JPH11136021A - Multimode antenna - Google Patents
Multimode antennaInfo
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- JPH11136021A JPH11136021A JP29506697A JP29506697A JPH11136021A JP H11136021 A JPH11136021 A JP H11136021A JP 29506697 A JP29506697 A JP 29506697A JP 29506697 A JP29506697 A JP 29506697A JP H11136021 A JPH11136021 A JP H11136021A
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- Japan
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- antenna
- type antenna
- cylinder
- communication device
- wires
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- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は移動通信システムの
ためのマルチモードアンテナに関する。[0001] The present invention relates to a multi-mode antenna for a mobile communication system.
【0002】[0002]
【従来の技術】図8、図9を参照して、この種のアンテ
ナについて説明する。図8において、第1の例は、ハン
ディホン17上にモノポールタイプのアンテナ16が設
置されている形態であり、このようなアンテナはモバイ
ルアンテナシステムハンドブック(藤本及びジェーム
ス、Artech House 1994,pp154
−155)に記載されている。ハンディホン17上には
また、ヘリカルアンテナ18がアンテナ16から距離D
111を隔てて設置されており、このようなヘリカルア
ンテナ18はモバイルアンテナシステムハンドブック
(藤本及びジェームス、Artech House 1
994,pp455−457)に記載されている。2. Description of the Related Art An antenna of this type will be described with reference to FIGS. In FIG. 8, a first example is a mode in which a monopole type antenna 16 is installed on a handy phone 17, and such an antenna is described in a mobile antenna system handbook (Fujimoto and James, Artech House 1994, pp. 154).
-155). On the handy phone 17, a helical antenna 18 is disposed at a distance D from the antenna 16.
111, and such a helical antenna 18 is provided in a mobile antenna system handbook (Fujimoto and James, Arttech House 1).
994, pp455-457).
【0003】この種のモノポールタイプのアンテナは、
地上通信システム(GSMのような)に提供され、ヘリ
カルアンテナは円偏波による衛星通信システムに提供さ
れている。距離D111は、各々のダイアグラムの摂動
が無いように最適化されるべきである。[0003] This kind of monopole type antenna is
Provided for terrestrial communication systems (such as GSM), helical antennas are provided for circularly polarized satellite communication systems. Distance D111 should be optimized such that there is no perturbation in each diagram.
【0004】図9において、別の例は、ハンディホン1
7の後面にPIFAタイプのアンテナ20が設置されて
いる形態であり、このようなアンテナはモバイルアンテ
ナシステムハンドブック(藤本及びジェームス、Art
ech House 1994,pp235−239)
に記載されている。この例では、第1の例と同様のヘリ
カルアンテナ18がアンテナ20から距離を隔てて設置
されている。[0004] In FIG. 9, another example is a handy phone 1.
7 is provided with a PIFA type antenna 20 on the rear surface thereof. Such an antenna is described in a mobile antenna system handbook (Fujimoto and James, Art, Art.
ech House 1994, pp 235-239)
It is described in. In this example, a helical antenna 18 similar to the first example is installed at a distance from the antenna 20.
【0005】PIFAタイプのアンテナ20は、地上通
信システム(GSMのような)に提供され、ヘリカルア
ンテナは円偏波による衛星通信システムに提供されてい
る。各々のアンテナの配置は、最適な性能を発揮するよ
うに最適化されるべきである。A PIFA type antenna 20 is provided for a terrestrial communication system (such as GSM), and a helical antenna is provided for a circularly polarized satellite communication system. The placement of each antenna should be optimized for optimal performance.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
アンテナには以下のような問題点がある。However, the above-mentioned antenna has the following problems.
【0007】第1の問題点は、2つのアンテナを設置す
るために多くのスペースを必要とし、小型のポータブル
通信装置には適していないということである。また、そ
の製造コストも増加する。これは、装置の構造に基づい
て相互作用しあう2つのアンテナを分離することを考慮
する必要があるからであり、長い調査とトリミング時間
とを必要とするからである。A first problem is that a large space is required for installing two antennas, which is not suitable for a small portable communication device. Also, the manufacturing cost increases. This is because it is necessary to consider the separation of the two interacting antennas based on the structure of the device, since it requires a long search and trimming time.
【0008】第2の問題点は、ほとんどの構造が容積及
びサイズにおいて大きいことであり、移動通信において
は致命的な点である。2つ以上のアンテナを使用しなけ
ればならない時には、これらは組み合わされるべきであ
る。ハンディホンにおいて呼びを受信すると、ユーザは
衛星通信用かあるいは地上通信用のアンテナのどちらを
引き出すかを決めなければならない。これは非実用的で
ある。これは、複数の動作周波数及び偏波を持つために
は、いくつかの提案された解決策を2つの異なった構造
に施さなけれならず、必要な周波数の数を増加させ、ス
ペースを要するからである。[0008] The second problem is that most structures are large in volume and size, which is fatal in mobile communications. When two or more antennas have to be used, they should be combined. Upon receiving a call on the handy phone, the user must decide whether to pull out a satellite or terrestrial antenna. This is impractical. This is because in order to have multiple operating frequencies and polarizations, some proposed solutions have to be applied to two different structures, increasing the number of required frequencies and taking up space. is there.
【0009】そこで、本発明の課題は、上記の問題点を
解消し、パーソナル通信の分野に適した小形化できるア
ンテナ形態を提供することにある。It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems and to provide a compact antenna form suitable for the field of personal communication.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明によるマルチモー
ドアンテナは、円偏波を発生するためにN本のワイヤ1
が電磁波を透過可能なシリンダ2に螺旋状に巻回されて
成るヘリカルタイプのアンテナと、該ヘリカルタイプの
アンテナ内にその中心軸に沿って設けられたモノポール
タイプのアンテナ3とを含み、前記N本のワイヤはそれ
ぞれ、1つの入力部6とN個の出力部7を持つフィーダ
5の前記出力部に位相及び振幅について適切な形態で接
続されていることを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION A multimode antenna according to the present invention comprises N wires 1 for generating circularly polarized waves.
Includes a helical type antenna spirally wound around a cylinder 2 that is permeable to electromagnetic waves, and a monopole type antenna 3 provided along the center axis of the helical type antenna, The N wires are each connected to the output of the feeder 5 having one input 6 and N outputs 7 in a form suitable for phase and amplitude.
【0011】なお、前記シリンダの直径D1、前記ワイ
ヤの数N、前記ワイヤのピッチ角度A1、前記ワイヤの
長さL1、前記位相及び振幅はそれぞれ、衛星通信シス
テムにおけるポータブルアンテナの放射パターンにより
決定され、前記モノポールタイプのアンテナの長さLL
1、負荷構造14はそれぞれ、前記放射パターン及び前
記モノポールタイプのアンテナのマッチングにより決定
され、前記ワイヤの直径により前記モノポールタイプの
アンテナの相互作用が最適化される。The diameter D1 of the cylinder, the number N of the wires, the pitch angle A1 of the wires, the length L1 of the wires, the phase and the amplitude are each determined by a radiation pattern of a portable antenna in a satellite communication system. The length LL of the monopole type antenna
1. Each of the load structures 14 is determined by matching the radiation pattern and the monopole type antenna, and the diameter of the wire optimizes the interaction of the monopole type antenna.
【0012】また、前記フィーダは前記シリンダの下部
に設けられ、該シリンダは、通信機筺体に設けられた筒
状のガイド部材により該シリンダの内径側で支持されて
おり、前記モノポールタイプのアンテナは、前記通信機
筺体における前記ガイド部材の内側に設けられた支持部
材により支持されている。Further, the feeder is provided at a lower portion of the cylinder, and the cylinder is supported on an inner diameter side of the cylinder by a cylindrical guide member provided in a communication device housing. Is supported by a support member provided inside the guide member in the communication device housing.
【0013】更に、前記フィーダにおける前記入力部
は、前記通信機筺体における前記シリンダの外側に設け
られた貫通穴を通して前記通信機筺体内に導入され、前
記モノポールタイプのアンテナの入力部は、前記支持部
材とこれに対応する箇所の前記通信機筺体にそれぞれ設
けられた貫通穴を通して前記通信機筺体内に導入される
ことを特徴とする。Further, the input section of the feeder is introduced into the communication apparatus casing through a through hole provided outside the cylinder in the communication apparatus casing, and the input section of the monopole type antenna is connected to the input section of the monopole type antenna. The supporting member is introduced into the communication device housing through through holes provided in the communication device housing at corresponding locations.
【0014】[0014]
【作用】モノポールタイプのアンテナの共振周波数は、
その長さにより決定され、所望の周波数F1の1/4波
長である。フィードシステム及びサポート構造は、地上
通信をカバーするための直線偏波における周波数F1で
完全なマッチング及び必要電力が得られるように設計さ
れる。[Function] The resonance frequency of the monopole type antenna is
It is determined by its length and is a quarter wavelength of the desired frequency F1. The feed system and support structure are designed to provide perfect matching and power requirements at frequency F1 in linear polarization to cover terrestrial communications.
【0015】ヘリカルタイプのアンテナは、衛星通信を
カバーするために完全に分離された形態で設計される。
それは、透明なシリンダの周囲に螺旋状に巻回され、異
なった位相及び振幅で給電される1セットのワイヤを有
する。これは、衛星通信用のアンテナとなる。Helical type antennas are designed in a completely separate form to cover satellite communications.
It has a set of wires spirally wound around a transparent cylinder and fed with different phases and amplitudes. This is an antenna for satellite communication.
【0016】衛星通信用のアンテナは円偏波であり、中
心軸に関して対称であるので、その中にモノポールタイ
プのアンテナを挿入することができる。すべての作用
は、給電システム内でインピーダンスレベルの小さな作
用を補正するために外部からマッチングがなされる。放
射パターン上における小さな変化が、モノポールタイプ
のアンテナに対するヘリカルタイプのアンテナの最適化
により改善される。Since the antenna for satellite communication is circularly polarized and symmetric with respect to the central axis, a monopole type antenna can be inserted therein. All effects are matched externally to compensate for small impedance level effects in the feed system. Small changes in the radiation pattern can be improved by optimizing the helical type antenna relative to the monopole type antenna.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】図1〜図3を参照して、本発明の
好ましい実施の形態について説明する。図1において、
このマルチモードアンテナは、円偏波を発生するために
N本のワイヤ1が電磁波を透過可能なシリンダ2に螺旋
状に巻回されて成るヘリカルタイプのアンテナと、この
ヘリカルタイプのアンテナ内にその中心軸に沿って設け
られたモノポールタイプのアンテナ3とを含む。N本の
ワイヤ1はそれぞれ、1つの入力部6とN個の出力部7
とを持つフィーダ5の出力部7に、位相及び振幅につい
て適切な形態で接続されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In FIG.
This multi-mode antenna has a helical type antenna in which N wires 1 are spirally wound around a cylinder 2 capable of transmitting electromagnetic waves in order to generate circularly polarized waves. And a monopole type antenna 3 provided along the central axis. Each of the N wires 1 has one input section 6 and N output sections 7
And an output section 7 of the feeder 5 having a phase and an amplitude in an appropriate form.
【0018】シリンダ2の直径D1、ワイヤ1の数N、
ワイヤ1のピッチ角度A1、ワイヤ1の長さL1、前記
位相及び振幅はそれぞれ、衛星通信システムにおけるポ
ータブルアンテナの放射パターンにより決定される。The diameter D1 of the cylinder 2, the number N of the wires 1,
The pitch angle A1 of the wire 1, the length L1 of the wire 1, the phase and the amplitude are each determined by the radiation pattern of the portable antenna in the satellite communication system.
【0019】一方、モノポールタイプのアンテナ3の長
さLL1、負荷構造14はそれぞれ、前記放射パターン
及びモノポールタイプのアンテナ3のマッチングにより
決定される。On the other hand, the length LL1 of the monopole type antenna 3 and the load structure 14 are determined by matching the radiation pattern and the monopole type antenna 3, respectively.
【0020】更に、ワイヤ1の直径によりモノポールタ
イプのアンテナ3の相互作用が最適化される。Further, the interaction of the monopole type antenna 3 is optimized by the diameter of the wire 1.
【0021】図2は、ワイヤ1とモノポールタイプのア
ンテナ3との関係をわかり易くするために、透視図的に
示した図であり、通信機筺体4を円筒状に示している
が、実際には通信機の形態により様々な形状で提供され
る。FIG. 2 is a perspective view showing the relationship between the wire 1 and the monopole type antenna 3 in a perspective view, and shows the communication device housing 4 in a cylindrical shape. Are provided in various forms depending on the form of the communication device.
【0022】図1、図3において、フィーダ5はシリン
ダ2の下部に設けられている。シリンダ2は、通信機筺
体4に設けられた筒状のガイド部材41によりシリンダ
2の内径側で支持されている。モノポールタイプのアン
テナ3は、通信機筺体4におけるガイド部材41の内側
に設けられた支持部材42により支持されている。In FIGS. 1 and 3, the feeder 5 is provided below the cylinder 2. The cylinder 2 is supported on the inner diameter side of the cylinder 2 by a cylindrical guide member 41 provided in the communication device housing 4. The monopole type antenna 3 is supported by a support member 42 provided inside the guide member 41 in the communication device housing 4.
【0023】フィーダ5に接続された入力部6は、配線
パターンをシリンダ2の外壁に添設すると共に、この配
線パターンにリード線61を接続し、通信機筺体4にお
けるシリンダ2の外側に設けられた貫通穴43を通して
通信機筺体4内に導入されている。The input section 6 connected to the feeder 5 attaches a wiring pattern to the outer wall of the cylinder 2 and connects a lead wire 61 to the wiring pattern. The input section 6 is provided outside the cylinder 2 in the communication device housing 4. Is introduced into the communication device housing 4 through the through hole 43.
【0024】一方、モノポールタイプのアンテナ3の入
力部は、フィーダ8を、支持部材42とこれに対応する
箇所の通信機筺体4にそれぞれ設けられた貫通穴44
(通信機筺体4側のみ図示)を通すことにより通信機筺
体4内に導入されている。On the other hand, the input part of the monopole type antenna 3 is provided with a feeder 8 by a support member 42 and a through-hole 44 provided in a communication device housing 4 at a corresponding position.
(Only the communication device housing 4 side is shown) and is introduced into the communication device housing 4.
【0025】図4にはモノポールタイプのアンテナ3の
ためのマッチング性能の測定結果が示されている。この
例は、ヘリカルタイプのアンテナの直径10mmのシリ
ンダ2に対して4本のワイヤ1が1回巻回され、全高は
100mmの場合である。モノポールタイプのアンテナ
3は83mmの長さを有する。FIG. 4 shows the measurement results of the matching performance for the monopole type antenna 3. In this example, four wires 1 are wound once around a cylinder 2 having a diameter of 10 mm of a helical antenna, and the total height is 100 mm. The monopole type antenna 3 has a length of 83 mm.
【0026】図5は、950MHzでのモノポールタイ
プのアンテナ3の計測結果を示す。変動は仰角に対して
なされ、得られたゲインは約5dBであった。FIG. 5 shows a measurement result of the monopole type antenna 3 at 950 MHz. Variations were made to elevation and the gain obtained was about 5 dB.
【0027】図6はヘリカルタイプのアンテナのみの場
合の仰角平面における放射パターンを示している。ここ
では、8.5dBのゲインを示している。FIG. 6 shows a radiation pattern on an elevation plane when only a helical antenna is used. Here, a gain of 8.5 dB is shown.
【0028】図7は内側にモノポールタイプのアンテナ
3を持つヘリカルタイプのアンテナ放射パターンを示し
ており、図6とほぼ同じパターンを示している。FIG. 7 shows a helical type antenna radiation pattern having a monopole type antenna 3 on the inside, which is almost the same as FIG.
【0029】[0029]
【発明の効果】本発明によれば、パーソナル通信の分野
に適した小形化かつ低価格化の可能なマルチモードアン
テナを提供することができる。According to the present invention, it is possible to provide a compact and low-cost multimode antenna suitable for the field of personal communication.
【図1】本発明の好ましい実施の形態によるマルチモー
ドアンテナを示した外観図である。FIG. 1 is an external view showing a multimode antenna according to a preferred embodiment of the present invention.
【図2】図1のマルチモードアンテナにおけるワイヤと
モノポールタイプのアンテナとの関係をわかり易くする
ために、透視図的に示した図である。FIG. 2 is a perspective view showing a relationship between a wire and a monopole type antenna in the multi-mode antenna of FIG. 1 for easy understanding.
【図3】図1のマルチモードアンテナの支持構造を説明
するための断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining a support structure of the multi-mode antenna of FIG.
【図4】図1に示された例のマッチング性能の測定結果
を示した図である。FIG. 4 is a diagram showing a measurement result of a matching performance of the example shown in FIG. 1;
【図5】図1に示された例の放射性能の測定結果を示し
た図である。FIG. 5 is a diagram showing measurement results of radiation performance of the example shown in FIG. 1;
【図6】図1に示された例の放射性能の測定結果を示し
た図である。FIG. 6 is a diagram showing measurement results of radiation performance of the example shown in FIG. 1;
【図7】図1に示された例の放射性能の測定結果を示し
た図である。FIG. 7 is a diagram showing measurement results of radiation performance of the example shown in FIG. 1;
【図8】従来のアンテナの第1の例を示した図である。FIG. 8 is a diagram showing a first example of a conventional antenna.
【図9】従来のアンテナの第2の例を示した図である。FIG. 9 is a diagram showing a second example of a conventional antenna.
1 ワイヤ 2 シリンダ 3、16 モノポールタイプのアンテナ 4 通信機筺体 5、8 フィーダ 6 入力部 7 出力部 17 ハンディホン 18 ヘリカルアンテナ 20 PIFAタイプのアンテナ 41 ガイド部材 42 支持部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wire 2 Cylinder 3, 16 Monopole type antenna 4 Communication device housing 5, 8 Feeder 6 Input part 7 Output part 17 Handy phone 18 Helical antenna 20 PIFA type antenna 41 Guide member 42 Support member
Claims (4)
が電磁波を透過可能なシリンダ2に螺旋状に巻回されて
成るヘリカルタイプのアンテナと、 該ヘリカルタイプのアンテナ内にその中心軸に沿って設
けられたモノポールタイプのアンテナ3とを含み、 前記N本のワイヤはそれぞれ、1つの入力部6とN個の
出力部7を持つフィーダ5の前記出力部に位相及び振幅
について適切な形態で接続されていることを特徴とする
マルチモードアンテナ。1. N wires 1 for generating circularly polarized waves
Includes a helical type antenna spirally wound around a cylinder 2 that can transmit electromagnetic waves, and a monopole type antenna 3 provided along the center axis of the helical type antenna, A multi-mode antenna, characterized in that the N wires are each connected to the output of a feeder 5 having one input 6 and N outputs 7 in a suitable manner in terms of phase and amplitude.
おいて、 前記シリンダの直径D1、前記ワイヤの数N、前記ワイ
ヤのピッチ角度A1、前記ワイヤの長さL1、前記位相
及び振幅はそれぞれ、衛星通信システムにおけるポータ
ブルアンテナの放射パターンにより決定され、 前記モノポールタイプのアンテナの長さLL1、負荷構
造14はそれぞれ、前記放射パターン及び前記モノポー
ルタイプのアンテナのマッチングにより決定され、 前記ワイヤの直径により前記モノポールタイプのアンテ
ナの相互作用が最適化されることを特徴とするマルチモ
ードアンテナ。2. The multimode antenna according to claim 1, wherein the diameter D1 of the cylinder, the number N of the wires, the pitch angle A1 of the wires, the length L1 of the wires, the phase and the amplitude are each satellite communication. The length LL1 of the monopole type antenna and the load structure 14 are determined by the radiation pattern of the portable antenna in the system, and the load structure 14 is determined by the matching of the radiation pattern and the monopole type antenna, respectively. A multimode antenna characterized in that the interaction of a monopole type antenna is optimized.
おいて、 前記フィーダは前記シリンダの下部に設けられ、 該シリンダは、通信機筺体に設けられた筒状のガイド部
材により該シリンダの内径側で支持されており、 前記モノポールタイプのアンテナは、前記通信機筺体に
おける前記ガイド部材の内側に設けられた支持部材によ
り支持されていることを特徴とするマルチモードアンテ
ナ。3. The multi-mode antenna according to claim 2, wherein the feeder is provided at a lower portion of the cylinder, and the cylinder is supported on an inner diameter side of the cylinder by a cylindrical guide member provided in a communication device housing. Wherein the monopole type antenna is supported by a support member provided inside the guide member in the communication device housing.
おいて、 前記フィーダにおける前記入力部は、前記通信機筺体に
おける前記シリンダの外側に設けられた貫通穴を通して
前記通信機筺体内に導入され、 前記モノポールタイプのアンテナの入力部は、前記支持
部材とこれに対応する箇所の前記通信機筺体にそれぞれ
設けられた貫通穴を通して前記通信機筺体内に導入され
ることを特徴とするマルチモードアンテナ。4. The multi-mode antenna according to claim 3, wherein the input unit of the feeder is introduced into the communication device housing through a through hole provided outside the cylinder in the communication device housing; A multi-mode antenna, wherein an input part of a pole-type antenna is introduced into the communication device housing through through holes provided in the support member and the communication device housing at corresponding locations.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29506697A JPH11136021A (en) | 1997-10-28 | 1997-10-28 | Multimode antenna |
US09/174,441 US6160512A (en) | 1997-10-20 | 1998-10-19 | Multi-mode antenna |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29506697A JPH11136021A (en) | 1997-10-28 | 1997-10-28 | Multimode antenna |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11136021A true JPH11136021A (en) | 1999-05-21 |
Family
ID=17815882
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29506697A Pending JPH11136021A (en) | 1997-10-20 | 1997-10-28 | Multimode antenna |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11136021A (en) |
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-
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- 1997-10-28 JP JP29506697A patent/JPH11136021A/en active Pending
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20000412 |