アンテナ
【課題】小型であり、水平偏波および垂直偏波の両方の送信または受信において高い性能を有するアンテナを提供する。
【解決手段】アンテナ１は、第１の方向Ｄ１に延伸するスロット３と、第１の方向Ｄ１に対して直交する方向（第２の方向Ｄ２）に延伸するスロット４とが形成された、板状の放射器２と、第１の給電部と、第２の給電部とを備える。第１の給電部は、放射器２の第１から第４の角部（Ｃ１〜Ｃ４）のうち、対角線Ｌ１上に位置する角部Ｃ１，Ｃ２に形成される。第２の給電部は、放射器２の第１から第４の角部（Ｃ１〜Ｃ４）のうち、対角線Ｌ２上に位置する角部Ｃ３，Ｃ４に形成される。たとえば直線Ｌ１の方向が水平方向となるようにアンテナ１を配置する。第１の給電部に給電することで水平偏波が得られ、第２の給電部に給電することで垂直偏波が得られる。
【解決手段】アンテナ１は、第１の方向Ｄ１に延伸するスロット３と、第１の方向Ｄ１に対して直交する方向（第２の方向Ｄ２）に延伸するスロット４とが形成された、板状の放射器２と、第１の給電部と、第２の給電部とを備える。第１の給電部は、放射器２の第１から第４の角部（Ｃ１〜Ｃ４）のうち、対角線Ｌ１上に位置する角部Ｃ１，Ｃ２に形成される。第２の給電部は、放射器２の第１から第４の角部（Ｃ１〜Ｃ４）のうち、対角線Ｌ２上に位置する角部Ｃ３，Ｃ４に形成される。たとえば直線Ｌ１の方向が水平方向となるようにアンテナ１を配置する。第１の給電部に給電することで水平偏波が得られ、第２の給電部に給電することで垂直偏波が得られる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアンテナに関し、特に、水平偏波、垂直偏波の両方を送信または受信可能なアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、水平偏波、垂直偏波の両方を送信（あるいは受信）可能なアンテナが考案されている。このようなアンテナとしては、たとえば２つの八木式アンテナを交差させたもの（クロス八木アンテナと呼ばれる）、あるいは２つのダイポールアンテナを交差させたもの（クロスダイポールアンテナと呼ばれる）などが知られている。たとえば特開平９−９８０１９号公報（特許文献１）は、平板状の反射器と、その反射器の表面から放射波長のほぼ１／４の距離に配置された２つの垂直偏波用ダイポールアンテナおよび１つの水平偏波用ダイポールアンテナとを備える偏波共用アンテナを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−９８０１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、ハイビジョンあるいはスーパーハイビジョンといったような、高解像度の映像を表示する技術が注目を集めている。ハイビジョンあるいはスーパーハイビジョンでの映像の視聴を可能にするために、大容量の映像情報を伝送するための技術も要求される。
【０００５】
しかしながら、１つのチャネルに対応する周波数帯域は決まっているので、送受信可能な情報（信号）の容量が制限される。これまでのテレビ放送の送受信と同様に電波による情報の送受信を行なう場合、大容量の情報の伝送のために、たとえば複数のアンテナから同一の周波数の電波を同時に送信することが考えられる。しかしこの場合には受信側で混信が生じることが懸念される。
【０００６】
混信を防ぎながら大容量の情報を電波で伝送するための別の方法として、同じ周波数の垂直偏波および水平偏波を送受信することが考えられる。しかしながら、特開平９−９８０１９号公報（特許文献１）に開示されたようなダイポールアンテナでは、たとえば放送局からの電波の受信において十分に高い利得を得る事ができないと考えられる。その理由は、単体のダイポールアンテナの指向性がいわゆる８の字特性であるためである。なお、特開平９−９８０１９号公報（特許文献１）に開示されたアンテナは、限られた狭い範囲内での電波の送受信、たとえば陸上での固定無線通信または移動通信での使用を前提としたものである。また、上記アンテナは、水平偏波用アンテナと垂直偏波用アンテナとが別々に設けられているため、アンテナ全体としてのサイズも大きくなる。
【０００７】
一方、上記した八木式アンテナは、単一指向性を有する。このためクロス八木アンテナでは、クロスダイポールアンテナよりも利得を高めることができると考えられる。しかしながら、一般に八木式アンテナは、電波の送受信方向の長さが大きくなるという問題があり、クロス八木アンテナにおいては、さらにアンテナ全体のサイズが大きくなるという問題がある。
【０００８】
上記のように、アンテナが大型化すると、設置場所および耐久性（たとえば風を受ける部分の面積が大きくなることによって劣化が促進される）といった問題が発生する。
【０００９】
本発明の目的は、小型であり、水平偏波および垂直偏波の両方の送信または受信において高い性能を有するアンテナを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は要約すれば、アンテナであって、第１の方向に延伸する第１のスロットと、第１の方向に対して直交する方向に延伸する第２のスロットとが形成された、板状の放射器と、第１の給電部と、第２の給電部とを備える。第１の給電部は、第１および第２のスロットの交差によって形成された放射器の第１から第４の角部のうち、第１の対角線上に位置する第１および第２の角部に形成される。第２の給電部は、放射器の第１から第４の角部のうち、第１の対角線と交差する第２の対角線上に位置する第３および第４の角部に形成される。
【００１１】
好ましくは、放射器は、第１のスロットに平行な第１および第２の辺と、第２のスロットに平行な第３および第４の辺を有する正方形に形成された中央部と、第１および第２の辺から第２のスロットの延伸方向に突出するようにそれぞれ形成された第１および第２の突出部と、第３および第４の辺から第１のスロットの延伸方向に突出するようにそれぞれ形成された第３および第４の突出部とを含む。アンテナは、放射器と対向して配置された、板状の反射器をさらに備える。
【００１２】
好ましくは、第１および第２の辺に沿った第１および第２の突出部の長さ、および、第３および第４の辺に沿った第３および第４の突出部の長さは、アンテナの使用周波数帯域の中心波長の０．３５倍以上かつ０．４５倍以下の範囲内である。放射器と反射器との間の距離は、使用周波数帯域の中心波長の０．１倍以上かつ０．２倍以下の範囲内である。
【００１３】
好ましくは、第１の対角線の方向が水平方向となるように放射器を支持するための支持体をさらに備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、小型でありながら水平偏波および垂直偏波の両方を送信または受信可能なアンテナを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るアンテナの平面図である。
【図２】図１に示したアンテナ１の利用形態を模式的に示した図である。
【図３】図１に示した放射器２の固定手段の一例を模式的に示した正面図である。
【図４】図３に示した固定手段の側面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係るアンテナの平面図である。
【図６】図５に示したアンテナの側面図である。
【図７】第２の実施の形態に係るアンテナの固定方法の一例を模式的に示した側面図である。
【図８】第２の実施の形態に係るアンテナ１Ａの利得の周波数特性の一例を示した図である。
【図９】第２の実施の形態に係るアンテナ１ＡのＶＳＷＲ（電圧定在波比）の周波数特性の一例を示した図である。
【図１０】第２の実施の形態に係るアンテナ１Ａの指向性パターンの例を示した図である。
【図１１】第２の実施の形態に係るアンテナ１Ａの前後比の周波数特性の例を示した図である。
【図１２】第２の実施の形態に係るアンテナ１Ａの半値幅の周波数特性の例を示した図である。
【図１３】第２の実施の形態に係るアンテナ１Ａの変形例の１つを示した平面図である。
【図１４】本発明の実施の形態に係るアンテナを有するシステムの他の例を示した図である。
【図１５】本発明の実施の形態に係るアンテナを有するシステムのさらに他の例を示した図である。
【図１６】パラメータＡ１，Ａ３を変化させた複数のサンプルの一覧を示す図である。
【図１７】図１６に示した複数のサンプルの各々の利得の周波数特性を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して、その説明を繰り返さない。
【００１７】
また、本発明のアンテナは送信アンテナおよび受信アンテナのいずれにも適用可能であるが、以下では主に本発明を受信アンテナに適用した形態について説明する。
【００１８】
［実施の形態１］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナの平面図である。図１を参照して、アンテナ１は、導電板によって形成された放射器２を有する。
【００１９】
放射器２には、第１の方向Ｄ１に延伸するスロット３と、第１の方向Ｄ１に対して直交する方向（第２の方向Ｄ２）に延伸するスロット４とが形成される。スロット３，４の交差によって、放射器２に角部Ｃ１〜Ｃ４が形成される。角部Ｃ１，Ｃ２は対角上に位置し、角部Ｃ３，Ｃ４は対角上に位置する。角部Ｃ１，Ｃ２の頂点を結ぶ直線Ｌ１（対角線）と、角部Ｃ３，Ｃ４の頂点を結ぶ直線Ｌ２（対角線）とは直交する。
【００２０】
アンテナ１は、さらに、放射器２の角部Ｃ１，Ｃ２に形成される第１の給電部、および放射器２の角部Ｃ３，Ｃ４に形成される第２の給電部を備える。この実施の形態では、第１の給電部は、給電線５を放射器２の角部Ｃ１，Ｃ２にそれぞれ接続するためのネジ７，８により実現される。第１の給電部と同じく、第２の給電部は、給電線６を放射器２の角部Ｃ３，Ｃ４にそれぞれ接続するためのネジ９，１０により実現される。
【００２１】
給電線５，６の種類は特に限定されず、たとえばフィーダ線を使用できる。また、同軸ケーブルを使用する場合には、整合器を介して放射器２に接続してもよい。角部Ｃ１，Ｃ２における給電線５の接続点、角部Ｃ３，Ｃ４における給電線６の接続点がアンテナ１の給電点に該当する。
【００２２】
図２は、図１に示したアンテナ１の利用形態を模式的に示した図である。図１および図２を参照して、アンテナ１は、たとえば直線Ｌ１の方向が水平方向となる（これにより直線Ｌ２の方向が垂直方向となる）ように配置される。アンテナ１で電波を受信すると、アンテナ１から給電線５，６を介して信号が受信機に１１に送られる。放射器２の角部Ｃ１，Ｃ２に給電線５を接続する（角部Ｃ１，Ｃ２に給電する）ことでアンテナ１から給電線５を介して水平偏波の受信信号が得られる。一方、放射器２の角部Ｃ３，Ｃ４に給電線６を接続する（角部Ｃ３，Ｃ４に給電する）ことでアンテナ１から給電線６を介して垂直偏波の受信信号が得られる。すなわちアンテナ１は、水平偏波および垂直偏波の両方を受信するアンテナとして機能する。
【００２３】
なお、直線Ｌ２の方向が水平方向となる（これにより直線Ｌ１の方向が垂直方向となる）ようにアンテナ１を配置してもよい。この場合には、アンテナ１から給電線６を介して水平偏波の受信信号が得られるとともに、アンテナ１から給電線５を介して垂直偏波の受信信号が得られる。このように、図１に示した構成によれば、直線Ｌ１，Ｌ２の一方の方向が水平方向となる（これにより直線Ｌ１，Ｌ２の他方の方向が垂直方向となる）ようにアンテナ１を配置することで水平偏波および垂直偏波の両方を受信できる。
【００２４】
水平方向に配置された給電部（図１では角部Ｃ１，Ｃ２に形成された給電部）に給電することによって、水平偏波の信号を得ることができる。垂直方向に配置された給電部（図１では角部Ｃ３，Ｃ４に形成された給電部）に給電することによって垂直偏波の信号を得ることができる。図１では、水平偏波の信号および垂直偏波の信号の両方を得るために水平方向に配置された給電部および垂直方向に配置された給電部の両方に給電しているが、水平偏波の信号のみを得たい場合には、水平方向に配置された給電部にのみ給電すればよい。また垂直偏波の信号のみを得たい場合には、垂直方向に配置された給電部にのみ給電すればよい。
【００２５】
また、図２に示した受信機１１に代えて送信機を用いてもよい。この場合には、上記の説明における受信が送信となり、アンテナ１から水平偏波および垂直偏波の両方（給電線５，６の一方のみが接続されている場合には水平偏波および垂直偏波の片方）を送信することができる。
【００２６】
図３は、図１に示した放射器２の固定手段の一例を模式的に示した正面図である。図４は、図３に示した固定手段の側面図である。図３および図４を参照して、放射器２は、筐体１５内に収められる。筐体１５にはスペーサ１６が設けられ、放射器２は、ネジ１４によってスペーサ１６に取り付けられることにより支持される。スペーサ１６は筐体１５と一体的に形成されてもよいし、ネジなどの固定手段によって筐体１５に取り付けられていてもよい。スペーサ１６およびネジ１４は、放射器２を支持するための固定するための固定手段を構成する。
【００２７】
筐体１５は垂直方向に延びるマスト１７に取り付けられる。これにより、図３に示されるように直線Ｌ１の方向が水平方向となり、直線Ｌ２の方向が垂直方向となる。なお、図４に示すように、放射器２の前面を覆うために筐体１５に被さる蓋体１８が設けられてもよい。また、筐体１５の設置場所は特に限定されるものではなく、たとえばマスト１７を用いる場合には、たとえば建物の屋上、家屋の屋根などに設置可能である。またマスト１７を用いずに、建物の壁面、家屋のベランダ等に筐体１５を取り付けてもよい。
【００２８】
第１の実施の形態によれば、板状の放射器を用いて水平偏波および垂直偏波の両方を送信または受信可能なアンテナを実現できる。たとえば八木式アンテナの場合、一方向に沿って導波器、放射器、および反射器が並べられる。クロス八木式アンテナでは、２つの八木式アンテナを直交するように配置するので、全体としてのサイズが大きくなる。これに対して第１の実施の形態に係るアンテナ１では、放射器２（導電板）の表面に垂直な方向が電波の主たる送受信方向となるので、当該方向におけるアンテナのサイズを大幅に小さくできる。したがって第１の形態によれば、小型でありながら水平偏波および垂直偏波の両方を送信または受信可能なアンテナを実現できる。
【００２９】
第１の実施の形態に係るアンテナは、たとえば、水平偏波および垂直偏波を利用した信号の伝送（たとえば上記のようなハイビジョンあるいはスーパーハイビジョンといったような、高解像度の映像信号）に用いることができる。通常では、直線偏波では、位相が互いに９０°異なる場合、約−２０ｄＢ程度の交差偏波特性を確保できる。したがって、上記のように水平偏波および垂直偏波を利用してデジタル信号を伝送する場合においては、受信側において混信が実質的に発生しないと考えられる。したがって実施の形態１によれば、水平偏波および垂直偏波を利用した、大容量の信号（デジタル信号）の伝送に好適なアンテナを実現することができる。
【００３０】
［実施の形態２］
図５は、本発明の第２の実施の形態に係るアンテナの平面図である。図６は、図５に示したアンテナの側面図である。
【００３１】
図５および図６を参照して、アンテナ１は、導電板によって形成された放射器２Ａおよび放射器２Ａに対向する反射器３１を備える。
【００３２】
放射器２Ａは、中央部２０および突出部２５〜２８を備える。中央部２０は正方形状に形成されて、辺２１〜２４を有する。辺２１，２３はスロット４に平行な辺である。辺２２，２４はスロット３に平行な辺である。
【００３３】
突出部２５は中央部２０の辺２１からスロット３の延在方向に突出する。同じく突出部２７は中央部２０の辺２３からスロット３の延在方向に突出する。スロット３は、中央部２０だけでなく突出部２５，２７においても形成され、突出部２５，２７を分断する。
【００３４】
一方、突出部２６は中央部２０の辺２２からスロット４の延在方向に突出する。同じく突出部２８は中央部２０の辺２４からスロット４の延在方向に突出する。スロット４は、中央部２０だけでなく突出部２６，２８においても形成され、突出部２６，２８を分断する。
【００３５】
放射器２Ａにおいて、辺２１に平行な方向の突出部２５の長さ、辺２２に平行な方向の突出部２６の長さ、辺２３に平行な方向の突出部２７の長さ、辺２４に平行な方向の突出部２８の長さはいずれもＡ１である。長さＡ１は約０．３５λ以上かつ約０．４５λの範囲内であることが好ましい。これにより、アンテナ１Ａの利得を高めることができる。λは、アンテナ１Ａの使用周波数帯の中心波長である（以下の説明においても同様）。
【００３６】
反射器３１は、放射器２Ａと同様に導電板によって形成される。反射器３１の形状は正方形であり、その一辺の長さをＡ２とする。Ａ２は、約０．６λ以上かつ約０．８λ以下の範囲内の適切な大きさに設定される。
【００３７】
さらに、図６を参照して、放射器２Ａと反射器３１との間の距離をＡ３とする。距離Ａ３は、たとえば約０．１λ以上かつ約０．２λ以下の範囲内の適切な大きさに設定される。また、スロット３，４の幅Ｗは、たとえば３〜１０ｍｍのうち６ｍｍに設定される。
【００３８】
反射器を設けることによって、指向性を強めることができる。すなわち特定の方向における放射強度を高めることができる。通常、放射器と反射器との間の距離は約１／４λ（０．２５λ）に設定される。これに対して第２の実施の形態では、放射器２Ａと反射器３１との間の距離Ａ３を１／４λよりも短くする。これによって、アンテナを薄型化することが可能になる。しかしながら一般的なアンテナの構成では、放射器と反射器との間の距離を約１／４λ（０．２５λ）よりも短くすることで特性（典型的には利得）の低下が起こりうる。
【００３９】
第２の実施の形態では、放射器２Ａに突出部２５〜２８を設ける。好ましくは、突出部２５〜２８の長さＡ１を約０．３５λ以上かつ約０．４５λの範囲内とする。これによって放射器２Ａの利得を高めることができるので、反射器と放射器との間の距離を１／４λよりも短くしても特性の低下を抑制することができる。
【００４０】
上記の点についてより詳細に説明する。図１６は、パラメータＡ１，Ａ３を変化させた複数のサンプルの一覧を示す図である。図１７は、図１６に示した複数のサンプルの各々の利得の周波数特性を示した図である。以下に説明するサンプルは、中心周波数が５９０ＭＨｚ（λ＝５１０ｍｍ）となるようにそのサイズを決定したものである。
【００４１】
図１６および図１７を参照して、基準およびサンプル１〜６について、利得の周波数特性を評価した。
【００４２】
基準となるサンプルではＡ１＝０．４４λであり、Ａ１の範囲として定められた０．３５λ〜０．４５λの範囲内である。また、基準となるサンプルではＡ３＝０．１３λであり、Ａ３の範囲として定められた０．１λ〜０．２λの範囲内である。なお、基準となるサンプルではＡ２＝０．７３λであり、上記のＡ２の範囲である約０．６λ以上かつ約０．８λ以下の範囲内である。
【００４３】
サンプル１〜４は、第２の実施の形態に係るアンテナの例である。サンプル１では、Ａ１＝０．３５λであり、上記したＡ１の範囲の下限値に等しい。また、サンプル１では、Ａ３＝０．１λであり、上記したＡ３の範囲の下限値に等しい。
【００４４】
サンプル２では、Ａ１＝０．３５λであり、上記したＡ１の範囲の下限値に等しい。また、サンプル２では、Ａ３＝０．２λであり、上記したＡ３の範囲の上限値に等しい。
【００４５】
サンプル３では、Ａ１＝０．４５λであり、上記したＡ１の範囲の上限値に等しい。また、サンプル３では、Ａ３＝０．１λであり、上記したＡ３の範囲の下限値に等しい。
【００４６】
サンプル４では、Ａ１＝０．４５λであり、上記したＡ１の範囲の上限値に等しい。また、サンプル４では、Ａ３＝０．２λであり、上記したＡ３の範囲の上限値に等しい。
【００４７】
なお、サンプル１〜４ではいずれもＡ２＝０．７３λであり、上記のＡ２の範囲（０．６λ以上かつ０．８λ以下の範囲）内に含まれている。
【００４８】
サンプル５，６は第２の実施の形態に係るアンテナの比較例である。サンプル５では、Ａ１＝０．５５λであり、上記したＡ１の範囲の上限値を上回る。また、サンプル５では、Ａ３＝０．３λであり、上記したＡ３の範囲の上限を上回りる。
【００４９】
サンプル６では、Ａ１＝０．２５λであり、上記したＡ１の範囲の下限値を下回る。また、サンプル６では、Ａ３＝０．０５λであり、上記したＡ３の範囲の下限値を下回る。なお、サンプル５，６ではいずれもＡ２＝０．７３λであり、上記のＡ２の範囲（０．６λ以上かつ０．８λ以下の範囲）内に含まれている。
【００５０】
図１７に示されるように、周波数４７０（ＭＨｚ）〜７１０（ＭＨｚ）の範囲において、サンプル１〜５の各々について、ＵＨＦ（周波数４７０ＭＨｚ〜６６２ＭＨｚの範囲）における利得は、基準となるサンプルの利得と同程度であり、かつ、十分に実用的な利得（５ｄＢｄ以上）である。
【００５１】
サンプル５は特性という点では、サンプル１〜４と同等であるが、上記のように、Ａ３が約０．１λ以上かつ約０．２λ以下という範囲を外れている。すなわち、サンプル５では、サンプル１〜４よりもサイズが大きくなる。
【００５２】
サンプル６の場合、Ａ１，Ａ３の各々が、上記のように規定された範囲の下限を下回っている。したがって、サンプル６は、サンプル１〜４よりも、小型化されているものの、特性（利得）が劣化している。
【００５３】
以上説明したように、図１７から、Ａ１を約０．３５λ以上かつ約０．４５λの範囲内に設定し、Ａ３を約０．１λ以上かつ約０．２λ以下の範囲内に設定することで、特性に優れ、かつ小型化されたアンテナが実現できることが分かる。
【００５４】
図７は、第２の実施の形態に係るアンテナの固定方法の一例を模式的に示した側面図である。図７を参照して、放射器２Ａおよび反射器３１は筐体１５内に収められる。筐体１５には放射器２Ａおよび反射器３１を支持するための柱状の支持体１６が設けられる。反射器３１には支持体１６を通すための貫通孔が形成される。また放射器２Ａは、支持体１６にネジによって取り付けられることで支持される。
【００５５】
図７では、図５に示したネジ７〜１０のうちのネジ８〜１０が示される。筐体１５は垂直方向に延びるマスト１７に取り付けられる。これにより、図５に示されるように直線Ｌ１の方向が水平方向となり、直線Ｌ２の方向が垂直方向となる。第１の実施の形態と同様に、放射器２Ａの前面を覆うために筐体１５に被さる蓋体１８が設けられてもよい。また、第１の実施の形態と同様に、筐体１５の設置場所は特に限定されるものではない。
【００５６】
次に第２の実施の形態に係るアンテナ１Ａの特性を説明する。なお、以下に説明する特性は、アンテナ１Ａを日本におけるＵＨＦ放送の周波数帯域（４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚ）での電波の送受信に好適なように構成した例によって得られたものである。
【００５７】
図８は、第２の実施の形態に係るアンテナ１Ａの利得の周波数特性の一例を示した図である。図８に示した周波数特性は、図１７に示した基準サンプルの周波数特性と同じものである。利得が高いほどアンテナの性能としては優れている。図８を参照して、４７０ＭＨｚ〜６８０ＭＨｚの範囲における利得が６ｄＢｄ以上である。
【００５８】
図９は、第２の実施の形態に係るアンテナ１ＡのＶＳＷＲ（電圧定在波比）の周波数特性の一例を示した図である。ＶＳＷＲが低いほどアンテナの性能としては優れている。図９を参照して、ＶＳＷＲは、４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚの範囲において略３．０以下となっている。
【００５９】
図１０は、第２の実施の形態に係るアンテナ１Ａの指向性パターンの例を示した図である。図１１は、第２の実施の形態に係るアンテナ１Ａの前後比の周波数特性の例を示した図である。前後比が高いほど、アンテナの前方へのアンテナの放射強度が大きいことを示す。図１０および図１１を参照して、４７０ＭＨｚ〜７１０ＭＨｚの範囲において、６．０ｄＢ以上の前後比が確保される。
【００６０】
図１２は、第２の実施の形態に係るアンテナ１Ａの半値幅の周波数特性の例を示した図である。半値幅が大きいほど、０°方向にビームが集中していることを示す。図１２を参照して、４７０ＭＨｚ〜７４０ＭＨｚの範囲において、６０（ｄｅｇ）以下の半値幅が確保されている。
【００６１】
このように第２の実施の形態によれば、反射器を備えることによって、アンテナに指向性を持たせることができる。さらに、第２の実施の形態によれば、放射器は、中央部および突出部を備える。これにより、反射器を放射器に近づける（反射器と放射器との間の距離をλ／４よりも短くする）場合でも、アンテナの性能の低下を抑制できる。よって、第２の実施の形態によれば、水平偏波および垂直偏波の両方を送信または受信可能であり、かつ、薄型（電波の送受信方向の長さが短い）であるアンテナを実現できる。
【００６２】
なお、図５に示した構成では、スロット３，４は、突出部２５〜２８の各々を分断するように形成される。すなわち、突出部２５〜２８の各々におけるスロット３，４の端部は開口端である。ただし図１３に示すように、突出部２５〜２８の各々におけるスロット３，４の端部は閉端であってもよい。さらに、突出部２５〜２８にスロットが形成されるものと限定されず、中央部２０のみにスロット３，４が形成されてもよい。
【００６３】
また、第１および第２の実施の形態に係るアンテナは、図２に示したシステムに採用できる。ただし以下に示したようなシステムにおいても第１および第２の実施の形態に係るアンテナを採用できる。
【００６４】
図１４は、本発明の実施の形態に係るアンテナを有するシステムの他の例を示した図である。図１４を参照して、このシステムでは、位相差給電のための移相器４１を備える。給電線６からの受信信号は移相器４１に入力される。給電線５からの受信信号は合成器４３に入力される。移相器４１は、給電線６からの受信信号の位相を給電線５からの受信信号の位相に対して９０°ずらして出力する。合成器４３にて、移相器４１からの信号と給電線５からの受信信号とが合成される。これによって、円偏波を受信可能なシステムを実現できる。なお、移相器４１は、給電線５のほうに備えられていてもよい。
【００６５】
図１５は、本発明の実施の形態に係るアンテナを有するシステムのさらに他の例を示した図である。図１５を参照して、このシステムでは、切替器４２を備える。切替器４２は、給電線５からの受信信号および給電線６からの受信信号のうちの強度の大きいほうの受信信号を選択する。これによって、偏波ダイバーシティシステムを実現できる。
【００６６】
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ないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて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およ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】
【００６７】
１，１Ａ アンテナ、２，２Ａ 放射器、３，４ スロット、５，６ 給電線、７〜１０，１４ ネジ、１５ 筐体、１６ スペーサ、１７ マスト、１８ 蓋体、２０ 中央部、２１〜２４ 辺、２５〜２８ 突出部、３１ 反射器、４１ 移相器、４２ 切替器、４３ 合成器、Ｃ１〜Ｃ４ 角部、Ｄ１ 第１の方向、Ｄ２ 第２の方向、Ｌ１，Ｌ２ 直線。
【技術分野】
【０００１】
本発明はアンテナに関し、特に、水平偏波、垂直偏波の両方を送信または受信可能なアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、水平偏波、垂直偏波の両方を送信（あるいは受信）可能なアンテナが考案されている。このようなアンテナとしては、たとえば２つの八木式アンテナを交差させたもの（クロス八木アンテナと呼ばれる）、あるいは２つのダイポールアンテナを交差させたもの（クロスダイポールアンテナと呼ばれる）などが知られている。たとえば特開平９−９８０１９号公報（特許文献１）は、平板状の反射器と、その反射器の表面から放射波長のほぼ１／４の距離に配置された２つの垂直偏波用ダイポールアンテナおよび１つの水平偏波用ダイポールアンテナとを備える偏波共用アンテナを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−９８０１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、ハイビジョンあるいはスーパーハイビジョンといったような、高解像度の映像を表示する技術が注目を集めている。ハイビジョンあるいはスーパーハイビジョンでの映像の視聴を可能にするために、大容量の映像情報を伝送するための技術も要求される。
【０００５】
しかしながら、１つのチャネルに対応する周波数帯域は決まっているので、送受信可能な情報（信号）の容量が制限される。これまでのテレビ放送の送受信と同様に電波による情報の送受信を行なう場合、大容量の情報の伝送のために、たとえば複数のアンテナから同一の周波数の電波を同時に送信することが考えられる。しかしこの場合には受信側で混信が生じることが懸念される。
【０００６】
混信を防ぎながら大容量の情報を電波で伝送するための別の方法として、同じ周波数の垂直偏波および水平偏波を送受信することが考えられる。しかしながら、特開平９−９８０１９号公報（特許文献１）に開示されたようなダイポールアンテナでは、たとえば放送局からの電波の受信において十分に高い利得を得る事ができないと考えられる。その理由は、単体のダイポールアンテナの指向性がいわゆる８の字特性であるためである。なお、特開平９−９８０１９号公報（特許文献１）に開示されたアンテナは、限られた狭い範囲内での電波の送受信、たとえば陸上での固定無線通信または移動通信での使用を前提としたものである。また、上記アンテナは、水平偏波用アンテナと垂直偏波用アンテナとが別々に設けられているため、アンテナ全体としてのサイズも大きくなる。
【０００７】
一方、上記した八木式アンテナは、単一指向性を有する。このためクロス八木アンテナでは、クロスダイポールアンテナよりも利得を高めることができると考えられる。しかしながら、一般に八木式アンテナは、電波の送受信方向の長さが大きくなるという問題があり、クロス八木アンテナにおいては、さらにアンテナ全体のサイズが大きくなるという問題がある。
【０００８】
上記のように、アンテナが大型化すると、設置場所および耐久性（たとえば風を受ける部分の面積が大きくなることによって劣化が促進される）といった問題が発生する。
【０００９】
本発明の目的は、小型であり、水平偏波および垂直偏波の両方の送信または受信において高い性能を有するアンテナを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は要約すれば、アンテナであって、第１の方向に延伸する第１のスロットと、第１の方向に対して直交する方向に延伸する第２のスロットとが形成された、板状の放射器と、第１の給電部と、第２の給電部とを備える。第１の給電部は、第１および第２のスロットの交差によって形成された放射器の第１から第４の角部のうち、第１の対角線上に位置する第１および第２の角部に形成される。第２の給電部は、放射器の第１から第４の角部のうち、第１の対角線と交差する第２の対角線上に位置する第３および第４の角部に形成される。
【００１１】
好ましくは、放射器は、第１のスロットに平行な第１および第２の辺と、第２のスロットに平行な第３および第４の辺を有する正方形に形成された中央部と、第１および第２の辺から第２のスロットの延伸方向に突出するようにそれぞれ形成された第１および第２の突出部と、第３および第４の辺から第１のスロットの延伸方向に突出するようにそれぞれ形成された第３および第４の突出部とを含む。アンテナは、放射器と対向して配置された、板状の反射器をさらに備える。
【００１２】
好ましくは、第１および第２の辺に沿った第１および第２の突出部の長さ、および、第３および第４の辺に沿った第３および第４の突出部の長さは、アンテナの使用周波数帯域の中心波長の０．３５倍以上かつ０．４５倍以下の範囲内である。放射器と反射器との間の距離は、使用周波数帯域の中心波長の０．１倍以上かつ０．２倍以下の範囲内である。
【００１３】
好ましくは、第１の対角線の方向が水平方向となるように放射器を支持するための支持体をさらに備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、小型でありながら水平偏波および垂直偏波の両方を送信または受信可能なアンテナを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るアンテナの平面図である。
【図２】図１に示したアンテナ１の利用形態を模式的に示した図である。
【図３】図１に示した放射器２の固定手段の一例を模式的に示した正面図である。
【図４】図３に示した固定手段の側面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係るアンテナの平面図である。
【図６】図５に示したアンテナの側面図である。
【図７】第２の実施の形態に係るアンテナの固定方法の一例を模式的に示した側面図である。
【図８】第２の実施の形態に係るアンテナ１Ａの利得の周波数特性の一例を示した図である。
【図９】第２の実施の形態に係るアンテナ１ＡのＶＳＷＲ（電圧定在波比）の周波数特性の一例を示した図である。
【図１０】第２の実施の形態に係るアンテナ１Ａの指向性パターンの例を示した図である。
【図１１】第２の実施の形態に係るアンテナ１Ａの前後比の周波数特性の例を示した図である。
【図１２】第２の実施の形態に係るアンテナ１Ａの半値幅の周波数特性の例を示した図である。
【図１３】第２の実施の形態に係るアンテナ１Ａの変形例の１つを示した平面図である。
【図１４】本発明の実施の形態に係るアンテナを有するシステムの他の例を示した図である。
【図１５】本発明の実施の形態に係るアンテナを有するシステムのさらに他の例を示した図である。
【図１６】パラメータＡ１，Ａ３を変化させた複数のサンプルの一覧を示す図である。
【図１７】図１６に示した複数のサンプルの各々の利得の周波数特性を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して、その説明を繰り返さない。
【００１７】
また、本発明のアンテナは送信アンテナおよび受信アンテナのいずれにも適用可能であるが、以下では主に本発明を受信アンテナに適用した形態について説明する。
【００１８】
［実施の形態１］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナの平面図である。図１を参照して、アンテナ１は、導電板によって形成された放射器２を有する。
【００１９】
放射器２には、第１の方向Ｄ１に延伸するスロット３と、第１の方向Ｄ１に対して直交する方向（第２の方向Ｄ２）に延伸するスロット４とが形成される。スロット３，４の交差によって、放射器２に角部Ｃ１〜Ｃ４が形成される。角部Ｃ１，Ｃ２は対角上に位置し、角部Ｃ３，Ｃ４は対角上に位置する。角部Ｃ１，Ｃ２の頂点を結ぶ直線Ｌ１（対角線）と、角部Ｃ３，Ｃ４の頂点を結ぶ直線Ｌ２（対角線）とは直交する。
【００２０】
アンテナ１は、さらに、放射器２の角部Ｃ１，Ｃ２に形成される第１の給電部、および放射器２の角部Ｃ３，Ｃ４に形成される第２の給電部を備える。この実施の形態では、第１の給電部は、給電線５を放射器２の角部Ｃ１，Ｃ２にそれぞれ接続するためのネジ７，８により実現される。第１の給電部と同じく、第２の給電部は、給電線６を放射器２の角部Ｃ３，Ｃ４にそれぞれ接続するためのネジ９，１０により実現される。
【００２１】
給電線５，６の種類は特に限定されず、たとえばフィーダ線を使用できる。また、同軸ケーブルを使用する場合には、整合器を介して放射器２に接続してもよい。角部Ｃ１，Ｃ２における給電線５の接続点、角部Ｃ３，Ｃ４における給電線６の接続点がアンテナ１の給電点に該当する。
【００２２】
図２は、図１に示したアンテナ１の利用形態を模式的に示した図である。図１および図２を参照して、アンテナ１は、たとえば直線Ｌ１の方向が水平方向となる（これにより直線Ｌ２の方向が垂直方向となる）ように配置される。アンテナ１で電波を受信すると、アンテナ１から給電線５，６を介して信号が受信機に１１に送られる。放射器２の角部Ｃ１，Ｃ２に給電線５を接続する（角部Ｃ１，Ｃ２に給電する）ことでアンテナ１から給電線５を介して水平偏波の受信信号が得られる。一方、放射器２の角部Ｃ３，Ｃ４に給電線６を接続する（角部Ｃ３，Ｃ４に給電する）ことでアンテナ１から給電線６を介して垂直偏波の受信信号が得られる。すなわちアンテナ１は、水平偏波および垂直偏波の両方を受信するアンテナとして機能する。
【００２３】
なお、直線Ｌ２の方向が水平方向となる（これにより直線Ｌ１の方向が垂直方向となる）ようにアンテナ１を配置してもよい。この場合には、アンテナ１から給電線６を介して水平偏波の受信信号が得られるとともに、アンテナ１から給電線５を介して垂直偏波の受信信号が得られる。このように、図１に示した構成によれば、直線Ｌ１，Ｌ２の一方の方向が水平方向となる（これにより直線Ｌ１，Ｌ２の他方の方向が垂直方向となる）ようにアンテナ１を配置することで水平偏波および垂直偏波の両方を受信できる。
【００２４】
水平方向に配置された給電部（図１では角部Ｃ１，Ｃ２に形成された給電部）に給電することによって、水平偏波の信号を得ることができる。垂直方向に配置された給電部（図１では角部Ｃ３，Ｃ４に形成された給電部）に給電することによって垂直偏波の信号を得ることができる。図１では、水平偏波の信号および垂直偏波の信号の両方を得るために水平方向に配置された給電部および垂直方向に配置された給電部の両方に給電しているが、水平偏波の信号のみを得たい場合には、水平方向に配置された給電部にのみ給電すればよい。また垂直偏波の信号のみを得たい場合には、垂直方向に配置された給電部にのみ給電すればよい。
【００２５】
また、図２に示した受信機１１に代えて送信機を用いてもよい。この場合には、上記の説明における受信が送信となり、アンテナ１から水平偏波および垂直偏波の両方（給電線５，６の一方のみが接続されている場合には水平偏波および垂直偏波の片方）を送信することができる。
【００２６】
図３は、図１に示した放射器２の固定手段の一例を模式的に示した正面図である。図４は、図３に示した固定手段の側面図である。図３および図４を参照して、放射器２は、筐体１５内に収められる。筐体１５にはスペーサ１６が設けられ、放射器２は、ネジ１４によってスペーサ１６に取り付けられることにより支持される。スペーサ１６は筐体１５と一体的に形成されてもよいし、ネジなどの固定手段によって筐体１５に取り付けられていてもよい。スペーサ１６およびネジ１４は、放射器２を支持するための固定するための固定手段を構成する。
【００２７】
筐体１５は垂直方向に延びるマスト１７に取り付けられる。これにより、図３に示されるように直線Ｌ１の方向が水平方向となり、直線Ｌ２の方向が垂直方向となる。なお、図４に示すように、放射器２の前面を覆うために筐体１５に被さる蓋体１８が設けられてもよい。また、筐体１５の設置場所は特に限定されるものではなく、たとえばマスト１７を用いる場合には、たとえば建物の屋上、家屋の屋根などに設置可能である。またマスト１７を用いずに、建物の壁面、家屋のベランダ等に筐体１５を取り付けてもよい。
【００２８】
第１の実施の形態によれば、板状の放射器を用いて水平偏波および垂直偏波の両方を送信または受信可能なアンテナを実現できる。たとえば八木式アンテナの場合、一方向に沿って導波器、放射器、および反射器が並べられる。クロス八木式アンテナでは、２つの八木式アンテナを直交するように配置するので、全体としてのサイズが大きくなる。これに対して第１の実施の形態に係るアンテナ１では、放射器２（導電板）の表面に垂直な方向が電波の主たる送受信方向となるので、当該方向におけるアンテナのサイズを大幅に小さくできる。したがって第１の形態によれば、小型でありながら水平偏波および垂直偏波の両方を送信または受信可能なアンテナを実現できる。
【００２９】
第１の実施の形態に係るアンテナは、たとえば、水平偏波および垂直偏波を利用した信号の伝送（たとえば上記のようなハイビジョンあるいはスーパーハイビジョンといったような、高解像度の映像信号）に用いることができる。通常では、直線偏波では、位相が互いに９０°異なる場合、約−２０ｄＢ程度の交差偏波特性を確保できる。したがって、上記のように水平偏波および垂直偏波を利用してデジタル信号を伝送する場合においては、受信側において混信が実質的に発生しないと考えられる。したがって実施の形態１によれば、水平偏波および垂直偏波を利用した、大容量の信号（デジタル信号）の伝送に好適なアンテナを実現することができる。
【００３０】
［実施の形態２］
図５は、本発明の第２の実施の形態に係るアンテナの平面図である。図６は、図５に示したアンテナの側面図である。
【００３１】
図５および図６を参照して、アンテナ１は、導電板によって形成された放射器２Ａおよび放射器２Ａに対向する反射器３１を備える。
【００３２】
放射器２Ａは、中央部２０および突出部２５〜２８を備える。中央部２０は正方形状に形成されて、辺２１〜２４を有する。辺２１，２３はスロット４に平行な辺である。辺２２，２４はスロット３に平行な辺である。
【００３３】
突出部２５は中央部２０の辺２１からスロット３の延在方向に突出する。同じく突出部２７は中央部２０の辺２３からスロット３の延在方向に突出する。スロット３は、中央部２０だけでなく突出部２５，２７においても形成され、突出部２５，２７を分断する。
【００３４】
一方、突出部２６は中央部２０の辺２２からスロット４の延在方向に突出する。同じく突出部２８は中央部２０の辺２４からスロット４の延在方向に突出する。スロット４は、中央部２０だけでなく突出部２６，２８においても形成され、突出部２６，２８を分断する。
【００３５】
放射器２Ａにおいて、辺２１に平行な方向の突出部２５の長さ、辺２２に平行な方向の突出部２６の長さ、辺２３に平行な方向の突出部２７の長さ、辺２４に平行な方向の突出部２８の長さはいずれもＡ１である。長さＡ１は約０．３５λ以上かつ約０．４５λの範囲内であることが好ましい。これにより、アンテナ１Ａの利得を高めることができる。λは、アンテナ１Ａの使用周波数帯の中心波長である（以下の説明においても同様）。
【００３６】
反射器３１は、放射器２Ａと同様に導電板によって形成される。反射器３１の形状は正方形であり、その一辺の長さをＡ２とする。Ａ２は、約０．６λ以上かつ約０．８λ以下の範囲内の適切な大きさに設定される。
【００３７】
さらに、図６を参照して、放射器２Ａと反射器３１との間の距離をＡ３とする。距離Ａ３は、たとえば約０．１λ以上かつ約０．２λ以下の範囲内の適切な大きさに設定される。また、スロット３，４の幅Ｗは、たとえば３〜１０ｍｍのうち６ｍｍに設定される。
【００３８】
反射器を設けることによって、指向性を強めることができる。すなわち特定の方向における放射強度を高めることができる。通常、放射器と反射器との間の距離は約１／４λ（０．２５λ）に設定される。これに対して第２の実施の形態では、放射器２Ａと反射器３１との間の距離Ａ３を１／４λよりも短くする。これによって、アンテナを薄型化することが可能になる。しかしながら一般的なアンテナの構成では、放射器と反射器との間の距離を約１／４λ（０．２５λ）よりも短くすることで特性（典型的には利得）の低下が起こりうる。
【００３９】
第２の実施の形態では、放射器２Ａに突出部２５〜２８を設ける。好ましくは、突出部２５〜２８の長さＡ１を約０．３５λ以上かつ約０．４５λの範囲内とする。これによって放射器２Ａの利得を高めることができるので、反射器と放射器との間の距離を１／４λよりも短くしても特性の低下を抑制することができる。
【００４０】
上記の点についてより詳細に説明する。図１６は、パラメータＡ１，Ａ３を変化させた複数のサンプルの一覧を示す図である。図１７は、図１６に示した複数のサンプルの各々の利得の周波数特性を示した図である。以下に説明するサンプルは、中心周波数が５９０ＭＨｚ（λ＝５１０ｍｍ）となるようにそのサイズを決定したものである。
【００４１】
図１６および図１７を参照して、基準およびサンプル１〜６について、利得の周波数特性を評価した。
【００４２】
基準となるサンプルではＡ１＝０．４４λであり、Ａ１の範囲として定められた０．３５λ〜０．４５λの範囲内である。また、基準となるサンプルではＡ３＝０．１３λであり、Ａ３の範囲として定められた０．１λ〜０．２λの範囲内である。なお、基準となるサンプルではＡ２＝０．７３λであり、上記のＡ２の範囲である約０．６λ以上かつ約０．８λ以下の範囲内である。
【００４３】
サンプル１〜４は、第２の実施の形態に係るアンテナの例である。サンプル１では、Ａ１＝０．３５λであり、上記したＡ１の範囲の下限値に等しい。また、サンプル１では、Ａ３＝０．１λであり、上記したＡ３の範囲の下限値に等しい。
【００４４】
サンプル２では、Ａ１＝０．３５λであり、上記したＡ１の範囲の下限値に等しい。また、サンプル２では、Ａ３＝０．２λであり、上記したＡ３の範囲の上限値に等しい。
【００４５】
サンプル３では、Ａ１＝０．４５λであり、上記したＡ１の範囲の上限値に等しい。また、サンプル３では、Ａ３＝０．１λであり、上記したＡ３の範囲の下限値に等しい。
【００４６】
サンプル４では、Ａ１＝０．４５λであり、上記したＡ１の範囲の上限値に等しい。また、サンプル４では、Ａ３＝０．２λであり、上記したＡ３の範囲の上限値に等しい。
【００４７】
なお、サンプル１〜４ではいずれもＡ２＝０．７３λであり、上記のＡ２の範囲（０．６λ以上かつ０．８λ以下の範囲）内に含まれている。
【００４８】
サンプル５，６は第２の実施の形態に係るアンテナの比較例である。サンプル５では、Ａ１＝０．５５λであり、上記したＡ１の範囲の上限値を上回る。また、サンプル５では、Ａ３＝０．３λであり、上記したＡ３の範囲の上限を上回りる。
【００４９】
サンプル６では、Ａ１＝０．２５λであり、上記したＡ１の範囲の下限値を下回る。また、サンプル６では、Ａ３＝０．０５λであり、上記したＡ３の範囲の下限値を下回る。なお、サンプル５，６ではいずれもＡ２＝０．７３λであり、上記のＡ２の範囲（０．６λ以上かつ０．８λ以下の範囲）内に含まれている。
【００５０】
図１７に示されるように、周波数４７０（ＭＨｚ）〜７１０（ＭＨｚ）の範囲において、サンプル１〜５の各々について、ＵＨＦ（周波数４７０ＭＨｚ〜６６２ＭＨｚの範囲）における利得は、基準となるサンプルの利得と同程度であり、かつ、十分に実用的な利得（５ｄＢｄ以上）である。
【００５１】
サンプル５は特性という点では、サンプル１〜４と同等であるが、上記のように、Ａ３が約０．１λ以上かつ約０．２λ以下という範囲を外れている。すなわち、サンプル５では、サンプル１〜４よりもサイズが大きくなる。
【００５２】
サンプル６の場合、Ａ１，Ａ３の各々が、上記のように規定された範囲の下限を下回っている。したがって、サンプル６は、サンプル１〜４よりも、小型化されているものの、特性（利得）が劣化している。
【００５３】
以上説明したように、図１７から、Ａ１を約０．３５λ以上かつ約０．４５λの範囲内に設定し、Ａ３を約０．１λ以上かつ約０．２λ以下の範囲内に設定することで、特性に優れ、かつ小型化されたアンテナが実現できることが分かる。
【００５４】
図７は、第２の実施の形態に係るアンテナの固定方法の一例を模式的に示した側面図である。図７を参照して、放射器２Ａおよび反射器３１は筐体１５内に収められる。筐体１５には放射器２Ａおよび反射器３１を支持するための柱状の支持体１６が設けられる。反射器３１には支持体１６を通すための貫通孔が形成される。また放射器２Ａは、支持体１６にネジによって取り付けられることで支持される。
【００５５】
図７では、図５に示したネジ７〜１０のうちのネジ８〜１０が示される。筐体１５は垂直方向に延びるマスト１７に取り付けられる。これにより、図５に示されるように直線Ｌ１の方向が水平方向となり、直線Ｌ２の方向が垂直方向となる。第１の実施の形態と同様に、放射器２Ａの前面を覆うために筐体１５に被さる蓋体１８が設けられてもよい。また、第１の実施の形態と同様に、筐体１５の設置場所は特に限定されるものではない。
【００５６】
次に第２の実施の形態に係るアンテナ１Ａの特性を説明する。なお、以下に説明する特性は、アンテナ１Ａを日本におけるＵＨＦ放送の周波数帯域（４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚ）での電波の送受信に好適なように構成した例によって得られたものである。
【００５７】
図８は、第２の実施の形態に係るアンテナ１Ａの利得の周波数特性の一例を示した図である。図８に示した周波数特性は、図１７に示した基準サンプルの周波数特性と同じものである。利得が高いほどアンテナの性能としては優れている。図８を参照して、４７０ＭＨｚ〜６８０ＭＨｚの範囲における利得が６ｄＢｄ以上である。
【００５８】
図９は、第２の実施の形態に係るアンテナ１ＡのＶＳＷＲ（電圧定在波比）の周波数特性の一例を示した図である。ＶＳＷＲが低いほどアンテナの性能としては優れている。図９を参照して、ＶＳＷＲは、４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚの範囲において略３．０以下となっている。
【００５９】
図１０は、第２の実施の形態に係るアンテナ１Ａの指向性パターンの例を示した図である。図１１は、第２の実施の形態に係るアンテナ１Ａの前後比の周波数特性の例を示した図である。前後比が高いほど、アンテナの前方へのアンテナの放射強度が大きいことを示す。図１０および図１１を参照して、４７０ＭＨｚ〜７１０ＭＨｚの範囲において、６．０ｄＢ以上の前後比が確保される。
【００６０】
図１２は、第２の実施の形態に係るアンテナ１Ａの半値幅の周波数特性の例を示した図である。半値幅が大きいほど、０°方向にビームが集中していることを示す。図１２を参照して、４７０ＭＨｚ〜７４０ＭＨｚの範囲において、６０（ｄｅｇ）以下の半値幅が確保されている。
【００６１】
このように第２の実施の形態によれば、反射器を備えることによって、アンテナに指向性を持たせることができる。さらに、第２の実施の形態によれば、放射器は、中央部および突出部を備える。これにより、反射器を放射器に近づける（反射器と放射器との間の距離をλ／４よりも短くする）場合でも、アンテナの性能の低下を抑制できる。よって、第２の実施の形態によれば、水平偏波および垂直偏波の両方を送信または受信可能であり、かつ、薄型（電波の送受信方向の長さが短い）であるアンテナを実現できる。
【００６２】
なお、図５に示した構成では、スロット３，４は、突出部２５〜２８の各々を分断するように形成される。すなわち、突出部２５〜２８の各々におけるスロット３，４の端部は開口端である。ただし図１３に示すように、突出部２５〜２８の各々におけるスロット３，４の端部は閉端であってもよい。さらに、突出部２５〜２８にスロットが形成されるものと限定されず、中央部２０のみにスロット３，４が形成されてもよい。
【００６３】
また、第１および第２の実施の形態に係るアンテナは、図２に示したシステムに採用できる。ただし以下に示したようなシステムにおいても第１および第２の実施の形態に係るアンテナを採用できる。
【００６４】
図１４は、本発明の実施の形態に係るアンテナを有するシステムの他の例を示した図である。図１４を参照して、このシステムでは、位相差給電のための移相器４１を備える。給電線６からの受信信号は移相器４１に入力される。給電線５からの受信信号は合成器４３に入力される。移相器４１は、給電線６からの受信信号の位相を給電線５からの受信信号の位相に対して９０°ずらして出力する。合成器４３にて、移相器４１からの信号と給電線５からの受信信号とが合成される。これによって、円偏波を受信可能なシステムを実現できる。なお、移相器４１は、給電線５のほうに備えられていてもよい。
【００６５】
図１５は、本発明の実施の形態に係るアンテナを有するシステムのさらに他の例を示した図である。図１５を参照して、このシステムでは、切替器４２を備える。切替器４２は、給電線５からの受信信号および給電線６からの受信信号のうちの強度の大きいほうの受信信号を選択する。これによって、偏波ダイバーシティシステムを実現できる。
【００６６】
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ないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて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およ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】
【００６７】
１，１Ａ アンテナ、２，２Ａ 放射器、３，４ スロット、５，６ 給電線、７〜１０，１４ ネジ、１５ 筐体、１６ スペーサ、１７ マスト、１８ 蓋体、２０ 中央部、２１〜２４ 辺、２５〜２８ 突出部、３１ 反射器、４１ 移相器、４２ 切替器、４３ 合成器、Ｃ１〜Ｃ４ 角部、Ｄ１ 第１の方向、Ｄ２ 第２の方向、Ｌ１，Ｌ２ 直線。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向に延伸する第１のスロットと、前記第１の方向に対して直交する方向に延伸する第２のスロットとが形成された、板状の放射器と、
前記第１および第２のスロットの交差によって形成された前記放射器の第１から第４の角部のうち、第１の対角線上に位置する前記第１および第２の角部に形成された、第１の給電部と、
前記放射器の前記第１から第４の角部のうち、前記第１の対角線と交差する第２の対角線上に位置する第３および第４の角部に形成された、第２の給電部とを備える、アンテナ。
【請求項２】
前記放射器は、
前記第１のスロットに平行な第１および第２の辺と、前記第２のスロットに平行な第３および第４の辺を有する正方形に形成された中央部と、
前記第１および第２の辺から前記第２のスロットの延伸方向に突出するようにそれぞれ形成された第１および第２の突出部と、
前記第３および第４の辺から前記第１のスロットの延伸方向に突出するようにそれぞれ形成された第３および第４の突出部とを含み、
前記アンテナは、
前記放射器と対向して配置された、板状の反射器をさらに備える、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】
前記第１および第２の辺に沿った前記第１および第２の突出部の長さ、および、前記第３および第４の辺に沿った前記第３および第４の突出部の長さは、前記アンテナの使用周波数帯域の中心波長の０．３５倍以上かつ０．４５倍以下の範囲内であり、
前記放射器と前記反射器との間の距離は、前記使用周波数帯域の前記中心波長の０．１倍以上かつ０．２倍以下の範囲内である、請求項２に記載のアンテナ。
【請求項４】
前記第１の対角線の方向が水平方向となるように前記放射器を支持するための支持体をさらに備える、請求項１から３のいずれか１項に記載のアンテナ。
【請求項１】
第１の方向に延伸する第１のスロットと、前記第１の方向に対して直交する方向に延伸する第２のスロットとが形成された、板状の放射器と、
前記第１および第２のスロットの交差によって形成された前記放射器の第１から第４の角部のうち、第１の対角線上に位置する前記第１および第２の角部に形成された、第１の給電部と、
前記放射器の前記第１から第４の角部のうち、前記第１の対角線と交差する第２の対角線上に位置する第３および第４の角部に形成された、第２の給電部とを備える、アンテナ。
【請求項２】
前記放射器は、
前記第１のスロットに平行な第１および第２の辺と、前記第２のスロットに平行な第３および第４の辺を有する正方形に形成された中央部と、
前記第１および第２の辺から前記第２のスロットの延伸方向に突出するようにそれぞれ形成された第１および第２の突出部と、
前記第３および第４の辺から前記第１のスロットの延伸方向に突出するようにそれぞれ形成された第３および第４の突出部とを含み、
前記アンテナは、
前記放射器と対向して配置された、板状の反射器をさらに備える、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】
前記第１および第２の辺に沿った前記第１および第２の突出部の長さ、および、前記第３および第４の辺に沿った前記第３および第４の突出部の長さは、前記アンテナの使用周波数帯域の中心波長の０．３５倍以上かつ０．４５倍以下の範囲内であり、
前記放射器と前記反射器との間の距離は、前記使用周波数帯域の前記中心波長の０．１倍以上かつ０．２倍以下の範囲内である、請求項２に記載のアンテナ。
【請求項４】
前記第１の対角線の方向が水平方向となるように前記放射器を支持するための支持体をさらに備える、請求項１から３のいずれか１項に記載のアンテナ。
【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】
【公開番号】特開２０１２−１５６９６９（Ｐ２０１２−１５６９６９Ａ）
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６９３３（Ｐ２０１１−１６９３３）
【出願日】平成２３年１月２８日（２０１１．１．２８）
【出願人】（０００１０９６６８）ＤＸアンテナ株式会社 (394)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２８日（２０１１．１．２８）
【出願人】（０００１０９６６８）ＤＸアンテナ株式会社 (394)
【Ｆターム（参考）】
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