(57)【要約】  アンテナユニット（２）は、給電アンテナ素子と２つの無給電アンテナ素子とをそれぞれ有する可変指向性アンテナ（１１，１２，１３）と、金属ブロック（２１，２２，２３）とを備える。給電アンテナ素子のそれぞれに対して所定の距離を有して、金属ブロックのうちの少なくとも１つが設けられて、給電アンテナ素子に対して反射器として動作する。無給電アンテナ素子のそれぞれは、その電気長を切り換えるためのスイッチ回路を備え、スイッチ回路により電気長を切り換えることにより、当該無給電アンテナ素子と同じ可変指向性アンテナに含まれる給電アンテナ素子に対して反射器として動作する。
2010073429.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの給電アンテナ素子と少なくとも１つの無給電アンテナ素子とをそれぞれ有する複数の可変指向性アンテナと、
上記各給電アンテナ素子の長手方向の長さよりも長い少なくとも１つの金属ブロックとを備えたアレーアンテナ装置であって、
上記複数の可変指向性アンテナのうちの少なくとも２つが同時に励振され、
上記給電アンテナ素子のそれぞれに対して所定の距離を有して、上記金属ブロックのうちの少なくとも１つが設けられて、上記給電アンテナ素子に対して反射器として動作し、
上記無給電アンテナ素子のそれぞれは、その電気長を切り換えるためのスイッチ回路を備え、上記スイッチ回路により電気長を切り換えることにより、当該無給電アンテナ素子と同じ可変指向性アンテナに含まれる給電アンテナ素子に対して反射器として動作することを特徴とするアレーアンテナ装置。
【請求項２】
上記アレーアンテナ装置は１つの金属ブロックを備え、上記１つの金属ブロックは、上記給電アンテナ素子のそれぞれに対して所定の距離を有して設けられて、上記給電アンテナ素子のそれぞれに対して反射器として動作することを特徴とする請求項１記載のアレーアンテナ装置。
【請求項３】
上記給電アンテナ素子のそれぞれに対して所定の距離を有して、金属ブロックが１つずつ設けられて、上記各金属ブロックは、対応する給電アンテナ素子に対して反射器として動作することを特徴とする請求項１記載のアレーアンテナ装置。
【請求項４】
上記複数の可変指向性アンテナは誘電体ブロックの対向する２面に設けられ、上記各金属ブロックは、上記誘電体ブロックを貫通するように設けられることを特徴とする請求項１記載のアレーアンテナ装置。
【請求項５】
上記各無給電アンテナ素子は半波長ダイポールアンテナであり、上記各スイッチ回路は、上記各無給電アンテナ素子の中間に直列に接続されたＰＩＮダイオードであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載のアレーアンテナ装置。
【請求項６】
上記各無給電アンテナ素子は半波長ダイポールアンテナであり、上記各スイッチ回路は、上記各無給電アンテナ素子の中間に直列に接続された可変容量ダイオードであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載のアレーアンテナ装置。
【請求項７】
上記各給電アンテナ素子及び上記各無給電アンテナ素子は、誘電体基板上の導体パターンとして形成されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項８】
上記各給電アンテナ素子及び上記各無給電アンテナ素子は、４分の１波長の長さを持つ導体素子が接地導体に対して垂直に設置されたモノポール素子であり、上記各スイッチ回路は、上記各無給電アンテナ素子の導体素子と上記接地導体との間に接続されたＰＩＮダイオードであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載のアレーアンテナ装置。
【請求項９】
上記各給電アンテナ素子及び上記各無給電アンテナ素子は、４分の１波長の長さを持つ導体素子が接地導体に対して垂直に設置されたモノポール素子であり、上記各スイッチ回路は、上記各無給電アンテナ素子の導体素子と上記接地導体との間に接続された可変容量ダイオードであるであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載のアレーアンテナ装置。
【請求項１０】
上記各給電アンテナ素子はダイポールアンテナであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１つに記載のアレーアンテナ装置。
【請求項１１】
上記各給電アンテナ素子はスリーブアンテナであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１つに記載のアレーアンテナ装置。
【請求項１２】
上記アレーアンテナ装置は、ＭＩＭＯ通信方式に係る複数の無線信号を送受信することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１つに記載のアレーアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気的に主放射方向を切り替え可能である可変指向性アンテナを複数個備えたアレーアンテナ装置に関し、特に、２つ以上の可変指向性アンテナに同時に給電するアレーアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ規格に準拠した無線ＬＡＮやＢｌｕｅｔｏｏｔｈなど、無線技術を応用した機器が近年急速に普及している。ＩＥＥＥ８０２．１１ａやＩＥＥＥ８０２．１１ｇは、データの伝送速度が５４Ｍｂｐｓとされているが、最近では、さらに高速な伝送速度を実現するための無線方式の研究及び開発が盛んになっている。【０００３】
無線通信システムの高速化を実現する技術の１つとして、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ−Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉ−Ｏｕｔｐｕｔ）通信システムが注目を集めている。これは、送信機側と受信機側の双方において複数のアンテナ素子を備え、空間多重した伝送路を実現することにより、伝送容量の拡大を図り、通信速度向上を達成する技術であり、無線ＬＡＮのみならず、携帯電話通信システムや、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ（ＷｉＭＡＸ）など、次世代無線通信システムにおいて必須の技術とされる。【０００４】
ＭＩＭＯ通信方式は、送信機において複数の給電アンテナ素子に送信データを分配して送出し、複数の仮想的なＭＩＭＯチャネルを利用して伝送し、受信機では複数の給電アンテナ素子により受信した信号から信号処理によって受信データを得るものである。一般的に、ＭＩＭＯ通信方式を使用した無線通信機器の場合、ダイポールアンテナやスリーブアンテナなど無指向性給電アンテナ素子が複数本使用される。この場合、給電アンテナ素子間の距離を十分に離す、又はそれぞれの給電アンテナ素子を別の方向に傾け異なる偏波の組み合わせにするといった工夫を行わない限り、互いの給電アンテナ素子間の相関が大きくなり、伝送品質が悪くなるといった問題があった。【０００５】
この問題を解決するための従来技術として、例えば、特許文献１に記載された指向性適応型アンテナであるアレーアンテナ装置を使用することが考えられる。特許文献１のアレーアンテナ装置は、誘電体支持基板上に垂直に設置された半波長ダイポールアンテナの周囲を取り囲むように、３つのプリント配線基板が配置されて構成されている。半波長ダイポールアンテナへは、平衡型給電ケーブルを介して高周波信号が供給される。また、各プリント配線基板の裏面には、２つのプリントアンテナ素子（導体パターンにてなる素子）を一組として、２組の無給電アンテナ素子（非励振素子）が平行に設けられており、各無給電アンテナ素子において、２つのプリントアンテナ素子は所定の隙間を有して対向するように設けられている。各プリントアンテナ素子の対向側端部にはスルーホール導体が設けられ、プリント配線基板の表側の電極端子に接続されている。各無給電アンテナ素子において、２つの電極端子間には可変容量ダイオードが実装され、各電極端子はさらに高周波阻止用高抵抗を介してペアケーブルに接続され、ペアケーブルは、当該アレーアンテナ装置の指向特性を制御するコントローラの印加バイアス電圧端子ＤＣ＋及びＤＣ−に接続されている。コントローラからの印加バイアス電圧を切り替えることにより、無給電アンテナ素子に接続された可変容量ダイオードのリアクタンス値が変化する。これにより、各無給電アンテナ素子の電気長を、半波長ダイポールアンテナと比較して変化させ、当該アレーアンテナ装置の平面指向特性を変化させている。【０００６】
また、特許文献２に記載のアンテナ装置は、第１の面に配置された線状の放射素子と、放射素子と平行に、第１の面に配置された第１の無給電素子と、第１の面に配置された第１の接地導体と、第１の無給電素子の両端それぞれと第１の接地導体とを接続する第１のスイッチと、第１の面に対向する第２の面に配置された第２の接地導体と、スイッチの短絡／開放を制御する制御手段とを備えて構成される。第１の接地導体の一部は、放射素子を挟んで第１の無給電素子の反対側に、放射素子と平行に配置され、第２の接地導体は、放射素子に対向するように配置され、第２の接地導体の端部は、放射素子と第１の無給電素子によって挟まれる領域に対向している。本発明のアンテナ装置およびそのアンテナ装置を用いた無線端末によれば、スイッチの短絡／開放によってアンテナの指向性を背面方向／天頂方向に切り替えることができ、音声通話時とデータ通信時のように無線端末の使用形態が異なる場合でも、その使用形態に適したアンテナの指向性に変化させて、高品質な通信を行うことができる。【０００７】
ＭＩＭＯ通信を行うとき、特許文献１又は２記載の可変指向性アンテナを複数個備えたアレーアンテナ装置を用いることにより、給電アンテナ素子間の相関を低下させるように各可変指向性アンテナの指向性を設定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−２６１５３２号公報。
【特許文献２】国際出願の国際公開ＷＯ２００６／０３８４３２号公報。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１又は２に記載の可変指向性アンテナをＭＩＭＯ通信に使用することにより、給電アンテナ素子間の相関を低下させることが出来る。しかしながら、前記従来の可変指向性アンテナを金属で覆われた無線通信機器に内蔵した場合、アンテナの周辺に存在する筐体の金属部分や、無線通信機器の金属部品によって指向性の変化が妨げられ、アンテナの特性が劣化するという課題があった。【００１０】
本発明の目的は、前述した従来の課題を解決するもので、ＭＩＭＯ通信方式に適した指向性可変のアレーアンテナ装置であって、当該アレーアンテナ装置を搭載する無線通信機器の金属筐体及び金属部品によって指向性切り換えが妨げられることのないアレーアンテナ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の態様によれば、
１つの給電アンテナ素子と少なくとも１つの無給電アンテナ素子とをそれぞれ有する複数の可変指向性アンテナと、
上記各給電アンテナ素子の長手方向の長さよりも長い少なくとも１つの金属ブロックとを備えたアレーアンテナ装置であって、
上記複数の可変指向性アンテナのうちの少なくとも２つが同時に励振され、
上記給電アンテナ素子のそれぞれに対して所定の距離を有して、上記金属ブロックのうちの少なくとも１つが設けられて、上記給電アンテナ素子に対して反射器として動作し、
上記無給電アンテナ素子のそれぞれは、その電気長を切り換えるためのスイッチ回路を備え、上記スイッチ回路により電気長を切り換えることにより、当該無給電アンテナ素子と同じ可変指向性アンテナに含まれる給電アンテナ素子に対して反射器として動作することを特徴とする。【００１２】
上記アレーアンテナ装置は１つの金属ブロックを備え、上記１つの金属ブロックは、上記給電アンテナ素子のそれぞれに対して所定の距離を有して設けられて、上記給電アンテナ素子のそれぞれに対して反射器として動作することを特徴とする。【００１３】
また、上記アレーアンテナ装置において、上記給電アンテナ素子のそれぞれに対して所定の距離を有して、金属ブロックが１つずつ設けられて、上記各金属ブロックは、対応する上記給電アンテナ素子に対して反射器として動作することを特徴とする。【００１４】
さらに、上記アレーアンテナ装置において、上記複数の可変指向性アンテナは誘電体ブロックの対向する２面に設けられ、上記各金属ブロックは、上記誘電体ブロックを貫通するように設けられることを特徴とする。【００１５】
またさらに、上記アレーアンテナ装置において、上記各無給電アンテナ素子は半波長ダイポールアンテナであり、上記各スイッチ回路は、上記各無給電アンテナ素子の中間に直列に接続されたＰＩＮダイオードであることを特徴とする。【００１６】
また、上記アレーアンテナ装置において、上記各無給電アンテナ素子は半波長ダイポールアンテナであり、上記各スイッチ回路は、上記各無給電アンテナ素子の中間に直列に接続された可変容量ダイオードであることを特徴とする。【００１７】
さらに、上記アレーアンテナ装置において、上記各給電アンテナ素子及び上記各無給電アンテナ素子は、誘電体基板上の導体パターンとして形成されることを特徴とする。【００１８】
またさらに、上記アレーアンテナ装置において、上記各給電アンテナ素子及び上記各無給電アンテナ素子は、４分の１波長の長さを持つ導体素子が接地導体に対して垂直に設置されたモノポール素子であり、上記各スイッチ回路は、上記各無給電アンテナ素子の導体素子と上記接地導体との間に接続されたＰＩＮダイオードであることを特徴とする。【００１９】
また、上記アレーアンテナ装置において、上記各給電アンテナ素子及び上記各無給電アンテナ素子は、４分の１波長の長さを持つ導体素子が接地導体に対して垂直に設置されたモノポール素子であり、上記各スイッチ回路は、上記各無給電アンテナ素子の導体素子と上記接地導体との間に接続された可変容量ダイオードであるであることを特徴とする。【００２０】
さらに、上記アレーアンテナ装置において、上記各給電アンテナ素子はダイポールアンテナであることを特徴とする。【００２１】
またさらに、上記アレーアンテナ装置において、上記各給電アンテナ素子はスリーブアンテナであることを特徴とする。【００２２】
また、上記アレーアンテナ装置は、ＭＩＭＯ通信方式に係る複数の無線信号を送受信することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のアレーアンテナ装置によれば、可変指向性アンテナから所定の距離だけ離れた位置には金属ブロックが存在し、可変指向性アンテナ上の給電アンテナ素子に対して反射器として動作する。可変指向性アンテナを含むアンテナ基板は、無線通信機器の表面に沿うように配置されるので、可変指向性アンテナの主放射方向は、常に無線通信機器の外側に向くことになる。【００２４】
また、各可変指向性アンテナは少なくとも１つの無給電アンテナ素子を備え、各無給電アンテナ素子には、その電気長を切り替えるためのスイッチ回路が接続されている。スイッチ回路は、ＰＩＮダイオードや可変リアクタンス素子によって構成され、スイッチ回路に適切な電圧を印加することにより、無給電アンテナ素子は反射器として動作する。【００２５】
上記の構成から、金属ブロックと無給電アンテナ素子がそれぞれ反射器になるので、可変指向性アンテナの主放射方向を、無線通信機器の外方向に向かう状態を維持しながら方位角方向に変化させることができる。これにより、無線通信機器の金属筐体や金属部品が無線通信機器内のアレーアンテナ装置の近くに存在した場合にも、それらの影響で利得の低下を引き起こすことなく、指向性の切り替えを行うことが可能となる。【００２６】
また、金属ブロックにより、各可変指向性アンテナの主放射方向は、互いに異なる向きとなる。これにより、アンテナ素子間の相関が小さくなり、ＭＩＭＯ通信にて良好な性能を得ることが可能となる。【００２７】
さらに、各可変指向性アンテナの指向性の組み合わせが最適になるように無給電アンテナ素子を制御することで、安定した通信が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るアンテナユニット２を備えた無線通信機器１を示す全体図である。
【図２】図１のアンテナユニット２の詳細構成を示す斜視図である。
【図３】図１のアンテナユニット２の詳細構成を示す上面図である。
【図４】図２のスイッチ回路５１の詳細構成を示す回路図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るアンテナユニット２を示す斜視図である。
【図６】図５のアンテナユニット２の上面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態の第１の変形例に係るアンテナユニット２を示す上面図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係るアンテナユニット１０２を備えた無線通信機器１０１を示す全体図である。
【図９】図８のアンテナユニット１０２の詳細構成を示す斜視図である。
【図１０】図８のアンテナユニット１０２の詳細構成を示す上面図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態の第２の変形例に係るアンテナユニット２を示す上面図である。
【図１２】本発明の第１の実施形態に係るアンテナユニット２を含むＭＩＭＯ無線通信回路を示す回路図である。
【図１３】本発明の第１の実施形態に係るアンテナユニット２における金属ブロック２１の効果を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。明細書及び図面を通じて、同様の構成要素には同様の符号を用い、繰り返しの説明は省略する。また、各図面に示すＸＹＺ座標を参照する。
【００３０】
第１の実施形態．
図１は、本発明の第１の実施形態に係るアンテナユニット２を備えた無線通信機器１を示す全体図である。図２は、図１のアンテナユニット２の詳細構成を示す斜視図であり、図３は、図１のアンテナユニット２の詳細構成を示す上面図である。
【００３１】
無線通信機器１は、図１に示すようなテレビジョン装置であるか、又は再生装置（例えばＤＶＤプレーヤ）等であり、金属筐体を備えて構成される。無線通信機器１の金属筐体の一部を切り欠いて、複数の可変指向性アンテナを含むアンテナユニット２が設けられる。アンテナユニット２は、例えば５ＧＨｚ帯の無線周波信号の送信及び受信の少なくとも一方を行うために使用されるが、この周波数帯に限定するものではない。本実施形態のアンテナユニット２は、図２及び図３に示すように、指向性が可変であるように構成された給電アンテナ素子３１，３２，３３をそれぞれ備えたアンテナ基板１１，１２，１３と、各アンテナ基板１１，１２，１３の給電アンテナ素子３１，３２，３３にそれぞれ近接して設けられた金属ブロック２１，２２，２３とを備えて構成される。アンテナ基板１１，１２は、実質的に直方体のアンテナユニット２の＋Ｘ側の面に設けられ、アンテナ基板１３は、アンテナユニット２の−Ｘ側の面に設けられる。アンテナ基板１１は、誘電体プリント配線基板上にスリーブアンテナとしてパターン形成された給電アンテナ素子３１と、半波長ダイポールアンテナとしてパターン形成された２つの無給電アンテナ素子４１，４２とを備えて構成される。給電アンテナ素子３１と無給電アンテナ素子４１，４２とは、Ｚ軸方向に平行に設けられる。給電アンテナ素子３１の一端に高周波コネクタとして設けられた給電点３１ａは、図１２のＭＩＭＯ変復調回路２００等の無線通信回路と接続され、これにより給電アンテナ素子３１を介して無線信号が送受信される。各無給電アンテナ素子４１，４２には、当該素子の電気長を調整するためのスイッチ回路５１，５２がそれぞれ設けられる。アンテナ基板１２もまた、同様に、給電点３２ａを備えた給電アンテナ素子３２と、スイッチ回路５３，５４をそれぞれ備えた無給電アンテナ素子４３，４４とを備えて構成され、アンテナ基板１３もまた、給電点を備えた給電アンテナ素子３３と、スイッチ回路５５，５６をそれぞれ備えた無給電アンテナ素子４５，４６とを備えて構成される。
【００３２】
図１２は、本発明の第１の実施形態に係るアンテナユニット２を含むＭＩＭＯ無線通信回路を示す回路図である。図１２において、無給電アンテナ素子４１，４２，４３，４４，４５，４６等は、図示の簡単化のために省略した。給電アンテナ素子３１，３２，３３はＭＩＭＯ変復調回路２００に接続され、ＭＩＭＯ変復調回路２００は、受信時に、給電アンテナ素子３１，３２，３３で受信された無線信号から元のデータストリームを復元して入出力端子２０１に出力するとともに、受信された無線信号に係る信号品質を計算してコントローラ２０２に送る。また、ＭＩＭＯ変復調回路２００は、送信時に、入出力端子２０１から入力されたデータストリームを多重化して変調し、変調後の無線信号をそれぞれ給電アンテナ素子３１，３２，３３に送る。ＭＩＭＯ変復調回路２００は、ＭＩＭＯ通信方式に従って、３つ（又はそれよりも多く）の可変指向性アンテナのうちの少なくとも２つを同時に励振させる。コントローラ２０２は、各スイッチ回路５１，５２，５３，５４，５５，５６の制御電圧を変化させることにより、各給電アンテナ素子３１，３２，３３の指向特性を変化させる（詳細後述）。
【００３３】
ここで、可変指向性アンテナの詳細構成及び動作について説明する。アンテナ基板１１において、無給電アンテナ素子４１，４２は、給電アンテナ素子３１を挟むように、給電アンテナ素子３１が位置する直線に対して、通信時の動作波長の４分の１の距離だけ離れた平行線上にそれぞれ配置される。ここで、動作波長の４分の１の距離は、使用する誘電体プリント配線基板の誘電率によって変化し、誘電率が高いほど短くなる。無給電アンテナ素子４１，４２はそれぞれ、２つのストリップ形状の無給電導体素子から構成される。無給電アンテナ素子４１の２つの無給電導体素子は、互いに所定間隔を有して一直線上に配置され、２つの無給電導体素子の対向した側にはスイッチ回路５１が設けられる。無給電アンテナ素子４２の２つの無給電導体素子も同様に、互いに所定間隔を有して一直線上に配置され、２つの無給電導体素子の対向した側にはスイッチ回路５２が設けられる。
【００３４】
図４は、図２のスイッチ回路５１の詳細構成を示す回路図である。図４は、無給電アンテナ素子４１を構成する２つの無給電導体素子４１ａ，４１ｂが互いに対向する部分と、この部分に設けられたスイッチ回路５１とを拡大して示す。無給電導体素子４１ａ，４１ｂの対向した側には、一対のＰＩＮダイオード５１Ｄ１，５１Ｄ２が設けられる。ＰＩＮダイオード５１Ｄ１のカソード端子は無給電導体素子４１ａに接続され、ＰＩＮダイオード５１Ｄ２のカソード端子は無給電導体素子４１ｂに接続され、ＰＩＮダイオード５１Ｄ１，５１Ｄ２のアノード端子は導体部分４１ｃを介して互いに接続される。ＰＩＮダイオード５１Ｄ１，５１Ｄ２のアノード端子は、導体部分４１ｃ及び制御線５１ａを介して、制御電圧（すなわちバイアス電圧）を印加して給電アンテナ素子３１の指向特性を制御するコントローラ２０２の印加バイアス電圧端子（ＤＣ端子）に接続され、ＰＩＮダイオード５１Ｄ１，５１Ｄ２のカソード端子はそれぞれ、制御線５１ｂ，５１ｃを介して、コントローラ２０２の接地端子（ＧＮＤ端子）に接続される。従って、制御線５１ａ，５１ｂ，５１ｃはそれぞれ、無給電アンテナ素子４１制御用の直流電圧供給線路とＧＮＤ線路である。制御線５１ａ上において、ＰＩＮダイオード５１Ｄ１，５１Ｄ２のアノード端子に近接するように、高周波阻止用の、例えば数十ｎＨ程度のインダクタンスを有するインダクタ（コイル）５１Ｌ２が設けられ、制御線５１ａ上にはさらに、数キロオーム程度の電流制御用の抵抗５１Ｒが設けられる。また、制御線５１ｂ，５１ｃ上において、ＰＩＮダイオード５１Ｄ１，５１Ｄ２のカソード端子に近接するように、高周波阻止用の、例えば数十ｎＨ程度のインダクタンスを有するインダクタ５１Ｌ１，５１Ｌ３がそれぞれ設けられる。ここで、インダクタ５１Ｌ１，５１Ｌ２，５１Ｌ３は、無給電アンテナ素子４１にて励振した高周波信号が、制御線５１ａ，５１ｂ，５１ｃ上に漏洩することを防ぐ役割を持つ。無給電アンテナ素子４２もまた、無給電アンテナ素子４１と同様に構成され、他のアンテナ基板１２，１３もまた、アンテナ基板１１と同様に構成される。
【００３５】
次に、本実施形態のアンテナユニット２の動作について説明する。
【００３６】
前述のように、各アンテナ基板１１，１２，１３において、２つの無給電アンテナ素子は、給電アンテナ素子から通信時の動作波長の４分の１の距離の位置に設置されている。図３に示すように、金属ブロック２１，２２，２３はそれぞれ、給電アンテナ素子３１，３２，３３に対して平行であり、給電アンテナ素子３１，３２，３３から通信時の動作波長の４分の１に等しい距離Ｌ１＝Ｌ２＝Ｌ３だけ離れて、アンテナユニット２の内部側に設置されている。金属ブロック２１，２２，２３は例えば円柱形状を有し、通信時の動作周波数が例えば５ＧＨｚであるとき、例えば直径約５ｍｍの円柱形状に構成される。また、金属ブロック２１，２２，２３の高さは、本実施形態では通信時の動作波長の約２分の１であり、好ましくは、給電アンテナ素子３１，３２，３３の長手方向の長さよりも５〜１０％だけ大きく構成される。
【００３７】
以上のように構成されたアンテナユニット２では、金属ブロック２１は、給電アンテナ素子３１から放射される電波によって励振され、電波を再放射する。給電アンテナ素子３１と金属ブロック２１との距離Ｌ１は動作波長の４分の１であるので、金属ブロック２１から再放射される電波は、給電アンテナ素子３１から放射される電波よりも位相が９０度遅れたものとなる。２つの電波の重ね合わせにより、金属ブロック２１よりも−Ｘ方向、つまり、アンテナユニット２の内部方向（すなわち無線通信機器１の内部方向）に向かう電波は打ち消され、給電アンテナ素子３１よりも＋Ｘ方向、つまり、無線通信機器１の外部方向に向かう電波は強められる。
【００３８】
さらに、コントローラ２０２からの制御電圧がオフの場合には、スイッチ回路５１，５２内のＰＩＮダイオードに電圧が印加されないので、無給電アンテナ素子４１，４２は励振されず、無給電アンテナ素子４１，４２が給電アンテナ素子３１の指向特性に影響しない。よって、給電アンテナ３１の主放射方向は、＋Ｘ方向となる。一方、コントローラ２０２が、例えば無給電アンテナ素子４１への制御電圧をオンにする場合には、ＤＣ端子からの印加バイアス電圧を、制御線５１ａを介してＰＩＮダイオード５１Ｄ１，５１Ｄ２のアノード側に印加し、ＰＩＮダイオード５１Ｄ１，５１Ｄ２の動作電圧（例えば０．８Ｖ程度）よりも大きくすることによって、ＰＩＮダイオード５１Ｄ１，５１Ｄ２は導通状態になる。この時、無給電アンテナ素子４１は、給電アンテナ素子３１から放射される電波によって励振され、電波を再放射する。給電アンテナ素子３１と無給電アンテナ素子４１との間隔は動作波長の４分の１であるので、無給電アンテナ素子４１から再放射される電波は、給電アンテナ素子３１から放射される電波よりも位相が９０度遅れたものとなる。２つの電波の重ね合わせにより、無給電アンテナ素子４１よりも−Ｙ方向に向かう電波は打ち消され、給電アンテナ素子３１よりも＋Ｙ方向に向かう電波は強められる。この時、金属ブロック２１によって、＋Ｘ方向への電波が強められているので、結果として給電アンテナ素子３１の主放射方向は、「＋Ｘ＋Ｙ」方向となる。
【００３９】
他の無給電アンテナ素子４２，４３，４４，４５，４６をオンにする場合にも、同様に給電アンテナ素子３１，３２，３３の指向特性を制御することができ、例えば無給電アンテナ素子４２をオンした場合には、給電アンテナ素子３１の指向特性は「＋Ｘ−Ｙ」方向に主放射が向き、給電アンテナ素子４１と無給電アンテナ素子４２を同時にオンした場合には、給電アンテナ素子３１の指向特性は＋Ｘ方向に主放射が向く。ここで、無給電アンテナ素子４１，４２がオフの時も給電アンテナ素子３１の主放射方向は＋Ｘ方向を向くが、オンの時の方が主放射方向の利得が大きくなる。
【００４０】
つまり、給電アンテナ素子３１，３２，３３のそれぞれは、無給電アンテナ素子の切り替えによって、４通りの指向性を選択することが可能である。この時、金属ブロック２１，２２，２３が存在しない場合、無線通信機器１内部に存在する金属部品によって複雑な反射が起こって電波を打ち消しあうので、うまく指向性が切り替わらないが、金属ブロック２１，２２，２３を設置することで、アンテナユニット２の周辺又はアンテナユニット２の内部（すなわち給電アンテナ素子又は無給電アンテナ素子の周辺）に金属部品が点在する場合にも、これらの影響を低減し、指向性を良好に切り替えることが可能となる。図１３は、本発明の第１の実施形態に係るアンテナユニット２における金属ブロック２１の効果を示す概略図であり、ここで、参照符号３００により、無線通信機器１内の金属部品等を概略的に示す。図１３に示すように、給電アンテナ素子３１に対して金属ブロック２１を設けたことにより、金属ブロック２１よりも−Ｘ側に存在する金属部品等３００の影響を除去することができる。
【００４１】
また、ＭＩＭＯ通信の場合、アンテナ素子間の距離が近づくと、アンテナ素子間の相関が高まり、通信性能が低下するが、本発明の実施形態に係るアンテナユニット２では、３個の給電アンテナ素子３１，３２，３３の指向性がそれぞれ別方向を向くことで、３個の給電アンテナ素子３１，３２，３３を近づけて設置した場合にも通信性能の低下が起こりにくく、アンテナユニット２の小型化に有効である。
【００４２】
変形例．
なお、本実施形態では、給電アンテナ素子３１，３２，３３としてスリーブアンテナを用いた場合を示したが、水平面（ＸＹ面）指向特性が無指向性に近いものであれば使用可能であるため、ダイポールアンテナやコリニアアンテナ、モノポールアンテナや逆Ｆアンテナを用いても、本実施形態と同様に動作するアンテナユニット２を実現できる。また、本実施形態では、３つの給電アンテナ素子３１，３２，３３と６つの無給電アンテナ素子４１，４２，４３，４４，４５，４６とを配置した例を示したが、それぞれの素子の数は増減してもよい。同様に、アンテナ基板１１，１２，１３の個数を増減してもよい。また、本実施形態では、スイッチ回路においてＰＩＮダイオードを使用して構成した場合を示したが、無給電アンテナ素子４１，４２，４３，４４，４５，４６が反射器として動作するようにできるのであればこの限りでなく、例えば、可変容量ダイオードなどを使用して構成してもよい。金属ブロック２１，２２，２３の長さは給電アンテナ素子３１，３２，３３の長手方向の長さよりも５〜１０％だけ大きいことが望ましいが、反射器として動作するのであればこの限りではなく、例えば金属ブロック２１，２２，２３がアンテナユニット２の底面から天面まで貫通した構成を実現してもよい。また、本実施例では円柱形状の金属ブロック２１，２２，２３を用いて説明しているが、多角形柱や、ネジ形状、板状であってもよい。また、アンテナユニット２は、好ましくは樹脂等の誘電体材料にて充填されてもよい。
【００４３】
以上説明したように、本実施形態のアンテナユニット２によれば、可変指向性を有するようにそれぞれ構成された給電アンテナ素子３１，３２，３３に近接させて、金属ブロック２１，２２，２３を配置することにより、金属筐体や金属部品が無線通信機器１内のアンテナユニットの周辺又は内部に存在した場合にも、それらの影響で利得の低下を引き起こすことなく、指向性の切り替えを行うことが可能となる。また、金属ブロック２１，２２，２３により、給電アンテナ素子３１，３２，３３の主放射方向は、互いに異なる向きとなる。これにより、給電アンテナ素子３１，３２，３３間の相関が小さくなり、ＭＩＭＯ通信にて良好な性能を得ることが可能となる。
【００４４】
第２の実施形態．
図５は、本発明の第２の実施形態に係るアンテナユニット２を示す斜視図であり、図６は、図５のアンテナユニット２の上面図である。本発明の実施形態は、第１の実施形態のように給電アンテナ素子３１，３２，３３のそれぞれに対して１個ずつの金属ブロック２１，２２，２３を設ける構成に限定されず、２個以上の給電アンテナ素子間で金属ブロックを共用してもよい。本発明の第２の実施形態では、２個のみの金属ブロック２４，２５を備え、これら２個の金属ブロック２４，２５を、給電アンテナ素子３１，３２，３３に対する反射器として動作させることを特徴とする。
【００４５】
本実施形態のアンテナユニット２では、樹脂等の誘電体材料によってその内部を充填し、誘電体ブロック３を構成している。誘電体ブロック３を＋Ｚ方向から−Ｚ方向に貫通するように、ネジ形状の金属ブロック２４，２５が設けられ、金属ブロック２４，２５のネジにより、アンテナユニット２は無線通信機器１の筐体に固定される。金属ブロック２４は給電アンテナ素子３１のための反射器として動作し、金属ブロック２５は給電アンテナ素子３２のための反射器として動作し、金属ブロック２４，２５はさらに、給電アンテナ素子３３のための反射器として動作する。さらに、本実施形態のアンテナユニット２は、＋Ｘ側の面において、図２及び図３のアンテナ基板１１，１２を一体化したアンテナ基板１４を備えて構成され、アンテナ基板１４には、図２及び図３の無給電アンテナ素子４２，４３に代えて、給電アンテナ素子３１，３２に対して平行であってかつ給電アンテナ素子３１，３２の両方から動作波長の４分の１の距離だけ離れて設けられた無給電アンテナ素子４７が設けられる。無給電アンテナ素子４７は、スイッチ回路５１等と同様のスイッチ回路５７を備えて構成される。
【００４６】
第１の実施形態と同様に、無給電アンテナ素子４１，４７は給電アンテナ素子３１から通信時の動作波長の４分の１の距離の位置に設けられ、無給電アンテナ素子４４，４７は給電アンテナ素子３２から通信時の動作波長の４分の１の距離の位置に設けられ、無給電アンテナ素子４５，４６は給電アンテナ素子３３から通信時の動作波長の４分の１の距離の位置に設けられる。図５に示すように、金属ブロック２４，２５はそれぞれ、給電アンテナ素子３１，３２，３３に対して平行であり、金属ブロック２４は給電アンテナ素子３１から通信時の動作波長の４分の１に等しい距離Ｌ１だけ離れ、金属ブロック２５は給電アンテナ素子３２から通信時の動作波長の４分の１に等しい距離Ｌ２だけ離れ、金属ブロック２４，２５はさらに、給電アンテナ素子３３から通信時の動作波長の４分の１に等しい距離Ｌ３ａ＝Ｌ３ｂだけ離れて設けられる。
【００４７】
以上のように構成されたアンテナユニット２では、金属ブロック２４は、給電アンテナ素子３１から放射される電波によって励振され、電波を再放射する。給電アンテナ素子３１と金属ブロック２４との距離Ｌ１は動作波長の４分の１であるので、金属ブロック２４よりも−Ｘ方向、つまり、アンテナユニット２の内部方向（すなわち無線通信機器１の内部方向）に向かう電波は打ち消され、給電アンテナ素子３１よりも実質的に＋Ｘ方向、つまり、無線通信機器１の外部方向に向かう電波は強められる。
【００４８】
さらに、コントローラ２０２からの制御電圧がオフの場合には、スイッチ回路５１，５７内のＰＩＮダイオードに電圧が印加されないので、無給電アンテナ素子４１，４７は励振されず、無給電アンテナ素子４１，４７が給電アンテナ素子３１の指向特性に影響しない。よって、給電アンテナ素子３１の主放射方向は、実質的に＋Ｘ方向となる。一方、コントローラ２０２が、例えば無給電アンテナ素子４１への制御電圧をオンにする場合には、ＤＣ端子からの印加バイアス電圧を、制御線を介して一対のＰＩＮダイオードのアノード側に印加し、ＰＩＮダイオードの動作電圧（例えば０．８Ｖ程度）よりも大きくすることによって、ＰＩＮダイオードは導通状態になる。この時、無給電アンテナ素子４１は、給電アンテナ素子３１から放射される電波によって励振され、電波を再放射する。給電アンテナ素子３１と無給電アンテナ素子４１との間隔は動作波長の４分の１であるので、無給電アンテナ素子４１よりも−Ｙ方向に向かう電波は打ち消され、給電アンテナ素子３１よりも＋Ｙ方向に向かう電波は強められる。この時、金属ブロック２４によって、＋Ｘ方向への電波が強められているので、結果として給電アンテナ素子３１の主放射方向は、「＋Ｘ＋Ｙ」方向となる。
【００４９】
他の無給電アンテナ素子４４，４５，４６，４７をオンにする場合にも、同様に給電アンテナ素子３１，３２，３３の指向特性を制御することができ、例えば無給電アンテナ素子４７をオンした場合には、給電アンテナ素子３１の指向特性は「＋Ｘ−Ｙ」方向に主放射が向き、無給電アンテナ素子４１と無給電アンテナ素子４７を同時にオンした場合には、給電アンテナ素子３１の指向特性は実質的に＋Ｘ方向に主放射が向く。本実施形態では、前述のように給電アンテナ素子３２と無給電アンテナ素子４７との距離も動作波長の４分の１に構成され、無給電アンテナ素子４７は給電アンテナ素子３２に対しても反射器として動作する。
【００５０】
つまり、給電アンテナ素子３１，３２，３３のそれぞれは、無給電アンテナ素子の切り替えによって、４通りの指向性を選択することが可能である。この時、金属ブロック２４，２５が存在しない場合、無線通信機器１内部に存在する金属部品によって複雑な反射が起こって電波を打ち消しあうので、うまく指向性が切り替わらないが、金属ブロック２４，２５を設置することで、アンテナユニット２の周辺又はアンテナユニット２の内部（すなわち給電アンテナ素子又は無給電アンテナ素子の周辺）に金属部品が点在する場合にも、これらの影響を低減し、指向性を良好に切り替えることが可能となる。
【００５１】
また、ＭＩＭＯ通信の場合、アンテナ素子間の距離が近づくと、アンテナ素子間の相関が高まり、通信性能が低下するが、本発明の実施形態に係るアンテナユニット２では、３個の給電アンテナ素子３１，３２，３３の指向性がそれぞれ別方向を向くことで、３個の給電アンテナ素子３１，３２，３３を近づけて設置した場合にも通信性能の低下が起こりにくく、アンテナユニット２の小型化に有効である。
【００５２】
さらに、本実施形態によれば、第１の実施形態における３個の金属ブロック２１，２２，２３に代えて２個のみの金属ブロック２４，２５を備え、さらに、アンテナ基板１３，１４を２枚の平行なプリント配線基板として構成したことにより、アンテナユニット２の構成を簡単化することができる。
【００５３】
図７は、本発明の第２の実施形態の第１の変形例に係るアンテナユニット２を示す上面図である。本発明の実施形態は、図５及び図６を参照して説明したように３個の給電アンテナ素子３１，３２，３３に対して２個の金属ブロック２４，２５を備えた構成のみならず、１個の金属ブロックを複数の給電アンテナ素子で共用してもよい。本変形例では、ただ１個の金属ブロック２６を備え、この金属ブロック２６を、給電アンテナ素子３１，３２，３３に対する反射器として動作させることを特徴とする。給電アンテナ素子３１，３２，３３をそれぞれ備えたアンテナ基板１１，１２，１３は、金属ブロック２６を包囲するように設けられる。本変形例の場合も、図１乃至図６を参照して説明した実施形態と同様に動作する。金属ブロック２６は、図５及び図６に示す場合と同様にネジ形状に形成され、誘電体ブロックを介してアンテナユニット２を無線通信機器１の筐体に固定してもよい。
【００５４】
また、第１の実施形態の説明において例示した変形例の構成を、第２の実施形態において採用してもよい。例えば、本実施形態では、３つの給電アンテナ素子３１，３２，３３と５つの無給電アンテナ素子４１，４４，４５，４６，４７と、２つの金属ブロック２４，２５とを備えた構成の例を示したが、これらの構成要素の個数は増減してもよい。同様に、アンテナ基板の個数を増減してもよい。金属ブロック２４，２５の長さは給電アンテナ素子３１，３２，３３の長手方向の長さよりも５〜１０％だけ大きいことが望ましいが、反射器として動作するのであればこの限りではない。また、金属ブロック２４，２５は、ネジ形状の代わりに、多角柱形状や、円柱形状、板状であってもよい。
【００５５】
図１１は、本発明の第２の実施形態の第２の変形例に係るアンテナユニット２を示す上面図である。本変型例のアンテナユニット２は、本発明の実施形態に係る最小構成である。図１１のアンテナユニット２は、２つのアンテナ基板１１，１２と１つの金属ブロック２１とを備え、各アンテナ基板は、１つの給電アンテナ素子と１つの無給電アンテナ素子のみを備える。無給電アンテナ素子４１及び金属ブロック２１は、給電アンテナ素子３１から通信時の動作波長の４分の１の位置にあり、かつ、無給電アンテナ素子４３および金属ブロック２１は、給電アンテナ素子３２から通信時の動作波長の４分の１の位置にある。本変形例のアンテナユニット２によれば、第１及び第２の実施形態に係る他のアンテナユニット２と同様に、アンテナユニット２の周辺又はアンテナユニット２の内部に金属部品が点在する場合にも、これらの影響を低減し、指向性を良好に切り替えることが可能となる。
【００５６】
以上説明したように、本実施形態のアンテナユニット２によれば、可変指向性を有するようにそれぞれ構成された給電アンテナ素子３１，３２，３３に近接させて、金属ブロック２４，２５を配置することにより、金属筐体や金属部品が無線通信機器１内のアンテナユニットの周辺又は内部に存在した場合にも、それらの影響で利得の低下を引き起こすことなく、指向性の切り替えを行うことが可能となる。また、金属ブロック２４，２５により、給電アンテナ素子３１，３２，３３の主放射方向は、互いに異なる向きとなる。これにより、給電アンテナ素子３１，３２，３３間の相関が小さくなり、ＭＩＭＯ通信にて良好な性能を得ることが可能となる。
【００５７】
第３の実施形態．
図８は、本発明の第３の実施形態に係るアンテナユニットを備えた無線通信機器１０１を示す全体図である。図９は、図８のアンテナユニットの詳細構成を示す斜視図であり、図１０は、図８のアンテナユニットの詳細構成を示す上面図である。本発明の実施形態は、第１及び第２の実施形態のように給電アンテナ素子及び無給電アンテナ素子がスリーブアンテナ及びダイポールアンテナである構成に限定されず、以下に説明するように、各アンテナ素子がモノポールアンテナであってもよい。
【００５８】
図８を参照すると、無線通信機器１０１の金属筐体内において、プリント配線基板１０４上に固定されたアンテナユニット１０２が設けられる。アンテナユニット１０２の設置位置から＋Ｘ方向及び−Ｘ方向に向けて電波を放射するために、無線通信機器１０１の金属筐体の一部を切り欠いて、樹脂等の誘電体材料にてなるアンテナ窓１０５，１０６が設けられる。本実施形態において、アンテナユニット１０２は、給電アンテナ素子及び無給電アンテナ素子がモノポールアンテナであることの他は、実質的に第２の実施形態のアンテナユニット２と同様に構成される。図９及び図１０を参照すると、アンテナユニット１０２は、実質的に直方体の誘電体ブロック１０３の＋Ｘ側の面にパターン形成された４分の１波長モノポールの給電アンテナ素子１３１，１３２と、４分の１波長モノポールの無給電アンテナ素子１４１，１４４，１４７とを備え、誘電体ブロック１０３の−Ｘ側の面にパターン形成された４分の１波長モノポールの給電アンテナ素子１３３と、４分の１波長モノポールの無給電アンテナ素子１４５，１４６とを備えて構成される。給電アンテナ素子１３１，１３２，１３３は、プリント配線基板１０４に接する位置において給電点を備える、図９に示すように、給電アンテナ素子１３１，１３２の給電点１３１ａ，１３１ｂは、プリント配線基板１０４上にパターン形成された高周波伝送線路１０４ａ，１０４ｂを介して無線通信回路１０４ｃに接続され、これにより無線信号が送受信される。給電アンテナ素子１３３の給電点もまた、高周波伝送線路（図示せず）を介して無線通信回路１０４ｃに接続される。無給電アンテナ素子１４１，１４４，１４７は、ＰＩＮダイオード又は可変容量ダイオード等を含むスイッチ回路１５１，１５４，１５７を介して、誘電体ブロック１０３上にパターン形成された接地導体１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃに接続される。無給電アンテナ素子１４５，１４６も同様に、スイッチ回路を介して、誘電体ブロック１０３上にパターン形成された接地導体に接続される。誘電体ブロック１０３上にパターン形成された接地導体は、プリント配線基板１０４上にパターン形成された接地面（図示せず。）に接続され、これにより、給電アンテナ素子及び無給電アンテナ素子のそれぞれは、接地面に対して垂直に位置する。さらに、誘電体ブロック１０３を＋Ｚ方向から−Ｚ方向に貫通するように、ネジ形状の金属ブロック１２４，１２５が設けられ、金属ブロック１２４，１２５のネジにより、アンテナユニット１０２はプリント配線基板１０４に固定される。
【００５９】
図１０に示すように、給電アンテナ素子１３１，１３２，１３３と、無給電アンテナ素子１４１，１４４，１４５，１４６，１４７と、金属ブロック１２４，１２５との間隔は、図６の場合と同様に設定される。これにより、本実施形態のアンテナユニット１０２は、第２の実施形態のアンテナユニット２と同様に動作する。
【００６０】
また、第１の実施形態の説明において例示した変形例の構成を、第３の実施形態において採用してもよい。例えば、本実施形態では、３つの給電アンテナ素子１３１，１３２，１３３と５つの無給電アンテナ素子１４１，１４４，１４５，１４６，１４７と、２つの金属ブロック１２４，１２５とを備えた構成の例を示したが、これらの構成要素の個数は増減してもよい。また、誘電体ブロック１０３が直方体である必要はなく、例えば他の多面体や、円柱形状であってもよい。金属ブロック１２４，１２５の高さは、本実施形態では通信時の動作波長の約４分の１であり、好ましくは、給電アンテナ素子１３１，１３２，１３３の長手方向の長さよりも５〜１０％だけ大きいことが望ましいが、反射器として動作するのであればこの限りではない。また、金属ブロック１２４，１２５は、金属製であれば、ネジ形状の代わりに、多角柱形状や、円柱形状、板状であってもよい。
【００６１】
以上説明したように、本実施形態のアンテナユニット１０２によれば、可変指向性を有するようにそれぞれ構成された給電アンテナ素子１３１，１３２，１３３に近接させて、金属ブロック１２４，１２５を配置することにより、金属筐体や金属部品が無線通信機器１０１内のアンテナユニットの周辺又は内部に存在した場合にも、それらの影響で利得の低下を引き起こすことなく、指向性の切り替えを行うことが可能となる。また、金属ブロック１２４，１２５により、給電アンテナ素子１３１，１３２，１３３の主放射方向は、互いに異なる向きとなる。これにより、給電アンテナ素子１３１，１３２，１３３間の相関が小さくなり、ＭＩＭＯ通信にて良好な性能を得ることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明に係るアレーアンテナ装置は、周辺に金属筐体又は金属部品等が存在する場合においても良好な指向性パターンの切り替えを実現可能であるので、無線通信機能を有する電気機器の筐体内に可変指向性アンテナを設置する方法として有用である。
【符号の説明】
【００６３】
１，１０１…無線通信機器、
２，１０２…アンテナユニット、
３，１０３…誘電体ブロック、
１１，１２，１３，１４…アンテナ基板、
２１，２２，２３，２４，２５，２６，１２４，１２５…金属ブロック、
３１，３２，３３，１３１，１３２…給電アンテナ素子、
３１ａ，３２ａ，３３ａ，１３１ａ，１３２ａ…給電点、
４１，４２，４３，４４，４５，４６，４７，１４１，１４４，１４７…無給電アンテナ素子、
４１ａ，４１ｂ…無給電導体素子、
４１ｃ…導体部分、
５１，５２，５３，５４，５５，５６，５７，１５１，１５４，１５７…スイッチ回路、
５１ａ，５１ｂ，５１ｃ…制御線、
５１Ｄ１，５１Ｄ２…ＰＩＮダイオード、
５１Ｌ１，５１Ｌ２，５１Ｌ３…インダクタ、
５１Ｒ…抵抗、
１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ…接地導体、
１０４…プリント配線基板、
１０４ａ，１０４ｂ…高周波伝送線路、
１０４ｃ…無線通信回路、
１０５，１０６…アンテナ窓、
２００…ＭＩＭＯ変復調回路、
２０１…入出力端子、
２０２…コントローラ、
３００…金属部品等。
【図１】
2010073429.tif 000003
【図２】
2010073429.tif 000004
【図３】
2010073429.tif 000005
【図４】
2010073429.tif 000006
【図５】
2010073429.tif 000007
【図６】
2010073429.tif 000008
【図７】
2010073429.tif 000009
【図８】
2010073429.tif 000010
【図９】
2010073429.tif 000011
【図１０】
2010073429.tif 000012
【図１１】
2010073429.tif 000013
【図１２】
2010073429.tif 000014
【図１３】
2010073429.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成23年6月3日(2011.6.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気的に主放射方向を切り替え可能である可変指向性アンテナを複数個備えたアレーアンテナ装置に関し、特に、２つ以上の可変指向性アンテナに同時に給電するアレーアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ規格に準拠した無線ＬＡＮやＢｌｕｅｔｏｏｔｈなど、無線技術を応用した機器が近年急速に普及している。ＩＥＥＥ８０２．１１ａやＩＥＥＥ８０２．１１ｇは、データの伝送速度が５４Ｍｂｐｓとされているが、最近では、さらに高速な伝送速度を実現するための無線方式の研究及び開発が盛んになっている。
【０００３】
無線通信システムの高速化を実現する技術の１つとして、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ−Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉ−Ｏｕｔｐｕｔ）通信システムが注目を集めている。これは、送信機側と受信機側の双方において複数のアンテナ素子を備え、空間多重した伝送路を実現することにより、伝送容量の拡大を図り、通信速度向上を達成する技術であり、無線ＬＡＮのみならず、携帯電話通信システムや、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ（ＷｉＭＡＸ）など、次世代無線通信システムにおいて必須の技術とされる。
【０００４】
ＭＩＭＯ通信方式は、送信機において複数の給電アンテナ素子に送信データを分配して送出し、複数の仮想的なＭＩＭＯチャネルを利用して伝送し、受信機では複数の給電アンテナ素子により受信した信号から信号処理によって受信データを得るものである。一般的に、ＭＩＭＯ通信方式を使用した無線通信機器の場合、ダイポールアンテナやスリーブアンテナなど無指向性給電アンテナ素子が複数本使用される。この場合、給電アンテナ素子間の距離を十分に離す、又はそれぞれの給電アンテナ素子を別の方向に傾け異なる偏波の組み合わせにするといった工夫を行わない限り、互いの給電アンテナ素子間の相関が大きくなり、伝送品質が悪くなるといった問題があった。
【０００５】
この問題を解決するための従来技術として、例えば、特許文献１に記載された指向性適応型アンテナであるアレーアンテナ装置を使用することが考えられる。特許文献１のアレーアンテナ装置は、誘電体支持基板上に垂直に設置された半波長ダイポールアンテナの周囲を取り囲むように、３つのプリント配線基板が配置されて構成されている。半波長ダイポールアンテナへは、平衡型給電ケーブルを介して高周波信号が供給される。また、各プリント配線基板の裏面には、２つのプリントアンテナ素子（導体パターンにてなる素子）を一組として、２組の無給電アンテナ素子（非励振素子）が平行に設けられており、各無給電アンテナ素子において、２つのプリントアンテナ素子は所定の隙間を有して対向するように設けられている。各プリントアンテナ素子の対向側端部にはスルーホール導体が設けられ、プリント配線基板の表側の電極端子に接続されている。各無給電アンテナ素子において、２つの電極端子間には可変容量ダイオードが実装され、各電極端子はさらに高周波阻止用高抵抗を介してペアケーブルに接続され、ペアケーブルは、当該アレーアンテナ装置の指向特性を制御するコントローラの印加バイアス電圧端子ＤＣ＋及びＤＣ−に接続されている。コントローラからの印加バイアス電圧を切り替えることにより、無給電アンテナ素子に接続された可変容量ダイオードのリアクタンス値が変化する。これにより、各無給電アンテナ素子の電気長を、半波長ダイポールアンテナと比較して変化させ、当該アレーアンテナ装置の平面指向特性を変化させている。
【０００６】
また、特許文献２に記載のアンテナ装置は、第１の面に配置された線状の放射素子と、放射素子と平行に、第１の面に配置された第１の無給電素子と、第１の面に配置された第１の接地導体と、第１の無給電素子の両端それぞれと第１の接地導体とを接続する第１のスイッチと、第１の面に対向する第２の面に配置された第２の接地導体と、スイッチの短絡／開放を制御する制御手段とを備えて構成される。第１の接地導体の一部は、放射素子を挟んで第１の無給電素子の反対側に、放射素子と平行に配置され、第２の接地導体は、放射素子に対向するように配置され、第２の接地導体の端部は、放射素子と第１の無給電素子によって挟まれる領域に対向している。本発明のアンテナ装置およびそのアンテナ装置を用いた無線端末によれば、スイッチの短絡／開放によってアンテナの指向性を背面方向／天頂方向に切り替えることができ、音声通話時とデータ通信時のように無線端末の使用形態が異なる場合でも、その使用形態に適したアンテナの指向性に変化させて、高品質な通信を行うことができる。
【０００７】
ＭＩＭＯ通信を行うとき、特許文献１又は２記載の可変指向性アンテナを複数個備えたアレーアンテナ装置を用いることにより、給電アンテナ素子間の相関を低下させるように各可変指向性アンテナの指向性を設定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−２６１５３２号公報。
【特許文献２】国際出願の国際公開ＷＯ２００６／０３８４３２号公報。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１又は２に記載の可変指向性アンテナをＭＩＭＯ通信に使用することにより、給電アンテナ素子間の相関を低下させることが出来る。しかしながら、前記従来の可変指向性アンテナを金属で覆われた無線通信機器に内蔵した場合、アンテナの周辺に存在する筐体の金属部分や、無線通信機器の金属部品によって指向性の変化が妨げられ、アンテナの特性が劣化するという課題があった。
【００１０】
本発明の目的は、前述した従来の課題を解決するもので、ＭＩＭＯ通信方式に適した指向性可変のアレーアンテナ装置であって、当該アレーアンテナ装置を搭載する無線通信機器の金属筐体及び金属部品によって指向性切り換えが妨げられることのないアレーアンテナ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の態様によれば、
１つの給電アンテナ素子と少なくとも１つの無給電アンテナ素子とをそれぞれ有する複数の可変指向性アンテナと、
上記各給電アンテナ素子の長手方向の長さよりも長い少なくとも１つの金属ブロックとを備えたアレーアンテナ装置であって、
上記複数の可変指向性アンテナのうちの少なくとも２つが同時に励振され、
上記給電アンテナ素子のそれぞれに対して所定の距離を有して、上記金属ブロックのうちの少なくとも１つが設けられて、上記給電アンテナ素子に対して反射器として動作し、
上記無給電アンテナ素子のそれぞれは、その電気長を切り換えるためのスイッチ回路を備え、上記スイッチ回路により電気長を切り換えることにより、当該無給電アンテナ素子と同じ可変指向性アンテナに含まれる給電アンテナ素子に対して反射器として動作することを特徴とする。
【００１２】
上記アレーアンテナ装置は１つの金属ブロックを備え、上記１つの金属ブロックは、上記給電アンテナ素子のそれぞれに対して所定の距離を有して設けられて、上記給電アンテナ素子のそれぞれに対して反射器として動作することを特徴とする。
【００１３】
また、上記アレーアンテナ装置において、上記給電アンテナ素子のそれぞれに対して所定の距離を有して、金属ブロックが１つずつ設けられて、上記各金属ブロックは、対応する上記給電アンテナ素子に対して反射器として動作することを特徴とする。
【００１４】
さらに、上記アレーアンテナ装置において、上記複数の可変指向性アンテナは誘電体ブロックの対向する２面に設けられ、上記各金属ブロックは、上記誘電体ブロックを貫通するように設けられることを特徴とする。
【００１５】
またさらに、上記アレーアンテナ装置において、上記各無給電アンテナ素子は半波長ダイポールアンテナであり、上記各スイッチ回路は、上記各無給電アンテナ素子の中間に直列に接続されたＰＩＮダイオードであることを特徴とする。
【００１６】
また、上記アレーアンテナ装置において、上記各無給電アンテナ素子は半波長ダイポールアンテナであり、上記各スイッチ回路は、上記各無給電アンテナ素子の中間に直列に接続された可変容量ダイオードであることを特徴とする。
【００１７】
さらに、上記アレーアンテナ装置において、上記各給電アンテナ素子及び上記各無給電アンテナ素子は、誘電体基板上の導体パターンとして形成されることを特徴とする。
【００１８】
またさらに、上記アレーアンテナ装置において、上記各給電アンテナ素子及び上記各無給電アンテナ素子は、４分の１波長の長さを持つ導体素子が接地導体に対して垂直に設置されたモノポール素子であり、上記各スイッチ回路は、上記各無給電アンテナ素子の導体素子と上記接地導体との間に接続されたＰＩＮダイオードであることを特徴とする。
【００１９】
また、上記アレーアンテナ装置において、上記各給電アンテナ素子及び上記各無給電アンテナ素子は、４分の１波長の長さを持つ導体素子が接地導体に対して垂直に設置されたモノポール素子であり、上記各スイッチ回路は、上記各無給電アンテナ素子の導体素子と上記接地導体との間に接続された可変容量ダイオードであるであることを特徴とする。
【００２０】
さらに、上記アレーアンテナ装置において、上記各給電アンテナ素子はダイポールアンテナであることを特徴とする。
【００２１】
またさらに、上記アレーアンテナ装置において、上記各給電アンテナ素子はスリーブアンテナであることを特徴とする。
【００２２】
また、上記アレーアンテナ装置は、ＭＩＭＯ通信方式に係る複数の無線信号を送受信することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のアレーアンテナ装置によれば、可変指向性アンテナから所定の距離だけ離れた位置には金属ブロックが存在し、可変指向性アンテナ上の給電アンテナ素子に対して反射器として動作する。可変指向性アンテナを含むアンテナ基板は、無線通信機器の表面に沿うように配置されるので、可変指向性アンテナの主放射方向は、常に無線通信機器の外側に向くことになる。
【００２４】
また、各可変指向性アンテナは少なくとも１つの無給電アンテナ素子を備え、各無給電アンテナ素子には、その電気長を切り替えるためのスイッチ回路が接続されている。スイッチ回路は、ＰＩＮダイオードや可変リアクタンス素子によって構成され、スイッチ回路に適切な電圧を印加することにより、無給電アンテナ素子は反射器として動作する。
【００２５】
上記の構成から、金属ブロックと無給電アンテナ素子がそれぞれ反射器になるので、可変指向性アンテナの主放射方向を、無線通信機器の外方向に向かう状態を維持しながら方位角方向に変化させることができる。これにより、無線通信機器の金属筐体や金属部品が無線通信機器内のアレーアンテナ装置の近くに存在した場合にも、それらの影響で利得の低下を引き起こすことなく、指向性の切り替えを行うことが可能となる。
【００２６】
また、金属ブロックにより、各可変指向性アンテナの主放射方向は、互いに異なる向きとなる。これにより、アンテナ素子間の相関が小さくなり、ＭＩＭＯ通信にて良好な性能を得ることが可能となる。
【００２７】
さらに、各可変指向性アンテナの指向性の組み合わせが最適になるように無給電アンテナ素子を制御することで、安定した通信が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るアンテナユニット２を備えた無線通信機器１を示す全体図である。
【図２】図１のアンテナユニット２の詳細構成を示す斜視図である。
【図３】図１のアンテナユニット２の詳細構成を示す上面図である。
【図４】図２のスイッチ回路５１の詳細構成を示す回路図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るアンテナユニット２を示す斜視図である。
【図６】図５のアンテナユニット２の上面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態の第１の変形例に係るアンテナユニット２を示す上面図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係るアンテナユニット１０２を備えた無線通信機器１０１を示す全体図である。
【図９】図８のアンテナユニット１０２の詳細構成を示す斜視図である。
【図１０】図８のアンテナユニット１０２の詳細構成を示す上面図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態の第２の変形例に係るアンテナユニット２を示す上面図である。
【図１２】本発明の第１の実施形態に係るアンテナユニット２を含むＭＩＭＯ無線通信回路を示す回路図である。
【図１３】本発明の第１の実施形態に係るアンテナユニット２における金属ブロック２１の効果を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。明細書及び図面を通じて、同様の構成要素には同様の符号を用い、繰り返しの説明は省略する。また、各図面に示すＸＹＺ座標を参照する。
【００３０】
第１の実施形態．
図１は、本発明の第１の実施形態に係るアンテナユニット２を備えた無線通信機器１を示す全体図である。図２は、図１のアンテナユニット２の詳細構成を示す斜視図であり、図３は、図１のアンテナユニット２の詳細構成を示す上面図である。
【００３１】
無線通信機器１は、図１に示すようなテレビジョン装置であるか、又は再生装置（例えばＤＶＤプレーヤ）等であり、金属筐体を備えて構成される。無線通信機器１の金属筐体の一部を切り欠いて、複数の可変指向性アンテナを含むアンテナユニット２が設けられる。アンテナユニット２は、例えば５ＧＨｚ帯の無線周波信号の送信及び受信の少なくとも一方を行うために使用されるが、この周波数帯に限定するものではない。本実施形態のアンテナユニット２は、図２及び図３に示すように、指向性が可変であるように構成された給電アンテナ素子３１，３２，３３をそれぞれ備えたアンテナ基板１１，１２，１３と、各アンテナ基板１１，１２，１３の給電アンテナ素子３１，３２，３３にそれぞれ近接して設けられた金属ブロック２１，２２，２３とを備えて構成される。アンテナ基板１１，１２は、実質的に直方体のアンテナユニット２の＋Ｘ側の面に設けられ、アンテナ基板１３は、アンテナユニット２の−Ｘ側の面に設けられる。アンテナ基板１１は、誘電体プリント配線基板上にスリーブアンテナとしてパターン形成された給電アンテナ素子３１と、半波長ダイポールアンテナとしてパターン形成された２つの無給電アンテナ素子４１，４２とを備えて構成される。給電アンテナ素子３１と無給電アンテナ素子４１，４２とは、Ｚ軸方向に平行に設けられる。給電アンテナ素子３１の一端に高周波コネクタとして設けられた給電点３１ａは、図１２のＭＩＭＯ変復調回路２００等の無線通信回路と接続され、これにより給電アンテナ素子３１を介して無線信号が送受信される。各無給電アンテナ素子４１，４２には、当該素子の電気長を調整するためのスイッチ回路５１，５２がそれぞれ設けられる。アンテナ基板１２もまた、同様に、給電点３２ａを備えた給電アンテナ素子３２と、スイッチ回路５３，５４をそれぞれ備えた無給電アンテナ素子４３，４４とを備えて構成され、アンテナ基板１３もまた、給電点を備えた給電アンテナ素子３３と、スイッチ回路５５，５６をそれぞれ備えた無給電アンテナ素子４５，４６とを備えて構成される。
【００３２】
図１２は、本発明の第１の実施形態に係るアンテナユニット２を含むＭＩＭＯ無線通信回路を示す回路図である。図１２において、無給電アンテナ素子４１，４２，４３，４４，４５，４６等は、図示の簡単化のために省略した。給電アンテナ素子３１，３２，３３はＭＩＭＯ変復調回路２００に接続され、ＭＩＭＯ変復調回路２００は、受信時に、給電アンテナ素子３１，３２，３３で受信された無線信号から元のデータストリームを復元して入出力端子２０１に出力するとともに、受信された無線信号に係る信号品質を計算してコントローラ２０２に送る。また、ＭＩＭＯ変復調回路２００は、送信時に、入出力端子２０１から入力されたデータストリームを多重化して変調し、変調後の無線信号をそれぞれ給電アンテナ素子３１，３２，３３に送る。ＭＩＭＯ変復調回路２００は、ＭＩＭＯ通信方式に従って、３つ（又はそれよりも多く）の可変指向性アンテナのうちの少なくとも２つを同時に励振させる。コントローラ２０２は、各スイッチ回路５１，５２，５３，５４，５５，５６の制御電圧を変化させることにより、各給電アンテナ素子３１，３２，３３の指向特性を変化させる（詳細後述）。
【００３３】
ここで、可変指向性アンテナの詳細構成及び動作について説明する。アンテナ基板１１において、無給電アンテナ素子４１，４２は、給電アンテナ素子３１を挟むように、給電アンテナ素子３１が位置する直線に対して、通信時の動作波長の４分の１の距離だけ離れた平行線上にそれぞれ配置される。ここで、動作波長の４分の１の距離は、使用する誘電体プリント配線基板の誘電率によって変化し、誘電率が高いほど短くなる。無給電アンテナ素子４１，４２はそれぞれ、２つのストリップ形状の無給電導体素子から構成される。無給電アンテナ素子４１の２つの無給電導体素子は、互いに所定間隔を有して一直線上に配置され、２つの無給電導体素子の対向した側にはスイッチ回路５１が設けられる。無給電アンテナ素子４２の２つの無給電導体素子も同様に、互いに所定間隔を有して一直線上に配置され、２つの無給電導体素子の対向した側にはスイッチ回路５２が設けられる。
【００３４】
図４は、図２のスイッチ回路５１の詳細構成を示す回路図である。図４は、無給電アンテナ素子４１を構成する２つの無給電導体素子４１ａ，４１ｂが互いに対向する部分と、この部分に設けられたスイッチ回路５１とを拡大して示す。無給電導体素子４１ａ，４１ｂの対向した側には、一対のＰＩＮダイオード５１Ｄ１，５１Ｄ２が設けられる。ＰＩＮダイオード５１Ｄ１のカソード端子は無給電導体素子４１ａに接続され、ＰＩＮダイオード５１Ｄ２のカソード端子は無給電導体素子４１ｂに接続され、ＰＩＮダイオード５１Ｄ１，５１Ｄ２のアノード端子は導体部分４１ｃを介して互いに接続される。ＰＩＮダイオード５１Ｄ１，５１Ｄ２のアノード端子は、導体部分４１ｃ及び制御線５１ａを介して、制御電圧（すなわちバイアス電圧）を印加して給電アンテナ素子３１の指向特性を制御するコントローラ２０２の印加バイアス電圧端子（ＤＣ端子）に接続され、ＰＩＮダイオード５１Ｄ１，５１Ｄ２のカソード端子はそれぞれ、制御線５１ｂ，５１ｃを介して、コントローラ２０２の接地端子（ＧＮＤ端子）に接続される。従って、制御線５１ａ，５１ｂ，５１ｃはそれぞれ、無給電アンテナ素子４１制御用の直流電圧供給線路とＧＮＤ線路である。制御線５１ａ上において、ＰＩＮダイオード５１Ｄ１，５１Ｄ２のアノード端子に近接するように、高周波阻止用の、例えば数十ｎＨ程度のインダクタンスを有するインダクタ（コイル）５１Ｌ２が設けられ、制御線５１ａ上にはさらに、数キロオーム程度の電流制御用の抵抗５１Ｒが設けられる。また、制御線５１ｂ，５１ｃ上において、ＰＩＮダイオード５１Ｄ１，５１Ｄ２のカソード端子に近接するように、高周波阻止用の、例えば数十ｎＨ程度のインダクタンスを有するインダクタ５１Ｌ１，５１Ｌ３がそれぞれ設けられる。ここで、インダクタ５１Ｌ１，５１Ｌ２，５１Ｌ３は、無給電アンテナ素子４１にて励振した高周波信号が、制御線５１ａ，５１ｂ，５１ｃ上に漏洩することを防ぐ役割を持つ。無給電アンテナ素子４２もまた、無給電アンテナ素子４１と同様に構成され、他のアンテナ基板１２，１３もまた、アンテナ基板１１と同様に構成される。
【００３５】
次に、本実施形態のアンテナユニット２の動作について説明する。
【００３６】
前述のように、各アンテナ基板１１，１２，１３において、２つの無給電アンテナ素子は、給電アンテナ素子から通信時の動作波長の４分の１の距離の位置に設置されている。図３に示すように、金属ブロック２１，２２，２３はそれぞれ、給電アンテナ素子３１，３２，３３に対して平行であり、給電アンテナ素子３１，３２，３３から通信時の動作波長の４分の１に等しい距離Ｌ１＝Ｌ２＝Ｌ３だけ離れて、アンテナユニット２の内部側に設置されている。金属ブロック２１，２２，２３は例えば円柱形状を有し、通信時の動作周波数が例えば５ＧＨｚであるとき、例えば直径約５ｍｍの円柱形状に構成される。また、金属ブロック２１，２２，２３の高さは、本実施形態では通信時の動作波長の約２分の１であり、好ましくは、給電アンテナ素子３１，３２，３３の長手方向の長さよりも５〜１０％だけ大きく構成される。
【００３７】
以上のように構成されたアンテナユニット２では、金属ブロック２１は、給電アンテナ素子３１から放射される電波によって励振され、電波を再放射する。給電アンテナ素子３１と金属ブロック２１との距離Ｌ１は動作波長の４分の１であるので、金属ブロック２１から再放射される電波は、給電アンテナ素子３１から放射される電波よりも位相が９０度遅れたものとなる。２つの電波の重ね合わせにより、金属ブロック２１よりも−Ｘ方向、つまり、アンテナユニット２の内部方向（すなわち無線通信機器１の内部方向）に向かう電波は打ち消され、給電アンテナ素子３１よりも＋Ｘ方向、つまり、無線通信機器１の外部方向に向かう電波は強められる。
【００３８】
さらに、コントローラ２０２からの制御電圧がオフの場合には、スイッチ回路５１，５２内のＰＩＮダイオードに電圧が印加されないので、無給電アンテナ素子４１，４２は励振されず、無給電アンテナ素子４１，４２が給電アンテナ素子３１の指向特性に影響しない。よって、給電アンテナ素子３１の主放射方向は、＋Ｘ方向となる。一方、コントローラ２０２が、例えば無給電アンテナ素子４１への制御電圧をオンにする場合には、ＤＣ端子からの印加バイアス電圧を、制御線５１ａを介してＰＩＮダイオード５１Ｄ１，５１Ｄ２のアノード側に印加し、ＰＩＮダイオード５１Ｄ１，５１Ｄ２の動作電圧（例えば０．８Ｖ程度）よりも大きくすることによって、ＰＩＮダイオード５１Ｄ１，５１Ｄ２は導通状態になる。この時、無給電アンテナ素子４１は、給電アンテナ素子３１から放射される電波によって励振され、電波を再放射する。給電アンテナ素子３１と無給電アンテナ素子４１との間隔は動作波長の４分の１であるので、無給電アンテナ素子４１から再放射される電波は、給電アンテナ素子３１から放射される電波よりも位相が９０度遅れたものとなる。２つの電波の重ね合わせにより、無給電アンテナ素子４１よりも−Ｙ方向に向かう電波は打ち消され、給電アンテナ素子３１よりも＋Ｙ方向に向かう電波は強められる。この時、金属ブロック２１によって、＋Ｘ方向への電波が強められているので、結果として給電アンテナ素子３１の主放射方向は、「＋Ｘ＋Ｙ」方向となる。
【００３９】
他の無給電アンテナ素子４２，４３，４４，４５，４６をオンにする場合にも、同様に給電アンテナ素子３１，３２，３３の指向特性を制御することができ、例えば無給電アンテナ素子４２をオンした場合には、給電アンテナ素子３１の指向特性は「＋Ｘ−Ｙ」方向に主放射が向き、無給電アンテナ素子４１と無給電アンテナ素子４２を同時にオンした場合には、給電アンテナ素子３１の指向特性は＋Ｘ方向に主放射が向く。ここで、無給電アンテナ素子４１，４２がオフの時も給電アンテナ素子３１の主放射方向は＋Ｘ方向を向くが、オンの時の方が主放射方向の利得が大きくなる。
【００４０】
つまり、給電アンテナ素子３１，３２，３３のそれぞれは、無給電アンテナ素子の切り替えによって、４通りの指向性を選択することが可能である。この時、金属ブロック２１，２２，２３が存在しない場合、無線通信機器１内部に存在する金属部品によって複雑な反射が起こって電波を打ち消しあうので、うまく指向性が切り替わらないが、金属ブロック２１，２２，２３を設置することで、アンテナユニット２の周辺又はアンテナユニット２の内部（すなわち給電アンテナ素子又は無給電アンテナ素子の周辺）に金属部品が点在する場合にも、これらの影響を低減し、指向性を良好に切り替えることが可能となる。図１３は、本発明の第１の実施形態に係るアンテナユニット２における金属ブロック２１の効果を示す概略図であり、ここで、参照符号３００により、無線通信機器１内の金属部品等を概略的に示す。図１３に示すように、給電アンテナ素子３１に対して金属ブロック２１を設けたことにより、金属ブロック２１よりも−Ｘ側に存在する金属部品等３００の影響を除去することができる。
【００４１】
また、ＭＩＭＯ通信の場合、アンテナ素子間の距離が近づくと、アンテナ素子間の相関が高まり、通信性能が低下するが、本発明の実施形態に係るアンテナユニット２では、３個の給電アンテナ素子３１，３２，３３の指向性がそれぞれ別方向を向くことで、３個の給電アンテナ素子３１，３２，３３を近づけて設置した場合にも通信性能の低下が起こりにくく、アンテナユニット２の小型化に有効である。
【００４２】
変形例．
なお、本実施形態では、給電アンテナ素子３１，３２，３３としてスリーブアンテナを用いた場合を示したが、水平面（ＸＹ面）指向特性が無指向性に近いものであれば使用可能であるため、ダイポールアンテナやコリニアアンテナ、モノポールアンテナや逆Ｆアンテナを用いても、本実施形態と同様に動作するアンテナユニット２を実現できる。また、本実施形態では、３つの給電アンテナ素子３１，３２，３３と６つの無給電アンテナ素子４１，４２，４３，４４，４５，４６とを配置した例を示したが、それぞれの素子の数は増減してもよい。同様に、アンテナ基板１１，１２，１３の個数を増減してもよい。また、本実施形態では、スイッチ回路においてＰＩＮダイオードを使用して構成した場合を示したが、無給電アンテナ素子４１，４２，４３，４４，４５，４６が反射器として動作するようにできるのであればこの限りでなく、例えば、可変容量ダイオードなどを使用して構成してもよい。金属ブロック２１，２２，２３の長さは給電アンテナ素子３１，３２，３３の長手方向の長さよりも５〜１０％だけ大きいことが望ましいが、反射器として動作するのであればこの限りではなく、例えば金属ブロック２１，２２，２３がアンテナユニット２の底面から天面まで貫通した構成を実現してもよい。また、本実施例では円柱形状の金属ブロック２１，２２，２３を用いて説明しているが、多角形柱や、ネジ形状、板状であってもよい。また、アンテナユニット２は、好ましくは樹脂等の誘電体材料にて充填されてもよい。
【００４３】
以上説明したように、本実施形態のアンテナユニット２によれば、可変指向性を有するようにそれぞれ構成された給電アンテナ素子３１，３２，３３に近接させて、金属ブロック２１，２２，２３を配置することにより、金属筐体や金属部品が無線通信機器１内のアンテナユニットの周辺又は内部に存在した場合にも、それらの影響で利得の低下を引き起こすことなく、指向性の切り替えを行うことが可能となる。また、金属ブロック２１，２２，２３により、給電アンテナ素子３１，３２，３３の主放射方向は、互いに異なる向きとなる。これにより、給電アンテナ素子３１，３２，３３間の相関が小さくなり、ＭＩＭＯ通信にて良好な性能を得ることが可能となる。
【００４４】
第２の実施形態．
図５は、本発明の第２の実施形態に係るアンテナユニット２を示す斜視図であり、図６は、図５のアンテナユニット２の上面図である。本発明の実施形態は、第１の実施形態のように給電アンテナ素子３１，３２，３３のそれぞれに対して１個ずつの金属ブロック２１，２２，２３を設ける構成に限定されず、２個以上の給電アンテナ素子間で金属ブロックを共用してもよい。本発明の第２の実施形態では、２個のみの金属ブロック２４，２５を備え、これら２個の金属ブロック２４，２５を、給電アンテナ素子３１，３２，３３に対する反射器として動作させることを特徴とする。
【００４５】
本実施形態のアンテナユニット２では、樹脂等の誘電体材料によってその内部を充填し、誘電体ブロック３を構成している。誘電体ブロック３を＋Ｚ方向から−Ｚ方向に貫通するように、ネジ形状の金属ブロック２４，２５が設けられ、金属ブロック２４，２５のネジにより、アンテナユニット２は無線通信機器１の筐体に固定される。金属ブロック２４は給電アンテナ素子３１のための反射器として動作し、金属ブロック２５は給電アンテナ素子３２のための反射器として動作し、金属ブロック２４，２５はさらに、給電アンテナ素子３３のための反射器として動作する。さらに、本実施形態のアンテナユニット２は、＋Ｘ側の面において、図２及び図３のアンテナ基板１１，１２を一体化したアンテナ基板１４を備えて構成され、アンテナ基板１４には、図２及び図３の無給電アンテナ素子４２，４３に代えて、給電アンテナ素子３１，３２に対して平行であってかつ給電アンテナ素子３１，３２の両方から動作波長の４分の１の距離だけ離れて設けられた無給電アンテナ素子４７が設けられる。無給電アンテナ素子４７は、スイッチ回路５１等と同様のスイッチ回路５７を備えて構成される。
【００４６】
第１の実施形態と同様に、無給電アンテナ素子４１，４７は給電アンテナ素子３１から通信時の動作波長の４分の１の距離の位置に設けられ、無給電アンテナ素子４４，４７は給電アンテナ素子３２から通信時の動作波長の４分の１の距離の位置に設けられ、無給電アンテナ素子４５，４６は給電アンテナ素子３３から通信時の動作波長の４分の１の距離の位置に設けられる。図５に示すように、金属ブロック２４，２５はそれぞれ、給電アンテナ素子３１，３２，３３に対して平行であり、金属ブロック２４は給電アンテナ素子３１から通信時の動作波長の４分の１に等しい距離Ｌ１だけ離れ、金属ブロック２５は給電アンテナ素子３２から通信時の動作波長の４分の１に等しい距離Ｌ２だけ離れ、金属ブロック２４，２５はさらに、給電アンテナ素子３３から通信時の動作波長の４分の１に等しい距離Ｌ３ａ＝Ｌ３ｂだけ離れて設けられる。
【００４７】
以上のように構成されたアンテナユニット２では、金属ブロック２４は、給電アンテナ素子３１から放射される電波によって励振され、電波を再放射する。給電アンテナ素子３１と金属ブロック２４との距離Ｌ１は動作波長の４分の１であるので、金属ブロック２４よりも−Ｘ方向、つまり、アンテナユニット２の内部方向（すなわち無線通信機器１の内部方向）に向かう電波は打ち消され、給電アンテナ素子３１よりも実質的に＋Ｘ方向、つまり、無線通信機器１の外部方向に向かう電波は強められる。
【００４８】
さらに、コントローラ２０２からの制御電圧がオフの場合には、スイッチ回路５１，５７内のＰＩＮダイオードに電圧が印加されないので、無給電アンテナ素子４１，４７は励振されず、無給電アンテナ素子４１，４７が給電アンテナ素子３１の指向特性に影響しない。よって、給電アンテナ素子３１の主放射方向は、実質的に＋Ｘ方向となる。一方、コントローラ２０２が、例えば無給電アンテナ素子４１への制御電圧をオンにする場合には、ＤＣ端子からの印加バイアス電圧を、制御線を介して一対のＰＩＮダイオードのアノード側に印加し、ＰＩＮダイオードの動作電圧（例えば０．８Ｖ程度）よりも大きくすることによって、ＰＩＮダイオードは導通状態になる。この時、無給電アンテナ素子４１は、給電アンテナ素子３１から放射される電波によって励振され、電波を再放射する。給電アンテナ素子３１と無給電アンテナ素子４１との間隔は動作波長の４分の１であるので、無給電アンテナ素子４１よりも−Ｙ方向に向かう電波は打ち消され、給電アンテナ素子３１よりも＋Ｙ方向に向かう電波は強められる。この時、金属ブロック２４によって、＋Ｘ方向への電波が強められているので、結果として給電アンテナ素子３１の主放射方向は、「＋Ｘ＋Ｙ」方向となる。
【００４９】
他の無給電アンテナ素子４４，４５，４６，４７をオンにする場合にも、同様に給電アンテナ素子３１，３２，３３の指向特性を制御することができ、例えば無給電アンテナ素子４７をオンした場合には、給電アンテナ素子３１の指向特性は「＋Ｘ−Ｙ」方向に主放射が向き、無給電アンテナ素子４１と無給電アンテナ素子４７を同時にオンした場合には、給電アンテナ素子３１の指向特性は実質的に＋Ｘ方向に主放射が向く。本実施形態では、前述のように給電アンテナ素子３２と無給電アンテナ素子４７との距離も動作波長の４分の１に構成され、無給電アンテナ素子４７は給電アンテナ素子３２に対しても反射器として動作する。
【００５０】
つまり、給電アンテナ素子３１，３２，３３のそれぞれは、無給電アンテナ素子の切り替えによって、４通りの指向性を選択することが可能である。この時、金属ブロック２４，２５が存在しない場合、無線通信機器１内部に存在する金属部品によって複雑な反射が起こって電波を打ち消しあうので、うまく指向性が切り替わらないが、金属ブロック２４，２５を設置することで、アンテナユニット２の周辺又はアンテナユニット２の内部（すなわち給電アンテナ素子又は無給電アンテナ素子の周辺）に金属部品が点在する場合にも、これらの影響を低減し、指向性を良好に切り替えることが可能となる。
【００５１】
また、ＭＩＭＯ通信の場合、アンテナ素子間の距離が近づくと、アンテナ素子間の相関が高まり、通信性能が低下するが、本発明の実施形態に係るアンテナユニット２では、３個の給電アンテナ素子３１，３２，３３の指向性がそれぞれ別方向を向くことで、３個の給電アンテナ素子３１，３２，３３を近づけて設置した場合にも通信性能の低下が起こりにくく、アンテナユニット２の小型化に有効である。
【００５２】
さらに、本実施形態によれば、第１の実施形態における３個の金属ブロック２１，２２，２３に代えて２個のみの金属ブロック２４，２５を備え、さらに、アンテナ基板１３，１４を２枚の平行なプリント配線基板として構成したことにより、アンテナユニット２の構成を簡単化することができる。
【００５３】
図７は、本発明の第２の実施形態の第１の変形例に係るアンテナユニット２を示す上面図である。本発明の実施形態は、図５及び図６を参照して説明したように３個の給電アンテナ素子３１，３２，３３に対して２個の金属ブロック２４，２５を備えた構成のみならず、１個の金属ブロックを複数の給電アンテナ素子で共用してもよい。本変形例では、ただ１個の金属ブロック２６を備え、この金属ブロック２６を、給電アンテナ素子３１，３２，３３に対する反射器として動作させることを特徴とする。給電アンテナ素子３１，３２，３３をそれぞれ備えたアンテナ基板１１，１２，１３は、金属ブロック２６を包囲するように設けられる。本変形例の場合も、図１乃至図６を参照して説明した実施形態と同様に動作する。金属ブロック２６は、図５及び図６に示す場合と同様にネジ形状に形成され、誘電体ブロックを介してアンテナユニット２を無線通信機器１の筐体に固定してもよい。
【００５４】
また、第１の実施形態の説明において例示した変形例の構成を、第２の実施形態において採用してもよい。例えば、本実施形態では、３つの給電アンテナ素子３１，３２，３３と５つの無給電アンテナ素子４１，４４，４５，４６，４７と、２つの金属ブロック２４，２５とを備えた構成の例を示したが、これらの構成要素の個数は増減してもよい。同様に、アンテナ基板の個数を増減してもよい。金属ブロック２４，２５の長さは給電アンテナ素子３１，３２，３３の長手方向の長さよりも５〜１０％だけ大きいことが望ましいが、反射器として動作するのであればこの限りではない。また、金属ブロック２４，２５は、ネジ形状の代わりに、多角柱形状や、円柱形状、板状であってもよい。
【００５５】
図１１は、本発明の第２の実施形態の第２の変形例に係るアンテナユニット２を示す上面図である。本変型例のアンテナユニット２は、本発明の実施形態に係る最小構成である。図１１のアンテナユニット２は、２つのアンテナ基板１１，１２と１つの金属ブロック２１とを備え、各アンテナ基板は、１つの給電アンテナ素子と１つの無給電アンテナ素子のみを備える。無給電アンテナ素子４１及び金属ブロック２１は、給電アンテナ素子３１から通信時の動作波長の４分の１の位置にあり、かつ、無給電アンテナ素子４３および金属ブロック２１は、給電アンテナ素子３２から通信時の動作波長の４分の１の位置にある。本変形例のアンテナユニット２によれば、第１及び第２の実施形態に係る他のアンテナユニット２と同様に、アンテナユニット２の周辺又はアンテナユニット２の内部に金属部品が点在する場合にも、これらの影響を低減し、指向性を良好に切り替えることが可能となる。
【００５６】
以上説明したように、本実施形態のアンテナユニット２によれば、可変指向性を有するようにそれぞれ構成された給電アンテナ素子３１，３２，３３に近接させて、金属ブロック２４，２５を配置することにより、金属筐体や金属部品が無線通信機器１内のアンテナユニットの周辺又は内部に存在した場合にも、それらの影響で利得の低下を引き起こすことなく、指向性の切り替えを行うことが可能となる。また、金属ブロック２４，２５により、給電アンテナ素子３１，３２，３３の主放射方向は、互いに異なる向きとなる。これにより、給電アンテナ素子３１，３２，３３間の相関が小さくなり、ＭＩＭＯ通信にて良好な性能を得ることが可能となる。
【００５７】
第３の実施形態．
図８は、本発明の第３の実施形態に係るアンテナユニットを備えた無線通信機器１０１を示す全体図である。図９は、図８のアンテナユニットの詳細構成を示す斜視図であり、図１０は、図８のアンテナユニットの詳細構成を示す上面図である。本発明の実施形態は、第１及び第２の実施形態のように給電アンテナ素子及び無給電アンテナ素子がスリーブアンテナ及びダイポールアンテナである構成に限定されず、以下に説明するように、各アンテナ素子がモノポールアンテナであってもよい。
【００５８】
図８を参照すると、無線通信機器１０１の金属筐体内において、プリント配線基板１０４上に固定されたアンテナユニット１０２が設けられる。アンテナユニット１０２の設置位置から＋Ｘ方向及び−Ｘ方向に向けて電波を放射するために、無線通信機器１０１の金属筐体の一部を切り欠いて、樹脂等の誘電体材料にてなるアンテナ窓１０５，１０６が設けられる。本実施形態において、アンテナユニット１０２は、給電アンテナ素子及び無給電アンテナ素子がモノポールアンテナであることの他は、実質的に第２の実施形態のアンテナユニット２と同様に構成される。図９及び図１０を参照すると、アンテナユニット１０２は、実質的に直方体の誘電体ブロック１０３の＋Ｘ側の面にパターン形成された４分の１波長モノポールの給電アンテナ素子１３１，１３２と、４分の１波長モノポールの無給電アンテナ素子１４１，１４４，１４７とを備え、誘電体ブロック１０３の−Ｘ側の面にパターン形成された４分の１波長モノポールの給電アンテナ素子１３３と、４分の１波長モノポールの無給電アンテナ素子１４５，１４６とを備えて構成される。給電アンテナ素子１３１，１３２，１３３は、プリント配線基板１０４に接する位置において給電点を備える。図９に示すように、給電アンテナ素子１３１，１３２の給電点１３１ａ，１３２ａは、プリント配線基板１０４上にパターン形成された高周波伝送線路１０４ａ，１０４ｂを介して無線通信回路１０４ｃに接続され、これにより無線信号が送受信される。給電アンテナ素子１３３の給電点もまた、高周波伝送線路（図示せず）を介して無線通信回路１０４ｃに接続される。無給電アンテナ素子１４１，１４４，１４７は、ＰＩＮダイオード又は可変容量ダイオード等を含むスイッチ回路１５１，１５４，１５７を介して、誘電体ブロック１０３上にパターン形成された接地導体１０３ａ，１０３ｃ，１０３ｂに接続される。無給電アンテナ素子１４５，１４６も同様に、スイッチ回路を介して、誘電体ブロック１０３上にパターン形成された接地導体に接続される。誘電体ブロック１０３上にパターン形成された接地導体は、プリント配線基板１０４上にパターン形成された接地面（図示せず。）に接続され、これにより、給電アンテナ素子及び無給電アンテナ素子のそれぞれは、接地面に対して垂直に位置する。さらに、誘電体ブロック１０３を＋Ｚ方向から−Ｚ方向に貫通するように、ネジ形状の金属ブロック１２４，１２５が設けられ、金属ブロック１２４，１２５のネジにより、アンテナユニット１０２はプリント配線基板１０４に固定される。
【００５９】
図１０に示すように、給電アンテナ素子１３１，１３２，１３３と、無給電アンテナ素子１４１，１４４，１４５，１４６，１４７と、金属ブロック１２４，１２５との間隔は、図６の場合と同様に設定される。これにより、本実施形態のアンテナユニット１０２は、第２の実施形態のアンテナユニット２と同様に動作する。
【００６０】
また、第１の実施形態の説明において例示した変形例の構成を、第３の実施形態において採用してもよい。例えば、本実施形態では、３つの給電アンテナ素子１３１，１３２，１３３と５つの無給電アンテナ素子１４１，１４４，１４５，１４６，１４７と、２つの金属ブロック１２４，１２５とを備えた構成の例を示したが、これらの構成要素の個数は増減してもよい。また、誘電体ブロック１０３が直方体である必要はなく、例えば他の多面体や、円柱形状であってもよい。金属ブロック１２４，１２５の高さは、本実施形態では通信時の動作波長の約４分の１であり、好ましくは、給電アンテナ素子１３１，１３２，１３３の長手方向の長さよりも５〜１０％だけ大きいことが望ましいが、反射器として動作するのであればこの限りではない。また、金属ブロック１２４，１２５は、金属製であれば、ネジ形状の代わりに、多角柱形状や、円柱形状、板状であってもよい。
【００６１】
以上説明したように、本実施形態のアンテナユニット１０２によれば、可変指向性を有するようにそれぞれ構成された給電アンテナ素子１３１，１３２，１３３に近接させて、金属ブロック１２４，１２５を配置することにより、金属筐体や金属部品が無線通信機器１０１内のアンテナユニットの周辺又は内部に存在した場合にも、それらの影響で利得の低下を引き起こすことなく、指向性の切り替えを行うことが可能となる。また、金属ブロック１２４，１２５により、給電アンテナ素子１３１，１３２，１３３の主放射方向は、互いに異なる向きとなる。これにより、給電アンテナ素子１３１，１３２，１３３間の相関が小さくなり、ＭＩＭＯ通信にて良好な性能を得ることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明に係るアレーアンテナ装置は、周辺に金属筐体又は金属部品等が存在する場合においても良好な指向性パターンの切り替えを実現可能であるので、無線通信機能を有する電気機器の筐体内に可変指向性アンテナを設置する方法として有用である。
【符号の説明】
【００６３】
１，１０１…無線通信機器、
２，１０２…アンテナユニット、
３，１０３…誘電体ブロック、
１１，１２，１３，１４…アンテナ基板、
２１，２２，２３，２４，２５，２６，１２４，１２５…金属ブロック、
３１，３２，３３，１３１，１３２…給電アンテナ素子、
３１ａ，３２ａ，３３ａ，１３１ａ，１３２ａ…給電点、
４１，４２，４３，４４，４５，４６，４７，１４１，１４４，１４７…無給電アンテナ素子、
４１ａ，４１ｂ…無給電導体素子、
４１ｃ…導体部分、
５１，５２，５３，５４，５５，５６，５７，１５１，１５４，１５７…スイッチ回路、
５１ａ，５１ｂ，５１ｃ…制御線、
５１Ｄ１，５１Ｄ２…ＰＩＮダイオード、
５１Ｌ１，５１Ｌ２，５１Ｌ３…インダクタ、
５１Ｒ…抵抗、
１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ…接地導体、
１０４…プリント配線基板、
１０４ａ，１０４ｂ…高周波伝送線路、
１０４ｃ…無線通信回路、
１０５，１０６…アンテナ窓、
２００…ＭＩＭＯ変復調回路、
２０１…入出力端子、
２０２…コントローラ、
３００…金属部品等。
【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】
１つの給電アンテナ素子と少なくとも１つの無給電アンテナ素子とをそれぞれ有する複数の可変指向性アンテナと、
上記各給電アンテナ素子の長手方向の長さよりも長い少なくとも１つの金属ブロックとを備えたアレーアンテナ装置であって、
上記複数の可変指向性アンテナのうちの少なくとも２つが同時に励振され、
上記給電アンテナ素子のそれぞれに対して所定の距離を有して、上記金属ブロックのうちの少なくとも１つが設けられて、上記給電アンテナ素子に対して反射器として動作し、
上記無給電アンテナ素子のそれぞれは、その電気長を切り換えるためのスイッチ回路を備え、上記スイッチ回路により電気長を切り換えることにより、当該無給電アンテナ素子と同じ可変指向性アンテナに含まれる給電アンテナ素子に対して反射器として動作することを特徴とするアレーアンテナ装置。
【請求項２】
上記アレーアンテナ装置は１つの金属ブロックを備え、上記１つの金属ブロックは、上記給電アンテナ素子のそれぞれに対して所定の距離を有して設けられて、上記給電アンテナ素子のそれぞれに対して反射器として動作することを特徴とする請求項１記載のアレーアンテナ装置。
【請求項３】
上記給電アンテナ素子のそれぞれに対して所定の距離を有して、金属ブロックが１つずつ設けられて、上記各金属ブロックは、対応する給電アンテナ素子に対して反射器として動作することを特徴とする請求項１記載のアレーアンテナ装置。
【請求項４】
上記複数の可変指向性アンテナは誘電体ブロックの対向する２面に設けられ、上記各金属ブロックは、上記誘電体ブロックを貫通するように設けられることを特徴とする請求項１記載のアレーアンテナ装置。
【請求項５】
上記各無給電アンテナ素子は半波長ダイポールアンテナであり、上記各スイッチ回路は、上記各無給電アンテナ素子の中間に直列に接続されたＰＩＮダイオードであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載のアレーアンテナ装置。
【請求項６】
上記各無給電アンテナ素子は半波長ダイポールアンテナであり、上記各スイッチ回路は、上記各無給電アンテナ素子の中間に直列に接続された可変容量ダイオードであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載のアレーアンテナ装置。
【請求項７】
上記各給電アンテナ素子及び上記各無給電アンテナ素子は、誘電体基板上の導体パターンとして形成されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載のアレーアンテナ装置。
【請求項８】
上記各給電アンテナ素子及び上記各無給電アンテナ素子は、４分の１波長の長さを持つ導体素子が接地導体に対して垂直に設置されたモノポール素子であり、上記各スイッチ回路は、上記各無給電アンテナ素子の導体素子と上記接地導体との間に接続されたＰＩＮダイオードであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載のアレーアンテナ装置。
【請求項９】
上記各給電アンテナ素子及び上記各無給電アンテナ素子は、４分の１波長の長さを持つ導体素子が接地導体に対して垂直に設置されたモノポール素子であり、上記各スイッチ回路は、上記各無給電アンテナ素子の導体素子と上記接地導体との間に接続された可変容量ダイオードであるであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載のアレーアンテナ装置。
【請求項１０】
上記各給電アンテナ素子はダイポールアンテナであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１つに記載のアレーアンテナ装置。
【請求項１１】
上記各給電アンテナ素子はスリーブアンテナであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１つに記載のアレーアンテナ装置。
【請求項１２】
上記アレーアンテナ装置は、ＭＩＭＯ通信方式に係る複数の無線信号を送受信することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１つに記載のアレーアンテナ装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2010073429.tif 000016
【図２】
2010073429.tif 000017
【図３】
2010073429.tif 000018
【図４】
2010073429.tif 000019
【図５】
2010073429.tif 000020
【図６】
2010073429.tif 000021
【図７】
2010073429.tif 000022
【図８】
2010073429.tif 000023
【図９】
2010073429.tif 000024
【図１０】
2010073429.tif 000025
【図１１】
2010073429.tif 000026
【図１２】
2010073429.tif 000027
【図１３】
2010073429.tif 000028
【国際調査報告】
2010073429.tif 000029
2010073429.tif 000030
2010073429.tif 000031
2010073429.tif 000032