JP2006101413A - アンテナ装置およびそれを用いた無線装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 アンテナのサイズを大型化または複雑化することなくダイバーシティ受信性能を得ることができるアンテナ装置を提供する。
【解決手段】 基板１０は、ｙ−ｚ平面に略平行に配置され、支持部材１１〜１４によって反射板３０に固定される。基板２０は、ｘ−ｚ平面に略平行に配置され、支持部材１３，１４によって反射板３０に固定される。反射板３０は、基板１０に略平行に配置される。アンテナ素子１，２は、無給電素子であり、ｚ軸方向に沿って基板１０の一主面１０Ａに相互に略平行に配置され、可変容量素子であるバラクタダイオードが装荷される。アンテナ素子３は、給電素子であり、アンテナ素子１，２に略平行に基板２０上に配置される。バラクタダイオードは、指向性切換手段６０からの制御電圧ＣＬＶ１，２によって容量が変えられ、アンテナ装置１００の指向性が変えられる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、アンテナ装置およびそれを用いた無線装置に関し、特に、入射角が相対的に狭いマルチパスを経由した電波に適したアンテナ装置およびそれを用いた無線装置に関するものである。

従来、指向性を電気的に切換え可能なアンテナとして、１本の給電素子と、６本の無給電素子とからなるアレーアンテナが知られている（非特許文献１）。６本の無給電素子は、給電素子の周囲に円形配置される。そして、各無給電素子には、可変容量素子としてのバラクタダイオードが装荷される。

このアレーアンテナにおいては、無給電素子に装荷されたバラクタダイオードの容量を切換えることにより、給電素子への給電に起因して６本の無給電素子に誘起される電流分布を制御し、指向性が切換えられる。
大平 孝、飯草 恭一，"電子走査導波器アレーアンテナ"，電子情報通信学会論文誌，Ｃ Ｖｏｌ．Ｊ８７−Ｃ Ｎｏ．１ ｐｐ．１２−３１ ２００４年１月．

しかし、２波のマルチパス波が狭角度（例えば、０度〜２０度）でアレーアンテナに入射する場合、従来のダイバーシティにおいては次の問題がある。

即ち、マルチパスを経由して狭角度でアレーアンテナに入射する２波を空間ダイバーシティによって基準特性以上で受信するには、アンテナ素子の素子間隔を電波の１波長以上に十分広くする必要がある。その結果、アレーアンテナが大型化または複雑化するという問題がある。

また、マルチパスを経由して狭角度でアレーアンテナに入射する２波を指向性ダイバーシティによって受信する場合、角度分解能を確保することが困難であり、この角度分解能を確保するには、アレーアンテナが大型化または複雑化するという問題がある。

そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、アンテナのサイズを大型化または複雑化することなくダイバーシティ受信性能を得ることができるアンテナ装置を提供することである。

また、この発明の別の目的は、アンテナのサイズを大型化または複雑化することなくダイバーシティ受信性能を得ることができるアンテナ装置を備える無線装置を提供することである。

この発明によれば、アンテナ装置は、アンテナ素子と、可変インピーダンス素子と、金属部材と、指向性切換手段とを備える。アンテナ素子は、略平面状に配置された給電素子および複数の無給電素子を含む。可変インピーダンス素子は、複数の無給電素子に装荷される。金属部材は、給電素子および複数の無給電素子に略平行に配置され、給電素子の励振に伴って励振し、平板形状からなる。指向性切換手段は、複数の可変インピーダンス素子のインピーダンスセットを切換え、アンテナ素子から放射される電波の指向性を切換える。

好ましくは、指向性切換手段は、アンテナ素子によって受信された受信信号の受信信号特性が基準特性よりも低下すると、受信信号特性が基準特性以上になるようにインピーダンスセットを切換える。

好ましくは、複数の無給電素子は、第１の基板の一主面に相互に略平行に配置される。給電素子は、第２の基板上に複数の無給電素子に略平行に配置される。

好ましくは、アンテナ装置は、給電素子に平衡給電するための平衡／不平衡変換回路を更に備える。第２の基板は、第１の基板に略垂直に当接する当接面を含む。給電素子は、当接面に配置される。平衡／不平衡変換回路は、第２の基板に配置される。

好ましくは、給電素子および複数の無給電素子は、第１の基板に相互に略平行に配置される。

好ましくは、アンテナ装置は、給電素子に平衡給電する平衡／不平衡変換回路を更に備える。平衡／不平衡変換回路は、第２の基板に平面的に形成される。

好ましくは、給電素子は、第１の基板の一主面に形成された直線部材と、第１の基板の一主面と反対側の面に形成され、直線部材に給電するスリーブダイポールとからなる。そして、スリーブダイポールは、直線部材の両側に直線部材に略平行に配置された第１および第２のスリーブを含む。

好ましくは、給電素子は、直線状に配置された第１および第２の直線部材からなる。そして、アンテナ装置は、第１の直線部材と第２の直線部材との間に配置され、第１および第２の直線部材に平衡給電する平衡／不平衡変換回路を更に備える。

好ましくは、平衡／不平衡変換回路は、同軸ケーブルの導電部を折り返した形状からなる。

好ましくは、金属部材は、第１の基板に略平行に配置された金属板からなる。

好ましくは、金属部材は、第１の基板に略平行に配置された誘電体基板と、誘電体基板の第１の基板側の一主面に形成された金属層とからなる。

好ましくは、金属部材は、給電素子および複数の無給電素子に略平行に格子状に配置された複数の金属棒からなる。

好ましくは、金属部材は、給電素子および複数の無給電素子に略平行に配置された複数の金属棒からなる。

好ましくは、金属部材は、複数の金属棒が配置される誘電体基板を更に含む。

好ましくは、アンテナ装置は、第１の基板と金属部材との間に配置された誘電体を更に備える。

好ましくは、指向性切換手段は、受信信号特性が基準特性よりも低下すると、インピーダンスセットを受信信号特性が基準特性よりも低下したときの第１のインピーダンスセットから受信信号特性が基準特性以上になる第２のインピーダンスセットに切換える。

また、この発明によれば、無線装置は、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のアンテナ装置を備える無線装置である。

この発明によるアンテナ装置においては、無給電素子に装荷された可変インピーダンス素子のインピーダンスが変えられ、給電素子が励振することに伴って無給電素子に流れる電流が変えられる。そして、金属部材は、給電素子が励振することに伴って励振し、給電素子および無給電素子に流れる電流と逆位相の電流が金属部材に流れる。その結果、金属部材は、給電素子として機能し、アンテナ装置は、金属部材と１つの無給電素子とにより金属部材に垂直な方向に形成されるビームと、給電素子と１つの無給電素子とにより金属部材の面内方向に形成されるビームとの重ね合わせにより、金属部材の法線方向に対して所定の角度を成す方向に指向性を有するビームを放射する。

従って、この発明によれば、アンテナのサイズを大型化または複雑化することなく指向性の切換えによるダイバーシティ受信性能を得ることができる。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１によるアンテナ装置の斜視図である。実施の形態１によるアンテナ装置１００は、アンテナ素子１〜３と、基板１０，２０と、反射板３０と、バラン４０と、特性検出手段５０と、指向性切換手段６０とを備える。

基板１０は、プリント基板等の誘電体からなり、ｘｙｚ直交座標のｙ−ｚ平面に略平行に配置される。基板２０は、プリント基板等の誘電体からなり、ｘ−ｚ平面に略平行に配置される。従って、基板２０は、基板１０に略垂直に配置される。

反射板３０は、一主面に金メッキされた誘電体基板からなり、基板１０に略平行に配置される。この場合、反射板３０は、金メッキされた一主面が基板１０側になるように配置される。基板１０は、支持部材１１〜１４によって反射板３０に固定される。基板２０は、支持部材１３，１４によって反射板３０に固定される。なお、反射板３０は、金以外の鉄、アルミニウムおよび銅が一主面に形成された誘電体基板からなっていてもよく、一般的には、導電材が一主面に形成された誘電体基板からなっていればよい。

アンテナ素子１，２は、無給電素子であり、その長さ方向がｚ軸方向を向くように基板１０の一主面１０Ａに相互に略平行に配置される。そして、アンテナ素子１，２の各々には、可変容量素子であるバラクタダイオード（図示せず）が装荷される。アンテナ素子３は、給電素子であり、その長さ方向がｚ軸方向を向くようにアンテナ素子１，２に略平行に基板２０上に配置される。この場合、アンテナ素子３は、基板１０の一主面１０Ａの面内方向においてアンテナ素子１とアンテナ素子２との中間に位置するように配置される。つまり、アンテナ素子１，２は、基板１０の一主面１０Ａの面内方向においてアンテナ素子３を中心にして対称になるように配置される。アンテナ素子３の詳細な配置については、後述する。

反射板３０に含まれる金は、高周波電流がアンテナ素子１，３または２，３に流れるとき、重ね合わせにより、アンテナ素子１，３または２，３に流れる高周波電流と強め合うように励振する。

バラン４０は、後述するように導波路（図示せず）を介してアンテナ素子３に接続される。そして、バラン４０は、同軸ケーブルによって供給される高周波電力の不要輻射および不整合等の損失を除去して高周波電力をアンテナ素子３に供給する。

特性検出手段５０は、アンテナ素子３によって受信された電波を受け、その受けた電波の受信電力対雑音比（ＳＮ比）を検出する。そして、特性検出手段５０は、検出したＳＮ比が基準値以上であるか否かを判定し、ＳＮ比が基準値以上であるとき保持信号ＨＬＤを指向性切換手段６０へ出力し、ＳＮ比が基準値よりも小さいとき、切換信号ＥＸＣを指向性切換手段６０へ出力する。

指向性切換手段６０は、無給電素子であるアンテナ素子１，２に装荷された２つのバラクタダイオードにそれぞれ制御電圧ＣＬＶ１，ＣＬＶ２を印加する。そして、指向性切換手段６０は、特性検出手段５０からの保持信号ＨＬＤに応じて、アンテナ装置１００の指向性を保持する。即ち、指向性切換手段６０は、保持信号ＨＬＤに応じて、２つのバラクタダイオードに印加している制御電圧ＣＬＶ１，ＣＬＶ２の電圧値を保持する。また、指向性切換手段６０は、特性検出手段５０からの切換信号ＥＸＣに応じて、アンテナ装置１００の指向性を切換える。即ち、指向性切換手段６０は、切換信号ＥＸＣに応じて、２つのバラクタダイオードに印加している制御電圧ＣＬＶ１，ＣＬＶ２の電圧値を他の電圧値に切換える。

図２は、図１に示すＡ方向から見たアンテナ装置１００の平面図である。なお、図２においては、アンテナ素子３は、基板１０の一主面１０Ａと反対面側に配置されるため、点線によって示されている。

基板１０は、図１に示す支持部材１３，１４にそれぞれ固定される固定部１０Ｂ，１０Ｃを有し、固定部１０Ｂの端から固定部１０Ｃの端までの長さＬ１は、３２．８ｍｍであり、固定部１０Ｂ，１０Ｃのｚ軸方向の長さＬ２は、６．４ｍｍである。また、アンテナ素子１とアンテナ素子３との間隔Ｌ３およびアンテナ素子２とアンテナ素子３との間隔Ｌ３は、アンテナ装置１００が受信する電波の波長をλとした場合、約０．２５λ〜０．３λの範囲に設定され、好ましくは、０．３λに設定される。

反射板３０は、基板１０のサイズ以上のサイズを有する。そして、反射板３０は、好ましくは、アンテナ素子１〜３の端から反射板３０の端までの距離Ｌ４，Ｌ５がλ／４以上になるサイズを有する。例えば、反射板３０は、短辺の長さＬ６が６０ｍｍであり、長辺の長さＬ７が８０ｍｍの長方形からなる。

反射板３０に含まれる金は、交流用グランド／直流用グランドに接続しても接続しなくてもよいが、好ましくは、交流用グランド／直流用グランドに接続されない。

図３は、図１に示すｙ軸に沿ったアンテナ装置１００の断面図である。基板１０は、０．８ｍｍの厚さｄ１を有し、反射板３０は、１．６ｍｍの厚さｄ２を有する。そして、基板１０と反射板３０との間隔Ｄ１は、１３．５ｍｍである。この場合、無給電素子であるアンテナ素子１，２と反射板３０との間隔は、好ましくは、λ／４に設定される。反射板３０は、一主面３０Ａ（金が形成された一主面と反対面）にＲＦ接栓１５を有する。このＲＦ接栓１５は、給電素子３に給電するための同軸ケーブルを接続するための栓である。

図４は、図１に示すｙ軸に垂直なアンテナ装置１００の断面図である。基板２０は、一方端が基板１０に略垂直に当接するように支持部材１３，１４に固定されている。そして、アンテナ素子３は、基板２０が基板１０に当接する当接面２０Ａに設けられる。この結果、無給電素子であるアンテナ素子１，２および給電素子であるアンテナ素子３は、略平面状に配置される。即ち、アンテナ素子１，２は、基板１０の一主面１０Ａに配置され、アンテナ素子３は、基板１０の一主面１０Ａと反対面に近接して配置されるため、アンテナ素子１，２とアンテナ素子３とのｘ軸方向の間隔は、基板１０の厚さｄ１＝０．８ｍｍ程度であり、アンテナ素子１〜３は、略平面状に配置されることになる。

そして、アンテナ素子３は、導波路１６を介してバラン４０に接続される。この場合、導波路１６は、電波の実効波長λｇの１／４の長さを有し、基板２０の面内方向に沿って配置される。そして、導波路１６は、一方端がアンテナ素子３に接続され、他方端がバラン４０の平衡出力端子に接続される。これにより、アンテナ素子３は、基板２０の面内方向に沿って反射板３０側へ引き出される構造を有する。

また、同軸ケーブル１７は、バラン４０の不平衡出力端子に接続される。

従って、バラン４０は、同軸ケーブル１７から供給された高周波電力を不平衡出力端子に受け、その受けた高周波電力を不平衡から平衡に変換してアンテナ素子３へ供給するとともに、アンテナ素子３から受けた高周波電力を平衡から不平衡に変換して同軸ケーブル１７へ供給する。

図５は、図１に示すＢ方向から見た反射板３０の平面図である。ＲＦ接栓１５は、プラスチックからなり、開口部１５Ａを有する。また、反射板３０は、略トラック形状からなる孔１８を有する。そして、ＲＦ接栓１５は、開口部１５Ａが反射板３０の孔１８を囲むように、反射板３０の基板１０と反対側の一主面３０Ａに配置される。

図４に示す同軸ケーブル１７は、開口部１５Ａおよび孔１８を介してバラン４０に接続される。

また、配線１９，２１が反射板３０の一主面３０Ａに配設される。配線１９は、アンテナ素子１に装荷されたバラクタダイオードに制御電圧ＣＬＶ１を供給するための配線であり、配線２１は、アンテナ素子２に装荷されたバラクタダイオードに制御電圧ＣＬＶ２を供給するための配線である。

図６は、図１に示す無給電素子であるアンテナ素子１，２の拡大図である。アンテナ素子１は、素子部１Ａ，１Ｂと、バラクタダイオード１Ｃとからなる。素子部１Ａ，１Ｂは、平板形状からなる。そして、素子部１Ａ，１Ｂおよびバラクタダイオード１Ｃは、直線状に配置される。バラクタダイオード１Ｃは、素子部１Ａと素子部１Ｂとの間に配置され、素子部１Ａ，１Ｂに電気的に接続される。

そして、制御電圧ＣＬＶ１は、図５に示す配線１９を介してノードＮ１とノードＮ２との間に印加される（図６の（ａ）参照）。

アンテナ素子２は、素子部２Ａ，２Ｂと、バラクタダイオード２Ｃとからなる。素子部２Ａ，２Ｂおよびバラクタダイオード２Ｃは、それぞれ、素子部１Ａ，１Ｂおよびバラクタダイオード１Ｃに対応し、素子部１Ａ，１Ｂおよびバラクタダイオード１Ｃと同じように配置される。

そして、制御電圧ＣＬＶ２は、図５に示す配線２１を介してノードＮ３とノードＮ４との間に印加される（図６の（ｂ）参照）。

制御電圧ＣＬＶ１，ＣＬＶ２の各々は、２Ｖまたは２０Ｖからなる。そして、制御電圧ＣＬＶ１は、ノードＮ２を基準にしてノードＮ１が２Ｖまたは２０ＶになるようにノードＮ１，Ｎ２間に印加される。また、制御電圧ＣＬＶ２は、ノードＮ４を基準にしてノードＮ３が２Ｖまたは２０ＶになるようにノードＮ３，Ｎ４間に印加される。

そうすると、制御電圧ＣＬＶ１が２Ｖからなるとき、バラクタダイオード１Ｃの容量は大きくなり（リアクタンス値は小さくなり）、アンテナ素子１には、電流が流れる。一方、制御電圧ＣＬＶ１が２０Ｖからなるとき、バラクタダイオード１Ｃの容量は小さくなり（リアクタンス値が大きくなり）、アンテナ素子１には、電流が流れない。

同様に、制御電圧ＣＬＶ２が２Ｖからなるとき、バラクタダイオード２Ｃの容量は大きくなり（リアクタンス値は小さくなり）、アンテナ素子２には、電流が流れる。一方、制御電圧ＣＬＶ２が２０Ｖからなるとき、バラクタダイオード２Ｃの容量は小さくなり（リアクタンス値は大きくなり）、アンテナ素子２には、電流が流れない。

図７は、方位角の定義を示す図である。また、図８は、図１に示すアンテナ装置１００により受信される電波の利得と方位角との関係を示す図である。更に、図９は、図１に示すアンテナ装置１００により受信される電波の位相と方位角との関係を示す図である。

この発明においては、方位角θは、ｘ−ｙ平面においてｘ軸の正の方向を０度とし、ｘ軸から反時計回りに回転した角度として定義される（図７参照）。

図８において、縦軸は、利得を表し、横軸は、方位角θを表す。そして、曲線ｋ１は、アンテナ素子１のバラクタダイオード１Ｃに２Ｖの制御電圧ＣＬＶ１を印加し、アンテナ素子２のバラクタダイオード２Ｃに２０Ｖの制御電圧ＣＬＶ２を印加した場合の利得と方位角θとの関係を示す。また、曲線ｋ２は、アンテナ素子１のバラクタダイオード１Ｃに２０Ｖの制御電圧ＣＬＶ１を印加し、アンテナ素子２のバラクタダイオード２Ｃに２Ｖの制御電圧ＣＬＶ２を印加した場合の利得と方位角θとの関係を示す。

アンテナ素子１のバラクタダイオード１Ｃに２Ｖの制御電圧ＣＬＶ１を印加し、アンテナ素子２のバラクタダイオード２Ｃに２０Ｖの制御電圧ＣＬＶ２を印加した場合、アンテナ装置１００の利得は、約１３５度の方位角で最大になる（曲線ｋ１参照）。また、アンテナ素子１のバラクタダイオード１Ｃに２０Ｖの制御電圧ＣＬＶ１を印加し、アンテナ素子２のバラクタダイオード２Ｃに２Ｖの制御電圧ＣＬＶ２を印加した場合、アンテナ装置１００の利得は、約２２０度の方位角で最大になる（曲線ｋ２参照）。

従って、制御電圧ＣＬＶ１，ＣＬＶ２を［ＣＬＶ１，ＣＬＶ２］＝［２Ｖ，２０Ｖ］から［ＣＬＶ１，ＣＬＶ２］＝［２０Ｖ，２Ｖ］に切換えることによって、アンテナ装置１００は、その指向性が約１３５度の方向から約２２０度の方向へ切換えられる。

そして、約１３５度の方位角および約２２０の方位角は、１８０度を中心にして約±４０度の範囲に含まれる方位角である。

図９において、縦軸は、位相を表し、横軸は、方位角を表す。そして、曲線ｋ３は、アンテナ素子１のバラクタダイオード１Ｃに２Ｖの制御電圧ＣＬＶ１を印加し、アンテナ素子２のバラクタダイオード２Ｃに２０Ｖの制御電圧ＣＬＶ２を印加した場合の位相と方位角θとの関係を示す。また、曲線ｋ４は、アンテナ素子１のバラクタダイオード１Ｃに２０Ｖの制御電圧ＣＬＶ１を印加し、アンテナ素子２のバラクタダイオード２Ｃに２Ｖの制御電圧ＣＬＶ２を印加した場合の位相と方位角θとの関係を示す。

曲線ｋ３は、曲線ｋ４に対して１８０度を中心にして１５０度〜２１０度の範囲で逆特性を示す。

従って、図８および図９に示す結果から、制御電圧ＣＬＶ１，ＣＬＶ２を［ＣＬＶ１，ＣＬＶ２］＝［２Ｖ，２０Ｖ］と［ＣＬＶ１，ＣＬＶ２］＝［２０Ｖ，２Ｖ］との間で切換えることによって、１８０度を中心にして約±３０度の範囲で対称な指向性を得ることができる。

図１０は、図１に示すアンテナ装置１００における指向性の切換えを説明する図である。上述したように、アンテナ装置１００は、制御電圧ＣＬＶ１，ＣＬＶ２を［ＣＬＶ１，ＣＬＶ２］＝［２Ｖ，２０Ｖ］と［ＣＬＶ１，ＣＬＶ２］＝［２０Ｖ，２Ｖ］との間で切換えることによって、１８０度を中心にして約±３０度の範囲で対称な指向性を得ることができるので、１８０度の方向に線ＬＮを設定すると、線ＬＮを中心にして対称な方向にビームＢＭ１，ＢＭ２が形成される。

ビームＢＭ１，ＢＭ２は、それぞれ、指向性ＤＩＲ１，ＤＩＲ２を有する。そして、指向性ＤＩＲ１は、線ＬＮから右側へ約３０度の方向であり、指向性ＤＩＲ２は、線ＬＮから左側へ約３０度の方向である。その結果、指向性ＤＩＲ１，ＤＩＲ２は、線ＬＮを中心にして相互に対称となる。

従って、アンテナ装置１００は、アンテナ素子１，２が配置された基板１０に垂直な方向（線ＬＮ）を中心にして約±３０度の範囲で指向性を切換えることができる。

この場合、反射板３０は、ビームＢＭ１，ＢＭ２を線ＬＮの方向に近づける機能を果たす。即ち、反射板３０が無い場合、［ＣＬＶ１，ＣＬＶ２］＝［２Ｖ，２０Ｖ］の制御電圧ＣＬＶ１，ＣＬＶ２をそれぞれバラクタダイオード１Ｃ，２Ｃに印加すると、ビームＢＭ１’は、アンテナ素子３からアンテナ素子１の方向に形成される。また、反射板３０が無い場合、［ＣＬＶ１，ＣＬＶ２］＝［２０Ｖ，２Ｖ］の制御電圧ＣＬＶ１，ＣＬＶ２をそれぞれバラクタダイオード１Ｃ，２Ｃに印加すると、ビームＢＭ２’は、アンテナ素子３からアンテナ素子２の方向に形成される。

しかし、反射板３０が存在する場合、２Ｖの制御電圧ＣＬＶ１がバラクタダイオード１Ｃに印加され、アンテナ素子１，３に高周波電流が流れると、反射板３０の金には、アンテナ素子１，３に流れる高周波電流と逆相の高周波電流が流れ、反射板３０の金が励振する。

そうすると、反射板３０の金は、給電素子として機能し、反射板３０からアンテナ素子１の方向へ新たなビームＢＭ１’’が形成される。そして、ビームＢＭ１’とビームＢＭ１’’との重ね合わせにより、指向性ＤＩＲ１を有するビームＢＭ１が形成される。

２Ｖの制御電圧ＣＬＶ２がバラクタダイオード２Ｃに印加され、アンテナ素子２，３に高周波電流が流れるときも、同様の理由により、指向性ＤＩＲ２を有するビームＢＭ２が形成される。

従って、反射板３０は、アンテナ素子１，３または２，３に高周波電流が流れることによって形成されるビームを基板１０の法線（線ＬＮ）の方向へ閉じ込める機能を果たす。その結果、アンテナ装置１００は、線ＬＮを中心にして約±３０度という狭い範囲で指向性を切換えることができる。

無給電素子であるアンテナ素子１または２に高周波電流が流れるのは、給電素子であるアンテナ素子３に高周波電流が流れることに起因しており、反射板３０の金に高周波電流が流れるのは、アンテナ素子１，３または２，３に高周波電流が流れることに起因しているので、反射板３０の金は、給電素子であるアンテナ素子３の励振に伴って励振する。

このように、アンテナ素子１，３または２，３に高周波電流が流れることに起因して高周波電流が反射板３０の金に流れ、反射板３０の金に流れる高周波電流によってビームＢＭ１，ＢＭ２の指向性が決定されるので、反射板３０の金は、交流用グランド／直流用グランドに接続されない方がビームＢＭ１，２の指向性ＤＩＲ１，ＤＩＲ２をより制御できる。

アンテナ装置１００の動作について説明する。指向性切換手段６０は、［ＣＬＶ１，ＣＬＶ２］＝［２Ｖ，２０Ｖ］からなる制御電圧ＣＬＶ１，ＣＬＶ２を配線１９，２１を介してそれぞれバラクタダイオード１Ｃ，２Ｃへ供給する。そうすると、アンテナ素子１〜３は、指向性ＤＩＲ１を有するビームＢＭ１を形成する。

電波が指向性ＤＩＲ１の方向からアンテナ装置１００に入射している場合を想定すると、アンテナ素子３は、アンテナ装置１００に入射する電波を受信し、その受信した電波を導波路１６、バラン４０および同軸ケーブル１７を介して特性検出手段５０へ出力する。そして、特性検出手段５０は、アンテナ素子３から受けた電波のＳＮ比を検出し、その検出したＳＮ比が基準値以上であるか否かを判定する。

この場合、ビームＢＭ１は、電波の入射方向を向いているので、ＳＮ比は、基準値以上になる。従って、特定検出手段５０は、ＳＮ比が基準値以上であると判定し、保持信号ＨＬＤを生成して指向性切換手段６０へ出力する。

指向性切換手段６０は、保持信号ＨＬＤに応じて、制御電圧ＣＬＶ１，ＣＬＶ２の電圧値を［ＣＬＶ１，ＣＬＶ２］＝［２Ｖ，２０Ｖ］に保持する。これにより、アンテナ装置１００は、入射する電波を基準値以上のＳＮ比で受信し続ける。

アンテナ装置１００に入射する電波の方向が指向性ＤＩＲ１の方向から指向性ＤＩＲ２の方向へ変わると、アンテナ素子３が受信した電波のＳＮ比は、基準値よりも低下する。そうすると、特性検出手段５０は、ＳＮ比が基準値よりも低下したと判定し、切換信号ＥＸＣを生成して指向性切換手段６０へ出力する。

指向性切換手段６０は、切換信号ＥＸＣに応じて、制御電圧ＣＬＶ１，ＣＬＶ２の電圧値を［２Ｖ，２０Ｖ］から［２０Ｖ，２Ｖ］へ切換えて配線１９，２１を介してそれぞれバラクタダイオード１Ｃ，２Ｃへ供給する。

そうすると、アンテナ素子１〜３は、指向性ＤＩＲ２を有するビームＢＭ２を形成する。そして、アンテナ素子３は、アンテナ装置１００に入射する電波を受信し、その受信した電波を導波路１６、バラン４０および同軸ケーブル１７を介して特性検出手段５０へ出力する。

特性検出手段５０は、アンテナ素子３から受けた電波のＳＮ比を検出し、その検出したＳＮ比が基準値以上であるか否かを判定する。そして、特性検出手段５０は、ＳＮ比が基準値以上であると判定し、保持信号ＨＬＤを生成して指向性切換手段６０へ出力する。指向性切換手段６０は、保持信号ＨＬＤに応じて、制御電圧ＣＬＶ１，ＣＬＶ２の電圧値を［ＣＬＶ１，ＣＬＶ２］＝［２０Ｖ，２Ｖ］に保持する。これにより、アンテナ装置１００は、入射する電波を基準値以上のＳＮ比で受信し続ける。

このように、アンテナ装置１００は、受信した電波のＳＮ比が基準値以上になるように、約±３０度の相対的に狭い入射角の範囲で指向性を切換える。これによって、アンテナ装置１００のサイズを大きくすることなく角度分解能を確保してダイバーシティ受信性能を得ることができる。その結果、相対的に狭い入射角の範囲でマルチパスを経由して入射する電波を正確に受信できる。

［実施の形態２］
図１１は、実施の形態２によるアンテナ装置の斜視図である。実施の形態２によるアンテナ装置１００Ａは、図１に示すアンテナ装置１００に誘電体７０を追加したものであり、その他は、アンテナ装置１００と同じである。

誘電体７０は、例えば、ポリカーボネートからなり、基板１０と反射板３０との間に配置される。そして、誘電体７０は、ｙ−ｚ平面において基板１０と同じサイズを有し、ｘ軸方向において基板１０と反射板３０との間隔Ｄ１に等しい厚さを有する。

誘電体７０の比誘電率をεとした場合、誘電値７０を基板１０と反射板３０との間に挿入することによって、アンテナ素子１〜３、基板１０，２０および反射板３０のｘ軸方向、ｙ軸方向およびｚ軸方向のサイズを１／（ε）^１／２倍に小さくできる。

従って、誘電体７０の比誘電率εを変えることによってアンテナ装置１００Ａのサイズを用途に応じたサイズに設定できる。

その他は、実施の形態１と同じである。

［実施の形態３］
図１２は、実施の形態３によるアンテナ装置の斜視図である。実施の形態３によるアンテナ装置１００Ｂは、図１に示すアンテナ装置１００のアンテナ素子３、基板２０、反射板３０およびバラン４０をそれぞれアンテナ素子３Ａ、基板２０Ａ、金属板３３０およびバラン４０Ａに代えたものであり、その他は、アンテナ装置１００と同じである。

アンテナ素子３Ａは、アンテナ素子１，２と同じように基板１０の一主面１０Ａに配置される。そして、アンテナ素子３Ａは、アンテナ素子１，２間の中間にアンテナ素子１，２に略平行に配置される。

基板２０Ａは、プリント基板等の誘電体からなり、一方端が基板１０に略垂直に当接する。

金属板３３０は、アルミニウムからなり、図１に示すアンテナ装置１００の反射板３０と同じように配置される。そして、金属板３３０は、アレーアンテナ１００の反射板３０と同じ機能を果たす。なお、金属板３３０の材質は、アルミニウム以外の金属であってもよい。

バラン４０Ａは、平面形状の分布定数回路からなり、基板２０Ａに形成される。そして、バラン４０Ａは、一方端がアンテナ素子３に接続され、他方端がＲＦ接栓１５を介して導入された同軸ケーブル１７に接続される。

図１３は、図１２に示すアンテナ素子３Ａおよびバラン４０Ａの拡大図である。基板１０は、スルーホールＴＨ１，ＴＨ２を有する。スルーホールＴＨ１，ＴＨ２は、アンテナ素子３Ａの一部に接して形成される。

バラン４０Ａは、金属部４１，４２からなる。金属部４１は、金からなり、メッキにより基板２０Ａの一主面２０１Ａ（表面）に形成される。金属部４２は、金からなり、メッキにより基板２０Ａの一主面２０１Ａと反対側の一主面２０１Ｂ（裏面）に形成される。つまり、金属部４１，４２は、基板２０Ａを挟んで相互に反対面に形成される。

金属部４１における長さＬ８は、電波の実効波長λｇの１／４に設定される。

また、金属部４１の入出力端子４３は、同軸ケーブル１７と接続され、金属部４２の入出力端子４４，４５は、それぞれ、スルーホールＴＨ１，ＴＨ２に接する。

バラン４０Ａは、同軸ケーブル１７（図示せず）を介して入出力端子４３から高周波電力を受け、その受けた高周波電力を不平衡から平衡に変換する。そして、バラン４０Ａは、平衡に変換した高周波電力を入出力端子４４，４５からスルーホールＴＨ１，ＴＨ２を介してアンテナ素子３Ａへ供給する。

また、バラン４０Ａは、アンテナ素子３Ａからの高周波電力をスルーホールＴＨ１，ＴＨ２を介して入出力端子４４，４５に受け、その受けた高周波電力を平衡から不平衡に変換して入出力端子４３から同軸ケーブル１７へ供給する。

このように、アンテナ装置１００Ｂにおいては、平衡−不平衡変換を行なうバランは、平面回路からなり、アンテナ素子１，２，３Ａが形成された基板１０に略垂直に配置された基板２０Ａに形成される。従って、基板２０Ａは、補助回路としてのバラン４０Ａを支持することを主目的とする。そして、バラン４０Ａは、平面回路からなるので、チップ型からなる場合よりも低価格化できる。

アンテナ装置１００Ｂにおける動作は、バラン４０Ａを介してアンテナ素子３Ａと同軸ケーブル１７との間で高周波電力が送受信される以外は、実施の形態１において説明したとおりである。

［実施の形態４］
図１４は、実施の形態４によるアンテナ装置の斜視図である。実施の形態４によるアンテナ装置１００Ｃは、図１に示すアンテナ装置１００の基板２０を削除し、アンテナ素子３をアンテナ素子３Ｂに代え、バラン４０をバラン４０Ｂに代えたものであり、その他は、アンテナ装置１００と同じである。

なお、アンテナ装置１００Ｃにおいては、基板１０は、図１に示す支持部材１１，１２によって反射板３０に固定されているが、図１４においては、支持部材１１，１２は省略されている。

アンテナ素子３Ｂは、素子部３１，３２からなり、基板１０の一主面１０Ａと反対面に配置される。その結果、アンテナ素子１，２，３Ｂは、略平面状に配置される。そして、アンテナ素子３Ｂは、アンテナ素子１，２間の中間にアンテナ素子１，２と略平行に配置される。

バラン４０Ｂは、アンテナ素子３Ｂの素子部３１と素子部３２との間に配置され、同軸ケーブル１７に接続される。そして、バラン４０Ｂは、同軸ケーブル１７を介して高周波電力を受け、その受けた高周波電力を不平衡から平衡に変換してアンテナ素子３Ｂに供給する。また、バラン４０Ｂは、アンテナ素子３Ｂから受けた高周波電力を平衡から不平衡へ変換して同軸ケーブル１７へ供給する。

アンテナ装置１００Ｃにおける動作は、バラン４０Ｂを介してアンテナ素子３Ｂと同軸ケーブル１７との間で高周波電力が送受信される以外は、実施の形態１において説明したとおりである。

このように、アンテナ装置１００Ｃにおいては、アンテナ素子１，２，３Ｂおよびバラン４０Ｂは、１つの基板１０に配設されるので、基板２０を削除しても、相対的に狭い範囲で指向性を切換え可能なアンテナを容易に実現できる。

実施の形態４によるアンテナ装置は、図１５に示すアンテナ装置１００Ｄであってもよい。図１５は、実施の形態４によるアンテナ装置の他の斜視図である。アンテナ装置１００Ｄは、図１４に示すアンテナ装置１００Ｃの同軸ケーブル１７を同軸ケーブル１７Ａに代え、バラン４０Ｂをバラン４０Ｃに代えたものであり、その他は、アンテナ装置１００Ｃと同じである。

なお、アンテナ装置１００Ｄにおいても、基板１０は、図１に示す支持部材１１，１２によって反射板３０に固定されているが、図１５においては、支持部材１１，１２は省略されている。

同軸ケーブル１７Ａは、絶縁皮膜が除去された導電部材１７１を有する。導電部材１７１は、略Ｕ字状に折り曲げられており、アンテナ素子３Ｂの素子部３１と素子部３２との間に配置されている。そして、バラン４０Ｃは、導電部材１７１からなる。

バラン４０Ｃは、同軸ケーブル１７Ａから受けた高周波電力を不平衡から平衡へ変換し、その変換した高周波電力をアンテナ素子３Ｂへ供給する。また、バラン４０Ｃは、アンテナ素子３Ｂから受けた高周波電力を平衡から不平衡に変換して同軸ケーブル１７Ａに供給する。

アンテナ装置１００Ｄにおける動作は、バラン４０Ｃを介してアンテナ素子３Ｂと同軸ケーブル１７Ａとの間で高周波電力が送受信される以外は、実施の形態１において説明したとおりである。

このように、アンテナ装置１００Ｄにおいても、アンテナ素子１，２，３Ｂおよびバラン４０Ｃは、１つの基板１０に配設されるので、基板２０を削除しても、相対的に狭い範囲で指向性を切換え可能なアンテナを容易に実現できる。

［実施の形態５］
図１６は、実施の形態５によるアンテナ装置の斜視図である。実施の形態５によるアンテナ装置１００Ｅは、図１に示すアンテナ装置１００の基板２０を削除し、アンテナ素子３をアンテナ素子３Ｃに代え、スリーブダイポール８０を追加したものであり、その他は、アンテナ装置１００と同じである。

なお、アンテナ装置１００Ｅにおいては、基板１０は、図１に示す支持部材１１，１２によって反射板３０に固定されているが、図１６においては、支持部材１１，１２は省略されている。

アンテナ素子３Ｃは、アンテナ素子１，２と同じように基板１０の一主面１０Ａに形成される。その結果、アンテナ素子１，２，３Ｃは、略平面状に配置される。そして、アンテナ素子３Ｃは、アンテナ素子１，２間の中間にアンテナ素子１，２に略平行に配置される。

スリーブダイポール８０は、基板１０の一主面１０Ａと反対面に形成される。スリーブダイポール８０は、ｚ軸のマイナス方向に略コの字形状に形成される。スリーブダイポール８０は、スリーブ８１，８２を含む。そして、スリーブ８１，８２は、アンテナ素子３Ｃに略平行に配置され、アンテナ素子３Ｃを中心にして相互に対称になるように配置される。

スリーブダイポール８０は、上述したバラン４０，４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃと同じ機能を果たす。そして、アンテナ装置１００Ｅにおいては、高周波電力は、基板１０の面内方向からスリーブダイポール８０に入出力される。

スリーブダイポール８０は、同軸ケーブル１７を介して受けた高周波電力を不平衡から平衡へ変換してアンテナ素子３Ｃへ供給する。また、スリーブダイポール８０は、アンテナ素子３Ｃから受けた高周波電力を平衡から不平衡へ変換して同軸ケーブル１７へ供給する。

アンテナ装置１００Ｅにおける動作は、スリーブダイポール８０を介してアンテナ素子３Ｃと同軸ケーブル１７との間で高周波電力が送受信される以外は、実施の形態１において説明したとおりである。

このように、アンテナ装置１００Ｅにおいては、アンテナ素子１，２，３Ｃおよびスリーブダイポール８０は、１つの基板１０に配設されるので、基板２０を削除しても、相対的に狭い範囲で指向性を切換え可能なアンテナを容易に実現できる。

また、アンテナ装置１００Ｅにおいては、アンテナ素子（給電素子）の構造を工夫することによってバランを用いなくても給電素子に平衡給電できる。

［実施の形態６］
図１７は、実施の形態６によるアンテナ装置の斜視図である。実施の形態６によるアンテナ装置１００Ｆは、アンテナ素子１，２，３Ｄと、基板１１０，１２０，１３０と、レドーム１４０と、特性検出手段５０と、指向性切換手段６０とを備える。

アンテナ素子１，２は、それぞれ、基板１１０，１２０上に形成される。アンテナ素子３Ｄは、給電素子であり、基板１３０上に形成される。アンテナ素子１，２，３Ｄは、相互に略平行に配置される。そして、アンテナ素子１，２は、アンテナ素子３Ｄを中心として相互に対称になるように配置され、アンテナ素子１，２とアンテナ素子３Ｄとの距離は、０．２５λ〜０．３λの範囲である。

アンテナ素子３Ｄは、素子部３３，３４と、導波部３５，３６とからなる。素子部３３は、導波部３５に連結され、素子部３４は、導波部３６に連結される。

基板１１０，１２０，１３０は、プリント基板等の誘電体基板からなる。基板１１０，１２０，１３０は、相互に分離して配置される。そして、基板１１０，１２０は、ｙ−ｚ平面に略平行に配置される。その結果、アンテナ素子１，２は、その長さ方向がｚ軸方向を向くように配置される。基板１３０は、基板１１０と基板１２０との間であって、ｘ−ｚ平面に略平行に配置される。その結果、素子部３３，３４は、その長さ方向がｚ軸方向を向くように配置され、導波部３５，３６は、その長さ方向がｘ軸方向を向くように配置される。その結果、アンテナ素子１，２と、アンテナ素子３Ｄの素子部３３，３４は、略平面状に配置される。そして、導波部３５，３６は、バラン（図示せず）に接続される。バランは、同軸ケーブルに接続される。

レドーム１４０は、側壁部１４１，１４２と、底部１４３とからなる。側壁部１４１，１４２および底部１４３は、金属からなる。側壁部１４１，１４２は、その面内方向がｘ−ｙ平面に略平行に配置され、底部１４３は、ｙ−ｚ平面に略平行に配置される。そして、側壁部１４１，１４２および底部１４３は、ｘ−ｚ平面における断面形状が略コの字形状になるように組み立てられる。

側壁部１４１と側壁部１４２との間隔および底部１４３のｚ軸方向の長さは、基板１１０，１２０，１３０のｚ軸方向の長さに等しい。

その結果、レドーム１４０は、側壁部１４１，１４２によって基板１１０，１２０を支持し、側壁部１４１，１４２および底部１４３によって基板１３０を支持する。また、底部１４３は、基板１１０，１２０と略平行に配置され、アンテナ素子１，２と底部１４３との距離は、λ／４となる。そして、底部１４３は、図１に示すアンテナ装置１００の反射板３０と同じ機能を果たす。

特性検出手段５０および指向性切換手段６０は、実施の形態１において説明した機能を果たす。

図１８は、図１７に示す基板１１０，１２０の他の例を示す斜視図である。基板１１０，１２０は、図１８に示すようにフレキシブル基板により構成されていてもよい。これにより、アンテナ素子１，２に直流電圧を供給する配線１９，２１をフレキシブル基板に沿って実装できる。

アンテナ装置１００Ｆの動作は、実施の形態１におけるアンテナ装置１００の動作と同じである。

アンテナ装置１００Ｆにおいては、レドーム１４０によって基板１１０，１２０，１３０を支持するため、基板１１０，１２０，１３０を相互に分離でき、基板１３０を小さくできる。また、機械的強度を向上できる。更に、基板１１０，１２０がフレキシブル基板である場合には、配線１９，２１をフレキシブル基板に沿って実装できるので、実装コストを低減できる。

［実施の形態７］
図１９は、実施の形態７によるアンテナ装置の斜視図である。実施の形態７によるアンテナ装置１００Ｇは、図１に示すアンテナ装置１００の反射板３０を反射板３００に代えたものであり、その他は、アンテナ装置１００と同じである。

図２０は、実施の形態７における反射板３００の第１の例を示す平面図である。第１の例においては、反射板３００は、誘電体基板３０１と、金属層３０２とからなる。誘電体基板３０１は、プリント基板等からなる。金属層３０２は、金からなり、メッキにより誘電体基板３０１の一主面に形成される。そして、金属層３０２のサイズは、誘電体基板３０１のサイズよりも小さいが、図１に示す反射板３０のサイズと同じである。

図２１は、実施の形態７における反射板３００の第２の例を示す平面図である。第２の例においては、反射板３００は、複数の金属棒３０３と、複数の金属棒３０４とからなる。複数の金属棒３０３，３０４は、例えば、鉄からなる。複数の金属棒３０３および複数の金属棒３０４は、格子状に組み立てられる。第２の例に示す反射板３００が用いられる場合、複数の金属棒３０３または複数の金属棒３０４がアンテナ素子１〜３に略平行になるように配置される。これにより、アンテナ素子１〜３に電流が流れることに起因して複数の金属棒３０３または複数の金属棒３０４に電流が流れ、反射板３００は、反射板３０と同じ機能を果たすことができる。

複数の金属棒３０３がアンテナ素子１〜３に略平行に配置される場合、複数の金属棒３０３の長さは、図２に示す長さＬ６と同じであり、複数の金属棒３０４の長さは、図２に示す長さＬ７と同じである。

また、複数の金属棒３０４がアンテナ素子１〜３に略平行に配置される場合、複数の金属棒３０３の長さは、図２に示す長さＬ７と同じであり、複数の金属棒３０４の長さは、図２に示す長さＬ６と同じである。

なお、第２の例による反射板３００においては、格子状に組まれた複数の金属棒３０３，３０４をプリント基板等の誘電体基板上に形成するようにしてもよい。

図２２は、実施の形態７における反射板３００の第３の例を示す平面図である。第３の例においては、反射板３００は、複数の金属棒３１１〜３２５からなる。複数の金属棒３１１〜３２５は、複数の金属棒３０３，３０４と同じ材質および同じ直径からなり、長さが図２に示すＬ６と同じである。そして、複数の金属棒３１１〜３２５は、所定の間隔でアンテナ素子１〜３に略平行に配置される。これにより、アンテナ素子１〜３に電流が流れることに起因して複数の金属棒３１１〜３２５に電流が流れ、反射板３００は、反射板３０と同じ機能を果たすことができる。

なお、第３の例による反射板３００においては、複数の金属棒３１１〜３２５をプリント基板等の誘電体基板上に形成するようにしてもよい。

また、実施の形態７によるアンテナ装置１００Ｇは、アンテナ装置１００Ａ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅの反射板３０およびアンテナ装置１００Ｂの金属板３３０を第１の例から第３の例のいずれかに示す反射板３００に代えたものであってもよい。

その他は、実施の形態１と同じである。

上述したバラン４０，４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃは、「平衡／不平衡変換回路」を構成する。

上述した実施の形態１〜実施の形態７においては、アンテナ装置１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ，１００Ｆ，１００Ｇの指向性は、指向性ＤＩＲ１または指向性ＤＩＲ２に切換えられると説明したが、この発明においては、アンテナ装置１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ，１００Ｆ，１００Ｇの指向性は、指向性ＤＩＲ１と指向性ＤＩＲ２との間で連続的に切換えられてもよい。アンテナ装置１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ，１００Ｆ，１００Ｇの指向性は、指向性ＤＩＲ１と指向性ＤＩＲ２との間で連続的に切換えるには、制御電圧ＣＬＶ１，ＣＬＶ２の電圧値を連続的に切換えればよい。

そして、アンテナ装置１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ，１００Ｆ，１００Ｇの指向性を連続的に切換える場合、電波のＳＮ比が基準値よりも低下すると、アンテナ装置１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ，１００Ｆ，１００Ｇの指向性は、指向性ＤＩＲ１と指向性ＤＩＲ２との間で連続的に切換えられ、ＳＮ比が基準値以上になると、ＳＮ比が基準値以上になったときの指向性に保持される。

また、アンテナ装置１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ，１００Ｆ，１００Ｇによって受信した受信信号の受信信号特性は、電波のＳＮ比に限らず、データを復調したときのデータ誤り率等であってもよい。

従って、この発明によるアンテナ装置は、受信信号特性が基準特性よりも低下したとき、受信信号特性が基準特性以上になるように、その指向性を切換えるものであればよい。

更に、アンテナ装置１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ，１００Ｆ，１００Ｇにおいては、無給電素子は、２本（アンテナ素子１，２）であるとして説明したが、この発明においては、無給電素子は、複数であればよい。

また、上述した実施の形態１〜実施の形態７においては、バラクタダイオード１Ｃ，２Ｃに印加する制御電圧ＣＬＶ１，ＣＬＶ２の電圧値を変えることによりバラクタダイオード１Ｃ，２Ｃの容量（リアクタンス値）を変化させ、アンテナ装置１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ，１００Ｆ，１００Ｇの指向性を切換えたが、この発明においては、これに限らず、無給電素子であるアンテナ素子１，２の抵抗Ｒを制御電圧ＣＬＶ１，ＣＬＶ２によって変え、アンテナ装置の指向性を切換えるものであっても良く、一般的には、無給電素子であるアンテナ素子１，２のインピーダンスを制御電圧ＣＬＶ１，ＣＬＶ２によって変え、アンテナ装置の指向性を切換えるものであればよい。この場合、アンテナ素子１，２には、可変インピーダンス素子が装荷される。従って、指向性切換手段６０は、可変インピーダンス素子に制御電圧ＣＬＶ１，ＣＬＶ２を供給する。そして、制御電圧ＣＬＶ１，ＣＬＶ２は、「インピーダンスセット」を構成する。

実施の形態１〜実施の形態７によるアンテナ装置１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ，１００Ｆ，１００Ｇは、携帯電話機等の無線装置に搭載される。

また、アンテナ装置１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ，１００Ｆ，１００Ｇは、自動車に搭載され、自動車用テレビのアンテナとして用いられてもよい。この場合、アンテナ装置１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ，１００Ｆ，１００Ｇに用いられる反射板３０，１４３，３００，３３０を自動車の車体によって代用可能である。従って、アンテナ装置１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ，１００Ｆ，１００Ｇは、特に自動車への搭載に適している。

更に、アンテナ装置１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ，１００Ｆ，１００Ｇは、高速道路の料金所における料金の自動支払いを実現するシステムとしてのＤＳＲＣ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｓｈｏｒｔ Ｒａｎｇｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）に適している。

アンテナ装置１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ，１００Ｆ，１００Ｇは、上述したように、±３０度と相対的に狭い入射角の電波の送受信に適しており、また、自動車への搭載にも適しているため、アンテナ装置１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ，１００Ｆ，１００Ｇを自動車に搭載することにより、ＤＳＲＣを容易に実現できる。

ＤＳＲＣにおいては、アンテナ装置１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ，１００Ｆ，１００Ｇを搭載した自動車は、料金所に近づくと料金所と電波の送受信を正確に行い、料金を支払う。

アンテナ装置１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ，１００Ｆ，１００Ｇは、相対的に狭い入射角の電波の送受信を用いる無線装置またはシステムであれば、どのような無線装置またはシステムに用いられてもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明は、アンテナのサイズを大型化または複雑化することなくダイバーシティ受信性能を得ることができるアンテナ装置に適用される。また、この発明は、アンテナのサイズを大型化または複雑化することなくダイバーシティ受信性能を得ることができるアンテナ装置を備える無線装置に適用される。

この発明の実施の形態１によるアンテナ装置の斜視図である。 図１に示すＡ方向から見たアンテナ装置の平面図である。 図１に示すｙ軸に沿ったアンテナ装置の断面図である。 図１に示すｙ軸に垂直なアンテナ装置の断面図である。 図１に示すＢ方向から見た金属板の平面図である。 図１に示す無給電素子であるアンテナ素子の拡大図である。 方位角の定義を示す図である。 図１に示すアンテナ装置により受信される電波の利得と方位角との関係を示す図である。 図１に示すアンテナ装置により受信される電波の位相と方位角との関係を示す図である。 図１に示すアンテナ装置における指向性の切換えを説明する図である。 実施の形態２によるアンテナ装置の斜視図である。 実施の形態３によるアンテナ装置の斜視図である。 図１２に示すアンテナ素子およびバランの拡大図である。 実施の形態４によるアンテナ装置の斜視図である。 実施の形態４によるアンテナ装置の他の斜視図である。 実施の形態５によるアンテナ装置の斜視図である。 実施の形態６によるアンテナ装置の斜視図である。 図１７に示す基板の他の例を示す斜視図である。 実施の形態７によるアンテナ装置の斜視図である。 実施の形態７における反射板の第１の例を示す平面図である。 実施の形態７における反射板の第２の例を示す平面図である。 実施の形態７における反射板の第３の例を示す平面図である。

符号の説明

１〜３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ アンテナ素子、１Ａ，１Ｂ，２Ａ，２Ｂ，３１〜３４ 素子部、１Ｃ，２Ｃ バラクタダイオード、１０，２０，２０Ａ，１１０，１２０，１３０ 基板、１０Ａ，３０Ａ，２０１Ａ，２０１Ｂ 一主面、１０Ｂ，１０Ｃ 固定部、１１〜１４ 支持部材、１５ ＲＦ接栓、１５Ａ 開口部、１６ 導波路、１７，１７Ａ 同軸ケーブル、１８ 孔、１９，２１ 配線、２０Ａ 当接面、３０，３００ 反射板、３５，３６ 導波部、４０，４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ バラン、４１，４２ 金属部、４３〜４５ 入出力端子、５０ 特性検出手段、６０ 指向性切換手段、７０ 誘電体、８０ スリーブダイポール、８１，８２ スリーブ、１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ，１００Ｆ，１００Ｇ アンテナ装置、１４０ レドーム、１４１，１４２ 側壁部、１４３ 底部、１７１ 導電部材、３０１ 誘電体基板、３０２ 金属層、３０３，３０４，３１１〜３２５ 金属棒、３３０ 金属板、ＴＨ１，ＴＨ２ スルーホール。

Claims (6)

1. 略平面状に配置された給電素子および複数の無給電素子を含むアンテナ素子と、
   前記複数の無給電素子に装荷された複数の可変インピーダンス素子と、
   前記給電素子および前記複数の無給電素子に略平行に配置され、前記給電素子の励振に伴って励振する平板形状の金属部材と、
   前記複数の可変インピーダンス素子のインピーダンスセットを切換え、前記アンテナ素子から放射される電波の指向性を切換える指向性切換手段とを備えるアンテナ装置。
2. 前記指向性切換手段は、前記アンテナ素子によって受信された受信信号の受信信号特性が基準特性よりも低下すると、前記受信信号特性が前記基準特性以上になるように前記インピーダンスセットを切換える、請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記金属部材は、
   前記第１の基板に略平行に配置された誘電体基板と、
   前記誘電体基板の前記第１の基板側の一主面に形成された金属層とからなる、請求項１または請求項２に記載のアンテナ装置。
4. 前記金属部材は、前記給電素子および前記複数の無給電素子に略平行に格子状に配置された複数の金属棒からなる、請求項１または請求項２に記載のアンテナ装置。
5. 前記指向性切換手段は、前記受信信号特性が前記基準特性よりも低下すると、前記インピーダンスセットを前記受信信号特性が前記基準特性よりも低下したときの第１のインピーダンスセットから前記受信信号特性が前記基準特性以上になる第２のインピーダンスセットに切換える、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のアンテナ装置を備える無線装置。

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