JPH0770910B2 - 等方性アンテナ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は電波の偏波面に関係なく、いかなる方向から到
来する電波に対しても等感度に動作する等方性アンテナ
に関するものである。

（従来の技術） 一般にアンテナは利用する電波の偏波面に合わせて、垂
直偏波面用または水平偏波面用のアンテナをそれぞれ利
用している。最近は円偏波等による通信が行われるよう
になり、偏波面に係わりなく動作するアンテナも多く存
在しているが、これらはすべて通信の性質から指向性を
もたせるようにしている。

（発明が解決しようとする問題点） 電波監視等に使用する場合のアンテナは、あらゆる方向
即ち水平方向ばかりでなく、抑角を持った電波に対して
も指向性なく均一に受信する必要があり、然も広帯域の
周波数範囲に利用できることが望ましいが、従来のアン
テナでは水平、垂直偏波のどちらの偏波の電波に対して
も指向性をもたないものはなく、均一に受信することが
できないという問題点があった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記のような電波監視や無線方向探知機用のア
ンテナの素子として有効に利用できるものを提供するも
のである。

第２図に示すように、一つのループアンテナ（１）の面
を垂直に配置した場合、垂直偏波の電波に対して指向特
性（３）のようないわゆる８字特性が得られる。然し、
ループアンテナ（２）を前記ループアンテナ（１）と直
交して配置し、いわゆる直交ループアンテナを形成し、
ループアンテナ（２）の出力を90度移相してループアン
テナ（１）の出力と合成すると、到来方向αを持った
Ｅ。sin wtの電波（４）に対する、上記直交ループア
ンテナの合成出力電圧Ｅは Ｅ＝Ｅ。sin（wt＋α） となって現われる。これは第３図に示すように方向特性
がまったく一様な指向特性（５）を得ることになる。ル
ープアンテナは本来抑角を持った垂直偏波の電波に対し
ては方向特性がまったく一様で、第４図にその指向特性
（６）を示す。

従って、上記の直交ループアンテナは垂直偏波に対して
は水平方向指向特性および垂直方向指向特性の双方に対
し、方向特性がまったく一様な等方性アンテナである。
然し、このままでは水平偏波の電波に対しては、等方性
アンテナとはならず、垂直面における指向特性が、第２
図に示すような８字型指向特性となり、到来電波に対し
水平の方向が最小、垂直の方向が最大となって現われ
る。従って水平偏波に対して有効にするためには、前記
の直交ループアンテナの直交軸を90度傾け、水平にすれ
ばよいことは容易に理解できる。即ち、二つの直交ルー
プアンテナのそれぞれの直交軸が垂直方向と水平方向に
なるように配置し、双方のアンテナ出力を取り出すこと
により、電波の偏波面に係わりなくあらゆる方向から到
来する電波に対し、方向特性がまったく一様な等方性ア
ンテナとすることができる。

本発明はこれを１つの90度移相手段と１つの合成手段と
のみにより、経路の差異による位相差などの悪影響を無
くして、効果的に実現させたものである。

（発明の実施例） 今までの説明で明らかなように、二つの直交ループアン
テナをそれぞれの直交軸を直交させて配置することによ
り、電波の偏波に無関係な等方性アンテナが得られる。
然るに、この二つの直交ループアンテナの内の一つのル
ープアンテナが重なるように配置すれば、一つのループ
アンテナを共用することができる。

第１図は本発明の一実施例を示したもので、ループアン
テナ（１）とループアンテナ（２）によって、一つの直
交ループアンテナを形成し、ループアンテナ（１）の出
力は整合器（10）を通って出力合成器（13）に加えられ
る。ループアンテナ（２）の出力は整合移相器（11）に
よって90度移相されたあと、出力合成器（13）に加えら
れる。ループアンテナ（７）はその面が上記直交ループ
アンテナの直交軸（８）と直交するように設けられ、ル
ープアンテナ（２）と共に直交軸（９）を持つ直交ルー
プアンテナを形成する。ループアンテナ（７）の出力は
整合器（12）を通って出力合成器（13）に加えられる。

出力合成器（13）は上記ループアンテナ（１）、ループ
アンテナ（２）およびループアンテナ（７）のそれぞれ
の出力を合成し、二組の直交ループアンテナ即ち、ルー
プアンテナ（１）とループアンテナ（２）による直交ル
ープアンテナと、ループアンテナ（７）とループアンテ
ナ（２）による直交ループアンテナの出力を合成し、ア
ンテナ出力（14）を取り出している。

従って、出力合成器（13）のアンテナ出力（14）は垂
直、水平両偏波による電波のいかなる到来方向に対して
も、方向特性がまったく一様な等方性アンテナとなる。

（発明の効果） 上記説明で明らかなように本発明によれば、一つの直交
ループアンテナに対し、一つのループアンテナを追加す
るだけで垂直偏波および水平偏波に対し、方向特性がま
ったく一様な等方性アンテナを得ることができる。又ア
ンテナ素子にループアンテナを使用しているため、少な
い容積で広い周波数帯域に対し高感度のアンテナを得る
ことができるものを、１つの90度移相手段と１つの合成
手段とのみで構成しているため、回路構成を簡便化し得
るとともに、90度移相信号を２つの分岐して導く経路が
ないので、こうした２つの経路の回路定数の差異などに
よる悪影響を受けない合成出力を得ることができるなど
の特長がある。

（変形実施例） 第５図は、ループアンテナを円形にした場合の実施例を
示したもので、ループアンテナ（１′）は前記のループ
アンテナ（１）に、ループアンテナ（２′）はループア
ンテナ（２）に、又ループアンテナ（７′）はループア
ンテナ（７）にそれぞれ対応している。当該ループアン
テナ（２′）はループアンテナ（１′）と共に垂直偏波
用の等方性アンテナを形成し、ループアンテナ（７′）
と共に水平偏波用の等方性アンテナを形成することは言
うまでもない。

この場合には、全体の形状を球形にすることができるの
で、製造が容易なばかりでなく、球面体アンテナ素子を
取り付けた構造にすれば、耐風速性のよいアンテナとし
ての特長も持っている。

【図面の簡単な説明】

第２図は単体ループアンテナの面を垂直に配置した時の
水平面指向特性図、第３図は本発明による直交ループア
ンテナの直交軸を垂直に配置した時の水平面指向特性
図、第４図は第３図の配置における側面から見た垂直面
指向特性図、第１図は本発明の一実施例のブロック図、
第５図は本発明のアンテナ素子に円形ループアンテナを
用いた時の説明図をそれぞれ示す。 （１）、（２）、（７）および（１′）、（２′）、
（７′）はループアンテナ素子、（３）、（５）および
（６）は指向特性、（４）は到来電波、（８）はループ
アンテナ（１）および（２）で形成する直交ループアン
テナの直交軸、（９）はループアンテナ（７）および
（２）で形成する直交ループアンテナの直交軸、（1
0）、（12）はループアンテナ整合器、（11）はループ
アンテナ（２）の整合および90度移相器、（13）は出力
合成器、（14）はアンテナの出力をそれぞれ示してい
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２つのループアンテナ（１）（２）を直交
   して配置するとともに、前記直交の軸と直交する面内に
   １つのループアンテナ（７）を配置することにより、３
   つのループアンテナを各直交して配置するアンテナ手段
   と、 前記３つのループアンテナの内の１つのループアンテナ
   （２）の出力のみを90度移相（11）する１つの移相手段
   を設けるとともに、残りの２つのループアンテナの出力
   と前記移相手段の出力を合成する１つの合成手段を設け
   る移相合成手段と を具備することを特徴とする等方性アンテナ。