(57)【要約】【課題】アンテナの近傍あるいは遠いエリア端であっても受信レベルを一定にすることが可能な移動通信システムに用いられる屋内に設置される反射器付きモノポールアンテナを提供する。【解決手段】約４分の１波長のモノポールアンテナを円形反射板の中央部分に垂直に配置した反射器付きモノポールアンテナにおいて、該円形反射板の円周と同じ長さの上底と該円周より長い下底をもつ台形反射板の該上底を円形反射板の円周に下底がアンテナと逆向きとなるように取り付けて構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円形反射板の中央部分に約４分の１波長のモノポールアンテナを該円形反射板に垂直に配置した反射器付きモノポールアンテナにおいて、
該円形反射板の円周と同じ長さの上底と該円周より長い下底をもつ台形反射板の該上底を円形反射板の円周に下底がアンテナと逆向きとなるように取り付けたことを特徴とする反射器付きモノポールアンテナ。
【請求項２】
請求項１に記載の反射器付きモノポールアンテナにおいて、
該上底で作った円の半径は約０．２５λ（λは波長を示す）、該下底で作った円の半径が０．７５λ、該上底と該下底との鉛直方向（Ｚ軸方向）の距離は０．２５λとすることを特徴とする反射器付きモノポールアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は移動通信システムにおけるＩＭＴ−２０００（ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　ｍｏｂｉｌｅ　ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ　２０００）用ビル内サービスのアンテナ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の地板付きモノポールアンテナの構成を図６に示す。
地板付きモノポールアンテナは、λ／４モノポールアンテナ（λ：波長）を地板より垂直に突き出して構成し、給電源は、λ／４モノポールアンテナと地板との間に接続される（電子通信学会編「アンテナ工学ハンドブック」ｐ．５２，５３、昭和５５年１０月３０日発行　参照）。
地板付きモノポールアンテナの指向性パターンはモノポールアンテナ素子の長さと地板の半径に強く依存することが知られている。モノポールアンテナ素子の長さをλ／４とした場合、地板の半径が大きいほど電波の主放射方向は水平方向（Ｘ方向）に向かうが、地板半径を小さくするほど電波の主放射方向は仰角に打ち上がる（Ｚ方向）特性を有する。
【０００３】
図６に従来の２ＧＨｚにおけるλ／４モノポールアンテナと地板の半径が１１０ｍｍの地板付きモノポールアンテナの指向性パターンの例を示す。
室内移動通信システムにおいて、アンテナ装置（基地局アンテナ装置）は屋内の天井等に設置される。携帯端末（受信装置）は、アンテナ装置の真下、もしくは、近い距離では電波の伝搬距離が短いため、基地局アンテナ装置からの放射電界レベルは低くてもよいが、基地局アンテナ装置から遠方の携帯端末に対しては、その伝搬損失を補うために水平方向の放射電界レベルを高くしてサービスエリアを広げるようなアンテナ特性が要求される。
従来、基地局装置内にある信号増幅器（アンプ）は受信レベルをみて信号を増幅している。基地局アンテナ装置の近傍で通話するユーザがいる場合、携帯端末からは大きな信号で基地局アンテナ装置に届くのでアンプは通常より増幅を押さえる。しかし、そのときにサービスエリアぎりぎりの所にいるユーザ（携帯端末）の信号の増幅を押さえてしまうことになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
アンテナの指向性はエリア端にビームを向け、アンテナ近傍にはビームを押さえた指向性をもつアンテナが望まれる。これによりエリア内全ての信号受信強度の差を少なくすることができる。従来の地板付きモノポールアンテナにおいてはエリア端にビームを向けるには地板の半径を大きくする必要があるため、設置スペースに制限のある屋内の天井等に設置するには問題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、円形反射板の中央部分に約４分の１波長のモノポールアンテナを垂直に配置する。この円形反射板の円周と同じ長さの上底と、円周より長い下底をもつ台形反射板を円形反射板につける。このとき上底を円周に合わせ、下底はモノポールアンテナと逆方向に向ける。
このような構造をもつアンテナで、０°方向（鉛直方向）はビームの指向性を押さえ、±９０°方向（水平方向）にビームが向くような放射パターンが得られる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１に本発明の反射器付きモノポールアンテナの構成例を示す。
反射器付きモノポールアンテナは、円形反射板の中央部分に約４分の１波長のモノポールアンテナを該円形反射板に垂直に配置し、該円形反射板の円周と同じ長さの上底と該円周より長い下底をもつ台形反射板の該上底を円形反射板の円周に下底がアンテナと逆向きとなるように取り付けて構成する。台形状反射板は、中空円錐体の底面と平行する面で截断した台形状円筒により構成する。また、給電源を約４分の１波長のモノポールアンテナと反射板の間に接続する。
本発明は、台形反射板を備えることにより、０°方向（鉛直方向）はビームの指向性を押さえ、±９０°方向（水平方向）にビームが向くような放射パターンを得ることができる。
【０００７】
本発明の反射板付きモノポールアンテナを２ＧＨｚ帯（λ：約１５ｃｍ）に適用した場合について説明する。
図２、図３、図４に図１の反射板付きモノポールアンテナの３つのパラメータである反射板の底辺にあたる半径ＲＬ、円形の反射板の半径ＲＳ、台形反射板（台形状円筒）の高さＨを変えて計算した結果を示す。
これらの図２〜４の縦軸は指向性パターンの最大値で正規化した指向性パターンからＺ軸方向のプラス方向を０°として±４５°の中で一番利得の高い値である。
図２はＲＳ＝５０ｍｍ、Ｈ＝３２ｍｍとし、ＲＬを６０ｍｍ〜１４０ｍｍの範囲で変化させた場合の利得の変化を示す計算結果である。図２よりＲＬは１００ｍｍ〜１２０ｍｍの約０．７５波長のところで利得が低くなっているのが分かる。（すなわち、ＲＬは１００ｍｍ〜１２０ｍｍの範囲において鉛直方向の利得が低くなっている。）図３はＲＬ＝１１０ｍｍ、Ｈ＝３２ｍｍとし、ＲＳを３０ｍｍ〜８０ｍｍの範囲で変化させた場合の利得の変化を示す計算結果である。図３よりＲＳは３０〜４０ｍｍの範囲で鉛直方向の利得が低くなることが分かる。
図４はＲＬ＝１１０ｍｍ、ＲＳ＝５０ｍｍとし、Ｈを０ｍｍ〜６０ｍｍの範囲で変化させた場合の利得の変化を示す計算結果である。図４よりＨが４０ｍｍで鉛直方向の利得が最も低くなることがわかる。
図５に本発明の反射器付きモノポールアンテナを２ＧＨｚ帯に適用した場合の指向性パターンを示す。この時パラメータはＲＬ＝１１０ｍｍ、ＲＳ＝５０ｍｍ、Ｈ＝４０ｍｍとした。
図７に示した従来の地板の半径を１１０ｍｍとした地板付きモノポールアンテナと対比すると、本発明の反射器付きモノポールアンテナは水平方向（Ｘ方向）にビームが向いていることが分かる。
上記実施例においては、２ＧＨｚ帯を例とした極超短波への適用例について説明したが本発明はこれに限ることなくミリ波、マイクロ波においても同様に適用が可能である。
【０００８】
【発明の効果】
以上説明したように、モノポールアンテナの近傍（鉛直方向）の信号を弱くし、アンテナから遠いエリア端（水平方向）で強い信号が得られるようにしたアンテナを提供することができ、これによりエリア内全ての信号受信強度の差を少なくすることができる。また、台形反射板の底辺にあたる半径ＲＬ、円形反射板の半径ＲＳ、台形反射板の高さＨの３つのパラメータを適切に設定することにより所望の指向性パターンを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の反射器付きモノポールアンテナの構成図。
【図２】台形反射板の底辺の半径ＲＬの変化に対するＺ軸方向±４５°の中で一番利得の高い値を示す図。
【図３】円形反射板の半径ＲＳの変化に対するＺ軸方向±４５°の中で一番利得の高い値を示す図。
【図４】台形反射板の高さＨの変化に対するＺ軸方向±４５°の中で一番利得の高い値を示す図。
【図５】本発明の反射器付きモノポールアンテナの指向性パターンを示す図。
【図６】従来の地板付きモノポールアンテナの構成図。
【図７】従来の地板付きモノポールアンテナの指向性パターンを示す図。
【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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