JP2005051683A

JP2005051683A - Combined antenna

Info

Publication number: JP2005051683A
Application number: JP2003283811A
Authority: JP
Inventors: Shotaro Horii; 正太郎堀井
Original assignee: DX Antenna Co Ltd
Current assignee: DX Antenna Co Ltd
Priority date: 2003-07-31
Filing date: 2003-07-31
Publication date: 2005-02-24
Anticipated expiration: 2023-07-31
Also published as: JP4133665B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To make the half-value width of a circularly polarized antenna large and to make it difficult to cause disturbance in horizontal plane directivity in a combined antenna for receiving a circularly polarized wave and a linearly polarized wave. <P>SOLUTION: This circularly polarized antenna is configured by arranging two sets of cross dipole antennas 4 and 6 almost perpendicularly to a main front surface of a reflector 2 with about a 1/4 λ interval between the respective cross dipole antennas. A whip antenna 32 for a linearly polarized wave is arranged, which is more separated from the reflector 2 than a cross dipole antenna most separated from the reflector 2 among the cross dipole antennas of the circularly polarized antenna. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、円偏波と直線偏波との電波をそれぞれ送受信することができる複合アンテナに関する。 The present invention relates to a composite antenna that can transmit and receive radio waves of circularly polarized waves and linearly polarized waves.

上述したような複合アンテナは、例えば衛星デジタル音声放送システムにおいて使用されることがある。この衛星デジタル音声放送システムでは、放送衛星からデジタル音声放送番組を円偏波の電波によって送信する。この電波は、例えば自動車のような移動体において受信される。移動体が、例えば放送衛星からの電波を受信できない地域にあるときでも、デジタル放送番組を受信することができるように、地上局から同じ放送番組を直線偏波の電波で送信している。直線偏波を利用しているのは、円偏波の電波と同じ周波数を使用しているので、両電波が干渉することを防止するためである。このような円偏波の電波及び直線偏波の電波のいずれも受信できるようにするために、複合アンテナが使用されている。 The composite antenna as described above may be used in a satellite digital audio broadcasting system, for example. In this satellite digital audio broadcasting system, a digital audio broadcasting program is transmitted from a broadcasting satellite by circularly polarized radio waves. This radio wave is received by a mobile object such as an automobile. For example, even when the mobile body is in an area where radio waves from broadcast satellites cannot be received, the same broadcast program is transmitted from the ground station using linearly polarized radio waves so that digital broadcast programs can be received. The reason why linearly polarized waves are used is to prevent interference between both radio waves because they use the same frequency as that of circularly polarized radio waves. In order to be able to receive both such circularly polarized radio waves and linearly polarized radio waves, a composite antenna is used.

この複合アンテナには、円偏波の電波を受信可能なクロスダイポールアンテナを反射板上に設け、この反射板上に、直線偏波の電波を受信可能なホイップアンテナを、クロスダイポールアンテナから離して設けたものがある（特許文献１）。 In this composite antenna, a cross dipole antenna capable of receiving circularly polarized radio waves is provided on a reflector, and a whip antenna capable of receiving linearly polarized radio waves is separated from the cross dipole antenna on the reflector. There is one provided (Patent Document 1).

特開２００２−１００９２８号JP 2002-1000092

しかし、特許文献１に開示された複合アンテナでは、クロスダイポールアンテナを使用しているので、その半値幅が狭く、約８０度乃至９０度しかなかった。しかも、同じ反射板上に離してクロスダイポールアンテナとホイップアンテナとを設けているので、ホイップアンテナの影響をクロスダイポールアンテナが受けて、水平面指向性に乱れが生じていたし、反射板の面積が大きくなっていた。 However, since the composite antenna disclosed in Patent Document 1 uses a cross dipole antenna, its half-value width is narrow, being only about 80 to 90 degrees. Moreover, since the cross dipole antenna and the whip antenna are provided on the same reflector, the cross dipole antenna is affected by the whip antenna, and the horizontal plane directivity is disturbed, resulting in a large reflector area. It was.

本発明は、円偏波用アンテナの半値幅が広く、しかも円偏波用アンテナの水平面指向性に乱れが生じにくく、更に、小型である複合アンテナを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a composite antenna that has a wide half-value width of a circularly polarized antenna, is less likely to cause disturbance in the horizontal plane directivity of the circularly polarized antenna, and is small in size.

本発明による複合アンテナは、反射板を有している。この反射板の主表面にほぼ垂直な方向に約１／４λ（λは送受信信号の中心波長）の間隔をそれぞれの間にあけて２組のクロスダイポールアンテナが配置されて、円偏波アンテナが構成されている。クロスダイポールアンテナは、例えば反射板と平行に配置された第１及び第２のダイポールアンテナを有している。第１及び第２のダイポールアンテナは、それらの中央部で直交している。このように構成された２組のクロスダイポールアンテナが、反射板に対して垂直方向に約１／４λの間隔をあけて、配置されている。各組の第１ダイポールアンテナが重なり合い、第２ダイポールアンテナが重なり合うように配置することが望ましい。この円偏波アンテナのクロスダイポールアンテナのうち最も前記反射板より離れたものよりも更に前記反射板から離れて直線偏波アンテナが配置されている。直線偏波アンテナは、例えばホイップアンテナによって構成され、反射板に対して垂直方向に沿って配置することができる。この直線偏波アンテナは、例えば、第１及び第２のダイポールアンテナの交差位置を通り、反射板に対して垂直な線分上に配置することが望ましい。 The composite antenna according to the present invention has a reflector. Two sets of cross-dipole antennas are arranged at intervals of about 1 / 4λ (λ is the center wavelength of the transmitted / received signal) in a direction substantially perpendicular to the main surface of the reflector, and the circularly polarized antenna is It is configured. The cross dipole antenna has, for example, first and second dipole antennas arranged in parallel with the reflector. The first and second dipole antennas are orthogonal to each other at the center. The two sets of cross dipole antennas configured in this way are arranged at an interval of about 1 / 4λ in the direction perpendicular to the reflector. It is desirable that the first dipole antennas of each set overlap and the second dipole antennas overlap. A linearly polarized antenna is arranged farther from the reflector than the one farthest from the reflector among the crossed dipole antennas of the circularly polarized antenna. The linearly polarized wave antenna is constituted by, for example, a whip antenna, and can be arranged along a direction perpendicular to the reflector. For example, it is desirable that the linearly polarized antenna is disposed on a line segment that passes through the intersecting position of the first and second dipole antennas and is perpendicular to the reflector.

この複合アンテナでは、２組のクロスダイポールアンテナをいわゆるスタックアンテナとして使用しているので、その指向特性は、カージオイド型となる。従って、その半値幅が広くなる。また、直線偏波アンテナは、反射板上ではなく、クロスダイポールアンテナを挟んで反射板と反対側に位置しているので、クロスダイポールアンテナに余り影響を与えることがなく、円偏波アンテナの水平面指向特性に乱れがあまり生じない。さらに、直線偏波アンテナを設置するスペースを反射板上に確保する必要がないので、反射板を小型化することもできる。 In this composite antenna, since two sets of cross-dipole antennas are used as so-called stack antennas, the directivity is a cardioid type. Therefore, the half width becomes wide. The linearly polarized antenna is located on the opposite side of the reflector, not on the reflector, with the cross dipole antenna in between. There is not much disturbance in the directivity. Furthermore, since it is not necessary to secure a space for installing the linearly polarized antenna on the reflecting plate, the reflecting plate can be reduced in size.

上記の複合アンテナにおいて、前記各クロスダイポールアンテナの先端側に無給電素子をそれぞれ配置することもできる。無給電素子は、反射板と平行にかつ各クロスダイポールと直交するように各クロスダイポールの先端側に配置することができる。各無給電素子のうち、反射板に対して垂直な線分上に位置するもの同士は、この線分に沿う結合部によって結合することができる。 In the above composite antenna, a parasitic element may be disposed on the tip side of each cross dipole antenna. The parasitic element can be arranged on the front end side of each cross dipole so as to be parallel to the reflector and orthogonal to each cross dipole. Among the parasitic elements, elements located on a line segment perpendicular to the reflecting plate can be coupled by a coupling portion along the line segment.

このように構成された複合アンテナでは、無給電素子を設けたことにより、円偏波アンテナの指向性が更に広くなる。 In the composite antenna configured as described above, the directivity of the circularly polarized antenna is further increased by providing the parasitic element.

各組の第１のダイポールアンテナを第１の基板に形成することができる。この場合、各組の第２のダイポールアンテナと前記直線偏波アンテナとを、第２の基板に形成する。第１及び第２の基板が、各組の第１及び第２のダイポールアンテナがそれぞれの中央で交差するように組み立てられる。 Each set of first dipole antennas may be formed on a first substrate. In this case, each set of the second dipole antenna and the linearly polarized antenna is formed on the second substrate. The first and second substrates are assembled such that each set of first and second dipole antennas intersects at their respective centers.

このように構成すると、第１及び第２の基板を組み合わせるだけで、複合アンテナを製造することができ、複合アンテナの製造が容易になる。 If comprised in this way, a composite antenna can be manufactured only by combining a 1st and 2nd board | substrate, and manufacture of a composite antenna becomes easy.

更に、前記各クロスダイポールアンテナの第１及び第２のダイポールアンテナの先端間をほぼ繋ぐ環状に配置された絶縁体製の筒状部の内面に、前記各第１及び第２のダイポールアンテナに対応させて無給電素子を設けることもできる。 Furthermore, it corresponds to each said 1st and 2nd dipole antenna in the inner surface of the cylindrical part made from the insulator arrange | positioned at the annular | circular shape which substantially connects between the front-end | tips of the 1st and 2nd dipole antenna of each said cross dipole antenna. It is also possible to provide a parasitic element.

このように構成すると、無給電素子の取付も容易に行うことができ、更に製造が容易になる。 If comprised in this way, a parasitic element can also be attached easily and manufacture will become easier.

以上のように、本発明によれば、円偏波アンテナの半値幅を広くすることができる上に、円偏波アンテナの水平面指向性に乱れが生じにくく、しかも小型に複合アンテナを製造することができる。 As described above, according to the present invention, the half-width of the circularly polarized antenna can be widened, and the horizontal plane directivity of the circularly polarized antenna is not easily disturbed. Can do.

本発明の第１の実施形態の複合アンテナは、上述したように、放送衛星からの円偏波の特定周波数、例えば超高周波、具体的には２．３ＧＨｚ帯の電波と、地上からの上記特定周波数の直線偏波の電波とを、受信するためのものである。この複合アンテナは、図１に示すように、反射板２を有している。反射板２は、板状、例えば矩形に形成されており、それの少なくとも一方の主表面が導電体、例えば金属によって形成されている。 As described above, the composite antenna according to the first embodiment of the present invention has a specific frequency of circular polarization from a broadcasting satellite, for example, an ultra-high frequency, specifically, a radio wave in the 2.3 GHz band, and the above-mentioned specific from the ground. This is for receiving radio waves of linearly polarized frequency. As shown in FIG. 1, the composite antenna has a reflector 2. The reflection plate 2 is formed in a plate shape, for example, a rectangle, and at least one main surface thereof is formed of a conductor, for example, a metal.

この反射板２の上記主表面側に、複数組、例えば２組のクロスダイポールアンテナ４、６が設けられている。反射板２の一方の主表面には、４つの支持体８、１０、１２、１４が設けられている。これら支持体８、１０、１２、１４は、導電性の筒状体、例えば真鍮製の円筒状に形成されている。これらの長さ方向が、反射板２の主表面に対して垂直になるように一端部が反射板２に電気的及び機械的に固定されている。また、これら支持体８、１０、１２、１４は、反射板２の主表面上に描いた円周上に９０度間隔に位置するようにも配置されている。 A plurality of sets, for example, two sets of cross dipole antennas 4 and 6 are provided on the main surface side of the reflecting plate 2. Four supports 8, 10, 12, and 14 are provided on one main surface of the reflector 2. These supports 8, 10, 12, and 14 are formed in a conductive cylindrical body, for example, a brass cylindrical shape. One end is electrically and mechanically fixed to the reflector 2 so that the length direction thereof is perpendicular to the main surface of the reflector 2. Further, these supports 8, 10, 12, 14 are also arranged so as to be positioned at 90 ° intervals on the circumference drawn on the main surface of the reflector 2.

これら支持体８、１０、１２、１４のうち、上述した円周上の同一直径上にある支持体８、１２の先端側、即ち反射板２から離れた端部側には、第１のダイポールアンテナ１６のエレメント１６ａ、１６ｂの一端、即ち給電端が固定されている。これらエレメント１６ａ、１６ｂは、反射板２の主表面に平行に配置され、それらの中途から先端側が反射板２側に折り曲げられている。これらエレメント１６ａ、１６ｂは、それらの長さが、約λ／４（λは、この複合アンテナによって受信しようとする電波の中心波長）に選択されている。 Of these supports 8, 10, 12, and 14, the first dipole is formed on the tip side of the supports 8 and 12 on the same diameter on the circumference described above, that is, on the end side away from the reflector 2. One end of the elements 16a and 16b of the antenna 16, that is, the feeding end is fixed. These elements 16a and 16b are arranged in parallel to the main surface of the reflecting plate 2, and the front end side is bent toward the reflecting plate 2 from the middle thereof. The lengths of these elements 16a and 16b are selected to be about λ / 4 (λ is the center wavelength of the radio wave to be received by the composite antenna).

支持体８、１２と丁度９０度の間隔をなす支持体１０、１４の先端側、即ち反射板２から離れた端部側に、第２のダイポールアンテナ１８のエレメント１８ａ、１８ｂの一端部、即ち給電端が固定されている。これらエレメント１８ａ、１８ｂは、エレメント１６ａ、１６ｂが存在する、反射板２と平行な面上に、反射板２の主表面と平行に、かつエレメント１６ａ、１６ｂと直交するように配置されている。これらエレメント１８ａ、１８ｂの形状及び長さ寸法は、エレメント１６ａ、１６ｂと同様に構成されている。これら第１及び第２のダイポールアンテ１６、１８によって１組のクロスダイポールアンテナ４が形成されている。 On one end of the elements 18a and 18b of the second dipole antenna 18, on the tip side of the supports 10 and 14 that are exactly 90 degrees apart from the supports 8 and 12, that is, on the end side away from the reflector 2, The feed end is fixed. These elements 18a and 18b are arranged on a plane parallel to the reflecting plate 2 where the elements 16a and 16b exist, parallel to the main surface of the reflecting plate 2 and orthogonal to the elements 16a and 16b. The shapes and lengths of these elements 18a and 18b are configured in the same manner as the elements 16a and 16b. The first and second dipole antennas 16 and 18 form a pair of cross dipole antennas 4.

これらダイポールアンテナ１６、１８よりも反射板２に近い位置に、もう１組のクロスダイポールアンテナ６が配置されている。このクロスダイポールアンテナ６も第１及び第２のダイポールアンテナ２０、２２からなる。第１のダイポールアンテナ２０は、エレメント２０ａ、２０ｂからなり、これらエレメント２０ａ、２０ｂは、第１のダイポールアンテナ１６のエレメント１６ａ、１６ｂと上方から見たときに重なるように配置されている。同様に第２のダイポールアンテナ２２は、エレメント２２ａ、２２ｂからなり、これらエレメント２２ａ、２２ｂも上方から見たときに第２のダイポールアンテナ１８のエレメント１８ａ、１８ｂと重なるように配置されている。 Another set of cross dipole antennas 6 is disposed closer to the reflector 2 than these dipole antennas 16 and 18. The cross dipole antenna 6 also includes first and second dipole antennas 20 and 22. The first dipole antenna 20 includes elements 20a and 20b, and these elements 20a and 20b are arranged so as to overlap the elements 16a and 16b of the first dipole antenna 16 when viewed from above. Similarly, the second dipole antenna 22 includes elements 22a and 22b, and these elements 22a and 22b are also arranged so as to overlap the elements 18a and 18b of the second dipole antenna 18 when viewed from above.

これら２組のクロスダイポールアンテナ４、６は、約λ／４の間隔を隔てて位置している。即ち、２組のクロスダイポールアンテナ４、６は、反射板２の主表面に対して垂直な方向に沿って約λ／４の間隔をあけて配置されている。 These two sets of cross dipole antennas 4 and 6 are located at an interval of about λ / 4. That is, the two sets of cross dipole antennas 4 and 6 are arranged at a distance of about λ / 4 along a direction perpendicular to the main surface of the reflector 2.

支持体８、１０では、その内部に中心導体８ａ、１０ａが誘電体によって包囲されてそれぞれ設けられている。この支持体８、１０と中心導体８ａ、１０ａによって同軸給電線路が形成されている。中心導体８ａは、支持体１２に結合され、中心導体１０ａは支持体１４に結合されている。これら中心導体８ａ、１０ａは、反射板２の他方の主表面側で、所定の位相差、例えば９０度の位相差を持つ線路を介して接続されている。 In the supports 8 and 10, the center conductors 8 a and 10 a are respectively surrounded by dielectrics. A coaxial feed line is formed by the supports 8 and 10 and the central conductors 8a and 10a. The center conductor 8 a is coupled to the support 12, and the center conductor 10 a is coupled to the support 14. The central conductors 8a and 10a are connected to each other on the other main surface side of the reflecting plate 2 via a line having a predetermined phase difference, for example, a phase difference of 90 degrees.

これらクロスダイポール４、６の各エレメント１６ａ、１６ｂ、１８ａ、１８ｂ、２０ａ、２０ｂ、２２ａ、２２ｂの先端側には、それぞれ無給電素子２４ａ乃至２４ｄ、２６ａ乃至２６ｄが設けられている。 Parasitic elements 24a to 24d and 26a to 26d are provided on the distal ends of the elements 16a, 16b, 18a, 18b, 20a, 20b, 22a and 22b of the cross dipoles 4 and 6, respectively.

無給電素子２４ａ乃至２４ｄは、図２に示すように、エレメント１６ａ、１６ｂ、１８ａ、１８ｂの先端よりも幾分外方に、反射板２の主表面と平行な平面上に描いた円周上に、各エレメント１６ａ、１６ｂ、１８ａ、１８ｂと対応するように、上記円周に沿って配置されている。これら無給電素子２４ａ乃至２４ｄは、約λ／８の長さを有する導電体である。 As shown in FIG. 2, the parasitic elements 24 a to 24 d are arranged on the circumference drawn on a plane parallel to the main surface of the reflector 2, slightly outside the tips of the elements 16 a, 16 b, 18 a, and 18 b. Are arranged along the circumference so as to correspond to the elements 16a, 16b, 18a, 18b. These parasitic elements 24a to 24d are conductors having a length of about λ / 8.

無給電素子２６ａ乃至２６ｄは、エレメント２０ａ、２０ｂ、２２ａ、２２ｂの先端よりも幾分外方に、反射板２の主表面と平行な平面上に描いた円周（この円周は、各エレメント１６ａ、１６ｂ、１８ａ、１８ｂが位置する円周と重なりあう）上に、各エレメント２０ａ、２０ｂ、２２ａ、２２ｂと対応するように、上記円周に沿って配置されている。これら無給電素子２６ａ乃至２６ｄは、約λ／４の長さを有する導電体である。 The parasitic elements 26a to 26d are arranged on a plane parallel to the main surface of the reflector 2 slightly outside the tips of the elements 20a, 20b, 22a, and 22b. 16a, 16b, 18a, and 18b are arranged along the circumference so as to correspond to each element 20a, 20b, 22a, and 22b. These parasitic elements 26a to 26d are conductors having a length of about λ / 4.

これら無給電素子２４ａ乃至２４ｄ及び２６ａ乃至２６ｄのうち、対応するものは、導電性を有する結合体２８ａ乃至２８ｄによって結合され、これら結合体２８ａ乃至２８ｄは、反射板２の主表面に固定されている。 Among these parasitic elements 24a to 24d and 26a to 26d, the corresponding ones are coupled by conductive coupling bodies 28a to 28d, and these coupling bodies 28a to 28d are fixed to the main surface of the reflector 2. Yes.

これら２組のクロスダイポールアンテナ４、６によって、例えば放送衛星から送信される円偏波の電波を受信する円偏波アンテナが構成されている。また、無給電素子２４ａ乃至２４ｄ、２６ａ乃至２６ｄによって、この円偏波アンテナの特性が調整されている。 These two sets of cross dipole antennas 4 and 6 constitute a circularly polarized antenna that receives a circularly polarized radio wave transmitted from, for example, a broadcasting satellite. The characteristics of the circularly polarized antenna are adjusted by the parasitic elements 24a to 24d and 26a to 26d.

各支持体８、１０、１２、１４に囲われた円周の中央には、別の支持体３０が設けられている。この支持体３０も、導電性の筒状体、例えば真鍮製の円筒状に形成されている。この支持体３０の長さ方向が反射板２の主表面に対して垂直となるように支持体３０は配置されている。支持体３０の一端部が反射板２に電気的及び機械的に固定されている。この支持体３０の他端は、他の支持体８、１０、１２、１４の他端よりも反射板２から離れた位置にある。この支持体３０の内部には、誘電体によって包囲された中心導体３０ａが配置されている。支持体３０と中心導体３０ａとによって、同軸給電線路が形成されている。この中心導体３０ａは、支持体３０ａの他端から突出しており、この突出端部には、直線偏波アンテナ、例えばホイップアンテナ３２が結合されている。このホイップアンテナ３２は、λ／２の長さを有するもので、その長さ方向が反射板２に垂直な方向に沿うように配置されている。このホイップアンテナ３２の一方の端部が中心導体３０ａに接続され、このホイップアンテナ３２の支持と給電とが行われている。このホイップアンテナ３２によって水平偏波の電波が受信される。 Another support 30 is provided at the center of the circumference surrounded by each support 8, 10, 12, 14. The support 30 is also formed in a conductive cylindrical body, for example, a brass cylindrical shape. The support 30 is arranged such that the length direction of the support 30 is perpendicular to the main surface of the reflector 2. One end of the support 30 is electrically and mechanically fixed to the reflector 2. The other end of the support 30 is located farther from the reflector 2 than the other ends of the other supports 8, 10, 12, 14. Inside the support 30 is disposed a central conductor 30a surrounded by a dielectric. A coaxial feed line is formed by the support 30 and the center conductor 30a. The central conductor 30a protrudes from the other end of the support 30a, and a linearly polarized antenna, for example, a whip antenna 32 is coupled to the protruding end. The whip antenna 32 has a length of λ / 2, and is arranged so that the length direction is along the direction perpendicular to the reflector 2. One end of the whip antenna 32 is connected to the central conductor 30a, and the whip antenna 32 is supported and fed. The whip antenna 32 receives horizontally polarized radio waves.

このように構成された複合アンテナの円偏波アンテナの垂直面指向特性を図３に示す。この複合アンテナでは、２組のダイポールアンテナ４、６をλ／４の間隔を隔ててスタック状に配置しているので、これら両アンテナ４、６の合成された水平面指向特性は、いわゆるカージオイド特性を示す。図３から明らかなように、この複合アンテナでは、半値幅が点線で示すように約１２０度もある。１組のクロスダイポールアンテナのみを使用した場合では、通常、半値幅は８０度乃至９０度である。また、図示していないが、２組のダイポールアンテナをスタック状に構成しただけの場合には、半値幅は約１００度乃至１１０度である。スタック状に構成することによって、半値幅は大きくなっているが、無給電素子２４ａ乃至２４ｄ、２６ａ乃至２６ｄを設けることによって、更に半値幅が広がっている。 FIG. 3 shows the vertical plane directivity characteristics of the circularly polarized antenna of the composite antenna configured as described above. In this composite antenna, since two pairs of dipole antennas 4 and 6 are arranged in a stack with an interval of λ / 4, the synthesized horizontal plane directivity of both antennas 4 and 6 is a so-called cardioid characteristic. Indicates. As is clear from FIG. 3, in this composite antenna, the half-value width is about 120 degrees as shown by the dotted line. In the case where only one set of cross dipole antennas is used, the full width at half maximum is usually 80 to 90 degrees. Although not shown in the figure, when only two sets of dipole antennas are configured in a stack, the half width is about 100 degrees to 110 degrees. Although the full width at half maximum is increased by forming the stack, the full width at half maximum is further increased by providing the parasitic elements 24a to 24d and 26a to 26d.

また、この複合アンテナでは、直線偏波受信用にホイップアンテナ３２が設けられている。このホイップアンテナ３２は、クロスダイポールアンテナ４、６の先端部の側方ではなく、クロスダイポールアンテナ４、６を挟んで反射板２と対向するように配置されているので、ホイップアンテナ３２を設置した影響によって、クロスダイポールアンテナ４、６の指向性が乱れることはない。図３においても、その影響は現れていない。 In this composite antenna, a whip antenna 32 is provided for linearly polarized wave reception. This whip antenna 32 is arranged not to the side of the front end portion of the cross dipole antennas 4 and 6, but to be opposed to the reflector 2 with the cross dipole antennas 4 and 6 interposed therebetween. The directivity of the cross dipole antennas 4 and 6 is not disturbed by the influence. In FIG. 3, the effect does not appear.

図４にホイップアンテナ３２の水平面指向特性を示す。この指向特性図からあきらかなように、このホイップアンテナ３２は、ほぼ無指向性を示しており、クロスダイポールアンテナ４、６の影響によって指向特性が乱れることはない。 FIG. 4 shows the horizontal plane directivity of the whip antenna 32. As is clear from this directional characteristic diagram, the whip antenna 32 exhibits almost omnidirectionality, and the directional characteristic is not disturbed by the influence of the cross dipole antennas 4 and 6.

図５に、この複合アンテナにおける円偏波アンテナのＶＳＷＲ対周波数特性を示す。図５から明らかなように、ＶＳＷＲは、２乃至３ＧＨｚの周波数帯全域においてほぼ１．３に近い値であり、最悪でも約１．７５である。 FIG. 5 shows the VSWR vs. frequency characteristics of the circularly polarized antenna in this composite antenna. As is apparent from FIG. 5, VSWR is a value close to 1.3 in the entire frequency band of 2 to 3 GHz, and is about 1.75 at the worst.

図６に、この複合アンテナにおける直線偏波アンテナのＶＳＷＲ対周波数特性を示す。図６から明らかなように、ＶＳＷＲは、使用周波数帯である２．３２ＧＨｚ乃至２．３５ＧＨｚにおいてほぼ１．１以下である。 FIG. 6 shows the VSWR vs. frequency characteristics of the linearly polarized antenna in this composite antenna. As is apparent from FIG. 6, the VSWR is approximately 1.1 or less in the used frequency band of 2.32 GHz to 2.35 GHz.

図７乃至図９に第２の実施の形態の複合アンテナを示す。この複合アンテナは、図７に示すように、円偏波アンテナと直線偏波アンテナとを、複数枚の基板、例えば２枚のプリント基板によって構成し、かつ無給電素子も可撓性を有するフィルム上に形成したものである。 7 to 9 show a composite antenna according to the second embodiment. As shown in FIG. 7, this composite antenna is a film in which a circularly polarized antenna and a linearly polarized antenna are formed by a plurality of substrates, for example, two printed substrates, and a parasitic element is also flexible. It is formed above.

この複合、アンテナは、図８に示すように反射板１０２を有している。この反射板１０２は、板状、例えば円板状に形成され、その一方の主表面は導電性に形成されている。この反射板１０２の一方の主表面上に２枚のプリント基板２００、２０２が直交するように取り付けられている。プリント基板２００は、下辺と、この下辺の両側から下辺に直角に立ち上がった側辺と、これら側辺の先端から内側に下辺から離れる方向に傾斜している斜辺と、これら斜辺間を繋ぐ上辺とからなる六角形状に形成されている。上辺は下辺と平行である。 This composite antenna has a reflector 102 as shown in FIG. The reflection plate 102 is formed in a plate shape, for example, a disk shape, and one main surface thereof is formed to be conductive. Two printed circuit boards 200 and 202 are attached on one main surface of the reflecting plate 102 so as to be orthogonal to each other. The printed circuit board 200 includes a lower side, a side that rises perpendicularly from both sides of the lower side to the lower side, an oblique side that is inclined inwardly from the tip of the side and away from the lower side, and an upper side that connects the oblique sides. It is formed in a hexagonal shape. The upper side is parallel to the lower side.

このプリント基板２００の両面において上辺の中央からそれぞれ上辺の両端を通って斜辺と側辺との接続点まで、ダイポールアンテナ１１６のエレメント１１６ａ、１１６ｂが形成されている。これらエレメント１１６ａ、１１６ｂと平行に、ダイポールアンテナ１２０のエレメント１２０ａ、１２０ｂが、プリント基板２００の両面の中途に形成されている。このエレメント１１６ａ、１２０ａ間の距離は、第１の実施の形態におけるエレメント１６ａ、２０ａ間の距離と同じである。エレメント１１６ａ、１２０ａは、プリント基板２００の一方の面の中央付近を通る給電線１０８によって結合され、エレメント１１６ｂ、１２０ｂは、同じくプリント基板２００の一方の面の中央付近を通る給電線１１２によって結合されている。両面にあるエレメント１１６ａはスルーホールによって結合されている。他のエレメント１１６ｂ、１２０ａ、１２０ｂも同様である。これら２つのダイポールアンテナ１１６、１２０の間には、２つの窓２０４が形成されている。プリント基板２００は、下辺に設けられた脚２０６によって反射板１０２に対して垂直に機械的に取り付けられると共に電気的にも接続されている。 Elements 116a and 116b of the dipole antenna 116 are formed on both surfaces of the printed circuit board 200 from the center of the upper side to the connection point between the oblique side and the side side through both ends of the upper side. Parallel to these elements 116 a and 116 b, the elements 120 a and 120 b of the dipole antenna 120 are formed midway on both sides of the printed circuit board 200. The distance between the elements 116a and 120a is the same as the distance between the elements 16a and 20a in the first embodiment. Elements 116a and 120a are coupled by a feeder 108 that passes near the center of one surface of printed circuit board 200, and elements 116b and 120b are coupled by a feeder 112 that also passes near the center of one surface of printed circuit board 200. ing. The elements 116a on both sides are joined by through holes. The same applies to the other elements 116b, 120a, 120b. Two windows 204 are formed between the two dipole antennas 116 and 120. The printed circuit board 200 is mechanically attached to the reflector 102 vertically by legs 206 provided on the lower side and is also electrically connected.

他方のプリント基板２０２も、上辺上に台形状の突部２０８が形成されている以外、プリント基板２００と同一の大きさに形成されている。そして、ダイポールアンテナ１１８のエレメント１１８ａ、１１８ｂ、ダイポールアンテナ１２２のエレメント１２２ａ、１２２ｂが、エレメント１１６ａ、１１６ｂ、１２０ａ、１２０ｂと同様に形成されている。エレメント１１８ａ、１２２ａは給電線１１０によって結合され、エレメント１１８ｂ、１２２ｂは給電線１１４によって結合されている。また、給電線１１０、１１４の間には、プリント基板２００と２０２とを直交した状態で組み合わせるための溝２１０が形成されている。無論、窓２０４と同様な窓２１２と、脚２０６と同様な脚２１４も形成されている。図示していないが、各ダイポールアンテナ１１６、１１８、１２０、１２２間の接続は、第１の実施の形態におけるダイポールアンテナ１６、１８、２０、２２と同様に行われている。 The other printed circuit board 202 is also formed in the same size as the printed circuit board 200 except that the trapezoidal protrusion 208 is formed on the upper side. The elements 118a and 118b of the dipole antenna 118 and the elements 122a and 122b of the dipole antenna 122 are formed in the same manner as the elements 116a, 116b, 120a, and 120b. The elements 118 a and 122 a are coupled by the feeder line 110, and the elements 118 b and 122 b are coupled by the feeder line 114. Further, a groove 210 is formed between the power supply lines 110 and 114 for combining the printed circuit boards 200 and 202 in an orthogonal state. Of course, a window 212 similar to the window 204 and a leg 214 similar to the leg 206 are also formed. Although not shown, the connections between the dipole antennas 116, 118, 120, and 122 are made in the same manner as the dipole antennas 16, 18, 20, and 22 in the first embodiment.

突部２０８には、直線偏波用のホイップアンテナ１３２が形成されている。このホイップアンテナ１３２は、その長さ方向がプリント基板２０２の上辺及び下辺に垂直になるように形成されている。このホイップアンテナ１３２は、図示しない給電線を介して反射板１０２の下面側に設けた給電回路または受信回路に接続されている。各ダイポールアンテナ１１６、１１８、１２０、１２２も第１の実施の形態における各ダイポールアンテナと同様に反射板１０２の下面側で結合されている。 The protrusion 208 is formed with a linearly polarized whip antenna 132. The whip antenna 132 is formed so that its length direction is perpendicular to the upper side and the lower side of the printed circuit board 202. The whip antenna 132 is connected to a power feeding circuit or a receiving circuit provided on the lower surface side of the reflecting plate 102 via a power feeding line (not shown). The dipole antennas 116, 118, 120, and 122 are also coupled on the lower surface side of the reflecting plate 102 in the same manner as the dipole antennas in the first embodiment.

これらプリント基板２００、２００２を直交させて、反射板１０２に取り付けた状態では、ダイポールアンテナ１１６のエレメント１１６ａ、１１６ｂと、ダイポールアンテナ１１８のエレメント１１８ａ、１１８ｂが、互いの中央において直交するように反射板１０２と平行な１つの面内において交差し、これよりも下方の反射板１０２に平行な１つの面内において、ダイポールアンテナ１２０のエレメント１２０ａ、１２０ｂと、ダイポールアンテナ１２２のエレメント１２２ａ、１２２ｂとが、互いの中央において直交するように交差して、２組のスタック状のクロスダイポールアンテナを構成している。 When these printed circuit boards 200 and 2002 are orthogonally attached to the reflector 102, the reflector 116a and 116b of the dipole antenna 116 and the elements 118a and 118b of the dipole antenna 118 are orthogonal to each other at the center. The elements 120a and 120b of the dipole antenna 120 and the elements 122a and 122b of the dipole antenna 122 are crossed in one plane parallel to the plane 102 and parallel to the reflector 102 below the plane 102. Two sets of crossed dipole antennas are formed by crossing at right angles at the center of each other.

この状態において、プリント基板２００、２００２の外方端に環状とされたフィルム２１６がプリント基板２００、２０２及び反射板１０２に取り付けられている。このフィルム２１６の内周面には、各ダイポールアンテナ１１６、１１８、１２０、１２２の各エレメント１１６ａ、１１６ｂ、１１８ａ、１１８ｂ、１２０ａ、１２０ｂ、１２２ａ、１２２ｂの先端に対応するように無給電素子１２４ａ乃至１２４ｄ、１２６ａ乃至１２６ｄ及びこれらの結合体１２８ａ乃至１２８ｄが、形成されている。これら無給電素子１２４ａ乃至１２４ｄ、１２６ａ乃至１２６ｄ及び結合体１２８ａ乃至１２８ｄは、図９に示すように、長尺のフィルム２１６の一方の面全域に形成された金属箔膜をエッチングすることによって形成されている。 In this state, an annular film 216 is attached to the printed circuit boards 200 and 202 and the reflector 102 at the outer ends of the printed circuit boards 200 and 2002. On the inner peripheral surface of the film 216, the parasitic elements 124a to 124b are arranged so as to correspond to the tips of the elements 116a, 116b, 118a, 118b, 120a, 120b, 122a, 122b of the dipole antennas 116, 118, 120, 122. 124d, 126a to 126d and their combinations 128a to 128d are formed. These parasitic elements 124a to 124d, 126a to 126d, and combined bodies 128a to 128d are formed by etching a metal foil film formed on one entire surface of a long film 216, as shown in FIG. ing.

なお、ダイポールアンテナ１１６、１１８、１２０、１２２の各エレメント１１６ａ、１１６ｂ、１１８ａ、１１８ｂ、１２０ａ、１２０ｂ、１２２ａ、１２２ｂ、無給電素子１２４ａ乃至１２４ｄ、１２６ａ乃至１２６ｄの長さ寸法は、第１の実施の形態において対応するものと同等の長さに選択されている。 The length dimensions of the elements 116a, 116b, 118a, 118b, 120a, 120b, 122a, 122b, parasitic elements 124a to 124d, and 126a to 126d of the dipole antennas 116, 118, 120, and 122 are the same as those in the first embodiment. In the embodiment, the same length as the corresponding one is selected.

この複合アンテナも、第１の実施の形態の複合アンテナと同様に使用される。 This composite antenna is also used in the same manner as the composite antenna of the first embodiment.

上記の各実施の形態では、クロスダイポールアンテナには、それらエレメントが中途で折り曲げられたタイプのものを使用したが、これに限ったものではなく、各エレメントが完全に直線状のものを使用することもできる。また、上記の各実施の形態では、無給電素子を設けたが、これらを除去することもできる。上記の両実施の形態では、直線偏波アンテナとしてホイップアンテナを使用したが、これに限ったものではなく、直線偏波を受信可能であれば、他のアンテナを使用することもできる。 In each of the above embodiments, the cross-dipole antenna is a type in which the elements are bent halfway, but is not limited to this, and each element is a completely linear element. You can also. In each of the above embodiments, the parasitic elements are provided, but these can be removed. In both of the above embodiments, a whip antenna is used as a linearly polarized antenna. However, the present invention is not limited to this, and other antennas can be used as long as they can receive linearly polarized waves.

本発明の第１の実施形態の複合アンテナの部分省略斜視図である。FIG. 3 is a partially omitted perspective view of the composite antenna according to the first embodiment of the present invention. 図１の複合アンテナの平面図である。It is a top view of the composite antenna of FIG. 図１の複合アンテナが備える円偏波アンテナの垂直面指向特性図である。FIG. 2 is a vertical plane directivity characteristic diagram of a circularly polarized antenna included in the composite antenna of FIG. 1. 図１の複合アンテナが備える直線偏波アンテナの水平面指向特性図である。FIG. 2 is a horizontal plane directivity characteristic diagram of a linearly polarized antenna included in the composite antenna of FIG. 1. 図１の複合アンテナが備える円偏波アンテナのＶＳＷＲ対周波数特性図である。FIG. 2 is a VSWR vs. frequency characteristic diagram of a circularly polarized antenna included in the composite antenna of FIG. 図１の複合アンテナが備える直線偏波アンテナのＶＳＷＲ対周波数特性図である。It is a VSWR vs frequency characteristic diagram of the linearly polarized antenna provided in the composite antenna of FIG. 本発明の第２の実施の形態の複合アンテナの斜視図である。It is a perspective view of the composite antenna of the 2nd Embodiment of this invention. 図７の複合アンテナの組み立て図である。FIG. 8 is an assembly diagram of the composite antenna of FIG. 7. 図７の複合アンテナにおいて使用するフィルムの正面図である。It is a front view of the film used in the composite antenna of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

２１０２反射板
４１０４６１０６クロスダイポールアンテナ（円偏波アンテナ）
３２１３２ホイップアンテナ（直線偏波アンテナ） 2 102 Reflector 4 104 6 106 Cross dipole antenna (circular polarization antenna)
32 132 Whip antenna (linearly polarized antenna)

Claims

反射板と、
この反射板の主表面にほぼ垂直な方向に約１／４λ（λは送受信信号の中心波長）の間隔をそれぞれの間にあけて配置された２組のクロスダイポールアンテナを備える円偏波アンテナと、
この円偏波アンテナのクロスダイポールアンテナのうち最も前記反射板より離れたものよりも更に前記反射板から離れて配置された直線偏波アンテナとを、
具備する複合アンテナ。 A reflector,
A circularly polarized wave antenna comprising two sets of crossed dipole antennas arranged at intervals of about ¼λ (λ is the center wavelength of transmitted / received signals) in a direction substantially perpendicular to the main surface of the reflecting plate; ,
A linearly polarized antenna disposed further away from the reflector than the one farthest from the reflector among the crossed dipole antennas of this circularly polarized antenna,
Composite antenna provided.

請求項１記載の複合アンテナにおいて、前記各クロスダイポールアンテナの先端側に無給電素子をそれぞれ配置した複合アンテナ。 2. The composite antenna according to claim 1, wherein a parasitic element is disposed on a tip side of each cross dipole antenna.

請求項１記載の複合アンテナにおいて、前記各クロスダイポールアンテナは、第１及び第２のダイポールアンテナからそれぞれ形成され、各組の第１のダイポールアンテナが、第１の基板に形成され、各組の第２のダイポールアンテナと前記直線偏波アンテナとが、第２の基板に形成され、第１及び第２の基板が、各組の第１及び第２のダイポールアンテナがそれぞれの中央で交差するように組み立てられている複合アンテナ。 2. The composite antenna according to claim 1, wherein each of the cross dipole antennas is formed of a first dipole antenna and a second dipole antenna, and each set of first dipole antennas is formed on a first substrate. The second dipole antenna and the linearly polarized antenna are formed on a second substrate, and the first and second substrates cross each other at the center of each pair of the first and second dipole antennas. A composite antenna that has been assembled to.

請求項３記載の複合アンテナにおいて、前記各クロスダイポールアンテナの第１及び第２のダイポールアンテナの先端間をほぼ繋ぐ環状に配置された絶縁体製の筒状部の内面に、前記各第１及び第２のダイポールアンテナに対応させて無給電素子が設けられた複合アンテナ。 4. The composite antenna according to claim 3, wherein an inner surface of a tubular portion made of an insulator disposed in an annular shape that substantially connects between the tips of the first and second dipole antennas of each of the cross dipole antennas, A composite antenna provided with a parasitic element corresponding to the second dipole antenna.