JP2000134026A

JP2000134026A - モノポール・アンテナ

Info

Publication number: JP2000134026A
Application number: JP10299546A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Yamamoto; 温山本; Koichi Ogawa; 晃一小川; Toshimitsu Matsuyoshi; 俊満松吉
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-10-21
Filing date: 1998-10-21
Publication date: 2000-05-12

Abstract

(57)【要約】【課題】放射指向性を変化可能な簡単構成のモノポール
・アンテナの提供。【解決手段】接地導体１１上にある給電部１２から給電
されるアンテナ素子１３を接地導体１１の一方側に設け
る一方、接地導体１１の他方側に、接地導体１１との間
で空間的結合を生じさせる反射導体１４を設け、反射導
体１４および接地導体１１の形状および両者の位置の変
更により、電波の指向性の調整を可能にしたモノポール
・アンテナ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は主として移動体通信
で使用されるモノポール・アンテナに関し、特に、基地
局用アンテナに適したモノポール・アンテナに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のモノポール・アンテナを図７，図
９に示す。

【０００３】まず、図７に示す第１の従来例を説明す
る。図７において６１は接地導体、６２は同軸給電部、
６３はアンテナ素子である。アンテナ素子６３は、同軸
給電部６２に接続されている。この種のモノポール・ア
ンテナを軸対称構造にする、すなわち、接地導体６１を
円板状とし、同軸給電部６２を接地導体６１の表面の軸
対称中心に位置させ、アンテナ素子６３を接地導体６１
の中心位置を通る垂線方向に沿って配置して同軸給電部
６２に接続すると、アンテナの放射電波はアンテナ水平
面に無指向となる。

【０００４】このような構成を備えたモノポール・アン
テナに対しては、例えば、移動体通信の基地局用アンテ
ナとして室内に配設する場合を想定して、アンテナ水平
面方向における無指向性を維持しながらアンテナ垂直面
における電波の指向性を変化させることが要望されてい
る。

【０００５】これに対しては、接地導体６１の大きさを
変化させることで上記要望に応えることが考えられる。
しかしながら、接地導体６１が有限の大きさを有するモ
ノポール・アンテナでは、接地導体６１の端部から電波
の回折が起こり、接地導体６１が大きくなればなるほど
電波の回折は小さくなり、反対に接地導体６１が小さく
れなればなるほど電波の回折は大きくなる。

【０００６】モノポール・アンテナの全放射電波はアン
テナ素子６３からの放射電波と接地導体６１端部からの
回折波の和である。そのため、接地導体６１に対してア
ンテナ素子６３のある方をアンテナ上側、アンテナ素子
６３のない方をアンテナ下側とすると、接地導体６１が
大きければ大きいほど、アンテナ下側への電波の回り込
みは少なくなってアンテナ上側への放射が大きくなり、
かつ、最大放射方向もアンテナ水平面に近づく。反対
に、接地導体６１が小さいほど、アンテナ下側への電波
の回り込みが大きくなって最大放射方向もアンテナ真上
方向に近づいていく。このとき、接地導体６１の直径を
１／２波長以下に設定すると、電波の放射はアンテナ上
側と下側とで等しくなり、アンテナ水平面に対して８の
字指向性を示す。なお、このときの最大放射方向はアン
テナ水平面となる。図８に一例として接地導体６１の直
径が１／２波長の時〔図８（ａ）〕、１波長の時〔図８
（ｂ）〕３波長の時〔図８（ｃ）〕の放射指向性を示
す。なお、図８（ｄ）に示すように、図のＸ，Ｙ方向
は、接地導体６１の面と平行な方向を示し、Ｚ方向は接
地導体６１の垂線方向を示している。放射指向性の目盛
りは１間隔は１０ｄＢであり、単位はダイポール・アン
テナの利得を基準にしたｄＢｄである。

【０００７】このように、モノポール・アンテナは接地
導体６１の大きさを変化させることにより、水平面の無
指向を保ちながら垂直面の電波の指向性を変化させるこ
とが可能となる。

【０００８】次に図９に示す第２の従来例を説明する。
図９は接地導体に対向する反射導体をアンテナ素子の突
端から離間して配置したモノポール・アンテナである。
図９において６１は接地導体、６２は同軸給電部、６３
はアンテナ素子、７１は反射導体、７２は絶縁体からな
る支持棒である。アンテナ素子６３は同軸給電部６２に
接続されている。反射導体７１はアンテナ素子６３の突
端より離間した位置に接地導体６１と対向して配置され
ている。反射導体７１は絶縁体の支持棒７２より接地導
体６１上に支持されている。

【０００９】このようなモノポール・アンテナにおいて
も、上述した第１の従来例と同様、アンテナの構造が軸
対称の場合、放射電波はアンテナ水平面に無指向とな
る。さらには、接地導体６１から見てアンテナ素子６３
のある方をアンテナ上側、アンテナ素子６３のない方を
アンテナ下側とすると、反射導体７１によりアンテナ真
上方向ヘの電波の放射が抑えられ、アンテナ水平方向へ
の電波の放射が強くなる。そのうえ、反射導体７１の大
きさ、接地導体６１、アンテナ素子６３との距離を変化
させることにより、アンテナ垂直面の電波の指向性を変
化させることが可能になる。その結果、このモノポール
・アンテナでは、接地導体上の反射導体の大きさと接地
導体との距離を変化させることにより、水平面の無指向
を保ちながら垂直面の電波の指向性を変化させることが
可能となる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７に
示す第１の従来例には、次のような問題があった。すな
わち、アンテナ水平方向に無指向に放射を強めるため
に、平面的に非常に大きな大きさを有する接地導体６１
が必要となり、モノポール・アンテナの小型化には適し
ていなかった。モノポール・アンテナの室内における最
適設置場所の一つである天井の領域においてアンテナ設
置場所として容認される領域はそう広いものではない。
したがって、平面的な小型化が困難で、大型にならざる
を得ない第１の従来例の構造は不適当といわざるを得な
かった。さらには、モノポール・アンテナには、景観
上、なるべく目立たなく設置したいという要望があり、
小型が困難な第１の従来例の構造はこのような要望に応
えることもできなかった。

【００１１】また、図９に示す第２の従来例には次のよ
うな問題があった。すなわち、第２の従来例のモノポー
ル・アンテナを室内の天井等に設置する場合、アンテナ
の電波放射の効率を良好なものとするために、図１０に
示すように、アンテナ素子６３が電波を放射する空間に
面するように、アンテナを天井８０に対して逆さに吊り
下げる、つまり、アンテナ上側（接地導体６１から見て
アンテナ素子６３のある方）を床に向けて設置すること
が行われる。しかしながら、これでは、反射導体７１と
支持棒７２とからなる構造物が天井８０から床に向けて
大きく突出することになり、そうすると、天井８０に大
きな突起物を垂設することになって景観上好ましくなか
った。

【００１２】そこで、本発明は上記問題に鑑み、水平面
の無指向を保ちながら、垂直面の電波の指向性を変化さ
せることが可能で、かつ小型化も可能なモノポール・ア
ンテナの提供を課題としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明のモノポール・アンテナは、有限の大きさを
有する接地導体と、前記接地導体上に設けられた給電部
と、前記接地導体の一方側に設けられて前記給電部から
給電されるアンテナ素子とを備えたモノポール・アンテ
ナであって、前記接地導体の他方側に、当該接地導体と
の間で空間を介した電気的結合を生じさせる反射導体を
設けたことに特徴を有している。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、有限の大きさを有する接地導体と、前記接地導体上
に設けられた給電部と、前記接地導体の一方側に設けら
れて前記給電部から給電されるアンテナ素子とを備えた
モノポール・アンテナであって、前記接地導体の他方側
に、当該接地導体との間で空間を介した電気的結合を生
じさせる反射導体を設けたことに特徴を有しており、こ
れにより次のような作用を有する。すなわち、反射導体
にも空間を介した電気的結合によって電流が流れるた
め、反射導体の端からも電波が放射されることになる。
そのため、モノポール・アンテナの放射は、アンテナ素
子による放射と、接地導体による放射と、反射導体によ
る放射との和となり、接地導体や反射導体の大きさ、接
地導体と反射導体との間の距離を変えることにより、モ
ノポール・アンテナの指向性を変化させることが可能と
なる。しかも、設置場所において露出することが考えら
れる接地導体の一方側（アンテナ素子が設けられている
側）には、アンテナ素子以外の構造物が存在しないの
で、設置された状態でのモノポール・アンテナには、ア
ンテナ素子以外、景観上邪魔になるものが存在しなくな
る。

【００１５】本発明の請求項２に記載の発明は、請求項
１に係るモノポール・アンテナであって、前記反射導体
を一つないし複数設け、これら反射導体のうちの少なく
とも一つを前記接地導体に電気的に接続したことに特徴
を有しており、これにより次のような作用を有する。す
なわち、接地導体に電気的に接続された反射導体は、反
射導体としての働きに加えて電気的に接地導体の働きを
するので、反射導体の働きを活かしつつ、アンテナ給電
部から漏れ電流が生じることを抑制してアンテナの入力
インピーダンスを安定させることができる。

【００１６】本発明の請求項３に記載の発明は、請求項
２に係るモノポール・アンテナであって、前記反射導体
を円板状をし、かつ、前記反射導体の直径を、前記アン
テナ素子の共振周波数の波長の１／２以上としたことに
特徴を有しており、これにより次のような作用を有す
る。すなわち、反射導体の直径を、共振周波数の１／２
波長以上とすることで、アンテナ入力部での電流の漏れ
をさらに確実に抑えることができる。そのため、接地導
体の構成を、小型化は可能であるものの漏れ電流の生じ
る可能性が高い共振周波数の１／２波長以下の直径を備
えた円板形状としても、予期される漏れ電流を確実に抑
制することができる。したがって、接地導体の小型を図
ったうえで、入力ピーダンスをさらに安定化させること
ができる。

【００１７】なお、本発明のモノポール・アンテナを室
内の天井部に設置する場合、接地導体は天井部から室内
側に露出させる必要があるが、反射導体は天井裏に収納
することができる。そのため、反射導体の大きさが多少
大きくなっても、室内に露出するアンテナ部分の大きさ
が大きくなることはない。

【００１８】本発明の請求項４に記載の発明は、請求項
１ないし３に係るモノポール・アンテナであって、前記
接地導体を軸対称形状にして、前記給電部を前記接地導
体の対称中心位置に配置し、前記アンテナ素子を前記対
称中心位置を通る前記接地導体の垂線方向に沿って配置
したことに特徴を有しており、これにより次のような作
用を有する。すなわち、このような構成を有することに
より、アンテナ構造が軸対称となり、アンテナ水平面に
一様な指向性を発揮することができるようになる。

【００１９】本発明の請求項５に記載の発明は、請求項
１ないし４のいずれかに係るモノポール・アンテナであ
って、前記アンテナ素子は複数の共振周波数で励振する
ものであることに特徴を有しており、これにより次のよ
うな作用を有する。すなわち、アンテナ素子の共振周波
数に対応する接地導体や反射導体の大きさは、各共振周
波数毎に異なり、放射指向性もそれぞれ異なったものと
なる。そこで、各共振周波数に対応して接地導体や反射
導体の大きさ、さらには、接地導体と反射導体との間の
距離を変えることにより、各共振周波数に対する指向性
を周波数毎に変化させることが可能となる。

【００２０】本発明の請求項６に記載の発明は、請求項
１ないし５のいずれかに係るモノポール・アンテナであ
って、前記接地導体および前記反射導体は面形状を有し
て、互いの面を対向させて配置されており、かつ、前記
反射導体の面積を前記接地導体の面積より大きくしたこ
とに特徴を有しており、これにより次のような作用を有
する。すなわち、上述したように、本発明の構成では、
反射導体にも空間的結合によって電流が流れて、反射導
体の端からも電波が放射されるが、本発明のように構成
すれば、接地導体と反射導体との間の空間的結合が強ま
り、反射導体から効率よく電波が放射されることにな
る。

【００２１】第１の実施の形態以下、本発明の第１の実施の形態について、図１を参照
しながら説明する。

【００２２】図１は本発明の第１の実施の形態における
モノポール・アンテナ１の構成を示したものである。図
１において、１１は有限の大きさを備えた平薄板状の接
地導体、１２は同軸給電部、１３はアンテナ素子、１４
は平薄板状の反射導体である。同軸給電部１２は接地導
体１１の表面上に配置されている。アンテナ素子１３は
接地導体１４の一方側に設けられて同軸給電部１２に電
気的に接続されている。反射導体１４は接地導体１１と
空間を介した電気的結合を生じさせるように、接地導体
１１の他方側に接地導体１１と対向して配置されてい
る。

【００２３】以上がこのモノポール・アンテナ１の基本
的な構成であるが、本実施の形態では、このような基本
的構成に加えて、次のような構成を備えている。すなわ
ち、反射導体１４は単一であって、接地導体１１および
反射導体１４が円板状をなし、互いに平行にかつ同軸に
配置されている。同軸給電部１２は接地導体１１の中心
に配置されており、アンテナ素子１３は直線導体線で構
成されて、接地導体１１の中心を通り、かつ、接地導体
１１の垂線方向に沿って配設されている。以上の構成を
備えることで、このモノポール・アンテナ１は軸対称構
造となっている。なお、このモノポール・アンテナ１に
おいて、反射導体１４は、接地導体１１と機械的に分離
して設けられているが、絶縁体からなる支持棒（図示省
略）等によって反射導体１４を接地導体１１に機械的に
連結することで、反射導体１４を接地導体１１に固定す
る構成としてもよい。

【００２４】次に、このモノポール・アンテナ１の動作
を説明する。

【００２５】電波の励振は、アンテナ素子１３で行われ
る。つまり、アンテナ素子１３に共振周波数ｆ０の電流
の定在波が立ち、これにより周波数ｆ０の電波の放射が
行われる。このとき接地導体１１に逆相の電流が流れ、
接地導体１１の端からも電波が放射される。このモノ・
ポールアンテナ１では、有限大の接地導体１１を備えて
いるので、その電波放射は、それぞれ電波の放射源とな
っているアンテナ素子１３の放射と接地導体１１の放射
との和となる。さらには、このモノポール・アンテナ１
では、接地導体１１の他方側に、アンテナ素子１３と対
向する反射導体１４を備えているため、反射導体１４に
も空間を介した電気的結合によって電流が流れ、反射導
体１４の端からも電波が放射される。したがって、この
モノポール・アンテナ１による電波の放射は、アンテナ
素子１３による放射と、接地導体１１による放射と、反
射導体１４による放射との和となる。

【００２６】そのため、接地導体１１の大きさ、反射導
体１４の大きさ、接地導体１１と反射導体１４との間の
距離を変えることにより、モノポール・アンテナ１の指
向性を変化させることができる。

【００２７】次に実際に試作したアンテナの特性を図２
（ａ）,（ｂ）,（ｃ）に示す。試作したモノポール・ア
ンテナ１₁，１₂，１’それぞれは、アンテナ素子として
１／４波長直線導体を備えた軸対象構造のものであっ
て、図２（ａ）,（ｂ）は反射導体１４を有する本実施
の形態のモノポール・アンテナ１₁，１₂の放射指向性を
示したものであり、図２（ｃ）は反射導体なしの従来の
モノポール・アンテナ１’の放射指向性を示したもので
ある。詳細にいえば、図２（ａ）は、アンテナ素子１３
の共振周波数の１波長の直径を有する円板形状の接地導
体１１と、アンテナ素子１３の共振周波数の２波長を直
径とする円板形状の反射導体１４とを有し、接地導体１
１と反射導体１４との間の距離を、アンテナ素子１３の
共振周波数の１／４波長とした本実施の形態品のモノポ
ール・アンテナ１₁の放射指向性である。図２（ｂ）
は、アンテナ素子１３の共振周波数の１．２５波長の直
径を有する円板形状の接地導体１１と、アンテナ素子１
３の共振周波数の２波長の直径を有する円板形状の反射
導体１４とを有し、接地導体１１と反射導体１４との間
の距離を、アンテナ素子１３の共振周波数の１／４波長
とした本実施の形態品のモノポール・アンテナ１₂の放
射指向性である。図２（ｃ）は、アンテナ素子１３の共
振周波数の２波長の直径を有する円板形状の接地導体１
１を備えた従来例品のモノポール・アンテナ１’の放射
指向性である。なお、図２（ｄ）に示すように、図の
Ｘ，Ｙ方向は、接地導体１１や反射導体１４の面と平行
な方向を示し、Ｚ方向は接地導体１１や反射導体１４の
垂線方向を示している。放射指向性の目盛りは１間隔は
１０ｄＢであり、単位はダイポール・アンテナの利得を
基準にしたｄＢｄである。

【００２８】図２（ａ）では、アンテナ上側（アンテナ
素子１３が設けられた側）、特にその真上方向に非常に
強い放射指向性を示し、アンテナ下側（反射導体１４が
設けられた側）では、放射指向性は極端に弱くなってい
る。つまり、このモノポール・アンテナ１₁はホールや
ビルの吹き抜け等の非常に高さの広がりを持った空間、
あるいは空から気球等により地上と電波の送受波を行う
場合に適する。特に、アンテナ水平面に無指向なので、
空からの放射に優れた特性を示す。

【００２９】図２（ｂ）では、アンテナ上側（アンテナ
素子１３が設けられた側）に非常に強い放射指向性を示
し、アンテナ下側（反射導体１４が設けられた側）で
は、放射指向性は極端に弱くなっている。さらに、アン
テナ上側においても、斜め横方向に対する放射指向性が
強くなっている。つまり、このモノポール・アンテナ１
₂は通常の横方向に広がりを持った室内空間に適する。
特に、アンテナ水平面に無指向なので室内の天井中央に
設置することで非常に広い空間への放射に優れた特性を
示す。

【００３０】図２（ｃ）では、図２（ａ），（ｂ）に比
べて、アンテナ下側（アンテナ素子１４が設けられてい
ない側）の放射指向性も比較的高くなっている。つま
り、アンテナ下側に対する電波の漏れが比較的大きく、
室内の天井に設置しにくい構成となっている。

【００３１】このことから明らかなように、反射導体１
４を設けたモノポール・アンテナ１₁、１₂では、アンテ
ナ下側に放射されていた電波が反射導体１４により反射
されて、アンテナ上側の放射が強まっている。

【００３２】また、本実施の形態のモノポール・アンテ
ナ１を室内の天井に取り付ける場合、図３に示すよう
に、反射導体１４を天井８０の内部（天井裏）８１に収
納した状態で接地導体１１を天井８０の面に面着させて
設置すればよいので、設置した状態では、天井８０から
アンテナ素子１３のみが床に向かって突出し、しかも、
アンテナ素子１３は直線導体で構成すれば目立ちにくい
ので、景観のうえで邪魔にならない。

【００３３】さらにアンテナ素子１３を１／４波長導体
線ではなく、例えば、アンテナとしてこれと等価な電気
長を有する円板形状の導体に変更し、このような円板導
体をその中心で同軸給電部１２に接続してもよい。そう
すれば、軸対称構造を保ちつつ、逆Ｌアンテナと同様に
アンテナ素子の高さ寸法を低くすることが可能なアンテ
ナ素子となって、景観上、さらに好ましくなる。

【００３４】このように、本実施の形態では、反射導体
１４を備えることにより、モノポール・アンテナ１の放
射指向性を変えることが可能である。更に接地導体１１
の大きさ、反射導体１４の大きさ、接地導体１１と反射
導体１４との間の距離を任意に選定することにより、所
望の放射指向性を実現することができる。したがって、
本実施の形態によれば、簡単な構造で、所望の指向性の
モノポール・アンテナが得られ、さらに、軸対称構造と
することにより、アンテナ水平面に一様な指向性を有す
る優れたモノポール・アンテナが実現できる。

【００３５】また、このモノポール・アンテナ１では、
接地導体１１の直径を、アンテナ素子１３の共振周波数
の１／２波長以上にすることで、入力インピーダンスを
安定化させることができる。以下、説明する。

【００３６】円板状の接地導体を備えたモノポール・ア
ンテナには、一般に、アンテナ素子の共振周波数の波長
の１／２より接地導体の直径を小さくすると、アンテナ
入力部の同軸外導体の外側に電流が漏れてしまい入力イ
ンピーダンスが不安定になってしまうという特徴があ
る。そこで、本実施の形態では、接地導体１１の直径
を、アンテナ素子１３の共振周波数の１／２波長以上に
することで、アンテナ入力部の同軸外導体の外側に漏れ
電流を入力インピーダンスを安定化させて、送信動作を
安定化している。

【００３７】なお、本実施の形態においては、反射導体
１４が１つで軸対称構造のモノポール・アンテナ１を例
に挙げて説明したが、本発明は必ずしもこの構成のモノ
ポール・アンテナに限定されるものではない。例えば、
接地導体１１の形状と大きさ、および反射導体１４の個
数と各々の形状と大きさ、さらには、接地導体１１と反
射導体１４の位置を、任意に定めることにより、所望の
指向性を実現することができる。

【００３８】また、本実施の形態ではアンテナ素子１３
を直線導体で構成したが、これをアンテナとして直線導
体と等価な電気長を有する円板形状の導体といったよう
な他のアンテナ素子で構成することも可能である。

【００３９】第２の実施の形態図４は本発明の第２の実施の形態におけるモノポール・
アンテナ２０の構成を示したものである。図４におい
て、１１は接地導体、１２は同軸給電部、１３はアンテ
ナ素子、１４は反射導体、２１は接続導体である。接続
導体２１以外の構成は、第１の実施の形態と同様である
ので、これらについては第１の実施の形態と同一の符号
を付し、その詳細な説明は省略する。本実施の形態のモ
ノポール・アンテナ２０は、接地導体１１と反射導体１
４とが、接続導体２１により電気的に接続されている点
に特徴がある。接地導体１１と反射導体１４との接続の
構造は種々考えられるが、本実施の形態では、共に円板
状をした接地導体１１と反射導体１４との中心位置に、
これら導体１１、１４の垂線方向に沿って柱状の接続導
体２１を配設して、両導体１１、１４を電気的に接続す
るとともに、機械的にも連結している。さらには、反射
導体１４の直径を、アンテナ素子１３の共振周波数の波
長の１／２以上としている。

【００４０】次にこのモノポール・アンテナ２０の動作
の説明をする。

【００４１】モノポール・アンテナ２０の動作は、第１
の実施の形態のモノポール・アンテナ１の動作と同様で
あるが、このモノポール・アンテナ２０においては、こ
のような動作に加えて、次のような動作を発揮する。す
なわち、このモノポール・アンテナを室内の天井に設置
する場合、図３を参照して上述したように、反射導体１
４は、天井の内部（天井裏）８１に収納することができ
るが、接地導体１１は天井から室内側に露出することは
避けられない。そのため、人目につく接地導体１１をで
きるたけ小さくしたいという要望があった場合には、接
地導体１１（円板形状）の直径がアンテナ素子１３の共
振周波数の１／２波長以下となってしまうことも考えら
れる。しかしながら、そうすると、漏れ電流が生じて入
力インピーダンスが不安定になることは避けられない。

【００４２】これに対して、まず第１として、実施の形
態では、反射導体１４を接地導体１１に電気的に接続し
ており、これにより、反射導体１４は、反射導体として
の働き（電波放射方向を制御する働き）に加えて電気的
に接地導体１１と同様の働きをすることになる。これに
より、反射導体１４は、反射導体本来の働きを行いつ
つ、漏れ電流を抑制して入力インピーダンスを安定させ
ることができるようになる。したがって、接地導体１１
の直径をアンテナ素子１３の共振周波数の１／２波長以
下という小さなものにしても、漏れ電流が生じて入力イ
ンピーダンスが不安定になるといった不都合が生じるこ
とを防げる。

【００４３】さらに第２として、本実施の形態では、反
射導体１４の直径を、アンテナ素子１３の共振周波数の
波長の１／２以上としているので、電流の漏れをさらに
確実に抑えて、入力インピーダンスを安定化さらること
が可能となっている。

【００４４】以上のような理由により、接地導体１１の
直径を、アンテナ素子１３の共振周波数の１／２波長以
下という、漏れ電流の生じる可能性が高い値にしても、
予期される漏れ電流を確実に抑制することができる。し
たがって、本実施の形態の構成では、接地導体１１の小
型と入力ピーダンスの安定化とを両立させることが可能
となる。

【００４５】なお、本実施の形態の構成にした場合、反
射導体１４は、アンテナ素子１３の共振周波数の１／２
波長以上という、比較的大きなものとなるが、通常、本
発明のモノポール・アンテナを室内の天井部に設置する
場合、反射導体１４は天井裏に収納されることになるの
で、反射導体１４の大きさが多少大きくなっても、室内
に露出するアンテナ部分の大きさが大きくなることはな
い。

【００４６】このように、本実施の形態では、入力イン
ピーダンスの安定化と、小型化とを両立させることがで
きるという特徴があるが、さらには、接地導体１１と反
射導体１４とを接続導体２１で機械的に連結することに
より、アンテナの構造的な安定度も増すという特徴もあ
る。

【００４７】以上のように、本実施の形態によれば、非
常に簡単な構造でモノポール・アンテナの指向性を変化
させることが可能であると共に、アンテナ動作上および
構造上、より安定な構造を有する優れたモノポール・ア
ンテナを実現することができる。

【００４８】なお、本実施の形態においては、反射導体
１４が１つで軸対称構造のモノポール・アンテナを例に
挙げて説明したが、本発明は必ずしもこのような構成の
モノポール・アンテナに限定されるものではない。例え
ば、適当に接地導体の形状と大きさ、反射導体の個数と
各々の形状と大きさと位置を定めることにより、所望の
指向性に変化させることも可能となる。

【００４９】また、本実施の形態においては、反射導体
が１つで、接地導体が１つである構成としたが、必ずし
もこの構成に限定されるものではなく、反射導体を複数
設け、こられ複数の反射導体をすべて接続導体によって
接地導体に電気的に接続するように構成してもよいし、
複数設けた反射導体のうちのいずれかの反射導体（一つ
ないし複数）を接続導体によって選択的に接地導体に電
気的に接続するようにしてもよい。

【００５０】また、本実施の形態においても、アンテナ
素子１３を直線導体で構成したが、これをアンテナとし
て直線導体と等価な電気長を有する円板形状の導体とい
ったような他のアンテナ素子で構成することも可能であ
る。

【００５１】第３の実施の形態以下、本発明の第３の実施の形態について、図５を参照
しながら説明する。

【００５２】図５は本発明の第３の実施の形態における
モノポール・アンテナ３０の構成を示したものである。
図５において、１１は接地導体、１２は同軸給電部、３
１はアンテナ素子、１４Ａ、１４Ｂは反射導体である。
このモノポール・アンテナ３０は反射導体１４Ａ、１４
Ｂおよびアンテナ素子３１以外の構成は、第１の実施の
形態と同様であるので、これらについては第１の実施の
形態と同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
本実施の形態のモノポール・アンテナ３０は、複数の共
振周波数で励振する（複数周波数で動作する）アンテナ
素子３１を備えている。アンテナ素子３１は、接地導体
１１の中心を通る接地導体１１の垂線に沿って配置され
ており、接地導体１１の中心に配置された同軸給電部１
２に接続されている。反射導体１４Ａ、１４Ｂは円板状
をしており複数（図では２つ）設けられて、互いに平行
に、かつ接地導体１１にも平行に配置されている。さら
には、反射導体１４Ａ、１４Ｂは接地導体１１に対して
同軸に配置されている。

【００５３】なお、本実施の形態では、アンテナ素子３
１が２つの共振周波数で励振するとともに、それに応じ
て反射導体１４Ａ、１４Ｂを２つとした軸対称構造とし
ている。

【００５４】次に、このモノポール・アンテナ３０の動
作の説明をする。

【００５５】このモノポール・アンテナ３０の動作は、
基本的には、第１の実施の形態のモノポール・アンテナ
１の動作と同様であるが、このモノポール・アンテナ３
０においては、アンテナ素子３１が２つの共振周波数ｆ
０、ｆ１の電波を励振する。この場合、各共振周波数に
おいて、波長に対する接地導体１１、および反射導体１
４Ａ、１４Ｂの大きさがそれぞれの共振周波数で異な
り、放射指向性もそれぞれ異なったものとなる。そこ
で、それぞれの共振周波数ｆ０、ｆ１に対応した接地導
体１１および反射導体１４Ａ、１４Ｂの各々の形状と大
きさと、これら反射導体１４Ａ、１４Ｂと接地導体１１
との間の距離を適当に定めることにより、各共振周波数
ｆ０、ｆ１において所望の放射指向性が得られる。

【００５６】また、このモノポール・アンテナ３０で
は、第１の実施の形態と同様、接地導体１１の直径を、
アンテナ素子３１の低い方の共振周波数の１／２波長以
上にすることで、入力インピーダンスを安定化させるこ
とができる。

【００５７】なお、本実施の形態においては、アンテナ
素子３１が２つの周波数の電波で励振するとともに、反
射導体１４Ａ、１４Ｂが２つの軸対称構造のモノポール
・アンテナ３０を例に挙げて説明したが、本発明は必ず
しもこの構成のモノポール・アンテナに限定されるもの
ではなく、反射導体を１つで構成しても良い。例えば、
適当に接地導体の形状と大きさ、反射導体の形状と大き
さと位置を定めることにより、所望の指向性に変化可能
になる。

【００５８】また、本実施の形態においては、各共振周
波数の電波の指向性を複数の反射導体の組み合わせによ
り、変化させる構成としても良い。例えば、それぞれの
共振周波数において、反射導体の個数と各々の形状と大
きさと位置を定めることにより、所望の指向性に変化さ
せることが可能となる。

【００５９】第４の実施の形態以下、本発明の第４の実施の形態について、図６を参照
しながら説明する。

【００６０】図６は本発明の第４の実施の形態における
モノポール・アンテナ４０の構成を示したものである。
図６において、１１は接地導体、１２は同軸給電部、３
１はアンテナ素子、１４Ａ、１４Ｂは反射導体、４１
Ａ、４１Ｂは接続導体である。このモノポール・アンテ
ナ４０は、接続導体４１Ａ、４１Ｂ以外の構成は、第３
の実施の形態と同様であるので、これらについては第３
の実施の形態と同一の符号を付し、その詳細な説明は省
略する。

【００６１】本実施の形態のモノポール・アンテナ４０
は、接地導体１１と反射導体１４Ａとが、接続導体４１
Ａにより電気的に接続されており、さらには、反射導体
１４Ａと反射導体１４Ｂとが接続導体４１Ｂにより電気
的に接続されている点に特徴がある。接地導体１１と反
射導体１４Ａとの接続構造および、反射導体１４Ａと反
射導体１４Ｂとの接続の構造は種々考えられるが、本実
施の形態では、接続導体４１Ａはともに円板状をした接
地導体１１と反射導体１４Ａとの中心位置に、これら導
体１１，１４Ａの垂線方向に沿って配設されて、両導体
１１，１４Ａを電気的に接続するとともに機械的にも連
結している。同様に、接続導体４１Ｂはともに円板状を
した反射導体１４Ａと反射導体１４Ｂとの中心位置に、
これら導体１４Ａ，１４Ｂの垂線方向に沿って配設され
て、両導体１４Ａ，１４Ｂを電気的に接続するととも
に、機械的にも連結している。さらには、複数設けた反
射導体４１Ａ、４１Ｂのうちの大きさが小さい方（図６
では、接地導体側の反射導体１４Ａ）の直径を、アンテ
ナ素子３１の低い方の共振周波数の１／２波長より大き
くしている。

【００６２】次に、このモノポール・アンテナ４０の動
作の説明をする。

【００６３】このモノポール・アンテナ４０の動作は、
基本的には第１の実施の形態のモノポール・アンテナ１
と同様であるが、このモノポール・アンテナ４０におい
ては、アンテナ素子４１が２つの共振周波数ｆ０、ｆ１
の電波を励振する。このとき、接地導体１１の大きさ、
反射導体１４Ａ、１４Ｂの大きさ、接続導体１１と反射
導体１４Ａと間の距離、および反射導体１４Ａと反射導
体１４Ｂとの間の距離を任意に定めることにより、２つ
の共振周波数ｆ０、ｆ１において、モノポール・アンテ
ナ４０の放射指向性を変えることが可能となり、所望の
放射指向性が実現できる。

【００６４】また、このモノポール・アンテナ４０で
は、反射導体１４Ａ、１４Ｂを接続導体４１Ａ、４１Ｂ
を介して接地導体１１に電気的に接続し、さらに、複数
設けた反射導体１４Ａ、１４Ｂのうちの大きさが小さい
方（図６では、接地導体側の反射導体１４Ａ）の直径
を、アンテナ素子３１の低い方の共振周波数の１／２波
長より大きくしている。これにより、接地導体１１の直
径を、アンテナ素子１３の共振周波数の１／２波長以下
という、漏れ電流の生じる可能性が高い値にしても、予
期される漏れ電流を確実に抑制することができる。した
がって、本実施の形態の構成では、接地導体１１の小型
と入力ピーダンスの安定化とを両立させることが可能と
なる。なお、このような効果が得られる理由は第２の実
施の形態で説明したのと同様であるので、ここではその
詳細な説明は省略する。

【００６５】また、本実施の形態では、接地導体１１と
反射導体１４Ａとを接続導体４１Ａで接続し、反射導体
１４Ａと、反射導体１４Ｂとを接続導体４１Ｂで機械的
に連結することにより、アンテナの構造的な安定度も増
す。

【００６６】以上のように、本実施の形態によれば、簡
単な構造でモノポール・アンテナの指向性を変化可能で
あると共に、アンテナ動作上および構造上、より安定な
構造を有する優れたモノポール・アンテナを実現するこ
とができる。

【００６７】なお、本実施の形態においては、アンテナ
素子が２つの共振周波数の電波を励振し、反射導体が２
つで軸対称構造の反射導体付きモノポール・アンテナを
例に挙げて説明したが、本発明は必ずしもこの構成のモ
ノポール・アンテナに限定されるものではなく、反射導
体を１つで構成しても良い。例えば、適当に接地導体の
形状と大きさ、反射導体の形状と大きさと位置を定める
ことにより、所望の指向性に変化可能になる。

【００６８】また、本実施の形態においては、各共振周
波数の電波の指向性を複数の反射導体の組み合わせによ
り変化させる構成としても良い。例えば、それぞれの共
振周波数において、反射導体の個数と各々の形状と大き
さと位置を定めることにより、所望の指向性に変化可能
になる。

【００６９】また、本実施の形態においては、２つの反
射導体１４Ａ、１４Ｂと、２つの接続導体４１Ａ、４１
Ｂとを有する構成としたが、必ずしもこの構成に限定さ
れるものではなく、反射導体を３つ以上設けてもよい
し、複数設けた反射導体を接続導体により接地導体に接
続してもよいし、複数（ａ個）ある反射導体のうちのい
ずれか一つ、ないし複数（ｂ個：ｂ≦ａ）の反射導体を
接続導体によって接地導体と接続する構成にしてもよ
い。

【００７０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、反射導
体を新たに設けることで、簡単な構造で景観を損なわ
ず、かつ、放射指向性の制御が容易なモノポール・アン
テナを実現することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態のモノポール・アン
テナの構成を示す図である。

【図２】第１の実施の形態のモノポール・アンテナの特
性の例を示す図である。

【図３】第１の実施の形態のモノポール・アンテナの設
置例を示す図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態のモノポール・アン
テナの構成を示す図である。

【図５】本発明の第３の実施の形態のモノポール・アン
テナの構成を示す図である。

【図６】本発明の第４の実施の形態のモノポール・アン
テナの構成を示す図である。

【図７】従来例のモノポール・アンテナの構成を示す図
である。

【図８】第１の従来例のモノポール・アンテナの特性の
例を示す図である。

【図９】第２の従来例のモノポール・アンテナの構成を
示す図である。

【図１０】第２の従来例のモノポール・アンテナの設置
例を示す図である。

【符号の説明】

１１接地導体１２同軸給電部１３アンテナ素子１４反射導体１４Ａ，１４Ｂ反射導体２１接続
導体３１アンテナ素子４１Ａ、４１Ｂ接続導体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松吉俊満大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 5J020 AA03 BA06 BA17 BC01 BC02 BC09 CA01 CA04 DA04 DA10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有限の大きさを有する接地導体と、前記
接地導体上に設けられた給電部と、前記接地導体の一方
側に設けられて前記給電部から給電されるアンテナ素子
とを備えたモノポール・アンテナであって、前記接地導体の他方側に、当該接地導体との間で空間を
介した電気的結合を生じさせる反射導体を設けたことを
特徴とするモノポール・アンテナ。
【請求項２】請求項１記載のモノポール・アンテナで
あって、前記反射導体を一つないし複数設け、これら反射導体の
うちの少なくとも一つを、前記接地導体に電気的に接続
したことを特徴とするモノポール・アンテナ。
【請求項３】請求項２記載のモノポール・アンテナで
あって、前記反射導体を円板状にし、かつ、当該反射導体の直径
を、前記アンテナ素子の共振周波数の波長の１／２以上
としたことを特徴とするモノポール・アンテナ。
【請求項４】請求項１ないし３のいずれか記載のモノ
ポール・アンテナであって、前記接地導体を軸対称形状にして、前記給電部を前記接
地導体の対称中心位置に配置し、前記アンテナ素子を前
記対称中心位置を通る前記接地導体の垂線方向に沿って
配置したことを特徴とするモノポール・アンテナ。
【請求項５】請求項１ないし４のいずれか記載のモノ
ポール・アンテナであって、前記アンテナ素子は複数の共振周波数で励振するもので
あることを特徴とするモノポール・アンテナ。
【請求項６】請求項１ないし５のいずれか記載のモノ
ポール・アンテナであって、前記接地導体および前記反射導体は面形状を有して、互
いの面を対向させて配置されており、かつ、前記反射導
体の面積を前記接地導体の面積より大きくしたことを特
徴とするモノポール・アンテナ。