(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性アームと、
この導電性アームに一端部が結合され、他端部が開放された接地素子と、この接地素子の一端部の近傍に一端部が絶縁されて結合され、他端部が開放された給電素子とを有し、前記接地素子及び前記給電素子の他端部間に受信電波の約１／２波長の電流波が乗るように前記接地素子及び前記給電素子の長さを選択した２組のアンテナ素子とを、
具備し、
これら２組のアンテナ素子は、前記導電性アームの長さ方向に沿って設けられ、
前記２組のアンテナ素子の境となる前記導電性アームの位置において前記導電性アームの長さ方向に対して垂直な面を基準面として、前記２組のアンテナ素子は鏡面対称に配置され、
前記２組のアンテナ素子の給電素子の一端部間を導電性スリーブが結合し、この導電性スリーブは、前記受信電波の１／２波長の奇数倍の長さを有し、
この導電性スリーブの一端部に給電線が接続された
多段アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば垂直ダイバシティーアンテナとして使用できる多段アンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
パーソナルハンディホーンシステムや携帯電話のような移動体通信システムの基地局のアンテナとしては、フェージングによる受信レベルの変動を防止するために、ダイバシティーアンテナが使用される。ダイバシティーアンテナは、複数のアンテナを或る間隔をおいて配置したものである。複数のアンテナの配置方向として、垂直方向を採用した垂直ダイバシティーアンテナは、各アンテナを１つのケース内に収容すると、外見上１本のアンテナに見えるので、景観上有利である。
【０００３】
垂直ダイバシティーアンテナとしては、例えば次のようなものがある。垂直方向に沿って上側及び下側の２つのアンテナが配置されている。上側及び下側アンテナは、それぞれコリニアアンテナからなる。これら上側アンテナ及び下側アンテナは、上側アンテナ用同軸ケーブル及び下側アンテナ用同軸ケーブルによってそれぞれ給電される。上側アンテナ用同軸ケーブルは、下側アンテナ内を通過している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上側及び下側コリニアアンテナへの給電方法としては、シリアル給電することも考えられる。しかし、上述したケースに上側及び下側コリニアアンテナを収容した場合、ケースでの反射が大きく、電流分布が乱れ、垂直面での指向性が大幅に悪くなる。
【０００６】
本発明は、アンテナの指向性を乱すことがない多段アンテナを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、導電性アームと、２組のアンテナ素子とを具備している。２組のアンテナ素子は、接地素子と給電素子とをそれぞれ有している。接地素子は、導電性アームに一端部が結合され、他端部が開放されている。給電素子は、接地素子の一端部の近傍に一端部が絶縁されて結合され、他端部が開放されている。接地素子及び給電素子の他端部間に受信電波の約１／２波長の電流波が乗るように接地素子及び給電素子の長さが選択されている。これら２組のアンテナ素子は、導電性アームの長さ方向に沿って設けられている。２組のアンテナ素子の境となる導電性アームの位置において導電性アームの長さ方向に対して垂直な面を基準面として、２組のアンテナ素子は鏡面対称に配置されている。２組のアンテナ素子の給電素子の一端部間を導電性スリーブが結合している。この導電性スリーブは、前記受信電波の１／２波長の奇数倍の長さを有している。この導電性スリーブの一端部に給電線が接続されている。
【００１０】
本発明によれば、一方のアンテナ素子の給電素子の一端部から、導電性スリーブを介して他方のアンテナ素子の給電素子の一端部に給電すると、他方のアンテナ素子は逆相で給電される。しかし、２組のアンテナ素子は、鏡面対称に配置されているので、両アンテナ素子から同相で電波が放射される。従って、合成放射ローブは水平方向になる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の１実施形態の多段アンテナは、例えば垂直ダイバシティーアンテナとして使用される。この垂直台場シティーアンテナは、図１に示すように垂直に立てられるアーム２を有している。このアーム２は、導電性を備える材料、例えば金属製である。このアーム２は、例えばλ／１６（λは、この垂直台場シティーアンテナによって受信する電波の中心波長）の直径を有する円形のパイプである。
【００２６】
アーム２には、上側アンテナ素子４と、下側アンテナ素子６とからなる１対のアンテナ素子が設けられている。図示していないが、この１対のアンテナ素子が、アーム２の長さ方向に沿って複数対設けられている。
【００２７】
上側アンテナ素子４は、接地素子４ｇと給電素子４ｈとを有している。下側素子６も、接地素子６ｇと給電素子６ｈとを有している。これら接地素子４ｇと６ｇ及び給電素子４ｈと６ｈは、中央部から先端部に向かうに従って径が増大する中空の円錐状にそれぞれ形成されている。
【００２８】
接地素子４ｇと６ｇは、アーム２の長さ方向に所定の間隔をおいて配置されている。接地素子４ｇと６ｇの中央部が、直接にアーム２に固定されている。この固定状態において、接地素子４ｇの最大径部（先端部）がアーム２の上方を向き、接地素子６ｇの最大径部（先端部）がアーム２の下方を向いている。
【００２９】
アーム２の外周面における接地素子４ｇと６ｇの間の部分に、導電性材料、例えば金属製のスリーブ８が、例えばリング状の絶縁材１０、１２を介して取り付けられている。このスリーブ８の上側端部は、接地素子４ｇに接近して配置され、スリーブ８の下側の端部は、接地素子６ｇに接近して配置されている。
【００３０】
スリーブ８の上側端部に、給電素子４ｈの中央部、即ち給電点が固定されている。スリーブ８の下側端部に、給電素子６ｈの中央部、即ち給電点が固定されている。この固定状態において、給電素子４ｈの最大径部（先端部）が下方を向き、給電素子６ｈの最大径部（先端部）が上方を向いている。
【００３１】
このように上側アンテナ素子４と下側アンテナ素子６とは、給電素子４ｈと６ｈとの最大径部の間で、アーム２に垂直な面Ｓを対称面として鏡面対称に配置されている。
【００３２】
アーム２内に給電線、例えば同軸ケーブル１４が挿通されている。そして、その中心導体１４ｉが給電素子４ｈの中央部、即ち給電点に接続されている。従って、給電素子４ｈと６ｈの給電点は、スリーブ８を介して接続されている。なお、図示していない、この１対のアンテナ素子よりも上方にある他の１対のアンテナ素子も、同様に同軸ケーブル１６を介して給電されている。同様に、この１対のアンテナ素子よりも下方にある他の１対のアンテナ素子も、図示していない同軸ケーブルによって給電されている。なお、各同軸ケーブルの外部導体は、アーム２に接続されている。
【００３３】
接地素子４ｇと６ｇ及び給電素子４ｈと６ｈは、共にアーム２の長さ方向に沿って約λ／４の長さを有している。これらの最大半径ｈは、λ／２４乃至λ／４とされている。従って、接地素子４ｇと６ｇ及び給電素子４ｈと６ｈがアーム２となす角度θは１０乃至３５度である。また、スリーブ８は、λｇ／２の奇数倍、例えばλｇ／２（λｇは、スリーブ８とアーム２との間で形成されている同軸構造における、この垂直ダイバシティーアンテナによって受信する電波の同軸管内の中心波長）である。
【００３４】
このような垂直ダイバシティーアンテナでは、同軸ケーブル１４によって給電素子４ｈと６ｈを給電すると、図２に示すように、上側アンテナ素子４の接地素子４ｇと給電素子４ｈとの間、下側アンテナ素子６の接地素子６ｇと給電素子６ｈとの間に、λ／２の電流波が乗る。従って、上側アンテナ素子４と下側アンテナ素子６は、それぞれダイポールアンテナとして機能する。
【００３５】
特に、スリーブ８がλｇ／２の長さを有しているので、上側アンテナ素子４の給電素子４ｈと下側アンテナ素子６の給電素子６ｈとは逆相で給電される。しかし、上側アンテナ素子４と下側アンテナ素子６とは鏡面対称に配置されているので、上側アンテナ素子４と下側アンテナ素子６とから放射される電波は、同相となる。その結果、合成放射ローブは、水平方向となる。
【００３６】
また、スリーブ８がλｇ／２の長さを有しているので、上側アンテナ素子４の給電点から、スリーブ８及び下側アンテナ素子６を見たインピーダンスは、上側アンテナ素子４のインピーダンスと等しくなる。従って、上側アンテナ素子４と下側アンテナ素子６における電流比または電圧比は１対１となり、理想的なスタックアンテナとなる。従って、上側アンテナ素子４と下側アンテナ素子６のインピーダンスを設計インピーダンス（例えば５０Ω）の２倍に設定しておけば、上側アンテナ素子４と下側アンテナ素子６のマッチングをとることができる。
【００３７】
さらに、同軸ケーブル１４は、導電性のアーム２内を通過している。従って、同軸ケーブル１４から放射される電波は導電性アーム２によってシールドされるので、同軸ケーブル１４が下側アンテナ素子６の内部を通過していても、下側アンテナ素子６の電流分布を乱すことがない。
【００３８】
また、接地素子４ｇと６ｇ及び給電素子４ｈと６ｈは、円錐状であるので、広帯域のアンテナが得られるし、絞り型等で容易に製作可能である。さらに接地素子４ｇと６ｇ及び給電素子４ｈと６ｈのアーム２に沿う長さ寸法をλ／４に選択しているので、これらがシュペルトップと同様に機能し、図２に点線で示すようなアーム２に流れようとする不要な電流をカットすることができるし、スリーブ８の表面に流れようとする不要な電流もカットすることができる。これら不要な電流は、給電素子４ｈと６ｈから放射している電流と位相が異なることが多く、このアンテナの指向性を乱し、利得を低下させる原因となる。
【００３９】
この実施の形態の垂直ダイバシティーアンテナは、円錐状の接地素子４ｇと６ｇ及び給電素子４ｈと６ｈを使用したが、図３（ａ）に示すように給電素子４ｈと６ｈとを、半径が例えばλ／４のディスク状素子４ｈ１と６ｈ１に置換することができる。この場合、スリーブ８の表面を流れようとする不要電流をカットするために、スリーブ８の外表面にシュペルトップ１８、２０を設ければよい。この場合も、アーム２の表面を流れようとする不要電流は、接地素子４ｇと６ｇがシュペルトップとして機能して、カットする。
【００４０】
或いは、図３（ｂ）に示すように、接地素子４ｇ２と６ｇ２及び給電素子４ｈ２と６ｈ２を共に、λ／４の長さをアーム２に長さ方向に沿って有する円筒状素子とすることもできる。なお、図３（ｂ）において、接地素子を図１に示す円錐状素子とすることもできるし、接地素子は円錐状素子として、給電素子をディスク状または円錐状素子とすることもできる。
【００４１】
図４に、この垂直ダイバシティーアンテナの１組のアンテナ素子４と６との合成最大放射方向利得の周波数特性を示す。このアンテナ素子４と６とでは、１８９５ＭＨｚから１９２０ＭＨｚにおいてほぼ４．５ｄＢの利得が得られる。また、図５に、この垂直ダイバシティーアンテナの１組のアンテナ素子４と６との合成定在波比の周波数特性を示す。このアンテナ素子４と６では、合成定在波比は１．４乃至１．１９であり、充分に実用になる値である。図６に、アンテナ素子４と６の１９０７．５ＭＨｚにおける合成垂直面指向性を示す。図６より、アンテナ素子４と６は、ほぼ水平方向から到来する電波を受信することが判る。図７に、アンテナ素子４と６の１９０７．５ＭＨｚにおける合成水平面指向性を示す。図７より、アンテナ素子４と６は、水平面内に無指向性であることが判る。
【００４２】
図８に第１の参考例の垂直ダイバシティーアンテナを示す。図１に示した垂直ダイバシティーアンテナは、その指向性が水平方向を向いているものである。しかし、図８に示した垂直ダイバシティーアンテナは、その指向性が水平面よりも下方を向いた、即ち下向きのビームチルトを備えたものである。このようなビームチルトを備える垂直ダイバシティーアンテナは、余り遠くに電波を放射したくない場合、或いは遠方からの電波を受信したくない場合に、使用される。
【００４３】
図８の垂直ダイバシティーアンテナも、図１に垂直ダイバシティーアンテナと同様に、導電性のアーム２、上側アンテナ素子４０及び下側アンテナ素子６０を備えている。上側アンテナ素子４０及び下側アンテナ素子６０も、円錐状の接地素子４０ｇと６０ｇ及び円錐状の給電素子４０ｈと６０ｈを備えている。図１の垂直ダイバシティーアンテナでは、上側アンテナ素子４と下側アンテナ素子６とは、鏡面対称に配置されていた。しかし、この垂直ダイバシティーアンテナでは、これらは鏡面対称に配置されていない。即ち、アーム２の上側から、アーム２の下方に向かって上側アンテナ素子４０の接地素子４０ｇ、上側アンテナ素子４の給電素子４０ｈ、下側アンテナ素子６０の接地素子６０ｇ及び下側アンテナ素子６０の給電素子６０ｈが、この名前の順に配置されている。なお、図９に示すように、これら上側アンテナ素子４０と下側アンテナ素子６０とを１対とするアンテナ素子が、複数組、アーム２に沿って設けられている。
【００４４】
無論、接地素子４０ｇと６０ｇは、それらの中央部がアーム２に直接に接続されている。給電素子４０ｈと６０ｈは、それらの中央部が絶縁性のリング状のスペーサ１１０と１２０を介してアーム２に取り付けられている。各接地素子４０ｇと６０ｇは、その最大径部が上方を向くように配置されている。各給電素子４０ｈと６０ｈは、その最大径部が下方を向くように配置されている。
【００４５】
各接地素子４０ｇと６０ｇ及び給電素子４０ｈと６０ｈは、図１に各接地素子４ｇと６ｇ及び給電素子４ｈと６ｈとほぼ同一の大きさに形成されている。また、上側アンテナ素子４０の接地素子４０ｇの中央部と給電素子４０ｈの中央部とは、できるだけ接近して配置されている。同様に、下側アンテナ素子６０の接地素子６０ｇと給電素子６０ｈの中央部もできるだけ接近して配置されている。これら上側アンテナ素子４０及び下側アンテナ素子６０は、それぞれダイポールアンテナとして機能する。
【００４６】
給電素子６０ｈの中央部、即ち給電点には、アーム２内を通過してきた、第１の給電線、例えば同軸ケーブル１４０の中心導体１４０ｉが接続されている。同軸ケーブル１４０の外部導体はアーム２に接続されている。この同軸ケーブル１４０のインピーダンスは、例えばＺ0 である。なお、Ｚ0 は、上側アンテナ素子４０及び下側アンテナ素子６０の設計インピーダンスの約１／２である。
【００４７】
給電素子４０ｈの中央部、即ち給電点は、アーム２内を通過した第２の給電線、例えば同軸ケーブル１４１の中心導体１４１ｉによって給電素子６０ｈの給電点に接続されている。即ち、上側アンテナ素子４０の給電点と下側アンテナ素子６０の給電点は、シリアル接続されている。この同軸ケーブル１４１の長さは、λよりも幾分短く選択されている。この同軸ケーブル１４１のインピーダンスは、同軸ケーブル１４０の２倍のインピーダンス２Ｚ0 に選択されている。
【００４８】
同軸ケーブル１４１の長さをλとすると、給電素子４０ｈ及び給電素子６０ｈは同相で給電されるので、ビームチルトは生じない。同軸ケーブル１４１の長さをλよりも短くすると、上側の給電素子４０ｈは、下側の給電素子６０ｈよりも進相で給電される。その結果、上側アンテナ素子４０及び下側アンテナ素子６０の合成指向特性におけるビームの最大放射方向は、水平面よりも下を向き、ビームチルト形アンテナとなる。
【００４９】
ここで、図８に示すように上側給電素子４０と下側給電素子６０の間隔をｄ、ビームチルト角をθ、同軸ケーブル１４１の短縮率をη、同軸ケーブル１４１の長さをＬとすると、上側アンテナ素子４０と下側アンテナ素子６０の位相差Δφは、数１で表される。
【００５０】
【数１】
Δφ＝（２πｄｓｉｎθ／λ）＝２π−（２πＬ／λη）
【００５１】
従って、ｓｉｎθは数２によって表される。
【００５２】
【数２】
ｓｉｎθ＝（λ／ｄ）〔１−（Ｌ／λη）〕
【００５３】
従って、Ｌ／ληが１より小さくなるように、即ちＬをηλよりも短く選択することによって下向きのビームチルトとすることができる。
【００５４】
上側アンテナ素子４０の実際のインピーダンスは２Ｚ0 に選択され、下側アンテナ素子６０の実際のインピーダンスも、２Ｚ0 に選択されている。上述したように、同軸ケーブル１４１のインピーダンスは２Ｚ0 であるので、下側給電素子６０ｈの給電点から見た同軸ケーブル１４１及び上側アンテナ素子４０の合成インピーダンスは、Ｚ0 となる。よって上側アンテナ素子４０と下側アンテナ素子６０のマッチングがとれる。
【００５５】
なお、図８に符号１４４で示してあるのは、これら上側アンテナ素子４０と下側アンテナ素子６０とからなるアンテナ素子のさらに上側に設けられているアンテナ素子の下側アンテナ素子給電用の同軸ケーブルである。これもインピーダンスがＺ0 である。
【００５６】
図８に示すように、給電素子４０ｈと給電素子６０ｈの内部には、アーム２に沿ってスリーブ８０と８２が取り付けられている。スリーブ８０と８２は、約λ／４の長さを有し、これらの一端部が上側給電素子４０ｈと下側給電素子６０ｈの給電点にそれぞれ結合され、他方の端部がアーム２に直接にそれぞれ接続されている。即ち、これらスリーブ８０と８２は、片側ショートとされている。
【００５７】
スリーブ８０と８２を設けなければ、給電素子４０ｈと６０ｈは、アーム２に近接しているので、放射インピーダンスが低下し、給電素子４０ｈと６０ｈ及びアーム２間で電波が放射され、良好にアンテナとして動作しない。また、アーム２に不要な電流が多く流れ、電波の放射パターンが悪くなり、利得も低下する。
【００５８】
ところが、スリーブ８０と８２を設けると、これらがシュペルトップとして動作し、給電素子４０ｈとアーム２との間、及び給電素子６０ｈとアーム２との間のインピーダンスをそれぞれ高くできる。これによって給電素子４０ｈと接地素子４０ｇとの間で、給電素子６０ｈと接地素子６０ｇとの間で、それぞれ良好に電波を放射し、正常に動作する。また給電素子４０ｈと６０ｈの長さがλ／４であるので、これらの最大径部から給電素子４０ｈと６０ｈの給電点（スリーブ８０と８２に接続される点）までの距離が約λ／４になるので、スリーブ８０と８２の表面には不要な電流は流れない。
【００５９】
図９に示すように、上側アンテナ素子４０と下側アンテナ素子６０からなるアンテナ素子は、アーム２に沿って複数組設けられている。これらは、レドーム、例えば円筒状の外ケース２００によって包囲されている。この外ケース２００は、例えばパーソナルハンディフォーンシステムの無線基地局用のアンテナとして、この垂直ダイバシティーアンテナを使用する場合、強度を上げるために、強固なＦＲＰパイプが外ケース２００として使用される。そのため、外ケース２００の肉厚が１０ｍｍ程度になることもある。
【００６０】
この場合、上側アンテナ素子４０及び下側アンテナ素子６０から放射された電波が、外ケース２００によって反射され、上側アンテナ素子４０及び下側アンテナ素子６０に戻り、これらアンテナ素子４０及び６０のインピーダンスが高くなる。特に、上側アンテナ素子４０及び下側アンテナ素子６０の最大径部と外ケース２００の内面との距離が約λ／４の場合、反射波が、上側アンテナ素子４０及び下側アンテナ素子６０から放射された電波と逆相になり、インピーダンスが非常に高くなる。
【００６１】
そこで、各上側アンテナ素子４０及び下側アンテナ素子６０の周囲に、例えば約λ／４乃至λ／２の幅Ｗの共振リング２０２がそれぞれ配置されている。これら共振リング２０２は、各上側アンテナ素子４０及び下側アンテナ素子６０から約λ／４０乃至λ／８の距離だけ離して配置されている。これら共振リング２０２を設けることによって、各上側アンテナ素子４０及び下側アンテナ素子６０のインピーダンスを低下させることができる。
【００６２】
これは、概ね次のように考えられる。上側アンテナ素子４０及び下側アンテナ素子６０からそれぞれ放射された電波は、共振リング２０２によって位相が約９０度遅れる。そして、外ケース２００で反射するときに、さらに位相が１８０度遅れる。即ち、合計２７０度位相が遅れる。この２７０度遅れた電波が、共振リング２０２によって更に９０度遅れ、合計３６０度遅れて、上側アンテナ素子４０及び下側アンテナ素子６０に戻る。従って、反射してきた電波と、放射される電波が同相になり、インピーダンスが低下する。即ち、共振リング２０２は、約９０度の遅延素子として機能する。
【００６３】
なお、共振リング２０２の幅Ｗと共振リング２０２から上側アンテナ素子４０及び下側アンテナ素子６０までの距離を調整することによって、上側アンテナ素子４０及び下側アンテナ素子６０のインピーダンスの実部を調整することができる。また虚部は、スリーブ８０、８２の長さを調整することによって行える。
【００６４】
共振リング２０２は、例えば次のようにして形成することができる。長方形状のフィルム２０４上に、エッチング等によって幅Ｗの直線状の金属箔、例えばアルミ箔または銅箔が形成される。また、各上側アンテナ素子４０及び下側アンテナ素子６０から所定の距離（約λ／４０乃至λ／８の距離）の位置に、例えばＦＲＰ製の内ケース２０６を配置する。金属箔をそれぞれ形成したフィルム２０４を筒状に巻いて、内ケース２０６の内面に接着する。
【００６５】
内ケース２０６の外周面に、各上側アンテナ素子４０及び下側アンテナ素子６０にそれぞれ対応するように、幅Ｗのアルミまたは銅等の粘着テープを巻きつけて、共振リング２０２を形成してもよい。
【００６６】
図９の場合、外ケース２００は外径が約９０ｍｍ、内ケース２０６は直径が約３５ｍｍで、λは約１６０ｍｍである。
【００６７】
図１０に、この垂直ダイバシティーアンテナの１組のアンテナ素子４０と６０との合成最大放射方向利得の周波数特性を示す。このアンテナ素子４０と６０とでは、１８９５ＭＨｚから１９２０ＭＨｚにおいてほぼ３．５ｄＢ乃至４ｄＢの利得が得られる。また、図１１に、この垂直ダイバシティーアンテナの１組のアンテナ素子４０と６０との合成定在波比の周波数特性を示す。このアンテナ素子４０と６０では、合成定在波比は１．４乃至１．２であり、充分に実用になる値である。図１２に、アンテナ素子４０と６０の１９０７．５ＭＨｚにおける合成垂直面指向性を示す。図１２より、アンテナ素子４０と６０は、ほぼ水平面に対してθだけ下方に傾いた方向から到来する電波を良好に受信することが判る。図１３に、アンテナ素子４０と６０の１９０７．５ＭＨｚにおける合成水平面指向性を示す。図１３より、アンテナ素子４０と６０は、水平面内で無指向性であることが判る。
【００６８】
図１４に第２の参考例の垂直ダイバシティーアンテナを示す。この垂直ダイバシティーアンテナでも、図８及び図９に示した垂直ダイバシティーアンテナと同様にビームチルト特性を有している。そのための構成は図８及び図９に示した垂直ダイバシティーアンテナと同一である。そのため、同等部分には、同一符号を付して、その説明を省略する。
【００６９】
図８及び図９の垂直ダイバシティーアンテナでは、スリーブ８０と８２を給電素子４０ｈと給電素子６０ｈに設けることによって、給電素子４０ｈ及び給電素子６０ｈとアーム２の間のインピーダンスをそれぞれ大きくした。しかし、スリーブ８０と８２の一端を給電素子４０ｈと給電素子６０ｈにそれぞれ結合し、スリーブ８０と８２の他端をアーム２に直接に接続することは比較的面倒である。
【００７０】
そこで、図１４のダイバシティーアンテナでは、給電素子４０ｈ及び６０ｈの最大径部付近、即ち約λ／４の位置に、給電素子４０ｈ及び６０ｈとアーム２とを接続するように、短絡板、例えば導電性の円板２１０と２１２が設けられている。
【００７１】
従って、給電素子４０ｈ及び給電素子６０ｈの給電点から最大径部側を見たインピーダンスが大きくなる。
【００７２】
但し、円板２１０と２１２を通じて、給電素子４０ｈ及び６０ｈからの電流が、アーム２に流れる可能性がある。これを防止するため、下側の接地素子６０ｇを上側の給電素子４０ｈに近づけ、下側の給電素子６０ｈをさらに下方にある別のアンテナ素子の上側の接地素子７０ｇに近づけ、不要電流を上側及び下側の接地素子６０ｇと７０ｇに流すことが望ましい。
【００７３】
しかし、上側アンテナ素子４０と下側アンテナ素子６０でそれぞれ構成される各アンテナ素子の間隔の関係で、下側の給電素子６０ｈとさらに下方にある別のアンテナ素子の上側の接地素子７０ｇとの間隔を接近させることができない場合、これらの間のアーム２にシュペルトップとして機能する円錐状素子２１４を取り付けてもよい。円錐状素子２１４に代えて、円筒状素子を設けてもよい。また、同じ組内の上側の給電素子４０ｈと下側の接地素子６０ｇの間隔が広くなる場合、これらの間のアームに円錐状素子または円筒状素子を取り付けてもよい。
【００７４】
図８及び図９に示した垂直ダイバシティーアンテナ及び図１４に示した垂直ダイバシティーアンテナでは、給電素子４０ｈと６０ｈ及び接地素子４０ｇと６０ｇに円錐状素子を使用した。しかし、図３（ａ）、（ｂ）に示したものと同様に、給電素子４０ｈと６０ｈに代えて、ディスク状素子又は円筒状素子を使用することもできる。また、接地素子４０ｇと６０ｇに代えて、図３（ｂ）に示すような円筒状素子を使用することもできる。
【００７５】
また、図１、図８及び図９並びに図１４に示した各垂直ダイバシティーアンテナでは、１組のアンテナ素子における接地素子、例えば４ｇまたは４０ｇと給電素子４ｈまたは４０ｈは、その中央部がアーム２に沿って最も接近するように配置したが、逆に最大径部が隣接するように配置することもできる。接地素子例えば６ｇまたは６０ｇと給電素子６ｈと６０ｈにおいても同様な変更が行える。
【００７６】
なお、上記の各実施の形態では、本発明を垂直ダイバシティーアンテナに実施したが、これに限ったものではなく、各アンテナ素子で受信された信号を合成して、高利得を得るアンテナとすることもできる。
【００７８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、２組のアンテナ素子から同相電波が放射され、合成放射ローブが水平方向となる多段アンテナを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の１実施形態の垂直ダイバシティーアンテナの拡大縦断面図である。
【図２】  図１のアンテナにおける電流分布を示す図である。
【図３】  図１のアンテナの変形例を示す略図である。
【図４】  図１のアンテナの利得対周波数特性図である。
【図５】  図１のアンテナの定在波比対周波数特性図である。
【図６】  図１のアンテナの垂直面の指向特性図である。
【図７】  図１のアンテナの水平面の指向特性図である。
【図８】  本発明の第１の参考例の垂直ダイバシティーアンテナの拡大縦断面図である。
【図９】  図８の垂直ダイバシティーアンテナの縦断面図である。
【図１０】  図８のアンテナの利得対周波数特性図である。
【図１１】  図８のアンテナの定在波比対周波数特性図である。
【図１２】  図８のアンテナの垂直面の指向特性図である。
【図１３】  図８のアンテナの水平面の指向特性図である。
【図１４】  本発明の第２の参考例の垂直ダイバシティーアンテナの拡大縦断面図である。
【符号の説明】
２  アーム
４ ６  アンテナ素子
４ｇ ６ｇ  接地素子
４ｈ ６ｈ  給電素子
８  スリーブ
１４  １６  同軸ケーブル（給電線）
【図１】
0003933785.tif 000002
【図２】
0003933785.tif 000003
【図３】
0003933785.tif 000004
【図４】
0003933785.tif 000005
【図５】
0003933785.tif 000006
【図６】
0003933785.tif 000007
【図７】
0003933785.tif 000008
【図８】
0003933785.tif 000009
【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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