JPH08265036A - コニカルスパイラルアンテナ - Google Patents
コニカルスパイラルアンテナInfo
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- JPH08265036A JPH08265036A JP8774595A JP8774595A JPH08265036A JP H08265036 A JPH08265036 A JP H08265036A JP 8774595 A JP8774595 A JP 8774595A JP 8774595 A JP8774595 A JP 8774595A JP H08265036 A JPH08265036 A JP H08265036A
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- 230000010287 polarization Effects 0.000 abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 3
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
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- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Details Of Aerials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 静止衛星等を利用した移動体通信において、
移動体の向きに関わらず、またこれが大きく移動して
も、常に通信できるよう移動体用アンテナに回転Ｖ字形
の指向性を持たせ且つその仰角も簡単に変化できるアン
テナを提供する。 【構成】 コニカルスパイラルアンテナの給電方法とし
て、そのアンテナ素子を極性が同じもの同士が隣り合う
ように配置することによって優れた円偏波の回転Ｖ字形
ビームを出せるようにし、アンテナの素子をスプリング
状のもので構成することにより、アンテナの素子長を変
えることなくその高さ（大きさ）を変化させてアンテナ
の素子のピッチ角を変えることにより回転Ｖ字形ビーム
の指向方向（仰角）を変化させるようにした。
移動体の向きに関わらず、またこれが大きく移動して
も、常に通信できるよう移動体用アンテナに回転Ｖ字形
の指向性を持たせ且つその仰角も簡単に変化できるアン
テナを提供する。 【構成】 コニカルスパイラルアンテナの給電方法とし
て、そのアンテナ素子を極性が同じもの同士が隣り合う
ように配置することによって優れた円偏波の回転Ｖ字形
ビームを出せるようにし、アンテナの素子をスプリング
状のもので構成することにより、アンテナの素子長を変
えることなくその高さ（大きさ）を変化させてアンテナ
の素子のピッチ角を変えることにより回転Ｖ字形ビーム
の指向方向（仰角）を変化させるようにした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば移動体衛星通信
を利用する移動体（自動車等）への搭載用に好適するア
ンテナに関する。
を利用する移動体（自動車等）への搭載用に好適するア
ンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の移動体搭載用アンテナとしては、
所定の利得を持つアンテナに指向制御機能を持たせて常
にこれを衛星方向に指向させるか、無指向性に近い特性
を持つ極めて簡便なアンテナを用いる方式が採用されて
いた。しかしこれらのアンテナは、指向制御機能装置そ
のものが大きなものとなり自動車等の移動体には不向き
であったり、無指向性に近いアンテナでは高い利得が得
られないといった問題があった。
所定の利得を持つアンテナに指向制御機能を持たせて常
にこれを衛星方向に指向させるか、無指向性に近い特性
を持つ極めて簡便なアンテナを用いる方式が採用されて
いた。しかしこれらのアンテナは、指向制御機能装置そ
のものが大きなものとなり自動車等の移動体には不向き
であったり、無指向性に近いアンテナでは高い利得が得
られないといった問題があった。
【０００３】そこで、最近では、陸上移動のようにそれ
自体の揺れが余り大きくないものに搭載するアンテナと
しては、仰角方向にのみに指向性を持たせ水平面内での
指向性はほぼ無指向性とすることによって、上記の中間
的特性を持たせるものが検討されるようになった。
自体の揺れが余り大きくないものに搭載するアンテナと
しては、仰角方向にのみに指向性を持たせ水平面内での
指向性はほぼ無指向性とすることによって、上記の中間
的特性を持たせるものが検討されるようになった。
【０００４】このようなアンテナとしては、すでにヘリ
カルアンテナでこの目的に合うものがいくつか考案され
ており、例えば（１）「 移動体衛星通信用２線巻ヘリカ
ルリニアアレーアンテナ」 （電子情報通信学会・秋季大
会論文、１９９４年、Ｂ−８５）、あるいは（２）「指
向性可変ヘリカルアンテナ」（電子情報通信学会・技術
研究報告、Ａ・Ｐ９２−３２、１９９４年７月）などが
あるが、これらのアンテナはいずれもその直径が非常に
細く、またその長さは波長の４倍程度と非常に長く、実
用上はかなり不安定な構造となっている。また（２）記
載のアンテナではアンテナ素子の一部分を直線状とし、
その長さを変えてコニカルビ−ムの仰角を変えるか、ま
たはアンテナ自身を回転させることによりアンテナ素子
の等価的な巻き数を変えてコニカルビ−ムの仰角を変化
させる方式である。しかしながら、（１）記載のアンテ
ナはアンテナ素子の途中でその長さを変えることに難点
があり、また（２）記載のアンテナは非常に細長いアン
テナを常時回転させて使用することで、いずれも実用上
はやや不安定なものになる恐れがある。
カルアンテナでこの目的に合うものがいくつか考案され
ており、例えば（１）「 移動体衛星通信用２線巻ヘリカ
ルリニアアレーアンテナ」 （電子情報通信学会・秋季大
会論文、１９９４年、Ｂ−８５）、あるいは（２）「指
向性可変ヘリカルアンテナ」（電子情報通信学会・技術
研究報告、Ａ・Ｐ９２−３２、１９９４年７月）などが
あるが、これらのアンテナはいずれもその直径が非常に
細く、またその長さは波長の４倍程度と非常に長く、実
用上はかなり不安定な構造となっている。また（２）記
載のアンテナではアンテナ素子の一部分を直線状とし、
その長さを変えてコニカルビ−ムの仰角を変えるか、ま
たはアンテナ自身を回転させることによりアンテナ素子
の等価的な巻き数を変えてコニカルビ−ムの仰角を変化
させる方式である。しかしながら、（１）記載のアンテ
ナはアンテナ素子の途中でその長さを変えることに難点
があり、また（２）記載のアンテナは非常に細長いアン
テナを常時回転させて使用することで、いずれも実用上
はやや不安定なものになる恐れがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来のアンテナでは、無指向性のアンテナにおいては高い
利得が得られない。また、通信衛星を追従する機構を持
った指向性アンテナや現在考えられる指向性可変のアン
テナでは、その機構・構成において実用性に問題があっ
た。
来のアンテナでは、無指向性のアンテナにおいては高い
利得が得られない。また、通信衛星を追従する機構を持
った指向性アンテナや現在考えられる指向性可変のアン
テナでは、その機構・構成において実用性に問題があっ
た。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載した発明では多線式のコニカルスパ
イラルアンテナにおいて給電方法を極性の同じもの同士
が隣り合うようにしてアンテナ素子を励振することによ
り良好な円偏波特性を持つコニカルビーム（回転Ｖ字形
のビーム）を発生させることを特長としている。
に、請求項１に記載した発明では多線式のコニカルスパ
イラルアンテナにおいて給電方法を極性の同じもの同士
が隣り合うようにしてアンテナ素子を励振することによ
り良好な円偏波特性を持つコニカルビーム（回転Ｖ字形
のビーム）を発生させることを特長としている。
【０００７】また、請求項２に記載の発明ではコニカル
スパイラルアンテナもしくはヘリカルアンテナにおいて
アンテナ素子の長さを変えることなくアンテナの高さ
（あるいは大きさ）を変化させることによりアンテナ素
子のピッチ角を変えて放射電波または受信電波の指向方
向を変化させることを特長としている。
スパイラルアンテナもしくはヘリカルアンテナにおいて
アンテナ素子の長さを変えることなくアンテナの高さ
（あるいは大きさ）を変化させることによりアンテナ素
子のピッチ角を変えて放射電波または受信電波の指向方
向を変化させることを特長としている。
【０００８】
【作用】良好な円偏波特性を持つコニカルビーム（回転
Ｖ字形のビーム）を発生可能なコニカルスパイラルアン
テナまたはヘリカルアンテナにおいて、アンテナの高さ
（あるいは大きさ）を変化させることにより簡単な構成
により容易に指向方向を変化させることが可能なアンテ
ナを実現することができる。
Ｖ字形のビーム）を発生可能なコニカルスパイラルアン
テナまたはヘリカルアンテナにおいて、アンテナの高さ
（あるいは大きさ）を変化させることにより簡単な構成
により容易に指向方向を変化させることが可能なアンテ
ナを実現することができる。
【０００９】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。第１図は、本発明に係る線状アンテナの実施例の概
略斜視図であり、四線式コニカルログスパイラルアンテ
ナに本発明を実施した一例である。表面を電波吸収体で
覆うアンテナ台６上に円の中心を軸として回転可能な円
盤状の回転台７を設け、回転台７の外周にスプリング状
のアンテナ素子４（４本のうち１本のみを図示）のアン
テナ最大半径部の一端を固定する。また、回転台７の中
心軸上に伸縮自在なアンテナ支柱５を設け、アンテナ素
子４の他端をアンテナ支柱５の一端に固定する。このア
ンテナ素子４へは給電線１より分配器２を経由し給電さ
れるが、各アンテナ素子４への給電は第２図に示すよう
に給電部１３の間隔を等間隔とし、第３図（ｃ）で示す
ように同じ極性のものを隣り合うように構成される。次
に、巻き取りドラム１１に巻かれたワイヤー９の一端を
アンテ ナ支柱の上端に固定し、巻き取りドラム１１を
歯車１０を介しステッピングモータ８により回転させワ
イヤー９の長さを調整する。これにより、アンテナ素子
４の高さを容易に変化させることが可能となる。その他
に、給電部１３にはインピーダンス整合器３を設け、ま
た、アンテナ素子４を覆うようにレドーム１２を構成す
る。なお、アンテナ素子の高さの調整にはワイヤー９、
歯車１０、ステッピングモータ８を使用するものに限定
するものではなく手動、その他の駆動装置でも実現可能
である。
る。第１図は、本発明に係る線状アンテナの実施例の概
略斜視図であり、四線式コニカルログスパイラルアンテ
ナに本発明を実施した一例である。表面を電波吸収体で
覆うアンテナ台６上に円の中心を軸として回転可能な円
盤状の回転台７を設け、回転台７の外周にスプリング状
のアンテナ素子４（４本のうち１本のみを図示）のアン
テナ最大半径部の一端を固定する。また、回転台７の中
心軸上に伸縮自在なアンテナ支柱５を設け、アンテナ素
子４の他端をアンテナ支柱５の一端に固定する。このア
ンテナ素子４へは給電線１より分配器２を経由し給電さ
れるが、各アンテナ素子４への給電は第２図に示すよう
に給電部１３の間隔を等間隔とし、第３図（ｃ）で示す
ように同じ極性のものを隣り合うように構成される。次
に、巻き取りドラム１１に巻かれたワイヤー９の一端を
アンテ ナ支柱の上端に固定し、巻き取りドラム１１を
歯車１０を介しステッピングモータ８により回転させワ
イヤー９の長さを調整する。これにより、アンテナ素子
４の高さを容易に変化させることが可能となる。その他
に、給電部１３にはインピーダンス整合器３を設け、ま
た、アンテナ素子４を覆うようにレドーム１２を構成す
る。なお、アンテナ素子の高さの調整にはワイヤー９、
歯車１０、ステッピングモータ８を使用するものに限定
するものではなく手動、その他の駆動装置でも実現可能
である。
【００１０】次に、本実施例の作用を説明する。本実施
例に示す四線式コニカルログスパイラルアンテナは第２
図に示すように４本のアンテナ素子４を配設し、円錐の
頂角部に給電部１３を等間隔に設ける。給電方法は、第
３図（ｃ）に示されるように同じ極性のものが隣り合う
ように給電される。従来コニカルスパイラルアンテナに
用いられた給電方法では第３図（ａ）もしくは（ｂ）の
方法が取られていたが、これらは、アンテナの軸方向に
電波を放射または受信（アキシャルモード）もしくは、
アンテナの軸と直交した方向に電波を放射または受信
（ノーマルモード）するものであったが、本発明による
給電方法では良好な円偏波特性を持つコニカルビーム
（回転Ｖ字形のビーム）を発生することが出来、回転Ｖ
字形の指向性を持つアンテナとして効率の良い電波の送
受信が可能となる。
例に示す四線式コニカルログスパイラルアンテナは第２
図に示すように４本のアンテナ素子４を配設し、円錐の
頂角部に給電部１３を等間隔に設ける。給電方法は、第
３図（ｃ）に示されるように同じ極性のものが隣り合う
ように給電される。従来コニカルスパイラルアンテナに
用いられた給電方法では第３図（ａ）もしくは（ｂ）の
方法が取られていたが、これらは、アンテナの軸方向に
電波を放射または受信（アキシャルモード）もしくは、
アンテナの軸と直交した方向に電波を放射または受信
（ノーマルモード）するものであったが、本発明による
給電方法では良好な円偏波特性を持つコニカルビーム
（回転Ｖ字形のビーム）を発生することが出来、回転Ｖ
字形の指向性を持つアンテナとして効率の良い電波の送
受信が可能となる。
【００１１】第４図（ａ），（ｂ）は本実施例に示す四
線式コニカルスパイラルアンテナの側面図であるが、第
４図（ａ）は伸縮自在なアンテナ支柱５を伸ばしアンテ
ナの高さを高くした状態を示す。第４図（ｂ）はアンテ
ナ支柱５を縮めアンテナの高さを低くした状態を示す。
これらの図から示されるようにアンテナのピッチ角が変
化することにより第４図（ｃ）に示されるように電波の
送受信の指向方向を水平面に対して変化させることが可
能となる。第４図（ｃ）における指向角θ１は第４図
（ａ）、θ２は第４図（ｂ）に対応する。
線式コニカルスパイラルアンテナの側面図であるが、第
４図（ａ）は伸縮自在なアンテナ支柱５を伸ばしアンテ
ナの高さを高くした状態を示す。第４図（ｂ）はアンテ
ナ支柱５を縮めアンテナの高さを低くした状態を示す。
これらの図から示されるようにアンテナのピッチ角が変
化することにより第４図（ｃ）に示されるように電波の
送受信の指向方向を水平面に対して変化させることが可
能となる。第４図（ｃ）における指向角θ１は第４図
（ａ）、θ２は第４図（ｂ）に対応する。
【００１２】本実施例において使用波長をλ、円錐渦巻
状からなるアンテナ素子の最小半径を３λ／２０、最大
半径を３λ／１０、アンテナ素子長を９３．２λ／２０
とし、アンテナの高さを変化させると第５図のグラフで
示されるような指向方向の変化が得られる。具体的にア
ンテナの高さを３λ／２から６５λ／２０まで変化させ
ると指向方向が５１゜から５゜まで変化する。この場合
の円偏波の軸比はこの間におけるすべての指向方向で１
ｄＢ以下、また、利得は上記の角度範囲すべてにおいて
７ｄＢｉ以上であった。
状からなるアンテナ素子の最小半径を３λ／２０、最大
半径を３λ／１０、アンテナ素子長を９３．２λ／２０
とし、アンテナの高さを変化させると第５図のグラフで
示されるような指向方向の変化が得られる。具体的にア
ンテナの高さを３λ／２から６５λ／２０まで変化させ
ると指向方向が５１゜から５゜まで変化する。この場合
の円偏波の軸比はこの間におけるすべての指向方向で１
ｄＢ以下、また、利得は上記の角度範囲すべてにおいて
７ｄＢｉ以上であった。
【００１３】なお、上記実施例ではコニカルスパイラル
アンテナについて説明したが、本発明によるアンテナの
素子長を変えることなく高さを変えることによってアン
テナの指向方向を制御する方法は螺旋状の素子からなる
ヘリカルアンテナ等においても容易に適用可能である。
アンテナについて説明したが、本発明によるアンテナの
素子長を変えることなく高さを変えることによってアン
テナの指向方向を制御する方法は螺旋状の素子からなる
ヘリカルアンテナ等においても容易に適用可能である。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
極性が同じもの同士を隣り合う様に配置することにより
良好な円偏波を持つコニカルビーム（回転Ｖ字形のビー
ム）を発生することができる。また、アンテナの高さ
（大きさ）を変えることにより簡単にアンテナ素子のピ
ッチ角を変えることができ、これによってアンテナの指
向方向すなわち仰角を変えることができるので、静止衛
星を用いる衛星通信等において、きわめて広い地域を移
動する移動体用のアンテナとしてあるいは非常災害用と
して使用する場合に大きな効果がある。
極性が同じもの同士を隣り合う様に配置することにより
良好な円偏波を持つコニカルビーム（回転Ｖ字形のビー
ム）を発生することができる。また、アンテナの高さ
（大きさ）を変えることにより簡単にアンテナ素子のピ
ッチ角を変えることができ、これによってアンテナの指
向方向すなわち仰角を変えることができるので、静止衛
星を用いる衛星通信等において、きわめて広い地域を移
動する移動体用のアンテナとしてあるいは非常災害用と
して使用する場合に大きな効果がある。
【第１図】本発明の実施例に係るコニカルスパイラルア
ンテナの概略斜視図である。
ンテナの概略斜視図である。
【第２図】同実施例におけるアンテナの形状を示す図で
ある。
ある。
【第３図】同実施例におけるアンテナの給電方法を示す
図である。
図である。
【第４図】同実施例にけるアンテナの指向性の変化につ
いての原理図である。
いての原理図である。
【第５図】同実施例におけるアンテナの高さ変化にとも
なうビームの仰角変化を示したグラフである。
なうビームの仰角変化を示したグラフである。
１ 給電線 ， ２ 分配器 ， ３ インピーダン
ス整合器 ４ アンテナ素子 ， ５ アンテナ支柱 ， ６ ア
ンテナ台 ７ 回転台 ， ８ ステッピングモータ ， ９ ワ
イヤー １０ 歯車 ， １１ ワイヤ巻き取りドラム ， １
２ レドーム １３ アンテナ素子の給電部
ス整合器 ４ アンテナ素子 ， ５ アンテナ支柱 ， ６ ア
ンテナ台 ７ 回転台 ， ８ ステッピングモータ ， ９ ワ
イヤー １０ 歯車 ， １１ ワイヤ巻き取りドラム ， １
２ レドーム １３ アンテナ素子の給電部
Claims (2)
- 【請求項１】アンテナ素子を極性が同じもの同志が隣り
合う様に配置して給電することによりコニカルビ−ムで
円偏波の電波を放射又は受信することを特長としたコニ
カルログスパイラルアンテナを含む四線式以上の多線式
コニカルスパイラルアンテナ。 - 【請求項２】アンテナ素子の長さを変えることなくアン
テナの高さ（あるいは大きさ）を変化させることによっ
てアンテナ素子のピッチ角を変えて放射電波または受信
電波の指向方向を変化させることを特長としたコニカル
ログスパイラルアンテナを含むコニカルスパイラルアン
テナまたはヘリカルアンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7087745A JP2777978B2 (ja) | 1995-03-22 | 1995-03-22 | コニカルスパイラルアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7087745A JP2777978B2 (ja) | 1995-03-22 | 1995-03-22 | コニカルスパイラルアンテナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08265036A true JPH08265036A (ja) | 1996-10-11 |
| JP2777978B2 JP2777978B2 (ja) | 1998-07-23 |
Family
ID=13923476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7087745A Expired - Lifetime JP2777978B2 (ja) | 1995-03-22 | 1995-03-22 | コニカルスパイラルアンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2777978B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003234617A (ja) * | 2002-02-07 | 2003-08-22 | Yokowo Co Ltd | 複合アンテナ |
| CN109273827A (zh) * | 2018-08-14 | 2019-01-25 | 浙江大学 | 可调柔性天线 |
| CN110718735A (zh) * | 2019-10-18 | 2020-01-21 | 中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院 | 自驱动展开式锥形天线 |
| CN111262013A (zh) * | 2020-01-16 | 2020-06-09 | 北京航空航天大学 | 一种具有半空间覆盖功能的宽带垂直极化天线 |
| JP2023133632A (ja) * | 2022-03-12 | 2023-09-25 | 龍駿 岡 | ヘリカルアンテナとヘリカルアンテナを備えるｒｆタグの読み取り装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0427608U (ja) * | 1990-06-29 | 1992-03-05 | ||
| JPH06232620A (ja) * | 1993-02-03 | 1994-08-19 | N T T Idou Tsuushinmou Kk | アンテナ装置 |
| JPH07176940A (ja) * | 1993-12-21 | 1995-07-14 | Nec Corp | ヘリカルアンテナ |
-
1995
- 1995-03-22 JP JP7087745A patent/JP2777978B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0427608U (ja) * | 1990-06-29 | 1992-03-05 | ||
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| CN110718735A (zh) * | 2019-10-18 | 2020-01-21 | 中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院 | 自驱动展开式锥形天线 |
| CN110718735B (zh) * | 2019-10-18 | 2020-08-18 | 中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院 | 自驱动展开式锥形天线 |
| CN111262013A (zh) * | 2020-01-16 | 2020-06-09 | 北京航空航天大学 | 一种具有半空间覆盖功能的宽带垂直极化天线 |
| CN111262013B (zh) * | 2020-01-16 | 2021-02-19 | 北京航空航天大学 | 一种具有半空间覆盖功能的宽带垂直极化天线 |
| JP2023133632A (ja) * | 2022-03-12 | 2023-09-25 | 龍駿 岡 | ヘリカルアンテナとヘリカルアンテナを備えるｒｆタグの読み取り装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2777978B2 (ja) | 1998-07-23 |
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