JP3492576B2 - 多周波共用アレーアンテナ - Google Patents

多周波共用アレーアンテナ

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JP3492576B2
JP3492576B2 JP37103999A JP37103999A JP3492576B2 JP 3492576 B2 JP3492576 B2 JP 3492576B2 JP 37103999 A JP37103999 A JP 37103999A JP 37103999 A JP37103999 A JP 37103999A JP 3492576 B2 JP3492576 B2 JP 3492576B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、移動通信方式に
おける基地局アンテナ等として使用され、互いに離隔し
た複数の周波数帯を共用する多周波共用アレーアンテナ
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば、移動通信方式を実現するために
設けられる基地局アンテナ等をはじめとするアンテナに
ついては、一般的には利用する周波数毎に仕様に合致す
るアンテナを設計して、設置場所において個別にアンテ
ナを配置する。基地局アンテナは、ビルの屋上、鉄塔等
に設置されて、移動体との間で通信を実施する。最近で
は、多くの基地局の乱立、複数の通信システムの混在、
基地局の大規模化等により基地局の設置場所の確保が困
難となってきている。また、基地局アンテナを設置する
ための鉄塔等の建設には多額の費用が必要となるのでコ
スト削減の見地から、および美観上の見地から基地局数
を減らすことが要求されている。
【０００３】移動通信用の基地局アンテナでは、通信品
質を改善するために、ダイバーシチ受信を採用してい
る。ダイバーシチブランチ構成法としては、スペースダ
イバーシチが多用されるが、この方法では２つのアンテ
ナを所定の間隔以上離間させて設置する必要があり、ア
ンテナ設置空間が大きくなる。設置空間を小さくするた
めのダイバーシチブランチとしては、異偏波間の多重伝
搬特性を利用した偏波ダイバーシチが有効であり、この
方法は垂直偏波を送受信するアンテナと水平偏波を送受
信するアンテナとをそれぞれ設置することで実現でき
る。また、レーダ用アンテナにおいて両偏波を利用する
ことで、偏波によるレーダ断面積の差から物体を識別す
るポラリメトリを実現できる。
【０００４】したがって、スペースを有効利用するため
には、単一のアンテナで複数の異なる周波数を共用する
ことが必要となり、偏波も共用できればさらなる高機能
化を実現することが可能となる。図２２は、例えば後藤
直久、神山一公、“２周波共用アレイアンテナの素子配
列法と利得”（信学技報Ａ・Ｐ８１−４０、電子情報通
信学会発行、１９８１年６月２６日）に示された従来の
２周波共用アレーアンテナを示す上面図である。また、
図２３は、図２２のＡ−Ａ線に垂直な面からアレーアン
テナを見た図である。図において、１０１は地導体、１
０２は相対的に低い周波数である周波数ｆ1 で動作する
ダイポールアンテナ、１０３はダイポールアンテナ１０
２を給電する給電線路、１０４は相対的に高い周波数で
ある周波数ｆ2 で動作するダイポールアンテナ、１０５
はダイポールアンテナ１０４を給電する給電線路であ
る。このように、周波数ｆ1 を共振周波数とするダイポ
ールアンテナ１０２と周波数ｆ2 を共振周波数とするダ
イポールアンテナ１０４とを同一の地導体１０１上に配
列することで、１つの平面上で２つの周波数のアンテナ
を開口共用することができる。なお、説明を簡単にする
ために、２周波共用アレーアンテナを例に説明している
が、３以上の複数の周波数に対するダイポールアンテナ
を同一の地導体に配列することで得られる多周波共用ア
レーアンテナも同様の構成を有する。
【０００５】次に動作について説明する。ダイポールア
ンテナは、比較的広帯域な特性を備え、１０％以上の帯
域幅を有している。但し、このような広い帯域幅を得る
には、地導体からダイポールアンテナまでの高さを動作
対象となる電波の波長の約１／４の長さ以上にする必要
がある。また、ダイポールアンテナは地導体からの反射
を利用してビームを形成するので、ダイポールアンテナ
までの高さが１／４波長以上の長さになると正面方向の
利得が低下する放射パターンとなる。したがって、地導
体からダイポールアンテナまでの高さを動作対象となる
電波の波長の長さの約１／４にするのが適当である。ま
た、一般的に、ダイポールアンテナを給電する給電線路
１０３，１０５には平行２線あるいは同軸線路が用いら
れる。誘電体基板であるプリント基板を用いてダイポー
ルアンテナを構成すると、プリント基板上に平行２線を
構成でき、半田付けが不要となって容易に製作できる利
点がある。
【０００６】上記のように、周波数ｆ1 で動作するダイ
ポールアンテナ１０２と周波数ｆ2で動作するダイポー
ルアンテナ１０４とからなるアレーアンテナにおいて
は、周波数ｆ1 で動作するダイポールアンテナ１０２と
周波数ｆ2 で動作するダイポールアンテナ１０４とはそ
れぞれ地導体１０１からの高さが異なる位置に配置され
る。すなわち、相対的に高い周波数ｆ2 で動作するダイ
ポールアンテナ１０４が相対的に低い周波数ｆ1 で動作
するダイポールアンテナ１０２よりも地導体１０１に近
接した位置に配置される。また、アレーアンテナにおけ
る配列では各動作周波数についてグレーティングローブ
が発生しないような素子間隔にする必要があるので、周
波数ｆ1 で動作するダイポールアンテナ１０２と周波数
ｆ2 で動作するダイポールアンテナ１０４とでは素子間
隔が異なるから、隣の素子同士が重ならないように配列
して２周波共用特性を得ている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来のアレーアンテナ
は以上のように構成されているので、２つの周波数を共
用する場合には、相対的に低い周波数ｆ1 で動作するダ
イポールアンテナは、相対的に高い周波数ｆ2 で動作す
るダイポールアンテナよりもサイズが大きく、周波数ｆ
2 で動作するダイポールアンテナに対するブロッキング
となる。また、周波数ｆ2 で動作するダイポールアンテ
ナから放射された電波が周波数ｆ1 で動作するダイポー
ルアンテナに結合すると、周波数ｆ1 で動作するダイポ
ールアンテナには励起電流が発生して、これにより再放
射が生じる。したがって、周波数ｆ 2 で動作するダイポ
ールアンテナの放射指向性が周波数ｆ1 で動作するダイ
ポールアンテナの影響により乱れるという課題があっ
た。なお、周波数ｆ2 で動作するダイポールアンテナの
放射指向性の乱れは、周波数ｆ1 で動作するダイポール
アンテナの間隔に基づいて周期的に現れる。この周期的
な乱れは、図２４に示されるように、アレー放射指向性
においてグレーティングローブが発生する原因となる。
【０００８】また、上述の再放射に起因する周波数ｆ2
で動作するダイポールアンテナの放射指向性の乱れを低
減することは、周波数ｆ2 で動作するダイポールアンテ
ナを周波数ｆ1 で動作するダイポールアンテナの上方に
配置することで実現可能であるが、地導体からの高さが
動作周波数ｆ2 の電波の波長の１／４の長さよりも大き
くなるのでアンテナ正面方向の利得が低下するととも
に、地導体からの反射で広角方向にナル点ができて放射
指向性に大きな歪みが生じるという課題があった。
【０００９】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、２つの周波数を開口共用化した場
合において、相対的に高い周波数で動作するダイポール
アンテナが相対的に低い周波数で動作するダイポールア
ンテナの影響を受けにくくして、相対的に高い周波数で
動作するダイポールアンテナの放射指向性の劣化を低減
した多周波共用アレーアンテナを得ることを目的とす
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明に係る多周波共
用アレーアンテナは、平面あるいは曲面状の地導体と、
該地導体上に動作周波数に対して動作するように設置さ
れる複数の線状アンテナと、該線状アンテナに給電する
複数の給電線路とを備え、２つ以上の動作周波数を共用
するように、それぞれの動作周波数で動作する線状アン
テナのグループに属する複数の線状アンテナを規則的に
配列して、動作周波数毎の線状アンテナのグループを組
み合せて複数の線状アンテナからなるアレーを構成し、
複数の動作周波数のなかで最高周波数よりも低い動作周
波数で動作する線状アンテナを構成するアンテナ素子部
の各々にクランクが形成され、前記クランクが形成され
たアンテナ素子部の各々は、互いに離間しているが同一
の直線または円弧曲線上にある二つの直線部または円弧
状部とクランクを有しており、前記クランクは、一方の
直線部または円弧状部のうち他方の直線部または円弧状
部と隣り合う端部から垂直に折れ曲がった部分と、他方
の直線部または円弧状部のうち一方の直線部または円弧
状部と隣り合う端部から垂直に折れ曲がった部分と、前
記垂直に折れ曲がった部分に対して垂直に延びて前記垂
直に折れ曲がった部分同士を連結する部分とを有するよ
うにしたものである。
【００１１】 この発明に係る多周波共用アレーアンテ
ナは、前記クランクの前記垂直に折れ曲がった部分の長
さが、前記クランクが形成された線状アンテナの動作周
波数よりも高い他の線状アンテナの動作周波数に対応す
る電波の波長の約１／４であるようにしたものである。
【００１２】この発明に係る多周波共用アレーアンテナ
は、相対的に高い周波数で動作する線状アンテナに対す
る位置に応じて、相対的に低い周波数で動作する線状ア
ンテナのアンテナ素子部におけるクランク形成位置を調
整可能であるようにしたものである。
【００１３】
【００１４】 この発明に係る多周波共用アレーアンテ
ナは、平面あるいは曲面状の地導体と、該地導体上に動
作周波数に対して動作するように設置される複数の線状
アンテナと、該複数の線状アンテナに給電する給電線路
とを備え、２つ以上の動作周波数を共用するように、そ
れぞれの動作周波数で動作する線状アンテナのグループ
に属する複数の線状アンテナを規則的に配列して、動作
周波数毎の線状アンテナのグループを組み合せて複数の
線状アンテナからなるアレーを構成し、複数の動作周波
数のなかで最高周波数よりも低い動作周波数で動作する
線状アンテナを構成するアンテナ素子部の各々に複数の
クランクが形成されており、前記クランクが形成された
アンテナ素子部の各々は、互いに離間しているが同一の
直線または円弧曲線上にある少なくとも三つの直線部ま
たは円弧状部とクランクを有しており、前記クランクの
各々は、一つの直線部または円弧状部のうち他の直線部
または円弧状部と隣り合う端部から垂直に折れ曲がった
部分と、前記他の直線部または円弧状部のうち前記一の
直線部または円弧状部と隣り合う端部から垂直に折れ曲
がった部分と、前記垂直に折れ曲がった部分に対して垂
直に延びて前記垂直に折れ曲がった部分同士を連結する
部分とを有しており、前記複数のクランクの前記垂直に
折れ曲がった部分の長さは、前記クランクが形成された
線状アンテナの動作周波数よりも高い他の線状アンテナ
の１または複数の動作周波数に対応する電波の１または
複数の波長の約１／４であるようにしたものである。
【００１５】 この発明に係る多周波共用アレーアンテ
ナは、複数の動作周波数のなかで最高周波数より低い周
波数で動作してクランクを備える線状アンテナが二つの
アンテナ素子部を有するダイポールアンテナであり、こ
れらのアンテナ素子部が給電線路側においてなす角度を
１８０度より小さくしてΛ字形のダイポールアンテナを
構成するか、あるいはこれらのアンテナ素子部が給電線
路側においてなす角度を１８０度より大きくしてＶ字形
のダイポールアンテナを構成するようにしたものであ
る。
【００１６】 この発明に係る多周波共用アレーアンテ
ナは、平面あるいは曲面状の地導体と、該地導体上に動
作周波数に対して動作するように設置される複数の線状
アンテナと、該複数の線状アンテナに給電する給電線路
とを備え、２つ以上の動作周波数を共用するように、そ
れぞれの動作周波数で動作する線状アンテナのグループ
に属する複数の線状アンテナを規則的に配列して、動作
周波数毎の線状アンテナのグループを組み合せて複数の
線状アンテナからなるアレーを構成し、複数の動作周波
数のなかで最高周波数よりも低い動作周波数で動作する
線状アンテナを構成するアンテナ素子部の各々にクラン
クが形成されており、前記クランクが形成されたアンテ
ナ素子部の各々は、互いに離間しているが同一の直線上
にある二つの直線部とクランクを有しており、前記クラ
ンクは、一方の直線部のうち他方の直線部と隣り合う端
部から垂直に折れ曲がった部分と、他方の直線部のうち
一方の直線部と隣り合う端部から垂直に折れ曲がった部
分と、前記垂直に折れ曲がった部分に対して垂直に延び
て前記垂直に折れ曲がった部分同士を連結する部分とを
有しており、前記垂直に折れ曲がった部分と前記直線部
との接続点から、前記垂直に折れ曲がった部分の延びる
方向に対して逆方向に線状導体が伸長されるようにした
ものである。
【００１７】この発明に係る多周波共用アレーアンテナ
は、複数の動作周波数のなかで最高周波数より低い周波
数で動作する線状アンテナが、誘電体基板の表面にプリ
ント化して形成されたアンテナ素子部、給電線路、およ
びクランクと、誘電体基板の裏面にプリント化して形成
されたアンテナ素子部、給電線路、およびクランクとを
備えるようにしたものである。
【００１８】 この発明に係る多周波共用線状アンテナ
は、アンテナ素子部に形成されたクランクの垂直に折れ
曲がった部分同士を連結する部分の上方にクランク長さ
調節用導体を設けるようにしたものである。
【００１９】 この発明に係る多周波共用アレーアンテ
ナは、最高周波数よりも低い動作周波数で動作する線状
アンテナを構成する各アンテナ素子部の直線部を挟んで
二つのクランクが上下対称に配置されているようにした
ものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１は、この発明の実施の形態１による
２周波共用アレーアンテナの構成を示す上面図である。
また、図２は、図１のＡ−Ａ線に垂直な面からアレーア
ンテナを見た図である。図において、１は平面あるいは
曲面状の地導体、２は相対的に低い周波数である周波数
ｆ1 で動作し左右のダイポール素子（アンテナ素子部）
から構成されるダイポールアンテナ（線状アンテナ）、
３はダイポールアンテナ２を給電する給電線路、４は給
電線路３を挟んでダイポールアンテナ２を構成する左右
のダイポール素子の略中央部に形成された突起状のクラ
ンク、５は相対的に周波数ｆ1 より高い周波数ｆ2 で動
作するダイポールアンテナ、６はダイポールアンテナ５
を給電する給電線路である。
【００２１】次に動作について説明する。通常のダイポ
ールアンテナで２つの周波数帯を同一開口で共有した場
合には、相対的に低い周波数ｆ1 で動作するダイポール
アンテナが相対的に高い周波数ｆ 2 で動作するダイポー
ルアンテナに対するブロッキングとなるとともに、周波
数ｆ2 のダイポールアンテナからの相互結合により周波
数ｆ1 で動作するダイポールアンテナ上に励起電流が発
生して再放射が生じるから、周波数ｆ2 のダイポールア
ンテナの放射指向性が劣化する。
【００２２】 そこで、各周波数で動作するダイポール
アンテナの地導体からの高さを変えないで周波数ｆ2 で
動作するダイポールアンテナの放射指向性を劣化させな
いために、図２に示されるように周波数ｆ1 で動作する
ダイポールアンテナ２に突起状のクランク４を形成す
る。クランク４が形成されたアンテナ素子部の各々は、
互いに離間しているが同一の直線上にある二つの直線部
とクランク４を有しており、クランク４は、一方の直線
部のうち他方の直線部と隣り合う端部から垂直に折れ曲
がった部分と、他方の直線部のうち一方の直線部と隣り
合う端部から垂直に折れ曲がった部分と、前記垂直に折
れ曲がった部分に対して垂直に延びて前記垂直に折れ曲
がった部分同士を連結する部分とを有する。
【００２３】この発明の実施の形態１による２周波共用
アレーアンテナを周波数ｆ1 で動作させる場合には、給
電線路３により励振された各ダイポールアンテナ２は、
周波数ｆ1 の電波の波長の約１／２の長さを有するの
で、共振して通常のダイポールアンテナとして動作する
から、全体として通常のダイポールアレーとして機能す
る。一方、２周波共用アレーアンテナを周波数ｆ2 で動
作させる場合には、給電線路６により励振された各ダイ
ポールアンテナ５は通常のダイポールアンテナとして動
作するが、放射波の一部はダイポールアンテナ５に比べ
てサイズの大きいダイポールアンテナ２に結合して、ダ
イポールアンテナ２上に励起電流が発生する。しかし、
ダイポールアンテナ２上に形成されたクランク４により
励起電流量が抑制されるので、放射指向性の乱れが低減
される。
【００２４】次に、クランクを設けることで励起電流量
を抑制できる原理について説明する。図３は、相対的に
高い周波数で動作するダイポールアンテナからの素子間
結合により相対的に低い周波数で動作するダイポールア
ンテナ上に励起される電流の流れを示す図である。図４
は、クランクを備えたダイポールアンテナ上の電流分布
を示す図である。図５は、通常のダイポールアンテナ上
の電流分布を示す図である。これらの図において、７
ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄは励起電流の流れを示し、８ａ，
８ｂはダイポールアンテナ上の電流分布を示すものであ
る。なお、ダイポールアンテナ上において、クランクは
励起電流の電流分布がおおよそ最大値をとる位置に配置
されるものとする。したがって、この発明の実施の形態
１によるダイポールアンテナでは、それぞれダイポール
素子の中央部にクランクが形成される。図３に示される
ように、クランク上を流れる電流７ｂと電流７ｃとは互
いに逆相であるので相殺される。これにより、図５に示
される電流分布８ｂがおおよそ最大となる位置にクラン
クを形成することで、相当レベルの電流が相殺されて励
起電流量が抑制され、図４に示されるような電流分布８
ａが構成される。以上のように、励起電流量を抑制する
ことで、ダイポールアンテナ２からの再放射量を低減す
ることが可能となる。なお、周波数ｆ1 で動作してクラ
ンクを備えるダイポールアンテナは、通常のダイポール
アンテナと同様の特性を得ることが可能である。この場
合、クランクの長さを加えたダイポールの長さが周波数
ｆ1 の電波に共振するダイポールアンテナの長さとな
る。
【００２５】図６は、比較的低い周波数ｆ1 で動作する
通常のダイポールアンテナを用いた際の比較的高い周波
数ｆ2 で動作するダイポールアンテナの放射指向性を示
す図である。また、図７は、比較的低い周波数ｆ1 で動
作してクランクを具備するダイポールアンテナを用いた
際の比較的高い周波数ｆ2 で動作するダイポールアンテ
ナの放射指向性を示す図である。これらの図において、
破線は、周波数ｆ2 で動作するダイポールアンテナのみ
が配置される場合における周波数ｆ2 で動作するダイポ
ールアンテナの放射指向性を示すものである。図６およ
び図７から明らかなように、周波数ｆ1 で動作してクラ
ンクを具備するダイポールアンテナを配置することで、
周波数ｆ2 で動作するダイポールアンテナの放射指向性
への影響を低減できる。
【００２６】なお、この発明の実施の形態１による多周
波共用アレーアンテナを説明するうえで、ダイポールア
ンテナとしては基本的な形状のものを例にとって説明し
たが、幅広ダイポール、端部を太くしたダイポール（ボ
ウタイアンテナ）等を用いて種々の形状変更を実施して
も本願発明を適用可能であることはいうまでもない。
【００２７】次に、図８は、直交偏波用のアンテナを配
列したアレーアンテナの構成を示す上面図である。図に
おいて、図１と同一符号は同一または相当部分を示すの
でその説明を省略する。９は周波数ｆ1 で動作してダイ
ポールアンテナ２に対して直交した偏波を送受信すると
ともにダイポールアンテナ２と同様にクランクを備えて
いるダイポールアンテナ、１０は周波数ｆ2 で動作して
ダイポールアンテナ５に対して直交した偏波を送受信す
るダイポールアンテナである。図に示されるように、直
交する両偏波に対するダイポールアンテナを共通に配置
しているので、直交した偏波を開口共用することが可能
となる。この図に示されるアレーアンテナも図１に示さ
れるアレーアンテナと同様に、周波数ｆ1 で動作するダ
イポールアンテナ２，９にはクランクが設けられている
ので、ダイポールアンテナ５，１０の放射指向性の劣化
は低減される。
【００２８】なお、図８に示した実施の形態において
は、垂直偏波を送受信するダイポールアンテナと水平偏
波を送受信するダイポールアンテナとをクロスさせて配
置する例を示したが、必ずしもクロスさせる必要はな
い。例えば、直交する偏波に対してそれぞれ励振するよ
うに、垂直偏波用ダイポールアンテナと水平偏波用ダイ
ポールアンテナとをそれぞれ離隔して配置することが可
能であるとともに、周波数ｆ1 または周波数ｆ2 のいず
れか一方のみについてダイポールアンテナをクロスさせ
るような形態をとることも可能である。また、ダイポー
ルアンテナの配列形態としては、図８では三角配列の例
を示したが、格子状の四角配列としてもよく、本願発明
の適用は配列方式に依存するものではない。
【００２９】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、相対的に低い周波数ｆ1 で動作するダイポールアン
テナにクランクを設けているので、相対的に高い周波数
ｆ2 で２周波共用アレーアンテナを動作させる場合に、
周波数ｆ1 で動作するダイポールアンテナにおける素子
間結合に基づいた励起電流の発生および励起電流発生に
起因する再放射が抑制されるから、相対的に高い周波数
ｆ2 で動作するダイポールアンテナの放射指向性の劣化
を低減することができるという効果を奏する。
【００３０】また、周波数ｆ1 で動作するダイポールア
ンテナがクランクを含めて周波数ｆ 1 での共振長を保持
しているので、周波数ｆ1 で動作する通常のダイポール
アンテナと比較してダイポールアンテナを小型化できる
という効果を奏する。
【００３１】なお、実施の形態１のアレーアンテナにつ
いては、説明を簡単にするために、２周波共用アレーア
ンテナを例に説明しているが、３以上の複数の周波数に
対しても同様に本願発明を適用することが可能である。
このような多周波共用アレーアンテナにおいては、複数
の動作周波数のなかで最高周波数よりも低い周波数で動
作するダイポールアンテナに当該ダイポールアンテナの
共振周波数よりも高い周波数で動作するダイポールアン
テナの放射指向性の劣化を低減するためのクランクが形
成される。したがって、１つの動作周波数で多周波共用
アレーアンテナが動作させられる場合に、当該動作周波
数よりも低い周波数で動作するダイポールアンテナに当
該動作周波数に応じたクランクを設けておくことで、当
該動作周波数で動作するダイポールアンテナの放射指向
性の劣化が低減される。また、以下に記載する実施の形
態においても、説明を簡単にするために、２周波共用ア
レーアンテナを例に説明するが、同様に３以上の動作周
波数に対する多周波共用アレーアンテナへの展開が可能
である。
【００３２】 実施の形態２． 図９は、この発明の実施の形態２による相対的に低い周
波数ｆ1 で動作するダイポールアンテナの構成を示す図
である。図において、図３と同一符号は同一または相当
部分を示すのでその説明を省略する。１１はダイポール
給電点におけるギャップ、１２はクランク４の始点、１
３はクランク４の終点、１４はダイポールアンテナを特
定の周波数について分割されたとみなすことで得られる
線状導体である。クランク４が形成されたアンテナ素子
部の各々は、互いに離間しているが同一の直線上にある
二つの直線部とクランク４を有しており、クランク４
は、一方の直線部のうち他方の直線部と隣り合う端部か
ら垂直に折れ曲がった部分と、他方の直線部のうち一方
の直線部と隣り合う端部から垂直に折れ曲がった部分
と、前記垂直に折れ曲がった部分に対して垂直に延びて
前記垂直に折れ曲がった部分同士を連結する部分とを有
する。この実施の形態２は、実施の形態１と比較する
と、相対的に低い周波数ｆ1 で動作するダイポールアン
テナの各ダイポール素子の略中央部に設けられたクラン
クの長さ（クランクの前記垂直に折れ曲がった部分の長
さ）を制限した点で相違する。すなわち、この実施の形
態２においては、クランク長は相対的に高い周波数ｆ2
の電波の波長の約１／４とされる。
【００３３】次に動作について説明する。多周波共用ア
レーアンテナを周波数ｆ1 で動作させることについて
は、実施の形態１と同様であるのでその説明を省略す
る。一方、周波数ｆ2 で動作させる場合には、周波数ｆ
2 で動作するダイポールアンテナからの素子間結合によ
り図９に示される周波数ｆ1 で動作するダイポールアン
テナ上にも励起電流が発生する。しかし、ダイポールア
ンテナ２にクランク４が設けられていることで、励起電
流が相殺されて再放射量を抑制できる。さらに、クラン
ク長を特定の周波数（ここでは周波数ｆ2 ）の電波の波
長の長さの約１／４として、クランク終点１３が短絡さ
れていることを踏まえれば、クランク４は終端短絡の１
／４波長の長さを有する平行２線と等価とみなせる。こ
れにより、クランク始点１２では周波数ｆ 2 の電波に対
して開放とみなせるので、図９に示されるクランク具備
のダイポールアンテナは周波数ｆ2 に対しては図９下部
に示される４分割された線状導体１４と等価とみなされ
る。なお、ダイポール給電点はギャップ１１があるため
に、ダイポール給電点も開放とみなされる。したがっ
て、分割された線状導体１４が周波数ｆ2 の電波に対す
る共振長に比べて短くなっていれば、励起電流の発生は
さらに抑制される。なお、実施の形態１と同様に、周波
数ｆ1 で動作するダイポールアンテナは、クランクを備
えている場合でも通常の場合と同様の特性を得ることが
可能である。
【００３４】 以上のように、この実施の形態２によれ
ば、相対的に低い周波数ｆ1 で動作するダイポールアン
テナに相対的に高い周波数ｆ2 の電波の波長の約１／４
の長さ（前記垂直に折れ曲がった部分の長さ）を有する
クランクを設けるように構成したので、多周波共用アレ
ーアンテナを周波数ｆ2 で動作させる場合に、周波数ｆ
1 で動作するダイポールアンテナにおける素子間結合に
基づく励起電流の発生および励起電流発生に起因する再
放射が抑制され、さらに特定の周波数（ここでは多周波
共用アレーアンテナにおける相対的に高い動作周波数で
ある周波数ｆ2 ）に対してクランク始点およびダイポー
ル給電点が開放とみなされてダイポールアンテナが共振
長以下の長さの複数の線状導体に分割されるから、素子
間結合による励起電流の発生を特定周波数に対してより
抑制することができるから、相対的に高い周波数ｆ2 で
動作するダイポールアンテナの放射指向性の劣化を大幅
に低減することができるという効果を奏する。
【００３５】実施の形態３．図１０は、この発明の実施
の形態３による相対的に低い周波数ｆ1 で動作するダイ
ポールアンテナの構成を示す図である。図において、図
３と同一符号は同一または相当部分を示すのでその説明
を省略する。この実施の形態３は、実施の形態１および
実施の形態２と比較すると、ダイポールアンテナを構成
する左右のダイポール素子上においてクランクが略中央
部ではなく任意の位置に配置される点で相違する。な
お、ダイポール素子上におけるクランクの形成位置は、
給電線路３からクランク４の中央部までの距離Ｌ１と、
クランク４の中央部からダイポール素子端部までの距離
Ｌ２とにより規定される。
【００３６】次に動作について説明する。多周波共用ア
レーアンテナを相対的に低い周波数ｆ1 で動作させるこ
とについては、実施の形態１と同様であるのでその説明
を省略する。一方、相対的に高い周波数ｆ2 で動作させ
る場合には、周波数ｆ2 で動作するダイポールアンテナ
からの素子間結合により図１０に示される周波数ｆ1 で
動作するダイポールアンテナ上にも励起電流が発生す
る。しかし、ダイポールアンテナ２にクランク４が設け
られていることで、励起電流が相殺されて再放射量を抑
制できる。さらに、多周波共用アレーアンテナにおいて
は、クランク具備ダイポールアンテナと周波数ｆ2 で動
作するダイポールアンテナとの配置位置関係に応じて、
周波数ｆ2 で動作するダイポールアンテナからクランク
具備ダイポールアンテナへの素子間結合の度合いが変動
するので、クランク具備ダイポールアンテナ上の励起電
流分布形状（電流分布最大値位置）もダイポール素子毎
に異なる。例えば、クランク具備ダイポールアンテナの
直下に周波数ｆ2 で動作するダイポールアンテナが配置
されている場合には、クランク具備ダイポールアンテナ
上の励起電流分布における最大値は給電線路３方向にシ
フトする。したがって、図１０に示されるようにクラン
ク４の形成位置を給電線路３方向へシフトすれば、励起
電流分布最大値をとる位置において逆相による励起電流
の相殺が可能となる。なお、実施の形態１と同様に、周
波数ｆ1 で動作するダイポールアンテナは、クランクを
備えている場合でも通常の場合と同様の特性を得ること
が可能である。また、図１０においては、ダイポールア
ンテナ上におけるクランク形成位置を左右対称としてい
るが、非対称な位置にクランクを形成することも可能で
ある。
【００３７】以上のように、この実施の形態３によれ
ば、多周波共用アレーアンテナ内におけるクランク具備
ダイポールアンテナの配置位置に応じて、周波数ｆ1 で
動作するダイポールアンテナ上におけるクランク形成位
置を調整するように構成したので、多周波共用アレーア
ンテナを周波数ｆ2 で動作させる場合に、周波数ｆ1 で
動作するダイポールアンテナにおける素子間結合に基づ
く励起電流の発生および励起電流発生に起因する再放射
を抑制することができ、さらに励起電流分布最大値が得
られる位置で励起電流を相殺して素子間結合による励起
電流の発生を効率よく抑制することができるから、相対
的に高い周波数ｆ2 で動作するダイポールアンテナの放
射指向性の劣化を大幅に低減することができるという効
果を奏する。
【００３８】また、多周波共用アレーアンテナ内におい
て周波数ｆ1 で動作する各ダイポールアンテナ毎にクラ
ンク形成位置を調節することで、周波数ｆ2 で動作する
ダイポールアンテナにおける励起電流に起因する放射指
向性への影響を効率よく低減することができるから、地
導体にそれぞれ配置される複数の異なる動作周波数を有
するダイポールアンテナの配置形態に基づく開口分布の
周期性に応じて生じるグレーティングローブの発生を抑
制することができるという効果を奏する。
【００３９】実施の形態４．図１１は、この発明の実施
の形態４による相対的に低い周波数ｆ1 で動作するダイ
ポールアンテナの構成を示す図である。図において、図
３と同一符号は同一または相当部分を示すのでその説明
を省略する。４ａ，４ｂは、相対的に低い周波数ｆ1 で
動作するダイポールアンテナ２において給電線路３を挟
んでダイポールアンテナ２を構成する左右のダイポール
素子のそれぞれに構成されるクランクである。この実施
の形態４は、実施の形態１から実施の形態３と比較する
と、給電線路３を中心にして左右のダイポール素子上に
それぞれ複数個のクランクが形成される点で相違する。
なお、図１１では、実施の形態１から実施の形態３によ
るクランク具備ダイポールアンテナと異なり、クランク
がダイポール素子の下方に向いて形成されているが、上
方に向いて形成されている場合と何ら変わりはない。
【００４０】次に動作について説明する。多周波共用ア
レーアンテナを相対的に低い周波数ｆ1 で動作させるこ
とについては、実施の形態１と同様であるのでその説明
を省略する。一方、相対的に高い周波数ｆ2 で動作させ
る場合には、周波数ｆ2 で動作するダイポールアンテナ
からの素子間結合により図１１に示される周波数ｆ1 で
動作するダイポールアンテナ上にも励起電流が発生す
る。周波数ｆ1 と周波数ｆ2 との間に、ｆ2 ＞３ｆ1の
関係が成立する場合には、実施の形態１から実施の形態
３によるダイポールアンテナに示されるように左右のダ
イポール素子にそれぞれ１個ずつのクランクを設けたの
みでは、ダイポール素子を分割することで得られる線状
導体の長さが周波数ｆ2 の電波の半波長程度の長さとな
ってしまうので、ダイポールアンテナ２上における励起
電流を充分に抑制することができない。そこで、図１１
に示されるこの実施の形態４によるダイポールアンテナ
に示されるように、ダイポール素子に複数のクランク４
ａ，４ｂを形成する。これにより、周波数ｆ2 に対して
ダイポールアンテナ２を分割したとみなして得られる図
１１下部に示される線状導体の長さは、周波数ｆ2 の電
波の波長の１／４未満の長さとなるから、ダイポールア
ンテナ２における励起電流の発生を抑制することができ
る。また、周波数ｆ 1 と周波数ｆ2 とが、ｆ2 ＞３ｆ1
の関係を満たさない場合でも、ダイポール素子上に配置
されるクランクの数を増加させることで、クランクの個
数分だけクランク形成位置において励起電流を相殺する
ことができるから、周波数ｆ2 で動作するダイポールア
ンテナからの素子間結合に基づく励起電流をより小さく
できる。なお、実施の形態１と同様に、周波数ｆ1 で動
作するダイポールアンテナは、クランクを備えている場
合でも通常の場合と同様の特性を得ることが可能であ
る。
【００４１】図１１に示された実施の形態によるダイポ
ールアンテナでは、形成されるクランクの長さをすべて
同じとしているが、長さの異なるクランクをダイポール
素子上に形成して、３周波以上の多周波共用アンテナを
構成することも可能である。図１２は、多周波共用アレ
ーアンテナにおいて使用される最低周波数ｆ1 で動作す
るダイポールアンテナの構成を示す図である。図におい
て、１６は最低周波数ｆ1 よりも高い周波数ｆ2 による
励起電流を相殺するためのクランク、１７は周波数ｆ2
よりもさらに高い周波数ｆ3 による励起電流を相殺する
ためのクランクである。図に示されるように、動作周波
数に応じてクランクサイズを変えることで当該動作周波
数に応じた励起電流が相殺され、クランクサイズの異な
るクランクを形成することで多周波共用アレーアンテナ
における励起電流を抑制できる。
【００４２】 以上のように、この実施の形態４によれ
ば、相対的に低い周波数で動作するダイポールアンテナ
に他の相対的に高い動作周波数の電波の波長の１／４の
長さ（前記垂直に折れ曲がった部分の長さ）を有する複
数個のクランクを設けるように構成したので、多周波共
用アレーアンテナを相対的に高い周波数で動作させる場
合に、周波数ｆ1 で動作するダイポールアンテナにおけ
る素子間結合に基づく励起電流の発生がクランクの個数
分だけクランク形成位置において相殺されるとともに励
起電流発生に起因する再放射が抑制され、さらに動作周
波数に対してダイポール素子が分割されたとみなされて
分割された線状導体の長さを動作周波数の電波の波長の
１／４未満とすることで、素子間結合による励起電流の
発生を当該動作周波数に対してより抑制することができ
るから、相対的に高い周波数ｆ2 （ｆ3 ）で動作するダ
イポールアンテナの放射指向性の劣化を大幅に低減する
ことができるという効果を奏する。
【００４３】実施の形態５．図１３は、この発明の実施
の形態５による相対的に低い周波数ｆ1 で動作するダイ
ポールアンテナの構成を示す図である。図において、図
３と同一符号は同一または相当部分を示すのでその説明
を省略する。１８は相対的に低い周波数ｆ1で動作する
ダイポールアンテナ２を構成するダイポール素子であ
る。この実施の形態５は、実施の形態１から実施の形態
４と比較すると、ダイポールアンテナを構成する左右の
ダイポール素子がなす角度が１８０度とならない点で相
違する。
【００４４】次に動作について説明する。多周波共用ア
レーアンテナを相対的に高い周波数ｆ2 で動作する際に
おける素子間結合に基づく励起電流の発生の抑制につい
ては実施の形態１と同様であるのでその説明を省略す
る。一方、多周波共用アレーアンテナを周波数ｆ1 で動
作させる場合には、ダイポールアンテナ２が給電線路３
側においてなす角を１８０度未満とするΛ字形を有して
いるので、ダイポールアンテナ２の動作周波数ｆ1 にお
ける放射指向性は図１３に示すアンテナ正面方向におい
てビーム幅の広いものとなる。
【００４５】また、ダイポールアンテナ２が給電線路３
側においてなす角を１８０度以上とするＶ字形を有する
ようにすれば、ダイポールアンテナ２の動作周波数ｆ1
における放射指向性は図１３に示すアンテナ正面方向に
おいてビーム幅の狭いものとなる。このようにダイポー
ルアンテナ形状を変化させることで放射指向性を適宜調
整することが可能であり、ダイポールアンテナの形状も
上記のΛ字形およびＶ字形に限定されるものではなく、
例えば図１４および図１５に示されるダイポールアンテ
ナ形状を採用することも可能である。
【００４６】以上のように、この実施の形態５によれ
ば、クランク具備ダイポールアンテナの形状をΛ字形ま
たはＶ字形となるように構成したので、相対的に高い周
波数ｆ 2 で動作するダイポールアンテナの放射指向性の
劣化を低減することができるとともに、相対的に低い周
波数ｆ1 で動作するダイポールアンテナのビーム幅を広
くまたは狭くして用途に応じて適宜調整することが可能
になるという効果を奏する。
【００４７】 実施の形態６． 図１６は、この発明の実施の形態６による相対的に低い
周波数ｆ1 で動作するダイポールアンテナの構成を示す
図である。図において、図３と同一符号は同一または相
当部分を示すのでその説明を省略する。１９ａ，１９ｂ
は、それぞれダイポールアンテナ２の直線部とクランク
との接続点からクランクの前記垂直に延びる方向と逆方
向に伸長された任意長の線状導体である。この実施の形
態６は、実施の形態１から実施の形態５と比較すると、
クランクの下部に線状導体が伸長されている点で相違す
る。
【００４８】次に動作について説明する。多周波共用ア
レーアンテナを相対的に高い周波数ｆ2 で動作する際に
おける素子間結合に基づく励起電流の発生の抑制につい
ては、実施の形態１と同様であるのでその説明を省略す
る。一方、多周波共用アレーアンテナを相対的に低い周
波数ｆ1 で動作させる場合には、ダイポールアンテナ２
の直線部とクランク４との接続点から線状導体１９ａ，
１９ｂが伸長されているので、実施の形態１によるダイ
ポールアンテナ２等と比較すると給電線路３から供給さ
れる電流の流れる経路が変化して、結果的に共振周波数
にずれが生じる。したがって、この線状導体１９ａ，１
９ｂの長さを調節することで、周波数ｆ1 についてのイ
ンピーダンス整合をとることができる。なお、多周波共
用アレーアンテナを相対的に高い周波数ｆ2 で動作させ
る場合においては、線状導体１９ａと１９ｂとが相対す
る構造を有していることで、素子間結合に基づく励起電
流は打ち消し合うので、線状導体１９ａ，１９ｂを設け
たことが周波数ｆ2 で動作するダイポールアンテナの放
射指向性に対して影響を与えることはない。
【００４９】以上のように、この実施の形態６によれ
ば、実施の形態１によるのと同等の効果が得られるとと
もに、クランク具備ダイポールアンテナにおいて直線部
とクランクとの接続点から線状導体を伸長するように構
成したので、相対的に低い周波数ｆ1 で多周波共用アレ
ーアンテナを動作させる場合にインピーダンス整合をと
ることが可能になるという効果を奏する。
【００５０】実施の形態７．図１７は、この発明の実施
の形態７による相対的に低い周波数ｆ1 で動作するダイ
ポールアンテナの構成を示す平面図である。また、図１
８は、図１７に示されるＢ−Ｂ線に沿った断面図であ
る。図において、２０は誘電体基板、２１ａは誘電体基
板２０の表面にエッチングされたダイポール素子、２１
ｂは誘電体基板２０の裏面にエッチングされたダイポー
ル素子、２２ａは誘電体基板２０の表面にエッチングさ
れた給電線路、２２ｂは誘電体基板２０の裏面にエッチ
ングされた給電線路、２３ａは誘電体基板２０の表面に
エッチングされたクランク、２３ｂは誘電体基板２０の
裏面にエッチングされたクランクである。なお、給電線
路２２ａと給電線路２２ｂとから平行２線が構成され
る。また、誘電体基板２０の表裏面に形成されたダイポ
ール素子２１ａとダイポール素子２１ｂとからダイポー
ルアンテナが構成される。この実施の形態７は、実施の
形態１から実施の形態６と比較すると、ダイポールアン
テナを線状導体で構成するのではなく、誘電体基板上に
プリント化して構成する点で相違する。
【００５１】次に動作について説明する。誘電体基板
（プリント基板）２０上にダイポール素子２１ａ，２１
ｂ、給電線路２２ａ，２２ｂ、クランク２３ａ，２３ｂ
をエッチング加工により一体的に形成することで、ダイ
ポールアンテナを製作する。なお、ダイポール素子２１
ａ，２１ｂ上にはそれぞれクランク２３ａ，２３ｂが形
成されているが、これらのクランク２３ａ，２３ｂを製
作する際には、誘電体基板２０上においてプリント化に
よりダイポール素子２１ａ，２１ｂ上に突起部を設ける
とともに、当該突起部の略中央部にスリットを形成する
ことでクランク２３ａ，２３ｂを構成することができ
る。また、ダイポール素子２１ａ，２１ｂはともに幅Ｗ
を有するように製作され、この幅Ｗを広くすることでダ
イポールアンテナは広帯域性を有することができる。す
なわち、ダイポールを誘電体基板上にプリント化するこ
とで、広帯域性を有するダイポールアンテナを容易に製
作できる。さらに、このようにプリント化により形成さ
れるダイポールアンテナを誘電体基板２０上に複数個形
成することで、アレーアンテナを構成することができ
る。
【００５２】上記のプリント化されたクランク具備ダイ
ポールアンテナを動作周波数である周波数ｆ1 で動作さ
せる場合には、実施の形態１のダイポールアンテナと同
様に共振して通常のダイポールアンテナとして動作す
る。
【００５３】また、上記プリント化されたクランク具備
ダイポールアンテナを周波数ｆ2 で動作させる場合に
は、これも実施の形態１のダイポールアンテナと同様
に、相対的に高い周波数ｆ2 で動作するダイポールアン
テナからの素子間結合により励起される電流をクランク
で相殺することにより励起電流の発生を抑制して、周波
数ｆ2 で動作するダイポールアンテナの放射指向性の乱
れを低減できる。なお、実施の形態１と同様に、周波数
ｆ1 で動作するダイポールアンテナは、クランクを備え
ている場合でも通常の場合と同様の特性を得ることが可
能である。
【００５４】 また、クランク２３ａ，２３ｂを構成す
るスリットの長さを変えればクランク長を調節すること
ができ、クランク長（前記垂直に折れ曲がった部分の長
さ）を相対的に高い周波数ｆ2 の電波の波長の１／４の
長さにすれば、実施の形態２と同様にクランク始点が当
該周波数ｆ2 の電波に対して開放とみなされて励起電流
の発生をさらに抑制できる。また、ダイポール素子２１
ａ，２１ｂ上におけるクランク２３ａ，２３ｂの形成位
置をシフトさせれば、実施の形態３と同様に励起電流分
布が最大値を有する位置で励起電流を相殺して、励起電
流の発生をさらに抑制できる。さらに、誘電体基板２０
上へのプリント化により、実施の形態４と同様に各ダイ
ポール素子上に複数のクランクを形成すること、実施の
形態５と同様にダイポールアンテナの形状をΛ字形また
はＶ字形とすること、実施の形態６と同様にクランク下
部に線状導体を伸長することが可能である。なお、これ
らの場合の動作は各実施の形態において記載した動作と
同様であるのでその説明を省略する。
【００５５】以上のように、この実施の形態７によれ
ば、実施の形態１から実施の形態６によるのと同等の効
果が得られるとともに、エッチング加工により誘電体基
板上にダイポールアンテナをプリント化して形成するよ
うにしたので、ダイポールアンテナを容易に精度良く製
作することができるという効果を奏する。特に、多くの
アンテナ数を必要とするアレーアンテナについては、エ
ッチング加工が製作するうえで有利となる。
【００５６】実施の形態８．図１９は、この発明の実施
の形態８による相対的に低い周波数ｆ1 で動作するダイ
ポールアンテナの構成を示す図である。図において、図
１７と同一符号は同一または相当部分を示すのでその説
明を省略する。２４は、クランク２３ａ上部に設けられ
たクランク長さ調整用導体である。この実施の形態８
は、実施の形態７と比較すると、クランク凸部の長さを
調節可能である点で相違する。なお、図１９にはダイポ
ールアンテナを構成する片側のダイポール素子のみが記
載されているが、クランク長さ調整用導体２４は両側の
ダイポール素子上に設置される。
【００５７】 次に動作について説明する。多周波共用
アレーアンテナを相対的に低い周波数ｆ1 で動作させる
ことについては、実施の形態１と同様であるのでその説
明を省略する。一方、相対的に高い周波数ｆ2 で動作さ
せる場合には、周波数ｆ2 で動作するダイポールアンテ
ナからの素子間結合により図１９に示される周波数ｆ1
で動作するダイポールアンテナ上にも励起電流が発生す
る。しかし、ダイポールアンテナにクランク２３ａが設
けられていることで、励起電流が相殺されて再放射量を
抑制できる。さらに、クランク２３ａの前記垂直に折れ
曲がった部分同士を連結する部分の上方にクランク長調
節導体２４を設けることで、周波数ｆ2 で動作するダイ
ポールアンテナの放射指向性を微調整する。すなわち、
クランクの前記垂直に折れ曲がった部分同士を連結する
部分の上方にクランク長調整用導体を設けることは、ク
ランク具備ダイポールアンテナに励起される電流の経路
を調節することになる。このために、クランク具備ダイ
ポールアンテナからの僅かな再放射の影響で、周波数ｆ
2 で動作するダイポールアンテナの放射指向性を微調整
することができる。
【００５８】 以上のように、この実施の形態８によれ
ば、実施の形態７によるのと同等の効果が得られるとと
もに、クランクの前記垂直に折れ曲がった部分同士を連
結する部分の上方にクランク長さ調整用導体を設けるよ
うに構成したので、相対的に高い周波数ｆ2 で動作する
放射指向性を所望の形状に微調整することができるとい
う効果を奏する。
【００５９】実施の形態９． 図２０は、この発明の実施の形態９による相対的に低い
周波数ｆ1 で動作するダイポールアンテナの構成の一例
を示す図である。また、図２１は、この発明の実施の形
態９による相対的に低い周波数ｆ1 で動作するダイポー
ルアンテナの構成の他の例を示す図である。これらの図
において、図１７と同一符号は同一または相当部分を示
すのでその説明を省略する。２５，２６は、それぞれダ
イポールアンテナを構成するダイポール素子の直線部を
挟んで上下対称に配置して構成された二つのクランクで
ある。この実施の形態９は、実施の形態７と比較する
と、ダイポールアンテナを構成するダイポール素子の直
線部を挟んで上下対称に二つのクランクを設ける点で相
違する。
【００６０】 次に動作について説明する。多周波共用
アレーアンテナを相対的に低い周波数ｆ1 で動作させる
ことについては、実施の形態１と同様であるのでその説
明を省略する。一方、相対的に高い周波数ｆ2 で動作さ
せる場合には、周波数ｆ2 で動作するダイポールアンテ
ナからの素子間結合により図２０、図２１に示される周
波数ｆ1 で動作するダイポールアンテナ上にも励起電流
が発生する。しかし、ダイポールアンテナにクランク２
５，２６が設けられていることで、励起電流が相殺され
て再放射量を抑制できる。さらに、クランク２５，２６
がダイポールアンテナを構成するダイポール素子の直線
部に対して上下対称な二つの位置に設けられているの
で、クランクに基づくインダクタンス量をこの両クラン
クにより調整できる。すなわち、クランク形状を変える
ことでインピーダンス特性を調節できるから、クランク
の個数を増加させることで相対的に高い周波数ｆ2 の帯
域に対するクランク具備ダイポールアンテナのインピー
ダンス特性を調節するための自由度が増加する。なお、
実施の形態１と同様に、周波数ｆ1 で動作するダイポー
ルアンテナは、クランクを備えている場合でも通常の場
合と同様の特性を得ることが可能である。
【００６１】 以上のように、この実施の形態９によれ
ば、実施の形態７によるのと同等の効果が得られるとと
もに、ダイポールアンテナを構成するダイポール素子の
直線部を挟んで二つのクランクが上下対称に配置されて
いるようにしたので、クランクの数が増加して、クラン
ク具備アンテナの相対的に高い周波数ｆ2 に対するイン
ピーダンス特性を調節することができるという効果を奏
する。
【００６２】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、複数
の動作周波数のなかで最高周波数よりも低い動作周波数
ｆ1 で動作する線状アンテナを構成するアンテナ素子部
の各々にクランクが形成され、前記クランクが形成され
たアンテナ素子部の各々は、互いに離間しているが同一
の直線または円弧曲線上にある二つの直線部または円弧
状部とクランクを有しており、前記クランクは、一方の
直線部または円弧状部のうち他方の直線部または円弧状
部と隣り合う端部から垂直に折れ曲がった部分と、他方
の直線部または円弧状部のうち一方の直線部または円弧
状部と隣り合う端部から垂直に折れ曲がった部分と、前
記垂直に折れ曲がった部分に対して垂直に延びて前記垂
直に折れ曲がった部分同士を連結する部分とを有するよ
うに構成したので、周波数ｆ1 よりも高い周波数ｆ2 で
多周波共用アレーアンテナを動作させる場合に、周波数
ｆ1 で動作する線状アンテナにおける素子間結合に基づ
いた励起電流の発生および励起電流発生に起因する再放
射が抑制されるから、周波数ｆ2 で動作する線状アンテ
ナの放射指向性の劣化を低減することができるという効
果を奏する。また、周波数ｆ1 で動作する線状アンテナ
がクランクの長さを含めて周波数ｆ1 での共振長を保持
しているので、周波数ｆ1 で動作する通常の線状アンテ
ナと比較して線状アンテナを小型化できるという効果を
奏する。
【００６３】 この発明によれば、前記クランクの前記
垂直に折れ曲がった部分の長さが、前記クランクが形成
された線状アンテナの動作周波数ｆ 1 よりも高い他の線
状アンテナの動作周波数ｆ 2 に対応する電波の波長の約
１／４であるように構成したので、多周波共用アレーア
ンテナを動作周波数ｆ2 で動作させる場合に、動作周波
数ｆ1 で動作する線状アンテナにおける動作周波数ｆ2
で動作する線状アンテナからの素子間結合に基づく励起
電流の発生および励起電流発生に起因する再放射が抑制
され、さらに動作周波数ｆ2 に対してクランク始点およ
びアンテナ給電点が開放とみなされて線状アンテナが共
振長以下の長さの複数の線状導体に分割されるとみなせ
るので、素子間結合による励起電流の発生を周波数ｆ2
に対してより抑制することができるから、相対的に高い
周波数ｆ2 で動作する線状アンテナの放射指向性の劣化
を大幅に低減することができるという効果を奏する。
【００６４】この発明によれば、相対的に高い周波数ｆ
2 で動作する線状アンテナに対する位置に応じて、相対
的に低い周波数ｆ1 で動作する線状アンテナのアンテナ
素子部におけるクランク形成位置を調整可能であるよう
に構成したので、多周波共用アレーアンテナを周波数ｆ
2 で動作させる場合に、周波数ｆ1 で動作する線状アン
テナにおける素子間結合に基づく励起電流および励起電
流発生に起因する再放射が抑制され、さらに励起電流分
布最大値が得られる位置で励起電流が相殺されて素子間
結合による励起電流の発生を効率よく抑制することがで
きるから、相対的に高い周波数ｆ2 で動作する線状アン
テナの放射指向性の劣化を大幅に低減することができる
という効果を奏する。
【００６５】
【００６６】 この発明によれば、複数の動作周波数の
なかで最高周波数よりも低い動作周波数で動作する線状
アンテナを構成するアンテナ素子部の各々に複数のクラ
ンクが形成されているので、多周波共用アレーアンテナ
を相対的に高い周波数ｆ 2 で動作させる場合に、相対的
に低い周波数ｆ 1 で動作する線状アンテナにおける素子
間結合に基づく励起電流の発生がクランクの個数分だけ
クランク形成位置において相殺されるとともに励起電流
発生に起因する再放射が抑制されるから、相対的に高い
周波数ｆ 2 で動作する線状アンテナの放射指向性の劣化
をさらに低減することができるという効果を奏する。ま
た、前記クランクが形成されたアンテナ素子部の各々
は、互いに離間しているが同一の直線または円弧曲線上
にある少なくとも三つの直線部または円弧状部とクラン
クを有しており、前記クランクの各々は、一つの直線部
または円弧状部のうち他の直線部または円弧状部と隣り
合う端部から垂直に折れ曲がった部分と、前記他の直線
部または円弧状部のうち前記一の直線部または円弧状部
と隣り合う端部から垂直に折れ曲がった部分と、前記垂
直に折れ曲がった部分に対して垂直に延びて前記垂直に
折れ曲がった部分同士を連結する部分とを有しており、
前記複数のクランクの前記垂直に折れ曲がった部分の長
さは、前記クランクが形成された線状アンテナの動作周
波数よりも高い他の線状アンテナの１または複数の動作
周波数に対応する電波の１または複数の波長の約１／４
であるように構成したので、相対的に高い個々の動作周
波数に対してアンテナ素子部が分割されたとみなすこと
ができるから、分割された線状導体の長さを個々の動作
周波数の電波の波長の１／４未満とすることで、素子間
結合による励起電流の発生を個々の動作周波数に対して
より抑制することができるから、相対的に高い個々の動
作周波数で動作する線状アンテナの放射指向性の劣化を
大幅に低減することができるという効果を奏する。
【００６７】 この発明によれば、複数の動作周波数の
なかで最高周波数より低い周波数ｆ1 で動作してクラン
クを備える線状アンテナが二つのアンテナ素子部を有す
るダイポールアンテナであり、これらのアンテナ素子部
が給電線路側においてなす角度を１８０度より小さくし
てΛ字形のダイポールアンテナを構成するか、あるいは
これらのアンテナ素子部が給電線路側においてなす角度
を１８０度より大きくしてＶ字形のダイポールアンテナ
を構成するようにしたので、線状アンテナがΛ字形であ
れば動作周波数ｆ1 における放射指向性はアンテナ正面
方向においてビーム幅の広いものとなるとともに、線状
アンテナがＶ字形であれば動作周波数ｆ1 における放射
指向性はアンテナ正面方向においてビーム幅の狭いもの
となるから、用途に応じて線状アンテナの形状を変える
ことで動作周波数ｆ1 における放射指向性を調節するこ
とができるという効果を奏する。
【００６８】 この発明によれば、複数の動作周波数の
なかで最高周波数より低い周波数ｆ1 で動作してクラン
クを備える線状アンテナを構成するアンテナ素子部にお
いて、前記垂直に折れ曲がった部分と前記直線部との接
続点から、前記垂直に折れ曲がった部分の延びる方向に
対して逆方向に線状導体が伸長されるように構成したの
で、周波数ｆ１で多周波共用アレーアンテナを動作させ
る場合に周波数ｆ1 で動作するクランク具備線状アンテ
ナにおけるインピーダンス整合をとるのが可能になると
いう効果を奏する。
【００６９】この発明によれば、複数の動作周波数のな
かで最高周波数より低い周波数で動作する線状アンテナ
が、誘電体基板の表面にプリント化して形成されたアン
テナ素子部、給電線路、およびクランクと、誘電体基板
の裏面にプリント化して形成されたアンテナ素子部、給
電線路、およびクランクとを備えるように構成したの
で、誘電体基板上に線状アンテナをエッチング加工によ
りプリント化して形成するから、線状アンテナを容易に
精度良く製作することができるという効果を奏する。特
に、多くのアンテナ数を必要とするアレーアンテナにつ
いては、エッチング加工による製作が有効となる。
【００７０】 この発明によれば、アンテナ素子部に形
成されたクランクの垂直に折れ曲がった部分同士を連結
する部分の上方にクランク長さ調節用導体を設けるよう
に構成したので、クランク具備線状アンテナに励起され
る電流の経路を調節して励起電流に起因する再放射を微
調節できるから、相対的に高い周波数ｆ2 で動作する線
状アンテナの放射指向性を微調整することができるとい
う効果を奏する。
【００７１】 この発明によれば、最高周波数よりも低
い動作周波数で動作する線状アンテナを構成する各アン
テナ素子部の直線部を挟んで二つのクランクが上下対称
に配置されているように構成したので、クランクの数が
増加して、クランク具備線状アンテナの相対的に高い周
波数ｆ2 に対するインピーダンス特性を調節することが
できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による２周波共用ア
レーアンテナの構成を示す上面図である。
【図２】 図１に示されたＡ−Ａ線に垂直な面からアレ
ーアンテナを見た図である。
【図３】 素子間結合によりダイポールアンテナ上に励
起される電流の流れを示す図である。
【図４】 クランクを備えたダイポールアンテナ上の電
流分布を示す図である。
【図５】 通常のダイポールアンテナ上の電流分布を示
す図である。
【図６】 ダイポールアンテナの放射指向性を示す図で
ある。
【図７】 ダイポールアンテナの放射指向性を示す図で
ある。
【図８】 直交偏波用のアンテナを配列したアレーアン
テナの構成を示す上面図である。
【図９】 この発明の実施の形態２による相対的に低い
周波数で動作するダイポールアンテナの構成を示す図で
ある。
【図１０】 この発明の実施の形態３による相対的に低
い周波数で動作するダイポールアンテナの構成を示す図
である。
【図１１】 この発明の実施の形態４による相対的に低
い周波数で動作するダイポールアンテナの構成の一例を
示す図である。
【図１２】 この発明の実施の形態４による相対的に低
い周波数で動作するダイポールアンテナの構成の他の例
を示す図である。
【図１３】 この発明の実施の形態５による相対的に低
い周波数で動作するダイポールアンテナの構成の一例を
示す図である。
【図１４】 この発明の実施の形態５による相対的に低
い周波数で動作するダイポールアンテナの構成の他の例
を示す図である。
【図１５】 この発明の実施の形態５による相対的に低
い周波数で動作するダイポールアンテナの構成の他の例
を示す図である。
【図１６】 この発明の実施の形態６による相対的に低
い周波数で動作するダイポールアンテナの構成を示す図
である。
【図１７】 この発明の実施の形態７による相対的に低
い周波数で動作するダイポールアンテナの構成を示す平
面図である。
【図１８】 図１７に示されたＢ−Ｂ線に沿った断面図
である。
【図１９】 この発明の実施の形態８による相対的に低
い周波数で動作するダイポールアンテナの構成を示す図
である。
【図２０】 この発明の実施の形態９による相対的に低
い周波数で動作するダイポールアンテナの構成の一例を
示す図である。
【図２１】 この発明の実施の形態９による相対的に低
い周波数で動作するダイポールアンテナの構成の他の例
を示す図である。
【図２２】 従来の２周波共用アレーアンテナを示す上
面図である。
【図２３】 図２２のＡ−Ａ線に垂直な面からアレーア
ンテナを見た図である。
【図２４】 ダイポールアンテナ放射指向性におけるグ
レーティングローブの発生を示す図である。
【符号の説明】
１ 地導体、２，５ ダイポールアンテナ（線状アンテ
ナ）、３，６ 給電線路、４，４ａ，４ｂ，１６，１７
クランク、７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ 励起電流、８
ａ，８ｂ 電流分布、９ 偏波送受信用ダイポールアン
テナ（線状アンテナ）、１０ 偏波送受信用ダイポール
アンテナ（線状アンテナ）、１１ ダイポール給電点ギ
ャップ、１２ クランク始点、１３ クランク終点、１
４ 線状導体、１８ ダイポール素子（アンテナ素子
部）、１９ａ，１９ｂ 線状導体、２０ 誘電体基板、
２１ａ，２１ｂ ダイポール素子（アンテナ素子部）、
２２ａ，２２ｂ 給電線路、２３ａ，２３ｂ，２５，２
６ クランク、２４ クランク長調整用導体。
フロントページの続き (72)発明者 片木 孝至 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三菱電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−145324（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−168323（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−273688（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−46661（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−88044（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−335932（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−100514（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−180115（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01Q 21/30 H01Q 9/16

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 平面あるいは曲面状の地導体と、該地導
    体上に動作周波数に対して動作するように設置される複
    数の線状アンテナと、該複数の線状アンテナに給電する
    給電線路とを備え、 ２つ以上の動作周波数を共用するように、それぞれの動
    作周波数で動作する線状アンテナのグループに属する複
    数の線状アンテナを規則的に配列して、動作周波数毎の
    線状アンテナのグループを組み合せて複数の線状アンテ
    ナからなるアレーを構成し、 複数の動作周波数のなかで最高周波数よりも低い動作周
    波数で動作する線状アンテナを構成するアンテナ素子部
    の各々にクランクが形成され、 前記クランクが形成されたアンテナ素子部の各々は、互
    いに離間しているが同一の直線または円弧曲線上にある
    二つの直線部または円弧状部とクランクを有しており、 前記クランクは、一方の直線部または円弧状部のうち他
    方の直線部または円弧状部と隣り合う端部から垂直に折
    れ曲がった部分と、他方の直線部または円弧状部のうち
    一方の直線部または円弧状部と隣り合う端部から垂直に
    折れ曲がった部分と、前記垂直に折れ曲がった部分に対
    して垂直に延びて前記垂直に折れ曲がった部分同士を連
    結する部分とを有しており、 前記クランクの前記垂直に折れ曲がった部分の長さは、
    前記クランクが形成された線状アンテナの動作周波数よ
    りも高い他の線状アンテナの動作周波数に対応する電波
    の波長の約１／４である ことを特徴とする多周波共用ア
    レーアンテナ。
  2. 【請求項２】 平面あるいは曲面状の地導体と、該地導
    体上に動作周波数に対して動作するように設置される複
    数の線状アンテナと、該複数の線状アンテナに給電する
    給電線路とを備え、 ２つ以上の動作周波数を共用するように、それぞれの動
    作周波数で動作する線状アンテナのグループに属する複
    数の線状アンテナを規則的に配列して、動作周波数毎の
    線状アンテナのグループを組み合せて複数の線状アンテ
    ナからなるアレーを構成し、 複数の動作周波数のなかで最高周波数よりも低い動作周
    波数で動作する線状アンテナを構成するアンテナ素子部
    の各々にクランクが形成されており、 前記クランクが形成されたアンテナ素子部の各々は、互
    いに離間しているが同一の直線または円弧曲線上にある
    二つの直線部または円弧状部とクランクを有しており、 前記クランクは、一方の直線部または円弧状部のうち他
    方の直線部または円弧状部と隣り合う端部から垂直に折
    れ曲がった部分と、他方の直線部または円弧状部のうち
    一方の直線部または円弧状部と隣り合う端部から垂直に
    折れ曲がった部分と、前記垂直に折れ曲がった部分に対
    して垂直に延びて前記垂直に折れ曲がった部分同士を連
    結する部分とを有しており、 相対的に高い周波数で動作する線状アンテナに対する位
    置に応じて、相対的に低い周波数で動作する線状アンテ
    ナのアンテナ素子部におけるクランク形成位置を調整可
    能であることを特徴とする多周波共用アレーアンテナ。
  3. 【請求項３】 平面あるいは曲面状の地導体と、該地導
    体上に動作周波数に対して動作するように設置される複
    数の線状アンテナと、該複数の線状アンテナに給電する
    給電線路とを備え、 ２つ以上の動作周波数を共用するように、それぞれの動
    作周波数で動作する線状アンテナのグループに属する複
    数の線状アンテナを規則的に配列して、動作周波数毎の
    線状アンテナのグループを組み合せて複数の線状アンテ
    ナからなるアレーを構成し、 複数の動作周波数のなかで最高周波数よりも低い動作周
    波数で動作する線状アンテナを構成するアンテナ素子部
    の各々に複数のクランクが形成されており、 前記クランクが形成されたアンテナ素子部の各々は、互
    いに離間しているが同一の直線または円弧曲線上にある
    少なくとも三つの直線部または円弧状部とクランクを有
    しており、 前記クランクの各々は、一つの直線部または円弧状部の
    うち他の直線部または円弧状部と隣り合う端部から垂直
    に折れ曲がった部分と、前記他の直線部または円弧状部
    のうち前 記一の直線部または円弧状部と隣り合う端部か
    ら垂直に折れ曲がった部分と、前記垂直に折れ曲がった
    部分に対して垂直に延びて前記垂直に折れ曲がった部分
    同士を連結する部分とを有しており、 前記複数のクランクの前記垂直に折れ曲がった部分の長
    さは、前記クランクが形成された線状アンテナの動作周
    波数よりも高い他の線状アンテナの１または複数の動作
    周波数に対応する電波の１または複数の波長の約１／４
    である ことを特徴とする多周波共用アレーアンテナ。
  4. 【請求項４】 複数の動作周波数のなかで最高周波数よ
    り低い周波数で動作してクランクを備える線状アンテナ
    が二つのアンテナ素子部を有するダイポールアンテナで
    あり、これらのアンテナ素子部が給電線路側においてな
    す角度を１８０度より小さくしてΛ字形のダイポールア
    ンテナを構成するか、あるいはこれらのアンテナ素子部
    が給電線路側においてなす角度を１８０度より大きくし
    てＶ字形のダイポールアンテナを構成することを特徴と
    する請求項１記載の多周波共用アレーアンテナ。
  5. 【請求項５】 平面あるいは曲面状の地導体と、該地導
    体上に動作周波数に対して動作するように設置される複
    数の線状アンテナと、該複数の線状アンテナに給電する
    給電線路とを備え、 ２つ以上の動作周波数を共用するように、それぞれの動
    作周波数で動作する線状アンテナのグループに属する複
    数の線状アンテナを規則的に配列して、動作周波数毎の
    線状アンテナのグループを組み合せて複数の線状アンテ
    ナからなるアレーを構成し、 複数の動作周波数のなかで最高周波数よりも低い動作周
    波数で動作する線状アンテナを構成するアンテナ素子部
    の各々にクランクが形成されており、 前記クランクが形成されたアンテナ素子部の各々は、互
    いに離間しているが同一の直線上にある二つの直線部と
    クランクを有しており、 前記クランクは、一方の直線部のうち他方の直線部と隣
    り合う端部から垂直に折れ曲がった部分と、他方の直線
    部のうち一方の直線部と隣り合う端部から垂直に折れ曲
    がった部分と、前記垂直に折れ曲がった部分に対して垂
    直に延びて前記垂直に折れ曲がった部分同士を連結する
    部分とを有しており、 前記垂直に折れ曲がった部分と前記直線部との接続点か
    ら、前記垂直に折れ曲がった部分の 延びる方向に対して
    逆方向に線状導体が伸長されることを特徴とする多周波
    共用アレーアンテナ。
  6. 【請求項６】 複数の動作周波数のなかで最高周波数よ
    り低い周波数で動作する線状アンテナが、誘電体基板の
    表面にプリント化して形成されたアンテナ素子部、給電
    線路、およびクランクと、誘電体基板の裏面にプリント
    化して形成されたアンテナ素子部、給電線路、およびク
    ランクとを備えることを特徴とする請求項１または請求
    項４記載の多周波共用アレーアンテナ。
  7. 【請求項７】 アンテナ素子部に形成されたクランクの
    垂直に折れ曲がった部分同士を連結する部分の上方にク
    ランク長さ調節用導体を設けることを特徴とする請求項
    ６記載の多周波共用アレーアンテナ。
  8. 【請求項８】 最高周波数よりも低い動作周波数で動作
    する線状アンテナを構成する各アンテナ素子部の直線部
    を挟んで二つのクランクが上下対称に配置されているこ
    とを特徴とする請求項６記載の多周波共用アレーアンテ
    ナ。
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