JP2015097338A - アンテナ装置およびアンテナ装置の筐体 - Google Patents

Abstract

【課題】所望のビームの方向を容易に実現することができるアンテナ装置およびアンテナ装置の筐体を提供する。【解決手段】アンテナ装置は、それぞれ１個以上のアンテナ素子が設けられる２個以上の面と、前記２個以上の面のそれぞれに設けられたアンテナ素子と、を備える。一構成例として、アンテナ装置は、さらに、前記２個以上の面のそれぞれに設けられた前記アンテナ素子の給電ケーブルを引き出すための面である給電面を備える、構成とされてもよい。【選択図】図１

Description

本発明は、アンテナ装置およびアンテナ装置の筐体に関する。

ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）は、複数のアンテナを用いて送受信間における複数のパスを用いることで通信速度を向上させる技術である。ＭＩＭＯでは、強度が強くかつ独立したパスの数が多ければ、アンテナの本数を増やして当該ＭＩＭＯのブランチの数を増加させることで、スループットを向上させることができる。

また、移動通信では、高い位置に設置されたアンテナを用いる基地局が設けられる。
ここで、移動通信では、無線通信によりサービスを行うことが希望される領域（エリア）の方向は様々である。このため、前記の基地局では、アンテナを垂直方向に傾けるチルトや、アンテナを水平方向に回転させるパンなどを行うことで、ビームの方向（指向性）の調整が行われていた。
また、複数のアンテナを用いたアダプティブアレーによりビームの方向を調整することが行われていた（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０００−１７４５３６号公報

上記したアンテナのチルトやパンによりビームの方向を制御する構成では、基地局のアンテナの設置場所の制約により、所望の方向にビームを向けられない場合がある。
例えば、周辺の建物よりも低い位置に設置されたアンテナを用いる基地局では、ビームの方向を道路が存在する方向に向けて、当該道路の領域にセルを形成することで、サービスの領域を効率的に構築することがある。しかしながら、アンテナがビルの壁面などに設置される構成では、チルトやパンが自由に行われない設置環境であるときもあり、ビームの方向の調整が難しい場合がある。
また、アダプティブアレーによりビームの方向を制御する構成では、制御が複雑であった。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、所望のビームの方向を容易に実現することができるアンテナ装置およびアンテナ装置の筐体を提供することを課題とする。

（１）上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るアンテナ装置は、それぞれ１個以上のアンテナ素子が設けられる２個以上の面と、前記２個以上の面のそれぞれに設けられたアンテナ素子と、を備える。

（２）本発明の一態様は、上記した（１）に記載のアンテナ装置において、さらに、前記２個以上の面のそれぞれに設けられた前記アンテナ素子の給電ケーブルを引き出すための面である給電面を備える、構成とされてもよい。

（３）本発明の一態様は、上記した（１）または上記した（２）に記載のアンテナ装置において、それぞれの面に穴部が形成された多面体の形状を有する筐体を含み、前記アンテナ素子の給電ケーブルが、前記アンテナ素子が設けられる面に形成された穴部を通して前記筐体の内部に通される、構成とされてもよい。

（４）本発明の一態様は、上記した（１）から上記した（３）のいずれか１つに記載のアンテナ装置において、前記アンテナ素子が前記面に対して着脱可能である、構成とされてもよい。

（５）本発明の一態様は、上記した（１）から上記した（４）のいずれか１つに記載のアンテナ装置において、前記アンテナ素子として、エンドファイヤ用のアンテナ素子またはブロードサイド用のアンテナ素子が用いられる、構成とされてもよい。

（６）本発明の一態様は、上記した（１）から上記した（５）のいずれか１つに記載のアンテナ装置において、前記アンテナ素子として、垂直偏波と水平偏波の一方または両方のアンテナ機能を有するアンテナ素子が用いられる、構成とされてもよい。

（７）本発明の一態様は、上記した（１）から上記した（６）のいずれか１つに記載のアンテナ装置において、立方体の形状を有する、構成とされてもよい。

（８）上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るアンテナ装置の筐体は、それぞれ１個以上のアンテナ素子が着脱可能に設けられる２個以上の面を備え、前記２個以上の面のそれぞれは、穴部が形成された面である。

本発明によれば、所望のビームの方向を容易に実現することができる。

本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の筐体の概略的な構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係るブロードサイド用のアンテナ素子の概略的な構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係るエンドファイヤ用のアンテナ素子の概略的な構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の内部の概略的な構成を示す図である。 （Ａ）は薄型の板状アンテナの表面の構成例を示す図であり、（Ｂ）は薄型の板状アンテナの裏面の構成例を示す図である。 （Ａ）は板状モノポールアンテナのモデルを示す図であり、（Ｂ）は板状モノポールアンテナの指向性を示す図である。 （Ａ）はパッチアンテナのモデルを示す図であり、（Ｂ）はパッチアンテナの指向性を示す図である。 （Ａ）は垂直偏波のための板状モノポールアンテナのモデルを示す図であり、（Ｂ）は水平偏波のためのターンスタイル型水平ダイポールアンテナのモデルを示す図である。 ２点給電のパッチアンテナの構成例を示す図である。 （Ａ）はアンテナ装置の各面における指向性の一例を示す図であり、（Ｂ）はアンテナ装置の各面における指向性の他の一例を示す図である。 （Ａ）はアンテナ装置が設置される環境の第１の例を示す図であり、（Ｂ）はアンテナ装置の各アンテナ素子における指向性の選択の第１の例を示す図であり、（Ｃ）はアンテナ装置の各アンテナ素子における指向性の第１の例を示す図である。 （Ａ）はアンテナ装置が設置される環境の第２の例を示す図であり、（Ｂ）はアンテナ装置の各アンテナ素子における指向性の選択の第２の例を示す図であり、（Ｃ）はアンテナ装置の各アンテナ素子における指向性の第２の例を示す図である。 （Ａ）はアンテナ装置が設置される環境の第３の例を示す図であり、（Ｂ）はアンテナ装置の各アンテナ素子における指向性の選択の第３の例を示す図であり、（Ｃ）はアンテナ装置の各アンテナ素子における指向性の第３の例を示す図である。 （Ａ）はアンテナ装置が設置される環境の第４の例を示す図であり、（Ｂ）はアンテナ装置の各アンテナ素子における指向性の選択の第４の例を示す図であり、（Ｃ）はアンテナ装置の各アンテナ素子における指向性の第４の例を示す図である。 （Ａ）はアンテナ装置が設置される環境の第５の例を示す図であり、（Ｂ）はアンテナ装置の各アンテナ素子における指向性の選択の第５の例を示す図であり、（Ｃ）はアンテナ装置の各アンテナ素子における指向性の第５の例を示す図である。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
［本実施形態に係るアンテナ装置の説明］
図１は、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置１の筐体１１の概略的な構成を示す図である。
本実施形態に係るアンテナ装置１の筐体１１は、キューブ構造と呼ばれる立方体（正六面体）の形状を有する。
筐体１１は、図１における上下左右前後を用いると、前面である第１の面Ａ１と、左面である第２の面Ａ２と、裏面である第３の面Ａ３と、上面である第４の面Ａ４と、下面である第５の面Ａ５と、右面である第６の面に相当する給電面Ａｓを有する。
第１〜第５の面Ａ１〜Ａ５は、それぞれ、アンテナ素子を着脱可能に取り付けることが可能な同じ構造を有し、アンテナ素子の給電ケーブル（給電線）を通すための穴部Ｂ１〜Ｂ５が形成された構造を有する。
給電面Ａｓは、第１〜第５の面Ａ１〜Ａ５に取り付けられたアンテナ素子の全ての給電ケーブルを通すための穴部Ｂｓが形成された構造を有する。
第１〜第５の面Ａ１〜Ａ５と給電面Ａｓのそれぞれに形成された穴部Ｂ１〜Ｂ５、Ｂｓは、それぞれの面の中心に、それぞれの面（本実施形態では、正方形の面）に相似な形状（本実施形態では、それぞれの面より小さい正方形の形状）を有する。

このように、本実施形態に係るアンテナ装置１の筐体１１では、５個の面（第１〜第５の面Ａ１〜Ａ５）はそれぞれアンテナ素子を取り付けるために用いられ、他の１個の面（給電面Ａｓ）は全てのアンテナ素子の給電ケーブルを通すために用いられる。また、本実施形態では、給電面Ａｓは、アンテナ装置１を壁などに取り付けるためにも用いられる。
本実施形態では、アンテナ装置１の筐体１１の５個の面（第１〜第５の面Ａ１〜Ａ５）のそれぞれに、アンテナ装置１の設置環境などに応じてアンテナ素子を自由に取り付けることが可能であり、アンテナ素子の組み合わせにより、ビームの方向（指向性）を容易に制御することが可能である。

アンテナ素子としては、一例として、ブロードサイドの指向性を有するアンテナ素子がある。ブロードサイドの指向性を有するアンテナ素子は、アンテナを垂直に立てるとその水平方向にビームが出る。
アンテナ素子としては、他の一例として、エンドファイヤの指向性を有するアンテナ素子がある。エンドファイヤの指向性を有するアンテナ素子は、アンテナを垂直に立てるとその鉛直方向にビームが出る。

図２は、本発明の一実施形態に係るブロードサイド用のアンテナ素子の概略的な構成を示す図である。
本実施形態に係るブロードサイド用のアンテナ素子は、アンテナが形成されたアンテナ板５１と、垂直偏波ポートに対応した給電ケーブル６１およびコネクタ６２と、水平偏波ポートに対応した給電ケーブル６３およびコネクタ６４を有する。このように、本実施形態に係るブロードサイド用のアンテナ素子は、板状のアンテナを有し、垂直と水平の２個のブランチを有する。本実施形態では、アンテナ板５１は、アンテナ素子が取り付けられるアンテナ装置１の筐体１１の面と同じ形状（本実施形態では、正方形の形状）を有する。

図３は、本発明の一実施形態に係るエンドファイヤ用のアンテナ素子の概略的な構成を示す図である。
本実施形態に係るエンドファイヤ用のアンテナ素子は、アンテナが形成されたアンテナ板８１と、垂直偏波ポートに対応した給電ケーブル９１およびコネクタ９２と、水平偏波ポートに対応した給電ケーブル９３およびコネクタ９４を有する。このように、本実施形態に係るエンドファイヤ用のアンテナ素子は、板状のアンテナを有し、垂直と水平の２個のブランチを有する。本実施形態では、アンテナ板８１は、アンテナ素子が取り付けられるアンテナ装置１の筐体１１の面と同じ形状（本実施形態では、正方形の形状）を有する。

図４は、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置１の内部の概略的な構成を示す図である。
本実施形態に係るアンテナ装置１は、筐体１１と、筐体１１の５個の面（第１〜第５の面Ａ１〜Ａ５）のそれぞれに取り付けられたアンテナ素子Ｃ１〜Ｃ５を有する。筐体１１の他の１個の面（給電面Ａｓ）の穴部Ｂｓに、全てのアンテナ素子Ｃ１〜Ｃ５の給電ケーブルＤ１−１〜Ｄ５−１、Ｄ１−２〜Ｄ５−２が通される。

図４は、図１に示される筐体１１の５個の面（第１〜第５の面Ａ１〜Ａ５）のそれぞれにアンテナ素子Ｃ１〜Ｃ５を取り付けたアンテナ装置１について、図１における上側の半分を除いた内部を上方から見た構成を示してある。
筐体１１の第１の面Ａ１の外側に第１のアンテナ素子Ｃ１が取り付けられており、第１のアンテナ素子Ｃ１の裏面（筐体１１の内部の方の面）に設けられた２本の給電ケーブルＤ１−１、Ｄ１−２が、第１の面Ａ１の穴部Ｂ１を通して給電面Ａｓの穴部Ｂｓの内部側から外部へ引き出されている。
同様に、筐体１１の第２〜５の面Ａ２〜Ａ５の外側に第２〜第５のアンテナ素子Ｃ２〜Ｃ５が取り付けられており、第２〜第５のアンテナ素子Ｃ２〜Ｃ５の裏面（筐体１１の内部の方の面）に設けられた２本の給電ケーブルＤ２−１〜Ｄ５−１、Ｄ２−２〜Ｄ５−２が、第２〜第５の面Ａ２〜Ａ５の穴部Ｂ２〜Ｂ５を通して給電面Ａｓの穴部Ｂｓの内部側から外部へ引き出されている。

それぞれの給電ケーブルＤ１−１〜Ｄ５−１、Ｄ１−２〜Ｄ５−２の先端には、電源と直接または間接に接続するためのコネクタＥ１−１〜Ｅ５−１、Ｅ１−２〜Ｅ５−２が設けられている。
なお、図４の例では、各アンテナ素子Ｃ１〜Ｃ５が、垂直偏波のための給電ケーブルＤ１−１〜Ｄ５−１およびコネクタＥ１−１〜Ｅ５−１を有するとともに、水平偏波のための給電ケーブルＤ１−２〜Ｄ５−２およびコネクタＥ１−２〜Ｅ５−２を有する。

図５（Ａ）は、薄型の板状アンテナの表面の構成例を示す図であり、図５（Ｂ）は、薄型の板状アンテナの裏面の構成例を示す図である。
図５（Ａ）に示されるように、板状アンテナに相当するアンテナ板Ｆの表面には、アンテナ１０１が設けられている。図５（Ｂ）に示されるように、このアンテナ板Ｆの裏面には、垂直偏波ポートの給電ケーブルが接続される端子１１１と、水平偏波ポートの給電ケーブルが接続される端子１１２が設けられている。
アンテナ板Ｆは、図２に示されるアンテナ板５１や図３に示されるアンテナ板８１の一例である。

薄型の板状アンテナを用いて垂直偏波のアンテナ素子を形成するために、ブロードサイドのアンテナ素子については板状モノポールアンテナなどが用いられてもよく、エンドファイヤのアンテナ素子についてはパッチアンテナなどが用いられてもよい。
図６（Ａ）は板状モノポールアンテナのモデルを示す図であり、図６（Ｂ）は板状モノポールアンテナの指向性を示す図である。板状モノポールアンテナの指向性は、垂直面内指向性において、ブロードサイドの指向性を有し、ダイポールアンテナの指向性と同じである。
図７（Ａ）はパッチアンテナのモデルを示す図であり、図７（Ｂ）はパッチアンテナの指向性を示す図である。パッチアンテナの指向性は、垂直面内指向性において、エンドファイヤの指向性（天頂側への指向性）を有する。

また、薄型の板状アンテナを用いて水平偏波のアンテナ素子を形成するために、ブロードサイドのアンテナ素子についてはターンスタイル型水平ダイポールアンテナなどが用いられてもよい。
さらに、垂直偏波および水平偏波の両方を励振することが可能なアンテナ素子を形成するために、ブロードサイドのアンテナ素子については、一例として、垂直偏波のための板状モノポールアンテナと、水平偏波のためのターンスタイル型水平ダイポールアンテナとが組み合わされて用いられてもよい。

図８（Ａ）は垂直偏波のための板状モノポールアンテナのモデルを示す図であり、図８（Ｂ）は水平偏波のためのターンスタイル型水平ダイポールアンテナのモデルを示す図である。これらのアンテナを組み合わせることで、直交偏波化が可能である。
ターンスタイル型水平ダイポールアンテナでは、３個の水平ダイポールを１２０度おきに配置して各水平ダイポールの信号を合成する。

また、垂直偏波および水平偏波の両方を励振することが可能なアンテナ素子を形成するために、エンドファイヤのアンテナ素子については、一例として、２点給電のパッチアンテナが用いられてもよい。
図９は、２点給電のパッチアンテナの構成例を示す図である。
図９に示されるパッチアンテナは、円状の金属部１２１と、金属部１２１に設けられた２個の給電点１３１、１３２を有する。２個の給電点１３１、１３２は金属部１２１の中心から互いに９０度直交した場所に配置されており、この配置ではそれぞれの給電点１３１、１３２への給電により互いに直交する偏波（相対的に、垂直偏波と水平偏波）が励振される。

図１０（Ａ）は、アンテナ装置１ａ（アンテナ装置１の一例）の各面における指向性の一例を示す図である。
図１０（Ａ）に示されるアンテナ装置１ａでは、５個の各面における指向性２０１−１〜２０１−５はエンドファイヤの指向性である。
図１０（Ｂ）は、アンテナ装置１ｂ（アンテナ装置１の一例）の各面における指向性の他の一例を示す図である。
図１０（Ｂ）に示されるアンテナ装置１ｂでは、３個の各面における指向性２１１−１〜２１１−３はエンドファイヤの指向性であり、他の２個の各面における指向性２１１−４、２１１−５はブロードサイドの指向性である。

ここで、アンテナ装置１の５個の各面に取り付けられているアンテナ素子としては、垂直偏波および水平偏波の両方を同時に励振することが可能なアンテナ素子が用いられてもよく、または、垂直偏波と水平偏波のうちのいずれか一方のみを励振することが可能なアンテナ素子が用いられてもよい。なお、垂直偏波および水平偏波の両方を同時に励振することが可能なアンテナ素子が用いられる場合には、垂直偏波および水平偏波の両方が励振されてもよく、または、垂直偏波と水平偏波のうちのいずれか一方のみが励振されてもよい。

ここで、本実施形態に係るアンテナ装置１は、例えば、ＭＩＭＯのアンテナ装置として用いられる。アンテナ装置１は、各アンテナ素子Ｃ１〜Ｃ５における指向性に応じて、様々な無線通信領域（無線通信エリア）を形成することができる。
一例として、本実施形態に係るアンテナ装置１は、携帯電話などの移動通信システムにおける基地局装置のアンテナ装置として用いられてもよい。この場合、アンテナ装置１が有する各アンテナ素子Ｃ１〜Ｃ５の各給電ケーブルＤ１−１〜Ｄ５−１、Ｄ１−２〜Ｄ５−２には、コネクタＥ１−１〜Ｅ５−１、Ｅ１−２〜Ｅ５−２を介して、基地局装置の給電コネクタが接続される。基地局装置は、給電コネクタから当該給電コネクタに接続された給電ケーブルを介して該当するアンテナ素子へ、無線送信する対象となる信号（電力）を出力し、これにより、当該信号が当該アンテナ素子から無線により送信される。なお、アンテナ装置１が有する各アンテナ素子Ｃ１〜Ｃ５の各給電ケーブルＤ１−１〜Ｄ５−１、Ｄ１−２〜Ｄ５−２ごと（各ブランチごと）に、任意の基地局装置の任意のポートの給電コネクタが接続されてもよい。

［本実施形態に係るアンテナ装置により形成する無線通信領域の例］
本実施形態に係るアンテナ装置１では、例えば、ユーザの設定により、様々な無線通信領域を形成することができる。ユーザは、アンテナ装置１を設置する場所の付近の地図のデータなどを参照して、アンテナ装置１を設置する環境を考慮して、例えば、道路の方向、道幅、交通量、周辺の建物の高さなどに基づいて、アンテナ装置１の各アンテナ素子Ｃ１〜Ｃ５として用いるアンテナ素子を選択することや、各アンテナ素子Ｃ１〜Ｃ５におけるビームを形成する方向（指向性）を設定することが可能である。
以下で、アンテナ装置１の各アンテナ素子Ｃ１〜Ｃ５における指向性をブロードサイドとエンドファイヤとで選択することで形成される無線通信領域の例を示す。

＜本実施形態に係るアンテナ装置により形成する無線通信領域の第１の例＞
図１１（Ａ）は、アンテナ装置１−１が設置される環境の第１の例を示す図である。図１１（Ｂ）は、アンテナ装置１−１の各アンテナ素子Ｃ１−１〜Ｃ５−１における指向性の選択の第１の例を示す図である。図１１（Ｃ）は、アンテナ装置１−１の各アンテナ素子Ｃ１−１〜Ｃ５−１における指向性の第１の例を示す図である。
本例について、図１および図４に示される符号に「−１」を付した符号を用いて説明する。

図１１（Ａ）に示されるように、道路を挟んで２つのビルなどの建物３０１−１、３０１−２が隣り合っている。また、同じ道路を挟んで他の２つのビルなどの建物３０１−３、３０１−４が隣り合っている。２つの建物３０１−１、３０１−２と他の２つの建物３０１−３、３０１−４とは、前記した道路よりも広い幅をもって、隣り合っている。この環境において、建物３０１−１の前記した道路の側の低いところの壁に、アンテナ装置１−１（アンテナ装置１の一例）を取り付けて設置する。そして、アンテナ装置１−１により、前記した道路に沿ったビーム３１１を形成する。

図１１（Ｂ）に示されるように、アンテナ装置１−１の設置環境に合わせるために、アンテナ装置１−１の筐体１１−１において、第１の面Ａ１−１にはエンドファイヤのアンテナ素子Ｃ１−１が取り付けられ、第２の面Ａ２−１にはブロードサイドのアンテナ素子Ｃ２−１が取り付けられ、第３の面Ａ３−１にはエンドファイヤのアンテナ素子Ｃ３−１が取り付けられる。また、第４の面Ａ４−１にはエンドファイヤのアンテナ素子Ｃ４−１が取り付けられ、第５の面Ａ５−１にはブロードサイドのアンテナ素子Ｃ５−１が取り付けられる。

給電面Ａｓ−１は建物３０１−１の壁の面に対向して取り付けられる。給電面Ａｓ−１の穴部Ｂｓ−１から引き出された給電ケーブルＤ１−１−１〜Ｄ５−１−１、Ｄ１−２−１〜Ｄ５−２−１は、それぞれ、建物３０１−１の外部または内部において、該当する基地局装置の給電コネクタと接続される。ここで、例えば、アンテナ装置１−１の給電ケーブルＤ１−１−１〜Ｄ５−１−１、Ｄ１−２−１〜Ｄ５−２−１が、建物３０１−１の壁に設けられた穴部を通して、当該建物３０１−１の外部から内部に通されてもよい。
なお、本例では、第４の面Ａ４−１の垂直外向きの方向（本例では、空の方向であり、例えば、建物３０１−１、３０１−２の内部やテラス）に電波を出力するように、第４の面Ａ４−１にエンドファイヤのアンテナ素子Ｃ４−１が取り付けられたが、他の例として、ブロードサイドのアンテナ素子が取り付けられてもよい。また、本例では、第５の面Ａ５−１の垂直外向きの方向（本例では、地面の方向）に電波を出力しないように、第５の面Ａ５−１にブロードサイドのアンテナ素子Ｃ５−１が取り付けられたが、他の例として、エンドファイヤのアンテナ素子が取り付けられてもよい。

図１１（Ｃ）に示されるように、アンテナ装置１−１の各アンテナ素子Ｃ１−１〜Ｃ５−１において、設定された指向性３５１−１〜３５１−５（本例では、エンドファイヤまたはブロードサイド）が形成される。
これにより、図１１（Ａ）に示される所望の道路の部分をカバーするビーム３１１が形成される。

＜本実施形態に係るアンテナ装置により形成する無線通信領域の第２の例＞
図１２（Ａ）は、アンテナ装置１−２が設置される環境の第２の例を示す図である。図１２（Ｂ）は、アンテナ装置１−２の各アンテナ素子Ｃ１−２〜Ｃ５−２における指向性の選択の第２の例を示す図である。図１２（Ｃ）は、アンテナ装置１−２の各アンテナ素子Ｃ１−２〜Ｃ５−２における指向性の第２の例を示す図である。
本例について、図１および図４に示される符号に「−２」を付した符号を用いて説明する。

図１２（Ａ）に示されるように、道幅が広い道路を挟んで、１つのビルなどの建物４０１−１と、他の２つのビルなどの建物４０１−２、４０１−３とが隣り合っている。前記した他の２つの建物４０１−２、４０１−３は、前記した道路に対して垂直方向に沿ったより狭い道路を挟んで隣り合っている。この環境において、建物４０１−１の前記した２つの道路が交わる辺りのところの壁に、アンテナ装置１−２（アンテナ装置１の一例）を取り付けて設置する。そして、アンテナ装置１−２により、２つの道路に沿ったビーム４１１、４１２を形成する。

図１２（Ｂ）に示されるように、アンテナ装置１−２の設置環境に合わせるために、アンテナ装置１−２の筐体１１−２において、第１の面Ａ１−２にはエンドファイヤのアンテナ素子Ｃ１−２が取り付けられ、第２の面Ａ２−２にはエンドファイヤのアンテナ素子Ｃ２−２が取り付けられ、第３の面Ａ３−２にはエンドファイヤのアンテナ素子Ｃ３−２が取り付けられる。また、第４〜第５の面Ａ４−２〜Ａ５−２にはブロードサイドのアンテナ素子Ｃ４−２〜Ｃ５−２が取り付けられる。
本例では、第４の面Ａ４−２におけるブロードサイドおよび第５の面Ａ５−２におけるブロードサイドは、第１の面Ａ１−２におけるエンドファイヤおよび第３の面Ａ３−２におけるエンドファイヤに合った指向性を有する。これにより、道幅が広い道路に多くのアンテナ素子からのビーム４１１が形成される。

給電面Ａｓ−２は建物４０１−１の壁の面に対向して取り付けられる。給電面Ａｓ−２の穴部Ｂｓ−２から引き出された給電ケーブルＤ１−１−２〜Ｄ５−１−２、Ｄ１−２−２〜Ｄ５−２−２は、それぞれ、建物４０１−１の外部または内部において、該当する基地局装置の給電コネクタと接続される。ここで、例えば、アンテナ装置１−２の給電ケーブルＤ１−１−２〜Ｄ５−１−２、Ｄ１−２−２〜Ｄ５−２−２が、建物４０１−１の壁に設けられた穴部を通して、当該建物４０１−１の外部から内部に通されてもよい。
なお、本例では、第４の面Ａ４−２および第５の面Ａ５−２の垂直外向きの方向（本例では、空中と地面の方向）に電波を出力しないように、第４の面Ａ４−２および第５の面Ａ５−２にブロードサイドのアンテナ素子Ｃ４−２、Ｃ５−２が取り付けられたが、他の例として、エンドファイヤのアンテナ素子が取り付けられてもよい。

図１２（Ｃ）に示されるように、アンテナ装置１−２の各アンテナ素子Ｃ１−２〜Ｃ５−２において、設定された指向性４５１−１〜４５１−５（本例では、エンドファイヤまたはブロードサイド）が形成される。
これにより、図１２（Ａ）に示される所望の道路の部分をカバーするビーム４１１、４１２が形成される。このように、道幅が広い道路のようにＭＩＭＯのブランチの数を多くしたい方向が存在する場合には、その方向についてエンドファイヤの指向性とし、他の方向についてブロードサイドの指向性とする。

＜本実施形態に係るアンテナ装置により形成する無線通信領域の第３の例＞
図１３（Ａ）は、アンテナ装置１−３が設置される環境の第３の例を示す図である。図１３（Ｂ）は、アンテナ装置１−３の各アンテナ素子Ｃ１−３〜Ｃ５−３における指向性の選択の第３の例を示す図である。図１３（Ｃ）は、アンテナ装置１−２の各アンテナ素子Ｃ１−３〜Ｃ５−３における指向性の第３の例を示す図である。
本例について、図１および図４に示される符号に「−３」を付した符号を用いて説明する。

図１３（Ａ）に示されるように、４つのビルなどの建物５０１−１〜５０１−４が十字型の道路を挟んで、隣り合っている。前記した道路の交差部分の付近にホットスポット５１１が存在する。ホットスポット５１１は、基地局装置からの無線電波を使用する端末を携帯する人が多く存在する場所であり、例えば、信号待ちの人が多く存在する交差点などである。この環境において、建物５０１−１の前記した道路の側の壁に、アンテナ装置１−３（アンテナ装置１の一例）を取り付けて設置する。そして、アンテナ装置１−３により、ホットスポット５１１をカバーするビームを形成する。

図１３（Ｂ）に示されるように、アンテナ装置１−３の設置環境に合わせるために、アンテナ装置１−３の筐体１１−３において、第１の面Ａ１−３にはエンドファイヤのアンテナ素子Ｃ１−３が取り付けられ、第２の面Ａ２−３にはエンドファイヤのアンテナ素子Ｃ２−３が取り付けられ、第３の面Ａ３−３にはエンドファイヤのアンテナ素子Ｃ３−３が取り付けられる。また、第４〜第５の面Ａ４−３〜Ａ５−３にはブロードサイドのアンテナ素子Ｃ４−３〜Ｃ５−３が取り付けられる。
本例では、第４の面Ａ４−３におけるブロードサイドおよび第５の面Ａ５−３におけるブロードサイドは、第２の面Ａ２−３におけるエンドファイヤに合った指向性を有する。これにより、ホットスポット５１１に多くのアンテナ素子からのビームが形成される。

給電面Ａｓ−３は建物５０１−１の壁の面に対向して取り付けられる。給電面Ａｓ−３の穴部Ｂｓ−３から引き出された給電ケーブルＤ１−１−３〜Ｄ５−１−３、Ｄ１−２−３〜Ｄ５−２−３は、それぞれ、建物５０１−１の外部または内部において、該当する基地局装置の給電コネクタと接続される。ここで、例えば、アンテナ装置１−３の給電ケーブルＤ１−１−３〜Ｄ５−１−３、Ｄ１−２−３〜Ｄ５−２−３が、建物５０１−１の壁に設けられた穴部を通して、当該建物５０１−１の外部から内部に通されてもよい。
なお、本例では、第４の面Ａ４−３および第５の面Ａ５−３の垂直外向きの方向（本例では、空中と地面の方向）に電波を出力しないように、第４の面Ａ４−３および第５の面Ａ５−３にブロードサイドのアンテナ素子Ｃ４−３、Ｃ５−３が取り付けられたが、他の例として、エンドファイヤのアンテナ素子が取り付けられてもよい。

図１３（Ｃ）に示されるように、アンテナ装置１−３の各アンテナ素子Ｃ１−３〜Ｃ５−３において、設定された指向性５５１−１〜５５１−５（本例では、エンドファイヤまたはブロードサイド）が形成される。
これにより、図１３（Ａ）に示されるホットスポット５１１の部分をカバーするビームが形成される。このように、ホットスポット５１１のようにＭＩＭＯのブランチの数を多くしたい方向が存在する場合には、その方向についてエンドファイヤの指向性とし、他の方向についてブロードサイドの指向性とする。

＜本実施形態に係るアンテナ装置により形成する無線通信領域の第４の例＞
図１４（Ａ）は、アンテナ装置１−４が設置される環境の第４の例を示す図である。図１４（Ｂ）は、アンテナ装置１−４の各アンテナ素子Ｃ１−４〜Ｃ５−４における指向性の選択の第４の例を示す図である。図１４（Ｃ）は、アンテナ装置１−４の各アンテナ素子Ｃ１−４〜Ｃ５−４における指向性の第４の例を示す図である。
本例について、図１および図４に示される符号に「−４」を付した符号を用いて説明する。

図１４（Ａ）に示されるように、４つのビルなどの建物６０１−１〜６０１−４が十字型の道路を挟んで、隣り合っている。１つの道路（ここで、道路Ａと呼ぶ。）を挟んで２つの建物６−１−１、６０１−２が隣り合っており、同じ道路Ａを挟んで２つの建物６−１−３、６０１−４が隣り合っている。前記した道路Ａに沿ったところで、前記した道路Ａを挟んで他の２つのビルなどの建物６０１−５、６０１−６が隣り合っている。建物６０１−２の前記した十字型の道路の側の壁に干渉となり得る基地局（干渉基地局６３１）が設置されており、前記した十字型の道路の交差部分の付近に干渉領域６２１（干渉の可能性がある領域）が存在する。この環境において、建物６０１−３の前記した道路Ａの側の低いところの壁に、アンテナ装置１−４（アンテナ装置１の一例）を取り付けて設置する。そして、アンテナ装置１−４により、前記した道路Ａに沿うとともに干渉領域６２１を回避したビーム６１１を形成する。

図１４（Ｂ）に示されるように、アンテナ装置１−４の設置環境に合わせるために、アンテナ装置１−４の筐体１１−４において、第１の面Ａ１−４にはブロードサイドのアンテナ素子Ｃ１−４が取り付けられ、第２の面Ａ２−４にはブロードサイドのアンテナ素子Ｃ２−４が取り付けられ、第３の面Ａ３−４にはエンドファイヤのアンテナ素子Ｃ３−４が取り付けられる。また、第４の面Ａ４−４にはエンドファイヤのアンテナ素子Ｃ４−４が取り付けられ、第５の面Ａ５−４にはブロードサイドのアンテナ素子Ｃ５−４が取り付けられる。

給電面Ａｓ−４は建物６０１−３の壁の面に対向して取り付けられる。給電面Ａｓ−４の穴部Ｂｓ−４から引き出された給電ケーブルＤ１−１−４〜Ｄ５−１−４、Ｄ１−２−４〜Ｄ５−２−４は、それぞれ、建物６０１−３の外部または内部において、該当する基地局装置の給電コネクタと接続される。ここで、例えば、アンテナ装置１−４の給電ケーブルＤ１−１−４〜Ｄ５−１−４、Ｄ１−２−４〜Ｄ５−２−４が、建物６０１−３の壁に設けられた穴部を通して、当該建物６０１−３の外部から内部に通されてもよい。
なお、本例では、第４の面Ａ４−４の垂直外向きの方向（本例では、空の方向であり、例えば、建物６０１−３、６０１−４の内部やテラス）に電波を出力するように、第４の面Ａ４−４にエンドファイヤのアンテナ素子Ｃ４−４が取り付けられたが、他の例として、ブロードサイドのアンテナ素子が取り付けられてもよい。また、本例では、第５の面Ａ５−４の垂直外向きの方向（本例では、地面の方向）に電波を出力しないように、第５の面Ａ５−４にブロードサイドのアンテナ素子Ｃ５−４が取り付けられたが、他の例として、エンドファイヤのアンテナ素子が取り付けられてもよい。

図１４（Ｃ）に示されるように、アンテナ装置１−４の各アンテナ素子Ｃ１−４〜Ｃ５−４において、設定された指向性６５１−１〜６５１−５（本例では、エンドファイヤまたはブロードサイド）が形成される。
これにより、図１４（Ａ）に示される所望の道路の部分をカバーするとともに干渉領域６２１を回避するビーム６１１が形成される。このように、隣接する干渉基地局６３１のセル（例えば、干渉領域６２１を含むセル）との干渉がある場合には、そのセルの方向についてブロードサイドの指向性とし、所望の方向についてエンドファイヤの指向性とする。

＜本実施形態に係るアンテナ装置により形成する無線通信領域の第５の例＞
図１５（Ａ）は、アンテナ装置１−５が設置される環境の第５の例を示す図である。図１５（Ｂ）は、アンテナ装置１−５の各アンテナ素子Ｃ１−５〜Ｃ５−５における指向性の選択の第５の例を示す図である。図１５（Ｃ）は、アンテナ装置１−５の各アンテナ素子Ｃ１−５〜Ｃ５−５における指向性の第５の例を示す図である。
本例について、図１および図４に示される符号に「−５」を付した符号を用いて説明する。

図１５（Ａ）に示されるように、ビルなどの建物７０１の内部に吹き抜けが設けられている。この環境において、建物７０１の吹き抜けの内側の低いところの壁に、アンテナ装置１−５（アンテナ装置１の一例）を取り付けて設置する。そして、アンテナ装置１−５により、吹き抜けをカバーするビームを形成する。

図１５（Ｂ）に示されるように、アンテナ装置１−５の設置環境に合わせるために、アンテナ装置１−５の筐体１１−５において、第１の面Ａ１−５にはブロードサイドのアンテナ素子Ｃ１−５が取り付けられ、第２の面Ａ２−５にはエンドファイヤのアンテナ素子Ｃ２−５が取り付けられ、第３の面Ａ３−５にはブロードサイドのアンテナ素子Ｃ３−５が取り付けられ、第４の面Ａ４−５にはエンドファイヤのアンテナ素子Ｃ４−５が取り付けられ、第５の面Ａ５−５にはエンドファイヤのアンテナ素子Ｃ５−５が取り付けられる。
本例では、第１の面Ａ１−５におけるブロードサイドおよび第３の面Ａ３−５におけるブロードサイドは、第４の面Ａ４−５におけるエンドファイヤおよび第５の面Ａ５−５におけるエンドファイヤに合った指向性を有する。これにより、吹き抜けの上下方向に多くのアンテナ素子からのビームが形成される。

給電面Ａｓ−５は建物７０１の壁の面に対向して取り付けられる。給電面Ａｓ−５の穴部Ｂｓ−５から引き出された給電ケーブルＤ１−１−５〜Ｄ５−１−５、Ｄ１−２−５〜Ｄ５−２−５は、それぞれ、建物７０１の外部または内部において、該当する基地局装置の給電コネクタと接続される。ここで、例えば、アンテナ装置１−５の給電ケーブルＤ１−１−５〜Ｄ５−１−５、Ｄ１−２−５〜Ｄ５−２−５が、建物７０１の壁に設けられた穴部を通して、当該建物７０１の外部から内部に通されてもよい。

図１５（Ｃ）に示されるように、アンテナ装置１−５の各アンテナ素子Ｃ１−５〜Ｃ５−５において、設定された指向性７５１−１〜７５１−５（本例では、エンドファイヤまたはブロードサイド）が形成される。
これにより、図１５（Ａ）に示される所望の吹き抜けの部分をカバーするビームが形成される。

［本実施形態のまとめ］
以上のように、本実施形態に係るアンテナ装置１では、様々なアンテナの設置環境において、その設置環境に合わせたアンテナ素子Ｃ１〜Ｃ５の組み合わせを用いることができ、例えば、無線通信領域の構築やＭＩＭＯ効果を効率的に実現することができる。
本実施形態に係るアンテナ装置１では、例えば、周辺の建物よりも低い位置に設置されたアンテナを用いるような環境においても、アンテナのビームの方向（指向性）を様々に制御することが可能である。
本実施形態に係るアンテナ装置１では、５個の面Ａ１〜Ａ５のアンテナ素子Ｃ１〜Ｃ５を自由に付け替えることができ、これにより、例えば、ＭＩＭＯのブランチの数を様々に調整することが可能である。
本実施形態に係るアンテナ装置１では、本体（本実施形態では、アンテナ素子Ｃ１〜Ｃ５以外の筐体１１の部分）とアンテナ素子Ｃ１〜Ｃ５を個別に製造することが可能であるため、低コスト化することが可能である。

ここで、アンテナ装置の筐体として、本実施形態では、立方体（正六面体）の形状を有する筐体が用いられたが、他の構成例として、立方体以外の形状を有する筐体が用いられてもよい。例えば、２個以上の面を有する任意の筐体が用いられてもよい。例えば、２個以上のアンテナ素子を設けることが可能な任意の筐体が用いられてもよい。例えば、正多面体の形状を有する筐体や、それ以外の多面体の形状を有する筐体が用いられてもよく、また、三角錐や四角錐や円錐などの形状を有する筐体が用いられてもよい。

また、アンテナ装置の筐体が有する全ての面のうちで、アンテナ素子が設けられる面や、給電面（アンテナ素子の給電ケーブルが筐体の内部から外部へ引き出される面）は、それぞれ、様々に配置されてもよい。例えば、筐体が有する全ての面のうちで、アンテナ素子が設けられずかつ給電面でもない面が存在してもよい。例えば、筐体が有する１個の面に、２個以上のアンテナ素子が設けられる構成が用いられてもよい。
また、例えば、アンテナ素子の給電ケーブルが筐体の内部から外部へ引き出されるための面が筐体に設けられる必要がない構成であれば、筐体に給電面が設けられなくてもよい。

また、アンテナ装置の筐体に設けられたアンテナ素子について、必要がないときには給電されないアンテナ素子が存在してもよい。また、１個のアンテナ素子が２つの偏波（垂直偏波と水平偏波）のアンテナ機能を有する場合には、例えば、いずれか一方のみの偏波のアンテナ機能に給電されてもよく、あるいは、両方の偏波のアンテナ機能に給電されてもよい。

また、アンテナ素子としては、様々なアンテナ素子が用いられてもよい。例えば、様々な大きさのアンテナ素子が用いられてもよい。例えば、同一のアンテナ装置の筐体に、異なる大きさのアンテナ素子が設けられてもよい。例えば、様々な形状のアンテナ素子が設けられてもよい。例えば、２つの偏波（垂直偏波と水平偏波）のアンテナ機能を有するアンテナ素子が用いられてもよく、または、いずれか一方の偏波（垂直偏波または水平偏波）のアンテナ機能を有するアンテナ素子が用いられてもよく、または、偏波が考慮されなくてもよい。

また、１個のアンテナ素子が有するブランチの数としては、様々な数が用いられてもよい。例えば、垂直偏波または水平偏波のうちのいずれか一方のみの計１個のブランチを有するアンテナ素子が用いられてもよく、または、垂直偏波および水平偏波の両方の計２個のブランチを有するアンテナ素子が用いられてもよく、または、計３個以上のブランチを有するアンテナ素子が用いられてもよい。一例として、本実施形態に係るアンテナ装置１が有する５個の面Ａ１〜Ａ５に、それぞれ、２個のブランチを有するアンテナ素子Ｃ１〜Ｃ５が取り付けられていると、アンテナ装置１全体では計１０個のブランチを有する。

また、本実施形態では、アンテナ装置の筐体に対してアンテナ素子が着脱可能である構成を示したが、他の構成例として、アンテナ装置の筐体にアンテナ素子が固定的に設けられている構成が用いられてもよく、つまり、筐体とアンテナ素子が一体化されたアンテナ装置が用いられてもよい。

［以上の実施形態に係る構成例］
一構成例として、それぞれ１個以上のアンテナ素子（本実施形態では、アンテナ素子Ｃ１〜Ｃ５）が設けられる２個以上の面（本実施形態では、面Ａ１〜Ａ５）と、前記２個以上の面のそれぞれに設けられたアンテナ素子と、を備えるアンテナ装置（本実施形態では、アンテナ装置１）である。

一構成例として、アンテナ装置において、さらに、前記２個以上の面のそれぞれに設けられた前記アンテナ素子の給電ケーブル（本実施形態では、給電ケーブルＤ１−１〜Ｄ５−１、Ｄ１−２〜Ｄ５−２）を引き出すための面である給電面（本実施形態では、給電面Ａｓ）を備える。

一構成例として、アンテナ装置において、それぞれの面に穴部（本実施形態では、穴部Ｂ１〜Ｂ５、Ｂｓ）が形成された多面体（本実施形態では、立方体（正六面体））の形状を有する筐体（本実施形態では、筐体１１）を含み、前記アンテナ素子の給電ケーブルが、前記アンテナ素子が設けられる面に形成された穴部（本実施形態では、穴部Ｂ１〜Ｂ５）を通して前記筐体の内部に通される。

一構成例として、アンテナ装置において、前記アンテナ素子が前記面に対して着脱可能である。

一構成例として、アンテナ装置において、前記アンテナ素子として、エンドファイヤ用のアンテナ素子（例えば、図７や図９に示されるアンテナ素子）またはブロードサイド用のアンテナ素子（例えば、図６や図８に示されるアンテナ素子）が用いられる。

一構成例として、アンテナ装置において、前記アンテナ素子として、垂直偏波と水平偏波の一方または両方のアンテナ機能を有するアンテナ素子が用いられる。

一構成例として、アンテナ装置において、立方体の形状を有する。

一構成例として、それぞれ１個以上のアンテナ素子が着脱可能に設けられる２個以上の面を備え、前記２個以上の面のそれぞれは、穴部が形成された面である、アンテナ装置の筐体（本実施形態では、筐体１１）である。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

１、１ａ、１ｂ、１−１〜１−５…アンテナ装置、１１…筐体、Ａ１〜Ａ５…面、Ａｓ、Ａｓ−１〜Ａｓ−５…給電面、Ｂ１〜Ｂ５、Ｂｓ…穴部、５１、８１、Ｆ…アンテナ板、６１、６３、９１、９３、Ｄ１−１〜Ｄ５−１、Ｄ１−２〜Ｄ５−２、Ｅ１−１〜Ｅ５−１、Ｅ１−２〜Ｅ５−２…給電ケーブル、６２、６４、９２、９４…コネクタ、Ｃ１〜Ｃ５…アンテナ素子、１０１…アンテナ、１１１〜１１２…端子、１２１…金属部、１３１〜１３２…給電点、２０１−１〜２０１−５、２１１−１〜２１１−５、３５１−１〜３５１−５、４５１−１〜４５１−５、５５１−１〜５５１−５、６５１−１〜６５１−５、７５１−１〜７５１−５…指向性、３０１−１〜３０１−４、４０１−１〜４０１−３、５０１−１〜５０１−４、６０１−１〜６０１−６、７０１…建物、３１１、４１１〜４１２、６１１…ビーム、５１１…ホットスポット、６２１…干渉領域、６３１…干渉基地局

Claims (8)

1. それぞれ１個以上のアンテナ素子が設けられる２個以上の面と、
   前記２個以上の面のそれぞれに設けられたアンテナ素子と、
   を備えるアンテナ装置。
2. さらに、前記２個以上の面のそれぞれに設けられた前記アンテナ素子の給電ケーブルを引き出すための面である給電面を備える、
   請求項１に記載のアンテナ装置。
3. それぞれの面に穴部が形成された多面体の形状を有する筐体を含み、
   前記アンテナ素子の給電ケーブルが、前記アンテナ素子が設けられる面に形成された穴部を通して前記筐体の内部に通される、
   請求項１または請求項２に記載のアンテナ装置。
4. 前記アンテナ素子が前記面に対して着脱可能である、
   請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
5. 前記アンテナ素子として、エンドファイヤ用のアンテナ素子またはブロードサイド用のアンテナ素子が用いられる、
   請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
6. 前記アンテナ素子として、垂直偏波と水平偏波の一方または両方のアンテナ機能を有するアンテナ素子が用いられる、
   請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
7. 立方体の形状を有する、
   請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
8. それぞれ１個以上のアンテナ素子が着脱可能に設けられる２個以上の面を備え、
   前記２個以上の面のそれぞれは、穴部が形成された面である、
   アンテナ装置の筐体。

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