WO2022209146A1

WO2022209146A1 - パッチアンテナ、方法、及び非一時的なコンピュータ可読媒体

Info

Publication number: WO2022209146A1
Application number: PCT/JP2022/001186
Authority: WO
Inventors: 紘也高田
Original assignee: 日本電気株式会社
Priority date: 2021-03-30
Filing date: 2022-01-14
Publication date: 2022-10-06
Also published as: US20240154308A1; JPWO2022209146A1

Abstract

パッチアンテナの入力インピーダンスを容易に所定の周波数に整合させることが可能なパッチアンテナ、方法、及びプログラムを提供することを目的とする。本開示に係るパッチアンテナ（１０）は、液晶（１１）上に設けられ、第１方向（Ｄ１）に延び、信号が伝送するマイクロストリップ線路（１２）と、マイクロストリップ線路（１２）上に設けられた誘電体（１３）と、誘電体（１３）上に設けられ、信号を電磁結合でマイクロストリップ線路（１２）から取得し放射するパッチアンテナ素子（１４）と、液晶（１１）に印加する電圧に基づいて液晶（１１）の誘電率を変化させることで、所定の周波数においてパッチアンテナ（１０）の入力インピーダンスを整合させる制御部（１５）と、を備える。

Description

パッチアンテナ、方法、及び非一時的なコンピュータ可読媒体

　本開示は、パッチアンテナ、方法、及びプログラムに関するものであり、特に、パッチアンテナの入力インピーダンスを所定の周波数において容易に整合させることが可能なパッチアンテナ、方法、及びプログラムに関する。

　一般に、アンテナの送受信の効率を向上させるためには、信号が伝送線路からアンテナに入力する際の入力インピーダンスを所定の周波数に整合（マッチング）させる必要がある。入力インピーダンスを整合させる方法としては、主に３つの方法が挙げられる。１つ目は、アンテナの形状を変更してインピーダンスを整合させる方法である。例えば、ダイポールアンテナは、アンテナの直線状の部分を途中で折り曲げることにより、整合する周波数が変化するという特性を有する。この特性を利用して、ダイポールアンテナを折り曲げる位置や角度を最適にすることで、入力インピーダンスを所定の周波数に整合させる。しかしながら、１つ目の方法において、整合させる周波数を所定の周波数に変更する場合、アンテナの折り曲げ位置等を物理的に変更させる必要があり、整合させる周波数を容易に変更することが難しいという課題がある。２つ目は、アンテナの給電点を変更してインピーダンスを整合させる方法である。しかしながら、２つ目の方法も、整合させる周波数を所定の周波数に変更する場合、アンテナの給電点を物理的に変更させる必要があり、整合させる周波数を容易に変更することが難しいという課題がある。３つ目は、整合器を使用してインピーダンスを整合させる方法である。具体的には、アンテナと給電用ケーブルとの間に整合器を設け、該整合器のインピーダンスを変化させてアンテナのインピーダンスに整合させる。３つ目の方法は、整合器の分だけアンテナ周辺が大型化し、整合器の分だけコストが上昇するという課題がある。尚、整合器を構成する回路を、マッチング回路と称することもある。

　特許文献１の００１９、００２０段落には、「電力供給部は整合回路基板の、アンテナ部が配置された表面と同一の第１面に配置され、電力供給部は伝送線路を介して、アンテナ部と電気的に接続される。伝送線路は整合回路基板の第１面に配置される。伝送線路は、例えば直線状に延び、電力供給部と、アンテナ部との間に配置される。伝送線路は、その一端が電力供給部に電気的に接続され、他端がアンテナ部に電気的に接続される。」ことが記載されている。また、特許文献１の００４２、００４３段落には、「誘電率制御部は、例えば電源部及び制御回路を含み、その正極が印加電極を介して誘電率可変部と電気的に接続され、誘電率可変部に電圧を印加する。これにより、誘電率制御部は誘電率可変部の誘電率の可変制御を行う。上記第２実施形態の構成によれば、誘電率可変部の誘電率を制御できるので、インピーダンス整合の整合条件を調整することが可能になる。したがって、より一層好適なインピーダンス整合を実現することが可能になる。」ことが記載されている。特許文献１には、高周波信号を電磁結合でマイクロストリップ線路からパッチアンテナ素子に伝送し、液晶に印加する電圧を最適化して所定の周波数において入力インピーダンスを整合（マッチング）させることは記載されていない。

特開２０２０－１０１２５号公報

　上述のとおり、アンテナの入力インピーダンスを変更することは難しく、アンテナの入力インピーダンスを所定の周波数において容易に整合させることが難しいという課題があった。また、整合器を使用する場合には、整合器の分だけ大型化すると共にコストが上昇するという課題があった。

　本開示の目的は、上述した課題のいずれかを解決するパッチアンテナ、方法、及びプログラムを提供することにある。

　本開示に係るパッチアンテナは、
　液晶上に設けられ、第１方向に延び、信号が伝送するマイクロストリップ線路と、
　前記マイクロストリップ線路上に設けられた誘電体と、
　前記誘電体上に設けられ、前記信号を電磁結合で前記マイクロストリップ線路から取得し放射するパッチアンテナ素子と、
　前記液晶に印加する電圧に基づいて前記液晶の誘電率を変化させることで、所定の周波数において自パッチアンテナの入力インピーダンスを整合させる制御部と、
　を備える。

　本開示に係る方法は、
　液晶上に設けられ、第１方向に延び、信号が伝送するマイクロストリップ線路と、前記マイクロストリップ線路上に設けられた誘電体と、前記信号を電磁結合で前記マイクロストリップ線路から取得し放射するパッチアンテナ素子と、を含むパッチアンテナの入力インピーダンスを制御する方法であって、
　前記液晶に印加する電圧に基づいて前記液晶の誘電率を変化させることと、
　前記液晶の誘電率を変化させることで、所定の周波数において前記パッチアンテナの入力インピーダンスを整合させることと、
　を備える。

　本開示に係るプログラムは、
　液晶上に設けられ、第１方向に延び、信号が伝送するマイクロストリップ線路と、前記マイクロストリップ線路上に設けられた誘電体と、前記信号を電磁結合で前記マイクロストリップ線路から取得し放射するパッチアンテナ素子と、を含むパッチアンテナの入力インピーダンスを制御するプログラムであって、
　前記液晶に印加する電圧に基づいて前記液晶の誘電率を変化させることと、
　前記液晶の誘電率を変化させることで、所定の周波数において前記パッチアンテナの入力インピーダンスを整合させることと、
　をコンピュータに実行させる。

　本開示によれば、パッチアンテナの入力インピーダンスを所定の周波数において容易に整合させることが可能なパッチアンテナ、方法、及びプログラムを提供することができる。

実施の形態１に係るパッチアンテナを例示する斜視図である。実施の形態１に係るパッチアンテナの構成を例示する模式図である。実施の形態１に係るパッチアンテナの動作を例示するグラフである。実施の形態１に係るパッチアンテナの動作を例示するグラフである。実施の形態１の比較例に係るパッチアンテナの構成を例示する模式図である。実施の形態２に係るパッチアンテナの伝送線路を例示する斜視図である。実施の形態２に係るパッチアンテナの伝送線路を例示する斜視図である。実施の形態２に係るパッチアンテナを例示する斜視図である。実施の形態３に係るパッチアンテナの伝送線路を例示する斜視図である。実施の形態３に係るパッチアンテナの動作を例示するグラフである。実施の形態３に係るパッチアンテナの動作を例示するグラフである。

　以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。各図面において、同一又は対応する要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明を省略する。

　［実施の形態１］
　＜アンテナの構成＞
　図１は、実施の形態１に係るパッチアンテナを例示する斜視図である。
　図２は、実施の形態１に係るパッチアンテナの構成を例示する模式図である。
　図２は、実施の形態１に係るパッチアンテナ１０の構成をより詳細に示すため、誘電体と液晶とを分離している。すなわち、パッチアンテナ１０の誘電体と液晶とは、本来は図１に示すように接触している。

　図１及び図２に示すように、実施の形態１に係るパッチアンテナ１０は、液晶１１とマイクロストリップ線路１２と誘電体１３とパッチアンテナ素子１４と制御部１５とを備える。

　マイクロストリップ線路１２は、液晶１１上に設けられる。マイクロストリップ線路１２は、第１方向Ｄ１に延び、マイクロストリップ線路１２を信号が伝送する。信号には高周波の信号が伝送するので、この信号を高周波信号と称することもある。また、マイクロストリップ線路を、単に、伝送線路と称することもある。

　誘電体１３は、マイクロストリップ線路１２上に設けられる。

　パッチアンテナ素子１４は、誘電体１３上に設けられる。パッチアンテナ素子１４は、信号を電磁結合でマイクロストリップ線路１２から取得し、取得した信号を自らのパッチアンテナ素子１４から放射する。

　制御部１５は、液晶１１に印加する電圧に基づいて液晶１１の誘電率を変化させる。制御部１５は、液晶１１の誘電率を変化させることで、所定の周波数においてパッチアンテナ１０の入力インピーダンスを整合させる。

　具体的には、制御部１５は、所定の周波数においてパッチアンテナ１０の入力インピーダンスが所定のインピーダンスの範囲内にある場合、入力インピーダンスが整合したと判断する。整合をマッチングと称することもある。

　液晶１１に印加する電圧の印加方法を説明する。
　印加方法は、図２に示すように、液晶１１の下面と接触するように設けられたマイナス電極１６と、マイクロストリップ線路１２に接続するように設けられたプラス電極１７と、を設ける。制御部１５が、プラス電極１７とマイナス電極１６とを使用して電圧を発生させ液晶１１に電圧を印加する。尚、マイナス電極をグランドと称することもある。

　＜アンテナの動作＞
　図３は、実施の形態１に係るパッチアンテナの動作を例示するグラフである。
　図３に示す横軸は周波数を示し、縦軸は入力反射係数Ｓ１１を示す。
　図４は、実施の形態１に係るパッチアンテナの動作を例示するグラフである。
　図４に示す横軸は周波数を示し、縦軸は入力反射係数Ｓ１１を示す。
　図３及び図４は、液晶１１に印加する電圧を変化させた場合における入力反射係数Ｓ１１の周波数特性を示す。

　パッチアンテナ１０においては、マイクロストリップ線路１２のインピーダンスをパッチアンテナ素子１４のインピーダンスに整合させることで、パッチアンテナ素子１４からの信号反射が低減し、その結果、入力反射係数Ｓ１１が低くなる。このように、インピーダンスを整合させることは、入力反射係数Ｓ１１を低くすることに相当する。よって、ここでは、インピーダンスが整合することを、入力反射係数Ｓ１１が所定の反射係数以下となることとして示す。

　図３に示すように、液晶１１に印加する電圧を、電圧Ｖ３１から電圧Ｖ３２を経由して電圧Ｖ３３のように高くしていくと、入力反射係数Ｓ１１の周波数特性は、グラフＧ３１からグラフＧ３２を経由してグラフＧ３３に移動する。この理由は、液晶１１に印加する電圧を変化させることで液晶１１の誘電率が変化し、これにより信号がマイクロストリップ線路１２を伝送する際の波長短縮率が変化し、その結果、入力反射係数Ｓ１１が所定の反射係数以下となる周波数範囲が変化するからである。

　このように、実施の形態１に係るパッチアンテナ１０は、制御部１５が液晶１１に印加する電圧を変化させることで、パッチアンテナ１０の入力インピーダンスが整合する周波数を、周波数範囲ＢＷに渡って制御することができる（図３参照）。例えば、制御部１５は、グラフＧ３１に示すような入力反射係数Ｓ１１を所望する場合、液晶１１に印加する電圧を電圧Ｖ３１に設定する。また、例えば、制御部１５は、グラフＧ３２に示すような入力反射係数Ｓ１１を所望する場合、液晶１１に印加する電圧を電圧Ｖ３２に設定する。また、例えば、制御部１５は、グラフＧ３３に示すような入力反射係数Ｓ１１を所望する場合、液晶１１に印加する電圧を電圧Ｖ３３に設定する。

　これにより、実施の形態１によれば、整合器無しでも、周波数範囲ＢＷに対応する広帯域アンテナを実現することができる。その結果、パッチアンテナの入力インピーダンスを所定の周波数において容易に整合させることが可能なパッチアンテナ、方法、及びプログラムを提供することができる。

　また、実施の形態１によれば、図４に示すように、制御部１５は、グラフＧ４１に示すような入力反射係数Ｓ１１を所望する場合、すなわち、入力反射係数Ｓ１１が所定の入力反射係数以下となる周波数の範囲が周波数範囲ＢＷ１の場合、液晶１１に印加する電圧を電圧Ｖ４１に設定する。また、制御部１５は、グラフＧ４２に示すような入力反射係数Ｓ１１を所望する場合、すなわち、入力反射係数Ｓ１１が所定の入力反射係数以下となる周波数の範囲が周波数範囲ＢＷ２の場合、液晶１１に印加する電圧を電圧Ｖ４２に設定する。

　これにより、実施の形態１によれば、整合器無しでも、周波数範囲ＢＷ１又は周波数範囲ＢＷ２のデュアルバンドに対応するアンテナを実現することができる。ただし、１つのパッチアンテナ１０で、周波数範囲ＢＷ１及び周波数範囲ＢＷ２を同時に対応するものではない。

　また、実施の形態１によれば、パッチアンテナ１０の形状は変更しないので、アンテナの指向性（利得）への影響が少ない。

　また、実施の形態１によれば、整合器を使用しないので、パッチアンテナ１０を含めた装置を小型化することができ、整合器を使用しない分だけコストを低減することができる。

　＜特徴＞
　ここで、実施の形態１に係るパッチアンテナ１０の特徴を以下に示す。
　パッチアンテナ１０は、マイクロストリップ線路１２（伝送線路）の下に液晶１１を入れ、液晶１１に電圧を印加して液晶１１の誘電率を変えることで、所望の周波数においてインピーダンスをマッチングさせることができる。

　また、パッチアンテナ１０は、高周波信号を電磁結合によりマイクロストリップ線路１２からパッチアンテナ素子１４に伝送し、液晶１１に印加する電圧を最適化して所定の周波数において入力インピーダンスを整合（マッチング）させる。

　［比較例］
　図５は、実施の形態１の比較例に係るパッチアンテナの構成を例示する模式図である。

　図５に示すように、比較例に係るパッチアンテナ５０は、実施の形態１に係るパッチアンテナ１０と比べて、マイクロストリップ線路１２の下に液晶１１の代わりに誘電体５１を実装している点が異なる。

　パッチアンテナ５０は、液晶１１を実装していないので誘電体５１の誘電率を変更することができない。パッチアンテナ５０は、誘電率を変更することができないのでインピーダンスの周波数特性を変更できず、所定の周波数において入力インピーダンスを整合させることが難しい。また、広帯域にすることも難しい。その結果、パッチアンテナの入力インピーダンスを所定の周波数において容易に整合させることが可能なパッチアンテナを提供することが難しい。

　［実施の形態２］
　＜アンテナの構成＞
　図６は、実施の形態２に係るパッチアンテナの伝送線路を例示する斜視図である。
　図７は、実施の形態２に係るパッチアンテナの伝送線路を例示する斜視図である。
　図６と図７では、簡単のため、誘電体１３とパッチアンテナ素子１４とを省略している。

　図６に示すように、実施の形態２に係るパッチアンテナ２０は、実施の形態１に係るパッチアンテナ１０と比べて、マイクロストリップ線路１２の代わりに、メアンダ型伝送線路１２ｍを使用する点が異なる。

　また、図７に示すように、実施の形態２に係るパッチアンテナ２０は、実施の形態１に係るパッチアンテナ１０と比べて、マイクロストリップ線路１２の代わりに、渦巻型伝送線路１２ｓを使用する点が異なる。

　図８は、実施の形態２に係るパッチアンテナを例示する斜視図である。
　図８は、実施の形態２に係るパッチアンテナ２０の構成をより詳細に示すため、誘電体と液晶とを分離している。図８は、簡単のため、制御部１５とマイナス電極１６とプラス電極１７を省略している。図８は、信号の伝送線路としてメアンダ型伝送線路１２ｍを示す。

　図８に示すように、実施の形態２に係るパッチアンテナ２０は、メアンダ型伝送線路１２ｍの数を少なくとも１つ以上としてもよい。また、渦巻型伝送線路１２ｓの数を少なくとも１つ以上としてもよい。

　尚、図８に示す例では、４つのパッチアンテナ素子１４と、それに対応する４つのメアンダ型伝送線路１２ｍとを示したがこれには限定されない。実施の形態２に係るパッチアンテナ２０は、４つ以外の数のパッチアンテナ素子１４と、４つ以外の数のメアンダ型伝送線路１２ｍと、を有してもよい。

　また、実施の形態２に係る伝送線路は、マイクロストリップ線路１２、メアンダ型伝送線路１２ｍ及び渦巻型伝送線路１２ｓ以外の平面型の伝送線路であってもよい。

　［実施の形態３］
　＜アンテナの構成＞
　図９は、実施の形態３に係るパッチアンテナの伝送線路を例示する斜視図である。
　図９は、簡単のため、誘電体１３とパッチアンテナ素子１４とを省略している。

　図９に示すように、実施の形態３に係るパッチアンテナ３０は、実施の形態１に係るパッチアンテナ１０と比べて、第１接地線路１２１と第２接地線路１２２とをさらに備える点が異なる。マイクロストリップ線路１２と、第１接地線路１２１と、第２接地線路１２２と、を含む線路を、コプレーナ線路１２ｃと称する。

　第１接地線路１２１は、液晶１１上であってマイクロストリップ線路１２の第１方向Ｄ１と交差する第２方向Ｄ２に設けられ、第１方向Ｄ１に延びる。すなわち、第１接地線路１２１は、マイクロストリップ線路１２とほぼ平行な位置に設けられる。第１接地線路１２１の第１方向Ｄ１の長さは、マイクロストリップ線路１２の第１方向Ｄ１の長さよりも短い。第１接地線路１２１とマイナス電極１６とは電気的に接続される。

　第２接地線路１２２は、液晶１１上であってマイクロストリップ線路１２の第２方向Ｄ２の逆方向に設けられ、第１方向Ｄ１に延びる。すなわち、第２接地線路１２２は、マイクロストリップ線路１２とほぼ平行な位置に設けられる。第２接地線路１２２の第１方向Ｄ１の長さは、マイクロストリップ線路１２の第１方向Ｄ１の長さよりも短い。第２接地線路１２２とマイナス電極１６とは電気的に接続される。

　また、第１接地線路１２１の第１方向Ｄ１の長さと、第２接地線路１２２の第１方向Ｄ１の長さと、の差分は、所定の長さ以下とする。すなわち、第１接地線路１２１の長さと、第２接地線路１２２の長さは、ほぼ同じ長さとする。

　コプレーナ線路１２ｃは、マイクロストリップ線路１２と第１接地線路１２１と第２接地線路１２２とにより、同軸ケーブルと同様な効果を得ることができ、図９に示す給電点Ｐが疑似的な給電点となる。コプレーナ線路１２ｃの疑似的な給電点Ｐの位置は、第１接地線路１２１及び第２接地線路１２２の長さにより変更することができる。給電点Ｐの位置を変更することにより、インピーダンスが整合（マッチング）する周波数を変更することができる。よって、コプレーナ線路１２ｃを使用することにより、インピーダンスの整合をさらに容易に行うことができる。

　尚、マイクロストリップ線路１２は同軸ケーブルの内部導体に相当し、第１接地線路１２１及び第２接地線路１２２は同軸ケーブルの外部導体に相当すると考えられる。

　＜アンテナの動作＞
　図１０は、実施の形態３に係るパッチアンテナの動作を例示するグラフである。
　図１０に示す横軸は周波数を示し、縦軸は入力反射係数Ｓ１１を示す。
　図１０は、第１接地線路１２１及び第２接地線路１２２の長さＬ（図９参照）を変化させた場合における入力反射係数Ｓ１１の周波数特性を示す。

　図１０に示すように、第１接地線路１２１及び第２接地線路１２２の長さＬを、任意の長さＬ１０１から最適な長さＬ１０２にすると、グラフＧ１０１からグラフＧ１０２に移動する。これにより、入力反射係数Ｓ１１がより低くなるとともに、所定の入力反射係数以下となる周波数範囲が拡大する。

　図１１は、実施の形態３に係るパッチアンテナの動作を例示するグラフである。
　図１１に示す横軸は周波数を示し、縦軸は入力反射係数Ｓ１１を示す。
　図１１は、液晶１１に印加する電圧を変化させた場合における入力反射係数Ｓ１１の周波数特性を示す。

　図１１に示すように、第１接地線路１２１及び第２接地線路１２２の長さＬを、任意の長さＬ１０１から最適な長さＬ１０２にすると、グラフＧ１１１からグラフＧ１１２に移動する。これにより、入力反射係数Ｓ１１がより低くなるとともに、所定の反射係数以下となる周波数範囲が拡大する。ここまでの説明は、図１０に示した内容と同様である。ただし、液晶１１に印加する電圧は電圧Ｖ１１２である。

　この状態で、液晶１１に印加する電圧を電圧Ｖ１１２から電圧Ｖ１１３に高くすると、グラフＧ１１２からグラフＧ１１３に移動する。このように、コプレーナ線路１２ｃを有するパッチアンテナ３０においても、所定の周波数において、入力インピーダンスを容易に整合させることができる。

　尚、上記の実施の形態では、本発明をハードウェアの構成として説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、各構成要素の処理を、ＣＰＵ（Central Processing Unit）にコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。

　上記の実施の形態において、プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実態のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（具体的にはフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（具体的には光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（具体的には、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ(Erasable PROM)）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ(Random Access Memory)を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

　さらに、動作は特定の順序で描かれているが、これは、望ましい結果を達成するために、そのような動作が示された特定の順序または連続した順序で実行されること、または示されたすべての動作が実行されることを要求するものとして理解されるべきではない。特定の状況では、マルチタスクと並列処理が有利な場合がある。同様に、いくつかの特定の実施の形態の詳細が上記の議論に含まれているが、これらは本開示の範囲に対する制限としてではなく、特定の実施の形態に特有の特徴の説明として解釈されるべきである。別個の実施の形態の文脈で説明される特定の特徴は、単一の実施の形態に組み合わせて実装されてもよい。逆に、単一の実施の形態の文脈で説明される様々な特徴は、複数の実施の形態で別々にまたは任意の適切な組み合わせで実装されてもよい。

　尚、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

　以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

　この出願は、２０２１年３月３０日に出願された日本出願特願２０２１－０５７０９８を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

　１０、２０、３０、５０：パッチアンテナ
　１１：液晶
　１２：マイクロストリップ線路
　１２ｍ：メアンダ型伝送線路
　１２ｓ：渦巻型伝送線路
　１２ｃ：コプレーナ線路
　１２１：第１接地線路
　１２２：第２接地線路
　１３：誘電体
　１４：パッチアンテナ素子
　１５：制御部
　１６：マイナス電極
　１７：プラス電極
　５１：誘電体
　Ｄ１：第１方向
　Ｄ２：第２方向
　Ｄ３：第３方向
　ＢＷ、ＢＷ１、ＢＷ２：周波数範囲
　Ｇ３１、Ｇ３２、Ｇ３３、Ｇ４１、Ｇ４２、Ｇ１０１、Ｇ１０２、Ｇ１１１、Ｇ１１２、Ｇ１１３：グラフ
　Ｖ３１、Ｖ３２、Ｖ３３、Ｖ４１、Ｖ４２、Ｖ１１２、Ｖ１１３：電圧
　Ｓ１１：入力反射係数
　Ｐ：疑似的な給電点
　Ｌ、Ｌ１０１、Ｌ１０２：長さ

Claims

　液晶上に設けられ、第１方向に延び、信号が伝送するマイクロストリップ線路と、
　前記マイクロストリップ線路上に設けられた誘電体と、
　前記誘電体上に設けられ、前記信号を電磁結合で前記マイクロストリップ線路から取得し放射するパッチアンテナ素子と、
　前記液晶に印加する電圧に基づいて前記液晶の誘電率を変化させることで、所定の周波数において自パッチアンテナの入力インピーダンスを整合させる制御手段と、
　を備えるパッチアンテナ。
　前記制御手段は、前記所定の周波数において自パッチアンテナの前記入力インピーダンスが前記所定のインピーダンスの範囲内にある場合、前記入力インピーダンスが前記整合したと判断する、
　請求項１に記載のパッチアンテナ。
　前記液晶の下面と接触するように設けられたマイナス電極と、
　前記マイクロストリップ線路に接続するように設けられたプラス電極と、
　をさらに備え、
　前記制御手段は、前記プラス電極と前記マイナス電極とを使用して前記液晶に前記電圧を印加する、
　請求項１又は２に記載のパッチアンテナ。
　前記マイクロストリップ線路の代わりに、メアンダ型伝送線路、又は渦巻型伝送線路を使用する、
　請求項１から３のいずれか１つに記載のパッチアンテナ。
　前記メアンダ型伝送線路の数は少なくとも１つ以上であり、
　前記渦巻型伝送線路の数は少なくとも１つ以上である、
　請求項４に記載のパッチアンテナ。
　前記液晶上であって前記マイクロストリップ線路の前記第１方向と交差する第２方向に設けられ、前記第１方向に延びる第１接地線路と、
　前記液晶上であって前記マイクロストリップ線路の前記第２方向の逆方向に設けられ、前記第１方向に延びる第２接地線路と、
　をさらに備え、
　前記第１接地線路の前記第１方向の長さは、前記マイクロストリップ線路の前記第１方向の長さよりも短く、
　前記第２接地線路の前記第１方向の長さは、前記マイクロストリップ線路の前記第１方向の長さよりも短い、
　請求項１から３のいずれか１つに記載のパッチアンテナ。
　前記第１接地線路の前記第１方向の長さと、前記第２接地線路の前記第１方向の長さと、の差分は、所定の長さ以下である、
　請求項６に記載のパッチアンテナ。
　液晶上に設けられ、第１方向に延び、信号が伝送するマイクロストリップ線路と、前記マイクロストリップ線路上に設けられた誘電体と、前記信号を電磁結合で前記マイクロストリップ線路から取得し放射するパッチアンテナ素子と、を含むパッチアンテナの入力インピーダンスを制御する方法であって、
　前記液晶に印加する電圧に基づいて前記液晶の誘電率を変化させることと、
　前記液晶の誘電率を変化させることで、所定の周波数において前記パッチアンテナの入力インピーダンスを整合させることと、
　を備える方法。
　液晶上に設けられ、第１方向に延び、信号が伝送するマイクロストリップ線路と、前記マイクロストリップ線路上に設けられた誘電体と、前記信号を電磁結合で前記マイクロストリップ線路から取得し放射するパッチアンテナ素子と、を含むパッチアンテナの入力インピーダンスを制御するプログラムであって、
　前記液晶に印加する電圧に基づいて前記液晶の誘電率を変化させることと、
　前記液晶の誘電率を変化させることで、所定の周波数において前記パッチアンテナの入力インピーダンスを整合させることと、
　をコンピュータに実行させるプログラムが格納される非一時的なコンピュータ可読媒体。