WO2019177144A1 - アンテナユニット、アンテナユニット付き窓ガラス及び整合体 - Google Patents

アンテナユニット、アンテナユニット付き窓ガラス及び整合体 Download PDF

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WO2019177144A1
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radiating element
window glass
antenna unit
less
distance
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昌輝 堀江
龍太 園田
高橋　幸夫
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Ａｇｃ株式会社
エージーシー グラス ユーロップ
エージーシー フラット グラス ノース アメリカ， インコーポレイテッド
エージーシー ヴィドロ ド ブラジル リミターダ
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    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
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    • H01Q19/062—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using refracting or diffracting devices, e.g. lens for focusing

Definitions

  • the present invention relates to an antenna unit, a window glass with an antenna unit, and a matching body.
  • Patent Document 1 a technique for improving radio wave transmission performance by using a radio wave transmission body having a three-layer structure covering an antenna as a building finishing material is known (see, for example, Patent Document 1).
  • ⁇ Planar antennas such as microstrip antennas radiate radio waves strongly in the front direction.
  • FIG. 1 when the window glass 200 having a relatively high relative dielectric constant is in front (front direction) of the planar antenna 100, radio waves are reflected at the interface of the window glass 200. The radiation to the rear of 100 increases. As a result, the FB ratio (Front Back ratio) of the planar antenna 100 may decrease.
  • the FB ratio represents a gain ratio between the main lobe and the side lobe having the largest gain within a range of ⁇ 60 ° with respect to the direction opposite to the main lobe by 180 °.
  • the present disclosure provides an antenna unit, a window glass with an antenna unit, and a matching body with an improved FB ratio.
  • An antenna unit used by being attached to a window glass for buildings A radiating element; A waveguide member located on the outdoor side with respect to the radiating element; A conductor located on the indoor side with respect to the radiating element,
  • a is (2.11 ⁇ ⁇ r ⁇ 1.82) mm or more.
  • the window glass with an antenna unit provided with the said antenna unit is provided.
  • An antenna unit used by being attached to a window glass for buildings A radiating element; A waveguide member located on the outdoor side with respect to the radiating element; A conductor located on the indoor side with respect to the radiating element, Having a medium between the radiating element and the waveguide member; The medium includes a space; An antenna unit is provided in which a distance a between the radiating element and the waveguide member is 2.1 mm or more. Moreover, the window glass with an antenna unit provided with the said antenna unit is provided.
  • An antenna unit used by being attached to a window glass for buildings A radiating element; A waveguide member located on the outdoor side with respect to the radiating element; A conductor located on the indoor side with respect to the radiating element,
  • a is (0.031 ⁇ ⁇ r 2 ⁇ 0.065 ⁇ ⁇ r +0.040) ⁇ ⁇ g or more.
  • the window glass with an antenna unit provided with the said antenna unit is provided.
  • An antenna unit used by being attached to a window glass for buildings A radiating element positioned so as to sandwich an alignment member between the window glass, A conductor positioned so as to sandwich the radiating element between the alignment member, .Epsilon.r 1
  • the dielectric constant of the window glass, the relative dielectric constant of epsilon r 2 of said alignment member, when the relative dielectric constant epsilon r 3 of medium between the alignment member and the radiating element An antenna unit is provided wherein ⁇ r 1 is greater than ⁇ r 2 and ⁇ r 2 is greater than ⁇ r 3.
  • the window glass with an antenna unit provided with the said antenna unit is provided.
  • An antenna unit used by being attached to a window glass for buildings A radiating element positioned so as to sandwich an alignment member between the window glass, A conductor positioned so as to sandwich the radiating element between the alignment member, When the distance between the window glass and the radiating element is e, and the relative permittivity of the matching member is ⁇ r 2, An antenna unit is provided, wherein e is ( ⁇ 0.57 ⁇ ⁇ r 2 + 30.1) mm or more. Moreover, the window glass with an antenna unit provided with the said antenna unit is provided.
  • An antenna unit used by being attached to a window glass for buildings A radiating element positioned so as to sandwich an alignment member between the window glass, A conductor positioned so as to sandwich the radiating element between the alignment member,
  • the distance between the window glass and the radiating element is e
  • the relative permittivity of the matching member is ⁇ r 2
  • the wavelength at the operating frequency of the radiating element is ⁇ g
  • An antenna unit is provided, wherein e is ( ⁇ 0.002 ⁇ ⁇ r 2 2 + 0.0849 ⁇ ⁇ r 2 +0.2767) ⁇ ⁇ g or more.
  • the window glass with an antenna unit provided with the said antenna unit is provided.
  • An alignment body used by being sandwiched between a window glass for a building and an antenna unit The relative permittivity of the window glass is ⁇ r 1, the relative permittivity of the matching body is ⁇ r 2, and the relative permittivity of the medium between the matching body and the radiation element included in the antenna unit is ⁇ r 3.
  • ⁇ r 1 is greater than ⁇ r 2 and ⁇ r 2 is greater than ⁇ r 3.
  • An alignment body used by being sandwiched between a window glass for a building and an antenna unit, When the distance between the window glass and the radiating element included in the antenna unit is e, and the relative permittivity of the matching body is ⁇ r 2, An alignment body is provided wherein e is ( ⁇ 0.57 ⁇ ⁇ r 2 + 30.1) mm or more.
  • An alignment body used by being sandwiched between a window glass for a building and an antenna unit, When the distance between the window glass and the radiating element included in the antenna unit is e, the relative permittivity of the matching body is ⁇ r 2, and the wavelength at the operating frequency of the radiating element is ⁇ g, An alignment body is provided, wherein e is ( ⁇ 0.002 ⁇ ⁇ r 2 2 + 0.0849 ⁇ ⁇ r 2 +0.2767) ⁇ ⁇ g or more.
  • the FB ratio can be improved.
  • FIG. 10 It is sectional drawing which shows typically an example of the laminated structure of the window glass with an antenna unit in 6th Embodiment. It is sectional drawing which shows typically an example of the laminated structure of the window glass with an antenna unit in 7th Embodiment. It is sectional drawing which shows typically an example of the laminated structure of the window glass with an antenna unit in 8th Embodiment. It is a perspective view which shows one specific example of a structure of the antenna unit in this embodiment. In the antenna unit shown in FIG. 10, it is a figure which shows the relationship between the distance a between a radiation element and a waveguide member, and the dielectric constant (epsilon) r of the medium between a radiation element and a waveguide member. In the antenna unit shown in FIG.
  • FIG. 10 it is a figure which shows the relationship between the distance e between a radiation element and a window glass, and the dielectric constant (epsilon) r of a matching body. It is a figure which shows an example of the relationship between the distance a between a radiation element and a waveguide member, and FB ratio in the window glass with an antenna unit in which the waveguide member was provided in the outdoor side of the dielectric material member. It is a figure which shows an example of the relationship between the distance a between a radiation element and a waveguide member, and FB ratio in the window glass with an antenna unit in which the waveguide member was provided in the indoor side of the dielectric material member.
  • FIG. 6 is a diagram (part 1) illustrating an example of a relationship between a distance a between a radiating element and a waveguide member and an FB ratio in a window glass with an antenna unit in which a waveguide member is provided on the outdoor side of a dielectric member; .
  • FIG. 6 is a diagram (part 2) illustrating an example of a relationship between the distance a between the radiating element and the waveguide member and the FB ratio in the window glass with an antenna unit in which the waveguide member is provided on the outdoor side of the dielectric member. .
  • FIG. 1 is a diagram (part 1) illustrating an example of a relationship between a distance a between a radiating element and a waveguide member and an FB ratio in a window glass with an antenna unit in which a waveguide member is provided on the outdoor side of the dielectric member.
  • FIG. 6 is a diagram (part 1) illustrating an example of a relationship between a distance a between a radiating element and a waveguide member and an FB ratio in a window glass with an antenna unit in which a waveguide member is provided on the indoor side of a dielectric member; .
  • FIG. 6 is a diagram (part 2) illustrating an example of a relationship between the distance a between the radiating element and the waveguide member and the FB ratio in the window glass with an antenna unit in which the waveguide member is provided on the indoor side of the dielectric member. .
  • FIG. 10 the relationship between the distance a between the radiating element and the waveguide member (normalized by ⁇ g) and the relative dielectric constant ⁇ r of the medium between the radiating element and the waveguide member is FIG.
  • the antenna unit shown in FIG. 10 it is a figure which shows the relationship between the distance e (normalized with (lambda) g) between a radiation element and a window glass, and the relative dielectric constant (epsilon) r of a matching body.
  • It is a top view which shows the structural example of the several radiation element contained in the antenna unit in this embodiment.
  • It is a top view which shows the structural example of the waveguide member and dielectric material member which are contained in the antenna unit in this embodiment.
  • the relationship between a and D from which the effect of a waveguide member is obtained is shown.
  • the relationship between a and D from which the effect of a waveguide member is obtained is shown.
  • the relationship between a and D from which the effect of a waveguide member is obtained is shown.
  • the relationship between a and D from which the effect of a waveguide member is obtained is shown.
  • the relationship between a and D from which the effect of a waveguide member is obtained is shown.
  • the relationship between a and D at which the antenna gain is 8 dBi or more is shown.
  • the relationship between a and D at which the antenna gain is 8 dBi or more is shown.
  • the relationship between a and D at which the antenna gain is 8 dBi or more is shown.
  • the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction represent a direction parallel to the X-axis, a direction parallel to the Y-axis, and a direction parallel to the Z-axis, respectively.
  • the X axis direction, the Y axis direction, and the Z axis direction are orthogonal to each other.
  • the XY plane, YZ plane, and ZX plane are a virtual plane parallel to the X-axis direction and the Y-axis direction, a virtual plane parallel to the Y-axis direction and the Z-axis direction, and a virtual plane parallel to the Z-axis direction and the X-axis direction, respectively. Represents.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing an example of a laminated structure of the window glass with an antenna unit in the first embodiment.
  • the window glass 301 with an antenna unit includes an antenna unit 101 and a window glass 201.
  • the antenna unit 101 is attached to the indoor surface of the window glass 201 for buildings.
  • the antenna unit 101 is a device used by being installed on the indoor side of the window glass 201 for buildings.
  • the antenna unit 101 is formed to be compatible with, for example, a wireless communication standard such as a fifth generation mobile communication system (so-called 5G), Bluetooth (registered trademark), or a wireless LAN (Local Area Network) standard such as IEEE 802.11ac. Yes.
  • the antenna unit 101 may be formed so as to be compatible with other standards.
  • the antenna unit 101 includes at least a radiating element 10, a waveguide member 20, and a conductor 30.
  • the radiating element 10 is an antenna conductor formed so as to be able to transmit and receive radio waves in a desired frequency band.
  • the desired frequency band include an SHF (Super High Frequency) band with a frequency of 3 to 30 GHz, an EHF (Extremely High High Frequency) with a frequency of 30 to 300 GHz, and the like.
  • the radiating element 10 functions as a radiator (radiator).
  • the waveguide member 20 is provided on the outdoor side with respect to the radiating element 10.
  • the waveguide member 20 is in a specific direction (more specifically, negative in the Y-axis direction) with respect to the radiating element 10. Side).
  • the waveguide member 20 in the present embodiment is provided so as to be positioned between the window glass 201 and the radiating element 10, and is radiated from the radiating element 10 in the same manner as the waveguide member used in the Yagi-Uda antenna. It has a function of guiding the received radio wave in a specific direction (in the illustrated case, the negative side in the Y-axis direction). That is, the directivity of the antenna unit 101 can be arbitrarily formed by the waveguide member 20.
  • the conductor 30 is provided so as to be located indoors with respect to the radiating element 10. In the illustrated embodiment, the conductor 30 is provided so as to be located on the positive side in the Y-axis direction with respect to the radiating element 10.
  • the waveguide unit 20 is disposed between the window glass 201 and the radiating element 10 in the antenna unit 101, the radio wave radiated from the radiating element 10 toward the window glass 201 is guided to the waveguide member 20. Therefore, the reflection of radio waves at the interface of the window glass 201 can be suppressed, and the FB ratio is improved.
  • a is , (2.11 ⁇ ⁇ r ⁇ 1.82) mm or more is preferable from the viewpoint of improving the FB ratio.
  • the present inventor has found that the FB ratio becomes 0 dB or more by setting the distance a in this way.
  • An FB ratio of 0 dB or more means that the gain of the main lobe is equal to or larger than the gain of the side lobe having the largest gain within a range of ⁇ 60 ° with respect to the direction opposite to the main lobe by 180 °.
  • a may be 100 mm or less, may be 50 mm or less, may be 30 mm or less, may be 20 mm or less, and may be 10 mm or less. If the wavelength at the operating frequency of the radiating element 10 is ⁇ g, a may be 100 ⁇ ⁇ g / 85.7 or less, 50 ⁇ ⁇ g / 85.7 or less, and 30 ⁇ ⁇ g / 85.7. Or may be 20 ⁇ ⁇ g / 85.7 or less, and may be 10 ⁇ ⁇ g / 85.7 or less.
  • the operating frequency of the radiating element 10 is 0.7 to 30 GHz (preferably 1.5 to 6.0 GHz, more preferably 2.5 to 4.5 GHz, still more preferably 3.3 to 3.7 GHz, particularly preferably 3.
  • a is particularly preferably (2.11 ⁇ ⁇ r ⁇ 1.82) mm or more from the viewpoint of improving the FB ratio.
  • the value obtained by dividing the area of the waveguide member 20 by the area of the window glass 201 is preferably 0.00001 to 0.001.
  • the FB ratio is improved.
  • the value obtained by dividing the area of the waveguide member 20 by the area of the window glass 201 is more preferably 0.00005 or more, further preferably 0.0001 or more, and particularly preferably 0.0005 or more.
  • the waveguide member 20 is not conspicuous and the design property is good.
  • the value obtained by dividing the area of the waveguide member 20 by the area of the window glass 201 is more preferably 0.0008 or less, and further preferably 0.0007 or less.
  • the antenna unit 101 includes a radiating element 10, a waveguide member 20, a conductor 30, a dielectric member 41, a dielectric member 50, and a support portion 60.
  • the radiating element 10 is, for example, a conductor formed in a planar shape.
  • the radiating element 10 is Au (gold), Ag (silver), Cu (copper), Al (aluminum), Cr (chromium), Pd (lead), Zn (zinc), Ni (nickel), or Pt (platinum). It is made of a conductive material such as.
  • the conductive material may be an alloy such as an alloy of copper and zinc (brass), an alloy of silver and copper, and an alloy of silver and aluminum.
  • the radiating element 10 may be a thin film.
  • the shape of the radiating element 10 may be rectangular or circular, but is not limited to these shapes.
  • At least one radiating element 10 is provided so as to be positioned between the waveguide member 20 and the conductor 30.
  • the dielectric element 10 is positioned between the waveguide member 20 and the conductor 30. It is formed on the surface of the body member 50 on the waveguide member 20 side.
  • the radiating element 10 is fed by, for example, a feeding point with the conductor 30 as a ground reference.
  • a patch element or a dipole element can be used as the radiating element 10.
  • the waveguide member 20 is a conductor formed in a planar shape, for example.
  • the waveguide member 20 is made of Au (gold), Ag (silver), Cu (copper), Al (aluminum), Cr (chromium), Pd (lead), Zn (zinc), Ni (nickel), or Pt (platinum). ) Or the like.
  • the conductive material may be an alloy such as an alloy of copper and zinc (brass), an alloy of silver and copper, and an alloy of silver and aluminum.
  • the waveguide member 20 may be formed by attaching a conductive material to, for example, a glass substrate or a resin substrate.
  • the waveguide member 20 may be a thin film. *
  • the conductor used for the radiating element 10 and the waveguide member 20 may be formed in a mesh shape in order to have optical transparency.
  • the mesh means a state in which a mesh-like through hole is formed in the plane of the conductor.
  • the mesh eye When the conductor is formed in a mesh shape, the mesh eye may be square or rhombus. When the mesh eyes are formed in a square shape, the mesh eyes are preferably square. If the mesh eyes are square, the design is good. Moreover, the random shape by a self-organization method may be sufficient. Moire can be prevented by using a random shape.
  • the line width of the mesh is preferably 5 to 30 ⁇ m, more preferably 6 to 15 ⁇ m.
  • the mesh line interval is preferably 50 to 500 ⁇ m, more preferably 100 to 300 ⁇ m.
  • the mesh line spacing is preferably 0.5 ⁇ or less, more preferably 0.1 ⁇ or less, and 0.01 ⁇ or less, where ⁇ is the wavelength at the operating frequency of the radiating element 10. Is more preferable. If the mesh line spacing is 0.5 ⁇ or less, the antenna performance is high. Further, the line spacing of the mesh may be 0.001 ⁇ or more.
  • the conductor 30 is, for example, a conductor plane formed in a planar shape.
  • the shape of the radiating element 10 may be rectangular or circular, but is not limited to these shapes.
  • at least one conductor 30 is provided on the side opposite to the side where the waveguide member 20 is located with respect to the radiating element 10.
  • the conductor 30 is provided on the waveguide member 20 side. It is formed on the surface opposite to the surface.
  • the dielectric member 50 is, for example, a dielectric substrate whose main component is a dielectric.
  • the dielectric member 50 may be a member (for example, a film) having a form different from that of the substrate.
  • Specific examples of the dielectric member 50 include a glass substrate, acrylic, polycarbonate, PVB (polyvinyl butyral), COP (cycloolefin polymer), PET (polyethylene terephthalate), polyimide, ceramics, and sapphire.
  • examples of the material of the glass substrate include non-alkali glass, quartz glass, soda lime glass, borosilicate glass, alkali borosilicate glass, and aluminosilicate glass. Can do.
  • the antenna unit 101 in this embodiment has a configuration in which a dielectric member 50 is sandwiched between the radiating element 10 and the conductor 30 so that a microstrip antenna, which is a kind of planar antenna, is formed. Further, the plurality of radiating elements 10 may be arranged on the surface of the dielectric member 50 on the waveguide member 20 side so that an array antenna is formed.
  • the dielectric member 41 is a medium between the radiating element 10 and the waveguide member 20.
  • the waveguide member 20 is provided on the dielectric member 41, and more specifically, is formed on the surface of the dielectric member 41 on the outdoor side.
  • the dielectric member 41 is supported with respect to the dielectric member 50 so that the surface on the indoor side of the dielectric member 41 contacts the radiating element 10.
  • the dielectric member 41 is, for example, a dielectric group whose main component is a dielectric having a relative dielectric constant greater than 1 and 15 or less (preferably 7 or less, more preferably 5 or less, particularly preferably 2.2 or less). It is a material.
  • the dielectric member 41 for example, a fluororesin, COC (cycloolefin copolymer), COP (cycloolefin polymer), PET (polyethylene terephthalate), polyimide, ceramics, sapphire, or a glass substrate can be used.
  • a fluororesin, COC (cycloolefin copolymer), COP (cycloolefin polymer), PET (polyethylene terephthalate), polyimide, ceramics, sapphire, or a glass substrate can be used.
  • examples of the material of the glass substrate include non-alkali glass, quartz glass, soda lime glass, borosilicate glass, alkali borosilicate glass, and aluminosilicate glass. Can do.
  • the relative dielectric constant is measured by, for example, a cavity resonator.
  • the support part 60 is a part that supports the antenna unit 101 with respect to the window glass 201.
  • the support unit 60 supports the antenna unit 101 so that a space is formed between the window glass 201 and the waveguide member 20.
  • the support unit 60 may be a spacer that secures a space between the window glass 201 and the dielectric member 50, or may be a housing of the antenna unit 101.
  • the support part 60 is formed of a dielectric base material.
  • a material of the support part 60 for example, a known resin such as a silicone resin, a polysulfide resin, or an acrylic resin can be used. Further, a metal such as aluminum may be used.
  • the distance D between the window glass 201 and the radiating element 10 is preferably 0 to 3 ⁇ , where ⁇ is the wavelength at the resonance frequency of the radiating element 10. If the distance D between the window glass 201 and the radiating element 10 is 0 to 3 ⁇ , reflection of radio waves at the glass interface can be reduced.
  • the distance D between the window glass 201 and the radiating element 10 is more preferably 0.1 ⁇ or more, and further preferably 0.2 ⁇ or more.
  • the distance D between the window glass 201 and the radiating element 10 is more preferably 2 ⁇ or less, further preferably ⁇ or less, and particularly preferably 0.6 ⁇ or less.
  • the value obtained by dividing the area of the waveguide member 20 by the area of the dielectric member 50 is preferably 0.0001 to 0.01. If the value obtained by dividing the area of the waveguide member 20 by the area of the dielectric member 50 is 0.0001 or more, the FB ratio is improved.
  • the value obtained by dividing the area of the waveguide member 20 by the area of the dielectric member 50 is more preferably 0.0005 or more, further preferably 0.001 or more, and particularly preferably 0.0013 or more. In addition, if the value obtained by dividing the area of the waveguide member 20 by the area of the dielectric member 50 is 0.01 or less, the waveguide member 20 is less noticeable and has good design.
  • the value obtained by dividing the area of the waveguide member 20 by the area of the dielectric member 50 is more preferably 0.005 or less, and further preferably 0.002 or less.
  • the waveguide member 20 may be provided in contact with the indoor side surface of the window glass 201.
  • the dielectric member 41 may or may not be present, and the relative dielectric constant of the medium between the radiating element 10 and the waveguide member 20 is preferably lower than the relative dielectric constant of the window glass 201.
  • the relative dielectric constant of the window glass 201 may be 10 or less, 9 or less, 7 or less, or 5 or less.
  • the window glass 201 is not limited to a single layer glass (single glass plate), and may be a double layer glass or a laminated glass.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing an example of a laminated configuration of the window glass with an antenna unit in the second embodiment. Descriptions of configurations and effects similar to those of the above-described embodiment are omitted or simplified by using the above description.
  • the window glass 302 with the antenna unit includes the antenna unit 102 and the window glass 201.
  • the antenna unit 102 is attached to the indoor surface of the window glass 201 for buildings.
  • the waveguide member 20 is disposed between the window glass 201 and the radiating element 10 in the antenna unit 102, the FB ratio is improved.
  • the dielectric member 41 is supported by the spacer 61 with respect to the dielectric member 50 so that the surface on the indoor side of the dielectric member 41 does not contact the radiating element 10. That is, the dielectric member 41 is positioned such that a space 42 is formed between the dielectric element 41 and the medium between the radiation element 10 and the waveguide member 20. Both are included. Although air exists in the space 42, a gas other than air may be used. The space 42 may be a vacuum. Since the radiating element 10 is not in contact with the dielectric member 41, the resonance frequency is hardly affected by the dielectric member 41, and the FB ratio is improved.
  • a is preferably 2.1 mm or more from the viewpoint of improving the FB ratio.
  • the distance a is determined by the effective relative permittivity of the dielectric member 41 and the space 42. The inventor has found that when the dielectric member 41 is positioned so that the space 42 is formed between the dielectric member 41 and the radiating element 10, the FB ratio becomes 0 dB or more by setting the distance a in this way. It was.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing an example of the laminated configuration of the window glass with an antenna unit in the third embodiment. Descriptions of configurations and effects similar to those of the above-described embodiment are omitted or simplified by using the above description.
  • the window glass 303 with an antenna unit includes an antenna unit 103 and a window glass 201.
  • the antenna unit 103 is attached to the indoor surface of the window glass 201 for buildings.
  • the waveguide member 20 is disposed between the window glass 201 and the radiating element 10 in the antenna unit 103, the FB ratio is improved.
  • the dielectric member 41 is supported by the dielectric member 50 by the spacer 61 so that the waveguide member 20 formed on the indoor surface of the dielectric member 41 does not contact the radiating element 10.
  • the antenna unit 103 includes a dielectric member 41 that is an example of a dielectric that is located on the opposite side of the radiating element 10 from the waveguide member 20.
  • the waveguide member 20 is located between the dielectric member 41 and the radiating element 10.
  • the waveguide member 20 provided on the surface of the dielectric member 41 on the indoor side is positioned so that a space 42 is formed between the radiation element 10 and a medium between the radiation element 10 and the waveguide member 20. Includes only the space 42. Although air exists in the space 42, a gas other than air may be used.
  • the space 42 may be a vacuum. Since the radiating element 10 is not in contact with the dielectric member 41 and the medium between the radiating element 10 and the waveguide member 20 is only the space 42, the resonance frequency is hardly affected by the dielectric member 41, and the FB ratio is improved. To do.
  • a is 2.3 mm or more in terms of improving the FB ratio. preferable.
  • the present inventor has found that when the medium between the radiating element 10 and the waveguide member 20 includes only the space 42, the FB ratio becomes 0 dB or more by setting the distance a in this way. It was.
  • the dielectric member 41 is supported by the spacer 61 with respect to the dielectric member 50, the dielectric member 41 may be supported by the support portion 60. Further, the dielectric member 41 may not be provided, and only a space may be provided between the waveguide member 20 and the window glass 201. When the space between the waveguide member 20 and the window glass 201 is only a space, the waveguide member 20 is supported by the support portion 60 or the spacer 61, for example.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing an example of a laminated structure of the window glass with an antenna unit in the fourth embodiment. Descriptions of configurations and effects similar to those of the above-described embodiment are omitted or simplified by using the above description.
  • the window glass 304 with the antenna unit includes the antenna unit 104 and the window glass 201.
  • the antenna unit 104 is attached to the indoor surface of the window glass 201 for buildings.
  • the antenna unit 104 has the waveguide member 20 disposed between the window glass 201 and the radiating element 10, so that the FB ratio is improved.
  • the waveguide member 20 is formed on the support wall on the window glass 201 side of the support portion 60 so as not to contact the radiating element 10, and is formed on the inner wall surface facing the indoor side of the support wall. ing. That is, the antenna unit 104 includes a support portion 60 (support wall thereof) that is an example of a dielectric that is located on the opposite side of the radiating element 10 with respect to the waveguide member 20.
  • the waveguide member 20 is located between the support wall and the radiating element 10.
  • the waveguide member 20 provided on the support wall of the support unit 60 is positioned such that a space 42 is formed between the radiating element 10 and the medium between the radiating element 10 and the waveguide member 20 includes a space. Only 42 is included. Although air exists in the space 42, a gas other than air may be used.
  • the space 42 may be a vacuum. Since the medium between the radiating element 10 and the waveguide member 20 is only the space 42, the FB ratio is improved.
  • a is 2.3 mm or more in terms of improving the FB ratio. preferable.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing an example of the laminated structure of the window glass with an antenna unit in the fifth embodiment. Descriptions of configurations and effects similar to those of the above-described embodiment are omitted or simplified by using the above description.
  • the window glass 305 with an antenna unit includes an antenna unit 105 and a window glass 201.
  • the antenna unit 105 is attached to the outdoor surface of the building window glass 201.
  • the antenna unit 105 has the same stacked structure as the antenna unit 101 (see FIG. 2). However, the antenna unit 105 is different from the antenna unit 101 in that the radiating element 10 is provided between the window glass 201 and the waveguide member 20.
  • the antenna unit 105 has the waveguide member 20 disposed on the opposite side (that is, on the outdoor side) with respect to the window glass 201 located on the indoor side with respect to the radiating element 10.
  • the radio wave radiated from the outdoor side to the outdoor side can be narrowed by the waveguide member 20, and reflection of the radio wave at the interface of the window glass 201 located on the indoor side with respect to the radiating element 10 can be suppressed.
  • the ratio is improved.
  • a is preferably (2.11 ⁇ ⁇ r ⁇ 1.82) mm or more from the viewpoint of improving the FB ratio.
  • the antenna unit attached to the outdoor side of the window glass 201 is not limited to the antenna unit 105 in FIG.
  • an antenna unit having the same stacked configuration as the antenna unit 102 in FIG. 3, the antenna unit 103 in FIG. 4, or the antenna unit 104 in FIG. 5 may be attached to the outdoor side of the window glass 201.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing an example of a laminated configuration of the window glass with an antenna unit according to the sixth embodiment. Descriptions of configurations and effects similar to those of the above-described embodiment are omitted or simplified by using the above description.
  • the window glass 401 with an antenna unit includes an antenna unit 501 and a window glass 201.
  • the antenna unit 501 is attached to the indoor surface of the window glass 201 for buildings.
  • the antenna unit 501 includes a radiating element 10 positioned so as to sandwich the matching member 70 with the window glass 201, and a conductor 30 positioned so as to sandwich the radiating element 10 between the matching member 70.
  • the matching member 70 is an example of a matching body that matches a deviation in impedance between the window glass 201 and a medium existing between the radiating element 10 and the window glass 201.
  • the impedance deviation By matching the impedance deviation, radio waves radiated from the radiating element 10 toward the window glass 201 can be prevented from being reflected at the interface of the window glass 201, so that the FB ratio is improved.
  • the relative permittivity of the window glass 201 is ⁇ r 1
  • the relative permittivity of the matching member 70 is ⁇ r 2
  • the relative permittivity of the medium between the matching member 70 and the radiating element 10 is ⁇ r 3
  • ⁇ r 1 is larger than ⁇ r 2
  • ⁇ r 2 is larger than ⁇ r 3.
  • e is ( ⁇ 0.57 ⁇ ⁇ r 2 +30.1) mm or more. It is preferable in terms of improving the FB ratio. The inventor has found that the FB ratio becomes 0 dB or more by setting the distance e in this way.
  • the upper limit of e is not particularly limited, e may be 100 mm or less, 50 mm or less, 30 mm or less, 20 mm or less, or 10 mm or less.
  • ⁇ r 2 may be 100 or less, 50 or less, or 20 or less.
  • the alignment member 70 is provided on the window glass 201.
  • the alignment member 70 is provided on the indoor surface of the window glass 201.
  • the antenna unit 501 is attached to the indoor side surface of the window glass 201 via an alignment member 70.
  • the dielectric member 41 is an example of a medium between the matching member 70 and the radiating element 10. In the window glass 401 with the antenna unit, the dielectric member 41 is disposed between the matching member 70 and the radiating element 10, but it may not be in contact.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing an example of a laminated structure of the window glass with an antenna unit in the seventh embodiment. Descriptions of configurations and effects similar to those of the above-described embodiment are omitted or simplified by using the above description.
  • the window glass with antenna unit 402 includes an antenna unit 502 and a window glass 201.
  • the antenna unit 502 is attached to the indoor surface of the building window glass 201.
  • the antenna unit 502 is different from the antenna unit 501 in that the medium between the matching member 70 and the radiating element 10 is the space 42.
  • a gas such as air exists in the space 42.
  • the space 42 may be a vacuum.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing an example of the laminated structure of the window glass with an antenna unit in the eighth embodiment. Descriptions of configurations and effects similar to those of the above-described embodiment are omitted or simplified by using the above description.
  • the window glass 403 with an antenna unit includes an antenna unit 503 and a window glass 201.
  • the antenna unit 503 is attached to the indoor surface of the window glass 201 for buildings.
  • the antenna unit 503 has the same stacked structure as the antenna unit 103 (see FIG. 4). That is, the antenna unit 503 is used by being attached to the window glass 201 so that the alignment member 70 is sandwiched between the window glass 201 and the waveguide member 20.
  • a is preferably (2.11 ⁇ ⁇ r ⁇ 1.82) mm or more from the viewpoint of improving the FB ratio.
  • the relative permittivity of the window glass 201 is ⁇ r 1
  • the relative permittivity of the matching member 70 is ⁇ r 2
  • the relative permittivity of the medium between the matching member 70 and the radiating element 10 is ⁇ r 3
  • it is preferable that ⁇ r 1 is larger than ⁇ r 2 and ⁇ r 2 is larger than ⁇ r 3.
  • the antenna unit attached to the indoor side of the window glass 201 via the alignment member 70 is not limited to the antenna unit 503 in FIG.
  • the antenna unit having the same stacked configuration as the antenna unit 101 in FIG. 2, the antenna unit 102 in FIG. 3, or the antenna unit 104 in FIG. 5 may be attached to the indoor side of the window glass 201 via the matching member 70. .
  • the window glass with an antenna unit shown in FIGS. 7 to 9 may be provided with a conductor between the alignment member 70 and the window glass 201.
  • the conductor provided between the matching member 70 and the window glass 201 is, for example, a frequency-selective surface (FSS: Frequency Selective) on which a mesh-like or slit-like pattern is formed so as to transmit radio waves having a predetermined frequency band.
  • FSS Frequency Selective
  • a conductive pattern having a surface The conductor provided between the alignment member 70 and the window glass 201 may be a metasurface. There may be no conductor between the alignment member 70 and the window glass 201.
  • d is preferably ⁇ g / 4 or less from the viewpoint of improving the FB ratio.
  • the thickness of the window glass 201 is preferably 1.0 to 20 mm. If the thickness of the window glass 201 is 1.0 mm or more, it has sufficient strength for attaching the antenna unit. Moreover, if the thickness of the window glass 201 is 20 mm or less, the radio wave transmission performance is good. The thickness of the window glass 201 is more preferably 3.0 to 15 mm, and further preferably 9.0 to 13 mm.
  • the area of the dielectric member 50 is preferably 0.01 to 4 m 2 . If the area of the dielectric member 50 is 0.01 m 2 or more, it is easy to form the radiating element 10, the conductor 30, and the like. Moreover, if it is 4 m ⁇ 2 > or less, an antenna unit is not conspicuous on the external appearance, and the design property is good.
  • the area of the dielectric member 50 is more preferably 0.05 to 2 m 2 .
  • FIG. 10 is a perspective view showing a specific example of the configuration of the antenna unit in the present embodiment.
  • the radiating element 10 is fed by a feeding point 11.
  • the waveguide member 20 is a plurality of (specifically, four) line-segment conductor elements arranged in parallel to each other.
  • FIG. 11 shows the distance a between the radiating element 10 and the waveguide member 20 and the radiating element 10 and the waveguide member in the simulation mode in which the antenna unit shown in FIG. 10 is attached to the window glass 201 as shown in FIG.
  • FIG. 20 is a diagram showing a relationship with a relative dielectric constant ⁇ r of a medium between 20 and 20;
  • the broken line shown in FIG. 11 represents a regression curve with an FB ratio of 0 dB.
  • a is (2.11 ⁇ ⁇ r ⁇ 1.82) mm or more
  • the FB ratio is 0 dB or more.
  • Radiating element 10 Square patch with a length of 18.0 mm and a width of 18.0 mm
  • Waveguide member 20 A line segment shape with a length of 30.0 mm and a width of 2.0 mm
  • Window glass 201 A glass plate having a length of 300 mm and a width of 300 mm and a thickness of 6 mm.
  • Dielectric member 50 A glass substrate having a length of 200 mm and a width of 200 mm, a thickness of 0.76 mm, and an inner layer of a polyvinyl butyral having an inner layer of 200 mm.
  • the distance a between the radiating element 10 and the waveguide member 20 is in the range of 0.5 to 9.0 mm, and between the radiating element 10 and the waveguide member 20
  • the simulation was performed in a range where the relative dielectric constant ⁇ r of the medium in the range of 1.0 to 2.2. Note that the simulation was performed at an operating frequency of the radiating element 10 of 3.5 GHz.
  • the simulation was performed using an electromagnetic field simulator (CST Microwave Studio (registered trademark)).
  • FIG. 19 shows a simulation form in which the antenna unit shown in FIG. 10 is attached to the window glass 201 as shown in FIG. 2, and the distance a between the radiating element 10 and the waveguide member 20, and the radiating element 10 and the waveguide member.
  • FIG. 20 is a diagram showing a relationship with a relative dielectric constant ⁇ r of a medium between 20 and 20;
  • the FB ratio is 0 dB or more.
  • FIG. 12 shows the distance e between the radiating element 10 and the window glass 201 and the matching member in the simulation mode in which the antenna unit shown in FIG. 10 is attached to the window glass 201 via the matching member 70 as shown in FIG. It is a figure which shows the relationship with the dielectric constant (epsilon) r2 of 70.
  • the broken line shown in FIG. 12 represents a regression curve with an FB ratio of 0 dB. When e becomes ( ⁇ 0.57 ⁇ ⁇ r 2 +30.1) mm or more, the FB ratio becomes 0 dB or more.
  • the measurement conditions in FIG. 12 are the same as those in FIG. 11 except that the waveguide member 20 is not present, and the distance e between the radiating element 10 and the window glass 201 is in the range of 20 to 40 mm.
  • the simulation was performed in the range of ⁇ r of the member 70 of 1.0 to 11.0.
  • FIG. 20 shows the distance e between the radiating element 10 and the window glass 201 and the matching member in the simulation mode in which the antenna unit shown in FIG. 10 is attached to the window glass 201 via the matching member 70 as shown in FIG. It is a figure which shows the relationship with the dielectric constant (epsilon) r2 of 70.
  • FIG. 13 shows the radiating element 10 and the conductive member 20 when the relative permittivity ⁇ r of the dielectric member 41 is changed in the window glass 302 with the antenna unit provided on the outdoor side of the dielectric member 41. It is a figure which shows an example of the relationship between the distance a between the wave members 20, and FB ratio.
  • FIG. 14 shows the radiating element 10 and the conductor 10 when the relative permittivity ⁇ r of the dielectric member 41 is changed in the window glass 303 with the antenna unit provided on the indoor side of the dielectric member 41. It is a figure which shows an example of the relationship between the distance a between the wave members 20, and FB ratio. 13 and 14, the thickness of the dielectric member 41 is 1 mm.
  • the FB ratio is 0 dB or more.
  • the FB ratio becomes 0 dB or more.
  • the relative dielectric constant of the dielectric member 41 is 3 in the case of FIG. 15 and 4 in the case of FIG.
  • the FB ratio is higher when the thickness is thinner, while the thickness is higher when the relative dielectric constant is 4 in FIG. The thicker the thickness, the higher the FB ratio.
  • FIGS. 17 and 18 show that the radiating element 10 and the waveguide when the thickness of the dielectric member 41 is changed in the window glass 303 with the antenna unit provided on the indoor side of the dielectric member 41. It is a figure which shows an example of the relationship between the distance a between the members 20, and FB ratio.
  • the relative dielectric constant of the dielectric member 41 is 3 in the case of FIG. 17 and 4 in the case of FIG. In the range where the distance a is 3.0 mm or more and 4 mm or less, in the case of FIG. 17 where the relative dielectric constant is 3, the FB ratio is significantly higher when the thickness is thinner than in the case of FIG. Become.
  • FIG. 21 to 23 are plan views partially showing a configuration example of the antenna unit 1 in the present embodiment.
  • FIG. 21 is a plan view showing a configuration example of a plurality of radiating elements 10 included in the antenna unit 1 in the present embodiment.
  • FIG. 22 is a plan view showing a configuration example of the waveguide member 20 and the dielectric member 50 included in the antenna unit 1 in the present embodiment.
  • FIG. 23 is a plan view illustrating a configuration example of the waveguide member 20 included in the antenna unit 1 according to the present embodiment.
  • the antenna unit 1 shown in FIGS. 21 to 23 has a configuration in which a dielectric member 50 is sandwiched between the radiating element 10 and the conductor 30 so that a microstrip antenna is formed.
  • the antenna unit 1 four radiating elements 10 are arranged on the surface of the dielectric member 50 on the waveguide member 20 side so that an array antenna is formed.
  • the radiating element 10 is fed by a feeding point 11.
  • the waveguide member 20 is a plurality of (specifically, four) line-segment conductor elements arranged in parallel to each other.
  • 24 to 27 show the effects of the waveguide member 20 when the antenna unit 1 is attached to the window glass 201 as shown in FIG. 2 (however, the dielectric member 41 is not provided) and the FB ratio is 0 dB or more.
  • the relationship between a and D in which the antenna gain is higher than that in the configuration without the wave member 20 is shown.
  • the distance a represents the distance between the radiating element 10 and the waveguide member 20, and the distance D represents the distance between the radiating element 10 and the window glass 201.
  • the antenna gains of the form with the waveguide member 20 attached and the form without the waveguide member are calculated, respectively, and the antenna gain becomes higher compared to the form without the form with the waveguide member 20 attached.
  • the pair of D and D is plotted, the upper and lower limit lines as shown in the figure are obtained.
  • a is ( ⁇ 27.27 ⁇ D 4 + 23.64 ⁇ D 3 ⁇ 6.57 ⁇ D 2 + 0.87 ⁇ D ⁇ 0.02) ⁇ ⁇ g or more ( ⁇ 8.70 ⁇ D 3 + 4.23 ⁇ D) 2 + 0.31 ⁇ D + 0.02) ⁇ ⁇ g or less,
  • D is 0.06 ⁇ ⁇ g or more and 0.35 ⁇ ⁇ g or less, the antenna gain is higher than the configuration in which the waveguide member 20 is not mounted.
  • a is ( ⁇ 69.2 ⁇ D 4 + 57.9 ⁇ D 3 ⁇ 15.9 ⁇ D 2 + 1.9 ⁇ D ⁇ 0.1) ⁇ ⁇ g or more ( ⁇ 83.92 ⁇ D 4 + 43.52 ⁇ D) 3 -6.67 ⁇ D 2 + 1.19 ⁇ D-0.01) and by ⁇ lambda] g or less,
  • D is 0.06 ⁇ ⁇ g or more and 0.35 ⁇ ⁇ g or less, the antenna gain is higher than the configuration in which the waveguide member 20 is not mounted.
  • a is ( ⁇ 41.962 ⁇ D 4 + 32.098 ⁇ D 3 ⁇ 7.094 ⁇ D 2 + 0.640 ⁇ D + 0.004) ⁇ ⁇ g or more (167.8 ⁇ D 4 ⁇ 132.7 ⁇ D 3 +33) .6 ⁇ D 2 ⁇ 2.4 ⁇ D + 0.1) ⁇ ⁇ g or less,
  • D is 0.06 ⁇ ⁇ g or more and 0.35 ⁇ ⁇ g or less, the antenna gain is higher than the configuration in which the waveguide member 20 is not mounted.
  • a is ( ⁇ 4.9 ⁇ D 3 + 4.4 ⁇ D 2 ⁇ 0.8 ⁇ D + 0.1) ⁇ ⁇ g or more (545.50 ⁇ D 4 ⁇ 514.11 ⁇ D 3 + 171.26 ⁇ D 2 ⁇ 22.95 ⁇ D + 1.11) ⁇ ⁇ g or less,
  • D is 0.12 ⁇ ⁇ g or more and 0.35 ⁇ ⁇ g or less, the antenna gain is higher than the configuration in which the waveguide member 20 is not mounted.
  • FIGS. 28 to 31 show the relationship between a and D in which the antenna gain is 8 dBi or more in the simulation mode (with no dielectric member 41) in which the antenna unit 1 is attached to the window glass 201 as shown in FIG. If the antenna gain is 8 dBi or more, a good communication area can be formed.
  • a is (15.70 ⁇ D 4 -16.01 ⁇ D 3 + 4.76 ⁇ D 2 ⁇ 0.31 ⁇ D + 0.03) ⁇ ⁇ g or more ( ⁇ 2629.9 ⁇ D 6 + 4534.4 ⁇ D 5 ⁇ 3037.8 ⁇ D 4 + 999.0 ⁇ D 3 -167.1 ⁇ D 2 + 14.1 ⁇ D ⁇ 0.4) ⁇ ⁇ g or less,
  • D is 0.06 ⁇ ⁇ g or more and 0.58 ⁇ ⁇ g or less, an antenna gain of 8 dBi or more can be obtained.
  • a is (6.53 ⁇ D 3 ⁇ 5.79 ⁇ D 2 + 1.27 ⁇ D + 0.04) ⁇ ⁇ g or more (11505.6 ⁇ D 6 ⁇ 3005.4 ⁇ D 5 + 31611.0 ⁇ D 4 -17154 3 ⁇ D 3 + 5073.7 ⁇ D 2 ⁇ 775.0 ⁇ D + 47.9) ⁇ ⁇ g or less.
  • D is 0.23 ⁇ ⁇ g or more and 0.58 ⁇ ⁇ g or less, an antenna gain of 8 dBi or more can be obtained.
  • a is (9.2 ⁇ D 3 ⁇ 9.4 ⁇ D 2 + 2.8 ⁇ D ⁇ 0.2) ⁇ ⁇ g or more ( ⁇ 629.4 ⁇ D 4 + 995.0 ⁇ D 3 ⁇ 580.3 ⁇ D 2 + 149.6 ⁇ D-14.2) ⁇ ⁇ g or less
  • D is 0.29 ⁇ ⁇ g or more and 0.58 ⁇ ⁇ g or less
  • an antenna gain of 8 dBi or more can be obtained.
  • a is (19.6 ⁇ D 3 ⁇ 23.0 ⁇ D 2 + 8.4 ⁇ D ⁇ 0.9) ⁇ ⁇ g or more ( ⁇ 3105.2 ⁇ D 4 + 5562.2 ⁇ D 3 ⁇ 3696.8 ⁇ D 2 + 1082.0 ⁇ D-117.6) ⁇ ⁇ g or less,
  • D is 0.35 ⁇ ⁇ g or more and 0.58 ⁇ ⁇ g or less, an antenna gain of 8 dBi or more can be obtained.
  • the present invention is not limited to the above embodiment.
  • Various modifications and improvements such as combinations and substitutions with some or all of the other embodiments are possible within the scope of the present invention.

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Abstract

建物用の窓ガラスに取り付けて使用されるアンテナユニットであって、放射素子と、前記放射素子に対して屋外側に位置する導波部材と、前記放射素子に対して屋内側に位置する導体とを備え、前記放射素子と前記導波部材との間の距離をａ、前記放射素子と前記導波部材との間の誘電体部材からなる媒質の比誘電率をεｒとするとき、ａは、（２．１１×εｒ－１．８２）ｍｍ以上である、アンテナユニット。

Description

アンテナユニット、アンテナユニット付き窓ガラス及び整合体
　本発明は、アンテナユニット、アンテナユニット付き窓ガラス及び整合体に関する。
　従来、アンテナを被覆する３層構造より成る電波透過体を、建築仕上材に使用して、電波透過性能の改善を図る技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平６－１９６９１５号公報
　マイクロストリップアンテナ等の平面アンテナは、その正面方向に、電波を強く放射する。しかしながら、図１に示されるように、比誘電率が比較的高い窓ガラス２００が平面アンテナ１００の前方（正面方向）にあると、窓ガラス２００の界面で電波が反射してしまうので、平面アンテナ１００の後方への放射が大きくなる。その結果、平面アンテナ１００のＦＢ比（Front Back ratio）が低下する場合がある。なお、ＦＢ比は、メインローブと、そのメインローブに対して１８０°反対側の方向を基準に±６０°の範囲内で最も利得の大きなサイドローブとの利得比を表す。
　そこで、本開示は、ＦＢ比が向上するアンテナユニット、アンテナユニット付き窓ガラス及び整合体を提供する。
　本開示の一態様では、
　建物用の窓ガラスに取り付けて使用されるアンテナユニットであって、
　放射素子と、
　前記放射素子に対して屋外側に位置する導波部材と、
　前記放射素子に対して屋内側に位置する導体とを備え、
　前記放射素子と前記導波部材との間の距離をａ、前記放射素子と前記導波部材との間の誘電体部材からなる媒質の比誘電率をεｒとするとき、
　ａは、（２．１１×εｒ－１．８２）ｍｍ以上である、アンテナユニットが提供される。また、当該アンテナユニットを備えるアンテナユニット付き窓ガラスが提供される。
　本開示の他の一態様では、
　建物用の窓ガラスに取り付けて使用されるアンテナユニットであって、
　放射素子と、
　前記放射素子に対して屋外側に位置する導波部材と、
　前記放射素子に対して屋内側に位置する導体とを備え、
　前記放射素子と前記導波部材との間に媒質を有し、
　前記媒質は空間を含み、
　前記放射素子と前記導波部材との間の距離ａが２．１ｍｍ以上である、アンテナユニットが提供される。また、当該アンテナユニットを備えるアンテナユニット付き窓ガラスが提供される。
　本開示の他の一態様では、
　建物用の窓ガラスに取り付けて使用されるアンテナユニットであって、
　放射素子と、
　前記放射素子に対して屋外側に位置する導波部材と、
　前記放射素子に対して屋内側に位置する導体とを備え、
　前記放射素子と前記導波部材との間の距離をａ、前記放射素子と前記導波部材との間の媒質の比誘電率をεｒ、前記放射素子の動作周波数における波長をλｇとするとき、
　ａは、（０．０３１×εｒ ２－０．０６５×εｒ＋０．０４０）×λｇ以上である、アンテナユニットが提供される。また、当該アンテナユニットを備えるアンテナユニット付き窓ガラスが提供される。
　本開示の他の一態様では、
　建物用の窓ガラスに取り付けて使用されるアンテナユニットであって、
　前記窓ガラスとの間に整合部材を挟むように位置する放射素子と、
　前記整合部材との間に前記放射素子を挟むように位置する導体とを備え、
　前記窓ガラスの比誘電率をεｒ１、前記整合部材の比誘電率をεｒ２、前記整合部材と前記放射素子との間の媒質の比誘電率をεｒ３とするとき、
　εｒ１は、εｒ２よりも大きく、εｒ２は、εｒ３よりも大きい、アンテナユニットが提供される。また、当該アンテナユニットを備えるアンテナユニット付き窓ガラスが提供される。
　本開示の更なる他の一態様では、
　建物用の窓ガラスに取り付けて使用されるアンテナユニットであって、
　前記窓ガラスとの間に整合部材を挟むように位置する放射素子と、
　前記整合部材との間に前記放射素子を挟むように位置する導体とを備え、
　前記窓ガラスと前記放射素子との間の距離をｅ、前記整合部材の比誘電率をεｒ２とするとき、
　ｅは、（－０．５７×εｒ２＋３０．１）ｍｍ以上である、アンテナユニットが提供される。また、当該アンテナユニットを備えるアンテナユニット付き窓ガラスが提供される。
　本開示の更なる他の一態様では、
　建物用の窓ガラスに取り付けて使用されるアンテナユニットであって、
　前記窓ガラスとの間に整合部材を挟むように位置する放射素子と、
　前記整合部材との間に前記放射素子を挟むように位置する導体とを備え、
　前記窓ガラスと前記放射素子との間の距離をｅ、前記整合部材の比誘電率をεｒ２、前記放射素子の動作周波数における波長をλｇとするとき、
　ｅは、（－０．００２×εｒ２２＋０．０８４９×εｒ２＋０．２７６７）×λｇ以上である、アンテナユニットが提供される。また、当該アンテナユニットを備えるアンテナユニット付き窓ガラスが提供される。
　本開示の更なる他の一態様では、
　建物用の窓ガラスとアンテナユニットとの間に挟まれて使用される整合体であって、
　前記窓ガラスの比誘電率をεｒ１、前記整合体の比誘電率をεｒ２、前記整合体と前記アンテナユニットが備える放射素子との間の媒質の比誘電率をεｒ３とするとき、
　εｒ１は、εｒ２よりも大きく、εｒ２は、εｒ３よりも大きい、整合体が提供される。
　本開示の更なる他の一態様では、
　建物用の窓ガラスとアンテナユニットとの間に挟まれて使用される整合体であって、
　前記窓ガラスと前記アンテナユニットが備える放射素子との間の距離をｅ、前記整合体の比誘電率をεｒ２とするとき、
　ｅは、（－０．５７×εｒ２＋３０．１）ｍｍ以上である、整合体が提供される。
　本開示の更なる他の一態様では、
　建物用の窓ガラスとアンテナユニットとの間に挟まれて使用される整合体であって、
　前記窓ガラスと前記アンテナユニットが備える放射素子との間の距離をｅ、前記整合体の比誘電率をεｒ２、前記放射素子の動作周波数における波長をλｇとするとき、
　ｅは、（－０．００２×εｒ２２＋０．０８４９×εｒ２＋０．２７６７）×λｇ以上である、整合体が提供される。
　本開示によれば、ＦＢ比を向上させることができる。
平面アンテナの正面方向に窓ガラスが存在する場合を模式的に示す図である。 第１の実施形態におけるアンテナユニット付き窓ガラスの積層構成の一例を模式的に示す断面図である。 第２の実施形態におけるアンテナユニット付き窓ガラスの積層構成の一例を模式的に示す断面図である。 第３の実施形態におけるアンテナユニット付き窓ガラスの積層構成の一例を模式的に示す断面図である。 第４の実施形態におけるアンテナユニット付き窓ガラスの積層構成の一例を模式的に示す断面図である。 第５の実施形態におけるアンテナユニット付き窓ガラスの積層構成の一例を模式的に示す断面図である。 第６の実施形態におけるアンテナユニット付き窓ガラスの積層構成の一例を模式的に示す断面図である。 第７の実施形態におけるアンテナユニット付き窓ガラスの積層構成の一例を模式的に示す断面図である。 第８の実施形態におけるアンテナユニット付き窓ガラスの積層構成の一例を模式的に示す断面図である。 本実施形態におけるアンテナユニットの構成の一具体例を示す斜視図である。 図１０に示されるアンテナユニットにおいて、放射素子と導波部材との間の距離ａと、放射素子と導波部材との間の媒質の比誘電率εｒとの関係を示す図である。 図１０に示されるアンテナユニットにおいて、放射素子と窓ガラスとの間の距離ｅと、整合体の比誘電率εｒとの関係を示す図である。 導波部材が誘電体部材の屋外側に設けられたアンテナユニット付き窓ガラスにおいて、放射素子と導波部材との間の距離ａとＦＢ比との関係の一例を示す図である。 導波部材が誘電体部材の屋内側に設けられたアンテナユニット付き窓ガラスにおいて、放射素子と導波部材との間の距離ａとＦＢ比との関係の一例を示す図である。 導波部材が誘電体部材の屋外側に設けられたアンテナユニット付き窓ガラスにおいて、放射素子と導波部材との間の距離ａとＦＢ比との関係の一例を示す図（その１）である。 導波部材が誘電体部材の屋外側に設けられたアンテナユニット付き窓ガラスにおいて、放射素子と導波部材との間の距離ａとＦＢ比との関係の一例を示す図（その２）である。 導波部材が誘電体部材の屋内側に設けられたアンテナユニット付き窓ガラスにおいて、放射素子と導波部材との間の距離ａとＦＢ比との関係の一例を示す図（その１）である。 導波部材が誘電体部材の屋内側に設けられたアンテナユニット付き窓ガラスにおいて、放射素子と導波部材との間の距離ａとＦＢ比との関係の一例を示す図（その２）である。 図１０に示されるアンテナユニットにおいて、放射素子と導波部材との間の距離ａ（λｇで規格化）と、放射素子と導波部材との間の媒質の比誘電率εｒとの関係を示す図である。 図１０に示されるアンテナユニットにおいて、放射素子と窓ガラスとの間の距離ｅ（λｇで規格化）と、整合体の比誘電率εｒとの関係を示す図である。 本実施形態におけるアンテナユニットに含まれる複数の放射素子の構成例を示す平面図である。 本実施形態におけるアンテナユニットに含まれる導波部材及び誘電体部材の構成例を示す平面図である。 本実施形態におけるアンテナユニットに含まれる導波部材の構成例を示す平面図である。 導波部材の効果が得られるａとＤの関係を示す。 導波部材の効果が得られるａとＤの関係を示す。 導波部材の効果が得られるａとＤの関係を示す。 導波部材の効果が得られるａとＤの関係を示す。 アンテナ利得が８ｄＢｉ以上得られるａとＤの関係を示す。 アンテナ利得が８ｄＢｉ以上得られるａとＤの関係を示す。 アンテナ利得が８ｄＢｉ以上得られるａとＤの関係を示す。 アンテナ利得が８ｄＢｉ以上得られるａとＤの関係を示す。
　以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向は、それぞれ、Ｘ軸に平行な方向、Ｙ軸に平行な方向、Ｚ軸に平行な方向を表す。Ｘ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向は、互いに直交する。ＸＹ平面、ＹＺ平面、ＺＸ平面は、それぞれ、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に平行な仮想平面、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に平行な仮想平面、Ｚ軸方向及びＸ軸方向に平行な仮想平面を表す。
　図２は、第１の実施形態におけるアンテナユニット付き窓ガラスの積層構成の一例を模式的に示す断面図である。アンテナユニット付き窓ガラス３０１は、アンテナユニット１０１と、窓ガラス２０１とを備える。アンテナユニット１０１は、建物用の窓ガラス２０１の屋内側の表面に取り付けられている。
　アンテナユニット１０１は、建物用の窓ガラス２０１の屋内側に取り付けて使用される機器である。アンテナユニット１０１は、例えば、第５世代移動通信システム（いわゆる、５Ｇ）、ブルートゥース（登録商標）等の無線通信規格、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ等の無線ＬＡＮ（Local Area Network）規格に対応可能に形成されている。なお、アンテナユニット１０１は、これら以外の規格に対応可能に形成されてもよい。
　アンテナユニット１０１は、少なくとも、放射素子１０、導波部材２０及び導体３０を備える。
　放射素子１０は、所望の周波数帯の電波を送受可能に形成されるアンテナ導体である。所望の周波数帯として、例えば、周波数が３～３０ＧＨｚのＳＨＦ（Super High Frequency）帯、周波数が３０～３００ＧＨｚのＥＨＦ（Extremely High Frequency）などが挙げられる。放射素子１０は、放射器（輻射器）として機能する。
　導波部材２０は、放射素子１０に対して屋外側に位置するように設けられており、図示の形態では、放射素子１０に対して特定の方向（より具体的には、Ｙ軸方向の負側）に位置するように設けられている。本実施形態における導波部材２０は、窓ガラス２０１と放射素子１０との間に位置するように設けられており、八木宇田アンテナで使用される導波部材と同様に、放射素子１０から放射された電波を特定の方向（図示の場合、Ｙ軸方向の負側）に導く機能を有する。つまり、導波部材２０によってアンテナユニット１０１の指向性を任意に形成することができる。
　導体３０は、放射素子１０に対して屋内側に位置するように設けられており、図示の形態では、放射素子１０に対してＹ軸方向の正側に位置するように設けられている。
　このように、アンテナユニット１０１は、窓ガラス２０１と放射素子１０との間に導波部材２０が配置されているので、放射素子１０から窓ガラス２０１に向かって放射される電波を導波部材２０により絞ることができ、窓ガラス２０１の界面での電波の反射を抑えられ、ＦＢ比が向上する。
　また、放射素子１０と導波部材２０との間の距離をａ、放射素子１０と導波部材２０との間の誘電体部材４１からなる媒質の比誘電率をεｒとするとき、ａは、（２．１１×εｒ－１．８２）ｍｍ以上であることが、ＦＢ比の向上の点で好ましい。本発明者は、距離ａをこのように設定することによって、ＦＢ比が０ｄＢ以上となることを見出した。ＦＢ比が０ｄＢ以上ということは、メインローブの利得が、そのメインローブに対して１８０°反対側の方向を基準に±６０°の範囲内で最も利得の大きなサイドローブの利得以上であることを表し、放射素子１０の指向性における最大放射方向が屋外側に向いていることを表す。ａの上限は特に限定されないが、ａは１００ｍｍ以下であってよく、５０ｍｍ以下であってよく、３０ｍｍ以下であってよく、２０ｍｍ以下であってよく、１０ｍｍ以下であってよい。また、放射素子１０の動作周波数における波長をλgとすると、ａは１００×λｇ／８５．７以下であってよく、５０×λｇ／８５．７以下であってよく、３０×λｇ／８５．７以下であってよく、２０×λｇ／８５．７以下であってよく、１０×λｇ／８５．７以下であってよい。
　放射素子１０の動作周波数が０．７～３０ＧＨｚ（好ましくは１．５～６．０ＧＨｚ、より好ましくは２．５～４．５ＧＨｚ、さらに好ましくは３．３～３．７ＧＨｚ、特に好ましくは３．５ＧＨｚ）であるときに、ａは、（２．１１×εｒ－１．８２）ｍｍ以上であることが、ＦＢ比の向上の点で特に好ましい。
　また、導波部材２０の面積を窓ガラス２０１の面積で除した値は、０．００００１～０．００１が好ましい。導波部材２０の面積を窓ガラス２０１の面積で除した値が０．００００１以上であれば、ＦＢ比が向上する。導波部材２０の面積を窓ガラス２０１の面積で除した値は、０．００００５以上がより好ましく、０．０００１以上がさらに好ましく、０．０００５以上が特に好ましい。また、導波部材２０の面積を窓ガラス２０１の面積で除した値が０．００１以下であれば、外観上、導波部材２０が目立ちにくく意匠性がよい。導波部材２０の面積を窓ガラス２０１の面積で除した値は、０．０００８以下がより好ましく、０．０００７以下がさらに好ましい。
　次に、導波部材２０を備える構成についてより詳細に説明する。
　アンテナユニット１０１は、放射素子１０、導波部材２０、導体３０、誘電体部材４１及び誘電体部材５０及び支持部６０を備える。
　放射素子１０は、例えば、平面状に形成された導体である。放射素子１０は、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｃｒ（クロム）、Ｐｄ（鉛）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｎｉ（ニッケル）、またはＰｔ（白金）などの導電性材料で形成される。導電性材料は、合金でもよく、例えば、銅と亜鉛の合金（黄銅）、銀と銅の合金、銀とアルミニウムの合金などがある。放射素子１０は、薄膜であってもよい。放射素子１０の形状は、矩形状でも円状でもよいが、これらの形状に限られない。放射素子１０は、例えば、導波部材２０と導体３０との間に位置するように少なくとも一つ以上設けられており、図示の形態では、導波部材２０と導体３０との間に位置する誘電体部材５０の導波部材２０側の表面に形成されている。放射素子１０は、例えば、導体３０をグランド基準とする給電点により給電される。放射素子１０として、例えば、パッチ素子、ダイポール素子を用いることができる。
導波部材２０は、例えば、平面状に形成された導体である。導波部材２０は、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｃｒ（クロム）、Ｐｄ（鉛）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｎｉ（ニッケル）、またはＰｔ（白金）などの導電性材料で形成される。導電性材料は、合金でもよく、例えば、銅と亜鉛の合金（黄銅）、銀と銅の合金、銀とアルミニウムの合金などがある。導波部材２０は、導電性材料を例えばガラス基板、樹脂基板に貼着して形成してもよい。導波部材２０は、薄膜であってもよい。　
放射素子１０および導波部材２０に用いられる導体は、光透過性を有するためにメッシュ状に形成してもよい。ここで、メッシュとは、導体の平面に網目状の透孔が空いた状態をいう。　
導体がメッシュ状に形成される場合、メッシュの目は方形であってもよく、菱形であってもよい。メッシュの目を方形に形成する場合、メッシュの目は正方形であることが好ましい。メッシュの目が正方形であれば、意匠性が良い。また、自己組織化法によるランダム形状でもよい。ランダム形状にすることでモアレを防ぐことができる。メッシュの線幅は、５～３０μｍが好ましく、６～１５μｍがより好ましい。メッシュの線間隔は、５０～５００μｍが好ましく、１００～３００μｍがより好ましい。また、メッシュの線間隔は、放射素子１０の動作周波数における波長をλとしたとき、０．５λ以下であることが好ましく、０．１λ以下であることがより好ましく、０．０１λ以下であることがさらに好ましい。メッシュの線間隔が０．５λ以下であればアンテナの性能が高い。また、メッシュの線間隔は、０．００１λ以上であってもよい。
　導体３０は、例えば、平面状に形成された導体プレーンである。放射素子１０の形状は、矩形状でも円状でもよいが、これらの形状に限られない。導体３０は、例えば、放射素子１０に対して導波部材２０が位置する側とは反対側に少なくとも一つ以上設けられており、図示の形態では、誘電体部材５０の導波部材２０側の表面とは反対側の表面に形成されている。
　誘電体部材５０は、例えば、誘電体を主成分とする誘電性の基板である。誘電体部材５０は、基板とは別の形態の部材（例えば、フィルム）でもよい。誘電体部材５０の具体例として、ガラス基板、アクリル、ポリカーボネート、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール）、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリイミド、セラミックス、サファイアなどが挙げられる。誘電体部材５０がガラス基板で形成される場合、ガラス基板の材質としては、例えば、無アルカリガラス、石英ガラス、ソーダライムガラス、ホウケイ酸ガラス、アルカリホウケイ酸ガラス、またはアルミノシリケートガラスなどを挙げることができる。
　本実施形態におけるアンテナユニット１０１は、平面アンテナの一種であるマイクロストリップアンテナが形成されるように、放射素子１０と導体３０との間に誘電体部材５０が挟まれる構成を有する。また、アレイアンテナが形成されるように、複数の放射素子１０が誘電体部材５０の導波部材２０側の表面上に配列されていてもよい。
　誘電体部材４１は、放射素子１０と導波部材２０との間の媒質である。本実施形態では、導波部材２０は、誘電体部材４１に設けられており、より具体的には、誘電体部材４１の屋外側の表面に形成されている。誘電体部材４１は、誘電体部材４１の屋内側の表面が放射素子１０に接触するように、誘電体部材５０に対して支持されている。誘電体部材４１は、例えば、比誘電率が１よりも大きく１５以下（好ましくは７以下、より好ましくは５以下、特に好ましくは２．２以下）の誘電体を主成分とする誘電性の基材である。誘電体部材４１としては、例えば、フッ素樹脂、ＣＯＣ（シクロオレフィンコポリマー）、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリイミド、セラミックス、サファイア、ガラス基板を用いることができる。誘電体部材４１がガラス基板で形成される場合、ガラス基板の材質としては、例えば、無アルカリガラス、石英ガラス、ソーダライムガラス、ホウケイ酸ガラス、アルカリホウケイ酸ガラス、またはアルミノシリケートガラスなどを挙げることができる。比誘電率は、例えば空洞共振器により測定される。
　支持部６０は、アンテナユニット１０１を窓ガラス２０１に対して支持する部位である。本実施形態では、支持部６０は、窓ガラス２０１と導波部材２０との間に空間が形成されるようにアンテナユニット１０１を支持する。支持部６０は、窓ガラス２０１と誘電体部材５０との間の空間を確保するスペーサでもよいし、アンテナユニット１０１の筐体でもよい。支持部６０は、誘電性の基材によって形成される。支持部６０の材料としては、例えば、シリコーン系樹脂、ポリサルファイド系樹脂又はアクリル系樹脂などの公知の樹脂を用いることができる。また、アルミニウムなどの金属を用いてもよい。
　窓ガラス２０１と放射素子１０との距離Ｄは、放射素子１０の共振周波数における波長をλとしたとき、０～３λが好ましい。窓ガラス２０１と放射素子１０との距離Ｄが０～３λであれば、ガラス界面の電波の反射を軽減できる。窓ガラス２０１と放射素子１０との距離Ｄは、０．１λ以上がより好ましく、０．２λ以上がさらに好ましい。また、窓ガラス２０１と放射素子１０との距離Ｄは、２λ以下がより好ましく、λ以下がさらに好ましく、０．６λ以下が特に好ましい。
　また、導波部材２０の面積を誘電体部材５０の面積で除した値は、０．０００１～０．０１が好ましい。導波部材２０の面積を誘電体部材５０の面積で除した値が０．０００１以上であれば、ＦＢ比が向上する。導波部材２０の面積を誘電体部材５０の面積で除した値は、０．０００５以上がより好ましく、０．００１以上がさらに好ましく、０．００１３以上が特に好ましい。また、導波部材２０の面積を誘電体部材５０の面積で除した値が０．０１以下であれば、外観上、導波部材２０が目立ちにくく意匠性がよい。導波部材２０の面積を誘電体部材５０の面積で除した値は、０．００５以下がより好ましく、０．００２以下がさらに好ましい。
　なお、導波部材２０は、窓ガラス２０１の屋内側の表面に接した状態で設けられてもよい。この場合、誘電体部材４１はあってもなくてもよく、放射素子１０と導波部材２０との間の媒質の比誘電率は、窓ガラス２０１の比誘電率よりも低いことが好ましい。窓ガラス２０１の比誘電率は、１０以下であってもよく、９以下であってもよく、７以下であってもよく、５以下であってもよい。
　また、窓ガラス２０１は、単層ガラス（単一のガラス板）に限られず、複層ガラスや合わせガラスでもよい。
　図３は、第２の実施形態におけるアンテナユニット付き窓ガラスの積層構成の一例を模式的に示す断面図である。上述の実施形態と同様の構成及び効果の説明は、上述の説明を援用することで省略又は簡略する。アンテナユニット付き窓ガラス３０２は、アンテナユニット１０２と、窓ガラス２０１とを備える。アンテナユニット１０２は、建物用の窓ガラス２０１の屋内側の表面に取り付けられている。
　上述の実施形態と同様に、アンテナユニット１０２は、窓ガラス２０１と放射素子１０との間に導波部材２０が配置されているので、ＦＢ比が向上する。
　アンテナユニット１０２では、誘電体部材４１の屋内側の表面が放射素子１０に接触しないように、誘電体部材４１は誘電体部材５０に対してスペーサ６１により支持されている。つまり、誘電体部材４１は、放射素子１０との間に空間４２が形成されるように位置し、放射素子１０と導波部材２０との間の媒質には、誘電体部材４１と空間４２との両方が含まれている。空間４２には、空気が存在するが、空気以外の気体でもよい。空間４２は、真空でもよい。放射素子１０が誘電体部材４１に接しないため、共振周波数が誘電体部材４１の影響を受けにくく、ＦＢ比が向上する。
　アンテナユニット１０２は、誘電体部材４１が放射素子１０との間に空間４２が形成されるように位置するため、ａは、２．１ｍｍ以上であることが、ＦＢ比の向上の点で好ましい。距離aは、誘電体部材４１と空間４２の実効比誘電率で決定される。本発明者は、誘電体部材４１が放射素子１０との間に空間４２が形成されるように位置するとき、距離ａをこのように設定することによって、ＦＢ比が０ｄＢ以上となることを見出した。
　図４は、第３の実施形態におけるアンテナユニット付き窓ガラスの積層構成の一例を模式的に示す断面図である。上述の実施形態と同様の構成及び効果の説明は、上述の説明を援用することで省略又は簡略する。アンテナユニット付き窓ガラス３０３は、アンテナユニット１０３と、窓ガラス２０１とを備える。アンテナユニット１０３は、建物用の窓ガラス２０１の屋内側の表面に取り付けられている。
　上述の実施形態と同様に、アンテナユニット１０３は、窓ガラス２０１と放射素子１０との間に導波部材２０が配置されているので、ＦＢ比が向上する。
　アンテナユニット１０３では、誘電体部材４１の屋内側の表面に形成された導波部材２０が放射素子１０に接触しないように、誘電体部材４１は誘電体部材５０に対してスペーサ６１により支持されている。つまり、アンテナユニット１０３は、導波部材２０に対して放射素子１０の側とは反対側に位置する誘電体の一例である誘電体部材４１を備える。導波部材２０は、誘電体部材４１と放射素子１０との間に位置する。誘電体部材４１の屋内側の表面に設けられる導波部材２０は、放射素子１０との間に空間４２が形成されるように位置し、放射素子１０と導波部材２０との間の媒質には、空間４２のみが含まれている。空間４２には、空気が存在するが、空気以外の気体でもよい。空間４２は、真空でもよい。放射素子１０が誘電体部材４１に接しず、放射素子１０と導波部材２０との間の媒質が空間４２のみであるため、共振周波数が誘電体部材４１の影響を受けにくく、ＦＢ比が向上する。
　アンテナユニット１０３は、放射素子１０と導波部材２０との間の媒質には、空間４２のみが含まれているため、ａは、２．３ｍｍ以上であることが、ＦＢ比の向上の点で好ましい。本発明者は、放射素子１０と導波部材２０との間の媒質に空間４２のみが含まれているとき、距離ａをこのように設定することによって、ＦＢ比が０ｄＢ以上となることを見出した。
なお、誘電体部材４１は誘電体部材５０に対してスペーサ６１により支持されているが、誘電体部材４１は支持部６０により支持されてもよい。また、誘電体部材４１は設けなくてもよく、導波部材２０と窓ガラス２０１との間は、空間のみであってもよい。導波部材２０と窓ガラス２０１との間が空間のみの場合、導波部材２０は、例えば支持部６０またはスペーサ６１により支持される。
　図５は、第４の実施形態におけるアンテナユニット付き窓ガラスの積層構成の一例を模式的に示す断面図である。上述の実施形態と同様の構成及び効果の説明は、上述の説明を援用することで省略又は簡略する。アンテナユニット付き窓ガラス３０４は、アンテナユニット１０４と、窓ガラス２０１とを備える。アンテナユニット１０４は、建物用の窓ガラス２０１の屋内側の表面に取り付けられている。
　上述の実施形態と同様に、アンテナユニット１０４は、窓ガラス２０１と放射素子１０との間に導波部材２０が配置されているので、ＦＢ比が向上する。
　アンテナユニット１０４では、導波部材２０は、放射素子１０に接触しないように、支持部６０の窓ガラス２０１側の支持壁に形成されており、当該支持壁の屋内側に向く内壁面に形成されている。つまり、アンテナユニット１０４は、導波部材２０に対して放射素子１０の側とは反対側に位置する誘電体の一例である支持部６０（の支持壁）を備える。導波部材２０は、その支持壁と放射素子１０との間に位置する。支持部６０の支持壁に設けられる導波部材２０は、放射素子１０との間に空間４２が形成されるように位置し、放射素子１０と導波部材２０との間の媒質には、空間４２のみが含まれている。空間４２には、空気が存在するが、空気以外の気体でもよい。空間４２は、真空でもよい。放射素子１０と導波部材２０との間の媒質が空間４２のみであるため、ＦＢ比が向上する。
　アンテナユニット１０４は、放射素子１０と導波部材２０との間の媒質には、空間４２のみが含まれているため、ａは、２．３ｍｍ以上であることが、ＦＢ比の向上の点で好ましい。
　図６は、第５の実施形態におけるアンテナユニット付き窓ガラスの積層構成の一例を模式的に示す断面図である。上述の実施形態と同様の構成及び効果の説明は、上述の説明を援用することで省略又は簡略する。アンテナユニット付き窓ガラス３０５は、アンテナユニット１０５と、窓ガラス２０１とを備える。アンテナユニット１０５は、建物用の窓ガラス２０１の屋外側の表面に取り付けられている。
　アンテナユニット１０５は、アンテナユニット１０１（図２参照）と同じ積層構成を有する。しかし、アンテナユニット１０５は、放射素子１０が窓ガラス２０１と導波部材２０との間に位置するように設けられている点で、アンテナユニット１０１と相違する。
　このように、アンテナユニット１０５は、導波部材２０が、放射素子１０に対して屋内側に位置する窓ガラス２０１に対して反対側（つまり、屋外側）に配置されているので、放射素子１０から屋外側に向かって放射される電波を導波部材２０により絞ることができ、放射素子１０に対して屋内側に位置する窓ガラス２０１の界面での電波の反射を抑えることができるので、ＦＢ比が向上する。その結果、窓ガラス２０１の表面に対して法線方向に入射する電波の利得が増大し、放射素子１０の後方（屋内側）への反射が減少するので、ＦＢ比が向上する。また、ａは、（２．１１×εｒ－１．８２）ｍｍ以上であることが、ＦＢ比の向上の点で好ましい。
　なお、窓ガラス２０１の屋外側に取り付けられるアンテナユニットは、図６のアンテナユニット１０５に限られない。例えば、図３のアンテナユニット１０２、図４のアンテナユニット１０３又は図５のアンテナユニット１０４と同じ積層構成を有するアンテナユニットが、窓ガラス２０１の屋外側に取り付けられてもよい。
　図７は、第６の実施形態におけるアンテナユニット付き窓ガラスの積層構成の一例を模式的に示す断面図である。上述の実施形態と同様の構成及び効果の説明は、上述の説明を援用することで省略又は簡略する。アンテナユニット付き窓ガラス４０１は、アンテナユニット５０１と、窓ガラス２０１とを備える。アンテナユニット５０１は、建物用の窓ガラス２０１の屋内側の表面に取り付けられている。
　アンテナユニット５０１は、窓ガラス２０１との間に整合部材７０を挟むように位置する放射素子１０と、整合部材７０との間に放射素子１０を挟むように位置する導体３０とを備える。
　整合部材７０は、放射素子１０と窓ガラス２０１との間に存在する媒質と、窓ガラス２０１との間で、インピーダンスのずれを整合する整合体の一例である。インピーダンスのずれが整合されることにより、放射素子１０から窓ガラス２０１に向けて放射された電波は、窓ガラス２０１の界面で反射することを抑えることができるので、ＦＢ比が向上する。
　また、窓ガラス２０１の比誘電率をεｒ１、整合部材７０の比誘電率をεｒ２、整合部材７０と放射素子１０との間の媒質の比誘電率をεｒ３とするとき、εｒ１は、εｒ２よりも大きく、εｒ２は、εｒ３よりも大きいことが、好ましい。これにより、放射素子１０から放射される電波が、整合部材７０と放射素子１０との間の媒質、整合部材７０、窓ガラス２０１の順に反射ロスを抑えて透過するので、ＦＢ比が向上する。
　また、窓ガラス２０１と放射素子１０との間の距離をｅ、整合部材７０の比誘電率をεｒ２とするとき、ｅは、（－０．５７×εｒ２＋３０．１）ｍｍ以上であることが、ＦＢ比の向上の点で好ましい。本発明者は、距離ｅをこのように設定することによって、ＦＢ比が０ｄＢ以上となることを見出した。ｅの上限は特に限定されないが、ｅは１００ｍｍ以下であってよく、５０ｍｍ以下であってよく、３０ｍｍ以下であってよく、２０ｍｍ以下であってよく、１０ｍｍ以下であってよい。εｒ２は１００以下であってよく、５０以下であってよく、２０以下であってよい。
　次に、整合部材７０を備える構成についてより詳細に説明する。
　整合部材７０は、窓ガラス２０１に設けられる。本実施形態では、整合部材７０は、窓ガラス２０１の屋内側の表面に設けられている。アンテナユニット５０１は、窓ガラス２０１の屋内側の表面に整合部材７０を介して取り付けられている。
　誘電体部材４１は、整合部材７０と放射素子１０との間の媒質の一例である。アンテナユニット付き窓ガラス４０１では、整合部材７０と放射素子１０との間に誘電体部材４１が接触して配置されているが、接触していなくてもよい。
　図８は、第７の実施形態におけるアンテナユニット付き窓ガラスの積層構成の一例を模式的に示す断面図である。上述の実施形態と同様の構成及び効果の説明は、上述の説明を援用することで省略又は簡略する。アンテナユニット付き窓ガラス４０２は、アンテナユニット５０２と、窓ガラス２０１とを備える。アンテナユニット５０２は、建物用の窓ガラス２０１の屋内側の表面に取り付けられている。アンテナユニット５０２は、整合部材７０と放射素子１０との間の媒質が空間４２である点で、アンテナユニット５０１と相違する。空間４２には、空気等の気体が存在する。空間４２は、真空でもよい。
　図９は、第８の実施形態におけるアンテナユニット付き窓ガラスの積層構成の一例を模式的に示す断面図である。上述の実施形態と同様の構成及び効果の説明は、上述の説明を援用することで省略又は簡略する。アンテナユニット付き窓ガラス４０３は、アンテナユニット５０３と、窓ガラス２０１とを備える。アンテナユニット５０３は、建物用の窓ガラス２０１の屋内側の表面に取り付けられている。
　アンテナユニット５０３は、アンテナユニット１０３（図４参照）と同じ積層構成を有する。つまり、アンテナユニット５０３は、窓ガラス２０１と導波部材２０との間に整合部材７０を挟むように窓ガラス２０１に取り付けて使用される。
　上述の実施形態と同様に、ａは、（２．１１×εｒ－１．８２）ｍｍ以上であることが、ＦＢ比の向上の点で好ましい。また、窓ガラス２０１の比誘電率をεｒ１、整合部材７０の比誘電率をεｒ２、整合部材７０と放射素子１０との間の媒質の比誘電率をεｒ３とするとき、εｒ１は、εｒ２よりも大きく、εｒ２は、εｒ３よりも大きいことが、ＦＢ比の向上の点で好ましい。
　なお、窓ガラス２０１の屋内側に整合部材７０を介して取り付けられるアンテナユニットは、図９のアンテナユニット５０３に限られない。例えば、図２のアンテナユニット１０１、図３のアンテナユニット１０２又は図５のアンテナユニット１０４と同じ積層構成を有するアンテナユニットが、窓ガラス２０１の屋内側に整合部材７０を介して取り付けられてもよい。
　また、図７～９に示されるアンテナユニット付き窓ガラスは、整合部材７０と窓ガラス２０１との間に導体が設けられてもよい。整合部材７０と窓ガラス２０１との間に導体が設けられることによって、整合部材７０の厚さを薄くすることができる。整合部材７０と窓ガラス２０１との間に設けられる導体は、例えば、所定帯域の周波数の電波を透過できるように、メッシュ状又はスリット状のパターン等が形成される周波数選択表面（FSS: Frequency Selective Surface）を有する導体パターンである。整合部材７０と窓ガラス２０１との間に設けられる導体は、メタサーフェイスでもよい。整合部材７０と窓ガラス２０１との間の導体は、無くてもよい。
　また、放射素子１０と導体３０との距離をｄ、放射素子１０の動作周波数における波長をλｇとするとき、ｄは、λｇ／４以下であると、ＦＢ比の向上の点で好ましい。
　また、窓ガラス２０１の厚さは、１．０～２０ｍｍが好ましい。窓ガラス２０１の厚さが１．０ｍｍ以上であれば、アンテナユニットを取り付けるための充分な強度を有する。また、窓ガラス２０１の厚さが２０ｍｍ以下であれば、電波透過性能がよい。窓ガラス２０１の厚さは、３．０～１５ｍｍがより好ましく、９．０～１３ｍｍがさらに好ましい。
　また、誘電体部材５０の面積は、０．０１～４ｍ２が好ましい。誘電体部材５０の面積が０．０１ｍ２以上であれば放射素子１０、導体３０などを形成しやすい。また、４ｍ２以下であれば、外観上、アンテナユニットが目立ちにくく意匠性がよい。誘電体部材５０の面積は、０．０５～２ｍ２がより好ましい。
　図１０は、本実施形態におけるアンテナユニットの構成の一具体例を示す斜視図である。放射素子１０は、給電点１１によって給電される。導波部材２０は、互いに平行に配置された複数（具体的には、４本）の線分状の導体素子である。
　図１１は、図１０に示されるアンテナユニットを図２のように窓ガラス２０１に取り付けたシミュレーション形態において、放射素子１０と導波部材２０との間の距離ａと、放射素子１０と導波部材２０との間の媒質の比誘電率εｒとの関係を示す図である。図１１に示される破線は、ＦＢ比が０ｄＢとなる回帰曲線を表し、ａが、（２．１１×εｒ－１．８２）ｍｍ以上になると、ＦＢ比は０ｄＢ以上になる。
　なお、図１１の計算条件は、
　放射素子１０：縦１８．０ｍｍ横１８．０ｍｍの正方形パッチ
　導波部材２０：長さ３０．０ｍｍ幅２．０ｍｍの線分形状（４本）
　窓ガラス２０１：縦３００ｍｍ横３００ｍｍ厚さ６ｍｍのガラス板
　誘電体部材５０：縦２００ｍｍ横２００ｍｍ厚さ０．７６ｍｍのポリビニルブチラールを内層に備える縦２００ｍｍ横２００ｍｍ厚さ３．３ｍｍのガラス基板
　導体３０：縦２００ｍｍ横２００ｍｍの正方形
　支持部６０：無し
であり、放射素子１０と導波部材２０との間の距離ａが０．５～９．０ｍｍの範囲、放射素子１０と導波部材２０との間の媒質の比誘電率εｒが１．０～２．２の範囲にてシミュレーションを行った。なお、放射素子１０の動作周波数は３．５ＧＨｚにてシミュレーションを行った。また、シミュレーションは、電磁界シミュレータ（CST社Microwave Studio(登録商標)）を用いて行った。
　図１９は、図１０に示されるアンテナユニットを図２のように窓ガラス２０１に取り付けたシミュレーション形態において、放射素子１０と導波部材２０との間の距離ａと、放射素子１０と導波部材２０との間の媒質の比誘電率εｒとの関係を示す図である。図１９に示す破線は、図１１に示すａを、放射素子１０の動作周波数３．５ＧＨｚの１波長（＝８５．７ｍｍ）で規格化したときに、ＦＢ比が０ｄＢとなる回帰曲線を表す。放射素子１０の動作周波数における波長をλｇとするとき、ａが、（０．０３１×εｒ ２－０．０６５×εｒ＋０．０４０）×λｇ以上になると、ＦＢ比は０ｄＢ以上になる。なお、図１９の計算条件は、図１１の場合と同じである。
　図１２は、図１０に示されるアンテナユニットを図８のように窓ガラス２０１に整合部材７０を介して取り付けたシミュレーション形態において、放射素子１０と窓ガラス２０１との間の距離ｅと、整合部材７０の比誘電率εｒ２との関係を示す図である。図１２に示される破線は、ＦＢ比が０ｄＢとなる回帰曲線を表し、ｅが、（－０．５７×εｒ２＋３０．１）ｍｍ以上になると、ＦＢ比は０ｄＢ以上になる。
　なお、図１２の測定条件は、導波部材２０が無い点を除いて、図１１の場合と同じであり、放射素子１０と窓ガラス２０１との間の距離ｅが２０～４０ｍｍの範囲、整合部材７０のεｒが１．０～１１．０の範囲にてシミュレーションを行った。
　図２０は、図１０に示されるアンテナユニットを図８のように窓ガラス２０１に整合部材７０を介して取り付けたシミュレーション形態において、放射素子１０と窓ガラス２０１との間の距離ｅと、整合部材７０の比誘電率εｒ２との関係を示す図である。図２０に示す破線は、図１２に示すｅを、放射素子１０の動作周波数３．５ＧＨｚの１波長（＝８５．７ｍｍ）で規格化したときに、ＦＢ比が０ｄＢとなる回帰曲線を表す。放射素子１０の動作周波数における波長をλｇとするとき、ｅが、（－０．００２×εｒ２２＋０．０８４９×εｒ２＋０．２７６７）×λｇ以上になると、ＦＢ比は０ｄＢ以上になる。なお、図２０の計算条件は、図１２の場合と同じである。
　図１３は、導波部材２０が誘電体部材４１の屋外側に設けられたアンテナユニット付き窓ガラス３０２において、誘電体部材４１の比誘電率εｒを変化させたときの、放射素子１０と導波部材２０との間の距離ａとＦＢ比との関係の一例を示す図である。図１４は、導波部材２０が誘電体部材４１の屋内側に設けられたアンテナユニット付き窓ガラス３０３において、誘電体部材４１の比誘電率εｒを変化させたときの、放射素子１０と導波部材２０との間の距離ａとＦＢ比との関係の一例を示す図である。図１３，１４において、誘電体部材４１の厚さは、１ｍｍである。
　図１３の構成では、距離ａを約２．１ｍｍ以上に設定すると、ＦＢ比が０ｄＢ以上となる。図１４の構成では、距離ａを約２．３ｍｍ以上に設定すると、ＦＢ比が０ｄＢ以上となる。
　図１５，１６は、導波部材２０が誘電体部材４１の屋外側に設けられたアンテナユニット付き窓ガラス３０２において、誘電体部材４１の厚さを変化させたときの、放射素子１０と導波部材２０との間の距離ａとＦＢ比との関係の一例を示す図である。誘電体部材４１の比誘電率は、図１５の場合では３であり、図１６の場合では４である。距離ａが２．５ｍｍ以上６ｍｍ以下の範囲において、比誘電率が３の図１５の場合、厚さが薄い方がＦＢ比が高くなる一方、比誘電率が４の図１６の場合、厚さが厚い方がＦＢ比が高くなる。
　図１７，１８は、導波部材２０が誘電体部材４１の屋内側に設けられたアンテナユニット付き窓ガラス３０３において、誘電体部材４１の厚さを変化させたときの、放射素子１０と導波部材２０との間の距離ａとＦＢ比との関係の一例を示す図である。誘電体部材４１の比誘電率は、図１７の場合では３であり、図１８の場合では４である。距離ａが３．０ｍｍ以上４ｍｍ以下の範囲において、比誘電率が３の図１７の場合、比誘電率が４の図１６の場合に比べて、厚さが薄い方がＦＢ比が顕著に高くなる。
　図２１～２３は、本実施形態におけるアンテナユニット１の構成例を部分的に示す平面図である。図２１は、本実施形態におけるアンテナユニット１に含まれる複数の放射素子１０の構成例を示す平面図である。図２２は、本実施形態におけるアンテナユニット１に含まれる導波部材２０及び誘電体部材５０の構成例を示す平面図である。図２３は、本実施形態におけるアンテナユニット１に含まれる導波部材２０の構成例を示す平面図である。
　図２１～２３に示すアンテナユニット１は、マイクロストリップアンテナが形成されるように、放射素子１０と導体３０との間に誘電体部材５０が挟まれる構成を有する。また、アンテナユニット１は、アレイアンテナが形成されるように、４つの放射素子１０が誘電体部材５０の導波部材２０側の表面上に配列されている。放射素子１０は、給電点１１によって給電される。導波部材２０は、互いに平行に配置された複数（具体的には、４本）の線分状の導体素子である。
　図２４～２７は、アンテナユニット１を図２のように窓ガラス２０１に取り付けたシミュレーション形態（ただし、誘電体部材４１は無い）において、ＦＢ比が０ｄＢ以上でかつ導波部材２０の効果（導波部材２０がない形態に比べてアンテナ利得が高くなる）が得られるａとＤの関係を示す。距離ａは、放射素子１０と導波部材２０との距離を表し、距離Ｄは、放射素子１０と窓ガラス２０１との距離を表す。
　ａとＤを変化させて、導波部材２０を取り付けた形態と取り付けない形態とのアンテナ利得をそれぞれ計算し、導波部材２０を取り付けた形態が取り付けない形態に比べてアンテナ利得が高くなるａとＤのペアをプロットすると、図示のような上下限線が得られる。図２４～２７に示す下限破線及び上限破線は、ａとＤを放射素子１０の動作周波数３．５ＧＨｚの１波長（＝８５．７ｍｍ）で規格化したときに、導波部材２０を取り付けた形態と取り付けない形態とのアンテナ利得が略同じとなる回帰曲線を表す。
　図２４において、放射素子１０の動作周波数における波長をλｇ、窓ガラス２０１の厚さを８ｍｍ以上１２ｍｍ以下とするとき、
　ａは、（－２７．２７×Ｄ４＋２３．６４×Ｄ３－６．５７×Ｄ２＋０．８７×Ｄ－０．０２）×λｇ以上（－８．７０×Ｄ３＋４．２３×Ｄ２＋０．３１×Ｄ＋０．０２）×λｇ以下であり、
　Ｄは、０．０６×λｇ以上０．３５×λｇ以下であると、導波部材２０を取り付けた形態が取り付けない形態に比べてアンテナ利得が高くなる。
　図２５において、放射素子１０の動作周波数における波長をλｇ、窓ガラス２０１の厚さを８ｍｍ以上１４ｍｍ以下とするとき、
　ａは、（－６９．２×Ｄ４＋５７．９×Ｄ３－１５．９×Ｄ２＋１．９×Ｄ－０．１）×λｇ以上（－８３．９２×Ｄ４＋４３．５２×Ｄ３－６．６７×Ｄ２＋１．１９×Ｄ－０．０１）×λｇ以下であり、
　Ｄは、０．０６×λｇ以上０．３５×λｇ以下であると、導波部材２０を取り付けた形態が取り付けない形態に比べてアンテナ利得が高くなる。
　図２６において、放射素子１０の動作周波数における波長をλｇ、窓ガラス２０１の厚さを８ｍｍ以上１９ｍｍ以下とするとき、
　ａは、（－４１．９６２×Ｄ４＋３２．０９８×Ｄ３－７．０９４×Ｄ２＋０．６４０×Ｄ＋０．００４）×λｇ以上（１６７．８×Ｄ４－１３２．７×Ｄ３＋３３．６×Ｄ２－２．４×Ｄ＋０．１）×λｇ以下であり、
　Ｄは、０．０６×λｇ以上０．３５×λｇ以下であると、導波部材２０を取り付けた形態が取り付けない形態に比べてアンテナ利得が高くなる。
　図２７において、放射素子１０の動作周波数における波長をλｇ、窓ガラス２０１の厚さを６ｍｍ以上１９ｍｍ以下とするとき、
　ａは、（－４．９×Ｄ３＋４．４×Ｄ２－０．８×Ｄ＋０．１）×λｇ以上（５４５．５０×Ｄ４－５１４．１１×Ｄ３＋１７１．２６×Ｄ２－２２．９５×Ｄ＋１．１１）×λｇ以下であり、
　Ｄは、０．１２×λｇ以上０．３５×λｇ以下であると、導波部材２０を取り付けた形態が取り付けない形態に比べてアンテナ利得が高くなる。
　図２８～３１は、アンテナユニット１を図２のように窓ガラス２０１に取り付けたシミュレーション形態（ただし、誘電体部材４１は無い）において、アンテナ利得が８ｄＢｉ以上得られるａとＤの関係を示す。アンテナ利得が８ｄＢｉ以上であれば、良好な通信エリアを形成できる。
　ａとＤを変化させて、アンテナ利得が８ｄＢｉ以上得られるａとＤのペアをプロットすると、図示のような上下限線が得られる。図２８～３１に示す下限破線及び上限破線は、ａとＤを放射素子１０の動作周波数３．５ＧＨｚの１波長（＝８５．７ｍｍ）で規格化したときに、アンテナ利得が８ｄＢｉとなる回帰曲線を表す。
　図２８において、放射素子１０の動作周波数における波長をλｇ、窓ガラス２０１の厚さを１０ｍｍ以上１４ｍｍ以下とするとき、
　ａは、（１５．７０×Ｄ４－１６．０１×Ｄ３＋４．７６×Ｄ２－０．３１×Ｄ＋０．０３）×λｇ以上（－２６２９．９×Ｄ６＋４５３４．４×Ｄ５－３０３７．８×Ｄ４＋９９９．０×Ｄ３－１６７．１×Ｄ２＋１４．１×Ｄ－０．４）×λｇ以下であり、
　Ｄは、０．０６×λｇ以上０．５８×λｇ以下であると、アンテナ利得が８ｄＢｉ以上得られる。
　図２９において、放射素子１０の動作周波数における波長をλｇ、窓ガラス２０１の厚さを８ｍｍ以上１４ｍｍ以下とするとき、
　ａは、（６．５３×Ｄ３－５．７９×Ｄ２＋１．２７×Ｄ＋０．０４）×λｇ以上（１１５０５．６×Ｄ６―３００６３．４×Ｄ５＋３１６１１．０×Ｄ４－１７１５４．３×Ｄ３＋５０７３．７×Ｄ２－７７５．０×Ｄ＋４７．９）×λｇ以下であり、
　Ｄは、０．２３×λｇ以上０．５８×λｇ以下であると、アンテナ利得が８ｄＢｉ以上得られる。
　図３０において、放射素子１０の動作周波数における波長をλｇ、窓ガラス２０１の厚さを６ｍｍ以上１４ｍｍ以下とするとき、
　ａは、（９．２×Ｄ３－９．４×Ｄ２＋２．８×Ｄ－０．２）×λｇ以上（－６２９．４×Ｄ４＋９９５．０×Ｄ３－５８０．３×Ｄ２＋１４９．６×Ｄ－１４．２）×λｇ以下であり、
　Ｄは、０．２９×λｇ以上０．５８×λｇ以下であると、アンテナ利得が８ｄＢｉ以上得られる。
　図３１において、放射素子１０の動作周波数における波長をλｇ、窓ガラス２０１の厚さを６ｍｍ以上１９ｍｍ以下とするとき、
　ａは、（１９．６×Ｄ３－２３．０×Ｄ２＋８．４×Ｄ－０．９）×λｇ以上（－３１０５．２×Ｄ４＋５５６２．２×Ｄ３－３６９６．８×Ｄ２＋１０８２．０×Ｄ－１１７．６）×λｇ以下であり、
　Ｄは、０．３５×λｇ以上０．５８×λｇ以下であると、アンテナ利得が８ｄＢｉ以上得られる。
　以上、アンテナユニット、アンテナユニット付き窓ガラス及び整合体を実施形態により説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。他の実施形態の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が、本発明の範囲内で可能である。
　本国際出願は、２０１８年３月１６日に出願した日本国特許出願第２０１８－０５００４２号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願第２０１８－０５００４２号の全内容を本国際出願に援用する。
１　アンテナユニット
１０　放射素子
１１　給電点
２０　導波部材
３０　導体
４１　誘電体部材
４２　空間
５０　誘電体部材
６０　支持部
７０　整合部材
１００　平面アンテナ
１０１～１０５，５０１～５０３　アンテナユニット
２００，２０１　窓ガラス
３０１～３０５，４０１～４０３　アンテナ付き窓ガラス

Claims (27)

  1. 　建物用の窓ガラスに取り付けて使用されるアンテナユニットであって、
    　放射素子と、
    　前記放射素子に対して屋外側に位置する導波部材と、
    　前記放射素子に対して屋内側に位置する導体とを備え、
    　前記放射素子と前記導波部材との間の距離をａ、前記放射素子と前記導波部材との間の誘電体部材からなる媒質の比誘電率をεｒとするとき、
    　ａは、（２．１１×εｒ－１．８２）ｍｍ以上である、アンテナユニット。
  2. 　前記導波部材は、前記誘電体部材に設けられる、請求項１に記載のアンテナユニット。
  3. 　建物用の窓ガラスに取り付けて使用されるアンテナユニットであって、
    　放射素子と、
    　前記放射素子に対して屋外側に位置する導波部材と、
    　前記放射素子に対して屋内側に位置する導体とを備え、
    　前記放射素子と前記導波部材との間に媒質を有し、
    　前記媒質は空間を含み、
    　前記放射素子と前記導波部材との間の距離ａが２．１ｍｍ以上である、アンテナユニット。
  4. 　前記媒質は誘電体部材をさらに含む、請求項３に記載のアンテナユニット。
  5. 　前記媒質は空間からなり、
    　前記放射素子と前記導波部材との間の距離ａが２．３ｍｍ以上である、請求項３に記載のアンテナユニット。
  6. 　前記導波部材は、前記窓ガラスと前記放射素子との間に位置する、請求項１から５のいずれか一項に記載のアンテナユニット。
  7. 　前記放射素子は、前記窓ガラスと前記導波部材との間に位置する、請求項１から５のいずれか一項に記載のアンテナユニット。
  8. 　前記窓ガラスと前記導波部材との間に整合部材を挟むように前記窓ガラスに取り付けて使用される、請求項１から６のいずれか一項に記載のアンテナユニット。
  9. 　前記窓ガラスの比誘電率をεｒ１、前記整合部材の比誘電率をεｒ２、前記整合部材と前記放射素子との間の媒質の比誘電率をεｒ３とするとき、
    　εｒ１は、εｒ２よりも大きく、εｒ２は、εｒ３よりも大きい、請求項８に記載のアンテナユニット。
  10. 　建物用の窓ガラスに取り付けて使用されるアンテナユニットであって、
    　放射素子と、
    　前記放射素子に対して屋外側に位置する導波部材と、
    　前記放射素子に対して屋内側に位置する導体とを備え、
    　前記放射素子と前記導波部材との間の距離をａ、前記放射素子と前記導波部材との間の媒質の比誘電率をεｒ、前記放射素子の動作周波数における波長をλｇとするとき、
    　ａは、（０．０３１×εｒ ２－０．０６５×εｒ＋０．０４０）×λｇ以上である、アンテナユニット。
  11. 　前記放射素子と前記導波部材との間の距離をａ、前記放射素子と前記窓ガラスとの間の距離をＤ、前記放射素子の動作周波数における波長をλｇ、前記窓ガラスの厚さを８ｍｍ以上１２ｍｍ以下とするとき、
    　ａは、（－２７．２７×Ｄ４＋２３．６４×Ｄ３－６．５７×Ｄ２＋０．８７×Ｄ－０．０２）×λｇ以上（－８．７０×Ｄ３＋４．２３×Ｄ２＋０．３１×Ｄ＋０．０２）×λｇ以下であり、
    　Ｄは、０．０６×λｇ以上０．３５×λｇ以下である、請求項１から１０のいずれか一項に記載のアンテナユニット。
  12. 　前記放射素子と前記導波部材との間の距離をａ、前記放射素子と前記窓ガラスとの間の距離をＤ、前記放射素子の動作周波数における波長をλｇ、前記窓ガラスの厚さを８ｍｍ以上１４ｍｍ以下とするとき、
    　ａは、（－６９．２×Ｄ４＋５７．９×Ｄ３－１５．９×Ｄ２＋１．９×Ｄ－０．１）×λｇ以上（－８３．９２×Ｄ４＋４３．５２×Ｄ３－６．６７×Ｄ２＋１．１９×Ｄ－０．０１）×λｇ以下であり、
    　Ｄは、０．０６×λｇ以上０．３５×λｇ以下である、請求項１から１０のいずれか一項に記載のアンテナユニット。
  13. 　前記放射素子と前記導波部材との間の距離をａ、前記放射素子と前記窓ガラスとの間の距離をＤ、前記放射素子の動作周波数における波長をλｇ、前記窓ガラスの厚さを８ｍｍ以上１９ｍｍ以下とするとき、
    　ａは、（－４１．９６２×Ｄ４＋３２．０９８×Ｄ３－７．０９４×Ｄ２＋０．６４０×Ｄ＋０．００４）×λｇ以上（１６７．８×Ｄ４－１３２．７×Ｄ３＋３３．６×Ｄ２－２．４×Ｄ＋０．１）×λｇ以下であり、
    　Ｄは、０．０６×λｇ以上０．３５×λｇ以下である、請求項１から１０のいずれか一項に記載のアンテナユニット。
  14. 　前記放射素子と前記導波部材との間の距離をａ、前記放射素子と前記窓ガラスとの間の距離をＤ、前記放射素子の動作周波数における波長をλｇ、前記窓ガラスの厚さを６ｍｍ以上１９ｍｍ以下とするとき、
    　ａは、（－４．９×Ｄ３＋４．４×Ｄ２－０．８×Ｄ＋０．１）×λｇ以上（５４５．５０×Ｄ４－５１４．１１×Ｄ３＋１７１．２６×Ｄ２－２２．９５×Ｄ＋１．１１）×λｇ以下であり、
    　Ｄは、０．１２×λｇ以上０．３５×λｇ以下である、請求項１から１０のいずれか一項に記載のアンテナユニット。
  15. 　前記放射素子と前記導波部材との間の距離をａ、前記放射素子と前記窓ガラスとの間の距離をＤ、前記放射素子の動作周波数における波長をλｇ、前記窓ガラスの厚さを１０ｍｍ以上１４ｍｍ以下とするとき、
    　ａは、（１５．７０×Ｄ４－１６．０１×Ｄ３＋４．７６×Ｄ２－０．３１×Ｄ＋０．０３）×λｇ以上（－２６２９．９×Ｄ６＋４５３４．４×Ｄ５－３０３７．８×Ｄ４＋９９９．０×Ｄ３－１６７．１×Ｄ２＋１４．１×Ｄ－０．４）×λｇ以下であり、
    　Ｄは、０．０６×λｇ以上０．５８×λｇ以下である、請求項１から１０のいずれか一項に記載のアンテナユニット。
  16. 　前記放射素子と前記導波部材との間の距離をａ、前記放射素子と前記窓ガラスとの間の距離をＤ、前記放射素子の動作周波数における波長をλｇ、前記窓ガラスの厚さを８ｍｍ以上１４ｍｍ以下とするとき、
    　ａは、（６．５３×Ｄ３－５．７９×Ｄ２＋１．２７×Ｄ＋０．０４）×λｇ以上（１１５０５．６×Ｄ６―３００６３．４×Ｄ５＋３１６１１．０×Ｄ４－１７１５４．３×Ｄ３＋５０７３．７×Ｄ２－７７５．０×Ｄ＋４７．９）×λｇ以下であり、
    　Ｄは、０．２３×λｇ以上０．５８×λｇ以下である、請求項１から１０のいずれか一項に記載のアンテナユニット。
  17. 　前記放射素子と前記導波部材との間の距離をａ、前記放射素子と前記窓ガラスとの間の距離をＤ、前記放射素子の動作周波数における波長をλｇ、前記窓ガラスの厚さを６ｍｍ以上１４ｍｍ以下とするとき、
    　ａは、（９．２×Ｄ３－９．４×Ｄ２＋２．８×Ｄ－０．２）×λｇ以上（－６２９．４×Ｄ４＋９９５．０×Ｄ３－５８０．３×Ｄ２＋１４９．６×Ｄ－１４．２）×λｇ以下であり、
    　Ｄは、０．２９×λｇ以上０．５８×λｇ以下である、請求項１から１０のいずれか一項に記載のアンテナユニット。
  18. 　前記放射素子と前記導波部材との間の距離をａ、前記放射素子と前記窓ガラスとの間の距離をＤ、前記放射素子の動作周波数における波長をλｇ、前記窓ガラスの厚さを６ｍｍ以上１９ｍｍ以下とするとき、
    　ａは、（１９．６×Ｄ３－２３．０×Ｄ２＋８．４×Ｄ－０．９）×λｇ以上（－３１０５．２×Ｄ４＋５５６２．２×Ｄ３－３６９６．８×Ｄ２＋１０８２．０×Ｄ－１１７．６）×λｇ以下であり、
    　Ｄは、０．３５×λｇ以上０．５８×λｇ以下である、請求項１から１０のいずれか一項に記載のアンテナユニット。
  19. 　建物用の窓ガラスに取り付けて使用されるアンテナユニットであって、
    　前記窓ガラスとの間に整合部材を挟むように位置する放射素子と、
    　前記整合部材との間に前記放射素子を挟むように位置する導体とを備え、
    　前記窓ガラスの比誘電率をεｒ１、前記整合部材の比誘電率をεｒ２、前記整合部材と前記放射素子との間の媒質の比誘電率をεｒ３とするとき、
    　εｒ１は、εｒ２よりも大きく、εｒ２は、εｒ３よりも大きい、アンテナユニット。
  20. 　前記窓ガラスと前記放射素子との間の距離をｅとするとき、
    　ｅは、（－０．５７×εｒ２＋３０．１）ｍｍ以上である、請求項１９に記載のアンテナユニット。
  21. 　建物用の窓ガラスに取り付けて使用されるアンテナユニットであって、
    　前記窓ガラスとの間に整合部材を挟むように位置する放射素子と、
    　前記整合部材との間に前記放射素子を挟むように位置する導体とを備え、
    　前記窓ガラスと前記放射素子との間の距離をｅ、前記整合部材の比誘電率をεｒ２とするとき、
    　ｅは、（－０．５７×εｒ２＋３０．１）ｍｍ以上である、アンテナユニット。
  22. 　建物用の窓ガラスに取り付けて使用されるアンテナユニットであって、
    　前記窓ガラスとの間に整合部材を挟むように位置する放射素子と、
    　前記整合部材との間に前記放射素子を挟むように位置する導体とを備え、
    　前記窓ガラスと前記放射素子との間の距離をｅ、前記整合部材の比誘電率をεｒ２、前記放射素子の動作周波数における波長をλｇとするとき、
    　ｅは、（－０．００２×εｒ２２＋０．０８４９×εｒ２＋０．２７６７）×λｇ以上である、アンテナユニット。
  23. 　前記放射素子と前記導体との距離をｄ、前記放射素子の動作周波数における波長をλｇとするとき、
    　ｄは、λｇ／４以下である、請求項１から２２のいずれか一項に記載のアンテナユニット。
  24. 　請求項１から２３のいずれか一項に記載のアンテナユニットと、前記窓ガラスとを備える、アンテナユニット付き窓ガラス。
  25. 　建物用の窓ガラスとアンテナユニットとの間に挟まれて使用される整合体であって、
    　前記窓ガラスの比誘電率をεｒ１、前記整合体の比誘電率をεｒ２、前記整合体と前記アンテナユニットが備える放射素子との間の媒質の比誘電率をεｒ３とするとき、
    　εｒ１は、εｒ２よりも大きく、εｒ２は、εｒ３よりも大きい、整合体。
  26. 　建物用の窓ガラスとアンテナユニットとの間に挟まれて使用される整合体であって、
    　前記窓ガラスと前記アンテナユニットが備える放射素子との間の距離をｅ、前記整合体の比誘電率をεｒ２とするとき、
    　ｅは、（－０．５７×εｒ２＋３０．１）ｍｍ以上である、整合体。
  27. 　建物用の窓ガラスとアンテナユニットとの間に挟まれて使用される整合体であって、
    　前記窓ガラスと前記アンテナユニットが備える放射素子との間の距離をｅ、前記整合体の比誘電率をεｒ２、前記放射素子の動作周波数における波長をλｇとするとき、
    　ｅは、（－０．００２×εｒ２２＋０．０８４９×εｒ２＋０．２７６７）×λｇ以上である、整合体。
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