(57)【要約】【課題】水平偏波と垂直偏波の両方を同時に送信または受信することができるアンテナ装置を提供する。【解決手段】アンテナ装置１は、第１のアンテナ素子２と第２のアンテナ素子３を備える。第１のアンテナ素子は、誘電体からなる第１の基板２０と、その第１面に設けられた第１アンテナ導体２１および第２面に設けられた第２アンテナ導体２３と、第１の基板の第１端面２０ｃに向かって開口している第１スロット２５とを有する。第２のアンテナ素子３は、誘電体からなる第２の基板３０と、その第３面に設けられた第３アンテナ導体３１および第４面に設けられた第４アンテナ導体３３とを有する。第２の基板は、第２端面に対向する第３端面３０ｄと第４端面３０ｅを有し、第４端面は第２端面と第３端面の間に位置している。第１の基板と第２の基板とが交差するように、第２の基板の第４端面が第１の基板の第１スロットに挿通されている。【選択図】図１
2019146105.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体からなる第１の基板（２０）と、前記第１の基板の一面（２０ａ）に設けられた第１アンテナ導体（２１）および他面（２０ｂ）に設けられた第２アンテナ導体（２３）と、前記第１の基板の第１端面（２０ｃ）に向かって開口している第１スロット（２５）と、を有する第１のアンテナ素子（２）と、
誘電体からなる第２の基板（３０）と、前記第２の基板の一面（３０ａ）に設けられた第３アンテナ導体（３１）および他面（３０ｂ）に設けられた第４アンテナ導体（３３）と、を有する第２のアンテナ素子（３）と、を備え、
前記第２の基板は、第２端面（３０ｃ）に対向する第３端面（３０ｄ）と第４端面（３０ｅ）を有し、前記第４端面は前記第２端面と前記第３端面の間に位置し、
前記第１の基板と前記第２の基板とが交差するように、少なくとも前記第２の基板の前記第４端面が前記第１の基板の前記第１スロットに挿通されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記第２の基板は、前記第３端面の端あるいは、前記第４端面の端のいずれかを含む第５端面（３０ｆ）を有することを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記第２の基板の前記第５端面は、前記第１の基板に当接していることを特徴とする請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記第２の基板の前記第４端面は、前記第５端面から離れるほど前記第２端面との距離が小さくなるよう傾斜していることを特徴とする請求項２または３に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記第１アンテナ導体と前記第２アンテナ導体は、前記第１の基板に導体パターンにより形成され、前記第３アンテナ導体と前記第４アンテナ導体は、前記第２の基板に導体パターンにより形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記第１の基板の前記一面に、導体パターンにより形成され且つ前記第１アンテナ導体に接続された第１伝送路（２２）が設けられ、前記第１の基板の前記他面に、導体パターンにより形成され且つ前記第２アンテナ導体に接続された第２伝送路（２４）が設けられ、前記第１伝送路と前記第２伝送路とが前記第１の基板を挟んで対向しており、
前記第２の基板の前記一面に、導体パターンにより形成され且つ前記第３アンテナ導体に接続された第３伝送路（３２）が設けられ、前記第２の基板の前記他面に、導体パターンにより形成され且つ前記第４アンテナ導体に接続された第４伝送路（３４）が設けられ、前記第３伝送路と前記第４伝送路とが前記第２の基板を挟んで対向していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記第１スロットは、前記第１の基板の前記第１アンテナ導体と前記第２アンテナ導体との間隙に対応する部分が切り欠かれてなり、前記第１端面に向かって漸次拡大する部分を有し、
前記第２のアンテナ素子は、前記第２の基板の第２端面に向かって開口している第２スロット（３５）を有し、
前記第２スロットは、前記第２の基板の前記第３アンテナ導体と前記第４アンテナ導体との間隙に対応する部分が切り欠かれてなり、前記第２の基板の前記第２端面に向かって漸次拡大する部分を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項８】
前記第１スロットは、前記第１スロットの前記第１端面に向かって漸次拡大する前記部分の先端部（２５ａ）から前記第１端面に対向する第６端面（２０ｄ）に直交する方向に延びるスリット（２６）をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載のアンテナ装置。
【請求項９】
電波無響室（１０１）と、前記電波無響室の内壁に設けられた電波吸収体（１０２）と、前記電波無響室の内部に設けられた請求項１〜８のいずれか１項に記載のアンテナ装置（１）と、前記アンテナ装置に接続された信号分析器（１０３）と、を備え、
前記電波無響室の内部に設置された被測定装置（１２０）により放射された電波の水平偏波成分および垂直偏波成分が前記アンテナ装置により同時に受信されてそれぞれ第１の受信信号および第２の受信信号として前記信号分析器に送られ、前記第１の受信信号および前記第２の受信信号に基づいて前記信号分析器により前記被測定装置の電波送信特性が測定されることを特徴とする測定装置。
【請求項１０】
電波無響室（１０１）と、前記電波無響室の内壁に設けられた電波吸収体（１０２）と、前記電波無響室の内部に設けられた請求項１〜８のいずれか１項に記載の第１のアンテナ装置（１ａ）および請求項１〜８のいずれか１項に記載の第２のアンテナ装置（１ｂ）と、前記第１のアンテナ装置に接続された信号発生器（１０４）と、前記第２のアンテナ装置に接続された信号分析器（１０３）と、を備え、
前記信号発生器により生成された第１の送信信号および第２の送信信号が前記第１のアンテナ装置に送られ該第１のアンテナ装置よりそれぞれ水平偏波および垂直偏波として同時に放射され、放射された前記水平偏波および前記垂直偏波が前記電波無響室の内部に設置された被測定装置（１２０）により受信され、受信した前記水平偏波および前記垂直偏波に応答して前記被測定装置により放射された応答電波が前記第２のアンテナ装置により水平偏波成分および垂直偏波成分として同時に受信されてそれぞれ第１の受信信号および第２の受信信号として前記信号分析器に送られ、前記第１の受信信号および前記第２の受信信号に基づいて前記信号分析器により前記被測定装置の電波送受信特性が測定されることを特徴とする測定装置。
【請求項１１】
誘電体からなる第１の基板（２０）と、前記第１の基板の一面（２０ａ）に設けられた第１アンテナ導体（２１）および他面（２０ｂ）に設けられた第２アンテナ導体（２３）と、前記第１の基板の第１端面（２０ｃ）に向かって開口している第１スロット（２５）と、を有する第１のアンテナ素子（２）と、
誘電体からなる第２の基板（３０）と、前記第２の基板の一面（３０ａ）に設けられた第３アンテナ導体（３１）および他面（３０ｂ）に設けられた第４アンテナ導体（３３）と、を有する第２のアンテナ素子（３）と、を備え、
前記第２の基板は、第２端面（３０ｃ）に対向する第３端面（３０ｄ）を有し、
前記第１の基板と第２の基板とが交差するように、少なくとも前記第２の基板が前記第１スロットに挿通され、前記第３端面の長手方向と前記第２端面の長手方向は前記第１スロットの長さに応じた所定の角度（φ）を有することを特徴とするアンテナ装置。
【請求項１２】
前記第３端面の中心（Ｏ）から前記第２端面までの距離（Ｌ）は、前記第１スロットの長さよりも短いことを特徴とする請求項１１に記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ装置および該アンテナ装置を用いた測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電波を送受信する機能を有する装置について、その研究開発や検査のために、電波の送受信特性が測定されている。測定の対象となる装置（被測定装置）としては、例えば、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末等の携帯端末や各種アンテナが挙げられる。
【０００３】
一般に、この種の測定装置では、電波無響室に設置された被測定装置から送信される電波をテスト用アンテナにより受信し、その受信信号を分析して被測定装置の電波送信特性を測定する。また、電波無響室内でテスト用アンテナから電波を送信して被測定装置に受信させ、その受信結果を分析して被測定装置の電波受信特性を測定する。
【０００４】
電波の送受信特性の測定に用いられるテスト用アンテナは、各種被検査装置の電波送受信性能に応じる必要があるため、周波数特性は広帯域であることが望ましい。例えば、直線偏波を送受信する広帯域アンテナとして、テーパスロットアンテナ（ＴＳＡ（Ｔａｐｅｒｅｄ  Ｓｌｏｔ  Ａｎｔｅｎｎａ））は既に知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
特許文献１には、誘電体基板と、該誘電体基板上に設けられた一対の金属膜と、該一対の金属膜間にテーパ状に広がるスロットラインとを有するテーパスロットアンテナが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−０５５４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載のアンテナにあっては、誘電体基板に平行な方向に電場振動面を有する直線偏波しか測定することができなかった。誘電体基板に垂直な方向に電場振動面を有する直線偏波を測定するためには、テスト用アンテナを９０°回転させるか、或いは、被測定装置を９０°回転させる必要があった。
【０００８】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、水平偏波と垂直偏波の両方を同時に送信または受信することができるアンテナ装置および該アンテナ装置を用いた測定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】
【０００９】
本発明の請求項１に係るアンテナ装置は、上記目的達成のため、誘電体からなる第１の基板（２０）と、前記第１の基板の一面（２０ａ）に設けられた第１アンテナ導体（２１）および他面（２０ｂ）に設けられた第２アンテナ導体（２３）と、前記第１の基板の第１端面（２０ｃ）に向かって開口している第１スロット（２５）と、を有する第１のアンテナ素子（２）と、誘電体からなる第２の基板（３０）と、前記第２の基板の一面（３０ａ）に設けられた第３アンテナ導体（３１）および他面（３０ｂ）に設けられた第４アンテナ導体（３３）と、を有する第２のアンテナ素子（３）と、を備え、前記第２の基板は、第２端面（３０ｃ）に対向する第３端面（３０ｄ）と第４端面（３０ｅ）を有し、前記第４端面は前記第２端面と前記第３端面の間に位置し、前記第１の基板と前記第２の基板とが交差するように、少なくとも前記第２の基板の前記第４端面が前記第１の基板の前記第１スロットに挿通されていることを特徴とする。
【００１０】
上述のように、本発明の請求項１に係るアンテナ装置において、第１のアンテナ素子の第１の基板は、第１端面に向かって開口している第１スロットを有している。また、第２のアンテナ素子の第２の基板は、第２端面に対向する第３端面と第４端面を有し、第４端面は第２端面と第３端面の間に位置している。そして、第１の基板と第２の基板とが交差するように、第２の基板の第４端面が第１の基板の第１スロットに挿通されている。
【００１１】
この構成により、第１のアンテナ素子が、第１の基板に平行な方向に電場振動面を有する直線偏波（例えば、水平偏波）を送信または受信し、同時に、第２のアンテナ素子が、第２の基板に平行な方向に電場振動面を有する直線偏波（例えば、垂直偏波）を送信または受信することができる。
【００１２】
また、本発明の請求項１に係るアンテナ装置では、第２の基板は、第２端面に対向する第３端面と第４端面を有し、第４端面は第２端面と第３端面の間に位置している。すなわち、第２の基板には、第３端面と第４端面とにより画定される切り欠き部が形成されている。この構成により、第１の基板の第１スロットに第２の基板を挿入して組み立てる際、第２の基板を第１の基板に対して横スライドさせることができ、組み立てが容易になる。
【００１３】
本発明の請求項２に係るアンテナ装置では、前記第２の基板は、前記第３端面の端あるいは、前記第４端面の端のいずれかを含む第５端面（３０ｆ）を有している。
【００１４】
この構成により、本発明の請求項２に係るアンテナ装置は、第１の基板に対して第２の基板を横スライドさせて組み立てる際、第２の基板の第５端面がストッパとして働き、横スライドの範囲を限定することができる。
【００１５】
本発明の請求項３に係るアンテナ装置は、前記第２の基板の前記第５端面は、前記第１の基板に当接している。
【００１６】
この構成により、本発明の請求項３に係るアンテナ装置は、第１の基板に対して第２の基板を横スライドさせて組み立てる際、第２の基板の第５端面が第１の基板に突き当るまで横スライドさせることで、第２の基板の横方向の位置決めを容易に行うことができる。
【００１７】
本発明の請求項４に係るアンテナ装置では、前記第２の基板の前記第４端面は、前記第５端面から離れるほど前記第２端面との距離が小さくなるよう傾斜している。
【００１８】
この構成により、本発明の請求項４に係るアンテナ装置は、第１の基板に対して第２の基板を横スライドさせて組み立てる際、第２の基板の第４端面を、第１の基板の第１スロットに挿通させるのが容易になる。
【００１９】
本発明の請求項５に係るアンテナ装置では、前記第１アンテナ導体と前記第２アンテナ導体は、前記第１の基板に導体パターンにより形成され、前記第３アンテナ導体と前記第４アンテナ導体は、前記第２の基板に導体パターンにより形成されている。
【００２０】
この構成により、本発明の請求項５に係るアンテナ装置は、フォトリソグラフィ技術により第１アンテナ導体、第２アンテナ導体、第３アンテナ導体および第４アンテナ導体を第１の基板または第２の基板に容易に形成することができる。
【００２１】
本発明の請求項６に係るアンテナ装置は、前記第１の基板の前記一面に、導体パターンにより形成され且つ前記第１アンテナ導体に接続された第１伝送路が設けられ、前記第１の基板の前記他面に、導体パターンにより形成され且つ前記第２アンテナ導体に接続された第２伝送路が設けられ、前記第１伝送路と前記第２伝送路とが前記第１の基板を挟んで対向しており、前記第２の基板の前記一面に、導体パターンにより形成され且つ前記第３アンテナ導体に接続された第３伝送路が設けられ、前記第２の基板の前記他面に、導体パターンにより形成され且つ前記第４アンテナ導体に接続された第４伝送路が設けられ、前記第３伝送路と前記第４伝送路とが前記第２の基板を挟んで対向している。
【００２２】
この構成により、本発明の請求項６に係るアンテナ装置は、第１伝送路と第２伝送路が第１の基板を挟んでペアストリップ線路を形成している。これにより、第１アンテナ導体と第２アンテナ導体への電力の供給、および第１アンテナ導体と第２アンテナ導体からの信号の伝送を効率的に行うことができる。同様に、第３伝送路と第４伝送路が第２の基板を挟んでペアストリップ線路を形成している。これにより、第３アンテナ導体と第４アンテナ導体への電力の供給、および第３アンテナ導体と第４アンテナ導体からの信号の伝送を効率的に行うことができる。また、アンテナ性能の狭帯域化をもたらすインピーダンス整合用スタブが不要なため、アンテナの広帯域化を実現することができる。
【００２３】
本発明の請求項７に係るアンテナ装置では、前記第１スロットは、前記第１の基板の前記第１アンテナ導体と前記第２アンテナ導体との間隙に対応する部分が切り欠かれてなり、前記第１端面に向かって漸次拡大する部分を有し、前記第２のアンテナ素子は、前記第２の基板の第２端面に向かって開口している第２スロット（３５）を有し、前記第２スロットは、前記第２の基板の前記第３アンテナ導体と前記第４アンテナ導体との間隙に対応する部分が切り欠かれてなり、前記第２の基板の前記第２端面に向かって漸次拡大する部分を有している。
【００２４】
この構成により、本発明の請求項７に係るアンテナ装置は、第１アンテナ導体と第２アンテナ導体との間隙、および第３アンテナ導体と第４アンテナ導体との間隙に対応する基板部分が切り欠かれているので、送受信する電波の基板での減衰を低減することができる。
【００２５】
本発明の請求項８に係るアンテナ装置では、前記第１スロットは、前記第１スロットの前記第１端面に向かって漸次拡大する前記部分の先端部（２５ａ）から前記第１端面に対向する第６端面（２０ｄ）に直交する方向に延びるスリット（２６）をさらに含んでいる。
【００２６】
この構成により、本発明の請求項８に係るアンテナ装置では、第１スロットは、テーパ状の切り欠き部分の先端部から延びたスリットを有し、そのスリットに第２の基板が挿入されるようになっている。これにより、第２の基板の動きが規制されるので、アンテナ装置の組立てが容易になる。
【００２７】
本発明の請求項９に係る測定装置は、電波無響室（１０１）と、前記電波無響室の内壁に設けられた電波吸収体（１０２）と、前記電波無響室の内部に設けられた請求項１〜８のいずれか１項に記載のアンテナ装置（１）と、前記アンテナ装置に接続された信号分析器（１０３）と、を備え、前記電波無響室の内部に設置された被測定装置（１２０）により放射された電波の水平偏波成分および垂直偏波成分が前記アンテナ装置により同時に受信されてそれぞれ第１の受信信号および第２の受信信号として前記信号分析器に送られ、前記第１の受信信号および前記第２の受信信号に基づいて前記信号分析器により前記被測定装置の電波送信特性が測定されることを特徴とする。
【００２８】
この構成により、本発明の請求項９に係る測定装置は、被測定装置が放射する電波の水平偏波成分および垂直偏波成分を同時に受信し、各偏波成分に基づいて被測定装置の電波送信特性を効率的に測定することができる。
【００２９】
本発明の請求項１０に係る測定装置は、電波無響室（１０１）と、前記電波無響室の内壁に設けられた電波吸収体（１０２）と、前記電波無響室の内部に設けられた請求項１〜８のいずれか１項に記載の第１のアンテナ装置（１ａ）および請求項１〜８のいずれか１項に記載の第２のアンテナ装置（１ｂ）と、前記第１のアンテナ装置に接続された信号発生器（１０４）と、前記第２のアンテナ装置に接続された信号分析器（１０３）と、を備え、前記信号発生器により生成された第１の送信信号および第２の送信信号が前記第１のアンテナ装置に送られ該第１のアンテナ装置よりそれぞれ水平偏波および垂直偏波として同時に放射され、放射された前記水平偏波および前記垂直偏波が前記電波無響室の内部に設置された被測定装置（１２０）により受信され、受信した前記水平偏波および前記垂直偏波に応答して前記被測定装置により放射された応答電波が前記第２のアンテナ装置により水平偏波成分および垂直偏波成分として同時に受信されてそれぞれ第１の受信信号および第２の受信信号として前記信号分析器に送られ、前記第１の受信信号および前記第２の受信信号に基づいて前記信号分析器により前記被測定装置の電波送受信特性が測定されることを特徴とする。
【００３０】
この構成により、本発明の請求項１０に係る測定装置は、第１のアンテナ装置から水平偏波と垂直偏波を同時に放射し、携帯端末などの被測定装置の応答電波の水平偏波成分と垂直偏波成分を第２のアンテナ装置で同時に受信し、受信した各偏波成分に基づいて被測定装置の電波送受信特性を効率的に測定することができる。
【００３１】
本発明の請求項１１に係るアンテナ装置は、誘電体からなる第１の基板（２０）と、前記第１の基板の一面（２０ａ）に設けられた第１アンテナ導体（２１）および他面（２０ｂ）に設けられた第２アンテナ導体（２３）と、前記第１の基板の第１端面（２０ｃ）に向かって開口している第１スロット（２５）と、を有する第１のアンテナ素子（２）と、誘電体からなる第２の基板（３０）と、前記第２の基板の一面（３０ａ）に設けられた第３アンテナ導体（３１）および他面（３０ｂ）に設けられた第４アンテナ導体（３３）と、を有する第２のアンテナ素子（３）と、を備え、前記第２の基板は、第２端面（３０ｃ）に対向する第３端面（３０ｄ）を有し、前記第１の基板と第２の基板とが交差するように、少なくとも前記第２の基板が前記第１スロットに挿通され、前記第３端面の長手方向と前記第２端面の長手方向は前記第１スロットの長さに応じた所定の角度（φ）を有することを特徴とする。
【００３２】
この構成により、本発明の請求項１１に係るアンテナ装置は、水平偏波と垂直偏波の両方を同時に送信または受信することができる。また、第１の基板の第１スロットに第２の基板を挿入して組み立てる際、第２の基板を第１の基板に対して横スライドさせることができ、組み立てが容易になる。
【００３３】
本発明の請求項１２に係るアンテナ装置では、前記第３端面の中心（Ｏ）から前記第２端面までの距離（Ｌ）は、前記第１スロットの長さよりも短くなっている。
【００３４】
この構成により、本発明の請求項１２に係るアンテナ装置は、第１の基板に対して第２の基板を横スライドさせて組み立てる際、第２の基板を第１の基板の第１スロットに挿通させるのが容易になる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、水平偏波と垂直偏波の両方を同時に送信または受信することができるアンテナ装置および該アンテナ装置を用いた測定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置の斜視図である。
【図２】（ａ）は図１に示すアンテナ装置における第１のアンテナ素子の平面図であり、（ｂ）はその底面図である。
【図３】（ａ）は図１に示すアンテナ装置における第２のアンテナ素子の平面図であり、（ｂ）はその底面図である。
【図４】（ａ）は図２（ａ）のＡ−Ａ線部分断面図であり、（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ線部分断面図であり、（ｃ）は図２（ａ）のＣ−Ｃ線部分断面図である。
【図５】（ａ）は図３（ａ）のＥ−Ｅ線部分断面図であり、（ｂ）は図３（ａ）のＦ−Ｆ線部分断面図であり、（ｃ）は図３（ａ）のＧ−Ｇ線部分断面図である。
【図６】図１に示すアンテナ装置の組立方法を示す説明図である。
【図７】本発明の実施形態に係るアンテナ装置の変形例を示す断面図である。
【図８】図１に示すアンテナ装置がホルダーに取り付けられた状態を示す斜視図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置の斜視図である。
【図１０】（ａ）は図９に示すアンテナ装置における第１のアンテナ素子の平面図であり、（ｂ）はその底面図である。
【図１１】（ａ）は図９に示すアンテナ装置における第２のアンテナ素子の平面図であり、（ｂ）はその底面図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態に係るアンテナ装置の斜視図である。
【図１３】（ａ）は図１２に示すアンテナ装置における第１のアンテナ素子の平面図であり、（ｂ）はその底面図である。
【図１４】本発明の第４の実施形態に係るアンテナ装置が備える第２のアンテナ素子を示し、（ａ）はその平面図であり、（ｂ）は底面図である。
【図１５】本発明の第５の実施形態に係るアンテナ装置が備える第２のアンテナ素子を示し、（ａ）はその平面図であり、（ｂ）は底面図である。
【図１６】本発明の実施形態に係る測定装置の構成例を示す構成図である。
【図１７】本発明の実施形態に係る測定装置の構成例を示す構成図である。
【図１８】本発明の実施形態に係る測定装置の構成例を示す構成図である。
【図１９】第２の実施形態に係るアンテナ装置の第１のアンテナ素子および第２のアンテナ素子の周波数特性の実測値を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００３８】
［第１の実施形態］
図１に示すように、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置１は、第１のアンテナ素子２と第２のアンテナ素子３とを有している。第１のアンテナ素子２は、Ｘ−Ｚ平面に平行な方向に電場振動面を有する直線偏波（例えば、水平偏波）を送受信し、第２のアンテナ素子３は、Ｙ−Ｚ平面に平行な方向に電場振動面を有する直線偏波（例えば、垂直偏波）を送受信するようになっている。すなわち、アンテナ装置１は、いわゆる両偏波アンテナである。また、アンテナ装置１は、電波の送受信方向に指向性を有している（Ｚ方向の指向性）。
【００３９】
本実施形態に係るアンテナ装置１は、例えば、スマートフォンやタブレット端末などの携帯端末、或いはアンテナの電波送受信特性を測定するために、電波無響室内でテスト用アンテナとして使用されるものである。アンテナ装置１が送受信可能な電波の周波数帯は、例えば、２８ＧＨｚ帯（２３〜３１ＧＨｚ）または３９ＧＨｚ帯（３５〜４３ＧＨｚ）である。
【００４０】
［第１のアンテナ素子］
図２に示すように、第１のアンテナ素子２は、誘電体からなる第１の基板２０と、第１の基板２０の一方の面である第１面２０ａに設けられた第１アンテナ導体２１と、第１の基板２０の他方の面である第２面２０ｂに設けられた第２アンテナ導体２３とを有している。第１のアンテナ素子２は、さらに、第１の基板の第１端面２０ｃに向かって開口している第１スロット２５を有している。第１スロット２５の幅は、第２の基板３０を挿入できるように、第２の基板３０の厚みより若干広くなっている。
【００４１】
図２に示すように、第１アンテナ導体２１と第２アンテナ導体２３の間隔は、第１の基板２０の第１端面２０ｃに向かって漸次拡大している。すなわち、第１のアンテナ素子２は、所謂テーパスロットアンテナになっている。第１アンテナ導体２１と第２アンテナ導体２３のなす角度θ１は、第１のアンテナ素子２から放射される電波のビーム幅を定めるパラメータであり、被測定装置の位置およびその位置の変動範囲を考慮して決定されるものである。限定するものではないが、例えば、θ１＝１５°である。
【００４２】
第１の基板２０は、伝送損失を抑えて広帯域化を実現するために低誘電率・低誘電正接の誘電体製プリント基板である。このプリント基板は、両面基板であるが、任意の層数の多層基板を用いてもよいことは勿論である。図２に示すように、第１の基板２０の形状は、幅Ｗ１、高さＨ１の矩形である。限定するものではないが、例えば、幅Ｗ１が６０ｍｍ、高さＨ１が８０ｍｍ、厚さが０．３ｍｍである。
【００４３】
第１アンテナ導体２１と第２アンテナ導体２３は、第１の基板２０の第１面２０ａと第２面２０ｂとにそれぞれ形成された銅箔の導体パターンである。図２（ａ）に示すように、第１アンテナ導体２１は、平面視の外形が四角形である。該四角形の一辺は、第１端面２０ｃに沿って延び、それに続く一辺は、第１端面２０ｃに垂直な方向（Ｚ方向）に所定長さ延び、それに続く一辺は、第１スロット２５の先端部２５ａに向かって延びている。図２（ｂ）に示すように、第２アンテナ導体２３は、第１アンテナ導体２１と同形である。
【００４４】
本実施形態の第１アンテナ導体２１と第２アンテナ導体２３は、上述のように四角形であるが、形状はこれに限定されず、三角形、五角形など任意の多角形にしてもよい。また、多角形の何れかの辺あるいは全部の辺を湾曲させた形状にしてもよい。また、第１アンテナ導体２１と第２アンテナ導体２３は、アンテナ特性を調整するために、形状を異ならせてもよい。
【００４５】
第１の基板２０の第１面２０ａには、銅箔からなる導体パターンで形成された第１伝送路２２が形成されている。第１伝送路２２は、一端が第１アンテナ導体２１に接続され、他端が同軸コネクタ２７の中心導体に接続されている。また、第１の基板２０の第２面２０ｂには、銅箔からなる導体パターンで形成された第２伝送路２４が形成されている。第２伝送路２４は、一端が第２アンテナ導体２３に接続され、他端が同軸コネクタ２７の外部導体に接続されている。
【００４６】
図２および図４（ａ）に示すように、第１伝送路２２と第２伝送路２４は、第１の基板２０を挟んで対向し、ペアストリップ線路を形成している。また、図４（ｂ）に示すように、第２伝送路２４は、同軸コネクタ２７に接続される側の端部が末広がり状に形成され、第１伝送路２２と第２伝送路２４とがマイクロストリップ線路を形成している。また、図４（ｃ）に示すように、第１の基板２０の第１面２０ａに形成された第１アンテナ導体２１と、第２面２０ｂに形成された第２アンテナ導体２３は、第１スロット２５を挟んで斜向かいに配置されている。
【００４７】
同軸コネクタ２７は、第１の基板２０の第１端面２０ｃの両端に隣接する第７端面２０ｇおよび第８端面２０ｈのいずれか一方に設けられる。同軸コネクタ２７として、Ｋコネクタが用いられているが、種類はこれに限定されるものではない。
【００４８】
［第２のアンテナ素子］
次に、第２のアンテナ素子３について説明する。
【００４９】
図３に示すように、第２のアンテナ素子３は、誘電体からなる第２の基板３０と、第２の基板３０の一方の面である第３面３０ａに設けられた第３アンテナ導体３１と、第２の基板３０の他方の面である第４面３０ｂに設けられた第４アンテナ導体３３とを有している。
【００５０】
第３アンテナ導体３１と第４アンテナ導体３３との間隔は、第２の基板３０の第２端面３０ｃに向かって漸次拡大している。第３アンテナ導体３１と第４アンテナ導体３３のなす角度θ２は、第２のアンテナ素子３から放射される電波のビーム幅を定めるパラメータである。この角度θ２は、第１アンテナ導体２１と第２アンテナ導体２３の角度θ１と等しくなっているが、互いに異なる角度にしてもよい。
【００５１】
第２の基板３０は、第１の基板２０と同じ材質のプリント基板からなり、形状も第１の基板２０と同様に幅Ｗ２、高さＨ３の矩形である。すなわち、Ｗ１＝Ｗ２，Ｈ１＝Ｈ３である。アンテナ特性を調整するために、第１の基板２０と第２の基板３０を互いに異なる形状にしてもよいし、異なる材質で構成してもよい。
【００５２】
第３アンテナ導体３１と第４アンテナ導体３３は、第２の基板３０の第３面３０ａと第４面３０ｂとにそれぞれ形成された銅箔の導体パターンである。図３（ａ）に示すように、第３アンテナ導体３１は、平面視が四角形である。該四角形の一辺は、第２端面３０ｃに沿って延び、それに続く一辺は、第１端面２０ｃに垂直な方向（Ｚ方向）に所定長さ延びている。
【００５３】
図３（ｂ）に示すように、第４アンテナ導体３３は第３アンテナ導体３１と同形である。第３アンテナ導体３１および第４アンテナ導体３３は、第１アンテナ導体２１および第２アンテナ導体２３と同形にしてもよいし、第１のアンテナ素子２と第２のアンテナ素子３のアンテナ特性のずれを無くすよう調整するために、形状を異ならせてもよい。
【００５４】
図３に示すように、第２の基板３０は、第２端面３０ｃに対向する第３端面３０ｄと第４端面３０ｅを有しており、第４端面３０ｅは第２端面３０ｃと第３端面３０ｄの間に位置している。第４端面３０ｅの幅Ｗ３は、第２の基板３０の幅Ｗ２の半分に第１の基板２０の板厚ｔの半分を加えた大きさにほぼ等しい。すなわち、Ｗ３≒Ｗ２／２＋ｔ／２である。
【００５５】
第２の基板３０は、第３端面３０ｄの一端と第４端面３０ｅの一端を含む（接続する）第５端面３０ｆを有している。この第５端面３０ｆは、第３端面３０ｄと第４端面３０ｅの段差部を形成しており、その高さＨ４は、第１の基板２０の第１スロット２５の先端部２５ａから第６端面２０ｄまでの距離Ｈ２（図２参照）より若干大きくなっている。別言すれば、第２の基板３０の第３端面３０ｄの側に、幅Ｗ３、高さＨ４の矩形状の切り欠き部３６が形成されている。この構成により、第１の基板２０に対して第２の基板３０を横スライドさせて組み立てるのが容易になる。
【００５６】
第２の基板３０の第３面３０ａには、銅箔からなる導体パターンで形成された第３伝送路３２が形成されている。第３伝送路３２は、一端が第３アンテナ導体３１に接続され、他端が同軸コネクタ３７の中心導体に接続されている。第２の基板３０の第４面３０ｂには、銅箔からなる導体パターンで形成された第４伝送路３４が形成されている。第４伝送路３４は、一端が第４アンテナ導体３３に接続され、他端が同軸コネクタ３７の外部導体に接続されている。
【００５７】
図３および図５（ａ）に示すように、第３伝送路３２と第４伝送路３４は、第２の基板３０を挟んで対向し、ペアストリップ線路を形成している。また、図５（ｂ）に示すように、第４伝送路３４は、同軸コネクタ３７に接続される側の端部が末広がり状に形成され、第３伝送路３２と第４伝送路３４とがマイクロストリップ線路を形成している。また、図５（ｃ）に示すように、第２の基板３０の第３面３０ａに形成された第３アンテナ導体３１と、第４面３０ｂに形成された第４アンテナ導体３３は、第２の基板３０を挟んで斜向かいに配置されている。
【００５８】
次に、本実施形態に係るアンテナ装置１の立体構造について説明する。
【００５９】
図１に示すように、本実施形態に係るアンテナ装置１は、第１のアンテナ素子２と第２のアンテナ素子３とが直交するように、第１の基板２０と第２の基板３０とが組み立てられている。具体的には、第１の基板２０と第２の基板３０とが直交するように、少なくとも第２の基板３０の第４端面３０ｅが、第１の基板２０の第１スロット２５に挿通されている。
【００６０】
より具体的には、アンテナ装置１は、第２の基板３０の中心線Ｔ２に沿った部分が、第１の基板２０の第１スロット２５に挟まれている。すなわち、第１の基板２０の中心線Ｔ１と第２の基板３０の中心線Ｔ２とが一致するように、第１の基板２０と第２の基板３０とが直交している。
【００６１】
組立時には、図６（ａ）に示すように、第２の基板３０を第１の基板２０に対して矢印Ｋの方向に横スライドさせて、第４端面３０ｅより上側の部分を第１の基板２０の第１スロット２５に挿入していく。そして、図６（ｂ）に示すように、第２の基板３０の第５端面３０ｆが第１の基板２０に突き当たった状態で、第１の基板２０と第２の基板３０を後に説明するホルダー４０で支持する。
【００６２】
組み立てられたアンテナ装置１は、第２の基板３０の第５端面３０ｆが、第１の基板２０の第２面２０ｂに当接している。なお、組立時に、第１の基板２０を第２の基板３０に対して横スライドさせてもよいことは勿論である。
【００６３】
図７は、図６（ｂ）と同様の断面図であり、アンテナ装置１の変形例を示す。図７（ａ）に示す変形例では、第２の基板３０Ａの第４端面３０ｅが、第５端面３０ｆから離れるほど第２端面３０ｃとの距離が小さくなるよう傾斜している。この構成により、第１の基板２０に対して第２の基板３０Ａを横スライドさせて組み立てる際、第２の基板３０Ａの第４端面３０ｅを、第１の基板２０の第１スロット２５に挿通させるのが容易になる。
【００６４】
図７（ｂ）に示す変形例では、第２の基板３０Ｂは、第４端面３０ｅが、第１の基板２０の第１スロット２５の先端部２５ａから離間している。また、第２の基板３０Ｂの第５端面３０ｆは、第１の基板２０の第２面２０ｂから離間している。この構成により、組立時に第１の基板２０に対して第２の基板３０Ｂを横スライドさせて組み付けるのが容易になる。
【００６５】
図８は、本実施形態に係るアンテナ装置１をホルダー４０に取り付けた状態を示す。ホルダー４０は、台座４５と４個の支持具４１、４２、４３、４４と固定具４６とを有している。支持具４１、４２、４３、４４は固定具４６により台座４５に固定されている。各支持具４１、４２、４３、４４は、それぞれ２つの部材からなり、それらの部材間に第１の基板２０または第２の基板３０を挟んで支持するようになっている。
【００６６】
第１の基板２０は、ホルダー４０の支持具４１と支持具４２とで支持されている。また、第２の基板３０は、支持具４３と支持具４４とで支持されている。第１の基板２０と第２の基板３０は、ホルダー４０のテーブル面４６ｃの上に設置されている。アンテナ装置１が送受信する電波に影響を与えないように、ホルダー４０は、固定用のネジ４７を含めて全体が低誘電率のポリカーボネートで製造されている。
【００６７】
次に、作用効果について説明する。
【００６８】
本実施形態に係るアンテナ装置１は、第１のアンテナ素子２と第２のアンテナ素子３がそれぞれテーパスロットアンテナになっている。また、第１のアンテナ素子２の第１の基板２０は、第１端面２０ｃに向かって開口している第１スロット２５を有している。第２のアンテナ素子３の第２の基板３０は、第２端面３０ｃに対向する第３端面３０ｄと第４端面３０ｅを有し、第４端面３０ｅは第２端面３０ｃと第３端面３０ｄの間に位置している。そして、第１の基板２０と第２の基板３０とが交差するように、第２の基板３０の第４端面３０ｅが第１の基板２０の第１スロット２５に挿通されている。
【００６９】
この構成により、第１のアンテナ素子２が、第１の基板２０に平行な方向に電場振動面を有する直線偏波（例えば、水平偏波）を送信または受信し、同時に、第２のアンテナ素子３が、第２の基板３０に平行な方向に電場振動面を有する直線偏波（例えば、垂直偏波）を送信または受信することができる。
【００７０】
また、本実施形態に係るアンテナ装置１では、第２の基板３０は、第２端面３０ｃに対向する第３端面３０ｄと第４端面３０ｅを有し、第４端面３０ｅは第２端面３０ｃと第３端面３０ｄの間に位置している。すなわち、第２の基板３０には、第３端面３０ｄと第４端面３０ｅとにより画定される切り欠き部３６が形成されている。
【００７１】
この構成により、第１の基板２０の第１スロット２５に第２の基板３０を挿入して組み立てる際、第２の基板３０を第１の基板２０に対して所定の位置まで横スライドさせることができ、組み立てが容易になる。
【００７２】
また、本実施形態に係るアンテナ装置１では、第２の基板３０は、第３端面３０ｄあるいは第４端面３０ｅの端のいずれかを含む第５端面３０ｆを有している。この構成により、第１の基板２０に対して第２の基板３０を横スライドさせて組み立てる際、第２の基板３０の第５端面３０ｆがストッパとして働き、横スライドの範囲を限定することができる。
【００７３】
また、本実施形態に係るアンテナ装置１は、第２の基板３０の第５端面３０ｆが第１の基板２０に当接している。この構成により、第１の基板２０に対して第２の基板３０を横スライドさせて組み立てる際、第２の基板３０の第５端面３０ｆが第１の基板２０に突き当るまで横スライドさせることで、第２の基板３０の横方向（Ｙ軸方向）の位置決めを容易に行うことができる。
【００７４】
また、本実施形態に係るアンテナ装置１は、第１アンテナ導体２１と第２アンテナ導体２３が、第１の基板２０に導体パターンにより形成され、第３アンテナ導体３１と第４アンテナ導体３３が、第２の基板３０に導体パターンにより形成されている。この構成により、フォトリソグラフィ技術により第１アンテナ導体２１、第２アンテナ導体２３、第３アンテナ導体３１および第４アンテナ導体３３を第１の基板２０または第２の基板３０に容易に形成することができる。
【００７５】
また、本実施形態に係るアンテナ装置１は、第１の基板２０の第１面２０ａに、導体パターンで形成され且つ第１アンテナ導体２１に接続された第１伝送路２２が形成されている。また、第１の基板２０の第２面２０ｂに、導体パターンで形成され且つ第２アンテナ導体２３に接続された第２伝送路２４が形成されている。そして、第１伝送路２２と第２伝送路２４とが第１の基板２０を挟んで対向して配置され、いわゆるペアストリップ線路を形成している。第２の基板３０も同様に、第３伝送路３２と第４伝送路３４とが第２の基板３０を挟んで対向して配置され、ペアストリップ線路を形成している。
【００７６】
この構成により、第１アンテナ導体２１と第２アンテナ導体２３への電力の供給、および第１アンテナ導体２１と第２アンテナ導体２３からの信号の伝送を効率的に行うことができる。同様に、第３アンテナ導体３１と第４アンテナ導体３３への電力の供給、および第３アンテナ導体３１と第４アンテナ導体３３からの信号の伝送を効率的に行うことができる。また、本実施形態に係るアンテナ装置１は、アンテナ性能の狭帯域化をもたらすインピーダンス整合用スタブが不要なため、アンテナの広帯域化を実現することができる。
【００７７】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置を説明する。
【００７８】
図９は、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置１Ａの斜視図である。本実施形態に係るアンテナ装置１Ａは、第１のアンテナ素子２Ａがテーパ状の第１スロット２５を有し、第２のアンテナ素子３Ａがテーパ状の第２スロット３５を有している点で、第１の実施形態と異なっている。その他の構成は第１の実施形態と同一であり、同一の構成については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００７９】
図１０（ａ）は、アンテナ装置１Ａにおける第１のアンテナ素子２Ａの平面図であり、図１０（ｂ）はその底面図である。第１のアンテナ素子２Ａは、第１の基板２０の第１端面２０ｃに向かって開口している第１スロット２５を有している。第１スロット２５は、第１の基板２０の第１アンテナ導体２１と第２アンテナ導体２３との間隙に対応する部分が切り欠かれて構成されており、第１端面２０ｃに向かって漸次拡大する部分を有している。
【００８０】
図１１（ａ）は、アンテナ装置１Ａにおける第２のアンテナ素子３Ａの平面図であり、図１１（ｂ）はその底面図である。第２のアンテナ素子３Ａは、第２の基板３０の第２端面３０ｃに向かって開口している第２スロット３５を有している。第２スロット３５は、第２の基板３０の第３アンテナ導体３１と第４アンテナ導体３３との間隙に対応する部分が切り欠かれて構成されており、第２端面３０ｃに向かって漸次拡大している。
【００８１】
本実施形態では、第１アンテナ導体２１と第２アンテナ導体２３との間隙、および第３アンテナ導体３１と第４アンテナ導体３３との間隙に対応する基板部分が切り欠かれているので、送受信する電波の基板での減衰を低減することができる。
【００８２】
［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態に係るアンテナ装置を説明する。
【００８３】
図１２は、本発明の第３の実施形態に係るアンテナ装置１Ｂの斜視図である。本実施形態に係るアンテナ装置１Ｂは、第１のアンテナ素子２Ｂの第１スロット２５に、さらにスリット２６が含まれている点で、第２の実施形態と異なっている。その他の構成は第２の実施形態と同一であり、同一の構成については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００８４】
図１３（ａ）は、アンテナ装置１Ｂにおける第１のアンテナ素子２Ｂの平面図であり、図１３（ｂ）はその底面図である。第１のアンテナ素子２Ｂは、第１の基板２０の第１端面２０ｃに向かって開口している第１スロット２５を有している。第１スロット２５は、第１の基板２０の第１アンテナ導体２１と第２アンテナ導体２３との間隙に対応する部分が切り欠かれて構成されており、第１端面２０ｃに向かって漸次拡大している。
【００８５】
この第１スロット２５は、第１スロット２５の第１端面２０ｃに向かって漸次拡大する部分における先端部２５ａから第１端面２０ｃに対向する第６端面２０ｄに直交する方向（Ｚ方向）に延びるスリット２６をさらに含んでいる。スリット２６の幅は、第２の基板３０を挿入できるように、第２の基板３０の厚みより若干広くなっている。
【００８６】
第２のアンテナ素子３Ｂは、図１１に示す第２の実施形態に係る第２のアンテナ素子３Ａと同じである。或いは、第２のアンテナ素子３Ｂとして、図３に示す第１の実施形態に係る第２のアンテナ素子３を採用してもよい。
【００８７】
本実施形態では、第１スロット２５は、テーパ状の切り欠き部分の先端部２５ａから延びたスリット２６を有し、そのスリット２６に第２の基板３０が挿入される。これにより、第２の基板３０の横方向（Ｘ方向）への動きが規制されるので、アンテナ装置の組立てが容易になる。
【００８８】
［第４の実施形態］
次に、本発明の第４の実施形態に係るアンテナ装置を説明する。
【００８９】
本実施形態に係るアンテナ装置は、第２のアンテナ素子３Ｃの第２端面３０ｃに対向する第４端面３０ｅが傾斜している点で、傾斜していない第２の実施形態と異なっている。その他の構成は第２の実施形態と同一であり、同一の構成については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００９０】
第１のアンテナ素子は、図１０に示す第２の実施形態に係る第１のアンテナ素子２Ａと同じであるが、図２に示す第１の実施形態に係る第１のアンテナ素子２、或いは図１３に示す第３の実施形態に係る第１のアンテナ素子２Ｂを採用してもよい。
【００９１】
図１４（ａ）は、第２のアンテナ素子３Ｃの平面図であり、図１４（ｂ）はその底面図である。第２のアンテナ素子３Ｃは、第２の基板３０の第２端面３０ｃに向かって開口している第２スロット３５を有している。第２スロット３５は、第２の基板３０の第３アンテナ導体３１と第４アンテナ導体３３との間隙に対応する部分が切り欠かれて構成されており、第２端面３０ｃに向かって漸次拡大している。
【００９２】
図１４に示すように、第２の基板３０は、第２端面３０ｃに対向する第３端面３０ｄと第４端面３０ｅを有している。第３端面３０ｄは第２端面３０ｃに平行であり、第４端面３０ｅは第２端面３０ｃに対して傾斜している。第４端面３０ｅの長手方向と第２端面３０ｃの長手方向は、角度ψを有しており、この角度ψは、第１スロット２５（図１０参照）および第３端面３０ｄの長さに応じた値に設定されている。
【００９３】
具体的には、第４端面３０ｅと中心線Ｔ２との交点Ｐと、第２端面３０ｃとの距離Ｍが、第１スロット２５の長さよりも短くなっている。この構成により、第１の基板２０に対して第２の基板３０を横スライドさせて組み立てる際、所定の位置に到達するまで第１スロット２５の先端部２５ａに第２の基板３０が当たらないので、組み立てが容易になる。
【００９４】
［第５の実施形態］
次に、本発明の第５の実施形態に係るアンテナ装置を説明する。
【００９５】
本実施形態に係るアンテナ装置は、第２のアンテナ素子３Ｄの第２端面３０ｃに対向する第３端面３０ｄが傾斜している点で、傾斜していない第２の実施形態と異なっている。その他の構成は第２の実施形態と同一であり、同一の構成については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００９６】
第１のアンテナ素子は、図１０に示す第２の実施形態に係る第１のアンテナ素子２Ａと同じであるが、図２に示す第１の実施形態に係る第１のアンテナ素子２、或いは図１３に示す第３の実施形態に係る第１のアンテナ素子２Ｂを採用してもよい。
【００９７】
図１５（ａ）は、第２のアンテナ素子３Ｄの平面図であり、図１５（ｂ）はその底面図である。第２のアンテナ素子３Ｄは、第２の基板３０の第２端面３０ｃに向かって開口している第２スロット３５を有している。第２スロット３５は、第２の基板３０の第３アンテナ導体３１と第４アンテナ導体３３との間隙に対応する部分が切り欠かれて構成されており、第２端面３０ｃに向かって漸次拡大している。
【００９８】
図１５に示すように、第２の基板３０は、第２端面３０ｃに対向する第３端面３０ｄを有している。第３端面３０ｄの長手方向と第２端面３０ｃの長手方向は、角度φを有しており、この角度φは、第１スロット２５の長さに応じた値に設定されている。
【００９９】
具体的には、第３端面３０ｄの中心Ｏから第２端面３０ｃまでの距離Ｌは、第１スロット２５の長さよりも短くなっている。この構成により、第１の基板２０に対して第２の基板３０を横スライドさせて組み立てる際、所定の位置に到達するまで第１スロット２５の先端部２５ａに第２の基板３０が当たらないので、組み立てが容易になる。
【０１００】
次に、本実施形態に係る測定装置について説明する。
【０１０１】
［測定装置の構成例１］
図１６（ａ）は、本実施形態に係る測定装置１００Ａの構成例１を示す。この測定装置１００Ａは、電波無響室１０１と、電波無響室１０１の内壁に設けられた電波吸収体１０２と、電波無響室１０１の内部に設けられたアンテナ装置１と、アンテナ装置１に接続された信号分析器１０３と、を備えている。アンテナ装置１の代わりに、第２〜第５の実施形態のアンテナ装置のいずれを用いてもよく、下記の構成例２〜７についても同様である。
【０１０２】
信号分析器１０３は、例えば、スペクトラムアナライザである。アンテナ装置１はホルダー４０により保持されている。アンテナ装置１の第１のアンテナ素子２の同軸コネクタ２７と信号分析器１０３とは同軸ケーブル１１０ａにより接続され、第２のアンテナ素子３の同軸コネクタ３７と信号分析器１０３とは同軸ケーブル１１０ｂにより接続されている。携帯端末などの被測定装置１２０は、電波無響室１０１の内部に設置されたテーブル１０６の上に配置されている。
【０１０３】
電波無響室１０１の内部に配置された被測定装置１２０により放射された電波の水平偏波成分および垂直偏波成分が、それぞれアンテナ装置１の第１のアンテナ素子２および第２のアンテナ素子３により同時に受信される。アンテナ装置１で受信した水平偏波成分および垂直偏波成分は、それぞれ第１の受信信号および第２の受信信号として同軸ケーブル１１０ａおよび１１０ｂにより信号分析器１０３に送られる。信号分析器１０３では、信号分析器１０３で受信した第１の受信信号および第２の受信信号に基づいて、被測定装置１２０の電波送信特性（例えば、周波数スペクトル（周波数に対する電力または電圧））が測定される。この構成により、被測定装置１２０が放射する電波の水平偏波成分および垂直偏波成分を同時に受信し、各偏波成分に基づいて被測定装置１２０の電波送信特性を効率的に測定することができる。
【０１０４】
［測定装置の構成例２］
図１６（ｂ）は、本実施形態に係る測定装置１００Ｂの構成例２を示す。この測定装置１００Ｂは、電波無響室１０１と、電波無響室１０１の内壁に設けられた電波吸収体１０２と、電波無響室１０１の内部に設けられた第１のアンテナ装置１ａおよび第２のアンテナ装置１ｂと、第１のアンテナ装置１ａに接続された信号発生器１０４と、第２のアンテナ装置１ｂに接続された信号分析器１０３と、を備えている。
【０１０５】
第１のアンテナ装置１ａはホルダー４０ａにより保持され、第２のアンテナ装置１ｂはホルダー４０ｂにより保持されている。第１のアンテナ装置１ａは、第１の送信信号用の同軸ケーブル１１１ａおよび第２の送信信号用の同軸ケーブル１１１ｂにより信号発生器１０４に接続されている。第２のアンテナ装置１ｂは、第１の受信信号用の同軸ケーブル１１０ａと第２の受信信号用の同軸ケーブル１１０ｂにより信号分析器１０３に接続されている。
【０１０６】
信号発生器１０４により生成された第１の送信信号および第２の送信信号が、第１のアンテナ装置１ａに送られ、第１のアンテナ装置１ａよりそれぞれ水平偏波および垂直偏波として同時に放射される。放射された水平偏波および垂直偏波は、電波無響室１０１の内部に設置された携帯端末などの被測定装置１２０により受信される。被測定装置１２０は、受信した水平偏波および垂直偏波に応答して、応答電波を放射する。次いで、第２のアンテナ装置１ｂにより、応答電波の水平偏波成分と垂直偏波成分が同時に受信され、各々が第１の受信信号および第２の受信信号として信号分析器１０３に送られる。信号分析器１０３では、信号分析器１０３で受信した第１の受信信号および第２の受信信号に基づいて、被測定装置１２０の電波送受信特性が測定される。この構成により、被測定装置１２０の電波送受信特性を効率的に測定することができる。
【０１０７】
［測定装置の構成例３］
図１６（ｃ）は、本実施形態に係る測定装置１００Ｃの構成例３を示す。この測定装置１００Ｃは、電波無響室１０１と、電波無響室１０１の内壁に設けられた電波吸収体１０２と、電波無響室１０１の内部に設けられたアンテナ装置１と、アンテナ装置１に接続されたサーキュレータなどの信号切替器１０５と、信号切替器１０５に接続された信号発生器１０４および信号分析器１０３と、を備えている。
【０１０８】
信号発生器１０４は、第１の送信信号用の同軸ケーブル１１１ａと第２の送信信号用の同軸ケーブル１１１ｂにより信号切替器１０５に接続されている。また、信号分析器１０３は、第１の受信信号用の同軸ケーブル１１０ａと第２の受信信号用の同軸ケーブル１１０ｂにより信号切替器１０５に接続されている。また、アンテナ装置１は、同軸ケーブル１１２ａおよび同軸ケーブル１１２ｂにより信号切替器１０５に接続されている。信号切替器１０５により信号を切換えることにより、１個のアンテナ装置１を用いて送受信が可能になる。
【０１０９】
信号発生器１０４により生成された第１の送信信号および第２の送信信号が、信号切替器１０５を介してアンテナ装置１に送られ、アンテナ装置１より水平偏波および垂直偏波として同時に放射される。放射された水平偏波および垂直偏波は、電波無響室１０１の内部に設置された被測定装置１２０により受信され、受信した水平偏波および垂直偏波に応答して被測定装置１２０により応答電波が放射される。次いで、放射された応答電波の水平偏波成分および垂直偏波成分がアンテナ装置１により受信され、第１の受信信号および第２の受信信号として信号切替器１０５を介して信号分析器１０３に送られる。信号分析器１０３では、受信した第１の受信信号および第２の受信信号に基づいて、被測定装置１２０の電波送受信特性が測定される。
【０１１０】
［測定装置の構成例４］
図１７（ａ）は、本実施形態に係る測定装置１００Ｄの構成例４を示す。この測定装置１００Ｄは、電波無響室１０１と、電波無響室１０１の内壁に設けられた電波吸収体１０２と、電波無響室１０１の内部に設けられたアンテナ装置１と、第１の送信信号用の同軸ケーブル１１１ａおよび第２の送信信号用の同軸ケーブル１１１ｂによりアンテナ装置１に接続された信号発生器１０４と、同軸ケーブル１１３を介して電波無響室１０１の内部に設置された被測定装置１２０に接続された信号分析器１０３と、を備えている。
【０１１１】
信号発生器１０４により生成された第１の送信信号および第２の送信信号が、アンテナ装置１に送られ、アンテナ装置１よりそれぞれ水平偏波および垂直偏波として同時に放射される。放射された水平偏波および垂直偏波は、電波無響室１０１の内部に設置されたアンテナなどの被測定装置１２０により受信される。被測定装置１２０により受信された信号は、スペクトラムアナライザなどの信号分析器１０３に送られ、信号分析器１０３により被測定装置１２０の電波受信特性が測定される。
【０１１２】
［測定装置の構成例５］
図１７（ｂ）は、本実施形態に係る測定装置１００Ｅの構成例５を示す。この測定装置１００Ｅは、電波無響室１０１と、電波無響室１０１の内壁に設けられた電波吸収体１０２と、電波無響室１０１の内部に設けられたアンテナ装置１と、第１の受信信号用の同軸ケーブル１１０ａおよび第２の受信信号用の同軸ケーブル１１０ｂによりアンテナ装置１に接続された信号分析器１０３と、同軸ケーブル１１４を介して電波無響室１０１の内部に設置された被測定装置１２０に接続された信号発生器１０４と、を備えている。
【０１１３】
信号発生器１０４により生成された送信信号が、アンテナなどの被測定装置１２０から電波として放射され、放射された電波の水平偏波成分および垂直偏波成分がアンテナ装置１により同時に受信される。アンテナ装置１により受信された水平偏波成分および垂直偏波成分は、それぞれ第１の受信信号および第２の受信信号としてスペクトラムアナライザなどの信号分析器１０３に送られ、信号分析器１０３により被測定装置１２０の電波送信特性が測定される。
【０１１４】
［測定装置の構成例６］
図１７（ｃ）は、本実施形態に係る測定装置１００Ｆの構成例６を示す。この測定装置１００Ｆは、電波無響室１０１と、電波無響室１０１の内壁に設けられた電波吸収体１０２と、電波無響室１０１の内部に設けられたアンテナ装置１と、第１の受信信号用の同軸ケーブル１１０ａおよび第２の受信信号用の同軸ケーブル１１０ｂによりアンテナ装置１に接続された信号分析器１０３と、電波無響室１０１の内部に設けられた位置決め装置１０７と、信号線１１５を介して位置決め装置１０７の駆動を制御するコントローラ１０８と、を備えている。
【０１１５】
被測定装置１２０は、位置決め装置１０７の上に載置され、コントローラ１０８により位置決め装置１０７の駆動を制御することにより、被測定装置１２０の位置および方向を自在に設定できるようになっている。被測定装置１２０により放射された電波の水平偏波成分および垂直偏波成分が、アンテナ装置１により同時に受信される。アンテナ装置１で受信した水平偏波成分および垂直偏波成分は、それぞれ第１の受信信号および第２の受信信号としてスペクトラムアナライザなどの信号分析器１０３に送られ、信号分析器１０３により被測定装置１２０の各配置（位置と方向）に対して電波送信特性が測定される。
【０１１６】
［測定装置の構成例７］
図１８は、本実施形態に係る測定装置１００Ｇの構成例７を示す。この測定装置１００Ｇは、構成例３のテーブル１０６の代わりに、位置決め装置１０７とそのコントローラ１０８を備えている点で異なっており、その他の構成は構成例３と同じである。コントローラ１０８は、信号線１１５を介して位置決め装置１０７の駆動を制御するようになっている。
【０１１７】
被測定装置１２０は、位置決め装置１０７の上に載置され、コントローラ１０８により位置決め装置１０７の駆動を制御することにより、被測定装置１２０の位置および方向を自在に設定できるようになっている。
【０１１８】
信号発生器１０４により生成された第１の送信信号および第２の送信信号が、信号切替器１０５を介してアンテナ装置１に送られ、アンテナ装置１より水平偏波および垂直偏波として同時に放射される。放射された水平偏波および垂直偏波は、電波無響室１０１の内部で位置決め装置１０７上に設置された被測定装置１２０により受信され、受信した水平偏波および垂直偏波に応答して被測定装置１２０により応答電波が放射される。次いで、放射された応答電波の水平偏波成分および垂直偏波成分がアンテナ装置１により受信され、第１の受信信号および第２の受信信号として信号切替器１０５を介して信号分析器１０３に送られる。信号分析器１０３では、受信した第１の受信信号および第２の受信信号に基づいて、被測定装置１２０の各配置（位置と方向）に対して電波送受信特性が測定される。
【０１１９】
図１９は第２の実施形態にかかるアンテナ装置の第１のアンテナ素子および第２のアンテナ素子の周波数特性の実測値を示す。図１９に示されるように、ともに第２の実施形態にかかるアンテナ装置は、第１アンテナ導体２１と第２アンテナ導体２３のなす角度θ１と第３アンテナ導体３１と第４アンテナ導体３３のなす角度θ２を最適化することで水平偏波と垂直偏波の両方を広帯域で同程度の利得にて送受信することができることがわかる。
【０１２０】
以上述べたように、本発明は、水平偏波と垂直偏波の両方を同時に送信または受信することができるという効果を有し、アンテナ装置および該アンテナ装置を用いた測定装置の全般に有用である。
【符号の説明】
【０１２１】
１、１Ａ、１Ｂ  アンテナ装置
２、２Ａ、２Ｂ  第１のアンテナ素子
３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ  第２のアンテナ素子
２０  第１の基板
２０ａ  第１面（第１の基板の一面）
２０ｂ  第２面（第１の基板の他面）
２０ｃ  第１端面
２０ｄ  第６端面
２１  第１アンテナ導体
２２  第１伝送路
２３  第２アンテナ導体
２４  第２伝送路
２５  第１スロット
２６  スリット
２７  同軸コネクタ
３０  第２の基板
３０ａ  第３面（第２の基板の一面）
３０ｂ  第４面（第２の基板の一面）
３０ｃ  第２端面
３０ｄ  第３端面
３０ｅ  第４端面
３０ｆ  第５端面
３１  第３アンテナ導体
３２  第３伝送路
３３  第４アンテナ導体
３４  第４伝送路
３５  第２スロット
３６  切り欠き部
３７  同軸コネクタ
４０、４０ａ、４０ｂ  ホルダー
４１、４２、４３、４４  支持具
４５  台座
１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、１００Ｅ、１００Ｆ、１００Ｇ  測定装置
１０１  電波無響室
１０２  電波吸収体
１０３  信号分析器
１０４  信号発生器
１０５  信号切替器
１０６  テーブル
１０７  位置決め装置
１０８  位置決め装置用のコントローラ
１２０  被測定装置
【図１】
2019146105.tif 000003
【図２】
2019146105.tif 000004
【図３】
2019146105.tif 000005
【図４】
2019146105.tif 000006
【図５】
2019146105.tif 000007
【図６】
2019146105.tif 000008
【図７】
2019146105.tif 000009
【図８】
2019146105.tif 000010
【図９】
2019146105.tif 000011
【図１０】
2019146105.tif 000012
【図１１】
2019146105.tif 000013
【図１２】
2019146105.tif 000014
【図１３】
2019146105.tif 000015
【図１４】
2019146105.tif 000016
【図１５】
2019146105.tif 000017
【図１６】
2019146105.tif 000018
【図１７】
2019146105.tif 000019
【図１８】
2019146105.tif 000020
【図１９】
2019146105.tif 000021