WO2014119141A1 - アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

　アンテナ装置１は、誘電体基板２と、誘電体基板２の表面に形成されたパッチアンテナ５と、誘電体基板２の表面に形成された電力吸収用無給電素子２１，２４とを備える。電力吸収用無給電素子２１，２４は、誘電体基板２の表面におけるパッチアンテナ５の主偏波方向の端部とパッチアンテナ５との間に設けられる。電力吸収用無給電素子２１，２４によって、パッチアンテナ５で送・受信される電波の一部が吸収され、これにより誘電体基板２上の導体板（表面導体板３或いは裏面導体板４）において基板端部側へ流れる表面電流が抑制される。

Description

アンテナ装置

　本発明は、パッチアンテナを有するアンテナ装置に関する。

　誘電体基板上に形成されたパッチアンテナは、例えば車両や航空機などの移動体においてその周囲を監視するレーダなどに用いられている。パッチアンテナは、誘電体基板上にパッチ放射素子（パッチ状の導体）が形成されてなる構成が一般的である。また、誘電体基板におけるパッチ放射素子が形成される面（以下「表面」という）とは反対側の面（以下「裏面」という）には、一般に、地板として機能する導体部が形成される。更に、誘電体基板の表面にもパッチ放射素子とは別に基板端部まで導体部が広く形成されることもある。

　このような構成のパッチアンテナにおいては、パッチアンテナが動作すると、パッチ放射素子と上記導体部との間に形成される電界に起因して上記導体部に表面電流が流れ、その表面電流が基板端部まで伝わって、基板端部（上記導体部の端部）からの放射が生じる。この表面電流による基板端部からの放射は、パッチアンテナの性能に影響を及ぼす不要な放射となる。すなわち、この端部からの放射によって、パッチアンテナの指向性が乱れてしまう。

　これに対し、特許文献１には、基板上の導体部に流れる表面電流を抑える技術が開示されている。具体的には、誘電体基板の表面における、パッチ放射素子の周囲のほぼ全面に複数の導電性パッチを形成する。各導電性パッチはそれぞれ、導電バイアによって誘電体基板の裏面の地板と導通させる。このように複数の導電性パッチを設けることで、地板端部への表面電流の伝搬が抑制される。

特表２００２－５１０８８６号公報

　しかし、特許文献１に記載の技術では、表面電流の伝搬を抑制するために、基板表面のほぼ全面に複数の導電性パッチを形成する必要があり、且つその導電性パッチの一つ一つを導電バイアによって下層の地板に導通させる必要がある。そのため、構成が非常に複雑になり、設計も複雑化し、低コストで実現することが困難である。

　しかも、複数の導電バイアが誘電体基板を貫通するように形成されるため、基板内部の中間層や基板裏面に伝送線路や高周波部品を搭載しようとしてもその自由度が制限される。つまり、パッチアンテナを含むアンテナ装置全体の設計の自由度、各種伝送線路や高周波部品等の搭載の自由度が制限されてしまう。

　本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、表面電流に起因する指向性の乱れを簡素な構成で抑制できるようにし、もって指向性の乱れの抑制と設計自由度の向上との両立を実現することを目的とする。

　上記課題を解決するためになされた本発明のアンテナ装置は、誘電体基板と、その誘電体基板上に形成されるパッチアンテナと、誘電体基板におけるパッチアンテナが形成される面に設けられる少なくとも１つの第１の無給電素子とを備えることを特徴とする。

　パッチアンテナは、給電が行われる少なくとも１つのパッチ放射素子を有し、誘電体基板の板面における所定方向を主偏波方向とする。第１の無給電素子は、誘電体基板における主偏波方向の両端部のうち少なくとも一方の端部とパッチアンテナとの間に設けられる。

　このように構成されたアンテナ装置によれば、パッチアンテナで送・受信される電波の一部が第１の無給電素子に吸収され、その分、誘電体基板の端部側へ流れる表面電流が抑制されて、端部からの不要な放射が抑制される。そのため、表面電流に起因するパッチアンテナの指向性の乱れを簡素な構成で抑制でき、指向性の乱れの抑制と設計自由度の向上との両立を実現することができる。

　第１の無給電素子は、パッチアンテナの動作周波数を含む所定の周波数範囲内の周波数で共振するものであるとよい。第１の無給電素子をこのように構成することで、表面電流の端部への伝搬を効率良く抑制できる。

　第１の無給電素子には、その第１の無給電素子が外部からの電界によって励振されることにより生じる電気エネルギーを消費するためのエネルギー消費部材を設けるようにするとよい。

　第１の無給電素子によって吸収された電気エネルギーをエネルギー消費部材によって消費させることで、第１の無給電素子による表面電流抑制効果（ひいては指向性の乱れの抑制効果）を安定的に得ることができる。

　なお、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段等との対応関係を示す一例であり、本発明は上記括弧内の符号に示された具体的手段等に限定されるものではない。

（ａ），（ｂ），（ｃ）は、第１実施形態のアンテナ装置の概略構成を表す説明図である。 （ａ），（ｂ）は、第１実施形態のアンテナ装置と従来のアンテナ装置との機能上の差異（特に水平面指向性の差異）を説明するための説明図である。 第２実施形態のアンテナ装置の概略構成を表す斜視図である。 （ａ），（ｂ）は、第２実施形態のアンテナ装置と従来のアンテナ装置との機能上の差異（特に表面電流の分布の差異）を説明するための説明図である。 （ａ），（ｂ）は、第２実施形態のアンテナ装置の指向性を表す説明図である。 （ａ），（ｂ）は、第３実施形態のアンテナ装置の概略構成を表す説明図である。 無給電素子アレーの詳細構成を表す構成図である。 素子配置間隔ｄｘと無給電素子アレーの水平面指向性との関係を表す説明図である。 素子配置間隔ｄｘと無給電素子アレーの水平－９０°方向（主アンテナ方向）の指向性利得との関係を表す説明図である。 アレー配列間隔ｄｙと無給電素子アレーの垂直正面方向の指向性利得との関係を表す説明図である。 第３実施形態のアンテナ装置の水平面指向性を表す説明図である。 無給電素子アレーの他の実施形態を表す構成図である。 無給電素子アレーの他の実施形態を表す構成図である。 アンテナ装置の他の実施形態を表す斜視図である。 （ａ），（ｂ）は、アンテナ装置の他の実施形態を表す斜視図である。

　以下に、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本発明は、下記の実施形態に示された具体的手段や構造等に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の形態を採り得る。また、下記の実施形態の構成の一部を、課題を解決できる限りにおいて省略した態様も本発明の実施形態であり、下記の複数の実施形態を適宜組み合わせて構成される態様も本発明の実施形態である。

　［第１実施形態］（１．アンテナ装置の構成）図１（ａ）に示すように、本実施形態のアンテナ装置１は、長方形状の誘電体基板２の一方の面（表面）にパッチアンテナ５及び２つの無給電導体部１１，１２が形成されてなるものである。なお、以下の説明では、誘電体基板２における長辺方向（図１（ａ）の横方向）をｘ軸方向、短辺方向（図１（ａ）の縦方向）をｙ軸方向、誘電体基板２の板面に垂直な方向をｚ軸方向として説明する。

　アンテナ装置１は、例えば車両の前方において、パッチアンテナ５が形成された表面側が車両前方を向くように、且つ長方形状の誘電体基板２の長辺が地面に対して水平となるように配置され、車両前方を監視するレーダとして用いられる。そのため、以下の説明では、誘電体基板２の長辺と平行な面（すなわちｙ軸方向と垂直な面）を水平面ともいう。

　パッチアンテナ５は、正方形状の複数（本例では４つ）のパッチ放射素子６，７，８，９が、誘電体基板２の長辺方向における中央部において縦方向（ｙ軸方向）に所定間隔で配列された構成となっている。

　誘電体基板２の他方の面（裏面）には、パッチアンテナ５の地板として機能する導体板である裏面導体板４が形成されている。また、パッチアンテナ５が形成される誘電体基板２の表面にも、パッチアンテナ５及び各無給電導体部１１，１２が形成される領域以外の領域に導体板（表面導体板）３が形成されている。

　図１（ａ），（ｂ）から明らかなように、表面導体板３と各パッチ放射素子６～９との間には溝が形成され、その溝により物理的に離間した状態となっている。各無給電導体部１１，１２についても、図１（ａ），（ｃ）から明らかなように、全周にわたって表面導体板３との間に溝が形成され、その溝により表面導体板３と物理的に離間した状態となっている。これら溝の部分は、誘電体基板２の表面が露出した状態となっている。

　パッチアンテナ５は、基板板面における各パッチ放射素子６～９の配列方向と直交する方向（すなわち誘電体基板２における長辺方向（ｘ軸方向））を主偏波方向として動作する。すなわち、パッチアンテナ５は水平偏波を良好に送受信可能なアンテナとして構成され、用いられる。

　なお、パッチアンテナ５への給電は各パッチ放射素子６～９に対して行われるが、各パッチ放射素子６～９への給電構造については図示を省略している。パッチ状の複数の放射素子へ給電を行う方法は種々考えられて実用化もされているため、詳細説明は省略するが、本実施形態では、給電用のマイクロストリップラインを分岐させて各パッチ放射素子６～９へ電磁結合型給電方式にて給電を行う構造となっている。

　各無給電導体部１１，１２は、誘電体基板２の表面において、パッチアンテナ５と基板両端（主偏波方向の両端）との間にそれぞれ設けられている。このうち一方の無給電導体部１１は、図１（ａ），（ｃ）に示すように、２つの正方形パッチ状の無給電素子２１，２２がマイクロストリップライン２３で接続された構成となっている。具体的には、無給電導体部１１は、電力吸収用無給電素子２１と、再放射用無給電素子２２と、これら各無給電素子２１，２２を電気的に接続するマイクロストリップライン２３とにより構成されている。

　再放射用無給電素子２２は、電力吸収用無給電素子２１に対し、主偏波方向においては相対的に基板端部側に近い位置（換言すればパッチアンテナ５からより遠い位置）に配置されている。また、基板板面における主偏波方向と直交する方向においても、再放射用無給電素子２２は、電力吸収用無給電素子２１に対して相対的にずれた位置に配置されている。

　電力吸収用無給電素子２１における、基板端部側（パッチアンテナ５側とは反対側の端部側）の辺の略中央部には、マイクロストリップライン２３の一端が接続されている。マイクロストリップライン２３の他端は、再放射用無給電素子２２における、基板上端側（図１（ａ）の上側）の辺の略中央部に接続されている。

　他方の無給電導体部１２も、図１（ａ），（ｃ）に示すように、正方形状の電力吸収用無給電素子２４と、正方形状の再放射用無給電素子２５と、これら各無給電素子２４，２５を電気的に接続するマイクロストリップライン２６とにより構成されている。

　この他方の無給電導体部１２は、パッチアンテナ５に対して前述の一方の無給電導体部１１と対称的な配置関係となるように配置されている。すなわち、この他方の無給電導体部１２は一方の無給電導体部１１をｘ軸方向において左右反転させた形状である。そのため、この他方の無給電導体部１２の詳細構成については説明を省略する。

　パッチアンテナ５を構成する各パッチ放射素子６～９、及び各無給電導体部１１，１２を構成する各無給電素子２１，２２，２４，２５は、いずれも正方形状であり、一辺の長さが約λｇ／２である。なお、λｇは誘電体内波長であり、自由空間波長をλ０、誘電体基板２の比誘電率をεｒとすると、λｇ＝λ０／√εｒで表される。ただし、この約λｇ／２という長さは一例であり、例えば地板の形状やサイズ等の種々の要因によって最適な長さは変化する。

　（２．各無給電導体部１１，１２の機能）各無給電導体部１１，１２を構成する各電力吸収用無給電素子２１，２４は、それぞれ、パッチアンテナ５で送・受信される電波（電力）の一部を吸収する。各電力吸収用無給電素子２１，２４はいずれも、主偏波成分の方向がパッチアンテナ５の主偏波方向と同じ（すなわち水平偏波）であって、パッチアンテナ５の動作周波数と同じ周波数で共振するよう構成されている。

　なお、各電力吸収用無給電素子２１，２４の共振周波数をパッチアンテナ５の動作周波数と一致させることは必須ではなく、パッチアンテナ５で送・受信される電力を適度に吸収できる範囲内（例えばパッチアンテナ５の動作周波数を含む所定の周波数範囲内）において適宜設定することができる。ただし、各電力吸収用無給電素子２１，２４の共振周波数は、パッチアンテナ５の動作周波数に近いほど好ましい。

　電力吸収用無給電素子２１（２４）が吸収した電力は、マイクロストリップライン２３（２６）によって再放射用無給電素子２２（２５）へ伝送される。再放射用無給電素子２２（２５）は、電力吸収用無給電素子２１（２４）が吸収してマイクロストリップライン２３（２６）により伝送されてきた電力を空間へ放射する。各再放射用無給電素子２２，２５は、主偏波成分の方向がパッチアンテナ５の主偏波方向と垂直（すなわち垂直偏波）であって、パッチアンテナ５の動作周波数と同じ周波数で共振するよう構成されている。なお、各再放射用無給電素子２２，２５の共振周波数についても、上述した各電力吸収用無給電素子２１，２４の共振周波数と同様、必ずしもパッチアンテナ５の動作周波数に一致していなくてもよい。

　このように構成された各無給電導体部１１，１２は、次のように機能する。すなわち、パッチアンテナ５の動作時、パッチアンテナ５で送・受信される電波（電界）によって各電力吸収用無給電素子２１，２４が励振され、電波の電力（電気エネルギー）の一部が各電力吸収用無給電素子２１，２４に吸収される。

　パッチアンテナ５が動作すると、表面導体板３及び裏面導体板４（主には表面導体板３）に表面電流が流れて基板両端へ伝搬するが、各電力吸収用無給電素子２１，２４にて一部電力が吸収されることで、その分、基板両端へ伝搬する表面電流が抑制される。

　一方、各電力吸収用無給電素子２１，２４で吸収した電力は、何らかの形で消費させることが好ましい。そこで本実施形態では、各電力吸収用無給電素子２１，２４が吸収した電力の消費を、対応する各再放射用無給電素子２２，２５から電波にて放射することにより実現している。

　なお、吸収した電力を単に放射させるだけでは、その放射によってパッチアンテナ５の本来の性能（水平偏波の指向性）に影響を及ぼすおそれがあるが、本実施形態の各再放射用無給電素子２２，２５は、パッチアンテナ５の主偏波方向（水平偏波）とは異なる偏波（本実施形態では垂直偏波）にて放射するよう構成されている。そのため、各再放射用無給電素子２２，２５から放射が行われてもパッチアンテナ５の本来の性能（水平偏波の指向性）に及ぼす影響は皆無である。

　（３．アンテナ装置１の指向性とその特徴）本実施形態のアンテナ装置１では、各電力吸収用無給電素子２１，２４が電力を吸収して基板端部への表面電流の伝搬を抑制し、その吸収した電力を対応する各再放射用無給電素子２２，２５がそれぞれ偏波面を変えて（垂直偏波にして）主の指向性（水平偏波）に影響を及ぼさない成分で放射させる。

　そのため、アンテナ装置１の車両前方方向（つまりパッチアンテナ５が形成された面側）の水平面（ｘｚ面）指向性は、図２（ｂ）に示すように、図２（ａ）に示す従来構造（無給電導体部１１，１２のない構造）に比べて、所定角度領域での利得低下が抑制されている。

　すなわち、無給電導体部１１，１２のない従来構造のアンテナ装置の指向性は、図２（ａ）に示すように、±４５°付近でリップル（利得の低下）が生じている。この利得低下の主な要因の１つは、基板端部に伝搬する表面電流であり、ひいては基板端部からの不要放射である。

　これに対し、本実施形態のアンテナ装置１は、各無給電導体部１１，１２により表面電流が抑制される。そのため、本実施形態のアンテナ装置１の指向性は、図２（ｂ）に示すように、±５０°付近で若干のリップル（利得低下）がみられるものの、従来構造に比べて利得低下が抑えられている。つまり、本実施形態のアンテナ装置１は、従来構造に比べて、指向性の乱れ（特に±４５°～５０°付近の乱れ）が抑制されている。

　（４．第１実施形態の効果等）本実施形態のアンテナ装置１によれば、誘電体基板２上に無給電導体部１１，１２を配置して電波（電力）の一部を吸収させることで、表面電流が抑制され、基板端部からの不要な放射が抑制される。そのため、表面電流に起因するパッチアンテナ５の指向性の乱れを簡素な構成で抑制でき、指向性の乱れの抑制と設計自由度の向上との両立を実現することができる。

　また、各電力吸収用無給電素子２１，２４で吸収された電力は、それぞれマイクロストリップライン２３により各再放射用無給電素子２２，２５へ伝送され、これら各再放射用無給電素子２２，２５から放射される。そのため、表面電流抑制効果（ひいては指向性の乱れの抑制効果）を安定的に得ることができる。

　しかも、各再放射用無給電素子２２，２５からの放射は、パッチアンテナ５の主の指向性（主偏波）に影響のない偏波にて行われる。そのため、指向性の乱れの抑制をより安定的に得ることができる。

　また、各電力吸収用無給電素子２１，２４、及び各再放射用無給電素子２２，２５は、いずれも、パッチアンテナ５の動作周波数で共振する。そのため、各電力吸収用無給電素子２１，２４は効率良く電力を吸収して、その吸収した電力を各再放射用無給電素子２２，２５が効率良く放射することができ、表面電流を効率的に抑制することができる。

　また、無給電導体部は、パッチアンテナ５に対して基板の一端側だけでなく両端側それぞれに設けられている。そのため、指向性の乱れをバランス良く抑えることができ、アンテナ装置１全体として良好な指向性を得ることができる。

　［第２実施形態］図３に示す本実施形態のアンテナ装置３０は、図１（ａ），（ｂ），（ｃ）に示した第１実施形態のアンテナ装置１と比較して、無給電導体部の搭載数が異なる。すなわち、第１実施形態のアンテナ装置１は、パッチアンテナ５の両端側にそれぞれ１つずつ無給電導体部１１，１２が設けられていたが、本実施形態のアンテナ装置３０は、パッチアンテナ５の両端側にそれぞれ３つずつ無給電導体部３１～３３，３４～３６が設けられている。

　パッチアンテナ５の一方の端部側（図３の左側）に設けられている３つの無給電導体部３１，３２，３３は、いずれも、第１実施形態の無給電導体部１１と同じ構成である。これら３つの無給電導体部３１，３２，３３は、縦方向（ｙ軸方向）に配列されている。

　パッチアンテナ５の他方の端部側（図３の右側）に設けられている３つの無給電導体部３４，３５，３６は、いずれも、第１実施形態の無給電導体部１２と同じ構成である。これら３つの無給電導体部３４，３５，３６も、縦方向（ｙ軸方向）に配列されている。

　つまり、本実施形態のアンテナ装置３０は、第１実施形態のアンテナ装置１における各無給電導体部１１，１２の上側及び下側に同じ形状の無給電導体部を追加したものであるといえる。

　このように構成された本実施形態のアンテナ装置３０においても、６つの無給電導体部３１～３６を構成する各電力吸収用無給電素子が電力の一部を吸収し、その吸収した電力を対応する各再放射用無給電素子が放射する。

　そのため、アンテナ装置３０の表面に流れる表面電流の電流分布は、図４（ｂ）に示すように、図４（ａ）に示す従来構造（無給電導体部３１～３６がない構造）に比べて、基板両端への伝搬が抑制されている。つまり、基板端部に達する表面電流が従来構造よりも弱くなっている。なお、図１（ａ），（ｂ），（ｃ）に示した第１実施形態のアンテナ装置１においても、表面電流の電流分布は図４（ｂ）に近い分布となり、従来構造よりも基板両端への伝搬が抑制される。

　このように基板両端への表面電流が抑制されるため、アンテナ装置３０の水平偏波成分の水平面指向性は、図５（ａ）に示すように、無給電導体部３１～３６のない従来構造に対し、±４５°付近のリップル（利得低下）が大幅に抑制されている。

　一方、各無給電導体部３１～３６で吸収された電力は垂直偏波の電波として再放射される。そのため、アンテナ装置３０の垂直偏波成分の水平面指向性は、図５（ｂ）に示すように、無給電導体部３１～３６のない従来構造に対して利得が高くなっている。ただし、この再放射される電波は、パッチアンテナ５の主偏波（すなわちアンテナ装置３０の主偏波）である水平偏波と直交する垂直偏波であり、パッチアンテナ５の主偏波の指向性に影響を与えることはない。そのため、アンテナ装置３０の実用上は、各無給電導体部３１～３６からの垂直偏波の放射成分は影響を及ぼさない。

　従って、本実施形態のアンテナ装置３０によっても、第１実施形態のアンテナ装置１と同じ効果が得られる。特に、本実施形態のアンテナ装置３０は、無給電導体部がパッチアンテナ５の両端側にそれぞれ複数（本例では３つ）設けられているため、より高い表面電流抑制効果が得られる。

　［第３実施形態］図６（ａ），（ｂ）に示す第３実施形態のアンテナ装置４０は、裏面に地板として機能する導体板（裏面導体板）４が形成された誘電体基板２の表面上に、パッチアンテナ５が形成されている。誘電体基板２の大きさや形状、パッチアンテナ５の構成、及び誘電体基板２におけるパッチアンテナ５の配置位置は、第１実施形態のアンテナ装置１と同じである。

　ただし、誘電体基板２の表面には、地板として機能する導体板は形成されていない。また、誘電体基板２の表面における、パッチアンテナ５の両端側には、第１実施形態のような無給電導体部１１，１２ではなく、図６（ａ）に示すような無給電素子アレー４１，４２がそれぞれ配置されている。これらの点で、本実施形態のアンテナ装置４０は第１実施形態のアンテナ装置１と異なっている。

　各無給電素子アレー４１，４２は、正方形状の無給電素子を複数（本実施形態では計１６個）備えている。これら複数の無給電素子は、いずれも、パッチ状の導体により形成され、第１実施形態のアンテナ装置１における電力吸収用無給電素子と同様に機能する。即ち、各無給電素子アレー４１，４２が備える複数の無給電素子は、いずれも、基板表面上を伝わる表面波（表面電流）の一部を吸収することにより基板端部への表面波の伝搬を抑制する機能を有する。また、複数の無給電素子は、いずれも、第１実施形態の電力吸収用無給電素子と同じ方向に励振し、同じ共振周波数を有する。

　なお、各無給電素子アレー４１，４２から見て、ｘ軸に平行な方向のうちパッチアンテナ５側の方向を、以下、「主アンテナ方向」ともいう。即ち、図６（ａ）中の左側の無給電素子アレー４１から見た主アンテナ方向は、図中矢印Ｄ１の方向であり、図６（ａ）中の右側の無給電素子アレー４２から見た主アンテナ方向は、図中矢印Ｄ２の方向である。

　本明細書では、水平面（Ｅ面）上の方位角（検知角度）を、図６（ｂ）に示すように、ｚ軸方向を中心（０°）として、アンテナ装置４０から車両前方を見て左側を負の角度、右側を正の角度として扱っている。そのため、図６（ａ）中の左側の無給電素子アレー４１からみた主アンテナ方向Ｄ１は、水平面上の検知角度における－９０°の方向であり、図６（ａ）中の右側の無給電素子アレー４２からみた主アンテナ方向Ｄ２は、水平面上の検知角度における９０°の方向である。

　各無給電素子アレー４１，４２は、パッチアンテナ５を中心として左右対称に配置されており、それぞれの構成、機能も、左右対称であることを除けば全く同じである。そのため、以下の説明では、図６（ａ）中の左側の無給電素子アレー４１について詳しく説明することとし、他方の無給電素子アレー４２についての詳細説明は省略する。

　無給電素子アレー４１は、図６（ａ）に示すように、４つのアレー５１，５２，５３，５４がｙ軸方向に所定間隔隔てて配置されている。第１アレー５１、第２アレー５２，第３アレー５３、及び第４アレー５４はいずれも、ｘ軸方向に配列された４つの無給電素子を有している。無給電素子アレー４１の詳細な構成について、図７を用いて説明する。

　図７に示すように、第１アレー５１は、第１無給電素子５１ａ、第２無給電素子５１ｂ、第３無給電素子５１ｃ、及び第４無給電素子５１ｄを有している。これら４つの無給電素子５１ａ～５１ｄは、いずれも同じ形状（略正方形状）であり、ｘ軸方向において所定の素子配置間隔ｄｘでアレー状に配置されている。

　他の３つのアレー５２，５３，５４も、第１アレー５１と同じ構成である。即ち、第２アレー５２は、ｘ軸方向に素子配置間隔ｄｘ隔てて配置された４つの無給電素子５２ａ～５２ｄを有する。第３アレー５３は、ｘ軸方向に素子配置間隔ｄｘ隔てて配置された４つの無給電素子５３ａ～５３ｄを有する。第４アレー５４は、ｘ軸方向に素子配置間隔ｄｘ隔てて配置された４つの無給電素子５４ａ～５４ｄを有する。

　４つのアレー５１～５４は、ｘ軸方向においては同じ位置に配置されており、ｙ軸方向においては、所定のアレー配列間隔ｄｙずつ隔てて配置されている。各アレー５１～５４が有する計１６個の無給電素子は、既述の通り、いずれも電力吸収用無給電素子として機能する。即ち、パッチアンテナ５による電波の送受信時に基板表面を伝わる表面波を吸収する。

　各アレー５１～５４がそれぞれ備える４つの無給電素子のうち、パッチアンテナ５から最も離れている（即ち最も基板端部側の）第１無給電素子５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａは、いずれも第１伝送線路５６に接続されている。第１伝送線路５６は、４つの第１無給電素子５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａそれぞれの２つの側辺のうち、パッチアンテナ５側とは反対側（即ち基板端部側）の側辺の略中心部に接続されている。

　なお、無給電素子における第１伝送線路５６が接続される側の側辺の略中心部には、切り欠きが形成されており、第１伝送線路５６はこの切り欠きの内部に入り込んで無給電素子と接続されている。このように切り欠きを有する構成を採用しているのは、第１伝送線路５６と無給電素子との整合をとるためである。そのため、このように切り欠きを有する構成は必須ではなく、整合をとることができる限り、他の接続構成であってもよい。

　同様に、各アレー５１～５４がそれぞれ備える４つの無給電素子のうち、第２無給電素子５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂは、いずれも第２伝送線路５７に接続されている。第３無給電素子５１ｃ，５２ｃ，５３ｃ，５４ｃは、いずれも第３伝送線路５８に接続されている。第４無給電素子５１ｄ，５２ｄ，５３ｄ，５４ｄは、いずれも第４伝送線路５９に接続されている。各伝送線路５６～５９は、マイクロストリップ線路により構成されている。

　そして、第１伝送線路５６と第２伝送線路５７は、その下端に第１副接続線６１が接続されており、この副接続線６１によって互いに接続されている。第１副接続線６１は、ｘ軸方向に形成された略直線状のマイクロストリップ線路であり、一端が第１伝送線路５６の下端に接続され、他端が第２伝送線路５７の下端に接続されている。

　第３伝送線路５８と第４伝送線路５９は、その下端に第２副接続線６２が接続されており、この副接続線６２によって互いに接続されている。第２副接続線６２は、ｘ軸方向に形成された略直線状のマイクロストリップ線路であり、一端が第３伝送線路５８の下端に接続され、他端が第４伝送線路５９の下端に接続されている。各副接続線６１，６２は、同じ形状、寸法である。

　そして、２つの副接続線６１，６２は、主接続線６３によって互いに接続されている。主接続線６３は、ｘ軸方向に形成された略直線状のマイクロストリップ線路であり、一端が第１副接続線６１の所定の接続位置に接続され、他端が第２副接続線６２の所定の接続位置に接続されている。

　第１副接続線６１における主接続線６３の接続位置は、第１副接続線６１におけるｘ軸方向の中間位置ではなく、その中間位置よりも所定距離だけ基板端部側にずれている（オフセットされている）。第２副接続線６２における主接続線６３の接続位置も、第２副接続線６２におけるｘ軸方向の中間位置ではなく、その中間位置よりも所定距離だけ基板端部側にオフセットされている。

　そして、主接続線６３における所定の接続位置には、電力消費用伝送線路６５が接続されている。電力消費用伝送線路６５は、図７に示すように、主接続線６３の接続位置を起点として、計１６個の無給電素子全体を囲むように反時計回りに配設された長尺のマイクロストリップ線路である。

　なお、主接続線６３における電力消費用伝送線路６５の接続位置は、主接続線６３におけるｘ軸方向の中間位置ではなく、その中間位置よりも所定距離だけ、基板端部側とは反対側（パッチアンテナ５側）にオフセットされている。

　電力消費用伝送線路６５は、第１実施形態のアンテナ装置１における再放射用無給電素子と等価な機能を有する。即ち、各第１無給電素子５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａにて吸収された表面波エネルギーは、第１伝送線路５６から第１副接続線６１を経て主接続線６３における電力消費用伝送線路６５の接続位置（以下「再出力位置」ともいう）まで伝送される。各第２無給電素子５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂにて吸収された表面波エネルギーも、第２伝送線路５７から第１副接続線６１を経て再出力位置まで伝送される。各第３無給電素子５１ｃ，５２ｃ，５３ｃ，５４ｃにて吸収された表面波エネルギーも、第３伝送線路５８から第２副接続線６２を経て再出力位置まで伝送される。各第４無給電素子５１ｄ，５２ｄ，５３ｄ，５４ｄにて吸収された表面波エネルギーも、第４伝送線路５９から第２副接続線６２を経て再出力位置まで伝送される。つまり、主接続線６３における再出力位置には、１６個の各無給電素子で吸収された表面波エネルギーが伝送されて集まってくる。

　このようにして伝送されてきた各無給電素子からの表面波エネルギーを消費させるために設けられているのが、電力消費用伝送線路６５である。各無給電素子で吸収された表面波エネルギーは、電力消費用伝送線路６５に放出されてその電力消費用伝送線路６５の端部に向けて伝送されることで、消費（主に熱消費）される。

　表面波エネルギーを効率良く消費させるためには、電力消費用伝送線路６５の線路長は長い方がよい。具体的には、誘電体内波長λｇの１０倍以上の線路長とすることが好ましい。図６（ａ）及び図７では、線路長が約１５λｇの電力消費用伝送線路６５が示されている。

　第１アレー５１を構成する４つの無給電素子５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄは、水平面（Ｅ面）における、主アンテナ方向Ｄ１に最も感度が高まるようにアレー化されている。即ち、第１アレー５１は、その感度（指向性）が主アンテナ方向Ｄ１で最大となるように設計・構成されている。なお、各アレー５１～５４について、その感度（指向性）とは、表面波に対する吸収効率を意味し、感度（指向性）が高いとは、即ち表面波の吸収効率が高いことを意味する。各アレー５１～５４の感度（指向性）を、以下、「アレーファクタ」とも称する。

　第１アレー５１による表面波の吸収効果を最大限に高めるためには、主アンテナ方向Ｄ１で最も高感度となるようにするのが望ましい。そのため、本実施形態では、第１アレー５１が、主アンテナ方向Ｄ１で感度が最大となるように構成されている。

　ここで、第１アレー５１において、表面波に対して最も高い感度（最も高い吸収効率）を実現するためには、素子配置間隔ｄｘと、各無給電素子の給電位相φｎが、次式（１）の関係を満たすようにすればよい。

　φｎ＝２・π・ｄｘ・（ｎ－１）・ｓｉｎθ／λ０・・・（１）
　なお、上記式（１）において、ｄｘ＜λ０／２であり、ｎは基板端部から主アンテナ方向Ｄ１における無給電素子の配列順序（ｎ＝１，２，３，４）であり、λ０は自由空間波長である。また、θは、無給電素子からみたｚ軸方向と主アンテナ方向Ｄ１との角度差であり、本実施形態ではθ＝９０°である。

　上記式（１）の条件を満たせば、第１アレー５１は、主アンテナ方向Ｄ１に感度が集中し、逆に、主アンテナ方向Ｄ１とは反対方向（基板エッジ方向）では低感度となる。従って、本実施形態の第１アレー５１も、上記式（１）を満たすように構成されている。

　即ち、４つの無給電素子５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄのうち最も基板端部側の第１無給電素子５１ａ（ｎ＝１）の給電位相φ１は、φ１＝０となり、その１つ隣（主アンテナ方向Ｄ１側）の第２無給電素子５１ｂ（ｎ＝２）の給電位相φ２は、φ２＝２・π・ｄｘ／λ０となり、その１つ隣（主アンテナ方向Ｄ１側）の第３無給電素子５１ｃ（ｎ＝３）の給電位相φ３は、φ３＝４・π・ｄｘ／λ０となり、その１つ隣（主アンテナ方向Ｄ１側）の第４無給電素子５１ｄ（ｎ＝４）の給電位相φ４は、φ４＝６・π・ｄｘ／λ０となる。よって、例えばｄｘ＝０．４λ０とおくと、各給電位相φ１～φ４はそれぞれ、φ１＝０°、φ２は約１４４°、φ３は約２８８°、φ４は約４３２°となる。

　このように、素子配置間隔ｄｘを適切に設定し、その素子配置間隔ｄｘに基づいて上記式（１）を満たすように各給電位相φ１～φ４を設定することで、第１アレー５１の水平面（Ｅ面）におけるアレーファクタを最適な状態にすることができる。

　４つの無給電素子５１ａ～５１ｄの給電位相をそれぞれ上記のように差を設ける具他的方法は種々考えられる。本実施形態では、各無給電素子５１ａ～５１ｄから電力消費用伝送線路６５の起端（主接続線６３上の再出力位置）までの伝送線路の長さに差を設けることにより実現している。既述の通り、各副接続線６１，６２に対する主接続線６３の接続位置は中心位置からオフセットされており、且つ主接続線６３に対する電力消費用伝送線路６５の接続位置も中心位置からオフセットされている。この接続位置のオフセットによって、結果として上記各給電位相φ１～φ４を実現している。

　上記のようにオフセットを調整することで、各無給電素子５１ａ～５１ｄの給電位相を比較的容易に所望の位相に設定することができる。そのため、給電位相の設定を上記のようにオフセット調整による方法で実現することで、素子配置間隔ｄｘの設定の自由度が大きくなる。

　第１アレー５１以外の他の３つのアレー５２，５３，５４は、ｙ軸方向の配置位置が異なること以外は第１アレー５１と全く同じであるため、その詳細説明は省略する。
　なお、素子配置間隔ｄｘは、上記の通り、少なくとも自由空間波長λ０の１／２より短くすることが好ましい。その理由は、自由空間波長λ０の１／２以上の長さにすると、主アンテナ方向Ｄ１とは反対側の方向におけるグレーティングが大きくなり、その分、全体として主アンテナ方向のアレーファクタが低下するからである。

　図８に、素子配置間隔ｄｘを０．４４λ０、０．５λ０、０．６λ０と３通りに設定した場合の、無給電素子アレー４１のアレーファクタ（水平面指向性）の一例を示す。図８から明らかなように、主アンテナ方向Ｄ１（方位角－９０°）の指向性は、素子配置間隔ｄｘが０．４４λ０の場合が最も高い。またその場合、反対方向のグレーティングも最も抑えられている。

　これに対し、素子配置間隔ｄｘを０．５λ０にすると、主アンテナ方向Ｄ１のアレーファクタが低下すると共に、グレーティングが大きくなっている。さらに、素子配置間隔ｄｘを０．６λ０にすると、グレーティングが大きい状態が維持されつつ、主アンテナ方向Ｄ１のアレーファクタが更に低下している。従って、グレーティングを低く抑えつつ主アンテナ方向Ｄ１のアレーファクタを高くするためには、素子配置間隔ｄｘは、少なくとも自由空間波長λ０の１／２より短くすることが好ましい。

　なお、所望のアレーファクタを得るためには、上記のように素子配置間隔ｄｘを適切に設定する方法のほかに、無給電素子の配置数を増やす方法もある。即ち、本実施形態では、第１アレー５１が４つの無給電素子５１ａ～５１ｄを備えた構成であるが、無給電素子のアレー配置数をｘ軸方向にさらに増やすことで、主アンテナ方向Ｄ１のアレーファクタをより高くすることができ、且つそのビーム幅を狭めることができる。つまり、アレー配置数を増やすことで、主アンテナ方向Ｄ１へのビームをより高く且つ鋭くすることができる。

　素子配置間隔ｄｘを０．３λ０から０．６λ０まで変化させた場合の、無給電素子アレー４１の水平－９０°方向（即ち主アンテナ方向Ｄ１）の指向性利得は、例えば図９に示すようになる。図９の例では、主アンテナ方向Ｄ１の感度は、素子配置間隔ｄｘが約０．４２λ０のときに最も高くなっている。

　一方、各アレー５１～５４の相互間隔、即ちｙ軸方向のアレー配列間隔ｄｙによって、無給電素子アレー４１の垂直正面方向（垂直面における中心方向。即ち基板に垂直な方向。）の指向性利得が変化する。アレー配列間隔ｄｙを０．５λ０～λ０まで変化させた場合の、無給電素子アレー４１の垂直正面方向の指向性利得は、例えば図１０に示すようになる。図１０の例では、垂直正面方向の利得は、アレー配列間隔ｄｙが約０．８６λ０のときに最も高くなっている。

　２つの無給電素子アレー４１，４２を備えた本実施形態のアンテナ装置４０の水平面指向性を、図１１に示す。図１１は、２つの無給電素子アレー４１，４２を備えた本実施形態のアンテナ装置４０の指向性（図中実線の波形）と、比較用として無給電素子アレーを備えずにパッチアンテナ５のみのアンテナ装置の指向性（図中破線の波形）とが示されている。

　図１１から明らかなように、無給電素子アレーのないアンテナ装置の指向性は、±４５°付近で大きなリップルが生じている。これに対し、無給電素子アレー４１，４２を備えた本実施形態のアンテナ装置４０の指向性は、±４５°付近でのリップルが大幅に抑制されているのはもちろん、全体として指向性の変動が抑えられた安定した特性となっている。

　以上説明したように、本第３実施形態のアンテナ装置４０は、パッチアンテナ５の両側に無給電素子アレー４１，４２が形成されている。これら各無給電素子アレー４１，４２により、基板上を伝搬する表面波エネルギーが吸収され、これにより基板端部からの不要な放射が抑制される。そのため、表面電流に起因するパッチアンテナ５の指向性の乱れを簡素な構成で抑制でき、指向性の乱れの抑制と設計自由度の向上との両立を実現することができる。

　特に、本第３実施形態では、複数の無給電素子がｘ軸方向にアレー化されている。そのため、より高い、表面波エネルギーの吸収効果が得られる。更に、ｘ軸方向にアレー化された複数の無給電素子は、互いに接続された上で、電力消費用伝送線路６５に接続されている。これにより、各無給電素子で吸収された表面波エネルギーは一括して電力消費用伝送線路６５にて消費される。しかも、各無給電素子のｘ軸方向の配置間隔（素子配置間隔ｄｘ）及び各無給電素子の給電位相は、それぞれ、上記式（１）を満たすように設定されている。そのため、表面波エネルギーを簡素な構成ながら高い効率で吸収・消費することができる。

　なお、各アレー５１～５４で吸収した表面波エネルギーを消費させる方法は、図６（ａ），（ｂ），図７に示した電力消費用伝送線路６５により熱消費させる方法以外の他の方法を採用してもよい。

　例えば、図１２に示す無給電素子アレー７１のように、再放射用無給電素子７２により消費（再放射）させるようにしてもよい。図１２の無給電素子アレー７１は、主接続線６３における再出力位置に、再放射用無給電素子７２が接続されている。この再放射用無給電素子７２は、第１実施形態の再放射用無給電素子２２，２５と同じ機能を有する。即ち、再放射用無給電素子７２は、第１実施形態の再放射用無給電素子２２，２５と同じ方向に励振し且つ同じ共振周波数を有し、各アレー５１～５４により吸収された電力（表面波エネルギー）を空間へ放射する。

　再放射用無給電素子７２は、パッチアンテナ５の主偏波方向（水平方向）と直交する方向を主偏波方向に持つ。そのため、再放射用無給電素子７２からの放射がパッチアンテナ５の性能に与える実質的な影響はほとんどない。

　また例えば、図１３に示す無給電素子アレー７６のように、終端抵抗（本実施形態ではチップ抵抗）７７により熱消費させるようにしてもよい。図１３の無給電素子アレー７６は、主接続線６３における再出力位置に、チップ抵抗７７の一端が接続されている。チップ抵抗７７の他端は、例えば導電バイア等を介して、裏面導体板４に接続されている。チップ抵抗７７は、主に表面実装用に用いられる、リード線を持たない周知の小型抵抗器（抵抗素子）である。

　各アレー５１～５４により表面波エネルギーが吸収されてチップ抵抗７７へ伝搬されてくると、チップ抵抗７７を介して裏面導体板４へ電流が流れる。この電流によりチップ抵抗７７が発熱することで、各アレー５１～５４により吸収された表面波エネルギーが消費される。

　［他の実施形態］（１）無給電導体部は、図１（ａ），（ｂ），（ｃ）に示した各無給電導体部１１，１２の形状に限らず、種々の形状のものを用いることができる。

　例えば、図１４に示すアンテナ装置８０のように、電力吸収用無給電素子と再放射用無給電素子とを直線状のマイクロストリップラインで接続するようにしてもよい。図１４のアンテナ装置８０は、図１（ａ），（ｂ），（ｃ）に示した第１実施形態のアンテナ装置１と比較して、各無給電導体部８１，８２の形状（特にマイクロストリップライン９３，９６の形状）が異なっている。

　一方の無給電導体部８１は、電力吸収用無給電素子９１と再放射用無給電素子９２とが直線状のマイクロストリップライン９３で接続されている。なお、各無給電素子９１，９２におけるマイクロストリップライン９３が接続される位置は、第１実施形態と同じである。同様に、他方の無給電導体部８２も、電力吸収用無給電素子９４と再放射用無給電素子９５とが直線状のマイクロストリップライン９６で接続されている。

　このように構成された図１４のアンテナ装置８０によっても、第１実施形態のアンテナ装置１と同等の作用効果が得られる。（２）上記第１，第２実施形態では、無給電導体部において、電力吸収用無給電素子が吸収した電力が、再放射用無給電素子からの空間への放射という形で消費される構成であったが、他の方法で電力を消費するようにしてもよい。

　電力消費の方法の１つとして、第３実施形態として図６（ａ），（ｂ）や図１３に示したような、熱消費が考えられる。より具体的には、例えば、電力吸収用無給電素子が吸収した電力を抵抗素子によるジュール熱として消費させることができる。図１５（ａ），（ｂ）に示すアンテナ装置１００は、電力吸収用無給電素子が吸収した電力が熱消費されるよう構成されている。

　すなわち、図１５（ａ），（ｂ）に示すアンテナ装置１００は、図１（ａ），（ｂ），（ｃ）に示した第１実施形態のアンテナ装置１と比較して、無給電導体部の構造及び搭載数が異なる。図１５（ａ），（ｂ）に示すアンテナ装置１００は、パッチアンテナ５の両端側にそれぞれ４つずつ無給電導体部１０１～１０４，１０５～１０８が設けられている。パッチアンテナ５の一方の端部側（図１５（ａ）の左側）に設けられている４つの無給電導体部１０１～１０４はいずれも同じ形状である。また、パッチアンテナ５の他方の端部側（図１５（ａ）の右側）に設けられている４つの無給電導体部１０５～１０８も、一方の端部側の無給電導体部１０１～１０４と左右対称であることを除いて同じ形状である。そのため、各無給電導体部１０１～１０８の構成について、代表として他方の端部側に設けられている１つの無給電導体部１０８を参照しつつ説明する。

　無給電導体部１０８は、電力吸収用無給電素子１１１を備えている。この電力吸収用無給電素子１１１の形状や大きさは、第１実施形態のアンテナ装置１の各電力吸収用無給電素子２１，２４と同じである。

　この電力吸収用無給電素子１１１における基板端部側の略中央部には、チップ抵抗１１２の一端が接続されている。チップ抵抗１１２の他端は、表面導体板３に接続されている。チップ抵抗１１２は、図１３に示したチップ抵抗７７と同様、主に表面実装用に用いられる小型抵抗素子である。

　電力吸収用無給電素子１１１が電力を吸収することによりこの電力吸収用無給電素子１１１が励振すると、この電力吸収用無給電素子１１１と表面導体板３との間に電位差が生じ、これにより電力吸収用無給電素子１１１と表面導体板３との間にチップ抵抗１１２を介して電流が流れる。この電流によりチップ抵抗１１２が発熱することで、電力吸収用無給電素子１１１が吸収した電力が消費される。

　このように構成された図１５（ａ），（ｂ）のアンテナ装置１００によっても、図１（ａ），（ｂ），（ｃ）や図３に示した第１，第２実施形態の各アンテナ装置１，３０と同等の作用効果が得られる。なお、電力吸収用無給電素子におけるチップ抵抗１１２の接続部位は適宜決めることができるが、好ましくは、図１５（ａ），（ｂ）に例示したように、電力吸収用無給電素子における基板端部側の領域に接続するとよい。

　また、電力吸収用無給電素子と裏面導体板４との間に抵抗素子を接続するようにしてもよい。具体的には、誘電体基板２の内部に抵抗素子を埋め込み（積層し）、その抵抗素子の各端子をそれぞれ直接又は導電部材を介して電力吸収用無給電素子及び裏面導体板４に接続する構成が考えられる。図１３に示した例においても同様である。

　（３）図１４や図１５（ａ），（ｂ）に示した無給電導体部の構成はあくまでも一例であり、無給電導体部の形状や配置位置は適宜決めることができる。無給電素子をパッチ状の導体とすることも必須ではない。

　無給電導体部が電力吸収用無給電素子と再放射用無給電素子とで構成される場合、これら各無給電素子の数や形状、配置関係、両者の接続方法などについても、適宜決めることができる。すなわち、電力吸収用無給電素子は電力を適度に吸収でき、再放射用無給電素子は主偏波方向とは異なる方向（好ましくは垂直偏波）で放射できるものであればよい。ただし、各無給電素子の位置関係としては、電力吸収用無給電素子の方が再放射用無給電素子よりもパッチアンテナ寄り（換言すれば再放射用無給電素子の方が基板端部側）となるように配置するのが好ましい。

　電力吸収用無給電素子と再放射用無給電素子との接続方法についても、両者を高周波的に接続できる限り種々の接続方法を採用できる。例えば、マイクロストリップライン等の導体で直接接続せず電磁結合等によって電力が伝達される構成でもよい。また、両者を導体で接続する場合も、マイクロストリップラインでの接続はあくまでも一例であり、他の方法（例えば同軸線路）で接続してもよい。ただし、インピーダンス整合等を考慮して、再放射用無給電素子へ効率的に吸収電力を伝送して再放射させるためには、マイクロストリップラインでの接続が好ましい。

　（４）電力吸収用無給電素子の主偏波方向は、パッチアンテナ５の主偏波方向と厳密に一致させる必要はなく、パッチアンテナ５からの主偏波方向の放射電力の一部を適度に吸収するという機能を必要十分に発揮できる範囲内において略同じ方向であればよい。

　再放射用無給電素子の主偏波方向についても、必ずしも、パッチアンテナ５の主偏波方向と垂直な方向にする必要はなく、パッチアンテナ５の主偏波方向と異なる方向である限り適宜決めることができる。ただし、パッチアンテナ５の主偏波方向との差異（交差角）はできる限り大きい方がよい。そのため、好ましくは上記実施形態のようにパッチアンテナ５の主偏波方向と直交するようにするとよい。

　（５）無給電導体部は、パッチアンテナ５の両端側の双方に設けることは必須ではなく、一端側だけに搭載してもよい。また、無給電導体部の設置数は任意に決めることができる。

　（６）無給電導体部は、吸収電力を消費するための構成部材（例えば図１（ａ）の再放射用無給電素子２２、図１５（ａ），（ｂ）のチップ抵抗１１２など）がない構成とすることもできる。すなわち、最低限、電力吸収用無給電素子があれば、従来構造よりは指向性の乱れを抑制できる。ただし、より良好に且つ安定的に指向性の乱れを抑制できるようにするためには、吸収電力を消費するための構成部材を設けることが好ましい。

　（７）第３実施形態のアンテナ装置４０（図６（ａ），（ｂ））についても、無給電素子アレー４１を構成する各無給電素子５１ａ，５１ｂ・・・の形状や配置位置などは適宜決めることができる。例えば、各アレー５１，５２，５３，５４を構成する無給電素子の数は、２つ以上の任意の数とすることができる。また、素子配置間隔ｄｘやアレー配列間隔ｄｙ、ｙ軸方向のアレーの数についても、所望の特性を得ることができる範囲内で適宜決めることができる。

　なお、ｙ軸方向については、複数のアレーを配列するのではなく、１つのアレーのみとしてもよい。しかし、アンテナ装置４０の高性能化のためには、１つのアレーのみで無給電素子アレーを構成するのではなく、ｙ軸方向に複数のアレーを配列するのが好ましい。

　（８）第３実施形態のアンテナ装置４０では、各無給電素子５１ａ，５１ｂ・・・を伝送線路で接続することによって、各々が吸収した表面波エネルギーを一カ所（主接続線６３の再出力位置）に集め、そこからまとめて表面波エネルギーを消費させる構成とした。しかし、そのように各無給電素子５１ａ，５１ｂ・・・を伝送線路で互いに接続することは必須ではなく、各無給電素子５１ａ，５１ｂ・・・それぞれにおいて個別に、吸収した表面波エネルギーを消費させるようにしてもよい。

　例えば、第１実施形態の無給電導体部と同じように、各無給電素子５１ａ，５１ｂ・・・それぞれに再放射用無給電素子を接続してそこから再放射させるようにしてもよい。また例えば、各無給電素子５１ａ，５１ｂ・・・それぞれに終端抵抗を接続して熱消費させるようにしてもよい。

　しかし、そのように各無給電素子５１ａ，５１ｂ・・・で個別に表面波エネルギーを消費させる構成では、エネルギー消費のための構成が複雑化し、スペース的にも現実的ではない。そのため、第３実施形態の無給電素子アレー４１のように、各無給電素子５１ａ，５１ｂ・・・で吸収された表面波エネルギーを集めて一括して消費させるようにするのが好ましい。

　なお、第３実施形態においても、各無給電素子とエネルギー消費用の部材との接続は、両者を高周波的に接続できる限り種々の接続方法を採用できる。
　（９）パッチアンテナ５を構成する各パッチ放射素子６～９の形状や数、配置方法などについても、上記実施形態はあくまでも一例であり、種々の形態をとることができる。

　（１０）第１，第２実施形態では、誘電体基板２の両面に導体板（表面導体板３及び裏面導体板４）が形成された構成を示したが、表面導体板３がない構成であってもよい。逆に、第３実施形態では、誘電体基板２の表面には導体板がない構成を示したが、第１，第２実施形態のように表面にも導体板が形成された構成であってもよい。

　１，３０，４０，８０，１００…アンテナ装置、２…誘電体基板、３…表面導体板、４…裏面導体板、５…パッチアンテナ、６～９…パッチ放射素子、１１，１２，３１～３６，８１，８２，１０１～１０８…無給電導体部、２１，２４，９１，９４，１１１…電力吸収用無給電素子、２２，２５，７２，９２，９５…再放射用無給電素子、２３，２６，９３，９６…マイクロストリップライン、４１，４２，７１，７６…無給電素子アレー、４２…無給電素子アレー、５１…第１アレー、５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ…第１無給電素子、５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂ…第２無給電素子、５１ｃ，５２ｃ，５３ｃ，５４ｃ…第３無給電素子、５１ｄ，５２ｄ，５３ｄ，５４ｄ…第４無給電素子、５２…第２アレー、５３…第３アレー、５４…第４アレー、５６…第１伝送線路、５７…第２伝送線路、５８…第３伝送線路、５９…第４伝送線路、６１…第１副接続線、６２…第２副接続線、６３…主接続線、６５…電力消費用伝送線路、７７，１１２…チップ抵抗。

Claims (13)

1. 　誘電体基板（２）と、前記誘電体基板上に形成されるパッチアンテナであって、給電が行われる少なくとも１つのパッチ放射素子（６～９）を有し、前記誘電体基板の板面における所定方向を主偏波方向とするパッチアンテナ（５）と、前記誘電体基板の前記パッチアンテナが形成される面における、前記誘電体基板の前記主偏波方向の両端部のうち少なくとも一方の端部と前記パッチアンテナとの間に設けられる、少なくとも１つの第１の無給電素子（２１，２４，５１ａ～５１ｄ，５２ａ～５２ｄ，５３ａ～５３ｄ，５４ａ～５４ｄ，９１，９４，１１１）と、を備えることを特徴とするアンテナ装置（１，３０，４０，８０，１００）。
2. 　請求項１に記載のアンテナ装置であって、前記第１の無給電素子は、前記パッチアンテナの動作周波数を含む所定の周波数範囲内の周波数で共振するよう構成されていることを特徴とするアンテナ装置。
3. 　請求項１又は請求項２に記載のアンテナ装置であって、前記誘電体基板の前記パッチアンテナが形成される面における、前記誘電体基板の前記主偏波方向の両端部のうち少なくとも一方の端部と前記パッチアンテナとの間には、前記主偏波方向に所定の素子配置間隔で配置された複数の前記第１の無給電素子を有するアレー部（５１，５２，５３，５４）が、少なくとも１つ設けられていることを特徴とするアンテナ装置（４０）。
4. 　請求項１又は請求項２に記載のアンテナ装置であって、前記第１の無給電素子には、その第１の無給電素子が外部からの電界によって励振されることにより生じる電気エネルギーを消費するためのエネルギー消費部材（２２，２５，６５，７２，７７，９２，９５，１１２）が設けられていることを特徴とするアンテナ装置。
5. 　請求項３に記載のアンテナ装置であって、前記アレー部が有する複数の前記第１の無給電素子が互いに接続部材（５６～５９，６１～６３）により接続されており、前記接続部材における所定の位置に、前記アレー部が有する複数の前記第１の無給電素子が外部からの電界によって励振されることにより生じる電気エネルギーを消費するためのエネルギー消費部材（６５，７２，７７）が設けられていることを特徴とするアンテナ装置。
6. 　請求項４又は請求項５に記載のアンテナ装置であって、前記エネルギー消費部材は、対応する前記第１の無給電素子と高周波的に接続された第２の無給電素子（２２，２５，７２，９２，９５）であることを特徴とするアンテナ装置（１，３０，８０）。
7. 　請求項６に記載のアンテナ装置であって、前記第２の無給電素子は、前記周波数範囲内の周波数で共振し、その共振時の主偏波成分の方向が前記主偏波方向とは異なる方向となるように構成されていることを特徴とするアンテナ装置。
8. 　請求項６又は請求項７に記載のアンテナ装置であって、前記第２の無給電素子と対応する前記第１の無給電素子とは、前記誘電体基板上に形成されたマイクロストリップ線路（２３，２６，５６～５９，６１～６３，９３，９６）により接続されていることを特徴とするアンテナ装置。
9. 　請求項４又は請求項５に記載のアンテナ装置であって、前記エネルギー消費部材は、対応する前記第１の無給電素子と電気的に接続され、前記電気エネルギーを消費させるための抵抗素子（７７，１１２）を有する抵抗回路（７７，１１２，３）であることを特徴とするアンテナ装置（１００）。
10. 　請求項９に記載のアンテナ装置であって、前記抵抗素子はチップ抵抗（７７，１１２）であることを特徴とするアンテナ装置。
11. 　請求項４又は請求項５に記載のアンテナ装置であって、前記エネルギー消費部材は、対応する前記第１の無給電素子と高周波的に接続された伝送線路（６５）であることを特徴とするアンテナ装置。
12. 　請求項１～請求項１１の何れか１項に記載のアンテナ装置であって、前記第１の無給電素子は、前記共振時の主偏波成分の方向が前記主偏波方向と略同じであることを特徴とするアンテナ装置。
13. 　請求項１～請求項１２の何れか１項に記載のアンテナ装置であって、前記第１の無給電素子は、前記誘電体基板の前記パッチアンテナが形成される面における、前記誘電体基板の前記主偏波方向の両端部と前記パッチアンテナとの間にそれぞれ少なくとも１つずつ設けられていることを特徴とするアンテナ装置。

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