JP6083352B2

JP6083352B2 - アンテナ装置

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Publication number: JP6083352B2
Application number: JP2013163955A
Authority: JP
Inventors: 延明北野; 小川　智之; 智之小川; 直樹磯; 石神　良明; 良明石神
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Hitachi Metals Ltd
Priority date: 2013-08-07
Filing date: 2013-08-07
Publication date: 2017-02-22
Anticipated expiration: 2033-08-07
Also published as: JP2015033116A; US20150042531A1; CN203950930U

Description

本発明は、複数のアンテナ素子に高周波信号に応じた励振電力を給電することが可能なトリプレート線路を備えたアンテナ装置に関する。

従来、アンテナ装置として、一対の誘電体基板を組み合わせて構成されたクロスダイポールアンテナ装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１に記載のアンテナ装置は、素子内給電線路及び放射素子が形成された長方形状の第１及び第２の誘電体基板と、第１及び第２の誘電体基板が取り付けられる正方形状の台座とを備えている。第１及び第２の誘電体基板は、その長辺方向が台座に平行であり、短辺方向が台座に直交するように十字状に交差して台座に取り付けられている。

第１及び第２の誘電体基板には、その長辺方向の両端部に台座側に向かって突出する凸形状の嵌合部が形成され、長辺方向の中央部に短辺方向に沿って延びる切込部が形成されている。台座には、その四隅に、それぞれ台座の厚さ方向に貫通する長円形状の嵌入部が形成されている。また、台座の中央部には、台座の厚さ方向に貫通する２つの丸孔が形成され、その丸孔の内面に同軸ケーブル等を介して給電ピンが半田付けされて給電部が設けられている。また、台座の表面には、銅等の金属箔からなる接地短絡パターンが形成されている。

第１の誘電体基板と第２の誘電体基板とは、互いの切込部を噛み合わせた状態で各嵌合部が台座の嵌入部に挿入されることにより、第１の誘電体基板と第２の誘電体基板とが直交した状態で台座に固定される。このとき、第１及び第２の誘電体基板の素子内給電線路は、台座側に向かって延伸した先端部が給電部に接触することによって電気的に接続される。また、第１及び第２の誘電体基板の放射素子は、台座側に向かって延伸して台座の接地短絡パターン上の接点で接地短絡される。

特開２００９−１２４４０３号公報

特許文献１に記載のアンテナ装置では、給電部が、台座に形成された丸孔の内面に同軸ケーブル等を介して給電ピンが半田付けされることによって構成されているため、素子内給電線路と給電部との接続構造が複雑になっていた。また、給電部に至る線路として同軸ケーブル等を用いているため、線路内における高周波信号の伝送損失が大きいといった問題があった。

そこで、本発明は、素子内給電線路と給電部との接続構造を簡素化しながらも、高周波信号の伝送損失を低減することが可能なアンテナ装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決することを目的として、誘電体基板の第１の主面に形成された素子内給電線路、及び前記誘電体基板の第２の主面に形成された放射素子を有し、前記放射素子が前記素子内給電線路に沿うように形成されて前記素子内給電線路からの給電を受けるアンテナ素子と、互いに平行な第１の外部導体及び第２の外部導体の間に中心導体を配置して構成され、前記アンテナ素子に励振電力を給電可能なトリプレート線路とを備え、前記誘電体基板は、その一端部に、前記素子内給電線路が前記中心導体に電気的に接続される接続部を有し、前記第１の外部導体には、前記接続部における前記素子内給電線路に空間を介して対向する第１の対向面を内面に有する第１の孔部と、前記第１の孔部に連通して前記接続部を挿通させる第２の孔部とが形成され、前記第２の孔部は、前記接続部における前記誘電体基板の前記第１の主面に対向して前記誘電体基板の前記第１の対向面側への移動を規制する規制面を内面に含むアンテナ装置を提供する。

本発明に係るアンテナ装置によれば、素子内給電線路と給電部との接続構造を簡素化しながらも、高周波信号の伝送損失を低減することが可能である。

本発明の実施の形態に係るアンテナ装置の概略構成を示すブロック図である。アンテナ装置の具体的な構成例を示し、（ａ）は外観を示す斜視図、（ｂ）は第１のグランド板上の実装状態を示す斜視図である。図２（ｂ）における一部のアンテナ素子を拡大して示す斜視図である。アンテナ装置における第２のグランド板上の実装状態を示す斜視図である。アンテナ素子の構成例を示す斜視図である。水平偏波アンテナ素子の構成例を示す平面図である。垂直偏波アンテナ素子の構成例を示す平面図である。図３における接地部及びその周辺部の拡大図である。（ａ）は、垂直偏波アンテナ素子の接続部及びその周辺部の拡大図であり、（ｂ）は、中心導体の給電部及びその周辺部の拡大図である。垂直偏波アンテナ素子の接続部と中心導体の給電部との接続状態を示し、（ａ）は垂直偏波アンテナ素子における正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。第１のグランド板の貫通孔を示す断面図である。

［実施の形態］
図１は、本発明の実施の形態に係るアンテナ装置の概略構成を示すブロック図である。

このアンテナ装置１は、例えば携帯電話基地局用のアンテナ装置として用いられ、高周波信号送受信端子１０、分配器用トリプレート線路１１、誘電体挿入型移相器用トリプレート線路１２、給電線路用トリプレート線路１３、及び複数のアンテナ素子をアレイ状に配置したアンテナ素子アレイ１４を含んで構成されている。

高周波信号送受信端子１０に高周波送信信号に応じた励振電力を入力すると、この励振電力が分配器用トリプレート線路１１によって分配される。分配された励振電力は、それぞれに対応する誘電体挿入型移相器用トリプレート線路１２によって所定の移相量を与えられ、それぞれに対応する給電線路用トリプレート線路１３に入力される。給電線路用トリプレート線路１３に供給された励振電力は、アンテナ素子アレイ１４のそれぞれに対応するアンテナ素子に給電され、各アンテナ素子から所定の指向性を有して放射される。

なお、本実施の形態では、アンテナ装置１を送信用として用いた場合について説明するが、図１に両矢印で示すように、アンテナ装置１を受信用として用いることも可能である。

（アンテナ装置１の構成）
図２は、アンテナ装置１の具体的な構成例を示し、（ａ）は外観を示す斜視図、（ｂ）は第１のグランド板３１上の実装状態を示す斜視図である。

図２（ａ）に示すように、アンテナ装置１は、円筒状のレドーム２２内に前述の高周波信号送受信端子１０、分配器用トリプレート線路１１、誘電体挿入型移相器用トリプレート線路１２、給電線路用トリプレート線路１３、及びアンテナ素子アレイ１４等を収容して構成されている。

レドーム２２は、その両端をアンテナキャップ２３ａ，２３ｂによって閉塞されており、その長手方向が鉛直方向となるように取付金具２１ａ，２１ｂでアンテナ塔等に取り付けられる。また、高周波信号送受信端子１０（図１参照）として機能する同軸ケーブルアダプタ２５ａ，２５ｂが、一方のアンテナキャップ２３ｂから外部へ突出している。

図２（ｂ）に示すように、複数（本実施の形態では８つ）のアンテナ素子４は、水平偏波アンテナ素子４１と垂直偏波アンテナ素子４２とを有し、第１の導体としての第１のグランド板３１上に配置されてアンテナ素子アレイ１４（図１参照）を構成している。第１のグランド板３１には、その長手方向に直交する幅方向の両側に、側板３４ａ，３４ｂが設けられている。

第１のグランド板３１は、水平偏波アンテナ素子４１及び垂直偏波アンテナ素子４２から放射される電磁波を反射する反射板としての機能を有している。

図３は、図２（ｂ）における一部のアンテナ素子４を拡大して示す斜視図である。なお、図３では、第１のグランド板３１の図示を省略し、第１のグランド板３１に平行に配置された第２のグランド板３２、及び第１のグランド板３１と第２のグランド板３２との間に配置された中心導体３３等を示している。

水平偏波アンテナ素子４１は、矩形状の誘電体基板４１０の一方の面に放射素子４１２が形成され、この放射素子４１２が複数（本実施の形態では２つ）の接地部７ａによって図略の第１のグランド板３１、及び第２の導体としての第２のグランド板３２に接続されている。第１のグランド板３１及び第２のグランド板３２は、図略の配線によって接地されている。なお、図３では、２つの接地部７ａのうち一方の接地部７ａのみを示している。

同様にして、垂直偏波アンテナ素子４２は、誘電体基板４２０の一方の面に放射素子４２２が形成され、複数（本実施の形態では２つ）の接地部７ｂによって図略の第１のグランド板３１、及び第２のグランド板３２に接続されている。

互いに平行に配置された第１のグランド板３１（図略）と第２のグランド板３２との間には、板状の中心導体３３が平行に配置され、第１のグランド板３１、中心導体３３、及び第２のグランド板３２によってトリプレート線路を構成している。

本実施の形態では、図１に示した分配器用トリプレート線路１１、誘電体挿入型移相器用トリプレート線路１２、及び給電線路用トリプレート線路１３が、一連のトリプレート線路によって構成されている。

中心導体３３と第１のグランド板３１との間、及び中心導体３３と第２のグランド板３２との間には、それぞれインピーダンス整合された誘電体スペーサ６４が複数設けられている。

中心導体３３は、トリプレート線路内に複数設けられた誘電体組立体６を構成する板状の第１の誘電体板６１及び第２の誘電体板６２の間に挟まれている。誘電体組立体６は、その両端において一対の誘電体支持ピン６３により支持されている。第２のグランド板３２には、誘電体支持ピン６３が貫通する長円形状のスリット３２０が複数形成されている。

図４は、アンテナ装置１における第２のグランド板３２上の実装状態を示す斜視図である。なお、図４では、レドーム２２を取り外したアンテナ装置１を図３とは反対側から見た状態を示している。

第２のグランド板３２の裏面３２ａ（中心導体３３に対向する面とは反対側の面）には、誘電体支持ピン６３（図３参照）に連結された連結棒５２ａ，５２ｂが設けられている。連結棒５２ａ，５２ｂは、それぞれ連結棒ガイド５１ａ，５１ｂによりガイドされ、誘電体支持ピン６３を第１のグランド板３１の長手方向に移動させる。

その他、第２のグランド板３２の裏面３２ａ側には、モータユニット用ケーブル５３によって駆動電流が供給される直動モータユニット５４、及びチルト角を設定するためのチルト設定基板５６が設けられている。

また、同軸ケーブルアダプタ２５ａから導出されて水平偏波アンテナ素子４１に励振電力を供給する水平偏波用同軸ケーブル５５ａ、及び同軸ケーブルアダプタ２５ｂから導出されて垂直偏波アンテナ素子４２に励振電力を供給する垂直偏波用同軸ケーブル５５ｂが、第２のグランド板３２の裏面３２ａ側から中心導体３３に接続されている。

（アンテナ素子４の構成）
次に、アンテナ素子４の構成について、図５乃至図７を参照して説明する。

図５は、アンテナ素子４の構成例を示す斜視図である。図６は、水平偏波アンテナ素子４１の構成例を示す平面図である。図７は、垂直偏波アンテナ素子４２の構成例を示す平面図である。

水平偏波アンテナ素子４１は、図５及び図６に示すように、誘電体基板４１０と、誘電体基板４１０の第１の主面４１０ａに形成された素子内給電線路４１１と、誘電体基板４１０の第２の主面４１０ｂに形成された放射素子４１２とを有している。放射素子４１２は、素子内給電線路４１１に沿うように形成されて素子内給電線路４１１からの給電を受けている。

誘電体基板４１０は、その一端部に、素子内給電線路４１１が中心導体３３に電気的に接続される接続部４１ａを有している。本実施の形態では、接続部４１ａは、誘電体基板４１０において第１のグランド板３１に対して平行な方向の中央部近傍に形成されている。

図６に示すように、接続部４１ａは、第２のグランド板３２側に向かって延びる一対の延出部４１４ａ，４１４ｂと、一対の延出部４１４ａ，４１４ｂの間に形成された凹部４１５とを有している。

また、誘電体基板４１０には、第１のグランド板３１に対して平行な方向の中央部に、接続部４１ａが形成された端部とは反対側の端部から接続部４１ａ側に向かって延びる切込部４１３が形成されている。本実施の形態では、切込部４１３は、その開口部側の幅が終端部側の幅よりも広く形成されている。図６において、接続部４１ａは切込部４１３の延長線からずれた位置に形成されている。

素子内給電線路４１１は、第１のグランド板３１に対して平行な方向に延びる第１の接続パターン４１１ｄと、第１の接続パターン４１１ｄの端部から接続部４１ａに向かって延びる第２の接続パターン４１１ｃと、第２の接続パターン４１１ｃの端部から二股に分かれて接続部４１ａの延出部４１４ａ側に形成された第３の接続パターン４１１ａ及び延出部４１４ｂ側に形成された第４の接続パターン４１１ｂとから構成されている。本実施の形態では、切込部４１３は、第１の接続パターン４１１ｄを横切るように形成されている。

放射素子４１２は、図６において破線で示すように、切込部４１３を中心として対称に形成され、第１のグランド板３１に対して平行な方向に延びる放射素子パターン４１２ａと、放射素子パターン４１２ａの切込部４１３側の端部から切込部４１３の延伸方向に沿って延びるバランパターン４１２ｂとから構成されている。

垂直偏波アンテナ素子４２は、図５及び図７に示すように、誘電体基板４２０と、誘電体基板４２０の第１の主面４２０ａに形成された素子内給電線路４２１と、誘電体基板４２０の第２の主面４２０ｂに形成された放射素子４２２とを有している。放射素子４２２は、素子内給電線路４２１に沿うように形成されて素子内給電線路４２１からの給電を受けている。

誘電体基板４２０は、その一端部に、素子内給電線路４２１が中心導体３３に電気的に接続する接続部４２ａを有している。図７に示すように、接続部４２ａは、第２のグランド板３２側に向かって延びる一対の延出部４２４ａ，４２４ｂと、一対の延出部４２４ａ，４２４ｂの間に形成された凹部４２５とを有している。

また、誘電体基板４２０には、第１のグランド板３１に対して平行な方向の中央部に、接続部４２ａ側から第１のグランド板３１に対して垂直な方向に延びる切込部４２３と、互いに連通する大スリット部４２６ａ及び小スリット部４２６ｂを有するスリット４２６とが形成されている。

本実施の形態では、切込部４２３は、その開口部側の幅が終端部側の幅よりも広く形成されている。スリット４２６は、切込部４２３の終端部側に配置されている。本実施の形態では、小スリット部４２６ｂは、切込部４２３側に配置されている。

素子内給電線路４２１は、第１のグランド板３１に対して平行な方向に延びる第１の接続パターン４２１ｄと、第１の接続パターン４２１ｄの端部から接続部４２ａに向かって延びる第２の接続パターン４２１ｃと、第２の接続パターン４２１ｃの端部から二股に分かれて接続部４２ａの延出部４２４ａ側に形成された第３の接続パターン４２１ａ及び延出部４２４ｂ側に形成された第４の接続パターン４２１ｂとから構成されている。

放射素子４２２は、図７において破線で示すように、切込部４２３及びスリット４２６を中心として対称に形成され、第１のグランド板３１に対して平行な方向に延びる放射素子パターン４２２ａと、放射素子パターン４２２ａのスリット４２６側の端部から連続して切込部４２３及びスリット４２６に沿って延びるバランパターン４２２ｂとから構成されている。

図５に示すように、アンテナ素子４は、水平偏波アンテナ素子４１と垂直偏波アンテナ素子４２とを、互いの切込部４１３，４２３で噛み合わせることによって組み立てられる。本実施の形態では、水平偏波アンテナ素子４１と垂直偏波アンテナ素子４２とは、直交して組み合わされている。

水平偏波アンテナ素子４１の切込部４１３を挟んで形成された第１の接続パターン４１１ｄは、水平偏波アンテナ素子４１と垂直偏波アンテナ素子４２とが組み合わされた状態において、垂直偏波アンテナ素子４２の大スリット部４２６ａ内で導体板４１ｂによって連結されている。

（アンテナ素子４とトリプレート線路間の接地）
次に、アンテナ素子４とトリプレート線路との間における接地について図８を参照して説明する。

図８は、図３における接地部７ｂ及びその周辺部の拡大図である。なお、図８では、図３と同様に、第１のグランド板３１の図示を省略している。

アンテナ素子４の水平偏波アンテナ素子４１及び垂直偏波アンテナ素子４２は、それぞれ導電性の接続部材の一態様である接地部７ａ，７ｂを介して第１のグランド板３１及び第２のグランド板３２に接地されている。水平偏波アンテナ素子４１と接地部７ａとの接続構造、及び垂直偏波アンテナ素子４２と接地部７ｂとの接続構造はそれぞれ同様であるため、垂直偏波アンテナ素子４２と接地部７ｂとの接続構造を例にとって以下説明する。

接地部７ｂは、垂直偏波アンテナ素子４２の放射素子４２２に接続された放射素子接続金具７１と、第２のグランド板３２に接続されたグランド板接続金具７２と、放射素子接続金具７１をグランド板接続金具７２に固定するための固定金具７３とを備えている。

放射素子接続金具７１は、板金をＬ字形状に屈曲してなり、垂直偏波アンテナ素子４２の放射素子４２２に対して平行な方向に延びて放射素子４２２に接触する接触部７１ａと、接触部７１ａに対して垂直な方向に延出し、固定金具７３が取り付けられる取付部７１ｂと、接触部７１ａと取付部７１ｂとの間を連結する連結部７１ｃとを一体に有している。なお、放射素子４２２と、この放射素子４２２に接触する接触部７１ａとは、例えば半田付け等により固定され、接地部７ｂにおける放射素子４２２と放射素子接続金具７１の接触部７１ａとの電気的な接続を確実にしている。

垂直偏波アンテナ素子４２の放射素子４２２と放射素子接続金具７１との接続部位は、その少なくとも一部が誘電体基板４２０の第１の主面４２０ａにおける素子内給電線路４２１と誘電体基板４２０の厚さ方向に重なっている。換言すれば、誘電体基板４２０に対して垂直な方向から透視した場合に、放射素子４２２と接触部７１ａとの接触面は、その少なくとも一部が素子内給電線路４２１の第２の接続パターン４２１ｃに重なっている。

グランド板接続金具７２は、第１のグランド板３１（図略）と第２のグランド板３２との間に配置され、グランド板接続金具７２の上面７２ａ側は第１のグランド板３１に接触し、グランド板接続金具７２の下面７２ｂ側は第２のグランド板３２に接触している。本実施の形態では、グランド板接続金具７２は六角柱状であるが、これに限らず、例えば円柱状や四角柱状等でもよい。

（アンテナ素子４と中心導体３３との接続構造）
次に、アンテナ素子４とトリプレート線路の中心導体３３との接続構造について、図８乃至図１０を参照して説明する。

図９（ａ）は、垂直偏波アンテナ素子４２の接続部４２ａ及びその周辺部の拡大図であり、図９（ｂ）は、中心導体３３の給電部３３ａ及びその周辺部の拡大図である。図１０は、垂直偏波アンテナ素子４２の接続部４２ａと中心導体３３の給電部３３ａとの接続状態を示し、図１０（ａ）は、垂直偏波アンテナ素子４２における正面図、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。

水平偏波アンテナ素子４１の接続部４１ａ及び垂直偏波アンテナ素子４２の接続部４２ａは、それぞれ中心導体３３の端部に接続されている。水平偏波アンテナ素子４１の接続部４１ａと中心導体３３との接続構造、及び垂直偏波アンテナ素子４２の接続部４２ａと中心導体３３との接続構造はそれぞれ同様であるため、垂直偏波アンテナ素子４２の接続部４２ａと中心導体３３との接続構造を例にとって以下説明する。

図９（ａ）に示すように、垂直偏波アンテナ素子４２の素子内給電線路４２１は、第３の接続パターン４２１ａ及び第４の接続パターン４２１ｂが、一対の延出部４２４ａ，４２４ｂにおける第１の主面４２０ａ上に形成されていると共に、凹部４２５の内面４２５ａにも形成されている。

図９（ｂ）に示すように、中心導体３３は、励振電力を伝送する線部３３１と、線部３３１の端部に形成されて垂直偏波アンテナ素子４２に励振電力を給電する給電部３３ａとから構成されている。給電部３３ａは、第１のグランド板３１及び第２のグランド板３２に平行な幅方向に括れた括れ部３３２と、垂直偏波アンテナ素子４２の接続部４２ａに係止される係止部３３３とを有している。

括れ部３３２の幅Ｗ_２は、垂直偏波アンテナ素子４２における接続部４２ａの凹部４２５の幅Ｗ_１よりも狭く形成されている。これにより、括れ部３３２を接続部４２ａの凹部４２５に嵌合させることが可能となる。そして、給電部３３ａの括れ部３３２が接続部４２ａの凹部４２５に嵌合することにより、接続部４２ａにおける素子内給電線路４２１と中心導体３３の給電部３３ａとが接触する（図８参照）。

図１０（ａ）及び（ｂ）を参照して、垂直偏波アンテナ素子４２の接続部４２ａと中心導体３３の給電部３３ａとの接続構造について、より具体的に説明する。

垂直偏波アンテナ素子４２の接続部４２ａは、第１のグランド板３１に対して垂直な方向（図１０（ａ）の矢印Ｂ方向）から第１のグランド板３１に形成された貫通孔３１ａに挿入される。このとき、接続部４２ａの挿入方向（図１０（ａ）の矢印Ｂ方向）とは反対の方向から中心導体３３の括れ部３３２を凹部４２５に嵌合させる。これにより、中心導体３３の係止部３３３が接続部４２ａの一対の延出部４２４ａ，４２４ｂに係止されて、中心導体３３における誘電体基板４２０に対して垂直な方向（図１０（ｂ）の矢印Ｃ方向）の移動が規制される。

なお、垂直偏波アンテナ素子４２の接続部４２ａと中心導体３３の給電部３３ａとは、例えば半田付け等により固定され、接続部４２ａにおける素子内給電線路４２１と中心導体３３の給電部３３ａとの電気的な接続を確実にしている。

（貫通孔３１ａの構成）
次に、第１のグランド板３１に形成された貫通孔３１ａについて、図１１を参照して説明する。

図１１は、第１のグランド板３１の貫通孔３１ａを示す断面図である。なお、図１１では、垂直偏波アンテナ素子４２の接続部４２ａが貫通孔３１ａに挿入された状態を示している。

貫通孔３１ａは、互いに連通する第１の孔部３１１及び第２の孔部３１２を有している。垂直偏波アンテナ素子４２の接続部４２ａは、第２の孔部３１２側に挿入される。本実施の形態では、第２の孔部３１２は、垂直偏波アンテナ素子４２の接続部４２ａの幅方向に平行な方向の寸法が、第１の孔部３１１よりも大きく形成されている。

第１の孔部３１１は、接続部４２ａにおける素子内給電線路４２１に空間３１１ａを介して対向する第１の対向面３１１ｂを内面に含んでいる。第１の主面４２０ａ及び素子内給電線路４２１の表面と第１の対向面３１１ｂとの間に空間３１１ａが介在することにより、素子内給電線路４２１の第１のグランド板３１への接触を防止している。これにより、アンテナ装置１内を伝搬する高周波信号の歪みを抑制することができる。

図１１において、第１の対向面３１１ｂの両側に配置された側面３１１ｃと素子内給電線路４２１との間の距離をＤ_１、第１の対向面３１１ｂと素子内給電線路４２１との間の距離をＤ_２とすると、Ｄ_１はＤ_２よりも大きく設定されている（Ｄ_１＞Ｄ_２）。

第２の孔部３１２は、第１の対向面３１１ｂに平行な第２の対向面３１２ｂと、第２の対向面３１２ｂに対向し、誘電体基板４２０の第１の対向面３１１ｂ側への移動を規制する規制面３１２ｃとを内面に含んでいる。

より具体的には、第２の対向面３１２ｂは、貫通孔３１ａに挿入された垂直偏波アンテナ素子４２の接続部４２ａにおける第２の主面４２０ｂに対向し、規制面３１２ｃは、接続部４２ａにおける第１の主面４２０ａに対向している。垂直偏波アンテナ素子４２の接続部４２ａは、貫通孔３１ａにおいて第２の対向面３１２ｂと規制面３１２ｃとの間に挟まれることにより、誘電体基板４２０の厚さ方向の移動が規制されている。

本実施の形態では、第２の孔部３１２は長円形状を有しており、第２の孔部３１２と接続部４２ａとの間において、接続部４２ａの幅方向の両端側にそれぞれ空間３１２ａが形成されている。本実施の形態では、第２の孔部３１２は長円形状であったが、これに限らず、例えば矩形状等でもよい。また、空間３１２ａは必ずしも必要ではない。

また、垂直偏波アンテナ素子４２の接続部４２ａにおける素子内給電線路４２１は、第１の対向面３１１ｂと第２の対向面３１２ｂとの間に平行に配置されることにより、第１のグランド板３１と共にトリプレート構造を構成し、貫通孔３１ａにおけるインピーダンスの整合を取っている。貫通孔３１ａにおけるインピーダンス（特性インピーダンス）は、例えば５０Ωに設定される。

このトリプレート構造において、第１の対向面３１１ｂと素子内給電線路４２１との間の距離Ｄ_２は、誘電体基板４２０（接続部４２ａ）の厚さＤ_３に対応する寸法であり、Ｄ_２は、Ｄ_３の半分以上かつＤ_３の２倍以下（０．５×Ｄ_３≦Ｄ_２≦２×Ｄ_３）であることが望ましい。すなわち、第１の対向面３１１ｂは、誘電体基板４２０の厚さＤ_３に対応する幅の空間３１１ａを介して素子内給電線路４２１に対向し、第２の対向面３１２ｂは、厚さＤ_３の誘電体基板４２０を介して素子内給電線路４２１に対向することにより、貫通孔３１ａにおいてトリプレート構造が構成されている。

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

（１）トリプレート線路の第１のグランド板３１に形成された貫通孔３１ａに挿入された接続部４１ａ，４２ａが、トリプレート線路の中心導体３３の給電部３３ａに接続されることにより、アンテナ素子４の素子内給電線路４１１，４２１とトリプレート線路の中心導体３３との接続構造の簡素化を図ることができる。これにより、同軸ケーブル等を用いた複雑な接続構造とした場合に比べて製造コストの低減につながる。

（２）貫通孔３１ａに挿入された接続部４１ａ，４２ａは、第２の孔部３１２の規制面３１２ｃによって第１の対向面３１１ｂ側への移動が規制されるため、第１の対向面３１１ｂと素子内給電線路４２１との間の距離Ｄ_２が適切に保たれる。これにより、アンテナ素子４と中心導体３３との接続がより確実となり、中心導体３３（トリプレート線路）側の出力インピーダンスとアンテナ素子４側の入力インピーダンスの整合が取り易くなるため、アンテナ装置１において高周波信号を安定して伝送することが可能である。

（３）アンテナ素子４の接続部４１ａ，４２ａにおける素子内給電線路４１１，４２１は、貫通孔３１ａの互いに平行な第１の対向面３１１ｂと第２の対向面３１２ｂとの間で第１のグランド板３１と共にトリプレート構造を構成するため、貫通孔３１ａにおけるインピーダンスの調整をより確実に行うことが可能である。

（４）アンテナ素子４の放射素子４１２，４２２と放射素子接続金具７１の接触部７１ａとの接続部位は、その少なくとも一部が誘電体基板４１０，４２０の第１の主面４１０ａ，４２０ａ側における素子内給電線路４１１，４２１と誘電体基板４１０，４２０の厚さ方向に重なっている。すなわち、素子内給電線路４１１，４２１と中心導体３３との接続部分の近傍で接地をすることにより、高周波信号の伝送損失を低減することが可能である。

（５）給電部３３ａの括れ部３３２と接続部４１ａ，４２ａの凹部４１５，４２５との嵌合により、アンテナ素子４の接続部４１ａ，４２ａにおける素子内給電線路４１１，４２１と中心導体３３の給電部３３ａとが電気的に接続されるので、アンテナ素子４と中心導体３３との接続構造をより簡素にすることができる。

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

［１］誘電体基板（４１０，４２０）の第１の主面（４１０ａ，４２０ａ）に形成された素子内給電線路（４１１，４２１）、及び誘電体基板（４１０，４２０）の第２の主面（４１０ｂ，４２０ｂ）に形成された放射素子（４１２，４２２）を有し、放射素子（４１２，４２２）が素子内給電線路（４１１，４２１）に沿うように形成されて素子内給電線路（４１１，４２１）からの給電を受けるアンテナ素子（４）と、互いに平行な第１の外部導体（第１のグランド板３１）及び第２の外部導体（第２のグランド板３２）の間に中心導体（３３）を配置して構成され、アンテナ素子（４）に高周波信号に応じた励振電力を給電可能なトリプレート線路とを備え、誘電体基板（４１０，４２０）は、その一端部に、素子内給電線路（４１１，４２１）が中心導体（３３）に電気的に接続される接続部（４１ａ，４２ａ）を有し、第１のグランド板３１には、接続部（４１ａ，４２ａ）における素子内給電線路（４１１，４２１）に所定の空間（３１１ａ）を介して対向する第１の対向面（３１１ｂ）を内面に有する第１の孔部（３１１）と、第１の孔部（３１１）に連通して接続部（４１ａ，４２ａ）を挿通させる第２の孔部（３１２）とが形成され、第２の孔部（３１２）は、接続部（４１ａ，４２ａ）における誘電体基板（４１０，４２０）の第１の主面（４１０ａ，４２０ａ）に対向して誘電体基板（４１０，４２０）の第１の対向面（３１１ｂ）側への移動を規制する規制面（３１２ｃ）を内面に含むアンテナ装置（１）。

［２］第１の対向面（３１１ｂ）は、誘電体基板（４１０，４２０）の厚さに対応する幅の空間（３１１ａ）を介して素子内給電線路（４１１，４２１）に対向し、第２の孔部（３１２）は、第１の対向面（３１１ｂ）に平行な第２の対向面（３１２ｂ）をその内面に含み、素子内給電線路（４１１，４２１）は、第１の対向面（３１１ｂ）と第２の対向面（３１２ｂ）との間で第１のグランド板３１と共にトリプレート構造を構成する、［１］に記載のアンテナ装置（１）。

［３］誘電体基板（４１０，４２０）の第２の主面（４１０ｂ，４２０ｂ）側における放射素子（４１２，４２２）と第１のグランド板３１とは、導電性を有する接続部材（放射素子接続金具７１）によって電気的に接続され、放射素子（４１２，４２２）と放射素子接続金具（７１）との接続部位は、その少なくとも一部が前記第１の主面（４１０ａ，４２０ａ）側における素子内給電線路（４１１，４２１）と誘電体基板（４１０，４２０）の厚さ方向に重なっている、［１］又は［２］に記載のアンテナ装置（１）。

［４］誘電体基板（４１０，４２０）の接続部（４１ａ，４２ａ）は、第２のグランド板３２側に向かって延びる一対の延出部（４１４ａ，４１４ｂ，４２４ａ，４２４ｂ）と、一対の延出部（４１４ａ，４１４ｂ，４２４ａ，４２４ｂ）の間に形成された凹部（４１５，４２５）とを有し、中心導体（３３）は、その端部に、第１のグランド板（３１）及び第２のグランド板（３２）に平行な幅方向に括れた括れ部（３２２）を有し、括れ部（３２２）が凹部（４１５，４２５）に嵌合することにより、素子内給電線路（４１１，４２１）と中心導体（３３）とが電気的に接続される、［１］乃至［３］の何れか１項に記載のアンテナ装置（１）。

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

本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態では、水平偏波アンテナ素子４１の誘電体基板４１０及び垂直偏波アンテナ素子４２の誘電体基板４２０は、それぞれ矩形状を有していたが、これに限らず、アンテナ装置１の用途に応じて形状を変更することが可能である。

また、アンテナ装置１は、携帯電話基地局用に限らず、様々な用途のアンテナ装置に本発明を適用することが可能である。

また、アンテナ素子４の素子内給電線路４１１，４２１及び放射素子４１２，４２２の配線パターンについても特に制限はなく、アンテナ装置１の用途に応じて配線パターンを変更することが可能である。

１…アンテナ装置、４…アンテナ素子、６…誘電体組立体、７ａ，７ｂ…接地部（接続部材）、１０…高周波信号送受信端子、１１…分配器用トリプレート線路、１２…誘電体挿入型移相器用トリプレート線路、１３…給電線路用トリプレート線路、１４…アンテナ素子アレイ、２１ａ，２１ｂ…取付金具、２２…レドーム、２３ａ，２３ｂ…アンテナキャップ、２５ａ，２５ｂ…同軸ケーブルアダプタ、３１…第１のグランド板（第１の導体）、３１ａ…貫通孔、３２…第２のグランド板（第２の導体）、３２ａ…裏面、３３…中心導体、３３ａ…給電部、３４ａ，３４ｂ…側板、４１…水平偏波アンテナ素子、４１ａ…接続部、４１ｂ…導体板、４２…垂直偏波アンテナ素子、４２ａ…接続部、５１ａ，５１ｂ…連結棒ガイド、５２ａ，５２ｂ…連結棒、５３…モータユニット用ケーブル、５４…直動モータユニット、５５ａ…水平偏波用同軸ケーブル、５５ｂ…垂直偏波用同軸ケーブル、５６…チルト設定基板、６１…第１の誘電体板、６２…第２の誘電体板、６３…誘電体支持ピン、６４…誘電体スペーサ、７１…放射素子接続金具、７１ａ…接触部、７１ｂ…取付部、７１ｃ…連結部、７２…グランド板接続金具、７２ａ…上面、７２ｂ…下面、７３…固定金具、３１１…第１の孔部、３１１ａ…空間、３１１ｂ…第１の対向面、３１１ｃ…側面、３１２…第２の孔部、３１２ａ…空間、３１２ｂ…第２の対向面、３１２ｃ…規制面、３２０…スリット、３３１…線部、３３２…括れ部、３３３…係止部、４１０，４２０…誘電体基板、４１０ａ，４２０ａ…第１の主面、４１０ｂ，４２０ｂ…第２の主面、４１１，４２１…素子内給電線路、４１１ａ，４２１ａ…第３の接続パターン、４１１ｂ，４２１ｂ…第４の接続パターン、４１１ｃ，４２１ｃ…第２の接続パターン、４１１ｄ，４２１ｄ…第１の接続パターン、４１２，４２２…放射素子、４１２ａ，４２２ａ…放射素子パターン、４１２ｂ，４２２ｂ…バランパターン、４１３，４２３…切込部、４１４ａ，４１４ｂ，４２４ａ，４２４ｂ…延出部、４１５，４２５…凹部、４２５ａ…内面、４２６…スリット、４２６ａ…大スリット部、４２６ｂ…小スリット部

Claims

誘電体基板の第１の主面に形成された素子内給電線路、及び前記誘電体基板の第２の主面に形成された放射素子を有し、前記放射素子が前記素子内給電線路に沿うように形成されて前記素子内給電線路からの給電を受けるアンテナ素子と、
互いに平行な第１の外部導体及び第２の外部導体の間に中心導体を配置して構成され、前記アンテナ素子に励振電力を給電可能なトリプレート線路とを備え、
前記誘電体基板は、その一端部に、前記素子内給電線路が前記中心導体に電気的に接続される接続部を有し、
前記第１の外部導体には、前記接続部における前記素子内給電線路に所定の空間を介して対向する第１の対向面を内面に有する第１の孔部と、前記第１の孔部に連通して前記接続部を挿通させる第２の孔部とが形成され、
前記第２の孔部は、前記接続部における前記誘電体基板の前記第１の主面に対向して前記誘電体基板の前記第１の対向面側への移動を規制する規制面を内面に含む
アンテナ装置。
前記第１の対向面は、前記誘電体基板の厚さに対応する幅の空間を介して前記素子内給電線路に対向し、
前記第２の孔部は、前記第１の対向面に平行な第２の対向面をその内面に含み、
前記素子内給電線路は、前記第１の対向面と前記第２の対向面との間で前記第１の外部導体と共にトリプレート構造を構成する、
請求項１に記載のアンテナ装置。
前記誘電体基板の前記第２の主面側における前記放射素子と前記第１の外部導体とは、導電性を有する接続部材によって電気的に接続され、
前記放射素子と前記接続部材との接続部位は、その少なくとも一部が前記第１の主面側における前記素子内給電線路と前記誘電体基板の厚さ方向に重なっている、
請求項１又は２に記載のアンテナ装置。
前記誘電体基板の前記接続部は、前記第２の外部導体側に向かって延びる一対の延出部と、前記一対の延出部の間に形成された凹部とを有し、
前記中心導体は、その端部に、前記第１の外部導体及び前記第２の外部導体に平行な幅方向に括れた括れ部を有し、
前記括れ部が前記凹部に嵌合することにより、前記素子内給電線路と前記中心導体とが電気的に接続される、
請求項１乃至３の何れか１項に記載のアンテナ装置。