JP2015171058A - Ground type antenna and grounding device therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、接地型アンテナとその接地装置に関するものである。 The present invention relates to a grounded antenna and a grounding device thereof.
接地型アンテナは、例えばλ／４（λは波長）の長さを有する導体からなる垂直アンテナエレメントと、その下方に等電位面を形成するために配置される接地装置とにより構成される。アンテナエレメントと共に接地型アンテナを構成する接地装置としては、非特許文献１に示されているように、放射状に配置した多数の導体を地中に埋設したラジアルアースや、水平方向に伸びるλ／４の長さの導体をアンテナエレメントの下方に設置したカウンターポイズや、アンテナエレメントの下方にλ／４の長さを有する複数本の導体を交差させた状態で設置するグランドプレーン等が知られている。
The grounded antenna includes, for example, a vertical antenna element made of a conductor having a length of λ / 4 (λ is a wavelength) and a grounding device arranged to form an equipotential surface below the antenna element. As shown in Non-Patent
図８は一例として、簡易型のカウンターポイズを備えた接地型アンテナを示している。同図において、１は地面２の上に設置された支持脚、３はλ／４の長さを有する直線状の導体からなるアンテナエレメント、４はλ／４の長さを有してアンテナエレメント３の下方に水平に配置された導体である。アンテナエレメント３は、地面２に対して垂直に配置されて、その下端が図示しない適宜の支持具を介して、地面に対して絶縁された状態で支持脚１に支持されている。導体４の一端は、大地に対して絶縁された状態で支持脚１に固定された支持ポスト５に接続され、導体４の他端は、下端が大地に固定された支持ポスト６の上端に絶縁碍子７を介して接続されている。この例では、導体４によりカウンターポイズが構成され、図示しない送信機の出力端子に接続された同軸ケーブル（給電線）７からアンテナエレメント３と導体４との間に給電される。
FIG. 8 shows a grounded antenna having a simple counterpoise as an example. In the figure, 1 is a support leg installed on the
しかしながら、ラジアルアース、グランドプレーン、カウンターポイズ等の接地装置は、電波の波長が長い場合に、接地装置を構成する導体の長さ(λ／４）が著しく長くなって、その設置に広いスペースを必要とするため、設置が困難になることが多い。 However, in the case of a grounding device such as a radial earth, a ground plane, or a counterpoise, when the wavelength of the radio wave is long, the length of the conductor (λ / 4) constituting the grounding device becomes remarkably long, so that a large space is required for the installation. Installation is often difficult because it requires it.
また特許文献１に示されているように、アンテナエレメントを支持する同軸管の外周に円形のパターンを有するラジアル導体を取り付けて、このラジアル導体により等電位面を形成するようにしたアンテナが知られている。特許文献１に示されたアンテナで用いているラジアル導体は、アンテナエレメントを支持する同軸管の軸線方向に対して直角な方向に伸びる直線状の部分と、この直線状部分の先端から同軸管を同心的に取り囲むように伸びる円形部分とを一体に有していて、その直線状部分の基部がアンテナエレメントを支持する同軸管の外周に片持ちで支持されている。この場合、ラジアル導体にはλ／４の長さを持たせる必要がある。
Further, as shown in
特許文献１に示されたように、接地型アンテナの等電位面を形成する接地装置の導体を、円形のパターンを有する導体により構成すれば、図８に示したように直線状の導体を用いる場合に比べて設置に要する面積を縮小することができる。しかしながら、特許文献１に示されたように、直線状部分と円形部分とを有す形状のラジアル導体を用いて、その直線状部分の基部を同軸管（アンテナエレメントの支持ポスト）に片持ちで支持する構造は、ＶＨＦ帯やＵＨＦ帯のような波長が短い周波数帯域で用いるアンテナのように、ラジアル導体に持たせる長さが短くて済む場合には実現可能であるが、通信に用いる電波の波長が長く、ラジアル導体の長さ（λ／４）を長くする必要がある場合には、ラジアル導体を片持ちで支持することができなくなるため、実現できない。
As shown in
本発明の目的は、波長が長い周波数帯域で用いる場合であっても、アンテナエレメントの下方に配置する接地装置をコンパクトに構成することができる接地型アンテナ及び該アンテナに用いる接地装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a grounded antenna capable of compactly configuring a grounding device disposed below an antenna element even when used in a frequency band having a long wavelength, and a grounding device used for the antenna. It is in.
本願では、上記の目的を達成するために、少なくとも第１ないし第９の発明が開示される。本願に開示された第１の発明は、垂直に配置されるアンテナエレメントと、該アンテナエレメントの下方に配置された接地装置とを備えた接地型アンテナを対象とする。 In the present application, at least the first to ninth inventions are disclosed in order to achieve the above object. The first invention disclosed in the present application is directed to a grounded antenna including an antenna element arranged vertically and a grounding device arranged below the antenna element.
本発明に係るアンテナで用いる接地装置は、絶縁材により平面的な広がりを持つように形成されて平面上に展開された状態でアンテナエレメントの下方に配置された保持体と、該保持体に保持された接地エレメントとを備える。接地エレメントは、平面上に展開された保持体上で螺旋に沿って延びるように成形された電線からなっていて、前記保持体の上に配置されて前記保持体に対して固定されている。 A grounding device used in an antenna according to the present invention is formed so as to have a planar spread by an insulating material, and is held on the holding body and disposed below the antenna element in a state where the grounding device is spread on the plane. And a grounded element. The grounding element is made of an electric wire formed so as to extend along a spiral on a holding body developed on a plane, and is arranged on the holding body and fixed to the holding body.
上記のように、接地エレメントを螺旋に沿って延びる（螺旋状の）パターンで設けると、通信に使用する電波の波長が長く、接地エレメントの長さが長くなる場合でも、接地エレメントをコンパクトに配置することができるため、接地装置を設置するためのスペースの縮小を図ることができる。 As described above, when the grounding element is provided in a (spiral) pattern extending along the spiral, the grounding element is compactly arranged even when the wavelength of the radio wave used for communication is long and the length of the grounding element is long. Therefore, the space for installing the grounding device can be reduced.
また上記のように、接地エレメントに螺旋に沿った形を持たせると、接地エレメントに持たせるインダクタンスを大きくすることができるため、アンテナエレメントと共に接地型アンテナを構成した際に、該接地型アンテナを共振させて給電線(同軸ケーブル）とのインピーダンスの整合をとるために必要な接地エレメントの長さをλ／４よりも短くすることができ、接地エレメントを螺旋に沿った形にしたことと相俟って、接地装置をコンパクトに構成することができる。 Also, as described above, if the grounding element has a shape along the spiral, the inductance to be given to the grounding element can be increased. Therefore, when the grounding antenna is configured together with the antenna element, the grounding antenna is The length of the grounding element required for resonating and matching the impedance with the feeder line (coaxial cable) can be made shorter than λ / 4. As a result, the grounding device can be made compact.
更に、上記のように接地エレメントを螺線に沿った形にすると、螺線のターン間の間隔を調整することにより、アンテナを通信に使用する周波数帯域の中心周波数で共振させた際のＱを調整して、通信に使用することができる周波数帯域の幅を調整することができる。保持体上で接地エレメントが密に巻かれた状態にすると、通信に使用する周波数帯域の中心周波数でアンテナを共振させた場合のＱを大きくすることができるため、狭帯域のアンテナを得ることができる。これに対し、保持体上で接地エレメントが粗く巻かれた状態にすると、通信に使用する周波数帯域の中心周波数でアンテナを共振させた場合のＱを小さくして、広帯域のアンテナを得ることができる。 Further, when the grounding element is shaped along the spiral as described above, the Q when the antenna is resonated at the center frequency of the frequency band used for communication is adjusted by adjusting the interval between the turns of the spiral. By adjusting, the width of the frequency band that can be used for communication can be adjusted. When the ground element is tightly wound on the holding body, the Q when the antenna is resonated at the center frequency of the frequency band used for communication can be increased, so that a narrow band antenna can be obtained. it can. On the other hand, when the grounding element is roughly wound on the holding body, the Q when the antenna is resonated at the center frequency of the frequency band used for communication can be reduced to obtain a wideband antenna. .
マンションのベランダのように限られたスペースにアンテナを立てる場合には、現場に設置し得る保持体の大きさが制限されるが、本発明によれば、許容される大きさの保持体の面積を最大限利用して接地エレメントのターン間の間隔を広げることにより、保持体上に接地エレメントを粗く巻かれた状態で配置して、広帯域の接地型アンテナを実現することができる。 When an antenna is set up in a limited space such as a condominium veranda, the size of the holding body that can be installed on the site is limited. By widening the interval between the turns of the grounding element by making the maximum use of this, it is possible to realize a broadband grounded antenna by arranging the grounding element in a state of being roughly wound on the holding body.
本願に開示された第２の発明は、上記第１の発明に適用されるもので、本発明においては、アンテナエレメントと接地エレメントとにより構成されるアンテナのインピーダンスを通信に使用する周波数帯域の中心周波数で給電線の特性インピーダンス(通常は５０Ω）と整合させるように接地エレメントの有効長が設定される。 The second invention disclosed in the present application is applied to the first invention. In the present invention, the center of the frequency band in which the impedance of the antenna constituted by the antenna element and the ground element is used for communication. The effective length of the ground element is set to match the characteristic impedance of the feeder line (usually 50Ω) at the frequency.
本願に開示された第３の発明は、上記第１の発明に適用されるもので、本発明においては、保持体上に複数個の接地エレメントが互いに重ならないように並べて配置されて、アンテナエレメントと複数個の接地エレメントのそれぞれとにより複数のアンテナが構成され、複数のアンテナのインピーダンスが通信に用いる異なる周波数帯域の中心周波数で給電線の特性インピーダンスと整合するように前記複数の接地エレメントのそれぞれの有効長が設定されている。 The third invention disclosed in the present application is applied to the first invention. In the present invention, a plurality of grounding elements are arranged side by side on a holding body so as not to overlap each other, and an antenna element is arranged. And each of the plurality of ground elements constitutes a plurality of antennas, and each of the plurality of ground elements is matched so that the impedance of the plurality of antennas matches the characteristic impedance of the feeder line at the center frequency of different frequency bands used for communication The effective length of is set.
上記のように構成すると、アンテナエレメントと複数の接地エレメントとにより、異なる周波数で給電線の特性インピーダンスとインピーダンスが整合する複数のアンテナを構成することができ、通信に用いる電波の周波数帯域を切り換えた際に、切り換えた後の周波数帯域に適合したアンテナのインピーダンスを給電線の特性インピーダンスと整合させて、通信に用いる周波数帯域を自動的に切り換えることができるため、接地型アンテナのマルチバンド化を図ることができる。 When configured as described above, the antenna element and the plurality of ground elements can configure a plurality of antennas whose impedance matches the characteristic impedance of the feeder line at different frequencies, and the frequency band of the radio wave used for communication is switched. In this case, the frequency band used for communication can be automatically switched by matching the impedance of the antenna adapted to the frequency band after switching with the characteristic impedance of the feeder line, so that the grounded antenna can be multibanded. be able to.
本願に開示された第４の発明は、第１の発明に適用されるもので、本発明においては、接地エレメントを保持した保持体が複数設けられて、該複数の保持体がアンテナエレメントの下方に並べて配置されている。上記アンテナエレメントと複数の接地エレメントのそれぞれとにより複数のアンテナが構成され、該複数のアンテナのインピーダンスが、通信に用いる異なる周波数帯域の中心周波数で給電線の特性インピーダンスと整合するように複数の接地エレメントのそれぞれの有効長が設定されている。 The fourth invention disclosed in the present application is applied to the first invention. In the present invention, a plurality of holding bodies each holding a grounding element are provided, and the plurality of holding bodies are provided below the antenna element. Are arranged side by side. A plurality of antennas are configured by the antenna element and each of the plurality of ground elements, and the plurality of grounds are matched so that the impedance of the plurality of antennas matches the characteristic impedance of the feeder line at the center frequency of different frequency bands used for communication. The effective length of each element is set.
上記のように構成した場合も、アンテナエレメントと複数の接地エレメントとにより、異なる周波数帯域で共振する複数のアンテナを構成することができるため、接地型アンテナのマルチバンド化を図ることができる。 Even when configured as described above, a plurality of antennas that resonate in different frequency bands can be configured by the antenna element and the plurality of ground elements, so that a multi-band grounded antenna can be achieved.
本願に開示された第５の発明は、第１の発明ないし第４の発明の何れかに適用されるもので、本発明では、上記保持体が、絶縁性を有する合成樹脂の糸により編まれた網により構成される。 The fifth invention disclosed in the present application is applied to any one of the first to fourth inventions. In the present invention, the holding body is knitted by a synthetic resin yarn having insulating properties. It consists of a net.
上記のように保持体を網により構成すると、保持体の軽量化を図ることができる上に、保持体を適宜の支持体に紐やロープ等で固定することにより、平面上に展開した状態で容易に支持することができるため、接地装置の設置を容易に行うことができる。また網は優れた通気性を有するため、風に対する強度を高めることができ、設置強度を高めることができる。また網は雨水を通過させるため、保持体を網により構成すると保持体上に雨水が溜まるのを防ぐことができる。 When the holding body is configured with a net as described above, the weight of the holding body can be reduced, and the holding body is fixed to an appropriate support body with a string, a rope, etc. Since it can support easily, installation of a grounding apparatus can be performed easily. Moreover, since the net | network has the outstanding air permeability, the intensity | strength with respect to a wind can be raised and installation intensity | strength can be raised. Further, since the net allows rainwater to pass, if the holding body is constituted by a net, it is possible to prevent rainwater from accumulating on the holding body.
本願に開示された第６の発明は、垂直に配置されたアンテナエレメントと共に接地型アンテナを構成するために前記アンテナエレメントの下方に配置される接地型アンテナ用接地装置を対象とする。本発明に係る接地装置は、絶縁材により平面的な広がりを持つように形成されて、平面上に展開された状態でアンテナエレメントの下方に配置される保持体と、保持体に保持された接地エレメントとを備える。接地エレメントは、保持体が平面上に展開された状態にあるときに該保持体上で螺旋に沿って延びるように成形された電線からなっていて、螺旋に沿った形を保つことができる状態で保持体上に保持されている。 A sixth invention disclosed in the present application is directed to a grounding antenna grounding device disposed below the antenna element in order to form a grounded antenna together with the vertically disposed antenna element. The grounding device according to the present invention is formed so as to have a planar spread by an insulating material, and is arranged on the plane and arranged below the antenna element, and the grounding held by the holding body And an element. The grounding element is made of an electric wire formed so as to extend along the spiral on the holding body when the holding body is in a state where the holding body is deployed on the plane, and can maintain the shape along the spiral. Is held on the holder.
本願に開示された第７の発明は、第６の発明に適用されるもので、本発明においては、保持体の上に接地エレメントが複数個並べた状態で保持されて、保持体を平面上に展開した状態でアンテナエレメントの下方に配置した際に、該アンテナエレメントと複数個の接地エレメントのそれぞれとにより複数の接地型アンテナが構成される。 The seventh invention disclosed in the present application is applied to the sixth invention. In the present invention, a plurality of grounding elements are held on the holding body, and the holding body is placed on a plane. When the antenna element is arranged below the antenna element in a state where the antenna element is deployed, the antenna element and each of the plurality of ground elements constitute a plurality of grounded antennas.
本願に開示された第８の発明は、第６の発明又は第７の発明に適用されるもので、本発明においては、アンテナエレメントと共に接地型アンテナを構成する際に、該接地型アンテナのインピーダンスを通信に使用する周波数帯域の中心周波数で給電線の特性インピーダンスと整合させるように接地エレメントの有効長が設定される。 The eighth invention disclosed in the present application is applied to the sixth invention or the seventh invention. In the present invention, when the grounded antenna is configured together with the antenna element, the impedance of the grounded antenna is set. The effective length of the ground element is set so as to match the characteristic impedance of the feeder line at the center frequency of the frequency band used for communication.
本願に開示された第９の発明は、第６の発明ないし第８の発明の何れかに適用されるもので、本発明においては、保持体が、絶縁性を有する合成樹脂の糸により編まれた網により構成される。 The ninth invention disclosed in the present application is applied to any of the sixth to eighth inventions. In the present invention, the holding body is knitted by a synthetic resin yarn having insulating properties. It consists of a net.
上記保持体は、通気性及び通水性を有して、平面上に展開した状態で配置され得る（ロール状に巻かれた状態にあっても、畳まれた状態にあっても平面上に広げることができる）ものであればよく、合成樹脂の糸を編んで構成した網には限定されない。例えば、無数の孔を有するシートにより上記保持体を構成してもよく、合成樹脂からなる多数の線を縦横に並べて縦横の糸の交点を接合した構造を有する網状体等により上記保持体を構成してもよい。 The holding body has air permeability and water permeability, and can be arranged in a state of being developed on a plane (whether it is rolled up or folded up, it is spread on a plane) It is not limited to a net formed by knitting synthetic resin yarns. For example, the holding body may be constituted by a sheet having numerous holes, and the holding body is constituted by a net-like body having a structure in which a large number of lines made of synthetic resin are arranged in the vertical and horizontal directions and the intersections of the vertical and horizontal threads are joined. May be.
本発明によれば、接地エレメントを螺旋に沿って延びるパターンで設けるので、通信に使用する電波の波長が長く、接地エレメントの長さが長くなる場合でも、接地エレメントをコンパクトに配置することができ、アンテナエレメントとともに接地型アンテナを構成する接地装置を設置するためのスペースの縮小を図ることができる。また接地エレメントは平面的に展開される保持体の上に保持されるので、接地エレメントの長さが長くなる場合でもその保持を容易にすることができる。 According to the present invention, since the ground element is provided in a pattern extending along the spiral, the ground element can be arranged compactly even when the wavelength of the radio wave used for communication is long and the length of the ground element is long. The space for installing the grounding device that constitutes the grounded antenna together with the antenna element can be reduced. In addition, since the ground element is held on a holding body that is flatly developed, the holding can be facilitated even when the length of the ground element is increased.
本発明によればまた、接地エレメントに螺旋に沿った形を持たせると、接地エレメントに持たせるインダクタンスを大きくすることができるため、アンテナエレメントと共に接地型アンテナを構成した際に、該接地型アンテナを共振させて給電線(同軸ケーブル）とのインピーダンスの整合をとるために必要な接地エレメントの長さをλ／４よりも短くすることができ、接地エレメントを螺旋に沿った形にしたことと相俟って、接地装置をコンパクトに構成することができる。 According to the present invention, when the grounding element has a shape along the spiral, the inductance to be provided to the grounding element can be increased. Therefore, when the grounding antenna is configured together with the antenna element, the grounding antenna is provided. The length of the grounding element required to match the impedance with the feeder (coaxial cable) by resonating can be made shorter than λ / 4, and the grounding element has a shape along the spiral. Together, the grounding device can be made compact.
本発明によればまた、接地エレメントの螺線のターン間の間隔を調整することにより、アンテナを通信に使用する周波数帯域の中心周波数で共振させた際のＱを調整して、通信に使用することができる周波数帯域の幅を調整することができる。保持体上で接地エレメントが密に巻かれた状態にすると、通信に使用する周波数帯域の中心周波数でアンテナを共振させた場合のＱを大きくして、狭帯域のアンテナを得ることができる。また保持体上で接地エレメントが粗く巻かれた状態にすると、通信に使用する周波数帯域の中心周波数でアンテナを共振させた場合のＱを小さくして、広帯域のアンテナを得ることができる。従って、アンテナを立てる現場で許容される大きさの保持体の面積を最大限利用して接地エレメントのターン間の間隔を広げることにより、保持体上に接地エレメントを粗く巻かれた状態で配置して、広帯域の接地型アンテナを得ることができ、マンションやアパートのベランダのように接地装置を配置するために広いスペースを確保できない場所にアンテナを立てる場合でも、アンテナの広帯域化を図ることができる。 According to the present invention, the Q when the antenna is resonated at the center frequency of the frequency band used for communication is adjusted by adjusting the interval between the turns of the spiral of the ground element, and used for communication. The width of the frequency band that can be adjusted can be adjusted. When the ground element is tightly wound on the holding body, the Q when the antenna is resonated at the center frequency of the frequency band used for communication can be increased to obtain a narrow band antenna. Further, when the grounding element is roughly wound on the holding body, Q when the antenna is resonated at the center frequency of the frequency band used for communication can be reduced to obtain a wideband antenna. Therefore, the grounding element is arranged in a state of being roughly wound on the holding body by making the maximum use of the area of the holding body that is allowed at the site where the antenna is erected and widening the interval between the turns of the grounding element. Thus, a broadband grounded antenna can be obtained, and even when the antenna is set up in a place where a large space cannot be secured because a grounding device is arranged like a condominium or an apartment veranda, it is possible to increase the bandwidth of the antenna. .
以下図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は本発明に係る接地型アンテナの一実施形態を示したものである。図１において、１０は、線状、棒状又は管状の導体からなっていて、水平面に対して垂直な方向に伸びるように配置されて適宜の支持具１１により大地に対して絶縁された状態で支持されたアンテナエレメント、１２はアンテナエレメント１０の下方に配置されてアンテナエレメント１０とともに接地型アンテナ１３を構成する接地装置である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an embodiment of a grounded antenna according to the present invention. In FIG. 1, 10 is composed of a linear, rod-like or tubular conductor, and is arranged so as to extend in a direction perpendicular to the horizontal plane, and is supported in a state insulated from the ground by an
本発明に係る接地装置１２は、絶縁材により平面的な広がりを持つことができるように形成されて、平面上に展開した状態でアンテナエレメント１０の下方に配置された保持体１５と、保持体１５に保持された螺旋状の接地エレメント１６とにより構成されている。接地エレメント１６は、平面上に展開された保持体１５上で螺旋に沿って延びるように成形された電線からなっていて、平面上に展開された保持体１５の上に配置されて、その螺旋状の形態を保持し得る態様で保持体１５に対して固定されている。
The
保持体１５は、絶縁性と、畳むことができる柔軟性とを有して、平面上に展開した状態で(平面に沿うように広げた状態で）配置し得る素材からなっていて、アンテナを構成する際に、平面上に展開した状態で、アンテナエレメント１０の下方にほほ水平に配置される。本実施形態では、保持体１３が、絶縁性と撥水性とを有する合成樹脂の糸により編まれた網からなっている。保持体（この例では網）１５を構成する合成樹脂の糸としては、ナイロンやテフロン（登録商標）のような、できるだけ高周波誘電損失が少なく、かつ撥水性を有する樹脂材料からなるものを用いるのが好ましい。保持体１５は、平面上に広げた状態にあるときに接地エレメント１６をその形を保った状態で保持し得るものであれば良く、その輪郭形状は任意である。図示の保持体１５は、矩形状の輪郭形状を有するように形成されている。
The holding
本実施形態で用いる接地エレメント１６は、直角な角部を形成しながら旋回して、旋回する毎に中心から遠ざかっていく角形の螺旋形状を呈するように成形された絶縁被覆電線からなっていて、平面上に展開された網からなる保持体１５の上に配置されて適宜の手段により保持体１５に固定されている。接地エレメント１６を構成する絶縁被覆電線としては、その絶縁被覆が、吸水性を持たず、かつ高周波誘電損失が少ない材質からなるものを用いる。接地エレメント１６を保持体１５に固定する方法は任意であるが、本実施形態のように保持体１５が網からなる場合には、接地エレメント１６の長さ方向に間隔をあけて複数の固定箇所を設定して、各固定箇所を紐や結束バンド等からなる結束具１７，１７，…により保持体１５に結束することにより、接地エレメント１６を保持体１５に固定することができる。
The
接地エレメント１６は、予め螺旋状に成形した後に保持体１５に固定するようにしてもよいが、平面上に広げた保持体１５の上で、電線を螺旋状に曲げながら、結束具１７により電線を保持体１５に固定していくようにしてもよい。後者の方法により接地エレメント１６を保持体１５に取り付ける場合、保持体１５の上に接地エレメント１６を沿わせる際のガイドとする螺旋形のパターンを保持体に表示しておくと、接地エレメントの曲げ成形を容易に行うことができる。
The
本発明に係るアンテナにおいては、アンテナエレメント１０の下端にアンテナエレメント側の給電点Ａが設定され、螺旋の中心側に位置する接地エレメント１６の一端に接地装置側の給電点Ｂが設定される。アンテナを使用する際には、アンテナエレメントの給電点Ａに送受信機のホット側の入出力端子を同軸ケーブル（給電線）１８の中心導体１８ａを通して接続し、接地装置側の給電点Ｂに送受信機のアース側の入出力端子を、同軸ケーブル１８のシールド被覆１８ｂを通して接続する。接地エレメント１６の他端Ｃは何も接続せずに遊ばせておく。
In the antenna according to the present invention, a feeding point A on the antenna element side is set at the lower end of the
本実施形態のアンテナにおいては、アンテナエレメント１０の下端(給電点Ａ）と、螺旋の中心側に位置する接地エレメント１６の一端(給電点Ｂ）とからアンテナエレメント１０と接地エレメント１６とを見た回路のインピーダンス（アンテナのインピーダンス）を通信に使用する周波数帯域の中心周波数で、給電線の特性インピーダンスと整合させるように、接地エレメント１６の有効長が設定される。接地エレメント１６の有効長の調節は、例えば、無線機から通信に使用する周波数帯域の中心周波数の高周波電力を出力した状態で、無線機に付属しているＳＷＲ計などを用いて、アンテナと給電ケーブルとの間で発生する定在波をできるだ少なくするように、接地エレメントの有効長を調節することにより行うことができる。接地エレメント１６の有効長の調節は、接地エレメント１６の他端Ｃ側で、接地エレメントの一部を折り返して接地エレメントの一部を無効にしてみることにより行うことができる。
In the antenna of this embodiment, the
なお、本明細書において、「アンテナのインピーダンスと給電線の特性インピーダンスとの整合をとる」という場合の「整合」は、アンテナのインピーダンスを給電線の特性インピーダンスに正確に一致させることのみを意味するのではなく、通信に用いる周波数帯域の中心周波数でアンテナを共振状態にして（又は可能な限り共振状態に近づけて）、アンテナのインピーダンスを、可能な限り給電線の特性インピーダンスに近づけることをも意味する。アンテナと給電線との間のインピーダンスの最終的な微調整は，ユーザーに委ねられる。この点は、従来の接地型アンテナと同様である。 In this specification, “matching” in the case of “matching the impedance of the antenna and the characteristic impedance of the feeder line” only means that the impedance of the antenna is exactly matched to the characteristic impedance of the feeder line. Instead, it also means that the antenna is in a resonance state (or as close to the resonance state as possible) at the center frequency of the frequency band used for communication, and that the impedance of the antenna is as close as possible to the characteristic impedance of the feeder line. To do. The final fine tuning of the impedance between the antenna and the feed line is left to the user. This is the same as the conventional grounded antenna.
本実施形態の接地装置１２をアンテナエレメント１０の下方に、水平に設置するには、例えば、保持体１５の四隅に絶縁性のロープ（又は紐）２０の一端を結合しておいて、これらのロープを水平方向に引っ張って、それぞれの他端を大地に対して絶縁された支柱等の部材に固定するようにすればよい。
In order to install the
図２は、一例として、本実施形態のアンテナをマンションのベランダに設置した状態を示している。図２に示した例では、ベランダ３０の手摺り３１に、保持体１５の隣り合う角部が紐３２により結ばれて固定されている。また保持体１５の他の隣り合う２つの角部にロープ３３、３４の一端が固定されていて、これらのロープ３３，３４の一方３３はベランダの手摺りなどに縛りつけられて固定され、他方のロープ３４の他端は、ベランダの上に置かれたコンクリートブロック等の錘３５に下端が固定された絶縁性の支柱３６に縛りつけられて固定されている。螺旋状の接地エレメント１６を保持した保持体（網）１５は、ロープ３３，３４により引っ張られた状態で、ほぼ水平面上に展開された状態で設置されている。アンテナエレメント１０は、ベランダの手摺り３１に支持具１８を介して、大地に対して絶縁された状態で支持されている。
FIG. 2 shows, as an example, a state where the antenna of the present embodiment is installed on the veranda of the apartment. In the example shown in FIG. 2, adjacent corners of the holding
本発明において、保持体１５は、水平な平面上に展開された状態でアンテナエレメントの下方に配置されることが好ましいが、保持体１５を展開する平面は厳密な水平面である必要はなく、水平面に対して多少傾斜していてもよい。また保持体１５を網などの柔軟性を有する素材により構成した場合には、保持体を水平面上に展開した状態で配置することを意図して設置した場合でも、保持体の一部が弛んだ状態で配置されることがあるが、保持体の一部が弛んだ状態で配置されたとしても、保持体全体がほぼ水平な面上に広げられて配置されているとみなすことができれば、接地装置がその本来の機能を果たす上で支障を来すことはない。本明細書においては、保持体全体が水平面上に弛むことなく展開された状態で配置される状態、一部が弛んだ状態で設置される状態、及び保持体が展開される平面が接地装置の本来の機能を果たす上で支障を来さない範囲で、水平面に対して多少傾斜している状態等を包含する意味で、「保持体をほぼ水平な平面上に展開した状態で配置する」としている。
In the present invention, it is preferable that the holding
上記のように、接地エレメント１６をほぼ水平な平面上で螺旋に沿って延びるパターンで設けると、通信に使用する電波の波長が長く、接地エレメント１６の長さが長くなる場合でも、接地エレメント１６をコンパクトに配置することができるため、接地装置を設置するためのスペースの縮小を図ることができる。
As described above, when the
また上記のように、平面上に展開された状態で配置される保持体１５の上に接地エレメント１６を保持するようにすると、接地エレメントの長さが如何に長い場合でも、接地エレメント全体を平面上にコンパクトに配置した状態で設けることができる。また上記のように、接地エレメントを曲げ成形が容易な電線により構成すると、接地エレメントの成形を容易に行うことができるため、コストの上昇を招くことなく、接地型アンテナを立てることができる。
Further, as described above, when the
また上記のように構成すると、保持体１５上に接地エレメント１６が粗く巻かれた状態で配置されるように接地エレメントを成形することにより、アンテナのＱを小さくして、広帯域化を図ることができる。
Also, with the above configuration, by forming the ground element so that the
上記の実施形態では、接地エレメントのパターンを角形の螺線としたが、図３に示すように、旋回する毎に滑らかに湾曲しながら中心から離れていく螺線形のパターンを接地エレメントに持たせることもできる。また接地エレメント１６を沿わせる螺線形のパターンは、図４に示すように一部が一方向に偏って伸びるように変形された螺線形のパターンであってもよい。
In the above embodiment, the pattern of the grounding element is a square spiral. However, as shown in FIG. 3, the grounding element is provided with a spiral pattern that smoothly curves and moves away from the center each time it turns. You can also Further, the spiral pattern along the
なお長い接地エレメント１６をコンパクトに配置するためには、接地エレメントを沿わせる螺線形のパターンを、三次元的な螺線ではなく、平面上で螺線を描くパターンとすることが好ましいが、接地エレメントは、アンテナエレメントの静電容量と共振するインダクタンスを持つように、全体として見た場合に螺線形のパターン(中心から外側に旋回する毎に中心から離れていくパターン）を描くように設ければよく、その途中に上下左右に僅かに変形したり、保持体から浮き上がったりした部分があっても、使用に際して、アンテナエレメントと接地エレメントとからなるアンテナ１３のインピーダンスと同軸ケーブル（給電線）１８の特性インピーダンスとの整合をとるように、接地エレメント１６の有効長を調整してやれば、通信には何等支障を来さない。
In order to arrange the
接地装置１２は、アンテナエレメント１０の真下にあってもよく、アンテナエレメント１０の直下から横方向にずれた位置にあってもよいが、接地装置１２とアンテナエレメント１０とからなるアンテナのインピーダンスを、通信に用いる周波数帯域の中心周波数で給電線の特性インピーダンスと整合させるためには、接地装置１２をアンテナエレメントの直下から離し過ぎないようにすることが好ましい。
The
図５は、本発明の他の実施形態を示したもので、この実施形態では、１つのアンテナエレメント１０の下方に、保持体１５ａないし１５ｄにそれぞれ螺線状の接地エレメント１６ａないし１６ｄを保持して構成した複数（図示の例では４個）の接地装置１２ａないし１２ｄを、それぞれの接地エレメント１６ａないし１６ｄが重ならないように並べて設けて、接地型アンテナのマルチバンド化を図っている。
FIG. 5 shows another embodiment of the present invention. In this embodiment,
このように構成した場合には、アンテナエレメント１０と複数個の接地エレメント１６ａないし１６ｄのそれぞれとにより複数のアンテナが構成される。このアンテナを使用するに際しては、アンテナエレメント１０の下端に設定した給電点Ａに同軸ケーブル１８の中心導体を接続し、接地エレメント１２ａないし１２ｄの螺旋の中心側に位置する一端にそれぞれ設定した給電点ＢａないしＢｄを同軸ケーブル１８のシールド被覆に一括して接続する。そして、アンテナエレメント１０と複数個の接地エレメント１６ａないし１６ｄのそれぞれとにより構成された複数のアンテナ（図示の例では４つのアンテナ）のそれぞれのインピーダンスが通信に用いる異なる周波数帯域の中心周波数で同軸ケーブル１８の特性インピーダンスと整合するように、複数の接地エレメント１６ａないし１６ｄのそれぞれの有効長を設定する。
When configured in this way, a plurality of antennas are configured by the
このように構成すると、アンテナエレメント１０と複数の接地エレメント１６ａないし１６ｄのそれぞれとにより、異なる周波数で共振する複数のアンテナを構成することができ、通信に用いる電波の周波数を切り換えた際にその周波数に適合した長さを有する接地エレメントをアンテナエレメントと共振させて、アンテナエレメントと協働する接地エレメントを自動的に切り換えることができるため、接地型アンテナのマルチバンド化を図ることができる。
With this configuration, a plurality of antennas that resonate at different frequencies can be configured by the
図６は本発明の更に他の実施形態を示したもので、この実施形態では、複数の螺旋状の接地エレメント１６ａないし１６ｃが設けられて、これら複数の接地エレメントが、長方形の網からなる一つの保持体１５の上に互いに重ならないように並べて配置されて、それぞれの螺旋に沿った形を保つことができる状態で保持体１５に固定されている。アンテナエレメント１０の下端に設定された給電点Ａが同軸ケーブル１８の中心導体を通して送受信機のホット側の入出力端子に接続され、接地エレメント１６ａないし１６ｃの螺旋の中心側に位置する一端にそれぞれ設定された給電点ＢａなしＢｃが、一括して同軸ケーブル１８のシールド被覆１８ｂを通して送受信機のアース側の入出力端子に接続されている。この場合も、アンテナエレメント１０と、複数個の接地エレメント１６ａないし１６ｃのそれぞれとにより複数のアンテナが構成され、複数のアンテナのインピーダンスが、通信に用いる異なる周波数帯域の中心周波数で同軸ケーブル１８の特性インピーダンスと整合するように複数の接地エレメント１６ａないし１６ｄのそれぞれの有効長が設定される。
FIG. 6 shows still another embodiment of the present invention. In this embodiment, a plurality of
このように構成した場合にも、アンテナエレメント１０と複数の接地エレメント１６ａないし１６ｃとにより、異なる周波数で共振する複数のアンテナを構成することができるため、接地型アンテナのマルチバンド化を図ることができる。
Even in such a configuration, a plurality of antennas that resonate at different frequencies can be configured by the
図７は、本発明に係る接地型アンテナ１３を地上に設置する場合の接地の仕方の一例を示したものである。図７に示された例では、地面に支持脚１を介して支持された絶縁性の支持ポスト４０の上端にアンテナエレメント１０の下端がアダプタ４１により結合されることにより、アンテナエレメント１０が垂直に支持されている。またアンテナエレメント１０の直下の側方に、絶縁体からなる２つの支持枠４２ａ及び４２ｂが並べて設置されている。
FIG. 7 shows an example of a grounding method when the grounded
各支持枠は、水平に配置された矩形状の枠体ｆｒの四隅にそれぞれ脚部ｆｔを取り付けた構造を有するものである。支持枠４２ａ及び４２ｂの各部は、絶縁性の合成樹脂からなるパイプ又は棒などにより構成されている。支持枠４２ａ及び４２ｂのそれぞれの枠体ｆｒに網からなる保持体１５ａ及び１５ｂの四辺が紐で結わえ付けられることにより、保持体１５ａ及び１５ｂが水平に保持され、これらの保持体１５ａ及び１５ｂの上に螺線状の接地エレメント１６ａ及び１６ｂが保持されている。
Each support frame has a structure in which legs ft are attached to the four corners of a rectangular frame fr arranged horizontally. Each part of the support frames 42a and 42b is constituted by a pipe or a rod made of an insulating synthetic resin. By holding the four sides of the holding
アンテナエレメント１の下端に設定された給電点Ａが同軸ケーブル１８の中心導体を通して送受信機のホット側の入出力端子に接続され、螺線の中心側に位置する接地エレメント１６ａ及び１６ｂの一端に設定された給電点Ｂａ及びＢｂが、同軸ケーブル１８のシールド被覆を通して送受信機のアース側の入出力端子に接続されている。アンテナエレメント１０の給電点Ａと接地エレメント１６ａの給電点Ｂａとからアンテナエレメント１０と接地エレメント１６ａとを見た回路のインピーダンス及びアンテナエレメント１０の給電点Ａと接地エレメント１６ｂの給電点Ｂｂとからアンテナエレメント１０と接地エレメント１６ｂとを見た回路のインピーダンスが、異なる周波数帯域の中心周波数で同軸ケーブル１８の特性インピーダンスと整合するように、接地エレメント１６ａ及び１６ｂの有効長が調整されている。これにより、２つのバンドに対応する接地型アンテナ１３が構成されている。
The feeding point A set at the lower end of the
以上、本発明に係る接地装置を支持する方法として、螺旋状の接地エレメントを保持した保持体の四隅をロープで支持物に止めることにより、接地装置をほぼ水平に支持する方法と、螺旋状の接地エレメントを保持した保持体を支持枠に紐で縛ることにより、接地装置をほぼ水平に支持する方法とを示したが、本発明に係る接地装置は、螺旋状の接地エレメントを保持した保持体を平面上に展開した状態で、アンテナエレメントの下方にほぼ水平に設置するようにすればよく、本発明に係る接地装置を支持する方法は上記の例に限定されない。例えば、螺旋状の接地エレメントを保持した保持体１５を、アンテナエレメントの下方に位置させた状態で、庭の地面に広げて配置しておくようにしても良い。同様に、螺旋状の接地エレメントを保持した保持体１５を、マンションのベランダの手摺りなどに固定されたアンテナエレメントの下方に位置させた状態で、ベランダの床面に広げて配置しておくようにしても良い。
As described above, as a method of supporting the grounding device according to the present invention, a method of supporting the grounding device substantially horizontally by stopping the four corners of the holding body holding the spiral grounding element with a rope, and a spiral Although the method of supporting the grounding device substantially horizontally by tying the holding body holding the grounding element to the support frame with a string has been shown, the grounding device according to the present invention is a holding body holding the spiral grounding element. In a state where the antenna is spread on a plane, it may be installed substantially horizontally below the antenna element, and the method for supporting the grounding device according to the present invention is not limited to the above example. For example, the holding
本発明に係る接地型アンテナで用いるアンテナエレメント１０は、垂直に配置される線状、棒状、管状などのアンテナ導体のみからなるものでもよく、アンテナ導体に直列に短縮コイルを接続したものでもよい。またアンテナ導体に静電容量を装架する部材を取り付けたものでもよい。
The
１０ アンテナエレメント
１２ 接地装置
１３ 接地型アンテナ
１５ 網からなる保持体
１６ 螺旋状の接地エレメント
１８ 同軸ケーブル
Ａ アンテナエレメントの給電部
Ｂ 接地エレメントの給電部
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記接地装置は、絶縁材により平面的な広がりを持つように形成されて平面上に展開された状態でアンテナエレメントの下方に配置された保持体と、該保持体に保持された接地エレメントとを備え、
前記接地エレメントは、平面上に展開された前記保持体上で螺旋に沿って延びるように成形された電線からなっていて、前記保持体の上に配置されて前記保持体に対して固定され、
前記アンテナエレメントの下端に設定された給電点と前記螺旋の中心側に位置する前記接地エレメントの一端に設定された給電点との間に給電されること、
を特徴とする接地型アンテナ。 In a grounded antenna comprising an antenna element arranged vertically and a grounding device arranged below the antenna element,
The grounding device includes a holding body that is formed so as to have a planar spread by an insulating material and is deployed on a plane, and is disposed below the antenna element, and a grounding element that is held by the holding body. Prepared,
The grounding element comprises an electric wire formed so as to extend along a spiral on the holding body developed on a plane, and is disposed on the holding body and fixed to the holding body.
Power is fed between a feeding point set at the lower end of the antenna element and a feeding point set at one end of the ground element located on the center side of the spiral,
A grounded antenna.
前記複数のアンテナのインピーダンスを通信に用いる異なる周波数帯域の中心周波数で給電線の特性インピーダンスと整合させるように前記複数の接地エレメントのそれぞれの有効長が設定されていることを特徴とする請求項１に記載の接地型アンテナ。 A plurality of the ground elements are arranged side by side on the holding body so as not to overlap each other, and a plurality of antennas are constituted by the antenna element and each of the plurality of ground elements,
2. The effective length of each of the plurality of ground elements is set so that impedances of the plurality of antennas are matched with a characteristic impedance of a feeder line at a center frequency in a different frequency band used for communication. The grounded antenna described in 1.
前記複数のアンテナのインピーダンスを、通信に用いる異なる周波数帯域の中心周波数で給電線の特性インピーダンスと整合させるように前記複数の接地エレメントのそれぞれの有効長が設定されている請求項１に記載の接地型アンテナ。 A plurality of holding bodies holding the ground element are provided side by side, and a plurality of antennas are configured by the antenna element and each of the plurality of ground elements,
2. The grounding according to claim 1, wherein the effective lengths of the plurality of grounding elements are set so that impedances of the plurality of antennas are matched with characteristic impedances of feeders at center frequencies of different frequency bands used for communication. Type antenna.
絶縁材により平面的な広がりを持つように形成されて、平面上に展開された状態で前記アンテナエレメントの下方に配置される保持体と、前記保持体に保持された接地エレメントとを備え、
前記接地エレメントは、前記保持体が平面上に展開された状態にあるときに該保持体上で螺旋に沿って延びるように成形された電線からなっていて、前記螺旋に沿った形を保つことができる状態で前記保持体上に保持されていること、
を特徴とする接地型アンテナ用接地装置。 In a grounding antenna grounding device disposed below the antenna element in order to constitute a grounding antenna together with the vertically disposed antenna element,
It is formed so as to have a planar spread by an insulating material, and includes a holding body arranged below the antenna element in a state of being spread on a plane, and a grounding element held by the holding body,
The ground element is made of an electric wire formed to extend along a spiral on the holding body when the holding body is expanded on a plane, and keeps the shape along the spiral. Being held on the holding body in a state where
A grounding antenna grounding device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014045900A JP2015171058A (en) | 2014-03-10 | 2014-03-10 | Ground type antenna and grounding device therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP (1) | JP2015171058A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE112016003952T5 (en) | 2015-08-31 | 2018-05-17 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | shock absorber |
-
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- 2014-03-10 JP JP2014045900A patent/JP2015171058A/en active Pending
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| DE112016003952T5 (en) | 2015-08-31 | 2018-05-17 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | shock absorber |
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