(57)【要約】【課題】  低姿勢かつ広帯域な整合特性をもつダイバーシチ装置を提供する。【解決手段】  本発明の一態様としてのダイバーシチ装置は、導体地板と、前記導体地板の面に対し平行に配置されたほぼ２分の１波長の長さを有する線状素子と、送信信号を出力するまたは受信信号が入力される送受信機と、前記線状素子のほぼ中央に一端が接続され、他端が前記送受信機に接続された給電線路と、前記線状素子の一方の端部および他方の端部にそれぞれ対応して設けられた第１および第２の高周波スイッチと、一端が前記一方の端部および他方の端部にそれぞれ対向し、他端が前記第１および第２の高周波スイッチを介して前記導体地板に接続されたほぼ４分の１波長の長さを有する第１および第２の逆Ｌ字状素子と、を備える。【選択図】  図１
2006319772.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体地板と、
前記導体地板の面に平行に配置されたほぼ２分の１波長の長さを有する線状素子と、
送信信号を出力するまたは受信信号が入力される送受信機と、
前記線状素子のほぼ中央に一端が接続され、他端が前記送受信機に接続された給電線路と、
前記線状素子の一方の端部および他方の端部にそれぞれ対応して設けられた第１および第２の高周波スイッチと、
一端が前記一方の端部および他方の端部にそれぞれ対向し、他端が前記第１および第２の高周波スイッチを介して前記導体地板に接続されたほぼ４分の１波長の長さを有する第１および第２の逆Ｌ字状素子と、
を備えたダイバーシチ装置。
【請求項２】
前記線状素子として、線状素子を前記導体地板の面に平行な方向に繰り返し折り返したメアンダ状素子を備えたことを特徴とする請求項１に記載のダイバーシチ装置。
を備えたダイバーシチ装置。
【請求項３】
前記第１および第２の高周波スイッチの一方をオンにし、他方をオフにするオン／オフ制御回路をさらに備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のダイバーシチ装置。
【請求項４】
前記給電線路は同軸線路であり、前記同軸線路の外導体と内導体とによって前記線状素子が形成されたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のダイバーシチ装置。  
【請求項５】
前記給電線路上にバランを備えたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のダイバーシチ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイバーシチ装置に関し、特にアンテナの構成技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信において、マルチパスフェージングによる受信レベルの急激な変化は、無線通信の品質劣化を生じさせる。これを避ける手段として、ダイバーシチ受信がある。ダイバーシチ受信には様々な方法があるが、その中に複数のアンテナを用いた選択ダイバーシチがある。これは複数本のアンテナのうち、感度の高いアンテナを選択する方式である。
【０００３】
従来の選択ダイバーシチ装置の中には、非選択アンテナのアンテナ端子を高周波スイッチによって開放状態として、非選択アンテナに電流が流れないようにすることで無駄な電力消費の低減を図っているものがある（特許文献１参照）。
【０００４】
しかし、選択ダイバーシチ装置を携帯端末や自動車に搭載する場合、外観上の問題等からの低姿勢化が強く望まれ、上記構成では低姿勢化の要求の観点からは依然として不十分である。
【０００５】
低姿勢化のために、上記選択ダイバーシチ装置の放射素子である４分の１波長モノポールアンテナを逆Ｌ字状に折り曲げることが考えられる。しかし、４分の１波長モノポールアンテナを単に逆Ｌ字状に折り曲げた場合、整合特性が劣化し狭帯域化する問題がある。
【特許文献１】特開平７―２２１６８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、低姿勢かつ広帯域な整合特性をもつダイバーシチ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様としてのダイバーシチ装置は、導体地板と、前記導体地板の面に対し平行に配置されたほぼ２分の１波長の長さを有する線状素子と、送信信号を出力するまたは受信信号が入力される送受信機と、前記線状素子のほぼ中央に一端が接続され、他端が前記送受信機に接続された給電線路と、前記線状素子の一方の端部および他方の端部にそれぞれ対応して設けられた第１および第２の高周波スイッチと、一端が前記一方の端部および他方の端部にそれぞれ対向し、他端が前記第１および第２の高周波スイッチを介して前記導体地板に接続されたほぼ４分の１波長の長さを有する第１および第２の逆Ｌ字状素子と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、低姿勢かつ広帯域な整合特性をもつダイバーシチ装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、説明の簡単のため、送信動作についてのみ述べるが、受信動作についても同様である。
【００１０】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について、図１乃至図８、図２１を用いて説明する。
【００１１】
図１は、本発明の第１の実施形態に従ったダイバーシチ装置の側面図である。
【００１２】
図１のダイバーシチ装置は導体地板１１と、導体地板１１と平行に配置されたほぼ２分の１波長（２分の１波長を含む）の長さを有する線状素子１８と、送信信号を出力または受信信号が入力される送受信機１２と、線状素子１８のほぼ中央（中央を含む）に一端が接続され他端が送受信機１２に接続された給電線路１３と、線状素子１８の各端部にそれぞれ対応して設けられた高周波スイッチ１４、１５と、一端が線状素子１８の各端部にそれぞれ対向し、他端が高周波スイッチ１４もしくは１５を介して導体地板１１に接続されたほぼ４分の１波長（４分の１波長を含む）の長さを有する逆Ｌ字状素子１６、１７とを備える。
【００１３】
線状素子１８は例えば銅などの導電性材料により形成される。線状素子１８はプリント基板パターンでもよい。
【００１４】
給電線路１３は、導体地板１１に形成された図示しない孔を貫通した状態で送受信機１２に接続されている。高周波スイッチ１４、１５は、送受信機１２内のオン／オフ制御回路１９によってオン／オフ（接続／切断）を制御される。高周波スイッチ１４、１５のオン／オフを制御するオン／オフ制御回路は送受信機１２の外側に配置されてもよい。
【００１５】
図２は、給電線路および線状素子の構成例を示す図である。
【００１６】
給電線路が同軸線路である場合の例が示される。
【００１７】
給電線路（同軸線路）５５は、コネクタ５０を介して送受信機１２に接続されている。
【００１８】
給電線路５５は、絶縁物５１と、絶縁物５１の内部の内導体５２と、絶縁物５１の外部の外導体５３と、外導体５３を導体地板１１から絶縁する被覆部５４とを有する。絶縁物５１および被覆部５４からむき出しにされた内導体５２および外導体５３は、それぞれ導体地板１１と平行になるようかつ互いに１８０度反対方向に折り曲げられている。
【００１９】
図３〜図５はそれぞれ高周波スイッチ１４、１５の構成例を示す。
【００２０】
図３は、高周波スイッチの詳細構成の一例を示す回路図である。
【００２１】
この高周波スイッチは、互いに並列接続された、PINダイオード２１とスイッチ制御部２０とを有する。スイッチ制御部２０はオン／オフ制御回路１９によって制御される。スイッチ制御部２０から出力される電圧レベルを変えることにより、すなわち、PINダイオード２１におけるアノードとカソードとの電位を切り替えることにより、PINダイオード２１を導通させたり、遮断させたりすることができる。これによりスイッチングが可能となる。
【００２２】
図４は、高周波スイッチの他の構成例を示す回路図である。
【００２３】
バリキャップ（可変容量素子）３１とインダクタ素子３２とスイッチ制御部３０とが並列に接続されている。スイッチ制御部３０はオン／オフ制御回路１９によって制御される。スイッチ制御部３０の出力電圧が変わると、バリキャップ３１の容量が変化し、これにより高周波スイッチのオン／オフが切り替わる。すなわち、バリキャップ３１の容量を変化させることでスイッチングが可能となる。
【００２４】
図５は、高周波スイッチのさらに他の構成例を示す回路図である。
【００２５】
この高周波スイッチは、FET４１と、このFET４１のゲート電圧を制御するスイッチ制御部４０とを有する。スイッチ制御部４０はオン／オフ制御回路１９によって制御される。スイッチ制御部４０によって、FET４１のゲート-ソース間の電圧を切り替えることで、FET４１のオン／オフが切り替わり、これによりスイッチングが可能となる。
【００２６】
以下、図１のダイバーシチ装置のダイバーシチ機能について説明する。ただし、以下の説明では、高周波スイッチが短絡の状態をオン、開放の状態をオフと定義する。
【００２７】
送受信機１２より給電線路１３を介して線状素子１８に給電が行われる。線状素子１８はその中央より給電を受ける。線状素子１８はその長さがほぼ２分の１波長であるため、線状素子１８は、ダイポールアンテナとして、またはダイポールアンテナの動作モードによって動作する。
【００２８】
ここで、高周波スイッチ１４をオン、高周波スイッチ１５をオフとした場合、逆Ｌ字状素子１６は空間を介して線状素子１８と容量結合し、モノポールアンテナと同様に動作する。一方、逆Ｌ字状素子１７については線状素子１８から見たインピーダンスが無限大となるため、存在しないものと等価になる。導体地板１１と平行に配置された線状素子からの垂直偏波成分の放射は無いため、垂直偏波成分の電波は逆Ｌ字状素子１６が主放射素子となり、その放射パターンは水平面内においてほぼ無指向性となる。すなわち、主放射素子が単独の逆Ｌ字状素子である場合、その放射パターンは水平面内においてほぼ無指向性となる。
【００２９】
一方、高周波スイッチ１４をオフ、高周波スイッチ１５をオンにした場合、上述と同様の理由により、逆Ｌ字状素子１７が垂直偏波成分の電波の主放射素子となり、逆Ｌ字状素子１７の放射パターンは水平面内においてほぼ無指向性となる。
【００３０】
従って、図１のダイバーシチ装置は、２つの無指向性アンテナを選択する選択ダイバーシチ装置であるといえる。
【００３１】
ここで、選択ダイバーシチ装置の性能評価として、ダイバーシチ性能と整合特性について以下説明する。
【００３２】
ダイバーシチ性能に関して、一般に以下の式で与えられる水平面内のアンテナ間相関係数ρが小さく、なおかつ各アンテナの放射パターンが無指向性であるほど、その性能が高いといえる。
【数１】
2006319772.tif 000003
Ｇ１(φ)、Ｇ２(φ)は各アンテナの指向性で、Ｐ(φ)は到来電波の角度分布を表している。以下、簡単のためＰ(φ)＝１とする。dはアンテナ間の距離、kは波数である。なお、dおよびkの値の一例を挙げると、周波数を1500MHzとした場合、d=0.164m、k=31.4となる。*は複素共役を示す。
【００３３】
図６は、本実施形態に関する放射パターン（水平面、垂直偏波）の一例を示す。図６（Ａ）が高周波スイッチ１４をオン、高周波スイッチ１５をオフにした場合、図６（Ｂ）が高周波スイッチ１４をオフ、高周波スイッチ１５をオンにした場合である。図６（Ａ）および図６（Ｂ）は本発明者らによる独自のシミュレーションの結果に基づき作成したものである。
【００３４】
図６（Ａ）および図６（Ｂ）のいずれの場合も、水平面内でほぼ無指向性が得られている。また、このときのアンテナ間相関係数ρは0.14であり、この値は十分に小さい。これは逆Ｌ字状素子１６、１７の間に線状素子１８が挿入されることによって各放射素子が空間的に分離されたためであると考えられる。以上により、本実施形態のダイバーシチ装置は高いダイバーシチ性能を有すると言える。
【００３５】
図７は、本実施形態に関する整合特性の一例を示す。図７（Ａ）が高周波スイッチ１４をオン、高周波スイッチ１５をオフにした場合、図７（Ｂ）が高周波スイッチ１４をオフ、高周波スイッチ１５をオンにした場合である。図７は図６と同一のシミュレーションの結果に基づき作成したものである。
【００３６】
1.5GHzを中心周波数とした場合、VSWR（電圧定在波比）が３以下となる周波数帯域幅の中心周波数に対する比率は、図７（Ａ）では１８％、図７（Ｂ）では１７％となる。例えば図７（Ａ）の場合、［（上限周波数Ａ−下限周波数Ｂ）／中心周波数１５００］×１００＝１８％となる。
【００３７】
ここで比較のために、従来のダイバーシチ装置およびその整合特性を以下に示す。
【００３８】
図２１は、本発明者らが本発明をなす以前から知っているダイバーシチ装置（従来のダイバーシチ装置）の構成を示す図である。
【００３９】
このダイバーシチ装置は導体地板１と、送受信機２と、給電線路３と、高周波スイッチ４、５と、ほぼ４分の１波長の長さを有する逆Ｌ字状素子６、７とを備える。逆Ｌ字状素子６を放射素子として用いる場合は高周波スイッチ４をオンにし高周波スイッチ５をオフにする。一方、逆Ｌ字状素子７を放射素子として用いる場合は高周波スイッチ５をオンにし高周波スイッチ４をオフにする。高周波スイッチ４、５のオン／オフは送受信機２内のオン／オフ制御回路９によって行われる。
【００４０】
図８は、図２１に示す従来のダイバーシチ装置に関する整合特性の一例を示す。図８（Ａ）が高周波スイッチ４をオン、高周波スイッチ５をオフにした場合、図８（Ｂ）が高周波スイッチ４をオフ、高周波スイッチ５をオンにした場合である。図８は、本発明者らによるシミュレーションの結果に基づいて作成したものであり、シミュレーションの際の逆Ｌ字状素子６、７の大きさおよび間隔は、図７におけるシミュレーションの際の逆Ｌ字状素子１６、１７のそれらと等しくしてある。
【００４１】
図８（Ａ）および図８（Ｂ）から理解されるように、従来のダイバーシチ装置の場合、低姿勢化（素子の折り曲げ）によって放射抵抗が減少し、VSWRが３以下になることがない。
【００４２】
これに対し、本実施形態では、広い周波数帯域においてVSWRが３以下になり、よって大幅に整合特性が改善していると言える。
【００４３】
このように本実施形態において広帯域特性を得ることができる理由について述べると以下の通りである。
【００４４】
給電素子（線状素子１８）と無給電素子（逆L字状素子１６、１７）とを空間を介して配置した場合、素子間に容量結合が発生する。これは素子間に電気力線が生じることを意味し、すなわちあたかも各素子がコンデンサを介して結ばれたようになるということである。この容量（結合容量）の値は周波数によって変わる。
【００４５】
素子に容量性が付加されるということは、素子の電気的長さが変わるということである。共振周波数は素子の電気的長さによって決まるので、動作周波数が変わることにより電気的長さが変わりこれにより共振周波数が変わる。従って、この結合容量が適切になるように給電素子および無給電素子間の空間距離を設定することによって共振周波数帯域を広げることができる。
【００４６】
ここで給電素子および無給電素子間の距離は、例えば以下のようにして決定すれば良い。ただし、以下の説明において、「所望の周波数」とは、「所望の周波数帯域」の中心周波数とする。
１．まず無給電素子の無い状態（図１において逆L字状素子１６、１７が無い状態）において、所望の周波数で共振状態（並列共振により抵抗＝無限大、リアクタンス＝０）となるように、給電素子（図１における線状素子１８）の長さを決定する。ここで、逆L字状素子の長さは所望の周波数の４分の１とする。
２．次に、逆L字状素子と給電素子との間隔を最小（結合容量が最大）とし、 整合特性（VSWR特性）が良好な状態にある帯域幅が所望量となるまで徐々にその間隔を離していく。
３．２の操作において帯域幅が所望量まで広がらないうちに整合特性が劣化してしまう場合は、２の操作で最も整合特性の良好な配置において、給電素子および逆L字状素子の長さを微調整する。
【００４７】
以上のように、本実施形態によれば、導体地板に平行に配置された線状素子から容量結合を介して逆Ｌ字状素子に給電するため、低姿勢でありながら広帯域な整合特性が得られる。また、線状素子からは垂直偏波成分が出力されないため、主放射素子たる逆Ｌ字状素子（モノポールアンテナ）への影響は最小限に抑えられ、これにより水平面放射パターンを無指向性に近づけることができる。よって、本実施形態によれば、低姿勢かつ広帯域な整合特性をもつ、高性能ダイバーシチ装置を実現することができる。
【００４８】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態について、図９乃至図１２および図２１を用いて説明する。
【００４９】
図９は、本発明の第２の実施形態に従ったダイバーシチ装置の側面図である。
【００５０】
図９のダイバーシチ装置は導体地板８１と、導体地板８１上に配置されたほぼ２分の１波長の電気的長さのメアンダ状素子８８と、送受信機８２と、メアンダ状素子８８のほぼ中央に一端が接続され、他端が送受信機８２に接続された給電線路８３と、メアンダ状素子８８の各端部にそれぞれ対応して設けられた高周波スイッチ８４、８５と、一端がメアンダ状素子８８の各端部にそれぞれ対向し、他端が高周波スイッチ８４もしくは８５を介して導体地板８１に接続されたほぼ４分の１波長の長さを有する逆Ｌ字状素子８６、８７とを備える。メアンダ状素子８８は線状素子を導体地板８１の面に平行な方向に繰り返し折り返したものである。送受信機８２は高周波スイッチ８４、８５のオン／オフを制御するオン／オフ制御回路８９を含む。第１の実施形態における線状素子がメアンダ状素子に置き換わった点以外は第１の実施形態と同様である。
【００５１】
図９のダイバーシチ装置のダイバーシチ機能について説明すると以下の通りである。
【００５２】
このダイバーシチ装置においては、送受信機８２より給電線路８３を介してメアンダ状素子８８に給電が行われる。
【００５３】
メアンダ状素子８８はその中央より給電を受け、なおかつその電気的長さがほぼ２分の１波長である。ここで、メアンダ状素子８８は、給電線路８３との接続点を中心として左右対称またはほぼ左右対称であるため、垂直方向の素子部からの放射が左右で打ち消し合う。
【００５４】
高周波スイッチ８４をオン、高周波スイッチ８５をオフとした場合、逆Ｌ字状素子８６はメアンダ状素子８８と空間を介して容量結合し、モノポールアンテナと同様に動作する。一方、逆Ｌ字状素子８７についてはメアンダ状素子８８から見たインピーダンスが無限大となるため、存在しないものと等価になる。メアンダ状素子８８から放射される垂直偏波成分の電波は上記の通り打ち消し合うため、垂直偏波成分の電波は逆Ｌ字状素子８６が主放射素子となる。主放射素子が単独の逆Ｌ字状素子である場合、その放射パターンは水平面内においてほぼ無指向性となる。
【００５５】
一方、高周波スイッチ８４をオフ、高周波スイッチ８５をオンにした場合、上述と同様の理由により、逆Ｌ字状素子８７が垂直偏波成分の電波の主放射素子となる。このとき放射パターンは水平面内においてほぼ無指向性となる。
【００５６】
よって、このダイバーシチ装置は、２つの無指向性アンテナを選択する選択ダイバーシチ装置であるといえる。
【００５７】
ここで、第１の実施形態と同様に、このダイバーシチ装置のダイバーシチ性能と整合特性について説明する。
【００５８】
図１０は、本実施形態に係わる放射パターン（水平面、垂直偏波）の一例を示す。図１０（Ａ）が高周波スイッチ８４をオン、高周波スイッチ８５をオフにした場合、図１０（Ｂ）が高周波スイッチ８４をオフ、高周波スイッチ８５をオンにした場合である。図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）は本発明者らによる独自のシミュレーションの結果に基づき作成したものである。
【００５９】
図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）のいずれの場合も、水平面内でほぼ無指向性が得られている。また、メアンダ状素子からの垂直偏波成分の放射電波が上述したように打ち消されるため給電素子（メアンダ状素子）からの放射電波が減少し、図６に示した結果に比べて更に放射パターンが水平面内で無指向性に近づいている。また、第１の実施形態で示した式に基づき、アンテナ間相関係数ρは0.24であり、この値は十分小さい。これは逆Ｌ字状素子８６、８７の間にメアンダ状素子８８が挿入されることによって各放射素子が空間的に分離されたためであると考えられる。このアンテナ間相関係数の値0.24は第１の実施形態の値0.14よりも若干大きいが、本実施形態における値も十分実用に耐えるものである。アンテナ間相関係数の値が大きくなったのは、逆Ｌ字状素子同士の間隔が第１の実施形態よりも狭まったためである。ただ、このように逆Ｌ字状素子同士の間隔が狭まったことで装置サイズの縮小化が可能となる。以上により、本実施形態のダイバーシチ装置は高いダイバーシチ性能を有すると言える。
【００６０】
図１１は、本実施形態に係わる整合特性の一例を示す。図１１（Ａ）が高周波スイッチ８４をオン、高周波スイッチ８５をオフにした場合、図１１（Ｂ）が高周波スイッチ８４をオフ、高周波スイッチ８５をオンにした場合である。図１１は図１０と同一のシミュレーションの結果に基づき作成したものである。
【００６１】
1.5GHzを中心周波数とした場合、VSWR（電圧定在波比）が３以下となる周波数帯域幅の中心周波数に対する比率は、図１１（Ａ）では１７％、図１１（Ｂ）では１９％となる。
【００６２】
一方、図１２は、従来例のダイバーシチ装置（図２１参照）に係わる整合特性の一例を示す。図１２は、本発明者らによるシミュレーションの結果に基づいて作成したものである。シミュレーションを行う際の逆Ｌ字状素子６、７の大きさおよび間隔は、図１１のシミュレーションを行う際の逆Ｌ字状素子８６、８７のそれらと等しくした。
【００６３】
図１２（Ａ）および図１２（Ｂ）から理解されるように、従来のダイバーシチ装置の場合、低姿勢化によって放射抵抗が減少し、VSWRが３以下になることがない。
【００６４】
これに対し、本実施形態では、広い周波数帯域においてVSWRが３以下になり、よって大幅に整合特性が改善していると言える。
【００６５】
以上のように、本実施形態によれば、逆Ｌ字状素子同士の間にメアンダ状素子を配置するようにしたため、主放射素子たる逆Ｌ字状素子への影響は最小限に抑えられ、これにより水平面放射パターンを無指向性に近づけることができる。よって、本実施形態によれば、低姿勢かつ広帯域な整合特性をもつ高性能ダイバーシチ装置を小型化可能なものとして実現することができる。
【００６６】
（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態について、図１３乃至図１９、図２１を用いて説明する。
【００６７】
図１３および図１４は、本発明の第３の実施形態に従ったダイバーシチ装置の側面図である。
【００６８】
図１３のダイバーシチ装置は、図１のダイバーシチ装置における給電線路１３に対応する給電線路１２３の途中にバラン１２９を挿入したものである。また、図１４のダイバーシチ装置は、図９のダイバーシチ装置における給電線路８３に対応する給電線路１３３の途中にバラン１３９を挿入したものである。バランとしては、シュペルトップ形バラン、フェライトコアを用いたバラン、吸収剤を用いたバランなどを用いることができる。その他の構成は第１および第２の実施の形態と同様であるため詳細な説明を省略する。
【００６９】
図１５は、図１３のダイバーシチ装置にフェライトコアを用いたバランを適用した例を示す図である。
【００７０】
送受信機１２２に、コネクタ９１を介して、内導体９２、絶縁物９３、外導体９４および被覆部９５からなる給電線路（同軸線路）９６が接続されている。絶縁物９３および被覆部９５からむき出しにされた内導体９２および外導体９４はフェライトコア９６の一部に巻回され、互いに接続されている。フェライトコア９６において、給電線路９６との接続部の対向部分には、導体地板１２１と平行に配置された線状素子としての導体９７が巻回されている。
【００７１】
このように給電線路上にバランを設けることにより給電素子（導体９７）から給電線路への反射電流を低減できる。すなわち、図１のダイバーシチ装置における線状素子１８もしくは図９のダイバーシチ装置におけるメアンダ状素子８８へ給電を行う際、給電線路が同軸線路のような不平衡線路である場合、接続点において不整合が生じ、この結果、反射電流が給電線路上に流れ易い。そこで、図１３および図１４に示すように、給電線１２３、１３３上にバラン１２９、１３９を挿入することで平衡不平衡変換を行い、これにより反射電流を低減することができる。
【００７２】
図１６および図１７はそれぞれ、本実施形態に係わる放射パターン（水平面、垂直偏波）の一例を示す。図１６（Ａ）および図１７（Ａ）が高周波スイッチ１２４、１３４をオン、高周波スイッチ１２５、１３５をオフにした場合、図１６（Ｂ）および図１７（Ｂ）が高周波スイッチ１２４、１３４をオフ、高周波スイッチ１２５、１３５をオンにした場合である。図１６および図１７は本発明者らによる独自のシミュレーションの結果に基づき作成したものである。
【００７３】
図１６（Ａ）および図１６（Ｂ）のいずれの場合も、また、図１７（Ａ）および図１７（Ｂ）のいずれの場合も、水平面内でほぼ無指向性が得られている。更に、バランによって給電線路上の反射電流が低減されたため、図６および図１０に示した結果に比べて更に放射パターンが水平面内で無指向性に近づいている。また、バランによって給電線路上の反射電流が無くなったまたは低減されたため、図１６（Ａ）および図１６（Ｂ）のパターンが左右対称または略左右対称になり、図１７（Ａ）および図１７（Ｂ）のパターンも左右対称または略左右対称になっている。アンテナ間相関係数ρはそれぞれ0.15、0.31であり、十分小さい。以上により、本実施形態のダイバーシチ装置は高いダイバーシチ性能を有すると言える。
【００７４】
図１８および図１９は、本実施形態に係わる整合特性の一例を示す。図１８（Ａ）および図１９（Ａ）が高周波スイッチ１２４、１３４をオン、高周波スイッチ１２５、１３５をオフにした場合、図１８（Ｂ）および図１９（Ｂ）が高周波スイッチ１２４、１３４をオフ、高周波スイッチ１２５、１３５をオンにした場合である。図１８および図１９は図１６および図１７と同一のシミュレーションの結果に基づき作成したものである。
【００７５】
1.5GHzを中心周波数とした場合、VSWR（電圧定在波比）が３以下となる周波数帯域幅の中心周波数に対する比率は、図１８（Ａ）では１６％、図１８（Ｂ）では１６％、図１９（Ａ）では１７％、図１９（Ｂ）では１７％となっている。先に示した、従来のダイバーシチ装置に係わる整合特性の一例を示す図８および図１２と比べて分かるように、本実施形態では、大幅に整合特性が改善されていると言える。
【００７６】
以上のように、本実施形態によれば、給電線路上にバランを配置するようにしたため給電線路上を流れる反射電流が減少し、これにより主放射素子たるモノポールアンテナへの影響を最小限に抑えることができる。すなわち、水平面放射パターンを更に無指向性に近づけることができる。よって、本実施形態によれば、低姿勢かつ広帯域な整合特性をもつ高性能ダイバーシチ装置を実現することができる。
【００７７】
以上までに説明した、本発明の第１〜第３の実施形態に係わるダイバーシチ装置は、例えば、携帯端末用ダイバーシチ装置、車載端末用ダイバーシチ装置、無線LAN用ダイバーシチ装置として実施が可能である。第１の実施形態に係わるダイバーシチ装置を車両に搭載した例を図２０に示す。
【００７８】
車両のフロントガラス上部付近において、導体地板として機能するルーフパネル７１の下面に、逆Ｌ字状素子７６、７７が、高周波スイッチ７４、７５を介して接続されている。逆Ｌ字状素子７６、７７の間に線状素子７８が配置されている。これら逆Ｌ字状素子７６、７７、高周波スイッチ７４、７５および線状素子７８は同一平面上に配置されている。線状素子７８は、車内配線された給電線路７３を介して、車体内部に配置された送受信機７２に接続されている。ここでは、車載端末用ダイバーシチ装置を例として挙げたが、上述のように、本発明は種々の用途のダイバーシチ装置に適用可能である。
【００７９】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の第１の実施形態に従ったダイバーシチ装置の構成を概略的に示す側面図
【図２】給電線路および線状素子の構成例を示す図
【図３】高周波スイッチの一例を示す回路図
【図４】高周波スイッチの他の例を示す回路図
【図５】高周波スイッチの更に他の例を示す回路図
【図６】図１のダイバーシチ装置の放射パターンの一例を示す図
【図７】図１のダイバーシチ装置の整合特性の一例を示す図
【図８】従来のダイバーシチ装置の整合特性の一例を示す図
【図９】本発明の第２の実施形態に従ったダイバーシチ装置の構成を概略的に示す側面図
【図１０】図９のダイバーシチ装置の放射パターンの一例を示す図
【図１１】図９のダイバーシチ装置の整合特性の一例を示す図
【図１２】従来のダイバーシチ装置の整合特性の一例を示す図
【図１３】本発明の第３の実施形態に従ったダイバーシチ装置の構成を概略的に示す側面図
【図１４】本発明の第３の実施形態に従ったダイバーシチ装置の構成を概略的に示す側面図
【図１５】給電線路および線状素子の構成例を示す図
【図１６】図１３のダイバーシチ装置の放射パターンの一例を示す図
【図１７】図１４のダイバーシチ装置の放射パターンの一例を示す図
【図１８】図１３のダイバーシチ装置の整合特性の一例を示す図
【図１９】図１４のダイバーシチ装置の整合特性の一例を示す図
【図２０】図１のダイバーシチ装置を車両に搭載した例を示す図
【図２１】従来のダイバーシチ装置の構成を概略的に示す側面図
【符号の説明】
【００８１】
１、１１、８１、１２１、１３１…導体地板
２、１２、７２、８２、１２２、１３２…送受信機
３、１３、５５、７３、８３、９６、１２３、１３３…給電線路
４、１４、７４、８４、１２４、１３４…高周波スイッチ
５、１５、７５、８５、１２５、１３５…高周波スイッチ
６、１６、７６、８６、１２６、１３６…逆Ｌ字状素子
７、１７、７７、８７、１２７、１３７…逆Ｌ字状素子
９、１９、８９、１３０、１４０…オン／オフ制御回路
１８、７８、１２８…線状素子
８８、１３８…メアンダ状素子
１２９、１３９…バラン
２０、３０、４０…スイッチ制御部
２１…ＰＩＮダイオード
３１…バリキャップ
３２…インダクタ素子
４１…ＦＥＴ
５０、９１…コネクタ
５１、９３…絶縁物
５２、９２…内導体
５３、９４…外導体
５４、９５…被覆部
７１…ループパネル
９６…フェライトコア
９７…導体
【図１】
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【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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【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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