接は、IPC TM-650 2.5.5.9 の規格に基づく試験方法（周波数：1 GHz）によって計測されたものである。
一方、誘電体層３，４が液晶ポリマーからなる場合、曲げ弾性率が12152 MPa であり、誘電率が3.56 であり、誘電正接が0.0068 である。ここで、曲げ弾性率は、ASTM D 790の規格に基づく試験方法によって計測されたものであり、誘電率及び誘電正接は、ASTM D 150の規格に基づく試験方法（周波数：10³ Hz）によって計測されたものである。

＜第１の実施の形態の変形例＞
続いて、上記実施形態からの変更点について幾つか説明する。以下に説明する幾つかの変更点を可能な限り組み合わせてもよい。

（１） 図２に示す変形例のアンテナ１Ａのように、誘電体積層板２と誘電体基板５が誘電体の接着層１０によって接着されてもよい。この接着層１０が放射素子８ａを被覆するように第２の誘電体層４の表面に形成され、その接着層１０によって第２の誘電体層４と誘電体基板５が接着されている。接着層１０は、第２の誘電体層４と誘電体基板５の接合を容易にさせる。

接着層１０が放射素子８ａよりも厚いため、接着層１０と第２の誘電体層４の接合界面における放射素子８ａの周囲にボイドが発生しにくい。
接着層１０が誘電体基板５よりも薄く、特に接着層１０の厚さは誘電体基板５の厚さの１０分の１以下である。そのため、接着層１０は、誘電体基板５と比較して、放射素子８ａの放射特性に大きく影響を及ぼさない。
なお、誘電体基板５の厚さが３００〜７００μｍであり、放射素子８ａの厚さが１２μｍ程度であれば、接着層１０の厚さは１５〜５０μｍであることが好ましい。

（２） 図３に示す変形例のアンテナ１Ｂのように、第２の誘電体層４が、フレキシブルな誘電体層４ａ〜４ｄの積層体であってもよい。誘電体層４ｂ，４ｄが液晶ポリマーからなり、誘電体層４ａ，４ｃは接着材からなる。誘電体層４ａ〜４ｄがこれらの順に積層されている。この誘電体層４ａが地導体層７を被覆するように第１の誘電体層３の表面に形成され、その誘電体層４ａによって誘電体層４ｂと第１の誘電体層３が接着されている。誘電体層４ｂと誘電体層４ｄが誘電体層４ｃによって接着されている。アンテナパターン層８は、第２の誘電体層４の表面、つまり誘電体層４ｄの表面に形成されている。

第２の誘電体層４が誘電体層４ａ〜４ｄの積層体であるので、放射素子８ａが形成されていない領域に、つまり図３の図示範囲外において多層配線構造を第２の誘電体層４に形成することができる。

（３） 図４に示す変形例のアンテナ１Ｃのように、保護誘電体層１１が導体パターン層６を被覆するように誘電体積層板２の表面に、つまり第１の誘電体層３の表面に形成されていてもよい。導体パターン層６が保護誘電体層１１によって保護される。

（４） 図５に示す変形例のアンテナ１Ｄのように、スルーホールが誘電体層３，４に形成されておらず、給電線路６ａの一端部がスロット７ａを通じて放射素子８ａに電磁界的に結合してもよい。

＜第２の実施の形態＞
図６は第２実施形態のアンテナ２１の平面図である。図７は図６におけるVII−VII断面図である。このアンテナ２１は、マイクロ波又はミリ波の周波数帯の電波の送信若しくは受信又はこれらの両方に利用される。

フレキシブルな第１の誘電体層２３とフレキシブルな第２の誘電体層２４が、これらの間に導電性の地導体層２７を挟持して、互いに接合されることによって、フレキシブルな誘電体積層板２２が構成されている。
地導体層２７は、第１の誘電体層２３と第２の誘電体層２４との間の層間に形成されている。
第１の誘電体層２３に関して地導体層２７の反対側において、導体パターン層２６が第１の誘電体層２３の表面に形成されている。
第２の誘電体層２４とリジッドな誘電体基板２５がこれらの間にアンテナパターン層２８を挟持して、互いに接合されている。アンテナパターン層２８は、第２の誘電体層２４と誘電体基板２５との間の層間に形成されている。
以上のように、導体パターン層２６、第１の誘電体層２３、地導体層２７、第２の誘電体層２４、アンテナパターン層２８、誘電体基板２５がこれらの順に積層されている。
また、第１の誘電体層２３に関して地導体層２７の反対側において、ＲＦＩＣ３９が第１の誘電体層２３の表面に実装されている。

第１の誘電体層２３の組成及び厚さは、第１実施形態の第１の誘電体層３の組成及び厚さと同じである。第２の誘電体層２４の組成及び厚さは、第１実施形態の第２の誘電体層４の組成及び厚さと同じである。誘電体基板２５の組成及び厚さは、第１実施形態の誘電体基板５の組成及び厚さと同じである。導体パターン層２６の組成及び厚さは、第１実施形態の導体パターン層６の組成及び厚さと同じである。地導体層２７の組成及び厚さは、第１実施形態の地導体層７の組成及び厚さと同じである。アンテナパターン層２８の組成及び厚さは、第１実施形態のアンテナパターン層８の組成及び厚さと同じである。

アンテナパターン層２８がアディティブ法又はサブトラクティブ法等によって形状加工されており、これによりアンテナパターン層２８には素子列２８ａが形成されている。素子列２８ａはパッチ型の放射素子２８ｂ〜２８ｅ、給電線路２８ｆ，２８ｇ，２８ｉ，２８ｊ及びランド部２８ｈを有する。

放射素子２８ｂ〜２８ｅは、これらの順に、間隔を置いて直線状に一列に配列されている。ここで、素子列２８ａのうち放射素子２８ｂを先頭とし、放射素子２８ｅを最後尾とする。

これら放射素子２８ｂ〜２８ｅは以下のようにして直列接続されている。
先頭の放射素子２８ｂと２番目の放射素子２８ｃは、これらの間に設けられた給電線路２８ｆによって直列接続されている。素子列２８ａの中央、つまり２番目の放射素子２８ｃと３番目の放射素子２８ｄとの間には、ランド部２８ｈが設けられている。２番目の放射素子２８ｃとランド部２８ｈは、これらの間に設けられた給電線路２８ｇによって直列接続されている。３番目の放射素子２８ｄとランド部２８ｈは、これらの間に設けられた給電線路２８ｉによって直列接続されている。３番目の放射素子２８ｄと最後尾の放射素子２８ｅは、これらの間に設けられた給電線路２８ｊによって直列接続されている。給電線路２８ｆ，２８ｇ，２８ｊは直線状に形成されており、給電線路２８ｉは屈曲している。給電線路２８ｇの長さは給電線路２８ｆ，２８ｉ，２８ｊの長さよりも小さい。
素子列２８ａが４体の放射素子２８ｂ〜２８ｅを有するので、アンテナ２１の利得が高い。

地導体層２７がアディティブ法又はサブトラクティブ法等によって形状加工されており、これにより地導体層２７にはスロット２７ａが形成されている。スロット２７ａは、素子列２８ａの中央、つまりランド部２８ｈに対向する。

導体パターン層２６がアディティブ法又はサブトラクティブ法等によって形状加工されており、これにより導体パターン層２６には、給電線路２６ａが形成されている。給電線路２６ａは、ＲＦＩＣ３９の端子からスロット２７ａの対向位置まで配線されたマイクロストリップラインである。給電線路２６ａの一端部がスロット２７ａに対向し、該一端部がスルーホール２９によってランド部２８ｈに導通する。給電線路２６ａの他端部がＲＦＩＣ３９の端子に接続されている。そのため、ＲＦＩＣ３９から素子列２８ａに、給電線路２６ａ及びスルーホール２９を介して給電が行われる。スルーホール２９はスロット２７ａにおいて地導体層２７を貫通している。スルーホール２９は地導体層２７から絶縁されている。

誘電体基板２５の厚さが３００〜７００μｍの範囲内であるため、アンテナ２１の利得が高く、誘電体基板２５の表面の法線方向への指向性が強くなる。これについて検証した結果を図８に示す。誘電体基板２５の厚さが３００μｍ、４００μｍ、５００μｍ、６００μｍ、７００μｍ、８００μｍである場合について、アンテナ２１の利得をシミュレーションした。図８において、横軸は誘電体基板２５の表面の法線方向を基準とした角度を示し、縦軸は利得を示す。誘電体基板２５の厚さが３００μｍ、４００μｍ、５００μｍ、６００μｍ、７００μｍである場合、法線方向への指向性が高く、−３０°〜３０°における法線方向への利得がいずれも４ｄＢｉを超えていて高い。誘電体基板２５の厚さが８００μｍである場合、法線方向への指向性が低く、全ての角度において法線方向への利得が４ｄＢｉを下回る。よって、誘電体基板２５の厚さが３００〜７００μｍの範囲内であれば、アンテナ２１の利得が高く、誘電体基板２５の表面の法線方向への指向性が強いことが分かる。

誘電体基板２５がリジッドであるため、導体パターン層２６、第１の誘電体層２３、地導体層２７、第２の誘電体層２４、アンテナパターン層２８及び誘電体基板２５からなる積層体の曲げが発生しにくい。特に、素子列２８ａの曲げ変形に起因した素子列２８ａの放射特性の変化が起きにくい。

第１の誘電体層２３が薄く、第１の誘電体層２３が低誘電率及び低誘電正接であり、給電線路２６ａが空気に露出しているため、給電線路２６ａにおける信号波の伝送損失が低い。また、電界が主に素子列２８ａと地導体層２７との間で形成され、第２の誘電体層２４が低誘電率及び低静電正接であるため、素子列２８ａが誘電体基板２５によって覆われていても、素子列２８ａにおける損失が低い。そのため、アンテナ２１のＱ値が低く、帯域が広い。一方、誘電体基板２５を薄くしなくても済み、アンテナ２１の帯域が狭くなることを抑えられる。

素子列２８ａは４体の放射素子２８ｂ〜２８ｅの直列接続体であるが、放射素子の数は偶数であれば、限定するものではない。但し、素子列２８ａは４体又は６体又は８体の放射素子を有することが好ましい。これについて検証した結果を図９に示す。素子列２８ａの素子数が２、４、６、８である場合について、アンテナ２１の利得をシミュレーションした。図９において、横軸は周波数を示し、縦軸は利得を示す。素子列２８ａの素子数が４、６、８である場合、利得が９ｄＢｉを超える周波数帯域は、５８〜６７ＧＨｚであって、広い。素子列２８ａの素子数が２である場合、５６〜６８ＧＨｚの周波数帯域では、利得が９ｄＢｉを超えない。よって、素子列２８ａの素子数が４、６、８であることが好ましいことが分かる。

＜第２の実施の形態の変形例＞
以下の（１）〜（４）のように、第１実施形態における変更点を第２実施形態に適用してもよい。
（１） 誘電体積層板２２と誘電体基板２５が誘電体の接着層によって接着されてもよい。
（２） 第２の誘電体層２４が、フレキシブルな複数の誘電体層の積層体であってもよい。
（３） 保護誘電体層が導体パターン層２６を被覆するように第１の誘電体層２３の表面に形成されていてもよい。
（４） スルーホールが誘電体層２３，２４に形成されておらず、給電線路２６ａの一端部がスロット２７ａを通じてランド部２８ｈに電磁界的に結合してもよい。

また、図１０の平面図に示す変形例のアンテナ２１Ａのように、素子列２８ａ、給電線路２６ａ、スロット２７ａ（図７参照）及びスルーホール２９（図７参照）からなる複数組（例えば、１６組）のグループが素子列２８ａの列方向の直交方向に所定ピッチで配列されていてもよい。この場合、各素子列２８ａの放射素子２８ｂは列方向の位置が揃っていて、これら放射素子２８ｂが列方向の直交方向に一列に配列されている。各素子列２８ａの放射素子２８ｃについても同様である。各素子列２８ａの放射素子２８ｄについても同様である。各素子列２８ａの放射素子２８ｅについても同様である。
隣り合う素子列２８ａのピッチ、つまり列方向の中心線同士の間隔は、２〜２．５ｍｍである。このように複数の放射素子２８ｂ〜２８ｅが格子状に配列されているので、高利得が実現される。

図１１の平面図に示す変形例のアンテナ２１Ｂのように、素子列２８ａ、給電線路２６ａ、スロット２７ａ（図７参照）及びスルーホール２９（図７参照）からなるグループを複数組（例えば、１６組）有した集団３８が２組設けられてもよい。この場合、どちらの集団３８でも、各素子列２８ａの放射素子２８ｂは列方向の位置が揃っていて、これら放射素子２８ｂが列方向の直交方向に一列に配列されている。各素子列２８ａの放射素子２８ｃについても同様であり、各素子列２８ａの放射素子２８ｄについても同様であり、各素子列２８ａの放射素子２８ｅについても同様である。
どちらの集団３８でも、隣り合う素子列２８ａのピッチ、つまり列方向の中心線同士の間隔は、２〜２．５ｍｍである。また、一方の集団３８の素子列２８ａの列方向は、他方の集団３８の素子列２８ａの列方向に対して平行である。ＲＦＩＣ３９は一方の集団３８と他方の集団３８との間に配置されている。一方の集団３８は受信用であり、他方の集団３８は送信用である。何れの集団３８においても、複数の放射素子２８ｂ〜２８ｅが格子状に配列されているので、高利得が実現される。なお、両方の集団３８が受信用であってもよいし、送信用であってもよい。
なお、集団３８が３組以上設けられてもよい。この場合、何れの集団３８の素子列２８ａの列方向は互いに平行である。或いは、集団３８が４組である場合、１組目の集団３８と２組目の集団３８が図１１のように図１１の紙面において左右に配置され、３組目の集団３８と４組目の集団３８は図１１の紙面において上下に配置され、ＲＦＩＣ３９が１組目の集団３８と２組目の集団３８との間に配置され、ＲＦＩＣ３９が３組目の集団３８と４組目の集団３８との間に配置され、１組目の集団３８の素子列２８ａの列方向は２組目の集団３８の素子列２８ａの列方向に対して平行であり、３組目及び４組目の素子列２８ａの列方向は１組目及び２組目の集団３８の素子列２８ａの列方向に対して垂直である。

＜第３の実施の形態＞
図１２は第３実施形態のアンテナ２１Ｃの平面図である。以下では、第３実施形態のアンテナ２１Ｃと第２実施形態のアンテナ２１の相違点について説明し、一致点についての説明を省略する。

第２実施形態のアンテナ２１では、アンテナパターン層２８が１列の素子列２８ａを有している。それに対して、第３実施形態のアンテナ２１Ｃでは、アンテナパターン層２８がアディティブ法又はサブトラクティブ法等によって形状加工されており、これによりアンテナパターン層２８が２列の素子列２８ａを有している。

一方の素子列２８ａは他方の素子列２８ａを列方向に平行移動させた形状を有する。他方の素子列２８ａの放射素子２８ｂ〜２８ｅは、一方の素子列２８ａの最後尾の放射素子２８ｅの後ろに続いて、放射素子２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ，２８ｅの順に、間隔を置いて直線状に一列に配列されている。従って、これらの素子列２８ａの放射素子２８ｂ〜２８ｅは一直線状に配列されている。

導体パターン層２６がアディティブ法又はサブトラクティブ法等によって形状加工されており、導体パターン層２６がＴ分岐の給電線路２６ｂを有する。給電線路２６ｂはＲＦＩＣ３９から２列の素子列２８ａのランド部２８ｈにかけて２つに分岐しており、分岐した２つの端部が２列の素子列２８ａのランド部２８ｈにそれぞれ対向する。そして、第２実施形態の場合と同様に、地導体層２７のうち、給電線路２６ｂの分岐した２つの端部に対向する部分には、スロット２７ａがそれぞれ形成されており、給電線路２６ｂの分岐した２つの端部が誘電体層２３，２４を貫通したスルーホール２９によって２列の素子列２８ａのランド部２８ｈにそれぞれ導通する。なお、給電線路２６ｂの分岐した２つの端部がそれぞれスロット２７ａを通じて２列の素子列２８ａのランド部２８ｈに電磁界的に結合してもよい。

ＲＦＩＣ３９の端子から給電線路２６ｂに沿って一方の素子列２８ａのランド部２８ｈまでの電気長は、ＲＦＩＣ３９の端子から給電線路２６ｂに沿って他方の素子列２８ａのランド部２８ｈまでの電気長に等しい。

＜第４の実施の形態＞
図１３は第４実施形態のアンテナ２１Ｄの平面図である。以下では、第４実施形態のアンテナ２１Ｄと第３実施形態のアンテナ２１Ｃの相違点について説明し、一致点についての説明を省略する。

第３実施形態のアンテナ２１Ｃでは、一方の素子列２８ａが他方の素子列２８ａを列方向に平行移動させた形状を有する。それに対して、第４実施形態のアンテナ２１Ｄでは、一方の素子列２８ａが、他方の素子列２８ａの列方向に直交する対称線に関して、他方の素子列２８ａの線対称な形状を有する。他方の素子列２８ａの放射素子２８ｅ〜２８ｂは、一方の素子列２８ａの最後尾の放射素子２８ｅの後ろに続いて、放射素子２８ｅ，２８ｄ，２８ｃ，２８ｂの順に、間隔を置いて直線状に一列に配列されている。従って、これらの素子列２８ａの放射素子２８ｂ〜２８ｅは一直線状に配列されている。

また、ＲＦＩＣ３９の端子から給電線路２６ｂに沿って一方の素子列２８ａのランド部２８ｈまでの電気長と、ＲＦＩＣ３９の端子から給電線路２６ｂに沿って他方の素子列２８ａのランド部２８ｈまでの電気長との差は、使用する帯域の中心の実効波長の２分の１に等しい。

＜第５の実施の形態＞
図１４は第５実施形態のアンテナ２１Ｆの平面図である。以下では、第５実施形態のアンテナ２１Ｆと第３実施形態のアンテナ２１Ｃの相違点について説明し、一致点についての説明を省略する。

第３実施形態のアンテナ２１Ｃでは、一方の素子列２８ａが他方の素子列２８ａを列方向に平行移動させた形状を有する。それに対して、第５実施形態のアンテナ２１Ｆでは、一方の素子列２８ａと、他方の素子列２８ａとが点対称である。他方の素子列２８ａの放射素子２８ｅ〜２８ｂは、一方の素子列２８ａの最後尾の放射素子２８ｅの後ろに続いて、放射素子２８ｅ，２８ｄ，２８ｃ，２８ｂの順に、間隔を置いて直線状に一列に配列されている。従って、これらの素子列２８ａの放射素子２８ｂ〜２８ｅは一直線状に配列されている。

また、ＲＦＩＣ３９の端子から給電線路２６ｂに沿って一方の素子列２８ａのランド部２８ｈまでの電気長と、ＲＦＩＣ３９の端子から給電線路２６ｂに沿って他方の素子列２８ａのランド部２８ｈまでの電気長との差は、使用する帯域の中心の実効波長の２分の１に等しい。

＜第３〜第５の実施の形態の変形例＞
以下の（１）〜（４）のように、第１実施形態における変更点を第３〜第５実施形態に適用してもよい。
（１） 誘電体積層板２２と誘電体基板２５が誘電体の接着層によって接着されてもよい。
（２） 第２の誘電体層２４が、フレキシブルな複数の誘電体層の積層体であってもよい。
（３） 保護誘電体層が導体パターン層２６を被覆するように第１の誘電体層２３の表面に形成されていてもよい。
（４） スルーホールが誘電体層２３，２４に形成されておらず、給電線路２６ｂの分岐した２つの端部がそれぞれスロット２７ａを通じて２列の素子列２８ａのランド部２８ｈに電磁界的に結合してもよい。

また、図１５の平面図に示す変形例のアンテナ２１Ｆのように、２列の素子列２８ａ、給電線路２６ｂ、スロット２７ａ（図７参照）及びスルーホール２９（図７参照）からなるグループが素子列２８ａの列方向の直交方向に所定ピッチ（例えば、２〜２．５ｍｍ）で配列されていてもよい。この場合、各グループの２列の素子列２８ａの先頭から数えて同じ順・同じ位置にある放射素子の各々は列方向の位置が揃っていて、該放射素子の各々が列方向の直交方向に一列に配列されている。
図１５は第３実施形態の変形例のアンテナ２１Ｆの平面図であり、第４及び第５実施形態の変形例についても、第３実施形態の変形例と同様に、２列の素子列２８ａ、給電線路２６ｂ、スロット２７ａ（図７参照）及びスルーホール２９（図７参照）からなるグループが素子列２８ａの列方向の直交方向に所定ピッチ（例えば、２〜２．５ｍｍ）で配列されていてもよい。

また、２列の素子列２８ａ、給電線路２６ｂ、スロット２７ａ（図７参照）及びスルーホール２９（図７参照）からなるグループを複数組（例えば、１６組）有した集団（図１５参照）が２組設けられてもよい。何れの集団の素子列２８ａの列方向が互いに平行である。

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ…アンテナ
２１、２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄ、２１Ｅ、２１Ｆ…アンテナ
３、２３…第１の誘電体層
４、２４…第２の誘電体層
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ…誘電体層
５、２５…誘電体基板
６、２６…導体パターン層
６ａ、２６ａ、２６ｂ…給電線路
７、２７…地導体層
７ａ、２７ａ…スロット
８、２８…アンテナパターン層
８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ、２８ｅ…放射素子
２８ａ…素子列
３８…集団

Claims (10)

1. 第１の誘電体層と、
   前記第１の誘電体層の表面に形成される導体パターン層と、
   前記第１の誘電体層に関して前記導体パターン層の反対側において前記第１の誘電体層に接合される第２の誘電体層と、
   前記第１の誘電体層と前記第２の誘電体層との間の層間に形成された地導体層と、
   前記第２の誘電体層に関して前記地導体層の反対側において前記第２の誘電体層に接合される誘電体基板と、
   前記第２の誘電体層と前記誘電体基板との間の層間に形成されるアンテナパターン層と、を備え、
   前記アンテナパターン層が１以上の放射素子を有し、前記導体パターン層が前記放射素子に給電する給電線路を有し、前記第１及び第２の誘電体層がフレキシブルであり、前記誘電体基板がリジッドである
   アンテナ。
2. 前記誘電体基板の厚さが３００〜７００μｍである
   請求項１に記載のアンテナ。
3. 前記第１及び第２の誘電体層の厚さの和は２５０μｍ以下である
   請求項１又は２に記載のアンテナ。
4. 前記放射素子が４体又は６体又は８体間隔を置いて一直線状に配列されるとともに、直列接続され、
   前記給電線路が前記放射素子の列の中央に給電する
   請求項１から３の何れか一項に記載のアンテナ。
5. 前記放射素子の列が２列、一直線状になるように配置され、一方の前記放射素子の列が他方の前記放射素子の列の線対称若しくは点対称な形状、又は他方の前記放射素子の列を平行移動させた形状を有する
   請求項４に記載のアンテナ。
6. 前記放射素子の列がその列の方向の直交方向に所定ピッチで複数列配列されており、前記放射素子の列の同じ順にある放射素子が前記直交方向に一列に配列されている
   請求項４又は５に記載のアンテナ。
7. 前記所定ピッチが２〜２．５ｍｍである
   請求項６に記載のアンテナ。
8. 前記放射素子の列がその列方向の直交方向に前記所定ピッチで複数列配列されている集団が複数設けられ、何れの集団の前記放射素子の列の列方向が互いに平行である
   請求項６又は７に記載のアンテナ。
9. 前記放射素子を被覆するように前記第２の誘電体層と前記誘電体基板との間の層間に形成され、前記第２の誘電体層と前記誘電体基板を接着する誘電体の接着層を更に備え、
   前記接着層が前記放射素子よりも厚く、前記誘電体基板よりも薄い
   請求項１から８の何れか一項に記載のアンテナ。
10. 前記第２の誘電体層が複数の誘電体の層の積層体である
    請求項１から９の何れか一項に記載のアンテナ。

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