(57)【要約】【課題】６セクタ基地局に好適な半値全幅を容易に実現でき、構造が簡単なデュアルビームアンテナ用の給電回路及びアンテナ装置を提供する。【解決手段】水平方向に順次配置された第１〜第５アンテナ素子２ａ〜２ｅに給電を行う給電回路１であって、２つの入力端３１ａ，３１ｂと２つの出力端３２ａ，３２ｂとを有する９０度ハイブリッド回路３と、出力端３２ａから出力された給電信号を等分配して第２，４アンテナ素子２ｂ、２ｄに出力する等分配回路４と、出力端３２ｂから出力された給電信号を、第１，５アンテナ素子２ａ，２ｅに出力する電力が等しく、第１，５アンテナ素子２ａ，２ｅに出力する電力の和が第３アンテナ素子２ｃに出力する電力以下となるように分配する分配回路５と、を備え、第３アンテナ素子２ｃと、第２，４アンテナ素子２ｄの何れか一方とに、位相を反転させて給電するように構成されている。
2017085871.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平方向に順次配置された第１〜第５アンテナ素子に給電を行う給電回路であって、
給電信号が入力される２つの入力端と、２つの出力端とを有し、２つの前記入力端から入力された電力を等分配して２つの前記出力端から出力すると共に、一方の前記入力端から入力された給電信号を、一方の前記出力端に対して位相を９０度遅らせて他方の前記出力端に出力し、かつ、他方の前記入力端から入力された給電信号を、他方の前記出力端に対して位相を９０度遅らせて一方の前記出力端に出力する９０度ハイブリッド回路と、
一方の前記出力端から出力された給電信号を等分配して前記第２および第４アンテナ素子に出力する等分配回路と、
他方の前記出力端から出力された給電信号を分配して前記第１、第３、第５アンテナ素子に出力する分配回路と、を備え、
前記分配回路は、前記第１および第５アンテナ素子に出力する電力が等しく、かつ、前記第１および第５アンテナ素子に出力する電力の和が、前記第３アンテナ素子に出力する電力以下となるように分配するよう構成され、
前記第３アンテナ素子と、前記第２アンテナ素子と前記第４アンテナ素子の何れか一方とに、位相を反転させて給電するように構成されている、
給電回路。
【請求項２】
前記分配回路は、１入力３出力の１つの不等分配回路から構成される、
請求項１に記載の給電回路。
【請求項３】
前記第３アンテナ素子と、前記第２アンテナ素子と前記第４アンテナ素子の何れか一方とに、反転給電を行うことで、位相を反転させて給電するように構成されている、
請求項１または２に記載の給電回路。
【請求項４】
前記分配回路は、前記第１および第５アンテナ素子に出力する電力の和が、前記第３アンテナ素子に出力する電力より小さくなるように分配するよう構成されている、
請求項１乃至３の何れか１項に記載の給電回路。
【請求項５】
水平方向に順次配置された第１〜第５アンテナ素子と、
前記各アンテナ素子に給電を行う給電回路と、を備え、
前記給電回路は、
給電信号が入力される２つの入力端と、２つの出力端とを有し、２つの前記入力端から入力された電力を等分配して２つの前記出力端から出力すると共に、一方の前記入力端から入力された給電信号を、一方の前記出力端に対して位相を９０度遅らせて他方の前記出力端に出力し、かつ、他方の前記入力端から入力された給電信号を、他方の前記出力端に対して位相を９０度遅らせて一方の前記出力端に出力する９０度ハイブリッド回路と、
一方の前記出力端から出力された給電信号を等分配して前記第２および第４アンテナ素子に出力する等分配回路と、
他方の前記出力端から出力された給電信号を分配して前記第１、第３、第５アンテナ素子に出力する分配回路と、を備え、
前記分配回路は、前記第１および第５アンテナ素子に出力する電力が等しく、かつ、前記第１および第５アンテナ素子に出力する電力の和が、前記第３アンテナ素子に出力する電力以下となるように分配するよう構成され、
前記第３アンテナ素子と、前記第２アンテナ素子と前記第４アンテナ素子の何れか一方とに、位相を反転させて給電するように構成されている、
アンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デュアルビームアンテナ用の給電回路及びアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水平方向に配列された共通の複数のアンテナ素子を用いて、２つのビームを異なる方向に放射するデュアルビームアンテナ（ツインビームアンテナともいう）が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。【０００３】
デュアルビームアンテナ用の給電回路では、給電信号が入力される給電端子を２つ有し、当該２つの給電端子から入力された給電信号を各アンテナ素子に分配すると共に、各アンテナ素子に供給する給電信号の電力と位相をそれぞれ調整することで、２つのビームの放射方向等を調整することが行われている。【０００４】
特許文献１，２では、水平方向に３つ、４つ、または６つのアンテナ素子を配列する場合の給電回路構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５３２４０１４号公報
【特許文献２】国際公開第２０１０／０５９１８６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、近年、特に都市部に適用される移動体通信用の基地局アンテナでは、通信エリアを複数のセクタに分割し、収容能力や通信速度を向上させることが行われている。例えば、６セクタ基地局では、水平面内で６０度ごとに通信エリアを分割し、６つのセクタを形成している。【０００７】
６セクタ基地局に用いるアンテナ装置では、放射するビームの半値全幅が約３３度であり、他のセクタでの通信に影響を与えないように低サイドローブな水平面内指向性が要求される。【０００８】
しかしながら、特許文献１，２のように水平方向に配列されるアンテナ素子数を３，４とした場合、ビーム幅が広くなりすぎ、６セクタ基地局に適した半値全幅を実現することは困難であった。【０００９】
また、水平方向に配列されるアンテナ素子数を６とした場合、給電回路の構成が複雑となり、回路大型化や内部損失増加のおそれがあった。【００１０】
そこで、本発明は、６セクタ基地局に好適な半値全幅を容易に実現でき、構造が簡単なデュアルビームアンテナ用の給電回路及びアンテナ装置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】
【００１１】
本発明は、上記課題を解決することを目的として、水平方向に順次配置された第１〜第５アンテナ素子に給電を行う給電回路であって、給電信号が入力される２つの入力端と、２つの出力端とを有し、２つの前記入力端から入力された電力を等分配して２つの前記出力端から出力すると共に、一方の前記入力端から入力された給電信号を、一方の前記出力端に対して位相を９０度遅らせて他方の前記出力端に出力し、かつ、他方の前記入力端から入力された給電信号を、他方の前記出力端に対して位相を９０度遅らせて一方の前記出力端に出力する９０度ハイブリッド回路と、一方の前記出力端から出力された給電信号を等分配して前記第２および第４アンテナ素子に出力する等分配回路と、他方の前記出力端から出力された給電信号を分配して前記第１、第３、第５アンテナ素子に出力する分配回路と、を備え、前記分配回路は、前記第１および第５アンテナ素子に出力する電力が等しく、かつ、前記第１および第５アンテナ素子に出力する電力の和が、前記第３アンテナ素子に出力する電力以下となるように分配するよう構成され、前記第３アンテナ素子と、前記第２アンテナ素子と前記第４アンテナ素子の何れか一方とに、位相を反転させて給電するように構成されている、給電回路を提供する。【００１２】
また、本発明は、上記課題を解決することを目的として、水平方向に順次配置された第１〜第５アンテナ素子と、前記各アンテナ素子に給電を行う給電回路と、を備え、前記給電回路は、給電信号が入力される２つの入力端と、２つの出力端とを有し、２つの前記入力端から入力された電力を等分配して２つの前記出力端から出力すると共に、一方の前記入力端から入力された給電信号を、一方の前記出力端に対して位相を９０度遅らせて他方の前記出力端に出力し、かつ、他方の前記入力端から入力された給電信号を、他方の前記出力端に対して位相を９０度遅らせて一方の前記出力端に出力する９０度ハイブリッド回路と、一方の前記出力端から出力された給電信号を等分配して前記第２および第４アンテナ素子に出力する等分配回路と、他方の前記出力端から出力された給電信号を分配して前記第１、第３、第５アンテナ素子に出力する分配回路と、を備え、前記分配回路は、前記第１および第５アンテナ素子に出力する電力が等しく、かつ、前記第１および第５アンテナ素子に出力する電力の和が、前記第３アンテナ素子に出力する電力以下となるように分配するよう構成され、前記第３アンテナ素子と、前記第２アンテナ素子と前記第４アンテナ素子の何れか一方とに、位相を反転させて給電するように構成されている、アンテナ装置を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、６セクタ基地局に好適な半値全幅を容易に実現でき、構造が簡単なデュアルビームアンテナ用の給電回路及びアンテナ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る給電回路を模式的に示す概略構成図である。
【図２Ａ】一方の入力端から給電信号を入力した際において、各アンテナ素子２に給電される給電信号の位相を説明する説明図である。
【図２Ｂ】一方の入力端から給電信号を入力した際のビームの放射方向を説明する説明図である。
【図３Ａ】他方の入力端から給電信号を入力した際において、各アンテナ素子２に給電される給電信号の位相を説明する説明図である。
【図３Ｂ】他方の入力端から給電信号を入力した際のビームの放射方向を説明する説明図である。
【図４】本発明の一変形例に係る給電回路を模式的に示す概略構成図である。
【図５】本発明の一変形例に係る給電回路を模式的に示す概略構成図である。
【図６Ａ】本発明の一実施の形態に係るアンテナ装置を模式的に示す概略構成図である。
【図６Ｂ】アンテナ素子の概略構成を示す断面図である。
【図６Ｃ】アンテナ素子におけるスロット素子と給電線路の関係を示す説明図である。
【図７Ａ】第１スロット素子の通常給電を説明する説明図である。
【図７Ｂ】第１スロット素子の反転給電を説明する説明図である。
【図８】アンテナ装置を用いた６セクタ基地局を説明する説明図である。
【図９】アンテナ装置の放射特性を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［実施の形態］
以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００１６】
（給電回路）
図１は、本実施の形態に係る給電回路を模式的に示す概略構成図である。
【００１７】
本発明者らは、６セクタ基地局に好適な約３３度（より具体的には３０〜３３度±５度）の半値全幅を実現可能なアンテナ装置について鋭意検討したところ、水平方向に配列するアンテナ素子数を５とし、給電回路の回路構成を工夫することで、６セクタ基地局に好適な半値全幅を容易に実現できることを見出した。
【００１８】
図１に示すように、本実施の形態に係る給電回路１は、水平方向に配列された５つのアンテナ素子２に給電を行う回路である。ここでは、水平方向に第１〜第５アンテナ素子２ａ〜２ｅが順次配置されているとする。なお、給電回路１を搭載したアンテナ装置の具体的な構成については、後述する。
【００１９】
給電回路１は、９０度ハイブリッド回路３と、等分配回路４と、不等分配回路５と、を備えて構成される。
【００２０】
９０度ハイブリッド回路（９０度３ｄＢハイブリッド回路ともいう）３は、給電信号が入力される２つの入力端３１ａ，３１ｂと、２つの出力端３２ａ，３２ｂと、を有している。
【００２１】
９０度ハイブリッド回路３は、２つの入力端３１ａ，３１ｂから入力された電力を等分配して２つの出力端３２ａ，３２ｂから出力するように構成されている。
【００２２】
また、９０度ハイブリッド回路３は、一方の入力端３１ａから入力された給電信号を、一方の出力端３２ａに対して位相を９０度遅らせて他方の出力端３２ｂに出力し、かつ、他方の入力端３１ｂから入力された給電信号を、他方の出力端３２ｂに対して位相を９０度遅らせて一方の出力端３２ａに出力するように構成されている。
【００２３】
９０度ハイブリッド回路３の一方の出力端３２ａは、等分配回路４の入力に電気的に接続されている。９０度ハイブリッド回路３の他方の出力端３２ｂは、不等分配回路５の入力に電気的に接続されている。なお、９０度ハイブリッド回路３の具体的な構成は公知であるため、ここでは説明を省略する。
【００２４】
等分配回路４は、９０度ハイブリッド回路３の一方の出力端３２ａから出力された給電信号を等分配して、第２および第４アンテナ素子２ｂ，２ｄに出力するように構成されている。等分配回路４の一方の出力は第２アンテナ素子２ｂに電気的に接続され、他方の出力は第４アンテナ素子２ｄに電気的に接続されている。
【００２５】
不等分配回路５は、１入力３出力の分配回路からなり、９０度ハイブリッド回路３の他方の出力端３２ｂから出力された給電信号を分配して第１、第３、第５アンテナ素子２ａ，２ｃ，２ｅに出力するように構成されている。
【００２６】
また、不等分配回路５は、第１および第５アンテナ素子２ａ，２ｅに出力する電力が等しく、かつ、第１および第５アンテナ素子２ａ，２ｅに出力する電力の和が、第３アンテナ素子２ｃに出力する電力以下となるように分配するよう構成されている。
【００２７】
等分配回路４、不等分配回路５、各回路３，４，５間の配線、および、分配回路４，５と各アンテナ素子２間の配線は、プリント基板を用いたマイクロストリップ線路で構成されてもよい。また、各回路３，４，５とアンテナ素子２とが共通のプリント基板に搭載され一体構成となっていてもよい。
【００２８】
さらに、給電回路１では、第３アンテナ素子２ｃと第４アンテナ素子２ｄに、位相を反転させて給電するように構成されている。ここでは、
第３アンテナ素子２ｃと第４アンテナ素子２ｄに反転給電を行うことで、位相を反転させて給電するように構成した。反転給電の詳細については後述する。
【００２９】
なお、反転給電に限らず、例えば、遅延回路等の位相調整回路を挿入することにより、第３アンテナ素子２ｃと第４アンテナ素子２ｄに、位相を反転させて給電するよう構成してもよい。ただし、この場合、位相調整回路で調整される位相が給電信号の周波数によって変化するおそれがあるため、特に使用周波数範囲が広いアンテナ装置に適用する場合には、確実に位相を反転できる反転給電を用いることがより望ましいといえる。
【００３０】
ここで、各アンテナ素子２に給電される給電信号の電力について説明する。
【００３１】
不等分配回路５から第１および第５アンテナ素子２ａ，２ｅに出力する電力をＰ１／２、不等分配回路５から第３アンテナ素子２ｃに出力する電力をＰ２とすると、Ｐ１≦Ｐ２の関係が成立する。
【００３２】
この場合、９０度ハイブリッド回路３の出力端３２ａ，３２ｂから出力される電力はＰ１＋Ｐ２となり、第２および第４アンテナ素子２ｂ，２ｄには、（Ｐ１＋Ｐ２）／２の電力が給電されることになる。
【００３３】
つまり、給電回路１では、（第３アンテナ素子２ｃに供給される電力（＝Ｐ２））≧（第２，４アンテナ素子２ｂ、２ｄに供給される電力（＝（Ｐ１＋Ｐ２）／２））＞（第１，５アンテナ素子２ａ，２ｅに供給される電力（＝Ｐ１／２））の関係が成り立ち、中央に配置されたアンテナ素子２（第３アンテナ素子２ｃ）に供給される電力が最も大きく、端に配置されたアンテナ素子２（第１，５アンテナ素子２ａ，２ｅ）に供給される電力が最も小さくなる。
【００３４】
一般に、水平方向に配列されるアンテナ素子において、中央に配置されるアンテナ素子ほど給電電力を大きく、端に配置されるアンテナ素子ほど給電電力を小さくすることで、不要な放射を抑え、サイドローブを抑制できることが知られている。給電回路１では、Ｐ１とＰ２の比率を不等分配回路５にて容易に調整可能であり、各アンテナ素子２に供給する電力の割合を容易に調整し、サイドローブを抑制することが可能である。
【００３５】
サイドローブをより抑制するためには、Ｐ１＜Ｐ２とし、（第３アンテナ素子２ｃに供給される電力）＞（第２，４アンテナ素子２ｂ、２ｄに供給される電力）＞（第１，５アンテナ素子２ａ，２ｅに供給される電力）とすることがより望ましい。
【００３６】
次に、各アンテナ素子２に給電される給電信号の位相について説明する。
【００３７】
図２Ａに示すように、図示左側の入力端３１ａから給電信号を入力した場合、９０度ハイブリッド回路３の一方の出力端３２ａから出力される給電信号の位相を０度とすると、他方の出力端３２ｂから出力される給電信号の位相は―９０度となる。
【００３８】
第１，第５アンテナ素子２ａ，２ｅに給電される給電信号の位相は、他方の出力端３２ｂから出力される給電信号の位相と同じ−９０度となる。また、第２アンテナ素子２ｂに給電される給電信号の位相は、一方の出力端３２ａから出力される給電信号の位相と同じ０度となる。
【００３９】
第３アンテナ素子２ｃに給電される給電信号の位相は、他方の出力端３２ｂから出力される給電信号の位相を反転したものとなり、９０度となる。また、第４アンテナ素子２ｄに給電される給電信号の位相は、一方の出力端３２ａから出力される給電信号の位相を反転したものとなり、１８０度となる。
【００４０】
よって、図示左側の入力端３１ａから給電信号を入力した場合、第１〜第５アンテナ素子２ａ〜２ｅの位相は、それぞれ、−９０度、０度、９０度、１８０度、−９０度（２７０度）となり、各アンテナ素子２に９０度ずつ異なる位相の給電信号が供給される。この場合、図２Ｂに示すように、図示左側の方向にビームが放射されることになる。
【００４１】
他方、図３Ａに示すように、図示右側の入力端３１ｂから給電信号を入力した場合、９０度ハイブリッド回路３の他方の出力端３２ｂから出力される給電信号の位相を０度とすると、一方の出力端３２ａから出力される給電信号の位相は―９０度となる。
【００４２】
第１，第５アンテナ素子２ａ，２ｅに給電される給電信号の位相は、他方の出力端３２ｂから出力される給電信号の位相と同じ０度となる。また、第２アンテナ素子２ｂに給電される給電信号の位相は、一方の出力端３２ａから出力される給電信号の位相と同じ−９０度となる。
【００４３】
第３アンテナ素子２ｃに給電される給電信号の位相は、他方の出力端３２ｂから出力される給電信号の位相を反転したものとなり、−１８０度（１８０度）となる。また、第４アンテナ素子２ｄに給電される給電信号の位相は、一方の出力端３２ａから出力される給電信号の位相を反転したものとなり、−２７０度（９０度）となる。
【００４４】
よって、図示右側の入力端３１ｂから給電信号を入力した場合、第１〜第５アンテナ素子２ａ〜２ｅの位相は、それぞれ、０度、−９０度、−１８０度、−２７０度、０度（−３６０度）となり、各アンテナ素子２に９０度ずつ異なる位相の給電信号が供給される。この場合、図３Ｂに示すように、図示右側の方向にビームが放射されることになる。
【００４５】
ビームの放射方向は、アンテナ素子２の間隔により調整することができる。６セクタ基地局に適用する場合、両入力端３１ａ，３１ｂから給電された際に出力される２つのビームの放射方向が水平面内でなす角度が６０度程度となるように、アンテナ素子２の間隔を調整するとよい。
【００４６】
（給電回路１の変形例）
本実施の形態では、第３および第４アンテナ素子２ｃ，２ｄに反転給電を行ったが、これに限らず、図４に示すように、第２および第３アンテナ素子２ｂ，２ｃに反転給電を行うように構成してもよい。この場合、図示右側の入力端３１ａから給電信号を入力した際には図示左側の方向にビームが放射され、図示左側の入力端３１ｂから給電信号を入力した際には図示右側の方向にビームが放射されることになり、ビームの放射方向が図１の場合と反対になる。
【００４７】
また、図５に示すように、１入力３出力の不等分配回路５を、１入力２出力の不等分配回路５１と等分配回路５２の２つの分配回路で構成してもよい。この場合、不等分配回路５１は、Ｐ２の電力を第３アンテナ素子２ｃに出力し、Ｐ１（Ｐ１≦Ｐ２、好ましくはＰ１＜Ｐ２）の電力を等分配回路５２に出力するように構成され、等分配回路５２は、入力されたＰ１の電力を等分配して第１および第５アンテナ素子２ａ，２ｅに出力するように構成される。
【００４８】
ただし、図５の構成では、分配回路５１，５２を多段に接続する構成となるため、特に使用周波数範囲が広いアンテナ装置に適用する場合には、反射等の影響により特定の周波数において各アンテナ素子２への電力分配比が所望の値からずれてしまうことも考えられる。また、分配回路５１，５２を多段に接続する構成とすることで、回路の大型化につながるおそれもある。よって、特に使用周波数範囲が広いアンテナ装置に適用する場合には、図１に示したように、１入力３出力の不等分配回路５を用いることがより望ましいといえる。
【００４９】
（アンテナ装置の構成）
次に、給電回路１を搭載するアンテナ装置について説明する。図６Ａはアンテナ装置のアンテナ素子の配置を示す概略構成図、図６Ｂはアンテナ素子の概略構成を示す断面図、図６Ｃはスロットと給電線路との関係を示す説明図である。
【００５０】
図６Ａに示すように、アンテナ装置１００は、水平方向（図示左右方向）および鉛直方向（図示上下方向）に、アンテナ素子１０１を整列配置して構成されている。本実施の形態では、水平方向に５つのアンテナ素子１０１が配列されている。鉛直方向の配列数（段数）は、例えば、１２段、１６段など、適宜設定可能である。
【００５１】
図６Ｂおよび図６Ｃに示すように、本実施の形態では、各アンテナ素子１０１は、スロット結合型のパッチアンテナから構成されている。アンテナ素子１０１は、誘電体基板１０２の裏面に形成された導体層からなり当該導体層を貫通するスロット１０３が形成されたスロット形成層１０４と、誘電体基板１０２の表面に形成された給電用の給電線路１０５と、誘電体基板１０２の表面に対して離間して対向配置された矩形の板状の放射素子１０６と、を有している。
【００５２】
本実施の形態では、スロット１０３の形状をＸ字状に形成し、鉛直方向に対して４５度傾斜した第１スロット素子１０３ａと、鉛直方向に対して−４５度傾斜した第２スロット素子１０３ｂと、を形成した。
【００５３】
給電線路１０５は、第１スロット素子１０３ａに給電を行う第１給電線路１０５ａと、第２スロット素子１０３ｂに給電を行う第２給電線路１０５ｂと、を備えている。
【００５４】
第１給電線路１０５ａは、第１スロット素子１０３ａの長軸方向における中心位置において、平面視で第１スロット素子１０３ａを短軸方向に横切るように形成されている。第１給電線路１０５ａに給電を行うと、第１スロット素子１０３ａが励振され、放射素子１０６と結合して電波が放射される。このとき放射される電波は、鉛直方向に対して４５度傾斜した偏波となる。
【００５５】
同様に、第２給電線路１０５ｂは、第２スロット素子１０３ｂの長軸方向における中心位置において、平面視で第２スロット素子１０３ｂを短軸方向に横切るように形成されている。第２給電線路１０５ｂに給電を行うと、第２スロット素子１０３ｂが励振され、放射素子１０６と結合して電波が放射される。このとき放射される電波は、鉛直方向に対して−４５度傾斜した偏波となる。
【００５６】
水平方向に配置された５つの第１スロット素子１０３ａは、図１における第１〜第５アンテナ素子２ａ〜２ｅに対応するものであり、これらに５つの第１スロット素子１０３ａに、本実施の形態に係る給電回路１が接続されている。
【００５７】
また、５つの第１スロット素子１０３ａのうち、第３および第４アンテナ素子２ｃ，２ｄに相当する第１スロット素子１０３ａ（図６Ａにおける左から３，４番目のアンテナ素子１０１の第１スロット素子１０３ａ）には、反転給電がなされている。
【００５８】
例えば、第１スロット素子１０３ａの通常の給電が、図７Ａに示すように、第１スロット素子１０３ａに対して第１給電線路１０５ａを左上から右下へと延出し交差させる構造となっている場合、図７Ｂに示すように、第１スロット素子１０３ａに対して第１給電線路１０５ａを右下から左上へと延出し交差させることで、図７Ａの場合に対して給電信号の電流の向きを反対とし、反転給電を実現することができる。
【００５９】
同様に、水平方向に配置された５つの第２スロット素子１０３ｂは、図１における第１〜第５アンテナ素子２ａ〜２ｅに対応するものであり、これらに５つの第１スロット素子１０３ａに、本実施の形態に係る給電回路１が接続されている。５つの第２スロット素子１０３ｂのうち、第３および第４アンテナ素子２ｃ，２ｄに相当する第２スロット素子１０３ｂには、反転給電がなされる構成となっている。
【００６０】
このように、アンテナ装置１００では、水平方向に配置された５つのスロット素子１０３ａ，１０３ｂがそれぞれ１組として扱われており、各組のスロット素子１０３ａ，１０３ｂに、それぞれ給電回路１が接続されている。
【００６１】
図示していないが、各給電回路１の上流側には、鉛直方向に配置された各組のアンテナ素子１０１に給電信号を分配し、各組のアンテナ素子１０１に供給する給電信号の電力、位相を調整する上流側給電回路が設けられている。この上流側給電回路にて各組のアンテナ素子１０１に供給する給電信号の電力、位相を調整することで、鉛直方向におけるビームの放射方向、すなわち電気チルト角を調整することができる。
【００６２】
アンテナ装置１００は、２方向にビームを放射可能なデュアルビームアンテナであり、２つのセクタをカバーできるため、図８に示すように、３つのアンテナ装置１００を用いることで、６セクタ基地局用のアンテナ装置を容易に実現することができる。なお、図８では、ビームが放射される範囲を破線にて模式的に示している。
【００６３】
アンテナ装置１００の放射特性を図９に示す。図９では、図１における左側の入力端３１ａから給電信号を入力した際に放射されるビームを左ビーム、図１における右側の入力端３１ｂから給電信号を入力した際に放射されるビームを右ビームとして示している。また、給電信号の周波数は１９４０ＭＨｚとし、Ｐ１：Ｐ２＝０．３２：１、アンテナ素子１０１の水平方向および鉛直方向の間隔を６５ｍｍとした。
【００６４】
図９に示すように、アンテナ装置１００では、左右のビーム共にサイドローブが−２０ｄＢ以下と低く、また、３ｄＢビーム幅（半値全幅）が約３０度となっており、６セクタ基地局に用いるアンテナ装置として好適である。
【００６５】
（実施の形態の作用及び効果）
以上説明したように、本実施の形態に係る給電回路１では、水平方向に順次配置された第１〜第５アンテナ素子２ａ〜２ｅに給電を行うように構成され、給電信号が入力される２つの入力端３１ａ，３１ｂと、２つの出力端３２ａ，３２ｂとを有し、２つの入力端３１ａ，３１ｂから入力された電力を等分配して２つの出力端３２ａ，３２ｂから出力すると共に、一方の入力端３１ａから入力された給電信号を、一方の出力端３２ａに対して位相を９０度遅らせて他方の出力端３２ｂに出力し、かつ、他方の入力端３１ｂから入力された給電信号を、他方の出力端３２ｂに対して位相を９０度遅らせて一方の出力端３２ａに出力する９０度ハイブリッド回路３と、一方の出力端３２ａから出力された給電信号を等分配して第２および第４アンテナ素子２ｂ，２ｄに出力する等分配回路４と、他方の出力端３２ｂから出力された給電信号を分配して第１、第３、第５アンテナ素子２ａ，２ｃ，２ｅに出力する不等分配回路５と、を備え、不等分配回路５は、第１および第５アンテナ素子２ａ，２ｅに出力する電力が等しく、かつ、第１および第５アンテナ素子２ａ，２ｅに出力する電力の和が、第３アンテナ素子２ｃに出力する電力以下となるように分配するよう構成され、第３アンテナ素子２ｃと、第２アンテナ素子２ｂと第４アンテナ素子２ｄの何れか一方とに、位相を反転させて給電するように構成されている。
【００６６】
このように構成することで、簡単な回路構成で５つのアンテナ素子２に給電を行うことが可能となり、６セクタ基地局に好適な半値全幅（３０〜３３度±５度）を容易に実現でき、構造が簡単なデュアルビームアンテナ装置用の給電回路１を実現できる。
【００６７】
給電回路１では、回路構成が簡単であるため、回路の大型化を抑制でき、内部損失を抑制することが可能である。
【００６８】
また、給電回路１は、不等分配回路５での電力分配比を調整することで、各アンテナ素子２に給電される電力分配比を容易に調整可能であり、電力分配比の自由度が高く、低サイドローブな指向性を容易に実現できる。
【００６９】
さらに、給電回路１では、第１，５アンテナ素子２ａ，２ｅに給電される電力が等しく、また第２，４アンテナ素子２ｂ，２ｄに給電される電力が等しくなり、電力分配比が必ず対称となるため、対称な放射指向性が得られる。
【００７０】
（実施の形態のまとめ）
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号等は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。
【００７１】
［１］水平方向に順次配置された第１〜第５アンテナ素子（２ａ〜２ｅ）に給電を行う給電回路（１）であって、給電信号が入力される２つの入力端（３１ａ，３１ｂ）と、２つの出力端（３２ａ，３２ｂ）とを有し、２つの前記入力端（３１ａ，３１ｂ）から入力された電力を等分配して２つの前記出力端（３２ａ，３２ｂ）から出力すると共に、一方の前記入力端（３１ａ）から入力された給電信号を、一方の前記出力端（３２ａ）に対して位相を９０度遅らせて他方の前記出力端（３２ｂ）に出力し、かつ、他方の前記入力端（３１ｂ）から入力された給電信号を、他方の前記出力端（３２ｂ）に対して位相を９０度遅らせて一方の前記出力端（３２ａ）に出力する９０度ハイブリッド回路（３）と、一方の前記出力端（３２ａ）から出力された給電信号を等分配して前記第２および第４アンテナ素子（２ｂ、２ｄ）に出力する等分配回路（４）と、他方の前記出力端（３２ｂ）から出力された給電信号を分配して前記第１、第３、第５アンテナ素子（２ａ，２ｃ，２ｅ）に出力する分配回路（５）と、を備え、前記分配回路（５）は、前記第１および第５アンテナ素子（２ａ，２ｅ）に出力する電力が等しく、かつ、前記第１および第５アンテナ素子（２ａ，２ｅ）に出力する電力の和が、前記第３アンテナ素子（２ｃ）に出力する電力以下となるように分配するよう構成され、前記第３アンテナ素子（２ｃ）と、前記第２アンテナ素子（２ｂ）と前記第４アンテナ素子（２ｄ）の何れか一方とに、位相を反転させて給電するように構成されている、給電回路（１）。
【００７２】
［２］前記分配回路（５）は、１入力３出力の１つの不等分配回路（５）から構成される、［１］に記載の給電回路（１）。
【００７３】
［３］前記第３アンテナ素子（２ｃ）と、前記第２アンテナ素子（２ｂ）と前記第４アンテナ素子（２ｄ）の何れか一方とに、反転給電を行うことで、位相を反転させて給電するように構成されている、［１］または［２］に記載の給電回路（１）。
【００７４】
［４］前記分配回路（５）は、前記第１および第５アンテナ素子（２ａ，２ｅ）に出力する電力の和が、前記第３アンテナ素子（２ｃ）に出力する電力より小さくなるように分配するよう構成されている、［１］乃至［３］の何れか１項に記載の給電回路（１）。
【００７５】
［５］水平方向に順次配置された第１〜第５アンテナ素子（２ａ〜２ｅ）と、前記各アンテナ素子（２ａ〜２ｅ）に給電を行う給電回路（１）と、を備え、前記給電回路（１）は、給電信号が入力される２つの入力端（３１ａ，３１ｂ）と、２つの出力端（３２ａ，３２ｂ）とを有し、２つの前記入力端（３１ａ，３１ｂ）から入力された電力を等分配して２つの前記出力端（３２ａ，３２ｂ）から出力すると共に、一方の前記入力端（３１ａ）から入力された給電信号を、一方の前記出力端（３２ａ）に対して位相を９０度遅らせて他方の前記出力端（３２ｂ）に出力し、かつ、他方の前記入力端（３１ｂ）から入力された給電信号を、他方の前記出力端（３２ｂ）に対して位相を９０度遅らせて一方の前記出力端（３２ａ）に出力する９０度ハイブリッド回路（３）と、一方の前記出力端（３２ａ）から出力された給電信号を等分配して前記第２および第４アンテナ素子（２ｂ、２ｄ）に出力する等分配回路（４）と、他方の前記出力端（３２ｂ）から出力された給電信号を分配して前記第１、第３、第５アンテナ素子（２ａ，２ｃ，２ｅ）に出力する分配回路（５）と、を備え、前記分配回路（５）は、前記第１および第５アンテナ素子（２ａ，２ｅ）に出力する電力が等しく、かつ、前記第１および第５アンテナ素子（２ａ，２ｅ）に出力する電力の和が、前記第３アンテナ素子（２ｃ）に出力する電力以下となるように分配するよう構成され、前記第３アンテナ素子（２ｃ）と、前記第２アンテナ素子（２ｂ）と前記第４アンテナ素子（２ｄ）の何れか一方とに、位相を反転させて給電するように構成されている、アンテナ装置（１００）。
【００７６】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【００７７】
本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。
【００７８】
例えば、上記実施の形態では、アンテナ素子１０１としてスロット結合型のパッチアンテナを用いる場合を説明したが、アンテナ素子１０１の具体的な形状等はこれに限定されず、例えば、アンテナ素子１０１はダイポールアンテナであってもよい。
【００７９】
また、上記実施の形態では言及しなかったが、本発明の給電回路１を適用したアンテナ装置を用いることにより、入力端３１ａ，３１ｂから出力される受信信号のレベル差および位相差から、受信した電波の到来方向を推定する到来波方向推定システムを実現することも可能である。
【符号の説明】
【００８０】
１…給電回路
２…アンテナ素子
２ａ…第１アンテナ素子
２ｂ…第２アンテナ素子
２ｃ…第３アンテナ素子
２ｄ…第４アンテナ素子
２ｅ…第５アンテナ素子
３…９０度ハイブリッド回路
３１ａ，３１ｂ…入力端
３２ａ，３２ｂ…出力端
４…等分配回路
５…不等分配回路（分配回路）
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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