(57)【要約】【課題】  水平面内指向特性の半値幅が９０°以上の広角ビームを簡単に実現可能なダイポールアンテナを提供する。【解決手段】  反射板と、前記反射板の反射面上に配置される第１の半波長ダイポールアンテナ素子および第２の半波長ダイポールアンテナ素子とを有し、前記第１の半波長ダイポールアンテナ素子の一対の放射素子、および前記第２の半波長ダイポールアンテナ素子の一対の放射素子は、前記反射板の反射面に対して傾斜しており、前記第１の半波長ダイポールアンテナ素子の一対の放射素子を結ぶ線と、前記第２の半波長ダイポールアンテナ素子の一対の放射素子を結ぶ線とが交差する。また、前記第１の半波長ダイポールアンテナ素子の一対の放射素子と、前記第２の半波長ダイポールアンテナ素子の一対の放射素子との間の間隔は、前記反射板に近づくほど大きくなる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射板と、
前記反射板の反射面上に配置される第１の半波長ダイポールアンテナ素子および第２の半波長ダイポールアンテナ素子とを有し、
前記第１の半波長ダイポールアンテナ素子の一対の放射素子、および前記第２の半波長ダイポールアンテナ素子の一対の放射素子は、前記反射板の反射面に対して傾斜しており、
前記第１の半波長ダイポールアンテナ素子の一対の放射素子を結ぶ線と、前記第２の半波長ダイポールアンテナ素子の一対の放射素子を結ぶ線とが交差することを特徴とするダイポールアンテナ。
【請求項２】
前記第１の半波長ダイポールアンテナ素子の一対の放射素子と、前記第２の半波長ダイポールアンテナ素子の一対の放射素子との間の間隔は、前記反射板に近づくほど大きくなることを特徴とする請求項１に記載のダイポールアンテナ。
【請求項３】
前記反射板は、第１の方向の両側の端部に、前記第１の半波長ダイポールアンテナ素子および前記第２の半波長ダイポールアンテナ素子側と反対側に折り曲げられた折曲部を有し、
前記第１の方向は、前記第１の半波長ダイポールアンテナ素子の一対の放射素子を前記反射板の反射面に投影したときに、前記第１の半波長ダイポールアンテナ素子の一対の放射素子を結ぶ線と平行であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のダイポールアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイポールアンテナに係り、特に、移動通信用基地局の偏波ダイバーシチアンテナに用いられる水平偏波素子や、素子を多数配置した偏波共用のアンテナの水平偏波素子に最適なダイポールアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
図９は、従来のダイポールアンテナの概略構成を示す斜視図である。
同図において、１は反射板、３０は半波長ダイポールアンテナ素子であり、半波長ダイポールアンテナ素子３０は、一対の放射素子（１３１，１３２）で構成される。
この図９に示すダイポールアンテナでは、一対の放射素子（１３１，１３２）が金属板で構成される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前述の図９に示すダイポールアンテナでは、水平面内指向特性の半値幅が、ダイポールアンテナ素子３０の特性上から７０°〜８０°であり、それ以上の広角ビームを実現することは容易ではないという問題点があった。
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、水平面内指向特性の半値幅が９０°以上の広角ビームを簡単に実現可能なダイポールアンテナを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
前述の課題を解決するために、本発明のダイポールアンテナは、反射板と、前記反射板の反射面上に配置される第１の半波長ダイポールアンテナ素子および第２の半波長ダイポールアンテナ素子とを有し、前記第１の半波長ダイポールアンテナ素子の一対の放射素子、および前記第２の半波長ダイポールアンテナ素子の一対の放射素子は、前記反射板の反射面に対して傾斜しており、前記第１の半波長ダイポールアンテナ素子の一対の放射素子を結ぶ線と、前記第２の半波長ダイポールアンテナ素子の一対の放射素子を結ぶ線とが交差することを特徴とする。
【０００５】
また、本発明では、前記第１の半波長ダイポールアンテナ素子の一対の放射素子と、前記第２の半波長ダイポールアンテナ素子の一対の放射素子との間の間隔は、前記反射板に近づくほど大きくなる。
また、本発明では、前記反射板は、第１の方向の両側の端部に、前記第１の半波長ダイポールアンテナ素子および前記第２の半波長ダイポールアンテナ素子側と反対側に折り曲げられた折曲部を有し、前記第１の方向は、前記第１の半波長ダイポールアンテナ素子の一対の放射素子を前記反射板の反射面に投影したときに、前記第１の半波長ダイポールアンテナ素子の一対の放射素子を結ぶ線と平行である。
【発明の効果】
【０００６】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
本発明によれば、水平面内指向特性の半値幅が９０°以上の広角ビームのダイポールアンテナを簡単に実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
図１は、本発明の実施例のダイポールアンテナを示す模式斜視図である。
同図において、１は反射板、２は誘電体基板である。この誘電体基板２には、第１の半波長ダイポールアンテナ素子（以下、単に、アンテナ素子という）３１と、第２のアンテナ素子３２とが形成される。
第１のアンテナ素子３１は、一対の放射素子（３１，３２）を、第２のアンテナ素子３２は、一対の放射素子（３３，３４）を有する。
本実施例では、第１のアンテナ素子３１の一対の放射素子（３１，３２）と、第２のアンテナ素子３２の一対の放射素子（３３，３４）とは、反射板１の反射面に対して傾斜しており、しかも、第１のアンテナ素子３１の一対の放射素子（３１，３２）を結ぶ線と、第２のアンテナ素子３２の一対の放射素子（３３，３４）を結ぶ線とが交差するようにされる。
【０００８】
また、第１のアンテナ素子３１の一対の放射素子（３１，３２）と、第２のアンテナ素子３２の一対の放射素子（３３，３４）との間の間隔は、反射板１に近づくほど大きくなるようにされる。
反射板１は、第１の方向の両側の端部に、第１のアンテナ素子３１および第２のアンテナ素子３２側と反対側に折り曲げられた折曲部１ａを有する。ここで、第１の方向は、第１のアンテナ素子３１の一対の放射素子（３１，３２）、あるいは、第２のアンテナ素子３２の一対の放射素子（３３，３４）を反射板１の反射面に投影したときに、第１のアンテナ素子３１の一対の放射素子（３１，３２）を結ぶ線、あるいは、第２のアンテナ素子３２の一対の放射素子（３３，３４）を結ぶ線と平行とされる。
【０００９】
図２は、本実施例の半波長ダイポールアンテナ素子を示す図であり、同図２（ａ）は、図１に示す誘電体基板２の全体構成を示す図、図２（ｂ）は、誘電体基板２の正面側の構成を示す図、図２（ｃ）は、誘電体基板２の裏面側の構成を示す図である。
図２において、４１，４２は、給電回路を形成する接地導体、５１，５２は、給電回路を構成する折返し導体、２１はスロットである。
図２（ａ）において、実線が正面側に形成されるものを示し、２点鎖線が裏面側に形成されるものを示す。
図２（ｂ）に示すように、誘電体基板２の正面（あるいは、裏面）側には、第１のアンテナ素子３１用の給電回路を構成する折返し導体５１と、第２のアンテナ素子３２用の給電回路を構成する折返し導体５２とが形成される。
図２（ｃ）に示すように、誘電体基板２の裏面（あるいは、正面）側には、第１のアンテナ素子３１の一対の放射素子（３１，３２）と、第２のアンテナ素子３２の一対の放射素子（３３，３４）とが形成される。
第１のアンテナ素子３１と、第２のアンテナ素子３２は、λ／２の電気長とされる。ここで、λは、アンテナの設計中心周波数の自由空間波長である。
【００１０】
また、図２（ｃ）に示すように、誘電体基板２の裏面（あるいは、正面）側には、接地導体（４１，４２）が設けられる。
接地導体４１の前端部には、長手方向のスロット２１が設けられ、第１のアンテナ素子３１の一対の放射素子（３１，３２）のそれぞれは、長手方向のスロット２１により分割された接地導体４１の分割前端部に接続される。
同様に、接地導体４２の前端部にも、長手方向のスロット２１が設けられ、第２のアンテナ素子３２の一対の放射素子（３３，３４）のそれぞれは、長手方向のスロット２１により分割された接地導体４２の分割前端部に接続される。
折り返し導体（５１，５２）は、接地導体（４１，４２）の一部とともに、平衡−不平衡変換回路（マイクロストリップ線路による平衡−不平衡変換回路）を構成する。
ここで、一対の放射素子（３１〜３４）、接地導体（４１，４２）、および、折返し導体（５１，５２）は、プリント配線板で用いるエッチング手法等により形成される。
【００１１】
図３は、本実施例のダイポールアンテナの動作を説明するための図である。今、反射板１の第１の方向の幅をλ／２、折曲部１ａの長さ（エッジ長さ）をλ／８、第１のアンテナ素子３１および第２のアンテナ素子３２の給電点と反射板１の反射面との間隔をλ／５として、第１のアンテナ素子３１の一対の放射素子（３１，３２）を結ぶ線と、第２のアンテナ素子３２の一対の放射素子（３３，３４）を結ぶ線とが交差する点の交差角（以下、ダイポール角という）を変化させたときの、水平面内指向特性の半値幅の変化をグラフにしたのが図４に示すグラフである。
なお、第１のアンテナ素子３１および第２のアンテナ素子３２の給電点とは、図２（ａ）の、丸印２３の部分を意味する。
図４に示すように、本実施例のダイポールアンテナにおいて、ダイポール角を拡げると、水平面内（図１のＹ−Ｚ面）指向特性の半値幅が狭くなることが分かる。
また、反射板１の第１の方向の幅をλ／２、折曲部１ａの長さ（エッジ長さ）をλ／８、ダイポール角を９０°とし、第１のアンテナ素子３１および第２のアンテナ素子３２の給電点と反射板１の反射面との間隔を変化させたときの、水平面内指向特性の半値幅の変化をグラフにしたのが図５に示すグラフである。
図５に示すように、本実施例のダイポールアンテナにおいて、第１のアンテナ素子３１および第２のアンテナ素子３２の給電点と反射板１の反射面との間隔を大きくしていくと、水平面内指向特性の半値幅が狭くなることが分かる。
【００１２】
さらに、反射板１の第１の方向の幅をλ／２、ダイポール角を９０°、第１のアンテナ素子３１および第２のアンテナ素子３２の給電点と反射板１の反射面との間隔をλ／５として、折曲部１ａの長さ（エッジ長さ）を変化させたときの、水平面内指向特性の半値幅の変化をグラフにしたのが図６に示すグラフである。
図６に示すように、本実施例のダイポールアンテナにおいて、折曲部１ａの長さ（エッジ長さ）を長くすると、水平面内指向特性の半値幅が広くなることが分かる。
図７は、本実施例のダイポールアンテナの水平面内指向特性の一例を示すグラフである。
図７は、反射板１の第１の方向の幅をλ／２、折曲部１ａの長さ（エッジ長さ）をλ／８、第１のアンテナ素子３１および第２のアンテナ素子３２の給電点と反射板１の反射面との間隔をλ／５、ダイポール角を９０°としたときの、水平面内指向特性を実測値を示すグラフである。
図７のグラフから本実施例のダイポールアンテナでは、ビーム幅が約１００°となっていることが分かる。なお、ビーム幅とは、相対利得が−３ｄＢ以下となる範囲の角度である。
【００１３】
［変形例］
本実施例において、第１の半波長ダイポールアンテナ素子３１と、第２の半波長ダイポールアンテナ素子３２は、図８に示すような構成のものを使用してもよい。
図８は、本発明の実施例の半波長ダイポールアンテナ素子の変形例を示す図であり、同図（ａ）は、図１に示す誘電体基板２の全体構成を示す図、同図（ｂ）は、誘電体基板２の正面側の構成を示す図、同図（ｃ）は、誘電体基板２の裏面側の構成を示す図である。
図８（ａ）において、実線が正面側に形成されるものを示し、２点鎖線が裏面側に形成されるものを示す。
図８（ｂ）に示すように、誘電体基板２の正面（あるいは、裏面）側には、第１のアンテナ素子３１の一方の放射素子３２と、第２のアンテナ素子３２の一方の放射素子３４と、第１のアンテナ素子３１の一方の放射素子３２に接続される給電導体６１と、第２のアンテナ素子３２の一方の放射素子３４に接続される給電導体６２とが形成される。
図８（ｃ）に示すように、誘電体基板２の裏面（あるいは、正面）側には、第１のアンテナ素子３１の他方の放射素子３１と、第２のアンテナ素子３２の他方の放射素子３３と、第１のアンテナ素子３１の放射素子３１に接続される接地導体４１と、第２のアンテナ素子３２の放射素子３３に接続される接地導体４２が設けられる。
給電導体（６１，６２）と、接地導体（４１，４２）とは、給電回路を構成する。
ここで、一対の放射素子（３１〜３４）、接地導体（４１，４２）、および、給電導体（６１，６２）は、プリント配線板で用いるエッチング手法等により形成される。
【００１４】
以上説明したように、誘電体基板２上に、第１のアンテナ素子３１と、第２のアンテナ素子３２の２つの半波長ダイポールアンテナ素子を「ハ」の字型に配置し、しかも、反射板１として、折曲部１ａを有する「コ」の字に折り曲げた反射板を採用することにより、水平偏波で水平面内指向性のＦ／Ｂ比特性が良好な広角ビームアンテナを実現することができる。
また、本実施例では、「ハ」の字型に配置された半波長ダイポールアンテナ素子のダイポール角度、第１のアンテナ素子３１および第２のアンテナ素子３２の給電点と反射板１の反射面との間隔、反射板１の折曲部１ａの長さ（エッジ長さ）を調整することにより、水平面内指向性のビーム幅を簡単に調整することができる。
さらに、第１のアンテナ素子３１および第２のアンテナ素子３２は、誘電体基板２上に作成できるため、ダイポールアンテナを量産した際の特性のばらつきを低減することが可能である。例えば、第１のアンテナ素子３１および第２のアンテナ素子３２の給電回路を構成する平衡−不平衡変換回路も容易に調整することができ、製作の手間を省くことができる。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例のダイポールアンテナを示す模式斜視図である。
【図２】本発明の実施例の半波長ダイポールアンテナ素子を示す図である。
【図３】本発明の実施例のダイポールアンテナの動作を説明するための図である。
【図４】本発明の実施例のダイポールアンテナにおいて、ダイポール角を変化させたときの、水平面内指向特性の半値幅を変化を示すグラフである。
【図５】本発明の実施例のダイポールアンテナにおいて、第１のアンテナ素子および第２のアンテナ素子の給電点と反射板の反射面との間隔を変化させたときの、水平面内指向特性の半値幅の変化を示すグラフである。
【図６】本発明の実施例のダイポールアンテナにおいて、折曲部の長さ（エッジ長さ）を変化させたときの、水平面内指向特性の半値幅の変化を示すグラフである。
【図７】本発明の実施例のダイポールアンテナの水平面内指向特性の一例を示すグラフである。
【図８】本発明の実施例の半波長ダイポールアンテナ素子の変形例を示す図である。
【図９】従来のダイポールアンテナの概略構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００１６】
１  反射板
１ａ  折曲部
２  誘電体基板
３１〜３４，１３１，１３２  放射素子
４１，４２  接地導体
５１，５２  折返し導体
６１，６２  給電導体
２１  長手方向のスロット
３０，３１，３２  アンテナ素子
【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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