WO2021065819A1 - アンテナ装置及び無線通信装置 - Google Patents

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WO2021065819A1
WO2021065819A1 PCT/JP2020/036679 JP2020036679W WO2021065819A1 WO 2021065819 A1 WO2021065819 A1 WO 2021065819A1 JP 2020036679 W JP2020036679 W JP 2020036679W WO 2021065819 A1 WO2021065819 A1 WO 2021065819A1
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antenna
glass substrate
patch antenna
patch
antenna element
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PCT/JP2020/036679
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Inventor
五十嵐　崇裕
Original Assignee
ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/08—Radiating ends of two-conductor microwave transmission lines, e.g. of coaxial lines, of microstrip lines
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0414—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna in a stacked or folded configuration
    • H—ELECTRICITY
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    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • H—ELECTRICITY
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    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/24—Combinations of antenna units polarised in different directions for transmitting or receiving circularly and elliptically polarised waves or waves linearly polarised in any direction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/30—Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H01Q5/307—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way
    • H01Q5/342—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way for different propagation modes
    • H01Q5/35—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way for different propagation modes using two or more simultaneously fed points
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q19/00—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
    • H01Q19/02—Details

Definitions

  • This disclosure relates to an antenna device and a wireless communication device.
  • Patent Document 1 As an antenna device using a patch antenna, there is one disclosed in Patent Document 1.
  • the antenna device disclosed in Patent Document 1 is composed of a first semiconductor substrate in which a patch antenna is patterned on the bottom surface of the cavity, and a conductor that grounds a part or the entire surface of the opening side of the cavity including the bottom surface of the cavity. It includes a covered second semiconductor substrate and is composed of a laminated structure thereof.
  • the present disclosure has been made in view of such circumstances, and an object of the present disclosure is to provide an antenna device and a wireless communication device capable of improving performance.
  • One aspect of the present disclosure includes a first antenna element and a second antenna element arranged on one surface side of the first antenna element, and the first antenna element includes a first glass substrate and the said. It has a first patch antenna provided on a first glass substrate, and the second antenna element has a second glass substrate and a second patch antenna provided on the second glass substrate.
  • the shape of at least one of the first patch antenna and the second patch antenna in plan view is rectangular, and the contours of one or more of the four corners of the rectangle are curved in plan view.
  • it is an antenna device including a plurality of blunt angles.
  • the electric field concentration at the corners can be suppressed, and the collapse of the excitation shape due to the electric field concentration can be suppressed. This makes it possible for the antenna device to improve its performance (for example, radiation characteristics).
  • Another aspect of the present invention includes a first antenna element and a second antenna element arranged on one surface side of the first antenna element, and the first antenna element includes a first glass substrate and a first glass substrate. It has a first patch antenna provided on the first glass substrate, and the second antenna element has a second glass substrate and a second patch antenna provided on the second glass substrate.
  • the first antenna element has a first feeding point connected to the first patch antenna, and the shape of the first patch antenna in a plan view is rectangular. In the rectangular shape, one facing each other in the first direction.
  • the first feeding point Is an antenna device located at a position deviating from the first straight line and the second straight line, respectively.
  • the antenna device can improve the depth of resonance and the band, so that the performance can be improved (for example, widening the bandwidth).
  • FIG. 1 is a perspective view showing a configuration example of the wireless communication device according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration example of the wireless communication device according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3A is a plan view showing a configuration example of the first antenna element according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3B is a bottom view showing a configuration example of the first antenna element according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3C is an enlarged cross-sectional view showing a configuration example of the first antenna element according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 4A is a plan view showing a configuration example of the second antenna element according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 4B is a plan view showing a configuration example of the second antenna element according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5A is a cross-sectional view showing the manufacturing method of the first antenna element according to the first embodiment of the present disclosure in the order of steps.
  • FIG. 5B is a cross-sectional view showing the manufacturing method of the first antenna element according to the first embodiment of the present disclosure in the order of steps.
  • FIG. 5C is a cross-sectional view showing the manufacturing method of the first antenna element according to the first embodiment of the present disclosure in the order of steps.
  • FIG. 6A is a cross-sectional view showing the manufacturing method of the second antenna element according to the first embodiment of the present disclosure in the order of steps.
  • FIG. 6B is a cross-sectional view showing the manufacturing method of the second antenna element according to the first embodiment of the present disclosure in the order of steps.
  • FIG. 6C is a cross-sectional view showing the manufacturing method of the second antenna element according to the first embodiment of the present disclosure in the order of processes.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a process of attaching the second antenna element to the first antenna element.
  • FIG. 8 is a plan view showing an example of a method of aligning the first antenna element and the second antenna element.
  • FIG. 9 is a block diagram showing a configuration example of the wireless communication circuit according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 10 is a perspective view showing a configuration example of the wireless communication device according to the second embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11 is a perspective view showing a configuration example of the wireless communication device according to the third embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 12 is a perspective view showing a configuration example of the wireless communication device according to the fourth embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 13 is a perspective view showing a configuration example of the wireless communication device according to the fifth embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view showing a configuration example of the wireless communication device according to the fifth embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 15 is a perspective view showing a configuration example of the wireless communication device according to the sixth embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 16 is a perspective view showing a configuration example of the antenna device according to the seventh embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 17 is a perspective view showing a configuration example of the antenna device according to the eighth embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view showing a configuration example of the antenna device according to the eighth embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 19 is a perspective view showing a configuration example of the wireless communication device according to the ninth embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 20 is a plan view showing a configuration example 1 of the first patch antenna according to the ninth embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 21 is a plan view showing a configuration example 2 of the first patch antenna according to the ninth embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 22 is a plan view showing a configuration example 1 of a corner portion according to a ninth embodiment.
  • FIG. 23 is a plan view showing a configuration example 2 of the corner portion according to the ninth embodiment.
  • FIG. 24 is a perspective view showing a modification 1 of the wireless communication device according to the ninth embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 25 is a perspective view showing a modification 2 of the wireless communication device according to the ninth embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 26 is a plan view showing an arrangement example of the first feeding point according to the tenth embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 27 is a plan view showing an arrangement example of the first feeding point and the second feeding point according to the tenth embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 28 is a perspective view showing a configuration example of the wireless communication device according to the eleventh embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 29A is a graph showing the result of evaluating the antenna directivity of the antenna device according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 29B is a graph showing the result of evaluating the antenna directivity of the antenna device according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 29C is a graph showing the result of evaluating the antenna directivity of the antenna device according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 29D is a graph showing the result of evaluating the antenna directivity of the antenna device according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 29E is a graph showing the result of evaluating the antenna directivity of the antenna device according to the embodiment of the present disclosure.
  • the definition of the vertical direction in the following description is merely a definition for convenience of explanation, and does not limit the technical idea of the present disclosure. For example, if the object is rotated 90 ° and observed, the top and bottom are converted to left and right and read, and if the object is rotated 180 ° and observed, the top and bottom are reversed and read.
  • the direction may be explained by using the wording in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction.
  • the Z-axis direction is the thickness direction of the antenna device 1 described later.
  • the X-axis direction and the Y-axis direction are directions orthogonal to the Z-axis direction.
  • the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction are orthogonal to each other.
  • plane view means viewing from the Z-axis direction.
  • the same includes not only the case of being completely the same but also the case of being substantially the same. As a case where they are substantially the same, for example, even if there is a difference between the two, the difference is within the range of manufacturing error.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a configuration example of the wireless communication device according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration example of the wireless communication device according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 shows a cross section of FIG. 1 cut along the XX plane through the II-II'line.
  • the wireless communication device 100 according to the first embodiment includes an antenna device 1 and a communication circuit board 5 on which the antenna device 1 is mounted.
  • the antenna device 1 is, for example, a device for transmitting or receiving radio waves in the millimeter wave region.
  • the radio wave in the millimeter wave region means a radio wave having a wavelength band of about 10 mm or less.
  • the antenna device 1 includes a first antenna element 10 and a second antenna element 20 arranged on one surface side of the first antenna element 10 (for example, the front surface 11a side of the first glass substrate 11). Be prepared.
  • the first antenna element 10 and the second antenna element 20 are bonded to each other via a bonding material 30.
  • the antenna device 1 and the communication circuit board 5 are also joined to each other via a joining material (not shown).
  • FIG. 3A is a plan view showing a configuration example of the first antenna element according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3B is a bottom view showing a configuration example of the first antenna element according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3C is an enlarged cross-sectional view showing a configuration example of the first antenna element according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3C shows a cross section of the enlarged view of FIG. 3A cut along the line IIIC-IIIC'.
  • the first antenna element 10 includes a first glass substrate 11 and a first patch antenna 13 provided on the front surface 11a side of the first glass substrate 11.
  • a conductor layer 15 provided on the back surface 11b side of the first glass substrate 11 and a terminal layer 17 provided on the back surface 11b side of the first glass substrate 11 are provided. As shown in FIGS. 2, 3B and 3C, the conductor layer 15 and the terminal layer 17 are provided on the opposite sides of the first patch antenna 13 with the first glass substrate 11 interposed therebetween. The conductor layer 15 and the terminal layer 17 are separated from each other and are not electrically connected to each other.
  • the first glass substrate 11 is provided with a first through hole 11H1 and a second through hole 11H2 penetrating between the front surface 11a and the back surface 11b.
  • the first through hole 11H1 and the second through hole 11H2 are separated from each other.
  • the first patch antenna 13 is arranged on one end side of the first through hole 11H1, and the terminal layer 17 is arranged on the other end side of the first through hole 11H1.
  • the first patch antenna 13 is arranged on one end side of the second through hole 11H2, and the terminal layer 17 is arranged on the other end side of the second through hole 11H2.
  • One terminal layer 17 is provided for each of the first through hole 11H1 and the second through hole 11H2.
  • the first through hole 11H1 and the second through hole 11H2 have the same shape and the same dimensions.
  • the shapes of the first through hole 11H1 and the second through hole 11H2 in a plan view are, for example, circular.
  • the diameter ⁇ a is smaller than the diameter ⁇ b.
  • ⁇ a is 0.1 mm and ⁇ b is 0.125 mm.
  • first through hole 11H1 and the second through hole 11H2 are not limited to the above.
  • the first through hole 11H1 and the second through hole 11H2 may have a diameter ⁇ a on the front surface 11a side larger than the diameter ⁇ b on the back surface 11b side.
  • a connection layer 18 is provided on the inner surface of the first through hole 11H1.
  • the first patch antenna 13 and the terminal layer 17 are electrically connected via a connection layer 18 provided on the inner surface of the first through hole 11H1.
  • a connecting layer 18 is also provided on the inner surface of the second through hole 11H2.
  • the first patch antenna 13 and the terminal layer 17 are electrically connected via a connection layer 18 provided on the inner surface of the second through hole 11H2.
  • the first patch antenna 13, the conductor layer 15, the terminal layer 17, and the connection layer 18 are each composed of a conductor such as copper (Cu) or a Cu alloy containing Cu as a main component.
  • the first patch antenna 13, the conductor layer 15, the terminal layer 17, and the connection layer 18 may each be a laminated film in which a plurality of types of conductors are laminated.
  • the first patch antenna 13 includes a Cu layer 13A formed by electroplating, a nickel (Ni) layer 13B formed by electroless plating, and gold (gold) formed by electroless plating. Au) It is composed of a layer 13C.
  • the Cu layer 13A, the Ni layer 13B, and the Au layer 13C are laminated in this order from the first glass substrate 11 side.
  • the conductor layer 15 is composed of a Cu layer 15A formed by electroplating, a Ni layer 15B formed by electroless plating, and an Au layer 15C formed by electroless plating.
  • the Cu layer 15A, the Ni layer 15B, and the Au layer 15C are laminated in this order from the first glass substrate 11 side.
  • the terminal layer 17 is composed of a Cu layer 17A formed by electroplating, a Ni layer 17B formed by electroless plating, and an Au layer 17C formed by electroless plating.
  • the Cu layer 17A, the Ni layer 17B, and the Au layer 17C are laminated in this order from the first glass substrate 11 side.
  • connection layer 18 is composed of a Cu layer 18A formed by electroplating, a Ni layer 18B formed by electroless plating, and an Au layer 18C formed by electroless plating.
  • the Cu layer 18A, the Ni layer 18B, and the Au layer 18C are laminated in this order from the first glass substrate 11 side.
  • the Cu layers 13A, 15A, 17A and 18A are 5.0 ⁇ m, respectively
  • the Ni layers 13B, 15B, 17B and 18B are 3.0 ⁇ m, respectively
  • the Au layers 13C, 15C, 17C and Each of 18C is 0.3 ⁇ m.
  • the joint between the connection layer 18 provided in the first through hole 11H1 and the first patch antenna 13 is the first feeding point FP1 of the first patch antenna 13.
  • the joint between the connection layer 18 provided in the second through hole 11H2 and the first patch antenna 13 is the second feeding point FP2 of the first patch antenna 13.
  • the second feeding point FP2 is located at a position away from the first feeding point FP1.
  • the first feeding point FP1 and the second feeding point FP2 are connected to impedances having the same magnitude (for example, 50 ⁇ ). As a result, the first feeding point FP1 and the second feeding point FP2 resonate with each other.
  • the first feeding point FP1 and the second feeding point FP2 may be connected to impedances having different magnitudes from each other. Even in this case, the first feeding point FP1 and the second feeding point FP2 may resonate with each other.
  • the planar shape of the first glass substrate 11 is rectangular.
  • the planar shape of the first patch antenna 13 is also rectangular.
  • the planar shape of the terminal layer 17 is circular.
  • the terminal layer 17 is provided in a region that overlaps with the first patch antenna 13 in a plan view.
  • the conductor layer 15 is provided in a region that overlaps with the first patch antenna 13 in a plan view, except for the terminal layer 17 and its peripheral region.
  • the conductor layer 15 may be provided on the entire back surface 11b of the first glass substrate 11.
  • the first glass substrate 11 contains silicon (Si) and oxygen (O) as main constituent elements. Further, the first glass substrate 11 may contain a metal element in addition to Si and O.
  • the first glass substrate 11 has translucency (for example, can transmit visible light), and is colorless and transparent or colored and transparent. The translucency is not limited to the property of transmitting visible light, and may be the property of transmitting infrared rays or ultraviolet rays.
  • the length of the first glass substrate 11 in the vertical direction (for example, the Y-axis direction) is, for example, 5 mm or more and 25 mm or less.
  • the length of the first glass substrate 11 in the lateral direction (for example, the X-axis direction) is, for example, 5 mm or more and 25 mm or less.
  • the thickness 11t (see FIG. 3C) of the first glass substrate 11 is, for example, 0.3 mm or more and 1.0 mm or less.
  • the length of the first patch antenna 13 in the vertical direction and the horizontal direction depends on the frequency, and the size of 1/2 of the wavelength is a guide.
  • FIG. 4A is a plan view showing a configuration example of the second antenna element according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 4B is a bottom view showing a configuration example of the second antenna element according to the embodiment of the present disclosure.
  • the second antenna element 20 includes a second glass substrate 21 and a second patch antenna 23 provided on the front surface 21a side of the second glass substrate 21.
  • a recess 25 is provided on the back surface 21b side of the second glass substrate 21.
  • the recess 25 is open on the surface side facing the first glass substrate 11.
  • the second patch antenna 23 is located on the opposite side of the bottom surface 25a of the recess 25.
  • the second patch antenna 23 is made of a conductor such as Cu or a Cu alloy.
  • the planar shape of the second glass substrate 21 is rectangular.
  • the planar shape of the second patch antenna 23 is also rectangular.
  • the planar shape of the recess 25 is also rectangular.
  • the second glass substrate 21 contains silicon (Si) and oxygen (O) as main constituent elements. Further, the second glass substrate 21 may contain a metal element in addition to Si and O.
  • the second glass substrate 21 has translucency and is colorless and transparent or colored and transparent.
  • the length of the second glass substrate 21 in the vertical direction is, for example, 0.5 mm or more and 15 mm or less.
  • the lateral length of the second glass substrate 21 is, for example, 0.5 mm or more and 15 mm or less.
  • the thickness of the second glass substrate 21 is, for example, 0.3 mm or more and 1.0 mm or less.
  • the length of the second patch antenna 23 in the vertical and horizontal directions also depends on the frequency, and the size of 1/2 of the wavelength is a guide.
  • the first glass substrate 11 and the second glass substrate 21 may have the same shape and the same dimensions. That is, even if the vertical length, the horizontal length and the thickness of the first glass substrate 11 are the same as the vertical length, the horizontal length and the thickness of the second glass substrate 21, respectively. Good.
  • the first patch antenna 13 and the second patch antenna 23 may also have the same shape and the same dimensions.
  • the joint between the first through hole 11H1 and the first patch antenna 13 is the first feeding point FP1 of the first patch antenna 13.
  • the joint between the second through hole 11H2 and the first patch antenna 13 is the second feeding point FP2 of the first patch antenna 13.
  • the first patch antenna 13 is connected to a signal line that supplies a high frequency signal via at least one of a first feeding point FP1 and a second feeding point FP2.
  • the second patch antenna 23 is not electrically connected to anything.
  • the first patch antenna 13 and the second patch antenna 23 are in a resonant state.
  • the signal line can be provided on the communication circuit board 5, but can also be provided on the first glass substrate 11.
  • the first patch antenna 13 transmits or receives radio waves in the millimeter wave region
  • the first patch antenna 13 and the second patch antenna 23 resonate with each other.
  • the conductor layer 15 is a ground and functions as a reflective layer.
  • the antenna device 1 has directivity in the normal direction (for example, the Z-axis direction) of the first patch antenna 13.
  • the antenna device 1 can transmit radio waves in the millimeter wave region in the normal direction (for example, Z-axis direction) of the first patch antenna 13 and receive radio waves from the Z-axis direction.
  • the substrate constituting the first patch antenna 13 and the substrate constituting the second patch antenna are each made of glass.
  • the permittivity of glass is lower than that of semiconductors such as silicon.
  • a recess 25 is located between the first patch antenna 13 and the second patch antenna 23, and an air layer exists inside the recess 25.
  • the permittivity of the air layer is lower than the permittivity of glass. Due to the presence of glass and an air layer instead of a semiconductor between the first patch antenna 13 and the second patch antenna 23, the antenna device 1 transmits or receives radio waves in the millimeter wave region in a wide band with high gain. can do.
  • 5A to 5C are cross-sectional views showing the manufacturing method of the first antenna element according to the first embodiment of the present disclosure in the order of steps.
  • 6A to 6C are cross-sectional views showing the manufacturing method of the second antenna element according to the first embodiment of the present disclosure in the order of processes.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a process of attaching the second antenna element to the first antenna element.
  • FIG. 8 is a plan view showing an example of a method of aligning the first antenna element and the second antenna element.
  • the antenna device 1 may be manufactured, for example, by using a laser, a drill or an end mill for forming a through hole in a glass substrate, an electrolytic plating or electroless plating device for forming copper on a glass substrate, a device for wet etching copper, and glass.
  • Various jigs or devices are used, such as a device for aligning substrates with each other and a device for bonding glass substrates with each other in the aligned state.
  • jigs or devices for manufacturing the antenna device 1 are collectively referred to as manufacturing devices.
  • the manufacturing apparatus forms the first through hole 11H1 and the second through hole 11H2 in the first glass substrate 11.
  • the manufacturing apparatus forms copper 19a and 19b on the front surface 11a and the back surface 11b of the first glass substrate 11, respectively, by electrolytic plating, and the first through hole 11H1. Copper is also formed on the inner surface of the second through hole 11H2 (see, for example, FIGS. 3A and 3B).
  • the manufacturing apparatus patterns the copper 19a and 19b by photolithography and wet etching techniques, respectively. A solution containing ferric chloride is used for etching copper 19a and 19b. As a result, as shown in FIG.
  • the first patch antenna 13 is formed from the copper on the front surface 11a side.
  • the conductor layer 15 and the terminal layer 17 are formed from the copper on the back surface 11b side.
  • the copper in the first through hole 11H1 and the copper in the second through hole 11H2 form the connecting layer 18.
  • the first patch antenna 13, the conductor layer 15, the terminal layer 17, and the connection layer 18 may be a laminated film containing Cu, Ni, and Au.
  • the manufacturing apparatus may form a Cu layer by, for example, electrolytic plating, and form a Ni layer and an Au layer by electroless plating.
  • the manufacturing apparatus forms copper 29 on the front surface 21a of the second glass substrate 21 by, for example, electrolytic plating.
  • the manufacturing apparatus then patterns the copper 29 by photolithography and wet etching techniques.
  • a solution containing ferric chloride is used for etching the copper 29.
  • the second patch antenna 23 is formed from the copper 29.
  • the manufacturing apparatus etches the back surface 21b side of the second glass substrate 21 by photolithography and wet etching technology.
  • a solution containing hydrogen fluoride (HF) is used for etching the second glass substrate 21.
  • the recess 25 is formed on the back surface 21b side of the second glass substrate 21.
  • the boundary portion 25c between the bottom surface 25a and the inner surface 25b of the recess 25 is formed in a rounded shape without being angular.
  • the manufacturing apparatus applies the bonding material 30 to the peripheral edge portion of the second antenna element 20 on the back surface 21b side of the second glass substrate 21 and located around the recess 25.
  • the manufacturing apparatus applies the bonding material 30 to a portion of the first glass substrate 11 of the first antenna element 10 on the front surface 11a side facing the peripheral edge portion.
  • the manufacturing apparatus aligns the front surface 11a side of the first glass substrate 11 with the back surface 21b side of the second glass substrate 21 facing each other.
  • the manufacturing apparatus joins the first glass substrate 11 and the second glass substrate 21 to each other via the joining material 30.
  • the second antenna element 20 is attached to the first antenna element 10, and the antenna device 1 is completed.
  • the manufacturing apparatus uses the first patch antenna 13 provided on the first glass substrate 11 and the second patch antenna 23 provided on the second glass substrate 21 as alignment marks. ..
  • the first patch antenna 13 and the second patch antenna 23 are formed so as to overlap each other in a plan view.
  • the first patch antenna 13 and the second patch antenna 23 have the same planar shape and the same size as each other.
  • the first patch antenna 13 and the second patch antenna 23 overlap in a plan view, and the contour of the first patch antenna 13 and the second patch
  • the second glass substrate 21 is moved relative to the first glass substrate 11 so as to match the contour of the antenna 23.
  • the manufacturing apparatus can align the first glass substrate 11 and the second glass substrate 21 with high accuracy.
  • the manufacturing apparatus when the first patch antenna 13 and the second patch antenna 23 have the same planar shape as each other, and one of the first patch antenna 13 and the second patch antenna 23 is smaller than the other.
  • the center position of the first patch antenna 13 and the center position of the second patch antenna 23 overlap in a plan view, and each side of the outer circumference of the first patch antenna 13 is the second patch antenna 23.
  • the second glass substrate 21 is moved relative to the first glass substrate 11 so as to be parallel to each side of the outer circumference of the above.
  • the manufacturing apparatus can align the first glass substrate 11 and the second glass substrate 21 with high accuracy.
  • the devices for aligning the glass substrates are the first imaging device arranged on the front surface 21a side of the second glass substrate 21 and the second imaging device arranged on the back surface 11b side of the first glass substrate 11. Have at least one of.
  • the second glass substrate 21 has translucency. Therefore, the first imaging device arranged on the front surface 21a side of the second glass substrate 21 images the second patch antenna 23 and also images the first patch antenna 13 through the second glass substrate 21. Can be done.
  • the second imaging device arranged on the back surface 11b side of the first glass substrate 11 images the first patch antenna 13 through the first glass substrate 11 and passes through the first glass substrate 11 and the second glass substrate 21.
  • the second patch antenna 23 can be imaged. From these imaging data, the device for aligning the glass substrates can detect the positions of the first patch antenna 13 and the second patch antenna 23.
  • FIG. 9 is a block diagram showing a configuration example of the wireless communication circuit according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 9 illustrates a case where a plurality of antenna devices 1 are connected to one wireless communication circuit 50.
  • the plurality of antenna devices 1 may cover different bands, or at least a part of the covered bands may overlap each other.
  • the wireless communication circuit 50 includes an input terminal 51, a transmission amplifier 52, a switch 53, a filter 54, a reception amplifier 56, and an output terminal 57. ..
  • a high frequency signal (for example, a millimeter wave signal) is input to the input terminal 51.
  • the transmission amplifier 52 has a function of amplifying a high frequency signal input to the input terminal 51.
  • the switch 53 has a function of switching the connection destination of the filter 54 from one of the transmission amplifier 52 and the reception amplifier 56 to the other.
  • the filter 54 has a function of removing unnecessary frequency components from a high frequency signal.
  • the filter 54 is connected to a plurality of phase devices 55 via a signal line provided on the communication circuit board 5.
  • the plurality of phase devices 55 are provided on the communication circuit board 5.
  • the plurality of phase devices 55 are connected to the terminal layers 17 of the plurality of antenna devices 1 via signal lines provided on the communication circuit board 5.
  • the receiving amplifier 56 has a function of amplifying the received signal received by the antenna device 1.
  • the amplified reception signal is output from the output terminal 57.
  • the plurality of antenna devices 1 shown in FIG. 9 may have the same radio wave band and resonance point, or may be different from each other.
  • FIG. 9 illustrates a case where a plurality of antenna devices 1 are connected to one wireless communication circuit 50, but the embodiment of the present disclosure is not limited to this. In the embodiment of the present disclosure, one antenna device 1 may be connected to one wireless communication circuit 50.
  • the wireless communication device 100 includes an antenna device 1 and a wireless communication circuit 50 connected to the antenna device 1.
  • the antenna device 1 includes a first antenna element 10 and a second antenna element 20 arranged on one surface side of the first antenna element 10.
  • the first antenna element 10 has a first glass substrate 11 and a first patch antenna 13 provided on the first glass substrate 11.
  • the second antenna element 20 has a second glass substrate 21 and a second patch antenna 23 provided on the second glass substrate 21. At least a part of the first patch antenna 13 faces the second patch antenna 23 through a gap (for example, a recess 25).
  • a patch antenna having a cavity stack structure is configured in which the first patch antenna 13 and the second patch antenna 23 are stacked via a gap.
  • the antenna device 1 can transmit or receive radio waves in the millimeter wave region by using a patch antenna having a cavity stack structure. Since the dielectric constant between the first patch antenna 13 and the second patch antenna 23 is suppressed to be low by the air layer in the glass substrate and the recess 25, the generation of surface waves can be suppressed.
  • the antenna device 1 can transmit or receive radio waves in the millimeter wave region in a wide band with high gain.
  • the antenna device 1 can suppress the dielectric loss in the first patch antenna 13 and the second patch antenna 23 to be low, and the antenna. Efficiency can be maintained high.
  • the glass substrate can be made into a panel (large area), and more first antenna elements 10 or second antenna elements 20 can be obtained from one substrate as compared with a semiconductor substrate. This makes it possible to reduce the manufacturing cost of the antenna device 1.
  • the first glass substrate 11 and the second glass substrate 21 have smaller dimensional changes with respect to heat and stable dimensional accuracy as compared with the organic substrate composed of an organic material.
  • the first glass substrate 11 and the second glass substrate 21 can be wet-etched with a solution containing hydrogen fluoride, and are excellent in processing accuracy.
  • the higher the frequency band of radio waves transmitted or received the smaller the size of the antenna.
  • the frequency band of the radio wave transmitted or received fluctuates. Therefore, in particular, an antenna that transmits or receives radio waves in the millimeter wave region is required to have high dimensional accuracy.
  • the antenna device 1 since the antenna device 1 has stable dimensional accuracy and excellent processing accuracy, it is possible to suppress fluctuations in the band and improve the antenna characteristics.
  • the second glass substrate 21 is provided with a recess 25.
  • the periphery of the recess 25 has a frame structure. This frame structure increases the rigidity of the second glass substrate 21 and contributes to the stabilization of the dimensional accuracy of the second glass substrate 21.
  • first glass substrate 11 and the second glass substrate 21 each have translucency. According to this, the first patch antenna 13 is imaged from the front surface 21a side of the second glass substrate 21 through the second glass substrate 21, or through the first glass substrate 11 from the back surface 11b side of the first glass substrate 11. The second patch antenna can be imaged. The alignment between the first glass substrate and the second glass substrate is easy.
  • FIG. 10 is a perspective view showing a configuration example of the wireless communication device according to the second embodiment of the present disclosure.
  • the wireless communication device 100A according to the second embodiment includes an antenna device 1A.
  • the antenna device 1A includes a first antenna element 10A and a second antenna element 20A arranged on one surface side of the first antenna element 10A.
  • the first antenna element 10A has a recess 111 (an example of the first recess as a gap) provided on the front surface 11a side of the first glass substrate 11.
  • the planar shape of the recess 111 is rectangular.
  • the first patch antenna 13 is provided on the bottom surface 12a of the recess 111.
  • the recess 25 (see FIG. 2) may or may not be provided on the back surface 21b side of the second glass substrate 21.
  • FIG. 10 illustrates a case where the second glass substrate 21 is not provided with the recess 25. Since the recess 111 is formed by isotropic etching, the boundary portion 111c between the bottom surface 111a and the inner surface 111b of the recess 111 is formed in a rounded shape without being angular.
  • the antenna device 1A there is a gap (for example, a recess 111) between the first patch antenna 13 and the second patch antenna 23.
  • the dielectric constant between the first patch antenna 13 and the second patch antenna 23 is kept low by the air layer in the recess 111. Therefore, the antenna device 1A can transmit or receive radio waves in the millimeter wave region in a wide band with high gain.
  • FIG. 11 is a perspective view showing a configuration example of the wireless communication device according to the third embodiment of the present disclosure.
  • the wireless communication device 100B according to the third embodiment includes an antenna device 1B.
  • the antenna device 1B includes a first antenna element 10B and a second antenna element 20B arranged on one surface side of the first antenna element 10B.
  • the first antenna element 10B has a first alignment mark 121 provided on the front surface 11a or the back surface 11b side of the first glass substrate 11.
  • FIG. 11 illustrates a case where the first alignment mark 121 is provided on the front surface 11a side of the first glass substrate 11.
  • the first alignment mark 121 is formed at the same time as the first patch antenna 13 in the same process.
  • the first alignment mark 121 is made of the same material (for example, Cu or Cu alloy) as the first patch antenna 13, and has the same film thickness.
  • the first alignment mark 121 may have an arbitrary planar shape such as a perfect circle, an ellipse, a rectangle, or a cross shape.
  • the second antenna element 20B has a second alignment mark 221 provided on the front surface 21a or the back surface 21b side of the second glass substrate 21.
  • FIG. 11 illustrates a case where the second alignment mark 221 is provided on the front surface 21a side of the second glass substrate 21.
  • the second alignment mark 221 is formed at the same time as the second patch antenna 23 in the same process.
  • the second alignment mark 221 is made of the same material (for example, Cu or Cu alloy) as the second patch antenna 23, and has the same film thickness.
  • the second alignment mark 221 may have an arbitrary planar shape such as a perfect circle, an ellipse, a rectangle, or a cross shape.
  • the manufacturing apparatus uses the first alignment mark 121 and the second alignment mark 221 to align the first glass substrate 11 and the second glass substrate 21 with high accuracy. Can be done.
  • the manufacturing apparatus uses both the first patch antenna 13 and the second patch antenna 23, and the first alignment mark 121 and the second alignment mark 221 to use the first glass substrate 11 and the second glass substrate 21. And may be aligned. According to this, since the number of marks used for alignment increases, the accuracy of alignment is improved.
  • a plurality of first alignment marks 121 and a plurality of second alignment marks 221 may be provided.
  • the manufacturing apparatus may align the first glass substrate 11 and the second glass substrate 21 so that the plurality of first alignment marks 121 and the plurality of second alignment marks 221 overlap each other in a plan view. Good. Also in this case, since the number of marks used for alignment increases, the accuracy of alignment is improved.
  • the antenna device 1 may include an endfire antenna in addition to the first patch antenna 13 and the second patch antenna 23.
  • FIG. 12 is a perspective view showing a configuration example of the wireless communication device according to the fourth embodiment of the present disclosure.
  • the wireless communication device 100C according to the fourth embodiment includes an antenna device 1C.
  • the antenna device 1C includes a first antenna element 10C and a second antenna element 20 arranged on one surface side of the first antenna element 10C.
  • the first antenna element 10C includes an end fire antenna 131 provided on the back surface 11b side of the first glass substrate 11.
  • the planar shape of the endfire antenna 131 is a rectangle that extends long in one direction (for example, the Y-axis direction).
  • the end fire antenna 131 is simultaneously formed in the same process as the conductor layer 15 and the terminal layer 17.
  • the endfire antenna 131 is made of the same material (for example, Cu or Cu alloy) as the conductor layer 15 and the terminal layer 17, and has the same film thickness.
  • the end fire antenna 131 is connected to a signal line that supplies a high frequency signal.
  • the endfire antenna 131 is not electrically connected to either the conductor layer 15 or the terminal layer 17.
  • the end fire antenna 131 has a directivity in a horizontal direction parallel to the first patch antenna 13 and in a direction orthogonal to the above-mentioned one direction (for example, the X-axis direction).
  • the antenna device 1C can transmit radio waves in the millimeter wave region in the X-axis direction and receive radio waves in the millimeter wave region from the X-axis direction via the end fire antenna 131. Since the antenna device 1C has directivity not only in the normal direction of the first patch antenna 13 but also in the horizontal direction of the first patch antenna 13, a wider area can be covered.
  • FIG. 12 shows a case where one end fire antenna 131 is provided for one first patch antenna 13.
  • the first antenna element 10C may include a plurality of end fire antennas 131 for one first patch antenna 13.
  • the directivity of the plurality of end fire antennas 131 may be the same direction or different directions from each other.
  • the first endfire antenna may have directivity in the X-axis direction
  • the second endfire antenna may have directivity in the Y-axis direction.
  • the antenna device 1C can cover a wider area.
  • FIG. 13 is a perspective view showing a configuration example of the wireless communication device according to the fifth embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view showing a configuration example of the wireless communication device according to the fifth embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 14 shows a cross section of FIG. 13 cut along the XZ plane passing through the XIV-XIV'line.
  • the wireless communication device 100D according to the fifth embodiment includes an antenna device 1D.
  • the antenna device 1D includes a first antenna element 10 and a second antenna element 20D arranged on one surface side of the first antenna element 10.
  • a plurality of convex portions 241 are provided on the bottom surface 25a of the concave portion 25.
  • the plurality of convex portions 241 have, for example, the same shape and the same size.
  • the plurality of convex portions 241 are arranged at equal intervals in the X-axis direction and are also arranged at equal intervals in the Y-axis direction.
  • the arrangement interval of the plurality of convex portions 241 in the X-axis direction and the arrangement interval in the Y-axis direction may be the same as or different from each other.
  • At least a part of the plurality of convex portions 241 is located between the first patch antenna 13 and the second patch antenna 23.
  • the plurality of convex portions 241 may be provided integrally with the second glass substrate 21.
  • the plurality of convex portions 241 are formed by etching the bottom surface 25a of the concave portion 25 by photolithography and wet etching techniques. Since the bottom surface 25a of the recess 25 is glass, a solution containing hydrogen fluoride is used for wet etching.
  • the dielectric constant between the first patch antenna 13 and the second patch antenna 23 is in the X-axis direction and the Y-axis direction. Each changes periodically along the line. As a result, the band and resonance point of the antenna device 1D are shifted from the band and resonance point when the bottom surface 25a of the recess 25 is not provided with unevenness.
  • the plurality of convex portions 241 shift the band and resonance point of the antenna device 1D.
  • the band of the antenna device 1D and the shift amount of the resonance point have different values depending on the shape, size, arrangement, and the like of the plurality of convex portions 241.
  • the band and resonance point of the antenna device 1D can be adjusted by arbitrarily designing the shape, size, arrangement, etc. of the plurality of convex portions 241.
  • the plurality of convex portions 241 may have different shapes or different sizes. Even with such a configuration, the band and resonance point can be adjusted.
  • the second glass substrate 21 is provided with one recess 25.
  • the number of recesses 25 provided in the second glass substrate 21 is not limited to one, and may be plural.
  • FIG. 15 is a perspective view showing a configuration example of the wireless communication device according to the sixth embodiment of the present disclosure.
  • the wireless communication device 100E according to the sixth embodiment includes an antenna device 1E.
  • the antenna device 1E includes a first antenna element 10 and a second antenna element 20E arranged on one surface side of the first antenna element 10.
  • a plurality of slits 251 are provided on the back surface 21b side of the second glass substrate 21.
  • the slit 251 is formed long in the Y-axis direction.
  • the second patch antenna 23 is located at a position where it overlaps with at least a part of the plurality of slits 251 in a plan view.
  • the plurality of slits 251 are formed by etching the bottom surface 25a of the recess 25 by photolithography and wet etching technology.
  • the aspect ratio of each of the plurality of slits 251 is preferably 3 or more and 8 or less.
  • the aspect ratio is the ratio of the length D in the depth direction (for example, the Z-axis direction) to the length W in the width direction (for example, the X-axis direction) of the slit, and is represented by D / W.
  • the antenna device 1E there is a gap (for example, a plurality of slits 251) between the first patch antenna 13 and the second patch antenna 23.
  • the first patch antenna 13 faces the second patch antenna 23 through the plurality of slits 251.
  • the dielectric constant between the first patch antenna 13 and the second patch antenna 23 is kept low by the air layer in the slit 251. Therefore, the antenna device 1E can transmit or receive radio waves in the millimeter wave region in a wide band with high gain.
  • the antenna device 1 includes one first patch antenna 13 and one second patch antenna 23, respectively.
  • the antenna device 1 may include a plurality of first patch antennas 13 and a plurality of second patch antennas 23.
  • FIG. 16 is a perspective view showing a configuration example of the antenna device according to the seventh embodiment of the present disclosure.
  • the wireless communication device 100F according to the seventh embodiment includes an antenna device 1F.
  • the antenna device 1F includes a first antenna element 10F and a second antenna element 20F arranged on one surface side of the first antenna element 10.
  • the first antenna element 10F has a plurality of first patch antennas 13 provided on the front surface side of the first glass substrate 11.
  • the second antenna element 20F has a plurality of second patch antennas 23 provided on the front surface side of the second glass substrate 21.
  • the plurality of first patch antennas 13 and the plurality of second patch antennas 23 face each other. Further, the second antenna element 20F is provided with one recess 25.
  • a plurality of first patch antennas 13 and a plurality of second patch antennas 23 are provided at positions overlapping the recesses 25 in a plan view.
  • the antenna device 1F there is a gap (for example, a recess 25) between the plurality of first patch antennas 13 and the plurality of second patch antennas 23.
  • the dielectric constant between the plurality of first patch antennas 13 and the plurality of second patch antennas 23 is kept low by the air layer in the recess 25. Therefore, the antenna device 1F can transmit or receive radio waves in the millimeter wave region in a wide band with high gain.
  • the antenna device 1F by arranging a plurality of patch antennas having a cavity stack structure composed of the first patch antenna 13 and the second patch antenna 23, it is possible to transmit or receive radio waves in a narrower direction. .. At the same time, radio waves can be superimposed, so the antenna gain can be increased.
  • the antenna device 1 may include a linear antenna (for example, a dipole antenna or a monopole antenna) in addition to the first patch antenna 13 and the second patch antenna 23.
  • a linear antenna for example, a dipole antenna or a monopole antenna
  • FIG. 17 is a perspective view showing a configuration example of the antenna device according to the eighth embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view showing a configuration example of the antenna device according to the eighth embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 17 shows a cross section of FIG. 17 cut along the XX plane through the XVIII-XVIII'line.
  • the first antenna element 10G and the second antenna element 20 arranged on one surface side of the first antenna element 10G (FIG. 1 or FIG. (See FIG. 2).
  • the first antenna element 10G includes a first glass substrate 11, a first patch antenna 13 provided on the first glass substrate 11, and a dipole provided on the first glass substrate 11. It includes an antenna 160.
  • the dipole antenna 160 includes a first lead wire layer 161 and a third lead wire layer 163 provided on the front surface 11a side of the first glass substrate 11, and a second lead wire provided on the back surface 11b side of the first glass substrate 11. It has a layer 162 and a fourth lead wire layer 164.
  • the first glass substrate 11 has a third through hole 11H3 penetrating between the front surface 11a and the back surface 11b of the first glass substrate 11 and a terminal layer 171 provided on the back surface 11b. It is provided. As shown in FIG. 18, the terminal layer 171 is not electrically connected to either the conductor layer 15 or the second conductor layer 162 provided on the back surface 11b side.
  • the first lead wire layer 161 is arranged on one end side of the third through hole 11H3, and the terminal layer 171 is arranged on the other end side of the third through hole 11H3.
  • the first patch antenna 13 and the terminal layer 171 are electrically connected to each other via the third through hole 11H3.
  • the third through hole 11H3 may be embedded with a conductor.
  • An example of a conductor is Cu or a Cu alloy.
  • the first lead wire layer 161 and the terminal layer 171 and the second lead wire layer 162 are connected to the phase device 55 (see FIG. 9) of the wireless communication circuit 50 via, for example, a signal line provided on the communication circuit board 5. Will be done.
  • the second lead wire layer 162 may be fixed to an arbitrary potential (for example, ground potential (0 V)) via the potential wire provided on the communication circuit board 5.
  • the third wire layer 163 and the fourth wire layer 164 are not electrically connected to anything.
  • the first lead wire layer 161 and the third lead wire layer 163 are formed at the same time, for example, in the same process as the first patch antenna 13.
  • the first lead wire layer 161 and the third lead wire layer 163 are made of the same material (for example, Cu or Cu alloy) as the first patch antenna 13, and have the same film thickness.
  • the second conductor layer 162, the fourth conductor layer 164, and the terminal layer 171 are formed at the same time in the same process as, for example, the conductor layer 15 and the terminal layer 17.
  • the second conductor layer 162, the fourth conductor layer 164, and the terminal layer 171 are made of the same material (for example, Cu or Cu alloy) as the conductor layer 15 and the terminal layer 17, and have the same film thickness. ..
  • the dipole antenna 160 has directivity in the horizontal direction (for example, the X-axis direction or the Y-axis direction) parallel to the first patch antenna 13.
  • the antenna device 1G can transmit radio waves in the millimeter wave region in the horizontal direction and receive radio waves in the millimeter wave region from the horizontal direction via the dipole antenna 160. Since the antenna device 1G has directivity not only in the normal direction of the first patch antenna 13 but also in the horizontal direction of the first patch antenna 13, a wider area can be covered.
  • FIG. 19 is a perspective view showing a configuration example of the wireless communication device according to the ninth embodiment of the present disclosure.
  • the wireless communication device 100H according to the ninth embodiment includes an antenna device 1H and a wireless communication circuit 50 (see FIG. 9) connected to the antenna device 1H.
  • the antenna device 1H includes a first antenna element 10H and a second antenna element 20 arranged on one surface side of the first antenna element 10H.
  • the first antenna element 10H has a plurality of first patch antennas 13H provided on the front surface 11a side of the first glass substrate 11.
  • the first patch antenna 13H faces the second patch antenna 23 of the second antenna element 20.
  • the only difference between the first patch antenna 13H shown in FIG. 19 and the first patch antenna 13 described in the first embodiment and the like is the shape of the corner portion.
  • the configuration other than the shape of the corner portion is the same as that of the first patch antenna 13.
  • FIG. 20 is a plan view showing a configuration example 1 of the first patch antenna according to the ninth embodiment of the present disclosure.
  • the shape of the first patch antenna 13H in a plan view is rectangular.
  • the first patch antenna 13H has a first edge L1, a second edge L2, a third edge L3, and a fourth edge L4 as outer peripheral edges.
  • the first edge L1 and the third edge are parallel to the Y-axis direction, and the second edge L2 and the fourth edge L4 are parallel to the Y-axis direction.
  • the first edge L1 and the third edge L3 face each other in the X-axis direction, and the second edge L2 and the fourth edge L4 face each other in the Y-axis direction.
  • One end of the first edge L1 and one end of the fourth edge L4 are connected by C1.
  • the other end of the first edge L1 and one end of the second edge L2 are connected by a corner portion C2.
  • the other end of the second edge L2 and one end of the third edge L3 are connected by a corner portion C3.
  • the other end of the third edge L3 and the other end of the fourth edge L4 are connected by a corner portion C4.
  • one or more contours of the corners C1 to C4 have a shape including a curved line in a plan view.
  • the contour may be referred to as the outer edge.
  • the contours of the corners C1 to C4 have a shape including a curved line in a plan view.
  • the outline of the corner portion C1 is formed of a curved line so as to draw an arc, and has a roundness.
  • each contour of the corners C2 to C4 is also formed of a curved line so as to draw an arc, and has a roundness.
  • one or more contours of the corners C1 to C4 may have a shape including a plurality of obtuse angles (angles larger than 90 ° and smaller than 180 °) in a plan view.
  • FIG. 21 is a plan view showing a configuration example 2 of the first patch antenna according to the ninth embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 22 is a plan view showing a configuration example 1 of a corner portion according to a ninth embodiment.
  • the contour of the corner portion C1 has a shape including two obtuse angles CA1 and CA2 in a plan view.
  • the angle ⁇ 1 of the obtuse angle CA1 and the angle ⁇ 2 of the obtuse angle CA2 are larger than 90 ° and smaller than 180, respectively.
  • the angles ⁇ 1 and ⁇ 2 are 135 °, respectively.
  • the contours of the corners C2 to C4 also have a shape including two obtuse angles CA1 and CA2 in a plan view.
  • the electric field concentration at the corners C1 to C4 can be suppressed, so that the excitation shape of the first patch antenna 13H can be suppressed from collapsing.
  • FIG. 22 shows a case where each contour of the corner portions C1 to C4 has a shape including two obtuse angles CA1 and CA2 in a plan view.
  • the shapes of the corners C1 to C4 are not limited to this.
  • Each contour of the corner portions C1 to C4 may have a shape including three or more obtuse angles in a plan view.
  • FIG. 23 is a plan view showing a configuration example 2 of the corner portion according to the ninth embodiment.
  • the contour of the corner portion C1 has a shape including three obtuse angles CA1, CA3, and CA2 in a plan view.
  • An obtuse angle CA3 is arranged between the two obtuse angle CA1 and CA2.
  • the obtuse angles CA1, CA3, and CA2 are arranged so as to be connected in this order.
  • the angle ⁇ 1 of the obtuse angle CA1, the angle ⁇ 2 of the obtuse angle CA2, and the angle ⁇ 3 of the obtuse angle CA3 are each larger than 90 ° and smaller than 180, respectively.
  • the angles ⁇ 1, ⁇ 2, and ⁇ 3 are 150 °, respectively.
  • each contour of the corners C2 to C4 also has a shape including three obtuse angles CA1, CA3, and CA2 in a plan view.
  • the larger the number of obtuse angles the more preferable.
  • the larger the number of obtuse angles the wider the obtuse angles and the closer the obtuse angles are arranged.
  • each of the corner portions C1 to C4 approaches a shape including a curve as shown in FIG. 21, and therefore an improvement in the effect of suppressing electric field concentration can be expected.
  • the first patch antenna not only the first patch antenna but also the second patch antenna has at least one or more corners thereof in a plan view and has a shape including a curve or a plurality of obtuse angles. It may have a shape including.
  • FIG. 24 is a perspective view showing a modification 1 of the wireless communication device according to the ninth embodiment of the present disclosure.
  • the second antenna element 20H is arranged on one surface side of the first antenna element 10H.
  • the second antenna element 20H has a second glass substrate 21 and a second patch antenna 23H provided on the front surface 21a side of the second glass substrate 21.
  • the second patch antenna 23H faces the first patch antenna 13H of the first antenna element 10H.
  • the only difference between the second patch antenna 23H and the second patch antenna 23 described in the first embodiment and the like is the shape of the corner portion.
  • the configuration of the second patch antenna 23H other than the shape of the corners is the same as that of the second patch antenna 23.
  • the second patch antenna 23H has at least one or more corners having a shape including a curved line or a shape including a plurality of obtuse angles in a plan view.
  • the second patch antenna 23H has the same shape and the same dimensions as the first patch antenna 13H. According to this, not only the first patch antenna 13H but also the second patch antenna 23H can suppress the electric field concentration at the corners. Therefore, it is possible to suppress the collapse of the excitation shape in each of the first patch antenna 13H and the second patch antenna 23H.
  • only the corner portion of the second patch antenna, not the first patch antenna may have a shape including a curved line or a shape including a plurality of obtuse angles in a plan view.
  • FIG. 25 is a perspective view showing a modification 2 of the wireless communication device according to the ninth embodiment of the present disclosure.
  • the second antenna element 20H is arranged on one surface side of the first antenna element 10.
  • the second patch antenna 23H of the second antenna element 20H faces the first patch antenna 13H of the first antenna element 10H. Even with such a configuration, it is possible to suppress the collapse of the excitation shape of the second patch antenna 23H.
  • FIG. 26 is a plan view showing an arrangement example of the first feeding point according to the tenth embodiment of the present disclosure.
  • the first feeding point FP1 is connected to, for example, the vicinity of the fourth edge L4 of the first patch antenna 13H.
  • the first patch antenna 13H excites the periphery of the fourth edge L4 and the periphery of the second edge L2, and transmits or receives a monopolarized signal.
  • the first patch antenna 13H is used. Since the corners C1 to C4 of the first patch antenna 13H are each rounded, the electric field concentration at the corners C1 to C4 is suppressed.
  • the shape of the first patch antenna 13H in a plan view is rectangular.
  • a straight line connecting the centers of a set of edges (for example, the fourth edge CL4 and the second edge L2) facing each other in the first direction (for example, the Y-axis direction) is defined as the first straight line VL.
  • the straight line connecting the centers of a set of edges (for example, the first edge CL1 and the third edge L3) facing each other in the second direction (for example, the X-axis direction) intersecting the first direction is defined as the second straight line HL.
  • the first feeding point FP1 is located outside the first straight line VL and the second straight line HL, respectively.
  • the position where the first straight line VL and the second straight line HL intersect is the center position CP of the first patch antenna 13H.
  • the first feeding point FP1 is located at a position deviated from the center position CP by two axes (X-axis direction and Y-axis direction).
  • the first feeding point FP1 is separated from the first straight line VL and the second straight line HL by 0.05 mm or more, respectively.
  • FIG. 27 is a plan view showing an arrangement example of the first feeding point and the second feeding point according to the tenth embodiment of the present disclosure.
  • the first feeding point FP1 is connected to, for example, in the vicinity of the fourth edge L4 of the first patch antenna 13H.
  • the second feeding point FP2 is connected, for example, in the vicinity of the third edge L3 of the first patch antenna 13H.
  • the first patch antenna 13H excites the periphery of the fourth edge L4 and the periphery of the second edge L2, and transmits or receives a signal polarized in either the vertical direction or the horizontal direction. Further, the first patch antenna 13H excites the periphery of the third edge L3 and the periphery of the first edge L1 to transmit or receive a signal polarized in the vertical direction and the horizontal direction. That is, the first patch antenna 13H transmits or receives a bipolarized signal.
  • the example shown in FIG. 27 also uses the first patch antenna 13H. Since the corners C1 to C4 of the first patch antenna 13H are each rounded, the electric field concentration at the corners C1 to C4 is suppressed.
  • the first feeding point FP1 is located at a position deviated from the first straight line VL and the second straight line HL, respectively.
  • the second feeding point FP2 is also located outside the first straight line VL and the second straight line HL, respectively.
  • the second feeding point FP2 is separated from the first straight line VL and the second straight line HL by 0.05 mm or more, respectively. That is, each of the first feeding point FP1 and the second feeding point FP2 is located at a position deviated from the center position CP by two axes (X-axis direction and Y-axis direction).
  • the excitation state when transmitting or receiving the bipolarized signal is improved.
  • the depth of resonance and the band can be improved, and a wider band can be further increased.
  • FIG. 28 is a perspective view showing a configuration example of the wireless communication device according to the eleventh embodiment of the present disclosure.
  • the wireless communication device 100J according to the eleventh embodiment includes an antenna device 1J and a communication circuit board 5 on which the antenna device 1J is mounted.
  • the antenna device 1J has an elongated shape in one direction.
  • the antenna device 1J has a first antenna element 10J and a second antenna element 20J.
  • the dimensions of the first antenna element 10J and the second antenna element 20J are longer in the Y-axis direction than in the X-axis direction.
  • the antenna device 1J has at least one of the first patch antenna 13H and the second patch antenna 23H whose corners have a curved shape (or a shape including a plurality of obtuse angles). Therefore, it is possible to suppress the collapse of the excitation shape. Further, in the antenna device 1J, at least one of the first feeding point FP1 and the second feeding point FP2 is present at a position deviated from the center position CP in the two-axis directions (X-axis direction and Y-axis direction). The depth of resonance and the band can be improved, and a wider band can be further increased.
  • the antenna device 1J elongated in one direction has a metal plate 180 elongated in one direction and arranged away from the first patch antenna 13.
  • FIG. 28 illustrates a case where the antenna device 1J and the metal plate 180 are elongated in the Y-axis direction.
  • the metal plate 180 is provided on the front surface 11a side of the first glass substrate 11 like the first patch antenna 13.
  • the metal plate 180 has the same layer structure as the first patch antenna 13.
  • the metal plate 180 is composed of a Cu layer formed by electroplating, a Ni layer formed by electroless plating, and an Au layer by electroless plating.
  • the Cu layer, Ni layer, and Au layer are laminated in this order from the first glass substrate 11 side.
  • the metal plate 180 is formed at the same time as the first patch antenna 13 in the same process.
  • the first glass substrate 11 of the antenna device 1J is provided with a plurality of fourth through holes 11H4 penetrating between the front surface 11a and the back surface 11b of the first glass substrate 11.
  • a metal plate 180 is arranged on one end side of the fourth through hole 11H4, and a conductor layer 15 is arranged on the other end side of the fourth through hole 11H4.
  • the fourth through hole 11H4 may be embedded with a conductor.
  • An example of a conductor is Cu or a Cu alloy.
  • the metal plate 180 is electrically connected to the conductor layer 15 via the fourth through hole 11H4.
  • the conductor layer 15 is ground and functions as a reflective layer
  • the metal plate 180 is connected to the conductor layer 15 via the fourth through hole 11H4.
  • the conductor layer 15 is fixed at an arbitrary potential (for example, ground potential (0 V)). Thereby, the antenna device 1J can improve the radiation shape of the transmitted radio wave.
  • the communication circuit board 5 is provided with a terminal layer 17 as a power supply transmission line for supplying power to the first power supply point FP1 and the second power supply point FP2, respectively.
  • the terminal layer 17 may have at least two or more wiring widths.
  • the terminal layer 17 has a first wiring portion 17A having a first wiring width WA and a second wiring portion 17B connected in series with the first wiring portion 17A and having a second wiring width WB. ..
  • the value of the second wiring width WB is smaller than that of the first wiring width WA.
  • lines having different widths are combined in order to optimize the matching of the impedance of the signal input to the antenna device 1J.
  • FIG. 29A to 29E are graphs showing the results of evaluating the antenna directivity of the antenna device according to the embodiment of the present disclosure. More specifically, FIG. 29A is a graph showing the result of evaluating the antenna directivity when the frequency of the radio wave is 25 GHz.
  • FIG. 29B is a graph showing the result of evaluating the antenna directivity when the frequency of the radio wave is 29 GHz.
  • FIG. 29C is a graph showing the result of evaluating the antenna directivity when the frequency of the radio wave is 37 GHz.
  • FIG. 29D is a graph showing the result of evaluating the antenna directivity when the frequency of the radio wave is 40 GHz.
  • FIG. 29E is a graph showing the result of evaluating the antenna directivity when the frequency of the radio wave is 43.5 GHz.
  • the numerical value attached to the outer circumference of the circle indicates the angle (°) with respect to the normal direction of the second patch antenna 23H.
  • the numerical value attached to the inside of the circle indicates the gain (dB). In this figure, the maximum gain is standardized to 10 dB.
  • the antenna device used for the evaluation includes a first patch antenna 13H and a second patch antenna 23H. Both the first patch antenna 13H and the second patch antenna 23H have a rectangular shape in a plan view, and each of the four corners of the rectangle includes a curve and has a roundness (configuration 1). Further, the antenna device used for the evaluation has a first feeding point FP1 and a second feeding point FP2. The first feeding point FP1 and the second feeding point FP2 are respectively displaced in the biaxial direction (configuration 2).
  • the antenna device provided with the configurations 1 and 2 can realize the improvement of the radiation characteristics and the improvement of the gain in a wide frequency band from 25 GHz to 43.5 GHz. Was done.
  • patch antennas of multiple sizes are prepared corresponding to a plurality of bands.
  • patch antennas of a plurality of sizes are prepared, the number of parts increases, which hinders the miniaturization of the device and increases the manufacturing cost.
  • it is conceivable to handle wideband radio waves with a shared patch antenna of one size but in this case, the electric field tends to concentrate on the corners of the patch antenna, especially when transmitting or receiving high frequencies. .. When the electric field is concentrated on the corners of the patch antenna, the excitation shape may collapse, and the radiation characteristics of radio waves may decrease or the gain may decrease.
  • the antenna device having configurations 1 and 2 suppresses the electric field concentration at the corners even when transmitting or receiving high frequency radio waves (for example, 43.5 GGz) as compared with the device without configurations 1 and 2. It was confirmed that the collapse of the excitation shape was suppressed. It was confirmed that even when a high frequency radio wave (for example, 43.5 GGz) is transmitted or received, a decrease in radiation characteristics and a decrease in gain are suppressed. From this result, it was confirmed that the antenna device having the configurations 1 and 2 can further widen the bandwidth as compared with the apparatus without the configurations 1 and 2.
  • high frequency radio waves for example, 43.5 GGz
  • the mobile device, the automobile, and the building parts may be provided with any one or more of the above antenna devices 1, 1A to 1J.
  • a part of the display panel of the mobile device may be a second glass substrate 21. This makes it possible to provide a mobile device capable of transmitting radio waves in the millimeter wave region in a wide band and receiving radio waves in a wide band.
  • a part of the windshield or the rear glass of the automobile may be used as the second glass substrate 21. This makes it possible to provide an automobile having a transmission function capable of transmitting radio waves in the millimeter wave region in a wide band and receiving radio waves in a wide band.
  • a part of the building component may be used as the second glass substrate 21.
  • building parts include glass windows.
  • the present technology includes various embodiments not described here. At least one of the various omissions, substitutions and modifications of the components may be made without departing from the gist of the embodiments and modifications described above. Further, the effects described in the present specification are merely examples and are not limited, and other effects may be obtained.
  • the present disclosure may also have the following structure.
  • a second antenna element arranged on one surface side of the first antenna element is provided.
  • the first antenna element includes a first glass substrate and It has a first patch antenna provided on the first glass substrate, and has.
  • the second antenna element is With the second glass substrate It has a second patch antenna provided on the second glass substrate, and has.
  • the shape of at least one of the first patch antenna and the second patch antenna in a plan view is rectangular.
  • An antenna device in which the contour of one or more of the four corners of the rectangle includes a curved line or a plurality of obtuse angles in a plan view.
  • the first antenna element is It has a first feeding point connected to the first patch antenna and has a first feeding point.
  • the shape of the first patch antenna in a plan view is rectangular.
  • a straight line connecting the centers of a set of edges facing each other in the first direction is defined as a first straight line
  • a straight line connecting the centers of a set of edges facing each other in the second direction intersecting the first direction is defined as a straight line. If it is the second straight line,
  • the first feeding point is located at a position deviating from the first straight line and the second straight line, respectively.
  • the first feeding point is separated from the first straight line and the second straight line by 0.05 mm or more, respectively.
  • the power supply transmission line is 1st wiring part and It has a second wiring unit that is connected in series to the first wiring unit and has a wiring width different from that of the first wiring unit.
  • the first antenna element is Further having a second feeding point, which is connected to the first patch antenna at a position away from the first feeding point.
  • the second feeding point is separated from the first straight line and the second straight line by 0.05 mm or more, respectively.
  • the first feeding point and the second feeding point are connected to impedances having the same magnitude as each other.
  • a metal plate provided on the same surface as the surface of the first glass substrate on which the first patch antenna is provided and arranged away from the first patch antenna is further provided.
  • the metal plate is fixed at an arbitrary potential,
  • At least a part of the first patch antenna faces the second patch antenna through a gap.
  • the first glass substrate is As the gap, a first recess provided on the surface side facing the second glass substrate is provided.
  • the first patch antenna is provided on the bottom surface of the first recess.
  • the antenna device according to (9) above. (11) The boundary between the inner surface of the first recess and the bottom surface of the first recess is rounded.
  • the second glass substrate is As the gap, a second recess opened on the surface side facing the first glass substrate is provided.
  • the second patch antenna is provided on the opposite side of the bottom surface of the second recess.
  • the second glass substrate has a convex portion provided on the bottom surface of the second concave portion.
  • the boundary between the inner surface of the second recess and the bottom surface of the second recess is rounded.
  • the antenna device according to (12) or (13). (15) Having a plurality of the second recesses, The aspect ratio of the plurality of second recesses is 3 or more and 8 or less.
  • the first glass substrate and the second glass substrate each have translucency.
  • the first antenna element has a first alignment mark provided on the first glass substrate.
  • the second antenna element has a second alignment mark provided on the second glass substrate. The first alignment mark and the second alignment mark overlap in a plan view.
  • the thickness of the first glass substrate and the thickness of the second glass substrate are 0.3 mm or more and 1.0 mm or less, respectively.
  • the first antenna element is The antenna device according to any one of (1) to (19), which has a linear antenna provided on the first glass substrate.
  • (21) With the first antenna element A second antenna element arranged on one surface side of the first antenna element is provided.
  • the first antenna element is With the first glass substrate It has a first patch antenna provided on the first glass substrate, and has.
  • the second antenna element is With the second glass substrate It has a second patch antenna provided on the second glass substrate, and has.
  • the first antenna element is It has a first feeding point connected to the first patch antenna and has a first feeding point.
  • the shape of the first patch antenna in a plan view is rectangular.
  • a straight line connecting the centers of a set of edges facing each other in the first direction is defined as a first straight line
  • a straight line connecting the centers of a set of edges facing each other in the second direction intersecting the first direction is defined as a straight line. If it is the second straight line
  • the first feeding point is an antenna device located at positions deviating from the first straight line and the second straight line, respectively.
  • Antenna device and A wireless communication circuit connected to the antenna device is provided.
  • the antenna device is With the first antenna element A second antenna element arranged on one surface side of the first antenna element is provided.
  • the first antenna element includes a first glass substrate and It has a first patch antenna provided on the first glass substrate, and has.
  • the second antenna element is With the second glass substrate It has a second patch antenna provided on the second glass substrate, and has.
  • the shape of at least one of the first patch antenna and the second patch antenna in a plan view is rectangular.
  • a wireless communication device in which the contour of one or more of the four corners of the rectangle includes a curved line or a plurality of obtuse angles in a plan view.

Landscapes

  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Aerials With Secondary Devices (AREA)

Abstract

性能の向上が可能なアンテナ装置及び無線通信装置を提供する。アンテナ装置は、第１アンテナ素子と、第１アンテナ素子の一方の面側に配置される第２アンテナ素子と、を備える。第１アンテナ素子は、第１ガラス基板と、第１ガラス基板に設けられた第１パッチアンテナと、を有する。第２アンテナ素子は、第２ガラス基板と、第２ガラス基板に設けられた第２パッチアンテナと、を有する。第１パッチアンテナ及び第２パッチアンテナの少なくとも一方の平面視による形状は矩形である。矩形が有する４つの角部のうち、１つ以上の角部の輪郭は、平面視で曲線又は複数の鈍角を含む。

Description

アンテナ装置及び無線通信装置
　本開示は、アンテナ装置及び無線通信装置に関する。
　パッチアンテナを用いたアンテナ装置として、特許文献１に開示されたものがある。特許文献１に開示されたアンテナ装置は、空洞部の底面にパッチアンテナがパターニングされた第１の半導体基板と、空洞部の底面を含む空洞部開口側の一部あるいは全面をグランドとなる導体によって覆われた第２の半導体基板とを備え、これらの積層構造で構成されている。
特開２００６－２２９８７１号公報
　アンテナ装置の性能の向上が望まれている。
　本開示はこのような事情に鑑みてなされたもので、性能の向上が可能なアンテナ装置及び無線通信装置を提供することを目的とする。
　本開示の一態様は、第１アンテナ素子と、前記第１アンテナ素子の一方の面側に配置される第２アンテナ素子と、を備え、前記第１アンテナ素子は、第１ガラス基板と、前記第１ガラス基板に設けられた第１パッチアンテナと、を有し、前記第２アンテナ素子は、第２ガラス基板と、前記第２ガラス基板に設けられた第２パッチアンテナと、を有し、前記第１パッチアンテナ及び前記第２パッチアンテナの少なくとも一方の平面視による形状は矩形であり、前記矩形が有する４つの角部のうち、１つ以上の前記角部の輪郭は、平面視で曲線又は複数の鈍角を含む、アンテナ装置である。
　これによれば、第１パッチアンテナ及び第２パッチアンテナの少なくとも一方において、角部での電界集中を抑制することができ、電界集中による励振形状の崩れを抑制することができる。これにより、アンテナ装置は、性能（例えば、放射特性）の向上が可能となる。
　本発明の別の態様は、第１アンテナ素子と、前記第１アンテナ素子の一方の面側に配置される第２アンテナ素子と、を備え、前記第１アンテナ素子は、第１ガラス基板と、前記第１ガラス基板に設けられた第１パッチアンテナと、を有し、前記第２アンテナ素子は、第２ガラス基板と、前記第２ガラス基板に設けられた第２パッチアンテナと、を有し、前記第１アンテナ素子は、前記第１パッチアンテナに接続する第１給電点を有し、前記第１パッチアンテナの平面視による形状は矩形であり、前記矩形において、第１方向で互いに向かい合う一組の縁辺の中心同士を結ぶ直線を第１直線とし、前記第１方向と交差する第２方向で互いに向かい合う一組の縁辺の中心同士を結ぶ直線を第２直線とすると、前記第１給電点は、前記第１直線及び前記第２直線からそれぞれ外れた位置にある、アンテナ装置である。
　これによれば、アンテナ装置は、共振の深さと帯域とを改善することができるので、性能の向上（例えば、広帯域化）が可能となる。
図１は、本開示の実施形態１に係る無線通信装置の構成例を示す斜視図である。 図２は、本開示の実施形態１に係る無線通信装置の構成例を示す断面図である。 図３Ａは、本開示の実施形態に係る第１アンテナ素子の構成例を示す平面図である。 図３Ｂは、本開示の実施形態に係る第１アンテナ素子の構成例を示す底面図である。 図３Ｃは、本開示の実施形態に係る第１アンテナ素子の構成例を示す拡大断面図である。 図４Ａは、本開示の実施形態に係る第２アンテナ素子の構成例を示す平面図である。 図４Ｂは、本開示の実施形態に係る第２アンテナ素子の構成例を示す平面図である。 図５Ａは、本開示の実施形態１に係る第１アンテナ素子の製造方法を工程順に示す断面図である。 図５Ｂは、本開示の実施形態１に係る第１アンテナ素子の製造方法を工程順に示す断面図である。 図５Ｃは、本開示の実施形態１に係る第１アンテナ素子の製造方法を工程順に示す断面図である。 図６Ａは、本開示の実施形態１に係る第２アンテナ素子の製造方法を工程順に示す断面図である。 図６Ｂは、本開示の実施形態１に係る第２アンテナ素子の製造方法を工程順に示す断面図である。 図６Ｃは、本開示の実施形態１に係る第２アンテナ素子の製造方法を工程順に示す断面図である。 図７は、第１アンテナ素子に第２アンテナ素子を取り付ける工程を示す断面図である。 図８は、第１アンテナ素子と第２アンテナ素子との位置合わせ方法の一例を示す平面図である。 図９は、本開示の実施形態１に係る無線通信回路の構成例を示すブロック図である。 図１０は、本開示の実施形態２に係る無線通信装置の構成例を示す斜視図である。 図１１は、本開示の実施形態３に係る無線通信装置の構成例を示す斜視図である。 図１２は、本開示の実施形態４に係る無線通信装置の構成例を示す斜視図である。 図１３は、本開示の実施形態５に係る無線通信装置の構成例を示す斜視図である。 図１４は、本開示の実施形態５に係る無線通信装置の構成例を示す断面図である。 図１５は、本開示の実施形態６に係る無線通信装置の構成例を示す斜視図である。 図１６は、本開示の実施形態７に係るアンテナ装置の構成例を示す斜視図である。 図１７は、本開示の実施形態８に係るアンテナ装置の構成例を示す斜視図である。 図１８は、本開示の実施形態８に係るアンテナ装置の構成例を示す断面図である。 図１９は、本開示の実施形態９に係る無線通信装置の構成例を示す斜視図である。 図２０は、本開示の実施形態９に係る第１パッチアンテナの構成例１を示す平面図である。 図２１は、本開示の実施形態９に係る第１パッチアンテナの構成例２を示す平面図である。 図２２は、実施形態９に係る角部の構成例１を示す平面図である。 図２３は、実施形態９に係る角部の構成例２を示す平面図である。 図２４は、本開示の実施形態９に係る無線通信装置の変形例１を示す斜視図である。 図２５は、本開示の実施形態９に係る無線通信装置の変形例２を示す斜視図である。 図２６は、本開示の実施形態１０に係る第１給電点の配置例を示す平面図である。 図２７は、本開示の実施形態１０に係る第１給電点及び第２給電点の配置例を示す平面図である。 図２８は、本開示の実施形態１１に係る無線通信装置の構成例を示す斜視図である。 図２９Ａは、本開示の実施形態に係るアンテナ装置のアンテナ指向性を評価した結果を示すグラフである。 図２９Ｂは、本開示の実施形態に係るアンテナ装置のアンテナ指向性を評価した結果を示すグラフである。 図２９Ｃは、本開示の実施形態に係るアンテナ装置のアンテナ指向性を評価した結果を示すグラフである。 図２９Ｄは、本開示の実施形態に係るアンテナ装置のアンテナ指向性を評価した結果を示すグラフである。 図２９Ｅは、本開示の実施形態に係るアンテナ装置のアンテナ指向性を評価した結果を示すグラフである。
　以下において、図面を参照して本開示の実施形態を説明する。以下の説明で参照する図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
　また、以下の説明における上下等の方向の定義は、単に説明の便宜上の定義であって、本開示の技術的思想を限定するものではない。例えば、対象を９０°回転して観察すれば上下は左右に変換して読まれ、１８０°回転して観察すれば上下は反転して読まれることは勿論である。
　また、以下の説明では、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の文言を用いて、方向を説明する場合がある。例えば、Ｚ軸方向は、後述するアンテナ装置１の厚さ方向である。Ｘ軸方向及びＹ軸方向は、Ｚ軸方向と直交する方向である。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向は、互いに直交する。また、以下の説明において、「平面視」とは、Ｚ軸方向から見ることを意味する。
　また、本開示において、同一とは、完全に同一の場合だけでなく、実質的に同一の場合も含まれる。実質的に同一の場合として、例えば、両者に差異があっても、その差異は製造誤差の範囲内である場合が挙げられる。
（実施形態１）
　図１は、本開示の実施形態１に係る無線通信装置の構成例を示す斜視図である。図２は、本開示の実施形態１に係る無線通信装置の構成例を示す断面図である。図２は、図１をＩＩ－ＩＩ’線を通るＸ－Ｚ平面で切断した断面を示している。図１及び図２に示すように、実施形態１に係る無線通信装置１００は、アンテナ装置１と、アンテナ装置１が実装された通信回路基板５とを備える。アンテナ装置１は、例えばミリ波領域の電波を送信又は受信するための装置である。ミリ波領域の電波とは、波長約１０ｍｍ以下の波長帯を持つ電波を意味する。
　アンテナ装置１は、第１アンテナ素子１０と、第１アンテナ素子１０の一方の面側（例えば、第１ガラス基板１１のおもて面１１ａ側）に配置される第２アンテナ素子２０と、を備える。第１アンテナ素子１０と、第２アンテナ素子２０は、接合材３０を介して互いに接合されている。接合材３０として、例えば接着剤又はハンダボールを用いることができる。また、アンテナ装置１と通信回路基板５も、図示しない接合材を介して互いに接合されている。
　図３Ａは、本開示の実施形態に係る第１アンテナ素子の構成例を示す平面図である。図３Ｂは、本開示の実施形態に係る第１アンテナ素子の構成例を示す底面図である。図３Ｃは、本開示の実施形態に係る第１アンテナ素子の構成例を示す拡大断面図である。図３Ｃは、図３Ａの拡大図をＩＩＩＣ－ＩＩＩＣ’線で切断した断面を示している。図２、図３Ａから図３Ｃに示すように、第１アンテナ素子１０は、第１ガラス基板１１と、第１ガラス基板１１のおもて面１１ａ側に設けられた第１パッチアンテナ１３と、第１ガラス基板１１の裏面１１ｂ側に設けられた導体層１５と、第１ガラス基板１１の裏面１１ｂ側に設けられた端子層１７と、を備える。図２、図３Ｂ及び図３Ｃに示すように、導体層１５及び端子層１７は、第１ガラス基板１１を挟んで第１パッチアンテナ１３の反対側に設けられている。導体層１５と端子層１７は互いに離れており、電気的に接続されていない。
　第１ガラス基板１１には、そのおもて面１１ａと裏面１１ｂとの間を貫く第１貫通孔１１Ｈ１と第２貫通孔１１Ｈ２とが設けられている。第１貫通孔１１Ｈ１と、第２貫通孔１１Ｈ２は、互いに離れている。第１貫通孔１１Ｈ１の一端側に第１パッチアンテナ１３が配置され、第１貫通孔１１Ｈ１の他端側に端子層１７が配置されている。同様に、第２貫通孔１１Ｈ２の一端側に第１パッチアンテナ１３が配置され、第２貫通孔１１Ｈ２の他端側に端子層１７が配置されている。端子層１７は、第１貫通孔１１Ｈ１及び第２貫通孔１１Ｈ２に対して、それぞれ１つずつ設けられている。
　第１貫通孔１１Ｈ１及び第２貫通孔１１Ｈ２は、互いに同一の形状で、同一の寸法を有する。第１貫通孔１１Ｈ１及び第２貫通孔１１Ｈ２の平面視による形状（以下、平面形状）は、例えば円形である。
　第１貫通孔１１Ｈ１及び第２貫通孔１１Ｈ２のおもて面１１ａ側の直径をφａとし、裏面１１ｂ側の直径をφｂとしたとき、直径φａは直径φｂよりも小さい。一例を挙げると、φａは０．１ｍｍであり、φｂは０．１２５ｍｍである。第１ガラス基板１１の裏面１１ｂ側から第１貫通孔１１Ｈ１及び第２貫通孔１１Ｈ２を形成することによって、φａ＜φｂとすることができる。
　なお、第１貫通孔１１Ｈ１及び第２貫通孔１１Ｈ２の各形状は上記に限定されない。例えば、第１貫通孔１１Ｈ１及び第２貫通孔１１Ｈ２は、裏面１１ｂ側の直径φｂよりも、おもて面１１ａ側の直径φａの方が大きくてもよい。第１ガラス基板１１のおもて面１１ａ側から第１貫通孔１１Ｈ１及び第２貫通孔１１Ｈ２を形成することによって、φａ＞φｂとすることができる。
　図３Ｃに示すように、第１貫通孔１１Ｈ１の内側面には接続層１８が設けられている。第１パッチアンテナ１３と端子層１７は、第１貫通孔１１Ｈ１の内側面に設けられた接続層１８を介して電気的に接続されている。同様に、第２貫通孔１１Ｈ２の内側面にも接続層１８が設けられている。第１パッチアンテナ１３と端子層１７は、第２貫通孔１１Ｈ２の内側面に設けられた接続層１８を介して電気的に接続されている。
　第１パッチアンテナ１３、導体層１５、端子層１７及び接続層１８は、それぞれ銅（Ｃｕ）又はＣｕを主成分とするＣｕ合金などの導体で構成されている。または、第１パッチアンテナ１３、導体層１５、端子層１７及び接続層１８は、それぞれ複数種類の導体が積層された積層膜であってもよい。例えば図３Ｃに示すように、第１パッチアンテナ１３は、電解めっきで形成されたＣｕ層１３Ａと、無電解めっきで形成されたニッケル（Ｎｉ）層１３Ｂと、無電解めっきで形成された金（Ａｕ）層１３Ｃとで構成されている。Ｃｕ層１３Ａ、Ｎｉ層１３Ｂ及びＡｕ層１３Ｃは、第１ガラス基板１１側からこの順で積層されている。
　同様に、導体層１５は、電解めっきで形成されたＣｕ層１５Ａと、無電解めっきで形成されたＮｉ層１５Ｂと、無電解めっきで形成されたＡｕ層１５Ｃとで構成されている。Ｃｕ層１５Ａ、Ｎｉ層１５Ｂ及びＡｕ層１５Ｃは、第１ガラス基板１１側からこの順で積層されている。
　端子層１７は、電解めっきで形成されたＣｕ層１７Ａと、無電解めっきで形成されたＮｉ層１７Ｂと、無電解めっきで形成されたＡｕ層１７Ｃとで構成されている。Ｃｕ層１７Ａ、Ｎｉ層１７Ｂ及びＡｕ層１７Ｃは、第１ガラス基板１１側からこの順で積層されている。
　接続層１８は、電解めっきで形成されたＣｕ層１８Ａと、無電解めっきで形成されたＮｉ層１８Ｂと、無電解めっきで形成されたＡｕ層１８Ｃとで構成されている。Ｃｕ層１８Ａ、Ｎｉ層１８Ｂ及びＡｕ層１８Ｃは、第１ガラス基板１１側からこの順で積層されている。
　各層の厚さを例示すると、Ｃｕ層１３Ａ、１５Ａ、１７Ａ及び１８Ａはそれぞれ５．０μｍであり、Ｎｉ層１３Ｂ、１５Ｂ、１７Ｂ及び１８Ｂはそれぞれ３．０μｍであり、Ａｕ層１３Ｃ、１５Ｃ、１７Ｃ及び１８Ｃはそれぞれ０．３μｍである。
　第１貫通孔１１Ｈ１に設けられた接続層１８と第１パッチアンテナ１３との接合部が、第１パッチアンテナ１３の第１給電点ＦＰ１である。第２貫通孔１１Ｈ２に設けられた接続層１８と第１パッチアンテナ１３との接合部が、第１パッチアンテナ１３の第２給電点ＦＰ２である。第１給電点ＦＰ１から離れた位置に第２給電点ＦＰ２が位置する。第１給電点ＦＰ１と第２給電点ＦＰ２は、互いに同じ大きさのインピーダンス（例えば、５０Ω）に接続されている。これにより、第１給電点ＦＰ１と第２給電点ＦＰ２は互いに共振する。
　なお、第１給電点ＦＰ１と第２給電点ＦＰ２は、互いに異なる大きさのインピーダンスに接続されていてもよい。この場合でも、第１給電点ＦＰ１と第２給電点ＦＰ２は互いに共振する場合がある。
　図３Ａに示すように、第１ガラス基板１１の平面形状は矩形である。第１パッチアンテナ１３の平面形状も矩形である。図３Ｂに示すように、端子層１７の平面形状は円形である。端子層１７は、第１パッチアンテナ１３と平面視で重なる領域に設けられている。導体層１５は、端子層１７とその周辺領域とを除いて、第１パッチアンテナ１３と平面視で重なる領域に設けられている。なお、導体層１５は、第１ガラス基板１１の裏面１１ｂ全体に設けられていてもよい。
　第１ガラス基板１１は、主たる構成元素として、シリコン（Ｓｉ）、酸素（Ｏ）を含む。また、第１ガラス基板１１は、Ｓｉ、Ｏの他に、金属元素を含んでもよい。第１ガラス基板１１は、透光性を有し（例えば、可視光を透過可能であり）、無色透明又は有色透明である。なお、透光性とは、可視光を透過させる性質に限定されず、赤外線又は紫外線を透過させる性質であってもよい。
　第１ガラス基板１１の縦方向（例えば、Ｙ軸方向）の長さは、例えば５ｍｍ以上２５ｍｍ以下である。第１ガラス基板１１の横方向（例えば、Ｘ軸方向）の長さは、例えば５ｍｍ以上２５ｍｍ以下である。第１ガラス基板１１の厚さ１１ｔ（図３Ｃ参照）は、例えば０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である。第１パッチアンテナ１３の縦方向および横方向の長さは、周波数に依存しており、波長の１／２のサイズが目安である。
　図４Ａは、本開示の実施形態に係る第２アンテナ素子の構成例を示す平面図である。図４Ｂは、本開示の実施形態に係る第２アンテナ素子の構成例を示す底面図である。図２、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、第２アンテナ素子２０は、第２ガラス基板２１と、第２ガラス基板２１のおもて面２１ａ側に設けられた第２パッチアンテナ２３とを有する。第２ガラス基板２１の裏面２１ｂ側には、凹部２５（空隙としての第２凹部の一例）が設けられている。凹部２５は、第１ガラス基板１１と向かい合う面側に開口している。凹部２５の底面２５ａの反対側に、第２パッチアンテナ２３が位置する。第２パッチアンテナ２３は、例えばＣｕ又はＣｕ合金などの導体で構成されている。
　図４Ａに示すように、第２ガラス基板２１の平面形状は矩形である。第２パッチアンテナ２３の平面形状も矩形である。図４Ｂに示すように、凹部２５の平面形状も矩形である。第２ガラス基板２１は、主たる構成元素として、シリコン（Ｓｉ）、酸素（Ｏ）を含む。また、第２ガラス基板２１は、Ｓｉ、Ｏの他に、金属元素を含んでもよい。第２ガラス基板２１は、透光性を有し、無色透明又は有色透明である。
　第２ガラス基板２１の縦方向の長さは、例えば０．５ｍｍ以上１５ｍｍ以下である。第２ガラス基板２１の横方向の長さは、例えば０．５ｍｍ以上１５ｍｍ以下である。第２ガラス基板２１の厚さは、例えば０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である。
　第２パッチアンテナ２３の縦方向および横方向の長さも、周波数に依存しており、波長の１／２のサイズが目安である。
　第１ガラス基板１１と第２ガラス基板２１は、互いに同一の形状で、同一の寸法を有してもよい。すなわち、第１ガラス基板１１の縦方向の長さ、横方向の長さ及び厚さは、第２ガラス基板２１の縦方向の長さ、横方向の長さ及び厚さとそれぞれ同一であってもよい。第１パッチアンテナ１３と第２パッチアンテナ２３も、互いに同一の形状で、同一の寸法を有してもよい。
　第１貫通孔１１Ｈ１と第１パッチアンテナ１３との接合部が、第１パッチアンテナ１３の第１給電点ＦＰ１である。第２貫通孔１１Ｈ２と第１パッチアンテナ１３との接合部が、第１パッチアンテナ１３の第２給電点ＦＰ２である。第１パッチアンテナ１３は、第１給電点ＦＰ１及び第２給電点ＦＰ２の少なくとも一方を介して、高周波信号を供給する信号線に接続されている。第２パッチアンテナ２３は、電気的にどことも接続されていない。第１パッチアンテナ１３と第２パッチアンテナ２３は、共振状態になっている。信号線は、通信回路基板５に設けることもできるが、第１ガラス基板１１にも設けることもできる。
　第１パッチアンテナ１３が例えばミリ波領域の電波を送信又は受信するとき、第１パッチアンテナ１３と、第２パッチアンテナ２３は、それぞれ共振する。導体層１５は、グランドであり反射層として機能する。これにより、アンテナ装置１は、第１パッチアンテナ１３の法線方向（例えば、Ｚ軸方向）に指向性を有する。アンテナ装置１は、第１パッチアンテナ１３の法線方向（例えば、Ｚ軸方向）にミリ波領域の電波を送信したり、Ｚ軸方向からの電波を受信したりすることができる。
　第１パッチアンテナ１３を構成する基板と第２パッチアンテナを構成する基板はそれぞれガラス製である。ガラスの誘電率は、シリコンなどの半導体よりも誘電率が低い。また、第１パッチアンテナ１３と第２パッチアンテナ２３との間には凹部２５が位置し、凹部２５の内側には空気層が存在する。空気層の誘電率はガラスの誘電率よりも低い。第１パッチアンテナ１３と第２パッチアンテナ２３との間に半導体ではなく、ガラスと空気層とが存在することにより、アンテナ装置１は、ミリ波領域の電波を広帯域で、高ゲインに送信又は受信することができる。
　次に、アンテナ装置１の製造方法を説明する。図５Ａから図５Ｃは、本開示の実施形態１に係る第１アンテナ素子の製造方法を工程順に示す断面図である。図６Ａから図６Ｃは、本開示の実施形態１に係る第２アンテナ素子の製造方法を工程順に示す断面図である。図７は、第１アンテナ素子に第２アンテナ素子を取り付ける工程を示す断面図である。図８は、第１アンテナ素子と第２アンテナ素子との位置合わせ方法の一例を示す平面図である。なお、アンテナ装置１の製造には、例えば、ガラス基板に貫通孔を形成するレーザー、ドリル又はエンドミル、ガラス基板に銅を形成する電解めっき、もしくは無電解めっき装置、銅をウェットエッチングする装置、ガラス基板同士を位置合わせする装置、位置合わせされた状態でガラス基板同士を貼り合わせる装置など、各種の治具又は装置を用いる。以下、アンテナ装置１を製造するための治具又は装置を、製造装置と総称する。
　まず、第１アンテナ素子１０の製造方法を説明する。図５Ａに示すように、製造装置は、第１ガラス基板１１に第１貫通孔１１Ｈ１と第２貫通孔１１Ｈ２を形成する。次に、図５Ｂに示すように、製造装置は、例えば電解めっきによって、第１ガラス基板１１のおもて面１１ａと裏面１１ｂとに銅１９ａ、１９ｂをそれぞれ形成するとともに、第１貫通孔１１Ｈ１の内側面と第２貫通孔１１Ｈ２（例えば、図３Ａ、図３Ｂ参照）の内側面にも銅を形成する。次に、製造装置は、フォトリソグラフィ及びウェットエッチング技術によって、銅１９ａ、１９ｂをそれぞれパターニングする。銅１９ａ、１９ｂのエッチングには、塩化第二鉄を含む溶液を使用する。これにより、図５Ｃに示すように、おもて面１１ａ側の銅から第１パッチアンテナ１３が形成される。裏面１１ｂ側の銅から導体層１５と端子層１７とが形成される。第１貫通孔１１Ｈ１内の銅と第２貫通孔１１Ｈ２内の銅は、接続層１８となる。以上の工程を経て、第１アンテナ素子１０が完成する。
　なお、図３Ｃに示したように、第１パッチアンテナ１３、導体層１５、端子層１７及び接続層１８は、Ｃｕ、Ｎｉ及びＡｕを含む積層膜であってもよい。この場合、製造装置は、例えば電解めっきによってＣｕ層を形成し、無電解めっきによってＮｉ層とＡｕ層とを形成してもよい。
　次に、第２アンテナ素子２０の製造方法を説明する。図６Ａに示すように、製造装置は、例えば電解めっきによって、第２ガラス基板２１のおもて面２１ａに銅２９を形成する。次に、製造装置は、フォトリソグラフィ及びウェットエッチング技術によって、銅２９をパターニングする。銅２９のエッチングには、塩化第二鉄を含む溶液を使用する。
　これにより、図６Ｂに示すように、銅２９から第２パッチアンテナ２３が形成される。次に、製造装置は、フォトリソグラフィ及びウェットエッチング技術によって、第２ガラス基板２１の裏面２１ｂ側をエッチングする。第２ガラス基板２１のエッチングには、フッ化水素（ＨＦ）を含む溶液を使用する。これにより、図６Ｃに示すように、第２ガラス基板２１の裏面２１ｂ側に凹部２５を形成する。以上の工程を経て、第２アンテナ素子２０が完成する。
　なお、凹部２５は等方性エッチングで形成されるため、凹部２５の底面２５ａと内側面２５ｂとの境界部２５ｃは、角張ってなく、丸みを有する形に形成される。
　次に、第１アンテナ素子１０に第２アンテナ素子２０を取り付ける方法を説明する。図７に示すように、製造装置は、第２アンテナ素子２０が有する第２ガラス基板２１の裏面２１ｂ側であって、凹部２５の周囲に位置する周縁部に接合材３０を塗布する。あるいは、製造装置は、第１アンテナ素子１０が有する第１ガラス基板１１のおもて面１１ａ側であって、上記の周縁部と向かい合う部位に接合材３０を塗布する。次に、製造装置は、第１ガラス基板１１のおもて面１１ａ側と第２ガラス基板２１の裏面２１ｂ側とを向い合せて位置合わせする。そして、製造装置は、接合材３０を介して、第１ガラス基板１１と第２ガラス基板２１とを互いに接合させる。これにより、第１アンテナ素子１０に第２アンテナ素子２０が取り付けられて、アンテナ装置１が完成する。
　上記の位置合わせの工程では、製造装置は、第１ガラス基板１１に設けられた第１パッチアンテナ１３と、第２ガラス基板２１に設けられた第２パッチアンテナ２３とを位置合わせのマークに用いる。第１ガラス基板１１と第２ガラス基板２１とが設計通りに位置合わせされると、第１パッチアンテナ１３と第２パッチアンテナ２３は平面視で重なるように形成されている。
　例えば、第１パッチアンテナ１３と第２パッチアンテナ２３とが、互いに同一の平面形状を有し、かつ、互いに同一の大きさを有する場合を想定する。この場合、位置合わせの工程では、図８に示すように、製造装置は、第１パッチアンテナ１３と第２パッチアンテナ２３とが平面視で重なって、第１パッチアンテナ１３の輪郭と第２パッチアンテナ２３の輪郭とが一致するように、第１ガラス基板１１に対して第２ガラス基板２１を相対的に移動させる。これにより、製造装置は、第１ガラス基板１１と第２ガラス基板２１とを高精度に位置合わせすることができる。
　別の例として、第１パッチアンテナ１３と第２パッチアンテナ２３とが、互いに同一の平面形状を有し、かつ、第１パッチアンテナ１３及び第２パッチアンテナ２３の一方が他方よりも小さい場合を想定する。この場合、製造装置は、第１パッチアンテナ１３の中心位置と、第２パッチアンテナ２３の中心位置とが平面視で重なり、かつ、第１パッチアンテナ１３の外周の各辺が第２パッチアンテナ２３の外周の各辺とそれぞれ平行となるように、第１ガラス基板１１に対して第２ガラス基板２１を相対的に移動させる。これにより、製造装置は、第１ガラス基板１１と第２ガラス基板２１とを高精度に位置合わせすることができる。
　ガラス基板同士を位置合わせする装置は、第２ガラス基板２１のおもて面２１ａ側に配置された第１撮像装置、及び、第１ガラス基板１１の裏面１１ｂ側に配置された第２撮像装置、の少なくとも一方を有する。第２ガラス基板２１は透光性を有する。このため、第２ガラス基板２１のおもて面２１ａ側に配置された第１撮像装置は、第２パッチアンテナ２３を撮像するとともに、第２ガラス基板２１を通して第１パッチアンテナ１３を撮像することができる。
　また、第２ガラス基板２１だけでなく、第１ガラス基板１１も透光性を有する。このため、第１ガラス基板１１の裏面１１ｂ側に配置された第２撮像装置は、第１ガラス基板１１を通して第１パッチアンテナ１３を撮像するとともに、第１ガラス基板１１及び第２ガラス基板２１を通して第２パッチアンテナ２３を撮像することができる。これらの撮像データから、ガラス基板同士を位置合わせする装置は、第１パッチアンテナ１３と第２パッチアンテナ２３の各位置を検出することができる。
　次に、通信回路基板５に設けられた無線通信回路の構成例を説明する。図９は、本開示の実施形態１に係る無線通信回路の構成例を示すブロック図である。図９は、複数のアンテナ装置１が１つの無線通信回路５０に接続している場合を例示している。複数のアンテナ装置１は、カバーする帯域が互いに異なっていてもよいし、カバーする帯域の少なくとも一部が互いにオーバーラップしていてもよい。
　図９に示すように、実施形態１に係る無線通信回路５０は、入力端子５１と、送信用増幅器５２と、スイッチ５３と、フィルタ５４と、受信用増幅器５６と、出力端子５７と、を備える。入力端子５１には、高周波信号（例えば、ミリ波の信号）が入力される。送信用増幅器５２は、入力端子５１に入力された高周波信号を増幅する機能を有する。スイッチ５３は、フィルタ５４の接続先を、送信用増幅器５２及び受信用増幅器５６の一方から他方へ切り替える機能を有する。フィルタ５４は、高周波信号から不要な周波数成分を除去する機能を有する。フィルタ５４は、通信回路基板５に設けられた信号線を介して、複数の位相器５５に接続されている。複数の位相器５５は、通信回路基板５に設けられている。複数の位相器５５は、通信回路基板５に設けられた信号線を介して、複数のアンテナ装置１の端子層１７にそれぞれ接続されている。受信用増幅器５６は、アンテナ装置１が受信した受信信号を増幅させる機能を有する。増幅された受信信号は出力端子５７から出力される。なお、図９に示す複数のアンテナ装置１は、電波の帯域や共振点が互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。
　なお、図９では、１つの無線通信回路５０に複数のアンテナ装置１が接続している場合を例示したが、本開示の実施形態はこれに限定されない。本開示の実施形態では、１つの無線通信回路５０に１つのアンテナ装置１が接続していてもよい。
　以上説明したように、本開示の実施形態１に係る無線通信装置１００は、アンテナ装置１と、アンテナ装置１に接続される無線通信回路５０と、を備える。アンテナ装置１は、第１アンテナ素子１０と、第１アンテナ素子１０の一方の面側に配置される第２アンテナ素子２０と、を備える。第１アンテナ素子１０は、第１ガラス基板１１と、第１ガラス基板１１に設けられた第１パッチアンテナ１３と、を有する。第２アンテナ素子２０は、第２ガラス基板２１と、第２ガラス基板２１に設けられた第２パッチアンテナ２３と、を有する。第１パッチアンテナ１３の少なくとも一部は、空隙（例えば、凹部２５）を介して、第２パッチアンテナ２３と向かい合っている。
　これによれば、第１パッチアンテナ１３と第２パッチアンテナ２３とが空隙を介して積層された、キャビティ・スタック構造のパッチアンテナが構成される。アンテナ装置１は、キャビティ・スタック構造のパッチアンテナを用いて、ミリ波領域の電波を送信又は受信することができる。第１パッチアンテナ１３と第２パッチアンテナ２３との間の誘電率は、ガラス基板と凹部２５内の空気層によって低く抑えられているため、表面波の発生を抑制することができる。アンテナ装置１は、ミリ波領域の電波を広帯域で、高ゲインに送信又は受信することができる。
　また、第１ガラス基板１１及び第２ガラス基板２１は半導体よりも誘電率を低いため、アンテナ装置１は、第１パッチアンテナ１３及び第２パッチアンテナ２３における誘電損失を低く抑えることができ、アンテナ効率を高く維持することができる。
　ガラス基板はパネル化（大面積化）が可能であり、半導体基板と比べて、１枚の基板からより多くの第１アンテナ素子１０又は第２アンテナ素子２０を得ることができる。これにより、アンテナ装置１の製造コストの低減が可能である。
　第１ガラス基板１１及び第２ガラス基板２１は、有機材料で構成される有機基板と比べて、熱に対する寸法変化が小さく、寸法精度が安定している。第１ガラス基板１１及び第２ガラス基板２１は、フッ化水素を含む溶液でウェットエッチングすることが可能であり、加工精度にも優れている。
　一般に、送信又は受信する電波の周波数帯が高くなるほどアンテナのサイズは小さくなる。アンテナのサイズが変動すると、送信又は受信する電波の周波数帯が変動する。このため、特に、ミリ波領域の電波を送信又は受信するアンテナには、高い寸法精度が求められる。上述したように、アンテナ装置１は、寸法精度が安定し、加工精度にも優れているため、帯域の変動を抑制することができ、アンテナ特性の向上が可能である。
　第２ガラス基板２１には凹部２５が設けられている。凹部２５の周囲は枠構造となっている。この枠構造は、第２ガラス基板２１の剛性を高め、第２ガラス基板２１の寸法精度の安定化に寄与する。
　また、第１ガラス基板１１及び第２ガラス基板２１はそれぞれ透光性を有する。これによれば、第２ガラス基板２１のおもて面２１ａ側から第２ガラス基板２１を通して第１パッチアンテナ１３を撮像したり、第１ガラス基板１１の裏面１１ｂ側から第１ガラス基板１１を通して第２パッチアンテナを撮像したりすることができる。第１ガラス基板と第２ガラス基板との位置合わせが容易である。
（実施形態２）
　上記の実施形態１では、第２ガラス基板２１に凹部２５が設けられていることを説明した。しかしながら、本開示の実施形態はこれに限定されない。第１パッチアンテナ１３と第２パッチアンテナ２３との間に位置する空隙は、第２ガラス基板２１ではなく、第１ガラス基板１１に設けられていてもよい。
　図１０は、本開示の実施形態２に係る無線通信装置の構成例を示す斜視図である。図１０に示すように、実施形態２に係る無線通信装置１００Ａは、アンテナ装置１Ａを備える。アンテナ装置１Ａは、第１アンテナ素子１０Ａと、第１アンテナ素子１０Ａの一方の面側に配置される第２アンテナ素子２０Ａと、を備える。
　第１アンテナ素子１０Ａは、第１ガラス基板１１のおもて面１１ａ側に設けられた凹部１１１（空隙としての第１凹部の一例）を有する。凹部１１１の平面形状は矩形である。凹部１１１の底面１２ａに第１パッチアンテナ１３が設けられている。第２アンテナ素子２０Ａにおいて、第２ガラス基板２１の裏面２１ｂ側には、凹部２５（図２参照）が設けられていてもよいし、設けられていなくてもよい。図１０では、第２ガラス基板２１に凹部２５が設けられていない場合を例示している。凹部１１１は等方性エッチングで形成されるため、凹部１１１の底面１１１ａと内側面１１１ｂとの境界部１１１ｃは、角張ってなく、丸みを有する形に形成される。
　アンテナ装置１Ａにおいても、第１パッチアンテナ１３と第２パッチアンテナ２３との間に空隙（例えば、凹部１１１）が存在する。第１パッチアンテナ１３と第２パッチアンテナ２３との間の誘電率は、凹部１１１内の空気層によって低く抑えられている。このため、アンテナ装置１Ａは、ミリ波領域の電波を広帯域で、高ゲインに送信又は受信することができる。
（実施形態３）
　上記の実施形態１では、第１パッチアンテナ１３及び第２パッチアンテナ２３を位置合わせのマークに用いることを説明した。しかしながら、本開示の実施形態は、これに限定されない。任意のパターンを位置合わせのマークに用いてもよい。
　図１１は、本開示の実施形態３に係る無線通信装置の構成例を示す斜視図である。図１１に示すように、実施形態３に係る無線通信装置１００Ｂは、アンテナ装置１Ｂを備える。アンテナ装置１Ｂは、第１アンテナ素子１０Ｂと、第１アンテナ素子１０Ｂの一方の面側に配置される第２アンテナ素子２０Ｂと、を備える。
　第１アンテナ素子１０Ｂは、第１ガラス基板１１のおもて面１１ａ又は裏面１１ｂ側に設けられた第１位置合わせマーク１２１を有する。図１１では、第１位置合わせマーク１２１が第１ガラス基板１１のおもて面１１ａ側に設けられている場合を例示している。例えば、第１位置合わせマーク１２１は、第１パッチアンテナ１３と同一の工程で同時に形成される。これにより、第１位置合わせマーク１２１は、第１パッチアンテナ１３と同一の材料（一例として、Ｃｕ又はＣｕ合金）で構成され、同一の膜厚を有する。第１位置合わせマーク１２１は、正円、楕円、矩形又はクロス形など、任意の平面形状を有してよい。
　第２アンテナ素子２０Ｂは、第２ガラス基板２１のおもて面２１ａ又は裏面２１ｂ側に設けられた第２位置合わせマーク２２１を有する。図１１では、第２位置合わせマーク２２１が第２ガラス基板２１のおもて面２１ａ側に設けられている場合を例示している。例えば、第２位置合わせマーク２２１は、第２パッチアンテナ２３と同一の工程で同時に形成される。これにより、第２位置合わせマーク２２１は、第２パッチアンテナ２３と同一の材料（一例として、Ｃｕ又はＣｕ合金）で構成され、同一の膜厚を有する。第２位置合わせマーク２２１は、正円、楕円、矩形又はクロス形など、任意の平面形状を有してよい。
　第１ガラス基板１１と第２ガラス基板２１とが設計通りに位置合わせされると、第１位置合わせマーク１２１と第２位置合わせマーク２２１は平面視で重なるように形成されている。このような構成であっても、製造装置は、第１位置合わせマーク１２１及び第２位置合わせマーク２２１を用いて、第１ガラス基板１１と第２ガラス基板２１とを高精度に位置合わせすることができる。
　なお、製造装置は、第１パッチアンテナ１３及び第２パッチアンテナ２３と、第１位置合わせマーク１２１及び第２位置合わせマーク２２１との両方を用いて、第１ガラス基板１１と第２ガラス基板２１とを位置合わせしてもよい。これによれば、位置合わせに用いるマークの個数が増えるため、位置合わせの精度が向上する。
　あるいは、第１位置合わせマーク１２１及び第２位置合わせマーク２２１はそれぞれ複数ずつ設けられていてもよい。製造装置は、複数の第１位置合わせマーク１２１と、複数の第２位置合わせマーク２２１とがそれぞれ平面視で重なるように、第１ガラス基板１１と第２ガラス基板２１とを位置合わせしてもよい。この場合も、位置合わせに用いるマークの個数が増えるため、位置合わせの精度が向上する。
（実施形態４）
　本開示の実施形態において、アンテナ装置１は、第１パッチアンテナ１３及び第２パッチアンテナ２３に加えて、エンドファイアアンテナを備えてもよい。
　図１２は、本開示の実施形態４に係る無線通信装置の構成例を示す斜視図である。図１２に示すように、実施形態４に係る無線通信装置１００Ｃは、アンテナ装置１Ｃを備える。アンテナ装置１Ｃは、第１アンテナ素子１０Ｃと、第１アンテナ素子１０Ｃの一方の面側に配置される第２アンテナ素子２０と、を備える。
　第１アンテナ素子１０Ｃは、第１ガラス基板１１の裏面１１ｂ側に設けられたエンドファイアアンテナ１３１を備える。エンドファイアアンテナ１３１の平面形状は、一方向（例えば、Ｙ軸方向）に長く延びた矩形である。エンドファイアアンテナ１３１は、導体層１５及び端子層１７と同一の工程で同時に形成される。これにより、エンドファイアアンテナ１３１は、導体層１５及び端子層１７と同一の材料（一例として、Ｃｕ又はＣｕ合金）で構成され、同一の膜厚を有する。
　エンドファイアアンテナ１３１は、高周波信号を供給する信号線に接続されている。エンドファイアアンテナ１３１は、導体層１５及び端子層１７のいずれとも、電気的に接続されていない。エンドファイアアンテナ１３１は、第１パッチアンテナ１３に平行な水平方向であって、上記の一方向と直交する方向（例えば、Ｘ軸方向）に指向性を有する。これにより、アンテナ装置１Ｃは、エンドファイアアンテナ１３１を介して、Ｘ軸方向にミリ波領域の電波を送信したり、Ｘ軸方向からのミリ波領域の電波を受信したりすることができる。アンテナ装置１Ｃは、第１パッチアンテナ１３の法線方向だけでなく、第１パッチアンテナ１３の水平方向にも指向性を有するため、より広いエリアをカバーすることができる。
　なお、図１２では、１つの第１パッチアンテナ１３に対して、１つのエンドファイアアンテナ１３１が設けられている場合を示した。しかしながら、これはあくまで一例である。第１アンテナ素子１０Ｃは、１つの第１パッチアンテナ１３に対して、複数のエンドファイアアンテナ１３１を備えてもよい。この場合、複数のエンドファイアアンテナ１３１の指向性は互いに同じ方向でもよいし、互いに異なる方向でもよい。例えば、複数のエンドファイアアンテナ１３１のうち、第１のエンドファイアアンテナはＸ軸方向に指向性を有し、第２のエンドファイアアンテナはＹ軸方向に指向性を有してもよい。これにより、アンテナ装置１Ｃは、よりいっそう広いエリアをカバーすることができる。
（実施形態５）
　上記の実施形態１では、第２ガラス基板２１の凹部の底面は平坦であることを説明した。しかしながら、本開示の実施形態はこれに限定されない。第２ガラス基板２１の凹部２５の底面２５ａには、凹凸が設けられていてもよい。
　図１３は、本開示の実施形態５に係る無線通信装置の構成例を示す斜視図である。図１４は、本開示の実施形態５に係る無線通信装置の構成例を示す断面図である。図１４は、図１３をＸＩＶ－ＸＩＶ’線を通るＸ－Ｚ平面で切断した断面を示している。図１３及び図１４に示すように、実施形態５に係る無線通信装置１００Ｄは、アンテナ装置１Ｄを備える。アンテナ装置１Ｄは、第１アンテナ素子１０と、第１アンテナ素子１０の一方の面側に配置される第２アンテナ素子２０Ｄと、を備える。
　第２アンテナ素子２０Ｄにおいて、凹部２５の底面２５ａには複数の凸部２４１が設けられている。複数の凸部２４１は、例えば、互いに同一の形状で、同一の大きさを有する。複数の凸部２４１は、Ｘ軸方向に等間隔で配置され、かつ、Ｙ軸方向にも等間隔で配置されている。複数の凸部２４１のＸ軸方向における配置間隔とＹ軸方向における配置間隔は、互いに同一でもよいし、異なっていてもよい。複数の凸部２４１の少なくとも一部が、第１パッチアンテナ１３と第２パッチアンテナ２３との間に位置する。
　複数の凸部２４１は、第２ガラス基板２１と一体に設けられていてもよい。複数の凸部２４１が第２ガラス基板２１と一体に設けられる場合、複数の凸部２４１は、フォトリソグラフィ及びウェットエッチング技術によって、凹部２５の底面２５ａをエッチングすることによって形成される。凹部２５の底面２５ａはガラスであるため、ウェットエッチングには、フッ化水素を含む溶液が用いられる。
　複数の凸部２４１がＸ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ等間隔に存在することによって、第１パッチアンテナ１３と第２パッチアンテナ２３との間の誘電率は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に沿ってそれぞれ周期的に変化する。これにより、アンテナ装置１Ｄの帯域や共振点は、凹部２５の底面２５ａに凹凸が設けられていない場合の帯域や共振点からシフトする。
　複数の凸部２４１が、アンテナ装置１Ｄの帯域や共振点をシフトさせる。アンテナ装置１Ｄの帯域や共振点のシフト量は、複数の凸部２４１の形状、大きさ、配置等によって異なる値となる。複数の凸部２４１の形状、大きさ、配置等を任意に設計することによって、アンテナ装置１Ｄの帯域や共振点を調整することが可能である。なお、実施形態５において、複数の凸部２４１は、互いに異なる形状を有してもよいし、互いに異なる大きさを有してもよい。このような構成であっても、帯域や共振点の調整が可能である。
（実施形態６）
　上記の実施形態１では、第２ガラス基板２１に１つの凹部２５が設けられていることを説明した。しかしながら、本開示において、第２ガラス基板２１に設けられる凹部２５の数は１つに限定されず、複数であってもよい。
　図１５は、本開示の実施形態６に係る無線通信装置の構成例を示す斜視図である。図１５に示すように、実施形態６に係る無線通信装置１００Ｅは、アンテナ装置１Ｅを備える。アンテナ装置１Ｅは、第１アンテナ素子１０と、第１アンテナ素子１０の一方の面側に配置される第２アンテナ素子２０Ｅと、を備える。第２アンテナ素子２０Ｅにおいて、第２ガラス基板２１の裏面２１ｂ側には、複数のスリット２５１（空隙としての第２凹部の一例）が設けられている。スリット２５１はＹ軸方向に長く形成されている。第２パッチアンテナ２３は、複数のスリット２５１の少なくとも一部と平面視で重なる位置にある。
　複数のスリット２５１は、フォトリソグラフィ及びウェットエッチング技術によって、凹部２５の底面２５ａをエッチングすることによって形成される。複数のスリット２５１の各々について、アスペクト比は、アスペクト比は３以上８以下であることが好ましい。アスペクト比とは、スリットの幅方向（例えば、Ｘ軸方向）の長さＷに対する深さ方向（例えば、Ｚ軸方向）の長さＤの比であり、Ｄ／Ｗで示される。
　アンテナ装置１Ｅにおいても、第１パッチアンテナ１３と第２パッチアンテナ２３との間には、空隙（例えば、複数のスリット２５１）が存在する。第１パッチアンテナ１３は、複数のスリット２５１を介して第２パッチアンテナ２３と向かい合っている。第１パッチアンテナ１３と第２パッチアンテナ２３との間の誘電率は、スリット２５１内の空気層によって低く抑えられている。このため、アンテナ装置１Ｅは、ミリ波領域の電波を広帯域で、高ゲインに送信又は受信することができる。
（実施形態７）
　上記の実施形態１では、アンテナ装置１が、１つの第１パッチアンテナ１３と、１つの第２パッチアンテナ２３をそれぞれ備えることを説明した。しかしながら、本開示の実施形態はこれに限定されない。アンテナ装置１は、複数の第１パッチアンテナ１３と、複数の第２パッチアンテナ２３とを備えてもよい。
　図１６は、本開示の実施形態７に係るアンテナ装置の構成例を示す斜視図である。図１６に示すように、実施形態７に係る無線通信装置１００Ｆは、アンテナ装置１Ｆを備える。アンテナ装置１Ｆは、第１アンテナ素子１０Ｆと、第１アンテナ素子１０の一方の面側に配置される第２アンテナ素子２０Ｆと、を備える。
　第１アンテナ素子１０Ｆは、第１ガラス基板１１のおもて面側に設けられた複数の第１パッチアンテナ１３を有する。第２アンテナ素子２０Ｆは、第２ガラス基板２１のおもて面側に設けられた複数の第２パッチアンテナ２３を有する。複数の第１パッチアンテナ１３と複数の第２パッチアンテナ２３は、それぞれ向かい合っている。また、第２アンテナ素子２０Ｆには、１つの凹部２５が設けられている。平面視で凹部２５と重なる位置に、複数の第１パッチアンテナ１３と複数の第２パッチアンテナ２３とが設けられている。
　アンテナ装置１Ｆにおいても、複数の第１パッチアンテナ１３と複数の第２パッチアンテナ２３との間に空隙（例えば、凹部２５）が存在する。複数の第１パッチアンテナ１３と複数の第２パッチアンテナ２３との間の誘電率は、凹部２５内の空気層によって低く抑えられている。このため、アンテナ装置１Ｆは、ミリ波領域の電波を広帯域で、高ゲインに送信又は受信することができる。
　アンテナ装置１Ｆでは、第１パッチアンテナ１３と第２パッチアンテナ２３とで構成されるキャビティ・スタック構造のパッチアンテナを複数配置することにより、より方向性を絞って電波を送信または受信することができる。それと同時に、電波を重畳させることもできるためアンテナゲインを上げることができる。
（実施形態８）
　本開示の実施形態において、アンテナ装置１は、第１パッチアンテナ１３及び第２パッチアンテナ２３に加えて、線状アンテナ（例えば、ダイポールアンテナ又はモノポールアンテナ）を備えてもよい。
　図１７は、本開示の実施形態８に係るアンテナ装置の構成例を示す斜視図である。図１８は、本開示の実施形態８に係るアンテナ装置の構成例を示す断面図である。図１７は、図１７をＸＶＩＩＩ－ＸＶＩＩＩ’線を通るＸ－Ｚ平面で切断した断面を示している。図１７及び図１８に示すように、実施形態７に係るアンテナ装置１Ｇは、第１アンテナ素子１０Ｇと、第１アンテナ素子１０Ｇの一方の面側に配置される第２アンテナ素子２０（図１又は図２参照）と、を備える。
　図１７及び図１８に示すように、第１アンテナ素子１０Ｇは、第１ガラス基板１１と、第１ガラス基板１１に設けられた第１パッチアンテナ１３と、第１ガラス基板１１に設けられたダイポールアンテナ１６０と、を備える。ダイポールアンテナ１６０は、第１ガラス基板１１のおもて面１１ａ側に設けられた第１導線層１６１及び第３導線層１６３と、第１ガラス基板１１の裏面１１ｂ側に設けられた第２導線層１６２及び第４導線層１６４とを有する。
　実施形態７において、第１ガラス基板１１には、第１ガラス基板１１のおもて面１１ａと裏面１１ｂとの間を貫く第３貫通孔１１Ｈ３と、裏面１１ｂに設けられた端子層１７１とが設けられている。図１８に示すように、端子層１７１は、裏面１１ｂ側に設けられた導体層１５と第２導線層１６２のいずれとも、電気的に接続していない。
　第１ガラス基板１１において、第３貫通孔１１Ｈ３の一端側に第１導線層１６１が配置され、第３貫通孔１１Ｈ３の他端側に端子層１７１が配置されている。第１パッチアンテナ１３と端子層１７１は、第３貫通孔１１Ｈ３を介して電気的に接続している。なお、第３貫通孔１１Ｈ３には導体で埋め込まれていてもよい。導体の一例として、Ｃｕ又はＣｕ合金が挙げられる。
　第１導線層１６１及び端子層１７１と、第２導線層１６２は、例えば、通信回路基板５に設けられた信号線を介して、無線通信回路５０の位相器５５（図９参照）にそれぞれ接続される。あるいは、第２導線層１６２は、通信回路基板５に設けられた電位線を介して、任意の電位（例えば、接地電位（０Ｖ））に固定されてもよい。第３導線層１６３及び第４導線層１６４は、電気的にどことも接続されていない。
　第１導線層１６１及び第３導線層１６３は、例えば、第１パッチアンテナ１３と同一の工程で同時に形成される。これにより、第１導線層１６１及び第３導線層１６３は、第１パッチアンテナ１３と同一の材料（一例として、Ｃｕ又はＣｕ合金）で構成され、同一の膜厚を有する。
　同様に、第２導線層１６２、第４導線層１６４及び端子層１７１は、例えば、導体層１５及び端子層１７と同一の工程で同時に形成される。これにより、第２導線層１６２、第４導線層１６４及び端子層１７１は、導体層１５及び端子層１７と同一の材料（一例として、Ｃｕ又はＣｕ合金）で構成され、同一の膜厚を有する。
　ダイポールアンテナ１６０は、第１パッチアンテナ１３に平行な水平方向（例えば、Ｘ軸方向又はＹ軸方向）に指向性を有する。これにより、アンテナ装置１Ｇは、ダイポールアンテナ１６０を介して、水平方向にミリ波領域の電波を送信したり、水平方向からのミリ波領域の電波を受信したりすることができる。アンテナ装置１Ｇは、第１パッチアンテナ１３の法線方向だけでなく、第１パッチアンテナ１３の水平方向にも指向性を有するため、より広いエリアをカバーすることができる。
（実施形態９）
　図１９は、本開示の実施形態９に係る無線通信装置の構成例を示す斜視図である。図１９に示すように、実施形態９に係る無線通信装置１００Ｈは、アンテナ装置１Ｈと、アンテナ装置１Ｈに接続される無線通信回路５０（図９参照）と、を備える。アンテナ装置１Ｈは、第１アンテナ素子１０Ｈと、第１アンテナ素子１０Ｈの一方の面側に配置される第２アンテナ素子２０と、を備える。
　第１アンテナ素子１０Ｈは、第１ガラス基板１１のおもて面１１ａ側に設けられた複数の第１パッチアンテナ１３Ｈを有する。第１パッチアンテナ１３Ｈは、第２アンテナ素子２０の第２パッチアンテナ２３と向かい合っている。図１９に示す第１パッチアンテナ１３Ｈにおいて、実施形態１等で説明した第１パッチアンテナ１３との相違点は、角部の形状だけである。図１９に示す第１パッチアンテナ１３Ｈにおいて、角部の形状以外の構成は、第１パッチアンテナ１３と同じである。
　図２０は、本開示の実施形態９に係る第１パッチアンテナの構成例１を示す平面図である。図２０に示すように、第１パッチアンテナ１３Ｈの平面視による形状は矩形である。第１パッチアンテナ１３Ｈは、外周の辺として、第１縁辺Ｌ１と、第２縁辺Ｌ２と、第３縁辺Ｌ３と、第４縁辺Ｌ４と、を有する。第１縁辺Ｌ１と第３辺はＹ軸方向に平行であり、第２縁辺Ｌ２と第４縁辺Ｌ４はＹ軸方向に平行である。第１縁辺Ｌ１と第３縁辺Ｌ３はＸ軸方向で向かい合い、第２縁辺Ｌ２と第４縁辺Ｌ４はＹ軸方向で向かい合っている。
　第１縁辺Ｌ１の一端と第４縁辺Ｌ４の一端は、Ｃ１で接続している。第１縁辺Ｌ１の他端と第２縁辺Ｌ２の一端は、角部Ｃ２で接続している。第２縁辺Ｌ２の他端と第３縁辺Ｌ３の一端は、角部Ｃ３で接続している。第３縁辺Ｌ３の他端と第４縁辺Ｌ４の他端は、角部Ｃ４で接続している。
　第１パッチアンテナ１３Ｈにおいて、角部Ｃ１からＣ４の１つ以上の輪郭は、平面視で、曲線を含む形状を有する。輪郭は、外縁と呼んでもよい。例えば、図２０に示すように、角部Ｃ１からＣ４の輪郭は、平面視で、曲線を含む形状を有する。角部Ｃ１の輪郭は、円弧を描くように曲線で構成されており、丸みを有する。同様に、角部Ｃ２からＣ４の各輪郭も、円弧を描くように曲線で構成されており、丸みを有する。これにより、角部Ｃ１からＣ４での電界集中を抑制することができるので、第１パッチアンテナ１３Ｈの励振形状の崩れを抑制することができる。
　あるいは、角部Ｃ１からＣ４の１つ以上の輪郭は、平面視で、複数の鈍角（９０°よりも大きく、１８０°よりも小さい角）を含む形状を有してもよい。
　図２１は、本開示の実施形態９に係る第１パッチアンテナの構成例２を示す平面図である。図２２は、実施形態９に係る角部の構成例１を示す平面図である。例えば、図２１及び図２２に示すように、角部Ｃ１の輪郭は、平面視で、２つの鈍角ＣＡ１、ＣＡ２を含む形状を有する。鈍角ＣＡ１の角度θ１、鈍角ＣＡ２の角度θ２は、それぞれ、９０°よりも大きく１８０よりも小さい。一例を挙げると、角度θ１、θ２はそれぞれ１３５°である。
　同様に、角部Ｃ２からＣ４の各々の輪郭も、平面視で、２つの鈍角ＣＡ１、ＣＡ２を含む形状を有する。これにより、角部Ｃ１からＣ４での電界集中を抑制することができるので、第１パッチアンテナ１３Ｈの励振形状の崩れを抑制することができる。
　図２２では、角部Ｃ１からＣ４の各々の輪郭が、平面視で、２つの鈍角ＣＡ１、ＣＡ２を含む形状を有する場合を示した。しかしながら、角部Ｃ１からＣ４の各形状はこれに限定されない。角部Ｃ１からＣ４の各々の輪郭は、平面視で、３つ以上の鈍角を含む形状を有してもよい。
　図２３は、実施形態９に係る角部の構成例２を示す平面図である。角部Ｃ１の輪郭は、平面視で、３つの鈍角ＣＡ１、ＣＡ３、ＣＡ２を含む形状を有する。２つの鈍角ＣＡ１、ＣＡ２の間に、鈍角ＣＡ３が配置されている。鈍角ＣＡ１、ＣＡ３、ＣＡ２は、この順で連なるように配置されている。鈍角ＣＡ１の角度θ１、鈍角ＣＡ２の角度θ２、鈍角ＣＡ３の角度θ３は、それぞれ、９０°よりも大きく１８０よりも小さい。一例を挙げると、角度θ１、θ２、θ３はそれぞれ１５０°である。
　同様に、角部Ｃ２からＣ４の各々の輪郭も、平面視で、３つの鈍角ＣＡ１、ＣＡ３、ＣＡ２を含む形状を有する。角部Ｃ１からＣ４の各々において、鈍角の数は多いほど好ましい。鈍角の数が多いほど、鈍角の角度が広がり、鈍角の配置間隔が密になる。これにより、角部Ｃ１からＣ４の各々は、図２１に示したような曲線を含む形状に近づくので、電界集中の抑制効果の向上を期待することができる。
（変形例）　本開示の実施形態では、第１パッチアンテナだけでなく、第２パッチアンテナも、その角部の少なくとも１つ以上が、平面視で、曲線を含む形状、又は、複数の鈍角を含む形状を有してもよい。
　図２４は、本開示の実施形態９に係る無線通信装置の変形例１を示す斜視図である。図２４に示すように、この変形例１では、第１アンテナ素子１０Ｈの一方の面側に、第２アンテナ素子２０Ｈが配置される。第２アンテナ素子２０Ｈは、第２ガラス基板２１と、第２ガラス基板２１のおもて面２１ａ側に設けられた第２パッチアンテナ２３Ｈとを有する。第２パッチアンテナ２３Ｈは、第１アンテナ素子１０Ｈの第１パッチアンテナ１３Ｈと向かい合っている。第２パッチアンテナ２３Ｈにおいて、実施形態１等で説明した第２パッチアンテナ２３との相違点は、角部の形状だけである。第２パッチアンテナ２３Ｈにおいて、角部の形状以外の構成は、第２パッチアンテナ２３と同じである。
　第２パッチアンテナ２３Ｈは、第１パッチアンテナ１３Ｈと同様に、その角部の少なくとも１つ以上が、平面視で、曲線を含む形状、又は、複数の鈍角を含む形状を有する。例えば、第２パッチアンテナ２３Ｈは、第１パッチアンテナ１３Ｈと同一の形状で、同一の寸法を有する。これによれば、第１パッチアンテナ１３Ｈだけでなく、第２パッチアンテナ２３Ｈも、角部での電界集中を抑制することができる。したがって、第１パッチアンテナ１３Ｈ及び第２パッチアンテナ２３Ｈの各々において、励振形状の崩れを抑制することができる。
　また、本開示の実施形態では、第１パッチアンテナではなく、第２パッチアンテナの角部のみが、平面視で、曲線を含む形状、又は、複数の鈍角を含む形状を有してもよい。
　図２５は、本開示の実施形態９に係る無線通信装置の変形例２を示す斜視図である。図２５に示すように、この変形例２では、第１アンテナ素子１０の一方の面側に、第２アンテナ素子２０Ｈが配置される。第２アンテナ素子２０Ｈの第２パッチアンテナ２３Ｈは、第１アンテナ素子１０Ｈの第１パッチアンテナ１３Ｈと向かい合っている。このような構成であっても、第２パッチアンテナ２３Ｈの励振形状の崩れを抑制することができる。
（実施形態１０）
　図２６は、本開示の実施形態１０に係る第１給電点の配置例を示す平面図である。図２６に示すように、第１給電点ＦＰ１は、例えば、第１パッチアンテナ１３Ｈの第４縁辺Ｌ４の近傍に接続している。この構造により、第１パッチアンテナ１３Ｈは、第４縁辺Ｌ４の周辺と第２縁辺Ｌ２の周辺とが励振し、一偏波の信号を送信又は受信する。
　図２６に示す例では、第１パッチアンテナ１３Ｈを用いている。第１パッチアンテナ１３Ｈの角部Ｃ１からＣ４はそれぞれ丸みを有するため、角部Ｃ１からＣ４での電界集中が抑制される。
　また、第１パッチアンテナ１３Ｈの平面視による形状は矩形である。この矩形において、第１方向（例えば、Ｙ軸方向）で互いに向かい合う一組の縁辺（例えば、第４縁辺ＣＬ４と第２縁辺Ｌ２）の中心同士を結ぶ直線を第１直線ＶＬとする。第１方向と交差する第２方向（例えば、Ｘ軸方向）で互いに向かい合う一組の縁辺（例えば、第１縁辺ＣＬ１と第３縁辺Ｌ３）の中心同士を結ぶ直線を第２直線ＨＬとする。図２６に示すように、第１給電点ＦＰ１は、第１直線ＶＬ及び第２直線ＨＬからそれぞれ外れた位置にある。
　第１直線ＶＬと第２直線ＨＬとが交差する位置が、第１パッチアンテナ１３Ｈの中心位置ＣＰである。第１給電点ＦＰ１は、中心位置ＣＰに対して２軸方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向）ずれた位置にある。例えば、第１給電点ＦＰ１は、第１直線ＶＬ及び第２直線ＨＬからそれぞれ０．０５ｍｍ以上離れている。これにより、第１パッチアンテナ１３Ｈにおいて、一偏波の信号を送信又は受信する際の励振状態が改善される。一偏波の信号を送信又は受信するアンテナ装置において、共振の深さと帯域とを改善することができ、さらなる広帯域化が可能となる。
　図２７は、本開示の実施形態１０に係る第１給電点及び第２給電点の配置例を示す平面図である。図２７に示すように、第１給電点ＦＰ１は、例えば、第１パッチアンテナ１３Ｈの第４縁辺Ｌ４の近傍に接続している。第２給電点ＦＰ２は、例えば、第１パッチアンテナ１３Ｈの第３縁辺Ｌ３の近傍に接続している。
　この構造により、第１パッチアンテナ１３Ｈは、第４縁辺Ｌ４の周辺と第２縁辺Ｌ２の周辺とが励振し、垂直方向及び水平方向の一方に偏波した信号を送信又は受信する。また、第１パッチアンテナ１３Ｈは、第３縁辺Ｌ３の周辺と第１縁辺Ｌ１の周辺とが励振し、垂直方向及び水平方向の他方に偏波した信号を送信又は受信する。つまり、第１パッチアンテナ１３Ｈは、二偏波の信号を送信又は受信する。
　図２７に示す例でも、第１パッチアンテナ１３Ｈを用いている。第１パッチアンテナ１３Ｈの角部Ｃ１からＣ４はそれぞれ丸みを有するため、角部Ｃ１からＣ４での電界集中が抑制される。
　また、図２７に示すように、第１給電点ＦＰ１は、第１直線ＶＬ及び第２直線ＨＬからそれぞれ外れた位置にある。第２給電点ＦＰ２も、第１直線ＶＬ及び第２直線ＨＬからそれぞれ外れた位置にある。例えば、第２給電点ＦＰ２は、第１直線ＶＬ及び第２直線ＨＬからそれぞれ０．０５ｍｍ以上離れている。つまり、第１給電点ＦＰ１及び第２給電点ＦＰ２の各々は、中心位置ＣＰに対して２軸方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向）ずれた位置にある。これにより、第１パッチアンテナ１３Ｈにおいて、二偏波の信号を送信又は受信する際の励振状態が改善される。二偏波の信号を送信又は受信するアンテナ装置において、共振の深さと帯域とを改善することができ、さらなる広帯域化が可能となる。
（実施形態１１）
　図２８は、本開示の実施形態１１に係る無線通信装置の構成例を示す斜視図である。図２８に示すように、実施形態１１に係る無線通信装置１００Ｊは、アンテナ装置１Ｊと、アンテナ装置１Ｊが実装された通信回路基板５とを備える。アンテナ装置１Ｊは、一方向に細長い形状を有する。例えば、アンテナ装置１Ｊは、第１アンテナ素子１０Ｊ及び第２アンテナ素子２０Ｊを有する。第１アンテナ素子１０Ｊ及び第２アンテナ素子２０Ｊは、Ｘ軸方向の寸法よりもＹ軸方向の寸法の方が長い。
　このような場合であっても、アンテナ装置１Ｊは、角部が曲線を含む形状（または、複数の鈍角を含む形状）である第１パッチアンテナ１３Ｈ及び第２パッチアンテナ２３Ｈの少なくとも一方を有することによって、励振形状の崩れを抑制することができる。また、アンテナ装置１Ｊは、第１給電点ＦＰ１及び第２給電点ＦＰ２の少なくとも一方が中心位置ＣＰに対して２軸方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向）にずれた位置に存在することによって、共振の深さと帯域とを改善することができ、さらなる広帯域化が可能となる。
　また、図２８に示すように、一方向に細長いアンテナ装置１Ｊは、一方向に細長く、第１パッチアンテナ１３から離して配置されたメタルプレート１８０を有することが好ましい。図２８では、アンテナ装置１Ｊ及びメタルプレート１８０がＹ軸方向に細長い場合を例示している。
　メタルプレート１８０は、第１パッチアンテナ１３と同様に、第１ガラス基板１１のおもて面１１ａ側に設けられている。メタルプレート１８０は、第１パッチアンテナ１３と同じ層構造を有する。例えば、メタルプレート１８０は、電解めっきで形成されたＣｕ層と、無電解めっきで形成されたＮｉ層と、無電解めっきでＡｕ層とで構成されている。Ｃｕ層、Ｎｉ層及びＡｕ層は、第１ガラス基板１１側からこの順で積層されている。メタルプレート１８０は、第１パッチアンテナ１３と同一の工程で同時に形成される。
　アンテナ装置１Ｊの第１ガラス基板１１には、第１ガラス基板１１のおもて面１１ａと裏面１１ｂとの間を貫く複数の第４貫通孔１１Ｈ４が設けられている。第４貫通孔１１Ｈ４の一端側にメタルプレート１８０が配置され、第４貫通孔１１Ｈ４の他端側に導体層１５が配置されている。なお、第４貫通孔１１Ｈ４は導体で埋め込まれていてもよい。導体の一例として、Ｃｕ又はＣｕ合金が挙げられる。
　メタルプレート１８０は、第４貫通孔１１Ｈ４を介して導体層１５に電気的に接続される。導体層１５がグランドであり反射層として機能する場合、メタルプレート１８０は第４貫通孔１１Ｈ４を介して導体層１５に接続される。導体層１５は、任意の電位（例えば、接地電位（０Ｖ））に固定される。これにより、アンテナ装置１Ｊは、送信する電波の放射形状を改善することができる。
　また、図２８に示すように、通信回路基板５には、第１給電点ＦＰ１及び第２給電点ＦＰ２にそれぞれ給電する給電伝送路として、端子層１７が設けられている。端子層１７は、少なくとも２種類以上の配線幅を有していてもよい。例えば、端子層１７は、第１の配線幅ＷＡを有する第１配線部１７Ａと、第１配線部１７Ａに直列に接続し、第２の配線幅ＷＢを有する第２配線部１７Ｂと、を有する。第１の配線幅ＷＡよりも第２の配線幅ＷＢの方が、小さい値である。通信回路基板５では、アンテナ装置１Ｊに入力する信号のインピーダンスのマッチングを適正化するために、幅の異なる線路（第１配線部１７Ａ、第２配線部１７Ｂ）を組み合わせている。
（評価結果）
　図２９Ａから図２９Ｅは、本開示の実施形態に係るアンテナ装置のアンテナ指向性を評価した結果を示すグラフである。詳しく説明すると、図２９Ａは、電波の周波数が２５ＧＨｚの場合のアンテナ指向性を評価した結果を示すグラフである。図２９Ｂは、電波の周波数が２９ＧＨｚの場合のアンテナ指向性を評価した結果を示すグラフである。図２９Ｃは、電波の周波数が３７ＧＨｚの場合のアンテナ指向性を評価した結果を示すグラフである。図２９Ｄは、電波の周波数が４０ＧＨｚの場合のアンテナ指向性を評価した結果を示すグラフである。図２９Ｅは、電波の周波数が４３．５ＧＨｚの場合のアンテナ指向性を評価した結果を示すグラフである。
　図２９Ａから図２９Ｅの各図において、円の外周に付された数値は、第２パッチアンテナ２３Ｈの法線方向に対する角度（°）を示している。また、円の内側に付された数値は、利得（ｄＢ）を示している。この図では、最大利得を１０ｄＢに規格している。
　この評価は、実施形態９、１０で説明した２つの構成を有するアンテナ装置を用いて行った。具体的には、評価に用いたアンテナ装置は、第１パッチアンテナ１３Ｈと、第２パッチアンテナ２３Ｈとを備える。第１パッチアンテナ１３Ｈと、第２パッチアンテナ２３Ｈは、いずれも、平面視による形状が矩形であり、矩形の４つの角部はそれぞれ曲線を含み、丸みを有する（構成１）。また、評価に用いたアンテナ装置は、第１給電点ＦＰ１と第２給電点ＦＰ２とを有する。第１給電点ＦＰ１と第２給電点ＦＰ２は、それぞれ、２軸方向に位置ずれしている（構成２）。
　図２９Ａから２９Ｅに示すように、構成１、２を備えるアンテナ装置は、２５ＧＨｚから４３．５ＧＨｚまでの広域な周波数帯において、放射特性の向上と、利得の向上とを実現することができることが確認された。
　一般に、広帯域の電波を送信又は受信する場合、複数の帯域に対応して複数のサイズのパッチアンテナが用意される。高い周波数ほど、パッチアンテナのサイズは小さく設計される。しかし、複数のサイズのパッチアンテナを用意すると、部品点数が増えるため、装置の小型化の妨げや、製造コストの増大を招いてしまう。これを防ぐために、広帯域の電波を一サイズの共用パッチアンテナで扱うことが考えられるが、この場合は、特に高周波の送信時又は受信時にパッチアンテナの角部に電界が集中し易い傾向があった。パッチアンテナの角部に電界が集中すると、励振形状が崩れ、電波の放射特性が低下したり、利得が低下したりする可能性があった。
　しかしながら、構成１、２を有するアンテナ装置は、構成１、２がない装置と比べて、高周波の電波（例えば、４３．５ＧＧｚ）を送信又は受信する場合でも、角部における電界集中が抑制され、励振形状の崩れが抑制されるということが確認された。高周波の電波（例えば、４３．５ＧＧｚ）を送信又は受信する場合でも、放射特性の低下や、利得の低下が抑制されるということが確認された。この結果から、構成１、２を有するアンテナ装置は、構成１、２がない装置と比べて、さらなる広帯域化が可能である、ということが確認された。
（その他の実施形態）
　上記のように、本開示は実施形態及び変形例によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は本開示を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
　例えば、本開示の実施形態において、モバイル機器、自動車、建物部品は、上記のアンテナ装置１、１Ａから１Ｊのいずれか１つ以上を備えてもよい。モバイル機器がアンテナ装置１、１Ａから１Ｊのいずれか１つ以上を備える場合、モバイル機器の表示パネルの一部を第２ガラス基板２１としてもよい。これにより、ミリ波領域の電波を帯域広く送信したり、帯域広く受信したりすることができるモバイル機器を提供することができる。
　自動車がアンテナ装置１、１Ａから１Ｊのいずれか１つ以上を備える場合、自動車のフロントガラスやリアガラスの一部を第２ガラス基板２１としてもよい。これにより、ミリ波領域の電波を帯域広く送信したり、帯域広く受信したりすることができる、送信機能付きの自動車を提供することができる。
　建物部品がアンテナ装置１、１Ａから１Ｊのいずれか１つ以上を備える場合、建物部品の一部を第２ガラス基板２１としてもよい。建物部品として、ガラス窓などが挙げられる。これにより、ミリ波領域の電波を帯域広く送信したり、帯域広く受信したりすることができる建物部品を提供することができる。
　このように、本技術はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。上述した実施形態及び変形例の要旨を逸脱しない範囲で、構成要素の種々の省略、置換及び変更のうち少なくとも１つを行うことができる。また、本明細書に記載された効果はあくまでも例示であって限定されるものでは無く、また他の効果があってもよい。
　なお、本開示は以下のような構成も取ることができる。
（１）第１アンテナ素子と、
　前記第１アンテナ素子の一方の面側に配置される第２アンテナ素子と、を備え、
　前記第１アンテナ素子は、　第１ガラス基板と、
　前記第１ガラス基板に設けられた第１パッチアンテナと、を有し、
　前記第２アンテナ素子は、
　第２ガラス基板と、
　前記第２ガラス基板に設けられた第２パッチアンテナと、を有し、
　前記第１パッチアンテナ及び前記第２パッチアンテナの少なくとも一方の平面視による形状は矩形であり、
　前記矩形が有する４つの角部のうち、１つ以上の前記角部の輪郭は、平面視で曲線又は複数の鈍角を含む、アンテナ装置。
（２）前記第１アンテナ素子は、
　前記第１パッチアンテナに接続する第１給電点を有し、
　前記第１パッチアンテナの平面視による形状は矩形であり、
　前記矩形において、第１方向で互いに向かい合う一組の縁辺の中心同士を結ぶ直線を第１直線とし、前記第１方向と交差する第２方向で互いに向かい合う一組の縁辺の中心同士を結ぶ直線を第２直線とすると、
　前記第１給電点は、前記第１直線及び前記第２直線からそれぞれ外れた位置にある、
前記（１）に記載のアンテナ装置。
（３）前記第１給電点は、前記第１直線及び前記第２直線からそれぞれ０．０５ｍｍ以上離れている、
前記（２）に記載のアンテナ装置。
（４）前記第１給電点に接続する給電伝送路、をさらに備え、
　前記給電伝送路は、
　第１配線部と、
　前記第１配線部に直列に接続し、前記第１配線部とは配線幅が異なる第２配線部と、を有する、
前記（２）又は（３）に記載のアンテナ装置。
（５）前記第１アンテナ素子は、
　前記第１給電点から離れた位置で前記第１パッチアンテナに接続する第２給電点、をさらに有する、
前記（２）から（４）のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
（６）前記第２給電点は、前記第１直線及び前記第２直線からそれぞれ０．０５ｍｍ以上離れている、
前記（５）に記載のアンテナ装置。
（７）前記第１給電点と前記第２給電点は、互いに同じ大きさのインピーダンスに接続される、
前記（５）又は（６）に記載のアンテナ装置。
（８）
　前記第１ガラス基板において前記第１パッチアンテナが設けられる面と同じ面に設けられ、前記第１パッチアンテナから離して配置されたメタルプレート、をさらに備え、
　前記メタルプレートは任意の電位に固定される、
前記（１）から（７）のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
（９）前記第１パッチアンテナの少なくとも一部は、空隙を介して前記第２パッチアンテナと向かい合う、
前記（１）から（８）のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
（１０）前記第１ガラス基板は、
　前記空隙として、前記第２ガラス基板と向かい合う面側に設けられた第１凹部を有し、
　前記第１凹部の底面に前記第１パッチアンテナが設けられている、
前記（９）に記載のアンテナ装置。
（１１）前記第１凹部の内側面と前記第１凹部の底面との境界部が丸みを有する、
前記（１０）に記載のアンテナ装置。
（１２）前記第２ガラス基板は、
　前記空隙として、前記第１ガラス基板と向かい合う面側に開口した第２凹部を有し、
　前記第２凹部の底面の反対側に前記第２パッチアンテナが設けられている、
前記（９）から（１１）のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
（１３）前記第２ガラス基板は、前記第２凹部の底面に設けられた凸部を有する、
前記（１２）に記載のアンテナ装置。
（１４）前記第２凹部の内側面と前記第２凹部の底面との境界部が丸みを有する、
前記（１２）又は（１３）に記載のアンテナ装置。
（１５）前記第２凹部を複数有し、
　複数の前記第２凹部のアスペクト比は３以上８以下である、
前記（１２）に記載のアンテナ装置。
（１６）前記第１ガラス基板を挟んで前記第１パッチアンテナの反対側に設けられ、任意の電位に固定される導体層を有する、
前記（１）から（１５）のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
（１７）前記第１ガラス基板及び前記第２ガラス基板はそれぞれ透光性を有する、
前記（１）から（１６）のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
（１８）前記第１アンテナ素子は、前記第１ガラス基板に設けられた第１位置合わせマークを有し、
　前記第２アンテナ素子は、前記第２ガラス基板に設けられた第２位置合わせマークを有し、
　前記第１位置合わせマークと前記第２位置合わせマークとが平面視で重なる、
前記（１７）に記載のアンテナ装置。
（１９）前記第１ガラス基板の厚さと前記第２ガラス基板の厚さは、それぞれ０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である、
前記（１）から（１８）のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
（２０）前記第１アンテナ素子は、
　前記第１ガラス基板に設けられた線状アンテナ、を有する
前記（１）から（１９）のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
（２１）第１アンテナ素子と、
　前記第１アンテナ素子の一方の面側に配置される第２アンテナ素子と、を備え、
　前記第１アンテナ素子は、
　第１ガラス基板と、
　前記第１ガラス基板に設けられた第１パッチアンテナと、を有し、
　前記第２アンテナ素子は、
　第２ガラス基板と、
　前記第２ガラス基板に設けられた第２パッチアンテナと、を有し、
　前記第１アンテナ素子は、
　前記第１パッチアンテナに接続する第１給電点を有し、
　前記第１パッチアンテナの平面視による形状は矩形であり、
　前記矩形において、第１方向で互いに向かい合う一組の縁辺の中心同士を結ぶ直線を第１直線とし、前記第１方向と交差する第２方向で互いに向かい合う一組の縁辺の中心同士を結ぶ直線を第２直線とすると、
　前記第１給電点は、前記第１直線及び前記第２直線からそれぞれ外れた位置にある、アンテナ装置。
（２２）アンテナ装置と、
　前記アンテナ装置に接続される無線通信回路と、を備え、
　前記アンテナ装置は、
　第１アンテナ素子と、
　前記第１アンテナ素子の一方の面側に配置される第２アンテナ素子と、を備え、
　前記第１アンテナ素子は、　第１ガラス基板と、
　前記第１ガラス基板に設けられた第１パッチアンテナと、を有し、
　前記第２アンテナ素子は、
　第２ガラス基板と、
　前記第２ガラス基板に設けられた第２パッチアンテナと、を有し、
　前記第１パッチアンテナ及び前記第２パッチアンテナの少なくとも一方の平面視による形状は矩形であり、
　前記矩形が有する４つの角部のうち、１つ以上の前記角部の輪郭は、平面視で曲線又は複数の鈍角を含む、無線通信装置。
　１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、１Ｇ、１Ｈ、１Ｊ　アンテナ装置
５　通信回路基板
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｆ、１０Ｇ、１０Ｈ、１０Ｊ　第１アンテナ素子
１１　第１ガラス基板
１１ａ、２１ａ　おもて面
１１ｂ、２１ｂ　裏面
１１Ｈ１　第１貫通孔
１１Ｈ２　第２貫通孔
１１Ｈ３　第３貫通孔
１１Ｈ４　第４貫通孔
１２ａ　底面
１３、１３Ｈ　第１パッチアンテナ
１３Ａ、１５Ａ、１７Ａ、１８Ａ　Ｃｕ層
１３Ｂ、１５Ｂ、１７Ｂ、１８Ｂ　Ｎｉ層
１３Ｃ、１５Ｃ、１７Ｃ、１８Ｃ　Ａｕ層
１５　導体層
１７　端子層
１７Ａ　第１配線部
１７Ｂ　第２配線部
１８　接続層
１９ａ、１９ｂ、２９　銅
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｄ、２０Ｅ、２０Ｆ、２０Ｈ、２０Ｊ　第２アンテナ素子
２１　第２ガラス基板
２３、２３Ｈ　第２パッチアンテナ
２５、１１１　凹部
２５ａ、１１１ａ　底面
２５ｂ、１１１ｂ　内側面
２５ｃ、１１１ｃ　境界部
３０　接合材
５０　無線通信回路
５１　入力端子
５２　送信用増幅器
５３　スイッチ
５４　フィルタ
５５　位相器
５６　受信用増幅器
５７　出力端子
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、１００Ｅ、１００Ｆ　無線通信装置
１２１　第１位置合わせマーク
１３１　エンドファイアアンテナ
１６０　ダイポールアンテナ
１６１　第１導線層
１６２　第２導線層
１６３　第３導線層
１６４　第４導線層
１７１　端子層
１８０　メタルプレート
２２１　第２位置合わせマーク
２４１　凸部
２５１　スリット
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４　角部
ＣＰ　中心位置
ＦＰ１　第１給電点
ＦＰ２　第２給電点
ＨＬ　第２直線
Ｌ１　第１縁辺
Ｌ２　第２縁辺
Ｌ３　第３縁辺
Ｌ４　第４縁辺
ＶＬ　第１直線
ＷＡ　第１の配線幅
ＷＢ　第２の配線幅

Claims (19)

  1. 　第１アンテナ素子と、
    　前記第１アンテナ素子の一方の面側に配置される第２アンテナ素子と、を備え、
    　前記第１アンテナ素子は、
    　第１ガラス基板と、
    　前記第１ガラス基板に設けられた第１パッチアンテナと、を有し、
    　前記第２アンテナ素子は、
    　第２ガラス基板と、
    　前記第２ガラス基板に設けられた第２パッチアンテナと、を有し、
    　前記第１パッチアンテナ及び前記第２パッチアンテナの少なくとも一方の平面視による形状は矩形であり、
    　前記矩形が有する４つの角部のうち、１つ以上の前記角部の輪郭は、平面視で曲線又は複数の鈍角を含む、アンテナ装置。
  2. 　前記第１アンテナ素子は、
    　前記第１パッチアンテナに接続する第１給電点を有し、
    　前記第１パッチアンテナの平面視による形状は矩形であり、
    　前記矩形において、第１方向で互いに向かい合う一組の縁辺の中心同士を結ぶ直線を第１直線とし、前記第１方向と交差する第２方向で互いに向かい合う一組の縁辺の中心同士を結ぶ直線を第２直線とすると、
    　前記第１給電点は、前記第１直線及び前記第２直線からそれぞれ外れた位置にある、請求項１に記載のアンテナ装置。
  3. 　前記第１給電点は、前記第１直線及び前記第２直線からそれぞれ０．０５ｍｍ以上離れている、請求項２に記載のアンテナ装置。
  4. 　前記第１給電点に接続する給電伝送路、をさらに備え、
    　前記給電伝送路は、
    　第１配線部と、
    　前記第１配線部に直列に接続し、前記第１配線部とは配線幅が異なる第２配線部と、を有する、請求項２に記載のアンテナ装置。
  5. 　前記第１アンテナ素子は、
    　前記第１給電点から離れた位置で前記第１パッチアンテナに接続する第２給電点、をさらに有する、請求項２に記載のアンテナ装置。
  6. 　前記第２給電点は、前記第１直線及び前記第２直線からそれぞれ０．０５ｍｍ以上離れている、請求項５に記載のアンテナ装置。
  7. 　前記第１給電点と前記第２給電点は、互いに同じ大きさのインピーダンスに接続される、請求項５に記載のアンテナ装置。
  8. 　前記第１ガラス基板において前記第１パッチアンテナが設けられる面と同じ面に設けられ、前記第１パッチアンテナから離して配置されたメタルプレート、をさらに備え、
    　前記メタルプレートは任意の電位に固定される、請求項１に記載のアンテナ装置。
  9. 　前記第１パッチアンテナの少なくとも一部は、空隙を介して前記第２パッチアンテナと向かい合う、請求項１に記載のアンテナ装置。
  10. 前記第１ガラス基板は、
    　前記空隙として、前記第２ガラス基板と向かい合う面側に設けられた第１凹部を有し、
    　前記第１凹部の底面に前記第１パッチアンテナが設けられている、請求項９に記載のアンテナ装置。
  11. 　前記第１凹部の内側面と前記第１凹部の底面との境界部が丸みを有する、請求項１０に記載のアンテナ装置。
  12. 　前記第２ガラス基板は、
    　前記空隙として、前記第１ガラス基板と向かい合う面側に開口した第２凹部を有し、
    　前記第２凹部の底面の反対側に前記第２パッチアンテナが設けられている、請求項９に記載のアンテナ装置。
  13. 　前記第２ガラス基板は、前記第２凹部の底面に設けられた凸部を有する、請求項１２に記載のアンテナ装置。
  14. 　前記第２凹部の内側面と前記第２凹部の底面との境界部が丸みを有する、請求項１２に記載のアンテナ装置。
  15. 　前記第２凹部を複数有し、
    　複数の前記第２凹部のアスペクト比は３以上８以下である、請求項１２に記載のアンテナ装置。
  16. 　前記第１ガラス基板を挟んで前記第１パッチアンテナの反対側に設けられ、任意の電位に固定される導体層を有する、請求項１に記載のアンテナ装置。
  17. 　前記第１アンテナ素子は、
    　前記第１ガラス基板に設けられた線状アンテナ、を有する請求項１に記載のアンテナ装置。
  18. 　第１アンテナ素子と、
    　前記第１アンテナ素子の一方の面側に配置される第２アンテナ素子と、を備え、
    　前記第１アンテナ素子は、
    　第１ガラス基板と、
    　前記第１ガラス基板に設けられた第１パッチアンテナと、を有し、
    　前記第２アンテナ素子は、
    　第２ガラス基板と、
    　前記第２ガラス基板に設けられた第２パッチアンテナと、を有し、
    　前記第１アンテナ素子は、
    　前記第１パッチアンテナに接続する第１給電点を有し、
    　前記第１パッチアンテナの平面視による形状は矩形であり、
    　前記矩形において、第１方向で互いに向かい合う一組の縁辺の中心同士を結ぶ直線を第１直線とし、前記第１方向と交差する第２方向で互いに向かい合う一組の縁辺の中心同士を結ぶ直線を第２直線とすると、
    　前記第１給電点は、前記第１直線及び前記第２直線からそれぞれ外れた位置にある、アンテナ装置。
  19. 　アンテナ装置と、
    　前記アンテナ装置に接続される無線通信回路と、を備え、
    　前記アンテナ装置は、　第１アンテナ素子と、
    　前記第１アンテナ素子の一方の面側に配置される第２アンテナ素子と、を備え、
    　前記第１アンテナ素子は、
    　第１ガラス基板と、
    　前記第１ガラス基板に設けられた第１パッチアンテナと、を有し、
    　前記第２アンテナ素子は、
    　第２ガラス基板と、
    　前記第２ガラス基板に設けられた第２パッチアンテナと、を有し、
    　前記第１パッチアンテナ及び前記第２パッチアンテナの少なくとも一方の平面視による形状は矩形であり、
    　前記矩形が有する４つの角部のうち、１つ以上の前記角部の輪郭は、平面視で曲線又は複数の鈍角を含む、無線通信装置。
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