JP2010068085A - アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 アンテナ装置につき、EBG基板の所望の特性を得つつ、アンテナ特性可変を達成する。
【解決手段】
アンテナ装置は、反射板１０１と、反射板１０１の一面に対向して、かつ互いに一定の周期性を以て配列される複数の面状導体素子１０２と、面状導体素子１０２と反射板１０１とを接続して、かつ互いに一定の周期性を以て配列される複数の線状導体部１０３と、反射板１０１の面に対向して設けられるアンテナ素子１０６と、アンテナ素子１０６の特性を変更可能な可変インピーダンス素子１０５と、可変インピーダンス素子１０５のインピーダンス値を制御するための信号を介する内部導体とを備える。そして、複数の線状導体部１０３のうち１つ以上の線状導体部１０３は、内部導体の一部を内包する。
【選択図】図１

Description

本発明は、アンテナ装置に関するものである。

小形の無線通信機器用アンテナや飛行機に搭載される通信用アンテナなどでは、利便性や空気抵抗の低減のために、アンテナの低姿勢化が望まれている。アンテナを低姿勢化するために、ＥＢＧ（Electromagnetic Band Gap）基板を利用する方法がある（例えば、特許文献１参照）。EBG基板とは、一つの表面を形成する複数個の面上導電体と、面上導電体の表面から所定の距離隔てられた１枚の導電性の背面板と、複数の面上導電体の各々が、線上導電体とにより結合されている構造を有し、線上導電体と面上導電体各々が、規則的に配列されたものである。

また、アンテナは、電波の到来方向に合わせてビームを向けると、受信電力が改善されるために、指向性を可変することが求められる。指向性を可変するアンテナは、例えば、可変インピーダンスを備えたチューナブルアンテナが知られている。このチューナブルアンテナにおいては、アンテナの可変インピーダンスを制御するための制御線が備えられていることが必要である。
特許第3653470号公報

低姿勢化で且つ指向性も可変化できるアンテナを提供するには、上記したＥＢＧ基板とチューナブルアンテナを組み合わせる構成が考えられる。EBG基板とチューナブルアンテナとを組み合わせた場合、アンテナの可変インピーダンスを制御するための制御線が、複数個の面状導体素子により形成される表面と背面板との間に必要になる。しかしながら、この制御線は、線状導体部と面状導体素子とによる規則的配列を乱すこととなり、EBG基板の特性へ影響を与えてしまい、所望の特性が得られないといった課題がある。

そこで、本発明は、EBG基板の所望の特性を得つつ、アンテナ特性の可変を達成することができるアンテナ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置は、導電板と、前記導電板の一面に対向して、かつ互いに周期性を以て配列される複数の面状導体素子と、前記面状導体素子と前記導電板とを接続して、かつ互いに周期性を以て配列される複数の線状導体部と、前記導電板の面に対向して設けられるアンテナ素子と、前記アンテナ素子の特性を変更可能な可変インピーダンス素子と、前記可変インピーダンス素子のインピーダンス値を制御するための信号を介する内部導体とを備え、前記複数の線状導体部のうち１つ以上の線状導体部は、前記内部導体の一部を内包することを特徴とする。

また、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置は、複数の線状導体部を備えるEBG基板と、アンテナ素子と、前記アンテナ素子の特性を変更可能な可変インピーダンス素子と、前記可変インピーダンス素子のインピーダンス値を制御するための信号を介する内部導体とを備え、前記複数の線状導体部のうち１つ以上の線状導体部は、前記内部導体の一部を内包することを特徴とする。

本発明によれば、EBG基板の所望の特性の特性を得つつ、指向性可変を達成することができるアンテナ装置を提供することできる。

(第１の実施形態)
図１は、本発明の第１の実施形態に係わるアンテナ装置を示す概略図である。また、図２は、図１にかかる本実施形態に係るアンテナ装置のA−A線矢印方向の断面図である。図３は、図１にかかる本実施形態に係るアンテナ装置のB−B線矢印方向の断面図である。図４は、図１にかかる本実施形態に係るアンテナ装置のC−C線矢印方向の断面図である。

本実施形態に係るアンテナ装置は、反射板１０１（導電板）と、反射板の一面に対向して、ほぼ平行に、かつ互いに一定の周期性を以て配列される複数のほぼ同形の面状導体素子１０２と、面状導体素子１０２のそれぞれと反射板１０１とを接続する複数の同形の線状導体部１０３と、反射板の面に対向して、かつ面上導体素子１０２と接触しないように設けられるアンテナ素子１０６と、アンテナ素子１０６の特性を制御する可変インピーダンス素子１０５と、可変インピーダンス素子１０５に接続され、可変インピーダンス素子１０５の値を制御するための制御線１０７とを有する。

反射板１０１は、導電体であり、例えば銅が用いられる。銅を用いれば、アンテナ素子１０６の効率を高くすることができる。また、反射板１０１の厚さは、アンテナ素子１０６の動作周波数の自由空間波長に対して、十分薄いことが好ましい。例えば、アンテナ素子１０６の動作周波数が、１GHｚの場合、自由空間波長は、約３００mmであるので、反射板１０１の厚さは、０.１mm〜１．０mm程度とすれば好ましい。ただし、この厚さに限定することなく、この範囲より、厚くても、薄くても良い。

面状導体素子１０２の形状は、本実施形態では正方形としている。複数の面状導体素子１０２は、同一形状、同一の大きさであることが好ましい。面状導体素子１０２は、正方形に限らず、その他の形状であってもよい。例えば、長方形、正三角形、六角形であっても良い。また、正方形からなる面状導体素子１０２は、互いに隣接する正方形の辺が互いに等距離にかつ平行に配置されて、周期的に配置される。面状導体素子１０２は、周期的に配列されていれば良く、その他の周期的な配列であっても良い。また、面状導体素子１０２は、ここでは、反射板１０１と同様の材料、厚さで作成されている。尚、面状導体素子１０２は、反射板１０１と異なる材料、異なる厚さで作成されていても良い。

線状導体部１０３は、図１及び図２に示されるように、複数の面状導体素子１０２各々の面状導体素子１０２の中央、即ち、正方形の対角線の交点と反射板１０１とを接続する。また、線状導体部１０３は、反射板１０１と面状導体素子１０２に対して垂直に配置される。尚、線状導体部１０３は、面状導体素子１０２の中央に配置されていなくても良い。また、線状導体部１０３は、反射板１０１と面状導体素子１０２に対して垂直に配置されていなくても良い。

また、線状導体部１０３は、全て同一形状、同一の大きさであることが好ましい。即ち、線状導体部１０３の断面形状及び大きさが、同一であることが好ましい。本実施形態にかかる線状導体部１０３は、直線導体であるが、必ずしも、直線導体である必要はなく、線状導体部１０３は、円柱、直方体等のような形状であっても良い。

制御線１０７は、可変インピーダンス素子１０５各々１つに対して、１つ接続される。そして、制御線１０７の一端は可変インピーダンス素子１０５に接続され、制御線１０７の他端は、図示しない無線回路に接続される。制御線１０７は、無線回路からの信号を可変インピーダンス素子１０５に伝えて、可変インピーダンス素子１０５を制御するものである。

また、制御線１０７は、図３に示されるように、内部導体１０７Aと外部導体１０７Bを有する。そして、内部導体１０７Aと外部導体１０７Bは互いに離間して同軸上に設けられ、外部導体１０７Bが内部導体１０７Aを覆うように形成される。

内部導体１０７Aは、一端が無線回路に接続され、他端が可変インピーダンス素子１０５に接続され、無線回路からの信号を可変インピーダンス素子１０５に伝えて、可変インピーダンス素子１０５を制御する。

制御線１０７の外部導体１０７Bの一部の領域は、反射板１０１と面状導体素子１０２とを接続する。外部導体１０７Bは、複数の面状導体素子１０２各々の面状導体素子１０２の中央、即ち、正方形の対角線の交点と反射板１０１とを接続する。また、外部導体１０７Bは、反射板１０１と面状導体素子１０２に対して垂直に配置される。つまり、外部導体１０７Bの反射板１０１と面状導体素子１０２とを接続する領域は、面状導体素子１０２に対して、線状導体部１０３と同じ配置を取る。

また、外部導体１０７Bは、すべて同一形状、同一の大きさであり、直線導体である。つまり、外部導体１０７Bの反射板１０１と面状導体素子１０２とを接続する領域は、線状導体部１０３と同一形状、同一の大きさである。

以上より、外部導体１０７Bの反射板１０１と面状導体素子１０２とを接続する領域と線状導体部１０３は、各々全て、面状導体素子１０２に対して、同一の配置であり、同一の形状、同一の大きさである。つまり、制御線１０７の反射板１０１と面状導体素子１０２とを接続する領域は、線状導体部１０３´であるいえる。

尚、外部導体１０７Bの反射板１０１と面状導体素子１０２とを接続する領域は、面状導体素子１０２に対して、線状導体部１０３と同じ配置を取れば良く、面状導体素子１０２の中央に配置されていなくても良く、又、反射板１０１と面状導体素子１０２に対して垂直に配置されていなくても良い。

また、外部導体１０７Bは、外部導体１０７Bの反射板１０１と面状導体素子１０２とを接続する領域が、線状導体部１０３と同一形状、同一の大きさであれば良く、直線導体でなくても良い。即ち、線状導体部１０３の断面形状と外部導体１０７Bの断面形状とが、同一形状、同一の大きさであれば良い。例えば、外部導体１０７Bの反射板１０１と面状導体素子１０２とを接続する領域の断面形状として、円形、楕円、正方形、長方形などで良い。

また、制御線１０７の一部であって、面状導体素子１０２の上部に面状導体素子１０２に沿って設けられる領域は、図３に示されるように、面状導体素子１０２と接するように配置されることが好ましい。その理由は、面状導体素子１０２上部近傍に、制御線１０７が面状導体素子１０２と離間して設けられる場合に、制御線１０７と面状導体素子１０２の間に電界が発生し、この電界がEBG基板の特性へ影響を与えてしまうからである。また、図３に示されるように、制御線１０７の一部と面状導体素子１０２が接する構造をとることにより、制御線１０７と面状導体素子１０２間に電界が発生することを抑制し、EBG基板への影響を抑制することができるからである。

アンテナ素子１０６は、図４に示されるように、反射板１０１と対向して、かつ、面状導体素子１０２と接触しないように配置される。また、アンテナ素子１０６は、面状導体素子１０２と同一平面上に設けられ、面状導体素子１０２と平行に配置される。尚、アンテナ素子１０６は、面状導体素子１０２と同一平面上になくても良く、また、面状導体素子１０２と平行に配置されなくても良い。

アンテナ素子１０６は、アンテナエレメント１０６Aとアンテナエレメント１０６Bの２つのアンテナエレメントから構成される。そして、アンテナエレメント１０６A及びアンテナエレメント１０６Bは、それぞれ２つの可変インピーダンス素子１０５を備える。尚、アンテナ素子１０６は、アンテナエレメントを１つ、若しくは２つ以上備えていても良く、アンテナエレメントは、それぞれ１つ若しくは３つ以上の可変インピーダンス素子１０５を備えていても良い。

アンテナ素子１０６は、面状導体素子１０２と同様の材質、厚さである。アンテナ素子１０６と面状導体素子１０２の材質及び厚さが同じである場合、アンテナ素子１０６と面状導体素子１０２とを同一の製造方法で作成することができるので、効率よく製造することができる。尚、アンテナ素子１０６は、面状導体素子１０２と異なる材料、異なる厚さで形成しても良い。

また、アンテナ素子１０６は、図１に示されるように、アンテナエレメント１０６A及びアンテナエレメント１０６Bそれぞれが、異なる向きに延びたアンテナエレメントである。アンテナ素子１０６は、アンテナエレメント１０６Aとアンテナエレメント１０６Bともに、L字型、即ち、垂直方向に延びた２つの辺から成る。そして、アンテナエレメント１０６Aとアンテナエレメント１０６BのL字型の折り曲がり部分が近接して配置される。そして、アンテナエレメント１０６Aの一辺とアンテナエレメント１０６Bの一辺が同一直線上（X方向とする。）に形成され、また、アンテナエレメント１０６Aの他辺とアンテナエレメント１０６Bの他辺も同一直線上（Y方向とする。）に形成される。

そして、アンテナエレメント１０６Aの一辺及び他辺それぞれが、一つずつインピーダンス素子を備える。アンテナエレメント１０６Bも同様である。したがって、アンテナエレメント１０６Aの一辺が有するインピーダンスとアンテナエレメント１０６Bの一辺が有するインピーダンスは、一直線上（X方向）に配置される。同様に、アンテナエレメント１０６Aの他辺が有するインピーダンスとアンテナエレメント１０６Bの他辺が有するインピーダンスも、一直線上（Y方向）に配置される。このような構成をとることにより、偏波をX方向とY方向に切り替えることが出来る。

尚、アンテナエレメントの形状は、L字型の形状でなくてもよい。

可変インピーダンス素子１０５は、例えば、インピーダンスの値を０Ω（ショート）と∞Ω（オープン）の切り替えが可能なスイッチ素子を用いる。尚、可変インピーダンス素子１０５は、インピーダンスの値を０Ω（ショート）と∞Ω（オープン）の切り替えが可能なスイッチ素子でなくても良い。このようなスイッチ素子を用いた場合には、偏波の可変、動作周波数の可変が可能となる。

また、可変インピーダンス素子として、インダクタンス値やキャパシタンス値を変えることができる素子であっても良い。このような可変インピーダンス素子を用いた場合には、最大放射方向の角度を変えることが可能となる。

また、可変インピーダンス素子は、インダクタンス値を変える素子、キャパシタンス値を変える素子、抵抗値を変える素子の組み合わせであっても良い。このような可変インピーダンス素子を用いた場合には、アンテナの動作する周波数帯域幅を広くしつつ、最大放射方向の角度を変えることが可能となる。

例えば、MEMS技術を用いて可変インピーダンス素子を作ることができる。または、バリキャップダイオード、FETスイッチを用いて、可変インピーダンス素子を構成しても良い。

また、アンテナ装置には、反射板１０１の面状導体素子１０２と対向する面と反対の面から貫通するように、同軸給電線路３０３が設けられる。同軸給電線路３０３は、アンテナ素子１０６を給電する。同軸給電線路３０３は、外部導体３０３B及び内部導体３０３Aを備える。外部導体３０３Bと内部導体３０３Aは、同軸上に、互いに離間して設けられる。内部導体３０３Aは、一端はアンテナ素子１０６の一端に接続され、他端は、アンテナ素子１０６に対して信号を送る無線回路（図４において図示せず。）に接続される。一方、同軸給電線路３０３の外部導体３０３Bの一端は、反射板１０１に接続される。

そして、同軸給電線路３０３に近い部分には、短絡素子３０４が設けられる。この短絡素子３０４は、反射板１０１とアンテナ素子１０６の一端に接続される。

同軸給電線路３０３と短絡素子３０４の２ヶ所でアンテナ素子１０６は給電されるため、アンテナ素子１０６は平衡給電されることとなる。尚、短絡素子３０４を設けず、同軸給電線路３０３の内部導体３０３Aだけをアンテナ素子１０６に接続させても良い。この場合は、不平衡給電となる。

尚、本実施形態にかかるアンテナ装置においては、同軸給電線路３０３と短絡素子３０４はともに、アンテナエレメント１０６A及びアンテナエレメント１０６BそれぞれのL字型の折り曲がり部分に接続される。

また、アンテナ装置は、図１及び図２に示されるように、反射板１０１と複数の面状導体素子１０２の間に第１の絶縁層１０４が設けられる。ここで、第１の絶縁層１０４は、線状導体部１０３、制御線１０７が存在しない領域に設けられる。第１の絶縁層１０４は、例えば、誘電体、磁性体、誘電体と磁性体との組み合わせた材料により形成される。例えば、FR４基板を用いる。

本実施形態においては、面状導体素子１０２が同一形状、同一の大きさで周期的に配置される。また、複数の面状導体素子１０２それぞれに対して、１つの線状導体部１０３、又は制御線１０７が接続される。

そして、その面状導体素子１０２各々に対して線状導体部１０３が、面状導体素子１０２の中央であって、面状導体素子１０２に対し垂直に配置される。制御線１０７の外部導体１０７Bの反射板１０１と面状導体素子１０２とを接続する領域も面状導体素子１０２の中央であって、面状導体素子１０２に対して垂直に配置される。また、線状導体部１０３の形状及び大きさと制御線１０７の外部導体１０７Bの反射板１０１と面状導体素子１０２とを接続する領域の形状及び大きさは同一である。つまり、制御線１０７の反射板１０１と面状導体素子１０２とを接続する領域は、線状導体部１０３´であるいえる。以上より、面状導体素子１０２各々に対して線状導体部１０３が、面状導体素子１０２の中央であって、面状導体素子１０２に対し垂直に配置されるといえる。

したがって、面状導体素子１０２と線状導体部１０３は、それぞれ、同一形状、同一の大きさであり、周期的に配列されるといえる。

その結果、制御線１０７を設けたことによる影響を抑制することができ、EBG基板の特性が得られ、低姿勢のアンテナ装置を実現することができる。

次に、本実施形態にかかるアンテナ装置が、偏波を可変することができる理由につき説明する。図５は、図１にかかる本実施形態に係るアンテナ装置を上から見たアンテナ装置の上面図である。尚、図５においては、説明のため、制御線１０７を省略している。図５に示すように、アンテナ装置において、アンテナエレメント１０６Aの一辺とアンテナエレメント１０６Bの一辺が同一直線上（X方向とする。）に形成され、また、アンテナエレメント１０６Aの他辺とアンテナエレメント１０６Bの他辺も同一直線上（Y方向とする。）に形成される。また、アンテナエレメント１０６Aの一辺が有するインピーダンスとアンテナエレメント１０６Bの一辺が有するインピーダンスは、一直線上（X方向）に配置される。同様に、アンテナエレメント１０６Aの他辺が有するインピーダンスとアンテナエレメント１０６Bの他辺が有するインピーダンスも、一直線上（Y方向）に配置される。

可変インピーダンス素子１０５は、例えば、インピーダンスの値を０Ω（ショート）と∞Ω（オープン）の切り替えが可能なスイッチ素子である。

図５（a）に示すように、Y方向に配置された２つの可変インピーダンス素子１０５を０Ωにし、X方向に配置された２つの可変インピーダンス素子１０５を∞Ωにする。このとき、２つのアンテナエレメント１０６Aとアンテナエレメント１０６Bとに構成されるアンテナ素子１０６は、Y方向に延びるダイポールアンテナとして動作する。

一方で、Y方向に配置された可変インピーダンス素子１０５を∞Ωにし、X方向に配置された可変インピーダンス素子１０５を０Ωとする。このとき、２つのアンテナエレメント１０６Aとアンテナエレメント１０６Bとで構成されるアンテナ素子１０６は、X方向に延びるダイポールアンテナとして動作する。

このように、アンテナ装置においては、X方向とY方向の２つの向きのダイポールアンテナに切り替えることが出来る。そして、Y方向に伸びるダイポールアンテナは垂直偏波を発生し、X方向に伸びるダイポールアンテナは、水平偏波となる。従って、アンテナ装置は、偏波の可変が可能となる。

以上、詳細に説明した、第１の実施形態のアンテナ装置は、EBG基板の所望の特性を得つつ、偏波可変を達成することができる。即ち、第１の実施形態のアンテナ装置は、低姿勢とアンテナ特性可変を同時に達成することができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係るアンテナ装置を図６を用いて説明する。尚、図６において、アンテナ装置の各構成要素につき、第１の実施形態に係るアンテナ装置と同一の符合を付したものについては、第１の実施形態に係るアンテナ装置の各構成要素と同じものであるので、以下では、説明を省略する。

図６は、第２の実施形態にかかるアンテナ装置を示す上面図である。尚、図６に係るアンテナ装置において、可変インピーダンス素子２０５が、可変容量素子であることが第１の実施形態と異なる。また、アンテナ装置は、２つのアンテナエレメント２０６Aとアンテナエレメント２０６Bが、直線状であり、かつ２つのアンテナエレメント２０６Aとアンテナエレメント２０６Bとが一直線上に配置され、可変インピーダンス素子２０５が、アンテナエレメント２０６Aとアンテナエレメント２０６B毎に１つ設けられていることが第１の実施形態と異なる。

尚、アンテナ装置は、２つのアンテナエレメントが直線状である必要はない。また、２つのアンテナエレメントは、一直線上に配置されている必要はない。また、可変インピーダンス素子２０５は、アンテナエレメント毎に２つ以上設けられていても良い。

本実施形態においては、アンテナエレメント２０６Aとアンテナエレメント２０６Bに可変インピーダンス素子２０５として、可変容量素子を設けていることが特徴である。このように、アンテナエレメントに可変容量素子を設けることにより、ダイポールアンテナ２０６の最大放射方向の角度が変化する。

次に、アンテナエレメント２０６A及びアンテナエレメント２０６Bに可変容量素子を設けることにより、アンテナ素子２０６の最大放射方向の角度が変化する理由について説明する。アンテナ素子２０６の最大放射方向の角度は、アンテナエレメント２０６A及びアンテナエレメント２０６B上に流れる高周波電流の位相により決まる。そして、アンテナ素子２０６に可変容量素子を設けた場合、アンテナエレメント２０６A及びアンテナエレメント２０６Bに流れる高周波電流の位相を可変できる。したがって、アンテナエレメント２０６A及びアンテナエレメント２０６Bに可変容量素子を設けることにより、アンテナエレメント２０６A及びアンテナエレメント２０６Bに流れる高周波電流の位相を変化させることができるので、アンテナ素子２０６の最大放射方向の角度を変化させることが可能となる。

以上より、本実施形態に係るアンテナ装置によれば、アンテナ素子２０６の最大放射方向の角度を変えることが可能なアンテナ装置を提供することができる。

尚、容量の値を変化させると、アンテナ素子２０６の共振周波数を変えることも可能となる。本実施形態にかかるアンテナ装置においては、アンテナエレメント２０６A及びアンテナエレメント２０６Bに可変容量素子を設けているため、可変容量素子のキャパシタンスの値を変化させることにより、アンテナ素子２０６の動作周波数を調節することも可能となる。

また、本実施形態に係るアンテナ装置は、第１の実施形態と同様にアンテナ装置の低姿勢を達成することができる。

以上、詳細に説明した、第２の実施形態のアンテナ装置は、EBG基板の所望の特性を得つつ、最大放射方向の角度の可変及び動作周波数の調節を達成することができる。即ち、第２の実施形態のアンテナ装置は、低姿勢とアンテナ装置の特性可変を同時に達成することができる。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係るアンテナ装置を図７を用いて説明する。図７は、第３の実施形態にかかるアンテナ装置を示す断面図である。尚、図７において、アンテナ装置の各構成要素につき、第１の実施形態に係るアンテナ装置と同一の符合を付したものについては、第１の実施形態に係るアンテナ装置の各構成要素と同じものであるので、以下では、説明を省略する。

アンテナ装置は、第１の絶縁層１０４と面状導体素子１０２とアンテナ素子１０６上に第２の絶縁層１１０１が設けられていることが第１の実施形態と異なる。その他の構造は第１の実施形態と同様である。

即ち、本実施形態に係るアンテナ装置によれば、第１の絶縁層１０４が、アンテナ素子１０６の反射板１０１と対向する面に接するように設けられ、第２の絶縁層１１０１が、アンテナ素子１０６アンテナの前記導電板と対向する面と反対側の面に接するように設けられることにより、アンテナ素子１０６の放射を空気以外の媒質に対して効率よく放射することができる。

次に、本実施形態のアンテナ装置の構造をとることにより、アンテナ素子１０６の放射を空気以外の媒質に対して効率よく放射することができる理由について説明する。

アンテナ素子１０６の近傍に空気以外の媒質が近接すると、アンテナ素子１０６から空気へ放射された電波が、上方の媒質の境界部分で反射されてしまい、媒質の中に効率よく伝搬しない現象が発生する。アンテナ装置においては、アンテナ装置上にこの反射を抑えるために、アンテナ素子１０６と媒質の間に整合層として、第２の絶縁層１１０１を設けた。整合層としての第２の絶縁層１１０１が配置されると、アンテナ素子１０６から放射された電波は、整合層として働く第２の第２の絶縁層１１０１を通過し、媒質により反射されることなく、上方に配置された媒質中へ伝達される。これにより、アンテナ素子１０６から放射された電波は、空気以外の媒質においても、効率よく媒質中へ放射できるようになる。例えば、媒質として、地中、水中、体内へ効率よく電波を放射することが可能となる。

アンテナ装置は、例えば、地面の中の異物を探査する地中レーダ用のアンテナ装置や、水中へ効率良く放射するアンテナ装置や、人体内部の小形無線機との無線通信の際に利用する体表面に接して使われるアンテナ装置に用いられる。

以上、詳細に説明した、第３の実施形態のアンテナ装置は、アンテナ素子１０６から放射された電波を空気以外の媒質においても、効率よく電波を放射することが可能となる。

また、本実施形態のアンテナ装置は、第１の実施形態と同様に、EBG基板の所望の特性を得つつ、アンテナ特性可変を達成することができる。

以上説明した第１〜第３の実施形態に係るアンテナ装置は、例えば、無線通信用のアンテナ、レーダ装置用のアンテナ、イメージング用のアンテナ、無線電力伝送用のアンテナなど、低姿勢で指向性可変が有効となる技術分野で利用することが可能である。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。

例えば、第１〜第３の実施形態においては、アンテナ素子が、２つのアンテナエレメントを備える場合を説明したが、アンテナ素子は、１つ、又は、３つ以上のアンテナエレメントを備えていても良い。

また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明の第１の実施形態に係わるアンテナ装置の概略図 図１に係るアンテナ装置のA−A線矢印方向の断面図 図１に係るアンテナ装置のB−B線矢印方向の断面図 図１に係るアンテナ装置のC−C線矢印方向の断面図 第１の実施形態に係るアンテナ装置の上面図 第２の実施形態にかかるアンテナ装置の上面図 第３の実施形態にかかるアンテナ装置を示す断面図

符号の説明

１０１・・・反射板
１０２・・・面状導体素子
１０３、１０３´・・・線状導体部
１０４・・・第１の絶縁層
１０５、２０５・・・可変インピーダンス素子
１０６、２０６・・・アンテナ素子
１０６A、１０６B、２０６A、２０６B・・・アンテナエレメント
１０７・・・制御線
１０７A、３０３A・・・内部導体
１０７B、３０３B・・・外部導体
３０３・・・同軸給電線路
３０４・・・短絡素子
１１０１・・・第２の絶縁層

Claims (4)

1. 導電板と、
   前記導電板の一面に対向して、かつ互いに周期性を以て配列される複数の面状導体素子と、
   前記面状導体素子と前記導電板とを接続して、かつ互いに周期性を以て配列される複数の線状導体部と、
   前記導電板の面に対向して設けられるアンテナ素子と、
   前記アンテナ素子の特性を変更可能な可変インピーダンス素子と、
   前記可変インピーダンス素子のインピーダンス値を制御するための信号を介する内部導体とを備え、
   前記複数の線状導体部のうち１つ以上の線状導体部は、前記内部導体の一部を内包する
   アンテナ装置。
2. 前記可変インピーダンス素子は、可変容量素子であることを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
3. 前記アンテナの前記導電板と対向する面に接するように設けられた第１の絶縁層と、
   前記アンテナの前記導電板と対向する面と反対側の面に接するように設けられた第２の絶縁層とを有することを特徴とする請求項１、又は請求項２記載のアンテナ装置。
4. 複数の線状導体部を備えるEBG基板と、
   アンテナ素子と、
   前記アンテナ素子の特性を変更可能な可変インピーダンス素子と、
   前記可変インピーダンス素子のインピーダンス値を制御するための信号を介する内部導体とを備え、
   前記複数の線状導体部のうち１つ以上の線状導体部は、前記内部導体の一部を内包する
   アンテナ装置。

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