JP2000201020A - アンテナ装置 - Google Patents
アンテナ装置Info
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Abstract
少なく、二周波数でアンテナのビーム幅を所望な値に設
計することが困難であるという課題があった。 【解決手段】 周波数f1で動作する線状の一次放射器
51と、周波数f2で動作する線状の一次放射器52
と、周波数f1の電波を反射するV形反射板1と、周波
数f1の電波を透過し周波数f2の電波を反射するV形
反射板2とを備えた。 【効果】 二周波数でアンテナの水平面内のビーム幅を
所望な値に設計することが容易になる。
Description
等に用いられる多周波共用のアンテナ装置に関するもの
である。
しながら説明する。図9は、例えば「電子情報通信学会
信学技報A・P97−73(1997−07)」に示さ
れた従来のアンテナ装置の構成を示す図である。
とを目的として設計した二周波共用基地局アンテナの構
造を示したもので、通常のコーナーリフレクタアンテナ
の先端を折り曲げてレドーム内に収容している。
しているため機械的な強度は円筒状レドームに持たせて
いる。二周波共用放射素子は、無給電素子付のダイポー
ルアンテナとしている。
素子を用い、コーナーリフレクタアンテナ構造を基本と
した反射板を用いている。
で垂直偏波の電波を放射する。二つの周波数でビーム幅
を同じにするために、コーナーリフレクタの開き角、反
射板の長さ、コーナーからの一次放射器位置を変化させ
ている。設計パラメータが少なく、二つの周波数で所望
のビーム幅を得るのは容易ではない。
アンテナ装置では、電気性能を決定する設計パラメータ
が少なく、二周波数でアンテナのビーム幅を所望な値に
設計することが困難であるという問題点があった。
めになされたもので、二周波数で所望のビーム幅を得る
ことができるアンテナ装置を得ることを目的とする。
装置は、第1の周波数で動作する第1の線状の一次放射
器と、第2の周波数で動作する第2の線状の一次放射器
と、金属板からなる平面反射板を2つに折曲げて構成さ
れ、前記第1の周波数の電波を反射する第1のV形反射
板と、周波数選択反射板を2つに折曲げて構成され、前
記第1のV形反射板よりも折曲げの開き角が小さく、前
記第1の周波数の電波を透過し前記第2の周波数の電波
を反射する第2のV形反射板とを備え、前記第1及び第
2のV形反射板は、それぞれのV形のコーナーが所定の
直線と一致し、かつ、それぞれのV形反射板を構成する
2枚の平面板の前記直線を含む対称面が一致し、前記第
1及び第2の線状の一次放射器は、前記直線と平行で、
かつ、前記対称面上に配置されているものである。
波数で動作する第1の線状の一次放射器と、第2の周波
数で動作する第2の線状の一次放射器と、金属板からな
る平面反射板を2つに折曲げて構成され、前記第1及び
第2の周波数の電波を反射するV形反射板と、前記第1
の周波数の電波を透過し前記第2の周波数の電波を反射
する周波数選択反射板とを備え、前記V形反射板は、そ
のV形のコーナーが所定の直線と一致し、かつ、V形反
射板を構成する2枚の平面板の前記直線を含む第1の対
称面を有し、前記周波数選択反射板は、一つのエッジが
前記直線と一致し、前記V形反射板を構成する2枚の平
面板の一方の平面板と前記直線を含む第2の対称面を有
し、前記第1の線状の一次放射器は、前記直線と平行
で、かつ、前記第1の対称面上に配置され、前記第2の
線状の一次放射器は、前記直線と平行で、かつ、前記第
2の対称面上に配置されているものである。
記周波数選択反射板を、誘電体基板上に設けた周期的な
金属箔パターンにより構成したものである。
記周波数選択反射板を、金属上または誘電体板に設けた
金属箔に空けた周期的な穴により構成したものである。
記V形反射板を、導電性メッシュにより構成したもので
ある。
記V形反射板を、金属格子により構成したものである。
請求項1記載のアンテナ装置を素子アンテナとして前記
直線に沿って複数個配置し、各素子アンテナのそれぞれ
の第1及び第2の線状の一次放射器に移相器を接続した
ものである。
請求項2記載のアンテナ装置を素子アンテナとして前記
直線に沿って複数個配置し、各素子アンテナのそれぞれ
の第1及び第2の線状の一次放射器に移相器を接続した
ものである。
請求項7記載のアンテナ装置を素子アンテナとして前記
直線と平行な第2の軸の周りに複数個回転して配置した
ものである。
請求項8記載のアンテナ装置を素子アンテナとして前記
直線と平行な第2の軸の周りに複数個回転して配置した
ものである。
形態1に係るアンテナ装置について図面を参照しながら
説明する。図1は、この発明の実施の形態1に係るアン
テナ装置の構成を示す図である。なお、各図中、同一符
号は同一又は相当部分を示す。
り、金属板である平面反射板11、及び12が直線L
(4)で交差して構成される。2は第2のV形反射板で
あり、周波数選択反射板21、及び22を直線L(4)
で交差して構成される。
は、それぞれの平面板のなす開き角が異なり、直線Lを
含む共通の対称面3を有している。
2)において、51は周波数f1で動作する第1の線状
の一次放射器、52は周波数f2で動作する第2の線状
の一次放射器である半波長ダイポールアンテナである。
1、52は、上記対称面3上に配置されている。ここ
で、周波数選択反射板21、22は、周波数f1で透過
し、周波数f2で反射するものとし、誘電体基板上に設
けた周期的な金属箔パターンにより構成したものであ
る。
テナ装置の動作について図面を参照しながら説明する。
次放射器51により、直線Lと平行の垂直偏波で放射さ
れた周波数f1の電波は、周波数選択反射板21、22
を透過し、平面反射板11、12で反射されて、直線L
と直交し対称面3を含む方向61の空間に放射される。
この反射波の一部は、再び周波数選択反射板21、22
を透過し上記方向61の空間に放射される。
り、直線Lと平行の垂直偏波で放射された放射された周
波数f2の電波は、周波数選択反射板21、22で反射
され、上記の方向61と同じ方向である方向62の空間
に放射される。即ち、周波数f1、周波数f2の電波
は、それぞれ開き角の異なるV形反射板1、2により反
射され、空間に放射される。
タ)アンテナの放射パターンを決定する設計パラメータ
について、図2を用いて説明する。
形反射板1により反射され、V形コーナーに直交し、V
形反射板1の対称面3を含む方向6にピークを持つ放射
ビームが放射される。但し、設計パラメータによって、
上記の方向6に放射パターンのピークが形成されない場
合がある。
11、12の幅W、高さH、開き角α、一次放射器5の
V形コーナーからの距離Sにより、V形コーナーと一致
する直線に垂直な面内(水平面)の放射パターン形状を
制御する。V形コーナーを含む平面内(垂直面)の放射
パターン形状は、この平面内の一次放射器5の放射パタ
ーン形状と一致する。
と第2のV形反射板2とで、それぞれのV形反射板を構
成する平面反射板の幅、開き角、一次放射器のV形コー
ナーからの距離を独立に選択できるので、二周波数でア
ンテナの水平面内のビーム幅を所望な値に設計すること
が容易になる。
平面反射板の幅、及び開き角を適当に選択することによ
り、第1及び第2の線状の一次放射器51、52のV形
コーナーからの距離を等しくできる。この場合、第1及
び第2の線状の一次放射器51、52を1つの2周波数
帯共用の線状の一次放射器で構成することにより一次放
射器が簡素化できる。
>f2とし、周波数選択反射鏡21、22を金属上また
は誘電体板に設けた金属箔に設けた周期的な穴により構
成した場合についても同様である。
場合について説明したが、導電性メッシュにより構成し
ても同様である。
な金属格子により構成しても同様である。
係るアンテナ装置について図面を参照しながら説明す
る。図3は、この発明の実施の形態2に係るアンテナ装
置の構成を示す図である。
属板である平面反射板11、及び12が直線L(4)で
交差して構成される。21は周波数選択反射板であり、
その一辺が直線L(4)と交差して構成される。
対称面31を有している。周波数選択反射板21と平面
反射板11とにより第2のV形反射板を構成し、直線L
を含む第2の対称面32を有している。
2)において、51は周波数f1で動作する第1の線状
の一次放射器、52は周波数f2で動作する第2の線状
の一次放射器である半波長ダイポールアンテナである。
上記第1及び第2の線状の一次放射器51、52は、そ
れぞれ上記第1の対称面31、第2の対称面32上に配
置されている。ここで、周波数選択反射板21は、周波
数f1で透過し、周波数f2で反射するものとし、誘電
体基板上に設けた周期的な金属箔パターンにより構成し
たものである。
テナ装置の動作について図面を参照しながら説明する。
次放射器51により、直線Lと平行の垂直偏波で放射さ
れた放射された周波数f1の電波は、周波数選択反射板
21を透過し、平面反射板11、12で反射されて、直
線Lと直交し対称面31を含む方向61の空間に放射さ
れる。この反射波の一部は、再び周波数選択反射板21
を透過し上記方向61の空間に放射される。
り、直線Lと平行の垂直偏波で放射された周波数f2の
電波は、平面反射板11及び周波数選択反射板21で反
射され、直線Lと直交し対称面32を含む方向62の空
間に放射される。即ち、周波数f1、周波数f2の電波
は、それぞれ開き角の異なるV形反射板により反射さ
れ、異なる方向の空間に放射される。
第2のV形反射板とで、それぞれのV形反射板を構成す
る平面反射板の開き角、一次放射器のV形コーナーから
の距離を独立に選択できるので、二周波数でアンテナの
水平面内のビーム方向とビーム幅を所望な値に設計する
ことが容易になる。
>f2とし、周波数選択反射鏡21を金属上または誘電
体板に設けた金属箔に設けた周期的な穴により構成した
場合についても同様である。
合について説明したが、導電性メッシュにより構成して
も同様である。
金属格子により構成しても同様である。
係るアンテナ装置について図面を参照しながら説明す
る。図4は、この発明の実施の形態3に係るアンテナ装
置の構成を示す図である。
たアンテナ装置により構成した素子アンテナ、81は周
波数f1の電波を放射する第1の線状の一次放射器51
に接続された移相器、82は周波数f2の電波を放射す
る第2の線状の一次放射器52に接続された移相器であ
る。
器の励振位相を同相で給電すれば、周波数f1、周波数
f2の電波とも水平面内の同一方向に鋭いビームが放射
される。また、各一次放射器に適当な位相差をつけて給
電することにより、垂直面内においてビーム方向を偏向
することができる。
係るアンテナ装置について図面を参照しながら説明す
る。図5は、この発明の実施の形態4に係るアンテナ装
置の構成を示す図である。
たアンテナ装置により構成した素子アンテナ、81は周
波数f1の電波を放射する第1の線状の一次放射器51
に接続された移相器、82は周波数f2の電波を放射す
る第2の線状の一次放射器52に接続された移相器であ
る。
器の励振位相を同相で給電すれば、周波数f1の電波に
ついては実施の形態2で示した方向61の垂直面内、周
波数f2の電波については方向62の垂直面内に鋭いビ
ームが放射される。また、各一次放射器に適当な位相差
をつけて給電することにより、垂直面内においてビーム
を偏向することができる。
係るアンテナ装置について図面を参照しながら説明す
る。図6は、この発明の実施の形態5に係るアンテナ装
置の構成を示す図である。
たアンテナ装置により構成した素子アンテナ、73は実
施の形態2で示したアンテナ装置において、周波数選択
反射板21と第2の線状の一次放射器52を除いたアン
テナ装置により構成した素子アンテナである。
電波を放射する第1の線状の一次放射器51に接続され
た移相器、82は周波数f2の電波を放射する第2の線
状の一次放射器52に接続された移相器である。
器の励振位相を同相で給電すれば、垂直面内で鋭いビー
ムが放射される。ここで、2つの周波数帯f1、f2に
おいてf1≪f2である素子アンテナ92において、周
波数f2の垂直面内のビーム幅が周波数f1の垂直面内
のビーム幅に比べて十分に小さい場合、同相で給電した
アレー状態での垂直面内ビーム幅を所望の値にするため
には、この実施の形態5のようにすべての素子アンテナ
に周波数f2を放射する一次放射器と周波数選択反射板
を設ける必要がない。
は6つの素子アンテナ全てを用い、周波数帯f2に対し
ては3つの素子アンテナを用いることにより、各周波数
帯において垂直面内における所望のビーム幅を得ること
ができる。さらに、各一次放射器に適当な位相差をつけ
て給電することにより、垂直面内にビーム方向を傾ける
ことができる。
係るアンテナ装置について図面を参照しながら説明す
る。図7は、この発明の実施の形態6に係るアンテナ装
置の構成を示す図である。
たアンテナ装置を素子アンテナとして構成したものであ
る。また、100である直線L’は、各素子アンテナ9
1を構成するV形反射板のコーナーと一致する直線Lに
平行である。
1を直線L’の周りに回転した位置に複数の素子アンテ
ナを配置して構成される。隣接した素子アンテナ91の
各周波数帯の水平面内ビームを適当なクロスオーバーレ
ベルで重ねることにより、水平面内にて概ね無指向性の
放射パターンを有するアンテナ装置が得られる。
係るアンテナ装置について図面を参照しながら説明す
る。図8は、この発明の実施の形態7に係るアンテナ装
置の構成を示す図である。
たアンテナ装置を素子アンテナとして構成したものであ
る。上記の実施の形態6と同様の動作をする。
用いても同様の動作をする。
明したとおり、第1の周波数で動作する第1の線状の一
次放射器と、第2の周波数で動作する第2の線状の一次
放射器と、金属板からなる平面反射板を2つに折曲げて
構成され、前記第1の周波数の電波を反射する第1のV
形反射板と、周波数選択反射板を2つに折曲げて構成さ
れ、前記第1のV形反射板よりも折曲げの開き角が小さ
く、前記第1の周波数の電波を透過し前記第2の周波数
の電波を反射する第2のV形反射板とを備え、前記第1
及び第2のV形反射板は、それぞれのV形のコーナーが
所定の直線と一致し、かつ、それぞれのV形反射板を構
成する2枚の平面板の前記直線を含む対称面が一致し、
前記第1及び第2の線状の一次放射器は、前記直線と平
行で、かつ、前記対称面上に配置されているので、二周
波数でアンテナの水平面内のビーム幅を所望な値に設計
することが容易になるという効果を奏する。
したとおり、第1の周波数で動作する第1の線状の一次
放射器と、第2の周波数で動作する第2の線状の一次放
射器と、金属板からなる平面反射板を2つに折曲げて構
成され、前記第1及び第2の周波数の電波を反射するV
形反射板と、前記第1の周波数の電波を透過し前記第2
の周波数の電波を反射する周波数選択反射板とを備え、
前記V形反射板は、そのV形のコーナーが所定の直線と
一致し、かつ、V形反射板を構成する2枚の平面板の前
記直線を含む第1の対称面を有し、前記周波数選択反射
板は、一つのエッジが前記直線と一致し、前記V形反射
板を構成する2枚の平面板の一方の平面板と前記直線を
含む第2の対称面を有し、前記第1の線状の一次放射器
は、前記直線と平行で、かつ、前記第1の対称面上に配
置され、前記第2の線状の一次放射器は、前記直線と平
行で、かつ、前記第2の対称面上に配置されているの
で、二周波数でアンテナの水平面内のビーム方向とビー
ム幅を所望な値に設計することが容易になるという効果
を奏する。
上説明したとおり、前記周波数選択反射板を、誘電体基
板上に設けた周期的な金属箔パターンにより構成したの
で、二周波数でアンテナの水平面内のビーム幅を所望な
値に設計することが容易になるという効果を奏する。
上説明したとおり、前記周波数選択反射板を、金属上ま
たは誘電体板に設けた金属箔に空けた周期的な穴により
構成したので、二周波数でアンテナの水平面内のビーム
幅を所望な値に設計することが容易になるという効果を
奏する。
上説明したとおり、前記V形反射板を、導電性メッシュ
により構成したので、二周波数でアンテナの水平面内の
ビーム幅を所望な値に設計することが容易になるという
効果を奏する。
上説明したとおり、前記V形反射板を、金属格子により
構成したので、二周波数でアンテナの水平面内のビーム
幅を所望な値に設計することが容易になるという効果を
奏する。
以上説明したとおり、請求項1記載のアンテナ装置を素
子アンテナとして前記直線に沿って複数個配置し、各素
子アンテナのそれぞれの第1及び第2の線状の一次放射
器に移相器を接続したので、二周波数でアンテナの水平
面内のビームを色々と設計することが容易になるという
効果を奏する。
以上説明したとおり、請求項2記載のアンテナ装置を素
子アンテナとして前記直線に沿って複数個配置し、各素
子アンテナのそれぞれの第1及び第2の線状の一次放射
器に移相器を接続したので、二周波数でアンテナの水平
面内のビームを色々と設計することが容易になるという
効果を奏する。
以上説明したとおり、請求項7記載のアンテナ装置を素
子アンテナとして前記直線と平行な第2の軸の周りに複
数個回転して配置したので、二周波数でアンテナの水平
面内のビームを色々と設計することが容易になるという
効果を奏する。
以上説明したとおり、請求項8記載のアンテナ装置を素
子アンテナとして前記直線と平行な第2の軸の周りに複
数個回転して配置したので、二周波数でアンテナの水平
面内のビームを色々と設計することが容易になるという
効果を奏する。
の構成を示す図である。
において、V形反射板(コーナーリフレクタ)アンテナ
の放射パターンを決定する設計パラメータを説明するた
めの図である。
の構成を示す図である。
の構成を示す図である。
の構成を示す図である。
の構成を示す図である。
の構成を示す図である。
の構成を示す図である。
板、2 V形反射板、21 周波数選択反射板、22
周波数選択反射板、3 対称面、31 対称面、32
対称面、5 一次放射器、51 一次放射器、52 一
次放射器、71素子アンテナ、72 素子アンテナ、7
3 素子アンテナ、81 位相器、82位相器、91
素子アンテナ、92 素子アンテナ、93 素子アンテ
ナ。
Claims (10)
- 【請求項1】 第1の周波数で動作する第1の線状の一
次放射器と、 第2の周波数で動作する第2の線状の一次放射器と、 金属板からなる平面反射板を2つに折曲げて構成され、
前記第1の周波数の電波を反射する第1のV形反射板
と、 周波数選択反射板を2つに折曲げて構成され、前記第1
のV形反射板よりも折曲げの開き角が小さく、前記第1
の周波数の電波を透過し前記第2の周波数の電波を反射
する第2のV形反射板とを備え、 前記第1及び第2のV形反射板は、それぞれのV形のコ
ーナーが所定の直線と一致し、かつ、それぞれのV形反
射板を構成する2枚の平面板の前記直線を含む対称面が
一致し、 前記第1及び第2の線状の一次放射器は、前記直線と平
行で、かつ、前記対称面上に配置されていることを特徴
とするアンテナ装置。 - 【請求項2】 第1の周波数で動作する第1の線状の一
次放射器と、 第2の周波数で動作する第2の線状の一次放射器と、 金属板からなる平面反射板を2つに折曲げて構成され、
前記第1及び第2の周波数の電波を反射するV形反射板
と、 前記第1の周波数の電波を透過し前記第2の周波数の電
波を反射する周波数選択反射板とを備え、 前記V形反射板は、そのV形のコーナーが所定の直線と
一致し、かつ、V形反射板を構成する2枚の平面板の前
記直線を含む第1の対称面を有し、 前記周波数選択反射板は、一つのエッジが前記直線と一
致し、前記V形反射板を構成する2枚の平面板の一方の
平面板と前記直線を含む第2の対称面を有し、 前記第1の線状の一次放射器は、前記直線と平行で、か
つ、前記第1の対称面上に配置され、 前記第2の線状の一次放射器は、前記直線と平行で、か
つ、前記第2の対称面上に配置されていることを特徴と
するアンテナ装置。 - 【請求項3】 前記周波数選択反射板は、誘電体基板上
に設けた周期的な金属箔パターンにより構成されている
ことを特徴とする請求項1又は2記載のアンテナ装置。 - 【請求項4】 前記周波数選択反射板は、金属上または
誘電体板に設けた金属箔に空けた周期的な穴により構成
されていることを特徴とする請求項1又は2記載のアン
テナ装置。 - 【請求項5】 前記V形反射板は、導電性メッシュによ
り構成されていることを特徴とする請求項1又は2記載
のアンテナ装置。 - 【請求項6】 前記V形反射板は、金属格子により構成
されていることを特徴とする請求項1又は2記載のアン
テナ装置。 - 【請求項7】 請求項1記載のアンテナ装置を素子アン
テナとして前記直線に沿って複数個配置し、各素子アン
テナのそれぞれの第1及び第2の線状の一次放射器に移
相器を接続したことを特徴とするアンテナ装置。 - 【請求項8】 請求項2記載のアンテナ装置を素子アン
テナとして前記直線に沿って複数個配置し、各素子アン
テナのそれぞれの第1及び第2の線状の一次放射器に移
相器を接続したことを特徴とするアンテナ装置。 - 【請求項9】 請求項7記載のアンテナ装置を素子アン
テナとして前記直線と平行な第2の軸の周りに複数個回
転して配置したことを特徴とするアンテナ装置。 - 【請求項10】 請求項8記載のアンテナ装置を素子ア
ンテナとして前記直線と平行な第2の軸の周りに複数個
回転して配置したことを特徴とするアンテナ装置。
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