JP4571196B2 - Polarization diversity antenna - Google Patents
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Description
本発明は、移動通信システム等で使用する基地局アンテナとして好適に使用することができるアンテナに関し、詳しくは、２つの直交する偏波を独立して送受信することができる偏波ダイバーシチアンテナに関するものである。 The present invention relates to an antenna that can be suitably used as a base station antenna used in a mobile communication system or the like, and more particularly to a polarization diversity antenna that can independently transmit and receive two orthogonal polarized waves. is there.
移動通信システム等では、従来、基地局アンテナとしてスペースダイバーシチ方式のものを用いていた。しかし、このスペースダイバーシチ方式のアンテナは、その構造上、アンテナ素子類を設置する鉄塔上部の形状が大きくなるという欠点を持つ。そこで、最近では、鉄塔上部のなどにおける基地局設備の簡易化および小型化を図ることができる偏波ダイバーシチ方式のアンテナに移行している。 In mobile communication systems and the like, conventionally, a space diversity type antenna has been used as a base station antenna. However, this space diversity antenna has a drawback in that the shape of the upper part of the steel tower where the antenna elements are installed becomes large due to its structure. Therefore, recently, there has been a shift to a polarization diversity antenna that can simplify and reduce the size of base station equipment in the upper part of a steel tower.
偏波ダイバーシチ方式のアンテナは、例えば特許文献１によって提案されている。この偏波ダイバーシチアンテナは、第１、第２のアンテナユニットを組み合わせた構成を有する。
各アンテナユニットは、誘電体基板の一方の面に形成されたダイポール素子と、このダイポール素子の各素子導体の給電点部位にそれぞれ先端部が接続され、かつ、前記ダイポール素子のギャップ部から該ダイポール素子に対して直角な方向に延びるスリットを挟んで相対向する形態で前記誘電体基板の一方の面に形成された一対の接地導体と、上記誘電体基板の他方の面に形成され、上記接地導体の内の一方の接地導体の背部に沿って延びた後、前記ダイポール素子のギャップ部を通って延びる給電線路導体と、を備え、それぞれのダイポール素子相互が交差する形態で組み合わされて、それらの一方および他方がそれぞれ水平偏波および垂直偏波に適用される。
Each antenna unit has a dipole element formed on one surface of a dielectric substrate and a tip portion connected to a feeding point portion of each element conductor of the dipole element, and the dipole element extends from the gap portion of the dipole element. A pair of ground conductors formed on one surface of the dielectric substrate in a form facing each other across a slit extending in a direction perpendicular to the element, and formed on the other surface of the dielectric substrate, the ground A feeder line conductor extending along the back portion of one of the conductors and then extending through the gap portion of the dipole element, and the dipole elements are combined in a crossing manner, One and the other are applied to horizontal polarization and vertical polarization, respectively.
上記従来の偏波ダイバーシチアンテナは、第１、第２のアンテナユニットの給電線路導体がダイポール素子に対し直角な方向に直線状に延びかつ互いに近接した構造を有するため、各アンテナユニットのマイクロストリップライン（相対向する給電線路導体と接地導体によって構成される）からの放射等による各給電線路導体同士の結合が大きくなって、偏波間結合量特性が劣化することになる。さらに、上記の構造は、ＶＳＷＲ（定在波比）にも影響を及ぼし、このため比帯域を広げることを困難にしている。
移動通信用基地局アンテナとして用いる場合においては、良好な偏波間結合量特性と広帯域特性が求められる。そこで、従来よりも良好な偏波間結合量特性と広帯域特性を持つ偏波ダイバーシチアンテナが要望されている。
The conventional polarization diversity antenna has a structure in which the feed line conductors of the first and second antenna units extend linearly in a direction perpendicular to the dipole element and are close to each other. The coupling between the feed line conductors due to radiation or the like (consisting of the feed line conductor and the ground conductor facing each other) becomes large, and the polarization coupling amount characteristic is deteriorated. Furthermore, the above structure also affects the VSWR (standing wave ratio), which makes it difficult to widen the ratio band.
When used as a mobile communication base station antenna, good inter-polarization coupling characteristics and broadband characteristics are required. Therefore, there is a demand for a polarization diversity antenna that has better polarization-to-polarization coupling amount characteristics and broadband characteristics than conventional ones.
本発明は、このような状況に鑑み、良好な偏波間結合量特性と広帯域特性を共に実現することできる偏波ダイバーシチアンテナを提供することを目的としている。 In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a polarization diversity antenna capable of realizing both a good inter-polarization coupling amount characteristic and a wide band characteristic.
本発明は、誘電体基板の一方の面に形成された長さ約１／２λ（λは使用周波数帯域の中心周波数の波長）のダイポール素子と、前記誘電体基板の一方の面に形成され、前記ダイポール素子の各素子導体の給電点部位にそれぞれの先端部を接続するとともに、前記ダイポール素子のギャップ部から該ダイポール素子に対して直角な方向に延びる長さ約１／４λのスリットを挟んで相対向する一対の接地導体と、前記誘電体基板の他方の面に形成され、前記接地導体の内の一方の接地導体の背部に沿って延びた後、前記ダイポール素子のギャップ部を通って延びる給電線路導体と、をそれぞれ備え、前記一対の接地導体と前記給電線路導体とによってバランを構成してなる第１、第２のアンテナユニットを有し、これらのアンテナユニットを前記ダイポール素子相互が交差する形態で組み合わせて構成される偏波ダイバーシチアンテナである。
前記スリットを、前記一対の接地導体の基部部位における第１の幅に比して該基部部位よりも前記ギャップ部側に寄った部位における第２の幅が大きくなるように形成し、前記一対の接地導体で構成されるショートスタブの電気長と、前記給電線路導体で構成されるオープンスタブの電気長とを、前記ダイポール素子を前記使用周波数帯域の中心周波数を挟む２周波数で共振させる大きさに設定したことを特徴としている。
The present invention is formed on one surface of a dielectric substrate, a dipole element having a length of about 1 / 2λ (λ is the wavelength of the center frequency of the used frequency band) formed on one surface of the dielectric substrate, The leading end of each dipole element is connected to the feeding point of each element conductor, and a slit having a length of about 1 / 4λ extending in a direction perpendicular to the dipole element from the gap portion of the dipole element is sandwiched. A pair of opposing ground conductors and formed on the other surface of the dielectric substrate, extending along the back of one of the ground conductors, and then extending through the gap of the dipole element comprising a feed line conductor, respectively, have a first, second antenna unit comprising constituting the balun pair of ground conductor and by said feed line conductor, said these antenna units Iporu elements mutually are polarization diversity antenna constructed by combining a form crossing.
The slit is formed such that a second width at a portion closer to the gap portion side than the base portion is larger than a first width at a base portion of the pair of ground conductors, The electrical length of the short stub composed of the ground conductor and the electrical length of the open stub composed of the feeder line conductor are sized so that the dipole element resonates at two frequencies sandwiching the center frequency of the used frequency band. It is characterized by setting.
前記ダイポール素子のギャップ部の幅は、前記スリットの第２の幅と同一になるように設定してもよい。
また、前記第１、第２のアンテナユニットの前記ダイポール素子は、傘形に折り曲げて形成してもよい。この構成によれば、アンテナ素子自体のビーム幅が広がるため、水平面内のビーム幅の大きい偏波ダイバーシチアンテナが実現可能となる。
The width of the gap portion of the dipole element may be set to be the same as the second width of the slit.
Further, the dipole elements of the first and second antenna units may be formed by being bent into an umbrella shape. According to this configuration, since the beam width of the antenna element itself is widened, a polarization diversity antenna having a large beam width in a horizontal plane can be realized.
必要に応じて、前記第１、第２のアンテナユニットの前記ダイポール素子に対し、ビーム投射方向に所定距離だけ離れる形態で無給電素子をそれぞれ設けることができ、これにより、より低姿勢で広帯域特性が得られる。前記各無給電素子は十字型を成すように一体形成してもよい。 If necessary, each of the dipole elements of the first and second antenna units can be provided with a parasitic element in a form separated by a predetermined distance in the beam projection direction. Is obtained. The parasitic elements may be integrally formed so as to form a cross shape.
前記第１、第２のアンテナユニットの前記ダイポール素子を傘形に折り曲げて形成してもよい。この構成によれば、アンテナ素子自体のビーム幅が広がるため、水平面内のビーム幅の大きい偏波ダイバーシチアンテナが実現可能となる。
また、上記の偏波ダイバーシチアンテナを並列配置してアレーアンテナとしての偏波ダイバーシチアンテナを構成することも可能である。
さらに、上記偏波ダイバーシチアンテナは、背部に反射板を配設することができる。
The dipole elements of the first and second antenna units may be bent into an umbrella shape. According to this configuration, since the beam width of the antenna element itself is widened, a polarization diversity antenna having a large beam width in a horizontal plane can be realized.
It is also possible to configure a polarization diversity antenna as an array antenna by arranging the above polarization diversity antennas in parallel.
Furthermore, the polarization diversity antenna can be provided with a reflector on the back.
本発明によれば、スリットの幅を、前記一対の接地導体の基部部位における第１の幅に比して該基部部位よりも前記ギャップ部側に寄った部位における第２の幅が大きくなるように形成している。したがって、第１、第２のアンテナユニットの給電線路導体相互の間隔が拡大されて給電線路導体相互間の影響が抑制され、その結果、偏波間の結合量特性が改善される。
また、本発明では、接地導体によるショートスタブと給電線路導体によるオープンスタブとによって給電系が構成されるが、上記のようにスリットの幅が変化されていることから、上記ショートスタブおよびオープンスタブの電気長が大きくなる。これは、両スタブの電気長の兼ね合いでＶＳＷＲを広帯域化することが可能であることを意味している。そこで、本発明では、ダイポール素子が使用周波数帯域の中心周波数を挟む２周波数で共振するように上記ショートスタブおよびオープンスタブの電気長を設定している。この結果、ＶＳＷＲが広帯域化されて、移動通信用基地局アンテナとしての実用性が向上される。
According to the present invention, the width of the slit is set to be larger than the first width at the base portion of the pair of ground conductors so that the second width at the portion closer to the gap portion side than the base portion is larger. Is formed. Therefore, the distance between the feed line conductors of the first and second antenna units is expanded to suppress the influence between the feed line conductors, and as a result, the coupling amount characteristic between the polarized waves is improved.
Further, in the present invention, the feed system is configured by the short stub by the ground conductor and the open stub by the feed line conductor, but since the width of the slit is changed as described above, the short stub and the open stub Increases electrical length. This means that the VSWR can be widened in consideration of the electrical length of both stubs. Therefore, in the present invention, the electrical lengths of the short stub and the open stub are set so that the dipole element resonates at two frequencies sandwiching the center frequency of the used frequency band. As a result, the VSWR is broadened and the practicality as a mobile communication base station antenna is improved.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明に係る偏波ダイバーシチアンテナの第１の実施形態を示す斜視図である。
この偏波ダイバーシチアンテナＡ１は、第１のアンテナユニット１０−１と、第２のアンテナユニット２０−１とを組み合わせることによって構成されている。
第１のアンテナユニット１０−１は、図２に示すように、方形状の誘電体基板１１の一方の面にダイポール素子１２と一対の接地導体１３ａ、１３ｂとを形成し、該誘電体基板１１の他方の面に給電線路導体１４を形成した構成を有する。なお、ダイポール素子１２、接地導体１３ａ、１３ｂおよび給電線路導体１４は、いずれも誘電体基板１１にプリント貼着された金属箔によって形成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of a polarization diversity antenna according to the present invention.
This polarization diversity antenna A1 is configured by combining the first antenna unit 10-1 and the second antenna unit 20-1.
As shown in FIG. 2, the first antenna unit 10-1 forms a
ダイポール素子１２は、約λ／２（λは使用周波数帯域の中心周波数の波長）の長さを有し、誘電体基板１１の一端（図では上端）に沿って設けられている。
接地導体１３ａ、１３ｂは、ダイポール素子１２の各素子導体１２ａ、１２ｂの給電点部位にそれぞれの先端部が接続され、後述のスリット１５を挟んで相対向する形態で設けられている。
給電線路導体１４は、一方の接地導体（本実施形態では、接地導体１３ｂ）の背部に沿って延びた後、ダイポール素子１２のギャップ部１２ｃを通って他方の接地導体１３ａの背部まで延びている。この給電線路導体１４は、上記ギャップ部１２ｃから延びる先端部分の長さが約１／４λに設定されている。
The
The
The
スリット１５は、約λ／４の長さを有し、ダイポール素子１２のギャップ部１２ｃから誘電体基板１１の他端（図では下端）に向う形態で、つまり、その長手軸線がダイポール素子１２に対し直角な方向に延びる形態で形成されている。そして、このスリット１５は、接地導体１３ａ、１３ｂの基部部位における第１の幅Ｗ１に比して、該基部部位よりも上記ギャップ部１２ｃ側に寄った部位における第２の幅Ｗ２が大きくなるように形成されている。したがって、接地導体１３ａ、１３ｂは、基部の間隔に対して該基部を除く部位の間隔が拡大されている。なお、本実施形態では、上記第１の幅Ｗ１が上記ギャップ部１２ｃの幅と一致している。
The
第２のアンテナユニット２０−１は、上記第１のアンテナユニット１０−１に準じた構成を有する。そこで、この第２のアンテナユニット２０−１に付した符号は、第１のアンテナユニット１０−１付した符号と対応付けてある。すなわち、十位の数値のみを変えて表記してある。
この第２のアンテナユニット２０−１は、ダイポール素子２２のギャップ部２２ｃに誘電体基板２１の一端側より徐々に狭幅になる略テーパ状の切欠きが形成されている点において第１のアンテナユニット１０−１と異なる。
なお、本実施形態では、第２のアンテナユニット２０−１のスリット２５の幅Ｗ１'、Ｗ２'を第１のアンテナユニット１０−１のスリット１５の幅Ｗ１、Ｗ２と同じ大きさに設定しているが、両者に若干の相違があってもよい。
The second antenna unit 20-1 has a configuration according to the first antenna unit 10-1. Therefore, the reference numeral attached to the second antenna unit 20-1 is associated with the reference numeral attached to the first antenna unit 10-1. In other words, only the tenth digit is changed.
The second antenna unit 20-1 is a first antenna in that a substantially tapered cutout is formed in the
In the present embodiment, the widths W1 ′ and W2 ′ of the
上記第１のアンテナユニット１０−１の誘電体基板１１には、その他端（図２における下端）からスリット１５の長手軸線上を通ってギャップ部１２ｃまで延びる切込み１６が形成され、また、第２のアンテナユニット２０−１の誘電体基板２１には、その一端（図３における上端）からギャップ部２２ｃまで延びる切込み２６が形成されている。
The
そして、第１のアンテナユニット１０−１の誘電体基板１１と第２のアンテナユニット２０−１の誘電体基板２１は、図１のように、上記切込み１６および２６を介して互いが交差する形態で組み合わされて一体化される。これにより、第１のアンテナユニット１０−１と第２およびアンテナユニット２０−１は、それらのダイポール素子１２および２２相互が中心部位で交差することになり、また、それらのスリット１５および２５の中心軸線相互が重なることになる。
The
上記のような構成を有する本実施形態の偏波ダイバーシチアンテナＡ１は、図示していない給電用誘電体基板上に配置される。そして、第１のアンテナユニット１０−１の接地導体１３ａ、１３ｂの基端および第２のアンテナユニット２０−１の接地導体２３ａ、２３ｂの基端（図３における下端）が、上記給電用誘電体基板の一方の面の全域にプリント形成された接地導体に接続され、また、第１のアンテナユニット１０−１の給電線路導体１４の基端および第２のアンテナユニット２０−１の給電線路導体２４の基端が、上記給電用誘電体基板の他方の面にプリント形成された第１および第２の給電線路導体にそれぞれ接続される。
The polarization diversity antenna A1 of the present embodiment having the above-described configuration is disposed on a feeding dielectric substrate (not shown). Then, the base ends of the
上記給電用誘電体基板に設けられた第１および第２の給電線路導体には、それぞれ第１および第２の同軸給電線の中心導体が接続され、また、該給電用誘電体基板に設けられ接地導体には、上記第１および第２の同軸給電線の外部導体が接続される。
なお、上記給電用誘電体基板を省略して、第１のアンテナユニット１０−１の接地導体１３ａ、１３ｂおよび給電線路導体１４に上記第１の同軸給電線の外部導体および中心導体を直接接続し、第２のアンテナユニット２０−１の接地導体２３ａ、２３ｂおよび給電線路導体２４に上記第２の同軸給電線の外部導体および中心導体を直接接続することも可能である。
Center conductors of the first and second coaxial feed lines are connected to the first and second feed line conductors provided on the feed dielectric substrate, respectively, and are provided on the feed dielectric substrate. The outer conductors of the first and second coaxial feed lines are connected to the ground conductor.
Note that the dielectric substrate for feeding is omitted, and the outer conductor and the center conductor of the first coaxial feeder are directly connected to the
次に、本実施形態に係る偏波ダイバーシチアンテナＡ１の作用について説明する。なお、ここでは、第１のアンテナユニット１０−１のダイポール素子１２を垂直偏波に適用し、第２のアンテナユニット２０−１のダイポール素子１２を水平偏波に適用するものとする。
ダイポール素子１２（２２）は、それらのギャップ部１２ｃ（２２ｃ）を横断する給電線路導体１４（２４）を介して給電され、このとき、接地導体１３ａ（１３ｂ）と給電線路導体１４（２４）相互がバラン（平衡不平衡変換器）として機能する。
Next, the operation of the polarization diversity antenna A1 according to this embodiment will be described. Here, the
The dipole element 12 (22) is supplied with power through the feed line conductor 14 (24) traversing the
ところで、接地導体１３ａ、１３ｂ（２３ａ、２３ｂ）は、上記したスリット１５（２５）の幅変化により、その基部における間隔Ｗ１（Ｗ１'）に対して該基部を除く部位の間隔Ｗ２（Ｗ２'）が拡大されている。この間隔Ｗ２、Ｗ２'の拡大は、給電線路導体１４、２４の間隔の拡大を意味する。したがって、本実施形態に係る偏波ダイバーシチアンテナＡ１によれば、給電線路導体１４、２４相互間の影響が抑制されて、偏波間の結合量特性が改善される。
By the way, the
一方、アンテナユニット１０−１（２０−１）の給電系は、接地導体接地導体１３ａ、１３ｂ（２３ａ、２３ｂ）によるショートスタブと電線路導体１４（２４）によるオープンスタブとを含んでいる。上記スリット１５（２５）の幅変化は、このショートスタブおよびオープンスタブの電気長を大きくすることになるので、両スタブの電気長の兼ね合いでＶＳＷＲの広帯域化が可能になる。
そこで、本実施形態では、ダイポール素子１２（２２）が使用周波数帯域の中心周波数ｆ０を挟む２周波数ｆａ、ｆｂ（図５、図６参照）で共振するように上記ショートスタブおよびオープンスタブの電気長を設定して、ＶＳＷＲを広帯域化している。
なお、ショートスタブとオープンスタブの電気長の比率は、ダイポール素子１２（２２）のギャップ部１２ｃ（２２ｃ）から延びる電線路導体１４（２４）の先端部分の長さの調整により変化させることができる。
また、上記偏波ダイバーシチアンテナＡ１には、必要に応じて、背部に反射板（図示せず）を配設することができる。
On the other hand, the feeding system of the antenna unit 10-1 (20-1) includes a short stub formed by the ground
Therefore, in the present embodiment, the short stub and the open stub are used so that the dipole element 12 (22) resonates at two frequencies f a and f b (see FIGS. 5 and 6) sandwiching the center frequency f 0 of the use frequency band. The electrical length of VSWR is set to widen the band of VSWR.
The ratio of the electrical length of the short stub and the open stub can be changed by adjusting the length of the tip end portion of the electric wire conductor 14 (24) extending from the
The polarization diversity antenna A1 can be provided with a reflector (not shown) on the back as necessary.
図４は、本実施形態に係る偏波ダイバーシチアンテナＡ１の偏波間結合量特性を例示したものであり、また、図５および図６は、それぞれ該アンテナＡ１における第１のアンテナユニット１０および第２のアンテナユニット２０のＶＳＷＲ（定在波比特性）を例示したものである。
なお、これらの特性は、使用周波数帯域の中心周波数ｆ０が２ＧＨｚのときのものである。そして、図４における周波数ｆ１およびｆ２は、それぞれ１．６２１ＧＨｚおよび２．２４０ＧＨｚ、図５における周波数ｆ１およびｆ２は、それぞれ１．６５６ＧＨｚおよび２．２９３ＧＨｚ、図６における周波数ｆ１およびｆ２は、それぞれ１．６７３ＧＨｚおよび２．２９４ＧＨｚである。
FIG. 4 illustrates the inter-polarization coupling amount characteristics of the polarization diversity antenna A1 according to the present embodiment. FIGS. 5 and 6 illustrate the first antenna unit 10 and the second antenna unit 10 in the antenna A1, respectively. VSWR (standing wave ratio characteristic) of the antenna unit 20 is illustrated.
These characteristics are those when the center frequency f 0 of the used frequency band is 2 GHz. The frequencies f 1 and f 2 in FIG. 4 are 1.621 GHz and 2.240 GHz, respectively, the frequencies f 1 and f 2 in FIG. 5 are 1.656 GHz and 2.293 GHz, respectively, and the frequencies f 1 and f in FIG. 2 is 1.673 GHz and 2.294 GHz, respectively.
図４に示すように、本実施形態に係る偏波ダイバーシチアンテナＡ１によれば、３２％の比帯域にわたり偏波間結合量を−３０ｄＢ以下に維持することが可能である。
また、図５および図６に示すように、本実施形態に係る偏波ダイバーシチアンテナＡ１によれば、第１のアンテナユニット１０および第２のアンテナユニット２０のＶＳＷＲ１．５での比帯域として３２％および３１％をそれぞれ実現することが可能である。すなわち、ＶＳＷＲを広帯域化することができる。
このように、本実施形態に係る偏波ダイバーシチアンテナＡ１は、良好な偏波間結合量特性および広帯域特性を得ることができるので、移動通信用の基地局アンテナとして最適である。
なお、前記スリット１５、２５は、上記の形状に限定されず、上記結合量特性の改善を図れかつ上記ショートスタブおよびオープンスタブの電気長を大きくすることができる形状であれば、いかなる形状であってもよい。
As shown in FIG. 4, according to the polarization diversity antenna A1 according to the present embodiment, the amount of coupling between polarizations can be maintained at -30 dB or less over a 32% ratio band.
Also, as shown in FIGS. 5 and 6, according to the polarization diversity antenna A1 according to the present embodiment, the band ratio of the first antenna unit 10 and the second antenna unit 20 is 32% in VSWR 1.5. And 31% can be realized respectively. That is, the VSWR can be widened.
As described above, the polarization diversity antenna A1 according to the present embodiment can obtain a good inter-polarization coupling amount characteristic and a wide band characteristic, and is thus optimal as a base station antenna for mobile communication.
The
図７は、本発明の第２の実施形態に係る偏波ダイバーシチアンテナを示している。この実施形態の偏波ダイバーシチアンテナＡ２は、第１のアンテナユニット１０−２のダイポール素子１２のギャップ部１２ｃの幅をスリット１５の広幅部の幅に設定し（図８参照）、第２のアンテナユニット２０−２のダイポール素子２２のギャップ部２２ｃの幅をスリット２５の広幅部の幅に設定した点（図９参照）において、前記第１の実施形態に係る偏波ダイバーシチアンテナと構成が異なる。
この実施形態の偏波ダイバーシチアンテナＡ２も、第１の実施形態に係る偏波ダイバーシチアンテナと同様に良好な偏波間結合量特性およびＶＳＷＲ特性を得ることができる。
FIG. 7 shows a polarization diversity antenna according to the second embodiment of the present invention. In the polarization diversity antenna A2 of this embodiment, the width of the
Similarly to the polarization diversity antenna according to the first embodiment, the polarization diversity antenna A2 of this embodiment can also obtain good inter-polarization coupling amount characteristics and VSWR characteristics.
図１０は、本発明の第３の実施形態に係る偏波ダイバーシチアンテナを示している。この実施形態の偏波ダイバーシチアンテナＡ３は、第１のアンテナユニット１０−３のダイポール素子１２の素子導体１２ａ、１２ｂを傘形に折り曲げて形成し（図１１参照）、同様に、第２のアンテナユニット２０−３のダイポール素子２２の素子導体２２ａ、２２ｂを傘形に折り曲げて形成した点（図１２参照）において、前記第１の実施形態に係る偏波ダイバーシチアンテナと構成が異なっている。
なお、図７に示した前記第２の実施形態に係る偏波ダイバーシチアンテナにおいても、ダイポール素子２１、２２を傘形に折り曲げて形成することができる。
上記のようにダイポール素子２１、２２を傘形に折り曲げて形成した場合、これらのダイポール素子２１、２２から放射されるビームの幅が広がるため、水平面内のビーム幅の大きい偏波ダイバーシチアンテナが実現可能となる。
FIG. 10 shows a polarization diversity antenna according to the third embodiment of the present invention. The polarization diversity antenna A3 of this embodiment is formed by bending the
Note that the polarization diversity antenna according to the second embodiment shown in FIG. 7 can also be formed by bending the
When the
図１３は、図１に示した偏波ダイバーシチアンテナＡ１を給電用誘電体基板３０上に所定の間隔で複数個（この例では２個）配列したアレー構成の偏波ダイバーシチアンテナを示している。
給電用誘電体基板３０は、表面全域に接地導体３１が形成されるとともに、裏面に給電線路導体３２および３３が形成されている。各偏波ダイバーシチアンテＡ１は、給電用誘電体基板３０の長手軸線を含みかつ該誘電体基板３０に垂直な面に対してアンテナユニット１０−１、２０−１の誘電体基板が４５°の角度をなすように配置されている。
FIG. 13 shows a polarization diversity antenna having an array configuration in which a plurality (two in this example) of the polarization diversity antenna A1 shown in FIG. 1 are arranged on the feeding
The power
また、各偏波ダイバーシチアンテナＡ１は、アンテナユニット１０−１の接地導体１３ａ、１３ｂの基端およびアンテナユニット２０−１の接地導体２３ａ、２３ｂの基端が上記接地導体３１に接続され、また、アンテナユニット１０−１の給電線路導体１４の基端およびアンテナユニット２０−１の給電線路導体２４の基端がそれぞれ上記給電線路導体３２および３３に接続されている。
なお、このアレー構成の偏波ダイバーシチアンテナにおいても、必要に応じてその背部に反射板４０が配設される。
Each polarization diversity antenna A1 has the base ends of the
In addition, also in the polarization diversity antenna of this array configuration, a
このアレー構成の偏波ダイバーシチアンテナでは、給電線路導体３２、３３の端子部３２ａ、３３ａに図示していない各別な同軸給電線の中心導体がそれぞれ接続され、それらの給電線の外部導体が接地導体３１に接続される。
なお、このアレー構成の偏波ダイバーシチアンテナは、各偏波ダイバーシチアンテナＡ１に対して共通の給電用誘電体基板３０および反射板４０を設けているが、これらの偏波ダイバーシチアンテナに対して個別の給電用誘電体基板および反射板を設けるようにしても良い。
アレー構成の偏波ダイバーシチアンテナは、もちろん、図７に示した偏波ダイバーシチアンテナＡ２や図１０に示した偏波ダイバーシチアンテナＡ３を用いても構成することができる。
In the polarization diversity antenna having this array configuration, the center conductors of different coaxial feed lines (not shown) are connected to the
The polarization diversity antenna having this array configuration is provided with a
The polarization diversity antenna having the array configuration can of course be configured using the polarization diversity antenna A2 shown in FIG. 7 or the polarization diversity antenna A3 shown in FIG.
本発明は、上記各実施形態に限定されず、種々の変形態様を含むものである。
すなわち、上記各実施形態に係る偏波ダイバーシチアンテナにおける給電線路導体１４（２４）は、ダイポール素子１２（２２）のギャップ部１２ｃ（２２ｃ）を通った後、接地導体１３ａ（２３ａ）の背部まで延びているが、つまり、逆Ｕ字状をなすようにその先端部をターンさせているが、ギャップ部１２ｃ（２２ｃ）を通った後、その先端部をそのままダイポール素子１２（２２）の素子導体１２ａ（２２ａ）に沿って直線状に延ばすようにしてもよい。この場合、給電線路導体１４（２４）は逆Ｌ字状をなすことになる。
The present invention is not limited to the above embodiments, and includes various modifications.
That is, the feed line conductor 14 (24) in the polarization diversity antenna according to each of the above embodiments extends to the back of the
また、上記各実施形態に係る偏波ダイバーシチアンテナは、無給電素子を併用することができる。図１４は、図１に示す偏波ダイバーシチアンテナＡ１に十字形無給電素子５０を組み合わせた状態を示している。
上記十字形無給電素子５０は、アンテナユニット１０−１のダイポール素子１２とアンテナユニット２０−１のダイポール素子２２から所定距離はなれて併置されており、ダイポール素子１２およびダイポール素子２２に沿う部分の長さが、それぞれ約λ／２に設定されている。
In addition, the polarization diversity antenna according to each of the above embodiments can be used in combination with a parasitic element. FIG. 14 shows a state where the cross-shaped
The cross-shaped
この十字形無給電素子５０を備える偏波ダイバーシチアンテナＡ１によれば、リターンロスを低減して、より広帯域な特性を得ることができる。このように、無給電素子５０は、帯域特性を向上させる機能を有する。従って、スリット１５、，２５の長さをλ／４よりも短く設定して低姿勢化を図った場合でも、無給電素子５０を併用することによって、スリット１５，２５の長さを約λ／４に設定した場合とほぼ同等な帯域特性を得ることが可能になる。
なお、上記十字形無給電素子５０に代えて、アンテナユニット１０−１およびアンテナユニット２０−１に対して個別の無給電素子を設けることも可能である。
また、上記のような無給電素子は、図１０に示した偏波ダイバーシチアンテナＡ２、図１０に示した偏波ダイバーシチアンテナＡ３および前記アレー構成の偏波ダイバーシチアンテナにおいても同様に併用することができる。
According to the polarization diversity antenna A1 including the cross-shaped
Instead of the cruciform
Further, the parasitic element as described above can be used in the same way also in the polarization diversity antenna A2 shown in FIG. 10, the polarization diversity antenna A3 shown in FIG. 10, and the polarization diversity antenna having the array configuration. .
１０−１、１０−２、１０−３ 第１のアンテナユニット
２０−１、２０−２、２０−３ 第２のアンテナユニット
１１、２１ 誘電体基板
１２、２２ ダイポール素子
１２ａ、１２ｂ、２２ａ、２２ｂ 素子導体
１２ｃ、２２ｃ ギャップ部
１３ａ、１３ｂ、２３ａ、２３ｂ 接地導体
１４，２４ 給電線路導体
１５、２５ スリット
３０ 誘電体基板
４０ 反射板
５０ 無給電素子
10-1, 10-2, 10-3 First antenna unit 20-1, 20-2, 20-3
Claims (7)
前記誘電体基板の一方の面に形成され、前記ダイポール素子の各素子導体の給電点部位にそれぞれの先端部を接続するとともに、前記ダイポール素子のギャップ部から該ダイポール素子に対して直角な方向に延びる長さ約１／４λのスリットを挟んで相対向する一対の接地導体と、
前記誘電体基板の他方の面に形成され、前記接地導体の内の一方の接地導体の背部に沿って延びた後、前記ダイポール素子のギャップ部を通って延びる給電線路導体と、
をそれぞれ備え、前記一対の接地導体と前記給電線路導体とによってバランを構成してなる第１、第２のアンテナユニットを有し、これらのアンテナユニットを前記ダイポール素子相互が交差する形態で組み合わせて構成される偏波ダイバーシチアンテナであって、
前記スリットを、前記一対の接地導体の基部部位における第１の幅に比して該基部部位よりも前記ギャップ部側に寄った部位における第２の幅が大きくなるように形成し、
前記一対の接地導体で構成されるショートスタブの電気長と、前記給電線路導体で構成されるオープンスタブの電気長とを、前記ダイポール素子を前記使用周波数帯域の中心周波数を挟む２周波数で共振させる大きさに設定したことを特徴とする偏波ダイバーシチアンテナ。 A dipole element having a length of about 1 / 2λ (λ is the wavelength of the center frequency of the used frequency band) formed on one surface of the dielectric substrate;
Formed on one surface of the dielectric substrate, connects each tip to the feeding point of each element conductor of the dipole element, and in a direction perpendicular to the dipole element from the gap of the dipole element A pair of ground conductors facing each other across a slit having a length of about 1 / 4λ,
A feed line conductor formed on the other surface of the dielectric substrate, extending along the back of one of the ground conductors, and then extending through the gap of the dipole element;
Each of which has a first and a second antenna unit formed of a balun by the pair of ground conductors and the feeder line conductor, and these antenna units are combined in a form in which the dipole elements cross each other. A polarization diversity antenna comprising:
The slit is formed such that a second width at a portion closer to the gap portion side than the base portion is larger than a first width at a base portion of the pair of ground conductors,
The electrical length of the short stub composed of the pair of ground conductors and the electrical length of the open stub composed of the feed line conductor resonate the dipole element at two frequencies sandwiching the center frequency of the used frequency band. A polarization diversity antenna characterized by its size.
または２に記載の偏波ダイバーシチアンテナ。 2. The dipole element of the first and second antenna units is formed by being bent into an umbrella shape.
Or the polarization diversity antenna of 2.
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