(57)【要約】【課題】セクタアンテナにおいて、送信又は受信する複数の周波数が整数倍の関係にない場合においても、簡単な構成で良好な特性が得られるようにする。【解決手段】複数のアンテナ素子を選択するスイッチング素子１１，２１，３１，４１と、高周波信号の位相を変化させる、それぞれのアンテナ素子ごとに用意された複数の伝送線路１２，２２，３２，４２と、複数の伝送線路を接続した分岐点５１に設けられ、所定の周波数特性を有する受動素子５２とを備える。伝送線路を有することで、基底周波数及びその逓倍の周波数で共振作用が得られるが、周波数特性を有する受動素子５２による作用で、高次の共振周波数を変動させる効果を有する。【選択図】図１
2008236193.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナ素子を備えて、その複数のアンテナ素子を選択的に使用するセクタアンテナとして構成されたアンテナ装置において、
前記複数のアンテナ素子を制御信号により選択するスイッチング素子と、
送信又は受信する高周波信号の位相を変化させる、前記それぞれのアンテナ素子ごとに用意された複数の伝送線路と、
前記複数の伝送線路を接続した分岐点に設けられ、所定の周波数特性を有する受動素子とを備えたことを特徴とする
アンテナ装置。
【請求項２】
請求の範囲第１項記載のアンテナ装置において、
前記スイッチング素子は、それぞれのアンテナ素子と伝送線路との間に設けたことを特徴とする
アンテナ装置。
【請求項３】
請求の範囲第１項記載のアンテナ装置において、
前記受動素子の周波数特性により、高次の共振周波数を変動させて、送信又は受信可能な複数の周波数帯域が、整数倍でない複数の周波数帯域に対応させたことを特徴とする
アンテナ装置。
【請求項４】
請求の範囲第１項記載のアンテナ装置において、
前記受動素子は、前記複数の伝送線路を接続した分岐点と、送信信号の出力又は受信信号の入力を行う通信回路との間に接続したことを特徴とする
アンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば無線ＬＡＮ（Local Area Network）用の通信装置に接続して送信又は受信を行うのに好適なアンテナ装置に関し、特に複数のアンテナ素子を選択的に使用するセクタアンテナに適用される技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばＩＥＥＥ（The Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１１方式で規定された規定された無線ＬＡＮシステムの場合、２．４ＧＨｚ帯で無線通信を行う規格と、５．２ＧＨｚ帯で無線通信を行う規格が普及している。いずれか一方の周波数帯だけで無線通信を行う通信装置も存在するが、２つの周波数帯で無線通信が可能な通信装置も多々存在する。
【０００３】
また、アンテナの指向特性を改善させる技術として、セクタアンテナと称されるものが普及している。セクタアンテナは、例えば４つのアンテナ素子で構成して、その４つのアンテナ素子の指向範囲を、それぞれ異なる範囲に設定するようにしたものである。
例えば図８に示すように、４つのアンテナ素子の指向範囲♯１，♯２，♯３，♯４、それぞれ９０°ずつ異なる角度範囲として、その４つの範囲♯１〜♯４の内で、相手の局と最も良好に無線通信できるアンテナ素子を選択して、無線通信を行う。このようなセクタアンテナを使用することで、どの方向にいる局とも良好に無線通信を行うことができる。図８の例では、４つのアンテナを切り替える構成としてあるが、４つ以外の数のアンテナを組み合わせて構成されたセクタアンテナも存在する。
【０００４】
セクタアンテナの場合には、スイッチング素子を使用して、４つなどの複数個用意されたアンテナ素子を切り替える構成としてある。即ち、例えば４つのアンテナ素子で構成される場合、相手の局が存在する方向と指向範囲が一致した特定の１つのアンテナ素子だけで送信や受信を行い、他の３つのアンテナ素子はオフ状態とする。
【０００５】
複数のアンテナ素子をこのように選択的に使用するためにスイッチを接続すると、オフ状態のアンテナとのアイソレーションについても、挿入損失を劣化する要因となり、アンテナの性能を劣化させてしまう可能性がある。
【０００６】
このため、複数のアンテナ素子をスイッチング素子で切り替える構成として、λ／４の長さの伝送線路（λはアンテナで送信又は受信する信号の波長：以下同じ）を利用して、アイソレーションを高めることによって、挿入損失を低下させる手法が提案されている（特許文献１参照）。
また、伝送線路の途中にスイッチを追加する構成として、周波数に応じて特性を切り替える手法についても提案されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００５−１６６３０号公報
【特許文献２】特開平１１−３１３００２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、λ／４の長さの伝送線路を挿入する手法では、伝送線路の共振周波数が基底周波数の逓倍になるため、単一の受信周波数を扱うアンテナか、あるいは複数の周波数の場合には、その複数の受信周波数が整数倍の関係にある必要がある。実際の受信システムでは、複数の受信周波数が整数倍の関係にあることは稀であり、例えば、無線ＬＡＮシステムにおいて扱うことが多い２つの周波数帯である、２．４ＧＨｚ帯での送受信と、５．２ＧＨｚ帯での送受信とを、このような構成のアンテナで行うことは、２つの周波数帯が整数倍の関係にないので困難である。
【０００８】
特許文献２に記載のように、伝送線路の途中に、周波数に応じて特性を切り替えるスイッチを設ける構成とすることで、このような問題を回避することは可能であるが、セクタアンテナとしてのアンテナ素子を選択するスイッチとは別に、周波数切り替え用のスイッチを設ける構成とすると、アンテナ装置として構成が非常に複雑になり、かつ周波数切り替え用のスイッチを制御する構成が必要になり、非常に高価で複雑な構成になってしまい、アンテナ装置の製造コストを上昇させてしまう問題があった。
【０００９】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、セクタアンテナにおいて、送信又は受信する複数の周波数が整数倍の関係にない場合においても、簡単な構成で良好な特性が得られるように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、複数のアンテナ素子を備えて、その複数のアンテナ素子を選択的に使用するセクタアンテナとして構成されたアンテナ装置に適用される。
構成としては、複数のアンテナ素子を選択するスイッチング素子と、高周波信号の位相を変化させる、それぞれのアンテナ素子ごとに用意された複数の伝送線路と、複数の伝送線路を接続した分岐点に設けられ、所定の周波数特性を有する受動素子とを備える。
【００１１】
このような構成としたことで、伝送線路を有することで、基底周波数及びその逓倍の周波数で、共振作用が得られる。このとき、周波数特性を有する受動素子による作用で、高次の共振周波数を変動させることが可能となる。従って、複数の送信周波数又は受信周波数が整数倍の関係にない場合でも対処できるようになる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、周波数特性を有する受動素子による作用で、高次の共振周波数を変動させることが可能となり、複数の送信周波数又は受信周波数が整数倍の関係にない場合でも対処できるようになる。この場合、周波数を切り替えるためのスイッチなどは必要なく、簡単な構成で実現でき、整数倍の関係にない複数の無線周波数に対応した良好な特性のアンテナを簡単に実現できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の第１の実施の形態の例を、図１及び図２を参照して説明する。
本実施の形態においては、ＩＥＥＥ８０２．１１方式で規定された規定された無線ＬＡＮシステム用の無線通信装置に接続されるアンテナ装置としたものである。送信周波数及び受信周波数としては、２つの周波数帯が整数倍の関係がない周波数である、２．４ＧＨｚ帯での送信及び受信と、５．２ＧＨｚ帯での送信及び受信とを行うようにしてあり、ここでの無線通信を行う距離としては、例えば最大で数十ｍ程度の比較的近距離用のアンテナ装置としてある。２つの周波数帯の選択は、例えばいずれか一方の周波数帯を優先して使い、その一方の周波数帯で通信ができない場合に、他方の周波数帯を使用するようにする。いずれにしても、アンテナ装置が接続される無線通信装置側での制御で選択される。
【００１４】
図１は、本実施の形態の例によるアンテナ装置の構成例を示したものである。
本例のアンテナ装置は、４つのアンテナ素子１１，２１，３１，４１を備える。その４つのアンテナ素子１１，２１，３１，４１は、例えば図８に示したように、それぞれ異なる指向範囲♯１，♯２，♯３，♯４として、４つのアンテナのいずれかを選択して送受信に使用することで、どの方向に存在する相手の局とも良好に無線通信を行うものである。
【００１５】
アンテナ素子１１は、スイッチング素子を構成するダイオードＤ１１を介して、ストリップラインである伝送線路１２の一端に接続してある。
他のアンテナ素子２１，３１，４１についても、図１に示すように、スイッチング素子を構成するダイオードＤ２１，Ｄ３１，Ｄ４１を介して、ストリップラインである伝送線路２２，３２，４２の一端に接続してある。
各伝送線路１２，２２，３２，４２は、例えば２．４ＧＨｚ帯の信号の波長λに対して１／２の長さ（即ちλ／２の長さ）となる長さに設定してある。
【００１６】
各伝送線路１２，２２，３２，４２の他端は、共通に接続させてある。以下の説明ではこの接続点を分岐点５１と称する。分岐点５１には、所定の周波数特性を持つ受動素子を接続する。本例の場合には、受動素子として、コンデンサ５２の一端を分岐点５１に接続する。コンデンサ５２の他端は接地させてある。コンデンサ５２は、比較的低容量のキャパシタであり、例えば１．５ｐＦのものを使用する。このコンデンサ５２は、伝送線路１２，２２，３２，４２と合わせて、高次の共振周波数を変動させるように作用する。この例では、コンデンサ５２を使用したことで、高次の共振周波数を若干高い方にシフトさせている。具体的な作用状態については後述する。
【００１７】
そして、分岐点５１を、コンデンサ５３を介して通信装置６０のアンテナ接続端子に接続してある。コンデンサ５３は、高周波回路との直流電位を分断する結合コンデンサである。図１の例では、分岐点５１を、コンデンサ５３を介して送受信切替え器６１に接続して、送受信切替え器６１で送信信号Ｔｘと受信信号Ｒｘとを別の系に分ける構成としてある。
【００１８】
アンテナ素子１１に接続されたダイオードＤ１１をスイッチング素子と機能させる構成としては、選択信号入力端子１３に得られる選択信号Ctrl1を、インダクタＬ１２を介してダイオードＤ１１のアノードに供給する構成とする。そして、ダイオードＤ１１のカソードを、インダクタＬ１１を介して接地させる。
他のアンテナ素子２１，３１，４１側でも、選択信号入力端子２３，３３，４３に得られる選択信号Ctrl2，Ctrl3，Ctrl4を、インダクタＬ２２，Ｌ３２，Ｌ４２を介してダイオードＤ２１，Ｄ３１，Ｄ４１のアノードに供給する構成とする。そして、ダイオードＤ２１，Ｄ３１，Ｄ４１のカソードを、インダクタＬ２１，Ｌ３１，Ｌ４１を介して接地させる。
【００１９】
インダクタＬ１２，Ｌ２２，Ｌ３２，Ｌ４２は、直流の選択信号を、スイッチング素子としてのダイオードＤ１１，Ｄ２１，Ｄ３１，Ｄ４１に印加し、高周波信号を阻止するチョークインダクタである。インダクタＬ１１，Ｌ２１，Ｌ３１，Ｌ４１についても、高周波信号を阻止するチョークインダクタである。
【００２０】
選択信号入力端子１３，２３，３３，４３に供給する選択信号Ctrl1，Ctrl2，Ctrl3，Ctrl4としては、使用するアンテナ素子の系に対して、ハイレベル“Ｈ”となる選択信号を供給し、その他の使用しないアンテナ素子の系に対して、ローレベル“Ｌ”となる選択信号を供給する。４つのアンテナ素子１１，２１，３１，４１のいずれを使用するかは、例えば無線通信する相手の局の位置などにより選択する制御が、通信装置６０側で行われる。選択信号Ctrl1，Ctrl2，Ctrl3，Ctrl4は、通信装置６０内の制御部（図示せず）から出力される信号である。
【００２１】
図２は、図１の構成によるアンテナ装置の特性例を示した図である。図２では、アンテナの挿入損失と入力反射損失を示してあり、比較のために、コンデンサ５２を設けていない例も示してある。特性ａ，ｂは挿入損失であり、実線で示す特性ａは、図１の構成からコンデンサ５２を除いた場合の周波数特性であり、破線で示す特性ｂは、図１に示したコンデンサ５２を設けた場合の周波数特性である。特性ｃ，ｄは入力反射損失であり、一点鎖線で示す特性ｃは、図１の構成からコンデンサ５２を除いた場合の周波数特性であり、二点鎖線で示す特性ｄは、図１に示したコンデンサ５２を設けた場合の周波数特性である。
【００２２】
図２に示した入力反射損失特性ｃ，ｄを比較すると判るように、コンデンサ５２を設けない従来構成の場合には、基底周波数２．４ＧＨｚの約２倍の周波数位置である４．８ＧＨｚの近傍が高次の共振周波数となっている。これに対してコンデンサ５２を設けた本例の構成の入力反射損失特性ｄの場合には、共振周波数として、基底周波数２．４ＧＨｚについては殆ど代わりがないが、高次の共振周波数については、２倍の周波数から若干上側にシフトして、約５．２ＧＨｚとなっている。従って、２．４ＧＨｚ帯と、５．２ＧＨｚ帯のいずれの周波数帯でも、良好に送信及び受信が行え、デュアルバンド対応のアンテナとして良好に機能する。しかも、周波数帯の切り替えでスイッチなどを切替える必要がなく、簡単な構成で実現できる。
【００２３】
次に、本発明の第２の実施の形態を、図３及び図４を参照して説明する。本実施の形態の構成を示す図３において、先に説明した図１に対応する部分には同一符号を付す。
【００２４】
本例においても、無線ＬＡＮシステム用などの用途に使用される無線通信装置に接続されるアンテナ装置としたものである。この例では、送信周波数及び受信周波数としては、２つの周波数帯が整数倍の関係がない周波数である、２．４ＧＨｚ帯での送信及び受信と、４．５ＧＨｚ帯での送信及び受信とを行う、デュアルバンド対応のセクタアンテナとして構成した例である。
【００２５】
図３は、本実施の形態のアンテナ装置の構成を示した図である。本例のアンテナ装置の基本的な構成については、上述した図１に示したアンテナ装置と同じ構成である。即ち、４つのアンテナ素子１１，２１，３１，４１を備え、それぞれ異なる指向範囲♯１，♯２，♯３，♯４とする。
【００２６】
アンテナ素子１１，２１，３１，４１は、スイッチング素子を構成するダイオードＤ１１，Ｄ２１，３１，４１を介して、ストリップラインである伝送線路１２，２２，３２，４２の一端に接続してある。各伝送線路１２，２２，３２，４２は、例えば２．４ＧＨｚ帯の信号の波長λに対して１／２の長さ（即ちλ／２の長さ）となる長さに設定してある。
【００２７】
各伝送線路１２，２２，３２，４２の他端は、分岐点５１で共通に接続させてある。分岐点５１には、所定の周波数特性を持つ受動素子として、インダクタ５４の一端を分岐点５１に接続する。インダクタ５４の他端は接地させてある。インダクタ５４は、比較的低インダクタンスのインダクタであり、例えば１８ｎＨのものを使用する。このインダクタ５４は、伝送線路１２，２２，３２，４２と合わせて、高次の共振周波数を、変動させるように作用する。この例では、インダクタ５４を使用したことで、高次の共振周波数を若干低い方にシフトさせている。
【００２８】
分岐点５１は、コンデンサ５３を介して通信装置６０のアンテナ接続端子に接続してある。
アンテナ素子１１，２１，３１，４１に接続されたダイオードＤ１１，Ｄ２１，Ｄ３１，Ｄ４１をスイッチング素子と機能させる構成については、図１の構成と同じである。選択信号Ctrl1，Ctrl2，Ctrl3，Ctrl4による制御状態についても同じである。
【００２９】
このように構成した図３のアンテナ装置の特性を示したのが図４である。図４では、アンテナの挿入損失と入力反射損失を示してあり、比較のために、インダクタ５４を設けていない例も示してある。特性ｅ，ｆは挿入損失であり、実線で示す特性ｅは、図３の構成からインダクタ５４を除いた場合の周波数特性であり、破線で示す特性ｆは、図３に示したインダクタ５４を設けた場合の周波数特性である。特性ｇ，ｈは入力反射損失であり、一点鎖線で示す特性ｇは、図３の構成からインダクタ５４を除いた場合の周波数特性であり、二点鎖線で示す特性ｈは、図３に示したインダクタ５４を設けた場合の周波数特性である。
【００３０】
図４に示した入力反射損失特性ｇ，ｈを比較すると判るように、インダクタ５４を設けない従来構成の場合には、基底周波数２．４ＧＨｚの約２倍の周波数位置である４．８ＧＨｚの近傍が高次の共振周波数となっている。これに対してインダクタ５４を設けた本例の構成の入力反射損失特性ｈの場合には、共振周波数として、基底周波数２．４ＧＨｚについては殆ど代わりがないが、高次の共振周波数については、２倍の周波数から若干下側にシフトして、約４．５ＧＨｚとなっている。従って、２．４ＧＨｚ帯と、４．５ＧＨｚ帯のいずれの周波数帯でも、良好に送信及び受信が行え、デュアルバンド対応のアンテナとして良好に機能する。
【００３１】
次に、本発明の第３の実施の形態を、図５を参照して説明する。本実施の形態の構成を示す図５において、先に説明した図１及び図３に対応する部分には同一符号を付す。
【００３２】
本例においても、無線ＬＡＮシステム用などの用途に使用される無線通信装置に接続されるアンテナ装置としたものである。この例では、送信周波数及び受信周波数としては、２つの周波数帯が整数倍の関係がない周波数帯での送信及び受信とを行う、デュアルバンド対応のセクタアンテナとして構成した例である。
【００３３】
図５は、本実施の形態のアンテナ装置の構成を示した図である。本例のアンテナ装置のアンテナ素子と伝送線路に関する基本的な構成については、上述した図１に示したアンテナ装置と同じ構成であり、スイッチング素子とその周辺回路構成が異なるものである。
【００３４】
構成としては、４つのアンテナ素子１１，２１，３１，４１を備え、それぞれ異なる指向範囲♯１，♯２，♯３，♯４とする。アンテナ素子１１，２１，３１，４１は、スイッチング素子を構成するトランジスタＱ１１，Ｑ２１，Ｑ３１，Ｑ４１を介して、ストリップラインである伝送線路１２，２２，３２，４２の一端に接続してある。各伝送線路１２，２２，３２，４２は、例えば２．４ＧＨｚ帯の信号の波長λに対して１／２の長さ（即ちλ／２の長さ）となる長さに設定してある。
【００３５】
各伝送線路１２，２２，３２，４２の他端は、分岐点５１で共通に接続させてある。分岐点５１には、所定の周波数特性を持つ受動素子として、コンデンサ５２の一端を分岐点５１に接続する。コンデンサ５２の他端は接地させてある。コンデンサ５２は、比較的低キャパシタのコンデンサである。このコンデンサ５２は、伝送線路１２，２２，３２，４２と合わせて、高次の共振周波数を、変動させるように作用する。分岐点５１は、コンデンサ５３を介して通信装置６０のアンテナ接続端子に接続してある。
【００３６】
アンテナ素子１１，２１，３１，４１に接続されたトランジスタＱ１１，Ｑ２１，Ｑ３１，Ｑ４１のオン・オフを制御する構成としては、選択信号入力端子１４，２４，３４，４４に得られる選択信号Ctrl1，Ctrl2，Ctrl3，Ctrl4を、抵抗器Ｒ１２，Ｒ２２，Ｒ３２，Ｒ４２を介して、各トランジスタＱ１１，Ｑ２１，Ｑ３１，Ｑ４１のベース（ゲート）に供給する。各トランジスタＱ１１，Ｑ２１，Ｑ３１，Ｑ４１と伝送線路１２，２２，３２，４２との間には、インダクタＬ１３，Ｌ２３，Ｌ３３，Ｌ４３の一端を接続し、各インダクタＬ１３，Ｌ２３，Ｌ３３，Ｌ４３の他端を接地させる。また、各トランジスタＱ１１，Ｑ２１，Ｑ３１，Ｑ４１には、電源端子７１に得られる直流電圧Ｖccを、抵抗器Ｒ１１，Ｒ２１，Ｒ３１，Ｒ４１を介して供給する。このように構成したことで、選択信号入力端子１４，２４，３４，４４に得られる選択信号Ctrl1，Ctrl2，Ctrl3，Ctrl4で、各トランジスタＱ１１，Ｑ２１，Ｑ３１，Ｑ４１のオン・オフが制御されて、図１の構成例と同様の制御が可能となる。
【００３７】
そして、本実施の形態の場合にも、図１の例と同様に、コンデンサ５２の作用で、高次の共振周波数をシフトさせるように作用し、整数倍の関係にない、複数の周波数帯の送受信が行えるアンテナとして良好に機能するようになる。なお、コンデンサ５２の代わりに、図３に示したインダクタ５４を接続して、第２の実施の形態の場合と同様に作用させる構成としてもよい。
【００３８】
次に、本発明の第４の実施の形態を、図６を参照して説明する。本実施の形態の構成を示す図６において、先に説明した図１，図３，図４，図５に対応する部分には同一符号を付す。
【００３９】
本例においても、無線ＬＡＮシステム用などの用途に使用される無線通信装置に接続されるアンテナ装置としたものである。この例では、送信周波数及び受信周波数としては、２つの周波数帯が整数倍の関係がない周波数帯での送信及び受信とを行う、デュアルバンド対応のセクタアンテナとして構成した例である。
【００４０】
図６は、本実施の形態のアンテナ装置の構成を示した図である。本例のアンテナ装置のアンテナ素子と伝送線路に関する基本的な構成については、上述した図１に示したアンテナ装置と同じ構成であり、スイッチング素子とその周辺回路構成が異なるものである。
【００４１】
構成としては、４つのアンテナ素子１１，２１，３１，４１を備え、それぞれ異なる指向範囲♯１，♯２，♯３，♯４とする。アンテナ素子１１，２１，３１，４１は、ストリップラインである伝送線路１２，２２，３２，４２の一端に接続してある。各伝送線路１２，２２，３２，４２は、例えば２．４ＧＨｚ帯の信号の波長λに対して１／２の長さ（即ちλ／２の長さ）となる長さに設定してある。
【００４２】
各伝送線路１２，２２，３２，４２の他端は、分岐点５１で共通に接続させてある。分岐点５１には、所定の周波数特性を持つ受動素子として、コンデンサ５２の一端を分岐点５１に接続する。コンデンサ５２の他端は接地させてある。コンデンサ５２は、比較的低キャパシタのコンデンサである。このコンデンサ５２は、伝送線路１２，２２，３２，４２と合わせて、高次の共振周波数を、変動させるように作用する。分岐点５１は、コンデンサ５３を介して通信装置６０のアンテナ接続端子に接続してある。
【００４３】
各アンテナ素子１１，２１，３１，４１と各伝送線路１２，２２，３２，４２との接続点には、スイッチング素子としてのダイオードＤ１２，Ｄ２２，Ｄ３２，Ｄ４２のカソードが接続してあり、さらにこの接続点を、インダクタＬ１４，Ｌ２４，Ｌ３４，Ｌ４４を介して接地させてある。
ダイオードＤ１２，Ｄ２２，Ｄ３２，Ｄ４２のアノードは、選択信号入力端子１５，２５，３５，４５に接続させてある。選択信号入力端子１５，２５，３５，４５は、選択信号Ctrl1，Ctrl2，Ctrl3，Ctrl4が得られる端子であり、各端子１５，２５，３５，４５を、コンデンサＣ１１，Ｃ２１，Ｃ３１，Ｃ４１を介して接地させてある。
【００４４】
このように構成したことで、選択信号Ctrl1，Ctrl2，Ctrl3，Ctrl4により４つのアンテナの内で、送受信するアンテナを選択することができ、図１の構成例と同様の制御が可能となる。
【００４５】
そして、本実施の形態の場合にも、図１の例と同様に、コンデンサ５２の作用で、高次の共振周波数をシフトさせるように作用し、整数倍の関係にない、複数の周波数帯の送受信が行えるアンテナとして良好に機能するようになる。なお、コンデンサ５２の代わりに、図３に示したインダクタ５４を接続して、第２の実施の形態の場合と同様に作用させる構成としてもよい。
【００４６】
次に、本発明の第５の実施の形態を、図７を参照して説明する。本実施の形態の構成を示す図７において、先に説明した図１，図３，図４，図５，図６に対応する部分には同一符号を付す。
【００４７】
本例においても、無線ＬＡＮシステム用などの用途に使用される無線通信装置に接続されるアンテナ装置としたものである。この例では、送信周波数及び受信周波数としては、２つの周波数帯が整数倍の関係がない周波数帯での送信及び受信とを行う、デュアルバンド対応のセクタアンテナとして構成した例である。
【００４８】
図７は、本実施の形態のアンテナ装置の構成を示した図である。本例のアンテナ装置のアンテナ素子と伝送線路に関する基本的な構成については、上述した図１に示したアンテナ装置と同じ構成であり、スイッチング素子とその周辺回路構成が異なるものである。
【００４９】
構成としては、４つのアンテナ素子１１，２１，３１，４１を備え、それぞれ異なる指向範囲♯１，♯２，♯３，♯４とする。アンテナ素子１１，２１，３１，４１は、ストリップラインである伝送線路１２，２２，３２，４２の一端に接続してある。各伝送線路１２，２２，３２，４２は、例えば２．４ＧＨｚ帯の信号の波長λに対して１／２の長さ（即ちλ／２の長さ）となる長さに設定してある。
【００５０】
各伝送線路１２，２２，３２，４２の他端は、分岐点５１で共通に接続させてある。分岐点５１には、所定の周波数特性を持つ受動素子として、コンデンサ５２の一端を分岐点５１に接続する。コンデンサ５２の他端は接地させてある。コンデンサ５２は、比較的低キャパシタのコンデンサである。このコンデンサ５２は、伝送線路１２，２２，３２，４２と合わせて、高次の共振周波数を、変動させるように作用する。分岐点５１は、コンデンサ５３を介して通信装置６０のアンテナ接続端子に接続してある。
【００５１】
各アンテナ素子１１，２１，３１，４１と各伝送線路１２，２２，３２，４２との接続点には、スイッチング素子としてのトランジスタＱ１２，Ｑ２２，Ｑ３２，Ｑ４２のコレクタを接続する。このトランジスタＱ１２，Ｑ２２，Ｑ３２，Ｑ４２のエミッタを接地させてあり、ベースは、抵抗器Ｒ１４，Ｒ２４，Ｒ３４，Ｒ４４を介して、選択信号入力端子１５，２５，３５，４５に接続させてある。また、各トランジスタＱ１１，Ｑ２１，Ｑ３１，Ｑ４１のコレクタには、電源端子７２に得られる直流電圧Ｖccを、抵抗器Ｒ１３，Ｒ２３，Ｒ３３，Ｒ４３を介して供給する。
【００５２】
このように構成したことで、選択信号Ctrl1，Ctrl2，Ctrl3，Ctrl4により４つのアンテナの内で、送受信するアンテナを選択することができ、図１の構成例と同様の制御が可能となる。
【００５３】
そして、本実施の形態の場合にも、図１の例と同様に、コンデンサ５２の作用で、高次の共振周波数をシフトさせるように作用し、整数倍の関係にない、複数の周波数帯の送受信が行えるアンテナとして良好に機能するようになる。なお、コンデンサ５２の代わりに、図３に示したインダクタ５４を接続して、第２の実施の形態の場合と同様に作用させる構成としてもよい。
【００５４】
次に、本発明の第６の実施の形態を、図８を参照して説明する。本実施の形態の構成を示す図８において、先に説明した図１に対応する部分には同一符号を付す。
【００５５】
本例においても、無線ＬＡＮシステム用などの用途に使用される無線通信装置に接続されるアンテナ装置としたものである。この例では、送信周波数及び受信周波数としては、２つの周波数帯が整数倍の関係がない周波数帯での送信及び受信とを行う、デュアルバンド対応のセクタアンテナとして構成した例である。
【００５６】
図８は、本実施の形態のアンテナ装置の構成を示した図である。本例のアンテナ装置の基本的な構成については、上述した図１に示したアンテナ装置と同じ構成である。即ち、各アンテナ素子１１，２１，３１，４１から分岐点５１までの構成については、図１の例と全く同じである。
【００５７】
そして本例の場合には、この分岐点５１に接続する、所定の周波数特性を持つ受動素子として、分岐点５１と通信装置６０との間に接続した結合コンデンサとしてのコンデンサ５３が、兼ねるようにしたものである。
この場合、コンデンサ５３の容量として比較的低容量とする必要があり、その低容量のコンデンサで結合コンデンサとして良好に機能するように、コンデンサ５３の周辺回路を組む必要がある。
その他の部分については、第１の実施の形態で説明した構成と同様に構成する。
【００５８】
この図８の構成の場合も、コンデンサ５３の作用で、高次の共振周波数をシフトさせることが可能になり、整数倍の関係にない複数の周波数に対応した、デュアルバンド対応のアンテナ装置として構成させることができる。
【００５９】
なお、ここまで説明した各実施の形態の例では、いずれもストリップラインで構成される伝送線路として、λ／２の長さの伝送線路として、コンデンサなどの受動素子の接続で、そのλ／２の整数倍の位相効果を持つような構成としたが、例えば、λ／４の長さの伝送線路として、コンデンサなどの受動素子により、そのλ／４の奇数倍の位相効果を持つような構成としてもよい。
【００６０】
また、上述した実施の形態では、４つのアンテナ素子を選択するセクタアンテナとして構成した例について説明したが、その他の数のアンテナ素子を選択的に使用するセクタアンテナにも適用可能である。
【００６１】
また、上述した実施の形態では、デュアルバンド対応の無線ＬＡＮシステム用の無線アンテナに適用した例としたが、その他の無線システム用の複数の周波数帯域に対応させたセクタアンテナにも適用可能である。但し、複数の周波数帯が整数倍の関係にない場合に適用される構成である。また、上述した実施の形態では、送信と受信の双方を行うアンテナに適用した例としたが、送信だけを行うアンテナ、或いは、受信だけを行うアンテナとして構成してもよい。アンテナ素子そのものの形状についても、上述した実施の形態では特に説明しなかったが、セクタアンテナとして所望の指向特性が得られる各種アンテナ素子が使用可能である。
【００６２】
アンテナ装置を適用する構成についても、上述した各実施の形態で説明したアンテナ装置を、単体で構成させて、既存の無線通信装置に接続させる構成とするか、或いは、無線通信装置に内蔵させたアンテナ装置として構成させるか、いずれの構成でもよい。また、上述した各実施の形態では、アンテナを選択する制御構成については特に説明しなかったが、セクタアンテナの制御構成として従来から行われている各種制御方式が適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の第１の実施の形態による例を示す構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態によるアンテナ特性例を示す特性図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態による例を示す構成図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態によるアンテナ特性例を示す特性図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態による例を示す構成図である。
【図６】本発明の第４の実施の形態による例を示す構成図である。
【図７】本発明の第５の実施の形態による例を示す構成図である。
【図８】本発明の第６の実施の形態による例を示す構成図である。
【図９】セクタアンテナの指向特性例の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６４】
１１…アンテナ素子、１２…伝送線路、１３，１４，１５…選択信号入力端子、２１…アンテナ素子、２２…伝送線路、２３，２４，２５…選択信号入力端子、３１…アンテナ素子、３２…伝送線路、３３，３４，３５…選択信号入力端子、４１…アンテナ素子、４２…伝送線路、４３，４４，４５…選択信号入力端子、５１…分岐点、５２…コンデンサ、５３…コンデンサ、５４…インダクタ、６０…通信装置、６１…送受信切替え器、Ｄ１１，Ｄ１２，Ｄ２１，Ｄ２２，Ｄ３１，Ｄ３２，Ｄ４１，Ｄ４２…ダイオード、Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ２１，Ｑ２２，Ｑ３１，Ｑ３２，Ｑ４１，Ｑ４２…トランジスタ
【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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