(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏波面と同一とした同一周波数帯域の送信用アンテナと受信用アンテナよりなる送受信アンテナ装置であって、
同一直線上に第１乃至第４アンテナが、それぞれの偏波面を揃えて配列され、その第１アンテナは送信用又は受信用とされ、上記第２乃至第４アンテナは受信用又は送信用として同相給電され、
上記送受信用アンテナ間の結合減衰量を所定値以上にするよう上記第１のアンテナと第２のアンテナとの間隔ｓ、及び上記第３のアンテナと第４のアンテナとの間隔ｄを離し、
上記ｓは２．６λ以上４．０λ以下、上記ｄは２．０λ以上３．０λ以下であることを特徴とする送受信アンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は例えば移動通信システムに用いられ、同一周波数帯かつ同一偏波で送信を行うアンテナと、受信を行うアンテナよりなるアンテナ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
移動通信システムや固定無線方式において同一周波数帯域で送信と受信を行う場合、設置場所その他の関係から、送信アンテナと受信アンテナとを近接して設置することが多く、アンテナ間の結合減衰量を十分にとれない場合が多い。このような場合、アンテナ間の結合による干渉などが問題となる。このような問題をさけるために従来では、アンテナにフィルタをつけて結合減衰量を確保したり、図４Ａに示すように同一直線１０上に１つの半波長ダイポールアンテナ１１と、これより間隔ｓをおいて、２分の１波長の間隔をもつ２つの半波長ダイポールアンテナ１２，１３が配列して設けられ、ダイポールアンテナ１１を送信用（受信用）とする時、ダイポールアンテナ１２，１３を受信用（送信用）として同相給電されるように構成し、アンテナ１１とアンテナ１２，１３との結合減衰量を確保していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、アンテナにフィルタをつけると、フィルタの通過損失により必要な利得が確保できないことがある。また、アンテナの利得を向上させても、フィルタを接続するためあまり効果が得られないといった状況もあり得た。
また図４Ａに示した同一直線上に１素子１２と２素子１３，１４の対の送受信アンテナを配置し、２素子１３，１４の間隔を約２分の１波長のアレーアンテナを用いる方法では、アンテナの利得が最大約５ｄＢｉにしか成らず、必要な利得が得られないという状況も有る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明によれば同一直線上に第１乃至第４アンテナが配され、これらアンテナは同一周波数帯で、同一偏波とされ、これらアンテナ配列の一端の第１アンテナが送信用（又は受信用）とされ、他の第２乃至第４アンテナが受信用（又は送信用）とされて同相給電される。上記送受信用アンテナ間の結合減衰量を所定値以上にするよう上記第１アンテナと第２アンテナとの間隔ｓ、及び上記第３アンテナと第４アンテナとの間隔ｄを離す。
請求項２の発明によれば上記ｓは２．６λ以上４．０λ以下、上記ｄは２．０λ以上３．０λ以下とされる。
【０００５】
この構成により、第１アンテナと、同相給電された第２〜第４アンテナとの間の相互インピーダンスが減少し、結果としてアンテナ間の結合減衰量が確保できる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１にこの発明の実施例を示す。この実施例では４つの素子として半波長ダイポールアンテナ１１，１２，１３，１４が同一直線１０上に配列され、かつ各ダイポールアンテナ１１〜１４はそのアンテナ素子が直線１０上に平行して位置されている。アンテナ１１と１２の間隔はｓとされ、アンテナ１２と１３の間隔は約２分の１波長とされ、アンテナ１３と１４の間隔はｄとされる。アンテナ１１〜１４は同一周波数帯であり、同一偏波である。アンテナ１１は送信用又は受信用とされ、アンテナ１２〜１４は同相給電され、受信用又は送信用とされる。
【０００７】
この構成によれば優れた結合減衰量が得られることを以下に説明する。なおアンテナ間の結合減衰量Ｌｃ  は次式で計算される。
Ｌｃ  ＝２０  ｌｏｇ  ２Ｒｒ  ／｜Ｚｍ  ｜２                （１）
Ｒｒ  はアンテナ放射抵抗であり、アンテナ間隔には影響されずほぼ一定であり、送受信アンテナの相互インピーダンスＺｍ  によりほぼ決定される。
【０００８】
比較のために、図４Ａのアンテナ１１と１２の間隔ｓを変化させた場合の結合減衰量の計算値を図４Ｂに示す。アンテナ内の相互インピーダンス、ならびに、各放射抵抗はモーメント法を用いて計算し、式（１）を用いてアンテナ間の結合減衰量を計算した。
図２に、ダイポールアンテナ１３とダイポールアンテナ１４の間隔ｄを２．０波長とし、ダイポールアンテナ１１とダイポールアンテナ１２の間隔ｓを変化させた場合の結合減衰量の計算値を示す。なお、ダイポールアンテナ１１とアンテナ１２〜１４のアレーアンテナとの間の相互インピーダンス、ならびに各々の放射抵抗はモーメント法を用いて計算し、式（１）を用いてアンテナ間の結合減衰量を計算した。
【０００９】
図２から図４Ｂよりも結合減衰量がとれていることが判別でき、特にダイポールアンテナ１１とダイポールアンテナ１２の間隔ｓが３波長の場合において最大約２０ｄＢほど改善作用が得られている。図４Ｂではｓ＝５λで７５ｄＢであったが、図２ではｓが約２．５λ〜５λで７５ｄＢ以上、特に約２．６λ〜３．３λで特に大となっている。
【００１０】
図１の実施例においてダイポールアンテナ１３とダイポールアンテナ１４の間隔ｄを３．０波長離し、ダイポールアンテナ１１とダイポールアンテナ１２の間隔ｓを変化させた場合の結合減衰量の計算値を図３に示す。この計算法は先の場合と同様である。この図より図４Ｂよりも結合減衰量がとれていることが理解され、特にダイポールアンテナ１１とダイポールアンテナ１２の間隔ｓが、３．５波長の場合において約１５ｄＢほど改善作用が得られている。また、ｓが約３λ以上で結合減衰量が７５ｄＢ以上となり、ｓが約３．２λ〜３．８λで、結合減衰量が８０ｄＢ以上となる。またアンテナ１１〜１４により構成され、アンテナ装置の全長が１０波長以内で結合減衰量が最大９０ｄＢ確保できる。
【００１１】
更に図２、図３からｄを大とすると、結合減衰量が最大となるｓの値が大となり、かつ、その最大結合減衰量も大となることが理解される。ｄを約２．０〜３．０λとし、ｓを２．５λ以上、特に２．６λ程度〜４λ程度が好ましい。図４Ａに示した従来のアンテナ装置の利得の最大が５ｄＢｉであったのに対し、この実施例によると最大約７ｄＢｉとすることが可能となる。なおＳを５λ以上にすると、給合減衰量が減少する。
【００１２】
上述において各アンテナ１１〜１４に、反射素子、あるいは導波素子、またはその両者をそれぞれ設けてもよく、更には前記線状素子とする場合に限らず、他の形状のアンテナ素子を用いてもよい。またアンテナ１２と１３の間隔も必ずしも半波長に固定しなくてもよい。
【００１３】
【発明の効果】
以上述べたようにこの発明によれば同一周波数帯、同一偏波の４つのアンテナを同一直線上に配列し、その一端のアンテナと、残りを同相給電としたアンテナとを用い、これら間の結合減衰量を従来より大とし、かつ、アンテナ利得も大とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例を示す図。
【図２】図１の実施例によるアンテナ間の結合減衰量の計算結果例１を示す図。
【図３】図２の実施例によるアンテナ間の結合減衰量の計算結果例２を示す図。
【図４】Ａは従来の送受信アンテナ装置を示す図、Ｂはそのアンテナ間結合減衰量の計算結果を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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