WO2004095639A1

WO2004095639A1 - アンテナ装置

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Publication number: WO2004095639A1
Application number: PCT/JP2004/005880
Authority: WO
Inventors: Shoichi Takeuchi; Hiroyuki Hayakawa; Koichi Osada; Ryuta Sonoda
Original assignee: Asahi Glass Company, Limited
Priority date: 2003-04-24
Filing date: 2004-04-23
Publication date: 2004-11-04
Also published as: CN1778017B; US20060109178A1; US7365685B2; EP1624527A4; EP1624527B1; JP4337817B2; KR20060009848A; JPWO2004095639A1; CN1778017A; EP1624527A1

Abstract

パッチ導体が設けられた第１の誘電体基板と、第１の誘電体基板に対向した基板であって、パッチ導体に対向した対向基板面に接地導体が設けられた第２の誘電体基板と、第２の誘電体基板の該対向基板面から第１の誘電体基板の側に向かって伸長されている電磁結合用導体とが備えられており、電磁結合用導体は接地導体と直流的に接続されていなく、電磁結合用導体とパッチ導体とが電磁結合されているため、小型で、車両用の窓ガラス板に装着可能なアンテナ装置を提供する。

Description

明細書アンテナ装置技術分野

本発明は、 GHzの周波数を用いる通信に適するアンテナ装置に関し、特に車両のガラスアンテナに適用可能なアンテナ装置に関する。背景技術

近年、車載通信装置と外部通信装置との間で電磁波を用いた通信を行って車両の走行をより円滑にするために、 GPS (衛星測位システム： Global Positioni ng System) 、 VI CS (道路交通情報システム： Vehicle Information and Com munication System) 及び ETC (自動料金収受システム： Electric Toll Colle ction System) 等が用いられている。

これらのシステムにおいて用いられる車載通信装置のアンテナとしては、例えば、マイクロストリップアンテナ（以下、 MS Aという）を備えるアンテナ装置を車両の前部窓ガラス板に貼着される試みもなされているが、前部窓ガラス板を通して外部通信装置と通信するため、前部窓ガラス板による電磁波の反射等による送信電力の低下、受信電力の低下が発生する。すなわち、 MS Aから放射された電磁波の一部は前部窓ガラス板の境界面で反射して反射波となり、この反射波と M S Aからの放射波とが干渉することでアンテナ装置の利得を低下させる問題があった。

このため、従来例では、特開 2002-246817号公報に記載されるように、 MSAの設置箇所を設置スぺーサを用いて制限し、放射される電磁波の 2分の 1の波長に補正定数を乗じた長さを基準長さとし、この基準長さの整数倍だけ、前部窓ガラス板から離れた位置近傍に M S Aを配置することで M S Aの利得の低下を防止することができた。

また、特開 2002— 252520号公報には、誘電体基板の片面だけにパッチ導体及び接地導体が形成された平面アンテナが開示されている。この平面アンテナでは、誘電体基板の片面に所定のパッチ導体が形成され、この同一平面にパツチ導体の周囲に所定の間隔（スロット）を設けて接地導体が形成されている。この平面アンテナはコプレ一ナパツチアンテナ（Copl anar Patch Antenna： C P A、以下 C P Aとする）と称されている。

また、特開平 5— 6 3 4 2 3号公報には「車両用の平面アンテナ」として車両用の窓ガラス板上の少なくとも一部に下から放射素子用導体層、誘電体層、接地導体層を設け、近傍に設置した増幅器の入力端を放射導体と接続した平面アンテナが開示されている。この平面アンテナは、放射素子用導体層や接地導体層として銀ペーストを、誘電体層はガラス、樹脂、セラミックス等の誘電体を用いて厚膜印刷し焼成して形成している。

し力、し、窓ガラス板に対して多層の厚膜印刷は、印刷と乾燥を繰り返す必要があり、その工程が複雑で連続的に印刷を行う場合にはそれぞれ印刷機と乾燥機が必要であり設備が多大なものとなる。また、多層印刷を施し、最適に車両用の窓ガラスに適合する形状を有し、さらに各層が十分に焼成されるような同時焼成は困難である。そして、金属の板状体、シート状、フィルム状のものを接着剤により接着することが開示されているが、接着剤の層を有するためそのアンテナ特性は異なったものとなる。

また、各層の総和は数百 m以下にすることが可能とされているが、誘電体層が波長に比べて非常に薄い場合、マイクロストリップアンテナの構造では共振構造とすることが困難であり、放射効率も悪い。誘電体層の比誘電率を大きくして誘電体層を薄くすることがあるが、一般的に比誘電率を大きくすると誘電損失も大きくなりァンテナとしての放射効率は低下するとともに狭帯域となり、例えば、人口衛星からの微弱な電波を受信するには適さないアンテナ装置となる問題があった。

また、特開 2 0 0 2— 2 3 7 7 1 4号公報の図 6には、接地導体が設けられた基板にスぺーサを設け、四角形状の金属板からなるパッチ導体をこのスぺーサで支持しているパッチアンテナ装置が記載されている。しかし、この従来例では、パッチ導体が誘電体基板に設けられていないので、車両用等として利用するには実装しにくい問題があった。

また、特開平 8— 2 6 5 0 3 8号公報の図 8には、誘電体基板の一方の面に設けられている環状パッチ導体の内側に島状導体を設けてィンピグを行なっている環状マイクロストリップアンテナが記載されている。しかし、この従来例では、この誘電体基板の他面に接地導体が設けられており、この誘電体基板及び接地導体に孔を設けて同軸ケーブルの芯線をこの孔に貫通させた後にこの芯線の先端を島状導体に接続させているため、車両用等として利用するには実装しにくい問題があった。

また、米国特許 U S 6 5 9 3 8 8 7号公報の図 2等には、パッチ導体と接地導体とが離間して配されており、接地導体に設けられている孔を通して電磁結合用導体がパッチ導体側に伸長されているパッチアンテナが記載されている。しかし、この従来例では、アンテナ装置全体としての具体的な構造が示されておらず、車両用等として利用するには実装手段が不明瞭である問題があった。

上述した M S Aを備えるアンテナ装置が前部窓ガラス板に貼着される場合、上述したように、放射される電磁波の 2分の 1の波長に補正定数を乗じた長さを基準長さとし、この基準長さの正の整数倍分、前部窓ガラス板から離れた位置近傍に M S Aを配置しなければならない。

このため、 M S Aの設けられる誘電体基板と前部窓ガラス板との間に厚さの厚い空間が必要となり、 M S Aを備えるアンテナ装置の厚さが増し、車両を運転するドライバの視界の妨げになる他、車室内のデザインの点でも好ましくない問題があった。

特開 2 0 0 2— 2 5 2 5 2 0号公報に開示される C P Aについては、誘電体基板の片面に設けられた導体でアンテナ素子が構成されているので、前部窓ガラス板や後部窓ガラス板等に容易に形成することも可能である。しかし、前部窓ガラス板や後部窓ガラス板に設けられた C P Aからの受信信号の取り出しにコネクタを用いたり、同軸ケーブルをハンダにより直付けすること等が必要となり、製作効率ゃコストの上で必ずしも実用的なアンテナ装置を構成することができない問題があった。

また、 C P Aが外部通信装置と通信するために車両に取り付けられる場合、誘電体基板の一方の面にだけ導体が形成されて C P Aが構成されるので、誘電体基板の両面の双方向にアンテナの指向性を有するものとなり、必ずしも効率のよい送信、受信を行うことができない問題があった。このため、従来に比べてより小型、薄型、高性能でかつ低コストの高周波帯用のアンテナ装置が求められていた発明の開示

本発明は、パッチ導体が設けられた第 1の誘電体基板と、

第 1の誘電体基板に対向した基板であって、パッチ導体に対向した対向基板に接地導体が設けられた第 2の誘電体基板とが備えられており、

第 2の誘電体基板が第 1の誘電体基板の上に設けられているスぺーサの上に設けられており、

第 2の誘電体基板が第 1の誘電体基板との間に介在している該スぺーサにより、第 2の誘電体基板と第 1の誘電体基板とが所定間隔で離間されていることを特徴とするアンテナ装置を提供する。

また、第 1の誘電体基板である車両用の窓ガラス板の車内側の面、又は、窓ガラス板の車内側の面の上に設けられている誘電体膜の上に設けられているパッチ導体と、該パッチ導体に対向し、所定間隔で離間して窓ガラス板に配設される第 2の誘電体基板と、第 2の誘電体基板に設けられている接地導体とを備えるマイクロストリップアンテナを有するアンテナ装置において、

通信する電波の空気中の波長を λ。とし、パッチ導体と車体開口縁との最短間隔を Dとする場合、

0 . 0 1≤DZえ。であり、

かつ、車体開口縁から最も離間した該アンテナ装置の部分と、車体開口縁との最短間隔が 2 0 0 mm以下であることを特徴とするアンテナ装置を提供する。また、第 1の誘電体基板である車両用の窓ガラス板の車内側の面、又は、窓ガラス板の車内側の面の上に設けられている誘電体膜の上に設けられているパッチ導体と、該パッチ導体に対向し窓ガラス板に配設される絶縁性シート又は絶縁性基板と、該絶縁性シート又は該絶縁性基板に設けられている接地導体とを備えるマイクロストリップアンテナを有するアンテナ装置において、

0 . 0 1≤D/ A ₀であり、

かつ、車体開口縁から最も離間した該アンテナ装置の部分と、車体開口縁との最短間隔が 2 0 0 mm以下であることを特徴とするアンテナ装置を提供する。また、以下（1 ) 〜（5 ) の工程を備える上記アンテナ装置の製造方法を提供する。

( 1 ) 車両の開口部に嵌め込まれ、かつ、前記パッチ導体が設けられた、前記第 1の誘電体基板である窓ガラス板を準備するか、

又は、車両の開口部に嵌め込まれる前であり、かつ、前記パッチ導体が設けられた、前記第 1の誘電体基板である窓ガラス板を準備する。

( 2 ) 窓ガラス板に接着部を形成するか、又は、前記スぺーザの窓ガラス板側の面に接着部を形成する。

( 3 ) 接着部を介して窓ガラス板にスぺ一ザが接着されるように、窓ガラス板の所定の箇所にスぺーサを貼着する。

(4) 第 2の誘電体基板の、窓ガラス板側の基板面上に誘電性物質を形成した後、第 2の誘電体基板をスぺ一ザに固定する。

( 5 ) 上記工程（1 ) において、車両の開口部に嵌め込まれる前の窓ガラス板を用いる場合には、窓ガラス板を車両の開口部に嵌め込む。

また、前記工程（4) の代りに、

前記窓ガラス板に前記スぺーサを貼着した後、前記パッチ導体の上に前記誘電性物質を形成し、さらに、前記第 2の誘電体基板を前記スぺ一ザに固定する工程を備える上記アンテナ装置の製造方法を提供する。

また、前記工程（4) の代りに、

前記第 2の誘電体基板を前記スぺ一サに固定した後、前記スぺーサ又は第 2の誘電体基板に設けられている孔を通して流動性を有する誘電性物質を、前記窓ガラス板と第 2の誘電体基板とで囲まれた空隙に注入する工程を備える上記アンテナ装置の製造方法を提供する。

また、前記（4) の工程又は前記工程（4 ) の代りに備えられる工程において前記スぺ一サには第 1の固定手段が設けられており、さらに、第 2の固定手段が設けられている上蓋ケースを準備し、

第 1の固定手段に第 2の固定手段が固定されることにより、前記第 2の誘電体基板がスぺ一サと上蓋ケースとの間に挟み込まれ、上蓋ケースが第 2の誘電体基板を覆うようにスぺーザに上蓋ケースが取り付けられるようにする上記アンテナ装置の製造方法を提供する。

前記（4 ) の工程又は前記工程（4 ) の代りに備えられる工程において、また、前記スぺーサには第 1の固定手段が設けられており、さらに、第 2の固定手段が設けられ、内側に第 2の誘電体基板が設けられている上蓋ケースを準備し、 '

第 1の固定手段に第 2の固定手段が固定されることにより、スぺーサに上蓋ケースが取り付けられるようにする上記アンテナ装置の製造方法を提供する。前記（4 ) の工程又は前記工程（4 ) の代りに備えられる工程において、前記第 2の誘電体基板に、前記電磁結合用導体又は前記柱状導体が取り付けられている上記アンテナ装置の製造方法を提供する。

また、前記工程（4 ) において、

前記誘電性物質が流動性を有し、

前記第 2の誘電体基板上の前記接地導体の上に該誘電性物質を形成する際、第 2の誘電体基板上に成形用の枠を設け、該枠内に該誘電性物質を流入させた後、流動性を失わせるか、又は、やや流動性を失わせた後に該枠を外し、第 2の誘電体基板を前記スぺーザに固定する工程を備える上記アンテナ装置の製造方法を提供する。

また、以下（a l ) 〜（a 5 ) の工程を備える上記アンテナ装置の製造方法を提供する。

( a l ) 車両の開口部に嵌め込まれ、かつ、前記パッチ導体が設けられた、前記第 1の誘電体基板である窓ガラス板を準備するか、

( a 2 ) 窓ガラス板に接着部を形成するか、又は、前記スぺ一ザの窓ガラス板側の面に接着部を形成する。

( a 3 ) 第 2の誘電体基板をスぺーサに固定する。

( a 4 ) 第 2の誘電体基板の、窓ガラス板側の基板面上に誘電性物質を形成した後、接着部を介して窓ガラス板にスぺーサが接着されるように、窓ガラス板の所定の箇所にスぺーサを貼着する。 ( a 5 ) 上記工程（a l ) において、車両の開口部に嵌め込まれる前の窓ガラス板を用いる場合には、窓ガラス板を車両の開口部に嵌め込む。

また、前記工程（a 4 ) の代りに、

前記窓ガラス板の上の前記パッチ導体の上に誘電性物質を形成した後、前記スぺーサを窓ガラス板に固定する工程を備える上記アンテナ装置の製造方法を提供する。

また、前記工程（a 4 ) の代りに、

前記スぺーサを前記窓ガラス板に固定した後、前記スぺ一サ又は前記第 2の誘電体基板に設けられている孔を通して流動性を有する誘電性物質を、窓ガラス板と第 2の誘電体基板とで囲まれた空隙に注入する工程を備える上記アンテナ装置の製造方法を提供する。

また、前記（a 3 ) の工程の代り、

前記スぺ一サには第 1の固定手段が設けられており、さらに、第 2の固定手段が設けられている上蓋ケースを準備し、

第 1の固定手段に第 2の固定手段が固定されることにより、前記第 2の誘電体基板がスぺーサと上蓋ケースとの間に挟み込まれ、上蓋ケースが第 2の誘電体基板を覆うようにスぺーザに上蓋ケースが取り付けられるようにする工程を備える上記アンテナ装置の製造方法を提供する。

また、前記（a 3 ) の工程の代り、

前記スぺ一サには第 1の固定手段が設けられており、さらに、第 2の固定手段が設けられ、内側に第 2の誘電体基板が設けられている上蓋ケースを準備し、第 1の固定手段に第 2の固定手段が固定されることにより、スぺーザに上蓋ケ —スが取り付けられるようにする工程を備える上記アンテナ装置の製造方法を提供する。

また、前記（a 3 ) の工程又は前記工程（a 4 ) の代りに備えられるにおいて前記第 2の誘電体基板を前記スぺーザに固定する前に、又は、第 2の誘電体基板をスぺ一サに固定する後に、第 2の誘電体基板に前記電磁結合用導体又は前記柱状導体が取り付けられている上記アンテナ装置の製造方法を提供する。

また、前記工程（a 4 ) の代りに備えられる工程において、前記誘電性物質が流動性を有し、

前記窓ガラス板の上の前記パッチ導体の上に該誘電性物質を形成する際、窓ガラス板上に成形用の枠を設け、該枠内に該誘電性物質を流入させた後、流動性を失わせるか、又は、やや流動性を失わせた後に該枠を外し、窓ガラス板の所定の箇所にスぺ一サを貼着する工程を備える上記アンテナ装置の製造方法を提供する前記スぺ一ザと上蓋ケースとが一体化されている上記アンテナ装置の製造方法を提供する。

本発明のアンテナ装置に用いられる電磁波の周波数は 3 0 0 MH z〜3 TH z の電磁波が好ましく、 0 . 8〜6 0 GH zがより好ましく、 1 . 0〜3 0 GH z が特に好ましく、 1 . 2〜6 . 3 8 GH zが特に特に好ましい。図面の簡単な説明

図 1 本発明のアンテナ装置の一実施形態を示すアンテナ装置の断面図。

図 2 図 1に示すアンテナ装置の主要構成部の概略概念図。

図 3 図 1に示すアンテナ装置のパッチ導体 8及び電磁結合用導体 3の拡大平面図 4 ：スぺーサである下部ケース 2 0を窓ガラス板に接着した 1例を示す平面図図 5 ：図 1に示す例の応用例を示す断面図。

図 6 ：図 1に示す例とは別の本発明のアンテナ装置の一実施形態を示す断面図。図 7 ：図 6に示す例の主要構成部の概略概念図。

図 8 ：図 6に示すアンテナ装置のアンテナ素子の平面図。

図 9 ：図 6に示すアンテナ装置の組み立て方法を説明する断面図。

図 1 0 ：例 3のアンテナ装置を示す断面図。

図 1 1 ：例 1のリターンロス一周波数特性図。

図 1 2 ：例 1の指向性図。

図 1 3 ：例 2のリタ一ンロス一周波数特性図。

図 1 4 ：例 2の指向性図。

図 1 5 ：例 3の指向性図。図 16 ：例 4において、横軸を正方形の接地導体の 1辺（横幅、縦幅）の長さ、縦軸をアンテナ利得とする特性図。

図 17 ：例 4において、横軸を L_gX (s_q) °· ⁵÷几。とし、縦軸をアンテナ利得とする特性図。

図 18 ：例 5における、誘電性物質 Αの比誘電率と Lいアンテナ利得との関係図。

図 19 :例 5における、 L₂、 L₄及び窓ガラス板とプリント基板との間隔とァンテナ利得との関係図。

図 20 ：アンテナ装置が窓ガラス板に設けられている態様を示す平面図。

図 21 ：窓ガラス板の車内側の面上に誘電体膜 25を介在させて設けられているパッチ導体 8部分の断面図。

図 22 ：本発明における、接地導体 10及びスロッ卜部 50を示す平面図。図 23 ：図 1 , 6に示す例とは別の実施態様を示す断面図。符号の説明

1 ：第 1の誘電体基板

2 ：第 2の誘電体基板

2 a ：孔

3 ：電磁結合用導体

3 a ：電磁結合用導体 3の一方の端部

4 ：凸部

5 ：爪部

7 ：柱状導体

8 ：パッチ導体

9 ：車体開口縁

10 ：接地導体

14 ：伝送導体

16 ：同軸ケーブル

18 ：上蓋ケース

18 a :上蓋ケース 18の周縁 1 9 ：島状導体

2 0 ：下部ケース

2 0 a ：孔

2 2 ：接着部

2 4 ：空間

2 5 ：誘電体層

2 6 a :誘電性物質 A

2 6 b :誘電性物質 B

2 7 ：絶縁支持手段

5 0 ：スロット部発明を実施するための最良の形態

以下、本発明のアンテナ装置を添付の図面に示される好適実施形態に基づいて詳細に説明する。図 1は本発明のアンテナ装置の一実施形態を示すアンテナ装置の断面図であり、図 2はアンテナ装置の主要構成部の概略概念図である。図 1に示す断面図は、図 2に示す A— A ' 線の矢視断面図である。図 3は図 1に示すァンテナ装置のパッチ導体 8及び電磁結合用導体 3の拡大平面図であって、図 1、 2に示す例のパッチ導体 8と電磁結合用導体 3との位置関係を示す平面図であり、第 1の誘電体基板 1の面に垂直方向に上蓋ケース 1 8側から第 1の誘電体基板を見た平面図である。

本発明には、パッチ導体 8が設けられた第 1の誘電体基板 1と、第 1の誘電体基板 1に対向した基板であって、パッチ導体 8に対向した対向基板の面（以下、第 2の対向基板面という）に接地導体 1 0が設けられた第 2の誘電体基板 2とが備えられている。

また、第 2の対向基板面から第 1の誘電体基板 1の側に向かって伸長されている電磁結合用導体 3が備えられており、電磁結合用導体 3とパッチ導体 8とが電磁結合されている。電磁結合用導体 3は接地導体 1 0と直流的に接続されていない。

第 1の誘電体基板 1と、第 1の誘電体基板 1に対向して配置された第 2の誘電体基板 2とは所定の距離離間している。スぺーサである下部ケース 2 0は、接着部 2 2により第 1の誘電体基板 1に貼着されて固定されている。これにより、上蓋ケース 1 8が第 1の誘電体基板 1の所定の位置に固定され、電磁結合用導体 3が所定の位置に配され、かつ、第 2の誘電体基板 2が第 1の誘電体基板 1との間に介在しているスぺ一サにより、第 2 の誘電体基板 2と第 1の誘電体基板 1とが所定間隔で離間されている M S Aアンテナを有するアンテナ装置が組み立てられる。このようにスぺーサを用いるのは、ァンテナ利得を向上させるために第 1の誘電体基板 1と第 2の誘電体基板 2との間隔を数 mm以上とりたい場合には、スぺ一サを用いることで簡単な構造にすることができるとともに容易に生産でき、生産性に優れる。さらに、第 1の誘電体基板 1として、車両用の窓ガラス板を用いる場合には、この窓ガラス板が、通常、曲率を有するため、この曲率をスぺ一サにより吸収して窓ガラス板に第 2の誘電体基板 2を確実に設けることができるからである。また、スぺーサから第 2 の誘電体基板 2を容易に外すことができるような構造にしておけば、修理の際便利である。

第 1の誘電体基板 1の、第 2の誘電体基板 2に対向した対向基板の面（以下、第 1の対向基板面という）には、パッチ導体 8が設けられている。図 1に示す例では、パッチ導体 8の形状は、正方形又は略正方形の 1つの角と対角とに切欠部 8 bを設けてなる六角形であり、円偏波に有効な形状となっている。しかし、これに限定されず、パッチ導体 8の形状は、正方形状及び長方形状等の四角形、略四角形、多角形、略多角形、円形、略円形、略楕円形及び楕円形等であってもよい。なお、円偏波特性を向上させるために、パッチ導体 8に切欠部 8 bを設けることが好ましい。し力、し、これに限定されず、パッチ導体 8に切欠部 8 bを設けなくても使用できる。図 1に示す例では、切欠部 8 bの形状は直角二等辺三角形又は略直角二等辺三角形であるが、切欠部 8 bの形状はこれに限定されない。電磁結合用導体 3は、第 2の誘電体基板 2に設けられている貫通孔 (不図示）を貫通しており、電磁結合用導体 3の一方の端部 3 aは、第 2の誘電体基板 2の、第 2の対向基板面とは反対側の面（以下、第 2の非対向基板面という）に設けられている、信号線路として機能する伝送導体 1 4にハング付け等により接続されている。貫通孔を貫通した電磁結合用導体 3は第 2の対向基板面から突出するように伸長されている。この突出する部分を電磁結合用導体 3の垂直部 3 bと称する。

この貫通孔近傍の第 2の対向基板面に設けられている接地導体 1 0は垂直部 3 bと直流的に接続されていない。さらに、垂直部 3 bと接地導体 1 0とが電気的に接続しないように、この貫通孔の周縁部と、この貫通孔の周囲の接地導体 1 0 とは、 0 . 0 5〜1 0 mm、特には 0 . 2〜 3 mm離間されていることが好ましい。 0 . 0 5 mm以上であると、伝送損失が小さくなり好ましい。また、 1 0 m m以下であると接地導体 1 0の面積が充分に確保でき好ましい。

図 1に示す例では、電磁結合用導体 3が第 2の誘電体基板 2から、第 1の誘電体基板 1側に向かって一旦伸長されており、第 1の対向基板面に到達する前に曲がって又は曲折してパッチ導体 8に平行又は略平行に伸長されている。この曲がつて又は曲折してから伸長されている部分を第 1の平行部 3 cと称する。

さらに、パッチ導体 8の角 8 a近傍にて第 1の平行部 3 cは曲折してパッチ導体 8の周縁に沿って伸長されており、第 2の平行部 3 dを構成している。第 1の平行部 3 cと第 2の平行部 3 dとは、ともにパッチ導体 8に平行又は略平行であり、パッチ導体 8の面に垂直な方向において、パッチ導体 8とは所定間隔 hをもつて離間されている。

図 1に示す例では、電磁結合用導体 3は、第 1の平行部 3 cと第 2の平行部 3 dを有しており、第 1の平行部 3 cと第 2の平行部 3 dとはパッチ導体 8の周縁と平行又は略平行であり、このようにすることが電磁結合を良好にするので好ましいが、これに限定されず、電磁結合用導体 3は第 2の平行部 3 dを有さなくても使用でき、必ずしも、電磁結合用導体 3の、パッチ導体 8との近傍部分がパッチ導体 8と平行又は略平行でなくともよい。また、電磁結合用導体 3は円柱状導体を所定の形状に構成させたものよりなるが、これに限定されず、導電性板状体を所定の形状に構成させたものであってもよい。

図 6は図 1に示す例とは別の本発明のアンテナ装置の一実施形態を示す断面図であり、図 7は図 6に示す例の主要構成部の概略概念図である。図 6に示す断面図は、図 7に示す A— A ' 線の矢視断面図である。ただし、図 7において、上蓋ケース 1 8は図示されていない。図 8は図 6に示す例のアンテナ素子 6の平面図であり、図 9は図 6に示す例の組み立て方法を説明する断面図である。

図 6に示す例は、第 1の誘電体基板 1と、第 1の誘電体基板 1に対向して配置された第 2の誘電体基板 2とが所定の距離離間して構成されている。第 1の誘電体基板 1の基板面には、電磁波を放射する平面状のアンテナ素子 6が設けられている。

アンテナ素子 6は、放射導体であるパッチ導体 8と、パッチ導体 8から離間してパッチ導体 8によって周りが囲まれた島状導体 1 9とを有する（図 8参照）。島状導体 1 9は、図 8に示すように、パッチ導体 8によって周りを囲まれ、例えば、幅 0 . 5 mmの導体のないギャップによりパッチ導体 8から離間した矩形状の導体である。島状導体 1 9は、後述するように柱状導体 7がアンテナ素子 6 と接続するときのアンテナ素子 6の接続部分となっている。なお、アンテナ素子 6における島状導体 1 9は矩形状に限られず、円形状のものであってもよく、特に形状は制限されない。

図 6に示す例では、第 2の対向基板面に接地導体 1 0が設けられ、かつ、第 2 の対向基板面から柱状導体 7が突出するように設けられている。柱状導体 7の一方の端部は、第 2の誘電体基板 2を穿孔して貫通する貫通孔を通り、第 2の非対向基板面に設けられた信号線路である伝送導体 1 4にハンダ付け等により接続されて、第 2の誘電体基板 2に固定されている。一方、柱状導体 7の他方の端部は、第 1の誘電体基板 1に設けられた島状導体 1 9の略中心で当接されている。なお、接地導体 1 0は、第 2の誘電体基板 2に穿孔された貫通孔及びこの貫通孔の周りの近傍領域を除いた、第 2の誘電体基板 2における対向基板面の全面に設けられることが好ましい。柱状導体 7は接地導体 1 0と直流的に絶縁されて第 2の対向基板面から突出している。

このように柱状導体 7は、アンテナ素子 6と伝送導体 1 4との間を接続し、送信の際には外部回路からの伝送信号をパッチ導体 8へ給電し、又は、受信の際にはパッチ導体 8からの伝送信号を伝送導体 1 4及ぴ同軸ケーブル 1 6等を介して外部回路へ伝送する信号線路を成す。なお、島状導体 1 9は、第 1の誘電体基板 1の面に導体が設けられていないことよりなる一定のギヤップによりパッチ導体 8から離間し、周囲がパッチ導体 8で囲まれた構成を成している。また、島状導体 1 9には柱状導体 7が接続されている。この構成により、島状導体 1 9は柱状導体 7又はパッチ導体 8の有する誘導性（インダク夕ンス）を補正する容量性補正素子として機能する。島状導体 1 9は、通常高周波の信号線路で用いられる特性インピーダンスである例えば 5 0 Ωに整合するように調整されている。具体的には、柱状導体 7の誘導性さらにはパッチ導体 8の誘導性を考慮して、島状導体 1 9の形状及び寸法、及び、島状導体 1 9とパッチ導体 8との間のギャップの幅が調整がされる。このように柱状導体 7は、アンテナ素子 6と高周波回路的に接続されている。

第 1の誘電体基板 1として、車両用の窓ガラス板を用いる場合には、車両用の窓ガラス板が通常曲率を有するため、個々の窓ガラス板の曲率の違いにより、柱状導体 7が島状導体 1 9に接触しにくく接続しなくなる問題がある。したがって、このような場合には、柱状導体 7としてスプリングプローブを用いることが好ましい。柱状導体 7としてスプリングプローブを用いる場合には、図 6に示すァンテナ装置全体の設計を変更することなく、柱状導体 7を島状導体 1 9に確実に接触し接続させることができる。

また、柱状導体 7としてスプリングプロ一ブを用いる場合には、量産の際、窓ガラス板のゆがみのバラツキ及び第 2の誘電体基板 2のゆがみのバラツキ等を吸収して円滑に生産することができる。この場合、スプリングプローブのストロークは 0 . 2〜1 . 5 mm、特には 0 . 2〜0 . 8 mmであることが好ましい。スプリングプローブの押圧力は島状導体 1 9を破損することなく、自動車等の車両の振動によって接触部分が振動しないようにするために、さらに、スプリングの反発力で組み立てにくくならないようにすることも考慮して 0 . 2〜5 O N が好ましい。スプリングプローブは信号伝送の際、電気的損失を低減するためにその電気抵抗は低いことが好ましい。

また、図 6に示すアンテナ装置の組み立てでは、後述するとおり、柱状導体 7 を島状導体 1 9に当接させるように、第 1の誘電体基板 1に対して第 2の誘電体基板 2が所定距離離間して配置される。その際、柱状導体 7の当接位置が組み立て誤差により変動する。柱状導体 7は容量性補正素子として機能し、この組み立て誤差によって生じるアンテナ素子 6の性能の変動を吸収することができる。柱状導体 7は、例えば、島状導体 1 9と当接される一方の先端がスプリングによって支持されたスプリングプローブによって構成され、島状導体 1 9と当接する際、柱状導体 7の先端がスプリングの弾性力により島状導体 1 9に向けて付勢するように構成されている。これにより、図 6に示すアンテナ装置の組み立ての際、柱状導体 7を島状導体 1 9に損傷を与えずに滑らかに当接させることができる。

一方、スぺーサである下部ケース 2 0は、接着部 2 2により第 1の誘電体基板 1に貼着されて固定されている。これにより、上蓋ケース 1 8が第 1の誘電体基板 1の所定の位置に固定され、柱状導体 7が島状導体 1 9の中心に当接され、かつ、第 2の誘電体基板 2が第 1の誘電体基板 1に対して所定の距離離れて平行に保持された M S Aァンテナを有するァンテナ装置が組み立てられる。

なお、柱状導体 7はスプリングプローブを例に挙げたが、このスプリングプローブの替わりに、上蓋ケース 1 8が第 2の誘電体基板 2を下部ケース 2 0側に向け付勢して支持固定するように、上蓋ケース 1 8の基板の支持機構はスプリングや弾性体等の付勢手段を備えてもよい。島状導体 1 9に柱状導体 7が当接する際、少なくとも柱状導体 7が島状導体 1 9に向けて弾性力によって付勢するようにすればどのような機構であってもよい。

また、柱状導体 7は予め第 2の誘電体基板 2に固定されたものでなく、予めァンテナ素子 6の島状導体 1 9に柱状導体 7の一端をハンダ付け等により固定して接続したものであってもよい。この場合、上蓋ケース 1 8を下部ケース 2 0に係止するとき、例えば、第 2の誘電体基板 2に設けられたソケットにより柱状導体 7の他端を受けて伝送導体 1 4に接続させるように構成する。図 6に示す例において、柱状導体 7が第 1の誘電体基板 1と第 2の誘電体基板 2との間の間隙を横断するように第 2の誘電体基板 2から突出する限りにおいて、どのような構成を用いてもよい。しかし、実用上取り付け作業が容易で短時間で済み、かつコストのかからない点から、第 2の誘電体基板 2に予め柱状導体 7が設けられた上述の実施形態の構成が好ましい。

なお、図 6に示す例では、第 1の誘電体基板 1と第 2の誘電体基板 2との間を横切る柱状導体 7を 1つ設けたものであるが、本発明では柱状導体を複数設け、アンテナ素子の異なる複数の位置で柱状導体を接続させてもよい。例えば、 2本の柱状導体からアンテナ素子に給電する場合、円偏波の電磁波を放射するように

、柱状導体からアンテナ素子に給電するときの信号の位相をずらして給電してもよい。

本発明において、接地導体 1 0の大きさはアンテナ装置の小型化の観点から小さくすることが好ましいが、一方において、アンテナ装置の指向性を良好なものとし、インピーダンス特性を整合させて送受信電力を大きくするためには、接地導体 1 0を大きくすることが好ましい。このことから、接地導体 1 0が四角形状又は略四角形状の場合には、接地導体 1 0の一辺の長さは、電磁波の波長の少なくとも 1 / 2波長以上の長さを有することが好ましい。さらに、本発明を車両用のアンテナ装置とするためには、小型化の観点から、接地導体 1 0の面積は 3 9 6 0 mm²以下が好ましい。接地導体 1 0の面積のより好ましい範囲は 2 3 0 4 mm²以下であり、特に好ましい範囲は 1 9 2 0 mm²以下、特に特に好ましい範囲は 1 7 6 0 mm²以下である。また、接地導体 1 0の形状については、上記したとおり、四角形又は略四角形であって、正方形又は略正方形が通信特性を向上させる上で好ましいが、これに限定されず、円、略円、楕円、略楕円、多角形又は略多角形等が使用できる。

図 1 , 6に示す例において、第 2の対向基板面には接地導体 1 0が設けられ、第 2の非対向基板面に一定の幅の導体によって構成された伝送導体 1 4が設けられ、マイクロストリツプ線路が構成されている。

図 2 2に示すとおり、第 2の非対向基板面に接地導体 1 0が設けられるようにし、さらに第 2の非対向基板面には接地導体 1 0が設けられていないス口ット部 5 0が設けられるようにし、スロット部 5 0の中央又は略中央には伝送導体 1 4 が接地導体 1 0に直流的に接続されていないように設けられるようにし、電磁結合用導体 3又は柱状導体 7が、第 2の誘電体基板 2の厚さ方向に貫通し、伝送導体 1 4と接続されるようにしてもよい。ここで、スロット部 5 0とは誘電体基板の上に導体が設けられていない細長い領域がスロット部 5 0である。スロット部 5 0は、通常、誘電体基板の材質が剥き出しになって露出しているが、これに限定されず、スロット部 5 0の上に絶縁物質が設けられていてもよい。

図 1， 6に示す例では、第 2の非対向基板面に伝送導体 1 4が設けられており、このようにすることがアンテナ特性を向上させるために好ましい。しかし、これに限定されず、第 2の対向基板面に伝送導体 1 4を設けても使用できる。第 2 の対向基板面に伝送導体 1 4及び接地導体 1 0を設ける場合には、上記のように接地導体 1 0にスロット部 5 0を設け、スロット部 5 0の中央又は略中央に伝送導体が接地導体 1 0に直流的に接続されないように伝送導体 1 4が設けられるようにする。

また、図示されていないが、第 2の非対向基板面に接地導体が設けられるようにし、第 2の対向基板面に伝送導体が設けられるようにしてもよい。本発明において、第 2の対向基板面及び第 2の非対向基板面の少なくとも一方に誘電体層を形成し積層してもよい。

伝送導体 1 4は、アンテナ装置の外部にある R F (Radio Freguency) 回路等の外部回路と接続された同軸ケーブル 1 6の芯線と接続され、接地導体 1 0は、同軸ケーブル 1 6の外部導体と接続されている。同軸ケーブル 1 6の外部導体は接地することが好ましい。

第 1の誘電体基板 1に設けられたパッチ導体 8と、第 2の誘電体基板 2に設けられた接地導体 1 0とによって、第 1の誘電体基板 1と第 2の誘電体基板 2との間隙中に存在する例えば空気の空間を誘電体とする M S Aが構成されている。図 1に示す例では、前述したとおり、電磁結合用導体 3は、パッチ導体 8と電磁結合により接続し、外部回路からの信号を同軸ケーブル 1 6及び伝送導体 1 4 等を介して、パッチ導体 8へ給電し、パッチ導体 8からの信号を伝送導体 1 4及び同軸ケーブル 1 6等を介して外部回路へ伝送する。第 2の誘電体基板 2は、上蓋ケース 1 8の所定の位置に収納されて支持固定され、さらに、上蓋ケース 1 8 はパッチ導体 8の周りを取り巻くように構成されており、第 1の誘電体基板 1に固定された下部ケース 2 0に係止されている。

本発明において、パッチ導体 8との接地導体 1 0との間隔は、アンテナ装置の送受信の性能を確保する点から、アンテナ装置で用いる電磁波の波長に応じて適宜設定される。

前述したとおり、本発明のアンテナ装置では第 1の誘電体基板 1と第 2の誘電体基板 2との間隙中に存在する空気の空間を誘電体としてもよいが、小型化等のため、この間隙中に接着剤、充填剤等の誘電性物質である誘電体材料を別途注入 •介在させることが好ましい。

第 1の誘電体基板 1と第 2の誘電体基板 2との間に介在させる誘電性物質を誘電性物質 Aとする場合、製造及び修理等の便宜のために、誘電性物質 Aが流動性、半流動性又は非硬化性を有することが好ましい。また、誘電性物質 Aが少なくとも初期には流動性又は半流動性を有し、経時的に又は所定の処理により硬化性又は半硬化性を有するな誘電性物質を用いる場合には、故障を少なくすることができる。ここで、所定の処理とは、誘電性物質 Aに別の物質を加えることによる化学反応又は加熱等の処理により誘電性物質 Aに硬化性又は半硬化性を持たせるすべての処理をいう。

第 1の誘電体基板 1を車両用の窓ガラス板とすると、通常車両用の窓ガラス板は曲率を有するので流動性又は半流動性の誘電性物質を用いると空隙に均一に充填し介在させることが可能であり、密着性を有することが好ましい。また、本発明のアンテナ装置に増幅器などの電子部品が含まれる場合にはそれらを水滴や湿気などの水分から保護する効果も持たせられるという点で実用上好ましい。また、この誘電性物質はァンテナ特性を低下させないという点で低損失であることが望ましく、車両用途に用いる場合にはさらには難燃性であり、耐熱、耐寒性を有し、他の電子部品や銀ペースト等の導体ペーストを焼成した導体などに対して電食、腐食をさせないこと力 S好ましい。

誘電性物質 Aの有する比誘電率 ε _Αが小さいために、本発明のアンテナ装置が所望のアンテナ特性を達成できないときには、比誘電率 ε _Αより大きい比誘電率 ε Μを有する粉体を含有する誘電性物質 Μを誘電性物質 Αに混入させ、見かけ上、誘電性物質 Aの比誘電率を大きくすることが好ましい。

誘電性物質 Aとしては、流動性を有し、生産性に優れるシリコーン（高分子珪素有機化合物）、ゴム、各種合成樹脂等が挙げられるが、これらに限定されず、所望の比誘電率を有する誘電性物質ならどんなものでも使用できる。

また、シリコーンの比誘電率は、通常、 2 . 3〜4. 3である。誘電性物質 Aとしてシリコーン又は同程度の比誘電率を有する誘電性物質を用い、さらに、必要に応じて誘電性物質 Mをシリコーンに混入させる場合には、比誘電率 ε _Μは、 8 . 0以上であることが、見かけ上、誘電性物質 Αの比誘電率を効率よく大きくするので好ましい。生産性を考慮すると、比誘電率 ε _Μは、 8 . 0〜1 2 . 0がより好ましい。

誘電性物質 Μが含有する、比誘電率 ε _5|を有する粉体の粒径（直径）は、 0 . l〜5 0 m、特には 0 . 3〜2 0 m、が好ましい。この粒径が 0 . 1 m以上の場合には、生産性に優れ好ましく、 5 0 m以下の場合には、アンテナ特性が安定して好ましい。図 5は、図 1に示す例の応用例を示す断面図である。図 5に示す例では、第 1 の誘電体基板 1と第 2の誘電体基板 2との間の所定間隔の間隙に、第 2の誘電体基板 2側に硬化した誘電性物質 B (図 5に示されている 26 b (斜線部））が設けられている。さらに、第 1の誘電体基板 1側に流動性、半流動性又は非硬化性を有する誘電性物質 A (図 5に示されている 26 a) が設けられている。電磁結合用導体 3の一部が誘電性物質 B内に埋没しているか、又は、電磁結合用導体 3 の一部が誘電性物質 Bに接していて、電磁結合用導体 3の先端が振動によりふらつかないように誘電性物質 Bにより電磁結合用導体 3を固定している。このようにして本発明のアンテナ装置のアンテナ特性を安定なものにすることができる。本発明のアンテナ装置において、通信する電波の空気中の波長をえ。とし、第 1の誘電体基板 1と第 2の誘電体基板 2との間（図 1 , 6に示す例では、パッチ導体と接地導体との間）に誘電性物質が介在しており、該誘電性物質の比誘電率をとし、接地導体の面積を Sとした場合、正規化した接地導体の幅 W _gを、（S) ⁰· ⁵Χ ( ε _r) ⁰· ⁵÷λ。と表せば、 0. 42≤W_g≤0. 81 、特には、 0. 5≤W_g≤0. 6であることが好ましい。幅 W_gが 0. 42以上であると、アンテナ利得が向上し好ましく、幅 W_gが 0. 81以下であれば、小型化が図れ好ましい。

同様の理由で、本発明のアンテナ装置において、第 1の誘電体基板 1と第 2の誘電体基板 2との間に誘電性物質 A及び誘電性物質 Bが介在している場合には、 { ε _Α · ε _B · (誘電性物質 Aの厚さ +誘電性物質 Bの厚さ） } ÷ ( ε _B ·誘電性物質 Aの厚さ + ε_Α·誘電性物質 Bの厚さ）を ε_α (パッチ導体と接地導体との間に介在する誘電性物質の比誘電率の平均値）とすれば、前記の代りにを用い、正規化した接地導体の幅 W_gを、（S) °· ⁵Χ (ε,) °· ⁵÷λ₀ と表し、 0. 42≤W_g≤0. 81、特には、 0. 5≤W_g≤0. 6であることが好ましい。

本発明において、通信する電波の周波数が、 2. 10-2. 65 GHzである場合、第 1の誘電体基板 1と第 2の誘電体基板 2との間、又は、パッチ導体と接地導体との間に誘電性物質が介在しており、この誘電性物質の比誘電率が、 1. 89〜 5. 20、接地導体 10の面積が、 1280〜 3960 mm²、かつ、ノッチ導体の縦幅 L i又はパッチ導体の横幅 L iが、 21. 3〜 36. 11 mmであることが好ましい。この比誘電率が 1. 89以上、接地導体 10の面積が 12 80mm²以上、かつ、 1^が 21. 3 mm以上であるとアンテナ利得が向上する。また、この比誘電率が 5. 20以下であるとアンテナ利得が向上し生産性に優れ、誘電性物質が安価に生産できる。さらに、接地導体 10の面積が 3960 mm²以下であると小型化が達成できる。この誘電性物質の比誘電率が、 2. 3 0〜3. 10、かつ、接地導体 10の面積が、 1280〜 1920mm²であることがより好ましい。また、接地導体 10の面積が、 1440〜 1760mm² であることが特に好ましい。

なお、後述する最小型実施態様では、さらに小型にするために、接地導体 10 の面積を、 1024〜 2304 mm²とするので、この誘電性物質の比誘電率が、 2. 56〜5. 80が好ましい。したがって、本発明において、この誘電性物質の比誘電率の好ましい範囲は、 1. 89〜5. 80である。また、本発明において、後述する最小型実施態様を考慮すると、接地導体 10の面積の好ましい範囲は、 1024〜3960mm²である。

本発明において、給電手段として電磁結合用導体を用いる場合には、通信する電波の周波数が、 2. 10〜2. 65 GHzである場合、が、 21. 5〜3 4. 85 mmであり、接地導体 10の面積が、 1024〜 2304mm²である。電磁結合用導体 3の、パッチ導体 8に平行又は略平行な部分の長さ（第 1の平行部 3 cの長さと第 2の平行部 3 dの長さとの和の長さ）が、 7. 9〜29. 4 mmであることが好ましい。 1^が、 21. 5〜34. 85mmであり、接地導体 10の面積が 1024 mm²以上であり、磁結合用導体 3の、パッチ導体 8に平行又は略平行な部分の長さが、 7. 9〜29. 4 mmであればアンテナ利得が向上する。また、接地導体 10の面積が、 2304mm²以下であればより小型化でき好ましい。この場合、通信する電波の周波数が、 2. 10〜2. 65GH zである場合、パッチ導体と接地導体との間隔、すなわち、第 1の誘電体基板と第 2の誘電体基板との略間隔が、 3. 6-10. 8mmであることが、アンテナ利得が向上するので好ましい。

次に、本発明において、通信する電波の周波数が、 2. 10〜 2. 65 GHz であり、さらに、より小型化となり、よりアンテナ利得が向上する場合（最小型実施態様）について、後述する図 18, 19に基づいて説明する。接地導体 10 の面積は、 1 0 2 4〜 2 3 0 4 mm²とすることが好ましい。

最小型実施態様である場合、パッチ導体と接地導体との間に誘電性物質が介在しており、この誘電性物質の比誘電率が、 2 . 5 6〜5 . 8 0、パッチ導体の縦幅 L _t又はパッチ導体の横幅が、 1 9 . 0〜2 9 . 0 mmであることが好ましい。この範囲内である場合にはこの範囲外であるときと比較してアンテナ利得が向上する。ここでいう、比誘電率の範囲「2 . 5 6〜5 . 8 0」についての、より好ましい範囲と特に好ましい範囲とは、後述する表 1の誘電性物質の比誘電率が適用され、以下の説明でも同様である。

パッチ導体と接地導体との間に介在している誘電性物質は 1種に限定されない

。空気、誘電性物質 A、誘電性物質 B、誘電性物質 M、後述する絶縁性シート、後述する絶縁性基板及びこれら以外の誘電性物質から選ばれる少なくとも 1つがパッチ導体と接地導体との間に介在していても使用できる。この場合、空気以外の、該複数種の誘電性物質の比誘電率の少なくとも 1つが、 2 . 5 6〜 5 . 8 0 が好ましい。また、空気以外の該誘電性物質の比誘電率のそれぞれが、 2 . 5 6 〜5. 8 0がより好ましい。

また、この場合、パッチ導体と接地導体との間に介在している空気、空気以外の 1種の誘電性物質及び複数種の誘電性物質から選ばれる少なくとも 1つが介在して誘電性介在物を構成していると考えると、この誘電性介在物の比誘電率が、 2 . 5 6〜5 . .8 0であることが特に好ましい。この誘電性介在物の比誘電率とは、この誘電性介在物を構成している各誘電性物質の比誘電率の平均値が、 2 . 5 6〜5 . 8 0であることをいう。この誘電性介在物の比誘電率は通常測定によつて得られる値が好ましいが、計算で得られる値でもよい。各誘電性物質が複数層をなしている場合、この平均値を計算で算出するに当たっては、通常、各誘電性物質の厚さと比誘電率とが考慮される。なお、パッチ導体と接地導体との間に空気が介在している場合には、該比誘電率は空気の比誘電率を含めて計算される介在する態様としては、それぞれ複数層を構成してもよいし、それぞれ誘電性物質の固まりや空気の泡が混在していても使用できる。接地導体が第 2の非対向基板面又は第 2の非対向基板の内部に設けられている場合には、第 2の誘電体基板もこれらの誘電性物質に含まれる。例えば、誘電体板又は誘電体層（例えば、セラミックス板、セラミックス層等）と空気層とをパッチ導体と接地導体との間に介在させて、この誘電体板又は誘電体層の比誘電率と、この空気層の比誘電率 (1. 0) との平均値が、 2. 56-5. 80になるように、この誘電体板又は誘電体層の厚さと比誘電率とを設定する場合が挙げられる。

例えば、この誘電体板又は誘電体層に比誘電率が、 8. 0-20. 0、特には 12. 0〜16. 0の誘電性物質を用いることにより、空気とこの誘電性物質との比誘電率の平均値を、 2. 56〜5. 80にして安価にし生産性を向上させることができる。

さらに、パッチ導体と接地導体との間隔が、 2. 92〜15. 3mmであることが、アンテナ利得が向上するので好ましい。この範囲内である場合にはこの範囲外であるときと比較してアンテナ利得が向上する。また、パッチ導体 8に切欠部 8 bを設ける場合には切欠部 8 bの直角 8 cを挟む 1辺の長さ L ₂が 0. 77 〜16. 7 mmであることが好ましい。この範囲内である場合にはこの範囲外であるときと比較してアンテナ利得が向上する。

最小型実施態様であり、給電手段として電磁結合用導体を用い、かつ、電磁結合用導体がパッチ導体と平行又は略平行の部分を有している場合には、電磁結合用導体の、パッチ導体に平行又は略平行な部分の長さは、 3. 95〜28. 7m mであること力好ましい。この範囲内である場合にはこの範囲外であるときと比較してアンテナ利得が向上する。以下、最小型実施態様である場合の好ましい範囲、より好ましい範囲は、特に好ましい範囲を表 1にまとめて記載する。

(表 1)

好ましい範囲より好ましい範囲特に好ましい範囲接地導体の面積 1 024〜2304 1 280~1 920 1 440~1 760

(mm²)

L！ (mm) 1 9. 0~29. 0 20. 5~27. 5 22. 0〜26. 5 上記誘電性物質 2. 56~5. 80 2. 90~5. 20 3. 30~4. 50 の比誘電率

パッチ導体と接 2. 92~1 5. 3 3. 60~1 2. 4 5. 1 ~9. 5 地導体との間隔

(mm)

L 2 (mm) 0. 77〜1 6. 7 3. 1 0〜1 3. 5 5. 40〜1 0. 4 電磁結合用導体

3の、パッチ導 3. 95~28. 7 8. 70〜23. 7 1 1. 7〜1 9. 8 体 8に平行又は

略平行な部分の

長さ (mm) 本発明において、給電手段として電磁結合用導体を用い、かつ、電磁結合用導体がパッチ導体と平行又は略平行の部分を有しており、通信する電波の周波数が、 2. 10-2. 65 GHzであり、第 1の誘電体基板 1と第 2の誘電体基板 2 との間に介在している誘電性物質が空気である場合には、第 1の平行部 3 cの長さと第 2の平行部 3 dの長さとの和の長さが 4. 7〜49. 3mm、特には、 1 8. 8〜34. 0mmであるのがアンテナ利得が向上するので好ましい。

また、本発明において、給電手段として電磁結合用導体を用い、かつ、電磁結合用導体がパッチ導体と平行又は略平行の部分を有している場合には、第 1の'誘電体基板 1と第 2の誘電体基板 2との間に介在している誘電性物質が空気であり、 L)_が、 32. 68〜41. 80mmであり、第 1の平行部 3 cの長さと第 2 の平行部 3 dの長さとの和の長さが、 10. 4〜27. 3 mmであることがアンテナ利得が向上するので好ましい。この場合、接地導体 10の面積が、 3240 〜3960 mm²であることが好ましい。接地導体 10の面積が、 3240mm ²以上であればアンテナ利得が向上し好ましく、接地導体 10の面積が、 396 0 mm ²以下であれば小型化でき好ましい。

本発明において、給電手段として電磁結合用導体を用い、かつ、電磁結合用導体がパッチ導体と平行又は略平行の部分を有している場合には、電磁結合用導体 3が、パッチ導体 8に平行又は略平行な部分（第 1の平行部 3 cと第 2の平行部 3 d) の軸がパッチ導体 8に立体的に重なっており、立体的に見て、該部分の軸の中心とパッチ導体の周縁との間隔 L₃が、一 1. 17〜― 2. 42mmであることが好ましい。ここで、 L₃が負の数値である場合には、電磁結合用導体 3の、第 1の平行部 3 cと第 2の平行部 3 dとがパッチ導体 8に立体的に重なっており、第 1の平行部 3 cと第 2の平行部 3 dとが立体的にパッチ導体 8の内側に配されている。 L₃が、一 1. 17より小さいと、電磁結合用導体 3が放射導体として作用せず、図 1に示すアンテナ装置が電波の飛来方向に対して傾斜しても、指向性に悪影響を与えないため、好ましい。 L₃が、一 2. 4より大きいと給電の状態が良好で好ましい。

本発明において、給電手段として電磁結合用導体を用い、かつ、電磁結合用導体がパッチ導体と平行又は略平行の部分を有しており、通信する電波の周波数が、 2. 10-2. 65GHzであり、第 1の誘電体基板 1と前記第 2の誘電体基板 2との間に介在している誘電性物質の比誘電率が 1 . 8 9〜 5 . 2 0である場合には、電磁結合用導体 3の、第 1の平行部 3 cの長さと第 2の平行部 3 dの長さとの和の長さが 8 . 7〜2 8 . 7 mmであることがアンテナ利得が向上するので好ましい。

電磁結合用導体 3の材質は、銅、錫、アルミニウム、鉄、銀、金、白金、これらの合金、又はこれらの金属の表面にメツキを施したものが用いることができる本発明のアンテナ装置を車両に使用する場合であって、図 5に示すような、硬化した誘電性物質 Bにより電磁結合用導体 3を固定しない場合には、振動に耐えうるような機械的強度を有するように電磁結合用導体 3の材質のヤング率が、 5 X 1 0 ^{1 C)} P a以上、特には、 7 X 1 0 ^{1 ()} P a以上であることが好ましい。また、振動に耐えうるような機械的強度を有するように、つ、給電を効率的に行なえるようにするために、電磁結合用導体 3の断面積が、 0 . 1 6〜1 6 mm²、特には、 0 . 6 4〜2. 2 5 mm²であることが好ましい。電磁結合用導体 3の断面の形状は円形、多角形等が用いることができるが、生産性を考慮すると、円形が好ましい。

ただし、アンテナ装置として上蓋ケース 1 8を下部ケース 2 0に係止する取付作業が簡易であることが組み立ての点から好ましく、さらに、電磁波の通過する境界面を少なくしパッチ導体 8としての送信又は受信の性能に影響を与えないことが好ましい。このことから、低損失の誘電体材料を誘電体として用いるか、又は、空気の空間を誘電体として用いるのが好ましい。

本発明において、第 2の誘電体基板 2としては単層基板又は多層基板が用いることができる。図 1 , 6に示す例では、第 2の誘電体基板 2としては単層基板を用いている。このように生産性向上の観点からすれば、単層基板を用いることが好ましい。しかし、本発明において、これに限定されず、第 2の誘電体基板 2として多層基板を用いてもよい。

第 2の誘電体基板 2としては単層基板を用いる場合には、図 1， '6に示す例では、第 2の誘電体基板 2の表面に接地導体 1 0と伝送導体 1 4とを設けたが、これに限定されず、第 2の誘電体基板 2の内部に接地導体 1 0及び伝送導体 1 4の少なくとも一方を設けても使用できる。第 2の誘電体基板 2として多層基板を用いる場合には、接地導体 1 0と伝送導体 1 4とが別の層に設けられることが好ましい。しかし、これに限定されず、接地導体 1 0と伝送導体 1 4とが同層に設けられても使用できる。接地導体 1 0と伝送導体 1 4とが同層に設けられる場合には、この層には接地導体 1 0が設けられていないスロット部が設けられるようにし、スロット部の中央又は略中央には伝送導体 1 4が接地導体 1 0に直流的に接続されていないように設けられるようにし、電磁結合用導体 3又は柱状導体 7が、第 2の誘電体基板 2の厚さ方向に貫通し、伝送導体 1 4と接続されるようにしてもよい。

本発明において、種々の給電手段を述べたが、本発明に用いられる給電手段は上記給電手段及び後述する給電手段に限定されず、アンテナ性能を引き出せれば、他の給電手段であっても使用できる。

第 1の誘電体基板 1及び第 2の誘電体基板 2の材質としては、樹脂、セラミツク、ガラス等の各種の誘電体材料が挙げられる。また、第 2の誘電体基板 2としてはガラス布基材ふつ素樹脂両面銅貼プリント基板、ガラスエポキシ基板、セラミック基板等の各種のプリント基板を用いることができ、耐久性を有し、かつ、低コス卜のものが好ましい。

パッチ導体 8、接地導体 1 0及び伝送導体 1 4としては、例えば、銀ペース卜等の導体ペーストを誘電体基板に印刷した後焼成してなる導体、導体性塗料を誘電体基板に塗布して形成した導体、又は、銅箔等を誘電体基板に貼着してなる導体等が挙げられる。また、別の態様として、電磁波の波長に対して無視できる程度の厚さのフレキシブルプリント基板に設けられている銅箔によって形成されたものであってもよい。この場合、極めて薄い接着層や粘着層等を介して上記フレキシブルプリント基板を別体の誘電体基板に貼着されることで、パッチ導体 8等を構成してもよい。このように、パッチ導体 8等の材質及び作製手段は特に制限されない。

上蓋ケース 1 8及び下部ケース 2 0の材質は、特に制限されない。例えば、 A B S (アクリロニトリルブタジエンスチレン）樹脂、 P E K (ポリエーテルケトン）樹脂、 P B T (ポリプチレンテレフ夕レート）樹脂、 P P S (ポリフエニレンスルフイド）樹脂、 P P (ポリプロピレン）樹脂及び P A (ポリアミド）樹脂等の各種樹脂等が挙げられ、アンテナ装置の要求される耐久性、接着剤による第 1の誘電体基板 1への接着性又はコスト等によって適宜選択される。

下部ケース 20を第 1の誘電体基板 1に貼着する接着部 22には、例えば、両面接着テープである厚さ 0. 8mmのアクリルフォームテープ（3M社製）等が用いられるが、テープの厚さ及び材質は特に制限されず、第 1の誘電体基板 1の材料及び下部ケース 20の材料の接着性や耐久性を考慮して種々の両面接着テープゃ接着剤が用いられる。

第 1の誘電体基板 1が自動車等の車両用の窓ガラス板であり、接地導体 10の面積が、 1024〜 2304mm²である場合には、例えば、下部ケース 20であるスぺ一サがパッチ導体 8を囲むように窓ガラス板 1に接着されており、このスぺーサが窓ガラス板に接着されている接着部の面積が 150〜770mm²であることが好ましい。さらに、このスぺーサの垂直引っ張り強度が 196 N以上であることが好ましいことより、接着部の面積が 150mm²以上であると振動に耐えうるような機械的強度を有することとなる。このスぺーサが窓ガラス板に接着されている接着部の面積が 770mm²以下であると小型化できる。この場合、スぺ一サが窓ガラス板に接着されている接着部 22の接着強度が 0. 4N/ mm²以上であることが機械的強度を有し、小型化の点で好ましい。

図 4は、スぺーサである下部ケース 20を窓ガラス板に接着した 1例を示す平面図である。図 4に示す例では、下部ケース 20が帯状に正方形の 4辺又は略正方形の 4辺を描くように窓ガラス板に接着されて設けられている。図 4において、は下部ケース 20の内側周縁の幅、 W₂は下部ケース 20の外側周縁の幅、 W₃は下部ケース 20の内側周縁の 1辺とパッチ導体 8との最短間隔である。本発明において、通信する電波の周波数が、 2. 10〜 2. 65 GHzであり、第 1の誘電体基板 1と第 2の誘電体基板 2との間、又は、パッチ導体と接地導体との間に誘電性物質が介在しており、この誘電性物質の比誘電率が表 1に示す好ましい範囲（2. 56〜5. 80) 、より好ましい範囲又は特に好ましい範囲である場合には、 W₂は 33〜50mmが好ましい。 W₂が 33 mm以上であればアンテナ利得が向上し、 W₂が 50mm以下では小型化が図れるからである。また、この場合、車両、特に自動車の窓ガラス板の場合には、接着部 22の厚さが、 0. 4〜3. 0mmであることが好ましい。接着部 22の厚さが 0. 4mm 以上であると窓ガラス板の有する曲率を吸収でき、接着部 22の厚さが 3. 0m m以下であると生産性に優れている。

図 5に示すとおり、スぺーサである下部ケース 2 0に孔 2 0 aを設けるか、及び/又は、第 2の誘電体基板 2に誘電性物質 Aを注入するための孔 2 aを設けてもよい。製造する際には、スぺ一ザと第 2の誘電体基板 2とが窓ガラス板に設けられた後に、この孔を通して注射器のような器具で流動性を有する誘電性物質 A を注入できるからである。

図 1、 6に示す例では、スぺ一サである下部ケース 2 0と第 2の誘電体基板との間に接地導体の一部が配されており、このような場合には、下部ケース 2 0の比誘電率がアンテナ利得に影響するため、下部ケース 2 0の比誘電率が、 1 . 8 9〜1 2 . 0、特には、 2 . 7〜4. 0であることが好ましい。下部ケース 2 0 の比誘電率が 1 . 8 9以上であるとアンテナ利得が向上し、下部ケース 2 0の比誘電率が 1 2 . 0以下であると生産性に優れている。

図 3 , 8に示す例では、矩形状のパッチ導体 8から放射される電磁波が円偏波になるように、パッチ導体 8は正方形形状の対角位置にある一対の角部分が切り欠かれた切欠き部 8 bを有する形状を備える。

図 3に示すパッチ導体 8の形状は、左円偏波の送受信を行うために設けられており、図 8に示すパッチ導体 8の形状は、右円偏波の送受信を行うために設けられる。本発明のパッチ導体の形状は一対の切欠部 8 bの位置を変更することにより左円偏波、右円偏波どちらにも対応することができ、切欠部 8 bを有しない場合には直 II偏波用とすることも可能である。このパッチ導体の形状は、 M S Aにおけるパッチ導体の形状と同様な公知の手法、例えば、「小型 ·平面アンテナ」

(羽石他著、電子情報通信学会編）に記載された手法を用いて、パッチ導体 8を構成することができる。特に、円偏波用とする場合、パッチ導体の一部に切欠き部や突起部を設け、縮退分離素子を用いることができる。

図 3， 8に示すパッチ導体 8の形状は、左円偏波の送受信を行うために設けられているが、本発明におけるパッチ導体の形状は左円偏波用の形状に制限されなレ^ 左円偏波用の他に、直線偏波用又は右円偏波用とすることができ、 M S Aにおけるパッチ導体の形状と同様な公知の手法、例えば、「小型 ·平面アンテナ」

また、パッチ導体 8を小型化するために、 M S Aで用いられる公知の小型化の方法が種々用いられる。パッチ導体に切り込みを入れたり、パッチ導体 8の輪郭の形状にフラク夕ル構造として公知のコッホ曲線を用いたり、パッチ導体 8の形状にフラクタル構造として公知のシェルピンスキーのガスケットのパターンを用いることもできる。

図 1に示す例では、上蓋ケース 1 8が第 1の誘電体基板 1に貼着された下部ケース 2 0に係止されて第 1の誘電体基板 1上の所定の位置に固定されることにより第 2の誘電体基板 2は第 1の誘電体基板 1に対して所定の距離離間しつつ、電磁結合用導体 3がパッチ導体 8に近接してパッチ導体 8と電磁結合される。図 1、 6に示す例の製作手順を説明する。

( 1 ) 最初に、第 1の誘電体基板 1が車両用の窓ガラス板である場合、この窓ガラス板にパッチ導体 8を形成する。すなわち、パッチ導体が設けられた窓ガラス板を準備する。

この窓ガラス板にパッチ導体 8を形成する方法は、銀ペースト等の、導電性金属を含有するペーストを窓ガラス板の車内側表面にスクリーン印刷等でプリントし、焼付けて形成される。しかし、この形成方法に限定されず、銅等の導電性物質からなる箔状体を窓ガラス板の車内側表面に形成してもよく、窓ガラス板自身の内部に設けてもよい。なお、以後の工程で窓ガラス板に接着部 2 2を形成する際に位置決めのために用いるマークをパッチ導体 8を形成する方法で同時に形成してもよい。

( 2 ) 次に、窓ガラス板に接着部 2 2を形成するか、又は、下部ケース 2 0に接着部 2 2を形成する。

( 3 ) 接着部を介して窓ガラス板にスぺ一サが接着されるように、窓ガラス板の所定の箇所に下部ケース 2 0を貼着する。

( 4 ) 上蓋ケース 1 8に電磁結合用導体 3又は柱状導体 1 9が設けられ同軸ケーブル 1 6が伝送導体 1 4に接続された第 2の誘電体基板 2を所定の位置に収納して支持固定したものを予め準備しておく。

( 5 ) 第 2の誘電体基板 2上の接地導体 1 0の上に誘電性物質を形成する。下部ケース 2 0の外周部に設けられている、第 1の固定手段である凸部 4に、上蓋ケース 1 8の内側外周部に設けられている、第 2の固定手段である爪部 5が係合又は嵌合するように、上蓋ケース 1 8を車両用の窓ガラス板上の下部ケース 2 0に係止させる。すなわち、第 1の固定手段に第 2の固定手段が固定されることにより、上蓋ケース 1 8が第 2の誘電体基板 2を覆うように下部ケース 2 0に上蓋ケース 1 8が取り付けられる。このように処理された窓ガラス板を車両の開口部に嵌め込む。なお、本発明において、固定とは、嵌合、固着又は貼着等のすべての固定手段をいう。

なお、予め下部ケース 2 0が取り付けられた窓ガラス板を車両の開口部に嵌め込んでおき、窓ガラス板を車両の開口部に取り付けられた後に上蓋ケース 1 8を取り付けることもできる。また、上蓋ケース 1 8の、第 1の誘電体基板 1への取付けについては、図 1， 6に示す例に限定されず、下部ケース 2 0を設けず、上蓋ケース 1 8を接着部 2 2を介して、第 1の誘電体基板 1へ取付けてもよい。この場合には、上蓋ケース 1 8がスぺーサとして機能する。

第 2の誘電体基板 2上の接地導体 1 0の上に流動性を有する誘電性物質を形成する場合には、第 2の誘電体基板 2上に成形用の枠を設け、該枠内に該誘電性物質を流入させた後、流動性を失わせるか、又は、やや流動性を失わせた後に該枠を外し、第 2の誘電体基板 2をスぺーサに固定するようにしてもよい。なお、成形用の枠は、第 2の誘電体基板 2をスぺ一ザに固定する際に、第 2の誘電体基板 2上の誘電性物質がスぺ一サに衝突しないような形状及び寸法を有していることが好ましい。この成形用の枠の形状は、例えば、図 1に示す下部ケース 2 0であつて凸部 4が設けられていないものとほぼ同様の形状のものが使用できる。図 6に示す例では、図 9に示すように、上蓋ケース 1 8が第 1の誘電体基板 1 に貼り付けられた下部ケース 2 0に係止されて第 1の誘電体基板 1上の所定の位置に固定されることで、第 2の誘電体基板 2は、第 1の誘電体基板 1に対して所定の距離離間しつつ、島状導体 1 9に柱状導体 7が当接してアンテナ素子 6と接続される。

第 1の誘電体基板 1が車両用の窓ガラス板である場合、この車両用の窓ガラス板にアンテナ素子 6を形成し、このアンテナ素子 6の周りを囲むように接着部 2 2等で下部ケース 2 0を貼り付ける。一方、柱状導体 7が設けられ、同軸ケープル 1 6が伝送導体 1 4に接続された第 2の誘電体基板 2を予め上蓋ケース 1 8の所定の位置に収納して固定支持しておき、この上蓋ケース 1 8を車両用の窓ガラス板に貼り付けられた下部ケース 2 0に係止させる。これにより、本発明のアンテナ装置を組み立てることができるとともに車両用の窓ガラス板に取り付けることができる。このため、コネクタ等の接続部品を必要とせず、安価かつコンパクトで耐久性が高く、しかも作業性の良好な実用性に優れたアンテナ装置が実現される。

図 1に示す例では、第 2の非対向基板面にはマイクロス卜リツプ線路の伝送導体 1 4を設け、伝送導体 1 4と同軸ケーブル 1 6とをハンダ付けにより接続させているが、これに限定されず、 R F回路等の外部回路と接続された同軸ケーブル 1 6をコネクタにより伝送導体 1 4と接続させてもよい。

第 2の誘電体基板 2と上蓋ケース 1 8との間の空間 2 4内であって、伝送導体 1 4の設けられた第 2の誘電体基板 2の基板面上に L N A (Low Noise Ampl if ie r) 等の回路部品を搭載してもよい。特に、本発明のアンテナ装置が衛星から微弱な信号を受信する場合、空間 2 4を利用して L NA等の回路部品を搭載するのが好ましい。また、第 1の誘電体基板 1に対して第 2の誘電体基板 2を傾斜して保持することで、アンテナ装置の指向性の分布を調整することができる。図 6に示す例では、この場合、 L N A等の回路部品の入力インピーダンスに合わせて容量性補正素子である島状導体を設け、島状導体の大きさ及びギヤップを調整することもできる。

本発明において、第 1の誘電体基板 1として車両用の窓ガラス板を用いる場合、パッチ導体 8は車両用の窓ガラス板の車内側の面に形成されることが好ましい。車両用の窓ガラス板は、前部窓ガラス板又は後部窓ガラス板が好ましい。また、車両用の窓ガラス板の面上に隠蔽膜を形成し、この隠蔽膜の上に上蓋ケース 1 8等を設けてもよい。隠蔽膜は黒色セラミック膜等のセラミックスが挙げられるまた、パッチ導体 8と車両用の窓ガラス板の面との間に隠蔽膜を形成してもよレすなわち、図 2 1に示すとおり、窓ガラス板 1に形成された隠蔽膜等の誘電体膜 2 5の上にパッチ導体 8の一部又は全部を形成してもよい。この場合、車両用の窓ガラス板の車外側から見た場合、隠蔽膜によりパッチ導体 8が遮蔽されるので、車外からみてアンテナ装置が見えないデザィンの優れた車両用の窓ガラス板となる。

前部窓ガラス板として合わせガラス板を用いる場合、車内側に本発明のアンテナ装置を設け、合わせガラス板の合わせ面に着色した中間膜を挟むことで、車内側に設けられたアンテナ装置が車外側から視認されないように遮蔽してもよい。中間膜の色は黒色に限定されない。

図 1， 6に示す例とは別の実施態様について、図 2 3に従って説明する。本実施態様は、第 1の誘電体基板 1である車両用の窓ガラス板の車内側の面に設けられているパッチ導体 8と、パッチ導体 8に対向し窓ガラス板に配設される絶縁性シート又は絶縁性基板（以下、絶縁性シート又は絶縁性基板をまとめて絶縁支持手段 2 7というときもある）と、絶縁支持手段 2 7に設けられている接地導体 1 0とを備えるマイクロストリップアンテナである。したがって、本実施態様では、パッチ導体 8の上に絶縁支持手段 2 7が配設される。このような構成にすることにより、第 2の誘電体基板 2を備えなくともアンテナ装置が構成できる。この絶縁支持手段 2 7は、スぺーサ及び前記誘電性物質の代わりとなりえる。したがつて、図 1 , 6に示す例のようにスぺーサを窓ガラス板に設けなくとも、パッチ導体 8から所定間隔、離間させて接地導体 1 0を絶縁支持手段 2 7により支持することができる。なお、図 2 3に示す例では、同軸ケーブル等は省略して示されている。

本実施態様では、パッチ導体 8側とは反対側の、絶縁支持手段 2 7の面に、通常、接地導体 1 0が設けられる。この場合、接地導体 1 0にスロット部が設けられるようにし、スロット部の中央又は略中央には伝送導体が接地導体 1 0に直流的に接続されていないように設けられるようにすることが好ましい。なお、絶縁支持手段 2 7の内部に接地導体 1 0を設けてもよい。この場合、パッチ導体 8側とは反対側の、絶縁支持手段 2 7の面に、伝送導体 1 4を設けることが好ましいが、絶縁支持手段 2 7の内部に接地導体 1 0に直流的に接続されていないように伝送導体 1 4を設けてもよい。

また、絶縁支持手段 2 7が多層であり、この任意の層に接地導体 1 0を設ける場合、接地導体 1 0にスロット部が設けられるようにし、スロット部の中央又は略中央に伝送導体が接地導体 1 0に直流的に接続されていないように設けられるようにすることが好ましい。本実施態様において、第 2の誘電体基板 2を備える場合には、窓ガラス板とは反対側の、絶縁支持手段 2 7の上に第 2の誘電体基板 2が設けられる。第 2の誘電体基板 2は単層又は多層が用いることができる。この場合、絶縁支持手段 2 7 の上に接地導体 1 0を設けずに、第 2の誘電体基板 2の、絶縁支持手段 2 7側の面、第 2の誘電体基板 2の内部、又は、第 2の誘電体基板 2の、絶縁支持手段 2 7側とは反対側の面に接地導体 1 0を設けてもよい。

また、伝送導体 1 4を第 2の誘電体基板 2に設ける場合には、第 2の誘電体基板 2の、絶縁支持手段 2 7側の面、第 2の誘電体基板 2の内部、又は、第 2の誘電体基板 2の、絶縁支持手段 2 7側とは反対側の面に接地導体 1 0を設けることができる。

絶縁支持手段 2 7の上に第 2の誘電体基板 2が設けられる場合であって、第 2 の誘電体基板 2が多層基板である場合には、第 2の誘電体基板 2の、絶縁支持手段側の面、第 2の誘電体基板 2の任意の層、又は、第 2の誘電体基板 2の、絶縁支持手段 2 7側とは反対側の面に接地導体 1 0を設けることができる。この場合、伝送導体 1 4が第 2の誘電体基板 2の、接地導体 1 0が設けられている同面又は同層に設けられる場合には、接地導体 1 0にスロット部が設けられるようにし、スロット部の中央又は略中央には伝送導体 1 4が接地導体 1 0に直流的に接続されていないように設けられるようにし、電磁結合用導体 3又は柱状導体 Ίが、第 2の誘電体基板 2の厚さ方向に貫通し、伝送導体 1 4と接続されるようにしてもよい。

絶縁性シ一卜又は絶縁性基板としては単層シ一ト又は単層基板を用いることができ、生産性向上の観点からすれば、このようにすることが好ましい。しかし、本発明において、これに限定されず、絶縁性シート又は絶縁性基板として多層シ —卜又は多層基板を用いてもよい。

給電手段として、電磁結合用導体 3又は柱状導体等の給電導体を用いる場合には、パッチ導体 8と接地導体 1 0との間にこれらの給電導体が配されることができるように、絶縁支持手段 2 7には必要に応じて穴、貫通孔及び溝等が設けられる。別の態様の給電手段として、絶縁支持手段 2 7の上に第 2の誘電体基板 2を設ける場合であっても、設けない場合であっても、給電導体、同軸ケーブル等の給電手段をパッチ導体 8と接地導体 1 0との間に配して、パッチ導体 8と給電手段とを電気的に接続してもよい。また、絶縁支持手段 2 7の、窓ガラス板側の面及び窓ガラス板とは反対側の面の少なくとも一方に誘電体層を形成し積層してもよい。

接地導体 1 0を絶縁支持手段 2 7に設けるための手段、窓ガラス板に設けるための手段及び第 2の誘電体基板 2を絶縁支持手段 2 7に設けるための手段は、通常、接着剤による接着である。しかし、これに限定されず、他の手段であっても使用できる。絶縁性シートの材質は、合成樹脂及びゴム等が使用できる。絶縁性基板の材質は、セラミックス、合成樹脂及びガラス等使用できる。しかし、絶縁性シート又は絶縁性基板の材質はこれらに限定されず、適当な比誘電率を有し、かつ、必要な機械的強度を有すれば、どのようなものでも使用できる。

図 2 0に示すとおり、本発明において、第 1の誘電体基板 1として車両用の窓ガラス板を用いる場合であって、通信する電波の空気中の波長を λ。とし、パッチ導体 8と車体開口縁 9との最短間隔を Dとする場合、 0 . 。であることがアンテナ特性向上の点で好ましい。ここで、車体開口縁 9とは窓ガラス板がはめ込まれる車体の開口部の周縁であって車体アースとなるべきものをいい、例えば、金属等の導電性材料で構成されている。接地導体 1 0が車体開口縁 9 とが近接し又は接触して電気的に接続されていても使用できる。

また、ドライバの運転の視野の妨げにならないように、車体開口縁 9から最も離間した本発明のアンテナ装置の部分（図 2 0に示す例では、上蓋ケース 1 8の周縁 1 8 a ) と、車体開口縁 9との最短間隔が 2 0 0 mm以下、特には 1 0 0 m m以内の範囲なるように本発明のアンテナ装置を窓ガラス板に設けることが好ましい。なお、図 2 0では、接地導体 1 0等は省略されて示されている。

本発明のアンテナ装置を前部窓ガラス板に設ける場合には、前部窓ガラス板を車両に装着する際の左右方向の中心線を中心とする例えば左右 1 0 0 mm以内の範囲に形成されるのが好ましい。特に、本発明のアンテナ装置の取り付け位置をドライバの視点から見てルームミラーの裏側となる位置とするのが、ドライバの運転の視野の妨げにならない点及び車室内のデザィンの点から好ましい。

本発明のアンテナ装置は、 2 . 3 GH zの周波数帯を用いた衛星放送受信用のアンテナ装置としてだけでなく、 E T Cや同様の周波数帯を用いる D S R C (専用狭域通信： Dedicated Short Range Communicat ion) のほか種々のデータ通信にも使用可能である。例えば、電話用の 800MHz帯、 1. 5GHz帯、 1. 8GHz帯、 1. 9GHz帯や GPS (衛星測位システム： Global Positioning System ) の 1. 2 GHz帯、 1. 5 GHz帯、衛星デジタル放送の 2. 3 GH z、 2. 6 GHz帯、 VI CS (道路交通情報システム： Vehicle Inionnat ion and Communication System) の 2. 5 GH zの電磁波の送受信に用いることもできる。上記帯域以外にも UHF帯（300MHz〜3GHz) 、高周波帯（3G Hz〜30GHz) やミリ波帯（30GHz〜300 GHz) の電波の送受信にも用いることができる。実施例

以下に実施例を用いて本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例には限定されず、本発明の要旨を損なわない限り、各種の改良や変更も本発明に含まれる

「例 1 (実施例）」

自動車の車両用の窓ガラス板を使用し、図 1に示すようなアンテナ装置を製作した。第 1の誘電体基板 1としてガラス板を用い、第 2の誘電体基板 2としてガラス布基材ふつ素樹脂両面銅張のプリント基板を用いた。ガラス板とプリント基板との間の誘電性物質は空気とした。電磁結合用導体 3は銅線に錫のメツキを施したものを用いた。動作周波数は 2. 3 GHzとなるようにアンテナ装置を設定した。各部の寸法、定数は以下のとおりである。リターンロス一周波数特性を図 11に示し、指向性を図 12に示す。

ガラス板の厚さ 3 5mm、プリント基板（縦 X横 X厚さ） 60. 0X60 0 X 0 8 mm、 •基板の比誘電率 3. 4、し1 37, 0 mm、

L₂ 6. 0mm、 L₃ 2. 5mm、 L₄ 10, 0 mm、電磁結合用導体 3の直径 1 0mm、 h 0 5mm、プリント基板とガラス板との間隔 4. 5 mm、正方形の接地導体 1 0の 1辺（横幅、縦幅）の長さ

6 0 . 0 X 6 0. 0 mm。ガラス板に銀ペーストを印刷し焼成してパッチ導体 8を形成した。上蓋ケース 1 8及び下部ケース 2 0は A B S樹脂材料を用いた。下部ケース 2 0の厚さは 3 mmとした。下部ケ一ス 2 0をガラス板に接着するために厚さ 0 . 8 mmのァクリルフォームテープを接着部 2 2として用い、下部ケース 2 0をガラス板に貼り付けた。

プリン卜基板に電磁結合用導体 3が貫通するように、電磁結合用導体 3の直径と略同等の貫通孔を設けた。第 2の対向基板面の銅箔から貫通孔の周りの近傍領域 0 . 5 mm (直径 2 . 0 mmの円）の銅箔を除去し、上記貫通孔の近傍領域を除く略全面領域の銅箔を接地導体 1 0とした。また、第 2の非対向基板面には、銅箔によりマイクロストリップ線路の伝送導体 1 4を設けた。

電磁結合用導体 3の一方の端をプリント基板に穿孔された貫通孔に挿入して伝送導体 1 4とハンダ付けにより接続し、電磁結合用導体 3をプリント基板に固定した。さらに、伝送導体 1 4と接続する同軸ケーブル 1 6をプリント基板に装着した。

実施例のアンテナ装置は、図 1 1からわかるように、略 2 . 3 (GH z ) にて共振して略 2 . 3 (GH z ) の電磁波を受信した。実施例では、左円偏波のアンテナとして機能するようにパッチ導体 8の形状を設定したが、図 1 2に示すように、放射される電磁波は左円偏波で良好な指向性を有し、良好な指向性を有する左円偏波のアンテナとして機能することがわかった。

「例 2 (実施例）」

図 6に示すようなアンテナ装置を製作した。第 1の誘電体基板 1として例 1で用いたガラス板と同じものを用い、第 2の誘電体基板 2として例 1で用いたガラス布基材ふつ素樹脂両面銅張のプリント基板と同じものを用いた。アンテナ素子 6の形状を、 2. 3 GH zの周波数で共振して電磁波を放射するように設計した。各部の寸法、定数は以下のとおりである。リターンロス一周波数特性を図 1 3 に示し、指向性を図 1 4に示す。

L ₁ 4 1 mm、 L 7 . 5 mm、

L 1 0 . 5 mm、

L ₆ 5 . 0 mm、プリント基板とガラス板との間隔 4. 5 mm、正方形の接地導体 1 0の 1辺（横幅、縦幅）の長さ

6 0 . 0 X 6 0 . 0 mm。島状導体 1 9とパッチ導体 8との間のギヤップの幅 0 . 5 mm。ここで、切欠き部は、放射する電磁波が右円偏波となるように設けられていたパッチ導体 8及び島状導体 1 9はガラス板に銀ペーストを印刷して焼成して形成した。上蓋ケース 1 8及び下部ケース 2 0は A B S樹脂材料を用いた。下部ケース 2 0の厚さは 3 mmとした。下部ケース 2 0をガラス板からなる誘電体基板に接着するために厚さ 0 . 8 mmのアクリルフォームテープ（3 M社製）を接着部 2 2として用い、ァンテナ素子 6の周りを取り囲むように下部ケース 2 0をガラス板に貼り付けた。

上記プリント基板の一部に柱状導体 7が挿入されるように、柱状導体 7の挿入部外径と概略同等の貫通孔を設けた。そして、第 1の誘電体基板 1であるガラス板と対向する対向基板面の銅箔から貫通孔の周りの近傍領域の銅箔を除去し、上記貫通孔の近傍領域を除く略全面領域の銅箔を接地導体 1 0とした。また、接地導体 1 0の設けられた、上記プリント基板の基板面と反対側の基板面には、銅箔によりマイクロストリツプ線路の伝送導体 1 4を設けた。

柱状導体 7として、島状導体 1 9と当接する一方の先端までの突出長さが最大 5 mmとなるスプリングプローブを用い、柱状導体 7の他方の端を上記プリント基板に穿孔された貫通孔に挿入して伝送導体 1 4とハンダ付けにより接続し、柱状導体 7を上記プリント基板に固定した。さらに、伝送導体 1 4と接続する同軸ケーブル 1 6を上記プリント基板に装着した。

上蓋ケース 1 8には、柱状導体 7が設けられさらに上記プリント基板上の伝送導体 1 4と接続する同軸ケーブル 1 6が装着された上記プリン卜基板を所定の位置に支持固定して収納した。この状態で、上蓋ケース 1 8をガラス板に貼り付けられた下部ケース 2 0に係止して固定し、例 2のアンテナ装置を組み立てた。この時の接地導体 10と島状導体 19との間隔は 4. 5 (mm) となるように設定した。

図 13に示すリターンロス特性からわかるように、略 2. 3 (GHz) にて共振して略 2. 3 (GHz) の電磁波を放射した。本実施例では、右円偏波のアンテナとして機能するようにパッチ導体 8の形状を設定したが、図 14に示すように、放射される電磁波は、右円偏波で良好な指向性特性を有し、良好な指向性特性を有する右円偏波のアンテナとして機能することがわかった。

「例 3 (実施例）」

例 2に用いたガラス板とプリント基板とを用いて、図 10に示すような構成のアンテナ装置を作成した。ガラス板に対してプリント基板を傾斜して保持した際の指向性を図 15に示す。図 15に示すとおり、このようにして、指向性の分布を調整することができる。

「例 4 (実施例）」

ガラス板の厚さを 3. 1mmとし、以下の記載及び表 2の記載以外は、例 1と同様のアンテナ装置を製作した。表 2において、距離、間隔及び長さの単位はすベて、 mmとする。ガラス板とプリント基板との間の誘電性物質は空気（比誘電率 =1. 0) 、流動性を有するシリコーン（比誘電率 =2. 7) 又はシリコーン (比誘電率 =2. 7) にアルミナの粉（比誘電率 =9、粒径 =0· 4〜18 ^m ) を混入させたもの（比誘電率 =4. 0) を用いた。測定周波数は 2. 338 G Hzとした。また、ガラス板の大きさ（縦 X横）は 20◦ X 200mmとした。図 16には、横軸を正方形の接地導体の 1辺（横幅、縦幅）の長さ、縦軸をァンテナ利得とする特性を示した。また、図 16に基づき、横軸を正規化した接地導体の横幅又は縦幅 L_g、すなわち、横軸を L_gX (ε。） °· ⁵÷λ。とし、縦軸をアンテナ利得とする特性を図 17に示した。

図 16において、特性線 30は表 2におけるサンプル番号 1〜 3であり、特性線 31はサンプル番号 4, 5であり、図 16にはサンプル番号 6は示されていなレ^ 図 17において、特性線 32は表 2におけるサンプル番号 4， 5であり、特性線 33はサンプル番号 1〜 3であり、測定点 34はサンプル番号 6である。なお、表 2において、 L₃が負の数値である場合には、第 1の平行部 3 cと第 2の平行部 3 dとがパツチ導体 8に立体的に重なっており、第 1の平行部 3 cと第 2 の平行部 3 dとが立体的にパッチ導体 8の内側に配されている。サンプル番号 6 の下部ケース 20の寸法は以下のとおりである。

W_x 35. 0mm、

W₂ 42 0 mm、 W₃ 5 0 mm。

(表 2)

「例 5 (実施例）」

例 4のサンプル番号 6について、横軸を各諸数値の変化率とし、縦軸をアンテナ利得とした関係を図 18, 19に示した。図 18は各諸数値として誘電性物質 Aの比誘電率（曲線 40) と 1^ (曲線 41) とが示されており、図 19は各諸数値として L₂ (曲線 42) 、 L₄ (曲線 43) 及び窓ガラス板とプリントとの間隔（曲線 44) が示されている。なお、図 8, 19はモーメント法による計算値に基づいている。産業上の利用可能性

本発明のアンテナ装置はパッチ導体を有する第 1の誘電体基板と、パッチ導体に対向した接地導体を備える。また、必要に応じて、パッチ導体に対向した対向基板面に接地導体が設けられた第 2の誘電体基板を備える。そして、パッチ導体に第 2の誘電体基板から突出する電磁結合用導体を近接させる場合には、パッチ導体と電磁結合用導体を高周波的に接続するので、送受信電力及び指向性を低下させずに小型化できる。

また、給電手段がパッチ導体と接触し接続する構造ではないので、接触する部分の耐久性を考慮する必要がなく、信頼性を向上できる。そして、パッチ導体を有する第 1の誘電体基板と、電磁結合用導体又は柱状導体を有する第 2の誘電体基板とが分離されており、第 1の誘電体基板として車両用の窓ガラス板を用いる場合には、容易に組み立ることができる。

さらに、第 1の誘電体基板を車両用の窓ガラス板とし、パッチ導体が車両用の窓ガラス板の車内側のガラス面に形成される場合には、パッチ導体から外部通信装置に向けて放射される電磁波の通過する誘電体の境界面の数が従来の MS Aに比べて少なく、電磁波の反射を原因とする送信電力、受信電力の低下（利得の低下）が従来に比べて低減する。このため、従来に比べて良好な送信電力、受信電力を実現するとともに、アンテナ装置の厚さを薄くすることができ、ドライバの運転時の視野の妨げになりにくい効果を奏する。また、車両用の窓ガラス板と対向する第 2の誘電体基板に接地導体が設けられるので、車両用の窓ガラス板から外部通信装置の側（車外側）に指向性を有し、基板の両側に双方向の指向性を有する従来の C P Aに比べて送受信電力が増大する。

このように、第 1の誘電体基板として、前部窓ガラス板、後部窓ガラス板等のような車両用の窓ガラス板を用いることで、車両に装着された実用性に優れたァンテナ装置とすることができる。さらには、 GPS、衛星デジタル放送、 VI C S、 ETC, D SRCシステムに好適なアンテナ装置とできる。

すなわち、本発明は、車両用として、 GPS、衛星デジタル放送、 V I CS、 ETC, D SRCシステム等に利用できる。

Claims

請求の範囲

1 . パッチ導体が設けられた第 1の誘電体基板と、

第 2の誘電体基板が第 1の誘電体基板の上に設けられているスぺーザの上に設けられており、

第 2の誘電体基板が第 1の誘電体基板との間に介在している該スぺーサにより、第 2の誘電体基板と第 1の誘電体基板とが所定間隔で離間されていることを特徴とするアンテナ装置。

2 . 前記スぺ一ザが下部ケースとして機能するように前記第 1の誘電体基板の上に設けられており、

スぺーサに第 1の固定手段が設けられており、

上蓋ケースが備えられており、

上蓋ケースには第 2の固定手段が設けられており、

第 1の固定手段に第 2の固定手段が固定されることにより、上蓋ケースが第 2 の誘電体基板を覆うように該スぺ一ザに上蓋ケースが取り付けられる請求項 1に記載のアンテナ装置。

3 . 第 1の誘電体基板である車両用の窓ガラス板の車内側の面、又は、窓ガラス板の車内側の面の上に設けられている誘電体膜の上に設けられているパッチ導体と、該パッチ導体に対向し、所定間隔で離間して窓ガラス板に配設される第 2の誘電体基板と、第 2の誘電体基板に設けられている接地導体とを備えるマイクロストリップアンテナを有するアンテナ装置において、

0 . 0 であり、

かつ、車体開口縁から最も離間した該アンテナ装置の部分と、車体開口縁との最短間隔が 2 0 O mm以下であることを特徴とするアンテナ装置。

4. 前記第 2の誘電体基板が前記第 1の誘電体基板との間に介在しているスぺーサ、絶縁性シート及び絶縁性基板から選ばれる少なくとも 1つにより、第 2の誘電体基板と第 1の誘電体基板とが所定間隔で離間している請求項 3に記載のアンテナ装置。

5 . 前記スぺ一サ及び前記第 2の誘電体基板の少なくとも一方に流動性を有する誘電性物質を注入するための孔が設けられている請求項 1、 2又は 4に記載のァンテナ装置。

6 . 前記第 1の誘電体基板に対向する前記第 2の誘電体基板の対向基板面から第 1の誘電体基板の側に向かって伸長されている電磁結合用導体とが備えられてお電磁結合用導体と前記接地導体とは直流的に接続されていないように構成されており、

電磁結合用導体とパッチ導体とが電磁結合されている請求項 1〜 5のいずれかに記載のアンテナ装置。

7 . 前記電磁結合用導体が前記パッチ導体と平行又は略平行の部分を有している請求項 6に記載のアンテナ装置。

8 . 前記電磁結合用導体が前記第 2の誘電体基板から前記第 1の誘電体基板側に向かって一旦伸長されており、第 1の誘電体基板の、第 2の誘電体基板側の面に到達する前に曲がって前記パッチ導体に平行又は略平行に伸長されている請求項 6又は 7に記載のアンテナ装置。

9 . 前記第 2の誘電体基板の、前記パッチ導体に対向する対向基板面に接地導体が設けられており、

前記第 2の誘電体基板の、前記パッチ導体に対向していない基板面に伝送導体が設けられており、前記電磁結合用導体は、第 2の誘電体基板の厚さ方向に貫通し、伝送導体と接続されている請求項 6〜 8のいずれかに記載のアンテナ装置。

1 0 . 前記第 2の誘電体基板の、前記パッチ導体に对向していない基板面に接地導体が設けられており、該基板面には接地導体が設けられていないスロット部が設けられており、

スロット部の中央又は略中央には伝送導体が接地導体に直流的に接続されていないように設けられており、

前記電磁結合用導体は、第 2の誘電体基板の厚さ方向に貫通し、伝送導体と接続されている請求項 6〜 8のいずれかに記載のアンテナ装置。

1 1 . 前記第 1の誘電体基板には前記パッチ導体を有するアンテナ素子が設けられており、

前記接地導体と直流的に絶縁されて前記第 2の誘電体基板の、第 1の誘電体基板に対向する基板面から第 1の誘電体基板の側に向かって突出し、第 1の誘電体基板に設けられたパッチ導体に信号線路として電気的に接続された柱状導体を有する請求項 1〜 5のいずれかに記載のアンテナ装置。

1 2 . 前記第 2の誘電体基板の、前記パッチ導体に対向する対向基板面に接地導体が設けられており、

前記第 2の誘電体基板の、前記パッチ導体に対向していない基板面に伝送導体が設けられており、

前記柱状導体は、前記第 2の誘電体基板の厚さ方向に貫通し、伝送導体と接続されている請求項 1 1に記載のアンテナ装置。

1 3 . 前記第 2の誘電体基板の、前記パッチ導体に対向していない基板面に接地導体が設けられており、該基板面には接地導体が設けられていないスロット部が設けられており、

スロット部の中央又は略中央には伝送導体が接地導体に直流的に接続されていないように設けられており、前記柱状導体は、第 2の誘電体基板の厚さ方向に貫通し、伝送導体と接続されている請求項 1 1に記載のアンテナ装置。

1 4. 前記第 1の誘電体基板に設けられた前記アンテナ素子は、前記パッチ導体の他に、該パッチ導体から離間し該パッチ導体によつて周囲が囲まれた島状導体を有し、この島状導体に前記柱状導体が接続されている請求項 1 1〜1 3のいずれかにに記載のァンテナ装置。

1 5 . 前記柱状導体がスプリングプローブである請求項 1 1〜1 4のいずれかに記載のアンテナ装置。

1 6 . 前記スプリングプローブの反発力が 0 . 2〜5 . O Nである請求項 1 5に記載のアンテナ装置。

1 7 . 前記第 1の誘電体基板と前記第 2の誘電体基板との間に、空気、空気以外の 1種の誘電性物質及び複数種の誘電性物質から選ばれる少なくとも 1つが介在している請求項 1〜 1 6のいずれかに記載のアンテナ装置。

1 8 . 前記誘電性物質を誘電性物質 Aとする場合、誘電性物質 Aが流動性又は半流動性を有するか、又は、少なくとも初期には流動性又は半流動性を有し、経時的に又は所定の処理により硬化性又は半硬化性を有する請求項 1 7に記載のアンテナ装置。

1 9 . 前記誘電性物質 Aの比誘電率より大きい比誘電率を有する粉体を有する誘電性物質 Mが誘電性物質 Aに混入されている請求項 1 8に記載のアンテナ装置。

2 0 . 前記誘電性物質 Mの粒径が、 0 . 1〜 5 0 である請求項 1 9に記載のアンテナ装置。

2 1 . 前記第 1の誘電体基板と前記第 2の誘電体基板との間の所定間隔の間隙に、第 2の誘電体基板側に硬化した誘電性物質 Bが設けられており、第 1の誘電体基板側に誘電性物質 Aが設けられており、

誘電性物質 Aが流動性又は半流動性を有するか、又は、少なくとも初期には流動性又は半流動性を有し、経時的に又は所定の処理により硬化性又は半硬化性を有し、

前記電磁結合用導体の一部が誘電性物質 B内に埋没しているか、又は、該電磁結合用導体の一部が誘電性物質 Bに接している請求項 1 8〜20のいずれかに記載のアンテナ装置。

22. 通信する電波の空気中の波長をえ。とし、

前記第 1の誘電体基板と前記第 2の誘電体基板との間に誘電性物質が介在しており、該誘電性物質の比誘電率を ε rとし、接地導体の面積を Sとした場合、正規化した接地導体の幅 W_gを、（S) °· ⁵Χ (ε _r) °· ⁵÷λ。と表せば、

0. 42≤W_g≤0. 81である請求項 1〜20のいずれかに記載のアンテナ

23. 前記第 1の誘電体基板と前記第 2の誘電体基板との間に前記誘電性物質 A 及び前記誘電性物質 Bが介在しており、

前記誘電性物質 Aの比誘電率を ε _Aとし、

前記誘電性物質 Bの比誘電率を ε _Bとする場合、

{ ε_Α · ε_Β · (誘電性物質 Αの厚さ +誘電性物質 Βの厚さ） } ÷ ( ε _Β ·誘電性物質 Αの厚さ + ε _A ·誘電性物質 Bの厚さ）を ε _qとすれば、

正規化した接地導体の幅 W_gを、（S) °- ⁵X (e _q) °· ⁵÷λ。と表せば

0. 42≤W_g≤0. 81である請求項 21に記載のアンテナ装置。

24. 通信する電波の周波数が、 2. 10〜 2. 65 GHzである場合、前記第 1の誘電体基板と前記第 2の誘電体基板との間に誘電性物質が介在しており、

該誘電性物質の比誘電率が、 1. 89〜5. 80であり、前記接地導体の面積が、 1024〜 3960 mm²である請求項 1〜16のいずれかに記載のアンテナ

25. 通信する電波の周波数が、 2. 10-2. 65 GHzである場合、前記第 1の誘電体基板と前記第 2の誘電体基板との間に前記誘電性物質 A及び前記誘電性物質 Bが介在しており、

前記誘電性物質 Aの比誘電率を ε_Αとし、

前記誘電性物質 Βの比誘電率を ε _Βとする場合、

{ε_Α· ε_Β · (誘電性物質 Αの厚さ +誘電性物質 Βの厚さ） } ÷ ( ε _Β ·誘電性物質 Αの厚さ + ε _Α ·誘電性物質 Βの厚さ）を ε _qとすれば、

ε。が、 1. 89〜5. 80であり、前記接地導体の面積が、 1024〜39 60mm²である請求項 21に記載のアンテナ装置。

26. 通信する電波の周波数が、 2. 10-2. 65 GHzである場合、前記第 1の誘電体基板と前記第 2の誘電体基板との間に誘電性物質が介在しており、

該誘電性物質の比誘電率が 1. 89〜 5. 20であり、

前記パッチ導体の縦幅とパッチ導体の横幅とを L とした場合、

が 21. 3〜36. 1 lmmである請求項 1〜 16のいずれかに記載のァンテナ装置。

27. 通信する電波の周波数が、 2. 10〜2. 65 GHzである場合、前記パッチ導体の縦幅とパッチ導体の横幅とを L iとした場合、

1^が 21. 5〜34. 85 mmであり、

前記接地導体の面積が、 1024〜 2304 mm²であり、

前記電磁結合用導体がパッチ導体と平行又は略平行の部分を有しており、電磁結合用導体の、パッチ導体に平行又は略平行な部分の長さが 7. 9〜29

. 4 mmである請求項 6〜10のいずれかに記載のアンテナ装置。

28. 通信する電波の周波数が、 2. 10-2. 65 GHzである場合、前記パッチ導体と前記接地導体との間隔が、 3. 6〜10. 8mmである請求項 1〜27のいずれかに記載のアンテナ装置。

29. 通信する電波の周波数が、 2. 10〜2. 65GHzである場合、前記第 1の誘電体基板と前記第 2の誘電体基板との間に空気が介在しており、前記パッチ導体の縦幅と前記パッチ導体の横幅とを Lェとした場合、

1^が、 32. 68〜41. 80mmであり、

前記電磁結合用導体がパッチ導体と平行又は略平行の部分を有しており、電磁結合用導体の、パッチ導体に平行又は略平行な部分の長さが、 10. 4〜

27. 3mmである請求項 6〜10のいずれかに記載のアンテナ装置。

30. 前記接地導体の面積が、 3240〜 3960 mm²である請求項 29に記載のアンテナ装置。

31. 前記電磁結合用導体が前記パッチ導体と平行又は略平行の部分を有しており、

電磁結合用導体の、パッチ導体に平行又は略平行な部分がパッチ導体に立体的に重なって、該部分が立体的にパッチ導体の内側に配されており、

立体的に見て、該部分の軸の中心とパッチ導体の周縁との間隔が、 1. 17〜 2. 42mmである請求項 6〜10、 27又は 29のいずれかに記載のアンテナ

32. 前記第 1の誘電体基板 1と前記第 2の誘電体基板 2との間に介在している誘電性物質が空気である場合、

前記電磁結合用導体が前記パッチ導体と平行又は略平行の部分を有しており、電磁結合用導体の、パッチ導体に平行又は略平行な部分の長さが 4. 7〜49

. 3 mmである請求項 6〜10又は 31のいずれかに記載のアンテナ装置。

33. 通信する電波の周波数が、 2. 10-2. 65 GHzである場合、前記第 1の誘電体基板と前記第 2の誘電体基板との間に誘電性物質が介在しており、

該誘電性物質の比誘電率が、 1. 89〜 5. 20であり、

前記電磁結合用導体が前記パッチ導体と平行又は略平行の部分を有しており、電磁結合用導体の、パッチ導体に平行又は略平行な部分の長さが 8. 7〜28

. 7mmである請求項 7, 8又は 31に記載のアンテナ装置。

34. 前記電磁結合用導体のヤング率が、 5 X 10^1QP a以上であり、かつ、電磁結合用導体の断面積が 0. 16〜16 mm²である請求項 32又は 33に記載のアンテナ装置。

35. 前記第 1の誘電体基板が車両用の窓ガラス板であり、

前記接地導体の面積が、 1024〜2304mm²であり、

前記スぺーサが前記パッチ導体を囲むように窓ガラス板に接着されており、スぺーサが窓ガラス板に接着されている前記接着部の面積が 150〜770m m²である請求項 1, 2， 4又は 5に記載のアンテナ装置。

36. 前記スぺ一サが前記窓ガラス板に接着されている前記接着部の接着強度が 0. 4 NZmm²以上である請求項 35に記載のアンテナ装置。

37. 前記第 1の誘電体基板と前記第 2の誘電体基板との間に誘電性物質が介在しており、該誘電性物質の比誘電率が、 2. 56〜5. 80である場合、前記スぺーザが帯状に正方形の 4辺又は略正方形の 4辺を描くように前記窓ガラス板に設けられており、

該スぺ一サの外側周縁の幅が 33〜 50 mmである請求項 35又は 36に記載のアンテナ装置。

38. 前記スぺーザが前記窓ガラス板に接着部を介して接着されており、該接着部の厚さが、 0. 4〜3. Ommである請求項 35〜 37のいずれかに記載のアンテナ装置。

3 9 . 前記スぺーサと前記第 2の誘電体基板との間に前記接地導体の一部が配されており、

スぺ一サの比誘電率が 1 . 8 9〜1 2 . 0である請求項 1， 2， 4， 5又は 3 5〜 3 .8のいずれかに記載のアンテナ装置。

4 0 . 第 1の誘電体基板である車両用の窓ガラス板の車内側の面、又は、窓ガラス板の車内側の面の上に設けられている誘電体膜の上に設けられているパッチ導体と、該パッチ導体に対向し窓ガラス板に配設される絶縁性シート又は絶縁性基板と、該絶縁性シート又は該絶縁性基板に設けられている接地導体とを備えるマイクロストリップアンテナを有するアンテナ装置において、

0 . 0 1≤D /几。であり、

かつ、車体開口縁から最も離間した該アンテナ装置の部分と、車体開口縁との最短間隔が 2 0 0 mm以下であることを特徴とするアンテナ装置。

4 1 . 前記絶縁性シート又は前記絶縁性基板を絶縁支持手段というとき、該絶縁支持手段の、前記窓ガラス板とは反対側に第 2の誘電体基板が設けられており、

該絶縁支持手段と第 2の誘電体基板との間に前記接地導体が介在しているか、又は、該絶縁支持手段に該接地導体が設けられている代りに、第 2の誘電体基板に該接地導体が設けられている請求項 4 0に記載のアンテナ装置。

4 2 . 通信する電波の周波数が、 2 . 1 0 - 2 . 6 5 GH zである場合、前記接地導体の面積が、 1 0 2 4〜2 3 0 4mm²であり、

前記パッチ導体の縦幅とパッチ導体の横幅とを Lェとした場合、

Lェが 1 9 . 0〜 2 9 . 0 mmであり、

前記絶縁性シート又は前記絶縁性基板の比誘電率が、 2 . 5 6〜 5 . 8 0である請求項 4 0又は 4 1に記載のアンテナ装置。

43. パッチ導体と接地導体との間に該絶縁性シート又は該絶縁性基板以外に、空気、空気以外の 1種の誘電性物質及び複数種の誘電性物質から選ばれる少なくとも 1つが介在しており、

該 1種の誘電性物質の比誘電率が、 2. 56〜5. 80であるか、又は、該複数種の誘電性物質の比誘電率の少なくとも 1つが、 2. 56〜5. 80である請求項 42に記載のアンテナ装置。

44. 前記絶縁性シート又は前記絶縁性基板を絶縁支持手段というとき、前記パッチ導体と前記接地導体との間に該絶縁支持手段以外に、空気、空気以外の 1種の誘電性物質及び複数種の誘電性物質から選ばれる少なくとも 1つが介在して誘電性介在物を構成しており、

誘電性介在物の比誘電率の少なくとも 1つが、 2. 56〜 5. 80である請求項 40〜43のいずれかに記載のアンテナ装置。

45. 通信する電波の周波数が、 2. 10-2. 65 GHzである場合、前記接地導体の面積が、 1024〜2304mm²であり、

前記パッチ導体の縦幅とパッチ導体の横幅とを L iとした場合、

1^が 19. 0〜29. 0 mmであり、

パッチ導体と接地導体との間に、空気、空気以外の 1種の誘電性物質及び複数種の誘電性物質から選ばれる少なくとも 1つが介在しており、

該 1種の誘電性物質の比誘電率が、 2. 56〜5. 80であるか、又は、該複数種の誘電性物質の比誘電率の少なくとも 1つが 2. 56〜5. 80である請求項 1〜16のいずれかに記載のアンテナ装置。

46. 通信する電波の周波数が、 2. 10-2. 65GHzである場合、前記接地導体の面積が、 1024〜 2304 mm²であり、

1^が 19. 0〜29. 0 mmであり、

パッチ導体と接地導体との間に、空気、空気以外の 1種の誘電性物質及び複数種の誘電性物質から選ばれる少なくとも 1つが介在して誘電性介在物を構成しており、

誘電性介在物の比誘電率が、 2. 56〜 5. 80である請求項：！〜 16のいずれかに記載のアンテナ装置。

47. 前記誘電性介在物の比誘電率が、該誘電性介在物を構成しているそれぞれの物質の比誘電率の平均値からなる請求項 44又は 46に記載のアンテナ装置。

48. 前記パッチ導体と前記接地導体との間隔が、 2. 92〜15. 3mmである請求項 40〜47のいずれかに記載のアンテナ装置。

49. 通信する電波の周波数が、 2. 10〜2. 65 GHzである場合、前記パッチ導体が正方形状又は略正方形状であり、

パッチ導体の 1つの角と対角とに、直角二等辺三角形状又は略直角二等辺三角形状の切欠部を設けられており、

切欠部の直角を挟む 1辺の長さが、 0. 77〜16. 7 mmである請求項 1〜 17又は 40〜48のいずれかに記載のアンテナ装置。

50. 前記パッチ導体と前記接地導体との間に電磁結合用導体の一部又は全部が配されており、

パッチ導体と電磁結合用導体とが電磁結合することにより給電されている 40 〜49のいずれかに記載のアンテナ装置。

51. 通信する電波の周波数が、 2. 10-2. 65 GHzである場合、前記接地導体の面積が、 1024〜 2304 mm ²であり、

1^が 19. 0〜29. 0mmであり、

パッチ導体と接地導体との間に介在している、前記誘電性物質、前記絶縁性シート及び前記絶縁性基板から選ばれる少なくとも 1つの比誘電率が、 2. 56〜 5. 80であり、

前記電磁結合用導体が前記パッチ導体と平行又は略平行の部分を有しており、前記電磁結合用導体の、パッチ導体に平行又は略平行な部分の長さが、 3. 9 5〜28. 7mmである請求項 6〜10又は 50のいずれかに記載のアンテナ装

52. 以下（1) 〜（5) の工程を備える請求項 1， 2, 4, 5又は 35〜39 のいずれかに記載のアンテナ装置の製造方法。

(1) 車両の開口部に嵌め込まれ、かつ、前記パッチ導体が設けられた、前記第 1の誘電体基板である窓ガラス板を準備するか、

(2) 窓ガラス板に接着部を形成するか、又は、前記スぺーサの窓ガラス板側の面に接着部を形成する。

(3) 接着部を介して窓ガラス板にスぺ一サが接着されるように、窓ガラス板の所定の箇所にスぺ一サを貼着する。

(4) 第 2の誘電体基板の、窓ガラス板側の基板面上に誘電性物質を形成した後、第 2の誘電体基板をスぺーザに固定する。

(5) 上記工程（1) において、車両の開口部に嵌め込まれる前の窓ガラス板を用いる場合には、窓ガラス板を車両の開口部に嵌め込む。

53. 前記工程（4) の代りに、

前記窓ガラス板に前記スぺーサを貼着した後、前記パッチ導体の上に前記誘電性物質を形成し、さらに、前記第 2の誘電体基板を前記スぺーザに固定する工程を備える請求項 52に記載のアンテナ装置の製造方法。

54. 前記工程（4) の代りに、

前記第 2の誘電体基板を前記スぺ一サに固定した後、前記スぺーサ又は第 2の誘電体基板に設けられている孔を通して流動性を有する誘電性物質を、前記窓ガラス板と第 2の誘電体基板とで囲まれた空隙に注入する工程を備える請求項 52 に記載のアンテナ装置の製造方法。

5 5 . 前記（4 ) の工程又は前記工程（4 ) の代りに備えられる工程において、前記スぺ一ザには第 1の固定手段が設けられており、さらに、第 2の固定手段が設けられている上蓋ケースを準備し、

第 1の固定手段に第 2の固定手段が固定されることにより、前記第 2の誘電体基板がスペ一ザと上蓋ケースとの間に挟み込まれ、上蓋ケースが第 2の誘電体基板を覆うようにスぺーサに上蓋ケースが取り付けられるようにする請求項 5 2〜

5 4のいずれかに記載のアンテナ装置の製造方法。

5 6 . 前記（4 ) の工程又は前記工程（4 ) の代りに備えられる工程において、前記スぺ一ザには第 1の固定手段が設けられており、さらに、第 2の固定手段が設けられ、内側に第 2の誘電体基板が設けられている上蓋ケースを準備し、第 1の固定手段に第 2の固定手段が固定されることにより、スぺーサに上蓋ケースが取り付けられるようにする請求項 5 2〜 5 4のいずれかに記載のアンテナ装置の製造方法。

5 7 . 前記（4 ) の工程又は前記工程（4 ) の代りに備えられる工程において、前記第 2の誘電体基板に、前記電磁結合用導体又は前記柱状導体が取り付けられている請求項 5 2〜5 4のいずれかに記載のアンテナ装置の製造方法。

5 8 . 前記工程（4 ) において、

前記誘電性物質が流動性を有し、

前記第 2の誘電体基板上の前記接地導体の上に該誘電性物質を形成する際、第 2の誘電体基板上に成形用の枠を設け、該枠内に該誘電性物質を流入させた後、流動性を失わせるか、又は、やや流動性を失わせた後に該枠を外し、第 2の誘電体基板を前記スぺーサに固定する工程を備える請求項 5 2に記載のアンテナ装置の製造方法。

5 9 . 以下（1 ) 〜（5 ) の工程を備える請求項 1， 2 , 4 , 5又は 3 5〜3 9 のいずれかに記載のァンテナ装置の製造方法。

( 1 ) 車両の開口部に嵌め込まれ、つ、前記パッチ導体が設けられた、前記第 1の誘電体基板である窓ガラス板を準備するか、

( 2 ) 窓ガラス板に接着部を形成するか、又は、前記スぺ一ザの窓ガラス板側の面に接着部を形成する。

( 3 ) 第 2の誘電体基板をスぺーサに固定する。

( 4 ) 第 2の誘電体基板の、窓ガラス板側の基板面上に誘電性物質を形成した後、接着部を介して窓ガラス板にスぺーザが接着されるように、窓ガラス板の所定の箇所にスぺーサを貼着する。

6 0 . 前記工程（4 ) の代りに、

前記窓ガラス板の上の前記パッチ導体の上に誘電性物質を形成した後、前記スぺーサを窓ガラス板に固定する工程を備える請求項 5 9に記載のアンテナ装置の製造方法。

6 1 . 前記工程（4 ) の代りに、

前記スぺーサを前記窓ガラス板に固定した後、前記スぺーサ又は前記第 2の誘電体基板に設けられている孔を通して流動性を有する誘電性物質を、窓ガラス板と第 2の誘電体基板とで囲まれた空隙に注入する工程を備える請求項 5 9に記載のアンテナ装置の製造方法。

6 2 . 前記（3 ) の工程の代り、

前記スぺーサには第 1の固定手段が設けられており、さらに、第 2の固定手段が設けられている上蓋ケースを準備し、

第 1の固定手段に第 2の固定手段が固定されることにより、前記第 2の誘電体基板がスぺーザと上蓋ケースとの間に挾み込まれ、上蓋ケースが第 2の誘電体基板を覆うようにスぺ一ザに上蓋ケースが取り付けられるようにする工程を備える請求項 5 9〜 6 1のいずれかに記載のアンテナ装置の製造方法。

6 3 . 前記（3 ) の工程の代り、

前記スぺーザには第 1の固定手段が設けられており、さらに、第 2の固定手段が設けられ、内側に第 2の誘電体基板が設けられている上蓋ケースを準備し、第 1の固定手段に第 2の固定手段が固定されることにより、スぺ一ザに上蓋ケースが取り付けられるようにする工程を備える請求項 5 9〜6 1のいずれかに記載のアンテナ装置の製造方法。

6 4. 前記（3 ) の工程又は前記工程（4 ) の代りに備えられるにおいて、前記第 2の誘電体基板を前記スぺーザに固定する前に、又は、第 2の誘電体基板をスぺーサに固定する後に、第 2の誘電体基板に前記電磁結合用導体又は前記柱状導体が取り付けられている請求項 5 9〜6 3のいずれかに記載のアンテナ装置の製造方法。

6 5 . 前記工程（4 ) の代りに備えられる工程において、

前記誘電性物質が流動性を有し、

前記窓ガラス板の上の前記パッチ導体の上に該誘電性物質を形成する際、窓ガラス板上に成形用の枠を設け、該枠内に該誘電性物質を流入させた後、流動性を失わせるか、又は、やや流動性を失わせた後に該枠を外し、窓ガラス板の所定の箇所にスぺーサを貼着する工程を備える請求項 6 0に記載のアンテナ装置の製造方法。

6 6 . 前記スぺーサと上蓋ケースとが一体化されている請求項 5 9〜6 1，又は、 6 3〜6 5のいずれかに記載のアンテナ装置の製造方法。