JP3320107B2 - Broadband two dipole antenna - Google Patents
Broadband two dipole antennaInfo
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Description
【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.
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)
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 .
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.
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