JPH09321527A - 移動無線用アンテナ - Google Patents
移動無線用アンテナInfo
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- JPH09321527A JPH09321527A JP13602096A JP13602096A JPH09321527A JP H09321527 A JPH09321527 A JP H09321527A JP 13602096 A JP13602096 A JP 13602096A JP 13602096 A JP13602096 A JP 13602096A JP H09321527 A JPH09321527 A JP H09321527A
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- mobile radio
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 基地局が備える支持金具が簡便なもので済む
細くて軽い移動無線用アンテナを提供する。 【解決手段】 同軸給電線1の内部導体1bを、外部導
体の上端1aより1/4波長だけ上方に延長して形成す
る。この延長して形成された内部導体によってアンテナ
エレメント3を構成する。同軸給電線1の外側に、一端
が外部導体の上端1aに接続された状態で1/4波長の
真鍮製のスリーブ状金属パイプ2を配置する。金属パイ
プ2の開放端の内周の一部にタッピング加工によって雌
ネジ2bを設ける。金属パイプ2の開放端に、外周に雄
ネジ4aが設けられた絶縁スペーサ4を挿入する。すな
わち、金属パイプ2の開放端側内壁の一部と同軸給電線
1の外部導体の一部との間に、絶縁スペーサ4を配置す
る。同軸給電線1の下端1bに、外部回路と接続するた
めの同軸コネクタ5を設ける。
細くて軽い移動無線用アンテナを提供する。 【解決手段】 同軸給電線1の内部導体1bを、外部導
体の上端1aより1/4波長だけ上方に延長して形成す
る。この延長して形成された内部導体によってアンテナ
エレメント3を構成する。同軸給電線1の外側に、一端
が外部導体の上端1aに接続された状態で1/4波長の
真鍮製のスリーブ状金属パイプ2を配置する。金属パイ
プ2の開放端の内周の一部にタッピング加工によって雌
ネジ2bを設ける。金属パイプ2の開放端に、外周に雄
ネジ4aが設けられた絶縁スペーサ4を挿入する。すな
わち、金属パイプ2の開放端側内壁の一部と同軸給電線
1の外部導体の一部との間に、絶縁スペーサ4を配置す
る。同軸給電線1の下端1bに、外部回路と接続するた
めの同軸コネクタ5を設ける。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、主として移動無線
で使用される基地局用アンテナに関するものである。
で使用される基地局用アンテナに関するものである。
【0002】
【従来の技術】移動無線等の基地局用アンテナとして
は、主に『スリーブアンテナ』と呼ばれる構成のダイポ
ールアンテナが使用されている。図6に、従来技術にお
けるスリーブアンテナの構造を示す。図6に示すよう
に、同軸給電線103の外部導体の外側には、一端が前
記外部導体の上端に接続された状態で約1/4波長のス
リーブ状金属パイプ102が配置されている。また、同
軸給電線103の内部導体は、前記外部導体の上端から
突出しており、前記内部導体には約1/4波長のアンテ
ナエレメント101が接続されている。これにより、1
/2波長ダイポールアンテナ104が構成されている。
は、主に『スリーブアンテナ』と呼ばれる構成のダイポ
ールアンテナが使用されている。図6に、従来技術にお
けるスリーブアンテナの構造を示す。図6に示すよう
に、同軸給電線103の外部導体の外側には、一端が前
記外部導体の上端に接続された状態で約1/4波長のス
リーブ状金属パイプ102が配置されている。また、同
軸給電線103の内部導体は、前記外部導体の上端から
突出しており、前記内部導体には約1/4波長のアンテ
ナエレメント101が接続されている。これにより、1
/2波長ダイポールアンテナ104が構成されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記のアンテナは、垂
直偏波アンテナとして使用する場合に、同軸給電線10
3がアンテナ特性に影響を及ぼさない点で優れている
が、スリーブ状金属パイプ102がバランを構成してい
ることにより、狭帯域アンテナとなっている。このた
め、構成部品の寸法のばらつき及び製造工程での仕上が
り寸法のばらつきによるアンテナの共振周波数のずれを
考慮して、所望の帯域よりも十分広い帯域にする必要が
ある。この場合、スリーブ状金属パイプ102を大径化
することが広帯域化を実現する1つの有効な手段として
用いられているが、この場合には、アンテナが重くな
り、基地局が備える支持金具も大がかりなものとなって
しまう。
直偏波アンテナとして使用する場合に、同軸給電線10
3がアンテナ特性に影響を及ぼさない点で優れている
が、スリーブ状金属パイプ102がバランを構成してい
ることにより、狭帯域アンテナとなっている。このた
め、構成部品の寸法のばらつき及び製造工程での仕上が
り寸法のばらつきによるアンテナの共振周波数のずれを
考慮して、所望の帯域よりも十分広い帯域にする必要が
ある。この場合、スリーブ状金属パイプ102を大径化
することが広帯域化を実現する1つの有効な手段として
用いられているが、この場合には、アンテナが重くな
り、基地局が備える支持金具も大がかりなものとなって
しまう。
【0004】本発明は、従来技術における前記課題を解
決するためになされたものであり、基地局が備える支持
金具が簡便なもので済む細くて軽い移動無線用アンテナ
を提供することを目的とする。
決するためになされたものであり、基地局が備える支持
金具が簡便なもので済む細くて軽い移動無線用アンテナ
を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る移動無線用アンテナの第1の構成は、
同軸給電線と、前記同軸給電線の内部導体を外部導体の
上端より略1/4波長だけ上方に延長して形成されたア
ンテナエレメントと、一端が前記外部導体の上端に接続
された状態で前記同軸給電線の外側に配置された略1/
4波長のスリーブ状金属パイプとからなるダイポールア
ンテナと、前記スリーブ状金属パイプの開放端側内壁の
一部と前記同軸給電線の外部導体の一部との間に挿入さ
れた絶縁スペーサとを備え、前記絶縁スペーサの挿入深
さを制御することによって前記ダイポールアンテナの共
振周波数を調整することを特徴とする。この移動無線用
アンテナの第1の構成によれば、絶縁スペーサの挿入深
さを変えることによって広帯域化を実現することができ
るので、アンテナエレメント及びスリーブ状金属パイプ
の径を最適にしてアンテナの寸法及び重量を最小限に抑
えることができる。その結果、基地局が備える支持金具
が簡便なもで済む細くて軽い移動無線用アンテナを実現
することができる。
め、本発明に係る移動無線用アンテナの第1の構成は、
同軸給電線と、前記同軸給電線の内部導体を外部導体の
上端より略1/4波長だけ上方に延長して形成されたア
ンテナエレメントと、一端が前記外部導体の上端に接続
された状態で前記同軸給電線の外側に配置された略1/
4波長のスリーブ状金属パイプとからなるダイポールア
ンテナと、前記スリーブ状金属パイプの開放端側内壁の
一部と前記同軸給電線の外部導体の一部との間に挿入さ
れた絶縁スペーサとを備え、前記絶縁スペーサの挿入深
さを制御することによって前記ダイポールアンテナの共
振周波数を調整することを特徴とする。この移動無線用
アンテナの第1の構成によれば、絶縁スペーサの挿入深
さを変えることによって広帯域化を実現することができ
るので、アンテナエレメント及びスリーブ状金属パイプ
の径を最適にしてアンテナの寸法及び重量を最小限に抑
えることができる。その結果、基地局が備える支持金具
が簡便なもで済む細くて軽い移動無線用アンテナを実現
することができる。
【0006】また、本発明に係る移動無線用アンテナの
第2の構成は、同軸給電線と、前記同軸給電線の外部導
体の所定の位置に給電点として設けられた円環スリット
と、前記外部導体の前記円環スリットの両側にそれぞれ
の一端が対向して接続された一対の略1/4波長のスリ
ーブ状金属パイプとからなるダイポールアンテナと、前
記一対のスリーブ状金属パイプの各々の開放端側内壁の
一部と前記同軸給電線の外部導体の一部との間に挿入さ
れた一対の絶縁スペーサとを備え、前記一対の絶縁スペ
ーサの挿入深さを制御することによって前記ダイポール
アンテナの共振周波数を調整することを特徴とする。こ
の移動無線用アンテナの第2の構成によれば、各絶縁ス
ペーサの挿入深さを変えることによって広帯域化を実現
することができるので、スリーブ状金属パイプの径を最
適にしてアンテナの寸法及び重量を最小限に抑えること
ができる。
第2の構成は、同軸給電線と、前記同軸給電線の外部導
体の所定の位置に給電点として設けられた円環スリット
と、前記外部導体の前記円環スリットの両側にそれぞれ
の一端が対向して接続された一対の略1/4波長のスリ
ーブ状金属パイプとからなるダイポールアンテナと、前
記一対のスリーブ状金属パイプの各々の開放端側内壁の
一部と前記同軸給電線の外部導体の一部との間に挿入さ
れた一対の絶縁スペーサとを備え、前記一対の絶縁スペ
ーサの挿入深さを制御することによって前記ダイポール
アンテナの共振周波数を調整することを特徴とする。こ
の移動無線用アンテナの第2の構成によれば、各絶縁ス
ペーサの挿入深さを変えることによって広帯域化を実現
することができるので、スリーブ状金属パイプの径を最
適にしてアンテナの寸法及び重量を最小限に抑えること
ができる。
【0007】また、本発明に係る移動無線用アンテナの
第3の構成は、前記本発明の第1の構成の移動無線用ア
ンテナを第1の移動無線用アンテナとし、前記本発明の
第2の構成の移動無線用アンテナを第2の移動無線用ア
ンテナとし、前記第1の移動無線用アンテナと、前記第
1の移動無線用アンテナの絶縁スペーサ側に接続された
少なくとも1つの前記第2の移動無線用アンテナとから
なるものである。この移動無線用アンテナの第3の構成
によれば、絶縁スペーサの挿入深さを制御することによ
って全てのダイポールアンテナの共振周波数を調整し
て、各ダイポールアンテナの特性を揃えることができ
る。その結果、アンテナエレメント及び全てのスリーブ
状金属パイプの径を最適にしてアンテナの寸法及び重量
を最小限に抑えることができるので、基地局が備える支
持金具が簡便なもので済む細くて軽い移動無線用のコリ
ニアアレイアンテナを実現することができる。
第3の構成は、前記本発明の第1の構成の移動無線用ア
ンテナを第1の移動無線用アンテナとし、前記本発明の
第2の構成の移動無線用アンテナを第2の移動無線用ア
ンテナとし、前記第1の移動無線用アンテナと、前記第
1の移動無線用アンテナの絶縁スペーサ側に接続された
少なくとも1つの前記第2の移動無線用アンテナとから
なるものである。この移動無線用アンテナの第3の構成
によれば、絶縁スペーサの挿入深さを制御することによ
って全てのダイポールアンテナの共振周波数を調整し
て、各ダイポールアンテナの特性を揃えることができ
る。その結果、アンテナエレメント及び全てのスリーブ
状金属パイプの径を最適にしてアンテナの寸法及び重量
を最小限に抑えることができるので、基地局が備える支
持金具が簡便なもので済む細くて軽い移動無線用のコリ
ニアアレイアンテナを実現することができる。
【0008】また、前記本発明の第1〜第3の構成にお
いては、スリーブ状金属パイプの開放端内壁の一部にタ
ッピング加工によって雌ネジが設けられ、絶縁スペーサ
の外周に雄ネジが設けられているのが好ましい。この好
ましい例によれば、雌ネジと雄ネジとからなる螺合手段
によって絶縁スペーサの挿入深さを容易に制御すること
ができる。
いては、スリーブ状金属パイプの開放端内壁の一部にタ
ッピング加工によって雌ネジが設けられ、絶縁スペーサ
の外周に雄ネジが設けられているのが好ましい。この好
ましい例によれば、雌ネジと雄ネジとからなる螺合手段
によって絶縁スペーサの挿入深さを容易に制御すること
ができる。
【0009】また、前記本発明の第1〜第3の構成にお
いては、スリーブ状金属パイプの開放端内壁の一部に絞
り加工によって雌ネジが設けられ、絶縁スペーサの外周
に雄ネジが設けられているのが好ましい。この好ましい
例によれば、薄肉のスリーブ状金属パイプを使用するこ
とができるので、より軽量な移動無線用アンテナを実現
することができる。
いては、スリーブ状金属パイプの開放端内壁の一部に絞
り加工によって雌ネジが設けられ、絶縁スペーサの外周
に雄ネジが設けられているのが好ましい。この好ましい
例によれば、薄肉のスリーブ状金属パイプを使用するこ
とができるので、より軽量な移動無線用アンテナを実現
することができる。
【0010】また、前記本発明の第1〜第3の構成にお
いては、スリーブ状金属パイプの開放端内壁の一部に複
数の段差が設けられ、絶縁スペーサの先端がスナップフ
ィット形状にされているのが好ましい。この好ましい例
によれば、簡単な構造で振動等の外部からの衝動を受け
ても挿入深さが安定する。
いては、スリーブ状金属パイプの開放端内壁の一部に複
数の段差が設けられ、絶縁スペーサの先端がスナップフ
ィット形状にされているのが好ましい。この好ましい例
によれば、簡単な構造で振動等の外部からの衝動を受け
ても挿入深さが安定する。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、実施の形態を用いて本発明
をさらに具体的に説明する。 〈第1の実施の形態〉図1(a)は本発明に係る移動無
線用アンテナの第1の実施の形態を示す側面図、図1
(b)は図1(a)のA−A断面図である。
をさらに具体的に説明する。 〈第1の実施の形態〉図1(a)は本発明に係る移動無
線用アンテナの第1の実施の形態を示す側面図、図1
(b)は図1(a)のA−A断面図である。
【0012】図1に示すように、同軸給電線1は外部導
体と内部導体とからなり、内部導体1bは外部導体の上
端1aより1/4波長だけ上方に延長して形成されてい
る。この延長して形成された内部導体によってアンテナ
エレメント3が構成されている。同軸給電線1の外側に
は、一端が外部導体の上端1aに接続された状態で1/
4波長の真鍮製のスリーブ状金属パイプ2が配置されて
いる。金属パイプ2の開放端には、その内周の一部にタ
ッピング加工によって雌ネジ2bが設けられている。金
属パイプ2の開放端には、外周に雄ネジ4aが設けられ
たフッ素樹脂(例えばポリテトラフルオロエチレン)製
の絶縁スペーサ4が挿入されている。すなわち、金属パ
イプ2の開放端側内壁の一部と同軸給電線1の外部導体
の一部との間には、絶縁スペーサ4が配置されている。
絶縁スペーサ4の基端部には、ストッパーを兼ねた回転
つまみ4bが形成されている。これにより、絶縁スペー
サ4を所定の長さ(挿入深さ)だけ金属パイプ2の開放
端部に捩じ込むことができる。同軸給電線1の下端1b
には、外部回路と接続するための同軸コネクタ5が設け
られている。ここで、アンテナエレメント3は直径2m
m、長さ36mmであり、金属パイプ2は直径8mm、
長さ36mmである。絶縁スペーサ4の挿入部の長さは
3mmである。以上により、移動無線用アンテナである
周波数1.9GHzにおける1/2波長ダイポールアン
テナ6が構成されている。
体と内部導体とからなり、内部導体1bは外部導体の上
端1aより1/4波長だけ上方に延長して形成されてい
る。この延長して形成された内部導体によってアンテナ
エレメント3が構成されている。同軸給電線1の外側に
は、一端が外部導体の上端1aに接続された状態で1/
4波長の真鍮製のスリーブ状金属パイプ2が配置されて
いる。金属パイプ2の開放端には、その内周の一部にタ
ッピング加工によって雌ネジ2bが設けられている。金
属パイプ2の開放端には、外周に雄ネジ4aが設けられ
たフッ素樹脂(例えばポリテトラフルオロエチレン)製
の絶縁スペーサ4が挿入されている。すなわち、金属パ
イプ2の開放端側内壁の一部と同軸給電線1の外部導体
の一部との間には、絶縁スペーサ4が配置されている。
絶縁スペーサ4の基端部には、ストッパーを兼ねた回転
つまみ4bが形成されている。これにより、絶縁スペー
サ4を所定の長さ(挿入深さ)だけ金属パイプ2の開放
端部に捩じ込むことができる。同軸給電線1の下端1b
には、外部回路と接続するための同軸コネクタ5が設け
られている。ここで、アンテナエレメント3は直径2m
m、長さ36mmであり、金属パイプ2は直径8mm、
長さ36mmである。絶縁スペーサ4の挿入部の長さは
3mmである。以上により、移動無線用アンテナである
周波数1.9GHzにおける1/2波長ダイポールアン
テナ6が構成されている。
【0013】以下に、上記のように構成された移動無線
用アンテナの周波数帯域特性について説明する。図2は
絶縁スペーサ4の挿入量をパラメーターとしたVSWR
(電圧定在波比)特性の変化の様子を示す周波数帯域特
性図である。
用アンテナの周波数帯域特性について説明する。図2は
絶縁スペーサ4の挿入量をパラメーターとしたVSWR
(電圧定在波比)特性の変化の様子を示す周波数帯域特
性図である。
【0014】図2から分かるように、絶縁スペーサ4の
挿入によってダイポールアンテナに直列に装荷される容
量成分が増加して共振周波数が低下し、電気的にダイポ
ールアンテナ長を伸ばしたことと等価になる。絶縁スペ
ーサ4の挿入深さを深くしていくと共振周波数が小さく
なり、絶縁スペーサ4の挿入深さを浅くしていくと共振
周波数が大きくなる。すなわち、絶縁スペーサ4の挿入
深さを変えることにより、共振周波数を調整することが
できる。その調整範囲は約50MHz、比帯域は2.6
%と広く、構成部品の寸法のばらつき及び製造工程での
仕上がり寸法のばらつきによる共振周波数のずれを補正
するには十分である。
挿入によってダイポールアンテナに直列に装荷される容
量成分が増加して共振周波数が低下し、電気的にダイポ
ールアンテナ長を伸ばしたことと等価になる。絶縁スペ
ーサ4の挿入深さを深くしていくと共振周波数が小さく
なり、絶縁スペーサ4の挿入深さを浅くしていくと共振
周波数が大きくなる。すなわち、絶縁スペーサ4の挿入
深さを変えることにより、共振周波数を調整することが
できる。その調整範囲は約50MHz、比帯域は2.6
%と広く、構成部品の寸法のばらつき及び製造工程での
仕上がり寸法のばらつきによる共振周波数のずれを補正
するには十分である。
【0015】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、絶縁スペーサ4の挿入深さを変えることによって広
帯域化を実現することができるので、アンテナエレメン
ト3及び金属パイプ2の径を最適にしてアンテナの寸法
及び重量を最小限に抑えることができる。その結果、基
地局が備える支持金具が簡便なもで済む細くて軽い移動
無線用アンテナを実現することができる。
ば、絶縁スペーサ4の挿入深さを変えることによって広
帯域化を実現することができるので、アンテナエレメン
ト3及び金属パイプ2の径を最適にしてアンテナの寸法
及び重量を最小限に抑えることができる。その結果、基
地局が備える支持金具が簡便なもで済む細くて軽い移動
無線用アンテナを実現することができる。
【0016】また、本実施の形態によれば、上記したよ
うに共振周波数を広帯域にわたって容易に調整すること
ができるので、近年提案され、実用化されている様々な
移動体無線通信システムにおける基地局用アンテナを一
種類のアンテナで作り分けることができる。その結果、
量産によるコストダウンが可能となる。
うに共振周波数を広帯域にわたって容易に調整すること
ができるので、近年提案され、実用化されている様々な
移動体無線通信システムにおける基地局用アンテナを一
種類のアンテナで作り分けることができる。その結果、
量産によるコストダウンが可能となる。
【0017】ここで、1.9GHz帯のシステムとその
周波数帯域の一例を示す。 国 名 システム名 周波数帯域 日 本 PHS 1895〜1918MHz 北 米 PCS(送信) 1850〜1910MHz 北 米 PCS(受信) 1930〜1990MHz ヨーロッパ DECT 1880〜1900MHz 〈第2の実施の形態〉図3は本発明に係る移動無線用ア
ンテナの第2の実施の形態を示す側面図である。
周波数帯域の一例を示す。 国 名 システム名 周波数帯域 日 本 PHS 1895〜1918MHz 北 米 PCS(送信) 1850〜1910MHz 北 米 PCS(受信) 1930〜1990MHz ヨーロッパ DECT 1880〜1900MHz 〈第2の実施の形態〉図3は本発明に係る移動無線用ア
ンテナの第2の実施の形態を示す側面図である。
【0018】図3に示すように、第1のダイポールアン
テナ7の下方には第2のダイポールアンテナ8が接続さ
れており、第2のダイポールアンテナ8の下方には第3
のダイポールアンテナ9が接続されている。これによ
り、コリニアアレイアンテナが構成されている。
テナ7の下方には第2のダイポールアンテナ8が接続さ
れており、第2のダイポールアンテナ8の下方には第3
のダイポールアンテナ9が接続されている。これによ
り、コリニアアレイアンテナが構成されている。
【0019】図3において、第1のダイポールアンテナ
7は、上記第1の実施の形態と同じ構成であるので、そ
の説明は省略する。第2及び第3のダイポールアンテナ
8、9は、以下のように構成されている。すなわち、同
軸給電線10の外部導体の所定の位置には、幅3mmの
環状スリット10xを設けることによって給電点が形成
されている。同軸給電線10の外部導体の外側には、円
環スリット10xの両側に位置して一対の1/4波長の
真鍮製のスリーブ状金属パイプ11が配置されている。
この場合、一対の金属パイプ11は、対向する端部が外
部導体に接続されている。金属パイプ11の開放端に
は、上記第1の実施の形態と同様にしてフッ素樹脂(例
えばポリテトラフルオロエチレン)製の絶縁スペーサ1
2が挿入されている。このように構成された第2及び第
3のダイポールアンテナ8、9においても、各絶縁スペ
ーサの挿入深さを変えることによって広帯域化を実現す
ることができるので、金属パイプ11の径を最適にして
アンテナの寸法及び重量を最小限に抑えることができ
る。
7は、上記第1の実施の形態と同じ構成であるので、そ
の説明は省略する。第2及び第3のダイポールアンテナ
8、9は、以下のように構成されている。すなわち、同
軸給電線10の外部導体の所定の位置には、幅3mmの
環状スリット10xを設けることによって給電点が形成
されている。同軸給電線10の外部導体の外側には、円
環スリット10xの両側に位置して一対の1/4波長の
真鍮製のスリーブ状金属パイプ11が配置されている。
この場合、一対の金属パイプ11は、対向する端部が外
部導体に接続されている。金属パイプ11の開放端に
は、上記第1の実施の形態と同様にしてフッ素樹脂(例
えばポリテトラフルオロエチレン)製の絶縁スペーサ1
2が挿入されている。このように構成された第2及び第
3のダイポールアンテナ8、9においても、各絶縁スペ
ーサの挿入深さを変えることによって広帯域化を実現す
ることができるので、金属パイプ11の径を最適にして
アンテナの寸法及び重量を最小限に抑えることができ
る。
【0020】また、第3のダイポールアンテナ9の下方
から延出した同軸給電線10の下端には、外部回路と接
続するための同軸コネクタ14が設けられている。アン
テナエレメント13は直径2mm、長さ36mmであ
り、金属パイプ11は直径8mm、長さ36mmであ
る。絶縁スペーサ12の挿入部の長さは3mmである。
から延出した同軸給電線10の下端には、外部回路と接
続するための同軸コネクタ14が設けられている。アン
テナエレメント13は直径2mm、長さ36mmであ
り、金属パイプ11は直径8mm、長さ36mmであ
る。絶縁スペーサ12の挿入部の長さは3mmである。
【0021】以下に、上記のように構成された移動無線
用アンテナの指向特性について説明する。図4は第1〜
第3のダイポールアンテナ7〜9の給電点の間隔を91
mmとした場合のアンテナの指向特性を示す特性図であ
る。尚、xyz軸は図3に準じている。図4に示すよう
に、垂直面(yz面及びzx面)の最大利得方向は、下
方に傾いており、その傾斜角(チルト角)は約15度で
ある。この給電点の間隔は1波長よりも短いため、図4
に示すようにその最大利得方向は下方に傾斜したものと
なる。すなわち、1.9GHzの自由空間での波長:λ
=(3×108/1.9GHz)=157.9mm、同
じく同軸給電線内での波長:λg はほぼλ×0.67=
105.8mmとなる。前記において、0.67は波形
短縮率である。よって前記第1〜第3のダイポールアン
テナ7〜9の給電点の間隔の91mmは、105.8m
mより短いので、給電点の間隔は1波長よりも短いとい
うことになる。
用アンテナの指向特性について説明する。図4は第1〜
第3のダイポールアンテナ7〜9の給電点の間隔を91
mmとした場合のアンテナの指向特性を示す特性図であ
る。尚、xyz軸は図3に準じている。図4に示すよう
に、垂直面(yz面及びzx面)の最大利得方向は、下
方に傾いており、その傾斜角(チルト角)は約15度で
ある。この給電点の間隔は1波長よりも短いため、図4
に示すようにその最大利得方向は下方に傾斜したものと
なる。すなわち、1.9GHzの自由空間での波長:λ
=(3×108/1.9GHz)=157.9mm、同
じく同軸給電線内での波長:λg はほぼλ×0.67=
105.8mmとなる。前記において、0.67は波形
短縮率である。よって前記第1〜第3のダイポールアン
テナ7〜9の給電点の間隔の91mmは、105.8m
mより短いので、給電点の間隔は1波長よりも短いとい
うことになる。
【0022】一方、給電点の間隔が1波長よりも長い場
合には最大利得方向は上方に傾斜したものとなり、給電
点の間隔が1波長と同程度の長さの場合には最大利得方
向は水平となる。すなわち、この給電点の間隔によって
垂直面(yz面及びzx面)の最大利得方向を制御する
ことができる。これは、給電点の間隔と給電線路中の電
波の波長との関係によって、それぞれのダイポールアン
テナから発せられる電波の位相が変化するためである。
これらはコリニアアレイアンテナの1つの有用な特徴で
あり、用途に応じて使い分けるべきものである。
合には最大利得方向は上方に傾斜したものとなり、給電
点の間隔が1波長と同程度の長さの場合には最大利得方
向は水平となる。すなわち、この給電点の間隔によって
垂直面(yz面及びzx面)の最大利得方向を制御する
ことができる。これは、給電点の間隔と給電線路中の電
波の波長との関係によって、それぞれのダイポールアン
テナから発せられる電波の位相が変化するためである。
これらはコリニアアレイアンテナの1つの有用な特徴で
あり、用途に応じて使い分けるべきものである。
【0023】次に、上記のように構成された移動無線用
アンテナの周波数帯域特性について説明する。図5は第
1〜第3のダイポールアンテナ7〜9の給電点の間隔を
106mmとした場合のアンテナの周波数帯域特性を示
すVSWR特性図である。図5中、(a)は第1〜第3
のダイポールアンテナ7〜9が共振周波数1.9GHz
に揃っているときのVSWR特性を示し、(b)は第1
のダイポールアンテナ7が1.9GHzに、第2のダイ
ポールアンテナ8が1.85GHzに、第3のダイポー
ルアンテナ9が1.95GHzにそれぞれ共振している
ときのVSWR特性を示している。図5に示すように、
(b)は(a)に比べ周波数1.9GHzにおいてVS
WR特性が劣化している。これは、第2のダイポールア
ンテナ8及び第3のダイポールアンテナ9の共振周波数
が1.9GHzからずれているために、1.9GHzに
おいてコリニアアレイアンテナ全体として不整合状態と
なっていることに起因する。
アンテナの周波数帯域特性について説明する。図5は第
1〜第3のダイポールアンテナ7〜9の給電点の間隔を
106mmとした場合のアンテナの周波数帯域特性を示
すVSWR特性図である。図5中、(a)は第1〜第3
のダイポールアンテナ7〜9が共振周波数1.9GHz
に揃っているときのVSWR特性を示し、(b)は第1
のダイポールアンテナ7が1.9GHzに、第2のダイ
ポールアンテナ8が1.85GHzに、第3のダイポー
ルアンテナ9が1.95GHzにそれぞれ共振している
ときのVSWR特性を示している。図5に示すように、
(b)は(a)に比べ周波数1.9GHzにおいてVS
WR特性が劣化している。これは、第2のダイポールア
ンテナ8及び第3のダイポールアンテナ9の共振周波数
が1.9GHzからずれているために、1.9GHzに
おいてコリニアアレイアンテナ全体として不整合状態と
なっていることに起因する。
【0024】図5から分かるように、コリニアアレイア
ンテナの特性を十分に発揮させるためには、各ダイポー
ルアンテナの特性が揃っているのが望ましい。本実施の
形態の構成を採用すれば、絶縁スペーサ12の挿入深さ
を変えることにより、全てのダイポールアンテナ7〜9
の共振周波数を調整して、各ダイポールアンテナ7〜9
の特性を揃えることができる。その結果、アンテナエレ
メント13及び全ての金属パイプ11の径を最適にして
アンテナの寸法及び重量を最小限に抑えることができる
ので、基地局が備える支持金具が簡便なもので済む細く
て軽い移動無線用のコリニアアレイアンテナを実現する
ことができる。
ンテナの特性を十分に発揮させるためには、各ダイポー
ルアンテナの特性が揃っているのが望ましい。本実施の
形態の構成を採用すれば、絶縁スペーサ12の挿入深さ
を変えることにより、全てのダイポールアンテナ7〜9
の共振周波数を調整して、各ダイポールアンテナ7〜9
の特性を揃えることができる。その結果、アンテナエレ
メント13及び全ての金属パイプ11の径を最適にして
アンテナの寸法及び重量を最小限に抑えることができる
ので、基地局が備える支持金具が簡便なもので済む細く
て軽い移動無線用のコリニアアレイアンテナを実現する
ことができる。
【0025】尚、本実施の形態においては、コリニアア
レイアンテナを構成するダイポールアンテナの数を3と
したが、必ずしもこの構成に限定されるものではなく、
ダイポールアンテナの数は3以外であっても構わない。
ダイポールアンテナの数を増せば、コリニアアレイの最
大利得を向上させることができる。
レイアンテナを構成するダイポールアンテナの数を3と
したが、必ずしもこの構成に限定されるものではなく、
ダイポールアンテナの数は3以外であっても構わない。
ダイポールアンテナの数を増せば、コリニアアレイの最
大利得を向上させることができる。
【0026】また、上記第1及び第2の実施の形態にお
いては、タッピング加工によって金属パイプの開放端の
内壁に雌ネジを形成しているが、必ずしもこの方法に限
定されるものではなく、例えば、金属パイプの絞り加工
によって雌ネジを形成してもよい。この場合には、薄肉
の金属パイプを使用することができるので、より軽量な
移動無線用アンテナを実現することができる。
いては、タッピング加工によって金属パイプの開放端の
内壁に雌ネジを形成しているが、必ずしもこの方法に限
定されるものではなく、例えば、金属パイプの絞り加工
によって雌ネジを形成してもよい。この場合には、薄肉
の金属パイプを使用することができるので、より軽量な
移動無線用アンテナを実現することができる。
【0027】また、上記第1及び第2の実施の形態にお
いては、スペーサの挿入深さを制御する手段として雌ネ
ジと雄ネジとからなる螺合手段を用いているが、必ずし
もこの構成に限定されるものではなく、例えば、多段ス
ナップフィットを用いてもよい。この場合、金属パイプ
の開放端内壁の段差は鋸歯状でも矩形状でもよい。
いては、スペーサの挿入深さを制御する手段として雌ネ
ジと雄ネジとからなる螺合手段を用いているが、必ずし
もこの構成に限定されるものではなく、例えば、多段ス
ナップフィットを用いてもよい。この場合、金属パイプ
の開放端内壁の段差は鋸歯状でも矩形状でもよい。
【0028】また、上記第1及び第2の実施の形態にお
いては、絶縁スペーサの材料としてフッ素樹脂(例えば
ポリテトラフルオロエチレン)を用いているが、必ずし
もこれに限定されるものではなく、例えばポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ABS等、必要な高周波特性と誘
電率のバランスを考慮して選択することができる。一般
に、高周波特性の良好なものは誘電率が低くて同じ挿入
深さでは共振周波数の調整範囲が狭くなる。一方、高周
波特性の悪いものは誘電率が高くて同じ挿入深さでは共
振周波数の調整範囲が広くなる。
いては、絶縁スペーサの材料としてフッ素樹脂(例えば
ポリテトラフルオロエチレン)を用いているが、必ずし
もこれに限定されるものではなく、例えばポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ABS等、必要な高周波特性と誘
電率のバランスを考慮して選択することができる。一般
に、高周波特性の良好なものは誘電率が低くて同じ挿入
深さでは共振周波数の調整範囲が狭くなる。一方、高周
波特性の悪いものは誘電率が高くて同じ挿入深さでは共
振周波数の調整範囲が広くなる。
【0029】また、上記第1及び第2の実施の形態で示
した数値や構成は一例であり、本発明はこれらの数値や
構成の細部に限定されるものではない。
した数値や構成は一例であり、本発明はこれらの数値や
構成の細部に限定されるものではない。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る移動
無線用アンテナによれば、スリーブ状金属パイプの開放
端側内壁の一部と同軸給電線の外部導体の一部との間に
挿入した絶縁スペーサの挿入深さを制御することによっ
てダイポールアンテナの共振周波数を調整し、構成部品
寸法のばらつき及び製造工程での仕上がり寸法のばらつ
きによるアンテナの共振周波数のばらつきを吸収するこ
とができる。その結果、アンテナの径を最適にして寸法
及び重量を最小限に抑えることができるので、基地局が
備える支持金具が簡便なもので済む細くて軽い移動無線
用アンテナを実現することができる。
無線用アンテナによれば、スリーブ状金属パイプの開放
端側内壁の一部と同軸給電線の外部導体の一部との間に
挿入した絶縁スペーサの挿入深さを制御することによっ
てダイポールアンテナの共振周波数を調整し、構成部品
寸法のばらつき及び製造工程での仕上がり寸法のばらつ
きによるアンテナの共振周波数のばらつきを吸収するこ
とができる。その結果、アンテナの径を最適にして寸法
及び重量を最小限に抑えることができるので、基地局が
備える支持金具が簡便なもので済む細くて軽い移動無線
用アンテナを実現することができる。
【0031】さらに、高い部品寸法精度が不要となるの
で、安価な部品の使用によるコストダウンを図ることが
できる。また、共振周波数を広帯域にわたって容易に調
整することができるので、近年提案され、実用化されて
いる様々な移動体無線通信システムにおける基地局用ア
ンテナを一種類のアンテナで作り分けることができる。
その結果、量産によるコストダウンが可能となる。
で、安価な部品の使用によるコストダウンを図ることが
できる。また、共振周波数を広帯域にわたって容易に調
整することができるので、近年提案され、実用化されて
いる様々な移動体無線通信システムにおける基地局用ア
ンテナを一種類のアンテナで作り分けることができる。
その結果、量産によるコストダウンが可能となる。
【図1】(a)は本発明に係る移動無線用アンテナの第
1の実施の形態を示す側面図、(b)は(a)のA−A
断面図である。
1の実施の形態を示す側面図、(b)は(a)のA−A
断面図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態において、絶縁スペ
ーサの挿入量をパラメーターとしたVSWR(電圧定在
波比)特性の変化の様子を示す周波数帯域特性図であ
る。
ーサの挿入量をパラメーターとしたVSWR(電圧定在
波比)特性の変化の様子を示す周波数帯域特性図であ
る。
【図3】本発明に係る移動無線用アンテナの第2の実施
の形態を示す側面図である。
の形態を示す側面図である。
【図4】本発明の第2の実施の形態において、第1〜第
3のダイポールアンテナの給電点の間隔を91mmとし
た場合のアンテナの指向特性を示す特性図である。
3のダイポールアンテナの給電点の間隔を91mmとし
た場合のアンテナの指向特性を示す特性図である。
【図5】本発明の第2の実施の形態において、第1〜第
3のダイポールアンテナの給電点の間隔を106mmと
した場合のアンテナの周波数帯域特性を示すVSWR特
性図である。
3のダイポールアンテナの給電点の間隔を106mmと
した場合のアンテナの周波数帯域特性を示すVSWR特
性図である。
【図6】従来技術における移動無線用アンテナを示す斜
視図である。
視図である。
1 同軸給電線 1a 同軸給電線の外部導体の上端 1b 同軸給電線の下端 2 金属パイプ 2a 金属パイプの一端 2b 金属パイプ開放端内壁の雌ネジ 3 アンテナエレメント 4 絶縁スペーサ 4a スペーサ外側の雄ネジ 4b ストッパーを兼ねた回転つまみ 5 同軸コネクタ 6 ダイポールアンテナ 7 第1のダイポールアンテナ 8 第2のダイポールアンテナ 9 第3のダイポールアンテナ 10 同軸給電線 10x 円環スリット 11 金属パイプ 12 絶縁スペーサ 13 アンテナエレメント
Claims (6)
- 【請求項1】 同軸給電線と、前記同軸給電線の内部導
体を外部導体の上端より略1/4波長だけ上方に延長し
て形成されたアンテナエレメントと、一端が前記外部導
体の上端に接続された状態で前記同軸給電線の外側に配
置された略1/4波長のスリーブ状金属パイプとからな
るダイポールアンテナと、前記スリーブ状金属パイプの
開放端側内壁の一部と前記同軸給電線の外部導体の一部
との間に挿入された絶縁スペーサとを備え、前記絶縁ス
ペーサの挿入深さを制御することによって前記ダイポー
ルアンテナの共振周波数を調整することを特徴とする移
動無線用アンテナ。 - 【請求項2】 同軸給電線と、前記同軸給電線の外部導
体の所定の位置に給電点として設けられた円環スリット
と、前記外部導体の前記円環スリットの両側にそれぞれ
の一端が対向して接続された一対の略1/4波長のスリ
ーブ状金属パイプとからなるダイポールアンテナと、前
記一対のスリーブ状金属パイプの各々の開放端側内壁の
一部と前記同軸給電線の外部導体の一部との間に挿入さ
れた一対の絶縁スペーサとを備え、前記一対の絶縁スペ
ーサの挿入深さを制御することによって前記ダイポール
アンテナの共振周波数を調整することを特徴とする移動
無線用アンテナ。 - 【請求項3】 請求項1に記載の移動無線用アンテナを
第1の移動無線用アンテナとし、請求項2に記載の移動
無線用アンテナを第2の移動無線用アンテナとし、前記
第1の移動無線用アンテナと、前記第1の移動無線用ア
ンテナの絶縁スペーサ側に接続された少なくとも1つの
前記第2の移動無線用アンテナとからなる移動無線用ア
ンテナ。 - 【請求項4】 スリーブ状金属パイプの開放端内壁の一
部にタッピング加工によって雌ネジが設けられ、絶縁ス
ペーサの外周に雄ネジが設けられた請求項1〜3のいず
れかに記載の移動無線用アンテナ。 - 【請求項5】 スリーブ状金属パイプの開放端内壁の一
部に絞り加工によって雌ネジが設けられ、絶縁スペーサ
の外周に雄ネジが設けられた請求項1〜3のいずれかに
記載の移動無線用アンテナ。 - 【請求項6】 スリーブ状金属パイプの開放端内壁の一
部に複数の段差が設けられ、絶縁スペーサの先端がスナ
ップフィット形状にされた請求項1〜3のいずれかに記
載の移動無線用アンテナ。
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13602096A JPH09321527A (ja) | 1996-05-30 | 1996-05-30 | 移動無線用アンテナ |
US08/800,804 US6177911B1 (en) | 1996-02-20 | 1997-02-18 | Mobile radio antenna |
DE69737113T DE69737113T2 (de) | 1996-02-20 | 1997-02-20 | Mobile Funkantenne |
EP97301101A EP0791977B1 (en) | 1996-02-20 | 1997-02-20 | Mobile radio antenna |
EP04026436A EP1503451B1 (en) | 1996-02-20 | 1997-02-20 | Mobile radio antenna |
CN97102476A CN1100359C (zh) | 1996-02-20 | 1997-02-20 | 移动无线通信用天线 |
DE69735223T DE69735223T2 (de) | 1996-02-20 | 1997-02-20 | Mobile Funkantenne |
CN02126844.4A CN1190982C (zh) | 1996-02-20 | 1997-02-20 | 移动无线通信用天线 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13602096A JPH09321527A (ja) | 1996-05-30 | 1996-05-30 | 移動無線用アンテナ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09321527A true JPH09321527A (ja) | 1997-12-12 |
Family
ID=15165317
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13602096A Pending JPH09321527A (ja) | 1996-02-20 | 1996-05-30 | 移動無線用アンテナ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09321527A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR200329764Y1 (ko) * | 2003-01-18 | 2003-10-17 | (주)에어링크테크놀로지 | 무선 데이터 통신용 슬리브 다이폴 안테나 |
JP2007005924A (ja) * | 2005-06-21 | 2007-01-11 | Maspro Denkoh Corp | アンテナ |
JP2007049213A (ja) * | 2004-12-03 | 2007-02-22 | Mitsubishi Electric Corp | アンテナ装置 |
CN100345336C (zh) * | 2004-04-23 | 2007-10-24 | 连展科技电子(昆山)有限公司 | 超宽频偶极天线 |
JP2009239680A (ja) * | 2008-03-27 | 2009-10-15 | Nakaike Giken:Kk | ダイポールアンテナ及びこれを用いた無線通信機 |
-
1996
- 1996-05-30 JP JP13602096A patent/JPH09321527A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR200329764Y1 (ko) * | 2003-01-18 | 2003-10-17 | (주)에어링크테크놀로지 | 무선 데이터 통신용 슬리브 다이폴 안테나 |
CN100345336C (zh) * | 2004-04-23 | 2007-10-24 | 连展科技电子(昆山)有限公司 | 超宽频偶极天线 |
JP2007049213A (ja) * | 2004-12-03 | 2007-02-22 | Mitsubishi Electric Corp | アンテナ装置 |
JP2007005924A (ja) * | 2005-06-21 | 2007-01-11 | Maspro Denkoh Corp | アンテナ |
JP4589821B2 (ja) * | 2005-06-21 | 2010-12-01 | マスプロ電工株式会社 | アンテナ装置 |
JP2009239680A (ja) * | 2008-03-27 | 2009-10-15 | Nakaike Giken:Kk | ダイポールアンテナ及びこれを用いた無線通信機 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040702 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20040907 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050112 |