(57)【要約】【課題】アンテナ素子間での電波の送出タイミングの相違量を制御することなく、電波の送出方向を調整すること。【解決手段】アンテナ装置１において、所定方向に並べて配置され、それぞれねじ切り部１４を有する複数のアンテナ素子１３と、長手方向を前記所定方向として設置される複数の指示棒１５と、を備え、互いに隣接する２つのアンテナ素子１３のねじ切り部１４は、互いに異なる指示棒１５と咬合し、各指示棒１５の回転により前記所定方向に移動可能に配置される。【選択図】図２
2007235264.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定方向に並べて配置され、それぞれねじ切り部を有する複数のアンテナ素子と、
長手方向を前記所定方向として設置される複数の送りねじと、
を備え、
互いに隣接する２つの前記アンテナ素子のねじ切り部は、互いに異なる送りねじと咬合し、前記各送りねじの回転により前記所定方向に移動可能に配置される、
ことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のアンテナ装置において、
前記各ねじ切り部のピッチは互いに異なり、
前記各送りねじは、当該送りねじと咬合する１又は複数の前記ねじ切り部のピッチに応じたピッチの部分を有する、
ことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項３】
請求項１に記載のアンテナ装置において、
前記各アンテナ素子のねじ切り部は互いに異なる送りねじと咬合し、
前記各送りねじの回転量を制御するための回転量制御手段を備える、
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】
本発明はアンテナ装置に関し、特にその電波送出方向を制御するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体通信システムはセルラ方式を採用している。セルラ方式は、複数のセル（基地局装置の通信可能エリア）を蜂の巣状等に配置し、隣接するセルで使用する周波数を互いに異なるものとすることにより、限りある周波数資源の有効活用を可能にした方式である。
【０００３】
セルラ方式では、各基地局装置の送出する電波が隣接するセルを越えて届くことのないようにする必要がある。また、基地局装置の多くは鉄塔、電柱、ビルの屋上等の高所に設置されているのに対し、その通信相手である移動局装置は基地局装置より低い位置にあることがほとんどである。これらの理由により、各基地局装置が送出する電波は、水平面よりも低い位置に向けて送出される。電波の送出方向と水平面とがなす角は、ダウンチルト角と称される。
【０００４】
このダウンチルト角により示される電波の送出方向は、基地局装置の運用開始後にも適宜調整できるように構成される。各セルの大きさは、移動体通信システムの利用者数に応じて設計者が適宜変更するものであり、電波の送出方向の調整でこの変更に対応するためである。
【０００５】
従来、電波の送出方向の調整は、作業員が手作業でアンテナの傾斜角度を変えることによって実現されていた（特許文献１の第０００２段落乃至第０００４段落）。
【０００６】
しかし、手作業では柔軟な調整は不可能であるし、高所作業には危険も伴うので、調整の自動化が求められていた。そこで、複数のアンテナ素子を等間隔に直列配置して、これら各アンテナ素子から送出される電波の合成波により通信を行うようにし、各アンテナ素子から送出する電波の位相を電気的に制御することによって電波の送出方向の調整を実現する技術が提案されている（特許文献１の第００１９段落）。
【０００７】
この技術の原理について、図１１を参照しながら説明する。図１１では、アンテナ素子１００−ｎ（ｎ＝１〜４）が直線１０１上において等間隔に直列配置されており、各アンテナ素子１００−ｎからは、一定量ずつ送出タイミングを異ならせた同内容の電波が送出されている。図１１の（ａ）と（ｂ）では、この送出タイミングのアンテナ素子１００−ｎ間での相違量が異なる。図１１（ｂ）における相違量は、図１１（ａ）におけるものよりも小さくなっている。
【０００８】
波面Ｈ１−ｎ及び波面Ｈ２−ｎは、各アンテナ素子１００−ｎから連続送出される球面状の波面のうち特定位相に係るものを示しており、一定量ずつ送出タイミングを異ならせているためにアンテナ素子１００−ｎごとにその半径が異なっている。また、図１１（ａ）と（ｂ）では、上述の相違量が異なっているために、アンテナ素子１００−ｎ間での半径の相違量が異なっている。
【０００９】
ホイヘンスの原理によれば、各波面Ｈ１−ｎの包絡面が合成波の波面Ｇ１となる。同様に各波面Ｈ２−ｎの包絡面が合成波の波面Ｇ２となる。同図に示すように、波面Ｇ１及び波面Ｇ２は直線の波面であるが直線１０１と平行ではなく、それぞれ角度θ１及び角度θ２（０°＜θ２＜θ１＜９０°）で示される斜め方向に向かっている。角度θ１及び角度θ２のように、直線１０１と合成波の波面とがなす角が上記ダウンチルト角である。
【００１０】
このように、送出タイミングのアンテナ素子１００−ｎ間での相違量が異なっていると、ダウンチルト角が異なる。換言すれば、送出タイミングのアンテナ素子１００−ｎ間での相違量を制御することにより、電波の送出方向を制御することができる。
【特許文献１】特開２０００−２６９７２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記従来の技術では、アンテナ素子間での電波の送出タイミングの相違量を制御する必要がある。このために用いる送出タイミング制御器は非常に高価であるので、アンテナ素子間での電波の送出タイミングの相違量を制御することなく、電波の送出方向を調整するための技術が望まれていた。
【００１２】
これに対し、本願発明の発明者は、過去に発明したアンテナ装置により、アンテナ素子間での電波の送出タイミングの相違量を制御することなく、電波の送出方向を調整することを実現している。
【００１３】
このアンテナ装置は、次のようなものである。すなわち、ねじ切り部を備える複数のアンテナ素子を含み、各ねじ切り部が送りねじと咬合することにより、各アンテナ素子が直線上を互いに移動可能に直列配置される。この送りねじは、その一方端から他方端にかけて、そのピッチが段階的に変化するように構成されており、各ねじ切り部は、それぞれ異なるピッチの部分と咬合している。こうすることで、送りねじを回転させると各アンテナ素子が異なる速度で直線上を移動することになり、アンテナ素子間の位置関係が変化するので、送りねじの回転により各アンテナ素子から送出される電波の波面の包絡面を変化させることができる。すなわち、電波の送出方向を調整することができる。
【００１４】
しかしながら、このアンテナ装置では送りねじのピッチの変化を利用して各アンテナ素子を移動可能に直列配置しているので、送りねじ上における各アンテナ素子の移動範囲は重なり得ず、移動範囲が限られたものになる。このため、電波の送出方向の調整に制限が生じていた。
【００１５】
従って、本発明の課題の一つは、複数のアンテナ素子を備え、各アンテナ素子を所定方向に移動させてその位置関係を変化させることにより、電波の送出方向を調整するアンテナ装置において、各アンテナ素子の移動範囲の重複を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するための本発明に係るアンテナ装置は、所定方向に並べて配置され、それぞれねじ切り部を有する複数のアンテナ素子と、長手方向を前記所定方向として設置される複数の送りねじと、を備え、互いに隣接する２つの前記アンテナ素子のねじ切り部は、互いに異なる送りねじと咬合し、前記各送りねじの回転により前記所定方向に移動可能に配置される、ことを特徴とする。
【００１７】
これによれば、複数の送りねじを設け、隣接するアンテナ素子は異なる送りねじと咬合するようにしているので、複数のアンテナ素子を備え、各アンテナ素子を所定方向に移動させてその位置関係を変化させることにより、電波の送出方向を調整するアンテナ装置において、各アンテナ素子の移動範囲の重複を実現することが可能になる。
【００１８】
また、上記アンテナ装置において、前記各ねじ切り部のピッチは互いに異なり、前記各送りねじは、当該送りねじと咬合する１又は複数の前記ねじ切り部のピッチに応じたピッチの部分を有する、こととしてもよい。
【００１９】
これによれば、各ねじ切り部は、送りねじ上の、該ねじ切り部のピッチに応じたピッチの部分を移動することができ、さらに、各ねじ切り部のピッチが互いに異なっているので、送りねじの回転により各ねじ切り部を移動させる際、それぞれ異なる距離を移動させることができるようになる。
【００２０】
また、上記アンテナ装置において、前記各アンテナ素子のねじ切り部は互いに異なる送りねじと咬合し、前記送りねじの回転量を制御するための回転量制御手段を備える、こととしてもよい。
【００２１】
これによれば、各ねじ切り部の移動距離を回転量制御手段により制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
［実施形態１］
本発明の第１の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２３】
図１は、本実施の形態に係るアンテナ装置１ａのハードウェア構成を示す図である。また、図２は、アンテナ装置１ａの機能ブロックを示す図である。まず、これらの図を参照しながらアンテナ装置１ａの概要について説明する。
【００２４】
アンテナ装置１ａはアンテナ部１０ａ及び制御部２０ａを含んで構成される。図１に示すように、アンテナ部１０ａはビル３０の屋上に設置され、制御部２０ａはビル３０の内部に設置されている。
【００２５】
アンテナ部１０ａは位相器１１−ｎ（ｎ＝１乃至４）、アンテナ素子１３−ｎ（ｎ＝１乃至４）、及び指示棒１５−ｍ（ｍ＝１又は２）をケース内に含んで構成される。各アンテナ素子１３−ｎは所定方向（ここでは上下方向）に並べて配置され、アンテナ素子１３−１は連結部１２を、アンテナ素子１３−２，３，４はそれぞれねじ切り部１４−２，３，４を、それぞれ含んで構成されている。
【００２６】
各アンテナ素子１３−ｎは半波長ダイポールアンテナを含んでおり、位相器１１−ｎを介して制御部２０ａと電気的に接続されている。この位相器１１−ｎは、当該位相器１１−ｎを通過する信号の位相を所定量変化させる。アンテナ装置１ａは、この所定量を位相器１１−ｎごとに異ならせることにより、アンテナ素子１３−ｎ間で信号の送出タイミングが異なるようにしている。
【００２７】
各位相器１１−ｎは制御部２０ａから信号の入力を受け、位相を変化させた後、対応するアンテナ素子１３−ｎに出力する。各アンテナ素子１３−ｎは、位相器１１−ｎから入力された信号を無線区間に送出する。また、各アンテナ素子１３−ｎは、到来した電波を受信し、位相器１１−ｎに入力する。この場合も各位相器１１−ｎは送信の場合と同様に位相を変化させ、入力された信号を制御部２０ａに出力する。
【００２８】
各指示棒１５−ｍは、長手方向を上記所定方向（上下方向）として設置されており、互いに隣接する２つのアンテナ素子１３−ｎ（ｎ＝２乃至４）のねじ切り部１４−ｎは、互いに異なる指示棒１５−ｍと咬合し、各指示棒１５−ｍの回転により上記所定方向に移動可能に配置される。
【００２９】
具体的には、アンテナ素子１３−１の半波長ダイポールアンテナは連結部１２と固設され、連結部１２は指示棒１５−１の上方端部と連結されている。また、各アンテナ素子１３−ｎ（ｎ＝２乃至４）の半波長ダイポールアンテナはねじ切り部１４−ｎとそれぞれ固設されており、ねじ切り部１４−２，４は指示棒１５−１と、ねじ切り部１４−３は指示棒１５−２と、それぞれ咬合している。また、各指示棒１５−ｍの下方端部には後述する送出方向制御部２２ａが連結されている。連結部１２、ねじ切り部１４−ｎ（ｎ＝２乃至４）、指示棒１５−ｍ（ｍ＝１又は２）、及び送出方向制御部２２ａは、アンテナ素子１３−ｎを移動させるための移動機構を実現している。
【００３０】
ここで、この移動機構について詳細に説明する。図３は、連結部１２、ねじ切り部１４−ｎ（ｎ＝２乃至４）、指示棒１５−ｍ（ｍ＝１又は２）、及び送出方向制御部２２ａによって実現されるアンテナ素子移動機構の断面の模式図である。
【００３１】
連結部１２は中空の円柱形状であり、アンテナ装置１ａのケースに固設されている。その内側には指示棒１５−１が嵌合されているが、その接触面は滑るように構成されており、指示棒１５−１がその長軸周りに回転しても連結部１２は回転しないようになっている。
【００３２】
ねじ切り部１４−２，３，４はいずれもナット形状であり、それぞれ互いに異なるピッチでその内側にねじが切削されている。ここでは、ねじ切り部１４−２，３，４のピッチを１：２：３としている。
【００３３】
各指示棒１５−ｍは直線状の金属棒である。上述のようにねじ切り部１４−２，３，４のピッチは互いに異なっており、各指示棒１５−ｍは、当該指示棒１５−ｍと咬合する１又は複数のねじ切り部１４−ｎのピッチに応じたピッチの送りねじ部分（周囲がねじ状に切削されている部分）を有している。ここでは、送りねじ部分１５ａ，１５ｂ，１５ｃにおいて、それぞれねじ切り部１４−２，３，４と咬合している。ねじ切り部１４−２，３，４のピッチが１：２：３であるので、送りねじ部分１５ａ，１５ｂ，１５ｃは、それぞれのピッチａ，ｂ，ｃがａ：ｂ：ｃ＝１：２：３の関係を満たすよう、切削されている。
【００３４】
各指示棒１５−ｍがその長軸周りに回転すると、その回転に伴い各ねじ切り部１４−ｎは、回転方向には滑る一方、指示棒１５−ｍのねじ山から上下方向の力を受け、回転することなく上下方向に移動する。一方、連結部１２は、指示棒１５−１がその長軸周りに回転しても、滑るだけで回転も移動もしない。各ねじ切り部１４−ｎの移動距離は、各ねじ切り部１４−ｎに切削されたねじのピッチに応じた距離となる。具体的には、移動距離はピッチに比例する。
【００３５】
次に、制御部２０は、信号処理部２１及び送出方向制御部２２ａを含んで構成される。
【００３６】
信号処理部２１は、図示しない通信装置から信号の入力を受け、各位相器１１−ｎを介して各アンテナ素子１３−ｎに入力された信号を出力する。また、各アンテナ素子１３−ｎが対応する位相器１１−ｎを介して制御部２０に入力した信号は信号処理部２１に入力され、信号処理部２１は入力された信号を上記通信装置に出力する。
【００３７】
送出方向制御部２２ａは、各指示棒１５−ｍ上で各アンテナ素子１３−ｎを互いに移動させる（各アンテナ素子１３−ｎの相対的位置を変更する）ことにより、アンテナ装置１ａの電波送出方向を制御する。
【００３８】
具体的には、送出方向制御部２２ａは指示棒１５−１に回転力を与えるためのハンドルを備えている。また、指示棒１５−１の回転を指示棒１５−２に伝達するための歯車機構１７を備えている。ここでは、この歯車機構１７は、指示棒１５−１と指示棒１５−２とが同じ回転速度で回転するよう、構成されている。
【００３９】
保守者がハンドルを回転させると、指示棒１５−１に回転力が加わり、指示棒１５−１が回転する。さらに、歯車機構１７により指示棒１５−２も回転する。この回転により、隣接するアンテナ素子１３−ｎ間の間隔の比が保たれた状態で、アンテナ素子１３−ｎ（ｎ＝２乃至４）が上下方向に移動し、結果としてアンテナ装置１ａの電波送出方向が変更される。
【００４０】
具体例を挙げて説明する。アンテナ素子１３−２が初期位置からａ移動すると、上述したピッチの差により、アンテナ素子１３−３は初期位置から２ａ、アンテナ素子１３−４は初期位置から３ａ、それぞれ移動する。アンテナ素子１３−２が初期位置にある場合のアンテナ素子１３−１とアンテナ素子１３−２の間隔を１とすると、アンテナ素子１３−２が初期位置からａ移動したことにより、アンテナ素子１３−１とアンテナ素子１３−２の間隔は１＋ａとなる。一方、アンテナ素子１３−３は２ａ移動しているので、アンテナ素子１３−２とアンテナ素子１３−３の間隔も１＋ａとなる。また、アンテナ素子１３−４は３ａ移動しているので、アンテナ素子１３−３とアンテナ素子１３−４の間隔も１＋ａとなる。このように、アンテナ素子１３−ｎ（ｎ＝２乃至４）は、隣接するアンテナ素子１３−ｎ間の間隔の比が保たれた状態で、上下方向に移動する。
【００４１】
送出方向制御部２２ａによる電波送出方向の制御について、図４及び図５を参照しながらより詳細に説明する。
【００４２】
図４及び図５はともにアンテナ装置１ａの電波送出方向を説明するための説明図であり、図５は、図４の状態に比べ各アンテナ素子１３−ｎ間の距離を広げた状態を示している。なお、各図にも示されるようにアンテナ素子１３−３は他のアンテナ素子１３−ｎに比べ水平方向にずれているが、指示棒１５−ｍ間の距離は実際には非常に小さく（各図では、説明のために誇張して描かれている。）、このずれは以下の説明において無視できる程度のずれである。
【００４３】
図４ではアンテナ素子１３−ｎは等間隔に配置されている。ここでは、アンテナ素子１３−１とアンテナ素子１３−４間の距離ＡをＡ＝３４．６ｃｍとする。また、ねじ切り部１４−２，３，４のピッチは、それぞれａ，２ａ，３ａ（ａは定数）としている。また、各アンテナ素子１３−ｎから送出する電波の波長は３０ｃｍ（周波数約１．０ＧＨｚ）であるとしている。さらに、各位相器１１−ｎは、アンテナ素子１３−４から送出する電波の位相と、アンテナ素子１３−３，２，１からそれぞれ送出する電波の位相と、の位相差がそれぞれ１／１５波長、２／１５波長、３／１５波長となるよう、信号処理部２１から入力された信号の位相を変化させている。これにより、アンテナ素子１３−１から送出する電波と、アンテナ素子１３−４から送出する電波の送出タイミングの差Ｂは、Ｂ＝（３／１５）×３０ｃｍ＝６ｃｍとなる。
【００４４】
図４の状態におけるダウンチルト角θＡは、以下の式（１）により表される。
θＡ＝ａｒｃｓｉｎ（Ｂ／Ａ）≒１０°  ・・・（１）
【００４５】
一方、図５の状態では、送出方向制御部２２ａが各指示棒１５−ｍを回転させることにより、図４の状態に比べ、アンテナ素子１３−１とアンテナ素子１３−２間の距離がｄ、アンテナ素子１３−２とアンテナ素子１３−３間の距離が２ｄ、アンテナ素子１３−３とアンテナ素子１３−４間の距離が３ｄ、それぞれ増加している。上述のように移動距離はピッチに比例するためである。ここではｄ＝５．７ｃｍとしており、アンテナ素子１３−１とアンテナ素子１３−４間の距離Ａ’はＡ’＝６８．６ｃｍとなっている。
【００４６】
図５の状態におけるダウンチルト角θＢは、以下の式（２）により表される。
θＢ＝ａｒｃｓｉｎ（Ｂ／Ａ’）≒５°  ・・・（２）
【００４７】
このように、送出方向制御部２２ａが各指示棒１５−ｍを回転させることによりダウンチルト角が変化する。すなわち、アンテナ装置１ａの電波送出方向が変化している。このようにして、送出方向制御部２２ａによる電波送出方向の制御が実現されている。
【００４８】
以上説明したように、アンテナ装置１ａによれば、所定方向に各アンテナ素子１３−ｎを移動させることにより、アンテナ素子１３−ｎ間での電波の送出タイミングの相違量を制御することなく、電波の送出方向を調整することが可能になり、かつ各アンテナ素子１３−ｎの移動範囲の重複を実現することが可能になる。
【００４９】
［実施形態２］
本発明の第２の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００５０】
本実施の形態に係るアンテナ装置１ｂは、図１に示すアンテナ装置１ａと同様に、ビル３０に設置される。
【００５１】
図６は、アンテナ装置１ｂの機能ブロックを示す図である。同図に示すように、アンテナ装置１ｂはアンテナ部１０ｂ及び制御部２０ｂを含んで構成される。
【００５２】
アンテナ部１０ｂは位相器１１−ｎ（ｎ＝１乃至４）、アンテナ素子１３−ｎ（ｎ＝１乃至４）、及び指示棒１６−ｌ（ｌ＝１乃至３）をケース内に含んで構成される。各アンテナ素子１３−ｎは所定方向（ここでは上下方向）に並べて配置され、アンテナ素子１３−１は連結部１２を、アンテナ素子１３−２，３，４はそれぞれねじ切り部１４−２，３，４を、それぞれ含んで構成されている。
【００５３】
各アンテナ素子１３−ｎは第１の実施の形態におけるものと同様である。ただし、各ねじ切り部１４−ｎのピッチは第１の実施の形態と異なっている。各位相器１１−ｎも第１の実施の形態におけるものと同様である。ただし、制御部２０ａではなく制御部２０ｂとの間で信号の入出力を行う。
【００５４】
各指示棒１６−ｌは、長手方向を上記所定方向（上下方向）として設置されており、アンテナ素子１３−ｎ（ｎ＝２乃至４）のねじ切り部１４−ｎは、互いに異なる指示棒１６−ｌと咬合し、各指示棒１６−ｌの回転により上記所定方向に移動可能に配置される。
【００５５】
具体的には、アンテナ素子１３−１の半波長ダイポールアンテナは連結部１２と固設され、連結部１２は指示棒１６−１の上方端部と連結されている。また、各アンテナ素子１３−ｎ（ｎ＝２乃至４）の半波長ダイポールアンテナはねじ切り部１４−ｎとそれぞれ固設されており、ねじ切り部１４−２，３，４はそれぞれ指示棒１６−１，２，３と咬合している。また、各指示棒１６−ｌの下方端部には後述する送出方向制御部２２ｂが連結されている。連結部１２、ねじ切り部１４−ｎ（ｎ＝２乃至４）、指示棒１６−ｌ（ｌ＝１乃至３）、及び送出方向制御部２２ｂは、アンテナ素子１３−ｎを移動させるための移動機構を実現している。
【００５６】
ここで、この移動機構について詳細に説明する。図７は、連結部１２、ねじ切り部１４−ｎ（ｎ＝２乃至４）、指示棒１６−ｌ（ｌ＝１乃至３）、及び送出方向制御部２２ｂによって実現されるアンテナ素子移動機構の断面の模式図である。
【００５７】
連結部１２は中空の円柱形状であり、アンテナ装置１ｂのケースに固設されている。その内側には指示棒１６−１が嵌合されているが、その接触面は滑るように構成されており、指示棒１６−１がその長軸周りに回転しても連結部１２は回転しないようになっている。
【００５８】
ねじ切り部１４−２，３，４はいずれもナット形状であり、同じピッチでその内側にねじが切削されている。
【００５９】
各指示棒１６−ｌは直線状の金属棒である。上述のようにねじ切り部１４−２，３，４のピッチは全て同じであり、各指示棒１６−ｌは、各ねじ切り部１４−ｎのピッチに応じたピッチの送りねじ部分（周囲がねじ状に切削されている部分）を有している。
【００６０】
各指示棒１６−ｌがその長軸周りに回転すると、その回転に伴い各ねじ切り部１４−ｎは、回転方向には滑る一方、指示棒１６−ｌのねじ山から上下方向の力を受け、回転することなく上下方向に移動する。一方、連結部１２は、指示棒１６−１がその長軸周りに回転しても、滑るだけで回転も移動もしない。各ねじ切り部１４−ｎの移動距離は、各ねじ切り部１４−ｎに切削されたねじのピッチに応じた距離となる。具体的には、移動距離はピッチに比例する。
【００６１】
次に、制御部２０は、信号処理部２１及び送出方向制御部２２ｂを含んで構成される。
【００６２】
信号処理部２１は、第１の実施の形態におけるものと同様である。
【００６３】
送出方向制御部２２ｂは、各指示棒１６−ｌ上で各アンテナ素子１３−ｎを互いに移動させる（各アンテナ素子１３−ｎの相対的位置を変更する）ことにより、アンテナ装置１ｂの電波送出方向を制御する。
【００６４】
具体的には、送出方向制御部２２ｂは指示棒１６−１に回転力を与えるためのハンドルを備えている。また、指示棒１６−１の回転を指示棒１６−２及び指示棒１６−３に伝達するための歯車機構１８を備えている。保守者がハンドルを回転させると、指示棒１６−１に回転力が加わり、指示棒１６−１が回転する。さらに、歯車機構１８により指示棒１６−２及び指示棒１６−３も回転する。
【００６５】
この歯車機構１８は、各指示棒１６−ｌの回転量を制御するための回転量制御手段として機能する。具体的には、歯車機構１８のギア比により回転量が制御される。ここでの歯車機構１８のギア比は、各指示棒１６−ｌを回転させた場合に、指示棒１６−１，２，３の回転量の比が１：２：３となるよう、構成されている。
【００６６】
この回転によるアンテナ素子１３−ｎの移動について、ここでは、各ねじ切り部１４−ｎが初期位置にある場合において、隣接するアンテナ素子１３−ｎ間の間隔の比が１：１：１である場合を例にとって説明する。
【００６７】
アンテナ素子１３−２が初期位置からａ移動すると、上述した回転速度の差により、アンテナ素子１３−３は初期位置から２ａ、アンテナ素子１３−４は初期位置から３ａ、それぞれ移動する。アンテナ素子１３−２が初期位置にある場合のアンテナ素子１３−１とアンテナ素子１３−２の間隔を１とすると、アンテナ素子１３−２が初期位置からａ移動したことにより、アンテナ素子１３−１とアンテナ素子１３−２の間隔は１＋ａとなる。一方、アンテナ素子１３−３は２ａ移動しているので、アンテナ素子１３−２とアンテナ素子１３−３の間隔も１＋ａとなる。また、アンテナ素子１３−４は３ａ移動しているので、アンテナ素子１３−３とアンテナ素子１３−４の間隔も１＋ａとなる。
【００６８】
このように、第２の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様、隣接するアンテナ素子１３−ｎ間の間隔の比が保たれた状態で、アンテナ素子１３−ｎ（ｎ＝２乃至４）が上下方向に移動し、結果としてアンテナ装置１ａの電波送出方向が変更される。
【００６９】
以上説明したように、アンテナ装置１ｂによっても、所定方向に各アンテナ素子１３−ｎを移動させることにより、アンテナ素子１３−ｎ間での電波の送出タイミングの相違量を制御することなく、電波の送出方向を調整することが可能になり、かつ各アンテナ素子１３−ｎの移動範囲の重複を実現することが可能になる。
【００７０】
なお、本発明は上記各実施の形態に限定されるものではない。
【００７１】
例えば、上記各実施の形態ではアンテナ素子１３−ｎとして半波長ダイポールアンテナを使用するとしたが、アンテナ素子１３−ｎの移動に伴いアンテナ素子１３−ｎ同士が接触することのない距離の最小値（最接近距離）がより短くなるよう、より小型のアンテナを用いることとしてもよい。この例を図８に示す。図８（ａ）は半波長ダイポールアンテナの例であり、その横幅は半波長（上記第１の実施形態の例では１５ｃｍ）となっている。これに対し、図８（ｂ）はアンテナエレメントを折り曲げた例であり、図８（ｃ）はアンテナエレメントをコイル状にした例である。これらはいずれも半波長ダイポールアンテナに比べその横幅が短くなっているので、上記最接近距離をより小さくすることができる。
【００７２】
また、上記各実施の形態ではねじ切り部１４−ｎがナット形状であるとしたが、例えば平板に指示棒１５のピッチに応じたサイズの溝が切削されているものを用いてもよいし、針状のものを用いてもよい。他にも、指示棒１５の回転によりアンテナ素子１３−ｎを上下方向に移動させられるものであれば、ねじ切り部１４−ｎとして使用することができる。
【００７３】
また、上記各実施の形態では人力により指示棒を回転させていたが、モータ等を利用する機械力により回転させることとしてもよい。この場合において、送出方向制御部は、保守者からアンテナ装置の電波送出方向の指示入力（ダウンチルト角の入力）を受け付け、該指示入力の内容に基づいて電波送出方向（ダウンチルト角）を決定し、決定した電波送出方向を実現するよう、モータを制御して各指示棒を回転させるようにすることが好適である。
【００７４】
また、上記各実施の形態ではアンテナ素子１３−ｎ間の距離を等間隔であるとして説明したが、この距離は等間隔でなくてもよい。この例を、図９を参照しながら説明する。
【００７５】
図９の初期状態（移動前の状態。図では黒丸及び実線で示す。）では、アンテナ素子１３−１とアンテナ素子１３−２間の距離がｍ、アンテナ素子１３−２とアンテナ素子１３−３間の距離がｎ、アンテナ素子１３−３とアンテナ素子１３−４間の距離がｏ、となっている。この場合において、アンテナ素子１３−１から送出する電波（以下、アンテナ素子１３−１送出波と称する。他も同様である。）とアンテナ素子１３−４送出波の送出タイミングの差をＢ１とすると、アンテナ素子１３−２送出波とアンテナ素子１３−４送出波の送出タイミングの差Ｂ２、アンテナ素子１３−３送出波とアンテナ素子１３−４送出波の送出タイミングの差Ｂ３は、各位相器１１−ｎにより、それぞれ以下の式（３），式（４）で表される値となるようにしている。各アンテナ素子１３−ｎ送出波の波面の包絡面が平面となるようにするためである。
Ｂ２＝Ｂ１×（ｎ＋ｏ）／（ｍ＋ｎ＋ｏ）  ・・・（３）
Ｂ３＝Ｂ１×（ｏ）／（ｍ＋ｎ＋ｏ）  ・・・（４）
【００７６】
上記初期状態から、指示棒１５の回転により各アンテナ素子１３−ｎを互いに移動させる場合、各アンテナ素子１３−ｎ送出波の波面の包絡面が平面となる状態を維持しながら移動させる必要がある。ここでは上記Ｂ２及びＢ３を変化させない（すなわち、アンテナ素子１３−ｎ間での電波の送出タイミングの相違量を制御しない）ので、移動後のアンテナ素子１３−１とアンテナ素子１３−２間の距離ｍ’、移動後のアンテナ素子１３−２とアンテナ素子１３−３間の距離ｎ’、移動後のアンテナ素子１３−３とアンテナ素子１３−４間の距離ｏ’をそれぞれ式（５）で示される関係を満足するように変化させることにより、これを実現する。
ｏ’：Ｂ３＝ｏ’＋ｎ’：Ｂ２＝ｏ’＋ｎ’＋ｍ’：Ｂ１  ・・・（５）
【００７７】
式（３）乃至式（５）より、例えばｏ’＝ｋ×ｏ（ｋは定数）である場合には、ｎ’＝ｋ×ｎ、ｍ’＝ｋ×ｍとなる。
【００７８】
また、上記式（５）を満たすために、各アンテナ素子１３−ｎの指示棒１５上での移動距離は以下の式（６）乃至式（８）のようになる。
アンテナ素子１３−２の移動距離＝ｍ’−ｍ＝ｍ×（ｋ−１）  ・・・（６）
アンテナ素子１３−３の移動距離＝（ｍ’＋ｎ’）−（ｍ＋ｎ）＝（ｍ＋ｎ）×（ｋ−１）  ・・・（７）
アンテナ素子１３−４の移動距離＝（ｍ’＋ｎ’＋ｏ’）−（ｍ＋ｎ＋ｏ）＝（ｍ＋ｎ＋ｏ）×（ｋ−１）  ・・・（８）
【００７９】
各アンテナ素子１３−ｎの移動距離はピッチに比例するので、ねじ切り部１４−２，３，４のピッチは、それぞれａ，ａ×（ｍ＋ｎ）／ｍ，ａ×（ｍ＋ｎ＋ｏ）／ｍとなる。すなわち、このようなピッチでねじを切削しておくことにより、アンテナ素子１３−ｎ間の距離が等間隔でない場合にも、本発明を適用することができる。
【００８０】
また、上記実施の形態では、アンテナ素子１３−１は指示棒１５の回転によって上下方向に移動しないものとしているが、他のアンテナ素子１３−ｎ（ｎ≠１）を指示棒１５の回転によって上下方向に移動しないものとしてもよいし、いずれのアンテナ素子１３−ｎも指示棒１５の回転によって上下方向に移動するものとしてもよい。以下、アンテナ素子１３−ｎが５本（ｎ＝１乃至５）の場合においてアンテナ素子１３−３を指示棒１５の回転によって上下方向に移動させないこととする場合について、図１０を参照しながら説明する。
【００８１】
図１０の初期状態（移動前の状態。図では黒丸及び実線で示す。）では、アンテナ素子１３−１とアンテナ素子１３−２間の距離がｍ、アンテナ素子１３−２とアンテナ素子１３−３間の距離がｎ、アンテナ素子１３−３とアンテナ素子１３−４間の距離がｏ、アンテナ素子１３−４とアンテナ素子１３−５間の距離がｐ、となっている。この場合において、アンテナ素子１３−１送出波とアンテナ素子１３−５送出波の送出タイミングの差をＢ１とすると、アンテナ素子１３−２送出波とアンテナ素子１３−５送出波の送出タイミングの差Ｂ２、アンテナ素子１３−３送出波とアンテナ素子１３−５送出波の送出タイミングの差Ｂ３、アンテナ素子１３−４送出波とアンテナ素子１３−５送出波の送出タイミングの差Ｂ４は、各位相器１１−ｎにより、それぞれ以下の式（９）乃至式（１１）で表される値となるようにしている。各アンテナ素子１３−ｎ送出波の波面の包絡面が平面となるようにするためである。
Ｂ２＝Ｂ１×（ｎ＋ｏ＋ｐ）／（ｍ＋ｎ＋ｏ＋ｐ）  ・・・（９）
Ｂ３＝Ｂ１×（ｏ＋ｐ）／（ｍ＋ｎ＋ｏ＋ｐ）  ・・・（１０）
Ｂ４＝Ｂ１×（ｐ）／（ｍ＋ｎ＋ｏ＋ｐ）  ・・・（１１）
【００８２】
上記初期状態から、指示棒１５の回転により各アンテナ素子１３−ｎを互いに移動させる場合、各アンテナ素子１３−ｎ送出波の波面の包絡面が平面となる状態を維持しながら移動させる必要がある。ここでは上記Ｂ２乃至Ｂ４を変化させない（すなわち、アンテナ素子１３−ｎ間での電波の送出タイミングの相違量を制御しない）ので、移動後のアンテナ素子１３−１とアンテナ素子１３−２間の距離ｍ’、移動後のアンテナ素子１３−２とアンテナ素子１３−３間の距離ｎ’、移動後のアンテナ素子１３−３とアンテナ素子１３−４間の距離ｏ’、移動後のアンテナ素子１３−４とアンテナ素子１３−５間の距離ｐ’をそれぞれ式（１２）で示される関係を満足するように変化させることにより、これを実現する。
ｐ’：Ｂ４＝ｐ’＋ｏ’：Ｂ３＝ｐ’＋ｏ’＋ｎ’：Ｂ２＝ｐ’＋ｏ’＋ｎ’＋ｍ’：Ｂ１  ・・・（１２）
【００８３】
式（９）乃至式（１２）より、例えばｐ’＝ｋ×ｐ（ｋは定数）である場合には、ｎ’＝ｋ×ｎ、ｍ’＝ｋ×ｍ、ｏ’＝ｋ×ｏとなる。
【００８４】
また、上記式（１２）を満たすために、各アンテナ素子１３−ｎの指示棒１５上での移動距離は以下の式（１３）乃至式（１６）のようになる。
アンテナ素子１３−１の移動距離＝（ｍ’＋ｎ’）−（ｍ＋ｎ）＝（ｍ＋ｎ）×（ｋ−１）  ・・・（１３）
アンテナ素子１３−２の移動距離＝ｎ’−ｎ＝ｎ×（ｋ−１）  ・・・（１４）
アンテナ素子１３−４の移動距離＝ｏ’−ｏ＝ｏ×（ｋ−１）  ・・・（１５）
アンテナ素子１３−５の移動距離＝（ｏ’＋ｐ’）−（ｏ＋ｐ）＝（ｏ＋ｐ）×（ｋ−１）  ・・・（１６）
【００８５】
各アンテナ素子１３−ｎの移動距離はピッチに比例するので、ねじ切り部１４−１，２，４，５のピッチは、それぞれａ，ａ×ｎ／（ｍ＋ｎ），ａ×ｏ／（ｍ＋ｎ），ａ×（ｏ＋ｐ）／（ｍ＋ｎ）となる。すなわち、このようなピッチでねじを切削しておくことにより、アンテナ素子１３−ｎ（ｎ≠１）を指示棒１５の回転によって上下方向に移動しないものとする場合にも、本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ装置のハードウェア構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ装置の機能ブロックを示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ素子移動機構の断面の模式図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るアンテナ装置の電波送出方向を説明するための説明図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るアンテナ装置の電波送出方向を説明するための説明図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係るアンテナ装置の機能ブロックを示す図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係るアンテナ素子移動機構の断面の模式図である。
【図８】本発明の実施の形態に係るアンテナ素子の形状を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態に係るアンテナ装置のねじピッチを説明するための説明図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係るアンテナ装置のねじピッチを説明するための説明図である。
【図１１】ホイヘンスの原理を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００８７】
１  アンテナ装置、１０  アンテナ部、１１  位相器、１２  連結部、１３  アンテナ素子、１４  ねじ切り部、１５，１６  指示棒、１７，１８  歯車機構、２０  制御部、２１  信号処理部、２２  入力部、２３  電波送出方向決定部、２４  送出方向制御部、３０  ビル。
【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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