JPH11298239A

JPH11298239A - アンテナ装置

Info

Publication number: JPH11298239A
Application number: JP9927398A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Seki; 智弘関; Shigeo Fukuda; 繁雄福田; Toshikazu Hori; 俊和堀
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: NTT Inc
Priority date: 1998-04-10
Filing date: 1998-04-10
Publication date: 1999-10-29
Anticipated expiration: 2018-04-10
Also published as: JP3410358B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、アンテナ装置において、通信可能
な範囲を広くするとともにビーム方向の切替を可能にし
てアンテナの正面方向などに形成される不感知ゾーンを
減らすことを目的とする。【解決手段】アンテナアレー１０と第１，第２，第３
の９０度移相器３３，３４，３５と第１の出力端子が第
１素子アンテナ５１と接続され第２の出力端子が第１の
９０度移相器３３を介して第３素子アンテナ５３と接続
された第１のハイブリッド回路３１と第３の出力端子が
第２素子アンテナ５２と接続され第４の出力端子が第２
の９０度移相器３４を介して第４素子アンテナ５４と接
続された第２のハイブリッド回路３２と第５の出力端子
に第１の入力端子が接続され第３の９０度移相器３５を
介して第３の入力端子と接続され第６の出力端子に第２
の入力端子及び第４の入力端子が接続され給電入力端子
を第５の出力端子及び第６の出力端子に選択的に接続す
る切替手段３８とを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、屋内無線通信シス
テム等に利用できるアンテナ装置に関し、特に指向特性
の切替が可能なアンテナ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】無線ＬＡＮ(Local Area Network)システ
ムに用いられるアンテナ装置の技術は、例えば文献「Y.
J.Guo, A.Paez, R.A.Sadeghzadeh, and S.K.Barton,"A
PatchAntenna for HlPERLAN,"Wireless Personal Commu
nications 3:pp.389-396,1996.」に示されている。

【０００３】このアンテナ装置は、誘電体基板と、該誘
電体基板の表側の面に形成した円形のパッチと、裏側の
面に形成した地板とで構成されるマイクロストリップア
ンテナである。このアンテナ装置は、動作モードとして
TM02モードを用いる。また、このアンテナ装置は、アン
テナ装置の面に垂直な軸の方向に対する傾きに対して図
７のような指向特性を有し、アンテナの面と平行な水平
面の指向特性は無指向性になる。つまり、アンテナ装置
の面に垂直な方向に対して円環状のビームが形成され
る。

【０００４】なお、図７の内容は文献「Y.J.Guo, A.Pae
z, R.A.Sadeghzadeh, and S.K.Barton,"A Curcular Pat
ch Antenna for Radio LAN's,"IEEE Trans.Antenna Pro
pagat.,vol.45,pp.177-178,Jan.,1997.」からの引用で
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の円環状のビーム
を形成するアンテナ装置を用いて無線通信システムを構
成することにより、比較的広い通信可能範囲が得られ
る。しかし、垂直面の円環ビームの主放射方向の調整や
目的のビーム形状に調整することは困難であるという問
題点がある。

【０００６】また、実際の通信に際しては、アンテナ装
置のビームの主放射方向が通信相手の方向からずれてい
ると通信ができないという問題点がある。例えば、基地
局を屋内の天井に設置して端末局を床面又は机上に設置
する場合に、基地局及び端末局の何れか一方に円環ビー
ムを形成するアンテナ装置を用いると、基地局直下に位
置する端末局ではビームの方向が合わないので基地局と
通信できない。

【０００７】つまり、アンテナの面に垂直な軸の延長線
上の正面に位置する無線局とは通信できず、アンテナの
面に垂直な軸に対して多少傾いた方向に通信相手の無線
局を配置しなければ通信ができない。本発明は、アンテ
ナ装置において、通信可能な範囲を広くするとともにビ
ーム方向の切替を可能にしてアンテナの正面方向などに
形成される不感知ゾーンを減らすことを主な目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１のアンテナ装置
は、第１素子アンテナ，第２素子アンテナ，第３素子ア
ンテナ及び第４素子アンテナが所定の円周上に時計回り
もしくは反時計回りの順番でほぼ等間隔に配置されたア
ンテナアレーと、第１の９０度移相器と、第２の９０度
移相器と、第３の９０度移相器と、第１の入力端子，第
２の入力端子，第１の出力端子及び第２の出力端子を備
え、前記第１の出力端子が前記第１素子アンテナと接続
され、前記第２の出力端子が前記第１の９０度移相器を
介して前記第３素子アンテナと接続された第１のハイブ
リッド回路と、第３の入力端子，第４の入力端子，第３
の出力端子及び第４の出力端子を備え、前記第３の出力
端子が前記第２素子アンテナと接続され、前記第４の出
力端子が前記第２の９０度移相器を介して前記第４素子
アンテナと接続された第２のハイブリッド回路と、給電
入力端子，第５の出力端子及び第６の出力端子を備え、
前記第５の出力端子には、前記第１のハイブリッド回路
の第１の入力端子が接続されるとともに前記第３の９０
度移相器を介して第２のハイブリッド回路の第３の入力
端子が接続され、前記第６の出力端子に前記第１のハイ
ブリッド回路の第２の入力端子及び第２のハイブリッド
回路の第４の入力端子が接続され、前記給電入力端子を
前記第５の出力端子及び第６の出力端子に選択的に接続
する切替手段とを設けたことを特徴とする。

【０００９】このアンテナ装置を送信アンテナとして用
いる場合を想定して説明する。切替手段が第１の選択状
態にある場合、前記給電入力端子に印加される電力は、
前記第５の出力端子を介して第１のハイブリッド回路の
第１の入力端子及び第２のハイブリッド回路の第３の入
力端子に印加される。また、第３の入力端子に印加され
る電力の位相は、第３の９０度移相器によって９０度変
化する。

【００１０】第１のハイブリッド回路の第１の出力端子
に現れる電力は第１素子アンテナに給電され、第１のハ
イブリッド回路の第２の出力端子に現れる電力は第１の
９０度移相器を介して第３素子アンテナに給電される。
一方、第２のハイブリッド回路の第３の出力端子に現れ
る電力は第２素子アンテナに給電され、第２のハイブリ
ッド回路の第４の出力端子に現れる電力は第２の９０度
移相器を介して第４素子アンテナに給電される。

【００１１】この場合、第１素子アンテナに給電される
電力の位相は前記給電入力端子の電力の位相と同相にな
る。また、第３の９０度移相器の影響で第２素子アンテ
ナに給電される電力の位相は前記給電入力端子の電力の
位相に比べて９０度ずれる。更に、第１のハイブリッド
回路における位相変化と第１の９０度移相器の影響によ
り第３素子アンテナに給電される電力の位相は前記給電
入力端子の電力の位相に比べて１８０度ずれる。また、
第３の９０度移相器の影響，第２のハイブリッド回路に
おける位相変化及び第２の９０度移相器の影響により第
４素子アンテナに給電される電力の位相は前記給電入力
端子の電力の位相に比べて２７０度ずれる。

【００１２】つまり、切替手段が第１の選択状態にある
場合には、第１素子アンテナ，第２素子アンテナ，第３
素子アンテナ及び第４素子アンテナには互いに９０度の
移相差で給電される。一方、切替手段が第２の選択状態
にある場合には、前記給電入力端子に印加される電力
は、前記第６の出力端子を介して第１のハイブリッド回
路の第２の入力端子及び第２のハイブリッド回路の第４
の入力端子に印加される。

【００１３】そして、第１のハイブリッド回路で９０度
位相がずれた電力が、第１の出力端子から第１素子アン
テナに給電される。また、第２の入力端子と同相の電力
が第２の出力端子から第１の９０度移相器を介して第３
素子アンテナに給電される。更に、第２のハイブリッド
回路で９０度位相がずれた電力が、第３の出力端子から
第２素子アンテナに給電される。また、第４の入力端子
と同相の電力が第４の出力端子から第２の９０度移相器
を介して第４素子アンテナに給電される従って、切替手
段が第２の選択状態にある場合には、第１素子アンテ
ナ，第２素子アンテナ，第３素子アンテナ及び第４素子
アンテナには互いに同相の電力が給電される。

【００１４】切替手段の選択状態の切替により第１素子
アンテナ，第２素子アンテナ，第３素子アンテナ及び第
４素子アンテナに給電する電力の位相を切り替えると、
このアンテナ装置の指向特性が切り替わる。この切替に
よって、円環状のビームを有する指向特性と中央に主ビ
ームが配置される指向特性とを切り替えることができ
る。

【００１５】このアンテナ装置を用いて無線通信を行う
場合には、アンテナの指向特性のビームを切り替えるこ
とにより通信可能範囲を広げることができる。請求項２
は、請求項１記載のアンテナ装置において、前記切替手
段の第５の出力端子を前記第１のハイブリッド回路の第
１の入力端子及び前記第３の９０度移相器の一端に接続
する第１の分配器と、前記切替手段の第６の出力端子を
前記第１のハイブリッド回路の第２の入力端子及び前記
第２のハイブリッド回路の第４の入力端子に接続する第
２の分配器とを更に設けたことを特徴とする。

【００１６】切替手段が第１の選択状態にある場合に
は、前記給電入力端子に印加される電力は、前記第５の
出力端子に現れ、更に第１の分配器によって２系統に分
配されて第１のハイブリッド回路の第１の入力端子及び
前記第３の９０度移相器の一端に供給される。また、切
替手段が第２の選択状態にある場合には、前記給電入力
端子に印加される電力は、前記第６の出力端子に現れ、
更に第２の分配器によって２系統に分配されて第１のハ
イブリッド回路の第２の入力端子及び第２のハイブリッ
ド回路の第４の入力端子に供給される。

【００１７】請求項３は、請求項１記載のアンテナ装置
において、前記切替手段を第５の入力端子を備える双極
双投スイッチで構成し、前記第５の入力端子に終端装置
を接続したことを特徴とする。双極双投（ＤＰＤＴ：Do
uble Pole Double throw）スイッチが第１の選択状態に
ある場合には、前記給電入力端子に印加される電力は前
記第５の出力端子に現れ、第６の出力端子は前記第５の
入力端子に接続された終端装置によって終端される。

【００１８】また、双極双投スイッチが第２の選択状態
にある場合には、前記給電入力端子に印加される電力は
前記第５の出力端子に現れ、第５の出力端子は前記第５
の入力端子に接続された終端装置によって終端される。
請求項４は、請求項１記載のアンテナ装置において、前
記アンテナアレー，第１の９０度移相器，第２の９０度
移相器，第３の９０度移相器，第１のハイブリッド回
路，第２のハイブリッド回路及び切替手段を、誘電体基
板と該誘電体基板上に張り付けた導電性金属材料とを用
いて平面回路として構成したことを特徴とする。

【００１９】アンテナアレー，第１の９０度移相器，第
２の９０度移相器，第３の９０度移相器，第１のハイブ
リッド回路，第２のハイブリッド回路及び切替手段を、
全て平面回路で形成することにより、アンテナ装置の厚
みが大幅に低減される。請求項５は、請求項４記載のア
ンテナ装置において、前記第１のハイブリッド回路及び
第２のハイブリッド回路を、ブランチライン型ハイブリ
ッド回路またはラットレース回路で構成したことを特徴
とする。

【００２０】ブランチライン型ハイブリッド回路または
ラットレース回路を採用すると、第１のハイブリッド回
路及び第２のハイブリッド回路を平面回路で構成でき
る。

【００２１】

【発明の実施の形態】この形態のアンテナ装置の構成及
び動作を図１〜図６に示す。この形態は全ての請求項に
対応する。

【００２２】図１は、アンテナ装置の外観を示す斜視図
である。図２は、図１のアンテナ装置に含まれる１つの
素子アンテナを示す縦断面図である。図３は、アンテナ
装置の実際の配置例を示す斜視図である。図４は、図１
のアンテナ装置の給電回路の構成を示すブロック図であ
る。図５は、図１のアンテナ装置の指向特性を示すグラ
フである。図６は、図１のアンテナ装置の各構成要素の
配置例を示すブロック図である。

【００２３】この形態では、請求項１のアンテナアレ
ー，第１の９０度移相器，第２の９０度移相器，第３の
９０度移相器，第１のハイブリッド回路，第２のハイブ
リッド回路及び切替手段は、それぞれアンテナアレー１
０，９０度移相器３３，９０度移相器３４，９０度移相
器３５，９０度ハイブリッド回路３１，９０度ハイブリ
ッド回路３２及び双極双投スイッチ３８に対応する。

【００２４】また、請求項１の第１素子アンテナ，第２
素子アンテナ，第３素子アンテナ及び第４素子アンテナ
は、それぞれ素子アンテナ５１，５２，５３及び５４に
対応する。更に、請求項１の第１の入力端子，第２の入
力端子，第３の入力端子及び第４の入力端子は、それぞ
れ入力端子１１，１２，１３及び１４に対応し、請求項
１の第１の出力端子，第２の出力端子，第３の出力端
子，第４の出力端子，第５の出力端子及び第６の出力端
子は、それぞれ出力端子２１，２２，２３，２４，２５
及び２６に対応する。

【００２５】また、請求項２の第１の分配器及び第２の
分配器は、それぞれ分配器３６及び３７に対応する。請
求項３の終端装置は終端装置３９に対応する。この形態
のアンテナ装置は、室内で無線通信を実施するシステム
の端末局のアンテナとして用いる場合を想定して設計し
てある。そして、このアンテナ装置は、例えば図３に示
すように部屋の床面付近に水平に設置され、部屋の側壁
中央部の天井付近に配置される基地局との間で無線通信
を実施する端末局のアンテナ装置として利用できる。

【００２６】このアンテナ装置は、その面と平行な方向
（図３の例では水平面）に対して傾斜した上向きの方向
に対して十分なアンテナ利得を要求される。図１に示す
ように、このアンテナ装置は平面アンテナであり、誘電
体基板４４上に形成された４個の素子アンテナ５１〜５
４を備えている。４個の素子アンテナ５１〜５４は全て
同じ構成のマイクロストリップアンテナである。

【００２７】素子アンテナ５１は、図２に示すように、
誘電体基板４４の表側の面に配置された円形パッチ４
１，裏側の面に配置された地板４２及び同軸ケーブル４
３で構成されている。円形パッチ４１及び地板４２は、
誘電体基板４４の面に貼り付けた導電性の金属箔で形成
してある。円形パッチ４１は、図１に示すように円形に
形成してある。アンテナの給電点は円形パッチ４１の中
心から少しずれた位置に定めてある。他の素子アンテナ
５２〜５４及び６１〜６４も図２と同様の構成になって
いる。また、素子アンテナ５１〜５４から放射される電
磁波は円偏波になる。

【００２８】図１に示すように、４つの素子アンテナ５
１〜５４は、直径が0.4λｏ（λｏはアンテナが使用す
る周波数の自由空間波長）の円周上に反時計回りの順番
で互いに等間隔に配置してある。なお、４つの素子アン
テナ５１〜５４を時計回りの順番で配置してもよい。こ
のアンテナ装置の電気回路は、図４に示すように、素子
アンテナ５１〜５４で構成されるアンテナアレー１０と
給電回路１００とで構成されている。給電回路１００に
は、２つの９０度ハイブリッド回路３１，３２と、３つ
の９０度移相器３３，３４，３５と、２つの分配器３
６，３７と、双極双投スイッチ３８と終端装置３９とが
設けてある。

【００２９】ここでは、便宜上、このアンテナ装置を送
信アンテナとして用いる場合を想定して、給電回路１０
０内部の各装置の端子に入力及び出力の名称を割り当て
て説明する。双極双投スイッチ３８は、外部からの制御
により２種類の状態を選択できる。第１の選択状態で
は、入力端子３８ａと出力端子２５とが接続され、入力
端子１５と出力端子２６とが接続される。また、第２の
選択状態では、入力端子３８ａと出力端子２６とが接続
され、入力端子１５と出力端子２５とが接続される。

【００３０】給電入力端子３０は、双極双投スイッチ３
８の入力端子３８ａと接続されている。双極双投スイッ
チ３８の入力端子１５は終端装置３９で終端されてい
る。双極双投スイッチ３８の２つの出力端子２５及び２
６は、それぞれ分配器３６及び３７と接続されている。
分配器３６は、双極双投スイッチ３８の出力端子２５か
らの電力を２系統に分配して出力する。分配器３７は、
双極双投スイッチ３８の出力端子２６からの電力を２系
統に分配して出力する。

【００３１】分配器３６によって２系統に分配された電
力の一方は、９０度ハイブリッド回路３１の入力端子１
１に印加され、他方は９０度移相器３５を介して９０度
ハイブリッド回路３２の入力端子１３に印加される。９
０度移相器３５は、その入力と出力との間に９０度の位
相差を発生する。また、分配器３７によって２系統に分
配された電力の一方は、９０度ハイブリッド回路３１の
入力端子１２に印加され、他方は９０度ハイブリッド回
路３２の入力端子１４に印加される。

【００３２】９０度ハイブリッド回路３１においては、
入力端子１１の信号と出力端子２１の信号とが互いに同
相になる。また、入力端子１２の信号と出力端子２２の
信号とが互いに同相になる。９０度ハイブリッド回路３
２においては、入力端子１３の信号と出力端子２３の信
号とが互いに同相になり、入力端子１４の信号と出力端
子２４の信号とが互いに同相になる。

【００３３】９０度ハイブリッド回路３１の出力端子２
１には、素子アンテナ５１が接続されている。また、９
０度ハイブリッド回路３１の出力端子２２は、９０度移
相器３３を介して素子アンテナ５３と接続されている。
９０度移相器３３は、その入力と出力との間に９０度の
位相差を発生する。９０度ハイブリッド回路３２の出力
端子２３には、素子アンテナ５２が接続されている。ま
た、９０度ハイブリッド回路３２の出力端子２４には、
９０度移相器３４を介して素子アンテナ５４が接続され
ている。９０度移相器３４は、その入力と出力との間に
９０度の位相差を発生する。

【００３４】次に、図４の給電回路１００の動作につい
て説明する。まず、双極双投スイッチ３８を第１の選択
状態にセットした場合を想定する。この場合には、給電
入力端子３０から入力される電力は出力端子２５から分
配器３６を介して９０度ハイブリッド回路３１の入力端
子１１及び９０度ハイブリッド回路３２の入力端子１３
に印加される。

【００３５】この場合、９０度ハイブリッド回路３１の
入力端子１２及び９０度ハイブリッド回路３２の入力端
子１４は、分配器３７及び双極双投スイッチ３８を介し
て、終端装置３９で終端される。９０度ハイブリッド回
路３１の入力端子１１に印加される電力は、９０度ハイ
ブリッド回路３１の内部で２系統に分岐され、出力端子
２１及び出力端子２２に現れる。

【００３６】９０度ハイブリッド回路３１の出力端子２
１には、入力端子１１と同相の電力が現れる。この電力
が素子アンテナ５１に給電される。また、９０度ハイブ
リッド回路３１の出力端子２２には、入力端子１１に対
して９０度の移相差を有する電力が現れ、この電力が更
に９０度移相器３３を介して素子アンテナ５３に給電さ
れる。

【００３７】一方、９０度ハイブリッド回路３２の出力
端子２３には、入力端子１３の電力と同相の電力が現
れ、この電力が素子アンテナ５２に給電される。また、
９０度ハイブリッド回路３２の出力端子２４には、入力
端子１３に対して９０度の移相差を有する電力が現れ、
この電力が更に９０度移相器３４を介して素子アンテナ
５４に給電される。

【００３８】素子アンテナ５１に印加される電力の位相
は、給電入力端子３０と同相である。また、素子アンテ
ナ５２に印加される電力には、９０度移相器３５による
位相変化の影響により、給電入力端子３０に対して９０
度の位相差が生じる。また、素子アンテナ５３に印加さ
れる電力には、９０度ハイブリッド回路３１内部での位
相変化と９０度移相器３３の影響とにより給電入力端子
３０に対して１８０度の移相差が生じる。更に、素子ア
ンテナ５４に印加される電力には９０度移相器３５の影
響と、９０度ハイブリッド回路３２内部での位相変化
と、９０度移相器３４の影響とにより給電入力端子３０
に対して２７０度の移相差が生じる。

【００３９】従って、双極双投スイッチ３８を第１の選
択状態にセットした場合には、反時計回りに配置された
４つの素子アンテナ５１，５２，５３及び５４は、それ
ぞれ０度，９０度，１８０度及び２７０度の位相差の電
力で順次に励振される。次に、双極双投スイッチ３８を
第２の選択状態にセットした場合を想定する。この場合
には、給電入力端子３０から入力される電力は出力端子
２６から分配器３５を介して９０度ハイブリッド回路３
１の入力端子１２及び９０度ハイブリッド回路３２の入
力端子１４に印加される。

【００４０】この場合、９０度ハイブリッド回路３１の
入力端子１１は分配器３６及び双極双投スイッチ３８を
介して終端装置３９で終端される。また、９０度ハイブ
リッド回路３２の入力端子１３は、９０度移相器３５，
分配器３６及び双極双投スイッチ３８を介して終端装置
３９で終端される。９０度ハイブリッド回路３１の入力
端子１２に印加される電力は、９０度ハイブリッド回路
３１の内部で２系統に分岐され、出力端子２１及び出力
端子２２に現れる。

【００４１】９０度ハイブリッド回路３１の出力端子２
１には、入力端子１２に対して９０度の位相差を有する
電力が現れる。この電力が素子アンテナ５１に給電され
る。また、９０度ハイブリッド回路３１の出力端子２２
には、入力端子１２と同相の電力が現れ、この電力が９
０度移相器３３を介して素子アンテナ５３に給電され
る。

【００４２】また、９０度ハイブリッド回路３２の入力
端子１４に印加される電力は、９０度ハイブリッド回路
３２の内部で２系統に分岐され、出力端子２３及び出力
端子２４に現れる。９０度ハイブリッド回路３２の出力
端子２３には、入力端子１４に対して９０度の位相差を
有する電力が現れ、この電力が素子アンテナ５２に給電
される。また、９０度ハイブリッド回路３２の出力端子
２４には、入力端子１４と同相の電力が現れ、この電力
が素子アンテナ５４に給電される。

【００４３】素子アンテナ５１に印加される電力は、９
０度ハイブリッド回路３１の内部で位相が９０度変化す
るため、給電入力端子３０に対して９０度の位相差を有
する。また、素子アンテナ５２に印加される電力は、９
０度ハイブリッド回路３２の内部で位相が９０度変化す
るため、給電入力端子３０に対して９０度の位相差を有
する。

【００４４】素子アンテナ５３に印加される電力は、９
０度移相器３３によって位相が９０度変化するので、給
電入力端子３０に対して９０度の位相差を有する。ま
た、素子アンテナ５４に印加される電力は、９０度移相
器３４によって位相が９０度変化するので、給電入力端
子３０に対して９０度の位相差を有する。つまり、双極
双投スイッチ３８を第２の選択状態にセットした場合に
は、素子アンテナ５１〜５４は互いに同じ位相（給電入
力端子３０に対しては９０度の位相差）の電力で励振さ
れる。従って、双極双投スイッチ３８の選択状態の切替
により、アンテナアレー１０に給電される電力の位相の
組み合わせを選択できる。

【００４５】図１に示すアンテナ装置の指向特性を図５
に示す。図５には、双極双投スイッチ３８の選択状態の
切替により選択できる２種類の指向特性が示されてい
る。図５においては、アンテナ装置の基板面に垂直なＺ
軸方向を０度としＺ軸に対して傾斜した各方向の相対出
力が指向特性として示してある。図５においては、双極
双投スイッチ３８を第１の選択状態にセットした場合の
指向特性が点線で示され、双極双投スイッチ３８を第２
の選択状態にセットした場合の指向特性が実線で示され
ている。

【００４６】図５に点線で示される指向特性のビーム形
状は、アンテナ装置の面に対して垂直な面においてはＶ
字形状になり、アンテナ装置の面と平行な面では円環状
になる。図５を参照すると、このアンテナ装置の指向特
性は、４つの素子アンテナ５１〜５４に印加する電力の
位相の組み合わせの選択により大幅に変化することが分
かる。つまり、このアンテナ装置は双極双投スイッチ３
８の選択状態の切替により、２セクタアンテナと同様の
アンテナとして利用できる。

【００４７】この例では、図４に示すアンテナアレー１
０及び給電回路１００の各構成要素は全てマイクロスト
リップ線路を用いた平面回路として構成してある。ま
た、平面回路を実現するために、９０度ハイブリッド回
路３１及び３２は、ブランチライン型ハイブリッド回路
として構成してある。ブランチライン型ハイブリッド回
路の代わりにラットレース回路を用いても良い。

【００４８】このアンテナ装置の各構成要素は、実際に
は図６に示すように配置される。図６の構成は図４と同
一であり、配置だけが変更されている。図６に示すよう
に、この例では全ての構成要素を接続する線路は、互い
に交差することなく接続されている。全ての線路が交差
しないので、このアンテナアレー１０及び給電回路１０
０の全ての構成要素は、１枚の基板上にマイクロストリ
ップ線路の平面回路として構成できる。

【００４９】これにより、アンテナ装置全体を薄型に構
成することができる。また、プリント技術のみで製作で
きるため、量産に向いており、同時に低コスト化を実現
しやすいという利点がある。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のアンテナ
装置は、所定の円周上に配置された４つの素子アンテナ
に対して、切替手段の切替えにより同位相励振とシーケ
ンシャル励振の２種類の励振モードを選択できる。

【００５１】これにより、アンテナ基板の正面方向形成
されるビームと円環状ビームとの２種類のビームを選択
可能なアンテナ装置が簡易な構成で実現される。このア
ンテナ装置を床面などに配置される端末局のアンテナと
して用いる場合には、天井に設置される基地局からの電
磁波の到来角度の変化に対して、ビームの種類の選択で
対応することが可能である。つまり、基地局直下の場合
には正面方向のビームを選択し、正面から離れた位置で
は円環ビームを選択することにより、安定した通信品質
の確保が可能になる。

【００５２】また、素子アンテナとして誘電体基板上及
び箔状の導電性金属材料で構成される平面アンテナを用
い、給電回路についてもブランチライン型ハイブリッド
回路，ラットレース回路等の平面構造で構成可能な構成
要素を用いることにより、アンテナ装置全体を平面に構
成できる。これにより、プリント技術のみでアンテナ装
置を製造することができる。よって、量産化に向いてい
るため、低コスト化が図れるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】アンテナ装置の外観を示す斜視図である。

【図２】図１のアンテナ装置に含まれる１つの素子アン
テナを示す縦断面図である。

【図３】アンテナ装置の実際の配置例を示す斜視図であ
る。

【図４】図１のアンテナ装置の給電回路の構成を示すブ
ロック図である。

【図５】図１のアンテナ装置の指向特性を示すグラフで
ある。

【図６】図１のアンテナ装置の各構成要素の配置例を示
すブロック図である。

【図７】従来例のアンテナ装置の指向特性を示すグラフ
である。

【符号の説明】

１０アンテナアレー１１，１２，１３，１４，１５，３８ａ入力端子２１，２２，２３，２４，２５，２６出力端子３０給電入力端子３１，３２９０度ハイブリッド回路３３，３４，３５９０度移相器３６，３７分配器３８双極双投スイッチ３９終端装置４１円形パッチ４２地板４３同軸ケーブル４４誘電体基板５１，５２，５３，５４素子アンテナ１００給電回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１素子アンテナ，第２素子アンテナ，
第３素子アンテナ及び第４素子アンテナが所定の円周上
に時計回りもしくは反時計回りの順番でほぼ等間隔に配
置されたアンテナアレーと、第１の９０度移相器と、第２の９０度移相器と、第３の９０度移相器と、第１の入力端子，第２の入力端子，第１の出力端子及び
第２の出力端子を備え、前記第１の出力端子が前記第１
素子アンテナと接続され、前記第２の出力端子が前記第
１の９０度移相器を介して前記第３素子アンテナと接続
された第１のハイブリッド回路と、第３の入力端子，第４の入力端子，第３の出力端子及び
第４の出力端子を備え、前記第３の出力端子が前記第２
素子アンテナと接続され、前記第４の出力端子が前記第
２の９０度移相器を介して前記第４素子アンテナと接続
された第２のハイブリッド回路と、給電入力端子，第５の出力端子及び第６の出力端子を備
え、前記第５の出力端子には、前記第１のハイブリッド
回路の第１の入力端子が接続されるとともに前記第３の
９０度移相器を介して第２のハイブリッド回路の第３の
入力端子が接続され、前記第６の出力端子に前記第１の
ハイブリッド回路の第２の入力端子及び第２のハイブリ
ッド回路の第４の入力端子が接続され、前記給電入力端
子を前記第５の出力端子及び第６の出力端子に選択的に
接続する切替手段とを設けたことを特徴とするアンテナ
装置。
【請求項２】請求項１記載のアンテナ装置において、
前記切替手段の第５の出力端子を前記第１のハイブリッ
ド回路の第１の入力端子及び前記第３の９０度移相器の
一端に接続する第１の分配器と、前記切替手段の第６の
出力端子を前記第１のハイブリッド回路の第２の入力端
子及び前記第２のハイブリッド回路の第４の入力端子に
接続する第２の分配器とを更に設けたことを特徴とする
アンテナ装置。
【請求項３】請求項１記載のアンテナ装置において、
前記切替手段を第５の入力端子を備える双極双投スイッ
チで構成し、前記第５の入力端子に終端装置を接続した
ことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項４】請求項１記載のアンテナ装置において、
前記アンテナアレー，第１の９０度移相器，第２の９０
度移相器，第３の９０度移相器，第１のハイブリッド回
路，第２のハイブリッド回路及び切替手段を、誘電体基
板と該誘電体基板上に張り付けた導電性金属材料とを用
いて平面回路として構成したことを特徴とするアンテナ
装置。
【請求項５】請求項４記載のアンテナ装置において、
前記第１のハイブリッド回路及び第２のハイブリッド回
路を、ブランチライン型ハイブリッド回路またはラット
レース回路で構成したことを特徴とするアンテナ装置。