(57)【要約】【課題】信号の伝送線路における損失を低く抑えることができ、かつ小型化が可能なアンテナ装置を提供する。【解決手段】周波数共用アンテナ装置１は、第１のグランド板４１と第２のグランド板４２との間、及び第２のグランド板４２と第３のグランド板４３との間にそれぞれ第１の中心導体５１及び第２の中心導体５２を挟んでなるトリプレート構造の伝送線路１００と、伝送線路１００によって分配された高周波信号を送信可能な複数のアンテナ素子１５とを備え、第１乃至第３のグランド板４１〜４３が互いに平行に積層する。
2016009470.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数対の板状導体の間にそれぞれ中心導体を挟んでなるトリプレート構造の伝送線路と、前記伝送線路によって分配された高周波信号を送信可能な複数のアンテナ素子とを備え、
前記複数対の板状導体が互いに平行に積層された、
アンテナ装置。
【請求項２】
前記複数対の板状導体として、第１乃至第３の板状導体を備え、
前記第１の板状導体と前記第２の板状導体との間、及び前記第２の板状導体と前記第３の板状導体との間に、それぞれ前記中心導体が配置された、
請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記複数対の板状導体として、第１乃至第４の板状導体を備え、
前記第１の板状導体と前記第２の板状導体との間、前記第２の板状導体と前記第３の板状導体との間、及び前記第３の板状導体と前記第４の板状導体との間に、それぞれ前記中心導体が配置された、
請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記複数対の板状導体のうち一対の板状導体と当該一対の板状導体の間に配置された前記中心導体との間に可動式の誘電体が配置され、
前記可動式の誘電体は、前記中心導体に対して移動することで、前記複数のアンテナ素子に分配される前記高周波信号の位相を変化させることが可能な移相器を構成する、
請求項１乃至３の何れか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記複数のアンテナ素子は、前記複数対の板状導体のうち最外層に位置する１つの板状導体に固定された、
請求項１乃至４の何れか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記複数のアンテナ素子は、前記複数対の板状導体のうち最外層に位置する１つの板状導体に固定され、
前記可動式の誘電体を移動させる移動機構が、前記複数対の板状導体のうち前記アンテナ素子が固定された前記１つの板状導体とは反対側の最外層における板状導体を前記可動式の誘電体との間に挟んで配置された、
請求項４に記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記伝送線路、前記複数のアンテナ素子、及び前記移動機構が、円筒状のレドーム内に配置され、
前記複数対の板状導体は、前記レドームの中心軸方向に長手方向を有する長板状である、
請求項１乃至６の何れか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項８】
前記中心導体は、誘電体からなる基板の表面に設けられた金属箔によって形成され、
前記基板が、当該基板を挟んで対をなす前記板状導体の間に支持された、
請求項１乃至７の何れか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項９】
前記板状導体を挟んで配置された前記中心導体同士が、当該板状導体に形成された挿通孔に挿通された軸状の接続部材によって電気的に接続された、
請求項１乃至８の何れか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
前記板状導体に形成された前記挿通孔に挿通され、前記接続部材を保持する絶縁材料からなる筒状の保持部材をさらに備えた、
請求項９に記載のアンテナ装置。
【請求項１１】
前記保持部材は、前記接続部材を保持する保持孔が形成された大径筒部及び小径筒部を有し、前記大径筒部と前記小径筒部との間の段差面が前記板状導体に対向する、
請求項１０に記載のアンテナ装置。
【請求項１２】
前記接続部材の前記板状導体に対する傾きが前記保持部材によって３°以内に規制されている、
請求項１０又は１１に記載のアンテナ装置。
【請求項１３】
前記接続部材の近傍に、前記板状導体間を電気的に接続する複数の接地導体が、前記接続部材を囲むように配置された、
請求項９乃至１２の何れか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項１４】
前記複数の接地導体のうち少なくとも１つの接地導体と前記接続部材との間の距離が３．０ｍｍ以下である、
請求項１３に記載のアンテナ装置。
【請求項１５】
前記接続部材によって接続された前記中心導体の端部を収容する切り欠きが形成され、前記板状導体に接触して固定された導電性金属からなる金具をさらに備えた、
請求項９に記載のアンテナ装置。
【請求項１６】
前記中心導体は、前記金具の前記切り欠きに収容される部分における導体幅が他の部分における導体幅よりも狭く形成された、
請求項１５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、アンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一対の板状導体の間に中心導体を挟んでなるトリプレート構造の伝送線路と、この伝送線路によって分配された高周波信号を送信可能な複数のアンテナ素子とを備えたアンテナ装置が知られている（特許文献１参照）。【０００３】
特許文献１に記載のアンテナ装置は、板状の第１外部導体と、第１外部導体から所定間隔を隔てて配置された板状の第２外部導体と、第１外部導体及び第２外部導体の間に配置された線状の中心導体と、複数（８つ）のアンテナ素子とを備えている。中心導体は、入力側から順次分岐して出力側において８つの端子に分かれ、それぞれの端子にアンテナ素子が接続されている。そして、入力側に高周波信号が供給されると、複数のアンテナ素子からその高周波信号に応じた電波が放射される。【０００４】
このように、高周波信号の分配線路をトリプレート線路によって構成することで、例えば同軸ケーブルを用いた場合に比較して、誘電体損失を低減できると共に、線路構成や組み付け作業を簡潔にすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１１０５５７号公報（図５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、例えば携帯電話機用の基地局アンテナでは、複数の周波数帯に対応することが必要となっている。また、電波の指向性を調節するため、信号の位相を変化させることができる移相器を設けることが要請される場合もある。【０００７】
このように、構成が複雑化するアンテナ装置の分配線路を、上記のように一対の外部導体の間に中心導体を挟んでなるトリプレート線路によって構成すると、外部導体の面積が大きくなり、ひいてはアンテナ装置の大型化を招来してしまう。【０００８】
そこで、本発明は、高周波信号の伝送線路にトリプレート構造を採用しながら、大型化を抑制することが可能な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】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決することを目的として、複数対の板状導体の間にそれぞれ中心導体を挟んでなるトリプレート構造の伝送線路と、前記伝送線路によって分配された高周波信号を送信可能な複数のアンテナ素子とを備え、前記複数対の板状導体が互いに平行に積層された、アンテナ装置を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るアンテナ装置によれば、高周波信号の伝送線路にトリプレート構造を採用しながら、大型化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１Ａ】第１周波数帯の水平偏波を送信することが可能な第１送信部の構成例を示す概略構成図である。
【図１Ｂ】第１周波数帯の垂直偏波を送信することが可能な第２送信部の構成例を示す概略構成図である。
【図１Ｃ】第２周波数帯の水平偏波を送信することが可能な第３送信部の構成例を示す概略構成図である。
【図１Ｄ】第２周波数帯の垂直偏波を送信することが可能な第４送信部の構成例を示す概略構成図である。
【図２】周波数共用アンテナ装置の外観を示す外観斜視図である。
【図３】周波数共用アンテナ装置のレドームの内部を示す構成図である。
【図４】第３のグランド板上に配置された複数のアンテナ素子を示す全体図である。
【図５】第３のグランド板上に配置された複数のアンテナ素子を示す部分斜視図である。
【図６】第１の中心導体の一部を示す斜視図である。
【図７】第２の中心導体の一部を示す斜視図である。
【図８Ａ】伝送線路の組み付け前における第１乃至第３のグランド板４１〜４３の固定構造及び第１乃至第２の基板の支持構造を説明する説明図である。
【図８Ｂ】伝送線路の組み付け後における第１乃至第３のグランド板４１〜４３の固定構造及び第１乃至第２の基板の支持構造を説明する説明図である。
【図９】第１の中心導体と第２の中心導体との接続構造を示す概略図である。
【図１０Ａ】接続ピンを保持する保持部材を示す上面図、側面図、及び下面図である。
【図１０Ｂ】保持部材の斜視図である。
【図１１Ａ】接続ピンが保持部材の保持孔内で傾斜した状態を示す断面図である。
【図１１Ｂ】接続ピンの第２のグランド板に対する傾斜角θと、この接続ピンを介して伝搬する信号の位相ずれとの関係を示すグラフである。
【図１２】移相器を示す平面図である。
【図１３】移相器を示す斜視図である。
【図１４】移相器及びその周辺部を示す断面図である。
【図１５】第１及び第２の誘電体板を移動させる移動機構を示す斜視図である。
【図１６】第１の基板に対して垂直な方向から見た接続ピンと金属スペーサとの位置関係を示す模式図である。
【図１７】複数の金属スペーサが接続ピンの近傍に配置された場合の電流密度の分布を示す分布図である。
【図１８】比較例として、接続ピンの近傍に１つの金属スペーサが配置された場合の電流密度の分布を示す分布図である。
【図１９Ａ】接地金具を示す上面図、側面図、正面図、及び下面図である。
【図１９Ｂ】接地金具の斜視図である。
【図２０】接地金具が第１グランド板と第３グランド板との間に配置された状態を示す概略図である。
【図２１Ａ】図２０のＡ−Ａ線断面図である。
【図２１Ｂ】図２０のＢ−Ｂ線断面図である。
【図２２】本発明の第２の実施の形態に係る周波数共用アンテナを示す構成図である。
【図２３】周波数共用アンテナにおける伝送線路の一部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［第１の実施の形態］
以下、本発明のアンテナ装置の一態様としての周波数共用アンテナ装置の第１の実施の形態を、図面を参照して説明する。この周波数共用アンテナ装置は、携帯電話機用の基地局アンテナとして用いられる。なお、以下の説明では、本実施の形態に係る周波数共用アンテナ装置を高周波信号の送信に用いる場合について説明するが、この周波数共用アンテナ装置を受信のために用いることも可能である。
【００１３】
（周波数共用アンテナ装置の機能構成）
図１Ａ〜図１Ｄは、本実施の形態に係る周波数共用アンテナ装置の機能構成を示す概略図である。この周波数共用アンテナ装置は、１．５〜２ＧＨｚ帯の水平偏波及び垂直偏波、ならびに７００〜８００ＭＨｚ帯の水平偏波及び垂直偏波の各高周波信号を送信することが可能である。以下、１．５〜２ＧＨｚ帯を第１周波数帯とし、７００〜８００ＭＨｚ帯を第２周波数帯とする。
【００１４】
図１Ａは第１周波数帯の水平偏波を送信することが可能な第１送信部１Ａの構成例を示す概略構成図である。この第１送信部１Ａは、図略の同軸ケーブルの芯線が接続される端子部１０Ａに入力された信号を複数（本実施の形態では１４個）の第１水平偏波アンテナ素子１５Ａに分配するように構成されている。
【００１５】
具体的には、第１送信部１Ａは、端子部１０Ａに入力された信号を分配する第１分配線路１１Ａと、第１分配線路１１Ａによって分配された信号をさらに分配する第２分配線路１２Ａと、第２分配線路１２Ａによって分配された信号をさらに分配する第３分配線路１３Ａと、第３分配線路１３Ａによって分配された信号をさらに分配する第４分配線路１４Ａとを備えている。
【００１６】
また、第１分配線路１１Ａと第２分配線路１２Ａとの間、及び第２分配線路１２Ａと第３分配線路１３Ａとの間には、それぞれ複数の移相器２０が設けられている。この移相器２０によって信号の位相を変化させることにより、複数の第１水平偏波アンテナ素子１５Ａから放射される電波の指向性を調節することが可能である。移相器２０の構成については後述する。
【００１７】
またさらに、第２分配線路１２Ａ又は第３分配線路１３Ａと第４分配線路１４Ａとは、後述する接続部材としての接続ピン３０によって接続されている。
【００１８】
図１Ｂは、第１周波数帯の垂直偏波を送信することが可能な第２送信部１Ｂの構成例を示す概略構成図である。この第２送信部１Ｂは、第１送信部１Ａと同様に構成されている。すなわち、第２送信部１Ｂは、図略の同軸ケーブルの芯線が接続される端子部１０Ｂに入力された信号を複数（本実施の形態では１４個）の第１垂直偏波アンテナ素子１５Ｂに分配するように構成されている。
【００１９】
具体的には、第２送信部１Ｂは、端子部１０Ｂに入力された信号を分配する第１分配線路１１Ｂと、第１分配線路１１Ｂによって分配された信号をさらに分配する第２分配線路１２Ｂと、第２分配線路１２Ｂによって分配された信号をさらに分配する第３分配線路１３Ｂと、第３分配線路１３Ｂによって分配された信号をさらに分配する第４分配線路１４Ｂとを備え、第１分配線路１１Ｂと第２分配線路１２Ｂとの間、及び第２分配線路１２Ｂと第３分配線路１３Ｂとの間には、それぞれ移相器２０が設けられている。また、第２分配線路１２Ｂ又は第３分配線路１３Ｂと第４分配線路１４Ｂとは、接続ピン３０によって接続されている。
【００２０】
図１Ｃは、第２周波数帯の水平偏波を送信することが可能な第３送信部１Ｃの構成例を示す概略構成図である。この第３送信部１Ｃは、図略の同軸ケーブルの芯線が接続される端子部１０Ｃに入力された信号を複数（本実施の形態では１０個）の第２水平偏波アンテナ素子１５Ｃに分配するように構成されている。
【００２１】
具体的には、第３送信部１Ｃは、端子部１０Ｃに入力された信号を分配する第１分配線路１１Ｃと、第１分配線路１１Ｃによって分配された信号をさらに分配する第２分配線路１２Ｃと、第２分配線路１２Ｃによって分配された信号をさらに分配する第３分配線路１３Ｃと、第３分配線路１３Ｃによって分配された信号をさらに分配する第４分配線路１４Ｃとを備え、第１分配線路１１Ｃと第２分配線路１２Ｃとの間、及び第２分配線路１２Ｃと第３分配線路１３Ｃとの間には、それぞれ移相器２０が設けられている。また、第２分配線路１２Ｃ又は第３分配線路１３Ｃと第４分配線路１４Ｃとは、接続ピン３０によって接続されている。
【００２２】
図１Ｄは、第２周波数帯の垂直偏波を送信することが可能な第４送信部１Ｄの構成例を示す概略構成図である。この第４送信部１Ｄは、第３送信部１Ｃと同様に構成されている。すなわち、第４送信部１Ｄは、図略の同軸ケーブルの芯線が接続される端子部１０Ｄに入力された信号を複数（本実施の形態では１０個）の第２垂直偏波アンテナ素子１５Ｄに分配するように構成されている。
【００２３】
具体的には、第３送信部１Ｄは、端子部１０Ｄに入力された信号を分配する第１分配線路１１Ｄと、第１分配線路１１Ｄによって分配された信号をさらに分配する第２分配線路１２Ｄと、第２分配線路１２Ｄによって分配された信号をさらに分配する第３分配線路１３Ｄと、第３分配線路１３Ｄによって分配された信号をさらに分配する第４分配線路１４Ｄとを備え、第１分配線路１１Ｄと第２分配線路１２Ｄとの間、及び第２分配線路１２Ｄと第３分配線路１３Ｄとの間には、それぞれ移相器２０が設けられている。また、第２分配線路１２Ｄ又は第３分配線路１３Ｄと第４分配線路１４Ｄとは、接続ピン３０によって接続されている。
【００２４】
以下、第１水平偏波アンテナ素子１５Ａ，第１垂直偏波アンテナ素子１５Ｂ，第２水平偏波アンテナ素子１５Ｃ，第２垂直偏波アンテナ素子１５Ｄを総称して、アンテナ素子１５という。
【００２５】
（周波数共用アンテナ装置の構成）
図２は、周波数共用アンテナ装置１の外観を示す外観斜視図である。図３は、周波数共用アンテナ装置１のレドーム１０の内部を示す構成図である。
【００２６】
周波数共用アンテナ装置１は、高周波信号を伝送及び分配する伝送線路１００と、伝送線路１００によって分配された高周波信号を送信可能な複数のアンテナ素子１５と、移相器２０の誘電体（後述する第１の誘電体板２１及び第２の誘電体板２２）を移動させる移動機構２と、ＦＲＰ（fiber reinforced plastics）等の絶縁性の樹脂からなるレドーム１０とを備えている。
【００２７】
レドーム１０は、両端がアンテナキャップ（不図示）によって閉塞される円筒状であり、その長手方向が鉛直方向となるように一対の取付金具１０ａによってアンテナ塔等に取り付けられる。伝送線路１００、複数のアンテナ素子１５、及び移動機構２は、レドーム１０内に配置されている。
【００２８】
伝送線路１００は、複数対の板状導体の間にそれぞれ中心導体を挟んでなるトリプレート構造を有している。本実施の形態では、伝送線路１００が、電気的に接地された複数対の板状導体として第１乃至第３のグランド板４１〜４３を備え、第１乃至第３のグランド板４１〜４３のうち、対をなす第１のグランド板４１と第２のグランド板４２との間に第１の中心導体５１が配置され、第２のグランド板４２と第３のグランド板４３との間に第２の中心導体５２が配置されている。
【００２９】
第１乃至第３のグランド板４１〜４３は、互いに平行に積層され、第１のグランド板４１と第３のグランド板４３がそれぞれ最外層に位置し、第２のグランド板４２は第１のグランド板４１と第３のグランド板４３との間に位置している。また、第１乃至第３のグランド板４１〜４３は、レドーム１０の中心軸方向に長手方向を有する長板状である。なお、図３では、第１乃至第３のグランド板４１〜４３ならびに第１及び第２の中心導体５１，５２の間に配置された後述するスペーサ等の部材の図示を省略している。レドーム１０の中心軸方向の長さは、例えば１〜２．７ｍである。
【００３０】
第１のグランド板４１の長手方向の両端部には、第１のグランド板４１をレドーム１０に固定するための固定金具１０ｂが固定されている。固定金具１０ｂは、取付金具１０ａとの間にレドーム１０を挟み、ボルト１０ｃによってレドーム１０に締結されている。
【００３１】
図４及び図５は、レドーム１０内において、第３のグランド板４３上に配置された複数のアンテナ素子１５を示し、図４は全体図、図５は部分斜視図である。なお、第３のグランド板４３は、周波数共用アンテナ装置１の使用状態において、図４の図面上方が鉛直方向上側になるように設置される。
【００３２】
複数のアンテナ素子１５は、放射素子として機能する図略の配線パターンが板状の誘電体に形成されたプリント基板からなるプリントダイポールアンテナである。複数のアンテナ素子１５のうち、第１水平偏波アンテナ素子１５Ａと第１垂直偏波アンテナ素子１５Ｂとは、十字状に交差して配置されている。第２水平偏波アンテナ素子１５Ｃは、その基板面が水平方向となるように配置されている。第２垂直偏波アンテナ素子１５Ｄは、水平方向に向かい合う一対のプリント基板によって構成されている。
【００３３】
複数のアンテナ素子１５は、ボルト４３１及びナット４３２によって第３のグランド板４３に固定されたＬ字状の取付金具４３３により、第３のグランド板４３に対して垂直に固定されている。
【００３４】
また、複数のアンテナ素子１５には、第３のグランド板４３に形成された開口を挿通する図略の凸部が設けられ、この凸部を介して放射素子として機能する配線パターンが第２の中心導体５２に電気的に接続されている。
【００３５】
図６は、第１の中心導体５１の一部を示す斜視図である。第１の中心導体５１は、例えばガラスエポキシ等の電気絶縁性を有する樹脂（誘電体）からなる第１の基板５１０の表面に配線パターンとして設けられた銅等の金属箔によって形成されている。第１〜第４送信部１Ａ〜１Ｄ（図１参照）の第１分配線路１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ、第２分配線路１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ、及び第３分配線路１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄは、第１の中心導体５１によって構成されている。また、第１の中心導体５１は、後述する移相器２０の一部を構成している。
【００３６】
図７は、第２の中心導体５２の一部を示す斜視図である。第２の中心導体５２も、第１の中心導体５１と同様に、ガラスエポキシ等の電気絶縁性を有する樹脂（誘電体）からなる第２の基板５２０の表面に配線パターンとして設けられた銅等の金属箔によって形成されている。第１〜第４送信部１Ａ〜１Ｄの第４分配線路１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄは、第２の中心導体５２によって構成されている。
【００３７】
第１の基板５１０及び第２の基板５２０の厚みは、例えば０．８ｍｍである。なお、第１の中心導体５１としての配線パターンは、第１の基板５１０の両面に設けられていてもよく、一方の面のみに設けられていてもよい。同様に、第２の中心導体５２としての配線パターンは、第２の基板５２０の両面に設けられていてもよく、一方の面のみに設けられていてもよい。
【００３８】
図８Ａ及び図８Ｂは、伝送線路１００における第１乃至第３のグランド板４１〜４３の固定構造及び第１乃至第２の基板５１０，５２０の支持構造を説明するための説明図である。図８Ａは伝送線路１００の組み付け前の状態を示し、図８Ｂは伝送線路１００の組み付け後の状態を示している。
【００３９】
第１のグランド板４１と第２のグランド板４２との間、及び第２のグランド板４２と第３のグランド板４３との間には、それぞれ金属スペーサ５０が配置されている。第１のグランド板４１と第２のグランド板４２との間に配置された金属スペーサ５０は、第１の基板５１０に形成された挿通孔５１０ａを挿通している。第２のグランド板４２と第３のグランド板４３との間に配置された金属スペーサ５０は、第２の基板５２０に形成された挿通孔５２０ａを挿通している。
【００４０】
金属スペーサ５０は、導電性を有し、例えば銅メッキ又は錫メッキされた黄銅からなる。また、金属スペーサ５０は、軸部５０１と雄ねじ部５０２とを一体に有し、軸部５０１には、ねじ穴５００が形成されている。図８Ａ及び図８Ｂでは、このねじ穴５００を破線で示している。本実施の形態では、金属スペーサ５０の軸部５０１が六角柱状であるが、軸部５０１は円柱状であってもよい。
【００４１】
第１のグランド板４１と第２のグランド板４２との間、ならびに第２のグランド板４２と第３のグランド板４３との間には、それぞれ金属スペーサ５０の軸部５０１が介在し、この軸部５０１の長さに応じた空間が形成されている。軸部５０１の長さは、例えば５．０ｍｍである。第１乃至第３のグランド板４１〜４３は、金属スペーサ５０によって互いに電気的に接続されている。すなわち、金属スペーサ５０は、第１乃至第３のグランド板４１〜４３の間を電気的に接続する本発明の接地導体の一態様である。
【００４２】
第１のグランド板４１と第２のグランド板４２との間に配置される金属スペーサ５０の雄ねじ部５０２には、ナット５４が螺合する。第１のグランド板４１と第２のグランド板４２との間に配置される金属スペーサ５０のねじ穴５００には、第２のグランド板４２と第３のグランド板４３との間に配置される金属スペーサ５０の雄ねじ部５０２が螺合する。第２のグランド板４２と第３のグランド板４３との間に配置される金属スペーサ５０のねじ穴５００には、ボルト５５の雄ねじ部５５１が螺合する。
【００４３】
第１乃至第３のグランド板４１〜４３には、金属スペーサ５０の雄ねじ部５０２又はボルト５５の雄ねじ部５５１を挿通させる挿通孔４１ａ，４２ａ，４３ａがそれぞれ形成されている。
【００４４】
このように、伝送線路１００は、２つの金属スペーサ５０、１つのナット５４、及び１つのボルト５５が相互に固定されることにより、第１乃至第３のグランド板４１〜４３がそれぞれ所定の間隔を以って互いに平行に配置される。なお、２つの金属スペーサ５０、１つのナット５４、及び１つのボルト５５からなる固定構造は、伝送線路１００の複数箇所に設けられ、第１乃至第３のグランド板４１〜４３の間隔が一定に保たれている。
【００４５】
第１の基板５１０は、第１のグランド板４１と第２のグランド板４２との間に樹脂スペーサ５６によって支持されている。第２の基板５２０は、第２のグランド板４２と第３のグランド板４３との間に樹脂スペーサ５６によって支持されている。第１の基板５１０を支持する樹脂スペーサ５６は、第１の基板５１０の両面に例えば接着によって固定されている。同様に、第２の基板５２０を支持する樹脂スペーサ５６は、第２の基板５２０の両面に例えば接着によって固定されている。それぞれの樹脂スペーサ５６の厚さは、例えば２．１ｍｍである。
【００４６】
図９は、第１の中心導体５１と第２の中心導体５２との接続構造を示す概略図である。第２のグランド板４２を挟んで配置された中心導体同士（第１の中心導体５１と第２の中心導体５２）は、第２のグランド板４２に形成された接続ピン挿通孔４２ｂに挿通された軸状の接続部材としての接続ピン３０によって電気的に接続されている。
【００４７】
接続ピン３０は、例えば銅や黄銅等の良導電性の金属からなる。本実施の形態では、接続ピン３０が円柱状の部材であるが、これに限らず、例えば四角柱状や六角柱状であってもよい。接続ピン３０は、その両端部が第１の基板５１０に形成された挿通孔５１０ｂ及び第２の基板５２０に形成された挿通孔５２０ｂにそれぞれ挿通され、第１の中心導体５１及び第２の中心導体５２に半田付けされている。
【００４８】
この接続ピン３０を用いた接続構造により、第１送信部１Ａの第３分配線路１３Ａと第４分配線路１４Ａ、第２送信部１Ｂの第３分配線路１３Ｂと第４分配線路１４Ｂ、第３送信部１Ｃの第３分配線路１３Ｃと第４分配線路１４Ｃ、及び第４送信部１Ｄの第３分配線路１３Ｄと第４分配線路１４Ｄがそれぞれ接続される。
【００４９】
（接続ピンの保持構造）
図１０Ａは、接続ピン３０を保持する保持部材６を示す上面図、側面図、及び下面図である。図１０Ｂは、保持部材６の斜視図である。本実施の形態に係る周波数共用アンテナ装置１は、接続ピン３０を保持する保持部材６を備え、この保持部材６に形成された保持孔６０に接続ピン３０が挿通されている。保持部材６は、フッ素樹脂等の絶縁性の樹脂材料からなる。
【００５０】
保持部材６は、図９に示すように、第２のグランド板４２の接続ピン挿通孔４２ｂに挿通されている。また、保持部材６は、接続ピン挿通孔４２ｂよりも大径の大径筒部６１と、接続ピン挿通孔４２ｂよりも小径の小径筒部６２とを有し、大径筒部６１と小径筒部６２との間の段差面６ａが第２のグランド板４２に対向している。
【００５１】
また、保持部材６は、保持孔６０の中心軸線Ｃ1方向における大径筒部６１側の端面６ｂが第１の基板５１０に接触し、同じく中心軸線Ｃ1方向における小径筒部６２側の端面６ｃが第２の基板５２０に接触している。保持部材６の両端面６ｂ，６ｃは、中心軸線Ｃ1に対して垂直な平坦面である。保持部材６は、両端面６ｂ，６ｃが第１の基板５１０及び第２の基板５２０に接触することにより、中心軸線Ｃ1が第２のグランド板４２に対して直交して配置される。
【００５２】
図１１Ａは、接続ピン３０が保持部材６の保持孔６０内で傾斜した状態を示す断面図である。接続ピン３０の傾きは、保持孔６０の内面６０ａへの接触により規制されている。つまり、接続ピン３０が第２のグランド板４２に対して傾くと、接続ピン３０の外周面３０ａが保持孔６０の内面６０ａに接触し、さらなる接続ピン３０の傾きが抑止される。本実施の形態では、接続ピン３０の第２のグランド板４２に対する傾きが保持部材６によって３°以内に規制されている。
【００５３】
図１１Ｂは、接続ピン３０の第２のグランド板４２に対する傾斜角θと、この接続ピン３０を介して伝搬する信号の位相ずれとの関係を示すグラフである。接続ピン３０が傾くと、信号伝搬特性が変化することにより、接続ピン３０において意図しない信号の位相ずれが発生してしまう。この位相ずれは、図１１Ｂに示すように、保持孔６０の中心軸線Ｃ1及び接続ピン３０の中心軸線Ｃ2を含む断面における中心軸線Ｃ1と中心軸線Ｃ2とがなす角度である傾斜角θが３°を超えると顕著に大きくなってしまう。すなわち、本実施の形態では、中心軸線Ｃ1が第２のグランド板４２に直交するように保持部材６が配置された場合に、傾斜角θが３°以内となるように保持孔６０の内径が設定されており、これにより信号の位相ずれが抑制されている。
【００５４】
（移相器及び移動機構の構成）
図１２は、移相器２０を示す平面図であり、図１３は、移相器２０を示す斜視図である。図１４は、移相器２０及びその周辺部を示す断面図である。
【００５５】
移相器２０は、第１のグランド板４１及び第２のグランド板４２と第１の中心導体５１との間にそれぞれ配置された可動式の第１及び第２の誘電体板２１，２２を有する誘電体挿入型の移相器である。この移相器２０は、第１及び第２の誘電体板２１，２２が第１の中心導体５１に対して移動することで、複数のアンテナ素子１５に分配される高周波信号の位相を変化させることが可能である。
【００５６】
なお、本実施の形態では、第１及び第２の誘電体板２１，２２が第１の中心導体５１を挟んで配置されており、第２の中心導体５２と第２及び第３のグランド板４２，４３との間には配置されていないが、第１及び第２の誘電体板２１，２２を第２の中心導体５２と第２及び第３のグランド板４２，４３との間に配置することも可能である。ただし、第１及び第２の誘電体板２１，２２を第１の中心導体５１と第１及び第２のグランド板４１，４２との間のみに配置することにより、伝送線路１００の構成を簡素化することができ、第１及び第２の基板５１０，５２０上における第１及び第２の中心導体５１，５２のパターン設計が容易となる。
【００５７】
第１及び第２の誘電体板２１，２２は、例えばガラスエポキシ等の誘電体からなり、その両端部に設けられた一対の連結棒２３によって互いに連結されている。連結棒２３は、第１の基板５１０に形成された長穴５１０ｃ及び第１のグランド板４１に形成された長穴４１ｃを挿通し、第１のグランド板４１から突出している。
【００５８】
第１の基板５１０の長穴５１０ｃ及び第１のグランド板４１の長穴４１ｃは、レドーム１０の中心軸方向に平行に延びるように形成されている。これにより、第１及び第２の誘電体板２１，２２は、連結棒２３が長穴５１０ｃ，４１ｃによって案内され、第１のグランド板４１及び第１の基板５１０の長手方向に沿って進退移動可能である。図１２では、第１及び第２の誘電体板２１，２２の移動方向を矢印Ａ1及びＡ2で示している。以下の説明では、矢印Ａ1の方向を前進方向といい、矢印Ａ2の方向を後退方向という。
【００５９】
第１の中心導体５１は、第１及び第２の誘電体板２１，２２に挟まれる部分がミアンダ状に蛇行している。すなわち、第１の中心導体５１は、第１及び第２の誘電体板２１，２２の移動方向に対して直交する方向に延在する第１乃至第５の延在部５１１〜５１５を有している。
【００６０】
第１の誘電体板２１と第２の誘電体板２２とは、同一の形状に形成されているので、図１２及び図３を参照し、第１のグランド板４１と第１の基板５１０との間に配置された第１の誘電体板２１について、その形状を詳細に説明する。なお、図１２では、第１の誘電体板２１に覆われた部分の第１の中心導体５１を破線で示している。
【００６１】
第１の誘電体板２１は、連結棒２３が立設された両端部の間に、第１の中心導体５１の第１乃至第５の延在部５１１〜５１５のそれぞれに対応する第１乃至第５の誘電体部２１１〜２１５を有している。本実施の形態では、第１乃至第５の誘電体部２１１〜２１５が三角形状であり、第１の誘電体板２１が前進方向（矢印Ａ1方向）に移動する際に第１乃至第５の延在部５１１〜５１５と第１乃至第５の誘電体部２１１〜２１５とが重なる面積が拡大し、第１の誘電体板２１が後退方向（矢印Ａ2方向）に移動する際に第１乃至第５の延在部５１１〜５１５と第１乃至第５の誘電体部２１１〜２１５とが重なる面積が縮小する。ただし、第１の誘電体板２１は、図１２及び図１３に例示する形状に限らず、移動に伴って第１の中心導体５１と重なる面積が変化するように構成されていればよい。
【００６２】
第１及び第２の誘電体板２１，２２が前進方向又は後退方向に移動すると、第１の中心導体５１と第１及び第２のグランド板４１，４２との間の空間における第１及び第２の誘電体板２１，２２が占める割合が変化するため、第１乃至第５の延在部５１１〜５１５における実効誘電率が変化する。この実効誘電率の変化によって、第１乃至第５の延在部５１１〜５１５の電気線路長が変化し、位相の調節が可能となる。
【００６３】
図１５は、第１及び第２の誘電体板２１，２２を移動させる移動機構２を示す斜視図である。
【００６４】
移動機構２は、第１直動モータユニット２４及び第２直動モータユニット２５と、第１直動モータユニット２４によって駆動される一対の第１駆動棒２６と、第２直動モータユニット２５によって駆動される一対の第２駆動棒２７と、第１駆動棒２６及び第２駆動棒２７をガイドするガイド部材２８とを有している。この移動機構２は、第１乃至第３のグランド板４１〜４３のうち、複数のアンテナ素子１５が固定された第３のグランド板４３とは反対側の最外層における第１のグランド板４１を第１の誘電体板２１との間に挟んで配置されている。
【００６５】
第１直動モータユニット２４と第２直動モータユニット２５とは、第１のグランド板４１の長手方向に沿って並列して配置されている。第１直動モータユニット２４は、駆動源として電動モータ２４１を有し、電動モータ２４１のトルクによって直動軸２４２を第１のグランド板４１の長手方向に沿って直線移動させる。直動軸２４２には、第１のグランド板４１の短手方向に延びる駆動部材２４３が連結され、この駆動部材２４３の両端部に一対の第１駆動棒２６が連結されている。
【００６６】
第２直動モータユニット２５は、第１直動モータユニット２４と同様に構成されている。すなわち、第２直動モータユニット２５は、電動モータ２５１、電動モータ２５１のトルクによって直線移動する直動軸２５２、直動軸２５２に連結されて第１のグランド板４１の短手方向に延びる駆動部材２５３、及び駆動部材２５３の両端部に連結された一対の第２駆動棒２７を有している。一対の第１駆動棒２６及び一対の第２駆動棒２７は、第１のグランド板４１に固定されたガイド部材２８に案内され、第１のグランド板４１の長手方向に沿って進退移動する。
【００６７】
第１駆動棒２６及び第２駆動棒２７には、移相器２０の連結棒２３が連結されている。すなわち、第１直動モータユニット２４の作動によって一対の第１駆動棒２６が移動すると、この第１駆動棒２６に連結棒２３が連結された移相器２０の第１及び第２の誘電体板２１，２２が第１駆動棒２６と同方向に移動する。また、第２直動モータユニット２５の作動によって一対の第２駆動棒２７が移動すると、この第２駆動棒２７に連結棒２３が連結された移相器２０の第１及び第２の誘電体板２１，２２が第１駆動棒２６と同方向に移動する。
【００６８】
本実施の形態では、図１に示す第１送信部１Ａ及び第２送信部１Ｂにおける移相器２０の第１及び第２の誘電体板２１，２２が連結棒２３を介して第２駆動棒２７に連結され、第３送信部１Ｃ及び第４送信部１Ｄにおける移相器２０の第１及び第２の誘電体板２１，２２が連結棒２３を介して第１駆動棒２６に連結されている。すなわち、第１水平偏波アンテナ素子１５Ａ及び第１垂直偏波アンテナ素子１５Ｂから放射される第１周波数帯の水平偏波及び垂直偏波の位相が第２直動モータユニット２５の作動によって調節され、第２水平偏波アンテナ素子１５Ｃ及び第２垂直偏波アンテナ素子１５Ｄから放射される第２周波数帯の水平偏波及び垂直偏波の位相が第１直動モータユニット２４の作動によって調節される。
【００６９】
（接続ピンと金属スペーサとの位置関係）
図１６は、第１の基板５１０に対して垂直な方向から見た接続ピン３０と金属スペーサ５０との位置関係を示す模式図である。
【００７０】
金属スペーサ５０は、接続ピン３０の近傍に、接続ピン３０を囲むように配置されている。ここで、「接続ピン３０の近傍に金属スペーサ５０が配置される」とは、具体的には、接続ピン３０の中心軸線Ｃ2に対して直交する方向における接続ピン３０の外周面３０ａから金属スペーサ５０までの最短距離が５．０ｍｍ以内であることをいう。また、「接続ピン３０を囲むように」とは、具体的には、接続ピン３０の近傍に配置された金属スペーサ５０の中心を結んで形成される多角形（図１６に二点鎖線で示す）の内部に接続ピン３０の少なくとも一部が位置していることをいう。
【００７１】
図１６に示す例では、接続ピン３０の近傍に、３つの金属スペーサ５０が接続ピン３０を囲むように配置されている。これら３つの金属スペーサ５０のうち、接続ピン３０に最も近い位置に配置される１つの金属スペーサ５０と接続ピン３０との距離ｄ1は、３．０ｍｍ以下である。ここで、距離ｄ1は、接続ピン３０の中心軸線Ｃ2に対して直交する方向における接続ピン３０の外周面３０ａと金属スペーサ５０との最短距離である。なお、この距離ｄ1は、金属スペーサ５０と接続ピン３０又は第１の中心導体５１との干渉を防ぐため、１．０ｍｍ以上、より好ましくは２．０ｍｍ以上、確保されていることが望ましい。
【００７２】
なお、接続ピン３０との距離が３．０ｍｍ以下となる範囲に複数の金属スペーサ５０が配置されていてもよい。すなわち、接続ピン３０の近傍に配置された複数の金属スペーサ５０のうち、少なくとも１つの金属スペーサ５０と接続ピン３０との間の距離が３．０ｍｍ以下であればよい。
【００７３】
図１７は、複数の金属スペーサ５０が上記のように接続ピン３０の近傍に配置された場合において、互いに平行に配置された第１及び第２の中心導体５１，５２の信号伝送線路５１ａ，５２ａに２．２ＧＨｚの高周波信号を供給した際の電流分布を示している。図１８は、比較例として、接続ピン３０の近傍に１つの金属スペーサ５０が配置された場合の電流密度の分布を示している。
【００７４】
図１７及び図１８では、電流密度を色の濃淡で示し、電流密度が高い部分を淡色で、電流密度が低い部分を濃色で、ぞれぞれ表している。また、図１７及び図１８では、第１及び第２のグランド板４１，４２ならびに第１及び第２の基板５１０，５２０の図示を省略し、第３のグランド板４３における電流密度を示している。
【００７５】
図１７と図１８との比較から明らかなように、接続ピン３０の近傍において、接続ピン３０を囲むように３つの金属スペーサ５０を配置した場合には、接続ピン３０の近傍に１つのみの金属スペーサ５０を配置した場合に比較して、第３のグランド板４３における高電流密度領域の拡がりが抑制されている。特に、３つの金属スペーサ５０によって囲まれた範囲の外側では、３つの金属スペーサ５０によって囲まれた範囲内に比較して、電流密度が顕著に低下している。なお、図示は省略しているが、第１のグランド板４１及び第２のグランド板４２においても、第３のグランド板４３と同様に電流密度が分布する。
【００７６】
このことは、上記のように複数の金属スペーサ５０を接続ピン３０の近傍に配置することによって高い電流密度を示す範囲が限定され、電流の漏れが抑制されることを示している。したがって、図１６に示すように複数の金属スペーサ５０を接続ピン３０の近傍に配置することにより、通過送損失が低減される。
【００７７】
なお、接続ピン３０の近傍に配置される金属スペーサ５０の数は、３つに限定されない。ただし、複数の金属スペーサ５０によって囲まれる範囲に接続ピン３０が位置するように、接続ピン３０の近傍に配置される金属スペーサ５０の数は、３つ以上であることが望ましい。
【００７８】
（接地金具の構成）
次に、接続ピン３０の周辺における電流漏れを抑制し、通過損失を低減するために配置される接地金具７について説明する。この接地金具７は、伝送線路１００における複数の接続ピン３０のうち、その近傍に金属スペーサ５０が配置されていない接続ピン３０に近接して配置される。
【００７９】
図１９Ａは、接地金具７を示す上面図、側面図、正面図、及び下面図である。図１９Ｂは、接地金具７の斜視図である。図２０は、接地金具７が第１グランド板４１と第３グランド板４３との間に配置された状態を示す概略図である。図２１Ａは、図２０のＡ−Ａ線断面図である。図２１Ｂは、図２０のＢ−Ｂ線断面図である。
【００８０】
接地金具７は、銅や黄銅等の良導電性の金属からなり、接続ピン３０によって接続された第１及び第２の中心導体５１，５２の端部を収容する切り欠き７０が形成された本体部７１と、板状の座金部７２とを一体に有している。切り欠き７０は、接続ピン３０に沿って本体部７１を貫通している。座金部７２の下面７２ａは、第２のグランド板４２又は第３のグランド板４３に面接触し、電気的に接地されている。
【００８１】
接地金具７を第３のグランド板４３に対して垂直な方向から見た場合に、切り欠き７０の内面７０ａは、Ｕ字状を呈している。すなわち、切り欠き７０は、第１乃至第３のグランド板４１〜４３に平行な一方向に窪んだ凹部として形成されている。つまり、本体部７１は、切り欠き７０を介して対向する一対の対向壁部７１ａ，７１ｂと、一方の対向壁部７１ａと他方の対向壁部７１ｂとの間に介在する底壁部７１ｃとを有し、底壁部７１ｃにおける内面７０ａが円弧状に湾曲している。ただし、底壁部７１ｃにおける切り欠き７０の内面７０ａは、必ずしも湾曲していなくともよく、平坦な面であってもよい。
【００８２】
接地金具７は、第１のグランド板４１と第２のグランド板４２との間、及び第２のグランド板４２と第３のグランド板４３との間にそれぞれ配置されている。第１のグランド板４１と第２のグランド板４２との間に配置された接地金具７の本体部７１は、第１の基板５１０に形成された貫通孔５１０ｄを貫通している。第１の基板５１０の貫通孔５１０ｄは、図２１Ａに示すように、本体部７１との間に所定の幅の隙間を介して本体部７１を挿通させる形状に形成されている。第２のグランド板４２と第３のグランド板４３との間に配置された接地金具７の本体部７１は、第２の基板５２０に形成された貫通孔５２０ｄを貫通している。第２の基板５２０の貫通孔５２０ｄは、図２１Ｂに示すように、本体部７１との間に所定の幅の隙間を介して本体部７１を挿通させる形状に形成されている。
【００８３】
座金部７２には、位置決め用のボス部７２１が下面７２ａから突出して形成されている。第１のグランド板４１と第２のグランド板４２との間に配置された接地金具７のボス部７２１は、第２のグランド板４２に形成された嵌合穴４２ｃに嵌合して接地金具７を位置決めする。第２のグランド板４２と第３のグランド板４３との間に配置された接地金具７のボス部７２１は、第３のグランド板４３に形成された嵌合穴４３ｃに嵌合して接地金具７を位置決めする。
【００８４】
第１のグランド板４１と第２のグランド板４２との間に配置された接地金具７は、その座金部７２と第１のグランド板４１との間に配置された金属スペーサ５７によって固定されている。第２のグランド板４２と第３のグランド板４３との間に配置された接地金具７は、その座金部７２と第２のグランド板４２との間に配置された金属スペーサ５７によって固定されている。
【００８５】
座金部７２には、金属スペーサ５７の雄ねじ部５７１又はボルト５５の雄ねじ部５５１を挿通させるボルト挿通孔７２２が形成されている。第１のグランド板４１と第２のグランド板４２との間に配置された接地金具７のボルト挿通孔７２２には、第２のグランド板４２と第３のグランド板４３との間に配置された金属スペーサ５７の雄ねじ部５７１が挿通され、この雄ねじ部５７１が第１のグランド板４１と第２のグランド板４２との間に配置された金属スペーサ５７のねじ穴に螺合する。第２のグランド板４２と第３のグランド板４３との間に配置された接地金具７のボルト挿通孔７２２には、ボルト５５の雄ねじ部５５１が挿通され、この雄ねじ部５５１が第２のグランド板４２と第３のグランド板４３との間に配置された金属スペーサ５７のねじ穴に螺合する。また、第１のグランド板４１と第２のグランド板４２との間に配置された金属スペーサ５７の雄ねじ部５７１はナット５４に螺合する。
【００８６】
図２１Ａに示すように、第１の中心導体５１における接続ピン３０との接続部５１ｂは、接地金具７の一対の対向壁部７１ａ，７１ｂに挟まれている。また、図２１Ｂに示すように、第１の中心導体５１における接続ピン３０との接続部５２ｂは、接地金具７の一対の対向壁部７１ａ，７１ｂに挟まれている。
【００８７】
第１の中心導体５１は、一対の対向壁部７１ａ，７１ｂに挟まれた接続部５１ｂにおける導体幅ｗ11が、接地金具７の近傍における他の部分における導体幅ｗ12よりも狭く形成されている。また、図２１Ｂに示すように、第２の中心導体５２は、一対の対向壁部７１ａ，７１ｂに挟まれた接続部５２ｂにおける導体幅ｗ21が、接地金具７の近傍における他の部分における導体幅ｗ22よりも狭く形成されている。
【００８８】
本実施の形態では、第１の中心導体５１における接続ピン３０との接続部５１ｂの導体幅ｗ11と、第２の中心導体５２における接続ピン３０との接続部５２ｂの導体幅ｗ21とが同一であり、第１の中心導体５１における切り欠き７０の外部における導体幅ｗ12と、第２の中心導体５２における切り欠き７０の外部における導体幅ｗ22とが同一であるが、導体幅ｗ11と導体幅ｗ21とは必ずしも同一でなくともよく、導体幅ｗ12と導体幅ｗ22とは必ずしも同一でなくともよい。ただし、導体幅ｗ12と導体幅ｗ22とが同一であれば、第１の中心導体５１及び第２の中心導体５２の外縁と切り欠き７０の内面７０ａとの距離が等しくなるので、より好ましい。切り欠き７０の内部における第１の中心導体５１及び第２の中心導体５２の外縁と切り欠き７０の内面７０ａと距離の望ましい範囲は、０．８〜１．２ｍｍ（０．８ｍｍ以上かつ１．２ｍｍ以下）である。
【００８９】
上記のように形成された接地金具７を用いることにより、複数の金属スペーサ５０を接続ピン３０の近傍に配置した場合と同様に、電流の漏れが抑制され、通過損失が低減される。
【００９０】
（第１の実施の形態の作用及び効果）
以上説明した第１の実施の形態によれば、以下のような作用及び効果が得られる。
【００９１】
（１）周波数共用アンテナ装置１の伝送線路１００は、互いに平行に積層された第１乃至第４のグランド板４１〜４３の間に第１乃至第２の中心導体５１，５２を挟んでなる２層のトリプレート構造であるので、伝送線路１００の構成が複雑化しても、周波数共用アンテナ装置１の大型化を抑制することができる。つまり、第１の中心導体５１と第２の中心導体５２とを積み重ねて配置することができるので、信号伝送線路を立体的に交差させることができ、設計の自由度が増すと共に、第１乃至第４のグランド板４１〜４３の幅を狭くすることが可能となる。
【００９２】
（２）第１乃至第３のグランド板４１〜４３は、互いに平行に積層され、第１及び第２のグランド板４１，４２と第１の中心導体５１、ならびに第２及び第３のグランド板４２，４３と第２の中心導体５２がそれぞれトリプレート線路を構成し、このトリプレート線路によって、第１〜第４送信部１Ａ〜１Ｄにおける第１分配線路１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ、第２分配線路１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ、第３分配線路１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ、及び第４分配線路１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄが構成されるので、各線路の線路構造を共通化することができ、反射や損失を抑制することができる。
【００９３】
（３）移相器２０は、第１のグランド板４１と第１の中心導体５１との間に配置された第１の誘電体板２１、及び第２のグランド板４２と第１の中心導体５１との間に配置された第２の誘電体板２２を移動させることで信号の位相を変化させることができるので、トリプレート線路内に移相器２０を配置することができ、周波数共用アンテナ装置１を小型化に寄与する。また、移相器２０を第２分配線路１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ、第３分配線路１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ、及び第４分配線路１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄと共通の線路構造によって構成することができるので、移相器２０における反射や損失を抑制することが可能となる。
【００９４】
（４）複数のアンテナ素子１５（第１水平偏波アンテナ素子１５Ａ，第１垂直偏波アンテナ素子１５Ｂ，第２水平偏波アンテナ素子１５Ｃ，第２垂直偏波アンテナ素子１５Ｄ）は、第３のグランド板４３に固定されているので、複数のアンテナ素子１５を固定するための専用の固定部材を設ける必要がなく、周波数共用アンテナ装置１の部品点数の増大を抑制すると共に小型化が可能となる。
【００９５】
（５）移動機構２は、第１のグランド板４１に固定されているので、移動機構２との間に第１のグランド板４１を挟んで配置された第１及び第２の誘電体板２１，２２を連結棒２３を介して移動させる構成が容易となる。
【００９６】
（６）第１乃至第３のグランド板４１〜４３は、レドーム１０の中心軸方向に長手方向を有する長板状であるので、レドーム１０内の空間を有効に活用することができる。
【００９７】
（７）第１の中心導体５１及び第２の中心導体５２は、誘電体からなる第１の基板５１０及び第２の基板５２０の表面に設けられた金属箔からなるので、第１の中心導体５１及び第２の中心導体５２を第１のグランド板４１と第２のグランド板４２との間、及び第２のグランド板４２と第３のグランド板４３との間に固定する固定構造を簡素に構成することができる。
【００９８】
（８）第１の中心導体５１と第２の中心導体５２とは、第２のグランド板４２に形成された挿通孔４２ｂに挿通された接続ピン３０によって接続されるので、例えば両中心導体間を同軸ケーブルによって接続する場合に比較して、その接続構造が容易となる。
【００９９】
（９）接続ピン３０は、保持部材６によって保持され、第２のグランド板４２の挿通孔４２ｂに保持部材６と共に挿通されているので、接続ピン３０と第２のグランド板４２が接触してしまうことを抑制することができる。
【０１００】
（１０）接続ピン３０は、保持部材６によって保持されることにより、その傾きが３°以内に抑制されているので、信号の位相ずれが実質的に問題ない範囲に抑制される。
【０１０１】
（１１）保持部材６は、大径筒部６１と小径筒部６２とを有し、大径筒部６１と小径筒部６２との間の段差面６ａが第２のグランド板４２に対向するので、保持部材６の第２のグランド板４２に対する傾きが抑制される。
【０１０２】
（１２）複数の金属スペーサ５０が、接続ピン３０の近傍に、接続ピン３０を囲むように配置されているので、漏れ電流が抑制され、通過損失が低減される。さらに、接続ピン３０に最も近い位置に配置される１つの金属スペーサ５０と接続ピン３０との距離ｄ1が３．０ｍｍ以下であるので、より確実に漏れ電流が抑制され、通過損失の低減効果が大きくなる。
【０１０３】
（１３）接続ピン３０によって接続された第１の中心導体５１の接続部５１ｂ及び第２の中心導体５２の接続部５２ｂが接地金具７の本体部７１に形成された切り欠き７０に収容されることにより、接続ピン３０の周辺部における漏れ電流が抑制され、通過損失が低減される。
【０１０４】
（１４）第１及び第２の中心導体５１，５２は、接地金具７の切り欠き７０に収容される部分における導体幅ｗ11，ｗ12が切り欠き７０の外部における他の部分の導体幅ｗ21，ｗ22よりも狭いので、接地金具７を小型化することが可能となる。
【０１０５】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について、図２２及び図２３を参照して説明する。
【０１０６】
図２２は、本発明の第２の実施の形態に係る周波数共用アンテナ装置１´を示す構成図である。図２３は、周波数共用アンテナ装置１´における伝送線路１００Ａの一部断面図である。図２２及び図２３において、第１の実施の形態について説明した構成要素と共通する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１０７】
第１の実施の形態では、伝送線路１００が、第１乃至第３のグランド板４１〜４３と、第１のグランド板４１と第２のグランド板４２との間に配置された第１の中心導体５１と、第２のグランド板４２と第３のグランド板４３との間に配置された第２の中心導体５２とによって構成されていたが、本実施の形態では、伝送線路１００Ａが、第１乃至第４のグランド板４１〜４４と、第１のグランド板４１と第２のグランド板４２との間に配置された第１の中心導体５１と、第２のグランド板４２と第３のグランド板４３との間に配置された第２の中心導体５２と、第３のグランド板４３と第３のグランド板４４との間に配置された第３の中心導体５３とによって構成されている。
【０１０８】
すなわち、伝送線路１００Ａは、複数対の板状導体の間にそれぞれ中心導体を挟んでなるトリプレート構造を有し、対をなす第１のグランド板４１と第２のグランド板４２との間に第１の中心導体５１が挟まれ、同じく対をなす第２のグランド板４２と第３のグランド板４３との間に第２の中心導体５２が挟まれ、さらに同じく対をなす第３のグランド板４３と第４のグランド板４４との間に第３の中心導体５３が挟まれている。
【０１０９】
第１の中心導体５１及び第２の中心導体５２は、第１の実施の形態と同様に、ガラスエポキシ等の電気絶縁性を有する樹脂からなる第１の基板５１０及び第２の基板５２０の表面に配線パターンとして設けられている。第３の中心導体５３もまた、ガラスエポキシ等の電気絶縁性を有する樹脂からなる第３の基板５３０の表面に配線パターンとして設けられている。
【０１１０】
図２３に示すように、第１乃至第４のグランド板４１〜４４は、３つの金属スペーサ５０、１つのナット５４、及び１つのボルト５５によって固定されている。第１のグランド板４１と第２のグランド板４２との間、第２のグランド板４２と第３のグランド板４３との間、及び第３のグランド板４３及び第４のグランド板４４との間には、金属スペーサ５０の長さに応じた空間が形成されている。第１乃至第３の基板５１０，５２０，５３０は、第１の実施の形態と同様に、図略の樹脂スペーサによって第１乃至第４のグランド板４１〜４４のそれぞれの間に支持されている。
【０１１１】
複数のアンテナ素子１５は、第１乃至第４のグランド板４１〜４４のうち、最外層に位置する第４のグランド板４４に固定されている。また、移動機構２は、第１の実施の形態と同様に、第１のグランド板４１に固定されている。
【０１１２】
第１の中心導体５１と第２の中心導体５２とは、伝送線路１００Ａの複数箇所において接続ピン３０によって接続されている。また、第２の中心導体５２と第３の中心導体５３とは、伝送線路１００Ａの複数箇所において接続ピン３０によって接続されている。またさらに、図示は省略しているが、第１の中心導体５１と第３の中心導体５３とを接続ピン３０によって直接的に接続することも可能である。
【０１１３】
伝送線路１００Ａにおける複数の移相器２０の第１及び第２の誘電体板２１，２２は、第１の実施の形態と同様に、第１の中心導体５１を挟んで第１のグランド板４１と第２のグランド板４２との間に配置されるが、第１及び第２の誘電体板２１，２２を第２の中心導体５２を挟んで配置してもよく、第３の中心導体５３を挟んで配置してもよい。ただし、伝送線路１００Ａの構成を簡素化する上では、第１及び第２の誘電体板２１，２２を第１のグランド板４１と第２のグランド板４２との間のみに配置することが望ましい。
【０１１４】
本実施の形態では、伝送線路１００Ａが３層のトリプレート構造を有しているので、第１の実施の形態に係る伝送線路１００に比較して、より複雑な構成に対応することが可能となる。
【０１１５】
例えば、第１周波数帯における１．５ＧＨｚ帯の信号と２ＧＨｚ帯の信号とを分離するデュプレクサを伝送線路１００Ａ内に構成し、分離したそれぞれの周波数帯の信号について移相器２０によって位相を調整してもよい。この場合、デュプレクサは、主として第２の中心導体５２によって構成するとよい。すなわち、第２の中心導体５２によって構成されたデュプレクサによって各周波数帯毎に分離された信号を第１の中心導体５１を含んで構成された移相器２０によって位相調整し、位相調整された信号を第３の中心導体５３によって構成された分配線路によって各アンテナ素子１５に分配する。
【０１１６】
またさらに、複数のアンテナ素子１５から放射される電波信号の位相を調整するための位相調整回路を第２の中心導体５２によって構成してもよい。この位相調整回路は、例えば信号伝送線路を蛇行させ、線路長を長くすることによって構成することができる。位相調整回路によって、複数のアンテナ素子１５のうち鉛直方向下方に配置されたアンテナ素子１５ほど位相を遅らせることで、電波の指向性を下方に向けることができ、高所に配置された周波数共用アンテナ装置１´と使用者が所持する携帯電話との通信を的確に行うことができる。
【０１１７】
ただし、第１乃至第３の中心導体５１〜５３の何れによってデュプレクサや位相調整回路、及び移相器２０を構成するかは、伝送線路１００Ａの設計によって適宜選択可能であり、例えば第１乃至第３の中心導体５１〜５３の全てによって位相調整回路や移相器２０が構成されていてもよい。なお、デュプレクサや位相調整回路ならびに移相器２０の各機能を複数相に構成された何れかのトリプレート線路に集約することで、伝送線路１００Ａの構成を簡素化することができ、その設計も容易となる。
【０１１８】
すなわち、本実施の形態によれば、第１の実施の形態について説明した作用及び効果に加え、伝送線路１００Ａの構成が複雑となっても、周波数共用アンテナ装置１´の大型化を抑制することができる。また、伝送線路１００Ａが３層のトリプレート構造を有するため、設計の自由度が増し、デュプレクサや位相調整回路等を備えた複雑な線路構成にも対応することが可能となる。
【０１１９】
（実施の形態のまとめ）
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。
【０１２０】
［１］複数対の板状導体（４１〜４３／４１〜４４）の間にそれぞれ中心導体（５１，５２／５１〜５３）を挟んでなるトリプレート構造の伝送線路（１００／１００Ａ）と、前記伝送線路（１００／１００Ａ）によって分配された高周波信号を送信可能な複数のアンテナ素子（１５）とを備え、前記複数対の板状導体（４１〜４３／４１〜４４）が互いに平行に積層された、アンテナ装置（１／１Ａ）。
【０１２１】
［２］前記複数対の板状導体として、第１乃至第３の板状導体（４１〜４３）を備え、前記第１の板状導体（４１）と前記第２の板状導体（４２）との間、及び前記第２の板状導体（４２）と前記第３の板状導体（４３）との間に、それぞれ前記中心導体（５１、５２）が配置された、前記［１］に記載のアンテナ装置（１）。
【０１２２】
［３］前記複数対の板状導体として、第１乃至第４の板状導体（４１〜４４）を備え、前記第１の板状導体（４１）と前記第２の板状導体（４２）との間、前記第２の板状導体（４２）と前記第３の板状導体（４３）との間、及び前記第３の板状導体（４３）と前記第４の板状導体（４４）との間に、それぞれ前記中心導体（５１〜５３）が配置された、前記［１］に記載のアンテナ装置（１Ａ）。
【０１２３】
［４］前記複数対の板状導体（４１〜４３／４１〜４４）のうち一対の板状導体（４１，４２）と当該一対の板状導体（４１，４２）の間に配置された前記中心導体（５１）との間に可動式の誘電体（２１，２２）が配置され、前記可動式の誘電体（２１，２２）は、前記中心導体（５１）に対して移動することで、前記複数のアンテナ素子（１５）に分配される前記高周波信号の位相を変化させることが可能な移相器（２０）を構成する、前記［１］乃至［３］の何れか１つに記載のアンテナ装置（１／１Ａ）。
【０１２４】
［５］前記複数のアンテナ素子（１５）は、前記複数対の板状導体（４１〜４３／４１〜４４）のうち最外層に位置する１つの板状導体（４３／４４）に固定された、前記［１］乃至［４］の何れか１つに記載のアンテナ装置（１／１Ａ）。
【０１２５】
［６］前記複数のアンテナ素子（１５）は、前記複数対の板状導体（４１〜４３／４１〜４４）のうち最外層に位置する１つの板状導体（４３／４４）に固定され、前記可動式の誘電体（２１，２２）を移動させる移動機構（２）が、前記複数対の板状導体（４１〜４３／４１〜４４）のうち前記アンテナ素子（１５）が固定された前記１つの板状導体（４３／４４）とは反対側の最外層における板状導体（４１）を前記可動式の誘電体（２１／２２）との間に挟んで配置された、前記［４］に記載のアンテナ装置（１／１Ａ）。
【０１２６】
［７］前記伝送線路（１００／１００Ａ）、前記複数のアンテナ素子（１５）、及び前記移動機構（２）が、円筒状のレドーム（１０）内に配置され、前記複数対の板状導体（４１〜４３／４１〜４４）は、前記レドーム（１０）の中心軸方向に長手方向を有する長板状である、前記［１］乃至［６］の何れか１つに記載のアンテナ装置（１／１Ａ）。
【０１２７】
［８］前記中心導体（５１，５２／５１〜５３）は、誘電体からなる基板（５１０，５２０／５１０，５２０，５３０）の表面に設けられた金属箔によって形成され、前記基板（５１０，５２０／５１０，５２０，５３０）が、当該基板を挟んで対をなす前記板状導体（４１〜４３／４１〜４４）の間に支持された、前記［１］乃至［７］の何れか１つに記載のアンテナ装置（１／１Ａ）。
【０１２８】
［９］前記板状導体（４２）を挟んで配置された前記中心導体同士（５１，５２）が、当該板状導体（４２）に形成された挿通孔（４２ａ）に挿通された軸状の接続部材（３０）によって電気的に接続された、前記［１］乃至［８］の何れか１つに記載のアンテナ装置（１／１Ａ）。
【０１２９】
［１０］前記板状導体（４２）に形成された前記挿通孔（４２ａ）に挿通され、前記接続部材（３０）を保持する絶縁材料からなる筒状の保持部材（６）をさらに備えた、前記［９］に記載のアンテナ装置（１／１Ａ）。
【０１３０】
［１１］前記保持部材（６）は、前記接続部材（３０）を保持する保持孔（６０）が形成された大径筒部（６１）及び小径筒部（６２）を有し、前記大径筒部（６１）と前記小径筒部（６２）との間の段差面（６ａ）が前記板状導体（４２）に対向する、前記［１０］に記載のアンテナ装置（１／１Ａ）。
【０１３１】
［１２］前記接続部材（３０）の前記板状導体（４２）に対する傾きが前記保持部材（６）によって３°以内に規制されている、前記［１０］又は［１１］に記載のアンテナ装置（１／１Ａ）。
【０１３２】
［１３］前記接続部材（３０）の近傍に、前記板状導体（４２）間を電気的に接続する複数の接地導体（５０）が、前記接続部材（３０）を囲むように配置された、前記［９］乃至［１２］の何れか１つに記載のアンテナ装置（１／１Ａ）。
【０１３３】
［１４］前記複数の接地導体（５０）のうち少なくとも１つの接地導体（５０）と前記接続部材（３０）との間の距離（ｄ1）が３．０ｍｍ以下である、前記［１３］に記載のアンテナ装置（１／１Ａ）。
【０１３４】
［１５］前記接続部材（３０）によって接続された前記中心導体（５１，５２）の端部を収容する切り欠き（７０）が形成され、前記板状導体（４１，４３）に接触して固定された導電性金属からなる金具（７）をさらに備えた、前記［９］に記載のアンテナ装置（１／１Ａ）。
【０１３５】
［１６］前記中心導体（５１，５２）は、前記金具（７）の前記切り欠き（７０）に収容される部分における導体幅（ｗ1）が他の部分における導体幅（ｗ2）よりも狭く形成された、前記［１５］に記載のアンテナ装置（１／１Ａ）。
【０１３６】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【符号の説明】
【０１３７】
１，１´…周波数共用アンテナ装置
１０…レドーム
１００，１００Ａ…伝送線路
１５…アンテナ素子
１５Ａ…水平偏波アンテナ素子
１５Ｂ…垂直偏波アンテナ素子
１５Ｃ…水平偏波アンテナ素子
１５Ｄ…垂直偏波アンテナ素子
２…移動機構
２０…移相器
２１，２２…第１及び第２の誘電体板（可動式の誘電体）
３０…接続ピン（接続部材）
４１〜４４…第１乃至第４のグランド板（板状導体）
５０…金属スペーサ（接地導体）
５１〜５３…第１乃至第２の中心導体
６…保持部材
６０…保持孔
６１…大径筒部
６２…小径筒部
６ａ…段差面
７…接地金具
７０…切り欠き
７１…本体部
７２…座金部
【図１Ａ】
2016009470.tif 000003
【図１Ｂ】
2016009470.tif 000004
【図１Ｃ】
2016009470.tif 000005
【図１Ｄ】
2016009470.tif 000006
【図２】
2016009470.tif 000007
【図３】
2016009470.tif 000008
【図４】
2016009470.tif 000009
【図５】
2016009470.tif 000010
【図６】
2016009470.tif 000011
【図７】
2016009470.tif 000012
【図８Ａ】
2016009470.tif 000013
【図８Ｂ】
2016009470.tif 000014
【図９】
2016009470.tif 000015
【図１０Ａ】
2016009470.tif 000016
【図１０Ｂ】
2016009470.tif 000017
【図１１Ａ】
2016009470.tif 000018
【図１１Ｂ】
2016009470.tif 000019
【図１２】
2016009470.tif 000020
【図１３】
2016009470.tif 000021
【図１４】
2016009470.tif 000022
【図１５】
2016009470.tif 000023
【図１６】
2016009470.tif 000024
【図１７】
2016009470.tif 000025
【図１８】
2016009470.tif 000026
【図１９Ａ】
2016009470.tif 000027
【図１９Ｂ】
2016009470.tif 000028
【図２０】
2016009470.tif 000029
【図２１Ａ】
2016009470.tif 000030
【図２１Ｂ】
2016009470.tif 000031
【図２２】
2016009470.tif 000032
【図２３】
2016009470.tif 000033
【国際調査報告】
2016009470.tif 000034
2016009470.tif 000035