JP2017163375A - アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】誘電体基板端部からの放射を抑制し、アンテナの指向性の歪みを抑制すること。
【解決手段】アンテナ装置は、誘電体基板１０と、アンテナ１１と、グランド板１２と、帯状導体１３と、ビア１４と、によって構成されている。帯状導体１３は、誘電体基板１０表面であって、誘電体基板１０の２つの側辺１０ｂの近傍にそれぞれ設けられている。帯状導体１３のアンテナ１１側の側辺は、周期的な凹凸形状１３ａが設けられている。凹凸１３ａは、帯の長さ方向（ｙ軸方向）に、三角形の凸部１３０、１３１が交互に周期的に配列されたノコギリ歯状である。ビア１４は、誘電体基板１０を貫通する円筒状の孔を導電性材料で埋めた構造体である。複数のビア１４が誘電体基板１０の側辺１０ｂに沿って直線状に等間隔で配列されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、誘電体基板上に導体パターンからなるアンテナを有したアンテナ装置に関する。

誘電体基板の表面に導体パターンのアンテナが設けられたアンテナ装置では、電磁波の一部が誘電体基板内部を伝搬し、誘電体基板の端部から放射される。この端部からの放射は、アンテナ素子からの放射と干渉し、アンテナの指向性に周期的な歪みを生じさせる。その歪みは、アンテナ装置をレーダーなどに利用する場合に測定誤差の要因となる。

誘電体基板の端部からの不要放射を抑制する方法として、特許文献１、非特許文献１に記載の方法がある。

特許文献１には、正方形の導体パターンを正方格子状に配列し、各正方形をビアで誘電体基板裏面のグランド板と接続した構造（ＥＢＧ構造）を誘電体基板の端部に設けたアンテナ装置が示されている。このようなＥＢＧ構造を設けることで、所定周波数の電磁波の伝搬を阻止するバンドギャップが誘電体基板端部に形成される。そして、このバンドギャップによって、誘電体基板端部への電磁波の伝搬が抑制されるため、端部からの不要放射が抑制される。

非特許文献１には、誘電体基板の裏面に設けられたグランド板の端部に凹凸を設け、指向性の歪みを除去することが記載されている。

特開２０１４−１７９６８０号公報

１９９９年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会、Ｂ−１−１１５

しかし、特許文献１のアンテナ装置の場合、アンテナの周波数が高いほど正方形の導体の間隔を短くする必要があり、その間隔がずれると動作周波数が大きく変化してしまう。そのため、周波数が高いとアンテナ装置の作製にあたって高い加工精度が必要となり、製造が容易でないという問題や歩留りが悪いという問題があった。また、ＥＢＧ構造の面積が広く、アンテナ装置の小型化が難しいという問題もある。

また、非特許文献１のようにグランド板の端部に凹凸を設ける方法は、ミリ波レーダアンテナ装置の実際の使用上、誘電体基板端部からの不要放射抑制の効果を得るのは難しい。実際のミリ波レーダアンテナ装置は、配線パターンが内部に形成された多層基板を用いていたり、ミリ波レーダアンテナ装置の固定のためにグランド板の下にアルミ板などをさらに設けたりするためである。

そこで本発明の目的は、誘電体基板上に導体パターンであるアンテナ素子が設けられたアンテナ装置において、誘電体基板の端部からの放射を低減することである。

本発明は、誘電体基板と、誘電体基板の表面に設けられた導体パターンからなるアンテナ素子と、誘電体基板の裏面に設けられたグランド板と、を有したアンテナ装置において、誘電体基板表面にアンテナ素子から離間して設けられた帯状の導体パターンである帯状導体と、帯状導体とグランド板とを接続し、帯状導体の長手方向に配列された複数のビアと、を有し、帯状導体のアンテナ素子側の側辺のパターンと、ビアの配列パターンの少なくとも一方を、アンテナ素子方向に高さの異なる凹凸パターンとした、ことを特徴とするアンテナ装置である。

帯状導体のアンテナ素子側の側辺のパターンのみを、アンテナ素子方向に高さの異なる凹凸パターンとしてもよいし、ビアの配列パターンのみを、アンテナ素子方向に高さの異なる凹凸パターンとしてもよい。よりアンテナ装置の構成が簡素となり、作製が容易となる。

凹凸パターンは、その高さ（帯状導体の短手方向（幅方向））が、２段階以上変化するようなパターンであればよく、必ずしも周期的な配列でなくともよい。ただし、より誘電体基板端部からの不要放射を低減するために、凹凸パターンは以下のようにすることが望ましい。

凹凸パターンの高さの差は、管内波長の１／２の奇数倍の０．８〜１．２倍とするのが望ましい。凹凸パターンの高さの差に起因して生ずる電磁波の位相差がπないしその近傍となるため、誘電体基板端部からの不要放射をより低減することができる。より望ましくは０．９〜１．１倍、さらに望ましくは０．９５〜１．０５倍である。

凹凸パターンは、帯状導体の長手方向に周期的なパターンであり、その周期は空間波長以下であることが望ましい。誘電体基板端部からの不要放射をより低減することができる。

凹凸パターンは、高さの異なる三角形の凸部が交互に配列されたパターンとすることができる。また、矩形または円形の凸部が交互に配列されたパターンとすることもできる。これによって簡易に凹凸パターンを設定することができ、アンテナ装置の構成の簡素化、低コスト化を図ることができる。

ビアの間隔は、管内波長以下とするのがよい。ビアによって反射されずに透過してしまう電磁波が減少するので、誘電体基板端部からの不要放射をより低減することができる。

ビアの直径は、任意の値でよいが、管内波長の０．２倍以下とするのがよい。誘電体基板１０端部からの不要放射をより抑制するためである。また、０．２倍より大きいと、不要なモードが発生するため望ましくない。

本発明は、アンテナ素子がミリ波帯の電磁波を送受信するものに特に有効である。本発明のアンテナ装置は、微細な構造を必要としないため作製が容易であり、装置の低コスト化や歩留り向上に有利である。

本発明のアンテナ装置では、誘電体基板の端部へと向かう電磁波は、誘電体基板の端部においてビアによって反射され、帯状導体のアンテナ側の側辺から放射される。ここで、ビアが凹凸パターンに配列されているか、あるいは、帯状導体の側辺に凹凸パターンが設けられている。そのため、帯状導体の側辺から放射される電磁波は、放射位置に応じて位相が異なっており、その位相差で互いにキャンセルする。その結果、不要放射が抑制されてアンテナ指向性の歪みを低減することができる。本発明における帯状導体やビアは、微細な加工を必要としないため、製造が容易であり歩留りもよく、アンテナ装置のコストを低減することができる。また、帯状導体の占める面積が小さくて済むので、アンテナ装置全体の大きさも小型とすることができる。

実施例１のアンテナ装置の構成を示した平面図。 実施例１のアンテナ装置の構成を示した断面図。 帯状導体１３の凹凸形状１３ａを拡大して示した図。 端部からの放射が低減される原理を説明する図。 実施例１のアンテナ装置の指向性を示したグラフ。 実施例２のアンテナ装置の構成を示した平面図。 凹凸形状１３ａの変形例を示した図。

以下、本発明の具体的な実施例について図を参照に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。

図１は、実施例１のアンテナ装置の構成を示した平面図である。また、図２は、図１におけるＡ−Ａでの断面図である。図１、２のように、実施例１のアンテナ装置は、誘電体基板１０と、アンテナ１１と、グランド板１２と、帯状導体１３と、ビア１４と、によって構成されている。この実施例１のアンテナ装置は、７６．５ＧＨｚ帯の電磁波を送受信するものである。

以下、説明の簡便のため、図１のように座標系を取ることとする。すなわち、ｘ軸を水平方向、ｙ軸を鉛直方向、ｚ軸を水平方向であってｘ軸に直交する方向（図１において紙面垂直方向）に取る。

誘電体基板１０はフッ素樹脂からなり、平面視で７０ｍｍ角の正方形である。誘電体基板１０の一方の表面には、導体パターンからなるアンテナ１１と、同じく導体パターンからなる帯状導体１３が設けられ、他方の表面（裏面）には、全面にグランド板１２が設けられている。また、図１のように、誘電体基板１０は、その主面がｘｙ平面と平行で主面に垂直な方向がｚ軸方向となるように配置され、誘電体基板１０の各辺がｘ軸、ｙ軸と平行となるように配置されている。以下、誘電体基板１０の側辺のうち、ｘ軸に平行な辺を１０ａ、ｙ軸に平行な辺を１０ｂとする。

アンテナ１１は、マイクロストリップアレーアンテナであり、給電線路１５と、給電線路１５に接続する複数の放射素子１６とを有している。給電線路１５は、図１のように、誘電体基板１０の水平方向に平行な辺１０ａのうち下側の辺に位置する給電点から、ｙ軸方向に沿って直線状に伸びた線状導体である。放射素子１６は、給電線路１５に接続する矩形の導体である。放射素子１６の矩形の１つの角において給電線路１５の一方の側辺側と接合しており、放射素子１６は給電線路１５に対して４５°の角度を成している。また、各放射素子１６は、給電線路１５の延伸方向に所定の間隔で離間している。アンテナ１１は、放射素子１６が上記のように配列されているため、ｙ軸方向（鉛直方向）については狭い指向性を有し、ｘ軸方向（水平方向）については広い指向性を有する。

なお、実施例１は１つの給電線路１５を有するものであるが、複数の給電線路１５を平行に間隔を空けて設け、それぞれの給電線路１５にアンテナ素子１６が接続された構成としてもよい。複数の給電線路１５を設ける場合、一部を送信専用、他を受信専用として分けてもよいし、送受兼用としてもよい。また、マイクロストリップアレーアンテナの構成は、実施例１に示す構成に限らず、従来知られている任意の構成を採用できる。

グランド板１２は、誘電体基板１０の裏面（アンテナ１１が設けられている側とは反対側の表面）の全面に設けられた導体である。

帯状導体１３は、誘電体基板１０表面であって、誘電体基板１０の２つの側辺１０ｂの近傍にそれぞれ設けられている。図１のように、帯状導体１３は、誘電体基板１０の側辺１０ｂに沿って（アンテナ１１の給電線路１５に沿って）延伸する帯状（細長い長方形状）のパターンである。帯状導体１３のアンテナ１１側の側辺は、周期的な凹凸形状１３ａが設けられている。

帯状導体１３の幅（誘電体基板１０側の側辺１３ｂから下記三角形の凸部１３０、１３１の底辺までの距離）は、任意の値としてよい。ただし、帯状導体１３の占める面積を低減してアンテナ装置全体を小型とする観点から、および作製の容易さの点から、帯状導体１３の幅は、管内波長の１／２倍以上管内波長の５倍以下の長さとするのがよい。また、帯状導体１３の側辺１３ｂから誘電体基板１０の側辺１０ｂまでの距離も、任意の値としてよい。帯状導体１３の側辺１３ｂと誘電体基板１０の側辺１０ｂを一致させてもよい。また、帯状導体１３の凹凸形状１３ａからアンテナ１１までの距離も任意の値としてよい。

図３は、帯状導体１３の凹凸形状１３ａを拡大して示した図である。図３のように、凹凸形状１３ａは、帯の長さ方向（ｙ軸方向）に、三角形の凸部１３０、１３１が交互に周期的に配列されたノコギリ歯状である。その周期は１ｍｍである。三角形の凸部１３０、１３１は高さ（帯の幅方向（ｘ軸方向））が異なっている。三角形の凸部１３０は、高さＤ１が１ｍｍ、底辺Ｗ１が１ｍｍの二等辺三角形であり、三角形の凸部１３１は、高さＤ２が２ｍｍ、底辺Ｗ２が１ｍｍの二等辺三角形である。高さＤ１と高さＤ２の差は１ｍｍであり、およそ管内波長の１／２に設定されている。また、底辺Ｗ１、Ｗ２は１ｍｍでおよそ管内波長の１／２に設定されている。

凹凸形状１３ａは、上記形状に限るものではない。たとえば、図７（ａ）のように、矩形の凸部１３２を周期的に配列した形状や、図７（ｂ）のように、円形の凸部１３３を周期的に配列した形状であってもよい。また、図３や図７に示した凹凸形状１３ａは、高さを２段階に変化させるものであるが、３段階以上に変化させるものであってもよい。要するに、帯状導体１３の幅が、帯状導体１３の長さ方向において２段階以上変化するように形成されていればよく、必ずしも周期的な配列でなくともよい。ただし、誘電体基板１０端部からの不要放射低減の観点から、凹凸形状１３ａは、以下のようにすることが望ましい。

凹凸形状１３ａは、帯状導体１３の幅の差が、管内波長の１／２の奇数倍の０．８〜１．２倍となるような形状とすることが望ましい。これにより誘電体基板１０端部からの不要放射をより低減することができる。より望ましくは管内波長の１／２の奇数倍の０．９〜１．１倍であり、さらに望ましくは管内波長の１／２の奇数倍の０．９５〜１．０５倍である。同様の理由により、凹凸形状１３ａは、ｙ軸方向に周期的な形状とすることが望ましく、その周期は空間波長以下とすることが望ましい。

ｙ軸方向において凹凸形状１３ａが設けられる範囲は、少なくとも、複数のアンテナ素子１６全体を含む範囲に設けるとよい。誘電体基板１０端部からの不要放射をより低減することができる。

ビア１４は、誘電体基板１０を貫通する円筒状の孔を導電性材料で埋めた構造体である。複数のビア１４が誘電体基板１０の側辺１０ｂに沿って直線状に等間隔で配列されている。その間隔は管内波長以下である。このビア１４によって、誘電体基板１０裏面にグランド板１２と帯状導体１３とが電気的に接続されている。

ビア１４は、たとえば次のようにして作製する。まず、レーザー加工によって誘電体基板１０の端部にその誘電体基板１０を貫通する溝を形成する。その後めっきによって溝を導電性材料で埋める。以上によってビア１４を作製する。

ビア１４の円の直径は任意の値でよいが、管内波長の０．２倍以下とするのがよい。誘電体基板１０端部からの不要放射をより抑制するためである。また、０．２倍より大きいと、不要なモードが発生するため望ましくない。また、ビア１４の円の直径の下限は特に限定されるものではないが、作製の容易さや機械的強度などの点から０．０１ｍｍ以上が好ましい。

隣接するビア１４間の距離は、必ずしも管内波長以下でなくともよいが、管内波長よりも大きいと、ビア１４によって反射されずにビア１４とビア１４の間を通り抜けて透過してしまう電磁波が増大し、指向性の歪みに影響するため望ましくない。一方、管内波長以下とすれば、ビア１４が連続しているのと等価とみなせるので、電磁波がビア１４とビア１４の間を通り抜けてしまうことがない。また、隣接するビア１４同士が重なって連続的になっていてもかまわないが、誘電体基板１０の反りなどの要因となるため、ビア１４は重ならずに個々に独立していることが望ましい。

ビア１４の形状は円柱状に限るものではなく、角柱、楕円柱、円錐台、角錐台など、任意の形状でよい。ただし、作製の容易さの点から円柱状ないし楕円柱状が望ましい。また、ビア１４は必ずしも誘電体基板１０を貫通していなくともよい。しかし、貫通していないとビア１４によって反射されずに透過してしまう電磁波が発生し、指向性の歪みに影響するため、貫通していることが望ましい。なお、ビア１４を円柱以外の形状とする場合、上記のビア１４の直径とは、ビア１４を内包する外接円の直径とする。

実施例１のアンテナ装置では、誘電体基板１０の端部に帯状導体１３とビア１４が設けられているため、誘電体基板１０端部からの電磁波の放射が低減される。その原理について図４を参照に説明する。

まず、誘電体基板１０端部に帯状導体１３とビア１４が設けられていない従来のアンテナ装置を考える。この場合、図４（ａ）のように、アンテナ１１から発生した電磁波の一部は誘電体基板１０内部を伝搬し、誘電体基板１０の端部に達すると、端部から空間に電磁波が放射される。この端部から放射される電磁波は、アンテナ１１から放射される電磁波に干渉し、アンテナ１１の指向性に周期的な歪みが生じる。

次に、誘電体基板１０の端部に帯状導体１３とビア１４が設けられている実施例１のアンテナ装置を考える。この場合、誘電体基板１０内部を伝搬する電磁波は、ビア１４によって反射され、帯状導体１３のアンテナ１１側の側辺から放射される。ここで、その側辺には凹凸形状１３ａが設けられている。そのため、放射は主として凹凸形状１３ａの三角形の凸部１３０、１３１の頂点から生じる。三角形の凸部１３０と三角形の凸部１３１とでは、その高さが異なっており、三角形の凸部１３０の頂点１３０ａから放射される電磁波と、三角形の凸部１３１の頂点１３１ａから放射される電磁波とでは、高さの差に相当する分の位相が異なっている。ここで、三角形の凸部１３０と三角形の凸部１３１の高さの差は、管内波長の１／２となるように設定されている。そのため、三角形の凸部１３０、１３１の頂点１３０ａ、１３１ａから放射される電磁波の位相差はπであり、キャンセルされる。すなわち、実施例１では、帯状導体１３の凹凸形状１３ａによって電磁波の放射位置に差を設け、その差に起因する位相差によって電磁波がキャンセルするようにしているのである。以上が、実施例１のアンテナ装置において誘電体基板１０の端部からの不要放射が低減される理由である。

実施例１のアンテナ装置では、帯状導体１３、ビア１４に微細な加工が必要なく、加工精度もそれほど高くなくてよいので、製造が容易であり歩留りもよく、アンテナ装置のコストを低減することができる。また、帯状導体１３は、短手方向（幅方向）の長さに特に制限はなく、製造可能な範囲で短くすることができる。そのため、帯状導体１３の占める面積が小さくて済むので、アンテナ装置全体の大きさも小型とすることができる。

図５は、実施例１のアンテナ装置の指向性を示したグラフである。指向性は、水平面におけるものであり、周波数７６．５ＧＨｚの電磁波の受信特性を示している。比較のため、帯状導体１３とビア１４を設けていないアンテナ装置（比較例のアンテナ装置）についての指向性もグラフに示している。

図５のように、実施例１、比較例のいずれのアンテナ装置の場合にも、指向性にリップル（周期的な脈動）が見られることがわかる。これは、誘電体基板１０端部からの放射がアンテナ１１からの放射に干渉することに起因する。このリップルは、実施例１のアンテナ装置の方が、比較例のアンテナ装置に比べて低減されており、指向性の歪みが低減されていることがわかる。たとえば、−２０°から−３０°付近のリップルの山と谷の差は、比較例の場合はおよそ０．７ｄＢであるのに対し、実施例１では０．４ｄＢとなっている。このように、凹凸形状１３ａを有した帯状導体１３とビア１４を設けたことで、誘電体基板１０端部からの放射が抑制され、指向性の歪みが低減されていることがわかる。

図６は、実施例２のアンテナ装置の構成を示した図である。実施例２のアンテナ装置は、実施例１のアンテナ装置の帯状導体１３、ビア１４を、以下に説明する帯状導体２３、ビア２４に替えたものである。他の構成は実施例１のアンテナ装置と同様である。

帯状導体２３は、図６のように、帯状導体１３のアンテナ１１側の側辺に凹凸形状１３ａを設けず、直線状のパターンとしていることである。それ以外は帯状導体１３と同様の構成である。

ビア２４は、実施例１のビア１４と同様に、誘電体基板１０を貫通する円柱状の孔を導電性材料で埋めた構造体であるが、その配列パターンが異なっている。ビア２４の直径、形状、配列間隔などはビア１４と同様である。

ビア２４は、図６に示すように、全体としてはｙ軸方向（帯状導体２３の長手方向）に沿った配列パターンであるが、矩形のノコギリ歯状に蛇行した周期的な配列パターン（凹凸パターン）となっている。より詳細には、誘電体基板１０の短辺１０ｂに近い側にｙ軸方向に沿って配列された複数のビア２４ａ、ｘ軸方向に沿って配列された複数のビア２４ｂ、よりアンテナ１１に近い側にｙ軸方向に沿って配列された複数のビア２４ｃ、複数のビア２４ａ、・・・の順に繰り返し配列されている。ビア２４ｂは必ずしも必要ではないが、ビア２４によって反射されずに透過してしまう電磁波を低減して不要放射を低減するためには設けるのがよい。

このビア２４の配列パターンにおける凹凸パターンの高さの差、すなわち、ｘ軸方向におけるビア２４ａとビア２４ｃの距離は、管内波長の１／２に設定している。つまり、ビア２４ｂのｘ軸方向の配列の長さが管内波長の１／２である。また、ビア２４ａ、２４ｃのｙ軸方向の配列の長さは、管内波長の１／２に設定している。そのため、ビア２４の配列パターンは、周期が管内波長となっている。

なお、ビア２４の配列パターンは上記に限るものではない。実施例１の凹凸形状１３ａのように、高さの異なる三角形状を周期的に配列したパターンとしてもよいし、図７のように矩形や円形の凸部が周期的に配列した凹凸パターンとしてもよい。実施例２では、ビア２４ａ、２４ｃの２段階に、ｘ軸方向の配列位置が異なるパターンとしているが、３段階以上に配列位置を変化させるものであってもよい。要するに、ビア２４の配列パターンにおけるｘ軸方向の配列位置が、２段階以上変化するように形成されていればよく、必ずしも周期的な配列でなくともよい。ただし、誘電体基板１０端部からの不要放射低減の観点から、ビア２４の配列パターンは、以下のようにすることが望ましい。

このビア２４の配列パターンにおける凹凸パターンの高さの差、すなわち、ｘ軸方向におけるビア２４の配列位置の差が、管内波長の１／２の奇数倍の０．８〜１．２倍となるような形状とすることが望ましい。これにより誘電体基板１０端部からの不要放射をより低減することができる。より望ましくは管内波長の１／２の奇数倍の０．９〜１．１倍であり、さらに望ましくは管内波長の１／２の奇数倍の０．９５〜１．０５倍である。同様の理由により、ビア２４の配列パターンは、ｙ軸方向に周期的なパターンとすることが望ましく、その周期は管内波長以下とすることが望ましい。

ビア２４を凹凸パターンに配列する範囲は、ｙ軸方向において少なくとも複数のアンテナ素子１６全体を含む範囲に設けるとよい。誘電体基板１０端部からの不要放射をより低減することができる。

この実施例２のアンテナ装置では、誘電体基板１０の内部を伝搬し、短辺１０ｂ側に向かう電磁波は、ビア２４によって反射され、帯状導体２３のアンテナ１１側の側辺２３ａから放射される。ここで、ビア２４の配列パターンが上記のようにｘ軸方向の配列位置が周期的に異なる凹凸パターンに設定されているため、ビア２４のうち、誘電体基板１０の短辺１０ｂに近い側のビア２４ａと、アンテナ１１に近い側のビア２４ｃとでは、反射位置に違いがある。そして、ビア２４ａから帯状導体２３のアンテナ１１側の側辺２３ａまでの距離と、ビア２４ｃから側辺２３ａまでの距離に違いがある。この距離の違いによって、側辺２３ａから放射される電磁波に位相差が生じる。ここで、ビア２４ａとビア２４ｃの距離が管内波長の１／２に設定されているため、位相差はπとなり、電磁波同士が互いにキャンセルする。その結果、誘電体基板１０の端部からの放射が低減される。つまり、ビア２４の配列パターンを凹凸パターンとすることで、ビア２４による電磁波の反射位置が異なるようにし、その反射位置の差に起因する位相差によって、帯状導体２３のアンテナ１１側の側辺２３ａから放射される電磁波同士がキャンセルするようにしているのである。以上が、実施例２のアンテナ装置において誘電体基板１０の端部からの不要放射が低減される理由である。

［変形例］
実施例１では、帯状導体１３のアンテナ１１側の側辺に凹凸形状１３ａを設け、帯状導体１３からの電磁波の放射位置を変えることで相互に電磁波がキャンセルするようにしており、実施例２では、ビア２４の配列パターンを凹凸形状にして、電磁波の反射位置を変えることで相互に電磁波がキャンセルするようにしているが、その双方の構成を備えていてもよい。

実施例１のアンテナ装置では、鉛直方向はビーム幅が狭く、誘電体基板１０の端部からの不要放射が指向性に与える影響は少ないが、水平方向はビーム幅が広く、指向性の歪みの影響が大きい。そこで、実施例１、２では、アンテナ１１の水平方向左右にアンテナ１１を挟むように２つの帯状導体を設けている。しかし、鉛直方向に不要放射を抑制したいのであれば、鉛直方向上下にアンテナ１１を挟むよう２つの帯状導体を設けてもよい。もちろん、左右、上下の４方すべてに設けてもよい。要するに、不要放射を抑制したい側に帯状導体を設ければよい。帯状導体の長手方向と誘電体基板１０の側辺とを平行に揃える必要もないが、作製の容易さからは揃えるのがよい。

また、実施例１、２では、帯状導体の長手方向とビアの配列方向を揃えている。しかし、凹凸形状のパターンやビアの配列パターンによって帯状導体のアンテナ側の側辺から放射される電磁波同士に位相差が生じるように設定されているのであれば、帯状導体の長手方向とビアの配列方向は揃えなくともよい。ただし、設定、作製の容易さから、帯状導体の長手方向とビアの配列方向は揃えることが望ましい。

実施例１、２のアンテナ装置は、ミリ波帯の電磁波を送受信するものであるが、本発明はミリ波帯以外の波長帯の電磁波を送受信するものにも適用可能である。ただし、本発明はミリ波帯のアンテナ装置、特に、５０〜１００ＧＨｚ帯のアンテナ装置として有効である。従来のミリ波帯のアンテナ装置では、誘電体基板端部からの不要放射を抑制するために微細な構造を必要としていたが、本発明のアンテナ装置はミリ波帯であっても微細な構造を必要としないため、作製が容易であり、装置の低コスト化や歩留り向上に有利である。

本発明は、車載レーダのアンテナ装置などに用いることができる。

１０：基板
１１：アンテナ
１２：グランド板
１３、２３：帯状導体
１３ａ：凹凸形状
１４、２４：ビア
１５：給電線路
１６：アンテナ素子
１３０、１３１：三角形の凸部
１３２：矩形の凸部
１３３：円形の凸部

Claims (10)

1. 誘電体基板と、前記誘電体基板の表面に設けられた導体パターンからなるアンテナ素子と、前記誘電体基板の裏面に設けられたグランド板と、を有したアンテナ装置において、
   前記誘電体基板表面に、前記アンテナ素子から離間して設けられた帯状の導体パターンである帯状導体と、
   前記帯状導体と前記グランド板とを接続し、前記帯状導体の長手方向に配列された複数のビアと、
   を有し、
   前記帯状導体の前記アンテナ素子側の側辺のパターンと、前記ビアの配列パターンの少なくとも一方を、前記アンテナ素子方向に高さの異なる凹凸パターンとした、
   ことを特徴とするアンテナ装置。
2. 前記帯状導体の前記アンテナ素子側の側辺のパターンのみを、前記アンテナ素子方向に高さの異なる凹凸パターンとしたことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記ビアの配列パターンのみを、前記アンテナ素子方向に高さの異なる凹凸パターンとしたことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
4. 前記凹凸パターンの高さの差が、管内波長の１／２の奇数倍の０．８〜１．２倍となるようにした、ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
5. 前記凹凸パターンは、前記帯状導体の長手方向に周期的なパターンであり、その周期は空間波長以下である、ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
6. 前記凹凸パターンは、高さの異なる三角形の凸部が交互に配列されたパターンである、ことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
7. 前記凹凸パターンは、矩形または円形の凸部が交互に配列されたパターンである、ことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
8. 前記ビアの間隔は、管内波長の１／２以下であることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
9. 前記ビアの直径は、管内波長の０．２倍以下であることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
10. 前記アンテナ素子は、ミリ波帯の電磁波を送受信する素子である、ことを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載のアンテナ装置。