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JP7618174B2 - Antenna Device - Google Patents
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JP7618174B2 - Antenna Device - Google Patents

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Description

本発明は、アンテナ装置に関する。 The present invention relates to an antenna device.

基地局等に用いられるアンテナ装置として、指向性の制御が容易なアレイアンテナがある。また、この種のアンテナ装置において、広い周波数帯域に対応するため、それぞれ異なる周波数帯域に対応した数種類のアンテナ素子のアレイを組み合わせて構成することが行われる。 One type of antenna device used in base stations and the like is an array antenna, which allows easy control of directivity. In addition, in order to support a wide frequency band, this type of antenna device is often configured by combining arrays of several types of antenna elements, each of which supports a different frequency band.

特許文献1には、一方の面に複数の放射素子が縦横に配列された誘電体板を有し、放射素子が複数のグループに小分けされ、各グループ間の間隔と各放射素子の間隔とが異なっているアレイアンテナ装置が開示されている。 Patent document 1 discloses an array antenna device that has a dielectric plate on one side of which multiple radiating elements are arranged vertically and horizontally, the radiating elements are divided into multiple groups, and the spacing between each group is different from the spacing between each radiating element.

特許文献2には、低周波アレーアンテナと高周波アレーアンテナとを配置し、低周波アレーアンテナは、4つの同一形状の素子からなり、4つの素子が、正方形を形成するように、正方形の頂点の位置にそれぞれ配置され、高周波アレーアンテナは、4つの同一形状の素子からなり、4つの素子が、平面基板上で正方形を形成するように、正方形の頂点の位置にそれぞれ配置され、それぞれの正方形の中心を同じ位置とし、高周波アレーアンテナを、低周波アレーアンテナに対し45度ずらして配置した2周波共用アンテナ装置が開示されている。 Patent Document 2 discloses a dual-band antenna device in which a low-frequency array antenna and a high-frequency array antenna are arranged, the low-frequency array antenna being made up of four identically shaped elements, each of which is arranged at the vertices of a square so as to form the square, and the high-frequency array antenna being made up of four identically shaped elements, each of which is arranged at the vertices of a square so as to form the square on a planar substrate, with the centers of each square being in the same position, and the high-frequency array antenna being arranged at a 45-degree angle with respect to the low-frequency array antenna.

特開2003-347842号公報JP 2003-347842 A 特開2013-157920号公報JP 2013-157920 A

アンテナ装置は、設置作業の軽減や、設置後の風等の影響を低減する等の観点から、より小型であることが求められる。 Antenna devices are required to be smaller in size in order to reduce installation work and reduce the effects of wind and other factors after installation.

本発明は、異なる周波数帯域に対応する複数のアレイアンテナを組み合わせたアンテナ装置において、周波数特性の低下を抑制しながら、小型化を図ることを目的とする。 The present invention aims to reduce the size of an antenna device that combines multiple array antennas that support different frequency bands while suppressing degradation of frequency characteristics.

上記の目的を達成する本発明は、異なる周波数帯域に対応する3種類以上のアンテナ素子を配列して構成され、第1のアンテナ素子は、直交する2方向の放射部を有する2系統のアンテナ素子2組を四方に配置して形成される正方形領域を並べるように配置され、第2のアンテナ素子は、第1のアンテナ素子による正方形領域の並びのうち中央に位置する正方形領域を含む複数の正方形領域にまたがって配置され、第3のアンテナ素子は、第1のアンテナ素子による正方形領域の並びのうち角に位置する正方形領域を含む1または複数の正方形領域に、第2のアンテナ素子の配置とは重ならないように配置されることを特徴とする、アンテナ装置である。
より詳細には、第2のアンテナ素子の1組の配列は、第1のアンテナ素子による正方形領域の並ぶ方向に対して45度傾けた方向に並べて構成される。
さらに詳細には、第2のアンテナ素子は、2系統の相互に直交する放射部を有し、この放射部を第1のアンテナ素子の放射部に対して45度傾けて配置される。
また、より詳細には、第3のアンテナ素子の1組の配列は、第1のアンテナ素子による正方形領域の並びにおける一つの正方形領域内に配置される。
さらに詳細には、第3のアンテナ素子は、2系統の相互に直交する放射部を有し、この放射部を第1のアンテナ素子の放射部に対して45度傾けて配置される。
また、好ましくは、第3のアンテナ素子の配列は、前記第1のアンテナ素子による前記正方形領域の並びにおいて、対角に位置する2か所に2組配置される。
さらに好ましくは、第1乃至第3のアンテナ素子とは異なる周波数帯域に対応する第4のアンテナ素子をさらに備え、第4のアンテナ素子の配列は、第1のアンテナ素子による正方形領域の並びにおいて、第3のアンテナ素子の配列が配置される対角とは異なる対角の2か所に2組配置される構成としても良い。
また、より詳細には、第2のアンテナ素子は、第1のアンテナ素子よりも高い周波数帯域に対応するアンテナ素子であり、第3のアンテナ素子は、第2のアンテナ素子よりもさらに高い周波数帯域に対応するアンテナ素子としても良い。
また、好ましくは、第3のアンテナ素子よりもさらに高い周波数帯域に対応する第4のアンテナ素子をさらに備え、第3のアンテナ素子と第4のアンテナ素子とは、第1のアンテナ素子による正方形領域の並びにおいて、それぞれ異なる対角の2か所に2組ずつ配置される構成としても良い。
The present invention, which achieves the above-mentioned object, is an antenna device characterized in that it is configured by arranging three or more types of antenna elements corresponding to different frequency bands, the first antenna elements are arranged so as to align a square area formed by arranging two sets of antenna elements of two systems, each having a radiating portion in two orthogonal directions, on all four sides, the second antenna elements are arranged across a plurality of square areas including a square area located in the center of the arrangement of square areas formed by the first antenna elements, and the third antenna element is arranged in one or more square areas including a square area located at a corner of the arrangement of square areas formed by the first antenna elements, so as not to overlap with the arrangement of the second antenna elements.
More specifically, the set of second antenna elements is arranged in a direction inclined at 45 degrees to the direction in which the square areas of the first antenna elements are arranged.
More specifically, the second antenna element has two systems of radiating portions that are mutually orthogonal, and these radiating portions are disposed at an angle of 45 degrees to the radiating portions of the first antenna element.
More specifically, the set of arrayed third antenna elements is disposed within a square area in alignment with the square area of the first antenna elements.
More specifically, the third antenna element has two systems of radiating portions that are mutually orthogonal, and these radiating portions are disposed at an angle of 45 degrees to the radiating portions of the first antenna element.
Preferably, the third antenna elements are arranged in two sets at two diagonal positions in the arrangement of the square area formed by the first antenna elements.
More preferably, the antenna may further include a fourth antenna element corresponding to a frequency band different from the first to third antenna elements, and the arrangement of the fourth antenna elements may be configured to be arranged in two sets at two diagonals different from the diagonal in which the arrangement of the third antenna elements is arranged in the arrangement of the square area formed by the first antenna elements.
More specifically, the second antenna element may be an antenna element corresponding to a higher frequency band than the first antenna element, and the third antenna element may be an antenna element corresponding to an even higher frequency band than the second antenna element.
Preferably, the antenna may further include a fourth antenna element corresponding to an even higher frequency band than the third antenna element, and the third antenna element and the fourth antenna element may be arranged in pairs at two different diagonal positions in the arrangement of the square area formed by the first antenna element.

本発明によれば、異なる周波数帯域に対応する複数のアレイアンテナを組み合わせたアンテナ装置において、周波数特性の低下を抑制しながら、小型化を図ることができる。 According to the present invention, in an antenna device that combines multiple array antennas corresponding to different frequency bands, it is possible to reduce the size while suppressing the deterioration of frequency characteristics.

本実施例によるアンテナ装置の構成を示す図である。1 is a diagram showing a configuration of an antenna device according to an embodiment of the present invention; 本実施例によるアンテナ装置の正面図である。FIG. 2 is a front view of the antenna device according to the present embodiment. LB素子の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an LB element. MB素子における1つの素子の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the configuration of one element in an MB element. HB1素子における1つの素子の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the configuration of one element in the HB1 element. HB2素子における1つの素子の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the configuration of one element in the HB2 element. LB素子の配列を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an arrangement of LB elements. MB素子の配列を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an arrangement of MB elements. HB1素子の配列を示す図である。FIG. 1 shows the arrangement of HB1 elements. HB2素子の配列を示す図である。FIG. 1 shows the arrangement of the HB2 element. LB素子の指向性パターンを示す図であり、図11(A)は、電界面内指向性を示す図、図11(B)は磁界面内指向性を示す図である。11A and 11B are diagrams showing directivity patterns of an LB element, in which FIG. 11A shows an in-plane directivity of an electric field, and FIG. 11B shows an in-plane directivity of a magnetic field. MB素子の指向性パターンを示す図であり、図12(A)は、垂直面内指向性を示す図、図12(B)は水平面内指向性を示す図である。12A and 12B are diagrams showing directivity patterns of an MB element, in which FIG. 12A shows directivity in a vertical plane, and FIG. 12B shows directivity in a horizontal plane. HB1素子の指向性パターンを示す図であり、図13(A)は、垂直面内指向性を示す図、図13(B)は水平面内指向性を示す図である。13A and 13B are diagrams showing the directivity pattern of the HB1 element, where FIG. 13A shows the directivity in the vertical plane, and FIG. 13B shows the directivity in the horizontal plane. HB2素子の指向性パターンを示す図であり、図14(A)は、垂直面内指向性を示す図、図14(B)は水平面内指向性を示す図である。14A and 14B are diagrams showing the directivity pattern of the HB2 element, in which FIG. 14A shows the directivity in the vertical plane, and FIG. 14B shows the directivity in the horizontal plane. 本実施形態によるアンテナ素子の配列の変形例を示す図である。11A and 11B are diagrams showing modified examples of the arrangement of antenna elements according to the present embodiment.

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。 The following describes in detail an embodiment of the present invention with reference to the attached drawings.

<アンテナ装置の構成>
図1は、本実施例によるアンテナ装置の構成を示す図である。図1に示すアンテナ装置100は、板状の基台10の一面側にアンテナ素子20を配列して構成される。基台10のアンテナ素子20が配列される側には、反射板が設けられている。以下、アンテナ装置100において基台10のアンテナ素子20が設けられた側の面を正面とする。また、図示を省略しているが、アンテナ装置100には、アンテナ素子20の配列を覆うようにカバーが取り付けられる。一例として、アンテナ装置100のサイズは、x=600mm、y=600mm、z=125mmであるものとする。
<Configuration of Antenna Device>
Fig. 1 is a diagram showing the configuration of an antenna device according to this embodiment. The antenna device 100 shown in Fig. 1 is configured by arranging antenna elements 20 on one side of a plate-shaped base 10. A reflector is provided on the side of the base 10 on which the antenna elements 20 are arranged. Hereinafter, the side of the base 10 on which the antenna elements 20 are provided in the antenna device 100 is referred to as the front. Although not shown in the figure, a cover is attached to the antenna device 100 so as to cover the arrangement of the antenna elements 20. As an example, the size of the antenna device 100 is x = 600 mm, y = 600 mm, and z = 125 mm.

図2は、アンテナ装置100の正面図である。アンテナ装置100の正面には、異なる周波数帯域に対応する3種類以上のアンテナ素子20が配列されている。図2に示す例では、LB(ローバンド)素子21、MB(ミドルバンド)素子22、HB1(第1ハイバンド)素子23、HB2(第2ハイバンド)素子24の4種類のアンテナ素子20が配列されている。図では、各周波数帯域ごとのアンテナ素子20が配列される領域を破線で示している。 Figure 2 is a front view of the antenna device 100. Three or more types of antenna elements 20 corresponding to different frequency bands are arranged on the front of the antenna device 100. In the example shown in Figure 2, four types of antenna elements 20 are arranged: LB (low band) element 21, MB (middle band) element 22, HB1 (first high band) element 23, and HB2 (second high band) element 24. In the figure, the area where the antenna elements 20 for each frequency band are arranged is indicated by a dashed line.

LB素子21は、ローバンドの周波数帯域(例えば、0.7GHz帯および0.8GHz帯)に対応するアンテナ素子20である。LB素子21は、図2に示すx方向(水平方向;図2の横方向)に沿って設けられたLB素子21と、y方向(垂直方向;図2の縦方向)に沿って設けられたLB素子21とを合わせて2MIMO(Multiple-Input and Multiple-Output)となっている。 The LB elements 21 are antenna elements 20 that correspond to low-band frequency bands (e.g., 0.7 GHz band and 0.8 GHz band). The LB elements 21 are a combination of the LB elements 21 arranged along the x direction (horizontal direction; horizontal direction in FIG. 2) shown in FIG. 2 and the LB elements 21 arranged along the y direction (vertical direction; vertical direction in FIG. 2), forming a 2 MIMO (Multiple-Input and Multiple-Output).

MB素子22は、ミドルバンドの周波数帯域(例えば、1.5GHz帯、1.7GHz帯および2.0GHz帯)に対応するアンテナ素子20である。MB素子22は、図2に示すx-y方向に対して45度傾けて交差させた2つの素子を組み合わせて構成されており、一つのMB素子22で2MIMOとなっている。 The MB element 22 is an antenna element 20 that supports a middle band frequency band (for example, 1.5 GHz band, 1.7 GHz band, and 2.0 GHz band). The MB element 22 is configured by combining two elements that are crossed at an angle of 45 degrees with respect to the x-y direction shown in FIG. 2, and one MB element 22 provides 2 MIMO.

HB1素子23は、2種類のハイバンド一方の周波数帯域(例えば、2.3GHz帯、2.6GHz帯および3.5GHz帯)に対応するアンテナ素子20である。HB1素子23は、図2に示すx-y方向に対して45度傾けて交差させた2つの素子を組み合わせて構成されており、一つのHB1素子23で2MIMOとなっている。 The HB1 element 23 is an antenna element 20 that corresponds to one of two high-band frequency bands (e.g., 2.3 GHz band, 2.6 GHz band, and 3.5 GHz band). The HB1 element 23 is composed of two elements that are crossed at a 45 degree angle with respect to the x-y direction shown in FIG. 2, and one HB1 element 23 constitutes 2 MIMO.

HB2素子24は、2種類のハイバンド他方の周波数帯域(例えば、3.7GHz帯、4.5GHz帯および3.5GHz帯)に対応するアンテナ素子20である。HB2素子24は、図2に示すx-y方向に対して45度傾けて交差させた2つの素子を組み合わせて構成されており、一つのHB2素子24で2MIMOとなっている。 The HB2 element 24 is an antenna element 20 that corresponds to the other frequency band of the two high bands (for example, the 3.7 GHz band, the 4.5 GHz band, and the 3.5 GHz band). The HB2 element 24 is composed of two elements that are crossed at a 45 degree angle with respect to the x-y direction shown in FIG. 2, and one HB2 element 24 constitutes 2 MIMO.

<アンテナ素子の構成および配置>
各アンテナ素子20および各アンテナ素子20の配列について、さらに説明する。上記のように、MB素子22、HB1素子23およびHB2素子24は、二つの素子を組み合わせて構成されているが、その一つの素子に着目して説明する。
<Configuration and arrangement of antenna elements>
Further description will be given of each antenna element 20 and the arrangement of each antenna element 20. As described above, the MB element 22, the HB1 element 23, and the HB2 element 24 are each configured by combining two elements, but the description will be given focusing on one of these elements.

・LB素子21
図3は、LB素子21の構成を示す図である。LB素子21は、誘電体基板21aに放射部21bと給電部21cとを設けて構成されている。誘電体基板21aは、図3における下側の辺を基台10の反射板に取り付けられる。放射部21bおよび給電部21cは、誘電体基板21aを挟んで両面に設けられている。図3に示す例では、誘電体基板21aにおける紙面の手前側の面(図3で見えている側の面)では、基台10に取り付けられる辺の中央付近から給電部21cが立ち上がり、図の右方向へ放射部21bが伸びている。また、誘電体基板21aにおける紙面の奥側の面(図3で見えていない側の面)では、破線で示すように、基台10に取り付けられる辺の中央付近から給電部21cが立ち上がり、手前側の面の放射部21bとは反対方向へもう一つの放射部21bが伸びている。
LB element 21
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the LB element 21. The LB element 21 is configured by providing a radiating portion 21b and a power supply portion 21c on a dielectric substrate 21a. The lower side of the dielectric substrate 21a in FIG. 3 is attached to the reflector of the base 10. The radiating portion 21b and the power supply portion 21c are provided on both sides of the dielectric substrate 21a. In the example shown in FIG. 3, on the surface of the dielectric substrate 21a on the near side of the paper (the surface visible in FIG. 3), the power supply portion 21c rises from near the center of the side attached to the base 10, and the radiating portion 21b extends to the right in the figure. On the surface of the dielectric substrate 21a on the far side of the paper (the surface not visible in FIG. 3), as shown by the dashed line, the power supply portion 21c rises from near the center of the side attached to the base 10, and another radiating portion 21b extends in the opposite direction to the radiating portion 21b on the near side surface.

ここで、LB素子21が対応する周波数帯域をfc=0.839GHzとすると、誘電体基板21aの両面に設けられた二つの放射部21bを合わせた長さLBaは、170mm≒0.48λcである。また、給電部21cの長さLBbは、60mm≒0.17λcである。そして、これらの放射部21bおよび給電部21cが設けられた誘電体基板21aのサイズは、長さ(図の横方向)が172mm、高さ(図の縦方向)が80.5mmとなっている。 Here, if the frequency band supported by the LB element 21 is fc = 0.839 GHz, then the combined length LBa of the two radiating sections 21b provided on both sides of the dielectric substrate 21a is 170 mm ≒ 0.48 λc. The length LBb of the power supply section 21c is 60 mm ≒ 0.17 λc. The size of the dielectric substrate 21a on which these radiating sections 21b and power supply section 21c are provided is 172 mm in length (horizontal direction of the figure) and 80.5 mm in height (vertical direction of the figure).

図7は、LB素子21の配列を示す図である。LB素子21は、x方向に沿って配置された素子と、y方向に沿って配置された素子とで2系統となっている。図7に示す例では、x方向に沿って3個のLB素子21を並べた素子列がy方向に4列配置されると共に、y方向に沿って3個のLB素子21を並べた素子列がx方向に4列配置されている。したがって、図示の構成では、x方向に沿って配置されたLB素子21が12個、y方向に沿って配置されたLB素子21が12個設けられている。そして、x方向に沿って配置された2個のLB素子21と、y方向に沿って配置された2個のLB素子21とにより四方を囲まれた正方形領域が形成され、この正方形領域がx方向およびy方向に沿って3×3の9領域並ぶように、LB素子21が配列されている。このLB素子21による正方形領域の3×3領域の大きさは、基台10のアンテナ素子20が設けられる面の大きさとほぼ等しい。 Figure 7 is a diagram showing the arrangement of LB elements 21. The LB elements 21 are divided into two systems, one arranged along the x direction and the other along the y direction. In the example shown in Figure 7, four element rows in which three LB elements 21 are arranged along the x direction are arranged in the y direction, and four element rows in which three LB elements 21 are arranged along the y direction are arranged in the x direction. Therefore, in the illustrated configuration, 12 LB elements 21 are arranged along the x direction and 12 LB elements 21 are arranged along the y direction. Then, two LB elements 21 arranged along the x direction and two LB elements 21 arranged along the y direction form a square area surrounded on all four sides, and the LB elements 21 are arranged so that nine 3 x 3 areas are arranged along the x and y directions. The size of the 3 x 3 area of the square area formed by the LB elements 21 is approximately equal to the size of the surface of the base 10 on which the antenna elements 20 are provided.

・MB素子22
図4は、MB素子22における1つの素子の構成を示す図である。MB素子22は、図4に示す素子を2個、組み合わせて構成される。2個の素子は、図4における横方向の中央で直交し、全体として十字形となるように組み合わされる。図4に示す素子は、誘電体基板22aに放射部22bと給電部22cとを設けて構成されている。誘電体基板22aは、図4において下側に突出する足部が反射板に取り付けられる。放射部22bおよび給電部22cは、誘電体基板22aを挟んで両面に設けられている。図4に示す例では、誘電体基板22aにおける紙面の手前側の面(図4で見えている側の面)では、基台10に取り付けられる足部から給電部22cが立ち上がり、図の右方向へ放射部22bが伸びている。また、誘電体基板22aにおける紙面の奥側の面(図4で見えていない側の面)では、破線で示すように、基台10に取り付けられ足部から給電部22cが立ち上がり、手前側の面の放射部22bとは反対方向へもう一つの放射部22bが伸びている。
MB element 22
FIG. 4 is a diagram showing the configuration of one element in the MB element 22. The MB element 22 is configured by combining two elements shown in FIG. 4. The two elements are orthogonal at the center in the horizontal direction in FIG. 4 and combined to form a cross shape as a whole. The element shown in FIG. 4 is configured by providing a radiating portion 22b and a power supply portion 22c on a dielectric substrate 22a. The foot portion of the dielectric substrate 22a that protrudes downward in FIG. 4 is attached to a reflector. The radiating portion 22b and the power supply portion 22c are provided on both sides of the dielectric substrate 22a. In the example shown in FIG. 4, on the surface of the dielectric substrate 22a on the near side of the paper (the surface visible in FIG. 4), the power supply portion 22c rises from the foot portion attached to the base 10, and the radiating portion 22b extends to the right of the figure. Furthermore, on the surface of the dielectric substrate 22a at the rear of the page (the surface not visible in Figure 4), as shown by the dashed line, a power supply section 22c rises from the foot attached to the base 10, and another radiating section 22b extends in the opposite direction to the radiating section 22b on the front surface.

ここで、MB素子22が対応する周波数帯域をfc=1.799GHzとすると、誘電体基板22aの両面に設けられた二つの放射部22bを合わせた長さMBaは、78mm≒0.47λcである。また、給電部22cの長さMBbは、39.5mm≒0.24λcである。そして、これらの放射部22bおよび給電部22cが設けられた誘電体基板22aのサイズは、長さ(図の横方向)が80mm、高さ(図の縦方向)が46.5(=20+26.5)mmとなっている。 Here, if the frequency band supported by the MB element 22 is fc = 1.799 GHz, then the combined length MBa of the two radiating sections 22b provided on both sides of the dielectric substrate 22a is 78 mm ≒ 0.47 λc. The length MBb of the power supply section 22c is 39.5 mm ≒ 0.24 λc. The size of the dielectric substrate 22a on which these radiating sections 22b and power supply section 22c are provided is 80 mm in length (horizontal direction in the figure) and 46.5 (= 20 + 26.5) mm in height (vertical direction in the figure).

図8は、MB素子22の配列を示す図である。MB素子22は、上記のように2個の素子を組み合わせて構成されており、1個のMB素子22で2系統となっている。図8に示す例では、9個のMB素子22が、x-y方向に対して45度傾けて3個×3個の正方形(ひし形)に配列されている。また、図8に示す例では、この9個のMB素子22は、LB素子21によって形成される複数の正方形領域にまたがって配置されている。 Figure 8 is a diagram showing an arrangement of MB elements 22. As described above, the MB elements 22 are configured by combining two elements, with one MB element 22 forming two systems. In the example shown in Figure 8, nine MB elements 22 are arranged in a 3 x 3 square (diamond) at a 45 degree angle with respect to the x-y direction. Also, in the example shown in Figure 8, these nine MB elements 22 are arranged across multiple square regions formed by the LB elements 21.

ここで、MB素子22の配置についてさらに詳細に説明するため、LB素子21により基台10に形成される9個の正方形領域を次のように区別する。図7および図8に示す正方形領域のうち、上段の左に位置する正方形領域を「上-左領域」と呼ぶ。同様に、上段の中央に位置する正方形領域を「上-中領域」と呼ぶ。上段の右に位置する正方形領域を「上-右領域」と呼ぶ。また、中段の左に位置する正方形領域を「中-左領域」と呼ぶ。同様に、中段の中央に位置する正方形領域を「中-中領域」と呼ぶ。中段の右に位置する正方形領域を「中-右領域」と呼ぶ。また、下段の左に位置する正方形領域を「下-左領域」と呼ぶ。同様に、下段の中央に位置する正方形領域を「下-中領域」と呼ぶ。下段の右に位置する正方形領域を「下-右領域」と呼ぶ。 To explain the arrangement of the MB elements 22 in more detail, the nine square regions formed on the base 10 by the LB elements 21 are distinguished as follows. Of the square regions shown in Figures 7 and 8, the square region located on the left of the top row is called the "upper-left region". Similarly, the square region located in the center of the top row is called the "upper-middle region". The square region located on the right of the top row is called the "upper-right region". Also, the square region located on the left of the middle row is called the "middle-left region". Similarly, the square region located in the center of the middle row is called the "middle-middle region". The square region located on the right of the middle row is called the "middle-right region". Also, the square region located on the left of the bottom row is called the "lower-left region". Similarly, the square region located in the center of the bottom row is called the "lower-middle region". And the square region located on the right of the bottom row is called the "lower-right region".

上記のように正方形領域を区別すると、3個×3個のMB素子22のひし形配列のうち、4つの角に位置する4個のMB素子22は、上-中領域、中-左領域、中-右領域、下-中領域に、それぞれ配置されている。そして、他の5個のMB素子22は、中-中領域に配置されている。各MB素子22は、2個の素子が、LB素子21が配列されている方向(x-y方向)に対して45度傾くように配置されている。 If the square regions are distinguished as above, the four MB elements 22 located at the four corners of the diamond-shaped arrangement of 3 x 3 MB elements 22 are arranged in the top-middle region, middle-left region, middle-right region, and bottom-middle region, respectively. The other five MB elements 22 are arranged in the middle-middle region. Each MB element 22 is arranged so that two elements are tilted at 45 degrees with respect to the direction in which the LB elements 21 are arranged (x-y direction).

・HB1素子23
図5は、HB1素子23における1つの素子の構成を示す図である。HB1素子23は、図5に示す素子を2個、組み合わせて構成される。2個の素子は、図5における横方向の中央で直交し、全体として十字形となるように組み合わされる。図5に示す素子は、誘電体基板23aに放射部23bと給電部23cとを設けて構成されている。誘電体基板23aは、図5において下側に突出する足部が反射板に取り付けられる。放射部23bおよび給電部23cは、誘電体基板23aを挟んで両面に設けられている。図5に示す例では、誘電体基板23aにおける紙面の手前側の面(図5で見えている側の面)では、基台10に取り付けられる足部から給電部23cが立ち上がり、図の右方向へ放射部23bが伸びている。また、誘電体基板23aにおける紙面の奥側の面(図5で見えていない側の面)では、破線で示すように、基台10に取り付けられ足部から給電部23cが立ち上がり、手前側の面の放射部23bとは反対方向へもう一つの放射部23bが伸びている。
HB1 element 23
FIG. 5 is a diagram showing the configuration of one element in the HB1 element 23. The HB1 element 23 is configured by combining two elements shown in FIG. 5. The two elements are orthogonal at the center in the horizontal direction in FIG. 5 and combined to form a cross shape as a whole. The element shown in FIG. 5 is configured by providing a radiating portion 23b and a power supply portion 23c on a dielectric substrate 23a. The foot portion of the dielectric substrate 23a that protrudes downward in FIG. 5 is attached to a reflector. The radiating portion 23b and the power supply portion 23c are provided on both sides of the dielectric substrate 23a. In the example shown in FIG. 5, on the surface of the dielectric substrate 23a on the front side of the paper (the surface visible in FIG. 5), the power supply portion 23c rises from the foot portion attached to the base 10, and the radiating portion 23b extends to the right of the figure. Furthermore, on the surface of the dielectric substrate 23a at the rear of the page (the surface not visible in Figure 5), as shown by the dashed line, a power supply section 23c rises from the foot attached to the base 10, and another radiating section 23b extends in the opposite direction to the radiating section 23b on the front surface.

ここで、HB1素子23が対応する周波数帯域をfc=2.95GHzとすると、誘電体基板23aの両面に設けられた二つの放射部23bを合わせた長さHB1aは、61.2mm≒0.60λcである。また、給電部23cの長さHB1bは、27.4mm≒0.27λcである。そして、これらの放射部23bおよび給電部23cが設けられた誘電体基板23aのサイズは、長さ(図の横方向)が62.2mm、高さ(図の縦方向)が36(=19.5+16.5)mmとなっている。 Here, if the frequency band supported by the HB1 element 23 is fc = 2.95 GHz, then the combined length HB1a of the two radiating sections 23b provided on both sides of the dielectric substrate 23a is 61.2 mm ≒ 0.60 λc. The length HB1b of the power supply section 23c is 27.4 mm ≒ 0.27 λc. The size of the dielectric substrate 23a on which these radiating sections 23b and power supply section 23c are provided is 62.2 mm in length (horizontal direction in the figure) and 36 (= 19.5 + 16.5) mm in height (vertical direction in the figure).

図9は、HB1素子23の配列を示す図である。HB1素子23は、上記のように2個の素子を組み合わせて構成されており、1個のHB1素子23で2系統となっている。図9に示す例では、9個のHB1素子23が、x-y方向に沿って3個×3個の正方形に配列されている。また、図9に示す例では、この9個のHB1素子23は、LB素子21によって形成される一つの正方形領域内(図示の例では、上記の正方形領域の区別において下-左領域)に収まるように配置されている。 Figure 9 is a diagram showing the arrangement of HB1 elements 23. The HB1 elements 23 are configured by combining two elements as described above, with one HB1 element 23 forming two systems. In the example shown in Figure 9, nine HB1 elements 23 are arranged in a 3 x 3 square along the x-y directions. Also, in the example shown in Figure 9, these nine HB1 elements 23 are arranged so as to fit within one square area formed by the LB elements 21 (in the illustrated example, the bottom-left area in the division of the square areas described above).

ここで、各HB1素子23は、2個の素子が、LB素子21が配列されている方向(x-y方向)に対して45度傾くように配置されている。上記のように、LB素子21における1個の素子を構成する誘電体基板23aの長さは62.2mmである。このため、個々の素子がx-y方向に沿うようにして3個のHB1素子23を並べて配置すると、x方向およびy方向の長さは186.6mmとなる。これは、LB素子21の長さ172mmよりも大きい。これに対し、個々の素子をx-y方向に対して45度傾けることにより、HB1素子23のx方向およびy方向のサイズは、約44(=62.2/√2)mmとなる。したがって、HB1素子23をx方向およびy方向に3個並べた長さは132mm程度となり、LB素子21の長さ172mmよりも小さい。このため、HB1素子23の配列は、LB素子21によって形成される一つの正方形領域内に収まる。 Here, each HB1 element 23 is arranged so that two elements are inclined at 45 degrees with respect to the direction in which the LB elements 21 are arranged (x-y direction). As described above, the length of the dielectric substrate 23a constituting one element in the LB element 21 is 62.2 mm. Therefore, when three HB1 elements 23 are arranged side by side so that each element is aligned along the x-y direction, the length in the x and y directions is 186.6 mm. This is larger than the length of the LB element 21, 172 mm. In contrast, by inclining each element 45 degrees with respect to the x-y direction, the size of the HB1 element 23 in the x and y directions is about 44 (= 62.2 / √2) mm. Therefore, the length of three HB1 elements 23 arranged in the x and y directions is about 132 mm, which is smaller than the length of the LB element 21, 172 mm. Therefore, the arrangement of the HB1 elements 23 fits within one square area formed by the LB elements 21.

また、図2に示すように、HB1素子23の配列は、LB素子21によって形成される正方形領域のうち、対角に位置する2か所(図2に示す例では、下-左領域と上-右領域)に、2組配置されている。したがって、HB1素子23の配列は、2系統の配列が2組で4系統となっている。HB1素子23は、LB素子21やMB素子22と比較して素子の大きさが小さいため、系統数を多くしている。 As shown in FIG. 2, the HB1 elements 23 are arranged in two sets at two diagonal locations in the square region formed by the LB elements 21 (the bottom-left region and the top-right region in the example shown in FIG. 2). Therefore, the HB1 elements 23 are arranged in two sets of two systems, making a total of four systems. The HB1 elements 23 are smaller in size than the LB elements 21 and MB elements 22, so there are more systems.

・HB2素子24
図6は、HB2素子24における1つの素子の構成を示す図である。HB2素子24は、図6に示す素子を2個、組み合わせて構成される。2個の素子は、図6における横方向の中央で直交し、全体として十字形となるように組み合わされる。図6に示す素子は、誘電体基板24aに放射部24bと給電部24cとを設けて構成されている。誘電体基板24aは、図6において下側に突出する足部が反射板に取り付けられる。放射部24bおよび給電部24cは、誘電体基板24aを挟んで両面に設けられている。図6に示す例では、誘電体基板24aにおける紙面の手前側の面(図6で見えている側の面)では、基台10に取り付けられる足部から給電部24cが立ち上がり、図の右方向へ放射部24bが伸びている。また、誘電体基板24aにおける紙面の奥側の面(図6で見えていない側の面)では、破線で示すように、基台10に取り付けられ足部から給電部24cが立ち上がり、手前側の面の放射部24bとは反対方向へもう一つの放射部24bが伸びている。
HB2 element 24
FIG. 6 is a diagram showing the configuration of one element in the HB2 element 24. The HB2 element 24 is configured by combining two elements shown in FIG. 6. The two elements are orthogonal at the center in the horizontal direction in FIG. 6 and combined to form a cross shape as a whole. The element shown in FIG. 6 is configured by providing a radiating portion 24b and a power supply portion 24c on a dielectric substrate 24a. The foot portion of the dielectric substrate 24a that protrudes downward in FIG. 6 is attached to a reflector. The radiating portion 24b and the power supply portion 24c are provided on both sides of the dielectric substrate 24a. In the example shown in FIG. 6, on the surface of the dielectric substrate 24a on the front side of the paper (the surface visible in FIG. 6), the power supply portion 24c rises from the foot portion attached to the base 10, and the radiating portion 24b extends to the right of the figure. Furthermore, on the surface of the dielectric substrate 24a at the rear of the page (the surface not visible in Figure 6), as shown by the dashed line, a power supply section 24c rises from the foot attached to the base 10, and another radiating section 24b extends in the opposite direction to the radiating section 24b on the front surface.

ここで、HB2素子24が対応する周波数帯域をfc=4.2GHzとすると、誘電体基板24aの両面に設けられた二つの放射部24bを合わせた長さHB2aは、42mm≒0.59λcである。また、給電部24cの長さHB2bは、22mm≒0.31λcである。そして、これらの放射部24bおよび給電部24cが設けられた誘電体基板24aのサイズは、長さ(図の横方向)が43mm、高さ(図の縦方向)が27.5(=16.5+11)mmとなっている。 Here, if the frequency band supported by the HB2 element 24 is fc = 4.2 GHz, then the combined length HB2a of the two radiating sections 24b provided on both sides of the dielectric substrate 24a is 42 mm ≒ 0.59 λc. The length HB2b of the power supply section 24c is 22 mm ≒ 0.31 λc. The size of the dielectric substrate 24a on which these radiating sections 24b and power supply section 24c are provided is 43 mm in length (horizontal direction in the figure) and 27.5 (= 16.5 + 11) mm in height (vertical direction in the figure).

図10は、HB2素子24の配列を示す図である。HB2素子24は、上記のように2個の素子を組み合わせて構成されており、1個のHB2素子24で2系統となっている。図10に示す例では、10個のHB2素子24が、x-y方向に沿って3個×3個の正方形に配列されている。また、図10に示す例では、この10個のHB2素子24は、LB素子21によって形成される一つの正方形領域内(図示の例では、上記の正方形領域の区別において上-左領域)に収まるように配置されている。 Figure 10 is a diagram showing an arrangement of HB2 elements 24. The HB2 elements 24 are configured by combining two elements as described above, with one HB2 element 24 forming two systems. In the example shown in Figure 10, ten HB2 elements 24 are arranged in a 3 x 3 square along the x-y directions. Also, in the example shown in Figure 10, the ten HB2 elements 24 are arranged so as to fit within one square area formed by the LB elements 21 (in the illustrated example, the top-left area in the division of the square areas described above).

ここで、各HB2素子24は、2個の素子が、LB素子21が配列されている方向(x-y方向)に対して45度傾くように配置されている。HB2素子24は、HB1素子23よりもサイズが小さいので、個々の素子がx-y方向に沿うようにして3個のHB2素子24を並べてもLB素子21の長さを超えないが、本実施形態では、HB2素子24においても個々の素子を傾けて配置することで、配列内のHB2素子24どうしの間隔を狭めている。 Here, each HB2 element 24 is arranged so that two elements are tilted at 45 degrees with respect to the direction in which the LB elements 21 are arranged (x-y direction). Because the HB2 elements 24 are smaller in size than the HB1 elements 23, even if three HB2 elements 24 are arranged with each element aligned along the x-y direction, the length does not exceed the length of the LB element 21. However, in this embodiment, the HB2 elements 24 are also arranged with an inclination, thereby narrowing the spacing between the HB2 elements 24 in the array.

また、図2に示すように、HB2素子24の配列は、LB素子21によって形成される正方形領域のうち、対角に位置する2か所(図2に示す例では、上-左領域と下-右領域)に、2組配置されている。したがって、HB2素子24の配列は、2系統の配列が2組で4系統となっている。HB2素子24は、LB素子21やMB素子22と比較して素子の大きさが小さいため、系統数を多くしている。 As shown in FIG. 2, the HB2 elements 24 are arranged in two sets at two diagonal locations (the top-left area and the bottom-right area in the example shown in FIG. 2) in the square area formed by the LB elements 21. Therefore, the HB2 elements 24 are arranged in two sets of two systems, making a total of four systems. The HB2 elements 24 have a larger number of systems because the size of the elements is smaller than the LB elements 21 and MB elements 22.

以上のように各アンテナ素子20を配列したことにより、1組のLB素子21、1組のMB素子22、2組のHB1素子23、2組のHB2素子24の全てが、LB素子21による正方形領域の3×3領域内に配置されている。これにより、同数のアンテナ素子20を相互に重なり合うことなく配置したアンテナ装置100としては、最も小さいサイズとなる。 By arranging the antenna elements 20 as described above, one set of LB elements 21, one set of MB elements 22, two sets of HB1 elements 23, and two sets of HB2 elements 24 are all arranged within a 3 x 3 area of the square area of the LB elements 21. This results in the smallest size of an antenna device 100 in which the same number of antenna elements 20 are arranged without overlapping each other.

また、2組ずつ設けられたHB1素子23およびHB2素子24は、それぞれ上記LB素子21による正方形領域の3×3領域における対角に位置するように設けられる。このため、2組のHB1素子23の配列どうしの間隔が、LB素子21による正方形領域の3×3領域内で最も遠い位置となるように配置される。同様に、2組のHB2素子24の配列どうしの間隔が、LB素子21による正方形領域の3×3領域内で最も遠い位置となるように配置される。このため、各2組のHB1素子23の配列どうし、HB2素子24の配列どうしをそれぞれ近接させて配置した場合と比較して、各配列どうしが相互に干渉することが抑制される。 The two sets of HB1 elements 23 and HB2 elements 24 are arranged so that they are located diagonally in the 3×3 square region of the LB elements 21. Therefore, the two sets of HB1 elements 23 are arranged so that the distance between them is the furthest position within the 3×3 square region of the LB elements 21. Similarly, the two sets of HB2 elements 24 are arranged so that the distance between them is the furthest position within the 3×3 square region of the LB elements 21. Therefore, compared to when the two sets of HB1 elements 23 and HB2 elements 24 are arranged close to each other, mutual interference between the arrays is suppressed.

<アンテナ素子の特性>
図11は、LB素子21の指向性パターンを示す図である。図11(A)は、電界面内指向性を示す図、図11(B)は磁界面内指向性を示す図である。図11に示す例では、何れもサイドローブは十分に小さく、メインローブの広がりは30度程度であり、良好な指向性特性を示している。
<Antenna element characteristics>
Fig. 11 is a diagram showing the directivity pattern of the LB element 21. Fig. 11(A) is a diagram showing the electric field in-plane directivity, and Fig. 11(B) is a diagram showing the magnetic field in-plane directivity. In the example shown in Fig. 11, both side lobes are sufficiently small, and the spread of the main lobe is about 30 degrees, showing good directivity characteristics.

図12は、MB素子22の指向性パターンを示す図である。図12(A)は、垂直面内指向性を示す図、図12(B)は水平面内指向性を示す図である。MB素子22は、二つの直交する素子を45度傾けて配置されているので、垂直面内指向性および水平面内指向性の何れも偏波面が-45度となっている。図12に示す例では、何れもサイドローブは十分に小さく、メインローブの広がりは30度程度であり、良好な指向性特性を示している。 Figure 12 shows the directivity pattern of the MB element 22. Figure 12 (A) shows the directivity in the vertical plane, and Figure 12 (B) shows the directivity in the horizontal plane. The MB element 22 is arranged with two orthogonal elements tilted at 45 degrees, so the polarization plane of both the vertical and horizontal directivities is -45 degrees. In the example shown in Figure 12, both side lobes are sufficiently small, and the spread of the main lobe is about 30 degrees, indicating good directional characteristics.

図13は、HB1素子23の指向性パターンを示す図である。図13(A)は、垂直面内指向性を示す図、図13(B)は水平面内指向性を示す図である。HB1素子23は、二つの直交する素子を45度傾けて配置されているので、垂直面内指向性および水平面内指向性の何れも偏波面が-45度となっている。図13に示す例では、何れもサイドローブは十分に小さく、メインローブの広がりは30度程度であり、良好な指向性特性を示している。 Figure 13 shows the directivity pattern of the HB1 element 23. Figure 13 (A) shows the directivity in the vertical plane, and Figure 13 (B) shows the directivity in the horizontal plane. The HB1 element 23 has two orthogonal elements arranged with an inclination of 45 degrees, so the polarization plane of both the vertical and horizontal directivities is -45 degrees. In the example shown in Figure 13, both side lobes are sufficiently small, and the spread of the main lobe is about 30 degrees, showing good directivity characteristics.

図14は、HB2素子24の指向性パターンを示す図である。図14(A)は、垂直面内指向性を示す図、図14(B)は水平面内指向性を示す図である。HB2素子24は、二つの直交する素子を45度傾けて配置されているので、垂直面内指向性および水平面内指向性の何れも偏波面が-45度となっている。図14に示す例では、何れもサイドローブは十分に小さく、メインローブの広がりは30度程度であり、良好な指向性特性を示している。 Figure 14 shows the directivity pattern of the HB2 element 24. Figure 14 (A) shows the directivity in the vertical plane, and Figure 14 (B) shows the directivity in the horizontal plane. The HB2 element 24 has two orthogonal elements arranged with a 45 degree inclination, so the polarization plane of both the vertical and horizontal directivities is -45 degrees. In the example shown in Figure 14, both side lobes are sufficiently small, and the spread of the main lobe is about 30 degrees, showing good directional characteristics.

<変形例>
上記の実施形態では、アンテナ素子20の周波数帯域ごとの配列を、LB素子21に関しては1系統につき3×4個、MB素子22、HB1素子23およびHB2素子24に関しては1系統につき3×3個としたが、各アンテナ素子20の個数は、上記実施形態の数に限定されない。本実施形態のアンテナ装置100は、各アンテナ素子20を次のように配列するものであれば良い。
<Modification>
In the above embodiment, the arrangement of the antenna elements 20 for each frequency band is 3×4 for the LB element 21, and 3×3 for the MB element 22, the HB1 element 23, and the HB2 element 24, but the number of each antenna element 20 is not limited to the number in the above embodiment. The antenna device 100 of this embodiment may be arranged such that the antenna elements 20 are arranged as follows.

まず、LB素子21を、直交する2方向の放射部を有する2系統のアンテナ素子2組を四方に配置して形成される正方形領域を並べるように配置する。そして、MB素子22を、LB素子21による正方形領域の並びのうち中央に位置する正方形領域を含む複数の正方形領域にまたがって配置する。そして、HB1素子23およびHB2素子24を、LB素子21による正方形領域の並びのうち角に位置する正方形領域を含む1または複数の正方形領域に、それぞれ配置する。HB1素子23およびHB2素子24に関して、2組の配列を配置する場合、それぞれ対角に位置する2か所に配置する。 First, the LB elements 21 are arranged so as to line up a square area formed by arranging two sets of two antenna elements, each having radiation parts in two orthogonal directions, on all four sides. Then, the MB elements 22 are arranged across multiple square areas, including the square area located in the center of the arrangement of square areas formed by the LB elements 21. Then, the HB1 elements 23 and the HB2 elements 24 are arranged in one or multiple square areas, including the square areas located at the corners of the arrangement of square areas formed by the LB elements 21. When arranging two sets of arrays of the HB1 elements 23 and the HB2 elements 24, they are arranged in two locations located diagonally.

図15は、本実施形態によるアンテナ素子20の配列の変形例を示す図である。図15に示す例では、MB素子22をバツ印「×」で、HB1素子23をひし形「◇」で、HB2素子24を円「○」で、それぞれ示している。図15に示す各アンテナ素子20の数は、LB素子21が1系統につき5×6個、MB素子22およびHB1素子23が1系統につき5×5個、HB2素子24が1系統につき6×6個である。 Figure 15 is a diagram showing a modified arrangement of antenna elements 20 according to this embodiment. In the example shown in Figure 15, MB elements 22 are indicated by a cross "x", HB1 elements 23 by a diamond "◇", and HB2 elements 24 by a circle "○". The number of antenna elements 20 shown in Figure 15 is 5 x 6 LB elements 21 per system, 5 x 5 MB elements 22 and HB1 elements 23 per system, and 6 x 6 HB2 elements 24 per system.

図15に示す例において、LB素子21は、x方向に沿って5個のLB素子21を並べた素子列がy方向に6列配置されると共に、y方向に沿って5個のLB素子21を並べた素子列がx方向に6列配置されている。そして、x方向に沿って配置された2個のLB素子21と、y方向に沿って配置された2個のLB素子21とにより四方を囲まれた正方形領域が形成され、この正方形領域がx方向およびy方向に沿って5×5の25領域並ぶように、LB素子21が配列されている。 In the example shown in FIG. 15, the LB elements 21 are arranged in six rows in the y direction, each row having five LB elements 21 aligned along the x direction, and six rows in the x direction, each having five LB elements 21 aligned along the y direction. The LB elements 21 are arranged so that a square region surrounded on all four sides by two LB elements 21 aligned along the x direction and two LB elements 21 aligned along the y direction is formed, and these square regions are arranged in a 5 x 5 matrix of 25 regions along the x and y directions.

MB素子22は、x-y方向に対して45度傾けて5個×5個の正方形(ひし形)に配列されている。図15に示す例では、この25個のMB素子22は、LB素子21によって形成される複数の正方形領域にまたがって配置されている。具体的には、中央の正方形領域に5個、中央の正方形領域に対して上下左右に隣接する4つの正方形領域に4個ずつ、中央の正方形領域に対して左上、右上、左下、右下に隣接する4つの正方形領域に1個ずつのMB素子22がそれぞれ配置されている。 The MB elements 22 are arranged in a 5 x 5 square (diamond) at an angle of 45 degrees with respect to the x-y direction. In the example shown in FIG. 15, the 25 MB elements 22 are arranged across multiple square regions formed by the LB elements 21. Specifically, five MB elements 22 are arranged in the central square region, four in each of the four square regions adjacent to the central square region on the top, bottom, left and right, and one in each of the four square regions adjacent to the upper left, upper right, lower left and lower right of the central square region.

HB1素子23は、x-y方向に沿って5個×5個の正方形に配列されている。図15に示す例では、この25個のHB1素子23は、LB素子21によって形成される正方形領域の並びにおいて、左下隅の4つの正方形領域および右上隅の4つの正方形領域に1組ずつ配置されている。具体的には、1組の配列では、左下角の正方形領域に9個、左下角の正方形領域に対して上および右に隣接する2つの正方形領域に6個ずつ、左下角の正方形領域に対して右上に隣接する1つの正方形領域に4個のHB1素子23がそれぞれ配置されている。同様に、他の1組の配列では、右上角の正方形領域に9個、右上角の正方形領域に対して下および左に隣接する2つの正方形領域に6個ずつ、右上角の正方形領域に対して左下に隣接する1つの正方形領域に4個のHB1素子23がそれぞれ配置されている。 The HB1 elements 23 are arranged in a 5 x 5 square array along the x-y direction. In the example shown in FIG. 15, the 25 HB1 elements 23 are arranged in a set in the four square areas in the lower left corner and the four square areas in the upper right corner in the arrangement of the square areas formed by the LB elements 21. Specifically, in one set of arrays, nine HB1 elements 23 are arranged in the square area in the lower left corner, six in each of the two square areas adjacent to the upper and right of the square area in the lower left corner, and four in one square area adjacent to the upper right of the square area in the lower left corner. Similarly, in another set of arrays, nine HB1 elements 23 are arranged in the square area in the upper right corner, six in each of the two square areas adjacent to the lower and left of the square area in the upper right corner, and four in one square area adjacent to the lower left of the square area in the upper right corner.

HB2素子24は、x-y方向に沿って6個×6個の正方形に配列されている。図15に示す例では、この36個のHB2素子24は、LB素子21によって形成される正方形領域の並びにおいて、左上隅の4つの正方形領域および右下隅の4つの正方形領域に1組ずつ配置されている。具体的には、1組の配列では、左上角の正方形、左上角の正方形領域に対して下および右に隣接する2つの正方形領域、左上角の正方形領域に対して右下に隣接する1つの正方形領域の各々に9個のHB2素子24がそれぞれ配置されている。同様に、他の1組の配列では、右下角の正方形領域、右下角の正方形領域に対して上および左に隣接する2つの正方形領域、右上角の正方形領域に対して左下に隣接する1つの正方形領域の各々に9個のHB2素子24がそれぞれ配置されている。 The HB2 elements 24 are arranged in a 6 x 6 square array along the x-y direction. In the example shown in FIG. 15, the 36 HB2 elements 24 are arranged in a set in the four square areas in the upper left corner and the four square areas in the lower right corner of the arrangement of square areas formed by the LB elements 21. Specifically, in one set of arrays, nine HB2 elements 24 are arranged in each of the square areas in the upper left corner, the two square areas adjacent to the lower and right of the square area in the upper left corner, and the square area adjacent to the lower right of the square area in the upper left corner. Similarly, in another set of arrays, nine HB2 elements 24 are arranged in each of the square areas in the lower right corner, the two square areas adjacent to the upper and left of the square area in the lower right corner, and the square area adjacent to the lower left of the square area in the upper right corner.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態には限定されない。例えば、上記の実施形態では、LB素子21によって形成される正方形領域の並びとして、(奇数)×(奇数)領域の例(図2の3×3領域および図15の5×5領域)を示したが、(偶数)×(偶数)領域としても良い。この場合、MB素子22は、少なくとも中央に位置する4つの正方形領域にまたがって配置される。その他、本発明の技術思想の範囲から逸脱しない様々な変更や構成の代替は、本発明に含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the technical scope of the present invention is not limited to the above embodiments. For example, in the above embodiments, examples of (odd) x (odd) areas (3 x 3 area in Figure 2 and 5 x 5 area in Figure 15) are shown as examples of the arrangement of square areas formed by the LB elements 21, but (even) x (even) areas may also be used. In this case, the MB elements 22 are arranged across at least the four central square areas. In addition, various modifications and alternative configurations that do not deviate from the scope of the technical concept of the present invention are included in the present invention.

10…基台、20…アンテナ素子、21…LB素子、22…MB素子、23…HB1素子、24…HB2素子、100…アンテナ装置 10...base, 20...antenna element, 21...LB element, 22...MB element, 23...HB1 element, 24...HB2 element, 100...antenna device

Claims (9)

異なる周波数帯域に対応する3種類以上のアンテナ素子を配列して構成され、
第1のアンテナ素子は、直交する2方向の放射部を有する2系統のアンテナ素子2組を四方に配置して形成される正方形領域を並べるように配置され、
第2のアンテナ素子は、前記正方形領域の並びのうち中央に位置する正方形領域を含む複数の正方形領域にまたがって配置され、
第3のアンテナ素子は、前記正方形領域の並びのうち角に位置する正方形領域を含む1または複数の正方形領域に、前記第2のアンテナ素子の配置とは重ならないように配置されることを特徴とする、アンテナ装置。
The antenna is configured by arranging three or more types of antenna elements corresponding to different frequency bands,
the first antenna elements are arranged so as to align a square region formed by arranging two sets of antenna elements of two systems, each having a radiation portion in two orthogonal directions, on all four sides;
the second antenna element is disposed across a plurality of square regions including a square region located at a center of the array of square regions;
An antenna device characterized in that a third antenna element is arranged in one or more square areas, including a square area located at a corner of the array of square areas, so as not to overlap with the arrangement of the second antenna element.
前記第2のアンテナ素子の1組の配列は、前記第1のアンテナ素子による正方形領域の並ぶ方向に対して45度傾けた方向に並べて構成されることを特徴とする、請求項1に記載のアンテナ装置。 The antenna device according to claim 1, characterized in that the set of second antenna elements is arranged in a direction tilted by 45 degrees with respect to the direction in which the square areas of the first antenna elements are arranged. 前記第2のアンテナ素子は、2系統の相互に直交する放射部を有し、当該放射部を前記第1のアンテナ素子の放射部に対して45度傾けて配置されることを特徴とする、請求項2に記載のアンテナ装置。 The antenna device according to claim 2, characterized in that the second antenna element has two systems of mutually orthogonal radiating parts, and the radiating parts are arranged at an angle of 45 degrees to the radiating part of the first antenna element. 前記第3のアンテナ素子の1組の配列は、前記第1のアンテナ素子による前記正方形領域の並びにおける一つの正方形領域内に配置されることを特徴とする、請求項1に記載のアンテナ装置。 The antenna device according to claim 1, characterized in that the array of the third set of antenna elements is arranged within one square area in the arrangement of the square areas of the first antenna elements. 前記第3のアンテナ素子は、2系統の相互に直交する放射部を有し、当該放射部を前記第1のアンテナ素子の放射部に対して45度傾けて配置されることを特徴とする、請求項4に記載のアンテナ装置。 The antenna device according to claim 4, characterized in that the third antenna element has two systems of mutually orthogonal radiating parts, and the radiating parts are arranged at an angle of 45 degrees to the radiating part of the first antenna element. 前記第3のアンテナ素子の配列は、前記第1のアンテナ素子による前記正方形領域の並びにおいて、対角に位置する2か所に2組配置されることを特徴とする、請求項1に記載のアンテナ装置。 The antenna device according to claim 1, characterized in that the third antenna elements are arranged in two sets at two diagonal positions in the arrangement of the square region of the first antenna elements. 前記第1乃至第3のアンテナ素子とは異なる周波数帯域に対応する第4のアンテナ素子をさらに備え、
前記第4のアンテナ素子の配列は、前記第1のアンテナ素子による前記正方形領域の並びにおいて、前記第3のアンテナ素子の配列が配置される対角とは異なる対角の2か所に2組配置されることを特徴とする、請求項6に記載のアンテナ装置。
a fourth antenna element corresponding to a frequency band different from the first to third antenna elements;
7. The antenna device according to claim 6, wherein the arrangement of the fourth antenna elements is arranged in two sets at two diagonals different from the diagonal at which the arrangement of the third antenna elements is arranged in the arrangement of the square region of the first antenna elements.
前記第2のアンテナ素子は、前記第1のアンテナ素子よりも高い周波数帯域に対応するアンテナ素子であり、
前記第3のアンテナ素子は、前記第2のアンテナ素子よりもさらに高い周波数帯域に対応するアンテナ素子であることを特徴とする、請求項1に記載のアンテナ装置。
the second antenna element is an antenna element corresponding to a higher frequency band than the first antenna element,
2. The antenna device according to claim 1, wherein the third antenna element is an antenna element compatible with a higher frequency band than the second antenna element.
前記第3のアンテナ素子よりもさらに高い周波数帯域に対応する第4のアンテナ素子をさらに備え、
前記第3のアンテナ素子と前記第4のアンテナ素子とは、前記第1のアンテナ素子による前記正方形領域の並びにおいて、それぞれ異なる対角の2か所に2組ずつ配置されることを特徴とする、請求項8に記載のアンテナ装置。
a fourth antenna element corresponding to a higher frequency band than the third antenna element;
9. The antenna device according to claim 8, wherein the third antenna element and the fourth antenna element are arranged in pairs at two different diagonal positions in the arrangement of the square region defined by the first antenna elements.
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