(57)【要約】【課題】保持金具を反射器として利用することにより小型化を図ったアンテナ装置を提供する。【解決手段】誘電体基板２１の一方の面に導波器２２ａ、２２ｂ及び放射器２３を所定の間隔で配置したアンテナ部２０を設ける。上記アンテナ部２０は、誘電体基板２１上にエッチング処理した銅箔パターンにより八木式アンテナを構成し、放射器２３の中心に給電する。上記誘電体基板２１は、放射器２３が位置する側の端部を保持金具２６に取付ける。そして、上記放射器２３と保持金具２６との間隔ｄ１を約λ／４に設定し、保持金具２６を反射器として作用させ、全長を短縮する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導波器及び放射器を備えた八木式アンテナにおいて、前記放射器の後方に約λ／４離して保持金具を配置し、前記保持金具を反射器として動作させることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
導波器、放射器及び反射器を備えた八木式アンテナにおいて、前記反射器の後方に約λ／４離して保持金具を配置し、前記保持金具を第２反射器として動作させることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項３】
前記八木式アンテナを誘電体基板上に構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばビル（ビルディング）間の無線通信等に用いられるアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば異なるビルに設置されている無線ＬＡＮ同士を接続する場合において、ビル間が近接している場合には、それぞれのビルに相対向するように八木式アンテナを設置して無線通信により接続することが従来から行なわれている。
【０００３】
上記各ビルに設けられている電子機器間を無線通信により接続する場合において、通信周波数として例えば５ＧＨｚ程度の高い周波数帯を使用している場合には、誘電体基板上にアンテナ素子を形成した八木式アンテナが一般に用いられている。
【０００４】
誘電体基板上に八木式アンテナを形成してなる従来のアンテナ装置は、図１０に示すように構成されている。  
図１０において、１１は長方形に形成された誘電体基板で、この誘電体基板１１の一方の面に導波器１２ａ、１２ｂ、…、放射器１３及び反射器１４からなるアンテナ部１５が設けられる。そして、上記誘電体基板１１は、反射器１４が位置する側の端部が保持金具１６に取付けられる。この保持金具１６は、例えばＵ字形ボルト等によりマストに取付けられる。
【０００５】
上記反射器１４と保持金具１６との間隔ｄ１は、保持金具１６が電気特性に影響を与えないように１λ（λ：波長）以上に設定している。具体的には、例えばアンテナ部１５の設定周波数が５ＧＨｚの場合、反射器１４と保持金具１６との間隔ｄ１を６０ｍｍ以上に設定する必要があり、アンテナ装置の全長が非常に長くなる。
【０００６】
また、図１１に示すように反射器１４の長さを保持金具１６の直径よりλ／４以上長く設定することによっても、上記保持金具１６が電気特性に影響しないようにすることができる。この場合には、反射器１４と保持金具１６との間隔ｄ１をλ／４程度に狭くすることができるが、誘電体基板１１の幅を反射器１４の長さに応じて広く設定しなければならない。
【特許文献１】特開平１１−１７７３３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来のアンテナ装置は、図１０に示したように反射器１４から十分離れた位置に保持金具１６を設けたり、図１１に示したように反射器１４の長さを保持金具１６の直径より大きくすることで、保持金具１６による電気特性の影響を抑えている。
【０００８】
しかし、上記従来の図１０に示す方法では、アンテナ装置の全長が長くなり、また、図１１に示す方法では、誘電体基板１１の幅を広くしなければならず、何れの場合もアンテナ装置が大型化してしまうという問題があった。
【０００９】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、小型化を図り得ると共に、設定条件によっては利得を向上し得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】
【００１０】
第１の発明は、導波器及び放射器を備えた八木式アンテナにおいて、前記放射器の後方に約λ／４離して保持金具を配置し、前記保持金具を反射器として動作させることを特徴とする。
【００１１】
第２の発明は、導波器、放射器及び反射器を備えた八木式アンテナにおいて、前記反射器の後方に約λ／４離して保持金具を配置し、前記保持金具を反射器として動作させることを特徴とする。
【００１２】
第３の発明は、上記第１又は第２の発明において、八木式アンテナを誘電体基板上に構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、放射器の後方に約λ／４離して保持金具を配置し、該保持金具を反射器として動作させることにより、正規の反射器を省略できると共に放射器と保持金具の間隔を小さくでき、素子配列の簡略化及び小型化を図ることができる。
【００１４】
また、反射器の後方に約λ／４離して保持金具を配置し、該保持金具を第２反射器として動作させることにより、反射器と保持金具の間隔を小さくして小型化できると共に、反射器を増設したものと等価となり、利得を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００１６】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るアンテナ装置の構成図である。  
図１において、２０はアンテナ部で、長方形に形成された誘電体基板２１の一方の面に導波器２２ａ、２２ｂ、…、放射器２３及び反射器２４等のアンテナ素子を所定の間隔で形成し、放射器２３の中心に給電する。この場合、反射器２４の長さは、放射器２３と略同じか、放射器２３より若干短く形成することが望ましい。上記各アンテナ素子は、誘電体基板２１上にエッチング処理した銅箔パターンにより形成し、八木式アンテナを構成している。
【００１７】
上記誘電体基板２１は、放射器２３が位置する側の端部が保持金具２６に取付けられる。この保持金具２６は、誘電体基板２１を保持する金属製のアンテナ保持部３１と、このアンテナ保持部３１に螺着される金属製の保持筒３２からなり、この保持筒３２部分が詳細を後述するように例えばＵ字状ボルト等によりマストに取付けられる。上記保持金具２６内には、外部から同軸ケーブル等の給電線２７が挿入され、アンテナ保持部３１側から導出されて放射器２３の給電点に接続される。上記給電線２７の先端部には、接栓２８が装着されている。
【００１８】
そして、上記放射器２３と反射器２４との間隔、及び反射器２４と保持金具２６との間隔ｄ１を約λ／４（λ：波長）に設定し、保持金具２６を第２反射器として作用させる。すなわち、反射器２４を第１反射器、保持金具２６を第２反射器として作用させる。
【００１９】
図２は、保持金具２６に対する誘電体基板２１の取付け例を示したものである。保持金具２６のアンテナ保持部３１は、金属部材により円柱状に形成されており、頭部を除く外周面にねじ溝３３が形成され、このねじ溝３３に図１に示したように保持筒３２が螺着される。上記アンテナ保持部３１は、反射器２４の長さよりも大きい直径、この場合の例では誘電体基板２１の幅よりも大きい直径となっている。また、上記アンテナ保持部３１には、中心軸に沿って上記給電線２７を挿入するための透孔３４が設けられる。
【００２０】
そして、上記アンテナ保持部３１の前面側にＬ型金具３５が固着され、このＬ型金具３５に誘電体基板２１の一端がネジ３６により取付けられる。この場合、Ｌ型金具３５が第２反射器として作用するので、Ｌ型金具３５の前端と反射器２４との間隔ｄ１が約λ／４となるように設定する。上記Ｌ型金具３５は、前端部の幅が反射器２４の長さよりも長くなっている。
【００２１】
図３は、保持金具２６に対する誘電体基板２１の他の取付け例を示したものである。この図３の例では、アンテナ保持部３１の前面側に誘電体基板２１を挿入できる程度の溝（図示せず）を設け、この溝内で誘電体基板２１を保持するようにしたものである。この場合には、保持金具２６のアンテナ保持部３１が第２反射器として作用するので、アンテナ保持部３１の前端面と反射器２４との間隔ｄ１が約λ／４となるように設定する。
【００２２】
図４は、放射器２３としてダイポールアンテナを用いた場合の給電部の構成例を示したものである。誘電体基板２１の一方の面、例えば上面にダイポールアンテナを構成するアンテナ素子４１ａ、４１ｂが微小間隔を保って直線状に設けられる。上記アンテナ素子４１ａ、４１ｂの側部中央部分には、１８０°の位相線路４２が設けられ、その両端がアンテナ素子４１ａ、４１ｂの対向している端部間に接続される。また、一方のアンテナ素子４１ａの先端、すなわち、位相線路４２が接続されている先端側に給電点４３が設けられる。更に、誘電体基板２１の下面には、上記位相線路４２に対向する位置にアースパターン４４が形成される。そして、上記給電点４３に上記給電線２７の中心線が接続され、アースパターン４４に給電線２７の外導線が接続される。
【００２３】
上記のようにアンテナ素子４１ａの給電点４３に給電すると共に、この給電点４３から１８０°の位相線路４２を介してアンテナ素子４１ｂに給電することにより、アンテナ素子４１ａ、４１ｂによる放射パターンの位相を一致させている。
【００２４】
上記のようにして構成されたアンテナ部２０は、図５に示すように例えば合成樹脂により形成した保護筒５１を被せて保護する。保護筒５１は、図５、図６に示すように基部を取付部５２とし、その直径を保持金具２６のアンテナ保持部３１及び保持筒３２の直径より僅かに大きく形成してアンテナ保持部３１及び保持筒３２に装着できるようにしている。また、保護筒５１は、取付部５２以外の部分を誘電体基板２１の幅に合わせて取付部５２より小径に形成し、その段差５３部分にストッパの作用を持たせている。すなわち、保護筒５１の取付部５２をアンテナ保持部３１及び保持筒３２に装着した際に、段差５３部分が内部においてアンテナ保持部３１に当接するようにしている。
【００２５】
また、保護筒５１は、先端開口部にキャップ５４を着脱可能に設けている。このキャップ５４には、図６に示すように保護筒５１内に挿入される部分の外周縁に２つの溝５５を左右対称となるように設け、保護筒５１に装着する際に溝５５内に誘電体基板２１の先端が嵌入されるようにしている。すなわち、キャップ５４を保護筒５１に装着した際、溝５５部分で誘電体基板２１の先端部を保持するようにしている。
【００２６】
そして、保持金具２６は、図５に示すように保持筒３２部分がＵ字形ボルト６１及びナットにより取付板６２に取付けられる。上記取付板６２には、仰角調整用のボルト穴６３が複数設けられており、このボルト穴６３を選択してＵ字形ボルト６１を取付けることにより、アンテナ仰角を調整することができる。  
更に、上記取付板６２は、Ｕ字形ボルト及びナット等により、マスト６４に取付けられる。
【００２７】
上記のように反射器２４と保持金具２６との間隔ｄ１を約λ／４に設定し、保持金具２６を第２反射器として作用させることにより、図１０に示した従来のアンテナ装置に比較して、全体の長さを３／４λ程度短縮することができる。
【００２８】
また、図３に示すように誘電体基板２１を直接保持金具２６に取付けた場合には、Ｌ型金具３５が無い分だけアンテナの長さを更に短縮することができる。
【００２９】
また、上記第１実施形態のアンテナ装置は、図１１に示した従来のアンテナ装置に比較して全長は同じであるが、幅をλ／４程度短縮することができ、全体的に小型化を図ることができる。
【００３０】
また、上記第１実施形態のアンテナ装置は、反射器２４が第１反射器、保持金具２６（Ｌ型金具３５あるいはアンテナ保持部３１）が第２反射器として作用するので、従来のアンテナ装置に対して利得を向上することができる。
【００３１】
図７は、上記第１実施形態に示したアンテナ装置において、対象周波数４．９〜５．１ＭＨｚ、八木型２０素子（導波器２２ａ、２２ｂ、…が１８素子、放射器２３及び反射器２４が各１素子）のアンテナを製作した場合の利得特性を図１０に示した従来のアンテナ装置と比較したものであり、横軸に周波数（ＧＨｚ）、縦軸に利得（ｄＢｉ）を取って示した。図７において、実線ａは本発明に係るアンテナ装置の利得特性、実線ｂは従来のアンテナ装置の利得特性である。なお、比較した従来のアンテナ装置は、本発明に係るアンテナ装置と同じ対象周波数、同じ素子数のものである。
【００３２】
上記図７から明らかなように、本発明に係るアンテナ装置は、従来のアンテナ装置に比較して利得を約０．５ｄＢｉ以上、向上することができた。
【００３３】
図８は、上記本発明に係るアンテナ装置の放射パターンを示したもので、（ａ）はＨ面放射パターン、（ｂ）はＥ面放射パターンである。上記アンテナ装置は、指向角度（半値角）がＨ面：±１０°、Ｅ面：±１０°、Ｆ／Ｂ比（前方／後方比）（１８０°±６０°）が１８ｄＢ以下であった。
【００３４】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係るアンテナ装置について、図９を参照して説明する。  
この第２実施形態に係るアンテナ装置は、上記第１実施形態で示した反射器２４を省略し、放射器２３の後方に約λ／４の間隔ｄ２を保って保持金具２６を設け、この保持金具２６を反射器として作用させたもので、その他は、図１〜図６に示した第１実施形態と同様の構成であるので、詳細な説明は省略する。
【００３５】
上記第２実施形態に係るアンテナ装置は、上記のように放射器２３と保持金具２６との間隔ｄ２を約λ／４に設定し、保持金具２６を反射器として作用させることにより、図１０に示した従来のアンテナ装置における反射器１４を省略できるので、構成を簡易化して全体の長さを約１λ短縮することができる。また、保持金具２６が反射器として作用するので、従来のアンテナ装置とほぼ同等の特性を維持することができる。
【００３６】
また、上記第２実施形態に係るアンテナ装置は、図１１に示した従来のアンテナ装置に対しては、全長及び幅をそれぞれ約λ／４短縮できると共に、同等の特性を維持することができる。
【００３７】
なお、上記各実施形態では、複数の導波器２２ａ、２２ｂ、…を使用した場合について示したが、１つの導波器を用いた場合であっても、上記実施形態と同様にして実施し得るものである。
【００３８】
また、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１実施形態に係るアンテナ装置の要部構成図である。
【図２】同実施形態における保持金具に対する誘電体基板の取付け例を示す側面図である。
【図３】同実施形態における保持金具に対する誘電体基板の他の取付け例を示す側面図である。
【図４】同実施形態における放射器の給電部の構成例を示す図である。
【図５】同実施形態に係るアンテナ装置の全体の外観構成及びマストへの取付け例を示す図である。
【図６】同実施形態における保護筒の構成例を示す側面図である。
【図７】同実施形態に係るアンテナ装置の利得特性を示す図である。
【図８】同実施形態に係るアンテナ装置の放射パターンを示す図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係るアンテナ装置の要部構成図である。
【図１０】従来のアンテナ装置の構成例を示す要部構成図である。
【図１１】従来のアンテナ装置の他の構成例を示す要部構成図である。
【符号の説明】
【００４０】
２０…アンテナ部、２１…誘電体基板、２２ａ、２２ｂ、…、…導波器、２３…放射器、２４…反射器、２６…保持金具、２７…給電線、２８…接栓、３１…アンテナ保持部、３２…保持筒、３３…溝、３４…透孔、３５…Ｌ型金具、３６…ネジ、４１ａ、４１ｂ…アンテナ素子、４２…位相線路、４３…給電点、４４…アースパターン、５１…保護筒、５２…取付部、５３…段差、５４…キャップ、５５…溝、６１…Ｕ字形ボルト、６２…取付板、６３…ボルト穴、６４…マスト。
【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】
2005142925.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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