特開 2023-145111 ＭＩＭＯアンテナ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023145111

(43)【公開日】2023-10-11

(54)【発明の名称】ＭＩＭＯアンテナ装置

(51)【国際特許分類】

   H01Q 21/28 20060101AFI20231003BHJP

   H01Q 21/24 20060101ALI20231003BHJP

   H01Q 9/16 20060101ALI20231003BHJP

   H01Q 9/28 20060101ALI20231003BHJP

   H01Q 9/26 20060101ALI20231003BHJP

【ＦＩ】

H01Q21/28

H01Q21/24

H01Q9/16

H01Q9/28

H01Q9/26

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022052402

(22)【出願日】2022-03-28

(71)【出願人】

【識別番号】000165848

【氏名又は名称】原田工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100124257

【弁理士】

【氏名又は名称】生井 和平

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 淳

【テーマコード（参考）】

5J021

【Ｆターム（参考）】

5J021AB03

5J021CA03

5J021HA05

5J021JA07

(57)【要約】

【課題】広帯域にアンテナ間の干渉を抑制すると共に小型化が可能なＭＩＭＯアンテナ装置を提供する。
【解決手段】ＭＩＭＯアンテナ装置は、表側ダイポールアンテナ１０と、裏側ダイポールアンテナ２０とからなる。ホットエレメント用長辺給電部１２，２２は、給電点１１，２１に長辺で接続される。グラウンドエレメント用長辺給電部１４，２４は、給電点１１，２１に長辺で接続され、ホットエレメント用長辺給電部１２，２２の長辺に平行に所定の間隔を設けて対向する。グラウンドエレメント１５，２５は、ホットエレメント１３，２３に対して給電点１１，２１を中心に点対称且つオフセット配置される。そして、表側ダイポールアンテナ１０及び裏側ダイポールアンテナ２０は、上面視で給電点１１，２１が概ね重なるように配置されると共に、表側長辺給電部が裏側長辺給電部と直交するように配置される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

空間多重伝送を行うＭＩＭＯアンテナ装置であって、該ＭＩＭＯアンテナ装置は、
表側面上に配置される表側ダイポールアンテナと、
表側面に対向する裏側面上に配置され、表側ダイポールアンテナと同一周波数帯用の裏側ダイポールアンテナとを具備し、
前記表側ダイポールアンテナは、
表側給電点と、
前記表側給電点に長辺で接続される表側ホットエレメント用長辺給電部と、
前記表側ホットエレメント用長辺給電部から延在する表側ホットエレメントと、
前記表側給電点に長辺で接続される表側グラウンドエレメント用長辺給電部であって、その長辺が表側ホットエレメント用長辺給電部の長辺に平行に所定の間隔を設けて対向する、表側グラウンドエレメント用長辺給電部と、
前記表側グラウンドエレメント用長辺給電部から延在し、表側ホットエレメントに対して表側給電点を中心に点対称且つオフセット配置される表側グラウンドエレメントと、
からなり、
前記裏側ダイポールアンテナは、
裏側給電点と、
前記裏側給電点に長辺で接続される裏側ホットエレメント用長辺給電部と、
前記裏側ホットエレメント用長辺給電部から延在する裏側ホットエレメントと、
前記裏側給電点に長辺で接続される裏側グラウンドエレメント用長辺給電部であって、その長辺が裏側ホットエレメント用長辺給電部の長辺に平行に所定の間隔を設けて対向する、裏側グラウンドエレメント用長辺給電部と、
前記裏側グラウンドエレメント用長辺給電部から延在し、裏側ホットエレメントに対して裏側給電点を中心に点対称且つオフセット配置される裏側グラウンドエレメントと、
からなり、
前記表側ダイポールアンテナ及び裏側ダイポールアンテナは、上面視で表側給電点と裏側給電点とが概ね重なるように配置されると共に、
前記表側ホットエレメント用長辺給電部及び表側グラウンドエレメント用長辺給電部が、前記裏側ホットエレメント用長辺給電部及び裏側グラウンドエレメント用長辺給電部と直交するように配置される、
ことを特徴とするＭＩＭＯアンテナ装置。

【請求項2】

請求項１に記載のＭＩＭＯアンテナ装置において、
前記表側ダイポールアンテナは、その表側ホットエレメント用長辺給電部及び表側グラウンドエレメント用長辺給電部の対向する長辺の長さによりインピーダンス整合がされ、
前記裏側ダイポールアンテナは、その裏側ホットエレメント用長辺給電部及び裏側グラウンドエレメント用長辺給電部の対向する長辺の長さによりインピーダンス整合がされる、
ことを特徴とするＭＩＭＯアンテナ装置。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載のＭＩＭＯアンテナ装置において、
前記表側ダイポールアンテナは、表側ボウタイアンテナからなり、
前記裏側ダイポールアンテナは、裏側ボウタイアンテナからなる、
ことを特徴とするＭＩＭＯアンテナ装置。

【請求項4】

請求項３に記載のＭＩＭＯアンテナ装置において、前記表側ボウタイアンテナ及び／又は裏側ボウタイアンテナは、表側面と裏側面の間の側面に表側ボウタイアンテナ及び／又は裏側ボウタイアンテナから延在するアンテナ性能調整用の側面エレメント部を有することを特徴とするＭＩＭＯアンテナ装置。

【請求項5】

請求項１乃至請求項４の何れかに記載のＭＩＭＯアンテナ装置において、
前記表側ダイポールアンテナは、表側面から裏側面へ延在する表側折り返しエレメントを有し、
前記裏側ダイポールアンテナは、裏側面から表側面へ延在する裏側折り返しエレメントを有し、
前記表側折り返しエレメントは、裏側面内で裏側ダイポールアンテナの配置されていないエリアに配置され、
前記裏側折り返しエレメントは、表側面内で表側ダイポールアンテナの配置されていないエリアに配置される、
ことを特徴とするＭＩＭＯアンテナ装置。

【請求項6】

請求項１乃至請求項５の何れかに記載のＭＩＭＯアンテナ装置において、前記表側給電点及び裏側給電点にそれぞれ接続される同軸ケーブルが、表側面と裏側面の間にそれぞれ配線されることを特徴とするＭＩＭＯアンテナ装置。

【請求項7】

請求項１乃至請求項６の何れかに記載のＭＩＭＯアンテナ装置であって、さらに、前記表側面と裏側面の間に配置され、表側給電点を有する表側基板と、裏側給電点を有する裏側基板と、を有することを特徴とするＭＩＭＯアンテナ装置。

【請求項8】

請求項７に記載のＭＩＭＯアンテナ装置において、前記表側基板と裏側基板は、１枚の基板の表面と裏面からなることを特徴とするＭＩＭＯアンテナ装置。

【請求項9】

請求項１乃至請求項８の何れかに記載のＭＩＭＯアンテナ装置において、前記表側ダイポールアンテナ及び裏側ダイポールアンテナは、直方体のケース内で、対角線上にそれぞれ配置されることを特徴とするＭＩＭＯアンテナ装置。

【請求項10】

請求項１乃至請求項９の何れかに記載のＭＩＭＯアンテナ装置であって、さらに、
表側面上に配置され、表側ホットエレメント用長辺給電部から延在する第２表側ホットエレメントと、表側グラウンドエレメント用長辺給電部から延在する第２表側グラウンドエレメントと、からなり、表側ダイポールアンテナとは異なる周波数帯用の第２表側ダイポールアンテナであって、前記表側ダイポールアンテナに交差するように配置される、第２表側ダイポールアンテナと、
裏側面上に配置され、裏側ホットエレメント用長辺給電部から延在する第２裏側ホットエレメントと、裏側グラウンドエレメント用長辺給電部から延在する第２裏側グラウンドエレメントと、からなり、第２表側ダイポールアンテナと同一周波数帯用の第２裏側ダイポールアンテナであって、前記裏側ダイポールアンテナに交差するように配置される、第２裏側ダイポールアンテナと、
を具備することを特徴とするＭＩＭＯアンテナ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はＭＩＭＯアンテナ装置に関し、特に、小型且つ広帯域なＭＩＭＯアンテナ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近来、自動運転を目指す自動車において、携帯電話網を用いる広域通信ネットワークは、通信する情報の大容量化・高速化等が進められている。例えば、大容量化・高速化を図るために空間多重伝送を行う技術として、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｍｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）技術が知られている。複数のアンテナ素子を用いるＭＩＭＯアンテナ装置においては、一般的にアンテナ素子間を離して設置することでアイソレーションを確保する必要がある等、設計上の制約が多い。また、近年自動車の車両内部のアンテナ搭載スペースは、エアバッグ等の他の機器により制約される傾向にあり、車両内部に搭載可能な大きさまで小型化するのは難しかった。

【0003】

このような車両に搭載可能とするためのＭＩＭＯアンテナ装置として、本願出願人と同一出願人による特許文献１が知られている。特許文献１には、第１ダイポールアンテナと第２ダイポールアンテナを表裏面で交差するように配置することで、広帯域にアンテナ間の干渉を抑制すると共に小型化が可能なＭＩＭＯアンテナ装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２１－７２６２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

５Ｇ通信の高速大容量伝送に用いられるＭＩＭＯアンテナ装置においては、アンテナ装置に要求される項目として、相関係数の低減がある。この相関係数の低減のためには、２つのアンテナ間の相互結合量（アイソレーション）を十分に確保することが肝要である。特許文献１のＭＩＭＯアンテナ装置でもアイソレーションは十分であったが、アンテナの配置条件によってはさらなる改善も望まれていた。

【0006】

本発明は、斯かる実情に鑑み、広帯域にアンテナ間の干渉を抑制すると共に小型化が可能なＭＩＭＯアンテナ装置を提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上述した本発明の目的を達成するために、本発明によるＭＩＭＯアンテナ装置は、表側面上に配置される表側ダイポールアンテナと、表側面に対向する裏側面上に配置され、表側ダイポールアンテナと同一周波数帯用の裏側ダイポールアンテナとを具備するものである。そして、表側ダイポールアンテナは、表側給電点と、表側給電点に長辺で接続される表側ホットエレメント用長辺給電部と、表側ホットエレメント用長辺給電部から延在する表側ホットエレメントと、表側給電点に長辺で接続される表側グラウンドエレメント用長辺給電部であって、その長辺が表側ホットエレメント用長辺給電部の長辺に平行に所定の間隔を設けて対向する、表側グラウンドエレメント用長辺給電部と、表側グラウンドエレメント用長辺給電部から延在し、表側ホットエレメントに対して表側給電点を中心に点対称且つオフセット配置される表側グラウンドエレメントと、からなり、裏側ダイポールアンテナは、裏側給電点と、裏側給電点に長辺で接続される裏側ホットエレメント用長辺給電部と、裏側ホットエレメント用長辺給電部から延在する裏側ホットエレメントと、裏側給電点に長辺で接続される裏側グラウンドエレメント用長辺給電部であって、その長辺が裏側ホットエレメント用長辺給電部の長辺に平行に所定の間隔を設けて対向する、裏側グラウンドエレメント用長辺給電部と、裏側グラウンドエレメント用長辺給電部から延在し、裏側ホットエレメントに対して裏側給電点を中心に点対称且つオフセット配置される裏側グラウンドエレメントと、からなるものであれば良い。そして、表側ダイポールアンテナ及び裏側ダイポールアンテナは、上面視で表側給電点と裏側給電点とが概ね重なるように配置されると共に、表側ホットエレメント用長辺給電部及び表側グラウンドエレメント用長辺給電部が、裏側ホットエレメント用長辺給電部及び裏側グラウンドエレメント用長辺給電部と直交するように配置される、ものであれば良い。

【0008】

ここで、表側ダイポールアンテナは、その表側ホットエレメント用長辺給電部及び表側グラウンドエレメント用長辺給電部の対向する長辺の長さによりインピーダンス整合がされ、裏側ダイポールアンテナは、その裏側ホットエレメント用長辺給電部及び裏側グラウンドエレメント用長辺給電部の対向する長辺の長さによりインピーダンス整合がされる、ものであっても良い。

【0009】

また、表側ダイポールアンテナは、表側ボウタイアンテナからなり、裏側ダイポールアンテナは、裏側ボウタイアンテナからなる、ものであっても良い。

【0010】

また、表側ボウタイアンテナ及び／又は裏側ボウタイアンテナは、表側面と裏側面の間の側面に表側ボウタイアンテナ及び／又は裏側ボウタイアンテナから延在するアンテナ性能調整用の側面エレメント部を有するものであっても良い。

【0011】

また、表側ダイポールアンテナは、表側面から裏側面へ延在する表側折り返しエレメントを有し、裏側ダイポールアンテナは、裏側面から表側面へ延在する裏側折り返しエレメントを有し、表側折り返しエレメントは、裏側面内で裏側ダイポールアンテナの配置されていないエリアに配置され、裏側折り返しエレメントは、表側面内で表側ダイポールアンテナの配置されていないエリアに配置される、ものであっても良い。

【0012】

また、表側給電点及び裏側給電点にそれぞれ接続される同軸ケーブルが、表側面と裏側面の間にそれぞれ配線されるものであっても良い。

【0013】

さらに、表側面と裏側面の間に配置され、表側給電点を有する表側基板と、裏側給電点を有する裏側基板と、を有するものであっても良い。

【0014】

また、表側基板と裏側基板は、１枚の基板の表面と裏面からなるものであっても良い。

【0015】

また、表側ダイポールアンテナ及び裏側ダイポールアンテナは、直方体のケース内で、対角線上にそれぞれ配置されるものであっても良い。

【0016】

さらに、表側面上に配置され、表側ホットエレメント用長辺給電部から延在する第２表側ホットエレメントと、表側グラウンドエレメント用長辺給電部から延在する第２表側グラウンドエレメントと、からなり、表側ダイポールアンテナとは異なる周波数帯用の第２表側ダイポールアンテナであって、表側ダイポールアンテナに交差するように配置される、第２表側ダイポールアンテナと、裏側面上に配置され、裏側ホットエレメント用長辺給電部から延在する第２裏側ホットエレメントと、裏側グラウンドエレメント用長辺給電部から延在する第２裏側グラウンドエレメントと、からなり、第２表側ダイポールアンテナと同一周波数帯用の第２裏側ダイポールアンテナであって、裏側ダイポールアンテナに交差するように配置される、第２裏側ダイポールアンテナと、を具備するものであっても良い。

【発明の効果】

【0017】

本発明のＭＩＭＯアンテナ装置には、広帯域にアンテナ間の干渉を抑制すると共に小型化が可能であるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】図１は、本発明のＭＩＭＯアンテナ装置を説明するための概略図である。

【図2】図２は、本発明のＭＩＭＯアンテナ装置のダイポールアンテナの他の例を説明するための概略上面図である。

【図3】図３は、本発明のＭＩＭＯアンテナ装置のダイポールアンテナの他の例を説明するための概略上面図である。

【図4】図４は、本発明のＭＩＭＯアンテナ装置のダイポールアンテナの他の例を説明するための概略上面図である。

【図5】図５は、本発明のＭＩＭＯアンテナ装置のダイポールアンテナの他の例を説明するための概略斜視図である。

【図6】図６は、本発明のＭＩＭＯアンテナ装置のダイポールアンテナの他の例を説明するための概略斜視図である。

【図7】図７は、本発明のＭＩＭＯアンテナ装置の周波数に対するアイソレーション特性のグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明を実施するための形態を図示例と共に説明する。図１は、本発明のＭＩＭＯアンテナ装置を説明するための概略図であり、図１（ａ）は上面図、図１（ｂ）はｂ－ｂ断面図である。図中、同一の符号を付した部分は同一物を表している。空間多重伝送を行う本発明のＭＩＭＯアンテナ装置は、図示の通り、表側ダイポールアンテナ１０と、裏側ダイポールアンテナ２０と、から主に構成されている。本発明のＭＩＭＯアンテナ装置は、例えば直方体のケース１内に収納されれば良い。ケース１は、例えば８０ｍｍ×８０ｍｍ×１５ｍｍのサイズのような小型のものであれば良い。なお、図示例の表側ダイポールアンテナ１０や裏側ダイポールアンテナ２０は、線状エレメントで構成されるものを示した。

【0020】

表側ダイポールアンテナ１０は、表側面２上に配置されている。表側ダイポールアンテナ１０は、表側給電点１１と、表側ホットエレメント用長辺給電部１２と、表側ホットエレメント１３と、表側グラウンドエレメント用長辺給電部１４と、表側グラウンドエレメント１５とからなる。即ち、表側ダイポールアンテナ１０は、表側ホットエレメント１３と表側グラウンドエレメント１５を用いたダイポールアンテナである。

【0021】

表側給電点１１には、適宜表側同軸ケーブル４が接続されている。表側ホットエレメント用長辺給電部１２は、表側給電点１１に長辺で接続されるものである。図示例のように、表側ホットエレメント用長辺給電部１２は、長手方向に延在する長辺を有するものであり、この長手方向の長辺の中央付近で表側給電点１１に接続される。より具体的には、表側給電点１１のホット側が表側ホットエレメント用長辺給電部１２の長辺に接続されている。

【0022】

そして、表側ホットエレメント１３は、この表側ホットエレメント用長辺給電部１２から延在するものである。図示例の表側ホットエレメント１３は、上面視で表側ホットエレメント用長辺給電部１２の右側から斜め右上方向に延在するものを示した。このように、図示例の表側ダイポールアンテナ１０の一方のエレメントは、表側ホットエレメント用長辺給電部１２と表側ホットエレメント１３からなる屈曲形状のエレメントである。

【0023】

また、表側グラウンドエレメント用長辺給電部１４は、表側給電点１１に長辺で接続されるものである。図示例のように、表側グラウンドエレメント用長辺給電部１４は、長手方向に延在する長辺を有するものであり、この長手方向の長辺の中央付近で表側給電点１１に接続される。より具体的には、表側給電点１１のグラウンド側が表側グラウンドエレメント用長辺給電部１４の長辺に接続されている。そして、表側グラウンドエレメント用長辺給電部１４の長辺が、表側ホットエレメント用長辺給電部１２の長辺に平行に所定の間隔を設けて対向するように配置されている。即ち、表側給電点１１の上下を表側ホットエレメント用長辺給電部１２と表側グラウンドエレメント用長辺給電部１４とで挟むように配置されている。

【0024】

そして、表側グラウンドエレメント１５は、この表側グラウンドエレメント用長辺給電部１４から延在するものである。表側グラウンドエレメント１５は、表側ホットエレメント１３に対して表側給電点１１を中心に点対称且つオフセット配置されるものである。即ち、表側グラウンドエレメント１５は、表側ホットエレメント１３とは表側給電点１１を中心に反対側方向に延在すると共に、オフセット配置、即ち、表側ホットエレメント用長辺給電部１２と表側グラウンドエレメント用長辺給電部１４とを用いることで、左右にずらして配置されている。具体的には、図示例の表側グラウンドエレメント１５は、上面視で表側グラウンドエレメント用長辺給電部１４の左側から斜め左下方向に延在するものを示した。このように、図示例の表側ダイポールアンテナ１０の他方のエレメントは、表側グラウンドエレメント用長辺給電部１４と表側グラウンドエレメント１５からなる屈曲形状のエレメントである。

【0025】

このように構成された表側ダイポールアンテナ１０は、例えば表側面２を形成する表側基板６上に配置されれば良い。また、表側給電点１１は、表側基板６に配置されれば良い。表側基板６は、例えば樹脂製の基部８上に配置されれば良い。表側基板６には、同軸ケーブル４が接続され、外部機器（図示せず）と接続されている。なお、表側面２は、平面である必要は必ずしもなく、曲面のようなある程度湾曲した面であっても良い。

【0026】

一方、裏側ダイポールアンテナ２０も、基本的には表側ダイポールアンテナ１０と同様の構成を有している。裏側ダイポールアンテナ２０は、表側面２に対向する裏側面３上に配置されるものである。ここで、対向するとは、必ずしも表側面２と裏側面３が図示のように平行である必要はなく、表側面２と裏側面３がある程度間を開けて配置されていれば、ある程度斜めに対向しても良いことを意味する。また、裏側面３も、平面である必要は必ずしもなく、曲面のようなある程度湾曲した面であっても良い。裏側ダイポールアンテナ２０は、表側ダイポールアンテナ１０と同一周波数帯用のアンテナである。そして、基本的には表側ダイポールアンテナ１０と同一構成のものである。裏側ダイポールアンテナ２０は、裏側給電点２１と、裏側ホットエレメント用長辺給電部２２と、裏側ホットエレメント２３と、裏側グラウンドエレメント用長辺給電部２４と、裏側グラウンドエレメント２５とからなる。即ち、裏側ダイポールアンテナ２０は、裏側ホットエレメント２３と裏側グラウンドエレメント２５を用いたダイポールアンテナである。

【0027】

裏側給電点２１には、適宜裏側同軸ケーブル５が接続されている。裏側ホットエレメント用長辺給電部２２は、裏側給電点２１に長辺で接続されるものである。図示例のように、裏側ホットエレメント用長辺給電部２２は、長手方向に延在する長辺を有するものであり、この長手方向の長辺の中央付近で裏側給電点２１に接続される。より具体的には、裏側給電点２１のホット側が裏側ホットエレメント用長辺給電部２２の長辺に接続されている。

【0028】

そして、裏側ホットエレメント２３は、この裏側ホットエレメント用長辺給電部２２から延在するものである。図示例の裏側ホットエレメント２３は、上面視で裏側ホットエレメント用長辺給電部２２の上側から斜め左上方向に延在するものを示した。このように、図示例の裏側ダイポールアンテナ２０の一方のエレメントは、裏側ホットエレメント用長辺給電部２２と裏側ホットエレメント２３からなる屈曲形状のエレメントである。

【0029】

また、裏側グラウンドエレメント用長辺給電部２４は、裏側給電点２１に長辺で接続されるものである。図示例のように、裏側グラウンドエレメント用長辺給電部２４は、長手方向に延在する長辺を有するものであり、この長手方向の長辺の中央付近で裏側給電点２１に接続される。より具体的には、裏側給電点２１のグラウンド側が裏側グラウンドエレメント用長辺給電部２４の長辺に接続されている。そして、裏側グラウンドエレメント用長辺給電部２４の長辺が、裏側ホットエレメント用長辺給電部２２の長辺に平行に所定の間隔を設けて対向するように配置されている。即ち、裏側給電点２１の左右を裏側ホットエレメント用長辺給電部２２と裏側グラウンドエレメント用長辺給電部２４とで挟むように配置されている。

【0030】

そして、裏側グラウンドエレメント２５は、この裏側グラウンドエレメント用長辺給電部２４から延在するものである。裏側グラウンドエレメント２５は、裏側ホットエレメント２３に対して裏側給電点２１を中心に点対称且つオフセット配置されるものである。即ち、裏側グラウンドエレメント２５は、裏側ホットエレメント２３とは裏側給電点２１を中心に反対側方向に延在すると共に、オフセット配置、即ち、裏側ホットエレメント用長辺給電部２２と裏側グラウンドエレメント用長辺給電部２４とを用いることで、上下にずらして配置されている。具体的には、図示例の裏側グラウンドエレメント２５は、上面視で裏側グラウンドエレメント用長辺給電部２４の下側から斜め右下方向に延在するものを示した。このように、図示例の裏側ダイポールアンテナ２０の他方のエレメントは、裏側グラウンドエレメント用長辺給電部２４と裏側グラウンドエレメント２５からなる屈曲形状のエレメントである。

【0031】

このように構成された裏側ダイポールアンテナ２０は、例えば裏側面３を形成する裏側基板７上に配置されれば良い。また、裏側給電点２１は、裏側基板７に配置されれば良い。裏側基板７は、例えば樹脂製の基部８上の表側基板６とは反対側に配置されれば良い。裏側基板７には、同軸ケーブル５が接続され、外部機器（図示せず）と接続されている。なお、裏側面３は、平面である必要は必ずしもなく、曲面のようなある程度湾曲した面であっても良い。

【0032】

ここで、図示の通り、表側ダイポールアンテナ１０及び裏側ダイポールアンテナ２０は、上面視で表側給電点１１と裏側給電点２１とが概ね重なるように配置されている。なお、ケーブルの配線や組立上の制限等によっては、表側給電点１１と裏側給電点２１とが上面視で必ずしも完全に重なるように配置される必要はなく、ある程度ずらして配置されていても良い。さらに、本発明の最も特徴とする点として、表側ホットエレメント用長辺給電部１２及び表側グラウンドエレメント用長辺給電部１４が、裏側ホットエレメント用長辺給電部２２及び裏側グラウンドエレメント用長辺給電部２４と直交するように配置されている。即ち、表側給電点１１及び裏側給電点２１を中心として、表側ダイポールアンテナ１０及び裏側ダイポールアンテナ２０が９０度回転した状態で配置されている。

【0033】

このように、本発明のＭＩＭＯアンテナ装置では、給電点付近の最も電流が乗る近傍のダイポールアンテナの給電部を長辺で構成し、表裏でこの長辺給電部が直交するように配置することで、広帯域にアンテナ間の干渉を抑制することが可能となった。

【0034】

ここで、表側ホットエレメント用長辺給電部１２及び表側グラウンドエレメント用長辺給電部１４は、長辺に平行に所定の間隔を設けて対向するように配置されている。本発明のＭＩＭＯアンテナ装置では、この対向する長辺の長さにより、表側ダイポールアンテナ１０のインピーダンス整合を行うことが可能である。即ち、表側ホットエレメント用長辺給電部１２及び表側グラウンドエレメント用長辺給電部１４の長手方向の長さを変化させることで、表側ダイポールアンテナ１０のインピーダンス調整が可能となる。

【0035】

同様に、裏側ホットエレメント用長辺給電部２２及び裏側グラウンドエレメント用長辺給電部２４は、長辺に平行に所定の間隔を設けて対向するように配置されているので、この対向する長辺の長さにより、裏側ダイポールアンテナ２０のインピーダンス整合を行うことが可能である。即ち、裏側ホットエレメント用長辺給電部２２及び裏側グラウンドエレメント用長辺給電部２４の長手方向の長さを変化させることで、裏側ダイポールアンテナ２０のインピーダンス調整が可能となる。

【0036】

なお、図示例では、ホットエレメント用長辺給電部とグラウンドエレメント用長辺給電部が、上面視で重ならないように平面上で平行に所定の間隔を設けて対向するように配置される例を示した。しかしながら、本発明はこれに限定されない。例えば、ホットエレメント用長辺給電部とグラウンドエレメント用長辺給電部は、上面視で重なるように上下で平行に所定の間隔を設けて対向するように配置されるものであっても良い。

【0037】

また、本発明のＭＩＭＯアンテナ装置では、略同一形状の２つのダイポールアンテナを上面視でＸ字状になるように配置すれば良い。即ち、図示例のように上面視で９０度回転させた状態で配置されるものであっても良いし、９０度回転させさらに反転させた状態で配置されるものであっても良い。表側ホットエレメント用長辺給電部１２及び表側グラウンドエレメント用長辺給電部１４が、裏側ホットエレメント用長辺給電部２２及び裏側グラウンドエレメント用長辺給電部２４と直交するように配置されていれば良い。そして、表側ホットエレメント１３及び表側グラウンドエレメント１５の主要部については、裏側ホットエレメント２３及び裏側グラウンドエレメント２５の主要部と重ならないように、表裏で向かい合わせて表側ダイポールアンテナ１０に交差するように裏側ダイポールアンテナ２０が配置されていれば良い。

【0038】

なお、図示例では、基部８の表裏に表側基板６と裏側基板７がそれぞれ配置される例を示したが、本発明はこれに限定されず、表側基板６と裏側基板７は、１枚の基板の表面と裏面からなるものであっても良い。即ち、基板を２枚用いないで、１枚の基板の表面を表側基板として用い、その裏面を裏側基板として用いるように構成しても良い。また、表側ダイポールアンテナ１０や裏側ダイポールアンテナ２０は、それぞれ表側基板６や裏側基板７上に例えば基板の銅箔をエッチング等することでパターンニング形成されれば良い。また、板金や導電性フィルム等で提供されても良い。さらに、導電線等を用いても良いし、導電線等を例えばＬ字状に折り曲げて基板から浮かせて配置させても良い。

【0039】

なお、上面視だとクロスダイポールアンテナのようにも見えるが、本発明のＭＩＭＯアンテナ装置の表側ダイポールアンテナ１０と裏側ダイポールアンテナ２０は、同一平面上に配置されるものではなく、また円偏波を得るためのものでもないため、クロスダイポールアンテナとは目的も構成も効果も異なるものである。

【0040】

また、上述の図示例では、同軸ケーブル４，５を用いて表側給電点１１や裏側給電点２１に不平衡給電するものを示した。ここで、本発明のＭＩＭＯアンテナ装置では、表側給電点１１及び裏側給電点２１にそれぞれ接続される同軸ケーブル４，５は、表側面２と裏側面３の間にそれぞれ配線されれば良い。即ち、厚さ方向において、表側ダイポールアンテナ１０や裏側ダイポールアンテナ２０が最も外側に位置するように配置し、これらの間の空間を利用して同軸ケーブル４，５を配線する。これにより、限られたエリアを効率良く利用することで小型化が可能となる。なお、本発明のＭＩＭＯアンテナ装置は、必要によりバラン等を用いても良い。

【0041】

本発明のＭＩＭＯアンテナ装置は、このように構成されることで、表側ダイポールアンテナ１０と裏側ダイポールアンテナ２０のアンテナ間の干渉を広帯域に抑制することが可能となる。また、アンテナ間の干渉を抑制できるため、小型のケース内に収めることが可能となる。したがって、例えば車両のインストゥルメンタルパネル内に収納可能なサイズまで小型化が可能となる。

【0042】

図示例の表側ダイポールアンテナ１０及び裏側ダイポールアンテナ２０は、直方体のケース１内で、対角線上にそれぞれ配置されるものを示した。ケース１内に上面視でＸ字状に各エレメントが配置されることで、上面視で十字状に配置されるものに比べてエレメント長を長く配置可能となる。しかしながら本発明はこれに限定されず、ケース１内に上面視で十字状に配置されるものであっても良い。

【0043】

図２に、本発明のＭＩＭＯアンテナ装置のダイポールアンテナの他の例を説明するための概略上面図を示す。図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表している。なお、図２では、表側ダイポールアンテナ１０及び裏側ダイポールアンテナ２０のみを示した。図示の通り、この例では、表側ダイポールアンテナ１０及び裏側ダイポールアンテナ２０を、上面視で十字状に配置したものである。また、図示例の表側ダイポールアンテナ１０や裏側ダイポールアンテナ２０は、図１に示された線状エレメントよりも幅の広い幅広線状エレメントで構成されるものを示した。この例では、表側ホットエレメント用長辺給電部１２と表側ホットエレメント１３は、一体的に幅広線状エレメントで構成されている。即ち、長方形状の導電体の一部を表側ホットエレメント用長辺給電部１２として用い、他の部分を表側ホットエレメント１３として用いている。同様に、表側グラウンドエレメント用長辺給電部１４と表側グラウンドエレメント１５も、一体的に幅広線状エレメントで構成されている。即ち、長方形状の導電体の一部を表側グラウンドエレメント用長辺給電部１４として用い、他の部分を表側グラウンドエレメント１５として用いている。

【0044】

そして、この例でも、表側ホットエレメント用長辺給電部１２の長辺に所定の間隔を設けて対向するように表側グラウンドエレメント用長辺給電部１４が配置されている。即ち、表側給電点１１の上下を表側ホットエレメント用長辺給電部１２と表側グラウンドエレメント用長辺給電部１４とで挟むように配置されている。

【0045】

このような構成の表側ダイポールアンテナ１０と略同形状の裏側ダイポールアンテナ２０が、表側給電点１１及び裏側給電点２１を中心として、９０度回転した状態で配置されている。このとき、図１に示される例と同様に、この例でも、表側ホットエレメント用長辺給電部１２及び表側グラウンドエレメント用長辺給電部１４が、裏側ホットエレメント用長辺給電部２２及び裏側グラウンドエレメント用長辺給電部２４と直交するように配置されることになる。したがって、長辺給電部が直交するように配置できるので、広帯域にアンテナ間の干渉を抑制することが可能となる。

【0046】

図３に、本発明のＭＩＭＯアンテナ装置のダイポールアンテナの他の例を説明するための概略上面図を示す。図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表している。なお、図３では、表側ダイポールアンテナ１０及び裏側ダイポールアンテナ２０のみを示した。この例は、表側ダイポールアンテナ１０が表側ボウタイアンテナからなり、裏側ダイポールアンテナ２０が裏側ボウタイアンテナからなるものである。即ち、２つのボウタイアンテナを上面視で交差して配置した構造を有するものである。一般的にボウタイアンテナは自己補対構造を有するアンテナであるが、図示例のボウタイアンテナからなる表側ダイポールアンテナ１０及び裏側ダイポールアンテナ２０は、それぞれ自己補対構造に近い構造を有するものである。即ち、ボウタイアンテナ構造ではあるが、線対称形状でなくても良い。また、ダイポールアンテナではあるものの、ホットエレメントとグラウンドエレメントは、必ずしも完全同一形状のものでなくても良い。

【0047】

本発明のＭＩＭＯアンテナ装置では、このようなボウタイアンテナからなる表側ダイポールアンテナ１０及び裏側ダイポールアンテナ２０においても、表側ホットエレメント用長辺給電部１２及び表側グラウンドエレメント用長辺給電部１４が、裏側ホットエレメント用長辺給電部２２及び裏側グラウンドエレメント用長辺給電部２４と直交するように配置されている。

【0048】

図４に、本発明のＭＩＭＯアンテナ装置のダイポールアンテナの他の例を説明するための概略上面図を示す。図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表している。この例は、所望の周波数帯域をＬｏｗ、Ｍｉｄ、Ｈｉｇｈの３バンドに分割し、それらに対応するようなエレメントとしたものである。表側面２で交差するように配置される２つのダイポールアンテナと、裏側面３で交差するように配置される２つのダイポールアンテナとからなるものである。即ち、それぞれの面で、２つのダイポールアンテナが交差するように配置されている。表側ダイポールアンテナ１０及び裏側ダイポールアンテナ２０は、基本的には図３に示されるものと同様の形状を有するものである。即ち、表側ダイポールアンテナ１０及び裏側ダイポールアンテナ２０を、それぞれボウタイアンテナで構成したものである。そして、これを例えばＬｏｗ用のエレメントとして用いている。

【0049】

そして、図示例は、さらに、第２表側ダイポールアンテナ１０'と、第２裏側ダイポールアンテナ２０'とを有するように構成したものである。第２表側ダイポールアンテナ１０'は、表側ダイポールアンテナ１０とは異なる周波数帯用のものである。これを例えばＭｉｄ及びＨｉｇｈ用の複合エレメントとして用いている。第２表側ダイポールアンテナ１０'は、表側面２上に配置されるものである。そして、第２表側ダイポールアンテナ１０'は、第２表側ホットエレメント１３'と、第２表側グラウンドエレメント１５'からなる。第２表側ホットエレメント１３'は、表側ホットエレメント用長辺給電部１２から延在するものである。また、第２表側グラウンドエレメント１５'は、表側グラウンドエレメント用長辺給電部１４から延在するものである。より具体的には、表側ダイポールアンテナ１０と、第２表側ダイポールアンテナ１０'とは、表側ホットエレメント用長辺給電部１２のそれぞれ違うところから延在している。

【0050】

そして、第２表側ダイポールアンテナ１０'は、表側ダイポールアンテナ１０に交差するように配置されている。即ち、表側ホットエレメント１３及び表側グラウンドエレメント１５が存在していない位置に、第２表側ホットエレメント１３'及び第２表側グラウンドエレメント１５'が配置されれば良い。表側ダイポールアンテナ１０と第２表側ダイポールアンテナ１０'は、共通の表側給電点１１に接続される。これにより、Ｌｏｗ、Ｍｉｄ、Ｈｉｇｈの３バンドの複合エレメントとして構成されている。

【0051】

第２裏側ダイポールアンテナ２０'も第２表側ダイポールアンテナ１０'と基本的には同じ構成である。第２裏側ダイポールアンテナ２０'は、第２表側ダイポールアンテナ１０'と同一周波数帯用のものである。第２裏側ダイポールアンテナ２０'は、裏側面３上に配置されるものである。そして、第２裏側ダイポールアンテナ２０'は、第２裏側ホットエレメント２３'と、第２裏側グラウンドエレメント２５'からなる。第２裏側ホットエレメント２３'は、裏側ホットエレメント用長辺給電部２２から延在するものである。また、第２裏側グラウンドエレメント２５'は、裏側グラウンドエレメント用長辺給電部２４から延在するものである。より具体的には、裏側ダイポールアンテナ２０と、第２裏側ダイポールアンテナ２０'とは、裏側ホットエレメント用長辺給電部２２のそれぞれ違うところから延在している。

【0052】

そして、第２裏側ダイポールアンテナ２０'は、裏側ダイポールアンテナ２０に交差するように配置されている。即ち、裏側ホットエレメント２３及び裏側グラウンドエレメント２５が存在していない位置に、第２裏側ホットエレメント２３'及び第２裏側グラウンドエレメント２５'が配置されれば良い。裏側ダイポールアンテナ２０と第２裏側ダイポールアンテナ２０'は、共通の裏側給電点２１に接続される。これにより、Ｌｏｗ、Ｍｉｄ、Ｈｉｇｈの３バンドの複合エレメントとして構成されている。

【0053】

ダイポールアンテナがこのような複合エレメントであっても、表側給電点１１及び裏側給電点２１を中心として、９０度回転した状態で配置されれば良い。このとき、表側ホットエレメント１３と第２裏側グラウンドエレメント２５'が上面視で重なることになる。また、表側グラウンドエレメント１５と第２裏側ホットエレメント２３'が上面視で重なることになる。しかしながら、表側ダイポールアンテナ１０と第２裏側ダイポールアンテナ２０'は、周波数帯が異なるため、アンテナ間の干渉は少ない。そして、他の例と同様に、この例でも、表側ホットエレメント用長辺給電部１２及び表側グラウンドエレメント用長辺給電部１４が、裏側ホットエレメント用長辺給電部２２及び裏側グラウンドエレメント用長辺給電部２４と直交するように配置されることになる。したがって、長辺給電部が直交するように配置できるので、広帯域にアンテナ間の干渉を抑制することが可能となる。

【0054】

さらに、図５に、本発明のＭＩＭＯアンテナ装置のダイポールアンテナの他の例を説明するための概略斜視図を示す。図中、図４と同一の符号を付した部分は同一物を表している。この例は、ボウタイアンテナにアンテナ性能調整用の側面エレメントを設けたものである。図示の通り、表側用の側面エレメント１３ａ，１５ａ及び裏側用の側面エレメント２３ａ，２５ａが、それぞれ表側面２と裏側面３の間の側面に設けられている。表側ホットエレメント１３が表側面２の端部まで延在しており、その開放端から側面エレメント１３ａが延在している。また、表側グラウンドエレメント１５が表側面２の端部まで延在しており、その開放端から側面エレメント１５ａが延在している。同様に、裏側ホットエレメント２３が裏側面３の端部まで延在しており、その開放端から側面エレメント２３ａが延在している。また、裏側グラウンドエレメント２５が裏側面３の端部まで延在しており、その開放端から側面エレメント２５ａが延在している。即ち、側面エレメント１３ａ，１５ａ，２３ａ，２５ａは、それぞれ各エレメントを折曲形成することで提供されれば良い。各エレメントの開放端から側面エレメント１３ａ，１５ａ，２３ａ，２５ａを延長するように用いることで、エレメント長をより長くすることが可能となる。このようにエレメントを立体的に配置することで、ケース１内の限られたエリアを効率良く利用しながら、ダイポールアンテナの下限周波数付近のアンテナ性能を調整することが可能となる。なお、側面エレメントの形状や位置は、図示例のものには限定されず、アンテナ性能を見ながら適宜決定されれば良い。

【0055】

さらに、図６に、本発明のＭＩＭＯアンテナ装置のダイポールアンテナの他の例を説明するための概略斜視図を示す。図中、図５と同一の符号を付した部分は同一物を表している。この例は、ボウタイアンテナにさらに反対側面まで延在する折り返しエレメントを設けたものである。図示の通り、表側ダイポールアンテナ１０は、表側面２から裏側面３へ延在する表側折り返しエレメント１３ｂ，１５ｂを有している。即ち、表側ホットエレメント１３は、側面エレメント１３ａから表側折り返しエレメント１３ｂまで延在することになる。また、表側グラウンドエレメント１５は、側面エレメント１５ａから表側折り返しエレメント１５ｂまで延在することになる。同様に、裏側ダイポールアンテナ２０は、裏側面３から表側面２へ延在する裏側折り返しエレメント２３ｂ，２５ｂを有している。即ち、裏側ホットエレメント２３は、側面エレメント２３ａから裏側折り返しエレメント２３ｂまで延在することになる。また、裏側グラウンドエレメント２５は、側面エレメント２５ａから裏側折り返しエレメント２５ｂまで延在することになる。

【0056】

このとき、表側折り返しエレメント１３ｂ，１５ｂは、裏側面３内で裏側ダイポールアンテナ２０の配置されていないエリアに配置されれば良い。同様に、裏側折り返しエレメント２３ｂ，２５ｂも、表側面２内で表側ダイポールアンテナ１０の配置されていないエリアに配置されれば良い。このようエレメントを立体的に配置することで、ケース１内の限られたエリアを効率良く利用しながら、ダイポールアンテナの下限周波数付近のアンテナ性能を調整することが可能となる。なお、折り返しエレメントの形状や位置は、図示例のものには限定されず、アンテナ性能を見ながら適宜決定されれば良い。

【0057】

図７は、本発明のＭＩＭＯアンテナ装置の周波数に対するアイソレーション特性のグラフである。図中、横軸が周波数であり、縦軸がアイソレーションである。なお、図示例の特性は、図６に示されるＭＩＭＯアンテナ装置によるものである。図示の通り、本発明のＭＩＭＯアンテナ装置は、広帯域にわたって３５ｄＢ以上という良好なアイソレーション特性を確保できていることが分かる。

【0058】

なお、本発明のＭＩＭＯアンテナ装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

【符号の説明】

【0059】

１ ケース
２ 表側面
３ 裏側面
４，５ 同軸ケーブル
６ 表側基板
７ 裏側基板
８ 基部
１０ 表側ダイポールアンテナ
１０' 第２表側ダイポールアンテナ
１１ 表側給電点
１２ 表側ホットエレメント用長辺給電部
１３ 表側ホットエレメント
１３' 第２表側ホットエレメント
１３ａ 側面エレメント
１３ｂ 表側折り返しエレメント
１４ 表側グラウンドエレメント用長辺給電部
１５ 表側グラウンドエレメント
１５ａ 側面エレメント
１５ｂ 表側折り返しエレメント
１５' 第２表側グラウンドエレメント
２０ 裏側ダイポールアンテナ
２０' 第２裏側ダイポールアンテナ
２１ 裏側給電点
２２ 裏側ホットエレメント用長辺給電部
２３ 裏側ホットエレメント
２３ａ 側面エレメント
２３ｂ 裏側折り返しエレメント
２３' 第２裏側ホットエレメント
２４ 裏側グラウンドエレメント用長辺給電部
２５ 裏側グラウンドエレメント
２５ａ 側面エレメント
２５ｂ 裏側折り返しエレメント
２５' 第２裏側グラウンドエレメント

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】