JP4567535B2

JP4567535B2 - アレーアンテナ装置およびそれを備えた受信機

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Publication number: JP4567535B2
Application number: JP2005178015A
Authority: JP
Inventors: 真由美山本; 眞太郎丸; 琢磨澤谷; 清夫花房
Original assignee: ATR Advanced Telecommunications Research Institute International; Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: ATR Advanced Telecommunications Research Institute International; Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2005-06-17
Filing date: 2005-06-17
Publication date: 2010-10-20
Anticipated expiration: 2025-06-17
Also published as: JP2006352659A

Description

この発明は、アレーアンテナ装置およびそれを備えた受信機に関し、特に、指向性を電気的に切換え可能なアレーアンテナ装置およびそれを備えた受信機に関するものである。

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

このアレーアンテナにおいては、無給電素子に装荷されたバラクタダイオードの容量を切換えることにより、給電素子への給電に起因して６本の無給電素子に誘起される電流分布を制御し、指向性が切換えられる。

しかし、このアレーアンテナは、１本の給電素子および６本の無給電素子を平板状の接地導体に垂直に配置した構造からなる。この場合、１本の給電素子および６本の無給電素子は、接地導体から電気的に絶縁されている。

その結果、アレーアンテナのサイズが大きくなる。そこで、１本の給電素子と２本の無給電素子とを平面状に配置した構造からなる平面アレーアンテナが作製されている。この平面アレーアンテナにおいては、２本の無給電素子は、給電素子を中心にして対称に配置され、１本の給電素子および２本の無給電素子は、略平行に配置される。

そして、２本の無給電素子に装荷された２個のバラクタダイオードの容量を制御することにより、平面アレーアンテナの指向性を切換える。この場合、平面アレーアンテナは、１本の給電素子および２本の無給電素子に略垂直な方向において、指向性が異なる２つのビームを選択的に放射する。
特開２００２−１１８４１４号公報

しかし、従来の平面アレーアンテナは、上述したように、給電素子および２本の無給電素子に略垂直な方向にビームを放射するため、１本の給電素子および２本の無給電素子に平行な方向に指向性を有するビームを放射できないという問題がある。

そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、給電素子および無給電素子に平行な方向にも指向性を有するアレーアンテナ装置を提供することである。

また、この発明の別の目的は、給電素子および無給電素子に平行な方向にも指向性を有するアレーアンテナ装置を備える受信機を提供することである。

この発明によれば、アレーアンテナ装置は、誘電体基板と、第１および第２のアンテナ素子群と、アンテナ形成手段と、指向性切換手段とを備える。第１および第２のアンテナ素子群は、誘電体基板の対向する第１および第２の主面に配置され、各々が電気的に指向性を切換え可能な複数の平面アレーアンテナを形成するために用いられる。アンテナ形成手段は、第１のアンテナ素子群および／または第２のアンテナ素子群に含まれる給電素子および無給電素子を用いて複数の平面アレーアンテナから選択した１つの平面アレーアンテナを形成する。指向性切換手段は、アンテナ形成手段により形成された１つの平面アレーアンテナの無給電素子に装荷された可変容量素子の容量を変えて１つの平面アレーアンテナの指向性を切換える。そして、第１および第２のアンテナ素子群を１つの平面へ投影した場合、第１のアンテナ素子群に含まれる給電素子および無給電素子は、第２のアンテナ素子群に含まれる給電素子および無給電素子と交差する。

好ましくは、アンテナ形成手段は、受信信号の受信信号品質がしきい値以上になるように１つの平面アレーアンテナを形成する。そして、指向性切換手段は、アンテナ形成手段により形成された平面アレーアンテナの指向性を受信信号品質がしきい値以上になるときの指向性に切換える。

好ましくは、第１のアンテナ素子群は、第１の給電素子と、第１および第２の無給電素子とを含む。第１の給電素子は、第１の主面に配置され、かつ、第１および第２の接続点を有する。第１および第２の無給電素子は、第１の主面に配置され、かつ、第１の給電素子に略平行に配置される。第２のアンテナ素子群は、第２の給電素子と、第３および第４の無給電素子とを含む。第２の給電素子は、第２の主面に配置され、第３および第４の接続点を有する。第３および第４の無給電素子は、第２の主面に配置され、かつ、第２の給電素子に略平行に配置される。第１および第２のアンテナ素子群を１つの平面へ投影した場合、第１の給電素子と第１および第２の無給電素子とは、第２の給電素子と第３および第４の無給電素子とに略直交する。アンテナ形成手段は、第１から第４の接続点から任意に選択された２つの接続点を接続することにより１つの平面アレーアンテナを形成する。

好ましくは、アンテナ形成手段は、第１から第４の接続点から選択された第１および第２の接続点または第３および第４の接続点を接続することにより１つの平面アレーアンテナを形成する。

好ましくは、第１から第４の無給電素子は、それぞれ、第１から第４の可変容量素子が装荷される。指向性切換手段は、第１から第４の可変容量素子の容量を変化させて１つの平面アレーアンテナの指向性を切換える。

好ましくは、アレーアンテナ装置は、第１および第２の給電点を更に備える。第１および第２の給電点は、交流電圧および直流電圧が印加される。第１および第２の可変容量素子は、第１および第２の給電点間に逆直列に接続される。第３および第４の可変容量素子は、第１および第２の給電点間に逆直列に接続される。指向性切換手段は、第１および第３の可変容量素子の容量を同じ容量に切換えるとともに、第２および第４の可変容量素子の容量を同じ容量に切換えることにより１つの平面アレーアンテナの指向性を切換える。

好ましくは、第１から第４の無給電素子は、それぞれ、第１から第４の可変容量素子に並列に接続された第１から第４の抵抗素子を含む。

また、この発明によれば、受信機は、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のアレーアンテナ装置を備える。

この発明によるアレーアンテナ装置においては、第１および第２のアンテナ素子群が１つの平面へ投影された場合、第１のアンテナ素子群に含まれる給電素子および無給電素子は、第２のアンテナ素子群に含まれる給電素子および無給電素子に交差するように、第１および第２のアンテナ素子群は、誘電体基板の対向する第１および第２の主面に配置される。そして、第１のアンテナ素子群および／または第２のアンテナ素子群に含まれる給電素子および無給電素子を用いて１つの平面アレーアンテナが形成され、その形成された平面アレーアンテナの指向性が切換えられる。その結果、アレーアンテナ装置においては、直線的に配置された給電素子を含む平面アレーアンテナおよび所定の角度に折れ曲がるように配置された給電素子を含む平面アレーアンテナが形成され、アレーアンテナ装置は、各種の方向に指向性を有するビームを放射する。

従って、この発明によれば、給電素子および無給電素子に平行な方向にも指向性を有するビームを放射できる。

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

図１は、この発明の実施の形態による受信機の概略図である。この発明の実施の形態による受信機１００は、アレーアンテナ装置５０と、受信回路６０とを備える。

アレーアンテナ装置５０は、誘電体基板１と、アンテナ素子群２，３と、抵抗４，５，１１と、バラン６と、スイッチ７，８と、キャパシタ９，１２と、同軸ケーブル１０と、制御回路１３とを含む。

誘電体基板１は、概略、十字形状を有し、例えば、プリント基板からなる。アンテナ素子群２は、誘電体基板１の主面１Ａ（紙面手前の面）に配置され、アンテナ素子群３は、誘電体基板１の主面１Ａに対向する主面１Ｂ（紙面奥側の面）に配置される。

アンテナ素子群２は、給電素子２１と、無給電素子２２，２３とを含む。給電素子２１および無給電素子２２，２３は、誘電体基板１の主面１Ａに略平行に配置される。そして、２個の無給電素子２２，２３は、給電素子２１を中心にして対称に配置される。

給電素子２１は、アンテナ素子２１１，２１２からなる。アンテナ素子２１１，２１２は、方向ＤＲ１において直線状に配置される。そして、アンテナ素子２１１は、アンテナ素子２１２側に端子Ｔ１を有し、アンテナ素子２１２は、アンテナ素子２１１側に端子Ｔ２を有する。

無給電素子２２は、アンテナ素子２２１，２２５と、抵抗２２２，２２４と、バラクタダイオード２２３とからなる。アンテナ素子２２１，２２５は、方向ＤＲ１において直線状に配置される。抵抗２２２は、給電点Ｋ１と、アンテナ素子２２１との間に接続される。バラクタダイオード２２３は、アノードがアンテナ素子２２１側に配置され、かつ、カソードがアンテナ素子２２５側に配置されるように、アンテナ素子２２１とアンテナ素子２２５との間に接続される。これにより、バラクタダイオード２２３は、無給電素子２２に装荷される。抵抗２２４は、バラクタダイオード２２３の両端に並列に接続される。

無給電素子２３は、アンテナ素子２３１，２３５と、抵抗２３２，２３４と、バラクタダイオード２３３とからなる。アンテナ素子２３１，２３５は、方向ＤＲ１において直線状に配置される。抵抗２３２は、給電点Ｋ２と、アンテナ素子２３１との間に接続される。バラクタダイオード２３３は、アノードがアンテナ素子２３１側に配置され、かつ、カソードがアンテナ素子２３５側に配置されるようにアンテナ素子２３１とアンテナ素子２３５との間に接続される。これにより、バラクタダイオード２３３は、無給電素子２３に装荷される。抵抗２３４は、バラクタダイオード２３３の両端に並列に接続される。

アンテナ素子群３は、給電素子３１と、無給電素子３２，３３とを含む。給電素子３１および無給電素子３２，３３は、誘電体基板１の主面１Ｂに略平行に配置される。そして、２個の無給電素子３２，３３は、給電素子３１を中心にして対称に配置される。

給電素子３１は、アンテナ素子３１１，３１２からなる。アンテナ素子３１１，３１２は、方向ＤＲ２において直線状に配置される。そして、アンテナ素子３１１は、アンテナ素子３１２側に端子Ｔ３を有し、アンテナ素子３１２は、アンテナ素子３１１側に端子Ｔ４を有する。

無給電素子３２は、アンテナ素子３２１，３２５と、抵抗３２２，３２４と、バラクタダイオード３２３とからなる。アンテナ素子３２１，３２５は、方向ＤＲ２において直線状に配置される。抵抗３２２は、給電点Ｋ１とアンテナ素子３２１との間に接続される。バラクタダイオード３２３は、アノードがアンテナ素子３２１側に配置され、かつ、カソードがアンテナ素子３２５側に配置されるように、アンテナ素子３２１とアンテナ素子３２５との間に接続される。これにより、バラクタダイオード３２３は、無給電素子３２に装荷される。抵抗３２４は、バラクタダイオード３２３の両端に並列に接続される。

無給電素子３３は、アンテナ素子３３１，３３５と、抵抗３３２，３３４と、バラクタダイオード３３３とからなる。アンテナ素子３３１，３３５は、方向ＤＲ２において直線状に配置される。抵抗３３２は、給電点Ｋ２とアンテナ素子３３１との間に接続される。バラクタダイオード３３３は、アノードがアンテナ素子３３１側に配置され、かつ、カソードがアンテナ素子３３５側に配置されるようにアンテナ素子３３１とアンテナ素子３３５との間に接続される。これにより、バラクタダイオード３３３は、無給電素子３３に装荷される。抵抗３３４は、バラクタダイオード３３３の両端に並列に接続される。

抵抗４は、アンテナ素子２２５とアンテナ素子２３５との間に接続される。これにより、無給電素子２２，２３に装荷された２つのバラクタダイオード２２３，２３３は、給電点Ｋ１，Ｋ２間に逆直列に接続される。また、抵抗５は、アンテナ素子３２５とアンテナ素子３３５との間に接続される。これにより、無給電素子３２，３３に装荷された２つのバラクタダイオード３２３，３３３は、給電点Ｋ１，Ｋ２間に逆直列に接続される。

抵抗４，５，２２２，２３２，３２２，３３２は、無給電素子２２，２３，３２，３３を高周波的に分離するための抵抗であり、アレーアンテナ装置５０の入力インピーダンスに対して十分に大きい抵抗値を有する。そして、抵抗４，５，２２２，２３２，３２２，３３２は、例えば、数ｋΩ〜数十ｋΩの範囲の抵抗値を有する。

また、抵抗２２４，２３４，３２４，３３４は、雑音電圧を除去するための抵抗であり、例えば、数百ｋΩ〜１ＭΩの範囲の抵抗値を有する。抵抗２２４，２３４がそれぞれバラクタダイオード２２３，２３３に並列に接続されない場合を考えると、この場合、給電点Ｋ１から供給された電流は、抵抗２２２、バラクタダイオード２２３（順方向）、抵抗４、バラクタダイオード２３３（逆方向）および抵抗２３２を介して給電点Ｋ２に至る経路を流れる。そうすると、バラクタダイオード２３３は、逆方向の直流電圧が印加されるため、殆ど電流が流れず、バラクタダイオード２２３は、順方向の直流電圧が印加されているにも拘わらず、バラクタダイオード２３３に直列に接続されているため、殆ど電流が流れない。その結果、バラクタダイオード２２３は、直流電圧が順方向に印加されているにも拘わらず、高インピーダンスとなり、バラクタダイオード２２３，２３３のカソードおよび抵抗４からなる部分の電位が安定せず、具体的には、電源ハムなどの雑音電圧が乗ってしまい、指向性が安定しない。

そこで、バラクタダイオード２２３，２３３にそれぞれ並列に抵抗２２４，２３４を接続すると、上述した雑音電圧を除去できる。給電点Ｋ１が正であり、給電点Ｋ２が負であるように、直流電圧が給電点Ｋ１，Ｋ２間に印加されると、給電点Ｋ１から供給された電流は、抵抗２２２、バラクタダイオード２２３（順方向）、抵抗４、抵抗２３４および抵抗２３２を介して給電点Ｋ２に至る経路を流れる。その結果、バラクタダイオード２２３に電流が流れ、バラクタダイオード２２３が低インピーダンスになる。そして、バラクタダイオード２２３，２３３のカソードおよび抵抗４からなる部分の電位が安定する。

また、給電点Ｋ１が負であり、給電点Ｋ２が正であるように、直流電圧が給電点Ｋ１，Ｋ２間に印加されると、給電点Ｋ２から供給された電流は、抵抗２３２、バラクタダイオード２３３（順方向）、抵抗４、抵抗２２４および抵抗２２２を介して給電点Ｋ１に至る経路を流れる。その結果、バラクタダイオード２３３に電流が流れ、バラクタダイオード２３３が低インピーダンスになる。そして、バラクタダイオード２３３，２２３のカソードおよび抵抗４からなる部分の電圧が安定する。

このような理由により、抵抗２２４，２３４がそれぞれバラクタダイオード２２３，２３３に並列に設けられる。

また、同様の理由により、抵抗３２４，３３４がそれぞれバラクタダイオード３２３，３３３に並列に設けられる。

そして、抵抗２２４，２３４，３２４，３３４の具体的な抵抗値に関しては、電流が大きい程、バラクタダイオード２２３，２３３，３２３，３３３は、低インピーダンスになるため、この点からは、抵抗２２４，２３４，３２４，３３４の抵抗値を低くすればよいが、高周波的には高インピーダンスである必要がある。また、消費電流を抑制するという観点からは、抵抗２２４，２３４，３２４，３３４の抵抗値は、高い方がよい。そこで、抵抗２２４，２３４，３２４，３３４の抵抗値は、上述したように、数百ｋΩ〜１ＭΩの範囲に設定される。

不平衡／平衡変換器であるバラン６は、その不平衡側端子がキャパシタ９を介して給電点Ｋ１，Ｋ２に接続され、平衡側端子がスイッチ７，８に接続される。

スイッチ７は、制御回路１３からの信号ＳＷ１〜ＳＷ６によって端子Ｔ１，Ｔ３，Ｔ４のいずれかに接続され、スイッチ８は、信号ＳＷ１〜ＳＷ６によって端子Ｔ１，Ｔ２，Ｔ４のいずれかに接続される。

即ち、スイッチ７，８は、表１に従って、端子Ｔ１〜Ｔ４から選択された２つの端子に接続される。

スイッチ７，８は、信号ＳＷ１に応じて、それぞれ、端子Ｔ１，Ｔ２に接続され、信号ＳＷ２に応じて、それぞれ、端子Ｔ３，Ｔ１に接続され、信号ＳＷ３に応じて、それぞれ、端子Ｔ３，Ｔ２に接続される。また、スイッチ７，８は、信号ＳＷ４に応じて、それぞれ、端子Ｔ４，Ｔ２に接続され、信号ＳＷ５に応じて、それぞれ、端子Ｔ１，Ｔ４に接続され、信号ＳＷ６に応じて、それぞれ、端子Ｔ３，Ｔ４に接続される。

キャパシタ９は、直流阻止用のキャパシタであり、給電点Ｋ１とバラン６の不平衡側端子との間に接続される。

同軸ケーブル１０は、中心導体１０１と、接地導体１０２とからなる。そして、中心導体１０１は、給電点Ｋ１および抵抗２２２を介してバラクタダイオード２２３のアノードに接続され、給電点Ｋ１および抵抗３２２を介してバラクタダイオード３２３のアノードに接続されるとともに、給電点Ｋ１およびキャパシタ９を介してバラン６の不平衡側端子に接続される。また、接地導体１０２は、給電点Ｋ２および抵抗２３２を介してバラクタダイオード２３３のアノードに接続され、給電点Ｋ２および抵抗３３２を介してバラクタダイオード３３３のアノードに接続されるとともに、給電点Ｋ２を介してバラン６の不平衡側端子に接続される。

抵抗１１は、同軸ケーブル１０の中心導体１０１と制御回路１３との間に接続され、キャパシタ１２は、同軸ケーブル１０の中心導体１０１と受信回路６０との間に接続される。そして、抵抗１１は、アレーアンテナ装置５０の入力インピーダンスに対して十分に大きい抵抗値（数値的には、１０倍以上の抵抗値）を有する。また、キャパシタ１２は、直流阻止用のキャパシタである。

制御回路１３は、直流電圧Ｖｃが重畳された交流電圧Ｖｒを抵抗１１を介して中心導体１０１と接地導体１０２との間に印加するとともに、信号ＳＷ１〜ＳＷ６のいずれかを生成してスイッチ７，８へ供給する。また、制御回路１３は、受信回路６０から受信信号品質ＱＲＳを受け、その受けた受信信号品質ＱＲＳがしきい値以上になるように直流電圧Ｖｃを変化させる。

受信回路６０は、キャパシタ１２を介して同軸ケーブル１０の中心導体１０１から無線信号を受信し、その受信した無線信号に対して、高周波増幅、周波数変換および復調等の信号処理を施して出力データを外部装置へ出力するとともに、無線信号の受信信号品質ＱＲＳを検出し、その検出した受信信号品質ＱＲＳを制御回路１３へ出力する。

図２は、図１に示すアンテナ素子群２，３の実際の平面図である。誘電体基板１は、翼部１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄと、本体部１１Ｅとからなる。本体部１１Ｅは、略正方形からなり、翼部１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄは、本体部１１Ｅの４辺に接して設けられている。その結果、誘電体基板１は、略十字形状を有する。

アンテナ素子群２の給電素子２１および無給電素子２２，２３は、翼部１１Ａ，１１Ｃおよび本体部１１Ｅに配置され、アンテナ素子群３の給電素子３１および無給電素子３２，３３は、翼部１１Ｂ，１１Ｄおよび本体部１１Ｅに配置される。

アレーアンテナ装置５０が送受信する電波の波長をλとした場合、給電素子２１，３１は、約０．４３λの長さＬ１を有し、無給電素子２２，２３，３２，３３は、約λ／２の長さＬ２を有する。また、給電素子２１と無給電素子２２，２３との間隔ｄおよび給電素子３１と無給電素子３２，３３との間隔ｄは、例えば、０．１λ〜０．３５λの範囲に設定される。更に、給電素子２１，３１および無給電素子２２，２３，３２，３３は、同じ幅Ｗを有し、幅Ｗは、例えば、ＶＨＦ帯のテレビ受信に用いる場合、数ｍｍ〜十数ｍｍの範囲が好適である。

給電素子２１および無給電素子２２，２３は、誘電体基板１の主面１Ａに配置され、給電素子３１および無給電素子３２，３３は、誘電体基板１の主面１Ｂに配置されているため、立体的には、給電素子２１および無給電素子２２，２３は、給電素子３１および無給電素子３２，３３と交差しないが、給電素子２１，３１および無給電素子２２，２３，３２，３３が１つの平面に投影された場合、給電素子２１および無給電素子２２，２３は、給電素子３１および無給電素子３２，３３と交差する。

従って、アレーアンテナ装置５０においては、アンテナ素子群２，３を１つの平面へ投影した場合、給電素子２１および無給電素子２２，２３は、給電素子３１および無給電素子３２，３３と交差することを特徴とする。

図３は、図２に示すアレーアンテナ装置５０の側面図である。図３の（ａ）は、図２に示すＡ方向から見たアレーアンテナ装置５０の側面図であり、図３の（ｂ）は、図２に示すＢ方向から見たアレーアンテナ装置５０の側面図である。

図２に示すＡ方向から見た場合、アンテナ素子群２の給電素子２１および無給電素子２２，２３は、誘電体基板１の翼部１１Ｃ（翼部１１Ａおよび本体部１１Ｅを含む）の主面１Ａに配置される。また、アンテナ素子群３の無給電素子３３は、誘電体基板１の翼部１１Ｂ，１１Ｄ（本体部１１Ｅを含む）の主面１Ｂに配置される。なお、給電素子３１および無給電素子３２も、無給電素子３３と同じように、誘電体基板１の翼部１１Ｂ，１１Ｄ（本体部１１Ｅを含む）の主面１Ｂに配置される（図３の（ａ）参照）。

図２に示すＢ方向から見た場合、アンテナ素子群２の無給電素子２２は、誘電体基板１の翼部１１Ａ，１１Ｃ（本体部１１Ｅを含む）の主面１Ａに配置される。なお、給電素子２１および無給電素子２３も、無給電素子２２と同じように、誘電体基板１の翼部１１Ａ，１１Ｃ（本体部１１Ｅを含む）の主面１Ａに配置される。また、アンテナ素子群３の給電素子３１および無給電素子３２，３３は、誘電体基板１の翼部１１Ｂ（翼部１１Ｄおよび本体部１１Ｅを含む）の主面１Ｂに配置される。

このように、アンテナ素子群２，３は、誘電体基板１の対向する主面１Ａ，１Ｂに配置される。そして、スイッチ７，８は、誘電体基板１の主面１Ａに配置されたアンテナ素子群２の給電素子２１または誘電体基板１の主面１Ｂに配置されたアンテナ素子群３の給電素子３１に接続されるが、この場合、スイッチ７，８は、誘電体基板１に設けられたスルーホール（図示せず）を介してアンテナ素子群２の給電素子２１の端子Ｔ１，Ｔ２およびアンテナ素子群３の給電素子３１の端子Ｔ３，Ｔ４から選択された２つの端子に接続される。

図４から図８は、それぞれ、図１に示すアレーアンテナ装置５０のビームパターンを示す第１から第５の概念図である。図４は、スイッチ７，８が端子Ｔ１−Ｔ２間に接続された場合のアレーアンテナ装置５０のビームパターンを示し、図５は、スイッチ７，８が端子Ｔ３−Ｔ１間または端子Ｔ４−Ｔ２間に接続された場合のアレーアンテナ装置５０のビームパターンを示し、図６は、スイッチ７，８が端子Ｔ３−Ｔ２間に接続された場合のアレーアンテナ装置５０のビームパターンを示す。また、図７は、スイッチ７，８が端子Ｔ１−Ｔ４間に接続された場合のアレーアンテナ装置５０のビームパターンを示し、図８は、スイッチ７，８が端子Ｔ３−Ｔ４間に接続された場合のアレーアンテナ装置５０のビームパターンを示す。

なお、図４から図８においては、アレーアンテナ装置５０のビームパターンを明確に示すために、アレーアンテナ装置５０を相対的に小さく図示している。

スイッチ７，８が端子Ｔ１−Ｔ２間、端子Ｔ３−Ｔ１間、端子Ｔ３−Ｔ２間、端子Ｔ４−Ｔ２間、端子Ｔ１−Ｔ４間および端子Ｔ３−Ｔ４間の各々に接続された状態で、給電点Ｋ１，Ｋ２間に正または負の直流電圧Ｖｃが印加される。ここで、正の直流電圧Ｖｃとは、給電点Ｋ１が正であり、給電点Ｋ２が負である直流電圧を言い、負の直流電圧Ｖｃとは、給電点Ｋ１が負であり、給電点Ｋ２が正である直流電圧を言う。

そして、正の直流電圧Ｖｃは、例えば、＋２０Ｖの直流電圧からなり、負の直流電圧Ｖｃは、例えば、−２０Ｖの直流電圧からなる。バラクタダイオード２２３，２３３，３２３，３３３の各々は、＋２０Ｖの直流電圧が印加されると、容量が相対的に大きくなり、−２０Ｖの直流電圧が印加されると、容量が相対的に小さくなる。

従って、正の直流電圧Ｖｃが給電点Ｋ１，Ｋ２間に印加されると、バラクタダイオード２２３，３２３は、順方向にバイアスされ、容量が相対的に大きくなり、バラクタダイオード２３３，３３３は、逆方向にバイアスされ、容量が相対的に小さくなる。また、負の直流電圧Ｖｃが給電点Ｋ１，Ｋ２間に印加されると、バラクタダイオード２２３，３２３は、逆方向にバイアスされ、容量が相対的に小さくなり、バラクタダイオード２３３，３３３は、順方向にバイアスされ、容量が相対的に大きくなる。

スイッチ７，８が端子Ｔ１−Ｔ２間に接続されると、アレーアンテナ装置５０においては、給電素子２１と２個の無給電素子２２，２３とからなる平面アレーアンテナＰＡＮＴ１が形成される。即ち、１個の給電素子２１および２個の無給電素子２２，２３が略平行に配列された平面アレーアンテナＰＡＮＴ１が形成される。

そして、平面アレーアンテナＰＡＮＴ１が形成された状態において、正の直流電圧Ｖｃが給電点Ｋ１，Ｋ２間に印加されると、バラクタダイオード２２３，３２３の容量が相対的に大きくなり、バラクタダイオード２３３，３３３の容量が相対的に小さくなる。その結果、無給電素子２２は、反射器として機能し、無給電素子２３は、導波器として機能する。そして、平面アレーアンテナＰＡＮＴ１は、ビームパターンＢＭ１を放射する。即ち、平面アレーアンテナＰＡＮＴ１は、給電素子２１および無給電素子２２，２３に略垂直な方向へ指向性ＤＩＲ１を有するビームパターンＢＭ１を放射する。なお、指向性ＤＩＲ１を０度方向の指向性とする。

また、平面アレーアンテナＰＡＮＴ１が形成された状態において、負の直流電圧Ｖｃが給電点Ｋ１，Ｋ２間に印加されると、バラクタダイオード２２３，３２３の容量が相対的に小さくなり、バラクタダイオード２３３，３３３の容量が相対的に大きくなる。その結果、無給電素子２２は、導波器として機能し、無給電素子２３は、反射器として機能する。そして、平面アレーアンテナＰＡＮＴ１は、ビームパターンＢＭ２を放射する。即ち、平面アレーアンテナＰＡＮＴ１は、給電素子２１および無給電素子２２，２３に略垂直な方向であり、かつ、指向性ＤＩＲ１と逆方向の指向性ＤＩＲ２（＝１８０度方向の指向性）を有するビームパターンＢＭ２を放射する（図４参照）。

このように、スイッチ７，８が端子Ｔ１−Ｔ２間に接続されて形成される平面アレーアンテナＰＡＮＴ１においては、バラクタダイオード２２３，３２３およびバラクタダイオード２３３，３３３に印加する直流電圧Ｖｃの極性を切換えることにより、平面アレーアンテナＰＡＮＴ１は、基軸ＡＸ１に対して対称なビームパターンＢＭ１，ＢＭ２を放射する。そして、基軸ＡＸ１に対して対称なビームパターンＢＭ１，ＢＭ２を放射することは、アンテナ素子群３の給電素子３１および無給電素子３２，３３に略平行な方向に指向性を有するビームパターンを放射することに相当する。

また、スイッチ７，８が端子Ｔ３−Ｔ１間に接続されると、アレーアンテナ装置５０においては、アンテナ素子２１１，３１１により形成された給電素子と、４個の無給電素子２２，２３，３２，３３とからなる平面アレーアンテナＰＡＮＴ２が形成される。即ち、１個の給電素子２１１−３１１が略直交する方向に配列されるとともに２個の無給電素子２２，２３が２個の無給電素子３２，３３と略直交する方向に配列された平面アレーアンテナＰＡＮＴ２が形成される。

そして、平面アレーアンテナＰＡＮＴ２が形成された状態において、正の直流電圧Ｖｃが給電点Ｋ１，Ｋ２間に印加されると、バラクタダイオード２２３，３２３の容量が相対的に大きくなり、バラクタダイオード２３３，３３３の容量が相対的に小さくなる。その結果、無給電素子２２，３２は、反射器として機能し、無給電素子２３，３３は、導波器として機能する。そして、平面アレーアンテナＰＡＮＴ２は、ビームパターンＢＭ３を放射する。即ち、平面アレーアンテナＰＡＮＴ２は、３１５度方向の指向性ＤＩＲ３を有するビームパターンＢＭ３を放射する。

また、平面アレーアンテナＰＡＮＴ２が形成された状態において、負の直流電圧Ｖｃが給電点Ｋ１，Ｋ２間に印加されると、バラクタダイオード２２３，３２３の容量が相対的に小さくなり、バラクタダイオード２３３，３３３の容量が相対的に大きくなる。その結果、無給電素子２２，３２は、導波器として機能し、無給電素子２３，３３は、反射器として機能する。そして、平面アレーアンテナＰＡＮＴ２は、ビームパターンＢＭ４を放射する。即ち、平面アレーアンテナＰＡＮＴ２は、指向性ＤＩＲ３と逆方向の指向性ＤＩＲ４（＝１３５度方向の指向性）を有するビームパターンＢＭ４を放射する（図５参照）。

このように、スイッチ７，８が端子Ｔ３−Ｔ１間に接続されて形成される平面アレーアンテナＰＡＮＴ２においては、バラクタダイオード２２３，３２３およびバラクタダイオード２３３，３３３に印加する直流電圧Ｖｃの極性を切換えることにより、平面アレーアンテナＰＡＮＴ２は、基軸ＡＸ２に対して対称なビームパターンＢＭ３，ＢＭ４を放射する。

更に、スイッチ７，８が端子Ｔ３−Ｔ２間に接続されると、アレーアンテナ装置５０においては、アンテナ素子２１２，３１１により形成された給電素子と、４個の無給電素子２２，２３，３２，３３とからなる平面アレーアンテナＰＡＮＴ３が形成される。即ち、１個の給電素子２１２−３１１が略直交する方向に配列されるとともに２個の無給電素子２２，２３が２個の無給電素子３２，３３と略直交する方向に配列された平面アレーアンテナＰＡＮＴ３が形成される。

そして、平面アレーアンテナＰＡＮＴ３が形成された状態において、正の直流電圧Ｖｃが給電点Ｋ１，Ｋ２間に印加されると、バラクタダイオード２２３，３２３の容量が相対的に大きくなり、バラクタダイオード２３３，３３３の容量が相対的に小さくなる。その結果、無給電素子２２，３２は、反射器として機能し、無給電素子２３，３３は、導波器として機能する。そして、平面アレーアンテナＰＡＮＴ３は、ビームパターンＢＭ５を放射する。即ち、平面アレーアンテナＰＡＮＴ３は、略２２５度方向の指向性ＤＩＲ５を有するビームパターンＢＭ５を放射する。

また、平面アレーアンテナＰＡＮＴ３が形成された状態において、負の直流電圧Ｖｃが給電点Ｋ１，Ｋ２間に印加されると、バラクタダイオード２２３，３２３の容量が相対的に小さくなり、バラクタダイオード２３３，３３３の容量が相対的に大きくなる。その結果、無給電素子２２，３２は、導波器として機能し、無給電素子２３，３３は、反射器として機能する。そして、平面アレーアンテナＰＡＮＴ３は、ビームパターンＢＭ６を放射する。即ち、平面アレーアンテナＰＡＮＴ３は、指向性ＤＩＲ５を有し、基軸ＡＸ２に対してビームパターンＢＭ５と対称なビームパターンＢＭ６を放射する（図６参照）。

このように、スイッチ７，８が端子Ｔ３−Ｔ２間に接続されて形成される平面アレーアンテナＰＡＮＴ３においては、バラクタダイオード２２３，３２３およびバラクタダイオード２３３，３３３に印加する直流電圧Ｖｃの極性を切換えることにより、平面アレーアンテナＰＡＮＴ３は、ほぼ同じ指向性ＤＩＲ５（＝略２２５度方向の指向性）を有し、ビーム形状が基軸ＡＸ２に対して対称なビームパターンＢＭ５，ＢＭ６を放射する。

更に、スイッチ７，８が端子Ｔ４−Ｔ２間に接続されると、アレーアンテナ装置５０においては、アンテナ素子２１２，３１２により形成された給電素子と、４個の無給電素子２２，２３，３２，３３とからなる平面アレーアンテナＰＡＮＴ４が形成される。即ち、１個の給電素子２１２−３１２が略直交する方向に配列されるとともに２個の無給電素子２２，２３が２個の無給電素子３２，３３と略直交する方向に配列された平面アレーアンテナＰＡＮＴ４が形成される（図５参照）。

そして、平面アレーアンテナＰＡＮＴ４が形成された状態において、正の直流電圧Ｖｃが給電点Ｋ１，Ｋ２間に印加されると、バラクタダイオード２２３，３２３の容量が相対的に大きくなり、バラクタダイオード２３３，３３３の容量が相対的に小さくなる。その結果、無給電素子２２，３２は、反射器として機能し、無給電素子２３，３３は、導波器として機能する。そして、平面アレーアンテナＰＡＮＴ４は、ビームパターンＢＭ３を放射する。

また、平面アレーアンテナＰＡＮＴ４が形成された状態において、負の直流電圧Ｖｃが給電点Ｋ１，Ｋ２間に印加されると、バラクタダイオード２２３，３２３の容量が相対的に小さくなり、バラクタダイオード２３３，３３３の容量が相対的に大きくなる。その結果、無給電素子２２，３２は、導波器として機能し、無給電素子２３，３３は、反射器として機能する。そして、平面アレーアンテナＰＡＮＴ４は、ビームパターンＢＭ４を放射する。（図５参照）。

このように、スイッチ７，８が端子Ｔ４−Ｔ２間に接続されて形成される平面アレーアンテナＰＡＮＴ４は、バラクタダイオード２２３，３２３およびバラクタダイオード２３３，３３３に印加する直流電圧Ｖｃの極性を切換えることにより、平面アレーアンテナＰＡＮＴ２と同じ指向性ＤＩＲ３，ＤＩＲ４を有するビームパターンＢＭ３，ＢＭ４を放射する。

更に、スイッチ７，８が端子Ｔ１−Ｔ４間に接続されると、アレーアンテナ装置５０においては、アンテナ素子２１１，３１２により形成された給電素子と、４個の無給電素子２２，２３，３２，３３とからなる平面アレーアンテナＰＡＮＴ５が形成される。即ち、１個の給電素子２１１−３１２が略直交する方向に配列されるとともに２個の無給電素子２２，２３が２個の無給電素子３２，３３と略直交する方向に配列された平面アレーアンテナＰＡＮＴ５が形成される。

そして、平面アレーアンテナＰＡＮＴ５が形成された状態において、正の直流電圧Ｖｃが給電点Ｋ１，Ｋ２間に印加されると、バラクタダイオード２２３，３２３の容量が相対的に大きくなり、バラクタダイオード２３３，３３３の容量が相対的に小さくなる。その結果、無給電素子２２，３２は、反射器として機能し、無給電素子２３，３３は、導波器として機能する。そして、平面アレーアンテナＰＡＮＴ５は、ビームパターンＢＭ７を放射する。即ち、平面アレーアンテナＰＡＮＴ５は、略４５度方向の指向性ＤＩＲ６を有するビームパターンＢＭ７を放射する。

また、平面アレーアンテナＰＡＮＴ５が形成された状態において、負の直流電圧Ｖｃが給電点Ｋ１，Ｋ２間に印加されると、バラクタダイオード２２３，３２３の容量が相対的に小さくなり、バラクタダイオード２３３，３３３の容量が相対的に大きくなる。その結果、無給電素子２２，３２は、導波器として機能し、無給電素子２３，３３は、反射器として機能する。そして、平面アレーアンテナＰＡＮＴ５は、ビームパターンＢＭ８を放射する。即ち、平面アレーアンテナＰＡＮＴ５は、指向性ＤＩＲ６を有し、基軸ＡＸ２に対してビームパターンＢＭ７と対称なビームパターンＢＭ８を放射する（図７参照）。

このように、スイッチ７，８が端子Ｔ１−Ｔ４間に接続されて形成される平面アレーアンテナＰＡＮＴ５においては、バラクタダイオード２２３，３２３およびバラクタダイオード２３３，３３３に印加する直流電圧Ｖｃの極性を切換えることにより、平面アレーアンテナＰＡＮＴ５は、ほぼ同じ指向性ＤＩＲ６（＝略４５度方向の指向性）を有し、ビーム形状が基軸ＡＸ２に対して対称なビームパターンＢＭ７，ＢＭ８を放射する。

スイッチ７，８が端子Ｔ３−Ｔ４間に接続されると、アレーアンテナ装置５０においては、給電素子３１と２個の無給電素子３２，３３とからなる平面アレーアンテナＰＡＮＴ６が形成される。即ち、１個の給電素子３１および２個の無給電素子３２，３３が略平行に配列された平面アレーアンテナＰＡＮＴ６が形成される。

そして、平面アレーアンテナＰＡＮＴ６が形成された状態において、正の直流電圧Ｖｃが給電点Ｋ１，Ｋ２間に印加されると、バラクタダイオード２２３，３２３の容量が相対的に大きくなり、バラクタダイオード２３３，３３３の容量が相対的に小さくなる。その結果、無給電素子３２は、反射器として機能し、無給電素子３３は、導波器として機能する。そして、平面アレーアンテナＰＡＮＴ６は、ビームパターンＢＭ９を放射する。即ち、平面アレーアンテナＰＡＮＴ６は、給電素子３１および無給電素子３２，３３に略垂直な方向へ指向性ＤＩＲ７（＝２７０度方向の指向性）を有するビームパターンＢＭ９を放射する。

また、平面アレーアンテナＰＡＮＴ６が形成された状態において、負の直流電圧Ｖｃが給電点Ｋ１，Ｋ２間に印加されると、バラクタダイオード２２３，３２３の容量が相対的に小さくなり、バラクタダイオード２３３，３３３の容量が相対的に大きくなる。その結果、無給電素子３２は、導波器として機能し、無給電素子３３は、反射器として機能する。そして、平面アレーアンテナＰＡＮＴ６は、ビームパターンＢＭ１０を放射する。即ち、平面アレーアンテナＰＡＮＴ６は、給電素子３１および無給電素子３２，３３に略垂直な方向であり、かつ、指向性ＤＩＲ７と逆方向の指向性ＤＩＲ８（＝９０度方向の指向性）を有するビームパターンＢＭ１０を放射する（図８参照）。

このように、スイッチ７，８が端子Ｔ３−Ｔ４間に接続されて形成される平面アレーアンテナＰＡＮＴ６においては、バラクタダイオード２２３，３２３およびバラクタダイオード２３３，３３３に印加する直流電圧Ｖｃの極性を切換えることにより、平面アレーアンテナＰＡＮＴ６は、基軸ＡＸ３に対して対称なビームパターンＢＭ９，ＢＭ１０を放射する。そして、基軸ＡＸ３に対して対称なビームパターンＢＭ９，ＢＭ１０を放射することは、アンテナ素子群２の給電素子２１および無給電素子２２，２３に略平行な方向に指向性を有するビームパターンを放射することに相当する。

上述したように、アレーアンテナ装置５０は、スイッチ７，８を接続する接続点を切換えるとともにバラクタダイオード２２３，２３３，３２３，３３３に供給する直流電圧Ｖｃの極性を切換えることによって、指向性またはビーム形状が異なるビームパターンＢＭ１〜ＢＭ１０を選択的に放射する。

そして、制御回路１３は、バラクタダイオード２２３，３２３の容量が同じ容量になり、バラクタダイオード２３３，３３３の容量が同じ容量になるようにバラクタダイオード２２３，２３３，３２３，３３３の容量を設定して平面アレーアンテナＰＡＮＴ１〜ＰＡＮＴ６の指向性を切換える。

アレーアンテナ装置５０における接続端子、直流電圧Ｖｃおよびビームパターンの関係をまとめると、表２のようになる。

図９は、図１に示す制御回路１３の概略ブロック図である。制御回路１３は、比較器１３１，１３３と、しきい値電圧源１３２，１３４と、信号発生器１３５とを含む。比較器１３１は、受信信号品質ＱＲＳの一例としてＡＧＣ（ＡｕｔｏＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌ）電圧Ｖ_ＡＧＣを受信回路６０から受け、しきい値電圧源１３２からしきい値電圧Ｖｔｈを受ける。

そして、比較器１３１は、ＡＧＣ電圧Ｖ_ＡＧＣをしきい値電圧Ｖｔｈと比較し、ＡＧＣ電圧Ｖ_ＡＧＣがしきい値電圧Ｖｔｈ以上であるとき（Ｖ_ＡＧＣ≧Ｖｔｈ）、Ｌ（論理ロー）レベルの切換信号ＥＸを生成して信号発生器１３５へ出力し、ＡＧＣ電圧Ｖ_ＡＧＣがしきい値電圧Ｖｔｈよりも小さいとき（Ｖ_ＡＧＣ＜Ｖｔｈ）、Ｈ（論理ハイ）レベルの切換信号ＥＸを生成して信号発生器１３５へ出力する。

また、比較器１３３は、ＡＧＣ電圧Ｖ_ＡＧＣを受信回路６０から受け、しきい値電圧Ｖｔｈをしきい値電圧源１３４から受ける。そして、比較器１３３は、ＡＧＣ電圧Ｖ_ＡＧＣをしきい値電圧Ｖｔｈと比較し、ＡＧＣ電圧Ｖ_ＡＧＣがしきい値電圧Ｖｔｈ以上であるとき（Ｖ_ＡＧＣ≧Ｖｔｈ）、Ｈレベルの保持信号ＨＬＤを生成して信号発生器１３５へ出力し、ＡＧＣ電圧Ｖ_ＡＧＣがしきい値電圧Ｖｔｈよりも小さいとき（Ｖ_ＡＧＣ＜Ｖｔｈ）、Ｌレベルの保持信号ＨＬＤを生成して信号発生器１３５へ出力する。

なお、ＡＧＣ電圧Ｖ_ＡＧＣは、受信信号強度に比例するものである。従って、ＡＧＣ電圧Ｖ_ＡＧＣが相対的に低くなれば、受信信号強度が相対的に低くなり、ＡＧＣ電圧Ｖ_ＡＧＣが相対的に高くなれば、受信信号強度が相対的に高くなる。その結果、ＡＧＣ電圧Ｖ_ＡＧＣをしきい値Ｖｔｈと比較することにより、受信信号品質ＱＲＳを評価できる。そして、受信信号品質ＱＲＳとしてＡＧＣ電圧Ｖ_ＡＧＣを用いる場合、受信回路６０は、ＡＧＣ電圧Ｖ_ＡＧＣを検出して制御回路１３の比較器１３１，１３３へ出力する。

信号発生器１３５は、比較器１３１からＨレベルの切換信号ＥＸを受け、かつ、比較器１３３からＬレベルの保持信号ＨＬＤを受けると、既にスイッチ７，８へ出力している信号（信号ＳＷ１〜ＳＷ６のいずれか）と異なる信号（信号ＳＷ１〜ＳＷ６のいずれか）をスイッチ７，８へ出力するとともに、極性が異なる直流電圧Ｖｃを抵抗１１および同軸ケーブル１０を介して、順次、給電点Ｋ１，Ｋ２間に供給する。

この場合、信号発生器１３５は、スイッチ７，８へ出力する信号ＳＷ（信号ＳＷ１〜ＳＷ６のいずれか）および直流電圧Ｖｃの極性を表２に従って切換える。より具体的には、信号発生器１３５は、既にスイッチ７，８へ信号ＳＷ１を出力しているときに、比較器１３１からＨレベルの切換信号ＥＸを受け、かつ、比較器１３３からＬレベルの保持信号ＨＬＤを受けると、信号ＳＷ２を生成してスイッチ７，８へ出力し、その後、正の直流電圧Ｖｃおよび負の直流電圧Ｖｃを抵抗１１および同軸ケーブル１０を介して、順次、給電点Ｋ１，Ｋ２間に供給する。

信号発生器１３５は、比較器１３１，１３３からそれぞれＨレベルの切換信号ＥＸおよびＬレベルの保持信号ＨＬＤを受信している限り、表２に従ってスイッチ７，８の接続点および直流電圧Ｖｃの極性を順次切換える。

また、信号発生器１３５は、比較器１３１からＬレベルの切換信号ＥＸを受け、かつ、比較器１３３からＨレベルの保持信号ＨＬＤを受けると、既にスイッチ７，８へ出力している信号（信号ＳＷ１〜ＳＷ６のいずれか）を保持するとともに、給電点Ｋ１，Ｋ２間に供給している直流電圧Ｖｃを保持する。

このように、制御回路１３は、受信信号品質ＱＲＳの一例としてのＡＧＣ電圧Ｖ_ＡＧＣがしきい値電圧Ｖｔｈよりも低下すると、スイッチ７，８の接続点および直流電圧Ｖｃの極性を表２に従って、順次、切換えることによりアレーアンテナ装置５０のビームパターンをビームパターンＢＭ１〜ＢＭ１０に順次切換え、ＡＧＣ電圧Ｖ_ＡＧＣがしきい値電圧Ｖｔｈ以上になると、スイッチ７，８の接続点および直流電圧Ｖｃの極性を保持して、アレーアンテナ装置５０のビームパターンをしきい値電圧Ｖｔｈ以上のＡＧＣ電圧Ｖ_ＡＧＣが得られるビームパターンに保持する。

上述したように、スイッチ７，８の接続点を切換えるとともに、直流電圧Ｖｃの極性を切換えることによって、アレーアンテナ装置５０は、１０個のビームパターンＢＭ１〜ＢＭ１０を選択的に放射できる。従って、アレーアンテナ装置５０は、指向性ダイバーシティに適したアンテナである。

なお、アレーアンテナ装置５０においては、バラクタダイオード２２３，２３３，３２３，３３３の接続方向を図１に示す接続方向と逆にしてもよい。即ち、アノードがアンテナ素子２２５側に配置され、かつ、カソードがアンテナ素子２２１側に配置されるようにバラクタダイオード２２３をアンテナ素子２２１，２２５間に接続し、アノードがアンテナ素子２３５側に配置され、かつ、カソードがアンテナ素子２３１側に配置されるようにバラクタダイオード２３３をアンテナ素子２３１，２３５間に接続し、アノードがアンテナ素子３２５側に配置され、かつ、カソードがアンテナ素子３２１側に配置されるようにバラクタダイオード３２３をアンテナ素子３２１，３２５間に接続し、アノードがアンテナ素子３３５側に配置され、かつ、カソードがアンテナ素子３３１側に配置されるようにバラクタダイオード３３３をアンテナ素子３３１，３３５間に接続するようにしてもよい。

この場合、バラクタダイオード２２３，２３３，３２３，３３３は、直流電圧Ｖｃの極性切換に対して上述した容量変化と反対の容量変化を示す。

［変形例］
図１０は、この発明の実施の形態による受信機の他の概略図である。この発明の実施の形態による受信機は、図１０に示す受信機１００Ａであってもよい。受信機１００Ａは、図１に示す受信機１００のアレーアンテナ装置５０をアレーアンテナ装置５０Ａに代えたものであり、その他は、受信機１００と同じである。

アレーアンテナ装置５０Ａは、図１に示すアレーアンテナ装置５０のアンテナ素子群２，３をそれぞれアンテナ素子群２Ａ，３Ａに代えたものであり、その他は、アレーアンテナ装置５０と同じである。

アンテナ素子群２Ａは、図１に示すアンテナ素子群２の給電素子２１および無給電素子２２，２３をそれぞれ給電素子２１Ａおよび無給電素子２２Ａ，２３Ａに代えたものであり、その他は、アンテナ素子群２と同じである。

給電素子２１Ａは、図１に示す給電素子２１のアンテナ素子２１２をアンテナ素子２１２Ａに代えたものであり、その他は、給電素子２１と同じである。また、無給電素子２２Ａ，２３Ａは、図１に示す無給電素子２２，２３のアンテナ素子２２５，２３５をそれぞれアンテナ素子２２５Ａ，２３５Ａに代えたものであり、その他は、無給電素子２２，２３と同じである。アンテナ素子２１２Ａ，２２５Ａ，２３５Ａは、誘電体基板１の主面１Ｂに配置される。

従って、給電素子２１Ａは、誘電体基板１の主面１Ａに配置されたアンテナ素子２１１と誘電体基板１の主面１Ｂに配置されたアンテナ素子２１２Ａとからなり、無給電素子２２Ａは、誘電体基板１の主面１Ａに配置されたアンテナ素子２２１と誘電体基板１の主面１Ｂに配置されたアンテナ素子２２５Ａとからなり、無給電素子２３Ａは、誘電体基板１の主面１Ａに配置されたアンテナ素子２３１と誘電体基板１の主面１Ｂに配置されたアンテナ素子２３５Ａとからなる。

この場合、バラクタダイオード２２３および抵抗２２４は、誘電体基板１に形成されたスルーホール（図示せず）を介してアンテナ素子２２１，２２５Ａ間に接続され、バラクタダイオード２３３および抵抗２３４は、誘電体基板１に形成されたスルーホール（図示せず）を介してアンテナ素子２３１，２３５Ａ間に接続される。

このように、給電素子２１Ａおよび無給電素子２２Ａ，２３Ａは、誘電体基板１の異なる２つの主面１Ａ，１Ｂに配置された２つのアンテナ素子からなる。

また、アンテナ素子群３Ａは、図１に示すアンテナ素子群３の給電素子３１および無給電素子３２，３３をそれぞれ給電素子３１Ａおよび無給電素子３２Ａ，３３Ａに代えたものであり、その他は、アンテナ素子群３と同じである。

給電素子３１Ａは、図１に示す給電素子３１のアンテナ素子３１１をアンテナ素子３１１Ａに代えたものであり、その他は、給電素子３１と同じである。また、無給電素子３２Ａ，３３Ａは、図１に示す無給電素子３２，３３のアンテナ素子３２１，３３１をそれぞれアンテナ素子３２１Ａ，３３１Ａに代えたものであり、その他は、無給電素子３２，３３と同じである。アンテナ素子３１１Ａ，３２１Ａ，３３１Ａは、誘電体基板１の主面１Ａに配置される。

従って、給電素子３１Ａは、誘電体基板１の主面１Ａに配置されたアンテナ素子３１１Ａと誘電体基板１の主面１Ｂに配置されたアンテナ素子３１２とからなり、無給電素子３２Ａは、誘電体基板１の主面１Ａに配置されたアンテナ素子３２１Ａと誘電体基板１の主面１Ｂに配置されたアンテナ素子３２５とからなり、無給電素子３３Ａは、誘電体基板１の主面１Ａに配置されたアンテナ素子３３１Ａと誘電体基板１の主面１Ｂに配置されたアンテナ素子３３５とからなる。

この場合、バラクタダイオード３２３および抵抗３２４は、誘電体基板１に形成されたスルーホール（図示せず）を介してアンテナ素子３２１Ａ，３２５間に接続され、バラクタダイオード３３３および抵抗３３４は、誘電体基板１に形成されたスルーホール（図示せず）を介してアンテナ素子３３１Ａ，３３５間に接続される。

このように、給電素子３１Ａおよび無給電素子３２Ａ，３３Ａは、誘電体基板１の異なる２つの主面１Ａ，１Ｂに配置された２つのアンテナ素子からなる。

アレーアンテナ装置５０Ａは、アレーアンテナ装置５０と同様に、スイッチ７，８を端子Ｔ１−Ｔ２間、端子Ｔ３−Ｔ１間、端子Ｔ３−Ｔ２間、端子Ｔ４−Ｔ２間、端子Ｔ１−Ｔ４間および端子Ｔ３−Ｔ４間に順次切換え、スイッチ７，８が各端子間に接続された状態で直流電圧Ｖｃの極性を切換えることにより、ビームパターンＢＭ１〜ＢＭ１０を順次放射する。

なお、アレーアンテナ装置５０Ａにおいては、アンテナ素子２１１，２２１，２３１，３１１Ａ，３２１Ａ，３３１Ａを誘電体基板１の主面１Ｂに配置し、アンテナ素子２１２Ａ，２２５Ａ，２３５Ａ，３１２，３２５，３３５を誘電体基板１の主面１Ａに配置するようにしてもよい。

図１１は、この発明の実施の形態による受信機の更に他の概略図である。この発明の実施の形態による受信機は、図１１に示す受信機１００Ｂであってもよい。受信機１００Ｂは、図１に示す受信機１００のアレーアンテナ装置５０をアレーアンテナ装置５０Ｂに代えたものであり、その他は、受信機１００と同じである。

アレーアンテナ装置５０Ｂは、図１に示すアレーアンテナ装置５０のアンテナ素子群２，３をそれぞれアンテナ素子群２Ｂ，３Ｂに代えたものであり、その他は、アレーアンテナ装置５０と同じである。

アンテナ素子群２Ｂは、図１に示すアンテナ素子群２の給電素子２１および無給電素子２２，２３をそれぞれ給電素子２１Ｂおよび無給電素子２２Ｂ，２３Ｂに代えたものであり、その他は、アンテナ素子群２と同じである。

給電素子２１Ｂは、図１に示す給電素子２１のアンテナ素子２１１，２１２をそれぞれアンテナ素子２１１Ｂ，２１２Ｂに代えたものであり、その他は、給電素子２１と同じである。無給電素子２２Ｂは、図１に示す無給電素子２２のアンテナ素子２２１，２２５をそれぞれアンテナ素子２２１Ｂ，２２５Ｂに代えたものであり、その他は、無給電素子２２と同じである。更に、無給電素子２３Ｂは、図１に示す無給電素子２３のアンテナ素子２３１，２３５をそれぞれアンテナ素子２３１Ｂ，２３５Ｂに代えたものであり、その他は、無給電素子２３と同じである。

アンテナ素子２１１Ｂ，２２１Ｂ，２３１Ｂ，２１２Ｂ，２２５Ｂ，２３５Ｂの各々は、略Ｌ字形状からなる。そして、アンテナ素子２１１Ｂは、基軸ＡＸ４を中心にしてアンテナ素子２１２Ｂと対称に配置され、アンテナ素子２２１Ｂは、基軸ＡＸ４を中心にしてアンテナ素子２３５Ｂと対称に配置され、アンテナ素子２３１Ｂは、基軸ＡＸ４を中心にしてアンテナ素子２２５Ｂと対称に配置される。

また、アンテナ素子２１１Ｂの長さとアンテナ素子２１２Ｂの長さとの和は、図１に示すアンテナ素子２１１の長さとアンテナ素子２１２の長さとの和に等しい。アンテナ素子２２１Ｂの長さとアンテナ素子２２５Ｂの長さとの和およびアンテナ素子２３１Ｂの長さとアンテナ素子２３５Ｂの長さとの和は、図１に示すアンテナ素子２２１の長さとアンテナ素子２２５の長さとの和、または図１に示すアンテナ素子２３１の長さとアンテナ素子２３５の長さとの和に等しい。

アンテナ素子群３Ｂは、図１に示すアンテナ素子群３の給電素子３１および無給電素子３２，３３をそれぞれ給電素子３１Ｂおよび無給電素子３２Ｂ，３３Ｂに代えたものであり、その他は、アンテナ素子群３と同じである。

給電素子３１Ｂは、図１に示す給電素子３１のアンテナ素子３１１，３１２をそれぞれアンテナ素子３１１Ｂ，３１２Ｂに代えたものであり、その他は、給電素子３１と同じである。無給電素子３２Ｂは、図１に示す無給電素子３２のアンテナ素子３２１，３２５をそれぞれアンテナ素子３２１Ｂ，３２５Ｂに代えたものであり、その他は、無給電素子３２と同じである。無給電素子３３Ｂは、図１に示す無給電素子３３のアンテナ素子３３１，３３５をそれぞれアンテナ素子３３１Ｂ，３３５Ｂに代えたものであり、その他は、無給電素子３３と同じである。

アンテナ素子３１１Ｂ，３２１Ｂ，３３１Ｂ，３１２Ｂ，３２５Ｂ，３３５Ｂの各々は、略Ｌ字形状からなる。そして、アンテナ素子３１１Ｂは、基軸ＡＸ２を中心にしてアンテナ素子３１２Ｂと対称に配置され、アンテナ素子３２１Ｂは、基軸ＡＸ２を中心にしてアンテナ素子３３５Ｂと対称に配置され、アンテナ素子３３１Ｂは、基軸ＡＸ２を中心にしてアンテナ素子３２５Ｂと対称に配置される。

また、アンテナ素子３１１Ｂの長さとアンテナ素子３１２Ｂの長さとの和は、図１に示すアンテナ素子３１１の長さとアンテナ素子３１２の長さとの和に等しい。アンテナ素子３２１Ｂの長さとアンテナ素子３２５Ｂの長さとの和およびアンテナ素子３３１Ｂの長さとアンテナ素子３３５Ｂの長さとの和は、図１に示すアンテナ素子３２１の長さとアンテナ素子３２５の長さとの和、または図１に示すアンテナ素子３３１の長さとアンテナ素子３３５の長さとの和に等しい。

このように、給電素子２１Ｂ，３１Ｂおよび無給電素子２２Ｂ，２３Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂは、略Ｌ字形状のアンテナ素子からなる。従って、給電素子２１Ｂ，３１Ｂおよび無給電素子２２Ｂ，２３Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂの各々の方向ＤＲ１またはＤＲ２における長さをそれぞれ給電素子２１，３１および無給電素子２２，２３，３２，３３の各々の長さよりも短くできる。その結果、誘電体基板１のサイズを小さくでき、アレーアンテナ装置５０Ｂをコンパクト化できる。

アレーアンテナ装置５０Ｂは、アレーアンテナ装置５０と同様に、スイッチ７，８を端子Ｔ１−Ｔ２間、端子Ｔ３−Ｔ１間、端子Ｔ３−Ｔ２間、端子Ｔ４−Ｔ２間、端子Ｔ１−Ｔ４間および端子Ｔ３−Ｔ４間に順次切換え、スイッチ７，８が各端子間に接続された状態で直流電圧Ｖｃの極性を切換えることにより、ビームパターンＢＭ１〜ＢＭ１０を順次放射する。

図１２は、この発明の実施の形態による受信機の更に他の概略図である。この発明の実施の形態による受信機は、図１２に示す受信機１００Ｃであってもよい。受信機１００Ｃは、図１に示す受信機１００のアレーアンテナ装置５０をアレーアンテナ装置５０Ｃに代えたものであり、その他は、受信機１００と同じである。

アレーアンテナ装置５０Ｃは、図１に示すアレーアンテナ装置５０のアンテナ素子群２，３をそれぞれアンテナ素子群２Ｃ，３Ｃに代えたものであり、その他は、アレーアンテナ装置５０と同じである。

アンテナ素子群２Ｃは、図１に示すアンテナ素子群２の給電素子２１および無給電素子２２，２３をそれぞれ給電素子２１Ｃおよび無給電素子２２Ｃ，２３Ｃに代えたものであり、その他は、アンテナ素子群２と同じである。

給電素子２１Ｃは、図１に示す給電素子２１のアンテナ素子２１１をアンテナ素子２１１Ｃおよびコイル２１３に代え、給電素子２１のアンテナ素子２１２をアンテナ素子２１２Ｃおよびコイル２１４に代えたものであり、その他は、給電素子２１と同じである。無給電素子２２Ｃは、図１に示す無給電素子２２のアンテナ素子２２１をアンテナ素子２２１Ｃおよびコイル２２６に代え、無給電素子２２のアンテナ素子２２５をアンテナ素子２２５Ｃおよびコイル２２７に代えたものであり、その他は、無給電素子２２と同じである。無給電素子２３Ｃは、図１に示す無給電素子２３のアンテナ素子２３１をアンテナ素子２３１Ｃおよびコイル２３６に代え、無給電素子２３のアンテナ素子２３５をアンテナ素子２３５Ｃおよびコイル２３７に代えたものであり、その他は、無給電素子２３と同じである。

アンテナ素子２１１Ｃおよびコイル２１３は、コイル２１３が外側に配置されるように直列に接続される。また、アンテナ素子２１２Ｃおよびコイル２１４は、コイル２１４が外側に配置されるように直列に接続される。

アンテナ素子２２１Ｃおよびコイル２２６は、コイル２２６が外側に配置されるように直列に接続される。また、アンテナ素子２２５Ｃおよびコイル２２７は、コイル２２７が外側に配置されるように直列に接続される。

アンテナ素子２３１Ｃおよびコイル２３６は、コイル２３６が外側に配置されるように直列に接続される。また、アンテナ素子２３５Ｃおよびコイル２３７は、コイル２３７が外側に配置されるように直列に接続される。

このように、給電素子２１Ｃおよび無給電素子２２Ｃ，２３Ｃは、方向ＤＲ１において、両端にコイル２１３，２１４；２２６，２２７；２３６，２３７を有するアンテナ素子からなる。

アンテナ素子群３Ｃは、図１に示すアンテナ素子群３の給電素子３１および無給電素子３２，３３をそれぞれ給電素子３１Ｃおよび無給電素子３２Ｃ，３３Ｃに代えたものであり、その他は、アンテナ素子群３と同じである。

給電素子３１Ｃは、図１に示す給電素子３１のアンテナ素子３１１をアンテナ素子３１１Ｃおよびコイル３１３に代え、アンテナ素子３１２をアンテナ素子３１２Ｃおよびコイル３１４に代えたものであり、その他は、給電素子３１と同じである。無給電素子３２Ｃは、図１に示す無給電素子３２のアンテナ素子３２１をアンテナ素子３２１Ｃおよびコイル３２６に代え、アンテナ素子３２５をアンテナ素子３２５Ｃおよびコイル３２７に代えたものであり、その他は、無給電素子３２と同じである。無給電素子３３Ｃは、図１に示す無給電素子３３のアンテナ素子３３１をアンテナ素子３３１Ｃおよびコイル３３６に代え、アンテナ素子３３５をアンテナ素子３３５Ｃおよびコイル３３７に代えたものであり、その他は、無給電素子３３と同じである。

アンテナ素子３１１Ｃおよびコイル３１３は、コイル３１３が外側に配置されるように直列に接続される。また、アンテナ素子３１２Ｃおよびコイル３１４は、コイル３１４が外側に配置されるように直列に接続される。

アンテナ素子３２１Ｃおよびコイル３２６は、コイル３２６が外側に配置されるように直列に接続される。また、アンテナ素子３２５Ｃおよびコイル３２７は、コイル３２７が外側に配置されるように直列に接続される。

アンテナ素子３３１Ｃおよびコイル３３６は、コイル３３６が外側に配置されるように直列に接続される。また、アンテナ素子３３５Ｃおよびコイル３３７は、コイル３３７が外側に配置されるように直列に接続される。

このように、給電素子３１Ｃおよび無給電素子３２Ｃ，３３Ｃは、方向ＤＲ２において、両端にコイル３１３，３１４；３２６，３２７；３３６，３３７を有するアンテナ素子からなる。

従って、給電素子２１Ｃ，３１Ｃおよび無給電素子２２Ｃ，２３Ｃ，３２Ｃ，３３Ｃの各々の長さをそれぞれ給電素子２１，３１および無給電素子２２，２３，３２，３３の各々の長さよりも短くできる。その結果、誘電体基板１のサイズを小さくでき、アレーアンテナ装置５０Ｃをコンパクト化できる。

アレーアンテナ装置５０Ｃは、アレーアンテナ装置５０と同様に、スイッチ７，８を端子Ｔ１−Ｔ２間、端子Ｔ３−Ｔ１間、端子Ｔ３−Ｔ２間、端子Ｔ４−Ｔ２間、端子Ｔ１−Ｔ４間および端子Ｔ３−Ｔ４間に順次切換え、スイッチ７，８が各端子間に接続された状態で直流電圧Ｖｃの極性を切換えることにより、ビームパターンＢＭ１〜ＢＭ１０を順次放射する。

図１３は、この発明の実施の形態による受信機の更に他の概略図である。この発明の実施の形態による受信機は、図１３に示す受信機１００Ｄであってもよい。受信機１００Ｄは、図１に示す受信機１００のアレーアンテナ装置５０をアレーアンテナ装置５０Ｄに代えたものであり、その他は、受信機１００と同じである。

アレーアンテナ装置５０Ｄは、図１に示すアレーアンテナ装置５０のアンテナ素子群２，３をそれぞれアンテナ素子群２Ｄ，３Ｄに代えたものであり、その他は、アレーアンテナ装置５０と同じである。

アンテナ素子群２Ｄは、図１に示すアンテナ素子群２の給電素子２１および無給電素子２２，２３をそれぞれ給電素子２１Ｄおよび無給電素子２２Ｄ，２３Ｄに代えたものであり、その他は、アンテナ素子群２と同じである。

給電素子２１Ｄは、図１に示す給電素子２１のアンテナ素子２１１，２１２をそれぞれアンテナ素子２１１Ｄ，２１２Ｄに代えたものであり、その他は、給電素子２１と同じである。無給電素子２２Ｄは、図１に示す無給電素子２２のアンテナ素子２２１，２２５をそれぞれアンテナ素子２２１Ｄ，２２５Ｄに代えたものであり、その他は、無給電素子２２と同じである。無給電素子２３Ｄは、図１に示す無給電素子２３のアンテナ素子２３１，２３５をそれぞれアンテナ素子２３１Ｄ，２３５Ｄに代えたものであり、その他は、無給電素子２３と同じである。

アンテナ素子２１１Ｄ，２２１Ｄ，２３１Ｄは、略扇形状からなり、誘電体基板１の中心側から外側へ向かうに従って幅が広くなるように誘電体基板１の主面１Ａに配置される。また、アンテナ素子２１２Ｄ，２２５Ｄ，２３５Ｄは、略扇形状からなり、誘電体基板１の中心側から外側へ向かうに従って幅が広くなるように誘電体基板１の主面１Ａに配置される。

このように、給電素子２１Ｄおよび無給電素子２２Ｄ，２３Ｄは、方向ＤＲ１において、中心から両端へ向かうに従って幅が広くなるアンテナ素子からなる。

アンテナ素子群３Ｄは、図１に示すアンテナ素子群３の給電素子３１および無給電素子３２，３３をそれぞれ給電素子３１Ｄおよび無給電素子３２Ｄ，３３Ｄに代えたものであり、その他は、アンテナ素子群３と同じである。

給電素子３１Ｄは、図１に示す給電素子３１のアンテナ素子３１１，３１２をそれぞれアンテナ素子３１１Ｄ，３１２Ｄに代えたものであり、その他は、給電素子３１と同じである。無給電素子３２Ｄは、図１に示す無給電素子３２のアンテナ素子３２１，３２５をそれぞれアンテナ素子３２１Ｄ，３２５Ｄに代えたものであり、その他は、無給電素子３２と同じである。無給電素子３３Ｄは、図１に示す無給電素子３３のアンテナ素子３３１，３３５をそれぞれアンテナ素子３３１Ｄ，３３５Ｄに代えたものであり、その他は、無給電素子３３と同じである。

アンテナ素子３１１Ｄ，３２１Ｄ，３３１Ｄは、略扇形状からなり、誘電体基板１の中心側から外側へ向かうに従って幅が広くなるように誘電体基板１の主面１Ｂに配置される。また、アンテナ素子３１２Ｄ，３２５Ｄ，３３５Ｄは、略扇形状からなり、誘電体基板１の中心側から外側へ向かうに従って幅が広くなるように誘電体基板１の主面１Ｂに配置される。

このように、給電素子３１Ｄおよび無給電素子３２Ｄ，３３Ｄは、方向ＤＲ２において、中心から両端へ向かうに従って幅が広くなるアンテナ素子からなる。

従って、給電素子２１Ｄ，３１Ｄおよび無給電素子２２Ｄ，２３Ｄ，３２Ｄ，３３Ｄの各々の長さをそれぞれ給電素子２１，３１および無給電素子２２，２３，３２，３３の各々の長さよりも短くできる。その結果、誘電体基板１のサイズを小さくでき、アレーアンテナ装置５０Ｄをコンパクト化できる。

また、誘電体基板１の中心側から外側へ向かうに従って幅が広くなるアンテナ素子２１１Ｄ，２１２Ｄ，２２１Ｄ，２２５Ｄ，２３１Ｄ，２３５Ｄ，３１１Ｄ，３１２Ｄ，３２１Ｄ，３２５Ｄ，３３１Ｄ，３３５Ｄを用いることにより、上述した平面アレーアンテナＰＡＮＴ１〜ＰＡＮＴ６の各々の帯域を広帯域化できる。

アレーアンテナ装置５０Ｄは、アレーアンテナ装置５０と同様に、スイッチ７，８を端子Ｔ１−Ｔ２間、端子Ｔ３−Ｔ１間、端子Ｔ３−Ｔ２間、端子Ｔ４−Ｔ２間、端子Ｔ１−Ｔ４間および端子Ｔ３−Ｔ４間に順次切換え、スイッチ７，８が各端子間に接続された状態で直流電圧Ｖｃの極性を切換えることにより、ビームパターンＢＭ１〜ＢＭ１０を順次放射する。

なお、アレーアンテナ装置５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄにおいては、アレーアンテナ装置５０Ａと同じように、給電素子２１Ｂ，３１Ｂ；２１Ｃ，３１Ｃ；２１Ｄ，３１Ｄおよび無給電素子２２Ｂ，２３Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ；２２Ｃ，２３Ｃ，３２Ｃ，３３Ｃ；２２Ｄ，２３Ｄ，３２Ｄ，３３Ｄを誘電体基板１の主面１Ａに配置されたアンテナ素子と誘電体基板１の主面１Ｂに配置されたアンテナ素子とから構成するようにしてもよい。

［応用例］
図１４および図１５は、それぞれ、図１に示す受信機１００を用いたテレビジョンの第１および第２の斜視図である。テレビジョン２００は、本体部２１０と、台部２２０とからなる。本体部２１０は、台部２２０上に配置される。そして、台部２２０は、受信機１００のアレーアンテナ装置５０を内蔵する。アレーアンテナ装置５０においては、誘電体基板１の主面１Ａ，１Ｂにそれぞれ配置されたアンテナ素子群２，３を用いて指向性またはビーム形状を切換え可能な平面アレーアンテナＰＡＮＴ１〜ＰＡＮＴ６が形成されるので、略平板形状を有する台部２２０にアレーアンテナ装置５０を内蔵することができる。

また、テレビジョン３００は、テレビジョン２００に脚部２３０を追加した構造からなる。本体部２１０および台部２２０は、脚部２３０上に配置される。脚部２３０は、略十字形状に組まれた４個の設置部２４１〜２４４を有する。そして、脚部２３０は、４個の設置部２４１〜２４４にアレーアンテナ装置５０を内蔵する。アレーアンテナ装置５０の誘電体基板１は、略十字形状からなり、アンテナ素子群２，３は、略十字形状に配置されるので、脚部２３０は、４個の設置部２４１〜２４４にアレーアンテナ装置５０を内蔵することができる。

図１６は、図１に示す受信機１００をテレビジョン２００または３００に用いた場合の受信回路６０の第１の例を示す概略図である。受信回路６０の第１の例である受信回路６０Ａは、チューナー部６１と、中間周波増幅部６２と、直交復調部６３と、ＦＦＴ（ＦａｓｔＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ）部６４と、識別部６５と、パイロット信号検出部６６とを含む。

なお、受信回路６０Ａは、アレーアンテナ装置５０に到来する無線信号がデジタルテレビジョン信号からなる場合の受信回路である。そして、デジタルテレビジョン信号は、直交周波数分割多重方式（ＯＦＤＭ：ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘ）によって変調されたデジタル信号である。

チューナー部６１は、同軸ケーブル１０から受信信号を受け、その受けた受信信号に対して高周波増幅および周波数変換等を行ない、受信信号の周波数を検出するとともに、変換後の受信信号を中間周波増幅部６２へ出力する。

中間周波増幅部６２は、チューナー部６１からの受信信号を受け、その受けた受信信号を増幅して受信信号強度ＲＳＳＩを検出する。そして、中間周波増幅部６２は、検出した受信信号強度ＲＳＳＩを受信信号品質ＱＲＳとして制御回路１３へ出力し、増幅後の受信信号を直交復調器６３へ出力する。

直交復調器６３は、中間周波増幅部６２から受けた直交周波数分割多重方式によって変調された信号の直交変調を復調してＦＦＴ部６４へ出力する。ＦＦＴ部６４は、直交復調器６３からの信号を高速フーリエ変換し、その変換後の信号を識別部６５およびパイロット信号検出部６６へ出力する。

識別部６５は、ＦＦＴ部６４からの信号に対して誤り訂正を行ない、受信信号のエラーレートＥＲＲを検出するとともに、誤り訂正後の信号を受信データとして出力する。また、識別部６５は、ＦＦＴ部６４からの信号に基づいて伝送モードＴＭＤＥを検出すると同時に、その検出したエラーレートＥＲＲおよび伝送モードＴＭＤＥを受信信号品質ＱＲＳとして制御回路１３へ出力する。

パイロット信号検出部６６は、ＦＦＴ部６４からの信号に含まれるパイロット信号ＰＬＴを検出し、その検出したパイロット信号ＰＬＴを受信信号品質ＱＲＳとして制御回路１３へ出力する。なお、パイロット信号ＰＬＴは、直交周波数分割多重方式における特定サブキャリアに割り当てられ、音声データおよび画像データを表示しない信号である。

このように、受信回路６０Ａは、アレーアンテナ装置５０が受信した受信信号を同軸ケーブル１０を介して受け、その受けた受信信号を増幅および復調等して受信データを出力するとともに、受信データを得る過程において検出した受信信号強度ＲＳＳＩ、エラーレートＥＲＲ、伝送モードＴＭＤＥおよびパイロット信号ＰＬＴを受信信号品質ＱＲＳとして制御回路１３へ出力する。

図１７は、図１に示す受信機１００をテレビジョン２００または３００に用いた場合の受信回路６０の第２の例を示す概略図である。受信回路６０の第２の例である受信回路６０Ｂは、チューナー部６１と、中間周波増幅部６２と、映像検波部６７と、色副搬送波再生回路６８と、カラー映像信号復調部６９とを含む。なお、受信回路６０Ｂは、アレーアンテナ装置５０に到来する無線信号がアナログテレビジョン信号からなる場合の受信回路である。

チューナー部６１は、同軸ケーブル１０からＮＴＳＣコンポジット信号を受け、その受けたＮＴＳＣコンポジット信号に対して高周波増幅および周波数変換等を行ない、ＮＴＳＣコンポジット信号の周波数を検出するとともに、変換後のＮＴＳＣコンポジット信号を中間周波増幅部６２へ出力する。

中間周波増幅部６２は、チューナー部６１からのＮＴＳＣコンポジット信号を受け、その受けたＮＴＳＣコンポジット信号を増幅して受信信号強度ＲＳＳＩを検出する。そして、中間周波増幅部６２は、検出した受信信号強度ＲＳＳＩを受信信号品質ＱＲＳとして制御回路１３へ出力し、増幅後のＮＴＳＣコンポジット信号を映像検波部６７へ出力する。

映像検波部６７は、中間周波増幅部６２からのＮＴＳＣコンポジット信号を受け、その受けたＮＴＳＣコンポジット信号を振幅復調してコンポジット信号を検出する。そして、映像検波部６７は、検出したコンポジット信号を色副搬送波再生回路６８およびカラー映像信号復調部６９へ出力する。

色副搬送波再生回路６８は、映像検波部６７からのコンポジット信号に含まれている３．５８ＭＨｚのカラーバースト信号ＣＢＲＳを検出し、その検出したカラーバースト信号ＣＢＲＳを受信信号品質ＱＲＳとして制御回路１３へ出力する。そして、色副搬送波再生回路６８は、検出したカラーバースト信号ＣＢＲＳを用いてコンポジット信号に含まれる３．５８ＭＨｚの色副搬送波を再生し、色副搬送波に同期した色副搬送波信号を生成してカラー映像信号復調部６９へ出力する。

カラー映像信号復調部６９は、色副搬送波再生回路６８からの色副搬送波信号を用いて映像検波部６７からのコンポジット信号を直交復調し、カラー映像信号を出力する。

このように、受信回路６０Ｂは、アレーアンテナ装置５０が受信したＮＴＳＣコンポジット信号を同軸ケーブル１０を介して受け、その受けたＮＴＳＣコンポジット信号を増幅および復調等してカラー映像信号を出力するとともに、カラー映像信号を得る過程において検出した受信信号強度ＲＳＳＩおよびカラーバースト信号ＣＢＲＳを受信信号品質ＱＲＳとして制御回路１３へ出力する。

従って、受信機１００がテレビジョン２００または３００に用いられる場合、受信信号品質ＱＲＳは、
（ａ）無線信号の受信信号強度ＲＳＳＩ
（ｂ）無線信号のビットエラーレート
（ｃ）フレームエラー
（ｄ）パイロット信号の検出有無またはパイロット信号の検出レベル
（ｅ）カラーバースト信号の検出有無
（ｆ）受信信号強度ＲＳＳＩと（ａ）〜（ｅ）のいずれかとの論理積
のいずれかからなる。

受信信号強度ＲＳＳＩが小さいと、テレビジョン２００または３００の画面が乱れるので、受信信号強度ＲＳＳＩは、受信信号強度ＱＲＳを表す。また、ビットエラーレートが大きいと、テレビジョン２００または３００の画面は劣化するので、ビットエラーレートは、受信信号品質ＱＲＳを表す。

フレームは、所定数の画面を集めたものであり、フレームエラーがＮ回以上継続して検出されると、画面は劣化する。従って、フレームエラーがＮ回以上継続したことの検出有無は、受信信号品質ＱＲＳを表す。なお、フレームエラーがＮ回以上継続したか否かは、Ｎ個のフレームを復調して画面に表示する場合に、制御回路１３がＮ個のフレームの各々の復調時に受信回路６０ＡからエラーレートＥＲＲを受けたか否かを判定することにより行なう。

パイロット信号ＰＬＴは、上述したように、直交周波数分割多重方式ＯＦＤＭにおける特定サブキャリアに割り当てられ、音声データおよび画像データを表示しない信号であるので、パイロット信号ＰＬＴの検出有無またはパイロット信号ＰＬＴの検出レベルは、デジタルテレビジョン信号からなる無線信号の受信信号品質ＱＲＳを表す。

カラーバースト信号ＣＢＲＳは、上述したように、アナログテレビジョン信号に含まれ、カラー画像を表示するための信号であるので、受信したアナログテレビジョン信号の中にカラーバースト信号ＣＢＲＳが含まれているときは受信信号の品質は高いが、受信したアナログテレビジョン信号の中にカラーバースト信号ＣＢＲＳが含まれていないときは、受信信号の品質は低い。従って、アナログテレビジョン信号におけるカラーバースト信号ＣＢＲＳの有無は、受信信号品質ＱＲＳを表す。

受信機１００がテレビジョン２００または３００に用いられる場合、受信回路６０は、受信信号品質ＱＲＳとして上述した（ａ）〜（ｆ）のいずれかを制御回路１３へ出力する。そして、制御回路１３は、（ａ）〜（ｆ）のいずれかを受信信号品質ＱＲＳとして受け、その受けた受信信号品質ＱＲＳをしきい値Ｑｔｈと比較するとともに、受信信号品質ＱＲＳがしきい値Ｑｔｈ以上になるようにスイッチ７，８の接続および直流電圧Ｖｃの極性を切換える。

これによって、受信機１００を用いたテレビジョン２００または３００は、受信信号品質ＱＲＳがしきい値Ｑｔｈ以上になるビームパターン（ビームパターンＢＭ１〜ＢＭ１０のいずれか）によって無線信号を受信することができる。

なお、受信機１００に代えて受信機１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄのいずれかをテレビジョン２００または３００に用いてもよい。

上記においては、アレーアンテナ装置５０，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄにおけるアンテナ素子群２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄは、１つの平面へ投影した場合、それぞれ、アンテナ素子群３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄに略直交すると説明したが、この発明においては、これに限らず、アンテナ素子群２，３；２Ａ，３Ａ；２Ｂ，３Ｂ；２Ｃ，３Ｃ；２Ｄ，３Ｄを１つの平面へ投影した場合、アンテナ素子群２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄが、それぞれ、アンテナ素子群３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄと任意の角度で交差するようにアンテナ素子群２，３；２Ａ，３Ａ；２Ｂ，３Ｂ；２Ｃ，３Ｃ；２Ｄ，３Ｄは誘電体基板１の主面１Ａおよび１Ｂに配置されていればよい。この場合、誘電体基板１において、翼部１１Ａ／本体部１１Ｅ／翼部１１Ｃの配列方向が翼部１１Ｂ／本体部１１Ｅ／翼部１１Ｄの配列方向と成す角度は、アンテナ素子群２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄがアンテナ素子群３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄと交差する角度に一致するように、翼部１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄが本体部１１Ｅに接して設けられる。

また、上記においては、制御回路１３は、スイッチ７，８が端子Ｔ１−Ｔ２間、端子Ｔ３−Ｔ１間、端子Ｔ３−Ｔ２間、端子Ｔ４−Ｔ２間、端子Ｔ１−Ｔ４間および端子Ｔ３−Ｔ４間のいずれかに接続されるように信号ＳＷ１〜ＳＷ６をスイッチ７，８へ供給して平面アレーアンテナＰＡＮＴ１〜ＰＡＮＴ６を形成すると説明したが、この発明においては、これに限らず、制御回路１３は、信号ＳＷ１，ＳＷ６のいずれか一方の信号をスイッチ７，８へ供給して平面アレーアンテナＰＡＮＴ１，ＰＡＮＴ６を選択的に形成し、平面アレーアンテナＰＡＮＴ１，ＰＡＮＴ６の各々において指向性を切換えるようにしてもよい。つまり、アレーアンテナ装置５０，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄを図４に示すビームパターンＢＭ１，ＢＭ２および図８に示すビームパターンＢＭ９，ＢＭ１０を選択的に放射する平面アレーアンテナとして用いてもよい。

更に、この発明においては、端子Ｔ１−Ｔ２間、端子Ｔ３−Ｔ１間、端子Ｔ３−Ｔ２間、端子Ｔ４−Ｔ２間、端子Ｔ１−Ｔ４間および端子Ｔ３−Ｔ４間から選択された任意個数の端子間にスイッチ７，８を接続して任意個数の平面アレーアンテナを選択的に形成し、その形成した任意個数の平面アレーアンテナの各々において指向性を切換えるようにしてもよい。例えば、端子Ｔ１−Ｔ２間、端子Ｔ３−Ｔ１間、端子Ｔ３−Ｔ２間、端子Ｔ４−Ｔ２間、端子Ｔ１−Ｔ４間および端子Ｔ３−Ｔ４間から端子Ｔ３−Ｔ１間、端子Ｔ３−Ｔ２間、端子Ｔ１−Ｔ４間および端子Ｔ３−Ｔ４間を選択し、平面アレーアンテナＰＡＮＴ２，ＰＡＮＴ３，ＰＡＮＴ５，ＰＡＮＴ６を選択的に形成し、その形成した平面アレーアンテナＰＡＮＴ２，ＰＡＮＴ３，ＰＡＮＴ５，ＰＡＮＴ６の各々において指向性を切換えるようにしてもよい。つまり、アレーアンテナ装置５０，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄを図５に示すビームパターンＢＭ３，ＢＭ４、図６に示すビームパターンＢＭ５，ＢＭ６、図７に示すビームパターンＢＭ７，ＢＭ８および図８に示すビームパターンＢＭ９，ＢＭ１０を選択的に放射する平面アレーアンテナとして用いてもよい。

更に、アンテナ素子群２，３；２Ａ，３Ａ；２Ｂ，３Ｂ；２Ｃ，３Ｃ；２Ｄ，３Ｄの各々は、１本の給電素子と２本の無給電素子とから構成されると説明したが、この発明においては、これに限らず、アンテナ素子群２，３；２Ａ，３Ａ；２Ｂ，３Ｂ；２Ｃ，３Ｃ；２Ｄ，３Ｄの各々は、１本の給電素子と３本以上の無給電素子とから構成されていてもよく、一般的には、１本の給電素子と複数の無給電素子とから構成されていればよい。

この発明においては、信号ＳＷ１〜ＳＷ６のいずれかを供給してスイッチ７，８を４個の端子Ｔ１〜Ｔ４のうちの任意の２つの端子に接続する制御回路１３およびスイッチ７，８は、「アンテナ形成手段」を構成する。

また、この発明においては、極性が異なる直流電圧Ｖｃを同軸ケーブル１０および給電点Ｋ１，Ｋ２を介してバラクタダイオード２２３，２３３，３２３，３３３に印加する制御回路１３は、「指向性切換手段」を構成する。

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

この発明は、給電素子および無給電素子に平行な方向にも指向性を有するアレーアンテナ装置に適用される。また、この発明は、給電素子および無給電素子に平行な方向にも指向性を有するアレーアンテナ装置を備える受信機に適用される。

この発明の実施の形態による受信機の概略図である。図１に示すアンテナ素子群の実際の平面図である。図２に示すアレーアンテナ装置の側面図である。図１に示すアレーアンテナ装置のビームパターンを示す第１の概念図である。図１に示すアレーアンテナ装置のビームパターンを示す第２の概念図である。図１に示すアレーアンテナ装置のビームパターンを示す第３の概念図である。図１に示すアレーアンテナ装置のビームパターンを示す第４の概念図である。図１に示すアレーアンテナ装置のビームパターンを示す第５の概念図である。図１に示す制御回路の概略ブロック図である。この発明の実施の形態による受信機の他の概略図である。この発明の実施の形態による受信機の更に他の概略図である。この発明の実施の形態による受信機の更に他の概略ブロック図である。この発明の実施の形態による受信機の更に他の概略ブロック図である。図１に示す受信機を用いたテレビジョンの第１の斜視図である。図１に示す受信機を用いたテレビジョンの第２の斜視図である。図１に示す受信機をテレビジョンに用いた場合の受信回路の第１の例を示す概略図である。図１に示す受信機をテレビジョンに用いた場合の受信回路の第２の例を示す概略図である。

符号の説明

１誘電体基板、１Ａ，１Ｂ主面、２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄアンテナ素子群、４，５，１１，２２２，２２４，２３２，２３４，３２２，３２４，３３２，３３４抵抗、６バラン、７，８スイッチ、９，１２キャパシタ、１０同軸ケーブル、１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ翼部、１１Ｅ，２１０本体部、１３制御回路、２１，２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，３１，３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ給電素子、２２，２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ，２３，２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄ，３２，３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ，３３，３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄ無給電素子、５０，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄアレーアンテナ装置、６０，６０Ａ，６０Ｂ受信回路、６１チューナー、６２中間周波増幅部、６３直交復調器、６４ＦＦＴ部、６５識別部、６６パイロット信号検出部、６７映像検波部、６８色副搬送波再生回路、６９カラー映像信号復調部、１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ受信機、１０１中心導体、１０２接地導体、１３１，１３３比較器、１３２，１３４しきい値電圧源、１３５信号発生器、２００，３００テレビジョン、２２０台部、２３０脚部、２１１，２１１Ｂ，２１１Ｃ，２１１Ｄ，２１２，２１２Ａ，２１２Ｂ，２１２Ｃ，２１２Ｄ，２２１，２２１Ｂ，２２１Ｃ，２２１Ｄ，２２５，２２５Ａ，２２５Ｂ，２２５Ｃ，２２５Ｄ，２３１，２３１Ｂ，２３１Ｃ，２３１Ｄ，２３５，２３５Ａ，２３５Ｂ，２３５Ｃ，２３５Ｄ，３１１，３１１Ａ，３１１Ｂ，３１１Ｃ，３１１Ｄ，３１２，３１２Ｂ，３１２Ｃ，３１２Ｄ，３２１，３２１Ａ，３２１Ｂ，３２１Ｃ，３２１Ｄ，３２５，３２５Ｂ，３２５Ｃ，３２５Ｄ，３３１，３３１Ａ，３３１Ｂ，３３１Ｃ，３３１Ｄ，３３５，３３５Ｂ，３３５Ｃ，３３５Ｄアンテナ素子、２１３，２１４，２２６，２２７，２３６，２３７，３１３，３１４，３２６，３２７，３３６，３３７コイル、２２３，２３３，３２３，３３３バラクタダイオード、２４１〜２４４設置部。

Claims

誘電体基板と、
前記誘電体基板の対向する第１および第２の主面に配置され、各々が電気的に指向性を切換え可能な複数の平面アレーアンテナを形成するために用いられる第１および第２のアンテナ素子群と、
前記第１のアンテナ素子群および／または前記第２のアンテナ素子群に含まれる給電素子および無給電素子を用いて前記複数の平面アレーアンテナから選択した１つの平面アレーアンテナを形成するアンテナ形成手段と、
前記アンテナ形成手段により形成された前記１つの平面アレーアンテナの前記無給電素子に装荷された可変容量素子の容量を変えて前記１つの平面アレーアンテナの指向性を切換える指向性切換手段とを備え、
前記第１のアンテナ素子群は、
前記第１の主面に配置された第１の給電素子と、
前記第１の主面に配置され、かつ、前記第１の給電素子に略平行に配置された第１および第２の無給電素子とを含み、
前記第２のアンテナ素子群は、
前記第２の主面に配置された第２の給電素子と、
前記第２の主面に配置され、かつ、前記第２の給電素子に略平行に配置された第３および第４の無給電素子とを含み、
前記第１および第２のアンテナ素子群を１つの平面へ投影した場合、前記第１の給電素子と前記第１および第２の無給電素子とは、前記第２の給電素子と前記第３および第４の無給電素子とに略直交し、
前記第１の給電素子は、
前記第１の主面に配置され、前記誘電体基板の中心側に第１の接続点を有する第１のアンテナ素子と、
前記第１のアンテナ素子から離れて前記第１の主面に配置され、前記誘電体基板の中心側に第２の接続点を有する第２のアンテナ素子とを含み、
前記第２の給電素子は、
前記第２の主面に配置され、前記誘電体基板の中心側に第３の接続点を有する第３のアンテナ素子と、
前記第３のアンテナ素子から離れて前記第２の主面に配置され、前記誘電体基板の中心側に第４の接続点を有する第４のアンテナ素子とを含み、
前記アンテナ形成手段は、
前記第１から第４の接続点から任意に選択された２つの接続点を接続するスイッチを含み、
前記スイッチは、前記第１のアンテナ素子と前記第２のアンテナ素子との間であり、かつ、前記第３のアンテナ素子と前記第４のアンテナ素子との間である前記誘電体基板の略中央部に配置されている、アレーアンテナ装置。
前記アンテナ形成手段は、前記第１から第４の接続点から選択された前記第１および第２の接続点または前記第３および第４の接続点を接続することにより前記１つの平面アレーアンテナを形成する、請求項１に記載のアレーアンテナ装置。
前記第１から第４の無給電素子は、それぞれ、第１から第４の可変容量素子が装荷され、
前記指向性切換手段は、前記第１から第４の可変容量素子の容量を変化させて前記１つの平面アレーアンテナの指向性を切換える、請求項１または請求項２に記載のアレーアンテナ装置。
交流電圧および直流電圧が印加される第１および第２の給電点を更に備え、
前記第１および第２の可変容量素子は、前記第１および第２の給電点間に逆直列に接続され、
前記第３および第４の可変容量素子は、前記第１および第２の給電点間に逆直列に接続され、
前記指向性切換手段は、前記第１および第３の可変容量素子の容量を同じ容量に切換えるとともに、前記第２および第４の可変容量素子の容量を同じ容量に切換えることにより前記１つの平面アレーアンテナの指向性を切換える、請求項３に記載のアレーアンテナ装置。
前記第１から第４の無給電素子は、それぞれ、前記第１から第４の可変容量素子に並列に接続された第１から第４の抵抗素子を含む、請求項３または請求項４に記載のアレーアンテナ装置。
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のアレーアンテナ装置を備える受信機。