JPH0467803B2

JPH0467803B2 -

Info

Publication number: JPH0467803B2
Application number: JP7724686A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Mori; Akio Yamagishi
Original assignee: Yagi Antenna Co Ltd
Current assignee: Kokusai Denki Electric Inc
Priority date: 1986-04-03
Filing date: 1986-04-03
Publication date: 1992-10-29
Also published as: JPS62233903A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の技術分野］この発明は、例えば移動通信用基地局用アンテ
ナ等、各種通信に使用する垂直偏波用のコリニア
アンテナタイプのアンテナ装置に関する。

［従来技術とその欠点］通信用アンテナに於いて、例えば移動通信用で
サービスエリアが基地局を中心として円形に近い
形をしている場合、コリニアアンテナのような水
平面内無指向性アンテナが有効である。そして、
このようなコリニアアンテナは一般的に複数個の
素子を有する多段式の構造で、基本構成は第４図
に示すようになつている。

このアンテナ装置は、ハウジングとなる中空円
筒状のアンテナ支柱を備えるもので、このアンテ
ナ支柱１１は大地に垂直に建てられるものであ
る。このアンテナ支柱１１には整合回路部が内蔵
され、この整合回路部から上方に向かつてアンテ
ナ支柱１１の中心軸部に中心導体１２が延びる。
この中心導体１２の周囲は絶縁体１３で覆われて
いるもので、中心導体１２及び絶縁体１３は通常
の同軸ケーブルの外部導体を取去つたものと同様
の構造とされている。そして、この絶縁体１３の
周囲には、中心導体１２を軸の中心として同軸管
状の放射素子１４ａ〜１４ｄと、同じく同軸管状
の移相調整素子１５ａ〜１５ｄとがそれぞれ交互
に設定されている。

これらの素子等の詳細は第５図に示すように構
成されるもので、放射素子１４ａ〜１４ｄ及び移
相調整素子１５ａ〜１５ｄは、それぞれ絶縁物か
らなる振動吸収材１６によつて絶縁カバー１７に
固定される。

放射素子１４ａ〜１４ｄ及び移相調整素子１５
ａ〜１５ｄの同軸管の長さ及び直径は、放射素子
１４ａ、〜１４ｄが、ほぼ1/2波長の長さとし、
同様に移相調整素子１５ａ〜１５ｄに於いては同
１／２波長の0.6倍とされ、直径は各素子共1/100
波長に設定されている。そして、これらの素子を
中心導体１２を軸として上から放射素子１４ａ、
移相調整素子１５ａ、放射素子１４ｂ、…移相調
整素子１５ｄというように、所定の間隔を開けて
交互に設置するものである。

また、放射素子１４ａの上端部は、給電点部と
なる中心導体固定部１８を形成し、中心導体１２
の先端を半田付等で接続している。一方、アンテ
ナ部の最下段、すなわち絶縁体１３の下端部は中
心導体固定部１８と同様に基部放射素子１９を形
成し、中心導体１２に固定されているものであ
る。

そして、この中心導体１２の下端部はアンテナ
支柱１１内で絶縁支持部２０で固定支持され、調
整用素子２１を介して同軸管２２に接続されてい
る。この同軸管２２は、図示されない給電線へ接
続されているものである。

このように構成されたアンテナ装置に於いて、
送信時は中心導体１２から移相調整素子１５ａ〜
１５ｄで位相を調整し、放射素子１４ａ〜１４ｄ
から電波を放射する。ここで、アンテナ支柱１１
には地線素子２３を設置し、アンテナ支柱１１方
向への電波の漏れを防止している。

ここで、通常は経済的理由から中心導体１２及
び絶縁体１３は、既成の同軸ケーブルの中心導体
と内部絶縁体を利用している。しかしながら、イ
ンピーダンスの整合に於いては、放射素子１４ａ
〜１４ｄ等の同軸形状、特に径の寸法に関し、操
作性、経済性等の理由により、細く定められてし
まう場合が多い。このため、放射素子上の電流分
布の範囲が狭く、入力インピーダンスが高く、イ
ンピーダンス（リアクタンス及びコンダクタン
ス）の周波数に対する変化が大きく、整合回路部
に於ける整合条件に制限も加わり、整合がとりに
くく比帯域に於いて５％以上、すなわち広帯域に
及ぶ整合を行なうことが困難であつた。

［発明の目的］この発明は上記のような点に鑑みてなされたも
ので、放射素子及び中心導体の径を太くすること
により、インピーダンスを低くし、インピーダン
スの整合を容易にして比帯域を広げ、広帯域化し
たコリニアアンテナタイプのアンテナ装置を提供
することを目的とする。

［発明の要点］すなわちこの発明に係るアンテナ装置は、放射
素子及び移相調整素子の直径を大きくし、基部放
射素子の直径は上記放射素子及び上記移相調整素
子の直径と等しく、若しくはそれ以上として、整
合回路部に於ける整合を容易にして、比帯域特性
を広帯域化したことを特徴とする。

［発明の実施例］以下図面を参照してこの発明の一実施例を説明
する。第１図はこの発明に係るアンテナ装置の基
本構成を示すもので、大地に対して垂直にアンテ
ナ支柱２４が建てられている。このアンテナ支柱
２４の中心軸部から上方に向けて、中心導体１２
が突出するように延びている。

このアンテナ支柱２４から延びる中心導体１２
の外周部には、軸方向に沿つて管状の放射素子２
５ａ〜２５ｄ、同じく管状の移相調整素子２６ａ
〜２６ｄが交互に同軸状に配置されているもの
で、これら放射素子２５ａ〜２５ｄ、移相調整素
子２６ａ〜２６ｄは、それぞれの一方端をリング
状にした絶縁支持体２７ａ〜２７ｈに取付けられ
ている。そして、この絶縁支持体２７ａ〜２７ｈ
で中心導体１２の外周に取付けられるようにな
る。

ここで、絶縁支持体２７ａ〜２７ｈで支持され
た移相調整素子２６ａ〜２６ｄ及び放射素子２５
ｂ〜２５ｄのそれぞれの内部には、絶縁体２８ａ
〜２８ｇが設定されている。上記最下の絶縁支持
体２７ｈの下部には、中心導体１２を軸の中心と
した円筒状の基部放射素子２９が形成され、この
基部放射素子２９は絶縁支持体２７ｉで支持さ
れ、更にアンテナ支柱２４で支持されるようにな
つている。

第２図は第１図に於けるアンテナ装置の詳細な
構成を示したもので、移相調整素子２６ａ〜２６
ｄは、それぞれ絶縁保護材３０によつて円筒状の
絶縁カバー３１に固定されている。

なお、絶縁体につき、従来の絶縁体１３のよう
な１本構成のものでは、放射素子及び移相調整素
子を固定するのに、接着またはカシメによらなけ
ればならず、作業性がよくないので、この実施例
では絶縁支持体２７と体絶縁体２８に分けて、単
純に組込むようにしている。しかし、特性上にお
いては、従来の絶縁体を用いても差支えない。

ここで、放射素子２５ａ〜２５ｄ、基部放射素
子２９、及び移相調整素子２６ａ〜２６ｄは、次
のようにその素子の長さが定められるものであ
る。放射素子２５ａ〜２５ｄはほぼ1/2波長とし、
基部放射素子２９は同2/10〜4.5/10波長、そして
移相調整素子２６ａ〜２６ｄは同１／２波長の
0.6倍となつている。

また、各素子の直径は、放射素子２５ａ〜２５
ｄ及び移相調整素子２６ａ〜２６ｄ共、従来の各
素子部の直径が1/100波長であるのに対し、10/10
０〜50/100波長と、大きく設定されている。そし
て、基部放射素子２９の直径は放射素子２５ａ〜
２５ｄ及び移相調整素子２６ａ〜２６ｄの直径に
等しいか、若しくはそれ以上に設定するものであ
る。

ここで、放射素子２５ａの上端部には、中心導
体固定部３２を介して中心導体１２に結合して給
電点部を形成している。そして、各放射素子２５
ａ〜２５ｄ及び移相調整素子２６ａ〜２６ｄの下
部は、それぞれ絶縁支持体２７ａ〜２７ｈに嵌め
込み設定し、この絶縁支持体２７ａ〜２７ｈで支
持されるようにしている。このような絶縁支持体
２７ａ〜２７ｈのそれぞれの下端は、隣接する放
射素子あるいは移相調整素子の上端に接合されて
いる。

上記アンテナ支柱２４の上記絶縁支持体２７ｉ
に対応する部分は、アンテナ支柱２４の外側へ向
けて地線素子３３が形成されている。そして、そ
の長さは地線素子３３の根元、すなわちアンテナ
支柱２４との接触点から、展開長に応じて1/4〜
１／２波長と定められている。

一方、アンテナ支柱２４内に形成されている中
心導体１２は、調整用素子２１を介して給電接栓
部３４へ導かれる。また、中心導体１２は絶縁支
持部２０、絶縁支持体２７ｊによりアンテナ支柱
２４及び給電接栓部３４に支持されており、中心
導体１２、絶縁支持部２０、及び調整用素子２１
で接合回路部を形成している。

ここで、アンテナ支柱２４と給電接栓部３４と
は、互いに螺合することによつて結合され、中心
導体１２と、給電接栓部３４の中心に設けられた
同軸管３５とが接合して、図示されない給電線と
中心導体１２とが繋がるものである。

このように構成されたアンテナ装置に於いて、
送信時は図示されない給電線によつて送出された
電波を、同軸管３５から中心導体１２に送る。こ
の際、整合回路部に於いてインピーダンスの整合
を行なう。そして、中心導体固定部３２にて給電
した後、移相調整素子２６ａ〜２６ｄで位相を調
整し、放射素子２５ａ〜２５ｄ及び基部放射素子
２９から電波を放射する。受信時については、こ
れとは逆の経路となるものである。

このインピーダンス整合は、上述したように基
部放射素子２９の径を大きくすることによつて放
射体モノポール素子自体の径が大きくなり、整合
回路部に於ける整合がとりやすくなる。また、放
射素子２５ａ〜２５ｄ及び移相調整素子２６ａ〜
２６ｄの径を大きくすることにより、帯域を広げ
ることになる。

すなわち、放射素子及び移相調整素子の径を太
くすることにより、アンテナのインピーダンスを
低くして給電線のインピーダンス（50Ω）に近付
け、かつ同インピーダンス（リアクタンス、コン
ダクタンス）の周波数による変化を少なくするこ
とにより、インピーダンスの整合をとり易くする
と共に、広帯域とするものである。

こうして第３図に示すように、比帯域の改善を
行なうことができる。同図に於いて、破線の曲線
が従来例で、実線の曲線が本実施例によるもので
ある。いま、VSWRが「Ａ」という値に於いて、
従来例の比帯域特性が３％であつたのに対し、本
実施例では同特性は10％と広帯域化している。

すなわち、このように各素子等を構成すること
により、指向性及び利得特性を低下させることな
く、狭帯域用であつたコリニアアンテナの比帯域
を広帯域化することが可能となる。

［発明の効果］以上のようにこの発明によれば、放射素子及び
移相調整素子の径を太くすることにより、整合回
路部に於けるインピーダンス整合が容易にでき、
アンテナの諸特性を低下させることなく比帯域特
性を広帯域化することができる。これによつて従
来複数本用意されていたコリニアアンテナが、単
基の設置でよく、操作性、設備条件の難易性に与
える影響は大きく、特に経済的に有益である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係るアンテナ装
置の概略的構成を示した図、第２図は第１図に示
した装置の部分的な詳細を示した図、第３図は第
１図に示した装置のVSWR特性を示した図、第
４図は従来のアンテナ装置の概略的構成を示した
図、第５図は第４図に示した装置の部分的な詳細
を示した図である。１２……中心導体、１３，２８ａ〜２８ｇ……
絶縁体、１４ａ〜１４ｄ、２５ａ〜２５ｄ……放
射素子、１５ａ〜１５ｄ、２６ａ〜２６ｄ……移
相調整素子、１９，２９……基部放射素子、２７
ａ〜２７ｉ……絶縁支持体。

Claims

【特許請求の範囲】１中空筒状に構成される絶縁物からなるカバー
と、このカバーの中心軸部を挿通するように設定
された中心導体と、この中心導体の周囲にそれぞれ絶縁体を介して
支持され、導体径を10/100波長以上とした環状の
複数個の放射素子と、上記中心導体の周囲にそれぞれ絶縁体を介して
支持され、上記複数個の放射素子の相互間に設置
された、導体径を10/100波長以上とした環状の複
数個の移相調整素子とを具備し、上記放射素子の最下段に設定される基部放射素
子は、その導体径を10/100〜50/100波長にし、且
つ素子長を2/10〜4.5/10波長に設定したことを特
徴とするアンテナ装置。