JPS62206903A - Antenna system - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は小形で高利得であり、例えばＵＨＦ帯ＴＶ受信
用アンテナとして好適なアンテナ装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to an antenna device that is small in size and has a high gain, and is suitable as, for example, a UHF band TV reception antenna.
ループ長が約１波長のループアンテナの形状については
種々研究され、そのループ形状に固有なアンテナ特性が
得られることが報告されている。Various studies have been conducted on the shape of loop antennas with a loop length of approximately one wavelength, and it has been reported that antenna characteristics specific to the loop shape can be obtained.
またループ長が約１波長の２つの正三角形ループ素子を
、その頂点を互いに突合せて同一平面上で逆向きに配置
し、この突合せられた頂点を給電部として上記２つの正
三角形ループ素子を並列給電するようにした三角形双ル
ープアンテナ素子は、広帯域で広利得な特性を示すこと
も報告されている。In addition, two equilateral triangular loop elements with a loop length of approximately one wavelength are arranged in opposite directions on the same plane with their vertices abutted against each other, and the two equilateral triangular loop elements are connected in parallel using the abutted vertices as a power feeding section. It has also been reported that a triangular twin-loop antenna element fed with power exhibits wide-band and wide-gain characteristics.
一方、最近では、例えばＵＨＦ″’１ＪＴＶ受信用アン
テナの小形化と、その高利得化を図ることが強く要望さ
れている。ところが一般的には、その高利得化を図ると
、これに伴ってアンテナ形状が大形化すると云う問題が
あった。On the other hand, recently, there has been a strong demand for, for example, making UHF''1JTV reception antennas smaller and increasing their gain.However, in general, when trying to increase their gain, There was a problem in that the antenna shape became larger.
本発明はこのような事情に鑑み、上述した三角形双ルー
プアンテナ素子のアンテナ特性に着目して小形で高利得
な、例えばＵＨＦ−７ｔＦＴＶ受信用アンテナとして好
適なアンテナ装置を提供することを目的としている。In view of these circumstances, an object of the present invention is to provide a small, high-gain antenna device suitable as, for example, a UHF-7tFTV receiving antenna, by focusing on the antenna characteristics of the triangular twin-loop antenna element described above. .
本発明は、ループ長が約１波長の２つの正三角形ループ
素子を逆向き突合せ、その突合せられた頂点を給電部と
した第１の三角形双ループアンテナ素子と、この第１の
三角形双ループアンテナ素子よりもループ長を僅かに長
く設定した無給電形の第２の三角形双ループアンテナ素
子と、エレメント長が約１／４波長の複数本のダイポー
ルアンテナ素子とを、そのループ面と直角な方向に所定
の間隔で配列し、上記第１の三角形双ループアンテナ素
子を励振アンテナ素子、前記第２の三角形双ループアン
テナ素子を反射器、前記複数本のダイポールアンテナ素
子を導波器としたことを特徴とするものである。The present invention provides a first triangular twin-loop antenna element in which two equilateral triangular loop elements each having a loop length of about one wavelength are butted in opposite directions, and the apex of the butt is used as a feeding section, and this first triangular twin-loop antenna. A parasitic type second triangular twin loop antenna element whose loop length is set slightly longer than the antenna element and a plurality of dipole antenna elements each having an element length of about 1/4 wavelength are connected in a direction perpendicular to the loop plane. arranged at predetermined intervals, the first triangular twin loop antenna element is used as an excitation antenna element, the second triangular twin loop antenna element is used as a reflector, and the plurality of dipole antenna elements are used as a waveguide. This is a characteristic feature.
以下、図面を参照して本発明に係るアンテナ装置の一実
施例につき説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of an antenna device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
第１図は実施例装置の概略構成図である。図において、
■は励振アンテナ素子として機能する第１の三角形双ル
ープアンテナ素子であり、２は反射器として機能する第
２の三角形双ループアンテナ素子、そして８．４．５は
導波器として機能する３本（複数本）のダイポールアン
テナ素子である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment device. In the figure,
2 is the first triangular twin-loop antenna element that functions as an excitation antenna element, 2 is the second triangular twin-loop antenna element that functions as a reflector, and 8.4.5 is the three triangular twin-loop antenna elements that function as waveguides. (multiple) dipole antenna elements.
これらの各アンテナ素子ｌ、２．〜５は、例えばＦＰＲ
製のブーム６上に、ループ面と直角な方向にそれぞれ所
定の間隔を隔てて取付けられる。Each of these antenna elements l, 2. ~5 is, for example, FPR
The loops are mounted on a boom 6 made of aluminum at predetermined intervals in a direction perpendicular to the loop surface.
第１の三角形双ループアンテナ素、子１は、第２図（ａ
）にその平面構成を示すように、ループ長ＣＩが約１波
長の２つの正三角形ループ素子１ａ。The first triangular twin-loop antenna element, child 1, is shown in FIG.
), two equilateral triangular loop elements 1a each have a loop length CI of about 1 wavelength.
１ｂを、同一平面上でその頂点を互いに突合せて逆向き
に配置し、この突合せられた頂点を給電部ＩＣとして上
記２つの正三角形ループ素子１ａ、 Ｌｂを並列給電す
る如く構成される。また第２のループアンテナ素子２は
、第２図（ｂ）にその平面構成を示すように、上記第１
の三角形双ループアンテナ素子ｌと同様に２つの正三角
形ループ素子２ａ、 ２ｂを、同一平面上でそ・の頂点
を互いに突合せて逆向きに配置して構成されるが、その
ループ長Ｃ２を上記第１の三角形双ループアンテナ素子
１よりも僅かに長く設定し、且つ突合せられた頂点を相
互に短絡した無給電形のものとして実現される。1b are arranged in opposite directions on the same plane with their apexes abutting each other, and the apexes are used as a power feeding section IC to feed power to the two equilateral triangular loop elements 1a and Lb in parallel. Further, the second loop antenna element 2 has a planar configuration shown in FIG. 2(b).
Similar to the triangular twin-loop antenna element l, it is constructed by arranging two equilateral triangular loop elements 2a and 2b in opposite directions on the same plane with their vertices abutting each other, but the loop length C2 is set as above. It is set to be slightly longer than the first triangular twin loop antenna element 1, and is realized as a parasitic type antenna with abutted vertices shorted together.
これらの第１および第２の三角形双ループアンテナ素子
１，２のループ長Ｃ１，Ｃ２の関係は、例えば（Ｃ２／
Ｃ１■１．１）として設定される。The relationship between the loop lengths C1 and C2 of these first and second triangular twin loop antenna elements 1 and 2 is, for example, (C2/
C1■1.1).
また導波器として機能する３本のダイポールアンテナ素
子３．４．５の各エレメント長ｈ １．ｈ ２．ｈ ３
は、約１／４波長に設定される。具体的には前記第１の
三角形双ループアンテナ素子１のループ長Ｃ１に対して
、例えば
ｈｌ −ｈ２−ｈ３− ０．２８ＸＣ１として定められ
る。In addition, the length h of each element of the three dipole antenna elements 3.4.5 that function as waveguides 1. h2. h3
is set to approximately 1/4 wavelength. Specifically, the loop length C1 of the first triangular twin loop antenna element 1 is determined as, for example, hl - h2 - h3 - 0.28XC1.
しかしてブームＢ上にループ面と直角な方向にそれぞれ
所定の間隔を隔てて平行に配列される上記各アンテナ素
子１，２．〜５は、第１図に示すように反射器として機
能する第２の三角形双ループアンテナ素子２、励振アン
テナ素子として機能する第１の三角形双ループアンテナ
素子１、導波器として機能する３本のダイポールアンテ
ナ素子３，４゜５の順序に定められる。Each of the antenna elements 1, 2, . As shown in FIG. 1, ~5 is a second triangular twin loop antenna element 2 that functions as a reflector, a first triangular twin loop antenna element 1 that functions as an excitation antenna element, and three antenna elements that function as waveguides. The order of the dipole antenna elements 3, 4 and 5 is determined as follows.
即ち、第１および第２の三角形双ループアンテナ素子１
，２は、そのループ面と直角な方向に所定の間隔ｄｏを
隔て、且つその正三角形ループアンテナ素子１ａ、 ｌ
ｂ、 ２ａ、 ２ｂが相互に対向する向きとなるように
平行に配置される。That is, the first and second triangular twin loop antenna elements 1
, 2 are spaced a predetermined distance do in a direction perpendicular to the loop plane, and the equilateral triangular loop antenna elements 1a, l
b, 2a, and 2b are arranged in parallel so that they face each other.
また複数本のダイポールアンテナ素子Ｓ、４．５は、前
記第１の三角形双ループアンテナ素子１に対して第２の
三角形双ループアンテナ素子２が配置される側とは反対
の向きに、前記第１の三角形双ループアンテナ素子１か
ら間隔ｄ１．ｄ２．ｄ３をそれぞれ隔てて平行に配列さ
れる。尚、これらのダイポールアンテナ素子Ｌ４，５の
エレメントの方向（長手方向）は、前記第１の三角形双
ループアンテナ素子１の給電点に対向する直線状エレメ
ント部分と平行になるように定められる。Further, the plurality of dipole antenna elements S, 4.5 are arranged in a direction opposite to the side where the second triangular twin loop antenna element 2 is arranged with respect to the first triangular twin loop antenna element 1. 1 to the triangular twin loop antenna element 1 at a distance d1. d2. They are arranged in parallel with each other separated by d3. Note that the direction (longitudinal direction) of the elements of these dipole antenna elements L4 and L5 is determined to be parallel to the linear element portion of the first triangular twin loop antenna element 1 that faces the feeding point.
しかして上記各アンテナ素子１，２．〜５の配列間隔ｄ
ｏ、ｄｌ、〜ｄ３は、例えば前記第１の三角形双ループ
アンテナ素子１のループ長Ｃ１に対して、ｄｏ −０，
ｌＸＣ１。However, each of the antenna elements 1, 2. ~5 array interval d
o, dl, to d3 are, for example, do −0,
lXC1.
ｄｉ −ｄ２−ｄ３−０．２ＸＣ１
として設定される。またこれらの各アンテナ素子１．２
．〜５を為す導体の直径ａは、例えば前記第１の三角形
双ループアンテナ素子１のループ長Ｃ１に対して、
ａ ＝ （１／１５０ ） Ｘ Ｃ１
として定められる。但し、上述したループ長Ｃ１゜Ｃ２
の関係、ループ長Ｃ１に対する各アンテナ素子１，２．
〜５の配列間隔ｄ ｏ、ｄ ｌ＋〜ｄ３と導体の直径ａ
の関係は、アンテナ理論に基いて実験的・経験的に定め
られるものである。It is set as di - d2 - d3 - 0.2XC1. In addition, each of these antenna elements 1.2
．． The diameter a of the conductor forming the angle .about.5 is determined as, for example, a=(1/150)×C1 with respect to the loop length C1 of the first triangular twin loop antenna element 1. However, the above-mentioned loop length C1°C2
The relationship between each antenna element 1, 2 ., and the loop length C1.
~5 array spacing d o, d l+~d3 and conductor diameter a
The relationship is determined experimentally and empirically based on antenna theory.
第３図（ａ）（ｂ）はこのように構成されたアンテナ装
置の特性、つまり波長に対する指向性利得とＦＢ比を、
前記ダイポールアンテナのエレメント長の比（ｈｌ ／
Ｃ１−ｈ２ ／Ｃ１−ｈａ ／ＣＩ ）を変えて求めた
ものである。また第３図（ｃ）はその定在波比（ＶＳＷ
Ｒ）を示すものである。Figures 3(a) and 3(b) show the characteristics of the antenna device configured in this way, that is, the directional gain and FB ratio with respect to the wavelength.
The element length ratio of the dipole antenna (hl/
C1-h2/C1-ha/CI). In addition, Fig. 3(c) shows the standing wave ratio (VSW
R).
この第３図に示す特性から明らかなように、本アンテナ
装置によればループ長比（Ｃ２／Ｃ１）が（１，１）の
場合、絶対利得で１０ｄＢｉもの高い指向性利得を得る
ことがわかる。またその帯域特性も非常に広いことがわ
かる。As is clear from the characteristics shown in Fig. 3, when the loop length ratio (C2/C1) is (1, 1), this antenna device can obtain a directivity gain as high as 10 dBi in terms of absolute gain. . It can also be seen that its band characteristics are very wide.
このような特性は、第１および第２の三角形双ループア
ンテナ素子１，２の各三角形双ループにおける上下の底
辺電流と、互いに突合せられた頂点部（給電点）での電
流とにより、等価的な同相電流によるブロードサイドア
レイが形成され、且つ第１および第２の三角形双ループ
アンテナ素子１゜２における電流の位相差がほぼ１８０
’に達してその電流の絶対値が極大となる為であると考
えられる。つまり、配列間隔ｄＯを狭くした第１および
第２の三角形双ループアンテナ素子１，２に互いに逆相
の電流が流れて、これらの三角形双ループアンテナ素子
１，２間にスーパーゲイン効果が生じ、これにダイポー
ルアンテナ素子３，４．５による導波器の作用が加わっ
て上述した高利得特性が得られるものと考えられる。These characteristics are equivalently achieved by the upper and lower base currents in each of the triangular twin loops of the first and second triangular twin loop antenna elements 1 and 2, and the currents at the apex portions (feeding points) that abut against each other. A broadside array is formed by the common-mode current, and the phase difference between the currents in the first and second triangular twin-loop antenna elements 1°2 is approximately 180.
This is thought to be because the absolute value of the current reaches a maximum when it reaches '. In other words, currents having opposite phases to each other flow through the first and second triangular twin loop antenna elements 1 and 2 with a narrow arrangement interval dO, and a super gain effect occurs between these triangular twin loop antenna elements 1 and 2. It is considered that the above-described high gain characteristics are obtained by adding the waveguide effect of the dipole antenna elements 3, 4.5.
尚、導波器をなすダイポールアンテナ素子３，４゜５は
、アンテナ装置の広帯域化に大きく寄与し、また上述し
たように励振アンテナ素子である第１の三角形双ループ
アンテナ素子ｌの利得の向上に寄与する。しかし本発明
者等の実験によれば、導波器としてのダイポールアンテ
ナ素子の数は３本程度が適当であり、更にダイポールア
ンテナ素子の数を増してもさほど利得の向上が認められ
ないことが確認された。Note that the dipole antenna elements 3, 4, 5, which form the waveguide, greatly contribute to widening the band of the antenna device, and as mentioned above, improve the gain of the first triangular twin-loop antenna element l, which is the excitation antenna element. Contribute to However, according to experiments conducted by the present inventors, the appropriate number of dipole antenna elements as waveguides is about three, and even if the number of dipole antenna elements is increased, the gain does not improve much. confirmed.
このように本アンテナ装置によれば、その広帯域化を図
り、且つその高利得化を図ることができる。しかも前述
したように計５本のアンテナ素子にて、その全長を短く
抑えた小形形状のものとすることができる。更には、機
械的強度に優れた三角形状を基本とする三角形双ループ
アンテナ素子を主体として構成されるので、構造的に非
常に強固なものとすることができる。As described above, according to the present antenna device, it is possible to achieve a wide band and a high gain. Moreover, as described above, with a total of five antenna elements, the overall length can be kept short and the antenna element can be made compact. Furthermore, since it is mainly composed of a triangular twin-loop antenna element having a basic triangular shape with excellent mechanical strength, it can be made structurally very strong.
本発明者等の実験によれば、ＵＨＦ−ＴＶの２５〜６２
チヤンネル（５４２〜７７０ ＭＨｚ）受信用として、
ＣＩ −５８８（ｍｓ） 、 Ｃ２−８４８，８（ｍ
ｍ） 。According to experiments by the inventors, UHF-TV's 25 to 62
For channel (542-770 MHz) reception,
CI-588 (ms), C2-848,8 (m
m).
ｈｌ ”ｈ２−ｈａ −ＩＢ４．８４（＋ａｍ） 。hl"h2-ha-IB4.84 (+am).
ｄｏ ｍ ５ｇ、８ （ａｍ） 。do m 5g, 8 (am).
ｄｉ ＝ｄ２−ｄ３− １１７．８（ＤＩＩＱ） 。di = d2 - d3 - 117.8 (DIIQ).
ａ −３，９２（ａｍ）
としたアンテナ装置を試作し、Ｕ）ＩＦ−ＴＶ放送を受
信したところ、非常に鮮明な受信画像が得られた。When we prototyped an antenna device with a -3.92 (am) and received U) IF-TV broadcasts, very clear received images were obtained.
尚、エレメント各部の寸法等は上述した実施例に限定さ
れるものではなく、そのに仕様に応じて定めれば良いも
のであり、要はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形し
て実施することができる。It should be noted that the dimensions of each part of the element are not limited to the above-mentioned embodiments, but may be determined according to the specifications, and in short, various modifications may be made without departing from the gist of the invention. I can do it.
以上説明したように本発明によれば、従来の八木形アン
テナ等に比較して非常にコンパクトで、しかも広帯域、
高利得のアンテナ特性を得ることができ、例えばＵＨＦ
帯ＴＶ受信用アンテナとして実用上多大なる効果が奏せ
られる。As explained above, according to the present invention, it is extremely compact compared to conventional Yagi-shaped antennas, etc., and has a wide band.
High gain antenna characteristics can be obtained, such as UHF
It has great practical effects as a band TV reception antenna.
第１図は本発明の一実施例に係るアンテナ装置の概略構
成を示す図、第２図は第１および第２の三角形双ループ
アンテナ素子の構成を示す図、第３図は実施例装置のア
ンテナ特性を示す図である。
■・・・第１の三角形双ループアンテナ素子（励振アン
テナ素子）、２・・・第２の三角形双ループアンテナ素
子（反射器）、３．４．５・・・ダイポールアンテナ素
子（導波器）、６・・・ブーム。
出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
第１図
第２図
Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ （ｘｌＯＭＨｚ）（ａ）
↓；′−Ｓ３ 図
Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ （ｘｔＯＭＨｚ）（ｂ）
Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ （ｘｌＯＭＨｚ）（Ｃ）
第３図FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an antenna device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the configuration of first and second triangular twin loop antenna elements, and FIG. 3 is a diagram showing the configuration of an antenna device according to an embodiment of the invention. FIG. 3 is a diagram showing antenna characteristics. ■...First triangular twin loop antenna element (excitation antenna element), 2...Second triangular twin loop antenna element (reflector), 3.4.5...Dipole antenna element (waveguide) ), 6...boom. Applicant's representative Patent attorney Takehiko Suzue Figure 1 Figure 2 Frequency (xlOMHz) (a) ↓;'-S3 Figure Frequency (xtOMHz) (b) Frequency (xlOMHz) (C) Figure 3
Claims (1)
一平面上でその頂点を互いに突合せて逆向きに配置し、
この突合せられた頂点を給電部として上記２つの正三角
形ループ素子を並列給電する第１の三角形双ループアン
テナ素子と、この第１の三角形双ループアンテナ素子よ
りもループ長を僅かに長く設定した無給電形の第２の三
角形双ループアンテナ素子と、エレメント長が約１／４
波長の複数本のダイポールアンテナ素子とからなり、 上記第１および第２の三角形双ループアンテナ素子をそ
のループ面と直角な方向に所定の間隔を隔てて同一の向
きに平行に配置すると共に、前記第１の三角形双ループ
アンテナ素子側の上記ループ面と直角な方向に前記複数
本のダイポールアンテナ素子を前記第１の三角形双ルー
プアンテナ素子のループ面と平行に、且つ各々所定の間
隔で平行に配列し、前記第１の三角形双ループアンテナ
素子を励振アンテナ素子、前記第２の三角形双ループア
ンテナ素子を反射器、前記複数本のダイポールアンテナ
素子を導波器としたことを特徴とするアンテナ装置。[Claims] Two equilateral triangular loop elements each having a loop length of about one wavelength are arranged in opposite directions on the same plane with their vertices abutting each other,
A first triangular twin loop antenna element that feeds power in parallel to the two equilateral triangular loop elements using the apexes of the butt as a feeding section, and an antenna element whose loop length is set slightly longer than that of the first triangular twin loop antenna element. Feed type second triangular twin loop antenna element and element length approximately 1/4
the first and second triangular twin loop antenna elements are arranged in parallel in the same direction at a predetermined interval in a direction perpendicular to the loop plane; The plurality of dipole antenna elements are arranged in a direction perpendicular to the loop plane on the side of the first triangular twin loop antenna element, parallel to the loop plane of the first triangular twin loop antenna element, and parallel to each other at predetermined intervals. an antenna device, wherein the first triangular twin-loop antenna element is an excitation antenna element, the second triangular twin-loop antenna element is a reflector, and the plurality of dipole antenna elements are a waveguide. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4892786A JPS62206903A (en) | 1986-03-06 | 1986-03-06 | Antenna system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4892786A JPS62206903A (en) | 1986-03-06 | 1986-03-06 | Antenna system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62206903A true JPS62206903A (en) | 1987-09-11 |
Family
ID=12816891
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4892786A Pending JPS62206903A (en) | 1986-03-06 | 1986-03-06 | Antenna system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62206903A (en) |
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-
1986
- 1986-03-06 JP JP4892786A patent/JPS62206903A/en active Pending
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