JP2002185235A

JP2002185235A - 指向性切換アンテナ装置

Info

Publication number: JP2002185235A
Application number: JP2000385781A
Authority: JP
Inventors: Masaru Kojima; 優小島
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-12-19
Filing date: 2000-12-19
Publication date: 2002-06-28

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】簡単な切換構造で小型の指向性切換ア
ンテナ装置を提供すること。【解決手段】指向性切換アンテナ装置１０は、所定
の周波数の電波を受信するための長さを有するアンテナ
素子を放射素子１２と銅箔パターン１３とに分割し、こ
の銅箔パターン１３を所定の指向性を持つように複数配
置し、この複数の銅箔パターン１３と放射素子１２とを
スイッチ素子１６により電気的に接続するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、指向性切換アンテ
ナ装置に関し、特にマイクロストリップアンテナを用い
た指向性切換アンテナ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来この種のアンテナ装置としては、特
開平１０−１２６１２５号公報に開示されたものがあ
る。このアンテナ装置には、各放射方向、つまり電波を
送信または受信したい方向に、送信または受信したい電
波の周波数に適合した長さのアンテナ素子が垂直に複数
配列されている。これにより、このアンテナ装置は、複
数の指向性を持つようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近年では、携帯電話機
等の通信装置が普及の一途を辿り、さらなる装置の小型
化が要望されており、これに伴いアンテナ装置の小型化
も要望されている。

【０００４】しかしながら、従来のアンテナ装置におい
ては、複数の指向性を持たせるために、所定の周波数の
電波を送信または受信する長さを有するアンテナ素子を
複数設けなくてはならない。このため、アンテナ装置を
小型化することが難しいという問題がある。

【０００５】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたものであり、アンテナ素子の一部を他のアンテナ素
子と兼用することで小型化が図られた指向性切換アンテ
ナ装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに本発明の指向性アンテナ装置は、背面が地板である
誘電体基板上に設けられ高周波ケーブルと接続された放
射素子と、前記誘電体基板上の前記放射素子の周囲にあ
って前記放射素子を中心として対称にかつ所定の指向性
を持たせるように誘電体基板上に設けられ、前記放射素
子と電気的に接続されることで所定の周波数の電波を送
信または受信する長さを有する複数の銅箔パターンと、
前記放射素子と前記複数の銅箔パターンとを接続する複
数のスイッチ素子と、を具備し、指向性を向けたい方向
の前記スイッチ素子をオンし、前記指向性を向けたい前
記放射素子と前記指向性を向けたい前記銅箔パターンと
を電気的に接続することで、前記指向性を向けたい前記
放射素子と前記指向性を向けたい前記銅箔パターンと
を、向けたい前記指向性を持ったアンテナ素子として動
作させる構成を採る。

【０００７】この構成により、各方向において放射素子
は共通で使用可能となるため、装置の小型化を図れる。

【０００８】また、本発明の指向性アンテナ装置は、上
記指向性アンテナ装置において、前記銅箔パターンを指
向性を向けたい方向に対して略垂直になるような角度で
配置した構成を採る。

【０００９】この構成により、チルト角を有する放射特
性が得られ、また各方向において放射素子は共通で使用
可能となるため小型アンテナを構成することができる。

【００１０】また、本発明の指向性アンテナ装置は、上
記指向性アンテナ装置において、前記誘電体基板を球面
状にすることで、前記銅箔パターンを指向性を向けたい
方向に対して略垂直な角度になるように配置した構成を
採る。

【００１１】この構成により、チルト角を有する放射特
性が得られ、かつ見た目上も美しく、滑らかな形状の指
向性アンテナ装置が構成できる。

【００１２】また、本発明の指向性アンテナ装置は、上
記指向性アンテナ装置において、前記誘電体基板の上方
であって、かつ前記放射素子と前記銅箔パターンの少な
くとも一部を覆うように無給電素子を配置し、利得の向
上を図った構成を採る。

【００１３】この構成により、無給電素子により利得の
向上が図られ、また各方向において放射素子は共通で使
用可能となるため小型アンテナ装置を構成することがで
きる。

【００１４】また、本発明の指向性アンテナ装置は、上
記指向性アンテナ装置において、前記複数の銅箔パター
ンの間に隔壁を具備することで、所定方向以外への電磁
波放射を遮断した構成を採る。

【００１５】この構成により、所望方向以外への電磁波
伝搬を減少することができ、また各方向において放射素
子は共通で使用可能となるため小型アンテナ装置を構成
することができる。

【００１６】また、本発明の指向性アンテナ装置は、上
記指向性アンテナ装置において、前記複数のスイッチ素
子はそれぞれ前記高周波ケーブルと接続され、指向性を
向けたい方向の前記スイッチ素子をオンすることで前記
放射素子のアレー構成により指向性制御を行う構成を採
る。

【００１７】この構成により、各方向において中央の放
射素子は共通で使用可能となるため小型アンテナ装置を
構成することができる。また、ビーム幅を狭くでき、最
大利得をあげることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明は、従来のアンテナ装置
は、同一のアンテナ素子を複数有していることに着目し
たものであり、これらのアンテナ素子の一部を共用する
ことでアンテナ装置を小型化したものである。

【００１９】具体的には、本発明は、所定の周波数の電
波を送信または受信するための長さを有するアンテナ素
子を放射素子と銅箔パターンとに分割し、この銅箔パタ
ーンを所定の指向性を持つように複数配置し、この複数
の銅箔パターンと放射素子とをスイッチ素子により電気
的に接続するようにしたものである。そして、指向性を
向けたい方向の銅箔パターンに接続されるスイッチ素子
をＯＮすることで、指向性を向けたい方向の銅箔パター
ンが放射素子と電気的に接続し、分割する前のアンテナ
素子と同様の性能を持つようにしたものである。これに
より、アンテナ素子の一部を共用することができ、装置
の小型化が図れるようにしたものである。

【００２０】以下、本発明の実施の形態について添付図
面を参照して詳細に説明する。

【００２１】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の
形態１に係る指向性切換アンテナ装置の構成図である。

【００２２】実施の形態１に係る指向性切換アンテナ装
置（以下、単にアンテナ装置という）１０の側面および
上面には、背面が地板である複数の誘電体基板１１ａ〜
１１ｅが設けられている。アンテナ装置１０の上面に設
けられた誘電体基板１１ｅの上面には放射素子１２が設
けられている。また、アンテナ装置１０の側面の誘電体
基板１１ａ〜１１ｄに、つまり放射素子１２の周囲に
は、放射素子１２を中心に対称となるように複数の銅箔
パターン１３ａ〜１３ｄが設けられている。

【００２３】また、放射素子１２の中央には、給電点１
４が設けられている。また、アンテナ装置１０の内部に
は、給電点１４に接続される高周波ケーブル１５が設け
られている。

【００２４】また、誘電体基板１１には、放射素子１２
と銅箔パターン１３ａ〜１３ｄを電気的に接続するスイ
ッチ素子１６ａ〜１６ｄが設けられている。

【００２５】放射素子１２と、銅箔パターン１３ａ〜１
３ｄは、それぞれが電気的に接続されることで、所定の
周波数たとえばλ／２の周波数の電波を送信または受信
するアンテナ素子として機能するような長さで構成され
ている。

【００２６】以下、アンテナ装置１０のアンテナ制御動
作について図１を参照しつつ説明する。

【００２７】指向性を向けたい方向のスイッチ素子１６
をオンとすることにより放射素子１２と指向性を向けた
い方向の銅箔パターン１３を電気的に接続する。これに
より、放射素子１２と銅箔パターン１３と所定の周波数
の電波を送信または受信するためのアンテナ素子とし、
指向性制御アンテナとして動作する。

【００２８】このように、放射素子１２は各方向のアン
テナとして共用できる。よって、従来のように、所定の
周波数の電波を受信するためのアンテナ素子に複数設け
なくてもよくなる。この結果、アンテナの小型化が実現
可能となる。

【００２９】また、本実施の形態のアンテナ装置は小型
化されているので、小型化が要求される携帯端末、例え
ば携帯電話などに使用することが効果的である。

【００３０】なお、実施の形態１では、指向性の方向数
にあわせて４つの銅箔パターン１３ａ〜１３ｄを設けた
形態で説明したが、指向性の方向数にあわせた数の銅箔
パターン１３を設けても良い。

【００３１】（実施の形態２）実施の形態２にかかるア
ンテナ装置は、実施の形態１にかかるアンテナ装置にチ
ルト角を有する放射特性を持たせたものである。具体的
には、放射素子に対する銅箔パターンの配置方法に工夫
がなされている。

【００３２】以下、実施の形態２にかかるアンテナ装置
について図２を用いて説明する。図２は、実施の形態２
にかかるアンテナ装置を側方から見た構成図である。

【００３３】実施の形態２に係るアンテナ装置２０の側
面および上面には、背面が地板である複数の誘電体基板
２１ａ〜２１ｃが設けられている。アンテナ装置２０の
上面に設けられた誘電体基板２１ｃの上面には放射素子
２２が設けられている。また、アンテナ装置２０の側面
の誘電体基板２１ａ、２１ｃに、つまり放射素子２２の
周囲には、放射素子２２を中心に対称となるように複数
の銅箔パターン２３ａ、２３ｂが設けられている。

【００３４】また、放射素子２２の中央には、給電点２
４が設けられている。また、アンテナ装置２０の内部に
は、給電点２４に接続される高周波ケーブル２５が設け
られている。

【００３５】また、誘電体基板２１ａ〜２１ｃには、放
射素子２２と銅箔パターン２３ａ、２３ｂを電気的に接
続するスイッチ素子２６ａ、２６ｂが設けられている。

【００３６】放射素子２２と、銅箔パターン２３ａ、２
３ｂは、それぞれが電気的に接続されることで、所定の
周波数たとえばλ／２の周波数の電波を送信または受信
するアンテナ素子として機能するような長さで構成され
ている。

【００３７】また、誘電体基板２１ｃと誘電体基板２１
ａ、２１ｂは、所定の角度θを有するように配置されて
いる。つまり、放射素子２２と銅箔パターン２３ａ、２
３ｂは所定の角度θを有するようになっている。所定の
角度θは、銅箔パターン２３ａ、２３ｂの面がが指向性
の方向に対して垂直に近く向くような角度である。つま
り、角度θは、銅箔パターン２３ａ、２３ｂがチルト角
を有する指向性制御アンテナとして動作するような角度
である。

【００３８】以下、アンテナ装置２０のアンテナ制御動
作について図２を参照しつつ説明する。

【００３９】指向性を向けたい方向のスイッチ素子２６
をオンとすることにより放射素子２２と指向性を向けた
い方向の銅箔パターン２３が電気的に接続される。この
ことで、銅箔パターン２３が指向性を得たい方向に垂直
に近く向いているので、放射素子２２と銅箔パターンポ
ターン２３とがチルト角を有する指向性制御アンテナと
して動作する。

【００４０】これにより、放射素子２２を各方向におい
て共通で使用することでアンテナの小型化が実現可能と
するだけでなく、チルト角を有する指向性制御アンテナ
として機能させることができる。

【００４１】（実施の形態３）実施の形態３は、誘電体
基板を球面状に構成し、銅箔パターンを放射素子に対し
て実施の形態２と同様の角度を持たせるようにしたもの
である。

【００４２】以下、実施の形態３にかかるアンテナ装置
について図３を用いて説明する。図３は本発明の実施の
形態３に係るアンテナ装置の構成図である。

【００４３】実施の形態３に係るアンテナ装置３０に
は、背面が地板である球面状をした誘電体基板３１が設
けられている。誘電体基板３１の一部には放射素子３２
が設けられている。また、誘電体基板３１の放射素子３
２の周囲には、放射素子３２を中心に対称となるように
複数の銅箔パターン３３ａ、３３ｂが設けられている。

【００４４】また、放射素子３２の中央には、給電点３
４が設けられている。また、アンテナ装置３０の内部に
は、給電点３４に接続される高周波ケーブル３５が設け
られている。

【００４５】また、誘電体基板３１には、放射素子３２
と銅箔パターン３３ａ、３３ｂを電気的に接続するスイ
ッチ素子３６ａ、３６ｂが設けられている。

【００４６】放射素子３２と、銅箔パターン３３ａ、３
３ｂは、それぞれが電気的に接続されることで、所定の
周波数たとえばλ／２の周波数の電波を送信または受信
するアンテナ素子として機能するような長さで構成され
ている。

【００４７】また、誘電体基板３１の放射素子３２に対
向する部分と、誘電体基板３１の銅箔パターン３３ａ、
３３ｂに対向する部分とは、所定の角度θを有するよう
に配置されている。つまり、放射素子３２と銅箔パター
ン３３ａ、３３ｂは所定の角度θを有するようになって
いる。所定の角度θは、銅箔パターン３３ａ、３３ｂの
面が指向性の方向に対して垂直に近く向くような角度で
ある。つまり、角度θは、銅箔パターン３３ａ、３３ｂ
がチルト角を有する指向性制御アンテナとして動作する
ような角度である。

【００４８】以下、アンテナ装置３０のアンテナ制御動
作について図３を参照しつつ説明する。

【００４９】指向性を向けたい方向のスイッチ素子３６
をオンとすることにより放射素子３２と指向性を向けた
い方向の銅箔パターン３３が電気的に接続する。このこ
とで、銅箔パターン３３が指向性を得たい方向に垂直に
近く向いているので、放射素子３２と銅箔パターン３３
とがチルト角を有する指向性制御アンテナとして動作す
る。

【００５０】これにより、放射素子３２を各方向におい
て共通で使用することでアンテナの小型化が実現可能と
するだけでなく、チルト角を有する指向性制御アンテナ
として機能させることができる。また、さらに、誘電体
基板３１は球面状をしているため、表面を滑らかに構成
でき、見た目状も美しくなる。

【００５１】（実施の形態４）実施の形態４にかかるア
ンテナ装置は、誘電体基板の上方であって、かつ放射素
子と銅箔パターンの少なくとも一部を覆うように無給電
素子を配置することで、利得の向上を図ったものであ
る。

【００５２】以下、実施の形態４にかかるアンテナ装置
について、図４を用いて説明する。図４は本発明の実施
の形態４に係るアンテナ装置の構成図である。

【００５３】実施の形態４に係るアンテナ装置４０の側
面および上面には、背面が地板である複数の誘電体基板
４１ａ〜４１ｃが設けられている。アンテナ装置４０の
上面に設けられた誘電体基板４１ｃの上面には放射素子
４２が設けられている。また、アンテナ装置４０の側面
の誘電体基板４１ａ、４１ｂに、つまり放射素子４２の
周囲には、放射素子４２を中心に対称となるように複数
の銅箔パターン４３ａ、４３ｂが設けられている。

【００５４】また、放射素子４２の中央には、給電点４
４が設けられている。また、アンテナ装置４０の内部に
は、給電点４４に接続される高周波ケーブル４５が設け
られている。

【００５５】また、誘電体基板４１には、放射素子４２
と銅箔パターン４３ａ、４３ｂを電気的に接続するスイ
ッチ素子４６ａ、４６ｂが設けられている。

【００５６】放射素子４２と、銅箔パターン４３ａ、４
３ｂは、それぞれが電気的に接続されることで、所定の
周波数たとえばλ／２の周波数の電波を送信または受信
するアンテナ素子として機能するような長さで構成され
ている。

【００５７】また、誘電体基板４１ｃと誘電体基板４１
ａ、４１ｂは、所定の角度θを有するように配置されて
いる。つまり、放射素子４２と銅箔パターン４３ａ、４
３ｂは所定の角度θを有するようになっている。所定の
角度θは、銅箔パターン４３ａ、４３ｂの面がが指向性
の方向に対して垂直に近く向くような角度である。つま
り、角度θは、銅箔パターン４３ａ、４３ｂがチルト角
を有する指向性制御アンテナとして動作するような角度
である。

【００５８】また、誘電体基板４１ａ〜４１ｃの上方で
あって、かつ放射素子４２と銅箔パターン４３ａもしく
は４３ｂの少なくとも一部を覆うように無給電素子４７
ａ、４７ｂが設けられている。これにより、アンテナ装
置４０の、利得の向上が図られている。

【００５９】以下、アンテナ装置４０のアンテナ制御動
作について図４を参照しつつ説明する。

【００６０】、指向性を向けたい方向のスイッチ素子４
６をオンとすることにより放射素子４２と指向性を向け
たい方向の銅箔パターン４３とを電気的に接続する。こ
のとき、銅箔パターン４３が指向性を得たい方向に垂直
に近く向いているので、放射素子４２と銅箔パターン４
３とがチルト角を有する指向性制御アンテナとして動作
する。さらに、このときに、放射素子４２上方に無給電
素子４７が配置されているので、利得の上昇を図られ
る。

【００６１】このように、アンテナ装置４０は、放射素
子４２は各方向において共通で使用するため、アンテナ
の小型化が実現可能となるだけでなく、利得の上昇も図
られている。

【００６２】（実施の形態５）実施の形態５にかかるア
ンテナ装置は、複数の銅箔パターンの間に隔壁を具備す
ることで、所定方向以外への電磁波放射を遮断したもの
である。

【００６３】以下、実施の形態５にかかるアンテナ装置
について図５を用いて説明する。図５は本発明の実施の
形態５に係るアンテナ装置の構成図である。

【００６４】アンテナ装置５０の側面および上面には、
背面が地板である複数の誘電体基板５１ａ〜５１ｅが設
けられている。アンテナ装置５０の上面に設けられた誘
電体基板５１ｅの上面には放射素子５２が設けられてい
る。また、アンテナ装置５０の側面の誘電体基板５１ａ
〜５１ｄに、つまり放射素子５２の周囲には、放射素子
５２を中心に対称となるように複数の銅箔パターン５３
ａ〜５３ｄが設けられている。

【００６５】また、放射素子５２の中央には、給電点５
４が設けられている。また、アンテナ装置５０の内部に
は、給電点５４に接続される高周波ケーブル５５が設け
られている。

【００６６】また、誘電体基板５１には、放射素子５２
と銅箔パターン５３ａ〜５３ｄを電気的に接続するスイ
ッチ素子５６ａ〜５６ｄが設けられている。

【００６７】放射素子５２と、銅箔パターン５３ａ〜５
３ｄは、それぞれが電気的に接続されることで、所定の
周波数たとえばλ／２の周波数の電波を送信または受信
するアンテナ素子として機能するような長さで構成され
ている。

【００６８】また、アンテナ装置５０は、誘電体基板５
１ａと誘電体基板５１ｂの間の角に漏洩電磁波を遮断す
る隔壁５７ａ、誘電体基板５１ｂと誘電体基板５１ｃの
間の角に漏洩電磁波を遮断する隔壁５７ｂ、誘電体基板
５１ｃと誘電体基板５１ｄの間の角に漏洩電磁波を遮断
する隔壁５７ｃ、誘電体基板５１ａと誘電体基板５１ｄ
の間の角に漏洩電磁波を遮断する隔壁５７ｄ、を具備し
ている。また、隔壁５７ａ〜５７ｄは、アンテナ装置５
０の角からそれぞれ放射状に伸びるように設けられてい
る。また、隔壁５７ａは、誘電体基板５１ａ、５１ｂと
４５度の角度をなすように、隔壁５７ｂは、誘電体基板
５１ｂ、５１ｃと４５度の角度をなすように、隔壁５７
ｃは、誘電体基板５１ｃ、５１ｄと４５度の角度をなす
ように、隔壁５７ｄは、誘電体基板５１ａ、５１ｄと４
５度の角度をなすように設けられている。つまり、隔壁
５７ａは、銅箔パターン５３ａ、５３ｂと４５度の角度
をなすように、隔壁５７ｂは、銅箔パターン５３ｂ、５
３ｃと４５度の角度をなすように、隔壁５７ｃは、銅箔
パターン５３ｃ、５３ｄと４５度の角度をなすように、
隔壁５７ｄは、銅箔パターン５３ａ、５３ｄと４５度の
角度をなすように設けられている。

【００６９】以下、アンテナ装置５０のアンテナ制御動
作について図５を参照しつつ説明する。

【００７０】指向性を向けたい方向のスイッチ素子５６
をオンとすることにより放射素子５２と指向性を向けた
い方向の銅箔パターン５３を電気的に接続する。これに
より、放射素子５２と銅箔パターン５３と所定の周波数
の電波を送信または受信するためのアンテナ素子とし、
指向性制御アンテナとして動作する。また、このとき、
隔壁５７により所望方向以外の漏洩電磁波を減少するよ
うになっている。

【００７１】このように、アンテナ装置５０は、放射素
子５２を各方向のアンテナとして共用することでアンテ
ナの小型化が実現可能とするだけでなく、所望方向以外
への漏洩電磁波を減少することが可能とできる。

【００７２】（実施の形態６）実施の形態６は、スイッ
チ素子を高周波ケーブルと接続し、指向性を向けたい方
向のスイッチ素子をオンすることで放射素子のアレー構
成により指向性制御を行うようにしたものである。

【００７３】以下、実施の形態６にかかるアンテナ装置
について図６を用いて説明する。図６は本発明の実施の
形態６に係るアンテナ装置の構成図である。

【００７４】アンテナ装置６０の側面および上面には、
背面が地板である複数の誘電体基板６１ａ〜６１ｃが設
けられている。アンテナ装置６０の上面に設けられた誘
電体基板６１ｃの上面には放射素子６２が設けられてい
る。また、アンテナ装置６０の側面の誘電体基板６１
ａ、６１ｂに、つまり放射素子６２の周囲には、放射素
子６２を中心に対称となるように複数の銅箔パターン６
３ａ、６３ｂが設けられている。

【００７５】また、放射素子６２の中央には、給電点６
４が設けられている。また、アンテナ装置６０の内部に
は、給電点６４に接続される高周波ケーブル６６が設け
られている。

【００７６】また、銅箔パターン６３ａ、６３ｂには、
給電点６５ａ、６５ｂが設けられている。また、アンテ
ナ装置６０の内部には、給電点６５ａ、６５ｂに接続さ
れる高周波ケーブル６７ａ、６７ｂが設けられている。

【００７７】また、給電点６５ａと高周波ケーブル６７
ａの間にはスイッチ素子６８ａ、給電点６５ｂと高周波
ケーブル６７ｂとの間にはスイッチ素子６８ｂが設けら
れている。

【００７８】放射素子６２と、銅箔パターン６３ａ、６
３ｂは、それぞれがスイッチ素子６８ａ、６８ｂによっ
て、接続されることで、所定の周波数たとえばλ／２の
周波数の電波を送信または受信するアンテナ素子として
機能するような長さで構成されている。

【００７９】以下、アンテナ装置６０のアンテナ制御動
作について図６を参照しつつ説明する。

【００８０】指向性を向けたい方向のスイッチ素子６８
をオンとすることにより放射素子６２と指向性を向けた
い方向の銅箔パターン６３とがアレー構成となる放射源
となる。これにより、放射素子６２と銅箔パターン６３
と所定の周波数の電波を送信または受信するためのアン
テナ素子とし、指向性制御アンテナとして動作する。こ
のとき、銅箔パターン６３に高周波ケーブル６７が接続
されているので、指向性を向けたい方向の放射素子６２
を用いたアレー構成にすることができ、指向性を制御で
きる。

【００８１】このように、アンテナ装置６０は、放射素
子６２は各方向において共通で使用することでアンテナ
の小型化が実現可能となるだけでなく、放射素子６２を
用いたアレー構成にすることができるので、ビーム幅を
狭くでき最大利得をあげることができる。

【００８２】（実施の形態７）実施の形態７は、実施の
形態２と実施の形態６を組み合わせたものであり、実施
の形態２と実施の形態６との効果を共に得るものであ
る。

【００８３】以下、実施の形態７にかかるアンテナ装置
について図７を用いて説明する。図７は本発明の実施の
形態７に係るアンテナ装置の構成図である。

【００８４】アンテナ装置７０の側面および上面には、
背面が地板である複数の誘電体基板７１ａ〜７１ｃが設
けられている。アンテナ装置７０の上面に設けられた誘
電体基板７１ｃの上面には放射素子７２が設けられてい
る。また、アンテナ装置７０の側面の誘電体基板７１
ｂ、７１ｃに、つまり放射素子７２の周囲には、放射素
子７２を中心に対称となるように複数の銅箔パターン７
３ａ、７３ｂが設けられている。

【００８５】また、放射素子７２の中央には、給電点７
４が設けられている。また、アンテナ装置７０の内部に
は、給電点７４に接続される高周波ケーブル７６が設け
られている。

【００８６】また、銅箔パターン７３ａ、７３ｂには、
給電点７５ａ、７５ｂが設けられている。また、アンテ
ナ装置７０の内部には、給電点７５ａ、７５ｂに接続さ
れる高周波ケーブル７７ａ、７７ｂが設けられている。

【００８７】また、銅箔パターン７３ａ、７３ｂと、高
周波ケーブル７７ａ、７７ｂとを接続するスイッチ素子
７８ａ、７８ｂが設けられている。

【００８８】放射素子７２と、銅箔パターン７３ａ、７
３ｂは、それぞれがスイッチ素子７８ａ、７８ｂによっ
て接続されることで、所定の周波数たとえばλ／２の周
波数の電波を送信または受信するアンテナ素子として機
能するような長さで構成されている。

【００８９】また、誘電体基板７１ｃと誘電体基板７１
ａ、７１ｂは、所定の角度θを有するように配置されて
いる。つまり、放射素子７２と銅箔パターン７３ａ、７
３ｂは所定の角度θを有するようになっている。所定の
角度θは、銅箔パターン７３ａ、７３ｂの面がが指向性
の方向に対して垂直に近く向くような角度である。つま
り、角度θは、銅箔パターン７３ａ、７３ｂがチルト角
を有する指向性制御アンテナとして動作するような角度
である。

【００９０】以下、アンテナ装置７０のアンテナ制御動
作について図７を参照しつつ説明する。

【００９１】指向性を向けたい方向のスイッチ素子７８
をオンとすることにより放射素子７２と指向性を向けた
い方向の放射素子７２を用いたアレー構成により指向性
を制御する。

【００９２】このことで、チルト角を有する指向性制御
アンテナとして動作し、放射素子７２は各方向において
共通で使用するため、アンテナの小型化が実現可能とな
る。また、放射素子７２を用いたアレー構成にすること
ができるので、ビーム幅を狭くでき最大利得をあげるこ
とができる。

【００９３】（実施の形態８）実施の形態８は、実施の
形態３と実施の形態６を組み合わせたものであり、実施
の形態３と実施の形態６との効果を共に得るものであ
る。

【００９４】以下、実施の形態８にかかるアンテナ装置
について図８を使用して説明する。図８は本発明の実施
の形態８に係るアンテナ装置の構成図である。

【００９５】アンテナ装置８０には、背面が地板である
球面状をした誘電体基板８１が設けられている。誘電体
基板８１の一部には放射素子８２が設けられている。ま
た、誘電体基板８１の放射素子８２の周囲には、放射素
子８２を中心に対称となるように複数の銅箔パターン８
３ａ、８３ｂが設けられている。

【００９６】また、放射素子８２の中央には、給電点８
４が設けられている。また、アンテナ装置８０の内部に
は、給電点８４に接続される高周波ケーブル８６が設け
られている。

【００９７】また、銅箔パターン８３ａ、８３ｂには、
給電点８５ａ、８５ｂが設けられている。また、アンテ
ナ装置８０の内部には、給電点８５ａ、８５ｂに接続さ
れる高周波ケーブル８７ａ、８７ｂが設けられている。

【００９８】また、給電点８５ａと高周波ケーブル８７
ａの間にはスイッチ素子８８ａ、給電点８５ｂと高周波
ケーブル８７ｂとの間にはスイッチ素子８８ｂが設けら
れている。。

【００９９】放射素子８２と、銅箔パターン８３ａ、８
３ｂは、それぞれがスイッチ素子８８ａ、８８ｂによっ
て接続されることで、所定の周波数たとえばλ／２の周
波数の電波を送信または受信するアンテナ素子として機
能するような長さで構成されている。

【０１００】また、誘電体基板８１の放射素子８２に対
向する部分と、誘電体基板８１の銅箔パターン８３ａ、
８３ｂに対向する部分とは、所定の角度θを有するよう
に配置されている。つまり、放射素子８２と銅箔パター
ン８３ａ、８３ｂは所定の角度θを有するようになって
いる。所定の角度θは、銅箔パターン８３ａ、８３ｂの
面が指向性の方向に対して垂直に近く向くような角度で
ある。つまり、角度θは、銅箔パターン８３ａ、８３ｂ
がチルト角を有する指向性制御アンテナとして動作する
ような角度である。

【０１０１】以下、アンテナ装置８０のアンテナ制御動
作についてを図８を参照しつつ説明する。

【０１０２】指向性を向けたい方向のスイッチ素子８８
をオンとすることにより放射素子８２と指向性を向けた
い方向の放射素子８２を用いたアレー構成により指向性
を制御する。

【０１０３】このことで、チルト角を有する指向性制御
アンテナとして動作し、放射素子８２は各方向において
共通で使用するため、アンテナの小型化が実現可能とな
る。また、放射素子８２を用いたアレー構成にすること
ができるので、ビーム幅を狭くでき最大利得をあげるこ
とができる。

【０１０４】（実施の形態９）実施の形態９は、実施の
形態４と実施の形態６を組み合わせたものであり、実施
の形態４と実施の形態６との効果を共に得るものであ
る。

【０１０５】以下、実施の形態９にかかるアンテナ装置
について、図９を用いて説明する。図９は本発明の実施
の形態９に係るアンテナ装置の構成図である。

【０１０６】アンテナ装置９０の側面および上面には、
背面が地板である複数の誘電体基板９１ａ〜９１ｃが設
けられている。アンテナ装置９０の上面に設けられた誘
電体基板９１ｃの上面には放射素子９２が設けられてい
る。また、アンテナ装置９０の側面の誘電体基板９１
ａ、９１ｂに、つまり放射素子９２の周囲には、放射素
子９２を中心に対称となるように複数の銅箔パターン９
３ａ、９３ｂが設けられている。

【０１０７】また、放射素子９２の中央には、給電点９
４が設けられている。また、アンテナ装置９０の内部に
は、給電点９４に接続される高周波ケーブル９６が設け
られている。

【０１０８】また、銅箔パターン９３ａ、９３ｂの中央
には、給電点９５ａ、９５ｂが設けられている。また、
アンテナ装置９０の内部には、給電点９５ａ、９５ｂに
接続される高周波ケーブル９７ａ、９７ｂが設けられて
いる。

【０１０９】また、給電点９５ａと高周波ケーブル９７
ａの間にはスイッチ素子９８ａ、給電点９５ｂと高周波
ケーブル９７ｂとの間にはスイッチ素子９８ｂが設けら
れている。

【０１１０】放射素子９２と、銅箔パターン９３ａ、９
３ｂは、それぞれがスイッチ素子９８ａ、９８ｂによっ
て接続されることで、所定の周波数たとえばλ／２の周
波数の電波を送信または受信するアンテナ素子として機
能するような長さで構成されている。

【０１１１】また、誘電体基板９１ｃと誘電体基板９１
ａ、９１ｂは、所定の角度θを有するように配置されて
いる。つまり、放射素子９２と銅箔パターン９３ａ、９
３ｂは所定の角度θを有するようになっている。所定の
角度θは、銅箔パターン９３ａ、９３ｂの面がが指向性
の方向に対して垂直に近く向くような角度である。つま
り、角度θは、銅箔パターン９３ａ、９３ｂがチルト角
を有する指向性制御アンテナとして動作するような角度
である。

【０１１２】また、誘電体基板９１ａ〜９１ｃの上方で
あって、かつ放射素子９２と銅箔パターン９３ａもしく
は９３ｂの少なくとも一部を覆うように無給電素子９９
ａ、９９ｂが設けられている。これにより、アンテナ装
置９０の、利得の向上が図られている。

【０１１３】以下、アンテナ装置９０のアンテナ制御動
作について図９を参照しつつ説明する。

【０１１４】指向性を向けたい方向のスイッチ素子９８
をオンとすることにより放射素子９２と指向性を向けた
い方向の放射素子９２を用いたアレー構成により指向性
を制御する。さらに、放射素子９２及び銅箔パターン９
３上方に無給電素子９９を配置することにより利得の上
昇を図ることが出来る。このことで、指向性制御アンテ
ナとして動作し、放射素子９２は各方向において共通で
使用するため、アンテナの小型化が実現可能となる。ま
た、放射素子９２を用いたアレー構成にすることができ
るので、ビーム幅を狭くでき最大利得をあげることがで
きる。

【０１１５】（実施の形態１０）実施の形態１０は、実
施の形態５と実施の形態６を組み合わせたものであり、
実施の形態５と実施の形態６との効果を共に得るもので
ある。

【０１１６】以下、実施の形態１０にかかるアンテナ装
置について図１０を用いて説明する。図１０は本発明の
実施の形態１０に係るアンテナ装置の構成図である。

【０１１７】アンテナ装置１００の側面および上面に
は、背面が地板である複数の誘電体基板１０１ａ〜１０
１ｅが設けられている。アンテナ装置１００の上面に設
けられた誘電体基板１０１ｅの上面には放射素子１０２
が設けられている。また、アンテナ装置１００の側面の
誘電体基板１０１ａ〜１０１ｄに、つまり放射素子１０
２の周囲には、放射素子１０２を中心に対称となるよう
に複数の銅箔パターン１０３ａ〜１０３ｄが設けられて
いる。

【０１１８】また、放射素子１０２の中央には、給電点
１０４が設けられている。また、アンテナ装置１００の
内部には、給電点１０４に接続される高周波ケーブル１
０６が設けられている。

【０１１９】また、銅箔パターン１０３ａ〜１０３ｄに
は、給電点１０５ａ〜１０５ｄが設けられている。ま
た、アンテナ装置１００の内部には、給電点１０５ａ〜
１０５ｄに接続される高周波ケーブル１０７ａ〜１０７
ｄ（図中には１０７ａのみ表示）が設けられている。

【０１２０】また、給電点１０５ａと高周波ケーブル１
０７ａの間にはスイッチ素子１０８ａ、給電点１０５ｂ
と高周波ケーブル１０７ｂとの間にはスイッチ素子１０
８ｂが設けられている。（図中には、１０８ａのみ表
示）放射素子１０２と、銅箔パターン１０３ａ〜１０３
ｄは、それぞれがスイッチ素子１０８ａ、１０８ｂによ
って接続されることで、所定の周波数たとえばλ／２の
周波数の電波を送信または受信するアンテナ素子として
機能するような長さで構成されている。

【０１２１】また、アンテナ装置１００は、誘電体基板
１０１ａと誘電体基板１０１ｂの間の角に漏洩電磁波を
遮断する隔壁１０９ａ、誘電体基板１０１ｂと誘電体基
板１０１ｃの間の角に漏洩電磁波を遮断する隔壁１０９
ｂ、誘電体基板１０１ａと誘電体基板１０１ｂの間の角
に漏洩電磁波を遮断する隔壁１０９ｃ、誘電体基板１０
１ａと誘電体基板１０１ｂの間の角に漏洩電磁波を遮断
する隔壁１０９ｄ、を具備している。また、隔壁１０９
ａ〜１０９ｄは、アンテナ装置１００の角からそれぞれ
放射状に伸びるように設けられている。また、隔壁１０
９ａは、誘電体基板１０１ａ、１０１ｂと４５度の角度
をなすように、隔壁１０９ｂは、誘電体基板１０１ｂ、
１０１ｃと４５度の角度をなすように、隔壁１０９ｃ
は、誘電体基板１０１ｃ、１０１ｄと４５度の角度をな
すように、隔壁１０９ｄは、誘電体基板１０１ａ、１０
１ｄと４５度の角度をなすように設けられている。つま
り、隔壁１０９ａは、銅箔パターン１０３ａ、１０３ｂ
と４５度の角度をなすように、隔壁１０９ｂは、銅箔パ
ターン１０３ｂ、１０３ｃと４５度の角度をなすよう
に、隔壁１０９ｃは、銅箔パターン１０３ｃ、１０３ｄ
と４５度の角度をなすように、隔壁１０９ｄは、銅箔パ
ターン１０３ａ、１０３ｄと４５度の角度をなすように
設けられている。

【０１２２】以下、アンテナ装置１００のアンテナ制御
動作について図１０を参照しつつ説明する。

【０１２３】指向性を向けたい方向のスイッチ素子１０
８をオンとすることにより放射素子１０２と指向性を向
けたい方向の放射素子１０２を用いたアレー構成により
指向性を制御する。このことで、指向性制御アンテナと
して動作し、また、隔壁１０９により所望方向以外の漏
洩電磁波を減少することが可能となる。また、放射素子
１０２を用いたアレー構成にすることができるので、ビ
ーム幅を狭くでき最大利得をあげることができる。

【０１２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、指向性切
換アンテナの小型化が容易に実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における指向性切換アン
テナ装置の構成図

【図２】本発明の実施の形態２におけるアンテナ装置の
構成図

【図３】本発明の実施の形態３におけるアンテナ装置の
構成図

【図４】本発明の実施の形態４におけるアンテナ装置の
構成図

【図５】本発明の実施の形態５におけるアンテナ装置の
構成図

【図６】本発明の実施の形態６におけるアンテナ装置の
構成図

【図７】本発明の実施の形態７におけるアンテナ装置の
構成図

【図８】本発明の実施の形態８におけるアンテナ装置の
構成図

【図９】本発明の実施の形態９におけるアンテナ装置の
構成図

【図１０】本発明の実施の形態１０におけるアンテナ装
置の構成図

【符号の説明】

１１、２１、３１、４１、５１、６１、７１、８１、９
１、１０１誘電体基板１２、２２、３２、４２、５２、６２、７２、８２、９
２、１０２放射素子１３、２３、３３、４３、５３、
６３、７３、８３、９３、１０３銅箔パターン１４、２４、３４、４４、５４、６４、６５、７４、７
５、８４、８５、９４、９５、１０４、１０５給電点１５、２５、３５、４５、５５、６６、６７、７６、７
７、８６、８７、９６、９７、１０６、１０７高周波
ケーブル１６、２６、３６、４６、５６、６８、７８、８８、９
８、１０８スイッチ素子４７、９９無給電素子５７、１０９隔壁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】背面が地板である誘電体基板上に設けら
れ高周波ケーブルと接続された放射素子と、前記誘電体
基板上の前記放射素子の周囲にあって前記放射素子を中
心として対称にかつ所定の指向性を持たせるように誘電
体基板上に設けられ、前記放射素子と電気的に接続され
ることで所定の周波数の電波を送信または受信する長さ
を有する複数の銅箔パターンと、前記放射素子と前記複
数の銅箔パターンとを接続する複数のスイッチ素子と、
を具備し、指向性を向けたい方向の前記スイッチ素子をオンし、前
記指向性を向けたい前記放射素子と前記指向性を向けた
い前記銅箔パターンとを電気的に接続することで、前記
指向性を向けたい前記放射素子と前記指向性を向けたい
前記銅箔パターンとを、向けたい前記指向性を持ったア
ンテナ素子として動作させることを特徴とする指向性切
換アンテナ装置。
【請求項２】前記銅箔パターンを指向性を向けたい方
向に対して略垂直になるような角度で配置したことを特
徴とする請求項１記載の指向性切換アンテナ装置。
【請求項３】前記誘電体基板を球面状にすることで、
前記銅箔パターンを指向性を向けたい方向に対して略垂
直な角度になるように配置したことを特徴とする請求項
２に記載の指向性切換アンテナ装置。
【請求項４】前記誘電体基板の上方であって、かつ前
記放射素子と前記銅箔パターンの少なくとも一部を覆う
ように無給電素子を配置し、利得の向上を図ったことを
特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の指
向性切換アンテナ装置。
【請求項５】前記複数の銅箔パターンの間に隔壁を具
備することで、所定方向以外への電磁波放射を遮断した
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記
載の指向性切換アンテナ装置。
【請求項６】前記複数のスイッチ素子はそれぞれ前記
高周波ケーブルと接続され、指向性を向けたい方向の前
記スイッチ素子をオンすることで前記放射素子のアレー
構成により指向性制御を行うことを特徴とする請求項１
から請求項５のいずれかに記載の指向性切換アンテナ装
置。