WO2021172238A1 - アンテナ - Google Patents

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WO2021172238A1
WO2021172238A1 PCT/JP2021/006506 JP2021006506W WO2021172238A1 WO 2021172238 A1 WO2021172238 A1 WO 2021172238A1 JP 2021006506 W JP2021006506 W JP 2021006506W WO 2021172238 A1 WO2021172238 A1 WO 2021172238A1
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WO
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conductor
antenna
feeder
feeder line
radiation
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PCT/JP2021/006506
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English (en)
French (fr)
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吉川　博道
慧 石川
Original Assignee
京セラ株式会社
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Publication date
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/24—Combinations of antenna units polarised in different directions for transmitting or receiving circularly and elliptically polarised waves or waves linearly polarised in any direction
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    • H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/0006—Devices acting selectively as reflecting surface, as diffracting or as refracting device, e.g. frequency filtering or angular spatial filtering devices
    • H01Q15/006—Selective devices having photonic band gap materials or materials of which the material properties are frequency dependent, e.g. perforated substrates, high-impedance surfaces
    • H01Q15/008—Selective devices having photonic band gap materials or materials of which the material properties are frequency dependent, e.g. perforated substrates, high-impedance surfaces said selective devices having Sievenpipers' mushroom elements
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    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/30—Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H01Q5/307—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way
    • H01Q5/342—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way for different propagation modes
    • H01Q5/357—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way for different propagation modes using a single feed point
    • H01Q5/364—Creating multiple current paths
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    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
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    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/045—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means

Definitions

  • This application relates to antennas.
  • the characteristics of the antenna may deteriorate. If the characteristics of the antenna deteriorate, the reception level of the received signal may decrease, and there is room for improvement.
  • the object of the present disclosure is to provide an antenna capable of obtaining good antenna characteristics.
  • the antenna according to one of the embodiments has an antenna main body, a bottom surface, and side surfaces arranged around the bottom surface, and the antenna main body is supported on the bottom surface, and a case made of metal and a bottom surface of the case.
  • the distance between the ceiling and the antenna body is shorter than half of the wavelength of the predetermined frequency, which is the frequency used, including the ceiling portion which is arranged facing each other, is in contact with the side surface, and is formed of a dielectric material. Is.
  • FIG. 1 is a side view showing a schematic configuration of an antenna according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a top view of the antenna according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a perspective view of the antenna according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a perspective view showing an example of the antenna main body according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the antenna body along the L1-L1 line shown in FIG.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view of a part of the antenna body shown in FIG.
  • FIG. 7 is a block diagram of the antenna body shown in FIG.
  • FIG. 8 is a plan view illustrating the configuration of the radiation conductor shown in FIG.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of comparing the radiation characteristics of the antennas.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of antenna characteristics when the gap is 10 mm.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of antenna characteristics when the gap is 15 mm.
  • FIG. 12 is a diagram showing an example
  • FIG. 1 is a side view showing a schematic configuration of an antenna according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a top view of the antenna according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a perspective view of the antenna according to the embodiment.
  • the antenna 10 includes an antenna main body 110 and an antenna accommodating mechanism 20.
  • the antenna 10 operates as a device that transmits and receives electromagnetic waves having a wavelength in the frequency band used.
  • the antenna storage mechanism 20 includes a case 22 in contact with the antenna main body 110 and a ceiling portion 24 serving as a lid of the case 22.
  • the case 22 includes a bottom surface 30 and a side surface 32.
  • the antenna body 110 is fixed to the bottom surface 30.
  • the side surface 32 is arranged on the entire circumference of the side surface of the bottom surface 30.
  • the side surface 32 extends in a direction intersecting the bottom surface 30 and is higher than the antenna main body 110 in a direction orthogonal to the bottom surface 30.
  • the surface of the case 22 opposite to the bottom surface 30 is an opening.
  • the case 22 covers the entire circumference of the side surface of the antenna 110 with the side surface 32.
  • the case 22 is made of a conductive material that reflects electromagnetic waves.
  • the conductive material may include any of a metal material, an alloy of the metal material, a cured product of the metal paste, and a conductive polymer as a composition.
  • Metallic materials include copper, silver, palladium, gold, platinum, aluminum, chromium, nickel, cadmium lead, selenium, manganese, tin, vanadium, lithium, cobalt, titanium and the like. Alloys include multiple metallic materials.
  • the metal paste agent includes a powder of a metal material kneaded with an organic solvent and a binder.
  • the binder includes an epoxy resin, a polyester resin, a polyimide resin, a polyamide-imide resin, and a polyetherimide resin.
  • the conductive polymer includes a polythiophene-based polymer, a polyacetylene-based polymer, a polyaniline-based polymer, a polypyrrole-based polymer, and the like.
  • the ceiling portion 24 comes into contact with the surface of the side surface 32 of the case 22 opposite to the bottom surface 30, and closes the opening portion of the case 22.
  • the ceiling portion 24 is made of a dielectric material.
  • the dielectric material may contain either a ceramic material or a resin material as a composition. Ceramic materials include aluminum oxide sintered body, aluminum nitride sintered body, mulite sintered body, glass-ceramic sintered body, crystallized glass in which crystal components are precipitated in the glass base material, and mica or titanium. Includes microcrystalline sintered body such as aluminum acid.
  • the resin material includes a cured product such as an epoxy resin, a polyester resin, a polyimide resin, a polyamide-imide resin, a polyetherimide resin, and a liquid crystal polymer.
  • the case storage body 20 covers the entire surface around the antenna body 110 by covering the bottom surface and the side surface of the antenna body 110 with the case 30 and the upper surface with the ceiling portion 32.
  • the antenna main body 110 and the ceiling portion 32 are separated from each other and are not in contact with each other. Further, the antenna main body 110 and the side surface 32 are also separated from each other and are not in contact with each other.
  • FIG. 4 is a perspective view showing an example of the antenna main body 110 according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the antenna main body 110 along the L1-L1 line shown in FIG.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view of a part of the antenna main body 110 shown in FIG.
  • FIG. 7 is a block diagram of the antenna main body 110 shown in FIG.
  • FIG. 8 is a plan view illustrating the configuration of the radiation conductor shown in FIG.
  • the antenna body 110 includes a base 120, a radiation conductor 130, a ground conductor 140, a first connection conductor 155, a second connection conductor 156, and a third connection conductor 157. Includes a fourth connecting conductor 158.
  • the antenna body 110 includes a feeder line 150 and a circuit board 160.
  • the radiation conductor 130, the ground conductor 140, and the feeder line 150 function as the antenna element 111.
  • the feeder line 150 includes a first feeder line 151, a second feeder line 152, a third feeder line 153, and a fourth feeder line 154.
  • the number of each of the first connecting conductor 155 to the fourth connecting conductor 158 included in the antenna main body 110 shown in FIG. 4 is two. However, the number of each of the first connecting conductor 155 to the fourth connecting conductor 158 included in the antenna main body 110 may be one or three or more.
  • the antenna element 111 is configured to be able to oscillate at a predetermined resonance frequency.
  • the antenna body 110 radiates an electromagnetic wave.
  • the antenna body 110 may use at least one of at least one resonance frequency band of the antenna element 111 as an operating frequency.
  • the antenna body 110 can radiate an electromagnetic wave having an operating frequency.
  • the wavelength of the operating frequency may be the operating wavelength which is the wavelength of the electromagnetic wave at the operating frequency of the antenna body 110.
  • the antenna element 111 has an artificial magnetic wall characteristic (Artificial Magnetic Conductor) with respect to an electromagnetic wave having a predetermined frequency (used frequency) incident on a plane substantially parallel to the xy plane of the antenna element 111 from the positive direction of the z-axis. Character) is shown.
  • the "artificial magnetic wall characteristic” means the characteristic of the surface where the phase difference between the incident wave and the reflected wave at the operating frequency is 0 degrees.
  • the phase difference between the incident wave and the reflected wave is ⁇ 90 degrees to +90 degrees in the operating frequency band.
  • the operating frequency band includes a resonance frequency and an operating frequency indicating artificial magnetic wall characteristics.
  • the antenna element 111 Since the antenna element 111 exhibits the above-mentioned artificial magnetic wall characteristics, as shown in FIG. 6, even if the ground conductor 165 described later of the circuit board 160 is positioned on the negative direction side of the z-axis of the antenna body 110, the antenna body The radiation efficiency of 110 can be maintained.
  • the substrate 120 may contain, for example, either a ceramic material or a resin material as a composition.
  • Ceramic materials include aluminum oxide sintered body, aluminum nitride sintered body, mulite sintered body, glass-ceramic sintered body, crystallized glass in which crystal components are precipitated in the glass base material, and mica or titanic acid. Includes microcrystalline sintered body such as aluminum.
  • the resin material includes a cured product such as an epoxy resin, a polyester resin, a polyimide resin, a polyamide-imide resin, a polyetherimide resin, and a liquid crystal polymer.
  • the base 120 is in contact with the radiation conductor 130, the ground conductor 140, and the feeder line 150.
  • the substrate 120 may have a shape corresponding to the shape of the radiation conductor 130.
  • the substrate 120 may be a substantially regular quadrangular prism.
  • the substrate 120 includes an upper surface 121 and a lower surface 122.
  • Each of the top surface 121 and the bottom surface 122 can be the top surface and the bottom surface of the substrate 120, which is a substantially regular quadrangular prism.
  • the upper surface 121 and the lower surface 122 can be substantially parallel to the xy plane.
  • Each of the top surface 121 and the bottom surface 122 can be substantially square.
  • One of the two diagonal lines of the upper surface 121 and the lower surface 122, which are substantially square, is along the x direction.
  • the other diagonal of the two diagonals is along the y direction.
  • the upper surface 121 is located on the positive side of the z-axis with respect to the lower surface 122.
  • the radiation conductor 130 functions as a resonator.
  • the radiation conductor 130 may include, for example, any of a metal material, an alloy of metal materials, a cured product of a metal paste, and a conductive polymer as a composition.
  • Metallic materials include copper, silver, palladium, gold, platinum, aluminum, chromium, nickel, cadmium lead, selenium, manganese, tin, vanadium, lithium, cobalt, titanium and the like. Alloys include multiple metallic materials.
  • the metal paste includes a powder of a metal material kneaded with an organic solvent and a binder.
  • the binder includes an epoxy resin, a polyester resin, a polyimide resin, a polyamide-imide resin, and a polyetherimide resin.
  • the conductive polymer includes a polythiophene-based polymer, a polyacetylene-based polymer, a polyaniline-based polymer, a polypyrrole-based polymer, and
  • the radiation conductor 130 may be located on the upper surface 121 of the substrate 120.
  • the radiating conductor 130 extends along the xy plane.
  • the radiating conductor 130 is configured to capacitively connect the first connecting conductor 155 to the fourth connecting conductor 158.
  • the radiating conductor 130 is surrounded by the first connecting conductor 155 to the fourth connecting conductor 158 in the xy plane.
  • the radiation conductor 130 can resonate in the y direction, for example, by supplying electrical signals of opposite phases to each other from each of the first feeder line 151 and the third feeder line 153.
  • the first connecting conductor 155 can be seen as an electric wall located on the negative side of the y-axis from the radiating conductor 130
  • the third connecting conductor 157 is seen as an electric wall located on the positive side of the y-axis. It can be seen as an electric wall located in.
  • the radiating conductor 130 resonates in the y direction
  • the positive side of the x-axis can be seen as a magnetic wall and the negative side of the x-axis can be seen as a magnetic wall from the radiating conductor 130.
  • the radiating conductor 130 When the radiating conductor 130 resonates in the y direction, the radiating conductor 130 is surrounded by the two electric walls and the two magnetic walls, so that the antenna body 110 is included in the antenna body 110 from the positive direction side of the z-axis.
  • the artificial magnetic wall characteristics are shown for electromagnetic waves of a predetermined frequency incident on the xy plane.
  • the radiation conductor 130 may be configured to resonate in the x direction by supplying electrical signals of opposite phases to each other, for example, from each of the second feeder line 152 and the fourth feeder line 154.
  • the second connecting conductor 156 can be seen as an electric wall located on the positive side of the x-axis from the radiating conductor 130
  • the fourth connecting conductor 158 is seen as an electric wall located on the negative side of the x-axis. It can be seen as an electric wall located in.
  • the radiating conductor 130 When the radiating conductor 130 resonates in the x direction, the positive side of the y-axis can be seen as a magnetic wall and the negative side of the y-axis can be seen as a magnetic wall from the radiating conductor 130.
  • the radiating conductor 130 When the radiating conductor 130 resonates in the x direction, the radiating conductor 130 is surrounded by the two electric walls and the two magnetic walls, so that the antenna body 110 is included in the antenna body 110 from the positive direction side of the z-axis.
  • the artificial magnetic wall characteristics are shown for electromagnetic waves of a predetermined frequency incident on the xy plane.
  • the radiation conductor 130 includes the center ⁇ 1.
  • the center O1 is the center of the radiation conductor 130 in both the x and y directions.
  • the radiation conductor 130 may include a first axis of symmetry T1 extending along the xy plane.
  • the first axis of symmetry T1 passes through the center O1 and extends in a direction intersecting the x-direction and the y-direction.
  • the first axis of symmetry T1 may extend along a direction inclined by 45 degrees from the positive direction of the y-axis toward the negative direction of the x-axis.
  • the radiation conductor 130 may include a second axis of symmetry T2 extending along the xy plane.
  • the second axis of symmetry T2 passes through the center O1 and extends in the direction intersecting the first axis of symmetry T1.
  • the second axis of symmetry T2 may extend along a direction inclined by 45 degrees from the positive direction of the y-axis toward the positive direction of the x-axis.
  • the radiating conductor 130 may be half the size of the operating wavelength.
  • the length of the radiating conductor 130 in the x direction and the length of the radiating conductor 130 in the y direction may be half of the operating wavelength.
  • the radiating conductor 130 includes a first conductor 131, a second conductor 132, a third conductor 133, and a fourth conductor 134.
  • the first conductor 131 to the fourth conductor 134, the ground conductor 140, the first feeder line 151 to the fourth feeder line 154, and the first connecting conductor 155 to the fourth connecting conductor 158 may all contain the same material. Alternatively, it may contain different materials. Any combination of the first conductor 131 to the fourth conductor 134, the ground conductor 140, the first feeder line 151 to the fourth feeder line 154, and the first connecting conductor 155 to the fourth connecting conductor 158 may contain the same material. ..
  • Each of the first conductor 131 to the fourth conductor 134 may be, for example, a substantially square having the same shape.
  • the two diagonal lines of the substantially square first conductor 131 and the two diagonal lines of the substantially square third conductor 133 are along the x and y directions.
  • the length of the diagonal line along the y direction of the first conductor 131 and the length of the diagonal line along the y direction of the third conductor 133 may be about one-fourth of the operating wavelength.
  • the two diagonal lines of the substantially square second conductor 132 and the two diagonal lines of the substantially square fourth conductor 134 are along the x and y directions.
  • the length of the diagonal line along the x direction of the second conductor 132 and the length of the diagonal line along the x direction of the fourth conductor 134 may be about one-fourth of the operating wavelength.
  • each of the first conductor 131 to the fourth conductor 134 may be exposed to the outside of the substrate 120.
  • Each part of the first conductor 131 to the fourth conductor 134 may be located in the substrate 120.
  • the entire first conductor 131 to the fourth conductor 134 may be located in the substrate 120.
  • the first conductor 131 to the fourth conductor 134 spread along the upper surface 121 of the base 120.
  • the first conductor 131 to the fourth conductor 134 may be arranged in a square grid on the upper surface 121.
  • the first conductor 131 and the fourth conductor 134, and the second conductor 132 and the third conductor 133 may be arranged along the first axis of symmetry T1.
  • the first conductor 131 and the second conductor 132, and the fourth conductor 134 and the third conductor 133 may be arranged along the second axis of symmetry T2.
  • the two diagonal directions of the square lattice in which the first conductor 131 to the fourth conductor 134 are arranged are along the x direction and the y direction. Of the two diagonal directions, the diagonal direction along the y direction is described as the first diagonal direction. Of the two diagonal directions, the diagonal direction along the x direction is described as the second diagonal direction.
  • the first diagonal direction and the second diagonal direction can intersect at the center O1.
  • the first conductor 131 to the fourth conductor 134 are located apart from each other at predetermined intervals.
  • the first conductor 131 and the second conductor 132 are located apart from each other with an interval t1.
  • the third conductor 133 and the fourth conductor 134 are located apart from each other with a distance t1.
  • the first conductor 131 and the fourth conductor 134 are located apart from each other with a distance t2.
  • the second conductor 132 and the third conductor 133 are located apart from each other with a distance t2.
  • the first conductor 131 to the fourth conductor 134 are configured to be capacitively connected to each other by being positioned apart from each other at predetermined intervals.
  • the antenna element 111 may have capacitance elements C1 and C2 in the gap Sx.
  • the antenna element 111 may have capacitance elements C3 and C4 in the gap Sy.
  • Capacitor elements C1 to C4 may be chip capacitors or the like.
  • the capacitive element C1 located in the gap Sx is configured to capacitively connect the first conductor 131 and the second conductor 132.
  • the capacitance element C2 located in the gap Sx is configured to capacitively connect the third conductor 133 and the fourth conductor 134.
  • the capacitive element C3 located in the gap Sy is configured to capacitively connect the first conductor 131 and the fourth conductor 134.
  • the capacitive element C4 located in the gap Sy is configured to capacitively connect the second conductor 132 and the third conductor 133.
  • the positions of the capacitance elements C1 and C2 in the gap Sx and the positions of the capacitance elements C3 and C4 in the gap Sy may be appropriately adjusted according to the desired resonance frequency of the antenna body 110.
  • the capacitance values of the capacitance elements C1 to C4 may be appropriately adjusted according to the desired resonance frequency of the antenna body 110. When the capacitance values of the capacitance elements C1 to C4 are increased, the resonance frequency of the antenna body 110 may be lowered. When the capacitance values of the capacitive elements C1 to C4 are reduced, the resonance frequency of the antenna body 110 can be increased.
  • the ground conductor 140 may contain any of a metal material, an alloy of the metal material, a cured product of the metal paste, and a conductive polymer as a composition.
  • the ground conductor 140 can function as the ground of the antenna element 111. As shown in FIG. 5, the ground conductor 140 may be connected to the ground conductor 165 described later on the circuit board 160. In this case, the ground conductor 140 may be integrated with the ground conductor 165 of the circuit board 160.
  • the ground conductor 140 can be a flat conductor.
  • the ground conductor 140 is located on the lower surface 122 of the substrate 120.
  • the ground conductor 140 extends along the xy plane.
  • the ground conductor 140 faces the radiating conductor 130 in the z direction.
  • a substrate 120 is interposed between the ground conductor 140 and the radiating conductor 130.
  • the ground conductor 140 may have a shape corresponding to the shape of the radiating conductor 130.
  • the ground conductor 140 has a substantially square shape corresponding to the radiation conductor 130, which has a substantially square shape.
  • the ground conductor 140 may have any shape depending on the radiating conductor 130.
  • the ground conductor 140 includes openings 141, 142, 143, 144. The positions of the openings 141 to 144 in the xy plane may be appropriately adjusted according to the positions of the first feeder lines 151 to 154 in the xy plane.
  • the feeder line 150 may be configured to supply an electrical signal from the outside to the antenna element 111.
  • the feeder line 150 may be configured to supply an electrical signal from the antenna element 111 to the outside.
  • the feeder line 150 may be a through-hole conductor, a via conductor, or the like.
  • the feeder line 150 is configured to be able to supply an electric signal from the antenna element 111 to an external circuit board 160 or the like.
  • Each of the first feeder line 151 to the fourth feeder line 154 touches a different position of the radiation conductor 130. For example, as shown in FIGS. 4 and 7, the first feeder line 151 is electrically connected to the first conductor 131.
  • the second feeder line 152 is electrically connected to the second conductor 132.
  • the third feeder line 153 is electrically connected to the third conductor 133.
  • the fourth feeder line 154 is electrically connected to the fourth conductor 134.
  • each of the first feeder line 151 to the fourth feeder line 154 may be configured to be magnetically connected to each of the first conductor 131 to the fourth conductor 134.
  • the locations where each of the first feed lines 151 to 154 are connected to each of the first conductor 131 to the fourth conductor 134 are also described as feed points 151A, feed points 152A, feed points 153A, and feed points 154A. do.
  • each of the first feeder line 151 to the fourth feeder line 154 leads to the outside through each of the openings 141 to 144 of the ground conductor 140.
  • Each of the first feeder line 151 to the fourth feeder line 154 may extend along the z direction.
  • the first feeder line 151 and the third feeder line 153 are configured to at least contribute to the supply of an electric signal to the outside when the radiation conductor 130 resonates in the y direction.
  • the second feeder line 152 and the fourth feeder line 154 are configured to at least contribute to the supply of an electric signal to the outside when the radiation conductor 130 resonates in the x direction.
  • the first feeder line 151 and the third feeder line 153, and the second feeder line 152 and the fourth feeder line 154 are configured to excite the radiation conductor 130 in different directions.
  • the first feeder line 151 and the third feeder line 153 are configured to excite the radiation conductor 130 in the y direction.
  • the second feeder line 152 and the fourth feeder line 154 are configured to excite the radiation conductor 130 in the x direction.
  • the antenna main body 110 can reduce the excitation of the radiating conductor 130 to one side when the radiating conductor 130 is excited to the other side.
  • the first feeder line 151 and the third feeder line 153 are configured to excite the radiation conductor 130 with a differential voltage.
  • the second feeder line 152 and the fourth feeder line 154 are configured to excite the radiation conductor 130 with a differential voltage.
  • the center ⁇ 1 of the radiation conductor 130 is located between the first feeder line 151 and the third feeder line 153.
  • the first distance D1 between the first feeder line 151 and the center ⁇ 1 and the third distance D3 between the third feeder line 153 and the center O1 are substantially equal.
  • the center O1 of the radiation conductor 130 is located between the second feeder line 152 and the fourth feeder line 154 in the x direction.
  • the second distance D2 between the second feeder line 152 and the center O1 and the fourth distance D4 between the fourth feeder line 154 and the center O1 are substantially equal.
  • the second distance D2 is substantially equal to the first distance D1.
  • the second distance D2 may be different from the first distance D1.
  • the first feeder line 151 and the second feeder line 152 may have symmetry with the first symmetry axis T1 in between.
  • the third feeder line 153 and the fourth feeder line 154 may have symmetry with the first symmetry axis T1 in between.
  • the feeding point 151A and the feeding point 152A, and the feeding point 153A and the feeding point 154A may be line-symmetrical with respect to the first symmetry axis T1.
  • the first feeder line 151 and the fourth feeder line 154 may have symmetry with the second symmetry axis T2 in between.
  • the second feeder line 152 and the third feeder line 153 may have symmetry with the second feeding line T2 in between.
  • the feeding point 151A and the feeding point 154A, and the feeding point 152A and the feeding point 153A may be line-symmetric with respect to the second symmetry axis T2.
  • the direction connecting the first feeder line 151 and the third feeder line 153 is along the y direction.
  • the direction connecting the first feeder line 151 and the third feeder line 153 is along the first diagonal direction.
  • the direction connecting the second feeder line 152 and the fourth feeder line 154 is along the x direction.
  • the direction connecting the second feeder line 152 and the fourth feeder line 154 is along the second diagonal direction.
  • the direction connecting the first feeder line 151 and the third feeder line 153 may be inclined with respect to the first diagonal direction.
  • the direction connecting the second feeder line 152 and the fourth feeder line 154 may be inclined with respect to the second diagonal direction.
  • the circuit board 160 includes a first power supply circuit 61 and a second power supply circuit 62.
  • the first power feeding circuit 61 is electrically connected to the transmission terminal Tx.
  • the second power feeding circuit 62 is electrically connected to the receiving terminal Rx. That is, the antenna body 110 has a transmission terminal Tx and a reception terminal Rx.
  • the first feeder circuit 61 is electrically connected to the first feeder line 151 and the third feeder line 153.
  • the first feeder circuit 61 is configured to supply reverse phase signals having substantially opposite phases to each other to the first feeder line 151 and the third feeder line 153.
  • the first feed signal supplied to the first feeder line 151 is substantially out of phase with the third feed signal supplied to the third feeder line 153.
  • the first inverting circuit 63 may be a circuit that inverts the phase of one input electric signal in the resonance frequency band.
  • the first inverting circuit 63 may be a circuit that outputs a reverse phase signal in which the phases are substantially opposite to each other from one input electric signal.
  • the first inverting circuit 63 may be any of a balun, a power distribution circuit, and a delay line memory.
  • the first inverting circuit 63 may include an inductance element connected to one of the first feeder line 151 and the third feeder line 153 and a capacitance element connected to the other.
  • the first feeder circuit 61 is configured to supply reverse phase signals having substantially opposite phases to each other to the first feeder line 151 and the third feeder line 153.
  • electric signals having opposite phases are supplied to the first feeder line 151 and the third feeder line 153.
  • the radiation conductor 130 resonates along the y direction.
  • the second feeder circuit 62 is electrically connected to the second feeder line 152 and the fourth feeder line 154.
  • the second feeder circuit 62 is configured to supply reverse phase signals having substantially opposite phases to each other to the second feeder line 152 and the fourth feeder line 154.
  • the second feed signal supplied to the second feeder 152 is substantially out of phase with the fourth feeder signal supplied to the fourth feeder 154.
  • the second feeder circuit 62 is electrically connected to the second feeder line 152 and the fourth feeder line 154.
  • the second power feeding circuit 62 includes a second inverting circuit 64, a second wiring 162, and a fourth wiring 164.
  • the second inverting circuit 64 may include an inductance element connected to one of the second feeder line 152 and the fourth feeder line 154 and a capacitance element connected to the other.
  • the second feeder circuit 62 is configured to supply reverse phase signals having substantially opposite phases to each other to the second feeder line 152 and the fourth feeder line 154.
  • electric signals having opposite phases are supplied to the second feeder line 152 and the fourth feeder line 154.
  • the radiation conductor 130 resonates along the x direction.
  • the first wiring 161 to the fourth wiring 164 include any conductive material.
  • the first wiring 161 to the fourth wiring 164 may be formed on the circuit board 160 as a wiring pattern.
  • the first wiring 161 electrically connects the first inverting circuit 63 and the first feeder line 151.
  • the second wiring 162 electrically connects the second inverting circuit 64 and the second feeder line 152.
  • the third wiring 163 electrically connects the first inverting circuit 63 and the third feeder line 153.
  • the fourth wiring 164 electrically connects the second inverting circuit 64 and the fourth feeder line 154.
  • the wiring length and width of the first wiring 161 and the wiring length and width of the third wiring 163 may be substantially equal.
  • the impedance of the first wiring 161 and the impedance of the third wiring 163 can be substantially equal.
  • the wiring length and width of the second wiring 162 and the wiring length and width of the fourth wiring 164 may be substantially equal. By making the wiring length and width of the second wiring 162 and the wiring length and width of the fourth wiring 164 substantially equal, the impedance of the second wiring 162 and the impedance of the fourth wiring 164 can be substantially equal.
  • the circuit board 160 includes a ground conductor 165.
  • Ground conductor 165 includes any conductive material.
  • the ground conductor 165 may be a conductor layer.
  • the ground conductor 165 is located on the surface of the two surfaces substantially parallel to the xy plane included in the circuit board 160, which is located on the positive side of the z-axis.
  • the antenna body 110 is configured to be electromagnetically connected to the radiation conductor 130, the ground conductor 140, the first feeder line 151 configured to be electromagnetically connected to the radiation conductor 130, and the radiation conductor 130.
  • a second feeding circuit 62 configured to feed a reverse-phase signal is included.
  • the radiation conductor 130 is configured to be excited in the first direction by feeding power from the first feeder line 151 and the third feeder line 153, and in the second direction by feeding power from the second feeder line 152 and the fourth feeder line 154.
  • the third feeder line 153 is configured to excite, and is located on the opposite side of the first feeder line 151 in the first direction when viewed from the center of the radiation conductor 130, and the fourth feeder line 154 is the radiation conductor 130. It is located on the opposite side of the second feeder line 152 in the second direction when viewed from the center.
  • the antenna body 110 is inclined in the direction connecting the first feeder line 151 and the third feeder line 153 with respect to the first direction, and the direction connecting the second feeder line 152 and the fourth feeder line 154 is the first. It is tilted in two directions.
  • the first direction excited by the feeding from the first feeding line 151 and the third feeding line 153 and the second direction excited by the feeding from the second feeding line 152 and the fourth feeding line 154 are orthogonal to each other. And it is a target structure. Therefore, isolation of the antenna body 110 is ensured. Ensuring isolation includes, for example, isolation and separation from each other. Since the first diagonal direction and the second diagonal direction of the antenna main body 110 of the antenna 10 are orthogonal to each other, the isolation of the antenna main body 110 is ensured.
  • the antenna main body 100 is installed on the bottom surface 30 of the case 20, and the side surface faces the side wall 32 and the upper surface faces the ceiling portion 24.
  • the gap (distance) G in the Z direction between the antenna body 110 and the ceiling portion 24 is ⁇ / 2 or less, where ⁇ is the wavelength of a predetermined frequency that is the frequency used for transmission and reception in the antenna body 110. ing.
  • the distance between the antenna body 110 and the ceiling portion 24 in the Z direction of the antenna 10 is ⁇ / 4 or less. More preferably, the distance between the antenna body 110 and the ceiling portion 24 in the Z direction is ⁇ / 8 or less. Further, the distance between the antenna main body 110 and the ceiling portion 24 in the Z direction is preferably ⁇ / 24 or more. Further, the distance between the antenna main body 110 and the ceiling portion 24 in the Z direction is preferably 5 mm or more and 15 mm or less, and more preferably 10 mm or more and 15 mm or less.
  • the electromagnetic wave is a frequency band for transmission and reception in the TM mode, and is, for example, a 2 GHz band.
  • the wavelength ⁇ of the electromagnetic wave having a center frequency in the 2 GHz band is, for example, approximately 16 cm. Therefore, ⁇ / 2, which is the distance between the antenna main body 10 and the side wall 72, is approximately 80 mm.
  • the distance between the antenna body 110 and the side surface 32 in the X and Y directions of the antenna 10 is ⁇ / 2 or less, where ⁇ is the wavelength of a predetermined frequency that is the frequency used for transmission and reception in the antenna body 10. preferable. More preferably, the distance between the antenna body 110 and the side surface 32 in the X and Y directions is ⁇ / 4 or less. More preferably, the distance between the antenna body 110 and the side surface 32 in the X and Y directions is ⁇ / 8 or less. Further, the distance between the antenna main body 110 and the side surface 32 in the X direction and the Y direction is preferably 5 mm or more and 15 mm or less, and more preferably 10 mm or more and 15 mm or less.
  • the length of the antenna body 110 in the X direction and the Y direction is preferably ⁇ / 2 or less, where ⁇ is the wavelength of a predetermined frequency that is the frequency used for transmission and reception in the antenna body 10. More preferably, the length of the antenna body 110 in the X direction and the Y direction is ⁇ / 4 or less.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of comparing the radiation characteristics of the antennas.
  • FIG. 9 shows the measurement result 200 of the radiation characteristics when the distance G is 5 mm with the antenna 10 of the present embodiment.
  • the measurement result 202 of the radiation characteristics when the case is made of a dielectric material and the distance G is 10 mm, and the measurement result 204 of the radiation characteristics of the structure in which the case and the ceiling are not arranged are shown. Is shown.
  • the gain can be increased with respect to the measurement results 202 and 204, and the rear radiation can be increased. Can be reduced.
  • a metal case is used for a part of the antenna.
  • the characteristic fluctuation depending on the presence or absence of a case is reduced by increasing the case size with respect to a half wavelength, or the characteristics are partially improved.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of antenna characteristics when the gap is 10 mm.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of antenna characteristics when the gap is 15 mm.
  • FIG. 12 is a diagram showing an example of antenna characteristics when the gap is 1 mm.
  • the gain can be increased and the rear radiation can be reduced in any of the measurement results. Further, by setting the gap to 5 mm or more and 15 mm or less, the back reflection can be reduced, and by setting the gap to 10 mm or more and 15 mm or less, the back reflection can be further reduced.
  • the side surface 32 of the conductive material is arranged around the antenna main body 110, the ceiling portion 24 is made of a dielectric material, and the distance between the ceiling portion 24 and the antenna main body 110 is ⁇ / 2 or less.
  • the antenna characteristics can be improved. Specifically, the gain can be increased and the back reflection can be suppressed. That is, the sensitivity in the required direction can be increased while the case is stored in the case.
  • the antenna main body 110 has a radiation conductor 130, a ground conductor 140, a first feeder line 151 configured to be electromagnetically connected to the radiation conductor 130, and a radiation conductor.
  • a second feeder line 152 configured to be electromagnetically connected to 130
  • a third feeder line 153 configured to be electromagnetically connected to the radiation conductor 130, and an electromagnetic connection to the radiation conductor 130.
  • the fourth feeder line 154 configured to be supplied, the first feeder circuit 61 configured to feed the opposite phase signals to the first feeder line 151 and the third feeder line 153, and the second feeder line 153.
  • a second feeder circuit 62 configured to feed opposite-phase signals that are opposite to each other to the feeder line 152 and the fourth feeder line 154 is included.
  • the radiation conductor 130 is configured to be excited in the first direction by feeding power from the first feeder line 151 and the third feeder line 153, and in the second direction by feeding power from the second feeder line 152 and the fourth feeder line 154.
  • the third feeder line 153 is configured to excite, and is located on the opposite side of the first feeder line 151 in the first direction when viewed from the center of the radiation conductor 130, and the fourth feeder line 154 is the radiation conductor 130. It is located on the opposite side of the second feeder line 152 in the second direction when viewed from the center.
  • the antenna body 110 is inclined in the direction connecting the first feeder line 151 and the third feeder line 153 with respect to the first direction, and the direction connecting the second feeder line 152 and the fourth feeder line 154 is the first.
  • the antenna 10 can be provided with high isolation.
  • the antenna and the antenna accommodating portion satisfy the above relationship, the antenna characteristics can be further improved.
  • the antennas 10 may be arranged in a row to form an array antenna.
  • the antenna body is spread along the first plane, and a conductor portion including a plurality of first conductors and a ground conductor located away from the conductor portion and spreading along the first plane.
  • Three or more first predetermined number of connecting conductors extending from the ground conductor toward the conductor portion, and at least two of the plurality of first conductors are connected to the different connecting conductors.
  • a predetermined number of connecting conductors are a first connecting pair in which any two are arranged along a first direction included in the first plane, and any two of them are included in the first plane and are included in the first direction.
  • the antenna Includes a second connecting pair aligned along a second intersecting direction, configured to resonate at a first frequency along a first current path, and resonate at a second frequency along a second current path.
  • the first current path includes a ground conductor, a conductor portion, and a first connection pair
  • the second current path may include a ground conductor, a conductor portion, and a second connection pair. good. That is, the antenna can be used for various antenna bodies that resonate at a plurality of frequencies and exhibit artificial magnetic wall characteristics.
  • the characteristic changes depending on the presence or absence of the case by increasing the case size for half wavelength. Is made smaller.
  • a metal case is not often used, and a resin case is usually used. This is because the antenna frequency becomes lower than the cutoff frequency due to the dimensions of the metal housing, and the antenna characteristics deteriorate.
  • the directivity is often tilted from the z-axis due to structural deformation during miniaturization, and the metal case has a large effect on the directivity.
  • the influence of the metal case is large, and the metal case may cause a decrease in antenna characteristics and a large change in directivity.
  • the first current path can be orthogonal to the second current path.
  • the first current path is orthogonal to the second current path, it is considered that the magnetic wall and the electric wall are orthogonal to each other. Since the magnetic wall and the electric wall are orthogonal to each other, the antenna 10 has less influence on the radiation characteristics when the antenna 10 is surrounded by a conductor.
  • the antenna 10 By arranging metal on the four side surfaces and the bottom surface of the small antenna 10 having an artificial magnetic wall as the antenna element, the variation due to the surrounding environment is small. This is because, as shown in FIG. 9, the antenna 10 has a main directivity oriented in the z-axis and emits little radiation to the xy plane.
  • an antenna body that exhibits artificial magnetic wall characteristics with respect to an incident electromagnetic wave of a predetermined frequency.
  • Antenna 20 Antenna storage 22 Case 24 Ceiling 30 Bottom 32 Side 61 1st feeder circuit 62 2nd feeder 63 1st inverting circuit 64 2nd inverting circuit 110 Antenna body 111 Antenna element 120 Base 130 Radiation conductor 140 Ground conductor 150 Feed line 151 1st feeder 152 2nd feeder 153 3rd feeder 154 4th feeder 160 Circuit board

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Abstract

異なる位置に配置された複数の通信機器との間の無線通信を向上するアンテナを提供することを課題とする。アンテナは、アンテナ本体と、底面と底面の周囲に配置された側面を有し、底面にアンテナ本体を支持し、金属で形成されたケースと、ケースの底面に対面して配置され、側面と接し、誘電体で形成されたえ天井部と、を含み、天井部とアンテナ本体との距離が、使用周波数である所定周波数の波長の半分よりも短い距離である。

Description

アンテナ
　本出願は、アンテナに関する。
　パッチアンテナ等では、金属のシールドケースにアンテナ本体を配置する構造がある。かかる技術は例えば特許文献１に記載されている。
特開２０１１－２１６９３９号公報
　ここで、アンテナは、アンテナ本体の側面と底面を金属のケースを配置すると、特性が低下する場合がある。アンテナの特性が低下すると、受信信号の受信レベルが低下する可能性があり、改善の余地がある。
　本開示は、良好なアンテナ特性を得ることができるアンテナを提供することを目的とする。
　態様の１つに係るアンテナは、アンテナ本体と、底面と前記底面の周囲に配置された側面を有し、前記底面にアンテナ本体を支持し、金属で形成されたケースと、前記ケースの底面に対面して配置され、側面と接し、誘電体で形成されたえ天井部と、を含み、前記天井部と前記アンテナ本体との距離が、使用周波数である所定周波数の波長の半分よりも短い距離である。
図１は、実施形態に係るアンテナの概略構成を示す側面図である。 図２は、実施形態に係るアンテナの上面図である。 図３は、実施形態に係るアンテナの斜視図である。 図４は、実施形態に係るアンテナ本体の一例を示す斜視図である。 図５は、図４に示すＬ１－Ｌ１線に沿ったアンテナ本体の断面図である。 図６は、図４に示すアンテナ本体の一部を分解した斜視図である。 図７は、図４に示すアンテナ本体のブロック図である。 図８は、図４に示す放射導体の構成を説明する平面図である。 図９は、アンテナの放射特性を比較した一例を示す図である。 図１０は、ギャップを１０ｍｍとした場合のアンテナの特性の一例を示す図である。 図１１は、ギャップを１５ｍｍとした場合のアンテナの特性の一例を示す図である。 図１２は、ギャップを１ｍｍとした場合のアンテナの特性の一例を示す図である。
　本出願に係るアンテナを実施するための複数の実施形態を、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の説明において、同様の構成要素について同一の符号を付すことがある。さらに、重複する説明は省略することがある。
［アンテナの一例］
　図１は、実施形態に係るアンテナの概略構成を示す側面図である。図２は、実施形態に係るアンテナの上面図である。図３は、実施形態に係るアンテナの斜視図である。アンテナ１０は、アンテナ本体１１０と、アンテナ収納機構２０と、を含む。アンテナ１０は、使用周波数帯域の波長の電磁波を送信、受信する機器として動作する。
　アンテナ本体１１０の構造は後述する。アンテナ収納機構２０は、アンテナ本体１１０と接するケース２２と、ケース２２の蓋となる天井部２４と、を含む。ケース２２は、底面３０と、側面３２と、を含む。底面３０は、アンテナ本体１１０が固定される。側面３２は、底面３０の辺の全周に配置される。側面３２は、底面３０に交差する方向に延びており、底面３０に直交する方向において、アンテナ本体１１０よりも高い。ケース２２は、底面３０と反対側の面が開口となる。ケース２２は、アンテナ１１０の側面の全周を側面３２で覆っている。ケース２２は、電磁波を反射する導電性材料で形成される。導電性材料としは、金属材料、金属材料の合金、金属ペーストの硬化物、及び、導電性高分子の何れかを組成として含み得る。金属材料は、銅、銀、パラジウム、金、白金、アルミニウム、クロム、ニッケル、カドミウム鉛、セレン、マンガン、錫、バナジウム、リチウム、コバルト、及び、チタン等を含む。合金は、複数の金属材料を含む。金属ペースト剤は、金属材料の粉末を有機溶剤、及び、バインダとともに混練したものを含む。バインダは、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、及び、ポリエーテルイミド樹脂を含む。導電性高分子は、ポリチオフェン系ポリマー、ポリアセチレン系ポリマー、ポリアニリン系ポリマー、及び、ポリピロール系ポリマー等を含む。
　天井部２４は、ケース２２の側面３２の底面３０とは反対側の面と接触し、ケース２２の開口部分を塞ぐ。天井部２４は、誘電体材料で形成される。誘電体材料は、セラミック材料及び樹脂材料の何れかを組成として含み得る。セラミック材料は、酸化アルミニウム質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、ガラスセラミック焼結体、ガラス母材中に結晶成分を析出させた結晶化ガラス、及び、雲母若しくはチタン酸アルミニウム等の微結晶焼結体を含む。樹脂材料は、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、及び、液晶ポリマー等の未硬化物を硬化させたものを含む。
　このように、ケース収納体２０は、アンテナ本体１１０の底面と側面をケース３０で覆い、上面を天井部３２で覆うことで、アンテナ本体１１０の周囲の全面を覆っている。アンテナ本体１１０と天井部３２とは、離間しており、非接触である。またアンテナ本体１１０と側面３２とも離間しており、非接触である。
［アンテナ本体の構成例］
　図４は、実施形態に係るアンテナ本体１１０の一例を示す斜視図である。図５は、図４に示すＬ１－Ｌ１線に沿ったアンテナ本体１１０の断面図である。図６は、図４に示すアンテナ本体１１０の一部を分解した斜視図である。図７は、図４に示すアンテナ本体１１０のブロック図である。図８は、図４に示す放射導体の構成を説明する平面図である。
　図４および図５に示すように、アンテナ本体１１０は、基体１２０と、放射導体１３０と、グラウンド導体１４０と、第１接続導体１５５と、第２接続導体１５６と、第３接続導体１５７と、第４接続導体１５８とを含む。アンテナ本体１１０は、給電線１５０と、回路基板１６０とを含む。放射導体１３０、グラウンド導体１４０および給電線１５０は、アンテナ素子１１１として機能する。給電線１５０は、第１給電線１５１と、第２給電線１５２と、第３給電線１５３と、第４給電線１５４とを含む。図４に示すアンテナ本体１１０が含む第１接続導体１５５～第４接続導体１５８の各々の数は、２つである。ただし、アンテナ本体１１０が含む第１接続導体１５５～第４接続導体１５８の各々の数は、１つであってよいし、３つ以上であってよい。
　アンテナ素子１１１は、所定の共振周波数で発振可能に構成される。アンテナ素子１１１が所定の共振周波数で発振することにより、アンテナ本体１１０は、電磁波を放射する。アンテナ本体１１０は、アンテナ素子１１１の少なくとも１つの共振周波数帯のうちの少なくとも１つを動作周波数としうる。アンテナ本体１１０は、動作周波数の電磁波を放射しうる。動作周波数の波長は、アンテナ本体１１０の動作周波数における電磁波の波長である動作波長となりうる。
　アンテナ素子１１１は、ｚ軸の正方向からアンテナ素子１１１のｘｙ平面に略平行な面に入射する所定周波数（使用周波数）の電磁波に対して、後述のように、人工磁気壁特性（Artificial　Magnetic　Conductor　Character）を示す。本開示において「人工磁気壁特性」は、動作周波数における入射波と反射波との位相差が０度となる面の特性を意味する。人工磁気壁特性を有する面では、動作周波数帯において、入射波と反射波の位相差が－９０度～＋９０度となる。動作周波数帯は、人工磁気壁特性を示す共振周波数と動作周波数とを含む。
　アンテナ素子１１１が上述の人工磁気壁特性を示すことにより、図６に示すように、アンテナ本体１１０のｚ軸の負方向側に回路基板１６０の後述のグラウンド導体１６５を位置させても、アンテナ本体１１０の放射効率が維持され得る。
　基体１２０は、例えば、セラミック材料、および樹脂材料のいずれかを組成として含みうる。セラミック材料は、酸化アルミニウム質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、ガラスセラミック焼結体、ガラス母材中に結晶成分を析出させた結晶化ガラス、および雲母もしくはチタン酸アルミニウム等の微結晶焼結体を含む。樹脂材料は、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、および液晶ポリマー等の未硬化物を硬化させたものを含む。
　基体１２０は、放射導体１３０、グラウンド導体１４０、および給電線１５０と接する。基体１２０は、放射導体１３０の形状に応じた形状であってよい。基体１２０は、略正四角柱であってよい。基体１２０は、上面１２１および下面１２２を含む。上面１２１および下面１２２の各々は、略正四角柱である基体１２０の上面および底面の各々でありうる。上面１２１および下面１２２は、ｘｙ平面に略平行でありうる。上面１２１および下面１２２の各々は、略正方形でありうる。略正方形である上面１２１および下面１２２の２つの対角線のうちの一方の対角線は、ｘ方向に沿う。当該２つの対角線のうちの他方の対角線は、ｙ方向に沿う。上面１２１は、下面１２２よりも、ｚ軸の正方向側に位置する。
　放射導体１３０は、共振器として機能する。放射導体１３０は、例えば、金属材料、金属材料の合金、金属ペーストの硬化物、および導電性高分子のいずれかを組成として含みうる。金属材料は、銅、銀、パラジウム、金、白金、アルミニウム、クロム、ニッケル、カドミウム鉛、セレン、マンガン、錫、バナジウム、リチウム、コバルト、およびチタン等を含む。合金は、複数の金属材料を含む。金属ペースト剤は、金属材料の粉末を有機溶剤、およびバインダとともに混練したものを含む。バインダは、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂を含む。導電性ポリマーは、ポリチオフェン系ポリマー、ポリアセチレン系ポリマー、ポリアニリン系ポリマー、ポリピロール系ポリマー等を含む。
　図４に示すように、放射導体１３０は、基体１２０の上面１２１に位置しうる。放射導体１３０は、ｘｙ平面に沿って広がる。放射導体１３０は、第１接続導体１５５～第４接続導体１５８を容量的に接続するように構成される。放射導体１３０は、ｘｙ平面において周囲を第１接続導体１５５～第４接続導体１５８によって囲まれる。
　放射導体１３０は、例えば第１給電線１５１および第３給電線１５３の各々から互いに逆相の電気信号が供給されることにより、ｙ方向に共振しうる。放射導体１３０がｙ方向に共振する際、放射導体１３０からは、第１接続導体１５５がｙ軸の負方向側に位置する電気壁として観え、第３接続導体１５７がｙ軸の正方向側に位置する電気壁として観える。放射導体１３０がｙ方向に共振する際、放射導体１３０からは、ｘ軸の正方向側が磁気壁として観え、ｘ軸の負方向側が磁気壁として観える。放射導体１３０がｙ方向に共振する際、放射導体１３０がこの２つの電気壁と２つの磁気壁とによって囲まれることにより、アンテナ本体１１０は、ｚ軸の正方向側からアンテナ本体１１０に含まれるｘｙ平面に入射する所定周波数の電磁波に対して人工磁気壁特性を示す。
　放射導体１３０は、例えば第２給電線１５２および第４給電線１５４の各々から互いに逆相の電気信号が供給されることにより、ｘ方向に共振するように構成されうる。放射導体１３０がｘ方向に共振する際、放射導体１３０からは、第２接続導体１５６がｘ軸の正方向側に位置する電気壁として観え、第４接続導体１５８がｘ軸の負方向側に位置する電気壁として観える。放射導体１３０がｘ方向に共振する際、放射導体１３０からは、ｙ軸の正方向側が磁気壁として観え、ｙ軸の負方向側が磁気壁として観える。放射導体１３０がｘ方向に共振する際、放射導体１３０がこの２つの電気壁と２つの磁気壁とによって囲まれることにより、アンテナ本体１１０は、ｚ軸の正方向側からアンテナ本体１１０に含まれるｘｙ平面に入射する所定周波数の電磁波に対して、人工磁気壁特性を示す。
　図７に示すように、放射導体１３０は、中心О１を含む。中心Ｏ１は、放射導体１３０の、ｘ方向およびｙ方向の両方の中心である。放射導体１３０は、ｘｙ平面に沿って延びる第１対称軸Ｔ１を含みうる。第１対称軸Ｔ１は、中心Ｏ１を通り、ｘ方向およびｙ方向に交わる方向に延びている。第１対称軸Ｔ１は、ｙ軸の正方向からｘ軸の負方向に向けて４５度傾いた方向に沿って延びてよい。放射導体１３０は、ｘｙ平面に沿って延びる第２対称軸Ｔ２を含みうる。第２対称軸Ｔ２は、中心Ｏ１を通り、第１対称軸Ｔ１に交わる方向に延びている。第２対称軸Ｔ２は、ｙ軸の正方向からｘ軸の正方向に向けて４５度傾いた方向に沿って延びてよい。放射導体１３０は、動作波長の２分の１の大きさであってよい。例えば、放射導体１３０のｘ方向における長さ、および放射導体１３０のｙ方向における長さは、動作波長の２分の１であってよい。
　図６に示すように、放射導体１３０は、第１導体１３１と、第２導体１３２と、第３導体１３３と、第４導体１３４とを含む。第１導体１３１～第４導体１３４、グラウンド導体１４０、第１給電線１５１～第４給電線１５４、および第１接続導体１５５～第４接続導体１５８の全てが、同じ材料を含んでよいし、または異なる材料を含んでよい。第１導体１３１～第４導体１３４、グラウンド導体１４０、第１給電線１５１～第４給電線１５４、および第１接続導体１５５～第４接続導体１５８のいずれかの組み合わせが同じ材料を含んでよい。
　第１導体１３１～第４導体１３４の各々は、例えば同一形状の、略正方形であってよい。略正方形である第１導体１３１の２つの対角線、および、略正方形である第３導体１３３の２つの対角線は、ｘ方向およびｙ方向に沿う。第１導体１３１のｙ方向に沿う対角線の長さ、および、第３導体１３３のｙ方向に沿う対角線の長さは、動作波長の４分の１程度であってよい。略正方形である第２導体１３２の２つの対角線、および、略正方形である第４導体１３４の２つの対角線は、ｘ方向およびｙ方向に沿う。第２導体１３２のｘ方向に沿う対角線の長さ、および、第４導体１３４のｘ方向に沿う対角線の長さは、動作波長の４分の１程度であってよい。
　第１導体１３１～第４導体１３４の各々の少なくとも一部は、基体１２０の外側に露わになってよい。第１導体１３１～第４導体１３４の各々の一部は、基体１２０の中に位置してよい。第１導体１３１～第４導体１３４の各々の全体が、基体１２０の中に位置してよい。
　第１導体１３１～第４導体１３４は、基体１２０の上面１２１に沿って広がる。一例として、第１導体１３１～第４導体１３４は、上面１２１上に、正方格子状に並んでよい。この場合、第１導体１３１と第４導体１３４とは、および、第２導体１３２と第３導体１３３とは、第１対称軸Ｔ１に沿って並んでよい。第１導体１３１と第２導体１３２とは、および、第４導体１３４と第３導体１３３とは、第２対称軸Ｔ２に沿って並んでよい。第１導体１３１～第４導体１３４が並ぶ正方格子の２つの対角方向は、ｘ方向おおよびｙ方向に沿う。当該２つの対角方向のうち、ｙ方向に沿う対角方向は、第１対角方向と記載する。当該２つの対角方向のうちの、ｘ方向に沿う対角方向は、第２対角方向と記載する。第１対角方向と第２対角方向は、中心Ｏ１で交わりうる。
　第１導体１３１～第４導体１３４は、所定間隔を置いて、互いに離れて位置する。例えば、図４に示すように、第１導体１３１と第２導体１３２とは、間隔ｔ１を置いて離れて位置する。第３導体１３３と第４導体１３４とは、間隔ｔ１を置いて離れて位置する。第１導体１３１と第４導体１３４とは、間隔ｔ２を置いて離れて位置する。第２導体１３２と第３導体１３３とは、間隔ｔ２を置いて離れて位置する。第１導体１３１～第４導体１３４は、所定間隔を置いて互いに離れて位置することにより、互いに容量的に接続されるように構成される。
　図４に示すように、アンテナ素子１１１は、隙間Ｓｘに容量素子Ｃ１，Ｃ２を有してよい。アンテナ素子１１１は、隙間Ｓｙに容量素子Ｃ３，Ｃ４を有してよい。容量素子Ｃ１～Ｃ４は、チップコンデンサ等であってよい。隙間Ｓｘに位置する容量素子Ｃ１は、第１導体１３１と第２導体１３２とを容量的に接続するように構成されている。隙間Ｓｘに位置する容量素子Ｃ２は、第３導体１３３と第４導体１３４とを容量的に接続するように構成されている。隙間Ｓｙに位置する容量素子Ｃ３は、第１導体１３１と第４導体１３４とを容量的に接続するように構成されている。隙間Ｓｙに位置する容量素子Ｃ４は、第２導体１３２と第３導体１３３とを容量的に接続するように構成されている。容量素子Ｃ１，Ｃ２の隙間Ｓｘにおける位置及び容量素子Ｃ３，Ｃ４の隙間Ｓｙにおける位置は、アンテナ本体１１０の所望の共振周波数に応じて、適宜調整されてよい。容量素子Ｃ１～Ｃ４の容量値は、アンテナ本体１１０の所望の共振周波数に応じて、適宜調整されてよい。容量素子Ｃ１～Ｃ４の容量値を大きくすると、アンテナ本体１１０の共振周波数は低くなり得る。容量素子Ｃ１～Ｃ４の容量値を小さくすると、アンテナ本体１１０の共振周波数は高くなり得る。
　グラウンド導体１４０は、金属材料、金属材料の合金、金属ペーストの硬化物、および導電性高分子のいずれかを組成として含みうる。グラウンド導体１４０は、アンテナ素子１１１のグラウンドとして機能しうる。図５に示すように、グラウンド導体１４０は、回路基板１６０の後述のグラウンド導体１６５に接続されていてよい。この場合、グラウンド導体１４０は、回路基板１６０のグラウンド導体１６５と一体化されてよい。グラウンド導体１４０は、平板状の導体となりうる。グラウンド導体１４０は、基体１２０の下面１２２に位置する。
　図６に示すように、グラウンド導体１４０は、ｘｙ平面に沿って広がる。グラウンド導体１４０は、ｚ方向において、放射導体１３０と対向している。グラウンド導体１４０と放射導体１３０との間には、基体１２０が介在する。グラウンド導体１４０は、放射導体１３０の形状に応じた形状でありうる。本実施形態では、グラウンド導体１４０は、略正方形状である放射導体１３０に応じた、略正方形状である。ただし、グラウンド導体１４０は、放射導体１３０に応じて、任意の形状であってよい。グラウンド導体１４０は、開口１４１，１４２，１４３，１４４を含む。開口１４１～１４４のｘｙ平面における位置は、第１給電線１５１～第４給電線１５４のｘｙ平面における位置に応じて、適宜調整されてよい。
　給電線１５０は、外部からの電気信号をアンテナ素子１１１に供給するように構成されうる。給電線１５０は、アンテナ素子１１１からの電気信号を外部に供給するように構成されうる。給電線１５０は、スルーホール導体またはビア導体等であってよい。給電線１５０は、アンテナ素子１１１からの電気信号を外部の回路基板１６０等に供給可能に構成される。第１給電線１５１～第４給電線１５４の各々は、放射導体１３０の異なる位置に接する。例えば、図４および図７に示すように、第１給電線１５１は、第１導体１３１に電気的に接続されている。第２給電線１５２は、第２導体１３２に電気的に接続されている。第３給電線１５３は、第３導体１３３に電気的に接続されている。第４給電線１５４は、第４導体１３４に電気的に接続されている。ただし、第１給電線１５１～第４給電線１５４の各々は、第１導体１３１～第４導体１３４の各々に磁気的に接続されるように構成されてよい。第１給電線１５１～第４給電線１５４の各々が第１導体１３１～第４導体１３４の各々に接続される箇所は、給電点１５１Ａ、給電点１５２Ａ、給電点１５３Ａ、および給電点１５４Ａとも記載する。図６に示すように、第１給電線１５１～第４給電線１５４の各々は、グラウンド導体１４０の開口１４１～１４４の各々を介して外部に通じている。第１給電線１５１～第４給電線１５４の各々は、ｚ方向に沿って延びてよい。
　第１給電線１５１および第３給電線１５３は、放射導体１３０がｙ方向に共振した際の電気信号の外部への供給に少なくとも寄与するように構成される。第２給電線１５２および第４給電線１５４は、放射導体１３０がｘ方向に共振した際の電気信号の外部への供給に少なくとも寄与するように構成される。
　第１給電線１５１および第３給電線１５３と、第２給電線１５２と第４給電線１５４とは、放射導体１３０を異なる方向に励振させるように構成される。例えば、第１給電線１５１および第３給電線１５３は、放射導体１３０をｙ方向に励振させるように構成される。第２給電線１５２および第４給電線１５４は、放射導体１３０をｘ方向に励振させるように構成される。アンテナ本体１１０は、かかる給電線１５０を有することで、放射導体１３０を一方に励振させる際に放射導体１３０が他方に励振することを低減することができる。
　第１給電線１５１および第３給電線１５３は、差動電圧で放射導体１３０を励振させるように構成される。第２給電線１５２および第４給電線１５４は、差動電圧で放射導体１３０を励振させるように構成される。アンテナ本体１１０は、差動電圧で放射導体１３０を励振させることで、放射導体１３０が励振する際の電位中心の、放射導体１３０の中心О１からの揺らぎを小さくすることができる。
　図７に示すように、ｙ方向において、第１給電線１５１と第３給電線１５３との間には、放射導体１３０の中心О１が位置する。第１給電線１５１と中心О１との間の第１距離Ｄ１と、第３給電線１５３と中心Ｏ１との間の第３距離Ｄ３とは略等しい。
　図７に示すように、ｘ方向において、第２給電線１５２と第４給電線１５４との間には、放射導体１３０の中心Ｏ１が位置する。第２給電線１５２と中心Ｏ１との間の第２距離Ｄ２と、第４給電線１５４と中心Ｏ１との間の第４距離Ｄ４とは略等しい。本実施形態では、第２距離Ｄ２は、第１距離Ｄ１と略等しい。ただし、第２距離Ｄ２は、第１距離Ｄ１と異なってよい。
　第１給電線１５１および第２給電線１５２は、第１対称軸Ｔ１を挟んで対称性を有してよい。第３給電線１５３および第４給電線１５４は、第１対称軸Ｔ１を挟んで対称性を有してよい。例えば、給電点１５１Ａと給電点１５２Ａとは、および給電点１５３Ａと給電点１５４Ａとは、第１対称軸Ｔ１と軸として線対称であってよい。
　第１給電線１５１および第４給電線１５４は、第２対称軸Ｔ２を挟んで対称性を有してよい。第２給電線１５２および第３給電線１５３は、第２対称軸Ｔ２を挟んで対称性を有してよい。例えば、給電点１５１Ａと給電点１５４Ａとは、および給電点１５２Ａと給電点１５３Ａとは、第２対称軸Ｔ２を軸として線対称であってよい。
　第１給電線１５１と第３給電線１５３とを結ぶ方向は、ｙ方向に沿う。第１給電線１５１と第３給電線１５３とを結ぶ方向は、第１対角方向に沿う。第２給電線１５２と第４給電線１５４とを結ぶ方向は、ｘ方向に沿う。第２給電線１５２と第４給電線１５４とを結ぶ方向は、第２対角方向に沿う。ただし、第１給電線１５１と第３給電線１５３とを結ぶ方向は、第１対角方向に対して傾いていてよい。第２給電線１５２と第４給電線１５４とを結ぶ方向は、第２対角方向に対して傾いていてよい。
　図８に示すように、回路基板１６０は、第１給電回路６１と、第２給電回路６２とを含む。第１給電回路６１は、送信端子Ｔｘに電気的に接続されている。第２給電回路６２は、受信端子Ｒｘに電気的に接続されている。すなわち、アンテナ本体１１０は、送信端子Ｔｘと、受信端子Ｒｘとを有する。
　第１給電回路６１は、第１給電線１５１および第３給電線１５３に電気的に接続されている。第１給電回路６１は、互いの位相が略逆相となる逆相信号を第１給電線１５１および第３給電線１５３に供給するように構成される。言い換えると、第１給電線１５１に供給される第１給電信号は、第３給電線１５３に供給される第３給電信号と位相が略逆相である。
　第１反転回路６３は、共振周波数帯で、入力された１つの電気信号の位相を反転する回路であってよい。第１反転回路６３は、入力された１つの電気信号から、互いの位相が略逆相となる逆相信号を出力する回路であってよい。第１反転回路６３は、バラン（balun）、ならびに電力分配回路およびディレイライン（delay　line　memory）のいずれかであってよい。第１反転回路６３は、第１給電線１５１および第３給電線１５３の一方に接続されるインダクタンス素子と、他方に接続されるキャパシタンス素子とを含みうる。第１給電回路６１は、互いの位相が略逆相となる逆相信号を第１給電線１５１および第３給電線１５３に供給するように構成される。アンテナ本体１１０では、第１給電線１５１および第３給電線１５３に逆位相の電気信号が供給される。この場合、アンテナ本体１１０は、放射導体１３０がｙ方向に沿って共振する。
　第２給電回路６２は、第２給電線１５２および第４給電線１５４に電気的に接続されている。第２給電回路６２は、互いの位相が略逆相となる逆相信号を第２給電線１５２および第４給電線１５４に供給するように構成される。言い換えると、第２給電線１５２に供給される第２給電信号は、第４給電線１５４に供給される第４給電信号と位相が略逆相である。
　第２給電回路６２は、第２給電線１５２および第４給電線１５４に電気的に接続されている。第２給電回路６２は、第２反転回路６４と、第２配線１６２と、第４配線１６４とを含む。本実施形態では、第２反転回路６４は、第２給電線１５２および第４給電線１５４の一方に接続されるインダクタンス素子と、他方に接続されるキャパシタンス素子とを含みうる。第２給電回路６２は、互いの位相が略逆相となる逆相信号を第２給電線１５２および第４給電線１５４に供給するように構成される。アンテナ本体１１０では、第２給電線１５２および第４給電線１５４に逆位相の電気信号が供給される。この場合、アンテナ本体１１０は、放射導体１３０がｘ方向に沿って共振する。
　第１配線１６１～第４配線１６４は、任意の導電性材料を含む。第１配線１６１～第４配線１６４は、配線パターンとして回路基板１６０に形成されてよい。
　第１配線１６１は、第１反転回路６３と、第１給電線１５１とを電気的に接続する。第２配線１６２は、第２反転回路６４と、第２給電線１５２とを電気的に接続する。第３配線１６３は、第１反転回路６３と第３給電線１５３とを電気的に接続する。第４配線１６４は、第２反転回路６４と、第４給電線１５４とを電気的に接続する。
　第１配線１６１の配線長および幅と、第３配線１６３の配線長および幅とは、略等しくてよい。第１配線１６１の配線長および幅と、第３配線１６３の配線長および幅とが、略等しくなることにより、第１配線１６１のインピーダンスと第３配線１６３のインピーダンスとが略等しくなりうる。
　第２配線１６２の配線長および幅と、第４配線１６４の配線長および幅とは、略等しくてよい。第２配線１６２の配線長および幅と、第４配線１６４の配線長および幅とが、略等しくなることにより、第２配線１６２のインピーダンスと第４配線１６４のインピーダンスとが略等しくなりうる。
　図５に示すように、回路基板１６０は、グラウンド導体１６５を含む。グラウンド導体１６５は、任意の導電性材料を含む。グラウンド導体１６５は、導体層であってよい。グラウンド導体１６５は、回路基板１６０に含まれるｘｙ平面に略平行な２つの表面のうち、ｚ軸の正方向側に位置する表面に位置する。
　アンテナ本体１１０は、放射導体１３０と、グラウンド導体１４０と、放射導体１３０に電磁気的に接続されるように構成される第１給電線１５１と、放射導体１３０に電磁気的に接続されるように構成される第２給電線１５２と、放射導体１３０に電磁気的に接続されるように構成される第３給電線１５３と、放射導体１３０に電磁気的に接続されるように構成される第４給電線１５４と、第１給電線１５１および第３給電線１５３に互いに逆相な逆相信号を給電するように構成される第１給電回路６１と、第２給電線１５２および第４給電線１５４に互いに逆相な逆相信号を給電するように構成される第２給電回路６２と、を含む。放射導体１３０は、第１給電線１５１および第３給電線１５３からの給電によって第１方向に励振するように構成され、第２給電線１５２および第４給電線１５４からの給電によって第２方向に励振するように構成され、第３給電線１５３は、放射導体１３０の中心から観て、第１方向において第１給電線１５１と反対側に位置し、第４給電線１５４は、放射導体１３０の中心から観て、第２方向において第２給電線１５２と反対側に位置する。アンテナ本体１１０は、第１給電線１５１と第３給電線１５３とを結ぶ方向は、第１方向に対して傾いており、第２給電線１５２と第４給電線１５４とを結ぶ方向は、第２方向に対して傾いている。
　アンテナ本体１１０は、第１給電線１５１および第３給電線１５３からの給電によって励振する第１方向と、第２給電線１５２および第４給電線１５４からの給電によって励振する第２方向とが直交し、かつ対象構造である。このため、アンテナ本体１１０は、アイソレーションが確保されている。アイソレーションが確保されるとは、例えば、互いが隔離、分離していることを含む。アンテナ１０は、アンテナ本体１１０の第１対角方向および第２対角方向が直交となるので、アンテナ本体１１０のアイソレーションが確保されている。
　［アンテナ本体とアンテナ収納部の関係］
　本実施形態のアンテナ１０は、アンテナ本体１００は、ケース２０の底面３０に設置され、側面が側壁３２と対面し、上面が天井部２４と対面する。アンテナ１０は、アンテナ本体１１０と天井部２４との間のＺ方向におけるギャップ（距離）Ｇは、アンテナ本体１１０において送受信する使用周波数である所定周波数の波長をλとすると、λ／２以下となっている。アンテナ１０は、上記関係を満たすことで、アンテナの特性、特に利得を高くしつつ、アイソレーション特性を高くすることができる。
　アンテナ１０は、より好ましくは、アンテナ本体１１０と天井部２４との間のＺ方向における距離は、λ／４以下である。さらに好ましくは、アンテナ本体１１０と天井部２４との間のＺ方向における距離は、λ／８以下である。また、アンテナ本体１１０と天井部２４との間のＺ方向における距離は、λ／２４以上であることが好ましい。また、アンテナ本体１１０と天井部２４との間のＺ方向における距離は、５ｍｍ以上１５ｍｍ以下であることが好ましく、１０ｍｍ以上１５ｍｍ以下であることがより好ましい。ここで、電磁波は、ＴＭモードにおいて送受信する周波数帯となっており、例えば、２ＧＨｚ帯となっている。２ＧＨｚ帯における中心周波数の電磁波の波長λは、例えば、略１６ｃｍとなっている。このため、アンテナ本体１０と側壁７２との間の距離であるλ／２は、略８０ｍｍとなっている。
　アンテナ１０は、アンテナ本体１１０と側面３２との間のＸ方向及びＹ方向における距離は、アンテナ本体１０において送受信する使用周波数である所定周波数の波長をλとすると、λ／２以下であることが好ましい。より好ましくは、アンテナ本体１１０と側面３２との間のＸ方向及びＹ方向における距離は、λ／４以下である。さらに好ましくは、アンテナ本体１１０と側面３２との間のＸ方向及びＹ方向における距離は、λ／８以下である。また、アンテナ本体１１０と側面３２との間のＸ方向及びＹ方向における距離は、５ｍｍ以上１５ｍｍ以下であることが好ましく、１０ｍｍ以上１５ｍｍ以下であることがより好ましい。
　アンテナ１０は、アンテナ本体１１０のＸ方向及びＹ方向における長さは、アンテナ本体１０において送受信する使用周波数である所定周波数の波長をλとすると、λ／２以下であることが好ましい。より好ましくは、アンテナ本体１１０のＸ方向及びＹ方向における長さが、λ／４以下である。
　次に、アンテナの放射特性を計測した実験例について説明する。図９は、アンテナの放射特性を比較した一例を示す図である。図９は、本実施形態のアンテナ１０で距離Ｇを５ｍｍとした場合の放射特性の測定結果２００を示す。また、比較のため、ケースを誘電体材料で形成し、距離Ｇを１０ｍｍとした場合の放射特性の測定結果２０２と、ケースと天井部を配置していない構造の放射特性の測定結果２０４と、を示す。
　図９に示すように、ケースの周囲を導電性材料で形成し、天井部を誘電体で形成することで、測定結果２０２、２０４に対して、ゲインを高くすることができ、かつ、後方放射を少なくすることができる。周囲の環境変化に対して影響を小さくするためには、アンテナの一部に金属ケースを使うことが行われている。一般的なパッチアンテナでは、半波長に対してケースサイズを大きくすることでケースの有無による特性変動を小さくさせている、または、一部では特性向上を行っている。
　次に、距離Ｇを種々の値とした場合の放射特性の測定結果を示す。図１０は、ギャップを１０ｍｍとした場合のアンテナの特性の一例を示す図である。図１１は、ギャップを１５ｍｍとした場合のアンテナの特性の一例を示す図である。図１２は、ギャップを１ｍｍとした場合のアンテナの特性の一例を示す図である。
　図１０から図１２と、図９の測定結果２００に示すように、いずれの測定結果でもゲインを高くし、後方放射を少なくすることができる。また、ギャップを５ｍｍ以上１５ｍｍ以下とすることで、後方反射を少なくでき、１０ｍｍ以上１５ｍｍ以下とすることで、後方反射をさらに少なくできる。
　以上より、アンテナ１０は、アンテナ本体１１０の周囲に導電性材料の側面３２を配置し、天井部２４を誘電性材料とし、さらに、天井部２４とアンテナ本体１１０との距離をλ／２以下とすることで、アンテナ特性を高くすることができる。具体的には、ゲインを高くし、後方反射を抑制することができる。つまり、ケースに収納している状態で、必要な方向の感度を高くすることができる。
　ここで、本実施形態のアンテナ１０は、アンテナ本体１１０が、放射導体１３０と、グラウンド導体１４０と、放射導体１３０に電磁気的に接続されるように構成される第１給電線１５１と、放射導体１３０に電磁気的に接続されるように構成される第２給電線１５２と、放射導体１３０に電磁気的に接続されるように構成される第３給電線１５３と、放射導体１３０に電磁気的に接続されるように構成される第４給電線１５４と、第１給電線１５１および第３給電線１５３に互いに逆相な逆相信号を給電するように構成される第１給電回路６１と、第２給電線１５２および第４給電線１５４に互いに逆相な逆相信号を給電するように構成される第２給電回路６２と、を含む。放射導体１３０は、第１給電線１５１および第３給電線１５３からの給電によって第１方向に励振するように構成され、第２給電線１５２および第４給電線１５４からの給電によって第２方向に励振するように構成され、第３給電線１５３は、放射導体１３０の中心から観て、第１方向において第１給電線１５１と反対側に位置し、第４給電線１５４は、放射導体１３０の中心から観て、第２方向において第２給電線１５２と反対側に位置する。アンテナ本体１１０は、第１給電線１５１と第３給電線１５３とを結ぶ方向は、第１方向に対して傾いており、第２給電線１５２と第４給電線１５４とを結ぶ方向は、第２方向に対して傾いている。これにより、アンテナ１０は、高いアイソレーションを備えることができる。アンテナと、アンテナ収容部が上記関係を満たすことで、アンテナ特性をより向上させることができる。また、本実施形態の場合アンテナ１０を列状に配置してアレイアンテナとしてもよい。
　また、本実施形態のアンテナは、アンテナ本体を、第１平面に沿って広がり、複数の第１導体を含む導体部と、導体部と離れて位置し、第１平面に沿って広がるグラウンド導体と、グラウンド導体から導体部に向かって延びる、３つ以上の第１所定数の接続導体と、を有し、複数の第１導体のうちの少なくとも２つは、異なる前記接続導体に接続され、第１所定数の接続導体は、何れか２つが、第１平面に含まれる第１方向に沿って並ぶ、第１接続対と、何れか２つが、第１平面に含まれ且つ前記第１方向と交わる第２方向に沿って並ぶ、第２接続対と、を含み、第１電流経路に沿って第１周波数で共振するように構成され、第２電流経路に沿って第２周波数で共振するように構成され、第１電流経路は、グラウンド導体と、導体部と、第１接続対とを含み、第２電流経路は、グラウンド導体と、導体部と、第２接続対とを含む構成としてもよい。つまり、アンテナは、複数の周波数で共振し、人工磁気壁特性を示す種々のアンテナ本体に用いることができる。
　一般的なパッチアンテナ等で、周囲の環境変化に対して影響を小さくするためにアンテナの一部に金属ケースを使う場合、半波長に対してケースサイズを大きくすることでケースの有無による特性変動を小さくさせている。波長よりも大きさが十分に小さいような小形アンテナにおいては、金属ケースはあまり使われず、通常樹脂ケースが使用される。アンテナ周波数が金属筐体の寸法により遮断周波数以下となり、アンテナ特性が低下するためである。小形アンテナでは、小型化に際する構造変形によって指向性がｚ軸から傾く場合が多く、金属ケースが指向性に及ぼす影響が大きい。金属ケースによる影響が大きく、金属ケースによってアンテナ特性の低下や指向性が大きく変化してしまう場合がある。
　第１電流経路は、第２電流経路と直交しうる。第１電流経路が第２電流経路と直交すると、磁気壁と電気壁とが直交しているとみられる。磁気壁と電気壁とが直交することで、アンテナ１０は、周囲を導体で囲まれた際に放射特性に与える影響が少なくなる。アンテナ素子として人工磁気壁を有する小形のアンテナ１０の周囲５面である、４つの側面及び底面に金属を配することで、アンテナの特性変動が小さくまた、周囲環境による変動が小さくなる。アンテナ１０は、図９に示すように、主の指向性がｚ軸を向いており、かつ、ｘｙ平面への放射が少ないためである。
　さらに、入射する所定周波数の電磁波に対して、人工磁気壁特性を示すアンテナ本体に用いることができる。
　添付の請求項に係る技術を完全かつ明瞭に開示するために特徴的な実施形態に関し記載してきた。しかし、添付の請求項は、上記実施形態に限定されるべきものでなく、本明細書に示した基礎的事項の範囲内で当該技術分野の当業者が創作しうるすべての変形例及び代替可能な構成を具現化するように構成されるべきである。
　１０　アンテナ
　２０　アンテナ収納部
　２２　ケース
　２４　天井部
　３０　底面
　３２　側面
　６１　第１給電回路
　６２　第２給電回路
　６３　第１反転回路
　６４　第２反転回路
　１１０　アンテナ本体
　１１１　アンテナ素子
　１２０　基体
　１３０　放射導体
　１４０　グラウンド導体
　１５０　給電線
　１５１　第１給電線
　１５２　第２給電線
　１５３　第３給電線
　１５４　第４給電線
　１６０　回路基板

Claims (9)

  1. 　アンテナ本体と、
    　底面と前記底面の周囲に配置された側面を有し、前記底面にアンテナ本体を支持し、金属で形成されたケースと、
    　前記ケースの底面に対面して配置され、側面と接し、誘電体で形成されたえ天井部と、を含み、
    　前記天井部と前記アンテナ本体との距離が、使用周波数である所定周波数の波長の半分よりも短い距離であるアンテナ。
  2. 　前記側面と前記アンテナ本体との距離が、前記アンテナの使用波長帯域の波長の半分よりも短い距離である請求項１に記載のアンテナ。
  3. 　前記アンテナ本体は、長さが前記アンテナの使用波長帯域の波長の半分よりも短い請求項１または請求項２に記載のアンテナ。
  4. 　前記アンテナ本体は、入射する所定周波数の電磁波に対して、人工磁気壁特性を示す請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のアンテナ。
  5. 　前記アンテナ本体は、
    　　第１平面に沿って広がり、複数の第１導体を含む導体部と、
    　　前記導体部と離れて位置し、前記第１平面に沿って広がるグラウンド導体と、
    　　前記グラウンド導体から前記導体部に向かって延びる、３つ以上の第１所定数の接続導体と、を有し、
    　前記複数の第１導体のうちの少なくとも２つは、異なる前記接続導体に接続され、
    　前記第１所定数の接続導体は、
    　　何れか２つが、前記第１平面に含まれる第１方向に沿って並ぶ、第１接続対と、
    　　何れか２つが、前記第１平面に含まれ且つ前記第１方向と交わる第２方向に沿って並ぶ、第２接続対と、を含み、
    　第１電流経路に沿って第１周波数で共振するように構成され、
    　第２電流経路に沿って第２周波数で共振するように構成され、
    　前記第１電流経路は、前記グラウンド導体と、前記導体部と、前記第１接続対とを含み、
    　前記第２電流経路は、前記グラウンド導体と、前記導体部と、前記第２接続対とを含む、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のアンテナ。
  6. 　前記第１電流経路は、前記第２電流経路と直交している、請求項５に記載のアンテナ。
  7. 　前記天井部と前記アンテナ本体との距離は、所定周波数の波長における２４分の１以上である、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のアンテナ。
  8. 　前記天井部と前記アンテナ本体との距離は、５ｍｍ以上である請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のアンテナ。
  9. 　前記アンテナ本体は、
    　放射導体と、
    　グラウンド導体と、
    　前記放射導体に電磁気的に接続されるように構成される第１給電線と、
    　前記放射導体に電磁気的に接続されるように構成される第２給電線と、
    　前記放射導体に電磁気的に接続されるように構成される第３給電線と、
    　前記放射導体に電磁気的に接続されるように構成される第４給電線と、
    　前記第１給電線および前記第３給電線に互いに逆相な逆相信号を給電するように構成される第１給電回路と、
    　前記第２給電線および前記第４給電線に互いに逆相な逆相信号を給電するように構成される第２給電回路と、を含み、
    　前記放射導体は、
    　前記第１給電線および前記第３給電線からの給電によって第１方向に励振するように構成され、
    　前記第２給電線および前記第４給電線からの給電によって第２方向に励振するように構成され、
    　前記第３給電線は、前記放射導体の中心から観て、前記第１方向において前記第１給電線と反対側に位置し、
    　前記第４給電線は、前記放射導体の中心から観て、前記第２方向において前記第２給電線と反対側に位置する、
    　請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のアンテナ。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6926174B2 (ja) * 2019-11-26 2021-08-25 京セラ株式会社 アンテナ、無線通信モジュール及び無線通信機器
JP7449746B2 (ja) * 2020-03-27 2024-03-14 京セラ株式会社 アンテナ、無線通信モジュール、荷物受取装置及び荷物受取システム

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5859605A (ja) * 1981-10-05 1983-04-08 Toshiba Corp マイクロストリツプアンテナ
JP2001127523A (ja) * 1999-10-29 2001-05-11 Mitsubishi Electric Corp レドーム付きマイクロストリップアレーアンテナ
JP2011216939A (ja) 2010-03-31 2011-10-27 Mitsumi Electric Co Ltd パッチアンテナ、アンテナユニット及びアンテナ装置
JP2017220790A (ja) * 2016-06-07 2017-12-14 京セラ株式会社 アンテナ基板およびアンテナ装置
JP2019140658A (ja) * 2017-03-21 2019-08-22 京セラ株式会社 複合アンテナ、無線通信モジュール、および無線通信機器

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3026171B2 (ja) * 1997-02-27 2000-03-27 郵政省通信総合研究所長 アンテナ装置
JP2004282327A (ja) 2003-03-14 2004-10-07 Maspro Denkoh Corp アンテナ装置及び同一周波数中継システム
JP2005286793A (ja) * 2004-03-30 2005-10-13 Clarion Co Ltd アンテナモジュール
JP4557169B2 (ja) * 2005-10-03 2010-10-06 株式会社デンソー アンテナ
WO2007127955A2 (en) * 2006-04-27 2007-11-08 Rayspan Corporation Antennas, devices and systems based on metamaterial structures
JP2008160589A (ja) 2006-12-25 2008-07-10 Toshiba Corp 高インピーダンス基板、アンテナ装置および携帯無線装置
JP2009065388A (ja) * 2007-09-05 2009-03-26 Toshiba Corp 無線装置及びアンテナ装置
EP2159878A1 (en) * 2008-08-28 2010-03-03 ERA Technology Limited Stacked patch antenna array
KR102102644B1 (ko) * 2013-12-24 2020-04-21 엘지전자 주식회사 이동 단말기
WO2020090838A1 (ja) * 2018-11-02 2020-05-07 京セラ株式会社 アンテナ、アレイアンテナ、無線通信モジュール、および無線通信機器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5859605A (ja) * 1981-10-05 1983-04-08 Toshiba Corp マイクロストリツプアンテナ
JP2001127523A (ja) * 1999-10-29 2001-05-11 Mitsubishi Electric Corp レドーム付きマイクロストリップアレーアンテナ
JP2011216939A (ja) 2010-03-31 2011-10-27 Mitsumi Electric Co Ltd パッチアンテナ、アンテナユニット及びアンテナ装置
JP2017220790A (ja) * 2016-06-07 2017-12-14 京セラ株式会社 アンテナ基板およびアンテナ装置
JP2019140658A (ja) * 2017-03-21 2019-08-22 京セラ株式会社 複合アンテナ、無線通信モジュール、および無線通信機器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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