JP2007124630A - 平面アンテナ及び自動車用の窓ガラス板 - Google Patents

Abstract

【課題】アンテナ利得に優れる平面アンテナを提供する。
【解決手段】第１のアンテナ線条１０の重心及び第２のアンテナ線条２０の重心を結ぶ直線を結ぶ直線を仮定し、該直線を横断線８といい、さらに、横断線８を無限に伸張させた直線を仮定し、該直線を無限横断線８ａといい、第１のアンテナ線条１０と第２のアンテナ線条２０との、それぞれの最近接部分の間の中心をアンテナ中心というとき、アンテナ中心から見て、独立導体Ａは第１のアンテナ線条１０側に配設されており、アンテナ中心から見て、独立導体Ｂは第２のアンテナ線条２０側に配設されており、無限横断線８ａが、独立導体Ａと独立導体Ｂとを貫通するか、又は、立体的に交差するように、独立導体Ａと独立導体Ｂとが誘電体基板に設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、平面アンテナに関し、１〜３０ＧＨｚ程度、特には１〜６ＧＨｚ程度の周波数の電波通信に適し、車両用のガラスアンテナに適する平面アンテナ及び自動車の窓ガラス板に関する。

近年、車載通信装置と外部通信装置との間で電磁波を用いた通信を行って車両の走行をより円滑にするために、ＧＰＳ（衛星測位システム：Global Positioning System）及びＥＴＣ（自動料金収受システム：Electric Toll Collection System）等が用いられている。

これらのシステムにおいて用いられる車載通信用のアンテナとして、例えば、図１３に示す車載アンテナを応用することも考えられる（例えば、特許文献１参照）。この従来例では、誘電体基板に放射導体７３が設けられており、放射導体７３の周囲には、接地導体７４が設けられている。さらに、λを通信電波の共振周波数に応じた波長とする場合、接地導体７４の外縁から（λ／２）又は（λ／４）離間して一対の線状導体７１，７２が設けられている。また、上記誘電体基板には、ＡＭ、ＦＭ放送帯の線状導体７５が設けられている。接地導体７４と線状導体７５との間には、線状導体７２が設けられている。一対の線状導体７１，７２により、誘電体基板の表面を伝播する電波を遮断及び反射させることにより、アンテナ利得を向上させている。

しかし、この従来例は、線状導体の本数が２つのものと、環状にした態様しか記載されてない。また、線状導体の長さについても記載されていない。さらに、他の種類のアンテナについて線状導体をどのように配設すればよいかについても記載されていなく、他の種類のアンテナに応用することが困難である問題があった。

さらに、この従来例を高周波用のアンテナとして自動車用の窓ガラス板に設けた場合には、この窓ガラス板を伝播する電波を十分に遮断、反射させることができず、この窓ガラス板近傍の車体とこのアンテナとの間で干渉が生じる。その結果、複数のヌル点が現れて指向性が大きく変動する問題があった。

特開２００４−２１４８２０号公報

本発明は、従来技術の有する前述の欠点を解消する平面アンテナの提供を目的とする。

本発明は、モノポールアンテナのアンテナ導体が誘電体基板に設けられている平面アンテナにおいて、
アンテナ導体と、それぞれ所定距離をおいて離間して設けられている２つの導体を備えており、該２つの導体をそれぞれ独立導体Ａ、独立導体Ｂといい、
アンテナ導体の重心、又は、アンテナ導体の中心を通り、アンテナ導体の長手方向に平行な直線を無限横断線というとき、
該アンテナ導体は、該長手方向にアンテナ利得を有する形状及び寸法を有しており、
独立導体Ａはアンテナ導体の片側に配されており、独立導体Ｂはアンテナ導体の残る片側に配されており、
かつ、無限横断線が、独立導体Ａと独立導体Ｂとを貫通するか、又は、立体的に交差するように、独立導体Ａと独立導体Ｂとが上記誘電体基板に配設されていることを特徴とする平面アンテナを提供する。

また、本発明は、ループ状の第１のアンテナ線条と、ループ状の第２のアンテナ線条とが近接して誘電体基板に設けられている平面アンテナにおいて、
第１のアンテナ線条及び第２のアンテナ線条と、それぞれ所定距離をおいて離間して設けられている２つの導体を備えており、該２つの導体をそれぞれ独立導体Ａ、独立導体Ｂといい、
第１のアンテナ線条の重心及び第２のアンテナ線条の重心を結ぶ直線、又は、第１のアンテナ線条の中心及び第２のアンテナ線条の中心を結ぶ直線を仮定し、該直線を横断線といい、さらに、横断線を無限に伸張させた直線を仮定し、該直線を無限横断線といい、
第１のアンテナ線条と第２のアンテナ線条との、それぞれの最近接部分の間の中心をアンテナ中心というとき、
アンテナ中心から見て、独立導体Ａは第１のアンテナ線条側に配設されており、
アンテナ中心から見て、独立導体Ｂは第２のアンテナ線条側に配設されており、
無限横断線が、独立導体Ａと独立導体Ｂとを貫通するか、又は、立体的に交差するように、独立導体Ａと独立導体Ｂとが上記誘電体基板に設けられていることを特徴とする平面アンテナを提供する。

また、本発明は、ループ状の第１のアンテナ線条と、ループ状の第２のアンテナ線条とが近接して自動車の窓ガラス板に設けられ、かつ、窓の車体開口縁の近傍に配されている平面アンテナにおいて、
第１のアンテナ線条の重心及び第２のアンテナ線条の重心を結ぶ直線、又は、第１のアンテナ線条の中心及び第２のアンテナ線条の中心を結ぶ直線を仮定し、該直線を横断線というとき、
該窓ガラス板には独立導体Ｃが設けられており、独立導体Ｃが長手方向を有する形状を有し、独立導体Ｃの長手方向と横断線とが窓の車体開口縁にそれぞれ平行又は略平行になるように、かつ、独立導体Ｃと窓の車体開口縁との間に、第１のアンテナ線条と第２のアンテナ線条とが配されるように、独立導体Ｃ、第１のアンテナ線条及び第２のアンテナ線条が配設されていることを特徴とする平面アンテナを提供する。

また、前記誘電体基板が自動車用の窓ガラス板であり、上記平面アンテナを設けた自動車用の窓ガラス板を提供する。

本発明では、前記した構成を採るために、円偏波用のアンテナとして、アンテナ利得に優れる。また、軸比及び無指向性にも優れ、小型で、自動車の窓ガラス板に設けた場合に、視野の確保に優れ、安価で生産性に優れる。さらに、垂直偏波又は水平偏波用のアンテナとしても使用できる。

アンテナ導体、アンテナ線条の端部、曲部等からは、電界が発生しており、無限横断線の伸長する方向に電界が伝播するものと推測される。
したがって、独立導体Ａと独立導体Ｂとを誘電体基板に設けた場合には、この誘電体基板の近傍に存在する金属体と、このアンテナ導体又はアンテナ線条との間で干渉が生じるのを防止することができるもの推定される。また、独立導体Ａと独立導体Ｂとを自動車の窓ガラス板に設けた場合には、この窓ガラス板近傍の車体と、このアンテナ導体又はアンテナ線条との間で干渉が生じるのを防止することができるもの推定される。

以下、本発明の平面アンテナを添付の図面に示される好適実施形態に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の平面アンテナの一実施形態の平面図であって、アンテナ線条が設けられている窓ガラス板の片面を見た平面図である。

図１において、１，２は一対の結合枝線、４は給電部、８は横断線（図１における１点鎖線）、８ａは無限横断線、９は誘電体基板である、自動車の窓ガラス板、１０は第１のアンテナ線条、１１，１２は一対の結合枝線、２０は第２のアンテナ線条、２１は窓の車体開口縁、Ａ、Ｂは導体（独立導体という）、Ｃは必要に応じて設けられる導体（独立導体という）、４２は独立導体Ａ、４４は独立導体Ｃ、４６は独立導体Ｂ、Ｘ_１は無限横断線８ａが独立導体Ａを貫通するか、又は、立体的に交差する箇所、Ｘ_２は無限横断線８ａが独立導体Ｂを貫通するか、又は、立体的に交差する箇所、Ｌ_１は箇所Ｘ_１と第１のアンテナ線条１０との最短間隔、Ｌ_２は箇所Ｘ_２と第２のアンテナ線条２０との最短間隔、θ_１は箇所Ｘ_１において、無限横断線８ａと独立導体Ａの直線部分とがなす角のうち小さい方の角、θ_２は箇所Ｘ_２において、無限横断線８ａと独立導体Ｂの直線部分とがなす角のうち小さい方の角である。

図１に示す例では、受信する場合には図１の紙面の背面から電波が飛来し、この電波の飛来を見る方向（図１の紙面の手前から図１の紙面の背面を見る方向）において、電波の円偏波の電界の回転が反時計回り方向である。すなわち、この電波は左旋回円偏波である。

図１に示す例において、窓ガラス板９を車両用の窓ガラス板とすれば、車内側から見ており、図１は車内視であるが、車外視とできる場合もある。この条件は、後述する図２に示す例でも同様である。

図１に示す例では、ループ状の第１のアンテナ線条１０と、ループ状の第２のアンテナ線条２０とが近接して、窓ガラス板９に設けられている。さらに、窓ガラス板９には第１のアンテナ線条１０及び第２のアンテナ線条２０と、それぞれ所定距離をおいて離間して２つの独立導体Ａ及び独立導体Ｂが設けられている。

第１のアンテナ線条１０と第２のアンテナ線条２０とは、窓ガラス板９に設けられている方向を無視すれば、同一形状、略同一形状又は相似形状であることが通信特性を向上させる上で好ましい。この条件は、後述する図２に示す例でも同様である。

一対の結合枝線１，２により第１の容量結合用線条を構成し、一対の結合枝線１１，１２により第２の容量結合用線条を構成する。第１の容量結合用線条及び第２の容量結合用線条は必要に応じて設けられる。なお、第１のアンテナ線条１０の重心及び第２のアンテナ線条２０の重心を結ぶ直線、又は、第１のアンテナ線条１０の中心及び第２のアンテナ線条２０の中心を結ぶ直線を仮定し、この直線を横断線８といい、さらに、横断線８を無限に伸張させた直線を仮定し、該直線を無限横断線８ａという。

第１のアンテナ線条１０と第２のアンテナ線条２０との、それぞれの最近接部分の間の中心をアンテナ中心という。アンテナ中心から見て、独立導体Ａは第１のアンテナ線条１０側に配設されている。また、アンテナ中心から見て、独立導体Ｂは第２のアンテナ線条２０側に配設されている。

無限横断線８ａが、独立導体Ａと独立導体Ｂとを貫通するか、又は、立体的に交差するように、独立導体Ａと独立導体Ｂとが窓ガラス板９に設けられている。なお、図１に示す例では、アンテナ中心は、給電部４の位置に存在する。このような構成を採ることにより、ヌル点が現れず、ほぼ無指向性になる。

図１に示す例では、箇所Ｘ_１及び箇所Ｘ_２において、独立導体Ａ及び独立導体Ｂがそれぞれ直線部分を有している。しかし、これに限定されず、箇所Ｘ_１及び箇所Ｘ_２において、独立導体Ａ及び独立導体Ｂのいずれか一方が直線部分を有するのでもよい。また、箇所Ｘ_１及び箇所Ｘ_２において、独立導体Ａ及び独立導体Ｂの少なくとも一方が曲線部分を有するのであってもよい。

図１に示す例では、箇所Ｘ_１及び箇所Ｘ_２において、無限横断線８ａ、独立導体Ａ及び独立導体Ｂの直線部分とが、それぞれなす角のうち小さい方の角θ_１，角θ_２の角度が９０°である。このようにすることがアンテナ利得を向上させる点で好ましい。しかし、これに限定されず、角θ_１，角θ_２は許容差を考慮して、７２〜１０８°、特には、８１〜９９°であることが好ましい。

なお、図１に示す例では、独立導体Ａの形状及び独立導体Ｂの形状は直線である。しかし、無限横断線８ａが独立導体Ａと独立導体Ｂとを貫通するか、又は、立体的に交差する箇所において、独立導体Ａと独立導体Ｂがそれぞれ曲線部分を有する場合には、該箇所における、無限横断線８ａと、独立導体Ａの該曲線部分の接線とがなす角のうち小さい方の角の角度が、角θ_１に相当することとして角θ_１についての上記条件を適用する。また、該箇所における、無限横断線８ａと、独立導体Ｂの該曲線部分の接線とがなす角のうち小さい方の角の角度が、角θ_２に相当することとして角θ_２についての上記条件を適用する。

図１に示す例では、独立導体Ａ及び独立導体Ｂは、それぞれ線状導体であるが、これに限定されず、独立導体Ａ及び独立導体Ｂは、それぞれ帯状導体、略帯状導体又は島状導体等であってもよい。

独立導体Ａ及び独立導体Ｂが、それぞれ島状導体等である場合であって、それぞれ長手方向を有する形状である場合には、無限横断線８ａと独立導体Ａの長手方向とがなす角のうち小さい方の角の角度が、７２〜１０８°、特には、８１〜９９°であることが好ましい。また、無限横断線８ａと独立導体Ｂの長手方向とがなす角のうち小さい方の角の角度が、７２〜１０８°、特には、８１〜９９°であることが好ましい。ここで、長手方向とは、独立導体Ａ及び独立導体Ｂの、それぞれ最大幅方向をいう。

通信する電波の空気中の波長をλ_０というとき、Ｌ_１及びＬ_２がそれぞれ１０ｍｍ〜０．５１λ_０であることが好ましい。Ｌ_１及びＬ_２がそれぞれ１０ｍｍ以上であると、１０ｍｍ未満の場合と比較して、独立導体Ａと第１のアンテナ線条１０とが容量結合しにくくなり、かつ、独立導体Ｂと第２のアンテナ線条２０とが容量結合しにくくなりアンテナ利得が向上する。

Ｌ_１及びＬ_２がそれぞれ０．５１λ_０以下であると、０．５１λ_０超の場合と比較して、無指向性になり易い。Ｌ_１及びＬ_２のより好ましい範囲は、それぞれ２０ｍｍ〜０．４１λ_０であり、Ｌ_１及びＬ_２の特に好ましい範囲がそれぞれ２５ｍｍ〜０．３８λ_０である。

この条件は、通信する電波の周波数が、１〜６ＧＨｚの間に存在する場合に適用することが好ましく、２．１０〜２．６５ＧＨｚの間に存在する場合に適用することがより好ましい。

図１に示す例では、窓ガラス板９には独立導体Ｃが設けられており、独立導体Ｃが窓の窓の車体開口縁２１に平行又は略平行になるように、独立導体Ｃが配設されている。すなわち、独立導体が長手方向を有する形状を有し、独立導体Ｃの長手方向が窓の車体開口縁２１に平行又は略平行になるように、独立導体Ｃが配設されている。ここで、窓の車体開口縁２１とは、窓ガラス板９がはめ込まれる車体の開口部の周縁であって車体アースとなるべきものをいい、例えば、金属等の導電性材料で構成されている。

また、横断線８が窓の車体開口縁２１と平行又は略平行になるように、かつ、窓の車体開口縁２１と独立導体Ｃとの間に、第１のアンテナ線条１０と第２のアンテナ線条２０とが配されるように、第１のアンテナ線条１０と第２のアンテナ線条２０とが配設されている。このようにすることがアンテナ利得を向上させる点で好ましい。しかし、これに限定されず、横断線８が窓の車体開口縁２１に非平行又は非略平行になるように、第１のアンテナ線条１０と第２のアンテナ線条２０とが配されていてもよい。さらに、独立導体Ｃが設けられていなくてもよい。

図１において、独立導体Ａ及び独立導体Ｂが設けられてなく、上述したとおり、独立導体Ｃと窓の車体開口縁２１とで、第１のアンテナ線条１０及び第２のアンテナ線条２０を挟み込む態様でも、無指向性向上に寄与できる。

図２は図１に示す例とは別の実施形態の平面図であって、アンテナ線条が設けられている窓ガラス板の片面を見た平面図である。

図２において、５は仮定された半径Ｒ_１の円、７は仮定された直線、４１〜４８は導体（それぞれ第１〜８の独立導体という）、Ｌ_４８は第８の独立導体４８の長さ、α，βは角である。

図２に示す例では、第１のアンテナ線条１０と第２のアンテナ線条２０との周囲に、第１のアンテナ線条１０及び第２のアンテナ線条２０と離間して設けられている８つの導体（第１〜８の独立導体４１〜４８）を備えている。独立導体を複数設けることにより、アンテナ利得が向上する。図２における、第２の独立導体４２、第４の独立導体４４及び第６の独立導体４６が，それぞれ、図１における、独立導体Ａ、独立導体Ｃ及び独立導体Ｂに相当する。

独立導体の数は、図２に示す８つに限定されず、複数であれば使用できる。図２に示す例では、第１のアンテナ線条１０と第２のアンテナ線条２０との周囲を囲むように独立導体４１〜４８が設けられている。

アンテナ中心を中心とする半径Ｒ_１の円を仮定し、独立導体Ａ及び独立導体Ｂを除く複数の独立導体の一部分又は全体が、Ｒ_１＝（０．３〜０．６８）・λ_０のドーナツ状の領域に設けられていることが好ましい。この場合、Ｒ_１＝０．６８・λ_０以内であると、誘電体基板に略垂直方向に電界が集中し、分散しないため、アンテナ利得が向上する。Ｒ_１＝０．３・λ_０以上であると、アンテナ側と受信機又は送信機とのインピーダンスマッチングが図り易く、アンテナ利得が向上する。

なお、独立導体Ａ及び独立導体Ｂを除く複数の独立導体について、すべての独立導体がこの条件を満たすことが好ましい。しかし、独立導体Ａ及び独立導体Ｂを除く複数の独立導体のうちの少なくとも一つがこの条件を満たせば使用できる。

また、独立導体Ａ及び独立導体Ｂを除く複数の独立導体のうちの少なくとも１つの主要部、全部、中心又は重心が、Ｒ_１＝（０．３〜０．６８）・λ_０のドーナツ状の領域に設けられていることが好ましい。Ｒ_１の好ましい範囲は、（０．３６〜０．６６）・λ_０であり、Ｒ_１のより好ましい範囲は、（０．４０〜０．６５）・λ_０である。

本発明において、複数の独立導体の形状が線状であり、かつ、該線状の独立導体の導体長をＬ_Ｃとし、誘電体基板の材質の波長短縮率をｋとしたとき、λ_ｇ＝λ_０・ｋであり、ｋ＝０．５１である場合に、該線状の独立導体のうちの１つ以上について、Ｌ_Ｃ／λ_ｇ＝０．２〜０．６５を満足することが好ましい。この範囲内であると、この範囲外と比較してアンテナ利得が向上する。しかし、これに限定されず、複数の独立導体のうちの少なくとも１つの形状が線状であり、該線状の独立導体のうちの１つ以上について、Ｌ_Ｃ／λ_ｇ＝０．２〜０．６５を満足すれば使用できる。

上記Ｌ_Ｃ／λ_ｇの好ましい範囲は、０．２７〜０．６２であり、Ｌ_Ｃ／λ_ｇのより好ましい範囲は、０．３３〜０．６０であり、特に好ましい範囲は、０．３７〜０．５６である。

本発明において、複数の独立導体のうちの少なくとも一つの形状が線状以外の形状要素を備える場合、該独立導体のうちの１つの最大幅をＬ_ＣＭとし、前記誘電体基板の材質の波長短縮率をｋとしたとき、λ_ｇ＝λ_０・ｋである場合に、Ｌ_ＣＭ／λ_ｇ＝０．２〜０．６５を満足する。この範囲内であると、この範囲外と比較してアンテナ利得が向上する。上記Ｌ_ＣＭ／λ_ｇの好ましい範囲は、０．２７〜０．６２であり、Ｌ_ＣＭ／λ_ｇのより好ましい範囲は、０．３３〜０．６０であり、特に好ましい範囲は、０．３７〜０．５６である。

ここで、波長短縮率ｋについては、誘電体基板又は窓ガラス板９の比誘電率が６〜８であり、かつ、誘電体基板又は窓ガラス板９の厚さが１．８〜５ｍｍの条件下において、通信する電波の周波数が２００ＭＨｚ〜６ＧＨｚでは、ｋが０．４０〜０．７０であり、通信する電波の周波数が４００ＭＨｚ〜６ＧＨｚでは、ｋが０．４０〜０．６４であり、通信する電波の周波数が１〜６ＧＨｚでは、ｋが０．４０〜０．５５である。

図２に示す例では、Ｎが自然数であり、かつ、１から４まで変化する場合、第Ｎの独立導体と第（Ｎ＋４）の独立導体とがアンテナ中心を中心として、相互に点対称又は略点対称に配設されている。このように、本発明において、複数の独立導体のすべてが相互に点対称又は略点対称に配設されている独立導体を有していることが、アンテナ利得を向上させる点で好ましい。しかし、これに限定されず、複数の独立導体のうちの少なくとも一対の独立導体が相互に点対称又は略点対称に配設されていればよい。

本発明において、独立導体が奇数配設されている場合には、（該奇数値−１）の半数の独立導体が相互に点対称又は略点対称に配設されていることが好ましい。独立導体が２つ設けられている場合には、アンテナ中心を中心として、該２つの独立導体が相互に点対称又は略点対称に配設されていることが好ましい。

本発明において、独立導体Ａ及び独立導体Ｂを除く複数の独立導体のうちの１つ以上が直線部分を有し、該直線部分を有する独立導体のうちの少なくとも１つについて、半径Ｒ_１の円の中心と該独立導体の直線部分の中心点とを結ぶ直線７を仮定するとき、直線７と独立導体（例えば、図２における第４の独立導体４４）の直線部分とがなす角αの角度が、７２〜１０８°であることが、アンテナ利得を向上させる点で好ましい。

独立導体Ａ及び独立導体Ｂを除く複数の独立導体のうちの１つ以上が曲線部分を有する場合には、該曲線部分を有する独立導体のうちの少なくとも１つについて、半径Ｒ_１の円の中心と該独立導体の曲線部分の中心点とを結ぶ直線を仮定し、該中心点における、該独立導体の曲線部分の接線を仮定するとき、該直線と該接線とがなす角αの角度が、７２〜１０８°であることが好ましい。

独立導体Ａ及び独立導体Ｂを除く複数の独立導体のうちの１つ以上が、それぞれ帯状導体、略帯状導体又は島状導体等であってもよい。該独立導体のうちの少なくとも１つが島状導体等である場合であって、長手方向を有する形状である場合には、半径Ｒ_１の円の中心と該独立導体の長手方向の中心点とを結ぶ直線を仮定するとき、該直線と該長手方向がなす角αの角度が、７２〜１０８°であることが、アンテナ利得を向上させる点で好ましい。
角αの角度のより好ましい範囲は、８１〜９９°であり、特に好ましい範囲は、８５〜９５°である。

本発明において、独立導体が線状導体を有する場合には、独立導体の形状は直線、曲線を有する形状であってもよい。この曲線としては、半円、略半円、弓形又は略弓形の弧の形状が使用できる。独立導体Ａ及び独立導体Ｂを除く独立導体の形状が半円、略半円、弓形又は略弓形の弧の形状を有する形状である場合には、これらの半円、略半円、弓形又は略弓形の元となる円の中心が、前記半径Ｒ_１の円の中心と一致又は略一致することがアンテナ利得を向上させる点で好ましい。

図２に示す例では、第１〜８の、８つの独立導体４１〜４８が時計周り方向に、該１〜８の番号順に順次、窓ガラス板９に配設されている。第１〜８の独立導体４１〜４８の重心のそれぞれを第１〜８の重心といい、半径Ｒ_１の円の中心と第１〜８の重心とを結ぶ直線を仮定しそれぞれ第１〜８の重心線というものとする。例えば、第４の重心線については、図２に示す例における、半径Ｒ_１の円の中心と第４の重心とを結ぶ直線７が該当する。また、Ｎが自然数であり、かつ、１から７まで変化する場合、第Ｎの重心線と第（Ｎ＋１）の重心線のなす角度のうちの小さい方の角、及び、第１の重心線と第８の重心線のなす角のうちの小さい方の角の角度が、４０．５〜４９．５°となる。例えば、図２に示すとおり、第４の重心線と第５の重心線のなす角度のうちの小さい方の角（半径Ｒ_１の円の中心と第５の重心とを結ぶ直線１７と直線７とがなす角のうちの小さい方の角β）の角度が、４０．５〜４９．５°となる。

図２に示す例では、第１〜８の独立導体は直線状であり、第８の独立導体と窓の車体開口縁２１とが平行又は略平行であり、第８の独立導体４８が第４の独立導体４４より窓の車体開口縁２１側に配されている。このような場合であって、アンテナ中心と窓の車体開口縁２１との最短距離が（０．３〜０．６８）・λ_０である場合には、窓の車体開口縁２１が第８の独立導体４８の代わりの機能を果たすために、第８の独立導体４８が設けられていなくても、アンテナ利得はさほど変化しないため、視野の向上、コンパクト化及びローコスト化のために、第８の独立導体４８が設けられていないことが好ましい。

この場合の態様を換言すれば、第１〜７の、７つの独立導体４１〜４７が時計周り方向に、該１〜７の番号順に順次、窓ガラス板９に配設されている。第１〜７の独立導体４１〜４７の重心のそれぞれを第１〜７の重心といい、半径Ｒ_１の円の中心と第１〜７の重心とを結ぶ直線を仮定しそれぞれ第１〜７の重心線といい、Ｎが自然数であり、かつ、１から６まで変化する場合、第Ｎの重心線と第（Ｎ＋１）の重心線のなす角度のうちの小さい方の角度が、４０．５〜４９．５°であり、第１の重心線と第７の重心線のなす角度のうちの小さい方の角度が、８１〜９９°であり、第１の重心と第７の重心とを結ぶ直線を仮定するとき、該直線と窓の車体開口縁２１とが平行又は略平行であり、第１の独立導体４１が第３の独立導体４３より窓の車体開口縁２１側に配されている。

図１に示す例は、図２に示す例より、視野の向上、コンパクト化及びローコスト化を促進する態様である。図１に示す例は、独立導体を３つにすることにより、図２に示す例より、アンテナ中心を窓の車体開口縁２１に近づけられる。

本発明において、アンテナ中心を中心として、第２のアンテナ線条２０が第１のアンテナ線条１０の点対称又略点対称の位置に設けられていることが通信特性を向上させる上で好ましい。しかし、これに限定されず、第２のアンテナ線条２０が第１のアンテナ線条１０の点対称又は略点対称の位置に設けられていなくても使用できる。

本発明において、第１のアンテナ線条１０の形状及び第２のアンテナ線条２０の形状については、それぞれ、図２に示すとおり、完全なループ状の導電性線条であることが円偏波用としては好ましい。しかし、これに限定されず、図３に示すとおり、ループ状の導電性線条の一部を所定長にわたって切除してなる容量結合部を有する不完全なループ状の導電性線条であってもよい。なお、図３（以下、後述する図４〜６においも同様）では独立導体は省略されている。図３〜６に示されている第１のアンテナ及び第２のアンテナを図１，２に示されている第１のアンテナ及び第２のアンテナの代わりに使用できる。
図１，２に示す例は、特に小型化に貢献する傾向であり、図３〜６に示す例は、特にアンテナ利得を向上に貢献する傾向である。

図２、３に示す第１のアンテナ線条１０及び第２のアンテナ線条２０がそれぞれ構成する図形は、正方形又は略正方形であり、このようにすることが円偏波用としては好ましい。しかし、これに限定されず、該図形が三角形、略三角形、長方形状等の四角形、略長方形状等の略四角形、円、略円、楕円又略楕円等であっても使用できる。

本発明において、第１のアンテナ線条１０の任意点と、該任意点以外の別の第１のアンテナ線条１０の点とを容量結合させる手段を備えており、第２のアンテナ線条２０の任意点と、該任意点以外の別の第２のアンテナ線条２０の点とを容量結合させる手段を備えていてもよい。この態様の具体例が、図１，２に示されている第１の容量結合用線条及び第２の容量結合用線条である。

なお、以下の説明において、第１のアンテナ線条１０と、第１のアンテナ線条１０に設けられている線条（例えば、図１，２に示す例における第１の容量結合用線条）とを第１のアンテナといい、第２のアンテナ線条２０と、第２のアンテナ線条２０に設けられている線条（例えば、図１，２に示す例における第２の容量結合用線条）とを第２のアンテナという。

以下の説明では説明を簡単化するために、第１のアンテナについての形状及び寸法に関する仕様のみについて述べているときには、第１のアンテナと第２のアンテナとが、同一形状及び同一寸法、又は、略同一形状及び略同一寸法であることを前提として、第１アンテナについての形状及び寸法に関する仕様を第２のアンテナに適用する。

図１，２に示す例では、第１のアンテナ線条１０に接続され第１のアンテナ線条１０の内側に伸長されている一対の結合枝線１，２からなる第１の容量結合用線条が設けられている。また、一対の結合枝線１，２の開放端が相互に近接して容量結合されている。一対の結合枝線１，２が相互に平行であり、又は、一直線上にあるので、一対の結合枝線１，２のそれぞれの開放端が相互に最近接部分である。

図１，２に示されていないが、一対の結合枝線１，２が相互に平行でない場合には、一対の結合枝線１，２の最近接部分の近傍に、一対の結合枝線１，２のそれぞれの開放端があるか、又は、一対の結合枝線１，２の開放端のいずれか一方がある。

仮に一対の結合枝線１，２をそれぞれの開放端側に伸長させたときにそれぞれの伸長部分が衝突して接続するような位置関係に該一対の結合枝線が配置されることが通信特性を向上させる上で好ましい。しかし、これに限定されず、両者の伸長部分がずれて衝突せず、接続しなくても、結合枝線１の開放端と結合枝線２の開放端とが近接して容量結合されており、一対の結合枝線１，２が近接することにおいて、結合枝線１の開放端と結合枝線２の開放端とが最近接部分であれば使用できる。

また、一対の結合枝線１，２が一直線又は略一直線上に構成されていることが通信特性を向上させる上で好ましいが、これに限定されず、一対の結合枝線１，２が一直線又は略一直線上に構成されていなくても使用できる。

図４には、図１，２に示す例とは別の、第１のアンテナ及び第２のアンテナの例を示す。図４において、誘電体基板にループ状の第１のアンテナ線条１０及びループ状の第２のアンテナ線条２０が近接して設けられている。また、第１のアンテナ線条１０に接続され第１のアンテナ線条１０の内側に伸長されている第１の枝線２４が設けられている。第１の枝線２４に近接する第１の枝線２４以外の枝線は第１のアンテナ線条１０の内側に設けられてない。さらに、第２のアンテナ線条２０に接続され第２のアンテナ線条２０の内側に伸長されている第２の枝線２５が設けられている。第２の枝線２５に近接する第２の枝線２５以外の枝線は第２のアンテナ線条２０の内側に設けられてない。

図４に示す例では、第１の枝線２４及び第２の枝線２５が開放端を有しており、このようにすることが円偏波の通信特性を向上させる点で好ましい。しかし、これに限定されず、第１の枝線２４及び第２の枝線２５の少なくとも一方が開放端を有していれば使用できる。また、図４に示す例において、第１の枝線２４と第２の枝線２５とが横断線８の中心点を中心として、点対称又は略点対称であり、このようにすることが円偏波の通信特性を向上させる点で好ましい。

図５には、図１〜４に示す例とは別の、第１のアンテナ及び第２のアンテナの例を示す。図５において、誘電体基板にループ状の第１のアンテナ線条１０及びループ状の第２のアンテナ線条２０が近接して設けられている。図５に示すとおり、第１のアンテナ線条１０の任意点と、該任意点以外の別の第１のアンテナ線条１０の点とを接続する第１の補助線２６を備えている。また、第２のアンテナ線条２０の任意点と、該任意点以外の別の第２のアンテナ線条２０の点とを接続する第２の補助線２７を備えている。アンテナ中心を中心として、点対称又は略点対称であり、このようにすることが円偏波の通信特性を向上させる点で好ましい。

図６には、図１〜５に示す例とは別の、第１のアンテナ及び第２のアンテナの例を示す。図６において、第１のアンテナ線条１０と第１の補助線２６とで囲まれる領域であって、第１のアンテナ線条１０の前記最近接部分に接していない領域Ａ（Ａの字は不図示：符号２８の引出し線の先端が指す斜線部）に第１の導電層２８が設けられている。また、第２のアンテナ線条２０と第２の補助線２７とで囲まれる領域であって、第２のアンテナ線条の前記最近接部分に接していない領域Ｂ（Ｂの字は不図示：符号２９の引出し線の先端が指す斜線部）に第２の導電層２９が設けられている。

生産性向上を考慮すれば、領域Ａにおいて、第１のアンテナ線条１０及び第１の補助線２６は、第１の導電層２８と一体化した導電層としていることが好ましい。また、領域Ｂにおいて、第２のアンテナ線条２０及び第２の補助線２７は、第２の導電層２９と一体化していることが好ましい。このように第１の導電層２８及び第２の導電層２９が設けることにより、アンテナ利得が向上し好ましい。

図６に示す例では、領域Ａ及び領域Ｂの全部に導電層が設けられており、アンテナ利得向上の点で好ましい。しかし、これに限定されず、領域Ａ及び領域Ｂの少なくとも一部に導電層が設けられても使用できる。

さらに、別の実施例を示すと、第１のアンテナ線条１０と第１の補助線２６とで囲まれる領域であって、第１のアンテナ線条１０の前記最近接部分に接している領域Ｃ（領域Ａ以外の領域）の少なくとも一部に第３の導電層が設けられており、第２のアンテナ線条２０と第２の補助線２７とで囲まれる領域であって、第２のアンテナ線条２０の前記最近接部分に接している領域Ｄ（領域Ｂ以外の領域）の少なくとも一部に第４の導電層が設けられている例が挙げられる。

生産性向上を考慮すれば、領域Ｃにおいて、第１のアンテナ線条１０及び第１の補助線２６は、第３の導電層と一体化していることが好ましい。また、領域Ｄにおいて、第２のアンテナ線条２０及び第２の補助線２７は、第４の導電層と一体化していることが好ましい。このように第３の導電層及び第４の導電層が設けることにより、アンテナ利得が向上し好ましい。

この例では、領域Ｃ及び領域Ｄの全部に導電層が設けられるようにすることが、アンテナ利得向上の点で好ましい。しかし、これに限定されず、領域Ｃ及び領域Ｄの少なくとも一部に導電層が設けられても使用できる。

第１のアンテナ線条１０と第２のアンテナ線条２０との、それぞれの最近接部分の間の中心をアンテナ中心というとき、図１，２，４〜６に示す例では、第１のアンテナ線条１０の重心、アンテナ中心及び第２のアンテナ線条２０の重心が、一直線又は略一直線上になるように第１のアンテナ線条１０と第２のアンテナ線条２０とが配されている。

換言すると、図１，２に示す例では、第１のアンテナ線条１０の中心、アンテナ中心及び第２のアンテナ線条２０の中心が、一直線又は略一直線上になるように第１のアンテナ線条１０と第２のアンテナ線条２０とが配されている。

なお、図１，２に示す例では、アンテナ中心は図示されている給電部４の中心に存在する。また、第１のアンテナ線条１０の最近接部分は第１のアンテナ線条１０の角部の頂点であり、第２のアンテナ線条２０の最近接部分は第２のアンテナ線条２０の角部の頂点である。

本発明において、第１のアンテナ線条１０の前記最近接部分又は該最近接部分の近傍に第１の給電箇所が設けられており、第２のアンテナ線条２０の前記最近接部分又は該最近接部分の近傍に第２の給電箇所が設けられていることが、アンテナ利得を向上させる点で好ましい。

本発明の平面アンテナを受信用アンテナとして用いる場合には、第１のアンテナ線条１０と第２のアンテナ線条２０とから給電する。本発明の平面アンテナを送信用アンテナとして用いる場合には、第１のアンテナ線条１０と第２のアンテナ線条２０へ給電する。

図１〜６に示す例について、給電手段について述べると、同軸ケーブル（不図示）の中心導体を、第１の給電箇所又は第２の給電箇所のうちのどちらか一方に半田等により接続し、この同軸ケーブルの外側導体を第１の給電箇所又は第２の給電箇所のうちの残る他方に半田等により接続する給電手段が挙げられる。しかし、これに限定されず、第１の給電箇所及び第２の給電箇所のそれぞれにリード線、給電ピン等を半田等により接続し、それぞれのリード線又はそれぞれの給電ピンを同軸ケーブルの中心導体又は外側導体に接続してもよい。

さらに、本発明の平面アンテナに同軸ケーブル、リード線又は給電ピン等を直接接続する場合には、第１のアンテナ線条１０の線幅と比較して第１の給電箇所の線幅又は第２のアンテナ線条２０の線幅と比較して第２の給電箇所の線幅をそれぞれ太くして給電点とすることが好ましい。接続の信頼性を向上させるためである。

また、別の給電手段として、図示していないが、第１の給電箇所に接続されている第１の給電線を設け、さらに、第２の給電箇所に接続されている第２の給電線を設け、同軸ケーブルの中心導体をこれらの給電線のうちのどちらか一方に半田等により接続し、この同軸ケーブルの外側導体をこれらの給電線のうちの残る他方に半田等により接続する給電手段が挙げられる。

また、上記第１の給電線と第２の給電線にそれぞれ給電点を設け、これらの給電点それぞれに同軸ケーブル、リード線又は給電ピン等を半田等により接続してもよく、電磁結合を利用してもよく、これに限定されず、給電できればどんな給電手段でもよい。

図８は図１，２に示す例とは別の実施形態の平面図である。図８において、５１はアンテナ導体、５４は給電点、５８は無限横断線、Ｘ_３は無限横断線５８が独立導体Ａを貫通するか、又は、立体的に交差する箇所、Ｘ_４は無限横断線５８が独立導体Ｂを貫通するか、又は、立体的に交差する箇所、Ｌ_３は箇所Ｘ_３とアンテナ導体５１との最短間隔、Ｌ_４は箇所Ｘ_４とアンテナ導体５１との最短間隔、θ_３は箇所Ｘ_３において、無限横断線５８と独立導体Ａの直線部分とがなす角のうち小さい方の角、θ_４は箇所Ｘ_４において、無限横断線５８と独立導体Ｂの直線部分とがなす角のうち小さい方の角である。

アンテナ導体５１と、それぞれ所定距離をおいて離間して設けられている２つの導体を備えており、該２つの導体をそれぞれ独立導体Ａ、独立導体Ｂといい、アンテナ導体５１の重心、又は、アンテナ導体５１の中心を通り、アンテナ導体５１の長手方向に平行な直線を無限横断線５８というとき、独立導体Ａはアンテナ導体５１の片側に配されており、独立導体Ｂはアンテナ導体５１の残る片側に配されている。無限横断線５８が、独立導体Ａと独立導体Ｂとを貫通するか、又は、立体的に交差するように、独立導体Ａと独立導体Ｂとが誘電体基板である窓ガラス板９に配設されている。なお、アンテナ導体５１の長手方向とは、最大幅方向をいう。

図８に示すアンテナ導体５１は、略コの字状であり、無限横断線５８の方向（長手方向）に電界の伝播方向を有し、アンテナ利得を有し、ヌル点を有さない。本実施形態にて、アンテナ導体は略コの字状に限定されず、コの字状、Ｕの字状、略Ｕの字状、Ｃの字状又は略Ｃの字状等であってもよく、アンテナ導体の長手方向に電界の伝播方向を有し、アンテナ利得を有し、ヌル点を有さない形状及び寸法を有するものであれば適用できる。

無限横断線５８が無限横断線８ａに相当し、Ｘ_３，Ｘ_４はそれぞれＸ_１，Ｘ_２に相当し、、Ｌ_３，Ｌ_４はそれぞれＬ_１，Ｌ_２に相当し、θ_３，θ_４はそれぞれθ_１，θ_２に相当する。したがって、Ｘ_３，Ｘ_４、Ｌ_３，Ｌ_４及びθ_３，θ_４に関連する条件は、図１に示す例に関し説明した条件を適用する。なお、アンテナ導体５１はモノポールアンテナとして機能する。

図８に示す例は、地上波デジタルテレビ放送、電話用の８００ＭＨｚ帯、１．５ＧＨｚ帯、１．８ＧＨｚ帯、１．９ＧＨｚ帯やＧＰＳ（衛星測位システム：Global Positioning System ）の１．２ＧＨｚ帯、１．５ＧＨｚ帯、自動車用キーレスエントリィシステム（３００〜４５０ＭＨｚ）に適している。

本発明において、第１のアンテナ線条１０、第２のアンテナ線条２０、第１の容量結合用線条、第２の容量結合用線条、第１の給電線及び第２の給電線給電線等の導体パターンは、通常、回路基板等の誘電体基板に導電パターンを形成することにより作製される。

本発明の平面アンテナを車両用ガラスアンテナとする場合には、誘電体基板を窓ガラス板として、本発明の平面アンテナにおける導体（誘電体基板に設けられる導体、例えば、図１，２に示すアンテナ線条１０、２０、結合枝線１，２、独立導体４１〜４８、アンテナ導体５１及び給電点５４）については、通常、銀ペースト等の、導電性金属を含有するペーストを窓ガラス板の車内側表面にプリントし、焼付けて形成される。しかし、この形成方法に限定されず、銅等の導電性物質からなる、線状体又は箔状体を、窓ガラス板の車内側表面又は車外側表面に形成してもよく、窓ガラス板自身の内部に設けてもよい。

本発明のアンテナ装置は、１〜６ＧＨｚの周波数帯の通信に用いるのに適しており、２．１０〜２．６５ＧＨｚの周波数帯の通信により適している。すなわち、通信する電波の周波数が、１〜６ＧＨｚの間に存在する周波数を含むことが好ましい。さらに、通信する電波の周波数が、２．１０〜２．６５ＧＨｚの間に存在する周波数を含むことがより好ましい。デジタルテレビ等の水平偏波、垂直偏波等の直線偏波の通信、衛星波の円偏波の通信に利用できる。

以下に実施例を用いて本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例には限定されず、本発明の要旨を損なわない限り、各種の改良や変更も本発明に含まれる。以下、図面にしたがって、実施例を詳細に説明する。

「例１（比較例）」
図２に示すような平面アンテナであって、独立導体４１〜４８が設けられていない平面アンテナ（図７に示す平面アンテナであり、図７では第２のアンテナ線条２０は省略されている）を、自動車の後部窓ガラス板の車内側面に銅箔を形成したもので製作し、測定を行った。この平面アンテナの動作周波数は２．３８ＧＨｚであり、電波は左旋回円偏波とした。図７に第１のアンテナ線条１０の寸法を示す。各部の寸法、定数は以下のとおりである。第１のアンテナ線条１０と第２のアンテナ線条２０とは、アンテナ中心を中心として点対称とした。

後部窓ガラス板の厚さ ３．５０ｍｍ、
後部窓ガラス板の比誘電率 ７．０、
第１のアンテナ線条１０が構成する四角形の１辺の長さ（Ｌ_ｘ＝Ｌ_ｙ）
１５．１９ｍｍ、
第１のアンテナ線条１０の第２のアンテナ線条２０との最近接部と、結合枝線２の最短間隔Ｌ_ａ １２．１５ｍｍ、
一対の結合枝線１，２の最短間隔ｇ ０．５ｍｍ、
Ｒ_１ ５０．０ｍｍ、
窓の車体開口縁２１とアンテナ中心との間の最短間隔 ８０ｍｍ、
電波の周波数 ２．３８ＧＨｚ。

第１のアンテナ線条１０の線幅、第２のアンテナ線条２０の線幅及び結合枝線１，２の線幅 ０．４ｍｍ、
後部窓ガラス板の水平方向に対する傾き ２６．０。

水平方向を仰角０°として、天頂を仰角９０°としたとき、アンテナ中心から見て自動車後方仰角６０°での指向性を測定し、図９に示した。

図９の紙面に向かって、右方向が自動車前方であり、左方向が自動車後方である。図９の指向特性図の中心は−５０ｄＢであり、最小の円目盛が−３０ｄＢであり、中心から２番目の円目盛が−１０ｄＢであり、最大の円目盛（最外周円）が＋１０ｄＢである。図９についてのこの仕様は、以下に述べる図１０〜１２にも適用される。

図９に示すアンテナ利得について、最大値は、２．２１ｄＢであり、最小値は、-２５．９６ｄＢである。したがって、この最大値とこの最小値の差は、２８．１７ｄＢであり、この差が大きいため、無指向性になっておらず、さらに、ヌル点において、アンテナ利得が急激に低下していることがわかる。

「例２（実施例）」
例１において、図２に示すとおり、８つの独立導体４１〜４８を設けた。独立導体４１〜４８の長さはすべて同じとし、独立導体４１〜４８の寸法を以下に示した。

Ｌ_１ ２８．５２ｍｍ、
Ｌ_２ ２８．５２ｍｍ、
Ｌ_４８ ３２．０ｍｍ、
α ９０°、
β ４５°、
θ_１ ９０°、
θ_２ ９０°、
独立導体４１〜４８の線幅 ０．４ｍｍ。

指向性を測定し、図１０に示した。図１０に示すアンテナ利得について、最大値は、４．５４ｄＢであり、最小値は、-１２．９５ｄＢである。したがって、この最大値とこの最小値の差は、１７．４９ｄＢであり、この差が小さいため、無指向性に近くなっており、さらに、ヌル点において、アンテナ利得が急激に低下していないことがわかる。

「例３（実施例）」
独立導体４８を設けていない以外は、例２と同様の平面アンテナを製作し、指向性を測定し、図１１に示した。図１１に示すアンテナ利得について、最大値は、４．４６ｄＢであり、最小値は、-１３．９４ｄＢである。したがって、この最大値とこの最小値の差は、１８．４ｄＢであり、この差が小さいため、無指向性に近くなっており、さらに、ヌル点において、アンテナ利得が急激に低下していないことがわかる。

「例４（実施例）」
独立導体４１，４３，４５，４７及び４８を設けていない以外は、例２と同様の平面アンテナを製作し（結局、図１に示すような平面アンテナ）、指向性を測定し、図１２に示した。図１２に示すアンテナ利得について、最大値は、０．６２ｄＢであり、最小値は、-２２．４８ｄＢである。したがって、この最大値とこの最小値の差は、２３．１ｄＢであり、この差が例１より小さくなっており、無指向性に近くなっている。

以上、例１〜４を説明したが、アンテナ利得の最大値と最小値の差をＺといい、例１〜４におけるＺをそれぞれＺ_１〜４というとき、Ｚ_１とＺ_２〜4との差についてそれぞれ表１に示した。

本発明の平面アンテナは、ＥＴＣ、ＳＤＡＲＳ（Satellite Digital Audio Radio System、２．１〜２．６５ＧＨｚ帯）等の円偏波等の通信に利用される。また、ＥＴＣや同様の周波数帯を用いるＤＳＲＣ（専用狭域通信：Dedicated Short Range Communication）のほか種々のデータ通信にも使用可能である。さらに、地上波デジタルテレビ放送（４７３〜７６７ＭＨｚ）、電話用の８００ＭＨｚ帯、１．５ＧＨｚ帯、１．８ＧＨｚ帯、１．９ＧＨｚ帯やＧＰＳの１．２ＧＨｚ帯、１．５ＧＨｚ帯、ＶＩＣＳ（道路交通情報システム：Vehicle Information and Communication System）の２．５ＧＨｚの電磁波の送受信に用いることもできる。上記帯域以外にもＵＨＦ帯（３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ）、自動車用キーレスエントリィシステムの電波の送信、高周波帯（３ＧＨｚ〜３０ＧＨｚ）やミリ波帯（３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚ）の電波の送信又は受信にも用いることができる。

本発明の平面アンテナの一実施形態の平面図であって、アンテナ線条が設けられている窓ガラス板の片面を見た平面図。 図１に示す例とは別の実施形態の平面図。 図１に示す第１のアンテナ線条１０及び第２のアンテナ線条２０とは別の形状を示す実施形態の平面図。 図１に示す独立導体以外の平面アンテナの部分について、別の形状を示す実施形態の平面図。 図１に示す独立導体以外の平面アンテナの部分について、別の形状を示す実施形態の平面図。 図１に示す独立導体以外の平面アンテナの部分について、別の形状を示す実施形態の平面図。 図１，２に示す第１のアンテナ線条１０の部分を示した平面図。 図１，２に示す例とは別の実施形態の平面図。 例１の指向特性図。 例２の指向特性図。 例３指向特性図。 例４の指向特性図。 従来例の平面図。

符号の説明

１，２：一対の結合枝線
４：給電部
５：仮定された半径Ｒ_１の円
７：仮定された直線
８：横断線
９：誘電体基板である窓ガラス板
１０：第１のアンテナ線条
１１，１２：一対の結合枝線
２０：第２のアンテナ線条
４１〜４８：独立導体
５１：アンテナ導体
５４：給電点
５８：無限横断線
Ｘ_１：無限横断線８ａが独立導体Ａを貫通するか、又は、立体的に交差する箇所
Ｘ_２：無限横断線８ａが独立導体Ｂを貫通するか、又は、立体的に交差する箇所
Ｌ_１：箇所Ｘ_１と第１のアンテナ線条１０との最短間隔
Ｌ_２：箇所Ｘ_２と第２のアンテナ線条２０との最短間隔
θ_１：箇所Ｘ_１において、無限横断線８ａと独立導体Ａの直線部分とがなす角のうち小さい方の角
θ_２：箇所Ｘ_２において、無限横断線８ａと独立導体Ｂの直線部分とがなす角のうち小さい方の角
ｇ：結合枝線１の開放端１と結合枝線２の開放端との最短間隔
Ｌ_ａ：第１のアンテナ線条１０の第２のアンテナ線条２０との最近接部と、結合枝線２の最短間隔
Ｌ_ｘ，Ｌ_ｙ：アンテナ線条１０が構成する四角形の１辺の長さ
Ｌ_４８：第８の独立導体の長さ
α：直線７と独立導体の直線部分とがなす角
β：半径Ｒ_１の円の中心と第５の重心とを結ぶ直線１７と直線７とがなす角のうちの小さい方の角

Claims (35)

1. モノポールアンテナのアンテナ導体が誘電体基板に設けられている平面アンテナにおいて、
   アンテナ導体と、それぞれ所定距離をおいて離間して設けられている２つの導体を備えており、該２つの導体をそれぞれ独立導体Ａ、独立導体Ｂといい、
   アンテナ導体の重心、又は、アンテナ導体の中心を通り、アンテナ導体の長手方向に平行な直線を無限横断線というとき、
   該アンテナ導体は、該長手方向にアンテナ利得を有する形状及び寸法を有しており、
   独立導体Ａはアンテナ導体の片側に配されており、独立導体Ｂはアンテナ導体の残る片側に配されており、
   かつ、無限横断線が、独立導体Ａと独立導体Ｂとを貫通するか、又は、立体的に交差するように、独立導体Ａと独立導体Ｂとが上記誘電体基板に配設されていることを特徴とする平面アンテナ。
2. ループ状の第１のアンテナ線条と、ループ状の第２のアンテナ線条とが近接して誘電体基板に設けられている平面アンテナにおいて、
   第１のアンテナ線条及び第２のアンテナ線条と、それぞれ所定距離をおいて離間して設けられている２つの導体を備えており、該２つの導体をそれぞれ独立導体Ａ、独立導体Ｂといい、
   第１のアンテナ線条の重心及び第２のアンテナ線条の重心を結ぶ直線、又は、第１のアンテナ線条の中心及び第２のアンテナ線条の中心を結ぶ直線を仮定し、該直線を横断線といい、さらに、横断線を無限に伸張させた直線を仮定し、該直線を無限横断線といい、
   第１のアンテナ線条と第２のアンテナ線条との、それぞれの最近接部分の間の中心をアンテナ中心というとき、
   アンテナ中心から見て、独立導体Ａは第１のアンテナ線条側に配設されており、
   アンテナ中心から見て、独立導体Ｂは第２のアンテナ線条側に配設されており、
   無限横断線が、独立導体Ａと独立導体Ｂとを貫通するか、又は、立体的に交差するように、独立導体Ａと独立導体Ｂとが上記誘電体基板に設けられていることを特徴とする平面アンテナ。
3. 前記無限横断線が前記独立導体Ａと前記独立導体Ｂとを貫通するか、又は、立体的に交差する箇所において、独立導体Ａと独立導体Ｂがそれぞれ直線部分又は曲線部分を有し、
   該箇所における、無限横断線と、独立導体Ａの該直線部分又は該曲線部分の接線とがなす角のうち小さい方の角の角度が、７２〜１０８°であり、
   該箇所における、無限横断線と、独立導体Ｂの該直線部分又は該曲線部分の接線とがなす角のうち小さい方の角の角度が、７２〜１０８°である請求項２に記載の平面アンテナ。
4. 前記独立導体Ａ及び前記独立導体Ｂがともに長手方向を有する形状を有し、
   前記無限横断線と独立導体Ａの長手方向とがなす角のうち小さい方の角の角度が、７２〜１０８°であり、
   無限横断線と独立導体Ｂの長手方向とがなす角のうち小さい方の角の角度が、７２〜１０８°である請求項２又は３に記載の平面アンテナ。
5. 前記無限横断線が、前記独立導体Ａと前記独立導体Ｂとを貫通するか、又は、立体的に交差する箇所において、
   独立導体Ａの該箇所と前記第１のアンテナ線条との最短間隔をＬ_１といい、独立導体Ｂの該箇所と前記第２のアンテナ線条との最短間隔をＬ_２といい、通信する電波の空気中の波長をλ_０というとき、
   Ｌ_１及びＬ_２がそれぞれ１０ｍｍ〜０．５１λ_０である請求項２〜４のいずれかに記載の平面アンテナ。
6. 前記独立導体Ａが直線及び曲線の少なくとも一方からなり、
   前記独立導体Ｂが直線及び曲線の少なくとも一方からなる請求項２〜５のいずれかに記載の平面アンテナ。
7. 前記アンテナ中心を中心として、前記独立導体Ａと前記独立導体Ｂとが相互に点対称又は略点対称に配設されている請求項２〜６のいずれかに記載の平面アンテナ。
8. ループ状の第１のアンテナ線条と、ループ状の第２のアンテナ線条とが近接して自動車の窓ガラス板に設けられ、かつ、窓の車体開口縁の近傍に配されている平面アンテナにおいて、
   第１のアンテナ線条の重心及び第２のアンテナ線条の重心を結ぶ直線、又は、第１のアンテナ線条の中心及び第２のアンテナ線条の中心を結ぶ直線を仮定し、該直線を横断線というとき、
   該窓ガラス板には独立導体Ｃが設けられており、独立導体Ｃが長手方向を有する形状を有し、独立導体Ｃの長手方向と横断線とが窓の車体開口縁にそれぞれ平行又は略平行になるように、かつ、独立導体Ｃと窓の車体開口縁との間に、第１のアンテナ線条と第２のアンテナ線条とが配されるように、独立導体Ｃ、第１のアンテナ線条及び第２のアンテナ線条が配設されていることを特徴とする平面アンテナ。
9. 前記第１のアンテナ線条の代わりに、ループ状の導電性線条の一部を所定長にわたって切除してなる容量結合部を有するアンテナ線条を用い、第１のアンテナ線条とし、
   前記第２のアンテナ線条の代わりに、ループ状の導電性線条の一部を所定長にわたって切除してなる容量結合部を有するアンテナ線条を用い、第２のアンテナ線条とした請求項２〜８のいずれかに記載の平面アンテナ。
10. 前記第１のアンテナ線条と前記第２のアンテナ線条との、それぞれの最近接部分の間の中心をアンテナ中心というとき、
    アンテナ中心を中心とする半径Ｒ_１の円を仮定し、通信する電波の空気中の波長をλ_０というときに、
    前記独立導体Ｃの一部分又は全体が、Ｒ_１＝（０．３〜０．６８）・λ_０のドーナツ状の領域に設けられており、
    前記窓の車体開口縁が、Ｒ_１＝（０．３〜０．６８）・λ_０のドーナツ状の領域に存在する請求項８に記載の平面アンテナ。
11. 前記第１のアンテナ線条及び前記第２のアンテナ線条と離間して設けられている複数の導体とを備えており、該複数の導体のそれぞれを独立導体といい、第１のアンテナ線条と第２のアンテナ線条との、それぞれの最近接部分の間の中心をアンテナ中心というとき、
    複数の独立導体のうちの２つがそれぞれ前記独立導体Ａ、前記独立導体Ｂであり、
    アンテナ中心を中心とする半径Ｒ_１の円を仮定し、通信する電波の空気中の波長をλ_０というとき、
    独立導体Ａ及び独立導体Ｂを除く複数の独立導体のうちの少なくとも１つの一部分又は全体が、Ｒ_１＝（０．３〜０．６８）・λ_０のドーナツ状の領域に設けられている請求項２〜７のいずれかに記載の平面アンテナ。
12. 前記複数の独立導体のうちの少なくとも１つの主要部、全部、中心又は重心が、Ｒ_１＝（０．３〜０．６８）・λ_０のドーナツ状の領域に設けられている請求項１１に記載の平面アンテナ。
13. 前記複数の独立導体のうちのうちの少なくとも１つの形状が線状であり、かつ、該線状の独立導体の導体長をＬ_Ｃとし、前記誘電体基板の材質の波長短縮率をｋとしたとき、λ_ｇ＝λ_０・ｋである場合に、
    該線状の独立導体のうちの１つ以上について、Ｌ_Ｃ／λ_ｇ＝０．２〜０．６５を満足する請求項１１又は１２に記載の平面アンテナ。
14. 前記複数の独立導体のうちの少なくとも一つの形状が線状以外の形状要素を備え、かつ、該独立導体の最大幅をＬ_ＣＭとし、前記誘電体基板の材質の波長短縮率をｋとしたとき、λ_ｇ＝λ_０・ｋである場合に、
    該独立導体のうちの１つ以上について、Ｌ_ＣＭ／λ_ｇ＝０．２〜０．６５を満足する請求項１１〜１３のいずれかに記載の平面アンテナ。
15. 前記複数の独立導体のうち、前記アンテナ中心を中心として相互に点対称又は略点対称に配設されている独立導体が少なくとも１対含まれている請求項１１〜１４のいずれかに記載の平面アンテナ。
16. 前記複数の独立導体のうちの１つ以上が直線部分を有し、該直線部分を有する独立導体のうちの少なくとも１つについて、
    前記半径Ｒ_１の円の中心と該独立導体の直線部分の中心点とを結ぶ直線を仮定するとき、該直線と該独立導体の直線部分とがなす角αの角度が、７２〜１０８°である請求項１１〜１５のいずれかに記載の平面アンテナ。
17. 前記複数の独立導体のうちの１つ以上が曲線部分を有し、該曲線部分を有する独立導体のうちの少なくとも１つについて、
    前記半径Ｒ_１の円の中心と該独立導体の曲線部分の中心点とを結ぶ直線を仮定し、該中心点における、該独立導体の曲線部分の接線を仮定するとき、該直線と該接線とがなす角αの角度が、７２〜１０８°である請求項１１〜１５のいずれかに記載の平面アンテナ。
18. 前記独立導体Ａ及び前記独立導体Ｂを除く前記複数の独立導体のうちの１つ以上が長手方向を有する形状を有し、
    前記半径Ｒ_１の円の中心と該独立導体の長手方向の中心点とを結ぶ直線を仮定するとき、該直線と該長手方向とがなす角αの角度が、７２〜１０８°である請求項１１〜１５のいずれかに記載の平面アンテナ。
19. 前記独立導体Ａ及び前記独立導体Ｂを除く前記複数の独立導体のうちの１つ以上が半円、略半円、弓形又は略弓形の弧の形状を有し、該半円、略半円、弓形又は略弓形の元となる円の中心が、前記半径Ｒ_１の円の中心と一致又は略一致する請求項１１〜１８のいずれかに記載の平面アンテナ。
20. 第１〜８の独立導体が時計周り方向に、該１〜８の番号順に順次、前記誘電体基板に配設されており、
    前記独立導体Ａが第２の独立導体であり、
    前記独立導体Ｂが第６の独立導体であり、
    第１〜８の独立導体の重心のそれぞれを第１〜８の重心といい、前記半径Ｒ_１の円の中心と第１〜８の重心とを結ぶ直線を仮定しそれぞれ第１〜８の重心線といい、Ｎが自然数であり、かつ、１から７まで変化する場合、
    第Ｎの重心線と第（Ｎ＋１）の重心線のなす角度のうちの小さい方の角、及び、第１の重心線と第８の重心線のなす角のうちの小さい方の角の角度が、４０．５〜４９．５°である請求項２〜７のいずれかに記載の平面アンテナ。
21. 前記誘電体基板が自動車の窓ガラス板であり、
    車内側又は車外側から見て、第１〜７の、７つの独立導体が時計周り方向に、該１〜７の番号順に順次、窓ガラス板に配設されており、
    前記独立導体Ａが第２の独立導体であり、
    前記独立導体Ｂが第６の独立導体であり、
    第１〜７の独立導体の重心のそれぞれを第１〜７の重心といい、前記半径Ｒ_１の円の中心と第１〜７の重心とを結ぶ直線を仮定しそれぞれ第１〜７の重心線といい、Ｎが自然数であり、かつ、１から６まで変化する場合、
    第Ｎの重心線と第（Ｎ＋１）の重心線のなす角のうちの小さい方の角の角度が、４０．５〜４９．５°であり、
    第１の重心線と第７の重心線のなす角度のうちの小さい方の角の角度が、８１〜９９°であり、
    第１の重心と第７の重心とを結ぶ直線を仮定するとき、該直線と窓の車体開口縁とが平行又は略平行であり、
    第１の独立導体が第３の独立導体より窓の車体開口縁側に配されている請求項２〜２１のいずれかに記載の平面アンテナ。
22. 前記第１のアンテナ線条及び前記第２のアンテナ線条のそれぞれが構成する図形が、三角形、略三角形、四角形状、略四角形状、円、略円、楕円又略楕円である請求項２〜７のいずれかに記載の平面アンテナ。
23. 前記第１のアンテナ線条及び前記第２のアンテナ線条のそれぞれが構成する図形が、正方形又は略正方形である請求項２〜２１のいずれかに記載の平面アンテナ。
24. 前記第１のアンテナ線条の任意点と、該任意点以外の別の第１のアンテナ線条の点とを容量結合させる手段を備えており、
    前記第２のアンテナ線条の任意点と、該任意点以外の別の第２のアンテナ線条の点とを容量結合させる手段を備えている請求項２〜２３のいずれかに記載の平面アンテナ。
25. 前記第１のアンテナ線条に接続され第１のアンテナ線条の内側に伸長されている一対の結合枝線からなる第１の容量結合用線条が設けられており、該一対の結合枝線の開放端が相互に近接して容量結合されており、
    該一対の結合枝線が相互に平行であるか、又は、一直線上にある場合には、該一対の結合枝線のそれぞれの開放端が相互に最近接部分であり、
    該一対の結合枝線が相互に平行でない場合には、該一対の結合枝線の最近接部分の近傍に、該一対の結合枝線のそれぞれの開放端があるか、又は、該一対の結合枝線の開放端のいずれか一方があり、
    前記第２のアンテナ線条に接続され第２のアンテナ線条の内側に伸長されている一対の結合枝線からなる第２の容量結合用線条が設けられており、該一対の結合枝線の開放端が相互に近接して容量結合されており、
    該一対の結合枝線が相互に平行であるか、又は、一直線上にある場合には、該一対の結合枝線のそれぞれの開放端が相互に最近接部分であり、
    該一対の結合枝線が相互に平行でない場合には、該一対の結合枝線の最近接部分の近傍に、該一対の結合枝線のそれぞれの開放端があるか、又は、該一対の結合枝線の開放端のいずれか一方がある請求項２〜２４のいずれかに記載の平面アンテナ。
26. 前記第１のアンテナ線条に接続され第１のアンテナ線条の内側に伸長されている第１の枝線が設けられており、第１の枝線に近接する第１の枝線以外の枝線は第１のアンテナ線条の内側に設けられてなく、
    前記第２のアンテナ線条に接続され第２のアンテナ線条の内側に伸長されている第２の枝線が設けられており、第２の枝線に近接する第２の枝線以外の枝線は第２のアンテナ線条の内側に設けられてなく、
    第１の枝線及び第２の枝線の両方が開放端を有している請求項２〜２４のいずれかに記載の平面アンテナ。
27. 前記第１のアンテナ線条の任意点と、該任意点以外の別の第１のアンテナ線条の点とを接続する第１の補助線を備えており、
    前記第２のアンテナ線条の任意点と、該任意点以外の別の第２のアンテナ線条の点とを接続する第２の補助線を備えており、
    第１の補助線と第２の補助線とがアンテナ中心を中心として、点対称又は略点対称である請求項２〜２４のいずれかに記載の円偏波用の平面アンテナ。
28. 前記第１のアンテナ線条の任意点と、該任意点以外の別の第１のアンテナ線条の点とを接続する第１の補助線を備えており、
    前記第２のアンテナ線条の任意点と、該任意点以外の別の第２のアンテナ線条の点とを接続する第２の補助線を備えており、
    前記第１のアンテナ線条と前記第１の補助線とで囲まれる領域であって、第１のアンテナ線条の前記最近接部分に接していない領域の少なくとも一部に導電層が設けられており、
    前記第２のアンテナ線条と前記第２の補助線とで囲まれる領域であって、第２のアンテナ線条の前記最近接部分に接していない領域の少なくとも一部に導電層が設けられている請求項２〜２３のいずれかに記載の平面アンテナ。
29. 前記第１のアンテナ線条の任意点と、該任意点以外の別の第１のアンテナ線条の点とを接続する第１の補助線を備えており、
    前記第２のアンテナ線条の任意点と、該任意点以外の別の第２のアンテナ線条の点とを接続する第２の補助線を備えており、
    前記第１のアンテナ線条に第１の給電箇所が設けられており、前記第２のアンテナ線条に第２の給電箇所が設けられており、
    第１のアンテナ線条と前記第１の補助線とで囲まれる領域であって、第１の給電箇所に接している領域の少なくとも一部に導電層が設けられており、
    第２のアンテナ線条と前記第２の補助線とで囲まれる領域であって、第２の給電箇所に接している領域の少なくとも一部に導電層が設けられている請求項２〜２３のいずれかに記載の平面アンテナ。
30. 前記第１のアンテナ線条の前記最近接部分又は該最近接部分の近傍に第１の給電箇所が設けられており、
    前記第２のアンテナ線条の前記最近接部分又は該最近接部分の近傍に第２の給電箇所が設けられている請求項２〜２９のいずれかに記載の記載の平面アンテナ。
31. 前記平面アンテナを受信用アンテナとして用いる場合には、第１のアンテナ線条と第２のアンテナ線条とから給電するようにし、
    前記平面アンテナを送信用アンテナとして用いる場合には、第１のアンテナ線条と第２のアンテナ線条へ給電する請求項２〜３０のいずれかに記載の記載の平面アンテナ。
32. アンテナ導体の形状が、コの字状、略コの字状、Ｕの字状、略Ｕの字状、Ｃの字状又は略Ｃの字状を備える請求項１に記載の記載の平面アンテナ。
33. 前記通信する電波の周波数が、１〜６ＧＨｚの間に存在する周波数を含む請求項１〜３２のいずれかに記載の平面アンテナ。
34. 前記通信する電波の周波数が、２．１０〜２．６５ＧＨｚの間に存在する周波数を含む請求項１〜３３のいずれかに記載の平面アンテナ。
35. 前記誘電体基板が自動車用の窓ガラス板であり、請求項１〜７、１１〜２０のいずれかに記載の平面アンテナを設けた自動車用の窓ガラス板。

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