JPWO2020095755A1 - アンテナ装置、アンテナモジュール、及び通信装置 - Google Patents

Abstract

基板に、グランドプレーン、少なくとも１つの複合アンテナ、及び複合アンテナへの給電を行う給電線が設けられている。複合アンテナは、グランドプレーンとともにパッチアンテナを構成する給電素子と、グランドプレーンに対して垂直方向の成分を持つ電流を流す少なくとも１つの線状アンテナとを備えている。給電線は、給電素子に接続された主線路と、主線路から分岐して線状アンテナに接続された分岐線路とを含む。

Description

本発明は、アンテナ装置、アンテナモジュール、及び通信装置に関する。

高周波無線通信用アンテナとして、マイクロストリップアンテナ（パッチアンテナ）が使用されている。下記の非特許文献１に、パッチアンテナの基本的な特性について説明されている。パッチアンテナは、グランドプレーンが設けられた誘電体基板に配置された金属からなるパッチ（給電素子）を含む。パッチアンテナのアンテナゲインは、グランドプレーンの法線方向において最大になる。すなわち、パッチアンテナのメインビームはグランドプレーンの法線方向を向く。

D. M. Pozar, "Microstrip antennas", Proceedings of IEEE, Vol. 80, No 1, pp. 79-91, January 1992

グランドプレーンの法線方向から傾いた方向においてアンテナゲインを大きくしたい場合がある。言い換えると、ビームをチルトさせたい場合がある。ところが、従来のパッチアンテナでは、ビームをチルトさせることが困難である。

本発明の目的は、ビームをグランドプレーンの法線方向からチルトさせることが可能なアンテナ装置を提供することである。本発明の他の目的は、このアンテナ装置を有するアンテナモジュールを提供することである。本発明のさらに他の目的は、このアンテナモジュールを含む通信装置を提供することである。

本発明の一観点によると、
基板と、
前記基板に設けられたグランドプレーンと、
前記基板に設けられた少なくとも１つの複合アンテナと、
前記複合アンテナへの給電を行う給電線と
を有し、
前記複合アンテナは、
前記グランドプレーンとともにパッチアンテナを構成する給電素子と、
前記グランドプレーンに対して垂直方向の成分を持つ電流を流す少なくとも１つの線状アンテナと
を備えており、
前記給電線は、前記給電素子に接続された主線路と、
前記主線路から分岐して前記線状アンテナに接続された分岐線路と
を含むアンテナ装置が提供される。

本発明の他の観点によると、
基板と、
前記基板に設けられたグランドプレーンと、
前記基板に設けられた複合アンテナと、
前記複合アンテナへの給電を行う給電線と、
前記給電線を介して前記複合アンテナに高周波信号を供給する高周波集積回路素子と
を有し、
前記複合アンテナは、
前記グランドプレーンとともにパッチアンテナを構成する給電素子と、
前記グランドプレーンに対して垂直方向の成分を持つ電流源を構成する少なくとも１つの線状アンテナと
を備えており、
前記給電線は、前記給電素子に接続された主線路と、
前記主線路から分岐して前記線状アンテナに接続された分岐線路と
を含むアンテナモジュールが提供される。

本発明のさらに他の観点によると、
上述のアンテナモジュールと、
前記アンテナモジュールの高周波集積回路素子に中間周波信号を供給するベースバンド集積回路素子と
を有する通信装置が提供される。

本発明のさらに他の観点によると、
アンテナ装置と、
前記アンテナ装置を収容する筐体と
を有し、
前記アンテナ装置は、
基板と、
前記基板に設けられたグランドプレーンと、
前記基板に設けられた少なくとも１つの複合アンテナと、
前記複合アンテナへの給電を行う給電線と
を有し、
前記複合アンテナは、
前記グランドプレーンとともにパッチアンテナを構成する給電素子と、
前記グランドプレーンに対して垂直方向の成分を持つ電流を流す少なくとも１つの垂直部分と
を備えており、
前記給電線は、前記給電素子に接続された主線路と、
前記主線路から分岐して前記垂直部分に接続された分岐線路と
を含み、
前記筐体は、
前記垂直部分に接続されて前記垂直部分と共に線状アンテナを構成する導体部分を備えている通信装置が提供される。

パッチアンテナからの放射電界と線状アンテナからの放射電界とが、空間の一部の領域で相互に強め合い、他の一部の領域では相互に弱め合う。パッチアンテナからの放射電界と線状アンテナからの放射電界とが相互に強め合う領域では、アンテナゲインが高くなり、相互に弱め合う領域ではアンテナゲインが低くなる、このため、アンテナ装置のビームが向く方向をチルトさせることができる。

図１Ａは、第１実施例によるアンテナ装置を模式的に示す斜視図であり、図１Ｂは、第１実施例によるアンテナ装置のｘ軸に垂直な概略断面図であり、図１Ｃは、給電素子及び線状アンテナによる放射電界を示す図である。 図２Ａは、第２実施例によるアンテナ装置の主要部分の斜視図であり、図２Ｂ及び図２Ｃは、それぞれ第２実施例によるアンテナ装置のｙ軸に垂直な断面図及びｘ軸に垂直な断面図である。 図３Ａは、第２実施例及び比較例によるアンテナ装置のアンテナゲインの角度依存性のシミュレーション結果を示すグラフであり、図３Ｂは、比較例によるアンテナ装置の概略斜視図である。 図４は、第３実施例によるアンテナ装置の主要部分の概略斜視図である。 図５は、第４実施例によるアンテナ装置の給電線、給電素子及び線状アンテナの平面的な位置関係及び形状を示す概略図である。 図６Ａ、図６Ｂ及び図６Ｃは、それぞれ第５実施例、第５実施例の変形例、及び第５実施例の他の変形例によるアンテナ装置の断面図である。 図７Ａは、第６実施例によるアンテナ装置の主要部分の概略斜視図であり、図７Ｂは、第６実施例によるアンテナ装置のｘ軸に垂直な断面図である。 図８は、第７実施例によるアンテナ装置の主要部分の概略斜視図である。 図９は、第８実施例によるアンテナモジュールの断面図である。 図１０は、第９実施例による通信装置のブロック図である。 図１１は、第９実施例の優れた効果を説明するための模式図である。 図１２Ａ及び図１２Ｂは、それぞれ第１０実施例による通信装置のアンテナ装置を筐体に固定する前及び固定した後の状態の断面図である。 図１３Ａ及び図１３Ｂは、それぞれ第１１実施例による通信装置のアンテナ装置を筐体に固定する前及び固定した後の状態の断面図である。 図１４Ａ及び図１４Ｂは、それぞれ第１１実施例の変形例による通信装置のアンテナ装置を筐体に固定する前及び固定した後の状態の断面図である。 図１５Ａ及び図１５Ｂは、それぞれ第１２実施例による通信装置のアンテナ装置を筐体に固定する前及び固定した後の状態の断面図である。

［第１実施例］
図１Ａから図１Ｃまでの図面を参照して第１実施例によるアンテナ装置について説明する。
図１Ａは、第１実施例によるアンテナ装置を模式的に示す斜視図である。第１実施例によるアンテナ装置は、板状または膜状の導体からなる給電素子１１及び２つの線状アンテナ１５を備えた複合アンテナ１０を含む。給電素子１１の平面形状は、正方形または長方形である。給電素子１１の相互に直交する２つの縁に平行な方向を、それぞれｘ軸方向及びｙ軸方向とするｘｙｚ直交座標系を定義する。

２つの線状アンテナ１５は、給電素子１１をｙ軸方向に挟む位置に配置されている。給電線２０が、主線路２１及び分岐線路２２を含む。主線路２１は、給電素子１１の給電点１２に接続されている。ここで、「接続」とは、直流的に導通が確保されていること、または電界結合、磁界結合、電磁界結合の少なくとも１つの態様で結合していることを意味する。給電点１２は、平面視において給電素子１１の幾何中心からｘ軸の負の方向にずれた位置に配置されており、主線路２１は、給電点１２からｘ軸の正の方向に延びている。主線路２１を介して給電素子１１に高周波電力が給電される。

２本の分岐線路２２が主線路２１の分岐点２３から分岐している。分岐点２３は、平面視において給電素子１１の内側に位置する。２本の分岐線路２２は、それぞれ２つの線状アンテナ１５に接続されており、２本の分岐線路２２を介してそれぞれ２つの線状アンテナ１５に高周波電力が給電される。

図１Ｂは、第１実施例によるアンテナ装置のｘ軸に垂直な概略断面図である。誘電体からなる基板３０のｚ軸の正の方向を向く面（以下、上面という。）に給電素子１１が配置されており、ｚ軸の負の方向を向く面（以下、下面という。）にグランドプレーン３２が配置されている。さらに、基板３０の内層にもグランドプレーン３１が配置されている。給電素子１１とグランドプレーン３１とによりパッチアンテナが構成される。このパッチアンテナから放射される電波のＥ面及びＨ面は、それぞれｘｚ面及びｙｚ面に平行である。グランドプレーン３１とグランドプレーン３２との間に、主線路２１（図１Ａ）及び２本の分岐線路２２が配置されている。

グランドプレーン３１から基板３０の上面側に線状アンテナ１５が延びている。例えば、線状アンテナ１５はモノポールアンテナであり、グランドプレーン３１がモノポールアンテナのグランドとして機能する。２本の分岐線路２２がそれぞれ線状アンテナ１５の給電点１６に接続されている。給電点１６は、基板３０の厚さ方向に関して内層のグランドプレーン３１と同一の位置に配置されている。言い換えると、給電点１６は、グランドプレーン３１に設けられたクリアランスホール内に位置する。分岐点２３から一方の線状アンテナ１５の給電点１６までの線路長は、他方の線状アンテナ１５の給電点１６までの線路長と等しい。

ｘ軸方向に関して図１Ｂに示した断面とは異なる位置において、主線路２１（図１Ａ）がグランドプレーン３１に設けられたクリアランスホール内を通って給電素子１１の給電点１２に接続されている。

図１Ｃは、給電素子１１（図１Ａ）及び線状アンテナ１５（図１Ａ）による放射電界を示す図である。給電素子１１のｙ軸方向に平行な一対の縁の周辺とグランドプレーン３１との間に、波源となる同位相の磁流Ｍｓが生じると考えることができる。磁流Ｍｓによって放射電界ＥＭが発生する。給電素子１１よりもｚ軸の正の側の空間において、一対の磁流Ｍｓから発生する放射電界ＥＭのｘ成分の向きは同一である。例えば、図１Ｃは、放射電界ＥＭのｘ成分がｘ軸の負の方向を向いている状態を示している。

２本の線状アンテナ１５は、グランドプレーン３１（図１Ｂ）に対して垂直な方向（ｚ軸に平行な方向）に同位相の電流Ｉｓを流す電流源を構成する。この電流Ｉｓが波源となり、放射電界ＥＩが発生する。グランドプレーン３１よりｚ軸の正の側の空間において、波源となる電流Ｉｓよりもｘ軸の正の側における放射電界ＥＩのｘ成分と、電流Ｉｓよりもｘ軸の負の側における放射電界ＥＩのｘ成分とは、相互に反対向きである。例えば、図１Ｃは、線状アンテナ１５よりｘ軸の正の側及び負の側の空間にそれぞれ発生する放射電界ＥＩのｘ成分が、正の方向及び負の方向を向いている状態を示している。

次に、第１実施例の優れた効果について説明する。
第１実施例では、図１Ｃを参照して説明したように、グランドプレーン３１よりもｚ軸の正の側の空間において、２本の線状アンテナ１５を結ぶ仮想直線を境にしてｘ軸の正の側の空間と負の側の空間とで放射電界ＥＩのｘ成分が相互に反対向きである。これに対し、放射電界ＥＭのｘ成分は同一方向を向いている。このため、２本の線状アンテナ１５を結ぶ仮想直線を含み、ｙｚ面に平行な仮想平面（以下、境界面という。）を境にして、一方の空間では放射電界ＥＭとＥＩとが強め合い、他方の空間では弱め合う。複合アンテナ１０から放射される放射電界のビームの方向は、グランドプレーン３１の法線方向に対して放射電界ＥＭとＥＩとが強め合う方向に傾く。このように、第１実施例によるアンテナ装置においては、ビームをチルトさせることができる。

境界面を境としてどちらの空間で放射電界ＥＭとＥＩとが強め合うかは、波源となる電流Ｉｓと磁流Ｍｓとの位相関係に依存する。両者の位相関係は、分岐点２３（図１Ａ）から給電素子１１の給電点１２（図１Ａ）までの主線路２１の線路長と、分岐点２３から線状アンテナ１５の給電点１６（図１Ｂ）までの分岐線路２２の線路長との差に依存する。従って、この２つの線路長を調整することにより、ビームのチルト方向及びチルト角を調整することができる。

電流Ｉｓからの放射電界ＥＩと、磁流Ｍｓからの放射電界ＥＭとの強め合い、または弱め合う十分な効果を得るために、波源となる磁流Ｍｓと電流Ｉｓとを十分近づけることが好ましい。このために、Ｅ面方向（ｘ軸方向）に関して、波源となる電流Ｉｓを波源となる２つの磁流Ｍｓの間に配置することが好ましい。言い換えると、Ｅ面方向に関して、線状アンテナ１５（図１Ａ）を給電素子１１（図１Ａ）が配置された範囲内に配置することが好ましい。Ｈ面方向（ｙ軸方向）に関しては、給電素子１１の幾何中心から線状アンテナ１５までの距離を、アンテナ装置の動作周波数帯域の下限における真空中の波長の１／２以下とすることが好ましい。

次に、第１実施例の変形例について説明する。
第１実施例では、線状アンテナ１５を２つ設けているが、線状アンテナ１５を１つにしてもよい。線状アンテナ１５が１つであっても、電流Ｉｓによる放射電界ＥＩと、磁流Ｍｓによる放射電界ＥＭの重ね合わせによる効果が得られる。なお、Ｈ面方向（ｙ軸方向）に関する対称性を確保するためには、ｙ軸方向に関して２つの線状アンテナ１５を給電素子１１の両側に配置することが好ましい。

分岐点２３（図１Ａ、図１Ｂ）から線状アンテナ１５の給電点１６（図１Ｂ）までの分岐線路２２の線路長を、線状アンテナ１５の共振波長の１／４とすることが好ましい。この構成を採用すると、分岐点２３から線状アンテナ１５を見たときの入力インピーダンスが高くなる。このため、主線路２１（図１Ａ）に分岐線路２２（図１Ａ）を接続したときに、給電素子１１を含むパッチアンテナの入力インピーダンス特性に与える影響が低減される。

［第２実施例］
次に、図２Ａから図３Ｂまでの図面を参照して、第２実施例によるアンテナ装置について説明する。以下、第１実施例によるアンテナ装置（図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ）と共通の構成については説明を省略する。

図２Ａは、第２実施例によるアンテナ装置の主要部分の斜視図である。図２Ａでは、グランドプレーンの記載を省略している。図２Ｂ及び図２Ｃは、それぞれ第２実施例によるアンテナ装置のｙ軸に垂直な断面図及びｘ軸に垂直な断面図である。

第２実施例では、給電素子１１に無給電素子１３が装荷されている。無給電素子１３はグランドプレーン３１（図２Ｂ）から見て給電素子１１よりも遠い位置に配置されている。また、第２実施例では、給電素子１１及び無給電素子１３が、正方形または長方形の頂点を正方形状に切り落とした平面形状を有する。なお、給電素子１１及び無給電素子１３を正方形または長方形にしてもよい。

主線路２１は、グランドプレーン３１と３２（図２Ｂ）との間に配置された伝送線路と、この伝送線路を給電素子１１の給電点１２に接続するビア導体１４とを含む。このビア導体１４は、グランドプレーン３１に設けられたクリアランスホール内を通過する。なお、グランドプレーン３１に設けられたクリアランスホール内には、グランドプレーン３１と同一層内に配置された導体パターンが設けられている。

線状アンテナ１５の各々は、基板３０の厚さ方向（ｚ軸方向）に延びる垂直部分１５Ａ（図２Ｃ）と、垂直部分１５Ａの上端からｙ軸方向に延びる水平部分１５Ｂ（図２Ｃ）とを含む。垂直部分１５Ａの下端に給電点１６が位置する。分岐線路２２は、グランドプレーン３１と３２との間に配置された伝送線路と、この伝送線路を給電点１６に接続するビア導体１７とを含む。垂直部分１５Ａ及びビア導体１７は、平面視においてグランドプレーン３１に設けられたクリアランスホール内に配置されている。このクリアランスホール内には、グランドプレーン３１と同一の層に配置された導体パターンが設けられている。

水平部分１５Ｂは、基板３０の厚さ方向に関して給電素子１１と無給電素子１３との間に配置されている。垂直部分１５Ａは、層間接続用のビア導体と、給電素子１１と同一の層内に配置された導体パターンとで構成される。

次に、第２実施例の優れた効果について説明する。
第２実施例においても、第１実施例と同様にビームをチルトさせることができる。さらに、第２実施例では、給電素子１１に無給電素子１３が装荷されているため、アンテナ装置の広帯域化を図ることができる。また、線状アンテナ１５が垂直部分１５Ａと水平部分１５Ｂとを含むため、水平部分１５Ｂの長さを調整することにより、線状アンテナ１５の共振周波数を調整することができる。さらに、水平部分１５Ｂが、給電素子１１及び無給電素子１３のいずれとも異なる層に配置されているため、給電素子１１及び無給電素子１３の配置の影響を受けることなく、水平部分１５Ｂの長さを設定することができる。

線状アンテナ１５の水平部分１５Ｂを流れる高周波電流の向きはｙ軸に平行である。これに対し、給電素子１１及び無給電素子１３に流れる高周波電流の向きはｘ軸に平行である。給電素子１１及び無給電素子１３を流れる電流の向きと、線状アンテナ１５の水平部分１５Ｂを流れる電流の向きとが相互に直交するため、水平部分１５Ｂを配置することによるパッチアンテナへの影響は小さい。このため、線状アンテナ１５を配置しない条件でパッチアンテナを設計し、その後、線状アンテナ１５の設計を行う場合、パッチアンテナの設計に修正を加える必要がない。よって、パッチアンテナと線状アンテナとをほぼ独立に設計することが可能なる。その結果、設計の自由度が向上するという優れた効果が得られる。

次に、図３Ａ及び図３Ｂを参照して、第２実施例によるアンテナ装置においてビームがチルトすることを確認するために行ったシミュレーションについて説明する。

図３Ａは、第２実施例及び比較例によるアンテナ装置のアンテナゲインの角度依存性のシミュレーション結果を示すグラフである。横軸は、グランドプレーン３１の法線方向（ｚ軸の正の方向）からｘ軸方向への傾斜角を単位「°」で表し、縦軸はアンテナゲインを単位「ｄＢ」で表す。

図３Ｂは、比較例によるアンテナ装置の概略斜視図である。比較例によるアンテナ装置は、第２実施例によるアンテナ装置（図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ）から線状アンテナ１５及び分岐線路２２を取り除いた構成と同一である。比較例によるアンテナ装置は、給電素子１１及び無給電素子１３を含む。なお、第２実施例では、給電素子１１の給電点１２が給電素子１１の幾何中心よりもｘ軸の負の側に位置しているが、比較例では、給電点１２が給電素子１１の幾何中心よりもｘ軸の正の側に位置している。

図３Ａに示すように、比較例によるアンテナ装置ではビームは実質的にチルトしていないが、第２実施例によるアンテナ装置では、角度が約−３０°の方向において、アンテナゲインが最大値を示している。これは、ビームがｘ軸の負の側に約３０°チルトしていることを意味する。また、第２実施例によるアンテナ装置においては、角度が−９０°の方向においても、アンテナゲインが０ｄＢ以上である。このシミュレーションにより、第２実施例によるアンテナ装置のように、パッチアンテナに線状アンテナ１５を付加することにより、ビームをチルトさせることが可能であることが確認された。

次に、第２実施例の変形例について説明する。
第２実施例では、線状アンテナ１５の水平部分１５Ｂが垂直部分１５Ａから給電素子１１の幾何中心に向かって延びている。その反対に、水平部分１５Ｂを給電素子１１の幾何中心から遠ざかる方向に延伸させてもよい。

［第３実施例］
次に、図４を参照して第３実施例によるアンテナ装置について説明する。以下、第２実施例によるアンテナ装置（図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ）と共通の構成については説明を省略する。

図４は、第３実施例によるアンテナ装置の主要部分の概略斜視図である。第２実施例では、給電素子１１の給電点１２（図２Ａ）が給電素子１１の幾何中心よりもｘ軸の負の側に位置している。これに対し、第３実施例では、給電点１２が給電素子１１の幾何中心よりもｘ軸の正の側に位置している。平面視において、給電点１２の位置と分岐点２３の位置とが一致する。分岐点２３と給電点１２とが、ビア導体１４で接続されている。分岐点２３からｘ軸の正の方向に向かって主線路２１が延び、負の方向に向かって１本の分岐線路２２が延びる。１本の分岐線路２２は分岐点２４において２本の分岐線路２２に分岐し、それぞれが線状アンテナ１５の給電点１６に接続されている。

次に、第３実施例の優れた効果について説明する。
第３実施例においても、第２実施例と同様の優れた効果が得られる。また、第３実施例では、分岐点２３から給電素子１１の給電点１２までの線路長が、基板３０（図２Ｂ）の厚さ方向に延びるビア導体１４の高さにほぼ等しくなるため、第２実施例における分岐点２３から給電点１２までの線路長より短い。分岐点２３から線状アンテナ１５の給電点１６までの分岐線路２２の線路長は、第２実施例における分岐線路２２（図２Ａ）の線路長より長い。このため、第３実施例においては、分岐点２３から給電素子１１の給電点１２までの線路長と、分岐点２３から線状アンテナ１５の給電点１６までの線路長との差が、第２実施例における両者の差より大きくなる。線路長の差を大きくしたい場合には、第２実施例より第３実施例の構成の方が適している。

［第４実施例］
次に、図５を参照して第４実施例によるアンテナ装置について説明する。以下、第２実施例によるアンテナ装置（図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ）と共通の構成については説明を省略する。

図５は、第４実施例によるアンテナ装置の給電線２０、給電素子１１及び線状アンテナ１５の平面的な位置関係及び形状を示す概略図である。第２実施例（図２Ａ）では、分岐点２３から線状アンテナ１５の給電点１６までの分岐線路２２が直線であるが、第４実施例においては、分岐線路２２が蛇行する部分を含んでいる。このため、分岐点２３から線状アンテナ１５の給電点１６までの分岐線路２２の線路長が、分岐点２３から線状アンテナ１５の給電点１６までの最短距離より長くなる。分岐点２３から給電素子１１の給電点１２までの主線路２１は直線である。

次に、第４実施例の優れた効果について説明する。第４実施例においても、第２実施例と同様のすぐれた効果が得られる。また、第４実施例では分岐点２３から線状アンテナ１５までの分岐線路２２の線路長が第２実施例の場合と比べて長くなる。第１実施例において説明したように、分岐点２３から線状アンテナ１５を見たときのインピーダンスを高くするために、分岐点２３から給電点１６までの分岐線路２２の線路長を線状アンテナ１５の共振波長の１／４にすることが好ましい。分岐点２３と給電点１６とを直線で接続した構成では十分な線路長が得られない場合に、第４実施例のように分岐線路２２の一部を蛇行させるとよい。これにより、分岐点２３から給電点１６までの分岐線路２２の線路長を充分長くすることができる。その結果、給電素子１１と線状アンテナ１５との給電位相差の設計自由度が高まるという優れた効果が得られる。

［第５実施例］
次に、図６Ａから図６Ｃまでの図面を参照して第５実施例によるアンテナ装置について説明する。以下、第２実施例によるアンテナ装置（図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ）と共通の構成については説明を省略する。

図６Ａは、第５実施例によるアンテナ装置の断面図である。第２実施例では、線状アンテナ１５の水平部分１５Ｂ（図２Ｃ）が基板３０の厚さ方向に関して給電素子１１と無給電素子１３との間に配置されている。これに対し、第５実施例では、線状アンテナ１５の水平部分１５Ｂが無給電素子１３と同一の層内に配置されている。このため、グランドプレーン３１を高さの基準としたときの線状アンテナ１５の高さが、グランドプレーン３１から無給電素子１３までの高さと等しい。

次に、第５実施例の優れた効果について説明する。第５実施例の線状アンテナ１５は、第２実施例の線状アンテナ１５（図２Ｃ）と比べて高さ方向（ｚ軸方向）の寸法が大きい。線状アンテナ１５を流れる高周波電流のうち高さ方向に流れる成分が放射電界に寄与し、水平方向に流れる成分は放射電界にほとんど寄与しない。第５実施例では、第２実施例と比べて、線状アンテナ１５を流れる高周波電流のうち放射電界に寄与する成分が大きい。このため、線状アンテナ１５のアンテナゲインを高めることができる。

第５実施例では、線状アンテナ１５の水平部分１５Ｂが無給電素子１３と同一層内に配置されているため、水平部分１５Ｂと無給電素子１３とを平面視において重ねて配置することはできない。このため、水平部分１５Ｂの長さが無給電素子１３との位置関係による制約を受ける。目標とする共振波長との関係で水平部分１５Ｂを無給電素子１３と重なる位置まで長くする必要がある場合には、第２実施例の構成を採用するとよい。

図６Ｂは、第５実施例の変形例によるアンテナ装置の断面図である。本変形例では、線状アンテナ１５の水平部分１５Ｂが無給電素子１３よりも高い位置に配置されている。本変形例では、第５実施例（図６Ａ）と比べて線状アンテナ１５がより高くなる。その結果、線状アンテナ１５のアンテナゲインをより高くすることができる。さらに、本変形例では、水平部分１５Ｂが無給電素子１３とは異なる層に配置されているため、第２実施例の場合と同様に、水平部分１５Ｂと無給電素子１３とを平面視において重ねて配置することができる。このため、線状アンテナ１５の目標とする共振波長に、より柔軟に対応することができる。

図６Ｃは、第５実施例の他の変形例によるアンテナ装置の断面図である。本変形例では、第５実施例の線状アンテナ１５の水平部分（図６Ａ）に代えて、グランドプレーン３１に対して垂直方向に延びる導体柱１５Ｃが用いられる。導体柱１５Ｃは、例えば基板３０の上面に設けられたランドにハンダを用いて固定される。本変形例では、線状アンテナ１５を流れる高周波電流のうち高さ方向の成分がより大きくなる。その結果、線状アンテナ１５のアンテナゲインをより大きくすることができる。

［第６実施例］
次に、図７Ａ及び図７Ｂを参照して、第６実施例によるアンテナ装置について説明する。以下、以下、第２実施例によるアンテナ装置（図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ）と共通の構成については説明を省略する。

図７Ａは、第６実施例によるアンテナ装置の主要部分の概略斜視図である。図７Ｂは、第６実施例によるアンテナ装置のｘ軸に垂直な断面図である。第６実施例では、一方の線状アンテナ１５の水平部分１５Ｂと他方の線状アンテナ１５の水平部分１５Ｂとが、両者の先端で接続されている。すなわち、２つの線状アンテナ１５が、両者の先端で相互に接続されている。このように、第６実施例では、２つの線状アンテナ１５によってループアンテナが構成される。２つの線状アンテナ１５の各々の水平部分１５Ｂの先端においては高周波電流の大きさが常に０であるため、両者を接続した構成においても、線状アンテナ１５の各々には、両者を接続していない場合と同様の高周波電流が流れる。

第６実施例においても、第２実施例と同様の優れた効果が得られる。さらに、第６実施例では、第２実施例と比べて水平部分１５Ｂを長くすることができる。目標とする共振波長によっては、第６実施例の構成とすることが好ましい場合もある。

［第７実施例］
次に、図８を参照して第７実施例によるアンテナ装置について説明する。以下、第２実施例（図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ）によるアンテナ装置と共通の構成については説明を省略する。

図８は、第７実施例によるアンテナ装置の主要部分の概略斜視図である。第２実施例によるアンテナ装置は１つの複合アンテナ１０（図２Ａ）を含んでいるが、第７実施例によるアンテナ装置は複合アンテナ１０を２つ含んでいる。複合アンテナ１０の各々の構成は第２実施例の複合アンテナ１０の構成と同一である。２つの複合アンテナ１０の向きは相互に異なっている。つまり、２つの複合アンテナ１０の給電素子１１の幾何中心を始点とし給電素子１１の給電点１２を終点とするベクトルの向きが２つの複合アンテナ１０の間で異なっている。例えば、一方の複合アンテナ１０においては、給電素子１１の幾何中心から給電点１２を向くベクトルがｘ軸の負の方向を向いており、他方の複合アンテナ１０においては、このベクトルがｘ軸の正の方向を向いている。このため、一方の複合アンテナ１０のビームのチルト方向と、他方の複合アンテナ１０のビームのチルト方向とは異なる。

２つの複合アンテナ１０ごとに給電線２０が設けられており、給電線２０を介して複合アンテナ１０に給電される。高周波信号の送受信を行う高周波集積回路素子（ＲＦＩＣ）４５がスイッチ素子４０を介して２本の給電線２０に接続されている。スイッチ素子４０は、２つの複合アンテナ１０から一方の複合アンテナ１０を選択し、選択した方の複合アンテナ１０に給電を行う。さらに、スイッチ素子４０は、両方の複合アンテナ１０に同時に給電を行うことができる。なお、２つの複合アンテナ１０の各々に対応してスイッチ素子を設け、２つのスイッチ素子を通して、対応する複合アンテナ１０に給電してもよい。

次に、第７実施例の優れた効果について説明する。
第７実施例では、スイッチ素子４０で選択する複合アンテナ１０を切り替えることにより、ビームのチルト方向を切り替えることができる。例えば、図３Ａに示したアンテナ装置においては、１つの複合アンテナ１０により、ｘ軸方向へのチルト角が、０°から−９０°までの範囲をカバーすることができる。第７実施例においては、複合アンテナ１０を切り替えることにより、ｘ軸方向へのチルト角が−９０°以上＋９０°以下の範囲をカバーすることができる。また、２つの複合アンテナ１０を同時に選択することにより、法線方向（ｚ軸の正の方向）におけるアンテナゲインを増大させることができる。

次に、第７実施例の変形例について説明する。第７実施例では、複合アンテナ１０を２個設けているが、複合アンテナ１０を３個以上設けてもよい。３個以上の複数の複合アンテナ１０の給電素子１１の幾何中心から給電点１２を向くベクトルの向きを、ｘｙ面内で異ならせることにより、ビームをチルトさせる方位をｘｙ面内で変化させることができる。

［第８実施例］
次に、図９を参照して第８実施例によるアンテナモジュールについて説明する。
図９は、第８実施例によるアンテナモジュールの断面図である。基板３０の内層に、グランドプレーン３１、３２が配置されている。さらに基板３０に、第２実施例によるアンテナ装置の複合アンテナ１０（図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ）と同一の構成を持つ複合アンテナ１０が設けられている。基板３０の下面に高周波集積回路素子４５が搭載されている。

高周波集積回路素子４５は、複合アンテナ１０に送信すべき情報を含む高周波信号を供給する。また、複合アンテナ１０で受信された高周波信号が高周波集積回路素子４５に入力されると、高周波集積回路素子４５は入力された高周波信号を中間周波信号にダウンコンバートする。

次に、第８実施例の優れた効果について説明する。
第８実施例では、複合アンテナ１０として第２実施例によるアンテナ装置の複合アンテナ１０と同一の構成のものを用いているため、ビームをチルトさせることができる。

次に、第８実施例の変形例について説明する。第８実施例では、複合アンテナ１０として第２実施例によるアンテナ装置の複合アンテナ１０と同一の構成のものを用いたが、その他に、第１実施例から第７実施例までのいずれかの実施例による複合アンテナ１０と同一の構成のものを用いてもよい。

［第９実施例］
次に、図１０及び図１１を参照して第９実施例による通信装置について説明する。第９実施例では、第１実施例から第６実施例までのいずれかの実施例によるアンテナ装置の複合アンテナ１０によってフェーズドアレイアンテナが構成される。

図１０は、第９実施例による通信装置のブロック図である。この通信装置は、例えば携帯電話、スマートフォン、タブレット端末等の携帯端末や、通信機能を備えたパーソナルコンピュータ等に搭載される。第９実施例による通信装置は、アンテナモジュール５０と、ベースバンド信号処理を行うベースバンド集積回路素子（ＢＢＩＣ）４６とを備えている。

アンテナモジュール５０は、複数の複合アンテナ１０からなるアンテナアレイと、高周波集積回路素子４５とを備えている。送信すべき情報を含む中間周波信号がベースバンド集積回路素子４６から高周波集積回路素子４５に入力される。高周波集積回路素子４５は、ベースバンド集積回路素子４６から入力された中間周波信号を高周波信号にアップコンバートし、複数の複合アンテナ１０に供給する。

さらに、高周波集積回路素子４５は、複数の複合アンテナ１０で受信された高周波信号をダウンコンバートする。ダウンコンバートされた中間周波信号が高周波集積回路素子４５からベースバンド集積回路素子４６に入力される。ベースバンド集積回路素子４６は、ダウンコンバートされた中間周波信号を処理する。

次に、高周波集積回路素子４５の送信動作について説明する。ベースバンド集積回路素子４６から中間周波増幅器６０を介してアップダウンコンバート用ミキサ５９に、中間周波信号が入力される。アップダウンコンバート用ミキサ５９でアップコンバートされた高周波信号が、送受信切り替えスイッチ５８を介してパワーディバイダ５７に入力される。パワーディバイダ５７で分割された高周波信号の各々が、移相器５６、アッテネータ５５、送受信切り替えスイッチ５４、パワーアンプ５２、送受信切り替えスイッチ５１、及び給電線２０を経由して複数の複合アンテナ１０に供給される。パワーディバイダ５７で分割された後の高周波信号の処理を行う移相器５６、アッテネータ５５、送受信切り替えスイッチ５４、パワーアンプ５２、送受信切り替えスイッチ５１、及び給電線２０は、複合アンテナ１０ごとに設けられている。

次に、高周波集積回路素子４５の受信動作について説明する。複数の複合アンテナ１０の各々で受信された高周波信号が、給電線２０、送受信切り替えスイッチ５１、ローノイズアンプ５３、送受信切り替えスイッチ５４、アッテネータ５５、移相器５６を経由してパワーディバイダ５７に入力される。パワーディバイダ５７で合成された高周波信号が、送受信切り替えスイッチ５８を経由して、アップダウンコンバート用ミキサ５９に入力される。アップダウンコンバート用ミキサ５９でダウンコンバートされた中間周波信号が、中間周波増幅器６０を経由してベースバンド集積回路素子４６に入力される。

高周波集積回路素子４５は、例えば上述の機能を含む１チップの集積回路部品として提供される。または、複合アンテナ１０に対応する移相器５６、アッテネータ５５、送受信切り替えスイッチ５４、パワーアンプ５２、ローノイズアンプ５３、送受信切り替えスイッチ５１については、複合アンテナ１０ごとに１チップの集積回路部品として提供してもよい。

次に、図１１を参照して第９実施例の優れた効果について説明する。
図１１は、第９実施例の優れた効果を説明するための模式図である。複数の複合アンテナ１０が、第１群７１に属する複数の複合アンテナ１０と第２群７２に属する複数の複合アンテナ１０とに分類される。同一群に属する複数の複合アンテナ１０は、同一の指向特性を持ち、異なる群の間では、複合アンテナ１０の指向特性が異なる。

第１群７１に属する複数の複合アンテナ１０がｘ軸方向に並び、第２群７２に属する複数の複合アンテナ１０も、ｘ軸方向に並んでいる。複合アンテナ１０の正面方向をｚ軸方向とするｘｙｚ直交座標系を定義する。第１群７１に属する複数の複合アンテナ１０の各々のメインビーム７３は、正面方向からｘ軸の負の方向に傾斜している。第２群７２に属する複数の複合アンテナ１０の各々のメインビーム７４は、正面方向からｘ軸の正の方向に傾斜している。

第１群７１に属する複数の複合アンテナ１０をフェーズドアレイアンテナとして動作させてビームステアリングを行う場合に、最大利得を示すメインビーム７５は、正面方向に対してｘ軸の負の方向に傾斜する。このため、第１群７１の複数の複合アンテナ１０からなるフェーズドアレイアンテナのカバレッジエリアは、正面方向を基準としてｘ軸の負の方向に偏る。なお、第１群７１の複数の複合アンテナ１０を動作させているときは、第２群７２の複合アンテナ１０は動作さない。

逆に、第２群７２に属する複数の複合アンテナ１０をフェーズドアレイアンテナとして動作させてビームステアリングを行う場合に、最大利得を示すメインビーム７６は、正面方向に対してｘ軸の正の方向に傾斜する。このため、第２群７２の複数の複合アンテナ１０からなるフェーズドアレイアンテナのカバレッジエリアは、正面方向を基準としてｘ軸の正の方向に偏る。なお、第２群７２の複数の複合アンテナ１０を動作させているときは、第１群７１の複合アンテナ１０は動作さない。

メインビームが正面方向を向く複数のアンテナでフェーズドアレイアンテナを構成する場合と比べて、第９実施例では、動作させる複合アンテナ１０の群を切り替えることにより、カバレッジエリアをより広くすることが可能になる。

次に、第９実施例の変形例について説明する。
第９実施例では、ｘ軸の負の方向にメインビーム７３が傾斜している第１群７１の複数の複合アンテナ１０、及びｘ軸の正の方向にメインビーム７４が傾斜している第２群７２の複数の複合アンテナ１０でフェーズドアレイアンテナを構成している。さらに、メインビームが正面方向を向く第３群の複数のアンテナを配置してもよい。例えば、第９実施例において、正面方向にビームステアリングを行ったときに十分なアンテナ利得が得られない場合、第３群の複数のアンテナを設けることにより、正面方向において十分なアンテナ利得を得ることが可能になる。

［第１０実施例］
次に、図１２Ａ及び図１２Ｂを参照して第１０実施例による通信装置について説明する。以下、第６実施例によるアンテナ装置（図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃ）と共通の構成については説明を省略する。

図１２Ａ及び図１２Ｂは、それぞれ第１０実施例による通信装置のアンテナ装置を筐体に固定する前及び固定した後の状態の断面図である。第６実施例及びその変形例では、線状アンテナ１５の垂直部分１５Ａの先端に接続された水平部分１５Ｂまたは導体柱（導体部分）１５Ｃがアンテナ装置の基板３０に設けられている。これに対して第１０実施例では、導体柱（導体部分）１５Ｄが筐体８０の内側の面に、接着剤等により取り付けられている。導体柱１５Ｄとして、ポゴピンが用いられる。ポゴピンは、スプリング等によって長さ方向に伸縮可能であり、自然長より縮めた状態では、延びる方向の力が発生する。

アンテナ装置を筐体８０内に収容して固定した状態で、筐体８０側の導体柱１５Ｄの先端がアンテナ装置側の垂直部分１５Ａの先端に設けられているランドに接触する。垂直部分１５Ａと導体柱１５Ｄとが、ランドを介して導通する。これにより、垂直部分１５Ａと導体柱１５Ｄとにより線状アンテナ１５が構成される。

次に、第１０実施例の優れた効果について説明する。
第１０実施例では、筐体８０に取り付けられている導体柱１５Ｄが、アンテナ装置の垂直部分１５Ａと共に線状アンテナ１５として動作する。このため、線状アンテナ１５が、アンテナ装置に設けられている垂直部分１５Ａよりも長くなる。その結果、線状アンテナ１５の利得が向上するという優れた効果が得られる。

さらに、第１０実施例では、導体柱１５Ｄとしてポゴピンが用いられるため、アンテナ装置と筐体８０との間隔の変動に柔軟に対応することができる。

［第１１実施例］
次に、図１３Ａ及び図１３Ｂを参照して第１１実施例による通信装置について説明する。以下、第１０実施例によるアンテナ装置（図１２Ａ、図１２Ｂ）と共通の構成については説明を省略する。

図１３Ａ及び図１３Ｂは、それぞれ第１１実施例による通信装置のアンテナ装置を筐体に固定する前及び固定した後の状態の断面図である。第１１実施例においても、第１０実施例の場合と同様に、筐体８０に導体柱１５Ｄが取り付けられている。第１１実施例では、さらに、筐体８０内に導体柱（導体部分）１５Ｅが埋め込まれている。埋め込まれている導体柱１５Ｅは、筐体８０の内側の表面から突出する導体柱１５Ｄを軸方向に延長した延長線に沿って配置されており、導体柱１５Ｄに電気的に接続されている。アンテナ装置の垂直部分１５Ａ、導体柱１５Ｄ、及び導体柱１５Ｅによって線状アンテナ１５が構成される。

次に、第１１実施例の優れた効果について説明する。第１１実施例による線状アンテナ１５の実質的な長さは、垂直部分１５Ａ、ポゴピンからなる導体柱１５Ｄ、及び筐体８０に埋め込まれている導体柱１５Ｅの長さの合計とほぼ等しい。第１０実施例の場合と比べて線状アンテナ１５が長くなるため、線状アンテナ１５の利得がさらに向上するという優れた効果が得られる。

次に、図１４Ａ及び図１４Ｂを参照して、第１１実施例の変形例による通信装置について説明する。

図１４Ａ及び図１４Ｂは、それぞれ第１１実施例の変形例による通信装置のアンテナ装置を筐体に固定する前及び固定した後の状態の断面図である。本変形例では、第１１実施例による通信装置の筐体８０に埋め込まれた導体柱１５Ｅ（図１５Ａ、図１５Ｂ）の代わりに、筐体８０の内側の表面に沿って配置された導体部材（導体部分）１５Ｆが配置されている。導体部材１５Ｆの一端が導体柱１５Ｄに接続されている。導体部材１５Ｆは、平面視において導体柱１５Ｄとの接続箇所から無給電素子１３に向かって延びる。

本変形例においては、垂直部分１５Ａ、導体柱１５Ｄ、及び導体部材１５Ｆによって線状アンテナ１５が構成される。本変形例においても、第１１実施例の場合と同様に、第１０実施例の場合と比べて線状アンテナ１５が長くなるため、線状アンテナ１５の利得がさらに向上するという優れた効果が得られる。

［第１２実施例］
次に、図１５Ａ及び図１５Ｂを参照して第１２実施例による通信装置について説明する。以下、第１１実施例によるアンテナ装置（図１３Ａ、図１３Ｂ）と共通の構成については説明を省略する。

図１５Ａ及び図１５Ｂは、それぞれ第１２実施例による通信装置のアンテナ装置を筐体に固定する前及び固定した後の状態の断面図である。第１１実施例では、アンテナ装置の垂直部分１５Ａと、筐体８０に埋め込まれた導体柱１５Ｅとが、ポゴピンからなる導体柱１５Ｄを介して接続されている。これに対して第１２実施例では、アンテナ装置側の垂直部分１５Ａと筐体８０側の導体柱１５Ｅとが、ハンダ１５Ｇによって相互に接続されている。ハンダ１５Ｇは、垂直部分１５Ａと導体柱１５Ｅとを電気的に接続するとともに、アンテナ装置を筐体８０に機械的に固定する。

次に、第１２実施例の優れた効果について説明する。第１２実施例においては、垂直部分１５Ａ、ハンダ１５Ｇ、及び導体柱１５Ｅによって線状アンテナ１５が構成される。筐体８０内の導体柱１５Ｅが線状アンテナ１５の一部として動作するため、垂直部分１５Ａのみで線状アンテナ１５を構成する場合と比べて線状アンテナ１５が長くなる。その結果、線状アンテナ１５の利得が向上するという優れた効果が得られる。

さらに、第１２実施例では、ハンダ１５Ｇによってアンテナ装置が筐体８０に固定されるため、ハンダのリフロー工程においてアンテナ装置を筐体８０に対して高精度に位置決めして固定することができる。

上述の各実施例は例示であり、異なる実施例で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることは言うまでもない。複数の実施例の同様の構成による同様の作用効果については実施例ごとには逐次言及しない。さらに、本発明は上述の実施例に制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。

１０ 複合アンテナ
１１ 給電素子
１２ 給電素子の給電点
１３ 無給電素子
１４ ビア導体
１５ 線状アンテナ
１５Ａ 垂直部分
１５Ｂ 水平部分
１５Ｃ 導体柱
１５Ｄ 筐体側の導体柱（導体部分）
１５Ｅ 筐体に埋め込まれた導体柱（導体部分）
１５Ｆ 導体部材（導体部分）
１５Ｇ ハンダ
１６ 線状アンテナの給電点
１７ ビア導体
２０ 給電線
２１ 主線路
２２ 分岐線路
２３、２４ 分岐点
３０ 基板
３１、３２ グランドプレーン
４０ スイッチ素子
４５ 高周波集積回路素子
４６ ベースバンド集積回路素子
５０ アンテナモジュール
５１ 送受信切り替えスイッチ
５２ パワーアンプ
５３ ローノイズアンプ
５４ 送受信切り替えスイッチ
５５ アッテネータ
５６ 移相器
５７ パワーディバイダ
５８ 送受信切り替えスイッチ
５９ アップダウンコンバート用ミキサ
６０ 中間周波増幅器
７１ 第１群
７２ 第２群
７３、７４、７５、７６ メインビーム
８０ 筐体
ＥＩ 電流からの放射電界
ＥＭ 磁流からの放射電界
Ｉｓ 波源となる電流
Ｍｓ 波源となる磁流

D. M. Pozar, "Microstrip antennas", Proceedings of IEEE, Vol. 80, No.1, pp. 79-91, January 1992

［第６実施例］
次に、図７Ａ及び図７Ｂを参照して、第６実施例によるアンテナ装置について説明する。以下、第２実施例によるアンテナ装置（図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ）と共通の構成については説明を省略する。

第１群７１に属する複数の複合アンテナ１０をフェーズドアレイアンテナとして動作させてビームステアリングを行う場合に、最大利得を示すメインビーム７５は、正面方向に対してｘ軸の負の方向に傾斜する。このため、第１群７１の複数の複合アンテナ１０からなるフェーズドアレイアンテナのカバレッジエリアは、正面方向を基準としてｘ軸の負の方向に偏る。なお、第１群７１の複数の複合アンテナ１０を動作させているときは、第２群７２の複合アンテナ１０は動作させない。

逆に、第２群７２に属する複数の複合アンテナ１０をフェーズドアレイアンテナとして動作させてビームステアリングを行う場合に、最大利得を示すメインビーム７６は、正面方向に対してｘ軸の正の方向に傾斜する。このため、第２群７２の複数の複合アンテナ１０からなるフェーズドアレイアンテナのカバレッジエリアは、正面方向を基準としてｘ軸の正の方向に偏る。なお、第２群７２の複数の複合アンテナ１０を動作させているときは、第１群７１の複合アンテナ１０は動作させない。

Claims (14)

1. 基板と、
   前記基板に設けられたグランドプレーンと、
   前記基板に設けられた少なくとも１つの複合アンテナと、
   前記複合アンテナへの給電を行う給電線と
   を有し、
   前記複合アンテナは、
   前記グランドプレーンとともにパッチアンテナを構成する給電素子と、
   前記グランドプレーンに対して垂直方向の成分を持つ電流を流す少なくとも１つの線状アンテナと
   を備えており、
   前記給電線は、前記給電素子に接続された主線路と、
   前記主線路から分岐して前記線状アンテナに接続された分岐線路と
   を含むアンテナ装置。
2. 前記給電素子から放射される電波のＥ面方向に関して、前記線状アンテナは前記給電素子が配置された範囲内に配置されている請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記少なくとも１つの線状アンテナは２つ設けられており、平面視において、前記２つの線状アンテナは、前記給電素子の両側に配置されている請求項２に記載のアンテナ装置。
4. 前記主線路からの分岐点から、前記線状アンテナの給電点までの前記分岐線路の線路長が、前記線状アンテナの共振波長の１／４である請求項１乃至３のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
5. 前記主線路からの分岐点から前記線状アンテナの給電点までの前記分岐線路の線路長が、前記分岐点から前記線状アンテナの給電点までの最短距離より長い請求項１乃至４のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
6. 前記分岐線路は蛇行する部分を含んでいる請求項１乃至５のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
7. 前記複合アンテナは、前記グランドプレーンから見て前記給電素子よりも遠い位置に配置されて前記給電素子に装荷された無給電素子を、さらに含み、
   前記グランドプレーンを高さの基準としたときの前記線状アンテナの高さは、前記グランドプレーンから前記無給電素子までの高さと等しい請求項１乃至６のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
8. 前記少なくとも１つの複合アンテナは複数設けられており、
   前記複数の複合アンテナのうち少なくとも１つの複合アンテナの前記給電素子の幾何中心を始点とし前記給電素子の給電点を終点とするベクトルの向きが、他の少なくとも１つの複合アンテナの前記給電素子の幾何中心を始点とし前記給電素子の給電点を終点とするベクトルの向きと異なっている請求項１乃至７のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
9. 請求項８に記載のアンテナ装置と、
   前記アンテナ装置の前記複数の複合アンテナから選択した一部の複合アンテナを選択して給電を行うスイッチ素子と
   を有するアンテナモジュール。
10. 前記スイッチ素子は、さらに、前記複数の複合アンテナのすべてに給電を行うことができる請求項９に記載のアンテナモジュール。
11. 基板と、
    前記基板に設けられたグランドプレーンと、
    前記基板に設けられた複合アンテナと、
    前記複合アンテナへの給電を行う給電線と、
    前記給電線を介して前記複合アンテナに高周波信号を供給する高周波集積回路素子と
    を有し、
    前記複合アンテナは、
    前記グランドプレーンとともにパッチアンテナを構成する給電素子と、
    前記グランドプレーンに対して垂直方向の成分を持つ電流源を構成する少なくとも１つの線状アンテナと
    を備えており、
    前記給電線は、前記給電素子に接続された主線路と、
    前記主線路から分岐して前記線状アンテナに接続された分岐線路と
    を含むアンテナモジュール。
12. 請求項１１に記載のアンテナモジュールと、
    前記アンテナモジュールの高周波集積回路素子に中間周波信号を供給するベースバンド集積回路素子と
    を有する通信装置。
13. アンテナ装置と、
    前記アンテナ装置を収容する筐体と
    を有し、
    前記アンテナ装置は、
    基板と、
    前記基板に設けられたグランドプレーンと、
    前記基板に設けられた少なくとも１つの複合アンテナと、
    前記複合アンテナへの給電を行う給電線と
    を有し、
    前記複合アンテナは、
    前記グランドプレーンとともにパッチアンテナを構成する給電素子と、
    前記グランドプレーンに対して垂直方向の成分を持つ電流を流す少なくとも１つの垂直部分と
    を備えており、
    前記給電線は、前記給電素子に接続された主線路と、
    前記主線路から分岐して前記垂直部分に接続された分岐線路と
    を含み、
    前記筐体は、
    前記垂直部分に接続されて前記垂直部分と共に線状アンテナを構成する導体部分を備えている通信装置。
14. さらに、前記垂直部分と前記導体部分とを接続するポゴピンを有する請求項１３に記載の通信装置。
    
    

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