(57)【要約】【課題】交差偏波識別度を向上させるスロット給電型偏波ダイバーシティアンテナを提供する。【解決手段】基板１に２本のスロットを互いに直交させ水平に対して±４５度となるよう形成し、この基板１に対向させて無給電素子５を設けたスロット給電型偏波ダイバーシティアンテナにおいて、前記無給電素子５を互いに交差する２本の素子片で形成し、この２本の素子片の交差点上下の交差角度を鋭角にした。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に２本のスロットを互いに直交させ水平に対して±４５度となるよう形成し、この基板に対向させて無給電素子を設けたスロット給電型偏波ダイバーシティアンテナにおいて、前記無給電素子を互いに交差する２本の素子片で形成し、この２本の素子片の交差点上下の交差角度を鋭角にしたことを特徴とするスロット給電型偏波ダイバーシティアンテナ。
【請求項２】
前記無給電素子を前記基板と平行にした板状部材の表面に金属箔または金属板を付けて構成したことを特徴とする請求項１記載のスロット給電型偏波ダイバーシティアンテナ。
【請求項３】
基板に２本のスロットを互いに交差させて形成したスロット給電型偏波ダイバーシティアンテナにおいて、前記２本のスロットの交差点上下の交差角度を鋭角にしたことを特徴とする請求項１又は２記載のスロット給電型偏波ダイバーシティアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、偏波面が水平に対して±４５度となる２つの電波を２つのスロットから放射するスロット給電型偏波ダイバーシティアンテナに係り、特に、交差偏波識別度を向上させるスロット給電型偏波ダイバーシティアンテナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
移動体無線通信において、送受信間を最短距離で到達する直接波と、ビルなどの障害物に電磁波が反射し位相が遅れて到達する反射波とが合成され、受信電力が変動するフェージングが問題となる。このフェージングを減らす方法のひとつとして偏波ダイバーシティ方式がある。偏波ダイバーシティ方式とは、垂直偏波及び水平偏波、または＋４５度偏波及び−４５度偏波の２つの電波を受信し、得られる２つの信号を合成したり、或いは切り換えることで受信電波のレベルの変動を少なくする技術のことである。
【０００３】
この技術を取り入れたアンテナとして、スロット給電型±４５度偏波ダイバーシティ指向性アンテナがある。図５に示した従来のアンテナの特徴は、アンテナ素子基板１に斜め十字型の切り込み（スロット）４を入れ、各直線切り込みに直交するようにアンテナ素子基板１の裏側へ２本のマイクロストリップ線路６を配して給電することである。また、アンテナ素子基板１の表方向へ導波するように、アンテナ素子基板表（おもて）面からアンテナ素子基板１と平行に一枚または複数枚の斜め十字型の金属板もしくはプリント基板上に形成された斜め十字型の金属箔で構成された無給電素子５を有する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のスロット給電型±４５度偏波ダイバーシティ指向性アンテナは、アンテナ正面方向から見た無給電素子が直交する十字に見える。アンテナの主放射方向がアンテナ正面方向から地上側もしくは天空側に傾けてある場合、その主放射方向から無給電素子を見た時、２本のスロットの交差点左右の交差角度が鋭角に見える。このため、一方の偏波面（例えば、＋４５度）の偏波で送受信する場合、偏波面の＋４５度に対して無給電素子の傾斜角度が若干異なることになり、無給電素子表面上でもう一方の偏波（この場合、−４５度）成分を有する電磁界を放射してしまい、交差偏波識別度が悪化する。
【０００５】
ここで、交差偏波識別度とは、所望の偏波面を持つ電磁波に対して直交偏波（交差直交）の電磁波をどのくらい送受信しているかの度合いであり、交差偏波識別度が良いほどダイバーシティ効果が向上する。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、交差偏波識別度を向上させるスロット給電型偏波ダイバーシティアンテナを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、基板に２本のスロットを互いに直交させ水平に対して±４５度となるよう形成し、この基板に対向させて無給電素子を設けたスロット給電型偏波ダイバーシティアンテナにおいて、前記無給電素子を互いに交差する２本の素子片で形成し、この２本の素子片の交差点上下の交差角度を鋭角にしたものである。
【０００８】
前記無給電素子を前記基板と平行にした板状部材の表面に金属箔または金属板を付けて構成してもよい。
【０００９】
また、本発明は、基板に２本のスロットを互いに交差させて形成したスロット給電型偏波ダイバーシティアンテナにおいて、前記２本のスロットの交差点上下の交差角度を鋭角にしたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
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。
【００１１】
図１に示されるように、本発明に係るスロット給電型偏波ダイバーシティアンテナは、アンテナ素子基板１に、±４５度偏波の電磁波が放射するよう２本の直線状のスロットアンテナを組み合わせた直交斜め十字型のスロットアンテナ４を形成し、そのアンテナ素子基板１に対向させ、互いに交差する２つの素子片からなり交差点上下の交差角度が鋭角になっている無給電素子５を導波器として配置したものである。
【００１２】
アンテナ素子基板１の裏側には、２本のマイクロストリップ線路６が各スロットアンテナに直交するように設けられている。一方のスロットアンテナに給電するためのマイクロストリップ線路６は、もう一方のスロットに重なっている。
【００１３】
無給電素子５の各素子片は、長辺と短辺とを有する矩形に形成されており、長辺の長さはスロットアンテナの長さとほぼ等しい。また、２つの素子片の交差の中心点とスロットアンテナの交差の中心点とは、アンテナの真正面方向から見て同じ位置にある。無給電素子５は、図２に示されるように、素子片の交差点において上下の交差角度が鋭角、即ち、９０度未満であるため、アンテナの真正面方向から見込むと、縦長斜め十字型を呈している。
【００１４】
無給電素子５は、図１の実施形態では２枚設けられているが、１枚でも、３枚以上でもよい。無給電素子５は、無給電素子基板２の表面に金属箔または金属板を設けるか或いは金属板だけで構成されている。無給電素子基板２は、プリント基板であってもよい。無給電素子基板２は、アンテナ素子基板１の表面から立ち上げた支柱３により、アンテナ素子基板１の表面から所定の距離に支持されている。支柱３は、無給電素子基板２の余白（金属箔がないところ）を利用して無給電素子基板２の上下辺に２箇所ずつ配置されているが、この配置は図示した位置にはこだわらない。
【００１５】
図１に示した本発明に係るスロット給電型偏波ダイバーシティアンテナの作用を説明する。アンテナの主放射方向がアンテナ正面方向から地上側もしくは天空側に傾けてある場合、その主放射方向からアンテナを見込むと無給電素子５は素子片が直角か直角に近い角度で交差している斜め十字型を呈している。電磁波の到来方向として図示した矢印（＋４５度方向）は、水平でかつ紙面奥行き方向に対して４５度をなしている。今、この＋４５度の電磁波を受信した場合、２枚の無給電素子５は到来電磁波に共振する。このとき、無給電素子５の表面上で共振する電界は、偏波面の角度と無給電素子５における素子片の長辺とが一致する方向、つまり、水平に対して＋４５度方向に共振が起きることになり、−４５度方向に共振する電界成分は少ない。従って、交差偏波識別度を向上させることができる。
【００１６】
無給電素子５における素子片の交差角度は、アンテナの主放射方向から見込んだときに直交斜め十字型に見えるように調整しておくとよい。
【００１７】
本発明の他の実施形態を説明する。金属板もしくはプリント基板上に形成された金属箔からなる無給電素子５は、素子片の交差点上下の交差角度が鋭角であることが基本であり、この基本に合っていれば、前述したように無給電素子表面上で電磁界が斜め方向で共振するので、細部の形状にはこだわらない。図３に示すように、無給電素子５は様々な形状とすることが可能である。即ち、図３（ａ）のように十字の先端を交差点における太さより細くしてもよい。図３（ａ）では連続的に先細りにしているが、図３（ｂ）のように段階的に先細りにしてもよい。図３（ｃ）のように、十字の先端に切れ込みを入れてもよい。図３（ｄ）、図３（ｅ）、図３（ｆ）のように、十字の付け根（交差点）の内角部分に肉付けした形状としてもよい。
【００１８】
本発明のさらに異なる実施形態を説明する。
【００１９】
図４に示されるように、本発明に係るスロット給電型偏波ダイバーシティアンテナは、アンテナ素子基板１に、２つのスロットを互いに交差させその交差点における上下の交差角度が鋭角になるよう配置して縦長斜め十字型スロット４を形成し、そのアンテナ素子基板１に対向させ、導波器として無給電素子５を配置したものである。
【００２０】
アンテナ素子基板１の裏側には、２本のマイクロストリップ線路６が各スロットに交差するように設けられている。一方のスロットに給電するためのマイクロストリップ線路６は、もう一方のスロットに重なっている。このように、本発明では、マイクロストリップ線路６同士もスロットと同じ角度で交差するように配置されている。図５（ａ）にマイクロストリップ線路６とスロットアンテナ４との位置関係を示す。
【００２１】
各スロットは、長辺と短辺とを有する矩形に形成されており、互いに長辺の中心で交差している。長辺の交差角度が上下において鋭角、即ち９０度未満であるため、アンテナの真正面方向から見込むと、スロットアンテナ４全体は縦長斜め十字型を呈している。
【００２２】
無給電素子５は、２本の直線状の素子片が互いに直交し水平に対して±４５度となるように設けられている。アンテナ正面方向から見た無給電素子５は、直交斜め十字型を呈している。
【００２３】
無給電素子５は、図４の実施形態では２枚設けられているが、１枚でも、３枚以上でもよい。無給電素子５は、無給電素子基板２の表面に金属箔または金属板を設けるか或いは金属板だけで構成されている。無給電素子基板２は、プリント基板であってもよい。無給電素子基板２は、アンテナ素子基板１の表面から立ち上げた支柱３により、アンテナ素子基板１の表面から所定の距離に支持されている。支柱３は、スロットアンテナ４及び無給電素子５に干渉しないよう無給電素子基板２の上下辺に２箇所ずつ配置されているが、この配置は図示した位置にはこだわらない。
【００２４】
図４に示した本発明に係るスロット給電型偏波ダイバーシティアンテナの作用を説明する。アンテナの主放射方向がアンテナ正面方向から地上側もしくは天空側に傾けてある場合、その主放射方向からスロットアンテナ４を見込むとスロットが直角か直角に近い角度で交差している直交斜め十字型に見える。電磁波の到来方向として図示した矢印（＋４５度方向）は、水平でかつ紙面奥行き方向に対して４５度をなしている。このとき、スロットアンテナ４の表面上で共振する電界は、偏波面の角度とスロットの長辺とが一致する方向、つまり、水平に対して＋４５度方向に共振が起きることになり、−４５度方向に共振する電界成分は少ない。従って、交差偏波識別度を向上させることができる。
【００２５】
本発明の他の実施形態を説明する。アンテナ素子基板１に形成されたスロットアンテナ４は、２つのスロットの交差点上下の交差角度が鋭角であることが基本であり、この基本に合っていれば、前述したようにスロット面上で電磁界が斜め方向で共振するので、細部の形状にはこだわらない。例えば、図５（ｂ）のように十字の先端を交差点における太さより細くしてもよい。
【００２６】
【発明の効果】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００２７】
（１）アンテナの主放射方向がアンテナ正面方向から地上側もしくは天空側に傾けてある場合、その主放射方向から見込むと無給電素子が直交斜め十字型となり、交差偏波識別度が向上する。
【００２８】
（２）アンテナの主放射方向がアンテナ正面方向から地上側もしくは天空側に傾けてある場合、その主放射方向から見込むとスロットアンテナが直交斜め十字型となり、交差偏波識別度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すスロット給電型偏波ダイバーシティアンテナの構成図であり、（ａ）が正面図、（ｂ）が側面図である。
【図２】図１の無給電素子の正面図である。
【図３】本発明のいくつかの実施形態による無給電素子の正面図である。
【図４】本発明の一実施形態を示すスロット給電型偏波ダイバーシティアンテナの構成図であり、（ａ）が正面図、（ｂ）が側面図である。
【図５】本発明のいくつかの実施形態によるスロットアンテナの正面図である。
【図６】従来のスロット給電型偏波ダイバーシティアンテナの構成図である。
【符号の説明】
１　アンテナ素子基板
２　無給電素子基板
３　支柱
４　スロットアンテナ
５　無給電素子
６　マイクロストリップ線路
【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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