JP3320107B2 - Broadband two dipole antenna - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、自動車電話等に使用さ
れる陸上移動通信の基地局用アンテナとして、特に水平
面の指向特性を改善した反射板付きの広帯域２ダイポー
ルアンテナに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an antenna for a land mobile communication base station used for an automobile telephone or the like, and more particularly to a broadband two-dipole antenna with a reflector having improved horizontal directional characteristics.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、自動車電話等の陸上移動通信には
８００ＭＨｚ帯の周波数が用いられ、オムニゾーンや３
セクタゾーン、又は６セクタゾーン構成が使用されてい
る。しかし、近年の陸上移動通信、特に自動車電話の発
展はめざましく、大都市においては現システムでは移動
局の増加に対応できなくなることが予想され、新しい周
波数帯でディジタル方式の自動車電話が検討されてい
る。2. Description of the Related Art Conventionally, an 800 MHz band frequency is used for land mobile communication such as a car telephone, and an omni-zone or a 3 MHz band is used.
A sector zone or a six sector zone configuration is used. However, land mobile communication in recent years, especially mobile telephones, has been remarkably developed, and it is expected that the current system will not be able to cope with the increase in mobile stations in large cities, and digital mobile telephones in new frequency bands are being studied. .

【０００３】このディジタル方式は、現行の８６０ＭＨ
ｚ〜９４０ＭＨｚ帯の周波数帯に代わり、８１０ＭＨｚ
〜９６０ＭＨｚ帯の周波数帯が使用される。従来９％の
比帯域が１７％の比帯域と広帯域になるため、アンテナ
の電圧定在波比特性，利得特性，水平面指向特性とも広
帯域にする必要がある。This digital system is compatible with the current 860 MH
810MHz instead of z ~ 940MHz band
A frequency band of up to 960 MHz is used. Conventionally, since the 9% fractional band becomes a 17% fractional band, the voltage standing wave ratio characteristic, the gain characteristic, and the horizontal directivity of the antenna need to be wide.

【０００４】前記６セクタゾーン構成では、基地局用に
は垂直偏波で水平面指向特性６０°ビームのアンテナが
使用される。６０°ビームを得る放射素子としては、図
７に示すようなコーナ反射板付ダイポールアンテナ１
や、図８に示すようなダイポール素子を水平面内でスタ
ックし、これに反射板を取り付けた２ダイポールアンテ
ナ２等が考えられる。他方、鉄塔やビル屋上等基地局ア
ンテナの取付場所を考慮すると、小型，軽量で受風面積
の小さなアンテナが望まれる。In the 6-sector zone configuration, an antenna having a vertical polarization and a horizontal plane directivity of 60 ° is used for a base station. As a radiating element for obtaining a 60 ° beam, a dipole antenna 1 with a corner reflector as shown in FIG.
Alternatively, a dipole antenna 2 or the like in which dipole elements as shown in FIG. 8 are stacked in a horizontal plane and a reflector is attached to the dipole elements may be considered. On the other hand, in consideration of the installation location of a base station antenna such as a tower or the roof of a building, a small and lightweight antenna having a small air receiving area is desired.

【０００５】図７のコーナ反射板付ダイポールアンテナ
１は、ダイポール素子３と、所定角度で折り曲げられた
平面反射板４とから成り（図中、５は給電コネクタ）、
その反射板４の最大開口幅は約１．３波長（ここで、波
長は使用される周波数の波長をいう）である。図８の２
ダイポールアンテナ２は、２組のダイポール素子６，６
と平面状の反射板７とから成り、その反射板７の幅は約
０．８波長で、前記コーナ反射板付ダイポールアンテナ
１と比較して、最大幅で約４０％小型となる。そのた
め、小型，軽量，受風面積の面から２ダイポールアンテ
ナ２が有利である。The dipole antenna 1 with a corner reflector shown in FIG. 7 comprises a dipole element 3 and a plane reflector 4 bent at a predetermined angle (5 is a power supply connector in the figure).
The maximum aperture width of the reflection plate 4 is about 1.3 wavelengths (where the wavelength refers to the wavelength of the frequency used). 8 in FIG.
The dipole antenna 2 has two sets of dipole elements 6, 6
The reflector 7 has a width of about 0.8 wavelength, and is about 40% smaller in maximum width than the dipole antenna 1 with the corner reflector. Therefore, the two-dipole antenna 2 is advantageous in terms of small size, light weight, and air receiving area.

【０００６】前記２ダイポールアンテナ２は、詳しくは
図８に示すように、２組の約０．６波長離れたダイポー
ル素子６，６，給電バラン８，ダイポール素子６，６の
支持絶縁体９，給電線路１０，約０．８波長幅の反射板
７及び給電コネクタ５により構成される。所定の水平面
指向性は、２ダイポール素子６，６の間隔と反射板７の
横幅、ダイポール素子６，６と反射板７との距離により
決定される。一例として、図９に２ダイポールアンテナ
２の水平面指向性、図１０にその水平面半値幅特性、図
１１にその利得特性を示す。As shown in FIG. 8, the two-dipole antenna 2 is composed of two sets of dipole elements 6, 6, which are separated by about 0.6 wavelength, a feed balun 8, a supporting insulator 9, for the dipole elements 6, 6, and It comprises a feed line 10, a reflector 7 having a wavelength width of about 0.8 and a feed connector 5. The predetermined horizontal directivity is determined by the distance between the two dipole elements 6 and 6, the width of the reflector 7, and the distance between the dipole elements 6 and 6 and the reflector 7. As an example, FIG. 9 shows the horizontal directivity of the two-dipole antenna 2, FIG. 10 shows its horizontal half-width characteristic, and FIG. 11 shows its gain characteristic.

【０００７】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図９，
図１０，図１１に示すように、前記２ダイポールアンテ
ナ２は、周波数に対する水平面指向性の半値幅及び利得
の変動（周波数特性）が大きく、８１０ＭＨｚ〜９６０
ＭＨｚ帯では、特に水平面半値幅が４０°〜６５°にも
なり、セクタゾーンを十分構成できないという問題点が
あった。However, FIG.
As shown in FIGS. 10 and 11, the two-dipole antenna 2 has a large half-width of the horizontal plane directivity with respect to the frequency, and a large fluctuation of the gain (frequency characteristic).
In the MHz band, the horizontal width at half maximum particularly becomes as large as 40 ° to 65 °, and there is a problem that a sector zone cannot be formed sufficiently.

【０００８】本発明はかかる点に鑑みなされたもので、
その目的は前記問題点を解消し、セクタゾーンについ
て、周波数に対する水平面指向性半値幅と利得の変動の
小さい均一したビームが得られる広帯域２ダイポールア
ンテナを提供することにある。[0008] The present invention has been made in view of such a point,
It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problem and to provide a wide-band two-dipole antenna capable of obtaining a uniform beam with a small change in a horizontal plane directivity half width and a gain with respect to frequency in a sector zone.

【０００９】[0009]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の構成は、反射板と、該反射板からある一定距
離離れる位置に配設される２組のダイポールアンテナと
からなり、それぞれのダイポール素子が、中心線に対し
平行に、かつ対称的に配置されるとともに、前記反射板
にも平行して配設される２ダイポールアンテナにおい
て、次のとおりである。In order to achieve the above object, the present invention comprises a reflector and a fixed distance from the reflector.
Two sets of dipole antennas installed at a distance from each other
And each dipole element is
The reflectors are arranged in parallel and symmetrically, and
The following is a description of the two dipole antennas arranged in parallel with the above.

【００１０】前記２組のダイポールアンテナは、それぞ
れ、一方の前記ダイポールアンテナのダイポール素子の
ひとつと、他方の前記ダイポールアンテナのダイポール
素子のひとつと、給電線路とを、ほぼ「コ」字状に一体
的に形成したものを２組、組み合わせて形成されるとと
もに、前記給電線路のそれぞれの中央位置に給電され、
さらに、前記２組のダイポールアンテナの間で該ダイポ
ールアンテナのほぼ中心位置に、前記ダイポール素子に
平行に、かつ前記給電線路と放射方向に僅かな距離離れ
て、台形状に形成される２組の無給電素子が、前記中心
線に対し、互いに対称的に配設される広帯域２ダイポー
ルアンテナである。 The two sets of dipole antennas are respectively
Of the dipole element of one of the dipole antennas
One and the other dipole of the dipole antenna
One of the elements and the feed line are integrated in an almost U-shape
When two sets are formed in combination,
In addition, power is supplied to each central position of the power supply line,
Further, the dipole is placed between the two sets of dipole antennas.
Near the center of the antenna
Parallel and a slight distance radially from the feed line
The two sets of parasitic elements formed in a trapezoidal shape
Broadband two dipoles arranged symmetrically with respect to the line
Antenna.

【００１１】前記台形状に形成される２組の無給電素子
は、互いに前記中心線に対し、内側は短く、外側は長い
金属板からなる広帯域２ダイポールアンテナである。 [0011] 2 pairs of parasitic elements formed in the trapezoidal, the center line with respect to each other, the inner short, outside have long
A broadband 2 dipole antenna consisting of a metallic plate.

【００１２】[0012]

【作 用】本発明は以上のように構成されているので、
低域周波数においては、電流が主として前記ダイポール
素子上にのみ分布するのに対し、高域周波数において
は、電流が前記ダイポール素子のほか前記無給電素子上
にも分布するようになる。[Operation] Since the present invention is configured as described above,
At low frequencies, the current is mainly distributed only on the dipole element, whereas at high frequencies, the current is distributed not only on the dipole element but also on the parasitic element.

【００１３】このため、本発明の広帯域２ダイポールア
ンテナは、水平面指向性半値幅の周波数特性を改善で
き、セクタゾーン内に広い周波数帯域にわたって均一し
たビームが得られる。Therefore, the wide-band two-dipole antenna of the present invention can improve the frequency characteristic of the half-width at the horizontal plane, and can obtain a uniform beam over a wide frequency band in the sector zone.

【００１４】[0014]

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例
を例示的に詳しく説明する。図１及び図２は本発明の広
帯域２ダイポールアンテナの一実施例を示し、図１はそ
の斜視図、図２は左側面図である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be illustratively described in detail below with reference to the drawings. 1 and 2 show an embodiment of a wideband two-dipole antenna according to the present invention. FIG. 1 is a perspective view thereof, and FIG. 2 is a left side view thereof.

【００１５】図１及び図２において、広帯域２ダイポー
ルアンテナ１１は、互いに左右に、かつ平行に約０．６
波長離れて配設され、かつそれぞれ長さが約０．６波長
を有する２組のダイポール素子１２，１２と、該ダイポ
ール素子１２，１２の内側上部に、互いに平行に約０．
４波長離れて配設された２組の無給素子１３，１３と、
前記ダイポール素子１２，１２から約０．２波長の距離
を置いて、該ダイポール素子１２，１２に平行して配設
された０．８波長幅の平面状の反射板１４とから構成さ
れる。In FIG. 1 and FIG. 2, the broadband two dipole antennas 11 are approximately 0.6
Two sets of dipole elements 12, 12 which are arranged at a distance from each other and each have a length of about 0.6 wavelength, and about 0.
Two sets of parasitic elements 13, 13 arranged four wavelengths apart;
It is composed of a planar reflector 14 having a wavelength width of 0.8 and disposed in parallel with the dipole elements 12, 12 at a distance of about 0.2 wavelength from the dipole elements 12, 12.

【００１６】前記ダイポール素子１２，１２は、該反射
板１４に、約０．２波長離れて支持絶縁部材１５，１５
によりそれぞれ支持されるとともに、前記無給電素子１
３，１３は、ダイポール素子１２，１２の給電線路１
６，１６に対して、約０．０３波長上部に配置されるよ
うに、支持絶縁部材１７，１７によりそれぞれ支持され
る。なお、図中、１８は給電線路１６の中央に接続され
た給電バラン、１９は給電コネクタを示す。The dipole elements 12, 12 are provided on the reflection plate 14 at a distance of about 0.2 wavelength from the supporting insulating members 15, 15.
And the parasitic element 1
Reference numerals 3 and 13 denote feed lines 1 of the dipole elements 12 and 12, respectively.
The supporting insulating members 17 and 17 are supported by the supporting insulating members 17 and 17 so as to be arranged at about 0.03 wavelength upper portions with respect to 6 and 16 respectively. In the drawing, reference numeral 18 denotes a power supply balun connected to the center of the power supply line 16, and 19 denotes a power supply connector.

【００１７】前記ダイポール素子１２，１２の間に、互
いに平行、かつ対称的に配設された前記２組の無給電素
子１３，１３は、金属板であり、その内側を約０．３波
長に、その外側を約０．４波長にした台形状のものであ
る。The two sets of parasitic elements 13, 13 disposed parallel and symmetrically between the dipole elements 12, 12 are metal plates, and the inside thereof is set to about 0.3 wavelength. And a trapezoidal shape whose outside is set to about 0.4 wavelength.

【００１８】図３に、動作させたときの前記ダイポール
素子１２，１２と無給電素子１３，１３上の、低域及び
高域の各周波数における、電流分布を示す。電流は、低
域周波数においては、ダイポール素子１２，１２上にの
み主に分布しているが、高域周波数においては、ダイポ
ール素子１２，１２と無給電素子１３，１３上の双方に
分布している。FIG. 3 shows current distributions at low and high frequency bands on the dipole elements 12 and the parasitic elements 13 and 13 when operated. At a low frequency, the current is mainly distributed only on the dipole elements 12 and 12, but at a high frequency, the current is distributed on both the dipole elements 12 and the parasitic elements 13 and 13. I have.

【００１９】この高域周波数におけるダイポール素子１
２，１２上と無給電素子１３，１３上の電流分布によ
り、ダイポール素子１２，１２の間隔０．６波長と無給
電素子１３，１３の間隔０．４波長の間に、高域周波数
の電流分布の仮想的な中心が存在することとなり、低域
周波数に対し内側に位置することとなる。これにより、
低域周波数から高域周波数にわたって、等価的に等しい
波長間隔で電流分布の最大値が位置することとなり、水
平面指向特性半値幅を等しくすることができる。The dipole element 1 at this high frequency
Due to the current distribution on the parasitic elements 2 and 12 and the parasitic elements 13 and 13, the high-frequency current between the dipole elements 12 and 12 has a wavelength of 0.6 wavelength and the parasitic elements 13 have a wavelength of 0.4. There will be a virtual center of the distribution and it will be located inside the lower frequency band. This allows
The maximum value of the current distribution is located at equivalently equal wavelength intervals from the low-band frequency to the high-band frequency, and the half-widths of the horizontal directivity characteristics can be equalized.

【００２０】本実施例における広帯域２ダイポールアン
テナ１１の水平面指向特性を図４に、その水平面半値幅
を図５に、その利得特性を図６にそれぞれ示す。図４，
図５，図６に示されるように、前記無給電素子１３，１
３により、水平面半値幅、利得の周波数特性が改善され
ているのがよく分かる。FIG. 4 shows the horizontal directivity of the broadband two-dipole antenna 11 in this embodiment, FIG. 5 shows its half-width on the horizontal plane, and FIG. 6 shows its gain characteristic. FIG.
As shown in FIGS. 5 and 6, the parasitic elements 13, 1
3 clearly shows that the frequency characteristics of the horizontal width at half maximum and the gain are improved.

【００２１】又、無給電素子１３，１３の形状を、台形
から長方形にしたときの水平面半値幅を図５に示す。図
５より、台形形状の方がより周波数に対する変動が小さ
いことが分かる。これは、無給電素子１３，１３の内側
と外側の長さの違いにより、無給電素子１３，１３の外
側に中域周波数の電流分布の仮想的な中心が存在し、こ
れが周波数特性のより改善の要因となっている。FIG. 5 shows the half-width on the horizontal plane when the shape of the parasitic elements 13 is changed from a trapezoid to a rectangle. FIG. 5 shows that the trapezoidal shape has a smaller variation with respect to frequency. This is because, due to the difference in length between the inside and outside of the parasitic elements 13, there is a virtual center of the current distribution of the mid-range frequency outside the parasitic elements 13, 13, which further improves the frequency characteristics. Has become a factor.

【００２２】なお、本発明の技術は前記実施例における
技術に限定されるものではなく、同様な機能を果す他の
態様の手段によってもよく、また本発明の技術は前記構
成の範囲内において種々の変更，付加が可能である。Note that the technology of the present invention is not limited to the technology in the above-described embodiment, but may be implemented by means of another embodiment having the same function. Can be changed or added.

【００２３】[0023]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明の
広帯域２ダイポールアンテナによれば、２組のダイポー
ルアンテナは、それぞれ、一方の前記ダイポールアンテ
ナのダイポール素子のひとつと、他方の前記ダイポール
アンテナのダイポール素子のひとつと、給電線路とを、
ほぼ「コ」字状に一体的に形成したものを２組、組み合
わせて形成されるとともに、前記２組のダイポールアン
テナの間で該ダイポールアンテナのほぼ中心位置に、前
記ダイポール素子に平行に、かつ前記給電線路と放射方
向に僅かな距離離れて、台形状に形成される２組の無給
電素子が、前記中心線に対し、互いに対称的に配設され
ることにより、セクタゾーンについて周波数に対する水
平面指向性半値幅と利得の変動の小さい均一したビーム
を得ることができる。As is apparent from the above description, according to the broadband two-dipole antenna of the present invention, two sets of dipoles are provided.
Antennas, one of the dipole antennas
One dipole element and the other dipole
One of the dipole elements of the antenna and the feed line
Two sets, which are integrally formed in a substantially U-shape, are combined
And the two sets of dipole antennas
At the center of the dipole antenna between the teners,
Parallel to the dipole element and the radiation line
Two sets of unpaid, formed in a trapezoidal shape, slightly apart
Electrical elements are disposed symmetrically with respect to the center line.
By that, it is possible to obtain a small uniform beams fluctuation of the horizontal plane directivity half-width and gain for the frequency for the sector zone.

【００２４】このため、８００ＭＨｚ帯のディジタル自
動車電話で必要とされる１７％の比帯域にわたって、水
平面指向特性の偏差を一定にすることができる。Therefore, the deviation of the horizontal directivity can be made constant over the 17% bandwidth required for the 800 MHz digital car telephone.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の広帯域２ダイポールアンテナの一実施
例を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing one embodiment of a broadband two dipole antenna of the present invention.

【図２】本発明の一実施例を示し、図１の左側面図であ
る。FIG. 2 shows an embodiment of the present invention and is a left side view of FIG.

【図３】本実施例のアンテナの低域周波数及び高域周波
数における電流分布を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a current distribution at a low frequency and a high frequency of the antenna according to the present embodiment.

【図４】本実施例のアンテナにおける水平面指向特性図
である。FIG. 4 is a horizontal plane directional characteristic diagram of the antenna according to the present embodiment.

【図５】本実施例のアンテナにおける水平面半値幅の周
波数特性図である。FIG. 5 is a frequency characteristic diagram of a horizontal width at half maximum in the antenna of the present embodiment.

【図６】本実施例のアンテナにおける利得の周波数特性
図である。FIG. 6 is a frequency characteristic diagram of a gain in the antenna according to the present embodiment.

【図７】従来のコーナ反射板付ダイポールアンテナの斜
視図である。FIG. 7 is a perspective view of a conventional dipole antenna with a corner reflector.

【図８】従来の２ダイポールアンテナの斜視図である。FIG. 8 is a perspective view of a conventional two dipole antenna.

【図９】従来の２ダイポールアンテナの水平面指向特性
図である。FIG. 9 is a horizontal plane directional characteristic diagram of a conventional two-dipole antenna.

【図１０】従来の２ダイポールアンテナの水平面半値幅
の周波数特性図である。FIG. 10 is a frequency characteristic diagram of a half-width on a horizontal plane of a conventional two-dipole antenna.

【図１１】従来の２ダイポールアンテナの利得の周波数
特性図である。FIG. 11 is a frequency characteristic diagram of the gain of a conventional two-dipole antenna.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１１ 広帯域２ダイポールアンテナ １２ ダイポール素子 １３ 無給電素子 １４ 反射板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Broadband 2 dipole antenna 12 Dipole element 13 Parasitic element 14 Reflector

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−49051（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−212204（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−171004（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−193701（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−174203（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−185208（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭53−61137（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭52−82347（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01Q 9/16 - 9/28 H01Q 1/00 - 1/10 H01Q 1/27 - 1/52 H01Q 21/12 Continuation of front page (56) References JP-A-54-49051 (JP, A) JP-A-63-212204 (JP, A) JP-A-63-171004 (JP, A) JP-A-63-193701 (JP) , A) Fully open sho 61-174203 (JP, U) Real open sho 57-185208 (JP, U) Full open sho 53-61137 (JP, U) Real open sho 52-82347 (JP, U) (58) Field surveyed (Int.Cl. ⁷ , DB name) H01Q 9/16-9/28 H01Q 1/00-1/10 H01Q 1/27-1/52 H01Q 21/12

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 反射板と、該反射板からある一定距離離
れる位置に配設される２組のダイポールアンテナとから
なり、それぞれのダイポール素子が、中心線に対し平行
に、かつ対称的に配置されるとともに、前記反射板にも
平行して配設される２ダイポールアンテナにおいて、 前記２組のダイポールアンテナは、それぞれ、一方の前
記ダイポールアンテナのダイポール素子のひとつと、他
方の前記ダイポールアンテナのダイポール素子のひとつ
と、給電線路とを、ほぼ「コ」字状に一体的に形成した
ものを２組、組み合わせて形成されるとともに、前記給
電線路のそれぞれの中央位置に給電され、 さらに、前記２組のダイポールアンテナの間で該ダイポ
ールアンテナのほぼ中心位置に、前記ダイポール素子に
平行に、かつ前記給電線路と放射方向に僅かな距離離れ
て、台形状に形成される２組の無給電素子が、前記中心
線に対し、互いに対称的に配設される ことを特徴とする
広帯域２ダイポールアンテナ。 1. A reflector and a certain distance from the reflector.
From two sets of dipole antennas
And each dipole element is parallel to the center line
And symmetrically arranged, and also on the reflector
In the two dipole antennas arranged in parallel , each of the two sets of dipole antennas is provided in front of one of the two dipole antennas.
One of the dipole elements of the dipole antenna and the other
One of the dipole elements of the said dipole antenna
And the feed line are integrally formed in a substantially “U” shape
Are formed by combining two sets of
Power is supplied to each central position of the electric line, and the dipole antenna is connected between the two sets of dipole antennas.
Near the center of the antenna
Parallel and a slight distance radially from the feed line
The two sets of parasitic elements formed in a trapezoidal shape
A wide-band two-dipole antenna, which is arranged symmetrically with respect to a line . 【請求項２】 前記台形状に形成される２組の無給電素
子は、互いに前記中心線に対し、内側は短く、外側は長
い金属板からなることを特徴とする請求項１に記載の広
帯域２ダイポールアンテナ。2. The two sets of parasitic elements formed in a trapezoidal shape are short on the inside and long on the outside with respect to the center line.
Wideband 2 dipole antenna according to claim 1, characterized in that it consists Ikin genus plate.