JPWO2019107514A1 - アンテナユニット、およびアンテナ付きガラス板 - Google Patents

Abstract

アンテナユニット１０は、透明基板１２、一つ以上のアンテナ導体１１、および透明導電膜１３を有し、一つ以上のアンテナ導体１１は、透明基板１２の第１主面側に設けられ、透明導電膜１３は、透明基板１２の第１主面とは反対側の第２主面側に設けられる。

Description

本発明は、アンテナユニット、およびアンテナ付きガラス板に関する。

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。

近年では、アンテナは、小型化に伴い、ＷｉＦｉルータなどのように建物内に設置されることが多くなっている。建物には、携帯電話やインターネット通信などに使用される電波を安定して送受信できるように、多数のアンテナが設置されている。アンテナを建物に設置する際には、建物の外観を損ねないようにしつつ電波の送受信を安定して行うことができるように、アンテナの適切な設置場所を選定しながら設置する必要がある。

特に、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、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

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、ダイポール式のアンテナであるため、電波が導電膜の双方向に放射される。そのため、例えば、特許文献１のアンテナが建物の窓ガラスに設置された場合、室内にいる人にも電波が放射される。また、室内に電波が放射されるのを防ぐために銅板などの反射板をアンテナに用いた場合、銅板は着色されているため、アンテナが目立つ上、窓ガラスの視界も遮られるため、窓ガラスの意匠性が損なわれる。

本発明の一態様は、高い透明性を有すると共に、単方向に電波を放射することができるアンテナユニットを提供することを目的とする。

本発明の一態様に係るアンテナユニットは、透明基板、一つ以上のアンテナ導体、および透明導電膜を有し、前記一つ以上のアンテナ導体は、前記透明基板の第１主面側に設けられ、前記透明導電膜は、前記透明基板の前記第１主面とは反対側の第２主面側に設けられる。

本発明の一態様に係るアンテナユニットは、高い透明性を有すると共に、単方向に電波を放射することができる。

アンテナユニットをガラス板に適用した状態を示す透視斜視図である。 アンテナユニットの透視斜視図である。 図１に示す、アンテナユニットをガラス板を通して見た透視斜視図である。 アンテナユニットのアンテナ導体を上向きとした状態で見た時のアンテナユニットを示す斜視図である。 図２のＡ−Ａ方向から見た部分断面図である。 アンテナユニットの他の形態の一例を示す透視斜視図である。 アンテナユニットの他の形態の一例を示す透視斜視図である。 アンテナユニットの他の形態の一例を示す透視斜視図である。 アンテナユニットの他の形態を図２のＡ−Ａ断面と同じ位置から＋Ｘ軸方向に向かって見た時の一例を示す断面図である。 アンテナユニットの他の形態を図２のＡ−Ａ断面と同じ位置から＋Ｘ軸方向に向かって見た時の一例を示す断面図である。 アンテナ導体の形状の他の一例を示す図である。 アンテナ導体の形状の他の一例を示す図である。 アンテナ導体の形状の他の一例を示す図である。 アンテナユニットの他の形態の一例を示す図である。 アンテナユニットの他の形態を図２のＡ−Ａ断面と同じ位置から＋Ｘ軸方向に向かって見た時の一例を示す断面図である。 アンテナユニットの他の形態を図２のＡ−Ａ断面と同じ位置から＋Ｘ軸方向に向かって見た時の一例を示す断面図である。 固定部の他の形態の一例を示す図である。 アンテナユニットを適用したアンテナ付きガラス板の斜視図である。 例１−１のアンテナユニットの積層状態を示す図である。 例１−１のアンテナユニットの構成を示す平面図である。 透明基材の平面図である。 周波数が３．５ＧＨｚ付近におけるリターンロスの測定結果を示す図である。 例２のアンテナユニットの構成を示す図である。 透明導電膜の一辺の長さが３．５λの時における、例１−１のアンテナユニットの放射指向性の測定結果を示す図である。 透明導電膜の一辺の長さが１．０λの時における、例１−１のアンテナユニットの放射指向性の測定結果を示す図である。 インピーダンス調整部の一例を示す図である。 アレイアンテナの構成例を示す平面図である。 アンテナユニットの積層構成の一例を示す断面図である。 アンテナユニットの積層構成の一例を示す断面図である。 マイクロストリップ線路を例示する断面図である。 透明導電膜のシート抵抗の違いによる、マイクロストリップ線路の透過係数の周波数特性を示す図である。 導体パターンが背面側に形成されたマイクロストリップ線路を例示する断面図である。 透明導電膜のシート抵抗の違いによる、導体パターン付きのマイクロストリップ線路の透過係数の周波数特性を示す図である。 マイクロストリップアンテナの斜視図である。 透明基板の厚さが約２ｍｍのときのマイクロストリップアンテナの放射効率を示す図である。 透明基板の厚さが約４ｍｍのときのマイクロストリップアンテナの放射効率を示す図である。 図３８，３９の測定時のマイクロストリップアンテナの構造を示す図である。 透明導電膜の材質の違いによるアンテナ利得の変化を示す図である。 透明導電膜の材質の違いによる放射効率の変化を示す図である。 導体ラインと放射素子との接続形態の一例を示す図である。 アレイアンテナの構成例を示す平面図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、理解の容易のため、図面における各部材の縮尺は実際とは異なる場合がある。本明細書では、３軸方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向）の３次元直交座標系を用い、透明基板の幅方向をＸ方向とし、厚さ方向をＹ方向とし、高さ方向をＺ方向とする。ガラス板の下から上に向かう方向を＋Ｚ軸方向とし、その反対方向を−Ｚ軸方向とする。

＜アンテナユニット＞ 一実施形態に係るアンテナユニットについて説明する。図１は、アンテナユニットをガラス板に適用した状態を示す透視斜視図であり、図２は、アンテナユニットの透視斜視図であり、図３は、図１に示すアンテナユニットをガラス板を通して見た透視斜視図であり、図４は、アンテナユニットのアンテナ導体を上向きとした状態で見た時のアンテナユニットを示す斜視図であり、図５は、図２のＡ−Ａ方向から見た部分断面図である。

図１〜図５に示すように、アンテナユニット１０は、アンテナ導体１１、透明基板１２、透明導電膜１３、透明基材１４、およびスペーサ（固定部）１５Ａを有する。アンテナユニット１０は、ガラス板２１の室内側の主面２１１に取り付けられ、ガラス板２１側から室内側に向かって、アンテナ導体１１、透明基板１２、透明導電膜１３、および透明基材１４の順に積層して構成されている。ガラス板２１は、既存または新規の建物（例えば、ビル）などの窓に用いられる窓ガラスである。本実施形態では、アンテナ導体１１、透明基板１２、および透明導電膜１３により、マイクロストリップアンテナを構成している。以下、アンテナユニット１０を構成する各部材について説明する。

アンテナ導体１１は、透明基板１２の第１主面１２１に設けられる。アンテナ導体１１は、パッチ状の導体からなる放射素子（パッチアンテナ）１１１、導体ライン１１２、１１３、誘電体層１１４、１１５、および金属層１１６を有する。本明細書において、導体である、放射素子（パッチアンテナ）１１１、導体ライン１１２、１１３、および金属層１１６と、誘電体層１１４、１１５とを総称してアンテナ導体１１という。金属層１１６に、スロット１１６ａが切り込まれて形成されている。ガラス板２１側から室内側に向かって、導体ライン１１３、誘電体層１１４、金属層１１６、誘電体層１１５、および導体ライン１１２の順に積層して構成されている。本実施形態では、導体ライン１１２、１１３、誘電体層１１４、１１５、および金属層１１６により、給電部が形成されている。アンテナ導体１１は、導体ライン１１３が誘電体層１１４の一方の面の側に位置し金属層１１６が誘電体層１１４の他方の面の側に位置するマイクロストリップ線路を有する。また、アンテナ導体１１は、導体ライン１１２が誘電体層１１５の一方の面の側に位置し金属層１１６が誘電体層１１５の他方の面の側に位置するマイクロストリップ線路を有する。

アンテナ導体１１のうち、放射素子（パッチアンテナ）１１１、および導体ライン１１２、１１３は、平板状に形成された導体である。アンテナ導体１１のうち、放射素子（パッチアンテナ）１１１、導体ライン１１２、１１３、および金属層１１６（以下、導体部ともいう。）は、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｃｒ（クロム）、Ｐｄ（鉛）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｎｉ（ニッケル）、またはＰｔ（白金）などの導電性材料で形成される。それらの導体部は、合金でもよく、例えば、銅と亜鉛の合金（黄銅）、銀と銅の合金、銀とアルミニウムの合金などがある。導体部の種類を変更することによって、導体部の色を変えることができる。アンテナ導体１１は、公知の形成方法を用いて形成することができる。導体部は、例えば、導電性材料を含有するペーストをプリントして形成されてもよいし、導電性材料からなる箔状体を接着剤などにより貼付して形成されてもよいし、導電性材料を蒸着処理によって形成されてもよい。

アンテナ導体１１のうち、導体部のそれぞれの厚さは、アンテナとして機能できればよく、例えば、０．０９μｍ〜５０μｍが好ましく、１．８μｍ〜５０μｍがより好ましい。アンテナ導体１１の厚さが１．８μｍ〜５０μｍであれば、導体部のそれぞれの抵抗値が１Ω以下となる。

パッチアンテナ１１１は、パッチ状の導体であり、電波を放射する放射導体として機能する。パッチアンテナ１１１は、導体ライン１１２が連結される切込み部１１１ａを有する。パッチアンテナ１１１は、アンテナ導体１１を透明基板１２の第１主面１２１に対して直交する方向から切込み部１１１ａを除いて見た時、矩形状に形成されている。パッチアンテナ１１１の大きさは、送受信する電波の周波数帯などに応じて適宜設計される。例えば、パッチアンテナ１１１の一辺の長さが、電波の中心周波数
の波長λに対して、約２分の１の長さ（λ／２）を有する正方形に設計されている。なお、アンテナ導体１１は、パッチアンテナ１１１に代えて、ダイポールアンテナなどでもよい。また透明導電膜を用いたスロットアンテナでもよい。

なお、電波は、周波数が３０Ｈｚ〜３ＴＨｚの電磁波であり、電磁波の一種であることから、電波には広義の意味では電磁波を含む。

導体ライン１１２、１１３は、長方形状に形成された板状導体である。

導体ライン１１２は、パッチアンテナ１１１に連結されている。

導体ライン１１３は、その一端に給電点１１３ａを有する。導体ライン１１３は、建物の壁や天井などに取り付けられている無線機などの信号処理装置の信号経路に同軸ケーブル２２を介して電気的に接続される。同軸ケーブル２２の内部導体は導体ライン１１３の給電点１１３ａに電気的に接続され、同軸ケーブル２２の外部導体は透明導電膜１３の給電点１３ａに電気的に接続されている。なお、導体ライン１１３は、同軸ケーブル２２に代えて、ＡＶ線などの給電線、またはフレキシブル基板など樹脂で成形された基板を介して電気的に接続されていてもよい。

誘電体層１１４は、ガラスエポキシなどの樹脂材料が用いられる。

同軸ケーブル２２により導体ライン１１３の給電点１１３ａに入力された信号は、導体ライン１１３からスロット１１６ａへ電磁結合により伝達され、スロット１１６ａから導体ライン１１２へ電磁結合により伝達され、パッチアンテナ１１１へ給電される。電磁結合によりアンテナに非接触で給電することにより、ガラス板２１の上に形成されたアンテナ導体１１へ直接コネクタを実装することが難しい構造でも、容易に給電することが可能となる。

導体ライン１１２は、透明導電膜１３をグランドプレーンとして利用することにより、パッチアンテナ１１１に給電する機能を有するマイクロストリップ線路を形成する。

アンテナ導体１１は、光透過性を有することが好ましい。アンテナ導体１１が光透過性を有すれば、ガラス板２１の外側に見える景色がアンテナ導体１１により遮られるのを軽減できる。

導体ライン１１３と同軸ケーブル２２との間には、例えば、フィルタ、アンプ、移相器などの回路が実装されていてもよい。移相器で給電位相を変えることによりアンテナ導体１１の指向性を制御できる。

また、アンテナ導体１１は、光透過性を有するためにメッシュ状に形成してもよい。ここで、メッシュとは、アンテナ導体１１の平面に網目状の透孔が空いた状態をいう。放射素子（パッチアンテナ）１１１、導体ライン１１２、１１３、誘電体層１１４、１１５、金属層１１６のいずれもメッシュ状に形成することができる。

アンテナ導体１１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。また、メッシュの線間隔は、アンテナ導体１１によって送受される電波の、真空中における波長をλとしたとき、０．５λ以下であることが好ましく、０．１λ以下であることがより好ましく、０．０１λ以下であることがさらに好ましい。メッシュの線間隔が０．５λ以下であればアンテナの性能が高い。また、メッシュの線間隔は、０．００１λ以上であってもよい。

アンテナ導体１１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１１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１１の可視光透過率は、３０％以上であることが好ましく、４０％以上であることがより好ましく、５０％以上であることがより好ましく、６０％以上であることがさらに好ましく、８０％以上であることが特に好ましい。アンテナ導体１１の可視光透過率は、３０％以上であれば、ガラス板２１をアンテナ導体１１を通して見ることができるので、ガラス板２１から見える視界がアンテナ導体１１により遮られるのを低減できる。また、アンテナ導体１１の可視光透過率は、アンテナの性能を向上するために、９０％以下が好ましく、８５％以下がより好ましい。アンテナ導体１１の開口率を大きくするほど、アンテナ導体１１の可視光透過率を高くすることができる。

アンテナ導体１１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１１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１１がメッシュ状に形成される場合、アンテナ導体１１の厚さは、２〜４０μｍであってよい。アンテナ導体１１がメッシュ状に形成されることにより、アンテナ導体１１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１１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１１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。

アンテナ導体１１の表面抵抗率（以下、シート抵抗ともいう。）は、２０Ω／□以下が好ましく、１０Ω／□以下がより好ましく、５Ω／□以下がさらに好ましい。

アンテナ導体１１は、Ｃｕによりメッシュ状に形成されることが特に好ましい。そのようなアンテナ導体１１は、導電性がよくアンテナの性能が良く、さらに可視光透過率を高くすることができる。

透明基板１２は、アンテナ導体１１が設けられる基板であり、透明な平板状の誘電体である。透明基板１２は、ガラス板２１に対して平行に設けられている。透明基板１２は矩形に形成されており、第１主面１２１および第２主面１２２を有する。第１主面１２１がガラス板２１の主面と対向するように設けられ、第２主面１２２がガラス板２１の主面側とは反対方向となるように設けられている。透明基板１２は、幅（Ｘ軸方向）の長さを、透明導電膜１３および透明基材１４の幅（Ｘ軸方向）の長さよりも短く形成されており、スペーサ１５Ａを透明導電膜１３に固定できるようにしている。本実施形態では、透明基板１２は１枚であるが、主面方向に２枚以上積層して組み合わせてもよい。

透明基板１２は、光透過性を有する材料で形成される。透明基板１２を光透過性を有する材料で形成することで、ガラス板２１を透明基板１２を通して見ることができるので、ガラス板２１から見える視界が透明基板１２により遮られるのを低減できる。

透明基板１２を形成する材料としては、ガラスや樹脂などの誘電体を用いることができる。透明基板１２がガラスで形成される場合、ガラスの材質としては、例えば、無アルカリガラス、石英ガラス、ソーダライムガラス、ホウケイ酸ガラス、アルカリホウケイ酸ガラス、またはアルミノシリケートガラスなどを挙げることができる。透明基板１２が樹脂で形成される場合、樹脂の材質としては、例えば、ポリカーボネート、アクリル系樹脂を挙げることができる。

透明基板１２は、誘電正接（ｔａｎδ）の値が小さい方が高周波の用途に適しているため、透明基板１２に用いられる誘電体のｔａｎδの値は０．０２５以下であることが好ましく、０．０２０以下であることがより好ましく、０．０１０以下であることがさらに好ましく、０．００１〜０．０１であることが特に好ましい。ここで、ｔａｎδは２４ＧＨｚにおける値である。誘電体のｔａｎδの値が０．０２５以下であれば、アンテナ導体１１から放射される電波が通過しやすくなる。透明基板１２がガラスで形成される場合、誘電体のｔａｎδの値が０．０２５以下であることが好ましい点から、ガラスの材質としては、例えば、無アルカリガラス、アルカリホウケイ酸ガラス、ソーダライムガラス、または石英ガラスが好ましい。

透明基板１２の厚さは、アンテナ導体１１がアンテナとして機能できるように、導体ライン１１２と透明導電膜１３とが非接触で結合可能となる範囲内に設計される。透明基板１２は、アンテナ導体１１と透明導電膜１３との間に配置されているため、透明基板１２の厚さは、透明導電膜１３のアンテナ導体側の第１主面１３１とアンテナ導体１１の透明導電膜１３側の面との間隔Ｌ１となる。透明基板１２の厚さ、すなわち間隔Ｌ１の好適な範囲については後述する。

透明導電膜１３は、透明基板１２の第２主面１２２側に設けられ、本実施形態では、透明基板１２の第２主面１２２と透明基材１４の第１主面１４１との間に設けられている。透明導電膜１３は、後述するように、Ａｇ層やＴｉ層などの金属層と、ＺｎＯ層などの誘電体層とを含み、アンテナ導体１１から放射される電波を反射するため、単方向に電波を放射することができる。透明導電膜１３は、第１主面１３１と、第１主面１３１とは反対側の第２主面１３２とを有する。

透明導電膜１３は、第１主面１３１に対して直交する方向から見たとき、透明基板１２の第２主面１２２の全面を覆うように形成されている。透明導電膜１３の主面は、透明基材１４の第１主面１４１と同じ大きさであり、透明導電膜１３と透明基材１４とが積層する方向（積層方向）から見たとき、透明導電膜１３の形状は、透明基材１４の形状と一致している。送受信される電波の波長をλとした場合、透明導電膜１３の面積は、透明導電膜１３をグランドプレーンとして効果的に利用できるように、λ^２以上とすることが好ましい。

透明導電膜１３は、印刷など公知の形成方法により、透明基材１４の第１主面１４１上に形成することができる。

透明導電膜１３の可視光透過率は、３０％以上であることが好ましく、４０％以上であることがより好ましく、５０％以上であることがより好ましく、６０％以上であることがさらに好ましく、８０％以上であることが特に好ましい。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。透明導電膜１３の可視光透過率は、３０％以上であれば、ガラス板２１を透明導電膜１３を通して見ることができるので、ガラス板２１から見える視界が透明導電膜１３により遮られるのを低減できる。また、透明導電膜１３の可視光透過率は、アンテナの性能を向上するために、９０％以下が好ましく、８５％以下がより好ましい。

透明導電膜１３のシート抵抗は、２０Ω／□以下であることが好ましく、１０Ω／□以下であることがより好ましく、６Ω／□以下であることがさらに好ましく、４Ω／□以下であることが特に好ましい。さらに、透明導電膜１３のシート抵抗は、２Ω／□以下であることが好ましく、１．５Ω／□以下であることがより好ましく、１Ω／□以下であることがさらに好ましく、０．５Ω／□以下であることが特に好ましく、０．１Ω／□以下であることが最も好ましい。シート抵抗の下限値は、０Ω／□に近いほど好ましい。透明導電膜１３のシート抵抗が、２０Ω／□以下であれば、アンテナ導体１１から放射される電波を反射できると共に、透明導電膜１３の透明性を維持することができる。例えば、透明導電膜１３のシート抵抗は、Ｌｏｗ−Ｅ（Low Emissivity）膜の場合、１．０〜１．２Ω／□程度であり、メッシュ状に形成された銅膜の場合、０．１Ω／□以下である。

透明導電膜１３は、具体的には、Ｌｏｗ−Ｅ（Low Emissivity）膜などを用いることができる。Ｌｏｗ−Ｅ膜は、誘電体層と金属層とを積層して構成されている。誘電体層および金属層は、それぞれ、１層でもよいし、２層以上でもよい。誘電体層を形成する材料としては、例えば、ＺｎＯ、ＳｎＯ、またはＴｉＯ₂などの金属酸化物、またはＳｉ_３Ｎ_４などの窒化物などが用いられる。金属層を形成する材料としては、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｔｉ、またはＰｄなどの金属、またはＴｉＮなどの窒化物などが用いられる。金属層がＡｇを含む層（Ａｇ層）である場合、Ａｇのみで構成されていてもよいし、ＴｉやＰｄを数ａｔ％添加したものでもよい。本実施形態では、金属層として、Ａｇ層を用いる。Ａｇ層は、１〜３層形成することが好ましい。透明導電膜１３のＡｇ層を１〜３層とすることにより、透明導電膜１３は、可視光透過率およびシート抵抗を、いずれも、上記の範囲内に容易に調整することができる。Ａｇ層を１層以上とすることにより、透明導電膜１３のシート抵抗を低くできる。また、Ａｇ層を３層以下とすることにより、透明導電膜１３の可視光透過率を高くすることができる。

また、透明導電膜１３は、厚さを薄くしたＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、ＣｒまたはＰｔなどの導電性材料を用いてもよい。また、透明導電膜１３は、Ａｕ、Ａｇ、ＣｕまたはＰｔなどの導電性材料を、後述するメッシュ状に形成したものを用いてもよい。透明導電膜１３の厚さを薄くしたり、メッシュ状に形成したりすることにより、Ａｕ、Ａｇ、ＣｕまたはＰｔなどの金属であっても可視光透過率およびシート抵抗を、いずれも、上記の範囲内に容易に調整することができる。

透明導電膜１３の膜厚は、０．０９μｍ以上が好ましく、０．３５μｍ以上がより好ましい。また、透明導電膜１３の膜厚は、１１０μｍ以下が好ましい。透明導電膜１３の膜厚が上記範囲内であれば、アンテナの放射効率を高めることができる。

透明導電膜１３は、光透過性を有するためにメッシュ状に形成してもよい。ここで、メッシュとは、透明導電膜１３の平面に網目状の透孔が空いた状態をいう。

透明導電膜１３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。また、メッシュの線間隔は、アンテナ導体１１によって送受される電波の、真空中における波長をλとしたとき、０．５λ以下であることが好ましく、０．１λ以下であることがより好ましく、０．０１λ以下であることがさらに好ましい。メッシュの線間隔が０．５λ以下であれば電磁遮蔽性能が高い。また、メッシュの線間隔は、０．００１λ以上であってもよい。

透明導電膜１３の表面抵抗率は、透明導電膜１３の厚さ、材質、および開口率による。開口率は、透明導電膜１３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。

また、透明導電膜１３の開口率が大きいほど可視光透過率が高くなる。透明導電膜１３の開口率は、８０％以上が好ましく、９０％以上がより好ましい。また、透明導電膜１３の開口率は、室内への電波の透過を抑制するために、９５％以下が好ましい。

また、透明導電膜１３がメッシュ状に形成される場合における透明導電膜１３の膜厚は、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、透明導電膜１３がメッシュ状に形成される場合における透明導電膜１３の膜厚は、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。透明導電膜１３がメッシュ状に形成されることにより、透明導電膜が厚くても、可視光透過率を高くすることができる。

ガラス板２１の主面２１１に対して直交する方向から見たとき、透明導電膜１３の投影面積は、送受信される電波の波長をλとした場合、λ^２以上であることが好ましく、２λ^２〜２５λ^２であることがより好ましい。透明導電膜１３の投影面積がλ^２以上であれば、アンテナ導体１１から放射される電波の反射効率を高め、単方向に電波を強く放射することができる。

また、透明導電膜１３の面積は、０．０７ｍ^２以上が好ましく、０．０９ｍ^２以上がより好ましく、０．１８ｍ^２以上がさらに好ましい。特に、０．０７ｍ^２以上であれば、３．５ＧＨｚ以上の高周波の電波においてもアンテナ導体１１から放射される電波の反射効率を高め、単方向に電波を強く放射することができる。透明導電膜１３の面積の上限は特に限定されないが、ガラス板２１の面積を考慮し、３０ｍ^２以下が好ましい。

透明導電膜１３の面積は、アンテナ導体１１の面積の３倍以上が好ましく、４倍以上がより好ましく、５倍以上がさらに好ましい。透明導電膜１３の面積が、アンテナ導体１１の面積の３倍以上であれば、電磁遮蔽性能が高い。

透明導電膜１３のアンテナ導体側の第１主面１３１とアンテナ導体１１の透明導電膜１３側の面との間隔Ｌ１は、アンテナ導体１１がアンテナとして機能するために、金属層１１６と透明導電膜１３とが非接触で結合可能な範囲内であればよい。間隔Ｌ１は、０．５ｍｍ以上が好ましく、０．７ｍｍ以上であってもよく、１ｍｍ以上であってもよく、２ｍｍ以上であってもよく、３ｍｍ以上であってもよく、４ｍｍ以上であってもよい。また、間隔Ｌ１は、２０ｍｍ以下が好ましく、１０ｍｍ以下がより好ましく、５ｍｍ以下がさらに好ましい。間隔Ｌ１が上記範囲内であれば、金属層１１６と透明導電膜１３とが非接触で結合可能となり、アンテナ導体１１はアンテナとして機能できる。アンテナ導体１１の動作周波数が３．５ＧＨｚであるときは、間隔Ｌ１を特に上記範囲とすることが好ましい。上記範囲を３．５ＧＨｚの波長で規格化すると、送受される電波の波長をλとしたとき、間隔Ｌ１は、０．００５λ以上が好ましく、０．００８λ以上であってもよく、０．０１１λ以上であってもよく、０．０２３λ以上であってもよく、０．０３５λ以上であってもよく、０．０４６λ以上であってもよい。また、間隔Ｌ１は、０．２３４λ以下が好ましく、０．１１７λ以下がより好ましく、０．０５９λ以下がさらに好ましい。

透明基材１４は、透明導電膜１３が設けられる、透明な平板状の誘電体である。透明基材１４は、透明基板１２と同様、ガラス板２１に対して平行に設けられている。透明基材１４は、第１主面１４１に対して直交する方向から見たとき、矩形に形成されており、透明導電膜１３が設けられる第１主面１４１および第１主面１４１とは反対側である第２主面１４２を有する。

ガラス板２１の主面２１１に対して直交する方向から見たときの、透明基材１４の投影面積は、ガラス板２１の主面２１１に対して直交する方向から見たときの、透明基板１２の投影面積よりも大きく形成されている。

透明基材１４の材料は、透明基板１２の材料と同じでもよいし、異なっていてもよい。アンテナユニット１０は、透明基板１２および透明基材１４をガラスで形成し、複層ガラスで構成してもよい。

透明基材１４の厚さは、透明導電膜１３を外部から保護しつつ、透明性を維持できればよく、上述の透明基板１２の厚さと同様でもよいし、異なっていてもよい。

スペーサ１５Ａは、透明基材１４をガラス板２１に固定するためのものである。一対のスペーサ１５Ａが、透明導電膜１３の第１主面１３１の両端に設けられている。スペーサ１５Ａの一端がガラス板２１の主面２１１に固定され、他端が第１主面１３１に固定される。本実施形態では、スペーサ１５Ａは、透明導電膜１３のＸ軸方向の両端に、Ｚ軸方向に沿って矩形状に設けられている。

スペーサ１５Ａを形成する材料としては、透明導電膜１３およびガラス板２１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。

スペーサ１５Ａの厚さは、アンテナユニット１０の大きさ、ガラス板２１とアンテナ導体１１との間に必要な間隔などに応じて適宜設計される。例えば、アンテナ導体１１とガラス板２１との間に空間を形成する場合には、前記空間が形成されるように、スペーサ１５Ａの厚さを設計する。アンテナ導体１１とガラス板２１との間に空間が必要ない場合などには、アンテナ導体１１がガラス板２１と接するようにスペーサ１５Ａの厚さを設計する。ガラス板２１の主面２１１と透明基板１２との間隔が離れる（大きくなる）と、電波の透過性能は良好になる。しかし、アンテナユニット１０がガラス板２１の主面から大きく突出することになるので、アンテナユニット１０がガラス板２１の障害物になってしまう。スペーサ１５Ａの厚さは、上記点を考慮して設計することが好ましい。

なお、本実施形態において、スペーサ１５Ａの厚さとは、透明導電膜１３とガラス板２１との接触面に対するスペーサ１５Ａの垂直方向（Ｙ軸方向）の長さをいう。

アンテナユニット１０は、送信用および受信用のアンテナとして用いることができる。アンテナユニット１０が送信用のアンテナとして用いられる場合、アンテナユニット１０では、図示しない屋内の送受信機から同軸ケーブル２２を介して導体ライン１１２を有するマイクロストリップ線路に給電されると、導体ライン１１２に電流が生じることで、マイクロストリップ線路からパッチアンテナ１１１に給電される。パッチアンテナ１１１に送られた電流は、所定の周波数帯の電波（送信信号）に変換され、パッチアンテナ１１１からガラス板２１側に向かって放射される。これにより、パッチアンテナ１１１は送信用のアンテナとして機能する。

アンテナユニット１０が受信用のアンテナとして用いられる場合、アンテナユニット１０では、屋外からガラス板２１を通って到達した、所定の周波数帯の電波（受信信号）がパッチアンテナ１１１で受信されると、パッチアンテナ１１１は励振して、パッチアンテナ１１１に電流が生じる。電流はパッチアンテナ１１１から導体ライン１１２に流れ、導体ライン１１２から同軸ケーブル２２により送られ、送受信機に入力される。これにより、パッチアンテナ１１１が受信用のアンテナとして機能する。

このように、アンテナユニット１０は、アンテナ導体１１、透明基板１２、透明導電膜１３、および透明基材１４を有し、透明性が高い部材で形成されている。アンテナユニット１０は、高い透明性を有するので、ガラス板２１の外をアンテナユニット１０を通して見ることができ、アンテナユニット１０は目立たない。そのため、ガラス板２１から見える視界がアンテナユニット１０で遮られるのを低減できると共に、ガラス板２１の意匠性を維持できる。

アンテナユニット１０の可視光透過率は、２０％以上であることが好ましく、４０％以上であることがより好ましく、５０％以上であることがより好ましく、６０％以上であることがさらに好ましく、８０％以上であることが特に好ましい。ここで、可視光透過率はＪＩＳ Ｒ３１０６（１９９８）により規定されたものである。また、アンテナユニット１０の可視光透過率とは、光がアンテナ導体１１、透明基板１２、透明導電膜１３、および透明基材１４の全てを透過したときの可視光透過率である。アンテナユニット１０の可視光透過率は、２０％以上であれば、ガラス板２１をアンテナユニット１０を通して見ることができるので、ガラス板２１から見える視界がアンテナユニット１０により遮られるのを低減できる。また、アンテナユニット１０の可視光透過率は、アンテナの性能を向上するために、９０％以下が好ましく、８５％以下がより好ましい。

アンテナ導体１１に含まれるパッチアンテナ１１１は、主に単方向である外側（＋Ｙ軸方向）に電波を放射する。そのため、アンテナユニット１０は、アンテナ導体１１から放射される電波の放射効率を向上させることができる。なお、放射効率は、下記式（１）に基づいて求められる。式（１）中、放射電力とは、アンテナ導体１１から放射される電力であり、入力電力とは、アンテナ導体１１に入力（供給）される電力である。アンテナユニット１０は、特に、移動体通信として利用されている周波数が０．７〜１１０ＧＨｚ付近の放射効率を高めることができる。 放射効率（ｄＢ）＝１０×ｌｏｇ{放射電力（Ｗ）／入力電力（Ｗ）} ・・・（１）

また、アンテナ導体１１から放射される電波の放射指向性は外側（＋Ｙ軸方向）に高く、室内側（−Ｙ軸方向）に小さくても、一部の電波は室内側に向けて放射される可能性がある。アンテナユニット１０は、透明基板１２の第２主面１２２側に透明導電膜１３を有しているので、室内側に放射される僅かな電波は透明導電膜１３で反射される。そのため、アンテナ導体１１から放射される電波が室内に放射されるのを軽減できるので、電波が室内にいる人に照射されるのを低減することができる。

アンテナユニット１０の製造方法の一例について説明する。透明基板１２の第１主面１２１にＡｇなどの導電性材料を含有するペーストを塗布し、乾燥、焼成を行い、アンテナ導体１１を形成する。次いで、透明基板１２の第２主面１２２に、透明導電膜１３を形成した透明基材１４を貼り合わせる。次いで、透明導電膜１３の透明基板１２が貼り合わされていない部分にスペーサ１５Ａの一端を固定する。スペーサ１５Ａの他端はガラス板２１に取り付けて、アンテナユニット１０をガラス板２１に固定する。

なお、アンテナユニット１０を、透明導電膜１３とスペーサ１５Ａとを一体とした状態でガラス板２１に取り付けているが、これに限定されない。例えば、ガラス板２１にスペーサ１５Ａのみを先に取り付けた後、透明導電膜１３をスペーサ１５Ａに取り付けて、アンテナユニット１０をガラス板２１上で完成させるようにしてもよい。

また、アンテナ導体１１は、透明基板１２の第１主面１２１に導電性材料を印刷、メッキ、またはスパッタにより形成してもよい。また、透明導電膜１３は、透明基板１２の第２主面１２２に導電性材料を印刷、メッキ、またはスパッタにより形成してもよい。

また、本実施形態では、アンテナ導体１１は、透明基板１２の第１主面１２１上に設けられているが、透明基板１２の第１主面１２１側であればよい。アンテナ導体１１は、透明基板１２の第１主面１２１と隙間を空けて設けられていてもよい。アンテナ導体１１と透明導電膜１３との距離を長くすることで、アンテナの動作利得（アンテナ利得）を向上させることができる。なお、隙間は、例えば、透明基板１２の第１主面１２１およびアンテナ導体１１の透明基板１２側の主面の端に、アルミニウムなどの金属または樹脂などにより形成されたスペーサを設けることにより形成される。

アンテナユニット１０は、ガラス板２１の意匠性を維持しつつ、電波が室内に放射されるのを軽減できることから、建物のガラス板２１に取り付ける、例えば移動体通信用の周波数帯など高周波数帯域を送受信するアンテナとして有効に用いることができる。

本実施形態では、建物（例えば、ビルなど）に設置されるガラス板２１にアンテナユニット１０が取り付けられる場合について説明したが、アンテナユニット１０は、建物以外（例えば、乗り物など）の窓ガラスに取り付けられてもよいし、ガラス板２１以外のガラスに取り付けられてもよい。

以下に、アンテナユニット１０の他の形態について説明する。

本実施形態では、アンテナユニット１０は、図６に示すように、透明基板１２の第１主面１２１に形成される導体ライン１１２と、導体ライン１１２との両側にギャップを空けて第１主面１２１に形成されるグランド層３１とを含むコプレーナ線路３２を備えてもよい。グランド層３１は、導体ライン１１２との間に、非接触で結合可能な距離があればよい。グランド層３１と透明導電膜１３とは、透明基板１２の端面１２ａからＡｕなどの導電性材料からなる導体ワイヤで繋がれ、前記導体ワイヤを介して電気的に接続されている。また、同軸ケーブル２２の外部導体は、グランド層３１の給電点３１ａに電気的に接続する。

本実施形態では、透明基板１２の幅（Ｘ軸方向）の長さは、透明導電膜１３および透明基材１４の幅（Ｘ軸方向）の長さよりも短くして、スペーサ１５Ａを透明導電膜１３に固定できるようにしているが、これに限定されない。例えば、図７に示すように、透明基板１２の幅（Ｘ軸方向）の長さは、透明導電膜１３および透明基材１４の幅（Ｘ軸方向）の長さと同じにしてもよい。この場合、スペーサ１５Ａは、透明基板１２の第１主面１２１に固定される。スペーサ１５Ａを透明基板１２の第１主面１２１に設けて、透明基板１２とガラス板２１（図１参照）との距離を最適に設計することにより、アンテナ導体１１とガラス板２１（図１参照）との干渉が軽減される。

本実施形態では、アンテナユニット１０は、導体ライン１１３の端部に給電点１１３ａを設けているが、これに限定されない。アンテナユニット１０は、例えば、図８に示すように、導体ライン１１２の端部に給電点１１２ａを設け、給電点１１２ａに同軸ケーブル２２の内部導体を直接接続させてもよい。この場合、アンテナ導体１１は、導体ライン１１３、誘電体層１１４、１１５、および金属層１１６を備えなくてもよい。

本実施形態では、透明基板１２の端面１２ａに、例えばアルミニウム、金、銀、銅、白金などで形成された金属膜を有してもよい。アンテナ導体１１から放射された電磁波は、透明導電膜１３で室内側に放射されることを抑制できるが、透明基板１２に放射されると、透明基板１２の第１主面１２１の端面１２ａ側に流れ、端面１２ａから室内側に放射される可能性がある。透明基板１２の端面１２ａに金属層を設けることにより、透明基板１２の端面１２ａ側から室内に電磁波が放射されることを抑制できる。金属膜は、透明基板１２の端面１２ａだけではなく、透明基材１４の端面１４ａに設けてもよく、アンテナ導体１１を覆わない範囲で透明基板１２または透明基材１４の主面上に設けてもよい。透明基板１２の端面１２ａに設ける金属膜と、透明基材１４の端面１４ａ、透明基板１２の主面、または透明基材１４の主面に設ける金属膜とを一体物にすることにより、容易に金属膜を透明基板１２の端面１２ａに設けることができる。

本実施形態では、アンテナユニット１０は、透明基材１４を備えているが、透明導電膜１３は、透明基板１２の第２主面１２２上に設けられているので、アンテナユニット１０の薄型化や軽量化を図る場合などには透明基材１４を備えなくてもよい。

本実施形態では、透明導電膜１３は、透明基材１４の第１主面１４１上に設けられているが、透明基板１２の第２主面１２２側であればよい。アンテナユニットの他の形態を図２のＡ−Ａ断面と同じ位置から＋Ｘ軸方向に向かって見た時の一例を、図９および図１０に示す。透明導電膜１３は、図９に示すように、透明基材１４の第２主面１４２に設けられていてもよいし、図１０に示すように、透明基板１２の第２主面１２２と隙間Ｓを空けて透明基材１４の第１主面１４１に設けられていてもよい。図９および図１０に示すように、アンテナ導体１１と透明導電膜１３との距離を長くすることで、アンテナの動作利得（アンテナ利得）を向上させることができる。なお、隙間Ｓは、例えば、透明基板１２の第２主面１２２および透明導電膜１３の第１主面１３１の端に、アルミニウムなどの金属または樹脂などにより形成されたスペーサを設けることにより形成される。

本実施形態では、パッチアンテナ１１１を透明基板１２の第１主面１２１に対して直交する方向から切込み部１１１ａが形成されていないと仮定して見た時、パッチアンテナ１１１は、矩形状に形成されているが、図４に示すような矩形状に限定されず、送受信する周波数帯や要求される性能に応じて適宜変更してもよい。例えば、パッチアンテナ１１１を透明基板１２の第１主面１２１に対して直交する方向から見て切込み部１１１ａが形成されていないと仮定した時、パッチアンテナ１１１は、例えば、長方形や菱形などの矩形状でもよいし、図１１に示すように、対角線上に位置する一対の角に切り欠きを形成してもよいし、図１２に示すように、円形や楕円形に形成されてもよいし、図１３に示すように、三角形状などの多角形状に形成されてもよい。

本実施形態では、導体ライン１１２は、直線状に形成されているが、導体ライン１１２が、所定の周波数帯で透明導電膜１３と電磁結合できれば、図示の形態（形状、寸法など）に限られない。導体ライン１１２の形状の具体例として、ループ状、Ｌ字状、格子状などが挙げられる。

本実施形態では、アンテナ導体１１は、パッチアンテナ１１１を透明基板１２の第１主面１２１上に１つ設けている。しかし、透明基板１２の第１主面１２１上に、例えば、図１４に示すように、複数（図１４では、１６個）のパッチアンテナ１１１−１〜１１１−１６をアレー状に複数配置してもよい。なお、パッチアンテナ１１１−１〜１１１−１６がアレー状に複数配置される場合、アンテナ導体１１の大きさや配置場所などにより適宜設計されるものであるので、図１４では、パッチアンテナ１１１−１〜１１１−１６のそれぞれの導体ライン１１２の図示は省略する。複数のパッチアンテナ１１１−１〜１１１−１６の配置間隔を最適に配置することにより電波を特定の方向に強く放射することができる。例えば、パッチアンテナ１１１−１〜１１１−１６をＥ面に配列すると、Ｅ面の指向性を鋭くできる。パッチアンテナ１１１−１〜１１１−１６をＨ面に配列すると、Ｈ面の指向性を鋭くできる。

また、アンテナ導体１１は、アレー状に配列したパッチアンテナ１１１−１〜１１１−１６をＭＩＭＯ（Multi-Input Multi-Output）方式を適用したアンテナ（ＭＩＭＯアンテナ）として使用することもできる。この場合、それぞれのパッチアンテナ１１１−１〜１１１−１６に同軸ケーブル２２が接続され、給電される。各パッチアンテナ１１１−１〜１１１−１６を直交するように配列することで、各パッチアンテナ１１１−１〜１１１−１６同士の間の相関（アンテナ間相関）を軽減することができる。これにより、パッチアンテナ１１１−１〜１１１−１６の指向性を高めるなどアンテナ導体１１の性能を向上できる。なお、パッチアンテナ１１１−１〜１１１−１６には、移相器を介して給電することにより、パッチアンテナ１１１−１〜１１１−１６の指向性は制御できる。なお、相関係数は低いほど好ましく、０が最も好ましい。相関係数が０であれば、無相関となる。各アンテナ同士の相関係数を下げるために、アンテナ同士をλ／２以上離して配置することや偏波を直交させて配置することが好ましい。

本実施形態では、アンテナ導体１１は、透明基板１２の第１主面１２１に設けられているが、透明基板１２の内部に設けられてもよい。また、透明基板１２が主面方向に２枚以上積層して構成されている場合には、アンテナ導体１１は、透明基板１２同士の間に設けられてもよい。さらに、透明基板１２がガラス板２１に平行な面を有する収容容器の内部に設けられている場合、アンテナ導体１１は、収容容器の内部にガラス板２１に平行に設けられた透明基板１２に設けられてもよい。なお、このような場合、アンテナ導体１１と透明導電膜１３との距離を確保するため、透明基板１２を厚くするか、透明導電膜１３を透明基材１４の第２主面１４２上に設けることが好ましい。

また、透明基板１２とアンテナ導体１１との間に、透明基板１２とアンテナ導体１１との主面同士を接合するための中間膜が設けられていてもよい。中間膜としては、透明基板１２とアンテナ導体１１との主面同士を接合できる材料であればよく、例えば、熱可塑性のポリビニルブチラール、エチレン酢酸ビニルなどを用いることができる。中間膜の比誘電率ε_ｒは、合わせガラスの一般的な中間膜の比誘電率（例えば、２．８〜３．０）を適用できる。

本実施形態では、対向して配置された透明基板１２と透明基材１４との間に透明導電膜１３を配置しているが、これに限定されない。アンテナユニットの他の形態を図２のＡ−Ａ断面と同じ位置から＋Ｘ軸方向に向かって見た時の一例を、図１５に示す。図１５に示すように、透明基板１２と透明基材１４との間に、透明基板１２と透明基材１４との主面同士を接合するための中間膜３３が設けられていてもよい。中間膜３３は、透明基板１２と透明導電膜１３との主面同士を接合するように設けられてもよく、透明基材１４と透明導電膜１３との主面同士を接合するように設けられてもよい。中間膜３３としては、透明基板１２と透明基材１４との主面同士を接合できる材料であればよく、例えば、熱可塑性のポリビニルブチラール、エチレン酢酸ビニルなどを用いることができる。中間膜３３の比誘電率ε_ｒは、合わせガラスの一般的な中間膜の比誘電率（例えば、２．８〜３．０）を適用できる。

本実施形態では、アンテナユニット１０は、透明基材１４の第２主面１４２に他の部材を配置していないが、透明導電膜１３の他に他の部材を有していてもよい。アンテナユニットの他の形態を図２のＡ−Ａ断面と同じ位置から＋Ｘ軸方向に向かって見た時の一例を、図１６に示す。図１６に示すように、アンテナユニット１０は、透明基材１４の第２主面１４２に電磁遮蔽層３４を有してもよい。電磁遮蔽層３４は、電波と室内の電子機器から生じる電波との電波干渉を低減することができる。電磁遮蔽層３４は、単層でもよく、複数層でもよい。電磁遮蔽層３４としては、透光性を有する導電性材料など公知の材料を用いることができる。前記導電性材料としては、例えば、銅やタングステンなどの金属膜、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、酸化珪素を添加したインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ＰやＢを含むＳｉ化合物などを用いることができる。電磁遮蔽層３４の形成方法としては、例えば、スパッタ法や蒸着法など公知の方法を用いることができる。

電磁遮蔽層３４の表面抵抗率は、２０Ω／□以下であることが好ましく、より好ましくは１０Ω／□以下であり、さらに好ましくは５Ω／□以下である。電磁遮蔽層３４の大きさは透明基板１２の大きさ以上であることが好ましい。透明基材１４の第２主面１４２側に電磁遮蔽層３４を設けることで、室内への電波の透過をさらに抑制することができる。

電磁遮蔽層３４の厚さは、４００ｎｍ以下が好ましく、３００ｎｍ以下がより好ましい。電磁遮蔽層３４の厚さの下限は特に限定されないが、１０ｎｍ以上であってよく、３０ｎｍ以上であってよい。電磁遮蔽層３４の厚さが上記範囲内であれば、室内への電波の透過を充分に抑制することができる。

電磁遮蔽層３４は、光透過性を有するためにメッシュ状に形成してもよい。ここで、メッシュとは、電磁遮蔽層３４の平面に網目状の透孔が空いた状態をいう。

電磁遮蔽層３４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。

電磁遮蔽層３４の表面抵抗率は、電磁遮蔽層３４の厚さ、材質、開口率による。開口率は、電磁遮蔽層３４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。

電磁遮蔽層３４の可視光透過率は、３０％以上であることが好ましく、４０％以上であることがより好ましく、５０％以上であることがより好ましく、６０％以上であることがさらに好ましく、８０％以上であることが特に好ましい。電磁遮蔽層３４の可視光透過率は、３０％以上であれば、ガラス板２１を電磁遮蔽層３４を通して見ることができるので、ガラス板２１から見える視界が電磁遮蔽層３４により遮られるのを低減できる。また、電磁遮蔽層３４の可視光透過率は、室内への電波の透過を抑制するために、９０％以下が好ましく、８５％以下がより好ましい。

また、電磁遮蔽層３４の開口率が大きいほど可視光透過率が高くなる。電磁遮蔽層３４の開口率は、８０％以上が好ましく、９０％以上がより好ましい。また、電磁遮蔽層３４の開口率は、室内への電波の透過を抑制するために、９５％以下が好ましい。

また、電磁遮蔽層３４がメッシュ状に形成される場合、電磁遮蔽層３４の厚さは、２〜４０μｍであってよい。電磁遮蔽層３４がメッシュ状に形成されることにより、電磁遮蔽層３４が厚くても、可視光透過率を高くすることができる。

本実施形態では、スペーサ１５Ａが透明基材１４の２カ所に設けられているが、図１７に示すように、スペーサ１５Ｂは、透明基材１４の第１主面１４１のＸ軸方向の両端であって、そのＺ軸方向の両端にそれぞれ設け、透明基材１４を４箇所で固定するようにしてもよい。また、４つのスペーサ１５Ｂのうち、−Ｚ軸方向に設けるスペーサ１５Ｂは透明基板１２の下端の例えば中央付近に１つだけとして、透明基板１２をガラス板２１に３つのスペーサ１５Ｂで固定するようにしてもよい。

本実施形態では、アンテナ導体１１の近傍に無給電素子を備えてもよい。無給電素子を備えることにより、無給電素子からも電波が放射されることにより利得が高められ、単方向に電波を強く放射することができる。

＜アンテナ付きガラス板＞ 一実施形態に係るアンテナユニットを適用したアンテナ付きガラス板について説明する。図１８は、アンテナユニットを適用したアンテナ付きガラス板の斜視図である。図１８に示すように、アンテナ付きガラス板４０は、上述のアンテナユニット１０と、ガラス板（窓ガラス）４１とを有し、アンテナユニット１０は、ガラス板４１に取り付けられている。なお、ガラス板４１は、ガラス板４１の外縁が窓フレーム４３に挟持された状態で保持されている。

ガラス板４１は、既存または新規の建物などの窓に用いられるガラス板である。図１８に示すガラス板４１は、平面視において、矩形に形成されている。ガラス板４１の厚さは、建物などの要求に応じて設定される。本実施形態では、ガラス板４１の一方の主面を室外側とし、他方の主面を室内側とする。本実施形態では、矩形とは、長方形や正方形の他、長方形や正方形の角を面取りした形を含む。ガラス板４１の平面視での形状は、矩形に限定されず、円形などでもよい。また、ガラス板４１は、単板に限定されず、合わせガラスであってもよく、複層ガラスであってもよい。

ガラス板４１の材質としては、例えば、ソーダライムガラス、ホウケイ酸ガラス、またはアルミノシリケートガラスを挙げることができる。

ガラス板４１は、フロート法、フュージョン法、リドロー法、プレス成形法、または引き上げ法など公知の製造方法を用いて製造することができる。ガラス板４１の製造方法としては、生産性およびコストに優れている点から、フロート法を用いることが好ましい。

ガラス板４１は、公知の切断方法を用いて、平面視において、矩形に形成することができる。ガラス板４１の切断方法としては、例えば、ガラス板４１の表面にレーザー光を照射してガラス板４１の表面上で、レーザー光の照射領域を移動させることで切断する方法、またはカッターホイールなどの機械的に切断する方法を挙げることができる。

ガラス板４１の外縁が窓フレーム４３に挟持された状態で保持されている。ガラス板４１は、ガラス板４１の外縁を接着剤などを用いて窓フレーム４３に保持させてもよい。窓フレーム４３を形成する材料としては、公知の材料を用いることができ、例えば、ステンレスやアルミニウムなどの金属材料を用いることができる。

アンテナユニット１０は、平面視において、窓フレーム４３の一部被る位置に設けることが好ましい。これにより、アンテナユニット１０に設けられるアンテナ導体１１がガラス板４１から露出する面積を減らすことができる。

ガラス板４１のアンテナ導体１１に対向する主面と、アンテナ導体１１のガラス板４１に対向する主面との距離は、５ｍｍ以上が好ましく、７ｍｍ以上がより好ましく、８ｍｍ以上がさらに好ましい。また、２０ｍｍ以下が好ましく、１５ｍｍ以下がより好ましく、１２ｍｍ以下がさらに好ましい。ガラス板４１のアンテナ導体１１に対向する主面と、アンテナ導体１１のガラス板４１に対向する主面（具体的には、アンテナ導体１１）との距離を５〜２０ｍｍの範囲にすることにより、ガラス板４１とアンテナ導体１１の干渉を軽減しリターンロスを改善することができ、放射効率を高めることができる。

また、ガラス板４１のアンテナ導体１１に対向する主面（具体的には、アンテナ導体１１）と、アンテナ導体１１のガラス板４１に対向する主面との距離は、送受信される電波の真空中における波長をλとした場合、０．０６λ以上が好ましく、０．０８λがより好ましく、０．０９λ以上がさらに好ましい。また、０．２３λ以下が好ましく、０．１７λ以下がより好ましく、０．１４λ以下がさらに好ましい。ガラス板４１のアンテナ導体１１に対向する主面と、アンテナ導体１１のガラス板４１に対向する主面との距離を０．０６λ〜０．２３λの範囲にすることにより、ガラス板４１とアンテナ導体１１の干渉を軽減しリターンロスを改善することができ放射効率を高めることができる。

以上のように、アンテナ付きガラス板４０は、アンテナユニット１０を備えているため、ガラス板４１から見える視界が遮られるのを低減しつつ、電波が室内に放射されるのを抑制することができる。そのため、アンテナ付きガラス板４０は、既存または新規で建築中の建物や家などの窓ガラス用のガラス板、または乗り物など建物以外の窓ガラス用のガラス板として好適に用いることができる。

また、アンテナ付きガラス板４０は、アンテナユニット１０を、ガラス板４１の室内側の主面に設けている。これにより、アンテナユニット１０が、建物の外観を損なうのを防ぐことができると共に、外気に晒されるのを防ぐことができるので、耐久性を向上させることができる。さらに、アンテナ付きガラス板４０は、アンテナユニット１０を、ガラス板４１の上方でかつ左右のいずれか一方の端部側に、窓フレーム４３内に一部重なるように設けることが好ましい。アンテナユニット１０のアンテナ導体１１に接続される配線を、ガラス板４１から天井裏や壁などに通すことで、ガラス板４１や建物の室内の壁に露出する配線を少なくすることができる。

また、アンテナ付きガラス板４０は、アンテナユニット１０をガラス板４１に設けるため、建物の屋上などに設ける必要がない。そのため、アンテナ付きガラス板４０は、建物の屋上など高所で設置するための作業を不要とすることができるので、建物に簡単に設置することができる。また、例えば、アンテナユニット１０が破損して交換が必要な場合などでも、アンテナユニット１０の交換を容易に短時間で行うことができる。

なお、本実施形態では、アンテナ付きガラス板４０は、ガラス板４１のアンテナユニット１０側とは反対方向（外側）の第１主面に撥水処理層を有していてもよい。第１主面に撥水処理層を設けることで、ガラス板４１の電波透過性能を改善することができる。

以下、下記の条件で、アンテナユニットの製造を行い、アンテナ付きガラス板を評価した例を示す。例１−１〜例１−４、および例２は、実施例である。

＜例１＞［例１−１］（アンテナユニットの作製） 図１９にアンテナユニット１０の積層状態を示し、図２０にアンテナユニット１０の平面図を示す。なお、図２０中のハッチングは、アンテナ導体１１およびグランド層３１の領域を示す。アンテナ導体１１、透明基板１２、透明導電膜１３、および透明基材１４をこの順に積層し、アンテナユニット１０を作製した。本例では、実験し易くするため、液晶ポリマーを用いたフレキシブル基板５１上に、導体ライン１１２を挟むようにグランド層３１を形成してコプレーナ線路３２を形成した。アンテナ導体１１およびグランド層３１は、透明基板１２の上面に貼合したフレキシブル基板５１上に形成した。透明基板１２とフレキシブル基板５１とは、両面テープ５２で固定した。透明基板１２および透明基材１４の材質には、いずれも、ソーダライムガラスを用いた。ソーダライムガラスの２４ＧＨｚにおけるｔａｎδは０．０１７であった。ｔａｎδは空洞共振器摂動法により測定した。透明導電膜１３として、金属層としてＡｇ層およびＴｉを含む層（例えば、ＴｉＯ₂など）を含み、誘電体層としてＺｎＯ層およびＴｉを含む層（例えば、ＴｉＮなど）を含んで構成されたＬｏｗ−Ｅ膜を用いた。透明基材１４の大きさは、図２１に示すように、平面視において、正方形とし、一辺（Ｘ軸方向、Ｚ軸方向）の長さＬを３００ｍｍとし、高さ（Ｙ軸方向）を２ｍｍとした。透明導電膜１３は、平面視における形状を透明基材１４と同じ正方形とし、一辺（Ｘ軸方向、Ｚ軸方向）の長さＬ（図２１参照）を透明基材１４と同じ３００ｍｍとし、高さ（Ｙ軸方向）を０．３５μｍとした。透明基板１２の大きさは、幅（Ｚ軸方向）１００ｍｍ×奥行き（Ｘ軸方向）１００ｍｍ×高さ（Ｙ軸方向の厚さ）２ｍｍとした。アンテナ導体１１は、図２０に示す形状および大きさとした。

（放射効率の算出） 透明導電膜１３のＡｇ層の積層数を１〜３層のいずれかに調整して、透明導電膜１３のシート抵抗を調整した。Ａｇ層の積層数が３層のとき、透明導電膜１３のシート抵抗は、１．４２Ω／□、または１．９２Ω／□であった。Ａｇ層の積層数が２層のとき、透明導電膜１３のシート抵抗は、２．８８Ω／□であった。Ａｇ層の積層数が１層のとき、透明導電膜１３のシート抵抗は、５．３１Ω／□とした。それぞれのアンテナユニット１０の反射係数（リターンロス）を測定し、放射効率をＣＳＴ社製、電磁波解析シミュレータMicrowave Studio（登録商標）を使って計算した。放射効率は、下記式（１）に基づいて算出した。 放射効率（ｄＢ）＝１０×ｌｏｇ{放射電力（Ｗ）／入力電力（Ｗ）} ・・・（１）

透明導電膜１３のシート抵抗が１×１０^-9Ω／□の時の、周波数が３．５ＧＨｚ付近（３．３〜３．７ＧＨｚ）におけるリターンロスの測定結果を図２２に示し、周波数が３．５ＧＨｚの時の放射効率の値を表１に示す。なお、周波数が３．５ＧＨｚ付近のみを抜粋したのは、この周波数付近が移動体通信システム用の周波数帯として使用されるためである。

［例１−２］ 図２３に示すように、透明導電膜１３の積層位置を透明基材１４の下側に変更した以外は例１−１と同様にして、アンテナユニット１０を作製した。透明導電膜１３のシート抵抗を、１．４２Ω／□（Ａｇ層の積層数：３層）、１．９２Ω／□（Ａｇ層の積層数：３層）、２．８８Ω（Ａｇ層の積層数：２層）、および５．３１Ω／□（Ａｇ層の積層数：１層）とした時におけるアンテナユニットのリターンロスをそれぞれ測定し、放射効率を計算した。周波数が３．５ＧＨｚの時の放射効率の値を表１に示す。

［例１−３］ 透明基板１２および透明基材１４の材質を、無アルカリガラスに変更したこと以外は例１−１と同様にして、アンテナユニット１０を作製した。無アルカリガラスの２４ＧＨｚにおけるｔａｎδは０．００７であった。透明導電膜１３のシート抵抗を、１．４２Ω／□（Ａｇ層の積層数：３層）、１．９２Ω／□（Ａｇ層の積層数：３層）、２．８８Ω／□（Ａｇ層の積層数：２層）、および５．３１Ω／□（Ａｇ層の積層数：１層）とした時におけるアンテナユニットのリターンロスをそれぞれ測定し、放射効率を計算した。周波数が３．５ＧＨｚの時の放射効率の値を表１に示す。

［例１−４］ 透明基板１２の材質を、無アルカリガラス、厚さを２ｍｍから２．１ｍｍに変更したこと以外は例１−２と同様にして、アンテナユニット１０を作製した。透明導電膜１３のシート抵抗を、１．４２Ω／□（Ａｇ層の積層数：３層）、１．９２Ω／□（Ａｇ層の積層数：３層）、２．８８Ω（Ａｇ層の積層数：２層）、および５．３１Ω／□（Ａｇ層の積層数：１層）とした時におけるアンテナユニットのリターンロスをそれぞれ測定し、放射効率を計算した。周波数が３．５ＧＨｚの時の放射効率の値を表１に示す。

それぞれの例における、透明基板１２および透明基材１４の材質の種類、透明導電膜１３の位置、透明導電膜１３のシート抵抗が１．４２Ω／□、１．９２Ω／□、２．８８Ω／□、または５
．３１Ω／□とした時におけるアンテナユニットの放射効率の値を、表１に示す。

表１から明らかなように、例１−１〜例１−４より、透明導電膜１３のシート抵抗が小さいほど、放射効率が向上した。これは、透明導電膜１３のシート抵抗が大きいと、透明導電膜１３で入力電力の損失が生じて、放射電力が小さくなるためである。

例１−１は例１−２よりも放射効率が低く、例１−３は例１−４よりも放射効率が低かった。これは、アンテナ導体１１と透明導電膜１３との距離が短いと、放射効率が上がらないためといえる。よって、アンテナ導体１１と透明導電膜１３との距離を長くすることで、放射効率を向上できることが確認された。

例１−１は例１−３よりも放射効率が低く、例１−２は例１−４よりも放射効率が低かった。これは、透明基板１２および透明基材１４の材料として、ナトリウムなどのアルカリ成分を含むと、無アルカリガラスに比べて、放射効率が上がらないといえる。よって、透明基板１２および透明基材１４の材料として、ナトリウムなどのアルカリ成分を含むソーダライムガラスよりも無アルカリガラスを用いることで、放射効率を向上できることが確認された。

よって、透明導電膜１３のシート抵抗を小さくし、アンテナ導体１１と透明導電膜１３との距離を長くし、さらに透明基板１２および透明基材１４の材料として無アルカリガラスを用いれば、より放射効率の高いアンテナユニットが得られるといえる。

＜例２＞（アンテナユニットの作製） 例１−１において作製したアンテナユニット１０を用いた。（アンテナ利得の確認） アンテナユニットのＺＹ平面における周波数３．５ＧＨｚ（波長８６ｍｍ）についての指向性をシミュレーションした。指向性のシミュレーション結果を図２４および図２５に示す。図２４は、透明導電膜１３が正方形であり、一辺の長さＬが３．５λ（面積が０．０９ｍ^２）の時における、アンテナユニット１０の放射指向性の測定結果を示す図であり、図２５は、透明導電膜１３が正方形であり、一辺の長さＬが１．０λ（面積が０．００７４ｍ^２）の時における、アンテナユニット１０の放射指向性の測定結果を示す図である。図２４および図２５中、上側がガラス板２１側であり、下側が室内側である。

図２４に示すように、透明導電膜１３の一辺の長さＬが３．５λである場合では、アンテナ利得が最も高い方向が外側であり、透明基板１２の法線方向であった。図２５に示すように、透明導電膜１３の一辺の長さＬが１．０λである場合では、アンテナ利得が最も高い方向は外側であり、透明基板１２の放線方向であったが、室内側である透明基材１４の法線方向においてもアンテナ利得が高くなった。よって、透明導電膜１３の一辺の長さＬが大きいほど、電波の室内側への放射が減少した。したがって、面積の大きい透明導電膜１３を用いれば、アンテナ利得が一番高い方向を、外側の透明基板１２の法線方向にできることが確認された。

以上の通り、実施形態を説明したが、上記実施形態は、例として提示したものであり、上記実施形態により本発明が限定されるものではない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の組み合わせ、省略、置き換え、変更などを行うことが可能である。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

例えば、一つのアンテナ導体１１が有する放射素子１１１の個数は、一つに限られず、複数でもよい。図２６は、一つのアンテナ導体１１が、パッチ状の４つの放射素子１１１ｐ１，１１１ｐ２，１１１ｐ３，１１１ｐ４を有するアレイアンテナを構成する例を示す。図２６に示すアンテナ導体１１は、４つの放射素子１１１ｐ１，１１１ｐ２，１１１ｐ３，１１１ｐ４に給電する伝送線路である導体ライン１１２を有する。図２６の場合、導体ライン１１２は、第１の線路端１１２ａと、第２の線路端１１２ｂとを有する。第１の線路端１１２ａは、上述の同軸ケーブル２２のような給電線の内部導体が直接又はコネクタ等を介して間接的に接続される。第２の線路端１１２ｂは、放射素子１１１ｐ１，１１１ｐ２への分岐路と放射素子１１１ｐ３，１１１ｐ４への分岐路とが接続される分岐箇所１１２ｃに接続される。

また、アンテナ導体１１の指向性の形状は、主に、アンテナ導体１１の形状や配置などに依存する。しかしながら、アンテナ導体１１の指向性の形状をアンテナ導体１１の形状や配置などの調整により変更しようとすると、アンテナ導体１１の電圧定在波比（ＶＳＷＲ）が悪化（増大）する場合がある。アンテナの特性としては、ＶＳＷＲは１にできるだけ近い方が好ましい。

そこで、例えば図２６に示すように、導体ライン１１２等の伝送線路の一部（途中）に、インピーダンス整合を行うインピーダンス調整部１１７が設けられてもよい。導体ライン１１２等の伝送線路の一部にインピーダンス調整部１１７を設けることによって、インピーダンス調整部１１７を設けない場合に比べて、ＶＳＷＲを更に低減できる。したがって、指向性の形状の最適化とＶＳＷＲの最適化との両立を図ることができる。

図２６は、インピーダンス調整部１１７がスタブ１１８を有する場合を例示する。スタブ１１８は、導体ライン１１２等の伝送線路の途中に接続される分布定数線路である。スタブ１１８のパターン形状は、例えば、導体ライン１１２と同じ形成方法で形成される。図２６に示すように、スタブ１１８を導体ライン１１２の長手方向に対して左右対称に形成することによって、スタブ１１８がアンテナ導体１１の指向性に与える影響を低減できる。

なお、インピーダンス調整部１１７は、インダクタやキャパシタのようなリアクタンス素子を用いる集中定数回路によって形成された整合回路を有してもよい。

また、パッチ状の４つの放射素子１１１ｐ１，１１１ｐ２，１１１ｐ３，１１１ｐ４は、位相差給電してもよい。位相差があることにより指向性が変化し、例えばアンテナ利得が一番高い方向を、外側の透明基板１２の法線方向にしやすい。分岐箇所１１２ｃから４つの放射素子１１１ｐ１，１１１ｐ２，１１１ｐ３，１１１ｐ４までのそれぞれの線路の長さが異なることにより、位相差を付けることができる。図２６においては、分岐箇所１１２ｃから放射素子１１１ｐ２，１１１ｐ４までの線路の長さに対して、分岐箇所１１２ｃから放射素子１１１ｐ１，１１１ｐ３までの線路の長さが長い。分岐箇所から放射素子までの線路を長くするために遅延線を設けることにより、位相差給電することができる。

また、位相差をつけるためにバトラーマトリックスを設けてもよく、遅延線上に高誘電体を設けてもよい。

また、アンテナ導体１１は、図２７に示すように、パッチ状の４つの放射素子を並列に４つ有するアレイアンテナを構成してもよい。このようにアンテナ導体１１を構成することにより、電波を特定の方向に強く放射することができる。

また、アンテナ導体１１に含まれる導体部が、銀等の導電性材料を含有するペーストをプリントして形成される場合には、高温で焼成しているので、導体面が露出していても、酸化しにくい。しかしながら、そのような高温焼成プロセス以外の方法で導体部を形成する場合、導体面が露出していると、高温焼成プロセスによる形成方法に比べて、酸化しやすくなる場合がある。

そこで、図２８に示すように、アンテナユニット１０は、透明基板１２の両面に形成された放射素子１１１と透明導電膜１３を一対の透明基材１４，１７で挟む構造を有するものでもよい。透明基材１４は、接着層１６Ａによって透明導電膜１３に接着され、透明基材１７は、接着層１６Ｂによって放射素子１１１に接着される。透明基材１４がガラスである場合、接着層１６Ａは、例えば、上述の中間膜３３のような接着膜であり、透明基材１４がガラス以外の誘電体である場合、接着層１６Ａは、例えば、透明光学粘着フィルム等のＯＣＡ（Optical Clear Adhesive）フィルムである。同様に、透明基材１７がガラスである場合、接着層１６Ｂは、例えば、上述の中間膜３３のような接着膜であり、透明基材１７がガラス以外の誘電体である場合、接着層１６Ｂは、例えば、透明光学粘着フィルム等のＯＣＡフィルムである。これにより、一対の透明基材１４，１７によって露出を防止できるので、放射素子１１１等の金属導体の酸化の進行を抑制できる。

例えば図２９では、透明導電膜１３付きのフィルム１８Ａが接着層１６Ｃで透明基板１２に貼り付けられ、放射素子１１１等の導体付きフィルム１８Ｂが接着層１６Ｄで透明基板１２に貼り付けられている。そして、透明導電膜１３付きのフィルム１８Ａに透明基材１４が接着層１６Ａで貼り付けられ、放射素子１１１等の導体付きフィルム１８Ｂに透明基材１７が接着層１６Ｂで貼り付けられている。これにより、一対の透明基材１４，１７によって露出を防止できるので、放射素子１１１等の金属導体の酸化の進行を抑制できる。

なお、フィルム１８Ａ，１８Ｂは、例えば、透明なポリエチレンテレフタレート等の樹脂により形成される。また、接着層１６Ｃ、１６Ｄは、例えば、透明光学粘着フィルム等のＯＣＡフィルムである。また、透明導電膜１３とフィルム１８Ａとの位置が積層方向で反転していてもよいし、放射素子１１１等の導体とフィルム１８Ｂとの位置が積層方向で反転していてもよい。

また、図３０は、マイクロストリップ線路を例示する断面図である。図３０に示すマイクロストリップ線路２０は、アンテナ導体１１の放射素子１１１に給電する導体ライン１１２が透明基板１２の一方の面の側に形成され、グランドプレーンとして機能する透明導電膜１３が透明基板１２の他方の面の側に形成される伝送線路である。

図３１は、透明導電膜１３のシート抵抗の違い（０．５、１．１、２．０、３．２、５．３Ω／□）によるマイクロストリップ線路２０の透過係数Ｓ２１の周波数特性を示す図である。透過係数Ｓ２１は、Ｓパラメータ（Scattering parameter）の一つであり、対象物に入射する電波（この場合、マイクロストリップ線路に入力される高周波信号）がその対象物を透過する度合いを表す指標である。透過係数Ｓ２１は負値であり、透過係数Ｓ２１が大きいほど（零に近づくほど）、減衰度合いが小さい（つまり、透過損失が小さい）ことを表す。透明導電膜１３のシート抵抗が小さいほど、透過係数Ｓ２１が高くなるので、マイクロストリップ線路２０の透過損失が小さくなる。

一方、図３２は、導体パターンが裏面側に形成されたマイクロストリップ線路を例示する図である。図３２では、導体パターン１９がマイクロストリップ線路１９Ａの裏面側に配置されている。導体パターン１９は、放射素子１１１に給電する導体ライン１１２との間に透明基板１２及び透明導電膜１３を挟む。透明導電膜１３は、透明基板１２と導体パターン１９との間に位置する。

導体パターン１９は、透明基板１２の法線方向で導体ライン１１２と対向する。透明基板１２の法線方向から見て、導体パターン１９は、導体ライン１１２と同じパターンでもよいし、放射素子１１１と重複する面積が放射素子１１１に比べて広くてもよい。

図３３は、透明導電膜１３のシート抵抗の違い（０．５、１．１、２．０、３．２、５．３Ω／□）によるマイクロストリップ線路２０Ａの透過係数Ｓ２１の周波数特性を示す図である。図３３は、導体パターン１９が導体ライン１１２と同じパターンの場合を示す。図３１，３３の透過係数Ｓ２１の計測時の図３０，３２の構成については、導体パターン１９の有無のみが相違し、それ以外の形状及び寸法は同じである。図３１，３３を比較すると、導体パターン１９の追加によって、透過係数Ｓ２１が向上する。つまり、導体ライン１１２の面積を広げなくても、導体パターン１９を追加することによって、透過係数Ｓ２１を向上でき、透過損失を低減できる。また、シート抵抗が５．３Ω／□等の比較的大きな透明導電膜１３を使用しても、導体パターン１９を追加することによって、透過係数Ｓ２１を向上でき、透過損失を低減できる。さらに、透明導電膜１３がＬｏｗ−Ｅ（Low Emissivity）膜の場合、シート抵抗が５．３Ω／□等の比較的大きな、厚さが薄いまたは層数が小さい透明導電膜１３を使用できるため、透明導電膜１３の可視光透過率を高くできる。

なお、図３１，３３の透過係数Ｓ２１の計測時の図３０，３２の構成について、透明基板１２の厚さ（上記の間隔Ｌ１に相当）は、２ｍｍである。また、導体ライン１１２及び導体パターン１９は、形状が縦３００ｍｍ横４ｍｍの帯状（線状）であり、シート抵抗は１．４２Ω／□である。

また、図３４は、マイクロストリップアンテナの斜視図である。図３４に示すマイクロストリップアンテナ１１０は、放射素子１１１及び導体ライン１１２が透明基板１２の一方の面に形成され、透明導電膜１３が透明基板１２の他方の面に形成されている。透明基板１２の厚さＬ１と誘電正接ｔａｎδは、マイクロストリップアンテナ１１０の放射効率等の性能に影響を与える。

図３５は、厚さＬ１が約２ｍｍのときのマイクロストリップアンテナ１１０の放射効率を示す図である。「ＡＳ ２ｍｍｔ」は、材質がソーダ石灰ガラスで厚さＬ１が２ｍｍの透明基板１２を使用した場合を示し、「ＡＮ ２ｍｍｔ」は、材質が無アルカリガラスで厚さＬ１が２．４ｍｍの透明基板１２を使用した場合を示す。図３６は、厚さＬ１が約４ｍｍのときのマイクロストリップアンテナ１１０の放射効率を示す図である。「ＡＳ ４ｍｍｔ」は、材質がソーダ石灰ガラスで厚さＬ１が４ｍｍの透明基板１２を使用した場合を示し、「ＡＮ ４ｍｍｔ」は、厚さ２ｍｍのソーダ石灰ガラスと厚さ２．４ｍｍの無アルカリガラスとの積層構造である透明基板１２を使用した場合を示す。表２は、図３５，３６に示すデータにおいて、それぞれの共振周波数での放射効率の極大値を示す。放射効率は、上記の式（１）で求められた値である。

図３５，３６及び表２に示すように、誘電正接ｔａｎδが小さいほど、マイクロストリップアンテナ１１０の放射効率は向上するが、誘電正接が比較的大きくても、厚さＬ１が厚いほど、損失が減少し、放射効率が増大する。

なお、図３５，３６の放射効率の計測時の図３４の構成について、放射素子１１１、導体ライン１１２及び導体パターン１９は、シート抵抗は１．４２Ω／□である。

また、図３７は、図３８，３９の測定時のマイクロストリップアンテナの構造を示す図である。なお、図３８,３９の測定時のデータは、図３７に示すアンテナ導体１１が図２６に示すアレイアンテナの形態である場合を示す。図３８は、透明導電膜１３がメッシュ状の銅の場合と銀を包含するＬｏｗ−Ｅ膜の場合におけるアンテナ利得の周波数特性を示す図である。図３９は、透明導電膜１３がメッシュ状の銅の場合と銀を包含するＬｏｗ−Ｅ膜の場合における放射効率の周波数特性を示す図である。放射効率は、上記の式（１）で求められた値である。

図３８，３９に示すように、共振周波数（銅メッシュ：３．１ＧＨｚ、Ｌｏｗ−Ｅ膜：３．２ＧＨｚ）でのデータを比較すると、アンテナ利得及び放射効率は、銅メッシュの方がＬｏｗ−Ｅ膜に比べて高い。銅メッシュはＬｏｗ−Ｅ膜よりもシート抵抗が低いからと考えられる。

図４０は、導体ライン１１２と放射素子１１１との接続形態の一例を示す図である。図４０では、放射素子１１１の形状は、縦横の辺の長さＡ１，Ａ２が異なる長方形である。導体ライン１１２の端部は、長方形状の放射素子１１１の角部に接続される。これにより、第１周波数ｆ_１と第２周波数ｆ_２で共振する２つの共振モードでアンテナ導体１１の放射素子１１１を動作させることができる。第１周波数ｆ_１は、横の長さＡ１に応じて変化し、第２周波数ｆ_２は、縦の長さＡ２に応じて変化する。横の辺の長さＡ１が縦の辺の長さＡ２よりも長い場合、第１周波数ｆ_１は、第２周波数ｆ_２よりも低い。

なお、導体
ライン１１２が接続される放射素子１１１の形状は、長方形に限られず、楕円などの他の形状でもよい。

図４１は、アレイアンテナの構成例を示す平面図である。図４１は、一つのアンテナ導体１１が、パッチ状の８つの放射素子１１１ｐ１〜１１１ｐ８を有するアレイアンテナを構成する例を示す。放射素子の大きさを変えることによって、その大きさに応じた複数の周波数でアンテナ導体１１を共振させることができる。第２の線路端１１２ｂから遠い放射素子１１１ｐ５〜１１１ｐ８は、第２の線路端１１２ｂから近い放射素子１１１ｐ１〜１１１ｐ４よりも大きい（各放射素子の面積が広い）。すなわち、放射素子１１１ｐ５〜１１１ｐ８の共振周波数を第１周波数ｆ_１、放射素子１１１ｐ１〜１１１ｐ４の共振周波数を第２周波数ｆ_２としたとき、第１周波数ｆ_１は、第２周波数ｆ_２よりも低い。外側の放射素子１１１ｐ５，１１１ｐ７間の幅Ｂ１によって、第１周波数ｆ_１の電波の放射ビーム幅が決まり、内側の放射素子１１１ｐ１，１１１ｐ３間の幅Ｂ２によって、第２周波数ｆ_２の電波の放射ビーム幅が決まるので、異なる周波数において同じ放射ビーム幅を得ることができる。ここでは、Ｈ面方向（図４１のＺ方向）のアレイ間隔（Ｂ１、Ｂ２）について説明したが、Ｅ面方向（図４１のＸ方向）のアレイ間隔についても同様である。

また、上述した実施形態では、ガラス板に取り付けられる構成について説明したが、ガラス板２１を透明基板１２として使用することによりアンテナユニット１０を形成してもよい。この場合、ガラス板２１の室外側にアンテナ導体１１が形成され、室内側に透明導電膜１３が形成される。

また、建物や乗り物等の窓ガラスにはＬｏｗ−Ｅ膜が付けられたＬｏｗ−Ｅガラスが用いられているものがある。そのような窓ガラスは、既に付けられているＬｏｗ−Ｅ膜を透明導電膜１３として用いることができるため、窓ガラス（ガラス板２１）にアンテナ導体１１を形成することにより、アンテナユニット１０を作製することができる。

また、窓ガラスが複層ガラスであってもよい。複層ガラスのガラス板の少なくとも一つを透明基板１２として使用することによりアンテナユニット１０を形成することができる。この場合、ガラス板２１の室外側にアンテナ導体１１が形成され、室内側に透明導電膜１３が形成される。

また、窓ガラスに、窓ガラスと略同じ大きさのアンテナユニット１０を取り付けることにより、窓ガラスとアンテナユニット１０との複層ガラスとしてもよい。この場合、窓ガラスは、単板であってもよく複層ガラスであってもよい。

また、上述した実施形態では、アンテナユニット１０をガラス板２１に取り付けられる構成について説明したが、アンテナユニット１０は表示装置、車両などの移動体、信号機、電柱などに取り付けられてもよい。

表示装置としては、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイなどが挙げられる。また、表示装置は、ガラス板に液晶ディスプレイを直接貼り合せたＡＧＣ社製インフォベール（登録商標）、プロジェクターの映像を投影したガラス製透明スクリーン（例えばＡＧＣ社製グラシーン（登録商標））などのデジタルサイネージであってもよい。

また、アンテナユニット１０は、アンテナ導体１１に対して室外側に導波部材を設けてもよい。導波部材は、八木宇田アンテナで使用される導波部材と同様に、アンテナ導体１１の放射素子１１１から放射された電波を特定の方向に導く機能を有する。アンテナユニット１０は、導波部材を設けることにより、放射素子１１１からガラス板（窓ガラス）２１に向かって放射される電波を導波部材により絞ることができる。電波が絞られることにより、ガラス板（窓ガラス）２１の界面での電波の反射を抑えることができるので、ＦＢ比が向上する。つまり、ガラス板（窓ガラス）２１と放射素子１１１との間に導波部材が配置されることにより、放射素子からガラス板（窓ガラス）２１に向かって放射される電波の広がりが狭くなるので、ガラス板（窓ガラス）２１に斜入射する電波の利得が減少する。その結果、ガラス板（窓ガラス）２１の表面に対して法線方向に入射する電波の利得が増大し、放射素子の後方（室内側）への反射が減少するので、ＦＢ比が向上する。

また、アンテナユニット１０は、ガラス板（窓ガラス）２１との間に整合部材を設けてもよい。整合部材は、放射素子１１１とガラス板（窓ガラス）２１との間に存在する媒質と、ガラス板（窓ガラス）２１との間で、インピーダンスのずれを整合する整合体の一例である。インピーダンスのずれが整合されることにより、放射素子１１１からガラス板（窓ガラス）２１に向けて放射された電波は、ガラス板（窓ガラス）２１の界面で反射することを抑えることができるので、ＦＢ比が向上する。

また、ガラス板（窓ガラス）２１の比誘電率をε_ｒ１、整合部材の比誘電率をε_ｒ２、整合部材と放射素子１１１との間の媒質の比誘電率をε_ｒ３とするとき、ε_ｒ１は、ε_ｒ２よりも大きく、ε_ｒ２は、ε_ｒ３よりも大きいことが、好ましい。これにより、放射素子１１１から放射される電波が、整合部材と放射素子１１１との間の媒質、整合部材、ガラス板（窓ガラス）２１の順に反射ロスを抑えて透過するので、ＦＢ比が向上する。

本国際出願は、２０１７年１２月１日に出願した日本国特許出願第２０１７−２３２１７３号、２０１８年７月３１日に出願した日本国特許出願第２０１８−１４３１７７号及び２０１８年１１月６日に出願した日本国特許出願第２０１８−２０９２２４号に基づく優先権を主張するものであり、これらの３出願の全内容を本国際出願に援用する。

１０ アンテナユニット １１ アンテナ導体 １９ 導体パターン ２０，２０Ａ マイクロストリップ線路 １１０ マイクロストリップアンテナ １１１ 放射素子（パッチアンテナ） １１２、１１３ 導体ライン １１７ インピーダンス調整部 １１８ スタブ １２ 透明基板 １２１ 透明基板のガラス板側の第１主面 １２２ 透明基板の第１主面とは反対側の第２主面 １３ 透明導電膜 １３１ 透明導電膜のアンテナ導体側の第１主面 ２１、４１ ガラス板（窓ガラス） ３１ グランド層 ３２ コプレーナ線路 ３３ 中間膜 ３４ 電磁遮蔽層 ４０ アンテナ付きガラス板

Claims (20)

1. 透明基板、一つ以上のアンテナ導体、および透明導電膜を有するアンテナユニットであって、 前記一つ以上のアンテナ導体は、前記透明基板の第１主面側に設けられ、 前記透明導電膜は、前記透明基板の前記第１主面とは反対側の第２主面側に設けられるアンテナユニット。
2. 前記アンテナユニットは、ガラス板に取り付けられ、 前記一つ以上のアンテナ導体は、前記透明基板の前記ガラス板側の第１主面に設けられ、 前記透明導電膜は、前記透明基板の前記第１主面とは反対側の第２主面側に設けられる請求項１に記載のアンテナユニット。
3. 前記透明導電膜の可視光透過率が、３０％以上である、請求項１または２に記載のアンテナユニット。
4. 前記透明導電膜のシート抵抗が、２０Ω／□以下である、請求項１〜３の何れか一項に記載のアンテナユニット。
5. 前記透明導電膜は、１〜３層の、Ａｇを含む層である、請求項１〜４の何れか一項に記載のアンテナユニット。
6. 前記透明導電膜の膜厚が、０．０９〜１１０μｍである、請求項１〜５の何れか一項に記載のアンテナユニット。
7. 前記透明基板の主面に対して直交する方向から見たとき、前記透明導電膜の投影面積は、送受信される電波の波長をλとした場合、λ^２以上である、請求項１〜６の何れか一項に記載のアンテナユニット。
8. 前記透明導電膜の前記アンテナ導体側の第１主面と前記アンテナ導体の前記透明導電膜側の面との間隔が、０．５〜２０ｍｍである、請求項１〜７のいずれか一項に記載のアンテナユニット。
9. 前記透明導電膜の前記アンテナ導体側の第１主面と前記アンテナ導体の前記透明導電膜側の面との間隔は、送受される電波の波長をλとしたとき、０．００５λ〜０．２３４λである、請求項１から７のいずれか一項に記載のアンテナユニット。
10. 前記透明基板が誘電体であり、 前記誘電体のtanδが０．００１〜０．０２である、請求項１〜９のいずれか一項に記載のアンテナユニット。
11. 前記誘電体が、ガラスである、請求項１０に記載のアンテナユニット。
12. 前記アンテナ導体は、パッチアンテナを有する、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のアンテナユニット。
13. 前記アンテナ導体が、前記透明基板にアレー状に複数配置されている、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のアンテナユニット。
14. 複数の前記透明基板が、それぞれの主面が対向するように設けられ、 前記透明導電膜が、対向して配置された前記透明基板の主面同士の間に設けられる、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のアンテナユニット。
15. 複数の前記透明基板が、それぞれの主面が対向するように設けられ、 対向して配置された前記透明基板の主面同士の間に中間膜が設けられる、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のアンテナユニット。
16. 前記アンテナ導体は、給電部を有する請求項１〜１５のいずれか一項に記載のアンテナユニット。
17. 前記透明導電膜は、メッシュ状に形成されている、請求項１〜１６のいずれか一項に記載のアンテナユニット。
18. 前記透明導電膜は、Ｃｕにより形成されている、請求項１７に記載のアンテナユニット。
19. 前記アンテナ導体の放射素子に給電する導体ラインと、 前記導体ラインとの間に前記透明基板及び前記透明導電膜を挟む導体パターンとを備える、請求項１〜１８のいずれか一項に記載のアンテナユニット。
20. ガラス板と、 請求項１〜１９のいずれか一項に記載のアンテナユニットと、を有するアンテナ付きガラス板。