(57)【要約】【課題】複数のアンテナ素子間の干渉を低減することができるアンテナ装置を得ることを目的とする。【解決手段】周波数設定器４が、アンテナ素子２の動作周波数をプラズマアンテナ素子３のプラズマ周波数より高い周波数に設定するとともに、プラズマアンテナ素子３の動作周波数をプラズマ周波数より低い周波数に設定するように構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のアンテナ素子と、
前記第１のアンテナ素子が設置されている構造物と同一の構造物上に設置され、内部にガスが封入されているプラズマアンテナ素子である第２のアンテナ素子と、
前記第１のアンテナ素子の動作周波数を前記第２のアンテナ素子のプラズマ周波数より高い周波数に設定するとともに、前記第２のアンテナ素子の動作周波数を前記プラズマ周波数より低い周波数に設定する周波数設定手段と
を備えたアンテナ装置。
【請求項２】
前記第２のアンテナ素子の内部に封入されているガスを電離してプラズマを励起させることで、前記第２のアンテナ素子をアンテナとして動作させるアンテナ駆動手段を備え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のアンテナ素子が前記構造物上に複数個設置されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記第２のアンテナ素子が前記構造物上に複数個設置されていることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記構造物が平板状の金属板で構成されており、
前記第１及び第２のアンテナ素子が前記金属板の上面に設置されていることを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記第１及び第２のアンテナ素子が送受信する電波の方向が前記金属板の上面に対して垂直な方向になるように、前記第１及び第２のアンテナ素子が途中で折り曲げられており、
前記第２のアンテナ素子の高さが、前記第１のアンテナ素子の高さより高いことを特徴とする請求項５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、複数の周波数の電波を送受信することが可能なアンテナ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電波を用いたサービスやシステムの多様化により、複数の周波数の電波を送受信することが可能なアンテナ装置の開発が望まれている。
一方、防衛などの分野では、ステルス性を高めるために、プラズマアンテナ素子を搭載しているアンテナ装置が開発されている。
以下の特許文献１には、アンテナ特性を高める工夫が施されているプラズマアンテナ素子が開示されている。
ただし、特許文献１には、複数の周波数の電波を送受信できるように、複数のアンテナ素子を搭載したときに、複数のアンテナ素子間の干渉を低減する方法については開示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１４８０２５号公報（段落番号［００１０］、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のアンテナ装置は以上のように構成されているので、アンテナ特性が高いプラズマアンテナ素子を搭載することができるが、複数の周波数の電波を送受信できるように、複数のアンテナ素子を搭載したときに、複数のアンテナ素子が互いに干渉してしまう課題があった。
【０００５】
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、複数のアンテナ素子間の干渉を低減することができるアンテナ装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係るアンテナ装置は、第１のアンテナ素子と、第１のアンテナ素子が設置されている構造物と同一の構造物上に設置され、内部にガスが封入されているプラズマアンテナ素子である第２のアンテナ素子とを設け、周波数設定手段が、第１のアンテナ素子の動作周波数を第２のアンテナ素子のプラズマ周波数より高い周波数に設定するとともに、第２のアンテナ素子の動作周波数をプラズマ周波数より低い周波数に設定するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、周波数設定手段が、第１のアンテナ素子の動作周波数を第２のアンテナ素子のプラズマ周波数より高い周波数に設定するとともに、第２のアンテナ素子の動作周波数をプラズマ周波数より低い周波数に設定するように構成したので、第１のアンテナ素子と第２のアンテナ素子間の干渉を低減することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１によるアンテナ装置を示す構成図である。
【図２】平面波（電波）がプラズマに入射された場合の反射電力の周波数特性を示す説明図である。
【図３】この発明の実施の形態２によるアンテナ装置を示す斜視図である。
【図４】この発明の実施の形態３によるアンテナ装置を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるアンテナ装置を示す構成図である。
図１において、構造物１は例えば金属板などで構成されており、アンテナ素子２やプラズマアンテナ素子３を保持している。
第１のアンテナ素子であるアンテナ素子２は例えば金属などで形成されているポール状のアンテナであり、構造物１上に設置されている。
第２のアンテナ素子であるプラズマアンテナ素子３は内部に電離性ガスが封入されており、その電離性ガスが電離されることでプラズマが励起されると、アンテナとしての動作が可能になる。プラズマアンテナ素子３はアンテナ素子２が設置されている構造物１と同一の構造物上に設置されている。
【００１０】
周波数設定器４はアンテナ素子２及びプラズマアンテナ素子３の動作周波数を設定する設定器であり、アンテナ素子２の動作周波数をプラズマアンテナ素子３のプラズマ周波数より高い周波数に設定するとともに、プラズマアンテナ素子３の動作周波数をプラズマ周波数より低い周波数に設定する。なお、周波数設定器４は周波数設定手段を構成している。
アンテナ駆動部５はプラズマアンテナ素子３のオン状態（プラズマアンテナ素子３をアンテナとして動作させる状態）と、オフ状態（プラズマアンテナ素子３をアンテナとして動作させない状態）とを切り替える制御部であり、プラズマアンテナ素子３をオン状態に設定する場合、プラズマアンテナ素子３の内部に封入されている電離性ガスを電離することでプラズマを励起させ、プラズマアンテナ素子３をオフ状態に設定する場合、プラズマアンテナ素子３の内部に封入されている電離性ガスを電離させないようにする。なお、アンテナ駆動部５はアンテナ駆動手段を構成している。
【００１１】
次に動作について説明する。
図２は平面波（電波）がプラズマに入射された場合の反射電力の周波数特性を示す説明図である。
図２において、プラズマ周波数は、プラズマが時間変化に追随して動ける限界の周波数である。
このため、プラズマ周波数より低い周波数では、電波が有する電場に応じてプラズマが動くため、電場がプラズマに侵入できなくなり、プラズマは、金属と同等の振る舞いになる。
一方、プラズマ周波数より高い周波数では、電波が有する電場に応じてプラズマが動くことがないため、電場がプラズマに侵入することができ、プラズマは、誘電体と同等の振る舞いになる。
【００１２】
即ち、プラズマが励起しているオン状態の場合と、プラズマが励起していないオフ状態の場合において、電波がプラズマに入射されたときの電波の反射電力を比較すると、プラズマ周波数より低い周波数では、オン状態のときの反射電力が、オフ状態のときの反射電力より高くなる。
一方、プラズマ周波数より高い周波数では、オン状態のときの反射電力と、オフ状態のときの反射電力との差がほぼ無くなる。
このことは、プラズマ周波数より低い周波数では、プラズマが金属と同等の振る舞いになり、プラズマ周波数より高い周波数では、プラズマが誘電体と同等の振る舞いになることを表している。
【００１３】
したがって、プラズマ周波数より低い周波数で、プラズマアンテナ素子３の内部のプラズマを励起すれば、内部のプラズマを金属として扱うことができるため、プラズマアンテナ素子３を金属アンテナとして使用することができる。
そこで、周波数設定器４は、プラズマアンテナ素子３の動作周波数をプラズマ周波数より低い周波数に設定する。
また、周波数設定器４は、アンテナ素子２とプラズマアンテナ素子３が互いに干渉しないようにするため、アンテナ素子２の動作周波数をプラズマ周波数より高い周波数に設定する。
【００１４】
アンテナ駆動部５は、２つの周波数の電波を送受信する場合、プラズマアンテナ素子３の内部に封入されている電離性ガスを電離してプラズマを励起させることで（電離性ガスを電離してプラズマを励起させる方法自体は公知の技術であるため詳細な説明を省略する）、プラズマアンテナ素子３をオン状態に設定する。
一方、１つの周波数の電波だけを送受信する場合、プラズマアンテナ素子３の内部に封入されている電離性ガスを電離させずに、プラズマアンテナ素子３をオフ状態に設定する。
【００１５】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、周波数設定器４が、アンテナ素子２の動作周波数をプラズマアンテナ素子３のプラズマ周波数より高い周波数に設定するとともに、プラズマアンテナ素子３の動作周波数をプラズマ周波数より低い周波数に設定するように構成したので、アンテナ素子２とプラズマアンテナ素子３間の干渉を低減することができる効果を奏する。
【００１６】
実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２によるアンテナ装置を示す斜視図であり、図３において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
金属板１１は平板状の構造物であり、図１の構造物１に相当する。
第１のアンテナ素子であるアンテナ素子１２は例えば金属などで形成されているアンテナであり、金属板１１の上面に設置されている。
アンテナ素子１２は図１のアンテナ素子２と同等のアンテナ素子であるが、アンテナ素子１２は送受信する電波の方向が金属板１１の上面に対して垂直な方向（図中、矢印の方向）になるように、途中で折り曲げられている。
【００１７】
第２のアンテナ素子であるプラズマアンテナ素子１３はアンテナ素子１２が設置されている金属板１１と同一の金属板上に設置されている。
プラズマアンテナ素子１３は図１のプラズマアンテナ素子３と同等のアンテナ素子であるが、プラズマアンテナ素子１３は送受信する電波の方向が金属板１１の上面に対して垂直な方向（図中、矢印の方向）になるように、途中で折り曲げられている。
なお、動作周波数がプラズマ周波数より低いプラズマアンテナ素子１３の高さＨ１３が、動作周波数がプラズマ周波数より高いアンテナ素子１２の高さＨ１２より高くなっている（Ｈ１２＜Ｈ１３）。
【００１８】
次に動作について説明する。
上記実施の形態１で説明したように、プラズマ周波数より低い周波数で、プラズマアンテナ素子１３の内部のプラズマを励起すれば、内部のプラズマを金属として扱うことができるため、プラズマアンテナ素子１３を金属アンテナとして使用することができる。
そこで、周波数設定器４は、プラズマアンテナ素子１３の動作周波数をプラズマ周波数より低い周波数に設定する。
また、周波数設定器１４は、アンテナ素子１２とプラズマアンテナ素子１３が互いに干渉しないようにするため、アンテナ素子１２の動作周波数をプラズマ周波数より高い周波数に設定する。
【００１９】
アンテナ駆動部１５は、２つの周波数の電波を送受信する場合、プラズマアンテナ素子１３の内部に封入されている電離性ガスを電離してプラズマを励起させることで、プラズマアンテナ素子１３をオン状態に設定する。
一方、１つの周波数の電波だけを送受信する場合、プラズマアンテナ素子１３の内部に封入されている電離性ガスを電離させずに、プラズマアンテナ素子１３をオフ状態に設定する。
【００２０】
以上で明らかなように、この実施の形態２によれば、周波数設定器４が、アンテナ素子１２の動作周波数をプラズマアンテナ素子１３のプラズマ周波数より高い周波数に設定するとともに、プラズマアンテナ素子１３の動作周波数をプラズマ周波数より低い周波数に設定するように構成したので、アンテナ素子１２とプラズマアンテナ素子１３間の干渉を低減することができる効果を奏する。
【００２１】
実施の形態３．
図４はこの発明の実施の形態３によるアンテナ装置を示す斜視図であり、図４において、図３と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
上記実施の形態２では、１つのアンテナ素子１２と、１つのプラズマアンテナ素子１３が、金属板１１の上面に設置されているものを示したが、図４に示すように、複数のアンテナ素子１２と複数のプラズマアンテナ素子１３とが、金属板１１の上面に設置されていてもよい。
【００２２】
この場合、複数のアンテナ素子１２をアレーアンテナとして使用することができ、また、複数のプラズマアンテナ素子１３をアレーアンテナとして使用することができる。
ここでは、アンテナ素子１２とプラズマアンテナ素子１３の双方を複数個設置している例を示しているが、アンテナ素子１２を複数個設置して、プラズマアンテナ素子１３を１つ設置するようにしてもよい。
また、プラズマアンテナ素子１３を複数個設置して、アンテナ素子１２を１つ設置するようにしてもよい。
【００２３】
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】
【００２４】
１  構造物、２  アンテナ素子（第１のアンテナ素子）、３  プラズマアンテナ素子（第２のアンテナ素子）、４  周波数設定器（周波数設定手段）、５  アンテナ駆動部（アンテナ駆動手段）、１１  金属板（構造物）、１２  アンテナ素子（第１のアンテナ素子）、１３  プラズマアンテナ素子（第２のアンテナ素子）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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