(57)【要約】      （修正有）【課題】  広い周波数帯域で使用でき、指向性利得の周波数特性が小さく、不要輻射の抑制を容易にでき、周方向において垂直指向性がほぼ等しい無指向性アンテナの素子配置方法及び無指向性アンテナを提供する。【解決手段】  複数のダイポールアンテナ素子７ａ〜７ｐで構成される無指向性アンテナ１の素子配置方法において、ダイポールアンテナ素子７ａ〜７ｐを２列、長手方向に複数並べて配置してアンテナ素子列７ｘ、７ｙを形成し、そのアンテナ素子列７ｘ、７ｙの中心に給電点１２を設け、その給電点１２より長手方向及びアンテナ素子列幅方向で対向した両各ダイポールアンテナ素子７ａ〜７ｐに、同相、同振幅となるように給電線４Ａ〜４Ｇ、４ａ〜４ｘを接続する無指向性アンテナの素子配置方法及び無指向性アンテナ１である。【選択図】図１
2006025018.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のダイポールアンテナ素子で構成される無指向性アンテナの素子配置方法において、上記ダイポールアンテナ素子を長手方向に複数並べて配置してアンテナ素子列を２列形成し、この２列のアンテナ素子列の中心に給電点を設け、この給電点より長手方向及びアンテナ素子列幅方向で対向した両各ダイポールアンテナ素子に同相、同振幅となるように給電線を接続することを特徴とする無指向性アンテナの素子配置方法。
【請求項２】
複数のダイポールアンテナ素子で構成される無指向性アンテナにおいて、上記ダイポールアンテナ素子を２列、長手方向に複数並べて形成された２列のアンテナ素子列と、この２列のアンテナ素子列の中心に設けられた給電点と、この給電点より長手方向及びアンテナ素子列幅方向で対向した両各ダイポールアンテナ素子に同相、同振幅となるように給電する給電線とを備えたことを特徴とする無指向性アンテナ。
【請求項３】
上記ダイポールアンテナ素子及び上記給電線は、プリント基板上にマイクロストリップ線路で形成される請求項２記載の無指向性アンテナ。
【請求項４】
上記ダイポールアンテナ素子が、短絡型若しくは開放型である請求項２または３記載の無指向性アンテナ。
【請求項５】
上記給電線が、上記給電点から各上記ダイポールアンテナ素子が接続される端までの長さがそれぞれ同じである請求項２〜４いずれか記載の無指向性アンテナ。
【請求項６】
請求項２に記載の複数の無指向性アンテナと、分配器とを備え、各上記給電点が同相、同振幅となるように上記分配器の分配された側にそれぞれ接続された請求項２〜５いずれか記載の無指向性アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体通信の基地局用アンテナとして用いられる無指向性アンテナの素子配置方法及び無指向性アンテナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、移動体通信の基地局用アンテナとして無指向性アレイアンテナを用いる場合、そのアンテナ素子としては半波長ダイポールやパッチアンテナが用いられている。これらアンテナ素子への給電方式は、給電点よりアンテナ素子が直列に配置されこれらのアンテナ素子に直列に給電される直列給電方式か、給電点において２分配され上下各アンテナ素子へ直列に給電される中央給電方式が一般的である。これらの給電方式については、使用周波数帯域の上限と下限が離れている場合には、直列給電方式においては主ビーム方向に周波数特性が出るという問題があり、中央給電方式においては使用中心周波数に対して垂直面指向性の利得が減少するという問題があった。
【０００３】
これを解決する手段として、特許文献１に示される方式を採ることにより、細径でかつ垂直面指向性において周波数特性の開きの少ない無指向性アンテナが提案されている。
【０００４】
このような従来技術における無指向性アンテナの要求は、主に次のようなものであった。
（１）使用周波数帯域において垂直面の主ビームの方向が一定である。
（２）使用中心周波数に対して使用周波数帯域の上限、下限の指向性利得の変動が小さい。
（３）サイドローブ抑制が可能である。
【０００５】
このような無指向性アンテナを実現するためには、縦に並んだアンテナ素子への給電位相を使用する周波数帯域全般にわたって周波数特性のバラツキが小さくなるようにする必要がある。
【０００６】
例えば、特許文献１で述べられている従来技術（直列給電方式や、中央給電方式）、またはアンテナ素子がシリーズに給電されている場合（これも、直列給電方式になる）などでは、使用周波数帯域が狭い時には垂直面指向性のバラツキ、差異は少ない。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２９８３４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の無指向性アレイアンテナの場合、アンテナ素子は図７に示す通り、基板２４上の両側に半波長ダイポールアンテナ素子２１ａ〜２１ｆがアンテナ中心（図中、一点鎖線１００で示す）よりそれぞれΔｄだけずれた位置に交互に配置されている。給電点２３から給電回路２２を介して各半波長ダイポールアンテナ素子２１ａ〜２１ｆに給電されている。このため、図７の矢印方向から見た場合には、例えば、半波長ダイポールアンテナ素子２１ａ、２１ｂでは、伝播距離差２Δｄだけ位相差が生じることになる。一方、図７で基板２４垂直方向（すなわち、図中の矢印とは直交し基板２４面から見て鉛直方向）においては、電磁波の距離差は殆どは生じない。この結果、矢印方向を含む基板２４と水平な面の垂直面指向性と、基板２４に垂直な面の垂直面指向性とでは、利得、位相が異なるという問題があった。
【０００９】
この問題を解決するために、平成１５年２月２８日付特願２００３−５３５９８号においては、Ｎ枚（Ｎは、自然数）のアレイアンテナ基板を１８０度／Ｎづつずらして交差させることが提案されている。例えば、図８においては、上部アレイアンテナ基板２５ａと下部アレイアンテナ基板２５ｂとは、１８０度／２＝９０度ずらして設けられ、分配器２６により接続され給電されている。
【００１０】
ここで、矢印Ａ、Ｃは、上部アレイアンテナ基板２５ａに直交しかつ下部アレイアンテナ基板２５ｂに平行でありアンテナに向かう方向を示し、矢印Ｂ、Ｄは、下部アレイアンテナ基板２５ｂに直交しかつ上部アレイアンテナ基板２５ａに平行でありアンテナに向かう方向を示している。
【００１１】
この上部アレイアンテナ基板２５ａ、下部アレイアンテナ基板２５ｂの向きのため、矢印Ａまたは矢印Ｃ方向から電磁波が上部アレイアンテナ基板２５ａ及び下部アレイアンテナ基板２５ｂに到達した場合には、上部アレイアンテナ基板２５ａの各アンテナ素子間では到達した距離による位相差は生じないが、下部アレイアンテナ基板２５ｂでは右側に配置されたアンテナ素子と左側に配置されたアンテナ素子との間で、使用周波数の波長をλｏとしたときに、伝搬距離差２Δｄによる位相差４πΔｄ／λｏが発生する。また、図中矢印Ｂまたは矢印Ｄ方向から電磁波が上部アレイアンテナ基板２５ａ及び下部アレイアンテナ基板２５ｂに到達した場合には、前述の逆で下部アレイアンテナ基板２５ｂでは到達した距離による位相差は生じないが、上部アレイアンテナ基板２５ａは伝搬距離差２Δｄによる位相差４πΔｄ／λｏが発生することは明らかである。
【００１２】
このことから、矢印Ａ〜Ｄの４方向いずれから見ても位相差のあるアンテナ素子と位相差のない同相のアンテナ素子との数が等しいため、図７に示した位相差の問題を解消することができる。
【００１３】
しかし、この提案の場合、各アレイアンテナ基板を１８０°／Ｎだけずらして配置させる必要があるため、同一平面上に構成できず構造が複雑になるという問題がある。
【００１４】
また、日本におけるＩＭＴ−２０００（ＣＤＭＡ２０００、ＷＣＤＭＡ（登録商標））のように広帯域で使用される場合には、使用中心周波数と使用周波数の上限又は下限との位相差が大きくなり、直列給電方式の場合周波数によってビーム方向が変化したり、中央給電方式の場合には使用中心周波数に対して、使用周波数帯域の上限または下限の指向性利得が小さくなるという問題がある。
【００１５】
そこで、本発明の目的は、次に示すアンテナを実現するための無指向性アンテナの素子配置方法及び無指向性アンテナを提供することにある。
（１）使用周波数帯域において、垂直面における主ビーム方向が一定である。
（２）使用中心周波数に対して、使用周波数帯域の上限、下限の指向性利得の変動が小さい。
（３）サイドローブ抑制が可能である。
（４）細径で実現できる。
（５）アンテナ周方向における垂直面指向性の差が小さい。
（６）同一平面上にアンテナ素子を配置でき、構造が簡単である。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、第１の発明は、複数のダイポールアンテナ素子で構成される無指向性アンテナの素子配置方法において、上記ダイポールアンテナ素子を長手方向に複数並べて配置してアンテナ素子列を２列形成し、この２列のアンテナ素子列の中心に給電点を設け、この給電点より長手方向及びアンテナ素子列幅方向で対向した両各ダイポールアンテナ素子に同相、同振幅となるように給電線を接続する無指向性アンテナの素子配置方法である。
【００１７】
第２の発明は、複数のダイポールアンテナ素子で構成される無指向性アンテナにおいて、上記ダイポールアンテナ素子を２列、長手方向に複数並べて形成された２列のアンテナ素子列と、この２列のアンテナ素子列の中心に設けられた給電点と、この給電点より長手方向及びアンテナ素子列幅方向で対向した両各ダイポールアンテナ素子に同相、同振幅となるように給電する給電線とを備えた無指向性アンテナである。
【００１８】
第３の発明は、上記ダイポールアンテナ素子及び上記給電線は、プリント基板上にマイクロストリップ線路で形成されるものである。
【００１９】
第４の発明は、上記ダイポールアンテナ素子が、短絡型若しくは開放型であるものである。
【００２０】
第５の発明は、上記給電線が、上記給電点から各上記ダイポールアンテナ素子が接続される端までの長さがそれぞれ同じであるものである。
【００２１】
第６の発明は、第２の発明に記載の複数の無指向性アンテナと、分配器とを備え、各上記給電点が同相、同振幅となるように上記分配器の分配された側にそれぞれ接続されたものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、次の効果が得られる。
（１）使用周波数帯域において、垂直面における主ビーム方向が一定である。
（２）使用中心周波数に対して、使用周波数帯域の上限、下限の指向性利得の変動が小さい。
（３）サイドローブ抑制が可能である。
（４）細径で実現できる。
（５）アンテナ周方向における垂直面指向性の差が小さい。
（６）同一平面上にアンテナ素子を配置でき、構造が簡単である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面にしたがって説明する。
【００２４】
図１は、本実施の形態を示す無指向性アンテナの外観図である。
【００２５】
図に示す通り、無指向性アンテナ１は、基板５上に複数のダイポールアンテナ素子７ａ〜７ｐを２列、長手方向（図中では、上下方向に相当する）に複数並べ、各列の上記ダイポールアンテナ素子７ａ〜７ｐがアンテナ素子列幅方向（図中では、左右方向に相当する）に互いに向かい合うように配置して形成されたアンテナ素子列７ｘ、７ｙと、そのアンテナ素子列７ｘ、７ｙの長手方向及びアンテナ素子列幅方向のほぼ中心（若しくは、中間部のほぼ中心）に設けられた給電点１２と、一方がその給電点１２より上に接続され、他方がその給電点１２より下に接続されアンテナ素子列幅方向に向かい合う（対向した）各ダイポールアンテナ素子７ａ〜７ｐに、同位相、同振幅となるように給電点１２から各ダイポールアンテナ素子７ａ〜７ｐまでが同じ長さで接続された給電線４ａ〜４ｘ、４Ａ〜４Ｇとを備えたオムニ指向性を有するアンテナである。
ダイポールアンテナ素子７ａ〜７ｐは、例えば図に示すような棒状（細い柱状、管状、線状など）の半波長ダイポールを形成する開放型の素子でもよいし、金属箔パターンで短絡型のダイポールを形成する素子（図２のダイポールアンテナ素子１０ａ〜１０ｐ参照）でもよい。各ダイポールアンテナ素子７ａ〜７ｐは互いに接触したり重なることのないように基板５の長手方向に沿って各々同じ距離を隔てて配置されるとよい。アンテナ素子列７ｘのダイポールアンテナ素子７ａとアンテナ素子列７ｙのダイポールアンテナ素子７ｂとが上下同じ位置で左右に向かい合って配置されており、この関係を対向という。同様に、ダイポールアンテナ素子７ｃ〜７ｐも対向して配置されている。
【００２６】
給電線４ａ〜４ｘ、４Ａ〜４Ｇは、同軸線路、導波管、マイクロストリップ線路などで形成されるとよい。給電線４ａ〜４ｘ、４Ａ〜４Ｇは、給電点１２から各ダイポールアンテナ素子７ａ〜７ｐに給電するための給電線路であり、必要に応じて分岐（一般的には、２分岐の場合には、Ｔ字状の分岐若しくは、Ｙ字状の分岐と称することが多い）した構成となっている。
【００２７】
この給電線４ａ〜４ｘ、４Ａ〜４Ｇの接続は、給電点１２に給電線４Ａの一端が接続されて、給電線４Ａの他端は上に分岐して給電線４Ｂの一端が接続され、下に分岐して給電線４Ｃの一端が接続され、給電線４Ｂ、４Ｃの他端はそれぞれ分岐して、給電線４Ｂには給電線４Ｄ、４Ｅの一端が、給電線４Ｃには給電線４Ｆ、４Ｇの一端がそれぞれ接続されている。
【００２８】
給電線４Ｄ、４Ｅの他端はそれぞれ分岐して、給電線４Ｄには給電線４ｑ、４ｒが、給電線４Ｅには給電線４ｓ、４ｔがそれぞれ接続され、給電線４Ｆ、４Ｇの他端はそれぞれ分岐して、給電線４Ｆには給電線４ｕ、４ｖが、給電線４Ｇには給電線４ｗ、４ｘがそれぞれ接続されている。
【００２９】
給電線４ｑ、４ｒの他端はそれぞれ左右に分岐して、給電線４ｑには給電線４ａ、４ｂが、給電線４ｒには給電線４ｃ、４ｄがそれぞれ接続され、給電線４ｓ、４ｔの他端はそれぞれ分岐して、給電線４ｓには給電線４ｅ、４ｆが、給電線４ｔには給電線４ｇ、４ｈがそれぞれ接続されている。
【００３０】
同様に、給電線４ｕ、４ｖの他端はそれぞれ分岐して、給電線４ｕには給電線４ｉ、４ｊが、給電線４ｖには給電線４ｋ、４ｌがそれぞれ接続され、給電線４ｗ、４ｘの他端はそれぞれ分岐して、給電線４ｗには給電線４ｍ、４ｎが、給電線４ｘには給電線４ｏ、４ｐがそれぞれ接続されている。
【００３１】
給電線４ａの他端はダイポールアンテナ素子７ａに、給電線４ｂの他端はダイポールアンテナ素子７ｂに、給電線４ｃの他端はダイポールアンテナ素子７ｃに、給電線４ｄの他端はダイポールアンテナ素子７ｄに、給電線４ｅの他端はダイポールアンテナ素子７ｅに、給電線４ｆの他端はダイポールアンテナ素子７ｆに、給電線４ｇの他端はダイポールアンテナ素子７ｇに、給電線４ｈの他端はダイポールアンテナ素子７ｈに、給電線４ｉの他端はダイポールアンテナ素子７ｉに、給電線４ｊの他端はダイポールアンテナ素子７ｊに、給電線４ｋの他端はダイポールアンテナ素子７ｋに、給電線４ｌの他端はダイポールアンテナ素子７ｌに、給電線４ｍの他端はダイポールアンテナ素子７ｍに、給電線４ｎの他端はダイポールアンテナ素子７ｎに、給電線４ｏの他端はダイポールアンテナ素子７ｏに、給電線４ｐの他端はダイポールアンテナ素子７ｐに、それぞれ接続されている。
【００３２】
このような給電線４ａ〜４ｘ、４Ａ〜４Ｇの分岐、接続の状態は、勝ち抜き形式の試合の組合せ表と同様の分岐、接続の状態と同様であり、これら給電線４ａ〜４ｘ、４Ａ〜４Ｇの一部若しくは全体の分岐、接続状態をトーナメント状と称する。
【００３３】
ここで、給電線４ａ〜４ｘ、４Ａ〜４Ｇは、分岐した端から他端までの長さが同じであるとよく、これによって給電点１２から末端となる複数の給電線までの長さが各末端で同じになるから、給電線の末端に給電される電力は、いずれの末端においても同位相、同振幅で供給される。
【００３４】
給電線４Ｂと給電線４Ｃとが互いに同じ長さであるとよく、給電線４Ｄ〜４Ｇが互いに同じ長さであるとよく、給電線４ｑ〜４ｘが互いに同じ長さであるとよく、給電線４ａ〜４ｐが互いに同じ長さであるとよい。
【００３５】
この場合、給電点１２は、アンテナ素子列７ｘ、７ｙの上下の中間部のちょうど中心に位置することにする。
【００３６】
これは、給電点１２から各ダイポールアンテナ素子７ａ〜７ｐまでの給電線路の長さが等しい最適状態であることを示している。
【００３７】
なお、後述する不要輻射の抑制を実現させるために、これら給電線４ａ〜４ｘ、４Ａ〜４Ｇの長さや分岐位置を上記最適状態とは異ならせて調整し、各ダイポールアンテナ素子７ａ〜７ｐへの給電位相、電力の設定を優先させることもある。
【００３８】
このように接続された給電線４ａ〜４ｘ、４Ａ〜４Ｇにより、給電点１２から給電された高周波電力は、給電線４Ａを通り２分配され給電線４Ｂ、４Ｃを伝送され、給電線４Ｂ、４Ｃから更に２分配された高周波電力はそれぞれ給電線４Ｄ〜４Ｇに伝送される。更に給電線４Ｄ〜４Ｇに伝送された高周波電力は、それぞれ給電線４ｑ〜４ｘに伝送され、給電線４ｑ〜４ｘから更に２分配された高周波電力はそれぞれ給電線４ａ〜４ｐに伝送され、各ダイポールアンテナ素子７ａ〜７ｐに給電される。
【００３９】
例えば、給電点１２から給電線４Ａ〜給電線４Ｂ〜給電線４Ｄ〜給電線４ｑ〜給電線４ａを順次介してダイポールアンテナ素子７ａに給電される電磁波の位相、振幅が、給電点１２から給電線４Ａ〜給電線４Ｂ〜給電線４Ｄ〜給電線４ｑ〜給電線４ｂを順次介してダイポールアンテナ素子７ｂに給電される電磁波の位相、振幅に等しくなっている。
【００４０】
上に述べた最適状態の場合、例えば給電点１２から給電線４Ａ〜給電線４Ｂ〜給電線４Ｄ〜給電線４ｑ〜給電線４ａを順次介してダイポールアンテナ素子７ａに給電される電磁波の位相、振幅が、給電点１２から給電線４Ａ〜給電線４Ｃ〜給電線４Ｆ〜給電線４ｕ〜給電線４ｉを順次介してダイポールアンテナ素子７ｉに給電される電磁波の位相、振幅に等しくなっている。
【００４１】
なお、これは給電点１２から給電され各ダイポールアンテナ素子７ａ〜７ｐから高周波電力が送信される場合であるが、受信の場合には説明したルートを逆に辿り各ダイポールアンテナ素子７ａ〜７ｐから受信された高周波電力は各給電線４ａ〜４ｘ、４Ａ〜４Ｇを介して給電点１２に出力される。
【００４２】
このようなダイポールアンテナ素子及び給電線の配置による無指向性アンテナは、種々の実施例があげられる。
【００４３】
この実施例として、次にプリント基板上にマイクロストリップ線路が設けられた無指向性アンテナの実施の形態を説明する。
【００４４】
図２（ａ）に示すように、無指向性アンテナ２は、誘電体で形成されたプリント基板９の表面中央に広くグランド面８が設けられ、プリント基板９の長手方向両側にダイポールアンテナ素子１０ａ〜１０ｐが設けられ、図２（ｂ）に示すように、プリント基板９表面の各ダイポールアンテナ素子１０ａ〜１０ｐに給電すべくプリント基板９の裏面にマイクロストリップ線路で給電線１７が形成された構造である。
【００４５】
給電点１２から各ダイポールアンテナ素子１０ａ〜１０ｐに達する給電線１７は、トーナメント状に接続された無指向性アンテナ１（図１参照）の給電線と同様の分岐・接続になっている。
【００４６】
ここで、この実施の形態においては、対向した（向かい合う）ダイポールアンテナ素子（例えば、ダイポールアンテナ素子１０ａ、１０ｉ）に対して同位相、同振幅で給電を行う給電線１７が存在しており、トーナメント状に給電する場合、必ず給電線１７の上下に分岐したものと左右に分岐したものとがいずれかの位置で交差することになる。これらマイクロストリップ線路で形成される給電線１７の交差を回避するために、図２（ａ）に示すようにグランド面８にマイクロストリップ線路の交差回避部１１ａ〜１１ｈを設けている。
【００４７】
図３に、このマイクロストリップ線路の交差回避部を設けたプリント基板の詳細を示す。図３（ａ）は、プリント基板の表面に交差回避部が設けられた状態を示す外観図である。図３（ｂ）は、交差回避部が設けられたプリント基板の裏面の状態を示す外観図である。
【００４８】
図示したように、プリント基板９の裏面にはマイクロストリップ線路で形成された給電線１７ｂ〜１７ｄがそれぞれ設けられており、プリント基板９の表面にはグランド面８の中にスリット部１５が設けられ、このスリット部１５の中にマイクロストリップ線路で形成された給電線１７ａが設けられ、交差回避部１１が形成されている。
【００４９】
裏面の給電線１７ｂ、１７ｃと表面の給電線１７ａとは、表面、裏面を貫通させ導通あるスルーホールを形成した短絡部１６ａ〜１６ｄで接続され、裏面では裏面の給電線１７ｂ、１７ｃは距離Ｌ２だけ隔てられている。
【００５０】
給電線１７ａ〜１７ｃと給電線１７ｄとは直交して設けられているため、互いのマイクロストリップ線路に流れる電流もその電流成分は直交しており、給電線１７ａ〜１７ｃと給電線１７ｄとの相互の電流の結合は極めて小さい。
【００５１】
また、スリット部１５の長さ、スリットの大きさ（長手方向に長さＬ１、幅方向に幅Ｌ３で成している矩形）が使用する電磁波周波数の波長に対して充分小さければ、給電線１７ａ〜１７ｄへの伝送特性の影響は無視できる程度に小さい。
【００５２】
このような構造を持つマイクロストリップ線路の交差回避部を設けることで、プリント基板の同一平面上にトーナメント状の給電接続が形成された給電回路を実現することができる。
【００５３】
このような各ダイポールアンテナ素子１０ａ〜１０ｐの配置、給電線１７の形成された構造のため、アンテナ素子単体（例えば、ダイポールアンテナ素子１０ａ）では図５に示すような一点鎖線若しくは二点鎖線のアンテナ指向性となる。
【００５４】
図は、無指向性アンテナ２の水平面指向性を示すパターン図である。
【００５５】
図中、同心円はアンテナの利得（単位：ｄＢ）の値を示し、最も外側の円が利得０ｄＢを示し、順次内側の円が−５ｄＢ、−１０ｄＢ、−１５ｄＢを示す。
【００５６】
外側同心円の円周方向には、無指向性アンテナ２の正面からの角度（単位：°）を示す。
【００５７】
したがって、隣り合い対向するダイポールアンテナ素子１０ａ、１０ｉの合成されたアンテナ指向性が水平面において無指向性となるためには、左右に対向するダイポールアンテナ素子１０ａ、１０ｉに対して同位相、同振幅で給電され、かつ素子配置間隔Ｗを使用中心周波数の逆数である波長λoよりも充分に狭くするとよい。一般的には、素子配置間隔Ｗは、λo／４以下とすることが望ましい。
【００５８】
これにより、ダイポールアンテナ素子１０ａ、１０ｉの合成されたアンテナ指向性は、図の太い実線で示されるような利得パターンを得ることができる。すなわち、隣り合う二つのダイポールアンテナ素子１０ａ、１０ｉによって形成され、合成されたこのアンテナ指向性は、まるで１つのダイポールアンテナ素子によって形成されたごとくみなすことができる。
【００５９】
次に、垂直面指向性の形成について説明する。
【００６０】
上述のアンテナは、左右に対向するダイポールアンテナ素子を上下に複数設けて形成され、各ダイポールアンテナ素子の放射パターンが合成された無指向性アンテナ１、２の垂直面指向性が形成される。
【００６１】
一般的に無指向性アンテナは、使用周波数帯域において垂直面の主ビームの方向が一定であり、使用中心周波数に対して使用周波数帯域の上限、下限の指向性利得の変動が小さく、サイドローブ抑制が可能であることを必要とする。このような無指向性アンテナを実現するためには、縦に並んだダイポールアンテナ素子への給電位相を使用する周波数帯域全般にわたって周波数特性のバラツキが小さくなるようにする必要がある。
【００６２】
しかし、日本におけるＩＭＴ−２０００システムのように広帯域で使用される無指向性アンテナの場合には、使用中心周波数と使用周波数の上限又は下限との位相差が大きくなり、直列給電方式の場合周波数によってビーム方向が変化したり、中央給電方式の場合には使用中心周波数に対して、使用周波数帯域の上限または下限の指向性利得が小さくなる傾向がある。
【００６３】
本発明の実施の形態において、図１に示す給電線４ａ〜４ｘ、４Ａ〜４Ｇ、図２に示す給電線１７のようなトーナメント状に給電線を接続することは、この傾向を改善するためにも寄与する。すなわち、各ダイポールアンテナ素子７ａ〜７ｐ（または、各ダイポールアンテナ素子１０ａ〜１０ｐ）に同位相、同振幅で給電されるため、使用中心周波数と使用周波数の上限又は下限との位相差が小さくなり、使用中心周波数に対して、使用周波数帯域の上限または下限の指向性利得も低減しない。このように、ダイポールアンテナ素子に対して周波数特性の小さな給電を実現することができる。
【００６４】
また、不要輻射（サイドローブ）の抑制をするためには、アレイアンテナを構成する各ダイポールアンテナ素子に対して、給電位相、電力を任意に設定するとよい。これまでの説明では、各給電線の分岐点からの長さを同じにして同位相、同振幅の給電を行うことに限ったが、例えば図２のプリント基板９上に設けられた給電線１７のＴ字状の分岐部分の幅、分岐位置などを調整することで、各ダイポールアンテナ素子への給電位相、電力を容易に設定することもでき、これらのパラメータの最適化を図ることで、不要輻射の抑制を実現できる。
【００６５】
すなわち、Ｔ字状の分岐部分のマイクロストリップ線路の幅を調整することで給電線を通過する高周波電力の振幅を調整でき、分岐位置や給電線の長さを調整することで通過する高周波電力の位相を調整することができる。この振幅や位相の調整により、各ダイポールアンテナ素子に給電される高周波電力の振幅や位相が調整され、ダイポールアンテナ素子から放射される高周波電力が重ね合わせられたり、打ち消されたりして所望のアンテナ指向性を得ると共に、不要輻射抑制をすることができる。
【００６６】
なお、この際には給電点１２の位置は必ずしもアンテナ素子列の上下の正確な中心に設けられることを必要とせず、Ｔ字状の分岐位置に応じて給電線１７の配置も変わるのでそれに応じて給電点１２の位置を中心から適宜上下に移動させてもよい。
【００６７】
図６に、無指向性アンテナ２における基板垂直面方向での垂直面指向性を示す。図中横軸は、角度（単位：°）を示し０°が水平面方向に相当し地上側と記した方に俯瞰する角度が０〜９０°で示してあり、天空側も水平面から仰ぎ見る角度が０°〜−９０°で示してある。縦軸は、無指向性アンテナの利得（単位：ｄＢ）を示す。
【００６８】
この図をみると、垂直面指向性において、不要輻射（アンテナのサイドローブ）が充分抑えられたパターンが実現されていることが分かる。
【００６９】
また、以上説明した無指向性アンテナ１、２を２以上組み合わせてトーナメント状に接続したアンテナを形成することも可能である。
【００７０】
図４は、２つの無指向性アンテナが組み合わされた実施例を示す外観図である。
【００７１】
この組み合わされた無指向性アンテナ３は、複数の上記ダイポールアンテナ素子を複数の基板すなわち上部アンテナ基板１８ａ、下部アンテナ基板１８ｂに配置し、各基板（上部アンテナ基板１８ａ、下部アンテナ基板１８ｂ）にそれぞれ給電点を設け、それらの給電点が同相、同振幅となるように分配器１９の分配された側に接続され給電されるものである。
【００７２】
この無指向性アンテナ３の構造は、図８に示すようなアンテナの構造と異なり、ほぼ同一平面上にダイポールアンテナ素子を配置することができる簡単な構造であり、アンテナを細径なものとして実現することができる。
【００７３】
この無指向性アンテナ３の構成は、無指向性アンテナ１、２と同様の構成であるので、使用周波数帯域において垂直面における主ビーム方向が一定で不要輻射の抑えられたアンテナとなっている。
【００７４】
この結果、次に示す無指向性アレイアンテナを実現することができる。
（１）使用周波数帯域において、垂直面における主ビーム方向が周波数によらず一定である。
（２）使用中心周波数に対して、使用周波数帯域の上限、下限の指向性利得の変動が小さい。
（３）サイドローブ抑制が可能である。
（４）細径で実現できる。
（５）アンテナ周方向における垂直面指向性の差が小さい。
（６）同一平面上にダイポールアンテナ素子を配置でき、アンテナ構造が簡単である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本実施の形態である無指向性アンテナを示す外観図である。
【図２】図２（ａ）は、本実施の形態であるマイクロストリップ線路による無指向性アンテナの表面を示す外観図である。図２（ｂ）は、マイクロストリップ線路による無指向性アンテナの裏面を示す外観図である。
【図３】図３（ａ）は、プリント基板の表面に形成された交差回避部を示す外観図である。図３（ｂ）は、交差回避部が形成されたプリント基板の裏面を示す外観図である。
【図４】２つの無指向性アンテナが組み合わされた実施例を示す外観図である。
【図５】本発明の実施の形態における水平面指向性を示すアンテナパターン図である。
【図６】本発明の実施の形態におけるダイポールアンテナ素子の配置の場合における垂直面指向性を示すアンテナパターン図である。
【図７】従来技術の無指向性アレイアンテナを示す系統図である。
【図８】従来技術の多面配置アレイアンテナを示す系統図である。
【符号の説明】
【００７６】
１  無指向性アンテナ
２  無指向性アンテナ
３  無指向性アンテナ
４Ａ〜４Ｇ  給電線
４ａ〜４ｘ  給電線
５  基板
７ａ〜７ｐ  ダイポールアンテナ素子
８  グランド面
９  プリント基板（誘電体基板）
１０ａ〜１０ｐ  ダイポールアンテナ素子
１１  交差回避部
１１ａ〜１１ｈ  交差回避部
１２  給電点
１５  スリット部
１６ａ〜１６ｄ  短絡部（スルーホール）
１７  給電線
１７ａ〜１７ｄ  給電線
１８ａ  上部アンテナ基板
１８ｂ  下部アンテナ基板
１９  分配器
２１ａ〜２１ｆ  半波長ダイポールアンテナ素子
２２  給電回路
２３  給電点
２４  基板
２６  分配器
【図１】
2006025018.tif 000003
【図２】
2006025018.tif 000004
【図３】
2006025018.tif 000005
【図４】
2006025018.tif 000006
【図５】
2006025018.tif 000007
【図６】
2006025018.tif 000008
【図７】
2006025018.tif 000009
【図８】
2006025018.tif 000010