JP4878024B2 - アンテナ - Google Patents

Description

本発明はアンテナに関し、特に、垂直偏波無指向性アンテナに関する。

ダイポールアンテナは、最も基本的な構造を有するアンテナであって、導体棒（線状導体）の中央部に給電点を設け、その給電点に高周波信号を供給するように構成したものである。

小型軽量化および低価格化を目的として、放射導体をプリント基板（誘電体基板）上に形成したプリントダイポールアンテナが提案されている。たとえば、特開２００６−３５２２９３号公報（特許文献１）には、誘電体基板の主表面に各々形成された第１および第２のプリントダイポールアンテナ部を備え、かつ、各誘電体基板に形成された切込み部を利用して互いに９０°の角度をなすように第１および第２のプリントダイポールアンテナ部を交差結合させた偏波ダイバーシチアンテナが開示される。
特開２００６−３５２２９３号公報

同軸線路の外部導体に周方向のスロットを切り、その周囲に筒型のダイポールアンテナを取り付けたアンテナ系が知られている。このようなアンテナは、一般に同軸ダイポールアンテナと呼ばれる。同軸線路の延在方向が鉛直方向に沿うように同軸ダイポールアンテナを設置し、その同軸ダイポールアンテナが垂直偏波を送信（または受信）する場合、理想的には水平方向（０°方向）の放射強度が最も強くなるという垂直面指向性が得られる。しかしながら実際には、鉛直方向に沿って１素子のダイポールアンテナを設置した場合には、斜め上方向の放射強度が強くなることが多い。

一方、アンテナの設置場所はさまざまである。たとえば、ある範囲内（たとえば半径数百メートル内の範囲内）に電波を送信するアンテナの場合には、そのアンテナは、一般的に地面からある程度高い位置（たとえば電柱の上部や建物の屋上等）に取り付けられることが多い。

しかしながら、上述の同軸ダイポールアンテナの場合、斜め上方向の放射強度が強いことが多い。したがって同軸ダイポールアンテナアンテナの周囲の地域では、そのアンテナから送信された電波を良好に受信できない可能性がある。なお、特開２００６−３５２２９３号公報には、偏波ダイバーシチアンテナの垂直面指向性は開示されていない。

それゆえに、本発明の主たる目的は所望の方向に電波を送信または受信することが可能なアンテナを提供することである。

本発明は要約すればアンテナであって、第１の誘電体基板と、第２の誘電体基板と、第１から第４のダイポールアンテナとを備える。第１の誘電体基板は、第１および第２の主表面を有し、かつ第１および第２の主表面を貫通する貫通孔が形成される。第２の誘電体基板は、第３および第４の主表面を有し、かつ第３の主表面が第１の主表面と直交するように第１の誘電体基板と組み合わされる。第１から第４のダイポールアンテナは、第１および第４の主表面にそれぞれ形成され、第１および第３の主表面の交線に沿って延在する。第１のダイポールアンテナは、第１の給電点を有する第１のダイポール素子と、第２の給電点を有し、かつ貫通孔が第２の給電点に対して第１のダイポール素子側に位置するように配置された第２のダイポール素子とを含む。アンテナは、第１および第２の給電線を有する給電ケーブルをさらに備える。給電ケーブルは、第２の主表面において第２の給電点から第１の給電点に向かう向きに延びるとともに、第２の主表面から貫通孔を通って第１の主表面に折り返される。第１の給電線は、第１の給電点に接続される。第２の給電線は、第２の給電点に接続される。

好ましくは、第１のダイポール素子の交線に沿った素子長は、第２のダイポール素子の交線に沿った素子長よりも短い。

好ましくは、アンテナは、導波器をさらに備える。導波器は、第１および第２の誘電体基板を囲み、かつ、第１および第２のダイポール素子のいずれかの少なくとも一部を覆うように形成される。

好ましくは、アンテナは、収納部材をさらに備える。収納部材は、絶縁体により筒状に形成される。収納部材は、第１および第２のダイポールアンテナが形成された第１の誘電体基板と、第３および第４のダイポールアンテナが形成された第２の誘電体基板とをその内部に収納する収納部材をさらに備える。

好ましくは、アンテナは、第１のダイポール素子が第２のダイポール素子に対して上側に位置するようにアンテナを設置するための設置部材をさらに備える。

本発明によれば、所望の方向に電波を送信または受信することが可能になる。

以下において、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、図中の同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

［実施の形態１］
図１は、実施の形態１のアンテナ１００を示す斜視図である。図１を参照して、アンテナ１００は、誘電体基板１，２を備える。誘電体基板１は互いに略平行な主表面１Ａ，１Ｂを有する。誘電体基板２は互いに略平行な主表面２Ａ，２Ｂを有する。誘電体基板１，２は主表面１Ａ，２Ａのなす角度が９０度となるように組合わされる。

アンテナ１００は、さらに、導電体により誘電体基板１の主表面１Ａに形成されるダイポールアンテナ１１を備える。ダイポールアンテナ１１は、主表面１Ａ，２Ａの交線Ｌの方向に沿って延びるよう形成されたダイポール素子１１Ａ，１１Ｂを含む。ダイポール素子１１Ａ，１１Ｂは、給電点ＦＤ１，ＦＤ２を有する。

なお、図が煩雑になるため図１には示されていないが、主表面１Ｂ，２Ａ，２Ｂの各々にはダイポールアンテナ１１と同じ形状を有するダイポールアンテナが導電体によって形成されている。

アンテナ１００は、さらに、ダイポールアンテナ１１に給電するための給電ケーブルである同軸ケーブル３０を備える。同軸ケーブル３０は、各々が給電線である外部導体３１および内部導体３２を含む。具体的には、外部導体３１は、細い銅線を編むことにより形成された編組線である。

誘電体基板１には、主表面１Ａ，１Ｂを貫く貫通孔５が形成される。同様に、誘電体基板２には、主表面２Ａ，２Ｂを貫く貫通孔６が形成される。同軸ケーブル３０の大部分は主表面１Ｂに沿って延び、貫通孔５，６に通される。貫通孔６に通された同軸ケーブル３０は折り返されて主表面１Ａ上に配置される。

つまり同軸ケーブル３０は、主表面１Ｂ側では給電点ＦＤ２から給電点ＦＤ１に向かう向きに延在し、主表面１Ａ側では給電点ＦＤ１から給電点ＦＤ２に向かう向きに延在する。同軸ケーブル３０の外部導体３１は給電点ＦＤ１に接続され、同軸ケーブル３０の内部導体３２は給電点ＦＤ２に接続される。

なお、貫通孔５はダイポール素子１１Ａ上に形成されるものと限定されるものではない。本実施の形態では、同軸ケーブル３０が折り返された状態でダイポール素子１１Ａ、１１Ｂに接続されればよい。このように同軸ケーブル３０をダイポールアンテナ１１に接続するためには、貫通孔５は、給電点ＦＤ２に対してダイポール素子１１Ａ側に形成されていればよい。

図１に示すＺ方向は、交線Ｌに沿った方向である。本実施の形態では、Ｚ方向が鉛直方向となり、かつダイポール素子１１Ａがダイポール素子１１Ｂより上側に位置するようにアンテナ１００が配置される。したがって、アンテナ１００を垂直偏波を送信（または受信）するアンテナとして用いることができる。

図１には、後述するアンテナ１００の垂直面指向性の理解のために、その垂直面指向性の「０°方向」および「１８０°方向」を示してある。垂直面とは、交線Ｌが鉛直方向に沿うようにアンテナ１００が設置された状態において、主表面１Ａ（ただし主表面１Ｂ，２Ａ，２Ｂのいずれでもよい）に平行な面である。

図２は、図１に示すアンテナ１００の分解図である。図２（Ａ）に示すように、誘電体基板１の主表面１Ａには、導体によりダイポールアンテナ１１および接地パターン１５が形成される。ダイポールアンテナ１１は、ダイポール素子１１Ａ，１１Ｂを含む。

図２（Ｂ）に示すように、誘電体基板１の主表面１Ｂには、導体によりダイポールアンテナ１２、接地パターン１６および接続領域１７が形成される。ダイポールアンテナ１２は、ダイポール素子１２Ａ，１２Ｂを含む。

図２（Ｃ）に示すように、誘電体基板２の主表面２Ａには、導体によりダイポールアンテナ２１および接地パターン１８が形成される。ダイポールアンテナ２１は、ダイポール素子２１Ａ，２１Ｂを含む。

図２（Ｄ）に示すように、誘電体基板２の主表面２Ｂには、導体によりダイポールアンテナ２２および接地パターン１９が形成される。ダイポールアンテナ２２は、ダイポール素子２２Ａ，２２Ｂを含む。

誘電体基板１には、主表面１Ａ，１Ｂを貫く貫通孔５が形成される。さらに、誘電体基板１には、誘電体基板１の長辺に沿ってダイポール素子１１Ａ（１２Ａ）の先端から途中まで達するスリット２３が形成される。

誘電体基板２には、主表面２Ａ，２Ｂを貫く貫通孔６が形成される。さらに、誘電体基板２には、誘電体基板２の長辺に沿ってダイポール素子２１Ｂ（２２Ｂ）を分断し、かつ、ダイポール素子２１Ａ（２２Ａ）の途中まで達するスリット２４が形成される。誘電体基板１，２のそれぞれに形成されたスリット２３，２４を利用して誘電体基板１，２を組合せることにより主表面１Ａ，２Ａを直交させることが可能となる。これによりアンテナ１００が構成される。なお、図１および図２を参照すれば分かるように、図１の交線Ｌの方向とは、誘電体基板１の長辺方向および誘電体基板２の長辺方向である。

次に、ダイポールアンテナ１１，１２，２１，２２について説明する。本実施の形態では、ダイポールアンテナ１１，１２，２１，２２の各々は半波長ダイポールアンテナを構成する。したがって、各ダイポールアンテナに含まれるダイポール素子の長さ（素子長）は、そのダイポールアンテナの使用周波数帯の中心波長に応じて定められる。なお、本実施の形態においては、「素子長」とは交線Ｌの方向（誘電体基板の長辺方向）に沿ったダイポール素子の長さとする。なお、図示しないが、各誘電体基板の主表面同士はスルーホールにより電気的に接続されている。

ダイポール素子１１Ａの素子長、ダイポール素子１２Ａの素子長、ダイポール素子２１Ａの素子長、およびダイポール素子２２Ａの素子長はいずれもＬ１である。

ダイポール素子１１Ｂの素子長、ダイポール素子１２Ｂの素子長、ダイポール素子２１Ｂの素子長、ダイポール素子２２Ｂの素子長はいずれもＬ２である。

さらに本実施の形態では、Ｌ１＝Ｌ２である。Ｌ１（およびＬ２）は、約λ／４（λはアンテナ１００の使用周波数帯の中心波長）である。ただし誘電体基板１の誘電率のため、Ｌ１およびＬ２はλ／４よりも若干短くなる。本実施の形態では、アンテナ１００の使用周波数帯はＵＨＦ帯であり、より特定的には、日本における地上デジタル放送の周波数帯域（一般的に４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚの範囲）を含む周波数帯域である。

なお、ダイポール素子１１Ａ，１２Ａ，２１Ａ，２２Ａは誘電体基板１，２を組合せることにより、互いに電気的に接続される。同様に、ダイポール素子１１Ｂ，１２Ｂ，２１Ｂ，２２Ｂは誘電体基板１，２を組合せることにより、互いに電気的に接続される。ただし、より確実な電気的な接続のため、たとえば、はんだによりこれらの素子が互いに接続されてもよい。

本実施の形態では、各誘電体基板１，２の両面にダイポールアンテナを形成する。各誘電体基板の一方側の主表面に形成されるダイポールアンテナは、他方側の主表面に形成されたダイポールアンテナをその一方側の主表面に投影させたときの投影像と重なる。これにより、各誘電体基板の片方の主表面のみに２つのダイポールアンテナを形成する場合に比較して、たとえばアンテナ１００の周波数帯域を広げることができる。

図２（Ｂ）に示されるように、同軸ケーブル３０の外部導体３１は、たとえばはんだにより接地パターン１６に電気的に接続され、同軸ケーブル３０の内部導体３２はたとえばはんだにより接続領域１７に電気的に接続される。さらに同軸ケーブル３５の外部導体３６はたとえばはんだにより接地パターン１６に電気的に接続され、同軸ケーブル３５の内部導体３７はたとえばはんだにより接続領域１７に電気的に接続される。これにより同軸ケーブル３０の外部導体３１と同軸ケーブル３５の外部導体３６とが電気的に接続され、同軸ケーブル３０の内部導体３２と同軸ケーブル３５の内部導体３７とが電気的に接続される。

アンテナ１００を送信アンテナとして用いる場合、同軸ケーブル３５の内部導体３７には図示しない送信装置から電力が与えられ、外部導体３１および外部導体３６はアースされる。アンテナ１００を受信アンテナとして用いる場合、内部導体３７は図示しない受信装置に接続され、外部導体３１および外部導体３６はアースされる。

図１に戻り、ダイポール素子１１Ａがダイポール素子１１Ｂの上側に位置するようにアンテナ１００を設置したとする。この状態でたとえばアンテナ１００が垂直偏波を送信する場合、アンテナ１００の斜め下方向の放射強度を強くすることができる。

図３は、アンテナ１００の第１の比較例であるアンテナ１００Ａの斜視図である。図３を参照して、同軸ケーブル３０の外部導体３１はダイポール素子１１Ｂに接続され、同軸ケーブル３０の内部導体３２はダイポール素子１１Ａに接続される。したがって貫通孔が不要となるため、誘電体基板１，２には貫通孔は形成されていない。これらの点においてアンテナ１００Ａは図１に示すアンテナ１００と異なる。なお、アンテナ１００Ａの他の部分の構成についてはアンテナ１００の対応する部分の構成と同様である。

内部導体３２を介してダイポール素子１１Ａに電力が与えられ、外部導体３１を介してダイポール素子１１Ｂがアースされた状態でのアンテナ１００Ａの垂直面指向性を図４に示す。

図４は、図３に示すアンテナ１００Ａの垂直面指向性を示す図である。図４を参照して、放射強度がもっとも強くなる方向は、９０°方向（すなわち水平方向）よりもやや上方（０°方向）となる。

図４に示した垂直面指向性から、外部導体３１をダイポール素子１１Ａに接続し、内部導体３２をダイポール素子１１Ｂに接続すれば、図４に示した垂直面指向性を上下方向（０°方向と１８０°方向）を逆にした垂直面指向性が得られると考えられる。つまり、アンテナ１００Ａの斜め下方向の放射強度を強くすることができると考えられる。

図５は、アンテナ１００の第２の比較例であるアンテナ１００Ｂの斜視図である。図５を参照して、同軸ケーブル３０の外部導体３１はダイポール素子１１Ａに接続され、同軸ケーブル３０の内部導体３２はダイポール素子１１Ｂに接続される。ただし、誘電体基板１，２には貫通孔は形成されていない。したがって同軸ケーブル３０は主表面１Ａ上に配置され、かつ折り返される。この点でアンテナ１００Ｂはアンテナ１００と異なる。なおアンテナ１００Ｂの他の部分の構成はアンテナ１００の対応する部分の構成と同様である。

ただし、第２の比較例では本実施の形態のアンテナに比べて、同軸ケーブル３０の曲げられた部分の曲率半径が小さくなる。これにより、アンテナ１００Ｂの特性はアンテナ１００の特性に比べて低下する。この点について、アンテナの特性として一般的に用いられるＶＳＷＲ（Voltage Standing Wave Ratio：電圧定在波比）を例に説明する。なお、ＶＳＷＲは低いほど好ましい。

図６は、アンテナ１００およびアンテナ１００ＢのＶＳＷＲの比較結果を示す図である。図６を参照して、曲線Ｖ１（実線）はアンテナ１００のＶＳＷＲを示し、曲線Ｖ２（破線）はアンテナ１００ＢのＶＳＷＲを示す。図６に示した周波数の範囲はＵＨＦ帯であり、より特定的には４７０ＭＨｚ〜８９０ＭＨｚの範囲である。図６から、アンテナ１００のＶＳＷＲは、アンテナ１００ＢのＶＳＷＲに対して総じて低いことが分かる。つまり、本実施の形態によれば、同軸ケーブル３０の曲げられた部分の曲率半径が大きいため、ＶＳＷＲを低下させることができる。また、アンテナ１００のほうが同軸ケーブルの加工が容易であるため、図１に示すように同軸ケーブルとダイポール素子とを接続することにより、量産品の電気的特性を安定させることが可能な接続形態を実現できる。

図７は、アンテナ１００の利得を示す図である。図７に示されるように、４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚの範囲では利得は−１（ｄＢ）〜＋１（ｄＢ）の範囲となる。

このように実施の形態１によれば、同軸ケーブルは誘電体基板に形成された貫通孔に通され、かつ、折り返される。同軸ケーブルの外部導体は鉛直方向に沿って配置される２つのダイポール素子のうち上側の素子に接続され、同軸ケーブルの内部導体はその２つのダイポール素子のうち下側の素子に接続される。これにより、特性の劣化を防ぎつつ、所望の方向（本実施の形態では斜め下方向）の放射強度を高めることが可能になる。したがって実施の形態１によれば所望の方向に電波（垂直偏波）を送信または受信することが可能なアンテナを実現できる。

なお、実施の形態１では、同軸ケーブルを通すための貫通孔が誘電体基板１，２の両方に形成される。ただし所望の特性（たとえばＶＳＷＲが２．０以下という特性）を得ることが可能であれば、たとえば誘電体基板１のみに貫通孔が形成されてもよい。

［実施の形態２］
図８は、実施の形態２のアンテナ１０１の斜視図である。図８を参照して、アンテナ１０１は、ダイポールアンテナ１１に代えてダイポールアンテナ１３を備える点で図１のアンテナ１００と異なる。ダイポールアンテナ１３は、ダイポール素子１１Ａに代えてダイポール素子１１Ｃを含む点で、ダイポールアンテナ１１と異なる。

ダイポール素子１１Ｃの交線Ｌ方向の長さ（素子長）Ｌ１は、ダイポール素子１１Ｂの交線Ｌ方向の長さ（素子長）Ｌ２よりも短い。したがって交線Ｌの方向が鉛直方向となるようにアンテナ１０１が設置された状態において、上側に位置するダイポール素子１１Ｃ（電力が供給されるダイポール素子）の素子長Ｌ１は、下側に位置するダイポール素子１１Ｂ（アースされるダイポール素子）の素子長Ｌ２より短い。たとえばＬ１は約１２０ｍｍであり、Ｌ２は約１５０ｍｍである。さらに、本実施の形態では、ダイポール素子１１Ｃの中央に位置する放射素子の長さＬ３がその両側に位置する放射素子の長さＬ１よりも若干短くなる。

なお、Ｌ１〜Ｌ３の具体的な値は、アンテナ１０１の使用周波数帯において、所望の性能（一例を示すと、垂直面指向性、利得、ＶＳＷＲ等）が得られるように適切に定められる。したがって上述の値は一例を示したものである。

主表面１Ｂ，２Ａ，２Ｂの各々にもダイポールアンテナ１３と同じ形状のダイポールアンテナが形成される。ただし図が煩雑化するのを防ぐため、図９には主表面１Ｂ，２Ａ，２Ｂの各々に形成されるダイポールアンテナは示されていない。主表面１Ｂ，２Ａ，２Ｂの各々に形成されるダイポールアンテナ（図２参照）においても、Ｌ１＜Ｌ２の関係が成立する。

実施の形態１のアンテナ１００のようにＬ１＝Ｌ２とした場合、アンテナ１００の使用周波数帯が広くなると、高周波数側と低周波数側とで垂直面における放射強度の最大方向が変動する可能性がある。これにより、たとえば、ある周波数では放射強度の最大方向が斜め下方向であっても、別の周波数では放射強度の最大方向が斜め上方向となる可能性も生じる。

実施の形態２によれば、高周波電力が供給されるダイポール素子１１Ｃの素子長Ｌ１がアースされるダイポール素子１１Ｂの素子長Ｌ２よりも短く、かつ、ダイポール素子１１Ｃはダイポール素子１１Ｂより上側に位置する。これにより、アンテナ１００を広帯域アンテナとして使用した場合において、垂直面における放射強度の最大方向（本実施の形態では斜め下方向）の変動を抑制することが可能になる。したがって実施の形態２によれば所望の方向に電波を送信または受信することが可能なアンテナを実現できる。

［実施の形態３］
図９は、実施の形態３のアンテナ１０２の斜視図である。図９を参照して、アンテナ１０２は、導波器４１をさらに備える点で図８に示すアンテナ１０１と異なる。なお、アンテナ１０２の他の部分の構成については、アンテナ１０１の対応する部分の構成と同様であるので以後の説明は繰返さない。

図１０は、図９に示すアンテナ１０２をアンテナ１０２の下側（ダイポール素子１１Ｂ側）から見た図である。

図９および図１０を参照して、本実施の形態では、導波器４１は、誘電体基板１，２を囲むように円筒状に曲げられた導電体の薄板である。薄板の両端部は、ねじ４２によって互いに離れないように固定される。また、導波器４１の内部には、複数のリブ４３が設けられる。これにより導波器４１の変形を防ぐことが可能になる。複数のリブ４３の各々は１／４円状に形成される。１／４円の半径に相当する部分は誘電体基板１，２の主表面に接した状態で、たとえば接着剤、または、ねじ等により固定される。これにより導波器４１の位置を固定することが可能になる。

なお、図９および図１０は、導波器４１を固定するための方法の一例を示したものであり、導波器４１の固定方法は、これに限定されるものではない。

導波器４１は主表面１Ａ，１Ｂ，２Ａ，２Ｂの各々に形成されたダイポールアンテナから送信される電波を所望の方向に導くための素子である。本実施の形態では、導波器４１はダイポール素子１１Ｂを覆うように設けられる。これによりダイポールアンテナから送信される電波をより確実に斜め下方向に導くことが可能になる。

（アンテナ１０２の指向性）
使用周波数帯が４７０〜７７０ＭＨｚの範囲を含む周波数範囲となるように作成されたアンテナ１０２の垂直面指向性および水平面指向性を以下に説明する。なお、図９に示す「０°方向」および「１８０°方向」は、垂直面指向性における「０°方向」および「１８０°方向」をそれぞれ表している。また、水平面とは、水平方向に平行な面であり、図９に示すようにアンテナ１０２が設置された状態において、主表面１Ａ，１Ｂ，２Ａ，２Ｂの各々と垂直な面である。

図１１は、アンテナ１０２の垂直面指向性（周波数４７０ＭＨｚ）を示す図である。
図１２は、アンテナ１０２の垂直面指向性（周波数５３０ＭＨｚ）を示す図である。

図１３は、アンテナ１０２の垂直面指向性（周波数６５０ＭＨｚ）を示す図である。
図１４は、アンテナ１０２の垂直面指向性（周波数７７０ＭＨｚ）を示す図である。

図１１〜図１４を参照して、約４７０ＭＨｚ〜約７７０ＭＨｚの周波数範囲におけるアンテナ１０２の放射強度は、水平方向（９０°方向）から斜め下方向（たとえば１００°方向）にかけて大きくなる。

図１５は、アンテナ１０２の水平面指向性（周波数４７０ＭＨｚ）を示す図である。
図１６は、アンテナ１０２の水平面指向性（周波数５３０ＭＨｚ）を示す図である。

図１７は、アンテナ１０２の水平面指向性（周波数６５０ＭＨｚ）を示す図である。
図１８は、アンテナ１０２の水平面指向性（周波数７７０ＭＨｚ）を示す図である。

図１５〜図１８を参照して、約４７０ＭＨｚ〜約７７０ＭＨｚの周波数範囲におけるアンテナ１０２の放射強度は、水平面内のどの方向に対してもほぼ等しくなる。すなわち、本実施の形態によれば、水平面内では無指向性となる。

以上のように実施の形態３のアンテナは、実施の形態２のアンテナに導波器が追加された構成を有する。これにより、所望の方向（本実施の形態では斜め下方向）の放射強度を高めることが可能になる。したがって実施の形態３によれば所望の方向に電波を送信または受信することが可能なアンテナを実現できる。

［実施の形態４］
図１９は、実施の形態４のアンテナ１０３を示す図である。図１９および図９を参照して、アンテナ１０３は、アンテナ１０２およびアンテナ１０２を収納する筒状の収納部材５１を備える。なおアンテナ１０２の構成は図９に示す構成と同様であるので以後の説明は繰返さない。収納部材５１は、たとえばＦＲＰ（繊維強化プラスチック）により形成される。

なお、本実施の形態では、導波器４１は、収納部材５１（筒）の内側の面に接するように収納部材５１（筒）の内部に収納されるが、導波器４１は、収納部材５１（筒）の内側の面に必ずしも接してなくてもよい。

アンテナ１０３は、さらに、ダイポール素子１１Ｃがダイポール素子１１Ｂに対して上側に位置するようにアンテナ１０３を設置するための設置部材５２を備える。設置部材５２は、収納部材５１の底面に取り付けられた棒ねじ５３と、押さえ板５４と、棒ねじ５３に対応して設けられる蝶ナット５５とを含む。たとえば水平に延びる部材を収納部材５１の底面と押さえ板５４とではさみ、かつ、蝶ナット５５を締めることによってアンテナ１０３をその部材に固定することが可能になる。これによりダイポール素子１１Ｃがダイポール素子１１Ｂに対して上側に位置するようになる。

本実施の形態によれば、収納部材５１によって、その内部に収納されたアンテナを雨雪や埃の付着等から保護することができる。よって、本実施の形態のアンテナは屋外に設置することが可能である。

アンテナ１０３（より特定的には収納部材５１の内部のアンテナ１０２）は、たとえば地上デジタル放送用電波を再送信するアンテナとして用いることが可能である。家庭あるいは公共施設等においては、地上デジタル放送サービスを享受するため、たとえば放送局からの電波を受信するためのアンテナが設置される。しかしながら、高層建築物によって放送局から送信された電波が遮られるために放送局からの電波を直接受信できない地域が存在することも考えられる。本実施の形態のアンテナは、このような地域に地上デジタル放送用電波を再送信するために用いることが可能である。

たとえば本実施の形態のアンテナは電柱の先端に設置される。既に説明したように、本実施の形態のアンテナの垂直面指向性では水平方向よりもやや斜め下方向の放射強度が強い（図１１〜図１４参照）。したがって、その電柱の周囲のエリア内にある家庭あるいは公共施設等は、そのアンテナから十分な強度の電波（垂直偏波）を受信することが可能になる。

さらに本実施の形態のアンテナの水平面での指向性は無指向性となる。つまりアンテナの放射強度は、水平面内のどの方向に対してもほぼ等しい（図１５〜図１８参照）。したがって、たとえば本実施の形態のアンテナが設置された電柱を中心とした、ある半径（たとえば数百メートル）の円を想定した場合、その円内のどの位置でも十分な強度の電波を受信することが可能になる。

なお、アンテナ１０３は、電柱の先端以外の場所に取り付けられてもよい。たとえばアンテナ１０３は、建物（たとえば高層建築物）の屋上あるいは壁面に取り付けられてもよい。

また、アンテナ１０２に限られず、収納部材５１の内部には、アンテナ１００またはアンテナ１０１が収納されていてもよい。

また、本実施の形態ではアンテナの使用周波数帯をＵＨＦ帯であるとした。しかし本発明のアンテナの使用周波数帯に応じてダイポールアンテナに含まれる素子の長さは設定される。すなわち、本発明のアンテナはＵＨＦ帯の電波を送信（または受信）するものと限定されるものではなく、ＵＨＦ帯以外の周波数帯の電波を送信（または受信）するアンテナにも適用可能である。

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、上記した説明ではなく、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。

実施の形態１のアンテナ１００を示す斜視図である。 図１に示すアンテナ１００の分解図である。 アンテナ１００の第１の比較例であるアンテナ１００Ａの斜視図である。 図３に示すアンテナ１００Ａの垂直面指向性を示す図である。 アンテナ１００の第２の比較例であるアンテナ１００Ｂの斜視図である。 アンテナ１００およびアンテナ１００ＢのＶＳＷＲの比較結果を示す図である。 アンテナ１００の利得を示す図である。 実施の形態２のアンテナ１０１の斜視図である。 実施の形態３のアンテナ１０２の斜視図である。 図９に示すアンテナ１０２をアンテナ１０２の下側（ダイポール素子１１Ｂ側）から見た図である。 アンテナ１０２の垂直面指向性（周波数４７０ＭＨｚ）を示す図である。 アンテナ１０２の垂直面指向性（周波数５３０ＭＨｚ）を示す図である。 アンテナ１０２の垂直面指向性（周波数６５０ＭＨｚ）を示す図である。 アンテナ１０２の垂直面指向性（周波数７７０ＭＨｚ）を示す図である。 アンテナ１０２の水平面指向性（周波数４７０ＭＨｚ）を示す図である。 アンテナ１０２の水平面指向性（周波数５３０ＭＨｚ）を示す図である。 アンテナ１０２の水平面指向性（周波数６５０ＭＨｚ）を示す図である。 アンテナ１０２の水平面指向性（周波数７７０ＭＨｚ）を示す図である。 実施の形態４のアンテナ１０３を示す図である。

符号の説明

１，２ 誘電体基板、１Ａ，１Ｂ，２Ａ，２Ｂ 主表面、５，６ 貫通孔、１１〜１３，２１，２２ ダイポールアンテナ、１１Ａ〜１１Ｃ，１２Ａ，２１Ａ，２２Ａ，１２Ｂ，２１Ｂ，２２Ｂ ダイポール素子、１５，１６，１８，１９ 接地パターン、１７ 接続領域、２３，２４ スリット、３０，３５ 同軸ケーブル、３１，３６ 外部導体、３２，３７ 内部導体、４１ 導波器、４２ ねじ、４３ リブ、５１ 収納部材、５２ 設置部材、５４ 押さえ板、５５ 蝶ナット、１００〜１０３，１００Ａ，１００Ｂ アンテナ、ＦＤ１，ＦＤ２ 給電点、Ｌ 交線。

Claims (5)

1. 第１および第２の主表面を有し、かつ前記第１および第２の主表面を貫通する貫通孔が形成された第１の誘電体基板と、
   第３および第４の主表面を有し、かつ前記第３の主表面が前記第１の主表面と直交するように前記第１の誘電体基板と組み合わされた第２の誘電体基板と、
   前記第１および第４の主表面にそれぞれ形成され、前記第１および第３の主表面の交線に沿って延在する第１から第４のダイポールアンテナとを備え、
   前記第１のダイポールアンテナは、
   第１の給電点を有する第１のダイポール素子と、
   第２の給電点を有し、かつ前記貫通孔が前記第２の給電点に対して前記第１のダイポール素子側に位置するように配置された第２のダイポール素子とを含み、
   第１および第２の給電線を有する給電ケーブルをさらに備え、
   前記給電ケーブルは、前記第２の主表面において前記第２の給電点から前記第１の給電点に向かう向きに延びるとともに、前記第２の主表面から前記貫通孔を通って前記第１の主表面に折り返され、
   前記第１の給電線は、前記第１の給電点に接続され、
   前記第２の給電線は、前記第２の給電点に接続される、アンテナ。
2. 前記第１のダイポール素子の前記交線に沿った素子長は、前記第２のダイポール素子の前記交線に沿った素子長よりも短い、請求項１に記載のアンテナ。
3. 前記第１および第２の誘電体基板を囲み、かつ、前記第１および第２のダイポール素子のいずれかの少なくとも一部を覆うように形成された導波器をさらに備える、請求項１または２に記載のアンテナ。
4. 絶縁体により筒状に形成され、前記第１および第２のダイポールアンテナが形成された前記第１の誘電体基板と、前記第３および第４のダイポールアンテナが形成された前記第２の誘電体基板とをその内部に収納する収納部材をさらに備える、請求項１から３のいずれか１項に記載のアンテナ。
5. 前記第１のダイポール素子が前記第２のダイポール素子に対して上側に位置するように前記アンテナを設置するための設置部材をさらに備える、請求項１から４のいずれか１項に記載のアンテナ。

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