(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体通信システムに設けられる基地局用のダイポール水平アレイアンテナ装置であって、
約１／２λ０（λ０は、使用周波数帯の中心周波数の波長）の長さを有し、長手軸線が垂直に向く形態で水平方向に順次配列する第１、第２、第３および第４のダイポール素子と、
分岐点から前記第１〜第４のダイポール素子の配列方向に分岐し、一方の分岐線路に前記第１、第２のダイポール素子の給電点が接続されるとともに、他方の分岐線路に前記第３、第４のダイポール素子の給電点が接続された第１の給電線路と、
前記第１の給電線路の前記分岐点に接続される第２の給電線路と、
前記第１および第４のダイポール素子の給電点部位からそれぞれ前記第２のダイポール素子および前記第３のダイポール素子側に張出すように設けられた合成指向性調整用の調整回路と、を備え、
前記第１の給電線路は、前記各分岐線路が前記第２の給電線路の特性インピーダンスの約２倍の特性インピーダンスをそれぞれ有するように形成され、
前記調整回路は、前記第１の給電線路の一部の面積が拡大される形態で設けられ、
前記第１、第４のダイポール素子は、前記第１の給電線路の分岐点を挟んで対称に配置されるとともに、それらの配置間隔が約０．８４λ０に設定され、
前記第２、第３のダイポール素子は、前記第１の給電線路の分岐点を挟んで対称に配置されるとともに、それらの配置間隔が約０．４２λ０に設定され、
前記第１〜第４のダイポール素子および前記第１の給電線路を第１の誘電体基板に形成するとともに、前記第２の給電線路を第２の誘電体基板に形成し、
前記第１〜第４のダイポール素子を含む平面に対して垂直な方向にビーム指向性を有するように構成されていることを特徴とするダイポール水平アレイアンテナ装置。
【請求項２】
移動体通信システムに設けられる基地局用のダイポール水平アレイアンテナ装置であって、
垂直方向に配列した複数のアンテナユニットを備え、前記複数のアンテナユニットが、
約１／２λ０（λ０は、使用周波数帯の中心周波数の波長）の長さを有し、長手軸線が垂直に向く形態で水平方向に順次配列する第１、第２、第３および第４のダイポール素子と、
分岐点から前記第１〜第４のダイポール素子の配列方向に分岐し、一方の分岐線路に前記第１、第２のダイポール素子の給電点が接続されるとともに、他方の分岐線路に前記第３、第４のダイポール素子の給電点が接続された第１の給電線路と、
前記第１の給電線路の前記分岐点に接続される第２の給電線路と、
前記第１および第４のダイポール素子の給電点部位からそれぞれ前記第２のダイポール素子および前記第３のダイポール素子側に張出すように設けられた合成指向性調整用の調整回路と、を備え、
前記第１の給電線路は、前記各分岐線路が前記第２の給電線路の特性インピーダンスの約２倍の特性インピーダンスをそれぞれ有するように形成され、
前記調整回路は、前記第１の給電線路４の一部の面積が拡大される形態で設けられ、
前記第１、第４のダイポール素子は、前記第１の給電線路の分岐点を挟んで対称に配置されるとともに、それらの配置間隔が約０．８４λ０に設定され、
前記第２、第３のダイポール素子は、前記第１の給電線路の分岐点を挟んで対称に配置されるとともに、それらの配置間隔が約０．４２λ０に設定され、
前記第１〜第４のダイポール素子および前記第１の給電線路を第１の誘電体基板に形成するとともに、前記第２の給電線路を第２の誘電体基板に形成し、
前記第１〜第４のダイポール素子を含む平面に対して垂直な方向にビーム指向性を有するように構成されていることを特徴とするダイポール水平アレイアンテナ装置。
【請求項３】
前記複数のアンテナユニットの第１の誘電体基板が連接一体化されるともに、前記複数のアンテナユニットの第２の誘電体基板が連接一体化され、前記複数のアンテナユニットの前記第２の給電線路は、前記連接一体化された第２の誘電体基板においてトーナメント形状の給電線路を構成していることを特徴とする請求項２に記載のダイポール水平アレイアンテナ装置。
【請求項４】
前記第１〜第４のダイポール素子の内の任意のダイポール素子の長さを所定長増加させ、他の任意のダイポール素子の長さを所定長減少させたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のダイポール水平アレイアンテナ装置。
【請求項５】
前記第１〜第４のダイポール素子の内、給電振幅を調整すべきダイポール素子をその給電点に向って幅が狭くなるように形成したことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のダイポール水平アレイアンテナ装置。
【請求項６】
前記給電点に向って幅が狭くなるように形成したダイポール素子は、前記第２、第３のダイポール素子であることを特徴とする請求項５に記載のダイポール水平アレイアンテナ装置。
【請求項７】
前記各ダイポール素子の内の所定のダイポール素子を逆相で励振するように構成したことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のダイポール水平アレイアンテナ装置。
【請求項８】
反射板を併設したことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のダイポール水平アレイアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動通信システム等に設けられる基地局アンテナとして好適なダイポール水平アレイアンテナ装置に関し、特に小型化および広帯域化を図ったダイポール水平アレイアンテナ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、移動体通信では、１つの基地局がカバーするエリアを扇状のセクタゾーンに分割することによって周波数利用効率を向上させている。このように、エリアゾーンを扇状に分割するためには、基地局アンテナに指向性アンテナを用いて、希望する扇状の範囲のみに電波を放射する必要がある。
【０００３】
そこで、例えば６セクタゾーンの構成では、セクタ分割角度と同じ角度（６０°）の水平面ビーム幅を有するアンテナが使用されているが、ユーザ数の増加に伴い、さらなる加入者容量の増大を図るべく、基地局アンテナの水平面のビーム幅を４５°にする研究が行われている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００４】
【非特許文献１】(木村泰子、長敬三、恵比根佳雄"金属導体を近接配置することによる60°ビームアンテナの水平面内指向性制御"信学技報、AP2004-47、pp,37-42、SAT2004-45)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、例えば、図１５に示す特開平６−６９７１６号公報に記載のアンテナ（水平面のビーム幅が６０°のアンテナ）の水平面ビーム幅を４５°にするためには、互いに平行する左右一対のダイポール素子１００の間隔を拡げ、かつ、配備される反射板２００の左右方向幅を大きくとらなくてはいけない。なお、図１５において、符号３００は無給電素子を示している。
【０００６】
各ダイポール素子１００の間隔と水平面のビーム幅には、図１６に例示するような関係があるので、各ダイポール素子１００の間隔および反射板２００の左右方向幅は、必要なビーム幅が得られるまで拡大されることになる。
しかし、素子間隔を広げることは、サイドローブレベルの劣化をもたらし（図１７参照）、また、反射板の左右幅を広げることは、アンテナ全体の大きさを増加させる。一方、この従来の２ダイポールアンテナは、図１８にそのＶＳＷＲ特性を示すように、比帯域２５％を満足することができない。
なお、図１６および図１７の特性は、それぞれ使用周波数帯域の中心周波数ｆ０の１．１３倍の周波数（使用周波数帯域の上限周波数）についてのものである。そして、これらの図では、素子間隔の単位として上記中心周波数ｆ０の波長λ０を用いている。
【０００７】
本発明の目的は、前記従来の問題点に鑑み、水平面のビーム幅を任意に設定でき、かつ、小型、広帯域に構成することが可能な水平ダイポールアレイアンテナ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、移動体通信システムに設けられる基地局用のダイポール水平アレイアンテナ装置であって、約１／２λ０（λ０は、使用周波数帯の中心周波数の波長）の長さを有し、長手軸線が垂直に向く形態で水平方向に順次配列する第１、第２、第３および第４のダイポール素子と、分岐点から前記第１〜第４のダイポール素子の配列方向に分岐し、一方の分岐線路に前記第１、第２のダイポール素子の給電点が接続されるとともに、他方の分岐線路に前記第３、第４のダイポール素子の給電点が接続された第１の給電線路と、前記第１の給電線路の前記分岐点に接続される第２の給電線路と、前記第１および第４のダイポール素子の給電点部位からそれぞれ前記第２のダイポール素子および前記第２のダイポール素子側に張出すように設けられた合成指向性調整用の調整回路と、を備えている。
前記第１の給電線路は、前記各分岐線路が前記第２の給電線路の特性インピーダンスの約２倍の特性インピーダンスをそれぞれ有するように形成され、前記調整回路は、前記第１の給電線路の一部の面積が拡大される形態で設けられ、前記第１、第４のダイポール素子は、前記第１の給電線路の分岐点を挟んで対称に配置されるとともに、それらの配置間隔が約０．８４λ０に設定され、前記第２、第３のダイポール素子は、前記第１の給電線路の分岐点を挟んで対称に配置されるとともに、それらの配置間隔が約０．４２λ０に設定され、前記第１〜第４のダイポール素子および前記第１の給電線路を第１の誘電体基板に形成するとともに、前記第２の給電線路を第２の誘電体基板に形成し、前記第１〜第４のダイポール素子を含む平面に対して垂直な方向にビーム指向性を有するように構成されている。
【０００９】
また、本発明は、移動体通信システムに設けられる基地局用のダイポール水平アレイアンテナ装置であって、複数のアンテナユニットを垂直方向に配列した構成を有する。前記複数のアンテナユニットは、約１／２λ０（λ０は、使用周波数帯の中心周波数の波長）の長さを有し、長手軸線が垂直に向く形態で水平方向に順次配列する第１、第２、第３および第４のダイポール素子と、分岐点から前記第１〜第４のダイポール素子の配列方向に分岐し、一方の分岐線路に前記第１、第２のダイポール素子の給電点が接続されるとともに、他方の分岐線路に前記第３、第４のダイポール素子の給電点が接続された第１の給電線路と、前記第１の給電線路の前記分岐点に接続される第２の給電線路と、前記第１および第４のダイポール素子の給電点部位からそれぞれ前記第２のダイポール素子および前記第２のダイポール素子側に張出すように設けられた合成指向性調整用の調整回路と、を備えている。
前記第１の給電線路は、前記各分岐線路が前記第２の給電線路の特性インピーダンスの約２倍の特性インピーダンスをそれぞれ有するように形成され、前記調整回路は、前記第１の給電線路４の一部の面積が拡大される形態で設けられ、前記第１、第４のダイポール素子は、前記第１の給電線路の分岐点を挟んで対称に配置されるとともに、それらの配置間隔が約０．８４λ０に設定され、前記第２、第３のダイポール素子は、前記第１の給電線路の分岐点を挟んで対称に配置されるとともに、それらの配置間隔が約０．４２λ０に設定され、前記第１〜第４のダイポール素子および前記第１の給電線路を第１の誘電体基板に形成するとともに、前記第２の給電線路を第２の誘電体基板に形成し、前記第１〜第４のダイポール素子を含む平面に対して垂直な方向にビーム指向性を有するように構成されている。
【００１０】
前記複数のアンテナユニットは、第１の誘電体基板を連接一体化し、前記複数のアンテナユニットの第２の誘電体基板を連接一体化することができる。また、前記複数のアンテナユニットの前記第２の給電線路は、前記連接一体化された第２の誘電体基板においてトーナメント形状の給電線路を構成することができる。
【００１１】
より広帯域化を図るため、前記第１〜第４のダイポール素子の内の任意のダイポール素子の長さを所定長増加させ、他の任意のダイポール素子の長さを所定長減少させることができる。
【００１２】
前記第１〜第４のダイポール素子の内、給電振幅を調整すべきダイポール素子をその給電点に向って幅が狭くなるように形成してもよい。実施形態では、前記給電点に向って幅が狭くなるように形成したダイポール素子が前記第２、第３のダイポール素子であるが、これに限定されない。
【００１３】
水平面の合成指向性を改善するために、前記各ダイポール素子の内の所定のダイポール素子を逆相で励振するように構成しても良い。また、バックローブを低減するために、反射板を併設しても良い。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、水平方向にアレイ化しているため、水平面内のビーム幅を狭く設定した場合でも、サイドローブレベルの改善が広帯域にわたり可能になる。また、水平方向にアレイ化することにより、サイドローブレベルが反射板の大きさに依存しなくなるので、小面積の反射板を使用して、小型化を図ることができる。すなわち、適用周波数帯の中心周波数の波長λ０と同じ大きさの径を有するアンテナレドームに収納することが可能になる。そして、無給電素子などを配備しない構造のため、低姿勢化および低廉化を図ることができる。
また、第１の給電線路を、その各分岐線路部の特性インピーダンスが該第１の給電線路の分岐点に接続される第２の給電線路の特性インピーダンスの約２倍の特性インピーダンスを有するように形成することにより、比帯域約２５％を満足するＶＳＷＲ特性を実現することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
実施形態１
図１は、本発明に係るダイポール水平アレイアンテナ装置の実施形態１を示す斜視図である。なお、この実施形態１に係るダイポール水平アレイアンテナ装置および後述の他の実施形態に係るダイポール水平アレイアンテナ装置は、水平面のビーム幅を約４５°にするように構成されている。
このダイポール水平アレイアンテは、誘電体基板１，２を備えている。誘電体基板１には、４個のダイポール素子３−１〜３−４および給電線路４が銅箔等の金属箔によって形成され、また誘電体基板２には、給電線路５が同様の金属箔によって形成されている。
【００１６】
ダイポール素子３−１〜３−４は、それぞれ約λ０／２（λ０は、使用周波数帯の中心周波数の波長)の長さを有し、互いに平行する形態で配列している。誘電体基板１は、ダイポール素子３−１〜３−４が垂直に向く形態で実装される。したがって、ダイポール素子３−１〜３−４は、水平方向に配列してアレイ状アンテナ素子を構成する。
【００１７】
ダイポール素子３−１〜３−４は、誘電体基板１の表面に形成された素子導体３ａと、該誘電体基板１の裏面に形成された素子導体３ｂとによって構成されている。また、給電線路４は、誘電体基板１の表面に形成された線路導体４ａと、この線路導体４ａに対向する形態で該誘電体基板１の裏面に形成された線路導体４ｂ（接地線路導体）とによって構成されている。
【００１８】
給電線路４は、分岐点４ｃから左右方向（ダイポール素子３の配列方向）に２分岐している。左方に延びる分岐線路部の線路導体４ａおよび４ｂには、ダイポール素子３−１の素子導体３ａおよび３ｂがそれぞれ接続されるとともに、ダイポール素子３−２の素子導体３ａおよび３ｂの給電点がそれぞれ接続されている。また、右方に延びる分岐線路部の線路導体４ａおよび４ｂには、ダイポール素子３−３の素子導体３ａおよび３ｂがそれぞれ接続されるとともに、ダイポール素子３−４の素子導体３ａおよび３ｂの給電点がそれぞれ接続されている。
【００１９】
この実施形態では、内側のダイポール素子３−２，３−３相互と、外側のダイポール素子３−１，３−４相互がそれぞれ上記分岐点４ｃを挟んで対称に位置されている。そして、内側のダイポール素子３−２，３−３の間隔は約０．４２λ０に、外側のダイポール素子３−１，３−４の間隔は約０．８４λ０にそれぞれ設定されている。したがって、ダイポール素子３−１，３−２の間隔およびダイポール素子３−３，３−４の間隔は、それぞれ０．２１λ０である。
【００２０】
誘電体基板２は、誘電体基板１に直交する形態で、かつ、ダイポール素子３−１〜３−４に沿う形態で該誘電体基板１の裏面中央部に当接している。
前記給電線路５は、この誘電体基板２の表面に形成された線路導体５ａと、この線路導体５ａに対向する形態で該誘電体基板２の裏面に形成された線路導体５ｂ(接地線路導体)とによって構成され、図１における上下方向に延びている。この給電線路５の線路導体５ａおよび５ｂは、誘電体基板１に設けられた給電線路４の分岐点４ｃにおいて該給電線路４の線路導体４ａおよび４ｂにそれぞれ電気的に接続されている。
なお、本実施形態では、給電線路５として特性インピーダンスが５０Ωのものを使用している。
【００２１】
ところで、移動体通信に適用するアンテナでは、１つの入力信号を２つ以上の信号に変換するときの分岐器として、使用有端数帯域の中心周波数の波長の約１／４の長さと、適切な特性インピーダンスとを持つインピーダンス整合回路を用いた電力分配器を使用する。上記１／４波長インピーダンス整合回路の帯域幅は、アンテナのＶＳＷＲ特性を良好に保つために、だいたいＶＳＷＲ１．１以下程度に設計される。１段の１／４波長整合回路の比帯域は、約１７％程度であるので、目的の比帯域２５％を実現するには、２段の１／４波長整合回路を使用しなければならない。
【００２２】
しかし、２段の１／４波長整合回路を使用すると、個々の分岐線路における整合回路の長さが約１／２波長となるので、各分岐線路を含む線路における整合回路の総長が１波長相当にもなる。このような整合回路を確実に挿入することは、実際上困難である。特に、図１に示す構造のアンテナ装置では、ダイポール素子３−１〜３−４の配置形態にもよるが、給電線路４において１段の１／４波長整合回路も構成できないことがあり得る。
【００２３】
そこで、この実施形態に係るアンテナ装置では、給電線路４における左右の分岐線路部の特性インピーダンスがそれぞれ分岐点４ｃの特性インピーダンスに固定されるように給電線路４を構成している。
すなわち、上記給電線路４は、各分岐線路部の特性インピーダンスが前記誘電体基板に設けられた給電線路５の特性インピーダンスの約２倍になるように構成されている。従って、給電線路５の特性インピーダンスが５０Ωである場合、給電線路４の各分岐線路部の特性インピーダンスがそれぞれ約１００Ωに固定されることになる。
【００２４】
この実施形態１に係るアンテナ装置においては、図１における給電線路５の下端より中心周波数ｆ０の高周波信号を入力することによって上記各ダイポール素子３−１〜３−４を励振することができる。
このアンテナ装置によれば、ダイポール素子３−１〜３−４を水平方向に配列しているので、つまり、水平方向にアレイ化しているので、水平面のビーム幅を狭く(約４５°)しているにも拘わらず、サイドローブレベルの劣化を伴うことなく小型化を図ることができる。以下、その理由について説明する。
【００２５】
図１５に示すアンテナ装置では、バックローブを低減するために反射板２００を設けているが、前述したように、水平面のビーム幅を例えば約４５°程度まで狭くすべく左右のダイポール素子１００の間隔を拡げた場合、サイドローブレベルの劣化をもたらし、かつ、アンテナ全体の大きさを増加させる。
これに対して、上記実施形態１に係るアンテナ装置によれば、水平方向にアレイ化することによって水平面のビーム幅を狭くしているので、図２に示すように、誘電体基板２を挟んで誘電体基板１に平行する形態で反射板６を配設する場合、サイドローブレベルが該反射板の大きさに依存しなくなる（図３参照）。したがって、小面積の反射板を使用して、サイドローブレベルの劣化を伴うことなく小型化を図ることができる。
【００２６】
一方、この実施形態１に係るアンテナ装置によれば、給電線路４の各分岐線路部の特性インピーダンスが誘電体基板２に設けられた給電線路５の特性インピーダンスの約２倍に設定されるので、該給電線路４が周波数特性を持たないことになる。したがって、広帯域化を図れ、しかも、１/４波長整合回路を使用する必要がないので、水平方向にアレイ化するというこの実施形態１に係るアンテナ装置の構成が実現可能となる。
【００２７】
なお、上記実施形態１では、左右方向に４個のダイポール素子３−１〜３−４を配列形成しているが、希望するビーム幅によってはこのダイポール素子の配列数を変更しても良い。また、必ずしも給電線路４の分岐点４ｃの左右に同数のダイポール素子を設ける必要はなく、例えば、分岐点４ｃの一方側に１個のダイポール素子を設け、他方側に２個のダイポール素子を設けることや、分岐点４ｃの一方側に２個のダイポール素子を設け、他方側に３個もしくはそれ以上のダイポール素子を設けることも可能である。
【００２８】
実施形態２
図４に本発明に係るダイポール水平アレイアンテナ装置の実施形態２を示す。なお、図４に示す要素のうち、図１に示す要素と同一もしくは共通の要素には、同一もしくは対応する参照番号を付してある。後述する他の実施形態を示す図において同様である。
このアンテナ装置は、図１に示したアンテナ装置のユニットを、図４における左右方向（アンテナ実装時における垂直方向）に２ユニット配列した構成、つまり、図１に示したアンテナ装置を垂直方向に２段配置してアレイ化した構成を有する。
【００２９】
このアンテナ装置では、図１に示したアンテナ装置を２段配置するにあたって、２つのアンテナ装置の誘電体基板１を連接一体化した１枚の誘電体基板１０を使用し、また、上記２つのアンテナ装置の誘電体基板２を連接一体化した１枚の誘電体基板２０を使用している。
そして、このアンテナ装置では、誘電体基板２０にトーナメント形状の給電線路５０を構成して、この給電線路５０から２ユニットのダイポール素子３−１〜３−４に給電するようにしている。なお、このアンテナ装置には、図３に示す反射板６に対応する反射板６０が設けられている。
【００３０】
このアンテナ装置は、図１に示すアンテナ装置の持つ効果に加えて、垂直方向の放射エリアが拡大されるという効果が得られる。なお、図１に示したアンテナ装置を単に２段配置して垂直方向のアレイ化を図ることも可能であり、その場合、個別のアンテナユニットの誘電体基板２の給電線路に給電ケーブルがそれぞれ接続される。また、この実施形態２では、図１に示したアンテナ装置のユニットを垂直方向に２段配置しているが、必要に応じて、該ユニットを同方向に３段以上配置しても良い。
【００３１】
実施形態３
図５は、本発明に係るダイポール水平アレイアンテナ装置の実施形態３を示す斜視図である。
いま、使用周波数帯域の中心周波数をｆ０、該使用周波数帯域の下限周波数を０．８７ｆ０、該使用周波数帯域の上限周波数を１．１３ｆ０とすると、この実施形態２に係るアンテナ装置は、外側のダイポール素子３−１，３−４の長さをそれぞれ約λａ（中心周波数ｆ０と下限周波数０．８７ｆ０の中間の周波数ｆａの波長）に設定し、内側のダイポール素子３−２，３−３の長さをそれぞれ約λｂ（中心周波数ｆ０と上限周波数１．１３ｆ０の中間の周波数ｆｂの波長）に設定した構成を有する。
【００３２】
この実施形態３に係るアンテナ装置は、ダイポール素子３−１，３−４およびダイポール素子３−２，３−３がそれぞれ上記中間の周波数ｆａおよびｆｂに共振するので、全てのダイポール素子３−１〜３−４を上記中心周波数ｆ０に共振させる場合よりも広帯域化を図ることができる。
なお、ダイポール素子の水平方向アレイ本数を更に増加する場合には、その本数に適合するようにそれらのダイポール素子の共振長を設定すれば良い。
この実施形態３に係るアンテナ装置も、図６に示すように反射板６を併設することができ、また、図７に示すように垂直方向にアレイ化することができる。
【００３３】
実施形態４
図８は、本発明に係るダイポール水平アレイアンテナ装置の実施形態４を示す平面図である。
図５に示したアンテナ装置においては、分岐点４ｃに近い内側のダイポール素子３−２，３−３の給電振幅が該分岐点４ｃから離れた外側のダイポール素子３−１，３−４の給電振幅よりも高くなる傾向をもつ。
この内側のダイポール素子３−２，３−３の給電振幅と外側のダイポール素子３−１，３−４の給電振幅との相違は、内側のダイポール素子３−２，３−３の給電点の幅を変化させることで調整可能である。このとき、内側のダイポール素子３−２，３−３全体はＶＳＷＲ特性を良好にするために適した素子幅を維持する必要がある。
【００３４】
そこで、この実施の形態４のアンテナ装置は、内側のダイポール素子３−２，３−３の途中から給電点に向ってテ−パ状もしくは曲線状に徐々に幅を減少させ、これによって内側のダイポール素子３−２，３−３の給電振幅と外側のダイポール素子３−１，３−４の給電振幅との相違が少なくなるように調整している。
なお、上記の手法は、図１、図２、図４および図６に示したアンテナにも適用することができる。
【００３５】
実施形態５
図９（ａ）は、図１に示すアンテナ装置と同一構成を有するアンテナ装置を示し、図９（ｂ）は、このアンテナ装置の各ダイポール素子３−１〜３−４の励振方向をそれぞれ示している。
また、図１０（ａ）は、この実施形態５に係るアンテナ装置を示し、図１０（ｂ）は、該アンテナ装置の各ダイポール素子３−１〜３−４の励振方向をそれぞれ示している。
図９（ａ）に示す構成のアンテナ装置においては、内側のダイポール素子３−２（３−３）と外側のダイポール素子３−１（３−４）間の距離によっては、外側のダイポール素子３−１，３−４の給電位相が変化して、水平面の合成指向性が劣化することもあり得る。
【００３６】
そこで、図１０（ａ）に示すこの実施形態５に係るアンテナ装置では、内側のダイポール素子３−２（３−３）と外側のダイポール素子３−１（３−４）間の距離が外側のダイポール素子３−１，３−４の給電位相の変化をもたらす大きさを有する場合に、外側のダイポール素子３−１，３−４における素子導体３ａおよび３ｂをそれぞれ誘電体基板１の裏面および表面に形成し、それらをそれぞれ給電線路４の線路導体４ｂ(図１参照)および４ａに接続している。
この構成によれば、外側のダイポール素子３−１，３−４が逆相給電されて、図１０（ｂ）に示すように、該ダイポール素子３−１，３−４の励振方向が内側のダイポール素子３−２，３−３のそれと逆になるので、水平面の合成指向性が改善される。
【００３７】
上記逆相給電によって十分に水平面の合成指向性を改善しきれない場合には、図１１に示すように、内側ダイポール素子３−２（３−３）と外側ダイポール素子３−１（３−４）との間に調整回路、例えば、給電線路４の一部の面積が拡大される形態で外側ダイポール素子３−１（３−４）の給電点部位から内側ダイポール素子３−２（３−３）側に張出す調整回路７を設けて合成指向性を調整する。
【００３８】
図１２および図１３は、図８のアンテナ装置の周波数０．８７ｆ０および周波数１．１３ｆ０についての水平面内指向性をそれぞれ示している。これらの図においては、計算値が鎖線で示され、実測値が実線で示されている。これらの図に示すように、図８のアンテナ装置は極めて良好な水平面内指向性を有する。
一方、図１４は、図８のアンテナ装置のＶＳＷＲ特性を示す。この図１４から明らかなように、図８に示すアンテナ装置は、０．８７ｆ０〜１．１３ｆ０という広帯域において比帯域約２５％を満足するＶＳＷＲ特性を有している。これは、給電線路４が前記構成によって周波数特性を持たないことによるものである。
移動体通信の周波数帯域は、広いもので比帯域約１７％である。しかし、既存の周波数帯域に新たな周波数帯域が隣接した場合は、２つの周波数帯域を合わせた比帯域が約２５％と、さらに広帯域になるため、アンテナ自体を広帯域にする必要がある。図８のアンテナ装置によれば、比帯域約２５％を満足するＶＳＷＲ特性が得られるので、既存の周波数帯域に新たな周波数帯域が隣接する場合でも、これに十分対応することが可能である。
なお、前述した他の実施形態に係る各アンテナ装置も、図１１および図１２に示す水平面内指向性に準じた良好な水平面内指向性と、図１３２示すＶＳＷＲ特性に準じた良好なＶＳＷＲ特性を得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係るダイポール水平アレイアンテナ装置の実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１のアンテナ装置に反射板を付設した構成を示す斜視図である。
【図３】図２のアンテナ装置における反射板の幅とサイドローブレベルとの関係を示すグラフである。
【図４】図２のアンテナ装置を垂直方向にアレイ化したアンテナ装置を示す斜視図である。
【図５】本発明に係るダイポール水平アレイアンテナ装置の他の実施形態を示す斜視図である。
【図６】図５のアンテナ装置に反射板を付設した構成を示す斜視図である。
【図７】図５のアンテナ装置を垂直方向にアレイ化したアンテナ装置を示す斜視図である。
【図８】本発明に係るダイポール水平アレイアンテナ装置の別の実施形態を示す平面図である。
【図９】（ａ）は図１のアンテナ装置と同一のアンテナ装置を示し、（ｂ）は（ａ）のアンテナ装置の励振方向を示す概念図である。
【図１０】（ａ）は図１のアンテナ装置の外側のダイポール素子の給電形態を変化させた構成のアンテナを示し、（ｂ）は（ａ）のアンテナ装置の励振方向を示す概念図である。
【図１１】図１０（ａ）のアンテナ装置に付加した調整回路を示す部分図である。
【図１２】図８のアンテナ装置の周波数０．８７ｆ０についての水平面内指向性を示すグラフである。
【図１３】図８のアンテナ装置の周波数１．１３ｆ０についての水平面内指向性を示すグラフである。
【図１４】図８のアンテナ装置のＶＳＷＲ特性を示すグラフである。
【図１５】従来の２ダイポールアンテナの一例を示す斜視図である。
【図１６】図１５のアンテナにおける素子間隔とビーム幅の関係を示すグラフである。
【図１７】図１５のアンテナにおける素子間隔とサイドローブレベルの関係を示すグラフである。
【図１８】図１５のアンテナのＶＳＷＲ特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４０】
１，１０ 誘電体基板
２，２０ 誘電体基板
３−１〜３−４ ダイポール素子
３ａ，３ｂ 素子導体
４ 給電線路
４ａ，４ｂ 線路導体
４ｃ 分岐点
５，５０ 給電線路
５ａ，５ｂ 線路導体
【図１】
0004950155.tif 000002
【図２】
0004950155.tif 000003
【図３】
0004950155.tif 000004
【図４】
0004950155.tif 000005
【図５】
0004950155.tif 000006
【図６】
0004950155.tif 000007
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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