アンテナ装置
【課題】本発明は上記点に鑑み、アンテナ装置において、反射導体を必須とせず、指向性の打ち上がりを抑えることを目的とする。
【解決手段】グラウンド導体１１と、グラウンド導体１１の一方側に、グラウンド導体１１と非接続に配置された第１のアンテナ素子１３と、グラウンド導体１１の一方側とは反対側に、グラウンド導体１１と非接続に配置された第２のアンテナ素子１４と、を備え、第１のアンテナ素子１３および第２のアンテナ素子１４は、同じ給電点１２から給電され、グラウンド導体１１は、当該給電点１２の周囲に配置されていることを特徴とする。
【解決手段】グラウンド導体１１と、グラウンド導体１１の一方側に、グラウンド導体１１と非接続に配置された第１のアンテナ素子１３と、グラウンド導体１１の一方側とは反対側に、グラウンド導体１１と非接続に配置された第２のアンテナ素子１４と、を備え、第１のアンテナ素子１３および第２のアンテナ素子１４は、同じ給電点１２から給電され、グラウンド導体１１は、当該給電点１２の周囲に配置されていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
まず、モノポールアンテナにおける指向性の打ち上がりについて、図１９および図２０を用いて説明する。図１９に示すように、給電点８３から給電されるモノポールアンテナ８４は、グラウンド８１が理想的な無限グラウンドならば、指向性８５の最大利得方向８６がグラウンド８１と同一面方向（水平方向）となり、垂直面で見ると八の字指向性となる。しかし、現実には無限グラウンドは存在せず、グラウンド８１のサイズが有限ならば、グラウンド８１と同一面方向の利得が低下し、指向性８７の最大利得方向８８がグラウンド面よりも上側に打ちあがる。これが指向性の打ち上がり現象である。
【０００３】
この現象は、図２０に示すように、回折によって生じる。すなわち、給電点８３からモノポールアンテナ８４への給電によって発生する電界１０１が、グラウンド８１の端部１０５において、電界１０３のように、グラウンド８１の下側に回り込んでしまうため、指向性の打ち上がりが発生する。なお、矢印１０２、１０４、１０６は、ポインティングベクトルの方向を示す。指向性の打ち上がり現象については、非特許文献１に記載されている。
【０００４】
これに対し、従来、図２１に示すように、グラウンド導体９１の一方側にアンテナ素子９２を配置し、グラウンド導体９１付近の給電部９３からアンテナ素子９２に給電すると共に、反射導体９４を設けたアンテナ装置が知られている（特許文献１参照）。このアンテナ装置においては、グラウンド導体９１からみてアンテナ素子９２の反対側に反射導体９４を設けることで、グラウンド導体９１と反射導体９４の間で空間的結合を生じさせている。そして、これらグラウンド導体９１および反射導体９４について、形状および位置を変更することで、垂直面（アンテナ素子９２を含む面）での電波の指向性の調整を可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１３４０２６号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】電子情報通信学会編、「アンテナ工学ハンドブック」、第１版、オーム社、発行年月日１９９２年１２月３０日、Ｐ５３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本願発明においては、指向性の打ち上がりをある程度抑えることも可能である。しかし、上記のようなアンテナ装置では、グラウンドと同一面方向の利得を向上することができず、また、指向性の打ち上がりを抑えるために、グラウンド導体の他にも反射導体を必要とするので、アンテナ装置の体格が大きくなってしまうという問題がある。
【０００８】
本発明は上記点に鑑み、アンテナ装置において、反射導体を必須とせず、指向性の打ち上がりを抑え、グラウンドと同一面方向の利得を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、グラウンド導体（１１）と、前記グラウンド導体（１１）の一方側に、前記グラウンド導体（１１）と非接続に配置された第１のアンテナ素子（１３）と、前記グラウンド導体（１１）の前記一方側とは反対側に、前記グラウンド導体（１１）と非接続に配置された第２のアンテナ素子（１４）と、を備え、前記第１のアンテナ素子（１３）および前記第２のアンテナ素子（１４）は、同じ給電点（１２）から給電され、前記グラウンド導体（１１）は、前記給電点（１２）の周囲に配置されていることを特徴とするアンテナ装置である。
【００１０】
このように、グラウンド導体（１１）の一方側および反対側にそれぞれ第１のアンテナ素子（１３）および第２のアンテナ素子（１４）を配置し、同じ給電点（１２）からそれらアンテナ素子（１３、１４）に給電し、その給電点（１２）の周囲にグラウンド導体（１１）を配置することで、グラウンド導体（１１）の一方側で電界（以下、表面側電界という）が発生すると共にグラウンド導体（１１）の反対側で電界（以下、裏面側電界）が発生し、それら表面側電界および裏面側電界がグラウンド導体（１１）の外縁で相互作用することで、グラウンド導体（１１）の反対側に電界がない場合（単なるモノポールアンテナの場合）に比べ、指向性の打ち上がりを抑えることができ、また、グラウンド導体（１１）と同一面方向の利得を向上することができる。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のアンテナ装置において、前記グラウンド導体（１１）は、穴を形成する内周縁（１１ａ）を有し、前記穴を通して前記給電点（１２）から前記第１のアンテナ素子（１３）および前記第２のアンテナ素子（１４）に給電されることを特徴とする。
【００１２】
このようになっていることで、グラウンド導体（１１）に空けられた穴を通して給電点（１２）から両アンテナ素子（１３、１４）に給電することで、穴を通さない場合（例えばグラウンド導体（１１）に切り欠きを設け、その切り欠きを通して給電点（１２）から両アンテナ素子（１３、１４）に給電する場合）に比べ、グラウンド導体（１１）の欠損を少なくすることができる。
【００１３】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のアンテナ装置において、前記第１のアンテナ素子（１３）および前記第２のアンテナ素子（１４）は、同じ長さであり、かつ、前記給電点（１２）から、前記グラウンド導体（１１）に対して垂直かつ互いに逆方向に伸びていることを特徴とする。このようになっていることで、表面側電界と裏面側電界が同位相および同強度となるので、より効果的に指向性の打ち上がりを低減することができる。
【００１４】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のアンテナ装置において、前記第２のアンテナ素子（１４）は、前記給電点（１２）から前記第１のアンテナ素子（１３）に対して逆方向に距離Ｌだけ伸びた後、折れ曲がっていることを特徴とする。
【００１５】
このようにすることで、モノポールアンテナに比べて指向性の打ち上がりを低減することができると共に、グラウンド導体（１１）に垂直な方向のアンテナ装置のサイズを低減することができる。
【００１６】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１つに記載のアンテナ装置において、当該アンテナ装置は、車両に取り付けられ、前記第２のアンテナ素子（１４）は、前記車両の外殻を構成する導体に空けられた穴を通って前記車両の内部に伸び、前記車両の内部において折れ曲がっていることを特徴とする。このようにすることで、第２のアンテナ素子（１４）が車内の物体（例えば内張り）と位置的に干渉する可能性を低減することができる。
【００１７】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１つに記載のアンテナ装置において、当該アンテナ装置は、車両に取り付けられ、前記第２のアンテナ素子（１４）の少なくとも一部（２１）は、前記アンテナ装置を前記車両の外殻に固定するための固定部材として用いられることを特徴とする。このようになっていることで、第２のアンテナ素子（１４）専用の穴を車両の外殻に空ける必要がなくなるので、車両の外殻に空ける穴の数を減らすことができる。
【００１８】
また、請求項７に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１つに記載のアンテナ装置において、当該アンテナ装置は、車両に取り付けられ、前記第２のアンテナ素子（１４）の少なくとも一部（２３）は、前記アンテナ装置を前記車両の外殻に対して位置決めするための位置決め部材として用いられることを特徴とする。このようになっていることで、第２のアンテナ素子（１４）専用の穴を車両の外殻に空ける必要がなくなるので、車両の外殻に空ける穴の数を減らすことができる。
【００１９】
また、請求項８に記載の発明は、穴が空いたグラウンド導体（１１、５１）と、前記グラウンド導体（１１、５１）の一方側に、前記グラウンド導体（１１、５１）と非接続に配置されたアンテナ素子（１３）と、前記グラウンド導体（１１）の近傍に配置される位相制御器（１５）と、を備え、前記グラウンド導体（１１）内で前記アンテナ素子（１３）に一番近い位置と、前記グラウンド導体（１１）内で前記位相制御器（１５）に一番近い位置と、の間に、前記グラウンド導体（１１）の前記穴が位置しており、前記アンテナ素子（１３）に給電されたときに前記グラウンド導体（１１）の前記一方側に発生する電界（以下、表面側電界という）が、前記穴によって前記グラウンド導体（１１）の前記一方側とは反対側（以下、他方側）にも電界（以下、裏面側電界という）を発生させると共に、前記表面側電界の一部および前記裏面側電界の一部のうち一方または両方が前記位相制御器（１５）を通過することで、前記グラウンド導体（１１）の外縁で前記表面側電界および前記裏面側電界の位相差Ｘが−９０°＋３６０°×ｎ＜Ｘ＜９０°＋３６０°×ｎ（ただしｎは整数）となっていることを特徴とするアンテナ装置である。このようになっていることで、アンテナ素子（１３）から穴の方向における指向性の打ち上がりを抑えることができ、また、グラウンド導体（１１）と同一面方向の利得を向上することができる。
【００２０】
また、請求項９に記載の発明は、請求項８に記載のアンテナ装置において、当該アンテナ装置は、車両に取り付けられ、前記グラウンド導体（１１、５１）は前記車両のルーフであり、前記穴は、前記ルーフに設けられた天窓であることを特徴とする。このように、車両のルーフおよび天窓をグラウンド導体（１１）およびグラウンド導体（１１）の穴として用いることで、アンテナ装置の部品点数を抑えることができる。
【００２１】
また、請求項１０に記載の発明は、グラウンド導体（１１）と、前記グラウンド導体（１１）の一方側に、前記グラウンド導体（１１）と非接続に配置された第１のアンテナ素子（１３）と、前記グラウンド導体（１１）の前記一方側とは反対側に、前記グラウンド導体（１１）と非接続に配置された第２のアンテナ素子（１４）と、を備え、前記第１のアンテナ素子（１３）は、前記グラウンド導体（１１）から見て前記第１のアンテナ素子（１３）側にある第１の給電点（１２）から給電され、前記第２のアンテナ素子（１４）は、前記グラウンド導体（１１）から見て前記第２のアンテナ素子（１４）側にある第２の給電点（１６）から給電されることを特徴とするアンテナ装置である。
【００２２】
このように、グラウンド導体（１１）の一方側および反対側にそれぞれ第１のアンテナ素子（１３）および第２のアンテナ素子（１４）を配置し、それぞれの給電点（１２、１６）から各アンテナ素子（１３、１４）に給電することで、グラウンド導体（１１）の一方側で電界（以下、表面側電界という）が発生すると共にグラウンド導体（１１）の反対側で電界（以下、裏面側電界）が発生し、それら表面側電界および裏面側電界がグラウンド導体（１１）の外縁で相互作用することで、グラウンド導体（１１）の反対側に電界がない場合（単なるモノポールアンテナの場合）に比べ、指向性の打ち上がりを抑えることができ、また、グラウンド導体（１１）と同一面方向の利得を向上することができる。
【００２３】
なお、上記および特許請求の範囲における括弧内の符号は、特許請求の範囲に記載された用語と後述の実施形態に記載される当該用語を例示する具体物等との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１実施形態に係るアンテナ装置１の斜視図である。
【図２】給電点１２からアンテナ素子１３、１４に給電することで発生する磁界１１１、１１２を示す図である。
【図３】アンテナ装置１の寸法例を示す図である。
【図４】グラウンド導体のサイズと水平方向利得との関係の実験結果を示すグラフである。
【図５】第２実施形態に係るアンテナ装置１の斜視図である。
【図６】第１、第２実施形態における垂直面内の指向性の実験結果を示すグラフである。
【図７】第２のアンテナ素子の垂直部の長さＬと水平方向利得との関係の実験結果を示すグラフである。
【図８】車両５０に取り付けられるアンテナ装置１を示す図である。
【図９】第３実施形態における、ルーフ５１に対するアンテナ装置の取り付け構造を示す模式図である。
【図１０】第４実施形態における、ルーフ５１に対するアンテナ装置の取り付け構造を示す模式図である。
【図１１】第４実施形態における、ボルト２１周辺の断面図である。
【図１２】第５実施形態における、ルーフ５１に対するアンテナ装置の取り付け構造を示す模式図である。
【図１３】第６実施形態に係るアンテナ装置１の斜視図である。
【図１４】給電点１２からアンテナ素子１３に給電することで発生する磁界１２１、１２３を示す図である。
【図１５】アンテナ装置１の寸法例を示す図である。
【図１６】第６実施形態における垂直面内の指向性の実験結果を示すグラフである。
【図１７】第７実施形態に係るアンテナ装置１の取り付け状態を示す図である。
【図１８】第８実施形態に係るアンテナ装置１の斜視図である。
【図１９】モノポールアンテナ８４による指向性の打ち上がりを示す図である。
【図２０】指向性の打ち上がりの原因となる電界の回折を示す図である。
【図２１】従来のアンテナ装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係るアンテナ装置１の主要構成を概略的に示す斜視図である。この図に示すように、本実施形態のアンテナ装置１は、グラウンド導体１１、給電点１２から給電されるアンテナ素子１３、同じく給電点１２から給電されるアンテナ素子１４を有している。
【００２６】
グラウンド導体１１は、平板形状を有する導体であり、中心部に、穴を形成する円形の内周縁１１ａを有すると共に、内周縁１１ａと同心の円形である外周縁１１ｂを有している。
【００２７】
アンテナ素子１３（第１のアンテナ素子の一例に相当する）は、内周縁１１ａによって形成された穴の中心にある給電点１２から、グラウンド導体１１の一方側に、グラウンド導体１１の面に対して垂直に伸びた、直線形状の導体アンテナである。なお、アンテナ素子１３とグラウンド導体１１とは非接続である。アンテナ素子１３の長さは、アンテナ装置１を用いて送受信を行う信号の波長をλとすると、例えばλ／４である。
【００２８】
アンテナ素子１４（第２のアンテナ素子の一例に相当する）は、内周縁１１ａによって形成された穴の中心にある給電点１２から、グラウンド導体１１の一方側とは反対側に、グラウンド導体１１の面に対して垂直に伸びた、直線形状の導体アンテナである。なお、アンテナ素子１４とグラウンド導体１１とは非接続である。アンテナ素子１４の長さは、例えばアンテナ素子１３と同じλ／４である。
【００２９】
つまり、アンテナ素子１３、１４は、グラウンド導体１１に囲まれた同じ給電点１２から、グラウンド導体１１の穴を通して互いに逆方向に、同強度かつ同位相で給電されることになる。
【００３０】
ここで、これらグラウンド導体１１、アンテナ素子１３、およびアンテナ素子１４の組み付け構造の例について説明する。グラウンド導体１１、アンテナ素子１３、およびアンテナ素子１４は、上記のような位置関係を実現できれば、どのような組み付け構造を採用してもよい。
【００３１】
例えば、グラウンド導体１１は、樹脂から成る基板（以下、第１基板という）の表面にプリントされていてもよい。この場合、内周縁１１ａによってできた穴（グラウンド導体１１の穴）には、第１基板が存在していることになる。そして、当該穴の中心において、第１基板にスルーホールが形成されており、このスルーホールの内周に導体を貼り付け、貼り付けた導体を給電点１２とする。
【００３２】
そして、アンテナ素子１３が、一端においてこのスルーホール内周の導体に導通かつ固定された状態で、グラウンド導体１１の上記一方側に、グラウンド導体１１に対して垂直に立てられている。このアンテナ素子１３は、例えば、第１基板に対して垂直に立てられた基板（以下、第２基板という）の表面にプリントされたものであってもよい。
また、アンテナ素子１４が、一端においてこのスルーホール内周の導体に導通かつ固定された状態で、グラウンド導体１１の上記反対側に、グラウンド導体１１に対して垂直に立てられている。このアンテナ素子１４は、例えば、第１基板に対して垂直に立てられた基板（以下、第３基板という）の表面にプリントされたものであってもよい。
【００３３】
このようになっていることで、スルーホール内周の給電点１２からスルーホールを通してアンテナ素子１３およびアンテナ素子１４に給電される。なお、信号源から給電点１２への給電は、図示しない信号ケーブルを介して実現される。
【００３４】
以下、上記のような構成のアンテナ装置１の作動について説明する。同じ給電点１２からアンテナ素子１３、１４に給電されると、図２に示すように、グラウンド導体１１から見てアンテナ素子１３側（以下、表面側という）および、グラウンド導体１１から見てアンテナ素子１４側（以下、裏面側という）に、同強度かつ同位相の電界が発生する。これは、グラウンド導体１１を対称面としてアンテナ素子１３およびアンテナ素子１４が対象に配置しており、かつ、両アンテナ素子１３、１４が同一給電点１２から給電されているからである。
【００３５】
すると、グラウンド導体１１の表面側の電界１１１と裏面側の電界１１２とで電界が対称的になり、その結果、グラウンド導体１１の外縁１１ｂにおける回折がなくなり、指向性の打ち上がりが解消され、ポインティングベクトル１１３、１１４、１１５に示すように、指向性の最大利得の方向が、水平方向（グラウンド導体１１に平行な方向）となる。
【００３６】
ここで、図３に、アンテナ装置１の各部の寸法について一例を示す。波長λの信号を給電点１２から給電するようになっているアンテナ装置１において、図３に示すように、グラウンド導体１１の外縁１１ｂの直径を２．３λとし、アンテナ素子１３とアンテナ素子１４の全長をλ／２とし、内周縁１１ａの直径をλ／２０とする。
【００３７】
以上説明した通り、グラウンド導体１１の一方側および反対側にそれぞれアンテナ素子１３およびアンテナ素子１４を配置し、同じ給電点１２からそれらアンテナ素子１３、１４に給電し、その給電点１２の周囲にグラウンド導体１１を配置することで、グラウンド導体１１の一方側で表面側電界が発生すると共にグラウンド導体１１の反対側で裏面側電界が発生し、それら表面側電界および裏面側電界がグラウンド導体１１の外縁１１ｂで相互作用することで、グラウンド導体１１の反対側に電界がない場合（単なるモノポールアンテナの場合）に比べ、回折が抑えられ、その結果、指向性の打ち上がりを抑えることができ、また、グラウンド導体１１と同一面方向の利得を向上することができる。
【００３８】
また、グラウンド導体１１は、穴を形成する内周縁１１ａを有し、当該穴を通して給電点１２からアンテナ素子１３、１４に給電される。このようになっていることで、グラウンド導体１１に空けられた穴を通して給電点１２から両アンテナ素子１３、１４に給電することで、穴を通さない場合（例えばグラウンド導体１１に切り欠きを設け、その切り欠きを通して給電点１２から両アンテナ素子１３、１４に給電する場合）に比べ、グラウンド導体１１の欠損を少なくすることができる。
【００３９】
また、アンテナ素子１３、１４は、互いに同じ長さであり、かつ、給電点１２から、グラウンド導体１１に対して垂直かつ互いに逆方向に伸びている。このようになっていることで、表面側電界と裏面側電界が同位相および同強度となるので、より効果的に指向性の打ち上がりを低減することができる。
【００４０】
ここで、本実施形態の図３の例における、グラウンド導体１１のサイズ（具体的には直径）と水平方向の利得１１６の関係についての実験結果を、図４に示す。この図に示すように、グラウンド導体１１の直径にかかわらず、本実施形態のようにアンテナ素子１３、１４でダイポール化することで、モノポールの例１１５に比べ、例水平方向の利得１１６の向上効果を得ることができる。
【００４１】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図２に、本実施形態に係るアンテナ装置１の主要構成を斜視図で示す。本実施形態のアンテナ装置１が第１実施形態のアンテナ装置１と異なるのは、アンテナ素子１４の構成のみである。
【００４２】
本実施形態のアンテナ素子１４は、アンテナ素子１３と共通の給電点１２から、内周縁１１ａによって形成された穴を通って、給電されており、給電点１２からアンテナ素子１３と反対方向に伸び、アンテナ素子１３と同じ長さとなっている点は、第１実施形態と同じである。
【００４３】
しかし、本実施形態のアンテナ素子１４は、給電点１２からアンテナ素子１３と反対方向に伸びる第１の部分（垂直部）１４ａに加え、当該第１の部分１４から９０°折れ曲がってグラウンド導体１１に対して平行に伸びる第２の部分（水平部）１４ｂを有している。
【００４４】
本実施形態においても、第１実施形態と同様、グラウンド導体１１の一方側および反対側にそれぞれアンテナ素子１３およびアンテナ素子１４を配置し、同じ給電点１２からそれらアンテナ素子１３、１４に給電し、その給電点１２の周囲にグラウンド導体１１を配置することで、グラウンド導体１１の一方側で表面側電界が発生すると共にグラウンド導体１１の反対側で裏面側電界が発生し、それら表面側電界および裏面側電界がグラウンド導体１１の外縁１１ｂで相互作用することで、グラウンド導体１１の反対側に電界がない場合（単なるモノポールアンテナの場合）に比べ、回折が抑えられ、その結果、指向性の打ち上がりを抑えることができる。
【００４５】
なお、図５には、本実施形態のアンテナ装置１の寸法例も記載している。具体的には、アンテナ素子１４の全長は、アンテナ素子１３と同じくλ／２であるが、第１の部分１４ａの長さＬは、λ／２よりも短く、また、第２の部分１４ｂの長さは、λ／２−Ｌとなる。
【００４６】
ここで、図６に、図３の寸法例で示した第１実施形態のアンテナ装置１の例、および、本実施形態のアンテナ装置１において第１の部分１４ａの長さＬとして各種の値を採用した複数例についての、垂直面内（アンテナ素子１３、１４を含み、グラウンド導体１１に垂直な面内）における垂直偏波の指向性の実験結果を示す。
【００４７】
実線７１が、第１実施形態の図３のアンテナ装置１における実験結果を示し、点線７２が、第２実施形態の図５においてＬ＝３λ／１０としたアンテナ装置１における実験結果を示し、破線７３が、第２実施形態の図５においてＬ＝２λ／１０としたアンテナ装置１における実験結果を示し、太実線７４が、第２実施形態の図５においてＬ＝λ／１０としたアンテナ装置１における実験結果を示す。また、太点線７５が、参考例として、図１９に示したアンテナ装置（モノポールアンテナ８４の寸法はλ／４、円盤形状のグラウンド導体８１の直径は２．３λ）における実験結果を示す。なお、利得の単位はｄＢｉであり、図６中の左右方向が水平方向（グラウンド導体１１に平行な方向）である。また、図７に、第１の部分（垂直部）１４ａの長さＬと、その長さＬを採用したときの水平方向の利得の実験結果を示す。
【００４８】
これらの図に示すように、第１実施形態の例７１（図７においてλ＝０．２５λの場合の例）は、参考例７５（図７においてλ＝０の場合の例）より水平方向利得が３．２ｄＢ向上し、ダイポール相当の２．１４ｄＢｉとなり、指向性の打ちあがりを矢印７７のように抑制できることがわかる。また、線７２〜７４に示すように、アンテナ素子１３の第１の部分１４ａの長さＬがλ／４より小さい場合でも、すなわち、アンテナ素子１３が逆Ｌ状の場合でも、参考例と比較したときの指向性の打ち上がりを抑える効果を得ることができるが、その効果は、長さＬが長いほど顕著である。
【００４９】
しかも、アンテナ素子１３が途中で折れ曲がっていることで、参考例のモノポールアンテナに比べて指向性の打ち上がりを低減することができ、また、グラウンド導体１１と同一面方向の利得を向上することができる。具体的には、図７に示した通り、垂直部の長さＬが非常に小さくても（０．０２５λ以上）、利得増加の効果が認められる。また、グラウンド導体１１に垂直な方向のアンテナ装置のサイズを低減することができる。
【００５０】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態は、第２実施形態のアンテナ装置１の搭載位置を具体的にした実施形態である。図８に示すように、本実施形態のアンテナ装置１は、車両５０の外殻（具体的にはルーフ）に取り付けられてフィンアンテナとなる。なお、アンテナ装置１におけるグラウンド導体１１、給電点１２、アンテナ素子１３の取り付け構造は、第２実施形態と同じである。なお、車両５０の外殻は、導体である。
【００５１】
図９は、車両５０のルーフ部分に対するアンテナ装置１の取り付け構造を模式的に示す側面図である。この図に示すように、固定部材（具体的にはボルト２１およびナット２２）を用いて、グラウンド導体１１をルーフ５１に一点で固定し、さらに、位置決め部材２３（具体的にはポール）を用いて、グラウンド導体１１をルーフ５１に位置決めすると共にルーフ５１に対するグラウンド導体１１の回転を規制する。
【００５２】
このために、ルーフ５１には、ボルト２１と係合するためのねじ穴、および、ポール２３を通すための穴が形成されている。そして、ボルト２１およびポール２３は、グラウンド導体１１を下から保持する部材（例えば、第１実施形態の第１基板）に対し、例えばかしめ固定等によって固定されている。
【００５３】
そして、図９に示すように、ボルト２１をルーフ５１のねじ穴に嵌合させると共に、ポール２３をルーフ５１のポール用の穴に挿入することで、アンテナ装置１をルーフ５１に対して固定することができる。
【００５４】
なおこの際、グラウンド導体１１の下側のアンテナ素子１４は、ルーフ５１にあらかじめ空けられたアンテナ素子１４用の穴を貫通して、車内に入り、ルーフ５１の次にある内装用の内張り部材５２に当たる前に、９０°折れ曲がって水平に伸びている。このようにすることで、アンテナ素子１４が車内の物体（例えば内張り）と位置的に干渉しなくなる。
【００５５】
なお、ボルト２１およびポール２３のうちいずれか一方または両方は、グラウンド導体１１と導通する金属であり、さらに、同じく金属であるルーフ５１とも導通する。したがって、ルーフ５１自体も、グラウンド導体として作用する。
【００５６】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について、第３実施形態との違いを中心に説明する。本実施形態のアンテナ装置１は、第３実施形態のアンテナ装置１と同様、車両５０の外殻（具体的にはルーフ）に取り付けられてフィンアンテナとなる。なお、アンテナ装置１におけるグラウンド導体１１、給電点１２、アンテナ素子１３の取り付け構造は、第２実施形態と同じである。
【００５７】
図１０は、車両５０のルーフ部分に対するアンテナ装置１の取り付け構造を模式的に示す側面図である。この図に示すように、固定部材（具体的にはボルト２１およびナット２２）を用いて、グラウンド導体１１をルーフ５１に一点で固定し、さらに、位置決め部材２３（具体的にはポール）を用いて、グラウンド導体１１をルーフ５１に位置決めすると共にルーフ５１に対するグラウンド導体１１の回転を規制する点は、第３実施形態と同じである。
【００５８】
しかし、本実施形態では、第３実施形態とは違い、アンテナ素子１４専用の穴をルーフ５１に空けず、ボルト２１用にルーフ５１に空けられた穴を通じて、アンテナ素子１４が車内にまで伸びている。
【００５９】
このために、アンテナ素子１４の一部として、アンテナ装置１をルーフ５１に固定するためのボルト２１を用いている。具体的には、アンテナ素子１４の第１の部分として、金属製のボルト２１を流用する。これにより、ボルト２１が、固定部材としての役割に加え、アンテナ素子としての役割も有するようになる。そして、このようになっていることで、アンテナ素子１４専用の穴をルーフ５１に空ける必要がなくなるので、ルーフ５１に空ける穴の数を減らすことができる。
【００６０】
ただし、金属製のボルト２１とグラウンド導体１１が導通したり、ボルト２１とルーフ５１が導通したりすると、アンテナ素子１３、１４もグラウンド導体１１またはルーフ５１に導通してしまう。そこで、ボルト２１とグラウンド導体１１とを電気的に非接続とし、かつ、ボルト２１とルーフ５１とを電気的に非接続とする必要がある（図１０の×印参照）。
【００６１】
そのため、本実施形態では、図１１の断面図に示すように、グラウンド導体１１および第１基板２５に穴を空け、その穴の内縁全体を覆うように、非導電性材料（例えば樹脂）から成るカバーリング５３を配置し、そのカバーリング５３の内縁にボルト２１を通して（かしめ固定等で）固定し、このボルト２１にアンテナ素子１３を接続する。これにより、グラウンド導体１１とボルト２１が非接続となる。
【００６２】
また、図１１の断面図に示すように、ルーフ５１にボルト２１用の穴を空け、その穴の内縁全体を覆うように、非導電性材料（例えば樹脂）から成るカバーリング５４を配置し、そのカバーリング５４の内縁にねじ穴を形成し、そのねじ穴にボルト２１を嵌合させて固定する。これにより、グラウンド導体１１とボルト２１が非接続となる。
【００６３】
なお、本実施形態では、金属製のポール２３を介してグラウンド導体１１とルーフ５１とが導通するので、第３実施形態と同様、ルーフ５１自体も、グラウンド導体として作用する。
【００６４】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について、第３実施形態との違いを中心に説明する。本実施形態のアンテナ装置１は、第３実施形態のアンテナ装置１と同様、車両５０の外殻（具体的にはルーフ）に取り付けられてフィンアンテナとなる。なお、アンテナ装置１におけるグラウンド導体１１、給電点１２、アンテナ素子１３の取り付け構造は、第２実施形態と同じである。
【００６５】
図１２は、車両５０のルーフ部分に対するアンテナ装置１の取り付け構造を模式的に示す側面図である。この図に示すように、固定部材（具体的にはボルト２１およびナット２２）を用いて、グラウンド導体１１をルーフ５１に一点で固定し、さらに、位置決め部材２３（具体的にはポール）を用いて、グラウンド導体１１をルーフ５１に位置決めすると共にルーフ５１に対するグラウンド導体１１の回転を規制する点は、第３実施形態と同じである。
【００６６】
しかし、本実施形態では、第３実施形態とは違い、アンテナ素子１４専用の穴をルーフ５１に空けず、ポール２３用にルーフ５１に空けられた穴を通じて、アンテナ素子１４が車内にまで伸びている。
【００６７】
このために、アンテナ素子１４の一部として、アンテナ装置１をルーフ５１に位置決めしてアンテナ装置１の回転を規制するためのポール２３を用いている。具体的には、アンテナ素子１４の第１の部分として、金属製のポール２３を流用する。これにより、ポール２３が、固定部材としての役割に加え、アンテナ素子としての役割も有するようになる。そして、このようになっていることで、アンテナ素子１４専用の穴をルーフ５１に空ける必要がなくなるので、ルーフ５１に空ける穴の数を減らすことができる。
【００６８】
ただし、金属製のポール２３とグラウンド導体１１が導通したり、ポール２３とルーフ５１が導通したりすると、アンテナ素子１３、１４もグラウンド導体１１またはルーフ５１に導通してしまう。そこで、ポール２３とグラウンド導体１１とを電気的に非接続とし、かつ、ポール２３とルーフ５１とを電気的に非接続とする必要がある（図１０の×印参照）。
【００６９】
そのため、本実施形態では、第４実施形態のカバーリング５４、５４を、ボルト２１葉の穴でなく、ポール２３用の穴に配置する。具体的には、グラウンド導体１１および第１基板に穴を空け、その穴の内縁全体を覆うように、非導電性材料（例えば樹脂）から成るカバーリングを配置し、そのカバーリングの内縁にポール２３を通して（かしめ固定等で）固定し、このポール２３にアンテナ素子１３を接続する。これにより、グラウンド導体１１とポール２３が非接続となる。
【００７０】
また、ルーフ５１にポール２３用の穴を空け、その穴の内縁全体を覆うように、非導電性材料（例えば樹脂）から成るカバーリングを配置し、そのカバーリングの内縁にポール２３を挿入させて位置決めおよび回転規制する。これにより、グラウンド導体１１とポール２３が非接続となる。
【００７１】
なお、本実施形態では、金属製のボルト２１を介してグラウンド導体１１とルーフ５１とが導通するので、第３実施形態と同様、ルーフ５１自体も、グラウンド導体として作用する。
【００７２】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態について説明する。図１３は、本実施形態に係るアンテナ装置１の主要構成を概略的に示す斜視図である。
【００７３】
この図に示すように、本実施形態のアンテナ装置１は、グラウンド導体１１、給電点１２から給電されるアンテナ素子１３、および位相制御器１５を有している。本実施形態においては、グラウンド導体１１から見てアンテナ素子１３とは反対側には、アンテナ素子は配置されていない。
【００７４】
グラウンド導体１１は、平板形状（具体的には円盤形状）を有する導体であり、端部付近に、穴を形成する内縁１１ｃを有すると共に、円形の外周縁１１ｂを有している。
【００７５】
アンテナ素子１３は、グラウンド導体１１の一方側に、グラウンド導体１１の面に対して垂直に伸びた、直線形状のアンテナである。このアンテナ素子１３に対しては、グラウンド導体１１の中央の上記一方側（アンテナ素子１３と同じ側）に配置された給電点１２から給電される。なお、アンテナ素子１３とグラウンド導体１１とは非接続である。アンテナ素子１３の長さは、アンテナ装置１を用いて送受信を行う信号の波長をλとすると、例えばλ／４である。
【００７６】
位相制御器１５は、グラウンド導体１１のアンテナ素子１３側とは反対側に取り付けられる部材である。この位相制御器１５は、誘電体であっておいし、表面が凹凸構造となっている導体であってもよい。
【００７７】
また、アンテナ素子１３と、内縁１１ｃによって形成された穴と、位相制御器１５との位置関係に関しては、グラウンド導体１１内でアンテナ素子１３に一番近い位置と、グラウンド導体１１内で位相制御器１５に一番近い位置と、の間に、グラウンド導体１１の当該穴が位置するようになっている。
【００７８】
ここで、これらグラウンド導体１１、アンテナ素子１３、および位相制御器１５の組み付け構造の例について説明する。グラウンド導体１１、アンテナ素子１３、および位相制御器１５は、上記のような位置関係を実現できれば、どのような組み付け構造を採用してもよい。
【００７９】
例えば、グラウンド導体１１は、樹脂から成る基板（以下、第１基板という）の下側面に形成されていてもよい。そして、グラウンド導体１１の上側面において、グラウンド導体１１の中央に最も近い位置に、アンテナ素子１３が、グラウンド導体１１に対して垂直に立てられている。また、グラウンド導体１１の当該下側面に、位相制御器１５が（例えば接着剤等で）固定されている。アンテナ素子１３、例えば、第１基板に対して垂直に立てられた第２基板の表面にプリントされたものであってもよい。
【００８０】
以下、上記のような構成のアンテナ装置１の作動について説明する。給電点１２からアンテナ素子１３に給電されると、図１４に示すように、グラウンド導体１１から見てアンテナ素子１３側（以下、表面側という）に電界が発生するが、この電界のうち、アンテナ素子１３から見て内縁１１ｂによって空けられた穴の方向の電界１２１は、グラウンド導体１１の外縁（端部）１１ｂに達する前に、当該穴を介して一部がグラウンド導体１１の裏面側（グラウンド導体１１から見てアンテナ素子１３とは反対側）に引き込まれ、電界１２３となる。
【００８１】
そして、この電界１２３の一部は、位相制御器１５を通過する。具体的には、位相制御器１５が誘電体の場合は、位相制御器１５の内部を通過し、位相制御器１５が表面凸凹構造の導体である場合は、位相制御器１５の表面（凸凹面）を通過する。これにより、グラウンド導体１１の裏面側から外縁１１ｂに達した電界と、グラウンド導体１１の表面側から外縁１１ｂに達した電界とは、向きが同方向、すなわち、位相差Ｘが−９０°＋３６０°×ｎ＜Ｘ＜９０°＋３６０°×ｎ（ただしｎは整数）となる。これにより、指向性の打ち上がりを抑えることができる。
【００８２】
つまり、グラウンド導体１１の裏面側から外縁１１ｂ（ただし、アンテナ素子１３から見て穴を越えた先にある外縁）に達した電界の位相と、グラウンド導体１１の表面側から当該外縁１１ｂに達した電界の位相とが、上記のような関係になるよう、位相制御器１５の形状、大きさ、材質をあらかじめ決めておく。例えば、位相差Ｘが３６０°×ｎとなるよう、位相制御器１５の形状、大きさ、材質をあらかじめ決めておけば、両面からの電界の位相が、外縁１１ｂで一致し、指向性の打ち上がりの低減効果が最も高くなる。なお、図１４中の→１２２、１２４は、ポインティングベクトルの方向を示す。
【００８３】
ここで、図１５に、アンテナ装置１の各部の寸法について一例を示す。波長λの信号を給電点１２から給電するようになっているアンテナ装置１において、図１５に示すように、グラウンド導体１１の外縁１１ｂの直径を２．３λとし、アンテナ素子１３の全長をλ／２とし、内縁１１ｂの形状を、半径０．５８λ、中心角６０°の円弧と、半径０．３５λ、中心角６０°の円弧と、それら２つの円弧の両端を繋ぐ２つの放射状の直線からなる形状とする。そして、位相制御器１５は、外縁１１ｂの一点において、位相差Ｘが３６０°×ｎとなるよう、位相制御器１５の形状、大きさ、材質をあらかじめ決めておく。
【００８４】
ここで、図１６に、図１５の寸法例で示した本実施形態のアンテナ装置１の例についての、垂直面内（アンテナ素子１３を含み、グラウンド導体１１に垂直な面内）における垂直偏波の指向性の実験結果を示す。
【００８５】
実線７６が、本実施形態の図１５のアンテナ装置１における実験結果を示し、点線７７が、参考例として、図１９に示したアンテナ装置（モノポールアンテナ８４の寸法はλ／４、円盤形状のグラウンド導体８１の直径は２．３λ）における実験結果を示す。なお、利得の単位はｄＢｉであり、図１６中の左右方向が水平方向（グラウンド導体１１に平行な方向）であり、右方向（９０°の方向）が、給電点１２から位相制御器１５への方向（アンテナ素子１３から穴への方向）である。
【００８６】
この図に示すように、アンテナ素子１３から穴の方向（９０°の方向）における利得が、モノポールよりも向上しており、指向性の打ち上がりが押さえられていることがわかる。これにより、グラウンド導体１１と同一面方向の利得を向上することができる。
【００８７】
（第７実施形態）
次に、本発明の第７実施形態について説明する。本実施形態は、第６実施形態のアンテナ装置１の搭載位置を車両とする実施形態である。図１７（ａ）に示すように、本実施形態のアンテナ装置１は、車両５０の外殻（具体的にはルーフ）に取り付けられてフィンアンテナとなる。第７実施形態と同じである。
【００８８】
本実施形態のアンテナ装置１は、車両５０のルーフ５１をグラウンド導体として用いる。具体的には、図１７（ｂ）に示すように、ルーフ５１の上方に、全長がλ／４のアンテナ素子１３が、ルーフ５１に対して垂直に立っている。ここで、アンテナ素子１３は、ルーフ５１とは電気的に非接続とするため、ルーフ５１とアンテナ素子１３との間には、樹脂等の物質を介在させる。そして、アンテナ素子１３のルーフ５１側の端部に、給電点１２を配置し、この給電点１２に対して、図示しないケーブルを介して、図示しない信号源から給電を行う。これにより、給電点１２からアンテナ素子１３に給電が行われる。
【００８９】
また、ルーフ５１のアンテナ素子１３に最も近い位置（図１７（ｂ）においては給電点１２に対応する位置）よりも前方に、ルーフ５１の内縁５１ｂが形成され、これにより、内縁５１ｂの内側に天窓が空けられている。この天窓が、第６実施形態におけるグラウンド導体１１の穴と同じ役割を果たす。
【００９０】
そして、天窓よりも前方のルーフの裏面（下面）に、第６実施形態と同様の位相制御器１５が配置される。これにより、ルーフ５１のアンテナ素子１３に最も近い位置と、ルーフ５１の位相制御器１５に最も近い位置との間に、天窓（ルーフ５１の穴）が位置することになる。なお、この天窓には、通常はガラス等の不導体が配置される。
【００９１】
以下、上記のような構成のアンテナ装置１の作動は、第６実施形態と同様である。すなわち、給電点１２からアンテナ素子１３に給電されると、グラウンド導体であるルーフ５１から見てアンテナ素子１３側（以下、表面側という）に電界が発生するが、この電界のうち、アンテナ素子１３から見て内縁１１ｂによって空けられた天窓の方向の電界は、ルーフの前端１１ｄに達する前に、当該天窓を介して一部がルーフ５１の裏面側（ルーフ５１から見てアンテナ素子１３とは反対側）に引き込まれ、裏面側の電界となる。
【００９２】
そして、この裏面側の電界一部は、位相制御器１５を通過する。これにより、ルーフ５１の裏面側から前端１１ｄに達した電界と、ルーフ５１の表面側から前端１１ｄに達した電界とは、向きが同方向、すなわち、位相差Ｘが−９０°＋３６０°×ｎ＜Ｘ＜９０°＋３６０°×ｎ（ただしｎは整数）となる。これにより、指向性の打ち上がりを抑えることができる。
【００９３】
つまり、ルーフ５１の裏面側から前端１１ｄ（ただし、アンテナ素子１３から見て天窓を越えた先にある外縁）に達した電界の位相と、ルーフ５１の表面側から当該前端１１ｄに達した電界の位相とが、上記のような関係になるよう、位相制御器１５の形状、大きさ、材質をあらかじめ決めておく。例えば、位相差Ｘが３６０°×ｎとなるよう、位相制御器１５の形状、大きさ、材質をあらかじめ決めておけば、両面からの電界の位相が、外縁１１ｂで一致し、指向性の打ち上がりの低減効果が最も高くなる。
【００９４】
このようになっていることで、第６実施形態と同様、アンテナ素子１３から穴（天窓）の方向における指向性の打ち上がりを抑えることができ、また、グラウンド導体１１と同一面方向の利得を向上することができる。
【００９５】
また、本実施形態のアンテナ装置１は、車両５０に取り付けられ、グラウンド導体であるルーフ５１は車両５０のルーフであり、穴は、ルーフ５１に設けられた天窓となっていることで、アンテナ装置１の部品点数を抑えることができる。
【００９６】
（第８実施形態）
次に、本発明の第８実施形態について説明する。図１８は、本実施形態に係るアンテナ装置１の主要構成を概略的に示す斜視図である。この図に示すように、本実施形態のアンテナ装置１は、グラウンド導体１１、アンテナ素子１３、アンテナ素子１４を有している。
【００９７】
グラウンド導体１１は、平板形状（より具体的には円盤形状）を有する導体であり、穴は空いておらず、外周縁１１ｂを有している。
【００９８】
アンテナ素子１３（第１のアンテナ素子の一例に相当する）は、グラウンド導体１１の一方側に、グラウンド導体１１の面に対して垂直に伸びた、直線形状のアンテナである。このアンテナ素子１３に対しては、グラウンド導体１１の中央の上記一方側（アンテナ素子１３と同じ側）に配置された給電点１２（第１の給電点の一例に相当する）から給電される。なお、アンテナ素子１３とグラウンド導体１１とは非接続である。アンテナ素子１３の長さは、アンテナ装置１を用いて送受信を行う信号の波長をλとすると、例えばλ／４である。
【００９９】
アンテナ素子１４（第２のアンテナ素子の一例に相当する）は、グラウンド導体１１の一方側とは反対側に、グラウンド導体１１の面に対して垂直に伸びた、直線形状のアンテナである。このアンテナ素子１４に対しては、グラウンド導体１１の中央の上記反対側（アンテナ素子１４と同じ側）に配置された給電点１６（第２の給電点の一例に相当する）から給電される。なお、アンテナ素子１４とグラウンド導体１１とは非接続である。アンテナ素子１４の長さは、例えばアンテナ素子１３と同じλ／４である。
【０１００】
つまり、アンテナ素子１３、１４は、それぞれ、グラウンド導体１１の同じ位置（中央）の両面側（一方側および反対側）に位置する給電点１２、１６から、互いに逆方向に、同強度かつ同位相で給電されることになる。
【０１０１】
ここで、これらグラウンド導体１１、アンテナ素子１３、およびアンテナ素子１４の組み付け構造の例について説明する。グラウンド導体１１、アンテナ素子１３、およびアンテナ素子１４は、上記のような位置関係を実現できれば、どのような組み付け構造を採用してもよい。
【０１０２】
例えば、グラウンド導体１１は、樹脂から成る多層基板（以下、第１基板という）の中間層に形成されていてもよい。そして、グラウンド導体１１の当該中間層よりも上記一方側にある表面層において、グラウンド導体１１の中央に最も近い位置に、アンテナ素子１３が、グラウンド導体１１に対して垂直に立てられている。また、グラウンド導体１１の当該中間層よりも上記反対側にある裏面において、グラウンド導体１１の中央に最も近い位置に、アンテナ素子１４が、グラウンド導体１１に対して垂直に立てられている。これらアンテナ素子１３、１４は、例えば、第１基板に対して垂直に立てられた第２、第３基板の表面にプリントされたものであってもよい。
【０１０３】
そして、給電点１２は、アンテナ素子１３の上記表面層側端部に設けられ、この給電点１２に、信号源から信号ケーブルを介して給電されることで、給電点１２からアンテナ素子１３に給電され、また、給電点１６は、アンテナ素子１４の上記裏面層側端部に設けられ、この給電点１６に、上記信号源から、信号ケーブルを介して給電されることで、給電点１６からアンテナ素子１４に給電される。このとき、給電点１２からアンテナ素子１３への給電と、給電点１６からアンテナ素子１４への給電は、同強度かつ同位相となる。
【０１０４】
以下、上記のような構成のアンテナ装置１の作動について説明する。給電点１２、１６からアンテナ素子１３、１４に同強度かつ同位相で給電されると、第１実施形態において図２を用いて説明したのと同様、グラウンド導体１１から見てアンテナ素子１３側（以下、表面側という）および、グラウンド導体１１から見てアンテナ素子１４側（以下、裏面側という）に、同強度かつ同位相の電界が発生する。これは、グラウンド導体１１を対称面としてアンテナ素子１３およびアンテナ素子１４が対象に配置しているからである。したがって、グラウンド導体１１の表面側の電界と裏面側の電界とで電界が対称的になり、その結果、グラウンド導体１１の外縁１１ｂにおける回折がなくなり、指向性の打ち上がりが解消され、指向性の最大利得の方向が、水平方向（グラウンド導体１１に平行な方向）となり、また、グラウンド導体１１と同一面方向の利得を向上することができる。
【０１０５】
なお、アンテナ装置１の各部の寸法としては、例えば、波長λの信号を給電点１２から給電するようになっているアンテナ装置１において、グラウンド導体１１の外縁１１ｂの直径を２．３λとし、アンテナ素子１３とアンテナ素子１４の全長をλ／２とする。
【０１０６】
以上説明した通り、グラウンド導体１１の一方側および反対側にそれぞれアンテナ素子１３およびアンテナ素子１４を配置し、それぞれ別個に設けられた給電点１２、１６から各アンテナ素子１３、１４に給電することで、グラウンド導体１１の一方側で表面側電界が発生すると共にグラウンド導体１１の反対側で裏面側電界が発生し、それら表面側電界および裏面側電界がグラウンド導体１１の外縁１１ｂで相互作用することで、グラウンド導体１１の反対側に電界がない場合（単なるモノポールアンテナの場合）に比べ、指向性の打ち上がりを抑えることができる。
【０１０７】
また、アンテナ素子１３、１４は、互いに同じ長さであり、かつ、それぞれ給電点１２、１６から、グラウンド導体１１に対して垂直かつ互いに逆方向に伸びている。このようになっていることで、表面側電界と裏面側電界が同位相および同強度となるので、より効果的に指向性の打ち上がりを低減することができ、また、グラウンド導体１１と同一面方向の利得を向上することができる。
【０１０８】
（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の範囲は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の各発明特定事項の機能を実現し得る種々の形態を包含するものである。例えば、以下のような形態も許容される。
【０１０９】
（１）上記第１〜第５、第８実施形態では、アンテナ素子１３、１４の位置は、グラウンド導体１１を対称面として対称的になっていた。すなわち、アンテナ素子１３に最も近いグラウンド導体１１上の位置と、アンテナ素子１４に最も近いグラウンド導体１１上の位置とは、一致していた。
【０１１０】
しかし、必ずしもこのようになっている必要はない。第１〜第５、第８実施形態のようになっていれば、水平面内のどの方向においても、指向性の打ち上がりを低減し、水平方向の利得を向上することができるが、水平面内の特定の方向においてのみ、指向性の打ち上がりを低減し、水平方向の利得を向上すればよい場合もある。
【０１１１】
このように、アンテナ素子１３から見て所望の方向のみ利得を向上したい場合には、アンテナ素子１３から見て当該所望の方向におけるグラウンド導体１１の端部で表面電界（アンテナ素子１３側の電界）と裏面電界（アンテナ素子１４側の電界）の向きが同方向、すなわち、両者の電界の位相差Ｙが−９０°＋３６０°×ｎ＜Ｘ＜９０°＋３６０°×ｎ（ただしｎは整数）となるよう、アンテナ素子１３に最も近いグラウンド導体１１上の位置Ａと、アンテナ素子１４に最も近いグラウンド導体１１上の位置Ｂとを、ずらしてもよい。このためには、位置Ａと位置Ｂが、当該所望の方向に沿ってずれており、そのずれ量Ｌは、−λ／４×ｎ＜Ｌ＜λ／４×ｎであればよい。
【０１１２】
（２）また、上記第８実施形態では、給電点１３、１６のそれぞれが、同位相および同強度でアンテナ素子１３、アンテナ素子１４に給電するようになっている。しかし、給電の位相および強度のいずれか一方または両方について、給電点１３、１６間で異なるようにしてもよい。このようにすることで、水平面内の特定の方向（位相および強度のいずれか一方または両方に依存する方向）のみにおける指向性の内借り低減および水平面内の利得向上を実現することも可能である。
【０１１３】
（３）また、上記第１〜第５実施形態においては、グラウンド導体１１に空けられた穴に換えて、グラウンド導体１１に設けられた切り込みを採用してもよい。
【０１１４】
（４）また、上記第４実施形態においては、ボルト２１とグラウンド導体１１およびルーフとを絶縁するための部材５３、５４を用いる代わりに、中心に穴が空いた樹脂製のボルト２１を採用し、そのボルト２１の中心に金属棒を挿入し、この金属棒をアンテナ素子１４の一部として用いるようになっていてもよい。
【０１１５】
（５）同様に、上記第５実施形態においては、ポール２３とグラウンド導体１１およびルーフとを絶縁するための部材５３、５４を用いる代わりに、中心に穴が空いた樹脂製のポール２３を採用し、そのポール２３の中心に金属棒を挿入し、この金属棒をアンテナ素子１４の一部として用いるようになっていてもよい。
【０１１６】
（６）また、第２〜第５実施形態においては、アンテナ素子１４の折れ曲がり角度は９０°であったが、９０°以外の折れ曲がりでも、グラウンド導体１１に垂直な方向におけるアンテナ素子１４のサイズを低減することができる。
【０１１７】
（７）また、上記各実施形態において、アンテナ素子１３、１４はグラウンド導体１１に垂直に伸びているが、垂直以外の角度で伸びていてもよい。
【０１１８】
（８）また、第８実施形態においても、アンテナ素子１４が、第２実施形態のような折れ曲がった形状を有するようになっていてもよい。その場合は、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１１９】
（９）また、アンテナ装置１は、ルーフ以外の車両の外殻（例えば、リヤトランクの上端）に取り付けられていても良い。
【０１２０】
（１０）また、上記第６、第７実施形態では、位相制御器１５はグラウンド導体１１（またはルーフ５１）の裏面（アンテナ素子１３の反対側の面）のみに設けられていたが、裏面ではなく表面（アンテナ素子１３と同じ側の面）に設けられていてもよいし、表面と裏面の両方に設けられていてもよい。
【符号の説明】
【０１２１】
１ アンテナ装置
１１ グラウンド導体
１１ａ、１１ｃ 内縁
１１ｂ 外縁
１１ｄ 前端
１２、１６ 給電点
１３、１４ アンテナ素子
１５ 位相制御器
２１ ボルト
２２ ナット
２３ ポール
２１、２２ 固定部材
２３ 位置決め部材
５１ 車両のルーフ
５２ 内張り部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
まず、モノポールアンテナにおける指向性の打ち上がりについて、図１９および図２０を用いて説明する。図１９に示すように、給電点８３から給電されるモノポールアンテナ８４は、グラウンド８１が理想的な無限グラウンドならば、指向性８５の最大利得方向８６がグラウンド８１と同一面方向（水平方向）となり、垂直面で見ると八の字指向性となる。しかし、現実には無限グラウンドは存在せず、グラウンド８１のサイズが有限ならば、グラウンド８１と同一面方向の利得が低下し、指向性８７の最大利得方向８８がグラウンド面よりも上側に打ちあがる。これが指向性の打ち上がり現象である。
【０００３】
この現象は、図２０に示すように、回折によって生じる。すなわち、給電点８３からモノポールアンテナ８４への給電によって発生する電界１０１が、グラウンド８１の端部１０５において、電界１０３のように、グラウンド８１の下側に回り込んでしまうため、指向性の打ち上がりが発生する。なお、矢印１０２、１０４、１０６は、ポインティングベクトルの方向を示す。指向性の打ち上がり現象については、非特許文献１に記載されている。
【０００４】
これに対し、従来、図２１に示すように、グラウンド導体９１の一方側にアンテナ素子９２を配置し、グラウンド導体９１付近の給電部９３からアンテナ素子９２に給電すると共に、反射導体９４を設けたアンテナ装置が知られている（特許文献１参照）。このアンテナ装置においては、グラウンド導体９１からみてアンテナ素子９２の反対側に反射導体９４を設けることで、グラウンド導体９１と反射導体９４の間で空間的結合を生じさせている。そして、これらグラウンド導体９１および反射導体９４について、形状および位置を変更することで、垂直面（アンテナ素子９２を含む面）での電波の指向性の調整を可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１３４０２６号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】電子情報通信学会編、「アンテナ工学ハンドブック」、第１版、オーム社、発行年月日１９９２年１２月３０日、Ｐ５３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本願発明においては、指向性の打ち上がりをある程度抑えることも可能である。しかし、上記のようなアンテナ装置では、グラウンドと同一面方向の利得を向上することができず、また、指向性の打ち上がりを抑えるために、グラウンド導体の他にも反射導体を必要とするので、アンテナ装置の体格が大きくなってしまうという問題がある。
【０００８】
本発明は上記点に鑑み、アンテナ装置において、反射導体を必須とせず、指向性の打ち上がりを抑え、グラウンドと同一面方向の利得を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、グラウンド導体（１１）と、前記グラウンド導体（１１）の一方側に、前記グラウンド導体（１１）と非接続に配置された第１のアンテナ素子（１３）と、前記グラウンド導体（１１）の前記一方側とは反対側に、前記グラウンド導体（１１）と非接続に配置された第２のアンテナ素子（１４）と、を備え、前記第１のアンテナ素子（１３）および前記第２のアンテナ素子（１４）は、同じ給電点（１２）から給電され、前記グラウンド導体（１１）は、前記給電点（１２）の周囲に配置されていることを特徴とするアンテナ装置である。
【００１０】
このように、グラウンド導体（１１）の一方側および反対側にそれぞれ第１のアンテナ素子（１３）および第２のアンテナ素子（１４）を配置し、同じ給電点（１２）からそれらアンテナ素子（１３、１４）に給電し、その給電点（１２）の周囲にグラウンド導体（１１）を配置することで、グラウンド導体（１１）の一方側で電界（以下、表面側電界という）が発生すると共にグラウンド導体（１１）の反対側で電界（以下、裏面側電界）が発生し、それら表面側電界および裏面側電界がグラウンド導体（１１）の外縁で相互作用することで、グラウンド導体（１１）の反対側に電界がない場合（単なるモノポールアンテナの場合）に比べ、指向性の打ち上がりを抑えることができ、また、グラウンド導体（１１）と同一面方向の利得を向上することができる。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のアンテナ装置において、前記グラウンド導体（１１）は、穴を形成する内周縁（１１ａ）を有し、前記穴を通して前記給電点（１２）から前記第１のアンテナ素子（１３）および前記第２のアンテナ素子（１４）に給電されることを特徴とする。
【００１２】
このようになっていることで、グラウンド導体（１１）に空けられた穴を通して給電点（１２）から両アンテナ素子（１３、１４）に給電することで、穴を通さない場合（例えばグラウンド導体（１１）に切り欠きを設け、その切り欠きを通して給電点（１２）から両アンテナ素子（１３、１４）に給電する場合）に比べ、グラウンド導体（１１）の欠損を少なくすることができる。
【００１３】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のアンテナ装置において、前記第１のアンテナ素子（１３）および前記第２のアンテナ素子（１４）は、同じ長さであり、かつ、前記給電点（１２）から、前記グラウンド導体（１１）に対して垂直かつ互いに逆方向に伸びていることを特徴とする。このようになっていることで、表面側電界と裏面側電界が同位相および同強度となるので、より効果的に指向性の打ち上がりを低減することができる。
【００１４】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のアンテナ装置において、前記第２のアンテナ素子（１４）は、前記給電点（１２）から前記第１のアンテナ素子（１３）に対して逆方向に距離Ｌだけ伸びた後、折れ曲がっていることを特徴とする。
【００１５】
このようにすることで、モノポールアンテナに比べて指向性の打ち上がりを低減することができると共に、グラウンド導体（１１）に垂直な方向のアンテナ装置のサイズを低減することができる。
【００１６】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１つに記載のアンテナ装置において、当該アンテナ装置は、車両に取り付けられ、前記第２のアンテナ素子（１４）は、前記車両の外殻を構成する導体に空けられた穴を通って前記車両の内部に伸び、前記車両の内部において折れ曲がっていることを特徴とする。このようにすることで、第２のアンテナ素子（１４）が車内の物体（例えば内張り）と位置的に干渉する可能性を低減することができる。
【００１７】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１つに記載のアンテナ装置において、当該アンテナ装置は、車両に取り付けられ、前記第２のアンテナ素子（１４）の少なくとも一部（２１）は、前記アンテナ装置を前記車両の外殻に固定するための固定部材として用いられることを特徴とする。このようになっていることで、第２のアンテナ素子（１４）専用の穴を車両の外殻に空ける必要がなくなるので、車両の外殻に空ける穴の数を減らすことができる。
【００１８】
また、請求項７に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１つに記載のアンテナ装置において、当該アンテナ装置は、車両に取り付けられ、前記第２のアンテナ素子（１４）の少なくとも一部（２３）は、前記アンテナ装置を前記車両の外殻に対して位置決めするための位置決め部材として用いられることを特徴とする。このようになっていることで、第２のアンテナ素子（１４）専用の穴を車両の外殻に空ける必要がなくなるので、車両の外殻に空ける穴の数を減らすことができる。
【００１９】
また、請求項８に記載の発明は、穴が空いたグラウンド導体（１１、５１）と、前記グラウンド導体（１１、５１）の一方側に、前記グラウンド導体（１１、５１）と非接続に配置されたアンテナ素子（１３）と、前記グラウンド導体（１１）の近傍に配置される位相制御器（１５）と、を備え、前記グラウンド導体（１１）内で前記アンテナ素子（１３）に一番近い位置と、前記グラウンド導体（１１）内で前記位相制御器（１５）に一番近い位置と、の間に、前記グラウンド導体（１１）の前記穴が位置しており、前記アンテナ素子（１３）に給電されたときに前記グラウンド導体（１１）の前記一方側に発生する電界（以下、表面側電界という）が、前記穴によって前記グラウンド導体（１１）の前記一方側とは反対側（以下、他方側）にも電界（以下、裏面側電界という）を発生させると共に、前記表面側電界の一部および前記裏面側電界の一部のうち一方または両方が前記位相制御器（１５）を通過することで、前記グラウンド導体（１１）の外縁で前記表面側電界および前記裏面側電界の位相差Ｘが−９０°＋３６０°×ｎ＜Ｘ＜９０°＋３６０°×ｎ（ただしｎは整数）となっていることを特徴とするアンテナ装置である。このようになっていることで、アンテナ素子（１３）から穴の方向における指向性の打ち上がりを抑えることができ、また、グラウンド導体（１１）と同一面方向の利得を向上することができる。
【００２０】
また、請求項９に記載の発明は、請求項８に記載のアンテナ装置において、当該アンテナ装置は、車両に取り付けられ、前記グラウンド導体（１１、５１）は前記車両のルーフであり、前記穴は、前記ルーフに設けられた天窓であることを特徴とする。このように、車両のルーフおよび天窓をグラウンド導体（１１）およびグラウンド導体（１１）の穴として用いることで、アンテナ装置の部品点数を抑えることができる。
【００２１】
また、請求項１０に記載の発明は、グラウンド導体（１１）と、前記グラウンド導体（１１）の一方側に、前記グラウンド導体（１１）と非接続に配置された第１のアンテナ素子（１３）と、前記グラウンド導体（１１）の前記一方側とは反対側に、前記グラウンド導体（１１）と非接続に配置された第２のアンテナ素子（１４）と、を備え、前記第１のアンテナ素子（１３）は、前記グラウンド導体（１１）から見て前記第１のアンテナ素子（１３）側にある第１の給電点（１２）から給電され、前記第２のアンテナ素子（１４）は、前記グラウンド導体（１１）から見て前記第２のアンテナ素子（１４）側にある第２の給電点（１６）から給電されることを特徴とするアンテナ装置である。
【００２２】
このように、グラウンド導体（１１）の一方側および反対側にそれぞれ第１のアンテナ素子（１３）および第２のアンテナ素子（１４）を配置し、それぞれの給電点（１２、１６）から各アンテナ素子（１３、１４）に給電することで、グラウンド導体（１１）の一方側で電界（以下、表面側電界という）が発生すると共にグラウンド導体（１１）の反対側で電界（以下、裏面側電界）が発生し、それら表面側電界および裏面側電界がグラウンド導体（１１）の外縁で相互作用することで、グラウンド導体（１１）の反対側に電界がない場合（単なるモノポールアンテナの場合）に比べ、指向性の打ち上がりを抑えることができ、また、グラウンド導体（１１）と同一面方向の利得を向上することができる。
【００２３】
なお、上記および特許請求の範囲における括弧内の符号は、特許請求の範囲に記載された用語と後述の実施形態に記載される当該用語を例示する具体物等との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１実施形態に係るアンテナ装置１の斜視図である。
【図２】給電点１２からアンテナ素子１３、１４に給電することで発生する磁界１１１、１１２を示す図である。
【図３】アンテナ装置１の寸法例を示す図である。
【図４】グラウンド導体のサイズと水平方向利得との関係の実験結果を示すグラフである。
【図５】第２実施形態に係るアンテナ装置１の斜視図である。
【図６】第１、第２実施形態における垂直面内の指向性の実験結果を示すグラフである。
【図７】第２のアンテナ素子の垂直部の長さＬと水平方向利得との関係の実験結果を示すグラフである。
【図８】車両５０に取り付けられるアンテナ装置１を示す図である。
【図９】第３実施形態における、ルーフ５１に対するアンテナ装置の取り付け構造を示す模式図である。
【図１０】第４実施形態における、ルーフ５１に対するアンテナ装置の取り付け構造を示す模式図である。
【図１１】第４実施形態における、ボルト２１周辺の断面図である。
【図１２】第５実施形態における、ルーフ５１に対するアンテナ装置の取り付け構造を示す模式図である。
【図１３】第６実施形態に係るアンテナ装置１の斜視図である。
【図１４】給電点１２からアンテナ素子１３に給電することで発生する磁界１２１、１２３を示す図である。
【図１５】アンテナ装置１の寸法例を示す図である。
【図１６】第６実施形態における垂直面内の指向性の実験結果を示すグラフである。
【図１７】第７実施形態に係るアンテナ装置１の取り付け状態を示す図である。
【図１８】第８実施形態に係るアンテナ装置１の斜視図である。
【図１９】モノポールアンテナ８４による指向性の打ち上がりを示す図である。
【図２０】指向性の打ち上がりの原因となる電界の回折を示す図である。
【図２１】従来のアンテナ装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係るアンテナ装置１の主要構成を概略的に示す斜視図である。この図に示すように、本実施形態のアンテナ装置１は、グラウンド導体１１、給電点１２から給電されるアンテナ素子１３、同じく給電点１２から給電されるアンテナ素子１４を有している。
【００２６】
グラウンド導体１１は、平板形状を有する導体であり、中心部に、穴を形成する円形の内周縁１１ａを有すると共に、内周縁１１ａと同心の円形である外周縁１１ｂを有している。
【００２７】
アンテナ素子１３（第１のアンテナ素子の一例に相当する）は、内周縁１１ａによって形成された穴の中心にある給電点１２から、グラウンド導体１１の一方側に、グラウンド導体１１の面に対して垂直に伸びた、直線形状の導体アンテナである。なお、アンテナ素子１３とグラウンド導体１１とは非接続である。アンテナ素子１３の長さは、アンテナ装置１を用いて送受信を行う信号の波長をλとすると、例えばλ／４である。
【００２８】
アンテナ素子１４（第２のアンテナ素子の一例に相当する）は、内周縁１１ａによって形成された穴の中心にある給電点１２から、グラウンド導体１１の一方側とは反対側に、グラウンド導体１１の面に対して垂直に伸びた、直線形状の導体アンテナである。なお、アンテナ素子１４とグラウンド導体１１とは非接続である。アンテナ素子１４の長さは、例えばアンテナ素子１３と同じλ／４である。
【００２９】
つまり、アンテナ素子１３、１４は、グラウンド導体１１に囲まれた同じ給電点１２から、グラウンド導体１１の穴を通して互いに逆方向に、同強度かつ同位相で給電されることになる。
【００３０】
ここで、これらグラウンド導体１１、アンテナ素子１３、およびアンテナ素子１４の組み付け構造の例について説明する。グラウンド導体１１、アンテナ素子１３、およびアンテナ素子１４は、上記のような位置関係を実現できれば、どのような組み付け構造を採用してもよい。
【００３１】
例えば、グラウンド導体１１は、樹脂から成る基板（以下、第１基板という）の表面にプリントされていてもよい。この場合、内周縁１１ａによってできた穴（グラウンド導体１１の穴）には、第１基板が存在していることになる。そして、当該穴の中心において、第１基板にスルーホールが形成されており、このスルーホールの内周に導体を貼り付け、貼り付けた導体を給電点１２とする。
【００３２】
そして、アンテナ素子１３が、一端においてこのスルーホール内周の導体に導通かつ固定された状態で、グラウンド導体１１の上記一方側に、グラウンド導体１１に対して垂直に立てられている。このアンテナ素子１３は、例えば、第１基板に対して垂直に立てられた基板（以下、第２基板という）の表面にプリントされたものであってもよい。
また、アンテナ素子１４が、一端においてこのスルーホール内周の導体に導通かつ固定された状態で、グラウンド導体１１の上記反対側に、グラウンド導体１１に対して垂直に立てられている。このアンテナ素子１４は、例えば、第１基板に対して垂直に立てられた基板（以下、第３基板という）の表面にプリントされたものであってもよい。
【００３３】
このようになっていることで、スルーホール内周の給電点１２からスルーホールを通してアンテナ素子１３およびアンテナ素子１４に給電される。なお、信号源から給電点１２への給電は、図示しない信号ケーブルを介して実現される。
【００３４】
以下、上記のような構成のアンテナ装置１の作動について説明する。同じ給電点１２からアンテナ素子１３、１４に給電されると、図２に示すように、グラウンド導体１１から見てアンテナ素子１３側（以下、表面側という）および、グラウンド導体１１から見てアンテナ素子１４側（以下、裏面側という）に、同強度かつ同位相の電界が発生する。これは、グラウンド導体１１を対称面としてアンテナ素子１３およびアンテナ素子１４が対象に配置しており、かつ、両アンテナ素子１３、１４が同一給電点１２から給電されているからである。
【００３５】
すると、グラウンド導体１１の表面側の電界１１１と裏面側の電界１１２とで電界が対称的になり、その結果、グラウンド導体１１の外縁１１ｂにおける回折がなくなり、指向性の打ち上がりが解消され、ポインティングベクトル１１３、１１４、１１５に示すように、指向性の最大利得の方向が、水平方向（グラウンド導体１１に平行な方向）となる。
【００３６】
ここで、図３に、アンテナ装置１の各部の寸法について一例を示す。波長λの信号を給電点１２から給電するようになっているアンテナ装置１において、図３に示すように、グラウンド導体１１の外縁１１ｂの直径を２．３λとし、アンテナ素子１３とアンテナ素子１４の全長をλ／２とし、内周縁１１ａの直径をλ／２０とする。
【００３７】
以上説明した通り、グラウンド導体１１の一方側および反対側にそれぞれアンテナ素子１３およびアンテナ素子１４を配置し、同じ給電点１２からそれらアンテナ素子１３、１４に給電し、その給電点１２の周囲にグラウンド導体１１を配置することで、グラウンド導体１１の一方側で表面側電界が発生すると共にグラウンド導体１１の反対側で裏面側電界が発生し、それら表面側電界および裏面側電界がグラウンド導体１１の外縁１１ｂで相互作用することで、グラウンド導体１１の反対側に電界がない場合（単なるモノポールアンテナの場合）に比べ、回折が抑えられ、その結果、指向性の打ち上がりを抑えることができ、また、グラウンド導体１１と同一面方向の利得を向上することができる。
【００３８】
また、グラウンド導体１１は、穴を形成する内周縁１１ａを有し、当該穴を通して給電点１２からアンテナ素子１３、１４に給電される。このようになっていることで、グラウンド導体１１に空けられた穴を通して給電点１２から両アンテナ素子１３、１４に給電することで、穴を通さない場合（例えばグラウンド導体１１に切り欠きを設け、その切り欠きを通して給電点１２から両アンテナ素子１３、１４に給電する場合）に比べ、グラウンド導体１１の欠損を少なくすることができる。
【００３９】
また、アンテナ素子１３、１４は、互いに同じ長さであり、かつ、給電点１２から、グラウンド導体１１に対して垂直かつ互いに逆方向に伸びている。このようになっていることで、表面側電界と裏面側電界が同位相および同強度となるので、より効果的に指向性の打ち上がりを低減することができる。
【００４０】
ここで、本実施形態の図３の例における、グラウンド導体１１のサイズ（具体的には直径）と水平方向の利得１１６の関係についての実験結果を、図４に示す。この図に示すように、グラウンド導体１１の直径にかかわらず、本実施形態のようにアンテナ素子１３、１４でダイポール化することで、モノポールの例１１５に比べ、例水平方向の利得１１６の向上効果を得ることができる。
【００４１】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図２に、本実施形態に係るアンテナ装置１の主要構成を斜視図で示す。本実施形態のアンテナ装置１が第１実施形態のアンテナ装置１と異なるのは、アンテナ素子１４の構成のみである。
【００４２】
本実施形態のアンテナ素子１４は、アンテナ素子１３と共通の給電点１２から、内周縁１１ａによって形成された穴を通って、給電されており、給電点１２からアンテナ素子１３と反対方向に伸び、アンテナ素子１３と同じ長さとなっている点は、第１実施形態と同じである。
【００４３】
しかし、本実施形態のアンテナ素子１４は、給電点１２からアンテナ素子１３と反対方向に伸びる第１の部分（垂直部）１４ａに加え、当該第１の部分１４から９０°折れ曲がってグラウンド導体１１に対して平行に伸びる第２の部分（水平部）１４ｂを有している。
【００４４】
本実施形態においても、第１実施形態と同様、グラウンド導体１１の一方側および反対側にそれぞれアンテナ素子１３およびアンテナ素子１４を配置し、同じ給電点１２からそれらアンテナ素子１３、１４に給電し、その給電点１２の周囲にグラウンド導体１１を配置することで、グラウンド導体１１の一方側で表面側電界が発生すると共にグラウンド導体１１の反対側で裏面側電界が発生し、それら表面側電界および裏面側電界がグラウンド導体１１の外縁１１ｂで相互作用することで、グラウンド導体１１の反対側に電界がない場合（単なるモノポールアンテナの場合）に比べ、回折が抑えられ、その結果、指向性の打ち上がりを抑えることができる。
【００４５】
なお、図５には、本実施形態のアンテナ装置１の寸法例も記載している。具体的には、アンテナ素子１４の全長は、アンテナ素子１３と同じくλ／２であるが、第１の部分１４ａの長さＬは、λ／２よりも短く、また、第２の部分１４ｂの長さは、λ／２−Ｌとなる。
【００４６】
ここで、図６に、図３の寸法例で示した第１実施形態のアンテナ装置１の例、および、本実施形態のアンテナ装置１において第１の部分１４ａの長さＬとして各種の値を採用した複数例についての、垂直面内（アンテナ素子１３、１４を含み、グラウンド導体１１に垂直な面内）における垂直偏波の指向性の実験結果を示す。
【００４７】
実線７１が、第１実施形態の図３のアンテナ装置１における実験結果を示し、点線７２が、第２実施形態の図５においてＬ＝３λ／１０としたアンテナ装置１における実験結果を示し、破線７３が、第２実施形態の図５においてＬ＝２λ／１０としたアンテナ装置１における実験結果を示し、太実線７４が、第２実施形態の図５においてＬ＝λ／１０としたアンテナ装置１における実験結果を示す。また、太点線７５が、参考例として、図１９に示したアンテナ装置（モノポールアンテナ８４の寸法はλ／４、円盤形状のグラウンド導体８１の直径は２．３λ）における実験結果を示す。なお、利得の単位はｄＢｉであり、図６中の左右方向が水平方向（グラウンド導体１１に平行な方向）である。また、図７に、第１の部分（垂直部）１４ａの長さＬと、その長さＬを採用したときの水平方向の利得の実験結果を示す。
【００４８】
これらの図に示すように、第１実施形態の例７１（図７においてλ＝０．２５λの場合の例）は、参考例７５（図７においてλ＝０の場合の例）より水平方向利得が３．２ｄＢ向上し、ダイポール相当の２．１４ｄＢｉとなり、指向性の打ちあがりを矢印７７のように抑制できることがわかる。また、線７２〜７４に示すように、アンテナ素子１３の第１の部分１４ａの長さＬがλ／４より小さい場合でも、すなわち、アンテナ素子１３が逆Ｌ状の場合でも、参考例と比較したときの指向性の打ち上がりを抑える効果を得ることができるが、その効果は、長さＬが長いほど顕著である。
【００４９】
しかも、アンテナ素子１３が途中で折れ曲がっていることで、参考例のモノポールアンテナに比べて指向性の打ち上がりを低減することができ、また、グラウンド導体１１と同一面方向の利得を向上することができる。具体的には、図７に示した通り、垂直部の長さＬが非常に小さくても（０．０２５λ以上）、利得増加の効果が認められる。また、グラウンド導体１１に垂直な方向のアンテナ装置のサイズを低減することができる。
【００５０】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態は、第２実施形態のアンテナ装置１の搭載位置を具体的にした実施形態である。図８に示すように、本実施形態のアンテナ装置１は、車両５０の外殻（具体的にはルーフ）に取り付けられてフィンアンテナとなる。なお、アンテナ装置１におけるグラウンド導体１１、給電点１２、アンテナ素子１３の取り付け構造は、第２実施形態と同じである。なお、車両５０の外殻は、導体である。
【００５１】
図９は、車両５０のルーフ部分に対するアンテナ装置１の取り付け構造を模式的に示す側面図である。この図に示すように、固定部材（具体的にはボルト２１およびナット２２）を用いて、グラウンド導体１１をルーフ５１に一点で固定し、さらに、位置決め部材２３（具体的にはポール）を用いて、グラウンド導体１１をルーフ５１に位置決めすると共にルーフ５１に対するグラウンド導体１１の回転を規制する。
【００５２】
このために、ルーフ５１には、ボルト２１と係合するためのねじ穴、および、ポール２３を通すための穴が形成されている。そして、ボルト２１およびポール２３は、グラウンド導体１１を下から保持する部材（例えば、第１実施形態の第１基板）に対し、例えばかしめ固定等によって固定されている。
【００５３】
そして、図９に示すように、ボルト２１をルーフ５１のねじ穴に嵌合させると共に、ポール２３をルーフ５１のポール用の穴に挿入することで、アンテナ装置１をルーフ５１に対して固定することができる。
【００５４】
なおこの際、グラウンド導体１１の下側のアンテナ素子１４は、ルーフ５１にあらかじめ空けられたアンテナ素子１４用の穴を貫通して、車内に入り、ルーフ５１の次にある内装用の内張り部材５２に当たる前に、９０°折れ曲がって水平に伸びている。このようにすることで、アンテナ素子１４が車内の物体（例えば内張り）と位置的に干渉しなくなる。
【００５５】
なお、ボルト２１およびポール２３のうちいずれか一方または両方は、グラウンド導体１１と導通する金属であり、さらに、同じく金属であるルーフ５１とも導通する。したがって、ルーフ５１自体も、グラウンド導体として作用する。
【００５６】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について、第３実施形態との違いを中心に説明する。本実施形態のアンテナ装置１は、第３実施形態のアンテナ装置１と同様、車両５０の外殻（具体的にはルーフ）に取り付けられてフィンアンテナとなる。なお、アンテナ装置１におけるグラウンド導体１１、給電点１２、アンテナ素子１３の取り付け構造は、第２実施形態と同じである。
【００５７】
図１０は、車両５０のルーフ部分に対するアンテナ装置１の取り付け構造を模式的に示す側面図である。この図に示すように、固定部材（具体的にはボルト２１およびナット２２）を用いて、グラウンド導体１１をルーフ５１に一点で固定し、さらに、位置決め部材２３（具体的にはポール）を用いて、グラウンド導体１１をルーフ５１に位置決めすると共にルーフ５１に対するグラウンド導体１１の回転を規制する点は、第３実施形態と同じである。
【００５８】
しかし、本実施形態では、第３実施形態とは違い、アンテナ素子１４専用の穴をルーフ５１に空けず、ボルト２１用にルーフ５１に空けられた穴を通じて、アンテナ素子１４が車内にまで伸びている。
【００５９】
このために、アンテナ素子１４の一部として、アンテナ装置１をルーフ５１に固定するためのボルト２１を用いている。具体的には、アンテナ素子１４の第１の部分として、金属製のボルト２１を流用する。これにより、ボルト２１が、固定部材としての役割に加え、アンテナ素子としての役割も有するようになる。そして、このようになっていることで、アンテナ素子１４専用の穴をルーフ５１に空ける必要がなくなるので、ルーフ５１に空ける穴の数を減らすことができる。
【００６０】
ただし、金属製のボルト２１とグラウンド導体１１が導通したり、ボルト２１とルーフ５１が導通したりすると、アンテナ素子１３、１４もグラウンド導体１１またはルーフ５１に導通してしまう。そこで、ボルト２１とグラウンド導体１１とを電気的に非接続とし、かつ、ボルト２１とルーフ５１とを電気的に非接続とする必要がある（図１０の×印参照）。
【００６１】
そのため、本実施形態では、図１１の断面図に示すように、グラウンド導体１１および第１基板２５に穴を空け、その穴の内縁全体を覆うように、非導電性材料（例えば樹脂）から成るカバーリング５３を配置し、そのカバーリング５３の内縁にボルト２１を通して（かしめ固定等で）固定し、このボルト２１にアンテナ素子１３を接続する。これにより、グラウンド導体１１とボルト２１が非接続となる。
【００６２】
また、図１１の断面図に示すように、ルーフ５１にボルト２１用の穴を空け、その穴の内縁全体を覆うように、非導電性材料（例えば樹脂）から成るカバーリング５４を配置し、そのカバーリング５４の内縁にねじ穴を形成し、そのねじ穴にボルト２１を嵌合させて固定する。これにより、グラウンド導体１１とボルト２１が非接続となる。
【００６３】
なお、本実施形態では、金属製のポール２３を介してグラウンド導体１１とルーフ５１とが導通するので、第３実施形態と同様、ルーフ５１自体も、グラウンド導体として作用する。
【００６４】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について、第３実施形態との違いを中心に説明する。本実施形態のアンテナ装置１は、第３実施形態のアンテナ装置１と同様、車両５０の外殻（具体的にはルーフ）に取り付けられてフィンアンテナとなる。なお、アンテナ装置１におけるグラウンド導体１１、給電点１２、アンテナ素子１３の取り付け構造は、第２実施形態と同じである。
【００６５】
図１２は、車両５０のルーフ部分に対するアンテナ装置１の取り付け構造を模式的に示す側面図である。この図に示すように、固定部材（具体的にはボルト２１およびナット２２）を用いて、グラウンド導体１１をルーフ５１に一点で固定し、さらに、位置決め部材２３（具体的にはポール）を用いて、グラウンド導体１１をルーフ５１に位置決めすると共にルーフ５１に対するグラウンド導体１１の回転を規制する点は、第３実施形態と同じである。
【００６６】
しかし、本実施形態では、第３実施形態とは違い、アンテナ素子１４専用の穴をルーフ５１に空けず、ポール２３用にルーフ５１に空けられた穴を通じて、アンテナ素子１４が車内にまで伸びている。
【００６７】
このために、アンテナ素子１４の一部として、アンテナ装置１をルーフ５１に位置決めしてアンテナ装置１の回転を規制するためのポール２３を用いている。具体的には、アンテナ素子１４の第１の部分として、金属製のポール２３を流用する。これにより、ポール２３が、固定部材としての役割に加え、アンテナ素子としての役割も有するようになる。そして、このようになっていることで、アンテナ素子１４専用の穴をルーフ５１に空ける必要がなくなるので、ルーフ５１に空ける穴の数を減らすことができる。
【００６８】
ただし、金属製のポール２３とグラウンド導体１１が導通したり、ポール２３とルーフ５１が導通したりすると、アンテナ素子１３、１４もグラウンド導体１１またはルーフ５１に導通してしまう。そこで、ポール２３とグラウンド導体１１とを電気的に非接続とし、かつ、ポール２３とルーフ５１とを電気的に非接続とする必要がある（図１０の×印参照）。
【００６９】
そのため、本実施形態では、第４実施形態のカバーリング５４、５４を、ボルト２１葉の穴でなく、ポール２３用の穴に配置する。具体的には、グラウンド導体１１および第１基板に穴を空け、その穴の内縁全体を覆うように、非導電性材料（例えば樹脂）から成るカバーリングを配置し、そのカバーリングの内縁にポール２３を通して（かしめ固定等で）固定し、このポール２３にアンテナ素子１３を接続する。これにより、グラウンド導体１１とポール２３が非接続となる。
【００７０】
また、ルーフ５１にポール２３用の穴を空け、その穴の内縁全体を覆うように、非導電性材料（例えば樹脂）から成るカバーリングを配置し、そのカバーリングの内縁にポール２３を挿入させて位置決めおよび回転規制する。これにより、グラウンド導体１１とポール２３が非接続となる。
【００７１】
なお、本実施形態では、金属製のボルト２１を介してグラウンド導体１１とルーフ５１とが導通するので、第３実施形態と同様、ルーフ５１自体も、グラウンド導体として作用する。
【００７２】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態について説明する。図１３は、本実施形態に係るアンテナ装置１の主要構成を概略的に示す斜視図である。
【００７３】
この図に示すように、本実施形態のアンテナ装置１は、グラウンド導体１１、給電点１２から給電されるアンテナ素子１３、および位相制御器１５を有している。本実施形態においては、グラウンド導体１１から見てアンテナ素子１３とは反対側には、アンテナ素子は配置されていない。
【００７４】
グラウンド導体１１は、平板形状（具体的には円盤形状）を有する導体であり、端部付近に、穴を形成する内縁１１ｃを有すると共に、円形の外周縁１１ｂを有している。
【００７５】
アンテナ素子１３は、グラウンド導体１１の一方側に、グラウンド導体１１の面に対して垂直に伸びた、直線形状のアンテナである。このアンテナ素子１３に対しては、グラウンド導体１１の中央の上記一方側（アンテナ素子１３と同じ側）に配置された給電点１２から給電される。なお、アンテナ素子１３とグラウンド導体１１とは非接続である。アンテナ素子１３の長さは、アンテナ装置１を用いて送受信を行う信号の波長をλとすると、例えばλ／４である。
【００７６】
位相制御器１５は、グラウンド導体１１のアンテナ素子１３側とは反対側に取り付けられる部材である。この位相制御器１５は、誘電体であっておいし、表面が凹凸構造となっている導体であってもよい。
【００７７】
また、アンテナ素子１３と、内縁１１ｃによって形成された穴と、位相制御器１５との位置関係に関しては、グラウンド導体１１内でアンテナ素子１３に一番近い位置と、グラウンド導体１１内で位相制御器１５に一番近い位置と、の間に、グラウンド導体１１の当該穴が位置するようになっている。
【００７８】
ここで、これらグラウンド導体１１、アンテナ素子１３、および位相制御器１５の組み付け構造の例について説明する。グラウンド導体１１、アンテナ素子１３、および位相制御器１５は、上記のような位置関係を実現できれば、どのような組み付け構造を採用してもよい。
【００７９】
例えば、グラウンド導体１１は、樹脂から成る基板（以下、第１基板という）の下側面に形成されていてもよい。そして、グラウンド導体１１の上側面において、グラウンド導体１１の中央に最も近い位置に、アンテナ素子１３が、グラウンド導体１１に対して垂直に立てられている。また、グラウンド導体１１の当該下側面に、位相制御器１５が（例えば接着剤等で）固定されている。アンテナ素子１３、例えば、第１基板に対して垂直に立てられた第２基板の表面にプリントされたものであってもよい。
【００８０】
以下、上記のような構成のアンテナ装置１の作動について説明する。給電点１２からアンテナ素子１３に給電されると、図１４に示すように、グラウンド導体１１から見てアンテナ素子１３側（以下、表面側という）に電界が発生するが、この電界のうち、アンテナ素子１３から見て内縁１１ｂによって空けられた穴の方向の電界１２１は、グラウンド導体１１の外縁（端部）１１ｂに達する前に、当該穴を介して一部がグラウンド導体１１の裏面側（グラウンド導体１１から見てアンテナ素子１３とは反対側）に引き込まれ、電界１２３となる。
【００８１】
そして、この電界１２３の一部は、位相制御器１５を通過する。具体的には、位相制御器１５が誘電体の場合は、位相制御器１５の内部を通過し、位相制御器１５が表面凸凹構造の導体である場合は、位相制御器１５の表面（凸凹面）を通過する。これにより、グラウンド導体１１の裏面側から外縁１１ｂに達した電界と、グラウンド導体１１の表面側から外縁１１ｂに達した電界とは、向きが同方向、すなわち、位相差Ｘが−９０°＋３６０°×ｎ＜Ｘ＜９０°＋３６０°×ｎ（ただしｎは整数）となる。これにより、指向性の打ち上がりを抑えることができる。
【００８２】
つまり、グラウンド導体１１の裏面側から外縁１１ｂ（ただし、アンテナ素子１３から見て穴を越えた先にある外縁）に達した電界の位相と、グラウンド導体１１の表面側から当該外縁１１ｂに達した電界の位相とが、上記のような関係になるよう、位相制御器１５の形状、大きさ、材質をあらかじめ決めておく。例えば、位相差Ｘが３６０°×ｎとなるよう、位相制御器１５の形状、大きさ、材質をあらかじめ決めておけば、両面からの電界の位相が、外縁１１ｂで一致し、指向性の打ち上がりの低減効果が最も高くなる。なお、図１４中の→１２２、１２４は、ポインティングベクトルの方向を示す。
【００８３】
ここで、図１５に、アンテナ装置１の各部の寸法について一例を示す。波長λの信号を給電点１２から給電するようになっているアンテナ装置１において、図１５に示すように、グラウンド導体１１の外縁１１ｂの直径を２．３λとし、アンテナ素子１３の全長をλ／２とし、内縁１１ｂの形状を、半径０．５８λ、中心角６０°の円弧と、半径０．３５λ、中心角６０°の円弧と、それら２つの円弧の両端を繋ぐ２つの放射状の直線からなる形状とする。そして、位相制御器１５は、外縁１１ｂの一点において、位相差Ｘが３６０°×ｎとなるよう、位相制御器１５の形状、大きさ、材質をあらかじめ決めておく。
【００８４】
ここで、図１６に、図１５の寸法例で示した本実施形態のアンテナ装置１の例についての、垂直面内（アンテナ素子１３を含み、グラウンド導体１１に垂直な面内）における垂直偏波の指向性の実験結果を示す。
【００８５】
実線７６が、本実施形態の図１５のアンテナ装置１における実験結果を示し、点線７７が、参考例として、図１９に示したアンテナ装置（モノポールアンテナ８４の寸法はλ／４、円盤形状のグラウンド導体８１の直径は２．３λ）における実験結果を示す。なお、利得の単位はｄＢｉであり、図１６中の左右方向が水平方向（グラウンド導体１１に平行な方向）であり、右方向（９０°の方向）が、給電点１２から位相制御器１５への方向（アンテナ素子１３から穴への方向）である。
【００８６】
この図に示すように、アンテナ素子１３から穴の方向（９０°の方向）における利得が、モノポールよりも向上しており、指向性の打ち上がりが押さえられていることがわかる。これにより、グラウンド導体１１と同一面方向の利得を向上することができる。
【００８７】
（第７実施形態）
次に、本発明の第７実施形態について説明する。本実施形態は、第６実施形態のアンテナ装置１の搭載位置を車両とする実施形態である。図１７（ａ）に示すように、本実施形態のアンテナ装置１は、車両５０の外殻（具体的にはルーフ）に取り付けられてフィンアンテナとなる。第７実施形態と同じである。
【００８８】
本実施形態のアンテナ装置１は、車両５０のルーフ５１をグラウンド導体として用いる。具体的には、図１７（ｂ）に示すように、ルーフ５１の上方に、全長がλ／４のアンテナ素子１３が、ルーフ５１に対して垂直に立っている。ここで、アンテナ素子１３は、ルーフ５１とは電気的に非接続とするため、ルーフ５１とアンテナ素子１３との間には、樹脂等の物質を介在させる。そして、アンテナ素子１３のルーフ５１側の端部に、給電点１２を配置し、この給電点１２に対して、図示しないケーブルを介して、図示しない信号源から給電を行う。これにより、給電点１２からアンテナ素子１３に給電が行われる。
【００８９】
また、ルーフ５１のアンテナ素子１３に最も近い位置（図１７（ｂ）においては給電点１２に対応する位置）よりも前方に、ルーフ５１の内縁５１ｂが形成され、これにより、内縁５１ｂの内側に天窓が空けられている。この天窓が、第６実施形態におけるグラウンド導体１１の穴と同じ役割を果たす。
【００９０】
そして、天窓よりも前方のルーフの裏面（下面）に、第６実施形態と同様の位相制御器１５が配置される。これにより、ルーフ５１のアンテナ素子１３に最も近い位置と、ルーフ５１の位相制御器１５に最も近い位置との間に、天窓（ルーフ５１の穴）が位置することになる。なお、この天窓には、通常はガラス等の不導体が配置される。
【００９１】
以下、上記のような構成のアンテナ装置１の作動は、第６実施形態と同様である。すなわち、給電点１２からアンテナ素子１３に給電されると、グラウンド導体であるルーフ５１から見てアンテナ素子１３側（以下、表面側という）に電界が発生するが、この電界のうち、アンテナ素子１３から見て内縁１１ｂによって空けられた天窓の方向の電界は、ルーフの前端１１ｄに達する前に、当該天窓を介して一部がルーフ５１の裏面側（ルーフ５１から見てアンテナ素子１３とは反対側）に引き込まれ、裏面側の電界となる。
【００９２】
そして、この裏面側の電界一部は、位相制御器１５を通過する。これにより、ルーフ５１の裏面側から前端１１ｄに達した電界と、ルーフ５１の表面側から前端１１ｄに達した電界とは、向きが同方向、すなわち、位相差Ｘが−９０°＋３６０°×ｎ＜Ｘ＜９０°＋３６０°×ｎ（ただしｎは整数）となる。これにより、指向性の打ち上がりを抑えることができる。
【００９３】
つまり、ルーフ５１の裏面側から前端１１ｄ（ただし、アンテナ素子１３から見て天窓を越えた先にある外縁）に達した電界の位相と、ルーフ５１の表面側から当該前端１１ｄに達した電界の位相とが、上記のような関係になるよう、位相制御器１５の形状、大きさ、材質をあらかじめ決めておく。例えば、位相差Ｘが３６０°×ｎとなるよう、位相制御器１５の形状、大きさ、材質をあらかじめ決めておけば、両面からの電界の位相が、外縁１１ｂで一致し、指向性の打ち上がりの低減効果が最も高くなる。
【００９４】
このようになっていることで、第６実施形態と同様、アンテナ素子１３から穴（天窓）の方向における指向性の打ち上がりを抑えることができ、また、グラウンド導体１１と同一面方向の利得を向上することができる。
【００９５】
また、本実施形態のアンテナ装置１は、車両５０に取り付けられ、グラウンド導体であるルーフ５１は車両５０のルーフであり、穴は、ルーフ５１に設けられた天窓となっていることで、アンテナ装置１の部品点数を抑えることができる。
【００９６】
（第８実施形態）
次に、本発明の第８実施形態について説明する。図１８は、本実施形態に係るアンテナ装置１の主要構成を概略的に示す斜視図である。この図に示すように、本実施形態のアンテナ装置１は、グラウンド導体１１、アンテナ素子１３、アンテナ素子１４を有している。
【００９７】
グラウンド導体１１は、平板形状（より具体的には円盤形状）を有する導体であり、穴は空いておらず、外周縁１１ｂを有している。
【００９８】
アンテナ素子１３（第１のアンテナ素子の一例に相当する）は、グラウンド導体１１の一方側に、グラウンド導体１１の面に対して垂直に伸びた、直線形状のアンテナである。このアンテナ素子１３に対しては、グラウンド導体１１の中央の上記一方側（アンテナ素子１３と同じ側）に配置された給電点１２（第１の給電点の一例に相当する）から給電される。なお、アンテナ素子１３とグラウンド導体１１とは非接続である。アンテナ素子１３の長さは、アンテナ装置１を用いて送受信を行う信号の波長をλとすると、例えばλ／４である。
【００９９】
アンテナ素子１４（第２のアンテナ素子の一例に相当する）は、グラウンド導体１１の一方側とは反対側に、グラウンド導体１１の面に対して垂直に伸びた、直線形状のアンテナである。このアンテナ素子１４に対しては、グラウンド導体１１の中央の上記反対側（アンテナ素子１４と同じ側）に配置された給電点１６（第２の給電点の一例に相当する）から給電される。なお、アンテナ素子１４とグラウンド導体１１とは非接続である。アンテナ素子１４の長さは、例えばアンテナ素子１３と同じλ／４である。
【０１００】
つまり、アンテナ素子１３、１４は、それぞれ、グラウンド導体１１の同じ位置（中央）の両面側（一方側および反対側）に位置する給電点１２、１６から、互いに逆方向に、同強度かつ同位相で給電されることになる。
【０１０１】
ここで、これらグラウンド導体１１、アンテナ素子１３、およびアンテナ素子１４の組み付け構造の例について説明する。グラウンド導体１１、アンテナ素子１３、およびアンテナ素子１４は、上記のような位置関係を実現できれば、どのような組み付け構造を採用してもよい。
【０１０２】
例えば、グラウンド導体１１は、樹脂から成る多層基板（以下、第１基板という）の中間層に形成されていてもよい。そして、グラウンド導体１１の当該中間層よりも上記一方側にある表面層において、グラウンド導体１１の中央に最も近い位置に、アンテナ素子１３が、グラウンド導体１１に対して垂直に立てられている。また、グラウンド導体１１の当該中間層よりも上記反対側にある裏面において、グラウンド導体１１の中央に最も近い位置に、アンテナ素子１４が、グラウンド導体１１に対して垂直に立てられている。これらアンテナ素子１３、１４は、例えば、第１基板に対して垂直に立てられた第２、第３基板の表面にプリントされたものであってもよい。
【０１０３】
そして、給電点１２は、アンテナ素子１３の上記表面層側端部に設けられ、この給電点１２に、信号源から信号ケーブルを介して給電されることで、給電点１２からアンテナ素子１３に給電され、また、給電点１６は、アンテナ素子１４の上記裏面層側端部に設けられ、この給電点１６に、上記信号源から、信号ケーブルを介して給電されることで、給電点１６からアンテナ素子１４に給電される。このとき、給電点１２からアンテナ素子１３への給電と、給電点１６からアンテナ素子１４への給電は、同強度かつ同位相となる。
【０１０４】
以下、上記のような構成のアンテナ装置１の作動について説明する。給電点１２、１６からアンテナ素子１３、１４に同強度かつ同位相で給電されると、第１実施形態において図２を用いて説明したのと同様、グラウンド導体１１から見てアンテナ素子１３側（以下、表面側という）および、グラウンド導体１１から見てアンテナ素子１４側（以下、裏面側という）に、同強度かつ同位相の電界が発生する。これは、グラウンド導体１１を対称面としてアンテナ素子１３およびアンテナ素子１４が対象に配置しているからである。したがって、グラウンド導体１１の表面側の電界と裏面側の電界とで電界が対称的になり、その結果、グラウンド導体１１の外縁１１ｂにおける回折がなくなり、指向性の打ち上がりが解消され、指向性の最大利得の方向が、水平方向（グラウンド導体１１に平行な方向）となり、また、グラウンド導体１１と同一面方向の利得を向上することができる。
【０１０５】
なお、アンテナ装置１の各部の寸法としては、例えば、波長λの信号を給電点１２から給電するようになっているアンテナ装置１において、グラウンド導体１１の外縁１１ｂの直径を２．３λとし、アンテナ素子１３とアンテナ素子１４の全長をλ／２とする。
【０１０６】
以上説明した通り、グラウンド導体１１の一方側および反対側にそれぞれアンテナ素子１３およびアンテナ素子１４を配置し、それぞれ別個に設けられた給電点１２、１６から各アンテナ素子１３、１４に給電することで、グラウンド導体１１の一方側で表面側電界が発生すると共にグラウンド導体１１の反対側で裏面側電界が発生し、それら表面側電界および裏面側電界がグラウンド導体１１の外縁１１ｂで相互作用することで、グラウンド導体１１の反対側に電界がない場合（単なるモノポールアンテナの場合）に比べ、指向性の打ち上がりを抑えることができる。
【０１０７】
また、アンテナ素子１３、１４は、互いに同じ長さであり、かつ、それぞれ給電点１２、１６から、グラウンド導体１１に対して垂直かつ互いに逆方向に伸びている。このようになっていることで、表面側電界と裏面側電界が同位相および同強度となるので、より効果的に指向性の打ち上がりを低減することができ、また、グラウンド導体１１と同一面方向の利得を向上することができる。
【０１０８】
（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の範囲は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の各発明特定事項の機能を実現し得る種々の形態を包含するものである。例えば、以下のような形態も許容される。
【０１０９】
（１）上記第１〜第５、第８実施形態では、アンテナ素子１３、１４の位置は、グラウンド導体１１を対称面として対称的になっていた。すなわち、アンテナ素子１３に最も近いグラウンド導体１１上の位置と、アンテナ素子１４に最も近いグラウンド導体１１上の位置とは、一致していた。
【０１１０】
しかし、必ずしもこのようになっている必要はない。第１〜第５、第８実施形態のようになっていれば、水平面内のどの方向においても、指向性の打ち上がりを低減し、水平方向の利得を向上することができるが、水平面内の特定の方向においてのみ、指向性の打ち上がりを低減し、水平方向の利得を向上すればよい場合もある。
【０１１１】
このように、アンテナ素子１３から見て所望の方向のみ利得を向上したい場合には、アンテナ素子１３から見て当該所望の方向におけるグラウンド導体１１の端部で表面電界（アンテナ素子１３側の電界）と裏面電界（アンテナ素子１４側の電界）の向きが同方向、すなわち、両者の電界の位相差Ｙが−９０°＋３６０°×ｎ＜Ｘ＜９０°＋３６０°×ｎ（ただしｎは整数）となるよう、アンテナ素子１３に最も近いグラウンド導体１１上の位置Ａと、アンテナ素子１４に最も近いグラウンド導体１１上の位置Ｂとを、ずらしてもよい。このためには、位置Ａと位置Ｂが、当該所望の方向に沿ってずれており、そのずれ量Ｌは、−λ／４×ｎ＜Ｌ＜λ／４×ｎであればよい。
【０１１２】
（２）また、上記第８実施形態では、給電点１３、１６のそれぞれが、同位相および同強度でアンテナ素子１３、アンテナ素子１４に給電するようになっている。しかし、給電の位相および強度のいずれか一方または両方について、給電点１３、１６間で異なるようにしてもよい。このようにすることで、水平面内の特定の方向（位相および強度のいずれか一方または両方に依存する方向）のみにおける指向性の内借り低減および水平面内の利得向上を実現することも可能である。
【０１１３】
（３）また、上記第１〜第５実施形態においては、グラウンド導体１１に空けられた穴に換えて、グラウンド導体１１に設けられた切り込みを採用してもよい。
【０１１４】
（４）また、上記第４実施形態においては、ボルト２１とグラウンド導体１１およびルーフとを絶縁するための部材５３、５４を用いる代わりに、中心に穴が空いた樹脂製のボルト２１を採用し、そのボルト２１の中心に金属棒を挿入し、この金属棒をアンテナ素子１４の一部として用いるようになっていてもよい。
【０１１５】
（５）同様に、上記第５実施形態においては、ポール２３とグラウンド導体１１およびルーフとを絶縁するための部材５３、５４を用いる代わりに、中心に穴が空いた樹脂製のポール２３を採用し、そのポール２３の中心に金属棒を挿入し、この金属棒をアンテナ素子１４の一部として用いるようになっていてもよい。
【０１１６】
（６）また、第２〜第５実施形態においては、アンテナ素子１４の折れ曲がり角度は９０°であったが、９０°以外の折れ曲がりでも、グラウンド導体１１に垂直な方向におけるアンテナ素子１４のサイズを低減することができる。
【０１１７】
（７）また、上記各実施形態において、アンテナ素子１３、１４はグラウンド導体１１に垂直に伸びているが、垂直以外の角度で伸びていてもよい。
【０１１８】
（８）また、第８実施形態においても、アンテナ素子１４が、第２実施形態のような折れ曲がった形状を有するようになっていてもよい。その場合は、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１１９】
（９）また、アンテナ装置１は、ルーフ以外の車両の外殻（例えば、リヤトランクの上端）に取り付けられていても良い。
【０１２０】
（１０）また、上記第６、第７実施形態では、位相制御器１５はグラウンド導体１１（またはルーフ５１）の裏面（アンテナ素子１３の反対側の面）のみに設けられていたが、裏面ではなく表面（アンテナ素子１３と同じ側の面）に設けられていてもよいし、表面と裏面の両方に設けられていてもよい。
【符号の説明】
【０１２１】
１ アンテナ装置
１１ グラウンド導体
１１ａ、１１ｃ 内縁
１１ｂ 外縁
１１ｄ 前端
１２、１６ 給電点
１３、１４ アンテナ素子
１５ 位相制御器
２１ ボルト
２２ ナット
２３ ポール
２１、２２ 固定部材
２３ 位置決め部材
５１ 車両のルーフ
５２ 内張り部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
グラウンド導体（１１）と、
前記グラウンド導体（１１）の一方側に、前記グラウンド導体（１１）と非接続に配置された第１のアンテナ素子（１３）と、
前記グラウンド導体（１１）の前記一方側とは反対側に、前記グラウンド導体（１１）と非接続に配置された第２のアンテナ素子（１４）と、を備え、
前記第１のアンテナ素子（１３）および前記第２のアンテナ素子（１４）は、同じ給電点（１２）から給電され、
前記グラウンド導体（１１）は、前記給電点（１２）の周囲に配置されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記グラウンド導体（１１）は、穴を形成する内周縁（１１ａ）を有し、
前記穴を通して前記給電点（１２）から前記第１のアンテナ素子（１３）および前記第２のアンテナ素子（１４）に給電され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】
前記第１のアンテナ素子（１３）および前記第２のアンテナ素子（１４）は、同じ長さであり、かつ、前記給電点（１２）から、前記グラウンド導体（１１）に対して垂直かつ互いに逆方向に伸びていることを特徴とする請求項１または２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記第２のアンテナ素子（１４）は、前記給電点（１２）から前記第１のアンテナ素子（１３）に対して逆方向に距離Ｌだけ伸びた後、折れ曲がっ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】
当該アンテナ装置は、車両に取り付けられ、前記第２のアンテナ素子（１４）は、前記車両の外殻を構成する導体に空けられた穴を通って前記車両の内部に伸び、前記車両の内部において折れ曲がっていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項６】
当該アンテナ装置は、車両に取り付けられ、前記第２のアンテナ素子（１４）の少なくとも一部（２１）は、前記アンテナ装置を前記車両の外殻に固定するための固定部材として用いられることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項７】
当該アンテナ装置は、車両に取り付けられ、前記第２のアンテナ素子（１４）の少なくとも一部（２３）は、前記アンテナ装置を前記車両の外殻に対して位置決めするための位置決め部材として用いられることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項８】
穴が空いたグラウンド導体（１１、５１）と、
前記グラウンド導体（１１、５１）の一方側に、前記グラウンド導体（１１、５１）と非接続に配置されたアンテナ素子（１３）と、
前記グラウンド導体（１１）の近傍に配置される位相制御器（１５）と、を備え、
前記グラウンド導体（１１）内で前記アンテナ素子（１３）に一番近い位置と、前記グラウンド導体（１１）内で前記位相制御器（１５）に一番近い位置と、の間に、前記グラウンド導体（１１）の前記穴が位置しており、
前記アンテナ素子（１３）に給電されたときに前記グラウンド導体（１１）の前記一方側に発生する電界（以下、表面側電界という）が、前記穴によって前記グラウンド導体（１１）の前記一方側とは反対側（以下、他方側）にも電界（以下、裏面側電界という）を発生させると共に、前記表面側電界の一部および前記裏面側電界の一部のうち一方または両方が前記位相制御器（１５）を通過することで、前記グラウンド導体（１１）の外縁で前記表面側電界および前記裏面側電界の位相差Ｘが−９０°＋３６０°×ｎ＜Ｘ＜９０°＋３６０°×ｎ（ただしｎは整数）となっていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項９】
当該アンテナ装置は、車両に取り付けられ、
前記グラウンド導体（１１、５１）は前記車両のルーフであり、
前記穴は、前記ルーフに設けられた天窓であることを特徴とする請求項８に記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
グラウンド導体（１１）と、
前記グラウンド導体（１１）の一方側に、前記グラウンド導体（１１）と非接続に配置された第１のアンテナ素子（１３）と、
前記グラウンド導体（１１）の前記一方側とは反対側に、前記グラウンド導体（１１）と非接続に配置された第２のアンテナ素子（１４）と、を備え、
前記第１のアンテナ素子（１３）は、前記グラウンド導体（１１）から見て前記第１のアンテナ素子（１３）側にある第１の給電点（１２）から給電され、
前記第２のアンテナ素子（１４）は、前記グラウンド導体（１１）から見て前記第２のアンテナ素子（１４）側にある第２の給電点（１６）から給電されることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項１】
グラウンド導体（１１）と、
前記グラウンド導体（１１）の一方側に、前記グラウンド導体（１１）と非接続に配置された第１のアンテナ素子（１３）と、
前記グラウンド導体（１１）の前記一方側とは反対側に、前記グラウンド導体（１１）と非接続に配置された第２のアンテナ素子（１４）と、を備え、
前記第１のアンテナ素子（１３）および前記第２のアンテナ素子（１４）は、同じ給電点（１２）から給電され、
前記グラウンド導体（１１）は、前記給電点（１２）の周囲に配置されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記グラウンド導体（１１）は、穴を形成する内周縁（１１ａ）を有し、
前記穴を通して前記給電点（１２）から前記第１のアンテナ素子（１３）および前記第２のアンテナ素子（１４）に給電され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】
前記第１のアンテナ素子（１３）および前記第２のアンテナ素子（１４）は、同じ長さであり、かつ、前記給電点（１２）から、前記グラウンド導体（１１）に対して垂直かつ互いに逆方向に伸びていることを特徴とする請求項１または２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記第２のアンテナ素子（１４）は、前記給電点（１２）から前記第１のアンテナ素子（１３）に対して逆方向に距離Ｌだけ伸びた後、折れ曲がっ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】
当該アンテナ装置は、車両に取り付けられ、前記第２のアンテナ素子（１４）は、前記車両の外殻を構成する導体に空けられた穴を通って前記車両の内部に伸び、前記車両の内部において折れ曲がっていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項６】
当該アンテナ装置は、車両に取り付けられ、前記第２のアンテナ素子（１４）の少なくとも一部（２１）は、前記アンテナ装置を前記車両の外殻に固定するための固定部材として用いられることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項７】
当該アンテナ装置は、車両に取り付けられ、前記第２のアンテナ素子（１４）の少なくとも一部（２３）は、前記アンテナ装置を前記車両の外殻に対して位置決めするための位置決め部材として用いられることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項８】
穴が空いたグラウンド導体（１１、５１）と、
前記グラウンド導体（１１、５１）の一方側に、前記グラウンド導体（１１、５１）と非接続に配置されたアンテナ素子（１３）と、
前記グラウンド導体（１１）の近傍に配置される位相制御器（１５）と、を備え、
前記グラウンド導体（１１）内で前記アンテナ素子（１３）に一番近い位置と、前記グラウンド導体（１１）内で前記位相制御器（１５）に一番近い位置と、の間に、前記グラウンド導体（１１）の前記穴が位置しており、
前記アンテナ素子（１３）に給電されたときに前記グラウンド導体（１１）の前記一方側に発生する電界（以下、表面側電界という）が、前記穴によって前記グラウンド導体（１１）の前記一方側とは反対側（以下、他方側）にも電界（以下、裏面側電界という）を発生させると共に、前記表面側電界の一部および前記裏面側電界の一部のうち一方または両方が前記位相制御器（１５）を通過することで、前記グラウンド導体（１１）の外縁で前記表面側電界および前記裏面側電界の位相差Ｘが−９０°＋３６０°×ｎ＜Ｘ＜９０°＋３６０°×ｎ（ただしｎは整数）となっていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項９】
当該アンテナ装置は、車両に取り付けられ、
前記グラウンド導体（１１、５１）は前記車両のルーフであり、
前記穴は、前記ルーフに設けられた天窓であることを特徴とする請求項８に記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
グラウンド導体（１１）と、
前記グラウンド導体（１１）の一方側に、前記グラウンド導体（１１）と非接続に配置された第１のアンテナ素子（１３）と、
前記グラウンド導体（１１）の前記一方側とは反対側に、前記グラウンド導体（１１）と非接続に配置された第２のアンテナ素子（１４）と、を備え、
前記第１のアンテナ素子（１３）は、前記グラウンド導体（１１）から見て前記第１のアンテナ素子（１３）側にある第１の給電点（１２）から給電され、
前記第２のアンテナ素子（１４）は、前記グラウンド導体（１１）から見て前記第２のアンテナ素子（１４）側にある第２の給電点（１６）から給電されることを特徴とするアンテナ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１３−９８７６３（Ｐ２０１３−９８７６３Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４００７４（Ｐ２０１１−２４００７４）
【出願日】平成２３年１１月１日（２０１１．１１．１）
【出願人】（０００００４６９５）株式会社日本自動車部品総合研究所 (1,981)
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１日（２０１１．１１．１）
【出願人】（０００００４６９５）株式会社日本自動車部品総合研究所 (1,981)
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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