JP3444079B2 - コリニアアレイアンテナ - Google Patents
コリニアアレイアンテナInfo
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- JP3444079B2 JP3444079B2 JP03155196A JP3155196A JP3444079B2 JP 3444079 B2 JP3444079 B2 JP 3444079B2 JP 03155196 A JP03155196 A JP 03155196A JP 3155196 A JP3155196 A JP 3155196A JP 3444079 B2 JP3444079 B2 JP 3444079B2
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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には、垂
直偏波の高利特アンテナとして主にコリニアアレイアン
テナが用いられている。従来のコリニアアレイアンテナ
は、実開平２−１４７９１６号公報に開示されており、
図６に示すような断面構造となっている。すなわち、同
軸給電線路１０１の外導体に周期的に円環スリット１０
２を設け、この円環スリット１０２を挟んだ両端に１／
４波長スリーブ導体１０３をそれぞれ接続して複数のダ
イポールアンテナ素子１０４を形成し、最下段のダイポ
ールアンテナ素子１０４と入力端子１０５との間に複数
段の１／４波長インピーダンス変換回路１０６を設けて
インピーダンス整合を行っている。
直偏波の高利特アンテナとして主にコリニアアレイアン
テナが用いられている。従来のコリニアアレイアンテナ
は、実開平２−１４７９１６号公報に開示されており、
図６に示すような断面構造となっている。すなわち、同
軸給電線路１０１の外導体に周期的に円環スリット１０
２を設け、この円環スリット１０２を挟んだ両端に１／
４波長スリーブ導体１０３をそれぞれ接続して複数のダ
イポールアンテナ素子１０４を形成し、最下段のダイポ
ールアンテナ素子１０４と入力端子１０５との間に複数
段の１／４波長インピーダンス変換回路１０６を設けて
インピーダンス整合を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一般に基地局に用いら
れる高利特なコリニアアレイアンテナとしては、使用周
波数帯域における定在波比（ＳＷＲ）が１．５以下であ
ることが要求される。上記従来の構成では、これを実現
するために複数段の１／４波長インピーダンス変換回路
を設けてインピーダンス整合を図っており、このために
構造が複雑となるとともにアンテナの全長が長くなると
いった課題があった。移動無線のチャネル数確保のため
に基地局の増設が進む中で、上記従来のコリニアアレイ
アンテナの課題は基地局の小型化と低コスト化を疎外す
る要因として大きな問題となってきている。
れる高利特なコリニアアレイアンテナとしては、使用周
波数帯域における定在波比（ＳＷＲ）が１．５以下であ
ることが要求される。上記従来の構成では、これを実現
するために複数段の１／４波長インピーダンス変換回路
を設けてインピーダンス整合を図っており、このために
構造が複雑となるとともにアンテナの全長が長くなると
いった課題があった。移動無線のチャネル数確保のため
に基地局の増設が進む中で、上記従来のコリニアアレイ
アンテナの課題は基地局の小型化と低コスト化を疎外す
る要因として大きな問題となってきている。
【０００４】本発明は上記課題を解決するものであり、
インピーダンス変換回路を用いることなく広帯域な整合
特性が得られる構成とすることによって、小型で簡単な
構造のコリニアアレイアンテナを実現すること目的とし
ている。
インピーダンス変換回路を用いることなく広帯域な整合
特性が得られる構成とすることによって、小型で簡単な
構造のコリニアアレイアンテナを実現すること目的とし
ている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明のコリニアアレイアンテナは、一端に入力端子
を接続した同軸給電線路と、前記同軸給電線路の外導体
に周期的に設けた複数の円環スリットと、前記複数の円
環スリットそれぞれの両側に一対の１／４波長のスリー
ブ導体を対称に配して構成した複数のアンテナ素子とを
備え、前記複数の円環スリットの少なくとも一つを境と
して前記外導体の内径を異ならせることにより前記同軸
給電線路の特性インピーダンスを変化させるとともに、
前記同軸給電線路の一端から前記一端に最も近い円環ス
リットまでの特性インピーダンスを標準インピーダンス
とし、前記円環スリットから前記同軸給電線路の他端ま
での特性インピーダンスを前記標準インピーダンスより
も低くしたことを特徴とするものである。
に本発明のコリニアアレイアンテナは、一端に入力端子
を接続した同軸給電線路と、前記同軸給電線路の外導体
に周期的に設けた複数の円環スリットと、前記複数の円
環スリットそれぞれの両側に一対の１／４波長のスリー
ブ導体を対称に配して構成した複数のアンテナ素子とを
備え、前記複数の円環スリットの少なくとも一つを境と
して前記外導体の内径を異ならせることにより前記同軸
給電線路の特性インピーダンスを変化させるとともに、
前記同軸給電線路の一端から前記一端に最も近い円環ス
リットまでの特性インピーダンスを標準インピーダンス
とし、前記円環スリットから前記同軸給電線路の他端ま
での特性インピーダンスを前記標準インピーダンスより
も低くしたことを特徴とするものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】本願発明の請求項１に記載の発明
は、一端に入力端子を接続した同軸給電線路と、前記同
軸給電線路の外導体に周期的に設けた複数の円環スリッ
トと、前記複数の円環スリットそれぞれの両側に一対の
１／４波長のスリーブ導体を対称に配して構成した複数
のアンテナ素子とを備え、前記複数の円環スリットの少
なくとも一つを境として前記外導体の内径を異ならせる
ことにより前記同軸給電線路の特性インピーダンスを変
化させるとともに、前記同軸給電線路の一端から前記一
端に最も近い円環スリットまでの特性インピーダンスを
標準インピーダンスとし、前記円環スリットから前記同
軸給電線路の他端までの特性インピーダンスを前記標準
インピーダンスよりも低くしたことを特徴とするもので
ある。
は、一端に入力端子を接続した同軸給電線路と、前記同
軸給電線路の外導体に周期的に設けた複数の円環スリッ
トと、前記複数の円環スリットそれぞれの両側に一対の
１／４波長のスリーブ導体を対称に配して構成した複数
のアンテナ素子とを備え、前記複数の円環スリットの少
なくとも一つを境として前記外導体の内径を異ならせる
ことにより前記同軸給電線路の特性インピーダンスを変
化させるとともに、前記同軸給電線路の一端から前記一
端に最も近い円環スリットまでの特性インピーダンスを
標準インピーダンスとし、前記円環スリットから前記同
軸給電線路の他端までの特性インピーダンスを前記標準
インピーダンスよりも低くしたことを特徴とするもので
ある。
【０００７】上記の構成において、複数のアンテナ素子
それぞれの給電点である円環スリットを境として、それ
ぞれのアンテナ素子の放射インピーダンスに応じて同軸
給電線路の特性インピーダンスを最適値に設定すること
により、インピーダンス変換回路を用いることなく広帯
域な整合特性を得ることができ、小型で簡単な構造のコ
リニアアレイアンテナを実現することができるものであ
る。
それぞれの給電点である円環スリットを境として、それ
ぞれのアンテナ素子の放射インピーダンスに応じて同軸
給電線路の特性インピーダンスを最適値に設定すること
により、インピーダンス変換回路を用いることなく広帯
域な整合特性を得ることができ、小型で簡単な構造のコ
リニアアレイアンテナを実現することができるものであ
る。
【０００８】さらに本発明の請求項２に記載の発明は、
請求項１において、同軸給電線路の一端に最も近い円環
スリットから同軸給電線路の他端までの特性インピーダ
ンスを一定としたことを特徴とするものである。この構
成において、複数のアンテナ素子それぞれの放射インピ
ーダンスがほぼ等しい場合に、最適な整合条件を得るこ
とができるものである。
請求項１において、同軸給電線路の一端に最も近い円環
スリットから同軸給電線路の他端までの特性インピーダ
ンスを一定としたことを特徴とするものである。この構
成において、複数のアンテナ素子それぞれの放射インピ
ーダンスがほぼ等しい場合に、最適な整合条件を得るこ
とができるものである。
【０００９】以下、本発明の実施の形態について図１か
ら図４を用いて説明する。図１は本発明のコリニアアレ
イアンテナを示す斜視図であり、図２はその断面図であ
る。図１および図２において、１は同軸給電線路であ
り、外導体１ａ，内導体１ｂおよび誘電体１ｃによって
構成されている。２は外部回路に接続するための入力端
子であり、同軸給電線路１の下端1Iに設けられている。
３ａおよび３ｂは同軸給電線路１の外導体１ａを周方向
に削除して形成した円環スリットであり、それぞれ所定
の間隔をおいて設けられている。４は使用する周波数帯
域において１／４波長となるスリーブ導体であり、円環
スリット３ａ，３ｂそれぞれの両側において２本のスリ
ーブ導体４が外導体１ａに上下対称に接続されてダイポ
ールアンテナ素子５ａ，５ｂを構成している。また、同
軸給電線路１の上端1Jには、内導体１ｂが１／４波長だ
け延長して上方に露出するとともに、スリーブ導体４が
外導体１ａに下向きに接続されて最上段のダイポールア
ンテナ素子５ｃを構成している。６はダイポールアンテ
ナ素子５ａ〜５ｃそれぞれに並設された棒状の無給電導
体であり、それぞれスリーブ４に取り付けられたアーム
状のスペーサ７により支持されている。以上のように構
成した３素子のコリニアアレイアンテナにおいて、同軸
給電線路１の外導体１ａ内径は、下段の円環スリット３
ａから下端1Iまでを太く、円環スリット３ａから上端1J
までを細くなるように構成している。すなわち、円環ス
リット３ａを境として、上端1J側の特性インピーダンス
を下端1I側の特性インピーダンスよりも低く設定してい
るものである。
ら図４を用いて説明する。図１は本発明のコリニアアレ
イアンテナを示す斜視図であり、図２はその断面図であ
る。図１および図２において、１は同軸給電線路であ
り、外導体１ａ，内導体１ｂおよび誘電体１ｃによって
構成されている。２は外部回路に接続するための入力端
子であり、同軸給電線路１の下端1Iに設けられている。
３ａおよび３ｂは同軸給電線路１の外導体１ａを周方向
に削除して形成した円環スリットであり、それぞれ所定
の間隔をおいて設けられている。４は使用する周波数帯
域において１／４波長となるスリーブ導体であり、円環
スリット３ａ，３ｂそれぞれの両側において２本のスリ
ーブ導体４が外導体１ａに上下対称に接続されてダイポ
ールアンテナ素子５ａ，５ｂを構成している。また、同
軸給電線路１の上端1Jには、内導体１ｂが１／４波長だ
け延長して上方に露出するとともに、スリーブ導体４が
外導体１ａに下向きに接続されて最上段のダイポールア
ンテナ素子５ｃを構成している。６はダイポールアンテ
ナ素子５ａ〜５ｃそれぞれに並設された棒状の無給電導
体であり、それぞれスリーブ４に取り付けられたアーム
状のスペーサ７により支持されている。以上のように構
成した３素子のコリニアアレイアンテナにおいて、同軸
給電線路１の外導体１ａ内径は、下段の円環スリット３
ａから下端1Iまでを太く、円環スリット３ａから上端1J
までを細くなるように構成している。すなわち、円環ス
リット３ａを境として、上端1J側の特性インピーダンス
を下端1I側の特性インピーダンスよりも低く設定してい
るものである。
【００１０】以下、１９０７±１３ＭＨｚ帯域での使用
を目的とした３素子のコリニアアレイアンテナについて
述べる。スリーブ導体４は内径７．６ｍｍ，外径８ｍｍ
の真鍮円筒であり、その長さは帯域の中心で約１／４波
長となるように３５ｍｍとしている。また無給電素子６
は直径３ｍｍの真鍮棒であり、その長さは帯域の中心で
１／２波長よりもやや長くなるように８１ｍｍとしてい
る。この無給電導体６の長さは水平面内の放射パターン
を決定するファクターであり、１／２波長よりも長い場
合には反射器として、短い場合には導波器として動作す
るもので、用途に応じて設定すべきものである。ここで
は前者の反射器として設定した。スリーブ導体４と無給
電素子６とはテフロンのスペーサ７で保持し、両者の中
心の間隔は１２ｍｍとした。この間隔は、近接するほど
ダイポールアンテナ素子５ａ〜５ｃそれぞれの放射イン
ピーダンスが低くなるものであり、後で述べるインピー
ダンス整合の観点から都合が良いように値を決定してい
る。同軸給電線路１の内導体１ｂは外径１．５ｍｍの銅
線であり、外導体１ａは円環スリット３ａから下端1Iま
でが内径５．０ｍｍの銅円筒，同じく円環スリット３ａ
から上端1Jまでが内径１．９ｍｍの銅円筒である。また
外導体１ａと内導体１ｂとの間に充填される誘電体１ｃ
には誘電率２のテフロンを用いた。これによって円環ス
リット３ａから下端1Iまでの同軸給電線路１の特性イン
ピーダンスは約５０Ωとなり、円環スリット３ａから上
端1Jまで特性インピーダンスは約１０Ωとなる。円環ス
リット３ａ，３ｂはそれぞれ外導体１ａを周方向に幅３
ｍｍ削除して形成したものであり、両者の間隔は同軸給
電線路１を伝搬する電波の波長に等しい１１１ｍｍとし
た。また、上段の円環スリット３ｂから同軸給電線路１
の上端1Jまでの間隔も１１１ｍｍとした。これら円環ス
リット３ａ，３ｂおよび外導体１ａの上端1Jはそれぞれ
ダイポールアンテナ素子５ａ〜５ｃの給電点となるもの
であり、それぞれの間隔は垂直面の放射パターンを決定
するファクターとなる。すなわち、この間隔が波長より
も長いと上方に，短いと下方に最大利得方向がチルトす
るものであり、用途に応じて設定すべきものである。こ
こでは間隔を波長に等しく設定し、最大利得方向を水平
方向とした。上記の構成の、コリニアアレイアンテナの
全長は３３０ｍｍとなった。
を目的とした３素子のコリニアアレイアンテナについて
述べる。スリーブ導体４は内径７．６ｍｍ，外径８ｍｍ
の真鍮円筒であり、その長さは帯域の中心で約１／４波
長となるように３５ｍｍとしている。また無給電素子６
は直径３ｍｍの真鍮棒であり、その長さは帯域の中心で
１／２波長よりもやや長くなるように８１ｍｍとしてい
る。この無給電導体６の長さは水平面内の放射パターン
を決定するファクターであり、１／２波長よりも長い場
合には反射器として、短い場合には導波器として動作す
るもので、用途に応じて設定すべきものである。ここで
は前者の反射器として設定した。スリーブ導体４と無給
電素子６とはテフロンのスペーサ７で保持し、両者の中
心の間隔は１２ｍｍとした。この間隔は、近接するほど
ダイポールアンテナ素子５ａ〜５ｃそれぞれの放射イン
ピーダンスが低くなるものであり、後で述べるインピー
ダンス整合の観点から都合が良いように値を決定してい
る。同軸給電線路１の内導体１ｂは外径１．５ｍｍの銅
線であり、外導体１ａは円環スリット３ａから下端1Iま
でが内径５．０ｍｍの銅円筒，同じく円環スリット３ａ
から上端1Jまでが内径１．９ｍｍの銅円筒である。また
外導体１ａと内導体１ｂとの間に充填される誘電体１ｃ
には誘電率２のテフロンを用いた。これによって円環ス
リット３ａから下端1Iまでの同軸給電線路１の特性イン
ピーダンスは約５０Ωとなり、円環スリット３ａから上
端1Jまで特性インピーダンスは約１０Ωとなる。円環ス
リット３ａ，３ｂはそれぞれ外導体１ａを周方向に幅３
ｍｍ削除して形成したものであり、両者の間隔は同軸給
電線路１を伝搬する電波の波長に等しい１１１ｍｍとし
た。また、上段の円環スリット３ｂから同軸給電線路１
の上端1Jまでの間隔も１１１ｍｍとした。これら円環ス
リット３ａ，３ｂおよび外導体１ａの上端1Jはそれぞれ
ダイポールアンテナ素子５ａ〜５ｃの給電点となるもの
であり、それぞれの間隔は垂直面の放射パターンを決定
するファクターとなる。すなわち、この間隔が波長より
も長いと上方に，短いと下方に最大利得方向がチルトす
るものであり、用途に応じて設定すべきものである。こ
こでは間隔を波長に等しく設定し、最大利得方向を水平
方向とした。上記の構成の、コリニアアレイアンテナの
全長は３３０ｍｍとなった。
【００１１】以上のように構成したコリニアアレイアン
テナの入力インピーダンス特性について図３および図４
を用いて説明する。図３はコリニアアレイアンテナの入
力等価回路を示す回路図であり、図４は定在波比（ＳＷ
Ｒ）の周波数特性を示した特性図である。図３に示すよ
うに、コリニアアレイアンテナの入力等価回路は個々の
ダイポールアンテナ素子５ａ〜５ｃの放射インピーダン
スＺａ〜Ｚｃを同軸給電線路１を介して直列に接続した
ものとなる。ここではダイポールアンテナ素子５ａ〜５
ｃの給電点（すなわち円環スリット３ａ，３ｂおよび外
導体の上端1J）の間隔ＬabおよびＬbcを波長に等しく設
定しているため、帯域の中心周波数ではＺａ〜Ｚｃが同
位相で足し合わされることになり、下段のダイポールア
ンテナ素子５ａから他端１J側を見たインピーダンスＺi
nはＺａ，ＺｂおよびＺｃの総和に等しい値となる。こ
のインピーダンスＺinをインピーダンス変換回路を用い
ずに回路系の標準インピーダンスに整合させるために
は、Ｚａ〜Ｚｃの総和を標準インピーダンス値と等しく
する必要がある。ここでは標準インピーダンスを５０Ω
と設定したが、通常のダイポールアンテナの放射インピ
ーダンスは約７０Ωと高いため、適切な位置に無給電導
体６を設けることによりその値を下げ、Ｚａ〜Ｚｃをそ
れぞれ約１７Ω（標準インピーダンス５０Ωを素子数３
で割った値）とした。そしてこのインピーダンスＺinの
整合状態を保つために、下段のダイポールアンテナ素子
５ａの給電点（すなわち円環スリット３ａ）から下端1I
までの同軸給電線路１の特性インピーダンスＺ０を標準
インピーダンスに等しい５０Ωとした。
テナの入力インピーダンス特性について図３および図４
を用いて説明する。図３はコリニアアレイアンテナの入
力等価回路を示す回路図であり、図４は定在波比（ＳＷ
Ｒ）の周波数特性を示した特性図である。図３に示すよ
うに、コリニアアレイアンテナの入力等価回路は個々の
ダイポールアンテナ素子５ａ〜５ｃの放射インピーダン
スＺａ〜Ｚｃを同軸給電線路１を介して直列に接続した
ものとなる。ここではダイポールアンテナ素子５ａ〜５
ｃの給電点（すなわち円環スリット３ａ，３ｂおよび外
導体の上端1J）の間隔ＬabおよびＬbcを波長に等しく設
定しているため、帯域の中心周波数ではＺａ〜Ｚｃが同
位相で足し合わされることになり、下段のダイポールア
ンテナ素子５ａから他端１J側を見たインピーダンスＺi
nはＺａ，ＺｂおよびＺｃの総和に等しい値となる。こ
のインピーダンスＺinをインピーダンス変換回路を用い
ずに回路系の標準インピーダンスに整合させるために
は、Ｚａ〜Ｚｃの総和を標準インピーダンス値と等しく
する必要がある。ここでは標準インピーダンスを５０Ω
と設定したが、通常のダイポールアンテナの放射インピ
ーダンスは約７０Ωと高いため、適切な位置に無給電導
体６を設けることによりその値を下げ、Ｚａ〜Ｚｃをそ
れぞれ約１７Ω（標準インピーダンス５０Ωを素子数３
で割った値）とした。そしてこのインピーダンスＺinの
整合状態を保つために、下段のダイポールアンテナ素子
５ａの給電点（すなわち円環スリット３ａ）から下端1I
までの同軸給電線路１の特性インピーダンスＺ０を標準
インピーダンスに等しい５０Ωとした。
【００１２】次に帯域近傍のＳＷＲ特性について説明す
る。図４に示すように、コリニアアレイアンテナの帯域
近傍のＳＷＲ特性は、各ダイポールアンテナ５ａ〜５ｃ
の間を接続する同軸給電線路１の特性インピーダンスＺ
０’によって変化するものである。そして、Ｚ０’が低
くなるに従って帯域近傍におけるＳＷＲの値が下がって
広帯域な整合状態が得られることがわかる。前述の理由
により帯域中心におけるＺａ〜Ｚｃの値は標準インピー
ダンスよりも低いため、それらの間を接続する同軸給電
線路１の特性インピーダンスＺ０’もまたそれに応じて
低くするこにより、両者が適当にバランスして広帯域な
整合特性が得られるものである。従ってこの効果を得る
ために、下段のダイポールアンテナ５ａの給電点（すな
わち円環スリット３ａ）から上端1Jまでの同軸給電線路
１の特性インピーダンスＺ０’を１０Ωとし、広帯域な
整合特性を実現している。以上の構成のコリニアアレイ
アンテナにおいて、インピーダンス変換回路を用いない
小型で簡単な構造で、所要帯域内のＳＷＲを１．５以下
とすることができた。
る。図４に示すように、コリニアアレイアンテナの帯域
近傍のＳＷＲ特性は、各ダイポールアンテナ５ａ〜５ｃ
の間を接続する同軸給電線路１の特性インピーダンスＺ
０’によって変化するものである。そして、Ｚ０’が低
くなるに従って帯域近傍におけるＳＷＲの値が下がって
広帯域な整合状態が得られることがわかる。前述の理由
により帯域中心におけるＺａ〜Ｚｃの値は標準インピー
ダンスよりも低いため、それらの間を接続する同軸給電
線路１の特性インピーダンスＺ０’もまたそれに応じて
低くするこにより、両者が適当にバランスして広帯域な
整合特性が得られるものである。従ってこの効果を得る
ために、下段のダイポールアンテナ５ａの給電点（すな
わち円環スリット３ａ）から上端1Jまでの同軸給電線路
１の特性インピーダンスＺ０’を１０Ωとし、広帯域な
整合特性を実現している。以上の構成のコリニアアレイ
アンテナにおいて、インピーダンス変換回路を用いない
小型で簡単な構造で、所要帯域内のＳＷＲを１．５以下
とすることができた。
【００１３】次に上記の構成のコリニアアレイアンテナ
の放射特性について図５を用いて説明する。図５は、本
コリニアアレイアンテナの１９０７ＭＨｚにおける放射
パターンを示した特性図である。図５において、コリニ
アアレイアンテナの長手方向をｚ方向、無給電導体６を
設けた方向をｘ方向、ｘ方向から水平面内を反時計まわ
りに９０度回転した方向をｙ方向としている（図１参
照）。図５よりわかるように、ｘｙ面（水平面）内にお
ける放射パターンは、−ｘ方向すなわち無給電導体６の
反対側の方向に大きな利得を示している。これは、無給
電導体６の長さを１／２波長よりも長く設定したため、
無給電導体６が反射器として動作していることを表して
いる。また、ｙｚ面およびｚｘ面（垂直面）内における
放射パターンは、最大利得方向が水平方向（ｙ軸または
ｘ軸の方向）を示している。これは、ダイポールアンテ
ナ素子５ａ〜５ｃの給電点間隔を波長に等しくしたため
である。以上の構成により、３素子のコリニアアレイア
ンテナで最大利得１０ｄＢｉ以上の高い放射特性を得る
ことができた。このように、水平面内において特定の方
向に高い利得を示すアンテナはセクタアンテナと呼ば
れ、基地局の通信エリアを一定の方向に限定する場合
や、複数のアンテナにより角度ダイバーシチを行う場合
等に有用なアンテナとなるものである。
の放射特性について図５を用いて説明する。図５は、本
コリニアアレイアンテナの１９０７ＭＨｚにおける放射
パターンを示した特性図である。図５において、コリニ
アアレイアンテナの長手方向をｚ方向、無給電導体６を
設けた方向をｘ方向、ｘ方向から水平面内を反時計まわ
りに９０度回転した方向をｙ方向としている（図１参
照）。図５よりわかるように、ｘｙ面（水平面）内にお
ける放射パターンは、−ｘ方向すなわち無給電導体６の
反対側の方向に大きな利得を示している。これは、無給
電導体６の長さを１／２波長よりも長く設定したため、
無給電導体６が反射器として動作していることを表して
いる。また、ｙｚ面およびｚｘ面（垂直面）内における
放射パターンは、最大利得方向が水平方向（ｙ軸または
ｘ軸の方向）を示している。これは、ダイポールアンテ
ナ素子５ａ〜５ｃの給電点間隔を波長に等しくしたため
である。以上の構成により、３素子のコリニアアレイア
ンテナで最大利得１０ｄＢｉ以上の高い放射特性を得る
ことができた。このように、水平面内において特定の方
向に高い利得を示すアンテナはセクタアンテナと呼ば
れ、基地局の通信エリアを一定の方向に限定する場合
や、複数のアンテナにより角度ダイバーシチを行う場合
等に有用なアンテナとなるものである。
【００１４】なお、本実施の形態においては、同軸給電
線路１の特性インピーダンスを下段の円環スリット３ａ
を境として変化させたが、これはダイポールアンテナ素
子５ａ〜５ｃの放射インピーダンスＺａ〜Ｚｃをほぼ一
定に設定したためであり、放射インピーダンスＺａ〜Ｚ
ｃが異なるような場合には、特性インピーダンスを他の
円環スリットを境としてさらに変化させてもよい。
線路１の特性インピーダンスを下段の円環スリット３ａ
を境として変化させたが、これはダイポールアンテナ素
子５ａ〜５ｃの放射インピーダンスＺａ〜Ｚｃをほぼ一
定に設定したためであり、放射インピーダンスＺａ〜Ｚ
ｃが異なるような場合には、特性インピーダンスを他の
円環スリットを境としてさらに変化させてもよい。
【００１５】なお、上記実施の形態において説明した数
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。
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。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように本発明のコリニアア
レイアンテナは、一端に入力端子を接続した同軸給電線
路と、前記同軸給電線路の外導体に周期的に設けた複数
の円環スリットと、前記複数の円環スリットそれぞれの
両側に一対の１／４波長のスリーブ導体を対称に配して
構成した複数のアンテナ素子とを備え、前記複数の円環
スリットの少なくとも一つを境として前記外導体の内径
を異ならせることにより前記同軸給電線路の特性インピ
ーダンスを変化させるとともに、前記同軸給電線路の一
端から前記一端に最も近い円環スリットまでの特性イン
ピーダンスを標準インピーダンスとし、前記円環スリッ
トから前記同軸給電線路の他端までの特性インピーダン
スを前記標準インピーダンスよりも低くしたことを特徴
とするものである。
レイアンテナは、一端に入力端子を接続した同軸給電線
路と、前記同軸給電線路の外導体に周期的に設けた複数
の円環スリットと、前記複数の円環スリットそれぞれの
両側に一対の１／４波長のスリーブ導体を対称に配して
構成した複数のアンテナ素子とを備え、前記複数の円環
スリットの少なくとも一つを境として前記外導体の内径
を異ならせることにより前記同軸給電線路の特性インピ
ーダンスを変化させるとともに、前記同軸給電線路の一
端から前記一端に最も近い円環スリットまでの特性イン
ピーダンスを標準インピーダンスとし、前記円環スリッ
トから前記同軸給電線路の他端までの特性インピーダン
スを前記標準インピーダンスよりも低くしたことを特徴
とするものである。
【００１７】上記の構成において、複数のアンテナ素子
それぞれの給電点である円環スリットを境として、それ
ぞれのアンテナ素子の放射インピーダンスに応じて同軸
給電線路の特性インピーダンスを最適値に設定すること
により、インピーダンス変換回路を用いることなく広帯
域な整合特性を得ることができ、小型で簡単な構造のコ
リニアアレイアンテナを実現することができるものであ
る。
それぞれの給電点である円環スリットを境として、それ
ぞれのアンテナ素子の放射インピーダンスに応じて同軸
給電線路の特性インピーダンスを最適値に設定すること
により、インピーダンス変換回路を用いることなく広帯
域な整合特性を得ることができ、小型で簡単な構造のコ
リニアアレイアンテナを実現することができるものであ
る。
【図１】本発明の一実施形態によるコリニアアレイアン
テナの斜視図
テナの斜視図
【図２】同コリニアアレイアンテナの断面図
【図３】同コリニアアレイアンテナの入力等価回路を示
す回路図
す回路図
【図４】同コリニアアレイアンテナの各周波数帯域にお
ける定在波比を示す特性図
ける定在波比を示す特性図
【図５】同コリニアアレイアンテナの放射パターンを示
す特性図
す特性図
【図６】従来のコリニアアレイアンテナの概略構成を示
す断面図
す断面図
１ 同軸給電線路
１ａ 外導体
１ｂ 内導体
１ｃ 誘電体
1I 同軸給電線路の下端
1J 同軸給電線路の上端
２ 入力端子
３ａ，３ｂ 円環スリット
４ スリーブ導体
５ａ，５ｂ，５ｃ ダイポールアンテナ素子
６ 無給電導体
７ スペーサ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平７−202563（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−26905（ＪＰ，Ａ)
実公 平６−41377（ＪＰ，Ｙ２)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01Q 9/20
H01Q 9/26
H01Q 11/16
H01Q 21/10
Claims (2)
- 【請求項１】 一端に入力端子を接続した同軸給電線路
と、前記同軸給電線路の外導体に周期的に設けた複数の
円環スリットと、前記複数の円環スリットそれぞれの両
端に一対の１／４波長のスリーブ導体を対称に配して構
成した複数のアンテナ素子とを備え、前記複数の円環ス
リットの少なくとも一つを境として前記外導体の内径を
異ならせることにより前記同軸給電線路の特性インピー
ダンスを変化させるとともに、前記同軸給電線路の一端
から前記一端に最も近い円環スリットまでの特性インピ
ーダンスを標準インピーダンスとし、前記円環スリット
から前記同軸給電線路の他端までの特性インピーダンス
を前記標準インピーダンスよりも低くしたことを特徴と
するコリニアアレイアンテナ。 - 【請求項２】 同軸給電線路の一端に最も近い円環スリ
ットから前記同軸給電線路の他端までの特性インピーダ
ンスを一定としたことを特徴とする請求項１に記載のコ
リニアアレイアンテナ。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03155196A JP3444079B2 (ja) | 1996-02-20 | 1996-02-20 | コリニアアレイアンテナ |
| US08/800,804 US6177911B1 (en) | 1996-02-20 | 1997-02-18 | Mobile radio antenna |
| CN97102476A CN1100359C (zh) | 1996-02-20 | 1997-02-20 | 移动无线通信用天线 |
| EP04026436A EP1503451B1 (en) | 1996-02-20 | 1997-02-20 | Mobile radio antenna |
| CN02126844.4A CN1190982C (zh) | 1996-02-20 | 1997-02-20 | 移动无线通信用天线 |
| DE69737113T DE69737113T2 (de) | 1996-02-20 | 1997-02-20 | Mobile Funkantenne |
| EP97301101A EP0791977B1 (en) | 1996-02-20 | 1997-02-20 | Mobile radio antenna |
| DE69735223T DE69735223T2 (de) | 1996-02-20 | 1997-02-20 | Mobile Funkantenne |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03155196A JP3444079B2 (ja) | 1996-02-20 | 1996-02-20 | コリニアアレイアンテナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09232851A JPH09232851A (ja) | 1997-09-05 |
| JP3444079B2 true JP3444079B2 (ja) | 2003-09-08 |
Family
ID=12334333
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03155196A Expired - Fee Related JP3444079B2 (ja) | 1996-02-20 | 1996-02-20 | コリニアアレイアンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3444079B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4010650B2 (ja) | 1998-06-04 | 2007-11-21 | 松下電器産業株式会社 | アンテナ装置及びそれを内蔵した無線装置 |
| JP4067672B2 (ja) | 1998-12-25 | 2008-03-26 | 松下電器産業株式会社 | アンテナ装置並びにそれを用いた無線装置及び無線中継装置 |
| JP4871949B2 (ja) | 2007-12-20 | 2012-02-08 | 原田工業株式会社 | パッチアンテナ装置 |
| JP4524318B2 (ja) | 2008-05-27 | 2010-08-18 | 原田工業株式会社 | 車載用ノイズフィルタ |
| JP5114325B2 (ja) | 2008-07-08 | 2013-01-09 | 原田工業株式会社 | 車両用ルーフマウントアンテナ装置 |
| JP5301349B2 (ja) * | 2009-05-15 | 2013-09-25 | 日本アンテナ株式会社 | コーリニアアンテナ |
| JP5274597B2 (ja) | 2011-02-15 | 2013-08-28 | 原田工業株式会社 | 車両用ポールアンテナ |
| JP5654917B2 (ja) | 2011-03-24 | 2015-01-14 | 原田工業株式会社 | アンテナ装置 |
| USD726696S1 (en) | 2012-09-12 | 2015-04-14 | Harada Industry Co., Ltd. | Vehicle antenna |
| EP3627623B1 (en) | 2017-05-17 | 2023-06-28 | Yokowo Co., Ltd. | On-board antenna device |
-
1996
- 1996-02-20 JP JP03155196A patent/JP3444079B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09232851A (ja) | 1997-09-05 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |