(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２種類の偏波の信号を受信可能な偏波共用アンテナにおいて、
大地に対し斜め方向の第１面内に配置されて前記信号を受信する第１エレメント群と、
前記大地に対し斜め方向の第２面内に配置されて前記信号を受信する第２エレメント群と、を備え、
前記第１エレメント群および前記第２エレメント群が略直交するように配置されており、
さらに、前記大地に対し水平な軸を中心にして、前記第１エレメント群および前記第２エレメント群を回転させる回転機構を備え、
前記回転機構は、
前記第１エレメント群により受信される前記信号および前記第２エレメント群により受信される前記信号の間の信号特性差を調整するために用いられ、前記第１エレメント群および前記第２エレメント群がいずれも前記大地に対して４５度斜めになるような位置を基準とした目盛りが付されている、ことを特徴とする偏波共用アンテナ。
【請求項２】
請求項１に記載の偏波共用アンテナにおいて、
当該偏波共用アンテナを八木型アンテナまたは平面アンテナとする、ことを特徴とする偏波共用アンテナ。
【請求項３】
請求項１に記載の偏波共用アンテナにおいて、
当該偏波共用アンテナを八木型アンテナとし、
さらに、前記大地に対し水平に設置され、前記第１エレメント群および前記第２エレメント群が取り付けられたアームと、
前記アームを支持する支持部材と、
前記大地に対し垂直に設置され、前記支持部材が取り付けられたアンテナポールと、を備え、
前記アンテナポールは、
前記アームの水平方向の長さにおける中央の所定位置に設置されている、ことを特徴とする偏波共用アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水平偏波および垂直偏波などの２種類の偏波の信号を受信可能な偏波共用アンテナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、超短波（ＶＨＦ）帯以上の帯域に使用される指向性アンテナとして、八木型アンテナが知られている。八木型アンテナは、通信システムの回線仕様およびインフラの通信仕様に従い、水平偏波または垂直偏波のいずれかに対応するように、大地に対してエレメントが水平方向または垂直方向になるように配置される。大地に対してエレメントが水平方向に配置される態様では水平偏波に対応し、大地に対してエレメントが垂直方向に配置される態様では垂直偏波に対応する。
【０００３】
一方、近年では、８Ｋスーパーハイビジョンの伝送を目指して、衛星放送だけでなく次世代地上放送の検討が進められている。その中で、水平偏波および垂直偏波を同時に使用し、伝送容量を２倍に拡大させるＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）技術が注目されている。ＭＩＭＯ技術では、複数アンテナ間の相関を低くすることで伝送容量を増やすことができる。ＵＨＦ帯におけるＭＩＭＯ伝送では、偏波を使用して相関を低くし、偏波共用アンテナを用いることで、アンテナをコンパクトに製作および設置することができる。
【０００４】
このようなＭＩＭＯ技術に適用する偏波共用アンテナとして、１台のアンテナで水平偏波および垂直偏波に対応可能なものが知られている（例えば特許文献１〜３を参照）。この偏波共用アンテナは、大地に対して水平面内に配置された水平偏波側導波素子、水平偏波側放射素子および水平偏波側反射素子にて構成される水平偏波側エレメント群と、大地に対して垂直面内に配置された垂直偏波側導波素子、垂直偏波側放射素子および垂直偏波側反射素子にて構成される垂直偏波側エレメント群を備えている。
【０００５】
また、この偏波共用アンテナでは、水平偏波側エレメント群のエレメントと垂直偏波側エレメント群のエレメントとがそれぞれ直交するように、同じアームに取り付けられている。
【０００６】
図１０は、従来の偏波共用八木型アンテナの概略構成を示す図である。この偏波共用八木型アンテナ１０は、大地に対して垂直に設置された１本のアンテナポール１を備え、アンテナポール１にはアーム２が取り付け固定されている。すなわち、アーム２は、大地に対して水平に設置されている。なお、アンテナポール１にアーム２が取り付け固定される取付方法については、公知の技術であるので詳細な説明を省略する。
【０００７】
また、水平偏波側導波素子、水平偏波側放射素子および水平偏波側反射素子にて構成される水平偏波側エレメント群３と、垂直偏波側導波素子、垂直偏波側放射素子および垂直偏波側反射素子にて構成される垂直偏波側エレメント群４とは、いずれもアーム２に取り付けられている。水平偏波側エレメント群３は、大地に対して水平面内に配置され、垂直偏波側エレメント群４は、大地に対して垂直面内に配置される。
【０００８】
アンテナポール１と水平偏波側エレメント群３および垂直偏波側エレメント群４とが干渉しないようにするためには、図１０に示すように、アーム２を片持ちでアンテナポール１に取り付ける必要がある。
【０００９】
次に、従来の偏波共用壁掛け型平面アンテナについて説明する。図１１は、従来の偏波共用壁掛け型平面アンテナの内部基板上の概略構成を示す図である。図１１に示すように、従来の壁掛け型平面アンテナは、縦置き型の長方形を成しており、壁に取り付けられる筐体（図示せず）の中に内部基板４２が設けられ、この内部基板４２上に、水平偏波側エレメント群４３および垂直偏波側エレメント群４４が設置されている。
【００１０】
壁掛け型平面アンテナは、縦型に設置されることが一般的であるため、この偏波共用壁掛け型平面アンテナも、図１１に示す上下関係のまま、壁に取り付けて使用される。水平偏波側エレメント群４３は大地に対して水平に４段に配置され、垂直偏波側エレメント群４４は大地に対して垂直に２段に配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特許５４３２０５５号公報
【特許文献２】特開２０１４−２３０１４８号公報
【特許文献３】特開２０１４−２３０１４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、図１０に示した偏波共用八木型アンテナ１０では、アンテナ全体のサイズが大きくなり、例えば家庭の屋根上に設置される場合、不安定になってしまうという問題があった。
【００１３】
前述のとおり、従来の偏波共用八木型アンテナ１０では、アンテナポール１と水平偏波側エレメント群３および垂直偏波側エレメント群４とが干渉しないようにするためには、アーム２を片持ちにする必要がある。垂直偏波側エレメント群４が大地へ向けて垂直に延びているため、その下方向に支持部材を設けることが困難であり、結果として、アンテナポール１をアーム２の中央付近に設置することができないからである。
【００１４】
アーム２をアンテナポール１に片持ちで取り付け固定するためには、アーム２の後ろ部分（図１０に示したアーム２において、水平偏波側エレメント群３および垂直偏波側エレメント群４が取り付けられていない左側の部分）が必要となる。このため、アーム２そのものが長くなり、揺れやすくて不安定になってしまう。その不安定さを解消するためには、アンテナポール１を太くかつ長くしたり、アーム２を頑丈な金具で固定したりする必要があり、アンテナ全体として重くなり、サイズも大きくなってしまう。
【００１５】
また、図１０および図１１に示した従来の偏波共用アンテナは、水平偏波および垂直偏波に対応させて２つの信号を受信することができる。しかし、水平偏波側エレメント群３，４３で受信する水平偏波と垂直偏波側エレメント群４，４４で受信する垂直偏波との間に伝送特性差が存在する。この伝送特性差に起因して、水平偏波側エレメント群３，４３の受信信号の出力と垂直偏波側エレメント群４，４４の受信信号の出力との間（２出力間）、すなわち水平偏波と垂直偏波との間で受信レベル差が生じやすいという問題があった。
【００１６】
さらに、これらの２出力は、２本のケーブルを使用して家庭内に引き込む必要がある。この場合、水平偏波および垂直偏波を区別するために、どちらのケーブルが水平偏波用かまたは垂直偏波用かをケーブルに明示する必要があり、消費者および作業者にとって非常にわかり難く、接続ミスが生じやすい。このため、従来の偏波共用アンテナでは、配線および設置が煩わしいという問題もあった。
【００１７】
そこで、本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、水平偏波および垂直偏波などの２種類の偏波の信号を受信可能な偏波共用アンテナにおいて、偏波間の伝送特性差に起因する受信レベル差を抑え、配線および設置の際の煩わしさを低減可能な偏波共用アンテナを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決するために、請求項１の偏波共用アンテナは、２種類の偏波の信号を受信可能な偏波共用アンテナにおいて、大地に対し斜め方向の第１面内に配置されて前記信号を受信する第１エレメント群と、前記大地に対し斜め方向の第２面内に配置されて前記信号を受信する第２エレメント群と、を備え、前記第１エレメント群および前記第２エレメント群が略直交するように配置されており、さらに、前記大地に対し水平な軸を中心にして、前記第１エレメント群および前記第２エレメント群を回転させる回転機構を備え、前記回転機構が、前記第１エレメント群により受信される前記信号および前記第２エレメント群により受信される前記信号の間の信号特性差を調整するために用いられ、前記第１エレメント群および前記第２エレメント群がいずれも前記大地に対して４５度斜めになるような位置を基準とした目盛りが付されている、ことを特徴とする。
【００２０】
また、請求項２の偏波共用アンテナは、請求項１に記載の偏波共用アンテナにおいて、当該偏波共用アンテナを八木型アンテナまたは平面アンテナとする、ことを特徴とする。
【００２１】
また、請求項３の偏波共用アンテナは、請求項１に記載の偏波共用アンテナにおいて、当該偏波共用アンテナを八木型アンテナとし、さらに、前記大地に対し水平に設置され、前記第１エレメント群および前記第２エレメント群が取り付けられたアームと、前記アームを支持する支持部材と、前記大地に対し垂直に設置され、前記支持部材が取り付けられたアンテナポールと、を備え、前記アンテナポールが、前記アームの水平方向の長さにおける中央の所定位置に設置されている、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
以上のように、この発明によれば、水平偏波および垂直偏波などの２種類の偏波の信号を受信可能な偏波共用アンテナにおいて、偏波間の伝送特性差に起因する受信レベル差を抑えることができ、配線および設置の際の煩わしさを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施の形態１における偏波共用八木型アンテナの概略構成の一例を示す図である。
【図２】実施の形態１における回転機構付近の要部の拡大図である。
【図３】図１および図１０において、Ｃ方向から見た場合の各エレメント群の配置関係を比較する模式説明図である。
【図４】実施の形態２における偏波共用壁掛け型平面アンテナの概略構成の一例を示す図である。
【図５】実施の形態２の変形例を示す図である。
【図６】偏波共用壁掛け型平面アンテナを壁に取り付ける場合の状態を示す背面斜視図である。
【図７】実施の形態２における回転機構の要部の分解説明図である。
【図８】実施の形態２において、背面取付具に対してアンテナの筐体を所定角度回転させた状態を示す図である。
【図９】図８において、筐体を回転させた場合の内部基板の配置関係を示す図である。
【図１０】従来の偏波共用八木型アンテナの概略構成を示す図である。
【図１１】従来の偏波共用壁掛け型平面アンテナの内部基板上の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下に説明する実施の形態１は、八木型アンテナの例であり、実施の形態２は、壁掛け型平面アンテナの例である。
【００２５】
〔実施の形態１〕
まず、実施の形態１について説明する。実施の形態１は、水平偏波および垂直偏波の信号を受信する偏波共用アンテナを、八木型アンテナに適用した例である。図１は、実施の形態１における偏波共用八木型アンテナの概略構成の一例を示す図である。この偏波共用八木型アンテナ２０は、図１０に示した従来の偏波共用八木型アンテナ１０と同様に、例えば屋根上にアンテナポール１を大地に対して垂直に１本設置し、そのアンテナポール１に支持部材１１を介してアーム１２が取り付け固定される。すなわち、アーム１２は大地に対して水平に設置される。
【００２６】
アーム１２には、大地に対して斜め方向の第１面内に配置された第１エレメント群１３、および、大地に対して斜め方向の第２面内に配置された第２エレメント群１４が取り付けられている。これら第１エレメント群１３および第２エレメント群１４は、図１０に示した水平偏波側エレメント群３および垂直偏波側エレメント群４の配置関係と同様に、基本的には直交するように取り付けられている。すなわち、第１エレメント群１３および第２エレメント群１４は、第１面および第２面が直交するように配置されている。
【００２７】
ここで、「直交」とは、所定の受信特性を実現する角度であることを意味しており、あらかじめ定められた所定の受信特性を得ることが可能な範囲の第１エレメント群１３および第２エレメント群１４の配置関係であれば、必ずしも完全に９０度である必要はない。
【００２８】
また、アーム１２に、第１エレメント群１３および第２エレメント群１４をそれぞれのエレメント群が直交するように取り付ける取付方法としては、従来と同じである。例えば特許文献１〜３に記載されているように、固着金具、ネジなどの取付具を用いればよいから、ここでは図示および詳細な説明を省略する。以下の図においても同様である。
【００２９】
アーム１２およびアンテナポール１には、当該アーム１２および当該アンテナポール１よりも小さい外径の支持部材１１が取り付けられている。この支持部材１１がアンテナポール１に取り付け固定されることにより、アーム１２が支持部材１１を介してアンテナポール１に取り付けられる。
【００３０】
最も典型的な例として、第１エレメント群１３と第２エレメント群１４とが大地に対してそれぞれ４５度斜め方向になるように、支持部材１１等が取り付けられる。
【００３１】
また、支持部材１１は、コの字型の部材であり、その両端は、アーム１２の両端からほぼ同じ距離の位置であり、かつ、アーム１２の下部に取り付けられる。その結果、支持部材１１のコの字型の中間部分は、大地に対して水平に配置される水平部分となり、その水平部分の中央付近がアンテナポール１に固定される。つまり、アンテナポール１は、アーム１２の水平方向の長さにおける中央の所定位置に設置される。
【００３２】
これにより、アンテナポール１は、アーム１２の水平方向の長さの中央付近に位置することになる。したがって、揺れやすくて不安定であるという従来の問題が解決され、アンテナ全体としてもコンパクトに構成することができ、設置上の省スペースを実現することができる。
【００３３】
また、水平偏波および垂直偏波の信号を受信する偏波共用八木型アンテナ２０には、第１エレメント群１３および第２エレメント群１４が大地に対していずれも斜めになるように取り付けられている。これにより、第１エレメント群１３の出力および第２エレメント群１４の出力である２出力を判別することなく（水平偏波および垂直偏波を判別することなく）、家庭内に引き込むことができる。このため、ケーブルに水平偏波用および垂直偏波用を区別するためのマークなどを明示する必要がなく、かつ、接続ミスが発生することもない。すなわち、消費者および作業者にとってわかりやすく、配線および設置の煩わしさを低減することができるという効果がある。
【００３４】
ここで、第１エレメント群１３と第２エレメント群１４が大地に対していずれも斜めになるように取り付けられている場合も、従来と同様の受信処理を行うことができる理由について説明する。
【００３５】
一般的に、ＭＩＭＯ伝送の受信信号Ｙ（ＹＨ，ＹＶ）および送信信号Ｘ（ＸＨ，ＸＶ）については、（１）式に示す伝送路応答行列Ｈおよび受信機雑音ｎ（ｎＨ，ｎＶ）を使って、Ｙ＝ＨＸ＋ｎ、すなわち、（２）式のように表すことができる。
【００３６】
【数１】
0006697280.tif 000002
【００３７】
【数２】
0006697280.tif 000003
【００３８】
伝送路応答行列Ｈの逆行列を両辺に掛けて、受信信号Ｙから送信信号Ｘを数学的に求める方法をゼロフォーシングといい、ＭＩＭＯ復調において最も基本的な復調方法として知られている。
【００３９】
理想的な伝送路の場合、図１０に示したとおり、大地に対して水平方向の水平偏波側エレメント群３および垂直方向の垂直偏波側エレメント群４を備えた従来の偏波共用八木型アンテナ１０では、伝送路応答行列Ｈ０は（３）式となる。一方、図１に示したとおり、第１エレメント群１３および第２エレメント群１４がそれぞれ大地に対して４５度斜め方向になっている偏波共用八木型アンテナ２０では、伝送路応答行列Ｈ１は（４）式となる。
【００４０】
【数３】
0006697280.tif 000004
【００４１】
【数４】
0006697280.tif 000005
【００４２】
（３）式に示した伝送路応答行列Ｈ０、および（４）式に示した伝送路応答行列Ｈ１の場合において、その逆行列を（２）式の両辺に掛けることで送信信号Ｘを推定する。伝送路応答行列Ｈ０，Ｈ１は共に回転行列のため、直交性が保たれる。すなわち、ゼロフォーシングにおいて、数学的に等しくなる。したがって、偏波共用八木型アンテナ２０において、第１エレメント群１３および第２エレメント群１４の直交性が保たれていれば、受信機では従来の偏波共用八木型アンテナ１０を用いた場合と同様に、受信信号を復調することができる。
【００４３】
次に、伝送路が理想的でなく、受信した２信号間にレベル差がある場合を考える。説明を簡単にするため、伝送路応答行列を（５）式に示すＨ２であるものとする。これを、図１に示した、第１エレメント群１３および第２エレメント群１４がそれぞれ大地に対して４５度斜め方向になっている偏波共用八木型アンテナ２０で受信した場合、受信信号は（６）式で表される。
【００４４】
【数５】
0006697280.tif 000006
【００４５】
【数６】
0006697280.tif 000007
【００４６】
この（６）式の両辺に逆行列を掛けて、送信信号Ｘを推定すると、（７）式のようになる。（７）式において、右辺第１項は受信信号成分、第２項は雑音成分となる。また、雑音はランダムであるため、平均的に（８）式が成り立つ。
【００４７】
【数７】
0006697280.tif 000008
【００４８】
【数８】
0006697280.tif 000009
【００４９】
受信機は、この雑音成分の大きさから雑音分散値を推定し、ビット毎の尤度を算出して誤り訂正を行う。したがって、伝送路応答を正しく反映した雑音分散値が推定できるため、伝搬路にレベル差があっても、実施の形態１の偏波共用八木型アンテナ２０による受信は、図１０に示した従来の偏波共用八木型アンテナ１０における受信と同等の性能を持つといえる。つまり、実施の形態１の場合も、従来と同様の受信処理を行うことができる。
【００５０】
以上のように、実施の形態１の偏波共用八木型アンテナ２０によれば、第１エレメント群１３および第２エレメント群１４をそれぞれ大地に対して斜め方向に配置するようにした。これにより、送信側から送信された水平偏波および垂直偏波の信号を受信した場合、水平偏波と垂直偏波の伝送特性差に起因する受信レベル差を抑えることができ、これらの２出力を判別することなく家庭内に引き込むことができる。このため、ケーブルに水平偏波用および垂直偏波用のようなマークなどを明示する必要もなく、かつ、接続ミスが発生することもない。すなわち、消費者および作業者にとってもわかりやすく、配線および設置の煩わしさが生じることもないという効果がある。
【００５１】
また、実施の形態１の偏波共用八木型アンテナ２０によれば、支持部材１１を用いてアーム１２を支持することができる。これにより、支持部材１１が取り付けられたアンテナポール１を、アーム１２の水平方向の長さの中央付近に位置するように設置することができる。したがって、揺れやすくて不安定であるという従来の問題も解決され、アンテナ全体としてもコンパクトに構成することができ、設置上の省スペースを実現することができる。
【００５２】
なお、偏波共用八木型アンテナ２０が受信する信号、すなわち送信側から送信される信号は、水平偏波および垂直偏波の信号に限定されるものではなく、他の種類の偏波の信号であってもよい。後述する実施の形態２においても同様である。
【００５３】
（回転機構）
また、後述する図２に示すように、偏波共用八木型アンテナ２０がさらに回転機構を備えることにより、受信した２信号間のレベル差などの信号特性差を調整することができる。したがって、より精度の高い信号を受信することができ、より性能の良いアンテナとすることができる。
【００５４】
図２は、図１に示した実施の形態１の偏波共用八木型アンテナ２０における回転機構付近の要部の拡大図である。回転機構３０は、アーム１２に直交するように取り付けられた第１エレメント群１３および第２エレメント群１４を、大地に対して水平な軸を中心に例えば１度単位で±５度まで回転させることにより、受信した２信号間の信号特性差を調整するものである。
【００５５】
例えば、送信側から水平偏波および垂直偏波が同出力で送信された場合であっても、水平偏波および垂直偏波の伝送特性差に起因して、水平偏波および垂直偏波間で受信レベル差が生じてしまうことがある。この場合、従来の偏波共用八木型アンテナ１０では、その特性差をアンテナ側で調整することができなかった。そこで、実施の形態１では、図１に示した偏波共用八木型アンテナ２０の構成に加えて、例えば図２に示すように、回転機構３０を備えるようにした。
【００５６】
回転機構３０は、支持部材１１と一体的に設けられており、図２に示すとおり、アーム回転枠３１とネジ３２とにより構成される。アーム回転枠３１の第１抱持部３３または第２抱持部３４に支持部材１１が固着されている。ネジ３２は、第１抱持部３３および支持部材１１に設けられた穴（図示せず）に挿通され、第２抱持部３４に設けられた凹部（図示せず）に螺着されることで、第１抱持部３３と第２抱持部３４との間隔を狭める。これにより、アーム回転枠３１に把持されたアーム１２を矢印Ｂ方向に回転させることができず、アーム１２を固定することができる。
【００５７】
ネジ３２が締まった状態（緩んでいない状態）においては、アーム回転枠３１がアーム１２を把持し、アーム１２が回転しない固定状態となる。一方、ネジ３２が緩んでいる状態（締まっていない状態）においては、アーム回転枠３１がアーム１２を十分に把持しておらず、アーム１２を矢印Ｂ方向に回転させることができる状態となる。
【００５８】
また、アーム回転枠３１には、−５度から＋５度までの目盛りが付されている。また、アーム１２にも、例えばアーム回転枠３１の目盛り０度の位置を基準とするために、アーム１２に取り付けられた第１エレメント群１３および第２エレメント群１４がいずれも大地に対して４５度斜めになるような位置に、矢印Ａが付されている。
【００５９】
そして、ネジ３２を緩めておいて、アーム１２の矢印Ａをアーム回転枠３１の目盛りの＋側または−側に回すことにより、大地に対して水平に設置されたアーム１２をその軸を中心に矢印Ｂ方向に回転させる。これにより、第１エレメント群１３および第２エレメント群１４が、大地に対して水平な軸を中心に回転することとなり、大地に対して４０度〜５０度の範囲で斜めになるように調整することが可能となる。
【００６０】
なお、図２においては、１度単位で±５度まで回転できるような回転機構３０としたが、何度単位で何度まで回転できるようにするかは、必要に応じて適宜変更すればよい。
【００６１】
また、図２に示した例では、回転機構３０を、アーム回転枠３１とネジ３２により構成するとともに、支持部材１１と一体的に構成するようにした。これに対し、例えば、回転機構３０を、支持部材１１と一体的ではなく分離して構成するようにしてもよい。この場合、支持部材１１は、この回転機構３０により保持される。要するに、アーム１２を回転させることにより、第１エレメント群１３および第２エレメント群１４を矢印Ｂ方向に回転させることができる機構を備えていれば、回転機構３０はどのような構造であっても構わない。
【００６２】
図３は、図１および図１０において、Ｃ方向から見た場合の各エレメント群の配置関係を比較する模式説明図である。図３（ａ）は、図１０に示した従来の偏波共用八木型アンテナ１０において、水平偏波側エレメント群３が大地に対して水平に、垂直偏波側エレメント群４が大地に対して垂直に配置されていることを示している。
【００６３】
図３（ｂ）は、図１に示した偏波共用八木型アンテナ２０において、第１エレメント群１３および第２エレメント群１４がいずれも大地に対して４５度斜めに配置されていることを示している。
【００６４】
図３（ｃ）は、図１に示した偏波共用八木型アンテナ２０が図２に示した回転機構３０を備えている場合を示している。具体的には、アーム１２の軸を中心に、矢印Ｂ方向に回転させることにより、第１エレメント群１３および第２エレメント群１４が、図３（ｂ）に示す状態よりも所定角度だけ回転して配置されていることを示している。
【００６５】
以上のように、実施の形態１の偏波共用八木型アンテナ２０によれば、図１に示した偏波共用八木型アンテナ２０の構成に加えて、回転機構３０を備えるようにした。これにより、第１エレメント群１３および第２エレメント群１４を大地に対して４５度斜めに配置されている状態から少しだけ回転させ、受信した２信号間のレベル差などの信号特性差を調整することができ、より精度の高い信号を受信することができる。
【００６６】
例えば、受信信号の条件数を最小にする角度に微調整することができる。ここで、条件数とは、アンテナを含めたＭＩＭＯ伝搬路の条件の善し悪しを判断するための指標の１つであり、値が低いほど受信状況が良いといえる。条件数については、以下の非特許文献を参照されたい。
“信学技報、「チャネル行列の条件数を用いた低演算量アンテナサブセット選択法の提案」、社団法人電子情報通信学会、２０１１年７月発行（ＲＣＳ２０１１−１０９）、ｐ．２０５〜２１０”
【００６７】
〔実施の形態２〕
次に、実施の形態２について説明する。実施の形態２は、水平偏波および垂直偏波の信号を受信する偏波共用アンテナを、壁掛け型平面アンテナに適用した例である。
【００６８】
図４は、実施の形態２における偏波共用壁掛け型平面アンテナの概略構成の一例を示す図である。図４（ａ）は、偏波共用壁掛け型平面アンテナ５０の筐体５１が壁１００に取り付けられている状態を示しており、図４（ｂ）は、偏波共用壁掛け型平面アンテナ５０の内部基板５２上の概略構成の一例を示している。
【００６９】
図４（ｂ）に示すように、偏波共用壁掛け型平面アンテナ５０には、壁１００に取り付けられる筐体５１の中に内部基板５２が設けられている。また、この内部基板５２上に、大地に対して斜め方向のそれぞれの第１面内に配置された複数のエレメントからなる第１エレメント群５３と、大地に対して斜め方向のそれぞれの第２面内に配置された第２エレメント群５４とが設けられている。これら第１エレメント群５３と第２エレメント群５４は、実施の形態１と同様に、基本的には直交するように設けられている。
【００７０】
なお、「直交」とは、実施の形態１にて説明したのと同様である。また、内部基板５２上に、第１エレメント群５３および第２エレメント群５４を設ける方法としては、従来の壁掛け型平面アンテナの場合と同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。
【００７１】
以上のように、実施の形態２の偏波共用壁掛け型平面アンテナ５０によれば、実施の形態１と同様に、第１エレメント群５３および第２エレメント群５４をそれぞれ大地に対して斜めになるように配置するようにした。これにより、送信側から送信された水平偏波および垂直偏波の信号を受信した場合、水平偏波と垂直偏波の伝送特性差に起因する受信レベル差を抑えることができ、これらの２出力を判別することなく家庭内に引き込むことができる。このため、ケーブルに水平偏波用および垂直偏波用のようなマークなどを明示する必要もなく、かつ、接続ミスが発生することもない。すなわち、消費者および作業者にとってもわかりやすく、配線および設置の煩わしさが生じることもないという効果がある。
【００７２】
図１１に示した従来の壁掛け型平面アンテナでは、水平偏波側エレメント群４３が大地に対して水平に４段に配置され、垂直偏波側エレメント群４４が大地に対して垂直に２段に配置されている。このため、垂直指向性は絞ることができるが、垂直指向性に比べ水平指向性は緩やかであるために、水平および垂直偏波間の受信レベル差が生じやすい形状となっている。
【００７３】
これに対し、実施の形態２の偏波共用壁掛け型平面アンテナ５０では、同じ数の第１エレメント群５３および第２エレメント群５４が直交して配置されているから、第１エレメント群５３および第２エレメント群５４の指向性の差を抑えることができる。したがって、第１エレメント群５３の出力および第２エレメント群５４の出力である２出力の受信レベル差も抑えることができる。
【００７４】
一方、図１１に示した従来の偏波共用壁掛け型平面アンテナには、一般に、ユーザが筐体を開けるための機構は付いておらず、エレメントがプリント基板化されている場合、エレメント毎の調整は不可能である。さらに、当該アンテナの向きを程良く合わせることにより、すなわちアンテナの向きを偏波面に合わせることにより、偏波の信号を受信することができる。このため、従来の偏波共用壁掛け型平面アンテナでは、アンテナの向きを偏波面に合わせる作業が必要であった。これに対し、実施の形態２の偏波共用壁掛け型平面アンテナ５０では、アンテナの向きを偏波面に合わせる必要がないから、水平偏波および垂直偏波の偏波面を意識することなく、設置することができる。
【００７５】
次に、実施の形態２の変形例について説明する。図５は、実施の形態２の変形例を示す図であり、偏波共用壁掛け型平面アンテナの内部基板上の概略構成の他の一例を示している。図４と同様に、壁に取り付けられる筐体（図示せず）の中に内部基板６２が設けられる。また、この内部基板６２上に、大地に対して斜め方向のそれぞれの第１面内に配置された複数のエレメントからなる第１エレメント群６３と、大地に対して斜め方向のそれぞれの第２面内に配置された第２エレメント群６４とが設けられている。これら第１エレメント群６３と第２エレメント群６４は、実施の形態１と同様に、基本的には直交するように設けられている。
【００７６】
図４に示した偏波共用壁掛け型平面アンテナでは、第１エレメント群５３と第２エレメント群５４とが十字に交差するように配置したが、図５に示すように、第１エレメント群６３と第２エレメント群６４が交差していなくてもよい。つまり、これらが基本的に直交する配置関係で取り付けられているものであれば、同様の効果を得ることができる。
【００７７】
ここでは、図４に示した第１エレメント群５３と第２エレメント群５４も、図５に示す第１エレメント群６３と第２エレメント群６４も、大地に対して４５度斜めに取り付けられている。
【００７８】
以上のように、実施の形態２の変形例における偏波共用壁掛け型平面アンテナによれば、実施の形態２の偏波共用壁掛け型平面アンテナ５０と同様の効果を奏する。
【００７９】
図６は、偏波共用壁掛け型平面アンテナ５０を壁１００に取り付ける場合の状態を示す背面斜視図である。具体的には、偏波共用壁掛け型平面アンテナ５０の筐体５１の背面に設けられた背面取付具８０と、壁１００側に設けられた壁側取付具９０とが互いに分離された状態を示している。図５に示した内部基板６２を備えた偏波共用壁掛け型平面アンテナの場合も同様である。
【００８０】
通常、平面アンテナの場合には、図６に示すように、内部に内部基板５２を備える筐体５１の背面に背面取付具８０が設けられて偏波共用壁掛け型平面アンテナ５０が構成されている。この偏波共用壁掛け型平面アンテナ５０を壁に取り付ける際には、壁１００側に設けられた壁側取付具９０に、偏波共用壁掛け型平面アンテナ５０の筐体５１の背面に設けられた背面取付具８０を取り付けて固定する。なお、この固定方法については、一般的な公知の技術であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００８１】
（回転機構）
また、後述する図７〜図９に示すように、偏波共用壁掛け型平面アンテナ５０がさらに回転機構を備えることにより、受信した２信号間のレベル差などの信号特性差を調整することができる。したがって、より精度の高い信号を受信することができ、より性能の良いアンテナとすることができる。
【００８２】
図７は、実施の形態２における回転機構の要部の分解説明図である。この図は、図４および図５に示した内部基板５２，６２が内部に設けられた偏波共用壁掛け型平面アンテナ５０において、当該筐体５１を大地に対して水平な軸を中心に矢印Ｄ方向に、例えば１度単位で±５度まで回転させることが可能な構成を示している。偏波共用壁掛け型平面アンテナ５０は、第１エレメント群５３，６３および第２エレメント群５４，６４を大地に対して水平な軸を中心に回転させて、受信した２信号間の信号特性差を調整することが可能な回転機構７０を備えている。
【００８３】
筐体５１の背面に設けられたネジ穴７１に、背面取付具８０を介して、背面側からネジ７２を挿入することにより、背面取付具８０が筐体５１に取り付けられて、偏波共用壁掛け型平面アンテナ５０が構成される。
【００８４】
この偏波共用壁掛け型平面アンテナ５０では、背面取付具８０に設けられたネジ用の穴が三日月状の回転穴７３になっている。この三日月状の回転穴７３を備えたことにより、背面取付具８０に対して筐体５１を矢印Ｄ方向にその回転穴７３の回転移動分だけ回転させた状態で固定することができる。すなわち、ネジ穴７１、ネジ７２および三日月状の回転穴７３が、回転機構７０を構成している。
【００８５】
一方、図６に示した背面取付具８０においては、この背面取付具８０に設けられたネジ用の穴（図示せず）がネジが挿入されるだけの大きさしかないので、筐体５１と背面取付具８０は常に同じ角度で固定される。図４および図５に示したとおり、内部基板上の第１エレメント群５３，６３および第２エレメント群５４，６４は、大地に対して４５度斜めに配置されたものとなる。これに対し、図７に示した回転機構７０を備えた偏波共用壁掛け型平面アンテナ５０では、筐体５１をその回転穴７３の回転移動分だけ回転させた状態で固定することができる。したがって、第１エレメント群５３，６３および第２エレメント群５４，６４を大地に対して水平な軸を中心にその回転移動分だけ回転させた状態で固定することができる。
【００８６】
なお、図７においては図示を省略したが、三日月状の回転穴７３のところに、例えば実施の形態１の回転機構３０と同じように−５度から＋５度までの目盛りが１度ずつ付けられているようにするなど、回転角度を明記する表示を設けるようにしてもよい。これにより、筐体５１をどの程度回転させるかを、背面取付具８０を取り付ける際に容易に調整することができる。すなわち、三日月状の回転穴７３の中央付近に表示された０度の目盛りのところでネジ７２をネジ穴７１に挿入して固定すれば、図６と同じ状態となる。また、回転させたい場合には、回転させたい角度分の表示目盛りのところでネジ７２をネジ穴７１に挿入して固定すれば、筐体５１を大地に対して水平な軸を中心に矢印Ｄ方向にその角度分だけ回転させた状態とすることができる。
【００８７】
図８は、実施の形態２において、背面取付具８０に対してアンテナの筐体５１を所定角度回転させた状態を示す図であり、背面取付具８０に対し、大地に対して水平な軸を中心に背面から見て右回りに例えば５度だけ筐体５１を回転させた状態を示している。この状態で、図６に示すように、壁１００側に取り付けられた壁側取付具９０に背面取付具８０を取り付けることにより、筐体５１は、大地に対し水平な軸を中心に正面から見て左回りに５度だけ回転させた状態で固定される。また、筐体５１の内部に設置された内部基板５２は、後述する図９に示すように、破線で示した状態から右回りに５度だけ回転させた状態になる。図５に示した内部基板６２の場合も同様である。
【００８８】
図９は、図８において、筐体５１を回転させた場合の内部基板５２の配置関係を示す図である。破線で示した枠は、筐体５１を回転させなかった場合（図６と同じ状態）の大地に対する内部基板５２の配置関係を示している。図５に示した内部基板６２の場合も同様である。
【００８９】
以上のように、実施の形態２の偏波共用壁掛け型平面アンテナ５０によれば、第１エレメント群５３，６３および第２エレメント群５４，６４が、それぞれ大地に対して斜め方向に配置されている点に加え、回転機構７０を備えるようにした。これにより、第１エレメント群５３，６３および第２エレメント群５４，６４を大地に対して４５度斜めに配置されている状態から少しだけ回転させ、受信した２信号間のレベル差などの信号特性差を調整することができる。その結果、より精度の高い信号を受信することができる。
【００９０】
例えば、受信信号の条件数を最小にする角度に微調整することができる点については、実施の形態１と同様である。
【００９１】
なお、本発明はその発明の範囲内において、実施の形態１，２の自由な組み合わせ、実施の形態１，２における任意の構成要素の変形、または実施の形態１，２において任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００９２】
１  アンテナポール
２，１２  アーム
３，４３  水平偏波側エレメント群
４，４４  垂直偏波側エレメント群
１０，２０  偏波共用八木型アンテナ
１１  支持部材
１３，５３，６３  第１エレメント群
１４，５４，６４  第２エレメント群
３０，７０  回転機構
３１  アーム回転枠
３２，７２  ネジ
３３  第１抱持部
３４  第２抱持部
４２，５２，６２  内部基板
５０  偏波共用壁掛け型平面アンテナ
５１  筐体
７１  ネジ穴
７３  回転穴
８０  背面取付具
９０  壁側取付具
１００  壁
【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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