(57)【要約】【課題】垂直偏波アンテナの性能の劣化を回避する。【解決手段】導体板１と、導体板１上に９０度回転対称となるように配置された４つの垂直偏波アンテナ２と、回転対称軸Ｏ上に配置された伝送線路３１、及び伝送線路３１に対して折れ曲がって接続された伝送線路３２を有する給電線路３と、給電線路３の伝送線路３２に接続され、導体板１に対して平行且つ回転対称軸Ｏに対して９０度回転対称となるように配置された４つの水平偏波アンテナ４と、各垂直偏波アンテナ２に対し、隣接する垂直偏波アンテナ２との間で位相が９０度ずれ、且つ対向する垂直偏波アンテナ２との間で位相が１８０度ずれた電力を供給する給電回路とを備えた。【選択図】図１
2016140046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体板と、
前記導体板上に９０度回転対称となるように配置された４つのモノポールアンテナと、
前記モノポールアンテナの回転対称軸上に配置された第１の伝送線路、及び当該第１の伝送線路に対して折れ曲がって接続された第２の伝送線路を有する給電線路と、
前記給電線路の第２の伝送線路に接続され、前記導体板に対して平行且つ前記回転対称軸に対して９０度回転対称となるように配置された４つのダイポールアンテナと、
各々の前記モノポールアンテナに対し、隣接する前記モノポールアンテナとの間で位相が９０度ずれ、且つ対向する前記モノポールアンテナとの間で位相が１８０度ずれた電力を供給する給電回路と
を備えたアンテナ装置。
【請求項２】
前記給電線路は、前記ダイポールアンテナ毎に設けられた
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】
前記第１の伝送線路は、前記回転対称軸の軸心上に配置された１つの伝送線路であり、
前記第２の伝送線路は、前記ダイポールアンテナ毎に設けられた４つの伝送線路である
ことを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記ダイポールアンテナ毎に設けられ、対応する前記ダイポールアンテナとの間で複共振を生じる第１の導体を備えた
ことを特徴とする請求項３記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記モノポールアンテナ毎に設けられ、対応する前記モノポールアンテナとの間で複共振を生じる第２の導体を備えた
ことを特徴とする請求項３又は請求項４記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記ダイポールアンテナは、複共振を生じる複数分岐された導体から成る
ことを特徴とする請求項３から請求項５のうちのいずれか１項記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記モノポールアンテナは、複共振を生じる複数分岐された導体から成る
ことを特徴とする請求項３から請求項６のうちのいずれか１項記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、屋外に設置された無線基地局からの電波が届かない屋内、地下街等に設置される小形の無線基地局に好適な水平面無指向性の偏波共用アンテナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話では、屋外に設置された無線基地局を介して通信を行うため、この無線基地局からの電波が届かない屋内、地下街等では通信が途切れてしまう。このため、屋内に設置可能な小形の無線基地局を適切な場所に配置し、通信エリアの補完を行っている。
【０００３】
近年の通信サービスの多様化及び利用者、通信量の増加により、無線基地局のアンテナに求められる要求も高くなってきている。
例えば携帯電話で使用される周波数帯は、従来の８００ＭＨｚ帯、２ＧＨｚ帯に加え、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）で規定される７００ＭＨｚ帯、９００ＭＨｚ帯、１．５ＧＨｚ帯、１．７ＧＨｚ帯も含まれる。このような多周波に対応するアンテナが求められる。
【０００４】
また、トンネルのような細長いエリアをカバーする場合では、水平面において双方向の指向性が求められるが、地下街のような広いエリアをカバーするためには、水平面において無指向性が求められる。
【０００５】
さらに、通信量の増加に対応するため、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉ  Ｏｕｔｐｕｔ）技術による通信の多重化が必要である。なお、屋内の無線基地局には小形化が求められるため、垂直偏波アンテナと水平偏波アンテナを用いた偏波ＭＩＭＯ方式を用いることが多い。
【０００６】
このような要求に対して、ｎ個の垂直偏波用のモノポールアンテナ（以下、垂直偏波アンテナ）及び水平偏波用のダイポールアンテナ（以下、水平偏波アンテナ）を回転対称に配置し、これらを同相励振したアンテナが知られている（例えば特許文献１参照）。この構成により、水平面内において無指向性の放射パターンを得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２０１４／０３４４９０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述の通り、屋内の無線基地局には小形化が求められるため、垂直偏波アンテナと水平偏波アンテナの間隔は十分に確保できない。そのため、地導体となる基板上に垂直偏波アンテナを配置し、水平偏波アンテナを垂直偏波アンテナの上方に配置することが一般的である。
【０００９】
しかしながら、送受信機等の無線機能を司る回路部は基板上に配置されるため、水平偏波アンテナと基板との間に、基板に垂直な給電構造を設ける必要がある。この垂直給電構造は、垂直偏波アンテナに大きな影響を及ぼすという課題がある。特許文献１に開示されたアンテナでは、水平偏波アンテナの給電構造が示されていないが、実用においては同様の課題が生じると考えられる。
【００１０】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、垂直偏波アンテナの上方に水平偏波アンテナを配置した偏波共用アンテナにおいて、垂直偏波アンテナの性能の劣化を回避することができる偏波共用アンテナを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明に係る偏波共用アンテナは、導体板と、導体板上に９０度回転対称となるように配置された４つのモノポールアンテナと、モノポールアンテナの回転対称軸上に配置された第１の伝送線路、及び当該第１の伝送線路に対して折れ曲がって接続された第２の伝送線路を有する給電線路と、給電線路の第２の伝送線路に接続され、導体板に対して平行且つ回転対称軸に対して９０度回転対称となるように配置された４つのダイポールアンテナと、各々のモノポールアンテナに対し、隣接するモノポールアンテナとの間で位相が９０度ずれ、且つ対向するモノポールアンテナとの間で位相が１８０度ずれた電力を供給する給電回路とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、上記のように構成したので、垂直偏波アンテナの上方に水平偏波アンテナを配置した偏波共用アンテナにおいて、垂直偏波アンテナの性能の劣化を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の実施の形態１に係る偏波共用アンテナの構成を示す上面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’線断面図である。
【図３】この発明の実施の形態１における垂直偏波アンテナの配置を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態１における垂直偏波アンテナを同振幅且つ同位相で励振した場合の合成パターンの計算結果を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態１における垂直偏波アンテナを同振幅且つ９０度位相差で励振した場合の合成パターンの計算結果を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態２に係る偏波共用アンテナの構成を示す上面図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ’線断面図である。
【図８】この発明の実施の形態３に係る偏波共用アンテナの構成を示す上面図である。
【図９】図８のＣ−Ｃ’線断面図である。
【図１０】この発明の実施の形態４に係る偏波共用アンテナの構成を示す上面図である。
【図１１】図１０のＤ−Ｄ’断面図である。
【図１２】この発明の実施の形態４における垂直偏波アンテナの別の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る偏波共用アンテナの構成を示す上面図であり、図２は図１のＡ−Ａ’線断面図である。なお図２では給電線路３−４及び水平偏波アンテナ４の図示を省略している。
偏波共用アンテナは、図１，２に示すように、有限の大きさを持つ平板状の導体である導体板１を有している。なお図では、導体板１を正方形状としているが、これに限るものではなく、偏波共用アンテナの外形や設定箇所に合わせて例えば円形又は長方形等のように自由に形を選択することができる。また、以下の説明では、導体板１が地面に対して平行に配置された場合を想定し、導体板１を含む面を水平面と定義する。また、導体板１に対して垂直に電界が振動する場合を垂直偏波、導体板１に対して平行に電界が振動する場合を水平偏波と定義する。
【００１５】
この導体板１上には、導体板１に対して垂直（略垂直の意味を含む）に配置された４つのモノポールアンテナである垂直偏波アンテナ２（２−１〜２−４）が設けられている。この垂直偏波アンテナ２の長さは、偏波共用アンテナで使用する周波数に対する波長の約１／４となるように設定されている。また、各垂直偏波アンテナ２は、導体板１上のある点を通過し且つ導体板１に垂直な軸（回転対称軸Ｏ）に対して、９０度回転対称となるように配置されている。また、各垂直偏波アンテナ２の導体板１との接触端は、導体板１上に形成される第１の給電回路（不図示）にそれぞれ接続される。
この給電回路は、各垂直偏波アンテナ２に対し、隣接する垂直偏波アンテナ２との間で位相が９０度ずれ、且つ対向する垂直偏波アンテナ２との間で位相が１８０度ずれた電力を供給する。なお、各垂直偏波アンテナ２に供給する電力の振幅は同一である。
【００１６】
なお図１，２では、垂直偏波アンテナ２を、導体板１との接触端が円錐状である円筒導体とした場合について示した。しかしながら、これに限るものではなく、例えば、誘電体基板上にエッチング等で垂直偏波アンテナ２をパターン形成し、この誘電体基板を導体板１上に垂直に立てるようにしてもよい。
【００１７】
また、導体板１上には、後述する水平偏波アンテナ４に電力を供給するための４つの給電線路３（３−１〜３−４）が設けられている。この給電線路３は、図２に示すように、Ｌ字状に折れ曲がった伝送線路であり、垂直偏波アンテナ２の回転対称軸Ｏ上に配置された伝送線路（第１の伝送線路）３１と、伝送線路３１に対して折れ曲がって接続された伝送線路（第２の伝送線路）３２とを有している。なお、各伝送線路３１の導体板１との接触端は、導体板１上に形成される第２の給電回路（不図示）にそれぞれ接続される。なお図１，２では、図を見やすくするため、各伝送線路３１の位置を回転対称軸Ｏから離して示しているが、各伝送線路３１の位置は回転対称軸Ｏの軸心に近い方がよい。この給電線路３としては、例えば同軸線路、ストリップ線路、マイクロストリップ線路等、所定の特性インピーダンスを有する線路を用いることができる。
【００１８】
また、各給電線路３の伝送線路３２の先端には、導体板１に対して平行（略平行の意味を含む）に配置された４つのダイポールアンテナである水平偏波アンテナ４（４−１〜４−１）がそれぞれ接続されている。水平偏波アンテナ４は、垂直偏波アンテナ２の上方に配置される。この水平偏波アンテナ４は、線路方向における中心位置に、給電線路３の伝送線路３２の先端が接続されている。この水平偏波アンテナ４は、線路方向における中心位置からの片側の長さが、偏波共用アンテナで使用する周波数に対する波長の約１／４となるように設定されている。また、各水平偏波アンテナ４は、垂直偏波アンテナ２の回転対称軸Ｏに対して９０度回転対称となるように配置されている。
そして、各水平偏波アンテナ４には、第２の給電回路から給電線路３を介して同一の振幅及び同一の位相の電力が供給される。
【００１９】
なお図１，２では、水平偏波アンテナ４を平面導体とした場合について示した。しかしながら、これに限るものではなく、例えば、誘電体基板上にエッチング等で水平偏波アンテナ４をパターン形成するようにしてもよい。
【００２０】
次に、実施の形態１に係る偏波共用アンテナの動作について説明する。
所定の間隔を設けて素子アンテナを配列した場合、その励振振幅及び励振位相を変化させることで様々な放射パターンを形成することができるアレーアンテナが構成される。実施の形態１では、垂直偏波に関しては、４つの垂直偏波アンテナ２を素子アンテナとする４素子円形アレーアンテナが構成される。同様に、水平偏波に関しては、４つの水平偏波アンテナ４を素子アンテナとする４素子円形アレーアンテナが構成される。
【００２１】
また、ダイポールアンテナは、ダイポールアンテナを含む面内において８の字の指向性を有する。
実施の形態１では、ダイポールアンテナである４つの水平偏波アンテナ４を９０度回転対称に配置し、同振幅且つ同位相で励振している。よって、水平面内において無指向性の放射パターンを得ることができる。
【００２２】
一方、モノポールアンテナである４つの垂直偏波アンテナ２は、水平面内において無指向性の放射パターンを有する。ここで、従来のアンテナでは、前述の通り、垂直偏波アンテナが、水平偏波アンテナの垂直給電構造（本願発明の給電線路３の伝送線路３１に相当）の影響により、特にインピーダンスの周波数特性が変化し、所望の動作が得られなくなる。これに対し、実施の形態１では、各垂直偏波アンテナ２を同振幅且つ９０度ずつ位相差を設けて励振することで、上記課題を解決することができる。以下にその原理を詳しく述べる。
【００２３】
４つの垂直偏波アンテナ２を同振幅且つ９０度ずつ位相差を設けて励振すると、例えば図１において対向する垂直偏波アンテナ２−１と垂直偏波アンテナ２−３において励振位相差が１８０°となり、逆相の関係となる。したがって、両アンテナ２−１，２−３から放射される電界の位相が逆相となるため、両アンテナ２−１，２−３からの距離が等しい回転対称軸Ｏで電界が互いに打ち消し合う。同様に、垂直偏波アンテナ２−２と垂直偏波アンテナ２−４との間にも同様のことが成り立つ。すなわち、９０度回転対称に配置した垂直偏波アンテナ２の回転対称軸Ｏ上の電界は０となり、この位置に導体を配置してもアンテナ２の動作には影響しない。この性質を利用し、電界が０となる回転対称軸Ｏ上に給電線路３の伝送線路３１を配置する。これにより、給電線路３の伝送線路３１が垂直偏波アンテナ２の動作に影響することを防ぐことができる。
【００２４】
９０度ずつ位相差を設けて励振をすると、垂直偏波アンテナ２のＳパラメータにも好都合である。説明の便宜上、垂直偏波アンテナ２−１の給電点に対応するポートを第１ポート、垂直偏波アンテナ２−２の給電点に対応するポートを第２ポート、垂直偏波アンテナ２−３の給電点に対応するポートを第３ポート、垂直偏波アンテナ２−４の給電点に対応するポートを第４ポートとし、４つのポートのＳパラメータを定義する。回転対称性から、４つのポートのＳパラメータは等しいため、ここでは第１ポートに対するＳパラメータＳ１のみ示すと次式（１）のようになる。
Ｓ１＝Ｓ１１−Ｓ１３    （１）
ここで、Ｓ１１は垂直偏波アンテナ２−１の反射係数であり、Ｓ１３は垂直偏波アンテナ２−１，２−３間の相互結合である。
【００２５】
すなわち、自身の反射係数と対向する垂直偏波アンテナ２間の相互結合のみでＳパラメータが決定し、隣接する垂直偏波アンテナ２の影響はキャンセルされる。これは多周波化、広帯域化等の広い周波数範囲にわたる設計を行う上で有利に働く。
【００２６】
次に、実施の形態１に係る偏波共用アンテナの放射パターンへの影響について述べる。
図３に示すように、水平面をｘ−ｙ平面にとり、垂直偏波アンテナ２の回転対称軸Ｏを原点とする。また、回転対称軸Ｏから各垂直偏波アンテナ２の距離をｄとする。このとき、水平面内における４素子の合成パターンＥ（φ）は次式（２）のように表すことができる。
2016140046.tif 000003
ここで、Ｅ０は各垂直偏波アンテナ２の電界振幅であり、ξ１〜ξ４は各ポートの励振位相であり、φは水平面内における方位角であり、λは波長である。
【００２７】
式（２）を用いて、距離ｄ＝０．１λ，０．２λ，０．３λ，０．５λとした場合での合成パターンの計算結果を図４，５に示す。図４は各垂直偏波アンテナ２のポートを同振幅且つ同位相で励振した場合、図５は各垂直偏波アンテナ２のポートを同振幅且つ９０度位相差で励振した場合を示している。ここでは放射パターンを比較するため、各々のピーク値で規格化してグラフ化している。
この図４，５に示すように、距離ｄが０．２λ以下の場合では、同振幅且つ同位相で励振した方が水平面内での利得の偏差が小さい。しかしながら、一般的な無指向性の指標となる偏差３ｄＢとなる距離ｄを比較すると、どちらの場合もｄ＝０．３λ程度となることがわかる。すなわち、９０度位相差で励振した場合でも水平面内での利得偏差特性は同等であるといえる。
【００２８】
以上のように、この実施の形態１によれば、４つの垂直偏波アンテナ２を同振幅且つ９０度位相差を設けて励振して回転対称軸Ｏ上の電界を０とし、この回転対称軸Ｏ上に水平偏波アンテナ４の給電線路３の伝送線路３１を配置するように構成したので、垂直偏波アンテナ２の上方に水平偏波アンテナ４を配置した偏波共用アンテナにおいて、垂直偏波アンテナ２と水平偏波アンテナ４の垂直給電構造（給電線路３の伝送線路３１）とが近接していても、垂直偏波アンテナ２の性能の劣化を回避することができる。
さらに、各垂直偏波アンテナ２のＳパラメータは、自身の反射係数と対向する垂直偏波アンテナ２間の相互結合のみで決定されるため、広い周波数範囲にわたって設計しやすくなる。
【００２９】
実施の形態２．
図６はこの発明の実施の形態２に係る偏波共用アンテナの構成を示す上面図であり、図７は図６のＢ−Ｂ’線断面図である。なお図７では水平偏波アンテナ４の図示を省略している。この図６，７に示す実施の形態２に係る偏波共用アンテナは、図１，２に示す実施の形態１に係る偏波共用アンテナの給電線路３を給電線路３ｂに置き換えたものである。その他の構成は同様であり、同一の符号を付して異なる部分についてのみ説明する。
【００３０】
給電線路３ｂは、実施の形態１の給電線路３と同様の機能を有するものである。この給電線路３ｂは、図６，７に示すように、１つの伝送線路３３及び４つの伝送線路３４（３４−１〜３４−４）から構成されている。
【００３１】
伝送線路（第１の伝送線路）３３は、実施の形態１における各給電線路３の伝送線路３１に対応するものであり、導体板１の回転対称軸Ｏの軸心上に配置されている。この伝送線路３３の導体板１との接触端は、導体板１上に形成される第２の給電回路（不図示）に接続される。
伝送線路（第２の伝送線路）３４は、実施の形態１における給電線路３の伝送線路３２に対応するものであり、水平偏波アンテナ４毎に設けられ、一端が伝送線路３３に接続され、他端が対応する水平偏波アンテナ４に接続される。
【００３２】
伝送線路３３は例えば同軸線路で構成され、また、伝送線路３４は例えばマイクロストリップ線路で構成される。この場合、図７に示すように、伝送線路３３の内導体３３１と伝送線路３４の信号線３４１（３４１−１〜３４１−４）とが電気的に接続され、伝送線路３３の外導体３３２と伝送線路３４のグランド３４２（３４２−１〜３４２−４）とが電気的に接続される。
伝送線路３４は板金等で構成することも可能であるが、図６，７に示すように、誘電体基板５上にエッチング等を用いてパターン形成する方がよい。
この場合、水平偏波アンテナ４のうち、給電線路３ｂとの接続位置を中心に対して片側を誘電体基板５の一方の面上に形成し、もう片側を誘電体基板５の他方の面上に形成することができる。これにより、水平偏波アンテナ４と伝送線路３４とを誘電体基板５上に一体形成できる。
【００３３】
そして、実施の形態１と同様に、水平偏波アンテナ４は同振幅且つ同位相で励振される。この際、実施の形態１における各給電線路３の伝送線路３１を実施の形態２における給電線路３ｂの１つの伝送線路３３とし、実施の形態１における各給電線路３の伝送線路３２を実施の形態２における給電線路３ｂの４つの伝送線路３４としても動作原理に違いは無い。
また、図６，７のように構成することで、給電線路３ｂの伝送線路３３を回転対称軸Ｏの軸心上に配置することができるため、垂直偏波アンテナ２への影響をより小さくすることができる。
【００３４】
また、水平偏波アンテナ４はダイポールアンテナであるため、不平衡系の伝送線路で給電する場合にはバラン（平衡−不平衡変換線路）が必要である。そこで、図６に示すように、伝送線路３４のグランド３４２をテーパ状とすることでバランとして動作させる。これにより、不平衡系の伝送線路で給電する場合の性能劣化を抑えることができる。
【００３５】
以上のように、この実施の形態２によれば、実施の形態１における各給電線路３の伝送線路３１を１つの伝送線路３３にまとめた給電線路３ｂを用いたので、実施の形態１に対し、回転対称軸Ｏの軸心上に垂直給電構造（給電線路３ｂの伝送線路３３）を配置できるため、垂直偏波アンテナ２への影響をさらに低減した偏波共用アンテナを得ることができる。
【００３６】
また、伝送線路３４をバランとして動作させることができるので、平衡系アンテナであるダイポールアンテナ（水平偏波アンテナ４）の性能を劣化させない偏波共用アンテナを得ることができる。
【００３７】
実施の形態３．
図８はこの発明の実施の形態３に係る偏波共用アンテナの構成を示す上面図であり、図９は図８のＣ−Ｃ’線断面図である。なお図９では水平偏波アンテナ４の図示を省略している。この図８，９に示す実施の形態３に係る偏波共用アンテナは、図６，７に示す実施の形態２に係る偏波共用アンテナに非励振素子（第１の導体）６（６−１〜６−４）及び非励振素子（第２の導体）７（７−１〜７−４）を追加したものである。その他の構成は同様であり、同一の符号を付して異なる部分についてのみ説明を行う。
【００３８】
非励振素子６は、各垂直偏波アンテナ２の周囲に配置され、対応する垂直偏波アンテナ２との間で複共振を生じるものである。この非励振素子６は、導体板１に対して垂直（略垂直の意味を含む）に配置されている。この非励振素子６の長さは、偏波共用アンテナで使用する周波数であり且つ垂直偏波アンテナ２で扱う周波数とは異なる周波数に対する波長の約１／４となるように設定されている。また、各非励振素子６の導体板１との接触端は、導体板１に電気的に接続されている。非励振素子６と対応する垂直偏波アンテナ２との距離は、非励振素子６と垂直偏波アンテナ２が電気的に結合するように設定されている。また、対称性のため、非励振素子６は、垂直偏波アンテナ２の回転対称軸Ｏに対して９０度回転対称となるように配置されるのが望ましい。
【００３９】
非励振素子７は、各水平偏波アンテナ４の周囲に配置され、対応する水平偏波アンテナ４との間で複共振を生じるものである。この非励振素子７は、水平偏波アンテナ４に対して平行（略平行の意味を含む）に配置されている。また、非励振素子７の線路方向における中心位置と、対応する水平偏波アンテナ４の線路方向における中心位置は合わせられている。この非励振素子７は、線路方向における中心位置からの片側の長さが、偏波共用アンテナで使用する周波数であり且つ水平偏波アンテナ４で扱う周波数とは異なる周波数に対する波長の約１／４となるように設定されている。また、非励振素子７と水平偏波アンテナ４との距離は、非励振素子７と水平偏波アンテナ４が電気的に結合するように設定されている。また、対称性のため、非励振素子７は、垂直偏波アンテナ２の回転対称軸Ｏに対して９０度回転対称となるように配置されるのが望ましい。
【００４０】
一般に、非励振素子の形状、及びアンテナと非励振素子との間隔を適切に設計することで、アンテナと非励振素子の電磁結合によって複共振特性が得られる。図８，９に示す非励振素子６，７では、垂直偏波アンテナ２及び水平偏波アンテナ４の長さに比べて短く設定されている。この場合、垂直偏波アンテナ２及び水平偏波アンテナ４の共振周波数ｆ１よりも高い周波数ｆ２において、非励振素子６，７が共振する２共振特性が得られる。
【００４１】
なお、垂直偏波アンテナ２及び水平偏波アンテナ４に設ける非励振素子６，７の数は上記に限るものではなく、長さの異なる非励振素子６，７を複数設けてもよい。この際、長さの異なる非励振素子６，７の数をＮとすると、（Ｎ＋１）個の複共振特性が得られる。
【００４２】
なお、図８，９では、非励振素子７は水平偏波アンテナ４の上方に配置されている。しかしながら、これに限るものではなく、水平偏波アンテナ４と電磁結合する位置であればよく、水平偏波アンテナ４の下方又は同一平面上に配置されていてもよい。
【００４３】
また上記では、垂直偏波アンテナ２の周囲に非励振素子６を設け、且つ、水平偏波アンテナ４の周囲に非励振素子７を設けた場合について示した。しかしながら、これに限るものではなく、垂直偏波アンテナ２の周囲にのみ非励振素子６を設けてもよいし、水平偏波アンテナ４の周囲にのみ非励振素子７を設けてもよい。
【００４４】
以上のように、この実施の形態３によれば、垂直偏波アンテナ２との間で複共振を生じる非励振素子６を設け、水平偏波アンテナ４との間で複共振を生じる非励振素子７を設けたので、実施の形態２における効果に加え、複共振特性が得られるので、複数の周波数帯で動作する偏波共用アンテナを得ることができる。
【００４５】
実施の形態４．
図１０はこの発明の実施の形態４に係る偏波共用アンテナの構成を示す上面図であり、図１１は図１０のＤ−Ｄ’線断面図である。この図１０，１１に示す実施の形態４に係る偏波共用アンテナは、図６，７に示す実施の形態２に係る偏波共用アンテナの垂直偏波アンテナ２及び水平偏波アンテナ４を、それぞれ垂直偏波アンテナ２ｂ（２ｂ−１〜２ｂ−４）及び水平偏波アンテナ４ｂ（４ｂ−１〜４ｂ−４）に置き換えたものである。その他の構成は同様であり、同一の符号を付して異なる部分についてのみ説明を行う。
【００４６】
垂直偏波アンテナ２ｂは、所定の幅を有する板状のモノポールアンテナであり、導体板１上に垂直（略垂直の意味を含む）に配置されている。この垂直偏波アンテナ２ｂは、誘電体基板８（８−１〜８−４）上にエッチング等によりパターン形成される。また、この垂直偏波アンテナ２ｂは、図１１に示すように、一部分に溝が設けられて分岐した複数の導体２１（２１−１〜２１−４），２２（２２−１〜２２−４）を有している。分岐された各導体２１，２２の長さはそれぞれ、偏波共用アンテナで使用する異なる周波数に対する波長の約１／４となるように設定されている。また、各垂直偏波アンテナ２ｂは、導体板１上のある点を通過し且つ導体板１に垂直な軸（回転対称軸Ｏ）に対して、９０度回転対称となるように配置されている。また、垂直偏波アンテナ２ｂの導体板１との接触端は、導体板１上に形成される第１の給電回路（不図示）にそれぞれ接続される。
この第１の給電回路は、各垂直偏波アンテナ２ｂに対し、隣接する垂直偏波アンテナ２ｂとの間で位相が９０度ずれ、且つ対向する垂直偏波アンテナ２ｂとの間で位相が１８０度ずれた電力を供給する。なお、各垂直偏波アンテナ２ｂに供給する電力の振幅は同一である。
【００４７】
なお図１１では、垂直偏波アンテナ２ｂの導体板１との接触端をテーパ状に構体した場合について示した。しかしながら、これに限るものではなく、例えば図１２に示すように、上記接触端を矩形状としもよい。
また、分岐する導体２１，２２の幅は図１１に示す幅に限らず、例えば図１２に示すように細くしてもよい。
【００４８】
水平偏波アンテナ４ｂは、ダイポールアンテナであり、導体板１に対して平行（略平行の意味を含む）に配置されている。この水平偏波アンテナ４ｂは、線路方向における中心位置に、対応する給電線路３ｂの伝送線路３４の先端が接続されている。この水平偏波アンテナ４ｂは、図１０に示すように、一部分に溝が設けられて分岐した複数の導体４１（４１−１〜４１−４），４２（４２−１〜４２−４）を有している。この水平偏波アンテナ４ｂは線対称に構成されている。分岐された各導体４１，４２は、線路方向における中心位置からの片側の長さがそれぞれ、偏波共用アンテナで使用する異なる周波数に対する波長の約１／４となるように設定されている。また、各水平偏波アンテナ４ｂは、垂直偏波アンテナ２の回転対称軸Ｏに対して、９０度回転対称となるように配置されている。
また、この水平偏波アンテナ４ｂは、線路方向における中心位置から片側が誘電体基板５の上面に形成されて、伝送線路３４の信号線３４１に接続される。また、水平偏波アンテナ４ｂの線路方向における中心位置からもう片側が誘電体基板５の下面に形成されて、伝送線路３４のグランド３４２に接続される。
そして、各水平偏波アンテナ４ｂには、第２の給電回路から給電線路３ｂを介して同一の振幅及び同一の位相の電力が供給される。
【００４９】
一般に、モノポールアンテナ及びダイポールアンテナのような線状アンテナでは、導体を分岐させることによって複共振特性を得ることができる。図１０，１１の垂直偏波アンテナ２ｂでは、２つに分岐した導体２１，２２を有し、一方の導体２１の長さは周波数ｆ１に対する波長の約１／４の長さに設定され、他方の導体２２の長さは一方の導体２１よりも短く周波数ｆ２に対する波長の１／４の長さに設定されている。この場合、ｆ２＞ｆ１の関係を有する２共振特性が得られる。図１０，１１の水平偏波アンテナ４ｂについても同様である。
【００５０】
なお上記では、垂直偏波アンテナ２ｂと水平偏波アンテナ４ｂの分岐数をそれぞれ２つとした場合について示した。しかしながら、これに限るものではなく、分岐数は２以上でもよい。この際、分岐数をＭとするとＭ個の複共振特性が得られる。
【００５１】
また上記では、垂直偏波アンテナ２ｂを分岐させ、且つ、水平偏波アンテナ４ｂを分岐させた場合について示した。しかしながら、これに限るものではなく、垂直偏波アンテナ２ｂのみを分岐させてもよいし、水平偏波アンテナ４ｂのみを分岐させてもよい。
【００５２】
以上のように、この実施の形態４によれば、垂直偏波アンテナ２ｂを、複共振を生じる複数分岐した導体２１，２２から構成し、水平偏波アンテナ４ｂを、複共振を生じる複数分岐した導体４１，４２から構成したので、実施の形態２における効果に加え、励振されるアンテナ２ｂ，４ｂ自身に複共振特性を持たせることができるので、複数の周波数に対応した偏波共用アンテナを得ることができる。
【００５３】
また、実施の形態３の構成と実施の形態４の構成を組み合わせることも可能である。これにより、対応周波数をさらに増加させることができる。
【００５４】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１  導体板、２，２ｂ  垂直偏波アンテナ、３，３ｂ  給電線路、４，４ｂ  水平偏波アンテナ、５，８  誘電体基板、６  非励振素子（第１の導体）、７  非励振素子（第２の導体）、２１，２２，４１，４２  導体、３１，３３  伝送線路（第１の伝送線路）、３２，３４  伝送線路（第２の伝送線路）、３３１  内導体、３３２  外導体、３４１  信号線、３４２  グランド。
【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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