WO2018047234A1 - アンテナ装置、ｍｉｍｏ通信システム - Google Patents

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WO2018047234A1
WO2018047234A1 PCT/JP2016/076181 JP2016076181W WO2018047234A1 WO 2018047234 A1 WO2018047234 A1 WO 2018047234A1 JP 2016076181 W JP2016076181 W JP 2016076181W WO 2018047234 A1 WO2018047234 A1 WO 2018047234A1
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WO
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antenna
polarization
horizontal
bidirectional
directivity
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Application number
PCT/JP2016/076181
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English (en)
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Inventor
弘樹 萩原
Original Assignee
日本電業工作株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/42—Housings not intimately mechanically associated with radiating elements, e.g. radome
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/24—Combinations of antenna units polarised in different directions for transmitting or receiving circularly and elliptically polarised waves or waves linearly polarised in any direction
    • H01Q21/26—Turnstile or like antennas comprising arrangements of three or more elongated elements disposed radially and symmetrically in a horizontal plane about a common centre
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/28—Combinations of substantially independent non-interacting antenna units or systems

Definitions

  • the present invention relates to an antenna device and a MIMO communication system.
  • MIMO Multi-Input Multi-Output
  • LTE Long Term Evolution
  • wireless LAN Local Area Network
  • Patent Document 1 as antennas used in MIMO, a first array antenna in which a plurality of first antenna elements oriented in a first direction are arranged in a row and a plurality of second antennas oriented in a second direction are disclosed.
  • An antenna element is described that includes a second array antenna in which antenna elements are alternately arranged in a row with the first antenna element (see Patent Document 1).
  • MIMO In addition to radio waves that reach a receiver directly from a transmitter, radio waves that arrive indirectly after being reflected by a reflector such as a building are also used for communication. For this reason, MIMO may use an omnidirectional antenna such as an omni antenna. However, when an omni antenna is employed, it is difficult to obtain a high gain as an array antenna because the omni antenna does not have a directional gain in a horizontal plane in principle.
  • An object of this invention is to provide the antenna apparatus etc. which can obtain a high gain.
  • an antenna device to which the present invention is applied includes a first antenna having a first polarization element for transmitting and receiving a first polarization and having directivity in a first direction, and the first polarization.
  • a first bidirectional antenna having a wave element and a second antenna having directivity in a second direction that is bidirectional with the first direction, the first polarization element, and A third antenna having directivity in a third direction intersecting with the first direction, and a fourth antenna having directivity in a fourth direction having the first polarization element and being bidirectional with the third direction.
  • a second polarization element that transmits and receives a second polarization different from the first polarization, and has directivity in a fifth direction that intersects the third direction.
  • each of the first to fourth antennas has a plurality of the first polarization elements arranged along a ninth direction intersecting the first direction and the third direction.
  • each of the fifth to eighth antennas may include a plurality of the second polarization elements arranged along the ninth direction. According to this configuration, a higher gain can be obtained.
  • a conductor may be provided on the outer peripheral surface, and a support body that supports the first antenna to the eighth antenna on the outer peripheral surface may be further included. According to this configuration, the antenna device can be simplified.
  • the second polarization element constituting each of the first to eighth antennas It further includes a conductive member provided at a position opposite to. According to this configuration, the directivity of the second polarization by the second polarization element can be made closer to the directivity of the first polarization by the first polarization element.
  • the first direction and the fifth direction may be the same direction
  • the third direction and the seventh direction may be the same direction. According to this configuration, the antenna device can be simplified.
  • a MIMO communication system to which the present invention is applied includes a first antenna having a first polarization element for transmitting and receiving a first polarization and having directivity in a first direction; A first bidirectional antenna having the first polarization element and a second antenna having directivity in a second direction that is bidirectional with the first direction; and A third antenna having directivity in a third direction intersecting with the first direction, and directivity in a fourth direction having the first polarization element and being bidirectional with the third direction.
  • a second bidirectional antenna having a fourth antenna with a second polarization element that transmits and receives a second polarization different from the first polarization, and intersects the third direction.
  • An external communication device having a plurality of antennas and a communication device that performs MIMO (Multi-Input-Multi-Output) communication via the antenna device are included.
  • MIMO Multi-Input-Multi-Output
  • an antenna device or the like that can obtain a high gain can be provided.
  • (A), (b) is a perspective view which shows an example of a structure of a base station antenna.
  • (A), (b) is a figure for demonstrating the structure of an antenna device.
  • (A)-(c) is a figure for demonstrating the dimension of an antenna apparatus.
  • (A), (b) is a figure which shows the directivity in the horizontal surface of an antenna apparatus. It is a figure which shows typically the path
  • (A) is an installation example of the base station antenna of the first conventional example
  • (b) is an installation example of the base station antenna of the second conventional example
  • (c) is an installation of the base station antenna of the present embodiment. It is a figure which shows an example, respectively. It is a figure for demonstrating the structure of the antenna apparatus which concerns on a 1st modification. It is a figure for demonstrating the structure of the antenna apparatus which concerns on a 2nd modification.
  • FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a MIMO communication system to which the present embodiment is applied.
  • the transmission side and the reception side perform wireless communication by “4-branch MIMO” in which radio waves are transmitted and received using four antennas.
  • This MIMO communication system includes a base station 100 that is fixedly disposed and serves as a base for wireless communication, and a mobile terminal device 200 that is provided so as to be movable with respect to the base station 100 and that performs wireless communication with the base station 100.
  • the base station 100 includes a base station antenna 1 that transmits and receives radio waves to and from the mobile terminal device 200, a communication device 2 that performs MIMO communication via the base station antenna 1, and the base station antenna 1 and the communication device.
  • four communication cables 3 for connecting the two.
  • the four communication cables 3 for example, coaxial cables are used.
  • the mobile terminal device 200 as an example of a communication device transmits and receives radio waves to and from the base station antenna 1 of the base station 100, and includes four terminal-side antennas 210 as an example of a plurality of antennas, A terminal-side communication device 220 that performs MIMO communication via the terminal-side antenna 210.
  • FIGS. 2A and 2B are perspective views showing an example of the configuration of the base station antenna 1.
  • FIG. 2A shows the appearance of the base station antenna 1.
  • FIG. 2B shows the internal configuration of the base station antenna 1.
  • the base station antenna 1 is attached to the radome 30 that encloses the antenna device 10, the antenna device 10, and the four communication cables 3 (see FIG. 1) from the outside into the radome 30.
  • the cable lead-in part 40 is provided.
  • the radome 30 is indicated by a two-dot chain line so that the antenna device 10 provided inside the radome 30 can be seen.
  • the base station antenna 1 including the antenna device 10 and the antenna device 10 has a shape extending in the vertical direction VD as an example of the ninth direction when viewed as a whole.
  • the radome 30 constituting the base station antenna 1 is a hollow cylinder whose cross section in the horizontal direction HD has a circular shape and extends in the vertical direction VD.
  • the radome 30 is made of a resin having a high radio wave transmittance.
  • FIGS. 3A and 3B are diagrams for explaining the configuration of the antenna device 10.
  • FIG. 3A is an enlarged perspective view of a main part of the antenna device 10.
  • FIG. 3B is a top view of the antenna device 10 as viewed from the upper side in the vertical direction VD.
  • FIG. 3 schematically shows the configuration of the antenna device 10.
  • FIG. 3B shows the radome 30 together with the antenna device 10.
  • the antenna device 10 includes one support 11, eight horizontal polarization elements 12a, 12b, 12c, and 12d, and vertical polarization elements 13a, 13b, 13c, 13d, 13e, 13f, 13g, and 13h. Eight each, eight directors 14a, 14b, 14c and 14d, and four reflectors 15a, 15b, 15c and 15d are provided.
  • the horizontal polarization elements 12a, 12b, 12c, and 12d are not particularly distinguished, the horizontal polarization elements 12 are described as the horizontal polarization elements 12, and the vertical polarization elements 13a, 13b, 13c, 13d, 13e, 13f, 13g, and 13h are denoted. When not particularly distinguished, it is described as a vertical polarization element 13.
  • the directors 14a, 14b, 14c, and 14d are described as the director 14 when not particularly distinguished, and the reflectors 15a, 15b, 15c, and 15d are described as the reflector 15 when not particularly distinguished.
  • the horizontal polarization element 12 and the vertical polarization element 13 are designed so that their frequency bands are common.
  • the support 11 is formed of a square pipe having a horizontal HD cross section that is square and extends in the vertical direction VD.
  • the support body 11 is provided with a power feeding circuit for feeding power to each horizontal polarization element 12 and each vertical polarization element 13 formed on a printed circuit board by a microstrip line on the outer periphery of the side portion.
  • a copper foil serving as a ground plate is provided on almost one surface of a dielectric substrate, and a microstrip line is provided on the other surface. 12 and each of the vertical polarization elements 13 also functions as a reflector.
  • a plurality of horizontal polarization elements 12 and a plurality of vertical polarization elements 13 are attached to the support 11 to support the plurality of horizontal polarization elements 12 and the plurality of vertical polarization elements 13. .
  • the support 11 itself is made of a reflector by configuring the support 11 with a conductive material such as metal. Also works.
  • a first surface 111 facing the first horizontal direction HD1 (0 °) of the horizontal direction HD and a second horizontal direction HD2 (a pair of the first horizontal direction HD1) ( 180 degrees) is provided. Further, on the outer periphery of the side portion of the support 11, the third surface 113 facing the third horizontal direction HD 3 (90 °) orthogonal to the first horizontal direction HD 1 in the horizontal direction HD and the third horizontal direction HD 3 are paired. And a fourth surface 114 facing the fourth horizontal direction HD4 (270 °).
  • the first surface 111 and the second surface 112 are in a front / back relationship
  • the third surface 113 and the fourth surface 114 are in a front / back relationship.
  • the horizontal polarization element 12 as an example of the first polarization element transmits and receives horizontal polarization as an example of the first polarization.
  • the horizontal polarization element 12 is composed of a dipole antenna in which two elements are arranged in the horizontal direction HD, and is disposed on the outer peripheral surface of the support 11. More specifically, horizontal polarization elements 12a are arranged on the first surface 111 of the support 11 at a predetermined distance from the first surface 111, and arranged in a state where eight horizontal polarization elements 12 are arranged in the vertical direction VD. Has been.
  • These horizontal polarization elements 12a and the ground plane of the printed circuit board arranged on the outer periphery of the side of the support 11 constitute a first horizontal polarization antenna 21a.
  • Horizontal polarization elements 12b are arranged on the second surface 112 of the support 11 at a predetermined distance from the second surface 112, and are arranged in a state where eight horizontal polarization elements 12 are arranged in the vertical direction VD.
  • These horizontal polarization elements 12b and the ground plane of the printed circuit board disposed on the outer periphery of the side of the support 11 constitute a second horizontal polarization antenna 21b.
  • the horizontal polarization elements 12c are arranged on the third surface 113 of the support 11 at a predetermined distance from the third surface 113, and are arranged in a state where eight horizontal polarization elements 12 are arranged in the vertical direction VD.
  • These horizontal polarization elements 12c and the ground plane of the printed circuit board disposed on the outer periphery of the side of the support 11 constitute a third horizontal polarization antenna 22a.
  • the horizontal polarization elements 12d are arranged on the fourth surface 114 of the support 11 at a predetermined distance from the fourth surface 114, and arranged in a state where eight horizontal polarization elements 12 are arranged in the vertical direction VD.
  • These horizontal polarization elements 12d and the ground plane of the printed circuit board disposed on the outer periphery of the side of the support 11 constitute a fourth horizontal polarization antenna 22b.
  • first horizontal polarization antenna 21a and the second horizontal polarization antenna 21b are not particularly distinguished, they are described as the horizontal polarization antenna 21, and the third horizontal polarization antenna 22a and the fourth horizontal polarization antenna 22b. Are not specifically distinguished from each other, they are described as horizontally polarized antennas 22.
  • the eight horizontal polarization elements 12a on the first surface 111 are arranged so as to face each other in the first horizontal direction HD1.
  • the eight horizontal polarization elements 12b on the second surface 112 are arranged so as to face each other in the second horizontal direction HD2.
  • the eight horizontal polarization elements 12c on the third surface 113 are arranged so as to face the third horizontal direction HD3.
  • the eight horizontal polarization elements 12d on the fourth surface 114 are arranged so as to face the fourth horizontal direction HD4.
  • the eight horizontal polarization elements 12 arranged in the vertical direction VD on the first surface 111 to the fourth surface 114 each constitute an array antenna and have a desired vertical in-plane directivity. In this way, power is supplied by setting the phase shift and amplitude.
  • These horizontal polarization elements 12 are attached to the support 11 using, for example, a dielectric substrate.
  • the vertical polarization element 13 as an example of the second polarization element transmits and receives vertical polarization as an example of the second polarization.
  • the vertical polarization element 13 is composed of a dipole antenna in which two elements are arranged in the vertical direction VD, and is disposed on the outer peripheral surface of the support 11. More specifically, in the vertical polarization element 13, eight elements arranged in the vertical direction VD are arranged in two rows in the horizontal direction HD on each of the first surface 111 to the fourth surface 114 of the support 11. Arranged in a state.
  • two vertical polarization elements 13a and eight vertical polarization elements 13b are arranged in the horizontal direction HD and eight in the vertical direction VD.
  • the vertical polarization elements 13a and 13b, the director 14a, and the reflectors 15a and 15b constitute a first vertical polarization antenna 25a.
  • the two vertical polarization elements 13 arranged side by side in the horizontal direction HD are fed with mutually shifted homologous amplitude, and eight vertical polarization elements arranged side by side in the vertical direction VD.
  • the element 13 is fed with a phase shift and amplitude set so as to have a desired vertical in-plane directivity.
  • the vertical polarization elements 13c and the vertical polarization elements 13d are arranged in two rows in the horizontal direction HD and eight in the vertical direction VD.
  • the vertical polarization elements 13c and 13d, the director 14b, and the reflectors 15c and 15d constitute a second vertical polarization antenna 25b.
  • the two vertical polarization elements 13 arranged side by side in the horizontal direction HD are fed with mutually shifted homologous amplitude, and eight vertical polarization elements arranged in the vertical direction VD are arranged.
  • the element 13 is fed with a phase shift and amplitude set so as to have a desired vertical in-plane directivity.
  • two vertical polarization elements 13e and eight vertical polarization elements 13f are arranged in the horizontal direction HD and eight in the vertical direction VD.
  • the vertical polarization elements 13e and 13f, the director 14c, and the reflectors 15b and 15c constitute a third vertical polarization antenna 26a.
  • the two vertical polarization elements 13 arranged side by side in the horizontal direction HD are fed with mutually shifted homologous amplitude, and eight vertical polarization elements arranged in the vertical direction VD.
  • No. 13 supplies power by setting the phase shift and the amplitude so as to obtain the desired directivity in the vertical plane.
  • two vertical polarization elements 13g and eight vertical polarization elements 13h are arranged in the horizontal direction HD and eight in the vertical direction VD.
  • the vertical polarization elements 13g and 13h, the director 14d, and the reflectors 15a and 15d constitute a fourth vertical polarization antenna 26b.
  • the two vertical polarization elements 13 arranged side by side in the horizontal direction HD are fed with a shift homologous amplitude, and the eight vertical polarization elements 13 arranged in the vertical direction VD have a desired vertical polarization. Power is supplied by setting the phase shift and amplitude so as to achieve in-plane directivity.
  • the 16 vertical polarization elements 13 arranged in two rows in the horizontal direction HD by 8 in the vertical direction VD each constitute an array antenna.
  • the first vertical polarization antenna 25a and the second vertical polarization antenna 25b are not particularly distinguished from each other, they are described as the vertical polarization antenna 25, and the third vertical polarization antenna 26a and the fourth vertical polarization antenna 26b.
  • each of the first surface 111 to the fourth surface 114 of the support 11 one horizontal polarization element 12 and two vertical polarization elements 13 arranged in the horizontal direction HD are alternately arranged in the vertical direction VD. ing.
  • the waveguide 14 is formed of a rectangular parallelepiped plate material having a horizontal HD cross section that is rectangular and extends in the vertical direction VD.
  • the director 14 is composed of a printed board on which a metal plate or copper foil is formed. Each director 14 is fixed to a position outside the support 11 and facing the first surface 111 to the fourth surface 114.
  • Eight directors 14 in the vertical direction VD are provided so that each of the first surface 111 to the fourth surface 114 of the support 11 faces two vertical polarization elements 13 arranged in the horizontal direction HD. They are arranged side by side. Further, when viewed from above, the director 14 is disposed outside the ends of the horizontal polarization elements 12 provided on the first surface 111 to the fourth surface 114 of the support 11. Note that the shape of the director 14 is not limited to the above shape, and may be a conductive member having a circular or quadrangular cross section, and may not necessarily be configured on the printed board.
  • the reflector 15 as an example of the conductive member is formed of a rectangular metal bar having a square cross section in the horizontal direction HD and extending in the vertical direction VD. Each reflector 15 is located outside the support 11 and faces four angles (four directions of 45 °, 135 °, 225 °, and 315 °) formed by the first surface 111 to the fourth surface 114. It is fixed to. In addition, the reflector 15 is disposed outside the end of the vertical polarization element 13 provided on each of the first surface 111 to the fourth surface 114 of the support 11 when viewed from above.
  • the reflector 15 is disposed on the inner side than the end of the horizontal polarization element 12 provided on each of the first surface 111 to the fourth surface 114 of the support 11 when viewed from above.
  • the cross-sectional shape of the reflector 15 is not limited to the above shape, and the cross-section may be a circle or a quadrangular line, and the material may be a conductive member.
  • the first horizontal polarization antenna 21 a having directivity in the first horizontal direction HD 1 and the second surface 112 side of the support 11 are provided on the first surface 111 side of the support 11.
  • the first horizontal polarization bidirectional antenna 31 is configured by combining the second horizontal polarization antenna 21b having directivity in the second horizontal direction HD2 with the shift homologous amplitude.
  • the third horizontal polarization antenna 22 a provided on the third surface 113 side of the support 11 and having directivity in the third horizontal direction HD 3 and the fourth surface 114 side of the support 11 are provided.
  • the second horizontally polarized bidirectional antenna 32 is configured by synthesizing the fourth horizontally polarized antenna 22b which is provided and has directivity in the fourth horizontal direction HD4 with the shift homologous amplitude.
  • the first vertical polarization antenna 25a provided on the first surface 111 side of the support 11 and having directivity in the first horizontal direction HD1, and the second surface 112 side of the support 11 are provided.
  • a first vertically polarized bidirectional antenna 41 is configured by synthesizing a second vertically polarized antenna 25b provided and having directivity in the second horizontal direction HD2 with a shift homologous amplitude.
  • a third vertical polarization antenna 26a provided on the third surface 113 side of the support 11 and having directivity in the direction of the third horizontal direction HD3, and a fourth surface of the support 11
  • the second vertically polarized bidirectional antenna 42 is constructed by synthesizing the fourth vertically polarized antenna 26b provided on the side 114 and having directivity in the fourth horizontal direction HD4 with a shift homologous amplitude. Yes.
  • the first horizontal direction HD1 and the third horizontal direction HD3 are orthogonal to each other in the horizontal direction HD. That is, the first horizontal polarization bidirectional antenna 31 and the second horizontal polarization bidirectional antenna 32 are in a positional relationship orthogonal to each other in the horizontal direction HD.
  • the first vertically polarized bidirectional antenna 41 and the second vertically polarized bidirectional antenna 42 are also in a positional relationship orthogonal to each other in the horizontal direction HD.
  • the first horizontal polarization bidirectional antenna 31 and the first vertical polarization bidirectional antenna 41 having directivity in the first horizontal direction HD1 and the second horizontal direction HD2 are respectively horizontal. Since it can transmit and receive polarized waves and vertically polarized waves, it functions as a dual-polarity bidirectional antenna.
  • the second horizontal polarization bidirectional antenna 32 and the second vertical polarization have directivity in the third horizontal direction HD3 and the fourth horizontal direction HD4 orthogonal to the first horizontal direction HD1 and the second horizontal direction HD2.
  • Each of the bidirectional antennas 42 also functions as a dual-polarity bidirectional antenna because each can transmit and receive horizontally polarized waves and vertically polarized waves.
  • the first horizontal direction HD1 is in the first direction and the fifth direction
  • the second horizontal direction HD2 is in the second direction and the sixth direction
  • the third horizontal direction HD3 is in the third direction and the first direction
  • the fourth horizontal direction HD4 corresponds to the fourth direction and the eighth direction, respectively.
  • the first horizontally polarized bidirectional antenna 31 is an example of a first bidirectional antenna
  • the second horizontally polarized bidirectional antenna 32 is an example of a second bidirectional antenna.
  • the first vertically polarized bidirectional antenna 41 functions as an example of a third bidirectional antenna
  • the second vertically polarized bidirectional antenna 42 functions as an example of a fourth bidirectional antenna.
  • the first horizontal polarization antenna 21a is an example of the first antenna
  • the second horizontal polarization antenna 21b is an example of the second antenna
  • the third horizontal polarization antenna 22a is the third antenna.
  • the fourth horizontally polarized antenna 22b is an example of the fourth antenna
  • the first vertically polarized antenna 25a is an example of the fifth antenna
  • the second vertically polarized antenna 25b is an example of the sixth antenna
  • the vertically polarized antenna 26a functions as an example of the seventh antenna
  • the fourth vertically polarized antenna 26b functions as an example of the eighth antenna.
  • the first horizontal polarization bidirectional antenna 31 and the first vertical polarization bidirectional antenna 41 are both examples of the first polarization shared bidirectional antenna
  • the directional antenna 32 and the second vertically polarized bidirectional antenna 42 function as examples of the second polarized wave bidirectional antenna.
  • FIGS. 4A to 4C are diagrams for explaining the dimensions of the antenna device 10.
  • FIGS. 4A and 4B are top views of the antenna device 10 as viewed from the upper side in the vertical direction VD.
  • FIG. 4C is an enlarged perspective view of a main part of the antenna device 10.
  • the dimensions of the antenna device 10 will be described with reference to the center wavelength ⁇ 0 of the radio wave transmitted and received by the antenna device 10.
  • the length in the horizontal direction HD of the first surface 111 to the fourth surface 114 of the support 11 is selected from the range of 0.275 ⁇ 0 to 0.325 ⁇ 0 .
  • the distance in the horizontal direction HD between the first surface 111 to the fourth surface 114 and the waveguide 14 facing the surface is selected from the range of 0.2 ⁇ 0 to 0.25 ⁇ 0 .
  • the distance in the horizontal direction HD between the first surface 111 to the fourth surface 114 and the end portion side of the vertical polarization element 13 attached to its own surface is within the range of 0.1 ⁇ 0 to 0.15 ⁇ 0 . Selected.
  • the distance in the horizontal direction HD between the end portions of the two vertical polarization elements 13 mounted side by side in the horizontal direction HD on the first surface 111 to the fourth surface 114 is 0.25 ⁇ . It is selected from the range of 0 ⁇ 0.3 ⁇ 0.
  • the distance in the horizontal direction HD between the first surface 111 to the fourth surface 114 and the end portion side of the horizontal polarization element 12 attached to its own surface is 0.15 ⁇ 0. It is selected from the range of ⁇ 0.2 ⁇ 0. Further, the length in the horizontal direction HD of one horizontal polarization element 12 attached to the first surface 111 to the fourth surface 114 is selected from the range of 0.45 ⁇ 0 to 0.5 ⁇ 0 . Further, the distance in the horizontal direction HD between two adjacent reflectors 15 is selected from the range of 0.5 ⁇ 0 to 0.55 ⁇ 0 .
  • the distance in the vertical direction VD between two horizontal polarization elements 12 adjacent to each other in the vertical direction VD is 0.7 ⁇ 0 to 0. It is selected from the range of .75 ⁇ 0.
  • the distance in the vertical direction VD between the two vertical polarization elements 13 adjacent to each other in the vertical direction VD with the horizontal polarization element 12 interposed therebetween is 0.7 ⁇ 0 to 0 It is selected from the range of .75 ⁇ 0.
  • a plurality of horizontal polarization elements 12 are array antennas.
  • the plurality of vertical polarization elements 13 also form an array antenna.
  • a plurality of horizontal polarization elements 12 are array antennas.
  • the plurality of vertical polarization elements 13 also form an array antenna.
  • FIGS. 5A and 5B are diagrams illustrating the directivity within the horizontal plane of the antenna device 10.
  • Fig.5 (a) is a figure which shows the directivity in a horizontal surface in a horizontal polarization.
  • FIG. 5B is a diagram showing the directivity in the horizontal plane in the vertical polarization.
  • the directivity in the horizontal plane of the first horizontally polarized bidirectional antenna 31 is indicated by a broken line. Further, in FIG. 5A, the horizontal directivity of the second horizontally polarized bidirectional antenna 32 is indicated by a solid line.
  • the first horizontally polarized antenna 21a provided in the first horizontally polarized bidirectional antenna 31 has directivity in a horizontal plane with the maximum near 0 ° in FIG. 5A and a shape close to a semicircle. Yes. Further, the second horizontal polarization antenna 21b provided in the first horizontal polarization bidirectional antenna 31 has a directivity in a horizontal plane that is maximum at about 180 ° in FIG. 5A and has a shape close to a semicircle. is doing. Accordingly, the directivity in the horizontal plane of the first horizontal polarization bidirectional antenna 31 obtained by synthesizing the first horizontal polarization antenna 21a and the second horizontal polarization antenna 21b with the shifted homologous amplitude is 0 in FIG. Bidirectional directivity having the maximum radiation direction around ° and around 180 °.
  • the third horizontally polarized antenna 22a provided in the second horizontally polarized bidirectional antenna 32 has a horizontal plane directivity which is maximum at around 90 ° in FIG. 5A and whose shape is close to a semicircle. Yes.
  • the fourth horizontally polarized antenna 22b provided in the second horizontally polarized bidirectional antenna 32 has a directivity in a horizontal plane that maximizes the vicinity of 270 ° in FIG. 5A and has a shape close to a semicircle. is doing. Therefore, the directivity in the horizontal plane of the second horizontal polarization bidirectional antenna 32 obtained by synthesizing the third horizontal polarization antenna 22a and the fourth horizontal polarization antenna 22b with the shifted homologous amplitude is 90 in FIG. Bidirectional directivity having a maximum radiation direction around ° and around 270 °.
  • the directivity in the horizontal plane of the first vertically polarized bidirectional antenna 41 is indicated by a broken line.
  • the horizontal directivity of the second vertically polarized bidirectional antenna 42 is indicated by a solid line.
  • the first vertically polarized antenna 25a provided in the first vertically polarized bidirectional antenna 41 has directivity in a horizontal plane that maximizes the vicinity of 0 ° in FIG. 5B and has a shape close to a semicircle. Yes.
  • the second vertically polarized antenna 25b provided in the first vertically polarized bidirectional antenna 41 has a directivity in a horizontal plane that maximizes the vicinity of 180 ° in FIG. 5B and has a shape close to a semicircle. is doing. Accordingly, the directivity in the horizontal plane of the first vertically polarized bidirectional antenna 41 obtained by synthesizing the first vertically polarized antenna 25a and the second vertically polarized antenna 25b with the shifted homologous amplitude is 0 in FIG. Bidirectional directivity having the maximum radiation direction around ° and around 180 °.
  • the third vertically polarized antenna 26a provided on the second vertically polarized bidirectional antenna 42 has directivity in a horizontal plane with the maximum around 90 ° in FIG. 5B and a shape close to a semicircle. Yes.
  • the fourth vertically polarized antenna 26b provided in the second vertically polarized bidirectional antenna 42 has a directivity in a horizontal plane having a maximum near 270 ° in FIG. 5B and a shape close to a semicircle. is doing. Therefore, the directivity in the horizontal plane of the second vertically polarized bidirectional antenna 42 obtained by synthesizing the third vertically polarized antenna 26a and the fourth vertically polarized antenna 26b with the shift homologous amplitude is 90 in FIG. Bidirectional directivity having a maximum radiation direction around ° and around 270 °.
  • the two vertically polarized elements 13 arranged in the horizontal direction HD on each of the first surface 111 to the fourth surface 114 of the support 11 and the waveguide 14 And the reflector 15 align the horizontal plane beam width in the vertical polarization with the horizontal plane beam width in the horizontal polarization.
  • the beam width in the horizontal plane of the first horizontal polarization bidirectional antenna 31 and the beam width in the horizontal plane of the first vertical polarization bidirectional antenna 41 are substantially the same.
  • the shape of the inner directivity is brought close to the shape of the directivity in the horizontal plane with respect to the horizontal polarization.
  • the horizontal plane beam width of the second horizontal polarization bidirectional antenna 32 and the horizontal plane beam width of the second vertical polarization bidirectional antenna 42 are substantially the same, and the vertical polarization
  • the shape of the directivity in the horizontal plane with respect to is close to the shape of the directivity in the horizontal plane with respect to the horizontal polarization.
  • FIG. 6 is a diagram schematically showing a path of radio waves between the base station antenna 1 and the mobile terminal device 200 in the MIMO communication system.
  • a radio wave that has directly reached the base station antenna 1 of the base station 100 (see FIG. 1) from the mobile terminal device 200 and a radio wave that has not been directly reachable is reflected by a reflector such as the building 300. Then, the radio wave that has indirectly reached the base station antenna 1 is used for wireless communication.
  • FIG. 6 shows only one building 300 functioning as a reflector, but a plurality of reflectors may exist around the base station antenna 1.
  • the communication speed can be increased by performing MIMO communication by rotating the bidirectional antenna by 90 °.
  • a bidirectional antenna is used as the base station antenna 1, it is possible to obtain a high gain with respect to the omnidirectional antenna having the same length, and one base station antenna 1 Can cover a larger area.
  • FIG. 7A shows an installation example of the base station antenna 5 of the first conventional example
  • FIG. 7B shows an installation example of the base station antenna 6 of the second conventional example
  • FIG. It is a figure which shows the example of installation of the base station antenna 1 of the form of respectively.
  • the base station antennas 1, 5, and 6 shown in FIGS. 7A to 7C are designed on the assumption that they are used in four-branch MIMO.
  • a base station antenna 5 of the first conventional example shown in FIG. 7A includes four vertically polarized omni antennas 50 each having an array antenna in which a plurality of vertically polarized elements (not shown) are arranged in the vertical direction VD.
  • the book is arranged side by side.
  • the first vertically polarized omni antenna 50 is the first branch
  • the second vertically polarized omni antenna 50 is the second branch
  • the third vertically polarized omni antenna 50 is the third branch.
  • the fourth vertically polarized omni antenna 50 functions as a fourth branch, and transmits and receives radio waves.
  • one support column 1a extending in the vertical direction VD and a bracket 1b for holding each vertically polarized omni antenna 50 by each of four arms attached to the support column 1a and extending in the horizontal direction HD are provided.
  • the base station antenna 5 is supported.
  • the base station antenna 6 of the second conventional example shown in FIG. 7B has an array antenna in which a plurality of vertical polarization elements (not shown) are arranged in the vertical direction VD and a plurality of horizontal polarization elements (not shown). ) In the vertical direction VD and two other shared antennas 60 are arranged side by side.
  • the first polarization-sharing omni antenna 60 is composed of a vertically polarized omni antenna serving as a first branch and a horizontally polarized omni antenna serving as a second branch.
  • the second polarization-sharing omni antenna 60 is composed of a vertically polarized omni antenna serving as a third branch and a horizontally polarized omni antenna serving as a fourth branch.
  • These two polarization-sharing omni antennas 60 transmit and receive radio waves of vertical polarization and horizontal polarization, respectively.
  • one support column 1a extending in the vertical direction VD, and a bracket 1b for holding each omnidirectional antenna 60 shared by the two arms attached to the support column 1a and extending in the horizontal direction HD are provided.
  • the base station antenna 6 is supported.
  • the base station antenna 1 shown in FIG. 7C is configured by the base station antenna (one) described in the present embodiment.
  • the base station antenna 1 of this example includes a first horizontally polarized bidirectional antenna 31 serving as a first branch, a second horizontally polarized bidirectional antenna 32 serving as a second branch, and a third branch.
  • a dual polarization bidirectional antenna having a first vertically polarized bidirectional antenna 41 and a second vertically polarized bidirectional antenna 42 serving as a fourth branch. Since they are accommodated in one radome, the radio waves are transmitted and received by one base station antenna 1 in appearance.
  • the base station antenna 1 is supported using one support column 1a extending in the vertical direction VD and one arm attached to the support column 1a and extending in the horizontal direction HD.
  • each of the base station antennas 1, 5, and 6 shown in FIGS. 7A to 7C is designed to obtain an absolute gain of 12 dBi.
  • the size of the base station antenna 1 necessary for obtaining an absolute gain of 12 dBi is ⁇ 90 ⁇ 700 mm (length).
  • the magnitude of the wind receiving load received by the base station antenna 1 was about 175N.
  • the dimension of the vertically polarized omni antenna 50 necessary to obtain an absolute gain of 12 dBi is ⁇ 30 ⁇ 1500 mm (length).
  • the absolute gain obtained in this case was about 11.5 dBi and did not reach 12 dBi.
  • the magnitude of the wind receiving load received by the base station antenna 5 was about 560N.
  • the size of the polarization-omnidirectional omni antenna 60 necessary to obtain an absolute gain of 12 dBi is ⁇ 70 ⁇ 1500 mm (length).
  • the absolute gain obtained in this case was about 11.5 dBi and did not reach 12 dBi.
  • the magnitude of the wind receiving load received by the base station antenna 6 was about 325N.
  • an omni antenna has a directivity gain in a horizontal plane of 0 dBi, so that it is difficult to make a high gain antenna. This is because the rate of increase in the feed loss of the feed line used for the internal wiring increases with respect to the rate of increase in directivity gain in the vertical plane, which is increased by arraying in the vertical direction.
  • the base station antenna 1 described in the present embodiment it is possible to obtain a high gain, reduce the number of antennas in appearance, and reduce the wind receiving load.
  • the horizontal polarization antenna and the vertical polarization are respectively provided on each of four surfaces (first surface 111 to fourth surface 114) provided on the support 11.
  • the antenna is provided, the horizontal polarization antenna and the vertical polarization antenna may not be provided on one surface.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the configuration of the first modification of the antenna device 10.
  • FIG. 8 is a top view of the antenna device 10 according to the first modification as viewed from the upper side in the vertical direction VD.
  • the radome 30 is shown together with the antenna device 10.
  • the support 11 is formed of a square pipe having a regular octagonal cross section in the horizontal direction HD and extending in the vertical direction VD.
  • a seventh surface 117 facing HD7 (135 °) and an eighth surface 118 facing the eighth horizontal direction HD8 (315 °) that is a pair of the seventh horizontal direction HD7 are provided.
  • the first surface 111 and the second surface 112 are in a front / back relationship
  • the third surface 113 and the fourth surface 114 are in a front / back relationship
  • the fifth surface 115 and the sixth surface 116 are in a front / back relationship.
  • the seventh surface 117 and the eighth surface 118 are in a front-back relationship.
  • the first horizontal direction HD1 is the first direction
  • the second horizontal direction HD2 is the second direction
  • the third horizontal direction HD3 is the third direction
  • the fourth horizontal direction HD4 is the second direction.
  • the fifth horizontal direction HD5 corresponds to the fifth direction
  • the sixth horizontal direction HD6 corresponds to the sixth direction
  • the seventh horizontal direction HD7 corresponds to the seventh direction
  • the eighth horizontal direction HD8 corresponds to the eighth direction. is doing.
  • first horizontal polarization elements 12a are arranged in the vertical direction VD. These horizontal polarization elements 12a and the ground plane of the printed circuit board arranged on the outer periphery of the side of the support 11 constitute a first horizontal polarization antenna 21a.
  • first horizontal polarization antenna 21a On the second surface 112, eight horizontal polarization elements 12b are arranged in the vertical direction VD. These horizontal polarization elements 12b and the ground plane of the printed circuit board disposed on the outer periphery of the side of the support 11 constitute a second horizontal polarization antenna 21b.
  • eight horizontal polarization elements 12c are arranged in the vertical direction VD.
  • These horizontal polarization elements 12c and the ground plane of the printed circuit board disposed on the outer periphery of the side of the support 11 constitute a third horizontal polarization antenna 22a.
  • eight horizontal polarization elements 12d are arranged in the vertical direction VD.
  • These horizontal polarization elements 12d and the ground plane of the printed circuit board disposed on the outer periphery of the side of the support 11 constitute a fourth horizontal polarization antenna 22b.
  • two vertical polarization elements 13a and eight vertical polarization elements 13b are arranged in the horizontal direction HD and eight in the vertical direction VD.
  • the vertical polarization elements 13a and 13b, the director 14a, and the reflectors 15b and 15c constitute a first vertical polarization antenna 25a.
  • two vertical polarization elements 13c and eight vertical polarization elements 13d are arranged in the horizontal direction HD and eight in the vertical direction VD.
  • the vertical polarization elements 13c and 13d, the director 14b, and the reflectors 15f and 15g constitute a second vertical polarization antenna 25b.
  • two vertical polarization elements 13e and eight vertical polarization elements 13f are arranged in the horizontal direction HD and eight in the vertical direction VD.
  • the vertical polarization elements 13e and 13f, the director 14c, and the reflectors 15d and 15e constitute a third vertical polarization antenna 26a.
  • two vertical polarization elements 13g and eight vertical polarization elements 13h are arranged in the horizontal direction HD and eight in the vertical direction VD.
  • the vertical polarization elements 13g and 13h, the director 14d, and the reflectors 15h and 15a constitute a fourth vertical polarization antenna 26b.
  • only the horizontally polarized antenna is disposed on each of the first surface 111 to the fourth surface 114 of the first surface 111 to the eighth surface 118 of the support 11, and the fifth surface 115 to Only a vertically polarized antenna is disposed on each of the eighth surfaces 118.
  • the first horizontal polarization antenna 21 a having directivity in the first horizontal direction HD 1 and the second surface 112 side of the support 11 are provided on the first surface 111 side of the support 11.
  • the first horizontal polarization bidirectional antenna 31 is configured by combining the second horizontal polarization antenna 21b having directivity in the second horizontal direction HD2 with the shift homologous amplitude.
  • the third horizontal polarization antenna 22 a provided on the third surface 113 side of the support 11 and having directivity in the third horizontal direction HD 3 and the fourth surface 114 side of the support 11 are provided.
  • the second horizontally polarized bidirectional antenna 32 is configured by synthesizing the fourth horizontally polarized antenna 22b which is provided and has directivity in the fourth horizontal direction HD4 with the shift homologous amplitude.
  • the first vertically polarized antenna 25a provided on the fifth surface 115 side of the support 11 and having directivity in the fifth horizontal direction HD5, and the sixth surface 116 side of the support 11 are provided.
  • the first vertically polarized bidirectional antenna 41 is configured by synthesizing the second vertically polarized antenna 25b provided and having directivity in the sixth horizontal direction HD6 with a shift homologous amplitude.
  • a third vertically polarized antenna 26a provided on the seventh surface 117 side of the support 11 and having directivity in the seventh horizontal direction HD7, and an eighth surface of the support 11
  • the second vertically polarized bidirectional antenna 42 is configured by combining the fourth vertically polarized antenna 26b provided on the 118 side and having directivity in the eighth horizontal direction HD8 with a shift homologous amplitude. Yes.
  • the first horizontal direction HD1 and the third horizontal direction HD3 are orthogonal to each other in the horizontal direction HD. That is, the first horizontal polarization bidirectional antenna 31 and the second horizontal polarization bidirectional antenna 32 are in a positional relationship orthogonal to each other in the horizontal direction HD.
  • the fifth horizontal direction HD5 and the seventh horizontal direction HD7 are orthogonal to each other in the horizontal direction. That is, the first vertically polarized bidirectional antenna 41 and the second vertically polarized bidirectional antenna 42 are also in a positional relationship orthogonal to each other in the horizontal direction HD.
  • the antenna device 10 according to the first modification only the horizontally polarized antenna or the vertically polarized antenna is arranged on each of the eight surfaces provided on the outer periphery of the side of the support 11. . From the opposite viewpoint, the horizontal polarization antenna and the vertical polarization antenna are not arranged on one surface provided on the outer periphery of the side portion of the support 11.
  • the horizontally polarized antennas and the vertically polarized antennas are alternately arranged on the eight surfaces provided on the outer periphery of the side portion of the support 11.
  • the first horizontal polarization bidirectional antenna 31 and the second horizontal polarization bidirectional antenna 32 are arranged so as to be orthogonal in the horizontal direction HD, and both the first vertical polarization are orthogonal so as to be orthogonal in the horizontal direction HD.
  • a directional antenna 41 and a second vertically polarized bidirectional antenna 42 are disposed. Further, the first horizontal polarization bidirectional antenna 31 and the second horizontal polarization bidirectional antenna 32, the first vertical polarization bidirectional antenna 41 and the second vertical polarization bidirectional antenna 42, It was inclined 45 ° in the horizontal direction HD.
  • the two horizontally polarized bidirectional antennas (the first horizontally polarized bidirectional antenna 31 and the second horizontally polarized bidirectional antenna).
  • Wireless communication by four-branch MIMO using two vertical polarization bidirectional antennas (first vertical polarization bidirectional antenna 41 and second vertical polarization bidirectional antenna 42). It can be performed.
  • the base station antenna 1 provided with the antenna apparatus 10 which concerns on a 1st modification the same effect as what was demonstrated in the said embodiment can be acquired.
  • the antenna device 10 (see FIG. 3) described in the above embodiment is intended for use in “four-branch MIMO”, but can also be applied to MIMO with more than four branches. is there.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining the configuration of the second modification of the antenna device 10.
  • FIG. 9 is a top view of the antenna device 10 according to the second modification as viewed from the upper side in the vertical direction VD.
  • FIG. 9 exemplifies the antenna device 10 used in wireless communication by “8-branch MIMO”.
  • the radome 30 is shown together with the antenna device 10.
  • the structure of the support 11 in the second modification is the same as that described in the first modification, and there are eight surfaces (first surface 111 to eighth surface 118) on the outer periphery of the side portion. Provided. However, the combination of the horizontally polarized antenna and the vertically polarized antenna arranged on each surface provided on the outer periphery of the side portion of the support 11 is different from the first modified example.
  • first horizontal polarization elements 12a are arranged in the vertical direction VD. These horizontal polarization elements 12a and the ground plane of the printed circuit board arranged on the outer periphery of the side of the support 11 constitute a first horizontal polarization antenna 21a.
  • first horizontal polarization antenna 21a On the second surface 112, eight horizontal polarization elements 12b are arranged in the vertical direction VD. These horizontal polarization elements 12b and the ground plane of the printed circuit board disposed on the outer periphery of the side of the support 11 constitute a second horizontal polarization antenna 21b.
  • eight horizontal polarization elements 12c are arranged in the vertical direction VD.
  • These horizontal polarization elements 12c and the ground plane of the printed circuit board disposed on the outer periphery of the side of the support 11 constitute a third horizontal polarization antenna 22a.
  • eight horizontal polarization elements 12d are arranged in the vertical direction VD.
  • These horizontal polarization elements 12d and the ground plane of the printed circuit board disposed on the outer periphery of the side of the support 11 constitute a fourth horizontal polarization antenna 22b.
  • On the fifth surface 115 eight horizontal polarization elements 12e are arranged in the vertical direction VD.
  • These horizontal polarization elements 12e and the ground plane of the printed circuit board disposed on the outer periphery of the side of the support 11 constitute a fifth horizontal polarization antenna 23a.
  • восем ⁇ horizontal polarization elements 12f are arranged in the vertical direction VD. These horizontal polarization elements 12f and the ground plane of the printed circuit board disposed on the outer periphery of the side of the support 11 constitute a sixth horizontal polarization antenna 23b.
  • eight horizontal polarization elements 12g are arranged in the vertical direction VD. These horizontal polarization elements 12g and the ground plane of the printed circuit board disposed on the outer periphery of the side of the support 11 constitute a seventh horizontal polarization antenna 24a.
  • eight horizontal polarization elements 12h are arranged in the vertical direction VD. These horizontal polarization elements 12h and the ground plane of the printed circuit board disposed on the outer periphery of the side of the support 11 constitute an eighth horizontal polarization antenna 24b.
  • two vertical polarization elements 13a and eight vertical polarization elements 13b are arranged in the horizontal direction HD and eight in the vertical direction VD.
  • the vertical polarization elements 13a and 13b, the director 14a, and the reflectors 15a and 15b constitute a first vertical polarization antenna 25a.
  • two vertical polarization elements 13c and eight vertical polarization elements 13d are arranged in the horizontal direction HD and eight in the vertical direction VD.
  • the vertical polarization elements 13c and 13d, the director 14b, and the reflectors 15e and 15f constitute a second vertical polarization antenna 25b.
  • two vertical polarization elements 13e and eight vertical polarization elements 13f are arranged in the horizontal direction HD and eight in the vertical direction VD.
  • the vertical polarization elements 13e and 13f, the director 14c, and the reflectors 15c and 15d constitute a third vertical polarization antenna 26a.
  • two vertical polarization elements 13g and eight vertical polarization elements 13h are arranged in the horizontal direction HD and eight in the vertical direction VD.
  • the vertical polarization elements 13g and 13h, the director 14d, and the reflectors 15g and 15h constitute a fourth vertical polarization antenna 26b.
  • two vertical polarization elements 13i and eight vertical polarization elements 13j are arranged in the horizontal direction HD and eight in the vertical direction VD.
  • the vertical polarization elements 13i and 13j, the director 14e, and the reflectors 15b and 15c constitute a fifth vertical polarization antenna 27a.
  • two vertical polarization elements 13k and eight vertical polarization elements 13l are arranged in the horizontal direction HD and eight in the vertical direction VD.
  • the vertical polarization elements 13k and 13l, the director 14f, and the reflectors 15f and 15g constitute a sixth vertical polarization antenna 27b.
  • two vertical polarization elements 13m and eight vertical polarization elements 13n are arranged in the horizontal direction HD and eight in the vertical direction VD.
  • the vertical polarization elements 13m and 13n, the director 14g, and the reflectors 15d and 15e constitute a seventh vertical polarization antenna 28a.
  • two vertical polarization elements 13o and eight vertical polarization elements 13p are arranged in the horizontal direction HD and eight in the vertical direction VD.
  • the vertical polarization elements 13o and 13p, the director 14h, and the reflectors 15h and 15a constitute an eighth vertical polarization antenna 28b.
  • both the horizontally polarized antenna and the vertically polarized antenna are disposed on each of the first surface 111 to the eighth surface 118 of the support 11.
  • the first horizontal polarization antenna 21 a having directivity in the first horizontal direction HD 1 and the second surface 112 side of the support 11 are provided on the first surface 111 side of the support 11.
  • the first horizontal polarization bidirectional antenna 31 is configured by combining the second horizontal polarization antenna 21b having directivity in the second horizontal direction HD2 with the shift homologous amplitude.
  • the third horizontal polarization antenna 22 a provided on the third surface 113 side of the support 11 and having directivity in the third horizontal direction HD 3 and the fourth surface 114 side of the support 11 are provided.
  • the second horizontally polarized bidirectional antenna 32 is configured by synthesizing the fourth horizontally polarized antenna 22b which is provided and has directivity in the fourth horizontal direction HD4 with the shift homologous amplitude.
  • the fifth horizontal polarization antenna 23a provided on the fifth surface 115 side of the support 11 and having directivity in the fifth horizontal direction HD5, and the sixth surface 116 side of the support 11 are provided.
  • a third horizontally polarized bidirectional antenna 33 is configured by synthesizing a sixth horizontally polarized antenna 23b which is provided and has directivity in the sixth horizontal direction HD6 with a shift homologous amplitude.
  • a seventh horizontal polarization antenna 24a provided on the seventh surface 117 side of the support 11 and having directivity in the seventh horizontal direction HD7, and an eighth surface 118 side of the support 11
  • the fourth horizontal polarization bidirectional antenna 34 is configured by synthesizing the eighth horizontal polarization antenna 24b having directivity in the eighth horizontal direction HD8 with a shift homologous amplitude.
  • the first vertical polarization antenna 25 a having directivity in the first horizontal direction HD 1 and the second surface 112 side of the support 11 are provided on the first surface 111 side of the support 11.
  • the first vertically polarized bidirectional antenna 41 is configured by synthesizing the second vertically polarized antenna 25b having directivity in the second horizontal direction HD2 with the shift homologous amplitude.
  • the third vertically polarized antenna 26 a provided on the third surface 113 side of the support 11 and having directivity in the third horizontal direction HD 3 and the fourth surface 114 side of the support 11 are provided.
  • a second vertically polarized bidirectional antenna 42 is configured by synthesizing a fourth vertically polarized antenna 26b that is provided and has directivity in the fourth horizontal direction HD4 with a shift homologous amplitude.
  • a fifth vertically polarized antenna 27a provided on the fifth surface 115 side of the support 11 and having directivity in the fifth horizontal direction HD5, and a sixth surface 116 side of the support 11 is provided.
  • a third vertically polarized bidirectional antenna 43 is configured by synthesizing a sixth vertically polarized antenna 27b provided and having directivity in the sixth horizontal direction HD6 with a shift homologous amplitude.
  • a seventh vertically polarized antenna 28 a that is provided on the seventh surface 117 side of the support 11 and has directivity in the seventh horizontal direction HD 7, and the eighth surface 118 side of the support 11.
  • the fourth vertically polarized bidirectional antenna 44 is configured by synthesizing the eighth vertically polarized antenna 28b having directivity in the eighth horizontal direction HD8 with a shift homologous amplitude.
  • the first horizontal direction HD1 and the third horizontal direction HD3 are orthogonal to each other in the horizontal direction HD. That is, the first horizontal polarization bidirectional antenna 31 and the second horizontal polarization bidirectional antenna 32 are in a positional relationship orthogonal to each other in the horizontal direction HD.
  • the first vertically polarized bidirectional antenna 41 and the second vertically polarized bidirectional antenna 42 are also in a positional relationship orthogonal to each other in the horizontal direction HD.
  • the fifth horizontal direction HD5 and the seventh horizontal direction HD7 are orthogonal to each other in the horizontal direction HD. That is, the third horizontal polarization bidirectional antenna 33 and the fourth horizontal polarization bidirectional antenna 34 are in a positional relationship orthogonal to each other in the horizontal direction HD.
  • the third vertical polarization bidirectional antenna 43 and the fourth vertical polarization bidirectional antenna 44 are also in a positional relationship orthogonal to each other in the horizontal direction HD.
  • the first horizontal polarization bidirectional antenna 31 and the first vertical polarization bidirectional antenna 41 having directivity in the first horizontal direction HD1 and the second horizontal direction HD2 are respectively horizontal. Since it can transmit and receive polarized waves and vertically polarized waves, it functions as a dual-polarity bidirectional antenna.
  • the second horizontal polarization bidirectional antenna 32 and the second vertical polarization have directivity in the third horizontal direction HD3 and the fourth horizontal direction HD4 orthogonal to the first horizontal direction HD1 and the second horizontal direction HD2.
  • Each of the bidirectional antennas 42 also functions as a dual-polarity bidirectional antenna because each can transmit and receive horizontally polarized waves and vertically polarized waves.
  • the third horizontal polarization bidirectional antenna 33 and the third vertical polarization bidirectional antenna 43 having directivity in the fifth horizontal direction HD5 and the sixth horizontal direction HD6 are respectively Can transmit and receive horizontally and vertically polarized waves, and thus functions as a dual-polarity bidirectional antenna.
  • the fourth horizontal polarization bidirectional antenna 34 and the fourth vertical polarization having directivity in the seventh horizontal direction HD7 and the eighth horizontal direction HD8 orthogonal to the fifth horizontal direction HD5 and the sixth horizontal direction HD6.
  • Each of the wave bidirectional antennas 44 also functions as a polarization-bidirectional antenna because each can transmit and receive horizontal polarization and vertical polarization.
  • both the horizontally polarized antenna and the vertically polarized antenna are arranged on each of the eight surfaces provided on the outer periphery of the side of the support 11. did.
  • the first horizontal polarization bidirectional antenna 31 and the second horizontal polarization bidirectional antenna 32 are arranged so as to be orthogonal in the horizontal direction HD, and both the third horizontal polarization are orthogonal so as to be orthogonal in the horizontal direction HD.
  • a directional antenna 33 and a fourth horizontally polarized bidirectional antenna 34 are arranged. Further, the first horizontal polarization bidirectional antenna 31 and the second horizontal polarization bidirectional antenna 32, the third horizontal polarization bidirectional antenna 33 and the fourth horizontal polarization bidirectional antenna 34, It was inclined 45 ° in the horizontal direction HD.
  • the first vertically polarized bidirectional antenna 41 and the second vertically polarized bidirectional antenna 42 are disposed so as to be orthogonal in the horizontal direction HD, and both the third vertically polarized waves are orthogonal to each other in the horizontal direction HD.
  • a directional antenna 43 and a fourth vertically polarized bidirectional antenna 44 are arranged. Also, the first vertical polarization bidirectional antenna 41 and the second vertical polarization bidirectional antenna 42, the third vertical polarization bidirectional antenna 43 and the fourth vertical polarization bidirectional antenna 44, It was inclined 45 ° in the horizontal direction HD.
  • each horizontal polarization bidirectional antennas (first horizontal polarization bidirectional antenna 31 to fourth horizontal polarization bidirectional antenna 34) and 4 Wireless communication by 8-branch MIMO can be performed using two vertically polarized bidirectional antennas (first vertically polarized bidirectional antenna 41 to fourth vertically polarized bidirectional antenna 44). Then, by using the base station antenna 1 including the antenna device 10 according to the second modification, the same effect as described in the above embodiment can be obtained.
  • the first horizontal polarization bidirectional antenna 31 and the second horizontal polarization bidirectional antenna 32 (the third horizontal polarization bidirectional antenna 33 and the fourth horizontal polarization bidirectional antenna 34), and the first In the first vertical polarization bidirectional antenna 41 and the second vertical polarization bidirectional antenna 42 (the third vertical polarization bidirectional antenna 43 and the fourth vertical polarization bidirectional antenna 44), the horizontal polarization element 12 Is rotated + 45 ° and the vertical polarization element 13 is rotated by ⁇ 45 °, the horizontal polarization element 12 transmits and receives + 45 ° polarization, and the vertical polarization element 13 transmits and receives ⁇ 45 ° polarization. .
  • the first horizontal polarization bidirectional antenna 31 and the second horizontal polarization bidirectional antenna 32 (the third horizontal polarization bidirectional antenna 33 and the fourth horizontal polarization bidirectional antenna). 34), and a first vertically polarized bidirectional antenna 41 and a second vertically polarized bidirectional antenna 42 (a third vertically polarized bidirectional antenna 43 and a fourth vertically polarized bidirectional antenna 44).
  • orthogonally polarized waves that is, horizontally polarized waves and vertically polarized waves are transmitted / received
  • the two polarized waves do not have to be orthogonal, as long as radio waves of two or more different polarized waves can be transmitted / received.
  • the first horizontal polarization bidirectional antenna 31 and the second horizontal polarization bidirectional antenna 32 constituting the antenna device 10.
  • Polarization bidirectional antenna 34 and first vertical polarization bidirectional antenna 41 and second vertical polarization bidirectional antenna 42 (both third vertical polarization bidirectional antenna 43 and fourth vertical polarization).
  • the directional antennas 44 are arranged so as to be perpendicular to each other in the horizontal direction HD, the angle formed by both in the horizontal direction is not limited to this.
  • the first horizontally polarized bidirectional antenna 31 and the second horizontally polarized bidirectional antenna 32, and the first vertically polarized bidirectional antenna 41 and the second vertically polarized bidirectional antenna 42 are horizontally mounted. As long as it arrange
  • the antenna device 10 is provided with the director 14 and the reflector 15. However, these are not essential, and the mounting position and number of the antenna device 10 and the vertical polarization element 12 and the vertical are also provided. It may be changed according to the characteristics and arrangement of the polarization element 13.
  • the first horizontal polarization bidirectional antenna 31 and the second horizontal polarization bidirectional antenna 32 (the third horizontal polarization bidirectional antenna 33 and the fourth horizontal polarization bidirectional antenna). 34), in each of the first vertically polarized bidirectional antenna 41 and the second vertically polarized bidirectional antenna 42 (third vertically polarized bidirectional antenna 43, fourth vertically polarized bidirectional antenna 44).
  • eight vertical polarization elements 13 arranged in the vertical direction VD are arranged in two rows in the horizontal direction HD, the present invention is not limited to this and may be one row or three or more rows.
  • the first horizontal polarization bidirectional antenna 31 and the second horizontal polarization bidirectional antenna 32 (the third horizontal polarization bidirectional antenna 33 and the fourth horizontal polarization bidirectional antenna). 34), in each of the first vertically polarized bidirectional antenna 41 and the second vertically polarized bidirectional antenna 42 (third vertically polarized bidirectional antenna 43, fourth vertically polarized bidirectional antenna 44).
  • the array antenna is configured by arranging eight horizontal polarization elements 12 in the vertical direction VD, the number of horizontal polarization elements 12 constituting the array antenna may be other than eight.
  • the first horizontal polarization bidirectional antenna 31 and the second horizontal polarization bidirectional antenna 32 (the third horizontal polarization bidirectional antenna 33 and the fourth horizontal polarization bidirectional antenna). 34), in each of the first vertically polarized bidirectional antenna 41 and the second vertically polarized bidirectional antenna 42 (third vertically polarized bidirectional antenna 43, fourth vertically polarized bidirectional antenna 44).
  • the array antenna is configured by arranging the eight horizontal polarization elements 12 in the vertical direction VD, the array antenna may not be an array antenna but may be one horizontal polarization element 12.
  • the first horizontal polarization bidirectional antenna 31 and the second horizontal polarization bidirectional antenna 32 (the third horizontal polarization bidirectional antenna 33 and the fourth horizontal polarization bidirectional antenna). 34), in each of the first vertically polarized bidirectional antenna 41 and the second vertically polarized bidirectional antenna 42 (third vertically polarized bidirectional antenna 43, fourth vertically polarized bidirectional antenna 44).
  • the array antenna is configured by arranging eight vertical polarization elements 13 in the vertical direction VD, the number of the vertical polarization elements 13 configuring the array antenna may be other than eight.
  • the first horizontal polarization bidirectional antenna 31 and the second horizontal polarization bidirectional antenna 32 (the third horizontal polarization bidirectional antenna 33 and the fourth horizontal polarization bidirectional antenna). 34), in each of the first vertically polarized bidirectional antenna 41 and the second vertically polarized bidirectional antenna 42 (third vertically polarized bidirectional antenna 43, fourth vertically polarized bidirectional antenna 44).
  • the array antenna is configured by arranging the eight vertical polarization elements 13 in the vertical direction VD, the array antenna may be replaced with one vertical polarization element 13.

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Abstract

アンテナ装置１０は、第１水平方向ＨＤ１に指向性をもつ第１水平偏波アンテナ２１ａおよび第１垂直偏波アンテナ２５ａと、第１水平方向ＨＤ１と双方向性をなす第２水平方向ＨＤ２に指向性をもつ第２水平偏波アンテナ２１ｂおよび第２垂直偏波アンテナ２５ｂとを含む偏波共用双方向性アンテナと、第１水平方向ＨＤ１と交差する第３水平方向ＨＤ３に指向性をもつ第３水平偏波アンテナ２２ａおよび第３垂直偏波アンテナ２６ａと、第３水平方向ＨＤ３と双方向性をなす第４水平方向ＨＤ４に指向性をもつ第４水平偏波アンテナ２２ｂおよび第４垂直偏波アンテナ２６ｂとを含む他の偏波共用双方向性アンテナとを有することで、高い利得を得ることができる。また、これら２組の偏波共用双方向性アンテナを一つのレドームに収容して用いることで、４ブランチのＭＩＭＯ用アンテナを構成できる。

Description

アンテナ装置、ＭＩＭＯ通信システム
　本発明は、アンテナ装置、ＭＩＭＯ通信システムに関する。
　送受信に複数のアンテナを使用し、同じ周波数帯域で複数の異なるデータストリームを空間的に多重して同時通信するＭＩＭＯ（Multi-Input Multi-Output）伝送技術が、ＬＴＥ（Long Term Evolution）や無線ＬＡＮ（Local Area Network）等で実用化されてきている。
　特許文献１には、ＭＩＭＯで使用するアンテナとして、第１方向に向けられた複数の第１アンテナ素子を一列に配置してなる第１アレーアンテナと、第２方向に向けられた複数の第２アンテナ素子を第１アンテナ素子と一列になるようそれぞれ交互に配置してなる第２アレーアンテナとを備えたものが記載されている（特許文献１参照）。
特開２０１１－１００８１号公報
　ＭＩＭＯでは、送信機から受信機に直接届く電波に加えて、建造物等の反射体で反射されてから間接的に届く電波も、通信に使用される。このため、ＭＩＭＯでは、オムニアンテナ等の無指向性アンテナを用いることがある。
　しかしながら、オムニアンテナを採用した場合、オムニアンテナには原理的に水平面内における指向性利得が存在しないことから、アレイアンテナとしても高い利得を得ることが困難であった。
　本発明は、高い利得を得ることが可能なアンテナ装置等を提供することを目的とする。
　かかる目的のもと、本発明が適用されるアンテナ装置は、第１の偏波を送受信する第１偏波素子を有し且つ第１方向に指向性をもつ第１アンテナと、当該第１偏波素子を有し且つ当該第１方向と双方向性をなす第２方向に指向性をもつ第２アンテナとを備えた第１双方向性アンテナと、前記第１偏波素子を有し且つ前記第１方向と交差する第３方向に指向性をもつ第３アンテナと、当該第１偏波素子を有し且つ当該第３方向と双方向性をなす第４方向に指向性をもつ第４アンテナとを備えた第２双方向性アンテナと、前記第１の偏波と異なる第２の偏波を送受信する第２偏波素子を有し且つ前記第３方向と交差する第５方向に指向性をもつ第５アンテナと、当該第２偏波素子を有し且つ当該第５方向と双方向性をなす第６方向に指向性をもつ第６アンテナとを備えた第３双方向性アンテナと、前記第２偏波素子を有し且つ前記第５方向と交差する第７方向に指向性をもつ第７アンテナと、当該第２偏波素子を有し且つ当該第７方向と双方向性をなす第８方向に指向性をもつ第８アンテナとを備えた第４双方向性アンテナとを含んでいる。
　このようなアンテナ装置において、前記第１アンテナ乃至前記第４アンテナは、それぞれ、前記第１方向と前記第３方向とに交差する第９方向に沿って並ぶ複数の前記第１偏波素子を有し、前記第５アンテナ乃至前記第８アンテナは、それぞれ、前記第９方向に沿って並ぶ複数の前記第２偏波素子を有することを特徴とすることができる。
　この構成によれば、さらに高い利得を得ることができる。
　また、外周面に導電体が設けられるとともに、前記第１アンテナ乃至前記第８アンテナを当該外周面に支持する支持体をさらに含むことを特徴とすることができる。
　この構成によれば、アンテナ装置を簡素化することができる。
　さらに、前記第１の偏波が水平偏波であり、前記第２の偏波が垂直偏波である場合に、前記第１アンテナ乃至前記第８アンテナのそれぞれを構成する前記第２偏波素子に対向する位置に設けられる導電性部材をさらに含むことを特徴とすることができる。
　この構成によれば、より容易に、第１偏波素子による第１の偏波の指向性に、第２偏波素子による第２の偏波の指向性を近づけることができる。
　さらにまた、前記第１方向と前記第５方向とが同方向であり、前記第３方向と前記第７方向とが同方向であることを特徴とすることができる。
　この構成によれば、アンテナ装置を簡素化することができる。
　また、他の観点から捉えると、本発明が適用されるＭＩＭＯ通信システムは、第１の偏波を送受信する第１偏波素子を有し且つ第１方向に指向性をもつ第１アンテナと、当該第１偏波素子を有し且つ当該第１方向と双方向性をなす第２方向に指向性をもつ第２アンテナとを備えた第１双方向性アンテナと、当該第１偏波素子を有し且つ当該第１方向と交差する第３方向に指向性をもつ第３アンテナと、当該第１偏波素子を有し且つ当該第３方向と双方向性をなす第４方向に指向性をもつ第４アンテナとを備えた第２双方向性アンテナと、当該第１の偏波と異なる第２の偏波を送受信する第２偏波素子を有し且つ当該第３方向と交差する第５方向に指向性をもつ第５アンテナと、当該第２偏波素子を有し且つ当該第５方向と双方向性をなす第６方向に指向性をもつ第６アンテナとを備えた第３双方向性アンテナと、当該第２偏波素子を有し且つ当該第５方向と交差する第７方向に指向性をもつ第７アンテナと、当該第２偏波素子を有し且つ当該第７方向と双方向性をなす第８方向に指向性をもつ第８アンテナとを備えた第４双方向性アンテナとを有するアンテナ装置と、前記アンテナ装置を介し、複数のアンテナを有する外部の通信機器とＭＩＭＯ（Multi-Input Multi-Output）通信を行う通信装置とを含んでいる。
　本発明によれば、高い利得を得ることが可能なアンテナ装置等を提供することができる。
本実施の形態が適用されるＭＩＭＯ通信システムの全体構成を示す図である。 （ａ）、（ｂ）は、基地局アンテナの構成の一例を示す斜視図である。 （ａ）、（ｂ）は、アンテナ装置の構成を説明するための図である。 （ａ）～（ｃ）は、アンテナ装置の寸法を説明するための図である。 （ａ）、（ｂ）は、アンテナ装置の水平面内指向性を示す図である。 ＭＩＭＯ通信システムにおける基地局アンテナと携帯端末装置との間の電波の経路を模式的に示す図である。 （ａ）は第１の従来例の基地局アンテナの設置例を、（ｂ）は第２の従来例の基地局アンテナの設置例を、（ｃ）は本実施の形態の基地局アンテナの設置例を、それぞれ示す図である。 第１の変形例に係るアンテナ装置の構成を説明するための図である。 第２の変形例に係るアンテナ装置の構成を説明するための図である。
　以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
［通信システム］
　図１は、本実施の形態が適用されるＭＩＭＯ通信システムの全体構成を示す図である。
　このＭＩＭＯ通信システムでは、送信側および受信側が、それぞれ４つのアンテナを使用して電波を送受信する「４ブランチのＭＩＭＯ」にて無線通信を行う。
　このＭＩＭＯ通信システムは、固定して配置されるとともに無線通信の基地となる基地局１００と、基地局１００に対して移動可能に設けられるとともに基地局１００と無線通信を行う携帯端末装置２００とを有している。
　ここで、基地局１００は、携帯端末装置２００との間で電波を送受信する基地局アンテナ１と、基地局アンテナ１を介してＭＩＭＯによる通信を行う通信装置２と、基地局アンテナ１と通信装置２とを接続する４本の通信ケーブル３とを備えている。ここで、４本の通信ケーブル３としては、例えば同軸ケーブルが用いられる。
　一方、通信機器の一例としての携帯端末装置２００は、基地局１００の基地局アンテナ１との間で電波を送受信する、複数のアンテナの一例としての４本の端末側アンテナ２１０と、４本の端末側アンテナ２１０を介してＭＩＭＯによる通信を行う端末側通信装置２２０とを備えている。
［基地局アンテナ］
　図２（ａ）、（ｂ）は、基地局アンテナ１の構成の一例を示す斜視図である。ここで、図２（ａ）は、基地局アンテナ１の外観を示している。また、図２（ｂ）は、基地局アンテナ１の内部構成を示している。
　基地局アンテナ１は、アンテナ装置１０と、アンテナ装置１０を包むように収容するレドーム３０と、レドーム３０に取り付けられるとともに、４本の通信ケーブル３（図１参照）を外部からレドーム３０の内部に引き込むケーブル引込部４０とを備えている。なお、図２（ｂ）では、レドーム３０を２点鎖線で示し、レドーム３０の内部に設けられたアンテナ装置１０が見えるようにしている。
　アンテナ装置１０およびアンテナ装置１０を含む基地局アンテナ１は、全体としてみたときに、第９方向の一例としての垂直方向ＶＤに伸びた形状を有している。また、基地局アンテナ１を構成するレドーム３０は、水平方向ＨＤの断面が円形状を呈し且つ垂直方向ＶＤに伸びる、中空状の円柱である。そして、レドーム３０は、電波の透過率が高い樹脂等によって構成されている。
［アンテナ装置の構成］
　図３（ａ）、（ｂ）は、アンテナ装置１０の構成を説明するための図である。ここで、図３（ａ）は、アンテナ装置１０の要部を拡大した斜視図である。また、図３（ｂ）は、アンテナ装置１０を垂直方向ＶＤの上部側からみた上面図である。なお、図３は、アンテナ装置１０の構成を模式的に示したものとなっている。また、図３（ｂ）には、アンテナ装置１０とともに、レドーム３０を併せて示している。
　アンテナ装置１０は、１個の支持体１１と、水平偏波素子１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄをそれぞれ８個と、垂直偏波素子１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ、１３ｆ、１３ｇ、１３ｈをそれぞれ８個と、導波器１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄをそれぞれ８個と、４個の反射器１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄとを備えている。ここで、水平偏波素子１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを特に区別しないときは、水平偏波素子１２と記載し、垂直偏波素子１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ、１３ｆ、１３ｇ、１３ｈを特に区別しないときは、垂直偏波素子１３と記載する。また、導波器１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄを特に区別しないときは、導波器１４と記載し、反射器１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄを特に区別しないときは、反射器１５と記載する。本実施の形態において、水平偏波素子１２および垂直偏波素子１３は、それぞれの周波数帯域が共通となるように設計したものを用いている。
　支持体１１は、水平方向ＨＤの断面が正方形状を呈し且つ垂直方向ＶＤに伸びる、角形のパイプで構成されている。支持体１１は、その側部外周に、プリント基板上にマイクロストリップラインで構成された、各水平偏波素子１２および各垂直偏波素子１３に給電を行うための給電回路を備えている。これら給電回路は、誘電体基板の片面にグランド板となる銅箔をほぼ全面に設け、他面にはマイクロストリップラインを設けており、このグランド面となる銅箔面が、各水平偏波素子１２および各垂直偏波素子１３に対する反射板としても機能する。また、支持体１１には、複数の水平偏波素子１２および複数の垂直偏波素子１３が取り付けられることにより、これら複数の水平偏波素子１２および複数の垂直偏波素子１３を支持している。なお、支持体１１の側部外周にプリント基板を用いた給電回路を配置しない場合であっても、支持体１１を金属などの導電性の材質で構成することにより、支持体１１自体が反射板としても機能する。
　支持体１１の側部外周には、水平方向ＨＤのうち、第１水平方向ＨＤ１（０°）を向く第１面１１１と、第１水平方向ＨＤ１と対の方向となる第２水平方向ＨＤ２（１８０°）を向く第２面１１２とが設けられている。また、支持体１１の側部外周には、水平方向ＨＤのうち、第１水平方向ＨＤ１と直交する第３水平方向ＨＤ３（９０°）を向く第３面１１３と、第３水平方向ＨＤ３と対の方向となる第４水平方向ＨＤ４（２７０°）を向く第４面１１４とが設けられる。ここで、第１面１１１と第２面１１２とは表裏関係にあり、また、第３面１１３と第４面１１４とは表裏関係にある。
　第１偏波素子の一例としての水平偏波素子１２は、第１の偏波の一例としての水平偏波の送受信を行う。水平偏波素子１２は、２つのエレメントを水平方向ＨＤに並べてなるダイポールアンテナで構成されており、支持体１１の外周面に配置されている。
　具体的に説明すると、支持体１１における第１面１１１に、第１面１１１から予め定められた距離を離して水平偏波素子１２ａを配置し、垂直方向ＶＤに８個ずつ並べた状態で配置されている。これらの水平偏波素子１２ａと、支持体１１の側部外周に配置されたプリント基板のグランド面とによって、第１水平偏波アンテナ２１ａを構成している。
　支持体１１における第２面１１２に、第２面１１２から予め定められた距離を離して水平偏波素子１２ｂを配置し、垂直方向ＶＤに８個ずつ並べた状態で配置されている。これらの水平偏波素子１２ｂと、支持体１１の側部外周に配置されたプリント基板のグランド面とによって、第２水平偏波アンテナ２１ｂを構成している。
　支持体１１における第３面１１３に、第３面１１３から予め定められた距離を離して水平偏波素子１２ｃを配置し、垂直方向ＶＤに８個ずつ並べた状態で配置されている。これらの水平偏波素子１２ｃと、支持体１１の側部外周に配置されたプリント基板のグランド面とによって、第３水平偏波アンテナ２２ａを構成している。
　支持体１１における第４面１１４に、第４面１１４から予め定められた距離を離して水平偏波素子１２ｄを配置し、垂直方向ＶＤに８個ずつ並べた状態で配置されている。これらの水平偏波素子１２ｄと、支持体１１の側部外周に配置されたプリント基板のグランド面とによって、第４水平偏波アンテナ２２ｂを構成している。
　ここで、第１水平偏波アンテナ２１ａと第２水平偏波アンテナ２１ｂとを特に区別しないときは、水平偏波アンテナ２１と記載し、第３水平偏波アンテナ２２ａと第４水平偏波アンテナ２２ｂとを特に区別しないときは、水平偏波アンテナ２２と記載する。
　第１面１１１の８個の水平偏波素子１２ａは、それぞれが第１水平方向ＨＤ１を向くように配置されている。第２面１１２の８個の水平偏波素子１２ｂは、それぞれが第２水平方向ＨＤ２を向くように配置されている。第３面１１３の８個の水平偏波素子１２ｃは、それぞれが第３水平方向ＨＤ３を向くように配置されている。第４面１１４の８個の水平偏波素子１２ｄは、それぞれが第４水平方向ＨＤ４を向くように配置されている。
　そして、第１面１１１～第４面１１４において、垂直方向ＶＤに並べて設けられた８個の水平偏波素子１２は、それぞれがアレイアンテナを構成しており、所望の垂直面内指向性となるよう、移相および振幅を設定して給電している。
　これら水平偏波素子１２は、例えば誘電体基板などを用いて支持体１１に取付けられている。
　第２偏波素子の一例としての垂直偏波素子１３は、第２の偏波の一例としての垂直偏波の送受信を行う。垂直偏波素子１３は、２つのエレメントを垂直方向ＶＤに並べてなるダイポールアンテナで構成されており、支持体１１の外周面に配置されている。具体的に説明すると、垂直偏波素子１３は、支持体１１における第１面１１１～第４面１１４のそれぞれに、垂直方向ＶＤに８個ずつ並べたものを水平方向ＨＤに２列に並べた状態で配置されている。
　第１面１１１には、垂直偏波素子１３ａと垂直偏波素子１３ｂとが水平方向ＨＤに２列、垂直方向ＶＤに８個、配置されている。そして、これら垂直偏波素子１３ａ、１３ｂと導波器１４ａと反射器１５ａ、１５ｂとで、第１垂直偏波アンテナ２５ａを構成している。第１面１１１において、水平方向ＨＤに並べて配置されている２つの垂直偏波素子１３は、互いに同移相同振幅で給電されており、垂直方向ＶＤに並べて配置されている８個の垂直偏波素子１３は、所望の垂直面内指向性となるよう、移相および振幅を設定して給電している。
　第２面１１２には、垂直偏波素子１３ｃと垂直偏波素子１３ｄとが水平方向ＨＤに２列、垂直方向ＶＤに８個、配置されている。そして、これら垂直偏波素子１３ｃ、１３ｄと導波器１４ｂと反射器１５ｃ、１５ｄとで、第２垂直偏波アンテナ２５ｂを構成している。第２面１１２において、水平方向ＨＤに並べて配置されている２つの垂直偏波素子１３は、互いに同移相同振幅で給電されており、垂直方向ＶＤに並べて配置されている８個の垂直偏波素子１３は、所望の垂直面内指向性となるよう、移相および振幅を設定して給電している。
　第３面１１３には、垂直偏波素子１３ｅと垂直偏波素子１３ｆとが水平方向ＨＤに２列、垂直方向ＶＤに８個、配置されている。そして、これら垂直偏波素子１３ｅ、１３ｆと導波器１４ｃと反射器１５ｂ、１５ｃとで、第３垂直偏波アンテナ２６ａを構成している。第３面１１３において、水平方向ＨＤに並べて配置されている２つの垂直偏波素子１３は、互いに同移相同振幅で給電されており、垂直方向ＶＤに配置されている８個の垂直偏波素子１３は、所望の垂直面内指向性となるよう、移相および振幅を設定して給電している。
　第４面１１４には、垂直偏波素子１３ｇと垂直偏波素子１３ｈとが水平方向ＨＤに２列、垂直方向ＶＤに８個、配置されている。そして、これら垂直偏波素子１３ｇ、１３ｈと導波器１４ｄと反射器１５ａ、１５ｄとで、第４垂直偏波アンテナ２６ｂを構成している。水平方向ＨＤ並べてに配置されている２つの垂直偏波素子１３は、互いに同移相同振幅で給電されており、垂直方向ＶＤに配置されている８個の垂直偏波素子１３は、所望の垂直面内指向性となるよう、移相および振幅を設定して給電している。
　つまり、第１面１１１～第４面１１４のそれぞれにおいて、垂直方向ＶＤに８個ずつ水平方向ＨＤに２列に並べて設けられた１６個の垂直偏波素子１３は、それぞれがアレイアンテナを構成している。
　ここで、第１垂直偏波アンテナ２５ａと第２垂直偏波アンテナ２５ｂとを特に区別しないときは、垂直偏波アンテナ２５と記載し、第３垂直偏波アンテナ２６ａと第４垂直偏波アンテナ２６ｂとを特に区別しないときは、垂直偏波アンテナ２６と記載する。
　そして、支持体１１における第１面１１１～第４面１１４のそれぞれでは、１つの水平偏波素子１２と水平方向ＨＤに並ぶ２つの垂直偏波素子１３とが、垂直方向ＶＤに交互に配置されている。
　導波器１４は、水平方向ＨＤの断面が長方形状を呈し且つ垂直方向ＶＤに伸びる、直方体状の板材で構成されている。導波器１４は、金属板や銅箔が形成されたプリント基板等で構成されている。各導波器１４は、支持体１１の外側であって第１面１１１～第４面１１４と対向する位置に固定されている。
　導波器１４は、支持体１１における第１面１１１～第４面１１４のそれぞれに対し、水平方向ＨＤに並ぶ２個の垂直偏波素子１３と対向するように、垂直方向ＶＤに８個ずつ並べた状態で配置されている。また、導波器１４は、上方からみたときに、支持体１１における第１面１１１～第４面１１４のそれぞれに設けられた水平偏波素子１２の端部よりも外側に配置されている。
　なお、導波器１４の形状は上記形状に限らず、断面が円や四角形状の線状等の導電性部材であってもよく、必ずしもプリント基板上に構成されてなくてもよい。
　導電性部材の一例としての反射器１５は、水平方向ＨＤの断面が正方形状を呈し且つ垂直方向ＶＤに伸びる、角形の金属棒で構成されている。各反射器１５は、支持体１１の外側であって第１面１１１～第４面１１４によって形成される４つの角（４５°、１３５°、２２５°および３１５°の４方向）と対向する位置に固定されている。また、反射器１５は、上方からみたときに、支持体１１における第１面１１１～第４面１１４のそれぞれに設けられた垂直偏波素子１３の端部よりも外側に配置されている。さらに、反射器１５は、上方からみたときに、支持体１１における第１面１１１～第４面１１４のそれぞれに設けられた水平偏波素子１２の端部よりも内側に配置されている。
　なお、反射器１５の断面形状は、上記形状に限らず、断面が円や四角形状の線状等であってもよく、材質は導電性部材であればよい。
　このアンテナ装置１０では、支持体１１における第１面１１１側に設けられ、第１水平方向ＨＤ１に指向性をもつ第１水平偏波アンテナ２１ａと、支持体１１における第２面１１２側に設けられ、第２水平方向ＨＤ２に指向性をもつ第２水平偏波アンテナ２１ｂとを、同移相同振幅で合成することによって、第１水平偏波双方向性アンテナ３１が構成されている。
　また、このアンテナ装置１０では、支持体１１における第３面１１３側に設けられ、第３水平方向ＨＤ３に指向性をもつ第３水平偏波アンテナ２２ａと、支持体１１における第４面１１４側に設けられ、第４水平方向ＨＤ４に指向性をもつ第４水平偏波アンテナ２２ｂとを、同移相同振幅で合成することによって、第２水平偏波双方向性アンテナ３２が構成されている。
　さらに、このアンテナ装置１０では、支持体１１における第１面１１１側に設けられ、第１水平方向ＨＤ１に指向性をもつ第１垂直偏波アンテナ２５ａと、支持体１１における第２面１１２側に設けられ、第２水平方向ＨＤ２に指向性をもつ第２垂直偏波アンテナ２５ｂとを、同移相同振幅で合成することによって、第１垂直偏波双方向性アンテナ４１が構成されている。
　さらにまた、このアンテナ装置１０では、支持体１１における第３面１１３側に設けられ、第３水平方向ＨＤ３の方向に指向性をもつ第３垂直偏波アンテナ２６ａと、支持体１１における第４面１１４側に設けられ、第４水平方向ＨＤ４に指向性をもつ第４垂直偏波アンテナ２６ｂとを、同移相同振幅で合成することによって、第２垂直偏波双方向性アンテナ４２が構成されている。
　このアンテナ装置１０では、第１水平方向ＨＤ１と、第３水平方向ＨＤ３とが、水平方向ＨＤにおいて直交している。すなわち、第１水平偏波双方向性アンテナ３１および第２水平偏波双方向性アンテナ３２は、水平方向ＨＤにおいて直交する位置関係にある。そして、第１垂直偏波双方向性アンテナ４１および第２垂直偏波双方向性アンテナ４２もまた、水平方向ＨＤにおいて直交する位置関係にある。
　このアンテナ装置１０では、第１水平方向ＨＤ１と第２水平方向ＨＤ２とに指向性をもつ、第１水平偏波双方向性アンテナ３１および第１垂直偏波双方向性アンテナ４１は、それぞれが水平偏波と垂直偏波とを送受信できることから、偏波共用双方向性アンテナとして機能している。また、第１水平方向ＨＤ１および第２水平方向ＨＤ２に直交する第３水平方向ＨＤ３と第４水平方向ＨＤ４とに指向性をもつ、第２水平偏波双方向性アンテナ３２および第２垂直偏波双方向性アンテナ４２もまた、それぞれが水平偏波と垂直偏波とを送受信できることから、偏波共用双方向性アンテナとして機能している。
　ここで、本実施の形態では、第１水平方向ＨＤ１が第１方向および第５方向に、第２水平方向ＨＤ２が第２方向および第６方向に、第３水平方向ＨＤ３が第３方向および第７方向に、第４水平方向ＨＤ４が第４方向および第８方向に、それぞれ対応している。
　また、本実施の形態では、第１水平偏波双方向性アンテナ３１が第１双方向性アンテナの一例として、第２水平偏波双方向性アンテナ３２が第２双方向性アンテナの一例として、第１垂直偏波双方向性アンテナ４１が第３双方向性アンテナの一例として、第２垂直偏波双方向性アンテナ４２が第４双方向性アンテナの一例として、それぞれ機能している。
　さらに、本実施の形態では、第１水平偏波アンテナ２１ａが第１アンテナの一例として、第２水平偏波アンテナ２１ｂが第２アンテナの一例として、第３水平偏波アンテナ２２ａが第３アンテナの一例として、第４水平偏波アンテナ２２ｂが第４アンテナの一例として、第１垂直偏波アンテナ２５ａが第５アンテナの一例として、第２垂直偏波アンテナ２５ｂが第６アンテナの一例として、第３垂直偏波アンテナ２６ａが第７アンテナの一例として、第４垂直偏波アンテナ２６ｂが第８アンテナの一例として、それぞれ機能している。
　さらにまた、本実施の形態では、第１水平偏波双方向性アンテナ３１および第１垂直偏波双方向性アンテナ４１が第１偏波共用双方向性アンテナの一例として、第２水平偏波双方向性アンテナ３２および第２垂直偏波双方向性アンテナ４２が第２偏波共用双方向性アンテナの一例として、それぞれ機能している。
［アンテナ装置の寸法］
　図４（ａ）～（ｃ）は、アンテナ装置１０の寸法を説明するための図である。ここで、図４（ａ）、（ｂ）は、アンテナ装置１０を垂直方向ＶＤの上部側からみた上面図である。また、図４（ｃ）は、アンテナ装置１０の要部を拡大した斜視図である。なお、ここでは、アンテナ装置１０が送受信する電波の中心波長λ０を基準として、アンテナ装置１０の寸法を説明する。
　図４（ａ）に示すように、支持体１１における第１面１１１～第４面１１４の水平方向ＨＤの長さは、０．２７５λ０～０．３２５λ０の範囲より選択される。また、第１面１１１～第４面１１４と、自身の面に対向する導波器１４との水平方向ＨＤの距離は、０．２λ０～０．２５λ０の範囲より選択される。さらに、第１面１１１～第４面１１４と、自身の面に取り付けられた垂直偏波素子１３の端部側との水平方向ＨＤの距離は、０．１λ０～０．１５λ０の範囲より選択される。さらにまた、第１面１１１～第４面１１４の自身の面において、水平方向ＨＤに並べて取り付けられた２個の垂直偏波素子１３の端部側同士の水平方向ＨＤの距離は、０．２５λ０～０．３λ０の範囲より選択される。
　図４（ｂ）に示すように、第１面１１１～第４面１１４と、自身の面に取り付けられた水平偏波素子１２の端部側との水平方向ＨＤの距離は、０．１５λ０～０．２λ０の範囲より選択される。また、第１面１１１～第４面１１４に取り付けられた１個の水平偏波素子１２の水平方向ＨＤの長さは、０．４５λ０～０．５λ０の範囲より選択される。さらに、隣接する２つの反射器１５同士の水平方向ＨＤの距離は、０．５λ０～０．５５λ０の範囲より選択される。
　図４（ｃ）に示すように、第１面１１１～第４面１１４において、垂直方向ＶＤに隣接する２個の水平偏波素子１２同士の垂直方向ＶＤの距離は、０．７λ０～０．７５λ０の範囲より選択される。また、第１面１１１～第４面１１４において、水平偏波素子１２を挟んで垂直方向ＶＤに隣接する２個の垂直偏波素子１３同士の垂直方向ＶＤの距離は、０．７λ０～０．７５λ０の範囲より選択される。
　したがって、このアンテナ装置１０では、第１水平偏波双方向性アンテナ３１を構成する第１水平偏波アンテナ２１ａおよび第２水平偏波アンテナ２１ｂのそれぞれにおいて、複数の水平偏波素子１２がアレイアンテナを形成する。そして、第１垂直偏波双方向性アンテナ４１を構成する第１垂直偏波アンテナ２５ａおよび第２垂直偏波アンテナ２５ｂのそれぞれにおいて、複数の垂直偏波素子１３もアレイアンテナを形成する。また、このアンテナ装置１０では、第２水平偏波双方向性アンテナ３２を構成する第３水平偏波アンテナ２２ａおよび第４水平偏波アンテナ２２ｂのそれぞれにおいて、複数の水平偏波素子１２がアレイアンテナを形成する。そして、第２垂直偏波双方向性アンテナ４２を構成する第３垂直偏波アンテナ２６ａおよび第４垂直偏波アンテナ２６ｂのそれぞれにおいて、複数の垂直偏波素子１３もアレイアンテナを形成する。
［水平面内指向性］
　図５（ａ）、（ｂ）は、アンテナ装置１０の水平面内指向性を示す図である。ここで、図５（ａ）は、水平偏波における水平面内指向性を示す図である。また、図５（ｂ）は垂直偏波における水平面内指向性を示す図である。
　図５（ａ）には、第１水平偏波双方向性アンテナ３１の水平面内指向性を、破線で示している。また、図５（ａ）には、第２水平偏波双方向性アンテナ３２の水平面内指向性を、実線で示している。
　第１水平偏波双方向性アンテナ３１に設けられた第１水平偏波アンテナ２１ａは、図５（ａ）における０°付近を最大とし且つ形状が半円に近い水平面内指向性を有している。また、第１水平偏波双方向性アンテナ３１に設けられた第２水平偏波アンテナ２１ｂは、図５（ａ）における１８０°付近を最大とし且つ形状が半円に近い水平面内指向性を有している。したがって、第１水平偏波アンテナ２１ａと第２水平偏波アンテナ２１ｂとを同移相同振幅で合成した第１水平偏波双方向性アンテナ３１の水平面内指向性は、図５（ａ）における０°付近と１８０°付近とに最大放射方向を有する双方向性の指向性となる。
　第２水平偏波双方向性アンテナ３２に設けられた第３水平偏波アンテナ２２ａは、図５（ａ）における９０°付近を最大とし且つ形状が半円に近い水平面内指向性を有している。また、第２水平偏波双方向性アンテナ３２に設けられた第４水平偏波アンテナ２２ｂは、図５（ａ）における２７０°付近を最大とし且つ形状が半円に近い水平面内指向性を有している。したがって、第３水平偏波アンテナ２２ａと第４水平偏波アンテナ２２ｂとを同移相同振幅で合成した第２水平偏波双方向性アンテナ３２の水平面内指向性は、図５（ａ）における９０°付近と２７０°付近とに最大放射方向を有する双方向性の指向性となる。
　図５（ｂ）には、第１垂直偏波双方向性アンテナ４１の水平面内指向性を、破線で示している。また、図５（ｂ）には、第２垂直偏波双方向性アンテナ４２の水平面内指向性を、実線で示している。
　第１垂直偏波双方向性アンテナ４１に設けられた第１垂直偏波アンテナ２５ａは、図５（ｂ）における０°付近を最大とし且つ形状が半円に近い水平面内指向性を有している。また、第１垂直偏波双方向性アンテナ４１に設けられた第２垂直偏波アンテナ２５ｂは、図５（ｂ）における１８０°付近を最大とし且つ形状が半円に近い水平面内指向性を有している。したがって、第１垂直偏波アンテナ２５ａと第２垂直偏波アンテナ２５ｂとを同移相同振幅で合成した第１垂直偏波双方向性アンテナ４１の水平面内指向性は、図５（ｂ）における０°付近と１８０°付近とに最大放射方向を有する双方向性の指向性となる。
　第２垂直偏波双方向性アンテナ４２に設けられた第３垂直偏波アンテナ２６ａは、図５（ｂ）における９０°付近を最大とし且つ形状が半円に近い水平面内指向性を有している。また、第２垂直偏波双方向性アンテナ４２に設けられた第４垂直偏波アンテナ２６ｂは、図５（ｂ）における２７０°付近を最大とし且つ形状が半円に近い水平面内指向性を有している。したがって、第３垂直偏波アンテナ２６ａと第４垂直偏波アンテナ２６ｂとを同移相同振幅で合成した第２垂直偏波双方向性アンテナ４２の水平面内指向性は、図５（ｂ）における９０°付近と２７０°付近とに最大放射方向を有する双方向性の指向性となる。
　ここで、本実施の形態のアンテナ装置１０では、支持体１１の第１面１１１～第４面１１４のそれぞれにて水平方向ＨＤに並べられた２つの垂直偏波素子１３と、導波器１４および反射器１５とによって、垂直偏波における水平面内ビーム幅を水平偏波における水平面内ビーム幅にそろえている。これによって、第１水平偏波双方向性アンテナ３１の水平面内ビーム幅と、第１垂直偏波双方向性アンテナ４１の水平面内ビーム幅とが、ほぼ同一となっており、垂直偏波に対する水平面内指向性の形状を、水平偏波に対する水平面内指向性の形状に近づけている。また、同様に、第２水平偏波双方向性アンテナ３２の水平面内ビーム幅と、第２垂直偏波双方向性アンテナ４２の水平面内ビーム幅とが、ほぼ同一となっており、垂直偏波に対する水平面内指向性の形状を、水平偏波に対する水平面内指向性の形状に近づけている。
［ＭＩＭＯ通信システムにおける電波の経路］
　図６は、ＭＩＭＯ通信システムにおける基地局アンテナ１と携帯端末装置２００との間の電波の経路を模式的に示す図である。
　ＭＩＭＯ通信システムでは、携帯端末装置２００から基地局１００（図１参照）の基地局アンテナ１に直接到達した電波と、直接到達できなかった電波のうち建造物３００等の反射体で反射されることで基地局アンテナ１に間接的に到達した電波とを、無線通信に使用する。ここで、図６には、反射体として機能する建造物３００を１つだけ示したが、複数の反射体が基地局アンテナ１の周囲に存在することもあり得る。したがって、基地局アンテナ１には、水平方向ＨＤにおける全方位から、携帯端末装置２００からの電波が到達する可能性がある。
　このように、都市部のように建造物３００が多く存在するマルチパス環境下においては、双方向性アンテナを９０°回転して配置しＭＩＭＯ通信を行うことによって、通信速度の高速化が図れる。また、本実施の形態では、基地局アンテナ１として双方向性アンテナを使用しているため、同じ長さの無指向性アンテナに対して高い利得を得ることが可能となり、１つの基地局アンテナ１でより広いエリアをカバーすることができる。
［従来例との比較］
　ここで、本実施の形態の基地局アンテナ１と、従来の手法によって構成した基地局アンテナ５、６との比較を行う。
　図７（ａ）は第１の従来例の基地局アンテナ５の設置例を、図７（ｂ）は第２の従来例の基地局アンテナ６の設置例を、図７（ｃ）は本実施の形態の基地局アンテナ１の設置例を、それぞれ示す図である。なお、図７（ａ）～（ｃ）に示す基地局アンテナ１、５、６は、それぞれ、４ブランチのＭＩＭＯでの使用を前提として設計されている。
　図７（ａ）に示す第１の従来例の基地局アンテナ５は、複数の垂直偏波素子（図示せず）を垂直方向ＶＤに並べてなるアレイアンテナを有する垂直偏波オムニアンテナ５０を、４本並べて構成されている。この例において、１本目の垂直偏波オムニアンテナ５０は第１のブランチとして、２本目の垂直偏波オムニアンテナ５０は第２のブランチとして、３本目の垂直偏波オムニアンテナ５０は第３のブランチとして、４本目の垂直偏波オムニアンテナ５０は第４のブランチとして機能し、それぞれ電波を送受信する。この例では、垂直方向ＶＤに伸びる１本の支持柱１ａと、支持柱１ａに取り付けられるとともに水平方向ＨＤに伸びる４本のアームのそれぞれで各垂直偏波オムニアンテナ５０を保持するブラケット１ｂとを用いて、基地局アンテナ５を支持している。
　図７（ｂ）に示す第２の従来例の基地局アンテナ６は、複数の垂直偏波素子（図示せず）を垂直方向ＶＤに並べてなるアレイアンテナと複数の水平偏波素子（図示せず）を垂直方向ＶＤに並べてなる他のアレイアンテナとを有する偏波共用オムニアンテナ６０を、２本並べて構成されている。この例において、１本目の偏波共用オムニアンテナ６０は、第１のブランチとなる垂直偏波オムニアンテナと、第２のブランチとなる水平偏波オムニアンテナとによって構成されている。また、２本目の偏波共用オムニアンテナ６０は、第３のブランチとなる垂直偏波オムニアンテナと、第４のブランチとなる水平偏波オムニアンテナとによって構成されている。そして、これら２本の偏波共用オムニアンテナ６０が、それぞれ垂直偏波および水平偏波の電波を送受信する。この例では、垂直方向ＶＤに伸びる１本の支持柱１ａと、支持柱１ａに取り付けられるとともに水平方向ＨＤに伸びる２本のアームのそれぞれで各偏波共用オムニアンテナ６０を保持するブラケット１ｂとを用いて、基地局アンテナ６を支持している。
　図７（ｃ）に示す基地局アンテナ１は、本実施の形態で説明した基地局アンテナ（１本）で構成されている。この例の基地局アンテナ１は、第１のブランチとなる第１水平偏波双方向性アンテナ３１と、第２のブランチとなる第２水平偏波双方向性アンテナ３２と、第３のブランチとなる第１垂直偏波双方向性アンテナ４１と、第４のブランチとなる第２垂直偏波双方向性アンテナ４２とを有する偏波共用双方向性アンテナであり、それぞれの双方向性アンテナは一つのレドームの中に収容されているため、外観上は１本の基地局アンテナ１でそれぞれ電波を送受信する。この例では、垂直方向ＶＤに伸びる１本の支持柱１ａと、支持柱１ａに取り付けられるとともに水平方向ＨＤに伸びる１本のアームを用いて、基地局アンテナ１を支持している。
　以下では、図７（ａ）～図７（ｃ）に示す各基地局アンテナ１、５、６を、１２ｄＢｉの絶対利得が得られるように設計した場合を例として比較を行う。
　図７（ｃ）に示す基地局アンテナ１を採用した場合において、１２ｄＢｉの絶対利得を得るために必要な基地局アンテナ１の寸法は、φ９０×７００ｍｍ（長さ）となった。また、シミュレーションを行った結果、この基地局アンテナ１（偏波共用双方向性アンテナ×１本）が受ける受風荷重の大きさは、約１７５Ｎであった。
　図７（ａ）に示す基地局アンテナ５を採用した場合において、１２ｄＢｉの絶対利得を得ようとするために必要な垂直偏波オムニアンテナ５０の寸法は、φ３０×１５００ｍｍ（長さ）となった。ただし、この場合に得られる絶対利得は約１１．５ｄＢｉであり、１２ｄＢｉには届かなかった。また、シミュレーションを行った結果、この基地局アンテナ５（垂直偏波オムニアンテナ５０×４本）が受ける受風荷重の大きさは、約５６０Ｎであった。
　図７（ｂ）に示す基地局アンテナ６を採用した場合において、１２ｄＢｉの絶対利得を得ようとするために必要な偏波共用オムニアンテナ６０の寸法は、φ７０×１５００ｍｍ（長さ）となった。ただし、この場合に得られる絶対利得は約１１．５ｄＢｉであり、１２ｄＢｉには届かなかった。また、シミュレーションを行った結果、この基地局アンテナ６（偏波共用オムニアンテナ６０×２本）が受ける受風荷重の大きさは、約３２５Ｎであった。
　一般的に、オムニアンテナは水平面内における指向性利得が０dＢiとなるため、高い利得のアンテナを作るのは難しい。これは、垂直方向にアレイ化することによって増加する垂直面内における指向性利得の増加割合に対して、内部の配線に用いる給電線の給電損失が増える割合が大きくなるからである。
　このように、本実施の形態で説明した基地局アンテナ１を用いることにより、高い利得を得ること、アンテナの外観上の本数を少なくすること、そして、受風荷重を低減すること、ができる。
［第１の変形例］
　上記実施の形態で説明したアンテナ装置１０（図３参照）では、支持体１１に設けられた４つの面（第１面１１１～第４面１１４）のそれぞれに、水平偏波アンテナと垂直偏波アンテナとを設けていたが、１つの面に水平偏波アンテナと垂直偏波アンテナとを設けなくてもかまわない。
　図８は、アンテナ装置１０の第１の変形例の構成を説明するための図である。ここで、図８は、第１の変形例に係るアンテナ装置１０を垂直方向ＶＤの上部側からみた上面図である。なお、図８には、アンテナ装置１０とともに、レドーム３０を併せて示している。
　第１の変形例において、支持体１１は、水平方向ＨＤの断面が正八角形状を呈し且つ垂直方向ＶＤに伸びる、角形パイプで構成される。
　支持体１１の側部外周には、第１水平方向ＨＤ１（０°）を向く第１面１１１、第２水平方向ＨＤ２（１８０°）を向く第２面１１２、第３水平方向ＨＤ３（９０°）を向く第３面１１３、第４水平方向ＨＤ４（２７０°）を向く第４面１１４に加えて、第１水平方向ＨＤ１と第３水平方向ＨＤ３との間となる第５水平方向ＨＤ５（４５°）を向く第５面１１５と、第５水平方向ＨＤ５と対の方向となる第６水平方向ＨＤ６（２２５°）を向く第６面１１６と、第５水平方向ＨＤ５と直交する第７水平方向ＨＤ７（１３５°）を向く第７面１１７と、第７水平方向ＨＤ７と対の方向となる第８水平方向ＨＤ８（３１５°）を向く第８面１１８とが設けられる。
　ここで、第１面１１１と第２面１１２とは表裏関係にあり、第３面１１３と第４面１１４とは表裏関係にあり、第５面１１５と第６面１１６とは表裏関係にあり、また、第７面１１７と第８面１１８とは表裏関係にある。
　そして、第１の変形例においては、第１水平方向ＨＤ１が第１方向に、第２水平方向ＨＤ２が第２方向に、第３水平方向ＨＤ３が第３方向に、第４水平方向ＨＤ４が第４方向に、第５水平方向ＨＤ５が第５方向に、第６水平方向ＨＤ６が第６方向に、第７水平方向ＨＤ７が第７方向に、第８水平方向ＨＤ８が第８方向に、それぞれ対応している。
　第１面１１１には、水平偏波素子１２ａが、垂直方向ＶＤに８個並べて配置されている。これらの水平偏波素子１２ａと、支持体１１の側部外周に配置されたプリント基板のグランド面とによって、第１水平偏波アンテナ２１ａを構成している。
　第２面１１２には、水平偏波素子１２ｂが、垂直方向ＶＤに８個並べて配置されている。これらの水平偏波素子１２ｂと、支持体１１の側部外周に配置されたプリント基板のグランド面とによって、第２水平偏波アンテナ２１ｂを構成している。
　第３面１１３には、水平偏波素子１２ｃが、垂直方向ＶＤに８個並べて配置されている。これらの水平偏波素子１２ｃと、支持体１１の側部外周に配置されたプリント基板のグランド面とによって、第３水平偏波アンテナ２２ａを構成している。
　第４面１１４には、水平偏波素子１２ｄが、垂直方向ＶＤに８個並べて配置されている。これらの水平偏波素子１２ｄと、支持体１１の側部外周に配置されたプリント基板のグランド面とによって、第４水平偏波アンテナ２２ｂを構成している。
　第５面１１５には、垂直偏波素子１３ａと垂直偏波素子１３ｂとが水平方向ＨＤに２列、垂直方向ＶＤに８個、配置されている。そして、これら垂直偏波素子１３ａ、１３ｂと導波器１４ａと反射器１５ｂ、１５ｃとで、第１垂直偏波アンテナ２５ａを構成している。
　第６面１１６には、垂直偏波素子１３ｃと垂直偏波素子１３ｄとが水平方向ＨＤに２列、垂直方向ＶＤに８個、配置されている。そして、これら垂直偏波素子１３ｃ、１３ｄと導波器１４ｂと反射器１５ｆ、１５ｇとで、第２垂直偏波アンテナ２５ｂを構成している。
　第７面１１７には、垂直偏波素子１３ｅと垂直偏波素子１３ｆとが水平方向ＨＤに２列、垂直方向ＶＤに８個、配置されている。そして、これら垂直偏波素子１３ｅ、１３ｆと導波器１４ｃと反射器１５ｄ、１５ｅとで、第３垂直偏波アンテナ２６ａを構成している。
　第８面１１８には、垂直偏波素子１３ｇと垂直偏波素子１３ｈとが水平方向ＨＤに２列、垂直方向ＶＤに８個、配置されている。そして、これら垂直偏波素子１３ｇ、１３ｈと導波器１４ｄと反射器１５ｈ、１５ａとで、第４垂直偏波アンテナ２６ｂを構成している。
　第１の変形例では、支持体１１の第１面１１１～第８面１１８のうち、第１面１１１～第４面１１４のそれぞれには水平偏波アンテナのみが配置され、第５面１１５～第８面１１８のそれぞれには垂直偏波アンテナのみが配置される。
　このアンテナ装置１０では、支持体１１における第１面１１１側に設けられ、第１水平方向ＨＤ１に指向性をもつ第１水平偏波アンテナ２１ａと、支持体１１における第２面１１２側に設けられ、第２水平方向ＨＤ２に指向性をもつ第２水平偏波アンテナ２１ｂとを、同移相同振幅で合成することによって、第１水平偏波双方向性アンテナ３１が構成されている。
　また、このアンテナ装置１０では、支持体１１における第３面１１３側に設けられ、第３水平方向ＨＤ３に指向性をもつ第３水平偏波アンテナ２２ａと、支持体１１における第４面１１４側に設けられ、第４水平方向ＨＤ４に指向性をもつ第４水平偏波アンテナ２２ｂとを、同移相同振幅で合成することによって、第２水平偏波双方向性アンテナ３２が構成されている。
　さらに、このアンテナ装置１０では、支持体１１における第５面１１５側に設けられ、第５水平方向ＨＤ５に指向性をもつ第１垂直偏波アンテナ２５ａと、支持体１１における第６面１１６側に設けられ、第６水平方向ＨＤ６に指向性をもつ第２垂直偏波アンテナ２５ｂとを、同移相同振幅で合成することによって、第１垂直偏波双方向性アンテナ４１が構成されている。
　さらにまた、このアンテナ装置１０では、支持体１１における第７面１１７側に設けられ、第７水平方向ＨＤ７の方向に指向性をもつ第３垂直偏波アンテナ２６ａと、支持体１１における第８面１１８側に設けられ、第８水平方向ＨＤ８に指向性をもつ第４垂直偏波アンテナ２６ｂとを、同移相同振幅で合成することによって、第２垂直偏波双方向性アンテナ４２が構成されている。
　このアンテナ装置１０では、第１水平方向ＨＤ１と、第３水平方向ＨＤ３とが、水平方向ＨＤにおいて直交している。すなわち、第１水平偏波双方向性アンテナ３１および第２水平偏波双方向性アンテナ３２は、水平方向ＨＤにおいて直交する位置関係にある。
　また、このアンテナ装置１０では、第５水平方向ＨＤ５と、第７水平方向ＨＤ７とが、水平方向において直交している。すなわち、第１垂直偏波双方向性アンテナ４１および第２垂直偏波双方向性アンテナ４２もまた、水平方向ＨＤにおいて直交する位置関係にある。
　このように、第１の変形例に係るアンテナ装置１０では、支持体１１の側部外周に設けられた８つの面のそれぞれに、水平偏波アンテナまたは垂直偏波アンテナのみを配置するようにした。逆の観点からみれば、支持体１１の側部外周に設けられた１つの面に、水平偏波アンテナと垂直偏波アンテナとを配置しないようにした。ここで、第１の変形例に係るアンテナ装置１０では、支持体１１の側部外周に設けられた８つの面に、水平偏波アンテナおよび垂直偏波アンテナを交互に配置するようにした。
　そして、水平方向ＨＤにおいて直交するように第１水平偏波双方向性アンテナ３１および第２水平偏波双方向性アンテナ３２を配置するとともに、水平方向ＨＤにおいて直交するように第１垂直偏波双方向性アンテナ４１および第２垂直偏波双方向性アンテナ４２を配置した。また、これら第１水平偏波双方向性アンテナ３１および第２水平偏波双方向性アンテナ３２と、第１垂直偏波双方向性アンテナ４１および第２垂直偏波双方向性アンテナ４２とを、水平方向ＨＤにおいて４５°傾けて配置した。
　これにより、第１の変形例に係るアンテナ装置１０では、上記実施の形態と同じく、２つの水平偏波双方向性アンテナ（第１水平偏波双方向性アンテナ３１、第２水平偏波双方向性アンテナ３２）と、２つの垂直偏波双方向性アンテナ（第１垂直偏波双方向性アンテナ４１、第２垂直偏波双方向性アンテナ４２）とを用いて、４ブランチのＭＩＭＯによる無線通信を行うことができる。
　そして、第１の変形例に係るアンテナ装置１０を備えた基地局アンテナ１を用いた場合においても、上記実施の形態で説明したものと同じ効果を得ることができる。
［第２の変形例］
　上記実施の形態で説明したアンテナ装置１０（図３参照）は、「４ブランチのＭＩＭＯ」での使用を目的とするものであったが、４ブランチを超えるブランチ数のＭＩＭＯへの適用も可能である。
　図９は、アンテナ装置１０の第２の変形例の構成を説明するための図である。ここで、図９は、第２の変形例に係るアンテナ装置１０を垂直方向ＶＤの上部側からみた上面図である。図９は、「８ブランチのＭＩＭＯ」による無線通信で使用されるアンテナ装置１０を例示している。なお、図９には、アンテナ装置１０とともに、レドーム３０を併せて示している。
　第２の変形例における支持体１１の構造は、上記第１の変形例で説明したものと同じであり、その側部外周には、８つの面（第１面１１１～第８面１１８）が設けられる。
　ただし、支持体１１の側部外周に設けられた各面に配置される水平偏波アンテナおよび垂直偏波アンテナの組み合わせが、上記第１の変形例とは異なる。
　第１面１１１には、水平偏波素子１２ａが、垂直方向ＶＤに８個並べて配置されている。これらの水平偏波素子１２ａと、支持体１１の側部外周に配置されたプリント基板のグランド面とによって、第１水平偏波アンテナ２１ａを構成している。
　第２面１１２には、水平偏波素子１２ｂが、垂直方向ＶＤに８個並べて配置されている。これらの水平偏波素子１２ｂと、支持体１１の側部外周に配置されたプリント基板のグランド面とによって、第２水平偏波アンテナ２１ｂを構成している。
　第３面１１３には、水平偏波素子１２ｃが、垂直方向ＶＤに８個並べて配置されている。これらの水平偏波素子１２ｃと、支持体１１の側部外周に配置されたプリント基板のグランド面とによって、第３水平偏波アンテナ２２ａを構成している。
　第４面１１４には、水平偏波素子１２ｄが、垂直方向ＶＤに８個並べて配置されている。これらの水平偏波素子１２ｄと、支持体１１の側部外周に配置されたプリント基板のグランド面とによって、第４水平偏波アンテナ２２ｂを構成している。
　第５面１１５には、水平偏波素子１２ｅが、垂直方向ＶＤに８個並べて配置されている。これらの水平偏波素子１２ｅと、支持体１１の側部外周に配置されたプリント基板のグランド面とによって、第５水平偏波アンテナ２３ａを構成している。
　第６面１１６には、水平偏波素子１２ｆが、垂直方向ＶＤに８個並べて配置されている。これらの水平偏波素子１２ｆと、支持体１１の側部外周に配置されたプリント基板のグランド面とによって、第６水平偏波アンテナ２３ｂを構成している。
　第７面１１７には、水平偏波素子１２ｇが、垂直方向ＶＤに８個並べて配置されている。これらの水平偏波素子１２ｇと、支持体１１の側部外周に配置されたプリント基板のグランド面とによって、第７水平偏波アンテナ２４ａを構成している。
　第８面１１８には、水平偏波素子１２ｈが、垂直方向ＶＤに８個並べて配置されている。これらの水平偏波素子１２ｈと、支持体１１の側部外周に配置されたプリント基板のグランド面とによって、第８水平偏波アンテナ２４ｂを構成している。
　第１面１１１には、垂直偏波素子１３ａと垂直偏波素子１３ｂとが水平方向ＨＤに２列、垂直方向ＶＤに８個、配置されている。そして、これら垂直偏波素子１３ａ、１３ｂと導波器１４ａと反射器１５ａ、１５ｂとで、第１垂直偏波アンテナ２５ａを構成している。
　第２面１１２には、垂直偏波素子１３ｃと垂直偏波素子１３ｄとが水平方向ＨＤに２列、垂直方向ＶＤに８個、配置されている。そして、これら垂直偏波素子１３ｃ、１３ｄと導波器１４ｂと反射器１５ｅ、１５ｆとで、第２垂直偏波アンテナ２５ｂを構成している。
　第３面１１３には、垂直偏波素子１３ｅと垂直偏波素子１３ｆとが水平方向ＨＤに２列、垂直方向ＶＤに８個、配置されている。そして、これら垂直偏波素子１３ｅ、１３ｆと導波器１４ｃと反射器１５ｃ、１５ｄとで、第３垂直偏波アンテナ２６ａを構成している。
　第４面１１４には、垂直偏波素子１３ｇと垂直偏波素子１３ｈとが水平方向ＨＤに２列、垂直方向ＶＤに８個、配置されている。そして、これら垂直偏波素子１３ｇ、１３ｈと導波器１４ｄと反射器１５ｇ、１５ｈとで、第４垂直偏波アンテナ２６ｂを構成している。
　第５面１１５には、垂直偏波素子１３ｉと垂直偏波素子１３ｊとが水平方向ＨＤに２列、垂直方向ＶＤに８個、配置されている。そして、これら垂直偏波素子１３ｉ、１３ｊと導波器１４ｅと反射器１５ｂ、１５ｃとで、第５垂直偏波アンテナ２７ａを構成している。
　第６面１１６には、垂直偏波素子１３ｋと垂直偏波素子１３ｌとが水平方向ＨＤに２列、垂直方向ＶＤに８個、配置されている。そして、これら垂直偏波素子１３ｋ、１３ｌと導波器１４ｆと反射器１５ｆ、１５ｇとで、第６垂直偏波アンテナ２７ｂを構成している。
　第７面１１７には、垂直偏波素子１３ｍと垂直偏波素子１３ｎとが水平方向ＨＤに２列、垂直方向ＶＤに８個、配置されている。そして、これら垂直偏波素子１３ｍ、１３ｎと導波器１４ｇと反射器１５ｄ、１５ｅとで、第７垂直偏波アンテナ２８ａを構成している。
　第８面１１８には、垂直偏波素子１３ｏと垂直偏波素子１３ｐとが水平方向ＨＤに２列、垂直方向ＶＤに８個、配置されている。そして、これら垂直偏波素子１３ｏ、１３ｐと導波器１４ｈと反射器１５ｈ、１５ａとで、第８垂直偏波アンテナ２８ｂを構成している。
　第２の変形例では、支持体１１の第１面１１１～第８面１１８のそれぞれに、水平偏波アンテナおよび垂直偏波アンテナの両者が配置される。
　このアンテナ装置１０では、支持体１１における第１面１１１側に設けられ、第１水平方向ＨＤ１に指向性をもつ第１水平偏波アンテナ２１ａと、支持体１１における第２面１１２側に設けられ、第２水平方向ＨＤ２に指向性をもつ第２水平偏波アンテナ２１ｂとを、同移相同振幅で合成することによって、第１水平偏波双方向性アンテナ３１が構成されている。
　また、このアンテナ装置１０では、支持体１１における第３面１１３側に設けられ、第３水平方向ＨＤ３に指向性をもつ第３水平偏波アンテナ２２ａと、支持体１１における第４面１１４側に設けられ、第４水平方向ＨＤ４に指向性をもつ第４水平偏波アンテナ２２ｂとを、同移相同振幅で合成することによって、第２水平偏波双方向性アンテナ３２が構成されている。
　さらに、このアンテナ装置１０では、支持体１１における第５面１１５側に設けられ、第５水平方向ＨＤ５に指向性をもつ第５水平偏波アンテナ２３ａと、支持体１１における第６面１１６側に設けられ、第６水平方向ＨＤ６に指向性をもつ第６水平偏波アンテナ２３ｂとを、同移相同振幅で合成することによって、第３水平偏波双方向性アンテナ３３が構成されている。
　さらにまた、このアンテナ装置１０では、支持体１１における第７面１１７側に設けられ、第７水平方向ＨＤ７に指向性をもつ第７水平偏波アンテナ２４ａと、支持体１１における第８面１１８側に設けられ、第８水平方向ＨＤ８に指向性をもつ第８水平偏波アンテナ２４ｂとを、同移相同振幅で合成することによって、第４水平偏波双方向性アンテナ３４が構成されている。
　このアンテナ装置１０では、支持体１１における第１面１１１側に設けられ、第１水平方向ＨＤ１に指向性をもつ第１垂直偏波アンテナ２５ａと、支持体１１における第２面１１２側に設けられ、第２水平方向ＨＤ２に指向性をもつ第２垂直偏波アンテナ２５ｂとを、同移相同振幅で合成することによって、第１垂直偏波双方向性アンテナ４１が構成されている。
　また、このアンテナ装置１０では、支持体１１における第３面１１３側に設けられ、第３水平方向ＨＤ３に指向性をもつ第３垂直偏波アンテナ２６ａと、支持体１１における第４面１１４側に設けられ、第４水平方向ＨＤ４に指向性をもつ第４垂直偏波アンテナ２６ｂとを、同移相同振幅で合成することによって、第２垂直偏波双方向性アンテナ４２が構成されている。
　さらに、このアンテナ装置１０では、支持体１１における第５面１１５側に設けられ、第５水平方向ＨＤ５に指向性をもつ第５垂直偏波アンテナ２７ａと、支持体１１における第６面１１６側に設けられ、第６水平方向ＨＤ６に指向性をもつ第６垂直偏波アンテナ２７ｂとを、同移相同振幅で合成することによって、第３垂直偏波双方向性アンテナ４３が構成されている。
　さらにまた、このアンテナ装置１０では、支持体１１における第７面１１７側に設けられ、第７水平方向ＨＤ７に指向性をもつ第７垂直偏波アンテナ２８ａと、支持体１１における第８面１１８側に設けられ、第８水平方向ＨＤ８に指向性をもつ第８垂直偏波アンテナ２８ｂとを、同移相同振幅で合成することによって、第４垂直偏波双方向性アンテナ４４が構成されている。
　このアンテナ装置１０では、第１水平方向ＨＤ１と、第３水平方向ＨＤ３とが、水平方向ＨＤにおいて直交している。すなわち、第１水平偏波双方向性アンテナ３１および第２水平偏波双方向性アンテナ３２は、水平方向ＨＤにおいて直交する位置関係にある。そして、第１垂直偏波双方向性アンテナ４１および第２垂直偏波双方向性アンテナ４２もまた、水平方向ＨＤにおいて直交する位置関係にある。
　また、このアンテナ装置１０では、第５水平方向ＨＤ５と、第７水平方向ＨＤ７とが、水平方向ＨＤにおいて直交している。すなわち、第３水平偏波双方向性アンテナ３３および第４水平偏波双方向性アンテナ３４は、水平方向ＨＤにおいて直交する位置関係にある。そして、第３垂直偏波双方向性アンテナ４３および第４垂直偏波双方向性アンテナ４４もまた、水平方向ＨＤにおいて直交する位置関係にある。
　このアンテナ装置１０では、第１水平方向ＨＤ１と第２水平方向ＨＤ２とに指向性をもつ、第１水平偏波双方向性アンテナ３１および第１垂直偏波双方向性アンテナ４１は、それぞれが水平偏波と垂直偏波とを送受信できることから、偏波共用双方向性アンテナとして機能している。また、第１水平方向ＨＤ１および第２水平方向ＨＤ２に直交する第３水平方向ＨＤ３と第４水平方向ＨＤ４とに指向性をもつ、第２水平偏波双方向性アンテナ３２および第２垂直偏波双方向性アンテナ４２もまた、それぞれが水平偏波と垂直偏波とを送受信できることから、偏波共用双方向性アンテナとして機能している。さらに、このアンテナ装置１０では、第５水平方向ＨＤ５と第６水平方向ＨＤ６とに指向性をもつ、第３水平偏波双方向性アンテナ３３および第３垂直偏波双方向性アンテナ４３は、それぞれが水平偏波と垂直偏波とを送受信できることから、偏波共用双方向性アンテナとして機能している。さらにまた、第５水平方向ＨＤ５および第６水平方向ＨＤ６に直交する第７水平方向ＨＤ７と第８水平方向ＨＤ８とに指向性をもつ、第４水平偏波双方向性アンテナ３４および第４垂直偏波双方向性アンテナ４４もまた、それぞれが水平偏波と垂直偏波とを送受信できることから、偏波共用双方向性アンテナとして機能している。
　このように、第２の変形例に係るアンテナ装置１０では、支持体１１の側部外周に設けられた８つの面のそれぞれに、水平偏波アンテナおよび垂直偏波アンテナの両者を配置するようにした。
　そして、水平方向ＨＤにおいて直交するように第１水平偏波双方向性アンテナ３１および第２水平偏波双方向性アンテナ３２を配置するとともに、水平方向ＨＤにおいて直交するように第３水平偏波双方向性アンテナ３３および第４水平偏波双方向性アンテナ３４を配置した。また、これら第１水平偏波双方向性アンテナ３１および第２水平偏波双方向性アンテナ３２と、第３水平偏波双方向性アンテナ３３および第４水平偏波双方向性アンテナ３４とを、水平方向ＨＤにおいて４５°傾けて配置した。一方、水平方向ＨＤにおいて直交するように第１垂直偏波双方向性アンテナ４１および第２垂直偏波双方向性アンテナ４２を配置するとともに、水平方向ＨＤにおいて直交するように第３垂直偏波双方向性アンテナ４３および第４垂直偏波双方向性アンテナ４４を配置した。また、これら第１垂直偏波双方向性アンテナ４１および第２垂直偏波双方向性アンテナ４２と、第３垂直偏波双方向性アンテナ４３および第４垂直偏波双方向性アンテナ４４とを、水平方向ＨＤにおいて４５°傾けて配置した。
　これにより、第２の変形例に係るアンテナ装置１０では、４つの水平偏波双方向性アンテナ（第１水平偏波双方向性アンテナ３１～第４水平偏波双方向性アンテナ３４）と、４つの垂直偏波双方向性アンテナ（第１垂直偏波双方向性アンテナ４１～第４垂直偏波双方向性アンテナ４４）とを用いて、８ブランチのＭＩＭＯによる無線通信を行うことができる。
　そして、第２の変形例に係るアンテナ装置１０を備えた基地局アンテナ１を用いることにより、上記実施の形成で説明したものと同じ効果を得ることができる。
［その他］
　なお、第１水平偏波双方向性アンテナ３１および第２水平偏波双方向性アンテナ３２（第３水平偏波双方向性アンテナ３３および第４水平偏波双方向性アンテナ３４）、そして、第１垂直偏波双方向性アンテナ４１および第２垂直偏波双方向性アンテナ４２（第３垂直偏波双方向性アンテナ４３および第４垂直偏波双方向性アンテナ４４）において、水平偏波素子１２を＋４５°回転させるとともに垂直偏波素子１３を－４５°回転させると、水平偏波素子１２は＋４５°偏波を、垂直偏波素子１３は－４５°偏波を、それぞれ送受信することになる。すなわち、水平偏波素子１２における「水平」および垂直偏波素子１３における「垂直」は、便宜上用いているに過ぎない。したがって、偏波が「水平」および「垂直」でない場合は、それぞれの偏波に合うように読み替えればよい。
　また、本実施の形態では、第１水平偏波双方向性アンテナ３１および第２水平偏波双方向性アンテナ３２（第３水平偏波双方向性アンテナ３３および第４水平偏波双方向性アンテナ３４）、そして、第１垂直偏波双方向性アンテナ４１および第２垂直偏波双方向性アンテナ４２（第３垂直偏波双方向性アンテナ４３および第４垂直偏波双方向性アンテナ４４）が、直交する偏波すなわち水平偏波および垂直偏波を送受信しているが、２つの偏波は、直交していなくてもよく、異なる２つ以上の偏波の電波が送受信できればよい。
　また、本実施の形態では、アンテナ装置１０を構成する第１水平偏波双方向性アンテナ３１および第２水平偏波双方向性アンテナ３２（第３水平偏波双方向性アンテナ３３および第４水平偏波双方向性アンテナ３４）、ならびに、第１垂直偏波双方向性アンテナ４１および第２垂直偏波双方向性アンテナ４２（第３垂直偏波双方向性アンテナ４３および第４垂直偏波双方向性アンテナ４４）を、水平方向ＨＤにおいて直角となるように配置していたが、水平方向において両者がなす角度はこれに限られない。すなわち、第１水平偏波双方向性アンテナ３１および第２水平偏波双方向性アンテナ３２、ならびに、第１垂直偏波双方向性アンテナ４１および第２垂直偏波双方向性アンテナ４２を、水平方向ＨＤにおいて交差するように配置するものであれば、その角度は直角でなくてもよい。
　また、本実施の形態では、アンテナ装置１０に、導波器１４や反射器１５を設けていたが、これらは必須ではなく、また、その取り付け位置や数についても、水平偏波素子１２や垂直偏波素子１３の特性や配置等に応じて変更してかまわない。
　また、本実施の形態では、第１水平偏波双方向性アンテナ３１、第２水平偏波双方向性アンテナ３２（第３水平偏波双方向性アンテナ３３、第４水平偏波双方向性アンテナ３４）、第１垂直偏波双方向性アンテナ４１、第２垂直偏波双方向性アンテナ４２（第３垂直偏波双方向性アンテナ４３、第４垂直偏波双方向性アンテナ４４）のそれぞれにおいて、垂直偏波素子１３を、垂直方向ＶＤに８個並べたものを水平方向ＨＤに２列並べていたが、これに限られるものではなく、１列あるいは３列以上としてもかまわない。
　また、本実施の形態では、第１水平偏波双方向性アンテナ３１、第２水平偏波双方向性アンテナ３２（第３水平偏波双方向性アンテナ３３、第４水平偏波双方向性アンテナ３４）、第１垂直偏波双方向性アンテナ４１、第２垂直偏波双方向性アンテナ４２（第３垂直偏波双方向性アンテナ４３、第４垂直偏波双方向性アンテナ４４）のそれぞれにおいて、水平偏波素子１２を垂直方向ＶＤに８個並べてアレイアンテナを構成していたが、アレイアンテナを構成する水平偏波素子１２の数は８以外であってもよい。
　また、本実施の形態では、第１水平偏波双方向性アンテナ３１、第２水平偏波双方向性アンテナ３２（第３水平偏波双方向性アンテナ３３、第４水平偏波双方向性アンテナ３４）、第１垂直偏波双方向性アンテナ４１、第２垂直偏波双方向性アンテナ４２（第３垂直偏波双方向性アンテナ４３、第４垂直偏波双方向性アンテナ４４）のそれぞれにおいて、水平偏波素子１２を垂直方向ＶＤに８個並べてアレイアンテナを構成していたが、アレイアンテナとはせず、１個の水平偏波素子１２としてもよい。
　また、本実施の形態では、第１水平偏波双方向性アンテナ３１、第２水平偏波双方向性アンテナ３２（第３水平偏波双方向性アンテナ３３、第４水平偏波双方向性アンテナ３４）、第１垂直偏波双方向性アンテナ４１、第２垂直偏波双方向性アンテナ４２（第３垂直偏波双方向性アンテナ４３、第４垂直偏波双方向性アンテナ４４）のそれぞれにおいて、垂直偏波素子１３を垂直方向ＶＤに８個並べてアレイアンテナを構成していたが、アレイアンテナを構成する垂直偏波素子１３の数は８以外であってもよい。
　また、本実施の形態では、第１水平偏波双方向性アンテナ３１、第２水平偏波双方向性アンテナ３２（第３水平偏波双方向性アンテナ３３、第４水平偏波双方向性アンテナ３４）、第１垂直偏波双方向性アンテナ４１、第２垂直偏波双方向性アンテナ４２（第３垂直偏波双方向性アンテナ４３、第４垂直偏波双方向性アンテナ４４）のそれぞれにおいて、垂直偏波素子１３を垂直方向ＶＤに８個並べてアレイアンテナを構成していたが、アレイアンテナとはせず、１個の垂直偏波素子１３としてもよい。
１、５、６…基地局アンテナ、２…通信装置、３…通信ケーブル、１０…アンテナ装置、１１…支持体、１２…水平偏波素子、１３…垂直偏波素子、１４…導波器、１５…反射器、２１～２４…水平偏波アンテナ、２５～２８…垂直偏波アンテナ、３１～３４…水平偏波双方向性アンテナ、４１～４４…垂直偏波双方向性アンテナ、３０…レドーム、４０…ケーブル引込部、５０…垂直偏波オムニアンテナ、６０…偏波共用オムニアンテナ、１００…基地局、２００…携帯端末装置、３００…建造物

Claims (6)

  1. 　第１の偏波を送受信する第１偏波素子を有し且つ第１方向に指向性をもつ第１アンテナと、当該第１偏波素子を有し且つ当該第１方向と双方向性をなす第２方向に指向性をもつ第２アンテナとを備えた第１双方向性アンテナと、
    　前記第１偏波素子を有し且つ前記第１方向と交差する第３方向に指向性をもつ第３アンテナと、当該第１偏波素子を有し且つ当該第３方向と双方向性をなす第４方向に指向性をもつ第４アンテナとを備えた第２双方向性アンテナと、
    　前記第１の偏波と異なる第２の偏波を送受信する第２偏波素子を有し且つ前記第３方向と交差する第５方向に指向性をもつ第５アンテナと、当該第２偏波素子を有し且つ当該第５方向と双方向性をなす第６方向に指向性をもつ第６アンテナとを備えた第３双方向性アンテナと、
    　前記第２偏波素子を有し且つ前記第５方向と交差する第７方向に指向性をもつ第７アンテナと、当該第２偏波素子を有し且つ当該第７方向と双方向性をなす第８方向に指向性をもつ第８アンテナとを備えた第４双方向性アンテナと
    を含むアンテナ装置。
  2. 　前記第１アンテナ乃至前記第４アンテナは、それぞれ、前記第１方向と前記第３方向とに交差する第９方向に沿って並ぶ複数の前記第１偏波素子を有し、
    　前記第５アンテナ乃至前記第８アンテナは、それぞれ、前記第９方向に沿って並ぶ複数の前記第２偏波素子を有すること
    を特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
  3. 　外周面に導電体が設けられるとともに、前記第１アンテナ乃至前記第８アンテナを当該外周面に支持する支持体をさらに含むことを特徴とする請求項１または２記載のアンテナ装置。
  4. 　前記第１の偏波が水平偏波であり、前記第２の偏波が垂直偏波である場合に、
    　前記第１アンテナ乃至前記第８アンテナのそれぞれを構成する前記第２偏波素子に対向する位置に設けられる導電性部材をさらに含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のアンテナ装置。
  5. 　前記第１方向と前記第５方向とが同方向であり、前記第３方向と前記第７方向とが同方向であること
    を特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載のアンテナ装置。
  6. 　第１の偏波を送受信する第１偏波素子を有し且つ第１方向に指向性をもつ第１アンテナと、当該第１偏波素子を有し且つ当該第１方向と双方向性をなす第２方向に指向性をもつ第２アンテナとを備えた第１双方向性アンテナと、当該第１偏波素子を有し且つ当該第１方向と交差する第３方向に指向性をもつ第３アンテナと、当該第１偏波素子を有し且つ当該第３方向と双方向性をなす第４方向に指向性をもつ第４アンテナとを備えた第２双方向性アンテナと、当該第１の偏波と異なる第２の偏波を送受信する第２偏波素子を有し且つ当該第３方向と異なる第５方向に指向性をもつ第５アンテナと、当該第２偏波素子を有し且つ当該第５方向と双方向性をなす第６方向に指向性をもつ第６アンテナとを備えた第３双方向性アンテナと、当該第２偏波素子を有し且つ当該第５方向と交差する第７方向に指向性をもつ第７アンテナと、当該第２偏波素子を有し且つ当該第７方向と双方向性をなす第８方向に指向性をもつ第８アンテナとを備えた第４双方向性アンテナとを有するアンテナ装置と、
    　前記アンテナ装置を介し、複数のアンテナを有する外部の通信機器とＭＩＭＯ（Multi-Input Multi-Output）通信を行う通信装置と
    を含むＭＩＭＯ通信システム。
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