(57)【要約】【課題】アンテナ素子の形状及び配置を改善することにより、コンパクトな構造で指向性を更に向上させることが可能な、新規かつ改良された逆相給電アンテナ装置を提供する。【解決手段】逆相給電アンテナ装置において、円形の断面形状を有する棒状のダイポール素子１０と、棒状のダイポール素子１０の少なくとも一側に棒状のダイポール素子１０に対して平行に配置される平板状のダイポール素子２０、２１と、棒状のダイポール素子１０と平板状のダイポール素子２０，２１に対して逆位相で給電する給電手段２と、を備える。これにより、近接配置された棒状のダイポール素子１０と平板状のダイポール素子２０、２１に逆相給電することで、両者の指向特性を相互に打ち消すようにして指向性を高めることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円形の断面形状を有する棒状のダイポール素子と、
前記棒状のダイポール素子の少なくとも一側に、前記棒状のダイポール素子に対して平行に配置される平板状のダイポール素子と、
前記棒状のダイポール素子と前記平板状のダイポール素子に対して逆位相で給電する給電手段と、
を備えたことを特徴とする、逆相給電アンテナ装置。
【請求項２】
２つの前記平板状のダイポール素子が、前記棒状のダイポール素子の両側に対称に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の逆相給電アンテナ装置。
【請求項３】
前記棒状のダイポール素子と前記平板状ダイポール素子とは絶縁接続されて一体化されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の逆相給電アンテナ装置。
【請求項４】
前記平板状のダイポール素子の幅は、前記棒状のダイポール素子の直径と略同一であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の逆相給電アンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、逆相給電アンテナ装置に関し、特に、指向性に優れた逆相給電アンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高利得及び広帯域の指向性アンテナとして、多素子八木式アンテナが使用されている。さらに、この多素子八木式アンテナの長所を維持しつつ小型化を図るために、２つのダイポール素子を１／４波長（λ）の間隔で平行に配置して逆相給電するようにした平頂ビームアンテナが知られている。例えば、特許文献１には、上記の平頂ビームアンテナを改良して単方向の指向性を得るために、所定間隔で配置された２つのダイポール素子の一側に反射板を設置した逆相給電アンテナ装置が開示されている。かかる逆相給電アンテナ装置では、２つのダイポール素子が送受信する電波の位相差を調整するために逆相給電を行っている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３４１３７６公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の逆相給電アンテナ装置は、同一形状の２つのダイポール素子を所定間隔（例えばλ／４）だけ離隔配置する構成であるので、その分だけ大きな装置スペースが必要となり、アンテナ装置の小型化に限界があった。また、かかる逆相給電アンテナ装置は、逆相給電される２つのダイポール素子を、所望の方向以外の電磁波成分を相互に打ち消すように近接配置するものではないため、指向性を更に向上させる余地があった。このため、従来では、よりコンパクトな構造で、かつ、複数のアンテナ素子の相互作用により指向性を向上できる逆相給電アンテナ装置が希求されていた。
【０００５】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、アンテナ素子の形状及び配置を改善することにより、コンパクトな構造で指向性を更に向上させることが可能な、新規かつ改良された逆相給電アンテナ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本願発明者らが鋭意努力したところ、形状及び指向特性の異なる２種類のダイポール素子を近接させて対称配置するとともに、これら２種類のダイポール素子からの放射電磁波のうち指向方向以外の成分を相互に打ち消すように逆相給電することによって、複数のダイポール素子を近接配置したコンパクトな構造であるにもかかわらず、優れた指向性を実現できることを見出した。そこで、かかる知見に基づき以下の構成の逆相給電アンテナ装置に想到した。
【０００７】
即ち、上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、円形の断面形状を有する棒状のダイポール素子と、棒状のダイポール素子の少なくとも一側に、棒状のダイポール素子に対して平行に配置される平板状のダイポール素子と、棒状のダイポール素子と平板状のダイポール素子に対して逆位相で給電する給電手段と、を備えたことを特徴とする、逆相給電アンテナ装置が提供される。
【０００８】
ここで、棒状のダイポール素子とは、一対の棒状のアンテナエレメントが同一直線上に配置されたアンテナ素子である。この棒状のアンテナエレメントは、円形の断面形状であれば、円柱状又は円筒状であってよく、このため、棒状のダイポール素子は、円柱状又は円筒状のダイポール素子であってよい。また、平板状のダイポール素子とは、一対の平板状のアンテナエレメントが同一直線上に配置されたアンテナ素子である。この平板状のダイポール素子は、上記の棒状のダイポール素子の一側に１つだけ配置されてもよいし、棒状のダイポール素子の両側にそれぞれ配置されてもよい。かかる平板状のダイポール素子と棒状のダイポール素子とは、略同一の長さを有しており、相互に平行となるように近接して並設されるようにしてもよい。
【０００９】
上記構成の逆相給電アンテナ装置では、指向特性の異なる棒状のダイポール素子と平板状のダイポール素子とが近接して対称に配置され、１つのアンテナユニットを構成する。そして、かかる棒状のダイポール素子と平板状のダイポール素子に対し、給電手段により逆相給電することで、所望の指向方向以外の電磁波成分に関して、棒状のダイポール素子と平板状のダイポール素子の指向特性を相互に打ち消すことができるので、アンテナユニット全体としては所望の指向方向の指向性を向上することができる。このアンテナユニットの指向方向は、アンテナ軸に対して垂直な方向であって、棒状のダイポール素子と平板状のダイポール素子とが並列配置された方向となる。さらに、棒状のダイポール素子と平板状のダイポール素子とを近接配置することで、アンテナ装置をコンパクトな構造にして小型化できる。
【００１０】
また、２つの平板状のダイポール素子が、棒状のダイポール素子の両側に対称に配置されるようにしてもよい。かかる構成により、中央に配置された棒状のダイポール素子と、その両側に対称配置された２つの平板状のダイポール素子とが、指向方向以外の指向特性を相互に打ち消すことで、アンテナ装置全体の放射パターンを指向方向に対称な形状にできる。
【００１１】
また、棒状のダイポール素子と平板状ダイポール素子とは絶縁接続されて一体化されてもよい。かかる構成により、近接配置された棒状のダイポール素子と平板状ダイポール素子を、絶縁材料等を介して絶縁接続して、１つのアンテナユニットとして一体化することができる。このため、使用周波数や指向方向等に応じて両者の寸法や位置関係を予め調整しておけば、アンテナ特性を安定化できる。
【００１２】
また、平板状のダイポール素子の幅は、棒状のダイポール素子の直径と略同一であってもよい。ここで、平板状のダイポール素子の幅とは、１又は２以上のダイポール素子の幅を合計した合計幅であり、例えば、２つの平板状のダイポール素子を設けた場合には、両者の幅の和である。かかる構成により、アンテナユニットの中心から任意の距離だけ離隔した観測点における、平板状のダイポール素子のゲインと棒状のダイポール素子のゲインとほぼ一致させることができるので、所望方向の指向性を好適に向上できる。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように本発明によれば、アンテナ素子の形状及び配置を工夫することにより、コンパクトな構造で、指向性を更に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１５】
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施形態にかかる逆相給電アンテナ装置の構成について説明する。図１は、本実施形態にかかる逆相給電アンテナ装置を示す構成図である。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態にかかる逆相給電アンテナ装置は、電波を送受信するアンテナユニット１と、アンテナユニット１に逆相給電するとともに、アンテナユニット１により送受信される信号を入出力する給電回路２と、を備える。アンテナユニット１は、円筒状のダイポール素子１０と、円筒状のダイポール素子１０の両側に対称に配置される２つの平板状のダイポール素子２０、２１とから構成される。
【００１７】
円筒状のダイポール素子１０は、円形の断面形状を有する棒状のダイポール素子の一例である。この円筒状のダイポール素子１０は、一対の円筒状のアンテナエレメント１０ａ、１０ｂからなり、円筒状のダイポールアンテナを構成する。即ち、円筒状のダイポール素子１０は、円筒形状を有する２本のアンテナエレメント１０ａ、１０ｂを同一直線上（アンテナ軸上）に左右対称に配置した構造である。このアンテナエレメント１０ａ、１０ｂは、金属等の導電体を円筒形状に整形した円筒状導体であり、同一形状を有する。各アンテナエレメント１０ａ、１０ｂの内側端部（給電点）は、それぞれ給電ライン３、４に接続されている。
【００１８】
平板状のダイポール素子２０は、同一直線上（アンテナ軸上）に左右対称に配置された一対の平板状のアンテナエレメント２０ａ、２０ｂからなり、平板状のダイポールアンテナを構成する。また、平板状のダイポール素子２１も、同一直線上に左右対称に配置された一対の平板状のアンテナエレメント２１ａ、２１ｂからなり、平板状のダイポールアンテナを構成する。これらの平板状のアンテナエレメント２０ａ、２０ｂ、２１ａ、２１ｂは、金属等の導電体を矩形平板状（例えば短冊状）に整形した板状導体であり、同一形状を有する。
【００１９】
かかる構成の２つの平板状のダイポール素子２０、２１はそれぞれ、上記の円筒状のダイポール素子１０の短手方向両側（Ｙ軸方向両側）に、当該円筒状のダイポール素子１０に対して平行となるように隣接して配置される。換言すると、１対の円筒状のアンテナエレメント１０ａ、１０ｂと２対の平板状のアンテナエレメント２０ａ、２０ｂ、２１ａ、２１ｂとが、アンテナユニット１の中点を中心として左右対称に隣接配置される。また、図２のアンテナユニット１の断面図に示すように、上記の平板状のダイポール素子２０、２１は、円筒状のダイポール素子１０の両側に左右対称に配置されており、これら３つのダイポール素子１０、２０、２１は、各々のアンテナ軸が同一の平面Ｈに含まれるようにＹ軸方向に並設されている。このため、これら３つのダイポール素子１０、２０、２１からなるアンテナユニット１は、円筒状のダイポール素子１０のアンテナ軸を中心として点対称な形状となるので、上下方向（Ｘ軸方向）及び左右方向（Ｙ軸方向）に対称な放射パターンを形成することとなる。
【００２０】
さらに、２つの平板状のダイポール素子２０、２１と、円筒状のダイポール素子１０とは、相互に近接配置され、絶縁材料を介して相互に絶縁接続されて一体化されている。即ち、２つの平板状のダイポール素子２０、２１と、円筒状のダイポール素子１０とは、従来の八木アンテナのように相互に離隔配置されるのではなく、絶縁材料が充填される微少隙間を空けて近接配置されており、これら３つのダイポール素子１０、２０、２１を絶縁接続して一体化することで、１つのアンテナユニット１が構成されている。
【００２１】
また、図１に示すように、円筒状のダイポール素子１０と平板状のダイポール素子２０の長さＬは、略同一であり、例えば、送受信される電波の波長λの約１／２に調整されている（例えばＬ＝２５ｃｍ）。即ち、各アンテナエレメント１０ａ、１０ｂ、２０ａ、２０ｂ、２１ａ、２１ｂの長さ（Ｌ／２）は、約λ／４である。また、図２に示すように、円筒状のダイポール素子１０の直径ｒは、各平板状のダイポール素子２０、２１の幅ｗの２倍（ｒ＝２ｗ）である（例えばｒ＝１ｃｍ、ｗ＝０．５ｃｍ）。換言すると、２つの平板状のダイポール素子２０、２１の幅ｗを合計した合計幅２ｗは、円筒状のダイポール素子１０の直径ｒと同一である。このようにダイポール素子１０、２０、２１の寸法を調整することで、アンテナユニット１からＸ軸方向に離隔した観測点Ｒにおける円筒状のダイポール素子１０のゲインと平板状のダイポール素子２０、２１のゲインとを同程度にすることができる。従って、後述のように円筒状のダイポール素子１０と平板状のダイポール素子２０、２１に逆相給電したときに、円筒状のダイポール素子１０と平板状のダイポール素子２０、２１からの放射電磁波を相互に打ち消す作用を高めて、アンテナユニット１の垂直指向性を好適に向上できる。
【００２２】
以上のようにアンテナユニット１は、６つのアンテナエレメント１０ａ、１０ｂ、２０ａ、２０ｂ、２１ａ、２１ｂからなる３つのダイポール素子１０、２０、２１を、近接して対称配置したコンパクトな構造である。さらに、このアンテナユニット１は、ダイポール素子として、形状の相違に起因して指向特性が異なる２種類のダイポールアンテナ（即ち、円筒状のダイポール素子１０と平板状のダイポール素子２０、２１）が、アンテナユニット１の中点を中心として左右対称（シンメトリック）に配置された構造である。かかるアンテナユニット１では、１つの円筒状のダイポール素子１０と、その両側の２つの平板状のダイポール素子２０に対して、給電回路２を用いて逆相給電することで、コンパクトな構造であるにもかかわらず、上記指向特性の異なる２種類のダイポールアンテナ１０、２０、２１の相互作用により、アンテナの垂直指向性を向上することができる。
【００２３】
給電回路２は、給電手段の一例であり、円筒状のダイポール素子１０と平板状のダイポール素子２０、２１に対して逆位相で給電する。この給電回路２は、円筒状のダイポール素子１０のアンテナエレメント１０ａ、１０ｂにそれぞれ接続される給電ライン３、４と、平板状のダイポール素子２０、２１の一側のアンテナエレメント２０ａ及び２１ａに接続される給電ライン５と、平板状のダイポール素子２０、２１の他側のアンテナエレメント２０ｂ及び２１ｂに接続される給電ライン６と、給電ライン３〜６上にそれぞれ設けられるコイルＬ１〜Ｌ４と、アンテナユニット１用いて送受信される信号を入出力するための端子９と、端子９と給電ライン５、４とを接続する給電ライン７、８と、給電ライン７、８上にそれぞれ設けられたコンデンサＣ１、Ｃ２とから構成される。なお、給電ライン３〜６の他端は接地されている。
【００２４】
かかる構成の給電回路２では、ダイポール素子１０、２０は、コイルＬ１〜４を組み合わせたブリッジに接続されている。具体的には、円筒状のダイポール素子１０と平板状のダイポール素子２０、２１の各アンテナエレメント１０ａ、１０ｂ、２０ａ、２０ｂ、２１ａ、２１ｂは、給電ライン３〜６及びコイルＬ１〜４を介して均等に接地されている。これにより、円筒状のダイポール素子１０と平板状のダイポール素子２０、２１を、接地電位を基準として同電位として、バランスが取れた状態にすることができる。
【００２５】
そして、信号入出力用の端子９は、給電ライン７、コンデンサＣ１及び給電ライン５を介して平板状のダイポール素子２０、２１の一側のアンテナエレメント２０ａ及び２１ａに接続されるとともに、給電ライン８、コンデンサＣ２及び給電ライン４を介して円筒状のダイポール素子１０の他側のアンテナエレメント１０ｂに接続されている。このようにして、端子９は円筒状のダイポール素子１０と平板状のダイポール素子２０、２１に逆相的に接続される。これにより、１つの円筒状のダイポール素子１０と２つの平板状のダイポール素子２０、２１とが相互に指向特性を打ち消すように、逆相で給電ラインを接続することができる。
【００２６】
以上のような構成の給電回路２では、端子９に信号を入出力させることで、円筒状のダイポール素子１０の給電位相に対して、平板状のダイポール素子２０、２１に逆位相で給電することができる。詳細には、円筒状のダイポール素子１０に対しては、アンテナエレメント１０ａにプラス（＋）給電、アンテナエレメント１０ｂにマイナス（−）給電し、一方、平板状のダイポール素子２０、２１に対しては、アンテナエレメント２０ｂ、２１ｂにプラス（＋）給電、アンテナエレメント２０ａ、２１ａにマイナス（−）給電するといったように、両者に逆相給電できる。
【００２７】
かかる逆相給電では、円筒状のダイポール素子１０と平板状のダイポール素子２０、２１の指向特性を相互に打ち消す作用を高めてアンテナ指向性を向上させる観点からは、両者に対する給電位相差を例えばπ（１８０°）とすることが好ましい。しかし、かかる例に限定されず、両者に対する給電位相差は、例えばπ±π／２（９０°以上、２７０°以下）の範囲であっても。指向性を向上させることは可能である。
【００２８】
以上のように、１つの円筒状のダイポール素子１０と２つの平板状のダイポール素子２０、２１に対して逆相給電することにより、アンテナユニット１全体としての指向性を向上することができる。以下にこの指向性向上のメカニズムについて説明する。
【００２９】
上記のような１つの円筒状のダイポール素子１０と２つの平板状のダイポール素子２０、２１を対称に近接配置してアンテナユニット１を構成することにより、以下のような合計６対のダイポールアンテナ（給電素子を選択する前の段階で、給電点を考慮せずにダイポール素子を任意選択したもの）が構成される。
【００３０】
（１）円筒状のアンテナエレメント１０ａとアンテナエレメント１０ｂとで構成されるダイポールアンテナ（即ち、円筒状のダイポール素子１０）
（２）平板状のアンテナエレメント２０ａ及び２１ａと、平板状のアンテナエレメント２０ｂ及び２１ｂとで構成されるダイポールアンテナ（即ち、平板状のダイポール素子２０、２１）
（３）円筒状のアンテナエレメント１０ａと、平板状のアンテナエレメント２０ａ及び２１ａとで構成されるダイポールアンテナ
（４）円筒状のアンテナエレメント１０ｂと、平板状のアンテナエレメント２０ｂ及び２１ｂとで構成されるダイポールアンテナ
（５）円筒状のアンテナエレメント１０ａと、平板状のアンテナエレメント２０ｂ及び２１ｂとで構成されるダイポールアンテナ
（６）円筒状のアンテナエレメント１０ｂと、平板状のアンテナエレメント２０ａ及び２１ａとで構成されるダイポールアンテナ
【００３１】
ところが、上記のようにアンテナユニット１では、円筒状のダイポール素子１０と平板状のダイポール素子２０、２１のアンテナエレメント１０ａ、１０ｂ、２０ａ、２０ｂ、２１ａ、２１ｂが、アンテナユニット１の中点を中心として左右対称に（シンメトリックに）配置されており、かつ、かかる円筒状のダイポール素子１０と平板状のダイポール素子２０、２１に逆相給電する構成である。このため、上記６対のダイポールアンテナ（１）〜（６）のうち、４対のダイポールアンテナ（３）〜（６）の指向特性が相殺され、最終的に残るのは、２対のダイポールアンテナ（１）及び（２）の指向特性となる。即ち、円筒状のダイポール素子１０（ダイポールアンテナ（１）に相当する。）と、平板状のダイポール素子２０、２１（ダイポールアンテナ（２）に相当する）の指向特性だけが残ることになる。従って、アンテナユニット１による電波受信時には、上記の端子９からは、アンテナユニット１全体の出力信号として、円筒状のダイポール素子１０の指向特性と平板状のダイポール素子２０、２１の指向特性との差分に相当する信号が出力される。円筒状のダイポール素子１０と平板状のダイポール素子２０、２１とは、形状が異なるため指向特性も相違しており、両者の指向特性の差分をとることで、所望の指向方向以外の成分を打ち消した指向特性が得られる。この結果、本実施形態にかかる逆相給電アンテナ装置では、特定の指向方向に優れた指向性を実現できる。
【００３２】
ここで、図３〜図５を参照して、本実施形態にかかる逆相給電アンテナ装置の指向性をシミュレーションした結果について説明する。図３は、従来一般的なダイポールアンテナの指向性（放射パターン）を示し、図４は、本実施形態にかかる逆相給電アンテナ装置の指向性（放射パターン）を示す。また、図５は、本実施形態にかかる平板状のダイポール素子２０、２１の垂直指向性（ａ）と、円筒状のダイポール素子１０の垂直指向性（ｂ）と、両者の差分に相当する垂直指向性（ｃ）を示す。なお、垂直指向性とは、ダイポールアンテナの軸方向（Ｚ軸方向）に対して垂直な平面（ＸＹ平面）における指向性を表し、水平指向特性とは、アンテナの軸方向（Ｚ軸方向）に対して平行な平面（ＹＺ平面）における指向性を表す。また、図中において、θは、原点（アンテナユニット１の中点）と観測点を結ぶ線分とＺ軸との成す角度であり、φは、Ｚ軸周りの観測点の位置をしめす角度である。
【００３３】
図３に示す従来一般的なダイポールアンテナと比較して、図４に示す本実施形態にかかる逆相給電アンテナ装置では、水平指向性（図４（ａ））については、従来のダイポールアンテナと同様であるが、垂直指向性（図４（ｂ））については、φ＝９０°、２７０°方向（即ち、Ｙ軸正負方向）に優れた指向性を示している。具体的には、本実施形態にかかる垂直指向特性は、図４（ｂ）に示すように、φ＝９０°、２７０°方向に２つの木の葉形状の放射パターンが延びるような指向特性となっている。ここで、本実施形態にかかる逆相給電アンテナ装置が、図４（ｂ）のような優れた垂直指向性を有する原理について、図５を参照して説明する。
【００３４】
図５（ａ）に示すように、平板状のダイポール素子２０、２１は、当該平板状のダイポール素子２０、２１の板面に対して垂直なＸ軸方向（φ＝０°、１８０°方向）に、８の字状の放射パターンが形成されるような垂直指向性を有する。一方、図５（ｂ）に示すように、円筒状のダイポール素子１０は、アンテナ軸の全周囲に円形の放射パターンが形成されるような垂直指向性を有する。本実施形態では、平板状のダイポール素子２０、２１と円筒状のダイポール素子１０とに逆相給電することによって、図５（ａ）の平板状のダイポール素子２０、２１の垂直指向性と、図５（ｂ）の円筒状のダイポール素子１０の垂直指向性とが相互に打ち消されるように作用するので、アンテナユニット１全体の垂直指向性は、平板状のダイポール素子２０、２１の垂直指向性と、円筒状のダイポール素子１０平板状のダイポール素子２０、２１の垂直指向性との差分に相当するものとなる。この結果、アンテナユニット１全体の垂直指向性は、図５（ｃ）に示すように、φ＝９０°、２７０°方向（即ち、Ｙ軸方向）に優れた指向性を示すようになる。
【００３５】
特に、図５（ｃ）に示すように、垂直指向性を表す放射パターンが、指向方向であるφ＝９０°、２７０°方向（Ｙ軸方向）に原点から離隔するにつれて鋭く細くなる形状（木の葉形状）である点が特徴的である。このようにＹ軸方向に鋭い垂直指向性を有することにより、アンテナユニット１を水平に配置（即ち、平板状のダイポール素子２０、２１と円筒状のダイポール素子１０が水平面上に並ぶように配置）した場合には、水平方向（Ｙ軸方向）に優れた指向性を有するアンテナを構成できる。これによって、水平方向（Ｙ軸方向：指向方向）から伝播されてくる所望の電波のみを好適に受信し、上下方向（Ｘ軸方向）から伝播されてくる異常電波の影響を好適に排除できるようになる。このように、本実施形態にかかる逆相給電アンテナ装置は、所望の指向方向に優れた指向性を発揮でき、指向方向以外から伝播されてくる異常電波に対して強い耐性を有する。よって、テレビジョン放送用電波の受信時などに生じるフェージング現象（受信環境周辺の地形、壁、気候などが原因で、反射波、回折波など多数の電波が生じ、これらの電波が互いに干渉し合う現象）などの影響を、好適に排除できる。
【００３６】
次に、図６及び図７を参照して、本発明の第２の実施形態にかかる逆相給電アンテナ装置について説明する。図６、図７は、第２の実施形態にかかる逆相給電アンテナ装置を示す構成図、断面図である。なお、第２の実施形態にかかる逆相給電アンテナ装置は、上記の第１の実施形態と比べて、以下に説明するように平板状のダイポール素子の設置数と配置が異なるのみであり、その他の機能構成については第１の実施形態の場合と略同一であるので詳細説明は省略する。
【００３７】
図６に示すように、第２の実施形態にかかる逆相給電アンテナ装置は、アンテナユニット１１と上記の給電回路２とを備えている。ここでアンテナユニット１１は、１つの円筒状のダイポール素子１０と１つの平板状のダイポール素子２２とを、相互に平行となるように近接配置した構成となっている。つまり、第２の実施形態にかかるアンテナユニット１１では、平板状のダイポール素子２２は、円筒状のダイポール素子１０の一側にのみ配置されている。
【００３８】
この平板状のダイポール素子２２は、同一直線上（アンテナ軸上）に左右対称に配置された一対の平板状のアンテナエレメント２２ａ、２２ｂからなり、平板状のダイポールアンテナを構成する。そして、第１の実施形態と同様に、平板状のダイポール素子２２と円筒状のダイポール素子１０とは、相互に近接配置され、絶縁材料を介して相互に絶縁接続されて一体化されている。
【００３９】
また、図７に示すように、円筒状のダイポール素子１０と平板状のダイポール素子２２は、各々のアンテナ軸が同一の平面Ｈに含まれるようにＹ軸方向に並設されている。さらに、平板状のダイポール素子２２の幅ｗ’は、円筒状のダイポール素子１０の直径ｒと同一となるように調整されている。これにより、第１の実施形態と同様に、アンテナユニット１１からＸ軸方向に離隔した観測点Ｒにおける円筒状のダイポール素子１０のゲインと平板状のダイポール素子２２のゲインとを同程度にすることができるので、円筒状のダイポール素子１０と平板状のダイポール素子２２からの放射電磁波を相互に打ち消す作用を高めて、アンテナユニット１１の垂直指向性を好適に向上できる。
【００４０】
このように、第２の実施形態にかかるアンテナユニット１１は、４つのアンテナエレメント１０ａ、１０ｂ、２２ａ、２２ｂからなる２つのダイポール素子１０、２２を、近接して対称配置したコンパクトな構造である。さらに、このアンテナユニット１１は、ダイポール素子として、指向特性が異なる２種類のダイポールアンテナ（即ち、円筒状のダイポール素子１０と平板状のダイポール素子２０、２１）が、アンテナユニット１１の中点を中心として左右対称（シンメトリック）に配置された構造である。よって、かかる対称配置された円筒状のダイポール素子１０と平板状のダイポール素子２２とに対して、給電回路２により逆相給電することで、コンパクトな構造であるにもかかわらず、上記指向特性の異なる２種類のダイポールアンテナ１０、２０、２１の相互作用により、アンテナの垂直指向性を向上することができる。
【００４１】
かかるアンテナユニット１１では、その構造上、以下のような合計６対のダイポールアンテナ（１）〜（６）が構成される（給電素子を選択する前の段階で、給電点を考慮せずにダイポール素子を任意選択したもの）。
（１）アンテナエレメント１０ａと１０ｂからなるダイポールアンテナ（円筒状のダイポール素子１０）
（２）アンテナエレメント２２ａと２２ｂとからなるダイポールアンテナ（平板状のダイポール素子２２）
（３）アンテナエレメント１０ａと２２ａからなるダイポールアンテナ
（４）アンテナエレメント１０ｂと２２ｂからなるダイポールアンテナ
（５）アンテナエレメント１０ａと２２ｂからなるダイポールアンテナ
（６）アンテナエレメント１０ｂと２２ａからなるダイポールアンテナ
【００４２】
しかし、第２の実施形態にかかるアンテナユニット１１では、４つのアンテナエレメント１０ａ、１０ｂ、２２ａ、２２ｂが左右対称に配置されており、かつ、これらに逆相給電する構成であるので、上記６対のダイポールアンテナ（１）〜（６）のうち、４対のダイポールアンテナ（３）〜（６）の指向特性は相殺され、最終的に残るのは、（１）のダイポールアンテナ（円筒状のダイポール素子１０）と（２）のダイポールアンテナ（平板状のダイポール素子２２）の指向特性となる。そして、この円筒状のダイポール素子１０の指向特性と平板状のダイポール素子２２の指向特性との差分を出力することで、所望の指向方向以外の成分を打ち消した指向特性が得られる。この結果、第２の実施形態にかかる逆相給電アンテナ装置においても、特定の指向方向に優れた指向性を実現できる。
【００４３】
以上、本発明の第１及び第２の実施形態にかかる逆相給電アンテナ装置について説明した。かかる逆相給電アンテナ装置は、形状及び指向特性の異なる２種類のダイポールアンテナを、指向方向以外の指向特性を相互に打ち消し合うように左右対称に近接配置して逆相給電することで、コンパクトな構造であるにもかかわらず、優れた垂直指向性を達成できる。
【００４４】
かかる指向性に優れた逆相給電アンテナ装置は、アンテナ指向性が要求される各種のアンテナ装置に適用できる。例えば、当該逆相給電アンテナ装置は、テレビジョン放送等の各種の放送電波を送信、受信若しくは中継するためのアンテナ装置や、屋内又は屋外で用いられる無線ＬＡＮ用のアンテナ装置、広域無線ＬＡＮ用のアンテナ装置などに適用できる。特に、直交周波数分割多重(Orthogonal Frequency Division Multiplexing：ＯＦＤＭ)を利用した伝送方式はそもそも反射波に対して強い特性を有するものであるが、かかるＯＦＤＭを利用した伝送方式の通信装置に、本実施形態にかかる逆相給電アンテナ装置を適用して指向性を高めることで、上下方向からの異常電波の影響を排除して、情報をより高精度の伝送可能になる。また、当該逆相給電アンテナは、例えばＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）を用いた広域無線ＬＡＮなどにも適用可能である。
【００４５】
また、本実施形態にかかる逆相給電アンテナ装置のアンテナユニット１、１１は、基本ダイポールであるので、パラボラアンテナや八木アンテナの受信部に適用することができる。
【００４６】
さらに、本実施形態にかかる逆相給電アンテナ装置におけるアンテナユニット１、１１は、複数のアンテナ素子が近接配置して一体化されたコンパクトな構造であるので、従来の八木アンテナ等と比して、アンテナ装置の大きさを大幅に小型化できる。例えば、鉄塔上などに設置される放送電波中継用のアンテナ装置は小型化の要請が強いが、これに本実施形態にかかる小型化された逆相給電アンテナ装置を適用すれば、鉄塔上などの狭い設置スペースに好適に設置できるメリットがある。
【００４７】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００４８】
例えば、上記実施形態では、棒状のダイポール素子として、円筒状のダイポール素子１０を用いたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、棒状のダイポール素子として、円柱状のダイポール素子（一対の円柱状のアンテナエレメントを同一直線上に対称配置したダイポールアンテナ）を用いてもよい。
【００４９】
また、上記実施形態では、平板上と円筒状の２種類のダイポール素子を組み合わせてアンテナユニット１、１１を構成したが、かかる例に限定されず、例えば、３種以上の形状のダイポール素子を組み合わせて、アンテナユニットを構成してもよい。また、平板状のダイポール素子の両側に棒状のダイポール素子を対称配置してアンテナユニットを構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる逆相給電アンテナ装置を示す構成図である。
【図２】同実施形態にかかる逆相給電アンテナ装置のアンテナユニットの断面図である。
【図３】従来一般的なダイポールアンテナの指向性を示す図である。
【図４】同実施形態にかかる逆相給電アンテナ装置の指向性を示す図である。
【図５】同実施形態にかかる平板状のダイポール素子の垂直指向性（ａ）と、円筒状のダイポール素子１０の垂直指向性（ｂ）と、両者の差分に相当する垂直指向性（ｃ）を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態にかかる逆相給電アンテナ装置を示す構成図である。
【図７】同実施形態にかかる逆相給電アンテナ装置のアンテナユニットの断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１、１１    アンテナユニット
２    給電回路
３〜８    給電ライン
９    端子
１０    円筒状のダイポール素子
２０、２１、２２    平板状のダイポール素子
【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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