(57)【要約】【課題】  外形サイズを維持したままで広帯域特性を有し、しかも小型に構成でき、構造が簡単で製造が容易なアンテナ装置を提供する。【解決手段】  ダイポールアンテナを構成するアンテナ素子５及び６の近傍に、テーパ状スタブ２１及び２２を付加し、これら周知のプリント配線技術によって形成する。テーパ状スタブ２１及び２２は、誘電体基板１の長さＤを一辺とし、かつ、パターン幅が最大パターン幅（長さＨｔ）から零まで変化する直角三角形の一部である。アンテナ素子５及び６とインピーダンス整合が得られる幅を含むようにパターン幅が変化するので、アンテナ素子５及び６とのインピーダンス整合を実現でき、電磁結合により広帯域特性が得られる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体基板と、前記誘電体基板の互いに異なる層に設けられ、一方が接地された一対の放射素子パターンと、前記一対の放射素子パターンとインピーダンス整合が得られる幅を含むようにパターン幅が変化し接地されたテーパ状スタブとを含むことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記テーパ状スタブは、最大パターン幅が前記放射素子パターンによって放射する信号の波長の略１／４倍であることを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記テーパ状スタブは、前記誘電体基板の長さを一辺とし、かつ、前記パターン幅が前記最大パターン幅から零まで変化する直角三角形の一部であることを特徴とする請求項２記載のアンテナ装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のアンテナ装置を複数並列に設けたことを特徴とするアンテナシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアンテナ装置、アンテナシステムに関し、特に移動通信網における基地局に用いられるアンテナ装置、アンテナシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
移動通信に使用されている基地局アンテナは、一般的に利用する周波数毎にアンテナが設計され、配置されている。基地局アンテナはビルの屋上、あるいは鉄塔等に設置され、移動体との通信が行われている。最近では、多くの基地局が乱立し、かつ、複数の通信システムが混在するため、基地局の配置が大きな問題になっている。
また、基地局は大掛かりになるため、設置場所が確保できない等の問題がある。さらに、鉄塔等の建設に多額の費用が発生するため、コスト削減が大きな課題である。美観上の問題から、基地局用アンテナを極力小さくする必要もある。
【０００３】
しかし、アンテナを小さくすると、比帯域幅なども狭くなる問題がある。この問題を解決するため、アンテナの広帯域化もしくは異なる周波数を共有することでアンテナを小さくすることができる。
基地局アンテナ装置として、従来は例えば図２２に示されているようなアンテナ装置が用いられている。同図（ａ）は従来のアンテナ装置の構成を示す斜視図、同図（ｂ）は同図（ａ）のアンテナ装置について、反射板以外の部分をｙ軸方向から見た場合の構成図である。なお、以下の説明において参照する各図では、他の図と同等部分は同一符号によって示されている。
【０００４】
図２２において、アンテナ装置１０は、矩形の誘電体基板１と、電波を放射するためのアンテナ素子５及び６と、アンテナ素子５と電気的に接続された接地パターン３と、アンテナ素子６の端部に電気的に接続され、該素子の長さ方向に対して直角に設けられた線路パターン７１とを含んで構成されている。
アンテナ素子５及び６は、誘電体基板１の互いに異なる面に、プリント配線技術により導電性パターンとして形成されている。これらアンテナ素子５及び６は、図示せぬ給電回路の一対の端子それぞれと接続されることにより、ダイポールアンテナとして機能する。接地パターン３も、誘電体基板１の、アンテナ素子５が設けられている面と同一の面に、プリント配線技術により導電性パターンとして形成されている。
【０００５】
なお、同図（ａ）に示されているように、このアンテナ装置１０には金属製の反射板４が接続されている。本例では、アンテナ装置１０がｘｚ平面に位置し、その一辺がｚ軸に沿って設けられている場合、反射板４はｙｚ平面に位置している。つまり、本例ではアンテナ装置１０に対して平板形状の反射板４が直角に設けられている。
ここで、誘電体基板１の両面に設けられるパターンの構成について図２３を参照して説明する。同図（ａ）に示されているように、接地パターン３とアンテナ素子５の端部との間には線路パターン７２が設けられている。この線路パターン７２によって、接地パターン３とアンテナ素子５とが電気的に接続されている。この線路パターン７２に対向して、同図（ｂ）に示されている線路パターン７１が設けられている。つまり、線路パターン７１と線路パターン７２とは、上述した誘電体基板１を介して対向する位置に設けられている。そして、これら線路パターン７１及び７２は、図示せぬ給電回路から給電される。このような構成であるため、線路パターン７１及び７２は、マイクロストリップ線路として機能することになる。
【０００６】
以上のように構成された従来のアンテナ装置は製造が容易であり、かつ、ダイポールアンテナとしての基本特性を満足していた。しかし、このアンテナ装置は、広帯域特性と二共振特性とを有していなかった。
二共振特性を持たせるためには、アンテナ素子の近傍に、無給電素子を付加するなどの工夫が必要である。これについて、図２４を参照して説明する。
同図（ａ）は無給電素子を付加した従来のアンテナ装置の構成を示す斜視図、同図（ｂ）は同図（ａ）のアンテナ装置について、反射板以外の部分をｙ軸方向から見た場合の構成図である。図２４に示されているアンテナ装置が図２２に示されてものと異なる点は、ダイポールアンテナを構成するアンテナ素子５及び６と平行して、アンテナ素子５及び６の近傍に、無給電素子２０が付加されている点である。
【０００７】
ここで、誘電体基板１の両面に設けられるパターンの構成について図２５を参照して説明する。同図（ａ）に示されているように、図２３（ａ）の場合と同様に、接地パターン３とアンテナ素子５の端部との間には線路パターン７２が設けられ、接地パターン３とアンテナ素子５とが電気的に接続されている。そして、線路パターン７２に対向して、同図（ｂ）に示されている線路パターン７１が設けられている。このため、線路パターン７１及び７２は、マイクロストリップ線路として機能することになる。
【０００８】
さらに、同図（ｂ）に示されているように、誘電体基板１の両面のうち、アンテナ素子６が設けられている面と同一の面には、長方形の無給電素子２０が設けられている。この無給電素子２０は、線路パターン７１及び線路パターン７２の両方に平行で、かつ、それらの近傍に設けられていることになる。
このような構成を採用することによって、二共振特性を得ることができる。しかしながら、無給電素子２０を付加することによって、アンテナの形状が大きくなるという欠点がある。
【０００９】
また、二共振として作用させるためには、例えば特許文献１に開示されている技術を利用することができる。この技術を利用したプリントダイポールアンテナ装置が、図２６に示されている。同図（ａ）は特許文献１に開示されている技術を利用した従来のアンテナ装置の構成を示す斜視図、同図（ｂ）は同図（ａ）のアンテナ装置について、反射板以外の部分をｙ軸方向から見た場合の構成図である。図２６に示されているアンテナ装置が図２２に示されてものと異なる点は、ダイポールアンテナを構成するアンテナ素子５及び６の両側に、長方形のスタブ（Ｓｔｕｂ）２０１及び２０２が設けられている点である。
【００１０】
ここで、誘電体基板１の両面に設けられるパターンの構成について図２７を参照して説明する。同図（ａ）に示されているように、図２３（ａ）の場合と同様に、接地パターン３とアンテナ素子５の端部との間には線路パターン７２が設けられ、接地パターン３とアンテナ素子５とが電気的に接続されている。さらに、接地パターン３の両端部に、長方形のスタブ２０１及び２０２が設けられている。これらスタブ２０１及び２０２は、接地パターン３と電気的に接続されている。そして、線路パターン７２に対向して、同図（ｂ）に示されている線路パターン７１が設けられている。このため、線路パターン７１及び７２は、マイクロストリップ線路として機能することになる。なお、特許文献１に開示されているように、長方形のスタブの代わりに、クロス形のスタブを設けても良い。
【００１１】
このような構成を採用することによって、二共振特性を得ることができる。
また、長方形のスタブの代わりに、Ｔ字形のスタブを採用しても良い。すなわち、図２８（ａ）及び（ｂ）に示されているように、ダイポールアンテナを構成するアンテナ素子５及び６の両側にＴ字形のスタブ２０３及び２０４を設けても良い。
ここで、誘電体基板１の両面に設けられるパターンの構成について図２９を参照して説明する。同図（ａ）に示されているように、図２３（ａ）の場合と同様に、接地パターン３とアンテナ素子５の端部との間には線路パターン７２が設けられ、接地パターン３とアンテナ素子５とが電気的に接続されている。さらに、接地パターン３の両端部に、Ｔ字形のスタブ２０３及び２０４が設けられている。これらスタブ２０３及び２０４は、接地パターン３と電気的に接続されている。そして、線路パターン７２に対向して、同図（ｂ）に示されている線路パターン７１が設けられている。このため、線路パターン７１及び７２は、マイクロストリップ線路として機能することになる。このような構成を採用することによって、二共振特性を得ることができる。
【特許文献１】特許第３１１４８３６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述したように、図２２に示されている従来のアンテナ装置は、広帯域特性と二共振特性とを有していない。また、図２４に示されているアンテナ装置は、無給電素子を付加する必要があるので、同じ外形サイズ内で広帯域化を図るのが困難である。さらに、図２６及び図２８に示されているアンテナ装置は、アンテナの放射指向性パターンにおいて、交差偏波が±６０°範囲内で−６ｄＢと劣化するという問題点がある。
本発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、その目的は外形サイズを維持したままで広帯域特性を有し、しかも小型に構成でき、構造が簡単で製造が容易な広帯域アンテナ装置、アンテナシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の請求項１によるアンテナ装置は、誘電体基板と、前記誘電体基板の互いに異なる層に設けられ、一方が接地された一対の放射素子パターンと、前記一対の放射素子パターンとインピーダンス整合が得られる幅を含むようにパターン幅が変化し接地されたテーパ状スタブとを含むことを特徴とする。このようなアンテナ装置を使用することで、簡単な構造で交差偏波が劣化せずにアンテナの広帯域化及び二共振を実現できる。
【００１４】
本発明の請求項２によるアンテナ装置は、請求項１において、前記テーパ状スタブは、最大パターン幅が前記放射素子パターンによって放射する信号の波長の略１／４倍であることを特徴とする。最大パターン幅である長さＨｔ（図１参照）の増加に従い、比帯域幅は一旦上昇し、ある最適値を境に下降する傾向にあり、波長の略１／４倍において比帯域幅は最大となる。
【００１５】
本発明の請求項３によるアンテナ装置は、請求項２において、前記テーパ状スタブは、前記誘電体基板の長さを一辺とし、かつ、前記パターン幅が前記最大パターン幅から零まで変化する直角三角形の一部であることを特徴とする。このようなテーパ状スタブを採用することにより、放射素子パターンとのインピーダンス整合を実現できる。
本発明の請求項４によるアンテナシステムは、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のアンテナ装置を複数並列に設けたことを特徴とする。
このようなアンテナシステムを使用することで、簡単な構造で交差偏波が劣化せずにアンテナの広帯域化及び二共振を実現できる。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように本発明は、アンテナ素子とインピーダンス整合が得られる幅を含むようにパターン幅が変化するテーパ状スタブを付加することにより、アンテナ素子とのインピーダンス整合を実現でき、電磁結合により広帯域特性が得られる。しかも小型であり、簡単な構造でアンテナの交差偏波を抑えながら広帯域化と二共振特性とを実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明ではアンテナ素子の近傍に、テーパ状スタブを設けることによって、広帯域化及び二共振を実現するものである。テーパ状スタブは、アンテナ素子とインピーダンス整合が得られる幅を含むようにパターン幅が変化するので、アンテナ素子とのインピーダンス整合を実現でき、電磁結合により広帯域特性が得られる。
以下、本発明の実施例１〜実施例３について、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１８】
（アンテナ装置の構成）
図１（ａ）は本発明の実施例１によるアンテナ装置の構成を示す斜視図、同図（ｂ）は同図（ａ）のアンテナ装置について、反射板以外の部分をｙ軸方向から見た場合の構成図である。概略構成図である。同図に示されているアンテナ装置が図２２に示されているものと異なる点は、ダイポールアンテナを構成するアンテナ素子５及び６の近傍に、テーパ状スタブ２１及び２２が付加されている点である。
【００１９】
なお、同図（ｂ）において、矩形の誘電体基板１の長さＤは０．２５λ0 である。λ0 は、放射素子パターンであるアンテナ素子５及び６によって放射する信号の波長である。また、アンテナ素子５及び６の素子幅の中心から接地パターン３の端部までの距離をＤｇとする。
ここで、誘電体基板１の両面に設けられるパターンの構成について図２を参照して説明する。図２（ａ）に示されているように、図２３（ａ）の場合と同様に、接地パターン３とアンテナ素子５の端部との間には線路パターン７２が設けられ、接地パターン３とアンテナ素子５とが電気的に接続されている。そして、線路パターン７２に対向して、図２（ｂ）に示されている線路パターン７１が設けられている。このため、線路パターン７１及び７２は、マイクロストリップ線路として機能することになる。
【００２０】
さらに、同図（ａ）に示されているように、誘電体基板１の両面のうち、アンテナ素子５が設けられている面と同一の面には、テーパ状スタブ２１及び２２が設けられている。これらテーパ状スタブ２１及び２２は、接地パターン３と電気的に接続されている導電性パターンである。
また、これらテーパ状スタブ２１及び２２は、一辺を長さＤとする直角三角形の一部である。このため、テーパ状スタブ２１及び２２の端部の長さをＨｔとすると、この長さＨｔが決定されれば、テーパ状スタブ２１及び２２の寸法及び形状が定まることになる。
【００２１】
すなわち、テーパ状スタブ２１及び２２は、誘電体基板１の長さＤを一辺とする直角三角形の一部である。そして、最大パターン幅は長さＨｔである。また、最小パターン幅は、三角形の頂点であるため、零である。このように、本実施例のアンテナ装置は、誘電体基板の長さを一辺とし、かつ、パターン幅が最大パターン幅（長さＨｔ）から零まで変化する直角三角形の一部であるテーパ状スタブが付加されている。このような構成であるため、放射素子パターンであるアンテナ素子５及び６とインピーダンス整合が得られる幅を含むようにパターン幅が変化するので、アンテナ素子５及び６とのインピーダンス整合を実現できる。
【００２２】
（比帯域幅）
図３には、実施例１のアンテナ装置の反射減衰量が示されている。同図から分かるように、反射減衰量Ｓ１１が−１４ｄＢ（ＶＳＷＲ≦１．５）以下となる比帯域幅は１９．１％取れていることが分かる。
これに対し、先述した従来技術によるアンテナ装置では、それぞれ最適なパラメータにおける比帯域幅は以下のようになる。すなわち、図２２に示されているダイポールアンテナのみのアンテナ装置では、図４に示されているように、１２．２％の比帯域幅となる。また、図２６に示されている長方形スタブを付加したアンテナ装置では、図５に示されているように、１４．２％の比帯域幅となる。さらに、図２８に示されているＴ字形スタブを付加したアンテナ装置では、図６に示されているように、１１．８％の比帯域幅となる。以上のことより、実施例１のアンテナ装置は、従来技術より広帯域化できることが分かる。
なお、図７は実施例１のアンテナ装置についてのスミスチャートを示す図、図８は図２２のアンテナ装置についてのスミスチャートを示す図、図９は図２６のアンテナ装置についてのスミスチャートを示す図である。
【００２３】
（テーパ状スタブのインピーダンス整合）
次に、本実施例におけるテーパ状スタブの形状及び寸法と、給電点から見た素子のインピーダンス整合との関係について説明する。
図１０には、テーパ状スタブの形状及び寸法を決定する、長さＨｔによる比帯域幅が示されている。同図には、誘電体基板の比誘電率を２．６とし、アンテナ素子の高さ（図１中の高さＨ）が１．０λ0 である場合が示されている。
【００２４】
同図に示されているように、長さＨｔが長くなると、比帯域幅が一旦上昇する。そして、ある最適値を境に、長さＨｔの増加に従い、比帯域幅が下降するような傾向が見られる。同図を参照すると、長さＨｔの最適な値は、放射素子パターンによって放射する信号すなわち通信される信号の周波数の波長の１／４倍前後にある。ただし、アンテナ素子５及び６が形成される誘電体基板の比誘電率やアンテナ装置全体の長さが変化すると、最適な長さＨｔの値が変化する。
【００２５】
図１１には、アンテナ素子５及び６の素子幅の中心から接地パターン３の端部までの距離Ｄｇによる比帯域幅が示されている。同図に示されているように、距離Ｄｇには、最適値が存在している。本例では、距離Ｄｇが０．０８６５λ0 である場合に、比帯域幅が一番広く取れることが分かる。
ところで、誘電体基板１の比誘電率が変化すると、最適値が変化する可能性がある。これについて、図１２を参照して説明する。同図は、図１に示されているアンテナ装置における、誘電体基板の比誘電率εr による比帯域幅特性を示す図である。同図には、テーパースタブがＨｔ＝０．２５λ0 による形状のとき、誘電体基板の比誘電率を２．０から３．４まで変化させた場合の比帯域幅特性が示されている。
同図に示されているように、同じスタブの形状や寸法でも、誘電体基板の比誘電率によって、比帯域特性が変化する。よって、異なる比誘電率の誘電体基板では、図１０に示されているカーブも変化することが容易に推測できる。
【００２６】
（アンテナ装置の動作）
次に、以上のように構成された、本実施例によるアンテナ装置の動作について説明する。アンテナ素子５及び６は、線路パターン７１及び７２を介して給電され、所望周波数にて放射素子として動作する。図１に示されているように、アンテナ素子５、６の両側にテーパ状スタブ２１、２２を付けると、電磁結合により帯域が広がると考えられる。すなわち、アンテナ素子５及び６とテーパ状スタブ２１及び２２との関係については以下のようになる。まず、アンテナ素子６に流れる電流によって磁界が発生する。すると、その磁界の変化によって発生する電界により更に磁界が発生する。この磁界によってテーパ状スタブ２１に電流が流れる。アンテナ素子５とテーパ状スタブ２２との関係についても同様である。
【００２７】
さらに、本例のように、スタブをテーパ状にすることによって、テーパの形状に沿ってインピーダンスが徐々に変化することになる。一般に、パターン幅の広い部分（図１中の長さＨｔの部分）からパターン幅の狭い部分に向かうに従って（図１中の接地パターン３に向かうに従って）、インピーダンスは徐々に低くなる。この変化するパターン幅に、整合に最適なインピーダンスを有するパターン幅が含まれていれば、その部分においてインピーダンスが整合することになる。これにより、比帯域幅も広くなる。
以上のように、テーパ状スタブを設けることにより、入力インピーダンスとマッチング（整合）しやすくなり、広帯域特性が得られると考えられる。
【００２８】
（放射指向性パターン）
図１３は実施例１のアンテナ装置についての水平面内放射指向性パターンを示す図、図１４は図２２のアンテナ装置についての水平面内放射指向性パターンを示す図、図１５は図２６に示されているアンテナ装置についての水平面内放射指向性パターンを示す図、図１６は図２８に示されているアンテナ装置についての水平面内放射指向性パターンを示す図である。
【００２９】
図１３及び図１４を参照すると、本実施例によるアンテナ装置の場合（図１３）では、図２２に示されているダイポールアンテナのみのアンテナ装置の場合（図１４）と比べ、水平面内放射パターンの交差偏波が大きいが、±６０°範囲内で−１０ｄＢと要求されている基準内に収まっている。
また、図１５及び図１６を参照すると、図２６に示されている長方形スタブを付加したアンテナ装置の場合（図１５）、図２８に示されているＴ字形スタブを付加したアンテナ装置の場合（図１６）の水平面内放射パターンは、交差偏波が実施例１の場合のそれよりも劣化していることが分かる。
【実施例２】
【００３０】
図１７は、図１に示されている実施例１のアンテナ装置を複数並列に設けたアンテナシステムの構成例を示す斜視図、同図（ｂ）は同図（ａ）のアンテナシステムについて、反射板以外の部分をｙ軸方向から見た場合の構成図である。
図１７に示されているアンテナシステムは、実施例１のアンテナ装置を２個並列に設けた構成である。同図において、アンテナシステム１００は、矩形の誘電体基板１と、電波を放射するためのアンテナ素子５１及び５２並びに６１及び６２と、アンテナ素子５１及び５２と電気的に接続された接地パターン３と、アンテナ素子６１の端部に電気的に接続され、該素子の長さ方向に対して直角に設けられた線路パターン７１１と、アンテナ素子６２の端部に電気的に接続され、該素子の長さ方向に対して直角に設けられた線路パターン７１２と、接地パターン３と電気的に接続されたテーパ状スタブ２１〜２３とを含んで構成されている。
【００３１】
アンテナ素子５１及び５２並びに６１及び６２は、誘電体基板１の互いに異なる面に、プリント配線技術により導電性パターンとして形成されている。これらアンテナ素子５１及び５２並びに６１及び６２は、図示せぬ給電回路の一対の端子それぞれと接続されることにより、ダイポールアンテナとして機能する。接地パターン３も、誘電体基板１の、アンテナ素子５１及び５２が設けられている面と同一の面に、プリント配線技術により導電性パターンとして形成されている。
【００３２】
なお、同図（ａ）に示されているように、このアンテナシステム１００には金属製の反射板４が接続されている。本例では、アンテナシステム１００がｘｚ平面に位置し、その一辺がｚ軸に沿って設けられている場合、反射板４はｙｚ平面に位置している。つまり、本例ではアンテナシステム１００に対して平板形状の反射板４が直角に設けられている。
ここで、誘電体基板１の両面に設けられるパターンの構成について図１８を参照して説明する。同図（ａ）に示されているように、接地パターン３とアンテナ素子５１の端部との間には線路パターン７２１が、接地パターン３とアンテナ素子５２の端部との間には線路パターン７２２が、それぞれ設けられている。これら線路パターン７２１、７２２によって、接地パターン３とアンテナ素子５１、５２とが電気的に接続されている。
【００３３】
これら線路パターン７２１、７２２に対向して、同図（ｂ）に示されている線路パターン７１１、７１２が設けられている。つまり、線路パターン７１１と線路パターン７２１とは、上述した誘電体基板１を介して対向する位置に設けられている。また、線路パターン７１２と線路パターン７２２とは、上述した誘電体基板１を介して対向する位置に設けられている。そして、線路パターン７１１と線路パターン７２１は図示せぬ給電回路から給電され、線路パターン７１２と線路パターン７２２も図示せぬ給電回路から給電される。
このような構成であるため、線路パターン７１１及び７２１、線路パターン７１２及び７２２は、それぞれマイクロストリップ線路として機能することになる。
【００３４】
以上のように構成された実施例２のアンテナシステムによる反射減衰量が図１９に示されている。なお、同図には、実施例１のアンテナ装置による反射減衰量も示されている。同図を参照すると、図３に示されている実施例１の場合の比帯域幅は１９．１％であるのに対し、実施例２の場合の比帯域幅は２１．０％である。したがって、実施例１のアンテナ装置の場合と比べ、実施例２のアンテナシステムの場合の方が比帯域幅を広く取れることが分かる。後述する実施例３のアンテナ装置を複数並列に設けた場合も、比帯域幅を広く取れることは明らかである。
なお、図１７に示されているアンテナシステム全体の高さＨが変化すると、最適なＨｔの値が変化する。図１７に示されているアンテナ（アンテナ素子５１及び６１、アンテナ素子５２及び６２）の高さを、それぞれ０．７λ0 とすると、最適なＨｔは０．１２λ0 である。
【実施例３】
【００３５】
（アンテナ装置の構成）
図２０（ａ）は本発明の実施例３によるアンテナ装置の構成を示す斜視図、同図（ｂ）は同図（ａ）のアンテナ装置について、反射板以外の部分をｙ軸方向から見た場合の構成図である。
同図に示されているアンテナ装置が図１に示されているものと異なる点は、アンテナ素子５及び６の近傍に付加されているテーパ状スタブ２１及び２２の形状が異なる点である。すなわち、図１に示されているアンテナ装置のテーパ状スタブ２１及び２２は、そのパターン幅が、長さＨｔから接地パターン３に向かうに従って小さくなっている。よって、同図に示されているアンテナ装置のテーパ状スタブ２１及び２２は、接地パターン３に向かうに従ってインピーダンスは徐々に低くなる形状である。
【００３６】
これに対し、図２０に示されているアンテナ装置のテーパ状スタブ２１及び２２は、そのパターン幅が、長さＨｔから、接地パターン３から遠ざかる方向に向かうに従って小さくなっている。よって、同図に示されているアンテナ装置のテーパ状スタブ２１及び２２は、その先端部分から接地パターン３に近付く方向に向かうに従ってインピーダンスは徐々に高くなる形状である。
【００３７】
ここで、誘電体基板１の両面に設けられるパターンの構成について図２１を参照して説明する。図２１（ａ）に示されているように、図２（ａ）の場合と同様に、接地パターン３とアンテナ素子５の端部との間には線路パターン７２が設けられ、接地パターン３とアンテナ素子５とが電気的に接続されている。そして、線路パターン７２に対向して、図２１（ｂ）に示されている線路パターン７１が設けられている。このため、線路パターン７１及び７２は、マイクロストリップ線路として機能することになる。
【００３８】
さらに、同図（ａ）に示されているように、誘電体基板１の両面のうち、アンテナ素子５が設けられている面と同一の面には、テーパ状スタブ２１及び２２が設けられている。これらテーパ状スタブ２１及び２２は、接地パターン３と電気的に接続されている。
また、これらテーパ状スタブ２１及び２２は、誘電体基板１の長さＤから接地パターン３の長さｄを引いた長さを一辺とする直角三角形である。このため、テーパ状スタブ２１及び２２の、接地パターン３と接する端部の長さをＨｔとすると、この長さＨｔが決定されれば、テーパ状スタブ２１及び２２の寸法及び形状が定まることになる。
以上のような構成を採用すれば、図１のアンテナ装置と同様に、広帯域特性が得られる。
【００３９】
（変形例）
上記の例では、誘電体基板の表面層にアンテナ素子や接地パターン、テーパ状スタブを設ける場合について説明したが、誘電体基板の内部の層にそれらを設けても良いことは明白である。誘電体基板の内部の層にアンテナ素子や接地パターン、テーパ状スタブを設ける場合も、周知のプリント配線技術によってそれらを形成することができる。
【００４０】
また上記の例では、パターン幅が最大パターン幅（長さＨｔ）から零まで変化する直角三角形の一部である、テーパ状スタブを採用する場合について説明したが、放射素子パターンであるアンテナ素子とインピーダンス整合が得られる幅を含むようにパターン幅が変化すれば、そのような形状に限定されない。すなわち、上記の例ではテーパ状スタブが直角三角形の一部であるため、パターン幅が直線状に変化しているが（図１、図１７、図２０を参照）、アンテナ素子とインピーダンス整合が得られる幅を含んでいれば、曲線状にパターン幅が変化していても広帯域特性が得られることは明らかである。なお、階段状にパターン幅が変化していても、アンテナ素子とインピーダンス整合が得られる幅を含んでいれば、広帯域特性が得られると考えられる。
さらに上記の例では、反射板は平板、すなわちｙ軸を基準に１８０°をなす平面形状として説明したが、この角度に限定されることはない。特許文献１に記載されているように、レドーム内にアンテナ装置を収容する場合など、必要に応じて角度を変えれば良い。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明によれば、広帯域特性が得られ、しかも小型であり、簡易な構造であり、かつ製造が容易なアンテナ装置を実現でき、特に移動通信網における基地局に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】（ａ）は本発明の実施例１によるアンテナ装置の構成を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のアンテナ装置について、反射板以外の部分をｙ軸方向から見た場合の構成図である。
【図２】図１のアンテナ装置の構成を示す図であり、（ａ）は接地パターンの形状を示す図、（ｂ）は信号パターンの形状を示す図である。
【図３】実施例１のアンテナ装置の反射減衰量を示す図である。
【図４】図２２に示されているアンテナ装置についての反射減衰量を示す図である。
【図５】図２６に示されているアンテナ装置についての反射減衰量を示す図である。
【図６】図２８に示されているアンテナ装置についての反射減衰量を示す図である。
【図７】実施例１のアンテナ装置についてのスミスチャートを示す図である。
【図８】図２２のアンテナ装置についてのスミスチャートを示す図である。
【図９】図２６のアンテナ装置についてのスミスチャートを示す図である。
【図１０】テーパ状スタブの長さＨｔによる比帯域幅を示す図である。
【図１１】アンテナ素子幅の中心から接地パターンの端部までの距離Ｄｇによる比帯域幅を示す図である。
【図１２】図１に示されているアンテナ装置における、誘電体基板の比誘電率εr による比帯域幅特性を示す図である。
【図１３】実施例１のアンテナ装置についての水平面内放射指向性パターンを示す図である。
【図１４】図２２のアンテナ装置についての水平面内放射指向性パターンを示す図である。
【図１５】図２６に示されているアンテナ装置についての水平面内放射指向性パターンを示す図である。
【図１６】図２８に示されているアンテナ装置についての水平面内放射指向性パターンを示す図である。
【図１７】（ａ）は図１に示されている実施例１のアンテナ装置を複数並列に設けた実施例２のアンテナシステムの構成例を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のアンテナシステムについて、反射板以外の部分をｙ軸方向から見た場合の構成図である。
【図１８】図１７のアンテナシステムの構成を示す図であり、（ａ）は接地パターンの形状を示す図、（ｂ）は信号パターンの形状を示す図である。
【図１９】実施例２のアンテナシステムによる反射減衰量を示す図である。
【図２０】（ａ）は本発明の実施例３によるアンテナ装置の構成を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のアンテナ装置について、反射板以外の部分をｙ軸方向から見た場合の構成図である。
【図２１】図２０のアンテナ装置の構成を示す図であり、（ａ）は接地パターンの形状を示す図、（ｂ）は信号パターンの形状を示す図である。
【図２２】（ａ）は従来のアンテナ装置の構成を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のアンテナ装置について、反射板以外の部分をｙ軸方向から見た場合の構成図である。
【図２３】図２２のアンテナ装置の構成を示す図であり、（ａ）は接地パターンの形状を示す図、（ｂ）は信号パターンの形状を示す図である。
【図２４】（ａ）は図２２（ａ）の構成に無給電素子を付加したアンテナ装置の構成を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のアンテナ装置について、反射板以外の部分をｙ軸方向から見た場合の構成図である。
【図２５】図２４のアンテナ装置の構成を示す図であり、（ａ）は接地パターンの形状を示す図、（ｂ）は信号パターンの形状を示す図である。
【図２６】（ａ）は特許文献１に開示されている技術を利用した従来のアンテナ装置の構成を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のアンテナ装置について、反射板以外の部分をｙ軸方向から見た場合の構成図である。
【図２７】図２６のアンテナ装置の構成を示す図であり、（ａ）は接地パターンの形状を示す図、（ｂ）は信号パターンの形状を示す図である。
【図２８】（ａ）は図２６（ａ）の長方形のスタブの代わりに、Ｔ字形のスタブを採用したアンテナ装置の構成を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のアンテナ装置について、反射板以外の部分をｙ軸方向から見た場合の構成図である。従来技術（クロス型スタブ）を示す図である。
【図２９】図２８のアンテナ装置の構成を示す図であり、（ａ）は接地パターンの形状を示す図、（ｂ）は信号パターンの形状を示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  誘電体基板
３  接地パターン
４  反射板
５、６、５１、５２、６１、６２  アンテナ素子
１０  アンテナ装置
２０  無給電素子
２１、２２、２０１、２０２、２０３  テーパ状スタブ
７１、７２、７１１、７１２、７２１、７２２  線路パターン
１００  アンテナシステム
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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