WO2024034680A1 - パッチアンテナ - Google Patents

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WO2024034680A1
WO2024034680A1 PCT/JP2023/029349 JP2023029349W WO2024034680A1 WO 2024034680 A1 WO2024034680 A1 WO 2024034680A1 JP 2023029349 W JP2023029349 W JP 2023029349W WO 2024034680 A1 WO2024034680 A1 WO 2024034680A1
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WO
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radiating element
patch antenna
dielectric
antenna
power feeding
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/029349
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
寛人 家田
和博 小和板
Original Assignee
株式会社ヨコオ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社ヨコオ filed Critical 株式会社ヨコオ
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    • 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
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/28—Combinations of substantially independent non-interacting antenna units or systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/30—Combinations of separate antenna units operating in different wavebands and connected to a common feeder system
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/30—Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H01Q5/307—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way
    • H01Q5/342—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way for different propagation modes
    • H01Q5/357—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way for different propagation modes using a single feed point

Definitions

  • the present invention relates to a patch antenna.
  • Patent Document 1 describes a patch antenna that includes two radiating elements that correspond to radio waves in different frequency bands, and in which a feeding section is disposed in each of the two radiating elements.
  • the shape of the radiating element is restricted depending on the position of the feeding section, so the degree of freedom in designing the patch antenna is low.
  • An example of the purpose of the present invention is to improve the degree of freedom in designing a patch antenna.
  • Other objects of the invention will become apparent from the description herein.
  • One aspect of the present invention includes a first radiating element, a second radiating element located so as to surround the first radiating element, and a second radiating element located between the first radiating element and the second radiating element in a plan view. and at least one power feeding section.
  • One aspect of the present invention includes a dielectric, a first radiating element located on one surface of the dielectric, and a first radiating element located on the dielectric outside the first radiating element so as to surround the first radiating element.
  • the patch antenna includes two radiating elements, and at least one feeding section located on the dielectric between the first radiating element and the second radiating element.
  • One aspect of the present invention includes a dielectric, at least one feeder located on the dielectric, a first radiating element located on one surface of the dielectric, and a first radiating element located on the dielectric outside the first radiating element. a second radiating element located therein, and the at least one feeding section is a patch antenna located outside the second radiating element.
  • the degree of freedom in designing the patch antenna can be improved.
  • FIG. 2 is a plan view of the patch antenna 10 of the first embodiment. It is a perspective view of patch antenna 10 of a 1st embodiment.
  • FIG. 3 is a plan view of a patch antenna 10X of a first comparative example.
  • FIG. 7 is a plan view of a patch antenna 10Y of a second comparative example.
  • FIG. 7 is a plan view of a patch antenna 10Z of a third comparative example. It is a graph which shows an example of the frequency characteristic of patch antenna 10X, patch antenna 10Y, and patch antenna 10Z.
  • 3 is a graph showing an example of frequency characteristics of a patch antenna 10.
  • FIG. 3 is a list of widths GP in patch antenna 10. It is a graph showing an example of the results when changing the width GP.
  • patch antenna 10A of a 1st modification It is a perspective view of patch antenna 10B of a 2nd modification. It is a top view of patch antenna 10C of a 3rd modification. It is a perspective view of patch antenna 10D of a 4th modification. It is a perspective view of patch antenna 10E of a 5th modification. It is a top view of patch antenna 10F of a 6th modification. It is a top view of patch antenna 10G of a 7th modification. It is a top view of patch antenna 10H of the 8th modification. It is a perspective view of patch antenna 10I of a ninth modification. It is a perspective view of patch antenna 10J of a 10th modification. FIG.
  • FIG. 2 is a perspective view of a state before a power feeding section 15 is assembled to a dielectric 14 in a first example of the assembly procedure of the patch antenna 10.
  • FIG. FIG. 3 is a perspective view of a state after a power feeding section 15 is assembled to a dielectric 14 in a first example of the assembly procedure of the patch antenna 10.
  • FIG. FIG. 3 is an enlarged perspective view of the vicinity of the pin hole 36 of the dielectric 14.
  • FIG. FIG. 7 is a perspective view of a second example of the procedure for assembling the patch antenna 10 before the power feeding section 15 is assembled to the dielectric 14;
  • FIG. 7 is a perspective view of a state after the power feeding part 15 is assembled to the dielectric 14, regarding a second example of the assembly procedure of the patch antenna 10;
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing a state before the power feeding part 15 is inserted into the pin hole 36 in a first example of the method of fixing the dielectric 14 and the power feeding part 15;
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing the state after the power feeding part 15 is inserted into the pin hole 36 in the first example of the method of fixing the dielectric 14 and the power feeding part 15.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing how the power feeding section 15 and the dielectric 14 are fixed in a first example of the method of fixing the dielectric 14 and the power feeding section 15;
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing a state before the power feeding part 15 is inserted into the pin hole 36 in a second example of the method of fixing the dielectric 14 and the power feeding part 15;
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing the state after the power feeding part 15 is inserted into the pin hole 36 in a second example of the method of fixing the dielectric 14 and the power feeding part 15.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing how the power feeding section 15 and the dielectric 14 are fixed in a second example of the method of fixing the dielectric 14 and the power feeding section 15;
  • It is an example of a current distribution diagram in patch antenna 10H.
  • 1 is a first example of a circuit diagram of a patch antenna 10.
  • FIG. 2 is a second example of a circuit diagram of the patch antenna 10.
  • FIG. 3 is a third example of a circuit diagram of the patch antenna 10.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of the antenna device 100 of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a plan view of a patch antenna 20 according to a second embodiment.
  • FIG. 3 is a plan view of a patch antenna 20X of a comparative example. It is a top view of patch antenna 20A of a modification.
  • FIG. 2 is a plan view of an antenna device 200 according to a second embodiment.
  • FIG. 3 is a plan view of an antenna device 200X of a first comparative example.
  • FIG. 7 is a plan view of an antenna device 200Y of a second comparative example.
  • FIG. 1 is a plan view of a patch antenna 10 according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view of the patch antenna 10 of the first embodiment.
  • each of the +X direction and the +Y direction is also a direction from one power feeding section 15 (described later) toward the center 40 of the patch antenna 10.
  • the normal direction to the front surface of the first radiating element 12 is defined as the "+Z direction.”
  • the opposite direction to the +X direction is the "-X direction.” Further, it may refer to both the +X direction and the -X direction, or may be simply referred to as the "X direction” to represent either the +X direction or the -X direction. Furthermore, in the same way as the -X direction and the X direction with respect to the +X direction, the "-Y direction” and “Y direction” with respect to the +Y direction, and the "-Z direction” and “Z direction” with respect to the +Z direction are also determined.
  • the "front surface” of the first radiating element 12 means, when the first radiating element 12 is arranged on the dielectric 14 as described later, the surface of the first radiating element 12 that is This is the surface opposite to the surface numbered 14. Furthermore, as described later, when the first radiating element 12 is formed of a conductive pattern on a substrate, the "front surface” of the first radiating element 12 refers to the side of the substrate on which the conductive pattern is formed. It is a surface.
  • the "center 40" of the patch antenna 10 is the geometric center of the outer edge shape of the patch antenna 10 (here, the outer edge shape of the dielectric material 14 described later) in a plan view as shown in FIG.
  • the "outer edge portion 41" of the patch antenna 10 is a region including the outer edge of the patch antenna 10 (here, the outer edge of the dielectric 14) in the plan view.
  • planar view is a planar view of the front surface of the first radiating element 12, and specifically, a view of the patch antenna 10 in the ⁇ Z direction.
  • the "normal direction to the front surface” of the first radiating element 12 is a direction perpendicular to the front surface of the first radiating element 12, This is the direction from the surface on the -Z direction side (hereinafter sometimes referred to as the "back surface") to the surface on the +Z direction side (front surface). That is, the "normal direction to the front surface” of the first radiating element 12 is the direction from the back surface of the first radiating element 12 to the front surface, and the direction from the front surface to the back surface of the first radiating element 12. It will not be in both directions, but in a fixed direction.
  • each of the +X direction, +Y direction, and +Z direction is represented by a line segment with an arrow in order to facilitate understanding of the direction of the patch antenna 10, etc.
  • the intersection of these line segments with arrows does not mean the coordinate origin.
  • the patch antenna 10 of this embodiment is arranged so that the +Z direction is the zenith direction. Therefore, in the following description, the +Z direction may be referred to as the "zenith direction” or the “upward direction,” and the -Z direction may be referred to as the “downward direction.” Furthermore, the direction parallel to the XY plane (that is, the direction parallel to the front surface of the first radiating element 12) is referred to as the "horizontal direction,” and the Z direction is referred to as the "vertical direction” or the "height direction.” There is.
  • the patch antenna 10 is a planar antenna, and corresponds to, for example, radio waves in a frequency band for the Global Navigation Satellite System (GNSS).
  • the patch antenna 10 of this embodiment is a so-called multi-band antenna that supports radio waves in multiple frequency bands.
  • the patch antenna 10 of this embodiment supports radio waves in two frequency bands: the L1 band (1559 MHz to 1610 MHz band) and the L5 band (1164 MHz to 1214 MHz band).
  • the frequency band of radio waves supported by the patch antenna 10 may be other than the combination of the two frequency bands of the L1 band and the L5 band.
  • the frequency band of radio waves supported by the patch antenna 10 may be, for example, a combination of two frequency bands, the L1 band and the L2 band (1212MHz to 1254MHz band), or a combination of the two frequency bands, the L1 band, the L2 band, and the L5 band. It may be a combination of two frequency bands.
  • the target frequency in each of the L1 band, L2 band, and L5 band is the center frequency in the patch antenna 10 of this embodiment.
  • the center frequency of the L1 band is 1575.42 MHz
  • the center frequency of the L2 band is 1227.60 MHz
  • the center frequency of the L5 band is 1176.45 MHz.
  • the shapes of a first radiating element 12 and a second radiating element 13, which will be described later, are designed based on a target frequency.
  • the frequency bands of radio waves supported by the patch antenna 10 include the L6 band (1273 MHz to 1284 MHz band), which is a combination of the L1 band, L2 band, and L5 band with a corrected satellite signal, and the L band (1525 MHz to 1559 MHz band). It's okay if it is.
  • the frequency band of the radio waves that the patch antenna 10 supports is not limited to the above-mentioned combination of specific frequency bands, but may be any combination of frequency bands. Further, the patch antenna 10 may support only radio waves in one frequency band.
  • the communication standards and frequency bands of radio waves that the patch antenna 10 supports are not limited to GNSS, and may be other communication standards and frequency bands.
  • the patch antenna 10 receives, for example, radio waves in a frequency band for Satellite Digital Audio Radio Service (SDARS) and radio waves in a frequency band for V2X (Vehicle to Everything: vehicle-to-vehicle communication, road-to-vehicle communication). You may respond.
  • SDARS Satellite Digital Audio Radio Service
  • V2X Vehicle to Everything: vehicle-to-vehicle communication, road-to-vehicle communication. You may respond.
  • the patch antenna 10 includes a first radiating element 12 , a second radiating element 13 , a dielectric 14 , and a feeding section 15 .
  • the first radiating element 12 and the second radiating element 13 may be collectively referred to as "radiating element 11.”
  • the radiating element 11 is a conductive member placed on the dielectric 14.
  • the outer edge shape of the radiating element 11 (herein, the outer edge shape of the second radiating element 13 described later) has a substantially quadrilateral shape (hereinafter referred to as "substantially quadrilateral shape") in a plan view as shown in FIG. ). Furthermore, as will be described later, the outer edge shape of the dielectric 14 is also substantially quadrilateral. The substantially quadrilateral shape formed by the outer edge shape of the radiating element 11 is smaller than the substantially quadrilateral shape formed by the outer edge shape of the dielectric material 14 .
  • quadrilateral refers to a shape consisting of four sides, including, for example, a square, a rectangle, a trapezoid, a parallelogram, and the like. Further, the “substantially quadrilateral” may have, for example, at least some corners cut out diagonally with respect to the sides. Furthermore, the “substantially quadrilateral” may have a notch (concave portion) or a protrusion (convex portion) provided on a part of the side.
  • the outer edge shape of the radiating element 11 is a substantially square shape with equal vertical and horizontal lengths (hereinafter sometimes referred to as “substantially square shape”). ).
  • the outer edge shape of the radiating element 11 may be a substantially rectangular shape having different vertical and horizontal lengths (hereinafter sometimes referred to as “substantially rectangular shape”). Note that “substantially square” and “substantially rectangular” are shapes included in the above-mentioned “substantially quadrilateral.”
  • the outer edge shape of the radiating element 11 is not limited to a substantially quadrilateral shape, and may be, for example, a circular, elliptical, polygonal, etc. shape.
  • the outer edge shape of the radiating element 11 may be any shape as long as it can accommodate radio waves in a desired frequency band (here, the L1 band and L5 band for GNSS).
  • the first radiating element 12 is a member located on the inner side of the radiating element 11, and the second radiating element 13 is a member located on the outer side of the radiating element 11.
  • “inside” refers to the side closer to the center 40 on the surface of the patch antenna 10.
  • the “outside” is the side away from the center 40 on the surface of the patch antenna 10.
  • the surface of the patch antenna 10 is the surface (for example, the top surface or side surface) of the radiating element 11 or the dielectric 14 here.
  • the entire first radiating element 12 is located inside the entire second radiating element 13.
  • the entire second radiating element 13 is located outside the entire first radiating element 12.
  • a part of the first radiating element 12 may be located outside the second radiating element 13.
  • the second radiating element 13 is located so as to surround the first radiating element 12, as shown in FIGS. 1 and 2. Specifically, the second radiating element 13 surrounds the outer edge of the first radiating element 12 so as to have a gap (a slot region 30 to be described later). More specifically, in a plan view as shown in FIG. It is along the sides of a roughly square that is larger than the square shape. Further, the outer edge shape of the second radiating element 13 is approximately square.
  • the outer edge shape of the first radiating element 12 and the outer edge shape of the second radiating element 13 are both approximately square.
  • the outer edge shape of the first radiating element 12 and the outer edge shape of the second radiating element 13 may be different.
  • the second radiating element 13 only needs to be located so as to surround the first radiating element 12.
  • the outer edge shape of the first radiating element 12 is approximately square
  • the outer edge shape of the second radiating element 13 is approximately square. It may be rectangular or circular.
  • the second radiating element 13 is not limited to surrounding the entire outer periphery of the first radiating element 12, and a part of the enclosing shape of the second radiating element 13 may be cut out.
  • the first radiating element 12 may protrude to the outside of the second radiating element 13 from a portion where a part of the shape surrounded by the second radiating element 13 is cut out.
  • each of the first radiating element 12 and the second radiating element 13 is arranged on the dielectric 14.
  • the first radiating element 12 and the second radiating element 13 are arranged on one surface of the dielectric 14 (here, the upper surface of the dielectric 14), as shown in FIGS. 1 and 2. It is located.
  • the first radiating element 12 and the second radiating element 13 are not necessarily arranged on one surface of the dielectric 14, but the first radiating element 12 and the second radiating element 13 are arranged on different surfaces of the dielectric 14. It may be placed in
  • a description will be given of a fifth modification of the patch antenna 10E shown in FIG.
  • each of the first radiating element 12 and the second radiating element 13 may not be arranged only on one surface of the dielectric 14, but may be arranged over two or more surfaces of the dielectric 14. Although not shown, for example, at least one of the first radiating element 12 and the second radiating element 13 may be disposed over two surfaces, an upper surface and a side surface of the dielectric 14.
  • each of the first radiating element 12 and the second radiating element 13 may be formed of a conductive pattern on the substrate.
  • a slot region 30 is formed between the first radiating element 12 and the second radiating element 13, as shown in FIGS. 1 and 2.
  • the slot region 30 is a region sandwiched between the first radiating element 12 and the second radiating element 13. As described above, since the first radiating element 12 and the second radiating element 13 are arranged on the dielectric 14, the dielectric 14 is exposed in the slot region 30.
  • the slot region 30 is formed along the sides of a substantially square around the first radiating element 12, as shown in FIGS. 1 and 2.
  • the slot region 30 is not limited to the embodiments shown in FIGS. 1 and 2, and may be formed so that at least a portion thereof has a meandering shape, a meandering shape, a curved shape, an arc shape, a zigzag shape, or a spiral shape.
  • the shape may be a combination of these.
  • the width GP (see FIG. 1) of the slot region 30 sandwiched between the first radiating element 12 and the second radiating element 13 is such that the first radiating element 12 and the second radiating element 13 are electrically coupled. It is defined in the range.
  • the "width GP" of the slot region 30 is defined as the width GP from the outer end of the first radiating element 12 in the direction from the inside to the outside of the patch antenna 10 (or in the direction from the outside to the inside of the patch antenna 10). This is the shortest distance to the inner end of the second radiating element 13.
  • the width GP of the slot region 30 is the same all around the first radiating element 12, as shown in FIG.
  • the width GP of the slot region 30 does not have to be equal all around the first radiating element 12 .
  • the first radiating element 12 corresponds to L1 band radio waves for GNSS
  • the second radiating element 13 corresponds to L5 band radio waves for GNSS. That is, the first radiating element 12 has a shape corresponding to a desired L1 band radio wave, and the second radiating element 13 has a shape corresponding to a desired L5 band radio wave.
  • the shape of the slot region 30 is also appropriately determined by the shapes of the first radiating element 12 and the second radiating element 13. Note that the first radiating element 12 may correspond to L5 band radio waves for GNSS, and the second radiating element 13 may correspond to L1 band radio waves for GNSS.
  • the dielectric 14 is a member made of a dielectric material such as ceramic.
  • the dielectric 14 has a substantially quadrilateral shape in plan view.
  • the first radiating element 12 and the second radiating element 13 are arranged on the dielectric 14, as shown in FIGS. 1 and 2.
  • a conductor pattern functioning as a ground conductor film (or ground conductor plate) is provided on the back surface of the dielectric 14.
  • the shape of the dielectric 14 is not limited to a substantially quadrilateral shape, and may be, for example, a circle, an ellipse, a polygon, or the like.
  • the dielectric 14 may be a dielectric substrate, or may be a solid or hollow resin member.
  • the power feeding unit 15 is a conductive member including a power feeding point.
  • the feed point is a location where a feeder line (not shown) feeds power to the first radiating element 12 and the second radiating element 13.
  • the patch antenna 10 of this embodiment employs a configuration in which two feed lines are provided to feed the first radiating element 12 and the second radiating element 13, that is, a two-feed system. For this reason, the patch antenna 10 of this embodiment has two power feeding sections 15, as shown in FIGS. 1 and 2.
  • the feeding method in the patch antenna 10 is not limited to the two-feeding method.
  • a four-feeding method may be adopted.
  • the patch antenna 10 employing the 4-feeding method has four feeding sections 15.
  • a single feeding method may be adopted in the patch antenna 10, for example.
  • the patch antenna 10 employing the single feeding method has one feeding section 15 .
  • At least one feeding section 15 is arranged in a region other than the radiating element 11 (the first radiating element 12 and the second radiating element 13).
  • the feeder 15 is located in the dielectric 14 between the first radiating element 12 and the second radiating element 13 (that is, the slot region 30), as shown in FIGS. 1 and 2.
  • the power feeding section 15 is arranged so as to be electrically coupled to the first radiating element 12 and the second radiating element 13. Thereby, the power feeding section 15 can feed power to the first radiating element 12 and the second radiating element 13.
  • the positions of the two power feeding sections 15 shown in FIGS. 1 and 2 are examples.
  • the position of the power feeding unit 15 is set at a suitable location so that the first radiating element 12 and the second radiating element 13 can respond to radio waves in desired frequency bands (here, L1 band and L5 band for GNSS). It's good if it's in position.
  • the two power feeding sections 15 are located in the dielectric 14 of the slot region 30.
  • one of the two power feeding parts 15 may be located in the dielectric 14 of the slot region 30, and the other may be located in the first radiating element 12 or the second radiating element 13. That is, at least one power feeding section 15 may be arranged in a region other than the radiating element 11 (the first radiating element 12 and the second radiating element 13).
  • the at least one power feeding section 15 is located outside the slot area 30, like a patch antenna 10C of a third modification shown in FIG. 7, which will be described later, and a patch antenna 10E of a fifth modification shown in FIG. 8B. It may be located in the dielectric 14 of.
  • FIG. 3A is a plan view of the patch antenna 10X of the first comparative example.
  • FIG. 3B is a plan view of the patch antenna 10Y of the second comparative example.
  • FIG. 3C is a plan view of the patch antenna 10Z of the third comparative example.
  • the radiating element 11X only supports radio waves in one frequency band.
  • the patch antenna 10X does not have two radiating elements like the first radiating element 12 and the second radiating element 13 of the patch antenna 10 of this embodiment, but only has one radiating element.
  • an antenna device compatible with multi-bands there is a so-called patch antenna stack type antenna device in which a plurality of patch antennas corresponding to radio waves of different frequency bands are stacked. Therefore, even if the patch antenna is compatible with radio waves in only one frequency band, such as the patch antenna 10X of the first comparative example, patch antennas compatible with radio waves in a frequency band different from that of the patch antenna 10X may be further stacked. With this, it is possible to configure an antenna device that supports multiple bands.
  • each of the stacked patch antennas must operate, so two or more hybrid circuits are required, and the antenna device The entire structure becomes complicated. Furthermore, by stacking patch antennas, the height of the entire antenna device increases accordingly.
  • the patch antenna 10 of the present embodiment has two radiating elements, the first radiating element 12 corresponding to the L1 band for GNSS and the second radiating element 13 corresponding to the L5 band for GNSS, in one.
  • the structure is arranged on the dielectric body 14 and corresponds to radio waves in a plurality of frequency bands. Therefore, the entire antenna device including the patch antenna 10 can have a simple configuration. Furthermore, there is no need to stack the patch antennas 10 to accommodate radio waves in multiple frequency bands, and the overall height of the antenna device can be reduced. Furthermore, in the patch antenna 10 of the present embodiment, even if a hybrid circuit section is required, it is only necessary to arrange one hybrid circuit section, and the entire antenna device can have a simple configuration. The number of parts can also be reduced.
  • the patch antenna 10Y of the second comparative example shown in FIG. 3B has two radiating elements, a first radiating element 12Y and a second radiating element 13Y, similarly to the patch antenna 10 of the present embodiment described above.
  • the first radiating element 12Y corresponds to L1 band radio waves for GNSS
  • the second radiating element 13Y corresponds to L5 band radio waves for GNSS.
  • each of the two power feeding sections 15 directly feeds power to the first radiating element 12Y.
  • the second radiating element 13Y is electrically coupled to the first radiating element 12Y.
  • the patch antenna 10Y can operate so as to correspond to radio waves in a plurality of frequency bands by the first radiating element 12Y and the second radiating element 13Y.
  • the patch antenna 10Z of the third comparative example shown in FIG. It has two radiating elements, the second radiating element 13Z corresponding to L5 band radio waves.
  • the patch antenna 10Z of the third comparative example does not need to be a patch antenna stacked type antenna device, and the entire antenna device including the patch antenna 10Z can be simplified. It can be configured as follows.
  • all of the two power feeding sections 15 are arranged on the second radiating element 13Z.
  • each of the two power feeding sections 15 directly feeds power to the second radiating element 13Z.
  • the first radiating element 12Z is electrically coupled to the second radiating element 13Z.
  • the patch antenna 10Z can operate so as to correspond to radio waves in a plurality of frequency bands by the first radiating element 12Z and the second radiating element 13Z.
  • each of the first radiating element 12Y and the second radiating element 13Y has a shape corresponding to radio waves in a desired frequency band. For this reason, as shown in FIG. 3B, if the power feeding part 15 is located at the first radiating element 12Y, the shape of the first radiating element 12Y is restricted by the position of the power feeding part 15. For example, when the shape of the first radiating element 12Y is changed in order to change the characteristics of the patch antenna 10Y, such as changing the frequency band of the corresponding radio wave, the first radiating element 12Y is The options for changing the shape are limited.
  • the first radiating element 12Y includes the feeding part 15 as in the patch antenna 10Y of the second comparative example described above, the distance between the feeding part 15 and the first radiating element 12Y and the distance between the feeding part 15 and the second radiating element The difference from the distance of 13Y becomes noticeable. This may result in a significant difference in impedance between the first radiating element 12Y and the second radiating element 13Y. This difference in impedance may become noticeable as a difference between the gain in the first radiating element 12Y and the gain in the second radiating element 13Y (specifically, a difference in the value of VSWR).
  • At least one feeding section 15 includes the radiating element 11 (the first radiating element 12 and the second radiating element 13), as shown in FIGS. 1 and 2. placed in an area other than Thereby, even if the shape of the first radiating element 12 or the second radiating element 13 is changed, restrictions on the position of the power feeding section 15 are suppressed. Therefore, by arranging at least one feeder 15 in a region other than the radiating element 11 (the first radiating element 12 and the second radiating element 13), the degree of freedom in designing the patch antenna 10 can be improved.
  • the feeding section 15 is located in the dielectric 14 between the first radiating element 12 and the second radiating element 13 (that is, the slot region 30).
  • the difference between the distance between the power feeding section 15 and the first radiating element 12 and the distance between the power feeding section 15 and the second radiating element 13 can be reduced. Therefore, the difference in impedance between the first radiating element 12 and the second radiating element 13 can be reduced, and the difference between the gain in the first radiating element 12 and the gain in the second radiating element 13 can be reduced.
  • the patch antenna 10 of the present embodiment shown in FIGS. 1 and 2 at least one of the distance between the feeding section 15 and the first radiating element 12 and the distance between the feeding section 15 and the second radiating element 13 is adjusted. By doing so, the characteristics of the radio waves in the frequency band corresponding to the first radiating element 12 and the characteristics of the radio waves in the frequency band corresponding to the second radiating element 13 can be adjusted.
  • the power feeding section 15 and the first radiating element 12 By reducing the distance between the elements 12 (that is, bringing the feeding section 15 closer to the first radiating element 12), it is possible to improve the characteristics of radio waves in the frequency band that the first radiating element 12 corresponds to.
  • you want to improve the characteristics of radio waves in the frequency band that the second radiating element 13 corresponds to reduce the distance between the power feeding part 15 and the second radiating element 13 (by moving the power feeding part 15 to the second radiating element 13 side). By bringing the second radiating element 13 closer to the second radiating element 13, the characteristics of radio waves in the frequency band corresponding to the second radiating element 13 can be improved.
  • the characteristics of radio waves in the frequency band corresponding to the first radiating element 12 and the characteristics of the second radiating element can be adjusted without changing the shapes of the first radiating element 12 and the second radiating element 13. 13 can adjust the characteristics of radio waves in the corresponding frequency band. Therefore, by locating the feed section 15 in the dielectric body 14 between the first radiating element 12 and the second radiating element 13 (that is, in the slot region 30), the degree of freedom in designing the patch antenna 10 can be further improved. Can be done.
  • FIG. 4A is a graph showing an example of the frequency characteristics of patch antenna 10X, patch antenna 10Y, and patch antenna 10Z.
  • the horizontal axis represents frequency
  • the vertical axis represents voltage standing wave ratio (VSWR).
  • the patch antenna 10X corresponds to radio waves of only one frequency band
  • the patch antenna 10Y and the patch antenna 10Z correspond to radio waves of two frequency bands.
  • the patch antenna 10X there is one point with good VSWR characteristics, that is, one minimum value in the graph (solid line).
  • the patch antenna 10Y and the patch antenna 10Z there are two points where the VSWR characteristics are good, that is, two minimum values in the graph (broken line or one-dot chain line). In this way, patch antenna 10X, patch antenna 10Y, and patch antenna 10Z have good characteristics in a predetermined frequency band.
  • FIG. 4B is a graph showing an example of the frequency characteristics of the patch antenna 10.
  • the horizontal axis represents frequency
  • the vertical axis represents voltage standing wave ratio (VSWR).
  • the patch antenna 10 of this embodiment has good characteristics in a predetermined frequency band, similar to the patch antennas 10X to 10Z of the comparative examples. That is, the patch antenna 10 of this embodiment has good characteristics in both the target L1 band and the L5 band.
  • FIG. 5A is a list of the widths GP of the patch antenna 10.
  • FIG. 5B is a graph showing an example of the results when changing the width GP.
  • the width GP of the patch antenna 10 of this embodiment was changed in 16 steps from 1 mm to 25.5 mm (No. 1 to No. 16). 1 ⁇ No. VSWR was calculated for each of the 16 patch antennas 10. Note that in the table shown in FIG. 5A, No. 1 ⁇ No. For each of the 16 patch antennas 10, the value of the width GP and the value obtained by converting the value of the width GP by the wavelength at the L5 band frequency (center frequency here) of the patch antenna 10 are listed.
  • FIG. 5B shows calculation results (graphs) when the width GP of the patch antenna 10 is changed to the values listed in the table shown in FIG. ) are listed.
  • the width GP is "greater than 0 and less than 1/10 ⁇ ". That is, the maximum width of the slot region 30 sandwiched between the first radiating element 12 and the second radiating element 13 is less than one-tenth of the wavelength of the radio wave to which the first radiating element 12 or the second radiating element 13 corresponds. This is desirable.
  • the first radiating element 12 and the second radiating element 13 were arranged on one surface of the upper surface of the dielectric 14.
  • the first radiating element 12 and the second radiating element 13 are not limited to being arranged on one surface of the upper surface of the dielectric 14, and the patch antenna 10A of the first modified example shown in FIG. 6A and the patch antenna 10A of the first modification shown in FIG. 6B
  • the second radiating element 13 may be arranged on another surface of the upper surface of the dielectric 14, as in the patch antenna 10B of the second modified example shown. This also improves the degree of freedom in designing the patch antenna 10.
  • FIG. 6A is a perspective view of a patch antenna 10A of a first modification.
  • FIG. 6B is a perspective view of a patch antenna 10B of a second modification. 6A and 6B (the same applies to FIGS. 7, 8A, and 8B, which will be described later), only one power supply section 15 is illustrated.
  • the second radiating element 13 of the patch antenna 10A is a surface parallel to the surface of the dielectric 14 on which the first radiating element 12 is arranged.
  • the dielectric 14 is disposed on a surface of the dielectric 14 located on the ⁇ Z direction side with respect to the surface to which the dielectric material 14 is exposed.
  • the upper surface of the dielectric 14 is formed such that the surface of the inner region protrudes more in the +Z direction than the surface of the outer region.
  • the first radiating element 12 is arranged on the surface of the inner region of the dielectric 14, and the second radiating element 13 is arranged on the surface of the outer region of the dielectric 14.
  • the second radiating element 13 of the patch antenna 10B is a surface parallel to the surface of the dielectric 14 on which the first radiating element 12 is arranged.
  • the dielectric 14 is disposed on a surface of the dielectric 14 that is located on the +Z direction side of the surface to which the dielectric material 14 is applied.
  • the upper surface of the dielectric 14 is formed such that the surface of the inner region is recessed in the ⁇ Z direction than the surface of the outer region.
  • the first radiating element 12 is arranged on the surface of the inner region of the dielectric 14, and the second radiating element 13 is arranged on the surface of the outer region of the dielectric 14.
  • the surface of the dielectric 14 on which the first radiating element 12 shown in FIGS. 6A and 6B described above is arranged and the surface of the dielectric 14 on which the second radiating element 13 is arranged are parallel to each other.
  • one of the surface of the dielectric 14 on which the first radiating element 12 is arranged and the surface of the dielectric 14 on which the second radiating element 13 is arranged may be inclined with respect to the other.
  • one of the first radiating element 12 and the second radiating element 13 may be inclined with respect to the other.
  • the second radiating element 13 may be inclined to the XY plane, or the second radiating element 13 is parallel to the XY plane.
  • the first radiating element 12 may be inclined with respect to the XY plane.
  • both the first radiating element 12 and the second radiating element 13 may be inclined with respect to the XY plane, and may be parallel to or intersect with each other.
  • the feeding section 15 was located between the first radiating element 12 and the second radiating element 13 (that is, the slot region 30).
  • the power feeding section 15 is not limited to being located in the slot region 30, and may be located in the dielectric body 14 other than the slot region 30, as in the patch antenna 10C of the third modified example shown in FIG. This also improves the degree of freedom in designing the patch antenna 10.
  • FIG. 7 is a plan view of a patch antenna 10C of a third modification.
  • the feed section 15 of the patch antenna 10C is located on the dielectric 14 outside the second radiating element 13, as shown in FIG.
  • the power feeding section 15 is arranged so as to be electrically coupled only to the second radiating element 13.
  • the first radiating element 12 and the second radiating element 13 are arranged so as to be electrically coupled. Therefore, the power feeding section 15 can also feed power to the first radiating element 12 via the second radiating element 13 .
  • both the first radiating element 12 and the second radiating element 13 are arranged on the upper surface of the dielectric 14.
  • both the first radiating element 12 and the second radiating element 13 are not limited to being arranged on the upper surface of the dielectric 14, and the patch antenna 10D of the fourth modification shown in FIG. 8A and the patch antenna 10D of the fourth modification shown in FIG. 8B
  • the second radiating element 13 may be disposed on a surface other than the upper surface of the dielectric 14. This also improves the degree of freedom in designing the patch antenna 10.
  • FIG. 8A is a perspective view of a patch antenna 10D of a fourth modification.
  • FIG. 8B is a perspective view of a patch antenna 10E of a fifth modification.
  • the first radiating element 12 is arranged on the top surface of the dielectric 14, and the second radiating element 13 is arranged on the side surface of the dielectric 14.
  • the second radiating element 13 is located so as to surround the first radiating element 12.
  • the feed section 15 of the patch antenna 10B is located in the dielectric 14 between the first radiating element 12 and the second radiating element 13 (that is, the slot region 30), as shown in FIG. 8A.
  • the first radiating element 12 is arranged on the top surface of the dielectric 14, and the second radiating element 13 is arranged on the side surface of the dielectric 14, as shown in FIG. 8B. There is.
  • the second radiating element 13 is located so as to surround the first radiating element 12.
  • the feed section 15 of the patch antenna 10E is located on the dielectric 14 (on the side surface of the dielectric 14) outside the second radiating element 13, as shown in FIG. 8B.
  • the width GP of the slot region 30 is equal all around the first radiating element 12.
  • the first radiation A notch 31 may be formed in at least one of the element 12 and the second radiating element 13. This also improves the degree of freedom in designing the patch antenna 10.
  • FIG. 9A is a plan view of a patch antenna 10F of a sixth modification.
  • FIG. 9B is a plan view of a patch antenna 10G according to a seventh modification.
  • FIG. 9C is a plan view of the patch antenna 10H of the eighth modification.
  • the second radiating element 13 is formed with a notch 31 extending in a direction parallel to the width direction of the slot region 30.
  • the notch portion 31 includes a notch portion 32 in which the power feeding portion 15 is not placed, and a notch portion 33 in which the power feeding portion 15 is placed.
  • both the notch 32 and the notch 33 extend outward.
  • the second radiating element 13 is formed with a notch 33 that extends along the outside and in which the feeding section 15 is disposed.
  • the first radiating element 12 is formed with other notches 32 and 34 extending inward.
  • the power feeding section 15 is not arranged in the notch 32, and the power feeding section 15 is arranged in the notch 34.
  • the notch portion 34 extends from the region of the slot region 30 where the power feeding section 15 is located.
  • the first radiating element 12 is formed with a notch 32 extending inward. Furthermore, in the patch antenna 10H, a notch 35 is formed around the power feeding section 15.
  • the notch 31 can be formed in at least one of the first radiating element 12 and the second radiating element 13 without being restricted by the position of the feeding section 15.
  • the shape of the radiating element 11 is prevented from being restricted by the position of the feed section 15, and the degree of freedom in designing the patch antenna 10 can be improved.
  • the slot region 30 is formed between the first radiating element 12 and the second radiating element 13.
  • the slot region 30 is defined in various shapes depending on the shape of the outer edge of the first radiating element 12 and the shape of the inner edge of the second radiating element 13.
  • the shape of the outer edge of the first radiating element 12 and the shape of the inner edge of the second radiating element 13 may be the same shape (for example, the same substantially quadrilateral shape) or may be different shapes. (For example, it may have a substantially quadrilateral shape or a substantially circular shape).
  • the slot region 30 can be formed into various shapes.
  • the slot area 30 may have a substantially quadrilateral outer shape as in the patch antenna 10 and the patch antennas 10A to 10G, or may have a substantially circular outer shape as in the patch antenna 10H.
  • the shape may be along.
  • the slot region 30 may have a shape that follows the outer shape of a circle, an ellipse, a polygon, or the like, or a shape that is a combination of these shapes.
  • FIG. 10A is a perspective view of a patch antenna 10I of a ninth modification.
  • FIG. 10B is a perspective view of a patch antenna 10J according to a tenth modification.
  • the patch antenna 10I has a parasitic element 39, as shown in FIG. 10A.
  • the parasitic element 39 is a conductive member disposed above the radiating element 11, and is a metal plate made of sheet metal.
  • one parasitic element 39 is arranged above the radiating element 11 of the patch antenna 10I.
  • the parasitic element 39 may be held by a holding member (not shown) surrounding the radiating element 11.
  • the patch antenna 10J has a parasitic element 39, similar to the patch antenna 10I of the ninth modification described above.
  • the patch antenna 10J as shown in FIG. 10B, two parasitic elements 39 are arranged above the radiating element 11 of the patch antenna 10J. Note that the two parasitic elements 39 may be held by a holding member (not shown) surrounding the radiating element 11. By having the two parasitic elements 39, the patch antenna 10J can further improve the axial ratio particularly at low elevation angles.
  • the feeding section 15 is arranged in a region other than the radiating element 11 (the first radiating element 12 and the second radiating element 13). Specifically, since the feeding section 15 is located in the dielectric body 14 between the first radiating element 12 and the second radiating element 13 (that is, the slot region 30), in the patch antenna 10 of this embodiment, the feeding section 15 and the dielectric 14 must be fixed. In the following, among the steps for assembling the patch antenna 10 of this embodiment, the steps for fixing the power feeding section 15 and the dielectric 14 will be described in particular.
  • FIG. 11A is a perspective view of the first example of the procedure for assembling the patch antenna 10 before the power feeding part 15 is assembled to the dielectric 14.
  • FIG. 11B is a perspective view of the state after the power feeding part 15 is assembled to the dielectric 14, regarding a first example of the assembly procedure of the patch antenna 10.
  • FIG. 12 is an enlarged perspective view of the vicinity of the pin hole 36 of the dielectric 14.
  • a pin hole 36 through which the power feeding section 15 is inserted is previously formed in the dielectric 14. Then, the power supply part 15 is inserted into the pin hole 36, and the power supply part 15 and the dielectric body 14 are fixed with the fixing part 37, as shown in FIG. 11B.
  • the fixing part 37 is an adhesive or the like here.
  • the method of fixing the power feeding section 15 and the dielectric 14 is not limited to fixing with adhesive or the like.
  • the fixing part 37 is not limited to an insulating member such as an adhesive, but may be a conductive member including solder or the like.
  • a conductive member as a part of the fixing part 37 is placed in advance around the pin hole 36 of the dielectric 14, and the power feeding part 15 and the conductive member are further connected to each other. It may be fixed using solder, which is a part of the fixing part 37.
  • the conductive member shown in FIG. 12 may be omitted.
  • FIG. 13A is a perspective view of the second example of the procedure for assembling the patch antenna 10 before the power feeding part 15 is assembled to the dielectric 14.
  • FIG. 13B is a perspective view of the state after the power feeding part 15 is assembled to the dielectric 14, regarding a second example of the assembly procedure of the patch antenna 10.
  • the power feeding section 15 may be fixed in advance to the substrate 38 on which the patch antenna 10 is mounted. Then, as shown in FIG. 13B, the power feeding section 15 may be inserted into the pin hole 36 so as to cover the patch antenna 10 on the substrate 38 side.
  • the power feeding section 15 is fixed in advance, so that the workability when assembling the patch antenna 10 can be improved. Further, since the power feeding section 15 is fixed to the substrate 38 in advance, positioning when placing the patch antenna 10 on the substrate 38 can be facilitated.
  • the power feeding section 15 and the dielectric body 14 are fixed by the fixing section 37 formed of an adhesive or a conductive member.
  • the fixing method using the fixing part 37 will be described in detail below.
  • the fixing method described below will be described as a fixing method in the first example of the assembly procedure of the patch antenna 10 shown in FIGS. 11A, 11B, and 12 described above. It can also be applied to the fixing method in the second example of the assembly procedure.
  • FIG. 13C is an explanatory diagram showing the state before the power feeding part 15 is inserted into the pin hole 36 in the first example of the method of fixing the dielectric 14 and the power feeding part 15.
  • FIG. 13D is an explanatory diagram showing the state after the power feeding part 15 is inserted into the pin hole 36 in the first example of the method of fixing the dielectric 14 and the power feeding part 15.
  • FIG. 13E is an explanatory diagram showing how the power feeding section 15 and the dielectric 14 are fixed in the first example of the method of fixing the dielectric 14 and the power feeding section 15.
  • the power feeding section 15 inserted into the pin hole 36 of the dielectric 14 has a head 51 and a body 52.
  • the head 51 is a part located on the +Z direction side of the power feeding part 15, and when the power feeding part 15 is inserted into the pin hole 36 of the dielectric 14 (the state shown in FIG. 13D, which will be described later), the head 51 Exposure on the direction side.
  • the body portion 52 is a portion located on the ⁇ Z direction side of the power feeding portion 15 and is inserted into the pin hole 36 of the dielectric body 14.
  • a pin hole 36 extending in the Z direction is formed in the dielectric 14.
  • the inner diameter of the pin hole 36 is constant in the Z direction and is larger than the outer diameter of the body section 52 of the power supply section 15 . is smaller than the outer diameter of the head 51 of. Therefore, as shown in FIG. 13D, the body 52 can be inserted into the pin hole 36, and in the state where the body 52 is inserted into the pin hole 36, the end of the head 51 on the +Z direction side is , located above (on the +Z direction side) the surface of the dielectric 14 on the +Z direction side.
  • the fixing part 37 is arranged to cover the head 51, as shown in FIG. 13E.
  • the end of the head 51 on the +Z direction side is located above the upper surface 53 of the dielectric 14 (the surface on the +Z direction side).
  • the fixing portion 37 that covers the head 51 is located further above the position of the head 51 (on the +Z direction side).
  • the fixing part 37 is also disposed between the lower surface of the head 51 (the surface on the -Z direction side) and the upper surface 53 (the surface on the +Z direction side) of the dielectric 14 facing the head 51, and is An adhesion surface 55 between the dielectric material 15 and the dielectric material 14 is formed.
  • the head 51 In the state in which the body 52 is inserted into the pin hole 36 (the state shown in FIG. 13D), the head 51 is located above (the +Z direction side) the surface of the dielectric 14 in the +Z direction (the upper surface 53 of the dielectric 14). ), the adhesive surface 55 is not formed on the side surface of the head 51.
  • FIG. 13F is an explanatory diagram showing the state before the power feeding part 15 is inserted into the pin hole 36 in the second example of the method of fixing the dielectric 14 and the power feeding part 15.
  • FIG. 13G is an explanatory diagram showing the state after the power feeding part 15 is inserted into the pin hole 36 in the second example of the method of fixing the dielectric 14 and the power feeding part 15.
  • FIG. 13H is an explanatory diagram showing how the power feeding section 15 and the dielectric 14 are fixed in a second example of the method of fixing the dielectric 14 and the power feeding section 15.
  • the head accommodating section 54 may be formed in the +Z direction side part of the pin hole 36.
  • the head accommodating portion 54 is a portion where the inner diameter of the pin hole 36 is enlarged, and the inner diameter of the head accommodating portion 54 is larger than the outer diameter of the head 51 of the power feeding portion 15 .
  • the body part 52 can be inserted into the pin hole 36, and the head part 51 is lower than the +Z direction side surface of the dielectric body 14 (the upper surface 53 of the dielectric body 14).
  • the power feeding section 15 can be inserted through the pin hole 36 so as to be located on the side.
  • the entire head 51 is located below the +Z direction side surface of the dielectric 14 (the upper surface 53 of the dielectric 14), but a part of the head 51 is located in the +Z direction of the dielectric 14. It may be located below the surface on the direction side (the upper surface 53 of the dielectric 14).
  • the fixing part 37 is arranged to cover the head 51, as shown in FIG. 13H.
  • the fixing portion 37 that covers the head 51 can also be placed lower (on the ⁇ Z direction side) than in the first example.
  • the outline of the fixing portion 37 of the first example is shown by a broken line.
  • the fixing portion 37 covering the head 51 is located below the upper surface 53 of the dielectric 14 . That is, the fixing portion 37 is entirely accommodated in the head accommodating portion 54. However, a part of the fixing part 37 may be accommodated in the head accommodating part 54.
  • the fixing part 37 is located between the lower surface of the head 51 (the surface on the -Z direction side) and the bottom surface of the head accommodating part 54, which faces the lower surface of the head 51. is also arranged, and an adhesive surface 55 between the power feeding section 15 and the dielectric 14 is formed.
  • the fixing part 37 is also provided between the side surface of the head 51 and the inner surface of the head accommodating part 54 that faces the side surface of the head 51.
  • An adhesive surface 56 is also formed on the side surface of the head 51.
  • the power feeding unit 15 is connected to at least one of the first radiating element 12 and the second radiating element 13. arranged to be electrically coupled.
  • the electrical effects of the power feeding section 15 on the first radiating element 12 and the second radiating element 13 will be explained using the patch antenna 10H of the eighth modification as an example.
  • FIG. 14A is an example of a current distribution diagram in the patch antenna 10H.
  • FIG. 14B is another example of a current distribution diagram in the patch antenna 10H.
  • FIG. 14A the current distribution on the top surface of the patch antenna 10H is visually represented.
  • FIG. 14B regarding the current distribution on the upper surface of the patch antenna 10H, particularly the direction of the current is visually represented.
  • an example of a region where the current is strong is surrounded by a broken line.
  • region A1 an example of the region where the current is strong in the first radiating element 12
  • region A2 an example of a region where the current is strong in the second radiating element 13
  • the A1 region and the A2 region are also regions with a high degree of electrical coupling.
  • the current is strong in, for example, the A1 region and the A2 region located on both sides of the slot region 30. That is, the power feeding section 15 feeds power to both the first radiating element 12 and the second radiating element 13 via the slot region 30. Therefore, the power feeding section 15 is electrically coupled to the first radiating element 12 and the second radiating element 13, and is arranged so as to act on both the radiating elements (the first radiating element 12 and the second radiating element 13) simultaneously. has been done.
  • the case of the patch antenna 10H was taken up as an example of the electrical effect of the power feeding unit 15 on the first radiating element 12 and the second radiating element 13.
  • the power feeding section 15 is electrically coupled to the first radiating element 12 and the second radiating element 13, and both radiating elements (first radiating element 12 and second radiating element 13) simultaneously.
  • the patch antenna 10 of this embodiment employs a two-feeding system.
  • a power feeding circuit of the patch antenna 10 employing such a two-feeding method will be described.
  • FIG. 15A is a first example of a circuit diagram of the patch antenna 10.
  • FIG. 15B is a second example of a circuit diagram of the patch antenna 10.
  • FIG. 15C is a third example of a circuit diagram of the patch antenna 10.
  • FIGS. 15A to 15C the route of the signal sent from the antenna input section 18A or 18B to the antenna output section 18C is shown by a solid arrow. Further, the route of the signal sent from the antenna input section 18A or 18B to the antenna output section 18D is indicated by a broken arrow.
  • FIG. 15C an example is shown in which a hybrid coupler 19 is used.
  • signals input from the antenna input section 18A or the antenna input section 18B and having mutually different phases by 90 degrees are sent to the antenna output section 18C or the antenna output section 18D.
  • the patch antenna 10 supports desired circularly polarized waves that correspond to the GNSS frequency band, for example.
  • the patch antenna 10 of the present embodiment described above is compatible with radio waves in the GNSS frequency band, for example.
  • the patch antenna 10 may be compatible with radio waves in the SDARS frequency band, for example.
  • Radio waves in the frequency band for GNSS are right-handed circularly polarized waves
  • radio waves in the frequency band for SDARS are left-handed circularly polarized waves.
  • the first radiating element 12 may correspond to right-handed circularly polarized waves
  • the second radiating element 13 may correspond to left-handed circularly polarized waves
  • the first radiating element 12 may correspond to left-handed circularly polarized waves
  • the second radiating element 13 may correspond to right-handed circularly polarized waves.
  • the patch antenna 10 can support radio waves of any plurality of frequency bands, and the entire antenna device including the patch antenna 10 can have a simple configuration.
  • FIG. 16 is an exploded perspective view of the antenna device 100 of the first embodiment.
  • FIG. 16 shows a diagram in which a case 1, which will be described later, is removed from the antenna device 100 and moved to the +Z direction side. Further, in FIG. 16, illustrations of a holding member that holds a parasitic element 39 of a patch antenna 10K, which will be described later, and a holding member that holds an antenna 50, which will be described later, are omitted.
  • the antenna device 100 of this embodiment is a so-called vehicle-mounted antenna device, and is placed on the roof of a vehicle, for example.
  • the part of the vehicle where the antenna device 100 is arranged can be changed as appropriate depending on the environmental conditions such as the intended communication target.
  • the antenna device 100 may be placed in various positions, such as the upper part of a vehicle dashboard, a bumper, a license plate attachment part, a pillar part, and a spoiler part.
  • In-vehicle here means that it can be mounted on a vehicle, so it is not limited to things that are attached to a vehicle, but also includes things that are brought into a vehicle and used within the vehicle.
  • the antenna device 100 of the present embodiment is used for a "vehicle” that is a vehicle with wheels, the present invention is not limited to this. It may also be used for moving objects such as aircraft, agricultural machinery, and ships.
  • the +X direction is the front direction as seen from the driver's seat of the vehicle in which the antenna device 100 is arranged
  • the +Y direction is the right direction as seen from the driver's seat of the vehicle in which the antenna device 100 is arranged
  • the +Z direction is the upward direction (zenith direction) seen from the driver's seat of the vehicle in which the antenna device 100 is arranged.
  • the external shape of the antenna device 100 of this embodiment (that is, the external shape of case 1 described later) is a fin shape (that is, a shark fin shape) that rectifies the wind when the vehicle is running and reduces fluid resistance.
  • the external shape of the antenna device 100 of this embodiment is tapered at the front and becomes wider in the left and right directions toward the rear.
  • the external shape of the antenna device 100 of this embodiment gradually becomes narrower in the left and right widths upward from the mounting surface to the vehicle.
  • the antenna device 100 of the present embodiment has a streamlined external shape that becomes relatively narrower and lower in height toward the front end, and the side surfaces are also curved inward.
  • the external shape of the antenna device 100 is not limited to this, and can be made into various shapes such as a cube, a rectangular parallelepiped, a cone, a pyramid, and a sphere, and these shapes may be combined.
  • the antenna device 100 may be housed in a cavity between the roof panel of the vehicle and the roof lining on the ceiling surface of the vehicle interior, for example.
  • the roof panel of the vehicle is made of, for example, insulating resin so that the antenna device 100 can respond to radio waves.
  • the antenna device 100 which is housed in a cavity between the roof panel of the vehicle and the roof lining on the ceiling surface of the vehicle interior, is fixed to the roof lining made of insulating resin with, for example, screws.
  • the antenna device 100 housed in the cavity may be fixed to the frame, roof panel, etc. of the vehicle.
  • the roof panel of the vehicle may be made of metal or carbon fiber reinforced plastic instead of resin. When the roof panel of the vehicle is made of metal, for example, measures may be taken to ensure the directivity of the antenna included in the antenna device 100.
  • the antenna device 100 includes a case 1, a base 2, a patch antenna 10K, and an antenna 50.
  • the case 1 is a member that forms a housing space for the patch antenna 10K and the antenna 50 together with the base 2.
  • the case 1 constitutes the upper side of the antenna device 100.
  • the case 1 is formed of an insulating resin material.
  • the case 1 may be formed of a material other than the insulating resin material and which transmits radio waves.
  • the case 1 may be composed of a portion made of an insulating resin material and a portion made of another material that transmits radio waves, or these materials may be freely combined.
  • the case 1 is fixed to the base 2 with screws (not shown).
  • the case 1 is not limited to being fixed with screws, and may be fixed to the base 2 by snap-fitting, welding, adhesion, or the like.
  • the base 2 is a member that forms a housing space for the patch antenna 10K and the antenna 50 together with the case 1.
  • the base 2 constitutes the bottom surface of the antenna device 100.
  • the base 2 has an insulating base 3 and a metal base 4, as shown in FIG.
  • the insulating base 3 is a plate-shaped member made of an insulating resin material.
  • the insulating base 3 may be formed of a material other than resin material as long as it is insulative, and may have a shape other than a plate shape.
  • a metal base 4 is attached to the insulating base 3 with screws (not shown).
  • the metal base 4 is a member that functions as a ground for the antenna device 100.
  • the metal base 4 is, for example, a plate-like member made of metal, and is a die-cast product of aluminum alloy or the like.
  • the metal base 4 may have a shape other than a plate shape as long as it is a metal member that functions as a ground, and may be made of a sheet metal.
  • a substrate 5 to which the patch antenna 10K is connected and a substrate 7 to which the antenna 50 is connected are arranged on the metal base 4. In other words, the patch antenna 10K is placed on the metal base 4 via the substrate 5, and the antenna 50 is placed on the metal base 4 via the substrate 7.
  • the metal base 4 When the antenna device 100 is placed on the roof of a vehicle, the metal base 4 and the roof are electrically connected. Thereby, the metal base 4 functions as a ground for the patch antenna 10K and the antenna 50 that the antenna device 100 has.
  • the metal base 4 is an integrated metal base on which the substrate 5 and the substrate 7 are placed, but it is configured as a separate metal base with the metal base on which the substrate 5 is placed and the metal base on which the substrate 7 is placed. It's okay if it's done. Even when configured as such a separate metal base, it functions appropriately as a ground for the patch antenna 10K and the antenna 50.
  • the antenna device 100 has the base 2 as a member that constitutes the bottom surface of the antenna device 100. Furthermore, it has been explained that the base 2 includes the insulating base 3 and the metal base 4 functioning as a ground. However, the configuration of the base 2 is not limited to the above case.
  • the base 2 may have only the metal base 4, or may have an insulating base 3, a metal base 4, and another metal base, or a metal plate instead of the metal base. It's okay.
  • the base 2 may be composed of an insulating base 3 and a metal plate in place of the metal base.
  • the above-mentioned members can be freely combined as the members forming the bottom surface of the antenna device 100 and the members functioning as a ground.
  • the case 1 and the base 2 accommodate the patch antenna 10K and the antenna 11.
  • the case 1 and the base 2 form an accommodation space that accommodates at least the patch antenna 10K and the antenna 50.
  • the case 1 and the base 2 may accommodate members other than the patch antenna 10K and the antenna 50.
  • the case 1 and the base 2 constitute the housing of the shark fin antenna.
  • the patch antenna 10K has two parasitic elements 39 arranged above the radiating element 11 of the patch antenna 10K.
  • each of the parasitic elements 39 is formed in a shape in which the inner region is hollowed out, as shown in FIG.
  • the feeding section 15 is located in a region other than the radiating element 11 (here, the slot region 30), thereby improving the degree of freedom in designing the patch antenna 10K. Can be done.
  • the patch antenna 10K is arranged on a substrate 5 attached to the upper surface of the metal base 4, as shown in FIG.
  • the patch antenna 10K is electrically connected to the substrate 5 through the power feeding section 15.
  • the patch antenna 10K is connected to the coaxial cable 6 shown in FIG. 16 via a matching circuit (not shown) mounted on the board 5.
  • the antenna 50 is an antenna for mobile communication, and is used, for example, in V2X (Vehicle to Everything: vehicle-to-vehicle communication, road-to-vehicle communication). Further, the antenna 50 is an antenna that supports linearly polarized radio waves. For example, linearly polarized waves may be called vertically polarized waves when the plane of polarization is perpendicular to the earth, and called horizontally polarized waves when the plane of polarization is horizontal to the earth. Further, the antenna 50 is a collinear array antenna. However, the antenna 50 may be, for example, a monopole antenna, a sleeve antenna, a dipole array antenna, a slot array antenna, a Yagi antenna, a patch antenna, or the like.
  • the antenna 50 is arranged on the substrate 7 attached to the upper surface of the metal base 4, as shown in FIG.
  • the antenna 50 is electrically connected to the substrate 7 at a power feeding section (not shown).
  • the antenna 50 is connected to the coaxial cable 8 shown in FIG. 16 via a matching circuit (not shown) mounted on the substrate 7. Circuit elements and electronic components other than the matching circuit may be mounted on the substrate 7.
  • the outer periphery of the matching circuit side (lower side) of the substrate 7 is electrically connected to the ground on the antenna 50 side through a through hole, a via hole, or the like. Further, the outer periphery of the substrate 7 on the matching circuit side is subjected to a conductive surface treatment such as a solder liberator or gold plating.
  • the antenna device 100 has the antenna 50 in addition to the patch antenna 10K, but it may have an antenna other than the antenna 50, or it may have only the patch antenna 10K. .
  • FIG. 17 is a plan view of the patch antenna 20 of the second embodiment.
  • the patch antenna 20 includes a radiating element 21, a dielectric 24, a first feeding section 26, and a second feeding section 27.
  • the first power feeding section 26 and the second power feeding section 27 may be collectively referred to as the "power feeding section 25.”
  • the radiating element 21 is a conductive member placed on the dielectric 24.
  • the radiating element 21 supports only radio waves in one frequency band.
  • the radiating element 21 does not have two radiating elements like the first radiating element 12 and the second radiating element 13 of the patch antenna 10 of the first embodiment described above, but has only one radiating element.
  • the radiating element 21 may include a first radiating element and a second radiating element, and may correspond to radio waves in a plurality of frequency bands.
  • the dielectric 24 is a member made of a dielectric material such as ceramic, similar to the patch antenna 10 of the first embodiment described above.
  • the dielectric 24 has a substantially quadrilateral shape in plan view.
  • the shape of the dielectric body 24 is not limited to a substantially quadrilateral shape, and may be, for example, a circle, an ellipse, a polygon, or the like. Details of the dielectric body 24 other than those described above are the same as those of the dielectric body 14 of the patch antenna 10 of the first embodiment described above, and therefore a description thereof will be omitted.
  • Each of the first power supply section 26 and the second power supply section 27 is a conductive member including a power supply point.
  • each of the first feeding section 26 and the second feeding section 27 is arranged on the radiating element 21, unlike the patch antenna 10 of the first embodiment described above.
  • at least one of the first feeding section 26 and the second feeding section 27 is arranged in a region other than the radiating element 21, for example, in the region of the dielectric 24. It's okay.
  • the first feeding section 26 is located on the first diagonal line 43 of the radiating element 21 in a plan view as shown in FIG. It is located in Further, the second power feeding section 27 is located on the second diagonal line 44 in the radiating element 21 .
  • first power feeding section 26 being “located on the first diagonal line 43” means that the first diagonal line 43 intersects at least a portion of the first power feeding section 26.
  • second power feeding section 27 is “located on the second diagonal line 44” means that the second diagonal line 44 intersects at least a portion of the second power feeding section 27.
  • first diagonal line 43" and the “second diagonal line 44" are diagonals of the substantially quadrilateral radiating element 21, as shown in FIG.
  • the center 40 of the patch antenna 20 is the center of the substantially quadrilateral radiating element 21 .
  • the center 40 of the patch antenna 20 is also the intersection of the first diagonal 43 and the second diagonal 44 .
  • the first diagonal line 43 and the second diagonal line 44 may be diagonal lines of the substantially quadrilateral dielectric body 24.
  • the center 40 of the patch antenna 20 is the center of the substantially quadrilateral dielectric 24.
  • the distance DC1 between the center 40 and the first power feeding section 26 may not be equal to the distance DC2 between the center 40 and the second power feeding section 27.
  • the first feeding section 26 is located closer to the corner 42 than to the center 40 on the first diagonal 43.
  • the second power feeding section 27 is located closer to the corner 42 than to the center 40 on the second diagonal line 44 .
  • the first power feeding section 26 or the second power feeding section 27 may be located closer to the center 40 than to the corner 42.
  • FIG. 18 is a plan view of a patch antenna 20X of a comparative example.
  • the patch antenna 20X of the comparative example has the same radiating element 21 and dielectric material 24 as the patch antenna 20 of this embodiment. However, in the patch antenna 20X, the first power feeding section 26 and the second power feeding section 27 are located on the first axis 16 and the second axis 17, respectively, which are different from the first diagonal line 43 and the second diagonal line 44.
  • first axis 16 is an axis that passes through the center 40 and is parallel to the first side 45 of the substantially quadrilateral radiating element 21.
  • second axis 17 is an axis that passes through the center 40 and is parallel to the second side 46 adjacent to the first side 45.
  • the first axis 16 and the second axis 17 are mutually orthogonal axes.
  • the first feeding section 26 and the second feeding section 27 are located on mutually orthogonal axes (the first axis 16 and the second axis 17), so that the circularly polarized wave of the patch antenna 20X is The phase difference is 90 degrees.
  • the distance DB between the two power feeding parts (the first power feeding part 26 and the second power feeding part 27), and it is difficult to ensure isolation between the two power feeding parts. is difficult.
  • the distance DB between (the first power feeding section 26 and the second power feeding section 27) has a maximum distance of the length LB of a straight line connecting the first center 47 and the second center 48.
  • the patch antenna 20 of this embodiment as shown in FIG. DA can be made longer than the length LB of the straight line connecting the first center 47 and the second center 48 (that is, the maximum value of the distance DB in the patch antenna 20X of the comparative example). This allows a sufficient distance between the two power feeding sections (the first power feeding section 26 and the second power feeding section 27), and provides isolation between the first power feeding section 26 and the second power feeding section 27. Can be easily secured.
  • FIG. 19 is a plan view of a modified patch antenna 20A.
  • the patch antenna 20A for example, as shown in FIG. 19, a four-feeding method may be adopted.
  • the patch antenna 20A employing the 4-feeding method has four feeding sections 25. That is, the patch antenna 20A further includes a third power feeding section 28 and a fourth power feeding section 29 in addition to the first power feeding section 26 and the second power feeding section 27.
  • the third power feeding section 28 is located on the first diagonal line 43
  • the fourth power feeding section 29 is located on the second diagonal line 44.
  • the first power feeding section 26 and the third power feeding section 28 are located at positions symmetrical to each other with respect to the second diagonal line 44. Further, the second power feeding section 27 and the fourth power feeding section 29 are located at positions that are symmetrical to each other with respect to the first diagonal line 43. However, the first power feeding section 26 and the third power feeding section 28 do not have to be symmetrical to each other with respect to the second diagonal line 44, and the second power feeding section 27 and the fourth power feeding section 29 are They do not have to be symmetrical to each other with respect to the diagonal line 43.
  • FIG. 20 is a plan view of the antenna device 200 of the second embodiment.
  • the antenna device 200 includes the patch antenna 20 described above, the patch antenna 20, and the antenna 50. At this time, the first distance D1 between the first power feeding section 26 and the antenna 50 and the second distance D2 between the second power feeding section 27 and another antenna 50 are approximately equal.
  • the antenna device 200 of the present embodiment described above can suppress the size of the antenna device 200 while suppressing the influence on the characteristics of the patch antenna 20. This point will be explained with reference to the antenna device 200X of the first comparative example shown in FIG. 21A and the antenna device 200Y of the second comparative example shown in FIG. 21B.
  • FIG. 21A is a plan view of the antenna device 200X of the first comparative example.
  • FIG. 21B is a plan view of the antenna device 200Y of the second comparative example.
  • the antenna device 200X includes the patch antenna 20X of the comparative example described above and an antenna 50 different from the patch antenna 20X. At this time, in the antenna device 200X, as shown in FIG. 21A, a first distance DX1 between the first power feeding section 26 and another antenna 50, and a second distance DX2 between the second power feeding section 27 and another antenna 50. And it's different. As a result, the first power feeding section 26 and the second power feeding section 27 receive different degrees of electrical interference from the antenna 50, which affects the characteristics of the patch antenna 20X.
  • the antenna device 200Y includes a patch antenna 20Y and an antenna 50 different from the patch antenna 20Y.
  • the patch antenna 20Y is a patch antenna obtained by rotating the patch antenna 20X by 90 degrees on the XY plane.
  • the size of the patch antenna 20Y rotated by 90 degrees in the Y direction becomes larger than the size of the patch antenna 20X of the first comparative example in the Y direction.
  • the first distance D1 between the first feeding section 26 and another antenna 50 and the second distance D1 between the second feeding section 27 and another antenna 50 are The distance D2 is approximately equal. Furthermore, the size of the patch antenna 20 in the Y direction can be suppressed. That is, in the antenna device 200 of this embodiment, the size of the antenna device 200 can be suppressed while suppressing the influence on the characteristics of the patch antenna 20.
  • Aspect 1 includes a first radiating element 12, a second radiating element 13 located so as to surround the first radiating element 12, and a second radiating element 13 located between the first radiating element 12 and the second radiating element 13 in a plan view. At least one power feeding unit 15 is provided.
  • the degree of freedom in designing the patch antenna can be improved.
  • At least one feeder 15 is located in a slot region 30 formed between the first radiating element 12 and the second radiating element 13.
  • the degree of freedom in designing the patch antenna can be improved.
  • Aspect 3 includes a dielectric 14, a first radiating element 12 located on one surface of the dielectric 14, and a second radiating element 12 located on the dielectric 14 outside the first radiating element 12 so as to surround the first radiating element 12. It includes a radiating element 13 and at least one power feeding part 15 located in a dielectric 14 between the first radiating element 12 and the second radiating element 13.
  • the degree of freedom in designing the patch antenna can be improved.
  • At least one feeder 15 is located in a slot region 30 formed between the first radiating element 12 and the second radiating element 13.
  • the degree of freedom in designing the patch antenna can be improved.
  • Aspect 5 includes a dielectric 14 , at least one feeder 15 located on the dielectric 14 , a first radiating element 12 located on one surface of the dielectric 14 , and a dielectric 14 on the outside of the first radiating element 12 . a second radiating element 13 located therein, and at least one feed section 15 is located outside the second radiating element 13 .
  • the degree of freedom in designing the patch antenna can be improved.
  • the maximum width of the region sandwiched between the first radiating element 12 and the second radiating element 13 is less than one-tenth of the wavelength of the radio wave to which the first radiating element 12 or the second radiating element 13 corresponds.
  • the degree of freedom in designing the patch antenna can be improved.
  • At least one feed section 15 is electrically coupled to the first radiating element 12 and the second radiating element 13.
  • the degree of freedom in designing the patch antenna can be improved.
  • the degree of freedom in designing the patch antenna can be improved.
  • At least one of the first radiating element 12 and the second radiating element 13 is formed with a notch 31 extending in a direction parallel to the width direction of the slot region 30.
  • the degree of freedom in designing the patch antenna can be improved.
  • the notches 33 to 35 extend from a region in the slot region 30 where at least one power feeding section 15 is located.
  • the degree of freedom in designing the patch antenna can be improved.

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Abstract

第１放射素子と、前記第１放射素子を囲うように位置する第２放射素子と、平面視において、前記第１放射素子と前記第２放射素子との間に位置する少なくとも１つの給電部と、を備える、パッチアンテナである。

Description

パッチアンテナ
　本発明は、パッチアンテナに関する。
　特許文献１には、互いに異なる周波数帯の電波に対応する２つの放射素子を備え、該２つの放射素子の各々に給電部が配置されているパッチアンテナが記載されている。
特許４２０５５７１号公報
　ところで、特許文献１に記載されたパッチアンテナでは、給電部の位置によって放射素子の形状が制約を受けてしまうため、パッチアンテナの設計の自由度が低かった。
　本発明の目的の一例は、パッチアンテナの設計の自由度を向上させることにある。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、第１放射素子と、前記第１放射素子を囲うように位置する第２放射素子と、平面視において、前記第１放射素子と前記第２放射素子との間に位置する少なくとも１つの給電部と、を備える、パッチアンテナである。
　本発明の一態様は、誘電体と、前記誘電体の一面に位置する第１放射素子と、前記第１放射素子の外側の前記誘電体に、前記第１放射素子を囲うように位置する第２放射素子と、前記第１放射素子と前記第２放射素子との間の前記誘電体に位置する、少なくとも１つの給電部と、を備える、パッチアンテナである。
　本発明の一態様は、誘電体と、前記誘電体に位置する少なくとも１つの給電部と、前記誘電体の一面に位置する第１放射素子と、前記第１放射素子の外側の前記誘電体に位置する第２放射素子と、を備え、前記少なくとも１つの給電部は、前記第２放射素子の外側に位置する、パッチアンテナである。
　本発明の上記態様によれば、パッチアンテナの設計の自由度を向上させることができる。
第１実施形態のパッチアンテナ１０の平面図である。 第１実施形態のパッチアンテナ１０の斜視図である。 第１比較例のパッチアンテナ１０Ｘの平面図である。 第２比較例のパッチアンテナ１０Ｙの平面図である。 第３比較例のパッチアンテナ１０Ｚの平面図である。 パッチアンテナ１０Ｘ，パッチアンテナ１０Ｙ及びパッチアンテナ１０Ｚの周波数特性の一例を示すグラフである。 パッチアンテナ１０の周波数特性の一例を示すグラフである。 パッチアンテナ１０における幅ＧＰの一覧である。 幅ＧＰを変化させた場合の結果の一例を示すグラフである。 第１変形例のパッチアンテナ１０Ａの斜視図である。 第２変形例のパッチアンテナ１０Ｂの斜視図である。 第３変形例のパッチアンテナ１０Ｃの平面図である。 第４変形例のパッチアンテナ１０Ｄの斜視図である。 第５変形例のパッチアンテナ１０Ｅの斜視図である。 第６変形例のパッチアンテナ１０Ｆの平面図である。 第７変形例のパッチアンテナ１０Ｇの平面図である。 第８変形例のパッチアンテナ１０Ｈの平面図である。 第９変形例のパッチアンテナ１０Ｉの斜視図である。 第１０変形例のパッチアンテナ１０Ｊの斜視図である。 パッチアンテナ１０の組立手順の第１例に関する、誘電体１４に給電部１５を組み付ける前の状態の斜視図である。 パッチアンテナ１０の組立手順の第１例に関する、誘電体１４に給電部１５を組み付けた後の状態の斜視図である。 誘電体１４のピン孔３６付近の拡大斜視図である。 パッチアンテナ１０の組立手順の第２例に関する、誘電体１４に給電部１５を組み付ける前の状態の斜視図である。 パッチアンテナ１０の組立手順の第２例に関する、誘電体１４に給電部１５を組み付けた後の状態の斜視図である。 誘電体１４と給電部１５とを固定する方法の第１例において、給電部１５をピン孔３６に挿通する前の様子を示す説明図である。 誘電体１４と給電部１５とを固定する方法の第１例において、給電部１５をピン孔３６に挿通した後の様子を示す説明図である。 誘電体１４と給電部１５とを固定する方法の第１例において、給電部１５と誘電体１４とを固定する様子を示す説明図である。 誘電体１４と給電部１５とを固定する方法の第２例において、給電部１５をピン孔３６に挿通する前の様子を示す説明図である。 誘電体１４と給電部１５とを固定する方法の第２例において、給電部１５をピン孔３６に挿通した後の様子を示す説明図である。 誘電体１４と給電部１５とを固定する方法の第２例において、給電部１５と誘電体１４とを固定する様子を示す説明図である。 パッチアンテナ１０Ｈにおける電流分布図の一例である。 パッチアンテナ１０Ｈにおける電流分布図の別の例である。 パッチアンテナ１０の回路図の第１例である。 パッチアンテナ１０の回路図の第２例である。 パッチアンテナ１０の回路図の第３例である。 第１実施形態のアンテナ装置１００の分解斜視図である。 第２実施形態のパッチアンテナ２０の平面図である。 比較例のパッチアンテナ２０Ｘの平面図である。 変形例のパッチアンテナ２０Ａの平面図である。 第２実施形態のアンテナ装置２００の平面図である。 第１比較例のアンテナ装置２００Ｘの平面図である。 第２比較例のアンテナ装置２００Ｙの平面図である。
　本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
　以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を説明する。各図面に示される同一又は同等の構成要素、部材等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。
＝＝第１実施形態＝＝
　図１は、第１実施形態のパッチアンテナ１０の平面図である。図２は、第１実施形態のパッチアンテナ１０の斜視図である。
＜＜方向等の定義＞＞
　まず、図１及び図２を参照しつつ、パッチアンテナ１０における方向等（Ｘ方向，Ｙ方向及びＺ方向）を定義する。
　パッチアンテナ１０の第１放射素子１２（後述）のおもて面に平行であって、互いに直交する方向を「＋Ｘ方向」及び「＋Ｙ方向」とする。本実施形態のパッチアンテナ１０では、図１及び図２に示されるように、＋Ｘ方向及び＋Ｙ方向の各々は、１つの給電部１５（後述）からパッチアンテナ１０の中心４０に向かう方向でもある。また、図１及び図２に示されるように、第１放射素子１２のおもて面に対する法線方向を「＋Ｚ方向」とする。
　＋Ｘ方向の反対方向を「－Ｘ方向」とする。また、＋Ｘ方向と－Ｘ方向との両方向を指す場合や、＋Ｘ方向及び－Ｘ方向のいずれか一方のことを代表して、単に「Ｘ方向」とすることがある。また、＋Ｘ方向に対する－Ｘ方向及びＸ方向と同様に、＋Ｙ方向に対する「－Ｙ方向」及び「Ｙ方向」、＋Ｚ方向に対する「－Ｚ方向」及び「Ｚ方向」も定まる。
　ここで、第１放射素子１２の「おもて面」とは、後述するように第１放射素子１２が誘電体１４に配置されている場合、第１放射素子１２の面のうち、誘電体１４の側の面とは反対側の面である。また、後述するように第１放射素子１２が基板における導体パターンで形成されている場合、第１放射素子１２の「おもて面」とは、基板において該導体パターンが形成されている側の面である。
　また、パッチアンテナ１０の「中心４０」は、図１に示されるような平面視において、パッチアンテナ１０の外縁形状（ここでは、後述する誘電体１４の外縁形状）における幾何中心である。ここで、パッチアンテナ１０の「外縁部４１」は、該平面視において、パッチアンテナ１０の外縁（ここでは、誘電体１４の外縁）を含む領域である。ここで、「平面視」とは、第１放射素子１２のおもて面に対する平面視であり、具体的には、パッチアンテナ１０を－Ｚ方向に見る見方である。
　＋Ｚ方向として定義されたことから明らかであるように、第１放射素子１２の「おもて面に対する法線方向」は、第１放射素子１２のおもて面に垂直な方向であって、－Ｚ方向側の面（以下、「うら面」と呼ぶことがある）から＋Ｚ方向側の面（おもて面）に向かう方向である。すなわち、第１放射素子１２の「おもて面に対する法線方向」は、第１放射素子１２のうら面からおもて面に向かう方向と、おもて面からうら面に向かう方向との両方向ではなく、向きが決まった方向となる。
　図１及び図２では、パッチアンテナ１０の方向等の理解を容易にするために、＋Ｘ方向，＋Ｙ方向及び＋Ｚ方向の各々の方向を矢印付き線分で表している。但し、これらの矢印付き線分の交点は、座標原点を意味するものではない。
　本実施形態のパッチアンテナ１０は、＋Ｚ方向が天頂方向となるように配置されている。このため、以下の説明では、＋Ｚ方向を、「天頂方向」又は「上方向」と呼び、－Ｚ方向を、「下方向」と呼ぶことがある。また、ＸＹ平面に平行な方向（すなわち、第１放射素子１２のおもて面に平行な方向）を「横方向」と呼び、Ｚ方向を「縦方向」又は「高さ方向」と呼ぶことがある。
　上述した方向等の定義については、特記した場合を除き、本明細書の他の実施形態においても共通である。
＜＜パッチアンテナ１０の概要＞＞
　次に、上述した図１及び図２を再び参照しつつ、本実施形態のパッチアンテナ１０の概要を説明する。
　パッチアンテナ１０は、平面アンテナであり、例えば、全球測位衛星システム（ＧＮＳＳ：Global Navigation Satellite System）用の周波数帯の電波に対応する。本実施形態のパッチアンテナ１０は、複数の周波数帯の電波に対応する、いわゆるマルチバンド対応のアンテナである。本実施形態のパッチアンテナ１０は、具体的には、Ｌ１バンド（１５５９ＭＨｚ～１６１０ＭＨｚ帯）、及びＬ５バンド（１１６４ＭＨｚ～１２１４ＭＨｚ帯）の２つの周波数帯の電波に対応する。
　但し、パッチアンテナ１０が対応する電波の周波数帯は、Ｌ１バンド及びＬ５バンドの２つの周波数帯の組み合わせ以外であっても良い。パッチアンテナ１０が対応する電波の周波数帯は、例えば、Ｌ１バンド、及びＬ２バンド（１２１２ＭＨｚ～１２５４ＭＨｚ帯）の２つの周波数帯の組み合わせであっても良いし、Ｌ１バンド，Ｌ２バンド及びＬ５バンドの３つの周波数帯の組み合わせであっても良い。
　ここで、Ｌ１バンド，Ｌ２バンド，Ｌ５バンドの各々においてターゲットとなる周波数は、本実施形態のパッチアンテナ１０では中心周波数である。そして、Ｌ１バンドの中心周波数は、１５７５．４２ＭＨｚであり、Ｌ２バンドの中心周波数は、１２２７．６０ＭＨｚであり、Ｌ５バンドの中心周波数は、１１７６．４５ＭＨｚである。パッチアンテナ１０では、ターゲットとなる周波数に基づいて後述する第１放射素子１２や、第２放射素子１３の形状が設計されている。
　さらに、パッチアンテナ１０が対応する電波の周波数帯には、Ｌ１バンド，Ｌ２バンド及びＬ５バンドに補正衛星信号を更に組み合わせたＬ６バンド（１２７３ＭＨｚ～１２８４ＭＨｚ帯）やＬバンド（１５２５ＭＨｚ～１５５９ＭＨｚ帯）が含まれていても良い。また、パッチアンテナ１０が対応する電波の周波数帯は、上述した特定の複数の周波数帯の組み合わせに限られず、任意の複数の周波数帯の組み合わせであっても良い。また、パッチアンテナ１０は、１つの周波数帯の電波のみに対応しても良い。
　パッチアンテナ１０が対応する電波の通信規格及び周波数帯は、ＧＮＳＳに限定するものではなく、他の通信規格及び周波数帯であっても良い。パッチアンテナ１０は、例えば、衛星デジタル音声ラジオサービス（ＳＤＡＲＳ：Satellite Digital Audio Radio Service）用の周波数帯の電波や、Ｖ２Ｘ（Vehicle to Everything：車車間通信、路車間通信）用の周波数帯の電波に対応しても良い。
　パッチアンテナ１０は、第１放射素子１２と、第２放射素子１３と、誘電体１４と、給電部１５とを有する。なお、以下の説明では、第１放射素子１２と、第２放射素子１３とを合わせて、「放射素子１１」と呼ぶことがある。
　放射素子１１は、誘電体１４に配置された導電性の部材である。放射素子１１の外縁形状（ここでは、後述する第２放射素子１３の外縁形状）は、図１に示されるような平面視において、略四辺形の形状（以下、「略四辺形状」と呼ぶことがある）である。また、後述するように、誘電体１４の外縁形状も、略四辺形状である。そして、放射素子１１の外縁形状が形成する略四辺形は、誘電体１４の外縁形状が形成する略四辺形よりも小さい。ここで、「四辺形」とは、例えば、正方形、長方形、台形、平行四辺形等を含む、４つの辺からなる形状をいう。また、「略四辺形」は、例えば、少なくとも一部の角が辺に対して斜めに切り欠かれていても良い。さらに、「略四辺形」は、辺の一部に切り込み（凹部）や出っ張り（凸部）が設けられていても良い。
　本実施形態のパッチアンテナ１０では、放射素子１１の外縁形状は、図１に示されるように、縦、横の長さが等しい略正方形の形状（以下、「略正方形状」と呼ぶことがある）である。但し、放射素子１１の外縁形状は、縦、横の長さが異なる略長方形の形状（以下、「略長方形状」と呼ぶことがある）であっても良い。なお、「略正方形」や「略長方形」は、上述した「略四辺形」に含まれる形状である。
　放射素子１１の外縁形状は、略四辺形状に限られず、例えば円形，楕円形，多角形等の形状であっても良い。放射素子１１の外縁形状は、所望の周波数帯（ここでは、ＧＮＳＳ用のＬ１バンド及びＬ５バンド）の電波に対応することが可能な形状であれば良い。
　第１放射素子１２は、放射素子１１のうち、内側に位置する部材であり、第２放射素子１３は、放射素子１１のうち、外側に位置する部材である。ここで、「内側」とは、パッチアンテナ１０の表面において中心４０に近づく側である。また、「外側」とは、パッチアンテナ１０の表面において中心４０から離れる側である。なお、パッチアンテナ１０の表面は、ここでは、放射素子１１又は誘電体１４の表面（例えば、上面や側面）である。
　本実施形態のパッチアンテナ１０では、図１に示されるように、第１放射素子１２の全体が、第２放射素子１３の全体より内側に位置する。言い換えると、第２放射素子１３の全体が、第１放射素子１２の全体より外側に位置する。但し、第１放射素子１２の一部が、第２放射素子１３より外側に位置していても良い。
　また、本実施形態のパッチアンテナ１０では、第２放射素子１３は、図１及び図２に示されるように、第１放射素子１２を囲うように位置している。具体的には、第２放射素子１３は、第１放射素子１２の外縁に対して隙間（後述するスロット領域３０）を有するように囲んでいる。さらに具体的には、図１に示されるような平面視において、第１放射素子１２の外縁形状は、略正方形状であり、第２放射素子１３は、第１放射素子１２の外縁形状（略正方形状）よりも大きな略正方形の辺に沿っている。また、第２放射素子１３の外縁形状は、略正方形状である。
　上述したように、本実施形態のパッチアンテナ１０では、第１放射素子１２の外縁形状と、第２放射素子１３の外縁形状とは、いずれも略正方形状である。しかし、第１放射素子１２の外縁形状と、第２放射素子１３の外縁形状とが異なっていても良い。第２放射素子１３は、第１放射素子１２を囲うように位置していれば良く、例えば、第１放射素子１２の外縁形状が略正方形状であり、第２放射素子１３の外縁形状が略長方形状や円形状であっても良い。
　さらに、第２放射素子１３が第１放射素子１２の外周の全てを囲う態様に限られず、第２放射素子１３の囲う形状の一部が切り欠かれていても良い。そして、第２放射素子１３の囲う形状の一部が切り欠かれた部分から、第１放射素子１２が第２放射素子１３の外側に突出していても良い。
　第１放射素子１２及び第２放射素子１３の各々は、誘電体１４に配置されている。本実施形態のパッチアンテナ１０では、第１放射素子１２と第２放射素子１３とは、図１及び図２に示されるように、誘電体１４の一面（ここでは、誘電体１４の上面）に配置されている。但し、第１放射素子１２と第２放射素子１３とが誘電体１４の一面に配置されている態様に限られず、第１放射素子１２と第２放射素子１３とが誘電体１４のそれぞれ異なる面に配置されていても良い。詳細については、後述する図６Ａに示される第１変形例のパッチアンテナ１０Ａ，図６Ｂに示される第２変形例のパッチアンテナ１０Ｂ，図８Ａに示される第４変形例のパッチアンテナ１０Ｄ及び図８Ｂに示される第５変形例のパッチアンテナ１０Ｅにて説明する。
　また、第１放射素子１２及び第２放射素子１３の各々が、誘電体１４の一面のみに配置されず、誘電体１４の二面以上にわたって配置されていても良い。不図示であるが、例えば、第１放射素子１２及び第２放射素子１３の少なくとも一方が、誘電体１４の上面と側面の二面にわたって配置されていても良い。
　また、第１放射素子１２及び第２放射素子１３の各々は、基板における導体パターンで形成されていても良い。
　本実施形態のパッチアンテナ１０では、図１及び図２に示されるように、第１放射素子１２と第２放射素子１３との間にスロット領域３０が形成される。スロット領域３０は、第１放射素子１２と第２放射素子１３とで挟まれる領域である。上述したように、第１放射素子１２と第２放射素子１３とは誘電体１４に配置されているため、スロット領域３０では、誘電体１４が露出している。
　また、本実施形態のパッチアンテナ１０では、スロット領域３０は、図１及び図２に示されるように、第１放射素子１２の周囲において略正方形の辺に沿うように形成されている。但し、スロット領域３０は、図１及び図２に示される態様に限られず、少なくとも一部がミアンダ形状、蛇行形状、湾曲形状、弧形状、ジグザグ形状、渦巻き形状となるよう形成されていても良いし、これらを組み合わせた形状であっても良い。
　第１放射素子１２と第２放射素子１３とは、電気的に結合するように配置されている。したがって、第１放射素子１２と第２放射素子１３とで挟まれるスロット領域３０の幅ＧＰ（図１参照）は、第１放射素子１２と第２放射素子１３とが電気的に結合するような範囲で定められている。ここで、スロット領域３０の「幅ＧＰ」は、パッチアンテナ１０の内側から外側に向かう方向において（又は、パッチアンテナ１０の外側から内側に向かう方向において）、第１放射素子１２の外側の端から第２放射素子１３の内側の端までの最短距離である。
　本実施形態のパッチアンテナ１０では、スロット領域３０の幅ＧＰは、図１に示されるように、第１放射素子１２の周囲の全てにおいて等しくなっている。但し、スロット領域３０の幅ＧＰは、第１放射素子１２の周囲の全てにおいて等しくなくても良い。例えば、後述する図９Ａに示されるパッチアンテナ１０Ｆのように、切れ込み部３１を有することにより、幅ＧＰが他の部分より大きくなる部分があっても良い。
　本実施形態のパッチアンテナ１０では、第１放射素子１２がＧＮＳＳ用のＬ１バンドの電波に対応し、第２放射素子１３がＧＮＳＳ用のＬ５バンドの電波に対応する。すなわち、第１放射素子１２は、所望のＬ１バンドの電波に対応する形状を有しており、第２放射素子１３は、所望のＬ５バンドの電波に対応する形状を有している。そして、第１放射素子１２及び第２放射素子１３の形状により、スロット領域３０の形状も適宜定まる。なお、第１放射素子１２がＧＮＳＳ用のＬ５バンドの電波に対応し、第２放射素子１３がＧＮＳＳ用のＬ１バンドの電波に対応しても良い。
　誘電体１４は、セラミック等の誘電体材料で形成されている部材である。誘電体１４は、平面視において、略四辺形状である。本実施形態のパッチアンテナ１０では、誘電体１４には、図１及び図２に示されるように、第１放射素子１２及び第２放射素子１３が配置されている。そして、不図示であるが、誘電体１４のうら面には、地導体膜（または、地導体板）として機能する導体パターンが設けられている。誘電体１４の形状は、略四辺形に限られず、例えば円形、楕円形、多角形等であっても良い。また、誘電体１４は、誘電体基板であっても良いし、中実又は中空の樹脂製部材であっても良い。
　給電部１５は、給電点を含む導電性の部材である。給電点は、不図示の給電線が第１放射素子１２及び第２放射素子１３に給電する部位である。本実施形態のパッチアンテナ１０では、第１放射素子１２及び第２放射素子１３に給電する給電線が２本設けられている構成、すなわち、２給電方式が採用されている。このため、本実施形態のパッチアンテナ１０は、図１及び図２に示されるように、２つの給電部１５を有する。
　但し、パッチアンテナ１０における給電方式は、２給電方式に限られない。パッチアンテナ１０では、例えば、４給電方式が採用されても良い。４給電方式が採用されたパッチアンテナ１０は、４つの給電部１５を有する。また、パッチアンテナ１０では、例えば、１給電方式が採用されても良い。１給電方式が採用されたパッチアンテナ１０は、１つの給電部１５を有する。
　本実施形態のパッチアンテナ１０では、少なくとも１つの給電部１５は、放射素子１１（第１放射素子１２及び第２放射素子１３）以外の領域に配置されている。具体的には、給電部１５は、図１及び図２に示されるように、第１放射素子１２と第２放射素子１３との間（すなわち、スロット領域３０）の誘電体１４に位置する。そして、給電部１５は、第１放射素子１２及び第２放射素子１３と電気的に結合するように配置される。これにより、給電部１５は、第１放射素子１２及び第２放射素子１３に給電することができる。
　図１及び図２に示される２つの給電部１５の位置は一例である。給電部１５の位置は、第１放射素子１２及び第２放射素子１３が所望の周波数帯（ここでは、ＧＮＳＳ用のＬ１バンド及びＬ５バンド）の電波に対応することが可能なように、適した位置にあれば良い。
　上述したように、本実施形態のパッチアンテナ１０では、図１及び図２に示されるように、２つの給電部１５が、スロット領域３０の誘電体１４に位置する。しかし、２つの給電部１５のうち、一方がスロット領域３０の誘電体１４に位置し、他方が第１放射素子１２又は第２放射素子１３に位置していても良い。つまり、少なくとも１つの給電部１５が、放射素子１１（第１放射素子１２及び第２放射素子１３）以外の領域に配置されれば良い。このとき、該少なくとも１つの給電部１５は、後述する図７に示される第３変形例のパッチアンテナ１０Ｃや、図８Ｂに示される第５変形例のパッチアンテナ１０Ｅのように、スロット領域３０以外の誘電体１４に位置していても良い。
＜＜比較例のパッチアンテナ１０Ｘ～１０Ｚ＞＞
　次に、図３Ａ～図３Ｃに示される比較例のパッチアンテナ１０Ｘ～１０Ｚを参照しつつ、本実施形態のパッチアンテナ１０の特徴についてさらに説明する。
　図３Ａは、第１比較例のパッチアンテナ１０Ｘの平面図である。図３Ｂは、第２比較例のパッチアンテナ１０Ｙの平面図である。図３Ｃは、第３比較例のパッチアンテナ１０Ｚの平面図である。
　図３Ａに示される第１比較例のパッチアンテナ１０Ｘでは、上述した本実施形態のパッチアンテナ１０と異なり、放射素子１１Ｘは、１つの周波数帯の電波のみに対応する。パッチアンテナ１０Ｘは、本実施形態のパッチアンテナ１０の第１放射素子１２及び第２放射素子１３のような２つの放射素子を有さず、１つの放射素子のみを有する。
　ここで、マルチバンド対応のアンテナ装置の例として、互いに異なる周波数帯の電波に対応する複数のパッチアンテナを積層させる、いわゆるパッチアンテナ積層タイプのアンテナ装置がある。したがって、第１比較例のパッチアンテナ１０Ｘのような１つの周波数帯の電波のみに対応するパッチアンテナであっても、パッチアンテナ１０Ｘとは異なる周波数帯の電波に対応するパッチアンテナをさらに積層させることで、マルチバンドに対応するアンテナ装置を構成することができる。
　しかし、２給電方式のパッチアンテナであって、特にハイブリッド回路部を必要とする場合、積層されたパッチアンテナの各々が動作する必要があるため、このハイブリッド回路部が２つ以上必要となり、アンテナ装置全体が複雑な構成となってしまう。また、パッチアンテナを積層することで、その分アンテナ装置全体の高さが増大してしまう。
　これに対し、本実施形態のパッチアンテナ１０は、ＧＮＳＳ用のＬ１バンドに対応する第１放射素子１２と、ＧＮＳＳ用のＬ５バンドに対応する第２放射素子１３という、２つの放射素子が１つの誘電体１４に配置された構成であって、複数の周波数帯の電波に対応する。このため、パッチアンテナ１０を含むアンテナ装置全体を簡素な構成とすることができる。さらに、複数の周波数帯の電波に対応するためにパッチアンテナ１０を積層する必要がなく、アンテナ装置全体を低背化することができる。また、本実施形態のパッチアンテナ１０では、ハイブリッド回路部を必要とする場合であっても、１つのハイブリッド回路部を配置するだけで良く、アンテナ装置全体を簡素な構成とすることができ、さらに部品点数も少なくすることができる。
　図３Ｂに示される第２比較例のパッチアンテナ１０Ｙでは、上述した本実施形態のパッチアンテナ１０と同様に、第１放射素子１２Ｙと第２放射素子１３Ｙとの２つの放射素子を有する。また、パッチアンテナ１０Ｙでは、例えば、第１放射素子１２ＹがＧＮＳＳ用のＬ１バンドの電波に対応し、第２放射素子１３ＹがＧＮＳＳ用のＬ５バンドの電波に対応している。これにより、上述した第１比較例のパッチアンテナ１０Ｘとは異なり、パッチアンテナ積層タイプのアンテナ装置とする必要がなく、パッチアンテナ１０Ｙを含むアンテナ装置全体を簡素な構成とすることができる。しかし、第２比較例のパッチアンテナ１０Ｙでは、上述した本実施形態のパッチアンテナ１０と異なり、２つの給電部１５全てが、第１放射素子１２Ｙに配置されている。
　パッチアンテナ１０Ｙでは、本実施形態のパッチアンテナ１０と異なり、２つの給電部１５の各々は、第１放射素子１２Ｙに直接給電する。そして、第２放射素子１３Ｙは、第１放射素子１２Ｙと電気的に結合する。これにより、パッチアンテナ１０Ｙは、第１放射素子１２Ｙ及び第２放射素子１３Ｙによって、複数の周波数帯の電波に対応するよう動作することができる。
　また、図３Ｃに示される第３比較例のパッチアンテナ１０Ｚでも、上述した第２比較例のパッチアンテナ１０Ｙと同様に、ＧＮＳＳ用のＬ１バンドの電波に対応する第１放射素子１２Ｚと、ＧＮＳＳ用のＬ５バンドの電波に対応する第２放射素子１３Ｚとの２つの放射素子を有する。これにより、第３比較例のパッチアンテナ１０Ｚでも、上述した第１比較例のパッチアンテナ１０Ｘとは異なり、パッチアンテナ積層タイプのアンテナ装置とする必要がなく、パッチアンテナ１０Ｚを含むアンテナ装置全体を簡素な構成とすることができる。しかし、第３比較例のパッチアンテナ１０Ｚでは、上述した本実施形態のパッチアンテナ１０と異なり、２つの給電部１５全てが、第２放射素子１３Ｚに配置されている。
　パッチアンテナ１０Ｚでは、本実施形態のパッチアンテナ１０と異なり、２つの給電部１５の各々は、第２放射素子１３Ｚに直接給電する。そして、第１放射素子１２Ｚは、第２放射素子１３Ｚと電気的に結合する。これにより、パッチアンテナ１０Ｚは、第１放射素子１２Ｚ及び第２放射素子１３Ｚによって、複数の周波数帯の電波に対応するよう動作することができる。
　上述した第２比較例のパッチアンテナ１０Ｙでは、第１放射素子１２Ｙ及び第２放射素子１３Ｙの各々は、所望の周波数帯の電波に対応する形状を有している。このため、図３Ｂに示されるように、給電部１５が第１放射素子１２Ｙに位置していると、給電部１５の位置によって第１放射素子１２Ｙの形状が制約を受けてしまう。例えば、対応する電波の周波数帯を変更させるなど、パッチアンテナ１０Ｙの特性を変更させるために第１放射素子１２Ｙの形状を変更するような場合、給電部１５があるために、第１放射素子１２Ｙの形状の変更の選択肢が限定されてしまう。
　また、第３比較例のパッチアンテナ１０Ｚでも同様に、図３Ｃに示されるように、給電部１５が第２放射素子１３Ｚに位置していると、給電部１５の位置によって第２放射素子１３Ｚの形状が制約を受けてしまう。
　また、上述した第２比較例のパッチアンテナ１０Ｙのように、第１放射素子１２Ｙに給電部１５があると、給電部１５及び第１放射素子１２Ｙの距離と、給電部１５及び第２放射素子１３Ｙの距離との差が顕著に出てしまう。これにより、第１放射素子１２Ｙと第２放射素子１３Ｙとでインピーダンスの差が顕著に出てしまうことがある。このインピーダンスの差が、第１放射素子１２Ｙにおける利得と、第２放射素子１３Ｙにおける利得との差（具体的には、ＶＳＷＲの値の差）として顕著に出てしまうことがある。
　また、第３比較例のパッチアンテナ１０Ｚでも同様に、第１放射素子１２Ｚにおける利得と、第２放射素子１３Ｚにおける利得との差（具体的には、ＶＳＷＲの値の差）として顕著に出てしまうことがある。
　したがって、図３Ｂに示される第２比較例のパッチアンテナ１０Ｙや、図３Ｃに示される第３比較例のパッチアンテナ１０Ｚでは、給電部１５の位置によって放射素子１１Ｙや放射素子１１Ｚの形状が制約を受けてしまうため、パッチアンテナの設計の自由度が低かった。
　これに対し、上述した本実施形態のパッチアンテナ１０では、少なくとも１つの給電部１５は、図１及び図２に示されるように、放射素子１１（第１放射素子１２及び第２放射素子１３）以外の領域に配置される。これにより、第１放射素子１２又は第２放射素子１３の形状を変更するような場合であっても、給電部１５の位置に制約を受けることが抑制される。したがって、少なくとも１つの給電部１５が放射素子１１（第１放射素子１２及び第２放射素子１３）以外の領域に配置されることにより、パッチアンテナ１０の設計の自由度を向上させることができる。
　また、上述した本実施形態のパッチアンテナ１０では、給電部１５は、第１放射素子１２と第２放射素子１３との間（すなわち、スロット領域３０）の誘電体１４に位置する。これにより、給電部１５及び第１放射素子１２の距離と、給電部１５及び第２放射素子１３の距離との差を小さくすることができる。したがって、第１放射素子１２と第２放射素子１３とでインピーダンスの差を小さくすることができ、第１放射素子１２における利得と、第２放射素子１３における利得との差を小さくすることができる。
　さらに、図１及び図２に示される本実施形態のパッチアンテナ１０では、給電部１５及び第１放射素子１２の距離と、給電部１５及び第２放射素子１３の距離との少なくとも一方を調整することにより、第１放射素子１２で対応する周波数帯の電波の特性と、第２放射素子１３で対応する周波数帯の電波の特性を調整することができる。
　具体的には、図１及び図２に示される本実施形態のパッチアンテナ１０において、第１放射素子１２が対応する周波数帯の電波の特性を向上させたい場合は、給電部１５及び第１放射素子１２の距離を小さくする（つまり、給電部１５を第１放射素子１２側に近づける）ことにより、第１放射素子１２が対応する周波数帯の電波の特性を向上させることができる。逆に、第２放射素子１３が対応する周波数帯の電波の特性を向上させたい場合は、給電部１５及び第２放射素子１３の距離を小さくする（給電部１５を第２放射素子１３側に近づける）ことにより、第２放射素子１３が対応する周波数帯の電波の特性を向上させることができる。
　つまり、本実施形態のパッチアンテナ１０では、第１放射素子１２及び第２放射素子１３の形状を変更することなく、第１放射素子１２が対応する周波数帯の電波の特性と、第２放射素子１３が対応する周波数帯の電波の特性とを調整することができる。したがって、給電部１５が第１放射素子１２と第２放射素子１３との間（すなわち、スロット領域３０）の誘電体１４に位置することにより、パッチアンテナ１０の設計の自由度をさらに向上させることができる。
＜＜パッチアンテナ１０の周波数特性＞＞
　次に、図４Ａ及び図４Ｂを参照しつつ、比較例のパッチアンテナ１０Ｘ～１０Ｚの周波数特性と、本実施形態のパッチアンテナ１０の周波数特性とを説明する。
　図４Ａは、パッチアンテナ１０Ｘ，パッチアンテナ１０Ｙ及びパッチアンテナ１０Ｚの周波数特性の一例を示すグラフである。
　図４Ａにおいて、横軸は周波数を表し、縦軸は電圧定在波比（ＶＳＷＲ）を表している。上述したように、パッチアンテナ１０Ｘは、１つの周波数帯の電波のみに対応し、パッチアンテナ１０Ｙ及びパッチアンテナ１０Ｚは、２つの周波数帯の電波に対応する。図４Ａに示されるように、パッチアンテナ１０Ｘでは、ＶＳＷＲの特性が良好な点、すなわちグラフ（実線）における極小値が１つ存在する。また、パッチアンテナ１０Ｙ及びパッチアンテナ１０Ｚでは、ＶＳＷＲの特性が良好な点、すなわちグラフ（破線又は一点鎖線）における極小値が２つ存在する。このように、パッチアンテナ１０Ｘ，パッチアンテナ１０Ｙ及びパッチアンテナ１０Ｚは、所定の周波数帯において良好な特性を有している。
　図４Ｂは、パッチアンテナ１０の周波数特性の一例を示すグラフである。
　図４Ｂにおいても、横軸は周波数を表し、縦軸は電圧定在波比（ＶＳＷＲ）を表している。図４Ｂに示されるように、本実施形態のパッチアンテナ１０では、比較例のパッチアンテナ１０Ｘ～１０Ｚと同様に、所定の周波数帯において良好な特性を有している。すなわち、本実施形態のパッチアンテナ１０は、対象としているＬ１バンドと、Ｌ５バンドとの両方において良好な特性を有している。
＜＜スロット領域３０の幅ＧＰの検証＞＞
　次に、図５Ａ及び図５Ｂを参照しつつ、本実施形態のパッチアンテナ１０におけるスロット領域３０の幅ＧＰの検証について説明する。
　図５Ａは、パッチアンテナ１０における幅ＧＰの一覧である。図５Ｂは、幅ＧＰを変化させた場合の結果の一例を示すグラフである。
　図５Ａに示されるように、本実施形態のパッチアンテナ１０における幅ＧＰを１ｍｍ～２５．５ｍｍまで１６段階に分けて変化させ（Ｎｏ．１～Ｎｏ．１６）、Ｎｏ．１～Ｎｏ．１６のパッチアンテナ１０の各々においてＶＳＷＲを計算した。なお、図５Ａに示される表では、Ｎｏ．１～Ｎｏ．１６のパッチアンテナ１０の各々について、幅ＧＰの値と、幅ＧＰの値をパッチアンテナ１０のＬ５バンドの周波数（ここでは、中心周波数）における波長で換算した値を記載している。
　図５Ｂにおいて、横軸は周波数を表し、縦軸は電圧定在波比（ＶＳＷＲ）を表している。図５Ｂでは、パッチアンテナ１０における幅ＧＰを、図５Ａに示される表に記載された値（Ｎｏ．１～Ｎｏ．１６に記載された幅ＧＰの値）に変化させた場合における計算結果（グラフ）が記載されている。
　但し、図５Ｂでは、Ｎｏ．１，７，１５のパッチアンテナ１０の結果のみ、グラフが表示されている。ここで、Ｎｏ．１のパッチアンテナ１０の結果については１点鎖線で表し、Ｎｏ．７のパッチアンテナ１０の結果については破線で表し、Ｎｏ．１５のパッチアンテナ１０の結果については実線で表している。また、Ｎｏ．１，７，１５のパッチアンテナ１０の結果における極小値を、●（黒丸）印で表している。その他のパッチアンテナ１０の結果（Ｎｏ．２～６，８～１４）についてはグラフを非表示とし、極小値のみを▲（黒三角）印で表している。●（黒丸）印及び▲（黒三角）印で示される極小値は、言い換えると、ＶＳＷＲの特性が良好な点を示している。
　図５Ｂに示されるように、幅ＧＰを大きくすると、ＶＳＷＲの極小値（●（黒丸）印及び▲（黒三角）印）が低域側に推移していることがわかる。さらに、幅ＧＰを大きくすると、帯域が狭くなっていくことがわかる。
　Ｎｏ．１６のパッチアンテナ１０（幅ＧＰ＝２５．５ｍｍ，１／１０λ）では、図５Ｂに示されるＶＳＷＲの範囲（１～１１）で計算結果（グラフ）が見えなくなった。これにより、パッチアンテナ１０を所望の周波数帯で動作させるためには、幅ＧＰは「０より大きく１／１０λ未満」であることが望ましい。すなわち、第１放射素子１２と第２放射素子１３とで挟まれるスロット領域３０の最大幅は、第１放射素子１２又は第２放射素子１３が対応する電波の波長の１０分の１未満であることが望ましい。
＜＜変形例のパッチアンテナ１０Ａ～１０Ｊ＞＞
　上述した本実施形態のパッチアンテナ１０では、第１放射素子１２と第２放射素子１３とは、誘電体１４の上面の一面に配置されていた。しかし、第１放射素子１２と第２放射素子１３とが誘電体１４の上面の一面に配置されていることに限られず、図６Ａに示される第１変形例のパッチアンテナ１０Ａ、及び図６Ｂに示される第２変形例のパッチアンテナ１０Ｂのように、第２放射素子１３が誘電体１４の上面の別の面に配置されていても良い。これによっても、パッチアンテナ１０の設計の自由度を向上させることができる。
　図６Ａは、第１変形例のパッチアンテナ１０Ａの斜視図である。図６Ｂは、第２変形例のパッチアンテナ１０Ｂの斜視図である。図６Ａ及び図６Ｂ（後述する図７，図８Ａ及び図８Ｂも同様）については、１つの給電部１５のみを図示している。
　パッチアンテナ１０Ａの第２放射素子１３は、図６Ａに示されるように、第１放射素子１２が配置される誘電体１４の面に対して平行な面であって、第１放射素子１２が配置される面よりも－Ｚ方向側にある誘電体１４の面に配置されている。言い換えると、誘電体１４の上面は、内側の領域の面が外側の領域の面よりも＋Ｚ方向側に突出するように形成されている。そして、誘電体１４の内側の領域の面に第１放射素子１２が配置され、誘電体１４の外側の領域の面に第２放射素子１３が配置されている。
　パッチアンテナ１０Ｂの第２放射素子１３は、図６Ｂに示されるように、第１放射素子１２が配置される誘電体１４の面に対して平行な面であって、第１放射素子１２が配置される面よりも＋Ｚ方向側にある誘電体１４の面に配置されている。言い換えると、誘電体１４の上面は、内側の領域の面が外側の領域の面よりも－Ｚ方向側に凹むように形成されている。そして、誘電体１４の内側の領域の面に第１放射素子１２が配置され、誘電体１４の外側の領域の面に第２放射素子１３が配置されている。
　上述した図６Ａ及び図６Ｂに示される第１放射素子１２が配置される誘電体１４の面と、第２放射素子１３が配置される誘電体１４の面とは互いに平行である。しかし、第１放射素子１２が配置される誘電体１４の面、及び、第２放射素子１３が配置される誘電体１４の面の一方が他方に対して傾斜していても良い。これにより、第１放射素子１２及び第２放射素子１３の一方が他方に対して傾斜していても良い。
　具体的には、例えば第１放射素子１２がＸＹ平面に対して平行な場合、第２放射素子１３がＸＹ平面に対して傾斜していても良いし、第２放射素子１３がＸＹ平面に対して平行な場合、第１放射素子１２がＸＹ平面に対して傾斜していても良い。また、第１放射素子１２及び第２放射素子１３がともにＸＹ平面に対して傾斜し、互いに平行又は交差していても良い。
　また、上述した本実施形態のパッチアンテナ１０では、給電部１５は、第１放射素子１２と第２放射素子１３との間（すなわち、スロット領域３０）に位置していた。しかし、給電部１５がスロット領域３０に位置することに限られず、図７に示される第３変形例のパッチアンテナ１０Ｃのように、スロット領域３０以外の誘電体１４に位置していても良い。これによっても、パッチアンテナ１０の設計の自由度を向上させることができる。
　図７は、第３変形例のパッチアンテナ１０Ｃの平面図である。
　パッチアンテナ１０Ｃの給電部１５は、図７に示されるように、第２放射素子１３の外側の誘電体１４に位置する。そして、給電部１５は、第２放射素子１３のみと電気的に結合するように配置される。ここで、上述したパッチアンテナ１０と同様に、パッチアンテナ１０Ｃにおいても、第１放射素子１２と第２放射素子１３とは、電気的に結合するように配置されている。このため、給電部１５は、第２放射素子１３を介して第１放射素子１２にも給電することができる。
　また、上述した本実施形態のパッチアンテナ１０では、第１放射素子１２及び第２放射素子１３の両方が誘電体１４の上面に配置されていた。しかし、第１放射素子１２及び第２放射素子１３の両方が誘電体１４の上面に配置されることに限られず、図８Ａに示される第４変形例のパッチアンテナ１０Ｄ、及び図８Ｂに示される第５変形例のパッチアンテナ１０Ｅのように、第２放射素子１３が、誘電体１４の上面以外に配置されていても良い。これによっても、パッチアンテナ１０の設計の自由度を向上させることができる。
　図８Ａは、第４変形例のパッチアンテナ１０Ｄの斜視図である。図８Ｂは、第５変形例のパッチアンテナ１０Ｅの斜視図である。
　パッチアンテナ１０Ｄでは、図８Ａに示されるように、第１放射素子１２が誘電体１４の上面に配置され、第２放射素子１３が誘電体１４の側面に配置されている。そして、第２放射素子１３は、第１放射素子１２を囲うように位置している。パッチアンテナ１０Ｂの給電部１５は、図８Ａに示されるように、第１放射素子１２と第２放射素子１３との間（すなわち、スロット領域３０）の誘電体１４に位置する。
　パッチアンテナ１０Ｄと同様に、パッチアンテナ１０Ｅでも、図８Ｂに示されるように、第１放射素子１２が誘電体１４の上面に配置され、第２放射素子１３が誘電体１４の側面に配置されている。そして、第２放射素子１３は、第１放射素子１２を囲うように位置している。パッチアンテナ１０Ｅの給電部１５は、図８Ｂに示されるように、第２放射素子１３の外側の誘電体１４（誘電体１４の側面）に位置する。
　また、上述した本実施形態のパッチアンテナ１０では、スロット領域３０の幅ＧＰは、第１放射素子１２の周囲の全てにおいて等しくなっていた。しかし、図９Ａに示される第６変形例のパッチアンテナ１０Ｆ，図９Ｂに示される第７変形例のパッチアンテナ１０Ｇ及び図９Ｃに示される第８変形例のパッチアンテナ１０Ｈのように、第１放射素子１２及び第２放射素子１３の少なくとも一方に切れ込み部３１が形成されていても良い。これによっても、パッチアンテナ１０の設計の自由度を向上させることができる。
　図９Ａは、第６変形例のパッチアンテナ１０Ｆの平面図である。図９Ｂは、第７変形例のパッチアンテナ１０Ｇの平面図である。図９Ｃは、第８変形例のパッチアンテナ１０Ｈの平面図である。
　パッチアンテナ１０Ｆでは、図９Ａに示されるように、第２放射素子１３には、スロット領域３０の幅方向に平行な方向に沿って延びる切れ込み部３１が形成されている。ここで、切れ込み部３１は、給電部１５が配置されていない切れ込み部３２と、給電部１５が配置されている切れ込み部３３とを有する。パッチアンテナ１０Ｆでは、切れ込み部３２と、切れ込み部３３とは、いずれも外側に向かって延びている。
　パッチアンテナ１０Ｆと同様に、パッチアンテナ１０Ｇでは、図９Ｂに示されるように、第２放射素子１３には、外側に沿って延び、給電部１５が配置されている切れ込み部３３が形成されている。さらに、パッチアンテナ１０Ｇでは、第１放射素子１２には、内側に向かって延びている別の切れ込み部３２，３４が形成されている。切れ込み部３２には給電部１５が配置されておらず、切れ込み部３４には給電部１５が配置されている。切れ込み部３４は、スロット領域３０における給電部１５が位置する領域から延びている。
　パッチアンテナ１０Ｇと同様に、パッチアンテナ１０Ｈでは、図９Ｃに示されるように、第１放射素子１２には、内側に向かって延びている切れ込み部３２が形成されている。さらに、パッチアンテナ１０Ｈでは、給電部１５の周囲を切り欠いた切れ込み部３５が形成されている。
　上述したパッチアンテナ１０Ｆ～１０Ｈでは、給電部１５の位置に制約されることなく、第１放射素子１２及び第２放射素子１３の少なくとも一方に切れ込み部３１を形成することができる。つまり、給電部１５の位置によって放射素子１１の形状が制約を受けることが抑制され、パッチアンテナ１０の設計の自由度を向上させることができる。
　上述したように、スロット領域３０は、第１放射素子１２と第２放射素子１３との間に形成されている。スロット領域３０は、第１放射素子１２の外側の縁の形状と、第２放射素子１３の内側の縁の形状によって、様々な形状に画定される。このとき、第１放射素子１２の外側の縁の形状と、第２放射素子１３の内側の縁の形状とは、同じ形状（例えば、同じ略四辺形状）であっても良いし、互いに異なる形状（例えば、略四辺形状及び略円形状）であっても良い。
　これにより、スロット領域３０を、様々な形状となるよう形成することができる。スロット領域３０は、例えば、パッチアンテナ１０や、パッチアンテナ１０Ａ～パッチアンテナ１０Ｇのように、略四辺形の外形に沿った形状であっても良いし、パッチアンテナ１０Ｈのように、略円形の外形に沿った形状であっても良い。スロット領域３０は、円形，楕円形，多角形等の外形に沿った形状であっても良いし、これらを組み合わせた形状であっても良い。
　図１０Ａは、第９変形例のパッチアンテナ１０Ｉの斜視図である。図１０Ｂは、第１０変形例のパッチアンテナ１０Ｊの斜視図である。
　パッチアンテナ１０Ｉは、図１０Ａに示されるように、無給電素子３９を有している。無給電素子３９は、放射素子１１の上方に配置される導電性の部材であり、板金で形成された金属プレートである。パッチアンテナ１０Ｉでは、図１０Ａに示されるように、１つの無給電素子３９が、パッチアンテナ１０Ｉの放射素子１１の上方に配置されている。無給電素子３９は、放射素子１１を囲む不図示の保持部材により保持されても良い。パッチアンテナ１０Ｉは、無給電素子３９を有することにより、特に低仰角（例えば、０～３０度の範囲）の軸比を改善することができる。
　パッチアンテナ１０Ｊは、上述した第９変形例のパッチアンテナ１０Ｉと同様に、無給電素子３９を有している。パッチアンテナ１０Ｊでは、図１０Ｂに示されるように、２つの無給電素子３９が、パッチアンテナ１０Ｊの放射素子１１の上方に配置されている。なお、２つの無給電素子３９は、放射素子１１を囲む不図示の保持部材により保持されても良い。パッチアンテナ１０Ｊは、２つの無給電素子３９を有することにより、特に低仰角の軸比をさらに改善することができる。
＜＜パッチアンテナ１０の組立手順＞＞
＜概要＞
　次に、本実施形態のパッチアンテナ１０の組立手順について説明する。上述した比較例のパッチアンテナ１０Ｘ～１０Ｚでは、給電部１５が放射素子（１１Ｘ，１１Ｙ，１１Ｚ）に配置されていた。このため、比較例のパッチアンテナ１０Ｘ～１０Ｚでは、給電部１５と放射素子（１１Ｘ，１１Ｙ，１１Ｚ）とを半田付けで導通させることにより、給電部１５を放射素子（１１Ｘ，１１Ｙ，１１Ｚ）に固定することになる。
　これに対し、本実施形態のパッチアンテナ１０は、給電部１５が放射素子１１（第１放射素子１２及び第２放射素子１３）以外の領域に配置されている。具体的には、給電部１５が第１放射素子１２と第２放射素子１３との間（すなわち、スロット領域３０）の誘電体１４に位置するため、本実施形態のパッチアンテナ１０では、給電部１５と誘電体１４とを固定させる必要がある。以下では、本実施形態のパッチアンテナ１０の組立手順のうち、特に給電部１５と誘電体１４とを固定させる手順について説明する。
　図１１Ａは、パッチアンテナ１０の組立手順の第１例に関する、誘電体１４に給電部１５を組み付ける前の状態の斜視図である。図１１Ｂは、パッチアンテナ１０の組立手順の第１例に関する、誘電体１４に給電部１５を組み付けた後の状態の斜視図である。図１２は、誘電体１４のピン孔３６付近の拡大斜視図である。
　図１１Ａに示されるように、誘電体１４には、給電部１５を挿通させるためのピン孔３６があらかじめ形成されている。そして、ピン孔３６に給電部１５を挿通し、図１１Ｂに示されるように、給電部１５と誘電体１４とを、固定部３７で固定する。固定部３７は、ここでは、接着剤等である。
　但し、給電部１５と誘電体１４とを固定させる方法としては、接着剤等で固定する場合に限られない。つまり、固定部３７は、接着剤等の絶縁性の部材に限られず、半田等を含む導電性の部材であっても良い。図１２に示されるように、誘電体１４のピン孔３６の周りに、固定部３７の一部としての導電性の部材をあらかじめ配置しておき、給電部１５と導電性の部材とを、さらに固定部３７の一部である半田により固定しても良い。但し、図１２に示される導電性の部材は、なくても良い。
　図１３Ａは、パッチアンテナ１０の組立手順の第２例に関する、誘電体１４に給電部１５を組み付ける前の状態の斜視図である。図１３Ｂは、パッチアンテナ１０の組立手順の第２例に関する、誘電体１４に給電部１５を組み付けた後の状態の斜視図である。
　図１３Ａに示されるように、パッチアンテナ１０の組立手順の別の例として、パッチアンテナ１０を載置するための基板３８にあらかじめ給電部１５を固定しておいても良い。そして、図１３Ｂに示されるように、パッチアンテナ１０を基板３８側にかぶせるようにピン孔３６に給電部１５を挿通しても良い。図１３Ａ及び図１３Ｂに示されるパッチアンテナ１０の組立手順の第２例では、給電部１５があらかじめ固定されていることにより、パッチアンテナ１０を組み立てる際の作業性を向上させることができる。また、給電部１５が基板３８にあらかじめ固定されていることにより、パッチアンテナ１０を基板３８に載置する際の位置決めを容易にすることができる。
＜固定方法＞
　上述したように、給電部１５と誘電体１４とは、接着剤等、又は、導電性の部材により形成される固定部３７により固定される。以下では、この固定部３７による固定方法について詳述する。以下に説明する固定方法は、上述の図１１Ａ，図１１Ｂ及び図１２に示されるパッチアンテナ１０の組立手順の第１例における固定方法として説明するが、図１３Ａ及び図１３Ｂに示されるパッチアンテナ１０の組立手順の第２例における固定方法にも適用することができる。
　図１３Ｃは、誘電体１４と給電部１５とを固定する方法の第１例において、給電部１５をピン孔３６に挿通する前の様子を示す説明図である。図１３Ｄは、誘電体１４と給電部１５とを固定する方法の第１例において、給電部１５をピン孔３６に挿通した後の様子を示す説明図である。図１３Ｅは、誘電体１４と給電部１５とを固定する方法の第１例において、給電部１５と誘電体１４とを固定する様子を示す説明図である。
　図１３Ｃに示されるように、誘電体１４のピン孔３６に挿通される給電部１５は、頭部５１と、胴部５２とを有する。頭部５１は、給電部１５の＋Ｚ方向側に位置する部位であり、給電部１５が誘電体１４のピン孔３６に挿通された状態（後述する図１３Ｄの状態）において、誘電体１４の＋Ｚ方向側で露出する。胴部５２は、給電部１５の－Ｚ方向側に位置する部位であり、誘電体１４のピン孔３６に挿通される。
　誘電体１４には、Ｚ方向に延びるピン孔３６が形成されている。誘電体１４と給電部１５とを固定する方法の第１例においては、ピン孔３６の内径は、Ｚ方向において一定であり、給電部１５の胴部５２の外径よりも大きく、給電部１５の頭部５１の外径よりも小さい。このため、図１３Ｄに示されるように、胴部５２をピン孔３６に挿通することができ、胴部５２がピン孔３６に挿通された状態において、頭部５１の＋Ｚ方向側の端部は、誘電体１４の＋Ｚ方向側の面よりも上側（＋Ｚ方向側）に位置する。
　固定部３７は、図１３Ｅに示されるように、頭部５１を覆うように配置される。胴部５２がピン孔３６に挿通された状態（図１３Ｄに示される状態）において、頭部５１の＋Ｚ方向側の端部は、誘電体１４の上面５３（＋Ｚ方向側の面）よりも上側（＋Ｚ方向側）に位置するので、頭部５１を覆う固定部３７は、頭部５１の位置よりもさらに上側（＋Ｚ方向側）に位置することになる。
　また、固定部３７は、頭部５１の下面（－Ｚ方向側の面）と、頭部５１と対向する誘電体１４の上面５３（＋Ｚ方向側の面）の間にも配置され、給電部１５と誘電体１４との接着面５５が形成される。胴部５２がピン孔３６に挿通された状態（図１３Ｄに示される状態）において、頭部５１は誘電体１４の＋Ｚ方向側の面（誘電体１４の上面５３）よりも上側（＋Ｚ方向側）に位置するので、接着面５５は、頭部５１の側面には形成されない。
　図１３Ｆは、誘電体１４と給電部１５とを固定する方法の第２例において、給電部１５をピン孔３６に挿通する前の様子を示す説明図である。図１３Ｇは、誘電体１４と給電部１５とを固定する方法の第２例において、給電部１５をピン孔３６に挿通した後の様子を示す説明図である。図１３Ｈは、誘電体１４と給電部１５とを固定する方法の第２例において、給電部１５と誘電体１４とを固定する様子を示す説明図である。
　図１３Ｆに示されるように、上述した誘電体１４と給電部１５とを固定する方法の第２例では、ピン孔３６の＋Ｚ方向側の部分に頭部収容部５４が形成されていても良い。頭部収容部５４は、ピン孔３６の内径が拡大された部分であり、頭部収容部５４の内径は、給電部１５の頭部５１の外径よりも大きい。これにより、図１３Ｇに示されるように、胴部５２をピン孔３６に挿通することができると共に、頭部５１が誘電体１４の＋Ｚ方向側の面（誘電体１４の上面５３）よりも下側に位置するよう、給電部１５をピン孔３６に挿通することができる。図１３Ｇでは、頭部５１の全てが誘電体１４の＋Ｚ方向側の面（誘電体１４の上面５３）よりも下側に位置しているが、頭部５１の一部が誘電体１４の＋Ｚ方向側の面（誘電体１４の上面５３）よりも下側に位置していても良い。
　固定部３７は、図１３Ｈに示されるように、頭部５１を覆うように配置される。胴部５２がピン孔３６に挿通された状態（図１３Ｇに示される状態）において、頭部５１は上述した第１例の場合（図１３Ｄに示される場合）よりも下側（－Ｚ方向側）に位置するので、頭部５１を覆う固定部３７も、第１例の場合よりも下側（－Ｚ方向側）に位置するよう配置することができる。比較のため、図１３Ｈでは、第１例の固定部３７の外形線を破線で示している。これにより、第２例では、第１例よりもパッチアンテナ１０の低背化を実現できる。第２例では、頭部５１を覆う固定部３７は、誘電体１４の上面５３以下に位置している。すなわち、固定部３７は、その全てが頭部収容部５４に収容されている。但し、固定部３７の一部が頭部収容部５４に収容されていても良い。
　また、固定部３７は、第１例の場合と同様に、頭部５１の下面（－Ｚ方向側の面）と、頭部５１の下面と対向する頭部収容部５４の底面との間にも配置され、給電部１５と誘電体１４との接着面５５が形成される。第２例の場合では、さらに、固定部３７は、第１例の場合と異なり、頭部５１の側面と、頭部５１の側面と対向する頭部収容部５４の内側面との間にも配置され、接着面５６が頭部５１の側面側にも形成される。これにより、第２例では、第１例の場合よりも給電部１５と誘電体１４との接着面積を広くすることができ、給電部１５と誘電体１４との接着強度を向上させることができる。
＜＜その他＞＞
・給電部１５による電気的な作用
　本実施形態のパッチアンテナ１０や、変形例のパッチアンテナ１０Ａ～パッチアンテナ１０Ｊでは、給電部１５は、第１放射素子１２及び第２放射素子１３の少なくとも一方と電気的に結合するように配置されている。以下では、第８変形例のパッチアンテナ１０Ｈを例として、給電部１５による第１放射素子１２及び第２放射素子１３への電気的な作用について説明する。
　図１４Ａは、パッチアンテナ１０Ｈにおける電流分布図の一例である。図１４Ｂは、パッチアンテナ１０Ｈにおける電流分布図の別の例である。
　図１４Ａでは、パッチアンテナ１０Ｈの上面における電流分布の様子が視覚的に表されている。また、図１４Ｂでは、パッチアンテナ１０Ｈの上面における電流分布に関して、特に電流の向きが視覚的に表されている。また、図１４Ａ及び図１４Ｂのそれぞれにおいて、電流が強い領域の一例を破線で囲んでいる。そして、電流が強い領域のうち、第１放射素子１２における電流が強い領域の一例をＡ１領域とし、第２放射素子１３における電流が強い領域の一例をＡ２領域としている。Ａ１領域及びＡ２領域は、電気的な結合度合いが大きい領域でもある。
　図１４Ａ及び図１４Ｂに示されるように、スロット領域３０の両側に位置する、例えばＡ１領域及びＡ２領域において電流が強くなっている。すなわち、給電部１５は、スロット領域３０を介して第１放射素子１２及び第２放射素子１３の両方に給電している。したがって、給電部１５は、第１放射素子１２及び第２放射素子１３と電気的に結合され、双方の放射素子（第１放射素子１２及び第２放射素子１３）に対し同時に作用するように配置されている。
　上述の説明では、給電部１５による第１放射素子１２及び第２放射素子１３への電気的な作用の一例として、パッチアンテナ１０Ｈの場合を取り上げた。しかし、本実施形態のパッチアンテナ１０や、パッチアンテナ１０Ｈ以外の変形例のパッチアンテナについても同様に、給電部１５は、第１放射素子１２及び第２放射素子１３と電気的に結合され、双方の放射素子（第１放射素子１２及び第２放射素子１３）に対し同時に作用するように配置されている。
・パッチアンテナ１０の給電回路
　上述したように、本実施形態のパッチアンテナ１０では、２給電方式が採用されている。以下では、このような２給電方式が採用されたパッチアンテナ１０の給電回路の例を説明する。
　図１５Ａは、パッチアンテナ１０の回路図の第１例である。図１５Ｂは、パッチアンテナ１０の回路図の第２例である。図１５Ｃは、パッチアンテナ１０の回路図の第３例である。
　図１５Ａ～図１５Ｃでは、アンテナ入力部１８Ａ又はアンテナ入力部１８Ｂからアンテナ出力部１８Ｃに送られる信号の経路が実線の矢印で示されている。また、アンテナ入力部１８Ａ又はアンテナ入力部１８Ｂからアンテナ出力部１８Ｄに送られる信号の経路が破線の矢印で示されている。
　図１５Ａに示される回路図の第１例や、図１５Ｂに示される回路図の第２例では、給電回路がインダクタＬと、キャパシタＣとの２種類の回路素子の組み合わせにより構成される例が示されており、図１５Ｃでは、ハイブリッドカプラ１９が使用される例が示されている。図１５Ａ～図１５Ｃに示されるように、アンテナ入力部１８Ａ又はアンテナ入力部１８Ｂから入力された相互に位相が９０度異なる信号が、アンテナ出力部１８Ｃ又はアンテナ出力部１８Ｄに送られる。これにより、パッチアンテナ１０では、例えば、ＧＮＳＳ用の周波数帯に対応する、所望の円偏波に対応する。
　上述した本実施形態のパッチアンテナ１０は、例えば、ＧＮＳＳ用の周波数帯の電波に対応していた。但し、パッチアンテナ１０は、例えば、ＳＤＡＲＳ用の周波数帯の電波に対応しても良い。ＧＮＳＳ用の周波数帯の電波は、右旋円偏波であり、ＳＤＡＲＳ用の周波数帯の電波は、左旋円偏波である。
　ここで、パッチアンテナ１０では、第１放射素子１２が、右旋円偏波に対応し、第２放射素子１３が左旋円偏波に対応しても良い。パッチアンテナ１０では、逆に、第１放射素子１２が左旋円偏波に対応し、第２放射素子１３が右旋円偏波に対応しても良い。これにより、パッチアンテナ１０は、任意の複数の周波数帯の電波に対応しつつ、パッチアンテナ１０を含むアンテナ装置全体を簡素な構成とすることができる。
＜＜アンテナ装置１００の概要＞＞
　図１６は、第１実施形態のアンテナ装置１００の分解斜視図である。図１６では、アンテナ装置１００のうち、後述するケース１を取り外し、＋Ｚ方向の側に移動させた図が示されている。また、図１６では、後述するパッチアンテナ１０Ｋの無給電素子３９を保持する保持部材や、後述するアンテナ５０を保持する保持部材の図示が省略されている。
　本実施形態のアンテナ装置１００は、いわゆる車載用アンテナ装置であり、例えば、車両のルーフに配置される。但し、アンテナ装置１００が配置される車両の部位は、想定する通信対象等の環境条件に応じて適宜変更できる。アンテナ装置１００は、例えば、車両のダッシュボードの上部、バンパー、ナンバープレートの取り付け部、ピラー部、スポイラー部等、様々な位置に配置されても良い。
　ここで「車載」とは、車両に載せることができるとの意味であるため、車両に取り付けられているものに限らず、車両に持ち込まれ、車両内で用いられるものも含まれる。また、本実施形態のアンテナ装置１００は、車輪のついた乗り物である「車両」に用いられることとしたが、これに限られず、例えばドローン等の飛行体、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良い。
　図１６では、＋Ｘ方向が、アンテナ装置１００が配置された車両の運転席から見た前方向であり、＋Ｙ方向が、アンテナ装置１００が配置された車両の運転席から見た右方向であり、＋Ｚ方向が、アンテナ装置１００が配置された車両の運転席から見た上方向（天頂方向）である。
　本実施形態のアンテナ装置１００の外形（すなわち、後述するケース１の外形）は、車両の走行時の走行風を整流し流体抵抗を低減するフィン形状（すなわち、シャークフィン形状）である。具体的には、本実施形態のアンテナ装置１００の外形は、上面視では、前方が先細りで後方へ向かうに従って左右の幅が広くなる。また、本実施形態のアンテナ装置１００の外形は、背面視では、車両への取付け面から上方へ向かって徐々に左右の幅が細くなる。
　すなわち、本実施形態のアンテナ装置１００は、前方の先端に向かうほど相対的に幅が細くなるとともに高さが低くなり、側面も内側に絞った曲面となる流線型の外形となっている。但し、アンテナ装置１００の外形はこれに限定されるものではなく、例えば、立方体、直方体、円錐、角錐、球体等、様々な形状とすることができ、これらの形状が組み合わされても良い。
　また、アンテナ装置１００は、図１６では不図示であるが、例えば、車両のルーフパネルと車室内の天井面のルーフライニングとの間の空洞に収納されても良い。この場合、車両のルーフパネルは、アンテナ装置１００が電波に対応できるよう、例えば、絶縁性の樹脂で構成されている。車両のルーフパネルと車室内の天井面のルーフライニングとの間の空洞に収納されたアンテナ装置１００は、例えばビス等によって、絶縁性の樹脂で構成されたルーフライニングに固定されることになる。但し、当該空洞に収納されたアンテナ装置１００は、車両のフレーム、ルーフパネル等に固定されても良い。また、車両のルーフパネルは、樹脂ではなく、金属や炭素繊維強化プラスチックで構成されていても良い。車両のルーフパネルが例えば金属で構成されている場合、アンテナ装置１００が有するアンテナの指向性を確保するための手段が講じられても良い。
　アンテナ装置１００は、ケース１と、ベース２と、パッチアンテナ１０Ｋと、アンテナ５０とを有する。
　ケース１は、ベース２とともに、パッチアンテナ１０Ｋ及びアンテナ５０の収容空間を形成する部材である。本実施形態では、ケース１は、アンテナ装置１００の上側を構成する。また、本実施形態では、ケース１は、絶縁性の樹脂材料により形成されている。但し、ケース１は、絶縁性の樹脂材料以外で、かつ電波を透過する材料により形成されても良い。また、ケース１は、絶縁性の樹脂材料の部分と、電波を透過する他の材料の部分とで構成されても良く、これらの材料が自由に組み合わされても良い。なお、ケース１は、不図示のネジによりベース２に固定されている。但し、ケース１は、ネジにより固定される場合に限られず、スナップフィット、溶着、接着などでベース２に固定されても良い。
　ベース２は、ケース１とともに、パッチアンテナ１０Ｋ及びアンテナ５０の収容空間を形成する部材である。本実施形態では、ベース２は、アンテナ装置１００の底面を構成する。ベース２は、図１６に示されるように、絶縁ベース３と、金属ベース４とを有する。
　絶縁ベース３は、絶縁性の樹脂材料で形成される板状部材である。但し、絶縁ベース３は、絶縁性であれば樹脂材料以外の材料で形成されても良く、板状以外の形状を有していても良い。絶縁ベース３には、金属ベース４が不図示のネジで取り付けられている。
　金属ベース４は、アンテナ装置１００のグランドとして機能する部材である。金属ベース４は、例えば、金属製の板状部材であり、アルミニウム合金等のダイキャスト品である。但し、金属ベース４は、グランドとして機能する金属製の部材であれば板状以外の形状を有していても良く、板金により作成されても良い。金属ベース４には、図１６に示されるように、パッチアンテナ１０Ｋが接続される基板５と、アンテナ５０が接続される基板７とが配置されている。言い換えれば、金属ベース４には、パッチアンテナ１０Ｋが基板５を介して配置され、また、アンテナ５０が基板７を介して配置されている。
　アンテナ装置１００が車両のルーフに配置される際、金属ベース４と、ルーフとは電気的に接続される。これにより、金属ベース４は、アンテナ装置１００が有するパッチアンテナ１０Ｋ及びアンテナ５０のグランドとして機能する。金属ベース４は、基板５及び基板７が配置される一体の金属ベースであるが、基板５が配置される金属ベースと、基板７が配置される金属ベースとの、別体の金属ベースとして構成されていても良い。このような別体の金属ベースとして構成される場合であっても、パッチアンテナ１０Ｋ及びアンテナ５０のグランドとして適切に機能する。
　上述では、アンテナ装置１００が、アンテナ装置１００の底面を構成する部材としてベース２を有することについて説明した。また、ベース２が、絶縁ベース３と、グランドとして機能する金属ベース４とを有することについて説明した。しかし、ベース２の構成は、上述した場合に限られない。
　例えば、ベース２は、金属ベース４のみを有していても良いし、絶縁ベース３と、金属ベース４と、別の金属ベースとを有していても良く、金属ベースの代わりに金属プレートであっても良い。また、ベース２は、絶縁ベース３と、金属ベースの代わりとなる金属プレートとで構成されても良い。
　本実施形態のアンテナ装置１００は、アンテナ装置１００の底面を構成する部材、及び、グランドとして機能する部材として、上述の部材を自由に組み合わせることができる。
　本実施形態では、ケース１とベース２とが、パッチアンテナ１０Ｋ及びアンテナ１１を収容する。言い換えれば、ケース１とベース２とが、少なくともパッチアンテナ１０Ｋ及びアンテナ５０を収容する収容空間を形成する。但し、ケース１とベース２とは、パッチアンテナ１０Ｋ及びアンテナ５０以外の部材を収容しても良い。また、本実施形態では、ケース１とベース２とが、シャークフィンアンテナの筐体を構成する。
　パッチアンテナ１０Ｋは、図１０Ｂに示されるパッチアンテナ１０Ｉと同様に、２つの無給電素子３９が、パッチアンテナ１０Ｋの放射素子１１の上方に配置されている。但し、無給電素子３９の各々は、図１６に示されるように、内側の領域がくり抜かれた形状に形成されている。本実施形態のアンテナ装置１００におけるパッチアンテナ１０Ｋにおいても、給電部１５が放射素子１１以外の領域（ここでは、スロット領域３０）に位置することにより、パッチアンテナ１０Ｋの設計の自由度を向上させることができる。
　パッチアンテナ１０Ｋは、図１６に示されるように、金属ベース４の上面に取り付けられた基板５に配置されている。ここで、パッチアンテナ１０Ｋは、給電部１５によって、基板５と電気的に接続されている。そして、パッチアンテナ１０Ｋは、基板５に実装された不図示の整合回路を介して、図１６に示される同軸ケーブル６に接続される。
　アンテナ５０は、移動通信用のアンテナであり、例えば、Ｖ２Ｘ（Vehicle to Everything：車車間通信、路車間通信）に使用される。また、アンテナ５０は、直線偏波の電波に対応するアンテナである。直線偏波は、例えば、偏波面が大地に対して垂直の場合は垂直偏波と呼ばれ、偏波面が大地に対して水平面の場合は水平偏波と呼ばれることがある。また、アンテナ５０は、コリニアアレイアンテナ（collinear antenna array）である。但し、アンテナ５０は、例えば、モノポールアンテナ、スリーブアンテナ、ダイポールアレイアンテナ、スロットアレイアンテナ、八木アンテナ、パッチアンテナ等であっても良い。
　アンテナ５０は、図１６に示されるように、金属ベース４の上面に取り付けられた基板７に配置されている。ここで、アンテナ５０は、不図示の給電部において、基板７と電気的に接続されている。そして、アンテナ５０は、基板７に実装された不図示の整合回路を介して、図１６に示される同軸ケーブル８に接続される。基板７には、整合回路以外の回路素子や電子部品が実装されても良い。
　ここで、基板７の整合回路側（下側）の外周は、スルーホールやビア・ホール等で、アンテナ５０側のグランドと電気的に接続されている。また、基板７の整合回路側の外周は、半田リベラ又は金メッキなどの導電性の表面処理がなされている。
　上述したように、アンテナ装置１００は、パッチアンテナ１０Ｋの他にアンテナ５０を有することとしたが、アンテナ５０以外のアンテナを有していても良いし、パッチアンテナ１０Ｋのみを有していても良い。
＝＝第２実施形態＝＝
＜＜パッチアンテナ２０の概要＞＞
　図１７は、第２実施形態のパッチアンテナ２０の平面図である。
　パッチアンテナ２０は、第１実施形態のパッチアンテナ１０と同様に、放射素子２１と、誘電体２４と、第１給電部２６と、第２給電部２７とを有する。以下の説明では、第１給電部２６と、第２給電部２７とを合わせて、「給電部２５」と呼ぶことがある。
　放射素子２１は、誘電体２４に配置された導電性の部材である。本実施形態のパッチアンテナ２０では、上述した第１実施形態のパッチアンテナ１０と異なり、放射素子２１は、１つの周波数帯の電波のみに対応する。放射素子２１は、上述した第１実施形態のパッチアンテナ１０の第１放射素子１２及び第２放射素子１３のような２つの放射素子を有さず、１つの放射素子のみを有する。しかし、放射素子２１は、上述した第１実施形態のパッチアンテナ１０と同様に、第１放射素子と、第２放射素子とを有し、複数の周波数帯の電波に対応しても良い。
　誘電体２４は、上述した第１実施形態のパッチアンテナ１０と同様に、セラミック等の誘電体材料で形成されている部材である。誘電体２４は、平面視において、略四辺形状である。但し、誘電体２４の形状は、略四辺形に限られず、例えば円形、楕円形、多角形等であっても良い。誘電体２４の上記以外の詳細については、上述した第１実施形態のパッチアンテナ１０の誘電体１４と同様であるため、説明を省略する。
　第１給電部２６及び第２給電部２７の各々は、給電点を含む導電性の部材である。本実施形態のパッチアンテナ２０では、上述した第１実施形態のパッチアンテナ１０と異なり、第１給電部２６及び第２給電部２７の各々は、放射素子２１に配置されている。但し、上述した第１実施形態のパッチアンテナ１０と同様に、第１給電部２６及び第２給電部２７の少なくとも一方は、放射素子２１以外の領域、例えば、誘電体２４の領域に配置されていても良い。
　本実施形態のパッチアンテナ２０では、図１７に示されるような平面視において、すなわち放射素子２１の法線方向から見た場合に、第１給電部２６は、放射素子２１における第１対角線４３上に位置している。また、第２給電部２７は、放射素子２１における第２対角線４４上に位置している。
　ここで、第１給電部２６が「第１対角線４３上に位置」するとは、第１対角線４３が第１給電部２６の少なくとも一部と交差することをいう。また、第２給電部２７が「第２対角線４４上に位置」するとは、第２対角線４４が第２給電部２７の少なくとも一部と交差することをいう。
　また、「第１対角線４３」及び「第２対角線４４」は、図１７に示されるように、略四辺形状の放射素子２１における対角線である。パッチアンテナ２０の中心４０は、略四辺形状の放射素子２１の中心である。また、放射素子２１は、略正方形状でもあるので、パッチアンテナ２０の中心４０は、第１対角線４３及び第２対角線４４の交点でもある。
　第１対角線４３及び第２対角線４４は、略四辺形状の誘電体２４における対角線であっても良い。このとき、パッチアンテナ２０の中心４０は、略四辺形状の誘電体２４の中心である。
　本実施形態のパッチアンテナ２０では、図１７に示されるように、中心４０及び第１給電部２６の距離ＤＣ１は、中心４０及び第２給電部２７の距離ＤＣ２と略等しい（ＤＣ１＝ＤＣ２）。但し、中心４０及び第１給電部２６の距離ＤＣ１は、中心４０及び第２給電部２７の距離ＤＣ２と等しくなくても良い。
　また、本実施形態のパッチアンテナ２０では、第１給電部２６は、第１対角線４３上において中心４０側よりも角部４２側に位置する。また、第２給電部２７は、第２対角線４４上において中心４０側よりも角部４２側に位置する。但し、第１給電部２６又は第２給電部２７は、角部４２側よりも中心４０側に位置していても良い。
＜＜比較例のパッチアンテナ２０Ｘ＞＞
　本実施形態のパッチアンテナ２０では、第１給電部２６と第２給電部２７との間のアイソレーションを容易に確保することができる。この点について、図１８に示される比較例のパッチアンテナ２０Ｘを参照しつつ説明する。
　図１８は、比較例のパッチアンテナ２０Ｘの平面図である。
　比較例のパッチアンテナ２０Ｘは、本実施形態のパッチアンテナ２０と同様の放射素子２１及び誘電体２４を有する。しかし、パッチアンテナ２０Ｘでは、第１給電部２６及び第２給電部２７は、第１対角線４３及び第２対角線４４とは異なる第１軸１６上及び第２軸１７上にそれぞれ位置している。
　ここで、「第１軸１６」は、中心４０を通り、略四辺形状の放射素子２１の第１辺４５に平行な軸である。また、「第２軸１７」は、中心４０を通り、第１辺４５に隣接する第２辺４６に平行な軸である。第１軸１６と第２軸１７とは、互いに直交する軸である。
　比較例のパッチアンテナ２０Ｘでは、第１給電部２６及び第２給電部２７が互いに直交する軸（第１軸１６及び第２軸１７）上に位置することにより、パッチアンテナ２０Ｘの円偏波における位相差が９０度となる。しかし、パッチアンテナ２０Ｘでは、２つの給電部（第１給電部２６及び第２給電部２７）の間の距離ＤＢを取ることに限界があり、２つの給電部の間のアイソレーションを確保することが困難である。
　すなわち、図１８に示されるように、第１辺４５の中心を第１中心４７とし、第１辺４５に隣接する第２辺４６の中心を第２中心４８としたときに、２つの給電部（第１給電部２６及び第２給電部２７）の間の距離ＤＢは、第１中心４７と第２中心４８とを結ぶ直線の長さＬＢが最大距離となる。
　これに対し、本実施形態のパッチアンテナ２０では、上述した図１７に示されるように、略四辺形状の放射素子２１において、第１給電部２６と第２給電部２７とを結ぶ直線の長さＤＡは、第１中心４７と第２中心４８とを結ぶ直線の長さＬＢ（すなわち、比較例のパッチアンテナ２０Ｘにおける距離ＤＢの最大値）よりも長くすることができる。これにより、２つの給電部（第１給電部２６及び第２給電部２７）の間の距離を十分に取ることができ、第１給電部２６と第２給電部２７との間のアイソレーションを容易に確保することができる。
＜＜変形例のパッチアンテナ２０Ａ＞＞
　図１９は、変形例のパッチアンテナ２０Ａの平面図である。
　変形例のパッチアンテナ２０Ａでは、例えば、図１９に示されるように、４給電方式が採用されても良い。４給電方式が採用されたパッチアンテナ２０Ａは、４つの給電部２５を有する。すなわち、パッチアンテナ２０Ａは、第１給電部２６及び第２給電部２７に加え、第３給電部２８と、第４給電部２９と、とをさらに有する。ここで、第３給電部２８は、第１対角線４３上に位置し、第４給電部２９は、第２対角線４４上に位置する。
　このような４点給電方式でも、複数（ここでは、４つ）の給電部間のアイソレーションを容易に確保することができる。
　パッチアンテナ２０Ａでは、図１９に示されるように、第１給電部２６と第３給電部２８とは、第２対角線４４に対して互いに線対称となる位置にある。また、第２給電部２７と第４給電部２９とは、第１対角線４３に対して互いに線対称となる位置にある。但し、第１給電部２６と第３給電部２８とは、第２対角線４４に対して互いに線対称とならなくても良いし、第２給電部２７と第４給電部２９とは、第１対角線４３に対して互いに線対称とならなくても良い。
＜＜アンテナ装置２００の概要＞＞
　図２０は、第２実施形態のアンテナ装置２００の平面図である。
　アンテナ装置２００は、図２０に示されるように、上述したパッチアンテナ２０と、パッチアンテナ２０と、アンテナ５０と、を有する。このとき、第１給電部２６とアンテナ５０との第１距離Ｄ１と、第２給電部２７と別のアンテナ５０との第２距離Ｄ２と、が略等しい。
＜＜比較例のアンテナ装置２００Ｘ，２００Ｙ＞＞
　上述した本実施形態のアンテナ装置２００は、パッチアンテナ２０の特性への影響を抑制しつつ、アンテナ装置２００のサイズを抑制することができる。この点について、図２１Ａに示される第１比較例のアンテナ装置２００Ｘ、及び図２１Ｂに示される第２比較例のアンテナ装置２００Ｙを参照しつつ説明する。
　図２１Ａは、第１比較例のアンテナ装置２００Ｘの平面図である。図２１Ｂは、第２比較例のアンテナ装置２００Ｙの平面図である。
　アンテナ装置２００Ｘは、上述した比較例のパッチアンテナ２０Ｘと、パッチアンテナ２０Ｘとは別のアンテナ５０と、を有する。このとき、アンテナ装置２００Ｘでは、図２１Ａに示されるように、第１給電部２６と別のアンテナ５０との第１距離ＤＸ１と、第２給電部２７と別のアンテナ５０との第２距離ＤＸ２と、異なってしまう。これにより、第１給電部２６と第２給電部２７とでアンテナ５０から受ける電気的干渉の度合いが異なり、パッチアンテナ２０Ｘの特性に影響が出てしまう。
　一方、アンテナ装置２００Ｙは、パッチアンテナ２０Ｙと、パッチアンテナ２０Ｙとは別のアンテナ５０と、を有する。ここで、パッチアンテナ２０Ｙは、ＸＹ平面上において、パッチアンテナ２０Ｘを９０度回転したパッチアンテナである。これにより、アンテナ装置２００Ｙでは、図２１Ｂに示されるように、第１給電部２６と別のアンテナ５０との第１距離ＤＹ１と、第２給電部２７と別のアンテナ５０との第２距離ＤＹ２と、を略等しくすることができる。しかし、９０度回転したパッチアンテナ２０ＹのＹ方向におけるサイズは、第１比較例のパッチアンテナ２０ＸのＹ方向におけるサイズより大きくなってしまう。
　これに対し、本実施形態のアンテナ装置２００では、上述したように、第１給電部２６と別のアンテナ５０との第１距離Ｄ１と、第２給電部２７と別のアンテナ５０との第２距離Ｄ２と、が略等しい。さらに、パッチアンテナ２０のＹ方向におけるサイズを抑えることができる。すなわち、本実施形態のアンテナ装置２００では、パッチアンテナ２０の特性への影響を抑制しつつ、アンテナ装置２００のサイズを抑制することができる。
＝＝まとめ＝＝
　本明細書によれば、以下の態様のパッチアンテナが提供される。
（態様１）
　態様１は、第１放射素子１２と、第１放射素子１２を囲うように位置する第２放射素子１３と、平面視において、第１放射素子１２と第２放射素子１３との間に位置する少なくとも１つの給電部１５と、を備える。
　上述の態様によれば、パッチアンテナの設計の自由度を向上させることができる。
（態様２）
　態様２では、少なくとも１つの給電部１５は、第１放射素子１２と第２放射素子１３との間に形成されたスロット領域３０に位置する。
　上述の態様によれば、パッチアンテナの設計の自由度を向上させることができる。
（態様３）
　態様３は、誘電体１４と、誘電体１４の一面に位置する第１放射素子１２と、第１放射素子１２の外側の誘電体１４に、第１放射素子１２を囲うように位置する第２放射素子１３と、第１放射素子１２と第２放射素子１３との間の誘電体１４に位置する、少なくとも１つの給電部１５と、を備える。
　上述の態様によれば、パッチアンテナの設計の自由度を向上させることができる。
（態様４）
　態様４では、少なくとも１つの給電部１５は、第１放射素子１２と第２放射素子１３との間に形成されたスロット領域３０に位置する、
　上述の態様によれば、パッチアンテナの設計の自由度を向上させることができる。
（態様５）
　態様５は、誘電体１４と、誘電体１４に位置する少なくとも１つの給電部１５と、誘電体１４の一面に位置する第１放射素子１２と、第１放射素子１２の外側の誘電体１４に位置する第２放射素子１３と、を備え、少なくとも１つの給電部１５は、第２放射素子１３の外側に位置する。
　上述の態様によれば、パッチアンテナの設計の自由度を向上させることができる。
（態様６）
　態様６では、第１放射素子１２と第２放射素子１３とで挟まれる領域の最大幅は、第１放射素子１２又は第２放射素子１３が対応する電波の波長の１０分の１未満である。
　上述の態様によれば、パッチアンテナの設計の自由度を向上させることができる。
（態様７）
　態様７では、少なくとも１つの給電部１５は、第１放射素子１２及び第２放射素子１３に電気的に結合する。
　上述の態様によれば、パッチアンテナの設計の自由度を向上させることができる。
（態様８）
　態様８では、少なくとも１つの給電部１５を含む全ての給電部１５は、スロット領域３０に位置する。
　上述の態様によれば、パッチアンテナの設計の自由度を向上させることができる。
（態様９）
　態様９では、第１放射素子１２及び第２放射素子１３の少なくとも一方には、スロット領域３０の幅方向に平行な方向に沿って延びる切れ込み部３１が形成されている。
　上述の態様によれば、パッチアンテナの設計の自由度を向上させることができる。
（態様１０）
　態様１０では、切れ込み部３３～３５は、スロット領域３０における少なくとも１つの給電部１５が位置する領域から延びる。
　上述の態様によれば、パッチアンテナの設計の自由度を向上させることができる。
　上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。また、本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更や改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれるのはいうまでもない。
１０，１０Ａ～１０Ｋ，１０Ｘ～１０Ｚ，２０，２０Ａ，２０Ｘ，２０Ｙ　パッチアンテナ
１１，２１　放射素子
１２　第１放射素子
１３　第２放射素子
１４，２４　誘電体
１５，２５　給電部
２６　第１給電部
２７　第２給電部
２８　第３給電部
２９　第４給電部
３０　スロット領域
３１～３５　切れ込み部
４０　中心
４２　角部
４３　第１対角線
４４　第２対角線
４５　第１辺
４６　第２辺
４７　第１辺の中心（第１中心）
４８　第２辺の中心（第２中心）
５０　アンテナ
１００，２００，２００Ｘ，２００Ｙ　アンテナ装置

Claims (10)

  1. 　第１放射素子と、
    　前記第１放射素子を囲うように位置する第２放射素子と、
    　平面視において、前記第１放射素子と前記第２放射素子との間に位置する少なくとも１つの給電部と、
    を備える、
    　パッチアンテナ。
  2. 　前記少なくとも１つの給電部は、前記第１放射素子と前記第２放射素子との間に形成されたスロット領域に位置する、
    　請求項１に記載のパッチアンテナ。
  3. 　誘電体と、
    　前記誘電体の一面に位置する第１放射素子と、
    　前記第１放射素子の外側の前記誘電体に、前記第１放射素子を囲うように位置する第２放射素子と、
    　前記第１放射素子と前記第２放射素子との間の前記誘電体に位置する、少なくとも１つの給電部と、を備える、
    　パッチアンテナ。
  4. 　前記少なくとも１つの給電部は、前記第１放射素子と前記第２放射素子との間に形成されたスロット領域に位置する、
    　請求項３に記載のパッチアンテナ。
  5. 　誘電体と、
    　前記誘電体に位置する少なくとも１つの給電部と、
    　前記誘電体の一面に位置する第１放射素子と、
    　前記第１放射素子の外側の前記誘電体に位置する第２放射素子と、を備え、
    　前記少なくとも１つの給電部は、前記第２放射素子の外側に位置する、
    　パッチアンテナ。
  6. 　前記第１放射素子と前記第２放射素子とで挟まれる領域の最大幅は、前記第１放射素子又は前記第２放射素子が対応する電波の波長の１０分の１未満である、
    　請求項１から４のいずれか一項に記載のパッチアンテナ。
  7. 　前記少なくとも１つの給電部は、前記第１放射素子及び前記第２放射素子に電気的に結合する、
    　請求項１から５のいずれか一項に記載のパッチアンテナ。
  8. 　前記少なくとも１つの給電部を含む全ての給電部は、前記スロット領域に位置する、
    　請求項２又は４に記載のパッチアンテナ。
  9. 　前記第１放射素子及び前記第２放射素子の少なくとも一方には、前記スロット領域の幅方向に平行な方向に沿って延びる切れ込み部が形成されている、
    　請求項２又は４に記載のパッチアンテナ。
  10. 　前記切れ込み部は、前記スロット領域における前記少なくとも１つの給電部が位置する領域から延びる、
    　請求項９に記載のパッチアンテナ。
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