WO2001048868A1 - Antenne reseau partageant plusieurs frequences - Google Patents

Description

明 細 書 多周波共用アレーアンテナ 技術分野

この発明は、 移動通信方式における基地局アンテナ等として使用され 、 互いに離隔した複数の周波数帯を共用する多周波共用アレーアンテナ に関するものである。 背景技術

例えば、 移動通信方式を実現するために設けられる基地局アンテナ等 をはじめとするアンテナについては、 一般的には利用する周波数毎に仕 様に合致するアンテナを設計し "t、 設置場所において個別にアンテナを 配置する。 基地局アンテナは、 ビルの屋上、 鉄塔等に設置されて、 移動 体との間で通信を実施する。 最近では、 多くの基地局の乱立、 複数の通 信システムの混在、 基地局の大規模化等によ り基地局の設置場所の確保 が困難となってきている。 また、 基地局アンテナを設置するための鉄塔 等の建設には多額の費用が必要となるのでコス ト削減の見地から、 およ び美観上の見地から基地局数を減らすことが要求されている。

移動通信用の基地局アンテナでは、 通信品質を改善するために、 ダイ バーシチ受信を採用している。 ダイバーシチブランチ構成法としては、 スペースダイバーシチが多用されるが、 この方法では 2つのアンテナを 所定の間隔以上離間させて設置する必要があり、 アンテナ設置空間が大 き く なる。 設置空間を小さ くするためのダイバーシチブランチと しては 、 異偏波間の多重伝搬特性を利用した偏波ダイバーシチが有効であり、 この方法は垂直偏波を送受信するアンテナと水平偏波を送受信するアン テナとをそれそれ設置することで実現できる。 また、 レーダ用アンテナ において両偏波を利用することで、 偏波によるレーダ断面積の差から物 体を識別するボラ リメ ト リを実現できる。

したがって、 スペースを有効利用するためには、 単一のアンテナで複 数の異なる周波数を共用することが必要となり、 偏波も共用できればさ らなる高機能化を実現することが可能となる。 第 1図は、 例えば後藤直 久、 神山一公、 " 2周波共用アレイアンテナの素子配列法と利得" （信 学技報 A · P 8 1— 4 0、 電子情報通信学会発行、 1 9 8 1年 6月 2 6 日） に示された従来の 2周波共用アレーアンテナを示す上面図である。 また、 第 2図は、 第 1図の A— A線に垂直な面からアレーアンテナを見 た図である。 図において、 1 0 1は地導体、 1 0 2は相対的に低い周波 数である周波数 f 1で動作するダイポールアンテナ、 1 0 3はダイポー ルアンテナ 1 0 2 を給電する給電線路、 1 0 4は相対的に高い周波数で ある周波数 f 2で動作するダイポールアンテナ、 1 0 5はダイポールァ ンテナ 1 0 4を給電する給電線路である。 このように、 周波数で 1 を共 振周波数とするダイポールアンテナ 1 0 2 と周波数 f 2 を共振周波数と するダイポールアンテナ 1 0 4 とを同一の地導体 1 0 1上に配列するこ とで、 1つの平面上で 2つの周波数のアンテナを開口共用することがで きる。 なお、 説明を簡単にするために、 2周波共用アレーアンテナを例 に説明しているが、 3以上の複数の周波数に対するダイポールアンテナ を同一の地導体に配列することで得られる多周波共用アレーアンテナも 同様の構成を有する。

次に動作について説明する。

ダイポールアンテナは、 比較的広帯域な特性を備え、 1 0 %以上の帯 域幅を有している。 但し、 このような広い帯域幅を得るには、 地導体か らダイポールアンテナまでの高さを動作対象となる電波の波長の約 1 / 4の長さ以上にする必要がある。 また、 ダイポールアンテナは地導体か らの反射を利用してビームを形成するので、 ダイポールアンテナまでの 高さが 1 / 4波長以上の長さになると正面方向の利得が低下する放射パ ターンとなる。 したがって、 地導体からダイポールアンテナまでの高さ を動作対象となる電波の波長の長さの約 1 / 4にするのが適当である。 また、 一般的に、 ダイポールアンテナを給電する給電線路 1 0 3 , 1 0 5 には平行 2線あるいは同軸線路が用いられる。 誘電体基板であるプリ ン ト基板を用いてダイポールアンテナを構成すると、 プリ ン ト基板上に 平行 2線を構成でき、 半田付けが不要となって容易に製作できる利点が ある。

上記のように、 周波数 : e 1で動作するダイポールアンテナ 1 0 2 と周 波数 f 2で動作するダイポ一ルアンテナ 1 0 4 とからなるアレーアンテ ナにおいては、 周波数 1で動作するダイポールアンテナ 1 0 2 と周波 数 f 2で動作するダイポールアンテナ 1 0 4 とはそれそれ地導体 1 0 1 からの高さが異なる位置に配置される。 すなわち、 相対的に高い周波数 f 2で動作するダイポ一ルアンテナ 1 0 4が相対的に低い周波数 f 1で 動作するダイポールアンテナ 1 0 2 よ り も地導体 1 0 1 に近接した位置 に配置される。 また、 アレーアンテナにおける配列では各動作周波数に ついてグレーティ ングローブが発生しないような素子間隔にする必要が あるので、 周波数 1で動作するダイポールアンテナ 1 0 2 と周波数 f 2で動作するダイポールアンテナ 1 0 4 とでは素子間隔が異なるから、 隣の素子同士が重ならないように配列して 2周波共用特性を得ている。 従来のアレーアンテナは以上のように構成されているので、 2つの周 波数を共用する場合には、 相対的に低い周波数 f 1で動作するダイポー ルアンテナは、 相対的に高い周波数 f 2で動作するダイポールアンテナ よ り もサイズが大き く、 周波数 f 2で動作するダイポールアンテナに対 するブロ ッキングとなる。 また、 周波数 f 2で動作するダイポールアン テナから放射された電波が周波数 f 1で動作するダイポールアンテナに 結合すると、 周波数 1で動作するダイポールアンテナには励起電流が 発生して、 これによ り再放射が生じる。 したがって、 周波数 f 2で動作 するダイポールアンテナの放射指向性が周波数 f 1で動作するダイポー ルアンテナの影響によ り乱れるという課題があった。 なお、 周波数 2 で動作するダイポールアンテナの放射指向性の乱れは、 周波数 f 1で動 作するダイポールアンテナの間隔に基づいて周期的に現れる。 この周期 的な乱れは、 第 3図に示されるように、 アレー放射指向性においてグレ 一ティ ングローブが発生する原因となる。

また、 上述の再放射に起因する周波数 : f 2で動作するダイポールアン テナの放射指向性の乱れを低減することは、 周波数 f 2で動作するダイ ポールアンテナを周波数 f lで動作するダイポールアンテナの上方に配 置することで実現可能であるが、 地導体からの高さが動作周波数 f 2の 電波の波長の 1 Z 4の長さよ り も大き く なるのでアンテナ正面方向の利 得が低下するとともに、 地導体からの反射で広角方向にナル点ができて 放射指向性に大きな歪みが生じるという課題があつた。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、 2つ の周波数を開口共用化した場合において、 相対的に高い周波数で動作す るダイポールアンテナが相対的に低い周波数で動作するダイポールアン テナの影響を受けにく く して、 相対的に高い周波数で動作するダイポー ルアンテナの放射指向性の劣化を低減した多周波共用アレーアンテナを 得ることを目的とする。 発明の開示

この発明に係る多周波共用アレーアンテナは、 平面あるいは曲面状の 地導体と、 該地導体上に動作周波数に対して動作するように設置される 複数の線状アンテナと、 該線状アンテナに給電する複数の給電線路とを 備え、 2つ以上の動作周波数を共用するように、 それぞれの動作周波数 で動作する線状アンテナのグループに属する複数の線状アンテナを規則 的に配列して、 動作周波数毎の線状アンテナのグループを適宜組み合せ て複数の線状アンテナからなるアレーを構成し、 複数の動作周波数のな かで最高周波数よ り も低い動作周波数で動作する線状アンテナを構成す るアンテナ素子部にクランクが形成されるようにしたものである。

このことによって、 周波数 f l よ り も高い周波数 f 2で多周波共用ァ レーアンテナを動作させる場合に、 周波数 1で動作する線状アンテナ における素子間結合に基づいた励起電流の発生および励起電流発生に起 因する再放射が抑制されるから、 周波数 f 2で動作する線状アンテナの 放射指向性の劣化を低減することができるという効果を奏する。 また、 周波数 1で動作する線状アンテナがクランクの長さを含めて周波数 f 1での共振長を保持しているので、 周波数 f 1で動作する通常の線状ァ ンテナと比較して線状アンテナを小型化できるという効果を奏する。 この発明に係る多周波共用アレーアンテナは、 第 1の動作周波数で動 作する線状アンテナに形成されたクランクの高さが、 第 1の周波数よ り も相対的に高い第 2の周波数を有する電波の波長の約 1 / 4の長さを有 するようにしたものである。

このことによって、 多周波共用アレーアンテナを動作周波数 f 2で動 作させる場合に、 動作周波数 f 1で動作する線状アンテナにおける動作 周波数 f 2で動作する線状アンテナからの素子間結合に基づく励起電流 の発生および励起電流発生に起因する再放射が抑制され、 さらに動作周 波数 f 2 に対してクランク始点およびアンテナ給電点が開放とみなされ て線状アンテナが共振長以下の長さの複数の線状導体に分割されるとみ なせるので、 素子間結合による励起電流の発生を周波数 f 2に対してよ り抑制することができるから、 相対的に高い周波数 f 2で動作する線状 アンテナの放射指向性の劣化を大幅に低減することができるという効果 を奏する。

この発明に係る多周波共用アレーアンテナは、 相対的に高い周波数で 動作する線状アンテナに対する位置に応じて、 相対的に低い周波数で動 作する線状アンテナのアンテナ素子部におけるクランク形成位置を調整 可能であるようにしたものである。

このことによって、 多周波共用アレーアンテナを周波数 f 2で動作さ せる場合に、 周波数 1で動作する線状アンテナにおける素子間結合に 基づく励起電流および励起電流発生に起因する再放射が抑制され、 さ ら に励起電流分布最大値が得られる位置で励起電流が相殺されて素子間結 合による励起電流の発生を効率よ く抑制することができるから、 相対的 に高い周波数 f 2で動作する線状アンテナの放射指向性の劣化を大幅に 低減することができるという効果を奏する。

この発明に係る多周波共用アレーアンテナは、 線状アンテナを構成す るアンテナ素子部に複数のクランクが形成されるようにしたものである o

このことによって、 多周波共用アレーアンテナを相対的に高い周波数 f 2で動作させる場合に、 相対的に低い周波数 f 1で動作する線状アン テナにおける素子間結合に基づく励起電流の発生がクランクの個数分だ けクランク形成位置において相殺されるとともに励起電流発生に起因す る再放射が抑制されるから、 相対的に高い周波数 f 2で動作する線状ァ ンテナの放射指向性の劣化をさ らに低減することができるという効果を 奏する。

この発明に係る多周波共用アレーアンテナは、 第 1の動作周波数で動 作する線状アンテナを構成するアンテナ素子部に形成される複数のクラ ンクが、 第 1の動作周波数よ り も高い 1 または複数の動作周波数につい て当該相対的に高いいずれかの動作周波数を有する電波の波長の約 1 / 4の長さを有するようにしたものである。

このことによって、 相対的に高い個々の動作周波数に対してアンテナ 素子部が分割されたとみなすことができるから、 分割された線状導体の 長さを個々の動作周波数の電波の波長の 1 Z 4未満とすることで、 素子 間結合による励起電流の発生を個々の動作周波数に対してよ り抑制する ことができるから、 相対的に高い個々の動作周波数で動作する線状アン テナの放射指向性の劣化を大幅に低減することができるという効果を奏 する。

この発明に係る多周波共用アレーアンテナは、 複数の動作周波数のな かで最高周波数よ り低い周波数で動作してクランクを備える線状アンテ ナを構成するアンテナ素子部が給電線路側においてなす角度を 1 8 0度 よ り小さ く して Λ字形の線状アンテナを構成するか、 あるいはアンテナ 素子部が給電線路側においてなす角度を 1 8 0度よ り大き く して V字形 の線状アンテナを構成するようにしたものである。

このことによって、 線状アンテナが Λ字形であれば動作周波数 f 1 に おける放射指向性はアンテナ正面方向においてビーム幅の広いものとな るとともに、 線状アンテナが V字形であれば動作周波数 f 1 における放 射指向性はアンテナ正面方向においてビーム幅の狭いものとなるから、 用途に応じて線状アンテナの形状を変えることで動作周波数 f 1 におけ る放射指向性を調節することができるという効果を奏する。

この発明に係る多周波共用アレーアンテナは、 複数の動作周波数のな かで最高周波数よ り低い周波数で動作してクランクを備える線状アンテ ナを構成するアンテナ素子部において、 アンテナ素子部の直線部とクラ ンクとの接続点から、 クランクの延びる方向に対して逆方向に線状導体 が伸長されるようにしたものである。

このことによって、 周波数 f 1で多周波共用アレーアンテナを動作さ せる場合に周波数 f 1で動作するクランク具備線状アンテナにおけるィ ンピ一ダンス整合をとるのが可能になるという効果を奏する。

この発明に係る多周波共用アレーアンテナは、 複数の動作周波数のな かで最高周波数よ り低い周波数で動作する線状アンテナが、 .誘電体基板 の表面にプリ ン ト化して形成されたアンテナ素子部、 給電線路、 および クランクと、 誘電体基板の裏面にプリ ン ト化して形成されたアンテナ素 子部、 給電線路、 およびクランクとを備えるようにしたものである。

このことによって、 誘電体基板上に線状アンテナをエッチング加工に よ りプリ ン ト化して形成するから、 線状アンテナを容易に精度良く製作 することができるという効果を奏する。 特に、 多くのアンテナ数を必要 とするアレーアンテナについては、 エッチング加工による製作が有効と なる。

この発明に係る多周波共用線状アンテナは、 アンテナ素子部に形成さ れたクランクを構成する凸部上方にクランク長さ調節用導体を設けるよ うにしたものである。

このことによって、 クランク具備線状アンテナに励起される電流の経 路を調節して励起電流に起因する再放射を微調節できるから、 相対的に 高い周波数 f 2で動作する線状アンテナの放射指向性を微調整すること ができるという効果を奏する。

この発明に係る多周波共用アレーアンテナは、 線状アンテナを構成す るアンテナ素子部の直線部に対してクランクを構成する凸部を上下対称 な位置に配置するようにしたものである。

このことによって、 クランク凸部の数が増加して、 クランク具備線状 アンテナの相対的に高い周波数 f 2 に対するイ ンピーダンス特性を調節 することができるという効果を奏する。 図面の簡単な説明

第 1図は、 従来の 2周波共用アレーアンテナを示す上面図である。 第 2図は、 第 1 図の A— A線に垂直な面からアレーアンテナを見た図 である。

第 3図は、 ダイポールアンテナ放射指向性におけるグレーテイ ング口 ーブの発生を示す図である。

第 4図は、 この発明の実施の形態 1 による 2周波共用アレーアンテナ の構成を示す上面図である。

第 5図は、 第 4図に示された A— A線に垂直な面からアレーアンテナ を見た図である。

第 6図は、 素子間結合によ りダイポールアンテナ上に励起される電流 の流れを示す図である。

第 7図は、 クランクを備えたダイポールアンテナ上の電流分布を示す 図である。

第 8図は、 通常のダイポールアンテナ上の電流分布を示す図である。 第 9図は、 ダイポールアンテナの放射指向性を示す図である。

第 1 0図は、 ダイポールアンテナの放射指向性を示す図である。

第 1 1図は、 直交偏波用のアンテナを配列したアレーアンテナの構成 を示す上面図である。

第 1 2図は、 この発明の実施の形態 2による相対的に低い周波数で動 作するダイポールアンテナの構成を示す図である。

第 1 3図は、 この発明の実施の形態 3による相対的に低い周波数で動 作するダイポールアンテナの構成を示す図である。 第 1 4図は、 この発明の実施の形態 4による相対的に低い周波数で動 作するダイポールアンテナの構成の一例を示す図である。

第 1 5図は、 この発明の実施の形態 4による相対的に低い周波数で動 作するダイポールアンテナの構成の他の例を示す図である。

第 1 6図は、 この発明の実施の形態 5 による相対的に低い周波数で動 作するダイポールアンテナの構成の一例を示す図である。

第 1 7図は、 この発明の実施の形態 5 による相対的に低い周波数で動 作するダイポールアンテナの構成の他の例を示す図である。

第 1 8図は、 この発明の実施の形態 5 による相対的に低い周波数で動 作するダイポールアンテナの構成の他の例を示す図である。

第 1 9図は、 この発明の実施の形態 6 による相対的に低い周波数で動 作するダイポ一ルアンテナの構成を示す図である。

第 2 0図は、 この発明の実施の形態 7による相対的に低い周波数で動 作するダイポールアンテナの構成を示す平面図である。

第 2 1図は、 第 2 0図に示された B— B線に沿った断面図である。 第 2 2図は、 この発明の実施の形態 8による相対的に低い周波数で動 作するダイポールアンテナの構成を示す図である。

第 2 3図は、 この発明の実施の形態 9 による相対的に低い周波数で動 作するダイポールアンテナの構成の一例を示す図である。

第 2 4図は、 この発明の実施の形態 9 による相対的に低い周波数で動 作するダイポールアンテナの構成の他の例を示す図である。 発明を実施するための最良の形態

以下、 この発明をよ り詳細に説明するために、 この発明を実施するた めの最良の形態について、 添付の図面にしたがって説明する。

実施の形態 1 . 第 4図は、 この発明の実施の形態 1 による 2周波共用アレーアンテナ の構成を示す上面図である。 また、 第 5図は、 第 4図の A— A線に垂直 な面からアレーアンテナを見た図である。 図において、 1は平面あるい は曲面状の地導体、 2は相対的に低い周波数である周波数 f 1で動作し 左右のダイポール素子 （アンテナ素子部） から構成されるダイポールァ ンテナ （線状アンテナ） 、 3はダイポ一ルアンテナ 2 を給電す.る給電線 路、 4は給電線路 3を挟んでダイポールアンテナ 2 を構成する左右のダ ィポール素子の略中央部に形成された突起状のクランク、 5は相対的に 周波数 f 1 よ り高い周波数 f 2で動作するダイポールアンテナ、 6はダ イポールアンテナ 5 を給電する給電線路である。

次に動作について説明する。

通常のダイポールアンテナで 2つの周波数帯を同一開口で共有した場 合には、 相対的に低い周波数 f 1で動作するダイポールアンテナが相対 的に高い周波数 f 2で動作するダイポールアンテナに対するブロッキン グとなるとともに、 周波数 f 2のダイポールアンテナからの相互結合に よ り周波数 f 1で動作するダイポールアンテナ上に励起電流が発生して 再放射が生じるから、 周波数 2のダイポールアンテナの放射指向性が 劣化する。

そこで、 各周波数で動作するダイポールアンテナの地導体からの高さ を変えないで周波数 f 2で動作するダイポールアンテナの放射指向性を 劣化させないために、 第 5図に示されるように周波数 f 1で動作するダ イポールアンテナ 2 に突起状のクランク 4を形成する。

この発明の実施の形態 1 による 2周波共用アレーアンテナを周波数 f 1で動作させる場合には、 給電線路 3によ り励振された各ダイポールァ ンテナ 2は、 周波数 f 1の電波の波長の約 1 / 2の長さを有するので、 共振して通常のダイポールアンテナとして動作するから、 全体として通 常のダイポールアレーとして機能する。 一方、 2周波共用アレーアンテ ナを周波数 f 2で動作させる場合には、 給電線路 6 によ り励振された各 ダイポールアンテナ 5は通常のダイポールアンテナとして動作するが、 放射波の一部はダイポールアンテナ 5 に比べてサイズの大きいダイポー ルアンテナ 2 に結合して、 ダイポールアンテナ 2上に励起電流が発生す る。 しかし、 ダイポ一ルアンテナ 2上に形成されたクランク 4によ り励 起電流量が抑制されるので、 放射指向性の乱れが低減される。

次に、 クランクを設けることで励起電流量を抑制できる原理について 説明する。 第 6図は、 相対的に高い周波数で動作するダイポールアンテ ナからの素子間結合によ り相対的に低い周波数で動作するダイポールァ ンテナ上に励起される電流の流れを示す図である。 第 7図は、 クランク を備えたダイポールアンテナ上の電流分布を示す図である。 第 8図は、 通常のダイポールアンテナ上の電流分布を示す図である。 これらの図に おいて、 7 a， 7 b , 7 c， 7 dは励起電流の流れを示し、 8 a , 8 b はダイポールアンテナ上の電流分布を示すものである。 なお、 ダイポ一 ルアンテナ上において、 クランクは励起電流の電流分布がおおよそ最大 値をとる位置に配置されるものとする。 したがって、 この発明の実施の 形態 1 によるダイポールアンテナでは、 それそれダイポール素子の中央 部にクランクが形成される。 第 6図に示されるように、 クランク上を流 れる電流 7 bと電流 7 c とは互いに逆相であるので相殺される。 これに より、 第 8図に示される電流分布 8 bがおおよそ最大となる位置にクラ ンクを形成することで、 相当レベルの電流が相殺されて励起電流量が抑 制され、 第 7図に示されるような電流分布 8 aが構成される。 以上のよ うに、 励起電流量を抑制することで、 ダイポ一ルアンテナ 2からの再放 射量を低減することが可能となる。 なお、 周波数 f 1で動作してクラン クを備えるダイポールアンテナは、 通常のダイポールアンテナと同様の 特性を得ることが可能である。 この場合、 クランクの長さを加えたダイ ポールの長さが周波数 f lの電波に共振するダイポールアンテナの長さ となる。

第 9図は、 比較的低い周波数 f 1で動作する通常のダイポールアンテ ナを用いた際の比較的高い周波数 f 2で動作するダイポールアンテナの 放射指向性を示す図である。 また、 第 1 0図は、 比較的低い周波数 f 1 で動作してクランクを具備するダイポールアンテナを用いた際の比較的 高い周波数 f 2で動作するダイポールアンテナの放射指向性を示す図で ある。 これらの図において、 破線は、 周波数 f 2で動作するダイポール アンテナのみが配置される場合における周波数 f 2で動作するダイポー ルアンテナの放射指向性を示すものである。 第 9図および第 1 0図から 明らかなように、 周波数 f 1で動作してクランクを具備するダイポール アンテナを配置することで、 周波数 2で動作するダイポールアンテナ の放射指向性への影響を低減できる。

なお、 この発明の実施の形態 1 による多周波共用アレーアンテナを説 明するうえで、 ダイポールアンテナとしては基本的な形状のものを例に とって説明したが、 幅広ダイポール、 端部を太く したダイポール （ボウ 夕イアンテナ） 等を用いて種々の形状変更を実施しても本願発明を適用 可能であることはいうまでもない。

次に、 第 1 1図は、 直交偏波用のアンテナを配列したアレーアンテナ の構成を示す上面図である。 図において、 第 4図と同一符号は同一また は相当部分を示すのでその説明を省略する。 9は周波数 : f 1で動作して ダイポールアンテナ 2 に対して直交した偏波を送受信するとともにダイ ポールアンテナ 2 と同様にクランクを備えているダイポールアンテナ、 1 0は周波数: f 2で動作してダイポールアンテナ 5 に対して直交した偏 波を送受信するダイポールアンテナである。 図に示されるように、 直交 する両偏波に対するダイポ一ルアンテナを共通に配置しているので、 直 交した偏波を開口共用することが可能となる。 この図に示されるアレー アンテナも第 4図に示されるアレーアンテナと同様に、 周波数 f lで動 作するダイポールアンテナ 2， 9 にはクランクが設けられているので、 ダイポールアンテナ 5， 1 0の放射指向性の劣化は低減される。

なお、 第 1 1図に示した実施の形態においては、 垂直偏波を送受信す るダイポールアンテナと水平偏波を送受信するダイポールアンテナとを クロスさせて配置する例を示したが、 必ずしもクロスさせる必要はない 。 例えば、 直交する偏波に対してそれそれ励振するように、 垂直偏波用 ダイポールアンテナと水平偏波用ダイポールアンテナとをそれそれ離隔 して配置することが可能であるとともに、 周波数 f 1 または周波数 f 2 のいずれか一方のみについてダイポールアンテナをクロスさせるような 形態をとることも可能である。 また、 ダイポールアンテナの配列形態と しては、 第 1 1図では三角配列の例を示したが、 格子状の四角配列と し てもよく、 本願発明の適用は配列方式に依存するものではない。

以上のように、 'この実施の形態 1 によれば、 相対的に低い周波数 f 1 で動作するダイポールアンテナにクランクを設けているので、 相対的に 高い周波数 f 2で 2周波共用アレーアンテナを動作させる場合に、 周波 数 1で動作するダイポ一ルアンテナにおける素子間結合に基づいた励 起電流の発生および励起電流発生に起因する再放射が抑制されるから、 相対的に高い周波数 f 2で動作するダイポールアンテナの放射指向性の 劣化を低減することができるという効果を奏する。

また、 周波数 1で動作するダイポールアンテナがクランクを含めて 周波数 1での共振長を保持しているので、 周波数 1で動作する通常 のダイポールアンテナと比較してダイポールアンテナを小型化できると いう効果を奏する。 なお、 実施の形態 1のアレーアンテナについては、 説明を簡単にする ために、 2周波共用アレーアンテナを例に説明しているが、 3以上の複 数の周波数に対しても同様に本願発明を適用することが可能である。 こ のような多周波共用アレーアンテナにおいては、 複数の動作周波数のな かで最高周波数よ りも低い周波数で動作するダイポールアンテナに当該 ダイポールアンテナの共振周波数よ り も高い周波数で動作するダイポー ルアンテナの放射指向性の劣化を低減するためのクランクが形成される 。 したがって、 1つの動作周波数で多周波共用アレーアンテナが動作さ せられる場合に、 当該動作周波数よ り も低い周波数で動作するダイポ一 ルアンテナに当該動作周波数に応じたクランクを設けておく ことで、 当 該動作周波数で動作するダイポールアンテナの放射指向性の劣化が低減 される。 また、 以下に記載する実施の形態においても、 説明を簡単にす るために、 2周波共用アレーアンテナを例に説明するが、 同様に 3以上 の動作周波数に対する多周波共用ァレ一アンテナへの展開が可能である

実施の形態 2 .

第 1 2図は、 この発明の実施の形態 2 による相対的に低い周波数 f 1 で動作するダイポールアンテナの構成を示す図である。 図において、 第 6図と同一符号は同一または相当部分を示すのでその説明を省略する。 1 1はダイポール給電点におけるギャップ、 1 2はクランク 4の始点、 1 3はクランク 4の終点、 1 4はダイポールアンテナを特定の周波数に ついて分割されたとみなすことで得られる線状導体である。 この実施の 形態 2は、 実施の形態 1 と比較すると、 相対的に低い周波数 f 1で動作 するダイポールアンテナの各ダイポール素子の略中央部に設けられたク ランクの長さを制限した点で相違する。 すなわち、 この実施の形態にお いては、 クランク長は相対的に高い周波数 f 2の電波の波長の約 1 / 4 とされる。

次に動作について説明する。

多周波共用アレーアンテナを周波数 f lで動作させることについては 、 実施の形態 1 と同様であるのでその説明を省略する。 一方、 周波数 2で動作させる場合には、 周波数 f 2で動作するダイポールアンテナか らの素子間結合によ り第 1 2図に示される周波数 f 1で動作するダイポ 一ルアンテナ上にも励起電流が発生する。 しかし、 ダイポールアンテナ 2 にクランク 4が設けられていることで、 励起電流が相殺されて再放射 量を抑制できる。 さらに、 クランク長を特定の周波数 （ここでは周波数 f 2 ) の電波の波長の長さの約 1 4 と して、 クランク終点 1 3が短絡 されていることを踏まえれば、 クランク 4は終端短絡の 1 / 4波長の長 さを有する平行 2線と等価とみなせる。 これによ り、 クランク始点 1 2 では周波数 f 2の電波に対して開放とみなせるので、 第 1 2図に示され るクランク具備のダイポールアンテナは周波数 f 2 に対しては第 1 2 図 下部に示される 4分割された線状導体 1 4 と等価とみなされる。 なお、 ダイポール給電点はギャップ 1 1があるために、 ダイポール給電点も開 放とみなされる。 したがって、 分割された線状導体 1 4が周波数 f 2の 電波に対する共振長に比べて短くなつていれば、 励起電流の発生はさら に抑制される。 なお、 実施の形態 1 と同様に、 周波数 f 1で動作するダ イポールアンテナは、 クランクを備えている場合でも通常の場合と同様 の特性を得ることが可能である。

以上のように、 この実施の形態 2 によれば、 相対的に低い周波数 f 1 で動作するダイポールアンテナに相対的に高い周波数 f 2の電波の波長 の約 1 / 4の長さを有するクランクを設けるように構成したので、 多周 波共用アレーアンテナを周波数 f 2で動作させる場合に、 周波数 f l で 動作するダイポールアンテナにおける素子間結合に基づく励起電流の発 生および励起電流発生に起因する再放射が抑制され、 さらに特定の周波 数 （ここでは多周波共用アレーアンテナにおける相対的に高い動作周波 数である周波数 f 2 ) に対してクランク始点およびダイポール給電点が 開放とみなされてダイポールアンテナが共振長以下の長さの複数の線状 導体に分割されるから、 素子間結合による励起電流の発生を特定周波数 に対してよ り抑制することができるから、 相対的に高い周波数 f 2で動 作するダイポールアンテナの放射指向性の劣化を大幅に低減することが できるという効果を奏する。 実施の形態 3 .

図 1 3図は、 この発明の実施の形態 3 による相対的に低い周波数： f 1 で動作するダイポールアンテナの構成を示す図である。 図において、 第 6図と同一符号は同一または相当部分を示すのでその説明を省略する。 この実施の形態 3は、 実施の形態 1および実施の形態 2 と比較すると、 ダイポールアンテナを構成する左右のダイポール素子上においてクラン クが略中央部ではなく任意の位置に配置される点で相違する。 なお、 ダ ィポール素子上におけるクランクの形成位置は、 給電線路 3からクラン ク 4の中央部までの距離 L 1 と、 クランク 4の中央部からダイポール素 子端部までの距離 L 2 とによ り規定される。

次に動作について説明する。

多周波共用アレーアンテナを相対的に低い周波数 f 1で動作させるこ とについては、 実施の形態 1 と同様であるのでその説明を省略する。 一 方、 相対的に高い周波数 f 2で動作させる場合には、 周波数 2で動作 するダイポールアンテナからの素子間結合によ り第 1 3図に示される周 波数 f 1で動作するダイポールアンテナ上にも励起電流が発生する。 し かし、 ダイポールアンテナ 2 にクランク 4が設けられていることで、 励 起電流が相殺されて再放射量を抑制できる。 さらに、 多周波共用アレー アンテナにおいては、 クランク具備ダイポ一ルアンテナと周波数 f 2で 動作するダイポールアンテナとの配置位置関係に応じて、 周波数 f 2で 動作するダイポールアンテナからクランク具備ダイポールアンテナへの 素子間結合の度合いが変動するので、 クランク具備ダイポールアンテナ 上の励起電流分布形状 （電流分布最大値位置） もダイポール素子毎に異 なる。 例えば、 クランク具備ダイポールアンテナの直下に周波数 f 2で 動作するダイポールアンテナが配置されている場合には、 クランク具備 ダイポールアンテナ上の励起電流分布における最大値は給電線路 3方向 にシフ トする。 したがって、 第 1 3図に示されるようにクランク 4の形 成位置を給電線路 3方向へシフ 卜すれば、 励起電流分布最大値をとる位 置において逆相による励起電流の相殺が可能となる。 なお、 実施の形態 1 と同様に、 周波数 f lで動作するダイポールアンテナは、 クランクを 備えている場合でも通常の場合と同様の特性を得ることが可能である。 また、 第 1 3図においては、 ダイポールアンテナ上におけるクランク形 成位置を左右対称としているが、 非対称な位置にクランクを形成するこ とも可能である。

以上のように、 この実施の形態 3によれば、 多周波共用アレーアンテ ナ内におけるクランク具備ダイポ一ルアンテナの配置位置に応じて、 周 波数 f 1で動作するダイポールアンテナ上におけるクランク形成位置を 調整するように構成したので、 多周波共用アレーアンテナを周波数: f 2 で動作させる場合に、 周波数 1で動作するダイポールアンテナにおけ る素子間結合に基づく励起電流の発生および励起電流発生に起因する再 放射を抑制することができ、 さらに励起電流分布最大値が得られる位置 で励起電流を相殺して素子間結合による励起電流の発生を効率よ く抑制 することができるから、 相対的に高い周波数 f 2で動作するダイポール アンテナの放射指向性の劣化を大幅に低減することができるという効果 を奏する。

また、 多周波共用アレーアンテナ内において周波数 f 1で動作する各 ダイポールアンテナ毎にクランク形成位置を調節することで、 周波数 f 2で動作するダイポールアンテナにおける励起電流に起因する放射指向 性への影響を効率よ く低減することができるから、 地導体にそれそれ配 置される複数の異なる動作周波数を有するダイポールアンテナの配置形 態に基づく開口分布の周期性に応じて生じるグレーティ ングローブの発 生を抑制することができるという効果を奏する。 実施の形態 4 .

第 1 4図は、 この発明の実施の形態 4による相対的に低い周波数 f 1 で動作するダイポールアンテナの構成を示す図である。 図において、 第 6図と同一符号は同一または相当部分を示すのでその説明を省略する。 4 a , 4 bは、 相対的に低い周波数 f 1で動作するダイポールアンテナ 2において給電線路 3 を挟んでダイポールアンテナ 2 を構成する左右の ダイポール素子のそれそれに構成されるクランクである。 この実施の形 態 4は、 実施の形態 1から実施の形態 3 と比較すると、 給電線路 3を中 心にして左右のダイポール素子上にそれそれ複数個のクランクが形成さ れる点で相違する。 なお、 第 1 4図では、 実施の形態 1 から実施の形態 3によるクランク具備ダイポールアンテナと異なり、 クランクがダイポ ール素子の下方に向いて形成されているが、 上方に向いて形成されてい る場合と何ら変わりはない。

次に動作について説明する。

多周波共用アレーアンテナを相対的に低い周波数 f 1で動作させるこ とについては、 実施の形態 1 と同様であるのでその説明を省略する。 一 方、 相対的に高い周波数 f 2で動作させる場合には、 周波数 f 2で動作 するダイポールアンテナからの素子間結合によ り第 1 4図に示される周 波数 f 1で動作するダイポールアンテナ上にも励起電流が発生する。 周 波数 f 1 と周波数 f 2 との間に、 f 2 > 3 f 1の関係が成立する場合に は、 実施の形態 1 から実施の形態 3によるダイポールアンテナに示され るように左右のダイポール素子にそれそれ 1個ずつのクランクを設けた のみでは、 ダイポール素子を分割することで得られる線状導体の長さが 周波数 f 2の電波の半波長程度の長さとなってしまうので、 ダイポール アンテナ 2上における励起電流を充分に抑制することができない。 そこ で、 第 1 4図に示されるこの実施の形態によるダイポールアンテナに示 されるように、 ダイポール素子に複数のクランク 4 a， 4 bを形成する 。 これによ り、 周波数 f 2 に対してダイポールアンテナ 2 を分割したと みなして得られる第 1 4図下部に示される線状導体の長さは、 周波数 2の電波の波長の 1 / 4未満の長さとなるから、 ダイポ一ルアンテナ 2 における励起電流の発生を抑制することができる。 また、 周波数 f 1 と 周波数 f 2 とが、 f 2 > 3 f 1の関係を満たさない場合でも、 ダイポー ル素子上に配置されるクランクの数を増加させることで、 クランクの個 数分だけクランク形成位置において励起電流を相殺することができるか ら、 周波数 f 2で動作するダイポールアンテナからの素子間結合に基づ く励起電流をよ り小さ くできる。 なお、 実施の形態 1 と同様に、 周波数 f 1 で動作するダイポールアンテナは、 クランクを備えている場合でも 通常の場合と同様の特性を得ることが可能である。

第 1 4図に示された実施の形態によるダイポールアンテナでは、 形成 されるクランクの長さをすベて同じとしているが、 長さの異なるクラン クをダイポール素子上に形成して、 3周波以上の多周波共用アンテナを 構成することも可能である。 第 1 5図は、 多周波共用アレーアンテナに おいて使用される最低周波数 f 1で動作するダイポールアンテナの構成 を示す図である。 図において、 1 6は最低周波数 f l よ り も高い周波数 f 2 による励起電流を相殺するためのクランク、 1 7は周波数 f 2 よ り もさらに高い周波数 : f 3による励起電流を相殺するためのクランクであ る。 図に示されるように、 動作周波数に応じてクランクサイズを変える ことで当該動作周波数に応じた励起電流が相殺され、 クランクサイズの 異なるクランクを形成することで多周波共用アレーアンテナにおける励 起電流を抑制できる。

以上のように、 この実施の形態 4によれば、 相対的に低い周波数で動 作するダイポールアンテナに他の相対的に高い動作周波数の電波の波長 の 1 / 4の長さを有する複数個のクランクを設けるように構成したので 、 多周波共用アレーアンテナを相対的に高い周波数で動作させる場合に 、 周波数 1で動作するダイポールアンテナにおける素子間結合に基づ く励起電流の発生がクランクの個数分だけクランク形成位置において相 殺されるとともに励起電流発生に起因する再放射が抑制され、 さらに動 作周波数に対してダイポール素子が分割されたとみなされて分割された 線状導体の長さを動作周波数の電波の波長の 1 Z 4未満とすることで、 素子間結合による励起電流の発生を当該動作周波数に対してよ り抑制す ることができるから、 相対的に高い周波数 f 2 ( f 3 ) で動作するダイ ポールアンテナの放射指向性の劣化を大幅に低減することができるとい う効果を奏する。 実施の形態 5 .

第 1 6図は、 この発明の実施の形態 5 による相対的に低い周波数 f 1 で動作するダイポールアンテナの構成を示す図である。 図において、 第 6図と同一符号は同一または相当部分を示すのでその説明を省略する。 1 8は相対的に低い周波数 f 1で動作するダイポールアンテナ 2 を構成 するダイポール素子である。 この実施の形態 5は、 実施の形態 1 から実 施の形態 4 と比較すると、 ダイポールアンテナを構成する左右のダイポ ール素子がなす角度が 1 8 0度とならない点で相違する。

次に動作について説明する。

多周波共用アレーアンテナを相対的に高い.周波数 f 2で動作する際に おける素子間結合に基づく励起電流の発生の抑制については実施の形態 1 と同様であるのでその説明を省略する。 一方、 多周波共用アレーアン テナを周波数 f 1で動作させる場合には、 ダイポールアンテナ 2が給電 線路 3側においてなす角を 1 8 0度未満とする Λ字形を有しているので 、 ダイポールアンテナ 2の動作周波数 : f 1 における放射指向性は第 1 6 図に示すアンテナ正面方向においてビーム幅の広いものとなる。

また、 ダイポールアンテナ 2が給電線路 3側においてなす角を 1 8 0 度以上とする V字形を有するようにすれば、 ダイポールアンテナ 2の動 作周波数 f 1 における放射指向性は第 1 6図に示すアンテナ正面方向に おいてビーム幅の狭いものとなる。 このようにダイポールアンテナ形状 を変化させることで放射指向性を適宜調整することが可能であり、 ダイ ポールアンテナの形状も上記の Λ字形および V字形に限定されるもので はなく、 例えば第 1 7図および第 1 8図に示されるダイポールアンテナ 形状を採用することも可能である。

以上のように、 この実施の形態 5 によれば、 クランク具備ダイポール アンテナの形状を Λ字形または V字形となるように構成したので、 相対 的に高い周波数 f 2で動作するダイポ一ルアンテナの放射指向性の劣化 を低減することができるとともに、 相対的に低い周波数 : f 1で動作する ダイポールアンテナのビーム幅を広く または狭く して用途に応じて適宜 調整することが可能になるという効果を奏する。 実施の形態 6 .

第 1 9図は、 この発明の実施の形態 6 による相対的に低い周波数 f 1 で動作するダイポ一ルアンテナの構成を示す図である。 図において、 第 6図と同一符号は同一または相当部分を示すのでその説明を省略する。 1 9 a , 1 9 bは、 それそれダイポールアンテナ 2の直線部とクランク との接続点からクランクと逆方向に伸長された任意長の線状導体である 。 この実施の形態 6は、 実施の形態 1から実施の形態 5 と比較すると、 クランクの下部に線状導体が伸長されている点で相違する。

次に動作について説明する。

多周波共用アレーアンテナを相対的に高い周波数 f 2で動作する際に おける素子間結合に基づく励起電流の発生の抑制については、 実施の形 態 1 と同様であるのでその説明を省略する。 一方、 多周波共用アレーァ ンテナを相対的に低い周波数 f 1で動作させる場合には、 ダイポールァ ンテナ 2の直線部とクランク 4 との接続点から線状導体 1 9 a , 1 9 b が伸長されているので、 実施の形態 1 によるダイポールアンテナ 2等と 比較すると給電線路 3から供給される電流の流れる経路が変化して、 結 果的に共振周波数にずれが生じる。 したがって、 この線状導体 1 9 a , 1 9 bの長さを調節することで、 周波数 f 1 についてのイ ンピーダンス 整合をとることができる。 なお、 多周波共用アレーアンテナを相対的に 高い周波数 f 2で動作させる場合においては、 線状導体 1 9 aと 1 9 b とが相対する構造を有していることで、 素子間結合に基づく励起電流は 打ち消し合うので、 線状導体 1 9 a， 1 9 bを設けたことが周波数 f 2 で動作するダイポールアンテナの放射指向性に対して影響を与えること はない。 以上のように、 この実施の形態 6によれば、 実施の形態 1によるのと 同等の効果が得られるとともに、 クランク具備ダイポールアンテナにお いて直線部とクランクとの接続点から線状導体を伸長するように構成し たので、 相対的に低い周波数 f 1で多周波共用アレーアンテナを動作さ せる場合にイ ンピーダンス整合をとることが可能になるという効果を奏 する。 実施の形態 7.

第 2 0図は、 この発明の実施の形態 7による相対的に低い周波数 f 1 で動作するダイポールアンテナの構成を示す平面図である。 また、 第 2 1図は、 第 2 0図に示される B— B線に沿った断面図である。 図におい て、 2 0は誘電体基板、 2 1 aは誘電体基板 2 0の表面にエッチングさ れたダイポール素子、 2 1 bは誘電体基板 2 0の裏面にエッチングされ たダイポール素子、 2 2 aは誘電体基板 2 0の表面にエッチングされた 給電線路、 2 2 bは誘電体基板 2 0の裏面にエツチングされた給電線路 、 2 3 aは誘電体基板 2 0の表面にエッチングされたクランク、 2 3 b は誘電体基板 2 0の裏面にエッチングされたクランクである。 なお、 給 電線路 2 2 aと給電線路 2 2 bとから平行 2線が構成される。 また、 誘 電体基板 2 0の表裏面に形成されたダイポール素子 2 1 aとダイポール 素子 2 l bとからダイポールアンテナが構成される。 この実施の形態 7 は、 実施の形態 1から実施の形態 6 と比較すると、 ダイポールアンテナ を線状導体で構成するのではなく、 誘電体基板上にプリ ン ト化して構成 する点で相違する。

次に動作について説明する。

誘電体基板 （プリ ン ト基板） 2 0上にダイポール素子 2 1 a , 2 1 b 、 給電線路 2 2 a， 2 2 b、 クランク 2 3 a , 2 3 bをエッチング加工 によ り一体的に形成することで、 ダイポールアンテナを製作する。 なお

、 ダイポール素子 2 1 a， 2 l b上にはそれそれクランク 2 3 a， 2 3 bが形成されているが、 これらのクランク 2 3 a， 2 3 bを製作する際 には、 誘電体基板 2 0上においてプリ ン ト化によ りダイポール素子 2 1 a , 2 1 b上に突起部を設けるとともに、 当該突起部の略中央部にス リ ッ トを形成することでクランク 2 3 a , 2 3 bを構成することができる 。 また、 ダイポール素子 2 l a , 2 l bはともに幅 Wを有するように製 作され、 この幅 Wを広くすることでダイポールアンテナは広帯域性を有 することができる。 すなわち、 ダイポールを誘電体基板上にプリ ン ト化 することで、 広帯域性を有するダイポールアンテナを容易に製作できる 。 さらに、 このようにプリ ン ト化によ り形成されるダイポールアンテナ を誘電体基板 2 0上に複数個形成することで、 アレーアンテナを構成す ることができる。

上記のプリ ン ト化されたクランク具備ダイポールアンテナを動作周波 数である周波数 f 1で動作させる場合には、 実施の形態 1のダイポール アンテナと同様に共振して通常のダイポールアンテナとして動作する。 また、 上記プリ ン ト化されたクランク具備ダイポールアンテナを周波 数 f 2で動作させる場合には、 これも実施の形態 1のダイポールアンテ ナと同様に、 相対的に高い周波数 f 2で動作するダイポールアンテナか らの素子間結合によ り励起される電流をクランクで相殺することによ り 励起電流の発生を抑制して、 周波数 f 2で動作するダイポールアンテナ の放射指向性の乱れを低減できる。 なお、 実施の形態 1 と同様に、 周波 数 1で動作するダイポールアンテナは、 クランクを備えている場合で も通常の場合と同様の特性を得ることが可能である。

また、 クランク 2 3 a， 2 3 bを構成するス リ ッ トの長さを変えれば クランク長を調節することができ、 クランク長を相対的に高い周波数 f 2の電波の波長の 1 / 4の長さにすれば、 実施の形態 2 と同様にクラン ク始点が当該周波数 f 2の電波に対して開放とみなされて励起電流の発 生をさらに抑制できる。 また、 ダイポール素子 2 1 a， 2 1 b上におけ るクランク 2 3 a , 2 3 bの形成位置をシフ トさせれば、 実施の形態 3 と同様に励起電流分布が最大値を有する位置で励起電流を相殺して、 励 起電流の発生をさらに抑制できる。 さらに、 誘電体基板 2 0上へのプリ ン ト化により、 実施の形態 4 と同様に各ダイポール素子上に複数のクラ ンクを形成すること、 実施の形態 5 と同様にダイポールアンテナの形状 を Λ字形または V字形とすること、 実施の形態 6 と同様にクランク下部 に線状導体を伸長することが可能である。 なお、 これらの場合の動作は 各実施の形態において記載した動作と同様であるのでその説明を省略す る。

以上のように、 この実施の形態 7によれば， 実施の形態 1から実施の 形態 6 によるのと同等の効果が得られるとともに、 エツチング加工によ り誘電体基板上にダイポールアンテナをプリ ン ト化して形成するよう に したので、 ダイポールアンテナを容易に精度良く製作することができる という効果を奏する。 特に、 多くのアンテナ数を必要とするアレーアン テナについては、 エツチング加工が製作するうえで有利となる。 実施の形態 8 .

第 2 2図は、 この発明の実施の形態 8·による相対的に低い周波数 f 1 で動作するダイポールアンテナの構成を示す図である。 図において、 第 2 0図と同一符号は同一または相当部分を示すのでその説明を省略する 。 2 4は、 クランク 2 3 a上部に設けられたクランク長さ調整用導体で ある。 この実施の形態 8は、 実施の形態 7 と比較すると、 クランク凸部 の長さを調節可能である点で相違する。 なお、 第 2 2図にはダイポール アンテナを構成する片側のダイポール素子のみが記載されているが、 ク ランク長さ調整用導体 2 4は両側のダイポール素子上に設置される。 次に動作について説明する。

多周波共用アレーアンテナを相対的に低い周波数 f 1で動作させるこ とについては、 実施の形態 1 と同様であるのでその説明を省略する。 一 方、 相対的に高い周波数 f 2で動作させる場合には、 周波数 f 2で動作 するダイポールアンテナからの素子間結合により第 2 2図に示される周 波数 f 1で動作するダイポールアンテナ上にも励起電流が発生する。 し かし、 ダイポールアンテナにクランク 2 3 aが設けられていることで、 励起電流が相殺されて再放射量を抑制できる。 さらに、 クランク 2 3 a を構成する凸部上方にクランク長調節導体 2 4を設ける'ことで、 周波数 f 2で動作するダイポールアンテナの放射指向性を微調整する。 すなわ ち、 クランク凸部上方にクランク長調整用導体を設けることは、 クラン ク具備ダイポールアンテナに励起される電流の経路を調節することにな る。 このために、 クランク具備ダイポールアンテナからの僅かな再放射 の影響で、 周波数 f 2で動作するダイポールアンテナの放射指向性を微 調整することができる。

以上のように、 この実施の形態 8 によれば、 実施の形態 7によるのと 同等の効果が得られるとともに、 クランク凸部上方にクランク長さ調整 用導体を設けるように構成したので、 相対的に高い周波数 f 2で動作す る放射指向性を所望の形状に微調整することができるという効果を奏す る。 実施の形態 9 .

第 2 3図は、 この発明の実施の形態 9 による相対的に低い周波数 f 1 で動作するダイポールアンテナの構成の一例を示す図である。 また、 第 2 4図は、 この発明の実施の形態 9による相対的に低い周波数 f 1で動 作するダイポールアンテナの構成の他の例を示す図である。 これらの図 において、 第 2 0図と同一符号は同一または相当部分を示すのでその説 明を省略する。 2 5， 2 6は、 それそれダイポールアンテナを構成する ダイポール素子の直線部に対して凸部を上下対称な位置に配置して構成 されたクランクである。 この実施の形態 9は、 実施の形態 7 と比較する と、 ダイポールアンテナを構成するダイポール素子の直線部に対して上 下対称な位置に凸部を設けてクランクを構成する点で相違する。

次に動作について説明する。

多周波共用アレーアンテナを相対的に低い周波数 f 1で動作させるこ とについては、 実施の形態 1 と同様であるのでその説明を省略する。 一 方、 相対的に高い周波数 f 2で動作させる場合には、 周波数 f 2で動作 するダイポ一ルアンテナからの素子間結合によ り第 2 3図、 第 2 4図に 示される周波数 f 1で動作するダイポールアンテナ上にも励起電流が発 生する。 しかし、 ダイポールアンテナにクランク 2 5， 2 6が設けられ ていることで、 励起電流が相殺されて再放射量を抑制できる。 さらに、 クランク 2 5 , 2 6 を構成する凸部がダイポールアンテナを構成するダ ィポール素子の直線部に対して上下対称な位置に設けられているので、 クランクに基づくイ ンダク夕ンス量をこの両凸部によ り調整できる。 す なわち、 凸部形状を変えることでィ ンピーダンス特性を調節できるから 、 クランク凸部の個数を増加させることで相対的に高い周波数 f 2の帯 域に対するクランク具備ダイポールアンテナのイ ンピーダンス特性を調 節するための自由度が増加する。 なお、 実施の形態 1 と同様に、 周波数 f 1で動作するダイポールアンテナは、 クランクを備えている場合でも 通常の場合と同様の特性を得ることが可能である。

以上のように、 この実施の形態 9によれば、 実施の形態 7によるのと 同等の効果が得られるとともに、 ダイポールアンテナを構成するダイポ ル素子の直線部に対してクランクを構成する凸部を上下対称な位置に 配置するようにしたので、 クランク凸部の数が増加して、 クランク具備 アンテナの相対的に高い周波数 f 2 に対するイ ンピーダンス特性を調節 することができるという効果を奏する。 産業上の利用可能性

以上のように、 この発明に係る多周波共用アレーアンテナは、 2っ以 上の周波数を開口共用化した場合において、 相対的に高い周波数で動作 するダイポールアンテナの放射指向性の劣化を低減するのに適している

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 平面あるいは曲面状の地導体と、 該地導体上に動作周波数に対し て動作するように設置される複数の線状アンテナと、 該複数の線状アン テナに給電する給電線路とを備え、

2つ以上の動作周波数を共用するように、 それそれの動作周波数で動 作する線状アンテナのグループに属する複数の線状アンテナを規則的に 配列して、 動作周波数毎の線状アンテナのグループを適宜組み合せて複 数の線状アンテナからなるアレーを構成し、 複数の動作周波数のなかで 最高周波数よ り も低い動作周波数で動作する線状アンテナを構成するァ ンテナ素子部にクランクが形成されることを特徴とする多周波共用ァレ

—アンテナ。

2 . 第 1の動作周波数で動作する線状アンテナに形成されたクランク の高さが、 前記第 1の周波数よ り も相対的に高い第 2の周波数を有する 電波の波長の約 1 / 4の長さを有していることを特徴とする請求の範囲 第 1項記載の多周波共用アレーアンテナ。

3 . 相対的に高い周波数で動作する線状アンテナに対する位置に応じ て、 相対的に低い周波数で動作する線状アンテナのアンテナ素子部にお けるクランク形成位置を調整可能であることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の多周波共用アレーアンテナ。

4 . 線状アンテナを構成するアンテナ素子部に複数のクランクが形成 されることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の多周波共用アレーアン テナ。

5 . 第 1の動作周波数で動作する線状アンテナを構成するアンテナ素 子部に形成される複数のクランクが、 前記第 1の動作周波数よ り も高い 1 または複数の動作周波数について当該相対的に高いいずれかの動作周 波数を有する電波の波長の約 1 / 4の長さを有していることを特徴とす る請求の範囲第 4項記載の多周波共用アレーアンテナ。

6 . 複数の動作周波数のなかで最高周波数よ り低い周波数で動作して クランクを備える線状アンテナを構成するアンテナ素子部が給電線路側 においてなす角度を 1 8 0度よ り小さ く して Λ字形の線状アンテナを構 成するか、 あるいはアンテナ素子部が給電線路側においてなす角度を 1 8 0度よ り大き く して V字形の線状アンテナを構成することを特徴とす る請求の範囲第 1項記載の多周波共用アレーアンテナ。

7 . 複数の動作周波数のなかで最高周波数よ り低い周波数で動作して クランクを備える線状アンテナを構成するアンテナ素子部において、 ァ ンテナ素子部の直線部とクランクとの接続点から、 該クランクの延びる 方向に対して逆方向に線状導体が伸長されることを特徴とする請求の範 囲第 1項記載の多周波共用アレーアンテナ。

8 . 複数の動作周波数のなかで最高周波数よ り低い周波数で動作する 線状アンテナが、 誘電体基板の表面にプリ ン ト化して形成されたアンテ ナ素子部、 給電線路、 およびクランクと、 誘電体基板の裏面にプリ ン ト 化して形成されたアンテナ素子部、 給電線路、 およびクランクとを備え ることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の多周波共用アレーアンテナ

9 . アンテナ素子部に形成されたクランクを構成する凸部上方にクラ ンク長さ調節用導体を設けることを特徴とする請求の範囲第 8項記載の 多周波共用アレーアンテナ。

1 0 . 線状アンテナを構成するアンテナ素子部の直線部に対してクラ ンクを構成する凸部を上下対称な位置に配置することを特徴とする請求 の範囲第 8項記載の多周波共用アレーアンテナ。