JP2017139541A - 移相器及びこれを備えたアンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】誘電体が厚さ方向に変位したときの信号位相の変動を抑制することにより、安定した移相量を得ることができる移相器及びこれを備えたアンテナ装置を提供する。
【解決手段】移相器１０は、アンテナ素子１３を介して伝送される信号の伝送線路１を構成する信号導体２と、信号導体２との間に間隔を有して信号導体２を挟む位置に配置された第１誘電体板３ａ及び第２誘電体板３ｂと、第１誘電体板３ａ及び第２誘電体板３ｂを、第１誘電体板３ａ及び第２誘電体板３ｂの厚さ方向と直交する方向に移動させる移動機構４と、第１誘電体板３ａと第２誘電体板３ｂとの厚さ方向の間隔を一定に保持する間隔保持部材３５とを備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、信号の位相を変化させることが可能な移相器、及びこの移相器を備えたアンテナ装置に関する。

従来、アンテナ素子を介して送信又は受信される信号の位相を調節することが可能な移相器が、例えば携帯電話機用の基地局アンテナに用いられている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の移相器は、アンテナ素子を介して伝送される信号の伝送線路を構成する信号導体を第１グランド板及び第２グランド板で挟んでなるトリプレート線路に設けられ、信号導体と第１グランド板との間に配置される第１誘電体板と、信号導体と第２グランド板との間に配置される第２誘電体板とを備えている。第１誘電体板と第２誘電体板とは、共にその長手方向に進退移動可能であり、この長手方向への移動に伴って信号導体との重複面積が変化する。そして、この重複面積が変化することによってトリプレート線路における実効誘電率が変化し、これに伴って電気線路長が変化するため、信号導体を伝搬する信号の位相が変化する。

特開２０１４−１５８１８８号公報

しかし、このトリプレート線路における実効誘電率は、第１誘電体板及び第２誘電体板の進退移動によって変化する他、振動等に起因して、信号導体に対する第１誘電体板及び第２誘電体板がその厚さ方向に変位することによっても変化してしまう。この場合、移相量が不安定となり、所望の移相量が得られないこととなってしまう。具体的には、第１誘電体板及び第２誘電体板が信号導体から遠ざかると移相量変化が小さくなる。すなわち、第１誘電体板及び第２誘電体板によって位相を遅らせる量が小さくなる。一方、第１誘電体板及び第２誘電体板が信号導体に近づくと移相量変化が大きくなる。すなわち、第１誘電体板及び第２誘電体板によって位相を遅らせる量が大きくなる。

そこで、本発明は、板状の誘電体が厚さ方向に変位することによる移相量の変動を抑制することができる移相器、及びこの移相器を備えたアンテナ装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記の目的を達成するため、アンテナ素子を介して伝送される信号の伝送線路を構成する信号導体と、前記信号導体との間に間隔を有して前記信号導体を挟む位置に配置された第１誘電体板及び第２誘電体板と、前記第１誘電体板及び前記第２誘電体板を、前記第１誘電体板及び前記第２誘電体板の厚さ方向と直交する方向に移動させる移動機構と、前記第１誘電体板と前記第２誘電体板との前記厚さ方向の間隔を一定に保持する間隔保持部材とを備えた移相器、及びこの移相器を備えたアンテナ装置を提供する。

本発明に係る移相器及びこれを備えたアンテナ装置によれば、板状の誘電体が厚さ方向に変位することによる移相量の変動を抑制することができる。

本発明の実施の形態に係る移相器を備えたアンテナ装置を示すブロック図である。 アンテナ装置を示す説明図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のレドームを外した第１グランド板上の構成を示す斜視図である。 アンテナ装置を示し、レドームを外した第２グランド板上の構成を示す斜視図である。 移相器を示す説明図であって、（ａ）は第１グランド板を省略した平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 本発明の実施の形態に係る移相器を示す説明図であって、（ａ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の第１及び第２グランド板、基板及び基板上の内導体を省略した分解斜視図である。 移相器の変形例を示す説明図であり、（ａ）は図４（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図であり、（ｂ）は（ａ）の誘電体、間隔保持部材を示す分解図である。 本発明の実施の形態に係る移相器の他の変形例を示す説明図であり、誘電体、間隔保持部材を示す分解図である。 本発明の実施の形態に係る移相器のシミュレーションを示す説明であって、（ａ）移相器を構成する各部材の厚さ、誘電体と基板及びグランド板との間隔等を示す寸法図であり、（ｂ）は誘電体の厚さ方向の変位と位相変動量との関係を示すグラフである。

［実施の形態］
以下、本発明の移相器及びこれを備えたアンテナ装置の実施の形態について、図１乃至図８を参照して説明する。このアンテナ装置１１は、例えば、アンテナ塔やビル等の建造物の高所に設置され、携帯電話機用の基地局アンテナとして用いられる。なお、以下の説明では、本実施の形態に係るアンテナ装置１１を高周波信号の送信のために用いる場合について説明するが、このアンテナ装置１１を受信のために用いることも可能である。

（アンテナ装置の構成）
図１はアンテナ装置１１を示す。アンテナ装置１１は、高周波信号が入力される入力端子１２と、入力端子１２に入力された信号を分配する第１分配線路１４ａと、第１分配線路１４ａによって分配された信号をさらに分配する第２分配線路１４ｂと、第２分配線路１４ｂによって分配された信号をさらに分配する第３分配線路１４ｃと、第３分配線路１４ｃの端末部に接続されたアンテナ素子１３と、を備えている。各分配線路１４ａ〜１４ｃは１入力２出力の線路構成となっており、第３分配線路１４ｃの端末部には合計８個のアンテナ素子１３ａ〜１３ｈがそれぞれ接続されている。

８個のアンテナ素子１３（１３ａ〜１３ｈ）は鉛直方向に並び、アンテナ素子１３ａが最上部に、アンテナ素子１３ｈが最下部に配置される。他のアンテナ素子１３（１３ｂ〜１３ｇ）は、図１の上側（アンテナ素子１３ａ側）に示すアンテナ素子１３ほど鉛直方向の上側に配置される。各アンテナ素子１３の信号位相は、第１乃至第３分配線路１４ａ〜１４ｃの線路長の違いにより、下側のアンテナ素子１３ほど信号位相が遅れるように調節されている。

第１乃至第３の分配線路１４ａ，１４ｂ，１４ｃは、アンテナ素子１３（１３ａ〜１３ｈ）を介して伝送される信号の伝送線路１に含まれる第１分配線路１４ａと第２分配線路１４ｂとの間、及び第２分配線路１４ｂと第３分配線路１４ｃとの間には、それぞれ移相器１０が設けられている。ここでは、第１分配線路１４ａと第２分配線路１４ｂとの間の２箇所と、第２分配線路１４ｂと第３分配線路１４ｃとの間の４箇所に、合計６個の移相器１０（１０ａ〜１０ｆ）が設けられている。これらの移相器１０は、伝送線路１を構成する信号導体と後述するグランド板との間に誘電体を挿入する誘電体挿入型の移相器であり、信号導体と誘電体とが重なる面積が大きいほど信号の位相が遅れるように構成されている。

アンテナ装置１１では、移相器１０ａ〜１０ｆによって信号の位相を変化させることにより、アンテナ素子１３ａ〜１３ｈから放射される電波の指向性（ビームチルト角）を上下方向に調節することが可能である。具体的には、移相器１０ａ，１０ｃ，１０ｄによってアンテナ素子１３ａ〜１３ｄの位相遅れ量を小さくし、移相器１０ｂ，１０ｅ，１０ｆによってアンテナ素子１３ｅ〜１３ｈの位相遅れ量を大きくすることで、電波の指向性を下方（地上側）に向けることができる。また、移相器１０ａ，１０ｃ，１０ｄによってアンテナ素子１３ａ〜１３ｄの位相遅れ量を大きくし、移相器１０ｂ，１０ｅ，１０ｆによってアンテナ素子１３ｅ〜１３ｈの位相遅れ量を小さくすることで、電波の指向性を上方（天空側）に向けることができる。なお、ここでは、８個のアンテナ素子１３（１３ａ〜１３ｈ）と、６個の移相器１０（１０ａ〜１０ｆ）を用いる場合を説明したが、アンテナ素子１３や移相器１０の数は一例であり、図示のものに限定されない。

図２は、アンテナ装置１１の具体的な構成例を示す斜視図であり、（ａ）は外観を、（ｂ）は複数のアンテナ素子１３の配置状態を、それぞれ示す。図２（ａ）に示すように、アンテナ装置１１は、円筒状のレドーム３０内に、第１乃至第３の分配線路１４ａ，１４ｂ，１４ｃを含む伝送線路１、及び８個のアンテナ素子１３等を収容して構成されている。伝送線路１は、後述するように、基板上に所定のパターンで形成された銅等の良導電性の金属からなる配線パターンによって構成され、トリプレート線路の内導体となる。

レドーム３０は、その両端をアンテナキャップ３０１，３０２によって閉塞されており、その中心軸方向が鉛直方向となるように、取付金具３０３，３０４によってアンテナ塔等の高所に取り付けられる。鉛直方向の下方に配置されるアンテナキャップ３０２には、入力端子１２（図１参照）として機能する同軸ケーブルアダプタ３０５，３０６が取り付けられている。

図２（ｂ）は、８個のアンテナ素子１３等を示す。このアンテナ素子１３は、レドーム３０の長手方向に沿って配列され、電気的に接地された第１グランド板３１に固定されている。それぞれのアンテナ素子１３は、十字状に交差して配置された水平偏波アンテナ素子１３１と垂直偏波アンテナ素子１３２とを有している。第１グランド板３１は、水平偏波アンテナ素子１３１及び垂直偏波アンテナ素子１３２から放射される電磁波を反射する反射板としての機能を有している。

水平偏波アンテナ素子１３１及び垂直偏波アンテナ素子１３２は、放射素子として機能する図略の配線パターンが板状の誘電体に形成されたプリント基板からなるプリントダイポールアンテナである。水平偏波アンテナ素子１３１及び垂直偏波アンテナ素子１３２には、第１グランド板３１に形成された開口を挿通する図略の凸部が設けられ、この凸部を介して放射素子として機能する配線パターンが伝送線路１における第３分配線路１４ｃ（図１参照）の端末部に電気的に接続されている。

図３は、レドーム３０の内部において８個のアンテナ素子１３側とは反対側に配置された移相器１０の移動機構４の構成例を示す斜視図である。この移動機構４は、８個のアンテナ素子１３が固定された第１グランド板３１と平行に配置された第２グランド板３２上に設けられている。第１グランド板３１及び第２グランド板３２は、ステンレス等の導電性金属からなり、電気的に接地されている。また、第１グランド板３１及び第２グランド板３２は、その長手方向がレドーム３０の中心軸方向に沿った長板状であって、トリプレート線路の外導体を構成する。

移動機構４は、後述する移相器１０の誘電体３（図４Ａ〜図７参照）を第１グランド板３１及び第２グランド板３２の長手方向に沿って移動させるためのものであり、電動モータ４１と、電動モータ４１の駆動力によって第１グランド板３１及び第２グランド板３２の長手方向に移動する一対の駆動棒４２と、一対の駆動棒４２の移動を案内する一対のガイド部材４３と、電動モータ４１の回転力を駆動棒４２の直線運動に変えるウォームギア機構４４を有している。また、第２グランド板３２上には、外部からの指示信号を受けて電動モータ４１を制御する制御部４０が配置されている。

第２グランド板３２の短手方向における両端部には、切り欠き３２ａが形成され、この切り欠き３２ａに一端部が挿通された水平偏波用同軸ケーブル３３及び垂直偏波用同軸ケーブル３４を介して伝送線路１における第１分配線路１４ａ（図１参照）に送信信号が供給される。水平偏波用同軸ケーブル３３及び垂直偏波用同軸ケーブル３４の他端部は、同軸ケーブルアダプタ３０５，３０６に接続されている。

（移相器の構成）
図４は、図１に示した本実施の形態に係る移相器１０を示す図であり、（ａ）は一方のグランド板を省略した平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。

図４（ａ），（ｂ）に示すように、移相器１０は、トリプレート線路において、基板２０の両面に形成されて信号を伝送する内導体としての信号導体２と、信号導体２と重なり合うように配置される誘電体３と、誘電体３の信号導体２と反対側に配置される外導体としての第１グランド板３１及び第２グランド板３２と、移動機構４と、後述する間隔保持部材３５とを備えている。

信号導体２は、基板２０上に形成された配線パターンからなり、アンテナ素子１３（１３ａ〜１３ｈ）を介して伝送される信号の伝送線路１を構成する。本実施の形態では、誘電体３と重なり合う部分の信号導体２が、互いに平行に配置された２本の直線部２ａと、直線部２ａの先端部同士（図４における右側の端部同士）を接続する接続部２ｂとからなり、全体として平面視において略Ｕ字状に形成されている。直線部２ａと接続部２ｂとの接続部は、面取りがなされた形状となっている。

なお、本実施の形態では、信号導体２として、ガラスエポキシ等からなる基板２０の両面に形成された配線パターンで構成されたものを用いたが、これに限らず、信号導体２として、銅等の導体からなる板状の部材を用いた構成でもよく、また、誘電体基板としてフィルム状のものを用いる場合には、当該フィルム状の基板の一方の面に形成された配線パターンで構成されてもよい。

第１グランド板３１及び第２グランド板３２は、アルミニウム等の導体からなる導電板である。基板２０は、第１グランド板３１と第２グランド板３２との間に、それぞれ等間隔を以って平行に配置されている。

誘電体３の材料は特に限定するものではないが、移相量の変化幅（調整幅）を大きくするためには、なるべく誘電率が大きい材料を用いることが望ましい。また、移相量の変化幅は、誘電体３のサイズを大きくすることによっても、大きくすることができる。誘電体３に採用し得る誘電率が大きい材質としては、例えばＬＣＰ（液晶ポリマー）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタラート）、ＰＯＭ（ポリアセタール）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）が挙げられる。ただし、誘電体３として誘電率が大きい材質を用いた場合には、僅かな位置ずれによって移相量が大きく変動してしまうおそれがある。誘電体３の材料は、必要とされる移相量の変化幅や誘電体３の大きさ等を考慮して、好適なものを選択すべきである。

本実施の形態では、誘電体３が、信号導体２との間に間隔を有して信号導体２を挟む位置に配置された第１誘電体板３ａ及び第２誘電体板３ｂからなる。移動機構４は、第１誘電体板３ａ及び第２誘電体板３ｂを、第１誘電体板３ａ及び第２誘電体板３ｂの厚さ方向と直交する方向に移動させる。本実施の形態では、移動機構４による第１誘電体板３ａ及び第２誘電体板３ｂの移動方向が、第１グランド板３１及び第２グランド板３２の長手方向と平行である。第１誘電体板３ａ及び第２誘電体板３ｂは、平面視において長方形状であり、移動機構４による移動方向が長手方向となるように配置される。

第１誘電体板３ａは、信号導体２と第２グランド板３２との間に配置され、第２誘電体板３ｂは、信号導体２と第１グランド板３１との間に配置される。第１誘電体板３ａ及び第２誘電体板３ｂは、信号導体２と第１グランド板３１及び第２グランド板３２の直近に形成される電界の影響を受けないように、信号導体２ならびに第１グランド板３１及び第２グランド板３２から離間して配置されている。この電界の影響は、第１誘電体板３ａ及び第２誘電体板３ｂが信号導体２に近づいた場合に特に大きくなり、信号導体２に第１誘電体板３ａ又は第２誘電体板３ｂが接触すると、移相量が大きく変動してしまう。このため、第１誘電体板３ａは、信号導体２及び第２グランド板３２から離間して配置され、第２誘電体板３ｂは、信号導体２及び第１グランド板３１から離間して配置されている。

第１誘電体板３ａ及び第２誘電体板３ｂは、第１誘電体板３ａと第２誘電体板３ｂとの厚さ方向の間隔を一定に保持する間隔保持部材３５により連結されている。第１誘電体板３ａ及び第２誘電体板３ｂの移動は、駆動棒４２（図３参照）の直線運動を、第１誘電体板３ａの信号入出力端部と反対側の端部の近傍に設けられた被駆動突出部３６が受けることにより行われる。

以下、移相器１０における信号導体２と誘電体３とが重なり合う部分を重複部５、信号導体２と誘電体３とが重なり合わない部分を非重複部６と呼称する。非重複部６は、信号導体２と第１及び第２グランド板３１，３２とが空気層を介して対向する部分である。

移相器１０では、誘電体３を駆動棒４２により移動させ、信号導体２と誘電体３とが重なり合う重複部５の面積を変化させることで、信号導体２を伝送される信号の位相を変化させるように構成されている。移相器１０では、重複部５の面積が大きくなるほど信号の位相が遅れ、重複部５の面積が小さくなるほど信号の位相が進むことになる。よって、図４（ａ）及び（ｂ）において、ある基準位置から図示左側（平行部２ａの基端側）に誘電体３を移動させることで、信号の位相を基準位置における位相よりも遅らせ、基準位置から図示右側（平行部２ａの先端側、接続部２ｂ側）に誘電体を移動させることで、信号の位相を基準位置における位相よりも進めることができる。

本実施の形態に係る移相器１０では、誘電体３の信号の入力側及び出力側の端部に、重複部５と非重複部６との間でインピーダンスを整合させるための変成器部７Ａ，７Ｂを備えている。ここでは、誘電体３の信号導体２の延出側の端部に変成器部７Ａを形成しており、かつ、信号導体２の延出方向に沿って誘電体３を移動させるように移相器１０を構成しているため、変成器部７Ａは、誘電体３を図示左右方向に移動させた場合であっても、必ず誘電体３の信号の入力側および出力側の端部に位置することになる。

移相器１０では、変成器部７Ａ，７Ｂは、重複部５側に設けられた高インピーダンス部７ａと、高インピーダンス部７ａの非重複部６側に設けられ、高インピーダンス部７ａよりも特性インピーダンスが低い低インピーダンス部７ｂと、を備えている。高インピーダンス部７ａにおける信号導体２と第１グランド板３１及び第２グランド板３２の間の実効誘電率は、低インピーダンス部７ｂにおける信号導体２と第１及び第２グランド板３１，３２間の実効誘電率よりも低い。

図４（ａ）に示すように、高インピーダンス部７ａの信号導体２に沿った長さＬａ_１，Ｌａ_２、及び低インピーダンス部７ｂの信号導体２に沿った長さＬｂ_１，Ｌｂ_２は、重複部５と非重複部６間でインピーダンスを整合できる長さに調整される。

図４に例示する移相器１０では、重複部５の特性インピーダンスが２１Ω、非重複部６の特性インピーダンスが５０Ωであり、変成器部７Ａ，７Ｂの高インピーダンス部７ａの特性インピーダンスが５０Ω、低インピーダンス部７ｂの特性インピーダンスが２１Ωである。第１変成器部７Ａは、その両インピーダンス部７ａ，７ｂの長さＬａ_１，Ｌｂ_１を調整することで、非重複部６と、重複部５と非重複部６の中間の特性インピーダンス（中間特性インピーダンスと呼称する）とをインピーダンス整合させるように構成される。第２変成器部７Ｂは、その両インピーダンス部７ａ，７ｂの長さＬａ_２，Ｌｂ_２を調整することで、中間特性インピーダンスと重複部５とをインピーダンス整合させるように構成される。つまり、移相器１０では、重複部５と非重複部６間のインピーダンス整合を２段階で行うように変成器部７Ａ，７Ｂを構成している。

（移相器を備えたアンテナ装置の動作）
図１乃至図３に示したアンテナ装置１１がアンテナ塔に設置されると、必要なビームチルト角に応じて制御部４０が電動モータ４１を駆動する。電動モータ４１が駆動されると、その駆動力がウォームギア機構４４を介して駆動棒４２を前進あるいは後退させる。この駆動棒４２の前進あるいは後退により、移相器１０ａ〜１０ｆは、ビームチルト角に応じて誘電体３の重複部５の面積が調整される。本実施の形態では、移相器１０ａ，１０ｃ，１０ｄと、移相器１０ｂ，１０ｅ，１０ｆとで、第１誘電体板３ａ及び第２誘電体板３ｂの長手方向の向きが反対となるように誘電体３が配置されている。これにより、駆動棒４２の進退移動によって移相器１０ａ，１０ｃ，１０ｄの移相量が増大するとき、移相器１０ｂ，１０ｅ，１０ｆの移相量が減少する。

このように、アンテナ装置１１は、移動機構４によって移相器１０の誘電体３を移動させることで、所望のビームチルト角でアンテナ素子１３から信号波を輻射することが可能である。このとき、振動等によって第１誘電体板３ａ及び第２誘電体板３ｂがその厚さ方向に変位したとしても、第１誘電体板３ａ及び第２誘電体板３ｂが間隔保持部材３５によってその間隔が一定に保持されているので、位相変動量は、後述する図８（ｂ）のグラフの曲線Ａのように抑制される。

（間隔保持部材３５の構成）
図５（ａ）は、図４（ａ）に示した移相器１０のＢ−Ｂ線に沿った断面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示した移相器１０を示す分解斜視図である。

図５（ａ），（ｂ）において、第１誘電体板３ａ及び第２誘電体板３ｂは、基板２０の両面に形成された信号導体２と所定の間隔を保持するようにして、一対の間隔保持部材３５によって連結されている。この一対の間隔保持部材３５は、第１誘電体板３ａ及び第２誘電体板３ｂを、長手方向の所定の範囲にわたって、長手方向に直交する短手方向に挟んでいる。本実施の形態では、第１誘電体板３ａ及び第２誘電体板３ｂが、その長手方向の全体にわたって、一対の間隔保持部材３５に挟まれている。

それぞれの間隔保持部材３５は、第１誘電体板３ａと第２誘電体板３ｂとの間に挟まれて、両誘電体板３ａ，３ｂ間の間隔を保持する間隔保持部３５ａと、第１誘電体板３ａ及び第２誘電体板３ｂを挟持する挟持部３５ｂとを有している。間隔保持部材３５は、例えば接着によって第１誘電体板３ａ及び第２誘電体板３ｂに固定されている。

基板２０には、間隔保持部材３５の組み付けを可能にするように、間隔保持部材３５の厚さより大きい幅と、間隔保持部材３５の長手方向の長さに第１誘電体板３ａ及び第２誘電体板３ｂの移動量を加えた長さを有した貫通孔２０ａが形成されている。また、第１誘電体板３ａ及び第２誘電体板３ｂは、第１グランド板３１及び第２グランド板３２と接触しないように、第１グランド板３１及び第２グランド板３２との間に所定の間隔を有して配置されている。第１誘電体板３ａには、駆動棒４２に形成された貫通孔４２ａに嵌入して移動機構４の移動力を受ける被駆動突出部３６が形成されている。

（第１の変形例）
図６（ａ），（ｂ）は、図４（ａ），（ｂ）及び図５（ａ），（ｂ）で示した間隔保持部材３５の第１の変形例を示す。この間隔保持部材３５は、図示のように、第１誘電体板３ａ及び第２誘電体板３ｂの短手方向の両端部に一対設けられている。

第１の変形例に係る間隔保持部材３５は、第１誘電体板３ａに形成された嵌合孔３ｃ,３ｄに嵌合する嵌合部３５ａ_１と、第２誘電体板３ｂに形成された嵌合孔３ｅ,３ｆと嵌合する嵌合部３５ａ_２と、第１誘電体板３ａと第２誘電体板３ｂとの間に挟まれる間隔設定部３５ｄとを有する。間隔設定部３５ｄは、嵌合部３５ａ_１と嵌合部３５ａ_２との間に形成されて、第１誘電体板３ａと第２誘電体板３ｂとの間隔を設定する。また、この間隔保持部材３５は、図示のように、第１誘電体板３ａ及び第２誘電体板３ｂの短手方向の両端部に一対設けられている。

この第１の変形例に係る間隔保持部材３５においては、嵌合部３５ａ_１，３５ａ_２、及び嵌合孔３ｃ〜３ｅは、嵌合によって固定されても良く、また、接着剤によって固定されても良い。また、嵌合部３５ａ_１，３５ａ_２、及び嵌合孔３ｃ〜３ｅの形状は、矩形状としたが、これに限定するものではない。例えば、その形状は、円形、楕円形、三角形等であっても良い。

なお、この第１の変形例の構成において、図４（ａ），（ｂ）及び図５（ａ），（ｂ）の構成と共通する部材については、共通する引用数字を用いているので、重複する説明は省略する。

（第２の変形例）
図７は、図４（ａ），（ｂ）及び図５（ａ），（ｂ）で示した間隔保持部材３５の第２の変形例を示す。この間隔保持部材３５は、図示のように、第１誘電体板３ａ及び第２誘電体板３ｂの短手方向の両端部に一対設けられている。

第２の変形例に係る間隔保持部材３５は、軸状部材としてのピン部材３５ｇと、間隔保持リング３５ｈとからなっている。図７に示す例では、ピン部材３５ｇが、第１誘電体板３ａ及び第２誘電体板３ｂの厚さ方向に中心軸を有する円柱状である。

間隔保持リング３５ｈは、ピン部材３５ｇの長さ方向の中央部に挿通されて、嵌合あるいは接着剤によってピン部材３５ｇに固定される。ピン部材３５ｇは、その一端部が第１誘電体板３ａの嵌合孔３ｃ，３ｄに嵌合され、他端部が、第２誘電体板３ｂの嵌合孔３ｅ，３ｆに嵌合される。ピン部材３５ｇは、嵌合孔３ｃ，３ｅあるいは嵌合孔３ｄ，３ｆへの嵌合によって固定されても良く、また、接着剤によって固定されても良い。間隔保持リング３５ｈは、第１誘電体板３ａと第２誘電体板３ｂとの間に挟まれて、第１誘電体板３ａと第２誘電体板３ｂとの間隔を設定する。

なお、この第２の変形例の構成において、図４（ａ），（ｂ）及び図５（ａ），（ｂ）の構成と共通する部材については、共通する引用数字を用いているので、重複する説明は省略する。

（シミュレーションの構成及び結果）
次に、間隔保持部材３５に基づく作用及び効果を確認するために行ったシミュレーション結果を示す。

図８（ａ）は、シミュレーションを行った移相器１０の構成例を示す。図８（ｂ）は、シミュレーション結果を示すグラフである。図８（ａ）では、このシミュレーションに用いられた基板２０、信号導体２、第１誘電板３ａ及び第２誘電体板３ｂ、ならびに第１グランド板３１及び第２グランド板３２を、各部の間隔等の寸法と共に示している。

この構成において、信号導体２の厚さ、基板２０の厚さ及び誘電特性（誘電率及び誘電正接）、第１誘電板３ａ及び第２誘電体板３ｂの厚さ及び誘電特性（誘電率及び誘電正接）、ならびに上記部材の間隔等は、次の表に示すとおりである。

上記の表に示された（４）及び（５）の間隔によって定まる第１誘電体板３ａ及び第２誘電体板３ｂの位置を、第１誘電体板３ａ及び第２誘電体板３ｂの厚さ方向の基準位置とする。

図８（ｂ）において、横軸は第１誘電体板３ａ及び第２誘電体板３ｂの厚さ方向における変位量ｄ（ｍｍ）を表わし、ｄ＝０は上記した基準位置に相当し、０＜ｄ≦０．０５は、第１誘電体板３ａが信号導体２から離間する方向に移動した場合の変位量に相当し、０＞ｄ≧−０．０５は、第１誘電体板３ａが信号導体２に接近する方向に移動した場合の変位量に相当する。第２誘電体板３ｂは、第１誘電体板３ａと共に厚さ方向に変位する。また、縦軸は、第１誘電体板３ａ及び第２誘電体板３ｂの変位量に応じた位相変動量を表わし、正は位相の進みを表わし、負は位相の遅れを表わす。

まず、第１誘電体板３ａ及び第２誘電体板３ｂが、間隔保持部材３５によって両者の間隔が（０．１２＋０．７８＋０．１２）ｍｍに保持された状態において、第１誘電体板３ａが信号導体２から０＜ｄ≦０．０５の範囲で離間し、第２誘電体板３ｂが信号導体２に０＜ｄ≦０．０５の範囲で第１誘電体板３ａの変位量と同じ変位量で接近した場合の位相変動量を検討する。なお、本実施の形態では、第１誘電体板３ａが信号導体２から離間すると、第２誘電体板３ｂが信号導体２に接近するが、以下では第１誘電体板３ａの方の離間あるいは接近を基準とする。

この場合は、第１誘電体板３ａ及び第２誘電体板３ｂの０＜ｄ≦０．０５の範囲の変位量に応じた曲線Ａに基づく位相変動量が発生する。つまり、この場合は、第１誘電体板３ａによる位相進みと第２誘電体板３ｂによる位相遅れが相殺される。

一方、第１誘電体板３ａ及び第２誘電体板３ｂが、本発明の間隔保持部材３５によって両者の間隔が（０．１２＋０．７８＋０．１２）ｍｍに保持された状態において、第１誘電体板３ａが０＜｜ｄ｜≦０．０５の範囲で信号導体２に接近し、第２誘電体板３ｂが第１誘電体板３ａの変位量と同じ変位量で信号導体２から離間した場合の位相変動量を検討する。

この場合は、第１誘電体板３ａ及び第２誘電体板３ｂの０＞ｄ＞−０．０５の範囲の変位量に応じた曲線Ａに基づく位相変動量が発生する。つまり、この場合は、第１誘電体板３ａによる位相遅れと第２誘電体板３ｂによる位相進みが相殺される。

次に、第１誘電体板３ａ及び第２誘電体板３ｂが間隔保持部材３５によって間隔が保持されていない状態におけるシミュレーションを説明する。この場合には、間隔保持部材３５がないために、第１誘電体板３ａ及び第２誘電体板３ｂがそれぞれ独立して変位する状態において、第１誘電体板３ａ及び第２誘電体板３ｂが信号導体２から０＜ｄ≦０．０５の範囲で共に同じ変位量で信号導体２から離間した場合の位相変動量を検討する。

この場合は、第１誘電体板３ａ及び第２誘電体板３ｂが共に同一の変位量だけ信号導体２から離間するため、第１誘電体板３ａの離間による信号の位相進みと第２誘電体板３ｂの離間による信号の位相進みが加算されて、０＜ｄ≦０．０５の範囲において曲線Ｂによって定まる位相変動量が発生する。

次に、第１誘電体板３ａ及び第２誘電体板３ｂが信号導体２に０＞ｄ≧−０．０５の範囲で共に同じ変位量で接近した場合の位相変動量を検討する。この場合は、第１誘電体板３ａ及び第２誘電体板３ｂが共に同一の変位量だけ信号導体２に接近するため、第１誘電体板３ａの接近による信号の位相進遅れと第２誘電体板３ｂの接近による信号の位相遅れが加算されて、０＞ｄ≧−０．０５の範囲において曲線Ｂによって定まる位相変動量が発生する。

以上のシミュレーションの結果から明らかなように、第１誘電体板３ａ及び第２誘電体板３ｂが間隔保持部材３５によって保持されていないと、第１誘電体板３ａ及び第２誘電体板３ｂが、基板２０の両面に形成された信号導体２に対して、同一変位量だけ厚さ方向に離間あるいは接近することがあり、その場合に生じる位相変動量は、第１誘電体板３ａ及び第２誘電体板３ｂを間隔保持部材３５によってその間隔を一定にすることにより、低減される。

つまり、第１誘電体板３ａ及び第２誘電体板３ｂが、間隔保持部材３５によってその間隔を一定に保持されることにより、上記した信号導体２に対して、第１誘電体板３ａが離間あるいは接近すると、第２誘電体板３ｂが第１誘電体板３ａと同一変位量だけ接近あるいは離間することになる。これにより、第１誘電体板３ａ及び第２誘電体板３ｂの変位によって生じる位相変動量が相殺され、第１誘電体板３ａ及び第２誘電体板３ｂが間隔保持部材３５によって保持されていない場合に比較して、位相変動量が低減されることになる。

（実施の形態の作用及び効果）
以上説明した実施の形態によれば、以下のような作用及び効果が得られる。

（１）第１誘電体板３ａと第２誘電体板３ｂとの厚さ方向の間隔が間隔保持部材３５によって一定に保持されるので、第１誘電体板３ａの厚さ方向の変位による位相変動と第２誘電体板３ｂの厚さ方向の変位による位相変動が相殺される。これにより、第１誘電体板３ａ及び第２誘電体板３ｂが厚さ方向に変位することによる移相量の不要な変動を抑制することができ、信号位相の意図しない変動が抑制されることにより、アンテナ装置１１の指向性を高精度に調節することが可能となる。

（２）図５に示す間隔保持部材３５は、第１誘電体板３ａ及び第２誘電体板３ｂを、長手方向の所定の範囲にわたって、長手方向に直交する短手方向に挟んでいるので、第１誘電体板３ａ及び第２誘電体板３ｂの長手方向の撓みが間隔保持部材３５によって抑制される。これにより、第１誘電体板３ａ及び第２誘電体板３ｂが長手方向に撓むことによって、第１誘電体板３ａ又は第２誘電体板３ｂの一部が信号導体２に接近又は離間することが抑制される。

（３）図６及び図７に示す間隔保持部材３５によれば、簡素な構成によって第１誘電体板３ａと第２誘電体板３ｂとの間隔を一定に保つことができる。

（実施の形態のまとめ）
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号等は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。

［１］アンテナ素子（１３）を介して伝送される信号の伝送線路を構成する信号導体（２）と、前記信号導体（２）との間に間隔を有して前記信号導体（２）を挟む位置に配置された第１誘電体板（３ａ）及び第２誘電体板（３ｂ）と、前記第１誘電体板（３ａ）及び前記第２誘電体板（３ｂ）を、前記第１誘電体板（３ａ）及び前記第２誘電体板（３ｂ）の厚さ方向と直交する方向に移動させる移動機構（４）と、前記第１誘電体板（３ａ）と前記第２誘電体板（３ｂ）との前記厚さ方向の間隔を一定に保持する間隔保持部材（３５）とを備えた、移相器（１０）。

［２］前記第１誘電体板（３ａ）及び前記第２誘電体板（３ｂ）は、前記移動機構（４）による移動方向が長手方向となる長方形状であり、かつ一対の前記間隔保持部材（３５）によって連結され、前記一対の前記間隔保持部材（３５）は、前記第１誘電体板（３ａ）及び前記第２誘電体板（３ｂ）を、前記長手方向の所定の範囲にわたって、前記長手方向に直交する短手方向に挟んでいる、前記［１］に記載の移相器（１０）。

［３］前記間隔保持部材（３５）は、前記第１誘電体板（３ａ）及び前記第２誘電体板（３ｂ）にそれぞれ形成された嵌合孔（３ｃ〜３ｆ）に嵌合する一対の嵌合部（３５ａ_１，３５１ａ_２）を前記厚さ方向の両端部に有し、かつ前記一対の嵌合部（３５ａ_１，３５１ａ_２）の間に形成されて前記第１誘電体板（３ａ）と前記第２誘電体板（３ｂ）との間に挟まれる間隔設定部（３５ｄ）を有する、前記［１］に記載の移相器（１０）。

［４］前記間隔保持部材（３５）は、前記第１誘電体板（３ａ）及び前記第２誘電体板（３ｂ）に形成された嵌合孔（３ｃ〜３ｆ）にその両端部が嵌合する軸状部材（３５ｇ）と、前記軸状部材（３５ｇ）に挿通されて前記第１誘電体板（３ａ）と前記第２誘電体（３ｂ）との間に挟まれる間隔保持リング（３５ｈ）とを有する、前記［１］に記載の移相器（１０）。

［５］前記［１］乃至［４］の何れか１つに記載の移相器（１０）を備えた、アンテナ装置（１１）。

（付記）
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明に限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組み合わせの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

１…伝送線路
１０，１０ａ〜１０ｆ…移相器
１１…アンテナ装置
１３，１３ａ〜１３ｈ…アンテナ素子
２…信号導体
３５…間隔保持部材
３５ａ…間隔保持部
３５ａ_１，３５ａ_２…嵌合部
３５ｂ…挟持部
３５ｄ…間隔設定部
３５ｇ…ピン部材
３５ｈ…間隔保持リング
３ａ…第１誘電体板
３ｂ…第２誘電体板
３ｃ〜３ｆ…嵌合孔
４…移動機構

Claims (5)

1. アンテナ素子を介して伝送される信号の伝送線路を構成する信号導体と、
   前記信号導体との間に間隔を有して前記信号導体を挟む位置に配置された第１誘電体板及び第２誘電体板と、
   前記第１誘電体板及び前記第２誘電体板を、前記第１誘電体板及び前記第２誘電体板の厚さ方向と直交する方向に移動させる移動機構と、
   前記第１誘電体板と前記第２誘電体板との前記厚さ方向の間隔を一定に保持する間隔保持部材とを備えた、
   移相器。
2. 前記第１誘電体板及び前記第２誘電体板は、前記移動機構による移動方向が長手方向となる長方形状であり、かつ一対の前記間隔保持部材によって連結され、
   前記一対の前記間隔保持部材は、前記第１誘電体板及び前記第２誘電体板を、前記長手方向の所定の範囲にわたって、前記長手方向に直交する短手方向に挟んでいる、
   請求項１に記載の移相器。
3. 前記間隔保持部材は、前記第１誘電体板及び前記第２誘電体板にそれぞれ形成された嵌合孔に嵌合する一対の嵌合部を前記厚さ方向の両端部に有し、かつ前記一対の嵌合部の間に形成されて前記第１誘電体板と前記第２誘電体板との間に挟まれる間隔設定部を有する、
   請求項１に記載の移相器。
4. 前記間隔保持部材は、前記第１誘電体板及び前記第２誘電体板に形成された嵌合孔にその両端部が嵌合する軸状部材と、前記軸状部材に挿通されて前記第１誘電体板と前記第２誘電体との間に挟まれる間隔保持リングとを有する、
   請求項１に記載の移相器。
5. 請求項１乃至４の何れか１項に記載の移相器を備えた、
   アンテナ装置。
   

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