(57)【要約】  アンテナ（１００ａ）の指向性を切り替えつつ分配回路内のスイッチング回路（５ａ〜５ｄ）による信号の損失を抑制することを目的とする。  分配回路内に、第一の線路（１０ａ）に並列接続されるｎ個（ｎは２以上の整数）の第二線路（１２ａ）とそれぞれ放射方向が異なるｎ個のアンテナ素子（８）にそれぞれ接続される出力端子（７）との接続を、ＯＮまたはＯＦＦに切り替えるスイッチング回路（５ａ〜５ｄ）を設け、ｎ個のスイッチング回路（５ａ〜５ｄ）のうち任意に選択されたｍ個（ｍは１以上（ｎ−１）以下の整数）のスイッチング回路（５ｂ、５ｄ）がＯＮに切り替えた場合、ｎ個の第二の線路（１２ａ）の特性インピーダンスの値を、第一の線路（１０ａ）の特性インピーダンスとＯＮに切り替えたスイッチング回路（５ｂ、５ｄ）の個数ｍとの積の値に設定する。
2017187473.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号が入力される入力端子と、
それぞれ放射方向が異なるｎ個（ｎは２以上の整数）のアンテナ素子にそれぞれ接続され、前記入力端子に入力された信号を出力するｎ個の出力端子と、
一端が前記入力端子に接続された第一の線路と、
一端が前記第一の線路の他端にそれぞれ並列に接続されたｎ個の第二の線路と、
前記ｎ個の第二の線路の他端及び前記ｎ個の出力端子にそれぞれ接続され、前記ｎ個の第二の線路の他端と前記ｎ個の出力端子との接続をそれぞれＯＮあるいはＯＦＦに切り替えるｎ個のスイッチング回路とを備え、
前記ｎ個のスイッチング回路のうち任意に選択されたｍ個（ｍは１以上（ｎ−１）以下の整数）のスイッチング回路がＯＮに切り替えた場合、
前記ｎ個の第二の線路の特性インピーダンスの値を、前記第一の線路の特性インピーダンスと前記ＯＮに切り替えたスイッチング回路の個数ｍとの積の値に設定する
分配回路。
【請求項２】
前記スイッチング回路は、前記第二の線路をグランド端子に切り替えて接続するスイッチ端子を有する
請求項１記載の分配回路。
【請求項３】
前記スイッチング回路は、前記第二の線路を開放端子に切り替えて接続するスイッチ端子を有する
請求項１記載の分配回路。
【請求項４】
前記ｎ個の第二の線路の長さは、前記ｎ個の第二の線路の動作周波数における管内波長の１／４の奇数倍である
請求項２記載の分配回路。
【請求項５】
前記ｎ個の第二の線路の長さは、前記ｎ個の第二の線路の動作周波数における管内波長の１／２の整数倍である
請求項３記載の分配回路。
【請求項６】
信号が入力される入力端子と、
ｎ個（ｎは２以上の整数）のアンテナ素子にそれぞれ接続され、前記入力端子に入力された信号を出力するｎ個の出力端子と、
一端が前記入力端子に接続された第一の線路と、
一端が前記第一の線路の他端に接続された第二の線路と、
一端が前記第一の線路の他端に前記第二の線路と並列に接続され、前記第二の線路と異なる遅延時間で信号を伝播させる第三の線路と、
一端が前記第二の線路の他端にそれぞれ並列に接続されたｎ個の第四の線路と、
一端が前記第三の線路の他端にそれぞれ並列に接続されたｎ個の第五の線路と、
前記ｎ個の第四の線路の他端と前記ｎ個の第五の線路の他端及び前記ｎ個の出力端子にそれぞれ接続され、前記ｎ個の出力端子との接続をそれぞれ前記第四の線路の他端あるいは前記第五の線路の他端に切り替えるｎ個のスイッチング回路とを備え、
前記ｎ個のスイッチング回路のうち任意に選択されたｍ個（ｍは１以上（ｎ−１）以下の整数）のスイッチング回路が前記第四の線路の他端に切り替え接続し、（ｎ−ｍ）個のスイッチング回路が前記第五の線路の他端に切り替え接続する場合、
前記ｎ個の第四の線路の特性インピーダンスの値を、前記第二の線路の特性インピーダンスと前記出力端子に接続した前記第四の線路の個数ｍとの積の値に設定し、
前記ｎ個の第五の線路の特性インピーダンスの値を、前記第三の線路の特性インピーダンスと前記出力端子に接続した前記第五の線路の個数（ｎ−ｍ）との積の値に設定する
分配回路。
【請求項７】
前記ｎ個の第四の線路の長さは、前記ｎ個の第四の線路の動作周波数における管内波長の１／２の整数倍であり、
前記ｎ個の第五の線路の長さは、前記ｎ個の第五の線路の動作周波数における管内波長の１／２の整数倍である
請求項６記載の分配回路。
【請求項８】
前記ｎ個の第四の線路の長さは、前記ｎ個の第四の線路の動作周波数における管内波長の１／４の整数倍であり、
前記ｎ個の第五の線路の長さは、前記ｎ個の第五の線路の動作周波数における管内波長の１／４の整数倍である
請求項６記載の分配回路。
【請求項９】
前記スイッチング回路は、単入力多出力のスイッチである
請求項６記載の分配回路。
【請求項１０】
信号が入力される入力端子と、
ｎ個（ｎは２以上の整数）の第一のアンテナ素子にそれぞれ接続され、前記入力端子に入力された信号を出力するｎ個の第一の出力端子と、
ｌ個（ｌは２以上の整数）の第二のアンテナ素子にそれぞれ接続され、前記入力端子に入力された信号を出力するｌ個の第二の出力端子と、
一端が前記入力端子に接続された第一の線路と、
一端が前記第一の線路の他端に並列に接続され、互いに異なる遅延時間で信号を伝播させる第二の線路及び第三の線路と、
一端が前記第二の線路の他端にそれぞれ並列に接続されたｎ個の第四の線路と、
一端が前記第三の線路の他端にそれぞれ並列に接続されたｌ個の第五の線路と、
前記ｎ個の第四の線路の他端及び前記ｎ個の第一の出力端子にそれぞれ接続され、前記ｎ個の第四の線路の他端と前記ｎ個の第一の出力端子との接続をそれぞれＯＮあるいはＯＦＦに切り替えるｎ個の第一のスイッチング回路と、
前記ｌ個の第五の線路の他端及び前記ｌ個の第二の出力端子にそれぞれ接続され、前記ｌ個の第五の線路の他端と前記ｌ個の第二の出力端子との接続をそれぞれＯＮあるいはＯＦＦに切り替えるｌ個の第二のスイッチング回路とを備え、
前記ｎ個の第一のスイッチング回路のうち任意に選択されたｍ個（ｍは１以上（ｎ−１）以下の整数）の第一のスイッチング回路がＯＮに切り替え、前記ｌ個の第二のスイッチング回路のうち任意に選択されたｘ個（ｘは１以上（ｌ−１）以下の整数）の第二のスイッチング回路がＯＮに切り替えた場合、
前記ｎ個の第四の線路の特性インピーダンスの値を、前記第二の線路の特性インピーダンスと前記ＯＮに切り替えた第一のスイッチング回路の個数ｍとの積の値に設定し、
前記ｌ個の第五の線路の特性インピーダンスの値を、前記第三の線路の特性インピーダンスと前記ＯＮに切り替えた第二のスイッチング回路の個数ｘとの積の値に設定する
分配回路。
【請求項１１】
前記スイッチング回路は、ダイオードスイッチである
請求項１、６、１０のいずれか１項に記載の分配回路。
【請求項１２】
前記スイッチング回路は、ＳＰＤＴスイッチである
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、１０のいずれか１項に記載の分配回路。
【請求項１３】
前記第一の線路及び前記第二の線路はストリップ線路である
請求項１記載の分配回路。
【請求項１４】
前記第二の線路、前記第三の線路、前記第四の線路及び前記第五の線路はストリップ線路である
請求項６、１０のいずれか１項に記載の分配回路。
【請求項１５】
前記第一の線路は同軸線路であり、前記第二の線路はストリップ線路である
請求項１記載の分配回路。
【請求項１６】
前記第二の線路及び前記第三の線路は同軸線路であり、前記第四の線路及び前記第五の線路はストリップ線路である
請求項６、１０のいずれか１項に記載の分配回路。
【請求項１７】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の分配回路と、
前記ｎ個の出力端子にそれぞれ接続されたｎ個のアンテナ素子と
を備えたアンテナ。
【請求項１８】
請求項１０記載の分配回路と、
前記ｎ個の第一の出力端子にそれぞれ接続されたｎ個の第一のアンテナ素子と、
前記ｌ個の第二の出力端子にそれぞれ接続されたｌ個の第二のアンテナ素子と
を備えたアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号を分配する分配回路及び分配回路を有するアンテナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１の従来のアンテナでは、変化する到来方向からの電波を高いレベルで送受信するために、分配回路と、互いに離間して配置される一対のアンテナ素子とを備える。特許文献１のアンテナの分配回路は、信号を入力する入力端子に二つに分岐した分岐線路を介してアンテナ素子がそれぞれ接続される。分岐線路の一方とこの分岐線路の一方に接続されるアンテナ素子との間には線路と遅延回路とが並列に接続されるとともに、前記線路と遅延回路のいずれかに切り替える２つのスイッチング回路を備えている。２つのスイッチング回路を切り替えて一対のアンテナ素子の一方に残りのアンテナ素子と同相の信号あるいは位相差を生じる信号を伝播させることにより、簡易な構成で指向性を切り替える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平６−４１２１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した従来のアンテナでは、一対のアンテナ素子の一方に信号を伝播する線路と遅延回路とを切り替えるために、アンテナ素子の一方に少なくとも２つのスイッチング回路が必要であり、スイッチング回路による信号の損失が大きくなっていた。このため、スイッチング回路を含む分配回路での信号の損失が大きくなるという問題があった。【０００５】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、アンテナの指向性を切り替えつつ分配回路内のスイッチング回路による信号の損失を抑制できる分配回路及び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】
【０００６】
本発明に係る分配回路は、信号が入力される入力端子と、それぞれ放射方向が異なるｎ個（ｎは２以上の整数）のアンテナ素子にそれぞれ接続され、入力端子に入力された信号を出力するｎ個の出力端子と、一端が入力端子に接続された第一の線路と、一端が第一の線路の他端にそれぞれ並列に接続されたｎ個の第二の線路と、ｎ個の第二の線路の他端及びｎ個の出力端子にそれぞれ接続され、ｎ個の第二の線路の他端とｎ個の出力端子との接続をそれぞれＯＮあるいはＯＦＦに切り替えるｎ個のスイッチング回路とを備え、ｎ個のスイッチング回路のうち任意に選択されたｍ個（ｍは１以上（ｎ−１）以下の整数）のスイッチング回路がＯＮに切り替えた場合、ｎ個の第二の線路の特性インピーダンスの値を、第一の線路の特性インピーダンスとＯＮに切り替えたスイッチング回路の個数ｍとの積の値に設定する。【０００７】
本発明に係る分配回路は、信号が入力される入力端子と、ｎ個（ｎは２以上の整数）のアンテナ素子にそれぞれ接続され、入力端子に入力された信号を出力するｎ個の出力端子と、一端が入力端子に接続された第一の線路と、一端が第一の線路の他端に接続された第二の線路と、一端が第一の線路の他端に第二の線路と並列に接続され、第二の線路と異なる遅延時間で信号を伝播させる第三の線路と、一端が第二の線路の他端にそれぞれ並列に接続されたｎ個の第四の線路と、一端が第三の線路の他端にそれぞれ並列に接続されたｎ個の第五の線路と、ｎ個の第四の線路の他端とｎ個の第五の線路の他端及びｎ個の出力端子にそれぞれ接続され、ｎ個の出力端子との接続をそれぞれ第四の線路の他端あるいは第五の線路の他端に切り替えるｎ個のスイッチング回路とを備え、ｎ個のスイッチング回路のうち任意に選択されたｍ個（ｍは１以上（ｎ−１）以下の整数）のスイッチング回路が第四の線路の他端に切り替え接続し、（ｎ−ｍ）個のスイッチング回路が第五の線路の他端に切り替え接続する場合、ｎ個の第四の線路の特性インピーダンスの値を、第二の線路の特性インピーダンスと出力端子に接続した第四の線路の個数ｍとの積の値に設定し、ｎ個の第五の線路の特性インピーダンスの値を、第三の線路の特性インピーダンスと出力端子に接続した第五の線路の個数（ｎ−ｍ）との積の値に設定する。【０００８】
本発明に係る分配回路は、信号が入力される入力端子と、ｎ個（ｎは２以上の整数）の第一のアンテナ素子にそれぞれ接続され、入力端子に入力された信号を出力するｎ個の第一の出力端子と、ｌ個（ｌは２以上の整数）の第二のアンテナ素子にそれぞれ接続され、入力端子に入力された信号を出力するｌ個の第二の出力端子と、一端が入力端子に接続された第一の線路と、一端が第一の線路の他端に並列に接続され、互いに異なる遅延時間で信号を伝播させる第二の線路及び第三の線路と、一端が第二の線路の他端にそれぞれ並列に接続されたｎ個の第四の線路と、一端が第三の線路の他端にそれぞれ並列に接続されたｌ個の第五の線路と、ｎ個の第四の線路の他端及びｎ個の第一の出力端子にそれぞれ接続され、ｎ個の第四の線路の他端とｎ個の第一の出力端子との接続をそれぞれＯＮあるいはＯＦＦに切り替えるｎ個の第一のスイッチング回路と、ｌ個の第五の線路の他端及びｌ個の第二の出力端子にそれぞれ接続され、ｌ個の第五の線路の他端とｌ個の第二の出力端子との接続をそれぞれＯＮあるいはＯＦＦに切り替えるｌ個の第二のスイッチング回路とを備え、ｎ個の第一のスイッチング回路のうち任意に選択されたｍ個（ｍは１以上（ｎ−１）以下の整数）の第一のスイッチング回路がＯＮに切り替え、ｌ個の第二のスイッチング回路のうち任意に選択されたｘ個（ｘは１以上（ｌ−１）以下の整数）の第二のスイッチング回路がＯＮに切り替えた場合、ｎ個の第四の線路の特性インピーダンスの値を、第二の線路の特性インピーダンスとＯＮに切り替えた第一のスイッチング回路の個数ｍとの積の値に設定し、ｌ個の第五の線路の特性インピーダンスの値を、第三の線路の特性インピーダンスとＯＮに切り替えた第二のスイッチング回路の個数ｘとの積の値に設定する。【０００９】
本発明に係るアンテナは、段落０００６または段落０００７に記載の１つの分配回路と、ｎ個の出力端子にそれぞれ接続されたｎ個のアンテナ素子とを備える。【００１０】
本発明に係るアンテナは、段落０００８に記載の分配回路と、ｎ個の第一の出力端子にそれぞれ接続されたｎ個の第一のアンテナ素子と、ｌ個の第二の出力端子にそれぞれ接続されたｌ個の第二のアンテナ素子とを備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、第一の線路に並列接続されるｎ個の第二線路とｎ個のアンテナ素子にそれぞれ接続される出力端子との接続を、ＯＮまたはＯＦＦに切り替えるスイッチング回路を設け、ｎ個のスイッチング回路の任意に選択したスイッチング回路がＯＮに切り替えた場合、ｎ個の第二の線路の特性インピーダンスの値を、第一の線路の特性インピーダンスと任意に選択したスイッチング回路の個数との積の値に設定した。上記のような構成にしたことで、分配回路から信号を出力しつつスイッチング回路の個数を従来よりも減らしたので、アンテナの指向性を切り替えつつスイッチング回路による信号の損失を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１に係るアンテナの構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る分岐回路の構成例である。
【図３】トリプレート型のストリップ線路の断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る分岐回路の別の構成例の上面図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る分岐回路の別の構成例の分岐回路の断面図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る分岐回路のさらに別の構成例である。
【図７】本発明の実施の形態２に係るアンテナの構成図である。
【図８】本発明の実施の形態３に係るアンテナの構成図である。
【図９】本発明の実施の形態４に係るアンテナの構成図である。
【図１０】本発明の実施の形態４に係る別のアンテナの構成図である。
【図１１】本発明の実施の形態５に係るアンテナの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るアンテナ１００ａの構成図である。
【００１４】
図１において、アンテナ１００ａは、分配回路と、分配回路に接続されたｎ個のアンテナ素子８とを備える。ここで、ｎは２以上の整数である。以下は、アンテナ１００ａがアンテナ素子８を４個備えている場合について説明する。
【００１５】
４個のアンテナ素子８は、それぞれ放射方向を異なるように配置され、４個のアンテナ素子８の中から１個以上３個以下のアンテナ素子８が選択される。選択されたアンテナ素子８から信号を放射することで指向性を切り替える。
【００１６】
分配回路は、信号が入力される入力端子１と、入力端子１に接続された分岐回路３ａと、一端が分岐回路３ａに接続された４個のスイッチング回路５ａ〜５ｄと、４個のスイッチング回路５ａ〜５ｄと４個のアンテナ素子８との間にそれぞれ接続され、入力端子１に入力された信号を出力する４個の出力端子７から構成されている。４個のスイッチング回路５ａ〜５ｄは、ＳＰＤＴ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｐｏｌｅ  Ｄｏｕｂｌｅ  Ｔｈｒｏｗ）スイッチである。なお、４個のスイッチング回路５ａ〜５ｄは、物理的なスイッチでも、電子的なスイッチでもどちらでもよい。
【００１７】
分岐回路３ａは、一端が入力端子１に接続された第一の線路１０ａと、一端が第一の線路１０ａの他端の分岐点２０にそれぞれ並列に接続され、他端がスイッチング回路５ａ〜５ｄにそれぞれ接続された４個の第二の線路１２ａとを備える。ここで、第一の線路１０ａの特性インピーダンスをＺ、第一の線路１０ａの長さをＬとし、第一の線路１０ａの特性インピーダンスを５０[Ω]とする。また、４個の第二の線路１２ａのそれぞれの特性インピーダンスをＺｂとする。
【００１８】
図２は、図１の分岐回路３ａをトリプレート型のストリップ線路で構成した場合の分岐回路の構成例である。図２において分岐回路３ａは、入力端子１がストリップ線路の入力端３０、第一の線路１０ａがストリップ線路３１、第一の線路１０ａの他端の分岐点２０がストリップ線路を用いた分岐回路３ａの分岐点４０、４個の第二の線路１２ａがストリップ線路３１の分岐点４０から分岐されたストリップ線路３２〜３５、スイッチング回路５ａ〜５ｄにそれぞれ接続する４個の第二の線路１２ａの線路端がストリップ線路の出力端３６〜３９に該当する。また、ストリップ線路３１の特性インピーダンスはＺ、ストリップ線路３１の長さはＬ、ストリップ線路３２〜３５のそれぞれの特性インピーダンスはＺｂである。図１の分岐回路３ａをストリップ線路で構成することで、製造が容易になる。
【００１９】
図３は、トリプレート型のストリップ線路の断面図である。図２の各ストリップ線路は、例えば図３に示すストリップ線路で構成される。トリプレート型のストリップ線路４１は、図３に示すように、ストリップ線路４２と、誘電体４３と、地導体４４と、地導体４５とから構成される。
【００２０】
図１の説明に戻り、スイッチング回路５ａ〜５ｄは、それぞれ同様の構成とする。スイッチング回路５ａ〜５ｄは、４個の第二の線路１２ａの他端と４個の出力端子７との間にそれぞれ設けられる。スイッチング回路５ａ〜５ｄは、４個の第二の線路１２ａの他端と４個の出力端子７との接続をそれぞれＯＮあるいはＯＦＦに切り替える。具体的には、スイッチング回路５ａ〜５ｄは、４個の第二の線路１２ａにそれぞれ接続するスイッチ端子５１と、グランド端子６に接続するスイッチ端子５２と、出力端子７に接続するスイッチ端子５３とをそれぞれ備えており、スイッチ端子５１とスイッチ端子５２、あるいはスイッチ端子５１とスイッチ端子５３とを接続する。スイッチング回路５ａ〜５ｄは、スイッチ端子５１とスイッチ端子５２とを接続した場合をＯＦＦ、スイッチ端子５１とスイッチ端子５３とを接続した場合をＯＮとする。なお、スイッチング回路５ａ〜５ｄは、スイッチング回路５ａ〜５ｄを制御する制御回路を備えており、ＯＮ及びＯＦＦの切り替えは制御回路によって行われる。
【００２１】
ここで、スイッチング回路５ａ〜５ｄのいずれかがＯＦＦに切り替えられた場合、スイッチ端子５２はグランド端子６に接続されるため、短絡する。したがって、線路内のインピーダンスの不整合を低減させるため、４個の第二の線路１２ａの長さを、４個の第二の線路１２ａの動作周波数における管内波長の１／４の奇数倍にする。４個の第二の線路１２ａの長さを４個の第二の線路１２ａの動作周波数における管内波長の１／４の奇数倍にすることで、ＯＦＦに切り替えたスイッチング回路のスイッチ端子５２は分岐点２０から見てインピーダンス無限大で開放となる。４個の第二の線路１２ａの動作周波数における管内波長をλとすると、４個の第二の線路１２ａの長さを、λ／４とする。また、図２の分岐回路３ａについても、分岐点４０からストリップ線路の出力端３６〜３９までのそれぞれの長さはλ／４となる。
【００２２】
次に、アンテナ１００ａの動作を以下に説明する。
【００２３】
入力端子１に信号が入力されると、入力端子１に入力された信号は、第一の線路１０ａに伝播されることで、分岐回路３ａに伝播される。分岐回路３ａに伝播された信号は、分岐回路３ａの分岐点２０で４個に分岐され、それぞれの第二の線路１２ａに伝播される。４個の第二の線路１２ａは、スイッチング回路５ａ〜５ｄに信号を伝播する。
【００２４】
スイッチング回路５ａ〜５ｄのうち任意に選択したｍ個のスイッチング回路をＯＮに切り替える。ｍの取りうる範囲については、後述する。実施の形態１では、スイッチング回路５ｂ及びスイッチング回路５ｄの２個をＯＮに、残りのスイッチング回路５ａ及びスイッチング回路５ｃの２個をＯＦＦに切り替えるとする。
【００２５】
ここで、分岐点２０から出力端子７側をみたインピーダンスをＺａとし、分岐点２０での信号分岐前後のインピーダンスの整合を考える。アンテナ素子８がｎ個、ｎ個のスイッチング回路のうちＯＮに切り替える任意のスイッチング回路がｍ個、第一の線路１０ａの特性インピーダンスがＺ、第二の線路１２ａのそれぞれの特性インピーダンスがＺｂである。ただし、アンテナ素子８の個数ｎは２以上の整数であり、ｎ個のスイッチング回路のうちＯＮに切り替える任意のスイッチング回路の個数ｍは１個以上（ｎ−１）個以下の整数である。ｎ個の第二の線路１２ａの長さをｎ個の第二の線路１２ａの動作周波数における管内波長の１／４の奇数倍にすることで、ＯＦＦに切り替えた（ｎ−ｍ）個のスイッチング回路の端子は分岐点２０から見てインピーダンス無限大で開放となる。ＯＮに切り替えたｍ個のスイッチング回路の端子は特性インピーダンスＺｂの線路が並列に接続される。したがって、分岐点２０から出力端子７側をみたインピーダンスをＺａとすると、Ｚａは式（１）となる。
【００２６】
【数１】
2017187473.tif 000003
【００２７】
一方、第一の線路１０ａの特性インピーダンスがＺなので、分岐点２０から入力端子１側をみたインピーダンスはＺである。信号の損失を低減させるため、分岐点２０での信号分岐前後のインピーダンスの整合をとるには、ＺａがＺと等しくなる必要がある。したがって、第二の線路１２ａのそれぞれの特性インピーダンスＺｂは第一の線路１０ａの特性インピーダンスとＯＮに切り替えたスイッチング回路の個数ｍとの積の値であるｍＺとすると不整合が生じない。なお、分岐回路３ａのｎ個のスイッチング回路のうちＯＮに切り替えるスイッチング回路ｍ個は、任意に選択しても分岐点２０から出力端子７側をみたインピーダンスＺａは変わらないため、不整合損は生じない。以降は、第二の線路１２ａの特性インピーダンスをｍＺとして説明する。
【００２８】
具体的に第二の線路１２ａの特性インピーダンスを説明する。実施の形態１では、アンテナ素子８が４個、４個のスイッチング回路５ａ〜５ｄのうちＯＮに切り替える任意のスイッチング回路がスイッチング回路５ｂ及びスイッチング回路５ｄの２個、第一の線路１０ａの特性インピーダンスが５０［Ω］、４個の第二の線路１２ａの長さをλ／４である。ＯＦＦに切り替えたスイッチング回路５ａ及びスイッチング回路５ｃの２個のスイッチ端子５２は分岐点２０から見てインピーダンス無限大で開放となる。ＯＮに切り替えたスイッチング回路５ｂ及びスイッチング回路５ｄの２個のスイッチ端子５３は並列に接続される。上記条件の第二の線路１２ａのそれぞれの特性インピーダンスＺｂは、第一の線路１０ａの特性インピーダンス５０［Ω］とＯＮに切り替えたスイッチング回路の個数２との積の値である１００［Ω］とすると不整合が生じない。
【００２９】
アンテナ１００ａの動作の説明に戻る。スイッチング回路５ｂ及びスイッチング回路５ｄの２個をＯＮに、残りのスイッチング回路５ａ及びスイッチング回路５ｃの２個をＯＦＦに切り替えると、スイッチング回路５ａ及びスイッチング回路５ｃの２個は、グランド端子６に接続される。スイッチング回路５ｂ及びスイッチング回路５ｄの２個は、出力端子７に接続されているので、信号が出力端子７に伝播される。スイッチング回路５ｂ及びスイッチング回路５ｄにそれぞれ接続される出力端子７に伝播された信号は、それぞれアンテナ素子８に伝播され、アンテナ素子８からそれぞれ信号を放射する。４個のアンテナ素子８は、それぞれ放射方向を異なるようにしてあるため、出力端子７を介して選択したスイッチング回路５ｂ及びスイッチング回路５ｄからそれぞれ伝播された信号はアンテナ素子８から信号を放射する際、指向性を切り替えられる。
【００３０】
以上述べたように、本実施の形態１の分配回路及びアンテナ１００ａにおいては、スイッチング回路５ａ〜５ｄのうち任意に選択した一部のスイッチング回路がＯＮに切り替えた場合、第二の線路１２ａの特性インピーダンスの値は、第一の線路１０ａの特性インピーダンスＺと一部のスイッチング回路の個数ｍとの積の値ｍＺとする。上記のような構成にしたことで、不整合なく分配回路から信号を出力しつつ、１個のアンテナ素子８に対し１個のスイッチング回路しか存在しないため、アンテナの指向性を切り替えつつスイッチング回路による信号の損失を抑制できる。
【００３１】
さらに、本実施の形態１の分配回路及びアンテナ１００ａにおいては、従来のアンテナの分岐線路の一方に２個のスイッチング回路が必要なアンテナ素子８に比べて、１個のアンテナ素子８に対し１個のスイッチング回路しか必要ない。また、本実施の形態１の分配回路及びアンテナ１００ａは、従来のトーナメント型のように線路を接続していく方法に比べ、第二の線路１２ａを並列に第一の線路１０ａに接続しているため、信号が入力されてからアンテナ素子８で放射されるまでの伝播する線路の長さが短くなる。線路は長いほど信号の損失が大きくなり、回路の規模も大きくなる。このため、本実施の形態１の分配回路及びアンテナ１００ａは、従来のスイッチング回路と線路を含んだ分配回路及びアンテナに比べ、信号の損失を低減し、回路も小型化できる。
【００３２】
本実施の形態１の分配回路及びアンテナ１００ａにおいては、ｎ個の第二の線路１２ａの長さをｎ個の第二の線路１２ａの動作周波数における管内波長の１／４の奇数倍にした。このため、ＯＦＦに切り替えた（ｎ−ｍ）個のスイッチング回路の端子は分岐点２０から見てインピーダンス無限大で開放となり、信号の損失が低減できる。なお、ＯＦＦに切り替えた（ｎ−ｍ）個のスイッチング回路の端子は、分岐点２０から見て開放になるようにｎ個の第二の線路１２ａの長さを計算してもよい。
【００３３】
本実施の形態１の分配回路及びアンテナ１００ａにおいては、分岐回路３ａのｎ個のスイッチング回路のうちＯＮに切り替えるｍ個のスイッチング回路は、任意に選択しても分岐点２０から出力端子７側をみたインピーダンスＺａは変わらないため、不整合損は生じない。このため、様々な放射方向のアンテナ素子８を用意すれば、放射したい方向になるように任意のアンテナ素子８をｍ個選び、選んだアンテナ素子８に接続するスイッチング回路をＯＮするだけで、不整合なく、簡単に指向性を切り替えることができる。
【００３４】
なお、上記した本実施の形態１の分配回路及びアンテナ１００ａにおいては、分岐回路３ａをトリプレート型のストリップ線路で構成した場合の分岐回路の構成例を示したが、分岐回路３ａをストリップ線路と同軸線路とを組み合わせて構成してもよい。
【００３５】
図４は、本発明の実施の形態１に係る分岐回路３ａをストリップ線路と同軸線路とを組み合わせて構成した場合の分岐回路の別の構成例の上面図である。図４の分岐回路は、第一の線路１０ａの他端の分岐点２０が同軸プローブを用いた分岐回路の分岐点６０、スイッチング回路５ａ〜５ｄにそれぞれ接続する４個の第二の線路１２ａが分岐後のストリップ線路６１〜６４、スイッチング回路５ａ〜５ｄにそれぞれ接続する４個の第二の線路１２ａの線路端がストリップ線路の出力端６５〜６８に該当する。なお、図４の分岐回路は、入力端子１と第一の線路１０ａとは省略している。図１と同様に、図４の分岐回路は、分岐点６０でストリップ線路６１〜６４に分岐する。
【００３６】
図５は、本発明の実施の形態１に係る分岐回路３ａをストリップ線路と同軸線路とを組み合わせて構成した場合の分岐回路の別の構成例の断面図である。トリプレート型ストリップ線路７１は、図５に示すように、ストリップ線路７３と、誘電体７４と、地導体７５と、地導体７６とから構成される。さらに、一端がトリプレート型ストリップ線路７１に垂直に接続され、第一の線路１０ａに対応する同軸線路７０は、ストリップ線路７３に接続する同軸線路のプローブ７２を備える。同軸線路７０の他端が、入力端子１に接続される。なお、上記だけでなく、分岐回路３ａをマイクロストリップ線路、導波管、同軸線路、あるいはこれらの任意の組み合わせでもよい。上記のように、ストリップ線路と同軸線路とを組み合わせることにより、トリプレート型ストリップ線路７１と同一平面状に基板を備える場合、基板の表あるいは裏から給電することができ、アンテナの構成の自由度を向上させることができる。
【００３７】
本実施の形態１の分配回路及びアンテナ１００ａにおいては、アンテナ１００ａがアンテナ素子８を４個備えており、入力端子１から入力された信号を４個に分岐し、スイッチング回路５ａ〜５ｄのうちスイッチング回路５ｂ及びスイッチング回路５ｄの２個をＯＮにした場合について説明したが、アンテナ素子８の数ｎ個は２以上の整数であればよく、入力端子１から入力された信号をｎ個に分岐し、ｎ個のスイッチング回路のうち任意に選択し、ＯＮに切り替えるスイッチング回路の個数ｍは１個以上（ｎ−１）個以下の整数であればどのような数でもよい。例えば、入力端子１から入力された信号を８個に分岐して、そのうち３個をＯＮに切り替えてもよい。
【００３８】
図６は、本発明の実施の形態１に係る分岐回路３ａにおいて入力端子１から入力された信号を８個に分岐した場合の分岐回路の別の構成例の上面図である。図６は、図４と同様に、分岐回路をストリップ線路と同軸線路とを組み合わせて構成した場合である。図６の分岐回路は、第一の線路１０ａの他端の分岐点２０が同軸プローブを用いた分岐回路の分岐点８０、スイッチング回路にそれぞれ接続する８個の第二の線路１２ａが分岐後のストリップ線路８１〜８８、スイッチング回路にそれぞれ接続する８個の第二の線路１２ａの線路端がストリップ線路の出力端９１〜９８に該当する。なお、図６の分岐回路は、入力端子１と第一の線路１０ａとは省略している。図６の場合では、アンテナ素子８の数が８個であり、分岐点８０で入力端子１から入力された信号を８個のストリップ線路８１〜８８に分岐する。８個のスイッチング回路のうち任意に選択しＯＮに切り替えるスイッチング回路の個数ｍは、１個以上７個以下の整数であればどのような数でもよい。
【００３９】
本実施の形態１の分配回路及びアンテナ１００ａにおいては、アンテナ１００ａがスイッチング回路５ａ〜５ｄを備えており、スイッチング回路５ａ〜５ｄはスイッチ端子５１〜５３を有する場合について説明したが、スイッチ端子の数は２以上の整数であればいくつでもよい。
【００４０】
実施の形態２．
実施の形態１では、スイッチング回路５ａ〜５ｄのそれぞれのスイッチ端子５２はグランド端子６に接続し、線路内のインピーダンスの不整合を低減させるため、４個の第二の線路１２ａの長さを、４個の第二の線路１２ａの動作周波数における管内波長の１／４の奇数倍にした。実施の形態２では、図７に示すように、スイッチング回路５ｅ〜５ｈのそれぞれのスイッチ端子５２は開放端子９に接続し、４個の第二の線路１２ｂの長さを、４個の第二の線路１２ｂの動作周波数における管内波長の１／２の整数倍にする。このため、実施の形態１と同様に、不整合なく分配回路から信号を出力しつつ、１個のアンテナ素子８に対し１個のスイッチング回路しか存在しないため、アンテナの指向性を切り替えつつスイッチング回路による信号の損失を抑制できる。それ以外は、実施の形態１と同様である。
【００４１】
図７は本発明の実施の形態２に係るアンテナ１００ｂの構成図である。以下の説明において既に説明した構成及び動作については同一符号を付して、重複する説明を省略する。
【００４２】
実施の形態２のアンテナ１００ｂでは、実施の形態１のアンテナ１００ａの分岐回路３ａの代わりに分岐回路３ｂ、スイッチング回路５ａ〜５ｄの代わりにスイッチング回路５ｅ〜５ｈを備えている。なお、グランド端子６の代わりに開放端子９となる。４個のスイッチング回路５ｅ〜５ｈは、ＳＰＤＴスイッチである。また、４個のスイッチング回路５ｅ〜５ｈは、物理的なスイッチでも、電子的なスイッチでもどちらでもよい。
【００４３】
分岐回路３ｂは、実施の形態１の図１の第二の線路１２ａの代わりに第二の線路１２ｂを備えている。それ以外は、実施の形態１と同様である。
【００４４】
スイッチング回路５ｅ〜５ｈは、それぞれ同様の構成であり、スイッチ端子５１が４個の第二の線路１２ｂに接続し、スイッチ端子５２が開放端子９に接続する。それ以外は、実施の形態１と同様である。
【００４５】
ここで、スイッチング回路５ｅ〜５ｆのいずれかがＯＦＦに切り替えられた場合、スイッチ端子５２は開放端子９に接続されるため、開放する。したがって、線路内のインピーダンスの不整合を低減させるため、４個の第二の線路１２ｂの長さを、４個の第二の線路１２ｂの動作周波数における管内波長の１／２の整数倍にする。４個の第二の線路１２ｂの長さを４個の第二の線路１２ｂの動作周波数における管内波長の１／２の整数倍にすることで、ＯＦＦに切り替えたスイッチング回路のスイッチ端子５２は分岐点２０から見てインピーダンス無限大で開放となる。実施の形態１と同様に、４個の第二の線路１２ｂの動作周波数における管内波長をλとすると、４個の第二の線路１２ｂの長さを、λ／２とする。また、実施の形態２の場合を図２の分岐回路３ｂに適用すると、分岐点４０からストリップ線路の出力端３６〜３９までのそれぞれの長さはλ／２となる。
【００４６】
アンテナ１００ｂの動作は、アンテナ１００ａの動作と同様である。ただし、アンテナ１００ｂは、分岐回路３ａの代わりに分岐回路３ｂ、第二の線路１２ａの代わりに第二の線路１２ｂ、スイッチング回路５ａ〜５ｄの代わりにスイッチング回路５ｅ〜５ｈ、グランド端子６の代わりに開放端子９という構成である。
【００４７】
以上述べたように、本実施の形態２の分配回路及びアンテナ１００ｂにおいては、スイッチング回路５ｅ〜５ｈのうち任意に選択した一部のスイッチング回路がＯＮに切り替えた場合、第二の線路１２ｂの特性インピーダンスの値は、第一の線路１０ａの特性インピーダンスＺと一部のスイッチング回路の個数ｍとの積の値ｍＺとする。上記のような構成にしたことで、不整合なく分配回路から信号を出力しつつ、１個のアンテナ素子８に対し１個のスイッチング回路しか存在しないため、アンテナの指向性を切り替えつつスイッチング回路による信号の損失を抑制できる。
【００４８】
さらに、本実施の形態２の分配回路及びアンテナ１００ｂにおいては、従来のアンテナの分岐線路の一方に２個のスイッチング回路が必要なアンテナ素子８に比べて、１個のアンテナ素子８に対し１個のスイッチング回路しか必要ない。また、本実施の形態２の分配回路及びアンテナ１００ｂは、従来のトーナメント型のように線路を接続していく方法に比べ、第二の線路１２ｂを並列に第一の線路１０ａに接続しているため、信号が入力されてからアンテナ素子８で放射されるまでの伝播する線路の長さが短くなる。線路は長いほど信号の損失が大きくなり、回路の規模も大きくなる。このため、本実施の形態２の分配回路及びアンテナ１００ｂは、従来のスイッチング回路と線路を含んだ分配回路及びアンテナに比べ、信号の損失を低減し、回路も小型化できる。
【００４９】
本実施の形態２の分配回路及びアンテナ１００ｂにおいては、ｎ個の第二の線路１２ｂの長さをｎ個の第二の線路１２ｂの動作周波数における管内波長の１／２の整数倍にした。このため、ＯＦＦに切り替えた（ｎ−ｍ）個のスイッチング回路の端子は分岐点２０から見てインピーダンス無限大で開放となり、信号の損失が低減できる。なお、ＯＦＦに切り替えた（ｎ−ｍ）個のスイッチング回路の端子は、分岐点２０から見て開放になるようにｎ個の第二の線路１２ｂの長さを計算してもよい。
【００５０】
本実施の形態２の分配回路及びアンテナ１００ｂにおいては、分岐回路３ｂのｎ個のスイッチング回路のうちＯＮに切り替えるｍ個のスイッチング回路は、任意に選択しても分岐点２０から出力端子７側をみたインピーダンスＺａは変わらないため、不整合損は生じない。このため、様々な放射方向のアンテナ素子８を用意すれば、放射したい方向になるように任意のアンテナ素子８をｍ個選び、選んだアンテナ素子８に接続するスイッチング回路をＯＮするだけで、不整合なく、簡単に指向性を切り替えることができる。
【００５１】
実施の形態３．
実施の形態１では、スイッチング回路５ａ〜５ｄを用いてＯＮとＯＦＦを切り替えていた。実施の形態３では、図８に示すように、スイッチング回路５ａ〜５ｄの代わりにダイオードスイッチ５ｉ〜５ｌを用いてＯＮとＯＦＦを切り替える。このため、実施の形態１と同様に、不整合なく分配回路から信号を出力しつつ、１個のアンテナ素子８に対し１個のスイッチング回路しか存在しないため、アンテナの指向性を切り替えつつスイッチング回路による信号の損失を抑制できる。それ以外は、実施の形態１と同様である。
【００５２】
図８は本発明の実施の形態３に係るアンテナ１００ｃの構成図である。以下の説明において既に説明した構成及び動作については同一符号を付して、重複する説明を省略する。
【００５３】
実施の形態３のアンテナ１００ｃでは、実施の形態１のアンテナ１００ａの分岐回路３ａの代わりに分岐回路３ｃ、スイッチング回路５ａ〜５ｄの代わりにダイオードスイッチ５ｉ〜５ｌを備えている。なお、グランド端子６は不要である。
【００５４】
分岐回路３ｃは、実施の形態１の図１の第二の線路１２ａの代わりに第二の線路１２ｃを備えている。第二の線路１２ｃの長さはＬ１であり、Ｌ１はダイオードスイッチ５ｉ〜５ｌがＯＦＦのとき短絡になる場合は、実施の形態１と同様に、４個の第二の線路１２ｃの長さを、４個の第二の線路１２ｃの動作周波数における管内波長の１／４の奇数倍にする。また、Ｌ１はダイオードスイッチ５ｉ〜５ｌがＯＦＦのとき開放になる場合は、実施の形態２と同様に、４個の第二の線路１２ｃの長さを、４個の第二の線路１２ｃの動作周波数における管内波長の１／２の整数倍にする。なお、実施の形態３の場合を図２の分岐回路３ｃに適用すると、分岐点４０からストリップ線路の出力端３６〜３９までのそれぞれの長さはＬ１となる。それ以外は、実施の形態１と同様である。
【００５５】
ダイオードスイッチ５ｉ〜５ｌは、それぞれ同様の構成とする。ダイオードスイッチ５ｉ〜５ｌは、４個の第二の線路１２ｃの他端と４個の出力端子７との間にそれぞれ設けられる。ダイオードスイッチ５ｉ〜５ｌは、４個の第二の線路１２ｃの他端と４個の出力端子７との接続をそれぞれＯＮあるいはＯＦＦに切り替える。具体的には、ダイオードスイッチ５ｉ〜５ｌは、電圧印加の有無を変えることにより、ＯＮ及びＯＦＦを切り替える。ダイオードスイッチ５ｉ〜５ｌを制御する制御回路を備えており、ＯＮ及びＯＦＦの切り替えは制御回路によって行われる。
【００５６】
アンテナ１００ｃの動作は、アンテナ１００ａの動作と同様である。ただし、アンテナ１００ｃは、分岐回路３ａの代わりに分岐回路３ｃ、第二の線路１２ａの代わりに第二の線路１２ｃ、スイッチング回路５ａ〜５ｄの代わりにダイオードスイッチ５ｉ〜５ｌという構成である。
【００５７】
以上述べたように、本実施の形態３の分配回路及びアンテナ１００ｃにおいては、ダイオードスイッチ５ｉ〜５ｌのうち任意に選択した一部のダイオードスイッチがＯＮに切り替えた場合、第二の線路１２ｃの特性インピーダンスの値は、第一の線路１０ａの特性インピーダンスＺと一部のダイオードスイッチの個数ｍとの積の値ｍＺとする。上記のような構成にしたことで、不整合なく分配回路から信号を出力しつつ、１個のアンテナ素子８に対し１個のダイオードスイッチしか存在しないため、アンテナの指向性を切り替えつつダイオードスイッチによる信号の損失を抑制できる。
【００５８】
さらに、本実施の形態３の分配回路及びアンテナ１００ｃにおいては、従来のアンテナの分岐線路の一方に２個のスイッチング回路が必要なアンテナ素子８に比べて、１個のアンテナ素子８に対し１個のダイオードスイッチしか必要ない。また、本実施の形態３の分配回路及びアンテナ１００ｃは、従来のトーナメント型のように線路を接続していく方法に比べ、第二の線路１２ｃを並列に第一の線路１０ａに接続しているため、信号が入力されてからアンテナ素子８で放射されるまでの伝播する線路の長さが短くなる。線路は長いほど信号の損失が大きくなり、回路の規模も大きくなる。このため、本実施の形態３の分配回路及びアンテナ１００ｃは、従来のスイッチング回路と線路を含んだ分配回路及びアンテナに比べ、信号の損失を低減し、回路も小型化できる。
【００５９】
本実施の形態３の分配回路及びアンテナ１００ｃにおいては、分岐回路３ｃのｎ個のダイオードスイッチのうちＯＮに切り替えるｍ個のダイオードスイッチは、任意に選択しても分岐点２０から出力端子７側をみたインピーダンスＺａは変わらないため、不整合損は生じない。このため、様々な放射方向のアンテナ素子８を用意すれば、放射したい方向になるように任意のアンテナ素子８をｍ個選び、選んだアンテナ素子８に接続するダイオードスイッチをＯＮするだけで、不整合なく、簡単に指向性を切り替えることができる。
【００６０】
実施の形態４．
実施の形態１では、４個のアンテナ素子８がそれぞれ放射方向を異なるようにし、４個のスイッチング回路５ａ〜５ｄは、４個の第二の線路１２ａにそれぞれ接続するスイッチ端子５１と、グランド端子６に接続するスイッチ端子５２と、出力端子７に接続するスイッチ端子５３とをそれぞれ備えており、スイッチ端子５１とスイッチ端子５２、あるいはスイッチ端子５１とスイッチ端子５３とを接続した。実施の形態４では、図９に示すように、さらに分岐回路２、及び遅延線路１１を含む分岐回路４ａを設け、４個のスイッチング回路５ｍ〜５ｐは、４個の第四の線路１２ｄにそれぞれ接続するスイッチ端子５４と、遅延線路である第三の線路に接続する第五の線路１３ａにそれぞれ接続するスイッチ端子５５と、出力端子７に接続するスイッチ端子５６とをそれぞれ備えており、スイッチ端子５４とスイッチ端子５６、あるいはスイッチ端子５５とスイッチ端子５６とを選択して接続する。このため、実施の形態１と同様に、不整合なく分配回路から信号を出力しつつ、１個のアンテナ素子８に対し１個のスイッチング回路しか存在しないため、アンテナの指向性を切り替えつつスイッチング回路による信号の損失を抑制できる。さらに、アンテナ素子８がそれぞれ放射方向を異なるようにしなくても第二の線路１０ｂ及び遅延線路１１を選択することによって指向性を切り替えることができる。
【００６１】
図９は、本発明の実施の形態４に係るアンテナ１００ｄの構成図である。
【００６２】
図９において、アンテナ１００ｄは、分配回路と、分配回路に接続されたｎ個のアンテナ素子８とを備える。ここで、ｎは２以上の整数である。なお、アンテナ素子８は信号を放射するが、実施の形態１のアンテナ素子８のようにそれぞれ放射方向を異なるように配置する必要はない。以下は、アンテナ１００ｄがアンテナ素子８を４個備えている場合について説明する。
【００６３】
分配回路は、信号が入力される入力端子１と、入力端子１に接続された分岐回路２と、一端が分岐回路２に接続された分岐回路３ｄと、一端が分岐回路２に接続された分岐回路４ａと、一端が分岐回路３ｄに、さらに他の一端が分岐回路４ａに接続された４個のスイッチング回路５ｍ〜５ｐと、４個のスイッチング回路５ｍ〜５ｐと４個のアンテナ素子８との間にそれぞれ接続され、入力端子１に入力された信号を出力する４個の出力端子７から構成されている。４個のスイッチング回路５ｍ〜５ｐは、ＳＰＤＴスイッチである。なお、４個のスイッチング回路５ｍ〜５ｐは、物理的なスイッチでも、電子的なスイッチでもどちらでもよい。実施の形態４では、４個のスイッチング回路５ｍ〜５ｐは、物理的なスイッチとする。
【００６４】
分岐回路２は、一端が入力端子１に接続された第一の線路１４を備える。また、分岐回路２は、第一の線路１４の他端の分岐点２２を有する。ここで、第一の線路１４の特性インピーダンスをＺ１、第一の線路１４の長さをＬ１とし、第一の線路１４の特性インピーダンスを２５[Ω]とする。
【００６５】
分岐回路３ｄは、一端が第一の線路１４の他端の分岐点２２に接続された第二の線路１０ｂと、一端が第二の線路１０ｂの他端の分岐点２０にそれぞれ並列に接続され、他端がスイッチング回路５ｍ〜５ｐにそれぞれ接続された４個の第四の線路１２ｄとを備える。ここで、第二の線路１０ｂの特性インピーダンスをＺ２、第二の線路１０ｂの長さをＬとし、４個の第四の線路１２ｄのそれぞれの特性インピーダンスをＺ４とし、第二の線路１０ｂの特性インピーダンスを５０[Ω]とする。
【００６６】
分岐回路４ａは、一端が第一の線路１４の他端の分岐点２２に第二の線路１０ｂと並列に接続され、第二の線路１０ｂと異なる遅延時間で信号を伝播させる第三の線路１１と、一端が第三の線路１１の他端の分岐点２１にそれぞれ並列に接続され、第四の線路１２ｄと同数であり、他端がスイッチング回路５ｍ〜５ｐにそれぞれ接続された４個の第五の線路１３ａとを備える。ここで、第三の線路１１の特性インピーダンスをＺ３、第三の線路１１の長さをＬｄとし、４個の第五の線路１３ａのそれぞれの特性インピーダンスをＺ５とし、第三の線路１１の特性インピーダンスを５０[Ω]とする。なお、第二の線路１０ｂ及び第三の線路１１が単位長さあたり同様の信号の伝播速度をもった線路である場合、第三の線路１１の長さＬｄは、第二の線路１０ｂの長さＬよりも長い。
【００６７】
スイッチング回路５ｍ〜５ｐは、それぞれ同様の構成とする。スイッチング回路５ｍ〜５ｐは、４個の第四の線路１２ｄの他端あるいは４個の第五の線路１３ａの他端と４個の出力端子７との間にそれぞれ設けられる。スイッチング回路５ｍ〜５ｐは、４個の出力端子７との接続をそれぞれ第四の線路１２ｄの他端あるいは第五の線路１３ａの他端に切り替える。具体的には、スイッチング回路５ｍ〜５ｐは、４個の第四の線路１２ｄにそれぞれ接続するスイッチ端子５４と、４個の第五の線路１３ａにそれぞれ接続するスイッチ端子５５と、出力端子７に接続するスイッチ端子５６とをそれぞれ備えており、スイッチ端子５４とスイッチ端子５６、あるいはスイッチ端子５５とスイッチ端子５６とを接続する。なお、スイッチング回路５ｍ〜５ｐは、スイッチング回路５ｍ〜５ｐを制御する制御回路を備えており、第四の線路１２ｄと出力端子７との接続及び第五の線路１３ａと出力端子７との接続の切り替えは制御回路によって行われる。
【００６８】
ここで、スイッチング回路５ｍ〜５ｐが第四の線路１２ｄと出力端子７との接続をした場合、第五の線路１３ａは開放となる。また、スイッチング回路５ｍ〜５ｐが第五の線路１３ａと出力端子７との接続をした場合、第四の線路１２ｄは開放となる。したがって、線路内のインピーダンスの不整合を低減させるため、４個の第四の線路１２ｄの長さを、４個の第四の線路１２ｄの動作周波数における管内波長の１／２の整数倍にする。また、４個の第五の線路１３ａの長さを、４個の第五の線路１３ａの動作周波数における管内波長の１／２の整数倍にする。４個の第四の線路１２ｄの長さを４個の第四の線路１２ｄの動作周波数における管内波長の１／２の整数倍にすること、及び４個の第五の線路１３ａの長さを４個の第五の線路１３ａの動作周波数における管内波長の１／２の整数倍にすることで、例えば図９のように、出力端子７に接続されないスイッチング回路５ｎ及びスイッチング回路５ｐのスイッチ端子５４またはスイッチング回路５ｍ及びスイッチング回路５ｏのスイッチ端子５５は、分岐点２０または分岐点２１から見てインピーダンス無限大で開放となる。４個の第四の線路１２ｄの動作周波数における管内波長をλ１とすると、４個の第四の線路１２ｄの長さを、λ１／２とする。４個の第五の線路１３ａの動作周波数における管内波長をλ２とすると、４個の第五の線路１３ａの長さを、λ２／２とする。
【００６９】
次に、アンテナ１００ｄの動作を以下に説明する。
【００７０】
入力端子１に信号が入力されると、入力端子１に入力された信号は、第一の線路１４に伝播されることで、分岐回路２に伝播される。分岐回路２に伝播された信号は、分岐回路２の分岐点２２で２個に分配され、第二の線路１０ｂ及び第三の線路１１に伝播される。信号が第二の線路１０ｂに伝播されることで分岐回路３ｄに伝播される。分岐回路３ｄに伝播された信号は、分岐回路３ｄの分岐点２０で４個に分岐され、それぞれの第四の線路１２ｄに伝播される。４個の第四の線路１２ｄは、スイッチング回路５ｍ〜５ｐのスイッチ端子５４に信号を伝播する。一方、信号が第三の線路１１に伝播されることで分岐回路４ａに伝播される。分岐回路４ａに伝播された信号は、分岐回路４ａの分岐点２１で４個に分岐され、それぞれの第五の線路１３ａに伝播される。４個の第五の線路１３ａは、スイッチング回路５ｍ〜５ｐのスイッチ端子５５に信号を伝播する。
【００７１】
スイッチング回路５ｍ〜５ｐのうち任意に選択したｍ個のスイッチング回路を第四の線路１２ｄと出力端子７とを接続するように切り替える。ｍの取りうる範囲については、後述する。第五の線路１３ａと出力端子７とを接続するスイッチング回路の数は、（ｎ−ｍ）個である。実施の形態４では、スイッチング回路５ｍ及びスイッチング回路５ｏの２個を第四の線路１２ｄの他端に切り替え接続し、残りのスイッチング回路５ｎ及びスイッチング回路５ｐの２個を第五の線路１３ａの他端に切り替え接続する。
【００７２】
ここで、分岐点２０から出力端子７側をみたインピーダンスをＺｃとし、分岐点２０での信号分岐前後のインピーダンスの整合を考える。アンテナ素子８がｎ個、ｎ個のスイッチング回路のうち第四の線路１２ｄの他端に切り替え接続する任意のスイッチング回路がｍ個、第二の線路１０ｂの特性インピーダンスがＺ２、第四の線路１２ｄのそれぞれの特性インピーダンスがＺ４である。ただし、アンテナ素子８の個数ｎは２以上の整数であり、ｎ個のスイッチング回路のうち第四の線路１２ｄの他端に切り替え接続する任意のスイッチング回路の個数ｍは、１個以上（ｎ−１）個以下の整数である。ｎ個の第四の線路１２ｄの長さをｎ個の第四の線路１２ｄの動作周波数における管内波長の１／２の整数倍にすることで、第五の線路１３ａの他端に切り替え接続する（ｎ−ｍ）個のスイッチング回路の端子は分岐点２０から見てインピーダンス無限大で開放となる。第四の線路１２ｄの他端に切り替え接続するｍ個のスイッチング回路の端子は特性インピーダンスＺ４の線路が並列に接続される。したがって、分岐点２０から出力端子７側をみたインピーダンスをＺｃとすると、Ｚｃは式（１）のＺａをＺｃに、ＺｂをＺ４に置き換えた式（２）となる。
【００７３】
【数２】
2017187473.tif 000004
【００７４】
一方、第二の線路１０ｂの特性インピーダンスがＺ２なので、分岐点２０から入力端子１側をみたインピーダンスはＺ２である。信号の損失を低減させるため、分岐点２０での信号分岐前後のインピーダンスの整合をとるには、ＺｃがＺ２と等しくなる必要がある。したがって、第四の線路１２ｄのそれぞれの特性インピーダンスＺ４は第二の線路１０ｂの特性インピーダンスと第四の線路１２ｄの他端に切り替え接続するスイッチング回路の個数ｍとの積の値であるｍＺ２とすると不整合が生じない。なお、ｎ個のスイッチング回路のうち第四の線路１２ｄの他端に切り替え接続するスイッチング回路ｍ個は、任意に選択しても分岐点２０から出力端子７側をみたインピーダンスＺｃは変わらないため、不整合損は生じない。以降は、第四の線路１２ｄの特性インピーダンスをｍＺ２として説明する。
【００７５】
次に、分岐点２１から出力端子７側をみたインピーダンスをＺｄとし、分岐点２１での信号分岐前後のインピーダンスの整合を考える。アンテナ素子８がｎ個、ｎ個のスイッチング回路のうち第五の線路１３ａの他端に切り替え接続する任意のスイッチング回路が（ｎ−ｍ）個、第三の線路１１の特性インピーダンスがＺ３、第五の線路１３ａのそれぞれの特性インピーダンスがＺ５である。ただし、第五の線路１３ａの他端に切り替え接続する任意のスイッチング回路の個数（ｎ−ｍ）は、１個以上（ｎ−１）個以下の整数である。ｎ個の第五の線路１３ａの長さをｎ個の第五の線路１３ａの動作周波数における管内波長の１／２の整数倍にすることで、第四の線路１２ｄの他端に切り替え接続するｍ個のスイッチング回路の端子は分岐点２１から見てインピーダンス無限大で開放となる。第五の線路１３ａの他端に切り替え接続する（ｎ−ｍ）個のスイッチング回路の端子は特性インピーダンスＺ５の線路が並列に接続される。したがって、分岐点２１から出力端子７側をみたインピーダンスをＺｄとすると、Ｚｄは式（１）のＺａをＺｄに、ＺｂをＺ５に置き換えた式（３）となる。
【００７６】
【数３】
2017187473.tif 000005
【００７７】
一方、第三の線路１１の特性インピーダンスがＺ３なので、分岐点２１から入力端子１側をみたインピーダンスはＺ３である。信号の損失を低減させるため、分岐点２１での信号分岐前後のインピーダンスの整合をとるには、ＺｄがＺ３と等しくなる必要がある。したがって、第五の線路１３ａのそれぞれの特性インピーダンスＺ５は第三の線路１１の特性インピーダンスと第五の線路１３ａの他端に切り替え接続するスイッチング回路の個数（ｎ−ｍ）との積の値である（ｎ−ｍ）Ｚ３とすると不整合が生じない。なお、ｎ個のスイッチング回路のうち第五の線路１３ａの他端に切り替え接続するスイッチング回路（ｎ−ｍ）個は、任意に選択しても分岐点２１から出力端子７側をみたインピーダンスＺｄは変わらないため、不整合損は生じない。以降は、第五の線路１３ａの特性インピーダンスを（ｎ−ｍ）Ｚ３として説明する。
【００７８】
具体的に第四の線路１２ｄ及び第五の線路１３ａの特性インピーダンスを説明する。実施の形態４では、アンテナ素子８が４個、４個のスイッチング回路５ｍ〜５ｐのうち第四の線路１２ｄの他端に切り替え接続する任意のスイッチング回路がスイッチング回路５ｍ及びスイッチング回路５ｏの２個、第五の線路１３ａの他端に切り替え接続する任意のスイッチング回路が残りのスイッチング回路５ｎ及びスイッチング回路５ｐの２個、第二の線路１０ｂの特性インピーダンスが５０［Ω］、第三の線路１１の特性インピーダンスが５０［Ω］、４個の第四の線路１２ｄの長さをλ１／２、４個の第五の線路１３ａの長さをλ２／２である。
【００７９】
分岐点２０から見た場合、第五の線路１３ａの他端に切り替え接続したスイッチング回路５ｎ及びスイッチング回路５ｐの２個のスイッチ端子５４はインピーダンス無限大で開放となる。第四の線路１２ｄの他端に切り替え接続したスイッチング回路５ｍ及びスイッチング回路５ｏの２個のスイッチ端子５４は並列に接続される。上記条件の第四の線路１２ｄのそれぞれの特性インピーダンスＺ４は、第二の線路１０ｂの特性インピーダンス５０［Ω］と第四の線路１２ｄの他端に切り替え接続したスイッチング回路の個数２との積の値である１００［Ω］とすると不整合が生じない。
【００８０】
分岐点２１から見た場合、第四の線路１２ｄの他端に切り替え接続したスイッチング回路５ｍ及びスイッチング回路５ｏの２個のスイッチ端子５５はインピーダンス無限大で開放となる。第五の線路１３ａの他端に切り替え接続したスイッチング回路５ｎ及びスイッチング回路５ｐの２個のスイッチ端子５５は並列に接続される。上記条件の第五の線路１３ａのそれぞれの特性インピーダンスＺ５は、第三の線路１１の特性インピーダンス５０［Ω］と第五の線路１３ａの他端に切り替え接続したスイッチング回路の個数２との積の値である１００［Ω］とすると不整合が生じない。
【００８１】
アンテナ１００ｄの動作の説明に戻る。選択されたスイッチング回路５ｍ及びスイッチング回路５ｏは第四の線路１２ｄの他端と出力端子７とが接続され、選択されたスイッチング回路５ｎ及びスイッチング回路５ｐは第五の線路１３ａの他端と出力端子７とが接続される。第四の線路１２ｄを伝播した信号は、スイッチング回路５ｍ及びスイッチング回路５ｏを介して出力端子７に伝播される。第五の線路１３ａを伝播した信号は、スイッチング回路５ｎ及びスイッチング回路５ｐを介して出力端子７に伝播される。出力端子７に伝播されたそれぞれの信号は、それぞれアンテナ素子８に伝播され、アンテナ素子８から信号が放射される。第三の線路１１は第二の線路１０ｂと異なる遅延時間で信号を伝播させるため、第五の線路１３ａを伝播した信号は、第四の線路１２ｄを伝播した信号に比べ遅延している。そのため、スイッチング回路を選択することによって、４個のアンテナ素子８は、出力端子７から伝播した信号を指向性を切り替えて放射することができる。
【００８２】
以上述べたように、本実施の形態４の分配回路及びアンテナ１００ｄにおいては、スイッチング回路５ｍ〜５ｐのうち任意に選択した一部のスイッチング回路５ｍ及びスイッチング回路５ｏが第四の線路１２ｄに切り替え接続し、残りのスイッチング回路５ｎ及びスイッチング回路５ｐが第五の線路１３ａに切り替え接続する場合、第四の線路１２ｄの特性インピーダンスの値は、第二の線路１０ｂの特性インピーダンスＺ２と出力端子７に接続した第四の線路１２ｄの個数ｍとの積の値ｍＺ２であり、第五の線路１３ａの特性インピーダンスの値は、第三の線路１１の特性インピーダンスＺ３と出力端子７に接続した第五の線路１３ａの個数（ｎ−ｍ）との積の値（ｎ−ｍ）Ｚ３とする。上記のような構成にしたことで、不整合なく分配回路から信号を出力しつつ、１個のアンテナ素子８に対し１個のスイッチング回路しか存在しないため、アンテナの指向性を切り替えつつスイッチング回路による信号の損失を抑制できる。
【００８３】
さらに、本実施の形態４の分配回路及びアンテナ１００ｄにおいては、従来のアンテナの分岐線路の一方に２個のスイッチング回路が必要なアンテナ素子８に比べて、１個のアンテナ素子８に対し１個のスイッチング回路しか必要ない。また、本実施の形態４の分配回路及びアンテナ１００ｄは、従来のトーナメント型のように線路を接続していく方法に比べ、第四の線路１２ｄ及び第五の線路１３ａを並列に第二の線路１０ｂまたは第三の線路１１に接続しているため、信号が入力されてからアンテナ素子８で放射されるまでの伝播する線路の長さが短くなる。線路は長いほど信号の損失が大きくなり、回路の規模も大きくなる。このため、本実施の形態４の分配回路及びアンテナ１００ｄは、従来のスイッチング回路と線路を含んだ分配回路及びアンテナに比べ、信号の損失を低減し、回路も小型化できる。
【００８４】
本実施の形態４の分配回路及びアンテナ１００ｄにおいては、第三の線路１１は第二の線路１０ｂと異なる遅延時間で信号を伝播させるため、第五の線路１３ａを伝播した信号は、第四の線路１２ｄを伝播した信号に比べ遅延している。そのため、アンテナ素子８がそれぞれ放射方向を異なるようにしなくても、４個のアンテナ素子８は、出力端子７から伝播した信号を指向性を切り替えて放射することができる。なお、遅延量は遅延線路の長さで任意に決められる。
【００８５】
本実施の形態４の分配回路及びアンテナ１００ｄにおいては、ｎ個の第四の線路１２ｄの長さをｎ個の第四の線路１２ｄの動作周波数における管内波長の１／２の整数倍にした。また、ｎ個の第五の線路１３ａの長さをｎ個の第五の線路１３ａの動作周波数における管内波長の１／２の整数倍にした。このため、第五の線路１３ａの他端に切り替え接続する（ｎ−ｍ）個のスイッチング回路の端子は分岐点２０から見てインピーダンス無限大で開放となり、信号の損失が低減できる。また、第四の線路１２ｄの他端に切り替え接続するｍ個のスイッチング回路の端子は分岐点２１から見てインピーダンス無限大で開放となり、信号の損失が低減できる。なお、スイッチング回路の端子は、分岐点２０または分岐点２１から見て開放になるように第四の線路１２ｄまたは第五の線路１３ａの長さを計算してもよい。
【００８６】
本実施の形態４の分配回路及びアンテナ１００ｄにおいては、ｎ個のスイッチング回路のうち第四の線路１２ｄの他端と出力端子７とが接続されるｍ個のスイッチング回路と、第五の線路１３ａの他端と出力端子７とが接続される（ｎ−ｍ）個のスイッチング回路とは、任意に選択しても分岐点２０または分岐点２１から出力端子７側をみたインピーダンスＺｃまたはＺｄは変わらないため、不整合損は生じず、簡単に指向性を切り替えることができる。
【００８７】
なお、上記した本実施の形態４の分配回路及びアンテナ１００ｄにおいては、実施の形態１のように分岐回路２、分岐回路３ｄ及び分岐回路４ａをトリプレート型のストリップ線路で構成してもよい。また、分岐回路２、分岐回路３ｄ及び分岐回路４ａをストリップ線路と同軸線路とを組み合わせて構成してもよい。
【００８８】
本実施の形態４の分配回路及びアンテナ１００ｄにおいては、アンテナ１００ｄがアンテナ素子８を４個備えており、入力端子１から入力された信号を分岐回路２で２個に分岐し、分岐回路３ｄで４個に分岐し、分岐回路４ａで４個に分岐した。そして、スイッチング回路５ｍ及びスイッチング回路５ｏの２個を第四の線路１２ｄの他端に切り替え接続し、残りのスイッチング回路５ｎ及びスイッチング回路５ｐの２個を第五の線路１３ａの他端に切り替え接続した場合を説明したが、アンテナ素子８の個数ｎは２以上の整数であればよく、分岐回路２、分岐回路３ｄ及び分岐回路４ａで入力端子１から入力された信号を分岐する数はいくつでもよい。ただし、分岐回路２で分岐した数だけ分岐回路が必要になり、アンテナ素子８の少なくとも２個に信号が伝播され、伝播される信号が異なる遅延時間の分岐回路をそれぞれ伝播して放射されるようにする。なお、分岐回路３ｄ及び分岐回路４ａを同じ数として説明したが、違う数でもよい。さらに、第四の線路１２ｄの他端に切り替え接続するスイッチング回路及び第五の線路１３ａの他端に切り替え接続するスイッチング回路は、任意に選択し、ｎ個のスイッチング回路のうち第四の線路１２ｄの他端に切り替え接続する任意のスイッチング回路の個数ｍは、１個以上（ｎ−１）個以下の整数、第五の線路１３ａの他端に切り替え接続する任意のスイッチング回路の個数（ｎ−ｍ）は、１個以上（ｎ−１）個以下の整数であればいくつでもよい。
【００８９】
図１０は、本発明の実施の形態４に係る別のアンテナ１００ｅの構成図である。アンテナ１００ｅはアンテナ１００ｄのそれぞれ異なる遅延線路である第三の線路１１を複数備えており、それぞれ分岐回路４ｂ〜４ｄを備え、それぞれ単入力多出力のスイッチであるスイッチング回路５、出力端子７、アンテナ素子８を備える。上記のように、複数の異なる遅延線路を備えるアンテナ１００ｅでもよい。アンテナ１００ｅは、異なる遅延線路を複数有するため、異なる指向性を増加させるとともに、設計の自由度が向上させることができる。
【００９０】
本実施の形態４の分配回路及びアンテナ１００ｄにおいては、アンテナ１００ｄがスイッチング回路５ｍ〜５ｐを備えており、スイッチング回路５ｍ〜５ｐはスイッチ端子５４〜５６を有する場合について説明したが、スイッチ端子の数は２以上の整数であればいくつでもよい。
【００９１】
本実施の形態４の分配回路及びアンテナ１００ｄにおいては、例えば、出力端子７に接続するスイッチ端子５６に他のスイッチ端子を接続させないようにしてもよい。
【００９２】
本実施の形態４の分配回路及びアンテナ１００ｄにおいては、４個のスイッチング回路５ｍ〜５ｐは、物理的なスイッチとし、線路内のインピーダンスの不整合を低減させるため、４個の第四の線路１２ｄの長さを、４個の第四の線路１２ｄの動作周波数における管内波長の１／２の整数倍にした。また、４個の第五の線路１３ａの長さを、４個の第五の線路１３ａの動作周波数における管内波長の１／２の整数倍にした。しかし、４個のスイッチング回路５ｍ〜５ｐは、電子的なスイッチでもよい。４個のスイッチング回路５ｍ〜５ｐを電子的なスイッチにし、第四の線路１２ｄまたは第五の線路１３ａを短絡させる場合は、実施の形態１と同様に、線路内のインピーダンスの不整合を低減させるため、４個の第四の線路１２ｄの長さを、４個の第四の線路１２ｄの動作周波数における管内波長の１／４の奇数倍にする。また、４個の第五の線路１３ａの長さを、４個の第五の線路１３ａの動作周波数における管内波長の１／４の奇数倍にする。４個のスイッチング回路５ｍ〜５ｐを電子的なスイッチにし、第四の線路１２ｄまたは第五の線路１３ａを開放させる場合は、実施の形態４と同様である。
【００９３】
実施の形態４の分配回路及びアンテナ１００ｄにおいては、４個のスイッチング回路５ｍ〜５ｐをＳＰＤＴスイッチとしたが、ダイオードスイッチを２個で１個のスイッチング回路として構成してもよい。つまり、第四の線路１２ｄ及び第五の線路１３ａそれぞれにダイオードスイッチを接続し、第四の線路１２ｄに接続したダイオードスイッチ及び第五の線路１３ａに接続したダイオードスイッチを同一の出力端子７に接続するようにしてもよい。
【００９４】
実施の形態５．
実施の形態１では、４個のアンテナ素子８がそれぞれ放射方向を異なるようにし、スイッチング回路５ａ〜５ｄを用いてＯＮとＯＦＦを切り替えていた。実施の形態５では、図１１に示すように、実施の形態１と同様の分配回路３ｆと並列に異なる遅延時間の線路１１を有する分配回路４ｅを備える。このため、実施の形態１と同様に、不整合なく分配回路から信号を出力しつつ、１個の第一のアンテナ素子８ａまたは第二のアンテナ素子８ｂに対し１個のスイッチング回路しか存在しないため、アンテナの指向性を切り替えつつスイッチング回路による信号の損失を抑制できる。さらに、アンテナ素子がそれぞれ放射方向を異なるようにしなくても第二の線路１０ｂ及び遅延線路１１を選択することによって指向性を切り替えることができる。
【００９５】
図１１は、本発明の実施の形態５に係るアンテナ１００ｆの構成図である。
【００９６】
図１１において、アンテナ１００ｆは、分配回路と、分配回路に接続されたｎ個の第一のアンテナ素子８ａと、分配回路に接続されたｌ個の第二のアンテナ素子８ｂとを備える。ここで、ｎ及びｌは２以上の整数である。なお、第一のアンテナ素子８ａ及び第二のアンテナ素子８ｂは信号を放射するが、実施の形態１のアンテナ素子８のようにそれぞれ放射方向を異なるように配置する必要はない。以下は、アンテナ１００ｆが第一のアンテナ素子８ａを４個及び第二のアンテナ素子８ｂを４個備えている場合について説明する。
【００９７】
分配回路は、信号が入力される入力端子１と、入力端子１に接続された分岐回路２と、一端が分岐回路２に接続された分岐回路３ｆと、一端が分岐回路２に接続された分岐回路４ｅと、一端が分岐回路３ｆに接続された４個の第一のスイッチング回路５ｑ〜５ｔと、４個の第一のスイッチング回路５ｑ〜５ｔと４個の第一のアンテナ素子８ａとの間にそれぞれ接続され、入力端子１に入力された信号を出力する４個の第一の出力端子７ａと、一端が分岐回路４ｅに接続された４個の第二のスイッチング回路５ｕ〜５ｘと、４個の第二のスイッチング回路５ｕ〜５ｘと４個の第二のアンテナ素子８ｂとの間にそれぞれ接続され、入力端子１に入力された信号を出力する４個の第二の出力端子７ｂから構成されている。８個のスイッチング回路５ｑ〜５ｘは、ＳＰＤＴスイッチである。なお、８個のスイッチング回路５ｑ〜５ｘは、物理的なスイッチでも、電子的なスイッチでもどちらでもよい。
【００９８】
分岐回路２は、一端が入力端子１に接続された第一の線路１４を備える。また、分岐回路２は、第一の線路１４の他端の分岐点２２を有する。ここで、第一の線路１４の特性インピーダンスをＺ１、第一の線路１４の長さをＬ１とし、第一の線路１４の特性インピーダンスを２５[Ω]とする。
【００９９】
分岐回路３ｆは、一端が第一の線路１４の他端の分岐点２２に接続された第二の線路１０ｂと、一端が第二の線路１０ｂの他端の分岐点２０にそれぞれ並列に接続され、他端が第一のスイッチング回路５ｑ〜５ｔにそれぞれ接続された４個の第四の線路１２ｅとを備える。ここで、第二の線路１０ｂの特性インピーダンスをＺ２、第二の線路１０ｂの長さをＬとし、４個の第四の線路１２ｅのそれぞれの特性インピーダンスをＺ４とし、第二の線路１０ｂの特性インピーダンスを５０[Ω]とする。
【０１００】
分岐回路４ｅは、一端が第一の線路１４の他端の分岐点２２に第二の線路１０ｂと並列に接続され、第二の線路１０ｂと異なる遅延時間で信号を伝播させる第三の線路１１と、一端が第三の線路１１の他端の分岐点２１にそれぞれ並列に接続され、他端が第二のスイッチング回路５ｕ〜５ｘにそれぞれ接続された４個の第五の線路１３ｂとを備える。ここで、第三の線路１１の特性インピーダンスをＺ３、第三の線路１１の長さをＬｄとし、４個の第五の線路１３ｂのそれぞれの特性インピーダンスをＺ５とし、第三の線路１１の特性インピーダンスを５０[Ω]とする。なお、第二の線路１０ｂ及び第三の線路１１が単位長さあたり同様の信号の伝播速度をもった線路である場合、第三の線路１１の長さＬｄは、第二の線路１０ｂの長さＬよりも長い。
【０１０１】
第一のスイッチング回路５ｑ〜５ｔは、それぞれ同様の構成とする。第一のスイッチング回路５ｑ〜５ｔは、４個の第四の線路１２ｅの他端と４個の第一の出力端子７ａとの間にそれぞれ設けられる。第一のスイッチング回路５ｑ〜５ｔは、４個の第四の線路１２ｅの他端と４個の第一の出力端子７ａとの接続をそれぞれＯＮあるいはＯＦＦに切り替える。具体的には、第一のスイッチング回路５ｑ〜５ｔは、４個の第四の線路１２ｅにそれぞれ接続するスイッチ端子５１と、グランド端子６に接続するスイッチ端子５２と、第一の出力端子７ａに接続するスイッチ端子５３ａとをそれぞれ備えており、スイッチ端子５１とスイッチ端子５２、あるいはスイッチ端子５１とスイッチ端子５３ａとを接続する。第一のスイッチング回路５ｑ〜５ｔは、スイッチ端子５１とスイッチ端子５２とを接続した場合をＯＦＦ、スイッチ端子５１とスイッチ端子５３ａとを接続した場合をＯＮとする。なお、第一のスイッチング回路５ｑ〜５ｔは、第一のスイッチング回路５ｑ〜５ｔを制御する制御回路を備えており、ＯＮ及びＯＦＦの切り替えは制御回路によって行われる。
【０１０２】
第一のスイッチング回路５ｑ〜５ｔと同様に、第二のスイッチング回路５ｕ〜５ｘは、それぞれ同様の構成とする。第二のスイッチング回路５ｕ〜５ｘは、４個の第四の線路１２ｅの他端の代わりに４個の第五の線路１３ｂの他端と、４個の第一の出力端子７ａの代わりに４個の第二の出力端子７ｂとの間にそれぞれ設けられる。また、第二のスイッチング回路５ｕ〜５ｘは、第一の出力端子７ａに接続するスイッチ端子５３ａの代わりに第二の出力端子７ｂに接続するスイッチ端子５３ｂを備える。それ以外は、第一のスイッチング回路５ｑ〜５ｔと同様の構成及び動作である。
【０１０３】
ここで、第一のスイッチング回路５ｑ〜５ｔのいずれかがＯＦＦに切り替えられた場合、スイッチ端子５２はグランド端子６に接続されるため、短絡する。したがって、線路内のインピーダンスの不整合を低減させるため、４個の第四の線路１２ｅの長さを、４個の第四の線路１２ｅの動作周波数における管内波長の１／４の奇数倍にする。４個の第四の線路１２ｅの長さを４個の第四の線路１２ｅの動作周波数における管内波長の１／４の奇数倍にすることで、ＯＦＦに切り替えた第一のスイッチング回路のスイッチ端子５２は分岐点２０から見てインピーダンス無限大で開放となる。４個の第四の線路１２ｅの動作周波数における管内波長をλ１とすると、４個の第四の線路１２ｅの長さを、λ１／４とする。
【０１０４】
同様に、第二のスイッチング回路５ｕ〜５ｘのいずれかがＯＦＦに切り替えられた場合、スイッチ端子５２はグランド端子６に接続されるため、短絡する。したがって、ＯＦＦに切り替えた第二のスイッチング回路のスイッチ端子５２が分岐点２１から見てインピーダンス無限大で開放となるように、４個の第五の線路１３ｂの動作周波数における管内波長をλ２とすると、４個の第五の線路１３ｂの長さを、λ２／４とする。
【０１０５】
次に、アンテナ１００ｆの動作を以下に説明する。
【０１０６】
入力端子１に信号が入力されると、入力端子１に入力された信号は、第一の線路１４に伝播されることで、分岐回路２に伝播される。分岐回路２に伝播された信号は、分岐回路２の分岐点２２で２個に分配され、第二の線路１０ｂ及び第三の線路１１に伝播される。信号が第二の線路１０ｂに伝播されることで分岐回路３ｆに伝播される。分岐回路３ｆに伝播された信号は、分岐回路３ｆの分岐点２０で４個に分岐され、それぞれの第四の線路１２ｅに伝播される。４個の第四の線路１２ｅは、第一のスイッチング回路５ｑ〜５ｔに信号を伝播する。一方、信号が第三の線路１１に伝播されることで分岐回路４ｅに伝播される。分岐回路４ｅに伝播された信号は、分岐回路４ｅの分岐点２１で４個に分岐され、それぞれの第五の線路１３ｂに伝播される。４個の第五の線路１３ｂは、第二のスイッチング回路５ｕ〜５ｘに信号を伝播する。
【０１０７】
第一のスイッチング回路５ｑ〜５ｔのうち任意に選択したｍ個の第一のスイッチング回路をＯＮに切り替える。ｍの取りうる範囲については、後述する。実施の形態５では、第一のスイッチング回路５ｒ及び第一のスイッチング回路５ｔの２個をＯＮに、残りの第一のスイッチング回路５ｑ及び第一のスイッチング回路５ｓの２個をＯＦＦに切り替えるとする。
【０１０８】
同様に、第二のスイッチング回路５ｕ〜５ｘのうち任意に選択したｘ個の第二のスイッチング回路をＯＮに切り替える。ｘの取りうる範囲については、後述する。実施の形態５では、第二のスイッチング回路５ｖ及び第二のスイッチング回路５ｘの２個をＯＮに、残りの第二のスイッチング回路５ｕ及び第二のスイッチング回路５ｗの２個をＯＦＦに切り替えるとする。
【０１０９】
ここで、分岐点２０から第一の出力端子７ａ側をみたインピーダンスをＺｅとし、分岐点２０での信号分岐前後のインピーダンスの整合を考える。第一のアンテナ素子８ａがｎ個、ＯＮに切り替える任意の第一のスイッチング回路がｍ個、第二の線路１０ｂの特性インピーダンスがＺ２、第四の線路１２ｅのそれぞれの特性インピーダンスがＺ４である。ただし、第一のアンテナ素子８ａの個数ｎは２以上の整数であり、ＯＮに切り替える任意の第一のスイッチング回路の個数ｍは、１個以上（ｎ−１）個以下の整数である。第四の線路１２ｅの長さを第四の線路１２ｅの動作周波数における管内波長の１／４の奇数倍にすることで、ＯＦＦに切り替えた第一のスイッチング回路の端子は分岐点２０から見てインピーダンス無限大で開放となる。ＯＮに切り替えたｍ個の第一のスイッチング回路の端子は特性インピーダンスＺ４の線路が並列に接続される。したがって、分岐点２０から出力端子７側をみたインピーダンスをＺｅとすると、Ｚｅは式（４）となる。
【０１１０】
【数４】
2017187473.tif 000006
【０１１１】
一方、第二の線路１０ｂの特性インピーダンスがＺ２なので、分岐点２０から入力端子１側をみたインピーダンスはＺ２である。信号の損失を低減させるため、分岐点２０での信号分岐前後のインピーダンスの整合をとるには、ＺｅがＺ２と等しくなる必要がある。したがって、第四の線路１２ｅのそれぞれの特性インピーダンスＺ４は第二の線路１０ｂの特性インピーダンスとＯＮに切り替えた第一のスイッチング回路の個数ｍとの積の値であるｍＺ２とすると不整合が生じない。なお、分岐回路３ｆのＯＮに切り替える第一のスイッチング回路ｍ個は、任意に選択しても分岐点２０から第一の出力端子７ａ側をみたインピーダンスＺｅは変わらないため、不整合損は生じない。以降は、第四の線路１２ｅの特性インピーダンスをｍＺ２として説明する。
【０１１２】
また、分岐回路４ｅも同様にして、分岐点２１から第二の出力端子７ｂ側をみたインピーダンスをＺｆとし、分岐点２１での信号分岐前後のインピーダンスの整合を考える。第二のアンテナ素子８ｂがｌ個、ＯＮに切り替える任意の第二のスイッチング回路がｘ個、第三の線路１１の特性インピーダンスがＺ３、第五の線路１３ｂのそれぞれの特性インピーダンスがＺ５である。ただし、第二のアンテナ素子８ｂの個数ｌは２以上の整数であり、ＯＮに切り替える任意の第二のスイッチング回路の個数ｘは、１個以上（ｌ−１）個以下の整数である。第五の線路１３ｂの長さを第五の線路１３ｂの動作周波数における管内波長の１／４の奇数倍にすることで、ＯＦＦに切り替えた第二のスイッチング回路の端子は分岐点２１から見てインピーダンス無限大で開放となる。ＯＮに切り替えたｘ個の第二のスイッチング回路の端子は特性インピーダンスＺ５の線路が並列に接続される。したがって、分岐点２１から出力端子７側をみたインピーダンスをＺｆとすると、Ｚｆは式（５）となる。
【０１１３】
【数５】
2017187473.tif 000007
【０１１４】
一方、第三の線路１１の特性インピーダンスがＺ３なので、分岐点２１から入力端子１側をみたインピーダンスはＺ３である。信号の損失を低減させるため、分岐点２１での信号分岐前後のインピーダンスの整合をとるには、ＺｆがＺ３と等しくなる必要がある。したがって、第五の線路１３ｂのそれぞれの特性インピーダンスＺ５は第三の線路１１の特性インピーダンスとＯＮに切り替えた第二のスイッチング回路の個数ｘとの積の値であるｘＺ３とすると不整合が生じない。なお、分岐回路４ｅのＯＮに切り替える第二のスイッチング回路ｘ個は、任意に選択しても分岐点２１から第二の出力端子７ｂ側をみたインピーダンスＺｆは変わらないため、不整合損は生じない。以降は、第五の線路１３ｂの特性インピーダンスをｘＺ３として説明する。
【０１１５】
具体的に第四の線路１２ｅ及び第五の線路１３ｂの特性インピーダンスを説明する。実施の形態５では、第一のアンテナ素子８ａが４個、第二のアンテナ素子８ｂが４個、４個の第一のスイッチング回路５ｑ〜５ｔのうちＯＮに切り替える任意の第一のスイッチング回路がスイッチング回路５ｒ及びスイッチング回路５ｔの２個、４個の第二のスイッチング回路５ｕ〜５ｘのうちＯＮに切り替える任意の第二のスイッチング回路がスイッチング回路５ｖ及びスイッチング回路５ｘの２個、第二の線路１０ｂの特性インピーダンスが５０［Ω］、第三の線路１１の特性インピーダンスが５０［Ω］、４個の第四の線路１２ｅの長さをλ１／４、４個の第五の線路１３ｂの長さをλ２／４である。
【０１１６】
ＯＦＦに切り替えた第一のスイッチング回路５ｑ及び第一のスイッチング回路５ｓの２個のスイッチ端子５２は分岐点２０から見てインピーダンス無限大で開放となる。同様に、ＯＦＦに切り替えた第二のスイッチング回路５ｕ及び第二のスイッチング回路５ｗの２個のスイッチ端子５２は分岐点２１から見てインピーダンス無限大で開放となる。ＯＮに切り替えた第一のスイッチング回路５ｒ及びスイッチング回路５ｔの２個のスイッチ端子５３ａは並列に接続され、ＯＮに切り替えた第二のスイッチング回路５ｖ及びスイッチング回路５ｘの２個のスイッチ端子５３ｂは並列に接続される。上記条件の第四の線路１２ｅのそれぞれの特性インピーダンスＺ４は、第二の線路１０ｂの特性インピーダンス５０［Ω］とＯＮに切り替えた第一のスイッチング回路の個数２との積の値である１００［Ω］とすると不整合が生じない。上記条件の第五の線路１３ｂのそれぞれの特性インピーダンスＺ５は、第三の線路１１の特性インピーダンス５０［Ω］とＯＮに切り替えた第二のスイッチング回路の個数２との積の値である１００［Ω］とすると不整合が生じない。
【０１１７】
アンテナ１００ｆの動作の説明に戻る。第一のスイッチング回路５ｒ及び第一のスイッチング回路５ｔの２個をＯＮに、残りの第一のスイッチング回路５ｑ及び第一のスイッチング回路５ｓの２個をＯＦＦに切り替えると、第一のスイッチング回路５ｑ及び第一のスイッチング回路５ｓの２個は、グランド端子６に接続される。第一のスイッチング回路５ｒ及び第一のスイッチング回路５ｔの２個は、第一の出力端子７ａに接続されているので、信号が第一の出力端子７ａに伝播される。２個の第一のアンテナ素子８ａは、第一の出力端子７ａから伝播した信号を指向性を切り替えて放射することができる。
【０１１８】
同様に、第二のスイッチング回路５ｖ及び第二のスイッチング回路５ｘの２個をＯＮに、残りの第二のスイッチング回路５ｕ及び第二のスイッチング回路５ｗの２個をＯＦＦに切り替えると、第二のスイッチング回路５ｕ及び第二のスイッチング回路５ｗの２個は、グランド端子６に接続される。第二のスイッチング回路５ｖ及び第二のスイッチング回路５ｘの２個は、第二の出力端子７ｂに接続されているので、信号が第二の出力端子７ｂに伝播される。２個の第二のアンテナ素子８ｂは、第二の出力端子７ｂから伝播した信号を指向性を切り替えて放射することができる。第三の線路１１は第二の線路１０ｂと異なる遅延時間で信号を伝播させるため、第五の線路１３ｂを伝播した信号は、第四の線路１２ｅを伝播した信号に比べ遅延している。そのため、４個の第一のアンテナ素子８ａ及び４個の第二のアンテナ素子８ｂのうち２個の第一のアンテナ素子８ａ及び２個の第二のアンテナ素子８ｂは、第一の出力端子７ａまたは第二の出力端子７ｂから伝播した信号を指向性を切り替えて放射することができる。
【０１１９】
以上述べたように、本実施の形態５の分配回路及びアンテナ１００ｆにおいては、第一のスイッチング回路５ｑ〜５ｔのうち任意に選択した１以上３以下の第一のスイッチング回路がＯＮに切り替えられ、第二のスイッチング回路５ｕ〜５ｘのうち任意に選択した１以上３以下の第二のスイッチング回路がＯＮに切り替えられる場合、第四の線路１２ｅの特性インピーダンスの値は、第二の線路１０ｂの特性インピーダンスＺ２とＯＮに切り替えた第一のスイッチング回路の個数ｍとの積の値ｍＺ２であり、第五の線路１３ｂの特性インピーダンスの値は、第三の線路１１の特性インピーダンスＺ３とＯＮに切り替えた第二のスイッチング回路の個数ｘとの積の値ｘＺ３とする。上記のような構成にしたことで、不整合なく分配回路から信号を出力しつつ、１個の第一のアンテナ素子８ａまたは第二のアンテナ素子８ｂに対し１個のスイッチング回路しか存在しないため、アンテナの指向性を切り替えつつスイッチング回路による信号の損失を抑制できる。
【０１２０】
さらに、本実施の形態５の分配回路及びアンテナ１００ｆにおいては、従来のアンテナの分岐線路の一方に２個のスイッチング回路が必要なアンテナ素子に比べて、１個の第一のアンテナ素子８ａまたは第二のアンテナ素子８ｂに対し１個のスイッチング回路しか必要ない。また、本実施の形態５の分配回路及びアンテナ１００ｆは、従来のトーナメント型のように線路を接続していく方法に比べ、第四の線路１２ｅ及び第五の線路１３ｂを並列に第二の線路１０ｂまたは第三の線路１１に接続しているため、信号が入力されてから第一のアンテナ素子８ａまたは第二のアンテナ素子８ｂで放射されるまでの伝播する線路の長さが短くなる。線路は長いほど信号の損失が大きくなり、回路の規模も大きくなる。このため、本実施の形態５の分配回路及びアンテナ１００ｆは、従来のスイッチング回路と線路を含んだ分配回路及びアンテナに比べ、信号の損失を低減し、回路も小型化できる。
【０１２１】
本実施の形態５の分配回路及びアンテナ１００ｆにおいては、第三の線路１１は第二の線路１０ｂと異なる遅延時間で信号を伝播させるため、第五の線路１３ｂを伝播した信号は、第四の線路１２ｅを伝播した信号に比べ遅延している。そのため、アンテナ素子がそれぞれ放射方向を異なるようにしなくても、第一のアンテナ素子８ａ及び第二のアンテナ素子８ｂは、第一の出力端子７ａまたは第二の出力端子７ｂから伝播した信号を指向性を切り替えて放射することができる。なお、遅延量は遅延線路の長さで任意に決められる。
【０１２２】
本実施の形態５の分配回路及びアンテナ１００ｆにおいては、第四の線路１２ｅの長さを第四の線路１２ｅの動作周波数における管内波長の１／４の奇数倍にした。また、第五の線路１３ｂの長さを第五の線路１３ｂの動作周波数における管内波長の１／４の奇数倍にした。このため、ＯＦＦに切り替えた第一のスイッチング回路または第二のスイッチング回路の端子は分岐点２０または分岐点２１から見てインピーダンス無限大で開放となり、信号の損失が低減できる。なお、ＯＦＦに切り替えた第一のスイッチング回路または第二のスイッチング回路の端子は、分岐点２０または分岐点２１から見て開放になるように第四の線路１２ｅまたは第五の線路１３ｂの長さを計算してもよい。
【０１２３】
本実施の形態５の分配回路及びアンテナ１００ｆにおいては、ＯＮに切り替えるｍ個の第一のスイッチング回路と、ＯＮに切り替えるｘ個の第二のスイッチング回路とは、任意に選択しても分岐点２０または分岐点２１から出力端子７側をみたインピーダンスＺｅまたはＺｆは変わらないため、不整合損は生じず、簡単に指向性を切り替えることができる。
【０１２４】
なお、上記した本実施の形態５の分配回路及びアンテナ１００ｆにおいては、実施の形態１のように分岐回路２、分岐回路３ｆ及び分岐回路４ｅをトリプレート型のストリップ線路で構成してもよい。また、分岐回路２、分岐回路３ｆ及び分岐回路４ｅをストリップ線路と同軸線路とを組み合わせて構成してもよい。
【０１２５】
本実施の形態５の分配回路及びアンテナ１００ｆにおいては、アンテナ１００ｆが第一のアンテナ素子８ａを４個及び第二のアンテナ素子８ｂを４個備えており、入力端子１から入力された信号を分岐回路２で２個に分岐し、分岐回路３ｆで４個に分岐し、分岐回路４ｅで４個に分岐した。そして、第一のスイッチング回路５ｒ及び第一のスイッチング回路５ｔの２個をＯＮ切り替え、第二のスイッチング回路５ｖ及び第二のスイッチング回路５ｘの２個をＯＮ切り替える場合を説明したが、第一のアンテナ素子８ａの個数ｎ個は２以上の整数、第二のアンテナ素子８ｂの個数ｌ個は２以上の整数であればよく、分岐回路２、分岐回路３ｆ及び分岐回路４ｅで入力端子１から入力された信号を分岐する数はいくつでもよい。ただし、分岐回路２で分岐した数だけ分岐回路が必要になり、第一のアンテナ素子８ａ及び第二のアンテナ素子８ｂの両方に信号が伝播され、伝播される信号が異なる遅延時間の分岐回路をそれぞれ伝播して放射されるようにする。なお、分岐回路３ｆ及び分岐回路４ｅを同じ数として説明したが、違う数でもよい。さらに、ＯＮ及びＯＦＦに切り替える第一のスイッチング回路及び第二のスイッチング回路は、任意に選択し、ＯＮに切り替える任意の第一のスイッチング回路の個数ｍは、１個以上（ｎ−１）個以下の整数、ＯＮに切り替える任意の第二のスイッチング回路の個数ｘは、１個以上（ｌ−１）個以下の整数であればいくつでもよい。
【０１２６】
本実施の形態５の分配回路及びアンテナ１００ｆにおいては、アンテナ１００ｆが第一のスイッチング回路５ｑ〜５ｔ及び第二のスイッチング回路５ｕ〜５ｘを備えており、第一のスイッチング回路５ｑ〜５ｔ及び第二のスイッチング回路５ｕ〜５ｘはスイッチ端子５４、スイッチ端子５３ａまたはスイッチ端子５３ｂ、スイッチ端子５６を有する場合について説明したが、スイッチ端子の数は２以上の整数であればいくつでもよい。
【０１２７】
本実施の形態５の分配回路及びアンテナ１００ｆにおいては、第一のスイッチング回路５ｑ〜５ｔ及び第二のスイッチング回路５ｕ〜５ｘのそれぞれのスイッチ端子５２はグランド端子６に接続し、線路内のインピーダンスの不整合を低減させるため、４個の第四の線路１２ｅの長さを、４個の第四の線路１２ｅの動作周波数における管内波長の１／４の奇数倍にした。また、４個の第五の線路１３ｂの長さを、４個の第五の線路１３ｂの動作周波数における管内波長の１／４の奇数倍にした。しかし、第一のスイッチング回路５ｑ〜５ｔ及び第二のスイッチング回路５ｕ〜５ｘのそれぞれのスイッチ端子５２は開放端子に接続し、４個の第四の線路１２ｅの長さを、４個の第四の線路１２ｅの動作周波数における管内波長の１／２の整数倍にし、４個の第五の線路１３ｂの長さを、４個の第五の線路１３ｂの動作周波数における管内波長の１／２の整数倍にしてもよい。
【０１２８】
本実施の形態５の分配回路及びアンテナ１００ｆにおいては、第一のスイッチング回路５ｑ〜５ｔ及び第二のスイッチング回路５ｕ〜５ｘを用いてＯＮとＯＦＦを切り替えていたが、第一のスイッチング回路５ｑ〜５ｔ及び第二のスイッチング回路５ｕ〜５ｘの代わりにダイオードスイッチを用いてＯＮとＯＦＦを切り替えてもよい。
【０１２９】
ところで、上記した実施の形態に示した分配回路及びアンテナは一例に過ぎず、適宜、組み合わせて構成することが出来るものであって、実施の形態単独の構成に限られるものではない。
【符号の説明】
【０１３０】
１  入力端子、  ２  分岐回路、  ３ａ〜３ｆ  分岐回路、
４ａ〜４ｅ  遅延線路を含んだ分岐回路、
５ａ〜５ｈ,  ５ｍ〜５ｘ  スイッチング回路、
５ｉ〜５ｌ  ダイオードスイッチ、  ６  グランド端子、
７,  ７ａ,  ７ｂ  出力端子、  ８,  ８ａ,  ８ｂ  アンテナ素子、
９  開放端子、  １０ａ  第一の線路、  １０ｂ  第二の線路、
１１  遅延線路、
１２ａ〜１２ｃ  第二の線路  、  １２ｄ〜１２ｅ  第四の線路、
１３ａ〜１３ｂ  第五の線路、  １４  第一の線路、
１００ａ〜１００ｆ  アンテナ。
【図１】
2017187473.tif 000008
【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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【手続補正書】
【提出日】平成30年6月26日(2018.6.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明に係る分配回路は、信号が入力される入力端子と、それぞれ放射方向が異なるｎ個（ｎは２以上の整数）のアンテナ素子にそれぞれ接続され、入力端子に入力された信号を出力するｎ個の出力端子と、一端が入力端子に接続された第一の線路と、一端が第一の線路の他端にそれぞれ並列に接続されたｎ個の第二の線路と、ｎ個の第二の線路の他端及びｎ個の出力端子にそれぞれ接続され、ｎ個の第二の線路の他端とｎ個の出力端子との接続をそれぞれＯＮあるいはＯＦＦに切り替えるｎ個のスイッチング回路とを備え、ｎ個のスイッチング回路のうち任意に選択されたｍ個（ｍは１以上（ｎ−１）以下の整数）のスイッチング回路がＯＮに切り替えた場合、ｎ個の第二の線路の特性インピーダンスの値を、第一の線路の特性インピーダンスとＯＮに切り替えたスイッチング回路の個数ｍとの積の値に設定する分配回路であり、スイッチング回路は、第二の線路を開放端子に切り替えて接続するスイッチ端子を有する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号が入力される入力端子と、
それぞれ放射方向が異なるｎ個（ｎは２以上の整数）のアンテナ素子にそれぞれ接続され、前記入力端子に入力された信号を出力するｎ個の出力端子と、
一端が前記入力端子に接続された第一の線路と、
一端が前記第一の線路の他端にそれぞれ並列に接続されたｎ個の第二の線路と、
前記ｎ個の第二の線路の他端及び前記ｎ個の出力端子にそれぞれ接続され、前記ｎ個の第二の線路の他端と前記ｎ個の出力端子との接続をそれぞれＯＮあるいはＯＦＦに切り替えるｎ個のスイッチング回路とを備え、
前記ｎ個のスイッチング回路のうち任意に選択されたｍ個（ｍは１以上（ｎ−１）以下の整数）のスイッチング回路がＯＮに切り替えた場合、
前記ｎ個の第二の線路の特性インピーダンスの値を、前記第一の線路の特性インピーダンスと前記ＯＮに切り替えたスイッチング回路の個数ｍとの積の値に設定する
分配回路であり、
前記スイッチング回路は、前記第二の線路を開放端子に切り替えて接続するスイッチ端子を有する
分配回路。
【請求項２】
前記ｎ個の第二の線路の長さは、前記ｎ個の第二の線路の動作周波数における管内波長の１／２の整数倍である
請求項１記載の分配回路。
【請求項３】
信号が入力される入力端子と、
ｎ個（ｎは２以上の整数）のアンテナ素子にそれぞれ接続され、前記入力端子に入力された信号を出力するｎ個の出力端子と、
一端が前記入力端子に接続された第一の線路と、
一端が前記第一の線路の他端に接続された第二の線路と、
一端が前記第一の線路の他端に前記第二の線路と並列に接続され、前記第二の線路と異なる遅延時間で信号を伝播させる第三の線路と、
一端が前記第二の線路の他端にそれぞれ並列に接続されたｎ個の第四の線路と、
一端が前記第三の線路の他端にそれぞれ並列に接続されたｎ個の第五の線路と、
前記ｎ個の第四の線路の他端と前記ｎ個の第五の線路の他端及び前記ｎ個の出力端子にそれぞれ接続され、前記ｎ個の出力端子との接続をそれぞれ前記第四の線路の他端あるいは前記第五の線路の他端に切り替えるｎ個のスイッチング回路とを備え、
前記ｎ個のスイッチング回路のうち任意に選択されたｍ個（ｍは１以上（ｎ−１）以下の整数）のスイッチング回路が前記第四の線路の他端に切り替え接続し、（ｎ−ｍ）個のスイッチング回路が前記第五の線路の他端に切り替え接続する場合、
前記ｎ個の第四の線路の特性インピーダンスの値を、前記第二の線路の特性インピーダンスと前記出力端子に接続した前記第四の線路の個数ｍとの積の値に設定し、
前記ｎ個の第五の線路の特性インピーダンスの値を、前記第三の線路の特性インピーダンスと前記出力端子に接続した前記第五の線路の個数（ｎ−ｍ）との積の値に設定する
分配回路。
【請求項４】
前記ｎ個の第四の線路の長さは、前記ｎ個の第四の線路の動作周波数における管内波長の１／２の整数倍であり、
前記ｎ個の第五の線路の長さは、前記ｎ個の第五の線路の動作周波数における管内波長の１／２の整数倍である
請求項３記載の分配回路。
【請求項５】
前記ｎ個の第四の線路の長さは、前記ｎ個の第四の線路の動作周波数における管内波長の１／４の整数倍であり、
前記ｎ個の第五の線路の長さは、前記ｎ個の第五の線路の動作周波数における管内波長の１／４の整数倍である
請求項３記載の分配回路。
【請求項６】
前記スイッチング回路は、単入力多出力のスイッチである
請求項３記載の分配回路。
【請求項７】
信号が入力される入力端子と、
ｎ個（ｎは２以上の整数）の第一のアンテナ素子にそれぞれ接続され、前記入力端子に入力された信号を出力するｎ個の第一の出力端子と、
ｌ個（ｌは２以上の整数）の第二のアンテナ素子にそれぞれ接続され、前記入力端子に入力された信号を出力するｌ個の第二の出力端子と、
一端が前記入力端子に接続された第一の線路と、
一端が前記第一の線路の他端に並列に接続され、互いに異なる遅延時間で信号を伝播させる第二の線路及び第三の線路と、
一端が前記第二の線路の他端にそれぞれ並列に接続されたｎ個の第四の線路と、
一端が前記第三の線路の他端にそれぞれ並列に接続されたｌ個の第五の線路と、
前記ｎ個の第四の線路の他端及び前記ｎ個の第一の出力端子にそれぞれ接続され、前記ｎ個の第四の線路の他端と前記ｎ個の第一の出力端子との接続をそれぞれＯＮあるいはＯＦＦに切り替えるｎ個の第一のスイッチング回路と、
前記ｌ個の第五の線路の他端及び前記ｌ個の第二の出力端子にそれぞれ接続され、前記ｌ個の第五の線路の他端と前記ｌ個の第二の出力端子との接続をそれぞれＯＮあるいはＯＦＦに切り替えるｌ個の第二のスイッチング回路とを備え、
前記ｎ個の第一のスイッチング回路のうち任意に選択されたｍ個（ｍは１以上（ｎ−１）以下の整数）の第一のスイッチング回路がＯＮに切り替え、前記ｌ個の第二のスイッチング回路のうち任意に選択されたｘ個（ｘは１以上（ｌ−１）以下の整数）の第二のスイッチング回路がＯＮに切り替えた場合、
前記ｎ個の第四の線路の特性インピーダンスの値を、前記第二の線路の特性インピーダンスと前記ＯＮに切り替えた第一のスイッチング回路の個数ｍとの積の値に設定し、
前記ｌ個の第五の線路の特性インピーダンスの値を、前記第三の線路の特性インピーダンスと前記ＯＮに切り替えた第二のスイッチング回路の個数ｘとの積の値に設定する
分配回路。
【請求項８】
前記スイッチング回路は、ダイオードスイッチである
請求項３、７のいずれか１項に記載の分配回路。
【請求項９】
前記スイッチング回路は、ＳＰＤＴスイッチである
請求項１、２、３、４、５、７のいずれか１項に記載の分配回路。
【請求項１０】
前記第一の線路及び前記第二の線路はストリップ線路である
請求項１記載の分配回路。
【請求項１１】
前記第二の線路、前記第三の線路、前記第四の線路及び前記第五の線路はストリップ線路である
請求項３、７のいずれか１項に記載の分配回路。
【請求項１２】
信号が入力される入力端子と、
それぞれ放射方向が異なるｎ個（ｎは２以上の整数）のアンテナ素子にそれぞれ接続され、前記入力端子に入力された信号を出力するｎ個の出力端子と、
一端が前記入力端子に接続された第一の線路と、
一端が前記第一の線路の他端にそれぞれ並列に接続されたｎ個の第二の線路と、
前記ｎ個の第二の線路の他端及び前記ｎ個の出力端子にそれぞれ接続され、前記ｎ個の第二の線路の他端と前記ｎ個の出力端子との接続をそれぞれＯＮあるいはＯＦＦに切り替えるｎ個のスイッチング回路とを備え、
前記ｎ個のスイッチング回路のうち任意に選択されたｍ個（ｍは１以上（ｎ−１）以下の整数）のスイッチング回路がＯＮに切り替えた場合、
前記ｎ個の第二の線路の特性インピーダンスの値を、前記第一の線路の特性インピーダンスと前記ＯＮに切り替えたスイッチング回路の個数ｍとの積の値に設定する
分配回路であり、
前記第一の線路は同軸線路であり、前記第二の線路はストリップ線路である
分配回路。
【請求項１３】
前記第二の線路及び前記第三の線路は同軸線路であり、前記第四の線路及び前記第五の線路はストリップ線路である
請求項３、７のいずれか１項に記載の分配回路。
【請求項１４】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の分配回路と、
前記ｎ個の出力端子にそれぞれ接続されたｎ個のアンテナ素子と
を備えたアンテナ。
【請求項１５】
請求項７記載の分配回路と、
前記ｎ個の第一の出力端子にそれぞれ接続されたｎ個の第一のアンテナ素子と、
前記ｌ個の第二の出力端子にそれぞれ接続されたｌ個の第二のアンテナ素子と
を備えたアンテナ。
【国際調査報告】
2017187473.tif 000019
2017187473.tif 000020