JP3871589B2 - Twin loop antenna - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばUHF帯の地上放送波、通信に使用される双ループアンテナに関する。
【0002】
【従来の技術】
地上デジタル(テレビジョン)放送(ISDB−T:Terrestrial Integrated Services Digital Broadcasting)は、2003年から関東、近畿及び中京広域圏で、また、2006年までにその他の地域で本放送開始が予定されている。
【0003】
上記地上デジタル放送は、UHF帯の電波が使用され、その周波数帯域は470〜770MHz(13〜62チャンネル)が予定されている。
【0004】
UHF帯の放送波を送信するアンテナとしては、従来、双ループアンテナが知られている。送信アンテナは、無指向性が要求されるので、上記双ループアンテナを多面例えば4〜8面、多角形状に配置することにより、水平面内の指向性を無指向性としている。
【0005】
図5は、従来の双ループアンテナ1の構成例を示したもので、(a)は正面図、(b)は同左側面図、(c)は同下側面図である。なお、図5は、反射板2上に4個の双ループアンテナ素子3a〜3dを設けた場合について示したものである。上記双ループアンテナ素子3a〜3dは、反射板2上に所定の間隔を保って同一面内に配置され、結合線路4a〜4cによりそれぞれ結合される。
【0006】
上記双ループアンテナ素子3a〜3d及び結合線路4a〜4cからなる素子列5は、両端部に位置する双ループアンテナ素子3a、3dの先端部が折曲げられて反射板2に取り付けられる。この双ループアンテナ素子3a、3dの先端折曲げ部分には、図5(c)に示すようにリアクタンス補償用ショート金具9が移動可能に設けられる。上記素子列5と反射板2との間隔は、例えばλ/4に設定される。また、各双ループアンテナ素子3a〜3dの直径は、例えばλ/π程度に設定される。
【0007】
そして、上記素子列5は、中央部、この場合には双ループアンテナ素子3bと3c間に設けられた給電部6から給電される。この給電部6は給電路7を介して反射板2より外部に導出され、給電端8となる。上記給電路7の外側には、リアクタンス補償用ショート金具10が移動可能に設けられる。上記ショート金具9、10は、VSWR(電圧定在波比)調整時に上下させてショート点を変化させる。また、上記反射板2の上側には、上記素子列5を保護する保護カバー(図示せず)が必要に応じて設けられる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の双ループアンテナ1の水平面指向性は、設計周波数に対して低い周波数fLではブロードな指向性を持ち、高い周波数fHではシャープになるという特徴がある。また、従来では、470〜770MHzのUHF帯を3つの帯域に分割し、各帯域の分割点では周波数をある程度重複させている。例えば低い周波数帯域では、低い域周波数fLが13チャンネル(470〜476MHz)、高い域周波数fHが35チャンネル(602〜608MHz)に設定され、その中心の周波数fMは24チャンネル(536〜542MHz)となっている。
【0009】
従来の双ループアンテナ1の水平面指向性は、上記したように設計周波数に対して低い周波数fLではブロードな指向性を持ち、高い周波数fHではシャープになるという特徴があり、図6に示すように最大ビーム方向から45°変位した方向では、低い周波数fLと高い周波数fHとの間で大きな偏差を生じるという問題がある。
【0010】
図6は、低い周波数fLが13チャンネル、高い周波数fHが35チャンネルの場合における水平偏波水平面指向性を示したもので、最大ビーム方向から45°変位した方向では、低い周波数fLと高い周波数fHとの間で約1.5dBの偏差を生じている。
【0011】
このため上記双ループアンテナ1を多面配置した場合、各アンテナの中間位置における水平面指向性が使用周波数によって大幅に異なり、サービスエリアに偏差が生じるという問題があった。
【0012】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、水平面指向性の周波数偏差を少なくでき、共用する周波数間のサービスエリアの偏差を小さくできる双ループアンテナを提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る双ループアンテナは、反射板と、前記反射板上に設けられる複数の双ループアンテナ素子及び該双ループアンテナ素子間を結合する結合線路からなるアンテナ素子列と、前記アンテナ素子列に給電する給電手段とを具備し、前記各双ループアンテナ素子は、前記結合線路との結合部あるいは前記結合線路の延長線上を基点として前記反射板側に所定角度折曲げて形成したことを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る双ループアンテナ11の構成例を示したもので、(a)は正面図、(b)は同左側面図、(c)は同下側面図である。なお、図1は、反射板12上に4個の双ループアンテナ素子13a〜13dを設けた場合について示したものである。上記双ループアンテナ素子13a〜13dは、反射板12上に所定の間隔を保って配置され、結合線路14a〜14cによりそれぞれ結合される。上記各双ループアンテナ素子13a〜13dの直径は、例えばλ/π程度に設定される。
【0015】
上記双ループアンテナ素子13a〜13d及び結合線路14a〜14cからなる素子列15は、両端部に位置する双ループアンテナ素子13a、13dの先端部が図1(b)に示すように反射板12側に折曲げられて反射板12に取り付けられる。双ループアンテナ素子13a、13dの先端折曲げ部には、図1(c)に示すようにリアクタンス補償用ショート金具19が移動可能に設けられる。
【0016】
上記素子列15と反射板12との間隔は、双ループアンテナ素子13a〜13dの基部及び結合線路14a〜14cが約λ/4に設定され、双ループアンテナ素子13a〜13dの左右が図1(c)に示すように反射板12側に所定角度θ例えば15°程度折曲げられる。上記双ループアンテナ素子13a〜13dの折曲げ角度θは、例えば10°〜25°の範囲で設定される。
【0017】
そして、上記素子列15は、中央部の双ループアンテナ素子13b、13c間に設けられた給電部16から給電される。この給電部16は給電路17を介して反射板12より外部に導出され、給電端18となる。また、上記反射板12の上側には、上記素子列15を保護する保護カバー(図示せず)が必要に応じて設けられる。
【0018】
上記給電路17としては、例えば図2に示すトラップ回路方式、あるいは図3に示すスリットバラン方式が用いられる。
【0019】
図2に示すトラップ回路方式は、反射板12上に長さが約λ/4の同軸線路21及び導体線路22を設けたもので、その間隔は結合線路14bの内側に上端側部が接するように設定される。同軸線路21は、下端部が図1に示した給電端18に結合され、外導体の上端部が結合線路14bの内側に接続される。また、同軸線路21は、中心導体の上端部がジャンパー線23により導体線路22の上端に接続される。導体線路22は、下端部が反射板12に固定して設けられ、上端部が結合線路14bの内側に接続される。上記同軸線路21及び導体線路22の外側にリアクタンス補償用ショート金具24が移動可能に設けられる。
【0020】
上記双ループアンテナ素子13a、13dの先端折曲げ部に設けられたショート金具19及び給電路17に設けられたショート金具24は、VSWR(電圧定在波比)調整時に上下させてショート点を変化させ、VSWRが最良となる位置に設定する。
【0021】
また、図3に示すスリットバラン方式は、反射板12上にスリットバラン31を設けて結合線路14bに給電している。スリットバラン31は、フランジ32を介して反射板12上に取り付けられる。上記スリットバラン31は、長さが約λ/4の筒状体33の両側部にスリット34が設けられると共に、中心導体35が設けられる。この中心導体35は、下端部が図1の給電端18に接続され、上端が筒状体33の上端に金属線36により電気的に接続される。そして、筒状体33の上端部がスリット34の両側において結合線路14bに接続される。また、筒状体33の外側には、リアクタンス補償用ショート金具37が移動可能に設けられる。
【0022】
上記実施形態に示したように双ループアンテナ素子13a〜13dの両側、すなわち結合線路14a〜14cの左右方向に位置しているループを反射板12側に所定角度折曲げることにより、水平面指向性の周波数偏差を少なくできる。
【0023】
図4は、双ループアンテナ素子13a〜13dの両側を反射板12側に15°折曲げて双ループアンテナ11を構成した場合の水平面指向性を示したものである。上記双ループアンテナ11では、最大ビーム方向から45°変位した方向における低い周波数fLと高い周波数fHとの間の偏差を約0.5dB程度に小さくすることができる。なお、図4は、低い周波数fLが13チャンネル、高い周波数fHが35チャンネルの場合における水平偏波水平面指向性を示したものである。
【0024】
双ループアンテナ素子13a〜13dの両側を反射板12側に所定角度折曲げた場合、双ループアンテナ素子13a〜13dから放射される電波は、折曲げ角度に応じて左右の方向に広げられる。すなわち、双ループアンテナ素子13a〜13dを折曲げることによってブロードな指向性となる。この場合、設計周波数に対して低い周波数fLでは、双ループアンテナ素子13a〜13dの実質的な径が小さいので、双ループアンテナ素子13a〜13dの折曲げ効果が少なく、あまりブロードな指向性とはならない。一方、設計周波数に対して高い周波数fHでは、双ループアンテナ素子13a〜13dの実質的な径が大きくなるので、双ループアンテナ素子13a〜13dの折曲げ効果が大きくブロードな指向性となり、水平面指向性の周波数偏差を小さくできる。
【0025】
また、上記双ループアンテナ11を多面配置して水平面無指向性とした場合においても周波数偏差を小さくして、共用する周波数間のサービスエリアの偏差を小さくすることができる。
【0026】
なお、上記実施形態では、反射板12上に4個の双ループアンテナ素子3a〜3dを設けた場合について示したが、その他、例えば2個、あるいは6個等、4個以外の素子数に設定しても良いことは勿論である。
【0027】
また、上記実施形態では、反射板12上に素子列15を1系統設けた場合について示したが、2系統設けても良い。
【0028】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明によれば、反射板上に配置した双ループアンテナ素子を反射板側に所定角度折曲げるようにしたので、水平面指向性の周波数偏差を少なくでき、共用する周波数間のサービスエリアの偏差を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明の一実施形態に係る双ループアンテナの正面図、(b)は同側左面図、(c)は同下側面図。
【図2】同実施形態における給電路の構成例を示す図。
【図3】同実施形態における給電路の他の構成例を示す図。
【図4】同実施形態における双ループアンテナの水平面指向性を示す図。
【図5】(a)は従来の双ループアンテナの正面図、(b)は同左側面図、(c)は同下側面図。
【図6】従来の双ループアンテナの水平面指向性を示す図。
【符号の説明】
11…双ループアンテナ
12…反射板
13a〜13d…双ループアンテナ素子
14a〜14c…結合線路
15…素子列
16…給電部
17…給電路
18…給電端
19…リアクタンス補償用ショート金具
21…同軸線路
22…導体線路
23…ジャンパー線
24…リアクタンス補償用ショート金具[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to, for example, a UHF band terrestrial broadcast wave and a dual loop antenna used for communication.
[0002]
[Prior art]
Terrestrial Integrated Services Digital Broadcasting (ISDB-T) is scheduled to start in 2003 in Kanto, Kinki and Chukyo, and in other regions by 2006. .
[0003]
The terrestrial digital broadcasting uses radio waves in the UHF band, and the frequency band is scheduled to be 470 to 770 MHz (13 to 62 channels).
[0004]
Conventionally, a twin loop antenna is known as an antenna for transmitting a UHF band broadcast wave. Since the transmitting antenna is required to be non-directional, the directivity in the horizontal plane is made omni-directional by arranging the above-mentioned double loop antenna in multiple faces, for example, 4 to 8 faces and polygonal shapes.
[0005]
FIGS. 5A and 5B show a configuration example of a conventional dual-loop antenna 1. FIG. 5A is a front view, FIG. 5B is a left side view thereof, and FIG. 5C is a lower side view thereof. FIG. 5 shows a case where four twin-
[0006]
The
[0007]
The
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The horizontal directivity of the conventional dual loop antenna 1 has a characteristic that it has a broad directivity at a low frequency f L with respect to the design frequency and becomes sharp at a high frequency f H. Conventionally, the UHF band of 470 to 770 MHz is divided into three bands, and the frequencies are overlapped to some extent at the dividing points of each band. For example a low frequency band is lower frequency f L is 13 channels (470~476MHz), high-frequency f H is set to 35 channels (602~608MHz), the frequency f M of the center is 24 channels (536~542MHz ).
[0009]
As described above, the horizontal plane directivity of the conventional dual loop antenna 1 is characterized by having broad directivity at a low frequency f L with respect to the design frequency and sharp at high frequency f H , as shown in FIG. in the direction which is 45 ° displaced from the maximum beam direction so, there is a problem that results in a large deviation between the low frequency f L and a high frequency f H.
[0010]
FIG. 6 shows the horizontal polarization horizontal plane directivity when the low frequency f L is 13 channels and the high frequency f H is 35 channels. In the direction displaced 45 ° from the maximum beam direction, the low frequency f L is There is a deviation of about 1.5 dB from the high frequency f H.
[0011]
For this reason, when the above-mentioned double loop antenna 1 is arranged in multiple planes, there is a problem that the horizontal plane directivity at the intermediate position of each antenna varies greatly depending on the frequency used, and a deviation occurs in the service area.
[0012]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a dual loop antenna that can reduce the frequency deviation of the horizontal plane directivity and can reduce the deviation of the service area between the shared frequencies.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
A dual loop antenna according to the present invention includes a reflector, an antenna element array including a plurality of dual loop antenna elements provided on the reflector, and a coupling line coupling the dual loop antenna elements, and the antenna element array. Each of the double loop antenna elements is formed by being bent at a predetermined angle toward the reflecting plate with respect to a coupling portion with the coupling line or an extension of the coupling line as a base point. To do.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a configuration example of a twin-
[0015]
The
[0016]
The distance between the
[0017]
The
[0018]
As the
[0019]
In the trap circuit system shown in FIG. 2, a
[0020]
The short metal fitting 19 provided at the bent end of the twin
[0021]
In the slit balun method shown in FIG. 3, a
[0022]
As shown in the above embodiment, the loops located on both sides of the twin
[0023]
FIG. 4 shows the horizontal plane directivity when the
[0024]
When both sides of the twin
[0025]
Further, even when the
[0026]
In the above-described embodiment, the case where the four twin
[0027]
Moreover, although the case where the element row | line |
[0028]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, the double-loop antenna element disposed on the reflector is bent at a predetermined angle toward the reflector, so that the frequency deviation of the horizontal plane directivity can be reduced and the frequency between the shared frequencies can be reduced. The service area deviation can be reduced.
[Brief description of the drawings]
1A is a front view of a twin-loop antenna according to an embodiment of the present invention, FIG. 1B is a left side view of the same side, and FIG.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of a power feeding path in the embodiment.
FIG. 3 is a view showing another configuration example of the power feeding path in the embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing horizontal plane directivity of the dual loop antenna according to the embodiment.
5A is a front view of a conventional double loop antenna, FIG. 5B is a left side view thereof, and FIG. 5C is a lower side view thereof.
FIG. 6 is a diagram showing horizontal plane directivity of a conventional dual loop antenna.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
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