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(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】P2024122201
(43)【公開日】2024-09-09
(54)【発明の名称】ダイポールアンテナ及び周波数共用アンテナ
(51)【国際特許分類】
H01Q 9/26 20060101AFI20240902BHJP
H01Q 11/20 20060101ALI20240902BHJP
H01Q 21/28 20060101ALI20240902BHJP
【ＦＩ】
H01Q9/26
H01Q11/20
H01Q21/28
【審査請求】有
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023029625
(22)【出願日】2023-02-28
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）令和４年度、総務省、「アクティブ空間無線リソース制御技術に関する研究開発」委託事業、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願
(71)【出願人】
【識別番号】000232287
【氏名又は名称】日本電業工作株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100104880
【弁理士】
【氏名又は名称】古部 次郎
(74)【代理人】
【識別番号】100149113
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 謹矢
(72)【発明者】
【氏名】丸山 央
(72)【発明者】
【氏名】萩原 弘樹
(72)【発明者】
【氏名】陸田 裕子
【テーマコード（参考）】
5J021
【Ｆターム（参考）】
5J021AA02
5J021AA09
5J021AB03
5J021AB06
5J021HA10
5J021JA03
(57)【要約】
【課題】低姿勢化したダイポールアンテナなどを提供する。
【解決手段】ダイポールアンテナは、ダイポール素子と、ダイポール素子に接続され、バランとして機能する接続部材と、接続部材が接続された側の反対側に、ダイポール素子に対向して設けられた無給電素子と、を備え、接続部材は、一対の接続導体で構成され、接地部材に接続される部分における接続導体の間隔が、ダイポール素子に接続される部分の接続導体の間隔より広く、無給電素子は、ダイポール素子に沿って延伸する延伸部と、ダイポール素子と延伸部との間に静電容量を付加する容量付加部とを有する。
【選択図】図２
【解決手段】ダイポールアンテナは、ダイポール素子と、ダイポール素子に接続され、バランとして機能する接続部材と、接続部材が接続された側の反対側に、ダイポール素子に対向して設けられた無給電素子と、を備え、接続部材は、一対の接続導体で構成され、接地部材に接続される部分における接続導体の間隔が、ダイポール素子に接続される部分の接続導体の間隔より広く、無給電素子は、ダイポール素子に沿って延伸する延伸部と、ダイポール素子と延伸部との間に静電容量を付加する容量付加部とを有する。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ダイポール素子と、
前記ダイポール素子に接続され、バランとして機能する接続部材と、
前記接続部材が接続された側の反対側に、前記ダイポール素子に対向して設けられた無給電素子と、
を備え、
前記接続部材は、一対の接続導体で構成され、接地部材に接続される部分における当該接続導体の間隔が、前記ダイポール素子に接続される部分の当該接続導体の間隔より広く、
前記無給電素子は、前記ダイポール素子に沿って延伸する延伸部と、当該ダイポール素子と当該延伸部との間に静電容量を付加する容量付加部とを有する
ダイポールアンテナ。
前記ダイポール素子に接続され、バランとして機能する接続部材と、
前記接続部材が接続された側の反対側に、前記ダイポール素子に対向して設けられた無給電素子と、
を備え、
前記接続部材は、一対の接続導体で構成され、接地部材に接続される部分における当該接続導体の間隔が、前記ダイポール素子に接続される部分の当該接続導体の間隔より広く、
前記無給電素子は、前記ダイポール素子に沿って延伸する延伸部と、当該ダイポール素子と当該延伸部との間に静電容量を付加する容量付加部とを有する
ダイポールアンテナ。
【請求項2】
前記無給電素子における容量付加部は、
前記ダイポール素子の給電点に対向する部分に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のダイポールアンテナ。
前記ダイポール素子の給電点に対向する部分に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のダイポールアンテナ。
【請求項3】
前記接続部材の前記一対の接続部材が構成するバランは、前記ダイポール素子側の前記接地部材に垂直な四角形と、当該接地部材側の当該接地部材の表面に沿った四角形とが合わさった平面形状であることを特徴とする請求項１又は２に記載のダイポールアンテナ。
【請求項4】
第１の周波数帯の電波を送受信する第１のアンテナと、当該第１の周波数帯より高い第２の周波数帯の電波を送受信する第２のアンテナと、を備える周波数共用アンテナであって、
前記第１のアンテナは、
ダイポール素子と、当該ダイポール素子に接続され、バランとして機能する接続部材と、当該接続部材が接続された側の反対側において当該ダイポール素子に対向して設けられた無給電素子と、を備え、
前記接続部材は、一対の接続導体で構成され、接地部材に接続される部分における当該接続導体の間隔が、前記ダイポール素子に接続される部分の当該接続導体の間隔より広く、
前記無給電素子は、前記ダイポール素子に沿って延伸する延伸部と、当該ダイポール素子と当該延伸部との間に静電容量を付加する容量付加部とを有する
周波数共用アンテナ。
前記第１のアンテナは、
ダイポール素子と、当該ダイポール素子に接続され、バランとして機能する接続部材と、当該接続部材が接続された側の反対側において当該ダイポール素子に対向して設けられた無給電素子と、を備え、
前記接続部材は、一対の接続導体で構成され、接地部材に接続される部分における当該接続導体の間隔が、前記ダイポール素子に接続される部分の当該接続導体の間隔より広く、
前記無給電素子は、前記ダイポール素子に沿って延伸する延伸部と、当該ダイポール素子と当該延伸部との間に静電容量を付加する容量付加部とを有する
周波数共用アンテナ。
【請求項5】
前記第１の周波数帯の電波を送受信する第３のアンテナをさらに備え、
前記第１のアンテナは、前記第１の周波数帯の偏波を送受信し、前記第３のアンテナは、当該第１の周波数帯の当該偏波と交差する偏波を送受信し、
前記第３のアンテナは、
他のダイポール素子と、当該他のダイポール素子に接続され、バランとして機能する他の接続部材と、当該接続部材が接続された側の反対側において当該他のダイポール素子に対向して設けられた他の無給電素子と、を備え、
前記他のダイポール素子は、前記ダイポール素子とクロスダイポールを構成し、
前記他の無給電素子は、他のダイポール素子に沿って延伸する他の延伸部と、前記他のダイポール素子と当該延伸部との間に静電容量を付加する他の容量付加部とを有し、当該他の容量付加部は、前記無給電素子の前記容量付加部と共通に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の周波数共用アンテナ。
前記第１のアンテナは、前記第１の周波数帯の偏波を送受信し、前記第３のアンテナは、当該第１の周波数帯の当該偏波と交差する偏波を送受信し、
前記第３のアンテナは、
他のダイポール素子と、当該他のダイポール素子に接続され、バランとして機能する他の接続部材と、当該接続部材が接続された側の反対側において当該他のダイポール素子に対向して設けられた他の無給電素子と、を備え、
前記他のダイポール素子は、前記ダイポール素子とクロスダイポールを構成し、
前記他の無給電素子は、他のダイポール素子に沿って延伸する他の延伸部と、前記他のダイポール素子と当該延伸部との間に静電容量を付加する他の容量付加部とを有し、当該他の容量付加部は、前記無給電素子の前記容量付加部と共通に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の周波数共用アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ダイポールアンテナ及び周波数共用アンテナに関する。
【背景技術】
【0002】
移動体通信の発展に伴い、複数の周波数帯の電波が送受信できる周波数共用アンテナが用いられるようになっている。
【0003】
特許文献１には、平面部を有する反射部材と、一対の放射部と、一方側が一対の当該放射部の対向する部分に接続され他方側が前記反射部材に接続されるバラン部とを有し、一対の当該放射部により第１の周波数帯の第１の偏波の電波を送受信する第１のダイポールアンテナ及び第３のダイポールアンテナと、一対の当該放射部により当該第１の周波数帯の当該第１の偏波と異なる第２の偏波の電波を送受信する第２のダイポールアンテナ及び第４のダイポールアンテナと、をそれぞれが備え、当該反射部材の前記平面部に列状に配列された複数の第１のアンテナと、複数の前記第１のアンテナの配列に沿って、前記反射部材の前記平面部に対して配列され、前記第１の周波数帯より高い第２の周波数帯の電波をそれぞれが送受信する複数の第２のアンテナと、を備え、前記第１のダイポールアンテナ、前記第２のダイポールアンテナ、前記第３のダイポールアンテナ及び前記第４のダイポールアンテナは、それぞれの一対の前記放射部の対向する側の反対側が前記反射部材の前記平面部側又は当該平面部側の反対側に折り曲がった折曲部を有し、当該折曲部の有する面状の結合部が対向することにより、互いに容量結合するアレイアンテナが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】ＷＯ２０２０／０１６９９５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
一般に、低周波数帯の電波を送受信する低周波数帯アンテナは、高周波数帯の電波を送受信する高周波数帯アンテナに比べて姿勢が高く、高周波数帯アンテナを低周波数帯アンテナに近接させて配置すると、高周波数帯アンテナの特性が低周波数帯アンテナの影響を受けて著しく劣化することがある。
本発明は、低姿勢化したダイポールアンテナなどを提供することを目的とする。
本発明は、低姿勢化したダイポールアンテナなどを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明が適用されるダイポールアンテナは、ダイポール素子と、ダイポール素子に接続され、バランとして機能する接続部材と、接続部材が接続された側の反対側に、ダイポール素子に対向して設けられた無給電素子と、を備え、接続部材は、一対の接続導体で構成され、接地部材に接続される部分における接続導体の間隔が、ダイポール素子に接続される部分の接続導体の間隔より広く、無給電素子は、ダイポール素子に沿って延伸する延伸部と、ダイポール素子と延伸部との間に静電容量を付加する容量付加部とを有する。
【0007】
このようなダイポールアンテナにおいて、無給電素子における容量付加部は、ダイポール素子の給電点に対向する部分に設けられていることを特徴とすることができる。
【0008】
また、このようなダイポールアンテナにおいて、接続部材の一対の接続部材が構成するバランは、ダイポール素子側の接地部材に垂直な四角形と、接地部材側の接地部材の表面に沿った四角形とが合わさった平面形状であることを特徴とすることができる。
【0009】
他の観点から捉えると、本発明が適用される周波数共用アンテナは、第１の周波数帯の電波を送受信する第１のアンテナと、第１の周波数帯より高い第２の周波数帯の電波を送受信する第２のアンテナと、を備える周波数共用アンテナであって、第１のアンテナは、ダイポール素子と、ダイポール素子に接続され、バランとして機能する接続部材と、接続部材が接続された側の反対側においてダイポール素子に対向して設けられた無給電素子と、を備え、接続部材は、一対の接続導体で構成され、接地部材に接続される部分における接続導体の間隔が、ダイポール素子に接続される部分の接続導体の間隔より広く、無給電素子は、ダイポール素子に沿って延伸する延伸部と、ダイポール素子と延伸部との間に静電容量を付加する容量付加部とを有する。
【0010】
このような周波数共用アンテナにおいて、第１の周波数帯の電波を送受信する第３のアンテナをさらに備え、第１のアンテナは、第１の周波数帯の偏波を送受信し、第３のアンテナは、第１の周波数帯の偏波と交差する偏波を送受信し、第３のアンテナは、他のダイポール素子と、他のダイポール素子に接続され、バランとして機能する他の接続部材と、接続部材が接続された側の反対側において他のダイポール素子に対向して設けられた他の無給電素子と、を備え、他のダイポール素子は、ダイポール素子とクロスダイポールを構成し、他の無給電素子は、他のダイポール素子に沿って延伸する他の延伸部と、他のダイポール素子と延伸部との間に静電容量を付加する他の容量付加部とを有し、他の容量付加部は、無給電素子の容量付加部と共通に設けられていることを特徴とすることができる。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、低姿勢化したダイポールアンテナなどを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本実施の形態が適用されるダイポールアンテナを説明する図である。（ａ）は、ダイポールアンテナの斜視図、（ｂ）は、ダイポールアンテナの側面図である。
【図2】ダイポールアンテナの構成を説明する図である。（ａ）は、ダイポール素子基板の平面図、（ｂ）は、ダイポール素子基板において形成されるバランの形状、（ｃ）は、無給電素子基板の平面図である。
【図3】比較例１のダイポールアンテナを説明する図である。（ａ）は、ダイポールアンテナの斜視図、（ｂ）は、ダイポールアンテナの側面図である。
【図4】比較例１のダイポールアンテナの構成を説明する図である。（ａ）は、ダイポール素子基板の平面図、（ｂ）は、ダイポール素子基板において形成されるバランの形状である。
【図5】比較例２のダイポールアンテナを説明する図である。（ａ）は、ダイポールアンテナの斜視図、（ｂ）は、ダイポールアンテナの側面図である。
【図6】比較例２のダイポールアンテナの構成を説明する図である。（ａ）は、ダイポール素子基板の平面図、（ｂ）は、ダイポール素子基板において形成されるバランの形状、（ｃ）は、無給電素子基板の平面図である。
【図7】本実施の形態が適用される周波数共用アンテナを説明する図である。（ａ）は、周波数共用アンテナの斜視図、（ｂ）は、周波数共用アンテナの側面図である。
【図8】パッチアンテナの構成を説明する図である。（ａ）は、４個のパッチアンテナの斜視図、（ｂ）は、４個のパッチアンテナの側面図、（ｃ）は、パッチ素子基板の平面図、（ｄ）は、無給電素子基板の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
移動体通信や無線ＬＡＮなどにおいて、複数の周波数帯が用いられている。この場合、複数の周波数帯にそれぞれ対応する複数の種類のアンテナ素子を一つの筐体に配置した小型の周波数共用アンテナが求められる。二つの周波数帯を用いた周波数共用アンテナを例にとると、低周波数帯の電波を送受信するアンテナ（以下では、低周波数帯アンテナと表記する。）と、高周波数帯の電波を送受信するアンテナ（以下では、高周波数帯アンテナと表記する。）とを配列して構成される。周波数共用アンテナの小型化には、高周波数帯アンテナと低周波数帯アンテナとを近接させて配置することが求められる。
【0014】
一般に、低周波数帯アンテナは、高周波数帯アンテナに比べ高姿勢になる。高周波数帯アンテナと低周波数帯アンテナとを近接させて配置すると、高周波数帯アンテナの特性が低周波数帯アンテナの影響を受けて著しく劣化することがある。ここでは、ダイポールアンテナを低姿勢化し、アンテナを小型化した。
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。
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。
【0015】
（ダイポールアンテナ１０）
図１は、本実施の形態が適用されるダイポールアンテナ１０を説明する図である。図１（ａ）は、ダイポールアンテナ１０の斜視図、図１（ｂ）は、ダイポールアンテナ１０の側面図である。図１（ａ）において、後述する接地板３０の右方向をｘ方向、接地板３０の上方向をｙ方向、及び接地板３０に垂直な方向をｚ方向とする。図１（ｂ）は、ｘ方向から見た側面図である。図１（ｂ）において、紙面の右方向がｙ方向、紙面の上方向がｚ方向、及び紙面の表面方向がｘ方向である。図１（ａ）では、後述する無給電素子基板１６を透明とし、無給電素子基板１６の裏面側（－ｚ方向側）に配置されるダイポール素子基板１１、ダイポール素子１２などを見えるようにしている。ダイポールアンテナ１０を、実施例とする。接地板３０は、接地部材の一例である。
図１は、本実施の形態が適用されるダイポールアンテナ１０を説明する図である。図１（ａ）は、ダイポールアンテナ１０の斜視図、図１（ｂ）は、ダイポールアンテナ１０の側面図である。図１（ａ）において、後述する接地板３０の右方向をｘ方向、接地板３０の上方向をｙ方向、及び接地板３０に垂直な方向をｚ方向とする。図１（ｂ）は、ｘ方向から見た側面図である。図１（ｂ）において、紙面の右方向がｙ方向、紙面の上方向がｚ方向、及び紙面の表面方向がｘ方向である。図１（ａ）では、後述する無給電素子基板１６を透明とし、無給電素子基板１６の裏面側（－ｚ方向側）に配置されるダイポール素子基板１１、ダイポール素子１２などを見えるようにしている。ダイポールアンテナ１０を、実施例とする。接地板３０は、接地部材の一例である。
【0016】
図１（ａ）に示すように、接地板３０は、平面形状が四角形（ここでは、一例として正方形）の平面状である。ダイポールアンテナ１０は、接地板３０上に配置されている。
【0017】
ダイポールアンテナ１０は、無給電素子付きダイポールアンテナである。ダイポールアンテナ１０は、ｙ方向に直線状に設けられている。
【0018】
図１（ａ）、（ｂ）に示すように、ダイポールアンテナ１０は、ダイポール素子１２と、接続部材１３と、無給電素子１７とを備える。一例として、ダイポール素子１２と接続部材１３とは、ダイポール素子基板１１に設けられている。無給電素子１７は、無給電素子基板１６に設けられている。ダイポール素子基板１１は、接地板３０に垂直に設けられている。無給電素子基板１６は、接地板３０に平行に設けられ、無給電素子１７がダイポール素子１２に対して予め定められた距離で対向する。
【0019】
上記のダイポール素子基板１１、及び無給電素子基板１６は、誘電体基板であり、例えば、ＦＲ－４などのガラスエポキシ基板、耐熱性に優れるポリイミド樹脂基板、高周波特性に優れるフッ素樹脂基板、又はセラミック基板である。ダイポール素子１２、接続部材１３及び無給電素子１７は、誘電体基板に設けられた導電体層を加工することにより形成されている。導電体層は、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）などで構成されている。
【0020】
接地板３０は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）などの導電性の金属板や、誘電体基板上に導電体層が設けられた基板である。誘電体及び導電体層は、上記と同様である。金属板又は導電体層がＧＮＤ（接地電位）に設定される。接地板３０は、ダイポールアンテナ１０の反射板として機能する。接地板３０には、ダイポールアンテナ１０との間で信号を送受信する配線やコネクタが設けられてもよい。以下では、接地板３０は、導電性の金属板であるとして説明する。
【0021】
図２は、ダイポールアンテナ１０の構成を説明する図である。図２（ａ）は、ダイポール素子基板１１の平面図、図２（ｂ）は、ダイポール素子基板１１において形成されるバランの形状、図２（ｃ）は、無給電素子基板１６の平面図である。図２（ｂ）は、後述する接続導体１３ａ、１３ｂの間の空隙を模式的に取り出して示した図である。空隙を間隙と表記してもよい。図２（ｃ）は、無給電素子１７が設けられた無給電素子基板１６の面（－ｚ方向側の面）を示している。図２（ａ）には、ダイポール素子基板１１に加えて、無給電素子１７が設けられた無給電素子基板１６を示している。よって、図２（ａ）は、ダイポールアンテナ１０の側面図に当たる。図２（ａ）、（ｂ）において、紙面の右方向をｙ方向、紙面の上方向をｚ方向、紙面の表面方向をｘ方向とする。図２（ｃ）において、紙面の右方向をｘ方向、紙面の下方向をｙ方向、紙面の裏面方向をｚ方向とする。
【0022】
図２（ａ）に示すように、ダイポール素子基板１１には、ダイポール素子１２及び接続部材１３が設けられている。
ダイポール素子１２は、ダイポールを構成する一対のダイポール導体１２ａ、１２ｂを備える。一対のダイポール導体１２ａ、１２ｂは、ダイポール素子基板１１に設けられた導電体層を加工して構成された板状の導電性部材である。ダイポール導体１２ａは、ダイポール素子１２の中央部から外側（－ｙ方向側）へ向かう部分と、外側（－ｙ方向側）の端部から折り曲げられて内側（＋ｙ方向側）に向かう部分を有する。ダイポール導体１２ｂは、ダイポール素子１２の中央部から外側（＋ｙ方向側）へ向かう部分と、外側（＋ｙ方向側）の端部から折り曲げられて内側（－ｙ方向側）に折り曲げられた部分を有する。つまり、ダイポール素子１２は、折り曲げダイポールである。ダイポール素子１２の中央部に給電点１５が設けられている。ここでは、ダイポール素子１２は、折り曲げダイポールとしたが、ダイポール導体１２ａ、１２ｂにおいて、外側へ向かう部分と内側へ向かう部分との間が導体で埋められていてもよく、内側へ向かう部分を有しなくもよい。
ダイポール素子１２は、ダイポールを構成する一対のダイポール導体１２ａ、１２ｂを備える。一対のダイポール導体１２ａ、１２ｂは、ダイポール素子基板１１に設けられた導電体層を加工して構成された板状の導電性部材である。ダイポール導体１２ａは、ダイポール素子１２の中央部から外側（－ｙ方向側）へ向かう部分と、外側（－ｙ方向側）の端部から折り曲げられて内側（＋ｙ方向側）に向かう部分を有する。ダイポール導体１２ｂは、ダイポール素子１２の中央部から外側（＋ｙ方向側）へ向かう部分と、外側（＋ｙ方向側）の端部から折り曲げられて内側（－ｙ方向側）に折り曲げられた部分を有する。つまり、ダイポール素子１２は、折り曲げダイポールである。ダイポール素子１２の中央部に給電点１５が設けられている。ここでは、ダイポール素子１２は、折り曲げダイポールとしたが、ダイポール導体１２ａ、１２ｂにおいて、外側へ向かう部分と内側へ向かう部分との間が導体で埋められていてもよく、内側へ向かう部分を有しなくもよい。
【0023】
接続部材１３は、一対の接続導体１３ａ、１３ｂを備える。接続導体１３ａ、１３ｂは、ダイポール素子基板１１に設けられた導電体層を加工して構成された板状の導電性部材である。ダイポール素子基板１１上において、接続導体１３ａの一端部（＋ｚ方向側の端部）は、ダイポール導体１２ａの一端部（ダイポール素子１２の中央部分における端部）に接続されている。そして、接続導体１３ａは、ダイポール導体１２ａの一端部からダイポール導体１２ａから離れる方向（－ｚ方向）に延びる部分１３ａ－１と、ダイポール導体１２ａに沿う方向（－ｙ方向）に延びる部分１３ａ－２とを有する。そして、接続導体１３ａは、ダイポール素子基板１１の端部（－ｚ方向の端部）まで延びる。なお、ダイポール素子基板１１は接地板３０（図１（ｂ）参照）に差し込まれて、接続導体１３ａと接地板３０とが電気的に接続される。接続導体１３ａと接地板３０との電気的な接続が容易になるように、接続導体１３ａは、接地板３０側（－ｚ方向側）の端部の幅が±ｙ方向に広げられている。
【0024】
接続導体１３ａと同様に、ダイポール素子基板１１上において、接続導体１３ｂの一端部（＋ｚ方向側の端部）は、ダイポール導体１２ｂの一端部（ダイポール素子１２の中央部分における端部）に接続されている。そして、接続導体１３ｂは、ダイポール導体１２ｂの一端部からダイポール導体１２ｂから離れる方向（－ｚ方向）に延びる部分１３ｂ－１と、ダイポール導体１２ｂに沿う方向（＋ｙ方向）に延びる部分１３ｂ－２とを有する。そして、接続導体１３ｂは、ダイポール素子基板１１の端部（－ｚ方向の端部）まで延びる。なお、接続導体１３ｂと接地板３０とは、接続導体１３ａと同様に電気的に接続される。接続導体１３ｂと接地板３０との電気的な接続が容易になるように、接続導体１３ｂは、接地板３０側（－ｚ方向側）の端部の幅が±ｙ方向に広げられている。接続部材１３は、ダイポール素子１２と接地板３０とを接続することから、接続部材と表記する。
なお、接続導体１３ａと接続導体１３ｂとは、ダイポール素子基板１１上において、接地板３０側（－ｚ方向側）の端部間が導電性部材で接続されていてもよい。
なお、接続導体１３ａと接続導体１３ｂとは、ダイポール素子基板１１上において、接地板３０側（－ｚ方向側）の端部間が導電性部材で接続されていてもよい。
【0025】
ダイポール素子１２（ダイポール導体１２ａ、１２ｂ）及び接続部材１３（接続導体１３ａ、１３ｂ）は、ダイポール素子１２のｙ方向の中心を通り接地板３０に垂直な中心線（一点鎖線で示す。）に対して対称に設けられている。ダイポール素子１２（ダイポール導体１２ａ、１２ｂ）及び接続部材１３（接続導体１３ａ、１３ｂ）は、中心線に対して完全な対称性を有さなくてもよく、一部が異なっていてもよい。
【0026】
接続導体１３ａ、１３ｂ間の空隙は、バラン１４として機能する。図２（ａ）に示すように、接続導体１３ａ、１３ｂの間（間隔）は、ダイポール素子１２側ではダイポール導体１２ａ、１２ｂが対向する間隔であるが、接地板３０側（－ｚ方向側）の端部の間隔は、接地板３０の表面に沿う方向（±ｙ方向）に広げられている。つまり、ダイポール素子１２側（＋ｚ方向側）が、長手方向が接地板３０に垂直（±ｚ方向）な四角形（図２（ｂ）では、長方形）であり、接地板３０側（－ｚ方向側）が、長手方向が接地板３０に平行（±ｙ方向）な四角形（図２（ｂ）では、長方形）である。つまり、図２（ｂ）に示すように、バラン１４は、二つの長方形（点線で境を示す。）を合成した形状であって、接地板３０側（－ｚ方向側）を下側とした場合、“Ｔ”字の上下を逆にした“逆Ｔ”字状である。バラン（balun）は、平衡－非平衡変換回路として機能する。
【0027】
バラン１４は、接続導体１３ａと接続導体１３ｂとの間隔が、接地板３０側（－ｚ方向側）がダイポール素子１２側（＋ｚ方向側）より広く設けられていればよい。接続導体１３ａと接続導体１３ｂとの間（空隙）で構成されるバラン１４の形状は、二つの長方形を合成した形状でなくてもよく、台形等の四角形が組み合わされた形状であってもよい。さらに、接続導体１３ａと接続導体１３ｂとが直線状であってもよい。ダイポール導体１２側（＋ｚ方向）を上底とし、接地板３０側を下底としたとき、バラン１４の形状は、下底が上底より広い台形であってもよい。
【0028】
図２（ａ）において、ダイポール素子１２の長さ（±ｙ方向における端部間の距離）をダイポール素子長ＬＤ１、ダイポール素子１２のダイポール導体１２ａ、１２ｂの無給電素子１７側（＋ｚ方向側）の端部から接続部材１３の接地板３０側（－ｚ方向側）の端部までの距離をダイポール素子高さＨＤ１とする。無給電素子１７から接続部材１３の接地板３０側（－ｚ方向側）の端部までの距離をダイポールアンテナ１０のアンテナ高さＨＬ１とする。
【0029】
図２（ｃ）に示すように、無給電素子１７は、延伸部１７ａと、容量付加部１７ｂとを備える。延伸部１７ａは、ダイポール素子１２に対向して設けられ、ダイポール素子１２に沿う方向（±ｙ方向）に長手方向を有する板状の導電性部材である。容量付加部１７ｂは、ダイポール素子１２の給電点１５に対向する延伸部１７ａから短手方向（±ｘ方向）に張り出した部分である。張り出した部分を区別する場合、容量付加部１７ｂ－１、１７ｂ－２と表記する。容量付加部１７ｂは、延伸部１７ａとダイポール素子１２との間に静電容量を付加する。言い換えれば、容量付加部１７ｂは、ダイポール素子１２と延伸部１７ａとの間における静電容量に、さらに静電容量を追加して増加させる。ここでは、静電容量を付加することから容量付加部１７ｂと表記する。なお、延伸部１７ａと容量付加部１７ｂとは、無給電素子基板１６上に設けられた導電体層を加工して設けられ、連続している。図２（ｃ）では、容量付加部１７ｂ－１、１７ｂ－２の平面形状は、三角形である。容量付加部１７ｂ－１、１７ｂ－２を囲む形状（破線で示す形状）は、正方形を無給電素子基板１６の面状において４５度回転させた菱形である。なお、容量付加部１７ｂ－１、１７ｂ－２を囲む形状は、円形、四角形など、正方形以外の形状であってもよい。
【0030】
図２（ｃ）において、無給電素子１７の長手方向（±ｙ方向）の長さを無給電素子長ＬＮ１とする。ここでは、無給電素子長ＬＮ１は、ダイポール素子長ＬＤ１に比べて小さく設定されている。よって、ダイポール素子長ＬＤ１は、ダイポールアンテナ１０のアンテナ長ＬＬ１である（ＬＤ１＝ＬＬ１）。周波数帯の中心周波数を２．４５ＧＨｚとした場合において、電圧定在波比ＶＳＷＲ及び指向性を、後述する比較例１と同等に調整して求めたアンテナ長ＬＬ１（４７ｍｍ）、ダイポール素子高さＨＤ１（８．５ｍｍ）、及びアンテナ高さＨＬ１（１０．５ｍｍ）を（ ）内に示す。なお、実施例、後述する比較例１、２との間で別しない場合は、アンテナ長ＬＬ、ダイポール素子高さＨＤ、アンテナ高さＨＬと表記する。
【0031】
次に、比較例１、２を説明する。
図３は、比較例１のダイポールアンテナ４０を説明する図である。図３（ａ）は、ダイポールアンテナ４０の斜視図、図３（ｂ）は、ダイポールアンテナ４０の側面図である。接地板３０は、前述した実施例の接地板３０と同様であるので、同じ符号を付して説明を省略する。図３（ａ）は、接地板３０の右方向をｘ方向、接地板３０の上方向をｙ方向、及び接地板３０に垂直な方向をｚ方向とする。図３（ｂ）は、ｘ方向から見た側面図である。図３（ｂ）において、紙面の右方向がｙ方向、紙面の上方向がｚ方向、及び紙面の表面方向がｘ方向である。
図３は、比較例１のダイポールアンテナ４０を説明する図である。図３（ａ）は、ダイポールアンテナ４０の斜視図、図３（ｂ）は、ダイポールアンテナ４０の側面図である。接地板３０は、前述した実施例の接地板３０と同様であるので、同じ符号を付して説明を省略する。図３（ａ）は、接地板３０の右方向をｘ方向、接地板３０の上方向をｙ方向、及び接地板３０に垂直な方向をｚ方向とする。図３（ｂ）は、ｘ方向から見た側面図である。図３（ｂ）において、紙面の右方向がｙ方向、紙面の上方向がｚ方向、及び紙面の表面方向がｘ方向である。
【0032】
ダイポールアンテナ４０は、ダイポール素子４２と接続部材４３とを備える。ここでは、一例として、ダイポール素子４２及び接続部材４３は、ダイポール素子基板４１に設けられている。ダイポール素子４２及び接続部材４３は、ダイポール素子基板４１の一方の面に設けられている。ダイポール素子基板４１は、接地板３０に垂直に設けられている。ダイポールアンテナ４０は、無給電素子を備えない。ダイポールアンテナ４０では、無給電素子を設けなくとも周波数帯域が広くとれる。ダイポール素子基板４１は、実施例のダイポール素子基板１１と同様の誘電体基板である。
【0033】
図４は、比較例１のダイポールアンテナ４０の構成を説明する図である。図４（ａ）は、ダイポール素子基板４１の平面図、図４（ｂ）は、ダイポール素子基板４１において形成されるバランの形状である。図４（ａ）、（ｂ）において、紙面の右方向がｙ方向、紙面の上方向がｚ方向、紙面の表面方向がｘ方向である。図４（ｂ）は、後述する接続導体４３ａ、４３ｂの間の空隙を模式的に取り出して示した図である。
【0034】
図４（ａ）に示すように、ダイポール素子基板４１には、ダイポール素子４２及び接続部材４３が設けられている。ダイポール素子４２は、ダイポールを構成する一対のダイポール導体４２ａ、４２ｂを備える。ダイポール導体４２ａ、４２ｂは、接地板３０に平行な方向（±ｙ方向）に並ぶ。ダイポール導体４２ａ、４２ｂは、ダイポール素子基板４１に設けられた導電体層を加工して構成された板状の導電性部材である。ダイポール素子４２の中央部に給電点４５が設けられている。
【0035】
接続部材４３は、一対の接続導体４３ａ、４３ｂを備える。接続導体４３ａ、４３ｂは、ダイポール導体４２ａ、４２ｂから、接地板３０側に向かって延びる。接続導体４３ａ、４３ｂは、ダイポール素子基板４１に設けられた導電体層を加工して構成された板状の導電性部材である。図４（ａ）に示すように、ダイポール素子基板４１の接地板３０側（－ｚ方向側）の端部において、接続導体４３ａ、４３ｂが互いに接続されているが、接続されていなくともよい。
【0036】
ダイポール素子４２（ダイポール導体４２ａ、４２ｂ）及び接続部材４３（接続導体４３ａ、４３ｂ）は、ダイポール素子４２のｙ方向の中心を通り接地板３０に垂直な中心線（一点鎖線で示す。）に対して対称に設けられている。
【0037】
接続導体４３ａ、４３ｂの間の空隙は、バラン４４として機能する。図４（ａ）に示すように、接続導体４３ａ、４３ｂの間（間隔）は、ダイポール素子４２側から接地板３０に接続されるダイポール素子基板４１の接地板３０側（－ｚ方向側）の端部まで、同じ幅で構成されている。つまり、バラン４４は、図４（ｂ）に示すように、長手方向が接地板３０に垂直な四角形である。
【0038】
図４（ａ）において、ダイポール素子４２の長さ（±ｙ方向における端部間の距離）をダイポール素子長ＬＤ４、ダイポール素子１２のダイポール導体４２ａ、４２ｂの接地板３０側と反対側（＋ｚ方向側）の端部から接続部材４３の接地板３０側（－ｚ方向側）の端部までの距離をダイポール素子高さＨＬ４とする。ダイポール素子長ＬＤ４は、ダイポールアンテナ４０のアンテナ長ＬＬ４である（ＬＤ４＝ＬＬ４）。周波数帯の中心周波数を２．４５ＧＨｚとした場合におけるアンテナ長ＬＬ４（４９ｍｍ）、及びアンテナ高さＨＬ４（３４ｍｍ）を（ ）内に示す。
【0039】
図５は、比較例２のダイポールアンテナ５０を説明する図である。図５（ａ）は、ダイポールアンテナ５０の斜視図、図５（ｂ）は、ダイポールアンテナ５０の側面図である。接地板３０は、実施例と同じであるので、同じ符号を付して説明を省略する。図５（ａ）では、接地板３０の右方向をｘ方向、接地板３０の上方向をｙ方向、及び接地板３０に垂直な方向をｚ方向とする。図５（ｂ）は、ｘ方向から見た側面図である。図５（ｂ）において、紙面の右方向がｙ方向、紙面の上方向がｚ方向、及び紙面の表面方向がｘ方向である。図５（ａ）では、図１（ａ）と同様に、後述する無給電素子基板５６を透明とし、無給電素子基板５６の裏面側（－ｚ方向側）に配置されるダイポール素子基板１１、ダイポール素子１２などを見えるようにしている。
【0040】
ダイポールアンテナ５０は、ダイポール素子１２と、接続部材１３と、無給電素子５７とを備える。ダイポール素子１２及び接続部材１３は、ダイポール素子基板１１に設けられている。ダイポール素子１２、接続部材１３、及びダイポール素子基板１１は、実施例と同様であるので、説明を省略する。無給電素子５７は、無給電素子基板５６に設けられている。無給電素子基板５６は、実施例の無給電素子基板１６と同様の誘電体基板である。
【0041】
図６は、比較例２のダイポールアンテナ５０の構成を説明する図である。図６（ａ）は、ダイポール素子基板１１の平面図、図６（ｂ）は、ダイポール素子基板１１において形成されるバランの形状、図６（ｃ）は、無給電素子基板５６の平面図である。図６（ａ）には、ダイポール素子基板１１に加えて、無給電素子基板５６及び無給電素子５７を示している。図６（ａ）は、ダイポールアンテナ５０の側面図に当たる。図６（ａ）、（ｂ）において、紙面の右方向がｙ方向、紙面の上方向がｚ方向、紙面の表面方向がｘ方向である。図６（ｂ）は、接続導体１３ａ、１３ｂの間の空隙を模式的に取り出して示した図である。
【0042】
図６（ａ）に示す、ダイポール素子基板１１に設けられたダイポール素子１２及び接続部材１３は、図２（ａ）に示した実施例と同様であるので説明を省略する。図６（ｂ）に示す、バランの形状は、図２（ｂ）に示した実施例と同様であるので説明を省略する。
【0043】
図６（ｃ）に示すように、無給電素子５７は、図２（ｃ）に示した実施例の無給電素子１７の延伸部１７ａと同じである。無給電素子５７は、容量付加部１７ｂを備えない。なお、無給電素子５７の長手方向は、無給電素子長ＬＮ５である。ここでは、実施例の無給電素子１７の無給電素子長ＬＮ１と同じである（ＬＮ５＝ＬＮ１）。
【0044】
図６（ａ）に示すように、ダイポールアンテナ５０におけるダイポール素子長ＬＤ１、及びダイポール素子高さＨＤ１は、実施例のダイポールアンテナ１０と同じである。また、図６（ｃ）に示した無給電素子５７の無給電素子長ＬＮ５はダイポール素子長ＬＤ１より短く設定している（ＬＮ５＜ＬＤ１）ので、アンテナ長ＬＬ５は、ダイポール素子長ＬＤ１と同じである（ＬＬ５＝ＬＤ１）。
【0045】
無給電素子５７から接続部材１３の接地板３０側（－ｚ方向側）の端部までの距離をダイポールアンテナ５０のアンテナ高さＨＬ５とする。周波数帯の中心周波数を２．４５ＧＨｚとした場合において、電圧定在波比ＶＳＷＲ及び指向性を、比較例１と同様に調整して求めたアンテナ長ＬＬ１（４７ｍｍ）、ダイポール素子高さＨＤ１（８．５ｍｍ）、及びアンテナ高さＨＬ５（１７ｍｍ）を（ ）内に示す。
【0046】
実施例、比較例１、及び比較例２において、周波数帯の中心周波数を２．４５ＧＨｚとした場合のアンテナ長ＬＬ、ダイポール素子高さＨＤ、及びアンテナ高さＨＬを比較する。実施例のダイポールアンテナ１０は、アンテナ長ＬＬ１が４７ｍｍ、ダイポール素子高さＨＤ１が８．５ｍｍ、アンテナ高さＨＬ１が１０．５ｍｍである（図２（ａ）参照）。一方、比較例１のダイポールアンテナ４０は、アンテナ長ＬＬ４が４９ｍｍ、アンテナ高さＨＬ４（＝ダイポール素子高さＨL４）が３４ｍｍである（図４（ａ）参照）。つまり、実施例のダイポールアンテナ１０は、比較例１のダイポールアンテナ４０に比べ、アンテナ長ＬＬが短くなるとともに、アンテナ高さＨＬが１／３になる。
【0047】
また、比較例２のダイポールアンテナ５０は、ダイポール素子１２及び接続部材１３が実施例と同じであるので、ダイポール素子高さＨＤ１が８．５ｍｍと実施例と同じである。また、アンテナ長ＬＬ１が４７ｍｍと実施例と同じである。しかし、比較例２のダイポールアンテナ５０は、アンテナ高さＨＬ５が１７ｍｍである（図６（ａ）参照）。つまり、比較例２のダイポールアンテナ５０は、比較例１のダイポールアンテナ４０に比べ、アンテナ長ＬＬが短くなるとともに、アンテナ高さＨＬが１／２になっている。しかし、実施例のダイポールアンテナ１０は、比較例２のダイポールアンテナ５０に比べ、アンテナ高さＨＬがさらに低くなっている。
【0048】
以上説明したように、実施例のダイポールアンテナ１０及び比較例２のダイポールアンテナ５０において示したように、接続部材１３の接地板３０に接続される部分の間隔をダイポール素子１２に接続される部分の間隔に比べて広くすることによりダイポール素子高さＨＤが低くなり、比較例１のダイポールアンテナ４０に比べてアンテナ高さＨＬを低くできる。さらに、実施例のダイポールアンテナ１０において示したように、無給電素子１７に容量付加部１７ｂを設けることにより、アンテナ高さＨＬをさらに低くすることができる。
【0049】
容量付加部１７ｂは、ダイポール素子１２との間の静電容量を増加させる。容量付加部１７ｂの形状、面積などは、比較例２を基準に、アンテナ特性を考慮して、ダイポール素子１２と無給電素子１７との間の距離（アンテナ高さＨＬ）が短くなるように設定される。容量付加部１７ｂの設ける位置は、ダイポール素子１２の端部側（±ｙ方向の端部側）にダイポール素子１２に対向する部分に設ける場合に比べ、給電点１５と対向する無給電素子１７の部分に設けられるのがよい。これは、ダイポール素子１２の給電点１５における電界が最も高く、静電容量を増加させる効果が高いことによる。
【0050】
以上説明したように、ダイポールアンテナ１０は、アンテナ高さＨＬが低い低姿勢なアンテナになる。また、ダイポールアンテナ１０は、無給電素子１７がダイポール素子１２の方向に長手方向が沿って設けられている。言い換えれば、ダイポールアンテナ１０の短手方向の幅が狭くできる。すなわち、ダイポールアンテナ１０は、低姿勢で小型なアンテナとなる。
【0051】
以上において、ダイポールアンテナ１０において、ダイポール素子１２は、ダイポール素子基板１１に設けられた板状の導電性部材とし、無給電素子１７は、無給電素子基板１６に設けられた板状の導電性部材であるとした。ダイポール素子１２、無給電素子１７は、線状の導電性部材であってもよい。この場合、無給電素子１７の容量付加部１７ｂは、板状の導電性部材で構成し、線状に構成した延伸部１７ａに接続して構成してもよい。容量付加部１７ｂは、接地板３０に平行でなくてもよい。例えば、容量付加部１７ｂは、延伸部１７ａが延伸する方向から見て、“Ｖ”字状、又は“Ｖ”字の上下を逆にした“逆Ｖ”字状になっていてもよい。
【0052】
（周波数共用アンテナ１）
図７は、本実施の形態が適用される周波数共用アンテナ１を説明する図である。図７（ａ）は、周波数共用アンテナ１の斜視図、図７（ｂ）は、周波数共用アンテナ１の側面図である。図７（ａ）に示すように、接地板３０の右方向をｘ方向、接地板３０の上方向をｙ方向、及び接地板３０に垂直な方向をｚ方向とする。図７（ｂ）は、ｘ方向から見た側面図である。図７（ｂ）において、紙面の右方向がｙ方向、紙面の上方向がｚ方向、及び紙面の表面方向がｘ方向である。
図７は、本実施の形態が適用される周波数共用アンテナ１を説明する図である。図７（ａ）は、周波数共用アンテナ１の斜視図、図７（ｂ）は、周波数共用アンテナ１の側面図である。図７（ａ）に示すように、接地板３０の右方向をｘ方向、接地板３０の上方向をｙ方向、及び接地板３０に垂直な方向をｚ方向とする。図７（ｂ）は、ｘ方向から見た側面図である。図７（ｂ）において、紙面の右方向がｙ方向、紙面の上方向がｚ方向、及び紙面の表面方向がｘ方向である。
【0053】
図７（ａ）に示すように、周波数共用アンテナ１は、低周波数帯アンテナの一例であるダイポールアンテナ１０－１、１０－２と、４個の高周波数帯アンテナの一例であるパッチアンテナ２０（区別する場合には、パッチアンテナ２０－１～２０－４と表記する。）と、接地板３０とを備える。低周波数帯は、高周波数帯より周波数が低い周波数帯である。ここで、低周波数帯が第１の周波数帯の一例であり、高周波数帯が第２の周波数帯の一例である。
【0054】
接地板３０は、図１（ａ）、（ｂ）で実施例として示したダイポールアンテナ１０の場合と同じである。ダイポールアンテナ１０－１、１０－２と４個のパッチアンテナ２０とは、接地板３０上に配列されている。周波数共用アンテナ１は、平面アンテナである。周波数共用アンテナ１は、ｙ方向が地表に垂直に設置されるとする。ｘ方向を水平方向、ｙ方向を垂直方向と表記する。なお、周波数共用アンテナ１は、必ずしもｙ方向を地表に対して垂直に設置されなくてもよい。
【0055】
２個のダイポールアンテナ１０－１、１０－２は、図１（ａ）、（ｂ）及び図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）で説明したダイポールアンテナ１０である。周波数共用アンテナ１では、垂直方向（ｙ方向）に設けられたダイポールアンテナ１０－１と、水平方向（ｘ方向）に設けられたダイポールアンテナ１０－２とは、それぞれの中央部で互いに交差する。ダイポールアンテナ１０－１とダイポールアンテナ１０－２とは、クロスダイポールを構成する。ダイポールアンテナ１０－１は、垂直方向の偏波（以下では、垂直偏波と表記する。）を送受信し、ダイポールアンテナ１０－２は、垂直方向の偏波と交差する水平方向の偏波（以下では、水平偏波と表記する。）を送受信する。図７（ｂ）には、図１（ｂ）と同様に、ダイポールアンテナ１０－１の側面が示されている。ダイポールアンテナ１０－１が第１のアンテナの一例であり、パッチアンテナ２０が第２のアンテナの一例であり、ダイポールアンテナ１０－２が第３のアンテナの一例である。
【0056】
ダイポールアンテナ１０－１の無給電素子１７－１は、図２（ｃ）に示した実施例の無給電素子１７である。ダイポールアンテナ１０－２の無給電素子１７－２は、図２（ｃ）に示した無給電素子基板１６上において実施例の無給電素子１７を９０度回転させた無給電素子１７である。無給電素子１７－１と無給電素子１７－２とが重ね合わせられて、無給電素子基板１６に一体化して設けられている。言い換えれば、無給電素子１７－１の延伸部１７－１ａと無給電素子１７－２の延伸部１７－２ａとがそれぞれの中央部で交差する。そして、容量付加部１７－１ｂ、１７－２ｂが中央部で重なって共通になっている。なお、図７（ａ）において、容量付加部１７－１ｂ、１７－２ｂの一部（－ｘ側及び－ｙ側の一部）に符号を付している。
【0057】
４個のパッチアンテナ２０は、無給電素子付き（後述する図８（ａ）参照）である。図７（ａ）に示すように、４個のパッチアンテナ２０は、接地板３０上に水平方向（ｘ方向）に２個、垂直方向（ｙ方向）に２個並ぶように配列されている。つまり、パッチアンテナ２０－１とパッチアンテナ２０－２とが水平方向（ｘ方向）に配列され、パッチアンテナ２０－３とパッチアンテナ２０－４とが水平方向（ｘ方向）に配列されている。パッチアンテナ２０－１とパッチアンテナ２０－３とが垂直方向（ｙ方向）に配列され、パッチアンテナ２０－２とパッチアンテナ２０－４とが垂直方向（ｙ方向）に配列されている。そして、水平方向（ｘ方向）に配列された、パッチアンテナ２０－１とパッチアンテナ２０－２との間、及びパッチアンテナ２０－３とパッチアンテナ２０－４との間に、ダイポールアンテナ１０－１が設けられている。垂直方向（ｙ方向）に配列された、パッチアンテナ２０－１とパッチアンテナ２０－３との間、及びパッチアンテナ２０－２とパッチアンテナ２０－４との間に、ダイポールアンテナ１０－２が設けられている。
【0058】
パッチアンテナ２０は、パッチ素子２２と無給電素子２７とを備える。ここでは、パッチ素子２２はパッチ素子基板２１に設けられ、無給電素子２７は無給電素子基板２６に設けられている。
【0059】
図７（ｂ）に示すように、パッチ素子基板２１は、接地板３０上（＋ｚ方向側）に設置されている。なお、パッチ素子基板２１の一方の面（＋ｚ方向側の面）にパッチ素子２２が設けられ、パッチ素子基板２１の他方の面（－ｚ方向側の面）に接地導体２３が設けられている。パッチ素子基板２１は、接地導体２３が接地板３０に接触するように配置され、接地導体２３が接地板３０と電気的に接続されている。無給電素子基板２６の一方の面（－ｚ方向の面）に無給電素子２７が設けられている。無給電素子基板２６は、無給電素子２７がパッチ素子２２に対向するように、パッチ素子基板２１から予め定められた距離に、パッチ素子基板２１に平行に設けられている。さらに、無給電素子基板２６の上方（＋ｚ方向）に、ダイポールアンテナ１０－１、１０－２の無給電素子１７－１、１７－２が設けられた無給電素子基板１６が配置されている。
【0060】
ダイポールアンテナ１０が設けられたダイポール素子基板１１が、パッチアンテナ２０の無給電素子基板２６、及びパッチ素子基板２１を貫いて接地板３０に接続されている（図７（ａ）参照）。
【0061】
上記のパッチ素子基板２１、及び無給電素子基板２６は、ダイポール素子基板１１、及び無給電素子基板１６と同様に、誘電体基板である。パッチ素子２２、及び無給電素子２７は、誘電体基板に設けられた導電体層を加工することにより形成されている。接地導体２３は、誘電体基板の全面、又は大部分の面積を覆うように設けられた導電体層で構成されている。接地板３０には、パッチアンテナ２０との間で信号を送受信する配線やコネクタが設けられてもよい。
【0062】
図８は、パッチアンテナ２０の構成を説明する図である。図８（ａ）は、４個のパッチアンテナ２０の斜視図、図８（ｂ）は、４個のパッチアンテナ２０の側面図、図８（ｃ）は、パッチ素子基板２１の平面図、図８（ｄ）は、無給電素子基板２６の平面図である。図８（ａ）におけるｘ方向、ｙ方向、及びｚ方向は、図７（ａ）と同様である。図８（ｂ）は、ｘ方向から見たパッチアンテナ２０の側面図である。図８（ｂ）において、紙面の右方向がｙ方向、紙面の上方向がｚ方向、紙面の表面方向がｘ方向である。図８（ｃ）において、紙面の右方向がｘ方向、紙面の上方向がｙ方向、紙面の表面方向がｚ方向である。図８（ｄ）において、紙面の右方向がｘ方向、紙面の下方向がｙ方向、紙面の裏面方向がｚ方向である。
【0063】
図８（ａ）に示す、４個のパッチアンテナ２０の斜視図は、図７（ａ）に示した周波数共用アンテナ１の斜視図から、２個のダイポールアンテナ１０－１、１０－２を除いたものである。ここでは、４個のパッチアンテナ２０を一括して構成しているので、４個のパッチアンテナ２０で説明する。なお、図８（ａ）、（ｂ）には、接地板３０を合わせて示している。
【0064】
図８（ａ）、（ｂ）に示すように、パッチ素子２２は、パッチ素子基板２１の一方の表面（＋ｚ方向側の面）に設けられている。パッチ素子２２は、図８（ｃ）に示すように、平面形状が八角形の導電性部材で構成されている。そして、パッチ素子２２は、八角形の互いに対向する辺が平行である。また、八角形において、対向する一組の辺が水平方向（ｘ方向）と平行に設けられ、他の対向する一組の辺が垂直方向（ｙ方向）と平行に設けられている。そして、水平方向（ｘ方向）と平行な一組の辺と、垂直方向（ｙ方向）と平行な他の対向する一組の辺との間の辺は、＋４５度又は－４５度に設定されている。ここで、＋４５度とは、ｘ方向からｙ方向へ＋４５度傾いた角度であり、－４５度とは、ｘ方向から－ｙ方向へ－４５度傾いた角度である。
【0065】
各パッチ素子２２には、２個の給電点２４（給電点２４ａ、２４ｂ）が水平方向（ｘ方向）に並んで設けられている。給電点２４ａは、水平方向の右側（＋ｘ方向側）、給電点２４ｂが水平方向の左側（－ｘ方向側）に設けられている。給電点２４ａは、＋４５度偏波を送受信し、給電点２４ｂは、－４５度偏波を送受信する。
【0066】
パッチ素子基板２１の他方の面（－ｚ方向側の面）に設けられた接地導体２３は、所謂パッチアンテナの地板である。なお、接地導体２３は、パッチ素子基板２１の裏面の全面に設けられなくともよく、パッチ素子基板２１の裏面側においてパッチ素子２２に対向して設けられていればよい。
【0067】
パッチ素子２２は、一辺長ＷＰの正方形に内接する八角形である。そして、隣接する２個のパッチ素子２２の中心間隔は、水平方向（ｘ方向）及び垂直方向（ｙ方向）共に距離ＤＰである。
【0068】
図８（ａ）、（ｂ）に示すように、無給電素子基板２６の一方の面（－ｚ方向側の面）に設けられた無給電素子２７は、導電性部材で構成され、パッチ素子２２に対向して設けられている。図８（ｄ）に示すように、無給電素子２７は、平面形状が半径Ｒの円形である。隣接する２個の無給電素子２７の中心間隔は、水平方向（ｘ方向）及び垂直方向（ｙ方向）共に、パッチ素子２２間と同じ距離ＤＰである。＋ｚ方向側から見た場合、無給電素子２７は、パッチ素子２２の全面を覆って対向する。無給電素子２７の直径２×Ｒは、パッチ素子２２の八角形が内接する正方形の一辺長ＷＰより大きく設定されている（ＷＰ＞２×Ｒ）。なお、無給電素子２７は、＋ｚ方向側から見た場合において、パッチ素子２２の全面を覆っていなくともよい。
【0069】
図８（ｂ）に示すように、パッチアンテナ２０の無給電素子２７から接地板３０までの距離がパッチアンテナ２０のアンテナ高さＨＨ２である。
【0070】
図７（ａ）、（ｂ）に示したように、パッチアンテナ２０のアンテナ高さＨＨ２は、ダイポールアンテナ１０のアンテナ高さＨＬ１に比べて低い（ＨＬ１＞ＨＨ２）。低周波帯アンテナにダイポールアンテナ１０を用いることで、周波数共用アンテナ１のアンテナ高さＨは、ダイポールアンテナ１０のアンテナ高さＨＬ１で決まる。周波数共用アンテナ１は、低姿勢のアンテナとなる。
【0071】
ダイポールアンテナ１０の無給電素子１７は、ダイポール素子１２に沿った方向を長手方向とする幅の狭い長方形である。よって、パッチアンテナ２０側に張り出して、パッチアンテナ２０の一部又は全部を覆うことが抑制される。２個のダイポールアンテナ１０を組み合わせたクロスダイポールとしても、ダイポールアンテナ１０の容量付加部１７ｂ（図２（ｂ）参照）は、２個のダイポールアンテナ１０がクロスする部分（給電点１５に対向する部分）に位置する（図７（ａ）参照）。よって、容量付加部１７ｂがパッチアンテナ２０側に張り出してパッチアンテナ２０の一部又は全部を覆うことが抑制される。
【0072】
さらに、ダイポールアンテナ１０のアンテナ高さＨＬ１は、比較例１のダイポールアンテナ４０のアンテナ高さＨＬ４に比べ低い。パッチアンテナ２０のアンテナ高さＨＨ２は、ダイポールアンテナ１０のアンテナ高さＨＬ１より低い。しかし、ダイポールアンテナ１０を用いれば、アンテナ高さＨＬ１より高いアンテナ高さＨＬ４のダイポールアンテナ４０を用いる場合に比べ、パッチアンテナ２０の特性に及ぼす影響が低減される。よって、低周波数帯アンテナの一例であるダイポールアンテナ１０に高周波数帯アンテナの一例であるパッチアンテナ２０をより近づけて配置でき、周波数共用アンテナ１が小型化できる。
【0073】
周波数共用アンテナ１では、直交する偏波を送受信する２個の低周波数帯アンテナの一例であるダイポールアンテナ１０に対して、４個の高周波数帯アンテナの一例であるパッチアンテナ２０を設けたが、パッチアンテナ２０は、１個でも２個でもよい。
【0074】
本実施の形態が適用される周波数共用アンテナ１における高周波数帯アンテナの一例としてパッチアンテナ２０を用いたが、ダイポールアンテナ１０のダイポール素子１２と同様のダイポール素子を用いてもよい。周波数共用アンテナ１では、低周波数帯アンテナの一例であるダイポールアンテナ１０は、水平偏波と垂直偏波とを送受信し、高周波数帯アンテナの一例であるパッチアンテナ２０は、±４５度偏波を送受信するとした。しかし、高周波数帯アンテナが、水平偏波と垂直偏波とを送受信する構成であってもよい。また、低周波数帯アンテナが、±４５度偏波を送受信する構成であってもよい。
【0075】
本実施の形態が適用される周波数共用アンテナ１は、偏波共用としたが、片偏波としてもよい。
【0076】
本実施の形態が適用される周波数共用アンテナ１では、接地電位に設定される接地板３０を設けたが、接地板３０の代わりに、パッチ素子基板２１の他方の面（－ｚ方向側の面）に設けられた接地導体２３を用いてもよい。
【0077】
さらに、本発明の趣旨に反しない限りにおいて様々な変形を行っても構わない。
【符号の説明】
【0078】
１…周波数共用アンテナ、１０、１０－１、１０－２、４０、５０…ダイポールアンテナ、１１、４１…ダイポール素子基板、１２、４２…ダイポール素子、１２ａ、１２ｂ、４２ａ、４２ｂ…ダイポール導体、１３、４３…接続部材、１３ａ、１３ｂ、４３ａ、４３ｂ…接続導体、１４、４４…バラン、１５、２４、２４ａ、２４ｂ、４５…給電点、１６、２６、５６…無給電素子基板、１７、１７－１、１７－２、２７、５７…無給電素子、１７ａ…延伸部、１７ｂ、１７ｂ－１、１７ｂ－２…容量付加部、２０、２０－１、２０－２、２０－３、２０－４…パッチアンテナ、２１…パッチ素子基板、２２…パッチ素子、２３…接地導体、３０…接地板
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
