アンテナシステム
【課題】ＳＴＡを用いつつも、所望の方向だけの電波放射抑制を可能とする。
【解決手段】 無指向性となるように給電されるスーパーターンスタイルアンテナ９ａ〜９ｆと、前記スーパーターンスタイルアンテナ９ａ〜９ｆ単独の場合よりも、少なくとも一の方向における利得を低下させる一又は複数の利得低下用指向性アンテナ１５ａ，１６ｂと、を備えていることを特徴とするアンテナシステムである。
【解決手段】 無指向性となるように給電されるスーパーターンスタイルアンテナ９ａ〜９ｆと、前記スーパーターンスタイルアンテナ９ａ〜９ｆ単独の場合よりも、少なくとも一の方向における利得を低下させる一又は複数の利得低下用指向性アンテナ１５ａ，１６ｂと、を備えていることを特徴とするアンテナシステムである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水平面無指向性を前提としたアンテナとして、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。
ＳＴＡを構成する隣り合うバットウィング素子同士の給電位相差を９０°とすることで、ＳＴＡを無指向性アンテナとして使用することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１５１９４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
しかし、アンテナ設置位置からみてある特定の一方向に海が存在する場合など、当該特定の一方向に電波を放射する必要がない場合がある。また、ある特定の一方向に同一又は隣接周波数の電波を使用している地域があり、その地域での混信を避けるため、当該特定の一の方向への電波放射を抑制したい場合がある。
【０００６】
ここで、ＳＴＡは、指向性アンテナとして使用することも可能である。すなわち、隣り合うバットウィング同士の給電位相差を９０°から変化させていくと、図１８に示すように、ＳＴＡ９０を、水平面指向性が「８の字状」である指向性アンテナとして使用することができる。
【０００７】
したがって、ある方向への電波放射の抑制が望まれる場合、各バットウィング素子の給電位相を調整して、ＳＴＡを指向性アンテナとして使用することで対応可能である。
【０００８】
ところが、指向性アンテナとしてのＳＴＡは、図１８に示すように、指向性が「８の字状」であるため、ある一の方向（図１８では左上方）の電波を抑制すると、それと反対側（１８０°反対側）の方向（図１８では右下方）の電波放射も抑制されるという問題がある。
つまり、ある一の方向への電波放射の抑制が望まれるが、それと反対側（１８０°反対側）の方向へは電波放射を積極的に行いたい場合には、指向性アンテナとしてのＳＴＡでは対応が困難である。
【０００９】
そこで、本発明は、ＳＴＡを用いつつも、所望の方向だけの電波放射抑制を可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）本発明は、無指向性となるように給電されるスーパーターンスタイルアンテナと、前記スーパーターンスタイルアンテナ単独の場合よりも、少なくとも一の方向における利得を低下させる一又は複数の利得低下用指向性アンテナと、を備えていることを特徴とするアンテナシステムである。
【００１１】
上記本発明によれば、利得を低下させる一又は複数の利得低下用指向性アンテナを備えているため、ＳＴＡを用いつつも、所望の方向だけの電波放射を抑制することができる。
【００１２】
（２）少なくとも一の方向において、前記スーパーターンスタイルアンテナ及び前記利得低下用指向性アンテナの放射電波が、ほぼ逆相となるように、前記スーパーターンスタイルアンテナ及び／又は前記利得低下用指向性アンテナに給電される電力の位相（給電位相）が設定されているのが好ましい。
所望の方向の利得を低下させるには、その方向における放射位相を逆相にするのが好ましいが、スーパーターンスタイルアンテナ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、給電位相を逆相にしても、放射位相は逆相とはならない。上記のように、放射位相がほぼ逆相となるように給電位相が設定されていることで、効率的に電波放射を抑制することができる。
【００１３】
（３）前記スーパーターンスタイルアンテナ及び／又は前記利得低下用指向性アンテナに給電される電力の位相の前記設定は、前記スーパーターンスタイルアンテナ及び／又は前記利得低下用指向性アンテナの給電線の長さの設定により行うことができる。この場合、給電位相の設定が容易である。
【００１４】
（４）利得を低下させる方向以外の方向の利得を向上させる一又は複数の利得向上用指向性アンテナ、を更に備えているのが好ましい。この場合、利得を低下させる方向以外の方向では、利得を向上させることができる。
【００１５】
（５）前記利得向上用指向性アンテナは、利得を向上させる方向において、前記スーパーターンスタイルアンテナ及び前記利得向上用指向性アンテナの放射射電波が、ほぼ同相となるように、前記スーパーターンスタイルアンテナ及び／又は前記指向性アンテナに給電される電力の位相が調整されているのが好ましい。
スーパーターンスタイルアンテナでは、放射電波の位相が方向によって相違するため、異なる方向に向いた複数の前記利得向上用指向性アンテナそれぞれに給電される電力の位相が同相であると、一つの方向では、放射位相を同相にできても、他の方向では、位相差が大きくなる。
そこで、上記のように、スーパーターンスタイルアンテナの放射電波の方向による位相の前記相違に応じて、各利得向上用指向性アンテナへの給電位相を調整することで、利得を高めるべき方向での放射位相差を小さくすることができる。
【００１６】
（６）複数の前記利得向上用指向性アンテナは、前記利得低下用指向性アンテナが向く方向に対して、９０°異なる方向に配置された第１利得向上用指向性アンテナと、前記利得低下用指向性アンテナが向く方向に対して、１８０°異なる方向に配置された第２利得向上用指向性アンテナと、前記利得低下用指向性アンテナが向く方向に対して、２７０°異なる方向に配置された第３利得向上用指向性アンテナと、を含み、利得低下用指向性アンテナ及び第２利得特向上用指向性アンテナに接続される給電線と、第１及び第３利得向上用指向性アンテナに接続される給電線と、の間で９０°の給電位相差を生じさせる３ｄＢカプラを更に備え、第２利得向上用指向性アンテナは、利得低下用指向性アンテナに対して給電位相差が０°となるように、利得低下用指向性アンテナと上下同じ向きに配置され、第３利得向上用指向性アンテナは、第１利得向上用指向性アンテナに対して１８０°の給電位相差が生じるように、第１利得向上用指向性アンテナとは上下逆向きに配置されているのが好ましい。この場合、９０°の位相差が３ｄＢカプラによって得られ、０°の位相差が、アンテナの上下方向同方向配置で得られ、１８０°の位相差がアンテナの上下逆向き配置で得られる。
【００１７】
（７）前記スーパーターンスタイルアンテナは、第１バットウィング素子、第２バットウィング素子、第３バットウィング素子、及び第４バットウィング素子が、９０°間隔で配置されており、第１バットウィング素子に接続される第１同軸給電線及び第３バットウィング素子に接続される第３同軸給電線と、第２バットウィング素子に接続される第２同軸給電線及び第４バットウィング素子に接続される第４同軸給電線と、の間で９０°の給電位相差を生じさせる３ｄＢカプラを更に備え、前記第１同軸給電線の内導体は、第１バットウィング素子の給電点に接続されているとともに、前記第１同軸給電線の外導体はグランドに接続され、前記第２同軸給電線の内導体は、第２バットウィング素子の給電点に接続されているとともに、前記第２同軸給電線の外導体はグランドに接続され、前記第３同軸給電線の外導体は、第３バットウィング素子の給電点に接続されているとともに、前記第３同軸給電線の内導体はグランドに接続され、前記第４同軸給電線の外導体は、第４バットウィング素子の給電点に接続されているとともに、前記第４同軸給電線の内導体はグランドに接続されているのが好ましい。この場合、９０°の位相差が３ｄＢカプラによって得られ、１８０°の位相差が、同軸給電線の内外導体の接続の仕方を異ならせることによって得られるため、第１〜第４の各バットウィングに９０°の給電位相差を容易に設定することができる。
（８）前記スーパーターンスタイルアンテナは、第１バットウィング素子、第２バットウィング素子、第３バットウィング素子、及び第４バットウィング素子が、９０°間隔で配置されているとともに、隣り合うバットウィング素子の給電位相差が９０°であり、第１〜第４バットウィング素子のうち、一のバットウィング素子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が向く方向を基準方向とし、前記基準方向における前記第１〜第４バットウィング素子の放射位相を基準放射位相としたときに、前記利得低下用指向性アンテナは、前記利得低下用指向性アンテナが向く方向における放射位相が、前記基準放射位相に対して、所定の位相差を持つように、給電される電力の位相が調整されており、前記所定の位相差は、前記基準放射位相に対して逆相となる位相差に、前記利得低下用指向性アンテナが向く方向と前記基準方向との角度差に対応した位相差を加えた位相差であるのが好ましい。この場合、利得低下用指向性アンテナの設置方向に応じて適切な位相が与えられる。なお、基準方向に対する指向性アンテナの向く方向の角度差の「正負」を考える際には、基準バットウィング素子に対し、＋９０°の位相差を持つように給電されている隣接バットウィング素子の配置角度を＋９０°と考え、基準バットウィングから前記隣接バットウィング素子への回転方向を正の角度差が生じる方向であるとみなし、反対の回転方向を負の角度差が生じる方向とみなす。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、利得を低下させる一又は複数の利得低下用指向性アンテナを備えているため、ＳＴＡを用いつつも、所望の方向だけの電波放射を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【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】（ａ）は、第１実施形態（スキュー配置）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９】（ａ）は、６段のスーパーターンスタイルアンテナ単独の場合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１０】（ａ）は、２段の指向性アンテナ単独の場合（スキュー配置）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１１】（ａ）は、第２実施形態（スキュー配置）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１２】（ａ）は、第３実施形態（スキュー配置）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１３】（ａ）は、第４実施形態（スキュー配置）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５実施形態（スキュー配置）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６実施形態（スキューなし配置）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７実施形態（方位０°のみ指向性アンテナ）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１７】第８実施形態における給電回路の部分回路図である。
【図１８】位相差４５°の場合のスーパーターンスタイルアンテナの水平面指向性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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。
［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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
［第１実施形態］
図４は、第１実施形態に係るアンテナシステム１０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、アンテナ利得調整のために、６段のＳＴＡ９ａ〜９ｆに加えて、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）。
【００２６】
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。
【００２７】
また、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。
【００２８】
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。
【００２９】
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２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２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２を支持する支持器２７とを備えている。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
この給電回路は、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。
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
図７に示すように、北向き指向性アンテナ（利得低下用指向性アンテナ）１５ａ、南向き指向性アンテナ（第２利得向上用指向性アンテナ）１５ｃ及び西向き指向性アンテナ（第３利得向上用指向性アンテナ）１５ｄは、東向き指向性アンテナ（第１利得向上用指向性アンテナ）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）に対して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１５ａ，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、上下逆向きにすることで、放射位相を１８０°異ならせることができる。
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。
【００５０】
ここで、仮に、北向き指向性アンテナ１５ａが、上記とは異なり、「上向き」であるとする。この場合、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、「上向き」の北向き指向性アンテナ１５ａの放射位相を０°とすると、同じく「上向き」の東向き指向性アンテナ１５ｂの放射位相には９０°の位相差が生じ、「下向き」の南向き指向性アンテナ１５ｃの放射位相には１８０°の位相差が生じ、「下向き」の西向き指向性アンテナ１５ｄの放射位相には２７０°の位相差が生じる。
【００５１】
しかし、実際には、北向き指向性アンテナ１５ａは、「下向き」であるため、上向きの場合とは逆相となる。
つまり、「上向き」の北向き指向性アンテナ１５ａの放射位相を０°を基準とすると、「下向き」の北向き指向性アンテナ１５ａには１８０°の位相差が生じ、「上向き」の東向き指向性アンテナ１５ｂの放射位相には９０°の位相差が生じ、「下向き」の南向き指向性アンテナ１５ｃの放射位相には１８０°の位相差が生じ、「下向き」の西向き指向性アンテナ１５ｄの放射位相には２７０°の位相差が生じる。
【００５２】
本実施形態では、北方向（方位０°）においては、ＳＴＡの放射電波を北向き指向性アンテナ１５ａで打ち消す。つまり、北向き指向性アンテナ１５ａは、利得低下用指向性アンテナとして機能する。
また、他の方向（方位９０°、１８０°、２７０°）では、他の指向性アンテナ１５ｂ，１５ｃ，１５ｄによって、ＳＴＡ単独の場合よりも利得を高める。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は、利得向上用指向性アンテナとして機能するものである。
上記のように、利得低下用指向性アンテナ１５ａを設けることで、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が設けられているため、利得を向上することができる。
【００５３】
北向きの指向性アンテナ１５ａを、利得低下用として機能させるため、本実施形態では、ＳＴＡ９ａ〜９ｆによる放射位相と、北向き指向性アンテナ１５ａとの放射位相が、北方向の遠方（遠方界）において逆相（１８０°位相差）となるように、位相調整部３４ａ〜３４ｄにおいて給電線の長さが設定されている。
【００５４】
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、放射電波を抑制したい所望の方向（ここで、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１５ａの放射位相との間の位相差が１５０°であれば、位相調整部３４ａ〜３４ｄによる位相調整量を＋３０°に設定すれば、逆相（１８０°位相差）を実現できる。
具体的には、＋３０°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。
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。
【００５５】
本実施形態では、位相調整部３４ａ〜３４ｄによって、北向き指向性アンテナ（利得低下用指向性アンテナ）１５ａについて、ＳＴＡとの逆相を実現すると、他の指向性アンテナ（利得向上用指向性アンテナ）１５ｂ，１５ｃ，１５ｄについては、ＳＴＡの放射位相と同相になり、北方向以外では、ＳＴＡ単独の場合よりも利得を向上させることができる。
【００５６】
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。
【００５７】
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面配置である。さらに、北向き指向性アンテナ１５ａが、仮に、「上向き」であるとすると、各段１５，１６の指向性アンテナは、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は９０°となる。
したがって、本実施形態の複数の指向性アンテナは、北向きをのぞくと、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１８０°とすると、東方向の放射位相は９０°、南方向の放射位相は１８０°、西方向の放射位相は２７０°である。
【００５８】
このため、本実施形態では、利得低下が望まれる方向（ここでは、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逆相にするための位相調整量を把握し、利得低下が望まれる方向（基準方向）において、遠方の放射位相が逆相となるように位相調整すれば、自然に、他の方向においては、遠方の放射位相を同相にすることができる。つまり、利得低下が望まれる方向については、利得を低下させつつ、他の方向については利得を向上させることができる。
【００５９】
なお、放射位相を逆相又は同相にする場合、完全に位相が逆相又は同相になっている必要はなく、ほぼ逆相又は同相であればよい。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、完全な逆相又は同相からの位相差が許容される。つまり、位相調整部３４ａ〜３４ｄでは、利得が低下又は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°に対応した位相差を各段１５，１６間に生じさせてもよい。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逆相又は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、利得を低下又は向上させるほか、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。
【００６０】
図８は、上記第１実施形態に係るアンテナシステム１０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）を採用した場合の特性を示している。なお、参考のため、図８（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。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８（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。
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。
【００６１】
第１参考例として、図９に、第１実施形態のアンテナシステム１０における６段のＳＴＡ９ａ〜９ｆだけの場合の水平面指向性（図９（ｂ））及び垂直面指向性（図９（ｃ））を示す。なお、図９（ａ）は、第１参考例のアンテナ概略配置である。
【００６２】
また、第２参考例として、図１０（ｂ）に、第１実施形態のアンテナシステム１０における２段の指向性アンテナ（スキュー配置）１５，１６だけの場合の水平面指向性を示す。なお、図１０（ａ）は、第２参考例のアンテナ概略配置である。
【００６３】
図８（ｂ）と図９（ｂ）との対比から明らかなように、利得低下用指向性アンテナ１５ａが設けられている北方向（方位０°）は、放射電波が抑制されていることがわかる。また、東方向（方位９０°）、南方向（方位１８０°）、西方向（方位２７０°）では、第１〜第３利得向上用指向性アンテナ１５ｂ，１５ｃ，１５ｄが設けられているため、利得が１０．１ｄＢｄとなり、図９に示すＳＴＡ単独の場合の利得（７．８ｄＢｄ）よりも向上した。
なお、後述の実施形態等を含めた各実施形態及び各参考例の条件および結果を下記表１に示す。
【表１】
【００６４】
［第２実施形態］
図１１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１１（ａ））及び水平面指向性（図１１（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。
【００６５】
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。
【００６６】
第２実施形態に係るアンテナシステム１０では、図１１（ｂ）に示すように、北東向き（方位４５°）の利得低下用指向性アンテナ１５ａが向いている北東方向付近の電波放射を抑制できた。
第２実施形態に係るアンテナシステム１０では、北東以外の方向の利得として９．７ｄＢｄが得られた。
【００６７】
［第３実施形態］
図１２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１２（ａ））及び水平面指向性（図１２（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。
【００６８】
第２実施形態（第１実施形態）における利得低下用指向性アンテナ１５ａ，１６ａの位相が１８０°、第１利得向上用指向性アンテナ１５ｂ，１６ｂの位相が９０°、第２利得向上用指向性アンテナ１５ｃ，１６ｃの位相が１８０°、第３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°回転しており、利得低下用指向性アンテナ１５ａ，１６ａの位相が２２５°、第１利得向上用向性アンテナ１５ｂ，１６ｂの位相が１３５°、第２利得向上用指向性アンテナ１５ｃ，１６ｃの位相が２２５°、第３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、前記利得低下用指向性アンテナ１５ａ，１６ａは、前記利得低下用指向性アンテナ１５ａ，１６ａが向く方向における放射位相が、前記基準放射位相（０°）に対して逆相となる位相差（１８０°）に、前記利得低下用指向性アンテナが向く方向と前記基準方向との角度差に対応した位相差（４５°）を加えた位相差（２２５°）を基準放射位相（０°）に対して持つように、給電される電力の位相が調整されている。
【００６９】
第３実施形態では、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、ほぼ逆相とすることができる。また、他の方位においては、ＳＴＡと指向性アンテナの放射位相を同相とすることができる。
【００７０】
つまり、図１１（ｂ）と図１２（ｂ）との対比から明らかなように、第２実施形態（図１１（ｂ）では、基準方向（北東）の遠方において逆相となっていないため、基準方向（北東）における指向性のレベル落ち込みの度合いが、第３実施形態（図１２（ｂ）に比べて小さくなっている。これに対し、第３実施形態では、基準方向の放射位相がほぼ逆相になるため、落ち込みを大きくできている。
なお、第３実施形態では、北東以外の方向の利得として９．７ｄＢｄが得られた。
【００７１】
［第４実施形態］
図１３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１３（ａ））及び水平面指向性（図１３（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。
【００７２】
図１０に示すように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°であり、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。
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。
【００７３】
第４実施形態に係るアンテナシステム１０では、図１３（ｂ）に示すように、利得低下用指向性アンテナ１５ａが向いている方位２０°付近の電波放射を抑制できた。
第４実施形態に係るアンテナシステム１０では、方位２０°以外の方向の利得として１０．２ｄＢｄが得られた。
【００７４】
［第５実施形態］
図１４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１４（ａ））及び水平面指向性（図１４（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。
【００７５】
第４実施形態（第１実施形態）における利得低下用指向性アンテナ１５ａ，１６ａの位相が１８０°、第１利得向上用指向性アンテナ１５ｂ，１６ｂの位相が９０°、第２利得向上用指向性アンテナ１５ｃ，１６ｃの位相が１８０°、第３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５実施形態では、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、利得低下用指向性アンテナ１５ａ，１６ａの位相が２００°、第１利得向上用向性アンテナ１５ｂ，１６ｂの位相が１１０°、第２利得向上用指向性アンテナ１５ｃ，１６ｃの位相が２００°、第３利得向上用指向性アンテナ１５ｄ，１６ｄの位相が２９０°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、前記利得低下用指向性アンテナ１５ａ，１６ａは、前記利得低下用指向性アンテナ１５ａ，１６ａが向く方向における放射位相（２００°）が、前記基準放射位相（０°）に対して逆相となる位相差（１８０°）に、前記利得低下用指向性アンテナが向く方向と前記基準方向との角度差に対応した位相差（２０°）を加えた位相差（２００°）を基準放射位相（０°）に対して持つように、給電される電力の位相が調整されている。
【００７６】
第５実施形態に係るアンテナシステム１０では、図１４（ｂ）に示すように、利得低下用指向性アンテナ１５ａが向いている方位２０°付近の電波放射を抑制できた。また、第４実施形態と比較すると、より正確に方位２０°付近の電波放射を抑制できた。
第５実施形態に係るアンテナシステム１０では、方位２０°以外の方向の利得として１０．２ｄＢｄが得られた。
【００７７】
［第６実施形態］
図１５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１５（ａ））、水平面指向性（図１５（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。
【００７８】
スキューなし配置の６個の指向性アンテナ１５ａ〜１５ｆのうち、利得低下用指向性アンテナ１５ａは方位０°、第１利得向上用指向性アンテナ１５ｂは方位６０°、第２利得向上用指向性アンテナ１５ｃは方位１２０°、第３利得向上用指向性アンテナ１５ｄは方位１８０°、第４利得向上用指向性アンテナ１５ｅは方位２４０°、第５利得向上用指向性アンテナ１５ｆは方位３００°に向けられている。
【００７９】
また、利得低下用指向性アンテナ１５ａの給電位相を１８０°とすると、第１利得向上用指向性アンテナ１５ｂの給電位相は６０°、第２利得向上用指向性アンテナ１５ｃの給電位相は１２０°、第３利得向上用指向性アンテナ１５ｄの給電位相は１８０°、第４利得向上用指向性アンテナ１５ｅの位相差は２４０°、第５利得向上用指向性アンテナ１５ｆの位相差３００°とされている。
【００８０】
第６実施形態においても、利得低下用指向性アンテナ１５ａが設けられている北方向（方位０°）の放射電波を抑制できた。第６実施形態に係るアンテナシステム１０では、北方向以外の方向の利得として１０．５ｄＢｄが得られた。
【００８１】
［第７実施形態］
図１６は、第７実施形態に係るアンテナシステム１０の概略配置（図１６（ａ））、水平面指向性（図１６（ｂ））を示している。第７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、利得低下用指向性アンテナ１５ａ，１６ａだけの１個になっている。
【００８２】
第７実施形態においても、北方向（方位０°）の遠方において、ＳＴＡと指向性アンテナ１５ａ，１６ａの放射位相が逆相になるように給電位相が調整されている。
【００８３】
第７実施形態では、第１実施形態に比べて、指向性の落ち込みが小さくなっているものの、北方向（方位０°）の放射電波を抑制できた。
なお、第７実施形態に係るアンテナシステム１０では、北方向以外の方向の利得として７．７ｄＢｄが得られ、ＳＴＡ単独の第１参考例の利得（７．８ｄＢｄ）とほぼ同様であった。
【００８４】
［第８実施形態］
図１７は、第８実施形態を示している。図１７は、図６に示す給電回路の変形例であり、送信機として、互いに異なる周波数（チャンネル）で送信する２つの送信機３０ａ，３０ｂが設けられている。第１４実施形態において、第１の送信機３０ａは、図６の送信機３０と同様に、各３ｄＢカプラ３１ａ，３１ｂの第１入力Ｉｎ１に接続されており、第２の送信機３０ｂは、各３ｄＢカプラ３１ａ，３１ｂの第２入力Ｉｎ２に接続されている。
【００８５】
第１入力Ｉｎ１に入力された信号は、二分されて、第１及び第２出力Ｏｕｔ１，Ｏｕｔ２それぞれから、互いに９０°異なる位相で出力されるとともに、第２入力Ｉｎ２に入力された信号も、二分されて、第１及び第２出力Ｏｕｔ１，Ｏｕｔ２それぞれから、互いに９０°異なる位相で出力される。
したがって、アンテナシステム１０を、二つの異なる周波数（チャンネル）の送信機３０ａ，３０ｂで共用することができる。
【００８６】
なお、第８実施形態において、特に説明していない点については、既述の第１〜第７実施形態と同様である。
【００８７】
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】
【００８８】
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 利得低下用１指向性アンテナ
１５ｂ，１６ｂ 第１利得向上用指向性アンテナ
１５ｃ，１６ｃ 第２利得向上用指向性アンテナ
１５ｄ，１６ｄ 第３利得向上用指向性アンテナ
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、アンテナシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水平面無指向性を前提としたアンテナとして、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。
ＳＴＡを構成する隣り合うバットウィング素子同士の給電位相差を９０°とすることで、ＳＴＡを無指向性アンテナとして使用することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１５１９４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
しかし、アンテナ設置位置からみてある特定の一方向に海が存在する場合など、当該特定の一方向に電波を放射する必要がない場合がある。また、ある特定の一方向に同一又は隣接周波数の電波を使用している地域があり、その地域での混信を避けるため、当該特定の一の方向への電波放射を抑制したい場合がある。
【０００６】
ここで、ＳＴＡは、指向性アンテナとして使用することも可能である。すなわち、隣り合うバットウィング同士の給電位相差を９０°から変化させていくと、図１８に示すように、ＳＴＡ９０を、水平面指向性が「８の字状」である指向性アンテナとして使用することができる。
【０００７】
したがって、ある方向への電波放射の抑制が望まれる場合、各バットウィング素子の給電位相を調整して、ＳＴＡを指向性アンテナとして使用することで対応可能である。
【０００８】
ところが、指向性アンテナとしてのＳＴＡは、図１８に示すように、指向性が「８の字状」であるため、ある一の方向（図１８では左上方）の電波を抑制すると、それと反対側（１８０°反対側）の方向（図１８では右下方）の電波放射も抑制されるという問題がある。
つまり、ある一の方向への電波放射の抑制が望まれるが、それと反対側（１８０°反対側）の方向へは電波放射を積極的に行いたい場合には、指向性アンテナとしてのＳＴＡでは対応が困難である。
【０００９】
そこで、本発明は、ＳＴＡを用いつつも、所望の方向だけの電波放射抑制を可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）本発明は、無指向性となるように給電されるスーパーターンスタイルアンテナと、前記スーパーターンスタイルアンテナ単独の場合よりも、少なくとも一の方向における利得を低下させる一又は複数の利得低下用指向性アンテナと、を備えていることを特徴とするアンテナシステムである。
【００１１】
上記本発明によれば、利得を低下させる一又は複数の利得低下用指向性アンテナを備えているため、ＳＴＡを用いつつも、所望の方向だけの電波放射を抑制することができる。
【００１２】
（２）少なくとも一の方向において、前記スーパーターンスタイルアンテナ及び前記利得低下用指向性アンテナの放射電波が、ほぼ逆相となるように、前記スーパーターンスタイルアンテナ及び／又は前記利得低下用指向性アンテナに給電される電力の位相（給電位相）が設定されているのが好ましい。
所望の方向の利得を低下させるには、その方向における放射位相を逆相にするのが好ましいが、スーパーターンスタイルアンテナ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、給電位相を逆相にしても、放射位相は逆相とはならない。上記のように、放射位相がほぼ逆相となるように給電位相が設定されていることで、効率的に電波放射を抑制することができる。
【００１３】
（３）前記スーパーターンスタイルアンテナ及び／又は前記利得低下用指向性アンテナに給電される電力の位相の前記設定は、前記スーパーターンスタイルアンテナ及び／又は前記利得低下用指向性アンテナの給電線の長さの設定により行うことができる。この場合、給電位相の設定が容易である。
【００１４】
（４）利得を低下させる方向以外の方向の利得を向上させる一又は複数の利得向上用指向性アンテナ、を更に備えているのが好ましい。この場合、利得を低下させる方向以外の方向では、利得を向上させることができる。
【００１５】
（５）前記利得向上用指向性アンテナは、利得を向上させる方向において、前記スーパーターンスタイルアンテナ及び前記利得向上用指向性アンテナの放射射電波が、ほぼ同相となるように、前記スーパーターンスタイルアンテナ及び／又は前記指向性アンテナに給電される電力の位相が調整されているのが好ましい。
スーパーターンスタイルアンテナでは、放射電波の位相が方向によって相違するため、異なる方向に向いた複数の前記利得向上用指向性アンテナそれぞれに給電される電力の位相が同相であると、一つの方向では、放射位相を同相にできても、他の方向では、位相差が大きくなる。
そこで、上記のように、スーパーターンスタイルアンテナの放射電波の方向による位相の前記相違に応じて、各利得向上用指向性アンテナへの給電位相を調整することで、利得を高めるべき方向での放射位相差を小さくすることができる。
【００１６】
（６）複数の前記利得向上用指向性アンテナは、前記利得低下用指向性アンテナが向く方向に対して、９０°異なる方向に配置された第１利得向上用指向性アンテナと、前記利得低下用指向性アンテナが向く方向に対して、１８０°異なる方向に配置された第２利得向上用指向性アンテナと、前記利得低下用指向性アンテナが向く方向に対して、２７０°異なる方向に配置された第３利得向上用指向性アンテナと、を含み、利得低下用指向性アンテナ及び第２利得特向上用指向性アンテナに接続される給電線と、第１及び第３利得向上用指向性アンテナに接続される給電線と、の間で９０°の給電位相差を生じさせる３ｄＢカプラを更に備え、第２利得向上用指向性アンテナは、利得低下用指向性アンテナに対して給電位相差が０°となるように、利得低下用指向性アンテナと上下同じ向きに配置され、第３利得向上用指向性アンテナは、第１利得向上用指向性アンテナに対して１８０°の給電位相差が生じるように、第１利得向上用指向性アンテナとは上下逆向きに配置されているのが好ましい。この場合、９０°の位相差が３ｄＢカプラによって得られ、０°の位相差が、アンテナの上下方向同方向配置で得られ、１８０°の位相差がアンテナの上下逆向き配置で得られる。
【００１７】
（７）前記スーパーターンスタイルアンテナは、第１バットウィング素子、第２バットウィング素子、第３バットウィング素子、及び第４バットウィング素子が、９０°間隔で配置されており、第１バットウィング素子に接続される第１同軸給電線及び第３バットウィング素子に接続される第３同軸給電線と、第２バットウィング素子に接続される第２同軸給電線及び第４バットウィング素子に接続される第４同軸給電線と、の間で９０°の給電位相差を生じさせる３ｄＢカプラを更に備え、前記第１同軸給電線の内導体は、第１バットウィング素子の給電点に接続されているとともに、前記第１同軸給電線の外導体はグランドに接続され、前記第２同軸給電線の内導体は、第２バットウィング素子の給電点に接続されているとともに、前記第２同軸給電線の外導体はグランドに接続され、前記第３同軸給電線の外導体は、第３バットウィング素子の給電点に接続されているとともに、前記第３同軸給電線の内導体はグランドに接続され、前記第４同軸給電線の外導体は、第４バットウィング素子の給電点に接続されているとともに、前記第４同軸給電線の内導体はグランドに接続されているのが好ましい。この場合、９０°の位相差が３ｄＢカプラによって得られ、１８０°の位相差が、同軸給電線の内外導体の接続の仕方を異ならせることによって得られるため、第１〜第４の各バットウィングに９０°の給電位相差を容易に設定することができる。
（８）前記スーパーターンスタイルアンテナは、第１バットウィング素子、第２バットウィング素子、第３バットウィング素子、及び第４バットウィング素子が、９０°間隔で配置されているとともに、隣り合うバットウィング素子の給電位相差が９０°であり、第１〜第４バットウィング素子のうち、一のバットウィング素子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が向く方向を基準方向とし、前記基準方向における前記第１〜第４バットウィング素子の放射位相を基準放射位相としたときに、前記利得低下用指向性アンテナは、前記利得低下用指向性アンテナが向く方向における放射位相が、前記基準放射位相に対して、所定の位相差を持つように、給電される電力の位相が調整されており、前記所定の位相差は、前記基準放射位相に対して逆相となる位相差に、前記利得低下用指向性アンテナが向く方向と前記基準方向との角度差に対応した位相差を加えた位相差であるのが好ましい。この場合、利得低下用指向性アンテナの設置方向に応じて適切な位相が与えられる。なお、基準方向に対する指向性アンテナの向く方向の角度差の「正負」を考える際には、基準バットウィング素子に対し、＋９０°の位相差を持つように給電されている隣接バットウィング素子の配置角度を＋９０°と考え、基準バットウィングから前記隣接バットウィング素子への回転方向を正の角度差が生じる方向であるとみなし、反対の回転方向を負の角度差が生じる方向とみなす。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、利得を低下させる一又は複数の利得低下用指向性アンテナを備えているため、ＳＴＡを用いつつも、所望の方向だけの電波放射を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【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】（ａ）は、第１実施形態（スキュー配置）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９】（ａ）は、６段のスーパーターンスタイルアンテナ単独の場合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１０】（ａ）は、２段の指向性アンテナ単独の場合（スキュー配置）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１１】（ａ）は、第２実施形態（スキュー配置）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１２】（ａ）は、第３実施形態（スキュー配置）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１３】（ａ）は、第４実施形態（スキュー配置）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５実施形態（スキュー配置）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６実施形態（スキューなし配置）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７実施形態（方位０°のみ指向性アンテナ）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１７】第８実施形態における給電回路の部分回路図である。
【図１８】位相差４５°の場合のスーパーターンスタイルアンテナの水平面指向性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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。
［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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
［第１実施形態］
図４は、第１実施形態に係るアンテナシステム１０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、アンテナ利得調整のために、６段のＳＴＡ９ａ〜９ｆに加えて、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）。
【００２６】
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。
【００２７】
また、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。
【００２８】
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。
【００２９】
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２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２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２を支持する支持器２７とを備えている。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
この給電回路は、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。
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
図７に示すように、北向き指向性アンテナ（利得低下用指向性アンテナ）１５ａ、南向き指向性アンテナ（第２利得向上用指向性アンテナ）１５ｃ及び西向き指向性アンテナ（第３利得向上用指向性アンテナ）１５ｄは、東向き指向性アンテナ（第１利得向上用指向性アンテナ）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）に対して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１５ａ，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、上下逆向きにすることで、放射位相を１８０°異ならせることができる。
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。
【００５０】
ここで、仮に、北向き指向性アンテナ１５ａが、上記とは異なり、「上向き」であるとする。この場合、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、「上向き」の北向き指向性アンテナ１５ａの放射位相を０°とすると、同じく「上向き」の東向き指向性アンテナ１５ｂの放射位相には９０°の位相差が生じ、「下向き」の南向き指向性アンテナ１５ｃの放射位相には１８０°の位相差が生じ、「下向き」の西向き指向性アンテナ１５ｄの放射位相には２７０°の位相差が生じる。
【００５１】
しかし、実際には、北向き指向性アンテナ１５ａは、「下向き」であるため、上向きの場合とは逆相となる。
つまり、「上向き」の北向き指向性アンテナ１５ａの放射位相を０°を基準とすると、「下向き」の北向き指向性アンテナ１５ａには１８０°の位相差が生じ、「上向き」の東向き指向性アンテナ１５ｂの放射位相には９０°の位相差が生じ、「下向き」の南向き指向性アンテナ１５ｃの放射位相には１８０°の位相差が生じ、「下向き」の西向き指向性アンテナ１５ｄの放射位相には２７０°の位相差が生じる。
【００５２】
本実施形態では、北方向（方位０°）においては、ＳＴＡの放射電波を北向き指向性アンテナ１５ａで打ち消す。つまり、北向き指向性アンテナ１５ａは、利得低下用指向性アンテナとして機能する。
また、他の方向（方位９０°、１８０°、２７０°）では、他の指向性アンテナ１５ｂ，１５ｃ，１５ｄによって、ＳＴＡ単独の場合よりも利得を高める。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は、利得向上用指向性アンテナとして機能するものである。
上記のように、利得低下用指向性アンテナ１５ａを設けることで、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が設けられているため、利得を向上することができる。
【００５３】
北向きの指向性アンテナ１５ａを、利得低下用として機能させるため、本実施形態では、ＳＴＡ９ａ〜９ｆによる放射位相と、北向き指向性アンテナ１５ａとの放射位相が、北方向の遠方（遠方界）において逆相（１８０°位相差）となるように、位相調整部３４ａ〜３４ｄにおいて給電線の長さが設定されている。
【００５４】
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、放射電波を抑制したい所望の方向（ここで、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１５ａの放射位相との間の位相差が１５０°であれば、位相調整部３４ａ〜３４ｄによる位相調整量を＋３０°に設定すれば、逆相（１８０°位相差）を実現できる。
具体的には、＋３０°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。
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。
【００５５】
本実施形態では、位相調整部３４ａ〜３４ｄによって、北向き指向性アンテナ（利得低下用指向性アンテナ）１５ａについて、ＳＴＡとの逆相を実現すると、他の指向性アンテナ（利得向上用指向性アンテナ）１５ｂ，１５ｃ，１５ｄについては、ＳＴＡの放射位相と同相になり、北方向以外では、ＳＴＡ単独の場合よりも利得を向上させることができる。
【００５６】
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。
【００５７】
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面配置である。さらに、北向き指向性アンテナ１５ａが、仮に、「上向き」であるとすると、各段１５，１６の指向性アンテナは、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は９０°となる。
したがって、本実施形態の複数の指向性アンテナは、北向きをのぞくと、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１８０°とすると、東方向の放射位相は９０°、南方向の放射位相は１８０°、西方向の放射位相は２７０°である。
【００５８】
このため、本実施形態では、利得低下が望まれる方向（ここでは、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逆相にするための位相調整量を把握し、利得低下が望まれる方向（基準方向）において、遠方の放射位相が逆相となるように位相調整すれば、自然に、他の方向においては、遠方の放射位相を同相にすることができる。つまり、利得低下が望まれる方向については、利得を低下させつつ、他の方向については利得を向上させることができる。
【００５９】
なお、放射位相を逆相又は同相にする場合、完全に位相が逆相又は同相になっている必要はなく、ほぼ逆相又は同相であればよい。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、完全な逆相又は同相からの位相差が許容される。つまり、位相調整部３４ａ〜３４ｄでは、利得が低下又は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°に対応した位相差を各段１５，１６間に生じさせてもよい。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逆相又は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、利得を低下又は向上させるほか、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。
【００６０】
図８は、上記第１実施形態に係るアンテナシステム１０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）を採用した場合の特性を示している。なお、参考のため、図８（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。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８（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。
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。
【００６１】
第１参考例として、図９に、第１実施形態のアンテナシステム１０における６段のＳＴＡ９ａ〜９ｆだけの場合の水平面指向性（図９（ｂ））及び垂直面指向性（図９（ｃ））を示す。なお、図９（ａ）は、第１参考例のアンテナ概略配置である。
【００６２】
また、第２参考例として、図１０（ｂ）に、第１実施形態のアンテナシステム１０における２段の指向性アンテナ（スキュー配置）１５，１６だけの場合の水平面指向性を示す。なお、図１０（ａ）は、第２参考例のアンテナ概略配置である。
【００６３】
図８（ｂ）と図９（ｂ）との対比から明らかなように、利得低下用指向性アンテナ１５ａが設けられている北方向（方位０°）は、放射電波が抑制されていることがわかる。また、東方向（方位９０°）、南方向（方位１８０°）、西方向（方位２７０°）では、第１〜第３利得向上用指向性アンテナ１５ｂ，１５ｃ，１５ｄが設けられているため、利得が１０．１ｄＢｄとなり、図９に示すＳＴＡ単独の場合の利得（７．８ｄＢｄ）よりも向上した。
なお、後述の実施形態等を含めた各実施形態及び各参考例の条件および結果を下記表１に示す。
【表１】
【００６４】
［第２実施形態］
図１１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１１（ａ））及び水平面指向性（図１１（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。
【００６５】
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。
【００６６】
第２実施形態に係るアンテナシステム１０では、図１１（ｂ）に示すように、北東向き（方位４５°）の利得低下用指向性アンテナ１５ａが向いている北東方向付近の電波放射を抑制できた。
第２実施形態に係るアンテナシステム１０では、北東以外の方向の利得として９．７ｄＢｄが得られた。
【００６７】
［第３実施形態］
図１２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１２（ａ））及び水平面指向性（図１２（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。
【００６８】
第２実施形態（第１実施形態）における利得低下用指向性アンテナ１５ａ，１６ａの位相が１８０°、第１利得向上用指向性アンテナ１５ｂ，１６ｂの位相が９０°、第２利得向上用指向性アンテナ１５ｃ，１６ｃの位相が１８０°、第３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°回転しており、利得低下用指向性アンテナ１５ａ，１６ａの位相が２２５°、第１利得向上用向性アンテナ１５ｂ，１６ｂの位相が１３５°、第２利得向上用指向性アンテナ１５ｃ，１６ｃの位相が２２５°、第３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、前記利得低下用指向性アンテナ１５ａ，１６ａは、前記利得低下用指向性アンテナ１５ａ，１６ａが向く方向における放射位相が、前記基準放射位相（０°）に対して逆相となる位相差（１８０°）に、前記利得低下用指向性アンテナが向く方向と前記基準方向との角度差に対応した位相差（４５°）を加えた位相差（２２５°）を基準放射位相（０°）に対して持つように、給電される電力の位相が調整されている。
【００６９】
第３実施形態では、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、ほぼ逆相とすることができる。また、他の方位においては、ＳＴＡと指向性アンテナの放射位相を同相とすることができる。
【００７０】
つまり、図１１（ｂ）と図１２（ｂ）との対比から明らかなように、第２実施形態（図１１（ｂ）では、基準方向（北東）の遠方において逆相となっていないため、基準方向（北東）における指向性のレベル落ち込みの度合いが、第３実施形態（図１２（ｂ）に比べて小さくなっている。これに対し、第３実施形態では、基準方向の放射位相がほぼ逆相になるため、落ち込みを大きくできている。
なお、第３実施形態では、北東以外の方向の利得として９．７ｄＢｄが得られた。
【００７１】
［第４実施形態］
図１３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１３（ａ））及び水平面指向性（図１３（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。
【００７２】
図１０に示すように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°であり、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。
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。
【００７３】
第４実施形態に係るアンテナシステム１０では、図１３（ｂ）に示すように、利得低下用指向性アンテナ１５ａが向いている方位２０°付近の電波放射を抑制できた。
第４実施形態に係るアンテナシステム１０では、方位２０°以外の方向の利得として１０．２ｄＢｄが得られた。
【００７４】
［第５実施形態］
図１４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１４（ａ））及び水平面指向性（図１４（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。
【００７５】
第４実施形態（第１実施形態）における利得低下用指向性アンテナ１５ａ，１６ａの位相が１８０°、第１利得向上用指向性アンテナ１５ｂ，１６ｂの位相が９０°、第２利得向上用指向性アンテナ１５ｃ，１６ｃの位相が１８０°、第３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５実施形態では、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、利得低下用指向性アンテナ１５ａ，１６ａの位相が２００°、第１利得向上用向性アンテナ１５ｂ，１６ｂの位相が１１０°、第２利得向上用指向性アンテナ１５ｃ，１６ｃの位相が２００°、第３利得向上用指向性アンテナ１５ｄ，１６ｄの位相が２９０°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、前記利得低下用指向性アンテナ１５ａ，１６ａは、前記利得低下用指向性アンテナ１５ａ，１６ａが向く方向における放射位相（２００°）が、前記基準放射位相（０°）に対して逆相となる位相差（１８０°）に、前記利得低下用指向性アンテナが向く方向と前記基準方向との角度差に対応した位相差（２０°）を加えた位相差（２００°）を基準放射位相（０°）に対して持つように、給電される電力の位相が調整されている。
【００７６】
第５実施形態に係るアンテナシステム１０では、図１４（ｂ）に示すように、利得低下用指向性アンテナ１５ａが向いている方位２０°付近の電波放射を抑制できた。また、第４実施形態と比較すると、より正確に方位２０°付近の電波放射を抑制できた。
第５実施形態に係るアンテナシステム１０では、方位２０°以外の方向の利得として１０．２ｄＢｄが得られた。
【００７７】
［第６実施形態］
図１５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１５（ａ））、水平面指向性（図１５（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。
【００７８】
スキューなし配置の６個の指向性アンテナ１５ａ〜１５ｆのうち、利得低下用指向性アンテナ１５ａは方位０°、第１利得向上用指向性アンテナ１５ｂは方位６０°、第２利得向上用指向性アンテナ１５ｃは方位１２０°、第３利得向上用指向性アンテナ１５ｄは方位１８０°、第４利得向上用指向性アンテナ１５ｅは方位２４０°、第５利得向上用指向性アンテナ１５ｆは方位３００°に向けられている。
【００７９】
また、利得低下用指向性アンテナ１５ａの給電位相を１８０°とすると、第１利得向上用指向性アンテナ１５ｂの給電位相は６０°、第２利得向上用指向性アンテナ１５ｃの給電位相は１２０°、第３利得向上用指向性アンテナ１５ｄの給電位相は１８０°、第４利得向上用指向性アンテナ１５ｅの位相差は２４０°、第５利得向上用指向性アンテナ１５ｆの位相差３００°とされている。
【００８０】
第６実施形態においても、利得低下用指向性アンテナ１５ａが設けられている北方向（方位０°）の放射電波を抑制できた。第６実施形態に係るアンテナシステム１０では、北方向以外の方向の利得として１０．５ｄＢｄが得られた。
【００８１】
［第７実施形態］
図１６は、第７実施形態に係るアンテナシステム１０の概略配置（図１６（ａ））、水平面指向性（図１６（ｂ））を示している。第７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、利得低下用指向性アンテナ１５ａ，１６ａだけの１個になっている。
【００８２】
第７実施形態においても、北方向（方位０°）の遠方において、ＳＴＡと指向性アンテナ１５ａ，１６ａの放射位相が逆相になるように給電位相が調整されている。
【００８３】
第７実施形態では、第１実施形態に比べて、指向性の落ち込みが小さくなっているものの、北方向（方位０°）の放射電波を抑制できた。
なお、第７実施形態に係るアンテナシステム１０では、北方向以外の方向の利得として７．７ｄＢｄが得られ、ＳＴＡ単独の第１参考例の利得（７．８ｄＢｄ）とほぼ同様であった。
【００８４】
［第８実施形態］
図１７は、第８実施形態を示している。図１７は、図６に示す給電回路の変形例であり、送信機として、互いに異なる周波数（チャンネル）で送信する２つの送信機３０ａ，３０ｂが設けられている。第１４実施形態において、第１の送信機３０ａは、図６の送信機３０と同様に、各３ｄＢカプラ３１ａ，３１ｂの第１入力Ｉｎ１に接続されており、第２の送信機３０ｂは、各３ｄＢカプラ３１ａ，３１ｂの第２入力Ｉｎ２に接続されている。
【００８５】
第１入力Ｉｎ１に入力された信号は、二分されて、第１及び第２出力Ｏｕｔ１，Ｏｕｔ２それぞれから、互いに９０°異なる位相で出力されるとともに、第２入力Ｉｎ２に入力された信号も、二分されて、第１及び第２出力Ｏｕｔ１，Ｏｕｔ２それぞれから、互いに９０°異なる位相で出力される。
したがって、アンテナシステム１０を、二つの異なる周波数（チャンネル）の送信機３０ａ，３０ｂで共用することができる。
【００８６】
なお、第８実施形態において、特に説明していない点については、既述の第１〜第７実施形態と同様である。
【００８７】
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】
【００８８】
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 利得低下用１指向性アンテナ
１５ｂ，１６ｂ 第１利得向上用指向性アンテナ
１５ｃ，１６ｃ 第２利得向上用指向性アンテナ
１５ｄ，１６ｄ 第３利得向上用指向性アンテナ
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】
無指向性となるように給電されるスーパーターンスタイルアンテナと、
前記スーパーターンスタイルアンテナ単独の場合よりも、少なくとも一の方向における利得を低下させる一又は複数の利得低下用指向性アンテナと、を備えている
ことを特徴とするアンテナシステム。
【請求項２】
少なくとも一の方向において、前記スーパーターンスタイルアンテナ及び前記利得低下用指向性アンテナの放射電波が、ほぼ逆相となるように、前記スーパーターンスタイルアンテナ及び／又は前記利得低下用指向性アンテナに給電される電力の位相が設定されている
請求項１記載のアンテナシステム。
【請求項３】
前記スーパーターンスタイルアンテナ及び／又は前記利得低下用指向性アンテナに給電される電力の位相の前記設定は、前記スーパーターンスタイルアンテナ及び／又は前記利得低下用指向性アンテナの給電線の長さの設定により行われている
請求項２記載のアンテナシステム。
【請求項４】
利得を低下させる方向以外の方向の利得を向上させる一又は複数の利得向上用指向性アンテナ、を更に備えている
請求項１〜３のいずれか１項に記載のアンテナシステム。
【請求項５】
前記利得向上用指向性アンテナは、利得を向上させる方向において、前記スーパーターンスタイルアンテナ及び前記利得向上用指向性アンテナの放射射電波が、ほぼ同相となるように、前記スーパーターンスタイルアンテナ及び／又は前記指向性アンテナに給電される電力の位相が調整されている
請求項４記載のアンテナシステム。
【請求項６】
複数の前記利得向上用指向性アンテナは、
前記利得低下用指向性アンテナが向く方向に対して、９０°異なる方向に配置された第１利得向上用指向性アンテナと、
前記利得低下用指向性アンテナが向く方向に対して、１８０°異なる方向に配置された第２利得向上用指向性アンテナと、
前記利得低下用指向性アンテナが向く方向に対して、２７０°異なる方向に配置された第３利得向上用指向性アンテナと、
を含み、
利得低下用指向性アンテナ及び第２利得特向上用指向性アンテナに接続される給電線と、第１及び第３利得向上用指向性アンテナに接続される給電線と、の間で９０°の給電位相差を生じさせる３ｄＢカプラを更に備え、
第２利得向上用指向性アンテナは、利得低下用指向性アンテナに対して給電位相差が０°となるように、利得低下用指向性アンテナと上下同じ向きに配置され、
第３利得向上用指向性アンテナは、第１利得向上用指向性アンテナに対して１８０°の給電位相差が生じるように、第１利得向上用指向性アンテナとは上下逆向きに配置されている
請求項４又は５記載のアンテナシステム。
【請求項７】
前記スーパーターンスタイルアンテナは、第１バットウィング素子、第２バットウィング素子、第３バットウィング素子、及び第４バットウィング素子が、９０°間隔で配置されており、
第１バットウィング素子に接続される第１同軸給電線及び第３バットウィング素子に接続される第３同軸給電線と、第２バットウィング素子に接続される第２同軸給電線及び第４バットウィング素子に接続される第４同軸給電線と、の間で９０°の給電位相差を生じさせる３ｄＢカプラを更に備え、
前記第１同軸給電線の内導体は、第１バットウィング素子の給電点に接続されているとともに、前記第１同軸給電線の外導体はグランドに接続され、
前記第２同軸給電線の内導体は、第２バットウィング素子の給電点に接続されているとともに、前記第２同軸給電線の外導体はグランドに接続され、
前記第３同軸給電線の外導体は、第３バットウィング素子の給電点に接続されているとともに、前記第３同軸給電線の内導体はグランドに接続され、
前記第４同軸給電線の外導体は、第４バットウィング素子の給電点に接続されているとともに、前記第４同軸給電線の内導体はグランドに接続されている
請求項１〜６のいずれか１項に記載のアンテナシステム。
【請求項８】
前記スーパーターンスタイルアンテナは、第１バットウィング素子、第２バットウィング素子、第３バットウィング素子、及び第４バットウィング素子が、９０°間隔で配置されているとともに、隣り合うバットウィング素子の給電位相差が９０°であり、
第１〜第４バットウィング素子のうち、一のバットウィング素子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が向く方向を基準方向とし、前記基準方向における前記第１〜第４バットウィング素子の放射位相を基準放射位相としたときに、
前記利得低下用指向性アンテナは、前記利得低下用指向性アンテナが向く方向における放射位相が、前記基準放射位相に対して、所定の位相差を持つように、給電される電力の位相が調整されており、
前記所定の位相差は、前記基準放射位相に対して逆相となる位相差に、前記利得低下用指向性アンテナが向く方向と前記基準方向との角度差に対応した位相差を加えた位相差である
請求項１〜７のいずれか１項に記載のアンテナシステム。
【請求項１】
無指向性となるように給電されるスーパーターンスタイルアンテナと、
前記スーパーターンスタイルアンテナ単独の場合よりも、少なくとも一の方向における利得を低下させる一又は複数の利得低下用指向性アンテナと、を備えている
ことを特徴とするアンテナシステム。
【請求項２】
少なくとも一の方向において、前記スーパーターンスタイルアンテナ及び前記利得低下用指向性アンテナの放射電波が、ほぼ逆相となるように、前記スーパーターンスタイルアンテナ及び／又は前記利得低下用指向性アンテナに給電される電力の位相が設定されている
請求項１記載のアンテナシステム。
【請求項３】
前記スーパーターンスタイルアンテナ及び／又は前記利得低下用指向性アンテナに給電される電力の位相の前記設定は、前記スーパーターンスタイルアンテナ及び／又は前記利得低下用指向性アンテナの給電線の長さの設定により行われている
請求項２記載のアンテナシステム。
【請求項４】
利得を低下させる方向以外の方向の利得を向上させる一又は複数の利得向上用指向性アンテナ、を更に備えている
請求項１〜３のいずれか１項に記載のアンテナシステム。
【請求項５】
前記利得向上用指向性アンテナは、利得を向上させる方向において、前記スーパーターンスタイルアンテナ及び前記利得向上用指向性アンテナの放射射電波が、ほぼ同相となるように、前記スーパーターンスタイルアンテナ及び／又は前記指向性アンテナに給電される電力の位相が調整されている
請求項４記載のアンテナシステム。
【請求項６】
複数の前記利得向上用指向性アンテナは、
前記利得低下用指向性アンテナが向く方向に対して、９０°異なる方向に配置された第１利得向上用指向性アンテナと、
前記利得低下用指向性アンテナが向く方向に対して、１８０°異なる方向に配置された第２利得向上用指向性アンテナと、
前記利得低下用指向性アンテナが向く方向に対して、２７０°異なる方向に配置された第３利得向上用指向性アンテナと、
を含み、
利得低下用指向性アンテナ及び第２利得特向上用指向性アンテナに接続される給電線と、第１及び第３利得向上用指向性アンテナに接続される給電線と、の間で９０°の給電位相差を生じさせる３ｄＢカプラを更に備え、
第２利得向上用指向性アンテナは、利得低下用指向性アンテナに対して給電位相差が０°となるように、利得低下用指向性アンテナと上下同じ向きに配置され、
第３利得向上用指向性アンテナは、第１利得向上用指向性アンテナに対して１８０°の給電位相差が生じるように、第１利得向上用指向性アンテナとは上下逆向きに配置されている
請求項４又は５記載のアンテナシステム。
【請求項７】
前記スーパーターンスタイルアンテナは、第１バットウィング素子、第２バットウィング素子、第３バットウィング素子、及び第４バットウィング素子が、９０°間隔で配置されており、
第１バットウィング素子に接続される第１同軸給電線及び第３バットウィング素子に接続される第３同軸給電線と、第２バットウィング素子に接続される第２同軸給電線及び第４バットウィング素子に接続される第４同軸給電線と、の間で９０°の給電位相差を生じさせる３ｄＢカプラを更に備え、
前記第１同軸給電線の内導体は、第１バットウィング素子の給電点に接続されているとともに、前記第１同軸給電線の外導体はグランドに接続され、
前記第２同軸給電線の内導体は、第２バットウィング素子の給電点に接続されているとともに、前記第２同軸給電線の外導体はグランドに接続され、
前記第３同軸給電線の外導体は、第３バットウィング素子の給電点に接続されているとともに、前記第３同軸給電線の内導体はグランドに接続され、
前記第４同軸給電線の外導体は、第４バットウィング素子の給電点に接続されているとともに、前記第４同軸給電線の内導体はグランドに接続されている
請求項１〜６のいずれか１項に記載のアンテナシステム。
【請求項８】
前記スーパーターンスタイルアンテナは、第１バットウィング素子、第２バットウィング素子、第３バットウィング素子、及び第４バットウィング素子が、９０°間隔で配置されているとともに、隣り合うバットウィング素子の給電位相差が９０°であり、
第１〜第４バットウィング素子のうち、一のバットウィング素子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が向く方向を基準方向とし、前記基準方向における前記第１〜第４バットウィング素子の放射位相を基準放射位相としたときに、
前記利得低下用指向性アンテナは、前記利得低下用指向性アンテナが向く方向における放射位相が、前記基準放射位相に対して、所定の位相差を持つように、給電される電力の位相が調整されており、
前記所定の位相差は、前記基準放射位相に対して逆相となる位相差に、前記利得低下用指向性アンテナが向く方向と前記基準方向との角度差に対応した位相差を加えた位相差である
請求項１〜７のいずれか１項に記載のアンテナシステム。
【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】
【公開番号】特開２０１１−２２９００４（Ｐ２０１１−２２９００４Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９７９６７（Ｐ２０１０−９７９６７）
【出願日】平成２２年４月２１日（２０１０．４．２１）
【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２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月２１日（２０１０．４．２１）
【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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