(57)【要約】【課題】  小型でしかもアンテナ効率が損なわれることなく、指向性の切り替えが可能なアンテナ装置を提供すること。【解決手段】  平面プリント基板２のほぼ中央位置に給電素子１１を形成し、この給電素子１１の前後にそれぞれ給電を行わない無給電素子１２，１３を形成し、給電素子１１を放射器２１として機能させると共に、無給電素子１２，１３の何れか一方の電気長を放射器２１の電気長と同じ長さか、或いは放射器２１の電気長より僅かに短くして導波器２２として機能させると共に、他方の無給電素子１２，１３を放射器２１の電気長より長いままで反射器２３として機能させるようにする。【選択図】図７
2005210521.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の電気長を有する給電素子と、
上記給電素子より長い電気長を有し、上記給電素子の両側に配置される無給電素子と、
上記無給電素子の電気長を変更する変更手段と、
を備えていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
上記変更手段で上記無給電素子の電気長を変更することにより、指向性を変化させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
上記給電素子及び上記無給電素子は、導体上にスロットを形成して構成されることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
当該請求項１に記載のアンテナ装置を異なる角度をもって複数配置したことを特徴とするアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指向特性の切り替えが可能なアンテナ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、指向性を持たないアンテナを用いた場合、多くの電波が存在する多重波伝搬環境においては、建物壁などの反射によって生じた干渉波によって通信品質が劣化することが知られている。このため、指向特性を特定方向に向けることができるアンテナ装置が注目されている。
【０００３】
指向を特定方向に向けることができるアンテナ装置としては、図１５に示すようなフェィズドアレーアンテナ装置や図１６に示すようなアダプティブアレーアンテナ装置が知られている。
図１５に示すフェィズドアレーアンテナ装置は、Ｎ個のアンテナ素子１０１−１，１０１−２・・・１０１−Ｎが設けられている。そして、これらＮ個のアンテナ素子１０１−１，１０１−２・・・１０１−Ｎで受信した受信信号を増幅器（ＡＭＰ）１０２−１，１０２−２・・１０２−Ｎで増幅するようにしている。増幅器１０２−１，１０２−２・・１０２−Ｎで増幅した受信信号は可変移相器（フェィズシフター）１０３−１，１０３−２・・１０３−Ｎで位相調整を行って合成器１０４に出力する。合成器１０４は、各可変移相器１０３−１，１０３−２・・１０３−Ｎからの受信信号を合成する。周波数変換器（ダウンコンバータ）１０５は、合成器１０４で合成された受信信号をより低い周波数に変換して出力するようにされる。
【０００４】
また図１６に示すアダプティブアレーアンテナ１１０は、Ｎ個のアンテナ素子１１１−１，１１１−２・・・１１１−Ｎが設けられている。
このようなアダプティブアレーアンテナ１１０では、その受信動作時において、これらＮ個のアンテナ素子１１１−１，１１１−２・・・１１１−Ｎで受信した受信信号を増幅器（ＡＭＰ）１１２−１，１１２−２・・１１２−Ｎで増幅するようにしている。そして、増幅器１１２−１，１１２−２・・１１２−Ｎで増幅した受信信号を、それぞれ周波数変換器１１３−１，１１３−２・・・１１３−Ｎでダウンコンバート（ＤＣ）した後、ＡＤ／ＤＡ変換器１１４−１，１１４−２・・・１１４−Ｎでアナログ信号からデジタル信号に変換する。この後、デジタル信号処理部１１５で、重み付け処理や合成処理などのいわゆる適応信号処理を施して出力するようにされる。
【０００５】
一方、送信動作時は、デジタル信号処理部１１５で所要の信号処理が施されたデジタル送信信号をＡＤ／ＤＡ変換器１１４−１，１１４−２・・・１１４−Ｎでアナログ送信信号に変換した後、周波数変換器１１３−１，１１３−２・・・１１３−Ｎでアップコンバート（ＵＣ）する。この後、増幅器１１２−１，１１２−２・・１１２−Ｎで増幅して、各アンテナ１１１−１，１１１−２・・・１１１−Ｎから送信（放射）するようにされる。
【０００６】
しかしながら、上記図１５に示したようなフェィズドアレーアンテナ装置は、高周波帯において複数の可変移相器１０３−１〜１０３−Ｎを用いて受信系を構成する必要がある。
また上記図１６に示したようなアダプティブアレーアンテナ装置は、複数の送受信系を用いて適応信号処理を行う必要がある。
このため、何れのアンテナ装置もシステムが複雑で非常にコストがかかり、低コストでの製品化が求められる民生用の機器には適用しがたいものであった。
【０００７】
一方、特定方向に対して指向を有するアンテナとしては、テレビジョン放送の受信に広く利用されている八木宇多アンテナが良く知られている。
図１７（ａ）に示す八木宇多アンテナは、電波を放射する放射器１２１と、放射器１２１の前後に、放射器１２１の電気長（２／λｇ：但し、λｇは管内波長）より僅かに短い電気長の導波器１２２と、放射器１２１の電気長より僅かに長い電気長を有する反射器１２３を配置することによって、図１７（ｂ）に示すような指向性を得るように構成しているものである。
【０００８】
そして、特許文献１には、上記したような八木宇多アンテナを基本にして指向方向を切り替えることができるアンテナ装置が提案されている。
また、特許文献２には、給電点を切り換えることによってマルチビーム化を図るようにしたアンテナ装置において、導波器を共用化することで、アンテナサイズの小型化を図るようにしたアンテナ装置が提案されている。
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−２７０３８号公報
【特許文献２】特開２００３−１４２９１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記特許文献１のアンテナ装置は、複数の八木宇多アンテナを並べて構成するようにしているため、導波器と反射器が複数個必要になり、小型化しづらいという欠点があった。
また、特許文献１のアンテナ装置は、モノポールアンテナが地板の垂直方向に突起した構造とされるので薄型化を図ることも困難であった、
また、例えばアンテナをモノポールアンテナからダイポールアンテナに変えてプリント基板上に形成するといったことも考えられるが、その場合は地板をアンテナ近傍に配置することができず、切替スイッチなどの実装が困難になる。
また、モノポールアンテナは、誘電体を用いても、波長短縮効果が低いため、小型化しにくいという欠点があった。
【００１１】
また、上記特許文献２のアンテナ装置は、導波器を共用化することにより、アンテナサイズを縮小するようにしているため、小型化には限界がある。
また、このような構成のアンテナ装置では、マルチビーム化を図るために、ビーム方向ごとに送受信系の間に切替スイッチが必要になるため、切替スイッチによりアンテナとしての効率が損なわれてしまうという欠点があった。
さらに、このような構成のアンテナ装置は、送受信系が一つであるという構成が基本であるため、その切替スイッチは１対複数の切り替えが必要になるため、無線通信の利用周波数帯での製造が非常に困難であるという欠点があった。
【００１２】
そこで、本発明は上記したような点を鑑みてなされたものであり、小型でしかもアンテナ効率を損なうことなく、指向性を切り替えが可能な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】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明のアンテナ装置は、所定の電気長を有する給電素子と、給電素子より長い電気長を有し、給電素子の両側に配置される無給電素子と、無給電素子の電気長を変更する変更手段とを備えている。
【００１４】
上記構成によれば、給電素子の両側に配置される無給電素子の電気長を変更手段により変更することで、給電素子の両側に配置される無給電素子を導波器或いは反射器として機能させることが可能になる。
【発明の効果】
【００１５】
従って、上記したような本発明によれば、小型で指向性の切り替えが可能なアンテナ装置を実現することができる。
また、本発明は、無給電素子の電気長を変えることにより、アンテナの指向性を切り替えるようにしているので、給電素子に指向性を切り替えるための切替スイッチ等を設ける必要がなく、アンテナとしての効率が損なわれるといったこともない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本実施の形態としてのアンテナ装置の構造例について説明する。
なお、本実施の形態では、例えば５．２ＧＨｚ帯の電波が用いられる無線ＬＡＮ（Local Area Network）に好適なアンテナ装置を例に挙げて説明する。
図１（ａ）は、本実施の形態とされるアンテナ装置の基本となるスロットアンテナの構成を示した図である。
この図１（ａ）に示すスロットアンテナ１は、平面プリント基板２のほぼ中央位置に給電が行われる給電素子１１を形成し、この給電素子１１の前後にそれぞれ給電が行われない無給電素子１２，１３を形成したような構成を採る。そして、このように構成されるスロットアンテナ１では、給電素子１１から電波を放射することが可能とされる。
【００１７】
給電素子１１は、例えば、平面プリント基板２の片面側に設けられた導体（グランド板）２ａにスロット（スリット）を設けるようにして形成される。このような給電素子１１には、平面プリント基板２の反対面側に形成されたマイクロストリップ線路１４により給電が行われる。
無給電素子１２，１３も、例えば、平面プリント基板２の導体２ａにスロットを設けるようにして形成されている。
【００１８】
このとき、給電素子１１のスロット長（電気長）は、スロットアンテナ１により送受信が行われる送受信周波数の１／２波長（０．５λｇ）に相当する長さとされる。また無給電素子１２，１３のスロット長（電気長）は、給電素子１１のスロット長（０．５λｇ）より長いとされる。また、給電素子１１と無給電素子１２，１３とは、それぞれ約１／４波長（０．２５λｏ：但し、λｏは自由空間波長）離して配置されている。
【００１９】
そして、本実施の形態では、上記のような構造のスロットアンテナ１を用いてアンテナ装置を構成するようにしている。
図１（ｂ）は、本実施の形態のアンテナ装置であるスロット八木アンテナの構成を示した図である。
この図１（ｂ）に示すスロット八木アンテナ１０は、上記図１（ａ）に示したスロットアンテナ１の給電素子１１をそのまま放射器２１として機能させるようにする。
また、同じく図１（ａ）に示した無給電素子１２については、その電気長を放射器２１の電気長（１／２波長）と同じ長さか、或いは放射器２１の電気長より僅かに短くして導波器２２として機能させると共に、無給電素子１３については、給電素子１１の電気長より長いまま利用することで反射器２３として機能させるようにしている。
したがって、この図１（ｂ）に示される本実施の形態のスロット八木アンテナ１０の指向方向は、矢印で示すような方向、すなわち、放射器２１から導波器２２の方向となる。
【００２０】
なお、以下本明細書では、無給電素子１２，１３を導波器２２として機能させる電気長のことを導波長と表記する。また、無給電素子１２，１３を反射器２３として機能させる電気長のことを反射長と表記する。
また、スロットアンテナでは、平面プリント基板２の基板材料の誘電率によっても共振周波数が変化するため、給電素子１１及び無給電素子１２の電気長は、平面プリント基板２の誘電率なども考慮して決定される。
【００２１】
図２及び図３は、上記図１（ｂ）に示したスロット八木アンテナ１０の特性を示した図である。なお、これら図２、図３に示す特性は、図２（ｂ）に示すように、平面プリント基板２上にスロット幅が２ｍｍ、その長さがそれぞれ１８ｍｍ、１７ｍｍ、２０．５ｍｍの導波器２２、放射器２１、反射器２３を形成したときのものとされる。また平面プリント基板２には、平面サイズが４０ｍｍ×４０ｍｍ、厚さが１ｍｍ、誘電率が４．２のガラスエポキシ樹脂を原料としたＦＲ−４基板を用いられている。
また、図２（ｂ）に示す指向特性は、スロットの長さ方向をＸ方向、スロットの幅方向をＹ方向、平面プリント基板２の厚み方向をＺ方向としたときのものとされる。
【００２２】
このようなスロット八木アンテナ１０のＹＺ面における水平偏波Ｅφと垂直偏波Ｅθの指向特性の解析値と実測値は、図２（ａ）のように示され、導波器２２と反射器２３により指向方向が制御されていることが見てとれる。なお、このときの平均利得の実測値は−６．０５ｄＢｉ、放射方向の平均利得は−１．１６ｄＢｉとされる。
【００２３】
参考までに、スロット八木アンテナ１０のＸＹ面とＸＺ面における水平偏波Ｅφと垂直偏波Ｅθの指向特性の解析値と実測値は、図３（ａ）のように示され、それぞれの平均利得の実測値は、−９．１４ｄＢｉ、−１０．３ｄＢｉとされる。
【００２４】
また図３（ｂ）は、図１（ｂ）に示したスロット八木アンテナ１０の入力特性を示した図であり、この図３（ｂ）に示す入力特性からスロット八木アンテナ１０は、放射器２１の長さが管内波長の約１／２波長で共振していることがわかる。
【００２５】
また本実施の形態のスロット八木アンテナ１０は、上記したようなスロットアンテナ１を利用して指向方向の異なるアンテナ装置を構成することができる。
図４（ａ）は、本実施の形態とされるスロット八木アンテナ１０の基本となるスロットアンテナ１を示した図であり、その構成は上記図１（ａ）に示したスロットアンテナと同じとされる。
【００２６】
この場合のスロット八木アンテナ１０は、図４（ｂ）に示すように、図４（ａ）に示した給電素子１１をそのまま放射器２１として機能させるようにする。そのうえで、無給電素子１２の電気長を反射長に設定して反射器２３として機能させると共に、無給電素子１３の電気長を導波長に設定して導波器２２として機能させるようにしている。
【００２７】
つまり、図４（ｂ）に示したスロット八木アンテナ１０は、上記図１（ｂ）では導波器２２として機能させていた無給電素子１２を反射器２３として機能させ、反射器２３として機能させていた無給電素子１３を導波器２２として機能させるようにしている。
従って、図４（ｂ）に示される本実施の形態のスロット八木アンテナ１０の指向方向は、図４（ｂ）に矢印で示すような向きになり上記図１（ｂ）とは逆向きになる。
【００２８】
図５及び図６は、上記図４（ｂ）に示したスロット八木アンテナ１０の特性を示した図である。なお、これら図５及び図６に示す特性も、図５（ｂ）に示すように、平面プリント基板２上にスロット幅が２ｍｍ、その長さがそれぞれ１８ｍｍ、１７ｍｍ、２０．５ｍｍの導波器２２、放射器２１、反射器２３を形成したときのものとされる。また平面プリント基板２には、平面サイズが４０ｍｍ×４０ｍｍ、厚さが１ｍｍ、誘電率が４．２のガラスエポキシ樹脂を原料としたＦＲ−４基板を用いるようにしている。
また、図５（ｂ）に示す指向特性は、スロットの長さ方向をＸ方向、スロットの幅方向をＹ方向、平面プリント基板２の厚み方向をＺ方向としたときのものとされる。
【００２９】
このようなスロット八木アンテナ１０のＹＺ面における水平偏波Ｅφと垂直偏波Ｅθの指向特性の解析値と実測値は、図５（ａ）のように示され、この場合も導波器２２と反射器２３により指向方向が制御されていることが見てとれる。なお、このときの平均利得の実測値は−６．８０ｄＢｉ、放射方向の平均利得は−１．０８ｄＢｉとされる。
【００３０】
参考までに、図４（ｂ）に示すスロット八木アンテナ１０のＸＹ面とＸＺ面における水平偏波Ｅφと垂直偏波Ｅθの指向特性の解析値と実測値は、図６（ａ）のように示され、それぞれの平均利得の実測値は、−１１．５ｄＢｉ、−７．３９ｄＢｉとされる。
【００３１】
また図６（ｂ）は、図４（ｂ）に示したスロット八木アンテナ１０の入力特性を示した図であり、この図６（ｂ）に示す入力特性からも、スロット八木アンテナ１０は、放射器２１の長さが管内波長の約１／２波長で共振していることがわかる。
【００３２】
このように本実施の形態のスロット八木アンテナ１０は、図１（ａ）（図４（ａ））に示したような基本となるスロットアンテナ１の給電素子１１を放射器２１として機能させたうえで、無給電素子１２，１３の何れか一方の電気長を変えることで、無給電素子１２を導波器２２、無給電素子１３を反射器２３として機能させる、或いは無給電素子１２を反射器２３、無給電素子１３を導波器２２として機能させるようにしている。
【００３３】
このため、本実施の形態では、無給電素子１２，１３の電気長を変更するために、図７（ａ）に示すように、無給電素子１２，１３の電気長を予め反射長に設定したうえで、無給電素子１２，１３の所定位置に変更手段としてスイッチＳＷ１，ＳＷ２を設けるようにしている。そして、これらのスイッチＳＷ１，ＳＷ２により無給電素子１２，１３の電気長を反射長から導波長に変更するようにしている。この場合、スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、無給電素子１２，１３の電気長が導波長となるような位置に設けられることになる。
【００３４】
図７（ｂ）は、上記したようなスロット八木アンテナ１０に用いられるスイッチＳＷの構成例を示した図である。なお、図７（ｂ）には、無給電素子１２に設けられているスイッチＳＷ１が示されている。
この図７（ｂ）に示すスイッチＳＷ１は、その一端が平面プリント基板２の導体２ａに接続され、その他端側を導体２ａに接続するオン状態（短絡状態）、或いは導体２ａに接続しないオフ状態（開放状態）の何れかの状態に切り替えることができるスイッチとされる。そして、このようなスイッチＳＷ１を短絡状態にしたときは、例えば無給電素子１２の電気長を反射長から導波長に切り替えることができる。なお、このようなスイッチＳＷ１には、例えばＭＭＩＣスイッチや、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）スイッチを用いることが考えられる。
【００３５】
このように本実施の形態では、無給電素子１２，１３の所定位置にそれぞれスイッチＳＷ１，ＳＷ２を設けることで、スイッチＳＷ１，ＳＷ２により、無給電素子１２，１３の何れか一方の電気長を反射長から導波長に変えられるように構成している。
【００３６】
図８は、図７（ａ）に示したようなスロット八木アンテナ１０の指向特性を示した図であり、図８（ａ）には無給電素子１３のスイッチＳＷ２だけをオンにしたときの指向特性が、図８（ｂ）には無給電素子１２のスイッチＳＷ１だけをオンにしたときの指向特性がそれぞれ示されている。
なお、この場合も、図８（ｃ）に示すように、平面プリント基板２上にスロット幅が２ｍｍ、その長さがそれぞれ２０．５ｍｍ、１７ｍｍ、２０．５ｍｍの無給電素子１２、給電素子１１、無給電素子１３を形成したときのものとされる。また平面プリント基板２には、平面サイズが４０ｍｍ×４０ｍｍ、厚さが１ｍｍ、誘電率が４．２のガラスエポキシ樹脂を原料としたＦＲ−４基板を用いるようにしている。
また、図８（ａ）（ｂ）に示す指向特性は、スロットの長さ方向をＸ方向、スロットの幅方向をＹ方向、平面プリント基板２の厚み方向をＺ方向としたときのものとされる。
【００３７】
図８（ａ）に示すスロット八木アンテナ１０の指向特性からスイッチＳＷ２だけをオン状態にすることで、その指向を同図（ｃ）の矢印Ａ方向にできることがみてとれる。またスイッチＳＷ１だけをオン状態にすることで、その指向を同図（ｃ）の矢印Ｂ方向にできるのがみてとれる。つまり、ＳＷ１，ＳＷ２のいずれかをオン状態にすることで指向特性を変えられることが見てとれる。
【００３８】
このように本実施の形態のスロット八木アンテナ１０によれば、無給電素子１２，１３を導波器または反射器として共用化して利用することが可能になるので、１つのスロット八木アンテナ１０により、異なる２つの指向性を有するアンテナ装置を構成することができるようになる。つまり、無給電素子１２，１３を導波器及び反射器として共用化することにより、小型で異なる２つの指向性を有するアンテナ装置を実現することができる。
【００３９】
また、本実施の形態のスロット八木アンテナ１０では、給電素子１１にスイッチＳＷを設ける必要が無いため、放射器の放射特性が損なわれるといったことがない。
また、本実施の形態のスロット八木アンテナ１０では、図１５に示した従来のフェィズドアレーアンテナのように移相器を設ける必要も無いため、この点から放射器の放射特性が損なわれるといったこともない。
【００４０】
さらに、本実施の形態のスロット八木アンテナ１０によれば、放射器となる給電素子１１や導波器または反射器となる無給電素子１２，１３を平面プリント基板２の導体２ａに直接形成することができるため、アンテナを平面プリント基板２の基板厚まで薄くすることができる。
【００４１】
さらにまた、導波器または反射器となる無給電素子１２，１３は、平面プリント基板２の導体２ａに形成するようにしているため、無給電素子１２，１３の電気長を切り替えるスイッチＳＷ１，ＳＷ２などの実装を容易に行うことができるという利点もある。
また、誘電体基板を用いた場合は、波長短縮効果が得られるため小型化できるという利点がある。
【００４２】
次に、本発明の他の実施の形態としてのアンテナ装置の構造を図９に示す。
この図９に示すスロット八木アンテナ３０は、上記スロット八木アンテナ１０が前後２方向に指向を向けることができるものであったのに対して、前後左右の４方向に指向特性を向けることができるようにしたものとされる。
この場合、平面プリント基板２のほぼ中央位置に、図示するような向きで第１の給電素子３１を形成し、この給電素子３１の前後に給電を行わない第１の無給電素子３３と第２の無給電素子３４を形成するようにしている。
さらに、平面プリント基板２のほぼ中央位置で、第１の給電素子３１と直交するように第２の給電素子３２を形成し、この第２の給電素子３２の前後に第３の無給電素子３５と第４の無給電素子３６を形成するようにしている。
そして、第１及び第２の給電素子３１，３２の何れか一方には、給電切替スイッチ３８を介してマイクロストリップ線路３７により給電を行うようにしている。
【００４３】
この場合、第１及び第２の給電素子３１，３２のスロット長（電気長）は、送受信周波数の１／２波長に相当する長さに設定されている。
また第１〜第４の無給電素子３３〜３６のスロット長は第１及び第２の給電素子３１，３２より長い反射長に設定されている。そして、これら第１〜第４の無給電素子３３〜３６の長さが導波長となる位置にスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４が設けられている。なお、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４は、上記図７（ｂ）に示したようなスイッチとされる。
【００４４】
また、第１の給電素子３１と第１及び第２の無給電素子３３，３４との間、及び第２の給電素子３２と第３及び第４の無給電素子３５，３６との間は、上記同様、それぞれ約１／４波長だけ離間されている。
【００４５】
即ち、この図９に示すスロット八木アンテナ３０は、上記図７（ａ）に示したようなスロット八木アンテナ１０を、平面プリント基板２上に９０度の角度をもって２組配置するように構成されている。
【００４６】
このようなスロット八木アンテナ３０では、給電切替スイッチ３８を切り替えて第１の給電素子３１に給電を行いながら、第１の無給電素子３３のスイッチＳＷ１により、第１の無給電素子３３の電気長が導波長となるように制御すれば、矢印Ａの方向に指向性を持ったアンテナ＃１として働かせることができる。
また、同じく第１の給電素子３１に給電を行いながら、第２の無給電素子３４のスイッチＳＷ２により、第２の無給電素子３４の電気長が導波長となるように制御すれば、矢印Ｂの方向に指向性を持ったアンテナ＃２として働かせることができる。
【００４７】
一方、給電切替スイッチ３８を切り替えて第２の給電素子３２に給電を行いながら、第３の無給電素子３５のスイッチＳＷ３により、第３の無給電素子３５の電気長が導波長となるように制御すれば、矢印Ｃの方向に指向性を持ったアンテナ＃３として働かせることができる。
さらに、同じく第２の給電素子３２に給電を行いながら、第４の無給電素子３６のスイッチＳＷ４により、第４の無給電素子３５の電気長が導波長となるように制御すれば、矢印Ｄの方向に指向性を持ったアンテナ＃４して働かせることができる。
【００４８】
このように構成すれば、１つのスロット八木アンテナ３０により、異なる４つの指向性を有するアンテナ装置を構成することができるようになる。また、この場合は第１及び第２の無給電素子３３，３４を導波器または反射器として共用し、第３及び第４の無給電素子３５，３６を導波器または反射器として共用するようにしているので、アンテナ装置の小型化を図ることができる。
【００４９】
図１０及び図１１は、上記図９に示したスロット八木アンテナ３０の指向特性を示した図である。
なお、この場合のスロット八木アンテナ３０は、図１０（ｃ）、図１１（ｃ）に示すように、平面プリント基板２にスロット幅が２ｍｍで、長さが１７ｍｍとされる第１及び第２の給電素子３１，３２と、２０．５ｍｍとされる第１〜第４の無給電素子３３〜３６が形成されているものとする。平面プリント基板２には、平面サイズが４０ｍｍ×４０ｍｍ、厚さが１ｍｍ、誘電率が４．２のガラスエポキシ樹脂を原料としたＦＲ−４基板を用いるようにしている。
また、図１０（ａ）（ｂ）及び図１１（ａ）（ｂ）に示す指向特性は、スロットの長さ方向をＸ方向、スロットの幅方向をＹ方向、平面プリント基板２の厚み方向をＺ方向としたときのものとされる。
【００５０】
この場合、スロット八木アンテナ３０をアンテナ♯１として機能させた時のＸＹ面、ＸＺ面、ＹＺ面における水平偏波Ｅφと垂直偏波Ｅθの指向特性は、図１０（ａ）のように示され、その平均利得は３．４０２ｄＢｉとされる。
また、スロット八木アンテナ３０をアンテナ♯２として機能させた時のＸＹ面、ＸＺ面、ＹＺ面における水平偏波Ｅφと垂直偏波Ｅθの指向特性は、図１０（ｂ）のように示され、その平均利得は２．６９２ｄＢｉとされる。
【００５１】
さらにスロット八木アンテナ３０をアンテナ♯３として機能させたときのＸＹ面、ＸＺ面、ＹＺ面における水平偏波Ｅφと垂直偏波Ｅθの指向特性は、図１１（ａ）のように示され、その平均利得は３．３３３７ｄＢｉ、アンテナ♯４として機能させたときのＸＹ面、ＸＺ面、ＹＺ面における水平偏波Ｅφと垂直偏波Ｅθの指向特性は、図１１（ｂ）のように示される。
【００５２】
そしてこの場合は、図１０（ａ）（ｂ）に示すＹＺ面の指向特性と、図１１（ａ）（ｂ）に示すＸＺ面の指向特性から、スロット八木アンテナ３０をそれぞれアンテナ♯１〜♯４として機能させることで、異なる４つの方向に指向が得られていることがわかる。
【００５３】
図１２は、スロット八木アンテナ３０の入力特性を示した図であり、この図１２からスロット八木アンテナ３０の特性が良好とされる帯域（リターンロスが−１０ｄＢ以下）の帯域幅ＢＷを３００ＭＨｚ、比帯域にして約５％程度になっている。このことから本実施の形態のスロット八木アンテナ３０を、無線ＬＡＮなどの使用周波数帯域が５．１５ＧＨｚ〜５．３５ＧＨｚとされる無線通信に使用すると良好なアンテナとして機能させることができる。
【００５４】
図１３は、本実施の形態のスロット八木アンテナ３０と基準アンテナ（ダイポールアンテナ）との最大利得と平均利得を表した図である。
この図１３から本実施の形態のスロット八木アンテナ３０では、各アンテナ＃１〜＃４において、放射方向以外の平均利得、即ちＸＹ面、ＸＺ面、ＹＺ面の平均利得と、放射方向の平均利得との間には３ｄＢ以上の利得差がある。このことから、本実施の形態のスロット八木アンテナ３０で受信検波を行った時は、最大利得が放射方向となり、その方向に電波を送信すれば不要波を抑制することができることがわかる。
【００５５】
したがって、上記したような本実施の形態のスロット八木アンテナ３０を、例えば、屋内外を問わず使用されている図１４（ａ）に示すような無線ＬＡＮ基地局装置５１の機器本体５２内に搭載する、或いは図１４（ｂ）に示すようなノート型パソコンなどの携帯情報端末５３内に搭載する、さらには図示しないワイヤレステレビジョン受信機内に搭載すれば、送受信系統を増やすことなく、壁等に反射して生じた干渉波を抑制することができるようになる。もちろん、上記図７（ａ）に示したようなスロット八木アンテナ１０を無線ＬＡＮ基地局装置５１や携帯情報端末５３に搭載した場合でも同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００５６】
なお、これまで説明した本実施の形態スロット八木アンテナ１０、３０では、導波器または反射器を形成するための無給電素子をそれぞれ１本としたが、これはあくまでも一例であり、複数本の無給電素子を用いて導波器または反射器を形成することも可能である。
また、本実施の形態では、スロットアンテナを基本にしたアンテナを例に挙げて説明したがスロットアンテナ以外であっても構成できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施の形態とされるスロット八木アンテナの構成を説明するための図である。
【図２】本実施の形態のスロット八木アンテナの特性を示した図である。
【図３】本実施の形態のスロット八木アンテナの特性を示した図である。
【図４】本実施の形態のスロット八木アンテナの他の構成例の説明図である。
【図５】本実施の形態のスロット八木アンテナの特性を示した図である。
【図６】本実施の形態のスロット八木アンテナの特性を示した図である。
【図７】本実施の形態のスロット八木アンテナに設けられているスイッチの構成例を示した図である。
【図８】図７に示したスロット八木アンテナの指向特性を示した図である。
【図９】本発明の他の実施の形態とされるスロット八木アンテナの構成を説明するための図である。
【図１０】他の実施の形態とされるスロット八木アンテナの指向特性を示した図である。
【図１１】他の実施の形態とされるスロット八木アンテナの指向特性を示した図である。
【図１２】他の実施の形態 とされるスロット八木アンテナの入力特性を示した図である。
【図１３】他の実施の形態とされるスロット八木アンテナと基準アンテナとの最大利得と平均利得を示した図である。
【図１４】本実施の形態のスロット八木アンテナが搭載される電子機器の一例を示した図である。
【図１５】従来のフェィズドアレーアンテナ装置の構成を示すブロック図である。
【図１６】従来のアダプティブアレーアンテナ装置の構成を示すブロック図である。
【図１７】従来の八木宇多アンテナの構成を示した図である。
【符号の説明】
【００５８】
１  スロットアンテナ、２ａ  導体、２  平面プリント基板、１０  ３０  スロット八木アンテナ、１１  ３１  ３２  給電素子、１２  １３  ３３〜３６  無給電素子、１４  ３７  マイクロストリップ線路、２１  放射器、２２  導波器、２３  反射器、３８  給電切替スイッチ、５１  無線ＬＡＮ基地局装置、５２  機器本体、５３  携帯情報端末
【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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