(57)【要約】【課題】垂直偏波の水平面内ビーム幅と水平偏波の水平面内ビーム幅との差を小さくできる偏波共用アレーアンテナを提供する。【解決手段】円筒状反射器４００と、円筒状反射器の周りに配置されている垂直偏波用ダイポールアンテナ１００Ｘと、円筒状反射器の周りに配置されている第１と第２の水平偏波用半波長ダイポールアンテナ２１０Ｘ，２２０Ｘと、円筒状反射器に固定されている平面反射器３００Ｘとを含み、隣り合う垂直偏波用半波長ダイポールアンテナの中心点間距離は共振周波数に対応する波長λの１／２の長さであり、各垂直偏波用半波長ダイポールアンテナに対して、その中心点から、一対の第１と第２の水平偏波用半波長ダイポールアンテナが、波長λの１／４の長さずつ離れて配置されており、垂直偏波用半波長ダイポールアンテナのそれぞれの中心点は、円筒状反射器の反射面から波長λの１／４の長さ離れている。【選択図】図１
2017034452.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大地に対して垂直方向の中心軸線を持つ円筒状反射器と、
上記円筒状反射器の周りに等間隔に配置されている垂直偏波用半波長ダイポールアンテナと、
上記垂直偏波用半波長ダイポールアンテナの共振周波数と同じ共振周波数を持ち、上記円筒状反射器の周りに等間隔に配置されている第１の水平偏波用半波長ダイポールアンテナと、
上記垂直偏波用半波長ダイポールアンテナの共振周波数と同じ共振周波数を持ち、上記円筒状反射器の周りに等間隔に配置されている第２の水平偏波用半波長ダイポールアンテナと、
上記中心軸線から放射状に延びる方向に沿って、上記円筒状反射器に固定されている平面反射器と
を含み、
隣り合う上記垂直偏波用半波長ダイポールアンテナの中心点間距離は、上記共振周波数に対応する波長の１／２の長さであり、
上記垂直偏波用半波長ダイポールアンテナのそれぞれに対して、上記第１の水平偏波用半波長ダイポールアンテナのうちの１個と上記第２の水平偏波用半波長ダイポールアンテナのうちの１個とが、対応する上記垂直偏波用半波長ダイポールアンテナの中心点から、大地に対して垂直方向に、上記共振周波数に対応する波長の１／４の長さずつ離れて配置されており、
隣り合う上記垂直偏波用半波長ダイポールアンテナの間に上記平面反射器が配置されており、
上記垂直偏波用半波長ダイポールアンテナのそれぞれの中心点は、上記円筒状反射器の反射面から上記共振周波数に対応する波長の１／４の長さ離れている
偏波共用アレーアンテナ。
【請求項２】
請求項１に記載の偏波共用アレーアンテナにおいて、
上記平面反射器のそれぞれの、大地に対して垂直方向の長さは、上記共振周波数に対応する波長の0.75倍以上1倍以下である
ことを特徴とする偏波共用アレーアンテナ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の偏波共用アレーアンテナにおいて、
上記平面反射器のそれぞれの、大地に対して平行方向の長さは、上記共振周波数に対応する波長の0.20倍以上である
ことを特徴とする偏波共用アレーアンテナ。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の偏波共用アレーアンテナにおいて、
上記第１の水平偏波用半波長ダイポールアンテナのアンテナ素子が大地と平行な面内で湾曲または屈曲しており、
上記第２の水平偏波用半波長ダイポールアンテナのアンテナ素子が大地と平行な面内で湾曲または屈曲している
ことを特徴とする偏波共用アレーアンテナ。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の偏波共用アレーアンテナにおいて、
給電される上記垂直偏波用半波長ダイポールアンテナの数は、一つまたは複数であり、
給電された上記垂直偏波用半波長ダイポールアンテナのそれぞれに対応する上記第１及び第２の水平偏波用半波長ダイポールアンテナも給電される
ことを特徴とする偏波共用アレーアンテナ。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の偏波共用アレーアンテナにおいて、
上記平面反射器はそれぞれ、両隣の垂直偏波用半波長ダイポールアンテナから等距離の位置に配置されている
ことを特徴とする偏波共用アレーアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体無線通信や固定無線通信などに利用可能な偏波共用アレーアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、移動体通信用基地局アンテナでは、周波数利用効率と無線伝送速度をあげるMIMO（multiple-input and multiple-output）技術が採用されている。MIMO技術によると、多くのアンテナが必要であるが、基地局アンテナを設置するスペースの制約を考慮して、直交する垂直偏波と水平偏波を共用する偏波共用アンテナが多く使われている。しかし、大地と垂直に配置された垂直偏波用ダイポールアンテナと大地と水平に配置された水平偏波用ダイポールアンテナとで構成され、同じ反射器を利用する偏波共用アンテナによると、垂直偏波用ダイポールアンテナの水平面内ビーム幅と水平偏波用ダイポールアンテナの水平面内ビーム幅とが異なることが知られている。このため、このような偏波共用アンテナにおいて両者の水平面内ビーム幅をできるだけ一致させるために、様々な技術が開発されている（例えば特許文献１、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平09-98019号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】木村泰子、恵比根佳雄、“移動通信における基地局用３セクタ偏波ダイバーシチアンテナの狭ビーム化”、信学技報、AP2005-94、pp.623-67、Oct.2005.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
信号処理によってアンテナの指向性を柔軟に変更しサービスエリアの最適化を行う技術が注目されている。本技術によって、周波数リソースの再配分が行え、通信品質の向上につながる。
【０００６】
そこで、本発明は、アンテナの指向性を変更できるアレーアンテナでありながら、垂直偏波の水平面内ビーム幅と水平偏波の水平面内ビーム幅との差を小さくできる偏波共用アレーアンテナを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の偏波共用アレーアンテナは、大地に対して垂直方向の中心軸線を持つ円筒状反射器と、円筒状反射器の周りに等間隔に配置されている垂直偏波用半波長ダイポールアンテナと、垂直偏波用半波長ダイポールアンテナの共振周波数と同じ共振周波数を持ち、円筒状反射器の周りに等間隔に配置されている第１の水平偏波用半波長ダイポールアンテナと、垂直偏波用半波長ダイポールアンテナの共振周波数と同じ共振周波数を持ち、円筒状反射器の周りに等間隔に配置されている第２の水平偏波用半波長ダイポールアンテナと、中心軸線から放射状に延びる方向に沿って、円筒状反射器に固定されている平面反射器とを含み、隣り合う垂直偏波用半波長ダイポールアンテナの中心点間距離は、共振周波数に対応する波長の１／２の長さであり、垂直偏波用半波長ダイポールアンテナのそれぞれに対して、第１の水平偏波用半波長ダイポールアンテナのうちの１個と第２の水平偏波用半波長ダイポールアンテナのうちの１個とが、対応する垂直偏波用半波長ダイポールアンテナの中心点から、大地に対して垂直方向に、共振周波数に対応する波長の１／４の長さずつ離れて配置されており、隣り合う垂直偏波用半波長ダイポールアンテナの間に平面反射器が配置されており、垂直偏波用半波長ダイポールアンテナのそれぞれの中心点は、円筒状反射器の反射面から共振周波数に対応する波長の１／４の長さ離れている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に拠れば、アンテナの指向性を変更できるアレーアンテナでありながら、垂直偏波の水平面内ビーム幅と水平偏波の水平面内ビーム幅との差を小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態の偏波共用アレーアンテナの斜視図。
【図２】実施形態の偏波共用アレーアンテナの正面図。
【図３】実施形態の偏波共用アレーアンテナの平面図。
【図４】実施形態の偏波共用アレーアンテナの指向性（Ｈ＝１λ、Ｗ＝０．２５λ）。（ａ）垂直偏波。（ｂ）水平偏波。
【図５】実施形態の偏波共用アレーアンテナのアンテナ特性（Ｗ＝０．２５λ）。（ａ）利得。（ｂ）ビーム幅。
【図６】実施形態の偏波共用アレーアンテナのアンテナ特性（Ｈ＝１λ）。（ａ）利得。（ｂ）ビーム幅。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、図１〜図３は本発明の実施形態を説明するためのものであり、図１〜図３に示された偏波共用アレーアンテナの各構成要素の寸法は必ずしも正確ではないことに留意されたい。
【００１１】
＜偏波共用アレーアンテナの構成要素＞
図１〜図３に示すように、本実施形態の偏波共用アレーアンテナ１は、記号Ｘが記号の集合{Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ}の各元を表すとして、
１）大地に対して垂直方向の中心軸線４０１を持つ１個の円筒状反射器４００と、
２）円筒状反射器４００の周りに等間隔に配置されているＮ個の垂直偏波用半波長ダイポールアンテナ１００Ｘと、
３）垂直偏波用半波長ダイポールアンテナ１００Ｘの共振周波数ｆと同じ共振周波数を持ち、円筒状反射器４００の周りに等間隔に配置されているＮ個の第１の水平偏波用半波長ダイポールアンテナ２１０Ｘと、
４）上記共振周波数ｆと同じ共振周波数を持ち、円筒状反射器４００の周りに等間隔に配置されているＮ個の第２の水平偏波用半波長ダイポールアンテナ２２０Ｘと、
５）円筒状反射器４００の中心軸線から放射状に延びる方向に沿って、円筒状反射器４００に固定されているＮ個の平面反射器３００Ｘと
を含んでいる。ただし、図１〜図３ではＮ＝６の場合を例示している。
【００１２】
＜円筒状反射器＞
円筒状反射器４００は、中心軸線４０１に向かう表面（つまり内表面）とは反対の表面（つまり外表面）を電磁波の反射面として持てば十分であり、この他の条件に特段の限定は無いが、例えば、肉薄の金属で形成される。
【００１３】
＜垂直偏波用半波長ダイポールアンテナ＞
Ｎ個の垂直偏波用半波長ダイポールアンテナ１００Ｘは、隣り合う垂直偏波用半波長ダイポールアンテナ１００Ｘの中心点間の直線距離が共振周波数ｆに対応する波長λのおおむね１／２の長さとなるように、かつ、Ｎ個の垂直偏波用半波長ダイポールアンテナ１００Ｘの中心点が大地と平行な一つの面Ｐ（図示せず）内に在るように、円筒状反射器４００の周りに配置されている。
【００１４】
各垂直偏波用半波長ダイポールアンテナ１００Ｘは、大地と垂直な直線に沿って間隔を少し開けて配置された一対のアンテナ素子（図１〜図３では、ダイポールアンテナの構成は周知であり、また、図が煩雑になることを避けるため、アンテナ素子に符号を附していない）と、一対の給電線１０１Ｘ（図１〜図３では、ダイポールアンテナの構成は周知であり、また、図が煩雑になることを避けるため、一対の給電線の一方にのみ符号を附している）とで構成されている。各垂直偏波用半波長ダイポールアンテナ１００Ｘのアンテナ素子はそれぞれ、大地と垂直な直線に沿って延伸形成された形状を持つ電気伝導体であり、共振周波数ｆに対応する波長λの１／４の長さよりも数パーセントの短縮率だけ短い長さを有する。一対のアンテナ素子の一方の一端は、その他方の一端に対向している。この対向する一対の一端を結ぶ仮想的な直線の中間点が垂直偏波用半波長ダイポールアンテナ１００Ｘの「中心点」である。一対の給電線１０１Ｘの一方は対応する一方のアンテナ素子の一端に接続されており、その他方は対応する他方のアンテナ素子の一端に接続されている。各給電線１０１Ｘは例えば同軸ケーブルである。
【００１５】
垂直偏波用半波長ダイポールアンテナ１００Ｘの各給電線１０１Ｘは、中心軸線４０１に対して垂直かつ放射状に延びる方向に沿って、円筒状反射器４００に向かって延びている。垂直偏波用半波長ダイポールアンテナ１００Ｘの各給電線１０１Ｘは、円筒状反射器４００に形成されている貫通孔（図示せず）を挿通しており、例えば図示しない絶縁体を介して各給電線１０１Ｘと円筒状反射器４００との電気的絶縁が保たれている。各給電線１０１Ｘは、円筒状反射器４００の内部を通り、必要に応じて、バラン（balun）などを介して垂直偏波用半波長ダイポールアンテナ１００Ｘ用の給電回路（図示せず）に接続されている。給電方法などは、従来のダイポールアンテナと同じであるから説明を省略する。
【００１６】
Ｎ個の垂直偏波用半波長ダイポールアンテナ１００Ｘのそれぞれの中心点は、円筒状反射器４００の反射面（つまり上記外表面）から共振周波数ｆに対応する波長λのおおむね１／４の長さ離れている。換言すれば、垂直偏波用半波長ダイポールアンテナ１００Ｘの中心点と、その各給電線１０１Ｘが挿通されている円筒状反射器４００の貫通孔と、の距離が共振周波数ｆに対応する波長λのおおむね１／４の長さである。このため、円筒状反射器４００の径を有意に設定するためには、Ｎが３以上の整数であることが好ましい。
【００１７】
＜平面反射器＞
各平面反射器３００Ｘは、その表面を電磁波の反射面として持てば十分であり、この他の条件に特段の限定は無いが、例えば、肉薄の金属で形成される。
【００１８】
隣り合う垂直偏波用半波長ダイポールアンテナ１００Ｘの間には、Ｎ個の平面反射器３００Ｘのうち１個の平面反射器が配置されている。図１〜図３の例では、Ｎ個の平面反射器３００Ｘは等間隔に配置されており、各平面反射器３００Ｘは、両隣の垂直偏波用半波長ダイポールアンテナ１００Ｘから等距離の位置に配置されている。換言すれば、円筒状反射器４００の周りでのＮ個の垂直偏波用半波長ダイポールアンテナ１００Ｘの配置は、円筒状反射器４００の周りでのＮ個の平面反射器３００Ｘの配置に対して、中心軸線４０１周りに１８０/Ｎ度ずれている。平面反射器３００ＡをＮ個の平面反射器３００Ｘの代表として説明すると、図１〜図３に示す例では、垂直偏波用半波長ダイポールアンテナ１００Ａと垂直偏波用半波長ダイポールアンテナ１００Ｂとの間には、垂直偏波用半波長ダイポールアンテナ１００Ａと垂直偏波用半波長ダイポールアンテナ１００Ｂとから等距離の位置に、１個の平面反射器３００Ａが配置されている。
【００１９】
各平面反射器３００Ｘの形状には特段の限定はないが、全て同じ形状であることが好ましく、図１〜図３に示す例では、各平面反射器３００Ｘは矩形の形状を有している。この例では、平面反射器３００Ｘの中心（平面反射器３００Ｘの対角線の交点）がそれぞれ大地と平行な一つの面Ｑ（図示せず）内に在るように、Ｎ個の平面反射器３００Ｘが配置されている。この面Ｑは上記面Ｐと一致することは必須ではないが、両者が一致することが好ましい。さらに好ましくは、円筒状反射器４００の高さ（大地に対して垂直な方向の長さ）を２等分する大地に対して平行な面が面Ｑおよび面Ｐと一致する。
【００２０】
＜水平偏波用半波長ダイポールアンテナ＞
垂直偏波用半波長ダイポールアンテナ１００Ｘのそれぞれに対して、Ｎ個の第１の水平偏波用半波長ダイポールアンテナ２１０Ｘのうちの１個とＮ個の第２の水平偏波用半波長ダイポールアンテナ２２０Ｘのうちの１個とが、対応する垂直偏波用半波長ダイポールアンテナの中心点から、大地に対して垂直方向に、共振周波数ｆに対応する波長λのおおむね１／４の長さずつ離れて配置されている。
【００２１】
垂直偏波用半波長ダイポールアンテナ１００ＡをＮ個の垂直偏波用半波長ダイポールアンテナ１００Ｘの代表として説明すると、図１〜図３に示す例では、垂直偏波用半波長ダイポールアンテナ１００Ａに対して、第１の水平偏波用半波長ダイポールアンテナ２１０Ａが、垂直偏波用半波長ダイポールアンテナ１００Ａの中心点から鉛直上方に、共振周波数ｆに対応する波長λのおおむね１／４の長さ離れて配置されている。ただし、第１の水平偏波用半波長ダイポールアンテナ２１０Ａの中心点は、垂直偏波用半波長ダイポールアンテナ１００Ａの中心点のおおむね鉛直上方に位置する。さらに、垂直偏波用半波長ダイポールアンテナ１００Ａに対して、第２の水平偏波用半波長ダイポールアンテナ２２０Ａが、垂直偏波用半波長ダイポールアンテナ１００Ａの中心点から鉛直下方に、共振周波数ｆに対応する波長λのおおむね１／４の長さ離れて配置されている。ただし、第２の水平偏波用半波長ダイポールアンテナ２２０Ａの中心点は、垂直偏波用半波長ダイポールアンテナ１００Ａの中心点のおおむね鉛直下方に位置する。
【００２２】
各第１の水平偏波用半波長ダイポールアンテナ２１０Ｘは、大地と平行な直線に沿って間隔を少し開けて配置された一対のアンテナ素子（図１〜図３では、ダイポールアンテナの構成は周知であり、また、図が煩雑になることを避けるため、アンテナ素子に符号を附していない）と、一対の給電線２１１Ｘ（図１〜図３では、ダイポールアンテナの構成は周知であり、また、図が煩雑になることを避けるため、一対の給電線の一方にのみ符号を附している）とで構成されている。各第１の水平偏波用半波長ダイポールアンテナ２１０Ｘのアンテナ素子はそれぞれ、大地と平行であって中心軸線４０１に対して垂直な方向に沿って延伸形成された形状を持つ電気伝導体であり、共振周波数ｆに対応する波長λの１／４の長さよりも数パーセントの短縮率だけ短い長さを有する。各アンテナ素子の形状は直線状、あるいは、後述するように湾曲または屈曲した形状を持つ。一対のアンテナ素子の一方の一端は、その他方の一端に対向している。この対向する一対の一端を結ぶ仮想的な直線の中間点が第１の水平偏波用半波長ダイポールアンテナ２１０Ｘの「中心点」である。一対の給電線２１１Ｘの一方は対応する一方のアンテナ素子の一端に接続されており、その他方は対応する他方のアンテナ素子の一端に接続されている。各給電線２１１Ｘは例えば同軸ケーブルである。
【００２３】
第１の水平偏波用半波長ダイポールアンテナ２１０Ｘの各給電線２１１Ｘは、中心軸線４０１に対して垂直かつ放射状に延びる方向に沿って、円筒状反射器４００に向かって延びている。第１の水平偏波用半波長ダイポールアンテナ２１０Ｘの各給電線２１１Ｘは、円筒状反射器４００に形成されている貫通孔（図示せず）を挿通しており、例えば図示しない絶縁体を介して各給電線２１１Ｘと円筒状反射器４００との電気的絶縁が保たれている。各給電線２１１Ｘは、円筒状反射器４００の内部を通り、必要に応じて、バラン（balun）などを介して第１の水平偏波用半波長ダイポールアンテナ２１０Ｘ用の給電回路（図示せず）に接続されている。給電方法などは、従来のダイポールアンテナと同じであるから説明を省略する。
【００２４】
同様に、各第２の水平偏波用半波長ダイポールアンテナ２２０Ｘは、大地と平行な直線に沿って間隔を少し開けて配置された一対のアンテナ素子（図１〜図３では、ダイポールアンテナの構成は周知であり、また、図が煩雑になることを避けるため、アンテナ素子に符号を附していない）と、一対の給電線２２１Ｘ（図１〜図３では、ダイポールアンテナの構成は周知であり、また、図が煩雑になることを避けるため、一対の給電線の一方にのみ符号を附している）とで構成されている。各第２の水平偏波用半波長ダイポールアンテナ２２０Ｘのアンテナ素子はそれぞれ、大地と平行であって中心軸線４０１に対して垂直な方向に沿って延伸形成された形状を持つ電気伝導体であり、共振周波数ｆに対応する波長λの１／４の長さよりも数パーセントの短縮率だけ短い長さを有する。各アンテナ素子の形状は直線状、あるいは、後述するように湾曲または屈曲した形状を持つ。一対のアンテナ素子の一方の一端は、その他方の一端に対向している。この対向する一対の一端を結ぶ仮想的な直線の中間点が第２の水平偏波用半波長ダイポールアンテナ２２０Ｘの「中心点」である。一対の給電線２２１Ｘの一方は対応する一方のアンテナ素子の一端に接続されており、その他方は対応する他方のアンテナ素子の一端に接続されている。各給電線２２１Ｘは例えば同軸ケーブルである。
【００２５】
第２の水平偏波用半波長ダイポールアンテナ２２０Ｘの各給電線２２１Ｘは、中心軸線４０１に対して垂直かつ放射状に延びる方向に沿って、円筒状反射器４００に向かって延びている。第２の水平偏波用半波長ダイポールアンテナ２２０Ｘの各給電線２２１Ｘは、円筒状反射器４００に形成されている貫通孔（図示せず）を挿通しており、例えば図示しない絶縁体を介して各給電線２２１Ｘと円筒状反射器４００との電気的絶縁が保たれている。各給電線２２１Ｘは、円筒状反射器４００の内部を通り、必要に応じて、バラン（balun）などを介して第２の水平偏波用半波長ダイポールアンテナ２２０Ｘ用の給電回路（図示せず）に接続されている。給電方法などは、従来のダイポールアンテナと同じであるから説明を省略する。
【００２６】
＜水平偏波用半波長ダイポールアンテナのアンテナ素子の形状＞
平面反射器３００Ｘの形状や大きさによっては、第１の水平偏波用半波長ダイポールアンテナ２１０Ｘのアンテナ素子の他端が平面反射器３００Ｘと近接して両者が電磁結合する可能性と、第２の水平偏波用半波長ダイポールアンテナ２２０Ｘのアンテナ素子の他端が平面反射器３００Ｘと近接して両者が電磁結合する可能性がある。このような電磁結合を防止あるいは低減するため、第１の水平偏波用半波長ダイポールアンテナ２１０Ｘのそれぞれのアンテナ素子が大地と平行な面内で湾曲または屈曲した形状を持ち、第２の水平偏波用半波長ダイポールアンテナ２２０Ｘのそれぞれのアンテナ素子が大地と平行な面内で湾曲または屈曲した形状を持ってもよい。
【００２７】
「湾曲または屈曲した形状」は、一つのアンテナ素子の一端から他端までの当該アンテナ素子に沿った長さが上記「共振周波数ｆに対応する波長λの１／４の長さよりも数パーセントの短縮率だけ短い長さ」であり、かつ、一つのアンテナ素子の一端から他端までの直線距離が上記「共振周波数ｆに対応する波長λの１／４の長さよりも数パーセントの短縮率だけ短い長さ」よりも短くなるような形状であることを意味する。「湾曲」の一例としては、第１の水平偏波用半波長ダイポールアンテナ２１０ＡをＮ個の第１の水平偏波用半波長ダイポールアンテナ２１０Ｘの代表として説明すると、図１〜図３に示すように、法線が中心軸線４０１に対する垂直方向と平行であり第１の水平偏波用半波長ダイポールアンテナ２１０Ａの中心点を含む平面で分けられる二つの空間のうち円筒状反射器４００を含む空間に、アンテナ素子の他端が含まれ、アンテナ素子の一端から他端までの間に一つ以上の変曲点があるような形状である。また、「屈曲」の一例は、蛇腹折りである。なお、第１の水平偏波用半波長ダイポールアンテナ２１０Ｘのそれぞれの一対のアンテナ素子と第２の水平偏波用半波長ダイポールアンテナ２２０Ｘのそれぞれの一対のアンテナ素子はいずれも同じ形状を持つことが好ましい。
【００２８】
＜指向性＞
偏波共用アレーアンテナ１によると、給電される垂直偏波用半波長ダイポールアンテナ１００Ｘの数は一つまたは複数であり、給電された垂直偏波用半波長ダイポールアンテナ１００Ｘのそれぞれに対応する第１及び第２の水平偏波用半波長ダイポールアンテナ２１０Ｘ，２２０Ｘも給電され、給電パターンに応じた指向性が得られる。
【００２９】
図４に、平面反射器３００Ｘが矩形の同一形状を持ち、その高さＨ（大地に対して垂直な方向の長さ）を１λとし、その幅Ｗ（大地に対して水平な方向の長さ）を０．２５λとし、Ｎ＝６とした場合の偏波共用アレーアンテナ１の指向性を示す。図４からわかるように、６個の垂直偏波用半波長ダイポールアンテナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ，１００Ｆに給電する場合、第１及び第２の水平偏波用半波長ダイポールアンテナ２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｃ，２１０Ｄ，２１０Ｅ，２１０Ｆ，２２０Ａ，２２０Ｂ，２２０Ｃ，２２０Ｄ，２２０Ｅ，２２０Ｆも給電され、偏波共用アレーアンテナ１の指向性はオムニ指向性になる。また、例えば、４個の垂直偏波用半波長ダイポールアンテナ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｄ，１００Ｅに給電する場合、第１及び第２の水平偏波用半波長ダイポールアンテナ２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｄ，２１０Ｅ，２２０Ａ，２２０Ｂ，２２０Ｄ，２２０Ｅも給電され、偏波共用アレーアンテナ１の指向性は双方向指向性になる。さらに、例えば、２個の垂直偏波用半波長ダイポールアンテナ１００Ａ，１００Ｂに給電する場合、第１及び第２の水平偏波用半波長ダイポールアンテナ２１０Ａ，２１０Ｂ，２２０Ａ，２２０Ｂも給電され、偏波共用アレーアンテナ１の指向性は単一指向性になる。また、例えば、１個の垂直偏波用半波長ダイポールアンテナ１００Ａに給電する場合、第１及び第２の水平偏波用半波長ダイポールアンテナ２１０Ａ，２２０Ａも給電され、偏波共用アレーアンテナ１の指向性は単一指向性になる。
【００３０】
＜水平面内ビーム幅＞
図５は、平面反射器３００Ｘが矩形の同一形状を持ち、その幅Ｗを０．２５λとし、Ｎ＝６とした場合における、平面反射器の高さＨに応じた偏波共用アレーアンテナ１の利得とビーム幅の変化を示している。図６は、平面反射器３００Ｘが矩形の同一形状を持ち、その高さＨを１λとし、Ｎ＝６とした場合における、平面反射器の幅Ｗに応じた偏波共用アレーアンテナ１の利得とビーム幅の変化を示している。図５と図６にて、縦軸のＨＰＢＷは電力半電幅（half power beamwidth）[°]である。なお、ビーム幅の変化を示すグラフでは、垂直偏波用半波長ダイポールアンテナへの給電数が１の場合における水平面内ビーム幅は高さＨが０のときと幅Ｗが０．１λより小さいときに主ビームが２方向に分かれて目的方向以外になったため、また、垂直偏波用半波長ダイポールアンテナへの給電数が６の場合の水平面内ビーム幅と垂直面内ビーム幅はいずれも３６０度であったため、プロットしていない。
【００３１】
図５と図６からわかるように、平面反射器３００Ｘの高さＨと幅Ｗの組み合わせを変えることで偏波共用アレーアンテナ１の利得とビーム幅が変わることがわかる。特に、垂直偏波の利得とビーム幅と水平偏波の利得とビーム幅をそれぞれ近接させるためには高さＨをおおむね0.75λ以上1λ以下とし、幅Ｗをおおむね0.20λ以上とすることが好ましい。
【００３２】
このように、本実施形態によると、アンテナの指向性を変更できるアレーアンテナでありながら、どの指向性でも垂直偏波用ダイポールアンテナによる水平面内ビーム幅と水平偏波用ダイポールアンテナによる水平面内ビーム幅との差を小さくできる。
【００３３】
この他、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
【図１】
2017034452.tif 000003
【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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