JP2012039305A - Antenna device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、移動体通信基地局などに用いられる水平偏波用のアンテナ装置に関するものである。 The present invention relates to an antenna device for horizontal polarization used for mobile communication base stations and the like.
一般に、移動体通信基地局においては、無線ゾーン構成を、３セクタや６セクタとしている。６セクタの構成では、水平面のビーム幅（３ｄＢビーム幅）が６０度のアンテナが使用されるが、ユーザ数の増加に対応するために、ビーム幅をさらに狭くして、４５度とした狭ビームアンテナの需要が予想されている。 Generally, in a mobile communication base station, the radio zone configuration is 3 sectors or 6 sectors. In the 6-sector configuration, an antenna having a horizontal plane beam width (3 dB beam width) of 60 degrees is used. However, in order to cope with an increase in the number of users, the beam width is further narrowed to 45 degrees. Demand for antennas is expected.
また、移動体通信基地局のアンテナ装置においては、アンテナが円筒形状の誘電体カバー（レドーム）の中に収納されるが、風圧荷重の低減や設置性などの観点から、円筒形状の誘電体カバーの直径をできるだけ小さくすることが求められている。 Further, in the antenna device of the mobile communication base station, the antenna is housed in a cylindrical dielectric cover (radome). From the viewpoint of reducing the wind pressure load and ease of installation, the cylindrical dielectric cover is used. There is a demand to make the diameter of each as small as possible.
従来から、移動体通信基地局における水平偏波用のアンテナ装置として、反射板の前方にダイポール素子を水平方向に２個並べて等振幅同相で励振し、各ダイポール素子を非対称な構造とすることにより狭ビームを得る技術が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。 Conventionally, as an antenna device for horizontally polarized waves in a mobile communication base station, two dipole elements are arranged in the horizontal direction in front of a reflector and excited with equal amplitude in-phase, and each dipole element has an asymmetric structure. A technique for obtaining a narrow beam has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
特許文献１に記載のアンテナ装置においては、設計周波数帯域の中心周波数ｆｃでの波長λｃに対して、長さがほぼλｃ／２となるダイポール素子を水平方向に２個並べる必要がある。
In the antenna device described in
一方、他の従来装置として、平面状地導体に対して、２個のモノポール素子を各先端が互いに接近するように傾斜させて設置し、各モノポール素子に等振幅逆相で給電することにより水平面ビーム幅を調整する技術も提案されている（たとえば、特許文献２参照）。 On the other hand, as another conventional device, two monopole elements are inclined with respect to a planar ground conductor so that the tips approach each other, and power is supplied to each monopole element with an equal amplitude reverse phase. A technique for adjusting the horizontal plane beam width is also proposed (for example, see Patent Document 2).
従来のアンテナ装置は、特許文献１の構成では、ほぼλｃ／２のダイポール素子を水平方向に２個並べる必要があることから、アンテナを収納する円筒カバーの直径が比較的大きくなるので、十分な小形化を実現することが困難になるという課題があった。
また、特許文献２の構成では、水平面のビーム幅を４５度まで狭くすることが困難になるという課題があった。
In the conventional antenna device, in the configuration of
Further, the configuration of
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、水平偏波用のアンテナ装置において、水平面のビーム幅を十分に狭くすることを可能にするとともに、小形化を実現したアンテナ装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and in a horizontally polarized antenna device, the horizontal width of the beam width can be sufficiently narrowed, and a reduction in size has been realized. An object is to obtain an antenna device.
この発明に係るアンテナ装置は、円の一部であって中心角がほぼ１８０度の円弧に沿った曲線が、円弧が位置する第１の平面に対してほぼ垂直な方向に移動した場合に形成される半円筒形状を有する曲面状導体と、曲面状導体の内側の第１の平面に対して平行な面上に設置された第１および第２の線状導体と、第１の線状導体と曲面状導体との間に設置された第１の給電点と、第２の線状導体と曲面状導体との間に設置された第２の給電点とを備え、第１および第２の線状導体が等振幅逆相で励振されるアンテナ装置であって、第１および第２の線状導体は、円弧の２等分点における円弧の接線に対し垂直でかつ２等分点を通る第２の平面に関して、面対称となるように設置され、第１および第２の線状導体の各長さは、設計周波数帯域の中心周波数における波長λｃに対して、０．１λｃ〜０．３λｃの範囲内に設定されたものである。 The antenna device according to the present invention is formed when a curve along a circular arc that is a part of a circle and has a central angle of approximately 180 degrees moves in a direction substantially perpendicular to the first plane on which the circular arc is located. A curved conductor having a semi-cylindrical shape, first and second linear conductors disposed on a plane parallel to the first plane inside the curved conductor, and the first linear conductor And a first feeding point installed between the curved conductor and a second feeding point installed between the second linear conductor and the curved conductor, the first and second An antenna device in which a linear conductor is excited with an equal amplitude opposite phase, and the first and second linear conductors are perpendicular to the arc tangent at the bisection point of the arc and pass through the bisection point The second plane is installed so as to be plane-symmetrical, and the lengths of the first and second linear conductors are within the design frequency band. With respect to the wavelength λc at the frequency, in which is set within the range of 0.1Ramudashi～0.3Ramudashi.
この発明によれば、水平面のビーム幅を狭くするとともに、アンテナ装置の小形化を実現することができる。 According to the present invention, the beam width of the horizontal plane can be narrowed and the antenna device can be miniaturized.
実施の形態１．
以下、図１〜図３を参照しながら、この発明の実施の形態１に係るアンテナ装置について説明する。
図１および図２はこの発明の実施の形態１に係るアンテナ装置を示しており、図１は上面斜視図、図２は上面平面図である。
Hereinafter, an antenna device according to
1 and 2 show an antenna apparatus according to
図３はこの発明の実施の形態１に係るアンテナ装置の水平面の放射パターンを示す説明図であり、横軸はｘ軸からの離角φ［ｄｅｇ］、縦軸はφ＝０［ｄｅｇ］での利得を０ｄＢとした相対振幅［ｄＢ］である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a radiation pattern on the horizontal plane of the antenna device according to
図１、図２において、アンテナ装置は、ｘ−ｙ平面に対して平行な第１の平面上に配置された線状モノポール導体１、２（第１および第２の線状導体）と、ｘ−ｙ平面に対して直交するｚ方向に延長された半円筒状地導体１００（曲面状導体）と、線状モノポール導体１と半円筒状地導体１００との間に設置された第１の給電点Ｐ１と、線状モノポール導体２と半円筒状地導体１００との間に設置された第２の給電点Ｐ２とを備えており、線状モノポール導体１、２は、等振幅逆相で励振するように構成されている。
1 and 2, the antenna device includes
半円筒状地導体１００は、円の一部であって中心角がほぼ１８０度の円弧Ｃに沿った曲線が、円弧Ｃが位置する第１の平面（ｘ−ｙ平面に対して平行な平面）に対してほぼ垂直な方向（ｚ方向）に移動した場合に形成される半円筒形状を有する。
なお、半円筒状地導体１００は、ほぼ半円筒形状で示しているが、後述の実施の形態７で示すように、広い意味での多面形状も総称的に含むものとする。
The
In addition, although the
線状モノポール導体１、２は、半円筒状地導体１００の内側に設置されている。
また、線状モノポール導体１、２の各長さは、設計周波数帯域の中心周波数ｆｃでの波長λｃに対して、０．１λｃ〜０．３λｃの範囲内に設定されている。
The
The lengths of the
図２において、第２の平面２００（ｚ−ｘ平面に対して平行な平面）は、半円筒状地導体１００の高さ方向（ｚ方向）に対して平行であり、かつ半円筒状地導体１００を２等分している。
すなわち、第２の平面２００は、円弧Ｃの２等分点における円弧Ｃの接線に対し垂直でかつ円弧Ｃの２等分点を通っている。
線状モノポール導体１、２は、ｘ−ｙ平面に平行な第１の平面上に、第２の平面２００に関して面対称となるように設置されている。
In FIG. 2, the second plane 200 (a plane parallel to the zx plane) is parallel to the height direction (z direction) of the
That is, the
The
半円筒状地導体１００上の線状モノポール導体１に対する第１の給電点Ｐ１における第１の平面内の接線と、線状モノポール導体１とが成す角度は、４５度〜１３５度の範囲内に設定されていればよく、所望の水平面ビーム幅および反射特性が得られるように調整されている。線状モノポール導体２についても、線状モノポール導体１と同様に調整されている。
The angle formed between the tangent in the first plane at the first feeding point P1 to the
また、線状モノポール導体１に対する第１の給電点Ｐ１と、線状モノポール導体２に対する第２の給電点Ｐ２との間隔は、０．４λｃ〜１．０λｃの範囲内に設定されているものとする。
The distance between the first feeding point P1 for the
次に、図１および図２に示したこの発明の実施の形態１による動作について説明する。
まず、線状モノポール導体１、２は、互いに向かい合うように設置され、かつ等振幅逆相で励振される。これにより、アンテナ装置の正面方向（ｘ方向）に関しては、放射電磁界の位相がそろうので、ｘ方向に指向性を有するビームが形成される。
Next, the operation according to the first embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 and 2 will be described.
First, the
このとき、半円筒状地導体１００が、線状モノポール導体１、２の背面（−ｘ方向）に位置するので、−ｘ方向の放射レベルは、非常に小さくなる。
また、線状モノポール導体１、２は、半円筒状地導体１００に設置されているので、アンテナ装置を収納する円筒カバー（図示せず）の直径を小さくした状態であっても、水平面（ｘ−ｙ平面）のビーム幅を十分に狭くすることができる。
At this time, since the
Further, since the
水平面（ｘ−ｙ平面）のビーム幅を十分に小さくし、４５度±１０度程度に低減するためには、半円筒状地導体１００の曲面を形成する円筒直径を０．８４λｃ〜１．１２λｃの範囲内に設定すればよい。
In order to sufficiently reduce the beam width of the horizontal plane (xy plane) and reduce it to about 45 ° ± 10 °, the cylindrical diameter forming the curved surface of the
図３は水平偏波の放射パターン計算結果の一例であり、半円筒状地導体１００の直径を０．９８λｃとし、線状モノポール導体１、２の各長さを０．１９λｃとし、第１の給電点Ｐ１と第２の給電点Ｐ２との間隔を０．７５λｃとした場合の、中心周波数ｆｃにおける水平面の放射パターンを示している。
図３から明らかなように、水平偏波における水平面のビーム幅Ｗｈは４９度であり、十分に狭くなっていることが分かる。
FIG. 3 shows an example of the calculation result of the radiation pattern of horizontally polarized waves. The diameter of the
As can be seen from FIG. 3, the horizontal beam width Wh in the horizontally polarized wave is 49 degrees, which is sufficiently narrow.
なお、半円筒状地導体１００の高さは、半円筒状地導体１００の±ｚ方向の端部が、第１および第２の給電点Ｐ１、Ｐ２から０．３λｃ以上離れていれば、任意の高さであってもよい。
The height of the
また、半円筒状地導体１００のｚ方向に垂直な（ｘ−ｙ平面に対して平行な面による）断面形状は、ほぼ半円形であればよく、半円筒状地導体１００の高さ方向（ｚ方向）は、ｘ−ｙ平面に対してほぼ垂直であればよい。 The cross-sectional shape perpendicular to the z direction of the semicylindrical ground conductor 100 (by a plane parallel to the xy plane) may be substantially semicircular, and the height direction of the semicylindrical ground conductor 100 ( The z direction) may be substantially perpendicular to the xy plane.
さらに、図１、図２においては、線状モノポール導体１、２を１個ずつ設置したが、線状モノポール導体１、２を、ｚ方向に複数個ずつ０．５λｃ〜１．０λｃごとに並べて配置して、アレーアンテナとして動作させてもよい。これにより、アンテナ利得を高くして使用することもできる。
Further, in FIG. 1 and FIG. 2, the
以上のように、この発明の実施の形態１（図１、図２）によれば、半円筒状地導体１００の内側に、半円筒状地導体１００の高さ方向（ｚ方向）に対してほぼ垂直な線状モノポール導体１、２を設置し、線状モノポール導体１、２を等振幅同相で励振することにより、水平面（ｘ−ｙ平面）のビーム幅Ｗｈが狭く、かつ小形の水平偏波用アンテナ装置を実現することができる。
As described above, according to the first embodiment (FIGS. 1 and 2) of the present invention, inside the
実施の形態２．
上記実施の形態１（図１、図２）では、特に言及しなかったが、図４、図５のように、線状モノポール導体１、２の前方に指向性調整用線状導体２１（第１の指向性調整用線状導体）を設置してもよい。
図４および図５はこの発明の実施の形態２に係るアンテナ装置を示しており、図４は上面斜視図、図５は上面平面図である。
Although not particularly mentioned in the first embodiment (FIGS. 1 and 2), as shown in FIGS. 4 and 5, the directivity adjusting linear conductor 21 (in front of the
4 and 5 show an antenna device according to
図４、図５において、前述（図１、図２参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。各図中の符号に関しては、後述の実施の形態３〜７（図６〜図１６）においても同様である。
4 and 5, the same components as those described above (see FIGS. 1 and 2) are denoted by the same reference numerals as those described above and will not be described in detail. The same applies to the reference numerals in the following
指向性調整用線状導体２１は、線状モノポール導体１、２と同じ第１の平面内に設置されるとともに、第２の平面２００に対してほぼ直交するように設置されている。
また、指向性調整用線状導体２１は、半円筒状地導体１００と重なる円筒面内（円が第１の平面に対してほぼ垂直な方向に移動した場合に形成される円筒面内）に配置されている。
The directivity adjusting
The directivity adjusting
さらに、指向性調整用線状導体２１の２等分点は、第２の平面２００上に位置しており（図５参照）、指向性調整用線状導体２１の長さは、０．２λｃ〜０．６λｃの範囲内に設定されている。
Further, the bisection point of the directivity adjusting
以上のように、この発明の実施の形態２（図４、図５）によれば、前述（図１、図２）の構成に加えて、第１の平面上に位置しかつ第２の平面２００に対してほぼ直交するように設置された指向性調整用線状導体２１（第１の指向性調整用線状導体）を備えている。 As described above, according to the second embodiment (FIGS. 4 and 5) of the present invention, in addition to the above-described configuration (FIGS. 1 and 2), the second plane is located on the first plane. The directivity adjusting linear conductor 21 (first directivity adjusting linear conductor) is provided so as to be substantially orthogonal to 200.
このように、線状モノポール導体１、２の前方に指向性調整用線状導体２１を設置することにより、指向性調整用線状導体２１が導波器として動作するので、前述の実施の形態１と同様の効果に加えて、水平面のビーム幅Ｗｈをさらに狭くするとともに、水平面のサイドローブレベルを低減させることができる。
As described above, by arranging the directivity adjusting
実施の形態３．
上記実施の形態２（図４、図５）では、特に言及しなかったが、図６、図７のように、線状モノポール導体１、２の各近傍に非励振の線状導体３、４（第３および第４の線状導体）を追加設置するとともに、線状モノポール導体１、２および非励振の線状導体３、４を、ｚ方向の幅を有する平面状導体で構成してもよい。
図６および図７はこの発明の実施の形態３に係るアンテナ装置を示しており、図６は上面斜視図、図７は上面平面図である。
Although not particularly mentioned in the second embodiment (FIGS. 4 and 5), as shown in FIGS. 6 and 7, a non-excited
6 and 7 show an antenna apparatus according to
図６、図７において、非励振の線状導体３は、線状モノポール導体１の近傍に平行に設置されるとともに、一端が半円筒状地導体１００に接続されている。
同様に、非励振の線状導体４は、線状モノポール導体２の近傍に平行に設置されるとともに、一端が半円筒状地導体１００に接続されている。
6 and 7, the non-excited
Similarly, the non-excited linear conductor 4 is installed in parallel in the vicinity of the
非励振の線状導体３、４は、線状モノポール導体１、２が位置する平面に対してほぼ平行に設置されるとともに、第２の平面２００に関して面対称になるように設置されている（図７参照）。
線状モノポール導体１、２および非励振の線状導体３、４は、それぞれ、ｚ方向の幅を有する平面状導体により構成されている。
The non-excited
The
非励振の線状導体３、４の各長さは、０．１λｃ〜０．３λｃの範囲内に設定されている。また、線状モノポール導体１と非励振の線状導体３との間隔、および、線状モノポール導体２と非励振の線状導体４との間隔は、それぞれ、０．１λｃ以下に設定されている。
Each length of the non-excited
なお、図６、図７においては、線状モノポール導体１、２および非励振の線状導体３、４を長方形とした場合を示しているが、長方形に限定されるものではなく、三角形、五角形などの任意の形状が適用され得る。
6 and 7 show a case where the
以上のように、この発明の実施の形態３（図６、図７）によれば、前述（図４、図５）の構成に加えて、線状モノポール導体１、２の各近傍に設置された非励振の線状導体３、４を備えており、線状モノポール導体１、２および非励振の線状導体３、４は、ｚ方向に幅を有する平面状導体で構成されている。
As described above, according to the third embodiment of the present invention (FIGS. 6 and 7), in addition to the configuration described above (FIGS. 4 and 5), it is installed near each of the
このように、線状モノポール導体１、２の近傍に非励振の線状導体３、４を設置することにより、前述の実施の形態２と同様の効果に加えて、アンテナの反射特性を広帯域化することができる。
また、線状モノポール導体１、２と非励振の線状導体３、４を、幅を有する平面状導体で構成することにより、アンテナの反射特性をさらに広帯域化することができる。
In this way, by installing the non-excited
Further, by configuring the
実施の形態４．
上記実施の形態２（図４、図５）では、特に言及しなかったが、図８、図９のように、半円筒状地導体１００の高さ方向（ｚ方向）に対してほぼ平行（第１の平面に対してほぼ垂直）に、２個の線状ダイポール導体５１、５２（第５および第６の線状導体）と、２個（１個以上）の指向性調整用線状導体６１とを設置し、直交偏波（水平偏波および垂直偏波）共用のアンテナ装置を構成してもよい。
Embodiment 4 FIG.
Although not particularly mentioned in the second embodiment (FIGS. 4 and 5), as shown in FIGS. 8 and 9, substantially parallel to the height direction (z direction) of the semi-cylindrical ground conductor 100 ( Two
図８および図９はこの発明の実施の形態４に係るアンテナ装置を示しており、図８は上面斜視図、図９は上面平面図である。
また、図１０はこの発明の実施の形態４に係るアンテナ装置の水平面の放射パターンを示す説明図であり、前述の図３と同様に、横軸はｘ軸からの離角φ［ｄｅｇ］、縦軸はφ＝０［ｄｅｇ］での利得を０ｄＢとした相対振幅［ｄＢ］である。
8 and 9 show an antenna device according to Embodiment 4 of the present invention. FIG. 8 is a top perspective view and FIG. 9 is a top plan view.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a radiation pattern on the horizontal plane of the antenna device according to the fourth embodiment of the present invention. As in FIG. 3, the horizontal axis is the separation angle φ [deg] from the x axis, The vertical axis represents the relative amplitude [dB] where the gain at φ = 0 [deg] is 0 dB.
図８、図９において、線状ダイポール導体５１、５２は、半円筒状地導体１００の高さ方向（ｚ方向）に対してほぼ平行に設置されるとともに、第２の平面２００に関して面対称となるように設置されている。
In FIG. 8 and FIG. 9, the
また、線状ダイポール導体５１、５２の各２等分点は、線状モノポール導体１、２が位置する第１の平面上に位置し、線状ダイポール導体５１、５２の各長さは、０．２λｃ〜０．６λｃの範囲内に設定されている。
図８のように、線状ダイポール導体５１、５２の各２等分点には、第３および第４の給電点Ｐ３、Ｐ４が設置されており、線状ダイポール導体５１、５２は等振幅同相で励振するように構成されている。
In addition, each bisection point of the
As shown in FIG. 8, third and fourth feeding points P3 and P4 are provided at the bisecting points of the
ｚ方向に対してほぼ平行な指向性調整用線状導体６１は、図９に示すように、第２の平面２００上に設置される。なお、指向性調整用線状導体６１は、２個に限定されることはなく、１個のみであっても、３個以上であってもよい。
線状ダイポール導体５１、５２および指向性調整用線状導体６１は、半円筒状地導体１００と重なる円筒内に設置されている。
As shown in FIG. 9, the directivity adjusting
The
このように、半円筒状地導体１００の高さ方向（ｚ方向）に対してほぼ平行に線状ダイポール導体５１、５２を設置し、等振幅同相で励振させることにより、垂直偏波が励振されるので、直交偏波共用アンテナとして動作させることができる。
これにより、偏波ダイバーシチを実現することができ、マルチパスフェージングを抑制することができる。
In this way, by installing the
Thereby, polarization diversity can be realized and multipath fading can be suppressed.
このとき、基地局アンテナにおいては、水平面のビーム幅を、垂直偏波におけるビーム幅Ｗｖと水平偏波におけるビーム幅Ｗｈとでほぼ等しくすることが要求されるので、垂直偏波のビーム幅Ｗｖを狭くするために、２個の線状ダイポール導体５１、５２が設置されている。
また、２個（１個以上）の指向性調整用線状導体６１を設置することにより、使用周波数帯域内の高周波数において、サイドローブレベルを低減することができる。
At this time, in the base station antenna, the beam width Wv in the horizontal polarization is required to be approximately equal to the beam width Wv in the vertical polarization and the beam width Wh in the horizontal polarization. In order to reduce the width, two
Further, by installing two (one or more) directivity adjusting
図１０は垂直偏波の放射パターン計算結果の一例であり、半円筒状地導体１００の直径を０．９８λｃとし、線状ダイポール導体５１、５２の各長さを０．４５λｃとし、線状ダイポール導体５１に対する第３の給電点Ｐ３と線状ダイポール導体５２に対する第４の給電点Ｐ４との間隔を０．６７λｃとして、垂直偏波を励振した場合の、中心周波数ｆｃにおける水平面の放射パターンを示している。
図１０から明らかなように、垂直偏波における水平面のビーム幅Ｗｖは４９度であり、水平偏波のビーム幅Ｗｈと同程度に狭くなっていることが分かる。
FIG. 10 shows an example of a vertical polarization radiation pattern calculation result. The diameter of the
As is apparent from FIG. 10, the horizontal plane beam width Wv in the vertical polarization is 49 degrees, which is as narrow as the beam width Wh of the horizontal polarization.
以上のように、この発明の実施の形態４（図８、図９）に係るアンテナ装置は、第１の平面に対してほぼ垂直に設置された線状ダイポール導体５１、５２（第５および第６の線状導体）と、第１の平面に対してほぼ垂直に設置された１個以上の指向性調整用線状導体６１（第２の指向性調整用線状導体）と、線状ダイポール導体５１の２等分点に設置された第３の給電点Ｐ３と、線状ダイポール導体５２の２等分点に設置された第４の給電点Ｐ４とを備えている。
As described above, the antenna device according to Embodiment 4 (FIGS. 8 and 9) of the present invention has the
線状ダイポール導体５１、５２は、第２の平面２００に関して面対称となるように設置されるとともに、半円筒状地導体１００と重なる円筒内に設置されており、第３および第４の給電点Ｐ３、Ｐ４を介して等振幅同相で励振される。
The
線状ダイポール導体５１、５２の各２等分点は、第１の平面上に位置し、線状ダイポール導体５１、５２の各長さは、０．２λｃ〜０．６λｃの範囲内に設定されている。
指向性調整用線状導体６１は、第２の平面２００上に設置されるとともに、半円筒状地導体１００と重なる円筒面内に設置されている。
The bisection points of the
The directivity adjusting
このように、前述（図４、図５）の構成に加えて、線状ダイポール導体５１、５２および指向性調整用線状導体６１を、半円筒状地導体１００の高さ方向（ｚ方向）に対してほぼ平行に設置することにより、水平面のビーム幅Ｗｈ、Ｗｖが狭く、かつ小形で、水平面のサイドローブレベルが低い直交偏波共用アンテナ装置を実現することができる。
Thus, in addition to the configuration described above (FIGS. 4 and 5), the
実施の形態５．
上記実施の形態４（図８、図９）では、特に言及しなかったが、図１１、図１２のように、線状モノポール導体１、２（第１および第２の線状導体）の各近傍に非励振の線状導体３、４（第３および第４の線状導体）を設置し、線状ダイポール導体５１、５２（第５および第６の線状導体）の各近傍に非励振の線状導体５３、５４（第７および第８の線状導体）を設置するとともに、線状モノポール導体１、２、線状ダイポール導体５１、５２および非励振の線状導体３、４、５３、５４を、それぞれ、ｚ方向の幅を有する平面状導体で構成してもよい。
Embodiment 5 FIG.
Although not particularly mentioned in the fourth embodiment (FIGS. 8 and 9), as shown in FIGS. 11 and 12, the
図１１および図１２はこの発明の実施の形態５に係るアンテナ装置を示しており、図１１は上面斜視図、図１２は上面平面図である。
図１１、図１２において、非励振の線状導体３は、前述（図６、図７）と同様に、線状モノポール導体１の近傍に設置され、一端が半円筒状地導体１００に接続されている。
11 and 12 show an antenna apparatus according to Embodiment 5 of the present invention. FIG. 11 is a top perspective view, and FIG. 12 is a top plan view.
11 and 12, the non-excited
同様に、非励振の線状導体４は、線状モノポール導体２の近傍に設置され、一端が半円筒状地導体１００に接続されている。
また、非励振の線状導体３、４は、線状モノポール導体１、２が位置する第１の平面と平行に設置されるとともに、第２の平面２００に関して面対称になるように設置される。
Similarly, the non-excited linear conductor 4 is installed in the vicinity of the
The non-excited
一方、非励振の線状導体５３（第７の線状導体）は、線状ダイポール導体５１（第５の線状導体）の近傍に設置され、非励振の線状導体５４（第８の線状導体）は、線状ダイポール導体５２（第６の線状導体）の近傍に設置される。
また、非励振の線状導体５３、５４は、線状モノポール導体１、２が位置する平面に対してほぼ垂直に、かつ第２の平面２００に関して面対称になるように設置される（図１２参照）。
On the other hand, the non-excited linear conductor 53 (seventh linear conductor) is installed in the vicinity of the linear dipole conductor 51 (fifth linear conductor), and the non-excited linear conductor 54 (eighth wire). The linear conductor) is disposed in the vicinity of the linear dipole conductor 52 (sixth linear conductor).
Further, the non-excited
さらに、線状モノポール導体１、２、および、非励振の線状導体３、４は、それぞれ、ｚ方向の幅を有する平面状導体により構成されており、線状ダイポール導体５１、５２、および、非励振の線状導体５３、５４は、それぞれ、ｙ方向の幅を有する平面状導体により構成されている（図１１参照）。
Further, the
このように、線状モノポール導体１、２および線状ダイポール導体５１、５２の各近傍に非励振の線状導体３、４、５３、５４を設置することにより、アンテナ装置の反射特性を広帯域化することができる。
また、線状モノポール導体１、２、線状ダイポール導体５１、５２および非励振の線状導体３、４を、幅を有する平面状導体で構成することにより、アンテナ装置の反射特性をさらに広帯域化することができる。
As described above, the non-excited
Further, the
このとき、非励振の線状導体３、４の各長さは、０．１λｃ〜０．３λｃの範囲内に設定され、非励振の線状導体５３、５４の各長さは、０．２λｃ〜０．６λｃの範囲内に設定されているものとする。
At this time, the lengths of the non-excited
また、線状モノポール導体１と非励振の線状導体３との間隔、線状モノポール導体２と非励振の線状導体４との間隔、線状ダイポール導体５１と非励振の線状導体５３との間隔、および、線状ダイポール導体５２と非励振の線状導体５４との間隔は、それぞれ、０．１λｃ以下に設定されている。
Further, the distance between the
なお、図１１、図１２では、線状モノポール導体１、２、線状ダイポール導体５１、５２および非励振の線状導体３、４、５３、５４を長方形とした場合を示しているが、長方形に限定されるものではなく、三角形、五角形などの任意に形状が適用され得る。
11 and 12 show a case where the
以上のように、この発明の実施の形態５（図１１、図１２）に係るアンテナ装置は、前述（図８、図９）の構成に加えて、線状モノポール導体１（第１の線状導体）の近傍に設置された非励振の線状導体３（第３の線状導体）と、線状モノポール導体２（第２の線状導体）の近傍に設置された非励振の線状導体３（第４の線状導体）と、線状ダイポール導体５１（第５の線状導体）の近傍に設置された非励振の線状導体５３（第７の線状導体）と、線状ダイポール導体５２（第６の線状導体）の近傍に設置された非励振の線状導体５４（第８の線状導体）と、を備えている。 As described above, the antenna device according to Embodiment 5 (FIGS. 11 and 12) of the present invention has the linear monopole conductor 1 (first wire) in addition to the configuration described above (FIGS. 8 and 9). Non-excited linear conductor 3 (third linear conductor) installed in the vicinity of the linear conductor) and non-excited line installed in the vicinity of the linear monopole conductor 2 (second linear conductor) A linear conductor 3 (fourth linear conductor), a non-excited linear conductor 53 (seventh linear conductor) installed in the vicinity of the linear dipole conductor 51 (fifth linear conductor), A non-excited linear conductor 54 (eighth linear conductor) installed in the vicinity of the cylindrical dipole conductor 52 (sixth linear conductor).
非励振の線状導体５３、５４（第７および第８の線状導体）は、第１の平面に対してほぼ垂直に設置されるとともに、第２の平面２００に関して面対称になるように設置され、非励振の線状導体５３、５４の各長さは、０．２λｃ〜０．６λｃの範囲内に設定されている。
また、第１〜第８の線状導体１〜４、５１〜５４は、それぞれ、幅を有する平面状導体により構成されている。
The non-excited
Moreover, the 1st-8th linear conductors 1-4, 51-54 are respectively comprised by the planar conductor which has a width | variety.
このように、線状モノポール導体１、２、指向性調整用線状導体２１、線状ダイポール導体５１、５２、指向性調整用線状導体６１、および、非励振の線状導体３、４、５３、５４を設置し、線状モノポール導体１、２、線状ダイポール導体５１、５２および非励振の線状導体３、４、５３、５４を、幅を有する平面状導体で構成することにより、水平面のビーム幅が狭く、かつ小形で、水平面のサイドローブレベルが低く、かつ反射特性が広帯域の直交偏波共用アンテナ装置を実現することができる。
Thus, the
実施の形態６．
上記実施の形態４、５（図８、図９、図１１、図１２）では、１個以上の指向性調整用線状導体６１を用いたが、指向性調整用線状導体６１に代えて、図１３、図１４のように、第２の平面２００上に設置された指向性調整用平面状導体６２を用いてもよい。
図１３および図１４はこの発明の実施の形態６に係るアンテナ装置を示しており、図１３は上面斜視図、図１４は上面平面図である。
Embodiment 6 FIG.
In Embodiments 4 and 5 (FIGS. 8, 9, 11, and 12), one or more directivity adjusting
13 and 14 show an antenna device according to Embodiment 6 of the present invention. FIG. 13 is a top perspective view, and FIG. 14 is a top plan view.
図１３、図１４において、半円筒状地導体１００内の第２の平面２００上には、前述（図１１、図１２）の指向性調整用線状導体６１に代えて、指向性調整用平面状導体６２が設置されている。指向性調整用平面状導体６２は、半円筒状地導体１００と重なる円筒内に設置されている。
13 and 14, on the
このように、前述の指向性調整用線状導体６１を、指向性調整用平面状導体６２で置き換えることにより、部品点数および位置決め工程が軽減されるので、前述の実施の形態５の効果を維持しつつ、製造工程を簡易化することができる。
Thus, by replacing the directivity adjusting
なお、ここでは、前述の実施の形態５（図１１、図１２）の構成に適用した場合を示しているが、前述の実施の形態１〜４のいずれにも適用可能であり、同等の作用効果を奏することは言うまでもない。 In addition, although the case where it applies to the structure of above-mentioned Embodiment 5 (FIG. 11, FIG. 12) is shown here, it is applicable to any of above-mentioned Embodiment 1-4, and an equivalent effect | action Needless to say, it has an effect.
以上のように、この発明の実施の形態６（図１３、図１４）に係るアンテナ装置は、前述（図１１、図１２）の指向性調整用線状導体６１に代えて、第２の平面２００上に設置された指向性調整用平面状導体６２を設置したので、前述の実施の形態５と同様に、水平面のビーム幅が狭く、かつ小形で、水平面のサイドローブレベルが低く、かつ反射特性が広帯域の直交偏波共用アンテナ装置を実現することができる。
As described above, the antenna device according to Embodiment 6 (FIGS. 13 and 14) of the present invention replaces the directivity adjusting
実施の形態７．
上記実施の形態１〜６では、半円筒状地導体１００をほぼ半円筒形状に構成した場合を示したが、図１５、図１６のように、多面状地導体１０１（多面状導体）で置き換えてもよい。
図１５および図１６は、この発明の実施の形態７に係るアンテナ装置を示しており、図１５は上面斜視図、図１６は上面平面図である。
Embodiment 7 FIG.
In the first to sixth embodiments, the case where the
15 and 16 show an antenna apparatus according to Embodiment 7 of the present invention. FIG. 15 is a top perspective view, and FIG. 16 is a top plan view.
図１５、図１６において、アンテナ装置は、前述（図１１、図１２）の半円筒状地導体１００に代えて、多面状地導体１０１を備えている。
多面状地導体１０１は、第１の平面（ｘ−ｙ平面に対して平行な平面）における半円筒状地導体１００上の３個以上の点Ａ（図１６参照）の各隣接点を順次直線で結んだ直線Ｂの組み合わせである線Ｄを、ｚ方向（ｘ−ｙ平面に対してほぼ垂直な方向）に移動した場合に形成される多面形状を有している。
15 and 16, the antenna device includes a
The
また、第１〜第４の線状導体１〜４は、第１の平面上に設置され、各一端が多角形状の線Ｄに接続されている。 Moreover, the 1st-4th linear conductors 1-4 are installed on the 1st plane, and each end is connected to the polygonal line D. As shown in FIG.
このように、半円筒状地導体１００を多面状地導体１０１に置き換えることにより、各線状導体１〜４の位置決めおよび取り付けが容易になるので、前述の実施の形態５の効果を維持しつつ、製造を簡易にすることができる。
Thus, by replacing the
以上のように、この発明の実施の形態７（図１５、図１６）に係るアンテナ装置においては、半円筒状地導体１００を多面状地導体１０１で構成し、多面状地導体１０１の高さ方向（ｚ方向）に対してほぼ垂直な線状モノポール導体１、２を設置して等振幅同相で励振し、線状モノポール導体１、２の前方に指向性調整用線状導体２１を設置し、ｚ方向に対してほぼ平行に線状ダイポール導体５１、５２および指向性調整用平面状導体６２を設置し、線状モノポール導体１、２および線状ダイポール導体５１、５２の各近傍に非励振の線状導体３、４、５３、５４を設置し、線状モノポール導体１、２、線状ダイポール導体５１、５２および非励振の線状導体３、４、５３、５４を、ｚ方向に幅を有する平面状導体で構成している。
As described above, in the antenna device according to Embodiment 7 (FIGS. 15 and 16) of the present invention, the
多面状地導体１０１は、第１の平面における半円筒状地導体１００上の３個以上の点Ａのうち隣接する点同士を結んだ直線Ｂの組み合わせである線Ｄが、第１の平面に対してほぼ垂直な方向に移動した場合に形成される多面形状を有する。
これにより、水平面のビーム幅が狭く、かつ小形で、水平面のサイドローブレベルが低く、かつ反射特性が広帯域の直交偏波共用アンテナ装置を実現するとともに、製造を簡易にすることができる。
The
As a result, it is possible to realize an orthogonally polarized wave shared antenna apparatus having a narrow horizontal beam width, a small size, a low sidelobe level in the horizontal plane, and a wide reflection characteristic, and can be easily manufactured.
なお、ここでは、図１１、図１２（実施の形態５）の構成に多面状地導体１０１を適用したが、他の実施の形態による任意の構成に適用することも可能であり、同等の作用効果を奏することは言うまでもない。
また、上記実施の形態１〜７の構成を任意に重複して組み合わせることも可能であり、いずれの場合も、それぞれの作用効果を相乗的に奏することができる。
Here, the
Moreover, it is also possible to combine the structure of the said Embodiments 1-7 arbitrarily, and in any case, each effect can be show | played synergistically.
１ 線状モノポール導体（第１の線状導体）、２ 線状モノポール導体（第２の線状導体）、３ 非励振の線状導体（第３の線状導体）、４ 非励振の線状導体（第４の線状導体）、２１ 指向性調整用線状導体（第１の指向性調整用線状導体）、５１ 線状ダイポール導体（第５の線状導体）、５２ 線状ダイポール導体（第６の線状導体）、５３ 非励振の線状導体（第７の線状導体）、５４ 非励振の線状導体（第８の線状導体）、６１ 指向性調整用線状導体（第２の指向性調整用線状導体）、６２ 指向性調整用平面状導体、１００ 半円筒状地導体（曲面状導体）、１０１ 多面状地導体、２００ 第２の平面、Ａ 点、Ｂ 直線、Ｃ 円弧、Ｄ 多角形状の円弧、Ｐ１ 第１の給電点、Ｐ２ 第２の給電点、Ｐ３ 第３の給電点、Ｐ４ 第４の給電点、Ｗｈ 水平偏波のビーム幅、Ｗｖ 垂直偏波のビーム幅。
1 linear monopole conductor (first linear conductor), 2 linear monopole conductor (second linear conductor), 3 non-excited linear conductor (third linear conductor), 4 non-excited Linear conductor (fourth linear conductor), 21 Linear conductor for directivity adjustment (first linear conductor for directivity adjustment), 51 Linear dipole conductor (fifth linear conductor), 52 Linear Dipole conductor (sixth linear conductor), 53 Non-excited linear conductor (seventh linear conductor), 54 Non-excited linear conductor (eighth linear conductor), 61 Linearity for directivity adjustment Conductor (second directivity adjusting linear conductor), 62 directivity adjusting planar conductor, 100 semi-cylindrical ground conductor (curved conductor), 101 polyhedral ground conductor, 200 second plane,
Claims (12)
前記曲面状導体の内側の前記第１の平面に対して平行な面上に設置された第１および第２の線状導体と、
前記第１の線状導体と前記曲面状導体との間に設置された第１の給電点と、
前記第２の線状導体と前記曲面状導体との間に設置された第２の給電点とを備え、
前記第１および第２の線状導体が等振幅逆相で励振されるアンテナ装置であって、
前記第１および第２の線状導体は、前記円弧の２等分点における前記円弧の接線に対して垂直で、かつ前記２等分点を通る第２の平面に関して面対称になるように設置され、
前記第１および第２の線状導体の各長さは、設計周波数帯域の中心周波数における波長λｃに対して、０．１λｃ〜０．３λｃの範囲内に設定されたことを特徴とするアンテナ装置。 A curve along a circular arc that is a part of a circle and has a central angle of approximately 180 degrees has a semi-cylindrical shape that is formed when the curve moves in a direction substantially perpendicular to the first plane on which the circular arc is located. A curved conductor;
First and second linear conductors installed on a plane parallel to the first plane inside the curved conductor;
A first feeding point installed between the first linear conductor and the curved conductor;
A second feeding point installed between the second linear conductor and the curved conductor;
An antenna device in which the first and second linear conductors are excited with an equal amplitude opposite phase,
The first and second linear conductors are disposed so as to be perpendicular to a tangent of the arc at a bisection point of the arc and to be plane-symmetric with respect to a second plane passing through the bisection point. And
Each of the lengths of the first and second linear conductors is set within a range of 0.1λc to 0.3λc with respect to the wavelength λc at the center frequency of the design frequency band. .
前記第１の指向性調整用線状導体は、前記円が前記第１の平面に対してほぼ垂直な方向に移動した場合に形成される円筒面内に設置され、
前記第１の指向性調整用線状導体の２等分点は、前記第２の平面上に位置することを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。 A first directivity adjusting linear conductor located on the first plane and installed so as to be substantially orthogonal to the second plane;
The first directivity adjusting linear conductor is installed in a cylindrical surface formed when the circle moves in a direction substantially perpendicular to the first plane;
2. The antenna device according to claim 1, wherein a bisection point of the first directivity adjusting linear conductor is located on the second plane.
前記第２の線状導体の近傍に設置された第４の線状導体とを備え、
前記第３および第４の線状導体は、前記第１の平面に対してほぼ平行に設置されるとともに、前記第２の平面に関して面対称になるように設置され、
前記第３および第２の線状導体の各一端は、前記曲面状導体に接続され、
前記第３および第４の線状導体の各長さは、０．１λｃ〜０．３λｃの範囲内に設定されたことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のアンテナ装置。 A third linear conductor installed in the vicinity of the first linear conductor;
A fourth linear conductor installed in the vicinity of the second linear conductor,
The third and fourth linear conductors are installed substantially parallel to the first plane and are set to be plane-symmetric with respect to the second plane;
Each one end of the third and second linear conductors is connected to the curved conductor,
4. The length of each of the third and fourth linear conductors is set within a range of 0.1λc to 0.3λc. 5. Antenna device.
前記第１の平面に対してほぼ垂直に設置された１個以上の第２の指向性調整用線状導体と、
前記第５の線状導体の２等分点に設置された第３の給電点と、
前記第６の線状導体の２等分点に設置された第４の給電点とを備え、
前記第５および第６の線状導体は、前記第２の平面に関して面対称となるように設置されるとともに、前記円が前記第１の平面に対してほぼ垂直な方向に移動した場合に形成される円筒面内に設置されて、前記第３および第４の給電点を介して等振幅同相で励振され、
前記第５および第６の線状導体の各２等分点は、前記第１の平面上に位置し、
前記第５および第６の線状導体の各長さは、０．２λｃ〜０．６λｃの範囲内に設定され、
前記第２の指向性調整用線状導体は、前記第２の平面上に設置されるとともに、前記円筒面内に設置されたことを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のアンテナ装置。 Fifth and sixth linear conductors disposed substantially perpendicular to the first plane;
One or more second directivity adjusting linear conductors installed substantially perpendicular to the first plane;
A third feeding point installed at a bisection point of the fifth linear conductor;
A fourth feeding point installed at a bisection point of the sixth linear conductor,
The fifth and sixth linear conductors are disposed so as to be plane-symmetric with respect to the second plane, and are formed when the circle moves in a direction substantially perpendicular to the first plane. Installed in a cylindrical surface to be excited with equal amplitude in-phase through the third and fourth feeding points,
Each bisector of the fifth and sixth linear conductors is located on the first plane,
Each length of the fifth and sixth linear conductors is set within a range of 0.2λc to 0.6λc,
6. The first directivity adjusting linear conductor according to claim 1, wherein the second directivity adjusting linear conductor is disposed on the second plane and is disposed in the cylindrical surface. The antenna device according to item.
前記第２の平面上に設置された指向性調整用平面状導体と、
前記第５の線状導体の２等分点に設置された第３の給電点と、
前記第６の線状導体の２等分点に設置された第４の給電点とを備え、
前記第５および第６の線状導体は、前記第２の平面に関して面対称となるように設置されるとともに、前記円が前記第１の平面に対してほぼ垂直な方向に移動した場合に形成される円筒面内に設置されて、前記第３および第４の給電点を介して等振幅同相で励振され、
前記第５および第６の線状導体の各２等分点は、前記第１の平面上に位置し、
前記第５および第６の線状導体の各長さは、０．２λｃ〜０．６λｃの範囲内に設定されたことを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のアンテナ装置。 Fifth and sixth linear conductors disposed substantially perpendicular to the first plane;
A planar conductor for directivity adjustment installed on the second plane;
A third feeding point installed at a bisection point of the fifth linear conductor;
A fourth feeding point installed at a bisection point of the sixth linear conductor,
The fifth and sixth linear conductors are disposed so as to be plane-symmetric with respect to the second plane, and are formed when the circle moves in a direction substantially perpendicular to the first plane. Installed in a cylindrical surface to be excited with equal amplitude in-phase through the third and fourth feeding points,
Each bisector of the fifth and sixth linear conductors is located on the first plane,
6. The length of each of the fifth and sixth linear conductors is set within a range of 0.2λc to 0.6λc, according to any one of claims 1 to 5. Antenna device.
前記第６の線状導体の近傍に設置された第８の線状導体とを備え、
前記第７および第８の線状導体は、前記第１の平面に対してほぼ垂直に設置されるとともに、前記第２の平面に関して面対称になるように設置され、
前記第７および第８の線状導体の各長さは、０．２λｃ〜０．６λｃの範囲内に設定されたことを特徴とする請求項６から請求項８までのいずれか１項に記載のアンテナ装置。 A seventh linear conductor installed in the vicinity of the fifth linear conductor;
An eighth linear conductor installed in the vicinity of the sixth linear conductor;
The seventh and eighth linear conductors are installed substantially perpendicular to the first plane and are set to be plane-symmetric with respect to the second plane;
9. The length of each of the seventh and eighth linear conductors is set within a range of 0.2λc to 0.6λc. 9. Antenna device.
前記多面状導体は、前記円弧に沿った曲線上の３個以上の点のうち隣接する点同士を結んだ直線の組み合わせが、前記第１の平面に対してほぼ垂直な方向に移動した場合に形成される多面形状を有することを特徴とする請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載のアンテナ装置。 The curved conductor is a polyhedral conductor,
The polyhedral conductor is formed when a combination of straight lines connecting adjacent points among three or more points on the curve along the arc moves in a direction substantially perpendicular to the first plane. The antenna device according to any one of claims 1 to 10, wherein the antenna device has a polyhedral shape to be formed.
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