(57)【要約】【課題】信号導体と誘電体との間の距離が変化することによる移相量の変動を抑制することができる移相器、及びこの移相器を備えたアンテナ装置を提供する。【解決手段】移相器１０は、第１グランド板３１と基板２０との間に移動可能に配置された第１移動部材３ａと、第２グランド板３２と基板２０との間に移動可能に配置され第２移動部材３ｂとを備える。第１移動部材３ａは、信号導体２と対向する誘電体からなる平板状の第１板状部３ａ１と、基板２０に摺接する第１内側突起３ａ２，３ａ３とを有し、第１内側突起３ａ２，３ａ３によって第１板状部３ａ１と信号導体２との間隔が保持され、第２移動部材３ｂは、信号導体２と対向する誘電体からなる平板状の第２板状部３ｂ１と、基板２０に摺接する第２内側突起３ｂ２，３ｂ３とを有し、第２内側突起３ｂ２，３ｂ３によって第２板状部３ｂ１と信号導体２との間隔が保持される。【選択図】図６
2017152793.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナ素子を介して伝送される信号の伝送線路を構成する信号導体が両面に形成された基板を、互いに平行配置された第１導電板及び第２導電板の間に間隔をあけて挟んでなるトリプレート線路に設けられ、
前記第１導電板と前記基板との間に配置され、前記信号導体との対向面積が変化する方向に、前記基板と平行に移動可能な第１移動部材と、
前記第２導電板と前記基板との間に配置され、前記第１移動部材と共に移動可能な第２移動部材とを備え、
前記第１移動部材は、少なくとも一部が前記信号導体と対向する誘電体からなる平板状の第１板状部と、前記基板に摺接する第１内側突起とを有し、前記第１内側突起によって前記第１板状部と前記信号導体との間隔が保持され、
前記第２移動部材は、少なくとも一部が前記信号導体と対向する誘電体からなる平板状の第２板状部と、前記基板に摺接する第２内側突起とを有し、前記第２内側突起によって前記第２板状部と前記信号導体との間隔が保持される、
移相器。
【請求項２】
前記第１移動部材は、前記第１導電板に摺接する第１外側突起をさらに有し、前記第１外側突起によって前記第１板状部と第１導電板との間隔が保持され、
前記第２移動部材は、前記第２導電板に摺接する第２外側突起をさらに有し、前記第２外側突起によって前記第２板状部と第２導電板との間隔が保持される、
請求項１に記載の移相器。
【請求項３】
前記第１移動部材は、前記第１内側突起及び前記第１外側突起が前記第１板状部と一体の誘電体からなり、
前記第２移動部材は、前記第２内側突起及び前記第２外側突起が前記第２板状部と一体の誘電体からなる、
請求項２に記載の移相器。
【請求項４】
前記第１移動部材は、前記第１板状部、及び前記第１板状部を補強する第１補強部材からなり、前記第１補強部材に前記第１内側突起及び前記第１外側突起が設けられ、
前記第２移動部材は、前記第２板状部、及び前記第２板状部を補強する第２補強部材からなり、前記第２補強部材に前記第２内側突起及び前記第２外側突起が設けられた、
請求項２に記載の移相器。
【請求項５】
前記基板に設けられた孔部を介して前記第１移動部材と前記第２移動部材とを一体移動可能に連結する連結部材をさらに備えた、
請求項１乃至４の何れか１項に記載の移相器。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１つに記載の移相器を備えた、
アンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号の位相を変化させることが可能な移相器、及びこの移相器を備えたアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アンテナ素子を介して送信又は受信される信号の位相を調節することが可能な移相器が、例えば携帯電話機用の基地局アンテナに用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の移相器は、アンテナ素子を介して伝送される信号の伝送線路を構成する信号導体を第１グランド板及び第２グランド板で挟んでなるトリプレート線路に設けられ、信号導体と第１グランド板との間に配置される第１誘電体板と、信号導体と第２グランド板との間に配置される第２誘電体板とを備えている。第１誘電体板と第２誘電体板とは、共にその長手方向に進退移動可能であり、この長手方向への移動に伴って信号導体との重複面積が変化する。そして、この重複面積が変化することによってトリプレート線路における実効誘電率が変化し、これに伴って電気線路長が変化するため、信号導体を伝搬する信号の位相が変化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１５８１８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、このトリプレート線路における実効誘電率は、第１誘電体板及び第２誘電体板の進退移動によって変化する他、振動等に起因して、信号導体に対する第１誘電体板及び第２誘電体板がその厚さ方向に変位することによっても変化してしまう。この場合、移相量が不安定となり、所望の移相量が得られないこととなってしまう。具体的には、第１誘電体板及び第２誘電体板が信号導体から遠ざかると移相量変化が小さくなる。すなわち、第１誘電体板及び第２誘電体板によって位相を遅らせる量が小さくなる。一方、第１誘電体板及び第２誘電体板が信号導体に近づくと移相量変化が大きくなる。すなわち、第１誘電体板及び第２誘電体板によって位相を遅らせる量が大きくなる。
【０００６】
また、第１誘電体板及び第２誘電体板がその厚さ方向に大きく変位して、第１誘電体板あるいは第２誘電体板が信号導体に直接接触してしまうと、Ｉｎｔｅｒ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ（相互変調）不良（以下、ＩＭ不良という）となって送信信号が受信信号に影響を与えたり、移相量が大きくずれることがある。同時に、ＶＳＷＲの大幅な劣化（電圧定在波比の上昇）が生じることもある。
【０００７】
そこで、本発明は、信号導体と誘電体との間の距離が変化することによる移相量の変動を抑制することができる移相器、及びこの移相器を備えたアンテナ装置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】
【０００８】
本発明は、上記の目的を達成するため、アンテナ素子を介して伝送される信号の伝送線路を構成する信号導体が両面に形成された基板を、互いに平行配置された第１導電板及び第２導電板の間に間隔をあけて挟んでなるトリプレート線路に設けられ、前記第１グランド板と前記基板との間に配置され、前記信号導体との対向面積が変化する方向に、前記基板と平行に移動可能な第１移動部材と、前記第２グランド板と前記基板との間に配置され、第１移動部材と共に移動可能な第２移動部材とを備え、前記第１移動部材は、少なくとも一部が前記信号導体と対向する誘電体からなる平板状の第１板状部と、前記基板に摺接する第１内側突起と、前記第１導電板の前記基板との対向面に摺接する第１外側突起とを有し、前記第１内側突起によって前記第１板状部と前記信号導体との間隔が保持される共に、前記第１外側突起によって前記第１板状部と第１導電板との間隔が保持され、前記第２移動部材は、少なくとも一部が前記信号導体と対向する誘電体からなる平板状の第２板状部と、前記基板に摺接する第２内側突起と、前記第２導電板の前記基板との対向面に摺接する第２外側突起とを有し、前記第２内側突起によって前記第２板状部と前記信号導体との間隔が保持される共に、前記第２外側突起によって前記第２板状部と第２導電板との間隔が保持される、移相器、及びこの移相器を備えたアンテナ装置を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る移相器及びこれを備えたアンテナ装置によれば、信号導体と誘電体との間の距離が変化することによる移相量の変動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態に係る移相器を備えたアンテナ装置を示すブロック図である。
【図２】アンテナ装置を示す説明図であって、（ａ）は外観を示す全体斜視図、（ｂ）は（ａ）のレドームを外した第２グランド板上の構成を示す斜視図である。
【図３】アンテナ装置を示し、レドームを外した第１グランド板上の構成を示す斜視図である。
【図４】信号導体としての配線パターンが形成された基板を示す斜視図である。
【図５】移相器を示す図であり、（ａ）は一方のグランド板を省略した平面図、（ｂ）は（ａ）における基板と第１移動部材との位置関係を示す平面図である。
【図６】（ａ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ線に沿った移相器の断面図である。（ｂ）は、移相器の構成を示す分解斜視図である。
【図７】図５（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った移相器の断面を、その一部を拡大して示す断面図である。
【図８】第２の実施の形態に係る移相器を示す分解斜視図である。
【図９】第２の実施の形態に係る移相器を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［第１の実施の形態］
以下、本発明の移相器及びこれを備えたアンテナ装置の第１の実施の形態について、図１乃至図７を参照して説明する。このアンテナ装置１１は、例えば、アンテナ塔やビル等の建造物の高所に設置され、携帯電話機用の基地局アンテナとして用いられる。なお、以下の説明では、本実施の形態に係るアンテナ装置１１を高周波信号の送信のために用いる場合について説明するが、このアンテナ装置１１を受信のために用いることも可能である。
【００１２】
（アンテナ装置の構成）
図１はアンテナ装置１１を示すブロック図である。アンテナ装置１１は、高周波信号が入力される入力端子１２と、入力端子１２に入力された信号を分配する第１分配線路１４ａと、第１分配線路１４ａによって分配された信号をさらに分配する第２分配線路１４ｂと、第２分配線路１４ｂによって分配された信号をさらに分配する第３分配線路１４ｃと、第３分配線路１４ｃの端末部に接続されたアンテナ素子１３と、を備えている。各分配線路１４ａ〜１４ｃは１入力２出力の線路構成となっており、第３分配線路１４ｃの端末部には合計８個のアンテナ素子１３ａ〜１３ｈがそれぞれ接続されている。
【００１３】
８個のアンテナ素子１３（１３ａ〜１３ｈ）は鉛直方向に並び、アンテナ素子１３ａが最上部に、アンテナ素子１３ｈが最下部に配置される。他のアンテナ素子１３（１３ｂ〜１３ｇ）は、図１の上側（アンテナ素子１３ａ側）に示すアンテナ素子１３ほど鉛直方向の上側に配置される。各アンテナ素子１３の信号位相は、第１乃至第３分配線路１４ａ〜１４ｃの線路長の違いにより、下側のアンテナ素子１３ほど信号位相が遅れるように調節されている。
【００１４】
第１乃至第３の分配線路１４ａ，１４ｂ，１４ｃは、アンテナ素子１３（１３ａ〜１３ｈ）を介して伝送される信号の伝送線路１に含まれる第１分配線路１４ａと第２分配線路１４ｂとの間、及び第２分配線路１４ｂと第３分配線路１４ｃとの間には、それぞれ移相器１０が設けられている。ここでは、第１分配線路１４ａと第２分配線路１４ｂとの間の２箇所と、第２分配線路１４ｂと第３分配線路１４ｃとの間の４箇所に、合計６個の移相器１０（１０ａ〜１０ｆ）が設けられている。これらの移相器１０は、伝送線路１を構成する信号導体と後述するグランド板との間に誘電体を挿入する誘電体挿入型の移相器であり、信号導体と誘電体とが重なる面積が大きいほど信号の位相が遅れるように構成されている。
【００１５】
アンテナ装置１１では、移相器１０ａ〜１０ｆによって信号の位相を変化させることにより、アンテナ素子１３ａ〜１３ｈから放射される電波の指向性（ビームチルト角）を上下方向に調節することが可能である。具体的には、移相器１０ａ，１０ｃ，１０ｄによってアンテナ素子１３ａ〜１３ｄの位相遅れ量を小さくし、移相器１０ｂ，１０ｅ，１０ｆによってアンテナ素子１３ｅ〜１３ｈの位相遅れ量を大きくすることで、電波の指向性を下方（地上側）に向けることができる。また、移相器１０ａ，１０ｃ，１０ｄによってアンテナ素子１３ａ〜１３ｄの位相遅れ量を大きくし、移相器１０ｂ，１０ｅ，１０ｆによってアンテナ素子１３ｅ〜１３ｈの位相遅れ量を小さくすることで、電波の指向性を上方（天空側）に向けることができる。なお、ここでは、８個のアンテナ素子１３（１３ａ〜１３ｈ）と、６個の移相器１０（１０ａ〜１０ｆ）を用いる場合を説明したが、アンテナ素子１３や移相器１０の数は一例であり、図示のものに限定されない。
【００１６】
図２は、アンテナ装置１１の具体的な構成例を示す斜視図であり、（ａ）は外観を、（ｂ）は複数のアンテナ素子１３の配置状態を、それぞれ示す。図２（ａ）に示すように、アンテナ装置１１は、円筒状のレドーム３０内に、第１乃至第３の分配線路１４ａ，１４ｂ，１４ｃを含む伝送線路１、及び８個のアンテナ素子１３等を収容して構成されている。伝送線路１は、後述するように、基板上に所定のパターンで形成された銅等の良導電性の金属からなる配線パターンによって構成され、トリプレート線路の内導体となる。
【００１７】
レドーム３０は、その両端をアンテナキャップ３０１，３０２によって閉塞されており、その中心軸方向が鉛直方向となるように、取付金具３０３，３０４によってアンテナ塔等の高所に取り付けられる。鉛直方向の下方に配置されるアンテナキャップ３０２には、入力端子１２（図１参照）として機能する同軸ケーブルアダプタ３０５，３０６が取り付けられている。レドーム３０内には、電気的に接地された第１グランド板３１及び第２グランド板３２が固定されている。図２（ｂ）では、このうち第２グランド板３２を８個のアンテナ素子１３と共に図示している。
【００１８】
複数のアンテナ素子１３は、レドーム３０の長手方向に沿って配列され、第２グランド板３２に固定されている。それぞれのアンテナ素子１３は、十字状に交差して配置された水平偏波アンテナ素子１３１と垂直偏波アンテナ素子１３２とを有している。第２グランド板３２は、水平偏波アンテナ素子１３１及び垂直偏波アンテナ素子１３２から放射される電磁波を反射する反射板としての機能を有している。
【００１９】
水平偏波アンテナ素子１３１及び垂直偏波アンテナ素子１３２は、放射素子として機能する図略の配線パターンが板状の誘電体に形成されたプリント基板からなるプリントダイポールアンテナである。水平偏波アンテナ素子１３１及び垂直偏波アンテナ素子１３２には、第２グランド板３２に形成された開口を挿通する図略の凸部が設けられ、この凸部を介して放射素子として機能する配線パターンが伝送線路１における第３分配線路１４ｃ（図１参照）の端末部に電気的に接続されている。
【００２０】
図３は、レドーム３０の内部において８個のアンテナ素子１３側とは反対側に配置された移相器１０の移動機構４の構成例を示す斜視図である。この移動機構４は、８個のアンテナ素子１３が固定された第２グランド板３２と平行に配置された第１グランド板３１上に設けられている。第１グランド板３１及び第２グランド板３２は、ステンレスやアルミニウム等の導電性金属からなる平板状の導電板であり、電気的に接地されている。また、第１グランド板３１及び第２グランド板３２は、その長手方向がレドーム３０の中心軸方向に沿った長板状であって、トリプレート線路の外導体を構成する。第１グランド板３１は本発明の第１導電板の一態様であり、第２グランド板３２は本発明の第２導電板の一態様である。
【００２１】
移動機構４は、後述する移相器１０の第１移動部材３ａ及び第２移動部材３ｂを第１グランド板３１及び第２グランド板３２の長手方向に沿って移動させるためのものであり、電動モータ４１と、電動モータ４１の駆動力によって第１グランド板３１及び第２グランド板３２の長手方向に移動する一対の駆動棒４２と、一対の駆動棒４２の移動を案内する一対のガイド部材４３と、電動モータ４１の回転力を駆動棒４２の直線運動に変えるウォームギア機構４４とを有している。また、第２グランド板３２上には、外部からの指示信号を受けて電動モータ４１を制御する制御部４０が配置されている。
【００２２】
第１グランド板３１の短手方向における両端部には、切り欠き３１ｂが形成され、この切り欠き３１ｂに一端部が挿通された水平偏波用同軸ケーブル３３及び垂直偏波用同軸ケーブル３４を介して伝送線路１における第１分配線路１４ａ（図１参照）に送信信号が供給される。水平偏波用同軸ケーブル３３及び垂直偏波用同軸ケーブル３４の他端部は、同軸ケーブルアダプタ３０５，３０６に接続されている。
【００２３】
図４は、第１グランド板３１と第２グランド板３２との間に挟まれ、後述する信号導体２としての配線パターンが形成された基板２０の一部を示す斜視図である。基板２０は、例えばガラス繊維で補強されたエポキシ樹脂より構成されており、その両面に信号導体２となる配線パターンが形成されている。配線パターンは、基板２０の一方の面に形成された配線パターンの裏側に同形状の配線パターンが形成されるように、基板２０の両面に対称に設けられている。信号導体２は、領域Ｐ１及びＰ２において、後述する直線部２ａと接続部２ｂを有し、その両側に本発明の孔部としての長孔２０ａが形成されている。図１に示した移相器１０は、この領域Ｐ１及びＰ２に形成される。
【００２４】
（移相器の構成）
図５は、図１に示した本実施の形態に係る移相器１０を示す図であり、（ａ）は第１グランド板３１を省略して第１移動部材３ａ及び基板２０を示す平面図、（ｂ）は（ａ）における信号導体２が形成された基板２０と第１移動部材３ａとの位置関係を示す平面図である。図６（ａ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ線に沿った移相器１０の断面図である。図６（ｂ）は、移相器１０の構成を示す分解斜視図である。
【００２５】
基板２０は、第１グランド板３１と第２グランド板３２との間に、それぞれ等間隔を以って平行に配置されている。移相器１０は、複数のアンテナ素子１３を介して伝送される信号の伝送線路１を構成する信号導体２が両面に形成された基板２０を、互いに平行配置された第１グランド板３１及び第２グランド板３２の間に間隔をあけて挟んでなるトリプレート線路に設けられている。また、移相器１０は、第１グランド板３１と基板２０との間に配置された第１移動部材３ａと、第２グランド板３２と基板２０との間に配置された第２移動部材３ｂとを備えている。
【００２６】
信号導体２は、アンテナ素子１３（１３ａ〜１３ｈ）を介して伝送される信号の伝送線路１を構成する。本実施の形態では、第１移動部材３ａと第２移動部材３ｂとの間に挟まれる部分の信号導体２が、互いに平行に配置された２本の直線部２ａと、直線部２ａの先端部同士（図５（ｂ）における右側の端部同士）を接続する接続部２ｂとからなり、全体として平面視において略Ｕ字状に形成されている。直線部２ａと接続部２ｂとの接続部は、面取りがなされた形状となっている。
【００２７】
なお、本実施の形態では、信号導体２として、ガラスエポキシ等からなる基板２０の両面に形成された配線パターンで構成されたものを用いたが、これに限らず、信号導体２として、銅等の導体からなる板状の部材を用いた構成でもよく、また、誘電体基板としてフィルム状のものを用いる場合には、当該フィルム状の基板の一方の面に形成された配線パターンで構成されてもよい。
【００２８】
第１移動部材３ａは、信号導体２（２本の直線部２ａ及び接続部２ｂ）との対向面積が変化する方向に、基板２０と平行に移動可能である。第２移動部材３ｂは、長孔２０ａを挿通する一対の連結部材３５によって第１移動部材３ａと連結され、第１移動部材３ａと共に移動可能である。本実施の形態では、第１移動部材３ａ及び第２移動部材３ｂが、２本の直線部２ａの長手方向に沿って移動する。
【００２９】
第１移動部材３ａは、少なくとも一部が信号導体２と対向する誘電体からなる平板状の第１板状部３ａ１と、基板２０の表面に摺接する一対の第１内側突起３ａ２，３ａ３と、第１グランド板３１における基板２０との対向面３１ａに摺接する一対の第１外側突起３ａ４，３ａ５とを有している。同様に、第２移動部材３ｂは、少なくとも一部が信号導体２と対向する誘電体からなる平板状の第２板状部３ｂ１と、基板２０の表面に摺接する一対の第２内側突起３ｂ２，３ｂ３と、第２グランド板３２における基板２０との対向面３２ａに摺接する一対の第２外側突起３ｂ４，３ｂ５とを有している。
【００３０】
図５（ｂ）では、基板２０において、第１板状部３ａ１と向かい合う範囲を領域２００とし、第１移動部材３ａの移動時に一対の第１内側突起３ａ２，３ａ３が摺接する範囲をそれぞれ領域２０１，２０２として、領域２００〜２０２の外縁を破線で示している。領域２００は、一部に信号導体２を含み、領域２０１，２０２には信号導体２が含まれない。
【００３１】
本実施の形態では、一対の第１内側突起３ａ２，３ａ３及び一対の第１外側突起３ａ４，３ａ５が、第１板状部３ａ１と一体の誘電体からなる。また、一対の第２内側突起３ｂ２，３ｂ３及び一対の第２外側突起３ｂ４，３ｂ５が、第２板状部３ｂ１と一体の誘電体からなる。
【００３２】
第１移動部材３ａ及び第２移動部材３ｂの誘電体の材料は特に限定するものではないが、移相量の変化幅（調整幅）を大きくするためには、なるべく誘電率が大きい材料を用いることが望ましい。また、移相量の変化幅は、第１板状部３ａ１及び第２板状部３ｂ１のサイズを大きくすることによっても、大きくすることができる。第１移動部材３ａ及び第２移動部材３ｂの誘電体として採用し得る誘電率が大きい材質としては、例えばＬＣＰ（液晶ポリマー）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタラート）、ＰＯＭ（ポリアセタール）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）が挙げられる。ただし、誘電体として誘電率が大きい材質を用いた場合には、僅かな位置ずれによって移相量が大きく変動してしまうおそれがある。誘電体の材料は、必要とされる移相量の変化幅や誘電体の大きさ等を考慮して、好適なものを選択すべきである。
【００３３】
移動機構４は、第１移動部材３ａ及び第２移動部材３ｂを、基板２０と平行に移動させる。本実施の形態では、第１移動部材３ａ及び第２移動部材３ｂが、基板２０に対して垂直な方向から見た平面視において長方形状であり、移動機構４による移動方向が長手方向となるように配置される。
【００３４】
一対の連結部材３５は、図示のようにそれぞれ板状であり、第１板状部３ａ１に形成された嵌合孔３ｃ,３ｄに嵌合する嵌合部３５ａと、第２板状部３ｂ１に形成された嵌合孔３ｅ,３ｆと嵌合する嵌合部３５ｂとを有する。嵌合孔３ｃ,３ｄは、第１板状部３ａ１の短手方向の両端部に形成され、嵌合孔３ｅ,３ｆは、第２板状部３ｂ１の短手方向の両端部に形成されている。
【００３５】
この連結部材３５においては、嵌合部３５ａ，３５ｂが嵌合孔３ｃ〜３ｆに密嵌合によって固定されても良く、また、接着剤によって固定されても良い。また、嵌合部３５ａ，３５ｂ及び嵌合孔３ｃ〜３ｆの形状は、矩形状としたが、これに限定するもではない。例えば、その形状は、円形、楕円形、三角形等であっても良い。
【００３６】
第１移動部材３ａは、一対の第１内側突起３ａ２，３ａ３によって、第１板状部３ａ１と信号導体２との間隔が保持される。また、第１移動部材３ａは、一対の第１外側突起３ａ４，３ａ５によって、第１板状部３ａ１と第１グランド板３１との間隔が保持される。同様に、第２移動部材３ｂは、一対の第２内側突起３ｂ２，３ｂ３によって、第２板状部３ｂ１と信号導体２との間隔が保持される。また、第２移動部材３ｂは、一対の第２外側突起３ｂ４，３ｂ５によって、第２板状部３ｂ１と第２グランド板３２との間隔が保持される。
【００３７】
このように、第１移動部材３ａ及び第２移動部材３ｂは、信号導体２と第１グランド板３１及び第２グランド板３２の直近に形成される電界の影響を直接的に受けないように、第１板状部３ａ１及び第２板状部３ｂ１が、信号導体２ならびに第１グランド板３１及び第２グランド板３２から離間して配置される。この電界の影響は、第１板状部３ａ１及び第２板状部３ｂ１が信号導体２に近づいた場合に特に大きくなり、信号導体２に第１板状部３ａ１又は第２板状部３ｂ１が接触すると、移相量が大きく変動してしまう。このため、第１板状部３ａ１は、信号導体２及び第１グランド板３１から離間して配置され、第２板状部３ｂ１は、信号導体２及び第２グランド板３２から離間して配置されている。
【００３８】
第１移動部材３ａの移動は、駆動棒４２（図３参照）の直線運動を、第１板状部３ａ１に設けられた被駆動突出部３６が受けることにより行われる。第２移動部材３ｂの移動は、駆動棒４２（図３参照）の直線運動を、被駆動突出部３６、第１板状部３ａ１、及び一対の連結部材３５を受けることにより行われる。基板２０には、第１移動部材３ａ及び第２移動部材３ｂが位相調整のために進退移動したとき、連結部材３５の移動を許容する一対の長孔２０ａが、第１移動部材３ａ及び第２移動部材３ｂの移動方向に沿って形成されている。連結部材３５は、基板２０に形成された長孔２０ａを介して、第１移動部材３ａと第２移動部材３ｂとを一体移動可能に連結する。
【００３９】
以下、移相器１０における信号導体２と第１板状部３ａ１及び第２板状部３ｂ１とが重なり合う部分を重複部５、重なり合わない部分を非重複部６と呼称する。非重複部６は、信号導体２と第１及び第２グランド板３１，３２とが空気層を介して対向する部分である。
【００４０】
移相器１０では、第１移動部材３ａ及び第２移動部材３ｂを駆動棒４２により移動させ、重複部５の面積を変化させることで、信号導体２を伝送される信号の位相を変化させる。移相器１０では、重複部５の面積が大きくなるほど信号の位相が遅れ、重複部５の面積が小さくなるほど信号の位相が進む。よって、図５（ａ）において、ある基準位置から図示左側（直線部２ａの基端側）に第１移動部材３ａ及び第２移動部材３ｂを移動させることで、信号の位相を基準位置における位相よりも遅らせ、基準位置から図示右側（直線部２ａの先端側、接続部２ｂ側）に誘電体を移動させることで、信号の位相を基準位置における位相よりも進めることができる。
【００４１】
本実施の形態に係る移相器１０は、重複部５と非重複部６との間でインピーダンスを整合させるための変成器部７Ａ，７Ｂを備えている。ここでは、第１移動部材３ａ及び第２移動部材３ｂの信号の入力側及び出力側の端部（直線部２ａの基端側）に変成器部７Ａを形成しており、かつ、直線部２ａの長手方向に沿って第１移動部材３ａ及び第２移動部材３ｂを移動させるように移動機構４を構成しているため、変成器部７Ａは、第１移動部材３ａ及び第２移動部材３ｂを図示左右方向に移動させた場合であっても、必ず信号の入力側および出力側の端部に位置することになる。
【００４２】
移相器１０では、変成器部７Ａ，７Ｂは、重複部５側に設けられた高インピーダンス部７ａと、高インピーダンス部７ａの非重複部６側に設けられ、高インピーダンス部７ａよりも特性インピーダンスが低い低インピーダンス部７ｂとを備えている。高インピーダンス部７ａにおける信号導体２と第１グランド板３１及び第２グランド板３２の間の実効誘電率は、低インピーダンス部７ｂにおける信号導体２と第１及び第２グランド板３１，３２間の実効誘電率よりも低い。
【００４３】
図５（ａ）に示すように、高インピーダンス部７ａの信号導体２に沿った長さＬａ１，Ｌａ２、及び低インピーダンス部７ｂの信号導体２に沿った長さＬｂ１，Ｌｂ２は、重複部５と非重複部６間でインピーダンスを整合できる長さに調整される。
【００４４】
図４に例示する移相器１０では、重複部５の特性インピーダンスが２１Ω、非重複部６の特性インピーダンスが５０Ωであり、変成器部７Ａ，７Ｂの高インピーダンス部７ａの特性インピーダンスが５０Ω、低インピーダンス部７ｂの特性インピーダンスが２１Ωである。第１変成器部７Ａは、その両インピーダンス部７ａ，７ｂの長さＬａ１，Ｌｂ１を調整することで、非重複部６と、重複部５と非重複部６の中間の特性インピーダンス（中間特性インピーダンスと呼称する）とをインピーダンス整合させるように構成される。第２変成器部７Ｂは、その両インピーダンス部７ａ，７ｂの長さＬａ２，Ｌｂ２を調整することで、中間特性インピーダンスと重複部５とをインピーダンス整合させるように構成される。つまり、移相器１０では、重複部５と非重複部６間のインピーダンス整合を２段階で行うように変成器部７Ａ，７Ｂを構成している。
【００４５】
図７は、図５（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った移相器１０の断面を、その一部を拡大して示す断面図である。第１移動部材３ａにおいて、一対の第１内側突起３ａ２，３ａ３は、第１板状部３ａ１からその厚さ方向に突出し、その突出量は、信号導体２の厚さよりも大きい。このため、第１板状部３ａ１と信号導体２との間には空隙Ｓ１が形成される。同様に、第２移動部材３ｂにおいて、一対の第２内側突起３ｂ２，３ｂ３は、第２板状部３ｂ１からその厚さ方向に突出し、その突出量は、信号導体２の厚さよりも大きい。このため、第２板状部３ｂ１と信号導体２との間には空隙Ｓ２が形成される。信号導体２の厚さは例えば３５μｍであり、基板２０の厚さ方向における空隙Ｓ１，Ｓ２の幅は例えば２５μｍ以上である。
【００４６】
また、一対の第１外側突起３ａ４，３ａ５は、第１板状部３ａ１からその厚さ方向に突出し、一対の第２外側突起３ｂ４，３ｂ５は、第２板状部３ｂ１からその厚さ方向に突出している。これにより、第１板状部３ａ１と第１グランド板３１との間には空隙Ｓ３が形成され、第２板状部３ｂ１と第２グランド板３２との間には空隙Ｓ４が形成される。第１グランド板３１及び第２グランド板３２の厚さ方向における空隙Ｓ３，Ｓ４の幅は、例えば２５μｍ以上である。なお、図７では、説明の明確化のため、基板２０の厚さ方向における空隙Ｓ１〜Ｓ４及び信号導体２の寸法を誇張して表している。
【００４７】
（移相器を備えたアンテナ装置の動作）
図１乃至図３に示したアンテナ装置１１がアンテナ塔に設置されると、必要なビームチルト角に応じて制御部４０が電動モータ４１を駆動する。電動モータ４１が駆動されると、その駆動力がウォームギア機構４４を介して駆動棒４２を前進あるいは後退させる。この駆動棒４２の前進あるいは後退により、移相器１０ａ〜１０ｆは、ビームチルト角に応じて重複部５の面積が調整される。本実施の形態では、移相器１０ａ，１０ｃ，１０ｄと、移相器１０ｂ，１０ｅ，１０ｆとで、第１移動部材３ａ及び第２移動部材３ｂの長手方向の向きが反対となるように各移相器１０が配置されている。これにより、駆動棒４２の進退移動によって移相器１０ａ，１０ｃ，１０ｄの移相量が増大するとき、移相器１０ｂ，１０ｅ，１０ｆの移相量が減少する。このように、アンテナ装置１１は、移動機構４によって各移相器１０の第１移動部材３ａ及び第２移動部材３ｂを移動させることで、所望のビームチルト角でアンテナ素子１３から信号波を輻射することが可能である。
【００４８】
（第１の実施の形態の作用及び効果）
以上説明した第１の実施の形態によれば、以下に述べる作用及び効果が得られる。
【００４９】
（１）第１移動部材３ａにおいて、一対の第１内側突起３ａ２，３ａ３により第１板状部３ａ１と信号導体２との間の距離が一定に保たれる。また、第２移動部材３ｂにおいて、一対の第２内側突起３ｂ２，３ｂ３により第２板状部３ｂ１と信号導体２との間の距離が一定に保たれる。これにより、第１板状部３ａ１と信号導体２との間の距離もしくは第２板状部３ｂ１と信号導体２との間の距離が変化することによる移相量の変動を抑制することができる。
【００５０】
（２）第１板状部３ａ１あるいは第２板状部３ｂ１が信号導体２に直接接触することを防ぐことができるので、これらが接触することによるＩＭ不良やＶＳＷＲの大幅な劣化の発生を抑制することができる。
【００５１】
（３）第１移動部材３ａにおいて、一対の第１外側突起３ａ４，３ａ５により第１板状部３ａ１と第１グランド板３１との間の距離が一定に保たれる。また、第２移動部材３ｂにおいて、一対の第２外側突起３ｂ４，３ｂ５により第２板状部３ｂ１と第２グランド板３２との間の距離が一定に保たれる。これにより、第１板状部３ａ１と第１グランド板３１との間の距離もしくは第２板状部３ｂ１と第２グランド板３２との間の距離が変化することによる移相量の変動を抑制することができる。
【００５２】
（４）一対の第１内側突起３ａ２，３ａ３及び一対の第１外側突起３ａ４，３ａ５が、第１板状部３ａ１と一体であるので、第１移動部材３ａを例えば射出成型によって容易に成形することができる。第２移動部材３ｂについても同様である。
【００５３】
（５）第１移動部材３ａと第２移動部材３ｂとは、一対の連結部材３５によって連結されているので、第１移動部材３ａと第２移動部材３ｂとを一体に移動させることができる。
【００５４】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について、図８及び図９を参照して説明する。図８は、第２の実施の形態に係る移相器１０を示す分解斜視図である。図９は、第２の実施の形態に係る移相器１０を示す断面図である。図８及び図９において、第１の実施の形態と共通する構成要素については、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００５５】
第１の実施の形態では、一対の第１内側突起３ａ２，３ａ３及び一対の第１外側突起３ａ４，３ａ５が第１板状部３ａ１と一体の誘電体からなり、一対の第２内側突起３ｂ２，３ｂ３及び一対の第２外側突起３ｂ４，３ｂ５が第２板状部３ｂ１と一体の誘電体からなる場合について説明した。第２の実施の形態では、第１移動部材３ａが、第１板状部３ａ１、及び第１板状部３ａ１を補強する一対の第１補強部材３７からなり、第２移動部材３ｂが、第２板状部３ｂ１、及び第２板状部３ｂ１を補強する一対の第２補強部材３８からなる。
【００５６】
第１補強部材３７は、第１板状部３ａ１よりも基板２０側に突出して基板２０に摺接する第１内側突起３７ａと、第１板状部３ａ１よりも第１グランド板３１側に突出して第１グランド板３１に摺接する第１外側突起３７ｂとを有している。第１内側突起３７ａと第１外側突起３７ｂとの間には、第１板状部３ａ１が嵌合する凹部３７ｃが形成されている。一対の第１補強部材３７は、第１板状部３ａ１よりも剛性が高い材料からなり、例えば接着によって第１板状部３ａ１に固定され、第１板状部３ａ１を補強している。また、一対の第１補強部材３７は、平面視において長方形状の第１板状部３ａ１を短手方向に挟んでいる。
【００５７】
同様に、第２補強部材３８は、第２板状部３ｂ１よりも基板２０側に突出して基板２０に摺接する第２内側突起３８ａと、第２板状部３ｂ１よりも第２グランド板３２側に突出して第２グランド板３２に摺接する第２外側突起３８ｂとを有している。第２内側突起３８ａと第２外側突起３８ｂとの間には、第２板状部３ｂ１が嵌合する凹部３８ｃが形成されている。一対の第２補強部材３８は、第２板状部３ｂ１よりも剛性が高い材料からなり、例えば接着によって第２板状部３ｂ１に固定され、第２板状部３ｂ１を補強している。また、一対の第２補強部材３８は、平面視において長方形状の第２板状部３ｂ１を短手方向に挟んでいる。
【００５８】
第１補強部材３７及び第２補強部材３８の材料としては、第１板状部３ａ１及び第２板状部３ｂ１よりも硬質な樹脂であってもよく、例えばセラミック等の樹脂以外の材料であってもよい。ただし、第１補強部材３７及び第２補強部材３８は、電気絶縁性を有していることが望ましい。
【００５９】
この第２の実施の形態によっても、第１の実施の形態について説明した（１），（２）及び（４）の作用及び効果が得られる。また、一対の第１補強部材３７によって第１板状部３ａ１の歪みが抑制されると共に、一対の第２補強部材３８によって第２板状部３ｂ１の歪みが抑制される。これにより、第１板状部３ａ１又は第２板状部３ｂ１の歪みによる移相量の変動を抑制することができる。
【００６０】
（実施の形態のまとめ）
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。
【００６１】
［１］アンテナ素子（１３）を介して伝送される信号の伝送線路（１）を構成する信号導体（２）が両面に形成された基板（２０）を、互いに平行配置された第１導電板（第１グランド板３１）及び第２導電板（第２グランド板３２）の間に間隔をあけて挟んでなるトリプレート線路に設けられ、前記第１導電板（３１）と前記基板（２０）との間に配置され、前記信号導体（２）との対向面積が変化する方向に、前記基板（２０）と平行に移動可能な第１移動部材（３ａ）と、前記第２導電板（３２）と前記基板（２０）との間に配置され、前記第１移動部材（３ａ）と共に移動可能な第２移動部材（３ｂ）とを備え、前記第１移動部材（３ａ）は、少なくとも一部が前記信号導体（２）と対向する誘電体からなる平板状の第１板状部（３ａ１）と、前記基板（２０）に摺接する第１内側突起（３ａ２，３ａ３）とを有し、前記第１内側突起（３ａ２，３ａ３）によって前記第１板状部（３ａ１）と前記信号導体（２）との間隔が保持され、前記第２移動部材（３ｂ）は、少なくとも一部が前記信号導体（２）と対向する誘電体からなる平板状の第２板状部（３ｂ１）と、前記基板（２０）に摺接する第２内側突起（３ｂ２，３ｂ３）とを有し、前記第２内側突起（３ｂ２，３ｂ３）によって前記第２板状部（３ｂ１）と前記信号導体（２）との間隔が保持される、移相器（１０）。
【００６２】
［２］前記第１移動部材（３ａ）は、前記第１導電板（３１）に摺接する第１外側突起（３ａ４，３ａ５）をさらに有し、前記第１外側突起（３ａ４，３ａ５）によって前記第１板状部（３ａ１）と第１導電板（３１）との間隔が保持され、前記第２移動部材（３ｂ）は、前記第２導電板（３２）に摺接する第２外側突起（３ｂ４，３ｂ５）をさらに有し、前記第２外側突起（３ｂ４，３ｂ５）によって前記第２板状部（３ｂ１）と第２導電板（３２）との間隔が保持される、前記［１］に記載の移相器（１０）。
【００６３】
［３］前記第１移動部材（３ａ）は、前記第１内側突起（３ａ２，３ａ３）及び前記第１外側突起（３ａ４，３ａ５）が前記第１板状部（３ａ１）と一体の誘電体からなり、前記第２移動部材（３ｂ）は、前記第２内側突起（３ｂ２，３ｂ３）及び前記第２外側突起（３ｂ４，３ｂ５）が前記第２板状部（３ｂ１）と一体の誘電体からなる、前記［２］に記載の移相器（１０）。
【００６４】
［４］前記第１移動部材（３ａ）は、前記第１板状部（３ａ１）、及び前記第１板状部（３ａ１）を補強する第１補強部材（３７）からなり、前記第１補強部材（３７）に前記第１内側突起（３７ａ）及び前記第１外側突起（３７ｂ）が設けられ、前記第２移動部材（３ｂ）は、前記第２板状部（３ｂ１）、及び前記第２板状部（３ｂ１）を補強する第２補強部材（３８）からなり、前記第２補強部材（３８）に前記第２内側突起（３８ａ）及び前記第２外側突起（３８ｂ）が設けられた、前記［２］に記載の移相器（１０）。
【００６５】
［５］前記基板（２０）に設けられた孔部（長孔２０ａ）を介して前記第１移動部材（３ａ）と前記第２移動部材（３ｂ）とを一体移動可能に連結する連結部材（３５）をさらに備えた、前記［１］乃至［４］の何れか１つに記載の移相器（１０）。
【００６６】
［６］前記［１］乃至［５］の何れか１つに記載の移相器（１０）を備えた、アンテナ装置（１１）。
【００６７】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【００６８】
また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。例えば、上記第１の実施の形態では、第１移動部材３ａ及び第２移動部材３ｂが平面視において長方形状であり、その短辺方向の両端部に、長辺方向に沿った一対の第１内側突起３ａ２，３ａ３及び第２内側突起３ｂ２，３ｂ３ならびに一対の第１外側突起３ａ３，３ａ４及び第２外側突起３ｂ４，３ｂ５が設けられた場合について説明したが、これに限らず、第１内側突起、第２内側突起、第１外側突起、及び第２外側突起が、例えばボス状（円柱状）の突起であってもよい。また、これらの突起の数や位置についても、上記実施の形態に例示したものに限らない。
【符号の説明】
【００６９】
１…伝送線路
１０…移相器
１１…アンテナ装置
２…信号導体
２０…基板
３１…第１グランド板（第１導電板）
３２…第２グランド板（第２導電板）
３５…連結部材
３７…第１補強部材
３７ａ…第１内側突起
３７ｂ…第１外側突起
３８…第２補強部材
３８ａ…第２内側突起
３８ｂ…第２外側突起
３ａ…第１移動部材
３ａ１…第１板状部
３ａ２，３ａ３…第１内側突起
３ａ４，３ａ５…第１外側突起
３ｂ…第２移動部材
３ｂ１…第２板状部
３ｂ２，３ｂ３…第２内側突起
３ｂ４，３ｂ５…第２外側突起
【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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