JP7025596B2 - Double polarization dipole antenna for wide-angle scanning - Google Patents

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Description

本発明は、アンテナ技術分野に関し、具体的には、広角走査用二重偏波（ｄｕａｌ ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）ダイポールアンテナに関する。 The present invention relates to the field of antenna technology, specifically to a dual polarization dipole antenna for wide-angle scanning.

アンテナは、無線放送、無線通信、無線検出システムで最も重要なコンポーネントの１つであり、その構造と特性がシステム全体のパフォーマンスを大きく左右する。フェーズドアレイアンテナは、その優れたビーム走査及びビームフォーミング能力により、現代アンテナの重要な開発方向となっている。レーダー、通信その他のシステムでは、多くの場合、動作周波数帯域が広く、走査角度が大きく、リターンロスが低いフェーズドアレイアンテナが必要である。いくつかの特殊用途のアンテナは、過酷な作業条件に適応するために、高い環境適応性を備える必要がある。 Antennas are one of the most important components in radio broadcasting, radio communication and radio detection systems, and their structure and characteristics greatly influence the performance of the entire system. Phased array antennas have become an important development direction for modern antennas due to their excellent beam scanning and beamforming capabilities. Radar, communications and other systems often require phased array antennas with wide operating frequency bands, large scan angles, and low return loss. Some special purpose antennas need to be highly environmentally adaptable in order to adapt to harsh working conditions.

二重偏波アンテナは、偏波が互いに直交する２つのアンテナからなり、現代のレーダーや通信システムで広く使用されている。一般的に使用されている二重分極アンテナには、マイクロストリップアンテナ、ダイポールアンテナ、及びＶｉｖａｌｄｉアンテナなどが含まれる。互いに直交する２つのダイポールアンテナからなる十字交差型の二重偏波アンテナは、帯域幅が広く、処理の難易度が低く、信頼性が高いなどの利点を有するため、二重偏波フェーズドアレイのアレイユニットとしてよく使用されている。 The dual polarization antenna consists of two antennas whose polarizations are orthogonal to each other and is widely used in modern radars and communication systems. Commonly used dual polarization antennas include microstrip antennas, dipole antennas, Vivaldi antennas and the like. A cross-section type double-polarized antenna consisting of two dipole antennas orthogonal to each other has advantages such as wide bandwidth, low processing difficulty, and high reliability. Therefore, a double-polarized phased array is used. It is often used as an array unit.

従来の二重偏波ダイポールアンテナは、大角度で走査するときに、インピーダンスが急激な変化し、インピーダンス不整合を引き起こし、深刻なリターンロスを引き起こす。±６０°まで走査する場合、アンテナユニットのリターンロスは－６ｄＢに達することが多い。一方、いくつかの特殊な応用では、アンテナは例えば、大雨や大雪などの複雑な作業環境及び極端な天候に直面する場合が多い。従来の二重偏波ダイポールアンテナは、広い断面積を有するため、雪がたまりやすく、アンテナの作動時間に大きい影響を与える。 In a conventional dual polarization dipole antenna, when scanning at a large angle, the impedance changes abruptly, causing impedance mismatch and causing serious return loss. When scanning up to ± 60 °, the return loss of the antenna unit often reaches -6 dB. On the other hand, in some special applications, antennas often face complex work environments such as heavy rains and snow and extreme weather. Since the conventional double-polarized dipole antenna has a wide cross-sectional area, snow easily accumulates, which greatly affects the operating time of the antenna.

本発明が解決しようとする課題は、低リターンロスの広角走査を実現し、大雨や大降雪などの極端な天候での作業需要を満たすために、広角走査用二重偏波ダイポールアンテナを提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a dual polarization dipole antenna for wide-angle scanning in order to realize wide-angle scanning with low return loss and to meet work demand in extreme weather such as heavy rain and heavy snowfall. That is.

本発明は、以下の技術的解決策により上記問題を解決する。本発明によれば、第１金属アーム、アンテナ支柱、第２金属アーム、及び給電バランを含む広角走査用二重偏波ダイポールアンテナであって、上記第１金属アームは、アンテナの頂部に位置し、アンテナが大角度で走査するときのインピーダンス変動を改善するためのものであり、上記給電バランは、アンテナの底部に位置し、同軸ケーブルから入力される不平衡給電を平衡給電に変換するためのものであり、上記アンテナ支柱は、給電バランと第１金属アームとの間に位置し、第１金属アームを支持するためのものであり、上記第２金属アームは、給電バラン上に設けられ、給電バランにより給電され、上記第１金属アームは、縦十字ブレード状金属アームであり、上記第２金属アームは、縦ブレード状金属ダイポールアームであり、上記第１金属アーム及び第２金属アームはいずれも水平部及び屈曲部を含み、上記水平部と屈曲部は一体成型構造である広角走査用二重偏波ダイポールアンテナが提供される。
上記形状の金属アームは、断面積が小さく、雨や雪がたまりにくいことから、アンテナ全体の風、雨、雪への抵抗能力が強く、極端な天候及び複雑な作業環境に適応することができる。縦十字ブレード状金属アームを採用することにより、アンテナが大角度で走査するときのインピーダンス変動は改善される。 The present invention solves the above problem by the following technical solutions. According to the present invention, it is a double polarization dipole antenna for wide-angle scanning including a first metal arm, an antenna support, a second metal arm, and a feeding balun, and the first metal arm is located at the top of the antenna. The purpose is to improve the impedance fluctuation when the antenna scans at a large angle, and the power supply balun is located at the bottom of the antenna and is used to convert the unbalanced power supply input from the coaxial cable into a balanced power supply. The antenna support is located between the feeding balun and the first metal arm to support the first metal arm, and the second metal arm is provided on the feeding balun. The first metal arm is a vertical cross blade-shaped metal arm, the second metal arm is a vertical blade-shaped metal dipole arm, and the first metal arm and the second metal arm are any of them. Also includes a horizontal portion and a bent portion, and the horizontal portion and the bent portion are integrally molded to provide a double polarization dipole antenna for wide-angle scanning.
Since the metal arm having the above shape has a small cross-sectional area and is resistant to rain and snow, it has a strong resistance to wind, rain and snow of the entire antenna, and can be adapted to extreme weather and complicated work environments. By adopting the vertical cross blade-shaped metal arm, the impedance fluctuation when the antenna scans at a large angle is improved.

好ましくは、上記第２金属アームは、２セットで、合計４個あり、２セットの上記第２金属アームは対称的に分布する。 Preferably, there are two sets of the second metal arms, for a total of four, and the two sets of the second metal arms are symmetrically distributed.

好ましくは、上記アンテナは、構造的には対称構造であり、その２つの偏波方向が互いに直交する。 Preferably, the antenna has a structurally symmetrical structure, and its two polarization directions are orthogonal to each other.

好ましくは、上記給電バランは、２セットあり、２セットの上記給電バランは互いに直交することにより、偏波方向が互いに直交する２セットのダイポールアームにそれぞれ給電するのが便利である。 Preferably, there are two sets of the feeding baluns, and the two sets of the feeding baluns are orthogonal to each other, so that it is convenient to feed the two sets of dipole arms whose polarization directions are orthogonal to each other.

好ましくは、各セットの上記給電バランは、同軸ケーブル、接地金属柱、金属ブリッジ及び媒質ベースを含み、上記金属ブリッジは媒質ベース上に設けられ、上記媒質ベースは同軸ケーブル及び接地金属柱の上端に設けられ、上記金属ブリッジは、同軸ケーブルと接地金属柱を接続するためのものである。 Preferably, the feeding balun of each set includes a coaxial cable, a grounded metal column, a metal bridge and a medium base, the metal bridge is provided on the medium base, and the medium base is on the upper end of the coaxial cable and the grounded metal column. The metal bridge provided is for connecting a coaxial cable and a grounding metal column.

好ましくは、各セットの上記給電バランは、複数の媒質支柱をさらに含み、上記同軸ケーブルは、同軸内部導体及び同軸外部導体を含み、上記同軸内部導体は、同軸外部導体の内部に位置し、複数の上記媒質支柱は、それぞれ同軸内部導体の外部に設けられ、上記同軸内部導体は、媒質支柱により固定される。 Preferably, the feeding balun of each set further comprises a plurality of medium struts, the coaxial cable comprises a coaxial inner conductor and a coaxial outer conductor, the coaxial inner conductor being located inside the coaxial outer conductor and the plurality. The medium columns are provided outside the coaxial internal conductors, and the coaxial internal conductors are fixed by the medium columns.

好ましくは、上記同軸外部導体と接地金属柱は平行二線構造を構成し、２セットの上記第２金属アームは、それぞれ溶接により同軸外部導体及び接地金属柱に固定され、平行二線構造により給電する。 Preferably, the coaxial outer conductor and the ground metal column form a parallel two-wire structure, and the two sets of the second metal arms are fixed to the coaxial outer conductor and the ground metal column by welding, respectively, and power is supplied by the parallel two-wire structure. do.

好ましくは、上記屈曲部は、下向きに屈曲し、上記第２金属アームは、屈曲箇所での角度が第１金属アームと一致する。下向きに屈曲することにより、雨や雪をガイドする作用を奏することができる。 Preferably, the bent portion is bent downward, and the angle of the second metal arm at the bent portion coincides with that of the first metal arm. By bending downward, it can act as a guide for rain and snow.

本発明は、従来技術に比べ、以下の利点を有する。
この広角走査用二重偏波ダイポールアンテナによれば、アンテナが大角度で走査するときのインピーダンス整合が大幅に改善され、アンテナの広角走査性能が効果的に向上し、２０８ＭＨｚ－２６０ＭＨｚの範囲内で±６０°の広角走査が達成され、操作時の電圧定在波比が１．５未満であり、従来のダイポールアンテナが±６０°広角で走査するときの電圧定在波比に比べて良好に抑制される。また、アンテナは良好な交差偏波（ｃｒｏｓｓ ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）性能を有し、交差偏波レベルが－２５ｄＢ未満である。最後に、金属ダイポールアーム及び頂部の金属アームはいずれも断面積が極めて小さい縦ブレード状の屈曲構造を採用することにより、雪や雨がたまりにくく、雪たまり、雨たまりなどのアンテナ性能及び寿命に対する影響が低減され、特に大雨や大雪などの悪天候条件に適用される。 The present invention has the following advantages over the prior art.
According to this double polarization dipole antenna for wide-angle scanning, the impedance matching when the antenna scans at a large angle is greatly improved, the wide-angle scanning performance of the antenna is effectively improved, and within the range of 208 MHz-260 MHz. Wide angle scanning of ± 60 ° is achieved, and the voltage standing wave ratio during operation is less than 1.5, which is better than the voltage standing wave ratio when a conventional dipole antenna scans at a wide angle of ± 60 °. It is suppressed. Also, the antenna has good cross polarization performance and the cross polarization level is less than -25 dB. Finally, the metal dipole arm and the metal arm at the top both adopt a vertical blade-like bending structure with an extremely small cross-sectional area, which makes it difficult for snow and rain to collect, and for antenna performance and life such as snow and rain. The impact is reduced, especially in bad weather conditions such as heavy rain and snow.

本発明の全体構造の模式図である。It is a schematic diagram of the whole structure of this invention. 本発明の局所分解図である。It is a local exploded view of this invention. 本発明の図１の側面断面図である。It is a side sectional view of FIG. 1 of this invention. 本発明の図１の上面図である。It is a top view of FIG. 1 of the present invention. アンテナが走査するときの電圧定在波比の模式図である。It is a schematic diagram of the voltage standing wave ratio when an antenna scans. アンテナの２３０ＭＨｚ周波数点上的交差偏波方向図である。It is a cross-polarization direction diagram on the 230MHz frequency point of the antenna.

１：第１金属アーム、２：アンテナ支柱、３：第２金属アーム、４：給電バラン、４１：同軸内部導体、４２：同軸外部導体、４３：接地金属柱、４４：媒質支柱、４５：金属ネジ、４６：金属ブリッジ、４７：媒質ベース。 1: 1st metal arm, 2: Antenna strut, 3: 2nd metal arm, 4: Feeding balun, 41: Coaxial inner conductor, 42: Coaxial outer conductor, 43: Ground metal column, 44: Medium strut, 45: Metal Screw, 46: metal bridge, 47: medium base.

以下、本発明の実施例を詳しく説明する。本実施例は、本発明の技術的解決策を前提として実施され、詳しい実施形態及び具体的な操作過程を示すが、本発明の保護範囲は、以下の実施例に限定されない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. This embodiment is carried out on the premise of the technical solution of the present invention and shows a detailed embodiment and a specific operation process, but the scope of protection of the present invention is not limited to the following examples.

図１に示すように、本実施例では、第１金属アーム１、アンテナ支柱２、第２金属アーム３及び給電バラン４を含む広角走査用二重偏波ダイポールアンテナであって、
第１金属アーム１はアンテナの頂部に位置し、アンテナが大角度で走査するときのインピーダンス変動を改善するものであり、
給電バラン４はアンテナの底部に位置し、同軸ケーブルから入力される不平衡給電を平衡給電に変換するものであり、
アンテナ支柱２は給電バラン４と第１金属アーム１との間に位置し、第１金属アーム１を支持するものであり、
第２金属アーム３は給電バラン４の外部の上端に位置し、給電バラン４により給電され、
第１金属アーム１は縦十字ブレード状金属アームであり、第１金属アーム１は寄生素子であり、宮殿をせず、第２金属アーム３は縦ブレード状金属ダイポールアームであり、第１金属アーム１及び第２金属アーム３はいずれも水平部及び屈曲部を含み、水平部と屈曲部は一体成型構造であり、屈曲部は下向きに屈曲する広角走査用二重偏波ダイポールアンテナが提供される。
上記第２金属アームは屈曲箇所での角度が第１金属アームと一致し、下向きに屈曲することにより、雨や雪をガイドする作用を奏することができる。上記形状の金属アームは、断面積が小さく、雨や雪がたまりにくいことから、アンテナ全体の風、雨、雪への抵抗能力が強く、極端な天候及び複雑な作業環境に適応することができる。縦十字ブレード状金属アームを採用することにより、アンテナが大角度で走査するときのインピーダンス変動は改善される。 As shown in FIG. 1, in this embodiment, it is a double polarization dipole antenna for wide-angle scanning including a first metal arm 1, an antenna support 2, a second metal arm 3, and a feeding balun 4.
The first metal arm 1 is located at the top of the antenna and improves the impedance fluctuation when the antenna scans at a large angle.
The power supply balun 4 is located at the bottom of the antenna and converts the unbalanced power supply input from the coaxial cable into a balanced power supply.
The antenna support 2 is located between the feeding balun 4 and the first metal arm 1 and supports the first metal arm 1.
The second metal arm 3 is located at the upper end of the outside of the feeding balun 4, and is fed by the feeding balun 4.
The first metal arm 1 is a vertical cross blade-shaped metal arm, the first metal arm 1 is a parasitic element and does not form a palace, and the second metal arm 3 is a vertical blade-shaped metal dipole arm and a first metal arm. The first and second metal arms 3 both include a horizontal portion and a bent portion, the horizontal portion and the bent portion have an integrally molded structure, and the bent portion is provided with a double polarization dipole antenna for wide-angle scanning that bends downward. ..
The angle of the second metal arm at the bending point coincides with that of the first metal arm, and by bending downward, it is possible to play an action of guiding rain or snow. Since the metal arm having the above shape has a small cross-sectional area and is resistant to rain and snow, it has a strong resistance to wind, rain and snow of the entire antenna, and can be adapted to extreme weather and complicated work environments. By adopting the vertical cross blade-shaped metal arm, the impedance fluctuation when the antenna scans at a large angle is improved.

アンテナの動作周波数は２０８ＭＨｚ～２６０ＭＨｚであり、偏波方式は水平偏波及び垂直偏波である。アンテナユニットは三角グリッド状に配置される。水平偏波方向におけるアンテナユニットの間隔は７４０ｍｍ、垂直偏波方向におけるアンテナユニットの間隔は６４０ｍｍである。アンテナを実際に三角グリッド状に配置する際に、その横方向ユニット及び縦方向ユニットの数は、実際の必要に応じて拡張することができる。同様に、アンテナは、実際の必要に応じて矩形グリッド配置、リング配置又は他の種類の配置により配置することができる。 The operating frequency of the antenna is 208 MHz to 260 MHz, and the polarization method is horizontal polarization and vertical polarization. The antenna units are arranged in a triangular grid. The distance between the antenna units in the horizontally polarized direction is 740 mm, and the distance between the antenna units in the vertically polarized direction is 640 mm. When the antennas are actually arranged in a triangular grid, the number of horizontal and vertical units thereof can be expanded as needed in practice. Similarly, the antennas can be arranged in a rectangular grid arrangement, ring arrangement or other type of arrangement as needed in practice.

第１金属アーム１は、互いに直交する２つの縦ブレード状金属アームを含み、縦ブレード状金属アームの水平方向の長さは３７０ｍｍ、垂直方向の高さは１０６ｍｍ、厚さは３ｍｍであり、アンテナ支柱２の上端に設けられる。金属アーム１とアンテナ支柱２はネジなどにより固定される。アンテナ支柱２は、誘電定数Ｄｋ＝２．１のポリテトラフルオロエチレン材質を使用する。アンテナ支柱２の最大直径は９５ｍｍ、高さは４５ｍｍであり、給電バラン４に設けられる。アンテナ支柱２と給電バラン４はネジなどの方式により固定される。 The first metal arm 1 includes two vertical blade-shaped metal arms orthogonal to each other, and the vertical blade-shaped metal arm has a horizontal length of 370 mm, a vertical height of 106 mm, and a thickness of 3 mm, and an antenna. It is provided at the upper end of the support column 2. The metal arm 1 and the antenna support 2 are fixed by screws or the like. The antenna support 2 uses a polytetrafluoroethylene material having a dielectric constant Dk = 2.1. The antenna support 2 has a maximum diameter of 95 mm and a height of 45 mm, and is provided on the feeding balun 4. The antenna support 2 and the power supply balun 4 are fixed by a method such as a screw.

図２－４に示すように、給電バラン４は２セットあり、２セットの給電バラン４は互いに直交する。これによって、偏波方向が互いに直交する２セットのダイポールアームにそれぞれ給電することが便利になる。各セットの給電バラン４は、同軸ケーブル、接地金属柱４３、金属ブリッジ４６及び媒質ベース４７を含む。金属ブリッジ４６は、媒質ベース４７に設けられ、４枚の金属ネジ４５によりそれぞれ固定される。媒質ベース４７は、同軸ケーブル及び接地金属柱４３の上端に設けられる。金属ブリッジ４６は、同軸ケーブルと接地金属柱４３を接続するものである。各セットの給電バラン４は、複数の媒質支柱４４をさらに含む。同軸ケーブルは、同軸内部導体４１及び同軸外部導体４２を含む。同軸内部導体４１は、同軸外部導体４２の内部に位置し、複数の媒質支柱４４はそれぞれ同軸内部導体４１の外部に設けられる。同軸外部導体４２と接地金属柱４３は平行二線構造を構成する。２セットの第２金属アーム３はそれぞれ同軸外部導体４２及び接地金属柱４３に溶接して固定され、平行二線構造により給電される。 As shown in FIG. 2-4, there are two sets of feeding baluns 4, and the two sets of feeding baluns 4 are orthogonal to each other. This makes it convenient to supply power to each of the two sets of dipole arms whose polarization directions are orthogonal to each other. The feeding balun 4 of each set includes a coaxial cable, a grounded metal column 43, a metal bridge 46 and a medium base 47. The metal bridge 46 is provided on the medium base 47 and is fixed by four metal screws 45, respectively. The medium base 47 is provided at the upper end of the coaxial cable and the ground metal column 43. The metal bridge 46 connects the coaxial cable and the grounding metal pillar 43. Each set of feed baluns 4 further includes a plurality of medium struts 44. The coaxial cable includes a coaxial inner conductor 41 and a coaxial outer conductor 42. The coaxial inner conductor 41 is located inside the coaxial outer conductor 42, and the plurality of medium columns 44 are provided outside the coaxial inner conductor 41, respectively. The coaxial outer conductor 42 and the grounding metal column 43 form a parallel two-wire structure. The two sets of the second metal arms 3 are welded and fixed to the coaxial outer conductor 42 and the ground metal column 43, respectively, and are fed by a parallel two-wire structure.

なお、同軸外部導体４２と接地金属柱４３は位置が対称的であり、サイズが同じ、直径（同軸外部導体４２の外径）がいずれも２８．０８ｍｍ、高さが４２３．７ｍｍ、両者の間隔が２５．８６ｍｍである。同軸外部導体４２は、中空の金属筒であり、その内径が２４ｍｍである。同軸内部導体４１は、同軸外部導体４２の中心に位置し、高さが同軸外部導体４２と同じであり、ポリテトラフルオロエチレン材質の媒質支柱４４により固定される。同軸内部導体４１の直径は、インピーダンス変換の必要及び内部導体が媒質支柱４４を貫通するか否かによって確定し、最大直径が１０ｍｍ、最小直径が４．７７４ｍｍであり、同軸内部導体４１の底部は、同軸ＲＦコネクタに接続されて給電する。 The coaxial outer conductor 42 and the ground metal pillar 43 are symmetrical in position, have the same size, have a diameter (outer diameter of the coaxial outer conductor 42) of 28.08 mm, and have a height of 423.7 mm. Is 25.86 mm. The coaxial outer conductor 42 is a hollow metal cylinder having an inner diameter of 24 mm. The coaxial inner conductor 41 is located at the center of the coaxial outer conductor 42, has the same height as the coaxial outer conductor 42, and is fixed by a medium column 44 made of a polytetrafluoroethylene material. The diameter of the coaxial internal conductor 41 is determined by the need for impedance conversion and whether the internal conductor penetrates the medium column 44, with a maximum diameter of 10 mm and a minimum diameter of 4.774 mm, and the bottom of the coaxial internal conductor 41 is , Connected to a coaxial RF connector to supply power.

金属ブリッジ４６の総長さは６４ｍｍ、幅は１０ｍｍである。金属ブリッジ４６、同軸外部導体４２及び接地金属柱４３の間の最小間隔は９ｍｍである。縦ブレード状金属ダイポールアームの両アームはそれぞれ同軸外部導体４２及び接地金属柱４３の外部の頂端に溶接され、順に同軸外部導体４２及び同軸内部導体４１－金属ブリッジ４６－接地金属柱４３構造により給電される。各ダイポールアームの水平方向における長さは１９０ｍｍ、垂直方向における高さは２３８ｍｍ、厚さは３ｍｍである。 The total length of the metal bridge 46 is 64 mm and the width is 10 mm. The minimum distance between the metal bridge 46, the coaxial outer conductor 42 and the grounded metal column 43 is 9 mm. Both arms of the vertical blade-shaped metal dipole arm are welded to the outer apex of the coaxial outer conductor 42 and the ground metal column 43, respectively, and are fed by the coaxial outer conductor 42 and the coaxial inner conductor 41-metal bridge 46-ground metal column 43 structure in order. Will be done. Each dipole arm has a horizontal length of 190 mm, a vertical height of 238 mm, and a thickness of 3 mm.

アンテナ支柱２、媒質支柱４４及び媒質ベース４７はポリテトラフルオロエチレン材質を採用し、他の構造は金属材質を採用して加工される。縦十字ブレード状金属アームにより、アンテナが走査するときのインピーダンス整合が大幅に改善される。十字ブレード状金属アームの増設は、本質的には、アンテナの等価回路に静電容量及びインダクタンスを導入することで大角度で走査するときの共振点及インピーダンスを変化させ、ブレード状金属アームの構造は、比較的強い風と雪への抵抗能力を提供するため、極端な天候環境に適用される。 The antenna support 2, the medium support 44, and the medium base 47 are made of a polytetrafluoroethylene material, and the other structures are made of a metal material. The vertical cross bladed metal arm greatly improves impedance matching as the antenna scans. The addition of the cross-blade metal arm essentially changes the resonance point and impedance when scanning at a large angle by introducing capacitance and inductance into the equivalent circuit of the antenna, and the structure of the blade-shaped metal arm. Is applied in extreme weather environments because it provides the ability to resist relatively strong winds and snow.

図５に示すように、水平偏波と垂直偏波がＥ面／Ｈ面±６０°で操作するときに、２０８ＭＨｚ－２６０ＭＨｚの範囲内の電圧定在波比はいずれも１．５未満であるため、低リターンロスの広角走査過程が実現される。 As shown in FIG. 5, when the horizontal and vertical polarizations are operated at E-plane / H-plane ± 60 °, the voltage standing wave ratio in the range of 208 MHz-260 MHz is less than 1.5. Therefore, a wide-angle scanning process with low return loss is realized.

図６に示すように、アンテナのＥ面／Ｈ面方向図は、帯域幅内において顕著な悪化がなく、交差偏波レベルは－２５ｄＢ未満である。 As shown in FIG. 6, the E-plane / H-plane orientation view of the antenna shows no significant deterioration within the bandwidth and the cross-polarization level is less than -25 dB.

以上のことから、本実施例の広角走査用二重偏波ダイポールアンテナによれば、アンテナが大角度で走査するときのインピーダンス整合が大幅に改善され、アンテナの広角走査性能が効果的に向上し、２０８ＭＨｚ－２６０ＭＨｚの範囲内で±６０°の広角走査が達成され、操作時の電圧定在波比が１．５未満であり、従来のダイポールアンテナが±６０°広角で走査するときの電圧定在波比に比べて良好に抑制される。また、アンテナは良好な交差偏波性能を有し、交差偏波レベルが－２５ｄＢ未満である。最後に、金属ダイポールアーム及び頂部の金属アームはいずれも断面積が極めて小さい縦ブレード状の屈曲構造を採用することにより、雪や雨がたまりにくく、雪たまり、雨たまりなどのアンテナ性能及び寿命に対する影響が低減され、特に大雨や大雪などの悪天候条件に適用される。 From the above, according to the double polarization dipole antenna for wide-angle scanning of this embodiment, the impedance matching when the antenna scans at a large angle is greatly improved, and the wide-angle scanning performance of the antenna is effectively improved. Wide angle scanning of ± 60 ° is achieved within the range of 208MHz-260MHz, the voltage standing wave ratio during operation is less than 1.5, and the voltage constant when a conventional dipole antenna scans at a wide angle of ± 60 °. It is suppressed better than the current wave ratio. Also, the antenna has good cross-polarization performance and the cross-polarization level is less than -25 dB. Finally, the metal dipole arm and the metal arm at the top both adopt a vertical blade-like bending structure with an extremely small cross-sectional area, which makes it difficult for snow and rain to collect, and for antenna performance and life such as snow and rain. The impact is reduced, especially in bad weather conditions such as heavy rain and snow.

以上の説明は、本発明の好ましい実施例を説明するものに過ぎず、本発明を制限するものではない。本発明の思想及び原則の範囲内において行われるいかなる修正、同等置換及び改良は、いずれも本発明の保護範囲内に含まれるべきである。 The above description merely describes a preferred embodiment of the present invention and does not limit the present invention. Any modifications, equivalent substitutions and improvements made within the scope of the ideas and principles of the invention should be included within the scope of protection of the invention.

Claims (8)

第１金属アーム、アンテナ支柱、第２金属アーム、及び給電バランを含む広角走査用二重偏波ダイポールアンテナであって、
前記第１金属アームは、アンテナの頂部に位置し、かつ前記アンテナ支柱の上端に設けられ、アンテナが大角度で走査するときのインピーダンス変動を改善するためのものであり、
前記給電バランは、アンテナの底部に位置し、同軸ケーブルから入力される不平衡給電を平衡給電に変換するためのものであり、
前記アンテナ支柱の一端が給電バランに接続され、他端が第１金属アームに接続され、第１金属アームを支持するためのものであり、
前記第２金属アームは、給電バラン上に設けられ、給電バランにより給電され、
前記第１金属アームは、縦十字ブレード状金属アームであり、前記第２金属アームは、縦ブレード状金属ダイポールアームであり、前記第１金属アーム及び第２金属アームはいずれも水平部及び屈曲部を含み、前記水平部と屈曲部は一体成型構造であることを特徴とする、広角走査用二重偏波ダイポールアンテナ。 A double-polarized dipole antenna for wide-angle scanning including a first metal arm, an antenna support, a second metal arm, and a feeding balun.
The first metal arm is located at the top of the antenna and is provided at the upper end of the antenna support column to improve impedance fluctuation when the antenna scans at a large angle.
The feeding balun is located at the bottom of the antenna and is for converting the unbalanced feeding input from the coaxial cable into the balanced feeding.
One end of the antenna support is connected to the feeding balun, and the other end is connected to the first metal arm to support the first metal arm.
The second metal arm is provided on the feeding balun and is fed by the feeding balun.
The first metal arm is a vertical cross blade-shaped metal arm, the second metal arm is a vertical blade-shaped metal dipole arm, and both the first metal arm and the second metal arm are horizontal portions and bent portions. A dual polarization dipole antenna for wide-angle scanning, characterized in that the horizontal portion and the bent portion have an integrally molded structure. 前記第２金属アームは、２セットで、合計４個あり、
２セットの前記第２金属アームは、偏波方向が互いに直交し、対称的に分布することを特徴とする、請求項１に記載の広角走査用二重偏波ダイポールアンテナ。 There are two sets of the second metal arms, for a total of four.
The double polarization dipole antenna for wide-angle scanning according to claim 1, wherein the two sets of the second metal arms have polarization directions orthogonal to each other and are symmetrically distributed. 前記アンテナは、構造的には対称構造であり、その２つの偏波方向が互いに直交することを特徴とする、請求項１に記載の広角走査用二重偏波ダイポールアンテナ。 The double-polarized dipole antenna for wide-angle scanning according to claim 1, wherein the antenna has a structurally symmetrical structure, and the two polarization directions thereof are orthogonal to each other. 前記給電バランは、２セットあり、
２セットの前記給電バランは、互いに直交し、偏波方向が互いに直交する２セットの金属ダイポールアームにそれぞれ給電することを特徴とする、請求項２に記載の広角走査用二重偏波ダイポールアンテナ。 There are two sets of the power supply balun.
The double polarization dipole antenna for wide-angle scanning according to claim 2, wherein the two sets of the feeding baluns feed each other to two sets of metal dipole arms which are orthogonal to each other and whose polarization directions are orthogonal to each other. .. 各セットの前記給電バランは、同軸ケーブル、接地金属柱、金属ブリッジ及び媒質ベースを含み、
前記金属ブリッジは、媒質ベースに設けられ、前記媒質ベースは、同軸ケーブル及び接地金属柱の上端に設けられ、前記同軸ケーブルは、金属ブリッジにより接地金属柱に接続されることを特徴とする、請求項４に記載の広角走査用二重偏波ダイポールアンテナ。 The feeding balun of each set includes coaxial cables, grounded metal columns, metal bridges and medium bases.
The metal bridge is provided on a medium base, the medium base is provided on the upper end of a coaxial cable and a grounded metal column, and the coaxial cable is connected to the grounded metal column by a metal bridge. Item 4. The double-polarized dipole antenna for wide-angle scanning according to Item 4. 各セットの前記給電バランは、複数の媒質支柱をさらに含み、
前記同軸ケーブルは、同軸内部導体及び同軸外部導体を含み、
前記同軸内部導体は、同軸外部導体の内部に位置し、複数の前記媒質支柱は、それぞれ同軸内部導体の外部に設けられ、前記同軸内部導体は、媒質支柱により固定されることを特徴とする、請求項５に記載の広角走査用二重偏波ダイポールアンテナ。 Each set of said feeding baluns further comprises a plurality of medium struts.
The coaxial cable includes a coaxial inner conductor and a coaxial outer conductor.
The coaxial inner conductor is located inside the coaxial outer conductor, the plurality of the medium struts are provided outside the coaxial inner conductor, respectively, and the coaxial inner conductor is fixed by the medium stanchion. The dual polarization dipole antenna for wide-angle scanning according to claim 5. 前記同軸外部導体と接地金属柱は、平行二線構造を構成し、
２セットの前記第２金属アームは、それぞれ同軸外部導体及び接地金属柱に固定され、平行二線構造により給電されることを特徴とする、請求項６に記載の広角走査用二重偏波ダイポールアンテナ。 The coaxial outer conductor and the grounded metal column form a parallel two-wire structure.
The double polarization dipole for wide-angle scanning according to claim 6, wherein the two sets of the second metal arms are fixed to a coaxial outer conductor and a ground metal column, respectively, and are fed by a parallel two-wire structure. antenna. 前記屈曲部は、下向きに屈曲し、
前記第２金属アームは、屈曲箇所での角度が第１金属アームと一致することを特徴とする、請求項１に記載の広角走査用二重偏波ダイポールアンテナ。 The bent portion bends downward and
The double-polarized dipole antenna for wide-angle scanning according to claim 1, wherein the second metal arm has an angle at a bending point that matches that of the first metal arm.
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