(57)【要約】【課題】  ４周波数共用アンテナにおいて、４周波数の中の高域側の周波数の水平面内放射ビームの半値幅を減少させる。【解決手段】  反射板と、前記反射板上に配置される半波長ダイポールアンテナ素子と、前記半波長ダイポールアンテナ素子上に配置される無給電素子と、一端が、前記半波長ダイポールアンテナ素子の両端の先端部に対向し、他端が、前記反射板に接続される一対の導電板とを備える４周波数共用アンテナにおいて、前記半波長ダイポールアンテナ素子の延長方向に対して対称の位置に配置され、前記４周波数の中の高域側の周波数の平面内放射ビームの半値幅を制限する第１の導電体および第２の導電体を備え、前記４周波数の中の高域側の周波数の自由空間波長をλとするとき、前記第１の導電体および第２の導電体の長さ（Ｌ）は、０．４×λ≦Ｌ≦０．６×λを満足する。  【選択図】        図１
2006217104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射板と、
前記反射板上に配置される半波長ダイポールアンテナ素子と、
前記半波長ダイポールアンテナ素子上に配置される無給電素子と、
一端が、前記半波長ダイポールアンテナ素子の両端の先端部に対向し、他端が、前記反射板に接続される一対の導電板とを備える４周波数共用アンテナであって、
前記半波長ダイポールアンテナ素子の延長方向に対して対称の位置に配置され、前記４周波数の中の高域側の周波数の水平面内放射ビームの半値幅を制限する第１の導電体および第２の導電体を備え、
前記４周波数の中の高域側の周波数の自由空間波長をλとするとき、前記第１の導電体および第２の導電体の長さ（Ｌ）は、０．４×λ≦Ｌ≦０．６×λを満足することを特徴とする４周波数共用アンテナ。
【請求項２】
前記反射板は、両端部に上側に突出する突出部を有し、
前記第１の導電体および第２の導電体は、前記反射板の突出部に固定されることを特徴とする請求項１に記載の４周波数共用アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動通信の基地局アンテナとして使用される４周波数共用アンテナに係り、特に、高域側の周波数の水平面内放射ビームの半値幅を変更する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動通信の基地局アンテナにおいて、例えば、加入者容量を増加しようとする場合などに、アンテナ装置の水平面内放射ビームの半値幅を変更する必要があった。
アンテナ装置の水平面内放射ビームの半値幅を変更するには、実際にアンテナを交換して水平面内放射ビームの半値幅を変更するのが一般的であるが、水平面内放射ビームの半値幅をおよそ１２０゜とする２周波数帯域、あるいは３周波数帯域用の多周波数共用アンテナおいて、既存アンテナの両サイドに最も高い周波数の半波長程度の高さを有する金属導体を立設することにより最も高い周波数の水平面内放射ビームの半値幅を減少させることが知られている。（下記、特許文献１参照）
【０００３】
なお、本願発明に関連する先行技術文献としては以下のものがある。
【特許文献１】特開２００３−３２４３０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述の特許文献１には、４周波数共用アンテナにおいて、４周波数の中の高域側の周波数の水平面内放射ビームの半値幅を制限することについては何ら記載されていない。
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、４周波数共用アンテナにおいて、４周波数の中の高域側の周波数の水平面内放射ビームの半値幅を減少させる技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
前述の課題を解決するために、本発明は、反射板と、前記反射板上に配置される半波長ダイポールアンテナ素子と、前記半波長ダイポールアンテナ素子上に配置される無給電素子と、一端が、前記半波長ダイポールアンテナ素子の両端の先端部に対向し、他端が、前記反射板に接続される一対の導電板とを備える４周波数共用アンテナであって、前記半波長ダイポールアンテナ素子の延長方向に対して対称の位置に配置され、前記４周波数の中の高域側の周波数の水平面内放射ビームの半値幅を制限する第１の導電体および第２の導電体を備え、前記４周波数の中の高域側の周波数の自由空間波長をλとするとき、前記第１の導電体および第２の導電体の長さ（Ｌ）は、０．４×λ≦Ｌ≦０．６×λを満足することを特徴とする。
また、本発明では、前記反射板は、両端部に上側に突出する突出部を有し、前記第１の導電体および第２の導電体は、前記反射板の突出部に固定されている。
【発明の効果】
【０００６】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
本発明の４周波数共用アンテナによれば、４周波数の中の高域側の周波数の水平面内放射ビームの半値幅を減少させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
図１は、本発明の実施例の４周波数共用アンテナを示す斜視図である。
また、図２は、本発明の実施例の４周波数共用アンテナの正面図（図１に示すＡの方向から見た図）、図３は、本発明の実施例の４周波数共用アンテナの側面図（図１に示すＢの方向から見た図）、図４は、本発明の実施例の４周波数共用アンテナの上平面図（図１に示すＣの方向から見た図）である。
図１〜図４において、１は反射板、２は半波長ダイポールアンテナ素子、３は四角形状の無給電素子、４は導電板、５は第１の導電体、６は第２の導電体である。
本実施例の４周波数共用アンテナは、８００ＭＨｚ帯、１.５ＧＨｚ帯、１.７ＧＨｚ帯、２ＧＨｚ帯の４周波数の電波を放射する４周波数共用アンテナである。
本実施例の４周波数共用アンテナにおいて、８００ＭＨｚ帯、１.５ＧＨｚ帯、１.７ＧＨｚ帯、２ＧＨｚ帯の４周波数を、それぞれｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４（ｆ１＜ｆ２＜ｆ３＜ｆ４）とし、当該４つの周波数の自由空間波長を、それぞれλ１、λ２、λ３、λ４（λ１＞λ２＞λ３＞λ４）とするとき、半波長ダイポールアンテナ素子２は、ｆ２の周波数の電波を放射する。
ここで、半波長ダイポールアンテナ素子２は、例えば、誘電体基板上にプリント配線板で用いるエッチング手法等により形成される。また、半波長ダイポールアンテナ素子２のダイポール長（図３のＬ２）は、下記（１）式の値とされる。
［数１］
０．５×λ２≦Ｌ２≦０．８×λ２    ・・・・・・・・・・・・・・  （１）
【０００８】
また、四角形状の無給電素子３は、ｆ３、ｆ４の周波数の電波を放射する。無給電素子３は、反射板１の中心線（図２に示すＢ）を通り、反射板１を等分割する線に直交するように設けられる。この場合に、例えば、無給電素子３は、誘電体基板上にプリント配線板で用いるエッチング手法等により形成される。
なお、無給電素子３は、反射板１の中心線（図２に示すＢ）
ここで、無給電素子３の幅（図２に示すＷ３）は、ＶＳＷＲおよび水平面内放射ビームの半値幅により決定される。
無給電素子３の長さ（図２に示すＬ３）は、ｆ３の周波数とｆ４の周波数とがある程度近い場合は下記（２）式、あるいは、ｆ３の周波数とｆ４の周波数とが離れている場合は下記（３）式の値とされる。
［数２］  
０．３×（λ３＋λ４）／２≦Ｌ３≦０．５×（λ３＋λ４）／２
・・・・・・・・・・・・・・・・・  （２）
０．４×λ４≦Ｌ３≦０．６×λ４
・・・・・・・・・・・・・・・・・  （３）
また、導電板４は、一端が、半波長ダイポールアンテナ素子２の両端の先端部に対向し、他端が、反射板１に接続される。
半波長ダイポールアンテナ素子２の両端の先端部に、一対の導電板４を配置することにより、図１に示すアンテナから、ｆ１の周波数の電波が放射される。
【０００９】
第１の導電体５および第２の導電体６は、半波長ダイポールアンテナ素子２の中心線（図３に示すＡ）上で、反射板１の中心線（図２に示すＢ）に対して対称に配置される。
即ち、第１の導電体５および第２の導電体６は、半波長ダイポールアンテナ素子２の延長方向に対して対称の位置に配置され、４周波数の中の高域側の周波数の水平面内放射ビームの半値幅を制限する。
ここで、第１の導電体５および第２の導電体６の幅（図３に示すＷ）は、任意の値とされるが、第１の導電体５および第２の導電体６の長さ（図３に示すＬ）は、下記（４）式の値とされる。
［数３］  
０．４×λ３≦Ｌ≦０．６×λ３    ・・・・・・・・・・・・・・・・・  （４）
本実施例では、反射板１は、両端部に上側に突出する突出部（１ａ，１ｂ）を有し、第１の導電体５および第２の導電体６は、反射板１の突出部（１ａ，１ｂ）に固定される。
さらに、半波長ダイポールアンテナ素子２と第１の導電体５、および半波長ダイポールアンテナ素子２と第２の導電体６の間隔（図４に示すＳ）は、下記（５）式の値とされる。
［数４］  
Ｓ＞４０ｍｍ        ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・  （５）
【００１０】
図５は、本実施例の４周波数共用アンテナの一例の、８００ＭＨｚ帯の水平面内（図１に示すＸ−Ｙ面内）指向特性を示す図である。
図６は、本実施例の４周波数共用アンテナの一例の、１.５ＧＨｚ帯の水平面内指向特性を示す図である。
図７は、本実施例の４周波数共用アンテナの一例の、１.７ＧＨｚ帯の水平面内指向特性を示す図である。
図８は、本実施例の４周波数共用アンテナの一例の、２ＧＨｚ帯の水平面内指向特性の示す図である。
図９ないし図１２は、図５〜図８に示す指向特性を測定した４周波数共用アンテナにおいて、第１の導電体５および第２の導電体６を取り除いた場合の、それぞれ８００ＭＨｚ帯、１.５ＧＨｚ帯、１.７ＧＨｚ帯、２ＧＨｚ帯の水平面内指向特性を示す図である。
なお、図５〜図１２では、最外周円のレベルを０ｄＢ、中心を−４０ｄＢ、同心円の間隔を１０ｄＢ間隔としている。
図５と図９とを比較すると、図５では、水平面内放射ビームの半値幅が１２１．３°、図９では、水平面内放射ビームの半値幅が１２０．８°とそれほど差はない。
同様に、図６と図１０とを比較すると、図６では、水平面内放射ビームの半値幅が１１４．２°、図１０では、水平面内放射ビームの半値幅が１０８．９°とそれほど差はない。
しかし、図７と図１１とを比較すると、図７では、水平面内放射ビームの半値幅が９０．３°であるのに対して、図１１では、水平面内放射ビームの半値幅が１０６．８°であり、水平面内放射ビームの半値幅は、図７の方が小さくなっている。
同様に、図８と図１２とを比較すると、図８では、水平面内放射ビームの半値幅が９６．５°であるのに対して、図１２では、水平面内放射ビームの半値幅が１１２．５°であり、水平面内放射ビームの半値幅は、図８の方が小さくなっている。
この水平面内放射ビームの半値幅の変化をグラフにしたのが図１３であり、この図１３において、実線が、第１の導電体５および第２の導電体６有りの場合を、点線が、第１の導電体５および第２の導電体６無しの場合を示している。
【００１１】
図１４、本実施例の４周波数共用アンテナの一例の、８００ＭＨｚ帯および１．５ＧＨｚ帯のＶＳＷＲ特性を示す図である。
図１５は、本実施例の４周波数共用アンテナの一例の、１．７ＧＨｚ帯および２．０ＧＨｚ帯のＶＳＷＲ特性を示す図である。
図１６は、図１４、図１５に示すＶＳＷＲ指向特性を測定した４周波数共用アンテナにおいて、第１の導電体５および第２の導電体６を取り除いた場合の、８００ＭＨｚ帯および１．５ＧＨｚ帯のＶＳＷＲ特性を示す図である。
図１７は、図１４、図１５に示すＶＳＷＲ指向特性を測定した４周波数共用アンテナにおいて、第１の導電体５および第２の導電体６を取り除いた場合の、１．７ＧＨｚ帯および２．０ＧＨｚ帯のＶＳＷＲ特性を示す図である。
図１４〜図１７から、半波長ダイポールアンテナ素子２の両側に、第１の導電体５および第２の導電体６を配置しても、ＶＳＷＲ特性が劣化しないことが分かる。
以上説明したように、本実施例の４周波数共用アンテナによれば、長さ（Ｌ）が、０．４×λ３≦Ｌ≦０．６×λ３を満足する第１の導電体５および第２の導電体６を、半波長ダイポールアンテナ素子２の両側に配置するようにしたので、ＶＳＷＲ特性を劣化させることなく、ｆ３、ｆ４の周波数（ここでは、１．７ＧＨｚ帯、２ＧＨｚ帯の周波数）の水平面内放射ビームの半値幅を減少させることが可能となる。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例の４周波数共用アンテナを示す斜視図である。
【図２】本発明の実施例の４周波数共用アンテナの正面図（図１に示すＡの方向から見た図）である。
【図３】本発明の実施例の４周波数共用アンテナの側面図（図１に示すＢの方向から見た図）である。
【図４】本発明の実施例の４周波数共用アンテナの上平面図（図１に示すＣの方向から見た図）である。
【図５】本発明の実施例の４周波数共用アンテナの一例の、８００ＭＨｚ帯の水平面内（図１に示すＸ−Ｙ面内）指向特性を示す図である。
【図６】本発明の実施例の４周波数共用アンテナの一例の、１.５ＧＨｚ帯の水平面内指向特性を示す図である。
【図７】本発明の実施例の４周波数共用アンテナの一例の、１.７ＧＨｚ帯の水平面内指向特性を示す図である。
【図８】本発明の実施例の４周波数共用アンテナの一例の、２ＧＨｚ帯の水平面内指向特性の示す図である。
【図９】図５〜図８に示す指向特性を測定した４周波数共用アンテナにおいて、第１および第２の導電体を取り除いた場合の、８００ＭＨｚ帯の水平面内指向特性を示す図である。
【図１０】図５〜図８に示す指向特性を測定した４周波数共用アンテナにおいて、第１および第２の導電体を取り除いた場合の、１.５ＧＨｚ帯の水平面内指向特性を示す図である。
【図１１】図５〜図８に示す指向特性を測定した４周波数共用アンテナにおいて、第１および第２の導電体を取り除いた場合の、１.７ＧＨｚ帯の水平面内指向特性を示す図である。
【図１２】図５〜図８に示す指向特性を測定した４周波数共用アンテナにおいて、第１および第２の導電体を取り除いた場合の、２ＧＨｚ帯の水平面内指向特性を示す図である。
【図１３】本発明の実施例の４周波数共用アンテナの一例において、第１および第２の導電体有り、および無しの場合の、水平面内放射ビームの半値幅の変化を示すグラフである。
【図１４】本発明の実施例の４周波数共用アンテナの一例の、８００ＭＨｚ帯および１．５ＧＨｚ帯のＶＳＷＲ特性を示す図である。
【図１５】本発明の実施例の４周波数共用アンテナの一例の、１．７ＧＨｚ帯および２．０ＧＨｚ帯のＶＳＷＲ特性を示す図である。
【図１６】図１４、図１５に示すＶＳＷＲ指向特性を測定した４周波数共用アンテナにおいて、第１および第２の導電体を取り除いた場合の、８００ＭＨｚ帯および１．５ＧＨｚ帯のＶＳＷＲ特性を示す図である。
【図１７】図１４、図１５に示すＶＳＷＲ指向特性を測定した４周波数共用アンテナにおいて、第１および第２の導電体を取り除いた場合の、１．７ＧＨｚ帯および２．０ＧＨｚ帯のＶＳＷＲ特性を示す図である。
【符号の説明】
【００１３】
１  反射板
１ａ，１ｂ  突出部
２  半波長ダイポールアンテナ素子
３  四角形状の無給電素子
４  導電板
５  第１の導電体
６  第２の導電体
【図１】
2006217104.tif 000003
【図２】
2006217104.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2006217104.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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