(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】基板に２つの直線状スロットを互いに交差させそれぞれ水平に対して±４５度をなすよう配置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、互いに交差する２つの素子片がそれぞれ水平に対して±４５度より小さい角度をなす無給電素子を前記基板に対向させて配置した。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に２つの直線状スロットを互いに交差させそれぞれ水平に対して±４５度をなすよう配置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、互いに交差する２つの素子片がそれぞれ水平に対して±４５度より小さい角度をなす無給電素子を前記基板に対向させて配置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つのスロットを互いに交差させそれぞれ水平に対して±４５度より小さい角度で配置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。
【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。従来例を図５、図６に示す。
【０００４】
図５に示したアンテナの特徴は、アンテナ素子基板に斜め十字型の切り込み（スロット）を入れ、各切り込みに直交するようにアンテナ素子基板の裏側へ２本のマイクロストリップ線路を配して給電することである。また、アンテナ素子基板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を有する。
【０００５】
図６に示したアンテナの特徴は、アンテナ素子基板に斜め十字型の切り込み（スロット）を入れ、各切り込みに直交するようにアンテナ素子基板の裏側へ２本のマイクロストリップ線路を配して給電することである。また、アンテナ素子基板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と平行に一枚または複数枚の角型の金属板もしくはプリント基板上に形成された金属箔で構成された無給電素子を有する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図５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において、アンテナ素子基板の表方向へ導波するように取り付けられた無給電素子の十字の角度（交差角度）が直角であるため、アンテナの真正面方向から見込むと±４５度の十字に見えるが、アンテナの真正面方向以外の方位角方向から見込むと、無給電素子が縦長十字に見える。その結果、一方の偏波面の偏波で送受信する場合、偏波面が斜め４５度に対して無給電素子表面上では見掛け上４５度より垂直に近い角度で共振することになり、無給電素子表面上でもう一方の偏波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。
【０００７】
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）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。
【０００８】
図６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においても、アンテナ素子基板のスロットの交差角度が直角であるため、アンテナの真正面方向以外の方位角方向から見込むと、スロットが縦長十字に見えてしまい交差偏波識別度が悪化する。
【０００９】
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。
【００１０】
【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つの直線状スロットを互いに交差させそれぞれ水平に対して±４５度をなすよう配置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、互いに交差する２つの素子片がそれぞれ水平に対して±４５度より小さい角度をなす無給電素子を前記基板に対向させて配置したものである。
【００１１】
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。
【００１２】
また、本発明は、基板に２つのスロットを互いに交差させそれぞれ水平に対して±４５度より小さい角度で配置したものである。
【００１３】
【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。
【００１４】
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つの素子片がそれぞれ水平に対して±４５度より小さい角度をなす無給電素子５を導波器として配置したものである。
【００１５】
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。
【００１６】
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いる。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、素子片の長辺の交差角度が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、横長斜め十字型を呈している。
【００１７】
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。
【００１８】
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。今、アンテナの水平面において、ある角度（方位角）をもってアンテナに到来する電磁波を受信した場合、２枚の無給電素子５は、素子片が水平に対して±４５度より小さい角度をなしているため、アンテナの真正面方向から見込むと横長斜め十字型を呈しているが、電磁波の到来方向から見込むと、素子片が直角か直角に近い角度で交差しているように見える。電磁波の到来方向として図示した矢印（＋４５度方向）は、紙面奥行き方向に対して４５度をなしている。このとき、＋４５度偏波の電磁波は、偏波面の角度と無給電素子５における素子片の角度とが見掛け上一致する。つまり、電磁波の到来方向から見て水平に対して＋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。
【００１９】
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、素子片の長辺がそれぞれ水平に対して±４５度より小さい角度をなす横長斜め十字型であることが基本であり、この基本に合っていれば、前述したように電磁波の到来方向から見て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２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２（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２（ａ）では連続的に先細りにしているが、図２（ｂ）のように段階的に先細りにしてもよい。図２（ｃ）のように、十字の先端に切れ込みを入れてもよい。図２（ｄ）、図２（ｅ）、図２（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。
【００２０】
本発明のさらに異なる実施形態を説明する。
【００２１】
図３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れぞれ水平に対して±４５度より小さい角度で配置し、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。
【００２２】
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。一方のスロットとそれに給電するマイクロストリップ線路６とは直角ではないが、このように配線することにより、もう一方のスロットに電流成分が乗るのを回避して交差偏波識別度を向上させている。
【００２３】
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全体は横長斜め十字型を呈している。
【００２４】
無給電素子５は、図３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。
【００２５】
図３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。今、アンテナの水平面において、ある角度（方位角）をもってアンテナに到来する電磁波を受信した場合、各スロットが水平に対して±４５度より小さい角度をなしているため、スロットアンテナ４はアンテナの真正面方向から見込むと横長斜め十字型を呈しているが、電磁波の到来方向から見込むと、スロットが直角か直角に近い角度で交差しているように見える。電磁波の到来方向として図示した矢印（＋４５度方向）は、紙面奥行き方向に対して４５度をなしている。このとき、＋４５度偏波の電磁波は、一方のスロットに共振し、−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。
【００２６】
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、スロットの長辺がそれぞれ水平に対して±４５度より小さい角度をなす横長斜め十字型であることが基本であり、この基本に合っていれば、前述したように電磁波の到来方向から見て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４（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４（ａ）では連続的に先細りにしているが、図４（ｂ）のように段階的に先細りにしてもよい。
【００２７】
【発明の効果】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００２８】
（１）無給電素子が電磁波の到来方向から見込むと直交斜め十字型となり、交差偏波識別度が向上する。
【００２９】
（２）スロットアンテナが電磁波の到来方向から見込むと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】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３】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４】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５】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。
【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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