CN112055915B - 天线单元、带天线单元的窗玻璃以及匹配体 - Google Patents

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CN112055915B CN201980019856.4A CN201980019856A CN112055915B CN 112055915 B CN112055915 B CN 112055915B CN 201980019856 A CN201980019856 A CN 201980019856A CN 112055915 B CN112055915 B CN 112055915B
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Abstract

一种天线单元，其安装于建筑物用的窗玻璃来使用，其中，该天线单元包括：辐射元件；波导构件，其相对于所述辐射元件位于室外侧；以及导体，其相对于所述辐射元件位于室内侧，在将所述辐射元件与所述波导构件之间的距离设为a、将所述辐射元件与所述波导构件之间的由电介质构件构成的介质的相对介电常数设为εr时，a为(2.11×εr－1.82)mm以上。

Description

天线单元、带天线单元的窗玻璃以及匹配体
技术领域
本发明涉及天线单元、带天线单元的窗玻璃以及匹配体。
背景技术
以往，公知有一种将覆盖天线的由三层构造形成的电波透过体使用于建筑润饰材料来谋求电波透过性能的改善的技术(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平6－196915号公报
发明内容
发明要解决的问题
微带天线等平面天线向其正面方向较强地辐射电波。然而，如图1所示，当相对介电常数比较高的窗玻璃200位于平面天线100的前方(正面方向)时，电波在窗玻璃200的界面发生反射，因此，向平面天线100的后方的辐射变大。其结果，有时平面天线100的FB比(Front Back ratio：前后比)降低。此外，FB比表示主瓣与以相对于该主瓣位于180°相反的一侧的方向为基准在±60°的范围内增益最大的旁瓣的增益比。
因此，本公开提供FB比提高的天线单元、带天线单元的窗玻璃以及匹配体。
用于解决问题的方案
在本公开的一实施方式中，
提供一种天线单元，其安装于建筑物用的窗玻璃来使用，其中，
该天线单元包括：
辐射元件；
波导构件，其相对于所述辐射元件位于室外侧；以及
导体，其相对于所述辐射元件位于室内侧，
在将所述辐射元件与所述波导构件之间的距离设为a、将所述辐射元件与所述波导构件之间的由电介质构件形成的介质的相对介电常数设为εr时，
a为(2.11×εr－1.82)mm以上。另外，提供一种具备该天线单元的带天线单元的窗玻璃。
在本公开的其它一实施方式中，
提供一种天线单元，其安装于建筑物用的窗玻璃来使用，其中，
该天线单元包括：
辐射元件；
波导构件，其相对于所述辐射元件位于室外侧；以及
导体，其相对于所述辐射元件位于室内侧，
在所述辐射元件与所述波导构件之间具有介质，
所述介质包含空间，
所述辐射元件与所述波导构件之间的距离a为2.1mm以上。另外，提供一种具备该天线单元的带天线单元的窗玻璃。
在本公开的其它一实施方式中，
提供一种天线单元，其安装于建筑物用的窗玻璃来使用，其中，
该天线单元包括：
辐射元件；
波导构件，其相对于所述辐射元件位于室外侧；以及
导体，其相对于所述辐射元件位于室内侧，
在将所述辐射元件与所述波导构件之间的距离设为a、将所述辐射元件与所述波导构件之间的介质的相对介电常数设为εr、将所述辐射元件的动作频率下的波长设为λg时，
a为(0.031×εr 2－0.065×εr+0.040)×λg以上。另外，提供一种具备该天线单元的带天线单元的窗玻璃。
在本公开的其它一实施方式中，
提供一种天线单元，其安装于建筑物用的窗玻璃来使用，其中，
该天线单元包括：
辐射元件，该辐射元件以在其与所述窗玻璃之间夹着匹配构件的方式配置；以及
导体，该导体以在其与所述匹配构件之间夹着所述辐射元件的方式配置，
在将所述窗玻璃的相对介电常数设为εr1、将所述匹配构件的相对介电常数设为εr2、将所述匹配构件与所述辐射元件之间的介质的相对介电常数设为εr3时，
εr1大于εr2，且εr2大于εr3。另外，提供一种具备该天线单元的带天线单元的窗玻璃。
在本公开的又一其它实施方式中，
提供一种天线单元，其安装于建筑物用的窗玻璃来使用，其中，
该天线单元包括：
辐射元件，该辐射元件以在其与所述窗玻璃之间夹着匹配构件的方式配置；以及
导体，该导体以在其与所述匹配构件之间夹着所述辐射元件的方式配置，
在将所述窗玻璃与所述辐射元件之间的距离设为e、将所述匹配构件的相对介电常数设为εr2时，
e为(－0.57×εr2+30.1)mm以上。另外，提供一种具备该天线单元的带天线单元的窗玻璃。
在本公开的又一其它实施方式中，
提供一种天线单元，其安装于建筑物用的窗玻璃来使用，其中，
该天线单元包括：
辐射元件，该辐射元件以在其与所述窗玻璃之间夹着匹配构件的方式配置；以及
导体，该导体以在其与所述匹配构件之间夹着所述辐射元件的方式配置，
在将所述窗玻璃与所述辐射元件之间的距离设为e、将所述匹配构件的相对介电常数设为εr2、将所述辐射元件的动作频率下的波长设为λg时，
e为(－0.002×εr22+0.0849×εr2+0.2767)×λg以上。另外，提供一种具备该天线单元的带天线单元的窗玻璃。
在本公开的又一其它实施方式中，
提供一种匹配体，其夹在建筑物用的窗玻璃与天线单元之间来使用，其中，
在将所述窗玻璃的相对介电常数设为εr1、将所述匹配体的相对介电常数设为εr2、将所述匹配体与所述天线单元所具备的辐射元件之间的介质的相对介电常数设为εr3时，
εr1大于εr2，且εr2大于εr3。
在本公开的又一其它实施方式中，
提供一种匹配体，其夹在建筑物用的窗玻璃与天线单元之间来使用，其中，
在将所述窗玻璃与所述天线单元所具备的辐射元件之间的距离设为e、将所述匹配体的相对介电常数设为εr2时，
e为(－0.57×εr2+30.1)mm以上。
在本公开的又一其它实施方式中，
提供一种匹配体，其夹在建筑物用的窗玻璃与天线单元之间来使用，其中，
在将所述窗玻璃与所述天线单元所具备的辐射元件之间的距离设为e、将所述匹配体的相对介电常数设为εr2、将所述辐射元件的动作频率下的波长设为λg时，
e为(－0.002×εr22+0.0849×εr2+0.2767)×λg以上。
发明的效果
根据本公开，能够提高FB比。
附图说明
图1是示意性表示窗玻璃位于平面天线的正面方向的情况的图。
图2是示意性表示第1实施方式的带天线单元的窗玻璃的层叠结构的一个例子的截面图。
图3是示意性表示第2实施方式的带天线单元的窗玻璃的层叠结构的一个例子的截面图。
图4是示意性表示第3实施方式的带天线单元的窗玻璃的层叠结构的一个例子的截面图。
图5是示意性表示第4实施方式的带天线单元的窗玻璃的层叠结构的一个例子的截面图。
图6是示意性表示第5实施方式的带天线单元的窗玻璃的层叠结构的一个例子的截面图。
图7是示意性表示第6实施方式的带天线单元的窗玻璃的层叠结构的一个例子的截面图。
图8是示意性表示第7实施方式的带天线单元的窗玻璃的层叠结构的一个例子的截面图。
图9是示意性表示第8实施方式的带天线单元的窗玻璃的层叠结构的一个例子的截面图。
图10是表示本实施方式的天线单元的结构的一个具体例的立体图。
图11是表示在图10所示的天线单元中辐射元件与波导构件之间的距离a和辐射元件与波导构件之间的介质的相对介电常数εr的关系的图。
图12是表示在图10所示的天线单元中辐射元件与窗玻璃之间的距离e和匹配体的相对介电常数εr的关系的图。
图13是表示在波导构件设于电介质构件的室外侧的带天线单元的窗玻璃中辐射元件与波导构件之间的距离a和FB比的关系的一个例子的图。
图14是表示在波导构件设于电介质构件的室内侧的带天线单元的窗玻璃中辐射元件与波导构件之间的距离a和FB比的关系的一个例子的图。
图15是表示在波导构件设于电介质构件的室外侧的带天线单元的窗玻璃中辐射元件与波导构件之间的距离a和FB比的关系的一个例子的图(其1)。
图16是表示在波导构件设于电介质构件的室外侧的带天线单元的窗玻璃中辐射元件与波导构件之间的距离a和FB比的关系的一个例子的图(其2)。
图17是表示在波导构件设于电介质构件的室内侧的带天线单元的窗玻璃中辐射元件与波导构件之间的距离a和FB比的关系的一个例子的图(其1)。
图18是表示在波导构件设于电介质构件的室内侧的带天线单元的窗玻璃中辐射元件与波导构件之间的距离a和FB比的关系的一个例子的图(其2)。
图19是表示在图10所示的天线单元中辐射元件与波导构件之间的距离a(以λg标准化)和辐射元件与波导构件之间的介质的相对介电常数εr的关系的图。
图20是表示在图10所示的天线单元中辐射元件与窗玻璃之间的距离e(以λg标准化)和匹配体的相对介电常数εr的关系的图。
图21是表示本实施方式中的天线单元所包含的多个辐射元件的结构例的平面图。
图22是表示本实施方式中的天线单元所包含的波导构件和电介质构件的结构例的平面图。
图23是表示本实施方式中的天线单元所包含的波导构件的结构例的平面图。
图24表示可得到波导构件的效果的a和D的关系。
图25表示可得到波导构件的效果的a和D的关系。
图26表示可得到波导构件的效果的a和D的关系。
图27表示可得到波导构件的效果的a和D的关系。
图28表示可得到8dBi以上的天线增益的a和D的关系。
图29表示可得到8dBi以上的天线增益的a和D的关系。
图30表示可得到8dBi以上的天线增益的a和D的关系。
图31表示可得到8dBi以上的天线增益的a和D的关系。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。此外，在以下的说明中，X轴方向表示与X轴平行的方向，Y轴方向表示与Y轴平行的方向，Z轴方向表示与Z轴平行的方向。X轴方向、Y轴方向、Z轴方向互相正交。XY平面表示与X轴方向和Y轴方向平行的虚拟平面，YZ平面表示与Y轴方向和Z轴方向平行的虚拟平面，ZX平面表示与Z轴方向和X轴方向平行的虚拟平面。
图2是示意性表示第1实施方式中的带天线单元的窗玻璃的层叠结构的一个例子的截面图。带天线单元的窗玻璃301包括天线单元101和窗玻璃201。天线单元101安装于建筑物用的窗玻璃201的室内侧的表面。
天线单元101为安装于建筑物用的窗玻璃201的室内侧来使用的设备。天线单元101形成为能够应对例如第5代移动通信系统(所谓的5G)、蓝牙(注册商标)等无线通信标准、IEEE802.11ac等无线LAN(Local Area Network：局域网)标准。此外，天线单元101还可以形成为能够应对这些标准以外的标准。
天线单元101至少包括辐射元件10、波导构件20以及导体30。
辐射元件10是形成为能够发送和接收期望的频带的电波的天线导体。作为期望的频带，例如，列举频率为3GHz～30GHz的SHF(Super High Frequency：超高频率)频带、频率为30GHz～300GHz的EHF(Extremely High Frequency：极高频率)等。辐射元件10作为辐射器(radiating device)发挥动能。
波导构件20以相对于辐射元件10位于室外侧的方式设置，在图示的形态中，波导构件20以相对于辐射元件10位于特定方向(更具体而言，Y轴方向的负侧)的方式设置。本实施方式中的波导构件20以位于窗玻璃201与辐射元件10之间的方式设置，与八木宇田天线中使用的波导构件同样地，具有将从辐射元件10辐射出的电波向特定方向(图示的情况为Y轴方向的负侧)引导的功能。也就是说，能够利用波导构件20任意地形成天线单元101的指向性。
导体30以相对于辐射元件10位于室内侧的方式设置，在图示的形态中，以相对于辐射元件10位于Y轴方向的正侧的方式设置。
如此，由于天线单元101在窗玻璃201与辐射元件10之间配置有波导构件20，因此，能够利用波导构件20使从辐射元件10朝向窗玻璃201辐射的电波集中，抑制电波在窗玻璃201的界面处的反射，从而FB比提高。
另外，在将辐射元件10与波导构件20之间的距离设为a、将辐射元件10与波导构件20之间的由电介质构件41构成的介质的相对介电常数设为εr时，在提高FB比这方面，优选a为(2.11×εr－1.82)mm以上。本发明人发现，通过如此设定距离a，FB比为0dB以上。FB比为0dB以上表示主瓣的增益为以相对于该主瓣位于180°相反的一侧的方向为基准在±60°的范围内增益最大的旁瓣的增益以上，表示辐射元件10的指向性中的最大辐射方向朝向室外侧。a的上限没有特殊限定，但a可以为100mm以下，也可以为50mm以下，还可以为30mm以下，还可以为20mm以下，还可以为10mm以下。另外，在将辐射元件10的动作频率下的波长设为λg时，a可以为100×λg/85.7以下，也可以为50×λg/85.7以下，还可以为30×λg/85.7以下，还可以为20×λg/85.7以下，还可以为10×λg/85.7以下。
在辐射元件10的动作频率为0.7GHz～30GHz(优选为1.5GHz～6.0GHz，更优选为2.5GHz～4.5GHz，进一步优选为3.3GHz～3.7GHz，特别优选为3.5GHz)时，在提高FB比这方面，特别优选a为(2.11×εr－1.82)mm以上。
另外，波导构件20的面积除以窗玻璃201的面积所得到的值优选为0.00001～0.001。若波导构件20的面积除以窗玻璃201的面积所得到的值为0.00001以上，则FB比提高。波导构件20的面积除以窗玻璃201的面积所得到的值更优选为0.00005以上，进一步优选为0.0001以上，特别优选为0.0005以上。另外，若波导构件20的面积除以窗玻璃201的面积所得到的值为0.001以下，则在外观上波导构件20不明显，外观性较佳。波导构件20的面积除以窗玻璃201的面积所得到的值更优选为0.0008以下，进一步优选为0.0007以下。
接着，更详细地说明包括波导构件20的结构。
天线单元101包括辐射元件10、波导构件20、导体30、电介质构件41、电介质构件50以及支承部60。
辐射元件10例如为形成为平面状的导体。辐射元件10由Au(金)、Ag(银)、Cu(铜)、Al(铝)、Cr(铬)、Pd(铅)、Zn(锌)、Ni(镍)或Pt(铂)等导电性材料形成。导电性材料也可以为合金，例如为铜和锌的合金(黄铜)、银和铜的合金、银和铝的合金等。辐射元件10还可以为薄膜。辐射元件10的形状可以是矩形形状，也可以是圆形形状，但不限于这些形状。辐射元件10例如以位于波导构件20与导体30之间的方式至少设有一个以上，在图示的形态中，辐射元件10形成在位于波导构件20与导体30之间的电介质构件50的波导构件20侧的表面。辐射元件10例如通过以导体30为接地基准的馈电点被进行馈电。作为辐射元件10，例如能够使用贴片元件、偶极元件。
波导构件20例如为形成为平面状的导体。波导构件20由Au(金)、Ag(银)、Cu(铜)、Al(铝)、Cr(铬)、Pd(铅)、Zn(锌)、Ni(镍)或Pt(铂)等导电性材料形成。导电性材料也可以为合金，例如为铜和锌的合金(黄铜)、银和铜的合金、银和铝的合金等。波导构件20也可以通过将导电性材料贴附于例如玻璃基板、树脂基板而形成。波导构件20还可以为薄膜。
辐射元件10和波导构件20所使用的导体也可以为了具有透光性而形成为网眼状。在此，网眼是指在导体的平面上开设有网格状的透孔的状态。
在导体形成为网眼状的情况下，网眼的眼可以是方形，也可以是菱形。在将网眼的眼形成为方形的情况下，网眼的眼优选为正方形。若网眼的眼为正方形，则外观性良好。另外，也可以是通过自行组织法形成的随机形状。通过设为随机形状，能够防止网纹干扰(moire)。网眼的线幅度优选为5μm～30μm，更优选为6μm～15μm。网眼的线间隔优选为50μm～500μm，更优选为100μm～300μm。另外，在将辐射元件10的动作频率下的波长设为λ时，网眼的线间隔优选为0.5λ以下，更优选为0.1λ以下，进一步优选为0.01λ以下。若网眼的线间隔为0.5λ以下，则天线的性能较高。另外，网眼的线间隔也可以为0.001λ以上。
导体30例如为形成为平面状的导体平面。辐射元件10的形状可以是矩形形状，也可以是圆形形状，但不限于这些形状。导体30例如相对于辐射元件10在与波导构件20所位于的一侧相反的一侧至少设有一个以上，在图示的形态中，导体30形成在电介质构件50的与波导构件20侧的表面相反的一侧的表面。
电介质构件50例如为以电介质为主要成分的介电性的基板。电介质构件50也可以是与基板不同的形态的构件(例如，薄膜)。作为电介质构件50的具体例，列举玻璃基板、丙烯、聚碳酸酯、PVB(聚乙烯醇缩丁醛酯)、COP(环烯烃聚合物)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、聚酰亚胺、陶瓷、蓝宝石等。在电介质构件50由玻璃基板形成的情况下，作为玻璃基板的材质，例如能够列举无碱玻璃、石英玻璃、钠钙玻璃、硼硅酸玻璃、碱金属硼硅酸玻璃或者铝硅酸盐玻璃等。
本实施方式中的天线单元101具有在辐射元件10与导体30之间夹着电介质构件50的结构，以形成作为平面天线中的一种的微带天线。另外，还可以在电介质构件50的波导构件20侧的表面上排列有多个辐射元件10，以形成阵列天线。
电介质构件41为辐射元件10与波导构件20之间的介质。在本实施方式中，波导构件20设于电介质构件41，更具体而言，波导构件20形成于电介质构件41的室外侧的表面。电介质构件41以电介质构件41的室内侧的表面与辐射元件10接触的方式支承于电介质构件50。电介质构件41例如为以相对介电常数大于1且为15以下(优选为7以下，更优选为5以下，特别优选为2.2以下)的电介质为主要成分的介电性的基材。作为电介质构件41，例如能够使用氟树脂、COC(环烯烃共聚物)、COP(环烯烃聚合物)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、聚酰亚胺、陶瓷、蓝宝石、玻璃基板。在电介质构件41由玻璃基板形成的情况下，作为玻璃基板的材质，例如能够列举无碱玻璃、石英玻璃、钠钙玻璃、硼硅酸玻璃、碱金属硼硅酸玻璃或者铝硅酸盐玻璃等。相对介电常数例如利用空腔谐振器来测量。
支承部60是用于将天线单元101支承于窗玻璃201的部位。在本实施方式中，支承部60以在窗玻璃201与波导构件20之间形成空间的方式支承天线单元101。支承部60既可以是确保窗玻璃201与电介质构件50之间的空间的间隔件，也可以是天线单元101的框体。支承部60由介电性的基材形成。作为支承部60的材料，例如能够使用硅系树脂、多硫化物系树脂或者丙烯酸系树脂等公知的树脂。另外，还可以使用铝等金属。
在将辐射元件10的谐振频率下的波长设为λ时，窗玻璃201与辐射元件10之间的距离D优选为0～3λ。若窗玻璃201与辐射元件10之间的距离D为0～3λ，则能够减轻电波在玻璃界面处的反射。窗玻璃201与辐射元件10之间的距离D更优选为0.1λ以上，进一步优选为0.2λ以上。另外，窗玻璃201与辐射元件10之间的距离D更优选为2λ以下，进一步优选为λ以下，特别优选为0.6λ以下。
另外，波导构件20的面积除以电介质构件50的面积所得到的值优选为0.0001～0.01。若波导构件20的面积除以电介质构件50的面积所得到的值为0.0001以上，则FB比提高。波导构件20的面积除以电介质构件50的面积所得到的值更优选为0.0005以上，进一步优选为0.001以上，特别优选为0.0013以上。另外，若波导构件20的面积除以电介质构件50的面积所得到的值为0.01以下，则在外观上波导构件20不明显，外观性较佳。波导构件20的面积除以电介质构件50的面积所得到的值更优选为0.005以下，进一步优选为0.002以下。
此外，波导构件20还可以以与窗玻璃201的室内侧的表面接触的状态设置。该情况下，无论是否存在电介质构件41，辐射元件10与波导构件20之间的介质的相对介电常数都优选低于窗玻璃201的相对介电常数。窗玻璃201的相对介电常数可以为10以下，也可以为9以下，还可以为7以下，还可以为5以下。
另外，窗玻璃201不限于单层玻璃(单个玻璃板)，也可以是多层玻璃、夹层玻璃。
图3是示意性表示第2实施方式中的带天线单元的窗玻璃的层叠结构的一个例子的截面图。对于与上述的实施方式相同的结构和效果的说明，通过引用上述的说明而省略或简化。带天线单元的窗玻璃302包括天线单元102和窗玻璃201。天线单元102安装于建筑物用的窗玻璃201的室内侧的表面。
与上述实施方式相同，天线单元102在窗玻璃201与辐射元件10之间配置有波导构件20，因此FB比提高。
在天线单元102中，电介质构件41以电介质构件41的室内侧的表面不与辐射元件10接触的方式，通过间隔件61支承于电介质构件50。也就是说，电介质构件41以在其与辐射元件10之间形成空间42的方式配置，辐射元件10与波导构件20之间的介质包括电介质构件41和空间42这两者。空间42中存在空气，但也可以是空气以外的气体。空间42还可以为真空。由于辐射元件10不与电介质构件41接触，因此，谐振频率不易受到电介质构件41的影响，从而FB比提高。
在天线单元102中，由于电介质构件41以在其与辐射元件10之间形成空间42的方式配置，因此，在提高FB比这方面，优选a为2.1mm以上。距离a由电介质构件41与空间42之间的有效相对介电常数来确定。本发明人发现，当电介质构件41以在其与辐射元件10之间形成空间42的方式配置时，通过如此设定距离a，FB比为0dB以上。
图4是示意性表示第3实施方式的带天线单元的窗玻璃的层叠结构的一个例子的截面图。对于与上述的实施方式相同的结构和效果的说明，通过引用上述的说明而省略或简化。带天线单元的窗玻璃303包括天线单元103和窗玻璃201。天线单元103安装于建筑物用的窗玻璃201的室内侧的表面。
与上述的实施方式相同，天线单元103在窗玻璃201与辐射元件10之间配置有波导构件20，因此FB比提高。
在天线单元103中，以形成在电介质构件41的室内侧的表面的波导构件20不与辐射元件10接触的方式，电介质构件41通过间隔件61支承于电介质构件50。也就是说，天线单元103包括相对于波导构件20位于与辐射元件10侧相反的一侧的作为电介质的一个例子的电介质构件41。波导构件20位于电介质构件41与辐射元件10之间。设于电介质构件41的室内侧的表面的波导构件20以在其与辐射元件10之间形成空间42的方式配置，辐射元件10与波导构件20之间的介质仅包括空间42。空间42中存在空气，但也可以是空气以外的气体。空间42还可以是真空。由于辐射元件10不与电介质构件41接触，且辐射元件10与波导构件20之间的介质仅为空间42，因此，谐振频率不易受到电介质构件41的影响，从而FB比提高。
在天线单元103中，由于辐射元件10与波导构件20之间的介质仅包括空间42，因此在提高FB比这方面，优选a为2.3mm以上。本发明人发现，在辐射元件10与波导构件20之间的介质仅包括空间42时，通过如此设定距离a，FB比为0dB以上。
此外，电介质构件41通过间隔件61支承于电介质构件50，但也可以通过支承部60支承电介质构件41。另外，也可以不设置电介质构件41，波导构件20与窗玻璃201之间可以仅为空间。在波导构件20与窗玻璃201之间仅为空间的情况下，例如通过支承部60或间隔件61支承波导构件20。
图5是示意性表示第4实施方式中的带天线单元的窗玻璃的层叠结构的一个例子的截面图。对于与上述的实施方式相同的结构和效果的说明，通过引用上述的说明而省略或简化。带天线单元的窗玻璃304包括天线单元104和窗玻璃201。天线单元104安装于建筑物用的窗玻璃201的室内侧的表面。
与上述的实施方式相同，天线单元104在窗玻璃201与辐射元件10之间配置有波导构件20，因此FB比提高。
在天线单元104中，波导构件20以不与辐射元件10接触的方式形成于支承部60的窗玻璃201侧的支承壁，且形成于该支承壁的朝向室内侧的内壁面。也就是说，天线单元104包括相对于波导构件20位于与辐射元件10侧相反的一侧的作为电介质的一个例子的支承部60(的支承壁)。波导构件20位于该支承壁与辐射元件10之间。设于支承部60的支承壁的波导构件20以在其与辐射元件10之间形成空间42的方式配置，辐射元件10与波导构件20之间的介质仅包括空间42。空间42中存在空气，但也可以是空气以外的气体。空间42还可以是真空。由于辐射元件10与波导构件20之间的介质仅为空间42，因此FB比提高。
在天线单元104中，由于辐射元件10与波导构件20之间的介质仅包括空间42，因此在提高FB比这方面，优选a为2.3mm以上。
图6是示意性表示第5实施方式中的带天线单元的窗玻璃的层叠结构的一个例子的截面图。对于与上述的实施方式相同的结构和效果的说明，通过引用上述的说明而省略或简化。带天线单元的窗玻璃305包括天线单元105和窗玻璃201。天线单元105安装于建筑物用的窗玻璃201的室外侧的表面。
天线单元105具有与天线单元101(参照图2)相同的层叠结构。但是，天线单元105不同于天线单元101的方面在于，辐射元件10以位于窗玻璃201与波导构件20之间的方式设置。
如此，在天线单元105中，波导构件20相对于辐射元件10而言配置在与位于室内侧的窗玻璃201相反的一侧(也就是室外侧)，因此能够利用波导构件20使从辐射元件10朝向室外侧辐射的电波集中，能够抑制电波在相对于辐射元件10位于室内侧的窗玻璃201的界面处的反射，因此FB比提高。其结果，相对于窗玻璃201的表面沿法线方向入射的电波的增益增大，向辐射元件10的后方(室内侧)的反射减少，因此FB比提高。另外，在提高FB比这方面，优选a为(2.11×εr－1.82)mm以上。
此外，安装于窗玻璃201的室外侧的天线单元不限于图6的天线单元105。例如，具有与图3的天线单元102、图4的天线单元103或者图5的天线单元104相同的层叠结构的天线单元也可以安装于窗玻璃201的室外侧。
图7是示意性表示第6实施方式中的带天线单元的窗玻璃的层叠结构的一个例子的截面图。对于与上述的实施方式相同的结构和效果的说明，通过引用上述的说明而省略或简化。带天线单元的窗玻璃401包括天线单元501和窗玻璃201。天线单元501安装于建筑物用的窗玻璃201的室内侧的表面。
天线单元501包括：辐射元件10，该辐射元件10以在其与窗玻璃201之间夹着匹配构件70的方式配置；以及导体30，该导体30以在其与匹配构件70之间夹着辐射元件10的方式配置。
匹配构件70为对存在于辐射元件10与窗玻璃201之间的介质和窗玻璃201之间的阻抗的偏差进行匹配的匹配体的一个例子。通过对阻抗的偏差进行匹配，能够抑制从辐射元件10朝向窗玻璃201辐射出的电波在窗玻璃201的界面反射，因此FB比提高。
另外，在将窗玻璃201的相对介电常数设为εr1、将匹配构件70的相对介电常数设为εr2、将匹配构件70与辐射元件10之间的介质的相对介电常数设为εr3时，优选的是，εr1大于εr2，且εr2大于εr3。由此，从辐射元件10辐射的电波以抑制反射损失的方式依次透过匹配构件70与辐射元件10之间的介质、匹配构件70、窗玻璃201，因此FB比提高。
另外，在将窗玻璃201与辐射元件10之间的距离设为e、将匹配构件70的相对介电常数设为εr2时，在提高FB比这方面，优选e为(－0.57×εr2+30.1)mm以上。本发明人发现，通过如此设定距离e，FB比为0dB以上。e的上限没有特殊限定，但e可以为100mm以下，也可以为50mm以下，还可以为30mm以下，还可以为20mm以下，还可以为10mm以下。εr2可以为100以下，也可以为50以下，还可以为20以下。
接着，更详细地说明包括匹配构件70的结构。
匹配构件70设于窗玻璃201。在本实施方式中，匹配构件70设于窗玻璃201的室内侧的表面。天线单元501隔着匹配构件70安装于窗玻璃201的室内侧的表面。
电介质构件41为匹配构件70与辐射元件10之间的介质的一个例子。在带天线单元的窗玻璃401中，在匹配构件70与辐射元件10之间以接触的方式配置有电介质构件41，但电介质构件41也可以不与匹配构件70和辐射元件10接触。
图8是示意性表示第7实施方式的带天线单元的窗玻璃的层叠结构的一个例子的截面图。对于与上述的实施方式相同的结构和效果的说明，通过引用上述的说明而省略或简化。带天线单元的窗玻璃402包括天线单元502和窗玻璃201。天线单元502安装于建筑物用的窗玻璃201的室内侧的表面。天线单元502不同于天线单元501的方面在于，匹配构件70与辐射元件10之间的介质为空间42。空间42中存在空气等气体。空间42也可以为真空。
图9是示意性表示第8实施方式的带天线单元的窗玻璃的层叠结构的一个例子的截面图。对于与上述的实施方式相同的结构和效果的说明，通过引用上述的说明而省略或简化。带天线单元的窗玻璃403包括天线单元503和窗玻璃201。天线单元503安装于建筑物用的窗玻璃201的室内侧的表面。
天线单元503具有与天线单元103(参照图4)相同的层叠结构。也就是说，天线单元503以在窗玻璃201与波导构件20之间夹着匹配构件70的方式安装于窗玻璃201来使用。
与上述的实施方式相同，在提高FB比这方面，优选a为(2.11×εr－1.82)mm以上。另外，在将窗玻璃201的相对介电常数设为εr1、将匹配构件70的相对介电常数设为εr2、将匹配构件70与辐射元件10之间的介质的相对介电常数设为εr3时，在提高FB比这方面，优选εr1大于εr2，且εr2大于εr3。
此外，隔着匹配构件70安装于窗玻璃201的室内侧的天线单元不限于图9的天线单元503。例如，具有与图2的天线单元101、图3的天线单元102或者图5的天线单元104相同的层叠结构的天线单元也可以隔着匹配构件70安装于窗玻璃201的室内侧。
另外，图7～图9所示的带天线单元的窗玻璃可以在匹配构件70与窗玻璃201之间设置导体。通过在匹配构件70与窗玻璃201之间设置导体，能够减小匹配构件70的厚度。设于匹配构件70与窗玻璃201之间的导体例如为具有形成网眼状或狭缝状的图案等的频率选择表面(FSS：Frequency Selective Surface)使得规定频带的频率的电波能够透过的导体图案。设于匹配构件70与窗玻璃201之间的导体也可以是超颖表面(meta-surface)。还可以不具有匹配构件70与窗玻璃201之间的导体。
另外，在将辐射元件10与导体30之间的距离设为d、将辐射元件10的动作频率下的波长设为λg时，在提高FB比这方面，优选d为λg/4以下。
另外，窗玻璃201的厚度优选为1.0mm～20mm。若窗玻璃201的厚度为1.0mm以上，则具有用于安装天线单元的充分的强度。另外，若窗玻璃201的厚度为20mm以下，则电波透过性能较佳。窗玻璃201的厚度更优选为3.0mm～15mm，进一步优选为9.0mm～13mm。
另外，电介质构件50的面积优选为0.01m2～4m2。若电介质构件50的面积为0.01m2以上，则易于形成辐射元件10、导体30等。另外，若电介质构件50的面积为4m2以下，则在外观上天线单元不明显，外观性较佳。电介质构件50的面积更优选为0.05m2～2m2。
图10是表示本实施方式中的天线单元的结构的一个具体例的立体图。辐射元件10通过馈电点11被进行馈电。波导构件20为互相平行配置的多个(具体而言四个)线段状的导体元件。
图11是表示在将图10所示的天线单元如图2所示那样安装于窗玻璃201的仿真形态中辐射元件10与波导构件20之间的距离a和辐射元件10与波导构件20之间的介质的相对介电常数εr的关系的图。图11所示的虚线表示FB比成为0dB的回归曲线，在a为(2.11×εr－1.82)mm以上时，FB比为0dB以上。
此外，图11的计算条件为：
辐射元件10：纵为18.0mm且横为18.0mm的正方形贴片；
波导构件20：长度为30.0mm且宽度为2.0mm的线段形状(四根)；
窗玻璃201：纵为300mm、横为300mm且厚度为6mm的玻璃板；
电介质构件50：内层中包括纵为200mm、横为200mm且厚度为0.76mm的聚乙烯醇缩丁醛酯的、纵为200mm、横为200mm且厚度为3.3mm的玻璃基板；
导体30：纵为200mm且横为200mm的正方形；
支承部60：无，
在辐射元件10与波导构件20之间的距离a为0.5mm～9.0mm的范围、辐射元件10与波导构件20之间的介质的相对介电常数εr为1.0～2.2的范围进行了仿真。此外，以辐射元件10的动作频率为3.5GHz进行了仿真。另外，使用电磁场仿真器(CST公司MicrowaveStudio(注册商标))进行了仿真。
图19是表示在将图10所示的天线单元如图2所示那样安装于窗玻璃201的仿真形态中辐射元件10与波导构件20之间的距离a和辐射元件10与波导构件20之间的介质的相对介电常数εr的关系的图。图19所示的虚线表示在以辐射元件10的动作频率为3.5GHz的一个波长(＝85.7mm)将图11所示的a标准化时FB比成为0dB的回归曲线。在将辐射元件10的动作频率下的波长设为λg时，若a为(0.031×εr 2－0.065×εr+0.040)×λg以上，则FB比为0dB以上。此外，图19的计算条件与图11的情况相同。
图12是表示在将图10所示的天线单元如图8所示那样隔着匹配构件70安装于窗玻璃201的仿真形态中辐射元件10与窗玻璃201之间的距离e和匹配构件70的相对介电常数εr2的关系的图。图12所示的虚线表示FB比成为0dB的回归曲线，在e为(－0.57×εr2+30.1)mm以上时，FB比为0dB以上。
此外，图12的测量条件除了不存在波导构件20这一点以外，与图11的情况相同，在辐射元件10与窗玻璃201之间的距离e为20mm～40mm的范围、匹配构件70的εr为1.0～11.0的范围进行了仿真。
图20是表示在将图10所示的天线单元如图8所示那样隔着匹配构件70安装于窗玻璃201的仿真形态中辐射元件10与窗玻璃201之间的距离e和匹配构件70的相对介电常数εr2的关系的图。图20所示的虚线表示以辐射元件10的动作频率为3.5GHz的一个波长(＝85.7mm)将图12所示的e标准化时FB比成为0dB的回归曲线。在将辐射元件10的动作频率下的波长设为λg时，在e为(－0.002×εr22+0.0849×εr2+0.2767)×λg以上时，FB比为0dB以上。此外，图20的计算条件与图12的情况相同。
图13是表示在波导构件20设于电介质构件41的室外侧的带天线单元的窗玻璃302中改变了电介质构件41的相对介电常数εr时的、辐射元件10与波导构件20之间的距离a和FB比的关系的一个例子的图。图14是表示在波导构件20设于电介质构件41的室内侧的带天线单元的窗玻璃303中改变了电介质构件41的相对介电常数εr时的、辐射元件10与波导构件20之间的距离a和FB比的关系的一个例子的图。在图13、图14中，电介质构件41的厚度为1mm。
在图13的结构中，在将距离a设定为大于2.1mm以上时，FB比变为0dB以上。在图14的结构中，在将距离a设定为大于2.3mm以上时，FB比变为0dB以上。
图15、图16是表示在波导构件20设于电介质构件41的室外侧的带天线单元的窗玻璃302中改变了电介质构件41的厚度时的、辐射元件10与波导构件20之间的距离a和FB比的关系的一个例子的图。关于电介质构件41的相对介电常数，在图15的情况下为3，在图16的情况下为4。在距离a为2.5mm以上且6mm以下的范围内，在相对介电常数为3的图15的情况下，厚度较薄一方的FB比升高，另一方面，在相对介电常数为4的图16的情况下，厚度较厚一方的FB比升高。
图17、图18是表示在波导构件20设于电介质构件41的室内侧的带天线单元的窗玻璃303中改变了电介质构件41的厚度时的、辐射元件10与波导构件20之间的距离a和FB比的关系的一个例子的图。关于电介质构件41的相对介电常数，在图17的情况下为3，在图18的情况下为4。在距离a为3.0mm以上且4mm以下的范围内，在相对介电常数为3的图17的情况下，相比于相对介电常数为4的图16的情况而言，厚度较薄一方的FB比升高得更为显著。
图21～图23是局部表示本实施方式中的天线单元1的结构例的平面图。图21是表示本实施方式中的天线单元1所包含的多个辐射元件10的结构例的平面图。图22是表示本实施方式中的天线单元1所包含的波导构件20和电介质构件50的结构例的平面图。图23是表示本实施方式中的天线单元1所包含的波导构件20的结构例的平面图。
图21～图23所示的天线单元1具有在辐射元件10与导体30之间夹着电介质构件50的结构，以形成微带天线。另外，天线单元1在电介质构件50的波导构件20侧的表面上排列有四个辐射元件10，以形成阵列天线。辐射元件10通过馈电点11被进行馈电。波导构件20为互相平行配置的多个(具体而言四个)线段状的导体元件。
图24～图27表示在将天线单元1如图2所示那样安装于窗玻璃201的仿真形态(但是，不存在电介质构件41)中FB比为0dB以上且可获得波导构件20的效果(相比于不存在波导构件20的形态而言天线增益更高)的a和D的关系。距离a表示辐射元件10与波导构件20之间的距离，距离D表示辐射元件10与窗玻璃201之间的距离。
使a和D变化，并分别计算出安装了波导构件20的形态的天线增益和未安装波导构件20的形态的天线增益，若将安装了波导构件20的形态的天线增益相比于未安装波导构件20的形态的天线增益而言更高的a和D的对进行描绘，得到图示那样的上限线和下限线。图24～图27所示的下限虚线和上限虚线表示在以辐射元件10的动作频率为3.5GHz的一个波长(＝85.7mm)将a和D标准化时安装了波导构件20的形态的天线增益和未安装波导构件20的形态的天线增益大致相同的回归曲线。
在图24中，在将辐射元件10的动作频率下的波长设为λg、将窗玻璃201的厚度设为8mm以上且12mm以下时，
在a为(－27.27×D4+23.64×D3－6.57×D2+0.87×D－0.02)×λg以上且(－8.70×D3+4.23×D2+0.31×D+0.02)×λg以下、D为0.06×λg以上且0.35×λg以下时，安装了波导构件20的形态相比于未安装波导构件20的形态而言天线增益更高。
在图25中，在将辐射元件10的动作频率下的波长设为λg、将窗玻璃201的厚度设为8mm以上且14mm以下时，
在a为(－69.2×D4+57.9×D3－15.9×D2+1.9×D－0.1)×λg以上且(－83.92×D4+43.52×D3－6.67×D2+1.19×D－0.01)×λg以下、D为0.06×λg以上且0.35×λg以下时，安装了波导构件20的形态相比于未安装波导构件20的形态而言天线增益更高。
在图26中，在将辐射元件10的动作频率下的波长设为λg、将窗玻璃201的厚度设为8mm以上且19mm以下时，
在a为(－41.962×D4+32.098×D3－7.094×D2+0.640×D+0.004)×λg以上且(167.8×D4－132.7×D3+33.6×D2－2.4×D+0.1)×λg以下、D为0.06×λg以上且0.35×λg以下时，安装了波导构件20的形态相比于未安装波导构件20的形态而言天线增益更高。
在图27中，在将辐射元件10的动作频率下的波长设为λg、将窗玻璃201的厚度设为6mm以上且19mm以下时，
在a为(－4.9×D3+4.4×D2－0.8×D+0.1)×λg以上且(545.50×D4－514.11×D3+171.26×D2－22.95×D+1.11)×λg以下、D为0.12×λg以上且0.35×λg以下时，安装了波导构件20的形态相比于未安装波导构件20的形态而言天线增益更高。
图28～图31表示在将天线单元1如图2所示那样安装于窗玻璃201的仿真形态(但是，不存在电介质构件41)中可获得8dBi以上的天线增益的a和D的关系。若天线增益为8dBi以上，则能够形成良好的通信区域。
在使a和D变化并且绘制可得到8dBi以上的天线增益的a和D的对时，可得到图示那样的上限线和下限线。图28～图31所示的下限虚线和上限虚线表示在以辐射元件10的动作频率为3.5GHz的一个波长(＝85.7mm)将a和D标准化时天线增益成为8dBi的回归曲线。
在图28中，在将辐射元件10的动作频率下的波长设为λg、将窗玻璃201的厚度设为10mm以上且14mm以下时，
在a为(15.70×D4－16.01×D3+4.76×D2－0.31×D+0.03)×λg以上且(－2629.9×D6+4534.4×D5－3037.8×D4+999.0×D3－167.1×D2+14.1×D－0.4)×λg以下、D为0.06×λg以上且0.58×λg以下时，可得到8dBi以上的天线增益。
在图29中，在将辐射元件10的动作频率下的波长设为λg、将窗玻璃201的厚度设为8mm以上且14mm以下时，
在a为(6.53×D3－5.79×D2+1.27×D+0.04)×λg以上且(11505.6×D6―30063.4×D5+31611.0×D4－17154.3×D3+5073.7×D2－775.0×D+47.9)×λg以下、D为0.23×λg以上且0.58×λg以下时，可得到8dBi以上的天线增益。
在图30中，在将辐射元件10的动作频率下的波长设为λg、将窗玻璃201的厚度设为6mm以上且14mm以下时，
在a为(9.2×D3－9.4×D2+2.8×D－0.2)×λg以上且(－629.4×D4+995.0×D3－580.3×D2+149.6×D－14.2)×λg以下、D为0.29×λg以上且0.58×λg以下时，可得到8dBi以上的天线增益。
在图31中，在将辐射元件10的动作频率下的波长设为λg、将窗玻璃201的厚度设为6mm以上且19mm以下时，
在a为(19.6×D3－23.0×D2+8.4×D－0.9)×λg以上且(－3105.2×D4+5562.2×D3－3696.8×D2+1082.0×D－117.6)×λg以下、D为0.35×λg以上且0.58×λg以下时，可得到8dBi以上的天线增益。
以上，通过实施方式说明了天线单元、带天线单元的窗玻璃以及匹配体，但本发明不限定于上述实施方式。在本发明的范围内，能够进行与其它实施方式的一部分或全部组合、置换等各种变更和改良。
本国际申请是以2018年3月16日申请的日本专利申请第2018－050042号为优先权主张基础的申请，将日本专利申请第2018－050042号的全部内容引用到本国际申请中。
附图标记说明
1：天线单元；10：辐射元件；11：馈电点；20：波导构件；30：导体；41：电介质构件；42：空间；50：电介质构件；60：支承部；70：匹配构件；100：平面天线；101～105、501～503：天线单元；200、201：窗玻璃；301～305、401～403：带天线的窗玻璃。

Claims (24)

1.一种天线单元，其安装于建筑物用的窗玻璃来使用，其中，
该天线单元包括：
辐射元件；
波导构件，其相对于所述辐射元件位于室外侧；以及
导体，其相对于所述辐射元件位于室内侧，
在将所述辐射元件与所述波导构件之间的距离设为a、将所述辐射元件与所述波导构件之间的由电介质构件形成的介质的相对介电常数设为εr时，
a为(2.11×εr－1.82)mm以上，
在将所述辐射元件与所述波导构件之间的距离设为a、将所述辐射元件与所述窗玻璃之间的距离设为D、将所述辐射元件的动作频率下的波长设为λg、将所述窗玻璃的厚度设为8mm以上且12mm以下时，
a为(－27.27×D4+23.64×D3－6.57×D2+0.87×D－0.02)×λg以上且(－8.70×D3+4.23×D2+0.31×D+0.02)×λg以下，
D为0.06×λg以上且0.35×λg以下。
2.一种天线单元，其安装于建筑物用的窗玻璃来使用，其中，
该天线单元包括：
辐射元件；
波导构件，其相对于所述辐射元件位于室外侧；以及
导体，其相对于所述辐射元件位于室内侧，
在将所述辐射元件与所述波导构件之间的距离设为a、将所述辐射元件与所述波导构件之间的由电介质构件形成的介质的相对介电常数设为εr时，
a为(2.11×εr－1.82)mm以上，
在将所述辐射元件与所述波导构件之间的距离设为a、将所述辐射元件与所述窗玻璃之间的距离设为D、将所述辐射元件的动作频率下的波长设为λg、将所述窗玻璃的厚度设为8mm以上且14mm以下时，
a为(－69.2×D4+57.9×D3－15.9×D2+1.9×D－0.1)×λg以上且(－83.92×D4+43.52×D3－6.67×D2+1.19×D－0.01)×λg以下，
D为0.06×λg以上且0.35×λg以下。
3.一种天线单元，其安装于建筑物用的窗玻璃来使用，其中，
该天线单元包括：
辐射元件；
波导构件，其相对于所述辐射元件位于室外侧；以及
导体，其相对于所述辐射元件位于室内侧，
在将所述辐射元件与所述波导构件之间的距离设为a、将所述辐射元件与所述波导构件之间的由电介质构件形成的介质的相对介电常数设为εr时，
a为(2.11×εr－1.82)mm以上，
在将所述辐射元件与所述波导构件之间的距离设为a、将所述辐射元件与所述窗玻璃之间的距离设为D、将所述辐射元件的动作频率下的波长设为λg、将所述窗玻璃的厚度设为8mm以上且19mm以下时，
a为(－41.962×D4+32.098×D3－7.094×D2+0.640×D+0.004)×λg以上且(167.8×D4－132.7×D3+33.6×D2－2.4×D+0.1)×λg以下，
D为0.06×λg以上且0.35×λg以下。
4.一种天线单元，其安装于建筑物用的窗玻璃来使用，其中，
该天线单元包括：
辐射元件；
波导构件，其相对于所述辐射元件位于室外侧；以及
导体，其相对于所述辐射元件位于室内侧，
在将所述辐射元件与所述波导构件之间的距离设为a、将所述辐射元件与所述波导构件之间的由电介质构件形成的介质的相对介电常数设为εr时，
a为(2.11×εr－1.82)mm以上，
在将所述辐射元件与所述波导构件之间的距离设为a、将所述辐射元件与所述窗玻璃之间的距离设为D、将所述辐射元件的动作频率下的波长设为λg、将所述窗玻璃的厚度设为6mm以上且19mm以下时，
a为(－4.9×D3+4.4×D2－0.8×D+0.1)×λg以上且(545.50×D4－514.11×D3+171.26×D2－22.95×D+1.11)×λg以下，
D为0.12×λg以上且0.35×λg以下。
5.一种天线单元，其安装于建筑物用的窗玻璃来使用，其中，
该天线单元包括：
辐射元件；
波导构件，其相对于所述辐射元件位于室外侧；以及
导体，其相对于所述辐射元件位于室内侧，
在将所述辐射元件与所述波导构件之间的距离设为a、将所述辐射元件与所述波导构件之间的由电介质构件形成的介质的相对介电常数设为εr时，
a为(2.11×εr－1.82)mm以上，
在将所述辐射元件与所述波导构件之间的距离设为a、将所述辐射元件与所述窗玻璃之间的距离设为D、将所述辐射元件的动作频率下的波长设为λg、将所述窗玻璃的厚度设为10mm以上且14mm以下时，
a为(15.70×D4－16.01×D3+4.76×D2－0.31×D+0.03)×λg以上且(－2629.9×D6+4534.4×D5－3037.8×D4+999.0×D3－167.1×D2+14.1×D－0.4)×λg以下，
D为0.06×λg以上且0.58×λg以下。
6.一种天线单元，其安装于建筑物用的窗玻璃来使用，其中，
该天线单元包括：
辐射元件；
波导构件，其相对于所述辐射元件位于室外侧；以及
导体，其相对于所述辐射元件位于室内侧，
在将所述辐射元件与所述波导构件之间的距离设为a、将所述辐射元件与所述波导构件之间的由电介质构件形成的介质的相对介电常数设为εr时，
a为(2.11×εr－1.82)mm以上，
在将所述辐射元件与所述波导构件之间的距离设为a、将所述辐射元件与所述窗玻璃之间的距离设为D、将所述辐射元件的动作频率下的波长设为λg、将所述窗玻璃的厚度设为8mm以上且14mm以下时，
a为(6.53×D3－5.79×D2+1.27×D+0.04)×λg以上且(11505.6×D6―30063.4×D5+31611.0×D4－17154.3×D3+5073.7×D2－775.0×D+47.9)×λg以下，
D为0.23×λg以上且0.58×λg以下。
7.一种天线单元，其安装于建筑物用的窗玻璃来使用，其中，
该天线单元包括：
辐射元件；
波导构件，其相对于所述辐射元件位于室外侧；以及
导体，其相对于所述辐射元件位于室内侧，
在将所述辐射元件与所述波导构件之间的距离设为a、将所述辐射元件与所述波导构件之间的由电介质构件形成的介质的相对介电常数设为εr时，
a为(2.11×εr－1.82)mm以上，
在将所述辐射元件与所述波导构件之间的距离设为a、将所述辐射元件与所述窗玻璃之间的距离设为D、将所述辐射元件的动作频率下的波长设为λg、将所述窗玻璃的厚度设为6mm以上且14mm以下时，
a为(9.2×D3－9.4×D2+2.8×D－0.2)×λg以上且(－629.4×D4+995.0×D3－580.3×D2+149.6×D－14.2)×λg以下，
D为0.29×λg以上且0.58×λg以下。
8.一种天线单元，其安装于建筑物用的窗玻璃来使用，其中，
该天线单元包括：
辐射元件；
波导构件，其相对于所述辐射元件位于室外侧；以及
导体，其相对于所述辐射元件位于室内侧，
在将所述辐射元件与所述波导构件之间的距离设为a、将所述辐射元件与所述波导构件之间的由电介质构件形成的介质的相对介电常数设为εr时，
a为(2.11×εr－1.82)mm以上，
在将所述辐射元件与所述波导构件之间的距离设为a、将所述辐射元件与所述窗玻璃之间的距离设为D、将所述辐射元件的动作频率下的波长设为λg、将所述窗玻璃的厚度设为6mm以上且19mm以下时，
a为(19.6×D3－23.0×D2+8.4×D－0.9)×λg以上且(－3105.2×D4+5562.2×D3－3696.8×D2+1082.0×D－117.6)×λg以下，
D为0.35×λg以上且0.58×λg以下。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的天线单元，其中，
所述波导构件设于所述电介质构件。
10.根据权利要求1～8中任一项所述的天线单元，其中，
所述波导构件位于所述窗玻璃与所述辐射元件之间。
11.根据权利要求1～8中任一项所述的天线单元，其中，
所述辐射元件位于所述窗玻璃与所述波导构件之间。
12.根据权利要求1～8中任一项所述的天线单元，其中，
该天线单元以在所述窗玻璃与所述波导构件之间夹着匹配构件的方式安装于所述窗玻璃来使用。
13.根据权利要求12所述的天线单元，其中，
在将所述窗玻璃的相对介电常数设为εr1、将所述匹配构件的相对介电常数设为εr2、将所述匹配构件与所述辐射元件之间的介质的相对介电常数设为εr3时，
εr1大于εr2，且εr2大于εr3。
14.根据权利要求1～8中任一项所述的天线单元，其中，
在将所述辐射元件与所述导体之间的距离设为d、将所述辐射元件的动作频率下的波长设为λg时，
d为λg/4以下。
15.一种天线单元，其安装于建筑物用的窗玻璃来使用，其中，
该天线单元包括：
辐射元件；
波导构件，其相对于所述辐射元件位于室外侧；以及
导体，其相对于所述辐射元件位于室内侧，
在将所述辐射元件与所述波导构件之间的距离设为a、将所述辐射元件与所述波导构件之间的介质的相对介电常数设为εr、将所述辐射元件的动作频率下的波长设为λg时，
a为(0.031×εr 2－0.065×εr+0.040)×λg以上，
在将所述辐射元件与所述波导构件之间的距离设为a、将所述辐射元件与所述窗玻璃之间的距离设为D、将所述辐射元件的动作频率下的波长设为λg、将所述窗玻璃的厚度设为8mm以上且12mm以下时，
a为(－27.27×D4+23.64×D3－6.57×D2+0.87×D－0.02)×λg以上且(－8.70×D3+4.23×D2+0.31×D+0.02)×λg以下，
D为0.06×λg以上且0.35×λg以下。
16.一种天线单元，其安装于建筑物用的窗玻璃来使用，其中，
该天线单元包括：
辐射元件；
波导构件，其相对于所述辐射元件位于室外侧；以及
导体，其相对于所述辐射元件位于室内侧，
在将所述辐射元件与所述波导构件之间的距离设为a、将所述辐射元件与所述波导构件之间的介质的相对介电常数设为εr、将所述辐射元件的动作频率下的波长设为λg时，
a为(0.031×εr 2－0.065×εr+0.040)×λg以上，
在将所述辐射元件与所述波导构件之间的距离设为a、将所述辐射元件与所述窗玻璃之间的距离设为D、将所述辐射元件的动作频率下的波长设为λg、将所述窗玻璃的厚度设为8mm以上且14mm以下时，
a为(－69.2×D4+57.9×D3－15.9×D2+1.9×D－0.1)×λg以上且(－83.92×D4+43.52×D3－6.67×D2+1.19×D－0.01)×λg以下，
D为0.06×λg以上且0.35×λg以下。
17.一种天线单元，其安装于建筑物用的窗玻璃来使用，其中，
该天线单元包括：
辐射元件；
波导构件，其相对于所述辐射元件位于室外侧；以及
导体，其相对于所述辐射元件位于室内侧，
在将所述辐射元件与所述波导构件之间的距离设为a、将所述辐射元件与所述波导构件之间的介质的相对介电常数设为εr、将所述辐射元件的动作频率下的波长设为λg时，
a为(0.031×εr 2－0.065×εr+0.040)×λg以上，
在将所述辐射元件与所述波导构件之间的距离设为a、将所述辐射元件与所述窗玻璃之间的距离设为D、将所述辐射元件的动作频率下的波长设为λg、将所述窗玻璃的厚度设为8mm以上且19mm以下时，
a为(－41.962×D4+32.098×D3－7.094×D2+0.640×D+0.004)×λg以上且(167.8×D4－132.7×D3+33.6×D2－2.4×D+0.1)×λg以下，
D为0.06×λg以上且0.35×λg以下。
18.一种天线单元，其安装于建筑物用的窗玻璃来使用，其中，
该天线单元包括：
辐射元件；
波导构件，其相对于所述辐射元件位于室外侧；以及
导体，其相对于所述辐射元件位于室内侧，
在将所述辐射元件与所述波导构件之间的距离设为a、将所述辐射元件与所述波导构件之间的介质的相对介电常数设为εr、将所述辐射元件的动作频率下的波长设为λg时，
a为(0.031×εr 2－0.065×εr+0.040)×λg以上，
在将所述辐射元件与所述波导构件之间的距离设为a、将所述辐射元件与所述窗玻璃之间的距离设为D、将所述辐射元件的动作频率下的波长设为λg、将所述窗玻璃的厚度设为6mm以上且19mm以下时，
a为(－4.9×D3+4.4×D2－0.8×D+0.1)×λg以上且(545.50×D4－514.11×D3+171.26×D2－22.95×D+1.11)×λg以下，
D为0.12×λg以上且0.35×λg以下。
19.一种天线单元，其安装于建筑物用的窗玻璃来使用，其中，
该天线单元包括：
辐射元件；
波导构件，其相对于所述辐射元件位于室外侧；以及
导体，其相对于所述辐射元件位于室内侧，
在将所述辐射元件与所述波导构件之间的距离设为a、将所述辐射元件与所述波导构件之间的介质的相对介电常数设为εr、将所述辐射元件的动作频率下的波长设为λg时，
a为(0.031×εr 2－0.065×εr+0.040)×λg以上，
在将所述辐射元件与所述波导构件之间的距离设为a、将所述辐射元件与所述窗玻璃之间的距离设为D、将所述辐射元件的动作频率下的波长设为λg、将所述窗玻璃的厚度设为10mm以上且14mm以下时，
a为(15.70×D4－16.01×D3+4.76×D2－0.31×D+0.03)×λg以上且(－2629.9×D6+4534.4×D5－3037.8×D4+999.0×D3－167.1×D2+14.1×D－0.4)×λg以下，
D为0.06×λg以上且0.58×λg以下。
20.一种天线单元，其安装于建筑物用的窗玻璃来使用，其中，
该天线单元包括：
辐射元件；
波导构件，其相对于所述辐射元件位于室外侧；以及
导体，其相对于所述辐射元件位于室内侧，
在将所述辐射元件与所述波导构件之间的距离设为a、将所述辐射元件与所述波导构件之间的介质的相对介电常数设为εr、将所述辐射元件的动作频率下的波长设为λg时，
a为(0.031×εr 2－0.065×εr+0.040)×λg以上，
在将所述辐射元件与所述波导构件之间的距离设为a、将所述辐射元件与所述窗玻璃之间的距离设为D、将所述辐射元件的动作频率下的波长设为λg、将所述窗玻璃的厚度设为8mm以上且14mm以下时，
a为(6.53×D3－5.79×D2+1.27×D+0.04)×λg以上且(11505.6×D6―30063.4×D5+31611.0×D4－17154.3×D3+5073.7×D2－775.0×D+47.9)×λg以下，
D为0.23×λg以上且0.58×λg以下。
21.一种天线单元，其安装于建筑物用的窗玻璃来使用，其中，
该天线单元包括：
辐射元件；
波导构件，其相对于所述辐射元件位于室外侧；以及
导体，其相对于所述辐射元件位于室内侧，
在将所述辐射元件与所述波导构件之间的距离设为a、将所述辐射元件与所述波导构件之间的介质的相对介电常数设为εr、将所述辐射元件的动作频率下的波长设为λg时，
a为(0.031×εr 2－0.065×εr+0.040)×λg以上，
在将所述辐射元件与所述波导构件之间的距离设为a、将所述辐射元件与所述窗玻璃之间的距离设为D、将所述辐射元件的动作频率下的波长设为λg、将所述窗玻璃的厚度设为6mm以上且14mm以下时，
a为(9.2×D3－9.4×D2+2.8×D－0.2)×λg以上且(－629.4×D4+995.0×D3－580.3×D2+149.6×D－14.2)×λg以下，
D为0.29×λg以上且0.58×λg以下。
22.一种天线单元，其安装于建筑物用的窗玻璃来使用，其中，
该天线单元包括：
辐射元件；
波导构件，其相对于所述辐射元件位于室外侧；以及
导体，其相对于所述辐射元件位于室内侧，
在将所述辐射元件与所述波导构件之间的距离设为a、将所述辐射元件与所述波导构件之间的介质的相对介电常数设为εr、将所述辐射元件的动作频率下的波长设为λg时，
a为(0.031×εr 2－0.065×εr+0.040)×λg以上，
在将所述辐射元件与所述波导构件之间的距离设为a、将所述辐射元件与所述窗玻璃之间的距离设为D、将所述辐射元件的动作频率下的波长设为λg、将所述窗玻璃的厚度设为6mm以上且19mm以下时，
a为(19.6×D3－23.0×D2+8.4×D－0.9)×λg以上且(－3105.2×D4+5562.2×D3－3696.8×D2+1082.0×D－117.6)×λg以下，
D为0.35×λg以上且0.58×λg以下。
23.根据权利要求15～22中任一项所述的天线单元，其中，
在将所述辐射元件与所述导体之间的距离设为d、将所述辐射元件的动作频率下的波长设为λg时，
d为λg/4以下。
24.一种带天线单元的窗玻璃，其中，
该带天线单元的窗玻璃包括根据权利要求1～23中任一项所述的天线单元和所述窗玻璃。
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