WO2023145594A1 - アンテナ装置 - Google Patents

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WO2023145594A1
WO2023145594A1 PCT/JP2023/001474 JP2023001474W WO2023145594A1 WO 2023145594 A1 WO2023145594 A1 WO 2023145594A1 JP 2023001474 W JP2023001474 W JP 2023001474W WO 2023145594 A1 WO2023145594 A1 WO 2023145594A1
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conductor
antenna
substrate
antenna device
length
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PCT/JP2023/001474
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English (en)
French (fr)
Inventor
卓 金子
一馬 山中
和博 小和板
Original Assignee
株式会社ヨコオ
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • 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
    • H01Q13/08—Radiating ends of two-conductor microwave transmission lines, e.g. of coaxial lines, of microstrip lines
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/30—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole

Definitions

  • the present invention relates to an antenna device.
  • Patent Document 1 describes an example of an antenna device including a patch antenna.
  • This antenna device includes a circuit board, a radiation conductor plate positioned above the circuit board, electronic components positioned below the circuit board, and a shield case covering the electronic components.
  • the radiation conductor plate is electrically connected to the electronic component.
  • the electronic components form at least part of a low noise amplifier (LNA).
  • LNA low noise amplifier
  • Patent Document 2 describes another example of an antenna device including a patch antenna.
  • This antenna device includes a base member and an antenna substrate screwed to the base member.
  • the patch antenna is positioned above the antenna substrate.
  • an antenna such as a patch antenna, a monopole antenna, an inverted L antenna, or an inverted F antenna is positioned above a substrate such as a circuit substrate.
  • An electronic component such as an LNA, electrically connected to the antenna may be located below the antenna.
  • the size of the substrate may be reduced in order to reduce the cost of the antenna device.
  • the substrate serves as the ground for the antenna. Therefore, in order to make the radio waves radiated from the antenna higher than a certain level, it is necessary to make the size of the substrate larger than a certain size. Therefore, the degree of freedom in designing the antenna device, such as the degree of freedom in designing the size of the antenna and the degree of freedom in designing the size of the substrate, may be limited.
  • an antenna such as a patch antenna, a monopole antenna, an inverted L antenna, an inverted F antenna, etc. is positioned above a substrate such as an antenna substrate.
  • An electronic component such as an LNA electrically connected to the antenna may be located below the substrate of the antenna.
  • the size of the substrate may be reduced in order to reduce the cost of the antenna device.
  • An example of the object of the present invention is to increase the degree of freedom in designing an antenna device.
  • Other objects of the present invention will become clear from the description herein.
  • One aspect of the present invention is a conductor; a dielectric at least partially overlapping at least a portion of said conductor; a first radiating element located on the opposite side of said dielectric from where said conductor is located; and a ground element located between said dielectric and said conductor. and at least one of a linearly polarized antenna having a second radiating element at least partially overlapping at least a portion of the conductor;
  • An antenna device comprising
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of an antenna device according to Embodiment 1;
  • FIG. 3 is a side view of a first conductor and a first substrate according to Embodiment 1;
  • FIG. FIG. 3 is a side view showing a modification of FIG. 2;
  • FIG. 10 is a side view for explaining radio waves radiated from the circularly polarized antenna according to Comparative Embodiment 1.1;
  • FIG. 10 is a side view for explaining radio waves radiated from the circularly polarized antenna according to Comparative Embodiment 1.2;
  • 4 is a side view for explaining radio waves radiated from the circularly polarized antenna according to Embodiment 1.
  • FIG. 2 is a graph showing directivities of antenna devices according to Examples 1.1 and 1.2.
  • FIG. 10 is a graph showing directivities of antenna devices according to Comparative Examples 1.1, 1.2, and 1.3.
  • FIG. 3 is a side view showing a first example of mounting the antenna device according to Embodiment 1; 4 is a side view showing a second example of mounting the antenna device according to Embodiment 1.
  • FIG. 9 is a graph showing the average gain versus elevation angle of the antenna device according to Example 2 and the average gain versus elevation angle of the antenna device according to Comparative Example 2;
  • FIG. 11 is a side view of an antenna device according to Example 2;
  • FIG. 11 is a side view of an antenna device according to Comparative Example 2;
  • FIG. 10 is a side view of the antenna device according to Embodiment 2;
  • FIG. 10 is a side view of the antenna device according to Embodiment 2; FIG.
  • FIG. 11 is a side view for explaining radio waves radiated from a linearly polarized antenna according to Comparative Embodiment 2.1;
  • FIG. 11 is a side view for explaining radio waves radiated from a linearly polarized wave antenna according to Comparative Embodiment 2.2;
  • FIG. 10 is a side view for explaining radio waves radiated from the linearly polarized antenna according to the second embodiment;
  • 10 is a graph showing the directivity of the antenna devices according to Examples 3.1 and 3.2.
  • 10 is a graph showing directivities of antenna devices according to Comparative Examples 3.1, 3.2, 3.3, 3.4 and 3.5.
  • 8 is a top view of a third conductor according to Modification 1;
  • FIG. 11 is a top view of a fourth conductor according to modification 2;
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of the antenna device 10A according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 2 is a side view of the first conductor 100A and the first substrate 300A according to the first embodiment.
  • the arrows indicating the first direction X, the second direction Y, or the third direction Z indicate that the direction from the base end of the arrow to the tip is the positive direction of the direction indicated by the arrow, and the tip of the arrow to the proximal end is the negative direction of the direction indicated by the arrow.
  • the white circle with a black dot indicating the second direction Y is the positive direction of the second direction Y from the back of the paper to the front
  • the negative direction of the second direction Y is the direction from the front to the back of the paper. It shows that
  • the first direction X is a direction parallel to the extending direction of a pair of sides of the dielectric 210A, which will be described later.
  • the second direction Y is orthogonal to the first direction X.
  • the second direction Y is a direction parallel to the extending direction of the other pair of sides of the dielectric 210A.
  • the third direction Z is orthogonal to both the first direction X and the second direction Y. As shown in FIG.
  • the positive direction of the third direction Z is the direction from the side where the ground element 230A described later is located to the side where the first radiation element 220A described later is located.
  • the negative direction of the third direction Z is the direction from the side where the first radiation element 220A is located toward the side where the ground element 230A is located.
  • the positive direction of the third direction Z is the direction from below to above in the vertical direction.
  • the negative direction of the third direction Z is a direction from above to below in the vertical direction.
  • a direction perpendicular to the vertical direction is referred to as a horizontal direction as needed.
  • a plane perpendicular to the third direction Z is referred to as an XY plane as required.
  • the relationship between the third direction Z and the vertical direction is not limited to this example. The relationship between the third direction Z and the vertical direction varies depending on the arrangement of the antenna device 10A.
  • the third direction Z may be parallel to the horizontal direction.
  • the antenna device 10A includes a first conductor 100A, a circularly polarized wave antenna 200A, and a first substrate 300A.
  • the circularly polarized wave antenna 200A is a patch antenna.
  • the circularly polarized antenna 200A is, for example, a GPS (Global Positioning System) antenna or other GNSS (Global Navigation Satellite System) antenna or an SXM (Sirius XM) antenna or another SDARS (Satellite Digital Audio Radio Service) antenna. ice ) antenna is operable as a satellite antenna.
  • the circularly polarized wave antenna 200A has a dielectric 210A, a first radiation element 220A, a ground element 230A and a feed pin 240A.
  • a first through hole 102A is provided in the first conductor 100A.
  • a second through hole 232A is provided in the ground element 230A.
  • a third through hole 302A is provided in the first substrate 300A.
  • the first substrate 300A has a dielectric layer 310A, a first conductor layer 320A and a second conductor layer 330A.
  • the first conductor 100A is planar.
  • the first conductor 100A has a substantially rectangular shape, specifically a substantially square shape.
  • the shape of the first conductor 100A is not limited to this.
  • the first conductor 100A may have a substantially rectangular shape.
  • the first conductor 100A may have a substantially polygonal shape such as a substantially triangular shape, a substantially quadrangular shape, a substantially pentagonal shape, a substantially hexagonal shape, a substantially octagonal shape, or the like.
  • the first conductor 100A when viewed from the third direction Z, may have a substantially circular shape, a substantially elliptical shape, a substantially semicircular shape, a substantially semielliptical shape, a substantially fan shape, or the like.
  • the first conductor 100A is made of metal.
  • the metal forming the first conductor 100A is not particularly limited, but examples thereof include iron, aluminum, aluminum alloys, copper, copper alloys, and stainless steel.
  • processing of the first conductor 100A such as cutting and bending, can be facilitated compared to when the first conductor 100A is made of a material different from metal.
  • the first conductor 100A may be made of a material other than metal.
  • the first conductor 100A may be made of carbon, such as carbon fiber reinforced plastic (CFRP).
  • the first conductor 100A is a metal body such as sheet metal. Also, the first conductor 100A has a substantially flat plate shape perpendicular to the third direction Z. As shown in FIG. However, at least a portion of the first conductor 100A may be bent. By bending at least a portion of the first conductor 100A, compared with the case where the first conductor 100A is not bent, the degree of freedom of the mounting method of the first conductor 100A to a support such as an antenna base 910A described later is increased. can do.
  • the structure of the first conductor 100A is not limited to the structure according to the first embodiment.
  • the first conductor 100A may be made of metal formed in a predetermined resin body by processing such as MID (Molded Interconnect Device).
  • At least a portion of the dielectric 210A overlaps at least a portion of the first conductor 100A in the third direction Z.
  • the bottom surface of dielectric 210A is attached to the top surface of first conductor 100A, for example, by double-sided tape.
  • the method of attaching the dielectric 210A to the first conductor 100A is not limited to this example.
  • the dielectric 210A has a substantially quadrangular shape, specifically a substantially square shape, when viewed from the third direction Z.
  • the shape of the dielectric 210A is not limited to this.
  • the horizontal size (size in the XY plane) of the first conductor 100A is larger than the horizontal size (size in the XY plane) of the dielectric 210A.
  • the length in the first direction X and the length in the second direction Y of the first conductor 100A are longer than the length in the first direction X and the length in the second direction Y of the dielectric 210A. ing.
  • the radio waves emitted from the circularly polarized wave antenna 200A in the negative direction in the third direction Z the amount of radio waves in the positive direction of the third direction Z increases.
  • the horizontal center of the first conductor 100A and the horizontal center of the dielectric 210A are substantially aligned in the horizontal direction.
  • the horizontal center of the first conductor 100A and the horizontal center of the dielectric 210A may be offset from each other in the horizontal direction.
  • the first radiation element 220A is made of a conductor such as metal.
  • the first radiating element 220A is located above the dielectric 210A.
  • the first radiating element 220A is located on the opposite side of the dielectric 210A from the side where the first conductor 100A is located, and is arranged on the upper surface (front surface) of the dielectric 210A.
  • the first radiation element 220A when viewed from the third direction Z, has a substantially rectangular shape, specifically a substantially square shape.
  • the shape of the first radiation element 220A is not limited to this.
  • the ground element 230A is made of a conductor such as metal.
  • Ground element 230A is located below dielectric 210A.
  • the ground element 230A is located on the side of the dielectric 210A where the first conductor 100A is located, and is arranged on the lower surface (back surface) of the dielectric 210A. That is, the ground element 230A is located between the dielectric 210A and the first conductor 100A.
  • the ground element 230A when viewed from the third direction Z, has a substantially rectangular shape, specifically a substantially square shape.
  • the shape of the ground element 230A is not limited to this.
  • the feed pin 240A is a conductor extending in a direction substantially parallel to the third direction Z.
  • the upper end of the feed pin 240A is connected to the first radiating element 220A.
  • the upper end of the feed pin 240A passes through the first radiation element 220A in the third direction Z and is soldered to the first radiation element 220A.
  • the portion where the upper end of the feed pin 240A of the first radiating element 220A is soldered serves as the feeding point of the first radiating element 220A.
  • the lower portion of the lower surface of the dielectric 210A of the feed pin 240A is not connected to the ground element 230A and the first conductor 100A, but extends along the second through-hole 232A, the first through-hole 102A, and the third through-hole 302A in the third direction Z. passes through.
  • the lower end of the feed pin 240A is electrically connected to a conductor pattern provided on the first conductor layer 320A of the first substrate 300A.
  • the dielectric layer 310A of the first substrate 300A is made of resin such as epoxy resin, Teflon resin, or phenol resin, for example.
  • the dielectric layer 310A has a substantially rectangular shape, specifically a substantially square shape.
  • the shape of the dielectric layer 310A is not limited to this.
  • the horizontal center of the dielectric layer 310A and the horizontal center of the first conductor 100A are substantially aligned in the horizontal direction.
  • the horizontal center of the dielectric layer 310A and the horizontal center of the first conductor 100A may be shifted from each other in the horizontal direction.
  • the first conductor layer 320A of the first substrate 300A is located below the dielectric layer 310A.
  • the first conductor layer 320A has a conductor pattern. At least part of the conductor pattern provided on the first conductor layer 320A is a signal line such as a stripline.
  • the conductor pattern provided on the first conductor layer 320A is electrically connected to the lower end of the feed pin 240A.
  • the lower end of the power supply pin 240A passes through the third through hole 302A in the third direction Z and is soldered to the conductor pattern provided on the first conductor layer 320A.
  • an electronic component 400A may be provided on the first conductor layer 320A side.
  • the second conductor layer 330A of the first substrate 300A is located above the dielectric layer 310A.
  • the second conductor layer 330A has a conductor pattern. At least part of the conductor pattern provided on the second conductor layer 330A is a ground pattern. At least part of the conductor pattern provided on the second conductor layer 330A is exposed from the resist provided on the upper surface of the second conductor layer 330A. A portion of the conductor pattern exposed from the resist is surface-treated by, for example, a solder leveler. Therefore, by connecting the portion of the conductor pattern exposed from the resist to the lower surface of the first conductor 100A, the first conductor 100A and the ground pattern of the second conductor layer 330A of the first substrate 300A are brought to the same potential. can do.
  • connection conductors 312A are provided on the dielectric layer 310A of the first substrate 300A.
  • Each connection conductor 312A is, for example, a metal provided on the inner side surface of a through-hole penetrating the dielectric layer 310A substantially parallel to the third direction Z. As shown in FIG. At least a portion of the conductor pattern provided on the first conductor layer 320A and at least a portion of the conductor pattern provided on the second conductor layer 330A are electrically connected to each other via each connection conductor 312A.
  • FIG. 3 is a side view showing a modified example of FIG.
  • the first substrate 300A may not have the second conductor layer 330A.
  • the lower end of the connection conductor 312A is electrically connected to at least part of the conductor pattern provided on the first conductor layer 320A.
  • the upper end of the connection conductor 312A is electrically connected to the lower surface of the first conductor 100A. Therefore, by bringing the upper end of the connection conductor 312A into contact with the lower surface, the first conductor 100A and the ground pattern of the first conductor layer 320A of the first substrate 300A can be made to have the same potential.
  • FIG. 4 is a side view for explaining radio waves radiated from the circularly polarized antenna 200A according to Comparative Embodiment 1.1.
  • FIG. 5 is a side view for explaining radio waves radiated from the circularly polarized wave antenna 200A according to Comparative Embodiment 1.2.
  • FIG. 6 is a side view for explaining radio waves radiated from the circularly polarized wave antenna 200A according to the first embodiment.
  • the ground element 230A is omitted from the circularly polarized wave antenna 200A shown in FIGS.
  • the circularly polarized wave antenna 200A has a ground element 230A, like the example shown in FIG.
  • the horizontal size of the first substrate 300A is larger than the horizontal size of the dielectric 210A.
  • the length in the first direction X and the length in the second direction Y of the first substrate 300A are longer than the length in the first direction X and the length in the second direction Y of the dielectric 210A, respectively.
  • the first conductor 100A according to the first embodiment is not provided between the lower surface of the circularly polarized wave antenna 200A and the upper surface of the first substrate 300A.
  • the ground pattern provided on the first substrate 300A allows the first substrate 300A to function as a ground plate.
  • the circularly polarized wave antenna 200A shown in FIG. A wave IA and a first voltage standing wave VA are occurring.
  • the amplitude of the first current standing wave IA is substantially zero at both ends of the first radiation element 220A along the first direction X.
  • the amplitude of the first current standing wave IA is substantially maximum at the center of the first radiation element 220A along the first direction X.
  • the phase of the first current standing wave IA and the phase of the first voltage standing wave VA differ by 1/4 times the wavelength of the first current standing wave IA and the first voltage standing wave VA. Therefore, the amplitude of the first voltage standing wave VA is substantially maximum at both ends of the first radiation element 220A along the first direction X.
  • FIG. The amplitude of the first voltage standing wave VA is substantially zero at the center of the first radiating element 220A along the first direction X.
  • both ends of the first radiation element 220A along the first direction X serve as wave sources of radio waves.
  • the circularly polarized wave antenna 200A is attached to the positive direction side of the first direction X.
  • a radio wave is radiated with a wavefront schematically indicated by a dashed line.
  • the first substrate 300A functions as a reflector that reflects the radio waves upward. Therefore, as schematically indicated by the block arrow attached to the positive direction side of the first direction X of the circularly polarized wave antenna 200A, the radio wave is directed in the third direction Z with respect to the positive direction of the first direction X.
  • the dashed line attached to the negative direction side of the first direction X of the circularly polarized antenna 200A Radio waves are radiated with wavefronts shown schematically.
  • the first substrate 300A functions as a reflector that reflects the radio waves upward. Therefore, as schematically indicated by the block arrow attached to the negative direction side of the first direction X of the circularly polarized wave antenna 200A, the radio wave is directed in the third direction Z with respect to the negative direction of the first direction X. It propagates obliquely upward in the positive direction of .
  • Comparative example 1.2 is similar to comparative example 1.1 except that the horizontal size of first substrate 300A is smaller than the horizontal size of dielectric 210A. Specifically, in Comparative Embodiment 1.2, the length in the first direction X and the length in the second direction Y of the first substrate 300A are the same as the length in the first direction X and the length in the second direction Y of the dielectric 210A. are each shorter than the length of
  • both ends of the first radiation element 220A along the first direction X serve as wave sources of radio waves.
  • the length in the first direction X of the first substrate 300A is shorter than the length in the first direction X of the dielectric 210A. Therefore, the number of electric lines of force generated between the first radiation element 220A and the first substrate 300A in Comparative Embodiment 1.2 is the same as that between the first radiation element 220A and the first substrate 300A in Comparative Embodiment 1.1. less than the number of electric lines of force generated between them.
  • the radio waves radiated from both ends of the first radiation element 220A along the first direction X in Comparative Embodiment 1.2 are radiated from the first radiation element along the first direction X in Comparative Embodiment 1.1. It is weaker than the radio waves radiated from both ends of 220A.
  • the first substrate 300A in Comparative Embodiment 1.2 radiates from both ends of the first radiating element 220A along the first direction X compared to the first substrate 300A in Comparative Embodiment 1.1. It becomes difficult to function as a reflector that reflects radio waves. Therefore, the radio waves radiated from the circularly polarized antenna 200A in Comparative Embodiment 1.2 tend to be weaker than the radio waves radiated from the circularly polarized antenna 200A in Comparative Embodiment 1.1.
  • Embodiment 1 shown in FIG. 6 will be described.
  • at least a portion of the first conductor 100A is positioned between the lower surface of the circularly polarized wave antenna 200A and the upper surface of the first substrate 300A.
  • the horizontal size of the first conductor 100A is larger than the horizontal size of the dielectric 210A.
  • the length in the first direction X and the length in the second direction Y of the first conductor 100A are longer than the length in the first direction X and the length in the second direction Y of the dielectric 210A, respectively. .
  • the length in the first direction X of the first substrate 300A is shorter than the length in the first direction X of the dielectric 210A.
  • the length in the first direction X of the first conductor 100A is longer than the length in the first direction X of the dielectric 210A.
  • the first conductor 100A functions as a ground plate. Therefore, the radiation mode of radio waves from the first radiation element 220A in Embodiment 1 can be substantially the same as the radiation mode of radio waves from the first radiation element 220A in Comparative Embodiment 1.1.
  • the radio waves radiated from the circularly polarized wave antenna 200A in the positive direction of the third direction Z in Embodiment 1 are radiated from the circularly polarized wave antenna 200A in the positive direction of the third direction Z in Comparative Embodiment 1.1. can be almost the same as the radio waves radiated to
  • Embodiment 1 shown in FIG. 6 and Comparative Embodiment 1.1 shown in FIG. 4 will be compared.
  • the third direction Z from the circular polarized wave antenna 200A Radio waves radiated in the positive direction can be adjusted. Therefore, according to the radio waves radiated from the circularly polarized wave antenna 200A in the positive direction of the third direction Z, the configuration such as the sizes of the members provided in the circularly polarized wave antenna 200A such as the first substrate 300A is adjusted. No need. In other words, in Embodiment 1, the design of the circularly polarized wave antenna 200A and the design of the first substrate 300A can be performed independently of each other.
  • the horizontal size of the first substrate 300A can be made smaller than the horizontal size of the circularly polarized wave antenna 200A.
  • the degree of freedom in designing the antenna device 10A can be increased compared to Comparative Embodiment 1.1.
  • the cost of the antenna device 10A can be reduced.
  • FIG. 7 is a graph showing the directivity of the antenna devices according to Examples 1.1 and 1.2.
  • FIG. 8 is a graph showing the directivity of the antenna devices according to Comparative Examples 1.1, 1.2 and 1.3.
  • the numerical values on the scales attached to the graphs shown in FIGS. 7 and 8 indicate the gain (unit: dB) of the antenna device.
  • the antenna devices according to Examples 1.1 and 2 have the same configuration as the antenna device 10A according to the first embodiment.
  • the circularly polarized wave antenna 200A has a length of 20 mm in the first direction X, a length of 20 mm in the second direction Y, and a length of 20 mm in the third direction Z
  • a GPS patch antenna with a height of 4 mm was used.
  • the first conductor 100A was a metal plate with both the length in the first direction X and the length in the second direction Y being 30 mm.
  • the first substrate 300A according to Example 1.1 was a substrate with both the length in the first direction X and the length in the second direction Y being 30 mm.
  • the first substrate 300A according to Example 1.2 was a substrate with both the length in the first direction X and the length in the second direction Y being 15 mm.
  • the first conductor 100A according to Embodiment 1 is not provided between the lower surface of the circularly polarized wave antenna 200A and the upper surface of the first substrate 300A. It has the same configuration as the antenna device 10A according to the first embodiment except for the points.
  • the circularly polarized wave antenna 200A has a length of 20 mm in the first direction X, a length of 20 mm in the second direction Y, and a length of 20 mm in the third direction Z A GPS patch antenna with a height of 4 mm was used.
  • the first substrate 300A according to Comparative Example 1.1 was a substrate with both the length in the first direction X and the length in the second direction Y being 30 mm.
  • the first substrate 300A according to Comparative Example 1.2 was a substrate having both the length in the first direction X and the length in the second direction Y of 20 mm.
  • the first substrate 300A according to Comparative Example 1.3 was a substrate with both the length in the first direction X and the length in the second direction Y being 15 mm.
  • FIG. 9 is a side view showing a first example of mounting the antenna device 10A according to the first embodiment.
  • An antenna device 10A according to the first example shown in FIG. 9 is a vehicle-mounted antenna device.
  • directions such as front and back, left and right, and up and down are defined from the viewpoint from the driver's seat of the vehicle.
  • the positive direction of the first direction X is the direction from the rear to the front of the antenna device 10A.
  • the negative direction of the first direction X is the direction from the front to the rear of the antenna device 10A.
  • the positive direction of the second direction Y is a direction from right to left of the antenna device 10A.
  • the negative direction of the second direction Y is the direction from the left to the right of the antenna device 10A.
  • the positive direction of the third direction Z is the direction from the bottom to the top of the antenna device 10A.
  • the negative direction of the third direction Z is the direction from above to below the antenna device 10A.
  • the antenna device 10A further includes an electronic component 400A, a shield case 500A, an antenna base 910A and an antenna case 920A.
  • the antenna base 910A is composed of, for example, a combination of a metal only base, a metal base and a metal plate, a resin base and a metal plate, a resin base and a metal base, a resin base, a metal base and a metal plate. consists of at least one
  • the antenna case 920A covers the antenna base 910A from above.
  • the antenna case 920A together with the antenna base 910A, forms an accommodation space for accommodating the first conductor 100A, the circularly polarized wave antenna 200A, the first substrate 300A, and the electronic component 400A.
  • the electronic component 400A is located below the first substrate 300A. In other words, the electronic component 400A is located on the opposite side of the first substrate 300A to the first conductor 100A.
  • Electronic component 400A is, for example, an LNA.
  • the electronic component 400A is electrically connected to the first radiating element 220A.
  • the electronic component 400A is electrically connected to the first radiation element 220A via the conductor pattern provided on the first conductor layer 320A shown in FIG. 2 or 3 and the feed pin 240A shown in FIG. It is
  • the shield case 500A protects the electronic component 400A. Specifically, the shield case 500A is positioned below the first conductor 100A. Also, the shield case 500A defines a cavity that covers the first substrate 300A and the electronic component 400A from below. Thereby, the shield case 500A can physically and electrically protect the electronic component 400A from electrical factors such as electrostatic discharge (ESD) and noise, and physical factors such as contact and collision.
  • ESD electrostatic discharge
  • the shield case 500A is integrated with the antenna base 910A.
  • Insulating coating such as cationic coating may be applied to the surfaces of the shield case 500A and the antenna base 910A in order to prevent corrosion of the shield case 500A and the antenna base 910A.
  • the shield case 500A and the antenna base 910A serve as supports that support the first conductor 100A.
  • the first conductor 100A is fixed to the shield case 500A by a plurality of fixtures 510A.
  • Each fixture 510A is, for example, a screw.
  • the circularly polarized wave antenna 200A can be installed by fixing the first conductor 100A to the shield case 500A. Therefore, it is not necessary to fix members different from the first conductor 100A, such as the first substrate 300A, to the shield case 500A. Therefore, the size of the antenna device 10A can be reduced compared to the case where a member different from the first conductor 100A, such as the first substrate 300A, is fixed to the shield case 500A.
  • the front end of the first conductor 100A is fixed to the front end of the shield case 500A by a fixture 510A located in front of the circularly polarized wave antenna 200A.
  • the rear end of the first conductor 100A is fixed to the rear end of the shield case 500A by a fixture 510A positioned behind the circularly polarized wave antenna 200A. Therefore, in the first example shown in FIG. 9, it is not necessary to fix the front end of the first substrate 300A to the front end of the shield case 500A. Therefore, it is not necessary to position the front end of the first substrate 300A forward of the front end of the circularly polarized wave antenna 200A. Also, in the first example shown in FIG.
  • the right end of the first conductor 100A may be fixed to the shield case 500A in the same manner as described above. In this case, it is not necessary to fix the right end of the first substrate 300A to the shield case 500A. Therefore, it is not necessary to position the right end of the first substrate 300A to the right of the right end of the circularly polarized wave antenna 200A.
  • a left end portion of the first conductor 100A may be fixed to the shield case 500A. In this case, it is not necessary to fix the left end of the first substrate 300A to the shield case 500A. Therefore, it is not necessary to position the left end of the first substrate 300A to the left of the left end of the circularly polarized wave antenna 200A.
  • the length of the first substrate 300A in the second direction Y can be shortened compared to the case where the first substrate 300A is located on the side.
  • the direction in which the length of the first substrate 300A can be shortened is not limited to the first X direction and the second Y direction. That is, the end of the first conductor 100A in a desired direction perpendicular to the third direction Z may be fixed to the shield case 500A. In this case, it is not necessary to fix the end of the first substrate 300A in the desired direction to the shield case 500A. Therefore, the length of the first substrate 300A in the desired direction can be shortened compared to the case where the end of the first substrate 300A in the desired direction is fixed to the shield case 500A.
  • the first conductor 100A may be electrically connected to the shield case 500A via the fixture 510A.
  • fixture 510A and antenna base 910A may be at the same potential. This allows the first conductor 100A to have the same potential as the antenna base 910A via the fixture 510A.
  • FIG. 10 is a side view showing a second example of mounting the antenna device 10A according to the first embodiment.
  • the second example shown in FIG. 10 is similar to the first example shown in FIG. 9 except for the following points.
  • the shield case 500A is separate from the antenna base 910A.
  • the first conductor 100A is, for example, fixed to a support such as a resin holder attached to the antenna base 910A or a boss integrated with the antenna base 910A. Therefore, it is not necessary to fix the first substrate 300A to the support. Therefore, in the second example shown in FIG. 10, the size of the first substrate 300A can be reduced compared to the case where the first substrate 300A is fixed to the support.
  • FIG. 11 is a graph showing the average gain versus elevation angle of the antenna device 10A2 according to the second embodiment and the average gain versus elevation angle of the antenna device 10K2 according to the second comparative example.
  • FIG. 12 is a side view of the antenna device 10A2 according to the second embodiment.
  • FIG. 13 is a side view of an antenna device 10K2 according to Comparative Example 2.
  • the horizontal axis of the graph shown in FIG. 11 indicates the elevation angle (unit: deg) of the antenna device. 12 and 13, the elevation angle of the antenna device of 0 deg is the entire circumference of the XY plane with the horizontal of the XY plane as a reference, and the elevation angle of the antenna device of 90 deg is the entire XY plane with the positive direction of the third direction Z as the reference. is around. Note that "S.A.” attached to the horizontal axis of the graph in Fig. 11 indicates Solid Angle. The vertical axis of the graph shown in FIG. 11 indicates the average gain (unit: dBiL/dBic) of the antenna device.
  • the antenna device according to Example 2 is an SXM antenna.
  • the antenna device according to Example 2 includes a first conductor 100A2, a circularly polarized wave antenna 200A2, a first substrate 300A2, an electronic component 400A2, and a shield case 500A2 in the same manner as the antenna device 10A according to Embodiment 1.
  • a circularly polarized wave antenna 200A2 according to Example 2 has a dielectric 210A2 and a first radiation element 220A2.
  • Example 2 the position of the end of the first substrate 300A2 on the positive side in the first direction X is closer to the negative side in the first direction X than the end of the dielectric 210A2 on the positive side in the first direction X. deviated from As a result, the center of the electronic component 400A2 in the first direction X is shifted to the negative direction side in the first direction X with respect to the center of the dielectric 210A2 in the first direction X.
  • the end of the first conductor 100A2 on the positive side in the first direction X is fixed to the positive side in the first direction X of the shield case 500A2 by the fixture 510A2 positioned on the positive side in the first direction X of the circularly polarized wave antenna 200A2.
  • the fixture 510A2 positioned on the negative side in the first direction X of the circularly polarized wave antenna 200A2 allows the end of the first substrate 300A2 on the negative side in the first direction X to be fixed to the negative side in the first direction X of the shield case 500A2. It is fixed to the end on the direction side.
  • An antenna device 10K2 according to Comparative Example 2 will be described with reference to FIG.
  • the antenna device 10K2 according to Comparative Example 2 is the same as the antenna device 10A2 according to Example 2, except for the following points.
  • An antenna device 10K2 according to Comparative Example 2 includes a circularly polarized antenna 200K2, a first substrate 300K2, an electronic component 400K2, and a shield case 500K2.
  • An antenna device 10K2 according to Comparative Example 2 does not include the first conductor 100A2 according to Example 2.
  • a circularly polarized wave antenna 200K2 according to Example 2 has a dielectric 210K2 and a first radiation element 220K2.
  • the end portion of the first substrate 300K2 on the positive side in the first direction X is secured to the shield case 500K2 by the fixture 510K2 positioned on the positive side in the first direction X of the circularly polarized antenna 200K2. It is fixed to the end on the positive direction side of the 1 direction X.
  • the fixture 510K2 positioned on the negative side in the first direction X of the circularly polarized wave antenna 200K2 allows the end of the first substrate 300K2 on the negative side in the first direction X to be fixed to the negative side in the first direction X of the shield case 500K2. It is fixed to the end on the direction side.
  • the average gain with respect to the elevation angle of the antenna device 10A2 according to the second embodiment is almost the same as the average gain with respect to the elevation angle of the antenna device 10K2 according to the second comparative example.
  • the length of the first substrate 300A2 in the first direction X is shorter than the length of the first substrate 300K2 according to Comparative Example 2 in the first direction X.
  • the average gain with respect to the elevation angle of the antenna device 10A2 according to the second embodiment can be maintained substantially equal to the average gain with respect to the elevation angle of the antenna device 10K2 according to the second comparative example.
  • FIG. 14 is a side view of the antenna device 10B according to Embodiment 2.
  • FIG. The antenna device 10B according to Embodiment 2 is the same as the antenna device 10A according to Embodiment 1 except for the following points.
  • the antenna device 10B according to Embodiment 2 includes a second conductor 100B and a linearly polarized wave antenna 200B.
  • the linearly polarized wave antenna 200B has a second radiation element 210B.
  • the lower end of the second radiating element 210B is a feeding portion 212B.
  • the linearly polarized wave antenna 200B is a monopole antenna. Further, in Embodiment 2, the linearly polarized wave antenna 200B is, for example, an antenna for telematics such as a telephone, an antenna for V2X (Vehicle-to-everything), an antenna for Wi-Fi (registered trademark), and a Bluetooth (registered trademark). It can operate as an antenna for
  • the second radiating element 210B is substantially perpendicular to the second conductor 100B.
  • the length of the second radiation element 210B in the third direction Z is substantially equal to 1/4 times the wavelength ⁇ of the working frequency of the linearly polarized wave antenna 200B. For example, the length of the second radiation element 210B in the third direction Z is ⁇ /8 or more and 3 ⁇ /8 or less.
  • the power feeding portion 212B is electrically connected to a conductor pattern provided on the lower surface of the second substrate 300B via a conductor provided through the second conductor 100B and the second substrate 300B.
  • Electronic components such as an LNA may be provided below the second substrate 300B in the same manner as in the example described with reference to FIG. 9 or FIG. may have been
  • the horizontal size of the second conductor 100B is, for example, approximately ⁇ /4 or more. Specifically, each of the length in the first direction X and the length in the second direction Y of the second conductor 100B is approximately ⁇ /4 or more, for example. In this example, compared to the case where the horizontal size of the second conductor 100B is less than approximately ⁇ /4, the radio waves radiated from the linearly polarized wave antenna 200B in the positive direction of the third direction Z are increased. can do.
  • FIG. 15 is a side view for explaining radio waves radiated from the linearly polarized wave antenna 200B according to Comparative Embodiment 2.1.
  • FIG. 16 is a side view for explaining radio waves radiated from the linearly polarized wave antenna 200B according to Comparative Embodiment 2.2.
  • FIG. 17 is a side view for explaining radio waves radiated from the linearly polarized wave antenna 200B according to the second embodiment.
  • comparative form 2.1 shown in FIG. 15 will be described.
  • the horizontal size of the second substrate 300B is ⁇ /4 or more.
  • each of the length in the first direction X and the length in the second direction Y of the second substrate 300B is ⁇ /4 or more.
  • the second conductor 100B according to the second embodiment is not provided between the lower end of the second radiation element 210B and the upper surface of the second substrate 300B. Due to the ground pattern provided on the second substrate 300B, the second substrate 300B functions as a ground plate.
  • a second current constant is applied to the second radiation element 210B when viewed from the positive direction of the second direction Y, as illustrated on the left side of the linearly polarized wave antenna 200B shown in FIG.
  • a standing wave IB and a second voltage standing wave VB are occurring.
  • the amplitude of the second current standing wave IB is substantially zero at the upper end of the second radiating element 210B.
  • the amplitude of the second current standing wave IB is almost maximum at the lower end of the second radiating element 210B.
  • the phase of the second current standing wave IB and the phase of the second voltage standing wave VB differ by 1/4 times the wavelength of the second current standing wave IB and the second voltage standing wave VB. Therefore, the amplitude of the second voltage standing wave VB is substantially maximum at the upper end of the second radiating element 210B.
  • the amplitude of the second voltage standing wave VB is nearly zero at the lower end of the second radiating element 210B.
  • the second substrate 300B functions as a ground plate. Therefore, it can be considered that a mirror image antenna of the linearly polarized wave antenna 200B is quasi-generated at a position substantially symmetrical to the linearly polarized wave antenna 200B with respect to the second substrate 300B. Therefore, the linearly polarized wave antenna 200B, which is a monopole antenna, can operate like a dipole antenna. As a result, the second radiation element 210B becomes a wave source of radio waves. Specifically, the second radiation element 210B radiates a radio wave having a wavefront schematically indicated by a dashed line attached to the negative direction side of the first direction X of the linearly polarized wave antenna 200B.
  • the radio waves travel in the positive direction in the third direction Z with respect to the negative direction in the first direction X, as schematically indicated by the block arrow attached to the negative direction side in the first direction X of the linearly polarized wave antenna 200B. It propagates obliquely upward toward the direction. Also, on the positive direction side of the linearly polarized wave antenna 200B in the first direction X, radio waves are radiated from the second radiation element 210B in the same manner as on the negative direction side of the first direction X of the linearly polarized wave antenna 200B.
  • Comparative example 2.2 is similar to comparative example 2.1, except that the horizontal size of the second substrate 300B is less than ⁇ /4. Specifically, each of the length in the first direction X and the length in the second direction Y of the second substrate 300B in Comparative Embodiment 2.2 is less than ⁇ /4.
  • the second radiation element 210B serves as the wave source of radio waves.
  • the length of the second substrate 300B in the first direction X in Comparative Embodiment 2.2 is less than ⁇ /4. Therefore, as compared with Comparative Embodiment 2.1, the radiation resistance of the linearly polarized wave antenna 200B is lowered, the radiation mode of the radio wave from the second radiation element 210B changes, and the radiation of the linearly polarized wave antenna 200B changes. Efficiency tends to decrease.
  • Embodiment 2 shown in FIG. 17 will be described.
  • at least part of the second conductor 100B is located between the lower end of the linearly polarized wave antenna 200B and the upper surface of the second substrate 300B.
  • the horizontal size of the second conductor 100B is ⁇ /4 or more.
  • each of the length in the first direction X and the length in the second direction Y of the first conductor 100A is ⁇ /4 or more.
  • the length of the second substrate 300B in the first direction X is less than ⁇ /4.
  • the length of the second conductor 100B in the first direction X is ⁇ /4 or more.
  • the second conductor 100B functions as a ground plate. Therefore, the radiation mode of radio waves from the second radiating element 210B in Embodiment 2 can be substantially the same as the radiation mode of radio waves from the second radiating element 210B in Comparative Embodiment 2.1.
  • the radio waves radiated from the linearly polarized wave antenna 200B in the positive direction side of the third direction Z in Embodiment 2 are radiated from the linearly polarized wave antenna 200B in the positive direction side of the third direction Z in Comparative Embodiment 2.1. can be almost the same as the radio waves radiated to
  • the length of the second conductor 100B in the first direction X is ⁇ /4 or more.
  • the length of the second conductor 100B in the first direction X does not have to be strictly ⁇ /4 or more.
  • the length of the second conductor 100B in the first direction X may be slightly shorter than ⁇ /4.
  • the linearly polarized wave antenna 200B can be replaced by a monopole antenna, such as an inverted L antenna, an inverted F antenna, or the like, which is positioned substantially symmetrically with respect to the second conductor 100B functioning as a ground. It may be an antenna that utilizes a mirror image antenna that is dynamically generated.
  • FIG. 18 is a graph showing the directivity of the antenna devices according to Examples 3.1 and 3.2.
  • FIG. 19 is a graph showing the directivity of the antenna devices according to Comparative Examples 3.1, 3.2, 3.3, 3.4 and 3.5. 18 and 19 indicate the gain (unit: dB) of the antenna device.
  • the antenna devices according to Examples 3.1 and 3.2 have the same configuration as the antenna device 10B according to the second embodiment.
  • the linearly polarized wave antenna 200B was a monopole antenna having a length in the third direction Z of 75 mm.
  • the second conductor 100B was a metal plate with both the length in the first direction X and the length in the second direction Y being 300 mm.
  • the second substrate 300B according to Example 3.1 was a substrate having both the length in the first direction X and the length in the second direction Y of 300 mm.
  • the second substrate 300B according to Example 3.2 was a substrate with both the length in the first direction X and the length in the second direction Y being 30 mm.
  • the operating frequency of the linearly polarized antenna 200B was set to 1 GHz. Therefore, in Examples 3.1 and 3.2, the length of the linearly polarized wave antenna 200B in the third direction Z is about ⁇ /4. In example 3.1, the length in the first direction X and the length in the second direction Y of the second substrate 300B are about ⁇ . In example 3.2, the length in the first direction X and the length in the second direction Y of the second substrate 300B are about ⁇ /10.
  • the second conductor 100B according to Embodiment 2 is not provided between the lower end of the second radiation element 210B and the upper surface of the second substrate 300B. Except for , it has the same configuration as the second conductor 100B according to the second embodiment.
  • the linearly polarized wave antenna 200B was a monopole antenna having a length in the third direction Z of 75 mm.
  • the second substrate 300B according to Comparative Example 3.1 was a substrate having both the length in the first direction X and the length in the second direction Y of 600 mm.
  • the second substrate 300B according to Comparative Example 3.2 was a substrate having both the length in the first direction X and the length in the second direction Y of 300 mm.
  • the second substrate 300B according to Comparative Example 3.3 has a length in the first direction X and a length in the second direction Y both of which are 150 mm.
  • the second substrate 300B according to Comparative Example 3.4 has a length in the first direction X and a length in the second direction Y both of which are 75 mm.
  • the second substrate 300B according to Comparative Example 3.5 was a substrate with both the length in the first direction X and the length in the second direction Y being 30 mm.
  • the operating frequency of the linearly polarized antenna 200B was 1 GHz. Therefore, in Comparative Examples 3.1 to 3.5, the length of the linearly polarized wave antenna 200B in the third direction Z is about ⁇ /4.
  • the length in the first direction X and the length in the second direction Y of the second substrate 300B are about 2 ⁇ .
  • the length in the first direction X and the length in the second direction Y of the second substrate 300B are about ⁇ .
  • the length in the first direction X and the length in the second direction Y of the second substrate 300B are about ⁇ /2.
  • the length in the first direction X and the length in the second direction Y of the second substrate 300B are about ⁇ /4.
  • the length in the first direction X and the length in the second direction Y of the second substrate 300B are about ⁇ /10.
  • FIG. 20 is a top view of the third conductor 100C according to Modification 1.
  • FIG. The third conductor 100C according to Modification 1 is the same as the first conductor 100A according to Embodiment 1 or the second conductor 100B according to Embodiment 2, except for the following points.
  • the white circle with a black dot indicating the third direction Z is the positive direction of the third direction Z from the back to the front of the paper, and the negative direction of the third direction Z from the front to the back of the paper. It shows that
  • the third conductor 100C When viewed from the third direction Z, the third conductor 100C is radial. Even in this case, by appropriately adjusting the overall size of the third conductor 100C when viewed from the third direction Z and the area occupied by the third conductor 100C when viewed from the third direction Z, , in the same manner as the planar first conductor 100A according to the first embodiment or the planar second conductor 100B according to the second embodiment, the third conductor 100C overlaps the third conductor 100C in the third direction Z. Can act as ground.
  • FIG. 21 is a top view of the fourth conductor 100D according to Modification 2.
  • FIG. The fourth conductor 100D according to Modification 2 is the same as the first conductor 100A according to Embodiment 1 or the second conductor 100B according to Embodiment 2, except for the following points.
  • the fourth conductor 100D When viewed from the third direction Z, the fourth conductor 100D has a mesh shape. Even in this case, by appropriately adjusting the overall size of the fourth conductor 100D when viewed from the third direction Z and the area occupied by the fourth conductor 100D when viewed from the third direction Z, , in the same manner as the planar first conductor 100A according to the first embodiment or the planar second conductor 100B according to the second embodiment, the fourth conductor 100D overlaps the fourth conductor 100D in the third direction Z. Can act as ground.
  • the electronic component 400A may not be provided below the first substrate 300A.
  • the first substrate 300A may be provided with a transmission line and a cable instead of the electronic component 400A. That is, Embodiment 1 can also be applied to an antenna device that does not have an LNA.
  • the shapes of the conductors such as the first conductor 100A, the second conductor 100B, the third conductor 100C, and the fourth conductor 100D are not limited to the shapes according to the embodiment and modifications.
  • the conductors may be a combination of different shapes, such as a combination of the shape described for the first conductor 100A and the shape described for the third conductor 100C. That is, the conductor may include at least one of planar, radial, and mesh, for example.
  • the antenna device of this embodiment may be an antenna device that is mounted on or attached to a vehicle, or may be brought into a vehicle or used in a vehicle.
  • the antenna device of the present embodiment is not limited to being used in a "vehicle" which is a vehicle with wheels, and may be used in a squadron such as a drone, a probe, a construction machine without wheels, an agricultural machine, It may be used for a moving object such as a ship.
  • Aspect 1 is a conductor; a dielectric at least partially overlapping at least a portion of said conductor; a first radiating element located on the opposite side of said dielectric from where said conductor is located; and a ground element located between said dielectric and said conductor. and at least one of a linearly polarized antenna having a second radiating element at least partially overlapping at least a portion of the conductor;
  • An antenna device comprising according to aspect 1, by appropriately setting the configuration such as the size of the conductor, radiation from the antenna (at least one of the circularly polarized wave antenna and the linearly polarized wave antenna) to the side opposite to the side where the conductor of the antenna is located You can adjust the radio waves that are sent.
  • Aspect 2 is The antenna device according to aspect 1, wherein the conductor includes at least one of a planar shape, a radial shape, and a mesh shape. According to aspect 2, regardless of whether the conductor is planar, radial, or mesh-shaped, the degree of freedom in designing the antenna device can be increased compared to the case where no conductor is provided.
  • Aspect 3) Aspect 3 is 3.
  • the antenna device according to aspect 1 or 2, wherein the size of the conductor in the predetermined direction is larger than the size of the dielectric in the predetermined direction.
  • the direction from the circularly polarized antenna to the opposite side of the conductor of the circularly polarized antenna is located.
  • the radiated radio wave can be increased.
  • Aspect 4 is 3.
  • the antenna device according to aspect 1 or 2, wherein the size of the conductor in a predetermined direction is approximately 1/4 or more times the wavelength of the operating frequency of the linearly polarized antenna.
  • the size of the conductor in the predetermined direction is less than approximately 1/4 times the wavelength of the operating frequency of the linearly polarized antenna.
  • the radio waves radiated to the side opposite to the side on which the conductor is located can be increased.
  • Aspect 5 is further comprising a substrate provided with an electronic component electrically connected to at least one of the circularly polarized antenna and the linearly polarized antenna;
  • the conductor of the antenna can be positioned from the antenna (at least one of the antenna for circularly polarized waves and the antenna for linearly polarized waves). You can adjust the radio waves radiated to the opposite side of the side you do. Therefore, according to aspect 5, the degree of freedom in designing the substrate can be increased compared to the case where no conductor is provided.
  • Aspect 6 is The antenna device according to aspect 5, further comprising a shield case that protects the electronic component. According to aspect 6, the electronic component can be protected electrically and physically by the shield case.
  • Aspect 7 is The antenna device according to aspect 5 or 6, further comprising a conductor pattern provided on the side of the substrate on which the electronic component is provided. According to aspect 7, the antenna (at least one of the circularly polarized wave antenna and the linearly polarized wave antenna) can be electrically connected to the electronic component via the conductor pattern.
  • Aspect 8 is The antenna device according to aspect 7, further comprising a connection conductor provided on the substrate and electrically connecting the conductor and the conductor pattern. According to aspect 8, the conductor and the conductor pattern can be brought to the same potential through the connection conductor.
  • Aspect 9) is 9. The antenna device according to any one of aspects 1 to 8, wherein the conductor is made of metal.
  • Aspect 10 is 10.
  • the flexibility of the method of attaching the conductor to the support can be increased compared to the case where the conductor is not bent.
  • Aspect 11 is a support that supports the conductor; a fixture that secures the conductor to the support;
  • the antenna at least one of the circularly polarized wave antenna and the linearly polarized wave antenna
  • the size of the antenna device can be reduced compared to the case where a member other than the conductor is fixed to the support.
  • 10A, 10A2, 10B, 10K2 antenna device 100A, 100A2 first conductor, 100B second conductor, 100C third conductor, 100D fourth conductor, 102A first through hole, 200A, 200A2, 200K2 circularly polarized antenna, 200B Antenna for linear polarization, 210A, 210A2, 210K2 Dielectric, 210B Second radiation element, 212B Feeding part, 220A, 220A2, 220K2 First radiation element, 230A Ground element, 232A Second through hole, 240A Feeding pin, 300A, 300A2, 300K2 first substrate, 300B second substrate, 302A third through hole, 310A dielectric layer, 312A connection conductor, 320A first conductor layer, 330A second conductor layer, 400A, 400A2, 400K2 electronic component, 500A, 500A2 , 500K2 shield case, 510A, 510A2, 510K2 fixture, 910A antenna base, 920A antenna case, IA first current

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Abstract

導体と、少なくとも一部分が前記導体の少なくとも一部分と重なる誘電体と、前記誘電体の前記導体が位置する側の反対側に位置する第１放射素子と、前記誘電体及び前記導体の間に位置するグランド素子と、を有する円偏波用アンテナ、及び、少なくとも一部分が前記導体の少なくとも一部分と重なる第２放射素子を有する直線偏波用アンテナ、の少なくとも一方と、を備えるアンテナ装置。

Description

アンテナ装置
　本発明は、アンテナ装置に関する。
　近年、衛星アンテナとして、パッチアンテナ等の様々なアンテナが開発されている。
　特許文献１には、パッチアンテナを備えるアンテナ装置の一例について記載されている。このアンテナ装置は、回路基板と、回路基板の上方に位置する放射導体板と、回路基板の下方に位置する電子部品と、電子部品を覆うシールドケースと、を備えている。放射導体板は、電子部品に電気的に接続されている。電子部品は、低雑音増幅器（ＬＮＡ）の少なくとも一部分を構成している。
　特許文献２には、パッチアンテナを備えるアンテナ装置の他の一例について記載されている。このアンテナ装置は、ベース部材と、ベース部材にねじ止めされたアンテナ基板と、を備えている。パッチアンテナは、アンテナ基板の上方に位置している。
特開２００６－９３８４２号公報 特開２０１１－１９９４４０号公報
　例えば特許文献１に記載されているアンテナ装置と同様にして、回路基板等の基板の上方にパッチアンテナ、モノポールアンテナ、逆Ｌアンテナ、逆Ｆアンテナ等のアンテナが位置し、回路基板等の基板の下方に、当該アンテナと電気的に接続するＬＮＡ等の電子部品が位置することがある。この場合、アンテナ装置のコストを低減するため、基板のサイズを小さくすることがある。しかしながら、当該基板は、当該アンテナのグランドとして機能している。したがって、アンテナから放射された電波を一定のレベルより高くするために、基板のサイズを一定のサイズよりも大きくする必要がある。このため、アンテナのサイズの設計の自由度や基板のサイズの設計の自由度等、アンテナ装置の設計の自由度に制限が生じることがある。
　また、例えば特許文献２に記載されているアンテナ装置と同様にして、アンテナ基板等の基板の上方にパッチアンテナ、モノポールアンテナ、逆Ｌアンテナ、逆Ｆアンテナ等のアンテナが位置し、アンテナ基板等の基板の下方に、当該アンテナと電気的に接続するＬＮＡ等の電子部品が位置することがある。この場合、アンテナ装置のコストを低減するため、基板のサイズを小さくすることがある。しかしながら、このアンテナ装置では、ビス等の固定具によって基板をベース部材に固定する必要がある。したがって、基板のサイズを一定のサイズよりも大きくする必要がある。このため、アンテナのサイズの設計の自由度や基板のサイズの設計の自由度等、アンテナ装置の設計の自由度に制限が生じることがある。
　本発明の目的の一例は、アンテナ装置の設計の自由度を高くすることにある。本発明の他の目的は、本明細書の記載から明らかになるであろう。
　本発明の一態様は、
　導体と、
　少なくとも一部分が前記導体の少なくとも一部分と重なる誘電体と、前記誘電体の前記導体が位置する側の反対側に位置する第１放射素子と、前記誘電体及び前記導体の間に位置するグランド素子と、を有する円偏波用アンテナ、及び、少なくとも一部分が前記導体の少なくとも一部分と重なる第２放射素子を有する直線偏波用アンテナ、の少なくとも一方と、
を備えるアンテナ装置である。
　本発明の上記態様によれば、アンテナ装置の設計の自由度を高くすることができる。
実施形態１に係るアンテナ装置の分解斜視図である。 実施形態１に係る第１導体及び第１基板の側面図である。 図２の変形例を示す側面図である。 比較形態１．１に係る円偏波用アンテナから放射される電波を説明するための側面図である。 比較形態１．２に係る円偏波用アンテナから放射される電波を説明するための側面図である。 実施形態１に係る円偏波用アンテナから放射される電波を説明するための側面図である。 実施例１．１及び実施例１．２に係るアンテナ装置の指向性を示すグラフである。 比較例１．１、比較例１．２及び比較例１．３に係るアンテナ装置の指向性を示すグラフである。 実施形態１に係るアンテナ装置の実装の第１例を示す側面図である。 実施形態１に係るアンテナ装置の実装の第２例を示す側面図である。 実施例２に係るアンテナ装置の仰角に対する平均利得と、比較例２に係るアンテナ装置の仰角に対する平均利得と、を示すグラフである。 実施例２に係るアンテナ装置の側面図である。 比較例２に係るアンテナ装置の側面図である。 実施形態２に係るアンテナ装置の側面図である。 比較形態２．１に係る直線偏波用アンテナから放射される電波を説明するための側面図である。 比較形態２．２に係る直線偏波用アンテナから放射される電波を説明するための側面図である。 実施形態２に係る直線偏波用アンテナから放射される電波を説明するための側面図である。 実施例３．１及び実施例３．２に係るアンテナ装置の指向性を示すグラフである。 比較例３．１、比較例３．２、比較例３．３、比較例３．４及び比較例３．５に係るアンテナ装置の指向性を示すグラフである。 変形例１に係る第３導体の上面図である。 変形例２に係る第４導体の上面図である。
　以下、本発明の実施形態、実施例及び変形例について、図面を用いて説明する。すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
　本明細書において、「第１」、「第２」、「第３」等の序数詞は、特に断りのない限り、同様の名称が付された構成を単に区別するために付されたものであり、構成の特定の特徴（例えば、順番又は重要度）を意味するものではない。
　図１は、実施形態１に係るアンテナ装置１０Ａの分解斜視図である。図２は、実施形態１に係る第１導体１００Ａ及び第１基板３００Ａの側面図である。
　図１において、第１方向Ｘ、第２方向Ｙ又は第３方向Ｚを示す矢印は、当該矢印の基端から先端に向かう方向が当該矢印によって示される方向の正方向であり、当該矢印の先端から基端に向かう方向が当該矢印によって示される方向の負方向であることを示している。図２において、第２方向Ｙを示す黒点付き白丸は、紙面の奥から手前に向かう方向が第２方向Ｙの正方向であり、紙面の手前から奥に向かう方向が第２方向Ｙの負方向であることを示している。
　第１方向Ｘは、後述する誘電体２１０Ａの一対の辺の延在する方向に平行な方向である。第２方向Ｙは、第１方向Ｘと直交している。また、第２方向Ｙは、誘電体２１０Ａの他の一対の辺の延在する方向に平行な方向である。第３方向Ｚは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙの双方に直交している。第３方向Ｚの正方向は、後述するグランド素子２３０Ａが位置する側から後述する第１放射素子２２０Ａが位置する側に向かう方向である。第３方向Ｚの負方向は、第１放射素子２２０Ａが位置する側からグランド素子２３０Ａが位置する側に向かう方向である。
　以下、特に断りがない限り、第３方向Ｚの正方向は、鉛直方向の下方から上方に向かう方向となっている。また、特に断りがない限り、第３方向Ｚの負方向は、鉛直方向の上方から下方に向かう方向となっている。また、必要に応じて、鉛直方向に垂直な方向を水平方向という。また、必要に応じて、第３方向Ｚに垂直な平面をＸＹ平面という。ただし、第３方向Ｚと鉛直方向との関係は、この例に限定されない。第３方向Ｚと鉛直方向との関係は、アンテナ装置１０Ａの配置に応じて異なる。例えば、第３方向Ｚは、水平方向に平行になっていてもよい。
　図１に示すように、実施形態１に係るアンテナ装置１０Ａは、第１導体１００Ａ、円偏波用アンテナ２００Ａ及び第１基板３００Ａを備えている。実施形態１において、円偏波用アンテナ２００Ａは、パッチアンテナである。また、実施形態１において、円偏波用アンテナ２００Ａは、例えば、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）アンテナ等のＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ　Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ　Ｓｙｓｔｅｍ）アンテナやＳＸＭ（Ｓｉｒｉｕｓ　ＸＭ）アンテナ等のＳＤＡＲＳ（Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ａｕｄｉｏ　Ｒａｄｉｏ　Ｓｅｒｖｉｃｅ）アンテナといった衛星アンテナとして動作可能になっている。円偏波用アンテナ２００Ａは、誘電体２１０Ａ、第１放射素子２２０Ａ、グランド素子２３０Ａ及び給電ピン２４０Ａを有している。第１導体１００Ａには第１貫通孔１０２Ａが設けられている。グランド素子２３０Ａには第２貫通孔２３２Ａが設けられている。第１基板３００Ａには第３貫通孔３０２Ａが設けられている。図２に示すように、第１基板３００Ａは、誘電体層３１０Ａ、第１導体層３２０Ａ及び第２導体層３３０Ａを有している。
　実施形態１において、第１導体１００Ａは、面状となっている。第３方向Ｚから見て、第１導体１００Ａは、略四角形形状、具体的には略正方形形状となっている。ただし、第１導体１００Ａの形状はこれに限定されない。例えば、第３方向Ｚから見て、第１導体１００Ａは、略長方形形状であってもよい。或いは、第３方向Ｚから見て、第１導体１００Ａは、略三角形形状、略四角形形状、略五角形形状、略六角形形状、略八角形形状等の略多角形形状であってもよい。或いは、第３方向Ｚから見て、第１導体１００Ａは、略円形状、略楕円形状、略半円形状、略半楕円形状、略扇形状等であってもよい。
　実施形態１において、第１導体１００Ａは、金属からなっている。第１導体１００Ａを構成する金属としては、特に限定されないが、例えば、鉄、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、ステンレス鋼等が挙げられる。第１導体１００Ａが金属からなる場合、第１導体１００Ａが金属と異なる材料からなる場合と比較して、第１導体１００Ａの切削、折り曲げ等、第１導体１００Ａの加工を容易にすることができる。ただし、第１導体１００Ａは、金属と異なる材料からなっていてもよい。例えば、第１導体１００Ａは、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）等の炭素からなっていてもよい。
　実施形態１において、第１導体１００Ａは、板金等の金属体である。また、第１導体１００Ａは、第３方向Ｚに垂直な略平板形状となっている。ただし、第１導体１００Ａの少なくとも一部分は、折り曲げられていてもよい。第１導体１００Ａの少なくとも一部分を折り曲げることで、第１導体１００Ａが折り曲げられていない場合と比較して、後述するアンテナベース９１０Ａ等の支持体への第１導体１００Ａの取り付け方法の自由度を高くすることができる。
　第１導体１００Ａの構造は、実施形態１に係る構造に限定されない。例えば、第１導体１００Ａは、ＭＩＤ（Ｍｏｌｄｅｄ　Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ　Ｄｅｖｉｃｅ）等の加工によって所定の樹脂体に形成された金属からなっていてもよい。
　第３方向Ｚにおいて、誘電体２１０Ａの少なくとも一部分は、第１導体１００Ａの少なくとも一部分と重なっている。誘電体２１０Ａの下面は、例えば両面テープによって第１導体１００Ａの上面に取り付けられている。ただし、誘電体２１０Ａを第１導体１００Ａに取り付ける方法はこの例に限定されない。
　実施形態１において、第３方向Ｚから見て、誘電体２１０Ａは、略四角形形状、具体的には略正方形形状となっている。ただし、誘電体２１０Ａの形状はこれに限定されない。
　実施形態１において、第１導体１００Ａの水平方向のサイズ（ＸＹ平面のサイズ）は、誘電体２１０Ａの水平方向のサイズ（ＸＹ平面のサイズ）より大きくなっている。具体的には、第１導体１００Ａの第１方向Ｘの長さ及び第２方向Ｙの長さは、それぞれ、誘電体２１０Ａの第１方向Ｘの長さ及び第２方向Ｙの長さより長くなっている。この場合、第１導体１００Ａの水平方向のサイズが誘電体２１０Ａの水平方向のサイズ以下である場合と比較して、円偏波用アンテナ２００Ａから放射される第３方向Ｚの負方向への電波の回り込みが少なくなるので、第３方向Ｚの正方向側の電波が大きくなる。また、実施形態１において、第１導体１００Ａの水平方向の中心と、誘電体２１０Ａの水平方向の中心と、は水平方向において略揃っている。ただし、第１導体１００Ａの水平方向の中心と誘電体２１０Ａの水平方向の中心とは水平方向において互いにずれていてもよい。
　第１放射素子２２０Ａは、例えば金属等の導体からなっている。第１放射素子２２０Ａは、誘電体２１０Ａの上方に位置している。言い換えると、第１放射素子２２０Ａは、誘電体２１０Ａの第１導体１００Ａが位置する側の反対側に位置しており、誘電体２１０Ａの上面（おもて面）に配置されている。実施形態１において、第３方向Ｚから見て、第１放射素子２２０Ａは、略四角形形状、具体的には略正方形形状となっている。ただし、第１放射素子２２０Ａの形状はこれに限定されない。
　グランド素子２３０Ａは、例えば金属等の導体からなっている。グランド素子２３０Ａは、誘電体２１０Ａの下方に位置している。言い換えると、グランド素子２３０Ａは、誘電体２１０Ａの第１導体１００Ａが位置する側に位置しており、誘電体２１０Ａの下面（うら面）に配置されている。すなわち、グランド素子２３０Ａは、誘電体２１０Ａ及び第１導体１００Ａの間に位置する。実施形態１において、第３方向Ｚから見て、グランド素子２３０Ａは、略四角形形状、具体的には略正方形形状となっている。ただし、グランド素子２３０Ａの形状はこれに限定されない。
　給電ピン２４０Ａは、第３方向Ｚに略平行な方向に延在する導体である。給電ピン２４０Ａの上端は、第１放射素子２２０Ａに接続されている。例えば、給電ピン２４０Ａの上端は、第１放射素子２２０Ａを第３方向Ｚに貫通して第１放射素子２２０Ａに半田付けされている。第１放射素子２２０Ａの給電ピン２４０Ａの上端が半田付けされた部分は、第１放射素子２２０Ａの給電点となっている。給電ピン２４０Ａの誘電体２１０Ａの下面の下方部分は、グランド素子２３０Ａ及び第１導体１００Ａに接続せずに、第２貫通孔２３２Ａ、第１貫通孔１０２Ａ及び第３貫通孔３０２Ａを第３方向Ｚに貫通している。後述するように、給電ピン２４０Ａの下端は、第１基板３００Ａの第１導体層３２０Ａに設けられた導体パターンに電気的に接続されている。
　第１基板３００Ａの誘電体層３１０Ａは、例えば、エポキシ樹脂、テフロン樹脂、フェノール樹脂等の樹脂からなっている。第３方向Ｚから見て、誘電体層３１０Ａは、略四角形形状、具体的には略正方形形状となっている。ただし、誘電体層３１０Ａの形状はこれに限定されない。実施形態１において、誘電体層３１０Ａの水平方向の中心と、第１導体１００Ａの水平方向の中心と、は水平方向において略揃っている。ただし、誘電体層３１０Ａの水平方向の中心と第１導体１００Ａの水平方向の中心とは水平方向において互いにずれていてもよい。
　第１基板３００Ａの第１導体層３２０Ａは、誘電体層３１０Ａの下方に位置している。第１導体層３２０Ａは、導体パターンを有している。第１導体層３２０Ａに設けられた導体パターンの少なくとも一部分は、ストリップライン等の信号ラインである。第１導体層３２０Ａに設けられた導体パターンには、給電ピン２４０Ａの下端が電気的に接続されている。例えば、給電ピン２４０Ａの下端は、第３貫通孔３０２Ａを第３方向Ｚに貫通して、第１導体層３２０Ａに設けられた導体パターンに半田付けされている。また、後述する図９又は図１０に示すように、第１導体層３２０Ａ側には電子部品４００Ａが設けられることがある。
　第１基板３００Ａの第２導体層３３０Ａは、誘電体層３１０Ａの上方に位置している。第２導体層３３０Ａは、導体パターンを有している。第２導体層３３０Ａに設けられた導体パターンの少なくとも一部分は、グランドパターンである。第２導体層３３０Ａに設けられた導体パターンの少なくとも一部分は、第２導体層３３０Ａの上面に設けられたレジストから露出している。当該導体パターンの当該レジストから露出した部分は、例えば半田レベラーによって表面処理されている。したがって、当該導体パターンの当該レジストから露出した部分を第１導体１００Ａの下面に接続することで、第１導体１００Ａと、第１基板３００Ａの第２導体層３３０Ａのグランドパターンと、を同電位にすることができる。
　第１基板３００Ａの誘電体層３１０Ａには、複数の接続導体３１２Ａが設けられている。各接続導体３１２Ａは、例えば、誘電体層３１０Ａを第３方向Ｚに略平行に貫通するスルーホールの内側面に設けられた金属である。第１導体層３２０Ａに設けられた導体パターンの少なくとも一部分と、第２導体層３３０Ａに設けられた導体パターンの少なくとも一部分と、は各接続導体３１２Ａを介して互いに電気的に接続されている。
　図３は、図２の変形例を示す側面図である。
　図３に示すように、第１基板３００Ａは、第２導体層３３０Ａを有していなくてもよい。この例において、接続導体３１２Ａの下端は、第１導体層３２０Ａに設けられた導体パターンの少なくとも一部分に電気的に接続されている。また、接続導体３１２Ａの上端は、第１導体１００Ａの下面に電気的に接続されている。したがって、接続導体３１２Ａの上端を下面に接触させることで、第１導体１００Ａと、第１基板３００Ａの第１導体層３２０Ａのグランドパターンと、を同電位にすることができる。
　図４は、比較形態１．１に係る円偏波用アンテナ２００Ａから放射される電波を説明するための側面図である。図５は、比較形態１．２に係る円偏波用アンテナ２００Ａから放射される電波を説明するための側面図である。図６は、実施形態１に係る円偏波用アンテナ２００Ａから放射される電波を説明するための側面図である。説明を簡易にするため、図４～図６に示す円偏波用アンテナ２００Ａでは、グランド素子２３０Ａを省略している。しかしながら、図４～図６に示す例においても、円偏波用アンテナ２００Ａは、図１に示した例と同様にして、グランド素子２３０Ａを有している。
　まず、図４に示す比較形態１．１について説明する。比較形態１．１において、第１基板３００Ａの水平方向のサイズは、誘電体２１０Ａの水平方向のサイズより大きくなっている。具体的には、第１基板３００Ａの第１方向Ｘの長さ及び第２方向Ｙの長さは、誘電体２１０Ａの第１方向Ｘの長さ及び第２方向Ｙの長さよりそれぞれ長くなっている。円偏波用アンテナ２００Ａの下面と第１基板３００Ａの上面との間には、実施形態１に係る第１導体１００Ａが設けられていない。第１基板３００Ａに設けられたグランドパターンにより、第１基板３００Ａがグランド板として機能している。
　比較形態１．１においては、図４に示す円偏波用アンテナ２００Ａの上方に図示されているように、第２方向Ｙの正方向から見て、第１放射素子２２０Ａに第１電流定在波ＩＡ及び第１電圧定在波ＶＡが生じている。第１電流定在波ＩＡの振幅は、第１方向Ｘに沿った第１放射素子２２０Ａの両側の端部においてほぼゼロとなっている。第１電流定在波ＩＡの振幅は、第１方向Ｘに沿った第１放射素子２２０Ａの中央においてほぼ最大となっている。第１電流定在波ＩＡの位相及び第１電圧定在波ＶＡの位相は、第１電流定在波ＩＡ及び第１電圧定在波ＶＡの波長の１／４倍だけ異なっている。したがって、第１電圧定在波ＶＡの振幅は、第１方向Ｘに沿った第１放射素子２２０Ａの両側の端部においてほぼ最大となっている。第１電圧定在波ＶＡの振幅は、第１方向Ｘに沿った第１放射素子２２０Ａの中央においてほぼゼロとなっている。
　比較形態１．１おいて、第１方向Ｘに沿った第１放射素子２２０Ａの中央に対して第１方向Ｘの正方向側では、第１基板３００Ａの上面から第１放射素子２２０Ａに向けて延びる線矢印で示されるように、第１基板３００Ａの上面から第１放射素子２２０Ａに向けて電気力線が発生している。また、第１方向Ｘに沿った第１放射素子２２０Ａの中央に対して第１方向Ｘの負方向側では、第１放射素子２２０Ａから第１基板３００Ａの上面に向けて延びる線矢印で示されるように、第１放射素子２２０Ａから第１基板３００Ａの上面に向けて電気力線が発生している。
　比較形態１．１では、第１方向Ｘに沿った第１放射素子２２０Ａの両側の端部が電波の波源となっている。具体的には、第１方向Ｘの正方向側における第１方向Ｘに沿った第１放射素子２２０Ａの端部からは、円偏波用アンテナ２００Ａの第１方向Ｘの正方向側に付された破線によって模式的に示される波面を有する電波が放射されている。第１基板３００Ａは、当該電波を上方に向けて反射する反射体として機能している。したがって、当該電波は、円偏波用アンテナ２００Ａの第１方向Ｘの正方向側に付されたブロック矢印によって模式的に示されるように、第１方向Ｘの正方向に対して第３方向Ｚの正方向に向けて斜め上に伝搬している。また、第１方向Ｘの負方向側における第１方向Ｘに沿った第１放射素子２２０Ａの端部からは、円偏波用アンテナ２００Ａの第１方向Ｘの負方向側に付された破線によって模式的に示される波面を有する電波が放射されている。第１基板３００Ａは、当該電波を上方に向けて反射する反射体として機能している。したがって、当該電波は、円偏波用アンテナ２００Ａの第１方向Ｘの負方向側に付されたブロック矢印によって模式的に示されるように、第１方向Ｘの負方向に対して第３方向Ｚの正方向に向けて斜め上に伝搬している。
　次に、図５に示す比較形態１．２について説明する。比較形態１．２は、第１基板３００Ａの水平方向のサイズが誘電体２１０Ａの水平方向のサイズより小さくなっている点を除いて、比較形態１．１と同様である。具体的には、比較形態１．２において、第１基板３００Ａの第１方向Ｘの長さ及び第２方向Ｙの長さは、誘電体２１０Ａの第１方向Ｘの長さ及び第２方向Ｙの長さよりそれぞれ短くなっている。
　比較形態１．２においても、比較形態１．１と同様にして、第１方向Ｘに沿った第１放射素子２２０Ａの両側の端部が電波の波源となっている。しかしながら、比較形態１．２では、第１基板３００Ａの第１方向Ｘの長さが誘電体２１０Ａの第１方向Ｘの長さより短くなっている。このため、比較形態１．２において第１放射素子２２０Ａと第１基板３００Ａとの間で発生する電気力線の本数は、比較形態１．１において第１放射素子２２０Ａと第１基板３００Ａとの間で発生する電気力線の本数より少なくなる。このため、比較形態１．２において第１方向Ｘに沿った第１放射素子２２０Ａの両側の端部から放射される電波は、比較形態１．１において第１方向Ｘに沿った第１放射素子２２０Ａの両側の端部から放射される電波より弱くなっている。さらに、比較形態１．２における第１基板３００Ａは、比較形態１．１における第１基板３００Ａと比較して、第１方向Ｘに沿った第１放射素子２２０Ａの両側の端部から放射される電波を反射する反射体として機能しにくくなっている。このため、比較形態１．２における円偏波用アンテナ２００Ａから放射される電波は、比較形態１．１における円偏波用アンテナ２００Ａから放射される電波より弱くなりやすくなっている。
　次に、図６に示す実施形態１について説明する。図６に示す実施形態１では、円偏波用アンテナ２００Ａの下面と第１基板３００Ａの上面との間に第１導体１００Ａの少なくとも一部分が位置している。また、図６に示す実施形態１では、第１導体１００Ａの水平方向のサイズが誘電体２１０Ａの水平方向のサイズより大きくなっている。具体的には、第１導体１００Ａの第１方向Ｘの長さ及び第２方向Ｙの長さが誘電体２１０Ａの第１方向Ｘの長さ及び第２方向Ｙの長さよりそれぞれ長くなっている。
　図６に示す実施形態１では、第１基板３００Ａの第１方向Ｘの長さが誘電体２１０Ａの第１方向Ｘの長さより短くなっている。しかしながら、実施形態１では、第１導体１００Ａの第１方向Ｘの長さが誘電体２１０Ａの第１方向Ｘの長さより長くなっている。また、第１導体１００Ａは、グランド板として機能している。したがって、実施形態１における第１放射素子２２０Ａからの電波の放射モードは、比較形態１．１における第１放射素子２２０Ａからの電波の放射モードとほぼ同様にすることができる。このため、実施形態１における円偏波用アンテナ２００Ａから第３方向Ｚの正方向側へ放射される電波は、比較形態１．１における円偏波用アンテナ２００Ａから第３方向Ｚの正方向側へ放射される電波とほぼ同一にすることができる。
　次に、図６に示す実施形態１と、図４に示す比較形態１．１と、を比較する。
　実施形態１では、第１基板３００Ａの水平方向のサイズによらず、第１導体１００Ａの水平方向のサイズ等の構成を適切に設定することで、円偏波用アンテナ２００Ａから第３方向Ｚの正方向側へ放射される電波を調整することができる。したがって、円偏波用アンテナ２００Ａから第３方向Ｚの正方向側へ放射される電波に応じて、第１基板３００Ａ等、円偏波用アンテナ２００Ａに設けられる部材のサイズ等の構成を調整する必要がない。言い換えると、実施形態１では、円偏波用アンテナ２００Ａの設計と、第１基板３００Ａの設計と、を互いに独立して行うことができる。例えば、第１基板３００Ａの水平方向のサイズは、円偏波用アンテナ２００Ａの水平方向のサイズより小さくすることができる。この場合、実施形態１では、比較形態１．１と比較して、アンテナ装置１０Ａの設計の自由度を高くすることができる。また、第１基板３００Ａの水平方向のサイズを小さくすることでアンテナ装置１０Ａのコストを抑えることができる。
　図７は、実施例１．１及び実施例１．２に係るアンテナ装置の指向性を示すグラフである。図８は、比較例１．１、比較例１．２及び比較例１．３に係るアンテナ装置の指向性を示すグラフである。図７及び図８に示すグラフに付された目盛の数値は、アンテナ装置の利得（単位：ｄＢ）を示している。
　実施例１．１及び２に係るアンテナ装置は、実施形態１に係るアンテナ装置１０Ａと同様の構成を有している。具体的には、実施例１．１及び実施例１．２において、円偏波用アンテナ２００Ａは、第１方向Ｘの長さが２０ｍｍ、第２方向Ｙの長さが２０ｍｍ、第３方向Ｚの高さが４ｍｍのＧＰＳパッチアンテナとした。第１導体１００Ａは、第１方向Ｘの長さ及び第２方向Ｙの長さの双方が３０ｍｍの金属プレートとした。実施例１．１に係る第１基板３００Ａは、第１方向Ｘの長さ及び第２方向Ｙの長さの双方が３０ｍｍの基板とした。実施例１．２に係る第１基板３００Ａは、第１方向Ｘの長さ及び第２方向Ｙの長さの双方が１５ｍｍの基板とした。
　比較例１．１～比較例１．３に係るアンテナ装置は、円偏波用アンテナ２００Ａの下面と第１基板３００Ａの上面との間に実施形態１に係る第１導体１００Ａが設けられていない点を除いて、実施形態１に係るアンテナ装置１０Ａと同様の構成を有している。具体的には、比較例１．１～比較例１．３において、円偏波用アンテナ２００Ａは、第１方向Ｘの長さが２０ｍｍ、第２方向Ｙの長さが２０ｍｍ、第３方向Ｚの高さが４ｍｍのＧＰＳパッチアンテナとした。比較例１．１に係る第１基板３００Ａは、第１方向Ｘの長さ及び第２方向Ｙの長さの双方が３０ｍｍの基板とした。比較例１．２に係る第１基板３００Ａは、第１方向Ｘの長さ及び第２方向Ｙの長さの双方が２０ｍｍの基板とした。比較例１．３に係る第１基板３００Ａは、第１方向Ｘの長さ及び第２方向Ｙの長さの双方が１５ｍｍの基板とした。
　比較例１．１～比較例１．３では、図８に示すように、第１基板３００Ａの水平方向のサイズが小さくなるほど、アンテナ装置の利得がほぼ全方向において低下した。これに対して、実施例１．１及び実施例１．２では、図７に示すように、第１基板３００Ａの水平方向のサイズによらず、アンテナ装置の利得はほぼ一定となった。また、実施例１．１及び実施例１．２の双方に係るアンテナ装置の利得は、比較例１．１に係るアンテナ装置の利得とほぼ同様であった。図７に示す結果と図８に示す結果との比較より、実施例１．１及び実施例１．２では、第１基板３００Ａの水平方向のサイズによらず、第１導体１００Ａが円偏波用アンテナ２００Ａのグランドとして機能しているといえる。
　図９は、実施形態１に係るアンテナ装置１０Ａの実装の第１例を示す側面図である。
　図９に示す第１例に係るアンテナ装置１０Ａは、車載用アンテナ装置である。ここでは、車両の運転席からの視点で前後、左右、上下と方向を定める。第１方向Ｘの正方向は、アンテナ装置１０Ａの後方から前方に向かう方向となっている。第１方向Ｘの負方向は、アンテナ装置１０Ａの前方から後方に向かう方向となっている。第２方向Ｙの正方向は、アンテナ装置１０Ａの右方から左方に向かう方向となっている。第２方向Ｙの負方向は、アンテナ装置１０Ａの左方から右方に向かう方向となっている。第３方向Ｚの正方向は、アンテナ装置１０Ａの下方から上方に向かう方向となっている。第３方向Ｚの負方向は、アンテナ装置１０Ａの上方から下方に向かう方向となっている。
　図９に示す第１例において、アンテナ装置１０Ａは、電子部品４００Ａ、シールドケース５００Ａ、アンテナベース９１０Ａ及びアンテナケース９２０Ａをさらに備えている。
　アンテナベース９１０Ａは、例えば、金属のみのベース、金属ベースと金属プレート、樹脂ベースと金属プレート、樹脂ベースと金属ベース、樹脂ベースと金属ベースと金属プレート等の組み合わせからなっており、金属及び樹脂の少なくとも一方からなっている。アンテナケース９２０Ａは、アンテナベース９１０Ａを上方から覆っている。これによって、アンテナケース９２０Ａは、第１導体１００Ａ、円偏波用アンテナ２００Ａ、第１基板３００Ａ及び電子部品４００Ａを収容する収容空間をアンテナベース９１０Ａとともに形成している。
　電子部品４００Ａは、第１基板３００Ａの下方に位置している。言い換えると、電子部品４００Ａは、第１基板３００Ａの第１導体１００Ａが位置する側の反対側に位置している。電子部品４００Ａは、例えば、ＬＮＡである。電子部品４００Ａは、第１放射素子２２０Ａに電気的に接続されている。例えば、電子部品４００Ａは、図２又は図３に示す第１導体層３２０Ａに設けられた導体パターンと、図１に示す給電ピン２４０Ａと、を介して、第１放射素子２２０Ａに電気的に接続されている。
　シールドケース５００Ａは、電子部品４００Ａを保護している。具体的には、シールドケース５００Ａは、第１導体１００Ａの下方に位置している。また、シールドケース５００Ａは、第１基板３００Ａ及び電子部品４００Ａを下方から覆うキャビティを画定している。これによって、シールドケース５００Ａは、電子部品４００Ａを、静電気放電（ＥＳＤ）、ノイズ等の電気的因子や、接触、衝突等の物理的因子から物理的及び電気的に保護することができる。
　図９に示す第１例では、シールドケース５００Ａがアンテナベース９１０Ａと一体となっている。シールドケース５００Ａ及びアンテナベース９１０Ａの表面には、シールドケース５００Ａ及びアンテナベース９１０Ａの腐食を防止するため、カチオン塗装等の絶縁性塗装が施されていてもよい。
　図９に示す第１例において、シールドケース５００Ａ及びアンテナベース９１０Ａは、第１導体１００Ａを支持する支持体となっている。第１導体１００Ａは、複数の固定具５１０Ａによってシールドケース５００Ａに固定されている。各固定具５１０Ａは例えばビスである。固定具５１０Ａが用いられる場合、第１導体１００Ａをシールドケース５００Ａに固定することで、円偏波用アンテナ２００Ａを設置することができる。したがって、第１基板３００Ａ等、第１導体１００Ａと異なる部材をシールドケース５００Ａに固定する必要がない。このため、第１基板３００Ａ等、第１導体１００Ａと異なる部材をシールドケース５００Ａに固定する場合と比較して、アンテナ装置１０Ａのサイズを小さくすることができる。
　具体的には、図９に示す第１例では、円偏波用アンテナ２００Ａの前方に位置する固定具５１０Ａによって第１導体１００Ａの前側端部がシールドケース５００Ａの前側端部に固定されている。また、円偏波用アンテナ２００Ａの後方に位置する固定具５１０Ａによって第１導体１００Ａの後側端部がシールドケース５００Ａの後側端部に固定されている。したがって、図９に示す第１例では、第１基板３００Ａの前側端部をシールドケース５００Ａの前側端部に固定する必要がない。このため、第１基板３００Ａの前側端部を円偏波用アンテナ２００Ａの前側端部より前方に位置させる必要がない。また、図９に示す第１例では、第１基板３００Ａの後側端部をシールドケース５００Ａの後側端部に固定する必要がない。このため、第１基板３００Ａの後側端部を円偏波用アンテナ２００Ａの後側端部より後方に位置させる必要がない。したがって、第１基板３００Ａの前側端部が円偏波用アンテナ２００Ａの前側端部より前方に位置する場合又は第１基板３００Ａの後側端部が円偏波用アンテナ２００Ａの後側端部より後方に位置する場合と比較して、第１基板３００Ａの第１方向Ｘの長さを短くすることができる。
　上述した説明と同様にして、第１導体１００Ａの右側端部は、シールドケース５００Ａに固定されていてもよい。この場合、第１基板３００Ａの右側端部をシールドケース５００Ａに固定する必要がない。このため、第１基板３００Ａの右側端部を円偏波用アンテナ２００Ａの右側端部より右方に位置させる必要がない。第１導体１００Ａの左側端部は、シールドケース５００Ａに固定されていてもよい。この場合、第１基板３００Ａの左側端部をシールドケース５００Ａに固定する必要がない。このため、第１基板３００Ａの左側端部を円偏波用アンテナ２００Ａの左側端部より左方に位置させる必要がない。よって、第１基板３００Ａの右側端部が円偏波用アンテナ２００Ａの右側端部より右方に位置する場合又は第１基板３００Ａの左側端部が円偏波用アンテナ２００Ａの左側端部より左方に位置する場合と比較して、第１基板３００Ａの第２方向Ｙの長さを短くすることができる。
　上述した説明では、第１導体１００Ａの第１方向Ｘの端部及び第２方向Ｙの端部をシールドケース５００Ａに固定することで、第１基板３００Ａの第１方向Ｘ及び第２方向Ｙの長さを短くしている。しかしながら、第１基板３００Ａの長さを短くすることができる方向は、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに限定されない。すなわち、第３方向Ｚに垂直な所望の方向における第１導体１００Ａの端部をシールドケース５００Ａに固定してもよい。この場合、第１基板３００Ａの当該所望の方向の端部をシールドケース５００Ａに固定する必要がない。よって、第１基板３００Ａの当該所望の方向の端部がシールドケース５００Ａに固定されている場合と比較して、第１基板３００Ａの当該所望の方向における長さを短くすることができる。
　シールドケース５００Ａが金属からなる場合、第１導体１００Ａは、固定具５１０Ａを介してシールドケース５００Ａに電気的に接続されていてもよい。この例において、固定具５１０Ａ及びアンテナベース９１０Ａは、同電位であってもよい。これによって、第１導体１００Ａは、固定具５１０Ａを介してアンテナベース９１０Ａと同電位にすることができる。
　図１０は、実施形態１に係るアンテナ装置１０Ａの実装の第２例を示す側面図である。図１０に示す第２例は、以下の点を除いて、図９に示す第１例と同様である。
　図１０に示す第２例では、シールドケース５００Ａがアンテナベース９１０Ａと別体となっている。第１導体１００Ａは、例えば、アンテナベース９１０Ａに取り付けられた樹脂ホルダやアンテナベース９１０Ａと一体となったボス等の支持体に固定されている。したがって、第１基板３００Ａを当該支持体に固定する必要がない。このため、図１０に示す第２例では、第１基板３００Ａを当該支持体に固定する場合と比較して、第１基板３００Ａのサイズを小さくすることができる。
　図１１は、実施例２に係るアンテナ装置１０Ａ２の仰角に対する平均利得と、比較例２に係るアンテナ装置１０Ｋ２の仰角に対する平均利得と、を示すグラフである。図１２は、実施例２に係るアンテナ装置１０Ａ２の側面図である。図１３は、比較例２に係るアンテナ装置１０Ｋ２の側面図である。
　図１１に示すグラフの横軸は、アンテナ装置の仰角（単位：ｄｅｇ）を示している。図１２及び図１３において、アンテナ装置の仰角０ｄｅｇは、ＸＹ平面の水平を基準としたＸＹ平面全周であり、アンテナ装置の仰角９０ｄｅｇは、第３方向Ｚの正方向を基準としたＸＹ平面全周である。なお、図１１のグラフの横軸に付された「Ｓ．Ａ．」は、Ｓｏｌｉｄ　Ａｎｇｌｅを示している。図１１に示すグラフの縦軸は、アンテナ装置の平均利得（単位：ｄＢｉＬ／ｄＢｉｃ）を示している。
　図１２を参照して、実施例２に係るアンテナ装置について説明する。
　実施例２に係るアンテナ装置は、ＳＸＭ用アンテナである。実施例２に係るアンテナ装置は、実施形態１に係るアンテナ装置１０Ａと同様にして、第１導体１００Ａ２、円偏波用アンテナ２００Ａ２、第１基板３００Ａ２、電子部品４００Ａ２及びシールドケース５００Ａ２を備えている。実施例２に係る円偏波用アンテナ２００Ａ２は、誘電体２１０Ａ２及び第１放射素子２２０Ａ２を有している。
　実施例２では、第１基板３００Ａ２の第１方向Ｘの正方向側の端部の位置が、誘電体２１０Ａ２の第１方向Ｘの正方向側の端部よりも第１方向Ｘの負方向側にずれている。これによって、電子部品４００Ａ２の第１方向Ｘの中心は、誘電体２１０Ａ２の第１方向Ｘの中心に対して第１方向Ｘの負方向側にずれている。円偏波用アンテナ２００Ａ２の第１方向Ｘの正方向側に位置する固定具５１０Ａ２によって、第１導体１００Ａ２の第１方向Ｘの正方向側の端部がシールドケース５００Ａ２の第１方向Ｘの正方向側の端部に固定されている。円偏波用アンテナ２００Ａ２の第１方向Ｘの負方向側に位置する固定具５１０Ａ２によって、第１基板３００Ａ２の第１方向Ｘの負方向側の端部がシールドケース５００Ａ２の第１方向Ｘの負方向側の端部に固定されている。
　図１３を参照して、比較例２に係るアンテナ装置１０Ｋ２について説明する。比較例２に係るアンテナ装置１０Ｋ２は、以下の点を除いて、実施例２に係るアンテナ装置１０Ａ２と同様である。
　比較例２に係るアンテナ装置１０Ｋ２は、円偏波用アンテナ２００Ｋ２、第１基板３００Ｋ２、電子部品４００Ｋ２及びシールドケース５００Ｋ２を備えている。比較例２に係るアンテナ装置１０Ｋ２は、実施例２に係る第１導体１００Ａ２を備えていない。実施例２に係る円偏波用アンテナ２００Ｋ２は、誘電体２１０Ｋ２及び第１放射素子２２０Ｋ２を有している。
　比較例２では、円偏波用アンテナ２００Ｋ２の第１方向Ｘの正方向側に位置する固定具５１０Ｋ２によって、第１基板３００Ｋ２の第１方向Ｘの正方向側の端部がシールドケース５００Ｋ２の第１方向Ｘの正方向側の端部に固定されている。円偏波用アンテナ２００Ｋ２の第１方向Ｘの負方向側に位置する固定具５１０Ｋ２によって、第１基板３００Ｋ２の第１方向Ｘの負方向側の端部がシールドケース５００Ｋ２の第１方向Ｘの負方向側の端部に固定されている。
　図１１を参照して、実施例２に係るアンテナ装置の仰角に対する平均利得と、比較例２に係るアンテナ装置の仰角に対する平均利得と、について説明する。
　図１１に示すように、実施例２に係るアンテナ装置１０Ａ２の仰角に対する平均利得は、比較例２に係るアンテナ装置１０Ｋ２の仰角に対する平均利得とほぼ同様となった。図１１に示す結果より、第１導体１００Ａ２が設けられている場合、第１基板３００Ａ２の第１方向Ｘの長さが比較例２に係る第１基板３００Ｋ２の第１方向Ｘの長さより短くなっても、実施例２に係るアンテナ装置１０Ａ２の仰角に対する平均利得は、比較例２に係るアンテナ装置１０Ｋ２の仰角に対する平均利得とほぼ同一に維持することができるといえる。
　図１４は、実施形態２に係るアンテナ装置１０Ｂの側面図である。実施形態２に係るアンテナ装置１０Ｂは、以下の点を除いて、実施形態１に係るアンテナ装置１０Ａと同様である。
　実施形態２に係るアンテナ装置１０Ｂは、第２導体１００Ｂ及び直線偏波用アンテナ２００Ｂを備えている。直線偏波用アンテナ２００Ｂは、第２放射素子２１０Ｂを有している。第２放射素子２１０Ｂの下端は、給電部２１２Ｂとなっている。
　実施形態２において、直線偏波用アンテナ２００Ｂは、モノポールアンテナである。また、実施形態２において、直線偏波用アンテナ２００Ｂは、例えば、電話等のテレマティクス用アンテナ、Ｖ２Ｘ（Ｖｅｈｉｃｌｅ－ｔｏ－ｅｖｅｒｙｔｈｉｎｇ）用アンテナ、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）用アンテナ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）用アンテナとして動作可能になっている。第２放射素子２１０Ｂは、第２導体１００Ｂに対して略垂直となっている。第２放射素子２１０Ｂの第３方向Ｚの長さは、直線偏波用アンテナ２００Ｂの使用周波数の波長λの１／４倍と略等しくなっている。例えば、第２放射素子２１０Ｂの第３方向Ｚの長さは、λ／８以上３λ／８以下である。
　給電部２１２Ｂは、第２導体１００Ｂ及び第２基板３００Ｂを貫通して設けられた導体を介して、第２基板３００Ｂの下面に設けられた導体パターンに電気的に接続されている。図９又は図１０を用いて説明した例と同様にして、第２基板３００Ｂの下方には、ＬＮＡ等の電子部品が設けられていてもよいし、当該電子部品を保護するシールドケースがさらに設けられていてもよい。
　第２導体１００Ｂの水平方向のサイズは、例えば、略λ／４以上となっている。具体的には、第２導体１００Ｂの第１方向Ｘの長さ及び第２方向Ｙの長さの各々は、例えば、略λ／４以上となっている。この例においては、第２導体１００Ｂの水平方向のサイズが略λ／４未満である場合と比較して、直線偏波用アンテナ２００Ｂから第３方向Ｚの正方向側へ放射される電波を大きくすることができる。
　図１５は、比較形態２．１に係る直線偏波用アンテナ２００Ｂから放射される電波を説明するための側面図である。図１６は、比較形態２．２に係る直線偏波用アンテナ２００Ｂから放射される電波を説明するための側面図である。図１７は、実施形態２に係る直線偏波用アンテナ２００Ｂから放射される電波を説明するための側面図である。
　まず、図１５に示す比較形態２．１について説明する。比較形態２．１では、第２基板３００Ｂの水平方向のサイズがλ／４以上となっている。具体的には、第２基板３００Ｂの第１方向Ｘの長さ及び第２方向Ｙの長さの各々がλ／４以上となっている。第２放射素子２１０Ｂの下端と第２基板３００Ｂの上面との間には、実施形態２に係る第２導体１００Ｂが設けられていない。第２基板３００Ｂに設けられたグランドパターンにより、第２基板３００Ｂは、グランド板として機能している。
　比較形態２．１においては、図１５に示す直線偏波用アンテナ２００Ｂの左方に図示されているように、第２方向Ｙの正方向から見て、第２放射素子２１０Ｂに第２電流定在波ＩＢ及び第２電圧定在波ＶＢが生じている。第２電流定在波ＩＢの振幅は、第２放射素子２１０Ｂの上端部においてほぼゼロとなっている。第２電流定在波ＩＢの振幅は、第２放射素子２１０Ｂの下端部においてほぼ最大となっている。第２電流定在波ＩＢの位相及び第２電圧定在波ＶＢの位相は、第２電流定在波ＩＢ及び第２電圧定在波ＶＢの波長の１／４倍だけ異なっている。したがって、第２電圧定在波ＶＢの振幅は、第２放射素子２１０Ｂの上端部においてほぼ最大となっている。第２電圧定在波ＶＢの振幅は、第２放射素子２１０Ｂの下端部においてほぼゼロとなっている。
　比較形態２．１では、第２基板３００Ｂがグランド板として機能している。このため、第２基板３００Ｂに関して直線偏波用アンテナ２００Ｂと略対称な位置に直線偏波用アンテナ２００Ｂの鏡像アンテナが疑似的に生成されているとみなすことができる。このため、モノポールアンテナである直線偏波用アンテナ２００Ｂがダイポールアンテナと同様に動作することができる。これによって、第２放射素子２１０Ｂが電波の波源となっている。具体的には、第２放射素子２１０Ｂからは、直線偏波用アンテナ２００Ｂの第１方向Ｘの負方向側に付された破線によって模式的に示される波面を有する電波が放射されている。当該電波は、直線偏波用アンテナ２００Ｂの第１方向Ｘの負方向側に付されたブロック矢印によって模式的に示されるように、第１方向Ｘの負方向に対して第３方向Ｚの正方向に向けて斜め上に伝搬している。また、直線偏波用アンテナ２００Ｂの第１方向Ｘの正方向側でも、直線偏波用アンテナ２００Ｂの第１方向Ｘの負方向側と同様にして、第２放射素子２１０Ｂから電波が放射されている。
　次に、図１６に示す比較形態２．２について説明する。比較形態２．２は、第２基板３００Ｂの水平方向のサイズがλ／４未満である点を除いて、比較形態２．１と同様である。具体的には、比較形態２．２における第２基板３００Ｂの第１方向Ｘの長さ及び第２方向Ｙの長さの各々は、λ／４未満となっている。
　比較形態２．２においても、比較形態２．１と同様にして、第２放射素子２１０Ｂが電波の波源となっている。しかしながら、比較形態２．２における第２基板３００Ｂの第１方向Ｘの長さはλ／４未満となっている。このため、比較形態２．１と比較して、直線偏波用アンテナ２００Ｂの放射抵抗が低くなり、第２放射素子２１０Ｂからの電波の放射態様が変化して、直線偏波用アンテナ２００Ｂの放射効率が減少しやすくなっている。
　次に、図１７に示す実施形態２について説明する。図１７に示す実施形態２では、直線偏波用アンテナ２００Ｂの下端と第２基板３００Ｂの上面との間に第２導体１００Ｂの少なくとも一部分が位置している。また、図１７に示す実施形態２では、第２導体１００Ｂの水平方向のサイズがλ／４以上となっている。具体的には、第１導体１００Ａの第１方向Ｘの長さ及び第２方向Ｙの長さの各々がλ／４以上となっている。
　図１７に示す実施形態２では、第２基板３００Ｂの第１方向Ｘの長さがλ／４未満となっている。しかしながら、実施形態２では、第２導体１００Ｂの第１方向Ｘの長さがλ／４以上となっている。また、第２導体１００Ｂは、グランド板として機能している。したがって、実施形態２における第２放射素子２１０Ｂからの電波の放射モードは、比較形態２．１における第２放射素子２１０Ｂからの電波の放射モードとほぼ同様にすることができる。このため、実施形態２における直線偏波用アンテナ２００Ｂから第３方向Ｚの正方向側へ放射される電波は、比較形態２．１における直線偏波用アンテナ２００Ｂから第３方向Ｚの正方向側へ放射される電波とほぼ同一にすることができる。
　図６に示す実施形態１と図４に示す比較形態１．１との比較と同様にして、実施形態２では、比較形態２．１と比較して、アンテナ装置１０Ｂの設計の自由度を高くすることができる。なお、図１７に示す実施形態２では、実施形態２では、第２導体１００Ｂの第１方向Ｘの長さがλ／４以上となっている。しかしながら、第２導体１００Ｂの第１方向Ｘの長さは、厳密にλ／４以上でなくてもよい。例えば、第２導体１００Ｂの第１方向Ｘの長さは、λ／４より僅かに短くてもよい。
　図１５～図１７を用いた説明より、直線偏波用アンテナ２００Ｂは、モノポールアンテナに代えて、逆Ｌアンテナ、逆Ｆアンテナ等、グランドとして機能する第２導体１００Ｂに関して略対称な位置に疑似的に生成される鏡像アンテナを利用するアンテナであってもよい。
　図１８は、実施例３．１及び実施例３．２に係るアンテナ装置の指向性を示すグラフである。図１９は、比較例３．１、比較例３．２、比較例３．３、比較例３．４及び比較例３．５に係るアンテナ装置の指向性を示すグラフである。図１８及び図１９に示すグラフに付された目盛の数値は、アンテナ装置の利得（単位：ｄＢ）を示している。
　実施例３．１及び実施例３．２に係るアンテナ装置は、実施形態２に係るアンテナ装置１０Ｂと同様の構成を有している。具体的には、実施例３．１及び実施例３．２において、直線偏波用アンテナ２００Ｂは、第３方向Ｚの長さが７５ｍｍのモノポールアンテナとした。第２導体１００Ｂは、第１方向Ｘの長さ及び第２方向Ｙの長さの双方が３００ｍｍの金属プレートとした。実施例３．１に係る第２基板３００Ｂは、第１方向Ｘの長さ及び第２方向Ｙの長さの双方が３００ｍｍの基板とした。実施例３．２に係る第２基板３００Ｂは、第１方向Ｘの長さ及び第２方向Ｙの長さの双方が３０ｍｍの基板とした。
　実施例３．１及び実施例３．２において、直線偏波用アンテナ２００Ｂの使用周波数は１ＧＨｚとした。したがって、実施例３．１及び実施例３．２において、直線偏波用アンテナ２００Ｂの第３方向Ｚの長さは約λ／４である。実施例３．１において、第２基板３００Ｂの第１方向Ｘの長さ及び第２方向Ｙの長さは約λである。実施例３．２において、第２基板３００Ｂの第１方向Ｘの長さ及び第２方向Ｙの長さは約λ／１０である。
　比較例３．１～比較例３．５に係るアンテナ装置は、第２放射素子２１０Ｂの下端と第２基板３００Ｂの上面との間に実施形態２に係る第２導体１００Ｂが設けられていない点を除いて、実施形態２に係る第２導体１００Ｂと同様の構成を有している。具体的には、比較例３．１～比較例３．５において、直線偏波用アンテナ２００Ｂは、第３方向Ｚの長さが７５ｍｍのモノポールアンテナとした。比較例３．１に係る第２基板３００Ｂは、第１方向Ｘの長さ及び第２方向Ｙの長さの双方が６００ｍｍの基板とした。比較例３．２に係る第２基板３００Ｂは、第１方向Ｘの長さ及び第２方向Ｙの長さの双方が３００ｍｍの基板とした。比較例３．３に係る第２基板３００Ｂは、第１方向Ｘの長さ及び第２方向Ｙの長さの双方が１５０ｍｍの基板とした。比較例３．４に係る第２基板３００Ｂは、第１方向Ｘの長さ及び第２方向Ｙの長さの双方が７５ｍｍの基板とした。比較例３．５に係る第２基板３００Ｂは、第１方向Ｘの長さ及び第２方向Ｙの長さの双方が３０ｍｍの基板とした。
　比較例３．１～比較例３．５において、直線偏波用アンテナ２００Ｂの使用周波数は１ＧＨｚとした。したがって、比較例３．１～比較例３．５において、直線偏波用アンテナ２００Ｂの第３方向Ｚの長さは約λ／４である。比較例３．１において、第２基板３００Ｂの第１方向Ｘの長さ及び第２方向Ｙの長さは約２λである。比較例３．２において、第２基板３００Ｂの第１方向Ｘの長さ及び第２方向Ｙの長さは約λである。比較例３．３において、第２基板３００Ｂの第１方向Ｘの長さ及び第２方向Ｙの長さは約λ／２である。比較例３．４において、第２基板３００Ｂの第１方向Ｘの長さ及び第２方向Ｙの長さは約λ／４である。比較例３．５において、第２基板３００Ｂの第１方向Ｘの長さ及び第２方向Ｙの長さは約λ／１０である。
　比較例３.１～比較例３．５では、図１９に示すように、第２基板３００Ｂの水平方向のサイズがλである場合の放射効率と、第２基板３００Ｂの水平方向のサイズが２λである場合の放射効率と、はほとんど変わらなかった。一方、第２基板３００Ｂの水平方向のサイズがλより小さくなるほど、アンテナ装置の利得がほぼ全方向において低下した。これに対して、実施例３．１及び実施例３．２では、図１８に示すように、第２基板３００Ｂの水平方向のサイズによらず、アンテナ装置の利得はほぼ一定となった。また、実施例３．１及び実施例３．２の双方に係るアンテナ装置の利得は、比較例３．２に係るアンテナ装置の利得とほぼ同様であった。図１８に示す結果と図１９に示す結果との比較より、実施例３．１及び実施例３．２では、第２基板３００Ｂの水平方向のサイズによらず、第２導体１００Ｂが直線偏波用アンテナ２００Ｂのグランドとして機能しているといえる。
　図２０は、変形例１に係る第３導体１００Ｃの上面図である。変形例１に係る第３導体１００Ｃは、以下の点を除いて、実施形態１に係る第１導体１００Ａ又は実施形態２に係る第２導体１００Ｂと同様である。図２０において、第３方向Ｚを示す黒点付き白丸は、紙面の奥から手前に向かう方向が第３方向Ｚの正方向であり、紙面の手前から奥に向かう方向が第３方向Ｚの負方向であることを示している。
　第３方向Ｚから見て、第３導体１００Ｃは、放射状となっている。この場合においても、第３方向Ｚから見たときの第３導体１００Ｃの全体のサイズと、第３方向Ｚから見たときに第３導体１００Ｃによって占められる面積と、を適切に調整することで、実施形態１に係る面状の第１導体１００Ａ又は実施形態２に係る面状の第２導体１００Ｂと同様にして、第３導体１００Ｃは、第３方向Ｚに第３導体１００Ｃと重なるアンテナのグランドとして機能することができる。
　図２１は、変形例２に係る第４導体１００Ｄの上面図である。変形例２に係る第４導体１００Ｄは、以下の点を除いて、実施形態１に係る第１導体１００Ａ又は実施形態２に係る第２導体１００Ｂと同様である。
　第３方向Ｚから見て、第４導体１００Ｄは、メッシュ状となっている。この場合においても、第３方向Ｚから見たときの第４導体１００Ｄの全体のサイズと、第３方向Ｚから見たときに第４導体１００Ｄによって占められる面積と、を適切に調整することで、実施形態１に係る面状の第１導体１００Ａ又は実施形態２に係る面状の第２導体１００Ｂと同様にして、第４導体１００Ｄは、第３方向Ｚに第４導体１００Ｄと重なるアンテナのグランドとして機能することができる。
　以上、図面を参照して本発明の実施形態、実施例及び変形例について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
　例えば、実施形態１において、第１基板３００Ａの下方には、電子部品４００Ａが設けられていなくてもよい。この場合、第１基板３００Ａには、電子部品４００Ａに代えて、伝送線路及びケーブルが設けられていてもよい。すなわち、実施形態１は、ＬＮＡを備えていないアンテナ装置にも適用可能である。
　また、第１導体１００Ａ、第２導体１００Ｂ、第３導体１００Ｃ、第４導体１００Ｄ等の導体の形状は、実施形態及び変形例に係る形状に限定されない。例えば、導体は、第１導体１００Ａについて説明した形状と第３導体１００Ｃについて説明した形状との組み合わせ等、異なる形状の組み合わせであってもよい。すなわち、導体は、例えば、面状、放射状及びメッシュ状の少なくとも１つを含んでいてもよい。
　本実施形態のアンテナ装置は、車両に搭載されたり、取り付けられたりするアンテナ装置であってもよいし、車両に持ち込まれたり、車両内で用いられたりしてもよい。また、本実施形態のアンテナ装置は、車輪のついた乗り物である「車両」に用いられることに限定されず、例えば、ドローン等の飛行隊、探査機、車輪を有さない建機、農機、船舶等の移動体に用いられてもよい。
　本明細書によれば、以下の態様が提供される。
（態様１）
　態様１は、
　導体と、
　少なくとも一部分が前記導体の少なくとも一部分と重なる誘電体と、前記誘電体の前記導体が位置する側の反対側に位置する第１放射素子と、前記誘電体及び前記導体の間に位置するグランド素子と、を有する円偏波用アンテナ、及び、少なくとも一部分が前記導体の少なくとも一部分と重なる第２放射素子を有する直線偏波用アンテナ、の少なくとも一方と、
を備えるアンテナ装置である。
　態様１によれば、導体のサイズ等の構成を適切に設定することで、アンテナ（円偏波用アンテナ及び直線偏波用アンテナの少なくとも一方）からアンテナの導体が位置する側の反対側へ放射される電波を調整することができる。したがって、アンテナからアンテナの導体が位置する側の反対側へ放射される電波に応じて、アンテナに設けられる部材のサイズ等の構成を調整する必要がない。このため、態様１によれば、導体が設けられていない場合と比較して、アンテナ装置の設計の自由度を高くすることができる。
（態様２）
　態様２は、
　前記導体が面状、放射状及びメッシュ状の少なくとも１つを含む、態様１に記載のアンテナ装置である。
　態様２によれば、導導体が面状、放射状及びメッシュ状のいずれであっても、導体が設けられていない場合と比較して、アンテナ装置の設計の自由度を高くすることができる。
（態様３）
　態様３は、
　前記導体の所定方向のサイズが、前記誘電体の前記所定方向のサイズより大きい、態様１又は２に記載のアンテナ装置である。
　態様３によれば、導体の所定方向のサイズが誘電体の所定方向のサイズ以下である場合と比較して、円偏波用アンテナから円偏波用アンテナの導体が位置する側の反対側へ放射される電波を大きくすることができる。
（態様４）
　態様４は、
　前記導体の所定方向のサイズが、前記直線偏波用アンテナの使用周波数の波長の略１／４倍以上である、態様１又は２に記載のアンテナ装置である。
　態様４によれば、導体の所定方向のサイズが直線偏波用アンテナの使用周波数の波長の略１／４倍未満である場合と比較して、直線偏波用アンテナから直線偏波用アンテナの導体が位置する側の反対側へ放射される電波を大きくすることができる。
（態様５）
　態様５は、
　前記円偏波用アンテナ及び前記直線偏波用アンテナの前記少なくとも一方に電気的に接続された電子部品が設けられた基板をさらに備え、
　前記導体の少なくとも一部分が、前記円偏波用アンテナ及び前記直線偏波用アンテナの前記少なくとも一方と、前記基板と、の間に位置する、態様１～４のいずれか一に記載のアンテナ装置である。
　態様５によれば、基板のサイズによらず、導体のサイズ等の構成を適切に設定することで、アンテナ（円偏波用アンテナ及び直線偏波用アンテナの少なくとも一方）からアンテナの導体が位置する側の反対側へ放射される電波を調整することができる。このため、態様５によれば、導体が設けられていない場合と比較して、基板の設計の自由度を高くすることができる。
（態様６）
　態様６は、
　前記電子部品を保護するシールドケースをさらに備える、態様５に記載のアンテナ装置である。
　態様６によれば、シールドケースによって、電子部品を電気的及び物理的に保護することができる。
（態様７）
　態様７は、
　前記基板の前記電子部品が設けられた側に設けられた導体パターンをさらに備える、態様５又は６に記載のアンテナ装置である。
　態様７によれば、導体パターンを介して、アンテナ（円偏波用アンテナ及び直線偏波用アンテナの少なくとも一方）を電子部品に電気的に接続することができる。
（態様８）
　態様８は、
　前記基板に設けられ、前記導体と前記導体パターンとを電気的に接続する接続導体をさらに備える、態様７に記載のアンテナ装置である。
　態様８によれば、接続導体を介して導体と導体パターンとを同電位にすることができる。
（態様９）
　態様９は、
　前記導体が金属からなる、態様１～８のいずれか一に記載のアンテナ装置である。
　態様９によれば、導体が金属と異なる材料からなる場合と比較して、導体の加工を容易にすることができる。
（態様１０）
　態様１０は、
　前記導体の少なくとも一部分が折り曲げられている、態様１～９のいずれか一に記載のアンテナ装置である。
　態様１０によれば、導体が折り曲げられていない場合と比較して、支持体への導体の取り付け方法の自由度を高くすることができる。
（態様１１）
　態様１１は、
　前記導体を支持する支持体と、
　前記導体を前記支持体に固定する固定具と、
をさらに備える、態様１～１０のいずれか一に記載のアンテナ装置である。
　態様１１によれば、導体を支持体に固定することで、アンテナ（円偏波用アンテナ及び直線偏波用アンテナの少なくとも一方）を設置することができる。したがって、導体と異なる部材を支持体に固定する必要がなくなる。このため、導体と異なる部材を支持体に固定する場合と比較して、アンテナ装置のサイズを小さくすることができる。
　この出願は、２０２２年１月２６日に出願された日本出願特願２０２２－０１０４１７号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。
１０Ａ，１０Ａ２，１０Ｂ，１０Ｋ２　アンテナ装置、１００Ａ，１００Ａ２　第１導体、１００Ｂ　第２導体、１００Ｃ　第３導体、１００Ｄ　第４導体、１０２Ａ　第１貫通孔、２００Ａ，２００Ａ２，２００Ｋ２　円偏波用アンテナ、２００Ｂ　直線偏波用アンテナ、２１０Ａ，２１０Ａ２，２１０Ｋ２　誘電体、２１０Ｂ　第２放射素子、２１２Ｂ　給電部、２２０Ａ，２２０Ａ２，２２０Ｋ２　第１放射素子、２３０Ａ　グランド素子、２３２Ａ　第２貫通孔、２４０Ａ　給電ピン、３００Ａ，３００Ａ２，３００Ｋ２　第１基板、３００Ｂ　第２基板、３０２Ａ　第３貫通孔、３１０Ａ　誘電体層、３１２Ａ　接続導体、３２０Ａ　第１導体層、３３０Ａ　第２導体層、４００Ａ，４００Ａ２，４００Ｋ２　電子部品、５００Ａ，５００Ａ２，５００Ｋ２　シールドケース、５１０Ａ，５１０Ａ２，５１０Ｋ２　固定具、９１０Ａ　アンテナベース、９２０Ａ　アンテナケース、ＩＡ　第１電流定在波、ＩＢ　第２電流定在波、ＶＡ　第１電圧定在波、ＶＢ　第２電圧定在波、Ｘ　第１方向、Ｙ　第２方向、Ｚ　第３方向

Claims (11)

  1. 　導体と、
    　少なくとも一部分が前記導体の少なくとも一部分と重なる誘電体と、前記誘電体の前記導体が位置する側の反対側に位置する第１放射素子と、前記誘電体及び前記導体の間に位置するグランド素子と、を有する円偏波用アンテナ、及び、少なくとも一部分が前記導体の少なくとも一部分と重なる第２放射素子を有する直線偏波用アンテナ、の少なくとも一方と、
    を備えるアンテナ装置。
  2. 　前記導体が面状、放射状及びメッシュ状の少なくとも１つを含む、請求項１に記載のアンテナ装置。
  3. 　前記導体の所定方向のサイズが、前記誘電体の前記所定方向のサイズより大きい、請求項１又は２に記載のアンテナ装置。
  4. 　前記導体の所定方向のサイズが、前記直線偏波用アンテナの使用周波数の波長の略１／４倍以上である、請求項１又は２に記載のアンテナ装置。
  5. 　前記円偏波用アンテナ及び前記直線偏波用アンテナの前記少なくとも一方に電気的に接続された電子部品が設けられた基板をさらに備え、
    　前記導体の少なくとも一部分が、前記円偏波用アンテナ及び前記直線偏波用アンテナの前記少なくとも一方と、前記基板と、の間に位置する、請求項１～４のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
  6. 　前記電子部品を保護するシールドケースをさらに備える、請求項５に記載のアンテナ装置。
  7. 　前記基板の前記電子部品が設けられた側に設けられた導体パターンをさらに備える、請求項５又は６に記載のアンテナ装置。
  8. 　前記基板に設けられ、前記導体と前記導体パターンとを電気的に接続する接続導体をさらに備える、請求項７に記載のアンテナ装置。
  9. 　前記導体が金属からなる、請求項１～８のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
  10. 　前記導体の少なくとも一部分が折り曲げられている、請求項１～９のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
  11. 　前記導体を支持する支持体と、
    　前記導体を前記支持体に固定する固定具と、
    をさらに備える、請求項１～１０のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
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