JP4333551B2 - 平面アンテナ - Google Patents

Description

本発明は、平面アンテナに関し、１〜３０ＧＨｚ程度、特には１〜６ＧＨｚ程度の周波数の円偏波の電波通信に適し、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２１に示すＵＨＦ用の車両用窓ガラス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、ループ状のアンテナ線条２３に２本の容量結合用線条２４を接続して、長さＬ_２３の容量結合用線条２４の平行近接部によって容量結合させてアンテナ利得を向上させている。しかし、この従来例は直線偏波用のアンテナであり、周波数がＧＨｚである円偏波に用いた場合には、軸比及びアンテナ利得が悪い問題があった。このため、従来に比べてより軸比及びアンテナ利得に優れる円偏波用の平面アンテナが求められていた。

特開平９−９３０１９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、誘電体基板にループ状の第１のアンテナ線条及びループ状の第２のアンテナ線条が近接して設けられており、該第１のアンテナ線条に第１の給電箇所が設けられており、該第２のアンテナ線条に第２の給電箇所が設けられている円偏波用の平面アンテナであって、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それぞれが相互に近接して容量結合されて、一直線又は略一直線上に構成されており、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それぞれが相互に近接して容量結合されて、一直線又は略一直線上に構成されており、前記第１のアンテナ線条の重心及び前記第２のアンテナ線条の重心を結ぶ線を横断線というとき、第１の容量結合用線条もしくは第２の容量結合用線条から該横断線を時計回り方向に見る場合、第１の容量結合用線条と該横断線との成す角が３０〜６０°、かつ第２の容量結合用線条と該横断線との成す角が３０〜６０°であり、又は第１の容量結合用線条と該横断線との成す角が１２０〜１５０°、かつ第２の容量結合用線条と該横断線との成す角が１２０〜１５０°であることを特徴とする円偏波用の平面アンテナを提供する。

本発明では、ループ状の第１のアンテナ線条に接続されている、第１の容量結合用線条の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、さらに、ループ状の第２のアンテナ線条に接続されている、第２の容量結合用線条の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いるために、円偏波の通信特性に優れる。

特に、該一対の結合枝線が相互に近接することにおいて、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るか、又は、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場合には、円偏波の通信特性が非常に向上する。

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例の平面図であって、アンテナ線条が設けられている誘電体基板の片面を見た平面図である。図１及び後述する各図において、方向は図面上での方向をいうものとする。図２は図１に示す実施例の右側の部分を僅かに拡大して表した平面図である。

図１，２において、１，２は一対の結合枝線、１ａは結合枝線１の開放端、１ｂは第１のアンテナ線条３と結合枝線１との接続点、２ａは結合枝線２の開放端、２ｂは第１のアンテナ線条３と結合枝線２との接続点である。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する。一対の接続点１ｂ，２ｂにより第１の接続箇所を構成する。

また、図１，２において、４は給電部、４ａは第１のアンテナ線条３の第１の給電箇所、４ｂは第２のアンテナ線条１３の第２の給電箇所、５は第１のアンテナ線条３が構成する四角形の重心を通る第１の直線（図１における１点鎖線）、８は横断線（図１における１点鎖線）、９は誘電体基板（又は窓ガラス板）、１０は第１のアンテナ線条３と、一対の結合枝線１，２とからなる第１のループ素子、１３は第２のアンテナ線条、１１，１２は一対の結合枝線、１１ｂは第２のアンテナ線条１３と結合枝線１１との接続点、１２ｂは第２のアンテナ線条１３と結合枝線１２との接続点である。一対の接続点１１ｂ，１２ｂにより第２の接続箇所を構成する。
なお、第１のアンテナ線条３の重心及び第２のアンテナ線条１３の重心を結ぶ線を想定し、この線を横断線８というが、図１では、横断線８は延長して記載されている。

さらに、図１，２において、２０は第２のアンテナ線条１３と、一対の結合枝線１１，１２とからなる第２のループ素子、ｇは開放端１ａと開放端２ａとの間隔、Ｌ_ａは給電箇所４ａと第１の容量結合用線条との最短間隔、Ｌ_ｘ，Ｌ_ｙはそれぞれ、第１のアンテナ線条３が構成する四角形状又は略四角形状の１辺の長さである。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。

また、図１，２において、αは第１の直線５と横断線８との成す角、又は第２の直線（第２のループ素子２０側における第１の直線５に相当する直線である）と横断線８との成す角、βは第１の容量結合用線条と横断線８との成す角である。図１に示す例では、誘電体基板９が記載されているが、図１以外の図面に示す例では、誘電体基板９を省略している。また、図１に示す例において、誘電体基板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は車内視図面である。

第１のループ素子１０と第２のループ素子２０とは、誘電体基板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。図１，３〜９，１１では、第１のループ素子１０と第２のループ素子２０とは、同一形状である。なお、以下の説明において、第１のループ素子１０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のループ素子１０と第２のループ素子２０とは、同一形状及び寸法であることを前提として、第１のループ素子１０についての形状及び寸法に関する仕様を第２のループ素子２０に適用する。

通信する電波の空気中の波長をλ_０、誘電体基板９の材質の波長短縮率をｋとして、λ_ｇ＝λ_０・ｋである場合、一対の結合枝線１，２の最短間隔をｇ_１とし、一対の結合枝線１１，１２の最短間隔をｇ_２とするとき、ｇ_１／λ_ｇ≦０．０３４、かつ、ｇ_２／λ_ｇ≦０．０３４とすることが好ましい。より好ましいｇ_１／λ_ｇ、かつ、ｇ_２／λ_ｇの範囲は０．０２４以下であり、特に好ましいｇ_１／λ_ｇ、かつ、ｇ_２／λ_ｇの範囲は０．０１６以下である。なお、λ_ｇは誘電体基板９面上の電波の波長と考えられる。また、マイグレーションによる短絡防止、製造し易い点を考慮すると間隔ｇ_１は０．１ｍｍ以上であることが好ましく、間隔ｇ_２は０．１ｍｍ以上であることが好ましい。なお、誘電体基板９が窓ガラス板である場合には、通常、ｋ＝０．５４である。

図１に示すとおり、第１のアンテナ線条３及び第１のアンテナ線条１３のそれぞれが構成する図形が正方形及び略正方形であるとき、０．６６≦Ｌ_ａ／Ｌ_ｘ≦０．８６であることが好ましい。後述する図２７に示すとおり、この範囲内であると、この範囲外と比較して軸比が向上する。より好ましい範囲は、０．６８≦Ｌ_ａ／Ｌ_ｘ≦０．８５であり、特に好ましい範囲は、０．７０≦Ｌ_ａ／Ｌ_ｘ≦０．８４である。

本発明の平面アンテナは、誘電体基板９にループ状の第１のアンテナ線条３及びループ状の第２のアンテナ線条１３が近接して設けられている。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のアンテナ線条と第２のアンテナ線条とから給電する。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のアンテナ線条と第２のアンテナ線条へ給電する。換言すれば、第１のループ素子１０と第２のループ素子２０との間の電位差を利用して通信する。ここで、通信とは、送信及び受信の少なくとも一方である。

図１に示す例では、第１のアンテナ線条３に接続され第１のアンテナ線条３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１ａ，２ａが相互に最近接部分である。

図１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１ａ，２ａがあるか、又は、一対の結合枝線１，２の開放端１ａ，２ａ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１ａ，２ａ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、開放端１ａと開放端２ａ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、開放端１ａと開放端２ａ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。第１の給電箇所４ａと第２の給電箇所４ｂとの間の中心点を中心として、第２のループ素子２０が第１のループ素子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が、これに限定されず、第２のアンテナ線条１３が第１のアンテナ線条３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。

図１，３〜９，１１では、第１のアンテナ線条３の重心、第１の給電箇所４ａ、第２の給電箇所４ｂ及び第２のアンテナ線条１３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３と第２のアンテナ線条１３とが配されている。

図１に示す例では、横断線８は第１のアンテナ線条３の重心、第１の給電箇所４ａ、第２の給電箇所４ｂ及び第２のアンテナ線条１３の重心を結んでいる。ここで、第１のアンテナ線条３の重心とは、第１の容量結合用線条を含まない第１のアンテナ線条３のみから構成される図形の重心をいう。また、第２のアンテナ線条１３の重心とは、第２の容量結合用線条を含まない第２のアンテナ線条１３のみから構成される図形の重心をいう。

第１のアンテナ線条３が構成する図形が第１の直線５を対称軸として線対称又は略線対称である。また、第２のアンテナ線条１３が構成する図形が第２の直線を対称軸として線対称又は略線対称である。第１の直線又は第２の直線と横断線８とが成す角αがそれぞれ３０〜６０°であり、第１の直線５と第２の直線とが平行又は略平行であ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１の直線について第１のアンテナ線条３が構成する図形がこのような線対称又は略線対称でなく、第２の直線について第２のアンテナ線条１３が構成する図形がこのような線対称又は略線対称でなくても使用できる。角αのより好ましい範囲は、４０〜５０°である。なお、第１の給電箇所４ａ、第２の給電箇所４ｂは、横断線８上又は横断線８近傍に配設されていることが円偏波の通信特性を向上させる上で好ましい。

ここで、横断線８が直線又は略直線である場合、電波の飛来方向、又は、本発明の平面アンテナから電波を放射する方向を見る場合であって、この見る方向において、電波の円偏波の電界の回転が反時計回り方向である場合には、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とき、上記見る方向において、第１の容量結合用線条から横断線８を時計回り方向に見る場合、第１の容量結合用線条と横断線８との成す角βが３０〜６０°であることが好ましい。角βが３０〜６０°である場合には、角βが３０〜６０°以外の場合と比較して軸比が向上する。角βのより好ましい範囲は４０〜５０°である。

また、横断線８が直線又は略直線である場合、電波の飛来方向、又は、前記平面アンテナから電波を放射する方向を見る場合であって、この見る方向において、電波の円偏波の電界の回転が時計回り方向である場合には、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とき、上記見る方向において、第１の容量結合用線条から横断線８を時計回り方向に見る場合、第１の容量結合用線条と横断線８との成す角βが１２０〜１５０°であることが好ましい。角βが１２０〜１５０°である場合には、角βが１２０〜１５０°以外の場合と比較して軸比が向上する。角βのより好ましい範囲は１３０〜１４０°である。

本発明において、第１の容量結合用線条と第２の容量結合用線条とが平行又は略平行になっていることが通信特性を向上させる上で好ましい。
第１の接続箇所のそれぞれが第１の直線５を挟んで同じ側に設けられており、第２の接続箇所のそれぞれが第２の直線を挟んで同じ側に設けられていることが軸比を向上させる上で好ましい。さらに、第１の直線５から離間して第１の直線５上以外の箇所に第１の接続箇所が設けられており、第２の直線から離間して第２の直線上以外の箇所に第２の接続箇所が設けられていることが軸比を向上させる上で好ましい。

第１のアンテナ線条３が構成する図形及び第２のアンテナ線条１３が構成する図形がともに多角形又は略多角形である場合には、第１のアンテナ線条３の一つの角の頂点又は該頂点近傍に第１の給電箇所４ａが設けられることが好ましく、第２のアンテナ線条１３の一つの角の頂点又は該頂点近傍に第２の給電箇所４ｂが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。

第１のアンテナ線条３が構成する図形及び第２のアンテナ線条１３が構成する図形としてはともに三角形、略三角形、四角形状、略四角形状、円、略円、楕円又略楕円等が採用でき、この中で正方形又は略正方形が軸比を向上させる上で好ましい。

第１のアンテナ線条３が構成する図形及び第２のアンテナ線条１３が構成する図形としてはともに正方形である例として、図１，２，７，９の例が挙げられ、以下、楕円である例として、図３の例が挙げられ、円である例として、図４の例が挙げられ、三角形である例として、図５，６の例が挙げられ、長方形である例として、図８の例が挙げられる。

本発明において、第１のアンテナ線条３が構成する図形が四角形以上の偶数角の多角形又は略多角形であり、第２のアンテナ線条１３が構成する図形が四角形以上の偶数角の多角形又は略多角形である場合には、給電箇所が配されている、第１のアンテナ線条３の角を第１の給電角といい、第１の給電角に対向する対角のうち、第１のアンテナ線条が構成する図形の重心と第１の給電角の頂点とを結ぶ直線に最も近接している対角の頂点と、第１の給電角の頂点とを結ぶ対角線を第１の対角線という。さらに、給電箇所が配されている、第２のアンテナ線条１３の角を第２の給電角といい、第２の給電角に対向する対角のうち、第２のアンテナ線条が構成する図形の重心と第１の給電角の頂点とを結ぶ直線に最も近接している対角の頂点と、第２の給電角の頂点とを結ぶ対角線を第２の対角線というとき、第１の対角線と第２の対角線と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３と第２のアンテナ線条１３とが配されていることが通信特性を向上させる上で好ましい。

また、第１のアンテナ線条３が構成する図形が多角形又は略多角形であり、第２のアンテナ線条１３が構成する図形が多角形又は略多角形である場合には、第１の容量結合用線条が第１の給電角に隣接していない辺のうちの少なくとも１辺に平行又は略平行になっており、第２の容量結合用線条が第２の給電角に隣接していない辺のうちの少なくとも１辺に平行又は略平行になっていることが通信特性を向上させる上で好ましい。

図１に示す例では、第１の給電箇所４ａが第１の直線５を挟んで、第１の接続箇所とは反対側に設けられており、第２の給電箇所４ｂが第２の直線を挟んで、第２の接続箇所とは反対側に設けられている。さらに、第１の直線５を挟んで、一対の結合枝線１，２が同じ側に設けられており、第２の直線を挟んで、一対の結合枝線１１，１２が同じ側に設けられている。

図７に示す例では、第１の給電箇所４ａが第１の直線５を挟んで、第１の接続箇所とは同じ側に設けられており、第２の給電箇所４ｂが第２の直線を挟んで、第２の接続箇所とは同じ側に設けられている。さらに、第１の直線５を挟んで、一対の結合枝線１，２が同じ側に設けられており、第２の直線を挟んで、一対の結合枝線１１，１２が同じ側に設けられている。

図２２，２３には、図１〜９に示す例とは、別の実施例を示す。図２２において、Ｌ_ｂ１は第１の枝線２４の長さ、Ｌ_ｂ２は第２の枝線２５の長さ、Ｌ_ｂ３は第１の給電箇所４ａと第１の枝線２４との間の最短間隔、Ｌ_ｂ４は第２の給電箇所４ｂと第２の枝線２５との間の最短間隔である。図２２と図２３との関係は、図１と後で詳細に説明する図１１との関係と同様である。

図２２に示す例では、誘電体基板にループ状の第１のアンテナ線条３及びループ状の第２のアンテナ線条１３が近接して設けられている。また、第１のアンテナ線条３に接続され第１のアンテナ線条３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３の内側に設けられてない。さらに、第２のアンテナ線条１３に接続され第２のアンテナ線条１３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１３の内側に設けられてない。ここでいう「近接」とは、この近接する最短間隔をｇ _３ とするとき、第１の枝線２４の周囲及び第２の枝線２５の周囲ｇ _３ 以内に他の枝線が設けられていないことを意味し、円偏波の通信特性を向上させる点で好ましい。ｇ _３ については、０．０１６≦ｇ _３ ／λ_gとすることが好ましい。より好ましくは、０．０２４≦ｇ _３ ／λ_g、特に好ましくは、０．０３４≦ｇ _３
／λ_gである。

図２２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２２に示す例において、第１のアンテナ線条３の重心及び第２のアンテナ線条１３の重心とを結ぶ線を横断線というとき、第１の枝線２４と第２の枝線２５とが横断線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。

ここで、図２２おいて、横断線８が直線又は略直線である場合、電波の飛来方向、又は、本発明の平面アンテナから電波を放射する方向を見る場合であって、この見る方向において、電波の円偏波の電界の回転が反時計回り方向である場合には、上記見る方向において、第１の枝線２４又は第２の枝線２５から横断線８を時計回り方向に見る場合、第１の枝線２４又は第２の枝線２５と横断線８との成す角β_b１，β_b２がそれぞれ１２０〜１５０°であることが好ましい。角β_b１，β_b２がそれぞれ１２０〜１５０°である場合には、角β_bがそれぞれ１２０〜１５０°以外の場合と比較して軸比が向上する。角β_b１，β_b２のより好ましい範囲はそれぞれ１３０〜１４０°である。

また、図２２に示す例において、電波の飛来方向、又は、前記平面アンテナから電波を放射する方向を見る場合であって、この見る方向において、電波の円偏波の電界の回転が時計回り方向である場合には、上記見る方向において、第１の枝線２４又は第２の枝線２５から横断線８を時計回り方向に見る場合、第１の枝線２４又は第２の枝線２５と横断線８との成す角β_b１，β_b２がそれぞれ３０〜６０°であることが好ましい。角β_b１，β_b２がそれぞれ３０〜６０°である場合には、角β_b１，β_b２がそれぞれ３０〜６０°以外の場合と比較して軸比が向上する。角β_b１，β_b２のより好ましい範囲はそれぞれ４０〜５０°である。

図２２に示す例において、第１のアンテナ線条３のループの全長をＬ_Ｌ１といい、第２のアンテナ線条１３のループの全長をＬ_Ｌ２というとき、０．１３０≦Ｌ_ｂ１／Ｌ_Ｌ１、かつ、０．１３０≦Ｌ_ｂ２／Ｌ_Ｌ２を満足することが好ましい。この条件を満足すると後述する図３４に示すとおり軸比が向上し好ましい。

より好ましい範囲は、０．１３３≦Ｌ_ｂ１／Ｌ_Ｌ１、かつ、０．１３３≦Ｌ_ｂ２／Ｌ_Ｌ２であり、特に好ましい範囲は、０．１４８≦Ｌ_ｂ１／Ｌ_Ｌ１、かつ、０．１４８≦Ｌ_ｂ２／Ｌ_Ｌ２である。

さらに、第１のアンテナ線条３と第１の枝線２４の開放端との最短間隔が、０．１ｍｍ以上であり、第２のアンテナ線条１３と第２の枝線２５の開放端との最短間隔が、０．１ｍｍ以上であることが好ましい。この条件を満足すると、マイグレーションによる短絡が生じにくくなるとともに、製造し易くなる。

図２４には、図１〜９，２２，２３に示す例とは、別の実施例を示す。図２４において、誘電体基板にループ状の第１のアンテナ線条３及びループ状の第２のアンテナ線条１３が近接して設けられている。図２４に示すとおり、第１のアンテナ線条３の任意点と、該任意点以外の別の第１のアンテナ線条３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１３の任意点と、該任意点以外の別の第２のアンテナ線条１３の点とを接続する第２の補助線２７を備えている。第１のアンテナ線条３の重心及び第２のアンテナ線条１３の重心を結ぶ線を横断線８というとき、第１の補助線２６と第２の補助線２７とが横断線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２４に示す例では、電波の飛来方向、又は、図２４に示す平面アンテナから電波を放射する方向を見る場合であって、この見る方向において、電波の円偏波の電界の回転が反時計回り方向である場合には、上記見る方向において、第１の補助線２６から横断線８を時計回り方向に見る場合、第１の補助線２６と横断線８との成す角β_c１が１１６〜１５２°であることが後述する図３５に示すとおり軸比を向上させ好ましい。この場合、角β_c１のより好ましい範囲は１２４〜１４３°である。さらに上記見る方向において、第２の補助線２７から横断線８を時計回り方向に見る場合、第２の補助線２７と横断線８との成す角β_c２が１１６〜１５２°であることが軸比を向上させ好ましい。この場合、角β_c２のより好ましい範囲は１２４〜１４３°である。

第１の補助線２６と第２の補助線２７とが、直線又は略直線であり、電波の飛来方向、又は、図２４に示す平面アンテナから電波を放射する方向を見る場合であって、この見る方向において、電波の円偏波の電界の回転が時計回り方向である場合には、上記見る方向において、第１の補助線２６から横断線８を時計回り方向に見る場合、第１の補助線２６と横断線８との成す角β_c１が２８〜６４°であることが後述する図３５に示すとおり軸比を向上させ好ましい。この場合、角β_c１のより好ましい範囲は３７〜５６°である。さらに上記見る方向において、第２の補助線２７から横断線８を時計回り方向に見る場合、第２の補助線２７と横断線８との成す角β_c２が２８〜６４°であることが後述する図３５に示すとおり軸比を向上させ好ましい。この場合、角β_c２のより好ましい範囲は３７〜５６°である。

図２５には、図１〜９、２２〜２４に示す例とは、別の実施例を示す。図２５に示す例では、第１のアンテナ線条３と第１の補助線２６とで囲まれる領域であって、第１の給電箇所４ａに接していない領域Ａ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１３と第２の補助線２７とで囲まれる領域であって、第２の給電箇所４ｂに接していない領域Ｂ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３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していることが好ましい。

領域Ｂにおいて、第２のアンテナ線条１３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２５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のそれぞれ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３と第１の補助線２６とで囲まれる領域であって、第１の給電箇所４ａ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１３と第２の補助線２７とで囲まれる領域であって、第２の給電箇所４ｂ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３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１３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。

本発明において、第１のアンテナ線条３が構成する図形が多角形又は略多角形であり、第２のアンテナ線条１３が構成する図形が多角形又は略多角形である場合には、第１の直線５が第１の給電角に隣接していない辺のうちの少なくとも１辺に平行又は略平行になっており、第２の直線が第２の給電角に隣接していない辺のうちの少なくとも１辺に平行又は略平行になっていることが通信特性を向上させる上で好ましい。

図３に示すように、第１のアンテナ線条３が構成する楕円の長軸、第１の給電箇所４ａ、第２のアンテナ線条１３が構成する楕円の長軸及び第２の給電箇所４ｂとを結ぶ直線とが、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３と第２のアンテナ線条１３とが配されていることが通信特性を向上させる上で好ましい。

本発明の平面アンテナを車両に利用する場合について説明する。図１５には、図１に示す平面アンテナを窓ガラス板９の車体開口縁２１の近傍領域に設けた例を示す。図１５において、Ｌ_１は第１のアンテナ線条３と車体開口縁２１との最短間隔、Ｌ_２は第２のアンテナ線条１３と車体開口縁２１との最短間隔である。本発明において、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。

図１７には、図１、１５に示す例とは別の本発明の実施態様を示す。図１７に示す平面アンテナは、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第１のアンテナ線条３と、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第２のアンテナ線条１３とを備えており、第１のアンテナ線条３と第２のアンテナ線条１３とから給電するか、又は、第１のアンテナ線条３と第２のアンテナ線条１３へ給電する。

図１５、１７に示すとおり、本発明の平面アンテナを窓ガラス板９の車体開口縁２１の近傍領域に設ける場合には、アンテナ利得の向上の点で、０．１０≦Ｌ_１／λ_０、かつ、０．１０≦Ｌ_２／λ_０が好ましい。より好ましい範囲は、０．１４≦Ｌ_１／λ_０、かつ、０．１４≦Ｌ_２／λ_０であり、特に好ましい範囲は、０．１８≦Ｌ_１／λ_０、かつ、０．１８≦Ｌ_２／λ_０である。また、アンテナ利得の向上の点で、Ｌ_１／λ_０≦０．６０、かつ、Ｌ_２／λ_０≦０．６０が好ましい。より好ましい範囲は、Ｌ_１／λ_０≦０．５０、かつ、Ｌ_２／λ_０≦０．５０である。

図１６は、図１に示す平面アンテナを窓ガラス板９の車体開口縁２１の近傍領域に設け、横断線８と車体開口縁２１とのなす角をγにする場合を示す。また、図１８は、図１７に示す平面アンテナを窓ガラス板９の車体開口縁２１の近傍領域に設け、横断線８と車体開口縁２１とのなす角をγにする場合を示す。ここで、図１８における横断線８とは、第１のアンテナ線条３の重心及び第２のアンテナ線条１３の重心を結ぶ線を想定し、該線を横断線という。

図１６、１８において、Ｌ_３は平面アンテナと車体開口縁２１との最短間隔である。アンテナ利得の向上の点で、０．０４≦Ｌ_３／λ_０が好ましい。より好ましい範囲は、０．１０≦Ｌ_３／λ_０であり、特に好ましい範囲は、０．１８≦Ｌ_３／λ_０である。また、アンテナ利得の向上の点で、Ｌ_３／λ_０≦０．５０、特にはＬ_３／λ_０≦０．４０が好ましい。角γは、４５〜１３５°が好ましく、６０〜１２０°がより好ましく、８０〜１００°が特に好ましい。

図１５、１６、１７、１８において、視野確保の点で、車体開口縁２１から最も離間した、本発明の平面アンテナの部分と、車体開口縁２１との最短間隔が２００ｍｍ以下であることが好ましい。この最短間隔のより好ましい範囲は１５０ｍｍであり、特に好ましい範囲は１００ｍｍである。なお、図１５、１６、１７、１８における、電波の飛来する方向は図１１に示す方向と同様である。

本発明において、図２５に示すとおり、第１のアンテナ線条３と第２のアンテナ線条１３が設けられている誘電体基板９の面であって、第１のアンテナ線条３及び第２のアンテナ線条１３の周囲の少なくとも一部の該面に無給電導体４０（実線及び破線）が設けられるようにしてもよい。無給電導体４０は、本発明以外のアンテナ等との干渉を防止する作用を有する。無給電導体４０は、図２５に示す、実線及び破線（破線の部分の無給電導体も実線の部分の無給電導体と同様に連続した導体で途切れていない）のように、第１のアンテナ線条３と第２のアンテナ線条１３の全周囲を囲むように設けられることが好ましい。しかし、これに限定されず、図２５に示す実線のように、第１のアンテナ線条３と第２のアンテナ線条１３の周囲の一部を囲むように設けられても使用できる。

図２６に電波反射手段を本発明に使用する例を示す。図２６は図１に示す例に電波反射手段を使用する例を示し、図１に示す横断線８と横断線８を延長した線にてこの窓ガラス板に垂直方向に切断した断面図である。図２６において、５０は電波反射手段である導電層、５１は絶縁性材質製の筐体である。

図２６に示す例では、誘電体基板９が車両の窓ガラス板であり、この窓ガラス板の車内側の面に、第１のアンテナ線条３と第２のアンテナ線条１３とを覆うように、筐体５１が実装されている。筐体５１の底部には開口部が設けられており、この開口部が第１のアンテナ線条３と第２のアンテナ線条１３に対向するように筐体５１は窓ガラス板に実装されている。筐体５１の内側の面には、導電層が形成されている。筐体５１の天井部に設けられている導電層は第１のアンテナ線条３と第２のアンテナ線条１３と平行又は略平行であり、このようにすることが好ましい。なお、電波反射手段を本発明に使用する例はこれに限定されず、例えば、この筐体５１自体を金属製としてもよい。このように第１のアンテナ線条と第２のアンテナ線条との近傍の車内側の箇所に電波反射手段が設けられる。

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４ａ又は第２の給電箇所４ｂ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４ａ又は第２の給電箇所４ｂ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４ａ及び第２の給電箇所４ｂ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３の線幅と比較して第１の給電箇所４ａの線幅又は第２のアンテナ線条１３の線幅と比較して第２の給電箇所４ｂ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８に示すとおり、第１の給電箇所４ａに接続されている給電線７を設け、さらに、第２の給電箇所４ｂに接続されている給電線１７を設け、同軸ケーブルの中心導体を給電線７，１７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給電線７，１７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、図８に示すような給電線７，１７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。

本発明において、第１のアンテナ線条３、第２のアンテナ線条１３、第１の容量結合用線条、第２の容量結合用線条及び給電線７，１７等の導体パターンは、通常、回路基板等の誘電体基板９に導電パターンを形成することにより作製される。また、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９を窓ガラス板とし、第１のアンテナ線条３、第２のアンテナ線条１３、第１の容量結合用線条及び第２の容量結合用線条として、例えば、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。

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（実施例）」
ガラス基板の表面に、図１に示すような平面アンテナを形成したものを製作し、測定を行った。動作周波数は２．３３ＧＨｚであり、後述する図１２，１３，１４は動作周波数にて測定した。各部の寸法、定数は以下のとおりである。周波数−反射損失（ｄＢ）の特性を図１０に示す。

ガラス基板 ２００×１００×３．５ｍｍ、
Ｌ_ａ １３．５０ｍｍ、
Ｌ_ｘ １６．８８ｍｍ、
Ｌ_ｙ １６．８８ｍｍ、
ｇ ０．５０ｍｍ、
α ４５°、
β ４５°、
第１のアンテナ線条３の線幅、第２のアンテナ線条１３の線幅、第１の容量結合用線条の線幅及び第２の容量結合用線条の線幅 ０．４ｍｍ。

図１１は、ｘ、ｙ、ｚ座標平面において、ｘ、ｚ座標平面に図１に示す平面アンテナを設けた場合の模式図である。誘電体基板９であるガラス基板を自動車の窓ガラス板と仮定し、図１に示す例を車内視とすると、図１１に示す例は車外視である。図１１において、給電部４の中心がｘ軸、ｙ軸及びｚ軸の交点に一致しており、横断線８がｘ軸に重なる。ｙ軸はガラス基板と垂直であり、ｚ軸はガラス基板の面上に存在する。図１２，１３の測定に用いられる角度φは電波の進行方向とｘ軸とがなす角度であり、この電波の進行方向は、ｘ軸とｙ軸とが構成する面に平行である。図１に示す平面アンテナを受信アンテナとして作用させる場合には、通常、図１１における矢印の方向に飛来電波が進行する。

例１の平面アンテナとは別の測定用の放射器から円偏波（図１１の矢印の回転方向）を放射しながら、角度φを変化させてアンテナ利得を測定し、この際、最大のアンテナ利得を０ｄＢとして図１２に角度φ−アンテナ利得を示した。なお、図１１において、円偏波の回転は、給電部４から電波の飛来方向を見たとき、反時計回り方向である。

図１２において、ＬＨＣは左旋回の円偏波の特性であり、ＲＨＣは右旋回の円偏波の特性であり、後述する同種の特性図でも同様とする。また、ＬＨＣが最大値のときを０（ゼロ）ｄＢとしている。角度φと軸比（ｄＢ）との特性を図１３に示す。角度φが９０°のときの、周波数−軸比（ｄＢ）の特性を図１４に示す。

「例２（実施例）」
図１５に示すとおりガラス基板の表面に、図１に示す平面アンテナを形成したものを想定し、ＦＤＴＤ法（Ｆｉｎｉｔｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ ｍｅｔｈｏｄ）による数値計算を動作周波数（２．３３ＧＨｚ）で行った。ガラス基板の厚さ及び平面アンテナの各部の寸法、定数（以下、単に仕様というときもある）は例１と同様とし、ガラス基板の大きさ及び車体の大きさは無限大として数値計算した。Ｌ_１＝Ｌ_２とし、Ｌ_１／λ_０を横軸とし、アンテナ利得を縦軸とする特性を図１９に実線で示した。

「例３（実施例）」
図１６に示すとおりガラス基板の表面に、図１に示す平面アンテナを形成したものを想定し、ＦＤＴＤ法による数値計算を動作周波数（２．３３ＧＨｚ）で行った。ガラス基板の厚さ及び平面アンテナの仕様は例１と同様とし、γは９０°とし、ガラス基板の大きさ及び車体の大きさは無限大として数値計算した。Ｌ_３／λ_０を横軸とし、アンテナ利得を縦軸とする特性を図２０に実線で示した。

「例４（実施例）」
図１５に示すとおりガラス基板の表面に、図１に示す平面アンテナを形成したものを想定し、ＦＤＴＤ法による数値計算を動作周波数（５．８０ＧＨｚ）で行った。ガラス基板の厚さ及び平面アンテナの仕様は以下のとおりとし、ガラス基板の大きさ及び車体の大きさは無限大として数値計算した。Ｌ_１＝Ｌ_２とし、Ｌ_１／λ_０を横軸とし、アンテナ利得を縦軸とする特性を図１９に破線で示した。

ガラス基板の厚さ ３．５ｍｍ、
Ｌ_ａ ５．５９ｍｍ、
Ｌ_ｘ ６．９８ｍｍ、
Ｌ_ｙ ６．９８ｍｍ、
ｇ ０．５０ｍｍ、
α ４５°、
β ４５°、
第１のアンテナ線条３の線幅、第２のアンテナ線条１３の線幅、第１の容量結合用線条の線幅及び第２の容量結合用線条の線幅 ０．４ｍｍ。

「例５（実施例）」
図１６に示すとおりガラス基板の表面に、図１に示す平面アンテナを形成したものを想定し、ＦＤＴＤ法による数値計算を動作周波数（５．８０ＧＨｚ）で行った。ガラス基板の厚さ及び平面アンテナの仕様は例３と同様とし、γは９０°とし、ガラス基板の大きさ及び車体の大きさは無限大として数値計算した。Ｌ_３／λ_０を横軸とし、アンテナ利得を縦軸とする特性を図２０に破線で示した。

「例６（実施例）」
Ｌａを除き、さらに、ガラス基板の大きさは無限大とする以外は、例１と同様の仕様とした自動車用高周波ガラスアンテナを製作した。動作周波数は２．３３ＧＨｚ付近であり、Ｌａを変化させて、Ｌ_ａ／Ｌ_ｘを横軸とし、軸比を縦軸とする特性を図２７に示した。なお、２．２８〜２．５２ＧＨｚでＦＤＴＤ法による数値計算を行い、横軸の同一ポイントで軸比が最小となる値を選び図２７に示した。

「例７（実施例）」
ガラス基板の表面に、図２２に示すような平面アンテナを形成したものを想定し、ＦＤＴＤ法による数値計算を動作周波数（２．４０ＧＨｚ）で行った。後述する図２８，図２９は動作周波数にて計算した。ガラス基板の大きさは無限大とし、平面アンテナの仕様は以下のとおりである。

ガラス基板の厚さ ３．５ｍｍ、
ガラス基板の比誘電率 ７．０、
Ｌ_ｘ，Ｌ_ｙ ２６．３３ｍｍ、
Ｌ_ｂ１，Ｌ_ｂ２ １７．９３ｍｍ、
Ｌ_ｂ３，Ｌ_ｂ４ １６．０ｍｍ、
β_ｂ１, β_ｂ２ １３５°、
第１のアンテナ線条３の線幅、第２のアンテナ線条１３の線幅、第１の枝線の線幅２４及び第２の枝線２５の線幅 ０．４ｍｍ。

図２３は、ｘ、ｙ、ｚ座標平面において、ｘ、ｚ座標平面に図２２に示す平面アンテナを設けた場合の模式図である。誘電体基板９であるガラス基板を自動車の窓ガラス板と仮定し、図２２に示す例を車内視とすると、図２３に示す例は車外視である。図２３において、給電部４の中心がｘ軸、ｙ軸及びｚ軸の交点に一致しており、横断線８がｘ軸に重なる。ｙ軸はガラス基板と垂直であり、ｚ軸はガラス基板の面上に存在する。図２８，図２９の計算に用いられる角度φは電波の進行方向とｘ軸とがなす角度であり、この電波の進行方向は、ｘ軸とｙ軸とが構成する面に平行である。図１に示す平面アンテナを受信アンテナとして作用させる場合には、通常、図２３における矢印の方向に飛来電波が進行する。

本例の平面アンテナとは別の放射器から円偏波（図２３の矢印の回転方向）を放射しながら、角度φを変化させてアンテナ利得を計算し、この際、最大のアンテナ利得を０ｄＢとして図２８に角度φ−アンテナ利得を示した。なお、図２３において、円偏波の回転は、給電部４から電波の飛来方向を見たとき、反時計回り方向である。

図２８において、ＬＨＣが最大値のときを０（ゼロ）ｄＢとしている。角度φと軸比（ｄＢ）との特性を図２９に示す。

「例８（実施例）」
ガラス基板の表面に、図２４に示すような平面アンテナを形成したものを想定し、ＦＤＴＤ法による数値計算を動作周波数（２．３８ＧＨｚ）で行った。後述する図３０，図３１は動作周波数にて計算した。ガラス基板の仕様は例７と同様とし、平面アンテナの仕様は以下のとおりである。

Ｌ_ｘ，Ｌ_ｙ ２６．３３ｍｍ、
Ｌ_c１，Ｌ_c２ １４．００ｍｍ、
β_c１，β_c２ １３５°、
第１のアンテナ線条３の線幅、第２のアンテナ線条１３の線幅、第１の補助線２６の線幅２６及び第２の補助線２７の線幅 ０．４ｍｍ。

図３０に角度φ−アンテナ利得を示した。ＬＨＣが最大値のときを０（ゼロ）ｄＢとしている。角度φと軸比（ｄＢ）との特性を図３１に示す。なお、図３０、図３１の計算条件は、第１の補助線の伸長方向及び第２の補助線２７の伸長方向を、図２３に示されている第１の枝線２４の伸長方向及び第２の枝線２５の伸長方向とそれぞれ一致させるように例７の平面アンテナを配置するような条件下において、例７の図２８、図２９の計算条件と同一とする。

「例９（実施例）」
ガラス基板の表面に、図２５に示すような平面アンテナを形成したものを想定し、ＦＤＴＤ法による数値計算を動作周波数（２．５０ＧＨｚ）で行った。後述する図３２，図３３は動作周波数にて計算した。ガラス基板の仕様は例７と同様とし、平面アンテナの仕様は以下のとおりである。

Ｌ_ｘ，Ｌ_ｙ ２６．３３ｍｍ、
Ｌ_c１，Ｌ_c２ １６．００ｍｍ、
β_c１，β_c２ １３５°、
第１のアンテナ線条３の線幅、第２のアンテナ線条１３の線幅 ０．４ｍｍ。

図３２に角度φ−アンテナ利得を示した。ＬＨＣが最大値のときを０（ゼロ）ｄＢとしている。角度φと軸比（ｄＢ）との特性を図３３に示す。なお、図３２、図３３の計算条件は、第１の補助線２６の伸長方向及び第２の補助線２７の伸長方向を、図２３に示されている第１の枝線２４の伸長方向及び第２の枝線２５の伸長方向とそれぞれ一致させるように例７の平面アンテナを配置するような条件下において、例７の図２８、図２９の条件と同一とする。

「例１０（実施例）」
ガラス基板の表面に、図２２に示すような平面アンテナを形成したものを想定し、ＦＤＴＤ法による数値計算を動作周波数（２．４０ＧＨｚ）で行った。Ｌ_ｂ１，Ｌ_ｂ２は、同一として、Ｌ_ｂ１及びＬ_ｂ２を変化させて、（（Ｌ_ｂ１又はＬ_ｂ２）／（２×（Ｌ_ｘ＋Ｌ_ｙ）））を横軸とし、軸比を縦軸とする特性を図３４に示した。ガラス基板の仕様は例７と同様とし、平面アンテナの仕様は以下のとおりである。

Ｌ_ｘ，Ｌ_ｙ ２６．３３ｍｍ、
Ｌ_ｂ３，Ｌ_ｂ４ １６．００ｍｍ、
β_ｂ１，β_ｂ２ １３５°、
第１のアンテナ線条３の線幅、第２のアンテナ線条１３の線幅、第１の枝線２４の線幅及び第２の枝線２５の線幅 ０．４ｍｍ。

「例１１（実施例）」
ガラス基板の表面に、図２４に示すような平面アンテナを形成したものを想定し、ＦＤＴＤ法による数値計算を行った。ガラス基板の仕様は例７と同様とし、平面アンテナの仕様は以下のとおりである。β_c１とβ_c２とを同一とし、β_c１及びβ_c２を変化させて、β_c１（β_c２）を横軸とし、軸比を縦軸とする特性を図３５に示した。なお、β_c１，β_c２が変化すればそれに合わせてＬ_c１，Ｌ_c２も変化する。図３５において、９０〜１８０°の角度範囲が図２３に示されている円偏波の回転方向になり、図３５において、０〜９０°の角度範囲が図２３に示されている円偏波の回転方向の反対の回転方向になる。

Ｌ_ｘ，Ｌ_ｙ ２６．３３ｍｍ、
Ｌ_c１，Ｌ_c２（β_c１，β_c２：１３５°） １３．１６５ｍｍ、
第１のアンテナ線条３の線幅、第２のアンテナ線条１３の線幅、第１の補助線２６の線幅及び第２の補助線２７の線幅 ０．４ｍｍ。

「例１２（実施例）」
図１５に示す平面アンテナは、図１に示す平面アンテナであるが、この平面アンテナの代わりに、図２２に示す平面アンテナであって誘電体基板９を窓ガラス板としたものを用いて、図１５に示す、平面アンテナと車体開口縁２１との間の間隔とアンテナ利得との関係について数値計算した。

数値計算はＦＤＴＤ法により動作周波数（２．４０ＧＨｚ）で行った。ガラス基板の仕様は例７と同様とし、車体の大きさは無限大として数値計算した。Ｌ_１＝Ｌ_２とし、Ｌ_１／λ_０を横軸とし、アンテナ利得を縦軸とする特性を図３６に実線で示した。なお、平面アンテナの仕様は以下のとおりである。

Ｌ_ｘ，Ｌ_ｙ ２６．３３ｍｍ、
Ｌ_ｂ１，Ｌ_ｂ２ １８．３３ｍｍ、
Ｌ_ｂ３，Ｌ_ｂ４ １６．０ｍｍ、
β_ｂ１, β_ｂ２ １３５°、
第１のアンテナ線条３の線幅、第２のアンテナ線条１３の線幅、第１の枝線の線幅２４及び第２の枝線２５の線幅 ０．４ｍｍ。

「例１３（実施例）」
図１５に示す平面アンテナは、図１に示す平面アンテナであるが、この平面アンテナの代わりに、図２４に示す平面アンテナであって誘電体基板９を窓ガラス板としたものを用いて、図１５に示す、平面アンテナと車体開口縁２１との間の間隔とアンテナ利得との関係について数値計算した。

数値計算はＦＤＴＤ法により動作周波数（２．４０ＧＨｚ）で行った。ガラス基板の仕様及び平面アンテナの仕様は例８と同様とし、車体の大きさは無限大として数値計算した。Ｌ_１＝Ｌ_２とし、Ｌ_１／λ_０を横軸とし、アンテナ利得を縦軸とする特性を図３６に破線で示した。

「例１４（実施例）」
図１６に示す平面アンテナは、図１に示す平面アンテナであるが、この平面アンテナの代わりに、図２２に示す平面アンテナであって誘電体基板９を窓ガラス板としたものを用いて、図１６に示す、平面アンテナと車体開口縁２１との間の間隔とアンテナ利得との関係について、ＦＤＴＤ法による数値計算を動作周波数（２．４０ＧＨｚ）で行った。ガラス基板の仕様及び平面アンテナの仕様は例１２と同様とし、γは９０°とし、車体の大きさは無限大として数値計算した。Ｌ_３／λ_０を横軸とし、アンテナ利得を縦軸とする特性を図３７に示した。

「例１５（実施例）」
図１６に示す平面アンテナは、図１に示す平面アンテナであるが、この平面アンテナの代わりに、図２４に示す平面アンテナであって誘電体基板９を窓ガラス板としたものを用いて、図１６に示す、平面アンテナと車体開口縁２１との間の間隔とアンテナ利得との関係について、ＦＤＴＤ法による数値計算を動作周波数（２．４０ＧＨｚ）で行った。ガラス基板の仕様及び平面アンテナの仕様は例８と同様とし、γは９０°とし、車体の大きさは無限大として数値計算した。Ｌ_３／λ_０を横軸とし、アンテナ利得を縦軸とする特性を図３８に示した。

ＥＴＣ、ＳＤＡＲＳ（Satellite Digital Audio Radio System、２．６ＧＨｚ前後）等の円偏波等の通信に利用される。

本発明の平面アンテナの一実施例の平面図であって、アンテナ線条が設けられている誘電体基板９の片面を見た平面図。 図１に示す実施例の右側の部分を表した平面図。 図１に示す例とは別の実施例の平面図。 図１に示す例とは別の実施例の平面図。 図１に示す例とは別の実施例の平面図。 図１に示す例とは別の実施例の平面図。 図１に示す例とは別の実施例の平面図。 図１に示す例とは別の実施例の平面図。 図１に示す例とは別の実施例の平面図。 実施例の周波数−反射損失（ｄＢ）の特性図。 ｘ、ｙ、ｚ座標平面において、ｘ、ｚ座標平面に図１に示す平面アンテナを設けた場合の模式図。 前記実施例の角度φ−アンテナ利得の特性図。 前記実施例の角度φと軸比（ｄＢ）との特性図。 前記実施例の角度φが９０°のときの、周波数−軸比（ｄＢ）の特性図。 図１に示す平面アンテナを窓ガラス板９の車体開口縁２１の近傍領域に設けた例を示す平面図。 図１に示す平面アンテナを窓ガラス板９の車体開口縁２１の近傍領域に設け、横断線８と車体開口縁２１とのなす角をγにする場合を示す平面図。 図１、１５に示す例とは別の本発明の実施態様を示す平面図。 図１７に示す平面アンテナを窓ガラス板９の車体開口縁２１の近傍領域に設け、横断線８と車体開口縁２１とのなす角をγにする場合を示す平面図。 例１における、Ｌ_１／λ_０を横軸とし、アンテナ利得を縦軸とする特性図。 例２における、Ｌ_３／λ_０を横軸とし、アンテナ利得を縦軸とする特性図。 従来例の平面図。 図１〜９に示す例とは、別の実施例の平面図。 ｘ、ｙ、ｚ座標平面において、ｘ、ｚ座標平面に図２２に示す平面アンテナを設けた場合の模式図。 図１〜９，２２，２３に示す例とは、別の実施例の平面図。 図１〜９，２２〜２４に示す例とは、別の実施例の平面図。 図１に示す例に反射手段が設けられている断面図。 例６における、Ｌａを変化させて、Ｌ_ａ／Ｌ_ｘを横軸とし、軸比を縦軸とする特性図。 例７における角度φ−アンテナ利得特性図。 例７における角度φと軸比（ｄＢ）との特性図。 例８における角度φ−アンテナ利得特性図。 例８における角度φと軸比（ｄＢ）との特性図。 例９における角度φ−アンテナ利得特性図。 例９における角度φと軸比（ｄＢ）との特性図。 例１０における（（Ｌ_ｂ１又はＬ_ｂ２）／（２×（Ｌ_ｘ＋Ｌ_ｙ）））を横軸とし、軸比を縦軸とする特性図。 例１１におけるβ_c１（β_c２）を横軸とし、軸比を縦軸とする特性図。 例１２，１３におけるＬ_１／λ_０を横軸とし、アンテナ利得を縦軸とする特性図。 例１４におけるＬ_３／λ_０を横軸とし、アンテナ利得を縦軸とする特性図。 例１５におけるＬ_３／λ_０を横軸とし、アンテナ利得を縦軸とする特性図。

符号の説明

１，２：一対の結合枝線
１ａ：結合枝線１の開放端
１ｂ：第１のアンテナ線条３と結合枝線１との接続点
２ａ：結合枝線２の開放端
２ｂ：第１のアンテナ線条３と結合枝線２との接続点
４：給電部
４ａ：第１の給電箇所
５：第１の直線
８：横断線
９：誘電体基板
１０：第１のループ素子
１３：第２のアンテナ線条
１１，１２：一対の結合枝線
２０：第２のループ素子
ｇ：開放端１ａと開放端２ａとの間隔
Ｌ_ａ：給電箇所４ａと第１の容量結合用線条との最短間隔
Ｌ_ｘ，Ｌ_ｙ：アンテナ線条３が構成する四角形の１辺の長さ
α：第１の直線５と横断線８との成す角、又は第２の直線と横断線８との成す角
β：第１の容量結合用線条と横断線８との成す角、又は第２の容量結合用線条と横断線８との成す角
Ｌ_ｂ１：第１の枝線２４の長さ
Ｌ_ｂ２：第２の枝線２５の長さ
Ｌ_ｂ３：第１の給電箇所４ａと第１の枝線２４との間の最短間隔
Ｌ_ｂ４：第２の給電箇所４ｂと第２の枝線２５との間の最短間隔
β_b１：第１の枝線２４と横断線８との成す角
β_b２：第２の枝線２５と横断線８との成す角
β_c１：第１の補助線２６と横断線８との成す角
β_c２：第２の補助線２７と横断線８との成す角

Claims (20)

1. 誘電体基板にループ状の第１のアンテナ線条及びループ状の第２のアンテナ線条が近接して設けられており、該第１のアンテナ線条に第１の給電箇所が設けられており、該第２のアンテナ線条に第２の給電箇所が設けられている円偏波用の平面アンテナであって、
   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それぞれが相互に近接して容量結合されて、一直線又は略一直線上に構成されており、
   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それぞれが相互に近接して容量結合されて、一直線又は略一直線上に構成されており、
   前記第１のアンテナ線条の重心及び前記第２のアンテナ線条の重心を結ぶ線を横断線というとき、
   第１の容量結合用線条もしくは第２の容量結合用線条から該横断線を時計回り方向に見る場合、第１の容量結合用線条と該横断線との成す角が３０〜６０°、かつ第２の容量結合用線条と該横断線との成す角が３０〜６０°であり、又は第１の容量結合用線条と該横断線との成す角が１２０〜１５０°、かつ第２の容量結合用線条と該横断線との成す角が１２０〜１５０°であることを特徴とする円偏波用の平面アンテナ。
2. 通信する電波の空気中の波長をλ_０、該誘電体基板の材質の波長短縮率をｋとして、λ_ｇ＝λ_０・ｋである場合に、
   第１の容量結合用線条の一対の結合枝線の最短間隔をｇ_１とし、第２の容量結合用線条の一対の結合枝線の最短間隔をｇ_２とするとき、
   ｇ_１／λ_ｇ≦０．０３４、かつ、ｇ_２／λ_ｇ≦０．０３４であり、
   ｇ_１≧０．１ｍｍ、かつ、ｇ_２≧０．１ｍｍである請求項１に記載の平面アンテナ。
3. 前記第１のアンテナ線条と、前記第１の容量結合用線条の一対の結合枝線とを第１のループ素子といい、前記第２のアンテナ線条と、前記第２の容量結合用線条の一対の結合枝線とを第２のループ素子というとき、
   前記第１の給電箇所と前記第２の給電箇所との間の中心点を中心とするか、又は、横断線の中心点を中心として、第２のループ素子が第１のループ素子の点対称又略点対称の位置に設けられている請求項１又は２に記載の平面アンテナ。
4. 前記第１のアンテナ線条の重心、前記第１の給電箇所、前記第２の給電箇所、及び、前記第２のアンテナ線条の重心が、一直線又は略一直線上になるように第１のアンテナ線条と第２のアンテナ線条とが配されている請求項１〜３のいずれかに記載の平面アンテナ。
5. 前記第１のアンテナ線条が構成する図形が第１の直線を対称軸として線対称又は略線対称であり、
   前記第２のアンテナ線条が構成する図形が第２の直線を対称軸として線対称又は略線対称であり、
   第１の直線又は第２の直線と該横断線とが成す角がそれぞれ３０〜６０°であり、
   第１の直線と第２の直線とが平行又は略平行である請求項１〜４のいずれかに記載の平面アンテナ。
6. 前記第１のアンテナ線条と前記第１の容量結合用線条の一対の結合枝線との２つの接続箇所を第１の接続箇所といい、
   前記第２のアンテナ線条と前記第２の容量結合用線条の一対の結合枝線との２つの接続箇所を第２の接続箇所というとき、
   第１の接続箇所のそれぞれが前記第１の直線に対して前記第１のアンテナ線条の同じ側に設けられており、第２の接続箇所のそれぞれが前記第２の直線に対して前記第２のアンテナ線条の同じ側に設けられている請求項５に記載の平面アンテナ。
7. 前記第１の給電箇所が前記第１の直線を挟んで、前記第１の接続箇所と、反対側に設けられており、
   前記第２の給電箇所が前記第２の直線を挟んで、前記第２の接続箇所と、反対側に設けられている請求項５又は６に記載の平面アンテナ。
8. 前記第１の給電箇所が前記第１の直線に対して、前記第１の接続箇所と、同じ側に設けられており、
   前記第２の給電箇所が前記第２の直線に対して、前記第２の接続箇所と、同じ側に設けられている請求項５又は６に記載の平面アンテナ。
9. 前記第１のアンテナ線条が構成する図形及び前記第２のアンテナ線条が構成する図形が
   がともに多角形又は略多角形である場合に、
   第１のアンテナ線条の一つの角の頂点又は該頂点近傍に第１の給電箇所が設けられており、
   第２のアンテナ線条の一つの角の頂点又は該頂点近傍に第２の給電箇所が設けられている請求項１〜８のいずれかに記載の平面アンテナ。
10. 前記第１のアンテナ線条が構成する図形及び前記第２のアンテナ線条が構成する図形がともに、四角形又は略四角形である請求項１〜９のいずれかに記載の平面アンテナ。
11. 前記第１のアンテナ線条が構成する図形及び前記第２のアンテナ線条が構成する図形がともに、正方形又は略正方形である請求項１〜１０のいずれかに記載の平面アンテナ。
12. 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の一辺の長さをＬ _ｘ とし、第１の給電箇所と第１の容量結合用線条との最短間隔及び第２の給電箇所と第２の容量結合用線条との最短間隔をともにＬ _ａ とするとき、
    ０．６６≦Ｌ _ａ ／Ｌ _ｘ ≦０．８６、
    である請求項１１に記載の平面アンテナ。
13. 前記第１のアンテナ線条が構成する図形が四角形以上の偶数角の多角形又は略多角形であり、前記第２のアンテナ線条が構成する図形が四角形以上の偶数角の多角形又は略多角形である場合に、
    給電箇所が配されている、第１のアンテナ線条の角を第１の給電角といい、
    第１の給電角に対向する対角のうち、第１のアンテナ線条が構成する図形の重心と第１の給電角の頂点とを結ぶ直線に最も近接している対角の頂点と、第１の給電角の頂点とを結ぶ対角線を第１の対角線といい、
    給電箇所が配されている、第２のアンテナ線条の角を第２の給電角といい、
    第２の給電角に対向する対角のうち、第２のアンテナ線条が構成する図形の重心と第２の給電角の頂点とを結ぶ直線に最も近接している対角の頂点と、第２の給電角の頂点とを結ぶ対角線を第２の対角線というとき、
    第１の対角線と第２の対角線とが一直線又は略一直線上になるように、第１のアンテナ線条と第２のアンテナ線条とが配されている請求項１〜１２のいずれかに記載の平面アンテナ。
14. 前記第１の容量結合用線条が前記第１の給電角に隣接していない辺のうちの少なくとも１辺に平行又は略平行になっており、
    前記第２の容量結合用線条が前記第２の給電角に隣接していない辺のうちの少なくとも１辺に平行又は略平行になっている請求項１３に記載の平面アンテナ。
15. 前記第１のアンテナ線条が構成する図形が楕円形又は略楕円形であり、前記第２のアンテナ線条が構成する図形が楕円形又は略楕円形である場合に、
    第１のアンテナ線条の長軸、第１の給電箇所、第２のアンテナ線条の長軸及び第２の給電箇所とを結ぶ直線とが、一直線又は略一直線上になるように、第１のアンテナ線条と第２のアンテナ線条とが配されている請求項１〜８のいずれかに記載の平面アンテナ。
16. 前記第１のアンテナ線条の、前記第２のアンテナ線条に最近接している部分又はこの部分の近傍に第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、前記第１のアンテナ線条に最近接している部分又はこの部分の近傍に第２の給電箇所が設けられている請求項１〜１５のいずれかに記載の平面アンテナ。
17. 前記第１のアンテナ線条と前記第２のアンテナ線条が設けられている前記誘電体基板の面であって、前記第１のアンテナ線条及び前記第２のアンテナ線条の周囲の少なくとも一部の該面に無給電導体が設けられている請求項１〜１６のいずれかに記載の平面アンテナ。
18. 前記誘電体基板が車両の窓ガラス板であり、
    通信する電波の空気中の波長をλ_０とし、前記第１のアンテナ線条と車体開口縁との最短間隔をＬ_１とし、前記第２のアンテナ線条と該車体開口縁との最短間隔をＬ_２とする場合、
    ０．１０≦Ｌ_１／λ_０、かつ、０．１０≦Ｌ_２／λ_０であり、
    さらに、該車体開口縁から最も離間した前記平面アンテナの部分と、該車体開口縁との最短間隔が２００ｍｍ以下である請求項１〜１７のいずれかに記載の平面アンテナ。
19. 前記誘電体基板が車両の窓ガラス板であり、
    前記第１のアンテナ線条の重心及び前記第２のアンテナ線条の重心を結ぶ線を想定し、該線を横断線というとき、
    前記平面アンテナに最短な車体開口縁と、該横断線とのなす角が４５〜１３５°であり、
    通信する電波の空気中の波長をλ_０とし、該平面アンテナの該窓ガラス板に設けられている導体線の部分と該車体開口縁との最短間隔をＬ_３とするとき、
    ０．０４≦Ｌ_３／λ_０であり、
    かつ、該車体開口縁から最も離間した該平面アンテナの部分と、該車体開口縁との最短間隔が２００ｍｍ以下である請求項１〜１７のいずれかに記載の平面アンテナ。
20. 前記誘電体基板が車両の窓ガラス板であり、
    前記第１のアンテナ線条と前記第２のアンテナ線条とが該窓ガラス板の車内側の面に設けられており、
    第１のアンテナ線条と第２のアンテナ線条との近傍の車内側の箇所に電波反射手段が設けられている請求項１〜１９のいずれかに記載の平面アンテナ。

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