JP7122378B2 - アンテナ素子、アレイアンテナ、通信ユニット、移動体、および基地局 - Google Patents

アンテナ素子、アレイアンテナ、通信ユニット、移動体、および基地局 Download PDF

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Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１８年６月２６日に日本国に特許出願された特願２０１８－１２１３９５の優先権を主張するものであり、この先の出願の開示全体を、ここに参照のために取り込む。
本開示は、アンテナ素子、アレイアンテナ、通信ユニット、移動体、および基地局に関する。
アンテナから放射された電磁波は、金属導体で反射される。金属導体で反射された電磁波は、１８０°の位相ずれが生じる。反射された電磁波は、アンテナから放射された電磁波と合成される。アンテナから放射された電磁波は、位相のずれのある電磁波との合成によって、振幅が小さくなる場合がある。結果、アンテナから放射される電磁波の振幅は、小さくなる。アンテナと金属導体との距離を、放射する電磁波の波長λの１／４とすることで、反射波による影響を低減している。
これに対して、人工的な磁気壁によって、反射波による影響を低減する技術が提案されている。この技術は例えば非特許文献１，２に記載されている。
村上他，"誘電体基板を用いた人工磁気導体の低姿勢設計と帯域特性" 信学論（Ｂ），Ｖｏｌ．Ｊ９８－Ｂ Ｎｏ．２，ｐｐ．１７２－１７９ 村上他，"ＡＭＣ反射板付ダイポールアンテナのための反射板の最適構成" 信学論（Ｂ），Ｖｏｌ．Ｊ９８－Ｂ Ｎｏ．１１，ｐｐ．１２１２－１２２０
本開示の一実施形態に係るアンテナ素子は、第１導体および第２導体と、第３導体と、第４導体と、前記第３導体に電気的に接続される給電線と、前記給電線に接続されるフィルタとを含んで構成される。前記第１導体および第２導体は、第２平面に沿って広がり、前記第２平面に交わる第１方向において離れて位置する。前記第３導体は、前記第１方向を含む第１平面に沿って広がり、前記第１導体および前記第２導体との間に位置する。前記第４導体は、前記第１平面に沿って広がり、前記第１導体および前記第２導体に電気的に接続され、前記第３導体と離れて位置する。前記フィルタは、前記第４導体に重ねられて位置する。
本開示の一実施形態に係るアレイアンテナは、複数のアンテナ素子と、前記複数のアンテナ素子が位置するアンテナ基板と含んで構成される。前記アンテナ素子は、第１導体および第２導体と、第３導体と、第４導体と、前記第３導体に電気的に接続される給電線と、前記給電線に接続されるフィルタとを含んで構成される。前記第１導体および第２導体は、第２平面に沿って広がり、前記第２平面に交わる第１方向において離れて位置する。前記第３導体は、前記第１方向を含む第１平面に沿って広がり、前記第１導体および前記第２導体との間に位置する。前記第４導体は、前記第１平面に沿って広がり、前記第１導体および前記第２導体に電気的に接続され、前記第３導体と離れて位置する。前記フィルタは、前記第４導体に重ねられて位置する。
本開示の一実施形態に係る通信ユニットは、複数のアンテナ素子、および前記複数のアンテナ素子が位置するアンテナ基板を含んで構成されるアレイアンテナと、コントローラとを有する。前記アンテナ素子は、第１導体および第２導体と、第３導体と、第４導体と、前記第３導体に電気的に接続される給電線と、前記給電線に接続されるフィルタとを含んで構成される。前記第１導体および第２導体は、第２平面に沿って広がり、前記第２平面に交わる第１方向において離れて位置する。前記第３導体は、前記第１方向を含む第１平面に沿って広がり、前記第１導体および前記第２導体との間に位置する。前記第４導体は、前記第１平面に沿って広がり、前記第１導体および前記第２導体に電気的に接続され、前記第３導体と離れて位置する。前記フィルタは、前記第４導体に重ねられて位置する。前記コントローラは、前記フィルタに接続される。
本開示の一実施形態に係る移動体は、通信ユニットを備える。前記通信ユニットは、複数のアンテナ素子、および前記複数のアンテナ素子が位置するアンテナ基板を含んで構成されるアレイアンテナとコントローラとを有する。前記アンテナ素子は、第１導体および第２導体と、第３導体と、第４導体と、前記第３導体に電気的に接続される給電線と、前記給電線に接続されるフィルタとを含んで構成される。前記第１導体および第２導体は、第２平面に沿って広がり、前記第２平面に交わる第１方向において離れて位置する。前記第３導体は、前記第１方向を含む第１平面に沿って広がり、前記第１導体および前記第２導体との間に位置する。前記第４導体は、前記第１平面に沿って広がり、前記第１導体および前記第２導体に電気的に接続され、前記第３導体と離れて位置する。前記フィルタは、前記第４導体に重ねられて位置する。前記コントローラは、前記フィルタに接続される。
本開示の一実施形態に係る基地局は、通信ユニットを備える。前記通信ユニットは、複数のアンテナ素子、および前記複数のアンテナ素子が位置するアンテナ基板を含んで構成されるアレイアンテナとコントローラとを有する。前記アンテナ素子は、第１導体および第２導体と、第３導体と、第４導体と、前記第３導体に電気的に接続される給電線と、前記給電線に接続されるフィルタとを含んで構成される。前記第１導体および第２導体は、第２平面に沿って広がり、前記第２平面に交わる第１方向において離れて位置する。前記第３導体は、前記第１方向を含む第１平面に沿って広がり、前記第１導体および前記第２導体との間に位置する。前記第４導体は、前記第１平面に沿って広がり、前記第１導体および前記第２導体に電気的に接続され、前記第３導体と離れて位置する。前記フィルタは、前記第４導体に重ねられて位置する。前記コントローラは、前記フィルタに接続される。
共振器の一実施形態を示す斜視図である。 図１に示した共振器の平面視した図である。 図１に示した共振器の断面図である。 図１に示した共振器の断面図である。 図１に示した共振器の断面図である。 図１に示した共振器の単位構造体を示す概念図である。 共振器の一実施形態を示す斜視図である。 図６に示した共振器の平面視した図である。 図６に示した共振器の断面図である。 図６に示した共振器の断面図である。 図６に示した共振器の断面図である。 共振器の一実施形態を示す斜視図である。 図１０に示した共振器の平面視した図である。 図１０に示した共振器の断面図である。 図１０に示した共振器の断面図である。 図１０に示した共振器の断面図である。 共振器の一実施形態を示す斜視図である。 図１４に示した共振器の平面視した図である。 図１４に示した共振器の断面図である。 図１４に示した共振器の断面図である。 図１４に示した共振器の断面図である。 共振器の一実施形態を示す平面視した図である。 図１８に示した共振器の断面図である。 図１８に示した共振器の断面図である。 共振器の一実施形態を示す断面図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を示す断面図である。 共振器の一実施形態を示す断面図である。 共振器の一実施形態を示す断面図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一例を示す概略図である。 共振器の一例を示す概略図である。 共振器の一例を示す概略図である。 共振器の一例を示す概略図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を示す断面図である。 共振器の一実施形態を示す断面図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を示す断面図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を示す断面図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を示す断面図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を示す断面図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を示す断面図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を示す断面図である。 共振器の一実施形態を示す断面図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を示す断面図である。 共振器の一実施形態を示す断面図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 共振器の一実施形態を平面視した図である。 アンテナの一実施形態を平面視した図である。 アンテナの一実施形態を示す断面図である。 アンテナの一実施形態を平面視した図である。 アンテナの一実施形態を示す断面図である。 アンテナの一実施形態を平面視した図である。 アンテナの一実施形態を示す断面図である。 アンテナの一実施形態を示す断面図である。 アンテナの一実施形態を平面視した図である。 アンテナの一実施形態を示す断面図である。 アンテナの一実施形態を平面視した図である。 アンテナの一実施形態を示す断面図である。 アンテナの一実施形態を平面視した図である。 アンテナの一実施形態を示す断面図である。 アンテナの一実施形態を示す断面図である。 アンテナの一実施形態を平面視した図である。 アンテナの一実施形態を平面視した図である。 図４３に示したアンテナの断面図である。 無線通信モジュールの一実施形態を示すブロック図である。 無線通信モジュールの一実施形態を示す部分断面斜視図である。 無線通信機器の一実施形態を示すブロック図である。 無線通信機器の一実施形態を示す平面視図である。 無線通信機器の一実施形態を示す断面図である。 無線通信機器の一実施形態を示す平面視図である。 無線通信機器の一実施形態を示す断面図である。 アンテナの一実施形態を示す断面図である。 無線通信機器の概略回路を示す図である。 無線通信機器の概略回路を示す図である。 アレイアンテナの一実施形態を示す斜視図である。 図８９に示すアンテナ素子およびアンテナ基板の断面図である。 アレイアンテナの一実施形態を示す斜視図である。 図９１に示すアンテナ素子およびアンテナ基板の断面図である。 アレイアンテナの一実施形態を示す斜視図である。 図９３に示すアンテナ素子およびアンテナ基板の断面図である。 通信ユニットの一実施形態を示すブロック図である。 通信ユニットの一実施形態を示す断面図である。 移動体の一実施形態を示すブロック図である。 基地局の一実施形態を示すブロック図である。 アレイアンテナにおけるアンテナ素子の配列の一実施形態を示す図である。
本開示は、改善された、アンテナ素子、アレイアンテナ、通信ユニット、移動体、および基地局を提供することを目的とする。
本開示によれば、改善された、アンテナ素子、アレイアンテナ、通信ユニット、移動体、および基地局が提供されうる。
本開示の複数の実施形態を以下に説明する。共振構造は、共振器を含んで構成されうる。共振構造は、共振器と他の部材とを含んで構成され、複合的に実現されうる。図１から図６２に示す共振器１０は、基体２０、対導体３０、第３導体４０、および第４導体５０を含んで構成される。基体２０は、対導体３０、第３導体４０、および第４導体５０と接する。共振器１０は、対導体３０、第３導体４０、および第４導体５０が共振器として機能する。共振器１０は、複数の共振周波数で共振するように動作可能である。共振器１０の共振周波数のうち、１つの共振周波数を第１の周波数ｆ1とする。第１の周波数ｆ1の波長は、λ1である。共振器１０は、少なくとも１つの共振周波数のうちの少なくとも１つを動作周波数としうる。共振器１０は、第１の周波数ｆ1を動作周波数としている。
基体２０は、セラミック材料、および樹脂材料のいずれかを組成として含んで構成されうる。セラミック材料は、酸化アルミニウム質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、ガラスセラミック焼結体、ガラス母材中に結晶成分を析出させた結晶化ガラス、および雲母もしくはチタン酸アルミニウム等の微結晶焼結体を含む。樹脂材料は、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、および液晶ポリマー等の未硬化物を硬化させたものを含む。
対導体３０、第３導体４０、および第４導体５０は、金属材料、金属材料の合金、金属ペーストの硬化物、および導電性高分子のいずれかを組成として含んで構成されうる。対導体３０、第３導体４０、および第４導体５０は、全てが同じ材料であってよい。対導体３０、第３導体４０、および第４導体５０は、全てが異なる材料であってよい。対導体３０、第３導体４０、および第４導体５０は、いずれかの組合せが同じ材料であってよい。金属材料は、銅、銀、パラジウム、金、白金、アルミニウム、クロム、ニッケル、カドミウム鉛、セレン、マンガン、錫、バナジウム、リチウム、コバルト、およびチタン等を含む。合金は、複数の金属材料を含む。金属ペースト剤は、金属材料の粉末を有機溶剤、およびバインダとともに混練したものを含む。バインダは、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂を含む。導電性ポリマーは、ポリチオフェン系ポリマー、ポリアセチレン系ポリマー、ポリアニリン系ポリマー、ポリピロール系ポリマー等を含む。
共振器１０は、２つの対導体３０を有する。対導体３０は、複数の導電体を含んで構成される。対導体３０は、第１導体３１および第２導体３２を含んで構成される。対導体３０は、３以上の導電体を含んで構成されうる。対導体３０の各導体は、他の導体と第１方向において離れている。対導体３０の各導体において、１つの導体は、他の導体と対となりうる。対導体３０の各導体は、対となる導体の間にある共振器から電気壁として観えうる。第１導体３１は、第２導体３２と第１方向において離れて位置する。各導体３１，３２は、第１方向と交わる第２平面に沿って広がっている。
本開示では、第１方向（first axis）をｘ方向として示す。本開示では、第３方向（third axis）をｙ方向として示す。本開示では、第２方向（second axis）をｚ方向として示す。本開示では、第１平面（first plane）を、ｘｙ面として示す。本開示では、第２平面（second plane）を、ｙｚ面として示す。本開示では、第３平面（third plane）を、ｚｘ面として示す。これら平面は、座標空間(coordinate space)における平面（plane）であって、特定の面（plate）および特定の面（surface）を示すものではない。本開示では、ｘｙ平面における面積（surface integral）を第１面積という場合がある。本開示では、ｙｚ平面における面積を第２面積という場合がある。本開示では、ｚｘ平面における面積を第３面積という場合がある。面積（surface integral）は、平方メートル（square meter）などの単位で数えられる。本開示では、ｘ方向における長さを単に“長さ”という場合がある。本開示では、ｙ方向における長さを単に“幅”という場合がある。本開示では、ｚ方向における長さを単に“高さ”という場合がある。
一例において、各導体３１，３２は、ｘ方向において、基体２０の両端部に位置する。各導体３１，３２は、一部が基体２０の外に面しうる。各導体３１，３２は、基体２０の内に一部が位置し、基体２０の外に他の一部が位置しうる。各導体３１，３２は、基体２０の中に位置しうる。
第３導体４０は、共振器として機能する。第３導体４０は、ライン型、パッチ型、およびスロット型の共振器の少なくとも１つの型を含んで構成されうる。一例において、第３導体４０は、基体２０の上に位置する。一例において、第３導体４０は、ｚ方向において、基体２０の端に位置する。一例において、第３導体４０は、基体２０の中に位置しうる。第３導体４０は、基体２０の内に一部が位置し、基体２０の外に他の一部が位置しうる。第３導体４０は、一部の面が基体２０の外に面しうる。
第３導体４０は、少なくとも１つの導電体を含んで構成される。第３導体４０は、複数の導電体を含んで構成されうる。第３導体４０が複数の導電体を含んで構成される場合、第３導体４０は、第３導体群と呼びうる。第３導体４０は、少なくとも１つの導体層を含んで構成される。第３導体４０は、１つの導体層に少なくとも１つの導電体を含んで構成される。第３導体４０は、複数の導体層を含んで構成されうる。例えば、第３導体４０は、３層以上の導体層を含んで構成されうる。第３導体４０は、複数の導体層の各々に、少なくとも１つの導電体を含んで構成される。第３導体４０は、ｘｙ平面に広がる。ｘｙ平面はｘ方向を含む。第３導体４０の各導体層は、ｘｙ平面に沿って広がる。
複数の実施形態の一例において、第３導体４０は、第１導体層４１および第２導体層４２を含んで構成される。第１導体層４１は、ｘｙ平面に沿って広がる。第１導体層４１は、基体２０の上に位置しうる。第２導体層４２は、ｘｙ平面に沿って広がる。第２導体層４２は、第１導体層４１と容量的に結合しうる。第２導体層４２は、第１導体層４１と電気的に接続されうる。容量結合する２つの導体層は、ｙ方向に対向しうる。容量結合する２つの導体層は、ｘ方向に対向しうる。容量結合する２つの導体層は、第１平面内において対向しうる。第１平面において対向する２つの導体層は、１つの導体層に２つの導電体があると言い換えうる。第２導体層４２は、少なくとも一部が第１導体層４１とｚ方向に重なって位置しうる。第２導体層４２は、基体２０の中に位置しうる。
第４導体５０は、第３導体４０と離れて位置する。第４導体５０は、対導体３０の各導体３１，３２に電気的に接続される。第４導体５０は、第１導体３１および第２導体３２に電気的に接続される。第４導体５０は、第３導体４０に沿って広がる。第４導体５０は、第１平面に沿って広がっている。第４導体５０は、第１導体３１から第２導体３２に渡っている。第４導体５０は、基体２０の上に位置する。第４導体５０は、基体２０の中に位置しうる。第４導体５０は、基体２０の内に一部が位置し、基体２０の外に他の一部が位置しうる。第４導体５０は、一部の面が基体２０の外に面しうる。
複数の実施形態の一例において、第４導体５０は、共振器１０におけるグラウンド導体として機能しうる。第４導体５０は、共振器１０の電位基準となりうる。第４導体５０は、共振器１０を備える機器のグラウンドに接続されうる。
複数の実施形態の一例において、共振器１０は、第４導体５０と、基準電位層５１とを備えうる。基準電位層５１は、ｚ方向において、第４導体５０と離れて位置する。基準電位層５１は、第４導体５０と電気的に絶縁される。基準電位層５１は、共振器１０の電位基準となりうる。基準電位層５１は、共振器１０を備える機器のグラウンドに電気的に接続されうる。第４導体５０は、共振器１０を備える機器のグラウンドと電気的に離れうる。基準電位層５１は、第３導体４０または第４導体５０のいずれかとｚ方向において対向する。
複数の実施形態の一例において、基準電位層５１は、第４導体５０を介して第３導体４０と対向する。第４導体５０は、第３導体４０と基準電位層５１との間に位置する。基準電位層５１と第４導体５０との間隔は、第３導体４０と第４導体５０との間隔に比べて狭い。
基準電位層５１を備える共振器１０において、第４導体５０は、１または複数の導電体を含んで構成されうる。基準電位層５１を備える共振器１０において、第４導体５０は１または複数の導電体を含んで構成され、且つ第３導体４０は対導体３０に接続される１つの導電体としうる。基準電位層５１を備える共振器１０において、第３導体４０および第４導体５０のそれぞれは、少なくとも１つの共振器を備えうる。
基準電位層５１を備える共振器１０において、第４導体５０は、複数の導体層を含んで構成されうる。例えば、第４導体５０は、第３導体層５２および第４導体層５３を含んで構成されうる。第３導体層５２は、第４導体層５３と容量的に結合しうる。第３導体層５２は、第１導体層４１と電気的に接続されうる。容量結合する２つの導体層は、ｙ方向に対向しうる。容量結合する２つの導体層は、ｘ方向に対向しうる。容量結合する２つの導体層は、ｘｙ平面内において対向しうる。
ｚ方向において対向して容量結合する２つの導体層の距離は、当該導体群と基準電位層５１との距離に比べて短い。例えば、第１導体層４１と第２導体層４２との距離は、第３導体４０と基準電位層５１との距離に比べて短い。例えば、第３導体層５２と第４導体層５３との距離は、第４導体５０と基準電位層５１との距離に比べて短い。
第１導体３１および第２導体３２の各々は、１または複数の導電体を含んで構成されうる。第１導体３１および第２導体３２の各々は、１つの導電体としうる。第１導体３１および第２導体３２の各々は、複数の導電体を含んで構成されうる。第１導体３１および第２導体３２の各々は、少なくとも１つの第５導体層３０１と、複数の第５導体３０２とを含んで構成されうる。対導体３０は、少なくとも１つの第５導体層３０１と、複数の第５導体３０２とを含んで構成される。
第５導体層３０１は、ｙ方向に広がっている。第５導体層３０１は、ｘｙ平面に沿って広がる。第５導体層３０１は、層状の導電体である。第５導体層３０１は、基体２０の上に位置しうる。第５導体層３０１は、基体２０の中に位置しうる。複数の第５導体層３０１は、ｚ方向において互いに離れている。複数の第５導体層３０１は、ｚ方向に並んでいる。複数の第５導体層３０１は、ｚ方向において一部が重なっている。第５導体層３０１は、複数の第５導体３０２を電気的に接続する。第５導体層３０１は、複数の第５導体３０２を接続する接続導体となる。第５導体層３０１は、第３導体４０のいずれかの導体層と電気的に接続しうる。一実施形態において、第５導体層３０１は、第２導体層４２と電気的に接続する。第５導体層３０１は、第２導体層４２と一体化しうる。一実施形態において、第５導体層３０１は、第４導体５０と電気的に接続しうる。第５導体層３０１は、第４導体５０と一体化しうる。
各第５導体３０２は、ｚ方向に広がっている。複数の第５導体３０２は、ｙ方向において互いに離れている。第５導体３０２の間の距離は、λ1の１／２波長以下である。電気的に接続された第５導体３０２の間の距離がλ1／２以下であると、第１導体３１および第２導体３２の各々は、第５導体３０２の間から共振周波数帯の電磁波が漏れるのを低減できる。対導体３０は、共振周波数帯の電磁波の漏れが小さいので、単位構造体から電気壁として観える。複数の第５導体３０２の少なくとも一部は、第４導体５０に電気的に接続されている。一実施形態において、複数の第５導体３０２の一部は、第４導体５０と第５導体層３０１とを電気的に接続しうる。一実施形態において、複数の第５導体３０２は、第５導体層３０１を介して第４導体５０に電気的に接続しうる。複数の第５導体３０２の一部は、１つの第５導体層３０１と他の第５導体層３０１とを電気的に接続しうる。第５導体３０２は、ビア導体、およびスルーホール導体を採用しうる。
共振器１０は、共振器として機能する第３導体４０を含んで構成される。第３導体４０は、人工磁気壁（ＡＭＣ；Artificial Magnetic Conductor）として機能しうる。人工磁気壁は、反応性インピーダンス面（ＲＩＳ；Reactive Impedance Surface）とも言いうる。
共振器１０は、ｘ方向において対向する２つの対導体３０の間に、共振器として機能する第３導体４０を含んで構成される。２つの対導体３０は、第３導体４０からｙｚ平面に広がる電気壁（Electric Conductor）と観える。共振器１０は、ｙ方向の端が電気的に解放されている。共振器１０は、ｙ方向の両端のｚｘ平面が高インピーダンスとなる。共振器１０のｙ方向の両端のｚｘ平面は、第３導体４０から磁気壁（Magnetic Conductor）と観える。共振器１０は、２つの電気壁および２つの高インピーダンス面（磁気壁）で囲まれることで、第３導体４０の共振器がｚ方向に人工磁気壁特性（Artificial Magnetic Conductor Character）を有する。２つの電気壁および２つの高インピーダンス面で囲まれることで、第３導体４０の共振器は、有限の数で人工磁気壁特性を有する。
「人工磁気壁特性」は、動作周波数における入射波と反射波との位相差が０度となる。共振器１０では、第１の周波数ｆ1における入射波と反射波との位相差が０度となる。「人工磁気壁特性」では、動作周波数帯において、入射波と反射波との位相差が－９０度～＋９０度となる。動作周波数帯とは、第２の周波数ｆ2および第３の周波数ｆ3の間の周波数帯である。第２の周波数ｆ2とは、入射波と反射波との間の位相差が＋９０度である周波数である。第３の周波数ｆ3とは、入射波と反射波との間の位相差が－９０度である周波数である。第２および第３の周波数に基づいて決定される動作周波数帯の幅は、例えば、動作周波数が約２．５ＧＨｚである場合に、１００ＭＨｚ以上であってよい。動作周波数帯の幅は、例えば、動作周波数が約４００ＭＨｚである場合に、５ＭＨｚ以上であってよい。
共振器１０の動作周波数は、第３導体４０の各々の共振器の共振周波数と異なりうる。共振器１０の動作周波数は、基体２０、対導体３０、第３導体４０、および第４導体５０の長さ、大きさ、形状、材料などで変化しうる。
複数の実施形態の一例において、第３導体４０は、少なくとも１つの単位共振器４０Ｘを含んで構成されうる。第３導体４０は、１つの単位共振器４０Ｘを含んで構成されうる。第３導体４０は、複数の単位共振器４０Ｘを含んで構成されうる。単位共振器４０Ｘは、第４導体５０とｚ方向に重なって位置する。単位共振器４０Ｘは、第４導体５０と対向している。単位共振器４０Ｘは、周波数選択表面（ＦＳＳ；Frequency Selective Surface）として機能しうる。複数の単位共振器４０Ｘは、ｘｙ平面に沿って並ぶ。複数の単位共振器４０Ｘは、ｘｙ平面で規則的に並びうる。単位共振器４０Ｘは、正方格子（square grid）、斜交格子（oblique grid）、長方格子（rectangular grid）、および六方格子（hexagonal grid）で並びうる。
第３導体４０は、ｚ方向に並ぶ、複数の導体層を含んで構成されうる。第３導体４０の複数の導体層は、各々が少なくとも１つ分の単位共振器を含んで構成される。例えば、第３導体４０は、第１導体層４１および第２導体層４２を含んで構成される。
第１導体層４１は、少なくとも１つ分の第１単位共振器４１Ｘを含んで構成される。第１導体層４１は、１つの第１単位共振器４１Ｘを含んで構成されうる。第１導体層４１は、１つの第１単位共振器４１Ｘが複数に分かれた第１部分共振器４１Ｙを複数含んで構成されうる。複数の第１部分共振器４１Ｙは、隣接する単位構造体１０Ｘによって、少なくとも１つ分の第１単位共振器４１Ｘとなりうる。複数の第１部分共振器４１Ｙは、第１導体層４１の端部に位置する。第１単位共振器４１Ｘおよび第１部分共振器４１Ｙは、第３導体と呼びうる。
第２導体層４２は、少なくとも１つ分の第２単位共振器４２Ｘを含んで構成される。第２導体層４２は、１つの第２単位共振器４２Ｘを含んで構成されうる。第２導体層４２は、１つの第２単位共振器４２Ｘが複数に分かれた第２部分共振器４２Ｙを複数含んで構成されうる。複数の第２部分共振器４２Ｙは、隣接する単位構造体１０Ｘによって、少なくとも１つ分の第２単位共振器４２Ｘとなりうる。複数の第２部分共振器４２Ｙは、第２導体層４２の端部に位置する。第２単位共振器４２Ｘおよび第２部分共振器４２Ｙは、第３導体と呼びうる。
第２単位共振器４２Ｘおよび第２部分共振器４２Ｙの少なくとも一部は、第１単位共振器４１Ｘおよび第１部分共振器４１ＹとＺ方向に重なって位置する。第３導体４０は、各層の単位共振器および部分共振器の少なくとも一部がＺ方向に重なって１つの単位共振器４０Ｘとなっている。単位共振器４０Ｘは、各層において、少なくとも１つ分の単位共振器を含んで構成される。
第１単位共振器４１Ｘがライン型またはパッチ型の共振器を含んで構成される場合、第１導体層４１は、少なくとも１つの第１単位導体４１１を有する。第１単位導体４１１は、第１単位共振器４１Ｘまたは第１部分共振器４１Ｙとして機能しうる。第１導体層４１は、ｘｙ方向においてｎ行ｍ列で並ぶ複数の第１単位導体４１１を有する。ｎおよびｍは、互いに独立した１以上の自然数である。図１～９等に示す一例において、第１導体層４１は、２行３列の格子状に並ぶ６つの第１単位導体４１１を有する。第１単位導体４１１は、正方格子、斜交格子、長方格子、および六方格子で並びうる。第１部分共振器４１Ｙに相当する第１単位導体４１１は、第１導体層４１のｘｙ平面における端部に位置する。
第１単位共振器４１Ｘがスロット型の共振器である場合、第１導体層４１は、少なくとも１つの導体層がｘｙ方向に広がる。第１導体層４１は、少なくとも１つの第１単位スロット４１２を有する。第１単位スロット４１２は、第１単位共振器４１Ｘまたは第１部分共振器４１Ｙとして機能しうる。第１導体層４１は、ｘｙ方向においてｎ行ｍ列で並ぶ複数の第１単位スロット４１２を含んで構成されうる。ｎおよびｍは、互いに独立した１以上の自然数である。図６～９等に示す一例において、第１導体層４１は、２行３列の格子状に並ぶ６つの第１単位スロット４１２を有する。第１単位スロット４１２は、正方格子、斜交格子、長方格子、および六方格子で並びうる。第１部分共振器４１Ｙに相当する第１単位スロット４１２は、第１導体層４１のｘｙ平面における端部に位置する。
第２単位共振器４２Ｘがライン型またはパッチ型の共振器である場合、第２導体層４２は、少なくとも１つの第２単位導体４２１を含んで構成される。第２導体層４２は、ｘｙ方向において並ぶ複数の第２単位導体４２１を含んで構成されうる。第２単位導体４２１は、正方格子、斜交格子、長方格子、および六方格子で並びうる。第２単位導体４２１は、第２単位共振器４２Ｘまたは第２部分共振器４２Ｙとして機能しうる。第２部分共振器４２Ｙに相当する第２単位導体４２１は、第２導体層４２のｘｙ平面における端部に位置する。
第２単位導体４２１は、ｚ方向において、少なくとも一部が第１単位共振器４１Ｘおよび第１部分共振器４１Ｙの少なくとも一方と重なっている。第２単位導体４２１は、複数の第１単位共振器４１Ｘと重なりうる。第２単位導体４２１は、複数の第１部分共振器４１Ｙと重なりうる。第２単位導体４２１は、１つの第１単位共振器４１Ｘと、４つの第１部分共振器４１Ｙとに重なりうる。第２単位導体４２１は、１つの第１単位共振器４１Ｘのみと重なりうる。第２単位導体４２１の重心は、１つの第１単位共振器４１Ｘと重なりうる。第２単位導体４２１の重心は、複数の第１単位共振器４１Ｘおよび第１部分共振器４１Ｙの間に位置しうる。第２単位導体４２１の重心は、ｘ方向またはｙ方向に並ぶ２つの第１単位共振器４１Ｘの間に位置しうる。
第２単位導体４２１は、少なくとも一部が２つの第１単位導体４１１と重なりうる。第２単位導体４２１は、１つの第１単位導体４１１のみと重なりうる。第２単位導体４２１の重心は、２つの第１単位導体４１１の間に位置しうる。第２単位導体４２１の重心は、１つの第１単位導体４１１と重なりうる。第２単位導体４２１は、少なくとも一部が第１単位スロット４１２と重なりうる。第２単位導体４２１は、１つの第１単位スロット４１２のみと重なりうる。第２単位導体４２１の重心は、ｘ方向またはｙ方向に並ぶ２つの第１単位スロット４１２の間に位置しうる。第２単位導体４２１の重心は、１つの第１単位スロット４１２に重なりうる。
第２単位共振器４２Ｘがスロット型の共振器である場合、第２導体層４２は、少なくとも１つの導体層がｘｙ平面に沿って広がる。第２導体層４２は、少なくとも１つの第２単位スロット４２２を有する。第２単位スロット４２２は、第２単位共振器４２Ｘまたは第２部分共振器４２Ｙとして機能しうる。第２導体層４２は、ｘｙ平面において並ぶ複数の第２単位スロット４２２を含んで構成されうる。第２単位スロット４２２は、正方格子、斜交格子、長方格子、および六方格子で並びうる。第２部分共振器４２Ｙに相当する第２単位スロット４２２は、第２導体層４２のｘｙ平面における端部に位置する。
第２単位スロット４２２は、ｙ方向において、少なくとも一部が第１単位共振器４１Ｘおよび第１部分共振器４１Ｙの少なくとも一方と重なっている。第２単位スロット４２２は、複数の第１単位共振器４１Ｘと重なりうる。第２単位スロット４２２は、複数の第１部分共振器４１Ｙと重なりうる。第２単位スロット４２２は、１つの第１単位共振器４１Ｘと、４つの第１部分共振器４１Ｙとに重なりうる。第２単位スロット４２２は、１つの第１単位共振器４１Ｘのみと重なりうる。第２単位スロット４２２の重心は、１つの第１単位共振器４１Ｘと重なりうる。第２単位スロット４２２の重心は、複数の第１単位共振器４１Ｘの間に位置しうる。第２単位スロット４２２の重心は、ｘ方向またはｙ方向に並ぶ２つの第１単位共振器４１Ｘおよび第１部分共振器４１Ｙの間に位置しうる。
第２単位スロット４２２は、少なくとも一部が２つの第１単位導体４１１と重なりうる。第２単位スロット４２２は、１つの第１単位導体４１１のみと重なりうる。第２単位スロット４２２の重心は、２つの第１単位導体４１１の間に位置しうる。第２単位スロット４２２の重心は、１つの第１単位導体４１１と重なりうる。第２単位スロット４２２は、少なくとも一部が第１単位スロット４１２と重なりうる。第２単位スロット４２２は、１つの第１単位スロット４１２のみと重なりうる。第２単位スロット４２２の重心は、ｘ方向またはｙ方向に並ぶ２つの第１単位スロット４１２の間に位置しうる。第２単位スロット４２２の中心は、１つの第１単位スロット４１２に重なりうる。
単位共振器４０Ｘは、少なくとも１つ分の第１単位共振器４１Ｘと、少なくとも１つ分の第２単位共振器４２Ｘとを含んで構成される。単位共振器４０Ｘは、１つの第１単位共振器４１Ｘを含んで構成されうる。単位共振器４０Ｘは、複数の第１単位共振器４１Ｘを含んで構成されうる。単位共振器４０Ｘは、１つの第１部分共振器４１Ｙを含んで構成されうる。単位共振器４０Ｘは、複数の第１部分共振器４１Ｙを含んで構成されうる。単位共振器４０Ｘは、第１単位共振器４１Ｘのうちの一部を含んで構成されうる。単位共振器４０Ｘは、部分的な第１単位共振器４１Ｘを１または複数含んで構成されうる。単位共振器４０Ｘは、１または複数の部分的な第１単位共振器４１Ｘ、および１または複数の第１部分共振器４１Ｙから複数の部分的な共振器を含んで構成される。単位共振器４０Ｘが含む複数の部分的な共振器は、少なくとも１つ分に相当する第１単位共振器４１Ｘに合わさる。単位共振器４０Ｘは、第１単位共振器４１Ｘを含まず、複数の第１部分共振器４１Ｙを含んで構成されうる。単位共振器４０Ｘは、例えば、４つの第１部分共振器４１Ｙを含んで構成されうる。単位共振器４０Ｘは、部分的な第１単位共振器４１Ｘのみを複数含んで構成されうる。単位共振器４０Ｘは、１または複数の部分的な第１単位共振器４１Ｘ、および１または複数の第１部分共振器４１Ｙを含んで構成されうる。単位共振器４０Ｘは、例えば、２つの部分的な第１単位共振器４１Ｘ、および２の第１部分共振器４１Ｙを含んで構成されうる。単位共振器４０Ｘは、ｘ方向における両端のそれぞれにおける、含まれる第１導体層４１の鏡像が略同一となりうる。単位共振器４０Ｘは、ｚ方向に伸びる中心線に対して、含まれる第１導体層４１が略対象になりうる。
単位共振器４０Ｘは、１つの第２単位共振器４２Ｘを含んで構成されうる。単位共振器４０Ｘは、複数の第２単位共振器４２Ｘを含んで構成されうる。単位共振器４０Ｘは、１つの第２部分共振器４２Ｙを含んで構成されうる。単位共振器４０Ｘは、複数の第２部分共振器４２Ｙを含んで構成されうる。単位共振器４０Ｘは、第２単位共振器４２Ｘのうちの一部を含んで構成されうる。単位共振器４０Ｘは、部分的な第２単位共振器４２Ｘを１または複数含んで構成されうる。単位共振器４０Ｘは、１または複数の部分的な第２単位共振器４２Ｘ、および１または複数の第２部分共振器４２Ｙから複数の部分的な共振器を含んで構成される。単位共振器４０Ｘが含む複数の部分的な共振器は、少なくとも１つ分に相当する第２単位共振器４２Ｘに合わさる。単位共振器４０Ｘは、第２単位共振器４２Ｘを含まず、複数の第２部分共振器４２Ｙを含んで構成されうる。単位共振器４０Ｘは、例えば、４つの第２部分共振器４２Ｙを含んで構成されうる。単位共振器４０Ｘは、部分的な第２単位共振器４２Ｘのみを複数含んで構成されうる。単位共振器４０Ｘは、１または複数の部分的な第２単位共振器４２Ｘ、および１または複数の第２部分共振器４２Ｙを含んで構成されうる。単位共振器４０Ｘは、例えば、２つの部分的な第２単位共振器４２Ｘ、および２の第２部分共振器４２Ｙを含んで構成されうる。単位共振器４０Ｘは、ｘ方向における両端のそれぞれにおける、含まれる第２導体層４２の鏡像が略同一となりうる。単位共振器４０Ｘは、ｙ方向に伸びる中心線に対して、含まれる第２導体層４２が略対象になりうる。
複数の実施形態の一例において、単位共振器４０Ｘは、１つの第１単位共振器４１Ｘと、複数の部分的な第２単位共振器４２Ｘとを含んで構成される。例えば、単位共振器４０Ｘは、１つの第１単位共振器４１Ｘと、４つの第２単位共振器４２Ｘの半分とを含んで構成される。当該単位共振器４０Ｘは、１つ分の第１単位共振器４１Ｘと、２つ分の第２単位共振器４２Ｘとを含んで構成される。単位共振器４０Ｘが含む構成は、この例に限られない。
共振器１０は、少なくとも１つの単位構造体１０Ｘを含んで構成されうる。共振器１０は、複数の単位構造体１０Ｘを含んで構成されうる。複数の単位構造体１０Ｘは、ｘｙ平面に並びうる。複数の単位構造体１０Ｘは、正方格子、斜交格子、長方格子、および六方格子で並びうる。単位構造体１０Ｘは、正方格子（square grid）、斜交格子（oblique grid）、長方格子（rectangular grid）、および六方格子（hexagonal grid）のいずれかの繰り返し単位を含んで構成される。単位構造体１０Ｘは、ｘｙ平面に沿って無限に並ぶことで、人工磁気壁（ＡＭＣ）として機能しうる。
単位構造体１０Ｘは、基体２０の少なくとも一部と、第３導体４０の少なくとも一部と、第４導体５０の少なくとも一部とを含んで構成されうる。単位構造体１０Ｘが含む基体２０、第３導体４０、第４導体５０の部位は、ｚ方向において重なる。単位構造体１０Ｘは、単位共振器４０Ｘと、当該単位共振器４０Ｘとｚ方向に重なる基体２０の一部と、当該単位共振器４０Ｘとｚ方向に重なる第４導体５０とを含んで構成される。共振器１０は、例えば、２行３列で並ぶ６つの単位構造体１０Ｘを含んで構成されうる。
共振器１０は、ｘ方向において対向する２つの対導体３０の間に、少なくとも１つの単位構造体１０Ｘを有しうる。２つの対導体３０は、単位構造体１０Ｘからｙｚ平面に広がる電気壁と観える。単位構造体１０Ｘは、ｙ方向の端が解放されている。単位構造体１０Ｘは、ｙ方向の両端のｚｘ平面が高インピーダンスとなる。単位構造体１０Ｘは、ｙ方向の両端のｚｘ平面が磁気壁と観える。単位構造体１０Ｘは、繰り返して並ぶ際に、ｚ方向に対して線対称としうる。単位構造体１０Ｘは、２つの電気壁および２つの高インピーダンス面（磁気壁）で囲まれることで、ｚ方向に人工磁気壁特性を有する。２つの電気壁および２つの高インピーダンス面（磁気壁）で囲まれることで、単位構造体１０Ｘは、有限の数で人工磁気壁特性を有する。
共振器１０の動作周波数は、第１単位共振器４１Ｘの動作周波数と異なりうる。共振器１０の動作周波数は、第２単位共振器４２Ｘの動作周波数と異なりうる。共振器１０の動作周波数は、単位共振器４０Ｘを構成する第１単位共振器４１Ｘおよび第２単位共振器４２Ｘの結合などによって変化しうる。
第３導体４０は、第１導体層４１と第２導体層４２とを含んで構成されうる。第１導体層４１は、少なくとも１つの第１単位導体４１１を含んで構成される。第１単位導体４１１は、第１接続導体４１３と、第１浮遊導体４１４とを含んで構成される。第１接続導体４１３は、対導体３０のいずれかと接続している。第１浮遊導体４１４は、対導体３０と接続していない。第２導体層４２は、少なくとも１つの第２単位導体４２１を含んで構成される。第２単位導体４２１は、第２接続導体４２３と、第２浮遊導体４２４とを含んで構成される。第２接続導体４２３は、対導体３０のいずれかと接続している。第２浮遊導体４２４は、対導体３０と接続していない。第３導体４０は、第１単位導体４１１および第２単位導体４２１を含んで構成されうる。
第１接続導体４１３は、第１浮遊導体４１４よりｘ方向に沿った長さを長くしうる。第１接続導体４１３は、第１浮遊導体４１４よりｘ方向に沿った長さを短くしうる。第１接続導体４１３は、第１浮遊導体４１４に比べてｘ方向に沿った長さを半分としうる。第２接続導体４２３は、第２浮遊導体４２４よりｘ方向に沿った長さを長くしうる。第２接続導体４２３は、第２浮遊導体４２４よりｘ方向に沿った長さを短くしうる。第２接続導体４２３は、第２浮遊導体４２４に比べてｘ方向に沿った長さを半分としうる。
第３導体４０は、共振器１０が共振する際に、第１導体３１と第２導体３２との間の電流路となる電流路４０Ｉを含んで構成されうる。電流路４０Ｉは、第１導体３１と、第２導体３２とに接続されうる。電流路４０Ｉは、第１導体３１と第２導体３２との間に、静電容量を有する。電流路４０Ｉの静電容量は、第１導体３１と第２導体３２との間に、電気的に直列に接続される。電流路４０Ｉは、第１導体３１と第２導体３２との間で導電体が離隔している。電流路４０Ｉは、第１導体３１に接続される導電体と、第２導体３２に接続される導電体とを含んで構成されうる。
複数の実施形態において、電流路４０Ｉにおいて、第１単位導体４１１と第２単位導体４２１とは、ｚ方向において一部が対向している。電流路４０Ｉにおいて、第１単位導体４１１と第２単位導体４２１とは、容量結合している。第１単位導体４１１は、ｘ方向における端部に容量成分を有する。第１単位導体４１１は、ｚ方向において第２単位導体４２１と対向するｙ方向における端部において容量成分を有しうる。第１単位導体４１１は、ｚ方向において第２単位導体４２１と対向するｘ方向における端部、且つｙ方向における端部において容量成分を有しうる。第２単位導体４２１は、ｘ方向における端部に容量成分を有する。第２単位導体４２１は、ｚ方向において第１単位導体４１１と対向するｙ方向における端部において容量成分を有しうる。第２単位導体４２１は、ｚ方向において第１単位導体４１１と対向するｘ方向における端部、且つｙ方向における端部において容量成分を有しうる。
共振器１０は、電流路４０Ｉにおける容量結合を大きくすることで共振周波数を低くすることができる。所望の動作周波数を実現する際に、共振器１０は、電流路４０Ｉの静電容量結合を大きくすることで、ｘ方向に沿った長さを短くすることができる。第３導体４０は、第１単位導体４１１と第２単位導体４２１とが基体２０の積層方向に対向して容量結合している。第３導体４０は、第１単位導体４１１と第２単位導体４２１との間の静電容量を対向する面積によって調整できる。
複数の実施形態において、第１単位導体４１１のｙ方向に沿った長さは、第２単位導体４２１のｙ方向に沿った長さと異なる。共振器１０は、第１単位導体４１１と第２単位導体４２１との相対的な位置が理想的な位置からｘｙ平面に沿ってずれた場合に、第３方向に沿った長さが第１単位導体４１１と第２単位導体４２１とで異なることで、静電容量の大きさの変化を小さくすることができる。
複数の実施形態において、電流路４０Ｉは、第１導体３１および第２導体３２と空間的に離れ、第１導体３１および第２導体３２と容量的に結合している、１つの導電体からなる。
複数の実施形態において、電流路４０Ｉは、第１導体層４１と、第２導体層４２とを含んで構成される。当該電流路４０Ｉは、少なくとも１つの第１単位導体４１１と、少なくとも１つの第２単位導体４２１とを含んで構成される。当該電流路４０Ｉは、２つの第１接続導体４１３、２つの第２接続導体４２３、ならびに１つの第１接続導体４１３および１つの第２接続導体４２３のいずれかを含んで構成される。当該電流路４０Ｉは、第１単位導体４１１と、第２単位導体４２１とが第１方向に沿って交互に並びうる。
複数の実施形態において、電流路４０Ｉは、第１接続導体４１３と、第２接続導体４２３とを含んで構成される。当該電流路４０Ｉは、少なくとも１つの第１接続導体４１３と、少なくとも１つの第２接続導体４２３とを含んで構成される。当該電流路４０Ｉにおいて、第３導体４０は、第１接続導体４１３と第２接続導体４２３との間に静電容量を有する。実施形態の一例において、第１接続導体４１３は、第２接続導体４２３と対向し、静電容量を有しうる。実施形態の一例において、第１接続導体４１３は、第２接続導体４２３と他の導電体を介して容量的に接続されうる。
複数の実施形態において、電流路４０Ｉは、第１接続導体４１３と、第２浮遊導体４２４とを含んで構成される。当該電流路４０Ｉは、２つの第１接続導体４１３を含んで構成される。当該電流路４０Ｉにおいて、第３導体４０は、２つの第１接続導体４１３の間に静電容量を有する。実施形態の一例において、２つの第１接続導体４１３は、少なくとも１つの第２浮遊導体４２４を介して容量的に接続されうる。実施形態の一例において、２つの第１接続導体４１３は、少なくとも１つの第１浮遊導体４１４と、複数の第２浮遊導体４２４とを介して容量的に接続されうる。
複数の実施形態において、電流路４０Ｉは、第１浮遊導体４１４と、第２接続導体４２３とを含んで構成される。当該電流路４０Ｉは、２つの第２接続導体４２３を含んで構成される。当該電流路４０Ｉにおいて、第３導体４０は、２つの第２接続導体４２３の間に静電容量を有する。実施形態の一例において、２つの第２接続導体４２３は、少なくとも１つの第１浮遊導体４１４を介して容量的に接続されうる。実施形態の一例において、２つの第２接続導体４２３は、複数の第１浮遊導体４１４と、少なくとも１つの第２浮遊導体４２４と、を介して容量的に接続されうる。
複数の実施形態において、第１接続導体４１３および第２接続導体４２３の各々は、共振周波数における波長λの４分の１の長さとしうる。第１接続導体４１３および第２接続導体４２３の各々は、それぞれが波長λの２分の１の長さの共振器として機能しうる。第１接続導体４１３および第２接続導体４２３の各々は、それぞれの共振器が容量結合することで奇モードと偶モードとで発振するように動作可能である。共振器１０は、容量結合後の偶モードにおける共振周波数を動作周波数としうる。
電流路４０Ｉは、第１導体３１に複数箇所で接続されうる。電流路４０Ｉは、第２導体３２に複数箇所で接続されうる。電流路４０Ｉは、第１導体３１から第２導体３２までを独立して電導する複数の電導路を含んで構成されうる。
第１接続導体４１３と容量結合する第２浮遊導体４２４において、当該容量結合している側の第２浮遊導体４２４の端は、対導体３０との距離に比べて第１接続導体４１３との距離が短い。第２接続導体４２３と容量結合する第１浮遊導体４１４において、当該容量結合している側の第１浮遊導体４１４の端は、対導体３０との距離に比べて第２接続導体４２３との距離が短い。
複数の実施形態の共振器１０において、第３導体４０の導体層は、ｙ方向における長さが各々で異なりうる。第３導体４０の導体層は、ｚ方向において他の導体層と容量的に結合する。共振器１０は、導体層のｙ方向における長さが異なると、導体層がｙ方向にずれても静電容量の変化が小さくなる。共振器１０は、導体層のｙ方向における長さが異なることで、導体層のｙ方向に対するズレの許容範囲を広げることができる。
複数の実施形態の共振器１０において、第３導体４０は、導体層間の容量的な結合による静電容量を有する。当該静電容量を有する容量部位は、ｙ方向に複数並びうる。ｙ方向に複数並ぶ容量部位は、電磁気的に並列の関係となりうる。共振器１０は、電気的に並列に並ぶ複数の容量部位を有することで、個々の容量誤差を相互に補完することができる。
共振器１０が共振状態にあるとき、対導体３０、第３導体４０、第４導体５０に流れる電流は、ループする。共振器１０が共振状態にあるとき、共振器１０には、交流電流が流れている。共振器１０において、第３導体４０を流れる電流を第１電流とし、第４導体５０を流れる電流を第２電流とする。共振器１０が共振状態にあるとき、第１電流は、ｘ方向において第２電流と異なる方向に流れる。例えば、第１電流が＋ｘ方向に流れるとき、第２電流は－ｘ方向に流れる。また、例えば、第１電流が－ｘ方向に流れるとき、第２電流は＋ｘ方向に流れる。つまり、共振器１０が共振状態にあるとき、ループ電流は、＋ｘ方向および－ｘ方向に交互に流れる。共振器１０は、磁界を作るループ電流が反転を繰り返すことで、電磁波を放射する。
複数の実施形態において、第３導体４０は、第１導体層４１と、第２導体層４２とを含んで構成される。第３導体４０は、第１導体層４１と第２導体層４２とが容量的に結合しているため、共振状態で大域的に電流が１つの方向に流れているように観える。複数の実施形態において、各導体を流れる電流は、ｙ方向の端部において密度が大きい。
共振器１０は、対導体３０を介して第１電流および第２電流がループする。共振器１０は、第１導体３１、第２導体３２、第３導体４０、および第４導体５０が共振回路となる。共振器１０の共振周波数は、単位共振器の共振周波数となる。共振器１０が１つの単位共振器を含んで構成される場合、または、共振器１０が単位共振器の一部を含んで構成される場合、共振器１０の共振周波数は、基体２０、対導体３０、第３導体４０、および第４導体５０、並びに共振器１０の周囲との電磁的な結合によって変わる。例えば、共振器１０は、第３導体４０の周期性が乏しい場合、全体が１つの単位共振器、または全体が１つの単位共振器の一部となる。例えば、共振器１０の共振周波数は、第１導体３１および第２導体３２のｚ方向の長さ、第３導体４０および第４導体５０のｘ方向の長さ、第３導体４０および第４導体５０の静電容量によって変わる。例えば、第１単位導体４１１と第２単位導体４２１の間の容量が大きい共振器１０は、第１導体３１および第２導体３２のｚ方向の長さ、ならびに第３導体４０および第４導体５０のｘ方向の長さを短くしつつ、共振周波数の低周波数化が可能となる。
複数の実施形態において、共振器１０は、ｚ方向において第１導体層４１が電磁波の実効的な放射面となる。複数の実施形態において、共振器１０は、第１導体層４１の第１面積が他の導体層の第１面積より大きい。当該共振器１０は、第１導体層４１の第１面積を大きくすることで、電磁波の放射を大きくすることができる。
複数の実施形態において、共振器１０は、１または複数のインピーダンス素子４５を含んで構成されうる。インピーダンス素子４５は、複数の端子間にインピーダンス値を有する。インピーダンス素子４５は、共振器１０の共振周波数を変化させる。インピーダンス素子４５は、抵抗器（Register）、キャパシタ（Capacitor）、およびインダクタ（Inductor）を含んで構成されうる。インピーダンス素子４５は、インピーダンス値を変更可能な可変素子を含んで構成されうる。可変素子は、電気信号によってインピーダンス値を変更しうる。可変素子は、物理機構によってインピーダンス値を変更しうる。
インピーダンス素子４５は、ｘ方向において並ぶ、第３導体４０の２つの単位導体に接続されうる。インピーダンス素子４５は、ｘ方向において並ぶ、２つの第１単位導体４１１に接続されうる。インピーダンス素子４５は、ｘ方向において並ぶ、第１接続導体４１３と第１浮遊導体４１４とに接続されうる。インピーダンス素子４５は、第１導体３１と、第１浮遊導体４１４とに接続されうる。インピーダンス素子４５は、ｙ方向における中央部において、第３導体４０の単位導体に接続される。インピーダンス素子４５は、２つの第１単位導体４１１のｙ方向における中央部に接続される。
インピーダンス素子４５は、ｘｙ平面内でｘ方向に並ぶ２つの導電体の間に、電気的に直列に接続される。インピーダンス素子４５は、ｘ方向において並ぶ、２つの第１単位導体４１１の間に電気的に直列に接続されうる。インピーダンス素子４５は、ｘ方向において並ぶ、第１接続導体４１３と第１浮遊導体４１４との間に電気的に直列に接続されうる。インピーダンス素子４５は、第１導体３１と、第１浮遊導体４１４との間に電気的に直列に接続されうる。
インピーダンス素子４５は、ｚ方向に重なって静電容量を持つ、２つの第１単位導体４１１および第２単位導体４２１に対して、電気的に並列に接続されうる。インピーダンス素子４５は、ｚ方向に重なって静電容量を持つ、第２接続導体４２３および第１浮遊導体４１４に対して、電気的に並列に接続されうる。
共振器１０は、インピーダンス素子４５としてキャパシタを追加することで、共振周波数を低くできる。共振器１０は、インピーダンス素子４５としてインダクタを追加することで共振周波数を高くできる。共振器１０は、異なるインピーダンス値のインピーダンス素子４５を含んで構成されうる。共振器１０は、インピーダンス素子４５として異なる電気容量のキャパシタを含んで構成されうる。共振器１０は、インピーダンス素子４５として異なるインダクタンスのインダクタを含んで構成されうる。共振器１０は、異なるインピーダンス値のインピーダンス素子４５を追加することで、共振周波数の調整範囲が大きくなる。共振器１０は、インピーダンス素子４５としてキャパシタおよびインダクタを同時に含んで構成されうる。共振器１０は、インピーダンス素子４５としてキャパシタおよびインダクタを同時に追加することで、共振周波数の調整範囲が大きくなる。共振器１０は、インピーダンス素子４５を備えることによって、全体が１つの単位共振器、または全体が１つの単位共振器の一部となりうる。
図１～５は、複数の実施形態の一例である共振器１０を示す図である。図１は、共振器１０の概略図である。図２は、ｚ方向からｘｙ平面を平面視した図である。図３Ａは、図２に示したＩＩＩａ－ＩＩＩａ線に沿った断面図である。図３Ｂは、図２に示したＩＩＩｂ－ＩＩＩｂ線に沿った断面図である。図４は、図３Ａおよび図３Ｂに示したＩＶ－ＩＶ線に沿った断面図である。図５は、複数の実施形態の一例である単位構造体１０Ｘを示す概念図である。
図１～５に示した共振器１０において、第１導体層４１は、第１単位共振器４１Ｘとしてパッチ型の共振器を含んで構成される。第２導体層４２は、第２単位共振器４２Ｘとしてパッチ型の共振器を含んで構成される。単位共振器４０Ｘは、１つの第１単位共振器４１Ｘと、４つの第２部分共振器４２Ｙとを含んで構成される。単位構造体１０Ｘは、単位共振器４０Ｘと、単位共振器４０Ｘとｚ方向に重なる基体２０の一部および第４導体５０の一部とを含んで構成される。
図６～９は、複数の実施形態の一例である共振器１０を示す図である。図６は、共振器１０の概略図である。図７は、ｚ方向からｘｙ平面を平面視した図である。図８Ａは、図７に示したＶＩＩＩａ－ＶＩＩＩａ線に沿った断面図である。図８Ｂは、図７に示したＶＩＩＩｂ－ＶＩＩＩｂ線に沿った断面図である。図９は、図８Ａおよび図８Ｂに示したＩＸ－ＩＸ線に沿った断面図である。
図６～９に示した共振器１０において、第１導体層４１は、第１単位共振器４１Ｘとしてスロット型の共振器を含んで構成される。第２導体層４２は、第２単位共振器４２Ｘとしてスロット型の共振器を含んで構成される。単位共振器４０Ｘは、１つの第１単位共振器４１Ｘと、４つの第２部分共振器４２Ｙとを含んで構成される。単位構造体１０Ｘは、単位共振器４０Ｘと、単位共振器４０Ｘとｚ方向に重なる基体２０の一部および第４導体５０の一部とを含んで構成される。
図１０～１３は、複数の実施形態の一例である共振器１０を示す図である。図１０は、共振器１０の概略図である。図１１は、ｚ方向からｘｙ平面を平面視した図である。図１２Ａは、図１１に示したＸＩＩａ－ＸＩＩａ線に沿った断面図である。図１２Ｂは、図１１に示したＸＩＩｂ－ＸＩＩｂ線に沿った断面図である。図１３は、図１２Ａおよび図１２Ｂに示したＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ線に沿った断面図である。
図１０～１３に示した共振器１０において、第１導体層４１は、第１単位共振器４１Ｘとしてパッチ型の共振器を含んで構成される。第２導体層４２は、第２単位共振器４２Ｘとしてスロット型の共振器を含んで構成される。単位共振器４０Ｘは、１つの第１単位共振器４１Ｘと、４つの第２部分共振器４２Ｙとを含んで構成される。単位構造体１０Ｘは、単位共振器４０Ｘと、単位共振器４０Ｘとｚ方向に重なる基体２０の一部および第４導体５０の一部とを含んで構成される。
図１４～１７は、複数の実施形態の一例である共振器１０を示す図である。図１４は、共振器１０の概略図である。図１５は、ｚ方向からｘｙ平面を平面視した図である。図１６Ａは、図１５に示したＸＶＩａ－ＸＶＩａ線に沿った断面図である。図１６Ｂは、図１５に示したＸＶＩｂ－ＸＶＩｂ線に沿った断面図である。図１７は、図１６Ａおよび図１６Ｂに示したＸＶＩＩ－ＸＶＩＩ線に沿った断面図である。
図１４～１７に示した共振器１０において、第１導体層４１は、第１単位共振器４１Ｘとしてスロット型の共振器を含んで構成される。第２導体層４２は、第２単位共振器４２Ｘとしてパッチ型の共振器を含んで構成される。単位共振器４０Ｘは、１つの第１単位共振器４１Ｘと、４つの第２部分共振器４２Ｙとを含んで構成される。単位構造体１０Ｘは、単位共振器４０Ｘと、単位共振器４０Ｘとｚ方向に重なる基体２０の一部および第４導体５０の一部とを含んで構成される。
図１～１７に示した共振器１０は一例である。共振器１０の構成は、図１～１７に示した構造に限定されない。図１８は、他の構成の対導体３０を含んで構成される共振器１０を示す図である。図１９Ａは、図１８に示したＸＩＸａ－ＸＩＸａ線に沿った断面図である。図１９Ｂは、図１８に示したＸＩＸｂ－ＸＩＸｂ線に沿った断面図である。
図１～１９に示した基体２０は一例である。基体２０の構成は、図１～１９に示した構成に限定されない。基体２０は、図２０に示したように、内部に空洞２０ａを含んで構成されうる。ｚ方向において、空洞２０ａは、第３導体４０と第４導体５０との間に位置する。空洞２０ａの誘電率は、基体２０の誘電率に比べて低い。基体２０は、空洞２０ａを有することで、第３導体４０と第４導体５０との電磁気的な距離を短くできる。
基体２０は、図２１に示したように、複数の部材を含んで構成されうる。基体２０は、第１基体２１、第２基体２２、および接続体２３を含んで構成されうる。第１基体２１および第２基体２２は、接続体２３を介して機械的に接続されうる。接続体２３は、内部に第６導体３０３を含んで構成されうる。第６導体３０３は、第４導体３０１または第５導体３０２と電気的に接続される。第６導体３０３は、第４導体３０１および第５導体３０２と合わせて第１導体３１または第２導体３２となる。
図１～２１に示した対導体３０は一例である。対導体３０の構成は、図１～２１に示した構成に限定されない。図２２～２８は、他の構成の対導体３０を含んで構成される共振器１０を示す図である。図２２は、図１９Ａに相当する断面図である。図２２Ａに示すように、第５導体層３０１の数は、適宜変更しうる。図２２Ｂに示すように、第５導体層３０１は、基体２０の上に位置しなくてよい。図２２Ｂに示すように、第５導体層３０１は、基体２０の中に位置しなくてよい。
図２３は、図１８に相当する平面図である。図２３に示すように、共振器１０は、第５導体３０２を単位共振器４０Ｘの境界から離しうる。図２４は、図１８に相当する平面図である。図２４に示すように、２つの対導体３０は、対となる他の対導体３０側に出る凸部を有しうる。このような共振器１０は、例えば、凹部を有する基体２０に金属ペーストを塗布して硬化することで形成しうる。
図２５は、図１８に相当する平面図である。図２５に示すように、基体２０は、凹部を有しうる。図２５に示すように、対導体３０は、ｘ方向における外面から内側に窪む凹部を有している。図２５に示すように、対導体３０は、基体２０の表面に沿って広がっている。このような共振器１０は、例えば、凹部を有する基体２０に微細な金属材料を吹き付けることで形成しうる。
図２６は、図１８に相当する平面図である。図２６に示すように、基体２０は、凹部を有しうる。図２５に示すように、対導体３０は、ｘ方向における外面から内側に窪む凹部を有している。図２６に示すように、対導体３０は、基体２０の凹部に沿って広がっている。このような共振器１０は、例えば、スルーホール導体の並びに沿ってマザー基板を分割することで製造しうる。かかる対導体３０は、端面スルーホールなどと称しうる。
図２７は、図１８に相当する平面図である。図２７に示すように、基体２０は、凹部を有しうる。図２７に示すように、対導体３０は、ｘ方向における外面から内側に窪む凹部を有している。このような共振器１０は、例えば、スルーホール導体の並びに沿ってマザー基板を分割することで製造しうる。かかる対導体３０は、端面スルーホールなどと称しうる。
図２８は、図１８に相当する平面図である。図２８に示すように、対導体３０は、ｘ方向における長さが、基体２０に比べて短くてよい。対導体３０の構成はこれらに限られない。２つの対導体３０は、互いに異なる構成と成りうる。例えば、一方の対導体３０は、第５導体層３０１および第５導体３０２を含んで構成され、他方の対導体３０は、端面スルーホールであってよい。
図１～２８に示した第３導体４０は一例である。第３導体４０の構成は、図１～２８に示した構成に限定されない。単位共振器４０Ｘ、第１単位共振器４１Ｘ、および第２単位共振器４２Ｘは、方形に限られない。単位共振器４０Ｘ、第１単位共振器４１Ｘ、および第２単位共振器４２Ｘは、単位共振器４０Ｘ等と称しうる。例えば、単位共振器４０Ｘ等は、図２９Ａに示すように、三角形であってよく、図２９Ｂに示すように六角形であってよい。単位共振器４０Ｘ等の各辺は、図３０に示すように、ｘ方向およびｙ方向と異なる方向に伸びうる。第３導体４０は、第２導体層４２が基体２０の上に位置し、第１導体層４１が基体２０の中に位置しうる。第３導体４０は、第２導体層４２が第１導体層４１より第４導体５０から遠くに位置しうる。
図１～３０に示した第３導体４０は一例である。第３導体４０の構成は、図１～３０に示した構成に限定されない。第３導体４０を含んで構成される共振器は、ライン型の共振器４０１であってよい。図３１Ａに示したのは、ミアンダライン型の共振器４０１である。図３１Ｂに示したのは、スパイラル型の共振器４０１である。第３導体４０の含む共振器は、スロット型の共振器４０２であってよい。スロット型の共振器４０２は、１つまたは複数の第７導体４０３を開口内に有しうる。開口内の第７導体４０３は、一端が解放され、他端が開口を規定する導体に電気的に接続される。図３１Ｃに示した単位スロットは、５つの第７導体４０３が開口内に位置する。単位スロットは、第７導体４０３によってミアンダラインに相当する形となる。図３１Ｄに示した単位スロットは、１つの第７導体４０３が開口内に位置する。単位スロットは、第７導体４０３によってスパイラルに相当する形となる。
図１～３１に示した共振器１０の構成は一例である。共振器１０の構成は、図１～３１に示した構成に限定されない。例えば、共振器１０の対導体３０は、３以上含んで構成されうる。例えば、１つの対導体３０は、２つの対導体３０とｘ方向において対向しうる。当該２つの対導体３０は、当該対導体３０との距離が異なる。例えば、共振器１０は、二対の対導体３０を含んで構成されうる。二対の対導体３０は、各対の距離、および各対の長さが異なりうる。共振器１０は、５以上の第１導体を含んで構成されうる。共振器１０の単位構造体１０Ｘは、ｙ方向において、他の単位構造体１０Ｘと並びうる。共振器１０の単位構造体１０Ｘは、ｘ方向において、対導体３０を介さずに他の単位構造体１０Ｘと並びうる。図３２～３４は、共振器１０の例を示す図である。図３２～３４に示す共振器１０では、単位構造体１０Ｘの単位共振器４０Ｘを正方形で示すが、これに限られない。
図１～３４に示した共振器１０の構成は一例である。共振器１０の構成は、図１～３４に示した構成に限定されない。図３５は、ｚ方向からｘｙ平面を平面視した図である。図３６Ａは、図３５に示したＸＸＸＶＩａ－ＸＸＸＶＩａ線に沿った断面図である。図３６Ｂは、図３５に示したＸＸＸＶＩｂ－ＸＸＸＶＩｂ線に沿った断面図である。
図３５，３６に示した共振器１０において、第１導体層４１は、第１単位共振器４１Ｘとしてパッチ型の共振器の半分を含んで構成される。第２導体層４２は、第２単位共振器４２Ｘとしてパッチ型の共振器の半分を含んで構成される。単位共振器４０Ｘは、１つの第１部分共振器４１Ｙと、１つの第２部分共振器４２Ｙとを含んで構成される。単位構造体１０Ｘは、単位共振器４０Ｘと、単位共振器４０ＸとＺ方向に重なる基体２０の一部および第４導体５０の一部とを含んで構成される。図３５に示した共振器１０は、３つの単位共振器４０Ｘがｘ方向に並んでいる。３つの単位共振器４０Ｘに含まれる第１単位導体４１１および第２単位導体４２１は、１つの電流路４０Ｉとなっている。
図３７は、図３５に示した共振器１０の他の例を示す。図３７に示した共振器１０は、図３５に示した共振器１０と比較してｘ方向に長い。共振器１０の寸法は、図３７に示した共振器１０に限定されず、適宜変更しうる。図３７の共振器１０において、第１接続導体４１３は、ｘ方向の長さが第１浮遊導体４１４と異なる。図３７の共振器１０において、第１接続導体４１３は、ｘ方向の長さが第１浮遊導体４１４より短い。図３８は、図３５に示した共振器１０の他の例を示す。図３８に示した共振器１０は、第３導体４０のｘ方向の長さが異なる。図３８の共振器１０において、第１接続導体４１３は、ｘ方向の長さが第１浮遊導体４１４より長い。
図３９は、共振器１０の他の例を示す。図３９は、図３７に示した共振器１０の他の例を示す。複数の実施形態において、共振器１０は、ｘ方向に並ぶ複数の第１単位導体４１１および第２単位導体４２１が容量的に結合する。共振器１０は、一方から他方に電流が流れない、２つの電流路４０Ｉがｙ方向に並びうる。
図４０は、共振器１０の他の例を示す。図４０は、図３９に示した共振器１０の他の例を示す。複数の実施形態において、共振器１０は、第１導体３１に接続される導電体の数と、第２導体３２に接続される導電体の数とが異なりうる。図４０の共振器１０において、１つの第１接続導体４１３は、２つの第２浮遊導体４２４と容量的に結合している。図４０の共振器１０において、２つの第２接続導体４２３は、１つの第１浮遊導体４１４と容量的に結合している。複数の実施形態において、第１単位導体４１１の数は、当該第１単位導体４１１に容量結合する第２単位導体４２１の数と異なりうる。
図４１は、図３９に示した共振器１０の他の例を示す。複数の実施形態において、第１単位導体４１１は、ｘ方向における第１端部において容量結合する第２単位導体４２１の数と、ｘ方向における第２端部において容量結合する第２単位導体４２１の数が異なりうる。図４１の共振器１０において、１つの第２浮遊導体４２４は、ｘ方向における第１端部に２つの第１接続導体４１３が容量結合し、第２端部に３つの第２浮遊導体４２４が容量結合している。複数の実施形態において、ｙ方向に並ぶ複数の導電体は、ｙ方向における長さが異なりうる。図４１の共振器１０において、ｙ方向に並ぶ３つの第１浮遊導体４１４は、ｙ方向における長さが異なる。
図４２は、共振器１０の他の例を示す。図４３は、図４２に示したＸＬＩＩＩ－ＸＬＩＩＩ線に沿った断面図である。図４２，４３に示した共振器１０において、第１導体層４１は、第１単位共振器４１Ｘとしてパッチ型の共振器の半分を含んで構成される。第２導体層４２は、第２単位共振器４２Ｘとしてパッチ型の共振器の半分を含んで構成される。単位共振器４０Ｘは、１つの第１部分共振器４１Ｙと、１つの第２部分共振器４２Ｙとを含んで構成される。単位構造体１０Ｘは、単位共振器４０Ｘと、単位共振器４０Ｘとｚ方向に重なる基体２０の一部および第４導体５０の一部とを含んで構成される。図４２に示した共振器１０は、１つの単位共振器４０Ｘがｘ方向に延びている。
図４４は、共振器１０の他の例を示す。図４５は、図４４に示したＸＬＶ－ＸＬＶ線に沿った断面図である。図４４，４５に示した共振器１０において、第３導体４０は、第１接続導体４１３のみを含んで構成される。第１接続導体４１３は、ｘｙ平面において第１導体３１と対向する。第１接続導体４１３は、第１導体３１と容量的に結合する。
図４６は、共振器１０の他の例を示す。図４７は、図４６に示したＸＬＶＩＩ－ＸＬＶＩＩ線に沿った断面図である。図４６，４７に示した共振器１０において、第３導体４０は、第１導体層４１および第２導体層４２を有する。第１導体層４１は、１つの第１浮遊導体４１４を有する。第２導体層４２は、２つの第２接続導体４２３を有する。当該第１導体層４１は、ｘｙ平面において対導体３０と対向する。２つの第２接続導体４２３は、１つの第１浮遊導体４１４とｚ方向に重なっている。１つの第１浮遊導体４１４は、２つの第２接続導体４２３と容量的に結合している。
図４８は、共振器１０の他の例を示す。図４９は、図４８に示したＸＬＩＸ－ＸＬＩＸ線に沿った断面図である。図４８，４９に示した共振器１０において、第３導体４０は、第１浮遊導体４１４のみを含んで構成される。第１浮遊導体４１４は、ｘｙ平面において対導体３０と対向する。第１接続導体４１３は、対導体３０と容量的に結合する。
図５０は、共振器１０の他の例を示す。図５１は、図５０に示したＬＩ－ＬＩ線に沿った断面図である。図５０，５１に示した共振器１０は、図４２，４３に示した共振器１０と第４導体５０の構成が異なる。図５０，５１に示した共振器１０は、第４導体５０と、基準電位層５１とを備える。基準電位層５１は、共振器１０を備える機器のグラウンドに電気的に接続される。基準電位層５１は、第４導体５０を介して第３導体４０と対向している。第４導体５０は、第３導体４０と基準電位層５１との間に位置する。基準電位層５１と第４導体５０との間隔は、第３導体４０と第４導体５０との間隔に比べて狭い。
図５２は、共振器１０の他の例を示す。図５３は、図５２に示したＬＩＩＩ－ＬＩＩＩ線に沿った断面図である。共振器１０は、第４導体５０と、基準電位層５１とを備える。基準電位層５１は、共振器１０を備える機器のグラウンドに電気的に接続される。第４導体５０は、共振器を備える。第４導体５０は、第３導体層５２および第４導体層５３を含んで構成される。第３導体層５２および第４導体層５３は、容量結合する。第３導体層５２および第４導体層５３は、ｚ方向に対向する。第３導体層５２および第４導体層５３の距離は、第４導体層５３と基準電位層５１との距離に比べて短い。第３導体層５２および第４導体層５３の距離は、第４導体５０と基準電位層５１との距離に比べて短い。第３導体４０は、１つの導体層となっている。
図５４は、図５３に示した共振器１０の他の例を示す。共振器１０は、第３導体４０と、第４導体５０と、基準電位層５１とを備える。第３導体４０は、第１導体層４１および第２導体層４２を含んで構成される。第１導体層４１は、第１接続導体４１３を含んで構成される。第２導体層４２は、第２接続導体４２３を含んで構成される。第１接続導体４１３は、第２接続導体４２３と容量的に結合される。基準電位層５１は、共振器１０を備える機器のグラウンドに電気的に接続される。第４導体５０は、第３導体層５２および第４導体層５３を含んで構成される。第３導体層５２および第４導体層５３は、容量結合する。第３導体層５２および第４導体層５３は、ｚ方向に対向する。第３導体層５２および第４導体層５３の距離は、第４導体層５３と基準電位層５１との距離に比べて短い。第３導体層５２および第４導体層５３の距離は、第４導体５０と基準電位層５１との距離に比べて短い。
図５５は、共振器１０の他の例を示す。図５６Ａは、図５５に示したＬＶＩａ－ＬＶＩａ線に沿った断面図である。図５６Ｂは、図５５に示したＬＶＩｂ－ＬＶＩｂ線に沿った断面図である。図５５に示した共振器１０において、第１導体層４１は、４つの第１浮遊導体４１４を有する。図５５に示した第１導体層４１は、第１接続導体４１３を有していない。図５５に示した共振器１０において、第２導体層４２は、６つの第２接続導体４２３と、３つの第２浮遊導体４２４とを有する。２つの第２接続導体４２３の各々は、２つの第１浮遊導体４１４と容量的に結合している。１つの第２浮遊導体４２４は、４つの第１浮遊導体４１４と容量的に結合している。２つの第２浮遊導体４２４は、２つの第１浮遊導体４１４と容量的に結合している。
図５７は、図５５に示した共振器の他の例を示す図である。図５７の共振器１０は、第２導体層４２の大きさが図５５に示した共振器１０と異なる。図５７に示した共振器１０は、第２浮遊導体４２４のｘ方向に沿った長さが第２接続導体４２３のｘ方向に沿った長さより短い。
図５８は、図５５に示した共振器の他の例を示す図である。図５８の共振器１０は、第２導体層４２の大きさが図５５に示した共振器１０と異なる。図５８に示した共振器１０において、複数の第２単位導体４２１の各々は、第１面積が異なる。図５８に示した共振器１０において、複数の第２単位導体４２１の各々は、ｘ方向における長さが異なる。図５８に示した共振器１０において、複数の第２単位導体４２１の各々は、ｙ方向における長さが異なる。図５８において、複数の第２単位導体４２１は、第１面積、長さ、および幅が互いに異なるがこれに限られない。図５８において、複数の第２単位導体４２１は、第１面積、長さ、および幅の一部が互いに異なりうる。複数の第２単位導体４２１は、第１面積、長さ、および幅の一部または全てが互いに一致しうる。複数の第２単位導体４２１は、第１面積、長さ、および幅の一部または全てが互いに異なりうる。複数の第２単位導体４２１は、第１面積、長さ、および幅の一部または全てが互いに一致しうる。複数の第２単位導体４２１の一部は、第１面積、長さ、および幅の一部または全てが互いに一致しうる。
図５８に示した共振器１０において、ｙ方向に並ぶ複数の第２接続導体４２３は、第１面積が互いに異なる。図５８に示した共振器１０において、ｙ方向に並ぶ複数の第２接続導体４２３は、ｘ方向における長さが互いに異なる。図５８に示した共振器１０において、ｙ方向に並ぶ複数の第２接続導体４２３は、ｙ方向における長さが互いに異なる。図５８において、複数の第２接続導体４２３は、第１面積、長さ、および幅が互いに異なるがこれに限られない。図５８において、複数の第２接続導体４２３は、第１面積、長さ、および幅の一部が互いに異なりうる。複数の第２接続導体４２３は、第１面積、長さ、および幅の一部または全てが互いに一致しうる。複数の第２接続導体４２３は、第１面積、長さ、および幅の一部または全てが互いに異なりうる。複数の第２接続導体４２３は、第１面積、長さ、および幅の一部または全てが互いに一致しうる。複数の第２接続導体４２３の一部は、第１面積、長さ、および幅の一部または全てが互いに一致しうる。
図５８に示した共振器１０において、ｙ方向に並ぶ複数の第２浮遊導体４２４は、第１面積が互いに異なる。図５８に示した共振器１０において、ｙ方向に並ぶ複数の第２浮遊導体４２４は、ｘ方向における長さが互いに異なる。図５８に示した共振器１０において、ｙ方向に並ぶ複数の第２浮遊導体４２４は、ｙ方向における長さが互いに異なる。図５８において、複数の第２浮遊導体４２４は、第１面積、長さ、および幅が互いに異なるがこれに限られない。図５８において、複数の第２浮遊導体４２４は、第１面積、長さ、および幅の一部が互いに異なりうる。複数の第２浮遊導体４２４は、第１面積、長さ、および幅の一部または全てが互いに一致しうる。複数の第２浮遊導体４２４は、第１面積、長さ、および幅の一部または全てが互いに異なりうる。複数の第２浮遊導体４２４は、第１面積、長さ、および幅の一部または全てが互いに一致しうる。複数の第２浮遊導体４２４の一部は、第１面積、長さ、および幅の一部または全てが互いに一致しうる。
図５９は、図５７に示した共振器１０の他の例を示す図である。図５９の共振器１０は、ｙ方向における第１単位導体４１１の間隔が図５７に示した共振器１０と異なる。図５９の共振器１０は、ｘ方向における第１単位導体４１１の間隔に比べて、ｙ方向における第１単位導体４１１の間隔が小さい。共振器１０は、対導体３０が電気壁として機能しうるため、電流がｘ方向に流れる。当該共振器１０において、第３導体４０をｙ方向に流れる電流は、無視しうる。第１単位導体４１１のｙ方向の間隔は、第１単位導体４１１のｘ方向における間隔に比べて短くしうる。第１単位導体４１１のｙ方向の間隔を短くすることで、第１単位導体４１１の面積を大きくしうる。
図６０～６２は、共振器１０の他の例を示す図である。これらの共振器１０は、インピーダンス素子４５を有する。インピーダンス素子４５が接続する単位導体は、図６０～６２に示した例に限られない。図６０～６２に示したインピーダンス素子４５は、一部を省略しうる。インピーダンス素子４５は、キャパシタンス特性を取りうる。インピーダンス素子４５は、インダクタンス特性を取りうる。インピーダンス素子４５は、機械的または電気的な可変素子でありうる。インピーダンス素子４５は、１つの層にある異なる２つの導体を接続しうる。
アンテナは、電磁波の放射する機能、および電磁波を受信する機能の少なくとも一方を有する。本開示のアンテナは、第１アンテナ６０および第２アンテナ７０を含むが、これらに限られない。
第１アンテナ６０は、基体２０、対導体３０、第３導体４０、第４導体５０、第１給電線６１を備える。一例において、第１アンテナ６０は、基体２０の上に第３基体２４を有する。第３基体２４は、基体２０と異なる組成としうる。第３基体２４は、第３導体４０の上に位置しうる。図６３～７６は、複数の実施形態の一例である第１アンテナ６０を示す図である。
第１給電線６１は、人工磁気壁として周期的に並ぶ共振器の少なくとも１つに給電する。複数の共振器に給電する場合、第１アンテナ６０は、複数の第１給電線を有しうる。第１給電線６１は、人工磁気壁として周期的に並ぶ共振器のいずれかに電磁気的に接続されうる。第１給電線６１は、人工磁気壁として周期的に並ぶ共振器から電気壁として観える一対の導体のいずれかに電磁気的に接続されうる。
第１給電線６１は、第１導体３１、第２導体３２、および第３導体４０の少なくとも１つに給電する。第１導体３１、第２導体３２、および第３導体４０の複数の部分に給電する場合、第１アンテナ６０は、複数の第１給電線を有しうる。第１給電線６１は、第１導体３１、第２導体３２、および第３導体４０のいずれかに電磁気的に接続されうる。第１アンテナ６０が第４導体５０の他に基準電位層５１を備える場合、第１給電線６１は、第１導体３１、第２導体３２、第３導体４０、および第４導体５０のいずれかに電磁気的に接続されうる。第１給電線６１は、対導体３０のうち、第５導体層３０１および第５導体３０２のいずれかに電気的に接続される。第１給電線６１の一部は、第５導体層３０１と一体としうる。
第１給電線６１は、第３導体４０に電磁気的に接続されうる。例えば、第１給電線６１は、第１単位共振器４１Ｘの１つに電磁気的に接続される。例えば、第１給電線６１は、第２単位共振器４２Ｘの１つに電磁気的に接続される。第１給電線６１は、第３導体４０の単位導体に対して、ｘ方向における中央と異なる点で電磁気的に接続される。第１給電線６１は、一実施形態において、第３導体４０に含まれる少なくとも１つの共振器に電力を供給する。第１給電線６１は、一実施形態において、第３導体４０に含まれる少なくとも１つの共振器からの電力を外部に給電する。第１給電線６１は、少なくとも一部が基体２０の中に位置しうる。第１給電線６１は、基体２０の２つのｚｘ面、２つのｙｚ面、および２つのｘｙ面のいずれかから外部に臨みうる。
第１給電線６１は、ｚ方向の順方向および逆方向から第３導体４０に対して接しうる。第４導体５０は、第１給電線６１の周囲で省略しうる。第１給電線６１は、第４導体５０の開口を通じて、第３導体４０に電磁気的に接続しうる。第１導体層４１は、第１給電線６１の周囲で省略しうる。第１給電線６１は、第１導体層４１の開口を通じて、第２導体層４２に接続しうる。第１給電線６１は、ｘｙ平面に沿って第３導体４０に対して接しうる。対導体３０は、第１給電線６１の周囲で省略しうる。第１給電線６１は、対導体３０の開口を通じて、第３導体４０に接続しうる。第１給電線６１は、第３導体４０の単位導体に対して、当該単位導体の中心部から離れて接続される。
図６３は、第１アンテナ６０をｚ方向からｘｙ平面を平面視した図である。図６４は、図６３に示したＬＸＩＶ－ＬＸＩＶ線に沿った断面図である。図６３，６４に示した第１アンテナ６０は、第３導体４０の上に第３基体２４を有する。第３基体２４は、第１導体層４１の上に開口を有する。第１給電線６１は、第３基体２４の開口を介して第１導体層４１に電気的に接続される。
図６５は、第１アンテナ６０をｚ方向からｘｙ平面を平面視した図である。図６６は、図６５に示したＬＸＶＩ－ＬＸＶＩ線に沿った断面図である。図６５，６６に示した第１アンテナ６０において、第１給電線６１の一部は、基体２０の上に位置する。第１給電線６１は、ｘｙ平面内にて第３導体４０と接続しうる。第１給電線６１は、ｘｙ平面内にて第１導体層４１と接続しうる。一実施形態において、第１給電線６１は、第２導体層４２とｘｙ平面に接続しうる。
図６７は、第１アンテナ６０をｚ方向からｘｙ平面を平面視した図である。図６８は、図６７に示したＬＸＶＩＩＩ－ＬＸＶＩＩＩ線に沿った断面図である。図６７，６８に示した第１アンテナ６０において、第１給電線６１は、基体２０の中に位置する。第１給電線６１は、ｚ方向における逆方向から第３導体４０に接続しうる。第４導体５０は、開口を有しうる。第４導体５０は、第３導体４０とｚ方向において重なる位置に開口を有しうる。第１給電線６１は、開口を介して基体２０の外部に臨みうる。
図６９は、第１アンテナ６０をｘ方向からｙｚ面を見た断面図である。対導体３０は、開口を有しうる。第１給電線６１は、開口を介して基体２０の外部に臨みうる。
第１アンテナ６０が放射する電磁波は、第１平面において、ｙ方向の偏波成分よりｘ方向の偏波成分が大きい。ｘ方向の偏波成分は、ｚ方向から金属板が第４導体５０に近づいた際に、水平偏波成分より減衰が小さい。第１アンテナ６０は、外部から金属板が近づいた際の放射効率を維持しうる。
図７０は、第１アンテナ６０の他の例を示す。図７１は、図７０に示したＬＸＸＩ－ＬＸＸＩ線に沿った断面図である。図７２は、第１アンテナ６０の他の例を示す。図７３は、図７２に示したＬＸＸＩＩＩ－ＬＸＸＩＩＩ線に沿った断面図である。図７４は、第１アンテナ６０の他の例を示す。図７５Ａは、図７４に示したＬＸＸＶａ－ＬＸＸＶａ線に沿った断面図である。図７５Ｂは、図７４に示したＬＸＸＶｂ－ＬＸＸＶｂ線に沿った断面図である。図７６は、第１アンテナ６０の他の例を示す。図７６に示した第１アンテナ６０は、インピーダンス素子４５を有している。
第１アンテナ６０は、インピーダンス素子４５によって、動作周波数を変更することができる。第１アンテナ６０は、第１給電線６１に接続される第１給電導体４１５と、第１給電線６１に接続されない第１単位導体４１１とを含んで構成される。インピーダンス整合は、第１給電導体４１５と他の導電体とにインピーダンス素子４５が接続されると変化する。第１アンテナ６０は、インピーダンス素子４５によって第１給電導体４１５と他の導電体とを接続することで、インピーダンスの整合を調整できる。第１アンテナ６０において、インピーダンス素子４５は、インピーダンス整合を調整するために、第１給電導体４１５と他の導電体との間に挿入されうる。第１アンテナ６０において、インピーダンス素子４５は、動作周波数を調整するために、第１給電線６１に接続されない２つの第１単位導体４１１の間に挿入されうる。第１アンテナ６０において、インピーダンス素子４５は、動作周波数を調整するために、第１給電線６１に接続されない第１単位導体４１１と、対導体３０の何れかとの間に挿入されうる。
第２アンテナ７０は、基体２０、対導体３０、第３導体４０、第４導体５０、第２給電層７１、および第２給電線７２を備える。一例において、第３導体４０は、基体２０の中に位置する。一例において、第２アンテナ７０は、基体２０の上に第３基体２４を有する。第３基体２４は、基体２０と異なる組成としうる。第３基体２４は、第３導体４０の上に位置しうる。第３基体２４は、第２給電層７１の上に位置しうる。
第２給電層７１は、第３導体４０の上方に間を空けて位置する。第２給電層７１と第３導体４０との間に、基体２０、または第３基体２４が位置しうる。第２給電層７１は、ライン型、パッチ型、およびスロット型の共振器を含んで構成される。第２給電層７１は、アンテナ素子と言いうる。一例において、第２給電層７１は、第３導体４０と電磁気的に結合しうる。第２給電層７１の共振周波数は、第３導体４０との電磁気的な結合によって、単独の共振周波数から変化する。一例において、第２給電層７１は、第２給電線７２からの電力の伝送を受けて、第３導体４０と共に共振する。一例において、第２給電層７１は、第２給電線７２からの電力の伝送を受けて、第３導体４０および第３導体と共に共振する。
第２給電線７２は、第２給電層７１に電気的に接続される。一実施形態において、第２給電線７２は、第２給電層７１に電力を伝送する。一実施形態において、第２給電線７２は、第２給電層７１からの電力を外部に伝送する。
図７７は、第２アンテナ７０をｚ方向からｘｙ平面を平面視した図である。図７８は、図７７に示したＬＸＸＶＩＩＩ－ＬＸＸＶＩＩＩ線に沿った断面図である。図７７，７８に示した第２アンテナ７０において、第３導体４０は、基体２０の中に位置する。第２給電層７１は、基体２０の上に位置する。第２給電層７１は、単位構造体１０Ｘとｚ方向に重なって位置する。第２給電線７２は、基体２０の上に位置する。第２給電線７２は、ｘｙ平面において第２給電層７１に電磁気的に接続される。
本開示の無線通信モジュールは、複数の実施形態の一例として無線通信モジュール８０を含む。図７９は、無線通信モジュール８０のブロック構造図である。図８０は、無線通信モジュール８０の概略構成図である。無線通信モジュール８０は、第１アンテナ６０、回路基板８１、ＲＦモジュール８２を備える。無線通信モジュール８０は、第１アンテナ６０に代えて第２アンテナ７０を備えうる。
第１アンテナ６０は、回路基板８１の上に位置する。第１アンテナ６０の第１給電線６１は、回路基板８１を介してＲＦモジュール８２に電磁気的に接続される。第１アンテナ６０の第４導体５０は、回路基板８１のグラウンド導体８１１に電磁気的に接続される。
グラウンド導体８１１は、ｘｙ平面に広がりうる。グラウンド導体８１１は、ｘｙ平面において第４導体５０より面積が広い。グラウンド導体８１１は、ｙ方向において第４導体５０より長い。グラウンド導体８１１は、ｘ方向において第４導体５０より長い。第１アンテナ６０は、ｙ方向において、グラウンド導体８１１の中心よりも端側に位置しうる。第１アンテナ６０の中心は、ｘｙ平面においてグラウンド導体８１１の中心と異なりうる。第１アンテナ６０の中心は、第１導体層４１および第２導体層４２の中心と異なりうる。第１給電線６１が第３導体４０に接続される点は、ｘｙ平面におけるグラウンド導体８１１の中心と異なりうる。
第１アンテナ６０は、対導体３０を介して第１電流および第２電流がループする。第１アンテナ６０は、グラウンド導体８１１の中心よりｙ方向における端側に位置することで、グラウンド導体８１１を流れる第２電流が非対象になる。グラウンド導体８１１を流れる第２電流が非対象になると、第１アンテナ６０およびグラウンド導体８１１を含んで構成されるアンテナ構造体は、放射波のｘ方向の偏波成分が大きくなる。放射波のｘ方向の偏波成分が大きくすることで、放射波は、総合放射効率が向上しうる。
ＲＦモジュール８２は、第１アンテナ６０に供給する電力を制御するように動作可能である。ＲＦモジュール８２は、ベースバンド信号を変調し、第１アンテナ６０に供給する。ＲＦモジュール８２は、第１アンテナ６０で受信された電気信号をベースバンド信号に変調するように動作可能である。
第１アンテナ６０は、回路基板８１側の導体によって共振周波数の変化が小さい。無線通信モジュール８０は、第１アンテナ６０を有することで、外部環境から受ける影響を低減しうる。
第１アンテナ６０は、回路基板８１と一体構成としうる。第１アンテナ６０と回路基板８１とが一体構成の場合、第４導体５０とグラウンド導体８１１とが一体構成となる。
本開示の無線通信機器は、複数の実施形態の一例として無線通信機器９０を含む。図８１は、無線通信機器９０のブロック構造図である。図８２は、無線通信機器９０の平面視図である。図８２に示した無線通信機器９０は、構成の一部を省略している。図８３は、無線通信機器９０の断面図である。図８３に示した無線通信機器９０は、構成の一部を省略している。無線通信機器９０は、無線通信モジュール８０、電池９１、センサ９２、メモリ９３、コントローラ９４、第１筐体９５、および第２筐体９６を備える。無線通信機器９０の無線通信モジュール８０は、第１アンテナ６０を有しているが、第２アンテナ７０を有しうる。図８４は、無線通信機器９０の他の実施形態の１つである。無線通信機器９０の有する第１アンテナ６０は、基準電位層５１を有しうる。
電池９１は、無線通信モジュール８０に電力を供給する。電池９１は、センサ９２、メモリ９３、およびコントローラ９４の少なくとも１つに電力を供給するように動作可能である。電池９１は、１次電池および二次電池の少なくとも一方を含んで構成されうる。電池９１のマイナス極は、回路基板８１のグラウンド端子に電気的に接続される。電池９１のマイナス極は、第１アンテナ６０の第４導体５０に電気的に接続される。
センサ９２は、例えば、速度センサ、振動センサ、加速度センサ、ジャイロセンサ、回転角センサ、角速度センサ、地磁気センサ、マグネットセンサ、温度センサ、湿度センサ、気圧センサ、光センサ、照度センサ、ＵＶセンサ、ガスセンサ、ガス濃度センサ、雰囲気センサ、レベルセンサ、匂いセンサ、圧力センサ、空気圧センサ、接点センサ、風力センサ、赤外線センサ、人感センサ、変位量センサ、画像センサ、重量センサ、煙センサ、漏液センサ、バイタルセンサ、バッテリ残量センサ、超音波センサまたはＧＰＳ（Global Positioning System）信号の受信装置等を含んで構成されてよい。
メモリ９３は、例えば半導体メモリ等を含んで構成されうる。メモリ９３は、コントローラ９４のワークメモリとして機能しうる。メモリ９３は、コントローラ９４に含まれうる。メモリ９３は、無線通信機器９０の各機能を実現する処理内容を記述したプログラム、および無線通信機器９０における処理に用いられる情報等を記憶する。
コントローラ９４は、例えばプロセッサを含んで構成されうる。コントローラ９４は、１以上のプロセッサを含んで構成されてよい。プロセッサは、特定のプログラムを読み込ませて特定の機能を実行する汎用のプロセッサ、および特定の処理に特化した専用のプロセッサを含んでよい。専用のプロセッサは、特定用途向けＩＣを含んでよい。特定用途向けＩＣは、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）ともいう。プロセッサは、プログラマブルロジックデバイスを含んでよい。プログラマブルロジックデバイスは、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）ともいう。ＰＬＤは、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）を含んでよい。コントローラ９４は、１つまたは複数のプロセッサが協働するＳｏＣ（System-on-a-Chip）、およびＳｉＰ（System In a Package）のいずれかであってよい。コントローラ９４は、メモリ９３に、各種情報、または無線通信機器９０の各構成部を動作させるためのプログラム等を格納してよい。
コントローラ９４は、無線通信機器９０から送信する送信信号を生成するように動作可能である。コントローラ９４は、例えば、センサ９２から測定データを取得してよい。コントローラ９４は、測定データに応じた送信信号を生成してよい。コントローラ９４は、無線通信モジュール８０のＲＦモジュール８２にベースバンド信号を送信するように動作可能である。
第１筐体９５および第２筐体９６は、無線通信機器９０の他のデバイスを保護する。第１筐体９５は、ｘｙ平面に広がりうる。第１筐体９５は、他のデバイスを支える。第１筐体９５は、無線通信モジュール８０を支持しうる。無線通信モジュール８０は、第１筐体９５の上面９５Ａの上に位置する。第１筐体９５は、電池９１を支持しうる。電池９１は、第１筐体９５の上面９５Ａの上に位置する。複数の実施形態の一例において、第１筐体９５の上面９５Ａの上には、無線通信モジュール８０と、電池９１とがｘ方向に沿って並んでいる。電池９１は、第３導体４０との間に第１導体３１が位置する。電池９１は、第３導体４０から観て対導体３０の向こう側に位置する。
第２筐体９６は、他のデバイスを覆いうる。第２筐体９６は、第１アンテナ６０のｚ方向側に位置する下面９６Ａを含んで構成される。下面９６Ａは、ｘｙ平面に沿って広がる。下面９６Ａは、平坦に限られず、凹凸を含んで構成されうる。第２筐体９６は、第８導体９６１を有しうる。第８導体９６１は、第２筐体９６の内部、外側および内側の少なくとも一方に位置する。第８導体９６１は、第２筐体９６の上面および側面の少なくとも一方に位置する。
第８導体９６１は、第１アンテナ６０と対向する。第８導体９６１の第１部位９６１１は、ｚ方向において、第１アンテナ６０と対向する。第８導体９６１は、第１部位９６１１の他に、ｘ方向において第１アンテナ６０と対向する第２部位、およびｙ方向において第１アンテナと対向する第３部位の少なくとも一方を含んで構成されうる。第８導体９６１は、一部が電池９１と対向している。
第８導体９６１は、ｘ方向において第１導体３１より外側に延びる第１延部９６１２を含んで構成されうる。第８導体９６１は、ｘ方向において第２導体３２より外側に延びる第２延部９６１３を含んで構成されうる。第１延部９６１２は、第１部位９６１１と電気的に接続しうる。第２延部９６１３は、第１部位９６１１と電気的に接続しうる。第８導体９６１の第１延部９６１２は、ｚ方向において、電池９１と対向している。第８導体９６１は、電池９１と容量的に結合しうる。第８導体９６１は、電池９１との間がキャパシタンスとなりうる。
第８導体９６１は、第１アンテナ６０の第３導体４０と離隔する。第８導体９６１は、第１アンテナ６０の各導体と電気的に接続されていない。第８導体９６１は、第１アンテナ６０と離隔しうる。第８導体９６１は、第１アンテナ６０のいずれかの導体と電磁気的に結合しうる。第８導体９６１の第１部位９６１１は、第１アンテナ６０と電磁気的に結合しうる。第１部位９６１１は、ｚ方向から平面視したときに、第３導体４０と重なりうる。第１部位９６１１は、第３導体４０と重なることで、電磁気的な結合による伝播が大きくなりうる。第８導体９６１は、第３導体４０との電磁気的な結合が相互インダクタンスとなりうる。
第８導体９６１は、ｘ方向に沿って広がっている。第８導体９６１は、ｘｙ平面に沿って広がっている。第８導体９６１の長さは、第１アンテナ６０のｘ方向に沿った長さより長い。第８導体９６１のｘ方向に沿った長さは、第１アンテナ６０のｘ方向に沿った長さより長い。第８導体９６１の長さは、無線通信機器９０の動作波長λの１／２より長くしうる。第８導体９６１は、ｙ方向に沿って延びる部位を含んで構成されうる。第８導体９６１は、ｘｙ平面内で曲がりうる。第８導体９６１は、ｚ方向に沿って延びる部位を含んで構成されうる。第８導体９６１は、ｘｙ平面からｙｚ平面またはｚｘ平面に曲がりうる。
第８導体９６１を備える無線通信機器９０は、第１アンテナ６０および第８導体９６１が電磁的に結合して第３アンテナ９７として機能しうる。第３アンテナ９７の動作周波数ｆcは、第１アンテナ６０単独の共振周波数と異なってよい。第３アンテナ９７の動作周波数ｆcは、第８導体９６１単独の共振周波数より第１アンテナ６０の共振周波数に近くてよい。第３アンテナ９７の動作周波数ｆcは、第１アンテナ６０の共振周波数帯内にありうる。第３アンテナ９７の動作周波数ｆcは、第８導体９６１単独の共振周波数帯外にありうる。図８５は、第３アンテナ９７の他の実施形態である。第８導体９６１は、第１アンテナ６０と一体的に構成されうる。図８５は、無線通信機器９０の一部の構成を省略している。図８５の例において、第２筐体９６は第８導体９６１を備えなくてよい。
無線通信機器９０において、第８導体９６１は、第３導体４０に対して容量的に結合する。第８導体９６１は、第４導体５０に対して電磁気的に結合する。第３アンテナ９７は、空中において、第８導体の第１延部９６１２および第２延部９６１３を含んで構成されることにより、第１アンテナ６０に比べて利得が向上する。
無線通信機器９０は、種々の物体の上に位置しうる。無線通信機器９０は、電導体９９の上に位置しうる。図８６は、無線通信機器９０の一実施形態を示す平面視図である。電導体９９は、電気を伝える導体である。電導体９９の材料は、金属、ハイドープの半導体、電導プラスチック、イオンを含む液体を含み。電導体９９は、表面上に電気を伝えない不導体層を含んで構成されうる。電気を伝える部位と不導体層とは、共通の元素を含みうる。例えば、アルミニウムを含んで構成される電導体９９は、表面にアルミ酸化物の不導体層を含んで構成されうる。電気を伝える部位と不導体層とは、異なる元素を含みうる。
電導体９９の形状は、平板に限られず、箱形などの立体形状を含みうる。電導体９９がなす立体形状は、直方体、円柱を含む。当該立体形状は、一部が窪んだ形状、一部が貫通した形状、一部が突出した形状を含みうる。例えば、電導体９９は、円環（トーラス）型としうる。
電導体９９は、無線通信機器９０を載せうる上面９９Ａを含んで構成される。上面９９Ａは、電導体９９の全面に亘って広がりうる。上面９９Ａは、電導体９９の一部としうる。上面９９Ａは、無線通信機器９０より面積を広くしうる。無線通信機器９０は、電導体９９の上面９９Ａ上に置かれうる。上面９９Ａは、無線通信機器９０より面積を狭くしうる。無線通信機器９０は、電導体９９の上面９９Ａ上に一部が置かれうる。無線通信機器９０は、電導体９９の上面９９Ａ上に種々の向きで置かれうる。無線通信機器９０の向きは、任意としうる。無線通信機器９０は、電導体９９の上面９９Ａ上に固定具によって適宜固定されうる。固定具は、両面テープおよび接着剤などのように面で固定するものを含む。固定具は、ネジおよび釘などのように点で固定するものを含む。
電導体９９の上面９９Ａは、ｊ方向に沿って延びる部位を含んで構成されうる。ｊ方向に沿って延びる部位は、ｋ方向に沿った長さに比べてｊ方向に沿った長さが長い。ｊ方向とｋ方向とは、直交している。ｊ方向は、電導体９９が長く伸びる方向である。ｋ方向は、電導体９９がｊ方向に比べて長さが短い方向である。無線通信機器９０は、ｘ方向がｊ方向に沿うように、上面９９Ａ上に置かれうる。第１導体３１および第２導体３２が並ぶｘ方向と揃うように、無線通信機器９０は、電導体９９の上面９９Ａ上に置かれうる。無線通信機器９０が電導体９９の上に位置するときに、第１アンテナ６０は、電導体９９と電磁気的に結合しうる。第１アンテナ６０の第４導体５０は、ｘ方向に沿って第２電流が流れる。第１アンテナ６０と電磁気的に結合する電導体９９は、第２電流によって電流が誘導される。第１アンテナ６０のｘ方向と電導体９９のｊ方向とが揃うと、電導体９９は、ｊ方向に沿って電流が流れる電流が大きくなる。第１アンテナ６０のｘ方向と電導体９９のｊ方向とが揃うと、電導体９９は、誘導電流による放射が大きくなる。ｊ方向に対するｘ方向の角度は、４５度以下としうる。
無線通信機器９０のグラウンド導体８１１は、電導体９９と離れている。グラウンド導体８１１は、電導体９９と離れている。無線通信機器９０は、上面９９Ａの長辺に沿った方向が、第１導体３１および第２導体３２が並ぶｘ方向と揃うように、上面９９Ａ上に置かれうる。上面９９Ａは、方形状の面の他に、菱形、円形を含みうる。電導体９９は、菱形状の面を含んで構成されうる。この菱形状の面は、無線通信機器９０を載せる上面９９Ａとしうる。無線通信機器９０は、上面９９Ａの長対角線に沿った方向が、第１導体３１および第２導体３２が並ぶｘ方向と揃うように、上面９９Ａ上に置かれうる。上面９９Ａは、平坦に限られない。上面９９Ａは、凹凸を含んで構成されうる。上面９９Ａは、曲面を含んで構成されうる。曲面は、線織面（ruled surface）を含む。曲面は、柱面を含む。
電導体９９は、ｘｙ平面に広がる。電導体９９は、ｙ方向に沿った長さに比べてｘ方向に沿った長さを長くしうる。電導体９９は、ｙ方向に沿った長さを第３アンテナ９７の動作周波数ｆcにおける波長λcの２分の１より短くしうる。無線通信機器９０は、電導体９９の上に位置しうる。電導体９９は、ｚ方向において第４導体５０と離れて位置する。電導体９９は、ｘ方向に沿った長さが第４導体５０に比べて長い。電導体９９は、ｘｙ平面における面積が第４導体５０より広い。電導体９９は、ｚ方向においてグラウンド導体８１１と離れて位置する。電導体９９は、ｘ方向に沿った長さがグラウンド導体８１１に比べて長い。電導体９９は、ｘｙ平面における面積がグラウンド導体８１１より広い。
無線通信機器９０は、電導体９９が長く延びる方向に、第１導体３１および第２導体３２が並ぶｘが揃う向きで、電導体９９の上に置かれうる。言い換えると、無線通信機器９０は、ｘｙ平面において第１アンテナ６０の電流が流れる方向と、電導体９９が長く延びる方向とが揃う向きで、電導体９９の上に置かれうる。
第１アンテナ６０は、回路基板８１側の導体によって共振周波数の変化が小さい。無線通信機器９０は、第１アンテナ６０を有することで、外部環境から受ける影響を低減しうる。
無線通信機器９０において、グラウンド導体８１１は、電導体９９と容量的に結合する。無線通信機器９０は、電導体９９のうち第３アンテナ９７より外に拡がる部位を含んで構成されることにより、第１アンテナ６０に比べて利得が向上する。
無線通信機器９０は、空中での共振回路と、電導体９９上での共振回路とが異なりうる。図８７は、空中でなす共振構造の概略回路である。図８８は、電導体９９上でなす共振構造の概略回路である。Ｌ３は共振器１０のインダクタンスであり、Ｌ８は第８導体９６１のインダクタンスであり、Ｌ９は電導体９９のインダクタンスであり、ＭはＬ３とＬ８の相互インダクタンスである。Ｃ３は第３導体４０のキャパシタンスであり、Ｃ４は第４導体５０のキャパシタンスであり、Ｃ８は第８導体９６１のキャパシタンスであり、Ｃ８Ｂは第８導体９６１と電池９１とのキャパシタンスであり、Ｃ９は電導体９９とグラウンド導体８１１とキャパシタンスである。Ｒ３は共振器１０の放射抵抗であり、Ｒ８は、第８導体９６１の放射抵抗である。共振器１０の動作周波数は、第８導体の共振周波数より低い。無線通信機器９０は、空中において、グラウンド導体８１１がシャーシグラウンドとして機能する。無線通信機器９０は、第４導体５０が電導体９９と容量的に結合する。電導体９９上において無線通信機器９０は、電導体９９が実質的なシャーシグラウンドとして機能する。
複数の実施形態において、無線通信機器９０は、第８導体９６１を有する。この第８導体９６１は、第１アンテナ６０と電磁気的に結合し、かつ第４導体５０と容量的に結合している。無線通信機器９０は、容量的な結合によるキャパシタンスＣ８Ｂを大きくすることで、空中から電導体９９上へ置かれたときに動作周波数を高くすることができる。無線通信機器９０は、電磁気的な結合による相互インダクタンスＭを大きくすることで、空中から電導体９９上へ置かれたときに動作周波数を低くすることができる。無線通信機器９０は、キャパシタンスＣ８Ｂと相互インダクタンスＭのバランスを変えることで、空中から電導体９９上へ置かれたときの動作周波数の変化を調整できる。無線通信機器９０は、キャパシタンスＣ８Ｂと相互インダクタンスＭのバランスを変えることで、空中から電導体９９上へ置かれたときの動作周波数の変化を小さくできる。
無線通信機器９０は、第３導体４０と電磁気的に結合し、第４導体５０と容量的に結合する第８導体９６１を有する。かかる第８導体９６１を有することで、無線通信機器９０は、空中から電導体９９上へ置かれたときの動作周波数の変化を調整できる。かかる第８導体９６１を有することで、無線通信機器９０は、空中から電導体９９上へ置かれたときの動作周波数の変化を小さくできる。
第８導体９６１を含まない無線通信機器９０も同様に、空中においては、グラウンド導体８１１がシャーシグラウンドとして機能する。第８導体９６１を含まない無線通信機器９０も同様に、電導体９９上においては、電導体９９が実質的なシャーシグラウンドとして機能する。共振器１０を含んで構成される共振構造は、シャーシグランドが変わっても発振可能である。基準電位層５１を備える共振器１０および基準電位層５１を備えない共振器１０が発振可能であることと対応する。
図８９は、アレイアンテナ１の一実施形態を示す斜視図である。図９０は、図８９に示したＬ１－Ｌ１線に沿ったアンテナ素子１００およびアンテナ基板２００の断面図である。
本開示において、第４方向（forth axis）をＸ方向として示す。本開示では、第５方向（fifth axis）をＹ方向として示す。本開示では、第８方向（eighth axis）をＺ方向として示す。図８９等に示すＸＹＺ座標系は、図１等に示すｘｙｚ軸座標系とは、独立してよい。または、図８９等に示すＸＹＺ座標系は、図１等に示すｘｙｚ軸座標系に対応してよい。この場合、第４方向すなわちＸ方向は、第１方向であるｘ方向または第３方向であるｙ方向に、沿った方向であってよい。
図８９に示すアレイアンテナ１は、回路基板２上に位置してよい。アレイアンテナ１は、回路基板２を介して集積回路３に接続されうる。集積回路３は、ＲＦＩＣ（Radio Frequency Integrated Circuit）であってよい。アレイアンテナ１は、回路基板２を介さずに、集積回路３に直接接続されてよい。換言すると、アレイアンテナ１は、回路基板２上に位置しなくてよい。アレイアンテナ１は、複数のアンテナ素子１００と、アンテナ基板２００とを有する。
複数のアンテナ素子１００は、アレイアンテナ１において、格子状に並ぶ。複数のアンテナ素子１００は、正方格子、斜交格子、長方格子、三角格子、および六方格子で並びうる。正方格子の場合、複数のアンテナ素子１００は、図８９に示すように、Ｘ方向およびＹ方向に沿って格子状に並びうる。複数のアンテナ素子１００は、直線状に並んでよい。この場合、複数のアンテナ素子１００は、Ｘ方向（またはＹ方向）に沿って並びうる。
複数のアンテナ素子１００は、図９０に示すように、アンテナ基板２００と一体化されてよい。アンテナ素子１００は、図９０に示すように、第４アンテナ１１０と、フィルタ１２０とを含んで構成される。第４アンテナ１１０によって受信された電磁波は、フィルタ１２０を介して図８９に示す集積回路３に電気信号として供給される。図８９に示す集積回路３が出力する電気信号は、図９０に示すフィルタ１２０を介して、第４アンテナ１１０によって電磁波として放射される。
第４アンテナ１１０は、図９０に示すように、第１導体３１および第２導体３２と、第３導体４０と、第４導体５０と、第３導体４０に電気的に接続される第３給電線１１１とを含んで構成される。
フィルタ１２０は、図９０に示すように、第４アンテナ１１０の第３給電線１１１に電気的に接続される。フィルタ１２０は、図９０に示すように、Ｚ方向において、第４導体５０に重ねられて位置する。フィルタ１２０は、アンテナ基板２００内に形成されてよい。フィルタ１２０には、アレイアンテナ１によって送受信される電磁波の周波数帯等に応じて、任意の構造が採用されてよい。例えば、フィルタ１２０は、積層導波管型フィルタであってよい。フィルタ１２０は、図９０に示すように、導体１２１と、配線１２２と、導体１２３，１２４，１２５と、導体１２６，１２７とを含んで構成されうる。フィルタ１２０は、任意の数の積層導波管型フィルタを含んで構成されてよい。
導体１２１は、第４導体５０と同様の材料で構成されてよい。導体１２１と第４導体５０とは、共有化されてよい。つまり、導体１２１と第４導体５０とは、一体化されてよい。導体１２１は、第４導体５０とは独立した別個の部材であってよい。導体１２１は、第４導体５０とは独立した別個の部材である場合、第４導体５０に重ねられうる。
配線１２２は、任意の金属材料で形成されてよい。配線１２２は、マイクロストリップラインとして形成されてよい。配線１２２は、図８９に示す回路基板２に電気的に接続されてよい。配線１２２は、図８９に示す回路基板２を介して、集積回路３に電気的に接続されうる。図８９に示すアレイアンテナ１が集積回路３に直接接続される場合、配線１２２は、集積回路３に電気的に直接接続されうる。
導体１２３～１２５は、積層導波管の一部として機能する。導体１２３～１２５は、任意の金属材料で形成されてよい。導体１２３～１２５は、開口部を含んで構成される。導体１２３～１２５は、Ｚ方向において開口部が対向するように配置される。電気信号は、開口部を介した電磁結合によって授受される。
導体１２６は、フィルタ１２０の一方の端部付近において、Ｚ方向に沿って延在する。ｙ方向に並ぶ複数の導体１２６は、ｙ方向に延びる導体１２５を介して電気的に接続される。導体１２７は、フィルタ１２０の他方の端部付近において、Ｚ方向に沿って延在する。ｙ方向に並ぶ複数の導体１２６は、ｙ方向に延びる導体１２５を介して電気的に接続される。
図９０に示すアンテナ基板２００は、誘電体基板でありうる。アンテナ基板２００は、図１に示す基体２０と同様に、セラミック材料、および樹脂材料のいずれかを組成として含んで構成されうる。アンテナ基板２００の上には、アンテナ素子１００が位置する。
図９１は、アレイアンテナ１Ａの一実施形態を示す斜視図である。図９２は、図９１に示したＬ２－Ｌ２線に沿ったアンテナ素子１０１およびアンテナ基板２１０の断面図である。
図９１に示すアレイアンテナ１Ａは、回路基板２を介して、集積回路３と電気的に接続されうる。アレイアンテナ１Ａは、複数のアンテナ素子１０１と、アンテナ基板２１０とを有する。
アンテナ素子１０１は、図９２に示すように、第４アンテナ１１０と、フィルタ１３０とを有する。
フィルタ１３０は、図９２に示すように、第４アンテナ１１０の第３給電線１１１に電気的に接続される。フィルタ１３０は、図９２に示すように、Ｚ方向において、第４導体５０に重ねられて位置する。フィルタ１３０は、アンテナ基板２１０の基板部２１１内に形成されてよい。フィルタ１３０には、アレイアンテナ１Ａによって送受信される電磁波の周波数帯等に応じて、任意の構造が採用されてよい。例えば、フィルタ１３０は、誘電体フィルタであってよい。フィルタ１３０は、図９２に示すように、導体１３１と、配線１３２と、配線１３２と、誘電体ブロック１３３と、導体１３４Ａ，１３４Ｂと、導体１３５Ａ，１３５Ｂと、導体１３６Ａ，１３６Ｂと、導体１３７と、導体１３８，１３９とを含んで構成されうる。フィルタ１３０は、任意の数の誘電体フィルタ等を含んで構成されてよい。
導体１３１は、第４導体５０と同様の材料で構成されてよい。導体１３１と第４導体５０とは、共通化されてよい。つまり、導体１３１と第４導体５０とは、一体化されてよい。導体１３１は、第４導体５０とは独立した別個の部材であってよい。導体１３１は、第４導体５０とは独立した別個の部材である場合、第４導体５０に重ねられうる。
配線１３２は、任意の金属材料で形成されてよい。配線１３２は、マイクロストリップラインとして形成されてよい。配線１３２は、図９１に示す回路基板２に電気的に接続されてよい。配線１３２は、図９１に示す回路基板２を介して、集積回路３に電気的に接続されうる。図９１に示すアレイアンテナ１Ａが集積回路３に直接接続される場合、配線１３２は、集積回路３に電気的に直接接続されうる。
誘電体ブロック１３３は、図１等に示す基体２０と同様に、セラミック材料、および樹脂材料のいずれかを組成として含んで構成されうる。誘電体ブロック１３３の誘電率は、アレイアンテナ１Ａによって送受信される電磁波の周波数帯等に応じて、適宜選択されてよい。
導体１３４Ａ，１３４Ｂ、導体１３５Ａ，１３５Ｂ、導体１３６Ａ，１３６Ｂ、および導体１３７は、任意の金属材料で形成されてよい。導体１３４Ａ，１３４Ｂ、導体１３５Ａ，１３５Ｂ、導体１３６Ａ，１３６Ｂ、および導体１３７は、開口部を含んで構成される。導体１３４Ａ，１３４Ｂ、導体１３５Ａ，１３５Ｂ、導体１３６Ａ，１３６Ｂ、および導体１３７は、Ｚ方向において開口部が対向するように配置される。電気信号は、開口部を介した電磁結合によって授受される。
導体１３４Ａ，１３４Ｂは、一体として形成されてよいし、別個の部材として形成されてよい。導体１３５Ａ，１３５Ｂは、一体として形成されてよいし、別個の部材として形成されてよい。導体１３６Ａ，１３６Ｂは、一体として形成されてよいし、別個の部材として形成されてよい。
導体１３８は、誘電体ブロック１３３に含まれるＺＹ平面に略平行な２つの面のうち、一方の面側に位置する。導体１３９は、誘電体ブロック１３３に含まれるＺＹ平面に略平行な２つの面のうち、他方の面側に位置する。導体１３８および導体１３９は、それぞれ、ＹＺ平面に沿って広がる。
図９１に示すアンテナ基板２１０は、図９０に示すアンテナ基板２００と同様に、誘電体基板でありうる。アンテナ基板２１０は、図１に示す基体２０と同様に、セラミック材料、および樹脂材料のいずれかを組成として含んで構成されうる。
アンテナ基板２１０は、図９１に示すように、複数の基板部２１１を含んで構成される。基板部２１１には、図９１および図９２に示すように、少なくとも１つのアンテナ素子１０１が配置される。
基板部２１１は、アレイアンテナ１Ａにおけるアンテナ素子１０１の配列に応じて、適宜配置されてよい。例えばアンテナ素子１０１をＸ方向およびＹ方向に沿って正方格子状に並べる場合、複数の基板部２１１は、Ｘ方向およびＹ方向に沿って格子状に並びうる。例えばアンテナ素子１０１をＸ方向（またはＹ方向）に沿って直線状に並べる場合、複数の基板部２１１は、Ｘ方向（またはＹ方向）に沿って並びうる。
図９３は、アレイアンテナ１Ｂの一実施形態を示す斜視図である。図９４は、図９３に示したＬ３－Ｌ３線に沿ったアンテナ素子１０２およびアンテナ基板２２０の断面図である。
図９３に示すアレイアンテナ１Ｂは、回路基板２を介して、集積回路３と電気的に接続されうる。アレイアンテナ１Ｂは、図９３に示すように、複数のアンテナ素子１０２と、アンテナ基板２２０とを有する。
複数のアンテナ素子１０２は、図８９に示す複数のアンテナ素子１００と同様に、アレイアンテナ１Ｂにおいて格子状に並ぶ。アンテナ素子１０２は、図９４に示すように、第４アンテナ１１０と、フィルタ１４０とを含んで構成される。
フィルタ１４０は、図９４に示すように、第４アンテナ１１０の第３給電線１１１に電気的に接続される。フィルタ１４０は、図９４に示すように、Ｚ方向において、第４導体５０に重ねられて位置する。フィルタ１４０は、アンテナ基板２２０の下側に位置してよい。フィルタ１４０には、アレイアンテナ１Ｂによって送受信される電磁波の周波数帯等に応じて、任意の構造が採用されてよい。フィルタ１４０は、誘電体フィルタであってよい。フィルタ１４０は、図９４に示すように、導体１４１と、配線１４２と、誘電体ブロック１４３と、導体１４４，１４５，１４６，１４７と、導体１４８，１４９とを含んで構成されうる。フィルタ１４０は、任意の数の誘電体フィルタが一体的に形成されうる。
導体１４１は、第４アンテナ１１０の第３給電線１１１に電気的に接続されうる。導体１４１は、任意の金属材料で形成されてよい。導体１４１は、マイクロストリップラインとして形成されてよい。導体１４１は、分岐することにより、二以上の異なる第４アンテナ１１０の第３給電線１１１に電気的に接続されてよい。
配線１４２は、任意の金属材料で形成されてよい。配線１４２は、マイクロストリップラインとして形成されてよい。図９４に示す配線１４２は、図９３に示す回路基板２に電気的に接続されてよい。図９４に示す配線１４２は、図９３に示す回路基板２を介して、集積回路３に電気的に接続されうる。図９３に示すアレイアンテナ１Ｂが集積回路３に直接接続される場合、図９４に示す配線１４２は、集積回路３に電気的に直接接続されうる。
誘電体ブロック１４３は、図１等に示す基体２０と同様に、セラミック材料、および樹脂材料のいずれかを組成として含んで構成されうる。誘電体ブロック１４３の誘電率は、アレイアンテナ１Ｂによって送受信される電磁波の周波数帯等に応じて、適宜選択されてよい。
導体１４４～１４７は、任意の金属材料で形成されてよい。導体１４４～１４７は、マイクロストリップラインとして形成されてよい。導体１４４～１４７は、開口部を含んで構成される。導体１４４～１４７は、Ｚ方向において開口部が対向するように位置する。電気信号は、開口部を介した電磁結合によって授受される。
導体１４８は、誘電体ブロック１４３に含まれるＺＹ平面に略平行な２つの面のうち、一方の面側に位置する。導体１４９は、誘電体ブロック１４３に含まれるＺＹ平面に略平行な２つの面のうち、他方の面側に位置する。導体１４８および導体１４９は、それぞれ、ＹＺ平面に沿って広がる。
図９３に示すアンテナ基板２２０は、図９０に示すアンテナ基板２００と同様に、誘電体基板でありうる。アンテナ基板２２０は、図１に示す基体２０と同様に、セラミック材料、および樹脂材料のいずれかを組成として含んで構成されうる。
アンテナ基板２２０は、図９３に示すように、複数の基板部２２１を含んで構成される。基板部２２１には、図９３に示すように、４つのアンテナ素子１０１が位置する。基板部２２１において、４つのアンテナ素子１０１は、Ｘ方向およびＹ方向に沿って格子状に並ぶ。ただし、基板部２２１に位置するアンテナ素子１０１の数は、４つに限定されない。基板部２２１には、少なくとも１つのアンテナ素子１０１が位置すればよい。
基板部２２１は、アレイアンテナ１Ｂにおけるアンテナ素子１０１の配列に応じて、適宜配置されてよい。例えばアンテナ素子１０１をＸ方向およびＹ方向に沿って正方格子状に並べる場合、複数の基板部２２１は、Ｘ方向およびＹ方向に沿って格子状に並びうる。
図９５は、通信ユニット４の一実施形態を示すブロック図である。図９６は、通信ユニット４の一実施形態を示す断面図である。
通信ユニット４は、図９５に示すように、機能ブロックとして、アレイアンテナ１と、ＲＦモジュール５、メモリ６Ａ、およびコントローラ６Ｂを有する集積回路３とを備える。通信ユニット４は、図９６に示すように、筐体４Ａ内に、アレイアンテナ１および集積回路３が搭載される回路基板２と、ヒートシンク７とを備える。
図９５および図９６に示すに示す通信ユニット４は、図８９に示すアレイアンテナ１を備える。ただし、通信ユニット４は、図９１に示すアレイアンテナ１Ａまたは図９３に示すアレイアンテナ１Ｂを備えてよい。また、図９５に示す通信ユニット４は、集積回路３の内部に、メモリ６Ａおよびコントローラ６Ｂを備える。ただし、通信ユニット４は、集積回路３の外部に、メモリ６Ａおよびコントローラ６Ｂを備えてよい。また、通信ユニット４が備える構成要素は、図９５および図９６に示す構成要素に限定されない。例えば、通信ユニット４は、図８１に示す電池９１およびセンサ９２等を備えてよい。
ＲＦモジュールは、変調回路および復調回路を含んで構成されてよい。ＲＦモジュール５は、コントローラ６Ｂの制御に基づいて、アレイアンテナ１に供給する電力を制御するよう動作可能である。ＲＦモジュール５は、コントローラ６Ｂの制御に基づいて、ベースバンド信号を変調し、アレイアンテナ１に供給する。ＲＦモジュール５は、コントローラ６Ｂの制御に基づいて、アレイアンテナ１により受信された電気信号をベースバンド信号に変調するように動作可能である。
図９５に示すメモリ６Ａは、例えば半導体メモリ等を含んで構成されうる。メモリ６Ａは、コントローラ６Ｂのワークメモリとして機能しうる。メモリ６Ａは、コントローラ６Ｂに含まれうる。メモリ６Ａは、通信ユニット４の各機能を実現する処理内容を記述したプログラム、および通信ユニット４における処理に用いられる情報等を記憶する。
図９５に示すコントローラ６Ｂは、例えばプロセッサを含んで構成されうる。コントローラ６Ｂは、１以上のプロセッサを含んで構成されてよい。プロセッサは、特定のプログラムを読み込ませて特定の機能を実行する汎用のプロセッサ、および特定の処理に特化した専用のプロセッサを含んでよい。専用のプロセッサは、特定用途向けＩＣを含んでよい。特定用途向けＩＣは、ＡＳＩＣともいう。プロセッサは、プログラマブルロジックデバイスを含んでよい。プログラマブルロジックデバイスは、ＰＬＤともいう。ＰＬＤは、ＦＰＧＡを含んでよい。コントローラ６Ｂは、１つまたは複数のプロセッサが協働するＳｏＣ、およびＳｉＰのいずれかであってよい。コントローラ６Ｂは、メモリ６Ａに、各種情報、または通信ユニット４の各構成部を動作させるためのプログラム等を格納してよい。
図９５に示すコントローラ６Ｂは、ＲＦモジュール５を介して、アンテナ素子１００のフィルタ１２０に接続される。コントローラ６Ｂは、電気信号としての送信信号を、ＲＦモジュール５を制御して、アレイアンテナ１によって電磁波として放射する。コントローラ６Ｂは、ＲＦモジュール５を制御して、アレイアンテナ１によって電磁波としての受信信号を電気信号として取得する。
例えば、コントローラ６Ｂは、通信ユニット４から送信する送信信号を生成する。コントローラ６Ｂは、例えば通信ユニット４が図８１に示すセンサ９２を備える場合、センサ９２から測定データを取得してよい。コントローラ６Ｂは、測定データに応じた送信信号を生成してよい。
図９６に示すヒートシンク７は、任意の熱伝導部材で構成されてよい。ヒートシンク７は、集積回路３に接触するように、配置されてよい。ヒートシンク７は、集積回路３等から発生した熱を、通信ユニット４の外部に放出する。
図９７は、移動体８の一実施形態を示すブロック図である。
本開示における「移動体」は、例えば車両、船舶、および航空機等を含んでよい。車両は、例えば自動車、産業車両、鉄道車両、生活車両、および滑走路を走行する固定翼機等を含んでよい。自動車は、例えば乗用車、トラック、バス、二輪車、およびトロリーバス等を含んでよい。産業車両は、例えば農業および建設向けの産業車両等を含んでよい。産業車両は、例えばフォークリフトおよびゴルフカート等を含んでよい。農業向けの産業車両は、例えばトラクター、耕耘機、移植機、バインダー、コンバイン、および芝刈り機等を含んでよい。建設向けの産業車両は、例えばブルドーザー、スクレーバー、ショベルカー、クレーン車、ダンプカー、およびロードローラ等を含んでよい。車両は、人力で走行するものを含んでよい。車両の分類は、上述した例に限られない。例えば、自動車は、道路を走行可能な産業車両を含んでよい。複数の分類に同じ車両が含まれてよい。船舶は、例えばマリンジェット、ボート、およびタンカー等を含んでよい。航空機は、例えば固定翼機および回転翼機等を含んでよい。
移動体８は、図９７に示すように、通信ユニット４を備える。移動体８は、通信ユニット４の他、例えば移動体８の所望の機能を発揮するために、任意の構成要素を備えてよい。例えば移動体８が自動車である場合、移動体８は、エンジン、ブレーキおよびステアリング等を備えてよい。
図９８は、基地局９の一実施形態を示すブロック図である。
本開示における「基地局」は、移動体８と無線通信可能な固定された基地等を示す。本開示における「基地局」は、電気通信事業者または無線従事者等が管理する無線設備を含んでよい。
基地局９は、図９８に示すように、通信ユニット４を備える。基地局９は、通信ユニット４の他、例えば基地局９の所望の機能を発揮するために、任意の構成要素を備えてよい。
以上のように、一実施形態にアンテナ素子は、例えば図９０に示すように、第４アンテナ１１０と、第４アンテナ１１０の第４導体５０に重ねられて位置するフィルタ１２０とを備える。フィルタ１２０が第４アンテナ１１０の第４導体５０に重ねられることで、アンテナ素子１００は、小型化されうる。従って、改善された、アンテナ素子１００が提供されうる。
本開示に係る構成は、以上説明してきた実施形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、各構成部等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部等を１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。
例えば、図８９に示すアンテナ素子１００は、アレイアンテナ１において三角格子状に並んでよい。図９９に、アンテナ素子１００を三角格子状に配置する例を示す。図９９に示す位置Ｐ１は、アンテナ素子１００の位置を示す。図９９に示す第６方向は、第４方向となす角度が９０度未満となる方向である。第７方向は、第４方向および第６方向と交差する方向である。同様に、図９１に示すアンテナ素子１００は、アレイアンテナ１Ａにおいて三角格子状に並んでよい。
本開示に係る構成を説明する図は、模式的なものである。図面上の寸法比率等は、現実のものと必ずしも一致しない。
本開示において「第１」、「第２」、「第３」等の記載は、当該構成を区別するための識別子の一例である。本開示における「第１」および「第２」等の記載で区別された構成は、当該構成における番号を交換することができる。例えば、第１の周波数は、第２の周波数と識別子である「第１」と「第２」とを交換することができる。識別子の交換は同時に行われる。識別子の交換後も当該構成は区別される。識別子は削除してよい。識別子を削除した構成は、符号で区別される。例えば、第１導体３１は、導体３１としうる。本開示における「第１」および「第２」等の識別子の記載のみに基づいて、当該構成の順序の解釈、小さい番号の識別子が存在することの根拠、および大きい番号の識別子が存在することの根拠に利用してはならない。本開示には、第２導体層４２が第２単位スロット４２２を有するが、第１導体層４１が第１単位スロットを有さない構成が含まれる。
１，１Ａ，１Ｂ アレイアンテナ(Array antenna)
２ 回路基板（Circuit Board）
３ 集積回路（Integrated Circuit）
４ 通信ユニット（Communication unit）
４Ａ 筐体（Case）
５ ＲＦモジュール（RF module）
６Ａ メモリ(Memory)
６Ｂ コントローラ(Controller)
７ ヒートシンク（Heat sink）
８ 移動体(Mobile object)
９ 基地局（Base station）
１０ 共振器（Resonator）
１０Ｘ 単位構造体（Unit structure）
２０ 基体（Base）
２０ａ 空洞（Cavity）
２１ 第１基体（First Base）
２２ 第２基体（Second Base）
２３ 接続体（Connector）
２４ 第３基体（Third Base）
３０ 対導体（Pair conductors）
３０１ 第５導体層（Fifth conductive layer）
３０２ 第５導体（Fifth conductor）
３０３ 第６導体（Sixth conductor）
３１ 第１導体（First conductor）
３２ 第２導体（Second conductor）
４０ 第３導体群（Third conductor group）
４０１ 第１共振器（First resonator）
４０２ スロット（Slot）
４０３ 第７導体（Seventh conductor）
４０Ｘ 単位共振器（Unit resonator）
４０Ｉ 電流路（Current path）
４１ 第１導体層（First conductive layer）
４１１ 第１単位導体（First unit conductor）
４１２ 第１単位スロット（First unit slot）
４１３ 第１接続導体（First connecting conductor）
４１４ 第１浮遊導体（First floating conductor）
４１５ 第１給電導体（First feeding conductor）
４１Ｘ 第１単位共振器（First unit resonator）
４１Ｙ 第１部分共振器（First divisional resonator）
４２ 第２導体層（Second conductive layer）
４２１ 第２単位導体（Second unit conductor）
４２２ 第２単位スロット（Second unit slot）
４２３ 第１接続導体（Second connecting conductor）
４２４ 第１浮遊導体（Second floating conductor）
４２Ｘ 第２単位共振器（Second unit resonator）
４２Ｙ 第２部分共振器（Second divisional resonator）
４５ インピーダンス素子（Impedance element）
５０ 第４導体（Fourth conductor）
５１ 基準電位層（Reference potential layer）
５２ 第３導体層（Third conductive layer）
５３ 第４導体層（Fourth conductive layer）
６０ 第１アンテナ（First antenna）
６１ 第１給電線（First feeding line）
７０ 第２アンテナ（Second antenna）
７１ 第２給電層（Second feeding layer）
７２ 第２給電線（Second feeding line）
８０ 無線通信モジュール（Wireless communication module）
８１ 回路基板（Circuit board）
８１１ グラウンド導体（Ground conductor）
８２ ＲＦモジュール（RF module）
９０ 無線通信機器（Wireless communication device）
９１ 電池（Battery）
９２ センサ（Sensor）
９３ メモリ（Memory）
９４ コントローラ（Controller）
９５ 第１筐体（First case）
９５Ａ 上面（Upper surface）
９６ 第２筐体（Second case）
９６Ａ 下面（Under surface）
９６１ 第８導体（Eighth conductor）
９６１２ 第１部位（First body）
９６１３ 第１延部（First extra-body）
９６１４ 第２延部（Second extra-body）
９７ 第３アンテナ（Third antenna）
９９ 電導体（Electrical conductive body）
９９Ａ 上面（Upper surface）
１００，１０１，１０２ アンテナ素子（Antenna element）
１１０ 第４アンテナ(Third antenna)
１１１ 第３給電線（Third feeding line）
１２０，１３０，１４０ フィルタ(filter)
１２１～１２７，１３４Ａ，１３４Ｂ，１３５Ａ，１３５Ｂ，１３６Ａ，１３６Ｂ，１３７，１４４～１４９ 導体(conductor)
１２２，１３２，１４２ 配線(Wire)
１３３，１４３ 誘電体ブロック（Dielectric block）
２００，２１０，２２０ アンテナ基板(Antenna board)
２１１，２２１ 基板部(Board part)
ｆc 第３アンテナの動作周波数（Operating frequency of the third antenna）
λc 第３アンテナの動作波長（Operating wavelength of the third antenna）

Claims (11)

  1. 第２平面に沿って広がり、前記第２平面に交わる第１方向において離れて位置する第１導体および第２導体と、
    前記第１方向を含む第１平面に沿って広がり、前記第１導体および前記第２導体との間に位置する第３導体と、
    前記第１平面に沿って広がり、前記第１導体および前記第２導体に電気的に接続され、前記第３導体と離れて位置する第４導体と、
    前記第３導体に電気的に接続される給電線と、
    前記給電線に接続されるフィルタと、を含んで構成され、
    前記フィルタは、前記第４導体に重ねられて位置し、
    前記第１導体と前記第２導体は、前記第３導体を介して容量的に接続され、かつ、電気壁となる、アンテナ素子。
  2. 複数のアンテナ素子と、
    前記複数のアンテナ素子が位置するアンテナ基板と、を含んで構成され、
    前記アンテナ素子は、
    第２平面に沿って広がり、前記第２平面に交わる第１方向において離れて位置する第１導体および第２導体と、
    前記第１方向を含む第１平面に沿って広がり、前記第１導体および前記第２導体との間に位置する第３導体と、
    前記第１平面に沿って広がり、前記第１導体および前記第２導体に電気的に接続され、前記第３導体と離れて位置する第４導体と、
    前記第３導体に電気的に接続される給電線と、
    前記給電線に接続されるフィルタと、を含んで構成され、
    前記フィルタは、前記第４導体に重ねられて位置する、アレイアンテナ。
  3. 請求項２に記載のアレイアンテナであって、
    前記複数のアンテナ素子は、前記アンテナ基板と一体化される、アレイアンテナ。
  4. 請求項２に記載のアレイアンテナであって、
    前記アンテナ基板は、複数の基板部を含んで構成され、
    前記基板部には、少なくとも１つの前記アンテナ素子が位置する、アレイアンテナ。
  5. 請求項２から４のいずれか一項に記載のアレイアンテナであって、
    前記複数のアンテナ素子は、第４方向に沿って並ぶ、アレイアンテナ。
  6. 請求項２から４のいずれか一項に記載のアレイアンテナであって、
    前記複数のアンテナ素子は、第４方向、および当該第４方向と略直交する第５方向に沿って格子状に並ぶ、アレイアンテナ。
  7. 請求項２から４のいずれか一項に記載のアレイアンテナであって、
    前記複数のアンテナ素子は、第４方向、当該第４方向となす角度が９０度未満である第６方向、および当該第４方向および当該第６方向と交差する第７方向に沿って、格子状に並ぶ、アレイアンテナ。
  8. 請求項５から７のいずれか一項に記載のアレイアンテナであって、
    前記第４方向は、前記第１方向、または、前記第１平面に含まれかつ前記第１方向とは異なる第３方向に、沿う方向である、アレイアンテナ。
  9. 複数のアンテナ素子、および前記複数のアンテナ素子が位置するアンテナ基板を含んで構成されるアレイアンテナと、
    コントローラと、を有し、
    前記アンテナ素子は、
    第２平面に沿って広がり、前記第２平面に交わる第１方向において離れて位置する第１導体および第２導体と、
    前記第１方向を含む第１平面に沿って広がり、前記第１導体および前記第２導体との間に位置する第３導体と、
    前記第１平面に沿って広がり、前記第１導体および前記第２導体に電気的に接続され、前記第３導体と離れて位置する第４導体と、
    前記第３導体に電気的に接続される給電線と、
    前記給電線に接続されるフィルタと、を含んで構成され、
    前記フィルタは、前記第４導体に重ねられて位置し、
    前記コントローラは、前記フィルタに接続され、
    前記第１導体と前記第２導体は、前記第３導体を介して容量的に接続され、かつ、電気壁となる、通信ユニット。
  10. 通信ユニットを備える移動体であって、
    前記通信ユニットは、複数のアンテナ素子、および前記複数のアンテナ素子が位置するアンテナ基板を含んで構成されるアレイアンテナと、コントローラとを有し、
    前記アンテナ素子は、
    第２平面に沿って広がり、前記第２平面に交わる第１方向において離れて位置する第１導体および第２導体と、
    前記第１方向を含む第１平面に沿って広がり、前記第１導体および前記第２導体との間に位置する第３導体と、
    前記第１平面に沿って広がり、前記第１導体および前記第２導体に電気的に接続され、前記第３導体と離れて位置する第４導体と、
    前記第３導体に電気的に接続される給電線と、
    前記給電線に接続されるフィルタと、を含んで構成され、
    前記フィルタは、前記第４導体に重ねられて位置し、
    前記コントローラは、前記フィルタに接続され、
    前記第１導体と前記第２導体は、前記第３導体を介して容量的に接続され、かつ、電気壁となる、移動体。
  11. 通信ユニットを備える基地局であって、
    前記通信ユニットは、複数のアンテナ素子、および前記複数のアンテナ素子が位置するアンテナ基板を含んで構成されるアレイアンテナと、コントローラとを有し、
    前記アンテナ素子は、
    第２平面に沿って広がり、前記第２平面に交わる第１方向において離れて位置する第１導体および第２導体と、
    前記第１方向を含む第１平面に沿って広がり、前記第１導体および前記第２導体との間に位置する第３導体と、
    前記第１平面に沿って広がり、前記第１導体および前記第２導体に電気的に接続され、前記第３導体と離れて位置する第４導体と、
    前記第３導体に電気的に接続される給電線と、
    前記給電線に接続されるフィルタと、を含んで構成され、
    前記フィルタは、前記第４導体に重ねられて位置し、
    前記コントローラは、前記フィルタに接続され、
    前記第１導体と前記第２導体は、前記第３導体を介して容量的に接続され、かつ、電気壁となる、基地局。
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