JP2000091843A - Antenna system for polarization - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車携帯電話や
ＰＨＳ（簡易型携帯電話システム）などに使用される陸
上移動通信の基地局アンテナとして好適な偏波共用アン
テナ装置に関し、特に、水平面内指向性半値角が水平偏
波、垂直偏波ともに、例えば１２０度と、広角であるア
ンテナ装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dual-polarized antenna apparatus suitable for use as a base station antenna for land mobile communication used in automobile cellular phones, PHS (simple cellular phone systems), and the like, and more particularly, to an antenna in a horizontal plane. The present invention relates to an antenna device having a wide half-angle of 120 degrees for both horizontal polarization and vertical polarization.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、この種のアンテナ装置について、
近年、陸上移動通信での基地局アンテナの設置形態は、
電波の受信効率を上げるため、スペースダイバーシチ受
信方式を用いており、このため、アンテナ類を取り付け
る鉄塔上部の形状が大きくなっている。従って、基地局
の鉄塔設備などは大形で、コストがかかるものとなり、
さらに美観を損ねていた。2. Description of the Related Art Conventionally, an antenna device of this kind has
In recent years, the installation form of base station antennas in land mobile communications has
In order to increase the reception efficiency of radio waves, a space diversity reception system is used, and therefore, the shape of the upper part of a steel tower to which antennas are attached is large. Therefore, the tower equipment and the like of the base station are large and costly,
In addition, the appearance was impaired.
【０００３】しかし、偏波ダイバーシチ受信方式を行う
と、前記鉄塔上部の形状を小さくでき、基地局設備の簡
易化が可能であり、美観の点についても有利な面が多
い。偏波ダイバーシチを行う場合、送信受信とも、同一
エリアを形成するためには、受信用の水平偏波、及び送
受信共用の垂直偏波とも、同一の水平面内指向性半値角
を持った偏波共用アンテナが必要である。[0003] However, when the polarization diversity receiving system is used, the shape of the upper part of the tower can be reduced, the base station equipment can be simplified, and there are many advantages in terms of aesthetics. When performing polarization diversity, in order to form the same area for transmission and reception, both horizontal polarization for reception and vertical polarization for transmission and reception have the same directivity half-value angle in the horizontal plane. Antenna required.
【０００４】例えば、３セクタ構成の場合、水平、垂直
偏波とも水平面内指向性半値角、１２０度の指向性を有
する偏波共用アンテナを配置する必要がある。従来の偏
波共用アンテナとしては、図８に示すような、金属反射
板１０３の前面に、給電線路１０４により支持、給電さ
れるダイポールアンテナ１０２，１０２を交差させて設
置するクロスダイポールアンテナ１０１や、図９に示す
ような、誘電体プリント基板１０７上に形成され、水平
偏波給電回路１０８、垂直偏波給電回路１０９に接続さ
れた偏波共用パッチアンテナ１０６などを用いたものが
ある。For example, in the case of a three-sector configuration, it is necessary to dispose a dual-polarized antenna having a directivity of 120 degrees at a half-value directivity in a horizontal plane for both horizontal and vertical polarizations. As a conventional dual-polarization antenna, as shown in FIG. 8, a cross dipole antenna 101 in which dipole antennas 102, 102 supported and fed by a feed line 104 are installed in a crossed manner on the front surface of a metal reflector 103, As shown in FIG. 9, there is an antenna using a dual-polarization patch antenna 106 formed on a dielectric printed circuit board 107 and connected to a horizontal polarization power supply circuit 108 and a vertical polarization power supply circuit 109.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のクロスダイポールアンテナ１０１や偏波共用パッチ
アンテナ１０６は、偏波共用アンテナであるが、その水
平面内指向性半値角は、一般に、約６０から９０度であ
り、移動通信分野にて、３セクタ構成で使用するには、
前記半値角が狭すぎるという問題点があった。このよう
に、半値角が狭い場合、エリア端では受信レベルが低下
して、ダイバーシチ効果が低減してしまう。However, the conventional cross dipole antenna 101 and the dual-polarized patch antenna 106 are dual-polarized antennas, and their directional half-value angles in the horizontal plane are generally about 60 to 90. In the mobile communication field, to use it in a three-sector configuration,
There is a problem that the half-value angle is too narrow. As described above, when the half-value angle is narrow, the reception level decreases at the edge of the area, and the diversity effect is reduced.
【０００６】また、セクタ数を増やせば、必要とされる
半値角は狭くなるが、基地局設備が複雑になるという問
題点がある。さらに、偏波共用パッチアンテナ１０６で
は、半値角を広くしたものもあるが、比帯域が狭いとい
う問題点があった。When the number of sectors is increased, the required half-value angle is reduced, but there is a problem that the base station equipment becomes complicated. Further, some of the dual-polarized patch antennas 106 have a wide half-value angle, but have a problem that the fractional band is narrow.
【０００７】本発明はかかる点に鑑みなされたもので、
その目的は前記問題点を解消し、従来の前記アンテナ装
置の指向性を改善し、水平偏波、垂直偏波とも水平面内
指向性半値角が広角（例えば、１２０度）な偏波共用ア
ンテナ装置を提供することにある。[0007] The present invention has been made in view of such a point,
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problem, improve the directivity of the conventional antenna device, and use a dual-polarization antenna device having a wide directivity half-angle (for example, 120 degrees) in the horizontal plane for both horizontal polarization and vertical polarization. Is to provide.
【０００８】本発明の他の目的は、鉄塔部分が小形化さ
れ、コストが削減される偏波共用アンテナ装置を提供す
ることにある。It is another object of the present invention to provide a dual-polarization antenna device in which a tower portion is reduced in size and cost is reduced.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の構成は、垂直偏波用の１個のダイポール素子
と、水平偏波用の同一開き角を有するＹ字形（又は、Ｖ
字形）に形成される２個のダイポール素子と、反射板と
からなる偏波共用アンテナ装置であり、その詳細な構成
は、次のとおりである。In order to achieve the above-mentioned object, the present invention has a configuration in which one dipole element for vertical polarization and a Y-shape (or V-shape) having the same open angle for horizontal polarization.
This is a dual-polarization antenna device including two dipole elements formed in a (shape) and a reflection plate, and the detailed configuration thereof is as follows.
【００１０】すなわち、前記垂直偏波用のダイポール素
子は、前記反射板の垂直中心線上で該反射板に直交する
垂直平面上に、該反射板に平行でかつ該反射板からある
距離に配設され、前記水平偏波用の２個のＹ字形ダイポ
ール素子は、前記垂直偏波用のダイポール素子の中心を
通り、前記反射板及び前記垂直平面のそれぞれに直交す
る水平平面上で、該垂直平面に対し、その交点を該反射
板側に位置するように、互いにある角度傾けて対称的に
配設されるとともに、前記垂直偏波用のダイポール素子
と前記水平偏波用の２個のＹ字形ダイポール素子は同一
周波数の電力で給電され、かつ該各Ｙ字形ダイポール素
子から放射される電波が同相になるように給電されるよ
うにする。That is, the vertically polarized dipole element is disposed on a vertical plane perpendicular to the reflector on a vertical center line of the reflector and parallel to the reflector and at a certain distance from the reflector. The two Y-polarized dipole elements for horizontal polarization pass through the center of the dipole element for vertical polarization, and on a horizontal plane orthogonal to each of the reflector and the vertical plane. Are arranged symmetrically at an angle to each other so that the intersection point is located on the reflection plate side, and the dipole element for vertical polarization and the two Y-shaped elements for horizontal polarization are provided. The dipole elements are supplied with electric power of the same frequency, and supplied so that radio waves radiated from each of the Y-shaped dipole elements have the same phase.
【００１１】また、前記垂直偏波用のダイポール素子及
び前記水平偏波用の２個のＹ字形ダイポール素子のそれ
ぞれが、誘電体プリント基板の両方のそれぞれの面の金
属箔上に形成されるものである。Further, each of the vertical polarization dipole element and the two horizontal polarization Y-pole dipole elements is formed on a metal foil on both surfaces of a dielectric printed circuit board. It is.
【００１２】そして、前記偏波共用アンテナ装置が、垂
直方向に複数段に、配設されてなるようにする。[0012] The dual-polarized antenna device is arranged in a plurality of stages in the vertical direction.
【００１３】さらに、周波数ｆ１で動作する前記垂直偏
波用のダイポール素子のほかに、周波数ｆ２で動作する
垂直偏波用のダイポール素子を前記垂直平面上に形成す
るとともに、周波数ｆ１で動作する前記水平偏波用の２
個のＹ字形ダイポール素子の上又は下部に平行して、周
波数ｆ２で動作する水平偏波用の２個のＹ字形ダイポー
ル素子が配設されたものを、垂直方向に単数又は複数段
に配設され、２周波数共用してなるようにする。Further, in addition to the vertical polarization dipole element operating at the frequency f1, a vertical polarization dipole element operating at the frequency f2 is formed on the vertical plane, and operates at the frequency f1. 2 for horizontal polarization
Two Y-shaped dipole elements for horizontal polarization operating at the frequency f2 are arranged in parallel in the upper or lower part of the Y-shaped dipole elements, and are arranged in one or more stages in the vertical direction. And the two frequencies are shared.
【００１４】さらに、前記偏波共用アンテナ装置が、１
２０度の開き角をもち、かつ水平方向にその２面、又は
３面が、水平断面が三角形の柱に配設されるものであ
る。Further, the dual-polarization antenna device may include:
It has an opening angle of 20 degrees, and two or three surfaces thereof are arranged in a horizontal direction in a pillar having a triangular horizontal section.
【００１５】本発明は以上のような構成により、水平面
内指向性半値角が、水平偏波、垂直偏波とも約１２０度
のように、広角な半値幅が得られる。According to the present invention, a wide half-value width is obtained such that the directivity half-value angle in the horizontal plane is about 120 degrees for both horizontal polarization and vertical polarization.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の好
適な実施の形態を詳しく説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【００１７】（第１実施例）図１及び図２は、本発明の
偏波共用アンテナ装置の第１実施例を示す図で、図１
は、該偏波共用アンテナ装置の斜視図、図２は、図１の
該アンテナ装置の水平面内指向性を示す図である。(First Embodiment) FIGS. 1 and 2 show a first embodiment of a dual-polarization antenna apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of the dual-polarized antenna device, and FIG. 2 is a diagram illustrating directivity in a horizontal plane of the antenna device of FIG.
【００１８】図１において、偏波共用アンテナ装置１
は、垂直偏波用の１個のダイポール素子２と、水平偏波
用の同一開き角を有するＹ字形（又は、Ｖ字形）に形成
される２個のダイポール素子３，４と、反射板５とから
なる。In FIG. 1, a dual-polarization antenna device 1 is shown.
Are one dipole element 2 for vertical polarization, two dipole elements 3 and 4 formed in a Y-shape (or V-shape) having the same open angle for horizontal polarization, and a reflector 5 Consists of
【００１９】前記垂直偏波用のダイポール素子２は、そ
の全長が使用周波数の波長の約１／２波長で、前記反射
板５の垂直中心線５ａを通り、該反射板５に直交すると
ともに、大地に対する垂直平面上に、該反射板５に平行
（大地に対して垂直）で、かつ該反射板５から約１／４
波長の距離に配設されている。該垂直偏波用のダイポー
ル素子２は、前記反射板５との距離を変えることによ
り、水平面内指向性半値角を変更することができる。The vertical polarization dipole element 2 has a total length of about half the wavelength of the operating frequency, passes through the vertical center line 5a of the reflector 5, and is orthogonal to the reflector 5. On a plane perpendicular to the ground, parallel to the reflector 5 (perpendicular to the ground) and about か ら from the reflector 5
It is located at a wavelength distance. The dipole element 2 for vertical polarization can change the half value angle of directivity in the horizontal plane by changing the distance from the reflector 5.
【００２０】前記水平偏波用の２個のＹ字形（又は、Ｖ
字形）ダイポール素子３，４は、両者ともそのＹ字の開
き角は、約１２０度であり、各ダイポール素子３，４の
全長は、使用周波数の波長の約１／２波長である。該ダ
イポール素子３，４をＹ字形状に開くことにより、該ダ
イポール素子３，４の配置スペースが小さくなり、前記
アンテナ装置１の小形化を可能にしている。The two Y-shapes (or V
Each of the dipole elements 3 and 4 has a Y-shaped opening angle of about 120 degrees, and the total length of each of the dipole elements 3 and 4 is about half the wavelength of the used frequency. By opening the dipole elements 3 and 4 in a Y-shape, the arrangement space for the dipole elements 3 and 4 is reduced, and the antenna apparatus 1 can be downsized.
【００２１】また、該Ｙ字形ダイポール素子３，４は、
該素子３，４のそれぞれの中心間の距離にして、約０．
３５波長、離間されるとともに、前記垂直偏波用のダイ
ポール素子２の中心を通り、前記反射板５及び前記垂直
平面のそれぞれに直交（大地に対して水平）する、水平
平面上で、該垂直平面に対し、該素子３，４の交点を該
反射板５側に位置するように、互いにある角度、例えば
約４５度、傾けて対称的に配設されている。The Y-shaped dipole elements 3 and 4 are
The distance between the centers of the elements 3 and 4 is about 0.
On a horizontal plane, which is separated by 35 wavelengths, passes through the center of the dipole element 2 for vertical polarization, and is orthogonal (horizontal to the ground) to each of the reflector 5 and the vertical plane. The elements 3 and 4 are arranged symmetrically at an angle, for example, about 45 degrees with respect to a plane, so that the intersection of the elements 3 and 4 is located on the reflection plate 5 side.
【００２２】そして、前記各Ｙ字形ダイポール素子３，
４は、それぞれの素子３，４から放射される電波が同相
になるように給電される。この場合、水平偏波用アンテ
ナとしては、前記２個のＹ字形ダイポール素子３，４の
開き角、前記垂直平面との傾き、及び前記反射板５から
の距離を変えることにより、水平面内指向性半値角を変
更することができる。The respective Y-shaped dipole elements 3,
4 is supplied so that the radio waves radiated from the respective elements 3 and 4 have the same phase. In this case, as the antenna for horizontal polarization, the directivity in the horizontal plane is changed by changing the opening angle of the two Y-shaped dipole elements 3 and 4, the inclination with respect to the vertical plane, and the distance from the reflector 5. The half-value angle can be changed.
【００２３】５は反射板であり、その水平方向の幅は約
０．６波長の金属板からなり、該反射板５の水平方向の
端を、適宜折り曲げることにより、反射板幅を小さくす
ることも可能である。６，７，８は、前記各ダイポール
素子１，２，３へ電力を給電する給電線路で、前記反射
板５とは絶縁されており、図示しない、前記反射板５の
裏面に配設された給電回路に接続されるとともに、前記
各ダイポール素子１，２，３を支持している。そして、
前記垂直偏波用のダイポール素子１と前記水平偏波用の
２個のＹ字形ダイポール素子２，３は同一周波数の電力
で給電される。Reference numeral 5 denotes a reflector, which is made of a metal plate having a horizontal width of about 0.6 wavelength. The horizontal end of the reflector 5 is appropriately bent to reduce the width of the reflector. Is also possible. Reference numerals 6, 7, and 8 denote power supply lines for supplying power to the dipole elements 1, 2, and 3, which are insulated from the reflector 5 and are disposed on the back surface of the reflector 5, not shown. It is connected to a power supply circuit and supports the dipole elements 1, 2, 3, respectively. And
The dipole element 1 for vertical polarization and the two Y-shaped dipole elements 2 and 3 for horizontal polarization are supplied with power of the same frequency.
【００２４】図２は、図１に示す前記偏波共用アンテナ
装置１の水平面内指向性を示す図で、該アンテナ装置１
の正面方向を０度とする方位角に対する相対電界強度
（ｄＢ）を示す。図２から、水平偏波、垂直偏波とも
に、半値角が１２０度と広角な指向性が得られている。FIG. 2 is a diagram showing the directivity in a horizontal plane of the dual-polarization antenna device 1 shown in FIG.
Shows the relative electric field strength (dB) with respect to the azimuth angle where the front direction is 0 degree. From FIG. 2, it is possible to obtain a wide-angle directivity with a half-value angle of 120 degrees for both horizontal polarization and vertical polarization.
【００２５】（第２実施例）図３は、本発明の偏波共用
アンテナ装置の第２実施例を示す斜視図である。図３に
おいて、偏波共用アンテナ装置１１は、垂直偏波用の１
個のダイポール素子１２で、その誘電体プリント基板１
２ａの両面に放射素子１２ｂ，１２ｃがそれぞれ形成さ
れる該ダイポール素子１２と、水平偏波用の同一開き角
を有するＹ字形（又は、Ｖ字形）に形成される２個のダ
イポール素子１３，１４で、その誘電体プリント基板１
３ａ，１４ａの両面に放射素子１３ｂ，１３ｃ；１４
ｂ，１４ｃがそれぞれ形成されるダイポール素子１３，
１４と、前記反射板５とからなる。図３で、図１と同一
部材には同一符号を付して、その説明を省略する。(Second Embodiment) FIG. 3 is a perspective view showing a second embodiment of a dual-polarization antenna device according to the present invention. In FIG. 3, the dual-polarization antenna device 11 includes one for vertical polarization.
Dielectric printed circuit board 1
The dipole element 12 in which radiation elements 12b and 12c are formed on both surfaces of 2a, respectively, and the two dipole elements 13 and 14 formed in a Y-shape (or V-shape) having the same open angle for horizontal polarization. And the dielectric printed circuit board 1
Radiating elements 13b, 13c; 14 on both sides of 3a, 14a
b, 14c are respectively formed on the dipole element 13,
14 and the reflection plate 5. 3, the same members as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
【００２６】前記垂直偏波用のダイポール素子１２の放
射素子１２ｂ、１２ｃは、使用周波数に共振するよう
に、その全長が使用周波数の波長の１／２波長に形成さ
れている。前記放射素子１２ｂ、１２ｃは、前記誘電体
プリント基板１２ａの中央部に形成された給電線路１６
ｂ、１６ｃに対して、互いに交差給電構造になるよう
に、前記ダイポール素子１２の中心軸を中心に丁度１８
０度回転した位置に形成されている。The radiating elements 12b and 12c of the dipole element 12 for vertical polarization are formed so that the entire length thereof is half the wavelength of the operating frequency so as to resonate with the operating frequency. The radiating elements 12b and 12c are connected to a feed line 16 formed at the center of the dielectric printed circuit board 12a.
b, 16c, the center of the dipole element 12 is just 18
It is formed at a position rotated by 0 degrees.
【００２７】そして、該ダイポール素子１２は、前記反
射板５の垂直中心線５ａを通り、該反射板５に直交する
とともに、大地に対する垂直平面上に配設された前記誘
電体プリント基板１２ａ上に、該反射板５に平行（大地
に対して垂直）で、かつ該反射板５から約１／４波長の
距離に配置されている。The dipole element 12 passes through the vertical center line 5a of the reflector 5 and is orthogonal to the reflector 5 and on the dielectric printed circuit board 12a disposed on a plane perpendicular to the ground. The reflector 5 is arranged in parallel (perpendicular to the ground) and at a distance of about ４ wavelength from the reflector 5.
【００２８】前記水平偏波用の２個のＹ字形（又は、Ｖ
字形）ダイポール素子１３，１４の前記放射素子１３
ｂ，１３ｃ；１４ｂ，１４ｃは、両者ともそのＹ字の開
き角は、約１２０度であり、各ダイポール素子１３，１
４は、該放射素子１３ｂ，１３ｃ；１４ｂ，１４ｃを、
使用周波数に共振するように、その全長が使用周波数の
波長の１／２波長に形成される。前記放射素子１３ｂ，
１３ｃ；１４ｂ，１４ｃは、前記それぞれの誘電体プリ
ント基板１３ａ，１４ａの中央部に形成された給電線路
１７ｂ，１７ｃ；１８ｂ，１８ｃに対して、互いに交差
給電構造になるように、前記ダイポール１３，１４のそ
れぞれの中心軸を中心に丁度１８０度回転した位置に形
成されている。The two Y-shapes (or V
The radiation element 13 of the dipole elements 13 and 14
b, 13c; 14b, 14c both have a Y-shaped opening angle of about 120 degrees, and each dipole element 13, 1
4, the radiating elements 13b, 13c; 14b, 14c
The entire length is formed to be half the wavelength of the working frequency so as to resonate with the working frequency. The radiating element 13b,
13c; 14b, 14c are connected to the dipoles 13, 18b, 18c with respect to the feeder lines 17b, 17c; 18b, 18c formed at the central portions of the respective dielectric printed boards 13a, 14a so as to form a cross feed structure. 14 are formed at positions just rotated by 180 degrees about the respective central axes.
【００２９】また、前記Ｙ字形ダイポール素子１３，１
４は、該素子１３，１４のそれぞれの中心間の距離が、
約０．３５波長、離間されるとともに、前記垂直偏波用
のダイポール素子１２の中心を通り、前記反射板５及び
前記垂直平面のそれぞれに直交（大地に対して水平）す
る、水平平面上で、該垂直平面に対し、該素子１３，１
４の交点を該反射板５側に位置するように、互いにある
角度、例えば約４５度、傾けて対称的に配設されてい
る。The Y-shaped dipole elements 13, 1
4 indicates that the distance between the centers of the elements 13 and 14 is
On a horizontal plane, which is separated by about 0.35 wavelength and passes through the center of the dipole element 12 for vertical polarization, and is orthogonal (horizontal to the ground) to each of the reflector 5 and the vertical plane. , The element 13, 1 with respect to the vertical plane.
4 are arranged symmetrically at an angle, for example, about 45 degrees, so that the intersection of 4 is located on the reflection plate 5 side.
【００３０】そして、前記各Ｙ字形ダイポール素子１
３，１４は、それぞれの放射素子１３ｂ，１３ｃ；１４
ｂ，１４ｃから放射される電波が同相になるように給電
されるとともに、前記垂直偏波用のダイポール素子１２
と前記水平偏波用の２個のＹ字形ダイポール素子１３，
１４は同一周波数の電力で給電される。Then, each of said Y-shaped dipole elements 1
3, 14 are respective radiating elements 13b, 13c;
b and 14c are supplied so that the electric waves radiated from the same are in phase, and the vertically polarized dipole element 12
And two Y-shaped dipole elements 13 for the horizontal polarization,
14 are supplied with the same frequency power.
【００３１】図３に示す前記偏波共用アンテナ装置１１
の水平面内指向性は、図２に示す水平面内指向性とほと
んど同一である。これは、図１と図３に示す偏波共用ア
ンテナ装置１，１１は、電気的には等価なものであるた
め、図３に示すアンテナ装置１１によれば、その組立工
数を削減することができる。The dual-polarization antenna device 11 shown in FIG.
Is almost the same as the directivity in the horizontal plane shown in FIG. This is because the dual-polarized antenna devices 1 and 11 shown in FIGS. 1 and 3 are electrically equivalent, and therefore, according to the antenna device 11 shown in FIG. 3, the number of assembly steps can be reduced. it can.
【００３２】（第３実施例）図４は、本発明の偏波共用
アンテナ装置の第３実施例を示す図で、図３に示す偏波
共用アンテナ装置１１を、垂直方向に複数段に配設した
ものの斜視図である。図４に示す偏波共用アンテナ装置
２１によれば、アンテナ装置の利得が上がり、それぞれ
の前記アンテナ装置１１の給電電力の振幅及び位相を変
化させることにより、ビームチルティングなどの垂直面
内指向性の制御が可能になるため、移動通信用基地局ア
ンテナとして好適なアンテナ装置となる。(Third Embodiment) FIG. 4 is a diagram showing a third embodiment of a dual-polarization antenna apparatus according to the present invention. The dual-polarization antenna apparatus 11 shown in FIG. 3 is vertically arranged in a plurality of stages. It is a perspective view of the thing provided. According to the dual-polarized antenna device 21 shown in FIG. 4, the gain of the antenna device is increased, and the amplitude and the phase of the power supplied to each of the antenna devices 11 are changed so that the in-plane directivity such as beam tilting can be obtained. Can be controlled, so that the antenna device is suitable as a mobile communication base station antenna.
【００３３】図４において、図３に示す偏波共用アンテ
ナ装置１１を、垂直方向に複数段（本実施例では、４
段）に配設したものを説明したが、図１に示す偏波共用
アンテナ装置１を垂直方向に複数段に配設したものにつ
いても、同様である。In FIG. 4, the dual-polarization antenna device 11 shown in FIG.
1), but the same applies to the case where the dual-polarization antenna device 1 shown in FIG. 1 is vertically arranged in a plurality of stages.
【００３４】（第４実施例）図５は、本発明の偏波共用
アンテナ装置の第４実施例を示す斜視図であり、図３と
同一部材には同一符号を付して、その説明を省略する。
本実施例の偏波共用アンテナ装置３１は、図３に示す偏
波共用アンテナ装置１１のうち、垂直偏波用のダイポー
ル素子１２については、周波数ｆ１で動作する放射素子
１２ｂ，１２ｃのほかに、周波数ｆ２（ｆ２＞ｆ１）で
動作する放射素子３２ｂ，３２ｃを形成して、周波数ｆ
１，ｆ２の２周波共用のダイポール素子３２を用いて構
成し、水平偏波用のダイポール素子については、周波数
ｆ１で動作するダイポール素子１３，１４とは別個に、
該ダイポール素子の１３，１４上又は下部（本実施例で
は、上部）に、かつ該ダイポール素子１３，１４に平行
に、周波数ｆ２で動作する放射素子が形成された、水平
偏波用の２個のＹ字形ダイポール素子３３，３４（図３
の水平偏波用の２個のＹ字形ダイポール素子１３，１４
と相似）を配設したものを、垂直方向に単数又は複数段
（本実施例では、複数の４段）に配設する。(Fourth Embodiment) FIG. 5 is a perspective view showing a fourth embodiment of a dual-polarization antenna apparatus according to the present invention. The same members as those in FIG. Omitted.
In the dual-polarization antenna device 31 of the present embodiment, of the dual-polarization antenna device 11 shown in FIG. 3, the dipole element 12 for the vertically polarized wave is the same as the radiation elements 12 b and 12 c operating at the frequency f1. The radiation elements 32b and 32c operating at the frequency f2 (f2> f1) are formed, and the frequency f
It is configured using a dipole element 32 shared by two frequencies of 1 and f2. The dipole element for horizontal polarization is separate from the dipole elements 13 and 14 operating at the frequency f1.
Two radiating elements operating at a frequency f2 are formed above or below the dipole elements 13 and 14 (upper part in this embodiment) and in parallel with the dipole elements 13 and 14 for horizontal polarization. Y-shaped dipole elements 33 and 34 (FIG. 3)
Y-shaped dipole elements 13 and 14 for horizontal polarization
(Similar to the above) are arranged in one or more stages (in this embodiment, a plurality of four stages) in the vertical direction.
【００３５】そして、給電する前記周波数ｆ１，ｆ２
を、例えば、８００ＭＨｚ帯及び１５００ＭＨｚ帯の２
周波数で動作する、２周波偏波共用アンテナ装置にする
ことができる。The frequencies f1 and f2 to be fed are
Is, for example, 2 of 800 MHz band and 1500 MHz band.
A dual-frequency polarization shared antenna device operating at a frequency can be provided.
【００３６】本実施例の他例として、図１に示す前記偏
波共用アンテナ装置１１を、垂直方向に複数段に配設す
るとともに、給電する周波数を、８００ＭＨｚ帯及び１
５００ＭＨｚ帯の２周波数共用とするため、それぞれの
周波数の電力が給電される、前記それぞれの偏波共用ア
ンテナ装置１１を、交互に配設するようにすれば、該２
つの周波数で動作する、２周波偏波共用アンテナ装置と
することができる。As another example of the present embodiment, the dual-polarization antenna device 11 shown in FIG. 1 is arranged in a plurality of stages in the vertical direction, and the power supply frequency is 800 MHz band and 1 MHz.
In order to use two frequencies in the 500 MHz band, the respective dual-polarization antenna devices 11 to which the power of each frequency is supplied are alternately arranged.
A dual-frequency polarization shared antenna device that operates at two frequencies can be provided.
【００３７】（第５実施例）図６及び図７は、本発明の
偏波共用アンテナ装置の第５実施例を示す図で、第４実
施例の図５に示す２周波偏波共用アンテナ装置３１の２
面（２個の意）及び３面（３個の意）のそれぞれを、大
地に対して垂直方向に配設した断面図である。本実施例
の偏波共用アンテナ装置は、前記２周波偏波共用アンテ
ナ装置３１を、１２０度の開き角をもって、水平方向に
その２面、又は３面が、水平断面が三角形の柱４０の垂
直側面に配設される。なお、４１は、保護カバーであ
る。(Fifth Embodiment) FIGS. 6 and 7 show a fifth embodiment of a dual-polarization antenna apparatus according to the present invention. The fourth embodiment of the dual-polarization antenna apparatus shown in FIG. 31-2
It is sectional drawing which each arrange | positioned the surface (two meanings) and three surfaces (three meanings) in the perpendicular direction with respect to the earth. The dual-polarization antenna apparatus of this embodiment is different from the dual-frequency dual-polarization antenna apparatus 31 in that the two planes or three planes are arranged in a horizontal direction with an opening angle of 120 degrees. It is arranged on the side. In addition, 41 is a protective cover.
【００３８】このように、前記偏波共用アンテナ装置３
１を、水平断面が三角形の柱の垂直側面に配設すること
により、前記アンテナ装置の２面、又は３面分を小さく
まとめて設置することができるため、移動通信用基地局
のアンテナ装置の小形化を可能にしている。As described above, the dual-polarization antenna device 3
By arranging 1 on the vertical side surface of a column having a triangular horizontal section, two or three surfaces of the antenna device can be installed together in a small size. It enables miniaturization.
【００３９】なお、本発明の技術は前記実施の形態にお
ける技術に限定されるものではなく、同様な機能を果た
す他の態様の手段によってもよく、また本発明の技術は
前記構成の範囲内において種々の変更、付加が可能であ
る。Note that the technology of the present invention is not limited to the technology in the above-described embodiment, and may be implemented by means of another mode that performs the same function. Various changes and additions are possible.
【００４０】[0040]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明の
偏波共用アンテナ装置によれば、垂直偏波用のダイポー
ル素子は、反射板の垂直中心線上で該反射板に直交する
垂直平面上に、該反射板からある距離に配設され、水平
偏波用の２個のＹ字形（又は、Ｖ字形）ダイポール素子
は、前記垂直偏波用のダイポール素子の中心を通り、前
記反射板及び前記垂直平面のそれぞれに直交する水平平
面上で、該垂直平面に対し、互いにある角度傾けて対称
的に配設されるとともに、給電時、該各Ｙ字形ダイポー
ル素子から放射される電波が同相になるように給電され
るので、従来の３セクタ偏波ダイバーシチ方式によるア
ンテナ装置の指向性を改善し、移動体通信の基地局に使
用できるような、水平偏波、垂直偏波とも水平面内指向
性半値角を広角（例えば、１２０度）にすることができ
る。As is apparent from the above description, according to the dual-polarization antenna apparatus of the present invention, the dipole element for vertical polarization is formed on the vertical plane perpendicular to the reflector on the vertical center line of the reflector. The two Y-shaped (or V-shaped) dipole elements for horizontal polarization are disposed at a certain distance from the reflector, pass through the center of the dipole element for vertical polarization, and On a horizontal plane orthogonal to each of the vertical planes, they are arranged symmetrically at an angle with respect to the vertical plane, and at the time of power supply, radio waves radiated from each of the Y-shaped dipole elements are in phase. Since the power is supplied in such a manner, the directivity of the antenna device based on the conventional three-sector polarization diversity system is improved, and both the horizontal polarization and the vertical polarization can be used in a base station for mobile communication. Wide half-value angle ( In example, it can be 120 degrees).
【００４１】同時に、前記アンテナ装置の製造コストを
削減するとともに、基地局設備、特に該アンテナ装置を
装備する鉄塔部分の小形化を促進することができる。At the same time, the manufacturing cost of the antenna device can be reduced, and the miniaturization of the base station equipment, particularly the tower portion equipped with the antenna device can be promoted.
【図１】本発明の偏波共用アンテナ装置の第１実施例を
示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of a dual-polarization antenna device according to the present invention.
【図２】図１の該アンテナ装置の水平面内指向性を示す
図である。FIG. 2 is a diagram showing directivity in a horizontal plane of the antenna device of FIG. 1;
【図３】本発明の偏波共用アンテナ装置の第２実施例を
示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a second embodiment of a dual-polarization antenna device according to the present invention.
【図４】本発明の偏波共用アンテナ装置の第３実施例を
示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing a third embodiment of the dual-polarization antenna apparatus of the present invention.
【図５】本発明の偏波共用アンテナ装置の第４実施例を
示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing a fourth embodiment of a dual-polarization antenna device according to the present invention.
【図６】図７とともに、本発明の偏波共用アンテナ装置
の第５実施例を示す図で、図５に示す２周波偏波共用ア
ンテナ装置の２面を、断面三角形柱の側面に配設した断
面図である。FIG. 6 is a view showing a fifth embodiment of the dual-polarization antenna apparatus according to the present invention, together with FIG. 7, in which two surfaces of the dual-frequency polarization antenna apparatus shown in FIG. FIG.
【図７】図５に示す２周波偏波共用アンテナ装置の３面
を、断面三角形柱の側面に配設した断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view in which three surfaces of the dual-frequency polarization shared antenna device shown in FIG.
【図８】従来の偏波共用アンテナとしてのクロスダイポ
ールアンテナの斜視図である。FIG. 8 is a perspective view of a cross dipole antenna as a conventional dual-polarization antenna.
【図９】従来の偏波共用アンテナとしての、誘電体基板
上に形成された偏波共用パッチアンテナの斜視図であ
る。FIG. 9 is a perspective view of a dual-polarization patch antenna formed on a dielectric substrate as a conventional dual-polarization antenna.
１，１１，２１，３１ 偏波共用アンテナ装置 ２，１２，３２ 垂直偏波用ダイポール素子 ３，４，１３，１４，３３，３４ 水平偏波用ダイポー
ル素子 ５ 反射板 ５ａ 垂直中心線 ６，７，８，１６ｂ，１６ｃ，１７ｂ，１７ｃ，１８
ｂ，１８ｃ 給電線路 １２ａ，１３ａ，１４ａ 誘電体プリント基板 １２ｂ，１２ｃ，１３ｂ，１３ｃ，１４ｂ，１４ｃ，３
２ｂ，３２ｃ 放射素子 ４０ 柱1,11,21,31 Dual-polarization antenna device 2,12,32 Vertical-polarization dipole element 3,4,13,14,33,34 Horizontal-polarization dipole element 5 Reflector 5a Vertical centerline 6,7 , 8,16b, 16c, 17b, 17c, 18
b, 18c Feeding lines 12a, 13a, 14a Dielectric printed circuit boards 12b, 12c, 13b, 13c, 14b, 14c, 3
2b, 32c radiating element 40 pillar
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 角田 博一 東京都千代田区丸の内３丁目３番１号 電 気興業株式会社内 (72)発明者 小坂 和弘 東京都千代田区丸の内３丁目３番１号 電 気興業株式会社内 (72)発明者 恵比根 佳雄 東京都港区虎ノ門二丁目10番１号 エヌ・ ティ・ティ移動通信網株式会社内 (72)発明者 新宅 正佳 東京都港区虎ノ門二丁目10番１号 エヌ・ ティ・ティ移動通信網株式会社内 Ｆターム(参考） 5J020 AA03 BA06 BC03 BC09 CA01 DA01 DA03 DA04 DA06 5J021 AA03 AA06 AA13 AB03 BA01 DB03 GA02 GA04 HA06 HA10 JA02 JA05 JA07 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Hiroichi Tsunoda 3-3-1 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Denki Kogyo Co., Ltd. (72) Kazuhiro Kosaka 3-3-1 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Denki Kogyo Co., Ltd. (72) Inventor Yoshio Ebine 2-10-1, Toranomon, Minato-ku, Tokyo Inside NTT Mobile Communication Network Co., Ltd. No. 1 F-term in NTT Mobile Communication Network Co., Ltd. (reference) 5J020 AA03 BA06 BC03 BC09 CA01 DA01 DA03 DA04 DA06 5J021 AA03 AA06 AA13 AB03 BA01 DB03 GA02 GA04 HA06 HA10 JA02 JA05 JA07 JA07
Claims (5)
水平偏波用の同一開き角を有するＹ字形（又は、Ｖ字
形）に形成される２個のダイポール素子と、反射板とか
らなり、 前記垂直偏波用のダイポール素子は、前記反射板の垂直
中心線上で該反射板に直交する垂直平面上に、該反射板
に平行でかつ該反射板からある距離に配設され、前記水
平偏波用の２個のＹ字形ダイポール素子は、前記垂直偏
波用のダイポール素子の中心を通り、前記反射板及び前
記垂直平面のそれぞれに直交する水平平面上で、該垂直
平面に対し、その交点を該反射板側に位置するように、
互いにある角度傾けて対称的に配設されるとともに、 前記垂直偏波用のダイポール素子と前記水平偏波用の２
個のＹ字形ダイポール素子は同一周波数の電力で給電さ
れ、かつ該各Ｙ字形ダイポール素子から放射される電波
が同相になるように給電されることを特徴とする偏波共
用アンテナ装置。1. One dipole element for vertical polarization,
It comprises two dipole elements formed in a Y-shape (or V-shape) having the same open angle for horizontal polarization and a reflector, and the dipole element for vertical polarization is perpendicular to the reflector. The two Y-shaped dipole elements for horizontal polarization are disposed on a vertical plane perpendicular to the reflector on a center line and at a distance from the reflector and parallel to the reflector. Passing through the center of the wave dipole element, on a horizontal plane orthogonal to each of the reflector and the vertical plane, so that the intersection of the vertical plane is located on the reflector side.
The dipole element for vertical polarization and the two for horizontal polarization are arranged symmetrically at an angle to each other.
The Y-shaped dipole elements are supplied with electric power of the same frequency, and are supplied so that radio waves radiated from each of the Y-shaped dipole elements have the same phase.
記水平偏波用の２個のＹ字形ダイポール素子のそれぞれ
が、誘電体プリント基板の両方のそれぞれの面の金属箔
上に形成されるものであることを特徴とする請求項１に
記載の偏波共用アンテナ装置。2. The apparatus according to claim 1, wherein the dipole element for vertical polarization and the two Y-shaped dipole elements for horizontal polarization are formed on metal foils on both surfaces of a dielectric printed circuit board. The dual-polarization antenna device according to claim 1, wherein:
に複数段に、配設されてなることを特徴とする請求項１
又は２に記載の偏波共用アンテナ装置。3. The device according to claim 1, wherein the dual-polarized antenna devices are arranged in a plurality of stages in a vertical direction.
Or the dual-polarization antenna device according to 2.
ダイポール素子のほかに、周波数ｆ２で動作する垂直偏
波用のダイポール素子を前記垂直平面上に形成するとと
もに、周波数ｆ１で動作する前記水平偏波用の２個のＹ
字形ダイポール素子の上又は下部に平行して、周波数ｆ
２で動作する水平偏波用の２個のＹ字形ダイポール素子
が配設されたものを、垂直方向に単数又は複数段に配設
され、２周波数共用してなることを特徴とする請求項１
又は２に記載の偏波共用アンテナ装置。4. In addition to the vertical polarization dipole element operating at the frequency f1, a vertical polarization dipole element operating at the frequency f2 is formed on the vertical plane, and the vertical polarization dipole element operates at the frequency f1. Two Ys for horizontal polarization
Parallel to the top or bottom of the U-shaped dipole element, the frequency f
2. A device in which two Y-shaped dipole elements for horizontal polarization operating at 2 are arranged, are arranged in one or more stages in the vertical direction, and share two frequencies.
Or the dual-polarization antenna device according to 2.
の開き角をもち、かつ水平方向にその２面、又は３面
が、水平断面が三角形の柱に配設されることを特徴とす
る請求項１、２、３、４のいずれかに記載の偏波共用ア
ンテナ装置。5. The antenna according to claim 1, wherein the dual-polarization antenna device has an opening angle of 120 degrees, and two or three surfaces thereof are disposed in a horizontal direction in a column having a triangular horizontal section. A dual-polarization antenna device according to any one of claims 1, 2, 3, and 4.
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