多周波共用アンテナ
【課題】異なる周波数帯で電波を放射するアンテナ素子間で誘起される電流に起因して生じる指向性の劣化を、アンテナのサイズを大きくすることなく抑制可能な多周波共用アンテナを提供する。
【解決手段】１つ以上の周波数帯で電波を放射する第１のアンテナ素子と第１のアンテナ素子とは異なる１つ以上の周波数帯で電波を放射する第２のアンテナ素子が、それぞれ直線上に複数配列されることによって構成される多周波共用アンテナにおいて、第１のアンテナ素子には、長手方向の途中で枝分かれしたサブエレメントが設けられ、当該サブエレメントは、そこを流れる電流の向きが第１のアンテナ素子に流れる電流の向きと逆になるように設けられている。
【解決手段】１つ以上の周波数帯で電波を放射する第１のアンテナ素子と第１のアンテナ素子とは異なる１つ以上の周波数帯で電波を放射する第２のアンテナ素子が、それぞれ直線上に複数配列されることによって構成される多周波共用アンテナにおいて、第１のアンテナ素子には、長手方向の途中で枝分かれしたサブエレメントが設けられ、当該サブエレメントは、そこを流れる電流の向きが第１のアンテナ素子に流れる電流の向きと逆になるように設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動通信における基地局アンテナとして用いられる多周波共用アンテナ関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、多周波を共用するアンテナのうち、１つ以上の周波数帯で電波を放射する第１のアンテナ素子と第１のアンテナ素子とは異なる１つ以上の周波数帯で電波を放射する第２のアンテナ素子とがそれぞれ直線上（例えば、水平方向または垂直方向）に複数配列されることによって構成される多周波共用アンテナに係るものである。
【０００３】
図１６は、複数の第１のアンテナ素子１０と複数の第２のアンテナ素子２０と反射板３０からなる従来技術による多周波共用アンテナ１の構成例を示したものであり、(a)が斜視図、(b)が上面図である。各アンテナ素子は、反射板３０から所定の距離ｄをおいて配列される。なお、各アンテナ素子は、図示は省略するが任意の方法により反射板３０等に固定されているものとする。
【０００４】
例えば、第１のアンテナ素子１０は８００ＭＨｚ帯、第２のアンテナ素子２０は１．５ＧＨｚ帯、１．７ＧＨｚ帯、及び２ＧＨｚ帯で電波を放射するものとする。図１７(a)は図１６(a)に示す隣接する第１のアンテナ素子１０と第２のアンテナ素子２０の部分を抜粋した正面図であり、図１７(b)は第２のアンテナ素子２０に給電したときに各アンテナ素子に流れる電流のイメージを図１７(a)に対応させて表現したものである。図１７(b)からわかるように、第２のアンテナ素子２０に給電すると第１のアンテナ素子１０に電流が誘起されるが、この誘起された電流が原因で第２のアンテナ素子２０から放射される電波の指向性の劣化が生じる。
【０００５】
図１８に、図１６の第１のアンテナ素子１０と反射板３０との距離ｄをパラメータにした時の、前記の誘起電流によって第１のアンテナ素子１０から放射される第２のアンテナ素子２０の周波数帯での水平面内における指向性パターンを示す。図１８は第２のアンテナ素子２０の最大放射方向（素子に対し垂直方向）を９０度として表したものである。図１８でいう０．３λ、０．４５λ、０．６λは、ｄを固定値として周波数を波長比で表現したもの、すなわち周波数ｆ1、ｆ2、ｆ3（ｆ1＜ｆ2＜ｆ3）に対して、ｄ＝０．３λ1＝０．４５λ2＝０．６λ3であり、波長比が大きいほど周波数が高いことを意味する。図１８より、第１のアンテナ素子１０と反射板３０との距離が波長比で大きくなると、指向性パターンが歪むことがわかる。更に、このような歪んだ指向性パターンが第２のアンテナ素子２０自身の指向性パターンに足し合わされることで、アンテナ全体として指向性劣化が生じる。しかし、これを回避するために第１のアンテナ素子１０と反射板３０との距離を小さくすると、第１のアンテナ素子１０の指向性劣化やインピーダンスの不整合を招く。
【０００６】
第２のアンテナ素子２０への給電により第１のアンテナ素子１０に誘起される電流によって生じる第２のアンテナ素子２０の指向性への影響を確認するため、図１６の構成から第１のアンテナ素子１０を除き、第２のアンテナ素子２０のみを配置したアンテナ２を図１９に示す。図２０は、図１６と図１９に示す第２のアンテナ素子２０の１．５ＧＨｚ帯、１．７ＧＨｚ帯、及び２ＧＨｚ帯の水平面内半値幅を比較したものである。図２０より、第１のアンテナ素子１０がない図１９のアンテナ２と比較して、第１のアンテナ素子１０に電流が誘起される図１６の多周波共用アンテナ１では、２ＧＨｚ帯における水平面内半値幅の周波数変動が大きいことから、水平面内指向性が劣化していることが確認できる。また、図１９のアンテナ２では２ＧＨｚ帯の垂直面内指向性利得は８．１ｄＢｉであるのに対し、図１６の多周波共用アンテナ１では７．７ｄＢｉと劣化する。前記のとおり、第１のアンテナ素子１０と反射板との距離が波長比で大きくなると、すなわち周波数が高いほど、第１のアンテナ素子１０から放射される第２のアンテナ素子２０の周波数帯での指向性パターンが歪むため、この影響による指向性の劣化は２ＧＨｚ帯において特に顕著である。
【０００７】
上記の従来技術に関連する特許として、例えば特許文献１が挙げられる。特許文献１では、共振する周波数が異なるアンテナ素子が、電気的に相互に影響し合って指向性などの電気的特性の劣化を生じることを問題として挙げている。同文献では、２種類のアンテナ素子を千鳥状に配置して水平方向の素子間隔が大きくし、これにより一方のアンテナ素子から他方のアンテナ素子に誘起される電流量を小さくすることでアンテナ素子相互の電気的な干渉を抑制することにより問題を解決する方法が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−１１１６６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１の構成は、２種類のアンテナ素子の水平方向の素子間隔を大きくすることで素子間の電気的な干渉を抑制するものである。しかし、風圧荷重等の観点からアンテナの直径は小さいことが望ましいため、水平方向には限られた素子間隔しか確保できず、結局、指向性の劣化を十分に改善できない可能性がある。
一方、垂直方向の素子間隔を従来より大きくすることも考えられるが、アンテナ長の増大やグレーティングローブの増大を生じることなどから現実的には困難である。
【００１０】
本発明は、異なる周波数帯で電波を放射するアンテナ素子間で誘起される電流に起因して生じる指向性の劣化を、アンテナのサイズを大きくすることなく抑制可能な多周波共用アンテナを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の多周波共用アンテナは、１つ以上の周波数帯で電波を放射する第１のアンテナ素子と第１のアンテナ素子とは異なる１つ以上の周波数帯で電波を放射する第２のアンテナ素子が、それぞれ直線上に複数配列されることによって構成され、第１のアンテナ素子には、素子の長手方向の途中で枝分かれしたサブエレメントが設けられ、当該サブエレメントは、そこを流れる電流の向きが前記第１のアンテナ素子に流れる電流の向きと逆になるように設けられている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の多周波共用アンテナによれば、アンテナ素子に簡単な枝分かれ構造を設けることで、他のアンテナ素子からの誘起電流がアンテナ素子と枝分かれ構造部分に互い逆向きに流れて指向性への影響を打ち消し合うため、アンテナのサイズを大きくすることなく、指向性の劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の多周波共用アンテナ１００の構成例を示す図。
【図２】図１の構成において第２のアンテナ素子２０に給電したときに第１のアンテナ素子１０およびサブエレメントＳに流れる電流のイメージを示す図。
【図３】多周波共用アンテナ１とアンテナ２と多周波共用アンテナ１００の１．５ＧＨｚ帯、１．７ＧＨｚ帯、２ＧＨｚ帯の水平面内半値幅の比較を示す図。
【図４】Ｌ字形のサブエレメントの別の形状の例を示す図。
【図５】サブエレメントの別の取り付け位置の例を示す図。
【図６】本発明の多周波共用アンテナ１００の変形例１の構成を示す図。
【図７】Ｆ字形のサブエレメントの変形例を示す図。
【図８】本発明の多周波共用アンテナ１００の変形例２の構成を示す図。
【図９】本発明の多周波共用アンテナ１００の変形例３の構成を示す図。
【図１０】本発明の多周波共用アンテナ２００の構成例を示す図。
【図１１】図１０の構成において第２のアンテナ素子２０に給電したときに第１のアンテナ素子１０に流れる電流のイメージを示す図。
【図１２】Ｌ字形の切り込みの別の形状の例を示す図。
【図１３】本発明の多周波共用アンテナ２００の変形例１の構成を示す図。
【図１４】本発明の多周波共用アンテナ２００の変形例２の構成を示す図。
【図１５】図１の構成において第２のアンテナ素子２０を４５°偏波素子とした場合の構成例を示す図。
【図１６】従来技術による多周波共用アンテナ１の構成例を示す図。
【図１７】図１６の構成において第２のアンテナ素子２０に給電したときに各アンテナ素子に流れる電流のイメージを示す図。
【図１８】図１６の構成において第２のアンテナ素子２０に給電したときに第１のアンテナ素子１０に誘起される電流が作る水平面内指向性パターンと、第１のアンテナ素子１０と反射板３０との距離と、の関係を示す図面である。
【図１９】図１６の構成から第１のアンテナ素子１０を除去し、第２のアンテナ素子２０のみとしたアンテナ２の構成を示す図。
【図２０】多周波共用アンテナ１とアンテナ２の１．５ＧＨｚ帯、１．７ＧＨｚ帯、２ＧＨｚ帯の水平面内半値幅の比較を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明の多周波共用アンテナ１００の構成例を示す斜視図である。多周波共用アンテナ１００は、１つ以上の周波数帯で電波を放射する第１のアンテナ素子１０と第１のアンテナ素子１０とは異なる１つ以上の周波数帯で電波を放射する第２のアンテナ素子２０が、それぞれ直線上（例えば、水平方向または垂直方向）に複数配列されることによって構成される点については、図１６に示す従来の多周波共用アンテナ１と同様であるが、第１のアンテナ素子１０に素子の長手方向の途中で枝分かれしたサブエレメントＳが設けられている点において異なる。
【００１６】
このように第１のアンテナ素子１０にサブエレメントＳが設けられている場合、第２のアンテナ素子２０に給電されると、第１のアンテナ素子１０に電流が誘起されるとともに、サブエレメントＳにも電流が誘起される。そこで、サブエレメントＳを、それに誘起される電流の向きが第１のアンテナ素子１０に誘起される電流の向きと逆になるように設けることで、第１のアンテナ素子１０への誘起電流が指向性に与える影響とサブエレメントＳへの誘起電流が指向性に与える影響とが互いに打ち消し合うため、指向性の劣化を抑制することができる。
【００１７】
以下、第１のアンテナ素子１０および第２のアンテナ素子２０がダイポールアンテナである場合を例にとって説明するが、アンテナの種別は特に問わない。
【００１８】
図２(a)は、図１に示す第１のアンテナ素子１０及びサブエレメントＳの部分を抜粋した正面図である。第１のアンテナ素子１０は、第１エレメント１１と第２エレメント１２とが給電部１３を挟んで設けられたダイポールアンテナである。また、第１エレメント１１には第１サブエレメントＳ１が、第２エレメント１２には第２サブエレメントＳ２が、それぞれエレメント１１、１２の長手方向の途中で枝分かれする形で設けられる。枝分かれする位置は任意であり、また、各サブエレメントについて給電部１３を挟んで対称でなくても構わない。
【００１９】
サブエレメントが無い場合、第１のアンテナ素子には図１７(b)に示すように例えば左向きの電流が誘起されるため、サブエレメントＳ１、Ｓ２にその逆の右向きの電流が誘起されるよう、例えば図２(a)に示すように、サブエレメントＳ１、Ｓ２をＬ字形とし、Ｌ字形の一辺がエレメント１１、１２と平行になるように、かつ、サブエレメントＳ１、Ｓ２の延伸された先端が互いに向かい合うように設ける。図２(b)は第２のアンテナ素子２０に給電したときに第１のアンテナ素子１０（第１エレメント１１及び第２エレメント１２）及びサブエレメントＳ（第１サブエレメントＳ１及び第２サブエレメントＳ２）に流れる電流のイメージを図２(a)に対応させて表現したものである。図２(b)から、第１のアンテナ素子１０とサブエレメントＳには逆向きの電流が流れていることがわかる。
【００２０】
図３は、図１６に示す従来の多周波共用アンテナ１と、図１９に示す多周波共用アンテナ１から第１のアンテナ素子１０を取り除き第２のアンテナ素子２０のみとされたアンテナ２と、図１に示す本発明の多周波共用アンテナ１００のそれぞれの、１．５ＧＨｚ帯、１．７ＧＨｚ帯、及び２ＧＨｚ帯の水平面内半値幅を比較したものである。この比較においては、第１のアンテナ素子１０のサブエレメントＳ１、Ｓ２の長さは、第２のアンテナ素子２０が電波を放射する２ＧＨｚ帯において０．１９λ〜０．２１λに設定しており、サブエレメントＳ１、Ｓ２に２ＧＨｚ帯で最も電流が流れる一方、第１のアンテナ素子１０が電波を放射する８００ＭＨｚ帯でほとんど電流が流れない。このように、サブエレメントＳ１、Ｓ２の長さを適切に設定することで、図３に示すように、本発明の多周波共用アンテナ１００の特性が、第１のアンテナ素子１０による影響が存在しない場合（アンテナ２）の特性に大幅に近づくことがわかる。また、２ＧＨｚ帯の垂直面内指向性利得も８．１ｄＢｉと図１９に示すアンテナ２と同等にすることができる。
【００２１】
なお、多周波共用アンテナ１００のサブエレメントＳ１、Ｓ２の形状は、延伸方向の幅が図２(a)に示すような等幅であるものに限られず、例えば図４に示すように延伸方向にテーパ状に広がっていくものであっても構わない。また、多周波共用アンテナ１００のサブエレメントＳ１、Ｓ２は、図１ではエレメント１１、１２の側面に、すなわちＬ字形が反射面に平行になるように設けられているが、例えば図５(a)の斜視図に示すようにエレメント１１、１２の正面に、すなわちＬ字形が反射面に垂直になるように（上面から見たとき図５(b)のようになるように）設けても構わない。また、ここでは１つのエレメントにサブエレメントを１つ設ける構成を説明したが、複数個設けても構わない。
【００２２】
以上のように、本発明の多周波共用アンテナ１００によれば、アンテナ素子に簡単な枝分かれ構造を設けることで、他のアンテナ素子からの誘起電流がアンテナ素子と枝分かれ構造部分に互い逆向きに流れて指向性への影響を打ち消し合うため、アンテナのサイズを大きくすることなく、指向性の劣化を抑制することができる。
【００２３】
＜変形例１＞
図６(a)は、図１に示す多周波共用アンテナ１００の変形例１を示す斜視図であり、図６(b)は、図６(a)に示す第１のアンテナ素子１０及びサブエレメントＳの部分を抜粋した正面図である。変形例１は、サブエレメントＳ１、Ｓ２の形状がＦ字形である点において図１の構成と異なる。しかし、Ｆ字形のサブエレメントＳ１、Ｓ２を、図６(b)に示すように、それぞれの２辺がエレメント１１、１２と平行になるように、かつ、サブエレメントＳ１、Ｓ２の延伸された先端が互いに向かい合うように設けることで、図１に示す構成と同様に、誘起電流がアンテナ素子と枝分かれ構造部分に互い逆向きに流れて指向性への影響を打ち消し合うため、指向性の劣化を抑制することができる。
【００２４】
なお、図６ではサブエレメントＳ１、Ｓ２がＦ字形の１端でエレメント１１、１２に接続されている構成例を示したが、図７(a)に示すようにＦ字形の２端でエレメント１１、１２に接続され、１端をサブエレメント１１、１２と平行になるように延伸しても構わない。また、Ｆ字形を変形して図７(b)のように構成しても構わない。この場合、例えばエレメント１１にサブエレメントＳ１ａとＳ１ｂとからなるサブエレメントＳ１が設けられているとすると、枝分かれ部分から見てエレメント１１の給電部１３側とサブエレメントＳ１ａとに互いに逆向きの電流が流れ、枝分かれ部分から見てエレメント１１の先端側とサブエレメントＳ１ｂとに互いに逆向きの電流が流れる。
【００２５】
＜変形例２＞
図８(a)は、図１に示す多周波共用アンテナ１００の変形例２を示す斜視図であり、図８(b)は、図８(a)に示す第１のアンテナ素子１０及びサブエレメントＳの部分を抜粋した正面図である。変形例２は、サブエレメントＳ１、Ｓ２の形状がＬ字形であるのは図１の構成と同様であるが、サブエレメントＳ１、Ｓ２が第１のアンテナ素子１０（第１エレメント１１及び第２エレメント１２）を挟んで互いに逆側に設けられる点において異なる。
【００２６】
図１の構成のようにサブエレメントＳ１、Ｓ２が第１のアンテナ素子１０から見て同じ側にある場合、対称性が崩れ、指向性が特定方向に傾く可能性がある。しかし、図８に示すようにサブエレメントＳ１、Ｓ２を第１のアンテナ素子１０を挟んで互いに逆側に設けることで対称性を保てるため、図１の構成と同等の指向性改善効果を得つつ、指向性が特定方向に傾くのを防ぐことができる。更に、図８(a)に示すように、第１のアンテナ素子１０と隣接する第１のアンテナ素子１０ｎについて、サブエレメントＳ１、Ｓ２が接続される側を、第１のアンテナ素子１０において接続される側と反転させることで、アンテナ全体として対称性を高めることができる。
【００２７】
＜変形例３＞
図９(a)は、図１に示す多周波共用アンテナ１００の変形例３を示す斜視図であり、図９(b)は、図９(a)に示す第１のアンテナ素子１０及びサブエレメントＳの部分を抜粋した正面図である。変形例３は、サブエレメントの形状がＬ字形であるのは図１の構成と同様であるが、サブエレメントを第１のアンテナ素子１０（第１エレメント１１及び第２エレメント１２）を挟んで両側に、すなわちサブエレメントＳ１、Ｓ２に加え、第１エレメント１１を挟んで第１サブエレメントＳ１と対称な位置に第３サブエレメントＳ３を設け、第２エレメント１２を挟んで第２サブエレメントＳ２と対称な位置に第４サブエレメントＳ４を設ける点において異なる。
【００２８】
このようにサブエレメントを第１のアンテナ素子１０（第１エレメント１１及び第２エレメント１２）を挟んで対称に設けることで、アンテナ全体として対称性を確保できるため、図１の構成と同等の指向性改善効果を得つつ、指向性が特定方向に傾くのを防ぐことができる。
【００２９】
なお、１つのエレメントに１組のサブエレメントを設ける構成を説明したが、複数組設けても構わない。
【実施例２】
【００３０】
図１０は、本発明の多周波共用アンテナ２００の構成例を示す斜視図である。多周波共用アンテナ２００は、１つ以上の周波数帯で電波を放射する第１のアンテナ素子１０と第１のアンテナ素子１０とは異なる１つ以上の周波数帯で電波を放射する第２のアンテナ素子２０が、それぞれ直線上（例えば、水平方向または垂直方向）に複数配列されることによって構成される点については、図１６に示す従来の多周波共用アンテナ１と同様であるが、第１のアンテナ素子１０に、長手方向の縁部の一部を開口部とする切り込みＫが、当該切り込みＫを挟んだ両側を流れる電流が互いに逆向きになるように形成されている点において異なる。
【００３１】
第２のアンテナ素子２０に給電されると、第１のアンテナ素子１０にも電流が誘起される。しかし、第１のアンテナ素子１０に先端が第１のアンテナ素子１０の長手方向に延伸されている切り込みＫが形成されていると、切り込みＫの長手方向部分を挟んだ一方の側と他方の側とで逆向きの電流が流れ、これらの電流が指向性に与える影響が互いに打ち消し合うため、指向性の劣化を抑制することができる。つまり、第１のアンテナ素子１０において誘起電流が流れる経路を２つにし、それぞれに逆向きの電流が流れるように構成して、放射電波の指向性への影響が相殺されるようにすることで、指向性の劣化を抑制するという点において実施例１と共通する。
【００３２】
以下、第１のアンテナ素子１０および第２のアンテナ素子２０がダイポールアンテナである場合を例にとって説明するが、アンテナの種別は特に問わない。
【００３３】
図１１(a)は、図１０に示す第１のアンテナ素子１０の部分を抜粋した正面図である。第１のアンテナ素子１０は、第１エレメント１１と第２エレメント１２とが給電部１３を挟んで設けられたダイポールアンテナである。また、第１エレメント１１には第１の切り込みＫ１が、第２エレメント１２には第２の切り込みＫ２が、それぞれエレメント１１、１２の長手方向の縁部の一部を開口部とし、先端が第１のアンテナ素子１０の長手方向に延伸形成されている。なお、長手方向の縁部において切り込みを形成する位置は任意であり、また、各切り込みは給電部１３を挟んで対称でなくても構わない。
【００３４】
切り込みが無い場合、第１のアンテナ素子には図１７(b)に示すように例えば左向きの電流が誘起されるが、例えば図１１(a)に示すように、切り込みＫ１、Ｋ２をＬ字形とし、Ｌ字形の一辺がエレメント１１、１２の長手方向になるように、かつ、切り込みＫ１、Ｋ２の延伸された先端が互いに向かい合うように設ける。図１１(b)は第２のアンテナ素子２０に給電したときに第１のアンテナ素子１０（第１エレメント１１及び第２エレメント１２）に流れる電流のイメージを図１１(a)に対応させて表現したものである。図１１(b)から、第１のアンテナ素子１０において、切り込みＫ（切り込みＫ１、Ｋ２）の長手方向部分を挟んだ一方の側と他方の側とで逆向きの電流が流れていることがわかる。
【００３５】
なお、多周波共用アンテナ２００の切り込みＫ１、Ｋ２の形状は、延伸方向の幅が図１１(a)に示すような等幅であるものに限られず、例えば図１２に示すように延伸方向にテーパ状に広がっていくものであっても構わない。
【００３６】
以上のように、本発明の多周波共用アンテナ２００によれば、アンテナ素子に簡単な切り込みを形成することで、他のアンテナ素子からの誘起電流が切り込みを挟んだ一方の側と他方の側で互い逆向きに流れて指向性への影響を打ち消し合うため、アンテナのサイズを大きくすることなく、指向性の劣化を抑制することができる。
【００３７】
＜変形例１＞
図１３(a)は、図１０に示す多周波共用アンテナ２００の変形例１を示す斜視図であり、図１３(b)は、図１３(a)に示す第１のアンテナ素子１０の部分を抜粋した正面図である。変形例１は、切り込みＫ１、Ｋ２の形状がＴ字形である点において図１０の構成と異なる。しかし、Ｔ字形の切り込みＫ１、Ｋ２を、図１３(b)に示すように、それぞれのＴ字の両端をエレメント１１、１２と平行になるように延伸形成することで、図１０に示す構成と同様に、誘起電流が切り込みＫ（切り込みＫ１、Ｋ２）の長手方向部分を挟んだ一方の側と他方の側とで逆向きに流れて指向性への影響を打ち消し合うため、指向性の劣化を抑制することができる。
【００３８】
＜変形例２＞
図１４(a)は、図１０に示す多周波共用アンテナ１００の変形例２を示す斜視図であり、図１４(b)は、図１４(a)に示す第１のアンテナ素子１０の部分を抜粋した正面図である。変形例２は、切り込みの形状がＬ字形であるのは図１０の構成と同様であるが、切り込みを第１のアンテナ素子１０（第１エレメント１１及び第２エレメント１２）の長手方向の両側の縁部から、すなわち切り込みＫ１、Ｋ２に加え、第１エレメント１１の中心軸を挟んで第１の切り込みＫ１と対称な位置に第３の切り込みＫ３を設け、第２エレメント１２の中心軸を挟んで第２の切り込みＫ２と対称な位置に第４の切り込みＫ４を設ける点において異なる。
【００３９】
図１０の構成のように切り込みＫ１、Ｋ２が第１のアンテナ素子１０の中心軸から見て同じ側にある場合、対称性が崩れ、指向性が特定方向に傾く可能性がある。そこで、切り込みを第１のアンテナ素子１０（第１エレメント１１及び第２エレメント１２）の中心軸を挟んで対称に設けることで、アンテナ全体として対称性を確保できるため、図１０の構成と同等の指向性改善効果を得つつ、指向性が特定方向に傾くのを防ぐことができる。
【実施例３】
【００４０】
実施例１、２では、各アンテナ素子に水平偏波素子を用いた場合について説明したが、垂直偏波素子、＋４５°偏波素子、−４５°偏波素子、垂直・水平偏波共用素子、±４５°偏波共用素子のいずれでも適用可能である。例えば、図１５に示すように、第２のアンテナ素子２０を４５°偏波素子としても同様の効果が期待できる。
また、実施例１、２では、第１のアンテナ素子１０を水平方向に１素子、垂直方向に３素子配置し、第２のアンテナ素子２０を水平方向に１素子、垂直方向に４素子配置する構成について説明したが、第１のアンテナ素子１０と第２のアンテナ素子２０は共に任意の数に設定可能である。
【００４１】
また、アンテナに無給電素子を設けた場合、その無給電素子にも想定外の周波数帯の電流が流れる可能性があるが、このような場合にも本発明を無給電素子に適用することで、その影響を抑制することができる。
【００４２】
また、実施例１のサブエレメントＳと実施例２の切り込みＫを１つの素子またはアンテナにおいて組み合わせて適用しても指向性改善効果が期待できる。
【００４３】
以上説明した、本発明の多周波共用アンテナ１００の構成は、上記の実施例の内容に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１、１００ 多周波共用アンテナ
２ アンテナ
１０、１０ｎ 第１のアンテナ素子
１１ 第１エレメント
１２ 第２エレメント
１３ 給電部
２０ 第２のアンテナ素子
３０ 反射板
Ｓ１、Ｓ１ａ、Ｓ１ｂ、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４ サブエレメント
Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４ 切り込み
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動通信における基地局アンテナとして用いられる多周波共用アンテナ関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、多周波を共用するアンテナのうち、１つ以上の周波数帯で電波を放射する第１のアンテナ素子と第１のアンテナ素子とは異なる１つ以上の周波数帯で電波を放射する第２のアンテナ素子とがそれぞれ直線上（例えば、水平方向または垂直方向）に複数配列されることによって構成される多周波共用アンテナに係るものである。
【０００３】
図１６は、複数の第１のアンテナ素子１０と複数の第２のアンテナ素子２０と反射板３０からなる従来技術による多周波共用アンテナ１の構成例を示したものであり、(a)が斜視図、(b)が上面図である。各アンテナ素子は、反射板３０から所定の距離ｄをおいて配列される。なお、各アンテナ素子は、図示は省略するが任意の方法により反射板３０等に固定されているものとする。
【０００４】
例えば、第１のアンテナ素子１０は８００ＭＨｚ帯、第２のアンテナ素子２０は１．５ＧＨｚ帯、１．７ＧＨｚ帯、及び２ＧＨｚ帯で電波を放射するものとする。図１７(a)は図１６(a)に示す隣接する第１のアンテナ素子１０と第２のアンテナ素子２０の部分を抜粋した正面図であり、図１７(b)は第２のアンテナ素子２０に給電したときに各アンテナ素子に流れる電流のイメージを図１７(a)に対応させて表現したものである。図１７(b)からわかるように、第２のアンテナ素子２０に給電すると第１のアンテナ素子１０に電流が誘起されるが、この誘起された電流が原因で第２のアンテナ素子２０から放射される電波の指向性の劣化が生じる。
【０００５】
図１８に、図１６の第１のアンテナ素子１０と反射板３０との距離ｄをパラメータにした時の、前記の誘起電流によって第１のアンテナ素子１０から放射される第２のアンテナ素子２０の周波数帯での水平面内における指向性パターンを示す。図１８は第２のアンテナ素子２０の最大放射方向（素子に対し垂直方向）を９０度として表したものである。図１８でいう０．３λ、０．４５λ、０．６λは、ｄを固定値として周波数を波長比で表現したもの、すなわち周波数ｆ1、ｆ2、ｆ3（ｆ1＜ｆ2＜ｆ3）に対して、ｄ＝０．３λ1＝０．４５λ2＝０．６λ3であり、波長比が大きいほど周波数が高いことを意味する。図１８より、第１のアンテナ素子１０と反射板３０との距離が波長比で大きくなると、指向性パターンが歪むことがわかる。更に、このような歪んだ指向性パターンが第２のアンテナ素子２０自身の指向性パターンに足し合わされることで、アンテナ全体として指向性劣化が生じる。しかし、これを回避するために第１のアンテナ素子１０と反射板３０との距離を小さくすると、第１のアンテナ素子１０の指向性劣化やインピーダンスの不整合を招く。
【０００６】
第２のアンテナ素子２０への給電により第１のアンテナ素子１０に誘起される電流によって生じる第２のアンテナ素子２０の指向性への影響を確認するため、図１６の構成から第１のアンテナ素子１０を除き、第２のアンテナ素子２０のみを配置したアンテナ２を図１９に示す。図２０は、図１６と図１９に示す第２のアンテナ素子２０の１．５ＧＨｚ帯、１．７ＧＨｚ帯、及び２ＧＨｚ帯の水平面内半値幅を比較したものである。図２０より、第１のアンテナ素子１０がない図１９のアンテナ２と比較して、第１のアンテナ素子１０に電流が誘起される図１６の多周波共用アンテナ１では、２ＧＨｚ帯における水平面内半値幅の周波数変動が大きいことから、水平面内指向性が劣化していることが確認できる。また、図１９のアンテナ２では２ＧＨｚ帯の垂直面内指向性利得は８．１ｄＢｉであるのに対し、図１６の多周波共用アンテナ１では７．７ｄＢｉと劣化する。前記のとおり、第１のアンテナ素子１０と反射板との距離が波長比で大きくなると、すなわち周波数が高いほど、第１のアンテナ素子１０から放射される第２のアンテナ素子２０の周波数帯での指向性パターンが歪むため、この影響による指向性の劣化は２ＧＨｚ帯において特に顕著である。
【０００７】
上記の従来技術に関連する特許として、例えば特許文献１が挙げられる。特許文献１では、共振する周波数が異なるアンテナ素子が、電気的に相互に影響し合って指向性などの電気的特性の劣化を生じることを問題として挙げている。同文献では、２種類のアンテナ素子を千鳥状に配置して水平方向の素子間隔が大きくし、これにより一方のアンテナ素子から他方のアンテナ素子に誘起される電流量を小さくすることでアンテナ素子相互の電気的な干渉を抑制することにより問題を解決する方法が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−１１１６６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１の構成は、２種類のアンテナ素子の水平方向の素子間隔を大きくすることで素子間の電気的な干渉を抑制するものである。しかし、風圧荷重等の観点からアンテナの直径は小さいことが望ましいため、水平方向には限られた素子間隔しか確保できず、結局、指向性の劣化を十分に改善できない可能性がある。
一方、垂直方向の素子間隔を従来より大きくすることも考えられるが、アンテナ長の増大やグレーティングローブの増大を生じることなどから現実的には困難である。
【００１０】
本発明は、異なる周波数帯で電波を放射するアンテナ素子間で誘起される電流に起因して生じる指向性の劣化を、アンテナのサイズを大きくすることなく抑制可能な多周波共用アンテナを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の多周波共用アンテナは、１つ以上の周波数帯で電波を放射する第１のアンテナ素子と第１のアンテナ素子とは異なる１つ以上の周波数帯で電波を放射する第２のアンテナ素子が、それぞれ直線上に複数配列されることによって構成され、第１のアンテナ素子には、素子の長手方向の途中で枝分かれしたサブエレメントが設けられ、当該サブエレメントは、そこを流れる電流の向きが前記第１のアンテナ素子に流れる電流の向きと逆になるように設けられている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の多周波共用アンテナによれば、アンテナ素子に簡単な枝分かれ構造を設けることで、他のアンテナ素子からの誘起電流がアンテナ素子と枝分かれ構造部分に互い逆向きに流れて指向性への影響を打ち消し合うため、アンテナのサイズを大きくすることなく、指向性の劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の多周波共用アンテナ１００の構成例を示す図。
【図２】図１の構成において第２のアンテナ素子２０に給電したときに第１のアンテナ素子１０およびサブエレメントＳに流れる電流のイメージを示す図。
【図３】多周波共用アンテナ１とアンテナ２と多周波共用アンテナ１００の１．５ＧＨｚ帯、１．７ＧＨｚ帯、２ＧＨｚ帯の水平面内半値幅の比較を示す図。
【図４】Ｌ字形のサブエレメントの別の形状の例を示す図。
【図５】サブエレメントの別の取り付け位置の例を示す図。
【図６】本発明の多周波共用アンテナ１００の変形例１の構成を示す図。
【図７】Ｆ字形のサブエレメントの変形例を示す図。
【図８】本発明の多周波共用アンテナ１００の変形例２の構成を示す図。
【図９】本発明の多周波共用アンテナ１００の変形例３の構成を示す図。
【図１０】本発明の多周波共用アンテナ２００の構成例を示す図。
【図１１】図１０の構成において第２のアンテナ素子２０に給電したときに第１のアンテナ素子１０に流れる電流のイメージを示す図。
【図１２】Ｌ字形の切り込みの別の形状の例を示す図。
【図１３】本発明の多周波共用アンテナ２００の変形例１の構成を示す図。
【図１４】本発明の多周波共用アンテナ２００の変形例２の構成を示す図。
【図１５】図１の構成において第２のアンテナ素子２０を４５°偏波素子とした場合の構成例を示す図。
【図１６】従来技術による多周波共用アンテナ１の構成例を示す図。
【図１７】図１６の構成において第２のアンテナ素子２０に給電したときに各アンテナ素子に流れる電流のイメージを示す図。
【図１８】図１６の構成において第２のアンテナ素子２０に給電したときに第１のアンテナ素子１０に誘起される電流が作る水平面内指向性パターンと、第１のアンテナ素子１０と反射板３０との距離と、の関係を示す図面である。
【図１９】図１６の構成から第１のアンテナ素子１０を除去し、第２のアンテナ素子２０のみとしたアンテナ２の構成を示す図。
【図２０】多周波共用アンテナ１とアンテナ２の１．５ＧＨｚ帯、１．７ＧＨｚ帯、２ＧＨｚ帯の水平面内半値幅の比較を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明の多周波共用アンテナ１００の構成例を示す斜視図である。多周波共用アンテナ１００は、１つ以上の周波数帯で電波を放射する第１のアンテナ素子１０と第１のアンテナ素子１０とは異なる１つ以上の周波数帯で電波を放射する第２のアンテナ素子２０が、それぞれ直線上（例えば、水平方向または垂直方向）に複数配列されることによって構成される点については、図１６に示す従来の多周波共用アンテナ１と同様であるが、第１のアンテナ素子１０に素子の長手方向の途中で枝分かれしたサブエレメントＳが設けられている点において異なる。
【００１６】
このように第１のアンテナ素子１０にサブエレメントＳが設けられている場合、第２のアンテナ素子２０に給電されると、第１のアンテナ素子１０に電流が誘起されるとともに、サブエレメントＳにも電流が誘起される。そこで、サブエレメントＳを、それに誘起される電流の向きが第１のアンテナ素子１０に誘起される電流の向きと逆になるように設けることで、第１のアンテナ素子１０への誘起電流が指向性に与える影響とサブエレメントＳへの誘起電流が指向性に与える影響とが互いに打ち消し合うため、指向性の劣化を抑制することができる。
【００１７】
以下、第１のアンテナ素子１０および第２のアンテナ素子２０がダイポールアンテナである場合を例にとって説明するが、アンテナの種別は特に問わない。
【００１８】
図２(a)は、図１に示す第１のアンテナ素子１０及びサブエレメントＳの部分を抜粋した正面図である。第１のアンテナ素子１０は、第１エレメント１１と第２エレメント１２とが給電部１３を挟んで設けられたダイポールアンテナである。また、第１エレメント１１には第１サブエレメントＳ１が、第２エレメント１２には第２サブエレメントＳ２が、それぞれエレメント１１、１２の長手方向の途中で枝分かれする形で設けられる。枝分かれする位置は任意であり、また、各サブエレメントについて給電部１３を挟んで対称でなくても構わない。
【００１９】
サブエレメントが無い場合、第１のアンテナ素子には図１７(b)に示すように例えば左向きの電流が誘起されるため、サブエレメントＳ１、Ｓ２にその逆の右向きの電流が誘起されるよう、例えば図２(a)に示すように、サブエレメントＳ１、Ｓ２をＬ字形とし、Ｌ字形の一辺がエレメント１１、１２と平行になるように、かつ、サブエレメントＳ１、Ｓ２の延伸された先端が互いに向かい合うように設ける。図２(b)は第２のアンテナ素子２０に給電したときに第１のアンテナ素子１０（第１エレメント１１及び第２エレメント１２）及びサブエレメントＳ（第１サブエレメントＳ１及び第２サブエレメントＳ２）に流れる電流のイメージを図２(a)に対応させて表現したものである。図２(b)から、第１のアンテナ素子１０とサブエレメントＳには逆向きの電流が流れていることがわかる。
【００２０】
図３は、図１６に示す従来の多周波共用アンテナ１と、図１９に示す多周波共用アンテナ１から第１のアンテナ素子１０を取り除き第２のアンテナ素子２０のみとされたアンテナ２と、図１に示す本発明の多周波共用アンテナ１００のそれぞれの、１．５ＧＨｚ帯、１．７ＧＨｚ帯、及び２ＧＨｚ帯の水平面内半値幅を比較したものである。この比較においては、第１のアンテナ素子１０のサブエレメントＳ１、Ｓ２の長さは、第２のアンテナ素子２０が電波を放射する２ＧＨｚ帯において０．１９λ〜０．２１λに設定しており、サブエレメントＳ１、Ｓ２に２ＧＨｚ帯で最も電流が流れる一方、第１のアンテナ素子１０が電波を放射する８００ＭＨｚ帯でほとんど電流が流れない。このように、サブエレメントＳ１、Ｓ２の長さを適切に設定することで、図３に示すように、本発明の多周波共用アンテナ１００の特性が、第１のアンテナ素子１０による影響が存在しない場合（アンテナ２）の特性に大幅に近づくことがわかる。また、２ＧＨｚ帯の垂直面内指向性利得も８．１ｄＢｉと図１９に示すアンテナ２と同等にすることができる。
【００２１】
なお、多周波共用アンテナ１００のサブエレメントＳ１、Ｓ２の形状は、延伸方向の幅が図２(a)に示すような等幅であるものに限られず、例えば図４に示すように延伸方向にテーパ状に広がっていくものであっても構わない。また、多周波共用アンテナ１００のサブエレメントＳ１、Ｓ２は、図１ではエレメント１１、１２の側面に、すなわちＬ字形が反射面に平行になるように設けられているが、例えば図５(a)の斜視図に示すようにエレメント１１、１２の正面に、すなわちＬ字形が反射面に垂直になるように（上面から見たとき図５(b)のようになるように）設けても構わない。また、ここでは１つのエレメントにサブエレメントを１つ設ける構成を説明したが、複数個設けても構わない。
【００２２】
以上のように、本発明の多周波共用アンテナ１００によれば、アンテナ素子に簡単な枝分かれ構造を設けることで、他のアンテナ素子からの誘起電流がアンテナ素子と枝分かれ構造部分に互い逆向きに流れて指向性への影響を打ち消し合うため、アンテナのサイズを大きくすることなく、指向性の劣化を抑制することができる。
【００２３】
＜変形例１＞
図６(a)は、図１に示す多周波共用アンテナ１００の変形例１を示す斜視図であり、図６(b)は、図６(a)に示す第１のアンテナ素子１０及びサブエレメントＳの部分を抜粋した正面図である。変形例１は、サブエレメントＳ１、Ｓ２の形状がＦ字形である点において図１の構成と異なる。しかし、Ｆ字形のサブエレメントＳ１、Ｓ２を、図６(b)に示すように、それぞれの２辺がエレメント１１、１２と平行になるように、かつ、サブエレメントＳ１、Ｓ２の延伸された先端が互いに向かい合うように設けることで、図１に示す構成と同様に、誘起電流がアンテナ素子と枝分かれ構造部分に互い逆向きに流れて指向性への影響を打ち消し合うため、指向性の劣化を抑制することができる。
【００２４】
なお、図６ではサブエレメントＳ１、Ｓ２がＦ字形の１端でエレメント１１、１２に接続されている構成例を示したが、図７(a)に示すようにＦ字形の２端でエレメント１１、１２に接続され、１端をサブエレメント１１、１２と平行になるように延伸しても構わない。また、Ｆ字形を変形して図７(b)のように構成しても構わない。この場合、例えばエレメント１１にサブエレメントＳ１ａとＳ１ｂとからなるサブエレメントＳ１が設けられているとすると、枝分かれ部分から見てエレメント１１の給電部１３側とサブエレメントＳ１ａとに互いに逆向きの電流が流れ、枝分かれ部分から見てエレメント１１の先端側とサブエレメントＳ１ｂとに互いに逆向きの電流が流れる。
【００２５】
＜変形例２＞
図８(a)は、図１に示す多周波共用アンテナ１００の変形例２を示す斜視図であり、図８(b)は、図８(a)に示す第１のアンテナ素子１０及びサブエレメントＳの部分を抜粋した正面図である。変形例２は、サブエレメントＳ１、Ｓ２の形状がＬ字形であるのは図１の構成と同様であるが、サブエレメントＳ１、Ｓ２が第１のアンテナ素子１０（第１エレメント１１及び第２エレメント１２）を挟んで互いに逆側に設けられる点において異なる。
【００２６】
図１の構成のようにサブエレメントＳ１、Ｓ２が第１のアンテナ素子１０から見て同じ側にある場合、対称性が崩れ、指向性が特定方向に傾く可能性がある。しかし、図８に示すようにサブエレメントＳ１、Ｓ２を第１のアンテナ素子１０を挟んで互いに逆側に設けることで対称性を保てるため、図１の構成と同等の指向性改善効果を得つつ、指向性が特定方向に傾くのを防ぐことができる。更に、図８(a)に示すように、第１のアンテナ素子１０と隣接する第１のアンテナ素子１０ｎについて、サブエレメントＳ１、Ｓ２が接続される側を、第１のアンテナ素子１０において接続される側と反転させることで、アンテナ全体として対称性を高めることができる。
【００２７】
＜変形例３＞
図９(a)は、図１に示す多周波共用アンテナ１００の変形例３を示す斜視図であり、図９(b)は、図９(a)に示す第１のアンテナ素子１０及びサブエレメントＳの部分を抜粋した正面図である。変形例３は、サブエレメントの形状がＬ字形であるのは図１の構成と同様であるが、サブエレメントを第１のアンテナ素子１０（第１エレメント１１及び第２エレメント１２）を挟んで両側に、すなわちサブエレメントＳ１、Ｓ２に加え、第１エレメント１１を挟んで第１サブエレメントＳ１と対称な位置に第３サブエレメントＳ３を設け、第２エレメント１２を挟んで第２サブエレメントＳ２と対称な位置に第４サブエレメントＳ４を設ける点において異なる。
【００２８】
このようにサブエレメントを第１のアンテナ素子１０（第１エレメント１１及び第２エレメント１２）を挟んで対称に設けることで、アンテナ全体として対称性を確保できるため、図１の構成と同等の指向性改善効果を得つつ、指向性が特定方向に傾くのを防ぐことができる。
【００２９】
なお、１つのエレメントに１組のサブエレメントを設ける構成を説明したが、複数組設けても構わない。
【実施例２】
【００３０】
図１０は、本発明の多周波共用アンテナ２００の構成例を示す斜視図である。多周波共用アンテナ２００は、１つ以上の周波数帯で電波を放射する第１のアンテナ素子１０と第１のアンテナ素子１０とは異なる１つ以上の周波数帯で電波を放射する第２のアンテナ素子２０が、それぞれ直線上（例えば、水平方向または垂直方向）に複数配列されることによって構成される点については、図１６に示す従来の多周波共用アンテナ１と同様であるが、第１のアンテナ素子１０に、長手方向の縁部の一部を開口部とする切り込みＫが、当該切り込みＫを挟んだ両側を流れる電流が互いに逆向きになるように形成されている点において異なる。
【００３１】
第２のアンテナ素子２０に給電されると、第１のアンテナ素子１０にも電流が誘起される。しかし、第１のアンテナ素子１０に先端が第１のアンテナ素子１０の長手方向に延伸されている切り込みＫが形成されていると、切り込みＫの長手方向部分を挟んだ一方の側と他方の側とで逆向きの電流が流れ、これらの電流が指向性に与える影響が互いに打ち消し合うため、指向性の劣化を抑制することができる。つまり、第１のアンテナ素子１０において誘起電流が流れる経路を２つにし、それぞれに逆向きの電流が流れるように構成して、放射電波の指向性への影響が相殺されるようにすることで、指向性の劣化を抑制するという点において実施例１と共通する。
【００３２】
以下、第１のアンテナ素子１０および第２のアンテナ素子２０がダイポールアンテナである場合を例にとって説明するが、アンテナの種別は特に問わない。
【００３３】
図１１(a)は、図１０に示す第１のアンテナ素子１０の部分を抜粋した正面図である。第１のアンテナ素子１０は、第１エレメント１１と第２エレメント１２とが給電部１３を挟んで設けられたダイポールアンテナである。また、第１エレメント１１には第１の切り込みＫ１が、第２エレメント１２には第２の切り込みＫ２が、それぞれエレメント１１、１２の長手方向の縁部の一部を開口部とし、先端が第１のアンテナ素子１０の長手方向に延伸形成されている。なお、長手方向の縁部において切り込みを形成する位置は任意であり、また、各切り込みは給電部１３を挟んで対称でなくても構わない。
【００３４】
切り込みが無い場合、第１のアンテナ素子には図１７(b)に示すように例えば左向きの電流が誘起されるが、例えば図１１(a)に示すように、切り込みＫ１、Ｋ２をＬ字形とし、Ｌ字形の一辺がエレメント１１、１２の長手方向になるように、かつ、切り込みＫ１、Ｋ２の延伸された先端が互いに向かい合うように設ける。図１１(b)は第２のアンテナ素子２０に給電したときに第１のアンテナ素子１０（第１エレメント１１及び第２エレメント１２）に流れる電流のイメージを図１１(a)に対応させて表現したものである。図１１(b)から、第１のアンテナ素子１０において、切り込みＫ（切り込みＫ１、Ｋ２）の長手方向部分を挟んだ一方の側と他方の側とで逆向きの電流が流れていることがわかる。
【００３５】
なお、多周波共用アンテナ２００の切り込みＫ１、Ｋ２の形状は、延伸方向の幅が図１１(a)に示すような等幅であるものに限られず、例えば図１２に示すように延伸方向にテーパ状に広がっていくものであっても構わない。
【００３６】
以上のように、本発明の多周波共用アンテナ２００によれば、アンテナ素子に簡単な切り込みを形成することで、他のアンテナ素子からの誘起電流が切り込みを挟んだ一方の側と他方の側で互い逆向きに流れて指向性への影響を打ち消し合うため、アンテナのサイズを大きくすることなく、指向性の劣化を抑制することができる。
【００３７】
＜変形例１＞
図１３(a)は、図１０に示す多周波共用アンテナ２００の変形例１を示す斜視図であり、図１３(b)は、図１３(a)に示す第１のアンテナ素子１０の部分を抜粋した正面図である。変形例１は、切り込みＫ１、Ｋ２の形状がＴ字形である点において図１０の構成と異なる。しかし、Ｔ字形の切り込みＫ１、Ｋ２を、図１３(b)に示すように、それぞれのＴ字の両端をエレメント１１、１２と平行になるように延伸形成することで、図１０に示す構成と同様に、誘起電流が切り込みＫ（切り込みＫ１、Ｋ２）の長手方向部分を挟んだ一方の側と他方の側とで逆向きに流れて指向性への影響を打ち消し合うため、指向性の劣化を抑制することができる。
【００３８】
＜変形例２＞
図１４(a)は、図１０に示す多周波共用アンテナ１００の変形例２を示す斜視図であり、図１４(b)は、図１４(a)に示す第１のアンテナ素子１０の部分を抜粋した正面図である。変形例２は、切り込みの形状がＬ字形であるのは図１０の構成と同様であるが、切り込みを第１のアンテナ素子１０（第１エレメント１１及び第２エレメント１２）の長手方向の両側の縁部から、すなわち切り込みＫ１、Ｋ２に加え、第１エレメント１１の中心軸を挟んで第１の切り込みＫ１と対称な位置に第３の切り込みＫ３を設け、第２エレメント１２の中心軸を挟んで第２の切り込みＫ２と対称な位置に第４の切り込みＫ４を設ける点において異なる。
【００３９】
図１０の構成のように切り込みＫ１、Ｋ２が第１のアンテナ素子１０の中心軸から見て同じ側にある場合、対称性が崩れ、指向性が特定方向に傾く可能性がある。そこで、切り込みを第１のアンテナ素子１０（第１エレメント１１及び第２エレメント１２）の中心軸を挟んで対称に設けることで、アンテナ全体として対称性を確保できるため、図１０の構成と同等の指向性改善効果を得つつ、指向性が特定方向に傾くのを防ぐことができる。
【実施例３】
【００４０】
実施例１、２では、各アンテナ素子に水平偏波素子を用いた場合について説明したが、垂直偏波素子、＋４５°偏波素子、−４５°偏波素子、垂直・水平偏波共用素子、±４５°偏波共用素子のいずれでも適用可能である。例えば、図１５に示すように、第２のアンテナ素子２０を４５°偏波素子としても同様の効果が期待できる。
また、実施例１、２では、第１のアンテナ素子１０を水平方向に１素子、垂直方向に３素子配置し、第２のアンテナ素子２０を水平方向に１素子、垂直方向に４素子配置する構成について説明したが、第１のアンテナ素子１０と第２のアンテナ素子２０は共に任意の数に設定可能である。
【００４１】
また、アンテナに無給電素子を設けた場合、その無給電素子にも想定外の周波数帯の電流が流れる可能性があるが、このような場合にも本発明を無給電素子に適用することで、その影響を抑制することができる。
【００４２】
また、実施例１のサブエレメントＳと実施例２の切り込みＫを１つの素子またはアンテナにおいて組み合わせて適用しても指向性改善効果が期待できる。
【００４３】
以上説明した、本発明の多周波共用アンテナ１００の構成は、上記の実施例の内容に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１、１００ 多周波共用アンテナ
２ アンテナ
１０、１０ｎ 第１のアンテナ素子
１１ 第１エレメント
１２ 第２エレメント
１３ 給電部
２０ 第２のアンテナ素子
３０ 反射板
Ｓ１、Ｓ１ａ、Ｓ１ｂ、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４ サブエレメント
Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４ 切り込み
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ以上の周波数帯で電波を放射する第１のアンテナ素子と第１のアンテナ素子とは異なる１つ以上の周波数帯で電波を放射する第２のアンテナ素子が、それぞれ直線上に複数配列されることによって構成される多周波共用アンテナであって、
前記第１のアンテナ素子には、長手方向の途中で枝分かれしたサブエレメントが設けられ、
前記サブエレメントは、そこを流れる電流の向きが前記第１のアンテナ素子に流れる電流の向きと逆になるように設けられている
ことを特徴とする多周波共用アンテナ。
【請求項２】
請求項１に記載の多周波共用アンテナであって、
前記第１のアンテナ素子と前記第２のアンテナ素子はダイポールアンテナ素子であり、
前記第１のアンテナ素子は、給電部を挟んで第１エレメントと第２エレメントを備え、
前記サブエレメントは、前記第１エレメントと前記第２エレメントにそれぞれ設けられている
ことを特徴とする多周波共用アンテナ。
【請求項３】
請求項２に記載の多周波共用アンテナであって、
前記第１エレメントのサブエレメントと前記第２エレメントのサブエレメントは、前記第１のアンテナ素子を挟んで互いに逆側に設けられる
ことを特徴とする多周波共用アンテナ。
【請求項４】
請求項２に記載の多周波共用アンテナであって、
前記第１エレメントのサブエレメントは、前記第１エレメントを挟んで両側に設けられ、
前記第２エレメントのサブエレメントは、前記第２エレメントを挟んで両側に設けられる
ことを特徴とする多周波共用アンテナ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の多周波共用アンテナであって、
前記サブエレメントはＬ字形又はＬ字形を含む形状である
ことを特徴とする多周波共用アンテナ。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の多周波共用アンテナであって、
前記サブエレメントの長さは、前記第１のアンテナ素子の使用周波数帯において前記サブエレメントに流れる電流がより少なくなり、かつ、前記第２のアンテナ素子の使用周波数帯において電流がより多くなる長さに設定される
ことを特徴とする多周波共用アンテナ。
【請求項７】
１つ以上の周波数帯で電波を放射する第１のアンテナ素子と第１のアンテナ素子とは異なる１つ以上の周波数帯で電波を放射する第２のアンテナ素子が、それぞれ直線上に複数配列されることによって構成される多周波共用アンテナであって、
前記第１のアンテナ素子は、長手方向の縁部の一部を開口部とする切り込みが、当該切込みを挟んだ両側を流れる電流が互いに逆向きになるように形成されている
ことを特徴とする多周波共用アンテナ。
【請求項８】
請求項７に記載の多周波共用アンテナであって、
前記第１のアンテナ素子と前記第２のアンテナ素子はダイポールアンテナ素子であり、
前記第１のアンテナ素子は、給電部を挟んで第１エレメントと第２エレメントを備え、
前記切り込みは、前記第１エレメントと前記第２エレメントにそれぞれ設けられている
ことを特徴とする多周波共用アンテナ。
【請求項９】
請求項８に記載の多周波共用アンテナであって、
前記第１エレメントの切り込みは、前記第１エレメントの長手方向の両側の縁部からそれぞれ形成され、
前記第２エレメントの切り込みは、前記第２エレメントの長手方向の両側の縁部からそれぞれ形成される
ことを特徴とする多周波共用アンテナ。
【請求項１０】
請求項７乃至９のいずれかに記載の多周波共用アンテナであって、
前記切り込みはＬ字形又はＬ字形を含む形状である
ことを特徴とする多周波共用アンテナ。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれかに記載の多周波共用アンテナであって、
前記第１のアンテナと前記第２のアンテナは、垂直偏波アンテナ素子、水平偏波アンテナ素子、＋４５°偏波素子、−４５°偏波素子、垂直・水平偏波共用アンテナ素子、又は±４５°偏波共用素子のいずれかである
ことを特徴とする多周波共用アンテナ。
【請求項１】
１つ以上の周波数帯で電波を放射する第１のアンテナ素子と第１のアンテナ素子とは異なる１つ以上の周波数帯で電波を放射する第２のアンテナ素子が、それぞれ直線上に複数配列されることによって構成される多周波共用アンテナであって、
前記第１のアンテナ素子には、長手方向の途中で枝分かれしたサブエレメントが設けられ、
前記サブエレメントは、そこを流れる電流の向きが前記第１のアンテナ素子に流れる電流の向きと逆になるように設けられている
ことを特徴とする多周波共用アンテナ。
【請求項２】
請求項１に記載の多周波共用アンテナであって、
前記第１のアンテナ素子と前記第２のアンテナ素子はダイポールアンテナ素子であり、
前記第１のアンテナ素子は、給電部を挟んで第１エレメントと第２エレメントを備え、
前記サブエレメントは、前記第１エレメントと前記第２エレメントにそれぞれ設けられている
ことを特徴とする多周波共用アンテナ。
【請求項３】
請求項２に記載の多周波共用アンテナであって、
前記第１エレメントのサブエレメントと前記第２エレメントのサブエレメントは、前記第１のアンテナ素子を挟んで互いに逆側に設けられる
ことを特徴とする多周波共用アンテナ。
【請求項４】
請求項２に記載の多周波共用アンテナであって、
前記第１エレメントのサブエレメントは、前記第１エレメントを挟んで両側に設けられ、
前記第２エレメントのサブエレメントは、前記第２エレメントを挟んで両側に設けられる
ことを特徴とする多周波共用アンテナ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の多周波共用アンテナであって、
前記サブエレメントはＬ字形又はＬ字形を含む形状である
ことを特徴とする多周波共用アンテナ。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の多周波共用アンテナであって、
前記サブエレメントの長さは、前記第１のアンテナ素子の使用周波数帯において前記サブエレメントに流れる電流がより少なくなり、かつ、前記第２のアンテナ素子の使用周波数帯において電流がより多くなる長さに設定される
ことを特徴とする多周波共用アンテナ。
【請求項７】
１つ以上の周波数帯で電波を放射する第１のアンテナ素子と第１のアンテナ素子とは異なる１つ以上の周波数帯で電波を放射する第２のアンテナ素子が、それぞれ直線上に複数配列されることによって構成される多周波共用アンテナであって、
前記第１のアンテナ素子は、長手方向の縁部の一部を開口部とする切り込みが、当該切込みを挟んだ両側を流れる電流が互いに逆向きになるように形成されている
ことを特徴とする多周波共用アンテナ。
【請求項８】
請求項７に記載の多周波共用アンテナであって、
前記第１のアンテナ素子と前記第２のアンテナ素子はダイポールアンテナ素子であり、
前記第１のアンテナ素子は、給電部を挟んで第１エレメントと第２エレメントを備え、
前記切り込みは、前記第１エレメントと前記第２エレメントにそれぞれ設けられている
ことを特徴とする多周波共用アンテナ。
【請求項９】
請求項８に記載の多周波共用アンテナであって、
前記第１エレメントの切り込みは、前記第１エレメントの長手方向の両側の縁部からそれぞれ形成され、
前記第２エレメントの切り込みは、前記第２エレメントの長手方向の両側の縁部からそれぞれ形成される
ことを特徴とする多周波共用アンテナ。
【請求項１０】
請求項７乃至９のいずれかに記載の多周波共用アンテナであって、
前記切り込みはＬ字形又はＬ字形を含む形状である
ことを特徴とする多周波共用アンテナ。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれかに記載の多周波共用アンテナであって、
前記第１のアンテナと前記第２のアンテナは、垂直偏波アンテナ素子、水平偏波アンテナ素子、＋４５°偏波素子、−４５°偏波素子、垂直・水平偏波共用アンテナ素子、又は±４５°偏波共用素子のいずれかである
ことを特徴とする多周波共用アンテナ。
【図１】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図１１】
【図１７】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図１１】
【図１７】
【公開番号】特開２０１２−２５３５６３（Ｐ２０１２−２５３５６３Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２４５１４（Ｐ２０１１−１２４５１４）
【出願日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【出願人】（３９２０２６６９３）株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ (5,876)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【出願人】（３９２０２６６９３）株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ (5,876)
【Ｆターム（参考）】
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