JP2022013961A - 平面アンテナ - Google Patents

Abstract

【課題】アンテナ利得が大きい平面アンテナを提供する。【解決手段】平面アンテナは、第１面と、前記第１面とは反対側の第２面とを有する誘電体層と、前記第１面に設けられるアンテナ導体と、前記第２面に設けられる接地導体とを備え、前記誘電体層の厚さは、０．１～２０ｍｍであり、前記誘電体層の誘電正接ｔａｎδは０．０２５以下である。【選択図】図１

Description

本発明は、平面アンテナに関する。

携帯電話、インターネット通信、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）など、無線技術を利用した多様な通信システムが開発されている。これらの通信システムに対応するためには、それぞれの通信システムに使用される電波の送受信が可能なアンテナが必要とされる。

また、無線通信の高速化及び大容量化を図るため、第５世代移動通信システム（５Ｇ）用の周波数帯などのように、使用する周波数帯域の高周波化が進んでいる。そのため、高周波帯の電波が携帯電話やインターネット通信などに使用されても、電波を安定して送受信できるアンテナの設置が必要とされている。

高周波の周波数帯域の電波を受信可能なアンテナとして、例えば、導電膜を利用して、電波を導電膜の表裏両方向（双方向）に出力する、ダイポール式のアンテナが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、アンテナは、基板となる一対のガラス板と、一対のガラス板の間に配置され、一端を開放端とするスロットが形成された導電膜と、一方のガラス板の導電膜とは反対側に配置された一対の電極とを有している。導電膜には、電極の投影部である結合部がスロットを介して一対形成され、前記結合部と電極とは、容量的に結合可能な距離だけ離間している。一対の電極および結合部との静電結合を利用した非接触給電方式により、導電膜をアンテナとして機能させている。

国際公開第２０１１／００４８７７

高周波の周波数帯域の電波を受信可能なアンテナは、高周波の周波数帯域の電波の送受感度に優れるものが求められる。そのため、アンテナ利得が充分に大きいものが求められる。

本発明は、アンテナ利得が大きい平面アンテナを提供する。

本発明の一態様に係る平面アンテナは、
第１面と、前記第１面とは反対側の第２面とを有する誘電体層と、
前記第１面に設けられるアンテナ導体と、
前記第２面に設けられる接地導体とを備え、
前記誘電体層の厚さは、０．１～２０ｍｍであり、
前記誘電体層の誘電正接ｔａｎδは０．０２５以下である。

本発明のアンテナユニットは、アンテナ利得が大きい。

本発明の一実施形態に係る平面アンテナの平面図である。 図1のA－A方向から見た断面図である。 アンテナ利得の算出に用いた平面アンテナの寸法である。 誘電体層の厚さが３．３ｍｍであるときの、平面アンテナの放射角度とアンテナ利得との関係を示したグラフである。 誘電体層のｔａｎδが０．０１５であるときの、平面アンテナの放射角度とアンテナ利得との関係を示したグラフである。 誘電体層の厚さとアンテナ利得との関係を示したグラフである。 アンテナ利得を９．５ｄＢｉ以上にできる誘電体層のｔａｎδと厚さの関係を示したグラフである。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、平行、直角、直交、水平、垂直、上下、左右などの方向には、本発明の効果を損なわない程度のずれが許容される。また、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向は、それぞれ、Ｘ軸に平行な方向、Ｙ軸に平行な方向、Ｚ軸に平行な方向を表す。Ｘ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向とは、互いに直交する。ＸＹ平面、ＹＺ平面、ＺＸ平面は、それぞれ、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に平行な仮想平面、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に平行な仮想平面、Ｚ軸方向及びＸ軸方向に平行な仮想平面を表す。

本発明の一実施形態に係る平面アンテナは、マイクロ波やミリ波等の高周波帯（例えば、０．３ＧＨｚ～３００ＧＨｚ）の電波の送受に好適である。発明の一実施形態に係る平面アンテナは、第５世代移動通信システム（いわゆる、５Ｇ）などに適用可能であるが、適用可能なシステムはこれに限定されない。

図１は、本発明の一実施形態に係る平面アンテナの平面図であり、図２は図1のA－A方向から見た断面図である。平面アンテナ１０１は、誘電体層４０と、誘電体層４０の一方の主面に設けられるアンテナ導体１０と、誘電体層４０を介してアンテナ導体１０と対向する接地導体２０と、アンテナ導体１０に給電する給電ライン３０とを備える。平面アンテナ１０１は、パッチアンテナ又はマイクロストリップアンテナと称される。

誘電体層４０は、誘電体を主成分とする板状又はシート状の基材である。誘電体層４０は、第１主面４１と、第１主面４１とは反対側の第２主面４２とを有する。誘電体層４０の第１主面４１にアンテナ導体１０及び給電ライン３０が設けられ、誘電体層４０の第２主面に４２に接地導体２０が設けられる。第１主面４１及び第２主面４２は、いずれも、ＸＹ平面に平行である。

誘電体層４０の厚さは、０．１～２０ｍｍである。誘電体層４０の厚さが０．１～２０ｍｍであれば、平面アンテナ１０１がアンテナとして機能できる。誘電体層４０の厚さは、１．０ｍｍ以上が好ましく、２．０ｍｍ以上がより好ましく、３．０ｍｍ以上がさらに好ましい。誘電体層４０の厚さは、１５ｍｍ以下が好ましく、１０ｍｍ以下がさらに好ましく、５．０ｍｍ以下が特に好ましい。

また、誘電体層４０の厚さは、平面アンテナ１０１によって送受される電波の、真空中における波長をλ_０とするとき、０．００１１７λ_０～０．２３３４λ_０であることが好ましい。誘電体層４０の厚さが０．００１１７λ_０～０．２３３４λ_０であれば、平面アンテナ１０１がアンテナとして機能できる。誘電体層４０の厚さは、０．０１１６７λ_０以上が好ましく、０．０２３３３λ_０以上がより好ましく、０．０３５０λ_０以上がさらに好ましい。誘電体層４０の厚さは、０．１７５０λ_０以下が好ましく、０．１１６７λ_０以下がさらに好ましく、０．０５８３λ_０以下が特に好ましく、０．０４５０λ_０以下が最も好ましい。

誘電体層４０の誘電正接ｔａｎδは、０．０２５以下である。誘電正接ｔａｎδが０．０２５以下であれば、平面アンテナ１０１のアンテナ利得が向上する。ここで、ｔａｎδは周波数が２４ＧＨｚにおける値である。誘電正接ｔａｎδは、０．０２０以下が好ましく、０．０１５以下がより好ましく、０．０１０以下がさらに好ましく、０．００５以下が特に好ましい。誘電正接ｔａｎδの下限は限定されないが、１０^－５以上であってもよく、０．０００５以上であってもよく、０．００１０以上であってもよい。

平面アンテナ１０１のアンテナ利得は、６ｄＢｉ以上であることが好ましい。アンテナ利得が６ｄＢｉ以上であれば、高周波帯の電波の送受感度に優れる。アンテナ利得は、７ｄＢｉ以上がより好ましく、８ｄＢｉ以上がさらに好ましく、９ｄＢｉ以上がよりさらに好ましく、９．５ｄＢｉ以上が特に好ましく、１０ｄＢｉ以上が最も好ましい。誘電体層４０の厚さを０．１～２０ｍｍ、誘電体層４０の誘電正接ｔａｎδを０．０２５以下とすることにより、アンテナ利得を６ｄＢｉ以上とすることができる。

また、誘電体層４０の誘電正接ｔａｎδと厚さｔとは、平面アンテナ１０１によって送受される電波の、真空中における波長をλ_０とするとき、下記式（１）を満たすことが好ましい。

－０．８３２×λ_０×（ｔａｎδ）^２－０．３１３×ｔａｎδ＋０．０５３≧ｔ≧４．６０３×λ_０×（ｔａｎδ）^２－０．０２４×ｔａｎδ＋０．０３２・・・（１）
式（１）を満たせば、後述するとおり平面アンテナのアンテナ利得を９．５ｄＢｉ以上とすることができる。

誘電体層４０の材料には、上記の厚さと誘電正接を満たす種々の材料が用いられる。例えば、ガラス、セラミックス、樹脂が挙げられる。

誘電体層４０は、ガラス板であってもよい。誘電体層４０がガラス板である場合、ガラス板は、
ＳｉＯ_２ ：５０～１００％、
Ａｌ_２Ｏ_３ ：０～２０％、
ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３：５０～１００％、
Ｂ_２Ｏ_３ ：０～３０％、
ＭｇＯ ：０～２５％、
ＣａＯ ：０～２５％、
ＳｒＯ ：０～２５％、
ＢａＯ ：０～２５％、
ＲＯ ：０～４０％、
Ｌｉ_２Ｏ ：０～２０％、
Ｎａ_２Ｏ ：０～２０％、
Ｋ_２Ｏ ：０～２０％、
Ｒ_２Ｏ ：０～２０％、を含むことが好ましい。

ここで、ガラス板中の各成分の含有量は、酸化物基準のモル百分率として表す。また、ガラスが、ある成分を「実質的に含まない」とは、不純物として不可避的に混入する場合を除き、その成分は積極的には添加されないことを意味する。

以下、誘電体層４０にガラス板を用いる場合の各成分の形態について説明する。

ＳｉＯ_２の含有量は、５０％以上、８０％以下であることが好ましい。また、Ａｌ_２Ｏ_３の含有量が０％以上、２０％以下であることが好ましい。ＳｉＯ_２およびＡｌ_２Ｏ_３は、ヤング率の向上に貢献することにより、建築用途、自動車用途等に必要とされる強度を確保しやすくする。Ａｌ_２Ｏ_３および／またはＳｉＯ_２が少ないと、耐候性を確保しにくくなり、また、平均線膨張係数が大きくなりすぎて熱割れしやすくなり、好ましくない。Ａｌ_２Ｏ_３および／またはＳｉＯ_２は、多すぎても、ガラス溶融時の粘性が増加しガラス製造が困難になるため好ましくない。またＡｌ_２Ｏ_３が多すぎると、誘電正接も高くなるおそれがある。

ＳｉＯ_２の含有量は６０％以上がより好ましく、６５％以上がさらに好ましく、７０％以上が特に好ましく、７２％以上が一層好ましく７４％以上が最も好ましい。ＳｉＯ_２の含有量は、９９．９％以下がより好ましく、９８％以下がさらに好ましく、８５％以下が特に好ましく、７７％以下が一層好ましく、７５％以下が最も好ましい。

Ａｌ_２Ｏ_３の含有量は、耐候性改善のため０．１％以上が好ましい。Ａｌ_２Ｏ_３の含有量は、ガラスの溶融時の粘性を低く保ちガラスを製造しやすくするために、および誘電正接を低くする観点から５％以下がより好ましく、４％以下がさらに好ましく、３％以下が特に好ましく、２％以下が一層好ましく、１％以下が最も好ましい。

Ｂ_２Ｏ_３の含有量は、０％以上、３０％以下であることが好ましい。Ｂ_２Ｏ_３は、溶解性の向上やガラス強度の向上のために含有させ得る。また誘電正接を低くする効果がある。そのような観点ではＢ_２Ｏ_３の含有量は、６％以上がより好ましく、１２％以上がさらに好ましく、１８％以上が特に好ましく、２１％以上が一層好ましく、２４％以上が最も好ましい。Ｂ_２Ｏ_３が多すぎると、溶解・成形中にアルカリ元素が揮散しやすくなり、ガラス品質の悪化につながるおそれがある。またＢ_２Ｏ_３が多いと平均線膨張係数が小さくなり物理強化がしにくくなる。そのような観点ではＢ_２Ｏ_３の含有量は、２５％以下がより好ましく、２０％以下がさらに好ましく、１５％以下が特に好ましく、５％以下が一層好ましく、実質的に含まないことが最も好ましい。

ガラス板の誘電正接を低くするために、ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３すなわちＳｉＯ_２含有量とＡｌ_２Ｏ_３含有量とＢ_２Ｏ_３含有量の合計は、５０％以上１００％以下が好ましい。ガラス粘性を低く保ちガラスを製造しやすくすることを更に考慮すると、ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３は少ない方がよいため、８０％以下がより好ましく、７６％以下がさらに好ましく、７４％以下が特に好ましい。但し、ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３が少なすぎると、耐候性が低下するおそれがある。また、平均線膨張係数が大きくなりすぎるおそれがある。そのためＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３は６５％以上がより好ましく、７２％以上がさらに好ましい。

ＭｇＯの含有量は、０％以上、２５％以下であることが好ましい。ＭｇＯは、ガラス原料の溶解を促進し、耐候性を向上させる成分である。ＭｇＯの含有量は、０．１％以上が好ましい。ＭｇＯの含有量が２５％以下であれば、失透しにくくなる。また誘電正接を低くするのにも効果がある場合がある。ＭｇＯの含有量は、４％以下がより好ましく、１％以下がさらに好ましく、０．２％以下が特に好ましい。

ＣａＯ、ＳｒＯ、および／またはＢａＯは、ガラス板の誘電損失量を低減させるために一定量含まれ得る。ＣａＯの含有量は０％以上、２５％以下であることが好ましい。ＳｒＯの含有量は０％以上、２５％以下であることが好ましい。ＢａＯの含有量は０％以上、２５％以下であることが好ましい。ＣａＯ、ＳｒＯ、および／またはＢａＯが含まれると、ガラスの溶解性も改善し得る。ＣａＯの含有量は３％以上とすることがより好ましく、これによりガラスの誘電損失量が減少しひいては誘電正接が低くなる。また、ＣａＯを３％以上添加することで、ガラスの溶解性が向上する。ＣａＯはより好ましくは８％以上、さらに好ましくは１１％以上である。ＣａＯを２５％以下、ＳｒＯを２５％以下、およびＢａＯを２５％以下にすることで、ガラスの比重の増加が避けられ、低脆性および強度が維持される。ガラスが脆くなるのを防ぐために、ＣａＯは１５％以下がより好ましく、１２％以下がさらに好ましい。ＳｒＯは３％以下がより好ましく、実質的に含有しないことがさらに好ましい。ＢａＯは３％以下がより好ましく、最も好ましくは実質的に含有しないことがさらに好ましい。

本明細書において、「ＲＯ」は、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、およびＢａＯの含有量の合計を表す。ＲＯは、０％以上、４０％以下であることが好ましい。ＲＯが４０％以下であれば、耐候性の向上が得られる。ガラス板のＲＯはより好ましくは３０％以下、さらに好ましくは２０％以下、特に好ましくは１５％以下、一層好ましくは１２％以下である。

また、製造時におけるガラスの粘性を下げる観点から、あるいはヤング率を高くする観点から、ガラス板のＲＯは０％超であることが好ましく、より好ましくは５％以上、さらに好ましくは１０％以上である。さらに、ＲＯが多いと誘電損失量が低減する作用もある。そのような観点では、ガラス板のＲＯはより好ましくは５％以上、さらに好ましくは１０％以上、特に好ましくは１５％以上、一層好ましくは２０％以上である。

さらに、ガラス溶解時や成形時に失透が発生してガラス品質の悪化につながるのを防ぐために、ＭｇＯ＋ＣａＯは０％以上、２０％以下が好ましい。ＭｇＯ＋ＣａＯはより好ましくは１５％以下、さらに好ましくは１３％以下である。但し、ＭｇＯ＋ＣａＯが低くなりすぎると、溶解・成形時のガラス粘性が高くなりすぎて、製造が困難となるおそれがある。そのためＭｇＯ＋ＣａＯは４％以上がより好ましく、さらに好ましくは１０％以上である。

Ｎａ_２Ｏの含有量は、０％以上、２０％以下であることが好ましい。Ｎａ_２ＯおよびＫ_２Ｏは、ガラスの溶解性を向上させる成分であり、いずれかまたは両方をそれぞれ０．１％以上含有させることがより好ましい。それにより、ガラス溶解時や成型時のガラス粘性を低く抑えやすくなる。また、Ｎａ_２Ｏを含有させることで、化学強化が可能となる。Ｎａ_２Ｏの含有量はより好ましくは４％以上であり、さらに好ましくは６％以上である。

Ｎａ_２Ｏが多すぎると、平均線膨張係数が大きくなりすぎて熱割れしやすくなる。Ｎａ_２Ｏの含有量はより好ましくは１６％以下であり、さらに好ましくは１０％以下、特に好ましくは８％以下である。

Ｋ_２Ｏの含有量は、０％以上、２０％以下であることが好ましい。Ｋ_２Ｏは、ガラスの溶解性を向上させる成分であり０．１％以上含有させることがより好ましい。それにより、ガラス溶解時や成型時のガラス粘性を低く抑えやすくなる。Ｋ_２Ｏの含有量はより好ましくは２％以上であり、さらに好ましくは５％以上である。

また、Ｋ_２Ｏが多すぎると、平均線膨張係数が大きくなりすぎて熱割れしやすくなる。Ｋ_２Ｏが１８％超となると耐候性が低下して好ましくない。Ｋ_２Ｏの含有量はより好ましくは１２％以下であり、さらに好ましくは８％以下である。

Ｎａ_２ＯとＫ_２Ｏをともに含有させることで、溶解性を維持しつつ、耐候性を改善することができるためより好ましく、さらに、誘電正接を低くするのにも効果がある場合がある。Ｎａ_２Ｏおよび／またはＫ_２Ｏの含有量が少ないと、平均線膨張係数を大きくすることができず熱強化ができなくなるおそれがある。上記所定量にすることで、他の部材との整合性も良い窓用材料として利用できるようになる。誘電正接の観点からは、上記範囲とすることで低い誘電正接を得ることができる。

Ｌｉ_２Ｏの含有量は、０％以上、２０％以下であることが好ましい。Ｌｉ_２Ｏは、ガラスの溶解性を向上させる成分であり、また、ヤング率を大きくしやすくし、ガラスの強度向上にも寄与する。Ｌｉ_２Ｏを含有させることで、化学強化が可能となる。さらに誘電正接を低くするのにも効果がある場合がある。Ｌｉ_２Ｏを含有させる場合は、０．１％以上であってもよく、１％以上であってもよく、３％以上であってもよい。

Ｌｉ_２Ｏが多すぎると、ガラス製造時に失透もしくは分相が生じ、製造が困難になるおそれがある。Ｌｉ_２Ｏの含有量はより好ましくは１０％以下である。また、熱膨張係数を低下させ、窓ガラスに設置する場合に窓ガラスとの熱膨張差による信頼性の低下を招いたり、さらに物理強化ができなくなるおそれがあるため、含有しすぎても好ましくない。そのため、より好ましくは７％以下、さらに好ましくは３％以下、特に好ましくは実質的に含有しない。

本明細書において、「Ｒ_２Ｏ」はアルカリ金属酸化物の総量を表す。これは通常、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２ＯおよびＫ_２Ｏの含有量の合計を意味する。ガラス板のＲ_２Ｏは、０％以上、２０％以下であることが好ましい。Ｒ_２Ｏが２０％以下であれば、耐候性の向上が得られる。ガラス板のＲ_２Ｏはより好ましくは１８％以下、さらに好ましくは１５％以下である。

また、製造時におけるガラスの粘性を下げる観点から、Ｒ_２Ｏは０％以上であることが好ましい。Ｒ_２Ｏはより好ましくは９％以上、さらに好ましくは１３％以上、特に好ましくは１４％以上である。

Ｒ_２Ｏを含有する場合は、Ｎａ_２Ｏの含有量とＲ_２Ｏの含有量との比Ｎａ_２Ｏ／Ｒ_２Ｏは、誘電正接を低くするために０～０．８であることが好ましい。Ｎａ_２Ｏ／Ｒ_２Ｏが小さすぎても大きすぎても、誘電正接を低くする効果が十分に得られないおそれがある。Ｎａ_２Ｏ／Ｒ_２Ｏの下限は、Ｌｉ_２Ｏを含有する場合は、より好ましくは０．１以上、さらに好ましくは０．３以上である。Ｌｉ_２Ｏが含有しない場合は、Ｎａ_２Ｏ／Ｒ_２Ｏの下限は、Ｌｉ_２Ｏが含有される場合と比べて若干大きいほうが良く、好ましくは０．１以上、より好ましくは０．２以上、さらに好ましくは０．４以上である。

Ｒ_２Ｏを含有する場合は、Ｎａ_２Ｏ／Ｒ_２Ｏの上限は、Ｌｉ_２Ｏを含有する場合は、好ましくは０．８以下、より好ましくは０．６以下、さらに好ましくは０．４以下である。Ｌｉ_２Ｏが含有しない場合は、Ｎａ_２Ｏ／Ｒ_２Ｏの上限は、Ｌｉ_２Ｏが含有される場合と比べて若干大きいほうが良く、好ましくは０．８以下、より好ましくは０．７以下、さらに好ましくは０．５５以下である。

Ｒ_２Ｏを含有する場合は、Ｋ_２Ｏの含有量とＲ_２Ｏの含有量との比Ｋ_２Ｏ／Ｒ_２Ｏは、誘電正接を低くするために０～０．８であることが好ましい。Ｋ_２Ｏ／Ｒ_２Ｏが小さすぎても大きすぎても、誘電正接を低くする効果が十分に得られないおそれがある。Ｋ_２Ｏ／Ｒ_２Ｏの下限は、Ｌｉ_２Ｏを含有する場合は、より好ましくは０．１以上、さらに好ましくは０．３以上である。Ｌｉ_２Ｏが含有しない場合は、Ｋ_２Ｏ／Ｒ_２Ｏの下限は、Ｌｉ_２Ｏが含有される場合と比べて若干大きいほうが良く、好ましくは０．１以上、より好ましくは０．２以上、さらに好ましくは０．４以上である。

Ｒ_２Ｏを含有する場合は、Ｋ_２Ｏ／Ｒ_２Ｏの上限は、Ｌｉ_２Ｏを含有する場合は、好ましくは０．７以下、より好ましくは０．６以下、さらに好ましくは０．４以下である。Ｌｉ_２Ｏが含有しない場合は、Ｋ_２Ｏ／Ｒ_２Ｏの上限は、Ｌｉ_２Ｏが含有される場合と比べて若干大きいほうが良く、好ましくは０．７以下、より好ましくは０．６以下である。

ＺｒＯ_２の含有量は、０％以上、５％以下であることが好ましい。ＺｒＯ_２は、ガラスの溶解時の粘性を下げ、溶解を促進する効果があり、また耐熱性および化学的耐久性の向上に寄与し得る。ＺｒＯ_２が多いと、液相温度が上昇し、平均線膨張係数が増大するおそれがある。ＺｒＯ_２の含有量は１．０％以下がより好ましく、実質的に含有しないことがさらに好ましい。

Ｆｅ_２Ｏ_３の含有量は、０．００１％以上、５％以下であることが好ましい。Ｆｅ_２Ｏ_３を０．００１％未満とすると、遮熱性が求められる用途に使用することができなくなるおそれがある。また、ガラス板の製造のために、鉄の含有量の少ない高価な原料を使用する必要が生じ、好ましくない。さらに、ガラス溶融時に、必要以上に溶融炉底面に熱輻射が到達し、溶融窯に負荷がかかってしまう恐れもある。Ｆｅ_２Ｏ_３の含有量はより好ましくは０．０１％以上、さらに好ましくは０．０５％以上である。

Ｆｅ_２Ｏ_３が５％超であると、輻射による伝熱が妨げられて原料が溶融しにくくなるおそれがある。さらに、Ｆｅ_２Ｏ_３量が多くなりすぎると、可視域の光透過率の低下がおこるため、自動車窓用途での使用に適さなくなるおそれがある。Ｆｅ_２Ｏ_３の含有量はより好ましくは１％以下、さらに好ましくは０．３％以下である。

ＴｉＯ_２の含有量は、０．００１％以上、５％以下であることが好ましい。ガラス板の製造の際に、溶融ガラス表面に泡層が生成するおそれがある。泡層が生成すると、溶融ガラスの温度が上がらず、清澄しづらくなり、生産性が悪化する傾向がある。溶融ガラス表面に生成した泡層を薄化または消失させるために、消泡剤としてチタン化合物が、溶融ガラス表面に生成した泡層に供給され得る。チタン化合物は、溶融ガラス中に取り込まれ、ＴｉＯ_２として存在することとなる。ＴｉＯ_２の含有量は、より好ましくは０．０５％以上、である。またＴｉＯ_２は紫外域に吸収を持つため紫外線をカットしたい用途に関しては添加することが好ましい。その場合は、より好ましくは０．１％以上であってもよく、さらに０．５％以上であってもよい。しかしながら、ＴｉＯ_２の含有量が多いと液相温度が上昇し、失透が生成するおそれがある。また、可視域に吸収をもち、黄色の着色が生じるおそれもあるので、５％以下に留めることが好ましい。ＴｉＯ_２の含有量は、より好ましくは０．５％以下、さらに好ましくは０．２％以下である。

誘電損失をより低くするためには、下記の組成範囲とすることがより好ましい（態様１）。

９０％≦ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３≦１００％
０％≦Ｒ_２Ｏ≦１％
０％≦ＲＯ≦１０％
ガラス板の誘電正接を低くするために、ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３すなわちＳｉＯ_２含有量とＡｌ_２Ｏ_３含有量とＢ_２Ｏ_３含有量の合計は、９０％以上が好ましい。より好ましくは９５％以上、さらに好ましくは９８％、一層好ましくは９９％以上、最も好ましくは１９９．５％以上である。また、ガラスを製造しやすくする観点からは、ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３は少ない方がよいため、９９．５％以下がより好ましく、９９％以下がさらに好ましく、９８％以下が一層好ましく９５％以下が最も好ましい。

アンテナ製造プロセスでの酸やアルカリに対する化学的耐久性を高くする観点からは、ＳｉＯ_２の含有量は７０％以上がより好ましい。ＳｉＯ_２が多いと誘電損失を低下させる点でも有効である。８０％以上がさらに好ましく、９０％以上が特に好ましく、９５％以上が一層好ましく９８％以上が最も好ましい。

一方で、化学的耐久性を高くする観点からは、Ｂ_２Ｏ_３の含有量は２５％以下がより好ましい。２０％以下がさらに好ましく、１０％以下が特に好ましく、５％以下が一層好ましく２％以下が最も好ましい。

誘電損失を低下させるために、Ｒ_２Ｏの含有量は１％以下がより好ましい。０．５％以下がさらに好ましく、０．２％以下が特に好ましく、０．１％以下が一層好ましく、実質含有しないことが最も好ましい。

ガラス粘性や製造特性を調整するために、ＲＯを添加してもよいが、誘電損失を低下させるためには、ＲＯの含有量は１０％以下がより好ましい。５％以下がさらに好ましく、２％以下が特に好ましく、０．５％以下が一層好ましく、実質含有しないことが最も好ましい。

また、ガラスの製造しやすさと誘電損失の低さをバランスさせることを考えると、以下の組成範囲にすることがより好ましい（態様２）
６０％≦ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３＜９０％
０％≦Ｒ_２Ｏ≦５％
０％≦ＲＯ≦４０％
ガラス板の誘電正接をある程度低くするためには、ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３は、より好ましくは６０％以上、さらに好ましくは７０％以上、一層好ましくは８０％以上、最も好ましくは８５％以上である。また、ガラスを製造しやすくする観点からは、ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３は少ない方がよいため、そのような観点では９０％未満がより好ましく、８５％以下がさらに好ましく、８０％以下が一層好ましく、７５％以下が最も好ましい。

アンテナ製造プロセスでの酸やアルカリに対する化学的耐久性を高くする観点からは、ＳｉＯ_２の含有量は５０％以上がより好ましい。ＳｉＯ_２が多いと誘電損失を低下させる点でも有効である。６０％以上がさらに好ましく、７０％以上が特に好ましく、７５％以上が一層好ましく８０％以上が最も好ましい。また、ガラスを製造しやすくする観点からは、ＳｉＯ_２は少ない方がよいため、そのような観点では９０％以下がより好ましく、８５％以下がさらに好ましく、８０％以下が一層好ましく７５％以下が最も好ましい。

一方で、化学的耐久性を高くする観点からは、Ｂ_２Ｏ_３の含有量は２５％以下がより好ましい。２０％以下がさらに好ましく、１５％以下が特に好ましく、１０％以下が一層好ましく５％以下が最も好ましい。

誘電損失をある程度低下させるためには、Ｒ_２Ｏの含有量は５％以下がより好ましい。４％以下がさらに好ましく、３％以下が特に好ましく、２％以下が一層好ましく、実質含有しないことが最も好ましい。また、ガラスを製造しやすくする観点からは、Ｒ_２Ｏを添加する方がよいため、そのような観点では０．５％以上がより好ましく、１％以上がさらに好ましく、２％以上が特に好ましく、３％以上が一層好ましく４％以上が最も好ましい。

ガラス粘性や製造特性を調整するために、ＲＯを添加してもよいが、誘電損失を低下させるためには、この態様ではＲＯの含有量は４０％以下にすることがより好ましい。３０％以下がさらに好ましく、２０％以下が特に好ましく、１０％以下が一層好ましく、５％以下が最も好ましい。

また、ガラス製造しやすさと誘電損失の低さ、さらに、窓ガラスに近いような高い熱膨張をバランスさせることを考えると、以下の組成範囲にすることがより好ましい（態様３）。窓ガラスに近くなるような高い熱膨張係数を持つと、本発明のアンテナを窓ガラスに具備する際、熱膨張差に起因する不具合が発生しにくくなり特に好ましい。

６０％≦ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３≦８０％
５％＜Ｒ_２Ｏ≦２０％
０％≦ＲＯ≦４０％
０％≦Ｎａ_２Ｏ／Ｒ_２Ｏ≦０．８％
０％≦Ｋ_２Ｏ／Ｒ_２Ｏ≦０．７％
ガラス板の誘電正接をある程度低くするためには、ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３は、より好ましくは６０％以上、さらに好ましくは６５％、一層好ましくは７０％以上、最も好ましくは７５％以上である。また、ガラスを製造しやすくし、さらに熱膨張を高くする観点からは、ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３は少ない方がよいため、そのような観点では８０％以下がより好ましく、７５％以下がさらに好ましく、７０％以下が一層好ましく６５％以下が最も好ましい。

アンテナ製造プロセスでの酸やアルカリに対する化学的耐久性を高くする観点からは、ＳｉＯ_２の含有量は５０％以上がより好ましい。ＳｉＯ_２が多いと誘電損失を低下させる点でも有効である。５５％以上がさらに好ましく、６０％以上が特に好ましく、６５％以上が一層好ましく７０％以上が最も好ましい。また、ガラスを製造しやすくする観点からは、ＳｉＯ_２は少ない方がよいため、そのような観点では８０％以下がより好ましく、７５％以下がさらに好ましく、７０％以下が一層好ましく６５％以下が最も好ましい。

一方で、化学的耐久性を高くする観点、さらに、熱膨張係数を高くする観点からは、Ｂ_２Ｏ_３の含有量は１５％以下がより好ましい。１０％以下がさらに好ましく、５％以下が特に好ましく、２％以下が一層好ましく、実質的に含有しないのが最も好ましい。

高い熱膨張係数を維持し、誘電損失をある程度低下させるためには、Ｒ_２Ｏの含有量は２０％以下がより好ましい。１８％以下がさらに好ましく、１６％以下が特に好ましく、１４％以下が一層好ましく、１３％以下が最も好ましい。また、ガラスを製造しやすくする観点からは、Ｒ_２Ｏを添加する方がよいため、そのような観点では５％以上がより好ましく、７％以上がさらに好ましく、８％以上が特に好ましく、９％以上が一層好ましく１０％以上が最も好ましい。

ガラス粘性や製造特性を調整するために、ＲＯを添加してもよいが、ガラスの耐候性を確保するためには、この態様ではＲＯの含有量は４０％以下にすることがより好ましい。３０％以下がさらに好ましく、２５％以下が特に好ましく、２０％以下が一層好ましく、１５％以下が最も好ましい。さらに、本態様ではＲＯが大きいほうが誘電損失量が低減する作用もあるため、そのような観点では、ガラス板のＲＯはより好ましくは５％以上、さらに好ましくは１０％以上、特に好ましくは１５％以上、一層好ましくは２０％以上である。

ガラス板は、レーザーレーダーなど赤外線照射機器を利用する場合にはガラス中に水分が存在すると、近赤外光領域に吸収を持つため、近赤外領域の透過率が減少し、赤外線照射機器の利用に好適ではない。ガラス中の水分は一般的にβ－ＯＨ値という値で表わすことができ、０．５以下が好ましく、０．３以下がより好ましく、０．２以下がさらに好ましい。β－ＯＨはＦＴ－ＩＲ（フーリエ変換赤外分光光度計）を用いて測定したガラスの透過率より、下記式によって得ることができる。

β－ＯＨ＝（１／Ｘ）ｌｏｇ_１０（Ｔ_Ａ／Ｔ_Ｂ）［ｍｍ^－１］
Ｘ：サンプルの厚み［ｍｍ］
Ｔ_Ａ：参照波数４０００ｃｍ^－１における透過率［％］
Ｔ_Ｂ：水酸基吸収波数３６００ｃｍ^－１付近における最小透過率［％］
ガラス板は、遮熱性を高めるために、ガラス中のβ－ＯＨ値は０．０５以上が好ましく０．１０以上がより好ましく、０．１５以上がさらに好ましい。

ガラス板の比重は２．０以上、３．０以下が好ましい。比重は、好ましくは２．２以上である。ガラス板の比重が３．０以下であることによってガラス板が脆くなりにくく、かつ軽量化が実現される。ガラス板の比重は、好ましくは２．６以下である。

ガラス板の５０℃から３５０℃までの平均線膨張係数は、２５×１０^－７／℃以上、１２０×１０^－７／℃以下が好ましい。ガラス板は、平均線膨張係数が大きいことで、物理強化が可能となり、窓部材により好ましく使用できる。ガラス板の５０℃から３５０℃までの平均線膨張係数は、より好ましくは３０×１０^－７／℃以上、さらに好ましくは５０×１０^－７／℃以上である。一方、平均線膨張係数が大きくなりすぎると成形工程、徐冷工程、または物理強化工程において、ガラス板の温度分布に起因する熱応力が発生しやすくなり、板の熱割れが起きるおそれがある。また、支持部材などとの膨張差が大きくなり、歪発生の原因となり、割れに繋がるおそれもある。ガラス板の５０℃から３５０℃までの平均線膨張係数は、より好ましくは１１０×１０^－７／℃以下、さらに好ましくは８０×１０^－７／℃以下である。

ガラス板のヤング率は５０ＧＰａ以上、１００ＧＰａ以下が好ましい。ガラス板は、ヤング率が大きくなることで高い剛性を有する。ガラス板のヤング率は、好ましくは６０ＧＰａ以上、より好ましくは７０ＧＰａ以上、さらに好ましくは７２ＧＰａ以上である。一方、ヤング率を高くするためにＳｉＯ_２を増やすと溶解性が悪くなるため、適切なヤング率は１００ＧＰａ以下である。ガラス板のヤング率は、好ましくは８５ＧＰａ以下、より好ましくは７８ＧＰａ以下である。

ガラス板は、Ｔ_２が１７５０℃以下であることが好ましい。また、Ｔ_４が１３５０℃以下であることが好ましい。また、Ｔ_４－Ｔ_Ｌが－５０℃以上であることが好ましい。ガラス板は、Ｔ_２が１７５０℃以下であり、かつＴ_４が１３５０℃以下であり、かつＴ_４－Ｔ_Ｌが－５０℃以上であることがより好ましい。本明細書において、Ｔ_２は、ガラス粘度が１０^２（ｄＰａ・ｓ）となる温度を表し、Ｔ_４は、ガラス粘度が１０^４（ｄＰａ・ｓ）となる温度を表し、Ｔ_Ｌはガラスの液相温度を表す。

Ｔ_２またはＴ_４がこれら所定温度より大きくなると、フロート法、フュージョン法、ロールアウト法、ダウンドロー法等によって大きな板を製造することが困難になる。Ｔ_２は、より好ましくは１６００℃以下、さらに好ましくは１５００℃以下である。Ｔ_４は、好ましくは１３５０℃以下、より好ましくは１３００℃以下、さらに好ましくは１２５０℃以下である。Ｔ_２およびＴ_４の下限は特に限定されないが、耐候性やガラス比重を維持するためには、典型的にはＴ_２は１２００℃以上、Ｔ_４は８００℃以上である。Ｔ_２はより好ましくは１３００℃以上、さらに好ましくは１４００℃以上である。Ｔ_４は、より好ましくは９００℃以上、さらに好ましくは１０００℃以上である。

更に、フロート法での製造を可能とするためには、Ｔ_４－Ｔ_Ｌを－５０℃以上とすることが好ましい。この差が－５０℃より小さいと、ガラス成形時にガラス中に失透が発生し、ガラスの機械的特性が低下する、透明性が低下する等の問題が生じ得、品質の良いガラスを得られないことがあり好ましくない。Ｔ_４－Ｔ_Ｌは、より好ましくは０℃以上、さらに好ましくは２０℃以上である。

また、ガラス板は、Ｔ_ｇが４００℃以上、７５０℃以下が好ましい。本明細書において、Ｔ_ｇは、ガラス板のガラス転移点を表す。Ｔ_ｇがこの所定温度範囲内であれば、通常の製造条件範囲内でガラスの曲げ加工を行うことができる。Ｔ_ｇが４００℃より低いと、成形性には問題は生じないが、アルカリ含有量、あるいはアルカリ土類含有量が大きくなりすぎて、ガラスの熱膨張が過大になる、耐候性が低下する等の問題が起きやすくなる。また、Ｔ_ｇが４００℃より低いと、成形温度域において、ガラスが失透し成形できなくなるおそれがある。Ｔ_ｇは、より好ましくは４５０℃以上、さらに好ましくは４８０℃以上、特に好ましくは５２０℃以上である。またＴ_ｇが高すぎると、ガラス曲げ加工時に高い温度が必要になり、製造が困難になる。Ｔ_ｇは、より好ましくは６００℃以下、さらに好ましくは５５０℃以下である。

また、誘電体層４０が樹脂である場合、樹脂としては、例えばポリカーボネート、アクリル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン、ポリイミドを用いることができる。このうち、誘電正接（ｔａｎδ）を低くできるポリカーボネートを用いることがより好ましい。

また、誘電体層４０は、可視光が透過し、透明な誘電体部材であることが好ましく、透明には、半透明が含まれる。誘電体層４０の可視光透過率は、視野の遮りを抑える点で、例えば、３０％以上が好ましく、４０％以上がより好ましく、５０％以上がさらに好ましく、６０％以上がよりさらに好ましく、８０％以上が特に好ましい。また、上限は特に限定されないが、９９％以下であってよく、９５％以下であってよい。ここで、可視光透過率は分光光度計により測定された分光透過率の値に、ＪＩＳ Ｒ３１０６（１９９８）により規定された重価係数を乗じて加重平均したものである。

アンテナ導体１０は、その表面がＸＹ平面に平行な平面上の導体パターンである。アンテナ導体１０は、第１主面４１に形成される導体パターンであり、第１主面４１に配置される導体シート又は導体基板により形成されてもよい。アンテナ導体１０に使用される導体の材料として、例えば、金、銀、銅、アルミニウム、白金、クロムなどが挙げられるが、これらに限定されない。

アンテナ導体１０は、例えば、少なくとも一つのパッチ導体を有する。本発明の一実施形態に係るアンテナ導体１０は、４つのパッチ導体１１、１２、１３、１４を有するアレイアンテナを構成する例を示す。

本発明の一実施形態に係るアンテナ導体１０は、光透過性を高くするためにメッシュ状に形成されることが好ましい。ここで、メッシュとは、アンテナ導体１０の平面に網目状の透孔が空いた状態をいう。

アンテナ導体１０がメッシュ状に形成される場合、メッシュの目は方形であってもよく、菱形であってもよい。メッシュの目を方形に形成する場合、メッシュの目は正方形であることが好ましい。メッシュの目が正方形であれば、意匠性が良い。また、自己組織化法によるランダム形状でもよい。ランダム形状にすることでモアレを防ぐことができる。メッシュの線幅は、５～３０μｍが好ましく、６～１５μｍがより好ましい。メッシュの線間隔は、５０～５００μｍが好ましく、１００～３００μｍがより好ましい。

アンテナ導体１０の開口率は、８０％以上が好ましく、９０％以上がより好ましい。開口率は、アンテナ導体１０の開口部を含めた面積当たりの開口部の面積の割合である。アンテナ導体１０の開口率を大きくするほど、アンテナ導体１０の可視光透過率を高くすることができる。

また、アンテナ導体１０は、可視光の透過度合いが誘電体層４０よりも低い領域から構成されたソリッドなパターンであってもよい。例えば、アンテナ導体１０の全体は、複数のパッチ導体１１～１４を含め、不透明な面状導体から構成されてもよい。

アンテナ導体１０の厚さは、可視光透過率を高くするために４００ｎｍ以下が好ましく、３００ｎｍ以下がより好ましい。アンテナ導体１０の厚さの下限は特に限定されないが、アンテナの性能を向上するために２ｎｍ以上であってよく、１０ｎｍ以上であってよく、３０ｎｍ以上であってよい。

また、アンテナ導体１０がメッシュ状に形成される場合、アンテナ導体１０の厚さは、２～４０μｍであってよい。アンテナ導体１０がメッシュ状に形成されることにより、アンテナ導体１０が厚くても、可視光透過率を高くすることができる。アンテナ導体１０の厚さは、５μｍ以上がより好ましく、８μｍ以上がさらに好ましい。また、アンテナ導体１０の厚さは、３０μｍ以下がより好ましく、２０μｍ以下がさらに好ましく、１５μｍ以下が特に好ましい。

本発明の一実施形態に係る給電ライン３０は、その表面がＸＹ平面に平行な平面状の導体パターンである、マイクロストリップ線路のストリップ導体である。給電ライン３０は、第１主面４１に形成される導体パターンであり、第１主面４１に配置される導体シート又は導体基板により形成されてもよい。給電ライン３０に使用される導体の材料として、例えば、金、銀、銅、白金、アルミニウム、クロムなどが挙げられるが、これらに限られない。本発明の一実施形態に係る給電ライン３０は、アンテナ導体１０と一体的に形成されている。

給電ライン３０は、パッチ導体１１，１２への分岐路とパッチ導体１３，１４への分岐路とが接続される分岐箇所３６に接続される一方の端部３２と、アンプ等の不図示の外部装置に接続される給電端である他方の端部３３とを有する。第１の実施形態では、給電ライン３０は、Ｙ軸方向に延伸するストリップ導体であり、端部３２がアンテナ導体１０に接続されている。

本発明の一実施形態に係る給電ライン３０は、光透過性を高くするためにメッシュ状に形成される。ここで、メッシュとは、給電ライン３０の平面に網目状の透孔が空いた状態をいう。

給電ライン３０がメッシュ状に形成される場合、メッシュの目は方形であってもよく、菱形であってもよい。メッシュの目を方形に形成する場合、メッシュの目は正方形であることが好ましい。メッシュの目が正方形であれば、意匠性が良い。また、自己組織化法によるランダム形状でもよい。ランダム形状にすることでモアレを防ぐことができる。メッシュの線幅は、５～３０μｍが好ましく、６～１５μｍがより好ましい。メッシュの線間隔は、５０～５００μｍが好ましく、１００～３００μｍがより好ましい。

給電ライン３０の開口率は、８０％以上が好ましく、９０％以上がより好ましい。開口率は、給電ライン３０の開口部を含めた面積当たりの開口部の面積の割合である。給電ライン３０の開口率を大きくするほど、給電ライン３０の可視光透過率を高くすることができる。

また、本発明の一実施形態に係る給電ライン３０は、可視光の透過度合いが誘電体層４０よりも低い領域から構成されたソリッドなパターンであってもよい。例えば、給電ライン３０の全体は、不透明な面状導体から構成されてもよい。

接地導体２０は、その表面がＸＹ平面に平行な導体パターンである。接地導体２０は、第２主面４２に形成される導体パターンであり、第２主面４２に配置される導体シート又は導体基板により形成されてもよい。接地導体２０に使用される導体の材料として、例えば、金、銀、銅、白金、アルミニウム、クロムなどが挙げられるが、これらに限られない。

本発明の一実施形態に係る接地導体２０は、光透過性を高くするためにメッシュ状に形成される。ここで、メッシュとは、接地導体２０の平面に網目状の透孔が空いた状態をいう。

接地導体２０がメッシュ状に形成される場合、メッシュの目は方形であってもよく、菱形であってもよい。メッシュの目を方形に形成する場合、メッシュの目は正方形であることが好ましい。メッシュの目が正方形であれば、意匠性が良い。また、自己組織化法によるランダム形状でもよい。ランダム形状にすることでモアレを防ぐことができる。メッシュの線幅は、５～３０μｍが好ましく、６～１５μｍがより好ましい。メッシュの線間隔は、５０～５００μｍが好ましく、１００～３００μｍがより好ましい。

接地導体２０の開口率は、８０％以上が好ましく、９０％以上がより好ましい。開口率は、接地導体２０の開口部を含めた面積当たりの開口部の面積の割合である。接地導体２０の開口率を大きくするほど、接地導体２０の可視光透過率を高くすることができる。

また、本発明の一実施形態に係る接地導体２０は、可視光の透過度合いが誘電体層４０よりも低い領域から構成されたソリッドなパターンであってもよい。例えば、接地導体２０の全体は、不透明な面状導体から構成されてもよい。

接地導体２０の厚さは、０．０９μｍ以上が好ましく、０．３５μｍ以上がより好ましい。また、接地導体２０の厚さは、１１０μｍ以下が好ましい。接地導体２０の厚さが上記範囲内であれば、アンテナ導体１０のアンテナ利得を高めることができる。

また、接地導体２０がメッシュ状に形成される場合における接地導体２０の厚さは、０．３μｍ以上が好ましく、１μｍ以上がより好ましく、２μｍ以上がさらに好ましく、５μｍ以上が特に好ましく、１０μｍ以上が最も好ましい。また、接地導体２０がメッシュ状に形成される場合における接地導体２０の厚さは、４０μｍ以下が好ましく、３０μｍ以下がより好ましく、２０μｍ以下がさらに好ましい。接地導体２０がメッシュ状に形成されることにより、接地導体２０が厚くても、可視光透過率を高くすることができる。

接地導体２０の主面の面積は、アンテナ導体１０の主面の面積よりも大きいことが好ましい。接地導体２０の主面の面積がアンテナ導体１０の主面の面積よりも大きければ、電磁遮蔽性能が高い。接地導体２０の主面の面積は、アンテナ導体１０の主面の面積の３倍以上であることがより好ましく、４倍以上であることがさらに好ましい。

本発明の一実施形態に係る平面アンテナ１０１は、建物や車両等の窓ガラスに取り付けてもよい。平面アンテナ１０１を窓ガラスに取り付けるために例えばスペーサが用いられる。スペーサを形成する材料としては、平面アンテナ１０１および窓ガラスの接触面に固定できる材料であれば特に限定されず、例えば、接着剤、弾性シール、または金属を用いることができる。接着剤や弾性シールを形成する材料として、例えば、シリコーン系樹脂、ポリサルファイド系樹脂、アクリル系樹脂など公知の樹脂を用いることができる。金属としては、アルミニウムなどで形成することができる。

また、本発明の一実施形態に係る平面アンテナ１０１は、窓ガラスを誘電体層４０として用い、窓ガラスにアンテナ導体１０、接地導体２０、および給電ライン３０を設けることにより形成してもよい。

また、本発明の一実施形態に係る平面アンテナ１０１は、接地導体を保護するための保護材５０を設けてもよい。保護材としては、例えばガラス、セラミックス、樹脂が用いられる。

以上、本発明の一実施形態に係る平面アンテナを説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。他の実施形態の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が、本発明の範囲内で可能である。

以下、本発明を実施例によって説明するが、本発明はこれらにより限定されるものではない。

まず、本実施形態の平面アンテナの誘電体層として用いられるガラス板の特性を評価するために、組成が異なる例１～１８のガラス板を作製した。ガラス板は、当業者に知られる通常の方法により作製した。具体的には、表１、表２に示す組成（単位：モル％）となるように、白金坩堝に原料を投入して１５００～１６５０℃で２時間溶融した後、カーボン板上に溶融液を流し出して徐冷して、ガラスの板を得た。得られた板の両面を研磨し、厚さ約３０ｍｍのガラス板を得た。例１４のガラス板は、気相軸付け（ＶＡＤ）法により製造した。

得られたガラス板の組成を蛍光X線（XRF）により測定した。

また、得られたガラス板を、長さ１００ｍｍ、幅４ｍｍにカットしたサンプルを用いて、２４ＧＨｚの誘電正接（ｔａｎδ）および比誘電率ε_ｒを空洞共振器（キーサイト社製）により測定した。

表１、表２に示す例６～１０のガラス板の２４ＧＨｚにおける誘電正接（ｔａｎδ）は、０．００９７であり、比誘電率ε_ｒは４．４４であった。また、例１～５、１１～１８のガラス板の２４ＧＨｚにおける誘電正接（ｔａｎδ）は、１０^－４～０．０２５の範囲内であった。

また、表１、表２に示す物性は、次の方法により求めた。
（１）比重：
比重は、ガラス板から切り出した、泡を含まない約２０ｇのガラス塊をアルキメデス法によって測定した。
（２）平均線膨張係数：
平均線膨張係数は５０～３５０℃の値であり、示差熱膨張計（ＴＭＡ）を用いて測定し、ＪＩＳ Ｒ３１０２（１９９５年度）の規格より求めた。
（３）ヤング率：
ヤング率は超音波パルス法（オリンパス、ＤＬ３５）により２５℃で測定した。
（４）粘度：
粘度は、回転粘度計を用いて測定し、粘度ηが１０^２ｄＰａ・ｓとなるときの温度Ｔ_２（溶解性の基準温度）と、粘度ηが１０^４ｄＰａ・ｓとなるときの温度Ｔ_４（成形性の基準温度）を測定した。
（５）液相温度（Ｔ_Ｌ）：
ガラス板から切り出したガラス塊５ｇを置いた白金皿を、ガラス転移点よりも高い異なる温度の電気炉にそれぞれ入れ、１７時間保持した後、炉外に取り出し冷却する。冷却後のガラス塊表面および内部の析出の有無を調べ、結晶が析出しないときの、１７時間保持したときの温度の最低値を液相温度とした。
（６）ガラス転移点（Ｔｇ）：
ガラス転移点（Ｔｇ）は、ＴＭＡを用いて測定した値であり、ＪＩＳ Ｒ３１０３－３（２００１年度）の規格により求めた。
（７）β－ＯＨ
上述した方法により求めた。

次に、ＣＳＴ社ＭＩＣＲＯＷＡＷＥ ＳＴＵＤＩＯ（登録商標）を使用して、誘電体層の厚さ及び誘電正接（ｔａｎδ）が異なる平面アンテナのアンテナ利得を算出した。

アンテナ利得の算出に用いた平面アンテナ１０１の寸法は、図３に示すとおりである。ここで、アンテナ利得の算出に用いた平面アンテナ１０１は、誘電体層４０は例８のガラス板であり、アンテナ導体１０および接地導体２０は銅である。誘電体層４０の一方の主面にアンテナ導体１０を設け、アンテナ導体１０の上に厚さ１．１ｍｍの例８のガラス板を設けた。また、誘電体層４０の他方の主面に接地導体２０を設け、接地導体２０の上に厚さ１．１ｍｍの例８のガラス板を設けた。誘電体層４０の厚さを０．５ｍｍ～７．５ｍｍの範囲に設定し、アンテナ利得を算出した。

図４は、誘電体層４０の厚さが３．３ｍｍであるときの、上記方法により算出された平面アンテナ１０１の放射角度とアンテナ利得との関係を示したグラフである。グラフ上の複数の曲線は、それぞれ誘電体層４０の誘電正接（ｔａｎδ）が異なり、０．００１～０．０２の範囲である。誘電正接（ｔａｎδ）が小さいほど、アンテナ利得は大きかった。この結果から算出されたアンテナ利得の最大値とビーム幅（３ｄＢ幅）を表３に示す。誘電正接（ｔａｎδ）が小さいほど、アンテナ利得の最大値は大きかった。ビーム幅（３ｄＢ幅）の誘電正接（ｔａｎδ）に対する感度はなかった。

図５は、誘電体層４０の誘電正接（ｔａｎδ）が０．０１５であるときの、上記方法により算出された平面アンテナ１０１の放射角度とアンテナ利得との関係を示したグラフである。グラフ上の複数の曲線は、それぞれ誘電体層４０の厚さが異なり、０．５～７．５ｍｍの範囲である。この結果から算出されたアンテナ利得の最大値とビーム幅（３ｄＢ幅）を表４に示す。誘電体層４０の厚さが３．３ｍｍのときに、アンテナ利得の最大値は最も大きくなった。

図６は、誘電体層４０の厚さとアンテナ利得との関係を示したグラフである。厚さは、平面アンテナ１０１によって送受される電波の、真空中における波長λ_０によって規格化された値である。誘電体層４０の誘電正接（ｔａｎδ）が小さいほどアンテナ利得が大きくなり、誘電体層４０の厚さが３．３ｍｍのときにアンテナ利得は最も大きかった。

図７は、平面アンテナ１０１のアンテナ利得を、一例として９．５ｄＢｉ以上にできる誘電体層４０の誘電正接（ｔａｎδ）と厚さの関係を示したグラフである。厚さは、平面アンテナ１０１によって送受される電波の、真空中における波長λ_０によって規格化された値である。図６においてアンテナ利得が９．５ｄＢｉとなるときの厚さを読み取ることにより誘電正接（ｔａｎδ）と厚さの関係を求めた。

図７において、平面アンテナ１０１によって送受される電波の、真空中における波長をλ_０としたとき、グラフ上の下方の点線は、「４．６０３×λ_０×（ｔａｎδ）^２－０．０２４×ｔａｎδ＋０．０３２」を示し、上方の点線は「－０．８３２×λ_０×（ｔａｎδ）^２－０．３１３×ｔａｎδ＋０．０５３」を示している。

この結果から、「－０．８３２×λ_０×（ｔａｎδ）^２－０．３１３×ｔａｎδ＋０．０５３≧ｔ≧４．６０３×λ_０×（ｔａｎδ）^２－０．０２４×ｔａｎδ＋０．０３２」である平面アンテナが、アンテナ利得を９．５ｄＢｉ以上にできることがわかった。

また、誘電体層４０の誘電正接（ｔａｎδ）が小さいほど、アンテナ利得を９．５ｄＢｉ以上にすることができる誘電体層４０の厚さの範囲が広いことがわかった。

誘電体層４０として例１～例１８のガラス板を用いるとき、当該ガラス板の厚さｔを「－０．８３２×λ_０×（ｔａｎδ）^２－０．３１３×ｔａｎδ＋０．０５３≧ｔ≧４．６０３×λ_０×（ｔａｎδ）^２－０．０２４×ｔａｎδ＋０．０３２」に調整することにより、平面アンテナ１０１のアンテナ利得を９．５ｄＢｉ以上にできる。

１０ アンテナ導体
１１～１４ パッチ導体
２０ 接地導体
３０ 給電ライン
３６ 分岐箇所
４０ 誘電体層
４１ 第１主面
４２ 第２主面
１０１ 平面アンテナ

Claims (13)

1. 第１面と、前記第１面とは反対側の第２面とを有する誘電体層と、
   前記第１面に設けられるアンテナ導体と、
   前記第２面に設けられる接地導体とを備え、
   前記誘電体層の厚さは、０．１～２０ｍｍであり、
   前記誘電体層の誘電正接ｔａｎδは０．０２５以下である、平面アンテナ。
2. 前記誘電体層の厚さは、前記平面アンテナによって送受される電波の、真空中における波長をλ_０とするとき、０．００１１７λ_０～０．２３３４λ_０である、請求項１に記載の平面アンテナ。
3. 前記誘電体層は、ガラス板である、請求項１または２に記載の平面アンテナ。
4. 前記ガラス板は、酸化物基準のモル％表示で、
   ＳｉＯ_２ ：５０～１００％、
   Ａｌ_２Ｏ_３ ：０～２０％、
   ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３：５０～１００％、
   Ｂ_２Ｏ_３ ：０～３０％、
   ＭｇＯ ：０～２５％、
   ＣａＯ ：０～２５％、
   ＳｒＯ ：０～２５％、
   ＢａＯ ：０～２５％、
   ＲＯ ：０～４０％、
   Ｌｉ_２Ｏ ：０～２０％、
   Ｎａ_２Ｏ ：０～２０％、
   Ｋ_２Ｏ ：０～２０％、
   Ｒ_２Ｏ ：０～２０％、を含む、請求項３に記載の平面アンテナ。
5. 前記誘電体層は、ポリカーボネート、アクリル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、またはポリイミドのいずれかである、請求項１または２に記載の平面アンテナ。
6. 前記誘電体層の誘電正接ｔａｎδと厚さｔとが、前記平面アンテナによって送受される電波の、真空中における波長をλ_０とするとき、下記式を満たす、請求項１～５のいずれか一項に記載の平面アンテナ。
   －０．８３２×λ_０×（ｔａｎδ）^２－０．３１３×ｔａｎδ＋０．０５３≧ｔ≧４．６０３×λ_０×（ｔａｎδ）^２－０．０２４×ｔａｎδ＋０．０３２
7. 前記接地導体の主面の面積は、前記アンテナ導体の主面の面積よりも大きい、請求項１～６のいずれか一項に記載の平面アンテナ。
8. 前記アンテナ導体は、パッチアンテナを有する、請求項７に記載の平面アンテナ。
9. 前記接地導体の厚さは、０．３～２０μｍである、請求項１～８のいずれか一項に記載の平面アンテナ。
10. 前記接地導体は、メッシュ状に形成される、請求項１～９のいずれか一項に記載の平面アンテナ。
11. 前記アンテナ導体の厚さは、２～４０μｍである、請求項１～１０のいずれか一項に記載の平面アンテナ。
12. 前記アンテナ導体は、メッシュ状に形成される、請求項１～１１のいずれか一項に記載の平面アンテナ。
13. 前記平面アンテナは、マイクロストリップ線路を有する、請求項１～１２のいずれか一項に記載の平面アンテナ。

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