JP2001308630A - モノポールアンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構造で景観を損なわず放射指向性を変
化させることが可能なモノポールアンテナを提供する。 【解決手段】 接地導体１１と側面導体１４と天井導体
１５によりアンテナ素子１３を囲み、アンテナ素子１３
は接地導体１１の表面に位置する同軸給電部１２と接続
され、天井導体１５をアンテナ素子１３を挟んで接地導
体１１と対向するように配置する。更に天井導体１５に
開口１６、１７を備え、開口１６、１７の大きさ、形
状、位置を変えることにより放射電波の指向性を変化さ
せる。

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
局用アンテナに最適なモノポールアンテナに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術を図３６、図３７に示す。

【０００３】まず、図３６に示す第１の従来例を説明す
る。図３６はアンテナ垂直面の指向性を変化させる技術
の一例で、図３７はモノポールアンテナの放射指向性の
一例を示したものである。

【０００４】図３６において１１１は接地導体、１１２
は同軸給電部、１１３はアンテナ素子である。アンテナ
素子１１３は接地導体１１１上の同軸給電部１１２と接
続されている。一例としてモノポールアンテナが軸対称
構造、つまり接地導体１１１が円盤状で、同軸給電部１
１２が接地導体１１１の表面の中心に位置し、アンテナ
素子１１３が接地導体１１１に垂直になるように同軸給
電部１１２に接続されている場合を示す。このとき、ア
ンテナの放射電波はアンテナ水平面に無指向となる。

【０００５】モノポールアンテナにおいて、垂直面の電
波の指向性を変化させる方法として接地導体１１１の大
きさを変化させる方法がある。モノポールアンテナにお
いて接地導体１１１が有限の大きさを有する場合、接地
導体１１１の端部から電波の回折が起こる。この回折の
大きさは、接地導体１１１の大きさに依存し、接地導体
１１１が大きくなればなるほど回折は小さくなり、ま
た、小さくなれば小さくなるほど回折は大きくなる。モ
ノポールアンテナの全放射電波はアンテナ素子１１３か
らの放射電波と接地導体１１１端部からの回折波の和で
ある。接地導体１１１に対してアンテナ素子１１３のあ
る方をアンテナ上側、アンテナ素子１１３のない方をア
ンテナ下側とすると、接地導体１１１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。また、接地導体１１１が小さ
くなれば、アンテナ下側への電波の回り込みが大きくな
り、最大放射方向もアンテナ真上方向に近づいていく
が、接地導体１１１の直径が１／２波長以下になると、
放射電波はアンテナ上側と下側で等しくなり、アンテナ
垂直面で８の字指向性になる。このとき最大放射方向は
アンテナ水平面である。図３７に一例として接地導体１
１１の直径が約１／２波長の時〔図３７Ａ〕、約０．８
波長の時〔図３７Ｂ〕、約３波長の時〔図３７Ｃ〕の放
射指向性を示す。なお、図３７のＸ、Ｙ方向は、接地導
体１１１の面と平行な方向を示し、Ｚ方向は接地導体１
１１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。

【０００６】このように、モノポールアンテナは接地導
体１１１の大きさを変化させることにより、垂直面の電
波の指向性を変化させることが可能なアンテナとなる。

【０００７】次に図３８に示す第２の従来例を説明す
る。図３８はアンテナの指向性を変化させる技術の一例
を示し、図３８はアンテナ素子を２つ備えたモノポール
アンテナアレーを示した図であり、図３９は放射指向性
の一例を示す。

【０００８】図３８において１２１は接地導体、１２
２、１２３は同軸給電部、１２４、１２５はアンテナ素
子、１２６、１２７は給電線路、１２８は電力分配・合
成回路である。アンテナ素子１２４、１２５はそれぞれ
接地導体１２１上の同軸給電部１２２、１２３に接続さ
れている。また、同軸給電部１２２、１２３はそれぞれ
給電線路１２６、１２７を介して電力分配・合成回路１
２８に接続されている。接地導体１２１はＸＹ平面上に
設けられている。

【０００９】一例として、アンテナ素子１２４、１２５
が２つで、Ｘ軸方向に放射電波が強くなる場合を示す。

【００１０】アンテナ素子１２４、１２５は原点に対称
にＸ軸上に１／２波長離して配置され、給電される電流
の位相差は１８０度である。このとき、アレーファクタ
は＋Ｘ、−Ｘ方向に共相となり強め合う。特にアンテナ
の構造がＺＸ面、ＺＹ面に対して対称の場合、放射電波
はＺＸ面、ＺＹ面に対して対称になる。放射される電波
は、２つのアンテナ素子１２４、１２５からの放射電波
の位相が揃う＋Ｘ方向と−Ｘ方向に強くなる。更に、接
地導体１２１の大きさやアンテナ素子間距離を変化させ
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。

【００１１】図３９に一例として、アンテナ素子が１／
４波長金属線で構成され、各アンテナ素子に給電される
電力比が１対１であり、接地導体が矩形でＸ軸に平行な
辺の長さが２．７５波長でＹ軸に平行な辺の長さが２．
２５波長の時の放射指向性を示す。なお、図３９のＸ，
Ｙ方向は、接地導体１２１の面と平行な方向を示し、Ｚ
方向は接地導体１２１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。

【００１２】このように、アンテナ素子をアレー状に配
置し、適当な位相差、アンテナ素子間隔、分配する電力
比、位相差等を与えることにより放射電波の指向性を変
化さることが可能なアンテナとなる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、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
テナ水平方向に沿った放射を強めるためには、平面的に
非常に大きな接地導体１１１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い。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い。

【００１４】また、第２の従来例においても、アンテナ
水平方向に指向性を持たせ放射電波を強めることは可能
であるが、それには、給電線路１２６、１２７と電力分
配・合成回路１２８とが必要になる。この場合、回路の
構成上、本質的に給電線路１２６、１２７と電力分配・
合成回路１２８とに損失が生じるのは避けられない。ま
た、一方のアンテナ素子１２４（１２５）から放射され
た電波をもう一方のアンテナ素子１２５（１２４）が受
信してしまうアンテナ素子間のアイソレーションの悪さ
による損失が生じる。これらの損失により放射効率が劣
化する。特に後者の損失は、アンテナアレー全体として
反射損失となり、反射された信号がアンテナに接続され
ている各装置に逆流し、その結果、各装置の特性にも悪
影響を与える恐れがある。そのため、アンテナの特性を
良好にするために、前者は給電線路や電力分配・合成回
路１２８における損失を軽減させる必要があり、後者は
アンテナ素子間のアイソレーションを良好にする必要が
ある。前者の場合は、給電線路１２６、１２７及び電力
分配・合成回路１２８各々に損失の少ないものを選べば
よいが、後者の場合は、アンテナ素子間の距離を大きく
しなければならない。そのため、第２の従来例に示した
アンテナアレーはアンテナの小型化には不向きである。
今回一例として、アンテナ素子が２個の場合を示した
が、３個以上の場合は更に大きくなることが考えられ、
特に大規模なアンテナアレーはアンテナの小型化には不
向きである。また、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２の従来例の構造も不適当といわざるを
得ない。

【００１５】アンテナを天井に設置する場合、電波放射
を効率よく行うためには、アンテナ素子が電波を放射す
る空間に面するように、アンテナ素子を逆さに吊り下げ
床に向けて設置することが望ましい。更に、アンテナと
全ての放射空間の間に電波の伝搬を阻害するものがない
こと、アンテナ素子から全ての放射対象の空間が見渡せ
ることが望ましい。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
があるが、図３６〜図３９に示す従来例ではアンテナ素
子が天井からの突起物となり、景観上好ましくなく、小
型が困難な第１および、第２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。

【００１６】そこで、本発明は、上記問題に鑑み、アン
テナの大きさが小型で、特にアンテナ上側が小型にした
うえで、電波の指向性を変化させることが可能なアンテ
ナを提供することを目的としている。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明によるモノポールアンテナは、接地導体と、
前記接地導体の表面に位置する給電部と、前記給電部に
接続されたアンテナ素子と、前記アンテナ素子を含む空
間の周囲を前記アンテナ素子から離間して囲む側面導体
とを有することを特徴とする。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１は、接地導体
と、前記接地導体の表面に位置する給電部と、前記給電
部に接続されたアンテナ素子と、前記アンテナ素子を含
む空間の周囲を前記アンテナ素子から離間して囲む側面
導体とを有しており、これにより、平面的な大きさをあ
まり大きくすることなく、アンテナ水平面に沿った電波
放射を強めることができる。これは次のような理由によ
っている。側面導体が接地導体の周縁部として機能する
ために、電波の回折を有効に防止してアンテナ水平方向
に沿った電波放射を強めることができる。しかも、側面
導体は接地導体に対して立ち上がる向きに配置されるの
で、モノポールアンテナの平面的な大きさはほとんど大
きくならない。

【００１９】本発明の請求項２に記載の発明は、請求項
１のモノポールアンテナにおいて、前記アンテナ素子を
挟んで前記接地導体に対向する天井導体を有しており、
これにより、アンテナ垂直方向に沿った大きさを小さく
することができる。これは次のような理由によってい
る。天井導体がアンテナ素子の先端部として機能するた
めに、その分、アンテナ素子の長さ寸法を小さくするこ
とができ、それに伴って、アンテナ垂直方向の大きさが
小さくなる。

【００２０】本発明の請求項３に記載の発明は、請求項
２のモノポールアンテナにおいて、前記天井導体の端部
を前記側面導体に電気的に接続しており、これにより、
水平面に沿った電波の指向性を任意に調整することがで
きる。これは次のような理由によっている。天井導体の
端部を側面導体に接続すると、そこから電流が接地導体
に向けて漏れる。そのため、天井導体からその接続点に
沿って外側に延びる方向には電波がほとんど放射されな
くなる。そこで、天井導体と側面導体との接続点をどの
方向に沿って設けるかを設定することで水平面に沿った
電波の指向性を任意に設定することができる。

【００２１】本発明の請求項４に記載の発明は、請求項
３のモノポールアンテナにおいて、前記天井導体の中央
部分を円形形状にしており、これにより、水平面に沿っ
た電波の指向性をさらに任意に調整することができる。
これは次のような理由によっている。天井導体の端部を
側面導体に接続すると、その接続点に沿って外側に延び
る方向に電波の極小点が形成されることでその指向性を
調整できる。しかしながら、場合によっては、電波の極
小点における放射レベルが所望レベルより小さくなりす
ぎることがある。これに対して、天井導体の中央部分を
円形形状にすると、その円形部分の全周から電波が放射
されるために、その部分での電波放射は、水平面にほぼ
無指向となる。そのため、電波の放射は、円形部分から
の放射と、それ以外の部分からの放射とを混合したもの
となり、電波の極小点を補填することができる。なお、
この円形部分からの電波の放射量は、円形部分の大きさ
を変えることで調整できる。

【００２２】本発明の請求項５に記載の発明は、請求項
３のモノポールアンテナにおいて、前記側面導体を前記
接地導体に電気的に接続しており、これにより、入力イ
ンピーダンスの整合を図ることができる。これは次のよ
うな理由によっている。天井導体を設けることで、アン
テナ垂直方向の大きさを小さくすると、天井導体と接地
導体とが互いに近接して配置されることになり、両者の
間に容量成分が生じて入力インピーダンスの不整合が発
生する恐れがある。これに対して、本発明では、天井導
体が側面導体を介して接地導体に電気的に接続されるた
めに、これら導体の間に導通ループが生じる結果、イン
ダクタンスが発生する。そのため、生したインダクタン
スにより前記容量成分が相殺されて、インピーダンスの
不整合が解消される。

【００２３】本発明の請求項６に記載の発明は、請求項
２のモノポールアンテナにおいて、前記接地導体と前記
側面導体と前記天井導体とのうちの少なくとも１つは開
口を有しており、開口形成時において開口の位置や大き
さ等を任意に調整することにより電波指向性を任意に設
定することができる。

【００２４】本発明の請求項７に記載の発明は、請求項
６のモノポールアンテナにおいて、前記開口の大きさを
調整する手段を有しており、この調整手段により開口の
大きさを調整することで、開口形成後であっても指向性
及びインピーダンスを任意に微調整することができる。

【００２５】本発明の請求項８に記載の発明は、請求項
６のモノポールアンテナにおいて、前記給電部を原点に
配置し、前記接地導体をＸＹ平面に配置し、接地導体と
前記側面導体とを、ＺＹ平面に対して対称な構造にし、
前記開口を、ＺＹ平面に対して対称に配置しており、こ
れにより電波の指向性をＺＹ平面に対して対称にするこ
とができる。

【００２６】本発明の請求項９に記載の発明は、請求項
８のモノポールアンテナにおいて、前記接地導体と前記
側面導体とを、ＺＸ平面に対して対称な構造にし、前記
開口を、ＺＸ平面に対して対称に配置しており、これに
より、電波の指向性をＺＸ平面に対して対称にすること
ができる。

【００２７】本発明の請求項１０に記載の発明は、請求
項２のモノポールアンテナにおいて、前記アンテナ素子
を前記天井導体に電気的に接続しており、これにより、
モノポールアンテナの構造が安定するうえに、アンテナ
のインピーダンスも安定になり、アンテナの特性が改善
される。

【００２８】本発明の請求項１１に記載の発明は、請求
項１のモノポールアンテナにおいて、前記接地導体と前
記側面導体とに囲まれた空間に、空気より誘電率の高い
誘電体を設けており、これにより、アンテナをより小
形、低背な構造にすることができる。

【００２９】本発明の請求項１２記載の発明は、請求項
１１のモノポールアンテナにおいて、前記空間を前記誘
電体により全て充填しており、これにより、アンテナを
より小形、低背な構造にすることができるうえに、アン
テナ内部空間に隙間となる空間が存在しなくなるので、
アンテナ内部空間に埃が入らなくなるうえに結露も生じ
にくくなり、信頼性が向上する。

【００３０】本発明の請求項１３に記載の発明は、請求
項１１のモノポールアンテナにおいて、前記誘電体を、
前記側面導体で囲まれた空間の蓋体として構成し、前記
接地導体または前記天井導体をこの誘電体上に設けてお
り、これにより、アンテナ内部空間に埃が入らなくなる
うえに結露も生じにくくなり、信頼性が向上する。ま
た、誘電体を蓋体とすることでアンテナ内部空間の密封
を簡単に行えるようになる。

【００３１】本発明の請求項１４に記載の発明は、請求
項１１のモノポールアンテナにおいて、前記側面導体を
前記誘導体に形成したバイアホールから構成しており、
これにより、側面導体の形成が容易になる。これは、バ
イアホールが汎用の基板製造方法により比較的簡単に形
成することができるためである。

【００３２】本発明の請求項１５に記載の発明は、請求
項１のモノポールアンテナにおいて、前記アンテナ素子
から離間して配置された少なくとも一つの整合素子を有
しこの整合素子を前記接地導体に電気的に接続してお
り、これにより、アンテナのインピーダンスを変化させ
て整合状態を良好にすることができる。

【００３３】本発明の請求項１６に記載の発明は、請求
項１５のモノポールアンテナにおいて、前記整合素子の
うちの少なくとも一つを、前記アンテナ素子に電気的に
接続しており、これにより、モノポールアンテナの入力
インピーダンスを高くすることが可能になる。

【００３４】本発明の請求項１７に記載の発明は、請求
項１５のモノポールアンテナにおいて、前記整合素子の
うちの少なくとも一つを、前記天井導体に電気的に接続
しており、これにより、モノポールアンテナのインピー
ダンスを変化させることが可能となる。

【００３５】本発明の請求項１８に記載の発明は、モノ
ポールアンテナと、前記モノポールアンテナに供給する
送信信号と前記モノポールアンテナから供給される受信
信号とを増幅する増幅手段と、送受信信号の周波数を選
択する周波数選択手段と、前記モノポールアンテナと前
記増幅手段と前記周波数選択手段とを収納する筺体と、
を有し、前記モノポールアンテナは、接地導体と、前記
接地導体の表面に位置する給電部と、前記給電部に接続
されたアンテナ素子と、前記アンテナ素子を含む空間の
周囲を前記アンテナ素子から離間して囲む側面導体と、
前記アンテナ素子を挟んで前記接地導体と対向する天井
導体と、前記接地導体と前記側面導体とに囲まれた空間
に設けられ、空気より誘電率の高い誘電体と、前記接地
導体と前記側面導体と前記天井導体とのうちの少なくと
もひとつに設けられた開口とを有し、前記筺体表面に凹
部を設け、この凹部に前記モノポールアンテナを収納配
置して無線装置を構成しており、これにより、小型低背
化を維持向上させたうえで、景観上、優れた無線装置を
構成できるようになる。これは、次のような理由によっ
ている。モノポールアンテナを筺体表面の凹部に収納す
るので、モノポールアンテナが外側から見えにくくなる
ためである。さらには、この無線装置が有するモノポー
ルアンテナは、上述した請求項１１に記載したものと同
様、小型低背化が促進されたものとなっているので、モ
ノポールアンテナを一体に組み込んだにもかかわらず、
無線装置の小型低背化を妨げることはほとんどない。

【００３６】本発明の請求項１９に記載の発明は、複数
のモノポールアンテナを有し、これらモノポールアンテ
ナは、接地導体と、前記接地導体の表面に位置する給電
部と、前記給電部に接続されたアンテナ素子と、前記ア
ンテナ素子を含む空間の周囲を前記アンテナ素子から離
間して囲む側面導体と、前記アンテナ素子を挟んで前記
接地導体に対向する天井導体とを有し、各モノポールア
ンテナの水平面指向性が極小となる方向を一致させてこ
れらモノポールアンテナを整列配置することで、モノポ
ールアンテナの配置構造を構成しており、これにより、
隣接するモノポールアンテナそれぞれが行う電波送受信
による相互影響が最小となり、両者のアイソレーション
が良好になる。

【００３７】以下、本発明の詳細について図面を参照し
て説明する。

【００３８】（実施の形態１）本発明の実施の形態１に
おけるモノポールアンテナは、図１Ａ、図１Ｂで示され
る。図１Ａは、モノポールアンテナの概観斜視図、図１
Ｂは、その断面図である。図１Ａ、図１Ｂにおいて、１
１は接地導体、１２は給電部の１例である同軸給電部、
１３はアンテナ素子、１４は側面導体、１５は天井導
体、１６，１７は開口である。

【００３９】上記要素を有するこのモノポールアンテナ
は、次のように構成されている。すなわち、接地導体１
１はＸＹ平面上に配置されている。接地導体１１と側面
導体１４と天井導体１５とは互いに連結して電気的に接
続し合うことでＺＹ平面、ＺＸ平面に対してそれぞれ対
称な直方体を構成している。天井導体１５は、側面導体
１４により囲まれた接地導体１１上の開口全面を覆う形
状を有しておらず、Ｘ軸方向に沿った天井導体１１の側
端と側面導体１４との間には、互いに同形状となった矩
形状の一対の開口１６，１７が形成されている。開口１
６、１７はＺＹ平面に対して対称に形成されている。同
軸給電部１２は原点上に配置されている。アンテナ素子
１３はＺ軸の＋軸上に沿ってモノポールアンテナ内部に
収納配置された導電線から構成されており、アンテナ素
子１３の一端は同軸給電部１２に接続されている。これ
により開口１６，１７はアンテナ素子１３に対して対称
な位置に配置されている。

【００４０】次に動作を、図２を参照して説明する。

【００４１】アンテナ素子１３から周波数ｆ０の電波が
放射される。放射された電波が２個の開口１６，１７を
通って外部空間に放射される。本実施形態の場合、２個
の開口１６，１７は電波放射源であるアンテナ素子１３
に対して対称な位置に配置されており、アンテナ素子１
３により開口１６，１７に励起される電界の向きは、図
２Ａに示すように開口１６と開口１７とで逆向きとな
る。開口１６，１７それぞれに励起される電界を磁流に
置き換えて説明すると、図２Ｂに示すように、２つの開
口１６，１７の位置それぞれには、Ｙ軸と平行で互いに
向きが逆となった振幅の等しい線状磁流源が生じる。

【００４２】このモノポールアンテナにおける電波の放
射は、この２つの磁流源からの電波の放射と考えること
ができる。つまり、このモノポールアンテナの電波の放
射は、この２つの磁流源を並列配置してなるアンテナア
レーによる混合放射と見ることができる。

【００４３】一般にアンテナアレーにおいて、放射電波
の強められる方向はアンテナ素子に給電される電流の位
相差とアンテナ素子間隔とにより決まるアレーファクタ
により決定される。アンテナアレー全体としての放射電
波は、このアレーファクタとアンテナ素子単体の放射パ
ターンとをかけあわせたものになる。このアンテナ素子
単体の放射パターンを上記した線状磁流源単体による放
射パターンに置き換えてやれば、このアンテナの放射パ
ターンは近似的に求まる。

【００４４】具体的には、上記の２つの磁流源から放射
された電波は、磁流源がＺＹ平面に対して対称に配置さ
れているので、ＺＹ平面と平行な面上において等振幅で
位相が互いに逆相になり相殺される。つまり、ＺＹ平面
と平行な方向には電波はほとんど放射されない。また、
ＺＸ平面と平行な面では２つの磁流源から放射される電
波の位相が揃う方向があり、その方向には電波が強めら
れる。一例として磁流源間距離が自由空間で１／２波長
である時は、Ｘ軸方向に位相が揃うので＋Ｘ方向および
−Ｘ方向に放射電波が強められる。

【００４５】つまり、このモノポールアンテナの構造に
より、１つのアンテナ素子でアンテナアレーの効果を引
き出すことができ、モノポールアンテナの指向性を変化
させることが可能になる。

【００４６】更に開口１６，１７のＹ方向の長さを長く
すると磁流源が長くなり、その結果、Ｘ方向への放射が
絞られ利得が大きくなる。つまり、開口１６，１７の長
さにより利得を調整できる。

【００４７】また、一般に有限大の接地導体を有するモ
ノポールアンテナは接地導体の端部で電波の回折がおこ
る。つまり、有限大の接地導体を有するモノポールアン
テナによる放射電波は、アンテナ素子による放射電波と
接地導体の端部における回折波との和となる。

【００４８】このことは本実施形態のモノポールアンテ
ナにおいても同様のことがいえる。天井導体１５、側面
導体１４、接地導体１１の全ての端部及び屈折箇所にお
いて回折が起こる。本実施形態のように、天井導体１５
に開口１６，１７がある場合では、特に天井導体１５の
端部での回折波の影響が大きくなる。

【００４９】以上説明したように、本実施形態のモノポ
ールアンテナでは、開口１６、１７の位置や個数、大き
さに加え、天井導体１５、側面導体１４、接地導体１１
各々の大きさや形状により放射電波の指向性を変化させ
ることが可能になる。

【００５０】次に実際に試作したアンテナを図３に示
し、放射指向性を図４に、入力インピーダンス特性を図
５に示す。

【００５１】ここでは、その一例として次のものを試作
した。すなわち、自由空間波長を基準として接地導体１
１を、１辺が０．７６波長の正方形形状とした。側面導
体１４の高さを０．１９波長とした。天井導体１５を、
Ｘ軸と平行な辺の長さが０．５０波長で、Ｙ軸に平行な
辺の長さが０．７６波長である長方形形状とした。２つ
の開口１６，１７は、Ｘ軸と平行な辺の長さが０．１３
波長で、Ｙ軸に平行な辺の長さが０．７６波長である長
方形形状とした。このように構成された開口１６，１７
を天井導体１５のＸ軸方向に沿った両端に、ＺＹ平面に
対して対称に配置した。同軸給電部１２は原点に配置し
た。アンテナ素子１３はＺ軸に沿って配置した導体線か
ら構成し、その素子長は０．１８波長とした。以上のよ
うに構成されたモノポールアンテナは、ＺＸ平面、ＺＹ
平面に対して対称な構造となる。

【００５２】図４は上記構成を備えたモノポールアンテ
ナの放射指向性を示したものである。放射指向性の目盛
りは１間隔が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。

【００５３】このモノポールアンテナはＹ方向への電波
の放射が抑制され、Ｘ方向への電波の放射が強められて
いる。図３７Ｂに示した従来のモノポールアンテナの特
性と比較しても最大放射方向に約２．４ｄＢだけ放射が
強められているのがわかる。また、このアンテナはアン
テナ下側には電波をほとんど放射せず、アンテナ上側に
非常に強い電波を放射している。そして、特にアンテナ
斜め横方向に強い電波を放射しており、この方向に指向
性が強いのがわかる。つまり、アンテナ素子１３の周囲
を囲む側面導体１４と接地導体１１とにより、アンテナ
下側つまり−Ｚ方向への放射を小さくさせている。従っ
てこのモノポールアンテナは、廊下等の細長い室内空間
に優れた特性を有している。

【００５４】また、このモノポールアンテナは、電波を
放射させるための開口１６，１７がアンテナ天井部に配
置され、放射源であるアンテナ素子１３が接地導体１１
と側面導体１４とにより囲まれているため、アンテナ側
面方向及び下側のアンテナ配置環境による放射電波への
影響が小さい。そのため、このモノポールアンテナを室
内の天井等に設置する場合、アンテナの天井部を下向き
にした状態でモノポールアンテナを室内の天井に埋め込
み、天井導体１５が放射空間である室内の天井と同一平
面となるように設置することが可能となる。これにより
天井等から突起物がなくなり、人目に付きにくい景観上
好ましいアンテナとなる。

【００５５】図５は入力インピーダンスが５０Ωで整合
した時におけるこのモノポールアンテナのＶＳＷＲ（電
圧定在波比）特性を示している。図５に示すように、こ
のモノポールアンテナは周波数ｆ０で共振し、さらに、
ＶＳＷＲが２以下となった周波数帯域を比帯域で約１０
％有している。このように、このモノポールアンテナは
インピーダンス特性的にも非常に良好な特性を示してい
る。

【００５６】また、このモノポールアンテナでは、アン
テナ素子高が０．１８波長であり、通常の１／４波長モ
ノポールアンテナ素子よりも低くなっている。これは次
のような理由によっている。すなわち、天井導体１５が
高さ０．１９波長のところにあってアンテナ素子１３の
先端と非常に近接して配置されている。そのため、両者
の間に容量性の結合が生じ、アンテナ素子１３の先端に
容量性負荷を備えているのと等価となる。これによりト
ップローディング効果が生じ、その結果としてアンテナ
素子高を低くすることができる。

【００５７】また、特にこのモノポールアンテナでは、
アンテナ素子１３と天井導体１５との間の離間距離が非
常に近接して配置されている。そのため、入力インピー
ダンスは、アンテナ素子１３と天井導体１５との間の離
間距離の微小な増減によっても、その影響で不安定にな
る。そこで、アンテナ素子１３と天井導体１５との間に
絶縁物、誘電体等からなるスペーサーを配置して両者の
間隔を固定化すれば、入力インピーダンス特性を安定化
させることができる。

【００５８】このようにこのモノポールアンテナの構成
によれば、アンテナ素子１３を低背化できる効果もあ
り、モノポールアンテナを室内の天井に埋め込む場合に
おいて、人目に付きにくい景観上好ましい形態となる。

【００５９】また、本実施形態においては、モノポール
アンテナがＺＹ平面、ＺＸ平面に対して対称な構造であ
る場合を示したが、この場合、アンテナからの放射電波
の指向性がＺＹ平面やＺＸ平面に対して対称になる。

【００６０】以上のように、実施の形態１によれば、簡
単な構造で、所望の指向性を持つ小型で優れたモノポー
ルアンテナが実現できる。

【００６１】（実施の形態２）以下、本発明の実施の形
態２について、図６を参照しながら説明する。なお、図
６では、図１と同一ないし同様の部分には同一の符号を
付している。

【００６２】実施の形態２のモノポールアンテナは、ア
ンテナ素子１３に特徴がある。すなわち、アンテナ素子
１３は、その一端が同軸給電部１２に電気的に接続され
る一方、その他端が天井導体１５に電気的に接続されて
いる。

【００６３】このモノポールアンテナの動作は、実施の
形態１のモノポールアンテナの動作と同様である。

【００６４】実施の形態１のモノポールアンテナにおい
ては、天井導体１５とアンテナ素子１３の先端とが互い
に非常に近接して配置される場合がある。この場合、天
井導体１５とアンテナ素子１３との間の距離の変化によ
り本アンテナの入力インピーダンスが変化してしまい、
同軸給電部１２との整合状態が悪くなる場合が起こり得
る。そして、このように同軸給電部１２との整合状態が
悪くなると、アンテナ素子１３に供給される電力が少な
くなり、アンテナの放射効率が低減してしまう。

【００６５】本実施形態では、天井導体１５とアンテナ
素子１３との間の電気的かつ機械的関係を安定にするた
めに、天井導体１５とアンテナ素子１３とを半田等で接
続して両者を機械的および電気的に接続している。この
ような構成にすることにより、アンテナの構造的な安定
度が増すうえに、アンテナのインピーダンスが安定にな
り、その特性が改善される。

【００６６】実施の形態１で記したように絶縁体や誘電
体からなるスペーサーを備えることも可能であるが、構
造の簡単化による製作上の容易性を考えた場合、実施の
形態２の構造の方が優れている場合がある。

【００６７】次に実際に試作したアンテナを図７に示
し、その放射指向性を図８に、その入力インピーダンス
特性を図９に示す。

【００６８】ここでは、一例として次のものを試作し
た。すなわち、自由空間波長を基準として接地導体１１
を、１辺が０．７６波長の正方形形状とした。側面導体
１４の高さを０．０８波長とした。天井導体１５を、１
本の線状導体１５Ａと２個の長方形導体１５Ｂとで構成
した。同軸給電部１２を原点に配置した。線状導体１５
Ａを長さが０．７６波長として、天井導体１５Ａ、１５
Ｂと平行にかつＹ軸と平行に配置した。線状導体１５Ａ
の両端を側面導体１４に電気的に接続した。長方形導体
１５ＢはいずれもＸ軸と平行な辺の長さを０．１９波長
としＹ軸と平行な辺の長さを０．７６波長とした。この
ような形状の長方形導体１５Ｂをアンテナ天井部のＸ方
向両端に配置した。長方形導体１５Ｂと線状導体１５Ａ
との間に開口１６，１７を形成した。開口１６、１７
は、Ｘ軸と平行な辺の長さが０．１９波長で、Ｙ軸に平
行な辺の長さが０．７６波長の長方形とした。アンテナ
素子１３の先端を線状導体１５Ａの長さ方向の中央部に
電気的に接続した。アンテナ素子１３はＺ軸に沿って配
置した導体線であり、その素子長は０．０８波長とし
た。以上のように構成されたモノポールアンテナはＺＸ
平面、ＺＹ平面に対して対称な構造となる。

【００６９】図８は上記構成を備えたモノポールアンテ
ナの放射指向性を示したものである。放射指向性の目盛
りは１間隔が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。

【００７０】このモノポールアンテナはＹ方向への電波
の放射が抑制され、Ｘ方向への電波の放射が強められて
いる。図３７Ｂに示した従来のモノポールアンテナの特
性と比較しても最大放射方向に約４ｄＢだけ放射が強め
られている。また、図８より、本アンテナはアンテナ下
側には電波をほとんど放射せず、アンテナ上側に非常に
強い電波を放射している。そして、特にアンテナ斜め横
方向に強い電波を放射しており、この方向に指向性が強
い。つまり、アンテナ素子１３の周囲を囲む側面導体１
４と接地導体１１とにより、アンテナ下側つまり−Ｚ方
向への放射を小さくさせている。従ってこの例は、廊下
等の細長い室内空間に優れた特性を示す。

【００７１】また、このモノポールアンテナは、実施の
形態１と同様の理由により、アンテナ側面方向及び下側
のアンテナ配置環境による放射電波への影響が小さいた
めに、アンテナの天井部が放射空間に面するように室内
の天井と揃えて設置することが可能となり、そのために
天井等から突起物がなくなり、人目に付きにくい景観上
好ましいアンテナとなる。

【００７２】図９は入力インピーダンスが５０Ωで整合
した時におけるこのモノポールアンテナのＶＳＷＲ特性
を示している。図９に示すように、このモノポールアン
テナは周波数ｆ０で共振し、さらに、ＶＳＷＲが２以下
となった周波数帯域を比帯域で約１０％有している。こ
のように、このモノポールアンテナはインピーダンス特
性的にも非常に良好な特性を示している。

【００７３】また、アンテナ素子高が０．０８波長であ
り、通常の１／４波長モノポールアンテナ素子よりも低
くなっている。これは、実施の形態１と同様にトップロ
ーディング効果によるものである。

【００７４】このように本アンテナの構成によれば、ア
ンテナ素子の低背化の効果もあり、アンテナを室内の天
井に埋め込むことが不可能な場合、天井からの突起物よ
り小さく人目に付きにくい景観上好ましいアンテナとな
る。

【００７５】また、実施の形態２においても、実施の形
態１と同様、このアンテナがＺＹ平面、ＺＸ平面に対し
て対称と構造とすることで、アンテナからの放射電波の
指向性がＺＹ平面に平行な各面およびＺＸ平面に平行な
各面に対して対称になるという効果がある。

【００７６】以上のように、実施の形態２によれば、簡
単な構造で、所望の指向性を持つ小型で優れたモノポー
ルアンテナが実現できる。

【００７７】（実施の形態３）以下、本発明の実施の形
態３について、図１０Ａ、図１０Ｂを参照しながら説明
する。なお、図１０Ａ、図１０Ｂでは、図１と同一ない
し同様の部分には同一の符号を付している。

【００７８】実施の形態３におけるモノポールアンテナ
は、整合導体１８，１９を備えることに特徴がある。整
合導体１８，１９は直線導体で構成されており、ＺＹ平
面においてＺ軸と平行に配置されている。また、整合導
体１８、１９は、＋のＺ軸上に配置されたアンテナ素子
１３に対して対称となるように配置されている。整合導
体１８、１９の一端は、接地導体１１に電気的に接続さ
れている。

【００７９】このモノポールアンテナの動作は、実施の
形態１のモノポールアンテナのそれと同様である。

【００８０】実施の形態１、２のモノポールアンテナに
おいては、場合によっては同軸給電部１２とモノポール
アンテナとの間の整合状態が悪くなる場合が起こり得
る。その場合、アンテナ素子１３に供給される電力が少
なくなり、アンテナの放射効率が悪化してしまう。

【００８１】これに対して、本実施形態のモノポールア
ンテナは、アンテナ素子１３の近傍に離間して整合導体
１８，１９を設けることよりアンテナのインピーダンス
を変化させて同軸給電部１２との整合状態を良好にする
ことができる。整合状態を良好にすればアンテナの特性
を改善することが可能となる。

【００８２】更には、開口１６，１７の形状に影響を与
えないように整合導体１８、１９を配置することによ
り、整合導体１８、１９がある場合の放射指向性を、な
い場合と同等にすることができる。これは、実施の形態
１で述べたように、このモノポールアンテナの実質的な
放射源が主に開口１６、１７に集中しているためであ
る。つまり、このモノポールアンテナによれば、所望の
放射指向性をほとんど変化させることなく、インピーダ
ンスの整合状態を良好にすることが可能となる。

【００８３】また、実施の形態３においても、実施の形
態１と同様、このアンテナがＺＹ平面、ＺＸ平面に対し
て対称な構造とすることで、アンテナからの放射電波の
指向性がＺＹ平面およびＺＸ平面に対して対称になる。

【００８４】以上のように、実施の形態３によれば、簡
単な構造で、所望の指向性を持つ小型で優れたモノポー
ルアンテナが実現できる。

【００８５】（実施形態４）以下、本発明の実施の形態
４について、図１１Ａ、図１１Ｂを参照しながら説明す
る。なお、図１１Ａ、図１１Ｂでは、図１と同一ないし
同様の部分には同一の符号を付している。

【００８６】実施の形態４のモノポールアンテナは、接
地導体１１、側面導体１４、天井導体１５が囲まれたア
ンテナ内部空間を、誘電体３１で充填していることに特
徴がある。ここで、真空での誘電率ε０に対するその誘
電体の誘電率の比（比誘電率）をεｒとすると、誘電体
内での波長は、真空中の波長に比べて１／√εｒ倍とな
る。εｒは１以上であるから誘電体内では波長は短くな
る。このため、誘電体３１をアンテナ内に挿入すること
により、アンテナをより小形、低背な構造にすることが
できる。

【００８７】次に実際に試作したアンテナを図１２に示
し、その放射指向性を図１３に示し、その入力インピー
ダンスの５０Ω整合時のＶＳＷＲ（電圧定在波比）特性
を図１４に示す。

【００８８】ここでは、一例として、誘電体３１の比誘
電率εｒを３．６とした。接地導体１１を自由空間波長
を基準として長辺が０．７６波長、短辺が０．２７波長
の長方形形状とした。側面導体１４の高さを０．００６
７波長とした。天井導体１５を、Ｘ軸と平行な辺の長さ
が０．３８波長でＹ軸に平行な辺の長さが０．２７波長
の長方形形状とした。開口１６'，１７'は、誘電体３１
の表面に天井導体１５として形成される導体膜を誘電体
３１から剥離することで形成した。開口１６'、１７'は
ともにＸ軸と平行な辺の長さが０．１９波長でＹ軸に平
行な辺の長さが０．２７波長の長方形とした。このよう
に構成した開口１６'、１７'を、天井導体１５のＸ軸方
向に沿った両端に、ＺＹ平面に対して対称に配置した。
アンテナ素子１３は導体線であり、その素子長は０．０
０６７波長とした。また、同軸給電部１２を原点に配置
し、アンテナ素子１３の一端を天井導体１５に電気的に
接続した。以上のように構成したモノポールアテナはＺ
Ｘ平面、ＺＹ平面に対して対称な構造となる。

【００８９】図１３において放射指向性の目盛りは１間
隔が１０ｄＢであり、最大値で規格化してある。このモ
ノポールアンテナは、アンテナ下側には電波をほとんど
放射せず、アンテナ上側に非常に強い電波を放射し、特
にアンテナ斜め横方向に指向性が強いので廊下等の細長
い室内空間に優れた特性を示す。

【００９０】また、図１４に示すように、このモノポー
ルアンテナは周波数ｆ０で共振し、さらには、ＶＳＷＲ
が２以下となった周波数帯域を比帯域で約２％有してい
る。このように、このモノポールアンテナははインピー
ダンス特性の点でも、中心周波数において良好な特性を
示している。

【００９１】また、このモノポールアンテナではアンテ
ナ素子高を０．００６７波長にすることでできる。これ
は２ＧＨｚの信号を送受信する場合においては、１ｍｍ
に相当し、従来の１／４波長モノポールアンテナ素子よ
りも高さ寸法が十分に低くなっており、さらには上記し
た実施の形態１〜３の構造に比べても低くなっている。
これはアンテナ内部に誘電体３１を充填しているためで
ある。

【００９２】アンテナを室内の天井や壁に設置する場合
において、特にアンテナを天井や壁に埋め込むことが不
可能な場合には、高さ寸法を小さくできるこのモノポー
ルアンテナは天井や壁からの突起部分が極めて低く人目
に付きにくい景観上好ましい形態となる。

【００９３】また、本実施形態においては、ＺＹ平面、
ＺＸ平面に対して対称な構造を有するモノポールアンテ
ナとしたが、この場合、アンテナからの放射電波の指向
性がＺＹ平面に平行な各面およびＺＸ平面に平行な各面
に対して対称になるという効果がある。

【００９４】さらにこのモノポールアンテナは誘電体３
１をアンテナ内部に充填配置した構造になっているの
で、両面に銅箔などの導体箔が張られている誘電体基板
を用いてこのモノポールアンテナを作製することができ
る。例えば、次のように作製することができる。すなわ
ち、両面に銅箔などの導体箔が張られた厚さ０．００６
７波長の誘電体基板を、長辺０．７６波長×０．２７波
長の長方形に切断して誘電体３１とする。そして、上記
導体箔のうちの一方を例えばエッチングあるいは機械加
工で削ることにより天井導体１５と開口１６'、１７'を
作成する。このとき削除しない誘電体３１の他方の導体
箔は接地導体１１となる。さらに接地導体１１の所定の
位置（例えば、平面方向中心位置）に適当な穴をあけ同
軸給電部１２を作成する。そして、同軸給電部１２から
誘電体３１の天井面に至る穴をエッチングやドリル加工
により形成する。この穴に、同軸給電部１２の内導体か
ら延長した導体線の先端を挿入して天井導体１５から基
板外部に突き出させる。この導体線がアンテナ素子１３
となる。そして、アンテナ素子１３と天井導体１５とを
半田等で電気的に接続する。さらに誘電体３１の側面に
接着剤等により銅箔を貼り付けることで側面導体１４を
形成する。

【００９５】以上の製造方法によれば、開口１６'、１
７'をエッチング加工等のような工作精度の高い加工法
により作製することによりアンテナの製作精度が向上
し、さらには量産によるコストの削減が可能になる。

【００９６】また、誘電体３１を有さない実施の形態１
〜３のモノポールアンテナでは、開口１６、１７により
アンテナ内部空間が外部に連通しているため、アンテナ
の設置環境により、開口１６、１７からアンテナ内部に
埃や湿気の多い空気が入り込み、アンテナの特性が劣化
するおそれがある。このモノポールアンテナでは、誘電
体３１を設けることにより埃や湿気の多い空気が入り込
むことによる特性の劣化を防いで、信頼性を長期にわた
って維持することが可能になる。

【００９７】以上のように、実施の形態４によれば、簡
単な構造で、所望の指向性を持つ小型で優れたモノポー
ルアンテナが実現できる。

【００９８】なお、実施の形態４においては、図１５に
示すように、側面導体１４の代わりに複数本の導体棒３
２によりアンテナ内部とアンテナ外部とを電気的に遮断
することもできる。導体棒３２は例えば次のように形成
できる。すなわち、複数の誘電体３１のマザー基板とな
る大型の誘電体基板に接地導体１１と天井導体１５とと
なる導体パターンを形成する。そして、この誘電体基板
に、各誘電体３１の分割線に沿った穴を貫通形成する。
穴は、互いに所定間隔離間して複数形成する。さらに形
成した穴に導体棒３２を挿入し接地導体１１と導体棒３
２とを、また、天井導体１５と導体棒３２とをそれぞれ
互いに電気的に接続する。導体棒３２を形成したのち、
誘電体基板を各誘電体３１毎に分割する。導体棒３２
は、例えば、バイアホールから構成することができる。
バイアホールは、上記穴にスルーホールエッチングを施
したり、導電体を充填することで形成できる。

【００９９】図１５の構成によれば、隣接する導体棒３
２間の離間間隔が波長に比べて十分狭い場合、導体棒３
２は側面導体１４と同様の効果を発揮する。導体棒３２
の構成と、前述のエッチング加工等による天井導体１５
の加工技術とをあわせれば、工作精度が良く量産性に優
れたモノポールアンテナを実現できる。

【０１００】なお、実施の形態４においては、導体で囲
まれたアンテナ内部が誘電体３１によりすべて満たされ
ている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構成のモノポールアンテナに
限定されるものでなく、アンテナ内部の一部に誘電体３
１が存在する場合も実施可能である。例えば、片面に導
体箔が張られた誘電体基板を用いてエッチングあるいは
機械加工で導体箔を削ることにより、 ・天井導体１５と開口１６'、１７'とを有する誘電体基
板、 ・側面導体１４を有する誘電体基板、 ・接地導体１１を有する誘電体基板、 をそれぞれ作成し、これらを張り合わせてモノポールア
ンテナを構成することも可能である。なお、側面導体１
４を有する誘電体基板は、全ての側面に側面導体１４が
形成された単一の誘電体基板としてもよいし、表面に側
面導体１４を形成した複数の誘電体基板を枠状に貼り合
わせて構成しても良い。

【０１０１】（実施の形態５）以下、本発明の実施の形
態５について、図１６Ａ、図１６Ｂを参照しながら説明
する。図１６Ａは、モノポールアンテナの概観斜視図で
あり、図１６Ｂは、図１６ＡのＺＹ平面に沿った断面図
である。実施の形態５のモノポールアンテナは、基本的
には実施の形態４のものと同様の構成を備えているが、
実施の形態３と同様、接地導体１１に電気的に接続され
た整合導体１８、１９を備えていることに特徴がある。
整合導体１８、１９は、ＺＹ平面上において、＋のＺ軸
上に配置されたアンテナ素子１３に対して対称となるよ
うに配置されている。整合導体１８，１９の一端は、接
地導体１１に電気的に接続されている。

【０１０２】実施の形態５では、アンテナ素子１３の近
傍に離間して整合導体１８，１９を設けることよりアン
テナのインピーダンスを変化させて同軸給電部１２との
整合状態を良好にすることができる。整合状態を良好に
すればアンテナの特性を改善することが可能となる。さ
らには、実施の形態３と同様、所望の放射指向性をほと
んど変化させることなく、インピーダンスの整合状態を
良好にすることが可能となる。

【０１０３】以上のように、実施の形態５によれば、簡
単な構造で、所望の指向性を持ちインピーダンスの整合
状態が良好な小型で優れたモノポールアンテナが実現で
きる。

【０１０４】（実施の形態６）以下、本発明の実施の形
態６について、図１７Ａ、図１７Ｂを参照しながら説明
する。図１７Ａは、モノポールアンテナの概観斜視図で
あり、図１７Ｂは、図１７ＡのＺＹ平面に沿った断面図
である。

【０１０５】この実施の形態のモノポールアンテナは基
本的には実施の形態４の構成と同様の構成を備えている
が、このモノポールアンテナは、アンテナ内部空間全域
を満たすことなく、その一部を満たす平板状の誘電体３
１'を備えていることに特徴がある。誘電体３１'の表面
には、導体膜からなる膜天井導体１５と、導体膜を除去
してなる開口１６'、１７'とが形成されている。そし
て、側面導体１４により囲まれたアンテナ内部空間の天
井側開口端に誘電体３１'が配置されており、このモノ
ポールアンテナの内部空間は誘電体３１'が蓋となって
密封されている。

【０１０６】このように、前記した実施の形態４の構造
によるおける防塵、防湿効果は、本実施の形態に示すよ
うに、アンテナ内部空間の天井側開口端を誘電体３１'
により蓋をすることでも十分発揮することができる。な
お、本実施形態では、誘電体３１'をアンテナ天井側に
設けたが、アンテナ底部側に誘電体３１'を設けること
も可能である。その場合、接地導体１１は誘電体３１'
上に形成される。

【０１０７】（実施の形態７）以下、本発明の実施の形
態７について、図１８Ａ、１８Ｂを参照しながら説明す
る。図１８Ａは、モノポールアンテナの概観斜視図であ
り、図１８Ｂは、図１８ＡのＺＹ平面に沿った断面図で
ある。実施の形態７のモノポールアンテナにおいては、
実施の形態６の構成に、さらに、実施の形態５の整合導
体１８，１９を備えたものであり、これにより実施の形
態５と同様、インピーダンスの整合を図ることができ
る。

【０１０８】なお、実施の形態７では整合導体１８，１
９をアンテナ素子１３と離間して配置した構造のモノポ
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、図１９Ａ、図１９Ｂに示すように、一部
あるいは全ての整合導体１８，１９の一端をアンテナ素
子１３の一端あるいは中途部において電気的に接続する
構成とすることも可能である。このような構成にするこ
とによりアンテナのインピーダンスを高くすることが可
能になり、特にアンテナのインピーダンスが低い場合に
同軸給電部１２との整合状態を良好にすることが可能に
なる。

【０１０９】なお、実施の形態７では整合導体１８，１
９をアンテナ素子１３と離間して配置した構造のモノポ
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、図２０Ａ、図２０Ｂに示すように、一部
あるいは全ての整合導体１８，１９の一端を天井導体１
５と電気的に接続する構成することも可能である。この
ような構成にすることによりアンテナのインピーダンス
を変化することが可能になり、同軸給電部１２との整合
状態を良好にすることが可能になる。

【０１１０】（実施の形態８）以下、本発明の実施の形
態８について、図２１〜図２６を参照しながら説明す
る。

【０１１１】図２１は本発明の実施の形態８における無
線装置のシステム構成を示したものである。図２１にお
いて、３５は無線装置、３３は信号伝送ケーブル、３４
は制御部である。無線装置３５と制御部３４とは信号伝
送ケーブル３３を介して双方向に信号を伝達している。
制御部３４において信号処理を行い、無線装置３５によ
り電波の放射および受信を行う。なお、図２１では、制
御部３４に対して単一の無線装置３５を接続していた
が、通常、制御部３４に対して、複数の無線装置３５が
接続される。

【０１１２】図２２、図２３は実施の形態８における無
線装置の構成を示したものである。これらの図におい
て、３３は信号伝送ケーブル、４１、４２はアンテナ、
４３、４４は周波数選択手段の一例であるフィルタ、４
５、４６は増幅回路、４７は筐体、４８は凹部である。
フィルタ４３、４４と増幅回路４５、４６は筐体４７の
内部に配置されている。凹部４８は筐体４７の表面に形
成されており、図２３に示すようにアンテナ４１、４２
が筐体４７の凹部４８に埋め込むように備えられてい
る。また、アンテナ４１、４２は実施の形態１から実施
の形態７に記載したアンテナである。信号伝送ケーブル
３３は、例えば同軸ケーブルのような電気信号伝送ケー
ブルにより構成されている。

【０１１３】次に動作を説明する。

【０１１４】図２１において、制御部３４から信号を無
線装置に送り無線装置のアンテナ４１から電波を送信す
る回路系を下り系と呼び、無線装置のアンテナ４２から
電波を受信して制御部３４に信号を送る回路系を上り系
と呼ぶ。図２２は図２１における無線装置の構成例を示
したものであり、下り系では、アンテナ４１の給電部は
フィルタ４３に接続され、フィルタ４３は増幅回路４５
に接続されている。一方、上り系では、同様にアンテナ
４２の給電部はフィルタ４４に接続され、フィルタ４４
は増幅回路４６に接続されている。

【０１１５】信号の流れは、下り系では、制御部３４で
信号処理された信号が電気信号伝送ケーブル３３を介し
て無線装置内の増幅回路４５に送られ、増幅回路４５で
電力増幅された後、フィルタ４３においてフィルタ４３
の通過帯域制限により使用周波数帯の信号のみをアンテ
ナ４１に送り、アンテナ４１から電波として空間に放射
される。

【０１１６】一方、上り系における信号の流れは、アン
テナ４２から受信された信号はフィルタ４４に送られフ
ィルタ４４の通過帯域制限により使用周波数帯の信号の
みが増幅回路４６に送られ、増幅回路４６で電力増幅さ
れた後、電気信号伝送ケーブル３３を介して制御部３４
に送られる。

【０１１７】実施の形態１〜７に示したモノポールアン
テナは、電波を放射させるための開口１６、１７がアン
テナ天井部に配置され、放射源であるアンテナ素子１３
が接地導体１１と側面導体１４により囲まれているた
め、アンテナ側面方向及び下側のアンテナ配置環境によ
る放射電波への影響が小さい。つまり、筐体４７を埋め
込んで設置することが難しい室内に、無線装置３２を設
置する場合、アンテナ（実施の形態１〜７のモノポール
アンテナ）を凹部４８に埋め込むことで、筐体４７から
の突起部分をなくしアンテナを目立たなくすることが可
能になり、景観上より優れた無線装置となる。

【０１１８】なお、実施の形態８では上り系、下り系の
２つのアンテナ４１、４２と２つのフィルタ４３、４４
で構成される場合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無線装置に限定されるものでは
ない。例えば、図２４に示すように、上り系の使用周波
数帯域と下り系の使用周波数帯域の２つの周波数帯域で
動作するアンテナ４１'と共用器４９とにより構成する
ことも可能である。これにより、アンテナ４１'とフィ
ルタ（共用器４９）がそれぞれ１つになり、無線装置が
より小形になる。

【０１１９】なお、実施の形態８においては、信号伝送
ケーブル３３が電気信号伝送ケーブルにより構成されて
いる場合を例に挙げて説明したが、本発明は必ずしもこ
の構成の無線装置に限定されるものではない。例えば、
図２５に示すように、信号伝送ケーブルが光ファイバと
いった光信号伝送ケーブル３３'により構成されている
場合も可能である。図２５は一例として、共用器４８を
用いた場合を示したが、図２２に示すような一対のフィ
ルタ４３、４４を用いた構成にしても良い。この場合、
電気信号を光信号に変換して信号を伝送する必要があ
る。従って図２５に示すように下り系の光信号伝送ケー
ブル３３'と増幅回路４５の間に光信号を電気信号に変
換するフォトダイオード５１と、上り系の増幅回路４７
と光信号伝送ケーブル３３'との間に電気信号を光信号
に変換するレーザ５２が必要になる。また、制御部３４
においては逆に、上り系の光信号伝送ケーブル３３'と
の接続にはフォトダイオード（図示省略）、下り系の光
信号伝送ケーブル３３'との接続にはレーザ（図示省
略）が必要になる。このような構成にすることにより、
光信号伝送ケーブル３３'の設置コストの軽減や、光信
号伝送ケーブル３３'の伝送長による信号の減衰が軽減
されより長距離の信号伝送が可能になる。更に、上り系
と下り系で異なる波長の光信号を用い、波長多重を行う
ことにより一本の光ファイバで光信号伝送ケーブル５０
を構成することが可能になる。この場合、光信号伝送ケ
ーブル３３'とレーザ５２との間と、光信号伝送ケーブ
ル３３'とフォトダイオード５１との間に、光カプラ６
０を設ける必要がある。

【０１２０】光カプラ６０は、図２６に示すように、３
つの端子６１、６２、６３を備えている。端子６１は光
信号伝送ケーブル３３'に接続されている。端子６２は
フォトダイオード５１に接続されている。端子６３はレ
ーザ５２に接続されている。光カプラ６０を備えること
で下がり系、上がり系の各光信号は次のように伝送され
る。すなわち、アンテナ４1、４１'で受信された下り系
の伝送信号はレーザ５２で光信号に変換されたのち、光
カプラ６０を介して光信号伝送ケーブル３３'に送られ
る。一方、上り系の伝送信号は、光信号伝送ケーブル３
３'から光カプラ６０を介してフォトダイオード５１に
送られ、ここで電気信号に変換されたのち、アンテナ４
２、４１'に送られる。このような構成にすることによ
り光信号伝送ケーブルの本数を１本にすることができ、
伝送に要する光信号伝送ケーブル自体のコストや敷設コ
ストを低減できる。

【０１２１】上記した各実施形態においては、以下のよ
うに種々の変形が考えられる。

【０１２２】（１）上記した実施形態１〜７において
は、アンテナがＺＹ平面、ＺＸ平面に対して対称な構造
である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
れるものではない。例えば、所望の放射指向性あるいは
入力インピーダンス特性を得るために、ＺＹ平面にのみ
対称な構造、または、ＺＹ平面、ＺＸ平面に対して非対
称な構造も可能である。また、開口１６、１７のみがＺ
Ｙ平面に対称、あるいはＺＹ平面とＺＸ平面とに対称な
構造も可能である。また、接地導体１１のみがＺＹ平面
に対称、あるいはＺＹ平面とＺＸ平面に対称な構造も可
能である。また、天井導体１５のみがＺＹ平面に対称、
あるいはＺＹ平面とＺＸ平面に対称な構造も可能であ
る。また、側面導体１４のみがＺＹ平面に対称、あるい
はＺＹ平面とＺＸ平面に対称な構造も可能である。ま
た、これらの組み合わせも可能であり、このような構造
にすることにより放射対象空間に最適な放射指向性を持
つアンテナを実現することができる。

【０１２３】（２）上記した実施形態１〜７において
は、接地導体１１と側面導体１４と天井導体１５とが互
いに電気的に接続された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、所
望の放射指向性あるいは入力インピーダンス特性を得る
ために天井導体１５と側面導体１４とが互いに電気的に
開放されている構造、あるいは接地導体１１と側面導体
１４とが電気的に開放されている構造、あるいは接地導
体１１と側面導体１４と天井導体１５とが全て互いに電
気的に開放されている構造も可能である。

【０１２４】（３）上記した実施形態１〜７において
は、開口１６、１７が２つ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、所望
の放射指向性あるいは入力インピーダンス特性を得るた
めに、開口１６、１７が１つの場合や３つ以上にする構
造も可能である。

【０１２５】（４）上記した実施形態１〜７において
は、開口１６、１７を長方形形状にしたモノポールアン
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い。例
えば、所望の放射指向あるいは入力インピーダンス特性
性を得るために、開口１６、１７が円形形状あるいは正
方形形状あるいは多角形形状あるいは半円形状、あるい
はこれらの組み合わせ、あるいは輪状あるいはその他の
形状にすることも可能である。開口１６、１７が円形形
状あるいは楕円形形状あるいは曲面形状で構成される場
合、放射指向性においては、アンテナを構成する導体部
分に形成される角部が丸くなる結果、角部での回折効果
が少なくなって放射電波の交差偏波変換損失が少なくな
るという効果がある。

【０１２６】（５）上記した実施形態１〜７において
は、開口１６、１７がアンテナ天井部に配置された構成
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、所望の放射指向性あるいは入力
インピーダンス特性を得るために開口１６、１７が側面
導体１４に配置された構造、あるいは開口１６、１７が
接地導体１１に配置された構造、あるいはこれらを組み
合わせた構造も可能である。

【０１２７】（６）上記した実施形態１〜７において
は、接地導体１１が方形形状をした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い。例え
ば、所望の放射指向性あるいは入力インピーダンス特性
を得るために、接地導体１１がその他の多角形形状ある
いは半円形状あるいはこれらの組み合わせあるいはその
他の形状にすることも可能である。また、接地導体１１
が円形形状あるいは楕円形形状あるいは曲面形状あるい
はその他の形状にすることも可能である。これにより、
放射指向性においては、アンテナを構成する導体部分の
角部が丸くなる結果、角部での回折効果が少なくなって
アンテナからの放射電波の交差偏波変換損失が少なくな
るという効果がある。

【０１２８】（７）上記した実施形態１〜７において
は、天井導体１５が方形形状をした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い。例え
ば、所望の放射指向性あるいは入力インピーダンス特性
を得るために天井導体１５がその他の多角形形状あるい
は半円形状あるいはこれらの組み合わせあるいはその他
の形状とすることも可能である。また、天井導体１５が
円形形状あるいは楕円形形状あるいは曲面形状あるいは
その他の形状にする構造も可能である。これにより、放
射指向性においては、アンテナを構成する導体部分の角
部が丸くなる結果、角部での回折効果が少なくなりアン
テナからの放射電波の交差偏波変換損失が少なくなると
いう効果がある。さらには、モノポールアンテナの全体
構造を平面視円形形状とした場合には、次のような利点
がある。すなわち、モノポールアンテナの設置環境は千
差万別であるために、実際に設置すると設計通りの放射
指向性を発揮できない場合がある。その場合、モノポー
ルアンテナの設置方向を水平方向に沿って調整すること
が行われる。これに対して、所望の放射指向性は、モノ
ポールアンテナの４側面の方向を、設置環境で規定され
る基本方向（室内であれば、側壁の面方向等）に揃えた
状態で発揮できるように、通常は設計されている。その
ため、設置方向を微妙に調整すると、モノポールアンテ
ナの４側面方向が設置環境での基本方向からずれてしま
い、景観上、好ましくない設置形態になってしまう場合
がある。これに対して、モノポールアンテナの外観形状
を円形にすれば、モノポールアンテナの側面に一定の方
向が生じることがなくなり、設置方向を微妙に調整して
も、モノポールアンテナの側面方向が設置環境での基本
方向からずれてしまうことが生じなくなる。

【０１２９】（８）上記した実施形態１〜７において
は、側面導体１４が接地導体１１と垂直な構造のモノポ
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、所望の放射指向性あるいは入力インピー
ダンス特性を得るために、側面導体１４が接地導体１１
に対して斜めになっている構造も可能である。

【０１３０】（９）上記した実施形態１〜７において
は、側面導体１４が接地導体１１の輪郭に沿って形成さ
れる枠上に設けられた構造のモノポールアンテナを例に
挙げて説明した。換言すれば、各実施形態においては、
側面導体１４が形成する枠と接地導体１１の大きさとが
略一致していた。しかしながら、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、所望の放射指向性あるいは入力インピーダンス
特性を得るために、側面導体１４で形成される枠が接地
導体１１より大きい構造や小さい構造、あるいは上記枠
が天井導体１５より大きい構造や小さい構造も可能であ
る。

【０１３１】（１０）上記した実施形態１〜７において
は、開口１６、１７の大きさが固定された構造のモノポ
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。例えば図２７に示すように、開口１６、１７に、
その大きさを変化させることが可能な開口調整装置２０
を備えた構造にすることも可能である。開口調整装置２
０は、例えば、開口１６、１７に沿ってその大きさを調
整する導体板２０ａをスライド可能に設けることにより
実現できる。開口調整装置２０により開口１６、１７の
大きさを任意に変化させることにより放射指向性を変化
させて、所望の放射指向性を得ることが可能になる。

【０１３２】（１１）上記した実施形態１〜７ではアン
テナ素子１３を直線導体で構成したが、これを他のアン
テナ素子で構成することも可能である。例えば、アンテ
ナ素子が螺旋状の導体線で構成されたヘリカル型モノポ
ールアンテナ素子にしてもよいし、導体線をＬ字型に折
り曲げた逆Ｌ型あるいは逆Ｆ型モノポールアンテナ素子
にしてもよい。また、導体線の先端に導体平板等の容量
性負荷等を備えたトップローディング型モノポールアン
テナ素子、あるいは、これらの組み合わせによるアンテ
ナ素子にしてもよい。以上のようなアンテナ素子にする
ことで、アンテナ素子が小形、低背になり、全体しても
小形、低背化が可能になる。

【０１３３】（１２）上記した実施形態１〜７では、モ
ノポールアンテナを、接地導体１１と天井導体１５と側
面導体１４とアンテナ素子１３と同軸給電部１２と開口
１６、１７とを備えて構成したが、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、所望の放射指向性あるいは入力インピーダンス
特性を得るために、天井導体１５がなくアンテナ天井部
が全て開口である構成としてもよい。これにより、ＺＹ
平面、ＺＸ平面に対して対称な構造である場合、アンテ
ナ垂直面の指向性を変化させかつアンテナ水平面にほぼ
無指向な特性が得られる。さらに、開口１６、１７が接
地導体１１と側面導体１４にある構成も可能である。こ
の場合、所望の放射指向性あるいは入力インピーダンス
特性を得るために、モノポールアンテナをＺＹ平面、Ｚ
Ｘ平面に対して対称な構造にすることも可能であり、Ｚ
Ｙ平面にのみ対称な構造、または、ＺＹ平面、ＺＸ平面
に対して非対称な構造にすることも可能である。また、
開口１６、１７のみがＺＹ平面に対称、あるいはＺＹ平
面とＺＸ平面に対称な構造も可能である。また、接地導
体１１のみがＺＹ平面に対称、あるいはＺＹ平面とＺＸ
平面に対称な構造も可能である。また、側面導体１４の
みがＺＹ平面に対称、あるいはＺＹ平面とＺＸ平面に対
称な構造も可能である。また、これらの組み合わせも可
能であり、このような構造にすることにより放射対称空
間に最適な放射指向性を持つアンテナが実現できる。

【０１３４】（１３）上記した実施形態１〜７で説明し
たモノポールアンテナを、アレー状に配置し、フェーズ
ドアレーアンテナおよびアダプティブアンテナアレーを
構成することも可能である。これにより、更なる放射電
波の指向性の制御が可能になる。

【０１３５】（１４）上記した実施の形態３ではアンテ
ナ素子１３を天井導体１５から電気的に開放している構
成を例にして説明したが、実施の形態３に示される本発
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、図２８Ａ、図２８Ｂに示すよ
うに、アンテナ素子１３の一端を天井導体１５と電気的
に接続する構成としてもよい。この場合、アンテナ素子
１３は直線導体に限られるものではなく、例えば螺旋状
の導体線で構成してヘリカル型モノポールアンテナ素子
でもよい。このようなアンテナ素子にすることにより、
アンテナ素子１３を小形、低背にすることができ、その
分、全体の小形、低背化が可能になる。

【０１３６】（１５）上記した実施の形態３では整合導
体１８、１９を２つ有する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い。整合素子１８、
１９は、例えば、１個あるいは３個以上で構成すること
も可能である。このような構成にすることにより、構造
の自由度が増え同軸給電部１２との整合状態を更に良好
にすることが可能になる。

【０１３７】（１６）上記した実施の形態３では２つの
整合導体１８、１９をアンテナ素子１３から離間してＺ
Ｙ平面上に配置した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、整合導
体１８、１９をＺ軸と平行な任意の位置に配置すること
も可能である。このような構成にすることにより、構造
の自由度が増え同軸給電部１２との整合状態を更に良好
にすることが可能になる。

【０１３８】（１７）上記した実施の形態３では整合導
体１８、１９を直線導体で構成したが、これを他の形状
の導体で構成することも可能である。例えば、螺旋状の
導体線で構成されたヘリカル型整合導体で構成されてい
る場合も可能であり、Ｌ字型に折れ曲がった導体線で構
成されている場合も可能である。これにより、小形、低
背な整合導体が可能となり、アンテナの小形、低背化が
可能になる。

【０１３９】（１８）上記した実施の形態３では整合導
体１８、１９をアンテナ素子１３と離間して配置した構
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、図２９Ａ、図２９Ｂに示すよ
うに、一部あるいは全ての整合導体１８、１９の一端を
アンテナ素子１３の一端あるいは中途部に電気的に接続
する構成することも可能である。このような構成にする
ことにより、モノポールアンテナのインピーダンスを高
くすることが可能になり、特にインピーダンスが低い場
合に、モノポールアンテナと同軸給電部１２との整合状
態を良好にすることが可能になる。

【０１４０】（１９）上記した実施の形態３では整合導
体１８、１９を天井導体１５から離間して配置したモノ
ポールアンテナを例に挙げて本発明を説明したが、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、図２９Ａ、図２９Ｂに示すよ
うに、一部あるいは全ての整合導体１８、１９の一端を
天井導体１５に電気的に接続する構成することも可能で
ある。このような構成にすることによりモノポールアン
テナのインピーダンスを変化させることが可能になり、
モノポールアンテナと同軸給電部１２との整合状態を良
好にすることが可能になる。

【０１４１】（２０）上記した実施形態１〜７では、天
井導体１５の両端を側面導体１４に電気的に接続してい
た。そのため、水平面の放射指向性において、天井導体
１５の両端を結ぶ方向に沿って極小点が形成されてしま
う。これは、天井導体１５と側面導体１４との接続点か
ら電流が漏れるために、その方向には電波をほとんど送
受波できないためである。アンテナ設計上、このような
極小点をなくす必要がある場合には、図３０に示すよう
に、天井導体１５に円形部１５aを形成すればよい。円
形部１５aは、天井導体１５の両端を結ぶ方向の中央部
に設ける。円形部１５aは、その周縁全周から電波が放
射されるので、水平面に沿ってほぼ無指向な状態で電波
を放射できる。そのため、天井導体１５全体としては、
極小点を有する電波の放射と水平面に無指向な電波の放
射とを混合した放射となる。そのため、上記極小点にお
いても電波の放射を行うことが可能となり、図３１に示
すように、水平面に沿って楕円形形状をした放射指向性
となる。なお、極小点における電波の放射量を調整する
には、円形部１５ａの大きさを変えればよい。

【０１４２】（２１）上記した実施形態１〜７のモノポ
ールアンテナで電波の送受信を行う場合には、複数（例
えば、２つ）のモノポールアンテナが並列配置される。
この場合、隣り合うモノポールアンテナどうしのアイソ
レーションを確実に確保する必要がある。通常、アンテ
ナのアイソレーションを確保するためには、フィルタ等
のアイソレーション用素子を設けることが実施される
が、次のようにすれば、アイソレーションを確保しやす
くなる。すなわち、モノポールアンテナ、特に本発明の
ものでは、水平面指向性に極小点が形成される。極小点
は天井導体１５と側面導体１４との接続点に沿った向き
に形成される。そこで、隣り合うモノポールアンテナ
を、電波の極小点の形成方向が互いに同列になるように
整列配置する。これにより、モノポールアンテナどうし
の送受波の相互影響が最小限となり、アイソレーション
を確保しやすくなる。例えば、図７に示す構造のモノポ
ールアンテナでは、天井導体１５の長手方向両端が側面
導体１４に電気的に接続されているために、天井導体１
５の長手方向が電波の極小点の形成方向となる。そこ
で、図３２に示すように、隣り合うモノポールアンテナ
を、その天井導体１５の長手方向が同列になるように整
列配置する。これにより、モノポールアンテナどうしの
電波の相互影響が最小限となり、アイソレーションを確
保しやすくなる。

【０１４３】上記のようにモノポールアンテナを整列配
置した場合（以下、影響排除配列という）のアイソレー
ヘションを測定した。同様に、隣り合うモノポールアン
テを、その天井導体１５の長手方向と直交する向きに沿
って整列配置した場合（以下、影響非排除配列という）
のアイソレーションを測定した。これらの測定結果を図
３３に示す。図３３中、黒四角が、影響排除配列の測定
結果であり、黒丸が影響非排除配列の測定結果である。
図中、横軸が隣接するモノポールアンテナの離間間隔
（ｍｍ）であり、縦軸がアイソレーションの測定結果
（ｄＢ）である。

【０１４４】図３３より明らかなように、影響排除配列
の方がアイソレーションにおいて優れているのがわか
る。そのため、影響排除配列にした場合におけるアイソ
レーションが確保しやすくなり、その分、アイソレーシ
ョン用素子（フィルタ等）として性能の低いものを用い
ても、十分、アイソレーションを確保することができ、
製造コストの低減を図ることができる。

【０１４５】なお、複数のモノポールアンテナを配置す
る場合には、構造を強固にする等の目的のために、これ
らモノポールアンテナを金属ベース板上に配置すること
が行われる。しかしながら、その場合には接地導体１１
どうしが金属ベース板により短絡されるために、上記影
響排除配列を採用してもそのアイソレーションが悪化す
る。そのため、金属ベース板は用いない方がよい。

【０１４６】（２１）上記した実施形態１〜７では、モ
ノポールアンテナをＺＸ平面およびＺＹ平面にそれぞれ
に対して対称な形状を有するモノポールアンテナを備
え、さらにこのような構成のモノポールアンテナにおい
て、同軸給電点１２を原点に配置することで、水平面に
沿った放射指向性を無指向状態にした。しかしながら、
本願発明は、このような構成に限るものではなく、同軸
給電点１２を、水平面方向に原点から位置ずれした位置
に配置することもできる。これにより、水平面に沿った
電波の指向性を調整することができる。例えば、図３４
に示すように、同軸給電点１２をＸ軸に沿ってその＋方
向に若干位置ずれされると、その水平面に沿った指向性
は、図３５Ａ、図３５Ｂに示すようになる。すなわち、
ＺＸ平面に沿った指向性は、ＺＹ平面に対して対称とは
ならず、その第２象限と第４象限とを結ぶやや斜めとな
った方向に対して対称な形態となる。

【０１４７】なお、以上の説明では、本発明の作用効果
を電波の送信において説明したが、本発明は電波の受信
においても同様の作用効果があるのはいうまでもない。

【０１４８】

【発明の効果】以上のように、本発明は、簡単な構造で
放射指向性を変化させることが可能で工作精度に優れた
モノポールアンテナおよび無線装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１におけるモノポールアン
テナの構成の一例を示す図であって、図１Ａはその概観
斜視図、図１Ｂはその断面図である。

【図２】実施の形態１の動作原理を示す図である。

【図３】実施の形態１の試作例を示す概観斜視図であ
る。

【図４】実施の形態１の試作例の放射指向性を示す図で
ある。

【図５】実施の形態１の試作例のインピーダンス特性を
示す図である。

【図６】本発明の実施の形態２におけるモノポールアン
テナの構成の一例を示す図であって、図６Ａはその概観
斜視図、図６Ｂはその断面図である。

【図７】実施の形態２の試作例を示す概観斜視図であ
る。

【図８】実施の形態２の試作例の放射指向性を示す図で
ある。

【図９】実施の形態２の試作例のインピーダンス特性を
示す図である。

【図１０】本発明の実施の形態３におけるモノポールア
ンテナの構成の一例を示す図であって、図１０Ａはその
概観斜視図、図１０Ｂはその断面図である。

【図１１】本発明の実施の形態４におけるモノポールア
ンテナの構成の一例を示す図であって、図１１Ａはその
概観斜視図、図１１Ｂはその断面図である。

【図１２】実施の形態４の試作例を示す概観斜視図であ
る。

【図１３】実施の形態４の試作例の放射指向性を示す図
である。

【図１４】実施の形態４の試作例のインピーダンス特性
を示す図である。

【図１５】実施の形態４の変形例を示す概観斜視図であ
る。

【図１６】本発明の実施の形態５におけるモノポールア
ンテナの構成の一例を示す図であって、図１６Ａはその
概観斜視図、図１６Ｂはその断面図である。

【図１７】本発明の実施の形態６におけるモノポールア
ンテナの構成の一例を示す図であって、図１７Ａはその
概観斜視図、図１７Ｂはその断面図である。

【図１８】本発明の実施の形態７におけるモノポールア
ンテナの構成の一例を示す図であって、図１８Ａはその
概観斜視図、図１８Ｂはその断面図である。

【図１９】実施の形態７の第１の変形例を示す図であっ
て、図１９Ａはその概観斜視図、図１９Ｂはその断面図
である。

【図２０】実施の形態７の第２の変形例を示す図であっ
て、図２０Ａはその概観斜視図、図２０Ｂはその断面図
である。

【図２１】本発明の実施の形態８における無線装置のシ
ステム構成の一例を示す図である。

【図２２】実施の形態８における無線装置の構成の一例
を示すブロック図である。

【図２３】実施の形態８における無線装置の構成を示す
分解斜視図である。

【図２４】実施の形態８における無線装置の構成の他の
例を示すブロック図である。

【図２５】実施の形態８における無線装置の構成のさら
に他の例を示すブロック図である。

【図２６】実施の形態８の無線装置に組み込まれる光カ
プラの構成の一例を示すブロック図である。

【図２７】本発明の各実施の形態のモノポールアンテナ
に組み込まれる開口制御装置の構成の一例を示す図であ
る。

【図２８】本発明の変形例を示す図であって、図２８Ａ
は概観斜視図、図２８Ｂは断面図である。

【図２９】本発明の他の変形例を示す図であって、図２
９Ａは概観斜視図、図２９Ｂは断面図である。

【図３０】本発明のさらに他の変形例を示す概観斜視図
である。

【図３１】図３１の変形例の放射指向性を示す図であ
る。

【図３２】本発明のモノポールアンテナの配置例を示す
斜視図である。

【図３３】図３２の配置例におけるアイソレーションの
測定結果を示す図である。

【図３４】本発明のさらに他の変形例を示す概観斜視図
である。

【図３５】図３４の変形例の放射指向性を示す図であ
る。

【図３６】第１の従来例のモノポールアンテナの構成を
示す概観斜視図である。

【図３７】第１の従来例のモノポールアンテナの放射指
向性を示す図である。

【図３８】第２の従来例のモノポールアンテナの構成を
示す概観斜視図である。

【図３９】第２の従来例のモノポールアンテナの放射指
向性を示す図である。

【符号の説明】

１１ 接地導体 １２ 同軸給電部 １３ アンテナ素子 １４ 側面導体 １５ 天井導体 １６，１７ 開口空間 １８，１９ 整合導体 ２０ 開口制御装置

フロントページの続き (72)発明者 小川 晃一 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 BC01 BC02 BC08 DA03 5J046 AA04 AB06 TA01 TA04

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 接地導体と、 前記接地導体の表面に位置する給電部と、 前記給電部に接続されたアンテナ素子と、 前記アンテナ素子を含む空間の周囲を前記アンテナ素子
   から離間して囲む側面導体と、 を有することを特徴とするモノポールアンテナ。
2. 【請求項２】 請求項１のモノポールアンテナにおい
   て、 前記アンテナ素子を挟んで前記接地導体に対向する天井
   導体を有することを特徴とするモノポールアンテナ。
3. 【請求項３】 請求項２のモノポールアンテナにおい
   て、 前記天井導体の端部を前記側面導体に電気的に接続する
   ことを特徴とするモノポールアンテナ。
4. 【請求項４】 請求項３のモノポールアンテナにおい
   て、 前記天井導体の中央部分を円形形状にすることを特徴と
   するモノポールアンテナ。
5. 【請求項５】 請求項３のモノポールアンテナにおい
   て、 前記側面導体を前記接地導体に電気的に接続することを
   特徴とするモノポールアンテナ。
6. 【請求項６】 請求項２のモノポールアンテナにおい
   て、 前記接地導体と前記側面導体と前記天井導体とのうちの
   少なくとも１つは開口を有することを特徴とするモノポ
   ールアンテナ。
7. 【請求項７】 請求項６のモノポールアンテナにおい
   て、 前記開口の大きさを調整する手段を有することを特徴と
   するモノポールアンテナ。
8. 【請求項８】 請求項６のモノポールアンテナにおい
   て、 前記給電部を原点に配置し、前記接地導体をＸＹ平面に
   配置し、接地導体と前記側面導体とを、ＺＹ平面に対し
   て対称な構造にし、前記開口を、ＺＹ平面に対して対称
   に配置することを特徴とするモノポールアンテナ。
9. 【請求項９】 請求項８のモノポールアンテナにおい
   て、 前記接地導体と前記側面導体とを、ＺＸ平面に対して対
   称な構造にし、前記開口を、ＺＸ平面に対して対称に配
   置することを特徴とするモノポールアンテナ。
10. 【請求項１０】 請求項２のモノポールアンテナにおい
    て、 前記アンテナ素子を前記天井導体に電気的に接続するこ
    とを特徴とするモノポールアンテナ。
11. 【請求項１１】 請求項１のモノポールアンテナにおい
    て、 前記接地導体と前記側面導体とに囲まれた空間に、空気
    より誘電率の高い誘電体を設けることを特徴とするモノ
    ポールアンテナ。
12. 【請求項１２】 請求項１１のモノポールアンテナにお
    いて、 前記空間を前記誘電体により全て充填することを特徴と
    するモノポールアンテナ。
13. 【請求項１３】 請求項１１のモノポールアンテナにお
    いて、 前記誘電体を、前記側面導体で囲まれた空間の蓋体とし
    て構成し、前記接地導体または前記天井導体をこの誘電
    体上に設けることを特徴とするモノポールアンテナ。
14. 【請求項１４】 請求項１１のモノポールアンテナにお
    いて、 前記側面導体を前記誘導体に形成したバイアホールから
    構成することを特徴とするモノポールアンテナ。
15. 【請求項１５】 請求項１のモノポールアンテナにおい
    て、 前記アンテナ素子から離間して配置された少なくとも一
    つの整合素子を有しこの整合素子を前記接地導体に電気
    的に接続することを特徴とするモノポールアンテナ。
16. 【請求項１６】 請求項１５のモノポールアンテナにお
    いて、 前記整合素子のうちの少なくとも一つを、前記アンテナ
    素子に電気的に接続することを特徴とするモノポールア
    ンテナ。
17. 【請求項１７】 請求項１５のモノポールアンテナにお
    いて、 前記整合素子のうちの少なくとも一つを、前記天井導体
    に電気的に接続することを特徴とするモノポールアンテ
    ナ。
18. 【請求項１８】 モノポールアンテナと、 前記モノポールアンテナに供給する送信信号と前記モノ
    ポールアンテナから供給される受信信号とを増幅する増
    幅手段と、 送受信信号の周波数を選択する周波数選択手段と、 前記モノポールアンテナと前記増幅手段と前記周波数選
    択手段とを収納する筺体と、 を有し、 前記モノポールアンテナは、 接地導体と、前記接地導体の表面に位置する給電部と、
    前記給電部に接続されたアンテナ素子と、前記アンテナ
    素子を含む空間の周囲を前記アンテナ素子から離間して
    囲む側面導体と、前記アンテナ素子を挟んで前記接地導
    体と対向する天井導体と、前記接地導体と前記側面導体
    とに囲まれた空間に設けられ、空気より誘電率の高い誘
    電体と、前記接地導体と前記側面導体と前記天井導体と
    のうちの少なくともひとつに設けられた開口とを有して
    おり、 前記筺体表面に凹部を設け、この凹部に前記モノポール
    アンテナを収納配置する、 ことを特徴とする無線装置。
19. 【請求項１９】 複数のモノポールアンテナを有し、 これらモノポールアンテナは、接地導体と、前記接地導
    体の表面に位置する給電部と、前記給電部に接続された
    アンテナ素子と、前記アンテナ素子を含む空間の周囲を
    前記アンテナ素子から離間して囲む側面導体と、前記ア
    ンテナ素子を挟んで前記接地導体に対向する天井導体と
    を有しており、 各モノポールアンテナの水平面指向性が極小となる方向
    を一致させてこれらモノポールアンテナを整列配置する
    ことを特徴とするモノポールアンテナの配置構造。