JP6504439B2

JP6504439B2 - アンテナ装置

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Publication number: JP6504439B2
Application number: JP2015034309A
Authority: JP
Inventors: 直樹磯; 金田　正久; 正久金田; 延明北野; 小川　智之; 智之小川; 司藤島
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Hitachi Metals Ltd
Priority date: 2015-02-24
Filing date: 2015-02-24
Publication date: 2019-04-24
Anticipated expiration: 2035-02-24
Also published as: JP2016158096A

Description

本発明は、アンテナ装置に関する。

従来、一対の板状導体の間に中心導体を挟んでなるトリプレート構造の伝送線路と、この伝送線路によって分配された高周波信号を送信可能な複数のアンテナ素子とを備えたアンテナ装置が知られている（特許文献１参照）。

特許文献１に記載のアンテナ装置は、板状の第１外部導体と、第１外部導体から所定間隔を隔てて配置された板状の第２外部導体と、第１外部導体及び第２外部導体の間に配置された線状の中心導体と、複数（８つ）のアンテナ素子とを備えている。中心導体は、入力側から順次分岐して出力側において８つの端子に分かれ、それぞれの端子にアンテナ素子が接続されている。そして、入力側から高周波信号が供給されると、その高周波信号に応じた電波が複数のアンテナ素子から放射される。

このように、高周波信号の分配線路をトリプレート線路によって構成することで、例えば同軸ケーブルを用いた場合に比較して、誘電体損失を低減できると共に、線路構成や組み付け作業を簡潔にすることができる。

トリプレート線路にアンテナ素子を取り付ける際には、一方の外部導体に開口を形成し、当該開口にアンテナ素子を挿通して、アンテナ素子の下端部を中心導体に半田付けすることになる。

中心導体として、誘電体からなる基板の両面に形成された配線パターンを用いる場合、基板に形成した貫通孔にアンテナ素子の下端部を挿入し、貫通孔の周縁まで延出された基板両面の配線パターンにそれぞれ半田付けを行うことで、アンテナ素子と中心導体との接続を行っていた。

特開２０１４−１１０５５７号公報（図５）特開昭６３−８８９０２号公報

しかしながら、上述のように基板の貫通孔にアンテナ素子の下端部を挿入する場合、アンテナ素子の挿入を容易とするために、所定のクリアランスを設定する必要がある。そのため、挿入したアンテナ素子と配線パターンとの間に隙間ができ、半田付けの作業が困難となってしまう場合がある、という問題がある。その結果、半田付けが不十分となって接触不良となるおそれがあり、改善が望まれる。

また、従来技術では、アンテナ素子と基板両面の配線パターンとをそれぞれ半田付けする必要があるため、例えば、一方の面の配線パターンには半田付けができても、他方の面の配線パターンまでは半田が届かずに、接触不良となる可能性もあった。

そこで、本発明は、アンテナ素子と中心導体とを容易に接続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、高周波信号が伝搬する伝送線路、及び前記伝送線路に接続された複数のアンテナ素子を備え、前記伝送線路は、電気的に接地された２つの板状導体と、前記２つの板状導体の間に配置され、誘電体からなる基板の両面に設けられた配線パターンからなる中心導体と、を備え、前記中心導体には、前記基板を貫通し、かつ、その内壁に前記基板の両面に設けられた前記配線パターンを電気的に接続する導電層が形成された素子接続用スルーホールが形成されており、前記アンテナ素子は、一方の前記板状導体に形成された開口に挿通されると共に、その下端部が前記素子接続用スルーホールに挿入され、ろう接により前記中心導体と電気的に接続されている、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、アンテナ素子と中心導体とを容易に接続することが可能になる。

（ａ）〜（ｄ）は第１送信部乃至第４送信部の構成例を示す概略構成図である。周波数共用アンテナ装置の外観を示す外観斜視図である。周波数共用アンテナ装置のレドームの内部を示す構成図である。第３のグランド板上に配置された複数のアンテナ素子を示す全体図である。第３のグランド板上に配置された複数のアンテナ素子を示す部分斜視図である。第１の中心導体の一部を示す斜視図である。第２の中心導体の一部を示す斜視図である。（ａ）及び（ｂ）は、第１乃至第３のグランド板４１〜４３の固定構造及び第１乃至第２の基板の支持構造を説明するための説明図である。第１の中心導体と第２の中心導体との接続構造を示す概略図である。図９のＡ−Ａ線断面図である。接続ピンと金属スペーサとの間隔と伝送損失との関係を示したグラフである。スルーホールを形成しない場合のＳ_２１の周波数特性を示すグラフである。第１スルーホールのみを設けた場合のＳ_２１の周波数特性を示すグラフである。第１スルーホールと１つの第２スルーホールを２５ｍｍ間隔で設けた場合のＳ_２１の周波数特性を示すグラフである。第１スルーホールと２つの第２スルーホールを２５ｍｍ間隔で設けた場合のＳ_２１の周波数特性を示すグラフである。第１スルーホールと３つの第２スルーホールを２５ｍｍ間隔で設けた場合のＳ_２１の周波数特性を示すグラフである。スルーホール数とＳ_２１の最悪値との関係を示すグラフである。第１スルーホールと１つの第２スルーホールを２０ｍｍ間隔で設けた場合のＳ_２１の周波数特性を示すグラフである。第１スルーホールと１つの第２スルーホールを１５ｍｍ間隔で設けた場合のＳ_２１の周波数特性を示すグラフである。スルーホール間隔とＳ_２１のピーク発生周波数との関係を示すグラフである。両中心導体に第１スルーホールと１つの第２スルーホールを設け、かつ、第１の中心導体におけるスルーホール間隔を２０ｍｍ、第２の中心導体におけるスルーホール間隔を２５ｍｍとした場合のＳ_２１の周波数特性を示すグラフである。アンテナ素子と第２の中心導体との接続構造を示す概略図である。図２２において、第３のグランド板を透視した斜視図である。図２２のＡ−Ａ線断面図である。素子接続用スルーホール近傍の第２の中心導体を示す平面図である。金属スペーサの一変形例を示す斜視図である。図２６の金属スペーサの使用例を示す説明図である。

［実施の形態］
以下、本発明のアンテナ装置の一態様としての周波数共用アンテナ装置の実施の形態を、図面を参照して説明する。この周波数共用アンテナ装置は、携帯電話機用の基地局アンテナとして用いられる。なお、以下の説明では、本実施の形態に係る周波数共用アンテナ装置を高周波信号の送信に用いる場合について説明するが、この周波数共用アンテナ装置を受信のために用いることも可能である。

（周波数共用アンテナ装置の機能構成）
図１（ａ）〜（ｄ）は、本実施の形態に係る周波数共用アンテナ装置の機能構成を示す概略図である。この周波数共用アンテナ装置は、１．５〜２ＧＨｚ帯の水平偏波及び垂直偏波、ならびに７００〜８００ＭＨｚ帯の水平偏波及び垂直偏波の各高周波信号を送信することが可能である。以下、１．５〜２ＧＨｚ帯を第１周波数帯とし、７００〜８００ＭＨｚ帯を第２周波数帯とする。

図１（ａ）は第１周波数帯の水平偏波を送信することが可能な第１送信部１Ａの構成例を示す概略構成図である。この第１送信部１Ａは、図略の同軸ケーブルの芯線が接続される端子部１０Ａに入力された信号を複数（本実施の形態では１４個）の第１水平偏波アンテナ素子１５Ａに分配するように構成されている。

具体的には、第１送信部１Ａは、端子部１０Ａに入力された信号を分配する第１分配線路１１Ａと、第１分配線路１１Ａによって分配された信号をさらに分配する第２分配線路１２Ａと、第２分配線路１２Ａによって分配された信号をさらに分配する第３分配線路１３Ａと、第３分配線路１３Ａによって分配された信号をさらに分配する第４分配線路１４Ａとを備え、第４分配線路１４Ａの端末部が第１水平偏波アンテナ素子１５Ａに接続されている。

また、第１分配線路１１Ａと第２分配線路１２Ａとの間、及び第２分配線路１２Ａと第３分配線路１３Ａとの間には、それぞれ複数の移相器２０が設けられている。この移相器２０によって信号の位相を変化させることにより、複数の第１水平偏波アンテナ素子１５Ａから放射される電波の指向性を調節することが可能である。

またさらに、第２分配線路１２Ａ又は第３分配線路１３Ａと第４分配線路１４Ａとは、後述する接続部材としての接続ピン３０によって接続されている。

図１（ｂ）は、第１周波数帯の垂直偏波を送信することが可能な第２送信部１Ｂの構成例を示す概略構成図である。この第２送信部１Ｂは、第１送信部１Ａと同様に構成されている。すなわち、第２送信部１Ｂは、図略の同軸ケーブルの芯線が接続される端子部１０Ｂに入力された信号を複数（本実施の形態では１４個）の第１垂直偏波アンテナ素子１５Ｂに分配するように構成されている。

具体的には、第２送信部１Ｂは、端子部１０Ｂに入力された信号を分配する第１分配線路１１Ｂと、第１分配線路１１Ｂによって分配された信号をさらに分配する第２分配線路１２Ｂと、第２分配線路１２Ｂによって分配された信号をさらに分配する第３分配線路１３Ｂと、第３分配線路１３Ｂによって分配された信号をさらに分配する第４分配線路１４Ｂとを備え、第４分配線路１４Ｂの端末部が第１垂直偏波アンテナ素子１５Ｂに接続されている。

第１分配線路１１Ｂと第２分配線路１２Ｂとの間、及び第２分配線路１２Ｂと第３分配線路１３Ｂとの間には、それぞれ移相器２０が設けられている。また、第２分配線路１２Ｂ又は第３分配線路１３Ｂと第４分配線路１４Ｂとは、接続ピン３０によって接続されている。

図１（ｃ）は、第２周波数帯の水平偏波を送信することが可能な第３送信部１Ｃの構成例を示す概略構成図である。この第３送信部１Ｃは、図略の同軸ケーブルの芯線が接続される端子部１０Ｃに入力された信号を複数（本実施の形態では１０個）の第２水平偏波アンテナ素子１５Ｃに分配するように構成されている。

具体的には、第３送信部１Ｃは、端子部１０Ｃに入力された信号を分配する第１分配線路１１Ｃと、第１分配線路１１Ｃによって分配された信号をさらに分配する第２分配線路１２Ｃと、第２分配線路１２Ｃによって分配された信号をさらに分配する第３分配線路１３Ｃと、第３分配線路１３Ｃによって分配された信号をさらに分配する第４分配線路１４Ｃとを備え、第４分配線路１４Ｃの端末部が第２水平偏波アンテナ素子１５Ｃに接続されている。

第１分配線路１１Ｃと第２分配線路１２Ｃとの間、及び第２分配線路１２Ｃと第３分配線路１３Ｃとの間には、それぞれ移相器２０が設けられている。また、第２分配線路１２Ｃ又は第３分配線路１３Ｃと第４分配線路１４Ｃとは、接続ピン３０によって接続されている。

図１（ｄ）は、第２周波数帯の垂直偏波を送信することが可能な第４送信部１Ｄの構成例を示す概略構成図である。この第４送信部１Ｄは、第３送信部１Ｃと同様に構成されている。すなわち、第４送信部１Ｄは、図略の同軸ケーブルの芯線が接続される端子部１０Ｄに入力された信号を複数（本実施の形態では１０個）の第２垂直偏波アンテナ素子１５Ｄに分配するように構成されている。

具体的には、第３送信部１Ｄは、端子部１０Ｄに入力された信号を分配する第１分配線路１１Ｄと、第１分配線路１１Ｄによって分配された信号をさらに分配する第２分配線路１２Ｄと、第２分配線路１２Ｄによって分配された信号をさらに分配する第３分配線路１３Ｄと、第３分配線路１３Ｄによって分配された信号をさらに分配する第４分配線路１４Ｄとを備え、第４分配線路１４Ｄの端末部が第２垂直偏波アンテナ素子１５Ｄに接続されている。

第１分配線路１１Ｄと第２分配線路１２Ｄとの間、及び第２分配線路１２Ｄと第３分配線路１３Ｄとの間には、それぞれ移相器２０が設けられている。また、第２分配線路１２Ｄ又は第３分配線路１３Ｄと第４分配線路１４Ｄとは、接続ピン３０によって接続されている。

以下、第１水平偏波アンテナ素子１５Ａ，第１垂直偏波アンテナ素子１５Ｂ，第２水平偏波アンテナ素子１５Ｃ，第２垂直偏波アンテナ素子１５Ｄを総称して、アンテナ素子１５という。

（周波数共用アンテナ装置の構成）
図２は、周波数共用アンテナ装置１の外観を示す外観斜視図である。図３は、周波数共用アンテナ装置１のレドーム１０の内部を示す構成図である。

周波数共用アンテナ装置１は、高周波信号が伝搬する伝送線路１００と、伝送線路１００によって分配された高周波信号を送信可能な複数のアンテナ素子１５と、移相器２０の誘電体板２０（後述）を移動させる移動機構６と、ＦＲＰ（fiber reinforced plastics）等の絶縁性の樹脂からなるレドーム１０とを備えている。

レドーム１０は、両端がアンテナキャップ（不図示）によって閉塞される円筒状であり、その長手方向が鉛直方向となるように一対の取付金具１０ａによってアンテナ塔等に取り付けられる。伝送線路１００、複数のアンテナ素子１５、及び移動機構６は、レドーム１０内に配置されている。

伝送線路１００は、複数対の板状導体の間にそれぞれ中心導体を挟んでなるトリプレート構造を有している。本実施の形態では、伝送線路１００が、電気的に接地された複数対の板状導体として第１乃至第３のグランド板４１〜４３を備え、第１乃至第３のグランド板４１〜４３のうち、対をなす第１のグランド板４１と第２のグランド板４２との間に第１の中心導体５１が配置され、第２のグランド板４２と第３のグランド板４３との間に第２の中心導体５２が配置されている。

第１乃至第３のグランド板４１〜４３は、互いに平行に配置され、第２のグランド板４２が第１のグランド板４１と第３のグランド板４３との間に位置している。また、第１乃至第３のグランド板４１〜４３は、レドーム１０の中心軸方向に長手方向を有する長板状である。なお、図３では、第１乃至第３のグランド板４１〜４３ならびに第１及び第２の中心導体５１，５２の間に配置された後述するスペーサ等の部材の図示を省略している。レドーム１０の中心軸方向の長さは、例えば１〜２．７ｍである。

第１のグランド板４１の長手方向の両端部には、第１のグランド板４１をレドーム１０に固定するための固定金具１０ｂが固定されている。固定金具１０ｂは、取付金具１０ａとの間にレドーム１０を挟み、ボルト１０ｃによってレドーム１０に締結されている。

図４及び図５は、第３のグランド板４３上に配置された複数のアンテナ素子１５を示し、図４は全体図、図５は部分斜視図である。なお、第３のグランド板４３は、周波数共用アンテナ装置１の使用状態において、図４の図面上方が鉛直方向上側になるように設置される。

複数のアンテナ素子１５のうち、第１水平偏波アンテナ素子１５Ａと第１垂直偏波アンテナ素子１５Ｂとは、十字状に交差して配置されている。第２水平偏波アンテナ素子１５Ｃは、その基板面が水平方向となるように配置されている。第２垂直偏波アンテナ素子１５Ｄは、水平方向に向かい合う一対のプリント基板によって構成されている。

複数のアンテナ素子１５は、ボルト４３１及びナット４３２によって第３のグランド板４３に固定されたＬ字状の取付金具４３３により、第３のグランド板４３に対して垂直に固定されている。アンテナ素子１５の具体的な接続構造については、後述する。

図６は、第１の中心導体５１の一部を示す斜視図である。第１の中心導体５１は、誘電体からなる平板状の第１の基板５１０の表面に配線パターンとして設けられた銅等の金属箔によって形成されている。第１〜第４送信部１Ａ〜１Ｄ（図１参照）の第１分配線路１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ、第２分配線路１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ、及び第３分配線路１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄは、第１の中心導体５１によって構成されている。

図７は、第２の中心導体５２の一部を示す斜視図である。第２の中心導体５２も、第１の中心導体５１と同様に、誘電体からなる平板状の第２の基板５２０の表面に配線パターンとして設けられた銅等の金属箔によって形成されている。第１〜第４送信部１Ａ〜１Ｄの第４分配線路１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄは、第２の中心導体５２によって構成されている。第１の基板５１０及び第２の基板５２０は、例えばガラスエポキシ等の電気絶縁性を有する樹脂からなり、その厚みは例えば０．８ｍｍである。

第１の中心導体５１としての配線パターンは、第１の基板５１０の両面に設けられている。同様に、第２の中心導体５２としての配線パターンは、第２の基板５２０の両面に設けられている。

（第１の基板及び第２の基板の支持構造）
図８（ａ）及び（ｂ）は、伝送線路１００における第１乃至第３のグランド板４１〜４３の固定構造及び第１乃至第２の基板５１０，５２０の支持構造を説明するための説明図である。図８（ａ）は伝送線路１００の組み付け前の状態を示し、図８（ｂ）は伝送線路１００の組み付け後の状態を示している。

第１のグランド板４１と第２のグランド板４２との間、及び第２のグランド板４２と第３のグランド板４３との間には、それぞれ導電体からなる金属スペーサ５０が配置されている。第１のグランド板４１と第２のグランド板４２との間に配置された金属スペーサ５０は、第１の基板５１０に形成された挿通孔５１０ａを挿通している。第２のグランド板４２と第３のグランド板４３との間に配置された金属スペーサ５０は、第２の基板５２０に形成された挿通孔５２０ａを挿通している。

金属スペーサ５０は、導電性を有し、例えば銅メッキ又は錫メッキされた黄銅からなる。また、金属スペーサ５０は、軸部５０１と雄ねじ部５０２とを一体に有し、軸部５０１には、ねじ穴５００が形成されている。図８（ａ）及び（ｂ）では、このねじ穴５００を破線で示している。本実施の形態では、金属スペーサ５０の軸部５０１が六角柱状であるが、軸部５０１は円柱状であってもよい。

第１のグランド板４１と第２のグランド板４２との間、ならびに第２のグランド板４２と第３のグランド板４３との間には、それぞれ金属スペーサ５０の軸部５０１が介在し、この軸部５０１の長さに応じた空間が形成されている。軸部５０１の長さは、例えば５．０ｍｍである。第１乃至第３のグランド板４１〜４３は、金属スペーサ５０によって互いに電気的に接続されている。

第１のグランド板４１と第２のグランド板４２との間に配置される金属スペーサ５０の雄ねじ部５０２には、ナット５４が螺合する。第１のグランド板４１と第２のグランド板４２との間に配置される金属スペーサ５０のねじ穴５００には、第２のグランド板４２と第３のグランド板４３との間に配置される金属スペーサ５０の雄ねじ部５０２が螺合する。また、第２のグランド板４２と第３のグランド板４３との間に配置される金属スペーサ５０のねじ穴５００には、ボルト５５の雄ねじ部５５１が螺合する。

第１乃至第３のグランド板４１〜４３には、金属スペーサ５０の雄ねじ部５０２又はボルト５５の雄ねじ部５５１を挿通させる挿通孔４１ａ，４２ａ，４３ａがそれぞれ形成されている。

このように、伝送線路１００は、２つの金属スペーサ５０、１つのナット５４、及び１つのボルト５５が相互に固定されることにより、第１乃至第３のグランド板４１〜４３がそれぞれ所定の間隔を以って互いに平行に配置される。なお、２つの金属スペーサ５０、１つのナット５４、及び１つのボルト５５からなる固定構造は、伝送線路１００の複数箇所に設けられ、第１乃至第３のグランド板４１〜４３ならびに第１及び第２の基板５１０，５２０の間隔が一定に保たれている。

第１の基板５１０は、第１のグランド板４１と第２のグランド板４２との間に樹脂スペーサ５６によって支持されている。第２の基板５２０は、第２のグランド板４２と第３のグランド板４３との間に樹脂スペーサ５６によって支持されている。第１の基板５１０を支持する樹脂スペーサ５６は、第１の基板５１０の両面に例えば接着によって固定されている。同様に、第２の基板５２０を支持する樹脂スペーサ５６は、第２の基板５２０の両面に例えば接着によって固定されている。それぞれの樹脂スペーサ５６の厚さは、例えば２．１ｍｍである。

（第１の中心導体と第２の中心導体との接続構造）
図９は、第１の中心導体５１と第２の中心導体５２との接続構造を示す概略図である。図１０は、図９のＡ−Ａ線断面図である。

第２のグランド板４２を挟んで配置された中心導体同士（第１の中心導体５１と第２の中心導体５２）は、図９に示す接続部３において、第２のグランド板４２に形成された接続ピン挿通孔４２ｂに挿通された接続部材としての接続ピン３０によって電気的に接続されている。

接続ピン３０は、例えば銅や黄銅等の良導電性の金属からなる軸状の部材である。本実施の形態では、接続ピン３０が円柱状であるが、これに限らず、例えば四角柱状や六角柱状であってもよい。接続ピン３０は、その両端部が第１の基板５１０に形成された挿通孔５１０ｂ及び第２の基板５２０に形成された挿通孔５２０ｂにそれぞれ挿通され、第１の中心導体５１及び第２の中心導体５２に半田付けされている。また、接続ピン３０は、その中心軸が第１の基板５１０，第２の基板５２０，及び第２のグランド板４２に対して垂直となるように配置されている。

この接続ピン３０を用いた接続構造により、第１送信部１Ａの第３分配線路１３Ａと第４分配線路１４Ａ、第２送信部１Ｂの第３分配線路１３Ｂと第４分配線路１４Ｂ、第３送信部１Ｃの第３分配線路１３Ｃと第４分配線路１４Ｃ、及び第４送信部１Ｄの第３分配線路１３Ｄと第４分配線路１４Ｄがそれぞれ接続される。

接続ピン３０の近傍には、第１のグランド板４１と第２のグランド板４２との間に配置された金属スペーサ５０、及び第２のグランド板４２と第３のグランド板４３の間に配置された金属スペーサ５０が配置されている。以下の説明では、第１のグランド板４１と第２のグランド板４２との間に配置された金属スペーサ５０を「金属スペーサ５０Ａ」とし、第２のグランド板４２と第３のグランド板４３との間に配置された金属スペーサ５０を「金属スペーサ５０Ｂ」とする。金属スペーサ５０Ａ及び金属スペーサ５０Ｂは、電気的に接地された本発明の接地導体の一態様である。

金属スペーサ５０Ａと金属スペーサ５０Ｂとは、第２のグランド板４２の挿通孔４２ａを介して連結されている。具体的には、金属スペーサ５０Ａのねじ穴５００に金属スペーサ５０Ｂの雄ねじ部５０２が螺合している。これにより、第２のグランド板４２が金属スペーサ５０Ａ及び金属スペーサ５０Ｂのそれぞれの軸部５０１の間に挟まれている。

図１０に示すように、第２のグランド板４２に平行な方向における接続ピン３０と金属スペーサ５０Ｂとの間隔をｄ_１とすると、この間隔ｄ_１は２．５ｍｍ以下である。なお、この間隔ｄ_１は、第２のグランド板４２に平行な方向において、接続ピン３０の外周面３０ａと金属スペーサ５０Ｂの外周面５０ａとの最短距離をいう。

また、本実施の形態のように金属スペーサ５０が断面多角形状である場合には、金属スペーサ５０がその中心軸を中心とする周方向にどのような角度（位相）で固定されたとしても、接続ピン３０との間隔ｄ_１が２．５ｍｍ以下となるように、第２のグランド板４２の挿通孔４２ａ等の位置が設定されることが望ましい。すなわち、本実施の形態では、金属スペーサ５０Ｂがその中心軸を中心とする周方向にどのような角度で固定されたとしても接続ピン３０との間隔ｄ_１が２．５ｍｍ以下となる位置に、金属スペーサ５０Ｂが固定される。なお、図示は省略しているが、接続ピン３０と金属スペーサ５０Ａとの間隔についても、上記と同様に２．５ｍｍ以下となるように、金属スペーサ５０Ａが固定されている。

図１１は、第１の中心導体５１から第２の中心導体５２に接続ピン３０を介して２ＧＨｚの高周波信号を伝送する場合において、接続ピン３０と金属スペーサ５０Ａ，５０Ｂとの間隔ｄ_１と、接続ピン３０による第１の中心導体５１と第２の中心導体５２との接続部３における伝送損失（通過特性を示すＳパラメータのＳ_２１）との関係を示したグラフである。

このグラフに示すように、接続ピン３０と金属スペーサ５０Ａ，５０Ｂとの間隔ｄ_１を２．５ｍｍ以下とすれば、伝送損失を０．１ｄＢ以下に抑えることができる。すなわち、間隔ｄ_１が２．５ｍｍ以下であれば、接続部３において良好な伝送特性が得られる。なお、接続ピン３０の近傍に金属スペーサ５０Ａ，５０Ｂを配置することによって伝送損失が低減される理由としては、接続ピン３０を流れる電流の電流経路と、複数の金属スペーサ５０を流れる電流経路との経路長の差が縮まることが一因と考えられる。

なお、間隔ｄ_１は、第１の中心導体５１又は第２の中心導体５２と金属スペーサ５０Ａ，５０Ｂとの短絡防止や第１の基板５１０及び第２の基板５２０の加工上の制約により、１．０ｍｍ以上確保されていることが望ましい。

図９，１０に戻り、本実施の形態では、第１及び第２の中心導体５１，５２の少なくとも一方に、接続ピン３０の近傍に形成され、基板５１０，５２０の両面の配線パターンを電気的に接続する第１スルーホール６００を設けている。第１スルーホール６００は、接続ピン３０を挟んで金属スペーサ５０と対向する位置の中心導体５１，５２に形成されている。

中心導体５１，５２として基板５１０，５２０の両面に形成された配線パターンを用いた場合、接続ピン３０を介して中心導体５１，５２を接続した際に、表裏面の配線パターンで電流経路の経路長に差が生じ、この電流経路の経路長の差に起因して、通過特性を示すＳパラメータのＳ_２１の特定の周波数帯における急激な低下、すなわち特定の周波数帯での伝送損失の増加が生じていると考えられる。

本実施の形態では、第１スルーホール６００により基板５１０，５２０の表裏面の配線パターンを電気的に接続することで、この表裏面の配線パターンにおける電流経路の経路長の差による影響を抑制し、伝送損失の改善を図っている。

なお、上述のように、接続ピン３０と金属スペーサ５０Ａ，５０Ｂとの間隔ｄ_１を小さくするほど伝送損失を抑制することが可能であるが、短絡防止や加工上の制約により、接続ピン３０と金属スペーサ５０Ａ，５０Ｂとを近づけることには限界がある。本実施の形態のように、第１スルーホール６００を設けることで、間隔ｄ_１がある程度大きく設定されている場合であっても、伝送損失を効果的に抑制することが可能になる。

電流経路の経路長の差による伝送損失への影響は接続ピン３０の近傍で大きくなるため、第１スルーホール６００は、できるだけ接続ピン３０と近い位置に設けることが望ましい。具体的には、接続ピン３０と第１スルーホール６００との距離は、少なくとも１０ｍｍ以内とすることが望ましい。

また、第１及び第２の中心導体５１，５２の両方に第１スルーホール６００を設けることで、電流経路の経路長の差による影響をより抑え、さらなる伝送特性の改善が期待できる。よって、両中心導体５１，５２に第１スルーホール６００を設けることが望ましい。なお、両中心導体５１，５２の第１スルーホール６００を設ける位置は、対向位置（平面視で重なる位置）に限定されない。

本実施の形態では、さらに、第１スルーホール６００の接続ピン３０と反対側に、第１スルーホール６００と離間して、基板５１０，５２０の両面の配線パターンを電気的に接続する１つ以上の第２スルーホール６０１を設けている。１つ以上の第２スルーホール６０１を設けること、すなわちスルーホール６００，６０１を合計２つ以上設けることで、伝送損失のさらなる抑制が可能になる。この根拠については後述する。

第１及び第２スルーホールは、配線パターンの長手方向に沿って等間隔に設けられている。以下、スルーホール６００，６０１の間隔をスルーホール間隔ｄｓという。このスルーホール間隔ｄｓは、２５ｍｍ以下とすることが望ましい。この根拠についても後述する。

本実施の形態では、スルーホール６００，６０１を直径１ｍｍの円形状としたが、スルーホール６００，６０１の直径や形状は特に限定するものではない。また、本実施の形態では、スルーホール６００，６０１を配線パターンの幅方向における中央に整列して形成したが、スルーホール６００，６０１を形成する位置は、配線パターンの幅方向における中央からずれた位置であってもよい。

また、本実施の形態では、配線パターンに貫通孔を形成し、その貫通孔の内周面に導電層を形成することで、当該導電層を介して表裏面の配線パターンを電気的に接続するようにスルーホール６００，６０１を構成したが、これに限らず、例えば、貫通孔全体を埋めるように導電体を充填してもよい。また、貫通孔に金属棒（スルーホールピン等）を通し、当該金属棒を表裏面の配線パターンに半田付けする構成としても構わない。

以下、スルーホール６００，６０１を設けることによる伝送損失の改善について、説明する。ここでは、第１のグランド板４１と第１の中心導体５１との距離、第１の中心導体５１と第２のグランド板４２との距離、第２のグランド板４２と第２の中心導体５２との距離、及び第２の中心導体５２と第３のグランド板４３との距離を２．１ｍｍとした。また、第１〜３のグランド板４１の厚さを１ｍｍ、導電率を２．０９×１０^７Ｓ／ｍとし、基板５１０，５２０の厚さを０．８ｍｍ、比誘電率を０．０１とし、基板５１０，５２０の表裏面に形成される配線パターンをそれぞれ厚さ０．０３５ｍｍの銅箔とした。また、金属スペーサ５０の平面視における中心から第１スルーホール６００の中心までの距離を８ｍｍとした。

スルーホール６００，６０１を形成しない場合のＳ_２１の周波数特性を図１２に、第１スルーホール６００のみを設けた場合のＳ_２１の周波数特性を図１３に、第１スルーホール６００と１つの第２スルーホール６０１を設けた場合のＳ_２１の周波数特性を図１４に示す。

図１２に示すように、スルーホール６００，６０１を形成しない場合には、通過特性を示すＳパラメータのＳ_２１は、特定の周波数帯で大きく減少する複数のピークが形成されている。図１２の例では、携帯電話基地局用アンテナで使用される２ＧＨｚ帯においてもピークが発生しており、改善が望まれる。

これに対して、図１３に示すように、第１スルーホール６００を設けた場合、図１２と比較してＳ_２１のピークが大幅に減少し、伝送損失の改善が図られていることが分かる。図１３では、周波数２ＧＨｚにて小さなピークが発生しているが、図１４に示すように、さらに第２スルーホール６０１を形成することで、この小さなピークも除去することができる。なお、ここではスルーホール間隔ｄｓを２５ｍｍとした。

さらに、第２スルーホール６０１を２５ｍｍ間隔で２つ（合計のスルーホール数は３つ）形成した場合のＳ_２１の周波数特性を図１５に、第２スルーホール６０１を２５ｍｍ間隔で３つ（合計のスルーホール数は４つ）形成した場合のＳ_２１の周波数特性を図１６に示す。また、図１４〜１６において、周波数０．５〜２．２ＧＨｚの範囲におけるＳ_２１の最悪値を図１７にまとめて示す。なお、図１７の横軸は、第１及び第２スルーホール６００，６０１の合計数を表している。

図１７に示すように、第２スルーホール６０１の数（合計のスルーホール数）が多くなるほど、Ｓ_２１の最悪値が改善し、低周波数帯におけるピークの発生を抑制することが可能になる。また、図１７より、第２スルーホール６０１の数を１つ以上（合計のスルーホール数を２つ以上）とすることで、伝送損失を十分に改善できることが分かる。

次に、スルーホール間隔ｄｓについて検討する。

第２スルーホール６０１の数を１つ（合計のスルーホール数を２つ）とし、スルーホール間隔ｄｓを２０ｍｍとした場合のＳ_２１の周波数特性を図１８に、スルーホール間隔ｄｓを１５ｍｍとした場合のＳ_２１の周波数特性を図１９に示す。また、図１５，１８，１９におけるＳ_２１のピーク発生周波数（ピークが発生する最低周波数）をまとめて図２０に示す。

図２０に示すように、スルーホール間隔ｄｓを短くするほど、ピーク発生周波数が高くなっていることが分かる。例えば、２ＧＨｚ帯を使用する場合には、ピーク発生周波数を２．５ＧＨｚ以上とすることが望ましく、この場合、スルーホール間隔ｄｓを２５ｍｍ以下とすることが望ましいといえる。換言すれば、スルーホール間隔ｄｓを２５ｍｍ以下とすることで、ピーク発生周波数を２．５ＧＨｚ以上とし、携帯電話基地局用アンテナで一般に使用される２ＧＨｚ帯の通信における伝送損失を抑制することが可能になる。なお、スルーホール間隔ｄｓは、使用する周波数帯に応じて、適宜設定することができる。

また、両中心導体５１，５２に第２スルーホール６０１の数を１つ（合計のスルーホール数を２つ）形成し、かつ、第１の中心導体５１におけるスルーホール間隔ｄｓを２０ｍｍ、第２の中心導体５２におけるスルーホール間隔ｄｓを２５ｍｍとした場合のＳ_２１の周波数特性を図２１に示す。

図２１に示すように、両中心導体５１，５２でスルーホール間隔ｄｓを異ならせた場合であっても、伝送損失を改善することが可能である。

（アンテナ素子の接続構造）
図２２は、アンテナ素子１５と第２の中心導体５２との接続構造を示す概略図であり、図２３は、第３のグランド板４３を透視した斜視図である。また、図２４は図２２のＡ−Ａ線断面図、図２５は、第２の中心導体の一部を示す平面図である。なお、図２３，２４では、第１の中心導体５１（基板５１０）と第１のグランド板４１の図示を省略している。

図２２〜２５に示すように、アンテナ素子１５は、放射素子として機能する配線パターン１５０が誘電体からなる板状の素子基板１５１に形成されたプリント基板からなるプリントダイポールアンテナである。配線パターン１５０は、素子基板１５１の一方の面に形成されている。

アンテナ素子１５は、第３のグランド板４３に形成された開口４３０を挿通して第２の中心導体５２と電気的に接続されている。開口４３０は、素子基板１５１を挿通する長方形状の挿通部４３０ａと、挿通部４３０ａの一方の長辺の中央部を凸状に切り欠いて形成された凸部４３０ｂとを一体に形成して構成され、全体として凸字状に形成されている。

凸部４３０ｂは、アンテナ素子１５の配線パターン１５０が第３のグランド板４３と接触することを抑制するためのものであり、アンテナ素子１５は、挿通部４３０ａに素子基板１５１を挿通させたときに、配線パターン１５０が凸部４３０ｂに臨むように構成されている。

素子基板１５１は、第３のグランド板４３の外部（第２の中心導体５２と反対側）に配置される放射部１５１ａと、放射部１５１ａの下端に一体に形成され、放射部１５１ａよりも狭い幅に形成されたグランド挿通部１５１ｂと、グランド挿通部１５１ｂの下端に一体に形成され、グランド挿通部１５１ｂよりも狭い幅に形成された接続部１５１ｃと、を備えている。なお、ここでいう幅とは、アンテナ素子１５の挿入方向と素子基板１５１の表面の法線方向（厚さ方向）に垂直な方向の長さをいう。接続部１５１ｃは、素子基板１５１の下端部に形成されている。

ここでは、放射部１５１ａの幅を１０ｍｍ、グランド挿通部１５１ｂの幅を６ｍｍ、接続部１５１ｃの幅を４ｍｍとした。また、素子基板１５１としては、厚さ０．７８ｍｍ、比誘電率４．１、誘電正接０．０１のものを用い、配線パターン１５０としては、厚さ０．０３５ｍｍの銅箔を用いた。素子基板１５１と配線パターン１５０とを合わせたアンテナ素子１５全体の厚さは、０．８１５ｍｍとなる。

放射部１５１ａの幅は、第３のグランド板４３に形成された開口４３０の挿通部４３０ａの幅（長軸方向の幅）よりも大きく形成され、グランド挿通部１５１ｂの幅は、開口４３０の挿通部４３０ａの幅よりも若干小さい幅に形成されている。アンテナ素子１５は、グランド挿通部１５１ｂを挿通部４３０ａに挿通させ、グランド挿通部１５１ｂと放射部１５１ａとの間に形成される段差（放射部１５１ａの下端面）を第３のグランド板４３の表面に当接させることで、第３のグランド板４３に係止されるように構成されている。開口４３０の挿通部４３０ａの短軸方向の幅は、素子基板１５１の厚さよりも若干大きい幅に形成されている。

ここでは、挿通部４３０ａの長軸方向の幅を９ｍｍとし、グランド挿通部１５１ｂを挿通部４３０ａに挿通させた際の長軸方向におけるクリアランスを３ｍｍとした。また、挿通部４３０ａの短軸方向の幅を１ｍｍとし、グランド挿通部１５１ｂを挿通部４３０ａに挿通させた際の短軸方向におけるクリアランスを０．１８５ｍｍとした。

挿通部４３０ａは素子基板１５１を保持する役割を果たすため、短軸方向におけるクリアランスは素子基板１５１の挿入が困難とならない程度に小さく設定されている。なお、配線パターン１５０は凸部４３０ｂに臨むように形成されているため、挿通部４３０ａの短軸方向におけるクリアランスを小さくした場合であっても、素子基板１５１の挿入時に配線パターン１５０が損傷することはない。

また、凸部４３０ｂについては、挿通部４３０ａの長軸方向に沿った幅を５ｍｍ、挿通部４３０ａの短軸方向に沿った幅を２ｍｍとした。なお、素子基板１５が凸部４３０ｂ側に脱落しないように、凸部４３０ｂの長軸方向に沿った幅は、グランド挿通部１５１ｂの幅よりも小さくする必要がある。

本実施の形態では、第２の中心導体５２には、基板５２０を貫通し、かつ、その内壁（内周面）に基板５２０の両面に設けられた配線パターンを電気的に接続する導電層７０１が形成された素子接続用スルーホール７００が形成されている。ここでは、第２の中心導体５２の端部、すなわちアンテナ素子１５が接続される部分を幅広に形成し、その幅広に形成された端部に、長方形状の素子接続用スルーホール７００を形成した。素子接続用スルーホール７００は、その短軸方向が第２の中心導体５２の長手方向（延出方向）と一致するように形成される。ここでは、第２の中心導体５２の幅を４．４ｍｍとし、幅広に形成される端部の幅を６ｍｍ、当該端部の長さ（４．４ｍｍ幅となっている部分からの突出長）を２．４ｍｍとした。

アンテナ素子１５は、素子基板１５１のグランド挿通部１５１ｂを第３のグランド板４３に形成された開口４３０の挿通部４３０ａに挿通し、かつ、その下端部である接続部１５１ｃを素子接続用スルーホール７００に挿入した状態で、ろう接により第２の中心導体５２と電気的に接続される。ここでは、軟ろうを用いた半田付けにより、アンテナ素子１５の配線パターン１５０と第２の中心導体５２とを電気的に接続した。なお、これに限らず、硬ろうを用いたろう付けにより、アンテナ素子１５の配線パターン１５０と第２の中心導体５２とを電気的に接続しても構わない。

本実施の形態では、アンテナ素子１５の下端部（接続部１５１ｃ）を、内壁に導電層７０１が形成された素子接続用スルーホール７００に挿入しているため、導電層７０１がアンテナ素子１５の配線パターン１５０と近接して対向することになり、誘電体からなる基板５２０に半田がはじかれることなく、半田付け作業を確実に行うことが可能になる。

また、導電層７０１により基板５２０の両面の配線パターンが電気的に接続されているため、例えば、基板５２０の一方の面において半田付けが不十分となっている場合であっても、基板５２０の他方の面で半田付けが十分になされていれば、アンテナ素子１５の配線パターン１５０と第２の中心導体４２である基板５２０の両面の配線パターンとの電気的接続を確保することができ、アンテナ素子１５と第２の中心導体４２との電気的な接続を安定して確保することが可能になる。

つまり、本実施の形態によれば、アンテナ素子１５の挿入を容易とすべくアンテナ素子１５を挿入する穴（ここでは素子接続用スルーホール７００）との間で十分なクリアランスを確保した場合であっても、アンテナ素子１５と第２の中心導体４２間の接触不良を抑制することが可能となり、半田付け作業も容易になる。

なお、本実施の形態では、素子接続用スルーホール７００により基板５２０の両面の配線パターンが電気的に接続されているため、基板５２０の一方の面のみで半田付け作業を行えば、アンテナ素子１５の配線パターン１５０と基板５２０の両面の配線パターンとが電気的に接続されることになり、半田付け作業の簡易化も可能になる。ただし、この場合、半田付け部分の機械的な強度が十分に得られないことも考えられるので、基板５２０の両面において、アンテナ素子１５の配線パターン１５０と第２の中心導体５２との半田付けを行うことがより望ましい。

また、本実施の形態では、素子接続用スルーホール７００の内壁の全体に導電層７０１を形成したが、導電層７０１は、少なくとも、アンテナ素子１５の下端部（接続部１５１ｃ）を素子接続用スルーホール７００に挿入した際に、配線パターン１５０が臨む位置の内壁に形成されていればよい。

アンテナ素子１５のグランド挿通部１５１ｂの幅は、素子接続用スルーホール７００の幅（長軸方向の幅）よりも大きく形成され、接続部１５１ｃの幅は、素子接続用スルーホール７００の幅よりも若干小さい幅に形成されている。アンテナ素子１５の接続部１５１ｃを素子接続用スルーホール７００に挿入すると、接続部１５１ｃとグランド挿通部１５１ｂとの間に形成される段差（グランド挿通部１５１ｂの下端面）が素子接続用スルーホール７００の周縁に当接され、これにより、アンテナ素子１５が素子接続用スルーホール７００の周縁に係止される。素子接続用スルーホール７００の短軸方向の幅は、素子基板１５１の厚さよりも若干大きい幅に形成されている。

つまり、本実施の形態では、アンテナ素子１５を取り付ける際に、グランド挿通部１５１ｂと放射部１５１ａとの間に形成される段差と、接続部１５１ｃとグランド挿通部１５１ｂとの間に形成される段差とが、それぞれ第３のグランド板４２と素子接続用スルーホール７００の周縁に係止し、アンテナ素子１５の位置決めと、アンテナ素子１５の仮の固定がなされるようになっている。これにより、アンテナ素子１５の配線パターン１５０を半田付けする際の作業がより容易となる。

ここでは、素子接続用スルーホール７００の長軸方向の幅を５ｍｍとし、接続部１５１ｃを素子接続用スルーホール７００に挿入した際の長軸方向におけるクリアランスを２ｍｍとした。また、素子接続用スルーホール７００の短軸方向の幅を１．４ｍｍとし、接続部１５１ｃを素子接続用スルーホール７００に挿入した際の短軸方向におけるクリアランスを０．５８５ｍｍとした。

なお、本実施の形態では、素子基板１５の厚さ方向（開口４３０、素子接続用スルーホール７００の短軸方向）におけるクリアランスについては、第３のグランド板４３の開口４３０よりも、素子接続用スルーホール７００の方が大きくなるように設定している。これは、素子基板１５１の素子接続用スルーホール７００への挿入作業を容易とすること、および、素子基板１５１の素子接続用スルーホール７００への挿入時に配線パターン１５０が損傷してしまうことを抑制すること、および、第３のグランド板４３と第２の中心導体５２（基板５２０）の取り付け位置の誤差により、素子基板１５１の取り付けが困難となることを抑制すること、を目的としている。

なお、素子基板１５１を素子接続用スルーホール７００に挿入した際の短軸方向におけるクリアランスが大きすぎると、半田付け作業が困難となり接触不良等の不具合が発生するおそれがあるため、素子基板１５１を素子接続用スルーホール７００に挿入した際の短軸方向におけるクリアランスは、１ｍｍ以下とすることが望ましい。

また、アンテナ素子１５と第２の中心導体５２との接続部（素子接続用スルーホール７００）の近傍には、接地導体としての金属スペーサ５０が配置されている。金属スペーサ５０を設けることで、上述の中心導体５１，５２の接続部に金属スペーサ５０を設けた場合と同様に、伝送損失を改善することが可能になる。

金属スペーサ５０は、なるべく素子接続用スルーホール７００と近い位置に形成されることが望ましく、金属スペーサ５０と素子接続用スルーホール７００との距離は、２．５ｍｍ以下とすることが望ましい。ここでは、金属スペーサ５０の中心から素子接続用スルーホール７００までの距離を５．２ｍｍとした。なお、金属スペーサ５０の中心から第２の中心導体５２の先端までの距離は４．７ｍｍとし、素子接続用スルーホール７００の周縁の配線パターンの幅は０．５ｍｍとした。

さらに、本実施の形態では、素子接続用スルーホール７００の近傍で、かつ、金属スペーサ５０と素子接続用スルーホール７００を挟んで対向する位置の第２の中心導体５２に、基板５２０の両面の配線パターンを電気的に接続する第３スルーホール６０２を設けている。第３スルーホール６０２を設けることで、上述の第１スルーホール６００を設けた場合と同様の作用効果、すなわち、アンテナ素子１５と第２の中心導体５２との接続部における基板５２０の表裏面の配線パターンの電流経路の経路長の差による影響を抑制し、伝送損失のさらなる改善が可能になる、といった作用効果が得られる。

第３スルーホール６０２は、なるべく素子接続用スルーホール７００と近い位置に形成されることが望ましく、第３スルーホール６０２と素子接続用スルーホール７００との距離は、１０ｍｍ以内とすることが望ましい。ここでは、素子接続用スルーホール７００から第３スルーホール６０２の中心までの距離を１．４ｍｍとした。なお、金属スペーサ５０の中心から第３スルーホール６０２の中心までの距離は８ｍｍとしている。第３スルーホール６０２の直径は１ｍｍとした。

本実施の形態では、さらに、第３スルーホール６０２の素子接続用スルーホール７００と反対側に、第３スルーホール６０２と離間して、基板５２０の両面の配線パターンを電気的に接続する１つ以上の副スルーホールとして第４スルーホール６０３を設けている。第４スルーホール６０３を設けることで、上述の第２スルーホール６０１を設けた場合と同様の作用効果、すなわち、Ｓ_２１の最悪値を改善し、低周波数帯における伝送損失のピークの発生を抑制することが可能になる。また、２ＧＨｚ帯を使用する場合には、ピーク発生周波数を２．５ＧＨｚ以上とすべく、第３及び第４スルーホール６０２，６０３の間隔を２５ｍｍ以下とすることが望ましい。第４スルーホール６０３の直径は１ｍｍとした。

以上の説明では、中心導体５１，５２の接続部（接続ピン３０）の近傍に第１スルーホール６００を設ける場合、および、アンテナ素子１５と第２の中心導体５２との接続部（素子接続用スルーホール７００）の近傍に第３スルーホール６０２を設ける場合について説明したが、給電ケーブルと第１の中心導体５１との接続部分にも同様な構造を適用することで、伝送損失のさらなる改善が可能である。

給電ケーブルは、第１のグランド板４１に形成された開口を挿通して第１の中心導体５１と電気的に接続されるので、この給電ケーブルと第１の中心導体５１との接続部の近傍に金属スペーサ５０を配置すると共に、当該接続部の近傍の第１の中心導体５１に、基板５１０の両面の配線パターンを電気的に接続する第５スルーホールを設けるとよい。第５スルーホールを設けることで、伝送損失のさらなる改善が可能になる。

なお、本実施の形態では、六角柱状の軸部５０１を有する金属スペーサ５０を用いる場合を説明したが、金属スペーサ５０の形状はこれに限定されるものではない。例えば、図２６，２７に示すように、第１及び第２の中心導体５１，５２の端部を収容する切欠き７０１が形成された本体部７０２と、第１〜３のグランド板４１〜４３のいずれかに固定される板状の座金部７０３とを一体に有した金属スペーサ７００を用いてもよい。

金属スペーサ７００は、切欠き７０１内に接続ピン３０を配置し、接続ピン３０の周囲（中心導体５１，５２の延出方向を除く周囲）を接地された本体部７０２で覆うことになるため、電流の漏れを抑制し、伝送損失のさらなる改善が可能になる。

（実施の形態の作用及び効果）
以上説明したように、本実施の形態に係る周波数共用アンテナ装置１では、第２の中心導体５２には、基板５２０を貫通し、かつ、その内壁に基板５２０の両面に設けられた配線パターンを電気的に接続する導電層７０１が形成された素子接続用スルーホール７００が形成されており、アンテナ素子１５は、第３のグランド板４３に形成された開口４３０に挿通されると共に、その下端部が素子接続用スルーホール７００に挿入され、ろう接により第２の中心導体５２と電気的に接続されている。

このように構成することで、導電層７０１がアンテナ素子１５の配線パターン１５０と近接し、ろう接の作業（半田付け作業）を確実に行うことが可能になり、アンテナ素子１５と第２の中心導体５２とを容易に接続することが可能になる。

また、本実施の形態では、導電層７０１により基板５２０の上下の配線パターンが電気的に接続されているため、アンテナ素子１５の配線パターン１５０と第２の中心導体４２である基板５２０の両面の配線パターンとの電気的接続を確実に確保することができ、アンテナ素子１５と第２の中心導体４２間の接触不良を抑制することが可能になる。

（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］高周波信号が伝搬する伝送線路（１００）、及び前記伝送線路（１００）に接続された複数のアンテナ素子（１５）を備え、前記伝送線路（１００）は、電気的に接地された２つの板状導体（４２，４３）と、２つの板状導体（４２，４３）の間に配置され、誘電体からなる基板（５２０）の両面に設けられた配線パターンからなる中心導体（５２）と、を備え、前記中心導体（５２）には、前記基板（５２０）を貫通し、かつ、その内壁に前記基板（５２０）の両面に設けられた前記配線パターンを電気的に接続する導電層（７０１）が形成された素子接続用スルーホール（７００）が形成されており、前記アンテナ素子（１５）は、一方の前記板状導体（４３）に形成された開口（４３０）に挿通されると共に、その下端部が前記素子接続用スルーホール（７００）に挿入され、ろう接により前記中心導体（５２）と電気的に接続されている、アンテナ装置（１）。

［２］前記アンテナ素子（１５）と前記中心導体（５２）との接続部の近傍に配置され、電気的に接地された接地導体（５０）をさらに備える、［１］記載のアンテナ装置（１）。

［３］前記素子接続用スルーホール（７００）の近傍で、かつ、前記接地導体（５０）と前記素子接続用スルーホール（７００）を挟んで対向する位置の前記中心導体（５２）に、前記基板（５２０）の両面の前記配線パターンを電気的に接続するスルーホール（６０２）を設けた、［２］記載のアンテナ装置（１）。

［４］前記スルーホール（６０２）の前記素子接続用スルーホール（７００）と反対側に、前記スルーホール（６０２）と離間して、前記基板（５２０）の両面の前記配線パターンを電気的に接続する１つ以上の副スルーホール（６０３）を設けた、［３］記載のアンテナ装置（１）。

［５］前記アンテナ素子（１５）は、放射素子となる配線パターン（１５０）を誘電体からなる板状の素子基板（１５１）に形成して構成され、前記素子基板（１５１）は、前記板状導体（４３）に形成された前記開口（４３０）に挿通されるグランド挿通部（１５１ｂ）と、前記グランド挿通部（１５１ｂ）の下端に一体に形成され、前記グランド挿通部（１５１ｂ）よりも狭い幅に形成された接続部（１５１ｃ）と、を備え、前記アンテナ素子（１５）は、前記接続部（１５１ｃ）を前記素子接続用スルーホール（７００）に挿入した際に、前記接続部（１５１ｃ）と前記グランド挿通部（１５１ｂ）との間に形成される段差が前記素子接続用スルーホール（７００）の周縁に当接され係止されるように構成されている、［１］乃至［４］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、金属スペーサ５０Ａと金属スペーサ５０Ｂとが一体であってもよい。つまり、第１のグランド板４１と第３のグランド板４３との間に１つの導電体からなる金属スペーサが配置され、この金属スペーサが接続ピン３０の近傍に配置されていてもよい。

また、アンテナ装置の用途も、携帯電話の基地局用に限定されない。

１…周波数共用アンテナ装置（アンテナ装置）
１００…伝送線路
１５…アンテナ素子
１５Ａ…水平偏波アンテナ素子
１５Ｂ…垂直偏波アンテナ素子
１５Ｃ…水平偏波アンテナ素子
１５Ｄ…垂直偏波アンテナ素子
３０…接続ピン（接続部材）
４１…第１のグランド板（第１の板状導体）
４２…第２のグランド板（第２の板状導体）
４３…第３のグランド板（第３の板状導体）
４２ｂ…接続ピン挿通孔
５０，５０Ａ，５０Ｂ…金属スペーサ（接地導体）
５１…第１の中心導体
５２…第２の中心導体
５１０…第１の基板
５２０…第２の基板
６００…第１スルーホール
６０１…第２スルーホール
６０２…第３スルーホール（スルーホール）
６０３…第４スルーホール（副スルーホール）
７００…素子接続用スルーホール
７０１…導電層

Claims

高周波信号が伝搬する伝送線路、及び前記伝送線路に接続された複数のアンテナ素子を備え、
前記伝送線路は、
電気的に接地された２つの板状導体と、
前記２つの板状導体の間に配置され、誘電体からなる基板の両面に設けられた配線パターンからなる中心導体と、を備え、
前記中心導体には、前記基板を貫通し、かつ、その内壁に前記基板の両面に設けられた前記配線パターンを電気的に接続する導電層が形成された素子接続用スルーホールが形成されており、
前記アンテナ素子は、一方の前記板状導体に形成された開口に挿通されると共に、その下端部が前記素子接続用スルーホールに挿入され、ろう接により前記中心導体と電気的に接続され、
前記アンテナ素子と前記中心導体との接続部の近傍に配置され、電気的に接地された接地導体をさらに備え、
前記素子接続用スルーホールの近傍で、かつ、前記接地導体と前記素子接続用スルーホールを挟んで対向する位置の前記中心導体に、前記基板の両面の前記配線パターンを電気的に接続するスルーホールを設けると共に、前記スルーホールの前記素子接続用スルーホールと反対側に、前記スルーホールと離間して、前記基板の両面の前記配線パターンを電気的に接続する１つ以上の副スルーホールを設けた、
アンテナ装置。
前記アンテナ素子は、放射素子となる配線パターンを誘電体からなる板状の素子基板に形成して構成され、
前記素子基板は、前記板状導体に形成された前記開口に挿通されるグランド挿通部と、前記グランド挿通部の下端に一体に形成され、前記グランド挿通部よりも狭い幅に形成された接続部と、を備え、
前記アンテナ素子は、前記接続部を前記素子接続用スルーホールに挿入した際に、前記接続部と前記グランド挿通部との間に形成される段差が前記素子接続用スルーホールの周縁に当接され係止されるように構成されている、
請求項１に記載のアンテナ装置。