JP4825249B2 - 無指向性アンテナ - Google Patents
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Description
このような無指向性アンテナとして、例えば、下記特許文献1に記載されている無指向性偏波ダイバーシチアンテナが知られている。
前述の特許文献1に記載の無指向性偏波ダイバーシチアンテナでは、地板の両側に配置された垂直偏波用アンテナ素子と、水平偏波用アンテナ素子にそれぞれ同相給電することにより無指向性を実現し、さらに、水平偏波用アンテナ素子を折り曲げて、アンテナカバーに収納することにより細径化を図っている。
さらに、前述の特許文献1に記載の無指向性偏波ダイバーシチアンテナでは、一対のアンテナ素子を折り曲げてアンテナカバーに収納するため、さらなる細径化が困難であるという問題点があった。
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、従来の無指向性アンテナよりも、構造が簡単で、細径化を図った無指向性アンテナを提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
(1)矩形形状の誘電体基板と、前記矩形形状の誘電体基板の内側の4つの面上に配置される接地導体と、前記矩形形状の誘電体基板の外側の4つの面上に形成される水平偏波用アンテナ素子と、前記水平偏波用アンテナ素子上に配置される一対の水平偏波用無給電素子とを有する無指向性アンテナであって、前記水平偏波用アンテナ素子は、前記矩形形状の誘電体基板の外側の4つの面上に折り曲げられて形成される1個のパッチアンテナ素子であり、前記一対の水平偏波用無給電素子は、所定の隙間を置いて前記矩形形状の誘電体基板の周囲を覆うように形成されており、前記所定の隙間は、前記矩形形状の誘電体基板の相対向する2面上に位置する。
(2)矩形形状の誘電体基板と、前記矩形形状の誘電体基板の内側の4つの面上に配置される接地導体と、前記矩形形状の誘電体基板の外側の4つの面上に形成される垂直偏波用アンテナ素子と、前記垂直偏波用アンテナ素子上に配置される垂直偏波用無給電素子とを有する無指向性アンテナであって、前記垂直偏波用アンテナ素子とは、前記矩形形状の誘電体基板の外側の4つの面上に折り曲げられて形成される1個のパッチアンテナ素子であり、前記垂直偏波用無給電素子は、前記矩形形状の誘電体基板の周囲を覆うように形成されている。
(4)矩形形状の誘電体基板と、前記矩形形状の誘電体基板の内側の4つの面上に配置される接地導体と、前記矩形形状の誘電体基板の外側の4つの面上に形成される複数の水平偏波用アンテナ素子と、前記矩形形状の誘電体基板の外側の4つの面上に形成される複数の垂直偏波用アンテナ素子と、前記複数の水平偏波用アンテナ素子のそれぞれのアンテナ素子上に配置される複数対の水平偏波用無給電素子と、前記複数の垂直偏波用アンテナ素子のそれぞれのアンテナ素子上に配置される複数の垂直偏波用無給電素子とを有する無指向性アンテナであって、前記水平偏波用アンテナ素子と前記垂直偏波用アンテナ素子とは、前記矩形形状の誘電体基板の外側の4つの面上に折り曲げられて形成される1個のパッチアンテナ素子であり、前記水平偏波用アンテナ素子と前記垂直偏波用アンテナ素子とは、前記矩形形状の誘電体基板の延長方向に交互に配置され、前記垂直偏波用無給電素子は、前記矩形形状の誘電体基板の周囲を覆うように形成されており、前記一対の水平偏波用無給電素子は、所定の隙間を置いて前記矩形形状の誘電体基板の周囲を覆うように形成されており、前記所定の隙間は、前記矩形形状の誘電体基板の相対向する2面上に位置する。
本発明の無指向性アンテナによれば、従来の無指向性アンテナよりも、構造が簡単で、細径化を図ることが可能となる。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
図1は、本発明の実施例の水平/垂直偏波ダイバーシチ無指向性アンテナのアンテナ素子を説明するための斜視図である。
図1において、11〜14は誘電体基板、2は水平偏波用パッチアンテナ素子、3は垂直偏波用パッチアンテナ素子である。
本実施例では、4枚の誘電体基板(11〜14)は、それぞれの誘電体基板に形成された凸部7を、隣接する誘電体基板に形成された孔8に挿入することにより、矩形形状に配置される。そして、矩形形状に配置された4枚の誘電体基板(11〜14)は、ネジ孔9に挿入されるネジにより、矩形形状に配置された4枚の誘電体基板(11〜14)の内側に配置される金属の角筒(図示せず)に固定される。なお、矩形形状に配置された4枚の誘電体基板(11〜14)の内側の面(裏面)に接地導体を形成するようにしてもよい。
また、矩形形状に配置された4枚の誘電体基板(11〜14)の外側の面(表面)には、水平偏波用パッチアンテナ素子2と、垂直偏波用パッチアンテナ素子3とが形成される。
図2(a)に示すように、本実施例の水平偏波用パッチアンテナ素子2と、垂直偏波用パッチアンテナ素子3とは、4枚の誘電体基板(11〜14)の外側の4つの面上に折り曲げられて形成される1個のパッチアンテナで構成される。なお、各誘電体基板(11〜14)上に形成されるパッチアンテナは、隣接する誘電体基板の境界において電気的に接続されていることはいうまでもない。
ここで、図2(a)に示すパッチアンテナは、一辺の長さが、Lpの正方形形状のパッチアンテナである。なお、パッチアンテナの一辺の長さ(Lp)は、0.22λ0≦Lp≦0.28λ0とされる。ここで、λoは、使用周波数の中心周波数(fo)の自由空間波長である。
また、正方形形状のパッチアンテナに代えて、図2(b)に示す直径がLpの円形状のパッチアンテナを使用することも可能である。
図3に示すように、本実施例では、垂直偏波用パッチアンテナ素子3上には、4枚の誘電体基板(11〜14)の周囲を覆うように配置される筒状の導電体5で構成される垂直偏波用無給電素子が配置される。ここで、筒状の導電体5は、その切断面の形状は、4角形、あるいは、円形とされる。
また、図3に示すように、本実施例では、水平偏波用パッチアンテナ素子2には、1対のコの字状導電体(41,42)で構成される水平偏波用無給電素子が配置される。
1対のコの字状導電体(41,42)は、所定の隙間6を開けて、4枚の誘電体基板(11〜14)の周囲を覆うように形成されている。
なお、図4に示すように、水平偏波用無給電素子は、コの字状導電体のコーナー部を面取りした一対の面取りコの字状導電体(43,44)で構成することも可能である。
ここで、垂直偏波用無給電素子を、切断面の形状が4角形の筒状の導電体5で構成した場合、4角形の一辺の長さ(Lv)は、0.12λo≦Lv≦0.18λo、筒状の導電体5の高さ(Hv)は、0.32λo≦Hv≦0.48λoとされる。
また、水平偏波用無給電素子を構成する一対のコの字状導電体(41,42)の長辺の長さ(Lh)は、0.136λo≦Lh≦0.204λoとされる。また、一対のコの字状導電体(41,42)の高さ(Hh)は、0.16λo≦Hh≦0.24λoとされる。
さらに、一対のコの字状導電体(41,42)の長辺の間の距離は、一対のコの字状導電体(41,42)の長辺の長さ(Lh)と同じにされる。したがって、一対のコの字状導電体(41,42)は、切断面の形状が4角形(一辺の長さがLh)である筒状の導電体を2分割したような位置に配置される。
図5に示すように、本実施例の水平/垂直偏波ダイバーシチ無指向性アンテナは、水平偏波用アンテナ素子と垂直偏波用アンテナ素子とを交互に配置して構成される。なお、図5は、図4に示す水平偏波用アンテナ素子と垂直偏波用アンテナ素子とを交互に配置した場合を図示している。
また、図6に示すように、垂直偏波用アンテナ素子を挟んで配置される2つの水平偏波用アンテナ素子に対応する一対のコの字状導電体(41,42)を、隙間6が90°ずれるように配置するようにしてもよい。なお、図6は、図3に示す水平偏波用アンテナ素子と垂直偏波用アンテナ素子とを交互に配置した場合を図示している。
本実施例の水平偏波用アンテナ素子の単体の指向性では、2〜3dBの指向性偏差があるが、図6に示すように一対のコの字状導電体(41,42)を配置することにより、水平偏波用アンテナ素子の指向性偏差を1dB程度に改善することができる。
図7は、本実施例の水平/垂直偏波ダイバーシチ無指向性アンテナの水平偏波、垂直偏波の指向性を示すグラフである。なお、この図7のグラフは、図6に示す水平/垂直偏波ダイバーシチ無指向性アンテナの一例の指向性を示すグラフである。
図7において、図7(a)が、水平偏波の水垂直面内指向性を、図7(b)が、垂直偏波の垂直面内指向性を、図7(c)が、水平偏波の水平面内指向性を、図7(d)が、垂直偏波の水平面内指向性を示す。
図7(c)、図7(d)に示すように、本実施例では、水平偏波の水平面内指向性、垂直偏波の水平面内指向性として、良好な無指向性が得られているのが分かる。
その上、本実施例では、水平偏波用、及び、垂直偏波用に、それぞれ単一のアンテナ素子を使用し、当該単一のアンテナ素子を4枚の誘電体基板外側の4つの面上に折り曲げて形成するようにしたので、前述の特許文献1に記載の無指向性偏波ダイバーシチアンテナに比して、さらなる細径化を図ることが可能である。
例えば、図3に示すLhが、0.17λoとするとき、本実施例の水平/垂直偏波ダイバーシチ無指向性アンテナは、直径が0.25λoの円筒状のアンテナカバー内に収納することが可能である。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
2 水平偏波用パッチアンテナ素子
3 垂直偏波用パッチアンテナ素子
41,42 一対のコの字状導電体
43,44 一対の面取りコの字状導電体
5 筒状の導電体
6 隙間
7 凸部
8 孔
9 ネジ孔
Claims (4)
- 矩形形状の誘電体基板と、
前記矩形形状の誘電体基板の内側の4つの面上に配置される接地導体と、
前記矩形形状の誘電体基板の外側の4つの面上に形成される水平偏波用アンテナ素子と、
前記水平偏波用アンテナ素子上に配置される一対の水平偏波用無給電素子とを有する無指向性アンテナであって、
前記水平偏波用アンテナ素子は、前記矩形形状の誘電体基板の外側の4つの面上に折り曲げられて形成される1個のパッチアンテナ素子であり、
前記一対の水平偏波用無給電素子は、所定の隙間を置いて前記矩形形状の誘電体基板の周囲を覆うように形成されており、
前記所定の隙間は、前記矩形形状の誘電体基板の相対向する2面上に位置することを特徴とする無指向性アンテナ。 - 矩形形状の誘電体基板と、
前記矩形形状の誘電体基板の内側の4つの面上に配置される接地導体と、
前記矩形形状の誘電体基板の外側の4つの面上に形成される垂直偏波用アンテナ素子と、
前記垂直偏波用アンテナ素子上に配置される垂直偏波用無給電素子とを有する無指向性アンテナであって、
前記垂直偏波用アンテナ素子とは、前記矩形形状の誘電体基板の外側の4つの面上に折り曲げられて形成される1個のパッチアンテナ素子であり、
前記垂直偏波用無給電素子は、前記矩形形状の誘電体基板の周囲を覆うように形成されていることを特徴とする無指向性アンテナ。 - 矩形形状の誘電体基板と、
前記矩形形状の誘電体基板の内側の4つの面上に配置される接地導体と、
前記矩形形状の誘電体基板の外側の4つの面上に形成される水平偏波用アンテナ素子と、
前記矩形形状の誘電体基板の外側の4つの面上に形成される垂直偏波用アンテナ素子と、
前記水平偏波用アンテナ素子上に配置される一対の水平偏波用無給電素子と、
前記垂直偏波用アンテナ素子上に配置される垂直偏波用無給電素子とを有する無指向性アンテナであって、
前記水平偏波用アンテナ素子と前記垂直偏波用アンテナ素子とは、前記矩形形状の誘電体基板の外側の4つの面上に折り曲げられて形成される1個のパッチアンテナ素子であり、
前記垂直偏波用無給電素子は、前記矩形形状の誘電体基板の周囲を覆うように形成されており、
前記一対の水平偏波用無給電素子は、所定の隙間を置いて前記矩形形状の誘電体基板の周囲を覆うように形成されており、
前記所定の隙間は、前記矩形形状の誘電体基板の相対向する2面上に位置することを特徴とする無指向性アンテナ。 - 矩形形状の誘電体基板と、
前記矩形形状の誘電体基板の内側の4つの面上に配置される接地導体と、
前記矩形形状の誘電体基板の外側の4つの面上に形成される複数の水平偏波用アンテナ素子と、
前記矩形形状の誘電体基板の外側の4つの面上に形成される複数の垂直偏波用アンテナ素子と、
前記複数の水平偏波用アンテナ素子のそれぞれのアンテナ素子上に配置される複数対の水平偏波用無給電素子と、
前記複数の垂直偏波用アンテナ素子のそれぞれのアンテナ素子上に配置される複数の垂直偏波用無給電素子とを有する無指向性アンテナであって、
前記水平偏波用アンテナ素子と前記垂直偏波用アンテナ素子とは、前記矩形形状の誘電体基板の外側の4つの面上に折り曲げられて形成される1個のパッチアンテナ素子であり、
前記水平偏波用アンテナ素子と前記垂直偏波用アンテナ素子とは、前記矩形形状の誘電体基板の延長方向に交互に配置され、
前記垂直偏波用無給電素子は、前記矩形形状の誘電体基板の周囲を覆うように形成されており、
前記一対の水平偏波用無給電素子は、所定の隙間を置いて前記矩形形状の誘電体基板の周囲を覆うように形成されており、
前記所定の隙間は、前記矩形形状の誘電体基板の相対向する2面上に位置することを特徴とする無指向性アンテナ。
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