特許 6953799 アンテナ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6953799

(24)【登録日】2021年10月4日

(45)【発行日】2021年10月27日

(54)【発明の名称】アンテナ装置

(51)【国際特許分類】

   H01Q 1/52 20060101AFI20211018BHJP

   H01Q 21/28 20060101ALI20211018BHJP

   H01Q 19/02 20060101ALI20211018BHJP

【ＦＩ】

   H01Q1/52

   H01Q21/28

   H01Q19/02

【請求項の数】12

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2017-106859(P2017-106859)

(22)【出願日】2017年5月30日

(65)【公開番号】特開2018-207162(P2018-207162A)

(43)【公開日】2018年12月27日

【審査請求日】2020年4月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】100106149

【弁理士】

【氏名又は名称】矢作 和行

(74)【代理人】

【識別番号】100121991

【弁理士】

【氏名又は名称】野々部 泰平

(74)【代理人】

【識別番号】100145595

【弁理士】

【氏名又は名称】久保 貴則

(72)【発明者】

【氏名】今井 謙一郎

【審査官】 佐藤 当秀

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１１−５１２７４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１７−５０４２７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２３１４５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１４−５２１２６８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｑ １／００− １／５２

Ｈ０１Ｑ １５／００− ２５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の周波数の電波を送信又は受信するための、所定の直線である装置軸（Ａｘ）に沿うように配置された線状導体である第１アンテナ（１）と、
前記電波を送信又は受信するための、前記第１アンテナと所定の間隔をおいて前記装置軸に沿うように配置された線状導体である第２アンテナ（２）と、
前記第１アンテナと前記第２アンテナとの間に配置されている少なくとも１つの共振構造体（３、３Ａ、３Ｂ）と、を備え、
前記共振構造体は、
直線状に形成された導体部材である第１共振素子（３１）及び第２共振素子（３２）を備え、
前記第１共振素子は、一端から他端までの中間に位置する点を当該第１共振素子の中心として備え、
前記第２共振素子は、一端から他端までの中間に位置する点を当該第２共振素子の中心として備え、
前記第１共振素子は、前記装置軸上において、前記第１アンテナと前記第２アンテナのそれぞれから距離が等しい点である装置中心点よりも所定の離隔距離、前記第１アンテナ側となる位置に、前記第１共振素子の中心が位置し、かつ、前記装置軸と直交する姿勢で配置されており、
前記第２共振素子は、前記装置中心点よりも前記離隔距離、前記第２アンテナ側となる位置に前記第２共振素子の中心が位置し、かつ、前記第１共振素子を前記装置軸周りに０°よりも大きい所定の角度回転させた姿勢で配置されており、
前記第１共振素子及び前記第２共振素子は何れも、中心から各端部までの長さが、前記周波数で共振する長さである共振長に設定されていることを特徴とするアンテナ装置。

【請求項2】

所定の周波数の電波を送信又は受信するための、所定の直線である装置軸（Ａｘ）に沿うように配置されたダイポールアンテナである第１アンテナ（１）と、
前記電波を送信又は受信するための、前記第１アンテナとは別のダイポールアンテナであって前記装置軸に沿うように配置されている第２アンテナ（２）と、
前記第１アンテナと前記第２アンテナとの間に配置されている少なくとも１つの共振構造体（３、３Ａ、３Ｂ）と、を備え、
前記第１アンテナ及び前記第２アンテナはそれぞれ、給電点が前記装置軸上において所定の間隔（Ｌｘ）を有するように配置されており、
前記共振構造体は、
直線状に形成された導体部材である第１共振素子（３１）及び第２共振素子（３２）を備え、
前記第１共振素子は、一端から他端までの中間に位置する点を当該第１共振素子の中心として備え、
前記第２共振素子は、一端から他端までの中間に位置する点を当該第２共振素子の中心として備え、
前記第１共振素子は、前記装置軸上において、前記第１アンテナと前記第２アンテナのそれぞれの前記給電点から距離が等しい点である装置中心点（Ｃ）よりも所定の離隔距離、前記第１アンテナ側となる位置に、前記第１共振素子の中心が位置し、かつ、前記装置軸と直交する姿勢で配置されており、
前記第２共振素子は、前記装置中心点よりも前記離隔距離、前記第２アンテナ側となる位置に前記第２共振素子の中心が位置し、かつ、前記第１共振素子を前記装置軸周りに０°よりも大きい所定の角度回転させた姿勢で配置されており、
前記第１共振素子及び前記第２共振素子は何れも、中心から各端部までの長さが、前記周波数で共振する長さである共振長に設定されていることを特徴とするアンテナ装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のアンテナ装置であって、
直線状又は十字型の導体部材である寄生素子（４、７）を備え、
前記寄生素子は、その中心から各端部までの長さが前記共振長に形成されており、
前記寄生素子は、当該寄生素子の中心が前記装置中心点に位置し、かつ、前記装置軸と直交する姿勢で配置されていることを特徴とするアンテナ装置。

【請求項4】

請求項３に記載のアンテナ装置であって、
前記第１共振素子、前記第２共振素子、及び前記寄生素子は何れも、直線状の導体部材であって、全長が前記共振長の２倍に設定されており、
前記寄生素子は前記第１共振素子を前記装置軸周りに６０°回転させた姿勢で配置されており、
前記第２共振素子は前記第１共振素子を前記装置軸周りに１２０°回転させた姿勢で配置されていることを特徴とするアンテナ装置。

【請求項5】

請求項３に記載のアンテナ装置であって、
前記第１共振素子及び前記第２共振素子は、全長が前記共振長の２倍の長さに設定された直線状の導体部材であり、
前記寄生素子は、十字型の導体部材であって、その中心から各端部までの長さは何れも前記共振長に形成されており、
前記第２共振素子は、前記第１共振素子を前記装置軸周りに９０°回転させた姿勢で配置されており、
前記寄生素子は、前記第１共振素子及び前記第２共振素子のそれぞれと対向する姿勢で配置されていることを特徴とするアンテナ装置。

【請求項6】

請求項３から５の何れか１項に記載のアンテナ装置であって、
前記寄生素子には、中心に対して対称な位置に所定のリアクタンスを提供するリアクタンス素子が装荷されていることを特徴とするアンテナ装置。

【請求項7】

請求項１又は２に記載のアンテナ装置であって、
前記共振構造体として、第１共振構造体と、第２共振構造体と、を備え、
前記第２共振構造体が備える前記第１共振素子及び前記第２共振素子は、前記第１共振構造体を挟み込むように配置されており、
前記第１共振構造体が備える前記第１共振素子は、前記第２共振構造体が備える前記第１共振素子を前記装置軸周りに９０°回転させた姿勢で配置されており、
前記第１共振構造体が備える前記第２共振素子は、当該第１共振構造体が備える前記第１共振素子を前記装置軸周りに９０°回転させた姿勢で配置されており、
前記第２共振構造体が備える前記第２共振素子は、当該第２共振構造体が備える前記第１共振素子を前記装置軸周りに９０°回転させた姿勢で配置されていることを特徴とするアンテナ装置。

【請求項8】

所定の周波数の電波を送信又は受信するための、所定の直線である装置軸（Ａｘ）に沿って配置されている線状導体である第１アンテナ（１）と、
前記電波を送信又は受信するための、前記第１アンテナと所定の間隔をおいて前記装置軸に沿う姿勢で配置されている線状導体である第２アンテナ（２）と、
前記第１アンテナと前記第２アンテナとの間に配置されている少なくとも１つの共振構造体（３）と、を備え、
前記共振構造体は、
十字型に形成された導体部材である第１共振素子（３１）及び第２共振素子（３２）を備え、
前記第１共振素子は、前記装置軸上において、前記第１アンテナと前記第２アンテナのそれぞれから距離が等しい点である装置中心点よりも所定の離隔距離、前記第１アンテナ側となる点に前記第１共振素子の中心が位置し、かつ、前記装置軸と直交する姿勢で配置されており、
前記第２共振素子は、前記装置中心点よりも前記離隔距離、前記第２アンテナ側となる点に前記第２共振素子の中心が位置し、且つ、前記装置軸と直交する姿勢で配置されており、
前記第１共振素子及び前記第２共振素子は両方とも、その中心から各端部までの長さが、前記周波数で共振する長さである共振長に設定されていることを特徴とするアンテナ装置。

【請求項9】

所定の周波数の電波を送信又は受信するための、所定の直線である装置軸（Ａｘ）に沿うように配置されたダイポールアンテナである第１アンテナ（１）と、
前記電波を送信又は受信するための、前記第１アンテナとは別のダイポールアンテナであって前記装置軸に沿うように配置されている第２アンテナ（２）と、
前記第１アンテナと前記第２アンテナとの間に配置されている少なくとも１つの共振構造体（３、３Ａ、３Ｂ）と、を備え、
前記第１アンテナ及び前記第２アンテナはそれぞれ、給電点が前記装置軸上において所定の間隔（Ｌｘ）を有するように配置されており、
前記共振構造体は、
十字型に形成された導体部材である第１共振素子（３１）及び第２共振素子（３２）を備え、
前記第１共振素子は、前記装置軸上において、前記第１アンテナと前記第２アンテナのそれぞれから距離が等しい点である装置中心点よりも所定の離隔距離、前記第１アンテナ側となる点に前記第１共振素子の中心が位置し、かつ、前記装置軸と直交する姿勢で配置されており、
前記第２共振素子は、前記装置中心点よりも前記離隔距離、前記第２アンテナ側となる点に前記第２共振素子の中心が位置し、且つ、前記装置軸と直交する姿勢で配置されており、
前記第１共振素子及び前記第２共振素子は両方とも、その中心から各端部までの長さが、前記周波数で共振する長さである共振長に設定されていることを特徴とするアンテナ装置。

【請求項10】

請求項８又は９に記載のアンテナ装置であって、
前記第１共振素子と前記第２共振素子は互いに対向する姿勢で配置されていることを特徴とするアンテナ装置。

【請求項11】

請求項１から１０の何れか１項に記載のアンテナ装置であって、
前記共振長として、前記第１共振素子及び前記第２共振素子のそれぞれの中心から各端部までの長さは、電気的に前記電波の波長の０．５倍から０．７６倍までの何れかに該当する長さに設定されていることを特徴とするアンテナ装置。

【請求項12】

請求項１から１１の何れか１項に記載のアンテナ装置であって、
前記第１共振素子及び前記第２共振素子のそれぞれには、中心に対して対称な位置に、所定のリアクタンスを提供するリアクタンス素子（３９）が装荷されていることを特徴とするアンテナ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、２つのアンテナを備えるアンテナ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、特許文献１に開示されているように、第１のアンテナ（以降、第１アンテナ）と第２のアンテナ（以降、第２アンテナ）とを備えるアンテナ装置がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第４９５２６６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

一般的に、第１アンテナと第２アンテナとが近すぎると、第１アンテナから放射される電波によって、第２アンテナに電流が誘起され、第２アンテナとしての性能を劣化させてしまう。アンテナ同士の非干渉性（いわゆるアイソレーション）を確保するためには、アンテナ同士をある程度離して配置する必要がある。

【0005】

本発明は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、アンテナ間のアイソレーションを向上可能なアンテナ装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

その目的を達成するための第１のアンテナ装置は、所定の周波数の電波を送信又は受信するための、所定の直線である装置軸（Ａｘ）に沿うように配置された線状導体である第１アンテナ（１）と、電波を送信又は受信するための、第１アンテナと所定の間隔をおいて装置軸に沿うように配置された線状導体である第２アンテナ（２）と、第１アンテナと第２アンテナとの間に配置されている少なくとも１つの共振構造体（３、３Ａ、３Ｂ）と、を備え、共振構造体は、直線状に形成された導体部材である第１共振素子（３１）及び第２共振素子（３２）を備え、第１共振素子は、一端から他端までの中間に位置する点を当該第１共振素子の中心として備え、第２共振素子は、一端から他端までの中間に位置する点を当該第２共振素子の中心として備え、第１共振素子は、装置軸上において、第１アンテナと第２アンテナのそれぞれから距離が等しい点である装置中心点よりも所定の離隔距離、第１アンテナ側となる位置に、第１共振素子の中心が位置し、かつ、装置軸と直交する姿勢で配置されており、第２共振素子は、装置中心点よりも離隔距離、第２アンテナ側となる位置に第２共振素子の中心が位置し、かつ、第１共振素子を装置軸周りに０°よりも大きい所定の角度回転させた姿勢で配置されており、第１共振素子及び第２共振素子は何れも、中心から各端部までの長さが、周波数で共振する長さである共振長に設定されていることを特徴とする。
また、上記目的を達成するための第２のアンテナ装置は、所定の周波数の電波を送信又は受信するための、所定の直線である装置軸（Ａｘ）に沿うように配置されたダイポールアンテナである第１アンテナ（１）と、電波を送信又は受信するための、第１アンテナとは別のダイポールアンテナであって装置軸に沿うように配置されている第２アンテナ（２）と、第１アンテナと第２アンテナとの間に配置されている少なくとも１つの共振構造体（３、３Ａ、３Ｂ）と、を備え、第１アンテナ及び第２アンテナはそれぞれ、給電点が装置軸上において所定の間隔（Ｌｘ）を有するように配置されており、共振構造体は、直線状に形成された導体部材である第１共振素子（３１）及び第２共振素子（３２）を備え、第１共振素子は、一端から他端までの中間に位置する点を当該第１共振素子の中心として備え、第２共振素子は、一端から他端までの中間に位置する点を当該第２共振素子の中心として備え、第１共振素子は、装置軸上において、第１アンテナと第２アンテナのそれぞれの給電点から距離が等しい点である装置中心点（Ｃ）よりも所定の離隔距離、第１アンテナ側となる位置に、第１共振素子の中心が位置し、かつ、装置軸と直交する姿勢で配置されており、第２共振素子は、装置中心点よりも離隔距離、第２アンテナ側となる位置に第２共振素子の中心が位置し、かつ、第１共振素子を装置軸周りに０°よりも大きい所定の角度回転させた姿勢で配置されており、第１共振素子及び第２共振素子は何れも、中心から各端部までの長さが、周波数で共振する長さである共振長に設定されていることを特徴とする。

【0007】

上記構成において第１アンテナから電波を放射させた場合、第１アンテナからは放射された電界は、第１共振素子、第２共振素子、及び第２アンテナが並ぶ方向にも伝搬していく。ここで、上記構成の第１共振素子は中心から端部までの長さが電気的に半波長に相当する長さに設定されているため、第１共振素子の中心から一端までの部分（以降、第１前半部）では、第１アンテナから伝搬してきた電界によって共振が発生するとともに、中心から他端までの部分（以降、第１後半部）でも共振が発生する。

【0008】

但し、第１後半部は、第１前半部とは装置軸の反対側に位置するため、第１後半部に励振する電流の位相は、第１前半部に励振する電流とは１８０°ずれたものとなる。故に、第１前半部から放射される電界と、第１後半部から放射される電界は互いに打ち消しあい、第１共振素子全体としては第１アンテナから伝搬してきた電界を打ち消すように作動する。つまり、第１共振素子は、第１アンテナから放射された電界が第２アンテナに伝搬することを阻害する部材として機能する。

【0009】

第２共振素子においても同様に、中心から一端までの部分（以降、第２前半部）で共振が発生する。また、第２共振素子の中心から他端までの部分（以降、第２後半部）には、第２前半部とは電流位相が反転した共振が発生する。故に、第２前半部から放射される電界と、第２後半部から放射される電界は互いに打ち消しあい、第２共振素子もまた第１共振素子と同様に、第１アンテナから放射される電界の伝搬を阻害する部材として機能する。

【0010】

また、第２共振素子は、上面視において第１共振素子を所定角度回転させた姿勢で配置されているため、第１アンテナから第２アンテナに向かう電界は、重なっていない２つの部材で進路が塞がれていることになる。その結果、第１アンテナと第２アンテナとのアイソレーションを向上させることができる。

【0011】

なお、以上では第１アンテナから電波を放射させた場合を例にとって上記構成の作用効果を述べたが、上記の構成は装置中心点を中心として対称性を有するように構成されているため、第２アンテナから電波を放射させた場合も同様に作用し、同様の効果が得られる。

【0012】

また、上記目的を達成するための第３のアンテナ装置は、所定の周波数の電波を送信又は受信するための、所定の直線である装置軸（Ａｘ）に沿って配置されている線状導体である第１アンテナ（１）と、電波を送信又は受信するための、第１アンテナと所定の間隔をおいて装置軸に沿う姿勢で配置されている線状導体である第２アンテナ（２）と、第１アンテナと第２アンテナとの間に配置されている少なくとも１つの共振構造体（３）と、を備え、共振構造体は、十字型に形成された導体部材である第１共振素子（３１）及び第２共振素子（３２）を備え、第１共振素子は、装置軸上において、第１アンテナと第２アンテナのそれぞれから距離が等しい点である装置中心点よりも所定の離隔距離、第１アンテナ側となる点に第１共振素子の中心が位置し、かつ、装置軸と直交する姿勢で配置されており、第２共振素子は、装置中心点よりも離隔距離、第２アンテナ側となる点に第２共振素子の中心が位置し、且つ、装置軸と直交する姿勢で配置されており、第１共振素子及び第２共振素子は両方とも、その中心から各端部までの長さが、周波数で共振する長さである共振長に設定されていることを特徴とする。
さらに、上記目的を達成するための第４のアンテナ装置は、所定の周波数の電波を送信又は受信するための、所定の直線である装置軸（Ａｘ）に沿うように配置されたダイポールアンテナである第１アンテナ（１）と、電波を送信又は受信するための、第１アンテナとは別のダイポールアンテナであって装置軸に沿うように配置されている第２アンテナ（２）と、第１アンテナと第２アンテナとの間に配置されている少なくとも１つの共振構造体（３、３Ａ、３Ｂ）と、を備え、第１アンテナ及び第２アンテナはそれぞれ、給電点が装置軸上において所定の間隔（Ｌｘ）を有するように配置されており、共振構造体は、十字型に形成された導体部材である第１共振素子（３１）及び第２共振素子（３２）を備え、第１共振素子は、装置軸上において、第１アンテナと第２アンテナのそれぞれから距離が等しい点である装置中心点よりも所定の離隔距離、第１アンテナ側となる点に第１共振素子の中心が位置し、かつ、装置軸と直交する姿勢で配置されており、第２共振素子は、装置中心点よりも離隔距離、第２アンテナ側となる点に第２共振素子の中心が位置し、且つ、装置軸と直交する姿勢で配置されており、第１共振素子及び第２共振素子は両方とも、その中心から各端部までの長さが、周波数で共振する長さである共振長に設定されていることを特徴とする。

【0013】

第１共振素子が十字型である場合にも、中心から各端部までの部分が、上記の第１前半部や第１後半部と同様に作動するため、第１共振素子は、第１アンテナから第２アンテナへの電界の伝搬を阻害する部材として機能する。また、第２共振素子も、第１共振素子と同様に作動する。故に、第３、第４のアンテナ装置によれば、第１、第２のアンテナ装置と同様の効果が得られる。

【0014】

なお、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】実施形態におけるアンテナ装置１０の概略的な構成を示した図である。

【図2】共振構造体３の平面図である。

【図3】第１アンテナ１から電波を放射させているときの上側素子３１の作動を表した図である。

【図4】第１アンテナ１から電波を放射させているときの下側素子３２の作動を表したものである。

【図5】第１アンテナ１から電波を放射させた場合の電界分布を示す図である。

【図6】実施形態の通過特性を示す図である。

【図7】実施形態の水平面における指向性を示す図である。

【図8】実施形態の垂直面における指向性を示す図である。

【図9】第１比較構成での電界分布を示す図である。

【図10】第１比較構成の通過特性を解析した結果を示す図である。

【図11】第２比較構成としてのアンテナ装置１０ｑの概略的な構成を示す図である。

【図12】第２比較構成の通過特性を解析した結果を示す図である。

【図13】第３比較構成が備える六星状寄生素子５の構成を示す図である。

【図14】第３比較構成の通過特性を解析した結果を示す図である。

【図15】第４比較構成が備える八星状寄生素子６の構成を示す図である。

【図16】第４比較構成の通過特性を解析した結果を示す図である。

【図17】変形例１のアンテナ装置１０の概略的な構成を示した図である。

【図18】第１共振構造体３Ａ及び第２共振構造体３Ｂの構成を示す図である。

【図19】変形例１のアンテナ装置１０の通過特性を解析した結果を示す図である。

【図20】変形例２のアンテナ装置１０の概略的な構成を示す図である。

【図21】変形例２における上側素子３１、下側素子３２、及び直線状寄生素子７の位置関係を示す図である。

【図22】変形例２の或る設定における通過特性を解析した結果を示す図である。

【図23】変形例２の或る設定における通過特性を解析した結果を示す図である。

【図24】変形例２のアンテナ装置１０の使用状態の一例を示す図である。

【図25】変形例３における上側素子３１、下側素子３２、及び直線状寄生素子７の位置関係を示す図である。

【図26】変形例３のアンテナ装置１０の通過特性を解析した結果を示す図である。

【図27】変形例４のアンテナ装置１０の概略的な構成を示す図である。

【図28】変形例４のアンテナ装置１０の通過特性を解析した結果を示す図である。

【図29】変形例５のアンテナ装置１０の概略的な構成を示す図である。

【図30】変形例５のアンテナ装置１０の通過特性を解析した結果を示す図である。

【図31】変形例６の構成について説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

［実施形態］
以下、本発明の実施形態について図を用いて説明する。本実施形態に係るアンテナ装置１０は、図１に示すように、所定の周波数の電波（以降、対象電波）を送信するための第１アンテナ１と、対象電波を受信するための第２アンテナ２と、第１アンテナ１と第２アンテナ２とのアイソレーションを向上するための共振構造体３と、を備える。アンテナ装置１０が備える各部材は、図示しない保持部材を用いて筐体等に保持される。

【0017】

アンテナ装置１０が送受信の対象とする電波（つまり対象電波）は、適宜設計されればよい。ここでは一例として対象電波は、車車間通信に供される７６０ＭＨｚの電波に設定されているものとする。もちろん、対象電波は適宜設計されれば良く、他の態様として例えば３００ＭＨｚや、９００ＭＨｚ、５．９ＧＨｚ等の電波としてもよい。また、アンテナ装置１０は、所定の範囲の電波を送受信可能に構成されていても良い。ここでは一例としてアンテナ装置１０は、対象周波数を基準として定まる所定の範囲（例えば７５５〜７６５ＭＨｚ）の電波も送受信すべき電波として想定されているものとする。

【0018】

以降では、送受信の対象とする周波数（ここでは７６０ＭＨｚ）のことを対象周波数と称する。また、以降におけるλとは、対象電波の波長を指すものとする。例えば０．５λは対象電波の半波長を指し、２λは対象電波の波長の２倍の長さを指すものとする。また、対象周波数を基準として定まる送受信すべき周波数帯（ここでは７５５〜７６５ＭＨｚのことを対象周波数帯と記載する。

【0019】

第１アンテナ１及び第２アンテナ２はそれぞれダイポールアンテナとして実現されている。すなわち、第１アンテナ１及び第２アンテナ２は、電気的に０．５λに相当する長さを有する線状導体（以降、線状エレメント）を用いて実現されている。なお、ここでの電気的な長さとは、フリンジング電界や、誘電体による波長短縮効果などを考慮した、実効的な長さである。仮に図示しない支持部材によって対象電波の波長が短縮されている場合には、その短縮された波長の半分の長さとなっていれば良い。

【0020】

第１アンテナ１は、例えば同軸ケーブルを介して図示しない無線機と接続されており、無線機から入力される電気信号を電波に変換して空間に放射する。また、第２アンテナ２も、図示しない無線機と接続されており、第２アンテナ２が受信した信号は逐次無線機に出力される。無線機は、第２アンテナ２から入力される信号に対して所定の信号処理を実施するとともに、第１アンテナ１に対して送信信号に応じた高周波電力を供給するものである。第１アンテナ１や第２アンテナ２は同軸ケーブルとの電気的な接続点である給電点を備える。なお、第１アンテナ１と無線機とは、同軸ケーブルのほかに、周知の整合回路やフィルタ回路などを介して接続される構成となっていても良い。第２アンテナ２も同様である。

【0021】

第１アンテナ１と第２アンテナ２は、直線Ａｘに沿う姿勢で、所定の間隔Ｌｘをおいて配置されている。換言すれば第２アンテナ２は、第１アンテナ１が備える線状エレメントの延長線上に、第２アンテナ２の線状エレメントが配置されている。直線Ａｘは、第１アンテナ１の中心と第２アンテナ２の中心とを結ぶ線（つまり中心線）に相当し、アンテナ装置１０の中軸を表す。

【0022】

以降では直線Ａｘのことを装置軸Ａｘとも記載する。図１中の一点鎖線は装置軸Ａｘを表している。図１中に示す点Ｃは、装置軸Ａｘにおいて、第１アンテナ１と第２アンテナ２のそれぞれとの距離が等しい点（以降、装置中心点）を表している。装置中心点Ｃを通って装置軸Ａｘに直交する平面のことを以降では基準面Ｐｃと称する。

【0023】

第１アンテナ１と第２アンテナ２との間隔（以降、アンテナ間隔）Ｌｘは適宜設計されれば良い。ここでは一例としてアンテナ間隔Ｌｘは２λに設定されているものとする。なお、一般的に、アンテナ間隔Ｌｘが小さいほどアイソレーションは劣化する（換言すれば干渉度合いが強くなる）傾向がある。

【0024】

以降では便宜上、それぞれが互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚ軸を備える右手系の三次元座標系を用いて、アンテナ装置１０（特に共振構造体３）の構成を説明する。Ｚ軸は、装置軸Ａｘに平行であって、第２アンテナ２から第１アンテナ１へ向かう方向を正方向とする軸である。Ｘ軸は、Ｚ軸に直交する任意の方向に向かう軸であり、Ｙ軸は、Ｘ軸及びＺ軸のそれぞれと直交する軸である。Ｘ軸は、例えば後述する上側素子３１に平行な方向な軸とすればよい。三次元座標系の原点は例えば装置中心点Ｃに設定されればよい。また、以降では相対的にＺ軸正方向をアンテナ装置１０にとっての上側として、各部材の位置等を説明するが、実際の使用姿勢においては必ずしもＺ軸正方向が天頂方向を向く姿勢となっている必要はない。Ｚ軸正方向が下方向や横方向等に向く姿勢で使用されてもよい。

【0025】

共振構造体３は、所定の長さを有する直線状の導体部材である上側素子３１及び下側素子３２を備える。上側素子３１と下側素子３２は同じ形状に形成されている。上側素子３１は、上側素子３１の中心が、装置軸Ａｘ上において装置中心点Ｃから所定の離隔距離αだけ第１アンテナ１側となる場所に位置し、かつ、Ｘ軸に平行な姿勢で配置されている。つまり、上側素子３１は中心が装置軸Ａｘ上に位置し、かつ、装置軸Ａｘに直交する姿勢で配置されている。なお、上側素子３１の中心とは、上側素子３１の一端から他端までの中間に位置する点である。上側素子３１が請求項に記載の第１共振素子に相当する。

【0026】

また、下側素子３２は、下側素子３２の中心が、装置軸Ａｘ上において装置中心点Ｃから所定の離隔距離αだけ第２アンテナ２側となる場所に位置し、かつ、Ｙ軸に平行な姿勢で配置されている。このような構成は、装置中心点Ｃから所定の離隔距離αだけ第２アンテナ２側となる位置において、装置軸Ａｘを回転軸として上側素子３１を時計回りに９０°回転させた姿勢で下側素子３２を配置した構成に相当する。

【0027】

なお、下側素子３２の中心とは、下側素子３２の一端から他端までの中間に位置する点である。また、ここでは一例として、装置軸Ａｘを回転軸とする回転方向は時計回りとするが、他の態様として回転方向は反時計回りであってもよい。下側素子３２が請求項に記載の第２共振素子に相当する。以降では上側素子３１と下側素子３２とを区別しない場合には共振素子とも記載する。

【0028】

図２は、共振構造体３をＺ軸正方向から見た構成を概略的に表した図（いわゆる平面図）である。前述の通り、下側素子３２は上側素子３１を装置軸Ａｘ周りに９０°回転させた姿勢で配置されているため、共振構造体３をＺ軸方向から見た場合、全体として十字型を成す。図２に示す３１ｍは上側素子３１の中心から一端までの部分（以降、上側第１半長部）を表しており、３１ｎは上側素子３１の中心から他端までの部分（以降、上側第２半長部）を表している。また、３２ｍは下側素子３２の中心から一端までの部分（以降、下側第１半長部）を表しており、３２ｎは下側素子３２の中心から他端までの部分（以降、下側第２半長部）を表している。

【0029】

上側素子３１の全長（以降、素子長）Ｌａは、対象周波数で共振する長さ（以降、共振長）の２倍の値に設定されている。これにより、上側素子３１の中心から各端部までの長さは共振長となる。つまり、上側第１半長部３１ｍ及び上側第２半長部３１ｎの長さは共振長に設定されている。

【0030】

共振長は、基本的には、電気的に０．５λに相当する長さである。上側素子３１の中心から端部までの長さを電気的に０．５λに相当する長さに設定することによって、中心から端部までの区間（以降、半区間）で共振を発生させることができる。ただし、離隔距離αによっては、０．６５λや０．７５λ、０．７６λであっても半区間で共振が発生しうる。故に、共振長とは、０．５λから０．７６λまでの何れかに該当する長さである。素子長Ｌａは、対象周波数で半区間ごとに共振が発生するように、離隔距離αと合わせて微調整されるべきパラメータである。

【0031】

本実施形態では一例として離隔距離αを０．６λ、素子長Ｌａを１．２λに設定されているものとする。すなわち、上側第１半長部３１ｍ及び上側第２半長部３１ｎの長さは、それぞれ０．６λに設定されている。このような構成は共振長として０．６λを採用した構成に相当する。

【0032】

なお、下側素子３２は上側素子３１と同一形状に形成されているため、下側素子３２の全長は上側素子３１の全長と一致する。すなわち、下側素子３２の長さは、上側素子３１と同様に共振長の２倍の値に設定されており、下側素子３２の中心から各端部までの長さはそれぞれ共振長に設定されている。これにより、下側第１半長部３２ｍ及び下側第２半長部３２ｎの長さは共振長となる。このような構成によれば、下側素子３２もまた対象周波数で半区間毎に共振が発生する。

【0033】

図３は、第１アンテナ１から電波を放射させた場合の上側素子３１の作動をシミュレーションした結果を示す図であり、図４は、第１アンテナ１から電波を放射させた場合の下側素子３２の作動をシミュレーションした結果を示す図である。素子長Ｌａを共振長の２倍に設定するとともに、中心が装置軸Ａｘを通り、かつ、装置軸Ａｘに対して直交する姿勢で配置しているため、上側素子３１において、上側第１半長部３１ｍと上側第２半長部３１ｎとは装置軸Ａｘを介して点対称に作動する。具体的には、第１アンテナ１から電波を放射させた場合、図３に示すように上側第１半長部３１ｍと上側第２半長部３１ｎのそれぞれで共振が発生する。つまり、上側素子３１には、装置軸Ａｘが通る点を節とするように２つの共振が起こる。

【0034】

ただし、上側第２半長部３１ｎは上側第１半長部３１ｍとは装置軸Ａｘの反対側に位置するため、上側第２半長部３１ｎに励振する電流の位相は、上側第１半長部３１ｍに励振する電流とは１８０°ずれたものとなる。故に、上側第１半長部３１ｍから放射される電界と、上側第２半長部３１ｎから放射される電界は互いに打ち消しあう。

【0035】

その結果、第１アンテナ１から信号を送信することによって上側素子３１から放射される電界を効果的に抑制できる。なお、第１アンテナ１から信号を送信することによって上側素子３１から放射される電界とは、第１アンテナ１から放射してきた電界を受けて上側素子３１が再放射する電界に相当する。つまり、上側素子３１は、第１アンテナ１から伝搬してきた電界の強度を弱める役割を担う。

【0036】

下側素子３２についても、全長を共振長の２倍に設定するとともに、中心が装置軸Ａｘを通り、かつ、装置軸Ａｘに対して直交する姿勢で配置しているため、下側第１半長部３２ｍは下側第２半長部３２ｎと装置軸Ａｘを介して点対称に作動する。具体的には、第１アンテナ１から電波を放射させた場合、図４に示すように、下側第１半長部３２ｍと下側第２半長部３２ｎのそれぞれで、位相が１８０°ずれた共振が発生する。

【0037】

故に、下側第１半長部３２ｍから放射される電界と、下側第２半長部３２ｎから放射される電界は互いに打ち消しあう。その結果、第１アンテナ１から信号を送信することによって下側素子３２から放射される電界を効果的に抑制できる。つまり、下側素子３２もまた、上側素子３１と同様の原理によって第１アンテナ１から伝搬してきた電界の強度を弱める役割を担う。

【0038】

＜実施形態の効果＞
図５は第１アンテナ１から対象電波を放射させた場合の電界分布をシミュレーションした結果を示したものである。前述の通り、各共振素子において装置軸Ａｘが通る点を節とする２つの共振が生じるように上側素子３１と下側素子３２を配置することによって、第２アンテナ２への電界（換言すれば電波）の伝搬を抑制することができる。上側素子３１及び下側素子３２に励振される電流によって電界が打ち消されるためである。

【0039】

図６は、離隔距離α＝０．６λ、素子長Ｌａ＝１．２λに設定した時の通過特性を表したものである。ここでの通過特性とは、第１アンテナ１から所定の電力の電波を放射した場合の、送信電力に対する第２アンテナ２での受信電力の大きさの比率（換言すれば干渉度合い）を表すパラメータである。通過特性は小さいほど、干渉度合いが低い、つまりアイソレーションが高いことを意味する。図６に示すように本実施形態の構成によれば、対象周波数である７６０ＭＨｚ付近において−８０〜−９０ｄＢの通過特性を達成することができる。換言すれば９０ｄＢ近いアイソレーションを提供する。

【0040】

また、図７及び図８に示すように、水平面での無指向性を維持しつつ、垂直面での指向性の乱れをほぼ０とみなすことができるほど抑制できる。なお、ここでの水平面とは装置軸Ａｘに直交する面（換言すればＸＹ平面）であり、垂直面とは装置軸Ａｘを通る平面である。本実施形態では上側素子３１を９０°回転させた姿勢で下側素子３２を配置することによって、バランスよく第１アンテナ１からの電界を打ち消し、アンテナ間のアイソレーションを高めることができる。

【0041】

なお、上述した実施形態では上面視において上側素子３１と下側素子３２とがなす角度が直角（略直角を含む）となるように上側素子３１と下側素子３２を配置した構成を開示したがこれに限らない。上面視において上側素子３１と下側素子３２とがなす角度は９０°以外の角度、例えば３０°や６０°、１２０°等であってもよい。

【0042】

ただし、発明者らは種々の試験の結果（換言すれば試行錯誤の結果）、上述した実施形態の構成では、上面視において上側素子３１と下側素子３２とがなす角度を直角に設定した場合に対象周波数でのアイソレーションが最大となるという知見を得た。故に、実施形態の構成では上面視において上側素子３１と下側素子３２とがなす角度を直角となる姿勢で配置されていることが好ましい。なお、ここでの直角とは厳密な直角（換言すれば９０°／２７０°）に限らず、８５°から１０５°までの範囲を直角と見なすことができるものとする。

【0043】

また、参考までに、第１比較構成としての共振構造体３を備えないアンテナ装置１０ｐにおいて、電界分布をシミュレーションした結果、及びその通過特性を図９、図１０に示す。アンテナ装置１０ｐでの第１アンテナ１ｐと第２アンテナ２ｐとの位置関係は本実施形態のアンテナ装置１０と同様に設定されているものとする。

【0044】

図９に示すようにアンテナ間に共振構造体３を配置しない構成（つまり第１比較構成）では、第１アンテナ１ｐから放射された電界がそのまま第２アンテナ２ｐまで到達する。故に、第１比較構成でのアイソレーションは相対的に低い値となる。具体的には、図１０に示すように、対象周波数である７６０ＭＨｚ付近における第１比較構成のアイソレーションは４３ｄＢ程度である。

【0045】

対して本実施形態の構成によれば、上述の通り９０ｄＢ近いアイソレーションを確保することができる。すなわち、上側素子３１及び下側素子３２からなる共振構造体３を導入することで、第１比較構成よりもアイソレーションを４０ｄＢ以上改善することができる。

【0046】

ところで、第１比較構成以外にも想定される他の比較構成（以降、第２比較構成）としては、図１１に示すように、中心から端部までの長さＬｂが０．６λに設定された十字型の線状導体部材（以降、十字型寄生素子）４を装置中心点Ｃに配置した構成も考えられる。しかしながら、図１２に示すように第２比較構成では、対象周波数でのアイソレーションは５２ｄＢとなる。第１比較構成に比べればアイソレーションは９ｄＢ程度改善するが、本実施形態には及ばない。本実施形態の構成によれば第２比較構成よりも約３０ｄＢ以上アイソレーションを高めることができる。

【0047】

さらに、他の比較構成（以降、第３比較構成）として、図１３に示すように、所定の長さを有する６つの直線状の導体素子を正六角形の中心から各頂点に延びるように接続してなる導体部材（以降、六星状寄生素子）５を、装置中心点Ｃに配置した構成も考えられる。しかしながら、第３比較構成でのアイソレーションは、図１４に示すように６７ｄＢとなり、本実施形態よりも１０ｄＢ以上低い値となる。

【0048】

なお、六星状寄生素子５の中心から各端部までの長さＬｃは、全体としてのアイソレーションが高まるように、０．５λを基準として適宜設計されればよい。図１４に示すシミュレーション結果は、Ｌｃ＝０．７λに設定したときの値である。なお、発明者らは種々の試験の結果、共振構造体３の代わりに六星状寄生素子５を配置する構成では、Ｌｃ＝０．７λに設定した場合に対象周波数でのアイソレーションが最大となるという知見を得た。つまり、図１４に示すシミュレーション結果は、共振構造体３の代わりに六星状寄生素子５を配置した構成において実現可能なアイソレーションの最大値を示す結果といえる。

【0049】

また、他の比較構成（以降、第４比較構成）として、図１５に示すように、所定の長さを有する８つの直線状の導体素子を正八角形の中心から各頂点に延びるように接続してなる導体部材（以降、八星状寄生素子）６を装置中心点Ｃに配置した構成も考えられる。しかしながら、第４比較構成でのアイソレーションは、図１６に示すように４９ｄＢとなり、本実施形態よりも３０ｄＢ以上低い値となる。

【0050】

なお、八星状寄生素子６の中心から各端部までの長さＬｄは、全体としてのアイソレーションが高まるように、０．５λを基準として適宜設計されればよい。図１６に示すシミュレーション結果は、線状導体素子５１の長さＬｄを０．７λに設定したときの値である。発明者らは種々の試験の結果、第４比較構成では、Ｌｄ＝０．７λに設定した場合に対象周波数でのアイソレーションが最大となるという知見を得た。故に、図１６に示すシミュレーション結果は、共振構造体３の代わりに八星状寄生素子６を配置した構成において実現可能なアイソレーションの最大値を示す結果といえる。

【0051】

ところで、第３比較構成と第４比較構成とを比較すればわかるように、装置中心点Ｃに配置する導体部材の構成として、中心から延びる線状素子の数を単に増やしていけばアイソレーションが高まるというわけではない。線状素子間の相互作用もアイソレーションに影響するためである。その他、図示は省略するが、０．５λ〜０．７５λの半径を有する円盤状の導体素子（以降、円盤型寄生素子）を装置中心点Ｃに配置した構成についても検討したが、本実施形態ほどのアイソレーションを実現することはできなかった。すなわち、１つの導体素子を配置した構成よりも、本実施形態のように２つの線状導体素子をねじれの姿勢で配置した構成のほうが高いアイソレーションを実現することができる。

【0052】

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、以降で述べる種々の変形例も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。また、実施形態や種々の変形例は適宜組み合わせて実施することもできる。

【0053】

なお、前述の実施形態で述べた部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。また、構成の一部のみに言及している場合、他の部分については先に説明した実施形態の構成を適用することができる。

【0054】

［変形例１］
以上ではアンテナ装置１０が共振構造体３を１つだけ備える構成を開示したが、これに限らない。アンテナ装置１０は複数の共振構造体３を備えていても良い。その場合には、各共振構造体３の離隔距離はそれぞれ異なる値とし、相対的に大きい共振構造体３が、相対的に小さい共振構造体３を挟み込むように配置されているものとする。

【0055】

ここではアンテナ装置１０が、２つの共振構造体３を備える場合の構成の一例について、図１７、図１８等を用いて説明する。図１７は本変形例１におけるアンテナ装置１０の概略的な構成を示す斜視図である。本変形例１におけるアンテナ装置１０は、第１上側素子３１Ａ及び第１下側素子３２Ａからなる第１共振構造体３Ａと、第２上側素子３１Ｂ及び第２下側素子３２Ｂからなる第２共振構造体３Ｂと、を備える。第１上側素子３１Ａや第２上側素子３１Ｂは上述した実施形態での上側素子３１に相当する部材であり、第１下側素子３２Ａや第２下側素子３２Ｂは上述した実施形態での下側素子３２に相当する部材である。

【0056】

第１共振構造体３Ａは、図１８に示すように、離隔距離を任意の値であるαに設定した共振構造体３であり、第２共振構造体３Ｂは、離隔距離を任意の値であるβに設定した共振構造体３である。ただし、βはαよりも大きいものとする。なお、図１８の（Ａ）は第１共振構造体３ＡをＸ軸方向から見たときの概略的な構成を示す図であり、（Ｂ）は第２共振構造体３ＢをＸ軸方向から見たときの概略的な構成を示す図である。

【0057】

第２共振構造体３Ｂを構成する第２上側素子３１Ｂは、第１共振構造体３Ａを構成する第１上側素子３１Ａよりも上側に配置されている。また、第２共振構造体３Ｂを構成する第２下側素子３２Ｂは、第１共振構造体３Ａを構成する第１下側素子３２Ａよりも下側に配置されている。つまり、第２共振構造体３Ｂを構成する第２上側素子３１Ｂ及び第２下側素子３２Ｂは、第１共振構造体３Ａを構成する第１上側素子３１Ａ及び第１下側素子３２Ａを上下から挟み込むように配置されている。離隔距離βから離隔距離αを減算した値が、第２上側素子３１Ｂと第１上側素子３１Ａとの離隔、及び、第１下側素子３２Ａと第２下側素子３２Ｂとの離隔に相当する。

【0058】

離隔距離α、βの具体的な値は適宜設計されれば良い。ここでは一例として、離隔距離α＝０．０２λとし、離隔距離βはαを３倍した値（つまり、０．０６λ）に設定されているものとする。このようなα、βの設定によれば、第２上側素子３１Ｂ、第１上側素子３１Ａ、第１下側素子３２Ａ、及び第２下側素子３２ＢがＺ軸方向に２α（＝０．０４λ）ずつ等間隔に並んだ構成となる。

【0059】

第１共振構造体３Ａを構成する第１上側素子３１Ａと第１下側素子３２Ａとが上面視においてなす角度は、適宜調整されれば良い。ここでは一例として第１下側素子３２Ａは上面視において第１上側素子３１Ａに対して直角となる姿勢で配置されているものとする。具体的には、第１上側素子３１ＡはＹ軸に平行な姿勢で配置されており、第１下側素子３２ＡはＸ軸に平行な姿勢で配置されているものとする。

【0060】

また、第２共振構造体３Ｂを構成する第２上側素子３１Ｂと第２下側素子３２Ｂとが上面視においてなす角度も、適宜調整されれば良い。ここでは一例として第２下側素子３２Ｂは、上面視において第２上側素子３１Ｂに対して直角となる姿勢で配置されているものとする。具体的には、第２上側素子３１ＢはＸ軸に平行な姿勢で配置されており、第１下側素子３２ＡはＹ軸に平行な姿勢で配置されているものとする。このような構成は、離隔距離がそれぞれ異なる２つの共振構造体３を装置軸Ａｘ周りに９０°回転させて配置した構成に相当する。

【0061】

第１共振構造体３Ａが備える共振素子の素子長Ｌａ１や第２共振構造体３Ｂが備える共振素子の素子長Ｌａ２の具体的な値はλを基準として適宜調整されれば良い。例えば第１共振構造体３Ａの素子長Ｌａ１は１．４λに設定し、第２共振構造体３Ｂの素子長Ｌａ２は１．５λに設定されている。このような構成は、第１共振構造体の共振素子の半分の長さを０．７λ、第２共振構造体の共振素子の半分の長さを０．７５λに設定した構成に相当する。つまり共振長として０．７λ、０．７５λを採用した構成に相当する。

【0062】

図１９は上記構成に於ける通過特性をシミュレーションした結果を示す図である。図１９に示すように本変形例１の構成によれば、対象周波数において−８４ｄＢ以上のアイソレーションを提供することができる。なお、図１９中の破線は、実施形態の通過特性を示すものである。破線と実線とを比較してもわかるように、本変形例１の構成によれば対象周波数帯である７５５〜７６５ＭＨｚでのアイソレーションを実施形態の構成より向上できている。

【0063】

さらに、本変形例１の構成によれば、離隔距離αやβを相対的に小さい値に設定しても十分なアイソレーションを実現できる。すなわち、第２共振構造体３Ｂの離隔距離βを、実施形態での離隔距離の１０分の１程度（具体的には０．０６λ）に設定しても実施形態と同等以上のアイソレーションを実現できる。

【0064】

また、第１共振構造体３Ａは第２共振構造体３Ｂの内側に配置されるため、共振構造体３Ａ、３Ｂを組み合わせてなる共振構造体全体としてのサイズ（具体的にはＺ軸方向の長さ）は第２共振構造体３Ｂによって規定される。故に、本変形例１の構成によれば共振構造体３Ａ、３Ｂを組み合わせてなる共振構造体全体としてのサイズも、実施形態よりも離隔距離を１０分の１程度に設定できる。すなわち、共振構造体全体としてのサイズを小さくすることができる。なお、以上では離隔距離αを０．０２λとしたが、これに限らない。離隔距離αは、０．０２λ以外の値、例えば０．０６λや、０．０４λ、０．０１λ等に設定されていても良い。

【0065】

［変形例２］
上側素子３１と下側素子３２との中間に位置する平面、すなわち基準面Ｐｃには、所定の長さを有する線状の導体部材である直線状寄生素子７が配置されていてもよい。以下、そのような構成を変形例２として図２０等を用いて説明する。

【0066】

本変形例２におけるアンテナ装置１０は、第１アンテナ１、第２アンテナ２、上側素子３１、及び下側素子３２に加えて、直線状寄生素子７を備える。本変形例２における上側素子３１や下側素子３２の長さ（つまり素子長）Ｌａは、例えば１．５λに設定されている。そのような構成は、共振素子の半分の長さを０．７５λに設定した構成に相当する。つまり共振長として０．７５λを採用した構成に相当する。もちろん、素子長Ｌａの具体的な長さは０．５λを基準として調整されれば良い。

【0067】

上側素子３１は図２１に示すように、Ｘ軸に平行な姿勢で配置されている。下側素子３２は上側素子３１を装置軸Ａｘ周りに１２０°回転させた姿勢で配置されている。上側素子３１及び下側素子３２のそれぞれと基準面Ｐｃとの離隔距離αは、０．０４λに設定されている。

【0068】

直線状寄生素子７の長さ（以降、寄生素子長）Ｌｅは、共振長の２倍に設定される。ここでは一例として寄生素子長Ｌｅは、上側素子３１や下側素子３２と同じ長さ、つまり１．５λに設定されているものとする。他の構成として寄生素子長Ｌｅは、上側素子３１とは異なる値に設定されていても良い。

【0069】

なお、発明者らは種々の試験の結果、寄生素子長Ｌｅは上側素子３１と同じ長さに設定されている場合に、特にアイソレーションが高まるという知見を得た。また、寄生素子長Ｌｅは上側素子３１と同じ長さに設定すれば、同じ寸法の線状導体部材を上側素子３１、下側素子３２、及び直線状寄生素子７として使いまわせるため、製造コストを抑制することができる。故に、寄生素子長Ｌｅは上側素子３１と同じ長さに設定することが好ましい。

【0070】

直線状寄生素子７は、直線状寄生素子７の中心が装置中心点Ｃに位置し、かつ、装置軸Ａｘに直交し、かつ、上面視において上側素子３１を装置軸周りに６０°回転させた姿勢で配置されている。このような構成は、上面視において上側素子３１と直線状寄生素子７とがなす角度と、上面視において下側素子３２と直線状寄生素子７とがなす角度とが等しくなるように直線状寄生素子７を配置した構成に相当する。

【0071】

図２２は変形例２の構成において素子長Ｌａ及び寄生素子長Ｌｅを１．５λに設定した場合の通過特性をシミュレーションした結果を示す図である。図２２に示すように本変形例２の構成によれば、対象周波数において７６ｄＢ以上のアイソレーションを提供することができる。なお、図２２中の破線は、実施形態の通過特性を示すものである。破線と実線とを比較してもわかるように、実施形態の構成では、対象周波数帯である７５５〜７６５ＭＨｚにおいて、通過特性が周波数に応じて急峻に変化するため、部材の位置ズレ等によって、設計上のアイソレーションが得られない恐れがある。故に、実際に製造する際には各部材の長さや配置等の精度として高い精度が要求される。

【0072】

対して、本変形例２の構成では、対象周波数帯である７５５〜７６５ＭＨｚにおいて、通過特性の周波数に応じた変化量が緩やかである。故に、部材の位置ズレ等によって、設計上のアイソレーションが得られない恐れは相対的に小さい。すなわち、本変形例２において素子長Ｌａ及び寄生素子長Ｌｅを１．５λに設定した構成によれば、製造過程における位置精度等の難しさを緩和することができる。

【0073】

さらに、本変形例２の構成によれば、直線状寄生素子７を配置することにより、離隔距離αを相対的に小さい値に設定しても十分なアイソレーションを実現できる。具体的には、離隔距離αを、実施形態での離隔距離の３０分の１程度に設定しても７６ｄＢ以上のアイソレーションを実現できる。換言すれば、共振構造体３を形成する上側素子３１と下側素子３２の中間に直線状寄生素子７を配置することにより、共振構造体３の高さを抑制することができる。

【0074】

また、変形例２の構成において素子長Ｌａを１．４λ、寄生素子長Ｌｅを１．５λに設定した場合の通過特性をシミュレーションした結果を図２３に示す。図２３に示すように上記設定によれば、対象周波数帯である７５５〜７６５ＭＨｚにおいて８５ｄＢ以上のアイソレーションを確保できる。また、対象周波数においては１００ｄＢのアイソレーションを実現できる。なお、図２３中の破線は、実施形態の通過特性を示すものである。

【0075】

なお、図２４に示すように、アンテナ装置１０を所定の構造物８に固定するための取付冶具７ａの一部を直線状寄生素子７として援用しても良い。このような構成によれば、部品点数を削減することができる。なお、図中の破線は、アンテナ装置１０のレドーム９の概略的な形状の一例を表している。

【0076】

［変形例３］
変形例２では図２１を用いて説明したように上側素子３１、直線状寄生素子７、下側素子３２を６０°ずつずらして配置した構成を開示したが、変形例２の実施態様はこれに限らない。図２５に示すように、上側素子３１、直線状寄生素子７、下側素子３２を４５°ずつずらして配置しても良い。なお、そのような構成は、上側素子３１と下側素子３２と上面視において直角となる姿勢で配置し、その間に直線状寄生素子７を上側素子３１及び下側素子３２のそれぞれとなす角度が等しくなるように配置した構成に相当する。

【0077】

上記の設定において離隔距離αの値を変えてシミュレーションした結果、α＝０．６に設定することにより、図２６に示すように対象周波数帯において７２〜８０ｄＢのアイソレーションを実現することができる。なお、離隔距離αを様々な値に変更してシミュレーションした結果、変形例３の構成で７０ｄＢ以上のアイソレーションを実現するためには離隔距離αを約０．６λに設定する必要があるという知見を得た。故に、共振構造体３自体の高さを抑制するという観点では変形例２のように、上側素子３１、直線状寄生素子７、下側素子３２を６０°ずつずらして配置することが好ましい。

【0078】

［変形例４］
変形例２では、装置中心点Ｃに直線状寄生素子７を配置する構成を開示したが、これに限らない。図２７に示すように上側素子３１と下側素子３２とを上面視において十字型となるように配置した構成において、直線状寄生素子７の代わりに装置中心点Ｃに十字型寄生素子４を配置しても良い。

【0079】

十字型寄生素子４は、上側素子３１及び下側素子３２のそれぞれと対向する姿勢（換言すれば上面視で重なる姿勢）で配置される。十字型寄生素子４の中心から端部までの長さ（以降、寄生半長）Ｌｂは素子長Ｌａの半分の長さに応じて適宜設定されればよく、ここでは一例としてＬｂ＝Ｌａ／２に設定されているものとする。寄生半長Ｌｂは素子長Ｌａの半分を基準として適宜微調整されるべきパラメータである。

【0080】

そのような構成によっても図２８に示すように相対的に高いアイソレーションを実現することができる。すなわち、対象周波数帯において８３ｄＢ以上のアイソレーションを実現できる。なお、図２８は、離隔距離α＝０．１λ、素子長Ｌａ＝１．５λに設定した場合の通過特性をシミュレーションした結果を示す図である。

【0081】

ところで、発明者らは種々の試験の結果、寄生半長Ｌｂを素子長Ｌａの半分よりも僅かに（例えば０．０２λほど）長く設定した場合には、より一層アイソレーションを高めることができるといった知見を得た。故に、変形例４の構成においては、寄生半長Ｌｂを素子長Ｌａの半分よりも僅かに長く設定することが好ましい。

【0082】

［変形例５］
上述した実施形態では上側素子３１及び下側素子３２を直線状に形成した構成を開示したがこれに限らない。図２９に示すように上側素子３１及び下側素子３２は、十字型に形成されていても良い。ここでは十字型に形成されている上側素子３１及び下側素子３２とを備えるアンテナ装置１０の実施態様を変形例５として説明する。

【0083】

変形例５の上側素子３１及び下側素子３２は何れも、中心から各端部までの長さが共振長に設定されている。一端から反対側の端部までの長さが前述の素子長Ｌａに相当する。素子長Ｌａの具体的な値は、１λを基準として所望のアイソレーションが得られるように調整されればよく、ここでは一例として１．５λに設定されている。そのような設定は、中心から端部までの長さ（つまりＬａ／２）を０．７５λに設定した構成に相当する。つまり、共振長として０．７５λを採用した構成に相当する。

【0084】

上側素子３１と下側素子３２とは互いに対向する姿勢で配置されている。離隔距離αは適宜調整されればよく、ここでは一例として０．０４λに設定されているものとする。これにより、上側素子３１と下側素子３２との離隔は０．０８λとなる。

【0085】

図３０は本変形例５の通過特性をシミュレーションした結果を示す図である。図３０に示すように本変形例５の構成によれば、対象周波数体において７６〜７８ｄＢ以上のアイソレーションを提供することができる。また、本変形例５の構成によれば、離隔距離αを相対的に小さい値（例えば０．１λ以下の値）に設定しても、十分なアイソレーションを実現することができる。

【0086】

なお、ここでは一例として、上側素子３１と下側素子３２とを対向するように（換言すれば上面視において重なり合うように）配置した構成を開示したがこれに限らない。下側素子３２は上側素子３１を装置軸Ａｘ周りに所定の角度（例えば４５°）回転させた姿勢で配置されていてもよい。また、共振素子が十字型に形成されている共振構造体３を変形例１で述べたように複数配置してもよい。

【0087】

［変形例６］
直線状の共振素子には、図３１に示すように、中心を介して対称な位置に所定のリアクタンスを提供するリアクタンス素子３９が配置（換言すれば装荷）されていてもよい。リアクタンス素子３９としては、コイル、キャパシタ、ギャップ構造、ミアンダ状に形成された配線パターン等を採用することができる。中心からリアクタンス素子３９までの距離や、リアクタンス素子３９が提供するリアクタンスは、適宜設計されれば良い。このように中心を介して対称な位置にリアクタンス素子３９を装荷することで対象波長を電気的に短縮することができ、より一層各部材を小型化することができる。

【0088】

なお、十字型の共振素子にも同様に、中心を介して対称な位置にリアクタンス素子３９が配置（換言すれば装荷）されていてもよい。また、直線状寄生素子７や十字型寄生素子４等にも同様に、中心を介して対称な位置にリアクタンス素子３９が配置（換言すれば装荷）されていてもよい。

【0089】

［変形例７］
以上では、第１アンテナ１、第２アンテナ２をダイポールアンテナとする構成を開示したが、これに限らない。例えば、パッチアンテナや逆Ｆ型アンテナであってもよい。各アンテナは、装置軸Ａｘに対して直交する方向に指向性を有するように配置されていることが好ましい。

【0090】

［変形例８］
以上では第１アンテナを送信用アンテナとし、第２アンテナを受信用アンテナとして用いる態様を開示したがこれに限らない。第１アンテナを受信用アンテナとし、第２アンテナを送信用アンテナとしてもよい。また、第１アンテナと第２アンテナの両方を送信用アンテナとしてもよいし、受信用アンテナとしてもよい。第１アンテナ及び第２アンテナのそれぞれの役割（送信／受信）の役割は適宜設計されれば良い。また、スイッチ等を用いて送受信の役割が動的に変更されるように構成されていても良い。

【符号の説明】

【0091】

１０ アンテナ装置、１ 第１アンテナ、２ 第２アンテナ、３ 共振構造体、３Ａ 第１共振構造体、３Ｂ 第２共振構造体、４ 十字型寄生素子、５ 六星状寄生素子、６ 八星状寄生素子、７ 直線状寄生素子、９ レドーム、３１ 上側素子（第１共振素子）、３１Ａ 第１上側素子、３１Ｂ 第２上側素子、３２ 下側素子（第２共振素子）、３２Ａ 第１下側素子、３２Ｂ 第２下側素子、Ａｘ 装置軸、Ｃ 装置中心点、Ｐｃ 基準面、α・β 離隔距離

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】