アンテナシステムの放射特性の変更方法
【課題】アンテナシステムの放射特性を変更する。
【解決手段】アンテナシステムの放射特性の変更方法であって、前記アンテナシステムは、無指向性アンテナと、前記無指向性アンテナに給電される信号と同じ信号が給電される一又は複数の指向性アンテナと、を備えており、前記一又は複数の指向性アンテナのうちの少なくとも一つの指向性アンテナの放射位相を変更することで、前記アンテナシステム全体の放射特性を変更する。
【解決手段】アンテナシステムの放射特性の変更方法であって、前記アンテナシステムは、無指向性アンテナと、前記無指向性アンテナに給電される信号と同じ信号が給電される一又は複数の指向性アンテナと、を備えており、前記一又は複数の指向性アンテナのうちの少なくとも一つの指向性アンテナの放射位相を変更することで、前記アンテナシステム全体の放射特性を変更する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナシステムの放射特性の変更方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
無指向性アンテナとして、例えば、スーパーターンスタイルアンテナ（以下、「ＳＴＡ」ともいう）が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
ＳＴＡは、超短波（ＶＨＦ帯、３０ＭＨｚ〜３００ＭＨｚ）のテレビ（ＦＭ）放送用アンテナとして広く利用されている。
【０００３】
ＳＴＡは、４つのバットウィング素子を平面視で十字状となるように、支柱の周囲に周方向で９０°間隔おきに配置されるように、前記支柱に組みつけて構成されている。一般に、ＳＴＡが組みつけられた支柱は、鉄塔の最上部に設置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１５１９４６号公報
【特許文献２】特開平８−２２９２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、ＳＴＡの利得を高くする場合、ＳＴＡを多段化することによって行われていた。したがって、より大きな利得を得ようとすると、ＳＴＡの段数を多くすることが必要となる。
しかし、ＳＴＡ自体の段数を増やすのは、設置箇所の制約等から困難な場合があった。
【０００６】
例えば、ＳＴＡを多段化する場合、その段数は、ＳＴＡが組みつけられる支柱の長さに制約を受け、支柱に組み付け可能な数以上のＳＴＡを支柱に組み付けることはできない。しかも、ＳＴＡは、その構造上、支柱を支持する鉄塔部分には取り付けることができない。この結果、支柱に組み付け可能な数以上のＳＴＡ段数を確保して、利得を高めることはできなかった。
【０００７】
そこで、本発明者は、特願２０１０−０９７９４３号において、ＳＴＡのような無指向性アンテナに加えて利得向上用の指向性アンテナを設けることで、無指向性アンテナ単独の場合よりも利得を向上させたアンテナシステムを提案した。
【０００８】
ところが、無指向性アンテナに指向性アンテナを加えたアンテナシステムの設置又は運用開始後に、ある特定の一方向の地域が、同一又は隣接周波数の電波の使用を開始することがある。この場合、その地域での混信を避けるため、当該特定の一の方向における利得を低下させて、電波放射を抑制する必要がある。
つまり、放送用アンテナでは、一般に、アンテナ設置位置から全方向に電波を放射する必要があるため、無指向性アンテナが望まれるのであるが、場合によっては、特定の方向における利得を調整して放射特性を変更することが必要となる。
逆に、予め混信を避けるため、当該特定の一の方向における利得を抑制してアンテナを設置したところ、実際に電波を出力してみると、影響が予想よりも少なく、利得を大きくしても混信のおそれが少ない場合がある。また、混信先（同一又は隣接周波数の電波を使用する地域）のサービスが終了した場合や周波数を変更した場合には、混信がなくなるため、特定の方向における利得抑制の必要性がなくなる。なお、先このような場合も、特定の方向の利得を調整して放射特性を変更することが必要となる。
【０００９】
そこで、本発明は、アンテナシステムの放射特性の変更を容易にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）アンテナシステムの放射特性の変更方法であって、前記アンテナシステムは、無指向性アンテナと、前記無指向性アンテナに給電される信号と同じ信号が給電される一又は複数の指向性アンテナと、を備えており、前記一又は複数の指向性アンテナのうちの少なくとも一つの指向性アンテナの放射位相を変更することで、前記アンテナシステム全体の放射特性を変更することを特徴とするアンテナシステムの放射特性の変更方法である。
上記本発明によれば、指向性アンテナの放射位相を変更すると、無指向性アンテナの放射電波との打ち消し又は強めあいが生じ、アンテナシステム全体の放射特性を変更することができる。
【００１１】
（２）放射位相の変更前の前記指向性アンテナは、無指向性アンテナ単独の場合よりも、その指向性アンテナが向く所定方向における利得を向上又は低下させる利得調整用指向性アンテナであり、前記利得調整用指向性アンテナの放射位相を変更することで、無指向性アンテナ単独の場合よりも、前記所定方向における利得を低下又は向上させるのが好ましい。この場合、利得向上用に用いていた指向性アンテナであれば、放射位相を変更するだけで、逆に利得を低下させることができ、利得低下用に用いていた指向性アンテナであれば、放射位相を変更するだけで、逆に利得を向上させることができる。
【００１２】
（３）放射位相の変更前においては、前記複数の指向性アンテナは、無指向性アンテナ単独の場合よりも、利得を向上又は低下させる複数の利得調整用指向性アンテナであり、
放射位相の変更は、前記複数の利得調整用指向性アンテナのうちの一部の利得調整用指向性アンテナの放射位相を変更することにより行われるのが好ましい。この場合、複数の指向性アンテナを利得向上用に用いていた場合、一部の方向については、利得を低下させることができるが、他の一部の方向については、利得を向上したままの状態が維持できる。また、複数の指向性アンテナを利得低下用に用いていた場合、一部の方向については、利得を向上させることができるが、他の一部の方向については、利得を低下したままの状態が維持できる
【００１３】
（４）放射位相の変更前の前記指向性アンテナの放射位相は、その指向性アンテナが向く所定方向における前記無指向性アンテナの放射位相と、ほぼ同相又は逆相であり、前記指向性アンテナの放射位相を、変更前の放射位相からほぼ１８０°変更することで、前記アンテナシステム全体の放射特性を変更するのが好ましい。放射位相の変更前の前記指向性アンテナの放射位相が、その指向性アンテナが向く所定方向における前記無指向性アンテナの放射位相と、ほぼ同相であることで、所定方向における大きな利得向上効果が得られる状態となっている。そして、放射位相をほぼ１８０°変更することで、逆に大きな利得低下効果が得られる。
【００１４】
（５）他の観点からみた本発明は、アンテナシステムの放射特性の変更方法であって、前記アンテナシステムは、無指向性アンテナと、前記無指向性アンテナに給電される信号と同じ信号が給電される一又は複数の指向性アンテナと、を備えており、前記一又は複数の指向性アンテナのうちの少なくとも一つの指向性アンテナを、その指向性アンテナが向く方向の軸線回りにほぼ１８０°回転させることを特徴とするアンテナシステムの放射特性の変更方法である。この場合も、指向性アンテナの放射位相を１８０°変更することができる。
【００１５】
（６）他の観点からみた本発明は、アンテナシステムの放射特性の変更方法であって、前記アンテナシステムは、無指向性アンテナと、前記無指向性アンテナに給電される信号と同じ信号が給電される一又は複数の指向性アンテナと、を備え、前記指向性アンテナは、アンテナ素子と、前記アンテナ素子の後方に配置された反射板と、を備えており、前記一又は複数の指向性アンテナのうちの少なくとも一つの指向性アンテナの前記アンテナ素子を、前記反射板に対して、その指向性アンテナが向く方向の軸線回りにほぼ１８０°回転させることを特徴とするアンテナシステムの放射特性の変更方法である。この場合も、指向性アンテナの放射位相を１８０°変更することができる。
【００１６】
（７）アンテナシステムの放射特性の変更方法であって、前記アンテナシステムは、無指向性アンテナと、前記無指向性アンテナに給電される信号と同じ信号が給電される一又は複数の指向性アンテナと、を備え、前記指向性アンテナは、アンテナ素子と、前記アンテナ素子に設けられた給電部と、を備えており、前記一又は複数の指向性アンテナのうちの少なくとも一つの指向性アンテナの前記給電部を、前記アンテナ素子に対して、その指向性アンテナが向く方向の軸線回りにほぼ１８０°回転させることを特徴とするアンテナシステムの放射特性の変更方法である。この場合も、指向性アンテナの放射位相を１８０°変更することができる。
（８）アンテナシステムの放射特性の変更方法であって、前記アンテナシステムは、無指向性アンテナと、前記無指向性アンテナに給電される信号と同じ信号が給電される一又は複数の指向性アンテナと、を備え、前記指向性アンテナの給電部には、給電用同軸線路の内導体及び外導体がそれぞれ接続されており、前記一又は複数の指向性アンテナのうちの少なくとも一つの指向性アンテナに接続されている前記内導体及び前記外導体の前記給電部における接続先を互いに入れ替えて前記給電部へ接続することを特徴とするアンテナシステムの放射特性の変更方法である。この場合も、指向性アンテナの放射位相を１８０°変更することができる。
【００１７】
なお、放射位相を変更する場合、アンテナシステムへの給電を一旦中断した上で、放射位相の変更（アンテナの回転など）を行い、その後、アンテナシステムへの給電を再開すればよい。
【００１８】
（９）前記無指向性アンテナは、スーパーターンスタイルアンテナであるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、指向性アンテナの放射位相を変更することで、アンテナシステム全体の指向性をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】スーパーターンスタイルアンテナが搭載された鉄塔の正面図（指向性アンテナは非取付）である。
【図２】図１の鉄塔の最上部付近の拡大正面図である。
【図３】図１の鉄塔の平面図である。
【図４】図２の鉄塔に指向性アンテナを取り付けた正面図である。
【図５】図４の指向性アンテナを平面視した平面図であり、（ａ）はスキューなし配置を示し、（ｂ）はスキュー配置を示す。
【図６】給電回路の部分回路図である。
【図７】給電回路の部分回路図である。
【図８】図７において北向き指向性アンテナの上下向きを逆にした給電回路の部分回路図である。
【図９】２Ｌ双ループアンテナの放射位相変更方法のバリエーションを示す図である。
【図１０】２ダイポールアンテナの放射位相変更方法のバリエーションを示す図である。
【図１１】（ａ）は、第１実施形態（１−Ａ）のアンテナ概略配置図であり、（ｂ）は、その水平面指向性（チルト角０°）を示すチャートであり、（ｃ）は、その垂直面指向性（方位０°）を示すチャートである。
【図１２】（ａ）は、第１実施形態（１−Ｂ）のアンテナ概略配置図であり、（ｂ）は、その水平面指向性（チルト角０°）を示すチャートであり、（ｃ）は、その垂直面指向性（方位０°）を示すチャートであり、（ｄ）は、その垂直面指向性（方位１８０°）を示すチャートである。
【図１３】（ａ）は、第２実施形態（２−Ａ）のアンテナ概略配置図であり、（ｂ）は、その水平面指向性（チルト角０°）を示すチャートである。
【図１４】（ａ）は、第２実施形態（２−Ｂ）のアンテナ概略配置図であり、（ｂ）は、その水平面指向性（チルト角０°）を示すチャートである。
【図１５】（ａ）は、第３実施形態（３−Ａ）のアンテナ概略配置図であり、（ｂ）は、その水平面指向性（チルト角０°）を示すチャートである。
【図１６】（ａ）は、第３実施形態（３−Ｂ）のアンテナ概略配置図であり、（ｂ）は、その水平面指向性（チルト角０°）を示すチャートである。
【図１７】（ａ）は、第４実施形態（４−Ａ）のアンテナ概略配置図であり、（ｂ）は、その水平面指向性（チルト角０°）を示すチャートである。
【図１８】（ａ）は、第４実施形態（４−Ｂ）のアンテナ概略配置図であり、（ｂ）は、その水平面指向性（チルト角０°）を示すチャートである。
【図１９】（ａ）は、第５実施形態（５−Ａ）のアンテナ概略配置図であり、（ｂ）は、その水平面指向性（チルト角０°）を示すチャートである。
【図２０】（ａ）は、第５実施形態（５−Ｂ）のアンテナ概略配置図であり、（ｂ）は、その水平面指向性（チルト角０°）を示すチャートである。
【図２１】（ａ）は、第６実施形態（６−Ａ）の水平面指向性（チルト角０°）を示すチャートであり、（ｂ）は、方位０°の垂直指向性を示すチャートであり、（ｃ）は方位１８０°の垂直指向性を示すチャートである。
【図２２】（ａ）は、第６実施形態（６−Ｂ）のアンテナ概略配置図であり、（ｂ）は、その水平面指向性（チルト角０°）を示すチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。
［１．鉄塔の構造］
図１は、スーパーターンスタイルアンテナ９が搭載された鉄塔１の正面図である。
図１に示すように、この鉄塔１は、鉄骨製のトラス構造物であり、例えば、給電設備を有する建物２の天井部分に立設されている。この鉄塔１は、下から順に、第１トラス部３、第２トラス部４、第３トラス部５、及び支柱６を備えている。なお、支柱６は、円筒形状であるが、その形状が特に限定されるものではなく、断面が矩形状であってもよい。
【００２２】
第１トラス部３は、鉄塔１の下部を構成するためトラス幅が最も大きく、この第１トラス部３の上端に、トラス幅２が２番目に大きい第２トラス部４が立設されている。
また、この第２トラス部４の上端に、トラス幅が最も小さい第３トラス部５が立設されている。従って、図１の鉄塔１では、支柱６が当該鉄塔１の最上部に配置されている。
【００２３】
図２にも示すように、支柱６には、スーパーターンスタイルアンテナ（ＳＴＡ）９ａ〜９ｆが設けられている。
ＳＴＡ９ａ〜９ｆは、図３に示すように、４つのバットウィング素子１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄを平面視で、十字状となるように、中央支柱６の周囲に周方向で９０°間隔おきに配置することによって構成され、この４つのバットウィング素子１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄよりなるＳＴＡ９ａ〜９ｆは、支柱６に対して、上下方向で一定間隔おきに複数段（図例では合計６段）設けられている。
なお、ここでは、各ＳＴＡ９ａ〜９ｆの４個のバットウィング素子１２ａ〜１２ｄは、それぞれ、北（Ｎ）、東（Ｅ）、南（Ｓ）、西（Ｗ）を向いているものとするが、方位が特に限定されるものではない。
【００２４】
ＳＴＡ９ａ〜９ｆが組みつけられる支柱６は、その下部範囲が、トラス部５内に挿入されている。支柱６は、最下段のＳＴＡ９ｆのやや下方位置６ａ及び支柱最下端６ｂが、トラス部５の最上部５ａ及びトラス部５上下方向中途部における支持部５ｂの２点で支持されている。つまり、トラス部５の位置５ａから位置５ｂの間が、支柱６の支持部となっている。
【００２５】
また、トラス部５内部において、支柱が存在する範囲（位置５ａから位置５ｂまでの範囲）には、ＳＴＡ９ａ〜９ｂ用の給電線（給電回路）の配置部１７とされている。
【００２６】
［２．指向性アンテナを追加したアンテナシステム］
図４は、ＳＴＡ９ａ〜９ｆに加えて指向性アンテナを備えた第１実施形態に係るアンテナシステム１０及び当該アンテナシステム１０を備えた鉄塔１を示している。図１及び図２においては、支柱６に組み付けられていた６段のＳＴＡ９ａ〜９ｆだけが設けられていたのに対し、図４に示すアンテナシステム１０では、６段のＳＴＡ９ａ〜９ｆに加えて、アンテナ利得調整のために、指向性アンテナ（利得調整用指向性アンテナ）１５，１６を、ＳＴＡ９ａ〜９ｆの下方に、２段配置して構成されている。これらの指向性アンテナ１５，１６を設けることで、図１及び図２のようにＳＴＡ単独の場合に比べてアンテナ利得が変化するように、調整することができる（詳細は後述する）。
【００２７】
図５に示すように、指向性アンテナの各段１５，１６には、それぞれ、４面（４個）の指向性アンテナ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ（１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ）が設けられている。ＳＴＡは、支柱６の周囲に取り付ける必要があるため、鉄塔１のトラス部５に設けることはできないが、指向性アンテナは、トラス部５の周囲に配置できるため、支柱６にアンテナを追加する余裕がなくても、支柱６下方のトラス部５において、アンテナシステム１０の段数を増加させることができる。つまり、アンテナシステム全体のアンテナ段数（８段）は、スーパーターンスタイルアンテナを支柱６に取り付けることが可能な段数（６段）を超えた段数となっている。
【００２８】
このアンテナシステムが備えた鉄塔を得るには、ＳＴＡ９ａ〜９ｆを支柱に組み付ける工程と、指向性アンテナ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄをトラス部５周囲に配置する工程と、を含む工程を実施すればよい。
【００２９】
なお、図１及び図２に示すように、ＳＴＡ９ａ〜９ｆが既に設置されている場合には、既設のＳＴＡ９ａ〜９ｆを利用して、ＳＴＡ９ａ〜９ｆへ給電される信号と同じ信号が給電される指向性アンテナを追加することで、アンテナシステムを構成することができる。
また、ＳＴＡ９ａ〜９ｆが既に設置されている場合であっても、既設のＳＴＡ９ａ〜９ｆを除去した上で、新たなＳＴＡ９ａ〜９ｆ及び指向性アンテナからなるアンテナシステムを設置してもよい。既設のＳＴＡ９ａ〜９ｆを除去して新たなＳＴＡを設置する場合、ＳＴＡ９ａ〜９ｆを構成するバットウィング素子を支柱６から取り外すが、支柱６は既設のものをそのまま残しておき、既設の支柱６に新たなバットウィング素子を取り付けてもよいし、支柱６及びバットウィング素子の双方を鉄塔１から取り外して、新たな支柱６及びバットウィング素子を設置してもよい。
【００３０】
図５に示すように、トラス部５の内部において、支柱６の周囲は、ＳＴＡの給電線（多数のバットウィング素子に接続される多数の分岐ケーブル）の配置部１７となっている。
本実施形態の指向性アンテナは、給電線の配置部１７よりも外周側に配置されており、給電線配置部１７との干渉を避けている。このため、ＳＴＡの給電線の配置をさほど変更することなく、指向性アンテナを追加的に設けることが可能である。また、給電線配置部１７付近は、アンテナが設けられていないデッドスペースとなっていたが、本実施形態のアンテナシステム１０では、配置部１７付近が有効活用できる。
【００３１】
本実施形態の指向性アンテナ１５，１６は、その種類が特に限定されるものではなく、反射板付アンテナ、２Ｌ双ループアンテナ、ダイポールアンテナなど、いわゆるパネルアンテナとして用いられるものを利用可能である。以下では、指向性アンテナとして、２Ｌ双ループアンテナを採用した場合について説明する。
【００３２】
なお、２Ｌ双ループアンテナ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ（１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ）は、図４及び図５に示すように上下方向に所定間隔を空けて配置された一対のループ部２２と、両ループ部２２間の中央部に配置された給電部２３と、給電部３から上下の各ループ部２２側に向けて延びる一対の給電線路２４と、ループ部２２に対して所定間隔を空けて背面側に配置された反射板２５と、この反射板５にループ部２２を支持する支持器２７とを備えている。
【００３３】
図５（ａ）において、各段１５，１６の４面の指向性アンテナは、バットウィング素子１２ａ〜１２ｄの向きに合わせて、それぞれ、北（Ｎ）、東（Ｅ）、南（Ｓ）、西（Ｗ）を向いている。つまり、４面の指向性アンテナ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄは、鉄塔１の周囲において、それぞれ９０°異なる方向を向いて配置されている。
【００３４】
図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す配置から、各指向性アンテナ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの幅方向中心位置を、幅方向に所定距離ｄほどずらして配置した、スキュー配置を示している。スキュー配置とすることで、４つの指向性アンテナ１５ａ〜１５ｄの水平面指向性を無指向により近づけることができる。
【００３５】
スキュー配置の場合、第１指向性アンテナ１５ａがずれる方向は、−９０°（＝２７０°）位相のアンテナである第４指向性アンテナ１５ｄから遠ざかる方向となる。同様に、第２指向性アンテナ１５ｂは第１指向性アンテナ１５ａから、第３指向性アンテナ１５ｃは第２指向性アンテナ１５ｂから、第４指向性アンテナ１５ｄは第３指向性アンテナ１５ｃから、遠ざかる方向となる。
【００３６】
各段１５，１６の指向性アンテナ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの配置としては、図５（ａ）のスキューなし配置のほか、図５（ｂ）のスキュー配置を採用してもよい。
【００３７】
図６及び図７は、６段のＳＴＡ９ａ〜９ｆ及び２段の無指向性アンテナ１５，１６からなるアンテナシステム１０の給電回路を示している。
なお、以下では、６段のＳＴＡ９ａ〜９ｆのうちの上側４段のＳＴＡ９ａ〜９ｄを、総称して「上段」といい、下側２段のＳＴＡ９ｅ，９ｆ及び２段の無指向性アンテナ１５，１６を総称して「下段」という。
【００３８】
この給電回路は、６段のＳＴＡ９ａ〜９ｆ及び２段の無指向性アンテナ１５，１６それぞれに同一の送信信号を給電する送信機３０を備えている。給電回路は、送信機３０から出力された送信信号が入力される２つの３ｄＢカプラ（９０°ハイブリッド回路）３１ａ，３１ｂを備えている。なお、図６のように、１台の送信機３０から同一の信号を３１ａ、３１ｂに送るのではなく、同一の信号を出力する２台の送信機のうちの１台の送信機からの信号を一方の３ｄＢカプラ３１ａに送信し、もう１台の送信機からの同一の信号を他方の３ｄＢカプラ３１ｂに送信してもよい。
これらの３ｄＢカプラ３１ａ，３１ｂは、各アンテナへ給電される送信信号に９０°の位相差を生じさせるものである。
各３ｄＢカプラ３１ａ，３１ｂは、２入力２出力であり、２入力Ｉｎ１，Ｉｎ２のうちの一つＩｎ１は、送信機３０に接続され、他方Ｉｎ２は、ダミーロード３２が接続されている。
各３ｄＢカプラ３１ａ，３１ｂの２出力Ｏｕｔ１，Ｏｕｔ２からは、互いに９０°の位相差を持つ信号が出力される。位相差は、給電線（ケーブル）の長さの調整によって確保することもできるが、給電線の長さの調整で位相差を確保する場合、周波数（波長）によって位相差がやや異なることになるが、３ｄＢカプラ３１ａ，３１ｂを用いて位相差を実現すると、広帯域で正確に９０°の位相差を生じさせることができる。
【００３９】
２つの３ｄＢカプラ３１ａ，３１ｂのうち、第１の３ｄＢカプラ３１ａは、上段のアンテナ９ａ〜９ｄ用である。第１の３ｄＢカプラ３１ａの第１出力Ｏｕｔ１には、上段の各北向きバットウィング素子１２ａ及び各南向きバットウィング素子１２ｃに接続されるＮ−Ｓ上段系給電線３３ｄが接続されている。
また、第１の３ｄＢカプラ３１ａの第２出力Ｏｕｔ２には、上段の各東向きバットウィング素子１２ｂ及び各西向きバットウィング素子１２ｄに接続されるＥ−Ｗ上段系給電線３３ｂが接続されている。
上記給電線３３ｄ，３３ｂには、互いに９０°の位相差が生じる。
【００４０】
２つの３ｄＢカプラ３１ａ，３１ｂのうち、第２の３ｄＢカプラ３１ｂは、下段のアンテナ９ｅ，９ｆ，１５，１６用である。第２の３ｄＢカプラ３１ｂの第１出力Ｏｕｔ１には、下段の各北向きバットウィング素子１２ａ及び各南向きバットウィング素子１２ｃに接続されるＮ−Ｓ下段系給電線３３ｃが接続されている。
また、第２の３ｄＢカプラ３１ｂの第１出力Ｏｕｔ１には、下段の各北向き指向性アンテナ１５ａ，１６ａ及び各南向き指向性アンテナ１５ｃ，１６ｃに接続されるＮ−Ｓ下段系給電線３３ｅも接続されている。
【００４１】
第２の３ｄＢカプラ３１ｂの第２出力Ｏｕｔ２には、下段の各東向きバットウィング素子１２ｂ及び各西向きバットウィング素子１２ｄに接続されるＥ−Ｗ下段系給電線３３ａが接続されている。
また、第２の３ｄＢカプラ３１ｂの第２出力Ｏｕｔ２には、下段の各東向き指向性アンテナ１５ｂ，１６ｂ及び各西向き指向性アンテナ１５ｄ，１６ｄに接続されるＥ−Ｗ下段系給電線３３ｆも接続されている。
【００４２】
Ｅ−Ｗ下段系給電線３３ａ，３３ｆと、Ｎ−Ｓ下段系給電線３３ｃ，３３ｅとの間には、互いに９０°の位相差が生じる。
【００４３】
ＳＴＡ９ａ〜９ｆの各バットウィング素子１２ａ〜１２ｄに接続される給電線３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄの中途には、位相調整部３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄが設けられている。これらの位相調整部３４ａ〜３４ｄは、指向性アンテナ１５，１６に接続される給電線３３ｅ，３３ｆの給電位相に対して、所定の位相差を生じさせるためのものである。図６において、位相調整部３４ａ〜３４ｂは、ボックスで示しているが、本実施形態においては、所定の位相差を生じさせるように、長さが設定された給電線によって構成されている。ただし、位相調整は、給電線の長さの調整によるのではなく、移相器を用いても良い。
なお、上記位相調整部３４ａ〜３４ｂの詳細な役割については、後述する。
【００４４】
Ｎ−Ｓ上段系給電線３３ｄは、８分岐の分岐ケーブル（分岐給電線）３５ｄを介して、上段の４個の北向きバットウィング素子１２ａの給電点及び上段の４個の南向きバットウィング素子１２ｃの給電点に接続されている。
Ｎ−Ｓ下段系給電線３３ｃは、４分岐の分岐ケーブル（分岐給電線）３５ｃを介して、下の２個の北向きバットウィング素子１２ａの給電点及び下段の２個の南向きバットウィング素子１２ｃの給電点に接続されている。
【００４５】
８本の分岐ケーブル３５ｄ及び４本の分岐ケーブル３５ｃは、それぞれ、同軸ケーブルであり、同軸ケーブル内導体と外導体が、バットウィング素子又は支柱６に接続される。例えば、北向きバットウィング素子（第１バットウィング素子）１２ａの給電点には同軸ケーブル（第１同軸給電線）３５ｄ，３５ｃの内導体が接続され、その同軸ケーブル（第１同軸給電線）３５ｄ，３５ｃの外導体は、支柱６（グランド電位）に接続される。
これに対し、南向きバットウィング素子（第３バットウィング素子）１２ｃには、同軸ケーブル（第３同軸給電線）３５ｄ，３５ｃの外導体が接続され、その同軸ケーブル（第３同軸給電線）３５ｄ，３５ｃの内導体は、支柱６（グランド電位）に接続される。
【００４６】
このように、１８０°間隔で配置されている北向きバットウィング素子（第１バットウィング素子）１２ａと南向きバットウィング素子（第３バットウィング素子）１２ｃとに対し、同軸ケーブル（第１及び第３同軸給電線）３５ｄ，３５ｃの内外導体の接続の仕方を逆にすることで、これらのバットウィング素子１２ａ，１２ｃ間に１８０°の給電位相差を生じさせることができる。
【００４７】
Ｅ−Ｗ上段系給電線３３ｂは、８分岐の分岐ケーブル（分岐給電線）３５ｂを介して、上段の４個の東向きバットウィング素子１２ｂの給電点及び上段の４個の西向きバットウィング素子１２ｄの給電点に接続されている。
Ｅ−Ｗ下段系給電線３３ｃは、４分岐の分岐ケーブル（分岐給電線）３５ａを介して、下段の２個の東向きバットウィング素子１２ｂの給電点及び下段の２個の西向きバットウィング素子１２ｄの給電点に接続されている。
【００４８】
８本の分岐ケーブル３５ｂ及び４本の分岐ケーブル３５ａも、それぞれ、同軸ケーブルであり、同軸ケーブル内導体と外導体が、バットウィング素子又は支柱６に接続される。例えば、東向きバットウィング素子（第２バットウィング素子）１２ｂの給電点には同軸ケーブル（第２同軸給電線）２５ｂ，３５ａの内導体が接続され、その同軸ケーブル（第２同軸給電線）３５ｂ，３５ａの外導体は、支柱６（グランド電位）に接続される。
これに対し、西向きバットウィング素子（第４バットウィング素子）１２ｄの給電点には、同軸ケーブル（第４同軸給電線）３５ｂ，３５ａの外導体が接続され、その同軸ケーブル（第４同軸給電線）３５ｂ，３５ａの内導体は、支柱６（グランド電位）に接続される。
【００４９】
このように、１８０°間隔で配置されている東向きバットウィング素子（第２バットウィング素子）１２ｂと西向きバットウィング素子（第４バットウィング素子）１２ｄとに対し、同軸ケーブル（同軸給電線）３５ｂ，３５ａの内外導体の接続の仕方を逆にすることで、これらのバットウィング素子１２ｂ，１２ｄ間に１８０°の給電位相差を生じさせることができる。
【００５０】
そして、Ｎ−Ｓ系給電線３３ｄ，３３ｃと、Ｅ−Ｗ系給電線３３ｂ，３３ａと、の間には、９０°の位相差が設けられていることから、北向きバットウィング素子１２ａの給電位相を０°とすると、東向きバットウィング素子１２ｂには９０°の位相差が生じ、南向きバットウィング素子１２ｃには１８０°の位相差が生じ、西向きバットウィング素子１２ｄには２７０°の位相差が生じる。
このように、４つの各バットウィング素子１２ａ〜１２ｄには、９０°の位相差で給電される。
したがって、ＳＴＡ９ａ〜９ｆは、無指向性アンテナとして機能する。なお、本実施形態においては、ＳＴＡの各段間において、位相差は生じないように設定されている。本実施形態のように、各段間において、位相差がない場合には、チルト角が０°となるが、チルト角の設定などの垂直面指向性の設計によっては、必要に応じて、段間で位相差を設けても良い。
【００５１】
Ｎ−Ｓ下段系給電線３３ｅは、４分岐の分岐ケーブル（分岐給電線）３５ｅを介して、下段の２個の北向き指向性アンテナ１５ａ，１６ａの給電点及び下段の２個の南向き指向性アンテナ１５ｃ，１６ｃの給電点に接続されている。
また、Ｅ−Ｗ下段系給電線３３ｆは、４分岐の分岐ケーブル（分岐給電線）３５ｆを介して、下段の２個の東向き指向性アンテナ１５ｂの給電点及び下段の２個の西向き指向性アンテナ１５ｄの給電点に接続されている。
【００５２】
図７に示すように、南向き指向性アンテナ（第３指向性アンテナ）１５ｃ及び西向き指向性アンテナ（第４指向性アンテナ）１５ｄは、北向き指向性アンテナ（第１指向性アンテナ）１５ａ及び東向き指向性アンテナ（第２指向性アンテナ）１５ｂに対して、上下逆向きに設置されている。ここで、上下逆向きとは、アンテナを、アンテナ中心（給電点の位置）を通りかつ指向性アンテナが向く方向の軸線回りに１８０°回転対称に設置した状態をいう。
２Ｌ双ループアンテナの場合、２つのループ部２２，２２のうち、一方のループ部２２が上側に位置し、他方のループ部２２が下側に位置する場合を「上向き」とした場合、前記一方のループ部２２が下側に位置し、前記他方のループ部２２が上側に位置するように上下逆向にした場合を「下向き」ということができる。
なお、図７では、指向性アンテナ１５ａ，１５ｂが上向きであることを「上向き矢印」で示し、指向性アンテナ１５ｃ，１５ｄが下向きであることを「下向き矢印」で示した。
このように、上下逆向き（アンテナを１８０°回転対称に設置）することで、アンテナ１５，１６に設けられたバルンの同軸給電点を左右入れ替えて設置することになり、放射位相を１８０°異ならせることができる。
【００５３】
そして、Ｎ−Ｓ下段系給電線３３ｅと、Ｅ−Ｗ下段系給電線３３ｆと、の間には、９０°の給電位相差が設けられていることから、北向き指向性アンテナ（第１指向性アンテナ）１５ａの放射位相を０°とすると、東向き指向性アンテナ（第２指向性アンテナ）１５ｂの放射位相には９０°の位相差が生じ、南向き指向性アンテナ（第３指向性アンテナ）１５ｃの放射位相には１８０°の位相差が生じ、西向き指向性アンテナ（第４指向性アンテナ）１５ｄの放射位相には２７０°の位相差が生じる。
【００５４】
このように各段１５，１６の４つの指向性アンテナ１５ａ〜１５ｄ，１６ａ〜１６ｄは、それぞれ、９０°の位相差で電波放射を行う。つまり、４つの指向性アンテナには、これら４つの指向性アンテナの配置角度間隔（９０°）に応じた、位相差（９０°）が与えられている。
【００５５】
本実施形態では、チルト角が０°とされるため、図６及び図７に示す給電回路は、同一方位（例えば、北）の各段（バットウィング素子１２ａの給電点及び指向性アンテナ）１５ａ，１６ａの給電点には、給電位相が同相（位相調整部３４ａ〜３４ｄにおける位相調整量を除く）となるように、給電線の長さ等が設定されている。
例えば、位相調整部３４ａ〜３４ｄにおける位相調整量を除いて考えると、北向きバットウィング素子１２ａの給電位相を０°とすると、指向性アンテナ１５ａの給電位相も０°となり、給電位相差が生じないように構成されている。
【００５６】
ただし、本実施形態では、位相調整部３４ａ〜３４ｄが設けられているため、同一方位のバットウィング素子及び指向性アンテナの間であっても、給電位相差が生じるようになっている。ＳＴＡと指向性アンテナとでは、アンテナとしての構造が異なるため、同相で給電されても、放射位相には位相差が生じてしまう。そこで、位相調整部３４ａ〜３４ｄによって給電位相を調整することで、同一方位のバットウィング素子及び指向性アンテナの放射位相を揃える。
【００５７】
指向性アンテナ１５，１６を設けることによって、ＳＴＡ９ａ〜９ｆ単独の場合よりも、アンテナシステム１０全体の利得を向上させるためには、可能な限り、同一方位のバットウィング素子及び指向性アンテナの放射位相が同相であるのが好ましい。両者の放射位相が異なると、互いに打ち消しあって、利得向上効果が低下するからである。
【００５８】
例えば、位相調整部３４ａ〜３４ｄによる位相調整量が「０°」である場合（位相調整部を省略した場合）に、所定の基準方向（例えば、北方向）の遠方（遠方界）において、ＳＴＡの放射位相と指向性アンテナの放射位相との間に、５０°の位相差が生じれば、位相調整部３４ａ〜３４ｄによる位相調整量を−５０°に設定すればよい。
具体的には、−５０°の位相差が生じるように、各位相調整部３４ａ〜３４ｄを構成する給電線の長さを設定すればよい。
このような位相設定によって、利得向上が望まれる方向の遠方における放射位相を同相にして、アンテナシステム１０全体の利得を効率的に向上させることができる。
なお、本実施形態では、ＳＴＡ９ａ〜９ｆに接続される給電線３３ａ〜３３ｄに位相調整部３４ａ〜３４ｄを設けたが、これに代えて／加えて、指向性アンテナに接続される給電線３３ｅ，３３ｆに位相調整部を設けても良い。
また、放射位相差は、実測してもよいが、シミュレーションによって求めるのが簡便である。
【００５９】
ここで、ＳＴＡ９ａ〜９ｄは、各バットウィング素子への給電位相差があることから、水平面でみた放射方向（０°〜３６０°）に応じて放射電波の位相が異なるものである。つまり、本実施形態のＳＴＡでは、北方向の放射位相を０°とすると、東方向の放射位相差は９０°、南方向の放射位相差は１８０°、西方向の放射位相差は２７０°となる。
【００６０】
そして、本実施形態の各段１５，１６の複数の指向性アンテナは、９０°間隔で４面配置であり、しかも、９０°間隔であることに応じて、周方向に隣接する各指向性アンテナの位相差を９０°としている。したがって、本実施形態の複数の指向性アンテナも、ＳＴＡと同様に、放射方向に応じて放射電波の位相が異なったものとなっている。
つまり、本実施形態の指向性アンテナ１５ａ〜１５ｄ，１６ａ〜１６ｄでは、北方向の放射位相を０°とすると、東方向の放射位相差は９０°、南方向の放射位相差は１８０°、西方向の放射位相差は２７０°である。
【００６１】
このため、本実施形態では、一つの基準方向（例えば、北方向）において、ＳＴＡの放射位相と指向性アンテナの放射位相とを同相にするための位相調整量を把握し、その一つの基準方向において、遠方の放射位相が同相となるように位相調整すれば、自然に、他の全方向においても、遠方の放射位相を同相にすることができる。つまり、全方向における利得を向上させることができる。
【００６２】
なお、放射位相を同相にする場合、完全に位相が一致している必要はなく、ほぼ同相であればよい。また、放射電波のチルト角を調整する場合等には、ある程度の位相差を生じさせたほうが良い場合もあるため、そのような場合には、ある程度の位相差があってもよい。つまり、位相調整部３４ａ〜３４ｄでは、利得が向上するように位相が調整されていればよい。
例えば、本実施形態では、チルト角が０°の場合を前提としたため、同一方位の各段１５ａ，１６ａの給電点には、給電位相が同相（位相調整部３４ａ〜３４ｄにおける位相調整量を除く）となるように、給電線の長さ等が設定されているが、所定のチルト角α°（例えば、１°）を設ける場合には、当該チルト角α°に対応した位相差が各段１５，１６間に生じるように、給電線の長さ等が設定される。また、チルト角に対応した位相差は、指向性アンテナの各段１５，１６だけでなく、各段のＳＴＡ９ａ〜９ｆ及び指向性アンテナ１５，１６それぞれに対し生じさせても良い。なお、チルト角に対応した位相差は、位相調整部に代えて／又は加えて、ケーブル長の調整で調整を行っても良い。
また、本実施形態のようにチルト角が０°の場合、前述のように、水平面における一つの基準方向において、ほぼ同相となるように位相調整部３４ａ〜３４ｄによる位相調整量が設定され、チルト角がα°の場合には、そのα°の面における一つの基準方向においてほぼ同相となるように位相調整部３４ａ〜３４ｄによる位相調整量を設定してもよい。
このように、利得を向上させるほか、所望の垂直面指向性を得ることを目的として、各段のＳＴＡ９ａ〜９ｆ及び指向性アンテナ１５，１６それぞれに対して位相差を設けても良い。また、前記目的のため、各段のＳＴＡ９ａ〜９ｆ及び指向性アンテナ１５，１６それぞれに給電する電力を変更してもよい。
【００６３】
［３．放射特性の変更（無指向性から特定方向の電波方向が抑制された状態への変更）］
上記のアンテナシステムでは、４方向それぞれの指向性アンテナは、すべて利得向上用指向性アンテナとして機能しており、ＳＴＡ９ａ〜９ｆ単独よりも、４方向全てにおいてアンテナ利得を向上させることができている。したがって、支柱６にＳＴＡを増設する余裕がない場合であっても、高利得の無指向性アンテナシステムを構築し、運用することができる。
【００６４】
放送用アンテナでは、一般に、アンテナ設置位置から全方向に電波を放射する必要があるため、４方向全てにおいてアンテナ利得を向上させるのが、望ましい。ところが、アンテナシステムの構築・運用後に、特定の方向の電波放射を抑制したい場合が生じることがある。例えば、特定の方向の地域において、同一又は隣接周波数の電波を使用しているため、その地域での混信が問題となった場合等である。
【００６５】
このような場合、電波放射を抑制したい（利得を低下させたい）方向の指向性アンテナの放射電波の位相を変更することで、アンテナシステム全体でみると、その方向のアンテナ利得を低下させることができる。
【００６６】
以下では、例として、アンテナ利得を低下させたい方向が「北方向(方位０°)」であるものとして説明する。この場合、北向き指向性アンテナ１５ａ，１６ａの放射位相を１８０°変更することで、北方向（方位０°）については、ＳＴＡの放射電波を北向き指向性アンテナ１５ａ，１６ｂで打ち消すことができる。つまり、利得向上用であって北向き指向性アンテナ１５ａ，１６ｂの放射位相を変更することで、北向き指向性アンテナ１５，１６ｂは、利得低下用に変更され、北方向（方位０°）の電波放射を抑制することができる。
【００６７】
また、利得低下が所望されない他の方向（方位９０°、１８０°、２７０°）を向く他の指向性アンテナ１５ｂ，１６ｂ，１５ｃ，１６ｃ，１５ｄ，１６ｄについては、放射位相を変更しないことによって、ＳＴＡ単独の場合よりも利得を高めた状態を維持できる。つまり、東向き、南向き、及び西向きの各指向性アンテナ１５ｂ〜１５ｄ、１６ｂ〜１６ｄは、利得向上用指向性アンテナとして機能したままの状態となる。
【００６８】
このように、北向き指向性アンテナ１５ａ，１６ａを、利得向上用から、利得低下用に変更することで、北方向（方位０°）に、同一周波数又は近い周波数でサービスする局が存在しても、北方向の電波放射を抑えて、混信を避けることができる。しかも、他の方向には、利得向上用指向性アンテナ１５ｂ〜１５ｄが存在し続け、利得向上効果を維持できる。
なお、利得を低下させた方向の利得を再度向上させたい場合には、放射位相を変更した指向性アンテナ１５ａ，１ｂの放射位相を元に戻せばよい。
【００６９】
放射位相の変更対象となっている指向性アンテナ１５ａ，１６ａの放射位相の変更量が１８０°である場合、指向性アンテナ１５ａ，１６ａの向く方向において、その放射位相が、ＳＴＡの放射位相とほぼ逆相になり、最大の利得低下効果が得られる。ただし、放射位相の変更量は１８０°に限られない。１８０°未満の放射位相の変更であっても、ＳＴＡの放射位相と同相である場合よりは、利得を低下させることができる。
また、放射位相変更前において、ＳＴＡと指向性アンテナは、完全に同相となっている必要はなく、例えば、利得向上効果が得られていれば良い。
【００７０】
放射位相の変更対象となっている指向性アンテナ１５ａ，１６ａの放射位相の変更は、給電線の長さを変更するなどして給電位相を変えることで実現してもよいが、アンテナ１５ａ，１６ｂ等の回転によるのが簡便で好ましい。給電線の長さを変更する場合は、放射位相の変更量を任意に調整することが可能で、この観点からは好ましい一方、給電線の取替えなどが必要で、放射位相の変更のために大掛かりな作業が必要となる。
これに対し、放射位相の変更対象となっている北向き指向性アンテナ１５ａ，１６ａの回転によって上下向きを変更すれば、容易に放射位相を１８０°変更することができる。
図８は、図７において「上向き」であった北向き指向性アンテナ１５ａ，１６ｂを、「下向き」に変更した様子を示している。この場合、北向き指向性アンテナ１５ａ，１６ｂの放射位相は、同じく「下向き」の南向き指向性アンテナ１５ｃ，１６ｃと同相となる。
【００７１】
図９は、指向性アンテナ１５ａ，１６ａが２Ｌ双ループアンテナ（水平偏波）である場合において、放射位相を１８０°変更する方法のバリエーションを示している。ここでは、変更前後の各部材２２，２３，２５の位置関係が容易に理解できるように、放射位相変更前において正面からみたときのループ部（アンテナ素子）２２の左側を「２２Ｌ」、同じくループ部２２の右側を「２２Ｒ」、同じくループ部２２の上側を「２２Ｕ」、同じくループ部２２の下側を「２２Ｄ」の符号で示す。
また、放射位相変更前において正面からみたときの給電部２３の左側を「２３Ｌ」、同じく給電部２３の右側を「２３Ｒ」の符号で示す。
さらに、放射位相変更前において正面からみたときの反射板２５の左側を「２５Ｌ」、同じく反射板２５の右側を「２５Ｒ」、同じく反射板２５の上側を「２５Ｕ」、同じく反射板２５の下側を「２５Ｄ」の符号で示す。
【００７２】
図９（Ａ）は、２Ｌ双ループアンテナにおける放射位相変更の第１例を示している。この第１例では、指向性アンテナアンテナ１５ａ，１６ａ全体を、アンテナ中心（給電点の位置）を通りかつ指向性アンテナが向く方向の軸線Ｃ回りに１８０°回転させる。これにより、指向性アンテナ１５ａ，１６ａへの給電位相を変更しなくても、指向性アンテナ１５，１６ａからの放射位相を１８０°変更することができる。
アンテナ１５ａ，１６ｂ全体を回転させるには、まず、アンテナ１５ａ，１６ｂをトラス部５に取り付けている金具を取り外して、アンテナ１５ａ，１６ｂを回転させ、その後、再び、金具によってアンテナ１５ａ，１６ｂをトラス部５に取り付ければよい。
【００７３】
図９（Ｂ）は、２Ｌ双ループアンテナにおける放射位相変更の第２例を示している。この第２例では、反射板２５は回転させることなく、給電部２３を含めたアンテナ素子（給電部２３及びループ部２２）を、反射板２５に対して、軸線Ｃ回りに１８０°回転させる。これにより、指向性アンテナ１５ａ，１６ａへの給電位相を変更しなくても、指向性アンテナ１５，１６ａからの放射位相を１８０°変更することができる。
給電部２３を含めてアンテナ素子２２を回転させるには、給電部２３及びループ部２２を反射板２５に取り付けている金具を外して、給電部２３及びループ部２２を回転させ、その後、再び、金具によって、給電部２３及びループ部２２を反射板２５に取り付ければよい。
【００７４】
図９（Ｃ）は、２Ｌ双ループアンテナにおける放射位相変更の第３例を示している。この第３例では、反射板２５及びループ部（アンテナ素子）２２は回転させることなく、給電部２３を、軸線Ｃ回りに１８０°回転させる。これにより、ループ部（アンテナ素子）に給電される給電位相が１８０°変更される（右側給電／左側給電の切替がされる）。
給電部２３を回転させるには、給電部２３をループ部２２及び反射板２５に取り付けている金具を外して、給電部２３を回転させ、その後、再び、金具によって給電部２３をループ部２２及び反射板２５に取り付ければよい。
【００７５】
図１０は、指向性アンテナ１５ａ，１６ａが２ダイポールアンテナ（水平偏波）である場合において、放射位相を１８０°変更する方法のバリエーションを示している。２ダイポールアンテナは、上下二つのダイポール部１２２と、給電部１２３と、反射板１２５と、を備えている。給電部１２３には、同軸ケーブル１３５（分岐給電線３５ｅ）の内導体１３５ａと外導体１３５ｂとが接続される。
なお、図１０（Ａ）〜（Ｄ）において、同軸ケーブル（分岐給電線）１３５は、左右方向に延びるように描かれているが、これは理解の容易のために、単なるイメージとして示してものである。同軸ケーブル（分岐給電線）１３５は、実際には、給電部１２３の内部または側面に配置されている。
【００７６】
ここでは、放射位相の変更前後の各部材１２２，１２３，１２５の位置関係が容易に理解できるように、放射位相変更前において正面からみたときのダイポール部（アンテナ素子）１２２の左側を「１２２Ｌ」、同じくダイポール部１２２の右側を「１２２Ｒ」、同じくダイポール部１２２の上側を「１２２Ｕ」、同じくダイポール部１２２の下側を「１２２Ｄ」の符号で示す。
また、放射位相変更前において正面からみたときの給電部１２３の左側を「１２３Ｌ」、同じく給電部１２３の右側を「１２３Ｒ」の符号で示す。
さらに、放射位相変更前において正面からみたときの反射板１２５の左側を「１２５Ｌ」、同じく反射板１２５の右側を「１２５Ｒ」、同じく反射板１２５の上側を「１２５Ｕ」、同じく反射板１２５の下側を「１２５Ｄ」の符号で示す。
【００７７】
図１０（Ａ）は、２ダイポールアンテナにおける放射位相変更の第１例を示している。この第１例では、図９（Ａ）の場合と同様に、指向性アンテナアンテナ１５ａ，１６ａ全体を、アンテナ中心（給電点の位置）を通りかつ指向性アンテナが向く方向の軸線Ｃ回りに１８０°回転させる。これにより、指向性アンテナ１５ａ，１６ａへの給電位相を変更しなくても、指向性アンテナ１５，１６ａからの放射位相を１８０°変更することができる。
アンテナ１５ａ，１６ｂ全体を回転させるには、まず、アンテナ１５ａ，１６ｂをトラス部５に取り付けている金具を取り外して、アンテナ１５ａ，１６ｂを回転させ、その後、再び、金具によってアンテナ１５ａ，１６ｂをトラス部５に取り付ければよい。
【００７８】
図１０（Ｂ）は、２ダイポールアンテナにおける放射位相変更の第２例を示している。この第２例では、図９（Ｂ）と同様に、反射板１２５は回転させることなく、給電部１２３を含めたアンテナ素子（給電部１２３及びダイポール部１２２）を、反射板１２５に対して、軸線Ｃ回りに１８０°回転させる。これにより、指向性アンテナ１５ａ，１６ａへの給電位相を変更しなくても、指向性アンテナ１５，１６ａからの放射位相を１８０°変更することができる。
給電部１２３を含めてアンテナ素子１２２を回転させるには、給電部１２３及びアンテナ素子１２２を反射板１２５に取り付けている金具を外して、給電部１２３及びアンテナ素子１２２を回転させ、その後、再び、金具によって、給電部１２３及びアンテナ素子１２２を反射板１２５に取り付ければよい。
【００７９】
図１０（Ｃ）は、２ダイポールアンテナにおける放射位相変更の第３例を示している。この第３例では、反射板１２５及びアンテナ素子１２２は回転させることなく、給電部１２３を、軸線Ｃ回りに１８０°回転させる。これにより、アンテナ素子１２２に給電される給電位相が１８０°変更される（右側給電／左側給電の切替がされる）。
給電部１２３を回転させるには、給電部１２３をアンテナ素子１２２及び反射板１２５に取り付けている金具を外して、給電部１２３を回転させ、その後、再び、金具によって給電部１２３をアンテナ素子１２２及び反射板１２５に取り付ければよい。
【００８０】
図１０（Ｄ）は、２ダイポールアンテナにおける放射位相変更の第４例を示している。この第４例では、指向性アンテナ１５ａ，１６ａを回転させることなく、信号の入力ケーブルである同軸ケーブル（給電同軸線路）１３５の接続位置を左右反転させる。つまり、放射位相変更前において、内導体１３５ａが、給電部１２３における右側の給電点（第１の給電点）に接続され、外導体１３５ｂが、給電部１２３における左側の給電点（第２の給電点）に接続されている場合、放射位相を変更するには、内導体１３５ａと外導体１３５ｂの接続先を互いに入れ替えればよい。具体的には、内導体１３５ａを、給電部１２３における左側の給電点（第２の給電点）に接続し、外導体１３５ｂを、給電部１２３における右側の給電点（第１の給電点）に接続すればよい。これにより、アンテナ素子１２２に給電される給電位相が１８０°変更される。なお、給電同軸線路１３５としては、同軸ケーブルに限らず、同軸管であってもよい。
【００８１】
［４．放射位相変更前後のアンテナシステムの放射特性］
［４．１ 第１実施形態の放射特性］
図１１は、上記第１実施形態に係るアンテナシステムにおいて、指向性アンテナ配置として、図５（ｂ）に示すスキュー配置（ｄ＝０．３ｍ）を採用した場合の放射位相変更前（実施形態１−Ａ）の特性を示している。なお、参考のため、図１１（ａ）に第１実施形態に係るアンテナシステム１０の概略配置を示した。放射位相変更前において、第１実施形態に係るアンテナシステム１０の水平面指向性（チルト角０°）は図１１（ｂ）に示すとおりであり、方位０°（北方向）の垂直面指向性は図１１（ｃ）に示すとおりである。
放射位相変更前の水平面指向性（チルト角０°）は図１１（ｂ）に示すとおりであり、方位０°（北方向）の垂直面指向性は図８（ｃ）に示すとおりである。
【００８２】
なお、放射電波の周波数は、８０ＭＨｚであり、指向性アンテナの張り出し距離（アンテナシステム中心（支柱６の中心）からの距離）は、０．９ｍであり、これららの点については、後述の各実施形態及び参考例において共通である。
【００８３】
また、図１２は、第１実施形態に係るアンテナシステムにおいて、北向き指向性アンテナ１５ａ，１６ｂの放射位相を変更（１８０°変更）した後の放射特性（実施形態１−Ｂを示している。
図１１（ｂ）と図１２（ｂ）との対比から明らかなように、北向き指向性アンテナ１５ａ，１６ｂの放射位相を変更（１８０°変更）すると、北方向の放射電波強度を低下でき、北方向の利得を低下することができる。また、東方向（方位９０°）、南方向（方位１８０°）、西方向（方位２７０°）では、第２〜第４指向性アンテナ１５ｂ，１６ｂ，１５ｃ，１６ｃ，１５ｄ，１６ｄが利得向上用として機能しているため、利得が１０．１ｄＢｄとなり、ＳＴＡ単独の場合の利得（７．８ｄＢｄ）よりも向上する効果が維持できている。しかも、東方向（方位９０°）、南方向（方位１８０°）、西方向（方位２７０°）では、放射位相変更前の利得（９．６ｄＢｄ）よりも向上した。
【００８４】
なお、後述の実施形態等を含めた各実施形態の条件および結果を下記表１及び表２に示す。
【表１】
【表２】
【００８５】
［４．２ 第２実施形態の放射特性］
図１３は、第２実施形態に係るアンテナシステム１０の概略配置（図１３（ａ））及び放射位相変更前の水平面指向性（図１３（ｂ））を示している。第２実施形態は、第１実施形態に係るアンテナシステム（スキュー配置）１０の指向性アンテナ１５，１６の位置を、周方向に４５°回転させたものであり、その他の点は、第１実施形態と同様である。
【００８６】
つまり、第２実施形態では、４つのバットウィング素子１２ａ〜１２ｄそれぞれの方位が北方向（０°）、東方向（９０°）、南方向（１８０°）、西方向（２７０°）であるのに対し、各段の４つの指向性アンテナ１５ａ〜１５ｄ、１６ａ〜１６ｄそれぞれが向く方位は、北東（４５°）、南東（１３５°）、南西（２２５°）、北東（３１５°）となっている。
ただし、給電位相の条件は、第２実施形態においても、第１実施形態と同様である。
【００８７】
北東向き（方位４５°）の指向性アンテナ１５ａ，１６ａの放射位相変更前（実施形態２−Ａ）においては、図１３に示すように、水平面指向性がほぼ完全な無指向性となっているのに対し、北東向き（方位４５°）の指向性アンテナ１５ａ，１６ａの放射位相を１８０°変更後（実施形態２−Ｂ）では、図１４に示すように、北東方向付近の電波放射を抑制できた。また、放射位相変更後（実施形態２−Ｂ）においては、北東以外の方向の利得として９．７ｄＢｄが得られ、放射位相変更前（実施形態２−Ａ）の利得８．０ｄＢｄよりも向上した。
【００８８】
［４．３ 第３実施形態の放射特性］
図１５は、第３実施形態に係るアンテナシステム１０の概略配置（図１５（ａ））及び水平面指向性（図１５（ｂ））を示している。第３実施形態では、第２実施形態とアンテナ配置等が共通しており、相違する点は、指向性アンテナ１５，１６の位相だけである。
【００８９】
放射位相変更前において、第２実施形態（第１実施形態）における第１指向性アンテナ１５ａ，１６ａの位相が０°、第２利得向上用指向性アンテナ１５ｂ，１６ｂの位相が９０°、第３利得向上用指向性アンテナ１５ｃ，１６ｃの位相が１８０°、第４利得向上用指向性アンテナ１５ｄ，１６ｄの位相が２７０°であるのに対し、第３実施形態では、指向性アンテナの配置角度が４５°回転していることにあわせて、位相も４５°回転している。
【００９０】
つまり、第３実施形態では、放射位相変更前（実施形態３−Ａ）において、第１指向性アンテナ１５ａ，１６ａの位相が４５°、第２利得向上用向性アンテナ１５ｂ，１６ｂの位相が１３５°、第３利得向上用指向性アンテナ１５ｃ，１６ｃの位相が２２５°、第４利得向上用指向性アンテナ１５ｄ，１６ｄの位相が３１５°である。
つまり、例えば、第１バットウィング素子１２ａを基準バットウィング素子とし、前記基準バットウィング素子１２ａが向く方向を基準方向（基準方位：０°；北方向）とし、前記基準方向の遠方界におけるＳＴＡ（第１〜第４バットウィング素子）の放射位相を基準放射位相（０°）としたときに、前記第１〜第４指向性アンテナ１５ａ〜１５ｄ，１６ａ〜１６ｄは、各指向性アンテナが向く方向における放射位相が、前記基準位相に対して、指向性アンテナ１５ａ〜１５ｄ，１６ａ〜１６ｄが向く方向と前記基準バットウィング素子１２ａ〜１２ｄが向く方向との角度差に対応した位相差（４５°、１３５°、２２５°、３１５°）を持つように、給電位相が調整されている。
【００９１】
放射位相変更前の第３実施形態（実施形態３−Ａ）では、指向性アンテナの配置角度にあわせて位相も調整されているため、第１実施形態と同様に、放射電波抑制が所望される基準方向（ここでは、北東（方位４５°））の遠方におけるＳＴＡと指向性アンテナの放射位相を、ほぼ同相とすることができ、図１５（ｂ）に示すように、ＳＴＡ単独よりも、利得を全方向において向上させることができる。
【００９２】
そして、北東向き（方位４５°）の指向性アンテナ１５ａ，１６ａの放射位相を１８０°変更すると（実施形態３−Ｂ）では、放射電波抑制が所望される基準方向（ここでは、北東（方位４５°））の遠方におけるＳＴＡと指向性アンテナの放射位相が、ほぼ逆相となり、図１６に示すように、北東方向付近の電波放射を抑制できた。また、放射位相変更後（実施形態３−Ｂ）においては、北東以外の方向の利得として９．７ｄＢｄが得られ、放射位相変更前（実施形態３−Ａ）の利得９．３ｄＢｄよりも向上した。
【００９３】
［４．４ 第４実施形態の放射特性］
図１７は、第４実施形態に係るアンテナシステム１０の概略配置（図１７（ａ））及び水平面指向性（図１７（ｂ））を示している。
第４実施形態は、第１実施形態に係るアンテナシステム（スキュー配置）１０の指向性アンテナ１５，１６の向きを、周方向に２０°回転させたものであり、その他の点は、第１実施形態と同様である。換言すると、第４実施形態は、第２実施形態における指向性アンテナの４５°回転配置から、指向性アンテナを−２５°回転させた配置である。
【００９４】
ここで、ＳＴＡを含まないスキュー配置の指向性アンテナだけの水平面指向性は、最大レベル方向が、約２５°、１１５°、２０５°、２９５°となり、指向性アンテナの向き（０°、９０°、１８０°、２７０°）に対して、２５°回転しているものとなる。
第４実施形態では、指向性アンテナの最大レベル方向を、ＳＴＡの落ち込み方向（４５°、１３５°、２２５°、３１５°）とを、ほぼ一致させるべく、指向性アンテナの向きを、第１実施形態の向きから周方向２０°回転させたものである。
ただし、給電位相の条件は、第４実施形態においても、第１実施形態と同様である。
【００９５】
放射位相変更前の第４実施形態（実施形態４−Ａ）においても、図１７（ｂ）に示すように、ＳＴＡ単独よりも、利得を全方向において向上させることができる。
【００９６】
そして、北東向き（方位４５°）の指向性アンテナ１５ａ，１６ａの放射位相を１８０°変更すると（実施形態４−Ｂ）では、図１８に示すように、放射電波抑制が所望される基準方向（ここでは、北東（方位４５°））付近の電波放射を抑制できた。また、放射位相変更後（実施形態４−Ｂ）においては、北東以外の方向の利得として１０．２ｄＢｄが得られ、放射位相変更前（実施形態４−Ａ）の利得９．０ｄＢｄよりも向上した。
【００９７】
［４．５ 第５実施形態の放射特性］
図１９は、第５実施形態に係るアンテナシステム１０の概略配置（図１９（ａ））及び水平面指向性（図１９（ｂ）を示している。第５実施形態では、第４実施形態とアンテナ配置等が共通しており、相違する点は、指向性アンテナ１５，１６の位相だけである。
【００９８】
第４実施形態（放射位相変更前；４−Ａ）における第１指向性アンテナ１５ａ，１６ａの位相が０°、第２指向性アンテナ１５ｂ，１６ｂの位相が９０°、第３指向性アンテナ１５ｃ，１６ｃの位相が１８０°、第４指向性アンテナ１５ｄ，１６ｄの位相が２７０°であるのに対し、放射位相変更前の第５実施形態（実施形態５−Ａ）では、指向性アンテナの配置角度が２０°回転していることにあわせて、位相も２０°回転しており、第１指向性アンテナ１５ａ，１６ａの位相が２０°、第２指向性アンテナ１５ｂ，１６ｂの位相が１１０°、第３指向性アンテナ１５ｃ，１６ｃの位相が２００°、第４指向性アンテナ１５ｄ，１６ｄの位相が２９０°である。
【００９９】
つまり、例えば、第１バットウィング素子１２ａを基準バットウィング素子とし、前記基準バットウィング素子１２ａが向く方向を基準方向（基準方位：０°；北方向）とし、前記基準方向の遠方界におけるＳＴＡ（第１〜第４バットウィング素子）の放射位相を基準放射位相（０°）としたときに、前記第１〜第４指向性アンテナ１５ａ〜１５ｄ，１６ａ〜１６ｄは、各指向性アンテナが向く方向における放射位相が、前記基準位相に対して、指向性アンテナ１５ａ〜１５ｄ，１６ａ〜１６ｄが向く方向と前記基準バットウィング素子１２ａ〜１２ｄが向く方向との角度差に対応した位相差（２０°、１１０°、２００°、３００°）を持つように、給電位相が調整されている。
【０１００】
放射位相変更前の第５実施形態（実施形態５−Ａ）においても、図１９（ｂ）に示すように、ＳＴＡ単独よりも、利得を全方向において向上させることができる。
【０１０１】
そして、北東向き（方位２０°）の指向性アンテナ１５ａ，１６ａの放射位相を１８０°変更すると（実施形態５−Ｂ）では、図２０に示すように、放射電波抑制が所望される基準方向（ここでは、北東（方位２０°））付近の電波放射を抑制できた。また、放射位相変更後（実施形態５−Ｂ）においては、北東以外の方向の利得として１０．２ｄＢｄが得られ、放射位相変更前（実施形態５−Ａ）の利得９．１ｄＢｄよりも向上した。
【０１０２】
［４．６ 第６実施形態の放射特性］
図２１は、第６実施形態に係るアンテナシステム１０の概略配置（図２１（ａ））、水平面指向性（図２１（ｂ））を示している。第６実施形態では、ＳＴＡの配置・位相等は、第１実施形態と同様であるが、各段１５，１６の指向性アンテナの数が、６個になっている。また、６個の指向性アンテナ１５ａ〜１５ｆは、スキューなし配置となっている。
【０１０３】
スキューなし配置の６個の指向性アンテナ１５ａ〜１５ｆのうち、第１指向性アンテナ１５ａは方位０°、第２指向性アンテナ１５ｂは方位６０°、第３指向性アンテナ１５ｃは方位１２０°、第４指向性アンテナ１５ｄは方位１８０°、第５指向性アンテナ１５ｅは方位２４０°、第６指向性アンテナ１５ｆは方位３００°に向けられている。
【０１０４】
また、第１指向性アンテナ１５ａの給電位相を０°とすると、第２指向性アンテナ１５ｂの給電位相は６０°、第３指向性アンテナ１５ｃの給電位相は１２０°、第４指向性アンテナ１５ｄの給電位相は１８０°、第５指向性アンテナ１５ｅの位相差は２４０°、第６指向性アンテナ１５ｆの位相差３００°とされており、周方向に隣接する指向性アンテナの配置間隔（３６０°／６個＝６０°）にあわせた位相差（６０°）が設定されている。
【０１０５】
第６実施形態においても、放射位相変更前（実施形態６−Ａ）においては、第１実施形態と同様に、所定の一の基準方向（例えば、方位０°方向）の遠方界において、ＳＴＡと指向性アンテナの放射位相が同相になるように設定することで、他の全方向において放射位相が同相となっている。
【０１０６】
放射位相変更前の第６実施形態（実施形態６−Ａ）においても、図２１（ｂ）に示すように、ＳＴＡ単独よりも、利得を全方向において向上させることができる。
【０１０７】
そして、北向き（方位０°）の指向性アンテナ１５ａ，１６ａの放射位相を１８０°変更すると（実施形態６−Ｂ）では、図２２に示すように、放射電波抑制が所望される基準方向（ここでは、北（方位０°））付近の電波放射を抑制できた。また、放射位相変更後（実施形態６−Ｂ）においては、北東以外の方向の利得として１０．５ｄＢｄが得られ、放射位相変更前（実施形態６−Ａ）の利得１０．０ｄＢｄよりも向上した。
【０１０８】
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１０９】
１０ アンテナシステム
９ａ〜９ｆ スーパーターンスタイルアンテナ（無指向性アンテナ）
１２ａ 第１バットウィング素子
１２ｂ 第２バットウィング素子
１２ｃ 第３バットウィング素子
１２ｄ 第４バットウィング素子
１５ａ，１６ａ 第１指向性アンテナ
１５ｂ，１６ｂ 第２指向性アンテナ
１５ｃ，１６ｃ 第３指向性アンテナ
１５ｄ，１６ｄ 第４指向性アンテナ
１７ 給電線配置部
３１ａ，３１ｂ ３ｄＢカプラ
３４ａ〜３４ｄ 位相調整部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナシステムの放射特性の変更方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
無指向性アンテナとして、例えば、スーパーターンスタイルアンテナ（以下、「ＳＴＡ」ともいう）が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
ＳＴＡは、超短波（ＶＨＦ帯、３０ＭＨｚ〜３００ＭＨｚ）のテレビ（ＦＭ）放送用アンテナとして広く利用されている。
【０００３】
ＳＴＡは、４つのバットウィング素子を平面視で十字状となるように、支柱の周囲に周方向で９０°間隔おきに配置されるように、前記支柱に組みつけて構成されている。一般に、ＳＴＡが組みつけられた支柱は、鉄塔の最上部に設置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１５１９４６号公報
【特許文献２】特開平８−２２９２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、ＳＴＡの利得を高くする場合、ＳＴＡを多段化することによって行われていた。したがって、より大きな利得を得ようとすると、ＳＴＡの段数を多くすることが必要となる。
しかし、ＳＴＡ自体の段数を増やすのは、設置箇所の制約等から困難な場合があった。
【０００６】
例えば、ＳＴＡを多段化する場合、その段数は、ＳＴＡが組みつけられる支柱の長さに制約を受け、支柱に組み付け可能な数以上のＳＴＡを支柱に組み付けることはできない。しかも、ＳＴＡは、その構造上、支柱を支持する鉄塔部分には取り付けることができない。この結果、支柱に組み付け可能な数以上のＳＴＡ段数を確保して、利得を高めることはできなかった。
【０００７】
そこで、本発明者は、特願２０１０−０９７９４３号において、ＳＴＡのような無指向性アンテナに加えて利得向上用の指向性アンテナを設けることで、無指向性アンテナ単独の場合よりも利得を向上させたアンテナシステムを提案した。
【０００８】
ところが、無指向性アンテナに指向性アンテナを加えたアンテナシステムの設置又は運用開始後に、ある特定の一方向の地域が、同一又は隣接周波数の電波の使用を開始することがある。この場合、その地域での混信を避けるため、当該特定の一の方向における利得を低下させて、電波放射を抑制する必要がある。
つまり、放送用アンテナでは、一般に、アンテナ設置位置から全方向に電波を放射する必要があるため、無指向性アンテナが望まれるのであるが、場合によっては、特定の方向における利得を調整して放射特性を変更することが必要となる。
逆に、予め混信を避けるため、当該特定の一の方向における利得を抑制してアンテナを設置したところ、実際に電波を出力してみると、影響が予想よりも少なく、利得を大きくしても混信のおそれが少ない場合がある。また、混信先（同一又は隣接周波数の電波を使用する地域）のサービスが終了した場合や周波数を変更した場合には、混信がなくなるため、特定の方向における利得抑制の必要性がなくなる。なお、先このような場合も、特定の方向の利得を調整して放射特性を変更することが必要となる。
【０００９】
そこで、本発明は、アンテナシステムの放射特性の変更を容易にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）アンテナシステムの放射特性の変更方法であって、前記アンテナシステムは、無指向性アンテナと、前記無指向性アンテナに給電される信号と同じ信号が給電される一又は複数の指向性アンテナと、を備えており、前記一又は複数の指向性アンテナのうちの少なくとも一つの指向性アンテナの放射位相を変更することで、前記アンテナシステム全体の放射特性を変更することを特徴とするアンテナシステムの放射特性の変更方法である。
上記本発明によれば、指向性アンテナの放射位相を変更すると、無指向性アンテナの放射電波との打ち消し又は強めあいが生じ、アンテナシステム全体の放射特性を変更することができる。
【００１１】
（２）放射位相の変更前の前記指向性アンテナは、無指向性アンテナ単独の場合よりも、その指向性アンテナが向く所定方向における利得を向上又は低下させる利得調整用指向性アンテナであり、前記利得調整用指向性アンテナの放射位相を変更することで、無指向性アンテナ単独の場合よりも、前記所定方向における利得を低下又は向上させるのが好ましい。この場合、利得向上用に用いていた指向性アンテナであれば、放射位相を変更するだけで、逆に利得を低下させることができ、利得低下用に用いていた指向性アンテナであれば、放射位相を変更するだけで、逆に利得を向上させることができる。
【００１２】
（３）放射位相の変更前においては、前記複数の指向性アンテナは、無指向性アンテナ単独の場合よりも、利得を向上又は低下させる複数の利得調整用指向性アンテナであり、
放射位相の変更は、前記複数の利得調整用指向性アンテナのうちの一部の利得調整用指向性アンテナの放射位相を変更することにより行われるのが好ましい。この場合、複数の指向性アンテナを利得向上用に用いていた場合、一部の方向については、利得を低下させることができるが、他の一部の方向については、利得を向上したままの状態が維持できる。また、複数の指向性アンテナを利得低下用に用いていた場合、一部の方向については、利得を向上させることができるが、他の一部の方向については、利得を低下したままの状態が維持できる
【００１３】
（４）放射位相の変更前の前記指向性アンテナの放射位相は、その指向性アンテナが向く所定方向における前記無指向性アンテナの放射位相と、ほぼ同相又は逆相であり、前記指向性アンテナの放射位相を、変更前の放射位相からほぼ１８０°変更することで、前記アンテナシステム全体の放射特性を変更するのが好ましい。放射位相の変更前の前記指向性アンテナの放射位相が、その指向性アンテナが向く所定方向における前記無指向性アンテナの放射位相と、ほぼ同相であることで、所定方向における大きな利得向上効果が得られる状態となっている。そして、放射位相をほぼ１８０°変更することで、逆に大きな利得低下効果が得られる。
【００１４】
（５）他の観点からみた本発明は、アンテナシステムの放射特性の変更方法であって、前記アンテナシステムは、無指向性アンテナと、前記無指向性アンテナに給電される信号と同じ信号が給電される一又は複数の指向性アンテナと、を備えており、前記一又は複数の指向性アンテナのうちの少なくとも一つの指向性アンテナを、その指向性アンテナが向く方向の軸線回りにほぼ１８０°回転させることを特徴とするアンテナシステムの放射特性の変更方法である。この場合も、指向性アンテナの放射位相を１８０°変更することができる。
【００１５】
（６）他の観点からみた本発明は、アンテナシステムの放射特性の変更方法であって、前記アンテナシステムは、無指向性アンテナと、前記無指向性アンテナに給電される信号と同じ信号が給電される一又は複数の指向性アンテナと、を備え、前記指向性アンテナは、アンテナ素子と、前記アンテナ素子の後方に配置された反射板と、を備えており、前記一又は複数の指向性アンテナのうちの少なくとも一つの指向性アンテナの前記アンテナ素子を、前記反射板に対して、その指向性アンテナが向く方向の軸線回りにほぼ１８０°回転させることを特徴とするアンテナシステムの放射特性の変更方法である。この場合も、指向性アンテナの放射位相を１８０°変更することができる。
【００１６】
（７）アンテナシステムの放射特性の変更方法であって、前記アンテナシステムは、無指向性アンテナと、前記無指向性アンテナに給電される信号と同じ信号が給電される一又は複数の指向性アンテナと、を備え、前記指向性アンテナは、アンテナ素子と、前記アンテナ素子に設けられた給電部と、を備えており、前記一又は複数の指向性アンテナのうちの少なくとも一つの指向性アンテナの前記給電部を、前記アンテナ素子に対して、その指向性アンテナが向く方向の軸線回りにほぼ１８０°回転させることを特徴とするアンテナシステムの放射特性の変更方法である。この場合も、指向性アンテナの放射位相を１８０°変更することができる。
（８）アンテナシステムの放射特性の変更方法であって、前記アンテナシステムは、無指向性アンテナと、前記無指向性アンテナに給電される信号と同じ信号が給電される一又は複数の指向性アンテナと、を備え、前記指向性アンテナの給電部には、給電用同軸線路の内導体及び外導体がそれぞれ接続されており、前記一又は複数の指向性アンテナのうちの少なくとも一つの指向性アンテナに接続されている前記内導体及び前記外導体の前記給電部における接続先を互いに入れ替えて前記給電部へ接続することを特徴とするアンテナシステムの放射特性の変更方法である。この場合も、指向性アンテナの放射位相を１８０°変更することができる。
【００１７】
なお、放射位相を変更する場合、アンテナシステムへの給電を一旦中断した上で、放射位相の変更（アンテナの回転など）を行い、その後、アンテナシステムへの給電を再開すればよい。
【００１８】
（９）前記無指向性アンテナは、スーパーターンスタイルアンテナであるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、指向性アンテナの放射位相を変更することで、アンテナシステム全体の指向性をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】スーパーターンスタイルアンテナが搭載された鉄塔の正面図（指向性アンテナは非取付）である。
【図２】図１の鉄塔の最上部付近の拡大正面図である。
【図３】図１の鉄塔の平面図である。
【図４】図２の鉄塔に指向性アンテナを取り付けた正面図である。
【図５】図４の指向性アンテナを平面視した平面図であり、（ａ）はスキューなし配置を示し、（ｂ）はスキュー配置を示す。
【図６】給電回路の部分回路図である。
【図７】給電回路の部分回路図である。
【図８】図７において北向き指向性アンテナの上下向きを逆にした給電回路の部分回路図である。
【図９】２Ｌ双ループアンテナの放射位相変更方法のバリエーションを示す図である。
【図１０】２ダイポールアンテナの放射位相変更方法のバリエーションを示す図である。
【図１１】（ａ）は、第１実施形態（１−Ａ）のアンテナ概略配置図であり、（ｂ）は、その水平面指向性（チルト角０°）を示すチャートであり、（ｃ）は、その垂直面指向性（方位０°）を示すチャートである。
【図１２】（ａ）は、第１実施形態（１−Ｂ）のアンテナ概略配置図であり、（ｂ）は、その水平面指向性（チルト角０°）を示すチャートであり、（ｃ）は、その垂直面指向性（方位０°）を示すチャートであり、（ｄ）は、その垂直面指向性（方位１８０°）を示すチャートである。
【図１３】（ａ）は、第２実施形態（２−Ａ）のアンテナ概略配置図であり、（ｂ）は、その水平面指向性（チルト角０°）を示すチャートである。
【図１４】（ａ）は、第２実施形態（２−Ｂ）のアンテナ概略配置図であり、（ｂ）は、その水平面指向性（チルト角０°）を示すチャートである。
【図１５】（ａ）は、第３実施形態（３−Ａ）のアンテナ概略配置図であり、（ｂ）は、その水平面指向性（チルト角０°）を示すチャートである。
【図１６】（ａ）は、第３実施形態（３−Ｂ）のアンテナ概略配置図であり、（ｂ）は、その水平面指向性（チルト角０°）を示すチャートである。
【図１７】（ａ）は、第４実施形態（４−Ａ）のアンテナ概略配置図であり、（ｂ）は、その水平面指向性（チルト角０°）を示すチャートである。
【図１８】（ａ）は、第４実施形態（４−Ｂ）のアンテナ概略配置図であり、（ｂ）は、その水平面指向性（チルト角０°）を示すチャートである。
【図１９】（ａ）は、第５実施形態（５−Ａ）のアンテナ概略配置図であり、（ｂ）は、その水平面指向性（チルト角０°）を示すチャートである。
【図２０】（ａ）は、第５実施形態（５−Ｂ）のアンテナ概略配置図であり、（ｂ）は、その水平面指向性（チルト角０°）を示すチャートである。
【図２１】（ａ）は、第６実施形態（６−Ａ）の水平面指向性（チルト角０°）を示すチャートであり、（ｂ）は、方位０°の垂直指向性を示すチャートであり、（ｃ）は方位１８０°の垂直指向性を示すチャートである。
【図２２】（ａ）は、第６実施形態（６−Ｂ）のアンテナ概略配置図であり、（ｂ）は、その水平面指向性（チルト角０°）を示すチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。
［１．鉄塔の構造］
図１は、スーパーターンスタイルアンテナ９が搭載された鉄塔１の正面図である。
図１に示すように、この鉄塔１は、鉄骨製のトラス構造物であり、例えば、給電設備を有する建物２の天井部分に立設されている。この鉄塔１は、下から順に、第１トラス部３、第２トラス部４、第３トラス部５、及び支柱６を備えている。なお、支柱６は、円筒形状であるが、その形状が特に限定されるものではなく、断面が矩形状であってもよい。
【００２２】
第１トラス部３は、鉄塔１の下部を構成するためトラス幅が最も大きく、この第１トラス部３の上端に、トラス幅２が２番目に大きい第２トラス部４が立設されている。
また、この第２トラス部４の上端に、トラス幅が最も小さい第３トラス部５が立設されている。従って、図１の鉄塔１では、支柱６が当該鉄塔１の最上部に配置されている。
【００２３】
図２にも示すように、支柱６には、スーパーターンスタイルアンテナ（ＳＴＡ）９ａ〜９ｆが設けられている。
ＳＴＡ９ａ〜９ｆは、図３に示すように、４つのバットウィング素子１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄを平面視で、十字状となるように、中央支柱６の周囲に周方向で９０°間隔おきに配置することによって構成され、この４つのバットウィング素子１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄよりなるＳＴＡ９ａ〜９ｆは、支柱６に対して、上下方向で一定間隔おきに複数段（図例では合計６段）設けられている。
なお、ここでは、各ＳＴＡ９ａ〜９ｆの４個のバットウィング素子１２ａ〜１２ｄは、それぞれ、北（Ｎ）、東（Ｅ）、南（Ｓ）、西（Ｗ）を向いているものとするが、方位が特に限定されるものではない。
【００２４】
ＳＴＡ９ａ〜９ｆが組みつけられる支柱６は、その下部範囲が、トラス部５内に挿入されている。支柱６は、最下段のＳＴＡ９ｆのやや下方位置６ａ及び支柱最下端６ｂが、トラス部５の最上部５ａ及びトラス部５上下方向中途部における支持部５ｂの２点で支持されている。つまり、トラス部５の位置５ａから位置５ｂの間が、支柱６の支持部となっている。
【００２５】
また、トラス部５内部において、支柱が存在する範囲（位置５ａから位置５ｂまでの範囲）には、ＳＴＡ９ａ〜９ｂ用の給電線（給電回路）の配置部１７とされている。
【００２６】
［２．指向性アンテナを追加したアンテナシステム］
図４は、ＳＴＡ９ａ〜９ｆに加えて指向性アンテナを備えた第１実施形態に係るアンテナシステム１０及び当該アンテナシステム１０を備えた鉄塔１を示している。図１及び図２においては、支柱６に組み付けられていた６段のＳＴＡ９ａ〜９ｆだけが設けられていたのに対し、図４に示すアンテナシステム１０では、６段のＳＴＡ９ａ〜９ｆに加えて、アンテナ利得調整のために、指向性アンテナ（利得調整用指向性アンテナ）１５，１６を、ＳＴＡ９ａ〜９ｆの下方に、２段配置して構成されている。これらの指向性アンテナ１５，１６を設けることで、図１及び図２のようにＳＴＡ単独の場合に比べてアンテナ利得が変化するように、調整することができる（詳細は後述する）。
【００２７】
図５に示すように、指向性アンテナの各段１５，１６には、それぞれ、４面（４個）の指向性アンテナ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ（１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ）が設けられている。ＳＴＡは、支柱６の周囲に取り付ける必要があるため、鉄塔１のトラス部５に設けることはできないが、指向性アンテナは、トラス部５の周囲に配置できるため、支柱６にアンテナを追加する余裕がなくても、支柱６下方のトラス部５において、アンテナシステム１０の段数を増加させることができる。つまり、アンテナシステム全体のアンテナ段数（８段）は、スーパーターンスタイルアンテナを支柱６に取り付けることが可能な段数（６段）を超えた段数となっている。
【００２８】
このアンテナシステムが備えた鉄塔を得るには、ＳＴＡ９ａ〜９ｆを支柱に組み付ける工程と、指向性アンテナ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄをトラス部５周囲に配置する工程と、を含む工程を実施すればよい。
【００２９】
なお、図１及び図２に示すように、ＳＴＡ９ａ〜９ｆが既に設置されている場合には、既設のＳＴＡ９ａ〜９ｆを利用して、ＳＴＡ９ａ〜９ｆへ給電される信号と同じ信号が給電される指向性アンテナを追加することで、アンテナシステムを構成することができる。
また、ＳＴＡ９ａ〜９ｆが既に設置されている場合であっても、既設のＳＴＡ９ａ〜９ｆを除去した上で、新たなＳＴＡ９ａ〜９ｆ及び指向性アンテナからなるアンテナシステムを設置してもよい。既設のＳＴＡ９ａ〜９ｆを除去して新たなＳＴＡを設置する場合、ＳＴＡ９ａ〜９ｆを構成するバットウィング素子を支柱６から取り外すが、支柱６は既設のものをそのまま残しておき、既設の支柱６に新たなバットウィング素子を取り付けてもよいし、支柱６及びバットウィング素子の双方を鉄塔１から取り外して、新たな支柱６及びバットウィング素子を設置してもよい。
【００３０】
図５に示すように、トラス部５の内部において、支柱６の周囲は、ＳＴＡの給電線（多数のバットウィング素子に接続される多数の分岐ケーブル）の配置部１７となっている。
本実施形態の指向性アンテナは、給電線の配置部１７よりも外周側に配置されており、給電線配置部１７との干渉を避けている。このため、ＳＴＡの給電線の配置をさほど変更することなく、指向性アンテナを追加的に設けることが可能である。また、給電線配置部１７付近は、アンテナが設けられていないデッドスペースとなっていたが、本実施形態のアンテナシステム１０では、配置部１７付近が有効活用できる。
【００３１】
本実施形態の指向性アンテナ１５，１６は、その種類が特に限定されるものではなく、反射板付アンテナ、２Ｌ双ループアンテナ、ダイポールアンテナなど、いわゆるパネルアンテナとして用いられるものを利用可能である。以下では、指向性アンテナとして、２Ｌ双ループアンテナを採用した場合について説明する。
【００３２】
なお、２Ｌ双ループアンテナ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ（１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ）は、図４及び図５に示すように上下方向に所定間隔を空けて配置された一対のループ部２２と、両ループ部２２間の中央部に配置された給電部２３と、給電部３から上下の各ループ部２２側に向けて延びる一対の給電線路２４と、ループ部２２に対して所定間隔を空けて背面側に配置された反射板２５と、この反射板５にループ部２２を支持する支持器２７とを備えている。
【００３３】
図５（ａ）において、各段１５，１６の４面の指向性アンテナは、バットウィング素子１２ａ〜１２ｄの向きに合わせて、それぞれ、北（Ｎ）、東（Ｅ）、南（Ｓ）、西（Ｗ）を向いている。つまり、４面の指向性アンテナ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄは、鉄塔１の周囲において、それぞれ９０°異なる方向を向いて配置されている。
【００３４】
図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す配置から、各指向性アンテナ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの幅方向中心位置を、幅方向に所定距離ｄほどずらして配置した、スキュー配置を示している。スキュー配置とすることで、４つの指向性アンテナ１５ａ〜１５ｄの水平面指向性を無指向により近づけることができる。
【００３５】
スキュー配置の場合、第１指向性アンテナ１５ａがずれる方向は、−９０°（＝２７０°）位相のアンテナである第４指向性アンテナ１５ｄから遠ざかる方向となる。同様に、第２指向性アンテナ１５ｂは第１指向性アンテナ１５ａから、第３指向性アンテナ１５ｃは第２指向性アンテナ１５ｂから、第４指向性アンテナ１５ｄは第３指向性アンテナ１５ｃから、遠ざかる方向となる。
【００３６】
各段１５，１６の指向性アンテナ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの配置としては、図５（ａ）のスキューなし配置のほか、図５（ｂ）のスキュー配置を採用してもよい。
【００３７】
図６及び図７は、６段のＳＴＡ９ａ〜９ｆ及び２段の無指向性アンテナ１５，１６からなるアンテナシステム１０の給電回路を示している。
なお、以下では、６段のＳＴＡ９ａ〜９ｆのうちの上側４段のＳＴＡ９ａ〜９ｄを、総称して「上段」といい、下側２段のＳＴＡ９ｅ，９ｆ及び２段の無指向性アンテナ１５，１６を総称して「下段」という。
【００３８】
この給電回路は、６段のＳＴＡ９ａ〜９ｆ及び２段の無指向性アンテナ１５，１６それぞれに同一の送信信号を給電する送信機３０を備えている。給電回路は、送信機３０から出力された送信信号が入力される２つの３ｄＢカプラ（９０°ハイブリッド回路）３１ａ，３１ｂを備えている。なお、図６のように、１台の送信機３０から同一の信号を３１ａ、３１ｂに送るのではなく、同一の信号を出力する２台の送信機のうちの１台の送信機からの信号を一方の３ｄＢカプラ３１ａに送信し、もう１台の送信機からの同一の信号を他方の３ｄＢカプラ３１ｂに送信してもよい。
これらの３ｄＢカプラ３１ａ，３１ｂは、各アンテナへ給電される送信信号に９０°の位相差を生じさせるものである。
各３ｄＢカプラ３１ａ，３１ｂは、２入力２出力であり、２入力Ｉｎ１，Ｉｎ２のうちの一つＩｎ１は、送信機３０に接続され、他方Ｉｎ２は、ダミーロード３２が接続されている。
各３ｄＢカプラ３１ａ，３１ｂの２出力Ｏｕｔ１，Ｏｕｔ２からは、互いに９０°の位相差を持つ信号が出力される。位相差は、給電線（ケーブル）の長さの調整によって確保することもできるが、給電線の長さの調整で位相差を確保する場合、周波数（波長）によって位相差がやや異なることになるが、３ｄＢカプラ３１ａ，３１ｂを用いて位相差を実現すると、広帯域で正確に９０°の位相差を生じさせることができる。
【００３９】
２つの３ｄＢカプラ３１ａ，３１ｂのうち、第１の３ｄＢカプラ３１ａは、上段のアンテナ９ａ〜９ｄ用である。第１の３ｄＢカプラ３１ａの第１出力Ｏｕｔ１には、上段の各北向きバットウィング素子１２ａ及び各南向きバットウィング素子１２ｃに接続されるＮ−Ｓ上段系給電線３３ｄが接続されている。
また、第１の３ｄＢカプラ３１ａの第２出力Ｏｕｔ２には、上段の各東向きバットウィング素子１２ｂ及び各西向きバットウィング素子１２ｄに接続されるＥ−Ｗ上段系給電線３３ｂが接続されている。
上記給電線３３ｄ，３３ｂには、互いに９０°の位相差が生じる。
【００４０】
２つの３ｄＢカプラ３１ａ，３１ｂのうち、第２の３ｄＢカプラ３１ｂは、下段のアンテナ９ｅ，９ｆ，１５，１６用である。第２の３ｄＢカプラ３１ｂの第１出力Ｏｕｔ１には、下段の各北向きバットウィング素子１２ａ及び各南向きバットウィング素子１２ｃに接続されるＮ−Ｓ下段系給電線３３ｃが接続されている。
また、第２の３ｄＢカプラ３１ｂの第１出力Ｏｕｔ１には、下段の各北向き指向性アンテナ１５ａ，１６ａ及び各南向き指向性アンテナ１５ｃ，１６ｃに接続されるＮ−Ｓ下段系給電線３３ｅも接続されている。
【００４１】
第２の３ｄＢカプラ３１ｂの第２出力Ｏｕｔ２には、下段の各東向きバットウィング素子１２ｂ及び各西向きバットウィング素子１２ｄに接続されるＥ−Ｗ下段系給電線３３ａが接続されている。
また、第２の３ｄＢカプラ３１ｂの第２出力Ｏｕｔ２には、下段の各東向き指向性アンテナ１５ｂ，１６ｂ及び各西向き指向性アンテナ１５ｄ，１６ｄに接続されるＥ−Ｗ下段系給電線３３ｆも接続されている。
【００４２】
Ｅ−Ｗ下段系給電線３３ａ，３３ｆと、Ｎ−Ｓ下段系給電線３３ｃ，３３ｅとの間には、互いに９０°の位相差が生じる。
【００４３】
ＳＴＡ９ａ〜９ｆの各バットウィング素子１２ａ〜１２ｄに接続される給電線３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄの中途には、位相調整部３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄが設けられている。これらの位相調整部３４ａ〜３４ｄは、指向性アンテナ１５，１６に接続される給電線３３ｅ，３３ｆの給電位相に対して、所定の位相差を生じさせるためのものである。図６において、位相調整部３４ａ〜３４ｂは、ボックスで示しているが、本実施形態においては、所定の位相差を生じさせるように、長さが設定された給電線によって構成されている。ただし、位相調整は、給電線の長さの調整によるのではなく、移相器を用いても良い。
なお、上記位相調整部３４ａ〜３４ｂの詳細な役割については、後述する。
【００４４】
Ｎ−Ｓ上段系給電線３３ｄは、８分岐の分岐ケーブル（分岐給電線）３５ｄを介して、上段の４個の北向きバットウィング素子１２ａの給電点及び上段の４個の南向きバットウィング素子１２ｃの給電点に接続されている。
Ｎ−Ｓ下段系給電線３３ｃは、４分岐の分岐ケーブル（分岐給電線）３５ｃを介して、下の２個の北向きバットウィング素子１２ａの給電点及び下段の２個の南向きバットウィング素子１２ｃの給電点に接続されている。
【００４５】
８本の分岐ケーブル３５ｄ及び４本の分岐ケーブル３５ｃは、それぞれ、同軸ケーブルであり、同軸ケーブル内導体と外導体が、バットウィング素子又は支柱６に接続される。例えば、北向きバットウィング素子（第１バットウィング素子）１２ａの給電点には同軸ケーブル（第１同軸給電線）３５ｄ，３５ｃの内導体が接続され、その同軸ケーブル（第１同軸給電線）３５ｄ，３５ｃの外導体は、支柱６（グランド電位）に接続される。
これに対し、南向きバットウィング素子（第３バットウィング素子）１２ｃには、同軸ケーブル（第３同軸給電線）３５ｄ，３５ｃの外導体が接続され、その同軸ケーブル（第３同軸給電線）３５ｄ，３５ｃの内導体は、支柱６（グランド電位）に接続される。
【００４６】
このように、１８０°間隔で配置されている北向きバットウィング素子（第１バットウィング素子）１２ａと南向きバットウィング素子（第３バットウィング素子）１２ｃとに対し、同軸ケーブル（第１及び第３同軸給電線）３５ｄ，３５ｃの内外導体の接続の仕方を逆にすることで、これらのバットウィング素子１２ａ，１２ｃ間に１８０°の給電位相差を生じさせることができる。
【００４７】
Ｅ−Ｗ上段系給電線３３ｂは、８分岐の分岐ケーブル（分岐給電線）３５ｂを介して、上段の４個の東向きバットウィング素子１２ｂの給電点及び上段の４個の西向きバットウィング素子１２ｄの給電点に接続されている。
Ｅ−Ｗ下段系給電線３３ｃは、４分岐の分岐ケーブル（分岐給電線）３５ａを介して、下段の２個の東向きバットウィング素子１２ｂの給電点及び下段の２個の西向きバットウィング素子１２ｄの給電点に接続されている。
【００４８】
８本の分岐ケーブル３５ｂ及び４本の分岐ケーブル３５ａも、それぞれ、同軸ケーブルであり、同軸ケーブル内導体と外導体が、バットウィング素子又は支柱６に接続される。例えば、東向きバットウィング素子（第２バットウィング素子）１２ｂの給電点には同軸ケーブル（第２同軸給電線）２５ｂ，３５ａの内導体が接続され、その同軸ケーブル（第２同軸給電線）３５ｂ，３５ａの外導体は、支柱６（グランド電位）に接続される。
これに対し、西向きバットウィング素子（第４バットウィング素子）１２ｄの給電点には、同軸ケーブル（第４同軸給電線）３５ｂ，３５ａの外導体が接続され、その同軸ケーブル（第４同軸給電線）３５ｂ，３５ａの内導体は、支柱６（グランド電位）に接続される。
【００４９】
このように、１８０°間隔で配置されている東向きバットウィング素子（第２バットウィング素子）１２ｂと西向きバットウィング素子（第４バットウィング素子）１２ｄとに対し、同軸ケーブル（同軸給電線）３５ｂ，３５ａの内外導体の接続の仕方を逆にすることで、これらのバットウィング素子１２ｂ，１２ｄ間に１８０°の給電位相差を生じさせることができる。
【００５０】
そして、Ｎ−Ｓ系給電線３３ｄ，３３ｃと、Ｅ−Ｗ系給電線３３ｂ，３３ａと、の間には、９０°の位相差が設けられていることから、北向きバットウィング素子１２ａの給電位相を０°とすると、東向きバットウィング素子１２ｂには９０°の位相差が生じ、南向きバットウィング素子１２ｃには１８０°の位相差が生じ、西向きバットウィング素子１２ｄには２７０°の位相差が生じる。
このように、４つの各バットウィング素子１２ａ〜１２ｄには、９０°の位相差で給電される。
したがって、ＳＴＡ９ａ〜９ｆは、無指向性アンテナとして機能する。なお、本実施形態においては、ＳＴＡの各段間において、位相差は生じないように設定されている。本実施形態のように、各段間において、位相差がない場合には、チルト角が０°となるが、チルト角の設定などの垂直面指向性の設計によっては、必要に応じて、段間で位相差を設けても良い。
【００５１】
Ｎ−Ｓ下段系給電線３３ｅは、４分岐の分岐ケーブル（分岐給電線）３５ｅを介して、下段の２個の北向き指向性アンテナ１５ａ，１６ａの給電点及び下段の２個の南向き指向性アンテナ１５ｃ，１６ｃの給電点に接続されている。
また、Ｅ−Ｗ下段系給電線３３ｆは、４分岐の分岐ケーブル（分岐給電線）３５ｆを介して、下段の２個の東向き指向性アンテナ１５ｂの給電点及び下段の２個の西向き指向性アンテナ１５ｄの給電点に接続されている。
【００５２】
図７に示すように、南向き指向性アンテナ（第３指向性アンテナ）１５ｃ及び西向き指向性アンテナ（第４指向性アンテナ）１５ｄは、北向き指向性アンテナ（第１指向性アンテナ）１５ａ及び東向き指向性アンテナ（第２指向性アンテナ）１５ｂに対して、上下逆向きに設置されている。ここで、上下逆向きとは、アンテナを、アンテナ中心（給電点の位置）を通りかつ指向性アンテナが向く方向の軸線回りに１８０°回転対称に設置した状態をいう。
２Ｌ双ループアンテナの場合、２つのループ部２２，２２のうち、一方のループ部２２が上側に位置し、他方のループ部２２が下側に位置する場合を「上向き」とした場合、前記一方のループ部２２が下側に位置し、前記他方のループ部２２が上側に位置するように上下逆向にした場合を「下向き」ということができる。
なお、図７では、指向性アンテナ１５ａ，１５ｂが上向きであることを「上向き矢印」で示し、指向性アンテナ１５ｃ，１５ｄが下向きであることを「下向き矢印」で示した。
このように、上下逆向き（アンテナを１８０°回転対称に設置）することで、アンテナ１５，１６に設けられたバルンの同軸給電点を左右入れ替えて設置することになり、放射位相を１８０°異ならせることができる。
【００５３】
そして、Ｎ−Ｓ下段系給電線３３ｅと、Ｅ−Ｗ下段系給電線３３ｆと、の間には、９０°の給電位相差が設けられていることから、北向き指向性アンテナ（第１指向性アンテナ）１５ａの放射位相を０°とすると、東向き指向性アンテナ（第２指向性アンテナ）１５ｂの放射位相には９０°の位相差が生じ、南向き指向性アンテナ（第３指向性アンテナ）１５ｃの放射位相には１８０°の位相差が生じ、西向き指向性アンテナ（第４指向性アンテナ）１５ｄの放射位相には２７０°の位相差が生じる。
【００５４】
このように各段１５，１６の４つの指向性アンテナ１５ａ〜１５ｄ，１６ａ〜１６ｄは、それぞれ、９０°の位相差で電波放射を行う。つまり、４つの指向性アンテナには、これら４つの指向性アンテナの配置角度間隔（９０°）に応じた、位相差（９０°）が与えられている。
【００５５】
本実施形態では、チルト角が０°とされるため、図６及び図７に示す給電回路は、同一方位（例えば、北）の各段（バットウィング素子１２ａの給電点及び指向性アンテナ）１５ａ，１６ａの給電点には、給電位相が同相（位相調整部３４ａ〜３４ｄにおける位相調整量を除く）となるように、給電線の長さ等が設定されている。
例えば、位相調整部３４ａ〜３４ｄにおける位相調整量を除いて考えると、北向きバットウィング素子１２ａの給電位相を０°とすると、指向性アンテナ１５ａの給電位相も０°となり、給電位相差が生じないように構成されている。
【００５６】
ただし、本実施形態では、位相調整部３４ａ〜３４ｄが設けられているため、同一方位のバットウィング素子及び指向性アンテナの間であっても、給電位相差が生じるようになっている。ＳＴＡと指向性アンテナとでは、アンテナとしての構造が異なるため、同相で給電されても、放射位相には位相差が生じてしまう。そこで、位相調整部３４ａ〜３４ｄによって給電位相を調整することで、同一方位のバットウィング素子及び指向性アンテナの放射位相を揃える。
【００５７】
指向性アンテナ１５，１６を設けることによって、ＳＴＡ９ａ〜９ｆ単独の場合よりも、アンテナシステム１０全体の利得を向上させるためには、可能な限り、同一方位のバットウィング素子及び指向性アンテナの放射位相が同相であるのが好ましい。両者の放射位相が異なると、互いに打ち消しあって、利得向上効果が低下するからである。
【００５８】
例えば、位相調整部３４ａ〜３４ｄによる位相調整量が「０°」である場合（位相調整部を省略した場合）に、所定の基準方向（例えば、北方向）の遠方（遠方界）において、ＳＴＡの放射位相と指向性アンテナの放射位相との間に、５０°の位相差が生じれば、位相調整部３４ａ〜３４ｄによる位相調整量を−５０°に設定すればよい。
具体的には、−５０°の位相差が生じるように、各位相調整部３４ａ〜３４ｄを構成する給電線の長さを設定すればよい。
このような位相設定によって、利得向上が望まれる方向の遠方における放射位相を同相にして、アンテナシステム１０全体の利得を効率的に向上させることができる。
なお、本実施形態では、ＳＴＡ９ａ〜９ｆに接続される給電線３３ａ〜３３ｄに位相調整部３４ａ〜３４ｄを設けたが、これに代えて／加えて、指向性アンテナに接続される給電線３３ｅ，３３ｆに位相調整部を設けても良い。
また、放射位相差は、実測してもよいが、シミュレーションによって求めるのが簡便である。
【００５９】
ここで、ＳＴＡ９ａ〜９ｄは、各バットウィング素子への給電位相差があることから、水平面でみた放射方向（０°〜３６０°）に応じて放射電波の位相が異なるものである。つまり、本実施形態のＳＴＡでは、北方向の放射位相を０°とすると、東方向の放射位相差は９０°、南方向の放射位相差は１８０°、西方向の放射位相差は２７０°となる。
【００６０】
そして、本実施形態の各段１５，１６の複数の指向性アンテナは、９０°間隔で４面配置であり、しかも、９０°間隔であることに応じて、周方向に隣接する各指向性アンテナの位相差を９０°としている。したがって、本実施形態の複数の指向性アンテナも、ＳＴＡと同様に、放射方向に応じて放射電波の位相が異なったものとなっている。
つまり、本実施形態の指向性アンテナ１５ａ〜１５ｄ，１６ａ〜１６ｄでは、北方向の放射位相を０°とすると、東方向の放射位相差は９０°、南方向の放射位相差は１８０°、西方向の放射位相差は２７０°である。
【００６１】
このため、本実施形態では、一つの基準方向（例えば、北方向）において、ＳＴＡの放射位相と指向性アンテナの放射位相とを同相にするための位相調整量を把握し、その一つの基準方向において、遠方の放射位相が同相となるように位相調整すれば、自然に、他の全方向においても、遠方の放射位相を同相にすることができる。つまり、全方向における利得を向上させることができる。
【００６２】
なお、放射位相を同相にする場合、完全に位相が一致している必要はなく、ほぼ同相であればよい。また、放射電波のチルト角を調整する場合等には、ある程度の位相差を生じさせたほうが良い場合もあるため、そのような場合には、ある程度の位相差があってもよい。つまり、位相調整部３４ａ〜３４ｄでは、利得が向上するように位相が調整されていればよい。
例えば、本実施形態では、チルト角が０°の場合を前提としたため、同一方位の各段１５ａ，１６ａの給電点には、給電位相が同相（位相調整部３４ａ〜３４ｄにおける位相調整量を除く）となるように、給電線の長さ等が設定されているが、所定のチルト角α°（例えば、１°）を設ける場合には、当該チルト角α°に対応した位相差が各段１５，１６間に生じるように、給電線の長さ等が設定される。また、チルト角に対応した位相差は、指向性アンテナの各段１５，１６だけでなく、各段のＳＴＡ９ａ〜９ｆ及び指向性アンテナ１５，１６それぞれに対し生じさせても良い。なお、チルト角に対応した位相差は、位相調整部に代えて／又は加えて、ケーブル長の調整で調整を行っても良い。
また、本実施形態のようにチルト角が０°の場合、前述のように、水平面における一つの基準方向において、ほぼ同相となるように位相調整部３４ａ〜３４ｄによる位相調整量が設定され、チルト角がα°の場合には、そのα°の面における一つの基準方向においてほぼ同相となるように位相調整部３４ａ〜３４ｄによる位相調整量を設定してもよい。
このように、利得を向上させるほか、所望の垂直面指向性を得ることを目的として、各段のＳＴＡ９ａ〜９ｆ及び指向性アンテナ１５，１６それぞれに対して位相差を設けても良い。また、前記目的のため、各段のＳＴＡ９ａ〜９ｆ及び指向性アンテナ１５，１６それぞれに給電する電力を変更してもよい。
【００６３】
［３．放射特性の変更（無指向性から特定方向の電波方向が抑制された状態への変更）］
上記のアンテナシステムでは、４方向それぞれの指向性アンテナは、すべて利得向上用指向性アンテナとして機能しており、ＳＴＡ９ａ〜９ｆ単独よりも、４方向全てにおいてアンテナ利得を向上させることができている。したがって、支柱６にＳＴＡを増設する余裕がない場合であっても、高利得の無指向性アンテナシステムを構築し、運用することができる。
【００６４】
放送用アンテナでは、一般に、アンテナ設置位置から全方向に電波を放射する必要があるため、４方向全てにおいてアンテナ利得を向上させるのが、望ましい。ところが、アンテナシステムの構築・運用後に、特定の方向の電波放射を抑制したい場合が生じることがある。例えば、特定の方向の地域において、同一又は隣接周波数の電波を使用しているため、その地域での混信が問題となった場合等である。
【００６５】
このような場合、電波放射を抑制したい（利得を低下させたい）方向の指向性アンテナの放射電波の位相を変更することで、アンテナシステム全体でみると、その方向のアンテナ利得を低下させることができる。
【００６６】
以下では、例として、アンテナ利得を低下させたい方向が「北方向(方位０°)」であるものとして説明する。この場合、北向き指向性アンテナ１５ａ，１６ａの放射位相を１８０°変更することで、北方向（方位０°）については、ＳＴＡの放射電波を北向き指向性アンテナ１５ａ，１６ｂで打ち消すことができる。つまり、利得向上用であって北向き指向性アンテナ１５ａ，１６ｂの放射位相を変更することで、北向き指向性アンテナ１５，１６ｂは、利得低下用に変更され、北方向（方位０°）の電波放射を抑制することができる。
【００６７】
また、利得低下が所望されない他の方向（方位９０°、１８０°、２７０°）を向く他の指向性アンテナ１５ｂ，１６ｂ，１５ｃ，１６ｃ，１５ｄ，１６ｄについては、放射位相を変更しないことによって、ＳＴＡ単独の場合よりも利得を高めた状態を維持できる。つまり、東向き、南向き、及び西向きの各指向性アンテナ１５ｂ〜１５ｄ、１６ｂ〜１６ｄは、利得向上用指向性アンテナとして機能したままの状態となる。
【００６８】
このように、北向き指向性アンテナ１５ａ，１６ａを、利得向上用から、利得低下用に変更することで、北方向（方位０°）に、同一周波数又は近い周波数でサービスする局が存在しても、北方向の電波放射を抑えて、混信を避けることができる。しかも、他の方向には、利得向上用指向性アンテナ１５ｂ〜１５ｄが存在し続け、利得向上効果を維持できる。
なお、利得を低下させた方向の利得を再度向上させたい場合には、放射位相を変更した指向性アンテナ１５ａ，１ｂの放射位相を元に戻せばよい。
【００６９】
放射位相の変更対象となっている指向性アンテナ１５ａ，１６ａの放射位相の変更量が１８０°である場合、指向性アンテナ１５ａ，１６ａの向く方向において、その放射位相が、ＳＴＡの放射位相とほぼ逆相になり、最大の利得低下効果が得られる。ただし、放射位相の変更量は１８０°に限られない。１８０°未満の放射位相の変更であっても、ＳＴＡの放射位相と同相である場合よりは、利得を低下させることができる。
また、放射位相変更前において、ＳＴＡと指向性アンテナは、完全に同相となっている必要はなく、例えば、利得向上効果が得られていれば良い。
【００７０】
放射位相の変更対象となっている指向性アンテナ１５ａ，１６ａの放射位相の変更は、給電線の長さを変更するなどして給電位相を変えることで実現してもよいが、アンテナ１５ａ，１６ｂ等の回転によるのが簡便で好ましい。給電線の長さを変更する場合は、放射位相の変更量を任意に調整することが可能で、この観点からは好ましい一方、給電線の取替えなどが必要で、放射位相の変更のために大掛かりな作業が必要となる。
これに対し、放射位相の変更対象となっている北向き指向性アンテナ１５ａ，１６ａの回転によって上下向きを変更すれば、容易に放射位相を１８０°変更することができる。
図８は、図７において「上向き」であった北向き指向性アンテナ１５ａ，１６ｂを、「下向き」に変更した様子を示している。この場合、北向き指向性アンテナ１５ａ，１６ｂの放射位相は、同じく「下向き」の南向き指向性アンテナ１５ｃ，１６ｃと同相となる。
【００７１】
図９は、指向性アンテナ１５ａ，１６ａが２Ｌ双ループアンテナ（水平偏波）である場合において、放射位相を１８０°変更する方法のバリエーションを示している。ここでは、変更前後の各部材２２，２３，２５の位置関係が容易に理解できるように、放射位相変更前において正面からみたときのループ部（アンテナ素子）２２の左側を「２２Ｌ」、同じくループ部２２の右側を「２２Ｒ」、同じくループ部２２の上側を「２２Ｕ」、同じくループ部２２の下側を「２２Ｄ」の符号で示す。
また、放射位相変更前において正面からみたときの給電部２３の左側を「２３Ｌ」、同じく給電部２３の右側を「２３Ｒ」の符号で示す。
さらに、放射位相変更前において正面からみたときの反射板２５の左側を「２５Ｌ」、同じく反射板２５の右側を「２５Ｒ」、同じく反射板２５の上側を「２５Ｕ」、同じく反射板２５の下側を「２５Ｄ」の符号で示す。
【００７２】
図９（Ａ）は、２Ｌ双ループアンテナにおける放射位相変更の第１例を示している。この第１例では、指向性アンテナアンテナ１５ａ，１６ａ全体を、アンテナ中心（給電点の位置）を通りかつ指向性アンテナが向く方向の軸線Ｃ回りに１８０°回転させる。これにより、指向性アンテナ１５ａ，１６ａへの給電位相を変更しなくても、指向性アンテナ１５，１６ａからの放射位相を１８０°変更することができる。
アンテナ１５ａ，１６ｂ全体を回転させるには、まず、アンテナ１５ａ，１６ｂをトラス部５に取り付けている金具を取り外して、アンテナ１５ａ，１６ｂを回転させ、その後、再び、金具によってアンテナ１５ａ，１６ｂをトラス部５に取り付ければよい。
【００７３】
図９（Ｂ）は、２Ｌ双ループアンテナにおける放射位相変更の第２例を示している。この第２例では、反射板２５は回転させることなく、給電部２３を含めたアンテナ素子（給電部２３及びループ部２２）を、反射板２５に対して、軸線Ｃ回りに１８０°回転させる。これにより、指向性アンテナ１５ａ，１６ａへの給電位相を変更しなくても、指向性アンテナ１５，１６ａからの放射位相を１８０°変更することができる。
給電部２３を含めてアンテナ素子２２を回転させるには、給電部２３及びループ部２２を反射板２５に取り付けている金具を外して、給電部２３及びループ部２２を回転させ、その後、再び、金具によって、給電部２３及びループ部２２を反射板２５に取り付ければよい。
【００７４】
図９（Ｃ）は、２Ｌ双ループアンテナにおける放射位相変更の第３例を示している。この第３例では、反射板２５及びループ部（アンテナ素子）２２は回転させることなく、給電部２３を、軸線Ｃ回りに１８０°回転させる。これにより、ループ部（アンテナ素子）に給電される給電位相が１８０°変更される（右側給電／左側給電の切替がされる）。
給電部２３を回転させるには、給電部２３をループ部２２及び反射板２５に取り付けている金具を外して、給電部２３を回転させ、その後、再び、金具によって給電部２３をループ部２２及び反射板２５に取り付ければよい。
【００７５】
図１０は、指向性アンテナ１５ａ，１６ａが２ダイポールアンテナ（水平偏波）である場合において、放射位相を１８０°変更する方法のバリエーションを示している。２ダイポールアンテナは、上下二つのダイポール部１２２と、給電部１２３と、反射板１２５と、を備えている。給電部１２３には、同軸ケーブル１３５（分岐給電線３５ｅ）の内導体１３５ａと外導体１３５ｂとが接続される。
なお、図１０（Ａ）〜（Ｄ）において、同軸ケーブル（分岐給電線）１３５は、左右方向に延びるように描かれているが、これは理解の容易のために、単なるイメージとして示してものである。同軸ケーブル（分岐給電線）１３５は、実際には、給電部１２３の内部または側面に配置されている。
【００７６】
ここでは、放射位相の変更前後の各部材１２２，１２３，１２５の位置関係が容易に理解できるように、放射位相変更前において正面からみたときのダイポール部（アンテナ素子）１２２の左側を「１２２Ｌ」、同じくダイポール部１２２の右側を「１２２Ｒ」、同じくダイポール部１２２の上側を「１２２Ｕ」、同じくダイポール部１２２の下側を「１２２Ｄ」の符号で示す。
また、放射位相変更前において正面からみたときの給電部１２３の左側を「１２３Ｌ」、同じく給電部１２３の右側を「１２３Ｒ」の符号で示す。
さらに、放射位相変更前において正面からみたときの反射板１２５の左側を「１２５Ｌ」、同じく反射板１２５の右側を「１２５Ｒ」、同じく反射板１２５の上側を「１２５Ｕ」、同じく反射板１２５の下側を「１２５Ｄ」の符号で示す。
【００７７】
図１０（Ａ）は、２ダイポールアンテナにおける放射位相変更の第１例を示している。この第１例では、図９（Ａ）の場合と同様に、指向性アンテナアンテナ１５ａ，１６ａ全体を、アンテナ中心（給電点の位置）を通りかつ指向性アンテナが向く方向の軸線Ｃ回りに１８０°回転させる。これにより、指向性アンテナ１５ａ，１６ａへの給電位相を変更しなくても、指向性アンテナ１５，１６ａからの放射位相を１８０°変更することができる。
アンテナ１５ａ，１６ｂ全体を回転させるには、まず、アンテナ１５ａ，１６ｂをトラス部５に取り付けている金具を取り外して、アンテナ１５ａ，１６ｂを回転させ、その後、再び、金具によってアンテナ１５ａ，１６ｂをトラス部５に取り付ければよい。
【００７８】
図１０（Ｂ）は、２ダイポールアンテナにおける放射位相変更の第２例を示している。この第２例では、図９（Ｂ）と同様に、反射板１２５は回転させることなく、給電部１２３を含めたアンテナ素子（給電部１２３及びダイポール部１２２）を、反射板１２５に対して、軸線Ｃ回りに１８０°回転させる。これにより、指向性アンテナ１５ａ，１６ａへの給電位相を変更しなくても、指向性アンテナ１５，１６ａからの放射位相を１８０°変更することができる。
給電部１２３を含めてアンテナ素子１２２を回転させるには、給電部１２３及びアンテナ素子１２２を反射板１２５に取り付けている金具を外して、給電部１２３及びアンテナ素子１２２を回転させ、その後、再び、金具によって、給電部１２３及びアンテナ素子１２２を反射板１２５に取り付ければよい。
【００７９】
図１０（Ｃ）は、２ダイポールアンテナにおける放射位相変更の第３例を示している。この第３例では、反射板１２５及びアンテナ素子１２２は回転させることなく、給電部１２３を、軸線Ｃ回りに１８０°回転させる。これにより、アンテナ素子１２２に給電される給電位相が１８０°変更される（右側給電／左側給電の切替がされる）。
給電部１２３を回転させるには、給電部１２３をアンテナ素子１２２及び反射板１２５に取り付けている金具を外して、給電部１２３を回転させ、その後、再び、金具によって給電部１２３をアンテナ素子１２２及び反射板１２５に取り付ければよい。
【００８０】
図１０（Ｄ）は、２ダイポールアンテナにおける放射位相変更の第４例を示している。この第４例では、指向性アンテナ１５ａ，１６ａを回転させることなく、信号の入力ケーブルである同軸ケーブル（給電同軸線路）１３５の接続位置を左右反転させる。つまり、放射位相変更前において、内導体１３５ａが、給電部１２３における右側の給電点（第１の給電点）に接続され、外導体１３５ｂが、給電部１２３における左側の給電点（第２の給電点）に接続されている場合、放射位相を変更するには、内導体１３５ａと外導体１３５ｂの接続先を互いに入れ替えればよい。具体的には、内導体１３５ａを、給電部１２３における左側の給電点（第２の給電点）に接続し、外導体１３５ｂを、給電部１２３における右側の給電点（第１の給電点）に接続すればよい。これにより、アンテナ素子１２２に給電される給電位相が１８０°変更される。なお、給電同軸線路１３５としては、同軸ケーブルに限らず、同軸管であってもよい。
【００８１】
［４．放射位相変更前後のアンテナシステムの放射特性］
［４．１ 第１実施形態の放射特性］
図１１は、上記第１実施形態に係るアンテナシステムにおいて、指向性アンテナ配置として、図５（ｂ）に示すスキュー配置（ｄ＝０．３ｍ）を採用した場合の放射位相変更前（実施形態１−Ａ）の特性を示している。なお、参考のため、図１１（ａ）に第１実施形態に係るアンテナシステム１０の概略配置を示した。放射位相変更前において、第１実施形態に係るアンテナシステム１０の水平面指向性（チルト角０°）は図１１（ｂ）に示すとおりであり、方位０°（北方向）の垂直面指向性は図１１（ｃ）に示すとおりである。
放射位相変更前の水平面指向性（チルト角０°）は図１１（ｂ）に示すとおりであり、方位０°（北方向）の垂直面指向性は図８（ｃ）に示すとおりである。
【００８２】
なお、放射電波の周波数は、８０ＭＨｚであり、指向性アンテナの張り出し距離（アンテナシステム中心（支柱６の中心）からの距離）は、０．９ｍであり、これららの点については、後述の各実施形態及び参考例において共通である。
【００８３】
また、図１２は、第１実施形態に係るアンテナシステムにおいて、北向き指向性アンテナ１５ａ，１６ｂの放射位相を変更（１８０°変更）した後の放射特性（実施形態１−Ｂを示している。
図１１（ｂ）と図１２（ｂ）との対比から明らかなように、北向き指向性アンテナ１５ａ，１６ｂの放射位相を変更（１８０°変更）すると、北方向の放射電波強度を低下でき、北方向の利得を低下することができる。また、東方向（方位９０°）、南方向（方位１８０°）、西方向（方位２７０°）では、第２〜第４指向性アンテナ１５ｂ，１６ｂ，１５ｃ，１６ｃ，１５ｄ，１６ｄが利得向上用として機能しているため、利得が１０．１ｄＢｄとなり、ＳＴＡ単独の場合の利得（７．８ｄＢｄ）よりも向上する効果が維持できている。しかも、東方向（方位９０°）、南方向（方位１８０°）、西方向（方位２７０°）では、放射位相変更前の利得（９．６ｄＢｄ）よりも向上した。
【００８４】
なお、後述の実施形態等を含めた各実施形態の条件および結果を下記表１及び表２に示す。
【表１】
【表２】
【００８５】
［４．２ 第２実施形態の放射特性］
図１３は、第２実施形態に係るアンテナシステム１０の概略配置（図１３（ａ））及び放射位相変更前の水平面指向性（図１３（ｂ））を示している。第２実施形態は、第１実施形態に係るアンテナシステム（スキュー配置）１０の指向性アンテナ１５，１６の位置を、周方向に４５°回転させたものであり、その他の点は、第１実施形態と同様である。
【００８６】
つまり、第２実施形態では、４つのバットウィング素子１２ａ〜１２ｄそれぞれの方位が北方向（０°）、東方向（９０°）、南方向（１８０°）、西方向（２７０°）であるのに対し、各段の４つの指向性アンテナ１５ａ〜１５ｄ、１６ａ〜１６ｄそれぞれが向く方位は、北東（４５°）、南東（１３５°）、南西（２２５°）、北東（３１５°）となっている。
ただし、給電位相の条件は、第２実施形態においても、第１実施形態と同様である。
【００８７】
北東向き（方位４５°）の指向性アンテナ１５ａ，１６ａの放射位相変更前（実施形態２−Ａ）においては、図１３に示すように、水平面指向性がほぼ完全な無指向性となっているのに対し、北東向き（方位４５°）の指向性アンテナ１５ａ，１６ａの放射位相を１８０°変更後（実施形態２−Ｂ）では、図１４に示すように、北東方向付近の電波放射を抑制できた。また、放射位相変更後（実施形態２−Ｂ）においては、北東以外の方向の利得として９．７ｄＢｄが得られ、放射位相変更前（実施形態２−Ａ）の利得８．０ｄＢｄよりも向上した。
【００８８】
［４．３ 第３実施形態の放射特性］
図１５は、第３実施形態に係るアンテナシステム１０の概略配置（図１５（ａ））及び水平面指向性（図１５（ｂ））を示している。第３実施形態では、第２実施形態とアンテナ配置等が共通しており、相違する点は、指向性アンテナ１５，１６の位相だけである。
【００８９】
放射位相変更前において、第２実施形態（第１実施形態）における第１指向性アンテナ１５ａ，１６ａの位相が０°、第２利得向上用指向性アンテナ１５ｂ，１６ｂの位相が９０°、第３利得向上用指向性アンテナ１５ｃ，１６ｃの位相が１８０°、第４利得向上用指向性アンテナ１５ｄ，１６ｄの位相が２７０°であるのに対し、第３実施形態では、指向性アンテナの配置角度が４５°回転していることにあわせて、位相も４５°回転している。
【００９０】
つまり、第３実施形態では、放射位相変更前（実施形態３−Ａ）において、第１指向性アンテナ１５ａ，１６ａの位相が４５°、第２利得向上用向性アンテナ１５ｂ，１６ｂの位相が１３５°、第３利得向上用指向性アンテナ１５ｃ，１６ｃの位相が２２５°、第４利得向上用指向性アンテナ１５ｄ，１６ｄの位相が３１５°である。
つまり、例えば、第１バットウィング素子１２ａを基準バットウィング素子とし、前記基準バットウィング素子１２ａが向く方向を基準方向（基準方位：０°；北方向）とし、前記基準方向の遠方界におけるＳＴＡ（第１〜第４バットウィング素子）の放射位相を基準放射位相（０°）としたときに、前記第１〜第４指向性アンテナ１５ａ〜１５ｄ，１６ａ〜１６ｄは、各指向性アンテナが向く方向における放射位相が、前記基準位相に対して、指向性アンテナ１５ａ〜１５ｄ，１６ａ〜１６ｄが向く方向と前記基準バットウィング素子１２ａ〜１２ｄが向く方向との角度差に対応した位相差（４５°、１３５°、２２５°、３１５°）を持つように、給電位相が調整されている。
【００９１】
放射位相変更前の第３実施形態（実施形態３−Ａ）では、指向性アンテナの配置角度にあわせて位相も調整されているため、第１実施形態と同様に、放射電波抑制が所望される基準方向（ここでは、北東（方位４５°））の遠方におけるＳＴＡと指向性アンテナの放射位相を、ほぼ同相とすることができ、図１５（ｂ）に示すように、ＳＴＡ単独よりも、利得を全方向において向上させることができる。
【００９２】
そして、北東向き（方位４５°）の指向性アンテナ１５ａ，１６ａの放射位相を１８０°変更すると（実施形態３−Ｂ）では、放射電波抑制が所望される基準方向（ここでは、北東（方位４５°））の遠方におけるＳＴＡと指向性アンテナの放射位相が、ほぼ逆相となり、図１６に示すように、北東方向付近の電波放射を抑制できた。また、放射位相変更後（実施形態３−Ｂ）においては、北東以外の方向の利得として９．７ｄＢｄが得られ、放射位相変更前（実施形態３−Ａ）の利得９．３ｄＢｄよりも向上した。
【００９３】
［４．４ 第４実施形態の放射特性］
図１７は、第４実施形態に係るアンテナシステム１０の概略配置（図１７（ａ））及び水平面指向性（図１７（ｂ））を示している。
第４実施形態は、第１実施形態に係るアンテナシステム（スキュー配置）１０の指向性アンテナ１５，１６の向きを、周方向に２０°回転させたものであり、その他の点は、第１実施形態と同様である。換言すると、第４実施形態は、第２実施形態における指向性アンテナの４５°回転配置から、指向性アンテナを−２５°回転させた配置である。
【００９４】
ここで、ＳＴＡを含まないスキュー配置の指向性アンテナだけの水平面指向性は、最大レベル方向が、約２５°、１１５°、２０５°、２９５°となり、指向性アンテナの向き（０°、９０°、１８０°、２７０°）に対して、２５°回転しているものとなる。
第４実施形態では、指向性アンテナの最大レベル方向を、ＳＴＡの落ち込み方向（４５°、１３５°、２２５°、３１５°）とを、ほぼ一致させるべく、指向性アンテナの向きを、第１実施形態の向きから周方向２０°回転させたものである。
ただし、給電位相の条件は、第４実施形態においても、第１実施形態と同様である。
【００９５】
放射位相変更前の第４実施形態（実施形態４−Ａ）においても、図１７（ｂ）に示すように、ＳＴＡ単独よりも、利得を全方向において向上させることができる。
【００９６】
そして、北東向き（方位４５°）の指向性アンテナ１５ａ，１６ａの放射位相を１８０°変更すると（実施形態４−Ｂ）では、図１８に示すように、放射電波抑制が所望される基準方向（ここでは、北東（方位４５°））付近の電波放射を抑制できた。また、放射位相変更後（実施形態４−Ｂ）においては、北東以外の方向の利得として１０．２ｄＢｄが得られ、放射位相変更前（実施形態４−Ａ）の利得９．０ｄＢｄよりも向上した。
【００９７】
［４．５ 第５実施形態の放射特性］
図１９は、第５実施形態に係るアンテナシステム１０の概略配置（図１９（ａ））及び水平面指向性（図１９（ｂ）を示している。第５実施形態では、第４実施形態とアンテナ配置等が共通しており、相違する点は、指向性アンテナ１５，１６の位相だけである。
【００９８】
第４実施形態（放射位相変更前；４−Ａ）における第１指向性アンテナ１５ａ，１６ａの位相が０°、第２指向性アンテナ１５ｂ，１６ｂの位相が９０°、第３指向性アンテナ１５ｃ，１６ｃの位相が１８０°、第４指向性アンテナ１５ｄ，１６ｄの位相が２７０°であるのに対し、放射位相変更前の第５実施形態（実施形態５−Ａ）では、指向性アンテナの配置角度が２０°回転していることにあわせて、位相も２０°回転しており、第１指向性アンテナ１５ａ，１６ａの位相が２０°、第２指向性アンテナ１５ｂ，１６ｂの位相が１１０°、第３指向性アンテナ１５ｃ，１６ｃの位相が２００°、第４指向性アンテナ１５ｄ，１６ｄの位相が２９０°である。
【００９９】
つまり、例えば、第１バットウィング素子１２ａを基準バットウィング素子とし、前記基準バットウィング素子１２ａが向く方向を基準方向（基準方位：０°；北方向）とし、前記基準方向の遠方界におけるＳＴＡ（第１〜第４バットウィング素子）の放射位相を基準放射位相（０°）としたときに、前記第１〜第４指向性アンテナ１５ａ〜１５ｄ，１６ａ〜１６ｄは、各指向性アンテナが向く方向における放射位相が、前記基準位相に対して、指向性アンテナ１５ａ〜１５ｄ，１６ａ〜１６ｄが向く方向と前記基準バットウィング素子１２ａ〜１２ｄが向く方向との角度差に対応した位相差（２０°、１１０°、２００°、３００°）を持つように、給電位相が調整されている。
【０１００】
放射位相変更前の第５実施形態（実施形態５−Ａ）においても、図１９（ｂ）に示すように、ＳＴＡ単独よりも、利得を全方向において向上させることができる。
【０１０１】
そして、北東向き（方位２０°）の指向性アンテナ１５ａ，１６ａの放射位相を１８０°変更すると（実施形態５−Ｂ）では、図２０に示すように、放射電波抑制が所望される基準方向（ここでは、北東（方位２０°））付近の電波放射を抑制できた。また、放射位相変更後（実施形態５−Ｂ）においては、北東以外の方向の利得として１０．２ｄＢｄが得られ、放射位相変更前（実施形態５−Ａ）の利得９．１ｄＢｄよりも向上した。
【０１０２】
［４．６ 第６実施形態の放射特性］
図２１は、第６実施形態に係るアンテナシステム１０の概略配置（図２１（ａ））、水平面指向性（図２１（ｂ））を示している。第６実施形態では、ＳＴＡの配置・位相等は、第１実施形態と同様であるが、各段１５，１６の指向性アンテナの数が、６個になっている。また、６個の指向性アンテナ１５ａ〜１５ｆは、スキューなし配置となっている。
【０１０３】
スキューなし配置の６個の指向性アンテナ１５ａ〜１５ｆのうち、第１指向性アンテナ１５ａは方位０°、第２指向性アンテナ１５ｂは方位６０°、第３指向性アンテナ１５ｃは方位１２０°、第４指向性アンテナ１５ｄは方位１８０°、第５指向性アンテナ１５ｅは方位２４０°、第６指向性アンテナ１５ｆは方位３００°に向けられている。
【０１０４】
また、第１指向性アンテナ１５ａの給電位相を０°とすると、第２指向性アンテナ１５ｂの給電位相は６０°、第３指向性アンテナ１５ｃの給電位相は１２０°、第４指向性アンテナ１５ｄの給電位相は１８０°、第５指向性アンテナ１５ｅの位相差は２４０°、第６指向性アンテナ１５ｆの位相差３００°とされており、周方向に隣接する指向性アンテナの配置間隔（３６０°／６個＝６０°）にあわせた位相差（６０°）が設定されている。
【０１０５】
第６実施形態においても、放射位相変更前（実施形態６−Ａ）においては、第１実施形態と同様に、所定の一の基準方向（例えば、方位０°方向）の遠方界において、ＳＴＡと指向性アンテナの放射位相が同相になるように設定することで、他の全方向において放射位相が同相となっている。
【０１０６】
放射位相変更前の第６実施形態（実施形態６−Ａ）においても、図２１（ｂ）に示すように、ＳＴＡ単独よりも、利得を全方向において向上させることができる。
【０１０７】
そして、北向き（方位０°）の指向性アンテナ１５ａ，１６ａの放射位相を１８０°変更すると（実施形態６−Ｂ）では、図２２に示すように、放射電波抑制が所望される基準方向（ここでは、北（方位０°））付近の電波放射を抑制できた。また、放射位相変更後（実施形態６−Ｂ）においては、北東以外の方向の利得として１０．５ｄＢｄが得られ、放射位相変更前（実施形態６−Ａ）の利得１０．０ｄＢｄよりも向上した。
【０１０８】
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１０９】
１０ アンテナシステム
９ａ〜９ｆ スーパーターンスタイルアンテナ（無指向性アンテナ）
１２ａ 第１バットウィング素子
１２ｂ 第２バットウィング素子
１２ｃ 第３バットウィング素子
１２ｄ 第４バットウィング素子
１５ａ，１６ａ 第１指向性アンテナ
１５ｂ，１６ｂ 第２指向性アンテナ
１５ｃ，１６ｃ 第３指向性アンテナ
１５ｄ，１６ｄ 第４指向性アンテナ
１７ 給電線配置部
３１ａ，３１ｂ ３ｄＢカプラ
３４ａ〜３４ｄ 位相調整部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナシステムの放射特性の変更方法であって、
前記アンテナシステムは、無指向性アンテナと、前記無指向性アンテナに給電される信号と同じ信号が給電される一又は複数の指向性アンテナと、を備えており、
前記一又は複数の指向性アンテナのうちの少なくとも一つの指向性アンテナの放射位相を変更することで、前記アンテナシステム全体の放射特性を変更する
ことを特徴とするアンテナシステムの放射特性の変更方法。
【請求項２】
放射位相の変更前の前記指向性アンテナは、無指向性アンテナ単独の場合よりも、その指向性アンテナが向く所定方向における利得を向上又は低下させる利得調整用指向性アンテナであり、
前記利得調整用指向性アンテナの放射位相を変更することで、無指向性アンテナ単独の場合よりも、前記所定方向における利得を低下又は向上させる
請求項１記載のアンテナシステムの放射特性の変更方法。
【請求項３】
放射位相の変更前においては、前記複数の指向性アンテナは、無指向性アンテナ単独の場合よりも、利得を向上又は低下させる複数の利得調整用指向性アンテナであり、
放射位相の変更は、前記複数の利得調整用指向性アンテナのうちの一部の利得調整用指向性アンテナの放射位相を変更することにより行われる
請求項１又は２記載のアンテナシステムの放射特性の変更方法。
【請求項４】
放射位相の変更前の前記指向性アンテナの放射位相は、その指向性アンテナが向く所定方向における前記無指向性アンテナの放射位相と、ほぼ同相又は逆相であり、
前記指向性アンテナの放射位相を、変更前の放射位相からほぼ１８０°変更することで、前記アンテナシステム全体の放射特性を変更する
請求項１〜３のいずれか１項に記載のアンテナシステムの放射特性の変更方法。
【請求項５】
アンテナシステムの放射特性の変更方法であって、
前記アンテナシステムは、無指向性アンテナと、前記無指向性アンテナに給電される信号と同じ信号が給電される一又は複数の指向性アンテナと、を備えており、
前記一又は複数の指向性アンテナのうちの少なくとも一つの指向性アンテナを、その指向性アンテナが向く方向の軸線回りにほぼ１８０°回転させる
ことを特徴とするアンテナシステムの放射特性の変更方法。
【請求項６】
アンテナシステムの放射特性の変更方法であって、
前記アンテナシステムは、無指向性アンテナと、前記無指向性アンテナに給電される信号と同じ信号が給電される一又は複数の指向性アンテナと、を備え、前記指向性アンテナは、アンテナ素子と、前記アンテナ素子の後方に配置された反射板と、を備えており、
前記一又は複数の指向性アンテナのうちの少なくとも一つの指向性アンテナの前記アンテナ素子を、前記反射板に対して、その指向性アンテナが向く方向の軸線回りにほぼ１８０°回転させる
ことを特徴とするアンテナシステムの放射特性の変更方法。
【請求項７】
アンテナシステムの放射特性の変更方法であって、
前記アンテナシステムは、無指向性アンテナと、前記無指向性アンテナに給電される信号と同じ信号が給電される一又は複数の指向性アンテナと、を備え、前記指向性アンテナは、アンテナ素子と、前記アンテナ素子に設けられた給電部と、を備えており、
前記一又は複数の指向性アンテナのうちの少なくとも一つの指向性アンテナの前記給電部を、前記アンテナ素子に対して、その指向性アンテナが向く方向の軸線回りにほぼ１８０°回転させる
ことを特徴とするアンテナシステムの放射特性の変更方法。
【請求項８】
アンテナシステムの放射特性の変更方法であって、
前記アンテナシステムは、無指向性アンテナと、前記無指向性アンテナに給電される信号と同じ信号が給電される一又は複数の指向性アンテナと、を備え、前記指向性アンテナの給電部には、給電用同軸線路の内導体及び外導体がそれぞれ接続されており、
前記一又は複数の指向性アンテナのうちの少なくとも一つの指向性アンテナに接続されている前記内導体及び前記外導体の前記給電部における接続先を互いに入れ替えて前記給電部へ接続する
ことを特徴とするアンテナシステムの放射特性の変更方法。
【請求項９】
前記無指向性アンテナは、スーパーターンスタイルアンテナである
請求項１〜８のいずれか１項に記載のアンテナシステムの放射特性の変更方法。
【請求項１】
アンテナシステムの放射特性の変更方法であって、
前記アンテナシステムは、無指向性アンテナと、前記無指向性アンテナに給電される信号と同じ信号が給電される一又は複数の指向性アンテナと、を備えており、
前記一又は複数の指向性アンテナのうちの少なくとも一つの指向性アンテナの放射位相を変更することで、前記アンテナシステム全体の放射特性を変更する
ことを特徴とするアンテナシステムの放射特性の変更方法。
【請求項２】
放射位相の変更前の前記指向性アンテナは、無指向性アンテナ単独の場合よりも、その指向性アンテナが向く所定方向における利得を向上又は低下させる利得調整用指向性アンテナであり、
前記利得調整用指向性アンテナの放射位相を変更することで、無指向性アンテナ単独の場合よりも、前記所定方向における利得を低下又は向上させる
請求項１記載のアンテナシステムの放射特性の変更方法。
【請求項３】
放射位相の変更前においては、前記複数の指向性アンテナは、無指向性アンテナ単独の場合よりも、利得を向上又は低下させる複数の利得調整用指向性アンテナであり、
放射位相の変更は、前記複数の利得調整用指向性アンテナのうちの一部の利得調整用指向性アンテナの放射位相を変更することにより行われる
請求項１又は２記載のアンテナシステムの放射特性の変更方法。
【請求項４】
放射位相の変更前の前記指向性アンテナの放射位相は、その指向性アンテナが向く所定方向における前記無指向性アンテナの放射位相と、ほぼ同相又は逆相であり、
前記指向性アンテナの放射位相を、変更前の放射位相からほぼ１８０°変更することで、前記アンテナシステム全体の放射特性を変更する
請求項１〜３のいずれか１項に記載のアンテナシステムの放射特性の変更方法。
【請求項５】
アンテナシステムの放射特性の変更方法であって、
前記アンテナシステムは、無指向性アンテナと、前記無指向性アンテナに給電される信号と同じ信号が給電される一又は複数の指向性アンテナと、を備えており、
前記一又は複数の指向性アンテナのうちの少なくとも一つの指向性アンテナを、その指向性アンテナが向く方向の軸線回りにほぼ１８０°回転させる
ことを特徴とするアンテナシステムの放射特性の変更方法。
【請求項６】
アンテナシステムの放射特性の変更方法であって、
前記アンテナシステムは、無指向性アンテナと、前記無指向性アンテナに給電される信号と同じ信号が給電される一又は複数の指向性アンテナと、を備え、前記指向性アンテナは、アンテナ素子と、前記アンテナ素子の後方に配置された反射板と、を備えており、
前記一又は複数の指向性アンテナのうちの少なくとも一つの指向性アンテナの前記アンテナ素子を、前記反射板に対して、その指向性アンテナが向く方向の軸線回りにほぼ１８０°回転させる
ことを特徴とするアンテナシステムの放射特性の変更方法。
【請求項７】
アンテナシステムの放射特性の変更方法であって、
前記アンテナシステムは、無指向性アンテナと、前記無指向性アンテナに給電される信号と同じ信号が給電される一又は複数の指向性アンテナと、を備え、前記指向性アンテナは、アンテナ素子と、前記アンテナ素子に設けられた給電部と、を備えており、
前記一又は複数の指向性アンテナのうちの少なくとも一つの指向性アンテナの前記給電部を、前記アンテナ素子に対して、その指向性アンテナが向く方向の軸線回りにほぼ１８０°回転させる
ことを特徴とするアンテナシステムの放射特性の変更方法。
【請求項８】
アンテナシステムの放射特性の変更方法であって、
前記アンテナシステムは、無指向性アンテナと、前記無指向性アンテナに給電される信号と同じ信号が給電される一又は複数の指向性アンテナと、を備え、前記指向性アンテナの給電部には、給電用同軸線路の内導体及び外導体がそれぞれ接続されており、
前記一又は複数の指向性アンテナのうちの少なくとも一つの指向性アンテナに接続されている前記内導体及び前記外導体の前記給電部における接続先を互いに入れ替えて前記給電部へ接続する
ことを特徴とするアンテナシステムの放射特性の変更方法。
【請求項９】
前記無指向性アンテナは、スーパーターンスタイルアンテナである
請求項１〜８のいずれか１項に記載のアンテナシステムの放射特性の変更方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２０１２−４４４４１（Ｐ２０１２−４４４４１Ａ）
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８３８９１（Ｐ２０１０−１８３８９１）
【出願日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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