JP3410358B2 - Antenna device - Google Patents

Antenna device

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JP3410358B2
JP3410358B2 JP09927398A JP9927398A JP3410358B2 JP 3410358 B2 JP3410358 B2 JP 3410358B2 JP 09927398 A JP09927398 A JP 09927398A JP 9927398 A JP9927398 A JP 9927398A JP 3410358 B2 JP3410358 B2 JP 3410358B2
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output terminal
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、屋内無線通信シス
テム等に利用できるアンテナ装置に関し、特に指向特性
の切替が可能なアンテナ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an antenna device that can be used in an indoor wireless communication system or the like, and more particularly to an antenna device that can switch directional characteristics.

【0002】[0002]

【従来の技術】無線LAN(Local Area Network)システ
ムに用いられるアンテナ装置の技術は、例えば文献「Y.
J.Guo, A.Paez, R.A.Sadeghzadeh, and S.K.Barton,"A
PatchAntenna for HlPERLAN,"Wireless Personal Commu
nications 3:pp.389-396,1996.」に示されている。
2. Description of the Related Art The technology of an antenna device used in a wireless LAN (Local Area Network) system is described in, for example, the document "Y.
J.Guo, A.Paez, RASadeghzadeh, and SKBarton, "A
PatchAntenna for HlPERLAN, "Wireless Personal Commu
nications 3: pp.389-396, 1996. ".

【0003】このアンテナ装置は、誘電体基板と、該誘
電体基板の表側の面に形成した円形のパッチと、裏側の
面に形成した地板とで構成されるマイクロストリップア
ンテナである。このアンテナ装置は、動作モードとして
TM02モードを用いる。また、このアンテナ装置は、アン
テナ装置の面に垂直な軸の方向に対する傾きに対して図
7のような指向特性を有し、アンテナの面と平行な水平
面の指向特性は無指向性になる。つまり、アンテナ装置
の面に垂直な方向に対して円環状のビームが形成され
る。
This antenna device is a microstrip antenna composed of a dielectric substrate, a circular patch formed on the front surface of the dielectric substrate, and a ground plate formed on the back surface. This antenna device is
Use TM02 mode. Further, this antenna device has the directional characteristics as shown in FIG. 7 with respect to the inclination with respect to the direction of the axis perpendicular to the plane of the antenna device, and the directional characteristic of the horizontal plane parallel to the plane of the antenna becomes omnidirectional. That is, an annular beam is formed in the direction perpendicular to the plane of the antenna device.

【0004】なお、図7の内容は文献「Y.J.Guo, A.Pae
z, R.A.Sadeghzadeh, and S.K.Barton,"A Curcular Pat
ch Antenna for Radio LAN's,"IEEE Trans.Antenna Pro
pagat.,vol.45,pp.177-178,Jan.,1997.」からの引用で
ある。
The contents of FIG. 7 are described in the document "YJ Guo, A. Pae.
z, RASadeghzadeh, and SKBarton, "A Curcular Pat
ch Antenna for Radio LAN's, "IEEE Trans.Antenna Pro
pagat., vol.45, pp.177-178, Jan., 1997. ".

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記の円環状のビーム
を形成するアンテナ装置を用いて無線通信システムを構
成することにより、比較的広い通信可能範囲が得られ
る。しかし、垂直面の円環ビームの主放射方向の調整や
目的のビーム形状に調整することは困難であるという問
題点がある。
A relatively wide communicable range can be obtained by constructing a wireless communication system using the antenna device that forms the above annular beam. However, there is a problem in that it is difficult to adjust the main radiation direction of the circular beam on the vertical plane and the desired beam shape.

【0006】また、実際の通信に際しては、アンテナ装
置のビームの主放射方向が通信相手の方向からずれてい
ると通信ができないという問題点がある。例えば、基地
局を屋内の天井に設置して端末局を床面又は机上に設置
する場合に、基地局及び端末局の何れか一方に円環ビー
ムを形成するアンテナ装置を用いると、基地局直下に位
置する端末局ではビームの方向が合わないので基地局と
通信できない。
In actual communication, there is a problem that communication cannot be performed if the main radiation direction of the beam of the antenna device deviates from the direction of the communication partner. For example, when the base station is installed on the ceiling indoors and the terminal station is installed on the floor or on the desk, if an antenna device that forms an annular beam is used for either the base station or the terminal station, it is directly under the base station. At the terminal station located at, the beam direction does not match, so it cannot communicate with the base station.

【0007】つまり、アンテナの面に垂直な軸の延長線
上の正面に位置する無線局とは通信できず、アンテナの
面に垂直な軸に対して多少傾いた方向に通信相手の無線
局を配置しなければ通信ができない。本発明は、アンテ
ナ装置において、通信可能な範囲を広くするとともにビ
ーム方向の切替を可能にしてアンテナの正面方向などに
形成される不感知ゾーンを減らすことを主な目的とす
る。
That is, it is not possible to communicate with a radio station located in front of an extension of an axis perpendicular to the plane of the antenna, and the radio station of the communication partner is arranged in a direction slightly inclined with respect to the axis perpendicular to the plane of the antenna. If you don't, you can't communicate. The main object of the present invention is to widen the communicable range and to switch the beam direction in the antenna device to reduce the dead zone formed in the front direction of the antenna or the like.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1のアンテナ装置
は、第1素子アンテナ,第2素子アンテナ,第3素子ア
ンテナ及び第4素子アンテナが所定の円周上に時計回り
もしくは反時計回りの順番でほぼ等間隔に配置されたア
ンテナアレーと、第1の90度移相器と、第2の90度
移相器と、第3の90度移相器と、第1の入力端子,第
2の入力端子,第1の出力端子及び第2の出力端子を備
え、前記第1の出力端子が前記第1素子アンテナと接続
され、前記第2の出力端子が前記第1の90度移相器を
介して前記第3素子アンテナと接続された第1のハイブ
リッド回路と、第3の入力端子,第4の入力端子,第3
の出力端子及び第4の出力端子を備え、前記第3の出力
端子が前記第2素子アンテナと接続され、前記第4の出
力端子が前記第2の90度移相器を介して前記第4素子
アンテナと接続された第2のハイブリッド回路と、給電
入力端子,第5の出力端子及び第6の出力端子を備え、
前記第5の出力端子には、前記第1のハイブリッド回路
の第1の入力端子が接続されるとともに前記第3の90
度移相器を介して第2のハイブリッド回路の第3の入力
端子が接続され、前記第6の出力端子に前記第1のハイ
ブリッド回路の第2の入力端子及び第2のハイブリッド
回路の第4の入力端子が接続され、前記給電入力端子を
前記第5の出力端子及び第6の出力端子に選択的に接続
する切替手段とを設けたことを特徴とする。
According to another aspect of the present invention, there is provided an antenna device, wherein a first element antenna, a second element antenna, a third element antenna and a fourth element antenna are arranged in a clockwise or counterclockwise direction on a predetermined circumference. The antenna array, the first 90-degree phase shifter, the second 90-degree phase shifter, the third 90-degree phase shifter, the first input terminal, and the first input terminal Two input terminals, a first output terminal and a second output terminal, the first output terminal is connected to the first element antenna, and the second output terminal is the first 90 degree phase shift. A first hybrid circuit connected to the third element antenna via a controller, a third input terminal, a fourth input terminal, and a third input terminal.
Output terminal and a fourth output terminal, the third output terminal is connected to the second element antenna, and the fourth output terminal is the fourth 90 degree phase shifter via the second 90 degree phase shifter. A second hybrid circuit connected to the element antenna, a power supply input terminal, a fifth output terminal and a sixth output terminal,
A first input terminal of the first hybrid circuit is connected to the fifth output terminal and the third 90
The third input terminal of the second hybrid circuit is connected through the phase shifter, and the sixth input terminal has the second input terminal of the first hybrid circuit and the fourth input terminal of the second hybrid circuit. And a switching means for selectively connecting the power feeding input terminal to the fifth output terminal and the sixth output terminal.

【0009】このアンテナ装置を送信アンテナとして用
いる場合を想定して説明する。切替手段が第1の選択状
態にある場合、前記給電入力端子に印加される電力は、
前記第5の出力端子を介して第1のハイブリッド回路の
第1の入力端子及び第2のハイブリッド回路の第3の入
力端子に印加される。また、第3の入力端子に印加され
る電力の位相は、第3の90度移相器によって90度変
化する。
Description will be made assuming that this antenna device is used as a transmission antenna. When the switching means is in the first selection state, the power applied to the power supply input terminal is
It is applied to the first input terminal of the first hybrid circuit and the third input terminal of the second hybrid circuit via the fifth output terminal. The phase of the power applied to the third input terminal is changed by 90 degrees by the third 90 degree phase shifter.

【0010】第1のハイブリッド回路の第1の出力端子
に現れる電力は第1素子アンテナに給電され、第1のハ
イブリッド回路の第2の出力端子に現れる電力は第1の
90度移相器を介して第3素子アンテナに給電される。
一方、第2のハイブリッド回路の第3の出力端子に現れ
る電力は第2素子アンテナに給電され、第2のハイブリ
ッド回路の第4の出力端子に現れる電力は第2の90度
移相器を介して第4素子アンテナに給電される。
The electric power appearing at the first output terminal of the first hybrid circuit is fed to the first element antenna, and the electric power appearing at the second output terminal of the first hybrid circuit passes through the first 90 degree phase shifter. Power is supplied to the third element antenna via the.
On the other hand, the power appearing at the third output terminal of the second hybrid circuit is fed to the second element antenna, and the power appearing at the fourth output terminal of the second hybrid circuit is passed through the second 90-degree phase shifter. Power is supplied to the fourth element antenna.

【0011】この場合、第1素子アンテナに給電される
電力の位相は前記給電入力端子の電力の位相と同相にな
る。また、第3の90度移相器の影響で第2素子アンテ
ナに給電される電力の位相は前記給電入力端子の電力の
位相に比べて90度ずれる。更に、第1のハイブリッド
回路における位相変化と第1の90度移相器の影響によ
り第3素子アンテナに給電される電力の位相は前記給電
入力端子の電力の位相に比べて180度ずれる。また、
第3の90度移相器の影響,第2のハイブリッド回路に
おける位相変化及び第2の90度移相器の影響により第
4素子アンテナに給電される電力の位相は前記給電入力
端子の電力の位相に比べて270度ずれる。
In this case, the phase of the electric power fed to the first element antenna is the same as the phase of the electric power of the feed input terminal. Further, the phase of the electric power fed to the second element antenna is shifted by 90 degrees from the phase of the electric power of the feeding input terminal due to the influence of the third 90-degree phase shifter. Furthermore, the phase of the electric power fed to the third element antenna is shifted by 180 degrees from the phase of the electric power of the feeding input terminal due to the phase change in the first hybrid circuit and the influence of the first 90-degree phase shifter. Also,
Due to the influence of the third 90-degree phase shifter, the phase change in the second hybrid circuit, and the influence of the second 90-degree phase shifter, the phase of the power fed to the fourth element antenna is the power of the feed input terminal. It is 270 degrees out of phase.

【0012】つまり、切替手段が第1の選択状態にある
場合には、第1素子アンテナ,第2素子アンテナ,第3
素子アンテナ及び第4素子アンテナには互いに90度の
移相差で給電される。一方、切替手段が第2の選択状態
にある場合には、前記給電入力端子に印加される電力
は、前記第6の出力端子を介して第1のハイブリッド回
路の第2の入力端子及び第2のハイブリッド回路の第4
の入力端子に印加される。
That is, when the switching means is in the first selected state, the first element antenna, the second element antenna, and the third element antenna
The element antenna and the fourth element antenna are fed with a phase shift difference of 90 degrees from each other. On the other hand, when the switching means is in the second selected state, the electric power applied to the power supply input terminal is supplied to the second input terminal and the second input terminal of the first hybrid circuit via the sixth output terminal. Fourth of the hybrid circuit
Applied to the input terminal of.

【0013】そして、第1のハイブリッド回路で90度
位相がずれた電力が、第1の出力端子から第1素子アン
テナに給電される。また、第2の入力端子と同相の電力
が第2の出力端子から第1の90度移相器を介して第3
素子アンテナに給電される。更に、第2のハイブリッド
回路で90度位相がずれた電力が、第3の出力端子から
第2素子アンテナに給電される。また、第4の入力端子
と同相の電力が第4の出力端子から第2の90度移相器
を介して第4素子アンテナに給電される従って、切替手
段が第2の選択状態にある場合には、第1素子アンテ
ナ,第2素子アンテナ,第3素子アンテナ及び第4素子
アンテナには互いに同相の電力が給電される。
Then, the electric power 90 degrees out of phase in the first hybrid circuit is supplied to the first element antenna from the first output terminal. In addition, power in phase with the second input terminal is transferred to the third output from the second output terminal through the first 90-degree phase shifter.
Power is supplied to the element antenna. Furthermore, the electric power 90 degrees out of phase in the second hybrid circuit is fed from the third output terminal to the second element antenna. In addition, when the power having the same phase as the fourth input terminal is fed from the fourth output terminal to the fourth element antenna via the second 90-degree phase shifter, the switching means is in the second selected state. , The first element antenna, the second element antenna, the third element antenna, and the fourth element antenna are fed with in-phase power.

【0014】切替手段の選択状態の切替により第1素子
アンテナ,第2素子アンテナ,第3素子アンテナ及び第
4素子アンテナに給電する電力の位相を切り替えると、
このアンテナ装置の指向特性が切り替わる。この切替に
よって、円環状のビームを有する指向特性と中央に主ビ
ームが配置される指向特性とを切り替えることができ
る。
When the phase of the electric power supplied to the first element antenna, the second element antenna, the third element antenna and the fourth element antenna is switched by switching the selection state of the switching means,
The directional characteristics of this antenna device are switched. By this switching, it is possible to switch between the directional characteristic having the annular beam and the directional characteristic in which the main beam is arranged in the center.

【0015】このアンテナ装置を用いて無線通信を行う
場合には、アンテナの指向特性のビームを切り替えるこ
とにより通信可能範囲を広げることができる。請求項2
は、請求項1記載のアンテナ装置において、前記切替手
段の第5の出力端子を前記第1のハイブリッド回路の第
1の入力端子及び前記第3の90度移相器の一端に接続
する第1の分配器と、前記切替手段の第6の出力端子を
前記第1のハイブリッド回路の第2の入力端子及び前記
第2のハイブリッド回路の第4の入力端子に接続する第
2の分配器とを更に設けたことを特徴とする。
When wireless communication is performed using this antenna device, the communicable range can be expanded by switching the beam of the directional characteristics of the antenna. Claim 2
The antenna device according to claim 1, wherein a fifth output terminal of the switching means is connected to a first input terminal of the first hybrid circuit and one end of the third 90-degree phase shifter. And a second distributor that connects the sixth output terminal of the switching means to the second input terminal of the first hybrid circuit and the fourth input terminal of the second hybrid circuit. It is characterized in that it is further provided.

【0016】切替手段が第1の選択状態にある場合に
は、前記給電入力端子に印加される電力は、前記第5の
出力端子に現れ、更に第1の分配器によって2系統に分
配されて第1のハイブリッド回路の第1の入力端子及び
前記第3の90度移相器の一端に供給される。また、切
替手段が第2の選択状態にある場合には、前記給電入力
端子に印加される電力は、前記第6の出力端子に現れ、
更に第2の分配器によって2系統に分配されて第1のハ
イブリッド回路の第2の入力端子及び第2のハイブリッ
ド回路の第4の入力端子に供給される。
When the switching means is in the first selected state, the power applied to the power supply input terminal appears at the fifth output terminal and is further distributed to the two systems by the first distributor. It is supplied to the first input terminal of the first hybrid circuit and one end of the third 90-degree phase shifter. When the switching means is in the second selection state, the power applied to the power supply input terminal appears at the sixth output terminal,
Further, it is divided into two systems by the second distributor and supplied to the second input terminal of the first hybrid circuit and the fourth input terminal of the second hybrid circuit.

【0017】請求項3は、請求項1記載のアンテナ装置
において、前記切替手段を第5の入力端子を備える双極
双投スイッチで構成し、前記第5の入力端子に終端装置
を接続したことを特徴とする。双極双投(DPDT:Do
uble Pole Double throw)スイッチが第1の選択状態に
ある場合には、前記給電入力端子に印加される電力は前
記第5の出力端子に現れ、第6の出力端子は前記第5の
入力端子に接続された終端装置によって終端される。
According to a third aspect of the present invention, in the antenna device according to the first aspect, the switching means comprises a double pole double throw switch having a fifth input terminal, and a terminating device is connected to the fifth input terminal. Characterize. Double pole double throw (DPDT: Do
When the uble Pole Double throw) switch is in the first selected state, the power applied to the feed input terminal appears at the fifth output terminal and the sixth output terminal appears at the fifth input terminal. It is terminated by the connected termination device.

【0018】また、双極双投スイッチが第2の選択状態
にある場合には、前記給電入力端子に印加される電力は
前記第5の出力端子に現れ、第5の出力端子は前記第5
の入力端子に接続された終端装置によって終端される。
請求項4は、請求項1記載のアンテナ装置において、前
記アンテナアレー,第1の90度移相器,第2の90度
移相器,第3の90度移相器,第1のハイブリッド回
路,第2のハイブリッド回路及び切替手段を、誘電体基
板と該誘電体基板上に張り付けた導電性金属材料とを用
いて平面回路として構成したことを特徴とする。
When the double-pole double-throw switch is in the second selected state, the electric power applied to the power supply input terminal appears at the fifth output terminal and the fifth output terminal becomes the fifth output terminal.
Is terminated by a termination device connected to the input terminal of the.
A fourth aspect is the antenna device according to the first aspect, wherein the antenna array, the first 90-degree phase shifter, the second 90-degree phase shifter, the third 90-degree phase shifter, and the first hybrid circuit. , The second hybrid circuit and the switching means are configured as a planar circuit using a dielectric substrate and a conductive metal material adhered on the dielectric substrate.

【0019】アンテナアレー,第1の90度移相器,第
2の90度移相器,第3の90度移相器,第1のハイブ
リッド回路,第2のハイブリッド回路及び切替手段を、
全て平面回路で形成することにより、アンテナ装置の厚
みが大幅に低減される。請求項5は、請求項4記載のア
ンテナ装置において、前記第1のハイブリッド回路及び
第2のハイブリッド回路を、ブランチライン型ハイブリ
ッド回路またはラットレース回路で構成したことを特徴
とする。
The antenna array, the first 90-degree phase shifter, the second 90-degree phase shifter, the third 90-degree phase shifter, the first hybrid circuit, the second hybrid circuit and the switching means,
By forming all the circuits in a plane, the thickness of the antenna device is significantly reduced. According to a fifth aspect of the present invention, in the antenna device according to the fourth aspect, the first hybrid circuit and the second hybrid circuit are configured by a branch line type hybrid circuit or a rat race circuit.

【0020】ブランチライン型ハイブリッド回路または
ラットレース回路を採用すると、第1のハイブリッド回
路及び第2のハイブリッド回路を平面回路で構成でき
る。
When the branch line type hybrid circuit or the rat race circuit is adopted, the first hybrid circuit and the second hybrid circuit can be composed of a planar circuit.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】この形態のアンテナ装置の構成及
び動作を図1〜図6に示す。この形態は全ての請求項に
対応する。
1 to 6 show the configuration and operation of an antenna device of this embodiment. This form corresponds to all the claims.

【0022】図1は、アンテナ装置の外観を示す斜視図
である。図2は、図1のアンテナ装置に含まれる1つの
素子アンテナを示す縦断面図である。図3は、アンテナ
装置の実際の配置例を示す斜視図である。図4は、図1
のアンテナ装置の給電回路の構成を示すブロック図であ
る。図5は、図1のアンテナ装置の指向特性を示すグラ
フである。図6は、図1のアンテナ装置の各構成要素の
配置例を示すブロック図である。
FIG. 1 is a perspective view showing the external appearance of the antenna device. FIG. 2 is a vertical cross-sectional view showing one element antenna included in the antenna device of FIG. FIG. 3 is a perspective view showing an actual arrangement example of the antenna device. 4 is shown in FIG.
3 is a block diagram showing a configuration of a power feeding circuit of the antenna device of FIG. FIG. 5 is a graph showing directional characteristics of the antenna device of FIG. FIG. 6 is a block diagram showing an arrangement example of each component of the antenna device of FIG.

【0023】この形態では、請求項1のアンテナアレ
ー,第1の90度移相器,第2の90度移相器,第3の
90度移相器,第1のハイブリッド回路,第2のハイブ
リッド回路及び切替手段は、それぞれアンテナアレー1
0,90度移相器33,90度移相器34,90度移相
器35,90度ハイブリッド回路31,90度ハイブリ
ッド回路32及び双極双投スイッチ38に対応する。
According to this aspect, the antenna array according to claim 1, the first 90-degree phase shifter, the second 90-degree phase shifter, the third 90-degree phase shifter, the first hybrid circuit, and the second hybrid circuit are provided. The hybrid circuit and the switching means are respectively the antenna array 1
It corresponds to the 0,90 degree phase shifter 33, the 90 degree phase shifter 34, the 90 degree phase shifter 35, the 90 degree hybrid circuit 31, the 90 degree hybrid circuit 32 and the double pole double throw switch 38.

【0024】また、請求項1の第1素子アンテナ,第2
素子アンテナ,第3素子アンテナ及び第4素子アンテナ
は、それぞれ素子アンテナ51,52,53及び54に
対応する。更に、請求項1の第1の入力端子,第2の入
力端子,第3の入力端子及び第4の入力端子は、それぞ
れ入力端子11,12,13及び14に対応し、請求項
1の第1の出力端子,第2の出力端子,第3の出力端
子,第4の出力端子,第5の出力端子及び第6の出力端
子は、それぞれ出力端子21,22,23,24,25
及び26に対応する。
Further, the first element antenna and the second element antenna of claim 1
The element antenna, the third element antenna, and the fourth element antenna correspond to the element antennas 51, 52, 53, and 54, respectively. Further, the first input terminal, the second input terminal, the third input terminal and the fourth input terminal of claim 1 correspond to the input terminals 11, 12, 13 and 14, respectively, and the first input terminal of claim 1 The first output terminal, the second output terminal, the third output terminal, the fourth output terminal, the fifth output terminal, and the sixth output terminal are output terminals 21, 22, 23, 24, and 25, respectively.
And 26.

【0025】また、請求項2の第1の分配器及び第2の
分配器は、それぞれ分配器36及び37に対応する。請
求項3の終端装置は終端装置39に対応する。この形態
のアンテナ装置は、室内で無線通信を実施するシステム
の端末局のアンテナとして用いる場合を想定して設計し
てある。そして、このアンテナ装置は、例えば図3に示
すように部屋の床面付近に水平に設置され、部屋の側壁
中央部の天井付近に配置される基地局との間で無線通信
を実施する端末局のアンテナ装置として利用できる。
The first distributor and the second distributor of claim 2 correspond to the distributors 36 and 37, respectively. The terminator of claim 3 corresponds to the terminator 39. The antenna device of this aspect is designed assuming that it is used as an antenna of a terminal station of a system that performs wireless communication indoors. The antenna device is installed horizontally near the floor of the room as shown in FIG. 3, for example, and is a terminal station that performs wireless communication with a base station located near the ceiling at the center of the side wall of the room. It can be used as an antenna device.

【0026】このアンテナ装置は、その面と平行な方向
(図3の例では水平面)に対して傾斜した上向きの方向
に対して十分なアンテナ利得を要求される。図1に示す
ように、このアンテナ装置は平面アンテナであり、誘電
体基板44上に形成された4個の素子アンテナ51〜5
4を備えている。4個の素子アンテナ51〜54は全て
同じ構成のマイクロストリップアンテナである。
This antenna device is required to have a sufficient antenna gain in the upward direction inclined with respect to the direction parallel to the plane (horizontal plane in the example of FIG. 3). As shown in FIG. 1, this antenna device is a planar antenna, and four element antennas 51 to 5 formed on a dielectric substrate 44.
It is equipped with 4. The four element antennas 51 to 54 are all microstrip antennas having the same structure.

【0027】素子アンテナ51は、図2に示すように、
誘電体基板44の表側の面に配置された円形パッチ4
1,裏側の面に配置された地板42及び同軸ケーブル4
3で構成されている。円形パッチ41及び地板42は、
誘電体基板44の面に貼り付けた導電性の金属箔で形成
してある。円形パッチ41は、図1に示すように円形に
形成してある。アンテナの給電点は円形パッチ41の中
心から少しずれた位置に定めてある。他の素子アンテナ
52〜54及び61〜64も図2と同様の構成になって
いる。また、素子アンテナ51〜54から放射される電
磁波は円偏波になる。
The element antenna 51, as shown in FIG.
Circular patches 4 arranged on the front surface of the dielectric substrate 44
1, the main plate 42 and the coaxial cable 4 arranged on the back surface
It is composed of three. The circular patch 41 and the base plate 42 are
It is formed of a conductive metal foil attached to the surface of the dielectric substrate 44. The circular patch 41 is formed in a circular shape as shown in FIG. The feeding point of the antenna is set at a position slightly deviated from the center of the circular patch 41. The other element antennas 52 to 54 and 61 to 64 have the same configuration as that of FIG. Further, the electromagnetic waves emitted from the element antennas 51 to 54 are circularly polarized waves.

【0028】図1に示すように、4つの素子アンテナ5
1〜54は、直径が0.4λo(λoはアンテナが使用す
る周波数の自由空間波長)の円周上に反時計回りの順番
で互いに等間隔に配置してある。なお、4つの素子アン
テナ51〜54を時計回りの順番で配置してもよい。こ
のアンテナ装置の電気回路は、図4に示すように、素子
アンテナ51〜54で構成されるアンテナアレー10と
給電回路100とで構成されている。給電回路100に
は、2つの90度ハイブリッド回路31,32と、3つ
の90度移相器33,34,35と、2つの分配器3
6,37と、双極双投スイッチ38と終端装置39とが
設けてある。
As shown in FIG. 1, four element antennas 5
1 to 54 are arranged at equal intervals in a counterclockwise order on the circumference of a diameter of 0.4λo (λo is a free space wavelength of the frequency used by the antenna). The four element antennas 51 to 54 may be arranged in a clockwise order. As shown in FIG. 4, the electric circuit of this antenna device is composed of an antenna array 10 including element antennas 51 to 54 and a feeding circuit 100. The feeding circuit 100 includes two 90-degree hybrid circuits 31 and 32, three 90-degree phase shifters 33, 34 and 35, and two dividers 3.
6, 37, a double-pole double-throw switch 38, and a terminating device 39 are provided.

【0029】ここでは、便宜上、このアンテナ装置を送
信アンテナとして用いる場合を想定して、給電回路10
0内部の各装置の端子に入力及び出力の名称を割り当て
て説明する。双極双投スイッチ38は、外部からの制御
により2種類の状態を選択できる。第1の選択状態で
は、入力端子38aと出力端子25とが接続され、入力
端子15と出力端子26とが接続される。また、第2の
選択状態では、入力端子38aと出力端子26とが接続
され、入力端子15と出力端子25とが接続される。
Here, for the sake of convenience, assuming that this antenna device is used as a transmitting antenna, the feeding circuit 10 will be described.
Description will be given by assigning input and output names to the terminals of each device inside the 0. The double-pole double-throw switch 38 can select two kinds of states by external control. In the first selected state, the input terminal 38a and the output terminal 25 are connected, and the input terminal 15 and the output terminal 26 are connected. In the second selection state, the input terminal 38a and the output terminal 26 are connected, and the input terminal 15 and the output terminal 25 are connected.

【0030】給電入力端子30は、双極双投スイッチ3
8の入力端子38aと接続されている。双極双投スイッ
チ38の入力端子15は終端装置39で終端されてい
る。双極双投スイッチ38の2つの出力端子25及び2
6は、それぞれ分配器36及び37と接続されている。
分配器36は、双極双投スイッチ38の出力端子25か
らの電力を2系統に分配して出力する。分配器37は、
双極双投スイッチ38の出力端子26からの電力を2系
統に分配して出力する。
The power feed input terminal 30 is a double pole double throw switch 3
8 input terminals 38a. The input terminal 15 of the double-pole double-throw switch 38 is terminated by the terminating device 39. Two output terminals 25 and 2 of the double pole double throw switch 38
6 is connected to distributors 36 and 37, respectively.
The distributor 36 distributes the electric power from the output terminal 25 of the double-pole double-throw switch 38 into two systems and outputs it. The distributor 37 is
Electric power from the output terminal 26 of the double-pole double-throw switch 38 is distributed to two systems and output.

【0031】分配器36によって2系統に分配された電
力の一方は、90度ハイブリッド回路31の入力端子1
1に印加され、他方は90度移相器35を介して90度
ハイブリッド回路32の入力端子13に印加される。9
0度移相器35は、その入力と出力との間に90度の位
相差を発生する。また、分配器37によって2系統に分
配された電力の一方は、90度ハイブリッド回路31の
入力端子12に印加され、他方は90度ハイブリッド回
路32の入力端子14に印加される。
One of the electric power distributed by the distributor 36 into two systems is the input terminal 1 of the 90-degree hybrid circuit 31.
The other one is applied to the input terminal 13 of the 90-degree hybrid circuit 32 through the 90-degree phase shifter 35. 9
The 0 degree phase shifter 35 generates a 90 degree phase difference between its input and output. Further, one of the electric power distributed by the distributor 37 into two systems is applied to the input terminal 12 of the 90-degree hybrid circuit 31, and the other is applied to the input terminal 14 of the 90-degree hybrid circuit 32.

【0032】90度ハイブリッド回路31においては、
入力端子11の信号と出力端子21の信号とが互いに同
相になる。また、入力端子12の信号と出力端子22の
信号とが互いに同相になる。90度ハイブリッド回路3
2においては、入力端子13の信号と出力端子23の信
号とが互いに同相になり、入力端子14の信号と出力端
子24の信号とが互いに同相になる。
In the 90-degree hybrid circuit 31,
The signal at the input terminal 11 and the signal at the output terminal 21 are in phase with each other. Further, the signal at the input terminal 12 and the signal at the output terminal 22 are in phase with each other. 90 degree hybrid circuit 3
2, the signal at the input terminal 13 and the signal at the output terminal 23 are in phase with each other, and the signal at the input terminal 14 and the signal at the output terminal 24 are in phase with each other.

【0033】90度ハイブリッド回路31の出力端子2
1には、素子アンテナ51が接続されている。また、9
0度ハイブリッド回路31の出力端子22は、90度移
相器33を介して素子アンテナ53と接続されている。
90度移相器33は、その入力と出力との間に90度の
位相差を発生する。90度ハイブリッド回路32の出力
端子23には、素子アンテナ52が接続されている。ま
た、90度ハイブリッド回路32の出力端子24には、
90度移相器34を介して素子アンテナ54が接続され
ている。90度移相器34は、その入力と出力との間に
90度の位相差を発生する。
Output terminal 2 of 90-degree hybrid circuit 31
An element antenna 51 is connected to 1. Also, 9
The output terminal 22 of the 0-degree hybrid circuit 31 is connected to the element antenna 53 via the 90-degree phase shifter 33.
The 90-degree phase shifter 33 generates a 90-degree phase difference between its input and output. The element antenna 52 is connected to the output terminal 23 of the 90-degree hybrid circuit 32. In addition, the output terminal 24 of the 90-degree hybrid circuit 32,
The element antenna 54 is connected via the 90-degree phase shifter 34. The 90 degree phase shifter 34 generates a 90 degree phase difference between its input and output.

【0034】次に、図4の給電回路100の動作につい
て説明する。まず、双極双投スイッチ38を第1の選択
状態にセットした場合を想定する。この場合には、給電
入力端子30から入力される電力は出力端子25から分
配器36を介して90度ハイブリッド回路31の入力端
子11及び90度ハイブリッド回路32の入力端子13
に印加される。
Next, the operation of the power supply circuit 100 shown in FIG. 4 will be described. First, assume that the double-pole double-throw switch 38 is set to the first selection state. In this case, the electric power input from the power supply input terminal 30 passes from the output terminal 25 through the distributor 36 to the input terminal 11 of the 90-degree hybrid circuit 31 and the input terminal 13 of the 90-degree hybrid circuit 32.
Applied to.

【0035】この場合、90度ハイブリッド回路31の
入力端子12及び90度ハイブリッド回路32の入力端
子14は、分配器37及び双極双投スイッチ38を介し
て、終端装置39で終端される。90度ハイブリッド回
路31の入力端子11に印加される電力は、90度ハイ
ブリッド回路31の内部で2系統に分岐され、出力端子
21及び出力端子22に現れる。
In this case, the input terminal 12 of the 90-degree hybrid circuit 31 and the input terminal 14 of the 90-degree hybrid circuit 32 are terminated by the terminating device 39 via the distributor 37 and the double-pole double-throw switch 38. The electric power applied to the input terminal 11 of the 90-degree hybrid circuit 31 is branched into two systems inside the 90-degree hybrid circuit 31, and appears at the output terminal 21 and the output terminal 22.

【0036】90度ハイブリッド回路31の出力端子2
1には、入力端子11と同相の電力が現れる。この電力
が素子アンテナ51に給電される。また、90度ハイブ
リッド回路31の出力端子22には、入力端子11に対
して90度の移相差を有する電力が現れ、この電力が更
に90度移相器33を介して素子アンテナ53に給電さ
れる。
Output terminal 2 of 90-degree hybrid circuit 31
The power in phase with the input terminal 11 appears at 1. This electric power is supplied to the element antenna 51. Further, at the output terminal 22 of the 90-degree hybrid circuit 31, electric power having a phase shift difference of 90 degrees with respect to the input terminal 11 appears, and this electric power is further fed to the element antenna 53 via the 90-degree phase shifter 33. It

【0037】一方、90度ハイブリッド回路32の出力
端子23には、入力端子13の電力と同相の電力が現
れ、この電力が素子アンテナ52に給電される。また、
90度ハイブリッド回路32の出力端子24には、入力
端子13に対して90度の移相差を有する電力が現れ、
この電力が更に90度移相器34を介して素子アンテナ
54に給電される。
On the other hand, at the output terminal 23 of the 90-degree hybrid circuit 32, power in phase with the power at the input terminal 13 appears, and this power is supplied to the element antenna 52. Also,
At the output terminal 24 of the 90-degree hybrid circuit 32, electric power having a phase shift difference of 90 degrees with respect to the input terminal 13 appears,
This electric power is further supplied to the element antenna 54 via the 90-degree phase shifter 34.

【0038】素子アンテナ51に印加される電力の位相
は、給電入力端子30と同相である。また、素子アンテ
ナ52に印加される電力には、90度移相器35による
位相変化の影響により、給電入力端子30に対して90
度の位相差が生じる。また、素子アンテナ53に印加さ
れる電力には、90度ハイブリッド回路31内部での位
相変化と90度移相器33の影響とにより給電入力端子
30に対して180度の移相差が生じる。更に、素子ア
ンテナ54に印加される電力には90度移相器35の影
響と、90度ハイブリッド回路32内部での位相変化
と、90度移相器34の影響とにより給電入力端子30
に対して270度の移相差が生じる。
The phase of the electric power applied to the element antenna 51 is the same as that of the power feeding input terminal 30. Further, the electric power applied to the element antenna 52 is 90 degrees with respect to the power feeding input terminal 30 due to the influence of the phase change by the 90-degree phase shifter 35.
Phase difference occurs. Further, the electric power applied to the element antenna 53 has a phase shift difference of 180 degrees with respect to the power feeding input terminal 30 due to the phase change inside the 90 degree hybrid circuit 31 and the influence of the 90 degree phase shifter 33. Further, the power applied to the element antenna 54 is affected by the 90-degree phase shifter 35, the phase change in the 90-degree hybrid circuit 32, and the influence of the 90-degree phase shifter 34.
A phase shift difference of 270 degrees occurs.

【0039】従って、双極双投スイッチ38を第1の選
択状態にセットした場合には、反時計回りに配置された
4つの素子アンテナ51,52,53及び54は、それ
ぞれ0度,90度,180度及び270度の位相差の電
力で順次に励振される。次に、双極双投スイッチ38を
第2の選択状態にセットした場合を想定する。この場合
には、給電入力端子30から入力される電力は出力端子
26から分配器35を介して90度ハイブリッド回路3
1の入力端子12及び90度ハイブリッド回路32の入
力端子14に印加される。
Therefore, when the double-pole double-throw switch 38 is set to the first selected state, the four element antennas 51, 52, 53 and 54 arranged counterclockwise are respectively 0 °, 90 °, It is sequentially excited with electric power having a phase difference of 180 degrees and 270 degrees. Next, assume that the double-pole double-throw switch 38 is set to the second selected state. In this case, the electric power input from the power supply input terminal 30 is supplied from the output terminal 26 via the distributor 35 to the 90-degree hybrid circuit 3
1 is applied to the input terminal 12 and the input terminal 14 of the 90-degree hybrid circuit 32.

【0040】この場合、90度ハイブリッド回路31の
入力端子11は分配器36及び双極双投スイッチ38を
介して終端装置39で終端される。また、90度ハイブ
リッド回路32の入力端子13は、90度移相器35,
分配器36及び双極双投スイッチ38を介して終端装置
39で終端される。90度ハイブリッド回路31の入力
端子12に印加される電力は、90度ハイブリッド回路
31の内部で2系統に分岐され、出力端子21及び出力
端子22に現れる。
In this case, the input terminal 11 of the 90-degree hybrid circuit 31 is terminated by the terminating device 39 via the distributor 36 and the double-pole double-throw switch 38. Further, the input terminal 13 of the 90-degree hybrid circuit 32 has a 90-degree phase shifter 35,
Termination device 39 terminates through distributor 36 and double pole double throw switch 38. The electric power applied to the input terminal 12 of the 90-degree hybrid circuit 31 is branched into two systems inside the 90-degree hybrid circuit 31, and appears at the output terminal 21 and the output terminal 22.

【0041】90度ハイブリッド回路31の出力端子2
1には、入力端子12に対して90度の位相差を有する
電力が現れる。この電力が素子アンテナ51に給電され
る。また、90度ハイブリッド回路31の出力端子22
には、入力端子12と同相の電力が現れ、この電力が9
0度移相器33を介して素子アンテナ53に給電され
る。
Output terminal 2 of 90-degree hybrid circuit 31
At 1, the electric power having a phase difference of 90 degrees with respect to the input terminal 12 appears. This electric power is supplied to the element antenna 51. In addition, the output terminal 22 of the 90-degree hybrid circuit 31
, The power of the same phase as the input terminal 12 appears, and this power is 9
Electric power is supplied to the element antenna 53 via the 0-degree phase shifter 33.

【0042】また、90度ハイブリッド回路32の入力
端子14に印加される電力は、90度ハイブリッド回路
32の内部で2系統に分岐され、出力端子23及び出力
端子24に現れる。90度ハイブリッド回路32の出力
端子23には、入力端子14に対して90度の位相差を
有する電力が現れ、この電力が素子アンテナ52に給電
される。また、90度ハイブリッド回路32の出力端子
24には、入力端子14と同相の電力が現れ、この電力
が素子アンテナ54に給電される。
The electric power applied to the input terminal 14 of the 90-degree hybrid circuit 32 is branched into two systems inside the 90-degree hybrid circuit 32 and appears at the output terminal 23 and the output terminal 24. Electric power having a phase difference of 90 degrees with respect to the input terminal 14 appears at the output terminal 23 of the 90-degree hybrid circuit 32, and this electric power is supplied to the element antenna 52. Further, electric power in phase with the input terminal 14 appears at the output terminal 24 of the 90-degree hybrid circuit 32, and this electric power is supplied to the element antenna 54.

【0043】素子アンテナ51に印加される電力は、9
0度ハイブリッド回路31の内部で位相が90度変化す
るため、給電入力端子30に対して90度の位相差を有
する。また、素子アンテナ52に印加される電力は、9
0度ハイブリッド回路32の内部で位相が90度変化す
るため、給電入力端子30に対して90度の位相差を有
する。
The power applied to the element antenna 51 is 9
Since the phase changes by 90 degrees inside the 0-degree hybrid circuit 31, it has a phase difference of 90 degrees with respect to the power supply input terminal 30. The power applied to the element antenna 52 is 9
Since the phase changes by 90 degrees inside the 0-degree hybrid circuit 32, it has a phase difference of 90 degrees with respect to the power supply input terminal 30.

【0044】素子アンテナ53に印加される電力は、9
0度移相器33によって位相が90度変化するので、給
電入力端子30に対して90度の位相差を有する。ま
た、素子アンテナ54に印加される電力は、90度移相
器34によって位相が90度変化するので、給電入力端
子30に対して90度の位相差を有する。つまり、双極
双投スイッチ38を第2の選択状態にセットした場合に
は、素子アンテナ51〜54は互いに同じ位相(給電入
力端子30に対しては90度の位相差)の電力で励振さ
れる。従って、双極双投スイッチ38の選択状態の切替
により、アンテナアレー10に給電される電力の位相の
組み合わせを選択できる。
The power applied to the element antenna 53 is 9
Since the phase is changed by 90 degrees by the 0-degree phase shifter 33, the phase difference is 90 degrees with respect to the power supply input terminal 30. Further, the phase of the electric power applied to the element antenna 54 is changed by 90 degrees by the 90-degree phase shifter 34, and thus has a phase difference of 90 degrees with respect to the power supply input terminal 30. That is, when the double-pole double-throw switch 38 is set to the second selected state, the element antennas 51 to 54 are excited by electric powers having the same phase (90 ° phase difference with respect to the power feeding input terminal 30). . Therefore, by switching the selection state of the double-pole double-throw switch 38, it is possible to select the combination of the phases of the electric power supplied to the antenna array 10.

【0045】図1に示すアンテナ装置の指向特性を図5
に示す。図5には、双極双投スイッチ38の選択状態の
切替により選択できる2種類の指向特性が示されてい
る。図5においては、アンテナ装置の基板面に垂直なZ
軸方向を0度としZ軸に対して傾斜した各方向の相対出
力が指向特性として示してある。図5においては、双極
双投スイッチ38を第1の選択状態にセットした場合の
指向特性が点線で示され、双極双投スイッチ38を第2
の選択状態にセットした場合の指向特性が実線で示され
ている。
The directional characteristics of the antenna device shown in FIG. 1 are shown in FIG.
Shown in. FIG. 5 shows two types of directional characteristics that can be selected by switching the selection state of the double-pole double-throw switch 38. In FIG. 5, Z perpendicular to the substrate surface of the antenna device is shown.
Relative output in each direction inclined with respect to the Z axis with the axial direction at 0 degree is shown as the directional characteristic. In FIG. 5, the directional characteristic when the double-pole double-throw switch 38 is set to the first selected state is shown by a dotted line, and the double-pole double-throw switch 38 is set to the second position.
The directional characteristic when set to the selected state is indicated by a solid line.

【0046】図5に点線で示される指向特性のビーム形
状は、アンテナ装置の面に対して垂直な面においてはV
字形状になり、アンテナ装置の面と平行な面では円環状
になる。図5を参照すると、このアンテナ装置の指向特
性は、4つの素子アンテナ51〜54に印加する電力の
位相の組み合わせの選択により大幅に変化することが分
かる。つまり、このアンテナ装置は双極双投スイッチ3
8の選択状態の切替により、2セクタアンテナと同様の
アンテナとして利用できる。
The beam shape of the directional characteristic shown by the dotted line in FIG. 5 is V on the plane perpendicular to the plane of the antenna device.
It is in the shape of a letter and has an annular shape in a plane parallel to the plane of the antenna device. Referring to FIG. 5, it can be seen that the directional characteristics of this antenna device change significantly depending on the selection of the combination of the phases of the powers applied to the four element antennas 51 to 54. In other words, this antenna device is a double pole double throw switch 3
By switching the selection state of 8, the antenna can be used as an antenna similar to the 2-sector antenna.

【0047】この例では、図4に示すアンテナアレー1
0及び給電回路100の各構成要素は全てマイクロスト
リップ線路を用いた平面回路として構成してある。ま
た、平面回路を実現するために、90度ハイブリッド回
路31及び32は、ブランチライン型ハイブリッド回路
として構成してある。ブランチライン型ハイブリッド回
路の代わりにラットレース回路を用いても良い。
In this example, the antenna array 1 shown in FIG.
0 and each component of the feeding circuit 100 are configured as a planar circuit using a microstrip line. Moreover, in order to realize a planar circuit, the 90-degree hybrid circuits 31 and 32 are configured as branch line hybrid circuits. A rat race circuit may be used instead of the branch line hybrid circuit.

【0048】このアンテナ装置の各構成要素は、実際に
は図6に示すように配置される。図6の構成は図4と同
一であり、配置だけが変更されている。図6に示すよう
に、この例では全ての構成要素を接続する線路は、互い
に交差することなく接続されている。全ての線路が交差
しないので、このアンテナアレー10及び給電回路10
0の全ての構成要素は、1枚の基板上にマイクロストリ
ップ線路の平面回路として構成できる。
The respective constituent elements of this antenna device are actually arranged as shown in FIG. The configuration of FIG. 6 is the same as that of FIG. 4, only the arrangement is changed. As shown in FIG. 6, in this example, the lines connecting all the components are connected without crossing each other. Since all lines do not intersect, the antenna array 10 and the feeding circuit 10
All 0 components can be configured as a microstrip line planar circuit on a single substrate.

【0049】これにより、アンテナ装置全体を薄型に構
成することができる。また、プリント技術のみで製作で
きるため、量産に向いており、同時に低コスト化を実現
しやすいという利点がある。
As a result, the entire antenna device can be made thin. Further, since it can be manufactured only by the printing technique, it is suitable for mass production, and at the same time, there is an advantage that it is easy to realize cost reduction.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のアンテナ
装置は、所定の円周上に配置された4つの素子アンテナ
に対して、切替手段の切替えにより同位相励振とシーケ
ンシャル励振の2種類の励振モードを選択できる。
As described above, the antenna device according to the present invention has four types of element antennas arranged on a predetermined circumference, and two kinds of in-phase excitation and sequential excitation are selected by switching the switching means. The excitation mode can be selected.

【0051】これにより、アンテナ基板の正面方向形成
されるビームと円環状ビームとの2種類のビームを選択
可能なアンテナ装置が簡易な構成で実現される。このア
ンテナ装置を床面などに配置される端末局のアンテナと
して用いる場合には、天井に設置される基地局からの電
磁波の到来角度の変化に対して、ビームの種類の選択で
対応することが可能である。つまり、基地局直下の場合
には正面方向のビームを選択し、正面から離れた位置で
は円環ビームを選択することにより、安定した通信品質
の確保が可能になる。
Thus, the antenna device capable of selecting two types of beams, that is, the beam formed in the front direction of the antenna substrate and the annular beam is realized with a simple structure. When this antenna device is used as an antenna of a terminal station placed on the floor or the like, it is possible to respond to changes in the arrival angle of electromagnetic waves from a base station installed on the ceiling by selecting the type of beam. It is possible. That is, stable communication quality can be ensured by selecting the beam in the front direction when it is directly below the base station and selecting the annular beam at the position away from the front.

【0052】また、素子アンテナとして誘電体基板上及
び箔状の導電性金属材料で構成される平面アンテナを用
い、給電回路についてもブランチライン型ハイブリッド
回路,ラットレース回路等の平面構造で構成可能な構成
要素を用いることにより、アンテナ装置全体を平面に構
成できる。これにより、プリント技術のみでアンテナ装
置を製造することができる。よって、量産化に向いてい
るため、低コスト化が図れるという利点がある。
Further, a planar antenna made of a conductive metal material on a dielectric substrate and a foil is used as the element antenna, and the feeding circuit can be constructed by a planar structure such as a branch line hybrid circuit or rat race circuit. By using the constituent elements, the entire antenna device can be configured in a plane. As a result, the antenna device can be manufactured only by the printing technique. Therefore, since it is suitable for mass production, there is an advantage that the cost can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】アンテナ装置の外観を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of an antenna device.

【図2】図1のアンテナ装置に含まれる1つの素子アン
テナを示す縦断面図である。
FIG. 2 is a vertical cross-sectional view showing one element antenna included in the antenna device of FIG.

【図3】アンテナ装置の実際の配置例を示す斜視図であ
る。
FIG. 3 is a perspective view showing an actual arrangement example of an antenna device.

【図4】図1のアンテナ装置の給電回路の構成を示すブ
ロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a power supply circuit of the antenna device of FIG.

【図5】図1のアンテナ装置の指向特性を示すグラフで
ある。
5 is a graph showing directional characteristics of the antenna device of FIG.

【図6】図1のアンテナ装置の各構成要素の配置例を示
すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing an arrangement example of each component of the antenna device of FIG.

【図7】従来例のアンテナ装置の指向特性を示すグラフ
である。
FIG. 7 is a graph showing directional characteristics of a conventional antenna device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 アンテナアレー 11,12,13,14,15,38a 入力端子 21,22,23,24,25,26 出力端子 30 給電入力端子 31,32 90度ハイブリッド回路 33,34,35 90度移相器 36,37 分配器 38 双極双投スイッチ 39 終端装置 41 円形パッチ 42 地板 43 同軸ケーブル 44 誘電体基板 51,52,53,54 素子アンテナ 100 給電回路 10 antenna array 11,12,13,14,15,38a Input terminal 21,22,23,24,25,26 Output terminals 30 Power input terminal 31,32 90 degree hybrid circuit 33,34,35 90 degree phase shifter 36,37 distributor 38 double pole double throw switch 39 Terminator 41 circular patch 42 Main plate 43 coaxial cable 44 Dielectric substrate 51, 52, 53, 54 element antenna 100 power supply circuit

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−142926(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01Q 21/22 H01Q 13/08 H01Q 3/24 H01Q 3/30 Continuation of front page (56) Reference JP-A-7-142926 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01Q 21/22 H01Q 13/08 H01Q 3/24 H01Q 3 / 30

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 第1素子アンテナ,第2素子アンテナ,
第3素子アンテナ及び第4素子アンテナが所定の円周上
に時計回りもしくは反時計回りの順番でほぼ等間隔に配
置されたアンテナアレーと、 第1の90度移相器と、 第2の90度移相器と、 第3の90度移相器と、 第1の入力端子,第2の入力端子,第1の出力端子及び
第2の出力端子を備え、前記第1の出力端子が前記第1
素子アンテナと接続され、前記第2の出力端子が前記第
1の90度移相器を介して前記第3素子アンテナと接続
された第1のハイブリッド回路と、 第3の入力端子,第4の入力端子,第3の出力端子及び
第4の出力端子を備え、前記第3の出力端子が前記第2
素子アンテナと接続され、前記第4の出力端子が前記第
2の90度移相器を介して前記第4素子アンテナと接続
された第2のハイブリッド回路と、 給電入力端子,第5の出力端子及び第6の出力端子を備
え、前記第5の出力端子には、前記第1のハイブリッド
回路の第1の入力端子が接続されるとともに前記第3の
90度移相器を介して第2のハイブリッド回路の第3の
入力端子が接続され、前記第6の出力端子に前記第1の
ハイブリッド回路の第2の入力端子及び第2のハイブリ
ッド回路の第4の入力端子が接続され、前記給電入力端
子を前記第5の出力端子及び第6の出力端子に選択的に
接続する切替手段とを設けたことを特徴とするアンテナ
装置。
1. A first element antenna, a second element antenna,
An antenna array in which a third element antenna and a fourth element antenna are arranged on a predetermined circumference in a clockwise or counterclockwise order at substantially equal intervals, a first 90-degree phase shifter, and a second 90-degree phase shifter. Degree phase shifter, a third 90 degree phase shifter, a first input terminal, a second input terminal, a first output terminal and a second output terminal, and the first output terminal is the First
A first hybrid circuit connected to the element antenna and having the second output terminal connected to the third element antenna via the first 90-degree phase shifter; a third input terminal; An input terminal, a third output terminal, and a fourth output terminal, wherein the third output terminal is the second terminal
A second hybrid circuit connected to an element antenna and having the fourth output terminal connected to the fourth element antenna via the second 90-degree phase shifter; a power supply input terminal; a fifth output terminal And a sixth output terminal, wherein the fifth output terminal is connected to the first input terminal of the first hybrid circuit and is connected to the second output terminal via the third 90-degree phase shifter. The third input terminal of the hybrid circuit is connected, the second input terminal of the first hybrid circuit and the fourth input terminal of the second hybrid circuit are connected to the sixth output terminal, and the power feeding input An antenna device, comprising: switching means for selectively connecting a terminal to the fifth output terminal and the sixth output terminal.
【請求項2】 請求項1記載のアンテナ装置において、
前記切替手段の第5の出力端子を前記第1のハイブリッ
ド回路の第1の入力端子及び前記第3の90度移相器の
一端に接続する第1の分配器と、前記切替手段の第6の
出力端子を前記第1のハイブリッド回路の第2の入力端
子及び前記第2のハイブリッド回路の第4の入力端子に
接続する第2の分配器とを更に設けたことを特徴とする
アンテナ装置。
2. The antenna device according to claim 1,
A first distributor for connecting a fifth output terminal of the switching means to a first input terminal of the first hybrid circuit and one end of the third 90-degree phase shifter; and a sixth distributor of the switching means. An antenna device, further comprising: a second distributor that connects the output terminal of the second input terminal to the second input terminal of the first hybrid circuit and the fourth input terminal of the second hybrid circuit.
【請求項3】 請求項1記載のアンテナ装置において、
前記切替手段を第5の入力端子を備える双極双投スイッ
チで構成し、前記第5の入力端子に終端装置を接続した
ことを特徴とするアンテナ装置。
3. The antenna device according to claim 1,
An antenna device characterized in that the switching means comprises a double-pole double-throw switch having a fifth input terminal, and a terminating device is connected to the fifth input terminal.
【請求項4】 請求項1記載のアンテナ装置において、
前記アンテナアレー,第1の90度移相器,第2の90
度移相器,第3の90度移相器,第1のハイブリッド回
路,第2のハイブリッド回路及び切替手段を、誘電体基
板と該誘電体基板上に張り付けた導電性金属材料とを用
いて平面回路として構成したことを特徴とするアンテナ
装置。
4. The antenna device according to claim 1,
The antenna array, first 90-degree phase shifter, second 90-degree phase shifter
Degree phase shifter, third 90 degree phase shifter, first hybrid circuit, second hybrid circuit and switching means using a dielectric substrate and a conductive metal material adhered onto the dielectric substrate. An antenna device characterized by being configured as a planar circuit.
【請求項5】 請求項4記載のアンテナ装置において、
前記第1のハイブリッド回路及び第2のハイブリッド回
路を、ブランチライン型ハイブリッド回路またはラット
レース回路で構成したことを特徴とするアンテナ装置。
5. The antenna device according to claim 4,
An antenna device characterized in that the first hybrid circuit and the second hybrid circuit are constituted by a branch line type hybrid circuit or a rat race circuit.
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