WO2023053865A1 - アンテナ装置及び通信装置 - Google Patents

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WO2023053865A1
WO2023053865A1 PCT/JP2022/033463 JP2022033463W WO2023053865A1 WO 2023053865 A1 WO2023053865 A1 WO 2023053865A1 JP 2022033463 W JP2022033463 W JP 2022033463W WO 2023053865 A1 WO2023053865 A1 WO 2023053865A1
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waveguide
antenna element
antenna
region
housing
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PCT/JP2022/033463
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崇弥 根本
英樹 上田
健吾 尾仲
Original Assignee
株式会社村田製作所
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Publication date
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P3/00—Waveguides; Transmission lines of the waveguide type
    • H01P3/12—Hollow waveguides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/40—Radiating elements coated with or embedded in protective material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/42—Housings not intimately mechanically associated with radiating elements, e.g. radome
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01Q13/06—Waveguide mouths
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/08—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart the units being spaced along or adjacent to a rectilinear path
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/29—Combinations of different interacting antenna units for giving a desired directional characteristic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q23/00—Antennas with active circuits or circuit elements integrated within them or attached to them

Definitions

  • the present invention relates to an antenna device and a communication device.
  • An antenna device in which a first antenna and a second antenna are installed at an angle to each other (Patent Document 1).
  • beamforming antennas are used as the first and second antennas. Wide coverage can be achieved with this antenna device.
  • a window for radiating radio waves radiated from the first antenna and the second antenna to the outside of the housing is provided in front of the first antenna and the second antenna.
  • Two windows act as secondary wave sources. Since the first antenna and the second antenna are arranged at an angle to each other, the distance between the two windows provided in the housing, that is, the distance between the secondary wave sources, is the same as the distance between the first antenna and the second antenna. become wider. Therefore, side lobes and grating lobes are likely to occur.
  • a housing having an inner surface including a first region and a second region connected via a first corner; at least one first antenna element housed in the housing and facing the first region with a gap therebetween; at least one second antenna element housed in the housing and opposed to the second region with a gap therebetween; at least one first waveguide directed from the first antenna element to the first region; at least one second waveguide directed from the second antenna element to the second region;
  • the end face of the first waveguide on the inner surface side of the housing is positioned above the image obtained by vertically projecting the end face of the first waveguide on the first antenna element side onto a virtual plane containing the first region.
  • the end surface of the second waveguide on the inner surface side of the housing is located above the image obtained by vertically projecting the end surface of the second waveguide on the side of the second antenna element onto a virtual plane including the second region.
  • An antenna device is provided that is located near one corner.
  • the antenna device comprising a high frequency integrated circuit that supplies a high frequency signal to at least the first antenna element and the second antenna element of the antenna device.
  • each of the first waveguide and the second waveguide on the inner side of the housing operates as a secondary wave source.
  • the secondary wave source of the first antenna element and the secondary wave source of the second antenna element are brought closer to each other. This makes it possible to suppress side lobes and grating lobes.
  • FIG. 1A is a cross-sectional view of part of the antenna device according to the first embodiment
  • FIG. 1B is a schematic diagram showing the positional relationship between the end surface of the first waveguide 30A and the first corner 53A, and FIG. , and a side view of the housing as seen from the front direction of the first antenna element.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the positional relationship between the first waveguide, the second waveguide, the first antenna element, and the second antenna element.
  • FIG. 3 is a sectional view of an antenna device according to a modified example of the first embodiment.
  • FIG. 4 is a sectional view of an antenna device according to another modification of the first embodiment.
  • FIG. 5A is a cross-sectional view of part of the antenna device according to the second embodiment, and FIG.
  • FIG. 5B is a schematic diagram showing the positional relationship between the first waveguide, the second waveguide, the first antenna element, and the second antenna element.
  • FIG. 6A is a cross-sectional view of part of the antenna device according to the third embodiment
  • FIG. 6B is a schematic diagram showing the positional relationship between the first waveguide, the second waveguide, the first antenna element, and the second antenna element.
  • FIG. 7A is a cross-sectional view of part of an antenna device according to a fourth embodiment
  • FIG. 7B is a schematic diagram showing the positional relationship between a first waveguide, a second waveguide, a first antenna element, and a second antenna element.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of part of the antenna device according to the fifth embodiment.
  • FIG. 9A is a schematic perspective view of the antenna device according to the sixth embodiment, and FIG. 9B is the position of each component of the antenna device when viewed from the front direction (direction parallel to the z-axis) of the third antenna element.
  • FIG. 4 is a diagram showing relationships;
  • FIG. 10 is a sectional view of the antenna device according to the seventh embodiment.
  • 11A is a perspective view of a substrate used in an antenna device according to an eighth embodiment and an antenna element arranged on the substrate, and
  • FIG. 11B is a cross-sectional view of the antenna device according to the eighth embodiment.
  • FIG. 12 is a sectional view of the antenna device according to the ninth embodiment.
  • 13A and 13B are sectional views of antenna devices according to first and second modifications of the ninth embodiment, respectively.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of an antenna device according to a third modification of the ninth embodiment.
  • FIG. 15 is a sectional view of an antenna device according to a fourth modification of the ninth embodiment.
  • FIG. 16 is a block diagram of the antenna device according to the tenth embodiment.
  • FIG. 1A is a cross-sectional view of a portion of the antenna device according to the first embodiment.
  • a housing 50 accommodates a plurality of first antenna elements 20A and a plurality of second antenna elements 20B.
  • first antenna elements 20A and second antenna elements 20B are arranged.
  • the number of first antenna elements 20A may be one, or three or more.
  • the number of second antenna elements 20B may be one, or three or more.
  • the housing 50 has an inner surface including a first area 55A and a second area 55B connected via a first corner 53A.
  • a virtual plane including the first area 55A and a virtual plane including the second area 55B intersect each other at right angles. That is, the first corner portion 53A is composed of a straight line formed by two planes intersecting each other. Note that the first corner 53A does not necessarily have to be a sharp corner formed by two planes intersecting.
  • the first region 55A and the second region 55B may be connected via a curved surface with a certain curvature, or may be connected via a plane oblique to both the first region 55A and the second region 55B. may be connected
  • the first antenna element 20A is a patch antenna provided on the first substrate 21A
  • the second antenna element 20B is a patch antenna provided on the second substrate 21B.
  • the first antenna element 20A is fixed in the housing 50 so as to face the first region 55A with a gap therebetween.
  • the second antenna element 20B is fixed in the housing 50 so as to face the second region 55B with a gap therebetween.
  • the plurality of first antenna elements 20A extend in a direction parallel to a plane (corresponding to the paper surface of FIG. 1A) perpendicular to the line of intersection between the first region 55A and the second region 55B and parallel to the first region 55A. placed side by side.
  • the plurality of second antenna elements 20B are arranged in a direction parallel to a plane perpendicular to the line of intersection between the first region 55A and the second region 55B and parallel to the second region 55B.
  • a first waveguide 30A extends from the first antenna element 20A toward the first region 55A.
  • a plurality of first antenna elements 20A are included in an end surface 31A of the first waveguide 30A on the side of the first antenna element 20A (hereinafter referred to as an end surface on the antenna side).
  • a second waveguide 30B extends from the second antenna element 20B toward the second region 55B.
  • a plurality of second antenna elements 20B are included in the end surface 31B of the second waveguide 30B on the antenna side.
  • a metal waveguide is used for the first waveguide 30A and the second waveguide 30B.
  • "Waveguide end face" means an open face at the end of a metal waveguide.
  • the antenna-side end surface 31A of the first waveguide 30A and the antenna-side end surface 31B of the second waveguide 30B are in contact with the first substrate 21A and the second substrate 21B, respectively. It is only necessary to obtain sufficient electromagnetic coupling between the first antenna element 20A and the first waveguide 30A.
  • a gap may be provided between the antenna-side end face 31B of the second waveguide 30B and the second substrate 21B.
  • the radio wave is transmitted through a region of the housing 50 that includes the end surface 32A of the first waveguide 30A on the inner surface side of the housing 50 (hereinafter referred to as the end surface on the housing side).
  • a window 51 is provided which is formed of a material, for example a dielectric material.
  • a window formed of a material that transmits radio waves is provided in a region of the housing 50 that includes the housing-side end surface 32B of the second waveguide 30B. 51 is provided.
  • a metal wall 52 surrounds the window 51 of the housing 50 .
  • the housing-side end surface 32A of the first waveguide 30A and the housing-side end surface 32B of the second waveguide 30B are in contact with the first region 55A and the second region 55B, respectively. Even if a gap is provided between the housing-side end face 32A of the first waveguide 30A and the first region 55A and between the housing-side end face 32B of the second waveguide 30B and the second region 55B, good.
  • the cross-sectional area of the first waveguide 30A parallel to the first region 55A is constant between the antenna-side end surface 31A and the housing-side end surface 32A.
  • the cross-sectional area of the first waveguide 30A parallel to the first region 55A may be gradually increased from the antenna-side end surface 31A toward the housing-side end surface 32A.
  • the area of the cross section of the second waveguide 30B parallel to the second region 55B is constant between the antenna-side end surface 31B and the housing-side end surface 32B.
  • the area of the cross section of the second waveguide 30B parallel to the second region 55B may be gradually increased from the antenna-side end surface 31B toward the housing-side end surface 32B.
  • FIG. 1B is a schematic diagram showing the positional relationship between the end face of the first waveguide 30A and the first corner 53A.
  • An end surface 32A of the first waveguide 30A on the housing side is at a first angle from an image 31AI obtained by vertically projecting the antenna-side end surface 31A of the first waveguide 30A onto a virtual plane 55AV including the first region 55A (FIG. 1A). It is located near the portion 53A. That is, the first waveguide 30A is inclined toward the first corner 53A with reference to the direction in which the first region 55A is viewed perpendicularly from the first antenna element 20A.
  • the geometric center between the image 31AI and the end surface 32A on the housing side may be used as a criterion for determining whether the image 31AI or the housing-side end surface 32A is closer to the first corner 53A.
  • the end face 32B of the second waveguide 30B on the side of the housing is located closer to the first corner 53A than the image obtained by vertically projecting the end face 31B of the second waveguide 30B on the side of the antenna onto the virtual plane containing the second region 55B. Located nearby. That is, the second waveguide 30B is inclined toward the first corner portion 53A with reference to the direction in which the second region 55B is viewed perpendicularly from the second antenna element 20B.
  • FIG. 1C is a side view of the housing 50 viewed from the front direction of the first antenna element 20A.
  • the front direction of the first antenna element 20A corresponds to the normal direction of the surface of the first substrate 21A on which the first antenna element 20A is arranged.
  • a housing 50 includes a window 51 and a metal wall 52 surrounding it.
  • the housing-side end surface 32A of the first waveguide 30A (FIG. 1A) is arranged so as to be included in the window 51 .
  • the antenna-side end surface 31A of the first waveguide 30A is arranged at a position where the housing-side end surface 32A is translated away from the first corner 53A in plan view.
  • the antenna-side end surface 31A of the first waveguide 30A is lightly hatched upward to the right, and the housing-side end surface 32A is heavily hatched downward to the right.
  • the antenna-side end surface 31A and the housing-side end surface 32A of the first waveguide 30A are both rectangular in shape and have the same size.
  • An end surface 31A of the first waveguide 30A on the antenna side and an end surface 32A on the housing side partially overlap in plan view.
  • the inclination of the first waveguide 30A may be increased so that the two do not overlap each other.
  • a plurality of first antenna elements 20A are included in an antenna-side end surface 31A of the first waveguide 30A.
  • the plurality of first antenna elements 20A are arranged side by side in a direction orthogonal to the line of intersection (first corner 53A) between the first region 55A and the second region 55B (FIG. 1A).
  • the relative positional relationship between the second antenna element 20B, the second waveguide 30B, and the window 51 is also the same as the relative positional relationship between the first antenna element 20A, the first waveguide 30A, and the window 51.
  • radio waves radiated from the first antenna element 20A and the second antenna element 20B are respectively transmitted by the first waveguide 30A and the second waveguide 30B to the first waveguide 30A and the second waveguide 30B. It is guided to the end faces 32A and 32B on the housing side.
  • the first antenna element 20A and the second antenna element 20B act as primary wave sources
  • the housing-side end faces 32A and 32B of the first waveguide 30A and the second waveguide 30B act as secondary wave sources. That is, each point on the housing-side end surfaces 32A and 32B of the first waveguide 30A and the second waveguide 30B serves as a secondary wave source based on the Huygens-Fresnel principle.
  • the array direction of the plurality of first antenna elements 20A and the array direction of the plurality of second antenna elements 20B. can perform beamforming.
  • the plurality of first antenna elements 20A and the plurality of second antenna elements 20B are combined into one array antenna.
  • should be operated as Side lobes and grating lobes can be suppressed by narrowing the distance between the housing-side end face 32A of the first waveguide 30A and the housing-side end face 32B of the second waveguide 30B, which operates as a secondary wave source.
  • the position of the image 31AI (FIG. 1B) of the end face 31A on the antenna side operates as a secondary wave source.
  • the housing-side end face 32A of the first waveguide 30A is positioned closer to the first corner 53A than the image 31AI, and the same applies to the second waveguide 30B. Therefore, the distance between the two secondary wave sources is narrower than when the position of the image 31AI acts as the secondary wave source. Therefore, side lobes and grating lobes can be suppressed.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the positional relationship between the first waveguide 30A, the second waveguide 30B, the first antenna element 20A, and the second antenna element 20B.
  • the intersection point between the first area 55A and the perpendicular to the first area 55A from the geometric center CA1 of the antenna-side end surface 31A of the first waveguide 30A is denoted as CA2.
  • the geometric center of the housing-side end face 32A of the first waveguide 30A is denoted as CA3.
  • the intersection of the second region 55B and a perpendicular line obtained by lowering the geometric center CB1 of the end face 31B on the antenna side of the second waveguide 30B to the second region 55B is labeled as CB2.
  • the geometric center of the housing-side end face 32A of the second waveguide 30B is denoted as CB3.
  • the distance between the geometric centers CA1 and CB1 is denoted as G1
  • the distance between the intersection points CA2 and CB2 is denoted as G2
  • the distance between the geometric centers CA3 and CB3 is denoted as G3.
  • G3 ⁇ G2 is established. This means that the distance between the two secondary wave sources is narrowed compared to the configuration in which the first waveguide 30A and the second waveguide 30B are not tilted.
  • the intervals G1 and G2 are substantially equal. This means that the spacing between the two primary wave sources and the spacing between the two secondary wave sources are approximately equal. Therefore, even if the first antenna element 20A and the second antenna element 20B are accommodated in the housing 50, side lobes and grating lobes can be suppressed to the same extent as before the accommodation.
  • the geometric center CA1 of the antenna-side end face 31A of the first waveguide 30A usually substantially coincides with the geometric centers of the plurality of first antenna elements 20A when the first antenna elements 20A are viewed from above.
  • the geometric center CB1 of the antenna-side end face 31B of the second waveguide 30B usually substantially coincides with the geometric centers of the plurality of second antenna elements 20B when the second antenna elements 20B are viewed in plan. Therefore, as the interval G1, the interval between the geometric centers of the plurality of first antenna elements 20A and the plurality of second antenna elements 20B may be used.
  • FIG. 3 is a sectional view of an antenna device according to a modified example of the first embodiment.
  • metal waveguides are used for the first waveguide 30A and the second waveguide 30B.
  • dielectric waveguides are used for the first waveguide 30A and the second waveguide 30B.
  • An end face 31A on the antenna side and an end face 32A on the housing side of the first waveguide 30A correspond to an end face of the dielectric waveguide facing the first antenna element 20A and an end face facing the inner surface of the housing 50, respectively.
  • the permittivity of the dielectric waveguide is higher than the permittivity of the surrounding space.
  • Dielectric waveguides may be used as the first waveguide 30A and the second waveguide 30B as in this modification.
  • a metal waveguide may be used for one of the first waveguide 30A and the second waveguide 30B, and a dielectric waveguide may be used for the other.
  • the internal space of the metal waveguide may be in the atmosphere, or the internal space of the metal waveguide may be filled with a dielectric material.
  • FIG. 4 is a sectional view of an antenna device according to another modification of the first embodiment.
  • the first antenna element 20A is arranged on the first substrate 21A and the second antenna element 20B is arranged on the second substrate 21B different from the first substrate 21A.
  • the first antenna element 20A and the second antenna element 20B are provided on a common L-shaped substrate 21L.
  • the L-shaped substrate 21L has an L-shaped bent portion.
  • the surfaces on both sides of the bent portion face the first area 55A and the second area 55B on the inner surface of the housing 50, respectively.
  • the first antenna element 20A is arranged on the surface facing the first region 55A
  • the second antenna element 20B is arranged on the surface facing the second region 55B.
  • the number of parts can be reduced. Furthermore, the work of assembling the L-shaped substrate 21L into the housing 50 can be simplified.
  • the plurality of first antenna elements 20A are parallel to a plane perpendicular to the line of intersection between the first region 55A and the second region 55B and parallel to the first region 55A. They are arranged in a row in the same direction.
  • a plurality of first antenna elements 20A may be arranged in a row parallel to the line of intersection between the first region 55A and the second region 55B.
  • a plurality of first antenna elements 20A may be arranged in a matrix. The same applies to the second antenna element 20B.
  • FIG. 5A is a cross-sectional view of part of the antenna device according to the second embodiment.
  • the first area 55A and the second area 55B on the inner surface of the housing 50 intersect substantially at right angles at the first corner 53A.
  • the angle formed by the first region 55A and the second region 55B is an obtuse angle.
  • the housing-side end surface 32A of the first waveguide 30A is positioned closer to the first corner 53A than the image obtained by vertically projecting the antenna-side end surface 31A onto a virtual plane including the first region 55A. are placed in However, the amount of bias toward the first corner portion 53A of the end surface 32A of the first waveguide 30A on the housing side is larger than the amount of bias in the first embodiment. The same applies to the second waveguide 30B.
  • first antenna elements 20A and three second antenna elements 20B are arranged in FIG. 5A, two antenna elements may be arranged as in the first embodiment (FIG. 1A), or one Alternatively, four or more may be arranged.
  • FIG. 5B is a schematic diagram showing the positional relationship between the first waveguide 30A, the second waveguide 30B, the first antenna element 20A, and the second antenna element 20B.
  • the definitions of the geometric centers CA1, CA3, CB1, CB3 and the points of intersection CA2, CB2 are the same as those in the first embodiment shown in FIG.
  • the distance G1 between the geometric centers CA1 and CB1 is substantially equal to the distance G3 between the geometric centers CA3 and CB3.
  • G3 ⁇ G1 is established.
  • G3 ⁇ G1 is established. That is, the distance between the two secondary wave sources is narrower than in the first embodiment. Therefore, an excellent effect of increasing the effect of suppressing side lobes and grating lobes can be obtained.
  • the distance between the housing-side end surface 32A of the first waveguide 30A and the housing-side end surface 32B of the second waveguide 30B where they are closest is denoted by G4 (FIG. 5B).
  • the free-space wavelength corresponding to the lowest frequency (57.24 GHz for WiGig) of the operating frequency band of the antenna device is denoted as ⁇ MAX
  • the free-space wavelength corresponding to the highest frequency (65.88 GHz for WiGig) is denoted as ⁇ . Labeled as MIN .
  • the spacing G4 is less than the wavelength ⁇ MAX . By doing so, it is possible to solve the problem of grating lobes in the vicinity of the lowest frequency of the operating frequency band. More preferably, the spacing G4 is less than the wavelength ⁇ MIN . By doing so, the problem of grating lobes can be solved over the entire operating frequency band.
  • FIG. 6A is a cross-sectional view of part of the antenna device according to the third embodiment.
  • one first waveguide 30A is arranged for a plurality of first antenna elements 20A
  • one second waveguide 30B is arranged for a plurality of second antenna elements 20B.
  • a first waveguide 30A is arranged for each first antenna element 20A
  • a second waveguide 30B is arranged for each second antenna element 20B.
  • the plurality of first antenna elements 20A and the plurality of first waveguides 30A are in one-to-one correspondence
  • the plurality of second antenna elements 20B and the plurality of second waveguides 30B are in one-to-one correspondence. 1.
  • the antenna-side end surface 31A is projected vertically onto a virtual plane including the first region 55A.
  • the body-side end surface 32A is located near the first corner 53A.
  • the housing-side end surface 32B is closer to the first corner 53A than the image obtained by vertically projecting the antenna-side end surface 31B onto the virtual plane including the second region 55B.
  • FIG. 6B is a schematic diagram showing the positional relationship between the first waveguide 30A, the second waveguide 30B, the first antenna element 20A, and the second antenna element 20B.
  • a geometric center CA1, an intersection point CA2, and a geometric center CA3 are defined for each of the plurality of first waveguides 30A
  • a geometric center CB1, an intersection point CB2, and a geometric center CB3 are defined for each of the plurality of second waveguides 30B.
  • FIG. 6B shows geometric center CA1, intersection point CA2, geometric center CA3, and geometric center CB1, intersection point CB2, and geometric center CB3 for only one first waveguide 30A and one second waveguide 30B.
  • the distance G1 is substantially equal to the distance G3 between the geometric centers CA3 and CB3. Furthermore, in each pair of the first waveguide 30A and the second waveguide 30B, the distance G3 between the geometric centers CA3 and CB3 is narrower than the distance G2 between the intersections CA2 and CB2.
  • the third embodiment since G3 ⁇ G2 is established, side lobes and grating lobes can be suppressed. Further, in the first embodiment, since one first waveguide 30A is coupled to a plurality of first antenna elements 20A, the signals of the plurality of first antenna elements 20A overlap within the first waveguide 30A. , directivity control can be difficult. On the other hand, in the third embodiment, since the phases of the housing-side end surfaces 32A and 32B of the plurality of first waveguides 30A and second waveguides 30B can be individually controlled, the directivity can be easily controlled. be.
  • the cross sections of the first waveguide 30A and the second waveguide 30B are large, higher-order modes may occur in the waveguides.
  • the cross sections of the first waveguide 30A and the second waveguide 30B are small, generation of higher modes is suppressed.
  • the first antenna element 20A is coupled to the first waveguide 30A.
  • an end of a microstrip line may be arranged at this coupling point to form a microstrip line-waveguide converter.
  • the part of the microstrip line that is coupled to the waveguide can be called the first antenna element 20A.
  • a microstrip line-waveguide coupler may be used at the coupling point between the second antenna element 20B and the second waveguide 30B.
  • FIG. 7A is a cross-sectional view of part of the antenna device according to the fourth embodiment.
  • the first area 55A and the second area 55B on the inner surface of the housing 50 intersect substantially at right angles at the first corner 53A.
  • the angle formed by the first area 55A and the second area 55B is an obtuse angle.
  • the housing-side end face 32A of each of the first waveguides 30A is projected at the first corner 53A from the image of the antenna-side end face 31A vertically projected onto a virtual plane including the first region 55A. placed in close proximity.
  • the amount of bias toward the first corner portion 53A of the end face 32A on the housing side of each of the first waveguides 30A is greater than the amount of bias in the third embodiment. The same applies to the second waveguide 30B.
  • FIG. 7A three first antenna elements 20A and three second antenna elements 20B are arranged. , or four or more may be arranged.
  • FIG. 7B is a schematic diagram showing the positional relationship between the first waveguide 30A, the second waveguide 30B, the first antenna element 20A, and the second antenna element 20B. Similar to the third embodiment (FIG. 6B), geometric centers CA1 and CA3 are defined for each of the plurality of first waveguides 30A, and geometric centers CB1 and CB3 are defined for each of the plurality of second waveguides 30B. be done. FIG. 7B shows geometric centers CA1, CA3 and geometric centers CB1, CB3 only for one first waveguide 30A and one second waveguide 30B. In the third embodiment (FIG. 6B), the distance G1 between the geometric centers CA1 and CB1 is substantially equal to the distance G3 between the geometric centers CA3 and CB3. On the other hand, in the fourth embodiment, G3 ⁇ G1 is established.
  • G3 ⁇ G1 is established. That is, compared with the third embodiment, the secondary wave source by one first waveguide 30A selected from the plurality of first waveguides 30A and one second waveguide selected from the plurality of second waveguides 30B The spacing from the secondary wave source by the wave path 30B becomes narrower. Therefore, an excellent effect of increasing the effect of suppressing side lobes and grating lobes can be obtained.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of part of the antenna device according to the fifth embodiment.
  • patch antennas are used as the plurality of first antenna elements 20A and the plurality of second antenna elements 20B.
  • patch antennas are used as the plurality of first antenna elements 20A, and a dipole antenna is used as one second antenna element 20B.
  • the first antenna element 20A and the second antenna element 20B are arranged on a common substrate 21.
  • the first antenna element 20A is arranged on one surface of the substrate 21, and the second antenna element 20B is arranged near the side surface of the substrate 21 facing the second region 55B.
  • the length direction of the dipole antenna is parallel to the thickness direction of the substrate 21 .
  • one first waveguide 30A is coupled to multiple first antenna elements 20A
  • one second waveguide 30B is coupled to one second antenna element 20B. are doing.
  • the positional relationship between the antenna-side end face 31A of the first waveguide 30A and the housing-side end face 32A, and the positional relationship between the antenna-side end face 31B and the housing-side end face 32B of the second waveguide 30B are the same as those in the first embodiment. (FIG. 1A) or their positional relationship according to the second embodiment (FIG. 5A).
  • the second waveguide 30B is inclined in the length direction of the dipole antenna with respect to the direction when the second region 55B is viewed perpendicularly from the second antenna element 20B.
  • the excellent effects of the fifth embodiment will be described. Also in the fifth embodiment, as in the first or second embodiment, it is possible to achieve wide coverage in beamforming and to suppress side lobes and grating lobes. Furthermore, in the fifth embodiment, the first antenna element 20A is mounted on the common substrate 21 without using a special substrate such as the L-shaped substrate 21L used in the modified example of the first embodiment shown in FIG. and the second antenna element 20B can be arranged.
  • the length direction of the second antenna element 20B which is a dipole antenna
  • the second waveguide 30B is inclined in a direction orthogonal to the length direction of the dipole antenna with respect to the direction when the second region 55B is viewed perpendicularly from the second antenna element 20B.
  • FIG. 9A is a schematic perspective view of the antenna device according to the sixth embodiment.
  • the housing 50 is represented by dashed lines.
  • the inner surface of housing 50 includes first area 55A, second area 55B, and third area 55C.
  • the third region 55C is hatched.
  • the third area 55C is connected to the first area 55A via the second corner 53B, and is connected to the second area 55B via the third corner 53C.
  • An xyz orthogonal coordinate system is defined in which directions orthogonal to the second region 55B, the first region 55A, and the third region 55C are the x direction, the y direction, and the z direction, respectively.
  • the housing 50 accommodates a plurality of third antenna elements 20C in addition to the plurality of first antenna elements 20A and the plurality of second antenna elements 20B.
  • the number of third antenna elements 20C may be one.
  • the first antenna element 20A and the second antenna element 20B are arranged on an L-shaped substrate 21L, like the antenna device according to the modification of the first embodiment shown in FIG.
  • the plurality of third antenna elements 20C are arranged on the third substrate 21C and face the third region 55C with a gap therebetween.
  • the plurality of third antenna elements 20C are arranged side by side in a direction parallel to the direction (y direction) in which the plurality of second antenna elements 20B are arranged.
  • a patch antenna for example, is used as the third antenna element 20C.
  • FIG. 9B is a diagram showing the positional relationship of each component of the antenna device when viewed from the front direction (direction parallel to the z-axis) of the third antenna element 20C.
  • the positional relationship between the first antenna element 20A, the second antenna element 20B, the first waveguide 30A, the second waveguide 30B, and the housing 50 is the same as that of the antenna device according to the modification of the first embodiment shown in FIG. is the same as the positional relationship of
  • three second antenna elements 20B are arranged in FIG. 9B, two second antenna elements 20B may be arranged as in the antenna device shown in FIG.
  • a plurality of third antenna elements 20C are arranged on the third substrate 21C.
  • a third waveguide 30C is arranged for each third antenna element 20C and extends from each of the third antenna elements 20C toward the third region 55C (FIG. 9A).
  • the third antenna element 20C is included in each antenna-side end face 31C of the third waveguide 30C.
  • the antenna-side end face 31C of the third waveguide 30C is hatched lightly upward to the right.
  • each of the third waveguides 30C is arranged at a position closer to the third corner 53C (FIG. 9A) than the end face 31C on the antenna side.
  • the distance from the housing-side end face 32C of each third waveguide 30C to the first region 55A is equal to the distance from the antenna-side end face 31C to the first region 55A.
  • the housing-side end face 32C of the third waveguide 30C is hatched with thick hatching downward to the right.
  • the housing 50 is provided with a dielectric window 51 that covers the housing-side end surface 32C of the third waveguide 30C in plan view.
  • the antenna device according to the sixth embodiment has a first antenna element 20A, a second antenna element 20B, and a third antenna element 20C facing the first area 55A, the second area 55B, and the third area 55C, which are oriented in different directions. , so the beamforming range can be extended in three different directions.
  • the housing-side end surface 32C of the third waveguide 30C is brought closer to the third corner 53C than the antenna-side end surface 31C, beam forming is performed by operating the second antenna element 20B and the third antenna element 20C. Sidelobes and grating lobes can be suppressed when doing so.
  • the distance from the housing-side end face 32C of each third waveguide 30C to the first region 55A is equal to the distance from the antenna-side end face 31C to the first region 55A.
  • the housing-side end face 32C of each of the third waveguides 30C may be arranged at a position closer to both the first region 55A and the second region 55B than the antenna-side end face 31C. With this configuration, side lobes and grating lobes can be suppressed even when beamforming is performed by operating the first antenna element 20A and the third antenna element 20C.
  • the housing-side end surface 32A of the first waveguide 30A may be closer to the third substrate 21C than the antenna-side end surface 31A.
  • the housing-side end surface 32B of the second waveguide 30B may be closer to the third substrate 21C than the antenna-side end surface 31B.
  • the third waveguide 30C is arranged for each third antenna element 20C in the sixth embodiment, one third waveguide 30C may be arranged for a plurality of third antenna elements 20C. Also, in the sixth embodiment, the first antenna element 20A and the second antenna element 20B are arranged on the L-shaped substrate 21L, but the first antenna element 20A and the second antenna element 20B are arranged on different substrates. You may
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of the antenna device according to the seventh embodiment.
  • the inner surface of the housing 50 includes the first area 55A and the second area 55B, and other areas are not mentioned.
  • the third area 55C is connected to the second area 55B via the third corner 53C.
  • the third region 55C faces the first region 55A.
  • a plurality of first antenna elements 20A, a plurality of second antenna elements 20B, and a plurality of third antenna elements 20C are arranged in a space sandwiched between the first region 55A and the third region 55C.
  • the plurality of third antenna elements 20C face the third region 55C at intervals.
  • a third waveguide 30C extends from the plurality of third antenna elements 20C toward the third region 55C.
  • the housing-side end face 32C of the third waveguide 30C is located closer to the third corner 53C than the image of the antenna-side end face 31C vertically projected onto the virtual plane including the third region 55C.
  • a plurality of second antenna elements 20B are arranged side by side in the direction from the third region 55C to the first region 55A.
  • a second waveguide 30B is arranged for each of the plurality of second antenna elements 20B.
  • the antenna-side end surface 31B is vertically projected onto a virtual plane including the second region 55B.
  • the housing-side end surface 32B is arranged at a position close to the first corner 53A.
  • the antenna-side end surface 31B is vertically projected onto a virtual plane including the second region 55B.
  • the housing-side end face 32B is arranged at a position close to the third corner 53C.
  • the antenna device according to the seventh embodiment has a first antenna element 20A, a second antenna element 20B, and a third antenna element 20C facing the first region 55A, the second region 55B, and the third region 55C, which are oriented in different directions. , so the beamforming range can be extended in three different directions.
  • the first antenna element 20A and the second antenna element arranged at a position close to the first region 55A 20B are operated as one array antenna. At this time, side lobes and grating lobes can be suppressed.
  • the third antenna element 20C and the second antenna element arranged at a position close to the third region 55C 20B are operated as one array antenna. Also at this time, side lobes and grating lobes can be suppressed.
  • FIG. 11A is a perspective view of the substrate 21 and the antenna elements arranged on the substrate 21 used in the antenna device according to the eighth embodiment.
  • the substrate 21 includes a first flat portion 21U, a second flat portion 21V, and a curved portion 21W connecting the two.
  • the curved portion 21W is thinner than the first flat portion 21U and the second flat portion 21V.
  • the first flat portion 21U and the second flat portion 21V have a flat first surface 21US and a flat second surface 21VS, respectively.
  • the first surface 21US and the second surface 21VS face the space on the same side as the space facing the outer surface of the curved portion 21W.
  • a virtual plane including the first surface 21US and a virtual plane including the second surface 21VS intersect at right angles.
  • a direction parallel to a line of intersection 23 between a virtual plane including the first surface 21US and a virtual plane including the second surface 21VS is referred to as a first direction D1.
  • the first flat portion 21U and the second flat portion 21V have side surfaces 21UE and 21VE extending in parallel to the first direction D1, respectively.
  • a side surface 21VE of the second flat portion 21V is connected to the curved portion 21W in a partial range in the first direction D1.
  • the second flat portion 21V has a plurality of protruding portions 21VP that protrude from the side surface 21VE toward the line of intersection 23 in a range not connected to the curved portion 21W in the first direction D1.
  • Such a substrate 21 can be produced, for example, using the method described in the specification of WO2020/170722.
  • a plurality of first antenna elements 20A are arranged on the first surface 21US of the first flat portion 21U, and a plurality of second antenna elements 20B are arranged on the second surface 21VS of the second flat portion 21V.
  • each feeding point of the first antenna element 20A and the second antenna element 20B is indicated by a circle.
  • the plurality of first antenna elements 20A are arranged side by side in the first direction D1.
  • Each of the plurality of second antenna elements 20B is arranged within a range in which the protruding portion 21VP is arranged with respect to the first direction D1. It is located on the surface 21VS.
  • a fourth antenna element 20D is arranged at the tip of each of the plurality of protrusions 21VP.
  • a dipole antenna extending in the first direction D1 is used as the fourth antenna element 20D.
  • a radio frequency integrated circuit (RFIC) 60 is mounted on the surface of the first flat portion 21U opposite to the first surface 21US.
  • the first antenna element 20A, the second antenna element 20B, and the fourth antenna from the high-frequency integrated circuit 60 via a plurality of feeders provided in the first flat portion 21U, the curved portion 21W, and the second flat portion 21V.
  • a high frequency signal is supplied to each of the elements 20D.
  • FIG. 11B is a cross-sectional view of the antenna device according to the eighth embodiment.
  • a substrate 21 on which the first antenna element 20A, the second antenna element 20B, and the third antenna element 20C are arranged is housed in the housing 50 .
  • a first surface 21US of the first flat portion 21U and a second surface 21VS of the second flat portion 21V face the first area 55A and the second area 55B of the inner surface of the housing 50, respectively.
  • a first waveguide 30A extends from each of the plurality of first antenna elements 20A to the first region 55A.
  • a second waveguide 30B extends from each of the plurality of second antenna elements 20B to the second region 55B.
  • the positional relationship between the antenna-side end surface 31A of the first waveguide 30A and the housing-side end surface 32A, and the positional relationship between the antenna-side end surface 31B and the housing-side end surface 32B of the second waveguide 30B are according to the first embodiment. These positions are similar to those of the antenna device (FIG. 1A).
  • the first corner 53A is provided with a window 51 made of a material, for example, a dielectric material, which transmits radio waves emitted from the fourth antenna element 20D. Radio waves radiated from the fourth antenna element 20 ⁇ /b>D pass through the window 51 of the first corner 53 ⁇ /b>A and are radiated to the outside of the housing 50 .
  • the housing side of the first waveguide 30A coupled to the first antenna element 20A and the window 51 of the first corner portion 53A through which radio waves radiated from the fourth antenna element 20D pass. Therefore, side lobes and grating lobes can be suppressed when beam forming is performed by operating the first antenna element 20A and the fourth antenna element 20D.
  • side lobes and grating lobes can be suppressed when beamforming is performed by operating the second antenna element 20B and the fourth antenna element 20D. Furthermore, side lobes and grating lobes can be suppressed even when beamforming is performed by operating the first antenna element 20A, the second antenna element 20B, and the fourth antenna element 20D.
  • the first flat portion 21U and the second flat portion 21V of the substrate 21 may be adhered to the first region 55A and the second region 55B with an adhesive, respectively.
  • the layer of glue acts as a waveguide.
  • the waveguide does not always have a tilted structure like the first waveguide 30A and the second waveguide 30B shown in FIG. 11B. Even in a configuration in which the waveguide is not inclined, the spacing between adjacent antenna elements is narrowed by arranging the fourth antenna element 20D between the first antenna element 20A and the second antenna element 20B. Therefore, side lobes and grating lobes can be suppressed.
  • a layer of adhesive may be used to achieve a slanted structure such as the first waveguide 30A and the second waveguide 30B shown in FIG. 11B.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of the antenna device according to the ninth embodiment.
  • the substrate 21 used in the antenna device according to the ninth embodiment includes a first flat portion 21U, a second flat portion 21V, and a curved portion 21W connecting the two.
  • This substrate 21 can be produced, for example, by thinning a portion of a single rigid substrate and curving the thinned portion. Alternatively, two rigid substrates may be connected via a flexible substrate.
  • a plurality of first antenna elements 20A arranged on the first flat portion 21U face the first region 55A on the inner surface of the housing 50.
  • the second antenna element 20B arranged on the second flat portion 21V faces the second area 55B on the inner surface of the housing 50 .
  • the outer surface of the curved portion 21W faces the first corner portion 53A of the housing 50 .
  • a fifth antenna element 20E is arranged on the curved portion 21W.
  • a dipole antenna, for example, is used as the fifth antenna element 20E.
  • the fifth antenna element 20E faces the inner surface of the first corner portion 53A.
  • the first corner 53A is provided with a window 51 made of a material, such as a dielectric material, which transmits radio waves emitted from the fifth antenna element 20E. Radio waves radiated from the fifth antenna element 20 ⁇ /b>E pass through the window 51 of the first corner 53 ⁇ /b>A and are radiated to the outside of the housing 50 .
  • a first waveguide 30A and a second waveguide 30B are coupled to the first antenna element 20A and the second antenna element 20B, respectively.
  • the first waveguide 30A and the second waveguide 30B are slanted like the first waveguide 30A and the second waveguide 30B of the antenna device according to the first embodiment (FIG. 1A).
  • a fifth antenna element 20E facing the first corner 53A is arranged. Therefore, side lobes and grating lobes can be suppressed.
  • antenna elements pointing in three different directions can be used simultaneously, the range of beamforming can be expanded.
  • the first flat portion 21U and the second flat portion 21V of the substrate 21 may be respectively adhered to the first region 55A and the second region 55B with an adhesive.
  • the layer of glue acts as a waveguide.
  • the waveguide does not always have an inclined structure like the first waveguide 30A and the second waveguide 30B shown in FIG.
  • the fifth antenna element 20E is arranged between the first antenna element 20A and the second antenna element 20B, thereby narrowing the distance between the adjacent antenna elements. Therefore, side lobes and grating lobes can be suppressed. It is also possible to use a layer of adhesive to form a slanted structure like the first waveguide 30A and the second waveguide 30B shown in FIG.
  • FIG. 13A is a cross-sectional view of an antenna device according to a first modification of the ninth embodiment.
  • the first area 55A and the second area 55B intersect at a substantially right angle at the first corner 53A.
  • the inner surface of the first corner 53A includes an inclined area 55D that is inclined with respect to both the first area 55A and the second area 55B.
  • the outer surface of the housing 50 has a chamfered shape at the first corner 53A.
  • FIG. 13B is a cross-sectional view of an antenna device according to a second modification of the ninth embodiment.
  • the inner surface of the first corner portion 53A includes a curved region 55E that is a curved surface.
  • the first region 55A and the curved region 55E, and the second region 55B and the curved region 55E are smoothly connected.
  • the outer surface of the housing 50 has a shape in which the first corner 53A is chamfered.
  • a window 51 made of a material, such as a dielectric material, which transmits radio waves emitted from the fifth antenna element 20E is provided in a region corresponding to the inclined region 55D or the curved region 55E of the housing 50.
  • the first corner 53A may be provided with the inclined region 55D or the curved region 55E.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of an antenna device according to a third modification of the ninth embodiment.
  • a resin member 25 is provided in close contact with the outer surface of the curved portion 21W of the antenna device according to the first modification shown in FIG. 13A.
  • the mechanical strength of the curved portion 21W can be increased. For example, by increasing the mechanical strength of the curved portion 21W, an excellent effect of facilitating the work of accommodating the substrate 21 in the housing 50 can be obtained.
  • FIG. 15 is a sectional view of an antenna device according to a fourth modification of the ninth embodiment.
  • the resin member 25 is in close contact with the outer surface of the curved portion 21W, and the first surface 21US of the first flat portion 21U and the first surface 21US of the second flat portion 21V. No resin member 25 is arranged on the second surface 21VS.
  • the resin member 25 is also in close contact with the first surface 21US of the first flat portion 21U and the second surface 21VS of the second flat portion 21V.
  • the resin member 25 on the curved portion 21W and the resin member 25 on the first flat portion 21U and the second flat portion 21V are, for example, integrally formed. As in the antenna device according to the third modification of the ninth embodiment shown in FIG. 14, the resin member 25 is adhered to the curved portion 21W, and then the substrate including the first flat portion 21U and the second flat portion 21V is mounted. The resin member 25 may be brought into close contact with the entire area of 21 .
  • the resin member 25 functions as an adhesive, and the substrate 21 is adhered to the housing 50 by the resin member 25.
  • the resin member 25 functions as a waveguide for radio waves radiated from the first antenna element 20A, the second antenna element 20B, and the fifth antenna element 20E.
  • the mechanical strength of the substrate 21 can be further enhanced. Further, it is possible to widen the band of the first antenna element 20A, the second antenna element 20B, and the fifth antenna element 20E.
  • the communication device according to the tenth embodiment includes the antenna device according to any one of the first to ninth embodiments or its modification.
  • FIG. 16 is a block diagram of a communication device according to the tenth embodiment.
  • the communication device according to the tenth embodiment includes a baseband integrated circuit (BBIC) 80, a radio frequency integrated circuit (RFIC) 60 and an antenna device 28.
  • BBIC baseband integrated circuit
  • RFIC radio frequency integrated circuit
  • FIG. 28 an antenna device according to any one of the first through ninth embodiments or modifications thereof is used.
  • Antenna device 28 includes a plurality of antenna elements 20 .
  • the plurality of antenna elements 20 include, for example, the first antenna element 20A and the second antenna element 20B of the first embodiment (FIG. 1A), the third antenna element 20C of the sixth embodiment (FIG. 9A), and the eighth embodiment.
  • Examples (FIGS. 11A and 11B) and the like include a fourth antenna element 20D, and a ninth embodiment (FIG. 12) and the like of a fifth antenna element 20E.
  • the baseband integrated circuit 80 and the high-frequency integrated circuit 60 are housed in a housing 50 common to the housing 50 of the antenna device 28 (FIG. 1A, etc.).
  • the high frequency integrated circuit 60 is mounted on the L-shaped substrate 21L of the antenna device according to the modification of the first embodiment shown in FIG.
  • it is mounted on the first flat portion 21U of the substrate 21 of the antenna device according to the eighth embodiment shown in FIG. 11A.
  • the high frequency integrated circuit 60 includes an intermediate frequency amplifier 61, an up/down conversion mixer 62, a transmission/reception selector switch 63, a power divider 64, a plurality of phase shifters 65, a plurality of attenuators 66, a plurality of transmission/reception selector switches 67, and a plurality of power amplifiers. 68 , a plurality of low-noise amplifiers 69 , and a plurality of transmission/reception selector switches 70 .
  • An intermediate frequency signal is input from the baseband integrated circuit 80 to the up/down conversion mixer 62 via the intermediate frequency amplifier 61 .
  • the up-down conversion mixer 62 up-converts the intermediate frequency signal to generate a high frequency signal.
  • the generated high frequency signal is input to the power divider 64 via the transmission/reception selector switch 63 .
  • Each of the high-frequency signals distributed by power divider 64 is input to antenna element 20 via phase shifter 65 , attenuator 66 , transmission/reception selector switch 67 , power amplifier 68 , and transmission/reception selector switch 70 .
  • a high-frequency signal received by each of the plurality of antenna elements 20 is input to power divider 64 via transmission/reception selector switch 70 , low-noise amplifier 69 , transmission/reception selector switch 67 , attenuator 66 , and phase shifter 65 .
  • the high-frequency signal synthesized by the power divider 64 is input to the up/down conversion mixer 62 via the transmission/reception selector switch 63 .
  • the up-down conversion mixer 62 down-converts the high frequency signal to generate an intermediate frequency signal.
  • the generated intermediate frequency signal is input to baseband integrated circuit 80 via intermediate frequency amplifier 61 .
  • the up-down conversion mixer 62 may employ a direct conversion method in which the high-frequency signal is directly down-converted to the baseband signal.
  • the antenna device 28 included in the communication device according to the tenth embodiment the antenna device according to any one of the first to ninth embodiments or its modification is used, so that the range of beamforming is expanded. be able to. Furthermore, side lobes and grating lobes can be suppressed.

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

筐体の内面が、第１角部を介して接続された第１領域及び第２領域を含む。筐体に収容された第１アンテナ素子が、第１領域に間隔を隔てて対向し、第２アンテナ素子が、第２領域に間隔を隔てて対向する。第１導波路が、第１アンテナ素子から第１領域に向かい、第２導波路が、第２アンテナ素子から第２領域に向かう。第１導波路の第１アンテナ素子の側の端面を、第１領域を含む仮想平面に垂直投影した像よりも、第１導波路の筐体の内面側の端面が第１角部の近くに位置している。第２導波路の第２アンテナ素子の側の端面を、第２領域を含む仮想平面に垂直投影した像よりも、第２導波路の筐体の内面側の端面が第１角部の近くに位置している。

Description

アンテナ装置及び通信装置
　本発明は、アンテナ装置及び通信装置に関する。
　第１アンテナと第２アンテナとを、相互に角度をなして設置したアンテナ装置が知られている（特許文献１）。例えば、第１アンテナ及び第２アンテナとして、ビームフォーミングアンテナが用いられる。このアンテナ装置により、広いカバレッジを実現することができる。
特開２００９－１４１９６１号公報
　第１アンテナ及び第２アンテナを筐体内に収容した場合、第１アンテナ及び第２アンテナから放射された電波を筐体の外部に放射するための窓が、第１アンテナ及び第２アンテナの正面に設けられる。２つの窓が二次波源として動作する。第１アンテナと第２アンテナとが相互に角度をなして配置されているため、筐体に設けられる２つの窓の間隔、すなわち二次波源の間隔が、第１アンテナと第２アンテナとの間隔より広くなる。このため、サイドローブやグレーティングローブが発生しやすくなる。
　本発明の目的は、異なる方向を向く２つのアンテナ素子を筐体に収容した構成を持ち、サイドローブやグレーティングローブが発生しにくいアンテナ装置を提供することである。本発明の他の目的は、このアンテナ装置を搭載した通信装置を提供することである。
　本発明の一観点によると、
　第１角部を介して接続された第１領域及び第２領域を含む内面を有する筐体と、
　前記筐体に収容され、前記第１領域に、間隔を隔てて対向する少なくとも一つの第１アンテナ素子と、
　前記筐体に収容され、前記第２領域に、間隔を隔てて対向する少なくとも一つの第２アンテナ素子と、
　前記第１アンテナ素子から前記第１領域に向かう少なくとも一つの第１導波路と、
　前記第２アンテナ素子から前記第２領域に向かう少なくとも一つの第２導波路と、
　前記第１導波路の前記第１アンテナ素子の側の端面を、前記第１領域を含む仮想平面に垂直投影した像よりも、前記第１導波路の前記筐体の内面側の端面が前記第１角部の近くに位置しており、
　前記第２導波路の前記第２アンテナ素子の側の端面を、前記第２領域を含む仮想平面に垂直投影した像よりも、前記第２導波路の前記筐体の内面側の端面が前記第１角部の近くに位置しているアンテナ装置が提供される。
　本発明の他の観点によると、
　前記アンテナ装置と、
　前記アンテナ装置の少なくとも前記第１アンテナ素子及び前記第２アンテナ素子に高周波信号を供給する高周波集積回路と
を備えた通信装置が提供される。
　第１導波路及び第２導波路のそれぞれの、筐体の内面側の端面が二次波源として動作する。上記構成を採用すると、第１アンテナ素子の二次波源と第２アンテナ素子の二次波源とが相互に近づく。これにより、サイドローブやグレーティングローブを抑圧することができる。
図１Ａは、第１実施例によるアンテナ装置の一部分の断面図であり、　図１Ｂは、第１導波路３０Ａの端面、及び第１角部５３Ａの位置関係を示す模式図であり、図１Ｃは、第１アンテナ素子の正面方向から筐体を見た側面図である。 図２は、第１導波路、第２導波路、第１アンテナ素子、及び第２アンテナ素子の位置関係を示す模式図である。 図３は、第１実施例の一変形例によるアンテナ装置の断面図である。 図４は、第１実施例の他の変形例によるアンテナ装置の断面図である。 図５Ａは、第２実施例によるアンテナ装置の一部分の断面図であり、図５Ｂは、第１導波路、第２導波路、第１アンテナ素子、及び第２アンテナ素子の位置関係を示す模式図である。 図６Ａは、第３実施例によるアンテナ装置の一部分の断面図であり、図６Ｂは、第１導波路、第２導波路、第１アンテナ素子、及び第２アンテナ素子の位置関係を示す模式図である。 図７Ａは、第４実施例によるアンテナ装置の一部分の断面図であり、図７Ｂは、第１導波路、第２導波路、第１アンテナ素子、及び第２アンテナ素子の位置関係を示す模式図である。 図８は、第５実施例によるアンテナ装置の一部分の断面図である。 図９Ａは、第６実施例によるアンテナ装置の概略斜視図であり、図９Ｂは、第３アンテナ素子の正面方向（ｚ軸に平行な方向）から見たときのアンテナ装置の各構成要素の位置関係を示す図である。 図１０は、第７実施例によるアンテナ装置の断面図である。 図１１Ａは、第８実施例によるアンテナ装置に用いられる基板、及び基板に配置されたアンテナ素子の斜視図であり、図１１Ｂは、第８実施例によるアンテナ装置の断面図である。 図１２は、第９実施例によるアンテナ装置の断面図である。 図１３Ａ及び図１３Ｂは、それぞれ第９実施例の第１変形例及び第２変形例によるアンテナ装置の断面図である。 図１４は、第９実施例の第３変形例によるアンテナ装置の断面図である。 図１５は、第９実施例の第４変形例によるアンテナ装置の断面図である。 図１６は、第１０実施例によるアンテナ装置のブロック図である。
　［第１実施例］
　図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ、及び図２を参照して、第１実施例によるアンテナ装置について説明する。
　図１Ａは、第１実施例によるアンテナ装置の一部分の断面図である。筐体５０に複数の第１アンテナ素子２０Ａ及び複数の第２アンテナ素子２０Ｂが収容されている。例えば、第１アンテナ素子２０Ａ及び第２アンテナ素子２０Ｂは、２個ずつ配置されている。なお、第１アンテナ素子２０Ａの個数は１個でもよく、３個以上でもよい。同様に、第２アンテナ素子２０Ｂの個数は、１個でもよく、３個以上であってもよい。
　筐体５０は、第１角部５３Ａを介して接続された第１領域５５Ａ及び第２領域５５Ｂを含む内面を有する。第１領域５５Ａを含む仮想平面と第２領域５５Ｂを含む仮想平面とが、相互に直角に交差する。すなわち、第１角部５３Ａは、２つの平面が相互に交わってなす直線で構成される。なお、第１角部５３Ａは、必ずしも２つの平面が交わって形成される尖った角部である必要はない。例えば、第１領域５５Ａと第２領域５５Ｂとが、ある曲率をもつ曲面を介して接続されていてもよいし、第１領域５５Ａと第２領域５５Ｂとの両方に対して斜めの平面を介して接続されていてもよい。
　第１アンテナ素子２０Ａは、第１基板２１Ａに設けられたパッチアンテナであり、第２アンテナ素子２０Ｂは、第２基板２１Ｂに設けられたパッチアンテナである。第１アンテナ素子２０Ａは、第１領域５５Ａに、間隔を隔てて対向する姿勢で筐体５０内に固定されている。第２アンテナ素子２０Ｂは、第２領域５５Ｂに、間隔を隔てて対向する姿勢で筐体５０内に固定されている。
　複数の第１アンテナ素子２０Ａは、第１領域５５Ａと第２領域５５Ｂとの交線に対して垂直な平面（図１Ａの紙面に相当）に平行で、かつ第１領域５５Ａに平行な方向に並んで配置されている。複数の第２アンテナ素子２０Ｂは、第１領域５５Ａと第２領域５５Ｂとの交線に対して垂直な平面に平行で、かつ第２領域５５Ｂに平行な方向に並んで配置されている。
　第１導波路３０Ａが、第１アンテナ素子２０Ａから第１領域５５Ａに向かって延びる。第１基板２１Ａを平面視したとき、第１導波路３０Ａの第１アンテナ素子２０Ａ側の端面３１Ａ（以下、アンテナ側の端面という。）に、複数の第１アンテナ素子２０Ａが包含される。同様に、第２導波路３０Ｂが、第２アンテナ素子２０Ｂから第２領域５５Ｂに向かって延びる。第２基板２１Ｂを平面視したとき、第２導波路３０Ｂのアンテナ側の端面３１Ｂに、複数の第２アンテナ素子２０Ｂが包含される。第１導波路３０Ａ及び第２導波路３０Ｂには、金属導波管が用いられる。「導波路の端面」とは、金属導波管の端部の開口面を意味する。
　例えば、第１導波路３０Ａのアンテナ側の端面３１Ａ及び第２導波路３０Ｂのアンテナ側の端面３１Ｂは、それぞれ第１基板２１Ａ及び第２基板２１Ｂに接触している。なお、第１アンテナ素子２０Ａと第１導波路３０Ａとの間で十分な電磁気的結合が得られればよく、第１導波路３０Ａのアンテナ側の端面３１Ａと第１基板２１Ａとの間、及び第２導波路３０Ｂのアンテナ側の端面３１Ｂと第２基板２１Ｂとの間に隙間が設けられていてもよい。
　第１領域５５Ａを平面視したとき、筐体５０のうち第１導波路３０Ａの筐体５０の内面側の端面３２Ａ（以下、筐体側の端面という。）を包含する領域に、電波を透過させる材料、例えば誘電体材料で形成された窓５１が設けられている。同様に、第２領域５５Ｂを平面視したとき、筐体５０のうち第２導波路３０Ｂの筐体側の端面３２Ｂを包含する領域に、電波を透過させる材料、例えば誘電体材料で形成された窓５１が設けられている。筐体５０のうち窓５１の周囲は、金属壁５２で構成されている。
　例えば、第１導波路３０Ａの筐体側の端面３２Ａ及び第２導波路３０Ｂの筐体側の端面３２Ｂは、それぞれ第１領域５５Ａ及び第２領域５５Ｂに接触している。なお、第１導波路３０Ａの筐体側の端面３２Ａと第１領域５５Ａとの間、及び第２導波路３０Ｂの筐体側の端面３２Ｂと第２領域５５Ｂとの間に隙間が設けられていてもよい。
　例えば、第１導波路３０Ａの、第１領域５５Ａに平行な断面の面積は、アンテナ側の端面３１Ａと筐体側の端面３２Ａとの間で一定である。なお、第１導波路３０Ａの、第１領域５５Ａに平行な断面の面積を、アンテナ側の端面３１Ａから筐体側の端面３２Ａに向かって徐々に広くしてもよい。同様に、第２導波路３０Ｂの、第２領域５５Ｂに平行な断面の面積は、アンテナ側の端面３１Ｂと筐体側の端面３２Ｂとの間で一定である。なお、第１導波路３０Ａと同様に。第２導波路３０Ｂの、第２領域５５Ｂに平行な断面の面積を、アンテナ側の端面３１Ｂから筐体側の端面３２Ｂに向かって徐々に広くしてもよい。
　図１Ｂは、第１導波路３０Ａの端面、及び第１角部５３Ａの位置関係を示す模式図である。第１導波路３０Ａのアンテナ側の端面３１Ａを、第１領域５５Ａ（図１Ａ）を含む仮想平面５５ＡＶに垂直投影した像３１ＡＩよりも、第１導波路３０Ａの筐体側の端面３２Ａが第１角部５３Ａの近くに位置している。すなわち、第１導波路３０Ａは、第１アンテナ素子２０Ａから第１領域５５Ａを垂直に見た方向を基準として第１角部５３Ａの側に傾斜している。像３１ＡＩと筐体側の端面３２Ａとのいずれが第１角部５３Ａに近いか否かの判定基準として、両者の幾何中心を採用すればよい。
　同様に、第２導波路３０Ｂのアンテナ側の端面３１Ｂを、第２領域５５Ｂを含む仮想平面に垂直投影した像よりも、第２導波路３０Ｂの筐体側の端面３２Ｂが第１角部５３Ａの近くに位置している。すなわち、第２導波路３０Ｂは、第２アンテナ素子２０Ｂから第２領域５５Ｂを垂直に見た方向を基準として第１角部５３Ａの側に傾斜している。
　図１Ｃは、第１アンテナ素子２０Ａの正面方向から筐体５０を見た側面図である。第１アンテナ素子２０Ａの正面方向は、第１アンテナ素子２０Ａが配置された第１基板２１Ａの表面の法線方向に相当する。筐体５０が、窓５１及びそれを取り囲む金属壁５２を含む。窓５１に包含されるように、第１導波路３０Ａ（図１Ａ）の筐体側の端面３２Ａが配置されている。第１導波路３０Ａのアンテナ側の端面３１Ａが、平面視において、筐体側の端面３２Ａを第１角部５３Ａから遠ざかる方向に平行移動した位置に配置されている。図１Ｃにおいて、第１導波路３０Ａのアンテナ側の端面３１Ａに右上がりの淡いハッチングを付し、筐体側の端面３２Ａに右下がりの濃いハッチングを付している。
　例えば、第１導波路３０Ａのアンテナ側の端面３１Ａと筐体側の端面３２Ａとの形状は、共に長方形であり、その大きさは等しい。第１導波路３０Ａのアンテナ側の端面３１Ａと筐体側の端面３２Ａとは、平面視において部分的に重なっている。なお、第１導波路３０Ａの傾斜を大きくして、両者が重ならないようにしてもよい。複数の第１アンテナ素子２０Ａが、第１導波路３０Ａのアンテナ側の端面３１Ａに包含されている。複数の第１アンテナ素子２０Ａは、第１領域５５Ａと第２領域５５Ｂ（図１Ａ）との交線（第１角部５３Ａ）に対して直交する方向に並んで配置されている。
　第２アンテナ素子２０Ｂ、第２導波路３０Ｂ、及び窓５１の相対位置関係も、第１アンテナ素子２０Ａ、第１導波路３０Ａ、及び窓５１の相対位置関係と同一である。
　次に、第１実施例の優れた効果について説明する。
　第１実施例では、第１アンテナ素子２０Ａ及び第２アンテナ素子２０Ｂから放射された電波が、それぞれ第１導波路３０Ａ及び第２導波路３０Ｂによって、第１導波路３０Ａ及び第２導波路３０Ｂの筐体側の端面３２Ａ、３２Ｂに誘導される。第１アンテナ素子２０Ａ及び第２アンテナ素子２０Ｂが一次波源となり、第１導波路３０Ａ及び第２導波路３０Ｂのそれぞれの筐体側の端面３２Ａ、３２Ｂが二次波源として動作する。すなわち、第１導波路３０Ａ及び第２導波路３０Ｂのそれぞれの筐体側の端面３２Ａ、３２Ｂ上の各点が、ホイヘンス＝フレネルの原理に基づく二次波の波源となる。２つの二次波源が配置された面が、相互に異なる方向を向いているため、複数の第１アンテナ素子２０Ａのアレー方向と、複数の第２アンテナ素子２０Ｂのアレー方向との２つのアレー方向でビームフォーミングを行うことが可能になる。複数の第１アンテナ素子２０Ａ及び複数の第２アンテナ素子２０Ｂのそれぞれをビームフォーミング用アンテナとして動作させ、広範囲のカバレッジを実現することができる。
　第１角部５３Ａが向く外側の方向（図１Ａにおいて右斜め上方向）にビームフォーミングを行いたい場合に、複数の第１アンテナ素子２０Ａと複数の第２アンテナ素子２０Ｂとを、１つのアレーアンテナとして動作させるとよい。二次波源として動作する第１導波路３０Ａの筐体側の端面３２Ａと第２導波路３０Ｂの筐体側の端面３２Ｂとの間隔が狭まることにより、サイドローブ及びグレーティングローブを抑圧することができる。
　第１アンテナ素子２０Ａから法線方向に第１導波路３０Ａを延ばすと、アンテナ側の端面３１Ａの像３１ＡＩ（図１Ｂ）の位置が二次波源として動作する。第２アンテナ素子２０Ｂにおいても同様である。第１実施例では、第１導波路３０Ａの筐体側の端面３２Ａが、像３１ＡＩより第１角部５３Ａに近い位置に配置されており、第２導波路３０Ｂについても同様である。このため、像３１ＡＩの位置が二次波源として動作する場合と比べて、２つの二次波源の間隔が狭くなる。このため、サイドローブ及びグレーティングローブを抑圧することができる。
　次に、図２を参照して第１導波路３０Ａ、第２導波路３０Ｂ、第１アンテナ素子２０Ａ、及び第２アンテナ素子２０Ｂの位置関係について、より具体的に説明する。
　図２は、第１導波路３０Ａ、第２導波路３０Ｂ、第１アンテナ素子２０Ａ、及び第２アンテナ素子２０Ｂの位置関係を示す模式図である。第１導波路３０Ａのアンテナ側の端面３１Ａの幾何中心ＣＡ１を第１領域５５Ａに下した垂線と第１領域５５Ａとの交点をＣＡ２と標記する。第１導波路３０Ａの筐体側の端面３２Ａの幾何中心をＣＡ３と表記する。第２導波路３０Ｂのアンテナ側の端面３１Ｂの幾何中心ＣＢ１を第２領域５５Ｂに下した垂線と第２領域５５Ｂとの交点をＣＢ２と標記する。第２導波路３０Ｂの筐体側の端面３２Ａの幾何中心をＣＢ３と標記する。
　幾何中心ＣＡ１とＣＢ１との間隔をＧ１と標記し、交点ＣＡ２とＣＢ２との間隔をＧ２と標記し、幾何中心ＣＡ３とＣＢ３との間隔をＧ３と標記する。第１実施例では、Ｇ３＜Ｇ２が成立する。これは、第１導波路３０Ａ及び第２導波路３０Ｂを傾斜させない構成と比べて、２つの二次波源の間隔が狭まったことを意味する。なお、間隔Ｇ１とＧ２とは、ほぼ等しい。これは、２つの一次波源の間隔と２つの二次波源の間隔とがほぼ等しいことを意味する。このため、第１アンテナ素子２０Ａ及び第２アンテナ素子２０Ｂを筐体５０に収容しても、収容前と同程度に、サイドローブ及びグレーティングローブを抑圧することができる。
　第１導波路３０Ａのアンテナ側の端面３１Ａの幾何中心ＣＡ１は、通常、第１アンテナ素子２０Ａを平面視したときの複数の第１アンテナ素子２０Ａの幾何中心とほぼ一致する。同様に、第２導波路３０Ｂのアンテナ側の端面３１Ｂの幾何中心ＣＢ１は、通常、第２アンテナ素子２０Ｂを平面視したときの複数の第２アンテナ素子２０Ｂの幾何中心とほぼ一致する。このため、間隔Ｇ１として、複数の第１アンテナ素子２０Ａの幾何中心と複数の第２アンテナ素子２０Ｂの幾何中心との間隔を採用してもよい。
　次に、図３を参照して第１実施例の一変形例について説明する。
　図３は、第１実施例の一変形例によるアンテナ装置の断面図である。第１実施例（図１Ａ）では、第１導波路３０Ａ及び第２導波路３０Ｂに金属導波管が用いられてる。これに対して図３に示した第１実施例の変形例では、第１導波路３０Ａ及び第２導波路３０Ｂに誘電体導波路が用いられている。第１導波路３０Ａのアンテナ側の端面３１Ａ及び筐体側の端面３２Ａは、それぞれ誘電体導波路の第１アンテナ素子２０Ａに対向する端面、及び筐体５０の内面に対向する端面に相当する。第２導波路３０Ｂについても同様である。誘電体導波路の誘電率は、周囲の空間の誘電率より高い。本変形例のように、第１導波路３０Ａ及び第２導波路３０Ｂとして、誘電体導波路を用いてもよい。
　第１導波路３０Ａ及び第２導波路３０Ｂの一方に金属導波管を用い、他方に誘電体導波路を用いてもよい。金属導波管の内部空間は大気の状態であってもよいし、金属導波管の内部空間に誘電体材料を充填してもよい。
　次に、図４を参照して第１実施例の他の変形例について説明する。
　図４は、第１実施例の他の変形例によるアンテナ装置の断面図である。第１実施例（図１Ａ）では、第１アンテナ素子２０Ａが第１基板２１Ａに配置されており、第２アンテナ素子２０Ｂが、第１基板２１Ａとは異なる第２基板２１Ｂに配置されている。これに対して図４に示した第１実施例の変形例では、第１アンテナ素子２０Ａ及び第２アンテナ素子２０Ｂが、共通のＬ字状基板２１Ｌに設けられている。
　Ｌ字状基板２１Ｌは、折れ曲がり部でＬ字状に折れ曲がった形状を有する。折れ曲がり部の両側の表面は、それぞれ筐体５０の内面の第１領域５５Ａ及び第２領域５５Ｂに対向する。第１領域５５Ａに対向する表面に第１アンテナ素子２０Ａが配置されており、第２領域５５Ｂに対向する表面に第２アンテナ素子２０Ｂが配置されている。
　図４に示した変形例のように、Ｌ字状基板２１Ｌを用いることにより、部品点数を削減することができる。さらに、筐体５０へのＬ字状基板２１Ｌの組み込み作業を簡素化することができる。
　次に、第４実施例のさらに他の変形例について説明する。第１実施例（図１Ａ）では、複数の第１アンテナ素子２０Ａが、第１領域５５Ａと第２領域５５Ｂとの交線に対して直交する平面に平行で、かつ第１領域５５Ａに平行な方向に、一列に並んで配置されている。変形例として、複数の第１アンテナ素子２０Ａが、第１領域５５Ａと第２領域５５Ｂとの交線に平行に、一列に並んで配置された構成としてもよい。その他に、複数の第１アンテナ素子２０Ａを行列状に配置してもよい。第２アンテナ素子２０Ｂについても同様である。
　［第２実施例］
　次に、図５Ａ及び図５Ｂを参照して、第２実施例によるアンテナ装置について説明する。以下、図１Ａから図２までの図面を参照して説明した第１実施例によるアンテナ装置と共通の構成については説明を省略する。
　図５Ａは、第２実施例によるアンテナ装置の一部分の断面図である。第１実施例（図１Ａ）では、筐体５０の内面の第１領域５５Ａと第２領域５５Ｂとが第１角部５３Ａにおいてほぼ直角に交差している。これに対して第２実施例では、第１領域５５Ａと第２領域５５Ｂとの成す角度が鈍角である。第１実施例と同様に、第１導波路３０Ａの筐体側の端面３２Ａは、アンテナ側の端面３１Ａを、第１領域５５Ａを含む仮想平面に垂直投影した像より第１角部５３Ａに近い位置に配置されている。ただし、第１導波路３０Ａの筐体側の端面３２Ａの第１角部５３Ａへの偏り量は、第１実施例における偏り量より大きい。第２導波路３０Ｂにおいても同様である。
　なお、図５Ａでは、第１アンテナ素子２０Ａ及び第２アンテナ素子２０Ｂを３個ずつ配置しているが、第１実施例（図１Ａ）と同様に２個ずつ配置してもよいし、１個または４個以上配置してもよい。
　図５Ｂは、第１導波路３０Ａ、第２導波路３０Ｂ、第１アンテナ素子２０Ａ、及び第２アンテナ素子２０Ｂの位置関係を示す模式図である。幾何中心ＣＡ１、ＣＡ３、ＣＢ１、ＣＢ３、及び交点ＣＡ２、ＣＢ２の定義は、図２に示した第１実施例における定義と同様である。第１実施例（図２）では、幾何中心ＣＡ１とＣＢ１との間隔Ｇ１と、幾何中心ＣＡ３とＣＢ３との間隔Ｇ３とがほぼ等しい。これに対して第２実施例では、Ｇ３＜Ｇ１が成立する。
　次に、第２実施例の優れた効果について説明する。
　第２実施例では、Ｇ３＜Ｇ１が成立する。すなわち、第１実施例と比べて、２つの二次波源の間隔がより狭くなる。このため、サイドローブ及びグレーティングローブを抑圧する効果が大きくなるという優れた効果が得られる。
　次に、第１導波路３０Ａの筐体側の端面３２Ａと第２導波路３０Ｂの筐体側の端面３２Ｂとの好ましい間隔について説明する。第１導波路３０Ａの筐体側の端面３２Ａと第２導波路３０Ｂの筐体側の端面３２Ｂとが最も近接する箇所における両者の間隔をＧ４（図５Ｂ）と標記する。アンテナ装置の動作周波数帯域の最低周波数（ＷｉＧｉｇの場合は５７．２４ＧＨｚ）に対応する自由空間波長をλＭＡＸと標記し、最高周波数（ＷｉＧｉｇの場合は６５．８８ＧＨｚ）に対応する自由空間波長をλＭＩＮと標記する。
　間隔Ｇ４を波長λＭＡＸ未満にすることが好ましい。このようにすることで、動作周波数帯域の最低周波数近傍において、グレーティングローブの問題を解決することができる。間隔Ｇ４を波長λＭＩＮ未満にすることがより好ましい。このようにすることで、動作周波数帯域の全域において、グレーティングローブの問題を解決することができる。
　［第３実施例］
　次に、図６Ａ及び図６Ｂを参照して、第３実施例によるアンテナ装置について説明する。以下、図１Ａから図２までの図面を参照して説明した第１実施例によるアンテナ装置と共通の構成については説明を省略する。
　図６Ａは、第３実施例によるアンテナ装置の一部分の断面図である。第１実施例（図１Ａ）では、複数の第１アンテナ素子２０Ａに対して１つの第１導波路３０Ａが配置され、複数の第２アンテナ素子２０Ｂに対して１つの第２導波路３０Ｂが配置されている。これに対して第３実施例では、第１アンテナ素子２０Ａごとに第１導波路３０Ａが配置され、第２アンテナ素子２０Ｂごとに第２導波路３０Ｂが配置されている。言い換えると、複数の第１アンテナ素子２０Ａと複数の第１導波路３０Ａとが、１対１に対応しており、複数の第２アンテナ素子２０Ｂと複数の第２導波路３０Ｂとが、１対１に対応している。
　複数の第１導波路３０Ａのそれぞれにおいて、第１実施例（図１Ａ、図１Ｂ）と同様に、アンテナ側の端面３１Ａを、第１領域５５Ａを含む仮想平面に垂直投影した像よりも、筐体側の端面３２Ａが第１角部５３Ａの近くに位置する。同様に、複数の第２導波路３０Ｂのそれぞれにおいて、アンテナ側の端面３１Ｂを、第２領域５５Ｂを含む仮想平面に垂直投影した像よりも、筐体側の端面３２Ｂが第１角部５３Ａの近くに位置する。
　図６Ｂは、第１導波路３０Ａ、第２導波路３０Ｂ、第１アンテナ素子２０Ａ、及び第２アンテナ素子２０Ｂの位置関係を示す模式図である。複数の第１導波路３０Ａのそれぞれについて幾何中心ＣＡ１、交点ＣＡ２、幾何中心ＣＡ３が定義され、複数の第２導波路３０Ｂのそれぞれについて、幾何中心ＣＢ１、交点ＣＢ２、幾何中心ＣＢ３が定義される。図６Ｂでは、１つの第１導波路３０Ａ及び１つの第２導波路３０Ｂについてのみ、幾何中心ＣＡ１、交点ＣＡ２、幾何中心ＣＡ３、及び幾何中心ＣＢ１、交点ＣＢ２、幾何中心ＣＢ３を示している。
　複数の第１導波路３０Ａから選択した１つの第１導波路３０Ａと、複数の第２導波路３０Ｂから選択した１つの第２導波路３０Ｂとの組のそれぞれにおいて、幾何中心ＣＡ１とＣＢ１との間隔Ｇ１と、幾何中心ＣＡ３とＣＢ３との間隔Ｇ３とがほぼ等しい。さらに、第１導波路３０Ａと第２導波路３０Ｂとのそれぞれの組において、交点ＣＡ２とＣＢ２との間隔Ｇ２よりも、幾何中心ＣＡ３とＣＢ３との間隔Ｇ３の方が狭い。
　次に、第３実施例の優れた効果について説明する。
　第３実施例においても第１実施例と同様に、Ｇ３＜Ｇ２が成立するため、サイドローブ及びグレーティングローブを抑圧することができる。また、第１実施例では、１つの第１導波路３０Ａが複数の第１アンテナ素子２０Ａに結合しているため、第１導波路３０Ａ内で複数の第１アンテナ素子２０Ａの信号が重なることにより、指向性の制御が困難になることがある。これに対して第３実施例では、複数の第１導波路３０Ａ及び第２導波路３０Ｂの筐体側の端面３２Ａ、３２Ｂにおける位相を個別に制御することができるため、指向性の制御が容易である。
　また、第１実施例では、第１導波路３０Ａ及び第２導波路３０Ｂの断面が大きくなるため、導波路で高次モードが発生することがある。これに対して第３実施例では、第１導波路３０Ａ及び第２導波路３０Ｂの断面が小さいため、高次モードの発生が抑制される。
　次に、第３実施例の変形例について説明する。
　第３実施例では、第１アンテナ素子２０Ａが第１導波路３０Ａに結合する。この結合箇所に、第１アンテナ素子２０Ａに代えてマイクロストリップ線路の端部を配置し、マイクロストリップ線路－導波管変換器を構成してもよい。この場合は、マイクロストリップ線路のうち導波管と結合している箇所を、第１アンテナ素子２０Ａということができる。同様に、第２アンテナ素子２０Ｂと第２導波路３０Ｂとの結合箇所に、マイクロストリップ線路－導波管結合器を用いてもよい。
　［第４実施例］
　次に、図７Ａ及び図７Ｂを参照して、第４実施例によるアンテナ装置について説明する。以下、図６Ａ及び図６Ｂを参照して説明した第３実施例によるアンテナ装置と共通の構成については説明を省略する。
　図７Ａは、第４実施例によるアンテナ装置の一部分の断面図である。第３実施例（図５Ａ）では、筐体５０の内面の第１領域５５Ａと第２領域５５Ｂとが第１角部５３Ａにおいてほぼ直角に交差している。これに対して第４実施例では、第１領域５５Ａと第２領域５５Ｂとの成す角度が鈍角である。第３実施例と同様に、第１導波路３０Ａの各々の筐体側の端面３２Ａは、アンテナ側の端面３１Ａを、第１領域５５Ａを含む仮想平面に垂直投影した像より第１角部５３Ａに近い位置に配置されている。ただし、第１導波路３０Ａの各々の筐体側の端面３２Ａの第１角部５３Ａへの偏り量は、第３実施例における偏り量より大きい。第２導波路３０Ｂにおいても同様である。
　なお、図７Ａでは、第１アンテナ素子２０Ａ及び第２アンテナ素子２０Ｂを３個ずつ配置しているが、第３実施例（図６Ａ）と同様に２個ずつ配置してもよいし、１個、または４個以上配置してもよい。
　図７Ｂは、第１導波路３０Ａ、第２導波路３０Ｂ、第１アンテナ素子２０Ａ、及び第２アンテナ素子２０Ｂの位置関係を示す模式図である。第３実施例（図６Ｂ）と同様に、複数の第１導波路３０Ａのそれぞれについて、幾何中心ＣＡ１、ＣＡ３が定義され、複数の第２導波路３０Ｂのそれぞれについて、幾何中心ＣＢ１、ＣＢ３が定義される。図７Ｂでは、１つの第１導波路３０Ａ及び１つの第２導波路３０Ｂについてのみ、幾何中心ＣＡ１、ＣＡ３、及び幾何中心ＣＢ１、ＣＢ３を示している。第３実施例（図６Ｂ）では、幾何中心ＣＡ１とＣＢ１との間隔Ｇ１と、幾何中心ＣＡ３とＣＢ３との間隔Ｇ３とがほぼ等しい。これに対して第４実施例では、Ｇ３＜Ｇ１が成立する。
　次に、第４実施例の優れた効果について説明する。
　第４実施例では、Ｇ３＜Ｇ１が成立する。すなわち、第３実施例と比べて、複数の第１導波路３０Ａから選択された１つの第１導波路３０Ａによる二次波源と、複数の第２導波路３０Ｂから選択された１つの第２導波路３０Ｂによる二次波源との間隔がより狭くなる。このため、サイドローブ及びグレーティングローブを抑圧する効果が大きくなるという優れた効果が得られる。
　［第５実施例］
　次に、図８を参照して、第５実施例によるアンテナ装置について説明する。以下、図１Ａから図２までの図面を参照して説明した第１実施例によるアンテナ装置と共通の構成については説明を省略する。
　図８は、第５実施例によるアンテナ装置の一部分の断面図である。第１実施例では、複数の第１アンテナ素子２０Ａ及び複数の第２アンテナ素子２０Ｂとして、パッチアンテナが用いられている。これに対して第６実施例では、複数の第１アンテナ素子２０Ａとしてパッチアンテナが用いられ、１つの第２アンテナ素子２０Ｂとしてダイポールアンテナが用いられる。
　第１アンテナ素子２０Ａと第２アンテナ素子２０Ｂとは、共通の基板２１に配置されている。第１アンテナ素子２０Ａは、基板２１の一方の表面に配置されており、第２アンテナ素子２０Ｂは、第２領域５５Ｂに対向する基板２１の側面の近傍に配置されている。ダイポールアンテナの長さ方向は、基板２１の厚さ方向に平行である。
　第１実施例（図１Ａ）と同様に、１つの第１導波路３０Ａが複数の第１アンテナ素子２０Ａに結合しており、１つの第２導波路３０Ｂが１つの第２アンテナ素子２０Ｂに結合している。第１導波路３０Ａのアンテナ側の端面３１Ａと筐体側の端面３２Ａとの位置関係、及び第２導波路３０Ｂのアンテナ側の端面３１Ｂと筐体側の端面３２Ｂとの位置関係は、第１実施例（図１Ａ）または第２実施例（図５Ａ）によるこれらの位置関係と同様である。第２導波路３０Ｂは、第２アンテナ素子２０Ｂから第２領域５５Ｂを垂直に見た方向に対して、ダイポールアンテナの長さ方向に傾いている。
　次に、第５実施例の優れた効果について説明する。
　第５実施例においても、第１実施例または第２実施例と同様に、ビームフォーミングにおける広範囲のカバレッジを実現し、かつサイドローブ及びグレーティングローブを抑圧することができる。さらに、第５実施例では、図４に示した第１実施例の変形例で用いられるＬ字状基板２１Ｌのような特殊な基板を用いることなく、共通の基板２１に、第１アンテナ素子２０Ａ及び第２アンテナ素子２０Ｂの両方を配置することができる。
　次に、第５実施例の変形例について説明する。
　第５実施例では、ダイポールアンテナである第２アンテナ素子２０Ｂの長さ方向を基板２１の厚さ方向と平行にしているが、側面に平行で、かつ第１アンテナ素子２０Ａが配置されている面に平行にしてもよい。この場合、第２導波路３０Ｂは、第２アンテナ素子２０Ｂから第２領域５５Ｂを垂直に見た方向に対して、ダイポールアンテナの長さ方向と直交する方向に傾くことになる。
　［第６実施例］
　次に、図９Ａ及び図９Ｂを参照して第６実施例によるアンテナ装置について説明する。以下、図１Ａから図２までの図面を参照して説明した第１実施例によるアンテナ装置と共通の構成については説明を省略する。
　図９Ａは、第６実施例によるアンテナ装置の概略斜視図である。図９Ａでは、筐体５０を破線で表している。筐体５０の内面が、第１領域５５Ａ、第２領域５５Ｂ、及び第３領域５５Ｃを含む。図９Ａにおいて第３領域５５Ｃにハッチングを付している。第３領域５５Ｃは、第２角部５３Ｂを介して第１領域５５Ａに接続され、第３角部５３Ｃを介して第２領域５５Ｂに接続されている。第２領域５５Ｂ、第１領域５５Ａ、及び第３領域５５Ｃのそれぞれに直交する方向をｘ方向、ｙ方向、及びｚ方向とするｘｙｚ直交座標系を定義する。
　筐体５０に、複数の第１アンテナ素子２０Ａ及び複数の第２アンテナ素子２０Ｂの他に、複数の第３アンテナ素子２０Ｃが収容されている。なお、第３アンテナ素子２０Ｃの個数は１つであってもよい。第１アンテナ素子２０Ａ及び第２アンテナ素子２０Ｂは、図４に示した第１実施例の変形例によるアンテナ装置と同様に、Ｌ字状基板２１Ｌに配置されている。複数の第３アンテナ素子２０Ｃは、第３基板２１Ｃに配置され、第３領域５５Ｃに間隔を隔てて対向している。複数の第３アンテナ素子２０Ｃは、複数の第２アンテナ素子２０Ｂが配列する方向（ｙ方向）と平行な方向に並んで配置されている。第３アンテナ素子２０Ｃとして、例えばパッチアンテナが用いられる。
　図９Ｂは、第３アンテナ素子２０Ｃの正面方向（ｚ軸に平行な方向）から見たときのアンテナ装置の各構成要素の位置関係を示す図である。第１アンテナ素子２０Ａ、第２アンテナ素子２０Ｂ、第１導波路３０Ａ、第２導波路３０Ｂ、及び筐体５０の位置関係は、図４に示した第１実施例の変形例によるアンテナ装置のこれらの位置関係と同様である。なお、図９Ｂでは、第２アンテナ素子２０Ｂが３個配置されているが、図４に示したアンテナ装置のように、第２アンテナ素子２０Ｂを２個にしてもよい。
　第３基板２１Ｃに複数の第３アンテナ素子２０Ｃが配置されている。第３アンテナ素子２０Ｃごとに第３導波路３０Ｃが配置されており、第３アンテナ素子２０Ｃのそれぞれから第３領域５５Ｃ（図９Ａ）に向かって延びている。第３基板２１Ｃを平面視したとき、第３導波路３０Ｃのそれぞれのアンテナ側の端面３１Ｃに、第３アンテナ素子２０Ｃが包含されている。図９Ｂにおいて、第３導波路３０Ｃのアンテナ側の端面３１Ｃに右上がりの淡いハッチングを付している。
　第３導波路３０Ｃのそれぞれの筐体側の端面３２Ｃは、アンテナ側の端面３１Ｃより第３角部５３Ｃ（図９Ａ）に近い位置に配置されている。第３導波路３０Ｃのそれぞれの筐体側の端面３２Ｃから第１領域５５Ａまでの距離は、アンテナ側の端面３１Ｃから第１領域５５Ａまでの距離と等しい。図９Ｂにおいて、第３導波路３０Ｃの筐体側の端面３２Ｃに右下がりの濃いハッチングを付している。筐体５０に、平面視において第３導波路３０Ｃの筐体側の端面３２Ｃを包含する誘電体の窓５１が設けられている。
　次に、第６実施例の優れた効果について説明する。
　第６実施例によるアンテナ装置は、向きが異なる第１領域５５Ａ、第２領域５５Ｂ、及び第３領域５５Ｃのそれぞれに対向する第１アンテナ素子２０Ａ、第２アンテナ素子２０Ｂ、及び第３アンテナ素子２０Ｃを含むため、ビームフォーミングの範囲を異なる３方向に拡大することができる。
　さらに、第３導波路３０Ｃの筐体側の端面３２Ｃをアンテナ側の端面３１Ｃより第３角部５３Ｃに近付けているため、第２アンテナ素子２０Ｂと第３アンテナ素子２０Ｃとを動作させてビームフォーミングを行うときのサイドローブ及びグレーティングローブを抑圧することができる。
　次に、第６実施例の変形例について説明する。
　第６実施例では、第３導波路３０Ｃのそれぞれの筐体側の端面３２Ｃから第１領域５５Ａまでの距離が、アンテナ側の端面３１Ｃから第１領域５５Ａまでの距離と等しい。他の構成として、第３導波路３０Ｃのそれぞれの筐体側の端面３２Ｃを、アンテナ側の端面３１Ｃより第１領域５５Ａ及び第２領域５５Ｂの両方に近い位置に配置してもよい。この構成にすると、第１アンテナ素子２０Ａと第３アンテナ素子２０Ｃとを動作させてビームフォーミングを行うときにも、サイドローブ及びグレーティングローブを抑圧することができる。さらに、第１導波路３０Ａの筐体側の端面３２Ａをアンテナ側の端面３１Ａより第３基板２１Ｃに近づけてもよい。同様に、第２導波路３０Ｂの筐体側の端面３２Ｂをアンテナ側の端面３１Ｂより第３基板２１Ｃに近づけてもよい。この構成にすると、第１アンテナ素子２０Ａ、第２アンテナ素子２０Ｂ、及び第３アンテナ素子２０Ｃを１つのアレーアンテナとして動作させてビームフォーミングを行う場合に、サイドローブ及びグレーティングローブを抑圧することができる。
　第６実施例では、第３アンテナ素子２０Ｃごとに第３導波路３０Ｃを配置しているが、複数の第３アンテナ素子２０Ｃに対して１つの第３導波路３０Ｃを配置してもよい。また、第６実施例では、第１アンテナ素子２０Ａ及び第２アンテナ素子２０ＢをＬ字状基板２１Ｌに配置しているが、第１アンテナ素子２０Ａと第２アンテナ素子２０Ｂとを、異なる基板に配置してもよい。
　［第７実施例］
　次に、図１０を参照して第７実施例によるアンテナ装置について説明する。以下、図１Ａから図２までの図面を参照して説明した第１実施例によるアンテナ装置と共通の構成については説明を省略する。
　図１０は、第７実施例によるアンテナ装置の断面図である。第１実施例（図１Ａ）では、筐体５０の内面が第１領域５５Ａ及び第２領域５５Ｂを含んでおり、その他の領域については言及していない。第７実施例では、第２領域５５Ｂに第３角部５３Ｃを介して第３領域５５Ｃが接続されている。第３領域５５Ｃは、第１領域５５Ａに対向する。第１領域５５Ａと第３領域５５Ｃとに挟まれた空間に、複数の第１アンテナ素子２０Ａ、複数の第２アンテナ素子２０Ｂ、及び複数の第３アンテナ素子２０Ｃが配置されている。
　複数の第３アンテナ素子２０Ｃは、間隔を隔てて第３領域５５Ｃに対向している。第３導波路３０Ｃが、複数の第３アンテナ素子２０Ｃから第３領域５５Ｃに向かって延びている。アンテナ側の端面３１Ｃを、第３領域５５Ｃを含む仮想平面に垂直投影した像よりも、第３導波路３０Ｃの筐体側の端面３２Ｃが第３角部５３Ｃに近い位置に配置されている。
　複数の第２アンテナ素子２０Ｂが、第３領域５５Ｃから第１領域５５Ａに向かう方向に並んで配置されている。複数の第２アンテナ素子２０Ｂのそれぞれに対して第２導波路３０Ｂが配置されている。第１領域５５Ａに近い位置に配置された第２アンテナ素子２０Ｂに結合する第２導波路３０Ｂにおいては、アンテナ側の端面３１Ｂを、第２領域５５Ｂを含む仮想平面に垂直投影した像よりも、筐体側の端面３２Ｂが第１角部５３Ａに近い位置に配置されている。第３領域５５Ｃに近い位置に配置された第２アンテナ素子２０Ｂに結合する第２導波路３０Ｂにおいては、アンテナ側の端面３１Ｂを、第２領域５５Ｂを含む仮想平面に垂直投影した像よりも、筐体側の端面３２Ｂが第３角部５３Ｃに近い位置に配置されている。
　次に、第７実施例の優れた効果について説明する。
　第７実施例によるアンテナ装置は、向きが異なる第１領域５５Ａ、第２領域５５Ｂ、及び第３領域５５Ｃのそれぞれに対向する第１アンテナ素子２０Ａ、第２アンテナ素子２０Ｂ、及び第３アンテナ素子２０Ｃを含むため、ビームフォーミングの範囲を異なる３方向に拡大することができる。
　第１角部５３Ａが向く外側の方向（図１０において右斜め上方向）にビームフォーミングを行いたい場合に、第１アンテナ素子２０Ａと、第１領域５５Ａに近い位置に配置された第２アンテナ素子２０Ｂとを１つのアレーアンテナとして動作させるとよい。このとき、サイドローブ及びグレーティングローブを抑圧することができる。第３角部５３Ｃが向く外側の方向（図１０において右斜め下方向）にビームフォーミングを行いたい場合に、第３アンテナ素子２０Ｃと、第３領域５５Ｃに近い位置に配置された第２アンテナ素子２０Ｂとを１つのアレーアンテナとして動作させるとよい。このときにも、サイドローブ及びグレーティングローブを抑圧することができる。
　［第８実施例］
　次に、図１１Ａ及び図１１Ｂを参照して第８実施例によるアンテナ装置について説明する。以下、図１Ａから図２までの図面を参照して説明した第１実施例によるアンテナ装置と共通の構成については説明を省略する。
　図１１Ａは、第８実施例によるアンテナ装置に用いられる基板２１、及び基板２１に配置されたアンテナ素子の斜視図である。基板２１は、第１平坦部２１Ｕ、第２平坦部２１Ｖ、及び両者を接続する湾曲部２１Ｗを含む。湾曲部２１Ｗは、第１平坦部２１Ｕ及び第２平坦部２１Ｖより薄い。第１平坦部２１Ｕ及び第２平坦部２１Ｖは、それぞれ平坦な第１表面２１ＵＳ及び第２表面２１ＶＳを有している。第１表面２１ＵＳ及び第２表面２１ＶＳは、湾曲部２１Ｗの外側の表面が面する空間と同じ側の空間に面している。第１表面２１ＵＳを含む仮想平面と、第２表面２１ＶＳを含む仮想平面とが直角に交わる。
　第１表面２１ＵＳを含む仮想平面と第２表面２１ＶＳを含む仮想平面との交線２３に平行な方向を第１方向Ｄ１ということとする。第１平坦部２１Ｕ及び第２平坦部２１Ｖは、それぞれ第１方向Ｄ１に平行な方向に延びる側面２１ＵＥ、２１ＶＥを有する。第２平坦部２１Ｖの側面２１ＶＥが、第１方向Ｄ１の一部の範囲において湾曲部２１Ｗに接続されている。第２平坦部２１Ｖは、第１方向Ｄ１に関して湾曲部２１Ｗに接続されていない範囲に、側面２１ＶＥよりも交線２３に向かって突出した複数の突出部２１ＶＰを有している。このような基板２１は、例えば国際公開第２０２０／１７０７２２号の明細書に記載された方法を用いて作製することができる。
　第１平坦部２１Ｕの第１表面２１ＵＳに、複数の第１アンテナ素子２０Ａが配置されており、第２平坦部２１Ｖの第２表面２１ＶＳに、複数の第２アンテナ素子２０Ｂが配置されている。図１１Ａにおいて、第１アンテナ素子２０Ａ及び第２アンテナ素子２０Ｂのそれぞれの給電点を丸印で表している。複数の第１アンテナ素子２０Ａは、第１方向Ｄ１に並んで配置されている。複数の第２アンテナ素子２０Ｂは、それぞれ第１方向Ｄ１に関して突出部２１ＶＰが配置された範囲内に配置されており、第２アンテナ素子２０Ｂのそれぞれの一部の領域は、突出部２１ＶＰの第２表面２１ＶＳに配置されている。
　複数の突出部２１ＶＰのそれぞれの先端に、第４アンテナ素子２０Ｄが配置されている。第４アンテナ素子２０Ｄとして、第１方向Ｄ１に延びるダイポールアンテナが用いられる。第１平坦部２１Ｕの第１表面２１ＵＳとは反対側の表面に、高周波集積回路（ＲＦＩＣ）６０が実装されている。第１平坦部２１Ｕ、湾曲部２１Ｗ、及び第２平坦部２１Ｖに設けられた複数の給電線を経由して、高周波集積回路６０から第１アンテナ素子２０Ａ、第２アンテナ素子２０Ｂ、及び第４アンテナ素子２０Ｄのそれぞれに高周波信号が供給される。
　図１１Ｂは、第８実施例によるアンテナ装置の断面図である。第１アンテナ素子２０Ａ、第２アンテナ素子２０Ｂ、及び第３アンテナ素子２０Ｃが配置された基板２１が筐体５０に収容されている。第１平坦部２１Ｕの第１表面２１ＵＳ及び第２平坦部２１Ｖの第２表面２１ＶＳが、それぞれ筐体５０の内面の第１領域５５Ａ及び第２領域５５Ｂに対向する。第１導波路３０Ａが、複数の第１アンテナ素子２０Ａのそれぞれから第１領域５５Ａまで延びる。第２導波路３０Ｂが、複数の第２アンテナ素子２０Ｂのそれぞれから第２領域５５Ｂまで延びる。第１導波路３０Ａのアンテナ側の端面３１Ａと筐体側の端面３２Ａとの位置関係、第２導波路３０Ｂのアンテナ側の端面３１Ｂと筐体側の端面３２Ｂとの位置関係は、第１実施例によるアンテナ装置（図１Ａ）のこれらの位置関係と同様である。
　第１角部５３Ａに、第４アンテナ素子２０Ｄから放射された電波を透過させる材料、例えば誘電体材料からなる窓５１が設けられている。第４アンテナ素子２０Ｄから放射された電波が、第１角部５３Ａの窓５１を透過して筐体５０の外部まで放射される。
　次に、第８実施例の優れた効果について説明する。
　第１導波路３０Ａの筐体側の端面３２Ａが第１角部５３Ａに近づくように、第１導波路３０Ａが傾斜しているため、第１アンテナ素子２０Ａに結合する第１導波路３０Ａの筐体側の端面３２Ａと、第４アンテナ素子２０Ｄから放射された電波が通過する第１角部５３Ａの窓５１との間隔が狭まる。このため、第１アンテナ素子２０Ａと第４アンテナ素子２０Ｄとを動作させてビームフォーミングを行う場合に、サイドローブ及びグレーティングローブを抑圧することができる。
　同様に、第２アンテナ素子２０Ｂと第４アンテナ素子２０Ｄとを動作させてビームフォーミングを行う場合に、サイドローブ及びグレーティングローブを抑圧することができる。さらに、第１アンテナ素子２０Ａ、第２アンテナ素子２０Ｂ、及び第４アンテナ素子２０Ｄを動作させてビームフォーミングを行う場合にも、サイドローブ及びグレーティングローブを抑圧することができる。
　次に、第８実施例の変形例について説明する。
　基板２１の第１平坦部２１Ｕ及び第２平坦部２１Ｖを、それぞれ接着剤で第１領域５５Ａ及び第２領域５５Ｂに接着してもよい。この場合、接着剤からなる層が、導波路として機能する。接着剤からなる層を導波路として利用する場合、導波路は、図１１Ｂに示した第１導波路３０Ａ及び第２導波路３０Ｂのように傾斜した構造になるとは限らない。導波路が傾斜していない構成においても、第１アンテナ素子２０Ａと第２アンテナ素子２０Ｂとの間に第４アンテナ素子２０Ｄが配置されることにより、隣り合うアンテナ素子の間隔が狭まる。このため、サイドローブ及びグレーティングローブを抑圧することができる。なお、接着剤からなる層を用いて、図１１Ｂに示した第１導波路３０Ａ及び第２導波路３０Ｂのように傾斜した構造を実現することも可能である。
　［第９実施例］
　次に、図１２を参照して第９実施例によるアンテナ装置について説明する。以下、図１Ａから図２までの図面を参照して説明した第１実施例によるアンテナ装置と共通の構成については説明を省略する。
　図１２は、第９実施例によるアンテナ装置の断面図である。第９実施例によるアンテナ装置に用いられる基板２１は、第１平坦部２１Ｕ、第２平坦部２１Ｖ，及び両者を接続する湾曲部２１Ｗを含む。この基板２１は、例えば、１枚のリジッド基板の一部分を薄くし、薄くされた部分を湾曲させることにより作製することができる。または、２枚のリジッド基板を、フレキシブル基板を介して接続してもよい。
　第１平坦部２１Ｕに配置された複数の第１アンテナ素子２０Ａが筐体５０の内面の第１領域５５Ａに対向する。第２平坦部２１Ｖに配置された第２アンテナ素子２０Ｂが筐体５０の内面の第２領域５５Ｂに対向する。湾曲部２１Ｗの外側の表面が、筐体５０の第１角部５３Ａに対向する。湾曲部２１Ｗに、第５アンテナ素子２０Ｅが配置されている。第５アンテナ素子２０Ｅとして、例えばダイポールアンテナが用いられる。第５アンテナ素子２０Ｅは、第１角部５３Ａの内面に対向する。第１角部５３Ａに、第５アンテナ素子２０Ｅから放射された電波を透過させる材料、例えば誘電体材料からなる窓５１が設けられている。第５アンテナ素子２０Ｅから放射された電波が、第１角部５３Ａの窓５１を透過して筐体５０の外部に放射される。
　第１アンテナ素子２０Ａ及び第２アンテナ素子２０Ｂに、それぞれ第１導波路３０Ａ及び第２導波路３０Ｂが結合している。第１導波路３０Ａ及び第２導波路３０Ｂは、第１実施例（図１Ａ）によるアンテナ装置の第１導波路３０Ａ及び第２導波路３０Ｂと同様に傾斜している。
　次に、第９実施例の優れた効果について説明する。
　第９実施例においても第８実施例（図１１Ａ、図１１Ｂ）と同様に、第１角部５３Ａに対向する第５アンテナ素子２０Ｅが配置されている。このため、サイドローブ及びグレーティングローブを抑圧することができる。また、異なる３方向を向くアンテナ素子を同時に使用することができるため、ビームフォーミングの範囲を拡大することができる。
　基板２１の第１平坦部２１Ｕ及び第２平坦部２１Ｖを、それぞれ接着剤で第１領域５５Ａ及び第２領域５５Ｂに接着してもよい。この場合、接着剤からなる層が、導波路として機能する。接着剤からなる層を導波路として利用する場合、導波路は、図１２に示した第１導波路３０Ａ及び第２導波路３０Ｂのように傾斜した構造になるとは限らない。この構成においても、第１アンテナ素子２０Ａと第２アンテナ素子２０Ｂとの間に第５アンテナ素子２０Ｅが配置されることにより、隣り合うアンテナ素子の間隔が狭まる。このため、サイドローブ及びグレーティングローブを抑圧することができる。なお、接着剤からなる層を用いて、図１２に示した第１導波路３０Ａ及び第２導波路３０Ｂのように傾斜した構造を形成することも可能である。
　次に、図１３Ａを参照して第９実施例の第１変形例について説明する。
　図１３Ａは、第９実施例の第１変形例によるアンテナ装置の断面図である。第９実施例（図１２）では、第１角部５３Ａにおいて第１領域５５Ａと第２領域５５Ｂとがほぼ直角に交わっている。これに対して図１３Ａに示した第１変形例では、第１角部５３Ａの内面が、第１領域５５Ａ及び第２領域５５Ｂの両方に対して傾斜した傾斜領域５５Ｄを含む。筐体５０の外側の表面は、第１角部５３Ａにおいて面取り加工された形状を有する。
　次に、図１３Ｂを参照して第９実施例の第２変形例について説明する。
　図１３Ｂは、第９実施例の第２変形例によるアンテナ装置の断面図である。第２変形例では、第１角部５３Ａの内面が湾曲した曲面からなる湾曲領域５５Ｅを含む。第１領域５５Ａと湾曲領域５５Ｅ、及び第２領域５５Ｂと湾曲領域５５Ｅとは、滑らかに繋がっている。筐体５０の外側の表面は、第１角部５３ＡにおいてＲ面取り加工された形状を有する。
　筐体５０のうち傾斜領域５５Ｄまたは湾曲領域５５Ｅに相当する領域に、第５アンテナ素子２０Ｅから放射された電波を透過させる材料、例えば誘電体材料からなる窓５１が設けられている。このように、第１角部５３Ａに傾斜領域５５Ｄまたは湾曲領域５５Ｅを設けてもよい。
　次に、図１４を参照して、第９実施例の第３変形例について説明する。
　図１４は、第９実施例の第３変形例によるアンテナ装置の断面図である。第３変形例では、図１３Ａに示した第１変形例によるアンテナ装置の湾曲部２１Ｗの外側の表面に密着した樹脂部材２５が設けられている。樹脂部材２５を設けることにより、第５アンテナ素子２０Ｅの広帯域化を図ることができる。さらに、湾曲部２１Ｗの機械的強度を高めることができる。例えば、湾曲部２１Ｗの機械的強度を高めることにより、基板２１を筐体５０に収容する作業が容易になるという優れた効果が得られる。
　次に、図１５を参照して、第９実施例の第４変形例について説明する。
　図１５は、第９実施例の第４変形例によるアンテナ装置の断面図である。第９実施例の第３変形例（図１４）では、湾曲部２１Ｗの外側の表面に樹脂部材２５が密着しており、第１平坦部２１Ｕの第１表面２１ＵＳ及び第２平坦部２１Ｖの第２表面２１ＶＳの上には樹脂部材２５が配置されていない。これに対して第９実施例の第４変形例では、第１平坦部２１Ｕの第１表面２１ＵＳ及び第２平坦部２１Ｖの第２表面２１ＶＳにも樹脂部材２５が密着している。
　湾曲部２１Ｗの上の樹脂部材２５と、第１平坦部２１Ｕ及び第２平坦部２１Ｖの上の樹脂部材２５とは、例えば一体的に形成される。なお、図１４に示した第９実施例の第３変形例によるアンテナ装置のように、湾曲部２１Ｗに樹脂部材２５を密着させ、その後、第１平坦部２１Ｕ及び第２平坦部２１Ｖを含む基板２１の全域に樹脂部材２５を密着させてもよい。
　樹脂部材２５が接着剤として機能し、基板２１が樹脂部材２５により筐体５０に接着されている。この構成では、樹脂部材２５が、第１アンテナ素子２０Ａ、第２アンテナ素子２０Ｂ、及び第５アンテナ素子２０Ｅから放射された電波の導波路として機能する。第９実施例の第４変形例では、基板２１の機械的強度をより高めることができる。さらに、第１アンテナ素子２０Ａ、第２アンテナ素子２０Ｂ、及び第５アンテナ素子２０Ｅの広帯域化を図ることができる。
　［第１０実施例］
　次に、図１６を参照して第１０実施例による通信装置について説明する。第１０実施例による通信装置は、第１実施例から第９実施例までのいずれかの実施例またはその変形例によるアンテナ装置を含む。
　図１６は、第１０実施例による通信装置のブロック図である。
　第１０実施例による通信装置は、ベースバンド集積回路（ＢＢＩＣ）８０、高周波集積回路（ＲＦＩＣ）６０、及びアンテナ装置２８を含む。アンテナ装置２８として、第１実施例から第９実施例までのいずれかの実施例またはその変形例によるアンテナ装置が用いられる。アンテナ装置２８は、複数のアンテナ素子２０を含む。複数のアンテナ素子２０には、例えば第１実施例（図１Ａ）等の第１アンテナ素子２０Ａ、第２アンテナ素子２０Ｂ、第６実施例（図９Ａ）等の第３アンテナ素子２０Ｃ、第８実施例（図１１Ａ、図１１Ｂ）等の第４アンテナ素子２０Ｄ、第９実施例（図１２）等の第５アンテナ素子２０Ｅ等が含まれる。
　ベースバンド集積回路８０及び高周波集積回路６０は、アンテナ装置２８の筐体５０（図１Ａ等）と共通の筐体５０に収容される。例えば、高周波集積回路６０は、図４に示した第１実施例の変形例によるアンテナ装置のＬ字状基板２１Ｌに実装される。または、図１１Ａに示した第８実施例によるアンテナ装置の基板２１の第１平坦部２１Ｕに実装される。
　高周波集積回路６０は、中間周波増幅器６１、アップダウンコンバート用ミキサ６２、送受信切替スイッチ６３、パワーディバイダ６４、複数の移相器６５、複数のアッテネータ６６、複数の送受信切替スイッチ６７、複数のパワーアンプ６８、複数のローノイズアンプ６９、及び複数の送受信切替スイッチ７０を含む。
　まず、送信機能について説明する。ベースバンド集積回路８０から、中間周波増幅器６１を介してアップダウンコンバート用ミキサ６２に、中間周波信号が入力される。アップダウンコンバート用ミキサ６２は、中間周波信号をアップコンバートして高周波信号を生成する。生成された高周波信号は、送受信切替スイッチ６３を介してパワーディバイダ６４に入力される。パワーディバイダ６４で分配された高周波信号の各々が、移相器６５、アッテネータ６６、送受信切替スイッチ６７、パワーアンプ６８、送受信切替スイッチ７０を経由してアンテナ素子２０に入力される。
　次に、受信機能について説明する。複数のアンテナ素子２０の各々で受信された高周波信号が、送受信切替スイッチ７０、ローノイズアンプ６９、送受信切替スイッチ６７、アッテネータ６６、移相器６５を経由してパワーディバイダ６４に入力される。パワーディバイダ６４で合成された高周波信号が、送受信切替スイッチ６３を経由して、アップダウンコンバート用ミキサ６２に入力される。アップダウンコンバート用ミキサ６２は、高周波信号をダウンコンバートして中間周波信号を生成する。生成された中間周波信号は、中間周波増幅器６１を経由してベースバンド集積回路８０に入力される。なお、アップダウンコンバート用ミキサ６２が、高周波信号を直接ベースバンド信号にダウンコンバートするダイレクトコンバージョン方式を採用してもよい。
　次に、第１０実施例の優れた効果について説明する。
　第１０実施例による通信装置に含まれるアンテナ装置２８として、第１実施例から第９実施例までのいずれかの実施例またはその変形例よるアンテナ装置が用いられるため、ビームフォーミングの範囲を拡大することができる。さらに、サイドローブ及びグレーティングローブを抑圧することができる。
　上述の各実施例は例示であり、異なる実施例で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることは言うまでもない。複数の実施例の同様の構成による同様の作用効果については実施例ごとには逐次言及しない。さらに、本発明は上述の実施例に制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
２０　アンテナ素子
２０Ａ　第１アンテナ素子
２０Ｂ　第２アンテナ素子
２０Ｃ　第３アンテナ素子
２０Ｄ　第４アンテナ素子
２０Ｅ　第５アンテナ素子
２１　基板
２１Ａ　第１基板
２１Ｂ　第２基板
２１Ｃ　第３基板
２１Ｌ　Ｌ字状基板
２１Ｕ　基板の第１平坦部
２１ＵＥ　湾曲部に接続された第１平坦部の側面
２１ＵＳ　第１表面
２１Ｖ　基板の第２平坦部
２１ＶＥ　湾曲部に接続された第２平坦部の側面
２１ＶＰ　突出部
２１ＶＳ　第２表面
２１Ｗ　基板の湾曲部
２３　交線
２５　樹脂部材
２８　アンテナ装置
３０Ａ　第１導波路
３０Ｂ　第２導波路
３０Ｃ　第３導波路
３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ　導波路のアンテナ素子側の端面
３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ　導波路の筐体側の端面
３１ＡＩ　第１導波路の第１領域への垂直投影像
５０　筐体
５１　窓
５２　金属壁
５３Ａ　第１角部
５３Ｂ　第２角部
５３Ｃ　第３角部
５５Ａ　筐体の内面の第１領域
５５ＡＶ　第１領域を含む仮想平面
５５Ｂ　筐体の内面の第２領域
５５Ｃ　筐体の内面の第３領域
５５Ｄ　筐体の内面の傾斜領域
５５Ｅ　筐体の内面の湾曲領域
６０　高周波集積回路（ＲＦＩＣ）
６１　中間周波増幅器
６２　アップダウンコンバート用ミキサ
６３　送受信切替スイッチ
６４　パワーディバイダ
６５　移相器
６６　アッテネータ
６７　送受信切替スイッチ
６８　パワーアンプ
６９　ローノイズアンプ
７０　送受信切替スイッチ
８０　ベースバンド集積回路
 

Claims (11)

  1. 　第１角部を介して接続された第１領域及び第２領域を含む内面を有する筐体と、
    　前記筐体に収容され、前記第１領域に、間隔を隔てて対向する少なくとも一つの第１アンテナ素子と、
    　前記筐体に収容され、前記第２領域に、間隔を隔てて対向する少なくとも一つの第２アンテナ素子と、
    　前記第１アンテナ素子から前記第１領域に向かう少なくとも一つの第１導波路と、
    　前記第２アンテナ素子から前記第２領域に向かう少なくとも一つの第２導波路と、
    　前記第１導波路の前記第１アンテナ素子の側の端面を、前記第１領域を含む仮想平面に垂直投影した像よりも、前記第１導波路の前記筐体の内面側の端面が前記第１角部の近くに位置しており、
    　前記第２導波路の前記第２アンテナ素子の側の端面を、前記第２領域を含む仮想平面に垂直投影した像よりも、前記第２導波路の前記筐体の内面側の端面が前記第１角部の近くに位置しているアンテナ装置。
  2. 　前記第１導波路の前記第１アンテナ素子の側の端面の幾何中心と前記第２導波路の前記第２アンテナ素子の側の端面の幾何中心との間隔よりも、前記第１導波路の前記筐体の内面側の端面の幾何中心と前記第２導波路の前記筐体の内面側の端面の幾何中心との間隔の方が狭い請求項１に記載のアンテナ装置。
  3. 　前記第１導波路及び前記第２導波路は、金属導波管である請求項１または２に記載のアンテナ装置。
  4. 　前記第１導波路及び前記第２導波路は、誘電体導波路である請求項１または２に記載のアンテナ装置。
  5. 　前記第１アンテナ素子は複数個配置されており、前記第１導波路は前記第１アンテナ素子ごとに配置されている請求項１乃至４のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
  6. 　前記第１アンテナ素子は複数個配置されており、複数の前記第１アンテナ素子に対して一つの前記第１導波路が配置されている請求項１乃至４のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
  7. 　前記筐体は、前記第１領域及び前記第２領域のそれぞれに対して第２角部及び第３角部を介して接続された第３領域を含み、
    　前記筐体に収容され、前記第３領域に、間隔を隔てて対向する少なくとも一つの第３アンテナ素子と、
    　前記第３アンテナ素子から前記第３領域に向かう少なくとも一つの第３導波路と
    を、さらに備え、
    　前記第３導波路の前記第３アンテナ素子の側の端面を、前記第３領域を含む仮想平面に垂直投影した像よりも、前記第３導波路の前記筐体の内面側の端面が前記第３角部の近くに位置している請求項１乃至６のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
  8. 　さらに、
    　前記筐体に収容された基板と、
    　前記基板に配置された第４アンテナ素子と
    を備えており、
    　前記基板は、
    　前記第１アンテナ素子が配置され、前記第１領域に対向する第１表面を有する第１平坦部と、
    　前記第２アンテナ素子が配置され、前記第２領域に対向する第２表面を有する第２平坦部と、
    　前記第１平坦部と前記第２平坦部とを接続する湾曲部と
    を有しており、
    　前記第１表面を含む仮想平面と前記第２表面を含む仮想平面との交線に平行な第１方向に関して、前記第１方向に延びる前記第２平坦部の側面が一部の範囲において前記湾曲部に接続されており、
    　前記第２平坦部は、前記第１方向に関して前記湾曲部に接続されていない範囲に、前記湾曲部に接続された側面よりも前記交線に向かって突出した突出部を含み、
    　前記第４アンテナ素子は、前記突出部の先端に配置されており、
    　前記第１角部は、前記第４アンテナ素子から放射された電波を透過させる請求項１乃至７のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
  9. 　前記第１アンテナ素子及び前記第２アンテナ素子が実装された基板を、さらに備えており、
    　前記基板は、前記第１領域に対向し、前記第１アンテナ素子が配置された部分と、前記第２領域に対向し、前記第２アンテナ素子が配置された部分と、両者を接続する湾曲部とを含み、
    　前記湾曲部に配置され、前記第１角部の内面に対向する第５アンテナ素子を、さらに備えており、
    　前記第１角部は、前記第５アンテナ素子から放射された電波を透過させる請求項１乃至７のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
  10. 　さらに、前記第１角部の側を向く方の前記湾曲部の面に密着した樹脂部材を備えた請求項９に記載のアンテナ装置。
  11. 　請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のアンテナ装置と、
    　前記アンテナ装置の少なくとも前記第１アンテナ素子及び前記第２アンテナ素子に高周波信号を供給する高周波集積回路と
    を備えた通信装置。
     
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