(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の第１アンテナと、複数の前記第１アンテナの間に１以上配置された複数の第２アンテナと、を含み、前記第１アンテナは、複数の周波数に共振するよう構成された多周波共用アンテナであり、前記第２アンテナは、前記第１アンテナが共振する前記複数の周波数のうち、少なくとも最も低い周波数を除いた、残りの１又は複数の周波数に共振するよう構成されているアレイアンテナと、
複数の前記第１アンテナそれぞれの間の給電位相差を調整して、ビームのチルト角を変化させる第１位相調整部と、
複数の前記第２アンテナそれぞれの間の給電位相差を調整して、ビームのチルト角を変化させる第２位相調整部と、
前記ビームのチルト角を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、複数の前記第１アンテナそれぞれの間の給電位相差と、複数の前記第２アンテナそれぞれの間の給電位相差と、が同じになるように制御することで、前記第１アンテナが共振する前記複数の周波数のうち、前記第２アンテナにおいても共振する１又は複数の周波数のビームのチルト角と、それ以外の周波数のビームのチルト角と、を同一角度で変更させる
アンテナシステム。
【請求項２】
複数の第１アンテナと、複数の前記第１アンテナの間に１以上配置された複数の第２アンテナと、を含み、前記第１アンテナは、複数の周波数に共振するよう構成された多周波共用アンテナであり、前記第２アンテナは、前記第１アンテナが共振する前記複数の周波数のうち、少なくとも最も低い周波数を除いた、残りの１又は複数の周波数に共振するよう構成されているアレイアンテナと、
複数の前記第１アンテナそれぞれの間の給電位相差を調整して、ビームのチルト角を変化させる第１位相調整部と、
複数の前記第２アンテナそれぞれの間の給電位相差を調整して、ビームのチルト角を変化させる第２位相調整部と、
前記ビームのチルト角を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、複数の前記第１アンテナそれぞれの間の給電位相差と、複数の前記第２アンテナそれぞれの間の給電位相差と、を独立して制御することで、前記第１アンテナが共振する前記複数の周波数のうち、前記第２アンテナにおいても共振する１又は複数の周波数のビームのチルト角と、それ以外の周波数のビームのチルト角と、を異ならせる
アンテナシステム。
【請求項３】
前記第１位相調整部は、前記第１アンテナに接続された給電線路のうち、前記第１アンテナが共振する前記複数の周波数の信号に共用される部分に設けられている
請求項１又は２記載のアンテナシステム。
【請求項４】
前記第２位相調整部は、前記第２アンテナに接続された給電線路のうち、前記第２アンテナが共振する前記複数の周波数の信号が合成された状態で流れる部分に設けられている
請求項３記載のアンテナシステム。
【請求項５】
前記制御部は、前記第１アンテナが共振する前記複数の周波数のうち、前記第２アンテナにおいても共振する１又は複数の周波数のビームが、それ以外の周波数のビームよりも上方を向くように制御する
請求項２記載のアンテナシステム。
【請求項６】
前記第１アンテナは、前記第１アンテナが共振する前記複数の周波数それぞれに対応して共振する複数のアンテナ素子を備え、
前記複数のアンテナ素子として、ダイポール素子と、ループ状のアンテナ素子と、を含み、
前記ループ状のアンテナ素子は、前記第１アンテナが共振する前記複数の周波数のうち最も低い周波数で共振するアンテナ素子であり、
前記ダイポール素子は、前記ループ状のアンテナ素子の外周側に配置され、前記ループ状のアンテナ素子の内周側には非配置である
請求項１〜５のいずれか１項に記載のアレイアンテナシステム。
【請求項７】
前記第２アンテナは、前記第２アンテナが共振する前記複数の周波数それぞれに対応して共振する複数のアンテナ素子を備え、
前記複数のアンテナ素子として、ダイポール素子と、ループ状のアンテナ素子と、を含み、
前記ループ状のアンテナ素子は、前記第２アンテナが共振する前記複数の周波数のうち最も低い周波数で共振するアンテナ素子であり、
前記ダイポール素子は、前記ループ状のアンテナ素子の外周側に配置され、前記ループ状のアンテナ素子の内周側には非配置である
請求項１〜６のいずれか１項に記載のアレイアンテナシステム。
【請求項８】
前記第１アンテナが共振する前記複数の周波数のうち最も高い周波数は、前記第１アンテナが共振する前記複数の周波数のうち最も低い周波数の１．５倍以上である
請求項１〜７のいずれか１項に記載のアレイアンテナシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アレイアンテナ、及びアンテナシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体通信などでは、複数の周波数帯域が通信に使用される。このため、移動体通信用のアンテナとしては、複数の周波数に共振する多周波共用アンテナが用いられることがある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１５３９６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
アレイアンテナは、複数のアンテナを配置して構成される。アレイアンテナを構成するアンテナとして、多周波共用アンテナを採用した場合、様々な問題が生じる。例えば。多周波共用アンテナを使用すると、その多周波共用アンテナが、複数の周波数で共用されることになるため、多周波共用アンテナが共振する複数の周波数それぞれのチルト角の設定に制約が生じる。
【０００５】
また、アレイアンテナを構成する複数のアンテナの間隔が、１波長に近づくか、又は、１波長を越えると、グレーティングローブ（不要方向への放射）が発生し易くなる。したがって、グレーティングローブを抑えたい場合には、アンテナが共振する電波の波長λに応じて、アレイアンテナを構成する複数のアンテナの間隔を適切に設定する必要がある。
【０００６】
しかし、アレイアンテナを構成する複数のアンテナとして、多周波共用アンテナを採用すると、多周波共用アンテナが共振する複数の周波数のなかで相対的に高い周波数については、多周波共用アンテナの間隔が広すぎる場合がある。
つまり、多周波共用アンテナが共振する複数の周波数のなかで、相対的に高い周波数については、波長λが相対的に短く、相対的に低い周波数については波長λが相対的に長くなる。
したがって、複数の多周波共用アンテナの間隔は、相対的に低い周波数（相対的に長い波長λ）にとっては、適切であっても、相対的に高い周波数（相対的に短い波長λ）にとては、適切な間隔よりも広すぎるおそれがある。
【０００７】
この結果、多周波共用アンテナが共振する複数の周波数のなかで相対的に高い周波数については、グレーティングローブが発生し易くなる。
【０００８】
そこで、本発明は、多周波共用アンテナを用いてアレイアンテナを構成した場合における上記の問題を解消することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）本発明は、複数の第１アンテナと、複数の前記第１アンテナの間に配置された１又は複数の第２アンテナと、を含み、前記第１アンテナは、複数の周波数に共振するよう構成された多周波共用アンテナであり、前記第２アンテナは、前記第１アンテナが共振する前記複数の周波数のうち、少なくとも最も低い周波数を除いた、残りの１又は複数の周波数に共振するよう構成されているアレイアンテナである。
【００１０】
第１アンテナが共振する最も低い周波数については、適切なアンテナ間隔が最も広くなり、他の周波数については、適切なアンテナ間隔が相対的に狭くなる。そこで、少なくとも最も低い周波数を除いた残りの周波数に共振する第２アンテナを設けて、少なくとも最も低い周波数を除いた残りの周波数については、アレイアンテナを構成するアンテナ数を増やすことで、アンテナ間隔を小さくすることができる。
このため、周波数に応じて、アンテナ間隔が実質的に異なることになり、多周波共用アンテナを用いてアレイアンテナを構成した場合においても、グレーティングローブの発生を抑えることができる。
しかも、アレイアンテナを構成するアンテナとして、多周波共用アンテナである第１アンテナのほか、第２アンテナを用いることで、単一種類の多周波共用アンテナだけでアレイアンテナを構成する場合に比べて、複数の周波数それぞれのチルト角設定の制約が緩和される。
【００１１】
（２）他の観点からみた本発明は、前記（１）項記載のアレイアンテナと、複数の前記第１アンテナそれぞれの間の給電位相差を調整して、ビームのチルト角を変化させる第１位相調整部と、複数の前記第２アンテナそれぞれの間の給電位相差を調整して、ビームのチルト角を変化させる第２位相調整部と、を備え、前記第１位相調整部は、前記第１アンテナに接続された給電線路のうち、前記第１アンテナが共振する前記複数の周波数の信号に共用される部分に設けられているアンテナシステムである。
【００１２】
第１アンテナ用の位相調整部と、第２アンテナ用の位相調整部と、を設けることで、第１アンテナのビームのチルト角及び第２アンテナのビームのチルト角を調整することができる。
しかも、第１位相調整部が、第１アンテナに接続された給電線路のうち、前記第１アンテナが共振する前記複数の周波数の信号に共用される部分に設けられていることで、第１アンテナにおける複数の周波数のビームのチルト角をまとめて調整することができる。
【００１３】
（３）前記第２位相調整部は、前記第２アンテナに接続された給電線路のうち、前記第２アンテナが共振する前記複数の周波数の信号が合成された状態で流れる部分に設けられているのが好ましい。この場合、第２アンテナにおける１又は複数の周波数のビームのチルト角を調整することができる。
【００１４】
（４）前記ビームのチルト角を制御する制御部を更に備え、前記制御部は、前記給電位相差が変化するように前記第１位相調整部及び第２位相調整部を制御することで、前記第１アンテナが共振する前記複数の周波数それぞれのビームのチルト角を同一角度で変更させるのが好ましい。この場合、複数の周波数それぞれのビームのチルト角を同一角度で変更させることができる。
【００１５】
（５）前記ビームのチルト角を制御する制御部を更に備え、前記制御部は、複数の前記第１アンテナそれぞれの間の給電位相差と、複数の前記第２アンテナそれぞれの間の給電位相差と、を独立して制御することで、前記第１アンテナが共振する前記複数の周波数のうち、前記第２アンテナにおいても共振する１又は複数の周波数のビームのチルト角と、それ以外の周波数のビームのチルト角と、を異ならせるのが好ましい。この場合、第２アンテナにおいても共振する１又は複数の周波数のビームと、それ以外の周波数のビームと、で、チルト角を異ならせて、エリアを調整することができる。
【００１６】
（６）前記制御部は、前記第１アンテナが共振する前記複数の周波数のうち、前記第２アンテナにおいても共振する１又は複数の周波数のビームが、それ以外の周波数のビームよりも上方を向くように制御するのが好ましい。
【００１７】
（７）前記（１）項のアレイアンテナ又は前記（２）〜（６）のアンテナシステムにおいて、前記第１アンテナは、前記第１アンテナが共振する前記複数の周波数それぞれに対応して共振する複数のアンテナ素子を備え、前記複数のアンテナ素子として、ダイポール素子と、ループ状のアンテナ素子と、を含み、前記ループ状のアンテナ素子は、前記第１アンテナが共振する前記複数の周波数のうち最も低い周波数で共振するアンテナ素子であり、前記ダイポール素子は、前記ループ状のアンテナ素子の外周側に配置され、前記ループ状のアンテナ素子の内周側には非配置であるのが好ましい。この場合、第１アンテナを小型化することができる。
【００１８】
（８）前記（１）又は（７）のアレイアンテナ又は前記（２）〜（６）のアンテナシステムにおいて、前記第２アンテナは、前記第２アンテナが共振する前記複数の周波数それぞれに対応して共振する複数のアンテナ素子を備え、前記複数のアンテナ素子として、ダイポール素子と、ループ状のアンテナ素子と、を含み、前記ループ状のアンテナ素子は、前記第２アンテナが共振する前記複数の周波数のうち最も低い周波数で共振するアンテナ素子であり、前記ダイポール素子は、前記ループ状のアンテナ素子の外周側に配置され、前記ループ状のアンテナ素子の内周側には非配置であるのが好ましい。
【００１９】
（９）前記第１アンテナが共振する前記複数の周波数のうち最も高い周波数は、前記第１アンテナが共振する前記複数の周波数のうち最も低い周波数の１．５倍以上であるのが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、多周波共用アンテナを用いてアレイアンテナを構成した場合におけるグレーティングローブの発生を抑えることができる。また、チルト角の設定の制約も緩和できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施形態に係るアンテナシステムの構成図である。
【図２】同一チルト角制御（チルト０°）を行った場合の垂直面指向性を示すグラフである。
【図３】同一チルト角制御（チルト４°）を行った場合の垂直面指向性を示すグラフである。
【図４】同一チルト角制御（チルト８°）を行った場合の垂直面指向性を示すグラフである。
【図５】非同一チルト角制御を行った場合の垂直面指向性を示すグラフである。
【図６】非同一チルト角制御を行った場合の垂直面指向性を示すグラフである。
【図７】非同一チルト角制御を行った場合の垂直面指向性を示すグラフである。
【図８】アレイアンテナの構成図である。
【図９】アレイアンテナの構成図である。
【図１０】アレイアンテナの構成図（変形例）である。
【図１１】アレイアンテナの構成図（変形例）である。
【図１２】第２実施形態に係るアンテナシステムの構成図である。
【図１３】参考実施形態に係るアンテナシステムの構成図である。
【図１４】参考実施形態に係るアンテナシステムによって同一チルト角制御（チルト０°）を行った場合の垂直面指向性を示すグラフである。
【図１５】参考実施形態に係るアンテナシステムによって同一チルト角制御（チルト４°）を行った場合の垂直面指向性を示すグラフである。
【図１６】参考実施形態に係るアンテナシステムによって同一チルト角制御（チルト８°）を行った場合の垂直面指向性を示すグラフである。
【図１７】比較例に係るアンテナシステムである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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。
【００２３】
［１．第１実施形態（３波共用アンテナ＋２波共用アンテナ）］
図１は、第１実施形態に係るアンテナシステム１を示している。アンテナシステム１は、例えば、移動体通信システムにおける基地局におけるアンテナシステムとして用いられる。以下の説明では、アンテナシステム１は、送受信用として説明するが、送信専用又は受信専用であってもよい。
【００２４】
アンテナシステム１は、アレイアンテナ２と、位相調整部３ａ，３ｂと、周波数共用器４ａ，４ｂと、制御部５と、を備えている。アンテナシステム１は、複数の送受信機６ａ，６ｂ，６ｃに接続されている。
本実施形態では、８００ＭＨｚ用の第１送受信機６ａ、１．５ＧＨｚ用の第２送受信機６ｂ、及び、２．０ＧＨｚ用の第３送受信機６ｃの３つの送受信機がアンテナシステム１に接続されている。なお、送受信機の数は、３個に限定されるものではなく、２個でもよいし、又は４個以上であってもよい。また、各送受信機の周波数も特に限定されるものではない。
【００２５】
各送受信機６ａ，６ｂ，６ｃのアンテナ端子（図示省略）それぞれには、給電線（伝送線路）７ａ，７ｂ，７ｃが接続されている。
１．５ＧＨｚ用の第２送受信機６ｂに接続された給電線７ｂ、及び、２．０ＧＨｚ用の第３送受信機６ｃに接続された給電線７ｃが、周波数共用器（第２周波数共用器）４ｂに接続されている。周波数共用器（第２周波数共用器）４ｂは、１．５ＧＨｚの周波数及び２．０ＧＨｚの周波数の合波又は分波をする。
【００２６】
８００ＭＨｚ用の第１送受信機６ａに接続された給電線７ａ、及び、第２周波数共用器４ｂからアレイアンテナ２側に延びる給電線８ｂは、周波数共用器（第１周波数共用器）４ａに接続されている。周波数共用器（第１周波数共用器）４ａは、８００ＭＨｚの周波数、１．５ＧＨｚの周波数及び２．０ＧＨｚの周波数の合成又は分波をする。
なお、第２周波数共用器４ｂからアレイアンテナ２側に延びる給電線８ｂは、アレイアンテナ２側に延びる途中で分岐しており、分岐した一方が、第２周波数共用器４ｂに接続され、他方は、アレイアンテナ２側に延びている。
【００２７】
第１周波数共用器４ａのアレイアンテナ２側に接続された給電線（第１給電線）８ａは、３つの周波数（８００ＭＨｚ／１．５ＧＨｚ／２．０ＧＨｚ）の信号に共用される。
第２周波数共用器４ｂのアレイアンテナ２側に接続された給電線（第２給電線）８ｂは、２つの周波数（１．５ＧＨｚ／２．０ＧＨｚ）の信号に共用される。
【００２８】
アレイアンテナ２は、複数の第１アンテナ２１ａ〜２１ｆと、複数の第２アンテナ２２ａ〜２２ｅと、を有している。以下、複数の第１アンテナ２１ａ〜２１ｆそれぞれを特に区別しない場合には、単に、「第１アンテナ２１」という。また、複数の第２アンテナ２２ａ〜２２ｅそれぞれを特に区別しない場合には、単に、「第２アンテナ２２」という。
【００２９】
第１給電線８ａは、複数（６個）の第１アンテナ２１それぞれに対応して途中で分岐し、複数（６個）の第１アンテナ２１それぞれに接続されている。第２給電線８ｂは、複数（５個）の第２アンテナ２２それぞれに対応して途中で分岐し、複数（５個）の第２アンテナ２２それぞれに接続されている。
【００３０】
第１給電線８ａの中途には、第１位相調整部３ａが設けられている。第１位相調整部３ａは、複数の第１アンテナ２１ａ〜２１ｆそれぞれの給電位相を調整する。つまり、第１位相調整部３ａは、第１アンテナ２１にて送受信される８００ＭＨｚ／１．５ＧＨｚ／２．０ＧＨｚの信号の位相調整を行う。
【００３１】
第２給電線８ｂの中途には、第２位相調整部３ｂが設けられている。第２位相調整部３ｂは、複数の第２アンテナ２２ａ〜２２ｅそれぞれの給電位相を調整する。つまり、第２位相調整部３ｂは、第２アンテナ２２にて送受信される１．５ＧＨｚ／２．０ＧＨｚの信号の位相調整を行う。
【００３２】
第１位相調整部３ａは、複数（３個）の可変移相器３１ａ，３２ａ，３３ａによって構成されている。第２位相調整部３ｂも、複数（３個）の可変移相器３１ｂ，３２ｂ，３３ｂによって構成されている。
可変移相器３１ａ，３２ａ，３３ａ,３１ｂ，３２ｂ，３３ｂそれぞれは、分配型（２分配型又は３分配型）の可変移相器であり、第１給電線８ａ又は第２給電線８ｂを分岐させるとともに、分岐した複数の第１給電線８ａ又は第２給電線８ｂそれぞれを流れる信号の位相を調整することができる。なお、位相の調整は、分岐した給電線の経路長の調整によって行われる。
【００３３】
可変移相器３１ａは、２分配された経路間に、６Ｌの経路差（位相差）を形成する。可変移相器３２ａ，３３ａは、３分配された経路間に、それぞれ２Ｌの経路差（位相差）を形成する。
したがって、６個の第１アンテナ２１ａ〜２１ｆにおいて、隣接する第１アンテナ同士には、２Ｌの経路差（位相差）が形成される。
【００３４】
可変移相器３１ｂは、２分配された経路間に、６Ｄの経路差（位相差）を形成する。可変移相器３２ｂ，３３ｂは、３分配された経路間に、それぞれ２Ｄの経路差（位相差）を形成する。
したがって、５個の第２アンテナ２２ａ〜２２ｅにおいて、隣接する第２アンテナ同士には、２Ｌの経路差（位相差）が形成される。
【００３５】
複数の第１アンテナ２１及び複数の第２アンテナ２２に位相調整部３ａ，３ｂが接続されていることで、アレイアンテナ２は、フェーズドアレイアンテナとして構成されていることになり、ビームのチルト角を変化させることができる。
なお、位相調整部３ａ，３ｂは、制御部５によって制御される。詳細は後述する。
【００３６】
本実施形態において、複数の第１アンテナ２１及び複数の第２アンテナ２２は、それぞれ、多周波共用アンテナによって構成されている。
複数の第１アンテナ２１は、それぞれ、３波共用アンテナであり、８００ＭＨｚ／１．５ＧＨｚ／２．０ＧＨｚの３つの周波数に共振するよう構成されている。
第２アンテナ２２は、それぞれ、２波共用アンテナであり、１．５ＧＨｚ／２．０ＧＨｚの２つの周波数に共振するよう構成されている。
【００３７】
アレイアンテナ２は、第１アンテナ２１と第２アンテナ２２とが交互に一列に並んで構成されている。換言すると、複数の第２アンテナ２２は、複数の第１アンテナ２１それぞれの間に配置されている。なお、実施形態では、アレイアンテナ２は、複数のアンテナ２１，２２を、一次元配列して構成されているが、２次元配列して構成されていてもよい。
また、第１アンテナ２１の間に存在する第２アンテナの数は、１個に限らず、複数個であってもよい。
また、第２アンテナ２２は、複数の第１アンテナ２１の間だけに位置している必要はなく、複数の第１アンテナのうちの最上位置にある第１アンテナの上にも存在していてもよいし、複数の第１アンテナのうちの最下位置にある第１アンテナの下にも存在していてもよい。
【００３８】
本実施形態の第１アンテナ２１及び第２アンテナ２２は、それぞれ、等間隔配置されている。つまり、隣接する第１アンテナ２１及び第２アンテナ２２の間隔Ｗは、一定である。換言すると、第１アンテナ２１同士の間隔は２Ｗであり、第２アンテナ２２同士の間隔も２Ｗである。
なお、第１アンテナ２１及び第２アンテナ２２は、不等間隔で配置されていてもよい。
【００３９】
本実施形態のアレイアンテナ２は、計１１個のアンテナ２１，２２を有している。そして、１．５ＧＨｚ／２．０ＧＨｚの周波数に着目すると、１．５ＧＨｚ／２．０ＧＨｚの周波数には第１アンテナ２１及び第２アンテナ２２の双方が共振するため、１１個のアンテナ２１，２２が全て機能する。
しかし、８００ＭＨｚの周波数に着目すると、８００ＭＨｚの周波数に共振するのは第１アンテナ２１だけであるため、６個の第１アンテナ２１だけでアレイアンテナが構成されているのと等価である。
【００４０】
以下、アンテナ２１，２２間の間隔について考察する。
８００ＭＨｚの周波数に着目すると、アレイアンテナ２において、考慮すべきアンテナ間隔は、８００ＭＨｚの周波数に共振する第１アンテナ２１の間隔である２Ｗである。
ここでは、グレーティングローブの発生を抑制するための適切なアンテナ間隔２Ｗは、８００ＭＨｚの１波長を越えない値、例えば、１波長（λ８００Ｍ＝約３５６ｍｍ）の０．８倍（０．８λ８００Ｍ＝約２８５ｍｍ）以下とする。
【００４１】
第１アンテナ２１の間隔（ピッチ）である２Ｗを、０．８λ８００Ｍ（＝約２８５ｍｍ）以下になるように、例えば、２４０ｍｍに設定したとする。
なお、グレーティングローブの発生を抑制するという観点からは、アンテナの間隔は、０．８λ以下であれば、いくら小さくても良いが、実際には、隣接するアンテナ同士が接触しない程度の間隔を確保する必要があるため、間隔を狭くするのには限界がある。例えば、アンテナをダイポールアンテナで構成した場合、ダイポールアンテナは、０．５λ程度の大きさを持つため、８００ＭＨｚの場合、隣接するアンテナの間隔としては、０．５λ８００Ｍ（＝１７８ｍｍ）以上、必要となる。
【００４２】
第２アンテナ２２を無視した場合、前述のような第１アンテナ２１の間隔２Ｗ（＝２４０ｍｍ）は、１．５ＧＨｚ／２．０ＧＨｚの周波数にとっては、不適切な間隔である。
つまり、１．５ＧＨｚの周波数にとって、グレーティングローブの発生を抑制するための適切なアンテナ間隔は、１．５ＧＨｚの１波長（λ１．５Ｇ＝約２０４ｍｍ）の０．８倍（０．８λ１．５Ｇ＝約１６３ｍｍ）以下であり、第１アンテナ２１の間隔（２４０ｍｍ）は広すぎ不適切である。
また、２．０ＧＨｚの周波数にとって、グレーティングローブの発生を抑制するための適切なアンテナ間隔は、２．０ＧＨｚの１波長（λ２．０Ｇ＝約１５６ｍｍ）の０．８倍（０．８λ２．０Ｇ＝約１２５ｍｍ）以下であり、第１アンテナ２１の間隔（２４０ｍｍ）は広すぎ不適切である。
【００４３】
しかし、本実施形態では、１．５ＧＨｚ／２．０ＧＨｚの周波数については、第１アンテナ２１だけでなく、第２アンテナ２２も共振する。したがって、１．５ＧＨｚ／２．０ＧＨｚの周波数については、第１アンテナ２１同士の間隔２Ｗではなく、隣接する第１アンテナ２１と第２アンテナ２２との間隔Ｗ（１２０ｍｍ）に着目すべきことになる。
そして、隣接する第１アンテナ２１と第２アンテナ２２との間隔Ｗ（１２０ｍｍ）は、０．８λ１．５Ｇ（＝約１６３ｍｍ）以下であるとともに、０．８λ２．０Ｇ（＝約１２５ｍｍ）以下であり、１．５ＧＨｚ／２．０ＧＨｚの双方の周波数からみて、グレーティングローブの発生を抑制するための適切なアンテナ間隔となっている。
【００４４】
このように、本実施形態では、アレイアンテナ２を構成する複数のアンテナ２１，２２の間隔Ｗは、一定であるが、複数の周波数（８００ＭＨｚ／１．５ＧＨｚ／２．０ＧＨｚ）のうち、８００ＭＨｚと１．５ＧＨｚ／２．０ＧＨｚとでは、アンテナ２１，２２の間隔が、実質的には、異なったものとなっている。
これにより、複数の多周波共用アンテナ２１，２２の各段の間隔Ｗは、全ての周波数（８００ＭＨｚ／１．５ＧＨｚ／２．０ＧＨｚ）について同一であるものの、実質的には、周波数に応じた適切なアンテナ間隔（２Ｗ又はＷ）が得られ、グレーティングローブの発生を抑制することができる。
【００４５】
なお、第２アンテナ２２は、第１アンテナが共振する複数の周波数のうち少なくとも最も低い周波数を除いた残りの周波数に共振するものであればよい。したがって、第２アンテナ２２は、多周波共用アンテナである必要はなく、一つの周波数に共振する一波アンテナであってもよい。例えば、第１アンテナ２１が、８００ＭＨｚ／１．５ＧＨｚ／２．０ＧＨｚの周波数に共振するものである場合において、第２アンテナ２２を、２．０ＧＨｚの周波数に共振するものとしてもよい。
【００４６】
続いて、制御部５によるビームのチルト制御について説明する。
制御部５は、２種類の制御を実行可能である。一つ目の制御は、複数の周波数（８００ＭＨｚ／１．５ＧＨｚ／２．０ＧＨｚ）全てのビームのチルト角を同一角度で変更させる制御（同一チルト角制御）であり、二つ目の制御は、周波数によってビームのチルト角を異ならせる制御（非同一チルト角制御）である。
【００４７】
同一チルト角制御では、第１位相調整部３ａによって調整される給電位相差（第１アンテナ２１間の位相差）と、第２位相調整部３ｂによって調整される給電位相差（第２アンテナ２２間の位相差）と、が同じになるように制御（位相の同時制御）される。
同一チルト角制御では、制御部５は、チルト角を変更するため、第１位相調整部３ａによる位相差の変更と、第２位相調整部３ｂによる位相差の変更を同時に行う。また、可変移相器３１ｂによって形成される位相差（６Ｄ）は、可変移相器３１ａによって形成される位相差（６Ｌ）と同一とされ（６Ｌ＝６Ｄ）、可変移相器３２ｂ，３３ｂによって形成される位相差（２Ｄ）は、可変移相器３２ａ，３３ａによって形成される位相差（２Ｌ）と同一とされる（２Ｌ＝２Ｄ）。
【００４８】
つまり、同一チルト角制御では、Ｌ＝Ｄとなり、
第１アンテナ２１ａと第２アンテナ２２ａの位相差＝Ｌ、
第１アンテナ２１ａと第１アンテナ２１ｂの位相差＝２Ｌ、
第１アンテナ２１ａと第２アンテナ２２ｂの位相差＝３Ｌ、
第１アンテナ２１ａと第１アンテナ２１ｃの位相差＝４Ｌ、
第１アンテナ２１ａと第２アンテナ２２ｃの位相差＝５Ｌ、
第１アンテナ２１ａと第１アンテナ２１ｄの位相差＝６Ｌ、
第１アンテナ２１ａと第２アンテナ２２ｄの位相差＝７Ｌ、
第１アンテナ２１ａと第１アンテナ２１ｅの位相差＝８Ｌ、
第１アンテナ２１ａと第２アンテナ２２ｅの位相差＝９Ｌ、
第１アンテナ２１ａと第１アンテナ２１ｆの位相差＝１０Ｌ、
となるように制御される。
【００４９】
Ｌの値は、所望のチルト角に応じて決定される。チルト角は、Ｌの大きさに依存して変化し、Ｌ＝０のときは、ビームは水平方向となり、Ｌを大きくするほど、ビームを下向きにすることができる。なお、アンテナ間隔（Ｗ，２Ｗ）が不等間隔である場合には、Ｌ＝０であっても、ビームは水平方向に対して傾いたものとなる。
【００５０】
図２〜図４は、同一チルト角制御を行った結果を示している。図２〜図４において、０［ｄｅｇ］は、Ｌ＝Ｄ＝０の場合における８００ＭＨｚ（８４５ＭＨｚ）のビームのピーク方向である。また、図２〜図４に示す垂直面指向性の各グラフの横軸の右側が地上側であり、左側が天空側である。
【００５１】
Ｌ＝０の場合、図２に示すように８００ＭＨｚ（８４５ＭＨｚ）、１．５ＧＨｚ（１４６５ＭＨｚ）、及び２．０ＧＨｚ（２０２５ＭＨｚ）のすべてにおいて、チルト角＝０°となっている。
【００５２】
Ｌ＝Ｄ＝０．０１７λ８００Ｍの場合、図３に示すように、８００ＭＨｚのビームのチルト角が地上側へ４°となっているだけでなく、１．５ＧＨｚ及び２．０ＧＨｚのビームのチルト角も地上側へ４°となっている。
【００５３】
また、Ｌ＝Ｄ＝０．０１７λ８００Ｍの場合、図４に示すように、８００ＭＨｚのビームのチルト角が地上側へ８°となっているだけでなく、１．５ＧＨｚ及び２．０ＧＨｚのビームのチルト角も地上側へ８°となっている。
【００５４】
第１位相調整部３ａ及び第２位相調整部３ｂを、複数の信号が合成された状態で流れる部分に設けることで、８００ＭＨｚのビームのチルト角を調整すべく、位相差を調整するだけで、１．５ＧＨｚ及び２．０ＧＨｚのビームのチルト角も、８００ＭＨｚのビームのチルト角と同一角度で変化することを本発明者らは発見した。同一チルト角制御は、かかる発見に鑑みて創出されたものである。
同一チルト角制御では、複数の周波数についてまとめてチルト角の変更をできる。しかも、複数の周波数毎に位相差を調整する必要がなく、可変移相器の数を少なくでき、アンテナシステム１の構成も簡素化できる。
【００５５】
非同一チルト角制御では、第１位相調整部３ａによって調整される給電位相差（第１アンテナ２１の間の位相差）と、第２位相調整部３ｂによって調整される給電位相差（第２アンテナ２２間の位相差）と、が独立して制御（位相の独立制御）される。
【００５６】
つまり、非同一チルト角制御では、Ｌ≠Ｄとなり、
第１アンテナ２１ａと第１アンテナ２１ｂの位相差＝２Ｌ
第２アンテナ２２ａと第２アンテナ２２ｂの位相差＝２Ｄ
第１アンテナ２１ｂと第１アンテナ２１ｃの位相差＝２Ｌ
第２アンテナ２２ｂと第２アンテナ２２ｃの位相差＝２Ｄ
第１アンテナ２１ｃと第１アンテナ２１ｄの位相差＝２Ｌ
第２アンテナ２２ｃと第２アンテナ２２ｄの位相差＝２Ｄ
第１アンテナ２１ｄと第１アンテナ２１ｅの位相差＝２Ｌ
第２アンテナ２２ｄと第２アンテナ２２ｅの位相差＝２Ｄ
第１アンテナ２１ｅと第１アンテナ２１ｆの位相差＝２Ｌ
となるように制御される。
【００５７】
図５〜図７は、非同一チルト角制御を行った結果を示している。図５〜図７においても、０［ｄｅｇ］は、Ｌ＝Ｄ＝０の場合における８００ＭＨｚ（８４５ＭＨｚ）のビームのピーク方向である。また、図５〜図７の垂直面指向性を示す各グラフの横軸の右側が地上側であり、左側が天空側である。
【００５８】
２Ｌ＝２Ｄ＝０．０６７λ８００Ｍの場合（Ｌ＝Ｄ）、図５に示すように、８００Ｍ（８４５ＭＨｚ）、１．５ＧＨｚ（１４６５ＭＨｚ）、及び２．０ＧＨｚ（２０２５ＭＨｚ）のすべてにおいて、チルト角＝８°となっている。
【００５９】
一方、第１位相調整部３ａによる位相差２Ｌ＝０．０６７λ８００Ｍとし、第２位相調整部３ｂによる位相差２Ｄ＝０．０１６λ８００Ｍとした場合（Ｌ≠Ｄ）、図６に示すように、８００ＭＨｚについては、図５と同様に、チルト角＝８°となっているのに対し、１．５ＧＨｚ及び２．０ＧＨｚについては、チルト角＝７°となっており、８００ＭＨｚよりもビームが上向きとなっている。
【００６０】
このように、位相差Ｄを、位相差Ｌよりも小さくすることで、第１アンテナ２１及び第２アンテナ２２にて送受信される１．５ＧＨｚ及び２．０ＧＨｚの周波数のビームは、第１アンテナ２１だけで送受信される８００ＭＨｚの周波数のビームよりも上向きとなる。相対的に高い周波数の電波は、減衰しやすいため、相対的に低い周波数よりもビームを上向きにしておくことで、電波の到達可能範囲を広くすることができる。
【００６１】
また、第１位相調整部３ａによる位相差２Ｌ＝０．０６７λ８００Ｍとし、第２位相調整部３ｂによる位相差２Ｄ＝０．００４６λ８００Ｍとして、Ｄを更に小さくした場合、図７に示すように、８００ＭＨｚについては、図５と同様に、チルト角＝８°となっているのに対し、１．５ＧＨｚについては、チルト角＝６．５°となっている。また、２．０ＧＨｚについては、−１．５°と９．５°の２方向にてピークが生じる。
【００６２】
１．５ＧＨｚと２．０ＧＨｚについては、位相が独立して調整された第１アンテナ２１及び第２アンテナ２２双方からのビームがあるため、両アンテナ２１，２２のビームを合成したものが、各周波数のビームとなる。
図６の１．５ＧＨｚ及び２．０ＧＨｚならびに図７の１．５ＧＨｚの場合、両アンテナ２１，２２のビームそれぞれの向きが比較的近いため、合成されたビームのピークは一つとなる。これに対し、図７の２．０ＧＨｚの場合、両アンテナ２１，２２のビームそれぞれの向きが比較的離れているため、合成されたビームのピークは二つとなる。
【００６３】
つまり、ＬとＤの差を十分に大きくすることで、第１アンテナ２１及び第２アンテナの双方が共振する周波数については、ビームのピークを二つに分けることができる。また、アンテナ２１，２２の種類を３以上にすることで、ビームのピークを三以上に分けることもできる。
【００６４】
同一周波数のビームのピークを複数に分けることで、同一周波数のビームを、アンテナからの水平方向距離が異なる位置、又は、アンテナからの垂直方向距離が異なる位置に、向けることができる。例えば、同一周波数のビームを、地面側を狙った下方、及び、高層ビルなどを狙った上方それぞれに対して、ビーム形成することができる。
なお、ビームのピークを複数の方向に指向させるという着想は、第１アンテナ２１及び第２アンテナ２２が多周波共用アンテナではない場合にも利用することができる。
【００６５】
図８は、水平偏波用のアレイアンテナ２を構成する第１アンテナ２１ａ，２１ｂ及び第２アンテナ２２ａの具体例を示している。なお、図８において、アレイアンテナ２を構成する他のアンテナ（第１アンテナ２１ｃ〜２１ｆ及び第２アンテナ２２ｂ〜２２ｅ）については、図示省略したが、図８に示す第１アンテナ及び第２アンテナと同様である。
【００６６】
３波共用アンテナである第１アンテナ２１ａ，２１ｂは、複数のアンテナ素子（放射素子）１１，１２，１３を有するアンテナ本体１０、複数のアンテナ素子１１，１２，１３を有するアンテナ本体１０の給電点１５へ給電する給電部２０を備えている。アンテナ本体１０の背後には、反射板３０が設けられている。なお、給電部２０は、給電線８ａ，８ｂに接続されており、反射板３０の背後から反射板３０を貫通して、給電点１５に至るように配置される。
【００６７】
複数のアンテナ素子１１，１２，１３としては、８００ＭＨｚ、１．５ＧＨｚ、２．０ＧＨｚの３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。
【００６８】
複数のアンテナ素子１１，１２，１３のうち、最も低い周波数（８００ＭＨｚ）に対応した第１アンテナ素子１１は、ループ状のアンテナ素子（ループアンテナ素子）として形成されている。このループアンテナ素子１１は、１波長ループアンテナである。つまり、第１アンテナ素子１１の周長（ループ１周分の長さ）は、８００ＭＨｚの約１波長（λ８００Ｍ＝３５６ｍｍ）分の長さを有している。
図示のループアンテナ素子１１は、矩形状のループとして形成されており、短辺１１ａの長さが６０ｍｍ、長辺１１ｂの長さが１１８ｍｍに設定されている。
なお、ループアンテナ素子１１の具体的形状やその寸法は、特に限定されるものではなく、円形状又は楕円状のループなどの他の形状を採用することもできる。
【００６９】
アンテナ本体１０は、ループアンテナ素子である第１アンテナ素子１１の内側（第１アンテナ素子１１のほぼ中央）に、給電点１５を有している。給電点１５には、給電部（給電線）２０が接続される。図示の給電線２０は、平行２線タイプであるが、同軸ケーブルなどであってもよい。なお、給電部２０では、複数の周波数の信号が、混在した状態で流れる。
アンテナ本体１０を構成するアンテナ素子１１，１２，１３、給電点１５、及び後述の線路１６は、平面状の基板上に形成されている。
【００７０】
第１アンテナ２１ａ，２１ｂにおいて、複数のアンテナ素子１１，１２，１３における他のアンテナ素子である第２及び第３アンテナ素子１２，１３は、ダイポール素子として形成されている。
【００７１】
第２アンテナ素子１２は、１．５ＧＨｚの周波数に対応したものである。第２アンテナ素子１２は、ループアンテナ素子１１である第１アンテナ素子１１の両側（上下）に対をなして配置されている。ダイポール素子である第２アンテナ素子１２は、その長手方向長さ（素子長）が、１．５ＧＨｚの波長（λ１．５Ｇ）の約１／２（＝λ１．５Ｇ／２＝１０２ｍｍ）である。
【００７２】
第３アンテナ素子１３は、２．０ＧＨｚの周波数に対応したものである。第３アンテナ素子１３も、第１アンテナ素子１１の両側に対をなして配置されている。ダイポール素子である第３アンテナ素子１３は、その長手方向長さ（素子長）が、２．０ＧＨｚの波長（λ２．０Ｇ）の約１／２（＝λ２．０Ｇ／２＝７８ｍｍ）である。
第３アンテナ素子１３は、ループ状の第１アンテナ素子１１と、ダイポール素子である第２アンテナ素子１２との間に配置されている。
【００７３】
アンテナ本体１０は、給電点１５から各アンテナ素子１１，１２，１３に向けて延び、各アンテナ素子１１，１２，１３に接続される線路１６を備えている。線路１６は、給電点１５を起点として、アンテナ本体１０の最外に位置する対の第２アンテナ素子１２，１２それぞれにまで至る。本実施形態の線路１６は、直線状に形成されている。
線路１６の全長（一方の第２アンテナ素子１２から他方の第２アンテナ素子１２までの長さ＝第２アンテナ素子１２，１２の素子間隔）は、λ１．５Ｇ／２＝１０２ｍｍである。なお、給電点１５から一方の第２アンテナ素子１２までの長さ、及び、給電点１５から他方の第２アンテナ素子１２までの長さは、λ１．５Ｇ／４＝５１ｍｍである。
【００７４】
対の第３アンテナ素子１３は、それぞれ、線路１６上における、給電点１５からλ２．０Ｇ／４＝４２ｍｍの位置に設けられている。つまり、一方の第３アンテナ素子１３から他方の第３アンテナ素子１３までの長さ（第３アンテナ素子１３，１３の素子間隔）は、λ２．０Ｇ／２＝８４ｍｍである。
【００７５】
ループ状の第１アンテナ素子１１は、複数のダイポール素子１２，１３のうち最も高い周波数（２．０ＧＨｚ）に対応した対の第３アンテナ素子１３，１３の間に設けられている。
対の第３アンテナ素子１３，１３の間に設けられている矩形ループ状の第１アンテナ素子１１は、その矩形短辺１１ａに沿った方向と、線路１６の長手方向と、が一致するように形成されている。そして、矩形短辺１１ａの長さは、前述のように６０ｍｍである。
なお、線路１６の長手方向に沿ってみたときに、給電点１５からループ状の第１アンテナ素子１１における対向する２点１６ｃ，１６ｃそれぞれまでの距離は、矩形状ループの短辺の長さの１／２＝３０ｍｍに等しい。
【００７６】
第１アンテナ２１のアンテナ本体１０の全体の大きさは、線路１６の長手方向（垂直方向）に関しては、線路１６の全長（第２アンテナ素子１２，１２の素子間隔＝λ１．５Ｇ／２＝１０２ｍｍ）で規定され、線路１６の長手方向に直交する方向に関しては、矩形ループ状の第１アンテナ素子１１の長辺長さ（＝１１８ｍｍ）で規定される。
【００７７】
仮に、８００ＭＨｚ、１．５ＧＨｚ、２．０ＧＨｚの３つの周波数用のアンテナ素子をすべてダイポール素子で構成した場合、図８における対の１．５ＧＨｚ用ダイポール素子（第２アンテナ素子）１２，１２のさらに両外側（上下）に、８００ＭＨｚ用ダイポール素子を設ける必要がある。
したがって、線路１６の全長は、対をなす８００ＭＨｚ用ダイポール素子同士の間隔に等しくなる。その間隔は、λ８００Ｍ／２＝１７８ｍｍとなる。
また、８００ＭＨｚ用ダイポール素子の素子長は、λ８００Ｍ／２＝１７８ｍｍであり、複数のダイポール素子の中で最も長くなる。
したがって、多周波共用アンテナである第１アンテナ２１ａ，２１ｂが大型化する。
【００７８】
その結果、複数のアンテナ素子をすべてダイポール素子で構成した多周波共用アンテナの場合、第１アンテナ２１ａ，２１ｂの間隔（ピッチ）２Ｗ＝２４０ｍｍとしても、第１アンテナ２１ａ，２１ｂ間に第２アンテナ２２ａを配置するためのスペースは、６２ｍｍ（＝２４０ｍｍ−１７８ｍｍ）しか残らず、第２アンテナ２２ａの設置が困難となる。
【００７９】
これに対し、図８に示す第１アンテナ２１ａ，２１ｂでは、複数のアンテナ素子をすべてダイポール素子で構成した多周波共用アンテナの場合において、その大きさを規定することとなる８００ＭＨｚ用のダイポール素子を廃止したため、小型化されている。
つまり、大型化の原因となる最小周波数（ここでは、８００ＭＨｚ）用のアンテナ素子１１として、第１アンテナ２１ａ，２１ｂでは、ダイポール素子ではなく、ループアンテナを用い、ダイポール素子１２，１３の内側に配置した。
これにより、線路１６の長手方向両端に位置するはずの８００ＭＨｚ用ダイポール素子が存在しない分、線路１６の長手方向におけるアンテナ本体１０の大きさ（１０２ｍｍ）を小さくでき、第２アンテナ２２ａを配置するのが容易となる。
【００８０】
２波共用アンテナである第２アンテナ２２ａも、複数のアンテナ素子（放射素子）１２，１３を有するアンテナ本体１０、複数のアンテナ素子１２，１３を有するアンテナ本体１０の給電点１５へ給電する給電部２０を備えている。
複数のアンテナ素子１２，１３としては、１．５ＧＨｚ、２．０ＧＨｚの２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。
２波共用アンテナである第２アンテナ２２ａは、３波共用アンテナである第１アンテナ２１ａ，２１ｂから、ループアンテナ素子である第１アンテナ素子１１を除いたものに相当する。
【００８１】
つまり、第２アンテナ２２ａは、１．５ＧＨｚの周波数に対応したアンテナ素子（第ポール素子）１２と、２．０ＧＨｚの周波数に対応したアンテナ素子（ダイポール素子）１３と、を備えて構成されている。
第２アンテナ２２ａは、第１アンテナ２１ａ，２１ｂから、最内側の第１アンテナ素子１１を除いたものであるので、全体の大きさは、第１アンテナ２１ａ，２１ｂと同様である。
第２アンテナ２２ａに関し、説明を省略した点については、第１アンテナ２１ａ，２１ｂと同様である。
【００８２】
なお、図９に示すように、第１アンテナ２１ａ，２１ｂ及び第２アンテナ２２ａを、給電点１５を中心に９０°回転させることで、垂直偏波用のアレイアンテナ２を構成することもできる。
また、図８のアレイアンテナ２及び図９のアレイアンテナ２を組み合わせることで、水平偏波及び垂直偏波に対応したアレイアンテナを構成することができる。
【００８３】
図１０は、図８に示す第２アンテナ２２ａにおいて、１．５ＧＨｚに対応したアンテナ素子１２を、ダイポール素子ではなく、ループアンテナ素子として形成したものである。
このループアンテナ素子１２は、１波長ループアンテナである。つまり、ループアンテナ素子１２の周長（ループ１周分の長さ）は、１．５ＧＨｚの約１波長（λ１．５Ｇ＝２０４ｍｍ）分の長さを有している。
図示のループアンテナ素子１２は、矩形状のループとして形成されており、短辺１１ａの長さが３５ｍｍ、長辺１２ｂの長さが６７ｍｍに設定されている。
なお、ループアンテナ素子１２の具体的形状やその寸法は、特に限定されるものではなく、円形状又は楕円状のループなどの他の形状を採用することもできる。
【００８４】
図１０において、２．０ＧＨｚの周波数に対応したアンテナ素子１３は、ダイポール素子として形成されている。アンテナ素子１３は、ループアンテナ素子１２の両側に対をなして配置されている。ダイポール素子であるアンテナ素子１３は、その長手方向長さ（素子長）が、２．０ＧＨｚの波長（λ２．０Ｇ）の約１／２（＝λ２．０Ｇ／２＝７８ｍｍ）である。
第２アンテナ２２ａの線路１６の全長（一方のアンテナ素子１３から他方のアンテナ素子１３までの長さ＝アンテナ素子１３，１３の素子間隔）は、λ２．０Ｇ／２＝８４ｍｍである。
したがって、図１０では、第２アンテナ２２ａも小型化されており、第１アンテナ２１ａ，２１ｂの間に配置することがさらに容易となっている。
【００８５】
なお、図１１に示すように、図１０に示す第１アンテナ２１ａ，２１ｂ及び第２アンテナ２２ａを、給電点１５を中心に９０°回転させることで、垂直偏波用のアレイアンテナ２を構成することもできる。
また、図１０のアレイアンテナ２及び図１１のアレイアンテナ２を組み合わせることで、水平偏波及び垂直偏波に対応したアレイアンテナを構成することができる。
【００８６】
［２．第２実施形態（２波共用アンテナ＋１波アンテナ）］
図１２は、第２実施形態として、アレイアンテナ２を構成する第１アンテナ２１を、２波共用アンテナ（８００ＭＨｚ／２．０ＧＨｚ）とし、第２アンテナ２２を、１波アンテナ（２．０ＧＨｚ）としたものを示している。
第２実施形態では、第１アンテナ２１の間には、二つの第２アンテナ２２が設けられている。
【００８７】
第２実施形態においても、第２アンテナ２２は、第１アンテナが共振する複数の周波数（８００ＭＨｚ／２．０ＧＨｚ）のうち、最も低い周波数（８００ＭＨｚ）を除いた残りの周波数（２．０ＧＨｚ）に共振するよう構成されている。
また、第２実施形態においても、第１実施形態と同様の位相調整を行うことができる。
【００８８】
なお、第２実施形態において、２．０ＧＨｚに代えて、１．５ＧＨｚを採用してもよい。すなわち、第２アンテナ２２は、第１アンテナが共振する複数の周波数（８００ＭＨｚ／１．５ＧＨｚ）のうち、最も低い周波数（８００ＭＨｚ）を除いた残りの周波数（１．５ＧＨｚ）に共振するよう構成してもよい。
【００８９】
［３．参考実施形態（チルト制御）］
図１３は、アンテナシステム１のアレイアンテナ２を、１種類の多周波共用アンテナ（３波共用アンテナ；第１アンテナ）２１だけで構成したものを示している。
【００９０】
前述の同一チルト角制御は、第１実施形態のように、アレイアンテナ２を、２種類の多周波共用アンテナ２１，２２によって構成した場合だけでなく、参考実施形態のように、アレイアンテナ２を、１種類の多周波共用アンテナ２１によって構成した場合でも、実行可能であり、図２〜図４と同様の結果が得られることを、本発明者らは見出した。
【００９１】
つまり、隣接する多周波共用アンテナ２１間の位相差Ｌ＝０の場合、図１４に示すように８００ＭＨｚ（８４５ＭＨｚ）、１．５ＧＨｚ（１４６５ＭＨｚ）、及び２．０ＧＨｚ（２０２５ＭＨｚ）のすべてにおいて、チルト角＝０°となっている。
【００９２】
そして、Ｌ＝Ｄ＝０．０１７λ８００Ｍの場合、図１５に示すように、８００ＭＨｚのビームのチルト角が地上側へ４°となっているだけでなく、１．５ＧＨｚ及び２．０ＧＨｚのビームのチルト角も地上側へ４°となっている。
【００９３】
また、Ｌ＝Ｄ＝０．０１７λ８００Ｍの場合、図１６に示すように、８００ＭＨｚのビームのチルト角が地上側へ８°となっているだけでなく、１．５ＧＨｚ及び２．０ＧＨｚのビームのチルト角も地上側へ８°となっている。
【００９４】
参考実施形態においても、第１位相調整部３ａが、複数の周波数の信号が合成された状態で流れる部分に設けられていることで、位相差を調整すると、８００ＭＨｚ、１．５ＧＨｚ及び２．０ＧＨｚ全てのビームのチルト角が、同一角度で変化する。
チルト角は、アンテナ２１間の位相差Ｌに依存して決まるため、複数の周波数の信号が合成された状態で流れる部分において位相差を調整することで、複数の周波数全てのチルト角を調整できる。
【００９５】
ここで、複数の周波数それぞれのチルト角を制御しようとする場合、図１７に示すように、各周波数用のアンテナ２１，２２，２３を設けておき、複数の周波数毎に位相差を調整するための位相調整部（可変移相器）３ａ，３ｂ，３ｃを設けることが考えられる。
【００９６】
しかし、多周波共用アンテナ２１を用いるとともに、複数の周波数の信号を周波数共用器４ａにてまとめておくと、複数の周波数の信号が合成された状態で流れる部分において位相差を調整することができ、複数の周波数毎に個別に位相差を調整しなくても、複数の周波数全てのチルト角を同一角度で調整することができる。したがって、図１７のように、アンテナシステムの構成を複雑にすることなく、簡易な構成で、複数の周波数全てのチルト角を調整することができる。
【００９７】
しかも、多周波共用アンテナ２１が共振する複数の周波数のうち、最も高い周波数（２．０ＧＨｚ）が、最も低い周波数（８００ＭＨｚ）の１．５倍以上の周波数（より好ましくは、２倍以上の周波数）であることで、多様な周波数への対応が可能となる。
【００９８】
［４．付記］
［４．１  付記１］
本発明に関して、今回開示された実施の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。
【００９９】
［４．２  付記２］
ビームを複数の方向に指向させることができるアンテナシステムの構成は次の通りである。アンテナシステムは、複数の第１アンテナと、前記複数の第１アンテナの間に配置された１又は複数の第２アンテナと、を含むアレイアンテナを備え、複数の前記第１アンテナそれぞれの間の給電位相差と、複数の前記第２アンテナそれぞれの間の給電位相差と、が異なっていることで、前記アレイアンテナにおけるビームが複数の方向に指向している。
【０１００】
［４．３  付記３］
アレイアンテナのチルト角制御に関する発明は、次のとおりである。アンテナシステムは、複数のアンテナを有するアレイアンテナと、前記複数のアンテナそれぞれの間の給電位相差を調整して、ビームのチルト角を変化させる位相調整部と、を備え、前記複数のアンテナは、それぞれ、複数の周波数に共振するよう構成された多周波共用アンテナであり、前記位相調整部は、前記多周波共用アンテナに接続された給電線路のうち、前記複数の周波数の信号に共用される部分に設けられている。
【０１０１】
前記ビームのチルト角を制御する制御部を更に備え、前記制御部は、前記給電位相差が変化するように前記位相調整部を制御することで、前記複数の周波数それぞれのビームのチルト角を同一角度で変更させるのが好ましい。
【０１０２】
また、アンテナシステムにおけるビームのチルトを制御する方法において、前記アンテナシステムは、複数のアンテナを有するアレイアンテナと、前記複数のアンテナ間の給電位相差を調整して、ビームのチルト角を変化させる位相調整部と、を備え、前記複数のアンテナは、それぞれ、複数の周波数に共振するよう構成された多周波共用アンテナであり、前記多周波共用アンテナに接続された給電線路のうち前記複数の周波数の信号に共用される部分で、給電位相差を調整することで、前記複数の周波数それぞれのビームのチルト角を同一角度で変更させる。
【符号の説明】
【０１０３】
１  アンテナシステム
２  アレイアンテナ
３ａ  第１位相調整部
３ｂ  第２位相調整部
４ａ  第１周波数共用器
４ｂ  第２周波数共用器
５  制御部
６ａ，６ｂ，６ｃ  送受信機
７ａ，７ｂ，７ｃ  給電線
８ａ，８ｂ  給電線
１１  第１アンテナ素子
１２  第２アンテナ素子
１３  第３アンテナ素子
２１ａ〜２１ｆ  第１アンテナ（多周波共用アンテナ）
２２ａ〜２２ｅ  第２アンテナ（多周波共用アンテナ）
３１ａ，３２ａ，３３ａ  可変移相器
３１ｂ，３２ｂ，３３ｂ  可変移相器
【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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