WO2016174931A1 - アンテナ装置および姿勢算出装置 - Google Patents

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antenna element
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antenna device
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Inventor
明大 肥野
Original Assignee
古野電気株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/52—Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/08—Radiating ends of two-conductor microwave transmission lines, e.g. of coaxial lines, of microstrip lines
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart

Definitions

  • the present invention relates to an antenna device in which a plurality of antenna elements are arranged, and an attitude calculation device including the antenna device.
  • the attitude calculation device described in Patent Literature 1 includes a reference antenna element and other antenna elements.
  • the reference antenna elements and the other antenna elements are arranged in a predetermined arrangement pattern.
  • the attitude calculation apparatus described in Patent Literature 1 calculates an attitude using a difference in carrier phase of positioning signals received by these antenna elements.
  • the attitude calculation apparatus described in Patent Document 1 uses at least one antenna element that is a long base line with respect to a reference antenna element as an array pattern of antenna elements in order to improve attitude calculation accuracy. Therefore, it is not easy for the conventional posture calculation device as described in Patent Document 1 to downsize an antenna device including a plurality of antenna elements.
  • an object of the present invention is to provide a small antenna device in which an error of a carrier phase difference due to coupling between a plurality of antenna elements is suppressed, and an attitude calculation device including the antenna device.
  • the antenna device of the present invention includes a plurality of antenna elements each having a rectangular radiation conductor.
  • the plurality of antenna elements are arranged asymmetrically with respect to a reference line orthogonal to a line connecting the centers of adjacent antenna elements.
  • the present invention it is possible to realize a small antenna device in which mutual interference between a plurality of antenna elements is suppressed. Further, by using this antenna device, it is possible to realize a posture calculation device that is space-saving and has high calculation accuracy.
  • FIG. 1 is an external perspective view of an antenna device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is an external perspective view showing the main configuration of the antenna device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view showing the arrangement of antenna elements in the antenna device according to the first embodiment of the present invention.
  • the antenna device 100 includes four antenna elements 101, 102, 103, and 104.
  • the antenna elements 101, 102, 103, and 104 each independently receive a high-frequency signal such as a positioning signal.
  • the antenna elements 101, 102, 103, and 104 have the same configuration. Specific configurations of the antenna elements 101, 102, 103, and 104 will be described later.
  • the antenna elements 101, 102, 103, and 104 are rectangular (in this embodiment, square) in plan view.
  • Slot conductors 22 are formed on the surfaces of the antenna elements 101, 102, 103, and 104, respectively.
  • the slot conductor 22 is formed on substantially the entire surface of the antenna elements 101, 102, 103, and 104, and has a rectangular shape (square in this embodiment) in plan view.
  • a bow tie slot 220 is formed in the slot conductor 22.
  • the bow tie slot 220 is realized by a non-formed portion of the conductor extending along the direction connecting the center and corner of the slot conductor 22.
  • the slot conductor 22 in which the bow tie slot 220 is formed corresponds to the radiation conductor of the present invention.
  • the antenna element 101, 102, 103, 104 can receive circularly polarized waves having an axis in a direction perpendicular to the radiation surface, with the surface on which the bow tie slot 220 is formed as the radiation surface. .
  • the antenna elements 101, 102, 103, and 104 are disposed on the surface of the flat plate B100.
  • the antenna elements 101, 102, 103, and 104 may be fixed without using the flat plate B100 as long as the respective radiation surfaces exist on a single plane.
  • the antenna elements 101, 102, 103, and 104 are arranged in four-fold rotational symmetry (point symmetry with a rotation angle interval of 90 °) with respect to the reference point Ca. More specifically, the center point of antenna element 101 (center point in plan view) Ce1, the center point of antenna element 102 (center point in plan view) Ce2, and the center point of antenna element 103 (center point in plan view) Ce3.
  • the center point (center point in plan view) Ce4 of the antenna element 104 is arranged point-symmetrically with a rotation angle interval of 90 ° with respect to the reference point Ca in a plane parallel to the radiation surface.
  • the antenna elements 102 and 104 are closest to the antenna element 101.
  • the antenna elements 101 and 103 are closest to the antenna element 102.
  • the antenna elements 102 and 104 are closest to the antenna element 103.
  • the antenna elements 101 and 103 are closest to the antenna element 104.
  • the distance D34 between the center point Ce4 of the antenna 104 and the distance D41 between the center point Ce4 of the antenna element 104 and the center point Ce1 of the antenna element 102 are high-frequency signals received by the antenna elements 101, 102, 103, 104 (this In the embodiment, the positioning signal of the GNSS system is less than the wavelength ⁇ .
  • the distances D12, D23, D34, and D41 are about a half wavelength ⁇ / 2 of the high-frequency signal.
  • the antenna elements 101, 102, 103, and 104 are arranged close to each other at a distance less than the wavelength ⁇ of the high-frequency signal.
  • the antenna element 101 and the antenna element 102 are arranged so as not to be line-symmetric with respect to the reference line FL1.
  • the reference line FL1 is a bisector of a virtual line segment connecting the center point Ce1 and the center point Ce2.
  • the antenna element 102 and the antenna element 103 are arranged so as not to be line-symmetric with respect to the reference line FL2.
  • the reference line FL2 is a bisector of a virtual line segment connecting the center point Ce2 and the center point Ce3.
  • the reference line FL1 and the reference line FL2 are orthogonal to each other at the reference point Ca.
  • the antenna element 103 and the antenna element 104 are arranged so as not to be line-symmetric with respect to the reference line FL1.
  • the antenna element 104 and the antenna element 101 are arranged so as not to be line-symmetric with respect to the reference line FL2.
  • the antenna elements 101, 102, 103, and 104 are arranged so as not to be line-symmetric (non-linearly symmetrical) with respect to adjacent antenna elements.
  • the angle formed by the center line of the bow tie slot 220 on the reference point Ca side in the antenna element 101 (the line connecting the center point Ce1 and the corner Co12) and the line connecting the center point Ce1 and the reference point Ca is ⁇ 1.
  • the angle formed by the center line of the bow tie slot 220 on the reference point Ca side in the antenna element 102 (line connecting the center point Ce2 and the corner Co23) and the line connecting the center point Ce2 and the reference point Ca is ⁇ 2.
  • the angle formed by the center line of the bow tie slot 220 on the reference point Ca side in the antenna element 103 (line connecting the center point Ce3 and the corner Co34) and the line connecting the center point Ce3 and the reference point Ca is ⁇ 3.
  • the angle formed by the center line of the bow tie slot 220 on the reference point Ca side in the antenna element 104 (the line connecting the center point Ce4 and the corner Co41) and the line connecting the center point Ce4 and the reference point Ca is ⁇ 4.
  • the formed angles ⁇ 1, ⁇ 2, ⁇ 3, ⁇ 4 are set to angles other than 0 ° or 45 °.
  • the formed angles ⁇ 1, ⁇ 2, ⁇ 3, and ⁇ 4 are the same, for example, 22.5 °.
  • the angles ⁇ 1, ⁇ 2, ⁇ 3, and ⁇ 4 formed may be different.
  • the proximity of the corners of the slot conductor 22 can be suppressed between adjacent antenna elements.
  • the angle Co12 of the slot conductor 22 of the antenna element 101 (the angle of the antenna element 101 close to the antenna element 102) and the angle Co21 of the slot conductor 22 of the antenna element 102 (the antenna element in the antenna element 102)
  • the distance to the angle close to 101 is longer than the same distance when the angles ⁇ 1 and ⁇ 2 are 45 °.
  • the angle Co34 of the slot conductor 22 of the antenna element 103 (the angle of the antenna element 103 close to the antenna element 104) and the angle Co43 of the slot conductor 22 of the antenna element 104 (the angle of the antenna element 104 close to the antenna element 103) Is longer than the same distance when the formed angles ⁇ 3 and ⁇ 4 are 45 °.
  • the angle Co41 of the slot conductor 22 of the antenna element 104 (the angle of the antenna element 104 close to the antenna element 101) and the angle Co14 of the slot conductor 22 of the antenna element 101 (the angle of the antenna element 101 close to the antenna element 104) Is longer than the same distance when the formed angles ⁇ 4 and ⁇ 1 are 45 °.
  • the antenna element 102 side of the antenna element 101 and the antenna element 101 side of the antenna element 102 face each other at the center along the side, but both ends face each other. Not done.
  • the central portion along the side is opposed, but both ends are not opposed.
  • the central portion along the side is opposed, but both ends are not opposed.
  • the central part along the side is opposed, but both ends are not opposed.
  • the opposing sides of the antenna elements 101, 102, 103, and 104 are opposed over the entire sides.
  • the length of the opposite sides affects the strength of electromagnetic induction between antenna elements.
  • FIG. 3 is a block diagram of the posture calculation apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • the attitude calculation device 70 includes an antenna device 100, a reception unit 51, and a calculation unit 60.
  • the antenna device 100 includes antenna elements 101, 102, 103, and 104.
  • the antenna device 100 and the antenna elements 101, 102, 103, and 104 are configured as shown in FIGS.
  • the receiving unit 51 is connected to the antenna element 101.
  • the receiving unit 51 detects and tracks the positioning signal received by the antenna element 101 and detects the carrier phase.
  • the receiving unit 52 is connected to the antenna element 102.
  • the receiving unit 52 captures and tracks the positioning signal received by the antenna element 102 and detects the carrier phase.
  • the receiving unit 53 is connected to the antenna element 103.
  • the receiving unit 53 captures and tracks the positioning signal received by the antenna element 103, and detects the carrier phase.
  • the receiving unit 54 is connected to the antenna element 104.
  • the receiving unit 54 captures and tracks the positioning signal received by the antenna element 104 and detects the carrier phase.
  • the receivers 51, 52, 53, 54 output the detected carrier phase to the calculator 60.
  • the calculation unit 60 calculates the difference in the carrier phase of the same positioning signal detected by the two receiving units.
  • the calculation unit 60 sequentially calculates a difference in carrier phase (carrier phase difference), and calculates an attitude from these carrier phase differences using a known method.
  • the posture calculation accuracy improves as the carrier phase difference calculation accuracy increases. Therefore, by using the antenna device 100 according to the present embodiment, the posture calculation device 70 has high calculation accuracy of the carrier phase difference, and can calculate the posture with high accuracy.
  • FIG. 4 is a plan view showing the arrangement of antenna elements in the antenna device according to the second embodiment of the present invention.
  • the antenna device 100A according to the present embodiment is different from the antenna device 100 according to the first embodiment in that the number of antenna elements is changed from four to two.
  • the antenna elements 101A and 102A have the same configuration as the antenna elements 101, 102, 103, and 104 according to the first embodiment.
  • the antenna element 101A and the antenna element 102A are arranged with a distance D12A.
  • the distance D12A is a distance between the center point Ce1A of the antenna element 101A and the center point Ce2A of the antenna element 102A.
  • the distance D12A is less than the wavelength ⁇ of the high-frequency signal (in this embodiment, the positioning signal of the GNSS system) received by the antenna elements 101A and 102A.
  • the distance D12A is about a half wavelength ⁇ / 2 of the high-frequency signal.
  • the antenna elements 101A and 102A are arranged close to each other at a distance less than the wavelength ⁇ of the high-frequency signal.
  • the antenna element 101A and the antenna element 102A are arranged so as not to be line-symmetric with respect to the reference line FL1A.
  • the reference line FL1A is a bisector of a virtual line segment connecting the center point Ce1A and the center point Ce2A. The intersection of the reference line FL1A and the virtual line segment becomes the reference point CaA.
  • the angle formed by the center line of the bow tie slot 220 on the reference point CaA side (line connecting the center point Ce1A and the angle Co12A) and the line connecting the center point Ce1A and the reference point CaA in the antenna element 101A is ⁇ 1A.
  • the angle formed by the center line of the bow tie slot 220 on the reference point CaA side (the line connecting the center point Ce2A and the corner Co21) and the line connecting the center point Ce2A and the reference point CaA in the antenna element 102A is ⁇ 2A.
  • the formed angles ⁇ 1A and ⁇ 2A are set to angles other than 0 ° or 45 °.
  • the formed angles ⁇ 1A and ⁇ 2A are the same, for example, 22.5 °.
  • the formed angles ⁇ 1A and ⁇ 2A may be different.
  • the coupling between the antenna elements due to the current and the coupling due to the electromagnetic induction can be appropriately suppressed as in the first embodiment.
  • bonding acts on the high frequency signal received with a some antenna element can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress an error in the phase difference between the high-frequency signals received by the plurality of antenna elements.
  • the number of antenna elements is not limited to two or four, and the configuration of the present invention can be applied to a plurality of antenna elements.
  • the aspect in which the antenna device is applied to the attitude calculation device has been described.
  • the device calculates a desired physical quantity using the captured positioning signal
  • the above-described antenna device is used. It is possible to calculate a physical quantity with high accuracy.

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

【課題】複数のアンテナ間での相互干渉を抑制した小型のアンテナ装置を提供する。 【解決手段】アンテナ装置１００は、矩形の放射用導体であるスロット導体２２をそれぞれに備えた複数のアンテナ素子１０１，１０２，１０３，１０４を備える。複数のアンテナ素子１０１，１０２，１０３，１０４は、隣り合うアンテナ素子の中心同士を結ぶ線に直交する各基準線ＦＬ１，ＦＬ２に対して非線対称で配置されている。

Description

アンテナ装置および姿勢算出装置
　本発明は、複数のアンテナ素子が配置されたアンテナ装置、およびこのアンテナ装置を備えた姿勢算出装置に関する。
　従来、船舶、飛行機等の移動体の姿勢を算出する姿勢算出装置が各種考案されている。特許文献１に記載の姿勢算出装置は、基準アンテナ素子およびその他のアンテナ素子を備える。基準アンテナ素子およびその他のアンテナ素子は、所定の配列パターンで配置されている。特許文献１に記載の姿勢算出装置は、これらのアンテナ素子で受信した測位信号の搬送波位相の差を用いて姿勢を算出する。
　特許文献１に記載の姿勢算出装置は、アンテナ素子の配列パターンとして、姿勢の算出精度の向上のために、基準アンテナ素子に対して長基線となるアンテナ素子を少なくとも１つ用いている。したがって、特許文献１に記載のような従来の姿勢算出装置は、複数のアンテナ素子からなるアンテナ装置を小型化することが容易ではなかった。
特開２００１－２８１３１７号公報
　しかしながら、現在、複数のアンテナ素子からなるアンテナ装置の小型化が要求されている。アンテナ装置を小型化するためには、アンテナ素子間の距離を短くしなければならない。
　アンテナ素子間の距離が短くなると、これらのアンテナ素子が電気的に結合してしまい、上述の搬送波位相差に含まれる誤差は大きくなってしまう。
　したがって、本発明の目的は、複数のアンテナ素子間の結合による搬送波位相差の誤差を抑制した小型のアンテナ装置、および当該アンテナ装置を備えた姿勢算出装置を提供することにある。
　この発明のアンテナ装置は、矩形の放射用導体をそれぞれに備えた複数のアンテナ素子を備える。複数のアンテナ素子は、隣り合うアンテナ素子の中心同士を結ぶ線に直交する基準線に対して非線対称で配置されている。
　この構成では、隣り合うアンテナ素子の放射用導体パターンの角部が近接することを防止できる。これにより、隣り合うアンテナ素子間での電界による結合が抑制される。また、隣り合うアンテナ素子の対向する辺が全辺に亘って対向することを防止できる。これにより、隣り合うアンテナ素子間での電磁界結合が抑制される。したがって、隣り合うアンテナ素子間の距離を短くしても、受波する高周波信号の位相のズレが生じることが抑制される。これにより、搬送波位相差の誤差が抑制される。
　この発明によれば、複数のアンテナ素子の相互干渉を抑制した小型のアンテナ装置を実現することができる。また、このアンテナ装置を用いることによって、省スペース化された算出精度の高い姿勢算出装置を実現することができる。
本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置の外観斜視図 本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置におけるアンテナ素子の配置を表す平面図 本発明の第１の実施形態に係る姿勢算出装置のブロック図 本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置におけるアンテナ素子の配置を表す平面図
　本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置について、図を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置の主要構成を表す外観斜視図である。図２は、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置におけるアンテナ素子の配置を表す平面図である。
　図１に示すように、アンテナ装置１００は、４つのアンテナ素子１０１，１０２，１０３，１０４を備える。アンテナ素子１０１，１０２，１０３，１０４は、それぞれ独立して、測位信号等の高周波信号を受波する。
　アンテナ素子１０１，１０２，１０３，１０４は、同じ構成からなる。アンテナ素子１０１，１０２，１０３，１０４の具体的な構成は後述する。アンテナ素子１０１，１０２，１０３，１０４は、平面視して矩形（本実施形態では正方形）である。アンテナ素子１０１，１０２，１０３，１０４の表面には、それぞれスロット導体２２が形成されている。スロット導体２２は、アンテナ素子１０１，１０２，１０３，１０４の表面の略全面に形成されており、平面視して矩形（本実施形態では正方形）である。スロット導体２２には、ボウタイスロット２２０が形成されている。ボウタイスロット２２０は、スロット導体２２の中心と角部を結ぶ方向に沿って延びる導体の非形成部によって実現される。このボウタイスロット２２０が形成されたスロット導体２２が、本発明の放射用導体に相当する。このような構成によって、ボウタイスロット２２０が形成された面を放射面として、アンテナ素子１０１，１０２，１０３，１０４は、放射面に直交する方向へ軸を有する円偏波を受波することができる。
　アンテナ素子１０１，１０２，１０３，１０４は、平板Ｂ１００の表面に配置されている。なお、アンテナ素子１０１，１０２，１０３，１０４は、それぞれの放射面が単一平面に存在していれば、平板Ｂ１００を用いずに固定されていてもよい。
　アンテナ素子１０１，１０２，１０３，１０４は、基準点Ｃａに対して４回回転対称（回転角度の間隔が９０°となる点対称）に配置されている。より具体的には、アンテナ素子１０１の中心点（平面視した中心点）Ｃｅ１、アンテナ素子１０２の中心点（平面視した中心点）Ｃｅ２、アンテナ素子１０３の中心点（平面視した中心点）Ｃｅ３、および、アンテナ素子１０４の中心点（平面視した中心点）Ｃｅ４は、放射面に平行な面において基準点Ｃａに対して回転角度の間隔が９０°となる点対称に配置されている。
　この構成によって、アンテナ素子１０１に対して、アンテナ素子１０２，１０４が最も近接する。アンテナ素子１０２に対して、アンテナ素子１０１，１０３が最も近接する。アンテナ素子１０３に対して、アンテナ素子１０２，１０４が最も近接する。アンテナ素子１０４に対して、アンテナ素子１０１，１０３が最も近接する。
　アンテナ素子１０１の中心点Ｃｅ１とアンテナ素子１０２の中心点Ｃｅ２との距離Ｄ１２、アンテナ素子１０２の中心点Ｃｅ２とアンテナ素子１０３の中心点Ｃｅ３との距離Ｄ２３、アンテナ素子１０３の中心点Ｃｅ３とアンテナ素子１０４の中心点Ｃｅ４との距離Ｄ３４、および、アンテナ素子１０４の中心点Ｃｅ４とアンテナ素子１０２の中心点Ｃｅ１との距離Ｄ４１は、アンテナ素子１０１，１０２，１０３，１０４が受波する高周波信号（本実施形態では、ＧＮＳＳシステムの測位信号）の波長λ未満である。例えば、距離Ｄ１２，Ｄ２３，Ｄ３４，Ｄ４１は、高周波信号の半波長λ／２程度である。
　このように、アンテナ素子１０１，１０２，１０３，１０４は、高周波信号の波長λ未満の距離で近接して配置されている。
　アンテナ素子１０１とアンテナ素子１０２は、基準線ＦＬ１に対して線対称にならないように配置されている。基準線ＦＬ１は、中心点Ｃｅ１と中心点Ｃｅ２とを結ぶ仮想線分の二等分線である。
　アンテナ素子１０２とアンテナ素子１０３は、基準線ＦＬ２に対して線対称にならないように配置されている。基準線ＦＬ２は、中心点Ｃｅ２と中心点Ｃｅ３とを結ぶ仮想線分の二等分線である。基準線ＦＬ１と基準線ＦＬ２は、基準点Ｃａにおいて直交している。
　アンテナ素子１０３とアンテナ素子１０４は、基準線ＦＬ１に対して線対称にならないように配置されている。アンテナ素子１０４とアンテナ素子１０１は、基準線ＦＬ２に対して線対称にならないように配置されている。
　このように、アンテナ素子１０１，１０２，１０３，１０４は、隣り合うアンテナ素子に対して線対称にならないように（非線対称に）配置されている。
　例えば、アンテナ素子１０１における基準点Ｃａ側のボウタイスロット２２０の中心線（中心点Ｃｅ１と角Ｃｏ１２を結ぶ線）と、中心点Ｃｅ１と基準点Ｃａを結ぶ線との成す角を、θ１とする。アンテナ素子１０２における基準点Ｃａ側のボウタイスロット２２０の中心線（中心点Ｃｅ２と角Ｃｏ２３を結ぶ線）と、中心点Ｃｅ２と基準点Ｃａを結ぶ線との成す角を、θ２とする。アンテナ素子１０３における基準点Ｃａ側のボウタイスロット２２０の中心線（中心点Ｃｅ３と角Ｃｏ３４を結ぶ線）と、中心点Ｃｅ３と基準点Ｃａを結ぶ線との成す角を、θ３とする。アンテナ素子１０４における基準点Ｃａ側のボウタイスロット２２０の中心線（中心点Ｃｅ４と角Ｃｏ４１を結ぶ線）と、中心点Ｃｅ４と基準点Ｃａを結ぶ線との成す角を、θ４とする。
　成す角θ１，θ２，θ３，θ４は、０°または４５°以外の角度に設定されている。成す角θ１，θ２，θ３，θ４は、同じであり、例えば２２．５°である。なお、成す角θ１，θ２，θ３，θ４は、異なっていてもよい。
　このような構成とすることによって、近接するアンテナ素子間において、スロット導体２２の角の近接を抑制することができる。例えば、図２に示すように、アンテナ素子１０１のスロット導体２２の角Ｃｏ１２（アンテナ素子１０１におけるアンテナ素子１０２に近接する角）とアンテナ素子１０２のスロット導体２２の角Ｃｏ２１（アンテナ素子１０２におけるアンテナ素子１０１に近接する角）との距離は、成す角θ１，θ２が４５°の場合の同距離と比較して長くなる。
　また、アンテナ素子１０２のスロット導体２２の角Ｃｏ２３（アンテナ素子１０２におけるアンテナ素子１０３に近接する角）とアンテナ素子１０３のスロット導体２２の角Ｃｏ３２（アンテナ素子１０３におけるアンテナ素子１０２に近接する角）との距離は、成す角θ２，θ３が４５°の場合の同距離と比較して長くなる。
　また、アンテナ素子１０３のスロット導体２２の角Ｃｏ３４（アンテナ素子１０３におけるアンテナ素子１０４に近接する角）とアンテナ素子１０４のスロット導体２２の角Ｃｏ４３（アンテナ素子１０４におけるアンテナ素子１０３に近接する角）との距離は、成す角θ３，θ４が４５°の場合の同距離と比較して長くなる。
　また、アンテナ素子１０４のスロット導体２２の角Ｃｏ４１（アンテナ素子１０４におけるアンテナ素子１０１に近接する角）とアンテナ素子１０１のスロット導体２２の角Ｃｏ１４（アンテナ素子１０１におけるアンテナ素子１０４に近接する角）との距離は、成す角θ４，θ１が４５°の場合の同距離と比較して長くなる。
　これにより、複数のアンテナ素子１０１，１０２，１０３，１０４のスロット導体２２の角の距離が短くなりすぎることを抑制し、電流によるスロット導体２２同士の結合を抑制することができる。
　また、このような構成とすることによって、隣り合うアンテナ素子同士の対向する辺において、互いに対向する部分と、対向しない部分とが存在する。言い換えれば、隣り合うアンテナ素子同士の対向する辺における全辺が対向する構成にはならない。例えば、図２に示すように、アンテナ素子１０１におけるアンテナ素子１０２側の辺と、アンテナ素子１０２におけるアンテナ素子１０１側の辺では、辺に沿った中央部は対向しているが、両端部は対向していない。アンテナ素子１０２におけるアンテナ素子１０３側の辺と、アンテナ素子１０３におけるアンテナ素子１０２側の辺では、辺に沿った中央部は対向しているが、両端部は対向していない。アンテナ素子１０３におけるアンテナ素子１０４側の辺と、アンテナ素子１０４におけるアンテナ素子１０３側の辺では、辺に沿った中央部は対向しているが、両端部は対向していない。アンテナ素子１０４におけるアンテナ素子１０１側の辺と、アンテナ素子１０１におけるアンテナ素子１０４側の辺では、辺に沿った中央部は対向しているが、両端部は対向していない。
　一方、成す角θ１，θ２，θ３，θ４が０°の場合、各アンテナ素子１０１，１０２，１０３，１０４の対向する辺は全辺に亘って対向する。
　このような対向する辺の長さは、アンテナ素子間での電磁誘導の強さに影響を与える。対向する辺の長さが長いほど電磁誘導が強くなり、対向する辺の長さが短いほど電磁誘導が弱くなる。したがって、本実施形態の構成を用いることによって、アンテナ素子間の電磁誘導を抑制することができる。
　以上のように、本実施形態の構成を用いることによって、複数のアンテナ素子を近接して配置しても、アンテナ素子間での電流による結合および電磁誘導による結合を、適切に抑制することができる。すなわち、複数のアンテナ素子間での相互干渉を抑制することができる。これにより、複数のアンテナ素子で受波する高周波信号に上記の結合が作用して生じる位相のズレを抑制できる。したがって、複数のアンテナ素子で受波する高周波信号間の位相差の誤差を抑制できる。
　このようなアンテナ装置１００は、次に示すような姿勢算出装置に適用することができる。図３は、本発明の第１の実施形態に係る姿勢算出装置のブロック図である。
　姿勢算出装置７０は、アンテナ装置１００、受信部５１、および、演算部６０を備える。アンテナ装置１００は、アンテナ素子１０１，１０２，１０３，１０４を備える。アンテナ装置１００およびアンテナ素子１０１，１０２，１０３，１０４は、図１、図２に示す構成からなる。
　受信部５１は、アンテナ素子１０１に接続されている。受信部５１は、アンテナ素子１０１で受波した測位信号を捕捉、追尾して、搬送波位相を検出する。受信部５２は、アンテナ素子１０２に接続されている。受信部５２は、アンテナ素子１０２で受波した測位信号を捕捉、追尾して、搬送波位相を検出する。受信部５３は、アンテナ素子１０３に接続されている。受信部５３は、アンテナ素子１０３で受波した測位信号を捕捉、追尾して、搬送波位相を検出する。受信部５４は、アンテナ素子１０４に接続されている。受信部５４は、アンテナ素子１０４で受波した測位信号を捕捉、追尾して、搬送波位相を検出する。受信部５１，５２，５３，５４は、検出した搬送波位相を演算部６０に出力する。
　演算部６０は、２つの受信部で検出した同じ測位信号の搬送波位相の差を算出する。演算部６０は、搬送波位相の差（搬送波位相差）を順次算出し、これらの搬送波位相差から既知の方法を用いて姿勢を算出する。
　このような姿勢の算出方法では、搬送波位相差の算出精度が高いほど、姿勢の算出精度が向上する。したがって、本実施形態に係るアンテナ装置１００を用いることによって、姿勢算出装置７０は、搬送波位相差の算出精度が高く、姿勢を高精度に算出することができる。
　次に、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置について、図を参照して説明する。図４は、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置におけるアンテナ素子の配置を表す平面図である。
　本実施形態に係るアンテナ装置１００Ａは、第１の実施形態に係るアンテナ装置１００に対して、アンテナ素子が４つから２つに変わった点で異なる。
　アンテナ素子１０１Ａ，１０２Ａは、第１の実施形態に係るアンテナ素子１０１，１０２，１０３，１０４と同じ構成である。
　アンテナ素子１０１Ａとアンテナ素子１０２Ａは、距離Ｄ１２Ａをおいて配置されている。ここで、距離Ｄ１２Ａは、アンテナ素子１０１Ａの中心点Ｃｅ１Ａとアンテナ素子１０２Ａの中心点Ｃｅ２Ａとの距離である。距離Ｄ１２Ａは、アンテナ素子１０１Ａ，１０２Ａが受波する高周波信号（本実施形態では、ＧＮＳＳシステムの測位信号）の波長λ未満である。例えば、距離Ｄ１２Ａは、高周波信号の半波長λ／２程度である。
　このように、アンテナ素子１０１Ａ，１０２Ａは、高周波信号の波長λ未満の距離で近接して配置されている。
　アンテナ素子１０１Ａとアンテナ素子１０２Ａは、基準線ＦＬ１Ａに対して線対称にならないように配置されている。基準線ＦＬ１Ａは、中心点Ｃｅ１Ａと中心点Ｃｅ２Ａとを結ぶ仮想線分の二等分線である。この基準線ＦＬ１Ａと仮想線分との交点が基準点ＣａＡとなる。
　例えば、アンテナ素子１０１Ａにおける基準点ＣａＡ側のボウタイスロット２２０の中心線（中心点Ｃｅ１Ａと角Ｃｏ１２Ａを結ぶ線）と、中心点Ｃｅ１Ａと基準点ＣａＡを結ぶ線との成す角を、θ１Ａとする。アンテナ素子１０２Ａにおける基準点ＣａＡ側のボウタイスロット２２０の中心線（中心点Ｃｅ２Ａと角Ｃｏ２１を結ぶ線）と、中心点Ｃｅ２Ａと基準点ＣａＡを結ぶ線との成す角を、θ２Ａとする。
　成す角θ１Ａ，θ２Ａは、０°または４５°以外の角度に設定されている。成す角θ１Ａ，θ２Ａは同じであり、例えば、２２．５°である。なお、成す角θ１Ａ，θ２Ａは、異なっていてもよい。
　このような構成とすることによって、上述の実施形態と同様に、近接して隣り合うアンテナ素子１０１Ａ，１０２Ａ間において、スロット導体２２の角の近接を抑制することができる。これにより、複数のアンテナ素子１０１Ａ，１０２Ａのスロット導体２２の角の距離が短くなりすぎることを抑制し、電流によるスロット導体２２同士の結合を抑制することができる。
　また、このような構成とすることによって、隣り合うアンテナ素子１０１Ａ，１０２Ａ同士の対向する辺において、互いに対向する部分と、対向しない部分とが存在する。言い換えれば、隣り合うアンテナ素子同士の対向する辺における全辺が対向する構成にはならない。
　このように、アンテナ素子が２つであっても、第１の実施形態と同様に、アンテナ素子間での電流による結合および電磁誘導による結合を、適切に抑制することができる。これにより、複数のアンテナ素子で受波する高周波信号に上記の結合が作用して生じる位相のズレを抑制できる。したがって、複数のアンテナ素子で受波する高周波信号間の位相差の誤差を抑制できる。
　なお、アンテナ素子は、２つ、４つに限らず、複数個であれば、本発明の構成を適用することができる。
　また、上述の実施形態では、アンテナ装置を姿勢算出装置に適用する態様を示したが、捕捉した測位信号を用いて、所望の物理量を算出する装置であれば、上述のアンテナ装置を用いて、高精度な物理量の算出を行うことができる。
１００，１００Ａ：アンテナ装置
１０１，１０２，１０３，１０４，１０１Ａ，１０２Ａ：アンテナ素子
２２：スロット導体
２２０：ボウタイスロット
５１，５２，５３，５４：受信部
６０：演算部
７０：姿勢算出装置
Ｂ１００：平板
ＦＬ１，ＦＬ１Ａ，ＦＬ２：基準線

Claims (5)

  1. 　矩形の放射用導体をそれぞれに備えた複数のアンテナ素子を備え、
    　前記複数のアンテナ素子は、
    　前記隣り合うアンテナ素子の中心同士を結ぶ線に直交する基準線に対して非線対称で配置されている、
    　アンテナ装置。
  2. 　請求項１に記載のアンテナ装置であって、
    　前記隣り合うアンテナ素子の中心間の距離は、前記アンテナ素子で受波する高周波信号の１波長未満である、
    　アンテナ装置。
  3. 　請求項１または請求項２に記載のアンテナ装置であって、
    　前記複数のアンテナ素子は、前記基準線に対して同じ角度で配置されている。
    　アンテナ装置。
  4. 　請求項３に記載のアンテナ装置であって、
    　前記複数のアンテナ素子は４つであり、
    　前記４つのアンテナ素子は、該４つのアンテナの配置の中心点を基準点として４回回転対称で配置されている、
    　アンテナ装置。
  5. 　請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のアンテナ装置と、
    　前記複数のアンテナ素子にそれぞれ接続し、それぞれに受波した測位信号を捕捉する複数の受信部と、
    　捕捉した測位信号に基づいて姿勢を算出する演算部と、
    　を備える、姿勢算出装置。
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