JP4749561B2 - Method of configuring antenna for communication base station, and antenna apparatus - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術的分野】
本発明は、例えばＰＨＳなどの移動体通信における末端基地局や無線ＬＡＮ（ローカル・エリア・ネットワーク）用として好適なアンテナ装置に関するものである。ただし、その用途が基地局のみに限定されるものではない。
【０００２】
【従来の技術】
この種のアンテナ装置は、大量生産に適し、品質管理が容易で、生産コストが低廉であり、しかも耐風性に優れ、高利得であり、しかも同調周波数帯域の広いことが求められる。
この種のアンテナ装置の技術は日進月歩であるが、平成１０年当時における最も優れたものとして、特願平１０−１８７５９４号に係るアンテナ装置（特開平２０００−２２４３０号）が有る。
上記の発明は本発明者が創作し、本出願人によって出願中の先行技術であって、以下、先願の発明と呼ぶ。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は、前記先願の発明を特許出願した後、その実用化試験を続行するとともに、電磁学的な基本原理の探究に努力した。
その結果、前記先願の発明について、次のような技術的問題が有って改良の余地が有ることを確認した。
ａ．先願の発明においては、アンテナ素子の形状は矩形であるべきものと考えていたが、必ずしも矩形でなくても同様の効果が得られること。
ｂ．先願の発明においては、アンテナ素子の個数は任意の複数個であれば良いと考え、基本的には２個のアンテナ素子を用いていたが、アンテナ素子の個数を奇数個とすることによってアンテナ性能が格段に向上すること。
ｃ．先願の発明においては、アンテナ本体（矩形のアンテナ素子の複数個が連結された複合アンテナ素子）の形状、寸法に関して格別の知見を有していなかったが、このアンテナ本体の外周寸法がアンテナ性能に影響を及ぼすこと。
本発明の目的とするとことは、上記ａ，ｂ，ｃの知見に基づいて先願の発明に係るアンテナ技術を改良し、「大量生産に適し、品質管理が容易で、生産コストが低廉である」という先願発明の長所を損うことなく、より高利得で広帯域のアンテナ装置、およびその構成方法を提供するにある。本発明における「通信基地局用アンテナ」とは「通信基地局用として好適なアンテナ」という意味であって、その用途を通信基地局用に限定するものではなく、無線ＬＡＮその他の用途に供しても本発明の特徴的構成要件を備えていれば本発明の技術的範囲に属する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、請求項１に係る発明方法の構成は、波長λの電波を送受信する通信基地局用のアンテナを構成する方法において、
１周の電気的長さ寸法が約λで、少なくとも１箇所に直線状部を有するループアンテナ素子の奇数個を同一平面に沿わせて配列し、
隣接する２個のループアンテナ素子相互の間で、直線状部を共有せしめ、もしくは、ほぼ密着させて平行ならしめて複合アンテナ素子を構成し、
該複合アンテナ素子が波長λの電波に周調したとき定在波の電流分布がゼロとなる箇所に対向、離間せしめて、電気的長さ寸法λ／４のアンテナ励振器を配設するとともに、
前記複合アンテナ素子と平行に地板を配置し、
かつ、隣接する複数個のループアンテナ素子の外周の電気的長さ寸法が、λの整数倍にならないよう、前記奇数個のループアンテナ素子の形状、配列を設定することを特徴とする。
以上に説明した請求項１の発明方法によると、先願に係る発明（特開２０００−２２４３０号公報）におけるがごとく、簡単な構造で小形，軽量，低コストで通信基地局用として好適なアンテナ装置を構成することができ、
しかも、アンテナ素子の形状が矩形に限定されないので設計的自由度が大きく、該アンテナ素子の使用個数が奇数個であるため、該奇数個のアンテナ素子が連結されて成る複合アンテナ素子が波長λの電波に対し安定して同調し、
かつ、複数個のアンテナ素子の外周部の電気的長さがλの整数倍になっていないので、この外周部が予期しない同調現象を生じることが無く、奇数個のアンテナ素子それぞれの定在波が協調して優れたアンテナ性能（高利得、広帯域）を発揮する。
【０００５】
請求項２に係る発明方法の構成は、前記請求項１の発明方法の構成要件に加えて、基板面の導通パターンによって複合アンテナ素子を構成するとともに、
上記の基板を地板に対して平行に支持することを特徴とする。
以上に説明した請求項２の発明方法によると、アンテナ装置の本体部分である複合アンテナ素子を、基板面上に導通パターンとして構成するので、公知の基板加工技術を適用して、形状，寸法が高精度の複合アンテナ素子を、低コストで大量生産することができ、かつ、該基板を位置決め支持することによって複合アンテナ素子が正しい位置に確実に設置されて、高品質の通信基地局用アンテナ装置が構成される。
【０００６】
請求項３に係る発明方法の構成は、前記請求項１の発明方法の構成要件に加えて、導電性材料（例えば金属板や針金）を加工して複合アンテナ素子を構成し、
該複合アンテナ素子が地板に対して平行となるよう、電気絶縁性材料を介して該複合アンテナ素子を支持し、
または、該複合アンテナ素子を、電気絶縁性の板状部材に取り付けるとともに、該板状部材を地板に対して平行に支持することを特徴とする。
以上に説明した請求項３の発明方法によると、アンテナ装置の本体部分である複合アンテナ素子を金属板や針金の加工によって作ることができるので、仕様変更に際して迅速，容易に対応することができ、多機種生産する場合にも異機種間の部品互換性を図ることができる。
【０００７】
請求項４に係る発明方法の構成は、前記請求項１ないし同３の発明方法の構成要件に加えて、前記奇数個のループアンテナ素子のそれぞれに、直線状の平行な２辺を設け、該奇数個のループアンテナ相互を同一形状に構成し、
これら奇数個のループアンテナ素子を組み合わせて、概要的に目の字状をなし、もしくは梯子状をなす複合アンテナ素子を構成することを特徴とする。
以上に説明した請求項４の発明方法によると、奇数個のループアンテナ素子のそれぞれが同じ形状，寸法なので、これらを連結して成る複合アンテナ素子の形状が幾何学的な形状となる（不規則で複雑な形状とならない）ので、工業的生産が容易である上に、製品としての意匠が明快で商品価値が高い。その上、アンテナ装置の本体部分である複合アンテナエレメントが、例えば目の字状とか梯子形といった単純な形状であるから、これを支持するための構成部材やカバー部材との整合が容易で生産性が高い。
【０００８】
請求項５に係る発明方法の構成は、前記請求項１ないし同３の何れかの発明の構成要件に加えて、前記ループアンテナ素子の３個，５個，もしくは７個を用い、これらループアンテナ素子の内の２個に、少なくとも１箇所の直線状部を形成するとともに、
該２個を除いた残りのループアンテナ素子には、少なくとも２本の平行な直線状部を形成し、
上記のように形成された奇数個のアンテナ素子の内の２個ずつについて、直線状部を共有させ、または密着させて連結し、一連の複合アンテナ素子を形成し、
連結された複合アンテナ素子の外周部の輪郭形状を、「角に丸味を付した長方形」もしくは楕円形、又はこれに類似した形状ならしめることを特徴とする。
以上に説明した請求項５の発明方法によると、アンテナの本体的構成部材である複合アンテナ素子の外形に丸味を付することができ、これをケースに収納して成るアンテナ装置全体としての意匠構成に好都合である。
【０００９】
請求項６に係る発明装置の構成は、波長λの電波を送受信する通信基地局用のアンテナにおいて、
１周の電気的長さがλのループアンテナ素子の奇数個が配列されて複合アンテナ素子を形成し、地板に対して平行に支持されており、
上記奇数個のループアンテナ素子のそれぞれには、少なくとも１箇所の直線状部が形成されていて、
隣接する２個のループアンテナ素子が相互に直線状部を共有し、または相互に直線状部をほぼ密着させて連結されており、
かつ、相互に連結されている何れの複数個のループアンテナ素子も、連結された外周の電気的長さがλの整数倍でなく、
かつ、前記複合アンテナ素子が波長λの電波に同調したとき定在波の電流分布がゼロとなる箇所に対向、離間して、電気的長さ寸法λ／４のアンテナ励振器が配設されていることを特徴とする。
以上に説明した請求項６の発明装置によると、先願に係る発明（特開２０００−２２４３０号公報）におけるがごとく、簡単な構造で小形，軽量，低コストで通信基地局用として好適なアンテナ装置を構成することができ、
しかも、アンテナ素子の形状が矩形に限定されないので設計的自由度が大きく、該アンテナ素子の使用個数が奇数個であるため、該奇数個のアンテナ素子が連結されて成る複合アンテナ素子が波長λの電波に対し安定して同調し、
かつ、複数個のアンテナ素子の外周部の電気的長さがλの整数倍になっていないので、この外周部が予期しない同調現象を生じることが無く、奇数個のアンテナ素子それぞれの定在波が協調して優れたアンテナ性能（高利得、広帯域）を発揮する。
【００１０】
請求項７に係る発明装置の構成は、前記の複合アンテナ素子が、基板の面に、導通パターンとして形成されており、
上記の基板が、地板に対して平行に支持されており、
かつ、前記λ／４励振器は、地板に対して電気的に絶縁されるとともに、該地板に対して機械的に支持されていることを特徴とする。
以上に説明した請求項７の発明装置によると、アンテナ装置の本体部分である複合アンテナ素子を、基板面上に導通パターンとして構成されているので、公知の基板加工技術を適用して、形状，寸法が高精度の複合アンテナ素子を、低コストで大量生産することができ、かつ、該基板を位置決め支持することによって複合アンテナ素子が正しい位置に確実に設置されて、高品質の通信基地局用アンテナ装置が得られる。
【００１１】
請求項８に係る発明装置の構成は、前記請求項６の発明装置の構成要件に加えて、前記の複合アンテナ素子が、導電性の材料（望ましくは金属板，金属帯，もしくは針金）を加工して形成されたものであり、
形成された複合アンテナ素子が、電気絶縁性支持部材によって支持され、
または、形成された複合アンテナ素子が電気絶縁性の板状ないし枠状の構造部材に装着されるとともに、該板状ないし枠状構造部材が地板に対してほぼ平行に支持されていることを特徴とする。
以上に説明した請求項８の発明装置によると、アンテナ装置の本体部分である複合アンテナ素子を金属板や針金の加工によって作ることができるので、仕様変更に際して迅速，容易に対応することができ、多機種生産する場合にも異機種間の部品互換性を図ることができる。
【００１２】
請求項９に係る発明装置の構成は、前記請求項６ないし請求項８の発明装置の構成要件に加えて、前記奇数個のループアンテナ素子のそれぞれには、平行な２本の直線状部が形成されていて、該奇数個のループアンテナ素子は相互に同一形状に構成されており、
結合された奇数個のループアンテナ素子から成る複合アンテナ素子は概要的に目の字状ないし梯子状をなしていることを特徴とする。
以上に説明した請求項９の発明装置によると、２本の平行な直線状部を有する同一形状のループアンテナ素子が連結されるので、複合アンテナ素子が単純な幾何学的形状となり、設計，製造が容易で、簡素な意匠が形成される。
【００１３】
請求項１０に係る発明装置の構成は、前記請求項６ないし請求項８の発明装置の構成要件に加えて、前記複合アンテナ素子は、３個，５個，もしくは７個のループアンテナ素子が同一平面に沿って連結された一連の構成部材であり、
上記一連のループアンテナ素子の中で、両端のループアンテナ素子は少なくとも１箇所の直線状部を形成され、
上記両端のループアンテナ素子以外のループアンテナ素子は少なくとも２本の平行な直線状部を形成されていて、
これらのループアンテナ素子が結合されて成る複合アンテナ素子の外周部の輪郭形状が、「角に丸味を付された長方形」もしくは、楕円形ないし円形、またはこれらに類似する形状であることを特徴とする。
以上に説明した請求項１０の発明装置によると、奇数個のループアンテナ素子の相互に直線状部分を共有させ、もしくは隣接させた構造であるから、設計的構成が容易であり、かつ、直線状部分を共有して構成された複合アンテナ素子が、その内部に複数本の平行部分を有する単純な形状となるので生産が容易で製造コストが低廉である上に、意匠が煩雑でなく商品価値が高い。さらに、複合アンテナ素子全体としての輪郭に丸味を与えることができるので、これをケース内に収納する場合の全体的な意匠構成が容易である。
【００１４】
請求項１１に係る発明装置の構成は、前記請求項６ないし請求項１０の発明装置の構成要件に加えて、前記の地板、もしくは導通パターンによって地板を成膜されている基板に対してアンテナコネクタが固定されており、
ヘリカルコイル状に形成されたλ／４アンテナ励振器の入力端、もしくは、ジグザグパターン状に形成されたλ／４アンテナ励振器の入力端が、前記アンテナコネクタの中心導体に接続して支持されていることを特徴とする。
以上に説明した請求項１１の発明装置によると、本発明装置の構成に欠くことのできない部材が相互に固定されて１個のアッセンブリ（組立部品）を為しているので取扱い易い。すなわち、このアッセンブリを適宜のケースに収納すると、流通性を有する１個の商品となり、これを適宜な箇所に設置してアンテナコネクタに同軸ケーブルを接続すれば設置作業が完了する。
以上のようであるから、本発明装置によると、通信基地局網を構成する作業の工事設計，工事管理，資材補給計画に好適であり、通信基地局網メンティナンス用の機材としても好適である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施形態について、２例を示す模式的な斜視図である。
奇数個（本例では３個）の、１周の電気的長さがλであるループアンテナ素子１ａ，１ｂ，１ｃが組み合わされて複合アンテナ素子１を形成している。
本例では、３個のループアンテナ素子１ａ，１ｂ，１ｃが相互に同形同寸の長方形に構成されているので組み合わせが容易であり、組み合わされた結果として複合アンテナ素子１が、漢字の目の字に類似した幾何学的形状となるので、設計，製作，取扱いが容易である。
奇数個のループアンテナ素子の組合せについては、後に図３を参照して詳しく述べるが、地板２と平行な同一平面に沿わせて配列し、隣接するループアンテナ素子相互に直線状部分を共有させる。
このため、中央のλループアンテナ素子１ｂは２本の平行な直線状部を有し、
端部のλループアンテナ素子１ａ，１ｃは少なくとも１本の直線状部を有していることを必要とする。
隣り合う２個のλループアンテナ同士は、直線状部を共有させ、もしくは隣接させてほぼ密着させる。
それぞれのループアンテナ素子は、その電気的長さがλであるから、波長λの電波に同調して、その周囲に定在波が乗る。
本例のように直線状部を共有して連結されていると、この直線状部に矢印で示した部分に電流値最大（電圧値ゼロ）の箇所を生じ、×印の箇所は電流値ゼロ、電圧値最大となる。
【００１６】
以上に述べたような同調状態を現出するためには、これを妨害する不測の共振を生じないよう、あらかじめ配慮しておかねばならない。
例えば、３個のループアンテナ素子によって形成されている複合アンテナ素子１の外周のみを考察したとき、この外周寸法がλの整数倍であると、予期しない共振を生じて、所期のアンテナ性能が得られなくなる。
本発明に係るアンテナ装置は、「１周の電気的長さがλであるループアンテナ素子の奇数個を連結すること」を必須の要件としているので、ループアンテナ素子の数が３個，７個，もしくはそれ以上の奇数個である場合に、前記の有害な共振を防止するように配慮しておかねばならない。
いま仮に、３個のループアンテナ素子１ａ，１ｂ，１ｃのそれぞれを「１辺がλ／４の正方形」に設定すると、連結された３個のループアンテナの外周寸法は８×λ／４＝２λ となって、２λで共振し、所期の共振電流と干渉する。このような事態を生じないよう、設計段階で注意することが必要である。
【００１７】
上記の×印を付した箇所（望ましくは、中央部のループアンテナ素子の×印の箇所）に対向、離間せしめてアンテナ励振器を配設する。
本図１の（Ａ）では、λ／４で共振するヘリカルコイル３ｃによって励振器を構成してある。（Ｂ）では、図示を省略した基板の面に形成したジグザグ状の導通パターン３ｚによってλ／４で共振する励振器を構成してある。
上記励振器の片方の端は、前記複合アンテナ素子１の×印箇所に対向、離間しているので、両者の間に静電容量ｃが形成される。
前記アンテナ励振器の他端は同軸ケーブル４の芯線に接続され、該同軸ケーブル４の外部導体は地板２に接続される。
以上のようにして、同軸ケーブル４は複合アンテナ素子１に対してλ／４励振器を介して静電容量結合され、該複合アンテナ素子１は波長λ付近で広帯域の同調特性を発揮し、かつ、地板と垂直な方向に優れた指向性を示す。
【００１８】
図２は、前掲の図１に示した実施形態の断面図である。
複合アンテナ素子１は、基板５の面上に導通パターンとして形成されている。
（読図の便宜上、パターンの厚さ寸法を拡大して描いてある）。
前記の基板５は、地板２に対して電気絶縁性の支柱６により支持されている。地板は、金属板であっても良く、基板面上に形成された導通パターンであっても良い。本例のλ／４ヘリカルコイル（励振器）３ｃはボビン９に巻成されていて、該ボビン９は基板５を支持する支柱の役目も兼ねている。
図示を省略するが、複合アンテナ素子１を板金工作によって構成することもできる。すなわち、金属板（導電性プラスチック板であっても良い）を切り抜いたり、打ち抜いたりし、または金属製リボンもしくは針金を切ったり曲げたり、ハンダ付けしたりして構成することもでき、このようにして工作された複合アンテナ素子１は、電気絶縁性の支柱により地板２に対して支持される。板金製の複合アンテナ素子（図示せず）が強度的に不充分であれば、電気絶縁性の補強板（図示省略）に取り付けて支持すれば良い。
【００１９】
オス型のアンテナコネクタ１０ｍが、地板２およびケース底板７を貫通して固着されていて、その中心導体はλ／４ヘリカルコイル（励振器）４の給電端に接続され、その外部導体は地板２に接続されている。
前記オス型アンテナコネクタ１０ｍに対応するメス型アンテナコネクタ１０ｆは、同軸ケーブル４に接続されている。
符号８を付して示したのはケースカバーであって、前記のケース底板に対して取付ネジ１１で装着されている。
【００２０】
図３は、各種の複合ループアンテナ素子を示した概要的な平面図である。
（Ａ１）は、前掲の図１に示した型式、すなわち３個の長方形のループアンテナ素子を連結したものであって、ループアンテナ素子単独のものや２個連結のもの（図示省略）に比して高い利得が得られる。
（Ａ２）は、同様にして７個の長方形のループアンテナ素子を連結したものであって、全体的に梯子形をしている。このように５個のループアンテナ素子を結合すると、３個の場合に比して、より高い利得が得られる。
同様にして、７個，９個，１１個を連結することもできるが、９個以上とした場合は、大形大重量となるのに比して利得の向上が少ないので、３個，５個，もしくは７個とすることが推奨される。なお、本出願人が工業化を予定して非公式に実用化試験を行なっているのは、本図３（Ａ１）の目の字状タイプである。
図３（Ｂ）のように、四隅の角を丸めることもできる。この場合、中央のループアンテナ素子は２本の平行な直線状部を有し、両端のループアンテナ素子は少なくとも１箇所の直線状部を有することが必要である。
このように「隅を丸めること」を更に進めると（Ｃ）のような楕円形となり、図示を省略するが円形とすることもできる。このようにして隅を丸めることによって、製品としてのアンテナ装置の意匠的価値を高めるに有効である。
（Ｄ１）のようにループアンテナ素子を６角形に構成することもでき、（Ｄ２）のように６角形のループアンテナ素子と４角形のループアンテナ素子とを組み合わせることもできる。例えば（Ｄ２）の複合アンテナ素子を長方形のケースに収納すると、四隅部分にケース取付用金具を配設するに好都合である。
また、（Ｅ）のように、長方形と平行四辺形とを組み合わせることもでき、この他にも各種の組み合わせを考えることができる。
【００２１】
図４は、本発明の実施形態の１例をケース内に収納した状態を描いた２面図である。（Ａ）は正面図であって、ケースカバー８で全面を覆われている。かくれ線で示されているカバー取付ネジ１１およびアンテナコネクタ１０ｍは、先に図２を参照して説明した構成部材である。
（Ｂ）図は、前記カバー取付ネジ１１を通る面のａ−ａ矢視図と、アンテナコネクタ１０ｍを通る面のｂ−ｂ矢視図とを重ねて描いた断面図である。
符号１２を付して示したのは、このアンテナ装置を支持構造物（例えば支柱）に取り付けるためのブラケットである。
本図４の例のように、本発明に係るアンテナ装置をケース内に収納して、ケース底板に密着させた地板を貫通するアンテナコネクタ１０ｍを設けると、通信基地を建設する工事においてアンテナ装置の設置や同軸ケーブルの配線が容易で、建設工事設計、機材調達、工程管理に好適である。
その上、万一何らかの事情でアンテナ装置が破損した場合、迅速、容易に交換することができ、通信基地局網の維持管理に便利である。
【００２２】
図５（Ａ）は、前掲の図１（Ａ）に示した実施形態におけるＳＷＲ特性を示し、ＰＨＳなどで使われる数ギガヘルツ付近で優れた広帯域性を有していることを表している。
図５（Ｂ）は、上記実施形態におけるアンテナ指向特性／利得を示し、高利得と、優れた指向性とを有していることが分かる。
【００２３】
【発明の効果】
以上に本発明の実施形態を挙げてその構成、機能を明らかならしめたように、請求項１の発明方法によると、先願に係る発明（特開２０００−２２４３０号公報）におけるがごとく、簡単な構造で小形，軽量，低コストで通信基地局用として好適なアンテナ装置を構成することができ、
しかも、アンテナ素子の形状が矩形に限定されないので設計的自由度が大きく、該アンテナ素子の使用個数が奇数個であるため、該奇数個のアンテナ素子が連結されて成る複合アンテナ素子が波長λの電波に対し安定して同調し、
かつ、複数個のアンテナ素子の外周部の電気的長さがλの整数倍になっていないので、この外周部が予期しない同調現象を生じることが無く、奇数個のアンテナ素子それぞれの定在波が協調して優れたアンテナ性能（高利得、広帯域）を発揮する。
【００２４】
請求項２の発明方法によると、アンテナ装置の本体部分である複合アンテナ素子を、基板面上に導通パターンとして構成するので、公知の基板加工技術を適用して、形状，寸法が高精度の複合アンテナ素子を、低コストで大量生産することができ、かつ、該基板を位置決め支持することによって複合アンテナ素子が正しい位置に確実に設置される。
請求項３の発明方法によると、アンテナ装置の本体部分である複合アンテナ素子を金属板や針金の加工によって作ることができるので、仕様変更に際して迅速、かつ容易に対応することができ、多機種生産する場合にも異機種間の部品互換性を図ることができる。
請求項４の発明方法によると、奇数個のループアンテナ素子のそれぞれが同じ形状，寸法なので、これらを連結して成る複合アンテナ素子の形状が幾何学的な形状となる（不規則で複雑な形状とならない）ので、工業的生産が容易である上に、製品としての意匠が明快で商品価値が高い。その上、アンテナ装置の本体部分である複合アンテナエレメントが、例えば目の字状とか梯子形といった単純な形状であるから、これを支持するための構成部材やカバー部材との整合が容易で生産性が高い。
請求項５の発明方法によると、アンテナの本体的部分である複合アンテナ素子が外形に丸味を与えることができ、これを収納して成るアンテナ装置全体としての意匠構成に好都合である。
【００２５】
請求項６の発明装置によると、先願に係る発明（特開２０００−２２４３０号公報）におけるがごとく、簡単な構造で小形，軽量，低コストで通信基地局用として好適なアンテナ装置を構成することができ、
しかも、アンテナ素子の形状が矩形に限定されないので設計的自由度が大きく、該アンテナ素子の使用個数が奇数個であるため、該奇数個のアンテナ素子が連結されて成る複合アンテナ素子が波長λの電波に対し安定して同調し、
かつ、複数個のアンテナ素子の外周部の電気的長さがλの整数倍になっていないので、この外周部が予期しない同調現象を生じることが無く、奇数個のアンテナ素子それぞれの定在波が協調して優れたアンテナ性能（高利得、広帯域）を発揮する。
【００２６】
請求項７の発明装置によると、アンテナ装置の本体部分である複合アンテナ素子を、基板面上に導通パターンとして構成されているので、公知の基板加工技術を適用して、形状，寸法が高精度の複合アンテナ素子を、低コストで大量生産することができ、かつ、該基板を位置決め支持することによって複合アンテナ素子が正しい位置に確実に設置されて、高品質の通信基地局用アンテナ装置が得られる。
請求項８の発明装置によると、アンテナ装置の本体的部分である複合アンテナ素子を金属板や針金の加工によって作ることができるので、仕様変更に際して迅速、容易に対応することができ、多機種生産する場合にも異機種間の部品互換性を図ることができる。
請求項９の発明装置によると、２本の平行な直線状部を有する同一形状のループアンテナ素子が連結されるので、複合アンテナ素子が単純な幾何学的形状となり、設計、製造が容易で、簡素な意匠が形成される。
請求項１０の発明装置によると、奇数個のループアンテナ素子の相互に直線状部分を共有させ、もしくは隣接させた構造であるから、設計的構成が容易であり、かつ、直線状部分を共有して構成された複合アンテナ素子が、その内部に複数本の平行部分を有する単純な形状となるので生産が容易で製造コストが低廉である上に、意匠が煩雑でなく商品価値が高い。さらに、複合アンテナ素子全体としての輪郭に丸味を与えることができるので、これをケース内に収納する場合の全体的な意匠構成が容易である。
請求項１１の発明装置によると、本発明装置の構成に欠くことのできない部材が相互に固定されて１個のアッセンブリ（組立部品）を為しているので取扱い易い。すなわち、このアッセンブリを適宜のケースに収納すると、流通性を有する１個の商品となり、これを適宜な箇所に設置してアンテナコネクタに同軸ケーブルを接続すれば設置作業が完了する。
以上のようであるから、本発明装置によると、通信基地局網を構成する作業の工事設計、工事管理、資材補給計画に好適であり、通信基地局網メンティナンス用の機材としても好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態における２例を描いた模式的な斜視図である。
【図２】本発明の１実施形態を示す要部断面図である。
【図３】本発明を適用して構成した各種の複合ループアンテナの模式的な正面図である。
【図４】本発明の１実施形態をケース内に収納したアンテナ装置全体の２面図である。
【図５】前掲の図１に示した実施形態に係るアンテナ装置の特性図表である。
【符号の説明】
１…複合アンテナ素子、１ａ，１ｂ，１ｃ…λループアンテナ、２…地板、３ｃ…λ／４で共振するヘリカルコイル、３ｚ…λ／４で共振するジグザグパターン、４…同軸ケーブル、５…基板、６…絶縁支柱、７…ケース底板、８…ケースカバー、９…ボビン、１０ｆ…メス型アンテナコネクタ、１０ｍ…オス型アンテナコネクタ、１１…カバー取付ネジ、１２…ブラケット[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an antenna device suitable for a terminal base station or a wireless LAN (local area network) in mobile communication such as PHS. However, the use is not limited to the base station.
[0002]
[Prior art]
This type of antenna device is required to be suitable for mass production, easy quality control, low production cost, excellent wind resistance, high gain, and wide tuning frequency band.
The technology of this type of antenna device is steadily improving. As the most excellent technology at the time of 1998, there is an antenna device (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-22430) according to Japanese Patent Application No. 10-187594.
The above invention is a prior art created by the present inventor and being applied for by the present applicant, and hereinafter referred to as the invention of the prior application.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The present inventor continued the practical application test after filing a patent application for the invention of the prior application, and worked on the search for the fundamental electromagnetic principle.
As a result, it was confirmed that the invention of the prior application had the following technical problems and room for improvement.
a. In the invention of the prior application, it was considered that the shape of the antenna element should be rectangular, but the same effect can be obtained even if it is not necessarily rectangular.
b. In the invention of the prior application, the number of antenna elements is considered to be an arbitrary number, and basically two antenna elements are used. However, by using an odd number of antenna elements, Greatly improved performance.
c. In the invention of the prior application, there was no particular knowledge about the shape and dimensions of the antenna body (a composite antenna element in which a plurality of rectangular antenna elements were connected). To affect.
The object of the present invention is to improve the antenna technology according to the invention of the prior application based on the knowledge of the above a, b, c, and “appropriate for mass production, easy quality control, and low production cost. It is an object of the present invention to provide a high-gain and wide-band antenna device and a configuration method therefor without detracting from the advantages of the prior application invention. In the present invention, “communication base station antenna” means “antenna suitable for communication base station”, and its use is not limited to communication base station, but is used for wireless LAN and other uses. Also, if the characteristic constitution requirements of the present invention are provided, they belong to the technical scope of the present invention.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the configuration of the inventive method according to claim 1 is a method of configuring an antenna for a communication base station that transmits and receives a radio wave of wavelength λ.
An odd number of loop antenna elements having an electrical length dimension of one circumference of about λ and having a linear portion in at least one place are arranged along the same plane,
A linear antenna is shared between two adjacent loop antenna elements, or is made to be in close contact and parallel to form a composite antenna element.
When the composite antenna element is tuned to a radio wave of wavelength λ, an antenna exciter having an electrical length dimension of λ / 4 is disposed opposite and spaced apart from a portion where the current distribution of the standing wave becomes zero,
A ground plane is arranged in parallel with the composite antenna element,
In addition, the shape and arrangement of the odd number of loop antenna elements are set so that the electrical length dimension of the outer periphery of a plurality of adjacent loop antenna elements does not become an integral multiple of λ.
According to the invention method of claim 1 described above, as in the invention according to the prior application (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-22430), an antenna suitable for a communication base station with a simple structure, small size, light weight, and low cost. Can configure the device,
In addition, since the shape of the antenna element is not limited to a rectangle, the degree of freedom in design is large, and the number of antenna elements used is an odd number. Therefore, a composite antenna element formed by connecting the odd number of antenna elements has a wavelength λ. Stablely tuned to the radio wave,
In addition, since the electrical length of the outer periphery of the plurality of antenna elements is not an integral multiple of λ, this outer periphery does not cause an unexpected tuning phenomenon, and the standing wave of each of the odd number of antenna elements Exhibit excellent antenna performance (high gain, wide bandwidth).
[0005]
In addition to the structural requirements of the inventive method of the first aspect, the configuration of the inventive method according to the second aspect configures the composite antenna element by a conduction pattern on the substrate surface,
The substrate is supported in parallel to the ground plane.
According to the invention method of
[0006]
In addition to the constituent features of the inventive method of claim 1, the configuration of the inventive method according to
Supporting the composite antenna element via an electrically insulating material so that the composite antenna element is parallel to the ground plane,
Alternatively, the composite antenna element is attached to an electrically insulating plate member, and the plate member is supported in parallel to the ground plane.
According to the invention method of
[0007]
In addition to the constituent features of the inventive method of the first to third aspects, the configuration of the inventive method according to
The odd number of loop antenna elements are combined to form a composite antenna element that generally forms an eye shape or a ladder shape.
According to the method of the invention of
[0008]
The configuration of the invention method according to
The remaining loop antenna elements excluding the two are formed with at least two parallel straight portions,
For each two of the odd number of antenna elements formed as described above, the linear portion is shared or closely connected to form a series of composite antenna elements,
The contour shape of the outer periphery of the combined composite antenna elements is characterized by being a “rectangle with rounded corners”, an ellipse, or a similar shape.
According to the method of the invention of
[0009]
The configuration of the inventive device according to
An odd number of loop antenna elements having an electrical length of one circumference is arranged to form a composite antenna element, which is supported in parallel to the ground plane,
Each of the odd number of loop antenna elements is formed with at least one linear portion,
Two adjacent loop antenna elements share a linear portion with each other, or are connected so that the linear portions are in close contact with each other,
In addition, in any of the plurality of loop antenna elements connected to each other, the electrical length of the connected outer periphery is not an integral multiple of λ,
In addition, an antenna exciter having an electrical length of λ / 4 is disposed opposite to and spaced from a portion where the current distribution of the standing wave becomes zero when the composite antenna element is tuned to a radio wave of wavelength λ. It is characterized by being.
According to the invention apparatus of
In addition, since the shape of the antenna element is not limited to a rectangle, the degree of freedom in design is large, and the number of antenna elements used is an odd number. Therefore, a composite antenna element formed by connecting the odd number of antenna elements has a wavelength λ. Stablely synchronized with radio waves,
In addition, since the electrical length of the outer periphery of the plurality of antenna elements is not an integral multiple of λ, this outer periphery does not cause an unexpected tuning phenomenon, and the standing wave of each of the odd number of antenna elements Exhibit excellent antenna performance (high gain, wide bandwidth).
[0010]
The configuration of the inventive device according to claim 7 is such that the composite antenna element is formed as a conductive pattern on the surface of the substrate.
The above substrate is supported in parallel to the ground plane,
The λ / 4 exciter is electrically insulated from the ground plane and mechanically supported by the ground plane.
According to the invention device of claim 7 described above, since the composite antenna element which is the main body portion of the antenna device is configured as a conduction pattern on the substrate surface, the shape, High-quality composite antenna elements can be mass-produced at low cost, and the composite antenna elements are securely installed at the correct position by positioning and supporting the substrate, so that the high-quality communication base station can be used. An antenna device is obtained.
[0011]
In the configuration of the inventive device according to claim 8, in addition to the constituent features of the inventive device of
The formed composite antenna element is supported by an electrically insulating support member,
Alternatively, the formed composite antenna element is mounted on an electrically insulating plate-like or frame-like structural member, and the plate-like or frame-like structural member is supported substantially parallel to the ground plane. And
According to the invention device of claim 8 described above, since the composite antenna element which is the main body portion of the antenna device can be made by processing a metal plate or a wire, it can quickly and easily cope with the specification change, Even in multi-model production, parts compatibility between different models can be achieved.
[0012]
The configuration of the inventive device according to claim 9 includes, in addition to the configuration requirements of the inventive device of
A complex antenna element composed of an odd number of coupled loop antenna elements is generally characterized by an eye shape or a ladder shape.
According to the invention device of the ninth aspect described above, since the loop antenna elements having the same shape having two parallel linear portions are connected, the composite antenna element has a simple geometric shape, and is designed and manufactured. Is easy and a simple design is formed.
[0013]
The configuration of the inventive device according to claim 10 is the same as the configuration requirements of the inventive device of
Among the series of loop antenna elements, the loop antenna elements at both ends are formed with at least one linear portion,
The loop antenna elements other than the loop antenna elements at both ends are formed with at least two parallel linear portions,
The contour shape of the outer peripheral portion of the composite antenna element formed by combining these loop antenna elements is “a rectangle with rounded corners”, an ellipse, a circle, or a similar shape. To do.
According to the invention device of the tenth aspect described above, since it is a structure in which the linear portions of the odd number of loop antenna elements are shared or adjacent to each other, the design configuration is easy and the linear configuration is achieved. The composite antenna element constructed by sharing the parts has a simple shape having a plurality of parallel parts inside, so that the production is easy and the manufacturing cost is low, and the design is not complicated and has a commercial value. high. Furthermore, since the contour of the composite antenna element as a whole can be given a roundness, the overall design configuration when it is housed in the case is easy.
[0014]
The structure of the inventive device according to claim 11 is the antenna connector for the base plate or the substrate on which the ground plate is formed by the conductive pattern in addition to the constituent features of the inventive device of
An input end of a λ / 4 antenna exciter formed in a helical coil shape or an input end of a λ / 4 antenna exciter formed in a zigzag pattern is connected to and supported by the central conductor of the antenna connector. It is characterized by being.
According to the invention device of the eleventh aspect described above, the members indispensable for the structure of the device of the present invention are fixed to each other to form one assembly (assembly part), so that it is easy to handle. That is, when this assembly is housed in an appropriate case, it becomes a single product having flowability. If this assembly is installed at an appropriate location and a coaxial cable is connected to the antenna connector, the installation operation is completed.
As described above, according to the apparatus of the present invention, it is suitable for work design, work management, and material supply planning for work constituting the communication base station network, and is also suitable as equipment for communication base station network maintenance.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a schematic perspective view showing two examples of the embodiment of the present invention.
An odd number (three in this example) of loop antenna elements 1a, 1b, and 1c each having an electrical length of λ is combined to form a composite antenna element 1.
In this example, the three loop antenna elements 1a, 1b, and 1c are formed in a rectangular shape having the same shape and the same size, so that the combination is easy. Since it has a geometrical shape similar to the shape of the letter, it is easy to design, manufacture and handle.
The combination of the odd number of loop antenna elements will be described in detail later with reference to FIG. 3, but they are arranged along the same plane parallel to the
For this reason, the center λ loop antenna element 1b has two parallel linear portions,
The λ loop antenna elements 1a and 1c at the ends need to have at least one linear portion.
Adjacent two λ loop antennas share a linear portion or are adjacent to each other and are in close contact with each other.
Since each loop antenna element has an electrical length of λ, a standing wave rides around it in synchronism with a radio wave of wavelength λ.
If the linear part is shared and connected as shown in this example, a part with the maximum current value (voltage value zero) is generated in the part indicated by the arrow in the linear part, and the part marked with x has a zero current value. The voltage value is maximum.
[0016]
In order to bring out the tuning state as described above, care must be taken in advance so as not to cause an unexpected resonance that hinders this.
For example, when considering only the outer periphery of the composite antenna element 1 formed by three loop antenna elements, if this outer peripheral dimension is an integral multiple of λ, unexpected resonance occurs, and the expected antenna performance is It can no longer be obtained.
The antenna device according to the present invention has an essential requirement of “connecting an odd number of loop antenna elements having an electrical length of one circumference of λ”. Therefore, the number of loop antenna elements is three or seven. In the case of an odd number more than that, care must be taken to prevent the harmful resonance.
If each of the three loop antenna elements 1a, 1b, and 1c is set to “a square with one side of λ / 4”, the outer peripheral dimension of the three loop antennas connected is 8 × λ / 4 = 2λ. It resonates at 2λ and interferes with the desired resonance current. Care must be taken at the design stage to avoid this situation.
[0017]
An antenna exciter is disposed so as to be opposed to and spaced apart from the above-mentioned location marked with x (desirably, the location marked with x in the central loop antenna element).
In FIG. 1A, an exciter is constituted by a helical coil 3c that resonates at λ / 4. In (B), an exciter that resonates at λ / 4 is formed by a zigzag conductive pattern 3z formed on the surface of the substrate (not shown).
Since one end of the exciter is opposed to and spaced from the X-marked portion of the composite antenna element 1, a capacitance c is formed between them.
The other end of the antenna exciter is connected to the core wire of the
As described above, the
[0018]
FIG. 2 is a cross-sectional view of the embodiment shown in FIG.
The composite antenna element 1 is formed as a conductive pattern on the surface of the
(For convenience of reading, the pattern thickness dimension is enlarged).
The
Although not shown, the composite antenna element 1 can also be configured by sheet metal work. That is, a metal plate (which may be a conductive plastic plate) may be cut out, punched out, or a metal ribbon or wire may be cut, bent, or soldered. The composite antenna element 1 thus machined is supported with respect to the
[0019]
A male antenna connector 10m is fixedly penetrating through the
A female antenna connector 10 f corresponding to the male antenna connector 10 m is connected to the
Reference numeral 8 denotes a case cover, which is attached to the case bottom plate with a mounting screw 11.
[0020]
FIG. 3 is a schematic plan view showing various composite loop antenna elements.
(A1) is the type shown in FIG. 1 above, ie, three rectangular loop antenna elements connected to each other, compared to a single loop antenna element or two connected loop antenna elements (not shown). High gain.
(A2) is a connection of seven rectangular loop antenna elements in the same manner, and has a ladder shape as a whole. When five loop antenna elements are combined in this way, a higher gain can be obtained compared to the case of three loop antenna elements.
Similarly, seven, nine, and eleven can be connected. However, when the number is nine or more, the gain is less improved compared to the large and heavy weight, so three, five. Or 7 is recommended. In addition, it is the eye-shaped type of this FIG. 3 (A1) that this applicant plans industrialization and is performing a practical use test informally.
The corners of the four corners can be rounded as shown in FIG. In this case, the central loop antenna element needs to have two parallel linear portions, and the loop antenna elements at both ends need to have at least one linear portion.
When the “rounding corners” are further advanced in this way, an elliptical shape as shown in (C) is obtained. By rounding the corners in this way, it is effective to increase the design value of the antenna device as a product.
The loop antenna element can be configured in a hexagonal shape as in (D1), and the hexagonal loop antenna element and the quadrangular loop antenna element can be combined as in (D2). For example, when the composite antenna element (D2) is housed in a rectangular case, it is convenient to dispose the case mounting brackets at the four corners.
Moreover, as shown in (E), a rectangle and a parallelogram can be combined, and various other combinations can be considered.
[0021]
FIG. 4 is a two-side view depicting a state in which one example of the embodiment of the present invention is housed in a case. (A) is a front view, and the entire surface is covered with a case cover 8. The cover mounting screw 11 and the antenna connector 10m indicated by the hidden lines are the components described above with reference to FIG.
FIG. 4B is a cross-sectional view in which the aa arrow view of the surface passing through the cover mounting screw 11 and the bb arrow view of the surface passing through the antenna connector 10m are overlapped.
Reference numeral 12 denotes a bracket for attaching the antenna device to a support structure (for example, a support).
As shown in FIG. 4, when the antenna device according to the present invention is housed in a case and provided with an antenna connector 10m that penetrates the ground plate closely attached to the case bottom plate, Easy installation and coaxial cable wiring, suitable for construction design, equipment procurement and process management.
In addition, if the antenna device is damaged for some reason, it can be replaced quickly and easily, which is convenient for the maintenance and management of the communication base station network.
[0022]
FIG. 5 (A) shows the SWR characteristics in the embodiment shown in FIG. 1 (A), and shows that it has an excellent broadband property in the vicinity of several gigahertz used in PHS and the like.
FIG. 5B shows the antenna directivity / gain in the above embodiment, and it can be seen that the antenna has high gain and excellent directivity.
[0023]
【The invention's effect】
As described above, the configuration and function of the embodiment of the present invention have been clarified, and according to the invention method of claim 1, it is simple as in the invention according to the prior application (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-22430). An antenna device suitable for communication base stations can be configured with a small size, light weight and low cost with a simple structure.
In addition, since the shape of the antenna element is not limited to a rectangle, the degree of freedom in design is large, and the number of antenna elements used is an odd number. Therefore, a composite antenna element formed by connecting the odd number of antenna elements has a wavelength λ. Stablely tuned to the radio wave,
In addition, since the electrical length of the outer periphery of the plurality of antenna elements is not an integral multiple of λ, this outer periphery does not cause an unexpected tuning phenomenon, and the standing wave of each of the odd number of antenna elements Exhibit excellent antenna performance (high gain, wide bandwidth).
[0024]
According to the method of the invention of
According to the invention method of
According to the invention of
According to the fifth aspect of the invention, the composite antenna element, which is the main part of the antenna, can give the outer shape a roundness, which is convenient for the design configuration of the entire antenna device that houses this.
[0025]
According to the invention device of
In addition, since the shape of the antenna element is not limited to a rectangle, the degree of freedom in design is large, and the number of antenna elements used is an odd number. Therefore, a composite antenna element formed by connecting the odd number of antenna elements has a wavelength λ. Stablely tuned to the radio wave,
In addition, since the electrical length of the outer periphery of the plurality of antenna elements is not an integral multiple of λ, this outer periphery does not cause an unexpected tuning phenomenon, and the standing wave of each of the odd number of antenna elements Exhibit excellent antenna performance (high gain, wide bandwidth).
[0026]
According to the invention device of claim 7, since the composite antenna element which is the main body portion of the antenna device is configured as a conductive pattern on the substrate surface, the shape and dimensions are highly accurate by applying a known substrate processing technique. The composite antenna element can be mass-produced at a low cost and the composite antenna element is securely installed at the correct position by positioning and supporting the substrate, thereby obtaining a high-quality communication base station antenna apparatus. It is done.
According to the invention device of claim 8, since the composite antenna element which is the main part of the antenna device can be made by processing a metal plate or a wire, it is possible to respond quickly and easily when changing specifications, and to produce a variety of models. Even in this case, parts compatibility between different models can be achieved.
According to the invention apparatus of claim 9, since the loop antenna elements having the same shape having two parallel straight portions are connected, the composite antenna element has a simple geometric shape, and is easy to design and manufacture. A simple design is formed.
According to the invention device of claim 10, since the linear part is shared or adjacent to each other by an odd number of loop antenna elements, the design configuration is easy and the linear part is shared. The composite antenna element configured as described above has a simple shape having a plurality of parallel portions therein, so that the production is easy and the manufacturing cost is low, and the design is not complicated and the commercial value is high. Furthermore, since the contour of the composite antenna element as a whole can be given a roundness, the overall design configuration when it is housed in the case is easy.
According to the eleventh aspect of the present invention, the members indispensable for the configuration of the present apparatus are fixed to each other to form one assembly (assembly part), so that it is easy to handle. That is, when this assembly is housed in an appropriate case, it becomes a single product having flowability. If this assembly is installed at an appropriate location and a coaxial cable is connected to the antenna connector, the installation operation is completed.
As described above, according to the apparatus of the present invention, it is suitable for work design, work management, and material replenishment planning for work constituting the communication base station network, and is also suitable as equipment for communication base station network maintenance.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view depicting two examples in an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part showing one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic front view of various composite loop antennas configured by applying the present invention.
FIG. 4 is a two-side view of the entire antenna device in which one embodiment of the present invention is housed in a case.
FIG. 5 is a characteristic chart of the antenna device according to the embodiment shown in FIG. 1;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Composite antenna element, 1a, 1b, 1c ... (lambda) loop antenna, 2 ... Ground plane, 3c ... Helical coil which resonates at [lambda] / 4, 3z ... Zigzag pattern which resonates at [lambda] / 4, 4 ... Coaxial cable, 5 ... Substrate , 6 ... Insulating posts, 7 ... Case bottom plate, 8 ... Case cover, 9 ... Bobbin, 10f ... Female antenna connector, 10m ... Male antenna connector, 11 ... Cover mounting screw, 12 ... Bracket
Claims (11)
１周の電気的長さ寸法が約λで、少なくとも１箇所に直線状部を有するループアンテナ素子の奇数個を同一平面に沿わせて配列し、
隣接する２個のループアンテナ素子相互の間で、直線状部を共有せしめて複合アンテナ素子を構成し、
該複合アンテナ素子が波長λの電波に周調したとき定在波の電流分布がゼロとなる箇所に対向、離間せしめて、電気的長さ寸法λ／４のアンテナ励振器を配設するとともに、
前記複合アンテナ素子と平行に地板を配置し、
かつ、隣接する複数個のループアンテナ素子の外周の電気的長さ寸法が、λの整数倍にならないよう、前記奇数個のループアンテナ素子の形状、配列を設定することを特徴とする、通信基地局用アンテナの構成方法。In a method of configuring an antenna for a communication base station that transmits and receives radio waves of wavelength λ,
An odd number of loop antenna elements having an electrical length dimension of one circumference of about λ and having a linear portion in at least one place are arranged along the same plane,
Between two adjacent loop antenna element mutually constitute Umate composite antenna element Shi not share straight portion,
When the composite antenna element is tuned to a radio wave of wavelength λ, an antenna exciter having an electrical length dimension of λ / 4 is disposed opposite and spaced apart from a portion where the current distribution of the standing wave becomes zero,
A ground plane is arranged in parallel with the composite antenna element,
And the shape and arrangement of the odd number of loop antenna elements are set so that the electrical length dimension of the outer periphery of a plurality of adjacent loop antenna elements does not become an integral multiple of λ. How to configure a station antenna.
該複合アンテナ素子が地板に対して平行となるよう、電気絶縁性材料を介して該複合アンテナ素子を支持し、
または、該複合アンテナ素子を、電気絶縁性の板状部材に取り付けるとともに、該板状部材を地板に対して平行に支持することを特徴とする、請求項１に記載した通信基地局用アンテナの構成方法。Processing the conductive material to constitute the composite antenna element,
Supporting the composite antenna element via an electrically insulating material so that the composite antenna element is parallel to the ground plane,
The antenna for a communication base station according to claim 1, wherein the composite antenna element is attached to an electrically insulating plate-like member, and the plate-like member is supported in parallel to the ground plane. Configuration method.
これら奇数個のループアンテナ素子を組み合わせて、概要的に目の字状をなし、もしくは梯子状をなす複合アンテナ素子を構成することを特徴とする、請求項１ないし請求項３の何れかに記載した通信基地局用アンテナの構成方法。Each of the odd number of loop antenna elements is provided with two straight parallel sides, and the odd number of loop antennas are configured in the same shape,
4. The composite antenna element according to claim 1, wherein the odd number of loop antenna elements are combined to form a composite antenna element that is generally shaped like an eye or a ladder. A method for configuring a communication base station antenna.
該２個を除いた残りのループアンテナ素子には、少なくとも２本の平行な直線状部を形成し、
上記のように形成された奇数個のアンテナ素子の内の２個ずつについて、直線状部を共有させ、または密着させて連結し、一連の複合アンテナ素子を形成し、
連結された複合アンテナ素子の外周部の輪郭形状を、「角に丸味を付した長方形」もしくは楕円形ないし円形、またはこれらに類似した形状ならしめることを特徴とする、請求項１ないし請求項３の何れかに記載した通信基地局用アンテナの構成方法。Using three, five, or seven of the loop antenna elements, and forming at least one linear portion on two of the loop antenna elements,
The remaining loop antenna elements excluding the two are formed with at least two parallel straight portions,
For each two of the odd number of antenna elements formed as described above, the linear portion is shared or closely connected to form a series of composite antenna elements,
The contour shape of the outer peripheral portion of the connected composite antenna elements is made to be a “rectangle with rounded corners”, an ellipse or a circle, or a similar shape to these shapes. A method for configuring a communication base station antenna according to any one of the above.
１周の電気的長さがλのループアンテナ素子の奇数個が配列されて複合アンテナ素子を形成し、地板に対して平行に支持されており、
上記奇数個のループアンテナ素子のそれぞれには、少なくとも１箇所の直線状部が形成されていて、
隣接する２個のループアンテナ素子が相互に直線状部を共有して連結されており、
かつ、相互に連結されている何れの複数個のループアンテナ素子も、連結された外周の電気的長さがλの整数倍でなく、
かつ、前記複合アンテナ素子が波長λの電波に同調したとき定在波の電流分布がゼロとなる箇所に対向、離間して、電気的長さ寸法λ／４のアンテナ励振器が配置されていることを特徴とする、通信基地局用のアンテナ装置。In a communication base station antenna that transmits and receives radio waves of wavelength λ,
An odd number of loop antenna elements having an electrical length of one circumference is arranged to form a composite antenna element, which is supported in parallel to the ground plane,
Each of the odd number of loop antenna elements is formed with at least one linear portion,
Two adjacent loop antenna elements are connected to each other by sharing a linear portion,
In addition, in any of the plurality of loop antenna elements connected to each other, the electrical length of the connected outer periphery is not an integral multiple of λ,
In addition, an antenna exciter having an electrical length of λ / 4 is disposed opposite to and spaced apart from a portion where the current distribution of the standing wave becomes zero when the composite antenna element is tuned to a radio wave of wavelength λ. An antenna device for a communication base station.
上記の基板が、地板に対して平行に支持されており、
かつ、前記λ／４励振器は、地板に対して電気的に絶縁されるとともに、該地板に対して機械的に支持されていることを特徴とする、請求項６に記載した通信基地局用のアンテナ装置。The composite antenna element is formed as a conductive pattern on the substrate surface,
The above substrate is supported in parallel to the ground plane,
The λ / 4 exciter is electrically insulated from a ground plane and is mechanically supported by the ground plane. Antenna device.
形成された複合アンテナ素子が、電気絶縁性支持部材によって支持され、
または、形成された複合アンテナ素子が電気絶縁性の板状ないし枠状の構造部材に装着されるとともに、該板状ないし枠状構造部材が地板に対してほぼ平行に支持されていることを特徴とする、請求項６に記載した通信基地局用のアンテナ装置。The composite antenna element is formed by processing a conductive material (preferably a metal plate or a wire or a metal band),
The formed composite antenna element is supported by an electrically insulating support member,
Alternatively, the formed composite antenna element is mounted on an electrically insulating plate-like or frame-like structural member, and the plate-like or frame-like structural member is supported substantially parallel to the ground plane. The antenna device for a communication base station according to claim 6.
結合された奇数個のループアンテナ素子から成る複合アンテナ素子は概要的に目の字状，ないし梯子状、もしくはこれに類似した形状をなしていることを特徴とする、請求項６ないし請求項８の何れかに記載した通信基地局用のアンテナ装置。Each of the odd number of loop antenna elements is formed with two parallel linear portions, and the odd number of loop antenna elements are configured in the same shape.
9. The composite antenna element comprising an odd number of coupled loop antenna elements is generally shaped like an eye, a ladder, or a similar shape. An antenna device for a communication base station according to any one of the above.
上記一連のループアンテナ素子の中で、両端のループアンテナ素子は少なくとも１箇所の直線状部を形成され、
上記両端のループアンテナ素子以外のループアンテナ素子は少なくとも２本の平行な直線状部を形成されていて、
これらのループアンテナ素子が結合されて成る複合アンテナ素子の外周部の輪郭形状が、「角に丸味を付された長方形」もしくは、楕円形ないし円形、またはこれらに類似する形状であることを特徴とする、請求項６ないし請求項８の何れかに記載した通信基地局用のアンテナ装置。The composite antenna element is a series of constituent members in which three, five, or seven loop antenna elements are connected along the same plane,
Among the series of loop antenna elements, the loop antenna elements at both ends are formed with at least one linear portion,
The loop antenna elements other than the loop antenna elements at both ends are formed with at least two parallel linear portions,
The contour shape of the outer peripheral portion of the composite antenna element formed by combining these loop antenna elements is “a rectangle with rounded corners”, an ellipse, a circle, or a similar shape. An antenna device for a communication base station according to any one of claims 6 to 8.
ヘリカルコイル状に形成されたλ／４アンテナ励振器の入力端、もしくは、ジグザグパターン状に形成されたλ／４アンテナ励振器の入力端が、前記アンテナコネクタの中心導体に接続され、支持されていることを特徴とする、請求項６ないし請求項１０の何れかに記載した通信基地局用のアンテナ装置。The antenna connector is fixed to the base plate or the substrate on which the base plate is formed by the conductive pattern,
The input end of the λ / 4 antenna exciter formed in a helical coil shape or the input end of the λ / 4 antenna exciter formed in a zigzag pattern is connected to and supported by the central conductor of the antenna connector. The antenna device for a communication base station according to any one of claims 6 to 10, characterized by comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2001036054A JP4749561B2 (en) | 2001-02-13 | 2001-02-13 | Method of configuring antenna for communication base station, and antenna apparatus |
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| JP2001036054A JP4749561B2 (en) | 2001-02-13 | 2001-02-13 | Method of configuring antenna for communication base station, and antenna apparatus |
Publications (2)
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