(57)【要約】【課題】誘電体板を進退移動させる駆動体と誘電体板との相対位置を容易に調節す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を提供する。【解決手段】第１グランド板３１と信号導体２との間に配置された第１誘電体板５１と、第１誘電体板５１を第１グランド板３１と平行な所定の方向に移動させる移動機構４とを備え、第１誘電体板５１の移動によって信号の位相が変化する移相器１０であって、移動機構４は、駆動体４５と、駆動体４５を所定の方向へ移動させるアクチュエータと、駆動体４５と第１誘電体板５１とを連結する連結軸４６とを備え、駆動体４５には、連結軸４６が係合可能な第１乃至第３の係合部４５１〜４５３が所定の方向に沿った複数箇所に設けられ、第１誘電体板５１は、第１乃至第３の係合部４５１〜４５３のうち連結軸４６が係合する１つの係合部を選択することにより、駆動体４５に対する所定の方向の位置を調整可能である。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的に接地された導電板と平行に配置され、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と、
前記導電板と前記信号導体との間に配置された誘電体からなる誘電体板と、
前記誘電体板を前記導電板と平行な所定の方向に移動させる移動機構とを備え、
前記誘電体板が前記所定の方向に移動することにより前記信号導体と前記誘電体板との対向面積が変化し、前記伝送線路を伝搬する信号の位相が変化する移相器であって、
前記移動機構は、
前記導電板と対向して配置された駆動体と、
前記駆動体を前記所定の方向へ移動させるアクチュエータと、
前記駆動体と前記誘電体板とを連結する連結軸とを備え、
前記駆動体には、前記連結軸が係合可能な係合部が前記所定の方向に沿った複数箇所に設けられ、
前記誘電体板は、前記複数箇所に設けられた前記係合部のうち前記連結軸が係合する１つの係合部を選択することにより、前記駆動体に対する前記所定の方向の位置を調整可能である、
移相器。
【請求項２】
前記連結軸は、前記所定の方向に沿って前記導電板に形成された長孔を挿通して前記係合部に係合する、
請求項１に記載の移相器。
【請求項３】
前記駆動体には、前記連結軸の一端部が嵌入する嵌合孔が前記係合部として形成されている、
請求項１又は２に記載の移相器。
【請求項４】
前記連結軸は、前記嵌合孔に嵌入する前記一端部における前記所定の方向の幅が、前記一端部よりも前記誘電体板側の部分における前記所定の方向の幅よりも狭い、
請求項３に記載の移相器。
【請求項５】
前記誘電体板の前記駆動体に対する前記所定の方向の位置の調整ピッチは、前記連結軸の前記一端部よりも前記誘電体板側の部分における前記所定の方向の幅よりも狭い、
請求項４に記載の移相器。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１項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、複数の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整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用のアンテナ装置に用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の移相器は、複数の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、及び信号導体と第２グランド板との間にそれぞれ誘電体板が配置されている。これらの誘電体板は、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。
【０００４】
また、信号導体を挟む一対の誘電体板からなる誘電体板対は、アンテナ装置の複数箇所に設けられている。そして、複数のアンテナ素子から電磁波が放射される場合、各アンテナ素子から放射される電磁波の位相差が移相器によって調整される。これにより、アンテナ装置の指向性、具体的にはメインビームの放射方向を可変とすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【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】
【０００６】
上記のように構成された移相器では、誘電体の厚みのばらつき等の製造誤差により、各誘電体板対によってもたらされる位相の変化量が所期のものと異なる場合がある。このような場合には、位相の変化量を容易に調整できることが望ましい。また、指向性の調整のため、複数のアンテナ素子のうち、一部のアンテナ素子から放射される電磁波の位相のみを他のアンテナ素子から放射される電磁波に対して進ませ、あるいは遅らせることが必要になる場合がある。
【０００７】
そこで、本発明者らは鋭意検討し、誘電体板を進退移動させる駆動体と誘電体板との相対位置を調節することができれば、上記のような要請に応えることができるとの知見を得た。
【０００８】
本発明は、この知見に基づいてなされたものであり、その目的は、誘電体板を進退移動させる駆動体と誘電体板との相対位置を容易に調節す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】
【０００９】
本発明は、上記の目的を達成するため、電気的に接地された導電板と平行に配置され、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と、前記導電板と前記信号導体との間に配置された誘電体からなる誘電体板と、前記誘電体板を前記導電板と平行な所定の方向に移動させる移動機構とを備え、前記誘電体板が前記所定の方向に移動することにより前記信号導体と前記誘電体板との対向面積が変化し、前記伝送線路を伝搬する信号の位相が変化する移相器であって、前記移動機構は、前記導電板と対向して配置された駆動体と、前記駆動体を前記所定の方向へ移動させるアクチュエータと、前記駆動体と前記誘電体板とを連結する連結軸とを備え、前記駆動体には、前記連結軸が係合可能な係合部が前記所定の方向に沿った複数箇所に設けられ、前記誘電体板は、前記複数箇所に設けられた前記係合部のうち前記連結軸が係合する１つの係合部を選択することにより、前記駆動体に対する前記所定の方向の位置を調整可能である、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】
【００１０】
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、誘電体板を進退移動させる駆動体と誘電体板との相対位置を容易に調節することができ、以って誘電体板によってもたらされる信号位相の変化量を調整することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【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】レドームの内部において８個のアンテナ素子側とは反対側に配置された移相器の移動機構の構成例を示す斜視図である。
【図４】信号導体を構成する配線パターンが形成された基板の一部を示す斜視図である。
【図５】移相部を示す図であり、（ａ）は第１グランド板を省略して第１誘電体板及び基板の一部を示す平面図、（ｂ）は（ａ）における基板を部分的に示す平面図である。
【図６】（ａ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ線に沿った移相部の断面図である。（ｂ）は、第１誘電体板、第２誘電体板、一対の連結部材、及び駆動体と第１誘電体板とを連結する連結軸を示す斜視図である。
【図７】移相部の第１誘電体板、この第１誘電体板に固定された連結軸、この連結軸を挿通させる長孔が形成された第１グランド板の一部、及び駆動体の係合領域を示す斜視図である。
【図８】（ａ）は、本発明の第２の形態に係る駆動体、第１のグランド板、連結軸、及び第１誘電体板を示す斜視図である。（ｂ）は、第２の形態に係る駆動体を示す平面図である。（ｃ）は、第２の形態に係る連結軸をその中心軸線方向から見た先端面を示す端面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［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。
【００１３】
（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、移相器１０と、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１３（１３ａ〜１３ｈ）がそれぞれ接続されている。
【００１４】
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。
【００１５】
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の移相部１０ａ〜１０ｆ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個の移相部１０ａ〜１０ｆが設けられている。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。
【００１６】
アンテナ装置１１では、移相部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、移相部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、移相部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、移相部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、移相部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個の移相部１０ａ〜１０ｆを用いる場合を説明したが、アンテナ素子や移相部の数は一例であり、図示のものに限定されない。
【００１７】
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、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。
【００１８】
レドーム３０は、その両端がアンテナキャップ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、図略のアース線により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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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は本発明の導電板の一態様である。
【００２２】
移動機構４は、後述する移相器１０の第１誘電体板５１及び第２誘電体板５２（図６参照）を、第１グランド板３１及び第２グランド板３２と平行で、かつ第１グランド板３１及び第２グランド板３２の長手方向に沿った所定の方向に進退移動させる。以下、この所定の方向を移動方向Ａという。図３では、この移動方向Ａを両矢印で図示している。
【００２３】
移動機構４は、電動モータ４１と、電動モータ４１の回転力を直線方向の移動力に変換する回転直動変換部４２と、第１グランド板３１に固定された支持板４３と、支持板４３に形成された挿通孔４３０に挿通された軸部４４１、及び軸部４４１に固定されて第１グランド板３１の短手方向に延びる腕部４４２を有する直動部材４４と、第１グランド板３１と対向して配置された一対の駆動体４５と、駆動体４５と第１誘電体板５１とを連結する連結軸４６（後述）とを備えている。
【００２４】
回転直動変換部４２は、例えばラックアンドピニオン機構を構成するピニオン歯車及びラック軸の噛み合いにより、直動部材４４の軸部４４１を第１グランド板３１の長手方向に移動させる。一対の駆動体４５は、第１グランド板３１の長手方向に延在して互いに平行に配置された棒状の部材である。一対の駆動体４５は、その長手方向の一部においてそれぞれ直動部材４４の腕部４４２に固定され、直動部材４４と共に第１グランド板３１の長手方向に進退移動する。
【００２５】
電動モータ４１、回転直動変換部４２、及び直動部材４４は、駆動体４５を移動方向Ａに沿って移動させるアクチュエータを構成する。第１グランド板３１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。また、第１グランド板３１には、駆動体４５をガイドする一対のガイド部材３５が固定されている。
【００２６】
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。
【００２７】
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を構成する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からなるソリッド基板であり、その両面に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。第１乃至第３分配線路１４ａ〜１４ｃは、この配線パターンによって形成されている。
【００２８】
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。
【００２９】
信号導体２は、領域Ｐにおいて、直線部２ａと接続部２ｂを有し、その両側に移動方向Ａに沿って延びる長孔２０ａが形成されている。基板２０には、このような領域Ｐが６箇所に設けられ、図４ではそのうち２箇所の領域Ｐを図示している。
【００３０】
（移相部の構成）
図５は、移相部１０ａを示す図であり、（ａ）は第１グランド板３１を省略して第１誘電体板５１及び基板２０の一部を示す平面図、（ｂ）は（ａ）における基板２０を部分的に示す平面図である。図６（ａ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ線に沿った移相部１０ａの断面図である。図６（ｂ）は、第１誘電体板５１、第２誘電体板５２、一対の連結部材５３、及び駆動体４５と第１誘電体板５１とを連結する連結軸４６を示す斜視図である。なお、図示は省略しているが、他の移相部１０ｂ〜１０ｆについても、移相部１０ａと同様に構成されている。一対の駆動体４５には、移相部１０ａ〜１０ｆのそれぞれの連結軸４６が係合する係合領域４５ａ〜４５ｆ（図３参照）が形成されている。係合領域４５ａ〜４５ｆの構成については後述する。
【００３１】
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。基板２０の配線パターンならびに第１グランド板３１及び第２グランド板３２は、伝送線路１を構成するトリプレート線路を形成する。移相部１０ａは、第１グランド板３１と基板２０との間に配置された第１誘電体板５１と、第２グランド板３２と基板２０との間に配置された第２誘電体板５２と、第１誘電体板５１と第２誘電体板５２とを連結する一対の連結部材５３とを有している。
【００３２】
第１誘電体板５１は、連結軸４６により駆動体４５と連結され、駆動体４５と共に移動方向Ａに沿って移動する。第１誘電体板５１には、連結軸４６の一端部が例えば接着により固定されている。また、第２誘電体板５２は、一対の連結部材５３によって第１誘電体板５１と連結されているので、駆動体４５がアクチュエータにより駆動されると、第１誘電体板５１と共に移動方向Ａに沿って移動する。連結部材５３は、基板２０に形成された長孔２０ａに挿通され、一端部が第１誘電体板５１に固定されると共に、他端部が第２誘電体板５２に固定されている。
【００３３】
第１誘電体板５１と第２誘電体板５２との間に挟まれる領域Ｐの信号導体２は、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。
【００３４】
第１誘電体板５１は、少なくとも一部が信号導体２（基板２０の一方の面側の直線部２ａ及び接続部２ｂ）と対向する誘電体からなる平板状の第１板状部５１０と、第１板状部５１０から第１グランド板３１側に突出する一対の第１外側突起５１１と、第１板状部５１０から基板２０側に突出する一対の第１内側突起５１２とを有している。同様に、第２誘電体板５２は、少なくとも一部が信号導体２（基板２０の他方の面側の直線部２ａ及び接続部２ｂ）と対向する誘電体からなる平板状の第２板状部５２０と、第２板状部５２０から第２グランド板３２側に突出する一対の第２外側突起５２１と、第２板状部５２０から基板２０側に突出する一対の第２内側突起５２２とを有している。
【００３５】
本実施の形態では、第１板状部５１０が一対の第１外側突起５１１及び一対の第１内側突起５１２と一体の誘電体からなる。また、第２板状部５２０が一対の第２外側突起５２１及び一対の第２内側突起５２２と一体の誘電体からなる。
【００３６】
第１誘電体板５１及び第２誘電体板５２の誘電体の材料は特に限定するものではないが、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）を用いることができる。
【００３７】
移動機構４は、第１誘電体板５１及び第２誘電体板５２を、基板２０と平行に移動させる。本実施の形態では、第１誘電体板５１及び第２誘電体板５２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。
【００３８】
第１誘電体板５１及び第２誘電体板５２が移動方向Ａに沿って移動することにより、信号導体２（直線部２ａ及び接続部２ｂ）と第１板状部５１０及び第２板状部５２０との対向面積が変化し、信号導体２を伝搬する信号の位相が変化する。これにより、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、伝送線路１を伝搬する信号の位相が変化する。
【００３９】
一対の連結部材５３は、それぞれの一端部が第１誘電体板５１の第１板状部５１０に形成された嵌合孔５１０ａに嵌合し、他端部が第２誘電体板５２の第２板状部５２０に形成された嵌合孔５２０ａに嵌合する。なお、連結部材５３は、両端部が嵌合孔５１０ａ，５２０ａへの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。
【００４０】
第１誘電体板５１は、一対の第１内側突起５１２によって第１板状部５１０と信号導体２との間隔が保持され、一対の第１外側突起５１１によって第１板状部５１０と第１グランド板３１との間隔が保持される。また、第２誘電体板５２は、一対の第２内側突起５２２によって第２板状部５２０と信号導体２との間隔が保持され、一対の第２外側突起５２１によって第２板状部５２０と第２グランド板３２との間隔が保持される。
【００４１】
以下、移相器１０における信号導体２と第１板状部５１０及び第２板状部５２０とが重なり合う部分を重複部６１、重なり合わない部分を非重複部６２と呼称する。非重複部６２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。
【００４２】
移相器１０は、第１誘電体板５１及び第２誘電体板５２を駆動体４５により移動させ、重複部６１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。信号の位相は、重複部６１の面積が大きくなるほど遅れ、重複部６１の面積が小さくなるほど進む。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誘電体板５１及び第２誘電体板５２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。
【００４３】
また、移相器１０は、重複部６１と非重複部６２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（図５（ａ）参照）。ここでは、第１誘電体板５１及び第２誘電体板５２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誘電体板５１及び第２誘電体板５２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誘電体板５１及び第２誘電体板５２を図示左右方向に移動させても、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。
【００４４】
移相器１０では、変成器部７Ａ，７Ｂは、重複部６１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６２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。
【００４５】
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６１と非重複部６２間でインピーダンスを整合できる長さに調整される。
【００４６】
図４に例示する移相器１０では、重複部６１の特性インピーダンスが２１Ω、非重複部６２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６２と、重複部６１と非重複部６２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６１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６１と非重複部６２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。
【００４７】
（移相器を備えたアンテナ装置の動作）
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、その回転力が回転直動変換部４２によって変換された移動力により直動部材４４が移動し、その移動力が駆動体４５及び連結軸４６を介して各移相部１０ａ〜１０ｆの第１誘電体板５１及び第２誘電体板５２に付与される。そして、第１誘電体板５１及び第２誘電体板５２が移動方向Ａに沿って移動することにより、移相部１０ａ〜１０ｆにおいて、ビームチルト角に応じて重複部６１の面積が調整される。
【００４８】
本実施の形態では、移相部１０ａ，１０ｃ，１０ｄと、移相部１０ｂ，１０ｅ，１０ｆとで、第１誘電体板５１及び第２誘電体板５２の長手方向の向きが反対となるように第１誘電体板５１及び第２誘電体板５２が配置されている。これにより、駆動体４５の進退移動によって移相部１０ａ，１０ｃ，１０ｄの移相量が増大するとき、移相部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によって各移相部１０ａ〜１０ｆの第１誘電体板５１及び第２誘電体板５２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。
【００４９】
また、本実施の形態では、各移相部１０ａ〜１０ｆにおける第１誘電体板５１及び第２誘電体板５２の駆動体４５に対する移動方向Ａの相対位置を調整可能である。以下、移相部１０ａにおける第１誘電体板５１及び第２誘電体板５２の駆動体４５に対する位置を調整するための構成について説明する。
【００５０】
図７は、移相部１０ａの第１誘電体板５１、この第１誘電体板５１に固定された連結軸４６、この連結軸４６を挿通させる長孔３１ａが形成された第１グランド板３１の一部、及び駆動体４５の係合領域４５ａを示す斜視図である。
【００５１】
駆動体４５の係合領域４５ａには、連結軸４６が係合可能な係合部が移動方向Ａに沿った複数箇所に設けられている。本実施の形態では、第１乃至第３の係合部４５１〜４５３が移動方向Ａに沿って並んで設けられている。また、本実施の形態では、連結軸４６が四角柱状であり、第１乃至第３の係合部４５１〜４５３は、連結軸４６の一端部が嵌入する断面四角形状の嵌合孔によって形成されている。換言すれば、駆動体４５には、連結軸４６の一端部が嵌入する３つの嵌合孔が第１乃至第３の係合部４５１〜４５３として形成されている。
【００５２】
連結軸４６は、移動方向Ａに沿って第１グランド板３１に形成された長孔３１ａを挿通して、第１乃至第３の係合部４５１〜４５３の何れかに係合する。第１誘電体板５１は、第１乃至第３の係合部４５１〜４５３のうち連結軸４６が係合する１つの係合部を選択することにより、駆動体４５に対する移動方向Ａの位置を調整可能である。例えば、連結軸４６が第２の係合部４５２に係合した場合の第１誘電体板５１の位置を基準位置とすると、連結軸４６が第１の係合部４５１に係合した場合には、第１誘電体板５１が基準位置よりも上方（アンテナキャップ３０１側）に位置し、連結軸４６が第３の係合部４５３に係合した場合には、第１誘電体板５１が基準位置よりも下方（アンテナキャップ３０２側）に位置する。これにより、位相の変化量が調節される。
【００５３】
第１グランド板３１の長手方向における長孔３１ａの長さは、移動機構４による第１誘電体板５１の移動量に加え、第１の係合部４５１から第３の係合部４５３までの距離を考慮して定められる。
【００５４】
なお、図示は省略しているが、他の係合領域４５ｂ〜４５ｆについても、係合領域４５ａと同様に第１乃至第３の係合部４５１〜４５３が形成され、これら第１乃至第３の係合部４５１〜４５３のうちの何れかに移相部１０ｂ〜１０ｆの第１誘電体板５１に固定された連結軸４６が係合する。これにより、移相部１０ｂ〜１０ｆについても、移相部１０ａと同様に、駆動体４５に対する移動方向Ａの第１誘電体板５１の位置を調整可能である。
【００５５】
駆動体４５に対する第１誘電体板５１の位置の調整は、例えば各アンテナ素子１３から放射された電磁波の放射方向（メインビームの放射方向）の測定結果に基づいて行われる。すなわち、電磁波の放射方向の測定の結果、移相部１０ａ〜１０ｆの何れかにおいて駆動体４５に対する第１誘電体板５１の位置の調整する必要があると判断されれば、移動機構４の駆動体４５を第１のグランド板３１から取り外し、長孔３１ａから突き出した連結軸４６の位置をずらして第１誘電体板５１の位置を調整した後、再度駆動体４５を組み付ける。これにより、位相の変化量が調節され、電磁波の放射方向を所望の方向に近づけることができる。
【００５６】
以上説明した第１の実施の形態によれば、駆動体４５と第１誘電体板５１との相対位置を容易に調節することができ、以って第１誘電体板５１及び第２の誘電体板５２によってもたらされる信号位相の変化量を調整することが可能となる。
【００５７】
［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を参照して説明する。第１の実施の形態では、駆動体４５の係合領域４５ａに第１乃至第３の係合部４５１〜４５３が設けられ、連結軸４６が四角柱状である場合について説明したが、本実施の形態では、駆動体４５Ａの係合領域４５ａに第１乃至第５の係合部４５１〜４５５が設けられると共に、連結軸４６Ａの形状が第１の実施の形態とは異なっている。その他の構成については同様であるので、この違いの部分について重点的に説明する。
【００５８】
図８（ａ）は、本実施の形態に係る駆動体４５Ａ、第１のグランド板３１、連結軸４６Ａ、及び第１誘電体板５１を示す斜視図である。図８（ｂ）は、駆動体４５Ａを示す平面図である。図８（ｃ）は、連結軸４６Ａをその中心軸線方向から見た先端面を示す端面図である。
【００５９】
第１乃至第５の係合部４５１〜４５５は、その開口が、駆動体４５Ａの長手方向に直交する幅方向が長辺方向となる長方形状である。また、第１乃至第５の係合部４５１〜４５５は、駆動体４５Ａの長手方向に等間隔に並んでいる。
【００６０】
連結軸４６Ａは、第１誘電体板５１に基端部が固定された円柱状の基部４６１と、基部４６１の先端面４６１ａから第１誘電体板５１とは反対側に突出する突部４６２とを一体に有している。突部４６２は平板状であり、連結軸４６Ａの中心軸線に直交する断面における突部４６２の形状は、第１誘電体板５１の移動方向（駆動体４５Ａの長手方向）が短辺方向となる長方形状である。
【００６１】
連結軸４６Ａは、その一端部における突部４６２が第１乃至第５の係合部４５１〜４５５の何れかに嵌入し、駆動体４５Ａと共に移動する。すなわち、駆動体４５Ａには、連結軸４６Ａの突部４６２が嵌入する嵌合孔が第１乃至第５の係合部４５１〜４５５として形成され、第１乃至第５の係合部４５１〜４５５のうち連結軸４６Ａが係合する１つの係合部を選択することにより、駆動体４５Ａに対する第１誘電体板５１の位置を調整可能である。
【００６２】
図８（ｃ）に示すように、突部４６２の短辺方向の幅ｗは、基部４６１の直径Ｄよりも狭い。すなわち、連結軸４６Ａは、第１乃至第５の係合部４５１〜４５５の何れかに嵌入する一端部（突部４６２）における移動方向の幅が、当該一端部よりも第１誘電体板５１側の部分（基部４６１）における移動方向の幅よりも狭い。
【００６３】
また、第１誘電体板５１の駆動体４５Ａに対する移動方向の位置の調整ピッチＰは、図８（ｂ）に示すように、駆動体４５Ａの長手方向に隣り合う２つの係合部（例えば第１の係合部４５１と第２の係合部４５２）の中心部間の間隔である。本実施の形態では、調整ピッチＰが、基部４６１の直径Ｄよりも狭い。
【００６４】
以上のように構成された駆動体４５Ａ及び連結軸４６Ａを備えたアンテナ装置の動作及び信号位相の変化量の調整は、第１の実施の形態と同様に行われる。また、本実施の形態によれば、第１誘電体板５１の駆動体４５Ａに対する位置の調整ピッチＰを第１の実施の形態よりも狭くすることができるので、信号位相の変化量の調整をより高精度に行うことが可能となる。
【００６５】
（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。
【００６６】
［１］電気的に接地された導電板と平行に配置され、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）と、前記導電板（第１のグランド板３１）と前記信号導体（２）との間に配置された誘電体からなる誘電体板（第１誘電体板５１）と、前記誘電体板（５１）を前記導電板（３１）と平行な所定の方向（移動方向Ａ）に移動させる移動機構（４）とを備え、前記誘電体板（５１）が前記所定の方向に移動することにより前記信号導体（２）と前記誘電体板（５１）との対向面積が変化し、前記伝送線路（１）を伝搬する信号の位相が変化する移相器（１０）であって、前記移動機構（４）は、前記導電板（３１）と対向して配置された駆動体（４５／４５Ａ）と、前記駆動体（４５）を前記所定の方向へ移動させるアクチュエータ（電動モータ４１、回転直動変換部４２、及び直動部材４４）と、前記駆動体（４５）と前記誘電体板（５１）とを連結する連結軸（４６／４６Ａ）とを備え、前記駆動体（４５／４５Ａ）には、前記連結軸（４６／４６Ａ）が係合可能な係合部（第１乃至第３の係合部４５１〜４５３／第１乃至第５の係合部４５１〜４５５）が前記所定の方向に沿った複数箇所に設けられ、前記誘電体板（５１）は、前記複数箇所に設けられた前記係合部（４５１〜４５３／４５１〜４５５）のうち前記連結軸（４６／４６Ａ）が係合する１つの係合部を選択することにより、前記駆動体（４５／４５Ａ）に対する前記所定の方向の位置を調整可能である、移相器（１０）。
【００６７】
［２］前記連結軸（４６／４６Ａ）は、前記所定の方向に沿って前記導電板（３１）に形成された長孔（３１ａ）を挿通して前記係合部（４５１〜４５３／４５１〜４５５）に係合する、前記［１］に記載の移相器（１０）。
【００６８】
［３］前記駆動体（４５／４５Ａ）には、前記連結軸（４６／４６Ａ）の一端部が嵌入する嵌合孔が前記係合部（４５１〜４５３／４５１〜４５５）として形成されている、前記［１］又は［２］に記載の移相器（１０）。
【００６９】
［４］前記連結軸（４６Ａ）は、前記嵌合孔に嵌入する前記一端部（突部４６２）における前記所定の方向の幅（ｗ）が、前記一端部よりも前記誘電体板（５１）側の部分における前記所定の方向の幅（Ｄ）よりも狭い、前記［３］に記載の移相器（１０）。
【００７０】
［５］前記誘電体板（５１）の前記駆動体（４５Ａ）に対する前記所定の方向の位置の調整ピッチ（Ｐ）は、前記連結軸（４６Ａ）の前記一端部（４６２）よりも前記誘電体板（５１）側の部分（基部４６１）における前記所定の方向の幅（Ｄ）よりも狭い、前記［４］に記載の移相器（１０）。
【００７１】
［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）。
【００７２】
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。
【符号の説明】
【００７３】
１…伝送線路
１０…移相器
１１…アンテナ装置
１３…アンテナ素子
２…信号導体
３１…第１グランド板（導電板）
３１ａ…長孔
３２…グランド板
３３…水平偏波用同軸ケーブル
３４…垂直偏波用同軸ケーブル
３５…ガイド部材
４…移動機構
４１…電動モータ（アクチュエータ）
４２…回転直動変換部（アクチュエータ）
４４…直動部材（アクチュエータ）
４５，４５Ａ…駆動体
４５１〜４５５…第１乃至第５の係合部
４６，４６Ａ…連結軸
５１…第１誘電体板
【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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