JP2017038389A - パッチアンテナ及び無線通信機器 - Google Patents

Abstract

【課題】一方向に向けて上面の高さサイズが増加するアンテナケース内に収納する場合でも、アンテナケース内のスペースを有効に活用でき、感度特性の向上が図れるパッチアンテナと、当該パッチアンテナを搭載する無線通信機器とを提供すること。
【解決手段】本発明のパッチアンテナ１１０は、誘電体１１１が一端部から他端部に向けて上面の高さサイズが増加するように傾斜面が形成され、この誘電体１１１の上面に沿って放射素子１１２が設けられている。これによって、一方向に向けて高さサイズが増加するアンテナケースにパッチアンテナを収納状態で実装する場合に、アンテナ体積を増加させることができ、パッチアンテナ１１０の感度特性の向上を図ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、パッチアンテナ及び無線通信機器に関する。

従来、腕時計型の無線端末においては、当該無線端末を装着する腕等からの影響によるアンテナ特性の劣化の問題がある。そこで、この種の無線端末においては、ＧＮＤ面に対して天頂方向に指向性を持ち、当該無線端末を装着する腕等からの影響を受けにくい性質を有するパッチアンテナが使用されてきている。このパッチアンテナは、誘電体と、誘電体の上面に沿って設けられた放射素子と、誘電体の下面に沿って設けられた接地導体とを備えている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、パッチアンテナは、一般的に、腕時計型の無線端末に組み込まれる他の電子部品と比較すると大きな容量を占める。そこで、腕時計型の無線端末においては、電子部品が密集し実装スペースが確保しにくい本体ケースにではなく、本体ケースに比べて実装スペースが確保しやすいバンド取付部に、パッチアンテナを実装することも行われている。

図１２（Ａ）は従来の腕時計の平面図、図１２（Ｂ）は従来の腕時計の一部を切欠いて示す側面図である。
この腕時計６００は、バンド取付部６０１ａ，６０１ｂが付設された本体ケース６０１と、バンド取付部６０１ａ，６０１ｂに取り付けられたバンド６０２ａ，６０２ｂとを備えている。このうち本体ケース６０１とバンド取付部６０１ａ，６０１ｂは樹脂によって一体的に形成されている。そして、本体ケース６０１には通信モジュールとして例えばＧＰＳ（Global Positioning System）モジュールが組み込まれている。
バンド取付部６０１ａ，６０１ｂは、平面視で、本体ケース６０１側からバンド６０２ａ，６０２ｂ側に向けて幅が狭窄するように等脚台形状に形成されている。また、このバンド取付部６０１ａ，６０１ｂは、下面が本体ケース６０１と面一に形成され、厚さ（上面の高さ）サイズがバンド６０２ａ，６０２ｂ側から本体ケース６０１側に向けて増加するように形成されている。そして、指針式腕時計における６時側に位置するバンド取付部６０１ａはアンテナケースを構成し、このバンド取付部６０１ａにはパッチアンテナ６１０が収納状態で実装されている。ここで、「収納状態」とは、パッチアンテナ６１０がバンド取付部６０１ａからはみ出さないでしっかり収まっている状態を言う。

このパッチアンテナ６１０は、正四角柱の立体形状となっていて、平面視で正方形となっている。また、このパッチアンテナ６１０は、厚さ（上面の高さ）サイズが一定となるように形成されている。

特開２００２−１９８７２５号公報

ところで、このパッチアンテナ６１０の辺サイズと厚さサイズは、バンド取付部６０１ａのスペース内で最も小さい制約条件で決定される。すなわち、パッチアンテナ６１０の辺サイズは、バンド取付部６０１ａにおいて幅サイズよりも小さい奥行きサイズ（本体ケース６０１とバンド６０２ａとの間の距離）に合わせて決定され、パッチアンテナ６１０の厚さサイズは、バンド取付部６０１ａの最小高さサイズに合わせて決定される。
そのため、バンド取付部６０１ａの奥行きサイズ及び最小高さサイズが小さいと、その奥行きサイズ及び最小高さサイズに合わせてパッチアンテナ６１０を小型化せざるを得ず、アンテナ体積が小さくなり、十分な感度特性（アンテナ利得）が得られない場合があった。
本発明は、このような問題点に鑑みなされたもので、一方向に向けて上面の高さサイズが増加するアンテナケース内に収納する場合でも、アンテナケース内のスペースを有効に活用でき、感度特性の向上が図れるパッチアンテナと、当該パッチアンテナを搭載する無線通信機器とを提供することを目的としている。

本発明のパッチアンテナは、一端部から他端部に向けて上面の高さサイズが増加するように傾斜面が形成された誘電体と、
前記誘電体の上面に沿って設けられた放射素子と、
前記誘電体の下面に配置された接地導体と、
前記放射素子に電気的に接続された給電部材と、
を有することを特徴とする。

また、本発明の無線通信機器は、
一方向に向けて上面の高さサイズが増加するアンテナケースと、
一端部から他端部に向けて上面の高さサイズが増加するように傾斜面が形成された誘電体、前記誘電体の上面に沿って設けられた放射素子、前記誘電体の下面に配置された接地導体、及び、前記放射素子に電気的に接続された給電部材を有するパッチアンテナと、
を備え、
前記アンテナケースの高さサイズの増加方向と前記パッチアンテナの高さサイズの増加方向とが合致するように、前記アンテナケースに前記パッチアンテナを収納状態で実装したことを特徴とする。

本発明によれば、一方向に向けて高さサイズが増加するアンテナケースにパッチアンテナを収納状態で実装する場合、アンテナケースの上面の高さサイズの増加方向とパッチアンテナの上面の高さサイズの増加方向とを合致させることにより、アンテナ体積を増加させることができるので、パッチアンテナの感度特性の向上を図ることができる。

図１（Ａ）は実施形態の腕時計の平面図、図１（Ｂ）は実施形態の腕時計の一部を切欠いた状態を示す側面図である。 図１の腕時計のパッチアンテナを示す斜視図である。 図２のパッチアンテナの実装構造を示す側面図である。 従来のパッチアンテナのシミュレーションモデルを示す斜視図である。 図４のパッチアンテナのシミュレーションモデルの放射パターンを示す図である。 図２のパッチアンテナのシミュレーションモデルの放射パターンを示す図である。 本発明のパッチアンテナの第１の変形例を示す斜視図である。 図７のパッチアンテナのシミュレーションモデルの放射パターンを示す図である。 本発明のパッチアンテナの第２の変形例を示す斜視図である。 本発明のパッチアンテナの第３の変形例を示す斜視図である。 本発明のパッチアンテナの第４の変形例を示す斜視図である。 図１２（Ａ）は従来の腕時計の平面図、図１２（Ｂ）は従来の腕時計の一部を切欠いた状態を示す側面図である。

以下、図面に基づいて、本発明を実施するための形態を具体的に説明する。なお、本実施形態では、無線通信機器が通信機能を備える腕時計である場合を例として説明するが、無線通信機器は、腕時計に限定されない。

図１（Ａ）は腕時計の平面図、図１（Ｂ）は腕時計の一部を切欠いて示す側面図である。
この腕時計１００は、指針式時計における６時及び１２時の方向にバンド取付部１０１ａ，１０１ｂが付設された本体ケース１０１と、バンド取付部１０１ａ，１０１ｂに取り付けられたバンド１０２ａ，１０２ｂとを備えている。このうち本体ケース１０１とバンド取付部１０１ａ，１０１ｂは樹脂によって一体的に形成されている。そして、本体ケース１０１には通信モジュールが組み込まれている。通信モジュールは、例えばＧＰＳ等の円偏波の電波を受信するものである。
この腕時計１００のバンド取付部１０１ａ，１０１ｂは、平面視で、本体ケース１０１側からバンド１０２ａ，１０２ｂ側に向けて幅が狭窄するように等脚台形状に形成されている。また、このバンド取付部１０１ａ，１０１ｂは、下面が本体ケース１０１と面一に形成され、厚さ（上面の高さ）サイズがバンド１０２ａ，１０２ｂ側から本体ケース１０１側に向けて増加するように形成されている。つまり、バンド取付部１０１ａ，１０１ｂの上面は、バンド１０２ａ，１０２ｂ側から本体ケース１０１側に向けて上向き傾斜を有する傾斜面となっている。そして、この２つのバンド取付部１０１ａ，１０１ｂのうち６時側（指針式時計における６時側）に位置するバンド取付部１０１ａはアンテナケースを構成し、このバンド取付部１０１ａにはパッチアンテナ１１０が収納状態で実装されている。ここで、「収納状態」とは、パッチアンテナ１１０がバンド取付部１０１ａからはみ出さないでしっかり収まっている状態を言う。

図２はパッチアンテナの斜視図、図３は図２のパッチアンテナの実装構造を示す側面図である。なお、図２にはパッチアンテナのサイズの一例が付記されているが、本実施形態のパッチアンテナは当該サイズに限定されるものではないことは勿論である。
このパッチアンテナ１１０の誘電体１１１は、平面視で正方形となっている。また、このパッチアンテナ１１０は、側面視で、厚さ（上面の高さ）サイズが一端側から他端側に向けて増加するように形成されている。つまり、パッチアンテナ１１０の上面は、一端側から他端側に向けて上向き傾斜を有する傾斜面となっている。

このパッチアンテナ１１０は、誘電体１１１と、誘電体１１１の上面に沿って設けられた放射素子１１２と、誘電体１１１の下面に沿って設けられた接地導体１１３とを備えている。

ここで、誘電体１１１は、例えばセラミックを材料に構成されている。また、この誘電体１１１は、側面視で、厚さ（上面の高さ）サイズが一端側から他端側に向けて増加するように形成されている。つまり、誘電体１１１の上面は、一端側から他端側に向けて上向き傾斜を有する傾斜面１１１ａとなっている。そして、この傾斜面１１１ａは、当該傾斜面１１１ａに直交する方向から見た場合、長方形となっている。

放射素子１１２は、誘電体１１１の傾斜面１１１ａに直交する方向から見た場合、正方形の対向する１組の角部に切欠きを形成した形状となっている。この放射素子１１２は、例えば所定厚さの銀箔、金属板又は金属膜等で構成されている。この放射素子１１２は、誘電体１１１の傾斜面１１１ａの上面に沿って厚さ一定に形成されている。その際、放射素子１１２は、主たる４つの辺のそれぞれが誘電体１１１の傾斜面１１１ａの４つの辺のそれぞれと１対１で対向し、この対向する辺同士が互いに平行となるように誘電体１１１の傾斜面１１１ａに形成されている。

接地導体１１３は、平面視で誘電体１１１よりも大きな形状となっている。この接地導体１１３は、例えば所定厚さの銀箔、金属板又は金属膜等で構成されるが、ここでは金属板によって構成されている。なお、この接地導体１１３は、誘電体１１１の同軸ケーブル１２０の設置場所を除く全面だけに形成されていてもよい。また、接地導体１１３の下側にさらに他の接地導体を配置し、接地導体１１３を当該他の接地導体を介して接地するような構造としてもよい。

そして、この接地導体１１３と誘電体１１１とを貫通するように給電部材である同軸ケーブル１２０が配置されている。この同軸ケーブル１２０の芯線（内部導体）１２１は放射素子１１２に半田（図示せず）を介して電気的に接続されている。この場合の放射素子１１２への接続位置（給電位置）はインピーダンス整合が図れ、且つ、円偏波を受信するために９０°の位相差を持った直交する電流を放射素子１１２上に流すことができる位置である。符号１２０ａは給電位置を示している。
一方、同軸ケーブル１２０の外部導体１２２は接地導体１１３に半田（図示せず）を介して電気的に接続されている。
なお、ここでは、放射素子１１２を正方形の対向する１組の角部に切欠きを設けた形状として１点給電方式を採用しているが、放射素子１１２を長方形として１点給電方式を採用してもよいし、放射素子１１２を長方形又は正方形としてハイブリッド線路を介しての２点給電方式を採用してもよい。要は、円偏波のパッチアンテナ１１０として構成することである。
また、同軸ケーブル１２０に代えて、同じく給電部材である給電ピンによって放射素子１１２に給電するようにしてもよい。

このように構成されたパッチアンテナ１１０は、図１（Ｂ）に示すように、厚さ（上面の高さ）サイズの増加方向がバンド取付部１０１ａの厚さ（上面の高さ）サイズの増加方向に合致するようにバンド取付部１０１ａに収納状態で実装される。なお、バンド取付部１０１ａにおいては、パッチアンテナ１１０の保護のために、パッチアンテナ１１０の上方は電波透過性の樹脂によって被覆されていることが好ましい。

以上のように構成された腕時計１００によれば次のような効果が得られる。
すなわち、バンド取付部１０１ａにパッチアンテナ１１０が収納状態で実装されていることから、バンド取付部１０１ａの上面からパッチアンテナ１１０がはみ出すことがないのでデザイン性を損なうことがなく、しかも、バンド取付部１０１ａの上面の高さサイズの増加方向とパッチアンテナ１１０の上面の高さサイズの増加方向とを合致させることによって、バンド取付部１０１ａ内の空きのスペースを有効に活用できると共に、上面の高さサイズが一定の従来のパッチアンテナをアンテナケースに収納状態で実装した場合と比較して、アンテナ体積を大きくすることができるので、感度特性（アンテナ利得）の向上を図ることができる。また、バンド取付部１０１ａの上面とパッチアンテナ１１０の上面との空きのスペースが小さくなることから、パッチアンテナ１１０が外部から視認できるときでも、デザイン性を損なうことがなくなる。

このうち、感度特性（アンテナ利得）の向上の効果を確認するために、電磁界シミュレーションでＧＰＳ受信アンテナの性能評価を行った。
図４は、従来のパッチアンテナ６１０のシミュレーションモデルをサイズと共に示している。
このパッチアンテナ６１０のシミュレーションモデルは四角柱の立体形状を有している。このパッチアンテナ６１０のシミュレーションモデルの誘電体６１１の厚さサイズは２ｍｍと一定で、誘電体６１１の縦サイズは１２ｍｍ、横サイズは１２ｍｍ、放射素子６１２の縦サイズは１０ｍｍ、横サイズは１０ｍｍとなっている。このうち、放射素子６１２は、正方形の対向する１組の角部に切欠きを形成した形状となっていて、主たる４つの辺が誘電体６１１の４つの辺と１対１で対向し、この対向する辺同士が互いに平行となるように誘電体６１１の上面に形成されている。このサイズのパッチアンテナでは、通常、比誘電率が９０〜９５程度であるので、ここでは比誘電率を９３とし、周波数を１．５７５ＧＨｚとした。なお、同図において符号６１３は上記接地導体１１３に相当する接地導体を、符号６２０ａは給電位置をそれぞれ示している。
図５は、このパッチアンテナ６１０のシミュレーションモデルの右旋偏波のアンテナの放射パターンを示している。このパッチアンテナ６１０のシミュレーションモデルによれば、ＧＮＤ面に対して垂直な方向（接地導体６１３の上面に垂直な方向）つまり天頂方向のアンテナ利得は−５．７ｄＢｉｃであった。

一方、本実施形態のパッチアンテナ１１０のシミュレーションモデルとして、図２に付記したサイズのものを使用し、シミュレーションによる性能評価を行った。このパッチアンテナ１１０のシミュレーションモデルの誘電体１１１の厚さサイズは最小２ｍｍ、最大４ｍｍで上面が一定の傾きを有し、誘電体１１１の縦サイズは１２ｍｍ、横サイズは１２ｍｍ、放射素子１１２の縦サイズは１０ｍｍ、横サイズは１０ｍｍである。そして、比誘電率を７６とし、周波数を１．５７５ＧＨｚとした。
図６は、このパッチアンテナ１１０のシミュレーションモデルにおける右旋偏波のアンテナの放射パターンを示している。このパッチアンテナ１１０のシミュレーションモデルのＧＮＤ面に対して垂直な方向（接地導体１１３の上面に垂直な方向）つまり天頂方向のアンテナ利得は−３．９ｄＢｉｃで、従来のパッチアンテナ６１０のシミュレーションモデルに対して１．８ｄＢの利得増加が確認できた。

以上では、誘電体の平面積を従来のパッチアンテナ６１０と同一とし且つ上面を傾斜させたパッチアンテナ１１０とした場合に得られる効果を述べたが、別の角度から見た場合の効果として、放射面の面積（誘電体の放射素子が形成されている面の面積）を従来のパッチアンテナ６１０と同一とし且つ上面を傾斜させたパッチアンテナ１１０とした場合には、誘電体１１１の一辺のサイズを小さくできるという効果が挙げられる。
例えば、正四角柱の立体形状を有する従来のパッチアンテナ６１０の誘電体６１１の放射面の縦サイズを縦１２ｍｍ、横サイズを１２ｍｍとすれば、当該パッチアンテナ６１０の誘電体６１１をＧＮＤ面へ投影したときの縦サイズは１２ｍｍ、横サイズは１２ｍｍとなる。
一方、従来のパッチアンテナ６１０の放射面と同一の面積の放射面を有するパッチアンテナ１１０では、誘電体１１１の上面（放射面）が傾斜面１１１ａとなっているため、当該パッチアンテナ１１０の誘電体１１１の放射面をＧＮＤ面へ投影したときの縦サイズは１１．８ｍｍ、横サイズは１２ｍｍの長方形となる。
その結果、上面を傾斜させたパッチアンテナ１１０では、放射面の面積が同一である従来のパッチアンテナ６１０に比較して、縦サイズを０．２ｍｍだけ小さくすることができる。

（第１の変形例）
図７は、本発明のパッチアンテナの第１の変形例を示している。この図７にはこの第１の変形例のパッチアンテナのサイズの一例が示されているが、この第１の変形例のパッチアンテナは当該サイズに限定されるものではないことは勿論である。
この第１の変形例のパッチアンテナ２１０は、誘電体２１１の上面が、一端側から他端側に向けて上向き傾斜を有する傾斜面２１１ａとなっている。また、この第１の変形例のパッチアンテナ２１０は、誘電体２１１の横サイズが誘電体２１１の縦サイズよりも大きく、また、放射素子２１２は、当該放射素子２１２の上面に直交する方向から見た場合、縦長の長方形の対向する１組の角部に切欠きを形成した形状となっている。なお、図７において符号２２０ａは給電位置を示している。
このような構造のパッチアンテナ２１０は、アンテナケースの上面の傾斜方向に直交する方向に実装スペースを拡張できる場合に有利である。例えば、図１のバンド取付部１０１ａにおいては、上面の傾斜方向に直交する方向に空きのスペースが存在している。このような場合に、パッチアンテナ２１０を上記構造とすることで、アンテナ体積を増加し、感度特性（アンテナ利得）を向上させることができる。また、放射素子２１２の面積を大きくすることで、アンテナ体積が同じでも、さらなるアンテナ利得の向上が図れる。

このアンテナ利得の向上の点を確認すべく、パッチアンテナ２１０のシミュレーションモデルとして、図７に付記したサイズのものを使用し、電磁界シミュレーションによる性能評価を行った。
この第１の変形例のパッチアンテナ２１０のシミュレーションモデルの誘電体２１１の厚さサイズは最小で２ｍｍ、最大で４ｍｍである。そして、誘電体２１１の縦サイズは１２ｍｍ、横サイズは１８ｍｍである。また、放射素子２１２はほぼ長方形となっており、傾斜面に沿った縦サイズは１１ｍｍ、横サイズは１０ｍｍである。
このパッチアンテナ２１０のシミュレーションモデルを、従来のパッチアンテナ６１０のシミュレーションモデルの場合と比較すると、誘電体２１１の縦サイズは同じで、誘電体２１１の横サイズは６ｍｍ大きくなっている。また、放射素子２１２はほぼ長方形で、横サイズは同じで、縦サイズは１ｍｍ大きくなっている。ここで、放射素子２１２の縦横サイズは傾斜面２１１ａに沿ったサイズである。

次に、放射素子２１２の面積を大きくする際の留意点について述べる。
アンテナに誘電体が組み込まれた場合、アンテナの共振周波数をｆ０、誘電体の実効誘電率をεｅとすれば、共振周波数に対応する放射素子の一辺の長さＭ０は、Ｍ０＝ｃ／（２×ｆ０×√（εｅ））の関係式で表される。ここでｃは光速である。
したがって、放射素子の面積を大きくする場合、放射素子の一辺の長さは、共振周波数に対するモード条件を満たしつつ、放射素子が誘電体の傾斜面からはみ出さないようにする必要がある。ただし、誘電体２１１の横サイズは，縦サイズよりも長くなっているため，放射素子に対する実効誘電率は，横方向の方が縦方向よりも大きくなり，放射素子一辺の長さは横方向の方が縦方向よりも短くなる。
この第１の変形例のパッチアンテナ２１０のシミュレーションモデルでは、放射素子２１２が誘電体２１１の傾斜面２１１ａからはみ出さないように、アンテナの誘電体比誘電率（εａ）を、従来のパッチアンテナ６１０のシミュレーションモデルの誘電体比誘電率（εｂ）よりも小さく設定している。具体的には、アンテナの誘電体比誘電率（εａ）を７６としている。

図８は、このパッチアンテナ２１０のシミュレーションモデルにおける右旋偏波のアンテナの放射パターンを示している。
このパッチアンテナ２１０のシミュレーションモデルにおける放射素子２１２はＧＮＤ面に対して傾斜しているにも拘わらず、従来のパッチアンテナ６１０のシミュレーションモデルの場合と同様に、ＧＮＤ面に対して天頂方向で利得が最大となっている。この場合のパッチアンテナ２１０のシミュレーションモデルの天頂方向のアンテナ利得は、−２．７Ｂｉｃで、厚み２ｍｍの従来のパッチアンテナ６１０のシミュレーションモデルに対して３．０ｄＢの利得増加となることが確認された。

（第２の変形例）
図９は、本発明のパッチアンテナの第２の変形例を示している。この図９にはこの第２の変形例のパッチアンテナのサイズの一例が示されているが、この第２の変形例のパッチアンテナは当該サイズに限定されるものではないことは勿論である。
この第２の変形例のパッチアンテナ３１０は、誘電体３１１において、誘電体３１１の厚さサイズが小さい箇所と厚さサイズが大きい箇所とで実効誘電率が異なる点を考慮し、誘電体３１１の厚さサイズが小さい箇所では厚さサイズが大きい箇所に比べて誘電体３１１の幅を大きくしたもので、誘電体３１１は平面視で等脚台形状となっている。なお、図９において、放射素子３１２は上記パッチアンテナ１１０の放射素子１１２に、接地導体３１３は上記パッチアンテナ１１０の接地導体１１３にそれぞれ相当している。また、図９において符号３２０ａは給電位置を示している。

このパッチアンテナ３１０によれば、誘電体３１１の厚さサイズが小さい箇所と厚さサイズが大きい箇所とで実効誘電率がほぼ同じとなるように微調整を行うことで、誘電体３１１の厚さサイズが小さい箇所と厚さサイズが大きい箇所とで波長短縮効果を実質的に同一なものとしている。

（第３の変形例）
図１０は、本発明のパッチアンテナの第３の変形例を示している。この図１０にはこの第３の変形例のパッチアンテナのサイズの一例が示されているが、この第３の変形例のパッチアンテナは当該サイズに限定されるものではないことは勿論である。
この第３の変形例のパッチアンテナ４１０は、第２の変形例のパッチアンテナ３１０の誘電体３１１が平面視で等脚台形状となっているのに対して、誘電体４１１が不等脚台形状で一方の脚が平行な１組の辺に対して直角となっている点、長方形の放射素子４１２の短辺が、誘電体４１１の平行な１組の辺に対して平行となっていることである。なお、図１０において、接地導体４１３は上記パッチアンテナ１１０の接地導体１１３に相当している。また、図１０において符号４２０ａは給電位置を示している。

このパッチアンテナ４１０によれば、誘電体４１１の厚さサイズが小さい箇所と厚さサイズが大きい箇所とで実効誘電率がほぼ同じとなるように微調整を行うことで、上記パッチアンテナ３１０と同様に、誘電体４１１の厚さサイズが小さい箇所と厚さサイズが大きい箇所とで波長短縮効果を実質的に同一なものとしている。

（第４の変形例）
図１１は、本発明のパッチアンテナの第４の変形例を示している。この図１１にはこの第４の変形例のパッチアンテナのサイズの一例が示されているが、この第４の変形例のパッチアンテナは当該サイズに限定されるものではないことは勿論である。
この第４の変形例のパッチアンテナ５１０は、誘電体５１１の上面が、一端側から他端側に向けて上向き傾斜を有する傾斜面５１１ａとなっている。また、この第４の変形例のパッチアンテナ５１０は、誘電体５１１の横サイズが誘電体５１１の縦サイズよりも大きく、また、放射素子５１２は、当該放射素子５１２の上面に直交する方向から見た場合、放射素子５１２の縦方向の向かい合う一対の辺に、スリット５１４を設けることにより、正方形に沿った形状とすることができる。なお、図１１において符号５２０ａは給電位置を示している。ここで、「正方形に沿った形状」とは、放射素子５１２が完全に正方形の場合と、この第４の変形例のように、放射素子５１２の主たる４つの辺が一の正方形の各辺に沿って延在して場合とを含む。
このような構造のパッチアンテナ５１０は、アンテナケースの上面の傾斜方向に直交する方向に実装スペースを拡張できる場合に有利である。また、放射素子５１２の形状を正方形にすることで、円偏波を受信するために丁度９０°の位相差を持った直交する電流を放射素子５１２上に流すことができる。さらに、放射素子５１２の面積を大きくすることで、アンテナ体積が同じでも、さらなるアンテナ利得の向上が図れる。

以上、本発明の実施形態等について説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されるものでなく、種々の変形が可能である。

例えば、上記第１〜第３の変形例によれば、放射素子２１２，３１２，４１２の形状を長方形の対向する１組の角部を切欠いた形状としたが、正方形の対向する１組の角部を切欠いた形状としてもよい。さらには、上記第４の変形例の放射素子５１２を切欠きのないものとしてもよい。ただし、円偏波パッチアンテナとするためには、必要に応じて給電方式や給電位置を変更する必要がある。

また、上記実施形態では，腕時計へのアンテナ搭載について述べたが、デジタルカメラ、スマートフォン、小型のカー ナビゲーション装置（ＰＮＤ（Personal Navigation Device））その他の無線通信機器へのアンテナ搭載にも適用できる。

以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。
付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。

［付記］
＜請求項１＞
一端部から他端部に向けて上面の高さサイズが増加するように傾斜面が形成された誘電体と、
前記誘電体の上面に沿って設けられた放射素子と、 前記誘電体の下面に配置された接地導体と、
前記放射素子に電気的に接続された給電部材と、
を有することを特徴とするパッチアンテナ。
＜請求項２＞
前記誘電体は、平面視で、前記一端部及び前記他端部の辺が長辺となるように長方形となっていることを特徴とする請求項１に記載のパッチアンテナ。
＜請求項３＞
前記放射素子は、その形状を正方形に沿った形状とし、前記傾斜面の傾斜方向に沿う前記放射素子の一対の辺に相対向する他の辺に対応する部分に向けて延びる少なくとも１本のスリットを対称に備えることを特徴とする請求項２に記載のパッチアンテナ。
＜請求項４＞
前記誘電体は、平面視で、前記一端部から前記他端部に向けて幅が狭窄するように台形状となっていることを特徴とする請求項１に記載のパッチアンテナ。
＜請求項５＞
請求項１から４いずれか一項に記載のパッチアンテナと、
一方向に向けて高さサイズが増加するアンテナケースと、
を備え、
前記アンテナケースの高さサイズの増加方向と前記パッチアンテナの高さサイズの増加方向とが合致するように、前記アンテナケースに前記パッチアンテナを収納状態で実装したことを特徴とする無線通信機器。
＜請求項６＞
本体ケースと、
前記本体ケースにバンドを取り付けるためのバンド取付部と、を備え、
前記バンド取付部は前記アンテナケースを構成していることを特徴とする請求項５に記載の無線通信機器。

１００ 腕時計
１０１ 本体ケース
１０１ａ，１０１ｂ バンド取付部
１０２ａ，１０２ｂ バンド
１１０ パッチアンテナ
１１１ 誘電体
１１２ 放射素子
１１３ 接地導体
２１０ パッチアンテナ
２１１ 誘電体
２１２ 放射素子
３１０ パッチアンテナ
３１１ 誘電体
３１２ 放射素子
３１３ 接地導体
４１０ パッチアンテナ
４１１ 誘電体
４１２ 放射素子
４１３ 接地導体
５１０ パッチアンテナ
５１１ 誘電体
５１２ 放射素子
５１３ 接地導体
５１４ スリット

本発明のパッチアンテナは、一端部から他端部に向けて上面の高さサイズが増加するように傾斜面が形成された誘電体と、
前記誘電体の上面に沿って設けられた放射素子と、
前記誘電体の下面に配置された接地導体と、
前記放射素子に電気的に接続された給電部材と、
を備え、
前記誘電体は、平面視で、前記一端部から前記他端部に向けて幅が狭窄するように台形状となっていることを特徴とする。

Claims (7)

1. 一端部から他端部に向けて上面の高さサイズが増加するように傾斜面が形成された誘電体と、
   前記誘電体の上面に沿って設けられた放射素子と、
   前記誘電体の下面に配置された接地導体と、
   前記放射素子に電気的に接続された給電部材と、
   を有することを特徴とするパッチアンテナ。
2. 前記誘電体は、平面視で、前記一端部及び前記他端部の辺が長辺となるように長方形となっていることを特徴とする請求項１に記載のパッチアンテナ。
3. 前記放射素子は、その形状を正方形に沿った形状とし、前記傾斜面の傾斜方向に沿う前記放射素子の一対の辺に相対向する他の辺に対応する部分に向けて延びる少なくとも１本のスリットを対称に備えることを特徴とする請求項２に記載のパッチアンテナ。
4. 前記誘電体は、平面視で、前記一端部から前記他端部に向けて幅が狭窄するように台形状となっていることを特徴とする請求項１に記載のパッチアンテナ。
5. 前記誘電体は、厚さサイズが小さい箇所では厚さサイズが大きい箇所に比べて、誘電体
   の幅を大きくしたものであって、平面視で、等脚台形状となっていることを特徴とする請
   求項４に記載のパッチアンテナ。
6. 請求項１から５いずれか一項に記載のパッチアンテナと、
   一方向に向けて上面の高さサイズが増加するアンテナケースと、
   を備え、
   前記アンテナケースの高さサイズの増加方向と前記パッチアンテナの高さサイズの増加
   方向とが合致するように、前記アンテナケースに前記パッチアンテナを収納状態で実装し
   たことを特徴とする無線通信機器。
7. 本体ケースと、
   前記本体ケースにバンドを取り付けるためのバンド取付部と、を備え、
   前記バンド取付部は前記アンテナケースを構成していることを特徴とする請求項６に記
   載の無線通信機器。

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