(57)【要約】【課題】１つのアンテナで複数の周波数帯を共用できる多周波共用テーパスロットアンテナを提供する。【解決手段】反射板１１は、略半円筒状で、前面側に開口部１２を備える。反射板１１の内側には、中心軸に沿って水平偏波用及び垂直偏波用の各３段のアンテナ素子を所定の間隔で交互に且つ前端が反射板１１の開口部１２に向かうように配置する。アンテナ素子は、略楕円形状で長軸方向に沿ってスロット２１を備える。スロット２１には、アンテナ素子の略中心位置から前端部に向かって線路幅がテーパ状に徐々に拡がるテーパスロット部２２を設けると共に、このテーパスロット部２２に近接して給電点２３を設ける。アンテナ素子には、スロット２１の後端部に円形スタブ２４を形成すると共に、短軸方向の中心軸より前端側に所定距離変位した両側にスリット２５ａ、２５ｂを短軸と略平行に設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面側に開口部を有する半筒状の反射板と、前記半筒状反射板の内側に設けられるテーパスロットアンテナ素子とを具備し、
前記テーパスロットアンテナ素子は、
略楕円形状に形成された板状素子と、
前記板状素子の長軸方向の中心軸に沿って設けられるスロットと、
前記板状素子の略中心部から前端部方向に前記スロットの線路幅をテーパ状に徐々に拡張して設けられるテーパスロット部と、
前記スロットの後端部に設けられる円形スタブと、
前記スロット部分に設けられる給電点と、
を備え、前記テーパスロット部が前記半筒状反射板の開口部側に位置するように配設したことを特徴とする多周波共用テーパスロットアンテナ。
【請求項２】
前記テーパスロットアンテナ素子は、半筒状反射板の内側に水平に設けられる水平偏波用テーパスロットアンテナ素子と、前記半筒状反射板の内側に垂直に設けられる垂直偏波用テーパスロットアンテナ素子とにより構成したことを特徴とする請求項１に記載の多周波共用テーパスロットアンテナ。
【請求項３】
前記テーパスロットアンテナ素子は、板状素子の短軸方向の両側部に該短軸と平行するスリットを更に備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の多周波共用テーパスロットアンテナ。
【請求項４】
前記半筒状の反射板の内側に前記テーパスロットアンテナ素子を多段に配置したことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の多周波共用テーパスロットアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば携帯用基地局アンテナなどにおいて、テーパスロットアンテナを用いて多周波を共用する多周波共用テーパスロットアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話の急速の普及に伴い、移動通信のデータ通信量が激増し、基地局の増設が緊急の課題になっている。この場合、１つの移動体通信事業者が複数の周波数帯を取り扱うため、各周波数帯毎に用いられるアンテナが基地局内で近接して設置されることが多い。異なる周波数帯のアンテナの間隔が狭くなると、各アンテナ間の相互結合が増加して特性が悪化するため、更にアンテナを増設することが困難になってきている。
【０００３】
また、現在の携帯電話サービスの周波数帯は主にＰＤＣ（Personal Digital Cellular）方式の８００ＧＨｚ帯、１．５ＧＨｚ帯とＩＭＴ２０００（International Mobile Telecommunications 2000）方式の２ＧＨｚ帯となっているが、次世代移動通信では、更に高い周波数帯の利用が予想されている。一方、市街地における基地局アンテナの設置空間が非常に逼迫しており、様々な移動通信サービスに対し、全ての周波数帯をカバーできる多周波共用アンテナの設置が求められている。基地局アンテナは、鉄塔上やビルの屋上などの場所に設置されており、周波数利用効率の向上の観点からセクタゾーン構成が採用されている。このため、水平面内におけるアンテナのビーム幅が要求されている。また、アンテナ利得向上のため、垂直面におけるアンテナをアレー化する必要がある。更に、景観や耐風圧荷重などの問題で、基地局アンテナを半径の小さい円筒レドームに配置することが望まれている。
【０００４】
広帯域特性が得られるアンテナとしては、従来からテーパスロットアンテナが知られている（例えば、特許文献１、２、３、４参照。）。テーパスロットアンテナは、スロット線路の線路幅が徐々に広がっていく構造になっており、進行波を放射するアンテナである。
【０００５】
しかし、従来のテーパスロットアンテナでは、１つのアンテナで複数の周波数帯をカバーするには帯域特性が十分でなく、更なる広帯域化が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第７６７９５７５号明細書
【特許文献２】特開２００３−１８８６４３号公報
【特許文献３】特開平９−２４６８４９号公報
【特許文献４】特許第４３９４７３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のようにテーパスロットアンテナは、一般的に広帯域特性を得ることが可能であるが、１つのアンテナで複数の周波数帯をカバーするには帯域特性が十分でなく、更なる広帯域化が求められている。
【０００８】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、アンテナ特性を広帯域化して複数の周波数帯で１つのアンテナを共用でき、このため各周波数毎にアンテナを設置する必要が無く、設置スペースが狭い場合であってもアンテナの設置が可能となる多周波共用テーパスロットアンテナを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明に係る多周波共用テーパスロットアンテナは、前面側に開口部を有する半筒状の反射板と、前記半筒状反射板の内側に設けられるテーパスロットアンテナ素子とを具備し、
前記テーパスロットアンテナ素子は、
略楕円形状に形成された板状素子と、
前記板状素子の長軸方向の中心軸に沿って設けられるスロットと、
前記板状素子の略中心部から前端部方向に前記スロットの線路幅をテーパ状に徐々に拡張して設けられるテーパスロット部と、
前記スロットの後端部に設けられる円形スタブと、
前記スロット部分に設けられる給電点と、
を備え、前記テーパスロット部が前記半筒状反射板の開口部側に位置するように配設したことを特徴とする。
【００１０】
第２の発明は、前記第１の発明に係る多周波共用テーパスロットアンテナにおいて、前記テーパスロットアンテナ素子は、半筒状反射板の内側に水平に設けられる水平偏波用テーパスロットアンテナ素子と、前記半筒状反射板の内側に垂直に設けられる垂直偏波用テーパスロットアンテナ素子とにより構成したことを特徴とする。
【００１１】
第３の発明は、前記第１又は第２の発明に係る多周波共用テーパスロットアンテナにおいて、前記テーパスロットアンテナ素子は、板状素子の短軸方向の両側部に該短軸と平行するスリットを更に備えたことを特徴とする。
【００１２】
第４の発明は、前記第１乃至第３の発明の何れかに記載の多周波共用テーパスロットアンテナにおいて、前記半筒状の反射板の内側に前記テーパスロットアンテナ素子を多段に配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、アンテナ特性を広帯域化して１つのアンテナを複数の周波数帯で共用することが可能となり、各周波数毎にアンテナを設置する必要が無く、設置スペースが狭い場合であってもアンテナを設置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る多周波共用テーパスロットアンテナの構成を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は上面図である。
【図２】同実施形態におけるアンテナ素子単体の反射係数の周波数特性を示し、（ａ）はアンテナ素子の短軸方向の半径Ｒｙを変化させたときの周波数特性を示す図、（ｂ）はスロット長Ｄを変化させたときの反射係数の周波数特性を示す図、（ｃ）は円形スタブの半径ｒｙを変化させたときの反射係数の周波数特性を示す図である。
【図３】同実施形態に係る多周波共用テーパスロットアンテナのリターンロス特性を示す図である。
【図４】同実施形態において、半円筒状反射板内にテーパスロットアンテナ素子を水平に配置した水平偏波用の多周波共用テーパスロットアンテナのモデルを示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は上面図である。
【図５】図４に示した水平偏波アンテナモデルにおいて、反射板開口部の開き角αを６０°に設定した場合の指向性を示す図である。
【図６】図４に示した水平偏波アンテナモデルにおいて、反射板開口部の開き角αを１６５°に設定した場合の指向性を示す図である。
【図７】反射板の開き角αを変化させたときのアンテナ特性を示し、（ａ）は開き角αに対する主ビームの半値幅を示す図、（ｂ）は開き角αに対する前後比を示す図、（ｃ）は開き角αに対するアンテナ前方の指向性利得を示す図である。
【図８】同実施形態において、半円筒状反射板内にテーパスロットアンテナ素子を垂直に配置した垂直偏波用の多周波共用テーパスロットアンテナのモデルを示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は上面図である。
【図９】図８に示した垂直偏波アンテナモデルにおいて、反射板開口部の開き角αを６０°に設定した場合の指向性を示す図である。
【図１０】図８に示した垂直偏波アンテナモデルにおいて、反射板開口部の開き角α１６５°に設定した場合の指向性を示す図である。
【図１１】同実施形態において、半円筒状反射板内にスリットを備えたテーパスロットアンテナ素子を水平に配置した水平偏波用の多周波共用テーパスロットアンテナのモデルを示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は上面図である。
【図１２】図１１に示したアンテナモデルにおいて、スリットの長さＬを変化させたときの周波数２ＧＨｚにおけるビーム半値幅及び前後比（Ｆ／Ｂ比）特性を示す図である。
【図１３】同実施形態において、スリット無しの場合とスリットを設けた場合の水平偏波水平面指向性を比較して示す図である。
【図１４】同実施形態において、スリット無しの場合とスリットを設けた場合の水平偏波垂直面指向性を比較して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る多周波共用テーパスロットアンテナ１０の構成を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は上面図である。なお、図１は、水平偏波用テーパスロットアンテナ素子及び垂直偏波用テーパスロットアンテナ素子を３段にアレー配置し、複数の周波数帯、例えば９００ＭＨｚ帯、１．５ＧＨｚ帯、２．０ＧＨｚ帯の３つの周波数帯をカバーする場合を例として示している。
【００１６】
図１において、１１は金属板により略半円筒状に形成された反射板で、前面側（ｘ方向）に所定幅開口した開口部１２を設けている。この開口部１２は、半円筒状の反射板１１の中心点からの開き角をαとする。上記反射板１１は、例えば高さＨが約４００ｍｍ、半径Ｒ１が約９０ｍｍに設定される。上記反射板１１の内側には、中心軸に沿って３段の水平偏波用のテーパスロットアンテナ素子１３ａ〜１３ｃと３段の垂直偏波用のテーパスロットアンテナ素子１４ａ〜１４ｃとが所定の間隔で交互に配置される。水平偏波用のアンテナ素子１３ａ〜１３ｃは水平に配置され、垂直偏波用のアンテナ素子１４ａ〜１４ｃは垂直に配置される。この場合、各アンテナ素子１３ａ〜１３ｃ、１４ａ〜１４ｃは、前端が反射板１１の開口部１２に向かうように配置される。
【００１７】
上記水平偏波用のアンテナ素子１３ａ〜１３ｃ及び垂直偏波用のアンテナ素子１４ａ〜１４ｃは、同様の構成であるので、水平偏波用のアンテナ素子１３ａについて構成を説明する。アンテナ素子１３ａは、図１（ｂ）に示すように金属板により略楕円形状に形成された板状素子からなり、長軸方向の半径（軸長の半分）をＲｘ、短軸方向の半径（軸長の半分）をＲｙとする。上記アンテナ素子１３ａは、略楕円形状に形成することにより、外周縁が円弧状となるようにしている。上記アンテナ素子１３ａには、長軸方向の中心軸に沿って幅Ｗのスロット２１が設けられる。このスロット２１には、アンテナ素子１３ａの略中心位置から前端方向に向かって線路幅がテーパ状に徐々に拡がるテーパスロット部２２が設けられる。テーパスロット部２２は、テーパ部の相対向する側が円弧を描くように曲線状に形成されており、反射板１１の開口部１２側に位置するように設けられる。また、スロット２１には、例えばテーパスロット部２２に近接した位置に給電点２３が設けられる。
【００１８】
また、アンテナ素子１３ａには、スロット２１の他方の端部、すなわちテーパスロット部２２とは反対側の端部に円形あるいは楕円形に形成される円形スタブ２４が設けられる。この円形スタブ２４は、インピーダンス整合により広帯域化を図るためのもので、ｘ方向の半径をｒｘ、ｙ方向の半径をｒｙとする。また、上記スロット２１における給電点２３と円形スタブ２４との間の長さをスロット長Ｄとする。更に、アンテナ素子１３ａには、短軸方向の中心軸よりテーパスロット部２２方向に所定距離変位した位置の両側に幅Ｓ、長さＬのスリット２５ａ、２５ｂが短軸と略平行に設けられる。スリット２５ａ、２５ｂは、使用周波数帯における高域の周波数帯、この場合の例では２．０ＧＨｚ帯の周波数特性を調整するために設けられる。
【００１９】
図２（ａ）〜（ｃ）は、上記単体のアンテナ素子１３ａについて、構造パラメータと初期値を次のように設定した場合の周波数特性を示している。なお、図２（ａ）〜（ｃ）は、アンテナ素子１３ａにスリット２５ａ、２５ｂを設けていない場合の特性を示している。
【００２０】
アンテナ素子１３ａの長軸方向の半径Ｒｘ：８０ｍｍ
アンテナ素子１３ａの短軸方向の半径Ｒｙ：可変
円形スタブ２４の半径ｒｘ：２０ｍｍ
円形スタブ２４の半径ｒｙ：可変
スロット２１の幅Ｗ：１ｍｍ
スロット２１の長さＤ：可変
図２（ａ）は、アンテナ素子１３ａの短軸方向の半径Ｒｙを５０〜９０ｍｍの範囲において、１０ｍｍ間隔で変化させたときの反射係数の周波数特性を示し、横軸に周波数［ＧＨｚ］をとり、縦軸にＳパラメータにおける｜Ｓ１１｜［ｄＢ］をとって示した。なお、円形スタブ２４の半径ｒｙを２０ｍｍ、スロット２１の長さＤを３０ｍｍに設定した。上記図２（ａ）に示したように、アンテナ素子１３ａの短軸方向の半径Ｒｙによって共振周波数（ダイポールモード）が変化する。半径Ｒｙを大きくすると、最も低い周波数帯における｜Ｓ１１｜の落ち込む周波数が低周波数側にシフトし、半径Ｒｙを６０ｍｍとしたときに９００ＭＨｚ帯の周波数で整合が取れている。
【００２１】
図２（ｂ）は、給電点２３から円形スタブ２４までのスロット２１の長さＤを５ｍｍ〜３０ｍｍの範囲で、５ｍｍ間隔で変化させたときの反射係数の周波数特性を示し、横軸に周波数［ＧＨｚ］をとり、縦軸にＳパラメータにおける｜Ｓ１１｜［ｄＢ］をとって示した。なお、アンテナ素子１３ａの短軸方向の半径Ｒｙを８０ｍｍ、円形スタブ２４の半径ｒｙを２０ｍｍに設定した。スロット２１の長さＤによって動作周波数（進行波モード）を変化させることができ、スロット長Ｄが３０ｍｍのときに｜Ｓ１１｜の落ち込む周波数を１．５ＧＨｚ〜２ＧＨｚ帯に合わせることができる。
【００２２】
図２（ｃ）は、円形スタブ２４の半径ｒｙを１０〜４０ｍｍの範囲において、１０ｍｍ間隔で変化させたときの反射係数の周波数特性を示し、横軸に周波数［ＧＨｚ］をとり、縦軸にＳパラメータにおける｜Ｓ１１｜［ｄＢ］をとって示した。なお、アンテナ素子１３ａの短軸方向の半径Ｒｙを８０ｍｍ、スロット２１の長さＤを３０ｍｍに設定した。円形スタブ２４の半径ｒｙによって周波数特性を改善でき、この場合の例では円形スタブ２４の半径ｒｙを２０ｍｍとしたときに１．５ＧＨｚ〜２ＧＨｚ帯における｜Ｓ１１｜の周波数特性を良好な特性とすることができた。
【００２３】
図３は、図１に示した多周波共用テーパスロットアンテナ１０において、各部の寸法を下記に示すように、
反射板１１の高さＨ：４００ｍｍ
反射板１１の半径Ｒ１：９０ｍｍ
反射板１１の開口部１２の開き角度α：６０°（ｄｅｇ）
各アンテナ素子の後端と反射板１１との間隔ｄ：１０ｍｍ
アンテナ素子の長軸方向の半径Ｒｘ：８０ｍｍ
アンテナ素子の短軸方向の半径Ｒｙ：６０ｍｍ
スロット２１の幅Ｗ：１ｍｍ
スロット２１の長さＤ：３０ｍｍ
円形スタブ２４の半径ｒｘ、ｒｙ：２０ｍｍ
に設定した場合のリターンロス（Return Loss）特性を示したもので、横軸に周波数［ＧＨｚ］をとり、縦軸にリターンロス［ｄＢ］をとって示した。また、各アンテナ素子１３ａ〜１３ｃ、１４ａ〜１４ｃ間の中心間隔は、例えば約１５０ｍｍに設定される。図３において、（ａ）は９００ＭＨｚ帯、（ｂ）は１．５ＧＨｚ帯、（ｃ）は２ＧＨｚ帯の特性を示している。上記リターンロスは、上記３つの周波数帯において１０ｄＢ以下となっている。なお、図３では、アンテナ素子１３ａ〜１３ｃ、１４ａ〜１４ｃにスリット２５ａ、２５ｂを設けていない場合の特性を示している。
【００２４】
上記実施形態に係る多周波共用テーパスロットアンテナ１０では、図３に示されているように、９００ＭＨｚ帯、１．５ＧＨｚ帯、２ＧＨｚ帯の３つの周波数帯において、リターンロスを１０ｄＢ以下にすることができた。
【００２５】
次に、上記のように構成された多周波共用テーパスロットアンテナ１０において、反射板１１の開口部１２における開き角αをパラメータとして水平偏波及び垂直偏波における指向性を計算した結果を以下に示す。
【００２６】
図４は、略半円筒状に形成された反射板１１内の略中心部に１つのアンテナ素子１３を水平に配置した水平偏波用の多周波共用テーパスロットアンテナのモデルを示したもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は上面図である。上記アンテナ素子１３は、図１（ｂ）に示したアンテナ素子１３ａと同じ形状のものを使用している。このアンテナモデルにおいて、反射板１１及びアンテナ素子１３の各部の寸法を図１の実施形態で示した値に設定し、反射板１１の開口部１２における開き角αをパラメータとして指向性を計算した。
【００２７】
図５（ａ）、（ｂ）は上記水平偏波アンテナモデルにおける開口部１２の開き角αを「α＝６０°」に設定した場合の０．９ＧＨｚ（９００ＭＨｚ）、１．５ＧＨｚ、２ＧＨｚの各周波数における指向性（利得特性）を示し、（ａ）は水平面指向性、（ｂ）は垂直面指向性を示している。
【００２８】
図６（ａ）、（ｂ）は上記水平偏波アンテナモデルにおける開口部１２の開き角αを「α＝１６５°」に設定した場合の０．９ＧＨｚ（９００ＭＨｚ）、１．５ＧＨｚ、２ＧＨｚの各周波数における指向性（利得特性）を示し、（ａ）は水平面指向性、（ｂ）は垂直面指向性を示している。
【００２９】
図７（ａ）〜（ｃ）は、上記水平偏波アンテナモデルにおいて、反射板１１における開口部１２の開き角αを変化させたときのアンテナ特性を示している。
図７（ａ）は開口部１２の開き角αを変化させたときの主ビームの水平面内の半値幅を示したもので、１．５ＧＨｚの周波数では開き角αを３０°〜１８０°とすることにより、半値幅を６０°〜７０°の範囲に収めることができる。２ＧＨｚの周波数では、開き角αを６０°にすれば半値幅を６０°〜７０°の範囲に収めることができる。一方、低周波帯の９００ＭＨｚでは、開き角αを変化させても半値幅があまり変化せず、９０°前後の値となっている。
【００３０】
図７（ｂ）は開口部１２の開き角αを変化させたときのＦ／Ｂ比（front to back ratio：前後比）を示したもので、９００ＭＨｚの周波数では開き角αが１８０〜２３０°、１．５ＧＨｚの周波数では開き角αが８０〜１２０°のときに、Ｆ／Ｂ比（前後比）が２０ｄＢ以上となっている。一方、高周波帯の２ＧＨｚでは、開き角αを変化させても前後比が１５ｄＢ以下の低い値となっている。
【００３１】
図７（ｃ）は開口部１２の開き角αを変化させたときアンテナ前方の指向性利得を示したもので、９００ＭＨｚの周波数では開き角αが大きければ大きいほど利得が上昇する。１．５ＧＨｚの周波数では開き角αが１２０°付近で最大利得が得られる。一方、高周波帯の２ＧＨｚの周波数では、開き角αを変化させても利得が３ｄＢｉ以下と低く、開き角αが１４０°前後では前方にビーム割れが発生している。
【００３２】
図８は、半円筒状の反射板１１内の略中心部に１つのアンテナ素子１４を垂直に配置した垂直偏波用の多周波共用テーパスロットアンテナのモデルを示したもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は上面図である。上記アンテナ素子１４は、図１（ｂ）に示したアンテナ素子１３ａと同じ形状のものを使用している。このアンテナモデルにおいて、反射板１１及びアンテナ素子１４の各部の寸法を上記水平偏波アンテナモデルと同じ値に設定し、反射板１１の開口部１２における開き角αをパラメータとして指向性を計算した。
【００３３】
図９（ａ）、（ｂ）は上記図８に示した垂直偏波アンテナモデルにおける開口部１２の開き角αを「α＝６０°」に設定した場合の０．９ＧＨｚ、１．５ＧＨｚ、２ＧＨｚの各周波数における指向性（利得特性）を示し、（ａ）は水平面指向性、（ｂ）は垂直面指向性である。
【００３４】
図１０（ａ）、（ｂ）は上記図８に示した垂直偏波アンテナモデルにおける開口部１２の開き角αを「α＝１６５°」に設定した場合の０．９ＧＨｚ、１．５ＧＨｚ、２ＧＨｚの各周波数における指向性（利得特性）を示し、（ａ）は水平面指向性、（ｂ）は垂直面指向性である。
【００３５】
次に、水平偏波用アンテナ素子１３ａ〜１３ｃ、垂直偏波用アンテナ素子１４ａ〜１４ｃに設けたスリット２５ａ、２５ｂによる高域特性の改善効果について説明する。
【００３６】
図１１は、スリット２５ａ、２５ｂを備えたアンテナ素子１３を略半円筒状に形成された反射板１１内の略中心部に水平に配置した水平偏波用の多周波共用テーパスロットアンテナのモデルを示したもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は上面図である。
【００３７】
図１２は、図１１に示したアンテナモデルにおいて、反射板１１及びアンテナ素子１３の各部の寸法を図１の実施形態で示した値に設定すると共に、反射板１１の開口部１２における開き角αを１６５°、スリット２５ａ、２５ｂの幅Ｓを１ｍｍに設定し、スリット２５ａ、２５ｂの長さＬを変化させたときの周波数２ＧＨｚにおけるＨＢＷ（Half Beam Width：ビーム半値幅）及びＦ／Ｂ比（前後比）特性を示している。なお、図１２は横軸にスリット２５ａ、２５ｂの長さＬ（ｍｍ）をとり、左側縦軸にビーム半値幅［ｄｅｇ］、右側縦軸にＦ／Ｂ［ｄＢ］をとって示した。また、図１２において、曲線ＡはＨＢＷ特性を示し、曲線ＢはＦ／Ｂ特性を示している。
【００３８】
上記のようにアンテナ素子にスリット２５ａ、２５ｂを設けたアンテナモデルでは、スリット２５ａ、２５ｂの長さＬが３０〜３２ｍｍで半値幅が改善されている。また、Ｆ／Ｂ比（前後比）は、１５ｄＢ前後となっている。
【００３９】
図１３は、スリット無しの場合と、スリット２５ａ、２５ｂを設けた場合の０．９ＧＨｚ、１．５ＧＨｚ、２ＧＨｚの周波数における水平偏波水平面指向性を示したもので、（ａ）はスリット無しの場合、（ｂ）は幅Ｗが１ｍｍ、長さＬが３１ｍｍのスリット２５ａ、２５ｂを設けた場合である。
【００４０】
また、図１４は、スリット２５ａ、２５ｂの有無による水平偏波垂直面指向性を示したもので、（ａ）はスリット無しの場合、（ｂ）は幅Ｗが１ｍｍ、長さＬが３１ｍｍのスリット２５ａ、２５ｂを設けた場合である。なお、アンテナモデルの各部の寸法は、スリット２５ａ、２５ｂを除いて、図１２で説明したものと同じである。
【００４１】
上記図１３及び図１４から明らかなようにアンテナ素子にスリット２５ａ、２５ｂを設けることによって、周波数０．９ＧＨｚ、及び１．５ＧＨｚの指向性に大きな影響を与えることなく、２ＧＨｚのビーム幅を広くすることができる。
【００４２】
上記実施形態によれば、外周縁が円弧状となるように略楕円形状に形成したテーパスロットアンテナ素子を半円筒状の反射板１１の内側に配設し、該テーパスロットアンテナ素子の長軸方向に設けたスロット２１の一端にアンテナ素子の略中心位置から前端部に向かって線路幅がテーパ状に徐々に拡がるテーパスロット部２２を形成すると共に、スロット２１の後端部に円形スタブ２４を備えた構成とし、アンテナ素子の外形、スロット長Ｄ、円形スタブ２４の寸法を適切に設定することによって広帯域化が可能で、且つビーム幅を適宜に設定でき、１つのアンテナを複数の周波数帯で共用することができる。また、各アンテナ素子１３ａ〜１３ｃ、１４ａ〜１４ｃにスリット２５ａ、２５ｂを設け、このスリット２５ａ、２５ｂの長さ等を適切に設定することによって、使用周波数帯における低域及び中域の特性に影響を与えることなく、高域側の特性を改善することができる。更に、反射板１１を半円筒状に形成することにより、アンテナの小型化を図ることができる。この結果、アンテナ特性を広帯域化して１つのアンテナを複数の周波数帯で共用することが可能となり、各周波数毎にアンテナを設置する必要が無く、設置スペースが狭い場合であってもアンテナの設置が可能である。アンテナの小型化によってアンテナの設置が容易になると共に、景観や耐風圧荷重などに対しても大きな効果を発揮することができる。
【００４３】
なお、上記実施形態に係る多周波共用テーパスロットアンテナ１０は、０．９ＧＨｚ、１．５ＧＨｚ、２ＧＨｚの３つの周波数にて共用する場合について示したが、共用する周波数や周波数の数は、任意に設定し得るものである。
【００４４】
また、上記実施形態における反射板１１及びアンテナ素子１３ａ〜１３ｃ、１４ａ〜１４ｃの各部の寸法は、上記実施形態で示した値に限定されるものではなく、要求されるアンテナ特性に応じて任意に設定し得るものである。
【００４５】
また、上記実施形態では、水平偏波用のアンテナ素子１３ａ〜１３ｃ及び垂直偏波用のアンテナ素子１４ａ〜１４ｃをそれぞれ３段にアレー配置した場合について示したが、アレー配置の段数は任意に設定することが可能である。
【００４６】
更に上記実施形態では、半円筒状の１つの反射板１１内に水平偏波用のアンテナ素子１３ａ〜１３ｃ及び垂直偏波用のアンテナ素子１４ａ〜１４ｃを設けた場合について示したが、水平偏波用のアンテナ素子１３ａ〜１３ｃ及び垂直偏波用のアンテナ素子１４ａ〜１４ｃをそれぞれ異なる半円筒状の反射板１１の内側に設け、水平偏波用テーパスロットアンテナと垂直偏波用テーパスロットアンテナとを別個に構成してもよい。
【００４７】
また、上記実施形態では、反射板１１を半円筒状に形成した場合について示したが、半円筒状に限らず、例えば６角形や８角形など多角筒状に形成しても良い。
また、本発明は、上記実施の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ものである。
【符号の説明】
【００４８】
１０…多周波共用テーパスロットアンテナ、１１…反射板、１２…反射板の開口部、１３、１３ａ〜１３ｃ…水平偏波用テーパスロットアンテナ素子、１４、１４ａ〜１４ｃ…垂直偏波用テーパスロットアンテナ素子、２１…スロット、２２…テーパスロット部、２３…給電点、２４…円形スタブ、２５ａ、２５ｂ…スリット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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