JP7311698B1 - アレイアンテナ - Google Patents

Abstract

【課題】不要な偏波を抑制できるアレイアンテナを提供する。【解決手段】アレイアンテナ１００は、第１偏波および第２偏波を励振する複数の放射素子１０１，１０２を備える。放射素子１０１，１０２に、第１偏波を励振するための第１給電点２１と、第２偏波を励振するための第２給電点２２と、が配置されている。複数の放射素子１０１，１０２は、アレイ状に配列されている。放射素子１０１では、放射素子１０１の中心１０１Ａから第１給電点２１に向かう基準線Ｌ１に対し、第２給電点２２は、中心１０１Ａを周回する方向に＋θ°（０＜θ≦９０）の位置にある。放射素子１０２では、放射素子１０２の中心１０２Ａから第１給電点２１に向かう基準線Ｌ２に対し、第２給電点２２は、中心１０２Ａを周回する方向に－θ°の位置にある。【選択図】図１

Description

本発明は、アレイアンテナに関する。

無線通信の大容量化のため、周波数帯域の高周波化が検討されている。高周波帯で高利得が得られるアンテナとして、複数の放射素子を有するアレイアンテナが用いられている。アレイアンテナは、各放射素子に入力する信号に与える位相差を制御することによって、放射する電磁波の主ビーム方向を調整することができる（例えば、特許文献１を参照）。アレイアンテナは、偏波面が異なる２つの偏波を用いることができる。

特開２０２１－５７９５号公報

前述のアレイアンテナでは、不要な偏波が出力される場合があった。

本発明の一態様は、不要な偏波を抑制できるアレイアンテナを提供する。

本発明の態様１に係るアレイアンテナは、第１偏波、および前記第１偏波と異なる第２偏波を励振する複数の放射素子を備え、前記放射素子に、前記第１偏波を励振するための第１給電点と、前記第２偏波を励振するための第２給電点と、が配置され、複数の前記放射素子は、アレイ状またはマトリックス状に配列され、少なくとも１つの前記放射素子では、前記放射素子の中心から前記第１給電点に向かう基準線に対し、前記第２給電点は、前記中心を周回する方向に＋θ°（０＜θ≦９０）の位置にあり、少なくとも１つの前記放射素子では、前記放射素子の中心から前記第１給電点に向かう基準線に対し、前記第２給電点は、前記中心を周回する方向に－θ°の位置にある。

この構成によれば、複数の放射素子の、第１給電点と第２給電点の相対角度が異なることによって、複数の放射素子の不要偏波の一部は打ち消し合う。よって、複数の放射素子における給電点の相対角度が同じ場合に比べ、不要な偏波を抑制できる。

本発明の態様２は、態様１のアレイアンテナにおいて、前記第２給電点が＋θ°の位置にある前記放射素子の数と、前記第２給電点が－θ°の位置にある前記放射素子の数とは等しい。

本発明の態様３は、態様１または態様２のアレイアンテナにおいて、前記第２給電点が＋θ°の位置にある前記放射素子と、前記第２給電点が－θ°の位置にある前記放射素子とは、隣り合っている。

本発明の態様４は、態様１から態様３のうちいずれか一つのアレイアンテナにおいて、複数の前記放射素子は、第１方向と前記第１方向に交差する第２方向とにマトリックス状に配列され、前記第１方向に隣り合う前記放射素子は、前記放射素子の中心に対する前記第２給電点の前記第２方向の位置が互いに異なり、前記第２方向に隣り合う前記放射素子は、前記放射素子の中心に対する前記第１給電点の前記第１方向の位置が互いに異なる。

本発明の態様５は、態様１から態様４のうちいずれか一つのアレイアンテナにおいて、前記第１方向に隣り合う前記放射素子は、前記放射素子の中心に対する前記第１給電点の前記第１方向の位置が互いに同じであり、前記第２方向に隣り合う前記放射素子は、前記放射素子の中心に対する前記第２給電点の前記第２方向の位置が互いに同じである。

本発明の一態様は、不要な偏波を抑制できるアレイアンテナを提供する。

第１実施形態のアレイアンテナの平面図である。 第２実施形態のアレイアンテナの平面図である。 第３実施形態のアレイアンテナの平面図である。 第４実施形態のアレイアンテナの平面図である。 第５実施形態のアレイアンテナの平面図である。

実施形態に係るアレイアンテナについて、図面を参照して詳細に説明する。

［アレイアンテナ］（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係るアレイアンテナ１００の平面図である。
ＸＹ直交座標系を設定しての各構成の位置関係を説明する。Ｘ方向は、第１放射素子１０１の第１辺１０１ａの方向である。Ｙ方向は、第１放射素子１０１に沿う面内において第１辺１０１ａに直交する方向である。Ｘ方向は「第１方向」の一例である。Ｙ方向は「第２方向」の一例である。

Ｘ方向およびＹ方向に直交する方向から見ることを「平面視」という。Ｘ方向に沿う一方向（図１の右方向）を「＋Ｘ方向」と称する。＋Ｘ方向とは反対の方向を「－Ｘ方向」と称する。Ｙ方向に沿う一方向（図１の上方向）を「＋Ｙ方向」と称する。＋Ｙ方向とは反対の方向を「－Ｙ方向」と称する。

図１に示すように、アレイアンテナ１００は、第１放射素子１０１と、第２放射素子１０２と、誘電体からなる基板１０５と、を備える。アレイアンテナ１００は、フェイズドアレイアンテナである。

第１放射素子１０１および第２放射素子１０２は、基板１０５の一方の面１０５ａに形成されている。第１放射素子１０１および第２放射素子１０２は、放射素子の例である。第１放射素子１０１および第２放射素子１０２は、「放射素子１０１，１０２」と総称することがある。放射素子１０１，１０２は、例えば、パッチアンテナである。

放射素子１０１，１０２は、平面視において矩形状（例えば、正方形状）に形成されている。第１放射素子１０１は、第１辺１０１ａおよび第３辺１０１ｃはＸ方向と平行である。第１辺１０１ａと第３辺１０１ｃとは向かい合う。第２辺１０１ｂおよび第４辺１０１ｄはＹ方向と平行である。第２辺１０１ｂと第４辺１０１ｄとは向かい合う。第２放射素子１０２は、平面視において第１放射素子１と同形状であってよい。

第１放射素子１０１に第１中心１０１Ａ（中心）を設定する。第１中心１０１Ａは、例えば、平面視において矩形状の第１放射素子１０１の重心に位置する。第１放射素子１０１の重心は、第１放射素子１０１の２つの対角線の交点である。第２放射素子１０２に第２中心１０２Ａ（中心）を設定する。第２中心１０２Ａは、例えば、平面視において矩形状の第２放射素子１０２の重心に位置する。第２放射素子１０２の重心は、第２放射素子１０２の２つの対角線の交点である。

放射素子１０１，１０２は、アレイ状に配列されている。本実施形態のアレイ状は、行と列のうち一方のみを有する１次元の配列形態である。

第２放射素子１０２は、第１放射素子１０１に対して＋Ｘ方向側に位置する。第１放射素子１０１と第２放射素子１０２とは、間隔を空けてＸ方向に並んで配列されている。第１放射素子１０１と第２放射素子１０２とは、Ｘ方向に隣り合っている。

放射素子１０１，１０２は、２つの偏波を励振できる。詳しくは、放射素子１０１，１０２は、第１偏波および第２偏波を励振できる。第２偏波は、第１偏波とは異なる。例えば、第２偏波の偏波面は、第１偏波の偏波面と直交する。アレイアンテナ１００は、第１偏波および第２偏波を励振できるため、両偏波アレイアンテナである。アレイアンテナ１００では、第１偏波と第２偏波のうちいずれかを主偏波として用いることができる。主偏波が第１偏波の場合、第２偏波は不要偏波となることがある。主偏波が第２偏波の場合、第１偏波は不要偏波となることがある。

平面視において、放射素子１０１，１０２の領域内には、それぞれ、第１給電点２１と第２給電点２２とが１つずつ配置されている。第１給電点２１は、第１偏波を励振するために設けられている。第２給電点２２は、第２偏波を励振するために設けられている。

放射素子１０１，１０２の給電点２１，２２は、それぞれ配線を介して共通の集積回路（図示略）に電気的に接続される。放射素子と集積回路とは、配線に限らず、電磁的結合によって接続されてもよい。集積回路は、例えば、移相器を含む。アレイアンテナ１００は、各放射素子に入力する信号に与える位相差を制御することによって、放射する電磁波の主ビーム方向を調整することができる。

第１放射素子１０１では、第１給電点２１および第２給電点２２は第１中心１０１Ａを外れた位置にある。第１放射素子１０１では、第１給電点２１は第１中心１０１Ａに対して－Ｘ方向側の位置にある。平面視において第１中心１０１Ａから第１給電点２１に向かう直線（すなわち、第１中心１０１Ａと第１給電点２１とを通る直線）を第１基準線Ｌ１（基準線）という。

第１放射素子１０１では、第２給電点２２は第１中心１０１Ａに対して－Ｙ方向側の位置にある。第２給電点２２は、第１基準線Ｌ１に対して第１中心１０１Ａの周回方向（中心を周回する方向）に＋θ°（０＜θ≦９０）の位置にある。「周回方向」は、例えば、図１における反時計回り方向である。本実施形態では、第２給電点２２は、第１基準線Ｌ１に対して第１中心１０１Ａの周回方向に＋９０°の位置にある。
なお、「周回方向」は、反時計回り方向に限らず、時計回り方向であってもよい。

第２放射素子１０２では、第１給電点２１および第２給電点２２は第２中心１０２Ａを外れた位置にある。第２放射素子１０２では、第１給電点２１は第２中心１０２Ａに対して＋Ｘ方向側の位置にある。平面視において第２中心１０２Ａから第１給電点２１に向かう直線を第２基準線Ｌ２（基準線）という。

第２放射素子１０２では、第２給電点２２は第２中心１０２Ａに対して－Ｙ方向側の位置にある。第２給電点２２は、第２基準線Ｌ２に対して第２中心１０２Ａの周回方向に－θ°（０＜θ≦９０）の位置にある。本実施形態では、第２給電点２２は、第２基準線Ｌ２に対して第２中心１０２Ａの周回方向に－９０°の位置にある。

第１放射素子１０１と第２放射素子１０２とは、その放射素子の中心に対する第１給電点２１のＸ方向の位置が互いに異なる。詳しくは、第１放射素子１０１において第１中心１０１Ａに対する第１給電点２１のＸ方向の位置と、第２放射素子１０２において第２中心１０２Ａに対する第１給電点２１のＸ方向の位置とは異なる。

第１放射素子１０１と第２放射素子１０２とは、その放射素子の中心に対する第２給電点２２のＹ方向の位置が互いに同じである。詳しくは、第１放射素子１０１において第１中心１０１Ａに対する第２給電点２２のＹ方向の位置と、第２放射素子１０２において第２中心１０２Ａに対する第２給電点２２のＹ方向の位置とは同じである。

第１放射素子１０１と第２放射素子１０２との間に、Ｙ方向と平行な中央線Ｃ１を設定する。中央線Ｃ１から第１放射素子１０１までの距離と、中央線Ｃ１から第２放射素子１０２までの距離とは等しい。第１放射素子１０１と第２放射素子１０２とは、第１給電点２１および第２給電点２２が、中央線Ｃ１を対称軸として線対称となる位置にある。

［第１実施形態のアレイアンテナが奏する効果］
本実施形態のアレイアンテナ１００によれば、第１放射素子１０１では、第２給電点２２は第１基準線Ｌ１に対して＋θ°（＋９０°）の位置にある。第２放射素子１０２では、第２給電点２２は第２基準線Ｌ２に対して－θ°（－９０°）の位置にある。放射素子が放射する主偏波（第１偏波および第２偏波）に対する不要偏波（例えば、主偏波が第１偏波の場合、不要偏波は第２偏波である。主偏波が第２偏波の場合、不要偏波は第１偏波である）の位相は、放射素子の向きに依存する。そのため、隣り合う第１放射素子１０１と第２放射素子１０２の、第１給電点２１と第２給電点２２の相対角度が異なることによって、第１放射素子１０１と第２放射素子１０２の不要偏波は打ち消し合う。したがって、アレイアンテナ１００では、２つの放射素子における給電点の相対角度が同じ場合に比べ、偏波比を改善することができる。よって、アレイアンテナ１００では、不要な偏波を抑制できる。

アレイアンテナ１００では、第２給電点２２が＋θ°の位置にある放射素子（第１放射素子１０１）の数と、第２給電点２２が－θ°の位置にある放射素子（第２放射素子１０２）の数とが等しいため、放射素子１０１，１０２の不要偏波は打ち消し合う。よって、不要な偏波を効率よく抑制できる。ただし、第２給電点２２が＋θ°の位置にある放射素子の数と、第２給電点２２が－θ°の位置にある放射素子の数とが異なる場合でも、放射素子の不要偏波の一部は打ち消し合う。

アレイアンテナ１００では、第１給電点２１と第２給電点２２の相対角度が異なる放射素子１０１，１０２が隣り合っているため、給電点２１，２２の相対角度が異なる放射素子が離れている場合と比べ、不要偏波が打ち消し合う作用を高めることができる。

アレイアンテナ１００では、第１放射素子１０１と第２放射素子１０２とは、第１給電点２１および第２給電点２２が、中央線Ｃ１を対称軸として線対称となる位置にある。そのため、放射素子１０１，１０２の不要偏波が打ち消し合う作用を高めることができる。

［アレイアンテナ］（第２実施形態）
図２は、第２実施形態に係るアレイアンテナ２００の平面図である。他の実施形態との共通構成については同じ符号を付して説明を省略する。
図２に示すように、アレイアンテナ２００は、第１放射素子１０１と、第２放射素子１０２と、第３放射素子１０３と、第４放射素子１０４と、基板１０５と、を備える。アレイアンテナ２００は、第３放射素子１０３と第４放射素子１０４とを有する点でアレイアンテナ１００（図１参照）と異なる。アレイアンテナ２００は、フェイズドアレイアンテナである。

第３放射素子１０３および第４放射素子１０４は、第１放射素子１０１および第２放射素子１０２と同様に、基板１０５の一方の面１０５ａに形成されている。第３放射素子１０３および第４放射素子１０４は、放射素子の例である。第１放射素子１０１、第２放射素子１０２、第３放射素子１０３、および第４放射素子１０４は、「放射素子１０１～１０４」と総称することがある。放射素子１０１～１０４は、例えば、パッチアンテナである。

放射素子１０１～１０４は、矩形状（例えば、正方形状）に形成されている。第３放射素子１０３および第４放射素子１０４は、平面視において第１放射素子１と同形状であってよい。

第３放射素子１０３に第３中心１０３Ａ（中心）を設定する。第３中心１０３Ａは、例えば、平面視において矩形状の第３放射素子１０３の重心に位置する。第３放射素子１０３の重心は、第３放射素子１０３の２つの対角線の交点である。第４放射素子１０４に第４中心１０４Ａ（中心）を設定する。第４中心１０４Ａは、例えば、平面視において矩形状の第４放射素子１０４の重心に位置する。第４放射素子１０４の重心は、第４放射素子１０４の２つの対角線の交点である。

放射素子１０１～１０４は、アレイ状（マトリックス状）に配列される。本実施形態のアレイ状（マトリックス状）は、複数の行と複数の列とを有する２次元の配列形態である。

第３放射素子１０３は、第１放射素子１０１に対して－Ｙ方向側に位置する。第１放射素子１０１と第３放射素子１０３とは、間隔を空けてＹ方向に並んで配列されている。第１放射素子１０１と第３放射素子１０３とは、Ｙ方向に隣り合っている。

第４放射素子１０４は、第３放射素子１０３に対して＋Ｘ方向側に位置する。第３放射素子１０３と第４放射素子１０４とは、間隔を空けてＸ方向に並んで配列されている。第３放射素子１０３と第４放射素子１０４とは、Ｘ方向に隣り合っている。第４放射素子１０４は、第２放射素子１０２に対して－Ｙ方向側に位置する。第２放射素子１０２と第４放射素子１０４とは、間隔を空けてＹ方向に並んで配列されている。第２放射素子１０２と第４放射素子１０４とは、Ｙ方向に隣り合っている。
放射素子１０１～１０４は、２行×２列のマトリックス状に配列されている。

放射素子１０１～１０４は、２つの偏波を励振できる。詳しくは、放射素子１０１～１０４は、第１偏波および第２偏波を励振できる。第２偏波は、第１偏波とは異なる。例えば、第２偏波の偏波面は、第１偏波の偏波面と直交する。

平面視において、放射素子１０１～１０４の領域内には、それぞれ、第１給電点２１と第２給電点２２とが１つずつ配置されている。第１給電点２１は、第１偏波を励振するために設けられている。第２給電点２２は、第２偏波を励振するために設けられている。放射素子１０１～１０４の給電点２１，２２は、それぞれ配線を介して共通の集積回路に電気的に接続される。ただし、放射素子と集積回路とは電磁的結合によって接続されてもよい。

第３放射素子１０３では、第１給電点２１および第２給電点２２は第３中心１０３Ａを外れた位置にある。第３放射素子１０３では、第１給電点２１は第３中心１０３Ａに対して－Ｘ方向側の位置にある。平面視において第３中心１０３Ａから第１給電点２１に向かう直線を第３基準線Ｌ３（基準線）という。

第３放射素子１０３では、第２給電点２２は第３中心１０３Ａに対して＋Ｙ方向側の位置にある。第２給電点２２は、第３基準線Ｌ３に対して第３中心１０３Ａの周回方向に－θ°（０＜θ≦９０）の位置にある。本実施形態では、第２給電点２２は、第３基準線Ｌ３に対して第３中心１０３Ａの周回方向に－９０°の位置にある。

第４放射素子１０４では、第１給電点２１および第２給電点２２は第４中心１０４Ａを外れた位置にある。第４放射素子１０４では、第１給電点２１は第４中心１０４Ａに対して＋Ｘ方向側の位置にある。平面視において第４中心１０４Ａから第１給電点２１に向かう直線を第４基準線Ｌ４（基準線）という。

第４放射素子１０４では、第２給電点２２は第４中心１０４Ａに対して＋Ｙ方向側の位置にある。第２給電点２２は、第４基準線Ｌ４に対して第４中心１０４Ａの周回方向に＋θ°（０＜θ≦９０）の位置にある。本実施形態では、第２給電点２２は、第４基準線Ｌ４に対して第４中心１０４Ａの周回方向に＋９０°の位置にある。

第３放射素子１０３と第４放射素子１０４とは、その放射素子の中心に対する第１給電点２１のＸ方向の位置が互いに異なる。詳しくは、第３放射素子１０３において第３中心１０３Ａに対する第１給電点２１のＸ方向の位置と、第４放射素子１０４において第４中心１０４Ａに対する第１給電点２１のＸ方向の位置とは異なる。

第３放射素子１０３と第４放射素子１０４とは、その放射素子の中心に対する第２給電点２２のＹ方向の位置が互いに同じである。詳しくは、第３放射素子１０３において第３中心１０３Ａに対する第２給電点２２のＹ方向の位置と、第４放射素子１０４において第４中心１０４Ａに対する第２給電点２２のＹ方向の位置とは同じである。

第１放射素子１０１と第３放射素子１０３とは、その放射素子の中心に対する第１給電点２１のＸ方向の位置が互いに同じである。詳しくは、第１放射素子１０１において第１中心１０１Ａに対する第１給電点２１のＸ方向の位置と、第３放射素子１０３において第３中心１０３Ａに対する第１給電点２１のＸ方向の位置とは同じである。

第１放射素子１０１と第３放射素子１０３とは、その放射素子の中心に対する第２給電点２２のＹ方向の位置が互いに異なる。詳しくは、第１放射素子１０１において第１中心１０１Ａに対する第２給電点２２のＹ方向の位置と、第３放射素子１０３において第３中心１０３Ａに対する第２給電点２２のＹ方向の位置とは異なる。

第２放射素子１０２と第４放射素子１０４とは、その放射素子の中心に対する第１給電点２１のＸ方向の位置が互いに同じである。詳しくは、第２放射素子１０２において第２中心１０２Ａに対する第１給電点２１のＸ方向の位置と、第４放射素子１０４において第４中心１０４Ａに対する第１給電点２１のＸ方向の位置とは同じである。

第２放射素子１０２と第４放射素子１０４とは、その放射素子の中心に対する第２給電点２２のＹ方向の位置が互いに異なる。詳しくは、第２放射素子１０２において第２中心１０２Ａに対する第２給電点２２のＹ方向の位置と、第４放射素子１０４において第４中心１０４Ａに対する第２給電点２２のＹ方向の位置とは異なる。

中央線Ｃ１から第３放射素子１０３までの距離と、中央線Ｃ１から第４放射素子１０４までの距離とは等しい。また、中央線Ｃ１から第３放射素子１０３までの距離と、中央線Ｃ１から第４放射素子１０４までの距離は、中央線Ｃ１から第１放射素子１０１（または、中央線Ｃ１から第２放射素子１０２）までの距離と等しい。第３放射素子１０３と第４放射素子１０４とは、第１給電点２１および第２給電点２２が、中央線Ｃ１を対称軸として線対称となる位置にある。

［第２実施形態のアレイアンテナが奏する効果］
本実施形態のアレイアンテナ２００によれば、第１放射素子１０１では、第２給電点２２は第１基準線Ｌ１に対して＋θ°（＋９０°）の位置にある。第２放射素子１０２では、第２給電点２２は第２基準線Ｌ２に対して－θ°（－９０°）の位置にある。Ｘ方向に隣り合う放射素子１０１，１０２の、給電点２１，２２の相対角度が異なることによって、放射素子１０１，１０２の不要偏波は打ち消し合う。よって、不要な偏波を抑制できる。

アレイアンテナ２００によれば、Ｘ方向に隣り合う放射素子１０３，１０４についても、放射素子１０１，１０２と同様に、給電点２１，２２の相対角度が異なる。そのため、放射素子１０３，１０４の不要偏波は打ち消し合う。よって、不要な偏波を抑制できる。

アレイアンテナ２００では、第２給電点２２が＋θ°の位置にある放射素子（放射素子１０１，１０４）の数と、第２給電点２２が－θ°の位置にある放射素子（放射素子１０２，１０３）の数とが等しいため、放射素子１０１～１０４の不要偏波は打ち消し合う。よって、不要な偏波を効率よく抑制できる。ただし、第２給電点２２が＋θ°の位置にある放射素子の数と、第２給電点２２が－θ°の位置にある放射素子の数とが異なる場合でも、放射素子の不要偏波の一部は打ち消し合う。

アレイアンテナ２００では、第１給電点２１と第２給電点２２の相対角度が異なる放射素子１０１～１０４が隣り合っているため、給電点２１，２２の相対角度が異なる放射素子が離れている場合と比べ、不要偏波が打ち消し合う作用を高めることができる。

アレイアンテナ２００では、放射素子１０１，１０２は、給電点２１，２２が中央線Ｃ１を対称軸として線対称となる位置にある。放射素子１０３，１０４は、給電点２１，２２が中央線Ｃ１を対称軸として線対称となる位置にある。詳しくは、放射素子１０１，１０３の組と、放射素子１０２，１０４の組とは、給電点２１，２２が中央線Ｃ１を対称軸として線対称となる位置にある。そのため、放射素子１０１～１０４の不要偏波が打ち消し合う作用を高めることができる。

［アレイアンテナ］（第３実施形態）
図３は、第３実施形態に係るアレイアンテナ３００の平面図である。他の実施形態との共通構成については同じ符号を付して説明を省略する。
図３に示すように、アレイアンテナ３００は、放射素子１０１～１０４に代えて放射素子２０１～２０４を備える点でアレイアンテナ２００（図２参照）と異なる。放射素子２０１～２０４は、２行×２列のマトリックス状に配列されている。アレイアンテナ３００は、フェイズドアレイアンテナである。放射素子２０１～２０４は、例えば、パッチアンテナである。

第１放射素子２０１では、第１給電点２１は第１中心２０１Ａに対して＋Ｘ方向側の位置にある。平面視において第１中心２０１Ａから第１給電点２１に向かう直線は第１基準線Ｌ１である。
第１放射素子２０１では、第２給電点２２は第１中心２０１Ａに対して＋Ｙ方向側の位置にある。第２給電点２２は、第１基準線Ｌ１に対して第１中心２０１Ａの周回方向に＋θ°（０＜θ≦９０）の位置にある。本実施形態では、第２給電点２２は、第１基準線Ｌ１に対して第１中心２０１Ａの周回方向に＋９０°の位置にある。

第２放射素子２０２では、第１給電点２１は第２中心２０２Ａに対して＋Ｘ方向側の位置にある。平面視において第２中心２０２Ａから第１給電点２１に向かう直線は第２基準線Ｌ２である。
第２放射素子２０２では、第２給電点２２は第２中心２０２Ａに対して－Ｙ方向側の位置にある。第２給電点２２は、第２基準線Ｌ２に対して第２中心２０２Ａの周回方向に－θ°（０＜θ≦９０）の位置にある。本実施形態では、第２給電点２２は、第２基準線Ｌ２に対して第２中心２０２Ａの周回方向に－９０°の位置にある。

第３放射素子２０３では、第１給電点２１は第３中心２０３Ａに対して－Ｘ方向側の位置にある。平面視において第３中心２０３Ａから第１給電点２１に向かう直線は第３基準線Ｌ３である。
第３放射素子２０３では、第２給電点２２は第３中心２０３Ａに対して＋Ｙ方向側の位置にある。第２給電点２２は、第３基準線Ｌ３に対して第３中心２０３Ａの周回方向に－θ°（０＜θ≦９０）の位置にある。本実施形態では、第２給電点２２は、第３基準線Ｌ３に対して第３中心２０３Ａの周回方向に－９０°の位置にある。

第４放射素子２０４では、第１給電点２１は第４中心２０４Ａに対して－Ｘ方向側の位置にある。平面視において第４中心２０４Ａから第１給電点２１に向かう直線は第４基準線Ｌ４である。
第４放射素子２０４では、第２給電点２２は第４中心２０４Ａに対して－Ｙ方向側の位置にある。第２給電点２２は、第４基準線Ｌ４に対して第４中心２０４Ａの周回方向に＋θ°（０＜θ≦９０）の位置にある。本実施形態では、第２給電点２２は、第４基準線Ｌ４に対して第４中心２０４Ａの周回方向に＋９０°の位置にある。

第１放射素子２０１と第２放射素子２０２とは、その放射素子の中心に対する第１給電点２１のＸ方向の位置が互いに同じである。詳しくは、第１放射素子２０１において第１中心２０１Ａに対する第１給電点２１のＸ方向の位置と、第２放射素子２０２において第２中心２０２Ａに対する第１給電点２１のＸ方向の位置とは同じである。
第１放射素子２０１と第２放射素子２０２とは、その放射素子の中心に対する第２給電点２２のＹ方向の位置が互いに異なる。詳しくは、第１放射素子２０１において第１中心２０１Ａに対する第２給電点２２のＹ方向の位置と、第２放射素子２０２において第２中心２０２Ａに対する第２給電点２２のＹ方向の位置とは異なる。

第３放射素子２０３と第４放射素子２０４とは、その放射素子の中心に対する第１給電点２１のＸ方向の位置が互いに同じである。詳しくは、第３放射素子２０３において第３中心２０３Ａに対する第１給電点２１のＸ方向の位置と、第４放射素子２０４において第４中心２０４Ａに対する第１給電点２１のＸ方向の位置とは同じである。
第３放射素子２０３と第４放射素子２０４とは、その放射素子の中心に対する第２給電点２２のＹ方向の位置が互いに異なる。詳しくは、第３放射素子２０３において第３中心２０３Ａに対する第２給電点２２のＹ方向の位置と、第４放射素子２０４において第４中心２０４Ａに対する第２給電点２２のＹ方向の位置とは異なる。

第１放射素子２０１と第３放射素子２０３とは、その放射素子の中心に対する第１給電点２１のＸ方向の位置が互いに異なる。詳しくは、第１放射素子２０１において第１中心２０１Ａに対する第１給電点２１のＸ方向の位置と、第３放射素子２０３において第３中心２０３Ａに対する第１給電点２１のＸ方向の位置とは異なる。
第１放射素子２０１と第３放射素子２０３とは、その放射素子の中心に対する第２給電点２２のＹ方向の位置が互いに同じである。詳しくは、第１放射素子２０１において第１中心２０１Ａに対する第２給電点２２のＹ方向の位置と、第３放射素子２０３において第３中心２０３Ａに対する第２給電点２２のＹ方向の位置とは同じである。

第２放射素子２０２と第４放射素子２０４とは、その放射素子の中心に対する第１給電点２１のＸ方向の位置が互いに異なる。詳しくは、第２放射素子２０２において第２中心２０２Ａに対する第１給電点２１のＸ方向の位置と、第４放射素子２０４において第４中心２０４Ａに対する第１給電点２１のＸ方向の位置とは異なる。
第２放射素子２０２と第４放射素子２０４とは、その放射素子の中心に対する第２給電点２２のＹ方向の位置が互いに同じである。詳しくは、第２放射素子２０２において第２中心２０２Ａに対する第２給電点２２のＹ方向の位置と、第４放射素子２０４において第４中心２０４Ａに対する第２給電点２２のＹ方向の位置とは同じである。

［第３実施形態のアレイアンテナが奏する効果］
本実施形態のアレイアンテナ３００によれば、第１放射素子２０１では、第２給電点２２は第１基準線Ｌ１に対して＋θ°（＋９０°）の位置にある。第２放射素子２０２では、第２給電点２２は第２基準線Ｌ２に対して－θ°（－９０°）の位置にある。Ｘ方向に隣り合う放射素子２０１，２０２の、給電点２１，２２の相対角度が異なることによって、放射素子２０１，２０２の不要偏波は打ち消し合う。よって、不要な偏波を抑制できる。

アレイアンテナ３００では、Ｘ方向に隣り合う放射素子２０３，２０４についても、給電点２１，２２の相対角度が異なる。そのため、放射素子２０３，２０４の不要偏波は打ち消し合う。よって、不要な偏波を抑制できる。

アレイアンテナ３００では、第２給電点２２が＋θ°の位置にある放射素子（放射素子１０１，１０４）の数と、第２給電点２２が－θ°の位置にある放射素子（放射素子１０２，１０３）の数とが等しいため、放射素子１０１～１０４の不要偏波は打ち消し合う。よって、不要な偏波を効率よく抑制できる。ただし、第２給電点２２が＋θ°の位置にある放射素子の数と、第２給電点２２が－θ°の位置にある放射素子の数とが異なる場合でも、放射素子の不要偏波の一部は打ち消し合う。

Ｘ方向に隣り合う放射素子２０１，２０２は、その放射素子の中心に対する第２給電点２２のＹ方向の位置が異なるため、Ｘ方向に隣り合う放射素子の第２給電点２２どうしの距離を大きくし、アイソレーションを良くすることができる。Ｘ方向に隣り合う放射素子２０３，２０４についても、その放射素子の中心に対する第２給電点２２のＹ方向の位置が異なるため、Ｘ方向に隣り合う放射素子の第２給電点２２どうしの距離を大きくし、アイソレーションを良くすることができる。

例えば、複数のアレイアンテナ３００をＹ方向に並べた場合、隣り合うアレイアンテナ３００のうち、一方のアレイアンテナ３００の第２給電点２２と、他方のアレイアンテナ３００の第２給電点２２との距離を大きくし、アイソレーションを良くすることができる。よって、アレイアンテナ３００どうしの電磁波の干渉を抑制できる。

Ｙ方向に隣り合う放射素子２０１，２０３は、その放射素子の中心に対する第１給電点２１のＸ方向の位置が互いに異なるため、Ｙ方向に隣り合う放射素子の第１給電点２１どうしの距離を大きくし、アイソレーションを良くすることができる。Ｙ方向に隣り合う放射素子２０２，２０４についても、その放射素子の中心に対する第１給電点２１のＸ方向の位置が互いに異なるため、Ｙ方向に隣り合う放射素子の第１給電点２１どうしの距離を大きくし、アイソレーションを良くすることができる。

例えば、複数のアレイアンテナ３００をＸ方向に並べた場合、隣り合うアレイアンテナ３００のうち、一方のアレイアンテナ３００の第１給電点２１と、他方のアレイアンテナ３００の第１給電点２１との距離を大きくし、アイソレーションを良くすることができる。よって、アレイアンテナ３００どうしの電磁波の干渉を抑制できる。

Ｘ方向に隣り合う放射素子２０１，２０２は、その放射素子の中心に対する第１給電点２１のＸ方向の位置が互いに同じであるため、隣り合う放射素子の第１給電点２１どうしの距離を大きくし、アイソレーションを良くすることができる。Ｘ方向に隣り合う放射素子２０３，２０４についても、その放射素子の中心に対する第１給電点２１のＸ方向の位置が互いに同じであるため、隣り合う放射素子の第１給電点２１どうしの距離を大きくし、アイソレーションを良くすることができる。

Ｙ方向に隣り合う放射素子２０１，２０３は、その放射素子の中心に対する第２給電点２２のＹ方向の位置が互いに同じであるため、隣り合う放射素子の第２給電点２２どうしの距離を大きくし、アイソレーションを良くすることができる。Ｙ方向に隣り合う放射素子２０２，２０４についても、その放射素子の中心に対する第２給電点２２のＹ方向の位置が互いに同じであるため、隣り合う放射素子の第２給電点２２どうしの距離を大きくし、アイソレーションを良くすることができる。

［アレイアンテナ］（第４実施形態）
図４は、第４実施形態に係るアレイアンテナ４００の平面図である。他の実施形態との共通構成については同じ符号を付して説明を省略する。
図４に示すように、アレイアンテナ４００は、放射素子２０１～２０４に代えて放射素子１～１６を備える点でアレイアンテナ３００（図３参照）と異なる。放射素子１～１６は、４行×４列のマトリックス状に配列されている。アレイアンテナ４００は、フェイズドアレイアンテナである。放射素子１～１６は、例えば、パッチアンテナである。

第１放射素子１～第４放射素子４は、Ｘ方向に配列されている。第１放射素子１～第４放射素子４では、第１給電点２１は中心１Ａ～４Ａに対して＋Ｘ方向側の位置にある。平面視において中心１Ａ～４Ａから第１給電点２１に向かう直線は、それぞれ基準線Ｌ１～Ｌ４である。

第１放射素子１および第３放射素子３では、第２給電点２２は中心１Ａ，３Ａに対して＋Ｙ方向側の位置にある。第２給電点２２は、基準線Ｌ１，Ｌ３に対して周回方向に＋θ°（０＜θ≦９０）の位置にある。本実施形態では、第２給電点２２は、基準線Ｌ１，Ｌ３に対して中心１Ａ，３Ａの周回方向に＋９０°の位置にある。

第２放射素子２および第４放射素子４では、第２給電点２２は中心２Ａ，４Ａに対して－Ｙ方向側の位置にある。第２給電点２２は、基準線Ｌ２，Ｌ４に対して周回方向に－θ°（０＜θ≦９０）の位置にある。本実施形態では、第２給電点２２は、基準線Ｌ２，Ｌ４に対して中心２Ａ，４Ａの周回方向に－９０°の位置にある。

第５放射素子５～第８放射素子８は、Ｘ方向に配列されている。第５放射素子５～第８放射素子８は、第１放射素子１～第４放射素子４に対して－Ｙ方向側に位置する。
第５放射素子５～第８放射素子８では、第１給電点２１は中心５Ａ～８Ａに対して－Ｘ方向側の位置にある。平面視において中心５Ａ～８Ａから第１給電点２１に向かう直線は、それぞれ基準線Ｌ５～Ｌ８である。

第５放射素子５および第７放射素子７では、第２給電点２２は中心５Ａ，７Ａに対して＋Ｙ方向側の位置にある。第２給電点２２は、基準線Ｌ５，Ｌ７に対して周回方向に－θ°（０＜θ≦９０）の位置にある。本実施形態では、第２給電点２２は、基準線Ｌ５，Ｌ７に対して中心５Ａ，７Ａの周回方向に－９０°の位置にある。

第６放射素子６および第８放射素子８では、第２給電点２２は中心６Ａ，８Ａに対して－Ｙ方向側の位置にある。第２給電点２２は、基準線Ｌ６，Ｌ８に対して周回方向に＋θ°（０＜θ≦９０）の位置にある。本実施形態では、第２給電点２２は、基準線Ｌ６，Ｌ８に対して中心６Ａ，８Ａの周回方向に＋９０°の位置にある。

第９放射素子９～第１２放射素子１２は、Ｘ方向に配列されている。第９放射素子９～第１２放射素子１２は、第５放射素子５～第８放射素子８に対して－Ｙ方向側に位置する。
第９放射素子９～第１２放射素子１２では、第１給電点２１は中心９Ａ～１２Ａに対して＋Ｘ方向側の位置にある。平面視において中心９Ａ～１２Ａから第１給電点２１に向かう直線は、それぞれ基準線Ｌ９～Ｌ１２である。

第９放射素子９および第１１放射素子１１では、第２給電点２２は中心９Ａ，１１Ａに対して＋Ｙ方向側の位置にある。第２給電点２２は、基準線Ｌ９，Ｌ１１に対して周回方向に＋θ°（０＜θ≦９０）の位置にある。本実施形態では、第２給電点２２は、基準線Ｌ９，Ｌ１１に対して中心９Ａ，１１Ａの周回方向に＋９０°の位置にある。

第１０放射素子１０および第１２放射素子１２では、第２給電点２２は中心１０Ａ，１２Ａに対して－Ｙ方向側の位置にある。第２給電点２２は、基準線Ｌ１０，Ｌ１２に対して周回方向に－θ°（０＜θ≦９０）の位置にある。本実施形態では、第２給電点２２は、基準線Ｌ１０，Ｌ１２に対して中心１０Ａ，１２Ａの周回方向に－９０°の位置にある。

第１３放射素子１３～第１６放射素子１６は、Ｘ方向に配列されている。第１３放射素子１３～第１６放射素子１６は、第９放射素子９～第１２放射素子１２に対して－Ｙ方向側に位置する。
第１３放射素子１３～第１６放射素子１６では、第１給電点２１は中心１３Ａ～１６Ａに対して－Ｘ方向側の位置にある。平面視において中心１３Ａ～１６Ａから第１給電点２１に向かう直線は、それぞれ基準線Ｌ１３～Ｌ１６である。

第１３放射素子１３および第１５放射素子１５では、第２給電点２２は中心１３Ａ，１５Ａに対して＋Ｙ方向側の位置にある。第２給電点２２は、基準線Ｌ１３，Ｌ１５に対して周回方向に－θ°（０＜θ≦９０）の位置にある。本実施形態では、第２給電点２２は、基準線Ｌ１３，Ｌ１５に対して中心１３Ａ，１５Ａの周回方向に－９０°の位置にある。

第１４放射素子１４および第１６放射素子１６では、第２給電点２２は中心１４Ａ，１６Ａに対して－Ｙ方向側の位置にある。第２給電点２２は、基準線Ｌ１４，Ｌ１６に対して周回方向に＋θ°（０＜θ≦９０）の位置にある。本実施形態では、第２給電点２２は、基準線Ｌ１４，Ｌ１６に対して中心１４Ａ，１６Ａの周回方向に＋９０°の位置にある。

Ｘ方向に隣り合う放射素子は、その放射素子の中心に対する第１給電点２１のＸ方向の位置が互いに同じである。Ｘ方向に隣り合う放射素子は、その放射素子の中心に対する第２給電点２２のＹ方向の位置が互いに異なる。
Ｙ方向に隣り合う放射素子は、その放射素子の中心に対する第１給電点２１のＸ方向の位置が互いに異なる。Ｙ方向に隣り合う放射素子は、その放射素子の中心に対する第２給電点２２のＹ方向の位置が互いに同じである。

［第４実施形態のアレイアンテナが奏する効果］
本実施形態のアレイアンテナ４００によれば、Ｘ方向に隣り合う放射素子の第１給電点２１と第２給電点２２の相対角度が異なることによって、不要偏波は打ち消し合う。よって、不要な偏波を抑制できる。本実施形態では、第２給電点２２が＋θ°の位置にある放射素子の数と、第２給電点２２が－θ°の位置にある放射素子の数とが等しいが、第２給電点２２が＋θ°の位置にある放射素子の数と、第２給電点２２が－θ°の位置にある放射素子の数とが異なる場合でも、放射素子の不要偏波の一部は打ち消し合う。

Ｘ方向に隣り合う放射素子は、その放射素子の中心に対する第２給電点２２のＹ方向の位置が異なるため、Ｘ方向に隣り合う放射素子の第２給電点２２どうしの距離を大きくし、アイソレーションを良くすることができる。
Ｙ方向に隣り合う放射素子は、その放射素子の中心に対する第１給電点２１のＸ方向の位置が互いに異なるため、アイソレーションを良くすることができる。

Ｘ方向に隣り合う放射素子は、その放射素子の中心に対する第１給電点２１のＸ方向の位置が互いに同じであるため、Ｘ方向に隣り合う放射素子の第１給電点２１どうしの距離を大きくし、アイソレーションを良くすることができる。
Ｙ方向に隣り合う放射素子は、その放射素子の中心に対する第２給電点２２のＹ方向の位置が互いに同じであるため、Ｙ方向に隣り合う放射素子の第２給電点２２どうしの距離を大きくし、アイソレーションを良くすることができる。

［アレイアンテナ］（第５実施形態）
図５は、第５実施形態に係るアレイアンテナ５００の平面図である。他の実施形態との共通構成については同じ符号を付して説明を省略する。
図５に示すように、アレイアンテナ５００は、放射素子１０１～１０４に代えて放射素子３０１～３０４を備える点でアレイアンテナ２００（図２参照）と異なる。放射素子３０１～３０４は、例えば、Ｌ字アンテナである。
アレイアンテナ５００は、第１給電点２１および第２給電点２２については、アレイアンテナ２００（図２参照）と同様の構成である。

放射素子３０１～３０４は、それぞれ第１直線素子３０５と、第２直線素子３０６とが組み合わされて形成されている。第１直線素子３０５はＸ方向に延びる直線状とされている。第２直線素子３０６はＹ方向に延びる直線状とされている。放射素子３０１～３０４は、平面視において、第１直線素子３０５と第２直線素子３０６とが長さ方向の中央で交差することによって十字形状とされている。

アレイアンテナ５００は、第１給電点２１および第２給電点２２については、アレイアンテナ２００（図２参照）と同様の構成であるため、アレイアンテナ２００と同様の効果を奏する。

本発明は前述の例に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
第１実施形態に係るアレイアンテナ１００（図１参照）では、２つの放射素子１０１，１０２がアレイ状に配列されているが、アレイ状に配列される放射素子の数は特に限定されない。アレイ状に配列される放射素子の数は複数（２以上の任意の数）であってよい。

アレイアンテナ２００，３００，４００（図２～図４参照）では、放射素子は、２行×２列または４行×４列のマトリックス状に配列されているが、マトリックス状に配列される放射素子の行および列の数は特に限定されない。マトリックス状に配列される放射素子の行および列の数は、それぞれ複数（２以上の任意の数）であってよい。

アレイアンテナ１００，２００，３００，４００（図１～図４参照）では、複数の放射素子のうち半数は、第２給電点２２が＋θ°の位置にある放射素子である。残りの半数は第２給電点２２が－θ°の位置にある放射素子である。第２給電点が＋θ°の位置にある放射素子の数は特に限定されず、複数の放射素子のうち少なくとも１つあればよい。第２給電点が－θ°の位置にある放射素子の数は特に限定されず、複数の放射素子のうち少なくとも１つあればよい。

アレイアンテナ１００，２００，３００，４００（図１～図４参照）では、第２給電点が＋θ°の位置にある放射素子の数と、第２給電点が－θ°の位置にある放射素子の数とは等しいが、第２給電点が＋θ°の位置にある放射素子の数と、第２給電点が－θ°の位置にある放射素子の数とは異なっていてもよい。

実施形態のアレイアンテナは、少なくとも１つの放射素子において第２給電点が基準線に対して＋θ１°（０＜θ１≦９０）の位置にあり、かつ、少なくとも１つの放射素子において第２給電点が基準線に対して－θ２°（０＜θ２≦９０）の位置にある構成でもよい。θ１とθ２とは異なっていてもよいが、同じである（θ１＝θ２）ことが好ましい。

アレイアンテナ２００，３００，４００（図２～図４参照）では、放射素子は、互いに直交するＸ方向（第１方向）とＹ方向（第２方向）に配列されているが、放射素子の配列方向である第１方向と第２方向とは交差する方向であればよい。第１方向と第２方向の交差角度は９０°に限らず、例えば、０°を越え、９０°未満でもよい。

角度「θ」は、０を越え、９０以下である（０＜θ≦９０）ことが好ましいが、０を越え、１８０以下（０＜θ≦１８０）であってもよい。

１～１６，１０１～１０４，２０１～２０４，３０１～３０４…放射素子、２１…第１給電点、２２…第２給電点、１Ａ～１６Ａ，１０１Ａ～１０４Ａ，２０１Ａ～２０４Ａ，３０１Ａ～３０４Ａ…中心、Ｌ１～Ｌ１６…基準線、Ｘ方向…第１方向、Ｙ方向…第２方向

Claims (4)

1. 第１偏波、および前記第１偏波と異なる第２偏波を励振する複数の放射素子を備え、
   前記放射素子に、前記第１偏波を励振するための第１給電点と、前記第２偏波を励振するための第２給電点と、が配置され、
   複数の前記放射素子は、
   前記放射素子の中心から前記第１給電点に向かう基準線に対し、前記第２給電点は前記中心を周回する方向に＋θ°（０＜θ≦９０）の位置にある前記放射素子と、
   前記放射素子の中心から前記第１給電点に向かう基準線に対し、前記第２給電点は前記中心を周回する方向に－θ°の位置にある前記放射素子と、を含み、
   複数の前記放射素子は、第１方向と前記第１方向に交差する第２方向とにマトリックス状に配列され、
   前記第１方向に隣り合う前記放射素子は、前記放射素子の中心に対する前記第２給電点の前記第２方向の位置が互いに異なり、
   前記第２方向に隣り合う前記放射素子は、前記放射素子の中心に対する前記第１給電点の前記第１方向の位置が互いに異なる、
   アレイアンテナ。
2. 前記第２給電点が＋θ°の位置にある前記放射素子の数と、前記第２給電点が－θ°の位置にある前記放射素子の数とは等しい、
   請求項１に記載のアレイアンテナ。
3. 前記第２給電点が＋θ°の位置にある前記放射素子と、前記第２給電点が－θ°の位置にある前記放射素子とは、隣り合っている、
   請求項１に記載のアレイアンテナ。
4. 前記第１方向に隣り合う前記放射素子は、前記放射素子の中心に対する前記第１給電点の前記第１方向の位置が互いに同じであり、
   前記第２方向に隣り合う前記放射素子は、前記放射素子の中心に対する前記第２給電点の前記第２方向の位置が互いに同じである、
   請求項１～３のうちいずれか１項に記載のアレイアンテナ。

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