(57)【要約】【課題】基板アンテナに対して避雷導線を簡単な構造で容易に配線することができ、無指向性に対する影響が少ないアンテナ装置を提供する。【解決手段】最下部から最上部まで各基板アンテナ２ｄ，２ｕに沿わせて配線される避雷導線４が下段の基板アンテナ２ｄと上段の基板アンテナ２ｕとの間で、下段の基板アンテナ２ｄと上段の基板アンテナ２ｄとの間の方向に折り曲げられた。【選択図】図１
2008160309.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平指向性を有する複数の基板アンテナがそれぞれの水平指向性の原点となる基板の中心線を共通にさせて上下に重ねられ、各基板アンテナが異なる方向に向けられたアンテナ装置において、最下部から最上部まで各基板アンテナに沿わせて配線される避雷導線が下段の基板アンテナと上段の基板アンテナとの間で、下段の基板アンテナと上段の基板アンテナとの間の方向に折り曲げられたことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
下段の基板アンテナの下端から該下段の基板アンテナに沿わせ上段のアンテナの直下に向けて避雷導線が配線され、この避雷導線が下段の基板アンテナの上端より下で上段の基板アンテナの直下から逸れるよう折り曲げられ、この避雷導線が上段の基板アンテナの下端より上で下段の基板アンテナの直上に入るよう折り曲げられ、この避雷導線が上段の基板アンテナに沿わせて該上段の基板アンテナの上端まで配線されたことを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項３】
上記避雷導線が水平断面が四角い角棒状に形成され、この避雷導線の一面が下段の基板アンテナの基板面に接し、上記避雷導線の他の一面が上段のアンテナの基板面に接し、この避雷導線が水平断面の対角線方向に折り曲げられたことを特徴とする請求項１又２記載のアンテナ装置。
【請求項４】
下段の基板アンテナの上端と上段の基板アンテナの下端とが同じ高さにあり、これら下段の基板アンテナの上端と上段の基板アンテナの下端とにそれぞれ上記避雷導線を通すための切り欠きが形成されたことを特徴とする請求項１〜３いずれか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、基板アンテナに対して避雷導線を簡単な構造で容易に配線することができ、無指向性に対する影響が少ないアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体通信の基地局アンテナ装置として、水平指向特性が無指向性であるアンテナ装置が用いられることがある。その無指向性を有するアンテナ装置として、上下に配置した複数の放射素子を有するものがある。放射素子の形状により分類すると、アンテナには、半波長ダイポールアンテナ、パッチアンテナなどがある。
【０００３】
特許文献１によると、図６に示されるように、アンテナ装置６１は、ダイポール放射素子６２及び給電線６３を１枚の基板６４の基板面内に形成して複数の基板６４によりそれぞれ基板アンテナ６５を構成し、これらの基板アンテナ６５を各々起立させて上下に重ねて配置し、基板アンテナ６５ごとに基板６４の向きを異ならせる。図６の基板アンテナ６５は１枚の基板６４に２個のダイポール放射素子６２を有する。なお、図６ではダイポール放射素子６２をシンボルで描いたが、実際の基板アンテナ６５はダイポール放射素子６２を印刷により形成している。
【０００４】
各基板アンテナ６５の水平指向性は、基板６４の中心線を水平指向性の原点とし、基板面に垂直な方向にピークを有するものとなる。よって、このアンテナ装置６１は、基板アンテナ６５ごとに基板６４の向きを異ならせたことにより、水平指向性のピークが異なる角度で重なり合って全体として無指向性を得ることができる。
【０００５】
なお、周波数は２ＧＨｚ、８００ＭＨｚなど多様な周波数が使用できる。使用する周波数によって、各部材の寸法などに変更は生じても、基本構造は同じである。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２６６４８４号公報
【特許文献２】特開平１０−９８３２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図７に示されるように、アンテナ装置７１に避雷針７２を取り付ける場合、アンテナ装置７１の上部に突き出した避雷針７２に金属棒からなる避雷導線７３を接続し、その避雷導線７３をアンテナ装置７１の内部に通し、アンテナ装置７１の下部で接地する。アンテナ装置７１の内部とは起立した円筒状のレドム７４の内部という意味である。なお、図７では、放射素子を省略しているが、例えば、特許文献２に記載のアンテナ装置は、支柱の周囲を囲むように放射素子が配置されたものであり、その支柱の中心軸に避雷導線を配線している。
【０００８】
特許文献２に記載のアンテナ装置は、支柱の周囲を囲むように放射素子が配置されており、支柱は中空でも良いので、その支柱の中心軸に避雷導線を配線することができる。しかし、図６のアンテナ装置６１は、複数の基板アンテナ６５が基板６４の中心線を共通にさせて上下に重ねられているため、アンテナ装置６１の中心軸が中空でなく、基板６４によって占められている。このため、特許文献２に記載のアンテナ装置のように避雷導線を中心軸に配線することができず、簡単な構造で容易に配線することができない。
【０００９】
また、避雷導線がない状態で無指向性を実現しているアンテナ装置６１に対して避雷導線を付加した場合、避雷導線が水平指向性の原点となるアンテナ装置６１の中心軸から外れていると、水平指向性に対する避雷導線の影響が特定の方向に偏るため、無指向性を維持することが困難となる。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、基板アンテナに対して避雷導線を簡単な構造で容易に配線することができ、無指向性に対する影響が少ない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】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明は、最下部から最上部まで各基板アンテナに沿わせて配線される避雷導線が下段の基板アンテナと上段の基板アンテナとの間で、下段の基板アンテナと上段の基板アンテナとの間の方向に折り曲げられたものである。
【００１２】
水平指向性を有する複数の基板アンテナがそれぞれの水平指向性の原点となる基板の中心線を共通にさせて上下に重ねられ、各基板アンテナが異なる方向に向けられたアンテナ装置において、下段の基板アンテナの下端から該下段の基板アンテナに沿わせ上段のアンテナの直下に向けて避雷導線が配線され、この避雷導線が下段の基板アンテナの上端より下で上段の基板アンテナの直下から逸れるよう折り曲げられ、この避雷導線が上段の基板アンテナの下端より上で下段の基板アンテナの直上に入るよう折り曲げられ、この避雷導線が上段の基板アンテナに沿わせて該上段の基板アンテナの上端まで配線されてもよい。
【００１３】
上記避雷導線が水平断面が四角い角棒状に形成され、この避雷導線の一面が下段の基板アンテナの基板面に接し、上記避雷導線の他の一面が上段のアンテナの基板面に接し、この避雷導線が水平断面の対角線方向に折り曲げられてもよい。
【００１４】
下段の基板アンテナの上端と上段の基板アンテナの下端とが同じ高さにあり、これら下段の基板アンテナの上端と上段の基板アンテナの下端とにそれぞれ上記避雷導線を通すための切り欠きが形成されてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００１６】
（１）避雷導線を簡単な構造で容易に配線することができる。
【００１７】
（２）無指向性に対する影響が少ない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１９】
図１〜図３に示されるように、本発明に係るアンテナ装置１は、水平指向性を有する複数の基板アンテナ２ｄ，２ｕがそれぞれの水平指向性の原点となる基板３ｄ，３ｕの中心線を共通にさせて上下に重ねられ、各基板アンテナ２ｄ，２ｕが異なる方向に向けられたアンテナ装置１において、最下部から最上部まで各基板アンテナ２ｄ，２ｕに沿わせて配線される避雷導線４が下段の基板アンテナ２ｄと上段の基板アンテナ２ｕとの間で、下段の基板アンテナ２ｄと上段の基板アンテナ２ｄとの間の方向、この実施形態では、基板アンテナ２ｄと基板アンテナ２ｄとがなす角を二分する方向に折り曲げられたたものである。
【００２０】
具体的には、下段の基板アンテナ２ｄの下端から該下段の基板アンテナ２ｄに沿わせ上段のアンテナ２ｕの直下に向けて避雷導線４が配線され、この避雷導線４が下段の基板アンテナ２ｄの上端より下で上段の基板アンテナ２ｕの直下から逸れるよう折り曲げられ、この避雷導線４が上段の基板アンテナ２ｕの下端より上で下段の基板アンテナ２ｄの直上に入るよう折り曲げられ、この避雷導線４が上段の基板アンテナ２ｕに沿わせて該上段の基板アンテナ２ｕの上端まで配線されている。
【００２１】
避雷導線４は、基板アンテナ２ｄ，２ｕを保持する保持部材を兼ねており、基板３ｄ，３ｕを 避雷導線４に固定することで基板アンテナ２ｄ，２ｕが保持される。
【００２２】
図１において、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は互いに直交する３軸である。下段の基板アンテナ２ｄの基板上端がＸ軸に沿い、Ｙ軸に直交する。上段の基板アンテナ２ｕの基板下端がＹ軸に沿い、Ｘ軸に直交する。そして、Ｚ軸は鉛直軸であり、下段の基板アンテナ２ｄも上段の基板アンテナ２ｕも基板３ｄ，３ｕの中心線（幅の中心かつ厚さの中心を通る線）がＸ軸、Ｙ軸の交点に立てられたＺ軸に位置する。
【００２３】
各基板アンテナ２ｄ，２ｕの水平指向性は、基板３ｄ，３ｕの中心線を水平指向性の原点とし、基板面に垂直な方向にピークを有するものとなる。つまり、下段の基板アンテナ２ｄはＸ＋，Ｘ−の両方向にピークを有し、上段の基板アンテナ２ｕはＹ＋，Ｙ−の両方向にピークを有する。そして、これらの水平指向性は、９０度程度の半値幅を有する。よって、このアンテナ装置１は、それぞれの水平指向性のピークが９０度異なる角度で重なり合って全体として無指向性を得ることができる。
【００２４】
この実施形態では、避雷導線４は水平断面が四角い金属製の角棒で形成されている。この避雷導線４の一面（Ｙ＋面）が下段の基板アンテナ２ｄの基板面に接し、避雷導線４の他の一面（Ｘ−面）が上段のアンテナ２ｕの基板面に接する。そして、避雷導線４は、正方形をなす水平断面の対角線方向に折り曲げられている。具体的には、避雷導線４は、下段の基板アンテナ２ｄの基板面と上段の基板アンテナ２ｕの基板面とがなす内角の中心角を含む架空の面（図示せず）に沿うよう折り曲げられている。
【００２５】
この構造の利点は、次の通りである。アンテナ装置１全体で無指向性を得るためには、上下段の基板アンテナ２ｄ，２ｕがそれぞれの基板３ｄ，３ｕの中心線で交差する十字型の構造とすることが望まれる。しかし、この構造を実現するためには、角棒で形成された避雷導線４を円筒状のレドム７４（図７参照）の中心線より基板３ｄ，３ｕの厚み分だけオフセットさせる必要がある。そこで、避雷導線４を断面の対角線に沿う方向に折り曲げることにより、上下段の基板アンテナ２ｄ，２ｕがそれぞれの基板３ｄ，３ｕの中心線で交差する十字型構造を実現させる。これにより、無指向性を得ることができる。
【００２６】
なお、避雷導線４を上記と同様に水平断面が四角い角棒状に形成し、この避雷導線４の一面（Ｙ＋面）が下段の基板アンテナ２ｄの基板面に接し、この同じ一面が上段のアンテナ２ｕの基板面に接するよう、避雷導線４を下段の基板アンテナ２ｄから上段の基板アンテナ２ｕに渡る途中で水平に９０°捻っても良い。
【００２７】
避雷導線４は、上段の基板アンテナ２ｕの上端よりも上では図示外に伸びて先端を避雷針（図７参照）に接続され、下段の基板アンテナ２ｄの下端よりも下では図示外に伸びて基端を接地棒（図７参照）に接続されている。
【００２８】
下段の基板アンテナ２ｄの上端と上段の基板アンテナ２ｕの下端とが上下に離間していても良いが、この実施形態では、下段の基板アンテナ２ｄの上端と上段の基板アンテナ２ｕの下端とが同じ高さにある。よって、下段の基板アンテナ２ｄの上端に引いた架空の線（図示ではＸ軸に一致）と上段の基板アンテナ２ｕの下端に引いた架空の線（図示ではＹ軸に一致）とが両基板共通の中心線（図示ではＺ軸に一致）において直交する。しかし、これら下段の基板アンテナ２ｄの上端と上段の基板アンテナ２ｕの下端とには、それぞれ避雷導線４を通すための切り欠きが形成されているので、下段の基板アンテナ２ｄの上端と上段の基板アンテナ２ｕの下端とが互いに接することはない。そして、両基板アンテナ２ｄ，２ｕの切り欠きで囲まれた空間に避雷導線４が通されている。
【００２９】
各基板アンテナ２ｄ，２ｕは、それぞれ１枚の基板３ｄ，３ｕに２個のダイポール放射素子５を有するものである。なお、図１〜図３ではダイポール放射素子５をシンボルで描いたが、実際の基板アンテナ２ｄ，２ｕはダイポール放射素子５を印刷により形成しているので、実際のダイポール放射素子５は短冊状を呈する。
【００３０】
なお、避雷導線４とダイポール放射素子５は基板３ｄ，３ｕの表面（グランド面）に配置され、給電線（図示せず）は基板３ｄ，３ｕの裏面（配線面）に配置される。このように、避雷導線４と給電線を基板の表裏に振り分けることで干渉を回避している。
【００３１】
ここで、避雷導線４を５ｍｍ×５ｍｍの断面を有する角棒とし、各基板アンテナ２ｄ，２ｕの基板３ｄ，３ｕの厚さを０．８ｍｍとする。
【００３２】
図２に示されるように、Ｙ−方向からＸ−Ｚ面を見ると、避雷導線４は下段の基板アンテナ２ｄに沿った部分では、避雷導線４の中心線が下段の基板アンテナ２ｄの幅の中心線及び上段の基板アンテナ２ｕの厚さの中心線に一致して見える。つまり、Ｘ−Ｚ面においては、下段の基板アンテナ２ｄに沿った避雷導線４の中心線が水平指向性の原点である両基板共通の中心線（Ｚ軸）に重なる。そして、上段の基板アンテナ２ｕに沿った避雷導線４の中心線が両基板共通の中心線に対してＸ＋方向に２．９ｍｍオフセットしている。
【００３３】
また、図３に示されるように、Ｘ＋方向からＹ−Ｚ面を見ると、避雷導線４は上段の基板アンテナ２ｕに沿った部分では、避雷導線４の中心線が上段の基板アンテナ２ｕの幅の中心線及び下段の基板アンテナ２ｄの厚さの中心線に一致して見える。つまり、Ｙ−Ｚ面においては、上段の基板アンテナ２ｕに沿った避雷導線４の中心線が水平指向性の原点である両基板共通の中心線（Ｚ軸）に重なる。そして、下段の基板アンテナ２ｄに沿った避雷導線４の中心線が両基板共通の中心線に対してＹ−方向に２．９ｍｍオフセットしている。
【００３４】
このように、避雷導線４が上下段で異なる方向にオフセットしていることにより、避雷導線４は両基板アンテナ２ｄ，２ｕに干渉することなく、下段の基板アンテナ２ｄに沿った部分においても上段の基板アンテナ２ｕに沿った部分においてもそれぞれ基板アンテナ２ｄ，２ｕに接しており、かつ基板３ｄ，３ｕの幅の中心に位置する。また、避雷導線４の折り曲げ部分は、両基板共通の中心線上にある両基板の仮想的な交点を通る。
【００３５】
避雷導線４が角棒状であることにより、一つの側面がＸ−Ｚ面であるとき、別の側面が必ずＹ−Ｚ面となる。よって、避雷導線４の側面に基板面が沿うようにして基板アンテナ２ｄ，２ｕを固定すれば、基板アンテナ２ｄ，２ｕは必ず直交する。もちろん、避雷導線４が任意の多面棒状であれば、任意個数の基板アンテナをそれぞれの角度にして固定することができる。
【００３６】
このアンテナ装置１によれば、避雷導線４により基板アンテナ２ｄ，２ｕを保持させることができる。
【００３７】
このアンテナ装置１によれば、避雷導線４がない状態で無指向性を実現しているアンテナ装置１に対して各々の基板アンテナ２ｄ，２ｕの配置を全く変更することなく避雷導線４を付加することができるので、設計が容易であり、また、避雷導線４がない既設のアンテナ装置１に避雷導線４を付加することが容易となる。
【００３８】
このアンテナ装置１によれば、避雷導線４は下段の基板アンテナ２ｄに沿った部分においても上段の基板アンテナ２ｕに沿った部分においてもそれぞれ基板アンテナ２ｄ，２ｕに接しており、かつ基板３ｄ，３ｕの幅の中心に位置する。従って、避雷導線４がない状態で無指向性を実現しているアンテナ装置１に対して避雷導線４を付加したとしても、避雷導線４が水平指向性の原点となるアンテナ装置１の中心線から極力外れない位置に存在し、水平指向性に対する避雷導線４の影響が特定の方向に偏るのを防いで、無指向性を維持することができる。
【００３９】
また、避雷導線４は大部分を直線的な配線とし、若干の折り曲げを加えるだけなので、簡単な構造であり、容易に配線することができる。
【００４０】
上記実施形態では、避雷導線４を金属製の角棒で形成したが、避雷導線４を金属板や金属製の丸棒で形成してもよい。
【００４１】
図４に示されるように、このアンテナ装置４１は、基板アンテナ２ｄ，２ｕの配置と避雷導線４４の配置は図１〜図３のアンテナ装置１と同じであり、避雷導線４４を金属板（断面が長方形のもの）で形成し、避雷導線４４の一面（幅広面）が下段の基板アンテナ２ｄの基板面に接し、この同じ一面が上段のアンテナ２ｕの基板面に接するよう、避雷導線４４を下段の基板アンテナ２ｄから上段の基板アンテナ２ｕに渡る途中で水平に９０°捻ったものである。
【００４２】
図５に示したアンテナ装置５１は、避雷導線５４を金属製の丸棒で形成したものである。他の部材は図１〜図３のアンテナ装置１と同じである。
【００４３】
ここまで、基板アンテナの段数は２段としたが、２段に限らず、３段以上であっても本発明は適用できる。この場合、段の境目ごとに避雷導線を折り曲げることになる。
【００４４】
各基板アンテナ内に設置される放射素子の個数は、２個に限らず、１個あるいは３個以上であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施形態を示すアンテナ装置の斜視図である。
【図２】図１のアンテナ装置のＹ方向視図である。
【図３】図１のアンテナ装置のＸ方向視図である。
【図４】本発明の一実施形態を示すアンテナ装置の斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態を示すアンテナ装置の斜視図である。
【図６】従来のアンテナ装置の斜視図である。
【図７】従来のアンテナ装置の斜視図である。
【符号の説明】
【００４６】
１  アンテナ装置
２ｄ  下段の基板アンテナ
２ｕ  上段の基板アンテナ
３ｄ  基板
３ｕ  基板
４  避雷導線
【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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