(57)【要約】【課題】高周波においても基板に垂直な平面内で無指向性になる基板型アンテナを提供することにある。【解決手段】基板２の表面２ｕに放射素子４を設け、基板２の裏面２ｄに無給電素子８を放射素子４と基板２を介して対向するように設けると共に接地導体６を設け、接地導体６に沿って給電線７を設けた基板型アンテナ１において、基板２の裏面２ｄに指向性を調整する指向性調整導体９を設けたものである。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に放射素子を設け、前記基板の裏面に無給電素子を上記放射素子と上記基板を介して対向するように設けると共に接地導体を設け、上記接地導体に沿って給電線を設けた基板型アンテナにおいて、上記基板の裏面に指向性を調整する指向性調整導体を設けたことを特徴とする基板型アンテナ。
【請求項２】
上記指向性調整導体は、上記無給電素子から延出するように設けられる請求項１記載の基板型アンテナ。
【請求項３】
上記指向性調整導体は、上記給電線を覆うように設けられる請求項１または２記載の基板型アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板に垂直な平面内で無指向性を有する基板型アンテナに係り、特に、高い周波数で無指向性を有する基板型アンテナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
基地局やビルなどの建物に設置される薄型かつ軽量のアンテナとして、例えば、図６（ａ）および図６（ｂ）に示されるような基板型アンテナ６１が使用されている。アンテナ６１では、基板６２の表面６２ｕに放射素子（アンテナ素子）６３が設けられる。一方、基板６２の裏面６２ｄには、無給電素子６４が放射素子６３と基板６２を介して対向するように設けられると共に、接地導体（グランド）６５が設けられる。基板６２の裏面６２ｄ側には接地導体６５に沿わせて給電線６６が設けられる。
【０００３】
このアンテナ６１は、基板型オムニアンテナとも呼ばれ、送受信する電波の周波数があまり高くない（例えば、２ＧＨｚ未満）場合、基板６２に垂直な平面（図６（ａ）ではｘ軸およびｙ軸に平行な平面）内で無指向性を有する（例えば、特許文献１参照。）。このような基板型オムニアンテナの中には、周波数特性の変化が小さいものもある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−３１９１５号公報
【特許文献２】
特開平１１−２６１３３３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の基板型アンテナ６１は、送受信する電波の周波数が高くなるほど、アンテナ６１全体が小さくなる。すなわち、放射素子６３や無給電素子６４の長さが短くなり、幅が狭くなると共に、放射素子６３同士や無給電素子６４同士の間隔も狭くなる。一方、給電線６６は放射に寄与しないので、波長には無関係なサイズとすることができるが、給電線６６を大きくすると、放射素子６３に対して給電線６６が相対的に大きくなり、給電線６６が放射素子６３に与える影響が大きくなるので、アンテナ６１の利得が低下し、アンテナ６１が基板６２に垂直な平面内で無指向性にならないという問題がある。
【０００６】
アンテナ６１は、例えば、送受信する電波の周波数が５．０ＧＨｚ帯の場合、図７に示すように、指向性曲線７１の最大値と最小値との差が約３ｄＢもあり、指向性曲線７１が円形ではないので、理想的な無指向性にならない。ただし、図７の０°の方向が図６（ａ）の＋ｙ軸方向である。
【０００７】
また、給電線６６を細くするにも、給電線６６は細くなるほど伝送ロスが大きくなるため、給電線６６の細径化には限界があり、適切なサイズよりも大きいサイズの給電線６６を使用しなければならない。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、高周波においても基板に垂直な平面内で無指向性になる基板型アンテナを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、請求項１の発明は、基板の表面に放射素子を設け、前記基板の裏面に無給電素子を上記放射素子と上記基板を介して対向するように設けると共に接地導体を設け、上記接地導体に沿って給電線を設けた基板型アンテナにおいて、上記基板の裏面に指向性を調整する指向性調整導体を設けた基板型アンテナである。
【００１０】
請求項２の発明は、上記指向性調整導体は、上記無給電素子から延出するように設けられる請求項１記載の基板型アンテナである。
【００１１】
請求項３の発明は、上記指向性調整導体は、上記給電線を覆うように設けられる請求項１または２記載の基板型アンテナである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００１３】
図１は、本発明に係る基板型アンテナの斜視図を示し、図２は、その正面図（ｚ軸方向矢視図）を示したものである。
【００１４】
図１および図２に示すように、本発明に係る基板型アンテナ１は、主として基地局やビルなどの建物にｚ軸方向が大地に対して垂直となるように多段に接続されて設置され、図示しない送受信器に接続されて電波を送受信するものである。
【００１５】
アンテナ１の誘電体からなる基板２の表面２ｕには、導体からなるマイクロストリップ線路３が基板２の長手方向に沿って設けられ、そのマイクロストリップ線路３の所定距離隔てた両側に導体からなる放射素子（アンテナ素子）４がマイクロストリップ線路３に沿って複数設けられ、これら各放射素子４とマイクロストリップ線路３間が基板２の短手方向に沿う導体からなる給電線路５でそれぞれ接続される。
【００１６】
アンテナ１の基板２の裏面２ｄには、接地導体（グランド）６がマイクロストリップ線路３と基板２を介して対向するように設けられ、その接地導体６の表面６ｄに接地導体６に沿って同軸ケーブルからなる給電線７が設けられ、接地導体６の所定距離隔てた両側に導体からなる無給電素子８が放射素子４と基板２を介して対向するように設けられる。
【００１７】
詳細は図示していないが、給電線７の内部導体は、マイクロストリップ線路３の中心近傍でマイクロストリップ線路３に接続される。また、給電線７の外部導体は接地導体６に接続される。基板２の上述した各導体部分（マイクロストリップ線路３，放射素子４，給電線路５，接地導体６，無給電素子８）の長さ、幅、互いの間隔は、送受信する電波の周波数に応じて決定される。すなわち、各導体部分は、周波数が高くなるにつれて周波数が低いときよりも長さが短くなり、幅が狭くなり、互いの間隔が狭くなるように形成される。
【００１８】
基板２の上述した各導体部分は、銅などの導電性薄膜を貼り付けることにより製作するか、あるいは微細加工およびプリント基板加工によって製作する。
【００１９】
さて、アンテナ１の各無給電素子８の表面８ｄには、各無給電素子８に沿って各無給電素子８から基板２の垂直下方向（−ｙ軸方向）に所定高さｈ１延出するようにアンテナ１の指向性を調整する指向性調整導体９がそれぞれ設けられる。
【００２０】
指向性調整導体９としては、例えば、銅などの導電性の金属板や金属箔膜でフィン状に形成したものを使用してもよいし、あるいは銅線などの金属線のケーブルを使用してもよい。
【００２１】
指向性調整導体９の高さｈ１、長さＬ、幅ｗは、送受信する電波の周波数に応じて適宜決定される。本例では、高さｈ１は給電線７の線径とほぼ等しく、長さＬは無給電素子８の長さとほぼ等しく、幅ｗは無給電素子８の幅よりもやや狭くした。この指向性調整導体９は、例えば、はんだ接続で無給電素子８に取り付けてもよいし、あるいは、無給電素子８と指向性調整導体９の接続部分に互いに嵌合する凹凸部を形成しておき、この凹凸部を嵌合することで、機械的接続で無給電素子８に取り付けてもよい。
【００２２】
本実施の形態の作用を説明する。
【００２３】
給電線７からの給電信号は、マイクロストリップ線路３を通って各給電線路５を経由し、各放射素子４に給電されることで、各放射素子４によって電波が放射される。
【００２４】
このとき、アンテナ１は、送受信する電波の周波数が高く（例えば、２ＧＨｚを超える）、給電線７のサイズが各導体部分（特に放射素子４）のサイズに対して相対的に大きくなったとしても、給電線７が基板２の裏面２ｄおよび指向性調整導体９で部分的に覆われていることから、給電線７が各導体部分（特に放射素子４）に与える影響が指向性調整導体９によって小さくなるので、利得の低下が防止され、基板２に垂直な平面内（図１ではｘ軸およびｙ軸に平行な平面）で理想的な無指向性になる。つまり、アンテナ１は高周波においても理想的な水平無指向性である。
【００２５】
アンテナ１は、例えば、送受信する電波が５．０ＧＨｚ帯の場合においても、図５に示すように、指向性曲線５１の最大値と最小値との差が１ｄＢ未満であり、指向性曲線５１がほぼ円形となるので、理想的な無指向性になる。ただし、図５の０°の方向が図１の＋ｙ軸方向である。また、図５では径方向を利得（ｄＢ）にとり、周方向を＋ｙ軸方向からの角度にとっている。
【００２６】
図１および図２のアンテナ１は、無給電素子８に指向性調整導体９を設けたものであるが、図３に示すアンテナ３１は、基板２の裏面２ｄの両側端に指向性調整導体３２を設けたものである。指向性調整導体３２は、高さｈ３を除いて図１および図２の指向性調整導体９と同じ構成である。本例では、高さｈ３は接地導体６の厚さと給電線７の線径との合計にほぼ等しくした。アンテナ３１は、アンテナ１と同じ作用効果を発揮する。
【００２７】
また、図４に示すアンテナ４１は、接地導体６の両側の無給電素子８の表面８ｄに、両側の無給電素子８に沿って断面Ｕ字状の指向性調整導体４２を設けて給電線７を覆うようにしたものである。アンテナ４１は、アンテナ１，３１に比べると、給電線７が指向性調整導体４２によってより多く覆われているので、さらに理想的な水平無指向性である。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば、次のような優れた効果を発揮する。
【００２９】
（１）高周波においても基板に垂直な平面内で無指向性になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適実施の形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示した基板型アンテナの正面図である。
【図３】本発明に係る基板型アンテナの一例を示す正面図である。
【図４】本発明に係る基板型アンテナの一例を示す正面図である。
【図５】図１に示した基板型アンテナの指向性を示す図である。
【図６】図６（ａ）は、従来の基板型アンテナの一例を示す斜視図を示し、図６（ｂ）は、その正面図である。
【図７】従来の基板型アンテナの指向性を示す図である。
【符号の説明】
１  基板型アンテナ
２  基板
２ｕ  基板の表面
２ｄ  基板の裏面
４  放射素子
６  接地導体
７  給電線
８  無給電素子
９  指向性調整導体
【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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