アンテナ装置およびそれを備えた通信機器
【課題】大型化するのを抑制しながら、送受信特性が低下するのを抑制するのが可能なアンテナ装置を提供する。
【解決手段】このアンテナ装置１は、アンテナ本体部２と、アンテナ本体部２に取り付けられた誘電体レンズ３とを備え、誘電体レンズ３の放射面３ａには、凹凸形状が形成されている。
【解決手段】このアンテナ装置１は、アンテナ本体部２と、アンテナ本体部２に取り付けられた誘電体レンズ３とを備え、誘電体レンズ３の放射面３ａには、凹凸形状が形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、アンテナ装置およびそれを備えた通信機器に関し、特に、誘電体レンズを含むアンテナ装置およびそれを備えた通信機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報通信の大容量化に伴い、種々のブロードバンド無線通信システムやそれに用いる装置が提案されている。その中で、大容量通信に適している方式として、マイクロ波帯（３００ＭＨｚ〜３０ＧＨｚ）やミリ波帯（３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚ）の電磁波を送受信するアンテナ装置が知られている。
【０００３】
図８は、従来のアンテナ装置の構造を示した側面図である。図９は、図８に示した従来のアンテナ装置の誘電体レンズの放射面に水滴が付着した状態を示した拡大断面図である。従来のアンテナ装置は、アンテナ本体部１０１と、アンテナ本体部１０１の上面に固定された誘電体レンズ１０２とを備えている。また、従来のアンテナ装置では、誘電体レンズ１０２の放射面１０２ａは、凹凸の無い滑らかな表面に形成されており、誘電体レンズ１０２の放射面１０２ａの撥水性を高めている。これにより、従来のアンテナ装置を、例えば屋外で使用する場合、降雨時などに誘電体レンズ１０２の放射面１０２ａに付着した水滴を、誘電体レンズ１０２の放射面１０２ａから滑り落ちやすくすることが可能である。このため、誘電体レンズ１０２の放射面１０２ａに付着した水滴により、アンテナ装置により送受信される電磁波が減衰するのをある程度抑制することが可能である。
【０００４】
しかしながら、従来のアンテナ装置では、アンテナ装置（誘電体レンズ１０２）が、例えば垂直上方に向かって設置されている状態（図８の状態）では、図９に示すように、水滴１１０が誘電体レンズ１０２の中心部１０２ｂに溜まって盛り上がった形状になる。このため、水滴１１０により、電磁波が送受信時に大きく減衰するという問題点がある。すなわち、降雨時などに、アンテナ装置の送受信特性が低下するのを抑制するのが困難であるという問題点がある。
【０００５】
また、従来、アンテナ装置に水滴などが付着するのを抑制することが可能な距離計測装置（通信機器）が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
上記特許文献１には、水平方向に電磁波が送受信されるアンテナ装置と、電磁波が送受信される方向（水平方向）に開口部が設けられているとともに、アンテナ装置の上面や側面などを覆うアンテナカバーとを備えた距離計測装置が開示されている。これにより、降雨時などにアンテナ装置に水滴が付着するのを抑制することが可能であるので、電磁波が送受信時に減衰するのを抑制することが可能である。
【特許文献１】特開平１０−２０６５２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に開示された距離計測装置では、アンテナ装置の上面や側面などを覆うアンテナカバーを設けるので、装置全体が大型化するという問題点がある。また、上記特許文献１に開示された距離計測装置では、アンテナカバーに、電磁波が送受信される方向に開口部が設けられているので、アンテナ装置を、例えば垂直上方に向かって設置した場合、アンテナ装置に水滴が付着するのを抑制することが困難であり、アンテナ装置の送受信特性が低下するのを抑制するのが困難であるという問題点がある。
【０００８】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、大型化するのを抑制しながら、送受信特性が低下するのを抑制するのが可能なアンテナ装置および通信機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面によるアンテナ装置は、アンテナ本体部と、アンテナ本体部に取り付けられた誘電体レンズとを備え、誘電体レンズの放射面には、凹凸形状が形成されている。
【００１０】
この第１の局面によるアンテナ装置では、上記のように、誘電体レンズの放射面に、凹凸形状を形成することによって、誘電体レンズの放射面の親水性（濡れ性）を向上させることができるので、降雨時などに誘電体レンズに付着した水滴を、誘電体レンズの放射面上に濡れ拡がらせることができる。これにより、誘電体レンズの放射面に付着した水滴の膜厚を小さくすることができるので、電磁波が水滴により送受信時に減衰するのを抑制することができる。このため、アンテナ装置（誘電体レンズ）が、例えば垂直上方に向かって設置されている場合にも、電磁波が水滴により送受信時に大きく減衰するのを抑制することができる。その結果、降雨時などに、アンテナ装置の送受信特性が低下するのを抑制することができる。
【００１１】
また、第１の局面によるアンテナ装置では、上記のように、誘電体レンズの放射面に凹凸形状を形成することにより、降雨時などにアンテナ装置の送受信特性が低下するのを抑制することができるので、アンテナ装置を覆うアンテナカバーなどを設ける必要がない。これにより、装置全体が大型化するのを抑制することができる。
【００１２】
上記第１の局面によるアンテナ装置において、好ましくは、誘電体レンズの放射面には、凹凸形状の段差よりも大きい高さを有する突起部が設けられている。このように構成すれば、突起部が、例えば下方に向かって突出するように設けられている場合、誘電体レンズの放射面に付着した水滴を、突起部を伝って流れ落とすことができる。これにより、誘電体レンズの放射面に付着した水滴の量を減少させることができるので、誘電体レンズの放射面に付着した水滴の膜厚を、より小さくすることができる。その結果、電磁波が水滴により送受信時に減衰するのを、より抑制することができるので、降雨時などにアンテナ装置の送受信特性が低下するのを、より抑制することができる。
【００１３】
上記誘電体レンズの放射面に突起部が設けられているアンテナ装置において、好ましくは、突起部は、誘電体レンズの放射面から下方に向かって突出するように設けられている。このように構成すれば、誘電体レンズの放射面に付着した水滴を、容易に突起部を伝って流れ落とすことができる。これにより、降雨時などにアンテナ装置の送受信特性が低下するのを、容易に、より抑制することができる。
【００１４】
上記突起部が誘電体レンズの放射面から下方に向かって突出するように設けられているアンテナ装置において、好ましくは、突起部は、誘電体レンズの放射面の最も低い位置に設けられている。このように構成すれば、誘電体レンズの放射面に付着した水滴を、効果的に、突起部を伝って流れ落とすことができる。
【００１５】
上記誘電体レンズの放射面に突起部が設けられているアンテナ装置において、好ましくは、突起部は、誘電体レンズの放射面のうちの電磁波が送受信される方向の中央部に設けられている。このように構成すれば、誘電体レンズの放射面のうちの電磁波が送受信される方向の中央部に付着した水滴の膜厚を小さくすることができるので、電磁波が水滴により送受信時に減衰するのを、効果的に抑制することができる。これにより、降雨時などにアンテナ装置の送受信特性が低下するのを、効果的に抑制することができる。
【００１６】
上記誘電体レンズの放射面に突起部が設けられているアンテナ装置において、好ましくは、突起部は、誘電体レンズと一体的に形成されている。このように構成すれば、誘電体レンズの放射面に、容易に突起部を形成することができる。
【００１７】
上記第１の局面によるアンテナ装置において、好ましくは、誘電体レンズの凹凸形状は、０．５ｍｍ以下の段差を有し、凹凸形状の隣接する凸部の頂点同士間の距離は、０．５ｍｍ以下である。このように構成すれば、誘電体レンズの放射面の親水性（濡れ性）を、容易に向上させることができる。
【００１８】
上記第１の局面によるアンテナ装置において、好ましくは、誘電体レンズの放射面の凹凸形状は、三角錐形状、四角錐形状または半球形状の複数の凸部により形成されている。このように構成すれば、誘電体レンズの放射面に、容易に凹凸形状を形成することができる。
【００１９】
上記第１の局面によるアンテナ装置において、好ましくは、誘電体レンズの凹凸形状は、誘電体レンズの放射面のうちの電磁波が送受信される方向の中央部から放射状に拡がるように形成されている。このように構成すれば、誘電体レンズの放射面に付着した水滴を、誘電体レンズの放射面のうちの電磁波が送受信される方向の中央部から放射状に均一に濡れ拡がらせることができる。これにより、誘電体レンズの放射面に付着した水滴の膜厚を均一に小さくすることができる。
【００２０】
上記第１の局面によるアンテナ装置は、好ましくは、３００ＭＨｚ〜３００ＧＨｚの電磁波を送受信する。このように、アンテナ装置を、水滴により減衰しやすいマイクロ波帯（３００ＭＨｚ〜３０ＧＨｚ）やミリ波帯（３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚ）の電磁波を送受信するように構成すれば、送受信特性が低下するのを効果的に抑制することができる。
【００２１】
この発明の第２の局面による通信機器は、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のアンテナ装置を備える。このように構成すれば、大型化するのを抑制しながら、送受信特性が低下するのを抑制するのが可能な通信機器を得ることができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上のように、本発明によれば、大型化するのを抑制しながら、送受信特性が低下するのを抑制するのが可能なアンテナ装置および通信機器を容易に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態によるアンテナ装置の構造を示した側面図である。図２〜図４は、図１に示した本発明の第１実施形態によるアンテナ装置の詳細構造を示した図である。図１〜図４を参照して、本発明の第１実施形態によるアンテナ装置１の構造について説明する。
【００２４】
本発明の第１実施形態によるアンテナ装置１は、アンテナ本体部２と、アンテナ本体部２の上面上に固定されるとともに、略半球形状に形成された誘電体レンズ３とを含んでいる。
【００２５】
アンテナ本体部２は、図２に示すように、パッチアンテナ２ａを有する高周波モジュール２ｂと、高周波モジュール２ｂが実装された基板２ｃとを含んでいる。
【００２６】
パッチアンテナ２ａは、マイクロ波帯（３００ＭＨｚ〜３０ＧＨｚ）およびミリ波帯（３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚ）の電磁波を送受信するための放射源として機能する。パッチアンテナ２ａは、誘電体レンズ３の下面までの距離（焦点距離）（Ｈ１）が約１２ｍｍになるように配置されている。また、パッチアンテナ２ａは、垂直上方に対してθ１（＝約５９°）傾斜した方向に誘電体レンズ３の下面の外周部が位置するように配置されている。また、誘電体レンズ３は、約４０ｍｍのレンズ径（Ｄ１）と、約２１．９ｍｍのレンズ厚（Ｔ１）とを有している。なお、レンズ径（Ｄ１）を変えることにより、任意の指向性を得ることが可能である。
【００２７】
また、誘電体レンズ３は、高密度ポリエチレンなどの誘電体からなる。この誘電体レンズ３は、約２．３の比誘電率を有する。これにより、電磁波の減衰を小さくすることが可能であるとともに、安価に形成することが可能である。また、誘電体レンズ３は、高密度ポリエチレン以外のポリエチレンや、その他の誘電体により構成することも可能であるが、誘電正接（ｔａｎδ）の値は、小さい方が望ましく、比誘電率は、２〜５程度が望ましい。
【００２８】
アンテナ装置１では、パッチアンテナ２ａから送信（発信）された広角の電磁波は、誘電体レンズ３に入射し、誘電体レンズ３と空気との境界面（誘電体レンズ３の放射面３ａ）で屈折して誘電体レンズ３から平面波として送信される。
【００２９】
なお、上記した構成のアンテナ装置１では、約５８．０ＧＨｚ〜約６２．０ＧＨｚの周波数において、アンテナ利得は、約２３ｄＢｉである。
【００３０】
ここで、第１実施形態では、誘電体レンズ３の放射面３ａには、図３および図４に示すように、凹凸形状が形成されている。この凹凸形状は、複数の三角錐形状の凸部３ｂが互いに接するように配置されることにより形成されている。また、誘電体レンズ３の凹凸形状は、図３に示すように、誘電体レンズ３の放射面３ａのうちの電磁波が送信される方向の中心３ｃから放射状に規則的に拡がるように形成されている。なお、中心３ｃは、本発明の「中央部」の一例である。
【００３１】
また、第１実施形態では、図４に示すように、誘電体レンズ３の凸部３ｂ（凹凸形状）は、約０．１ｍｍ以下で、かつ、約０．００２ｍｍ以上の高さ（段差）（Ｈ２）を有する。また、誘電体レンズ３の凸部３ｂ（凹凸形状）は、隣接する凸部３ｂの頂点同士間の距離（Ｗ１）が約０．１ｍｍ以下で、かつ、約０．０００３ｍｍ以上になるように形成されている。これにより、第１実施形態では、アンテナ装置１の誘電体レンズ３の放射面３ａが凹凸の無い滑らかな表面に形成されている場合に比べて、アンテナ装置１の誘電体レンズ３の放射面３ａの親水性（濡れ性）を向上させることが可能となる。このため、降雨時などに誘電体レンズ３に付着した水滴３０は、誘電体レンズ３の放射面３ａ上に濡れ拡がるとともに膜厚が小さくなる。
【００３２】
第１実施形態では、上記のように、誘電体レンズ３の放射面３ａに、凹凸形状（凸部３ｂ）を形成することによって、誘電体レンズ３の放射面３ａの親水性（濡れ性）を向上させることができるので、降雨時などに誘電体レンズ３に付着した水滴３０を、誘電体レンズ３の放射面３ａ上に濡れ拡がらせることができる。これにより、誘電体レンズ３の放射面３ａに付着した水滴３０の膜厚を小さくすることができるので、電磁波が水滴３０により送受信時に減衰するのを抑制することができる。このため、アンテナ装置１（誘電体レンズ３）が、例えば垂直上方に向かって設置されている場合にも、電磁波が水滴３０により送受信時に大きく減衰するのを抑制することができる。その結果、降雨時などに、アンテナ装置１の送受信特性が低下するのを抑制することができる。
【００３３】
また、第１実施形態では、誘電体レンズ３の放射面３ａに凹凸形状（凸部３ｂ）を形成することにより、降雨時などにアンテナ装置１の送受信特性が低下するのを抑制することができるので、アンテナ装置１を覆うアンテナカバーなどを設ける必要がない。これにより、装置全体が大型化するのを抑制することができる。
【００３４】
また、第１実施形態では、誘電体レンズ３の凸部３ｂ（凹凸形状）を、約０．１ｍｍ以下の高さ（段差）を有するように形成し、隣接する凸部３ｂの頂点同士間の距離（Ｗ１）を、約０．１ｍｍ以下にすることによって、誘電体レンズ３の放射面３ａの親水性（濡れ性）を、容易に向上させることができる。
【００３５】
また、第１実施形態では、誘電体レンズ３の凹凸形状（凸部３ｂ）を、誘電体レンズ３の放射面３ａのうちの電磁波が送受信される方向の中心３ｃから放射状に規則的に拡がるように形成することによって、誘電体レンズ３の放射面３ａに付着した水滴３０を、誘電体レンズ３の放射面３ａのうちの電磁波が送受信される方向の中心３ｃから放射状に均一に濡れ拡がらせることができる。これにより、誘電体レンズ３の放射面３ａに付着した水滴３０の膜厚を均一に小さくすることができる。
【００３６】
（第２実施形態）
図５は、本発明の第２実施形態によるアンテナ装置を備えた通信機器の全体構成を示した概略図である。図６および図７は、図５に示した本発明の第２実施形態によるアンテナ装置の構造を示した図である。図５〜図７を参照して、この第２実施形態では、本発明を、屋外に配置されたアンテナ装置を備えた通信機器に適用する場合について説明する。
【００３７】
第２実施形態では、図５に示すように、建物４０の下層階に通信機器１０が設置されており、建物４０の上層階または屋上などに通信機器２０が設置されている。通信機器１０は、アンテナ装置１０ａと、アンテナ装置１０ａに接続された受信装置１０ｂとにより構成されている。通信機器２０は、アンテナ装置２０ａと、アンテナ装置２０ａに接続された信号発生装置２０ｂとにより構成されている。
【００３８】
アンテナ装置１０ａおよび２０ａは、屋外に設置されており、信号（電磁波）を無線伝送するように構成されている。
【００３９】
アンテナ装置１０ａは、アンテナ装置２０ａから送信された信号（電磁波）を受信する機能を有する。なお、アンテナ装置１０ａおよび２０ａは、映像伝送や超高速無線ＬＡＮなどの大容量伝送に用いることが可能であり、その他の伝送にも用いることが可能である。また、アンテナ装置１０ａは、アンテナ本体部１１と、アンテナ本体部１１の上面上に固定されるとともに、略半球形状に形成された誘電体レンズ１２とを含んでいる。
【００４０】
また、第２実施形態では、誘電体レンズ１２は、略半球面の放射面１２ａの中心１２ｂが、最も高い位置に位置するように配置されている。すなわち、誘電体レンズ１２（アンテナ装置１０ａ）は、垂直上方に向かって設置されている。なお、中心１２ｂは、本発明の「中央部」の一例である。
【００４１】
なお、アンテナ装置１０ａのその他の構造は、上記第１実施形態のアンテナ装置１と同様である。
【００４２】
また、第２実施形態では、アンテナ装置２０ａは、図６に示すように、アンテナ本体部２１と、アンテナ本体部２１の下面上に固定されるとともに、略半球形状に形成された誘電体レンズ２２とを含んでいる。
【００４３】
また、第２実施形態では、誘電体レンズ２２は、略半球面の放射面２２ａの中心２２ｂが、最も低い位置に位置するように配置されている。すなわち、誘電体レンズ２２（アンテナ装置２０ａ）は、垂直下方に向かって設置されている。なお、中心２２ｂは、本発明の「中央部」の一例である。
【００４４】
また、第２実施形態では、図７に示すように、誘電体レンズ２２の放射面２２ａには、上記第１実施形態と同様、複数の三角錐形状の凸部２２ｃからなる凹凸形状が形成されている。
【００４５】
ここで、第２実施形態では、誘電体レンズ２２の放射面２２ａのうちの信号（電磁波）が送受信される方向の中心２２ｂには、垂直下方に向かって突出する円柱形状の突起部２２ｄが誘電体レンズ２２に一体的に形成されている。この突起部２２ｄは、凸部２２ｃの高さ（凹凸形状の段差）（Ｈ１２＝約０．１ｍｍ以下）よりも大きい約２ｍｍ〜約２０ｍｍの高さＨ１１と、約３ｍｍ以下の直径Ｄ１１とを有する。これにより、第２実施形態では、降雨時などに誘電体レンズ２２に付着した水滴３１は、突起部２２ｄを伝って流れ落ちる。そして、誘電体レンズ２２の放射面２２ｄに付着した水滴３１の量は減少するとともに、水滴３１の膜厚が、より小さくなる。
【００４６】
なお、アンテナ装置２０ａのその他の構造は、上記第１実施形態のアンテナ装置１と同様である。
【００４７】
第２実施形態では、上記のように、誘電体レンズ２２の放射面２２ａに、凸部２２ｃの高さ（凹凸形状の段差）（Ｈ１２＝約０．１ｍｍ以下）よりも大きい高さ（Ｈ１１＝約２ｍｍ〜約２０ｍｍ）を有する突起部２２ｄを設けることによって、誘電体レンズ２２の放射面２２ａに付着した水滴３１を、突起部２２ｄを伝って流れ落とすことができる。これにより、誘電体レンズ２２の放射面２２ａに付着した水滴３１の量を減少させることができるので、誘電体レンズ２２の放射面２２ａに付着した水滴３１の膜厚を、より小さくすることができる。その結果、電磁波が水滴３１により送受信時に減衰するのを、より抑制することができるので、降雨時などにアンテナ装置２０ａ（通信機器２０）の送受信特性が低下するのを、より抑制することができる。
【００４８】
また、第２実施形態では、突起部２２ｄを、誘電体レンズ２２の放射面２２ａから垂直下方に向かって突出するように設けることによって、誘電体レンズ２２の放射面２２ａに付着した水滴３１を、容易に突起部２２ｄを伝って流れ落とすことができる。
【００４９】
また、第２実施形態では、突起部２２ｄを、誘電体レンズ２２の放射面２２ａの最も低い位置（中心２２ｂ）に設けることによって、誘電体レンズ２２の放射面２２ａに付着した水滴３１を、効果的に、突起部２２ｄを伝って流れ落とすことができる。
【００５０】
また、第２実施形態では、突起部２２ｄを、誘電体レンズ２２の放射面２２ａのうちの電磁波が送受信される方向の中心２２ｂに設けることによっ、誘電体レンズ２２の放射面２２ａのうちの電磁波が送受信される方向の中心２２ｂに付着した水滴３１の膜厚を小さくすることができるので、電磁波が水滴３１により送受信時に減衰するのを、効果的に抑制することができる。これにより、降雨時などにアンテナ装置２０ａ（通信機器２０）の送受信特性が低下するのを、効果的に抑制することができる。
【００５１】
また、第２実施形態では、突起部２２ｄを、誘電体レンズ２２と一体的に形成することによって、誘電体レンズ２２の放射面２２ａに、容易に突起部２２ｄを形成することができる。
【００５２】
なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００５３】
次に、上記第１実施形態および第２実施形態のアンテナ装置の誘電体レンズの放射面の凹凸形状の効果を確認するために行った比較実験について説明する。
【００５４】
まず、実施例１によるアンテナ装置は、上記第１実施形態と同じ構造のアンテナ装置を準備した。すなわち、実施例１によるアンテナ装置は、誘電体レンズの放射面に凹凸形状が形成されているアンテナ装置を用いた。その一方、比較例１によるアンテナ装置は、誘電体レンズの放射面が凹凸形状が形成されておらず滑らかに形成されているアンテナ装置を準備した。なお、比較例１によるアンテナ装置のその他の構造は、実施例１によるアンテナ装置と同様とした。
【００５５】
そして、実施例１によるアンテナ装置、および、比較例１によるアンテナ装置において、誘電体レンズの放射面の水滴の有無によるＣＳ（Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ）放送の受信電力、および、ＢＳ（Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ）放送の受信電力を測定した。その結果を、以下の表１に示す。なお、この比較実験では、誘電体レンズの放射面に水滴を付着させる際、降雨の代わりに、霧吹きを用いて水滴を付着させた。
【００５６】
【表１】
【００５７】
表１を参照して、実施例１によるアンテナ装置は、比較例１によるアンテナ装置に比べて、誘電体レンズの放射面に付着した水滴による減衰が小さくなることが判明した。具体的には、実施例１によるアンテナ装置では、ＣＳ放送の受信電力の水滴による減衰量は、約０．２ｄＢｍ（＝（−４８．６４ｄＢｍ）−（−４８．８４ｄＢｍ））であるとともに、ＢＳ放送の受信電力の水滴による減衰量は、約１．６５ｄＢｍ（＝（−４４．２５ｄＢｍ）−（−４５．９ｄＢｍ））であった。その一方、比較例１によるアンテナ装置では、ＣＳ放送の受信電力の水滴による減衰量は、約５．１６ｄＢｍ（＝（−４８．８３ｄＢｍ）−（−５３．９９ｄＢｍ））であるとともに、ＢＳ放送の受信電力の水滴による減衰量は、約４．９５ｄＢｍ（＝（−４２．２ｄＢｍ）−（−４７．１５ｄＢｍ））であった。すなわち、実施例１によるアンテナ装置の水滴による減衰量が約２ｄＢｍ以下であるのに対して、比較例１によるアンテナ装置の水滴による減衰量は約５ｄＢｍであった。これにより、誘電体レンズの放射面に凹凸形状を形成したアンテナ装置は電磁波の減衰を抑制する効果があることを、確認することができた。
【００５８】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００５９】
たとえば、上記実施形態では、アンテナ装置を、マイクロ波帯（３００ＭＨｚ〜３０ＧＨｚ）およびミリ波帯（３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚ）の電磁波を送受信するように構成した例について示したが、本発明はこれに限らず、アンテナ装置を、マイクロ波帯およびミリ波帯以外の電磁波を送受信するように構成してもよい。
【００６０】
また、上記実施形態では、誘電体レンズの放射面に三角錐形状の凸部を形成することにより、凹凸形状を形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、誘電体レンズの放射面に、三角錐形状以外の、例えば四角錐形状、その他の多角錐形状、円錐形状および半球形状などの凸部を形成することにより、凹凸形状を形成してもよい。また、誘電体レンズの放射面に、粒子を吹きつけることにより凹凸形状を形成してもよいし、誘電体レンズの放射面を削ることにより凹凸形状を形成してもよい。
【００６１】
また、上記実施形態では、誘電体レンズの凸部（凹凸形状）を、約０．１ｍｍ以下で、かつ、約０．００２ｍｍ以上の高さ（段差）を有するように形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、誘電体レンズの凸部（凹凸形状）を、約０．１ｍｍよりも大きい高さ（段差）、または、約０．００２ｍｍよりも小さい高さ（段差）を有するように形成してもよい。誘電体レンズの凸部（凹凸形状）を、約０．１ｍｍよりも大きい高さ（段差）を有するように形成する場合、誘電体レンズの凸部（凹凸形状）の高さ（段差）が小さい方が放射面の親水性（濡れ性）を向上させることができるので、誘電体レンズの凸部（凹凸形状）を、約０．５ｍｍ以下の高さ（段差）を有するように形成するのが望ましい。
【００６２】
また、上記実施形態では、誘電体レンズの凸部（凹凸形状）を、隣接する凸部の頂点同士間の距離が約０．１ｍｍ以下で、かつ、約０．０００３ｍｍ以上になるように形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、誘電体レンズの凸部（凹凸形状）を、隣接する凸部の頂点同士間の距離が約０．１ｍｍよりも大きく、または、約０．０００３ｍｍよりも小さくなるように形成してもよい。誘電体レンズの凸部（凹凸形状）を、隣接する凸部の頂点同士間の距離が約０．１ｍｍよりも大きく形成する場合、誘電体レンズの隣接する凸部の頂点同士間の距離が小さい方が放射面の親水性（濡れ性）を向上させることができるので、隣接する凸部の頂点同士間の距離が約０．５ｍｍ以下になるように形成するのが望ましい。
【００６３】
また、上記実施形態では、複数の凸部を、互いに接するように配置した例について示したが、本発明はこれに限らず、複数の凸部を、互いに所定の間隔を隔てて配置してもよい。
【００６４】
また、上記実施形態では、複数の凸部を、放射状に規則的に拡がるように形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、複数の凸部を、放射状に形成しなくてもよいし、規則的に形成しなくてもよい。
【００６５】
また、上記第２実施形態では、一方の通信機器に受信装置を設けるとともに、他方の通信機器に信号発生装置を設けた例について示したが、本発明はこれに限らず、２つの通信機器のそれぞれに、受信装置および信号発生装置の両方を設けてもよい。
【００６６】
また、上記第２実施形態では、突起部を、誘電体レンズの放射面に一体的に形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、突起部を、誘電体レンズとは別体で設けてもよい。この場合、突起部を、誘電体レンズとは異なる材質の誘電体により構成してもよい。
【００６７】
また、上記第２実施形態では、垂直下方に向かって配置されたアンテナ装置に、突起部を形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、垂直下方に向かって配置されたアンテナ装置であっても、突起部を設けなくてもよい。
【００６８】
また、上記第２実施形態では、円柱形状の突起部を設けた例について示したが、本発明はこれに限らず、例えば円錐形状、四角柱形状などの多角柱形状、多角錐形状、および、その他の形状の突起部を設けてもよい。
【００６９】
また、上記第２実施形態では、突起部を、約２ｍｍ〜約２０ｍｍの高さを有するように形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、突起部を、約２ｍｍよりも小さい高さ、または、約２０ｍｍよりも大きい高さを有するように形成してもよい。突起部を約２ｍｍよりも小さい高さを有するように形成する場合、誘電体レンズに付着した水滴を、突起部を伝って流れ落ちやすくするためには、突起部を約１ｍｍ以上の高さを有するように形成するのが望ましい。
【００７０】
また、上記第２実施形態では、突起部を、約３ｍｍ以下の直径を有するように形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、突起部を、約３ｍｍよりも大きい直径を有するように形成してもよい。この場合、突起部の直径を、アンテナ装置の送受信特性に影響を与えない大きさにするのが望ましい。
【００７１】
また、上記第２実施形態では、突起部を、垂直下方に向かって延びるように形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、突起部を、斜め下方向に延びるように形成してもよい。
【００７２】
また、上記第２実施形態では、２つのアンテナ装置を屋外に配置した例について示したが、本発明はこれに限らず、２つのアンテナ装置を、屋内に配置してもよい。
【００７３】
また、上記第２実施形態では、２つのアンテナ装置を、垂直方向に送受信するように配置した例について示したが、本発明はこれに限らず、２つのアンテナ装置を、水平方向に送受信するように配置してもよい。
【００７４】
また、上記実施形態では、本発明を、パッチアンテナを含むアンテナ装置に適用した例について示したが、本発明はこれに限らず、パッチアンテナ以外のアンテナを含むアンテナ装置にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の第１実施形態によるアンテナ装置の構造を示した側面図である。
【図２】図１に示した本発明の第１実施形態によるアンテナ装置の詳細構造を示した側面図である。
【図３】図１に示した本発明の第１実施形態によるアンテナ装置の誘電体レンズの詳細構造を示した拡大平面図である。
【図４】図１に示した本発明の第１実施形態によるアンテナ装置の誘電体レンズの詳細構造を示した拡大断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態によるアンテナ装置を備えた通信機器の全体構成を示した概略図である。
【図６】図５に示した本発明の第２実施形態によるアンテナ装置の構造を示した側面図である。
【図７】図５に示した本発明の第２実施形態によるアンテナ装置の誘電体レンズの詳細構造を示した拡大断面図である。
【図８】従来のアンテナ装置の構造を示した側面図である。
【図９】図８に示した従来のアンテナ装置の誘電体レンズの放射面に水滴が付着した状態を示した拡大断面図である。
【符号の説明】
【００７６】
１、１０ａ、２０ａ アンテナ装置
２、１１、２１ アンテナ本体部
３、１２、２２ 誘電体レンズ
３ａ、１２ａ、２２ａ 放射面
３ｂ、２２ｃ 凸部
３ｃ、１２ｂ、２２ｂ 中心（中央部）
１０、２０ 通信機器
２２ｄ 突起部
【技術分野】
【０００１】
この発明は、アンテナ装置およびそれを備えた通信機器に関し、特に、誘電体レンズを含むアンテナ装置およびそれを備えた通信機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報通信の大容量化に伴い、種々のブロードバンド無線通信システムやそれに用いる装置が提案されている。その中で、大容量通信に適している方式として、マイクロ波帯（３００ＭＨｚ〜３０ＧＨｚ）やミリ波帯（３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚ）の電磁波を送受信するアンテナ装置が知られている。
【０００３】
図８は、従来のアンテナ装置の構造を示した側面図である。図９は、図８に示した従来のアンテナ装置の誘電体レンズの放射面に水滴が付着した状態を示した拡大断面図である。従来のアンテナ装置は、アンテナ本体部１０１と、アンテナ本体部１０１の上面に固定された誘電体レンズ１０２とを備えている。また、従来のアンテナ装置では、誘電体レンズ１０２の放射面１０２ａは、凹凸の無い滑らかな表面に形成されており、誘電体レンズ１０２の放射面１０２ａの撥水性を高めている。これにより、従来のアンテナ装置を、例えば屋外で使用する場合、降雨時などに誘電体レンズ１０２の放射面１０２ａに付着した水滴を、誘電体レンズ１０２の放射面１０２ａから滑り落ちやすくすることが可能である。このため、誘電体レンズ１０２の放射面１０２ａに付着した水滴により、アンテナ装置により送受信される電磁波が減衰するのをある程度抑制することが可能である。
【０００４】
しかしながら、従来のアンテナ装置では、アンテナ装置（誘電体レンズ１０２）が、例えば垂直上方に向かって設置されている状態（図８の状態）では、図９に示すように、水滴１１０が誘電体レンズ１０２の中心部１０２ｂに溜まって盛り上がった形状になる。このため、水滴１１０により、電磁波が送受信時に大きく減衰するという問題点がある。すなわち、降雨時などに、アンテナ装置の送受信特性が低下するのを抑制するのが困難であるという問題点がある。
【０００５】
また、従来、アンテナ装置に水滴などが付着するのを抑制することが可能な距離計測装置（通信機器）が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
上記特許文献１には、水平方向に電磁波が送受信されるアンテナ装置と、電磁波が送受信される方向（水平方向）に開口部が設けられているとともに、アンテナ装置の上面や側面などを覆うアンテナカバーとを備えた距離計測装置が開示されている。これにより、降雨時などにアンテナ装置に水滴が付着するのを抑制することが可能であるので、電磁波が送受信時に減衰するのを抑制することが可能である。
【特許文献１】特開平１０−２０６５２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に開示された距離計測装置では、アンテナ装置の上面や側面などを覆うアンテナカバーを設けるので、装置全体が大型化するという問題点がある。また、上記特許文献１に開示された距離計測装置では、アンテナカバーに、電磁波が送受信される方向に開口部が設けられているので、アンテナ装置を、例えば垂直上方に向かって設置した場合、アンテナ装置に水滴が付着するのを抑制することが困難であり、アンテナ装置の送受信特性が低下するのを抑制するのが困難であるという問題点がある。
【０００８】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、大型化するのを抑制しながら、送受信特性が低下するのを抑制するのが可能なアンテナ装置および通信機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面によるアンテナ装置は、アンテナ本体部と、アンテナ本体部に取り付けられた誘電体レンズとを備え、誘電体レンズの放射面には、凹凸形状が形成されている。
【００１０】
この第１の局面によるアンテナ装置では、上記のように、誘電体レンズの放射面に、凹凸形状を形成することによって、誘電体レンズの放射面の親水性（濡れ性）を向上させることができるので、降雨時などに誘電体レンズに付着した水滴を、誘電体レンズの放射面上に濡れ拡がらせることができる。これにより、誘電体レンズの放射面に付着した水滴の膜厚を小さくすることができるので、電磁波が水滴により送受信時に減衰するのを抑制することができる。このため、アンテナ装置（誘電体レンズ）が、例えば垂直上方に向かって設置されている場合にも、電磁波が水滴により送受信時に大きく減衰するのを抑制することができる。その結果、降雨時などに、アンテナ装置の送受信特性が低下するのを抑制することができる。
【００１１】
また、第１の局面によるアンテナ装置では、上記のように、誘電体レンズの放射面に凹凸形状を形成することにより、降雨時などにアンテナ装置の送受信特性が低下するのを抑制することができるので、アンテナ装置を覆うアンテナカバーなどを設ける必要がない。これにより、装置全体が大型化するのを抑制することができる。
【００１２】
上記第１の局面によるアンテナ装置において、好ましくは、誘電体レンズの放射面には、凹凸形状の段差よりも大きい高さを有する突起部が設けられている。このように構成すれば、突起部が、例えば下方に向かって突出するように設けられている場合、誘電体レンズの放射面に付着した水滴を、突起部を伝って流れ落とすことができる。これにより、誘電体レンズの放射面に付着した水滴の量を減少させることができるので、誘電体レンズの放射面に付着した水滴の膜厚を、より小さくすることができる。その結果、電磁波が水滴により送受信時に減衰するのを、より抑制することができるので、降雨時などにアンテナ装置の送受信特性が低下するのを、より抑制することができる。
【００１３】
上記誘電体レンズの放射面に突起部が設けられているアンテナ装置において、好ましくは、突起部は、誘電体レンズの放射面から下方に向かって突出するように設けられている。このように構成すれば、誘電体レンズの放射面に付着した水滴を、容易に突起部を伝って流れ落とすことができる。これにより、降雨時などにアンテナ装置の送受信特性が低下するのを、容易に、より抑制することができる。
【００１４】
上記突起部が誘電体レンズの放射面から下方に向かって突出するように設けられているアンテナ装置において、好ましくは、突起部は、誘電体レンズの放射面の最も低い位置に設けられている。このように構成すれば、誘電体レンズの放射面に付着した水滴を、効果的に、突起部を伝って流れ落とすことができる。
【００１５】
上記誘電体レンズの放射面に突起部が設けられているアンテナ装置において、好ましくは、突起部は、誘電体レンズの放射面のうちの電磁波が送受信される方向の中央部に設けられている。このように構成すれば、誘電体レンズの放射面のうちの電磁波が送受信される方向の中央部に付着した水滴の膜厚を小さくすることができるので、電磁波が水滴により送受信時に減衰するのを、効果的に抑制することができる。これにより、降雨時などにアンテナ装置の送受信特性が低下するのを、効果的に抑制することができる。
【００１６】
上記誘電体レンズの放射面に突起部が設けられているアンテナ装置において、好ましくは、突起部は、誘電体レンズと一体的に形成されている。このように構成すれば、誘電体レンズの放射面に、容易に突起部を形成することができる。
【００１７】
上記第１の局面によるアンテナ装置において、好ましくは、誘電体レンズの凹凸形状は、０．５ｍｍ以下の段差を有し、凹凸形状の隣接する凸部の頂点同士間の距離は、０．５ｍｍ以下である。このように構成すれば、誘電体レンズの放射面の親水性（濡れ性）を、容易に向上させることができる。
【００１８】
上記第１の局面によるアンテナ装置において、好ましくは、誘電体レンズの放射面の凹凸形状は、三角錐形状、四角錐形状または半球形状の複数の凸部により形成されている。このように構成すれば、誘電体レンズの放射面に、容易に凹凸形状を形成することができる。
【００１９】
上記第１の局面によるアンテナ装置において、好ましくは、誘電体レンズの凹凸形状は、誘電体レンズの放射面のうちの電磁波が送受信される方向の中央部から放射状に拡がるように形成されている。このように構成すれば、誘電体レンズの放射面に付着した水滴を、誘電体レンズの放射面のうちの電磁波が送受信される方向の中央部から放射状に均一に濡れ拡がらせることができる。これにより、誘電体レンズの放射面に付着した水滴の膜厚を均一に小さくすることができる。
【００２０】
上記第１の局面によるアンテナ装置は、好ましくは、３００ＭＨｚ〜３００ＧＨｚの電磁波を送受信する。このように、アンテナ装置を、水滴により減衰しやすいマイクロ波帯（３００ＭＨｚ〜３０ＧＨｚ）やミリ波帯（３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚ）の電磁波を送受信するように構成すれば、送受信特性が低下するのを効果的に抑制することができる。
【００２１】
この発明の第２の局面による通信機器は、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のアンテナ装置を備える。このように構成すれば、大型化するのを抑制しながら、送受信特性が低下するのを抑制するのが可能な通信機器を得ることができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上のように、本発明によれば、大型化するのを抑制しながら、送受信特性が低下するのを抑制するのが可能なアンテナ装置および通信機器を容易に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態によるアンテナ装置の構造を示した側面図である。図２〜図４は、図１に示した本発明の第１実施形態によるアンテナ装置の詳細構造を示した図である。図１〜図４を参照して、本発明の第１実施形態によるアンテナ装置１の構造について説明する。
【００２４】
本発明の第１実施形態によるアンテナ装置１は、アンテナ本体部２と、アンテナ本体部２の上面上に固定されるとともに、略半球形状に形成された誘電体レンズ３とを含んでいる。
【００２５】
アンテナ本体部２は、図２に示すように、パッチアンテナ２ａを有する高周波モジュール２ｂと、高周波モジュール２ｂが実装された基板２ｃとを含んでいる。
【００２６】
パッチアンテナ２ａは、マイクロ波帯（３００ＭＨｚ〜３０ＧＨｚ）およびミリ波帯（３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚ）の電磁波を送受信するための放射源として機能する。パッチアンテナ２ａは、誘電体レンズ３の下面までの距離（焦点距離）（Ｈ１）が約１２ｍｍになるように配置されている。また、パッチアンテナ２ａは、垂直上方に対してθ１（＝約５９°）傾斜した方向に誘電体レンズ３の下面の外周部が位置するように配置されている。また、誘電体レンズ３は、約４０ｍｍのレンズ径（Ｄ１）と、約２１．９ｍｍのレンズ厚（Ｔ１）とを有している。なお、レンズ径（Ｄ１）を変えることにより、任意の指向性を得ることが可能である。
【００２７】
また、誘電体レンズ３は、高密度ポリエチレンなどの誘電体からなる。この誘電体レンズ３は、約２．３の比誘電率を有する。これにより、電磁波の減衰を小さくすることが可能であるとともに、安価に形成することが可能である。また、誘電体レンズ３は、高密度ポリエチレン以外のポリエチレンや、その他の誘電体により構成することも可能であるが、誘電正接（ｔａｎδ）の値は、小さい方が望ましく、比誘電率は、２〜５程度が望ましい。
【００２８】
アンテナ装置１では、パッチアンテナ２ａから送信（発信）された広角の電磁波は、誘電体レンズ３に入射し、誘電体レンズ３と空気との境界面（誘電体レンズ３の放射面３ａ）で屈折して誘電体レンズ３から平面波として送信される。
【００２９】
なお、上記した構成のアンテナ装置１では、約５８．０ＧＨｚ〜約６２．０ＧＨｚの周波数において、アンテナ利得は、約２３ｄＢｉである。
【００３０】
ここで、第１実施形態では、誘電体レンズ３の放射面３ａには、図３および図４に示すように、凹凸形状が形成されている。この凹凸形状は、複数の三角錐形状の凸部３ｂが互いに接するように配置されることにより形成されている。また、誘電体レンズ３の凹凸形状は、図３に示すように、誘電体レンズ３の放射面３ａのうちの電磁波が送信される方向の中心３ｃから放射状に規則的に拡がるように形成されている。なお、中心３ｃは、本発明の「中央部」の一例である。
【００３１】
また、第１実施形態では、図４に示すように、誘電体レンズ３の凸部３ｂ（凹凸形状）は、約０．１ｍｍ以下で、かつ、約０．００２ｍｍ以上の高さ（段差）（Ｈ２）を有する。また、誘電体レンズ３の凸部３ｂ（凹凸形状）は、隣接する凸部３ｂの頂点同士間の距離（Ｗ１）が約０．１ｍｍ以下で、かつ、約０．０００３ｍｍ以上になるように形成されている。これにより、第１実施形態では、アンテナ装置１の誘電体レンズ３の放射面３ａが凹凸の無い滑らかな表面に形成されている場合に比べて、アンテナ装置１の誘電体レンズ３の放射面３ａの親水性（濡れ性）を向上させることが可能となる。このため、降雨時などに誘電体レンズ３に付着した水滴３０は、誘電体レンズ３の放射面３ａ上に濡れ拡がるとともに膜厚が小さくなる。
【００３２】
第１実施形態では、上記のように、誘電体レンズ３の放射面３ａに、凹凸形状（凸部３ｂ）を形成することによって、誘電体レンズ３の放射面３ａの親水性（濡れ性）を向上させることができるので、降雨時などに誘電体レンズ３に付着した水滴３０を、誘電体レンズ３の放射面３ａ上に濡れ拡がらせることができる。これにより、誘電体レンズ３の放射面３ａに付着した水滴３０の膜厚を小さくすることができるので、電磁波が水滴３０により送受信時に減衰するのを抑制することができる。このため、アンテナ装置１（誘電体レンズ３）が、例えば垂直上方に向かって設置されている場合にも、電磁波が水滴３０により送受信時に大きく減衰するのを抑制することができる。その結果、降雨時などに、アンテナ装置１の送受信特性が低下するのを抑制することができる。
【００３３】
また、第１実施形態では、誘電体レンズ３の放射面３ａに凹凸形状（凸部３ｂ）を形成することにより、降雨時などにアンテナ装置１の送受信特性が低下するのを抑制することができるので、アンテナ装置１を覆うアンテナカバーなどを設ける必要がない。これにより、装置全体が大型化するのを抑制することができる。
【００３４】
また、第１実施形態では、誘電体レンズ３の凸部３ｂ（凹凸形状）を、約０．１ｍｍ以下の高さ（段差）を有するように形成し、隣接する凸部３ｂの頂点同士間の距離（Ｗ１）を、約０．１ｍｍ以下にすることによって、誘電体レンズ３の放射面３ａの親水性（濡れ性）を、容易に向上させることができる。
【００３５】
また、第１実施形態では、誘電体レンズ３の凹凸形状（凸部３ｂ）を、誘電体レンズ３の放射面３ａのうちの電磁波が送受信される方向の中心３ｃから放射状に規則的に拡がるように形成することによって、誘電体レンズ３の放射面３ａに付着した水滴３０を、誘電体レンズ３の放射面３ａのうちの電磁波が送受信される方向の中心３ｃから放射状に均一に濡れ拡がらせることができる。これにより、誘電体レンズ３の放射面３ａに付着した水滴３０の膜厚を均一に小さくすることができる。
【００３６】
（第２実施形態）
図５は、本発明の第２実施形態によるアンテナ装置を備えた通信機器の全体構成を示した概略図である。図６および図７は、図５に示した本発明の第２実施形態によるアンテナ装置の構造を示した図である。図５〜図７を参照して、この第２実施形態では、本発明を、屋外に配置されたアンテナ装置を備えた通信機器に適用する場合について説明する。
【００３７】
第２実施形態では、図５に示すように、建物４０の下層階に通信機器１０が設置されており、建物４０の上層階または屋上などに通信機器２０が設置されている。通信機器１０は、アンテナ装置１０ａと、アンテナ装置１０ａに接続された受信装置１０ｂとにより構成されている。通信機器２０は、アンテナ装置２０ａと、アンテナ装置２０ａに接続された信号発生装置２０ｂとにより構成されている。
【００３８】
アンテナ装置１０ａおよび２０ａは、屋外に設置されており、信号（電磁波）を無線伝送するように構成されている。
【００３９】
アンテナ装置１０ａは、アンテナ装置２０ａから送信された信号（電磁波）を受信する機能を有する。なお、アンテナ装置１０ａおよび２０ａは、映像伝送や超高速無線ＬＡＮなどの大容量伝送に用いることが可能であり、その他の伝送にも用いることが可能である。また、アンテナ装置１０ａは、アンテナ本体部１１と、アンテナ本体部１１の上面上に固定されるとともに、略半球形状に形成された誘電体レンズ１２とを含んでいる。
【００４０】
また、第２実施形態では、誘電体レンズ１２は、略半球面の放射面１２ａの中心１２ｂが、最も高い位置に位置するように配置されている。すなわち、誘電体レンズ１２（アンテナ装置１０ａ）は、垂直上方に向かって設置されている。なお、中心１２ｂは、本発明の「中央部」の一例である。
【００４１】
なお、アンテナ装置１０ａのその他の構造は、上記第１実施形態のアンテナ装置１と同様である。
【００４２】
また、第２実施形態では、アンテナ装置２０ａは、図６に示すように、アンテナ本体部２１と、アンテナ本体部２１の下面上に固定されるとともに、略半球形状に形成された誘電体レンズ２２とを含んでいる。
【００４３】
また、第２実施形態では、誘電体レンズ２２は、略半球面の放射面２２ａの中心２２ｂが、最も低い位置に位置するように配置されている。すなわち、誘電体レンズ２２（アンテナ装置２０ａ）は、垂直下方に向かって設置されている。なお、中心２２ｂは、本発明の「中央部」の一例である。
【００４４】
また、第２実施形態では、図７に示すように、誘電体レンズ２２の放射面２２ａには、上記第１実施形態と同様、複数の三角錐形状の凸部２２ｃからなる凹凸形状が形成されている。
【００４５】
ここで、第２実施形態では、誘電体レンズ２２の放射面２２ａのうちの信号（電磁波）が送受信される方向の中心２２ｂには、垂直下方に向かって突出する円柱形状の突起部２２ｄが誘電体レンズ２２に一体的に形成されている。この突起部２２ｄは、凸部２２ｃの高さ（凹凸形状の段差）（Ｈ１２＝約０．１ｍｍ以下）よりも大きい約２ｍｍ〜約２０ｍｍの高さＨ１１と、約３ｍｍ以下の直径Ｄ１１とを有する。これにより、第２実施形態では、降雨時などに誘電体レンズ２２に付着した水滴３１は、突起部２２ｄを伝って流れ落ちる。そして、誘電体レンズ２２の放射面２２ｄに付着した水滴３１の量は減少するとともに、水滴３１の膜厚が、より小さくなる。
【００４６】
なお、アンテナ装置２０ａのその他の構造は、上記第１実施形態のアンテナ装置１と同様である。
【００４７】
第２実施形態では、上記のように、誘電体レンズ２２の放射面２２ａに、凸部２２ｃの高さ（凹凸形状の段差）（Ｈ１２＝約０．１ｍｍ以下）よりも大きい高さ（Ｈ１１＝約２ｍｍ〜約２０ｍｍ）を有する突起部２２ｄを設けることによって、誘電体レンズ２２の放射面２２ａに付着した水滴３１を、突起部２２ｄを伝って流れ落とすことができる。これにより、誘電体レンズ２２の放射面２２ａに付着した水滴３１の量を減少させることができるので、誘電体レンズ２２の放射面２２ａに付着した水滴３１の膜厚を、より小さくすることができる。その結果、電磁波が水滴３１により送受信時に減衰するのを、より抑制することができるので、降雨時などにアンテナ装置２０ａ（通信機器２０）の送受信特性が低下するのを、より抑制することができる。
【００４８】
また、第２実施形態では、突起部２２ｄを、誘電体レンズ２２の放射面２２ａから垂直下方に向かって突出するように設けることによって、誘電体レンズ２２の放射面２２ａに付着した水滴３１を、容易に突起部２２ｄを伝って流れ落とすことができる。
【００４９】
また、第２実施形態では、突起部２２ｄを、誘電体レンズ２２の放射面２２ａの最も低い位置（中心２２ｂ）に設けることによって、誘電体レンズ２２の放射面２２ａに付着した水滴３１を、効果的に、突起部２２ｄを伝って流れ落とすことができる。
【００５０】
また、第２実施形態では、突起部２２ｄを、誘電体レンズ２２の放射面２２ａのうちの電磁波が送受信される方向の中心２２ｂに設けることによっ、誘電体レンズ２２の放射面２２ａのうちの電磁波が送受信される方向の中心２２ｂに付着した水滴３１の膜厚を小さくすることができるので、電磁波が水滴３１により送受信時に減衰するのを、効果的に抑制することができる。これにより、降雨時などにアンテナ装置２０ａ（通信機器２０）の送受信特性が低下するのを、効果的に抑制することができる。
【００５１】
また、第２実施形態では、突起部２２ｄを、誘電体レンズ２２と一体的に形成することによって、誘電体レンズ２２の放射面２２ａに、容易に突起部２２ｄを形成することができる。
【００５２】
なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００５３】
次に、上記第１実施形態および第２実施形態のアンテナ装置の誘電体レンズの放射面の凹凸形状の効果を確認するために行った比較実験について説明する。
【００５４】
まず、実施例１によるアンテナ装置は、上記第１実施形態と同じ構造のアンテナ装置を準備した。すなわち、実施例１によるアンテナ装置は、誘電体レンズの放射面に凹凸形状が形成されているアンテナ装置を用いた。その一方、比較例１によるアンテナ装置は、誘電体レンズの放射面が凹凸形状が形成されておらず滑らかに形成されているアンテナ装置を準備した。なお、比較例１によるアンテナ装置のその他の構造は、実施例１によるアンテナ装置と同様とした。
【００５５】
そして、実施例１によるアンテナ装置、および、比較例１によるアンテナ装置において、誘電体レンズの放射面の水滴の有無によるＣＳ（Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ）放送の受信電力、および、ＢＳ（Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ）放送の受信電力を測定した。その結果を、以下の表１に示す。なお、この比較実験では、誘電体レンズの放射面に水滴を付着させる際、降雨の代わりに、霧吹きを用いて水滴を付着させた。
【００５６】
【表１】
【００５７】
表１を参照して、実施例１によるアンテナ装置は、比較例１によるアンテナ装置に比べて、誘電体レンズの放射面に付着した水滴による減衰が小さくなることが判明した。具体的には、実施例１によるアンテナ装置では、ＣＳ放送の受信電力の水滴による減衰量は、約０．２ｄＢｍ（＝（−４８．６４ｄＢｍ）−（−４８．８４ｄＢｍ））であるとともに、ＢＳ放送の受信電力の水滴による減衰量は、約１．６５ｄＢｍ（＝（−４４．２５ｄＢｍ）−（−４５．９ｄＢｍ））であった。その一方、比較例１によるアンテナ装置では、ＣＳ放送の受信電力の水滴による減衰量は、約５．１６ｄＢｍ（＝（−４８．８３ｄＢｍ）−（−５３．９９ｄＢｍ））であるとともに、ＢＳ放送の受信電力の水滴による減衰量は、約４．９５ｄＢｍ（＝（−４２．２ｄＢｍ）−（−４７．１５ｄＢｍ））であった。すなわち、実施例１によるアンテナ装置の水滴による減衰量が約２ｄＢｍ以下であるのに対して、比較例１によるアンテナ装置の水滴による減衰量は約５ｄＢｍであった。これにより、誘電体レンズの放射面に凹凸形状を形成したアンテナ装置は電磁波の減衰を抑制する効果があることを、確認することができた。
【００５８】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００５９】
たとえば、上記実施形態では、アンテナ装置を、マイクロ波帯（３００ＭＨｚ〜３０ＧＨｚ）およびミリ波帯（３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚ）の電磁波を送受信するように構成した例について示したが、本発明はこれに限らず、アンテナ装置を、マイクロ波帯およびミリ波帯以外の電磁波を送受信するように構成してもよい。
【００６０】
また、上記実施形態では、誘電体レンズの放射面に三角錐形状の凸部を形成することにより、凹凸形状を形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、誘電体レンズの放射面に、三角錐形状以外の、例えば四角錐形状、その他の多角錐形状、円錐形状および半球形状などの凸部を形成することにより、凹凸形状を形成してもよい。また、誘電体レンズの放射面に、粒子を吹きつけることにより凹凸形状を形成してもよいし、誘電体レンズの放射面を削ることにより凹凸形状を形成してもよい。
【００６１】
また、上記実施形態では、誘電体レンズの凸部（凹凸形状）を、約０．１ｍｍ以下で、かつ、約０．００２ｍｍ以上の高さ（段差）を有するように形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、誘電体レンズの凸部（凹凸形状）を、約０．１ｍｍよりも大きい高さ（段差）、または、約０．００２ｍｍよりも小さい高さ（段差）を有するように形成してもよい。誘電体レンズの凸部（凹凸形状）を、約０．１ｍｍよりも大きい高さ（段差）を有するように形成する場合、誘電体レンズの凸部（凹凸形状）の高さ（段差）が小さい方が放射面の親水性（濡れ性）を向上させることができるので、誘電体レンズの凸部（凹凸形状）を、約０．５ｍｍ以下の高さ（段差）を有するように形成するのが望ましい。
【００６２】
また、上記実施形態では、誘電体レンズの凸部（凹凸形状）を、隣接する凸部の頂点同士間の距離が約０．１ｍｍ以下で、かつ、約０．０００３ｍｍ以上になるように形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、誘電体レンズの凸部（凹凸形状）を、隣接する凸部の頂点同士間の距離が約０．１ｍｍよりも大きく、または、約０．０００３ｍｍよりも小さくなるように形成してもよい。誘電体レンズの凸部（凹凸形状）を、隣接する凸部の頂点同士間の距離が約０．１ｍｍよりも大きく形成する場合、誘電体レンズの隣接する凸部の頂点同士間の距離が小さい方が放射面の親水性（濡れ性）を向上させることができるので、隣接する凸部の頂点同士間の距離が約０．５ｍｍ以下になるように形成するのが望ましい。
【００６３】
また、上記実施形態では、複数の凸部を、互いに接するように配置した例について示したが、本発明はこれに限らず、複数の凸部を、互いに所定の間隔を隔てて配置してもよい。
【００６４】
また、上記実施形態では、複数の凸部を、放射状に規則的に拡がるように形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、複数の凸部を、放射状に形成しなくてもよいし、規則的に形成しなくてもよい。
【００６５】
また、上記第２実施形態では、一方の通信機器に受信装置を設けるとともに、他方の通信機器に信号発生装置を設けた例について示したが、本発明はこれに限らず、２つの通信機器のそれぞれに、受信装置および信号発生装置の両方を設けてもよい。
【００６６】
また、上記第２実施形態では、突起部を、誘電体レンズの放射面に一体的に形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、突起部を、誘電体レンズとは別体で設けてもよい。この場合、突起部を、誘電体レンズとは異なる材質の誘電体により構成してもよい。
【００６７】
また、上記第２実施形態では、垂直下方に向かって配置されたアンテナ装置に、突起部を形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、垂直下方に向かって配置されたアンテナ装置であっても、突起部を設けなくてもよい。
【００６８】
また、上記第２実施形態では、円柱形状の突起部を設けた例について示したが、本発明はこれに限らず、例えば円錐形状、四角柱形状などの多角柱形状、多角錐形状、および、その他の形状の突起部を設けてもよい。
【００６９】
また、上記第２実施形態では、突起部を、約２ｍｍ〜約２０ｍｍの高さを有するように形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、突起部を、約２ｍｍよりも小さい高さ、または、約２０ｍｍよりも大きい高さを有するように形成してもよい。突起部を約２ｍｍよりも小さい高さを有するように形成する場合、誘電体レンズに付着した水滴を、突起部を伝って流れ落ちやすくするためには、突起部を約１ｍｍ以上の高さを有するように形成するのが望ましい。
【００７０】
また、上記第２実施形態では、突起部を、約３ｍｍ以下の直径を有するように形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、突起部を、約３ｍｍよりも大きい直径を有するように形成してもよい。この場合、突起部の直径を、アンテナ装置の送受信特性に影響を与えない大きさにするのが望ましい。
【００７１】
また、上記第２実施形態では、突起部を、垂直下方に向かって延びるように形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、突起部を、斜め下方向に延びるように形成してもよい。
【００７２】
また、上記第２実施形態では、２つのアンテナ装置を屋外に配置した例について示したが、本発明はこれに限らず、２つのアンテナ装置を、屋内に配置してもよい。
【００７３】
また、上記第２実施形態では、２つのアンテナ装置を、垂直方向に送受信するように配置した例について示したが、本発明はこれに限らず、２つのアンテナ装置を、水平方向に送受信するように配置してもよい。
【００７４】
また、上記実施形態では、本発明を、パッチアンテナを含むアンテナ装置に適用した例について示したが、本発明はこれに限らず、パッチアンテナ以外のアンテナを含むアンテナ装置にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の第１実施形態によるアンテナ装置の構造を示した側面図である。
【図２】図１に示した本発明の第１実施形態によるアンテナ装置の詳細構造を示した側面図である。
【図３】図１に示した本発明の第１実施形態によるアンテナ装置の誘電体レンズの詳細構造を示した拡大平面図である。
【図４】図１に示した本発明の第１実施形態によるアンテナ装置の誘電体レンズの詳細構造を示した拡大断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態によるアンテナ装置を備えた通信機器の全体構成を示した概略図である。
【図６】図５に示した本発明の第２実施形態によるアンテナ装置の構造を示した側面図である。
【図７】図５に示した本発明の第２実施形態によるアンテナ装置の誘電体レンズの詳細構造を示した拡大断面図である。
【図８】従来のアンテナ装置の構造を示した側面図である。
【図９】図８に示した従来のアンテナ装置の誘電体レンズの放射面に水滴が付着した状態を示した拡大断面図である。
【符号の説明】
【００７６】
１、１０ａ、２０ａ アンテナ装置
２、１１、２１ アンテナ本体部
３、１２、２２ 誘電体レンズ
３ａ、１２ａ、２２ａ 放射面
３ｂ、２２ｃ 凸部
３ｃ、１２ｂ、２２ｂ 中心（中央部）
１０、２０ 通信機器
２２ｄ 突起部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナ本体部と、
前記アンテナ本体部に取り付けられた誘電体レンズとを備え、
前記誘電体レンズの放射面には、凹凸形状が形成されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記誘電体レンズの放射面には、前記凹凸形状の段差よりも大きい高さを有する突起部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記突起部は、前記誘電体レンズの放射面から下方に向かって突出するように設けられていることを特徴とする請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記突起部は、前記誘電体レンズの放射面の最も低い位置に設けられていることを特徴とする請求項３に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記突起部は、前記誘電体レンズの放射面のうちの電磁波が送受信される方向の中央部に設けられていることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記突起部は、前記誘電体レンズと一体的に形成されていることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記誘電体レンズの凹凸形状は、０．５ｍｍ以下の段差を有し、
前記凹凸形状の隣接する凸部の頂点同士間の距離は、０．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項８】
前記誘電体レンズの放射面の凹凸形状は、三角錐形状、四角錐形状または半球形状の複数の凸部により形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項９】
前記誘電体レンズの凹凸形状は、前記誘電体レンズの放射面のうちの電磁波が送受信される方向の中央部から放射状に拡がるように形成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
３００ＭＨｚ〜３００ＧＨｚの電磁波を送受信することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載のアンテナ装置を備えることを特徴とする通信機器。
【請求項１】
アンテナ本体部と、
前記アンテナ本体部に取り付けられた誘電体レンズとを備え、
前記誘電体レンズの放射面には、凹凸形状が形成されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記誘電体レンズの放射面には、前記凹凸形状の段差よりも大きい高さを有する突起部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記突起部は、前記誘電体レンズの放射面から下方に向かって突出するように設けられていることを特徴とする請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記突起部は、前記誘電体レンズの放射面の最も低い位置に設けられていることを特徴とする請求項３に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記突起部は、前記誘電体レンズの放射面のうちの電磁波が送受信される方向の中央部に設けられていることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記突起部は、前記誘電体レンズと一体的に形成されていることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記誘電体レンズの凹凸形状は、０．５ｍｍ以下の段差を有し、
前記凹凸形状の隣接する凸部の頂点同士間の距離は、０．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項８】
前記誘電体レンズの放射面の凹凸形状は、三角錐形状、四角錐形状または半球形状の複数の凸部により形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項９】
前記誘電体レンズの凹凸形状は、前記誘電体レンズの放射面のうちの電磁波が送受信される方向の中央部から放射状に拡がるように形成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
３００ＭＨｚ〜３００ＧＨｚの電磁波を送受信することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載のアンテナ装置を備えることを特徴とする通信機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−９４９３９（Ｐ２００９−９４９３９Ａ）
【公開日】平成２１年４月３０日（２００９．４．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２６５５０２（Ｐ２００７−２６５５０２）
【出願日】平成１９年１０月１１日（２００７．１０．１１）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）（出願人による申告）国等の委託研究の成果に係る特許出願（平成１９年度、総務省、「電波資源拡大のための研究開発」のうち、「ミリ波帯無線装置の低コスト化の小型ワンチップモジュール化技術の研究開発」委託研究、産業再生法第３０条の適用を受けるもの）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月３０日（２００９．４．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月１１日（２００７．１０．１１）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）（出願人による申告）国等の委託研究の成果に係る特許出願（平成１９年度、総務省、「電波資源拡大のための研究開発」のうち、「ミリ波帯無線装置の低コスト化の小型ワンチップモジュール化技術の研究開発」委託研究、産業再生法第３０条の適用を受けるもの）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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