(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル内の基地局アンテナとしての使用が可能なデュアルビームアンテナ装置であって、レドーム内に収容された基板に２基の八木アンテナが設けられてアンテナビームが双方向指向性を有するデュアルビームアンテナを有し、該デュアルビームアンテナの背面側には該デュアルビームアンテナをアンテナ設置部に取り付けるための取り付け金具が設けられており、該取り付け金具はアンテナ設置部側は板部（２８）とこの板部（２８）から張り出した張り出し部（２６）とデュアルビームアンテナ（９）側の板部（２９）を有した断面がエ形状の金属部材で形成されていて、該取り付け金具の前記デュアルビームアンテナ取り付け面となる前記板部（２９）の面の方向は前記２基の各八木アンテナを構成する導波素子（４）の長手方向に沿う方向と成し、該板部（２９）のデュアルビームアンテナ取り付け面はデュアルビームアンテナ（９）の導波素子（４）の長手方向に沿う方向の幅（Ｗ）がアンテナ波長の約０．２５倍以下と成して、デュアルビームアンテナ（９）の前記レドームは前記板部（２９）の面に支持されており、前記デュアルビームアンテナ（９）の双方向性指向性の予め定められる開き角に対応させて前記板部（２８）におけるアンテナ設置部への取り付け面とデュアルビームアンテナ（９）との間隔が設定されていることを特徴とするデュアルビームアンテナ装置。
【請求項２】
デュアルビームアンテナのアンテナビームの双方向指向性の開き角を予め定められた設定角度にする反射板をアンテナ設置部に設け、デュアルビームアンテナとアンテナ設置部との距離を可変調節するアンテナ取り付け距離可変手段が設けられていることを特徴とする請求項１記載のデュアルビームアンテナ装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載のデュアルビームアンテナ装置の取り付け構造であって、アンテナビームの双方向指向性の開き角を予め定められた設定角度にする反射板をアンテナ設置部に設けたことを特徴とするデュアルビームアンテナ装置の取り付け構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばトンネル内などの壁面や天井に取り付けられてトンネルの長手方向などに電波を放射するために用いられ、特に、トンネル内などの携帯電話不感地帯用の基地局アンテナとして用いられるデュアルビームアンテナ装置およびその取り付け構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プリント基板の面に平行な方向に指向性を持つアンテナとして、例えば図１２に示すような八木アンテナ（プリント八木アンテナ）が知られている。この種の八木アンテナは、同図の（ａ）に示すように、誘電体基板１などのプリント基板の裏面側にアース面（反射素子）２を形成し、プリント基板の表面側と裏面側にそれぞれ、間隔を介して放射素子３と導波素子４とを形成したものからなり（同図において、実線は、誘電体基板１の表面側に形成された素子パターン等を示し、破線は、誘電体基板１の裏面側に形成された素子パターン等を示している）、八木アンテナは、反射素子２と放射素子３と導波素子４の３種の素子を有して形成されている。
【０００３】
なお、図中、５は、ストリップライン、３０は、平衡二線を示しており、ストリップライン５および平衡二線３０を介して放射素子３に給電する。この八木アンテナにおいては、メインビームがアース面２側から導波素子４側に向かって放射され、したがって、アンテナビームは、単一指向性である。
【０００４】
ところで、トンネル内等に設けられるアンテナ装置には、トンネル長手方向に電波を放射させることが求められており、そのためには、アンテナビームを双方向に放射させる、いわゆる双方向指向性を有するアンテナを備えたアンテナ装置であることが求められているが、前記八木アンテナにおいては、アンテナビームは、単一指向性であるため、このアンテナを用いて双方向指向性とするためには、２つのアンテナをそれぞれ指向方向に向けて配設する必要が生じ、構造が複雑になり、小型のアンテナ装置を実現することが困難である。
【０００５】
そこで、例えば図３に示すように、誘電体基板１に形成したアース面２を挟んだ両側に間隔を介して放射素子３と導波素子４とを設けることにより、誘電体基板１の左右に２基の八木アンテナを設けた双方向指向性のアンテナとし、この誘電体基板１を、図１４の（ａ）に示すように、箱状のパッケージであるレドーム８内に収容したデュアルビームアンテナ９が提案されている。なお、図３において、破線は反対側の面に形成されたパターン（アース面２、放射素子３、ストリップライン５、平衡二線３０の各パターン）を示している。
【０００６】
図１３には、この種のデュアルビームアンテナ９から放射されるデュアルビーム１１の双方向指向性のうち、八の字型指向性と呼ばれている指向性の理想的な指向性が示されている。なお、同図においては、デュアルビーム１１を平面的に示してあるが、実際には、デュアルビーム１１は、そのビーム出射部（図の中央部）から、誘電体基板１の面に平行な双方向に、それぞれ球面状に放射される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１３および図１４の（ａ）に示すような八の字型指向性を有するデュアルビームアンテナ９を、図１４の（ｂ）に示すように、壁面１９などに近づけると、デュアルビーム１１が誘電体基板１の面に平行な方向に放射されなくなり、デュアルビーム１１の八の字型指向性の開き角４０が、同図に示すように１８０度よりも小さくなる。この開き角４０の変化の大きさは、デュアルビームアンテナ９の設置部としての壁面１９等の材質および状態（壁面が乾いているか、水が流れているか等）等によっても異なるものであるため、デュアルビームアンテナ装置のアンテナ設置部により前記開き角４０にばらつきが生じ、デュアルビームアンテナ装置を例えば携帯電話不感地帯用の基地局アンテナとして用いる場合に支障が生じてしまうといった問題があった。
【０００８】
また、デュアルビームアンテナ９等のアンテナをトンネル内の壁面１９や天井などに設ける場合には、アンテナを壁面１９や天井などのアンテナ設置部に取り付けるための取り付け具が必要となるが、例えば鉄道トンネルなどのトンネル内では車体が通過するときに生じる風圧が高いため、アンテナをトンネル内に取り付ける取り付け具にも強度が必要となる。そこで、前記取り付け具として、強度が高い金属が用いられるが、この金属製の取り付け具、すなわち、取り付け金具がデュアルビーム１１の利得などに与える影響も大きく、この影響の低減も必要であった。
【０００９】
なお、デュアルビームアンテナ装置を例えば鉄道トンネルなどのトンネル内に設置する目的は、トンネル内などの携帯電話不感地帯用の基地局アンテナとして用いるためであることが多いため、当然のことながら、この基地局アンテナとして十分な利得を有することが要求されている。
【００１０】
本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、デュアルビームアンテナをアンテナ設置部に取り付ける際に、デュアルビームの指向性のアンテナ設置部による変化を低減し、安定した指向性のデュアルビームを放射でき、かつ、例えばトンネル内などの携帯電話不感地帯用の基地局アンテナとして十分な利得を得ることができ、さらに、例えば取り付け場所の風圧などに耐えることができる強度的に強いデュアルビームアンテナ装置およびデュアルビームアンテナ装置の取り付け構造を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は次のような構成をもって課題を解決するための手段としている。すなわち、本発明のデュアルビームアンテナ装置は、トンネル内の基地局アンテナとしての使用が可能なデュアルビームアンテナ装置であって、レドーム内に収容された基板に２基の八木アンテナが設けられてアンテナビームが双方向指向性を有するデュアルビームアンテナを有し、該デュアルビームアンテナの背面側には該デュアルビームアンテナをアンテナ設置部に取り付けるための取り付け金具が設けられており、該取り付け金具はアンテナ設置部側は板部（２８）とこの板部（２８）から張り出した張り出し部（２６）とデュアルビームアンテナ（９）側の板部（２９）を有した断面がエ形状の金属部材で形成されていて、該取り付け金具の前記デュアルビームアンテナ取り付け面となる前記板部（２９）の面の方向は前記２基の各八木アンテナを構成する導波素子（４）の長手方向に沿う方向と成し、該板部（２９）のデュアルビームアンテナ取り付け面はデュアルビームアンテナ（９）の導波素子（４）の長手方向に沿う方向の幅（Ｗ）がアンテナ波長の約０．２５倍以下と成して、デュアルビームアンテナ（９）の前記レドームは前記板部（２９）の面に支持されており、前記デュアルビームアンテナ（９）の双方向性指向性の予め定められる開き角に対応させて前記板部（２８）におけるアンテナ設置部への取り付け面とデュアルビームアンテナ（９）との間隔が設定されている構成をもって課題を解決する手段としている。ここで、アンテナ波長とは、アンテナが共振する電波の波長のことをいう。
【００１２】
また、前記デュアルビームアンテナのアンテナビームの双方向指向性の開き角を予め定められた設定角度にする反射板をアンテナ設置部に設け、デュアルビームアンテナとアンテナ設置部との距離を可変調節するアンテナ取り付け距離可変手段が設けられていることも本発明のデュアルビームアンテナ装置の特徴的な構成とされている。
【００１３】
さらに、本発明のデュアルビームアンテナ装置の取り付け構造は、上記構成のデュアルビームアンテナ装置の取り付け構造であって、アンテナビームの双方向指向性の開き角４０を予め定められた設定角度にする反射板をアンテナ設置部に設けた構成をもって課題を解決する手段としている。
【００１４】
上記構成のデュアルビームアンテナ装置において、デュアルビームアンテナの背面側にはデュアルビームアンテナをアンテナ設置部に取り付けるための取り付け金具が設けられているため、例えば鉄道トンネル内等の車体が通過するときに生じる風圧が高い場所にデュアルビームアンテナ装置を取り付けても、その風圧などに耐えることができる。
【００１５】
また、デュアルビームアンテナ装置において、デュアルビームアンテナのデュアルビーム指向性は取り付け金具により影響を受けることになるが、本発明者が、取り付け金具のデュアルビームアンテナ取り付け面におけるデュアルビームアンテナの導波素子の長手方向に沿う方向（偏波方向）の幅とデュアルビームアンテナの利得との関係を調べたところ、前記幅をアンテナ波長の約０．２５倍以下とすると、前記利得を例えば携帯電話不感地帯用の基地局アンテナとして用いる場合に十分な値となることが分かった。
【００１６】
本発明のデュアルビームアンテナ装置は、取り付け金具のデュアルビームアンテナ取り付け面におけるデュアルビームアンテナの導波素子の長手方向に沿う方向の幅がアンテナ波長の約０．２５倍以下と成しているため、例えば携帯電話不感地帯用の基地局アンテナとして用いる場合に十分な利得を有することになる。
【００１７】
さらに、アンテナ設置部に反射板を設け、さらに、デュアルビームアンテナ装置にデュアルビームアンテナとアンテナ設置部との距離を可変調節するアンテナ取り付け距離可変手段を設ければ、アンテナ取り付け距離可変手段によってデュアルビームアンテナとアンテナ設置部との距離（デュアルビームアンテナと反射板との距離）を可変調節することにより、デュアルビームの双方向指向性の開き角４０を所望の開き角４０にすることができる。すなわち、デュアルビームアンテナ装置のアンテナ設置部に応じてデュアルビームアンテナとアンテナ設置部との距離（デュアルビームアンテナと反射板との距離）を可変調節すれば、デュアルビームの双方向指向性の開き角が所望の角度となるデュアルビームアンテナ装置を得ることが可能となる。
【００１８】
さらに、本発明のデュアルビームアンテナ装置の取り付け構造においては、デュアルビームの双方向指向性の開き角を予め定められた設定角度にする反射板をアンテナ設置部に設けることにより、双方向指向性の開き角を予め定められた設定角度にすることが可能となり、これらのことから、上記課題が解決される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態例の説明において、従来例と同一名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略する。図１には、本発明に係るデュアルビームアンテナ装置の第１実施形態例の要部構成が斜視図によって示されている。また、図２の（ａ）には、このデュアルビームアンテナ装置の平面図が、同図の（ｂ）にはデュアルビームアンテナ装置の側面図が、アンテナ設置部としての壁面１９に取り付け状態でそれぞれ示されている。
【００２０】
これらの図に示されるように、本実施形態例のデュアルビームアンテナ装置は、デュアルビームアンテナ９の背面側に、デュアルビームアンテナ９をアンテナ設置部に取り付けるための取り付け金具６が設けられて形成されている。取り付け金具６は、本実施形態例では、アンテナ設置部側の板部２８とこの板部２８から張り出した張り出し部２６とデュアルビームアンテナ９側の板部２９とを有して、断面がエ形状に形成されており、例えばステンレスなどの金属部材により構成されている。
【００２１】
デュアルビームアンテナ９は、図３に示すように、例えばガラス繊維強化エポキシ樹脂やシリコン樹脂等により形成された誘電体基板（基板）１に２基の八木アンテナが設けられているアンテナ本体２０を立設状態で、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ−ｇｌａｓｓ  Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃ；ガラス繊維強化プラスチック）製のレドーム８に収容して形成されており、このようにすることにより、デュアルビームアンテナ９の導波素子の長手方向に沿う方向は、図１または図２の（ｂ）の上下方向と成している。
【００２２】
本実施形態例の特徴的なことは、取り付け金具６のデュアルビームアンテナ取り付け面１０におけるデュアルビームアンテナ９の導波素子４の長手方向に沿う方向の幅Ｗ（同図の上下方向の幅）がアンテナ波長λの約０．２５倍以下と成していることである。なお、前記幅Ｗの下限値は、アンテナ設置部においてデュアルビームアンテナ９の動作等に支障がない（例えばデュアルビームアンテナ９が外れたりしない状態で取り付け具６により支持できる）最小値となる。
【００２３】
本実施形態例では、図３に示したように、放射素子３のパターンは、アース面２およびストリップライン５、平衡二線３０を挟んで互い違いに形成されており、放射素子３のパターンをこのようなパターンに形成することにより、放射素子３は逆相励振される。そして、デュアルビームアンテナ９のデュアルビーム１１は、図４に示すような八の字型指向性を有している。
【００２４】
また、放射素子３のパターンをこのように形成し、かつ、図３に示すように、アース面２の幅Ａｗを除く放射素子３の配列ピッチ（図のＬＨｗ＋ＲＨｗ）を約（１／２）λとした場合、アース面２の幅Ａｗを、０を出発点として、λ、２λ、・・・とλ毎に変化させた場合に同じ励振特性を有するようになる（すなわち、アース面２の幅Ａｗにより、この幅Ａｗが０を出発点として、λ、２λ、・・・となるごとに同じ励振特性が現れることになる）ため、アース面２の幅Ａｗは、０、λ、２λ、・・・といった値に設定されることになるが、装置の小型化を考慮すると、アース面２の幅Ａｗは、０またはλとすることが好ましい。
【００２５】
ただし、アース面２の幅Ａｗを０とすることはできないため、本実施形態例では、アース面２の幅Ａｗを、約０．１λ以下または約λとしており、アース面２の幅Ａｗを、約０．１λ以下とした場合にも、前記励振特性に大きな変化はみられないことが確認されている。
【００２６】
また、図６に示すように、アンテナ本体２０は、レドーム８に取り付け用支持具１３を介して、誘電体基板１の面とレドーム８の内壁とが間隔を介するようにして設けられている。誘電体基板１の表面側、裏面側のいずれがデュアルビームアンテナ９の背面側（取り付け金具６側）と成していてもよい。また、デュアルビームアンテナ装置をトンネル１２内に設けるときには、デュアルビーム１１の放射方向がトンネル１２の長手方向（図６の紙面に略垂直な方向）となるように設けられる。
【００２７】
そして、トンネル１２内に、トンネル１２の長手方向に沿って設けられる図示されていない同軸ケーブル等を、図１に鎖線で示した給電用のコネクタ１８に接続し、ストリップライン５（５ａ）、ストリップライン５（５ｂ）および平衡二線３０を介して放射素子３に給電し、デュアルビームアンテナ９はデュアルビーム１１を放射するようになっている。
【００２８】
実施形態例のデュアルビームアンテナ装置は以上のように構成されており、デュアルビームアンテナ９のデュアルビーム１１は取り付け金具６により影響を受けるため、本発明者が、この影響を調べるために、様々な検討を行なったところ、デュアルビームアンテナ９のデュアルビーム１１の利得は、取り付け金具６のデュアルビームアンテナ取り付け面１０におけるデュアルビームアンテナ９の導波素子の長手方向に沿う方向の幅Ｗによって変化することが分かった。図５に、本発明者が前記幅Ｗとデュアルビームアンテナ９の利得との関係を検討した結果を示す。
【００２９】
なお、図５において、前記幅Ｗは、アンテナ波長λを用いて示されており、デュアルビームアンテナ９の利得は、図５においては、取り付け金具６を設けないときのデュアルビーム１１の利得（すなわちＷ＝０のときの利得）を基準とした利得差により示されている。
【００３０】
同図から明らかなように、前記幅Ｗをアンテナ波長λの約０．２５倍以下とすると、前記利得差を−０．３ｄＢ以内とすることができ、例えば携帯電話不感地帯用の基地局アンテナとして用いる場合に十分な値となることが分かった。なお、図５には、取り付け金具６のデュアルビームアンテナ取り付け面１０とアンテナ本体２０との距離はλ／８として実験を行なった結果を示したが、前記幅Ｗとデュアルビームアンテナ９の利得との関係を検討する際、取り付け金具６のデュアルビームアンテナ取り付け面１０とアンテナ本体２０との距離をλ／８以外としても、前記幅Ｗをアンテナ波長λの約０．２５倍以下とすれば、例えばトンネル１２内などの携帯電話不感地帯用の基地局アンテナとして用いる場合に必要な十分な利得が得られることが分かった。
【００３１】
本発明のデュアルビームアンテナ装置は、上記検討結果に基づき、取り付け金具６のデュアルビームアンテナ取り付け面１０におけるデュアルビームアンテナ９の導波素子４の長手方向に沿う方向の幅Ｗをアンテナ波長の約０．２５倍以下と成したため、例えばトンネル１２内などの携帯電話不感地帯用の基地局アンテナとして用いる場合に必要な十分な利得を得ることができる。
【００３２】
図７には、本発明に係るデュアルビームアンテナ装置の第２実施形態例の断面構成が、アンテナ設置部としての壁面１９への取り付け状態で示されている。なお、本実施形態例でもデュアルビームアンテナ９は上記第１実施形態例と同様に構成されているが、同図においては、デュアルビームアンテナ９におけるアンテナ本体２０のレドーム８への取り付け構成は省略して示してある。
【００３３】
本第２実施形態例は上記第１実施形態例とほぼ同様に構成されており、本第２実施形態例が上記第１実施形態例と異なる特徴的なことは、デュアルビームアンテナ９とアンテナ設置部との距離ｃ（具体的には壁面１９とアンテナ本体２０との距離）を可変調節するアンテナ取り付け距離可変手段が設けられていることである。
【００３４】
すなわち、本第２実施形態例では、取り付け金具６は、例えばトンネル１２などの壁面１９側の第１部材２２と、デュアルビームアンテナ９側の第２部材２３とを有し、第１部材２２の張り出し部２６に設けた挿入凹部２４に第２部材２３の支持板部２５が挿入嵌合されている。第１部材２２の張り出し部２６には、前記挿入凹部２４の上下両側に、図の左右方向を長手方向とする長穴１４が形成されており、一方、第２部材２３の支持板部２５には、ねじ穴１５が形成されている。第１部材２２の張り出し部２６の上側からねじ１６が長穴１４に挿入されてねじ穴１５と螺合し、さらに、ねじ１６は第１部材２２の張り出し部の下側の長穴１４を貫通してナット１７により固定されている。なお、長穴１４の長手方向の長さは、ねじ穴１５の径よりも大きく形成されている。
【００３５】
ねじ１６を締めて固定することにより、第１部材２２の前記挿入凹部２４に第２部材２３の支持板部２５が固定され、それにより、第１部材２２と第２部材２３とが固定されるようになっており、ねじ１６の位置を長穴１４の長手方向に可変することにより、第１部材２２の前記挿入凹部２４への第２部材２３の支持板部２５の挿入長さが可変され、デュアルビームアンテナ９とアンテナ設置部（同図では壁面１９）との距離ｃを可変調節する構成と成しており、本実施形態例では、前記アンテナ取り付け距離可変手段が、挿入凹部２４と長穴１４を有する張り出し部２６と、ねじ穴１５を有する支持板部２５と、ねじ１６とを有して構成されている。
【００３６】
本第２実施形態例は以上のように構成されており、必要に応じ、ねじ１６の位置を長穴１４の長手方向に可変することにより、第１部材２２の前記挿入凹部２４への第２部材２３の支持板部２５の挿入長さを可変し、デュアルビームアンテナ９とアンテナ設置部との距離ｃを可変する。そうすると、前記距離ｃの変化に応じてデュアルビームアンテナ９から放射されるデュアルビーム１１の双方向指向性の開き角４０（すなわち、本実施形態例では、デュアルビーム１１の八の字型指向性の開き角）が変化する。
【００３７】
したがって、本第２実施形態例によれば、アンテナ取り付け距離可変手段によって、デュアルビームアンテナ９と壁面１９との距離ｃを可変調節することにより、デュアルビーム１１の双方向指向性の開き角４０を所望の開き角４０にすることができ、デュアルビームアンテナ装置のアンテナ設置部に応じてデュアルビームアンテナとアンテナ設置部との距離を可変調節すれば、デュアルビーム１１の双方向指向性の開き角４０を所望の開き角４０にすることができる。
【００３８】
すなわち、本第２実施形態例によれば、例えばデュアルビームアンテナ装置の出荷段階では前記距離ｃを予め定めた設定距離に設定しておき、その後、実際にデュアルビームアンテナ装置をアンテナ設置部に取り付けるときに、アンテナ取り付け距離可変手段によって、前記距離ｃを可変調節することにより、アンテナ設置部の状態（例えばアンテナ設置部付近のトンネルがほぼまっすぐに形成されているか、あるいはカーブしているか等）によって、前記距離ｃを可変し、デュアルビーム１１の双方向指向性の開き角４０を最も適切な開き角４０に近づけることができる。
【００３９】
図８には、本発明に係るデュアルビームアンテナ装置の取り付け構造の一実施形態例が平面図により示されている。本実施形態例を適用するデュアルビームアンテナ装置は、上記第１または第２実施形態例のデュアルビームアンテナ装置であり、同図において、デュアルビームアンテナ装置の詳細な構成は省略して示してあり、また、デュアルビームアンテナ装置の詳細な構成の説明は省略する。
【００４０】
本実施形態例のデュアルビームアンテナ装置の取り付け構造の特徴的なことは、デュアルビームアンテナ装置の双方向指向性（具体的には、本実施形態例では八の字型指向性）の開き角４０を予め定められた設定角度にする反射板７を、アンテナ設置部としてのトンネル壁面１９に設けたことである。反射板７は金属により形成されており、反射板７の表面２７の面積はアンテナ本体２０の基板面の面積よりも大きく形成されている。例えば、デュアルビーム１１のビーム周波数が１．５ＧＨｚのときには、６００ｍｍ×８００ｍｍの長方形状の表面２７形状を有する金属製反射板７が用いられる。その他、金属板として、金属メッシュも使用できる。
【００４１】
デュアルビームアンテナ装置をトンネル１２内などに設ける場合は、一般にはデュアルビーム１１の双方向指向性の開き角４０は１８０度に近い方がよいが、前記の如く、デュアルビームアンテナ装置をトンネル１２の壁面１９や天井などに近づけると開き角４０が１８０度よりも小さくなってしまう。この開き角４０の変化は、壁面１９などのアンテナ設置部の状態によっても異なるものであるが、壁面１９などを形成しているコンクリートなどに比べ、金属は前記開き角４０に与える影響が大きいため、本実施形態例では、金属の反射板７をアンテナ設置部に設け、それにより、アンテナ設置部の状態による開き角４０の変化が生じないようにした。
【００４２】
また、デュアルビーム１１の双方向指向性の開き角４０を予め定めた設定角度にするために、デュアルビームアンテナ９と反射板７との距離ｄ（具体的にはアンテナ本体２０と反射板の表面２７との距離）を可変し、この距離ｄと開き角４０との相関データを求めた。その結果が図９に示されており、同図に示すように、反射板７とデュアルビームアンテナ９との距離ｄが大きくなるにつれて、デュアルビーム１１の双方向指向性の開き角４０は徐々に大きくなる傾向を示している。なお、同図において、λは、デュアルビームアンテナ９のアンテナ波長を示している。
【００４３】
この検討に際し、上記第１実施形態例のデュアルビームアンテナ装置を用いる場合は、前記距離ｄに応じて張り出し部２６の長さの異なる複数の取り付け具６を用意し、張り出し部２６の長さの異なる各取り付け具６に取り付けたデュアルビームアンテナ９を動作させてデュアルビーム１１の双方向指向性の開き角４０を測定すれば、距離ｄと開き角４０との関係を求めることができるが、上記第２実施形態例のデュアルビームアンテナ装置を用いれば、前記アンテナ取り付け距離可変手段によってデュアルビームアンテナ９と反射板７の表面２７との距離を可変することにより、１つのデュアルビームアンテナ装置を用いても容易に距離ｄと開き角４０との関係を求めることができる。
【００４４】
本実施形態例では、図９に示したようなデータに基づき、例えばデュアルビームアンテナ装置を設置するアンテナ設置部の領域がほぼまっすぐに形成されている場合は、距離ｄをデュアルビーム波長λに近い値としてデュアルビーム１１の双方向指向性の開き角４０を１８０度に近づけ、アンテナ設置部の領域がカーブしていて前記開き角４０を例えば１４０度にしたい場合は、距離ｄをデュアルビーム波長の約０．７倍とすることにより、開き角４０を１４０度にする。
【００４５】
本実施形態例によれば、上記のようにして、デュアルビーム１１の双方向指向性の開き角４０を設定角度にすることができるために、アンテナ設置部に応じて適切な所望の開き角４０を得ることができる。
【００４６】
なお、本発明は上記実施形態例に限定されることはなく様々な実施の態様を採り得る。例えば、デュアルビームアンテナ装置の取り付け構造の実施形態例においては、反射板７の表面２７の面積が６００ｍｍ×８００ｍｍとなるようにしたが、反射板７の大きさは特に限定されるものではなく、適宜設定されるものであり、例えばデュアルビームアンテナ装置から放射されるデュアルビーム１１の双方向指向性の開き角４０が、アンテナ設置部の影響を受けずに、予め定めた設定角度となるようにできる反射板７を、アンテナ設置部に取り付ければよい。
【００４７】
また、上記各実施形態例では、デュアルビームアンテナ装置のデュアルビームアンテナ９は、図３に示したように、誘電体基板１に、アース面２およびストリップライン５に対して互い違いに放射素子３を形成したアンテナ本体２０を設けたが、アンテナ本体２０は、例えば図１０に示すように、アース面２に対して対称に放射素子３を誘電体基板１に形成したものでもよい。
【００４８】
図１０に示すように放射素子３のパターンを形成した場合は、放射素子３は同相励振され、デュアルビームアンテナ９から放射されるデュアルビーム１１は、例えば図１１に示すような双方向指向性を有するデュアルビーム１１となる。
【００４９】
また、このように、放射素子３のパターンをアース面２に対して対称となるように形成し、かつ、アース面２の幅Ａｗを除く放射素子３の配列ピッチ（図のＬＨｗ＋ＲＨｗ）を（１／２）λとした場合、図１０に示すアース面２の幅Ａｗを、（１／２）λを出発点として、（１／２）λ、（３／２）λ、・・・と（１／２）λ毎に変化させた場合に同じ励振特性を有するようになる（すなわち、アース面２の幅Ａｗにより、この幅Ａｗが（１／２）λを出発点として、（１／２）λ、（３／２）λ、・・・となるごとに同じ励振特性が現れることになる）ため、アース面２の幅Ａｗは、（１／２）λ、（３／２）λ、・・・といった値に設定されることになるが、装置の小型化を考慮すると、アース面２の幅Ａｗは、約（１／２）λとすることが好ましい。
【００５０】
さらに、上記第２実施形態例のデュアルビームアンテナ装置は、アンテナ取り付け距離可変手段は、挿入凹部２４と長穴１４を有する張り出し部２６と、ねじ穴１５を有する支持板部２５、ねじ１６を設けて構成したが、アンテナ取り付け距離可変手段を構成する構成要素は特に限定されるものではなく、適宜設定されるものであり、例えば、ねじなどを操作することにより、デュアルビームアンテナ９がアンテナ設置部の設置面とほぼ直交する方向にスライド移動するような機構を設け、この機構をアンテナ取り付け距離可変手段としてもよい。
【００５１】
【発明の効果】
本発明のデュアルビームアンテナ装置によれば、デュアルビームアンテナの背面側にはデュアルビームアンテナをアンテナ設置部に取り付けるための取り付け金具が設けられているため、例えば鉄道トンネル内等の車体が通過するときに生じる風圧が高い場所にデュアルビームアンテナ装置を取り付けても、その風圧などに耐えることができる。
【００５２】
また、デュアルビームアンテナ装置において、デュアルビームアンテナのデュアルビームは取り付け金具により影響を受けることになるが、本発明者が、取り付け金具のデュアルビームアンテナ取り付け面におけるデュアルビームアンテナの導波素子の長手方向に沿う方向の幅とデュアルビームアンテナの利得との関係を調べたところ、前記幅をアンテナ波長の約０．２５倍以下とすると、前記利得を例えば携帯電話不感地帯用の基地局アンテナとして用いる場合に十分な値となることが分かり、このことに基づいて、本発明のデュアルビームアンテナ装置は、取り付け金具のデュアルビームアンテナ取り付け面におけるデュアルビームアンテナの導波素子の長手方向に沿う方向の幅をアンテナ波長の約０．２５倍以下としたため、例えば携帯電話不感地帯用の基地局アンテナとして用いる場合に十分な利得を有することができる。
【００５３】
さらに、デュアルビームアンテナとアンテナ設置部との距離を可変調節するアンテナ取り付け距離可変手段を設けた構成のものにおいては、アンテナ取り付け距離可変手段によってデュアルビームアンテナとアンテナ設置部との距離を可変調節することにより、デュアルビームの双方向指向性の開き角を例えば所望の開き角にすることができるために、デュアルビームアンテナ装置のアンテナ設置部に応じてデュアルビームアンテナとアンテナ設置部との距離を可変調節することにより、所望のデュアルビーム指向性の開き角に近づけることができ、適切な開き角に近づけることができる。そのため、例えば携帯電話不感地帯用の基地局アンテナとして適切なデュアルビームアンテナ装置とすることができる。
【００５４】
さらに、本発明のデュアルビームアンテナ装置の取り付け構造によれば、双方向指向性の開き角を予め定められた設定角度にする反射板をアンテナ設置部に設けることにより、双方向指向性の開き角を予め定められた設定角度にすることができるので、アンテナ設置部の状態等の影響を受けることなく、デュアルビームアンテナ装置を双方向指向性の開き角が適切な値となるように取り付けることができる。したがって、デュアルビームアンテナ装置を、例えば携帯電話不感地帯用の基地局アンテナとして用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るデュアルビームアンテナ装置の第１実施形態例を示す要部構成図である。
【図２】上記第１実施形態例のデュアルビームアンテナ装置の構成をアンテナ設置部への取り付け状態で示す平面図（ａ）と側面図（ｂ）である。
【図３】デュアルビームアンテナ装置に設けられるアンテナ本体の構成を示す正面図（ａ）、平面図（ｂ）、背面図（ｃ）である。
【図４】図３に示すアンテナ本体を有するデュアルビームアンテナ装置から放射されるデュアルビームの指向性を示すグラフである。
【図５】上記第１実施形態例のデュアルビームアンテナ装置において、取り付け金具のデュアルビームアンテナ取り付け面におけるデュアルビームアンテナの導波素子の長手方向に沿う方向の幅とデュアルビームアンテナの利得との関係を調べた結果を示すグラフである。
【図６】デュアルビームアンテナ装置のトンネル内への取り付け状態例を示す説明図である。
【図７】本発明に係るデュアルビームアンテナ装置の第２実施形態例を示す要部断面構成図である。
【図８】本発明に係るデュアルビームアンテナ装置の取り付け構造の一実施形態例を示す要部平面構成図である。
【図９】図８に示したデュアルビームアンテナ装置の取り付け構造におけるデュアルビームアンテナと反射板との距離ｄとデュアルビームの開き角との関係を示すグラフである。
【図１０】デュアルビームアンテナ装置に設けられるアンテナ本体の他の構成例を示す正面図（ａ）、平面図（ｂ）、背面図（ｃ）である。
【図１１】図１０に示すアンテナ本体を有するデュアルビームアンテナ装置から放射されるデュアルビームの指向性を示すグラフである。
【図１２】基板に１つの八木アンテナを設けたアンテナの構成を、八木アンテナに給電が行われたときの電界方向と磁界方向を共に、正面図（ａ）と平面図（ｂ）によって示す説明図である。
【図１３】アンテナビームの八の字型指向性の理想図を示すグラフである。
【図１４】八の字型指向性のアンテナビームを放射するデュアルビームアンテナを壁面に近づけたときに生じるアンテナビームの指向性の開き角変化状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１  誘電体基板
２  アース面
３  放射素子
４  導波素子
５  ストリップライン
６  取り付け金具
７  反射板
８  レドーム
９  デュアルビームアンテナ
１０  取り付け面
１１  デュアルビーム
１２  トンネル
１３  取り付け用支持具
１９  壁面
３０  平衡二線
４０  開き角
【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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【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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