JP2020036297A - アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】所定の方向に指向性を持たせる。【解決手段】アンテナ装置（１０）は、給電素子（１３）と、給電素子（１３）が配置された平面（１２ａ）と同一の平面上に配置された二つの反射器（１５Ａ、１５Ｂ）とを含み、二つの反射器（１５Ａ、１５Ｂ）は、平面における第１の方向に間隔Ｄを空けて配置されるとともに、平面において第１の方向と直交する第２の方向において、給電素子（１３）と距離を空けて配置されていることを特徴とする。【選択図】図３

Description

本発明は、アンテナ装置に関する。

給電素子（放射器）と反射器とを有するアンテナ装置を形成する場合に、基板の一方の面に給電素子を設け、他方の面に反射器を設ける場合がある（例えば、特許文献１）。この場合、基板の高さ方向において、給電素子は、反射器よりも高い位置に設けられる。

特開２００９−２００７１９号公報

電波の放射方向が、基板の面と同一方向、例えば、基板の高さ方向において、基板の上端から真っすぐ上方に向かって伸びるような放射バターンを所望する場合がある。この場合において、上述したように、給電素子と反射器とが、反対方向を向いた異なる面に設けられると、電波の放射方向が、反射器から給電素子へ向かって伸び、基板の面に対して傾いてしまう問題があった。

本発明の目的は、電波の放射方向が希望する方向に向いた指向性を持たせることが可能なアンテナ装置を提供することにある。

一つの側面は、給電素子と、前記給電素子が配置された平面と同一の平面上に配置された二つの反射器とを含み、前記二つの反射器は、前記平面における第１の方向に間隔を空けて配置されるとともに、前記平面において前記第１の方向と直交する第２の方向において、前記給電素子と距離を空けて配置されているアンテナ装置である。

一つの側面として、電波の放射方向が希望する方向に向いた指向性を持たせることが可能となる。

図１（Ａ）は、参考例に係るアンテナ装置１を示す斜視図であり、図１（Ｂ）は、アンテナ装置１の正面図であり、図１（Ｃ）は、アンテナ装置１の背面図である。 図２（Ａ）及び（Ｂ）は、参考例に係るアンテナ装置１の放射パターン（絶対利得特性）のシミュレーション結果を示す。 図３（Ａ）は、第１実施形態に係るアンテナ装置１０の構成例を示す斜視図であり、図３（Ｂ）は、アンテナ装置１０の正面図である。 図４（Ａ）及び（Ｂ）は、第１実施形態に係るアンテナ装置１０の放射パターン（絶対利得特性）のシミュレーション結果を示す。 図５（Ａ）は、第２実施形態に係るアンテナ装置２０の正面図であり、図５（Ｂ）はアンテナ装置２０の背面図である。 図６は、アンテナ装置２０を斜視した場合の放射パターンを示す。 図７は、第２実施形態に係るアンテナ装置２０の放射パターン（絶対利得特性）のシミュレーション結果を示す。 図８は、第３実施形態に係るアンテナ装置３０を示す正面図である。 図９は、第４実施形態に係るアンテナ装置４０を示す正面図である。 図１０（Ａ）は、第５実施形態に係るアンテナ装置５０の正面図であり、図１０（Ｂ）は、アンテナ装置５０の背面図である。 図１１は、アンテナ装置５０が適用されたスマートフォン端末６０の外観構成例を示す。 図１２（Ａ）は、筐体６１内に内蔵されたアンテナ装置５０を示し、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）において破線で囲んだ部分を拡大して示す。 図１３は、アンテナ装置の他の適用例を示す。 図１４は、アンテナ装置の他の適用例を示す。

＜参考例＞
以下、参考例に係るアンテナ装置について説明する。図１（Ａ）は、参考例に係るアンテナ装置１を示す斜視図であり、図１（Ｂ）は、アンテナ装置１の正面図であり、図１（Ｃ）は、アンテナ装置１の背面図である。

アンテナ装置１は、平板状の（直方体の）誘電体基板２を有する。誘電体基板２の長手方向（幅方向）はＸＹＺ座標におけるｘ軸方向であり、短手方向（高さ方向）はｙ軸方向であり、厚み方向はｚ軸方向である。誘電体基板２の表側の平面２ａの中央上部には、誘電体基板２の長手方向（ｘ軸方向）に沿って、給電素子（放射器ともいう）３が設けられている。

給電素子３は、ｘ軸方向に並んだ、直線状の二つの電線からなるダイポール型のアンテナエレメント（ダイポールアンテナ）であり、給電素子１３のｘ軸方向の長さの中心に、給電点４を有している。給電点４から給電素子３をなす各電線に電力を供給することで給電素子３から電磁波（電波）が放射される。

給電素子３のｘ方向における長さは、一例として、ミリ波（準ミリ波）帯の通信周波数ｆ１における波長の電気長λ_１の半波長（λ_１／２）に設定される。通信周波数ｆ１は、一例として、２８ＧＨｚである。

誘電体基板２の平面２ａの反対側にある、裏側の平面２ｂの中央下部には、直線状又は帯状の反射器５が設けられている。反射器５は、給電素子３が放射する電波をｙ軸正方向に反射するために設けられている。給電素子３と反射器５とのｙ軸方向における間隔は、通信周波数ｆ１における波長の電気長λ_１の四半波長（λ_１／４）以下に設定されている。

図１（Ａ）〜（Ｃ）に示す例では、一例として、誘電体基板２のサイズは、１０[mm]（ｘ軸方向）×２．４９[mm]（ｙ軸方向）×１[mm]（ｚ軸方向）である。また、誘電体基板２の比誘電率は３．６であり、誘電正接は０である。給電素子３及び反射器５には、厚さ１８μｍの銅箔（幅長さ０．２mm）が用いられている。給電素子３のｘ軸方向の長さは３／１ｍｍであり、反射器５のｘ軸方向の長さは、３．１５ｍｍである。

図２（Ａ）及び図２（Ｂ）は、参考例に係るアンテナ装置１の放射パターン（絶対利得特性）のシミュレーション結果を示す。図２（Ａ）は、図１（Ａ）と同様の角度から斜視した場合の放射パターンを示し、図２（Ｂ）は、誘電体基板２の右側面（ｘ軸方向）から見た場合の放射パターンを示す。

図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、参考例では、所望の方向であるｙ軸正方向（
図２（Ｂ）の真上の方向）ではなく、反射器５から給電素子３へ向かう方向（図２（Ｂ）のａ方向）の指向性を示し、ａ方向に強度の強いビームが放射されている。このようなビームの傾きは、誘電体基板２の厚み（平面２ａと平面２ｂとの距離）が大きくなるほど大きくなる。このように、給電素子３を表側の平面２ａに配置し、平面２ａと異なる裏側の平面２ｂに反射器５を配置する構成では、電波の放射方向が所望の方向（ｙ軸正方向）に対して傾き、所望の方向に指向性を持たせることができなかった。実施形態に係るアンテナ装置は、参考例における課題を解決する。

＜実施形態＞
以下、図面を参照して実施形態に係るアンテナ装置について説明する。以下に説明するアンテナ装置の構成は例示であり、本発明は実施形態の構成に限定されない。

＜＜第１実施形態＞＞
図３（Ａ）は、第１実施形態に係るアンテナ装置１０の構成例を示す斜視図であり、図３（Ｂ）は、アンテナ装置１０の正面図である。アンテナ装置１０は、平板状の（直方体の）誘電体基板１２を有する。誘電体基板１２は、誘電体基板２と同じサイズ、比誘電率、誘電正接を有する。

誘電体基板１２の長手方向（幅方向）はＸＹＺ座標におけるｘ軸方向であり、短手方向（高さ方向）はｙ軸方向であり、奥行き方向（厚み方向）はｚ軸方向である。誘電体基板１２の表側の平面１２ａの中央上部には、ｘ軸方向に沿って、給電素子１３が設けられている。給電素子１３は、ｘ軸方向に直列配置された二つの直線状の電線を有し、ｘ軸方向の長さの中心に給電点１４を有するダイポール型のアンテナエレメント（ダイポールアンテナ）である。給電点１４から給電素子１３に電力を供給することで給電素子１３から電磁波（電波）が放射される。

給電素子１３のｘ軸方向における長さは、一例として、ミリ波（準ミリ波）帯の通信周波数ｆ１における波長の電気長λ_１の半波長（λ_１／２）に設定される。通信周波数ｆ１は、一例として、２８ＧＨｚであり、準ミリ波又はミリ波である。なお、通信周波数ｆ１は、２８ＧＨｚより高くても低くてもよい。例えば、通信周波数ｆ１は、６０ＧＨｚ程度であってもよい。

誘電体基板１２の平面１２ａの中央下部には、二つの（一対の）反射器１５Ａ、１５Ｂがｘ軸方向に直列に配置されている。反射器１５Ａ、１５Ｂは、給電素子１３から放射された電波をｙ軸正方向に反射するための、分離型の反射器である。反射器１５Ａ、１５Ｂは、給電素子１３と、ｙ軸方向において所定の距離を空けて配置されている。所定の距離は、通信周波数ｆ１における波長の電気長λ_１の四半波長（λ_１／４）以下となるように設定される。なお、ｘ軸方向は、「第１の方向」の一例であり、ｙ軸方向は、「平面において第１の方向に直交する第２の方向」の一例である。

反射器１５Ａ、１５Ｂは、参考例と異なり、給電素子１３が配置された面と同一平面（平面１２ａ）上に配置されている。反射器１５Ａ、１５Ｂは、それぞれ直線状又は帯状を有し、ｘ軸方向において、所定の間隔Ｄを空けて直列に配置されている。反射器１５Ａ、１５Ｂは、間隔Ｄを二等分するｙ軸方向の直線に対して線対称となる状態に配置されている。また、当該ｙ軸方向の直線は、給電素子１３をｘ軸方向において二等分する線でもあり、平面１２ａの平面視において、給電素子１３、反射器１５Ａ、１５Ｂは線対称（左右対称）に配置されている。

反射器１５Ａ、１５Ｂのそれぞれの長さは、例えば、通信周波数ｆ１における波長の電気長λ_１の半波長（λ_１／２）か、それより少し長い長さ、すなわち給電素子１３のｘ軸
方向の長さより少し長い長さに設定されている。

なお、あくまで一例であるが、給電素子１３、反射器１５Ａ、１５Ｂの材質、膜厚、幅長さは、参考例と同じである。また、給電素子１３のｘ軸方向の長さは、３．１ｍｍであり、反射器１５Ａ、１５Ｂのそれぞれのｘ軸方向における長さは３．４７ｍｍである。給電素子１３と反射器１５Ａ、１５Ｂとは、平行であり、ｙ方向における給電素子１３と反射器１５Ａ、１５Ｂとの距離は、１．６４ｍｍである。誘電体基板１２、給電素子１３、反射器１５Ａ、１５Ｂの材質や寸法は、電波のビームに所望の指向性が得られる限りにおいて、適宜変更可能である。このことは、以下に説明する第２実施形態以降も同様である。

図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、第１実施形態に係るアンテナ装置１０の放射パターン（絶対利得特性）のシミュレーション結果を示す。図４（Ａ）は、図３（Ａ）と同様の角度からアンテナ装置１０を斜視した場合の放射パターンを示し、図２（Ｂ）は、誘電体基板１２の右側面（ｘ軸方向）から見た場合の放射パターンを示す。

図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように、第１実施形態に係るアンテナ装置１０では、所望の方向であるｙ軸正方向（図４（Ｂ）の真上の方向）に指向性を示し、ｙ軸正方向に強度の強いビームが放射されていると云える状況である。このように、反射器１５Ａ、１５Ｂと給電素子１３とを同一の平面（平面１２ａ）上に配置することによって、アンテナの指向性を所望の方向に向けることができる。すなわち、所望の方向に指向性を有するアンテナ装置１０を得ることができる。

第１実施形態に係るアンテナ装置１０によれば、給電素子１３と、給電素子１３と同一の平面（平面１２ａ）上に配置されるとともに、給電素子１３に接続される給電線が通過する間隔Ｄを空けて配置された二つの反射器１５Ａ、１５Ｂとを含む。これにより、所望の方向にアンテナの指向性を持たせることができる。

なお、給電素子１３、反射器１５Ａ、１５Ｂが、ｙ軸方向の線に対して線対称（左右対称）とされることで、ｚ軸正方向（アンテナ装置１０の正面）から見たときのビームの強度部分を線対称にすることができる。

＜＜第２実施形態＞＞
第２実施形態に係るアンテナ装置２０について説明する。図５（Ａ）は、第２実施形態に係るアンテナ装置２０の正面図であり、図５（Ｂ）はアンテナ装置２０の背面図である。

図５（Ａ）及び（Ｂ）において、アンテナ装置２０は、誘電体基板２２を有する。誘電体基板２２は、幅方向（ｘ軸方向）、高さ方向（ｙ軸方向）、及び奥行き方向（ｚ軸方向）を有する矩形の平板状（直方体）に形成されている。なお、一例であるが、誘電体基板２２のｘ軸方向の長さは１２ｍｍで、ｙ軸方向の長さは１１．２８ｍｍで、ｚ軸方向の長さは０．２ｍｍである。また、誘電体基板２２の比誘電率は３．６であり、誘電損失は０．００６である。

誘電体基板２２は、ｚ軸方向において、正面をなす表側の平面２２ａと、平面２２ａの反対側にある、裏側の平面２２ｂとを有し、平面２２ａの中央部の上縁部に、ｘ軸方向に配置された給電素子（放射器）２３が設けられている。給電素子２３は、ｘ軸方向において間隔を空けて直列配置された二つの直線状の電線を有するダイポール型のアンテナエレメントである。なお、給電素子２３のｘ軸方向における両端間の長さは、３．４７ｍｍであり、電線の幅は０．２５ｍｍである。

給電素子２３の各電線の、給電素子２３のｘ軸方向における中心へ向かう側の端部には、平面２２ａ上に形成され、ｙ軸負方向に伸びる給電線２６が接続されている。給電線２６は、給電素子２３をなす二つの電線のうち、図５（Ａ）において向かって左側の電線に接続された給電線２６Ａと、向かって右側の電線に接続された給電線２６Ｂとを含む。給電線２６Ａ及び給電線２６Ｂは、ｙ軸方向において平行に伸び、平面２２ａの上半分よりやや下側まで伸びている。給電線２６は、厚さ１８μｍ、幅０．２ｍｍの銅箔を用いて形成されている。但し、サイズや材質は一例であり、これに限定されない。

給電線２６Ａ、２６Ｂの下側の端部は、バラン２７に接続されている。バラン２７には、マイクロストリップライン２８が接続されている。誘電体基板２２の裏側の平面２２ｂのほぼ下半分には、矩形のグラウンドプレーン２９が設けられている。グラウンドプレーン２９のｙ軸方向の長さは、５．７８ｍｍである。マイクロストリップライン２８は誘電体基板２２の下面を介してグラウンドプレーン２９に接続されている。ｙ軸方向において、グラウンドプレーン２９の上端と、給電素子２３との距離は５ｍｍとなっている。

給電線２６Ａ、２６Ｂのｙ軸方向におけるほぼ中央には、ｘ軸方向において、給電線２６Ａ、２６Ｂが通過可能な間隔Ｄを空けた状態で隣り合う、二つの（一対）の反射器２５Ａ、２５Ｂが設けられている。換言すれば、二つの反射器２５Ａ、２５Ｂは、給電素子２３に接続された給電線２６が通過するための間隔Ｄを空けて、ｘ軸方向に直列配置されている。

反射器２５Ａ、２５Ｂのそれぞれは、平面２２ａ上に形成（配置）されており、間隔Ｄの中点を通過するｙ軸方向の線に対して線対称（左右対称）となる形状を有している。また、間隔Ｄの中点を通過するｙ軸方向の線に対して、給電素子２３も線対称となる。なお、給電素子２３のｘ軸方向における長さや、給電素子２３と反射器２５Ａ、２５Ｂとのｙ軸方向における距離の長さは、第１実施形態で説明した設定に従う。

第２実施形態では、反射器２５Ａ、２５Ｂのそれぞれは、第１実施形態のような直線状ではなく、ｙ軸の正方向及び負の方向に突出した凸状をなすように形成された折り曲げ部を有する形状となっている。反射器２５Ａ、２５Ｂのそれぞれの線路長（直線に直した場合の長さ）は、給電素子２３のｘ軸方向における長さより少し長い長さとなっている。

但し、第２実施形態では、反射器２５Ａ、２５Ｂが折り曲げ部を有することで、反射器２５Ａ、２５Ｂのｘ軸方向における長さを、直線状に形成する場合よりも短くできる。すなわち、第２実施形態では、ｘ軸方向において、反射器２５Ａ、２５Ｂが占める長さ（反射器２５Ａのｘ軸負方向における端部から反射器２５Ｂのｘ軸正方向における端部までの長さ。図５（Ａ）の例では７．１６ｍｍ）を、短くして、アンテナ装置２０の小型化を図ることができる。

図６及び図７は、第２実施形態に係るアンテナ装置２０の放射パターン（絶対利得特性）のシミュレーション結果を示す。図６は、アンテナ装置２０を斜視した場合の放射パターンを示す。図６に示すように、アンテナ装置２０は、給電素子２３から放射される電波を所望の方向（ｙ軸正方向）に反射するための反射器２５Ａ、２５Ｂが給電素子２３と同一平面（平面２２ａ）上に形成されている。これによって、ｙ軸正方向の指向性を示しており、ｙ軸正方向に強度の高いビームが放射されていることが分かった。

図７においても、第２実施形態に係るアンテナ装置２０の放射特性は、ｙ軸正方向（９０度の方向）の指向性を示しており、ｙ軸正方向に強度の高いビームが放射されていることが分かった。また、反射器２５Ａ、２５Ｂを左右対称（ｙ軸の線に対して線対称）とな
るように配置することで、ビームの強度が、９０°のラインを境に線対称となる。ビームの強度分布が左右でほぼ同じとなるようにすることができる。

＜＜第３実施形態＞＞
第１及び第２実施形態では、一つの給電素子と二つの（一対の）反射器とを備えるアンテナ装置について説明した。第３実施形態では、複数の給電素子と複数の反射器とを備えるアンテナ装置（アンテナアレイ）について説明する。

図８は、第３実施形態に係るアンテナ装置３０を示す正面図である。アンテナ装置３０は、平板状の誘電体基板３２を有する。誘電体基板３２の表側の平面３２ａ上には、複数の給電素子と、複数の反射器とが形成（配置）されている。

第３実施形態において、複数の給電素子は、二つの給電素子３３１と給電素子３３２とからなる。給電素子３３１と給電素子３３２とのそれぞれは、第１実施形態における給電素子１３と同様の構成を有し、ｘ軸方向の長さの中心に、給電点３１４を有している。給電素子３３１と給電素子３３２とは同じ構成（サイズ、材質）を有している。給電素子３３１と給電素子３３２とは、平面３２ａの上部中央において、ｘ軸方向に、間隔Ｄ１（第１の間隔の一例）を空けて直列に配置されている。

また、第３実施形態において、複数の反射器は、反射器３５１と、反射器３５２と、反射器３５３との三つからなる。反射器３５１〜３５３は、同じ構成（サイズ、材質）を有している。反射器３５１〜３５３は、第１実施形態における反射器１５Ａ、１５Ｂと同様に直線状に形成され、給電素子３３１，３３２の列の下側に、ｘ軸方向に、間隔Ｄ２（第２の間隔の一例）を空けて、直列に配置されている。また、反射器３５１〜３５３の列は、ｙ軸方向において、給電素子３３１、３３２の所定の距離を空けて配置されている。

給電素子３３１、３３２と、反射器３５１〜３５３は、反射器３５２をｘ軸方向において２等分するｙ軸方向の線に対して線対称（左右対称）となっている。これにより、アンテナ装置３０を正面から見たときのビームの強度分布が左右対称となるようにすることができる。

第３実施形態では、給電素子の数をＮ（Ｎは正の整数）＝２とした場合に、Ｎ＋１＝３となるように、給電素子３３１、３３２と、反射器３５１〜３５３を設ける。そして、間隔Ｄ１を介して隣り合う二つの給電素子３３１、３３２が、一つの反射器３５２を共用する構成となっている。

具体的に説明すると、複数の反射器３５１〜３５３のうち、複数の反射器の列の両端部に位置する反射器３５１、３５３を第１の反射器としたときに、反射器３５１と反射器３５２との間にある反射器３５２は、第２の反射器とされ、二つの給電素子によって共用される。第２の反射器を共用する二つの給電素子は、第２の反射器の両側にある間隔Ｄ２をｙ軸方向（第２の方向の一例）に通過する直線とそれぞれ交わる給電素子である。

図８において、第２の反射器に相当する反射器３５２の左側の間隔Ｄ２をｙ軸方向に通過する直線は、給電素子３３１と交わる。一方、反射器３５２の右側の間隔Ｄ２をｙ軸方向に通過する直線は、給電素子３３２と交わる。よって、反射器３５２は、給電素子３３１、３３２によって共用される。反射器３５２を共用することによって、反射器３５２の数を減らすことができ、アンテナ装置の小型化や、製造コスト削減等を図ることができる。

また、給電素子３３１のｘ軸方向における中心（給電点３１４）を通過するｙ軸方向の
直線Ｌ１（第１の直線の一例）を引いたとき、この直線Ｌ１に向かう第１の反射器（反射器３５１）の端部と、直線Ｌ１とのｘ軸方向における直線距離Ｄ２ａが得られる。また、直線Ｌ１に向かう第２の反射器（反射器３５２）の端部と直線Ｌ１とのｘ軸方向における直線距離Ｄ２ｂが得られる。Ｄ２ａの長さがＤ２ｂより短くなる（Ｄ２ａ＜Ｄ２ｂ）ように、第１の反射器（反射器３５１）は配置される。換言すれば、第１の反射器である反射器３５１の間隔Ｄ２をなす端部と、給電素子３３１の中心との距離が、第２の反射器である反射器３５２の間隔２をなす端部と、給電素子３３１の中心との距離よりも短くなっている。反射器３５２と反射器３５３との間隔Ｄ２についても同様であり、反射器３５３の端部は、反射器３５２の端部より、給電素子３３２の中心（給電点３１４）に近い。このような構成を採用することで、複数の反射器のｘ軸方向における長さを縮めることができ、アンテナ装置３０を小型化することができる。ここで、給電素子３３１、３３２のそれぞれは、複数の給電素子の列において端部に位置する第１の給電素子の一例である。

なお、給電素子の数Ｎは３以上でもよく、反射器の数は、Ｎ＋１より多くてもよい。また、第３実施形態において、給電素子の中心の間隔（給電点３１４の間隔）Ｄ３は所定値に設定されている。Ｄ３は、例えば０．７λ_１であり、この場合、反射器は直線状に形成される。但し、反射器３５１、３５３の少なくとも一方が折り曲げ部を有していてもよい。

第３実施形態に係るアンテナ装置３０によっても、上述した構成によって、参考例のような傾きを無くし、所望の方向であるｙ軸正方向に強いビームが形成される指向性を得ることができる。

＜＜第４実施形態＞＞
図９は、第４実施形態に係るアンテナ装置４０の正面図である。アンテナ装置４０は、給電素子の中心の間隔（給電点間の距離）Ｄ３が所定値より短い場合に採ることが好ましい構成を示す。アンテナ装置４０は、平板状の誘電体基板４２を有する。誘電体基板４２の表側の平面４２ａ上には、複数の給電素子と、複数の反射器とが形成（配置）されている。

第４実施形態では、複数の給電素子は、四つの給電素子４３１、４３２，４３３，４３４からなる。給電素子４３１〜４３４のそれぞれは、第１実施形態における給電素子１３と同様の構成を有し、ｘ軸方向の長さの中心に、給電点４１４を有している。給電素子４３１〜４３４は同じ構成（サイズ、材質）を有している。給電素子４３１〜４３４は、平面４２ａの上部中央において、ｘ軸方向に、間隔Ｄ１（第１の間隔の一例）を空けて直列に配置されている。なお、給電素子４３１〜４３４は、等間隔で直列に配置された三つ以上の給電素子の一例である。

また、第４実施形態では、複数の反射器は、給電素子４３１〜４３４の数（Ｎ＝４）より一つ多い、反射器４５１、４５２、４５３、４５４、４５５からなる。反射器４５１〜４５５は、給電素子４３１〜４３４の列の下側に、ｘ軸方向に、間隔Ｄ２（第２の間隔の一例）を空けて、直列に配置されている。また、反射器４５１〜４５５の列は、ｙ軸方向において、給電素子４３１〜４３４の所定の距離を空けて配置されている。

反射器４５１〜４５５は、第３実施形態と同様に、反射器の列の端部にある第１の反射器である反射器４５１、４５５と、反射器４５１と反射器４５５との間にある第２の反射器である反射器４５２、４５３，４５４とに分けられる。反射器４５２、４５３，４５４のそれぞれは、第３実施形態で説明した位置関係にある二つの給電素子によって共用される。反射器４５２は、間隔Ｄ１を介して隣り合う（隣接関係にある）、給電素子４３１、４３２に共用される。同様に、反射器４５３は給電素子４３２、４３３に共用される。反
射器４５４は給電素子４３３、４３４に共用される。

第４実施形態では、Ｘ軸方向の給電素子の中心の間隔（給電点４１４間の距離）Ｄ３が、第３実施形態における値より短く設定されている（例えば、λ_１／２）。この場合、複数の反射器４５１〜４５５のそれぞれに、折り曲げ部を有する構成を採用する。このとき、第２の反射器である反射器４５２〜４５４は、同じ形状に形成され、或るｙ軸方向の線を中心に左右対称となっている。ここで、図９に示すように、給電素子の列に向かって突出する凸状となるように、反射器４５２〜４５４を形成するのが好ましい。このようにすれば、給電素子の列と反対方向に向かって凸状に形成する場合より、好適な電波強度が得られる。また、第１の反射器である反射器４５１と反射器４５５とは、同じ形状にされている。但し、反射器４５１と反射器４５５とが異なる形状となっていてもよい。

第４実施形態においても、第３実施形態と同様に、第１の反射器を、アンテナ装置４０の中心方向に近づけて、アンテナ装置４０のサイズを小さくする構成が採用されている。すなわち、給電素子４３１のｘ軸方向における中心（給電点４１４）を通過するｙ軸方向の直線Ｌ１を引いたとき、この直線Ｌ１に向かう反射器４５１の端部と直線Ｌ１との距離は、直線Ｌ１と直線Ｌ１に向かう反射器４５２の端部との距離より短くなっている。反射器４５５についても同様である。従って、第１の反射器と第２の反射器との間の第２の間隔Ｄ２１は、第２の反射器同士の間隔Ｄ２２より短くなっている（Ｄ２１＜Ｄ２２）。また、給電素子４３１〜４３４と、反射器４５１〜４５５とは、反射器４５３をｘ軸方向において２等分するｙ軸方向の直線に対して線対称となっている。

第４実施形態に係るアンテナ装置４０によっても、上述した構成によって、参考例のような傾きを無くし、所望の方向であるｙ軸正方向に強いビームが形成される指向性を得ることができる。

＜＜第５実施形態＞＞
図１０（Ａ）は、第５実施形態に係るアンテナ装置５０の正面図であり、図１０（Ｂ）は、アンテナ装置５０の背面図である。アンテナ装置５０は、第２実施形態に係るアンテナ装置２０を複数用いたマルチアンテナ構成を有する。

図１０（Ａ）において、アンテナ装置５０は、平板状の誘電体基板５２を有し、誘電体基板５２の表面側の平面５２ａ上に、複数の給電素子と、複数の反射器とが形成（配置）されている。具体的には、ｘ軸方向には、複数の給電素子５３１、５３２、５３３、５３４が、第１の間隔Ｄ１を空けて直列に配置されている。給電素子５３１〜５３４のそれぞれは、給電素子２３と同様の構成を有している。給電素子５３１、５３２、５３３、５３４のそれぞれには、第２実施形態で説明した、給電線２６、バラン２７、マイクロストリップライン２８が設けられ、マイクロストリップライン２８は、裏側の平面５２ｂの下側に設けられたグラウンドプレーン５９に接続されている。

また、反射器５５１、５５２、５５３、５５４、５５５が、ｘ軸方向において、第２の間隔Ｄ２を空けて直列に配置されている。各給電線２６は、第２の間隔を通過している。第５実施形態において、第１の反射器である反射器５５１、５５５は、反射器２５Ａ、２５Ｂと同様の、折り曲げ部を有する形状を有し、第２の反射器である反射器５５２、５５３、５５４は、直線状に形成されている。

反射器５５１と反射器５５２との間隔Ｄ２、反射器５５４と反射器５５５との間隔Ｄ２に関しては、第３及び第４実施形態で説明したのと同様の構成が採用され、反射器５５１、５５５が中央に近づけられている。また、給電素子５３１〜５３４、反射器５５１〜５５５は、反射器５５３のｘ軸方向における中心を通るｙ軸方向の線に対して線対称となっ
ている。

上記した構成によって、第５実施形態におけるアンテナ装置５０は、第１〜第４実施形態と同様に、所望の方向に指向性を持たせることができ、また、アンテナ装置５０の小型化を図ることができる。

＜第６実施形態＞
第６実施形態として、第５実施形態に係るアンテナ装置５０の適用例について説明する。図１１は、アンテナ装置５０が適用されたスマートフォン端末６０の外観構成例を示す。スマートフォン端末６０の代わりに、タブレットコンピュータ、携帯電話端末、ゲーム機などの通信端末に適用されてもよい。

スマートフォン端末６０は、平板状の筐体６１を有し、筐体６１の正面には、電源ボタン６４と、タッチパネルディスプレイ６３とが設けられている。電源ボタン６４を押すと、内蔵されたプロセッサがプログラムを実行することによって、ディスプレイ６３に所定のユーザインタフェース（ＵＩ）を表示し、ユーザは、タッチパネルを用いたＵＩの操作によって、所望のアプリケーションプログラム（アプリともいう）を実行する。アプリの実行によって、音声通話を行ったり、ネットワークからダウンロードしたデータや動画を参照したりすることができる。

アンテナ装置５０は、図１１において破線で囲んだ、筐体の上側と下側とのそれぞれに内蔵されている。図１２（Ａ）は、筐体６１内に内蔵されたアンテナ装置５０を示し、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）において破線で囲んだ部分を拡大して示す。

アンテナ装置５０は、筐体６１内に配置された配線基板６２のｙ軸方向における各端部から延出する状態で、配線基板６２に取り付けられている。また、配線基板６２には、通信周波数ｆ１と異なる通信周波数ｆ２を扱うアンテナエレメント７０が設けられている。

アンテナ装置５０が、一例として、２８ＧＨｚ帯を用いて通信する５Ｇ（Generation）のアンテナアレイであるのに対し、アンテナエレメント７０は、一例として、ＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯で通信するアンテナエレメントである。アンテナエレメント７０の通信周波数ｆ２は、一例として８６０ＭＨｚである。通信周波数ｆ２は、通信周波数ｆ２は、８６０ＭＨｚより高くても低くてもよい。アンテナエレメント７０は、一例として、４Ｇ以前の通信規格に基づく通信用に使用される。図１２に示すアンテナエレメント７０は、例えば、逆Ｌ型であるが、逆Ｆ型であってもよく、その他の形状の放射素子であってもよい。但し、アンテナ装置５０は、他の周波数帯を扱うアンテナエレメントともに使用されることは必須の要件とされない。

図１２（Ｂ）に示すように、アンテナ装置５０は、配線６５を介して、配線基板６２に設けられたＲＦＩＣ（無線装置）８０と電気的に接続される。ＲＦＩＣ８０は、電波の送信方向と受信方向とを切り替えて、アンテナ装置５０で受信された電波の高周波をディジタル信号に変換したり、ディジタル信号を高周波に変換したりするための様々な回路を含んでいる。

ディジタルＩＣ９０は、Central Processing Unit（ＣＰＵ）などのプロセッサと、Read Only Memory（ＲＡＭ）やRead Only Memory（ＲＯＭ）などのメモリとを含み、プロセ
ッサは、メモリに記憶されたプログラムを実行することによって、プログラムの目的に沿った様々な処理を行う。例えば、処理の結果をディスプレイ６３に表示したり、通信用のディジタル信号を生成してＲＦＩＣ８０に送ったり、ＲＦＩＣ８０から得たディジタルデータに所定の処理を施したりする。ＲＦＩＣ８０に送られたディジタル信号は、ＲＦＩＣ
８０によりアナログの高周波に変換され、アンテナ装置５０から電波として放射される。ＲＦＩＣ８０はアンテナエレメント７０を用いた送受信処理を兼用してもよく、アンテナエレメント７０を用いた送受信処理は、ＲＦＩＣ８０以外の回路によって行われてもよい。なお、配線基板６２の下端にあるアンテナ装置５０に係る構成は、図１２（Ｂ）を用いて説明した、配線基板６２の上端にあるアンテナ装置５０に係る構成と同じである。アンテナ装置５０の代わりに、アンテナ装置１０，２０，３０，４０のいずれかを適用してもよい。

他の適用例としては、第１〜第５実施形態に係るアンテナ装置を、車載端末に搭載し、図１３に示すような車車通信（Ｖ２Ｖ）に用いることが考えられる。或いは、図１４に示すように、基地局１１０からの電波を受信して、屋内のスマートフォン端末６０などに中継するリピータ装置１２０に、第１〜第５実施形態に係るアンテナ装置を適用することが考えられる。以上説明した実施形態の構成は適宜組み合わせることができる。

１０，２０、３０、４０、５０・・・アンテナ装置
１３、２３、３３１〜３３２、４３１〜４３４・・・給電素子
１４、３１４，４１４・・・給電点
１５Ａ、１５Ｂ、２５Ａ、２５Ｂ、３５１〜３５３、４５１〜４５５・・・反射器

Claims (14)

1. 給電素子と、
   前記給電素子が配置された平面と同一の平面上に配置された二つの反射器とを含み、
   前記二つの反射器は、前記平面における第１の方向に間隔を空けて配置されるとともに、前記平面において前記第１の方向と直交する第２の方向において、前記給電素子と距離を空けて配置されている
   ことを特徴とするアンテナ装置。
2. 前記給電素子及び前記二つの反射器の平面視において、前記給電素子及び前記二つの反射器が線対称に配置されている
   請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記二つの反射器の夫々が折り曲げ部を有する
   請求項１又は２に記載のアンテナ装置。
4. 前記平面上に配置され、前記給電素子に接続されるとともに前記間隔を通過する給電線をさらに含む
   請求項１から３のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
5. 複数の給電素子と、
   前記給電素子が配置された平面と同一の平面上に配置された、前記複数の給電素子の数より多い複数の反射器とを含み、
   前記複数の給電素子は、前記平面における第１の方向に、第１の間隔を空けて直列に配置され、
   前記複数の反射器は、前記平面において前記第１の方向と直交する第２の方向において、前記複数の給電素子と距離を空けて配置されるとともに、前記平面における前記第１の方向に第２の間隔を空けて配置されている
   ことを特徴とするアンテナ装置。
6. 前記複数の反射器のうちの少なくとも一つの反射器が、前記複数の給電素子のうち、前記第１の間隔を介して隣り合う二つの給電素子に共用される
   請求項５に記載のアンテナ装置。
7. 前記複数の反射器のうち、前記複数の反射器の列の両端部に位置する二つの第１の反射器の間にある第２の反射器が、前記第２の反射器の両側にある前記第２の間隔を前記第２の方向に通過する直線とそれぞれ交わる二つの給電素子によって共用される
   請求項５又は６に記載のアンテナ装置。
8. 前記複数の反射器のうち、前記第１の方向において中心に位置する反射器の中心を通過する前記第２の方向の直線に対して、前記複数の給電素子及び前記複数の反射器が線対称となっている
   請求項５から７のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
9. 隣り合う給電素子の中心の間隔が所定値以上であり、前記第２の反射器の形状は直線状である
   請求項５から８のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
10. 隣り合う給電素子の中心の間隔が所定値より小さく、前記第２の反射器の形状は折り曲げ部を有する形状である
    請求項５から８のいずれかに記載のアンテナ装置。
11. 前記折り曲げ部は、前記複数の給電素子の列に向かって突出する凸状に形成されている請求項１０に記載のアンテナ装置。
12. 前記複数の給電素子の列において端部に位置する第１の給電素子の、前記第１の方向における中心を通過し、前記第２の方向に伸びる第１の直線が通過する前記第２の間隔を形成する前記第１の反射器と前記第２の反射器とがあり、前記第１の反射器と前記第１の直線との距離が、前記第２の反射器と前記第１の直線との距離より短い
    請求項５から１１のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
13. 前記複数の給電素子の列において端部に位置する第１の給電素子に接続された給電線が通過する前記第２の間隔を空けて隣り合う前記第１の反射器と前記第２の反射器とがあり、前記隣り合う前記第１の反射器と前記給電線との距離が、前記隣り合う前記第２の反射器と前記給電線との距離より短い
    請求項５から１１のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
14. 前記複数の給電素子として三つ以上の給電素子が等間隔で前記第１の方向に直列に配置されており、
    前記第１の反射器と前記第２の反射器との間にある前記第２の間隔の長さが、前記第２の反射器同士の間にある前記第２の間隔の長さより短い
    請求項５から１３のいずれか１項に記載のアンテナ装置。