(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイポールアンテナと、
前記ダイポールアンテナの垂直軸の下方に水平面方向に配置された反射器と、
前記ダイポールアンテナの垂直軸に平行に配置されるとともに、前記ダイポールアンテナの垂直軸に対して０．３３λ（λ：波長）の間隔をもって配置される１つまたは複数のＣ型無給電素子と、
を備えるアンテナ装置。
【請求項２】
モノポールアンテナと、
前記モノポールアンテナの垂直軸の下方に水平面方向に配置された反射器と、
前記モノポールアンテナの垂直軸に平行に配置されるとともに、前記モノポールアンテナの垂直軸に対して０．３３λ（λ：波長）の間隔をもって配置される１つまたは複数の半Ｃ型無給電素子と、
を備えるアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動通信用基地局におけるアンテナ装置に関し、特に弱電界エリアで用いられる小型のアンテナ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、移動通信用基地局から電波強度が弱い弱電界エリアで携帯電話を使うことができるように、小型アンテナが配置されている。これらに使われるアンテナ装置には、大きく分けて、ブースタ装置が備えられているアンテナ装置と、無給電アンテナが備えられているアンテナ装置の２種類ある。
【０００３】
ブースタ装置を備えたアンテナ装置は、ある程度の広域のエリアに対してサービスを提供することができる。一方、無給電アンテナを備えたアンテナ装置は送信電力が弱く、携帯電話はアンテナ装置の近傍でないと、電波を受けることができない場合がある。このため、例えば、無給電アンテナが備えられているアンテナ装置として、下記特許文献１に記載されているアンテナ装置が知られている。このアンテナ装置は、ダイポールアンテナの下方に円筒反射器を備え、サービスエリア端における電界強度が小さくなることを防止するものである。
【０００４】
このアンテナ装置の構成およびそのアンテナ装置の指向性について図を用いて説明する。図８は、アンテナ装置の具体的な構成を示す構成図である。図８に示すように、このアンテナ装置は、ダイポールアンテナ１１のｚ軸方向の下方に反射板３１が配置されている構成をとっている。図９に、アンテナ装置の指向性について説明する。図９（ａ）が垂直面内の指向性パターンＥθを示す図であり、図９（ｂ）がθ成分の水平面内指向性パターンＥθを示す図である。図９（ａ）に示すように、ｚ軸（垂直）方向において、ヌル点（凹み部分）が形成されており、この方向に電波が弱いことが分かる。なお、図９（ｂ）に示すように水平面内における指向性は均等であることが分かる。
【特許文献１】特開２００４−９６２０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ブースタ装置を備えたアンテナ装置では、その構成が複雑またはコスト高になる、という問題がある。また、ダイポールアンテナをｚ軸（垂直軸）上に配置した場合、±ｚ軸方向の指向性パターンで示される指向性は非常に低い値になる。さらに、特許文献１に記載の無給電アテンナを備えたアンテナ装置では、サイドローブレベルを抑えることはできるものの、サイドローブレベルを上げることができない。すなわち、図９（ａ）に示すように、ｚ軸方向における指向性パターンにおいてヌル点が形成されることになり、このｚ軸方向において電波が弱いと問題がある。
【０００６】
そこで、上述の課題を解決するために、本発明は、無給電アンテナを用いた場合において、サイドローブレベルを上げることができるアンテナ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の課題を解決するために本発明のアンテナ装置は、ダイポールアンテナと、前記ダイポールアンテナの垂直軸の下方に水平面方向に配置された反射器と、前記ダイポールアンテナの垂直軸に平行に配置されるとともに、前記ダイポールアンテナに対して０．３３λ（λ：波長）の間隔をもって配置される１つまたは複数のＣ型無給電素子と、を備えている。
【０００８】
また、本発明のアンテナ装置は、モノポールアンテナと、前記モノポールアンテナの垂直軸の下方に水平面方向に配置された反射器と、前記モノポールアンテナの垂直軸に平行に配置されるとともに、前記モノポールアンテナに対して０．３３λ（λ：波長）の間隔をもって配置される１つまたは複数の半Ｃ型無給電素子と、を備えている。
【０００９】
このように構成されたアンテナ装置は、その指向性パターンにおいて、サイドローブ方向に主ビームを向けることができ、サービスエリア端においても十分に無線通信サービスを提供することができる。また、モノポールアンテナを採用することで、無給電アンテナとして小型化に貢献することができる。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したとおり、本発明は、その指向性パターンにおいて、サイドローブ方向に主ビームを向けることができ、サービスエリア端においても十分に無線通信サービスを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、一実施形態のために示された添付図面を参照して以下の詳細な記述を考慮することによって容易に理解することができる。引き続いて、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００１２】
図１は、第１の実施形態のアンテナ装置１の構成を示す概略構成図である。このアンテナ装置１は、ダイポールアンテナ１１がｚ軸方向に配置されるとともに、そのダイポールアンテナ１１の下方に反射板３１が配置されて構成されている。さらに、このダイポールアンテナ１１のｚ軸方向に平行に、Ｃ型無給電素子が、０．３３λ（λ：波長）の間隔をあけて配置されている。なお、Ｃ型無給電素子は、円形状の無給電素子において、一方向に開口部が形成されているものである。
【００１３】
本実施形態においては、このＣ型無給電素子は、ダイポールアンテナ１１の四方を囲むように配置されているが、これに限るものではなく、一つのＣ型無給電素子をダイポールアンテナ１１に配置するように構成しても良い。
【００１４】
このように構成されたアンテナ装置１の指向性パターンを図２に示す。図２（ａ）は、アンテナ装置１の垂直面内における指向性パターンを示す図であり、図２（ｂ）は、水平面内における指向性パターンを示す図である。図２（ａ）に示すように、アンテナ装置１の指向性パターン（θ成分を示すＥθ、およびφ成分を示すＥφ）は、図９（ａ）に示される指向性パターンを比較して、＋ｚ軸方向におけるヌル点が改善されており、サイドローブ方向に主ビームが向けられていることが分かる。また、図２（ｂ）に示すように、水平面内の指向性パターンは、従来の構成（図９（ｂ））と比較して、それほど変わらないパターンを形成している。
【００１５】
つぎに、第２の実施形態のアンテナ装置２について説明する。図３は、第２の実施形態のアンテナ装置２の概略構成図である。図３に示すように、このアンテナ装置２は、モノポールアンテナ１２がｚ軸方向に配置されるとともに、そのモノポールアンテナ１２の下方に反射板３２が配置されて構成されている。さらに、このモノポールアンテナ１２のｚ軸方向に平行に、半Ｃ型無給電素子が、０．３３λ（λ：波長）の間隔をあけて配置されている。なお、半Ｃ型無給電素子は、円形状の無給電素子を半分にした形状である。
【００１６】
このように構成されたアンテナ装置２の指向性パターンを図４に示す。図４（ａ）は、アンテナ装置２の垂直面内における指向性パターンを示す図であり、図４（ｂ）は、水平面内における指向性パターンを示す図である。図４（ａ）に示すように、アンテナ装置２の指向性パターン（θ成分を示すＥθ、およびφ成分を示すＥφ）は、図２（ａ）および図９（ａ）に示される指向性パターンと比較して、±ｚ軸方向におけるヌル点が改善されており、サイドローブ方向に主ビームが向けられていることが分かる。また、図４（ｂ）に示すように、水平面内の指向性パターンは、第１の実施形態の指向性パターン（図２（ｂ））および従来の構成（図９（ｂ））と比較して、それほど変わらないパターンを形成している。また、図５に示すアンテナ装置２におけるＶＳＷＲから分かるように、インピーダンスが（４３．６８５＋１．０９ｊ）オームであって、比較的５０オームに近いことから、このアンテナ構成はインピーダンス整合に問題がないことが分かる。
【００１７】
つぎに、このアンテナ装置２の近傍に移動機のアンテナがあった場合のアンテナ装置２における反射特性の影響について説明する。ここでは、そのときのアンテナ構成として、図６に示すように、アンテナ装置２のｘｙ平面に平行に配置したダイポールアンテナ４１をｘ軸から−４５°回転して配置させている。移動機のアンテナと無給電素子を備えた基地局のアンテナとの相互結合特性の測定結果として説明されるＳパラメータの測定値を図７に示す。このときのアンテナの関係を示すポート１とポート２との距離間隔は１００ｍｍとしている。図７に示すとおり、１．７８ＧＨｚの周波数では送受信間の結合における入出力比が−１０ｄＢとなり（ＭＡＲＫＥＲ３で示されている箇所）、送受信のアンテナ間距離が近接していても、それぞれの反射特性の影響はほとんど受けないことが分かる。
【００１８】
以上のとおり、ダイポールアンテナ１１にＣ型無給電素子２１を０．３３λ程度離して配置し、またモノポールアンテナ１２に半Ｃ型無給電素子２２を０．３３λ程度離して配置することで、サイドローブ方向に主ビームを向けることができ、送受信のアンテナ間距離が近接していても反射特性のロスをあまり受けないことが分かる。また、モノポールアンテナにすることで無給電アンテナの小型化に貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１の実施形態のアンテナ装置１の構成を示す概略構成図である。
【図２】アンテナ装置１の指向性パターンを示す図である。
【図３】第２の実施形態のアンテナ装置２の概略構成図である。
【図４】アンテナ装置２の指向性パターンを示す図である。
【図５】アンテナ装置２におけるＶＳＷＲを示す図である。
【図６】移動機のアンテナが近接したときのアンテナ装置２の概略構成図である。
【図７】Ｓパラメータを示す図である。
【図８】従来のアンテナ装置の構成を示す概略構成図である。
【図９】従来のアンテナ装置の指向性パターンを示す図である。
【符号の説明】
【００２０】
１…アンテナ装置、２…アンテナ装置、１１…ダイポールアンテナ、１２…モノポールアンテナ、２１…型無給電素子、２２…型無給電素子、３１…反射板、３２…反射板、４１…ダイポールアンテナ。
【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】
0004689503.tif 000009
【図９】
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