(57)【要約】【課題】それぞれ異なる複数の周波数における指向性を改善する。【解決手段】それぞれ異なる複数の周波数で共振するアンテナ本体と、内導体及びその外周を覆う外導体を有し、前記アンテナ本体に給電する単一の同軸給電線と、を備えている多周波共用アンテナであって、前記同軸給電線の外周側に配置された少なくとも２個のシュペルトップを備え、前記各シュペルトップは、前記同軸給電線の軸方向に沿って配置された誘電体と、前記誘電体の外周を覆うとともに前記誘電体の給電点側と反対側の端部を覆う導体とを有し、前記２個のシュペルトップのうち、一方のシュペルトップの前記誘電体の軸方向の長さが、前記複数の周波数のうちの一の周波数における波長の１／４の長さに設定され、他方のシュペルトップの前記誘電体の軸方向の長さが、前記複数の周波数のうちの他の一の周波数における波長の１／４の長さに設定されている多周波共用アンテナ。【選択図】図５
2015177286.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ異なる複数の周波数で共振するアンテナ本体と、
内導体及びその外周を覆う外導体を有し、前記アンテナ本体に給電する単一の同軸給電線と、を備えている多周波共用アンテナであって、
前記同軸給電線の外周側に配置された少なくとも２個のシュペルトップを備え、
前記各シュペルトップは、前記同軸給電線の軸方向に沿って配置された誘電体と、前記誘電体の外周を覆うとともに前記誘電体の給電点側と反対側の端部を覆う導体とを有し、
前記２個のシュペルトップのうち、一方のシュペルトップの前記誘電体の軸方向の長さが、前記複数の周波数のうちの一の周波数における波長の１／４の長さに設定され、他方のシュペルトップの前記誘電体の軸方向の長さが、前記複数の周波数のうちの他の一の周波数における波長の１／４の長さに設定されている多周波共用アンテナ。
【請求項２】
前記２個のシュペルトップは、前記同軸給電線の外側方向に積み重ねられている請求項１に記載の多周波共用アンテナ。
【請求項３】
前記２個のシュペルトップのうち、前記誘電体の軸方向の長さが短いほうのシュペルトップが外側に配置されている請求項２に記載の多周波共用アンテナ。
【請求項４】
前記２個のシュペルトップは、前記給電点に近い位置において前記各誘電体の給電点側の端面同士を揃えて配置されている請求項２又は請求項３に記載の多周波共用アンテナ。
【請求項５】
前記２個のシュペルトップは、互いに軸方向の位置をずらして配置されている請求項１に記載の多周波共用アンテナ。
【請求項６】
それぞれ異なる複数の周波数で共振する第１アンテナ本体と、
内導体及びその外周を覆う外導体を有し、前記第１アンテナ本体に給電する単一の第１同軸給電線と、を備えている垂直偏波用の第１多周波共用アンテナと、
それぞれ異なる複数の周波数で共振する第２アンテナ本体と、
内導体及びその外周を覆う外導体を有し、前記第２アンテナ本体に給電する単一の第２同軸給電線と、を備えている水平偏波用の第２多周波共用アンテナと、を備え、
前記第１多周波共用アンテナ及び第２多周波共用アンテナは、互いに前後方向の位置をずらして配置され、前記第１及び第２同軸給電線同士は、互いに近接して配置されているアンテナ装置であって、
前記第１及び第２同軸給電線のうちの少なくとも一方の同軸給電線の外周側に配置された少なくとも２個のシュペルトップを備え、
前記各シュペルトップは、前記少なくとも一方の同軸給電線の軸方向に沿って配置された誘電体と、前記誘電体の外周を覆うとともに前記誘電体の給電点側と反対側の端部を覆う導体とを有し、
前記２個のシュペルトップのうち、一方のシュペルトップの前記誘電体の軸方向の長さが、前記複数の周波数のうちの一の周波数における波長の１／４の長さに設定され、他方のシュペルトップの前記誘電体の軸方向の長さが、前記複数の周波数のうちの他の一の周波数における波長の１／４の長さに設定されているアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多周波共用アンテナ及びアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体通信等では、通信に使用される周波数帯として、８００ＭＨｚ帯、１．５ＧＨｚ帯、２．０ＧＨｚ帯などの複数の周波数帯が割り当てられている。このため、１本のアンテナを複数の周波数で共用できれば有利である。そこで、本出願人は、１本のアンテナを複数の周波数で共用できる多周波共用アンテナを既に提案している（例えば、特許文献１参照）。このような多周波共用アンテナとして、図１８に示すように、単一の同軸給電線１０１に複数のアンテナ素子１０２，１０３が電気的に接続され、給電点１０４から給電された各アンテナ素子１０２，１０３が、それぞれ異なる周波数の電波を放射するものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１６５３５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記多周波共用アンテナでは、給電点１０４から漏れた電流が、同軸給電線１０１の外導体１０１ａの外周面を伝って、図中の矢印方向に流れることによって、各アンテナ素子１０２，１０３に流れる電流がアンバランスとなり、各アンテナ素子１０２，１０３の指向性が歪むという問題があった。
そこで、給電点１０４から電流が漏れるのを抑制するために、図１９に示すように、同軸給電線１０１の給電点１０４付近にシュペルトップ１０５を設けることが考えられる。しかし、シュペルトップ１０５の軸方向の長さＨ’は、使用周波数に依存するため、多周波共用アンテナのように広帯域特性が要求されるアンテナに適用するのは難しい。
【０００５】
例えば、図１９の多周波共用アンテナにおいて、シュペルトップが無い場合、１．５ＧＨｚ帯における指向性は、図２０（Ａ）に示すように主ビームの中央線Ｐが約５°ずれた状態にあり、２．０ＧＨｚ帯における指向性は、図２０（Ｂ）に示すように主ビームの中央線Ｐが約１０°ずれた状態となっている。この状態から同軸給電線にシュペルトップを設けることによって、１．５ＧＨｚ帯および２．０ＧＨｚ帯の両方の指向性を改善する場合について考える。
【０００６】
まず、シュペルトップの長さＨ’を２．０ＧＨｚ帯に対応した長さに設定した場合、２．０ＧＨｚ帯では、図２０（Ｂ）に示す状態から、図２１（Ｂ）に示すように主ビームの中央線Ｐが０°の状態となり、指向性は改善されている。しかし、１．５ＧＨｚ帯では、図２０（Ａ）に示す状態から図２１（Ａ）に示すように主ビームの中央線Ｐが１５°までさらにずれた状態となり、指向性は改善されていない。
【０００７】
逆に、シュペルトップの長さＨ’を１．５ＧＨｚ帯の周波数に対応した長さに設定した場合、１．５ＧＨｚ帯では、図２０（Ａ）に示す状態から、図２２（Ａ）に示すように主ビームの中央線Ｐが約０°の状態となり、指向性は改善されている。しかし、２．０ＧＨｚ帯では、図２０（Ｂ）に示す状態から、図２２（Ｂ）に示すように主ビームの中央線Ｐが約５°ずれた状態となり、指向性はあまり改善されていない。
【０００８】
また、シュペルトップの長さＨ’を、１．５ＧＨｚ帯と２．０ＧＨｚ帯との中間周波数帯（例えば１．７ＧＨｚ帯）に対応した長さに設定した場合、１．５ＧＨｚ帯では、図２０（Ａ）に示す状態から、図２３（Ａ）に示すように主ビームの中央線Ｐが約１０°までさらにずれた状態となり、指向性は改善されていない。また、２．０ＧＨｚ帯においても、図２０（Ｂ）に示す状態から、図２３（Ｂ）に示すように主ビームの中央線Ｐが約５°ずれた状態となり、指向性は改善されている。
【０００９】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、それぞれ異なる複数の周波数における指向性を改善することができる多周波共用アンテナおよびアンテナ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】
【００１０】
本発明は、それぞれ異なる複数の周波数で共振するアンテナ本体と、内導体及びその外周を覆う外導体を有し、前記アンテナ本体に給電する単一の同軸給電線と、を備えている多周波共用アンテナであって、前記同軸給電線の外周側に配置された少なくとも２個のシュペルトップを備え、前記各シュペルトップは、前記同軸給電線の軸方向に沿って配置された誘電体と、前記誘電体の外周を覆うとともに前記誘電体の給電点側と反対側の端部を覆う導体とを有し、前記２個のシュペルトップのうち、一方のシュペルトップの前記誘電体の軸方向の長さが、前記複数の周波数のうちの一の周波数における波長の１／４の長さに設定され、他方のシュペルトップの前記誘電体の軸方向の長さが、前記複数の周波数のうちの他の一の周波数における波長の１／４の長さに設定されている多周波共用アンテナである。
【００１１】
他の観点からみた本発明は、それぞれ異なる複数の周波数で共振する第１アンテナ本体と、内導体及びその外周を覆う外導体を有し、前記第１アンテナ本体に給電する単一の第１同軸給電線と、を備えている垂直偏波用の第１多周波共用アンテナと、それぞれ異なる複数の周波数で共振する第２アンテナ本体と、内導体及びその外周を覆う外導体を有し、前記第２アンテナ本体に給電する単一の第２同軸給電線と、を備えている水平偏波用の第２多周波共用アンテナと、を備え、前記第１多周波共用アンテナ及び第２多周波共用アンテナは、互いに前後方向の位置をずらして配置され、前記第１及び第２同軸給電線同士は、互いに近接して配置されているアンテナ装置であって、前記第１及び第２同軸給電線のうちの少なくとも一方の同軸給電線の外周側に配置された少なくとも２個のシュペルトップを備え、前記各シュペルトップは、前記少なくとも一方の同軸給電線の軸方向に沿って配置された誘電体と、前記誘電体の外周を覆うとともに前記誘電体の給電点側と反対側の端部を覆う導体とを有し、前記２個のシュペルトップのうち、一方のシュペルトップの前記誘電体の軸方向の長さが、前記複数の周波数のうちの一の周波数における波長の１／４の長さに設定され、他方のシュペルトップの前記誘電体の軸方向の長さが、前記複数の周波数のうちの他の一の周波数における波長の１／４の長さに設定されているアンテナ装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、それぞれ異なる複数の周波数における指向性を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る多周波共用アンテナの斜視図である。
【図２】多周波共用アンテナの側面図である。
【図３】アンテナ本体の正面図である。
【図４】第１及び第２の線路と第１アンテナ素子との各接続部分を示す図３の要部拡大図である。
【図５】同軸給電線の給電点側の端部を示す断面模式図である。
【図６】（Ａ）は第２アンテナ素子の１．５ＧＨｚ帯における指向性であり、（Ｂ）は第２アンテナ素子の２．０ＧＨｚ帯における指向性である。
【図７】（Ａ）は第１アンテナ素子の７００ＭＨｚ帯における指向性であり、（Ｂ）は第１アンテナ素子の８００ＭＨｚ帯における指向性である。
【図８】シュペルトップの変形例を示す断面模式図である。
【図９】図８のシュペルトップの変形例を示す断面模式図である。
【図１０】シュペルトップの他の変形例を示す断面模式図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る多周波共用アンテナの斜視図である。
【図１２】第２実施形態の多周波共用アンテナの側面図である。
【図１３】第２実施形態のアンテナ本体の正面図である。
【図１４】本発明の第３実施形態に係るアンテナ装置の斜視図である。
【図１５】第３実施形態に係るアンテナ装置の側面図である。
【図１６】第３実施形態の反射素子の正面図である。
【図１７】従来のバランを示す模式図である。
【図１８】従来の多周波共用アンテナの斜視図である。
【図１９】従来のシュペルトップを備えた多周波共用アンテナの斜視図である。
【図２０】（Ａ）は従来のシュペルトップが無い場合における１．５ＧＨｚ帯の指向性であり、（Ｂ）は従来のシュペルトップが無い場合における２．０ＧＨｚ帯の指向性である。
【図２１】（Ａ）は従来のシュペルトップを２．０ＧＨｚ帯に対応した長さに設定した場合における１．５ＧＨｚ帯の指向性であり、（Ｂ）は従来のシュペルトップを２．０ＧＨｚ帯に対応した長さに設定した場合における２．０ＧＨｚ帯の指向性である。
【図２２】（Ａ）は従来のシュペルトップを１．５ＧＨｚ帯に対応した長さに設定した場合における１．５ＧＨｚ帯の指向性であり、（Ｂ）は従来のシュペルトップを１．５ＧＨｚ帯に対応した長さに設定した場合における２．０ＧＨｚ帯の指向性である。
【図２３】（Ａ）は従来のシュペルトップを中間周波数帯に対応した長さに設定した場合における１．５ＧＨｚ帯の指向性であり、（Ｂ）は従来のシュペルトップを中間周波数帯に対応した長さに設定した場合における２．０ＧＨｚ帯の指向性である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［本発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施形態の内容を列記して説明する。
（１）本発明の実施形態に係る多周波共用アンテナは、それぞれ異なる複数の周波数で共振するアンテナ本体と、内導体及びその外周を覆う外導体を有し、前記アンテナ本体に給電する単一の同軸給電線と、を備えている多周波共用アンテナであって、前記同軸給電線の外周側に配置された少なくとも２個のシュペルトップを備え、前記各シュペルトップは、前記同軸給電線の軸方向に沿って配置された誘電体と、前記誘電体の外周を覆うとともに前記誘電体の給電点側と反対側の端部を覆う導体とを有し、前記２個のシュペルトップのうち、一方のシュペルトップの前記誘電体の軸方向の長さが、前記複数の周波数のうちの一の周波数における波長の１／４の長さに設定され、他方のシュペルトップの前記誘電体の軸方向の長さが、前記複数の周波数のうちの他の一の周波数における波長の１／４の長さに設定されている。
【００１５】
上記多周波共用アンテナによれば、同軸給電線の外周に少なくとも２個のシュペルトップが配置され、各シュペルトップにおける誘電体の軸方向の長さが、それぞれ異なる周波数に対応した長さに設定されているため、各シュペルトップによって、それぞれの周波数に対応する電流が給電点から漏れるのを抑制することができる。これにより、それぞれ異なる複数の周波数における指向性を改善することができる。
【００１６】
（２）前記（１）の前記２個のシュペルトップは、前記同軸給電線の外側方向に積み重ねられているのが好ましい。
この場合、シュペルトップの軸方向の配置スペースを小さくすることができる。
【００１７】
（３）前記（２）の前記２個のシュペルトップのうち、前記誘電体の軸方向の長さが短いほうのシュペルトップが外側に配置されているのが好ましい。
この場合、誘電体の軸方向の長さが長いほうのシュペルトップが外側に配置される場合に比べて、各シュペルトップを容易に製作することができる。
【００１８】
（４）前記（２）又は（３）の前記２個のシュペルトップは、前記給電点に近い位置において前記各誘電体の給電点側の端面同士を揃えて配置されているのが好ましい。
この場合、給電点から電流が漏れるのを効果的に抑制することができる。
【００１９】
（５）前記（１）の前記２個のシュペルトップは、互いに軸方向の位置をずらして配置されていてもよい。
この場合、２個のシュペルトップを同軸給電線の外側方向に積み重ねて配置する場合に比べて、各シュペルトップを容易に製作することができる。
【００２０】
（６）他の観点からみた本発明の実施形態に係るアンテナ装置は、それぞれ異なる複数の周波数で共振する第１アンテナ本体と、内導体及びその外周を覆う外導体を有し、前記第１アンテナ本体に給電する単一の第１同軸給電線と、を備えている垂直偏波用の第１多周波共用アンテナと、それぞれ異なる複数の周波数で共振する第２アンテナ本体と、内導体及びその外周を覆う外導体を有し、前記第２アンテナ本体に給電する単一の第２同軸給電線と、を備えている水平偏波用の第２多周波共用アンテナと、を備え、前記第１多周波共用アンテナ及び第２多周波共用アンテナは、互いに前後方向の位置をずらして配置され、前記第１及び第２同軸給電線同士は、互いに近接して配置されているアンテナ装置であって、前記第１及び第２同軸給電線のうちの少なくとも一方の同軸給電線の外周側に配置された少なくとも２個のシュペルトップを備え、前記各シュペルトップは、前記少なくとも一方の同軸給電線の軸方向に沿って配置された誘電体と、前記誘電体の外周を覆うとともに前記誘電体の給電点側と反対側の端部を覆う導体とを有し、前記２個のシュペルトップのうち、一方のシュペルトップの前記誘電体の軸方向の長さが、前記複数の周波数のうちの一の周波数における波長の１／４の長さに設定され、他方のシュペルトップの前記誘電体の軸方向の長さが、前記複数の周波数のうちの他の一の周波数における波長の１／４の長さに設定されている。
上記アンテナ装置によれば、前記（１）の多周波共用アンテナと同様の作用効果を奏する。
【００２１】
［本発明の実施形態の詳細］
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。
［第１実施形態：水平偏波用アンテナ］
［全体構成］
図１は、本発明の第１実施形態に係る多周波共用アンテナ１の斜視図である。また、図２は、その多周波共用アンテナ１の側面図である。本実施形態の多周波共用アンテナ１は、携帯電話などの移動端末との間で無線通信を行う基地局のアンテナ（送受信アンテナ）として好適に用いられる。なお、本実施形態の多周波共用アンテナ１は、水平偏波用であるが、垂直偏波用として用いることも可能である。
【００２２】
多周波共用アンテナ１は、複数のアンテナ素子（放射素子）１１，１２を有するアンテナ本体１０と、このアンテナ本体１０の給電点１５に給電する単一の同軸給電線２０と、アンテナ本体１０の後側に設けられた反射板３０と、アンテナ本体１０の前側に設けられた一対の第１無給電素子４０とを備えている。なお、本実施形態では、後述するＺ軸方向のうち、正方向（図２の上側）を「前側」とし、負方向（図２の下側）を「後側」とする（後述する他の実施形態も同様）。
【００２３】
反射板３０は、主反射板３０ａと、この主反射板３０ａの両側縁の前側において、当該主反射板３０ａに対して垂直に配置された一対の副反射板３０ｂとからなる。副反射板３０ｂは、図示しない止めネジにより主反射板３０ａに固定されている。
同軸給電線２０は、主反射板３０ａから給電点１５に至るように配置されており、複数の周波数の信号が混在した状態で流れる。同軸給電線２０の給電点１５側の端部には、後述する複数のシュペルトップ２５，２６が設けられている。
なお、図１に示すように、本明細書では、同軸給電線２０が延びる方向をＺ軸方向とし、反射板３０の副反射板３０ｂに沿う方向をＸ軸方向とし、Ｘ軸方向及びＺ軸方向の双方に直交する方向をＹ軸方向とする。
【００２４】
複数のアンテナ素子１１，１２としては、７００ＭＨｚ、８００ＭＨｚ、１．５ＧＨｚ及び２．０ＧＨｚの４つの周波数で共振し、それらの周波数の電波を放射するため、２種類設けられている。そのうち、第２アンテナ素子１２は、第１アンテナ素子１１よりも内側に配置されており、２つの高い周波数（１．５ＧＨｚ帯及び２．０ＧＨｚ帯）で共振するようになっている。また、第１アンテナ素子１１は、他の２つの低い周波数（７００ＭＨｚ帯及び８００ＭＨｚ帯）で共振するようになっている。なお、アンテナ本体１０は、例えば本実施形態の第２アンテナ素子１２のように、それぞれ異なる複数の周波数で共振する単一のアンテナ素子によって構成されていてもよい。
【００２５】
各アンテナ素子１１，１２は、第１アンテナ部１１１，１２１と、第２アンテナ部１１２，１２２とを有している。第１アンテナ部１１１，１２１と、これに対応する第２アンテナ部１１２，１２２とは、給電点１５を挟んで互いに偏波方向に並ぶように配置され、かつ互いに対称に形成されている。ここで、本実施形態において「偏波方向」とは、各アンテナ素子１１，１２から電波を放射したときに電界が振動する方向であり（後述する他の実施形態も同様）、本実施形態ではＹ軸方向となる。
【００２６】
図３は、アンテナ本体１０の正面図である。図２及び図３に示すように、アンテナ本体１０を構成するアンテナ素子１１，１２は、平面状の基板１０ａに形成されている。各アンテナ素子１１，１２の第１アンテナ部１１１，１２１は、基板１０ａの前面（一面）１０ａ１に形成され、第２アンテナ部１１２，１２２は、基板１０ａの後面（他面）１０ａ２に形成されている。基板１０ａの後面１０ａ２は、同軸給電線２０が接続される接続面とされている。
なお、第１アンテナ部１１１，１２１、及び第２アンテナ部１１２，１２２は、基板１０ａの前後逆に形成されたり、基板１０ａの前後いずれかにまとめて形成されたりしてもよい。
【００２７】
基板１０ａは、主反射板３０ａに取り付けられた支持部５０によって、主反射板３０ａから所定間隔をもって支持されている。なお、図１では、基板１０ａ及び支持部５０は省略されている。
【００２８】
［第１アンテナ素子］
２つのアンテナ素子１１，１２のうち、低い周波数（７００ＭＨｚ帯及び８００ＭＨｚ帯）に対応した第１アンテナ素子１１の第１アンテナ部１１１は、先端同士が互いに近づくように曲げられた一対のダイポール素子からなる。この一対のダイポール素子１１１は、給電点１５を含み且つ偏波方向に延びる仮想線Ｋを挟んで互いに線対称に形成されている。各ダイポール素子１１１は、偏波方向に真っ直ぐ延びる直線部１１１ｂと、直線部１３１ｂの先端から内側に直角に折り曲げられた曲げ部１１１ａと、直線部１１１ｂの基端から当該直線部１１１ｂに対して傾斜するように折り曲げられた傾斜部１１１ｃとからなる。傾斜部１１１ｃは、給電点１５側から直線部１１１ｂ側に遠ざかるに従って、第２アンテナ部１１２の傾斜部１１２ｃ（後述）との間における偏波方向の離反距離Ｌが徐々に長くなるように形成されている。なお、ダイポール素子１１１は、全体が折り曲げ形成されているが、直線状に形成されていたり、円弧状や楕円状に湾曲形成されていたりしてもよい。
【００２９】
第１アンテナ素子１１の第２アンテナ部１１２は、中心線Ｃを挟んで第１アンテナ部１１１と対称に形成されている。すなわち、第２アンテナ部１１２は、一対のダイポール素子からなり、各ダイポール素子１１２は、曲げ部１１２ａと、直線部１１２ｂと、傾斜部１１２ｃとからなる。ここで、中心線Ｃは、給電点１５を通過するとともに偏波方向と同一面内で直交する方向に延び、各アンテナ素子１１，１２を偏波方向に二等分する線である。
これら曲げ部１１２ａ、直線部１１２ｂ、及び傾斜部１１２ｃは、第１アンテナ部１１１の曲げ部１１１ａ、直線部１１１ｂ、及び傾斜部１１１ｃと同様の構成であるため、詳細な説明は省略する。なお、本実施形態のアンテナ素子１１，１２は、いずれもダイポール素子により構成されているが、そのうちの一部又は全部がループ状に形成されたループアンテナ素子により構成されていてもよい。
【００３０】
アンテナ本体１０は、給電点１５から各第１アンテナ部１１１，１２１に向けて延び、各第１アンテナ部１１１，１２１に接続される一対の第１の線路１６と、給電点１５から各第２アンテナ部１１２，１２２に向けて延び、各第２アンテナ部１１２，１２２に接続される一対の第２の線路１７とを備えている。第１の線路１６と第２の線路１７とは、中心線Ｃを挟んで互いに対称に形成されている。
【００３１】
図４は、第１及び第２の線路１６，１７と第１アンテナ素子１１との各接続部分を示す図３の要部拡大図である。図４に示すように、第１の線路１６の線路幅Ｄ１は、インピーダンスを高くするために、第１アンテナ素子１１の第１アンテナ部１１１における直線部１１１ｂの素子幅Ｗｂ１よりも細く形成されている。同様に、第２の線路１７の線路幅Ｄ２は、インピーダンスを高くするために、第１アンテナ素子１１の第２アンテナ部１１２における直線部１１２ｂの素子幅Ｗｂ２よりも細く形成されている。
【００３２】
第１アンテナ素子１１の第１アンテナ部１１１における傾斜部１１１ｃは、その給電点１５側である第１の線路１６との接続端部１１１ｃ１から、偏波方向に沿った部分である直線部１１１ｂへ向かうに従って、素子幅Ｗｃ１が徐々に太くなるように形成されている。これにより、第１アンテナ素子１１の第１アンテナ部１１１の偏波方向に沿った部分（直線部１１１ｂ）の素子幅Ｗｂ１は、第１アンテナ部１１１の給電点１５側（接続端部１１１ｃ１）の素子幅Ｗｃ１よりも太くなっている。
【００３３】
第１アンテナ素子１１の第２アンテナ部１１２における傾斜部１１２ｃは、傾斜部１１１ｃと同様に、その給電点１５側である第２の線路１７との接続端部１１２ｃ１から、偏波方向に沿った部分である直線部１１２ｂへ向かうに従って、素子幅Ｗｃ２が徐々に太くなるように形成されている。これにより、第１アンテナ素子１１の第２アンテナ部１１２の偏波方向に沿った部分（直線部１１２ｂ）の素子幅Ｗｂ１は第２アンテナ部１１２の給電点１５側（接続端部１１２ｃ１）の素子幅Ｗｃ１よりも太くなっている。
【００３４】
以上のように、第１アンテナ素子１１の各アンテナ部１１１，１１２の偏波方向に沿った部分の素子幅は、給電点１５側の素子幅よりも太いため、第１アンテナ素子１１が２つの周波数（７００ＭＨｚ帯及び８００ＭＨｚ帯）で共振するための帯域幅を広くすることができる。
また、第１アンテナ素子１１の第１アンテナ素子１１の各アンテナ部１１１，１１２は、その給電点側から偏波方向に沿った部分へ向かうに従って素子幅が徐々に太くなるように形成されているため、各アンテナ部１１１，１１２における給電点１５側から偏波方向に沿った部分へ向かうに従って、伝送モードを徐々に変換することができる。
【００３５】
［第２アンテナ素子］
２つのアンテナ素子１１，１２のうち、高い周波数（１．５ＧＨｚ帯及び２．０ＧＨｚ帯）に対応した第２アンテナ素子１２の第１アンテナ部１２１は、先端同士が互いに近づくように曲げられた一対のダイポール素子からなる。この一対のダイポール素子１２１は、前記仮想線Ｋを挟んで互いに線対称に形成されている。各ダイポール素子１２１は、偏波方向に真っ直ぐ延びる直線部１２１ｂと、直線部１２１ｂの先端から内側に直角に折り曲げられた曲げ部１２１ａとからなる。
【００３６】
第２アンテナ素子１２の第２アンテナ部１２２は、前記中心線Ｃを挟んで第１アンテナ部１２１と対称に形成されている。すなわち、第２アンテナ部１２２は、一対のダイポール素子からなり、各ダイポール素子１２２は、曲げ部１２２ａと直線部１２２ｂとからなる。これら曲げ部１２２ａ及び直線部１２２ｂは、第１アンテナ部１２１の曲げ部１２１ａ及び直線部１２１ｂと同様の構成であるため、詳細な説明は省略する。
【００３７】
［第１無給電素子］
図１及び図３に示すように、アンテナ本体１０の前側に設けられた一対の第１無給電素子４０は、中心線Ｃを跨いで、第１アンテナ素子１１の第１及び第２アンテナ部１１１，１１２の各直線部１１１ｂ，１１２ｂと、第２アンテナ素子１２の第１及び第２アンテナ部１２１，１２２の各直線部１２１ｂ，１２２ｂとの間において、偏波方向に延びて配置されている。第１無給電素子４０は、図２に示すように、基板４１上に形成されている。この基板４１は、アンテナ本体１０が形成されている基板１０ａの前面１０ａ１に取り付けられた支持部４２によって、当該基板１０ａから所定間隔をもって支持されている。なお、第１無給電素子４０は、アンテナ本体１０の前側に配置されているが、アンテナ本体１０の後側に配置されていてもよい。
【００３８】
［同軸給電線］
図５は、同軸給電線２０の給電点１５側の端部を示す断面模式図である。図５に示すように、同軸給電線２０は、同軸ケーブルからなり、内導体２０ａと、その外周を覆う絶縁体２０ｂと、絶縁体２０ｂの外周を覆う外導体２０ｃとを有している。内導体２０ａの端部は、基板１０ａ（図２参照）を厚さ方向に貫通して第１の線路１６の端部１６ａと電気的に接続されている。一方、外導体２０ｃの端部は、第２の線路１７の端部１７ａと電気的に接続されている。これにより、第１及び第２の線路１６，１７の両端部１６ａ，１７ａは、アンテナ本体１０の給電点１５を構成している。
【００３９】
［シュペルトップ］
同軸給電線２０の外周側には、給電点１５から外導体２０ｃの外周面を伝って電流が漏れるのを抑制するための第１シュペルトップ２５及び第２シュペルトップ２６が設けられている。本実施形態では、これら２個のシュペルトップ２５，２６は、同軸給電線２０の外側方向に積み重ねて配置されている。
第１シュペルトップ２５は、同軸給電線２０の外導体２０ｃの外周面に固定された円筒状の第１誘電体２５ａと、この第１誘電体２５ａの外周を覆う有底円筒状の第１導体２５ｂとを有している。
第２シュペルトップ２６は、第１シュペルトップ２５の第１導体２５ｂの外周面に固定された円筒状の第２誘電体２６ａと、この第２誘電体２６ａの外周を覆う有底円筒状の第２導体２６ｂとを有している。
【００４０】
第１シュペルトップ２５の第１誘電体２５ａは、例えばテフロン（登録商標）により形成され、同軸給電線２０の軸方向（図中のＺ軸方向。以下、単に「軸方向」ともいう）に沿って配置されている。第１誘電体２５ａの軸方向の長さＨ１は、第２アンテナ素子１２が共振する２つの周波数のうち低いほうの周波数である１．５ＧＨｚ帯の波長の１／４の長さに設定されている。ここで、１．５ＧＨｚ帯の波長の「１／４の長さ」とは、当該波長の１／４と同一長さだけでなく、当該波長の１／４よりも多少短い場合、及び当該波長の１／４よりも多少長い場合も含む意味である。第１誘電体２５ａの給電点１５側の端面２５ａ１は、給電点１５に近い位置に配置されている。
第１シュペルトップ２５の第１導体２５ｂは、第１誘電体２５ａの外周面を覆う外壁部２５ｂ１と、第１誘電体２５ａの給電点１５側と反対側の端面を覆う環状の底壁部２５ｂ２とを有している。底壁部２５ｂ２の内周端は、外導体２０ｃの外周面に接触して固定されている。
【００４１】
第２シュペルトップ２６の第２誘電体２６ａは、第１誘電体２５ａと同様に、例えばテフロン（登録商標）により形成されており、軸方向に沿って配置されている。また、第２誘電体２６ａは、その給電点１５側の端面２６ａ１を、第１誘電体２５ａの端面２５ａ１に揃えて配置されている。第２誘電体２６ａの軸方向の長さＨ２は、第２アンテナ素子１２が共振する２つの周波数のうち高いほうの周波数である２．０ＧＨｚ帯の波長の１／４の長さに設定されている。ここで、２．０ＧＨｚ帯の波長の「１／４の長さ」とは、当該波長の１／４と同一長さだけでなく、当該波長の１／４よりも多少短い場合、及び当該波長の１／４よりも多少長い場合も含む意味である。
このように、第２誘電体２６ａの軸方向の長さＨ２は、第１誘電体２５ａの軸方向の長さＨ１よりも高い周波数の波長に基づいて設定されるため、前記長さＨ１よりも短い長さに設定される。したがって、本実施形態では、２つのシュペルトップ２５，２６のうち誘電体の軸方向の長さが短いほうが外側に配置されている。
【００４２】
第２シュペルトップ２６の第２導体２６ｂは、第２誘電体２６ａの外周面を覆う外壁部２６ｂ１と、第２誘電体２６ａの給電点１５側と反対側の端面を覆う環状の底壁部２６ｂ２とを有している。底壁部２６ｂ２の内周端は、第１導体２５ｂの外周面に接触して固定されている。
なお、シュペルトップ２５，２６は、第１アンテナ素子１１が共振する２つの周波数（７００ＭＨｚ帯及び８００ＭＨｚ帯）に対応するものであってもよい。また、シュペルトップの個数は２個に限定されるものでなく、アンテナ本体１０が共振する合計４つの周波数のうち３つ又は４つの周波数に対応して、３個以上設けられていてもよい。さらに、第１誘電体２５ａ及び第２誘電体２６ａは、テフロン（登録商標）以外にセラミックス等の誘電材料により形成されたものや、空気であってもよい。
【００４３】
以上の構成により、１．５ＧＨｚ帯の周波数に対応する電流は、その一部が図中の矢印ｅ１で示すように、給電点１５から外導体２０ｃを介して第１誘電体２５ａの内部に流れ込み、その軸方向の長さＨ１を往復することで、１．５ＧＨｚ帯の波長の１／２（＝１／４＋１／４）の長さを流れることになる。このため、矢印ｅ１の経路を流れる電流は、第１誘電体２５ａの内部を往復して端面２５ａ１に戻ったときに、位相が逆相となる。これに対して、１．５ＧＨｚ帯の周波数に対応する電流のうち、図中の矢印ｅ２で示すように、給電点１５から外導体２０ｃを介して第１誘電体２５ａの端面２５ａ１上を流れる電流の位相は同相のままである。したがって、矢印ｅ１の経路を流れて逆相となる電流と、矢印ｅ２の経路を流れる同相の電流とが互いに打ち消し合うことで、給電点１５から電流が漏れるのを抑制することができる。
【００４４】
同様に、２．０ＧＨｚ帯の周波数に対応する電流は、その一部が図中の矢印ｅ３で示すように、給電点１５から外導体２０ｃを介して第２誘電体２６ａの内部に流れ込み、その軸方向の長さＨ２を往復することで、２．０ＧＨｚ帯の波長の１／２（＝１／４＋１／４）の長さを流れることになる。このため、矢印ｅ３の経路を流れる電流は、第１誘電体２５ａの内部を往復して端面２６ａ１に戻ったときに、位相が逆相となる。これに対して、２．０ＧＨｚ帯の周波数に対応する電流のうち、図中の矢印ｅ４で示すように、給電点１５から外導体２０ｃを介して第１誘電体２５ａの端面２５ａ１上を流れる電流の位相は同相のままである。したがって、矢印ｅ３の経路を流れて逆相となる電流と、矢印ｅ４の経路を流れる同相の電流とが互いに打ち消し合うことで、給電点１５から電流が漏れるのを抑制することができる。
【００４５】
図６（Ａ）は、本実施形態の第２アンテナ素子１２の１．５ＧＨｚ帯における指向性を示している。また、図６（Ｂ）は、本実施形態の第２アンテナ素子１２の２．０ＧＨｚ帯における指向性を示している。図６（Ａ）の１．５ＧＨｚ帯における指向性では、図２０（Ａ）のシュペルトップが無い場合と比較すると、主ビームの中央線Ｐが０°の状態となっており、指向性が改善されているのが分かる。また、図６（Ｂ）の２．０ＧＨｚ帯における指向性では、図２０（Ｂ）のシュペルトップが無い場合と比較すると、主ビームの正面方向の中央線Ｐが約０°の状態となっており、指向性が改善されているのが分かる。
図７（Ａ）は、本実施形態の第１アンテナ素子１１の７００ＭＨｚ帯における指向性を示している。また、図７（Ｂ）は、本実施形態の第１アンテナ素子１１の８００ＭＨｚ帯における指向性を示している。図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示すように、７００ＭＨｚ帯及び８００ＭＨｚ帯では、主ビームの中央線Ｐは０°からあまりずれておらず、シュペルトップ２５，２６により、これらの周波数における指向性への影響がほとんど無いことが分かる。
【００４６】
以上、第１実施形態の多周波共用アンテナ１によれば、同軸給電線２０の外周に２個のシュペルトップ２５，２６が配置され、各シュペルトップ２５，２６における誘電体２５ａ，２６ａの軸方向の長さＨ１，Ｈ２が、それぞれ異なる周波数（１．５ＧＨｚ帯及び２．０ＧＨｚ帯）に対応した長さに設定されているため、各シュペルトップ２５，２６によって、それぞれの周波数に対応する電流が給電点１５から漏れるのを抑制することができる。これにより、それぞれ異なる周波数における指向性を改善することができる。
【００４７】
また、２個のシュペルトップ２５，２６は、同軸給電線２０の外側方向に積み重ねられているため、シュペルトップ２５，２６の軸方向の配置スペースを小さくすることができる。
また、２個のシュペルトップ２５，２６のうち、誘電体の軸方向の長さが短いほうのシュペルトップ２６が外側に配置されているため、図８及び図９に示すように誘電体の軸方向の長さが長いほうのシュペルトップ２５が外側に配置される場合に比べて、各シュペルトップ２５，２６を容易に製作することができる。
【００４８】
また、２個のシュペルトップ２５，２６は、給電点１５に近い位置において各誘電体２５ａ，２６ａの給電点１５側の端面２５ａ１，２６ａ１同士を揃えて配置されているため、上述のように給電点１５から各誘電体２５ａ，２６ａ内に流れた電流は、軸方向に往復することで位相を確実に逆相にすることができる。これにより、給電点１５から電流が漏れるのを効果的に抑制することができる。
【００４９】
また、第２シュペルトップ２６の第２導体２６ｂは、第１シュペルトップ２５の第１導体２５ｂを介して同軸給電線２０の外導体２０ｃに電気的に接続されているため、図９に示すように第２導体２６ｂを外導体２０ｃに直接接続する場合に比べて、第２シュペルトップ２６の構造を簡素化することができる。これにより、第２シュペルトップ２６をさらに容易に製作することができる。
【００５０】
［シュペルトップの変形例］
図８は、シュペルトップの変形例を示す断面模式図である。この変形例では、第２シュペルトップ２６が内側に配置され、第１シュペルトップ２５が外側に配置なっている。具体的には、第２シュペルトップ２６の第２誘電体２６ａは、同軸給電線２０の外導体２０ｃの外周面に固定されている。第２誘電体２６ａの給電点１５側の端面２６ａ１は、給電点１５に近い位置に配置されている。
第２シュペルトップ２６の第２導体２６ｂは、第２誘電体２６ａの外周面を覆う外壁部２６ｂ１と、第２誘電体２６ａの給電点１５側と反対側の端面を覆う環状の底壁部２６ｂ２とを有している。底壁部２６ｂ２の内周端は、外導体２０ｃの外周面に接触して固定されている。
【００５１】
第１シュペルトップ２５の第１誘電体２５ａは、その給電点１５側の端面２５ａ１を、第２誘電体２６ａの端面２６ａ１に揃えた状態で、第２導体２６ｂの外周面に固定されている。
第１シュペルトップ２５の第１導体２５ｂは、第１誘電体２５ａの外周面を覆う外壁部２５ｂ１と、第１誘電体２５ａの給電点１５側と反対側の端面を覆う環状の底壁部２５ｂ２と、第２シュペルトップ２６よりも図中下方に突出する第１誘電体２５ａの内周面の下端部を覆う内壁部２５ｂ３とを有している。内壁部２５ｂ３の図中上端は、第２導体２６ｂの外壁部２６ｂ１の図中下端に接触して固定されている。
【００５２】
図９は、図８のシュペルトップの変形例を示す断面模式図である。この変形例では、第１シュペルトップ２５の図中下端部が同軸給電線２０に接触して固定さている。具体的には、第１シュペルトップ２５の第１誘電体２５ａは、軸方向に沿って形成された円筒部２５ａ２と、円筒部２５ａ２の図中下端から内側に延びる環状部２５ａ３とを有している。環状部２５ａ３の内周端は、外導体２０ｃの外周面に接触して固定されている。
第１シュペルトップ２５の第１導体２５ｂは、第１誘電体２５ａの外周面を覆う外壁部２５ｂ１と、第１誘電体２５ａの環状部２５ａ３の図中下側の端面（給電点１５側と反対側の端面）を覆う環状の底壁部２５ｂ２とを有している。底壁部２５ｂ２の内周端は、外導体２０ｃの外周面に接触して固定されている。
【００５３】
図１０は、シュペルトップの他の変形例を示す断面模式図である。この変形例では、第１シュペルトップ２５と第２シュペルトップ２６とが互いに軸方向の位置をずらして配置されている。具体的には、第２シュペルトップ２６の第２誘電体２６ａは、その端面２６ａ１を給電点１５に近い位置に配置した状態で、同軸給電線２０の外導体２０ｃの外周面に固定されている。第２シュペルトップ２６の第２導体２６ｂにおける底壁部２６ｂ２の内周端は、外導体２０ｃの外周面に接触して固定されている。
【００５４】
第１シュペルトップ２５は、第２シュペルトップ２６に対して図中下側に所定間隔をおいて配置されている。第１シュペルトップ２５の第１誘電体２５ａは、同軸給電線２０の外導体２０ｃの外周面に固定されている。第１シュペルトップ２５の第１導体２５ｂにおける底壁部２５ｂ２の内周端は、外導体２０ｃの外周面に接触して固定されている。
以上のように、本変形例の場合、２個のシュペルトップ２５，２６を互いに軸方向の位置をずらして配置されているため、同軸給電線２０の外側方向に積み重ねて配置する場合に比べて、各シュペルトップ２５，２６を容易に製作することができる。なお、第１シュペルトップ２５及び第２シュペルトップ２６は、軸方向の位置が逆に配置されていてもよい。
【００５５】
［第２実施形態：垂直偏波用アンテナ］
［全体構成］
図１１は、本発明の第２実施形態に係る多周波共用アンテナ１の斜視図である。また、図１２は、その多周波共用アンテナ１の側面図である。本実施形態の多周波共用アンテナ１のアンテナ本体１０は、３つのアンテナ素子１１，１２，１３を有している。なお、本実施形態の多周波共用アンテナ１は、垂直偏波用であるが、水平偏波用として用いることも可能である。
【００５６】
図１１に示すように、複数のアンテナ素子１１，１２，１３としては、７００ＭＨｚ、８００ＭＨｚ、１．５ＧＨｚ及び２．０ＧＨｚの４つの周波数で共振し、それらの周波数の電波を放射するため、３種類設けられている。そのうち、第２及び第３アンテナ素子１２，１３は、第１アンテナ素子１１よりも内側に配置されており、それぞれ高い周波数である１．５ＧＨｚ帯及び２．０ＧＨｚ帯で共振するようになっている。また、第１アンテナ素子１１は、単体で他の２つの低い周波数（７００ＭＨｚ帯及び８００ＭＨｚ帯）で共振するようになっている。
【００５７】
各アンテナ素子１１，１２，１３は、第１アンテナ部１１１，１２１，１３１と、第２アンテナ部１１２，１２２，１３２とを有している。第１アンテナ部１１１，１２１，１３１と、これに対応する第２アンテナ部１１２，１２２，１３２とは、給電点１５を挟んで互いに偏波方向（本実施形態ではＸ軸方向）に並ぶように配置され、かつ互いに対称に形成されている。
【００５８】
［第１アンテナ素子］
図１３は、アンテナ素子１１，１２，１３により構成されるアンテナ本体１０の正面図である。図１３に示すように、複数のアンテナ素子１１，１２，１３のうち、低い周波数（７００ＭＨｚ帯及び８００ＭＨｚ帯）に対応した第１アンテナ素子１１の第１アンテナ部１１１は、先端同士が互いに近づくように曲げられた一対のダイポール素子からなる。この一対のダイポール素子１１１は、給電点１５を含み且つ偏波方向に延びる仮想線Ｋを挟んで互いに線対称に形成されている。各ダイポール素子１１１は、偏波方向に真っ直ぐ延びる直線部１１１ｂと、直線部１３１ｂの先端から内側に直角に折り曲げられた曲げ部１１１ａと、直線部１１１ｂの基端から当該直線部１１１ｂに対して傾斜するように折り曲げられた傾斜部１１１ｃとからなる。傾斜部１１１ｃは、給電点１５側から直線部１１１ｂ側に遠ざかるに従って、第２アンテナ部１１２の傾斜部１１２ｃ（後述）との間における偏波方向の離反距離Ｌが徐々に長くなるように形成されている。
【００５９】
第１アンテナ素子１１の第２アンテナ部１１２は、前記中心線Ｃを挟んで第１アンテナ部１１１と対称に形成されている。すなわち、第２アンテナ部１１２は、一対のダイポール素子からなり、各ダイポール素子１１２は、曲げ部１１２ａと、直線部１１２ｂと、傾斜部１１２ｃとからなる。これら曲げ部１１２ａ、直線部１１２ｂ、及び傾斜部１１２ｃは、第１アンテナ部１１１の曲げ部１１１ａ、直線部１１１ｂ、及び傾斜部１１１ｃと同様の構成であるため、詳細な説明は省略する。
【００６０】
アンテナ本体１０は、給電点１５から各第１アンテナ部１１１，１２１，１３１に向けて延び、各第１アンテナ部１１１，１２１，１３１に接続される一対の第１の線路１６と、給電点１５から各第２アンテナ部１１２，１２２，１３２に向けて延び、各第２アンテナ部１１２，１２２，１３２に接続される一対の第２の線路１７とを備えている。第１の線路１６と第２の線路１７とは、図１３の正面視において前後方向に重なり合って配置されている。
【００６１】
［第２アンテナ素子］
複数のアンテナ素子１１，１２，１３のうち、１．５ＧＨｚ帯の周波数に対応した第２アンテナ素子１２の第１及び第２アンテナ部１２１，１２２は、先端同士が互いに近づくように曲げられた一対のダイポール素子からなる。これら一対のダイポール素子１２１，１２２は、前記仮想線Ｋを挟んで互いに線対称に形成されている。各ダイポール素子１２１，１２２は、偏波方向に真っ直ぐ延びる直線部１２１ｂ，１２２ｂと、直線部１２１ｂの先端から内側に直角に折り曲げられた曲げ部１２１ａ，１２２ａとからなる。
【００６２】
［第３アンテナ素子］
複数のアンテナ素子１１，１２，１３のうち、最も高い周波数（２．０ＧＨｚ帯）に対応した第３アンテナ素子１３の第１アンテナ部１３１は、先端同士が互いに近づくように曲げられた一対のダイポール素子からなる。この一対のダイポール素子１３１は、前記仮想線Ｋを挟んで互いに線対称に形成されている。各ダイポール素子１３１は、偏波方向に真っ直ぐ延びる直線部１３１ｂと、直線部１３１ｂの先端から内側に直角に折り曲げられた曲げ部１３１ａとからなる。各直線部１３１ｂは、その中間部１３１ｂ１において第２アンテナ素子１２のアンテナ部１２１の曲げ部１２１ａと交差するように配置されている。これにより、各直線部１３１ｂの中間部１３１ｂ１よりも基端部側は、第２アンテナ素子１２のアンテナ部１２１よりも内側に配置され、当該アンテナ部１２１の直線部１２１ｂと互いに密着して配置されている。また、各直線部１３１ｂの中間部１３１ｂ１よりも先端部側は、第２アンテナ素子１２のアンテナ部１２１よりも外側に配置されている。
【００６３】
第３アンテナ素子１３の第２アンテナ部１３２は、前記中心線Ｃを挟んで第１アンテナ部１３１と対称に形成されている。すなわち、第２アンテナ部１３２は、一対のダイポール素子からなり、各ダイポール素子１３２は、曲げ部１３２ａと直線部１３２ｂとからなる。各直線部１３２ｂは、その中間部１３２ｂ１において第２アンテナ素子１２のアンテナ部１２２の曲げ部１２２ａと交差するように配置されている。これら曲げ部１３２ａ及び直線部１３２ｂは、第１アンテナ部１３１の曲げ部１３１ａ及び直線部１３１ｂと同様の構成であるため、詳細な説明は省略する。
【００６４】
なお、本実施形態の複数のアンテナ素子１１，１２，１３は、いずれもダイポール素子により構成されているが、そのうちの一部又は全部がループ状に形成されたループアンテナ素子により構成されていてもよい。
また、本実施形態のアンテナ素子１１は、２つの周波数に対応しているが、これらの各周波数にそれぞれ対応した２個のアンテナ素子を設けるようにしてもよい。この場合、前記２個のアンテナ素子は、本実施形態の第２アンテナ素子１２及び第３アンテナ素子１３のように、互いにアンテナ素子の一部を交差するように配置してもよい。
【００６５】
［第１及び第２無給電素子］
図１２及び図１３に示すように、アンテナ本体１０の前側に設けられた一対の第１無給電素子４０は、中心線Ｃを跨いで、第２アンテナ素子１２の第１及び第２アンテナ部１２１，１２２の各直線部１２１ｂ，１２２ｂを覆うように配置されている。基板１０ａの前面１０ａ１上には、第１アンテナ素子１１のアンテナ部１１１，１１２よりも外側に、一対の第２無給電素子４５がそれぞれ配置されている。一対の第２無給電素子４５は、給電点１５を挟んで偏波方向と同一面内で直交する方向に互いに対称に配置されている。
【００６６】
各第２無給電素子４５は、アンテナ部１１１，１１２の直線部１１１ｂ，１１２ｂの外側に所定間隔をおいて配置され、中心線Ｃを跨いで偏波方向に延びている。これら一対の第２無給電素子４５を備えることにより、第１アンテナ素子１１において、８００ＭＨｚ帯のリターンロス特性を維持しつつ、７００ＭＨｚ帯のリターンロス特性を改善することができる。
【００６７】
［シュペルトップ］
同軸給電線２０の外周側には、給電点１５から外導体２０ｃの外周面を伝って電流が漏れるのを抑制するための第１シュペルトップ２５及び第２シュペルトップ２６が設けられている。第１シュペルトップ２５における第１誘電体２５ａの軸方向の長さＨ１（図５参照）は、第２アンテナ素子１２が共振する２つの周波数のうち低いほうの周波数である１．５ＧＨｚ帯の波長の１／４の長さに設定されている。また、第２シュペルトップ２６における第２誘電体２６ａの軸方向の長さＨ２（図５参照）は、第３アンテナ素子１３が共振する２つの周波数のうち高いほうの周波数である２．０ＧＨｚ帯の波長の１／４の長さに設定されている。
なお、第２実施形態において説明を省略した点は、第１実施形態と同様である。
【００６８】
［第３実施形態：水平・垂直偏波用アンテナ］
［全体構成］
図１４及び図１５は、本発明の第３実施形態に係る水平偏波及び垂直偏波に対応したアンテナ装置６０を示している。アンテナ装置６０は、機能的には、第２実施形態の多周波共用アンテナ１と第１実施形態の多周波共用アンテナ１とを二つ組み合わせたものに相当する。つまり、アンテナ装置６０は、垂直偏波用の第１多周波共用アンテナ１−１と、水平偏波用の第２多周波共用アンテナ１−２とを、前後方向の位置をずらして組み合わせたものである。
【００６９】
垂直偏波用のアンテナ本体１０（第１アンテナ本体）と水平偏波用のアンテナ本体１０（第２アンテナ本体）とを前後方向にずらした場合において、単一の反射板３０だけ設けた場合、２つのアンテナ本体１０，１０のうちの一方が、反射板３０との間の間隔が不適切になる。そこで、本実施形態のアンテナ装置６０は、反射板３０とは別に、反射板として機能する反射素子３１を備えている。
反射板３０は、垂直偏波用のアンテナ本体１０の全てのアンテナ素子１１，１２，１３、及び水平偏波用のアンテナ本体１０の第１アンテナ素子１１の反射板として機能している。
【００７０】
図１６は、反射素子３１の正面図である。図１５及び図１６に示すように、反射素子３１は、基板３３上に所定間隔をもって一対形成されている。各反射素子３１は、水平偏波用の第２アンテナ素子１２の直線部１２１ｂ，１２２ｂの後側に配置されるように、偏波方向に延びて形成されている。これにより、一対の反射素子３１は、水平偏波用の第２アンテナ素子１２の反射板として機能している。なお、基板３３の一対の反射素子３１の間には、垂直偏波用の同軸給電線２０（第１同軸給電線）及び水平偏波用の同軸給電線２０（第２同軸給電線）を貫通して配置するための貫通孔３３ａが形成されている。
【００７１】
図１５に示すように、アンテナ装置６０は、反射板３０の前側に、反射素子３１、垂直偏波用のアンテナ本体１０、及び水平偏波用のアンテナ本体１０がこの順に配置されて構成されている。なお、垂直偏波用のアンテナ本体１０及び水平偏波用のアンテナ本体１０は、前後逆に配置されていてもよい。この場合、反射素子３１は、その長手方向の向きを９０度変えて、前側に配置された垂直偏波用のアンテナ本体１０の偏波方向に沿うように配置することで、当該アンテナ本体１０の第１アンテナ素子１１の反射板として機能する。
【００７２】
反射素子３１が形成されている基板３３は、第１支持部５１によって反射板３０から所定間隔をもって支持されている。また、垂直偏波用のアンテナ本体１０の基板１０ａは、第２支持部５２によって前記基板３３から所定間隔をもって支持されている。さらに、水平偏波用のアンテナ本体１０の基板１０ａは、第３支持部５３によって垂直偏波用の基板１０ａから所定間隔をもって支持されている。なお、図１４では、基板１０ａ，３３、第１〜第３支持部５１〜５３は省略されている。
【００７３】
図１５に示すように、垂直偏波用及び水平偏波用の同軸給電線２０同士は、互いに近接して配置されている。垂直偏波用の多周波共用アンテナ１−１の同軸給電線２０は、反射板３０から基板３３を貫通して、垂直偏波用のアンテナ本体１０の給電点１５に至るように配置されている。水平偏波用の多周波共用アンテナ１−２の同軸給電線２０は、反射板３０から基板３３及び垂直偏波用の基板１０ａを貫通して、水平偏波用のアンテナ本体１０の給電点１５に至るように配置されている。
【００７４】
［シュペルトップ］
垂直偏波用及び水平偏波用の各同軸給電線２０の給電点１５側の端部には、それぞれ２個のシュペルトップ２５，２６が設けられている。なお、シュペルトップ２５，２６は、垂直偏波用及び水平偏波用の両同軸給電線２０のうちのいずれか一方のみに設けられていてもよい。また、第３実施形態において、説明を省略した点については、第１及び第２実施形態と同様である。
【００７５】
ところで、アンテナの給電点からの電流漏れを抑制するために従来からある構造として、図１７に示すようなバラン７０がある。このバラン７０は、同軸給電線７１と平行に配置されるとともに同軸給電線７１の内導体７１ａが電気的に接続された金属支柱７２と、同軸給電線７１の外導体７１ｂと金属支柱７２とを短絡させる短絡導体７３とを備えている。図例では、同軸給電線７１の外導体７１ｂ及び金属支柱７２にアンテナ素子７４，７５がそれぞれ接続されている。
【００７６】
しかし、本実施形態のように、垂直偏波用のアンテナ１−１と水平偏波用のアンテナ１−２とが互いに前後方向の位置をずらして配置され、且つ両アンテナ１−１，１−２にそれぞれ給電する同軸給電線２０同士が近接して配置されたアンテナ装置６０では、各同軸給電線２０の近くに大きなスペースを確保することができない。このため、アンテナ装置６０に上記バラン７０を採用しようとしても、垂直偏波用及び水平偏波用の各同軸給電線２０に金属支柱７２を配置するスペースを確保することができない。
これに対して、本実施形態では、各同軸給電線２０に複数のシュペルトップ２５，２６を設ける構造としたので、バラン７０よりも省スペースで電流の漏れを抑制することができる。したがって、複数のシュペルトップ２５，２６を設ける構造は、本実施形態のアンテナ装置６０のように、垂直偏波用及び水平偏波用の同軸給電線２０同士が近接して配置され、バラン７０を採用することができない場合において、特に有効である。なお、本実施形態では、垂直偏波用及び水平偏波用の両同軸給電線２０にシュペルトップ２５，２６が設けられているが、少なくとも一方の同軸給電線２０にシュペルトップが設けられていれば良い。
【００７７】
なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７８】
１  多周波共用アンテナ
１−１  第１多周波共用アンテナ
１−２  第２多周波共用アンテナ
１０  アンテナ本体
１０ａ  基板
１０ａ１  前面
１０ａ２  後面
１１  第１アンテナ素子
１１１  第１アンテナ部
１１１ａ  曲げ部
１１１ｂ  直線部
１１１ｃ  傾斜部
１１１ｃ１  接続端部
１１２  第２アンテナ部
１１２ａ  曲げ部
１１２ｂ  直線部
１１２ｃ  傾斜部
１１２ｃ１  接続端部
１２  第２アンテナ素子
１２１  第１アンテナ部
１２１ａ  曲げ部
１２１ｂ  直線部
１２２  第２アンテナ部
１２２ａ  曲げ部
１２２ｂ  直線部
１３  第３アンテナ素子
１３１  第１アンテナ部
１３１ａ  曲げ部
１３１ｂ  直線部
１３１ｂ１  中間部
１３２  第２アンテナ部
１３２ａ  曲げ部
１３２ｂ  直線部
１３２ｂ１  中間部
１５  給電点
１６  第１の線路
１７  第２の線路
２０  同軸給電線
２０ａ  内導体
２０ｂ  絶縁体
２０ｃ  外導体
２５  第１シュペルトップ
２５ａ  第１誘電体
２５ａ１  端面
２５ａ２  円筒部
２５ａ３  環状部
２５ｂ  第１導体
２５ｂ１  外壁部
２５ｂ２  底壁部
２５ｂ３  内壁部
２６  第２シュペルトップ
２６ａ  第２誘電体
２６ａ１  端面
２６ｂ  第２導体
２６ｂ１  外壁部
２６ｂ２  底壁部
３０  反射板
３０ａ  主反射板
３０ｂ  副反射板
３１  反射素子
３３  基板
３３ａ  貫通孔
４０  第１無給電素子
４１  基板
４２  支持部
４５  第２無給電素子
５０  支持部
５１  第１支持部
５２  第２支持部
５３  第３支持部
６０  アンテナ装置
７０  バラン
７１  同軸給電線
７１ａ  内導体
７１ｂ  外導体
７２  金属支柱
７３  短絡導体
７４  アンテナ素子
７５  アンテナ素子
Ｃ  中心線
Ｄ１  線路幅
Ｄ２  線路幅
Ｈ１  長さ
Ｈ２  長さ
Ｋ  仮想線
Ｌ  離反距離
Ｗｂ１  素子幅
Ｗｂ２  素子幅
Ｗｃ１  素子幅
Ｗｃ２  素子幅
【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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【図２２】
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【図２３】
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