JPH0851314A - 無線基地局アンテナ - Google Patents
無線基地局アンテナInfo
- Publication number
- JPH0851314A JPH0851314A JP18564194A JP18564194A JPH0851314A JP H0851314 A JPH0851314 A JP H0851314A JP 18564194 A JP18564194 A JP 18564194A JP 18564194 A JP18564194 A JP 18564194A JP H0851314 A JPH0851314 A JP H0851314A
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- JP
- Japan
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- antenna
- conductor plate
- antenna element
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 移動通信方式の無線基地局のアンテナ装置に
関し、地下街等の天井に設置できる簡潔な構造のアンテ
ナを実現する。 【構成】 任意の形状の導体板２の平面内に、棒状また
は筒状またはコイル状のアンテナ素子１を、その軸心
が、導体板の平面と垂直に交わるように配し、上記アン
テナ素子の長手方向の中心と導体板との距離Ｄを、使用
波長の約０．３７〜約０．４７に設定する。
関し、地下街等の天井に設置できる簡潔な構造のアンテ
ナを実現する。 【構成】 任意の形状の導体板２の平面内に、棒状また
は筒状またはコイル状のアンテナ素子１を、その軸心
が、導体板の平面と垂直に交わるように配し、上記アン
テナ素子の長手方向の中心と導体板との距離Ｄを、使用
波長の約０．３７〜約０．４７に設定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は移動通信方式における無
線基地局で用いるアンテナに関し、特に、地下街等に設
置する無線基地局のアンテナに係る。
線基地局で用いるアンテナに関し、特に、地下街等に設
置する無線基地局のアンテナに係る。
【０００２】
【従来の技術】近年、移動通信システムは、例えば、ポ
ケットベル、携帯電話、自動車電話等々として、実生活
の身近かな所で使われつつある。
ケットベル、携帯電話、自動車電話等々として、実生活
の身近かな所で使われつつある。
【０００３】これらの殆どは、電話回線網と接続された
無線基地局と、人間が携帯し、あるいは自動車などの移
動体に取り付けられた移動局との間を無線回線で結ん
で、移動局が無線基地局を介して他の端末との間で通話
や情報の授受を行なうものである。
無線基地局と、人間が携帯し、あるいは自動車などの移
動体に取り付けられた移動局との間を無線回線で結ん
で、移動局が無線基地局を介して他の端末との間で通話
や情報の授受を行なうものである。
【０００４】移動局はその性格上、小形軽量で、低消費
電力であることが要求されるから、送信電力も小である
ものが多いが、基地局側は、移動局の呼出しなども行な
う都合上、それなりのエリアをカバーする必要があるの
で、送信電力も比較的大きく設定される。
電力であることが要求されるから、送信電力も小である
ものが多いが、基地局側は、移動局の呼出しなども行な
う都合上、それなりのエリアをカバーする必要があるの
で、送信電力も比較的大きく設定される。
【０００５】また、多くの移動局と、良好な条件で通話
を維持する目的で、アンテナは、ビルの屋上などの高い
位置に設置されることが多い。使用周波数は、数百ＭＨ
ｚ〜数ＧＨｚが用いられるが、周波数の有効利用や、移
動局のアンテナの大きさ等を考えると高い周波数の電波
を使うことが有利である。
を維持する目的で、アンテナは、ビルの屋上などの高い
位置に設置されることが多い。使用周波数は、数百ＭＨ
ｚ〜数ＧＨｚが用いられるが、周波数の有効利用や、移
動局のアンテナの大きさ等を考えると高い周波数の電波
を使うことが有利である。
【０００６】しかし、非常に高い周波数では、電波の減
衰が激しい上、直進性が強く、これを移動通信に用いる
ことは、実用的でないので、通常ビルの陰等にも多少廻
り込みの期待できる数ＧＨｚ以下の周波数の電波が使わ
れる。
衰が激しい上、直進性が強く、これを移動通信に用いる
ことは、実用的でないので、通常ビルの陰等にも多少廻
り込みの期待できる数ＧＨｚ以下の周波数の電波が使わ
れる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、移動
通信方式における無線基地局のアンテナは、事情の許す
限り、条件の良い場所に設置されるが、近年都市空間や
移動体通信の使われ方が多様になって来るにつれ、従来
の、基地局とそのアンテナ構造では対応し切れない場所
が増えて来ている。
通信方式における無線基地局のアンテナは、事情の許す
限り、条件の良い場所に設置されるが、近年都市空間や
移動体通信の使われ方が多様になって来るにつれ、従来
の、基地局とそのアンテナ構造では対応し切れない場所
が増えて来ている。
【０００８】その一つは、例えば地下街であり、また道
路に設けられたトンネル、地下駐車場、電波の進入し難
い構造や電波を吸収したり遮蔽効果の大きい材質で作ら
れた大規模建造物などが、これに相当する。
路に設けられたトンネル、地下駐車場、電波の進入し難
い構造や電波を吸収したり遮蔽効果の大きい材質で作ら
れた大規模建造物などが、これに相当する。
【０００９】このようなときは、それぞれの場所（例え
ば、地下街）専用の基地局やアンテナを設ける必要が生
ずる。この場合のアンテナは、所望の範囲を均等にカバ
ーする特性のものが望まれる。
ば、地下街）専用の基地局やアンテナを設ける必要が生
ずる。この場合のアンテナは、所望の範囲を均等にカバ
ーする特性のものが望まれる。
【００１０】そして、このような目的で使われるアンテ
ナは、実際には、地下構造物等の天井部や壁面の高い位
置に設けるのが良いことが想定される。しかしながら従
来このような使われ方をするアンテナについての具体的
な技術について、開示されていなかった。
ナは、実際には、地下構造物等の天井部や壁面の高い位
置に設けるのが良いことが想定される。しかしながら従
来このような使われ方をするアンテナについての具体的
な技術について、開示されていなかった。
【００１１】また、先に述べたような数ＧＨｚ程度の周
波数を用いる場合、アンテナの近くに金属導体板がある
場合には、その金属導体板の影響によりアンテナの放射
指向性が変化する。この金属導体板の影響を少なくする
ためには、アンテナ素子を金属導体板から、かなり、距
離を離す必要があり、天井設置という観点からは問題が
あった。また、天井に近付けたときの影響も明らかでな
かった。
波数を用いる場合、アンテナの近くに金属導体板がある
場合には、その金属導体板の影響によりアンテナの放射
指向性が変化する。この金属導体板の影響を少なくする
ためには、アンテナ素子を金属導体板から、かなり、距
離を離す必要があり、天井設置という観点からは問題が
あった。また、天井に近付けたときの影響も明らかでな
かった。
【００１２】本発明は、このような従来の課題に鑑み、
地下街のような場所の天井に設置することが可能で簡潔
な構造の無線基地局アンテナを提供することを目的とし
ている。
地下街のような場所の天井に設置することが可能で簡潔
な構造の無線基地局アンテナを提供することを目的とし
ている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上述の
課題は前記特許請求の範囲に記載した手段により解決さ
れる。
課題は前記特許請求の範囲に記載した手段により解決さ
れる。
【００１４】すなわち、請求項１の発明は、任意の形状
の導体板の平面内に、棒状または筒状、または、少なく
ともその一部がコイル状のアンテナ素子を、その軸心
が、導体板の平面と垂直に交わるように配すると共に、
導体板が上側に、アンテナ素子が下側になるような構造
と成し、上記アンテナ素子の長手方向の中心と導体板と
の距離を、使用波長の約０．３７〜約０．４７に設定し
たことを特徴とする無線基地局用アンテナである。
の導体板の平面内に、棒状または筒状、または、少なく
ともその一部がコイル状のアンテナ素子を、その軸心
が、導体板の平面と垂直に交わるように配すると共に、
導体板が上側に、アンテナ素子が下側になるような構造
と成し、上記アンテナ素子の長手方向の中心と導体板と
の距離を、使用波長の約０．３７〜約０．４７に設定し
たことを特徴とする無線基地局用アンテナである。
【００１５】請求項２の発明は、建造物等の天井の内装
材が導体板であるとき、棒状または筒状、または、少な
くともその一部がコイル状のアンテナ素子を、その軸心
が上記導体板の平面と垂直に交わるように吊着して、上
記アンテナ素子の長手方向の中心と上記導体板との距離
を使用波長の約０．３７〜約０．４７に設定したことを
特徴とする無線基地局用アンテナ。
材が導体板であるとき、棒状または筒状、または、少な
くともその一部がコイル状のアンテナ素子を、その軸心
が上記導体板の平面と垂直に交わるように吊着して、上
記アンテナ素子の長手方向の中心と上記導体板との距離
を使用波長の約０．３７〜約０．４７に設定したことを
特徴とする無線基地局用アンテナ。
【００１６】請求項３の発明は、請求項１あるいは請求
項２の無線基地局用アンテナにおいて、アンテナ素子を
使用周波数の波長の約１／２の長さを有するホイップア
ンテナとして構成したものである。請求項４の発明は、
請求項１あるいは請求項２の無線基地局用アンテナにお
いて、アンテナ素子をダイポールアンテナとし、その給
電点と導体板との距離を使用波長の約０．３７〜約０．
４７に設定したものである。
項２の無線基地局用アンテナにおいて、アンテナ素子を
使用周波数の波長の約１／２の長さを有するホイップア
ンテナとして構成したものである。請求項４の発明は、
請求項１あるいは請求項２の無線基地局用アンテナにお
いて、アンテナ素子をダイポールアンテナとし、その給
電点と導体板との距離を使用波長の約０．３７〜約０．
４７に設定したものである。
【００１７】
【作用】本発明においては、アンテナ素子を、平面形状
の金属導体板上に、その軸心が金属導体板の平面と直交
するように設置し、平面形状の金属導体板とアンテナの
中心との距離を、使用波長の約０．３７波長から約０．
４７波長の間に選んでいる。これにより、アンテナの放
射指向性は平面形状の金属導体板の効果により、地下街
等の天井設置に適した特性となる。以下実施例に基づい
て本発明の作用等について説明する。
の金属導体板上に、その軸心が金属導体板の平面と直交
するように設置し、平面形状の金属導体板とアンテナの
中心との距離を、使用波長の約０．３７波長から約０．
４７波長の間に選んでいる。これにより、アンテナの放
射指向性は平面形状の金属導体板の効果により、地下街
等の天井設置に適した特性となる。以下実施例に基づい
て本発明の作用等について説明する。
【００１８】
【実施例】図１は本発明の第１の実施例を示す図であっ
て、導体板が方形であり、アンテナ素子として使用周波
数の波長の約１／２の長さを有するホイップアンテナを
用いた場合の例を示している。
て、導体板が方形であり、アンテナ素子として使用周波
数の波長の約１／２の長さを有するホイップアンテナを
用いた場合の例を示している。
【００１９】同図において、（ａ）は斜視図、（ｂ）は
側面図であり、数字符号１はアンテナ素子、２は金属導
体板、３はアンテナ素子保持部材を表わしている。同図
（ｂ）における英字符号Ｂはアンテナ素子の長さ、英字
符号Ｄはアンテナ素子１の長手方向の中心から金属導体
板２までの距離を表わしており、この場合、Ｂは使用電
波の波長の１／２弱、Ｄは使用電波の波長の０．３７〜
０．４７の間に設定している。
側面図であり、数字符号１はアンテナ素子、２は金属導
体板、３はアンテナ素子保持部材を表わしている。同図
（ｂ）における英字符号Ｂはアンテナ素子の長さ、英字
符号Ｄはアンテナ素子１の長手方向の中心から金属導体
板２までの距離を表わしており、この場合、Ｂは使用電
波の波長の１／２弱、Ｄは使用電波の波長の０．３７〜
０．４７の間に設定している。
【００２０】図２は本発明の第２の実施例を示す図であ
って、導体板が円形であり、アンテナ素子としてダイポ
ールアンテナを用いた場合の例を示している。同図にお
いて、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図であり、数字符
号５はアンテナ素子、４は金属導体板、３はアンテナ素
子保持部材を表わしている。
って、導体板が円形であり、アンテナ素子としてダイポ
ールアンテナを用いた場合の例を示している。同図にお
いて、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図であり、数字符
号５はアンテナ素子、４は金属導体板、３はアンテナ素
子保持部材を表わしている。
【００２１】同図（ｂ）における英字符号Ｂはアンテナ
素子の長さ、英字符号Ｄはアンテナ素子５の長手方向の
中心から金属導体板４までの距離を表わしており、この
場合、Ｂは使用電波の波長の１／２弱、Ｄは使用電波の
波長の０．３７〜０．４７の間に設定している。
素子の長さ、英字符号Ｄはアンテナ素子５の長手方向の
中心から金属導体板４までの距離を表わしており、この
場合、Ｂは使用電波の波長の１／２弱、Ｄは使用電波の
波長の０．３７〜０．４７の間に設定している。
【００２２】図３は本発明のアンテナを実際に設置した
例を示す図であって、先に図２で示した円形の金属導体
板を有するアンテナを、地下街の天井に設置した例を示
している。
例を示す図であって、先に図２で示した円形の金属導体
板を有するアンテナを、地下街の天井に設置した例を示
している。
【００２３】同図において、数字符号４は金属導体板、
５はアンテナ素子（ダイポールアンテナ）、６は地下街
の天井面、７は地下街の床面、８は基地局装置を表わし
ている。また、英字符号Ｄは、アンテナ素子５の長手方
向の中心から金属導体板４までの距離、Ｈは、アンテナ
素子５の長手方向の中心から床面７までの距離、Ｌは、
アンテナ素子５の直下から床面７の点Ｐまでの距離、θ
はアンテナ素子５の長手方向の中心と前記Ｐ点を結ぶ直
線とアンテナ素子の転方向の中心線との成す角度を示し
ている。
５はアンテナ素子（ダイポールアンテナ）、６は地下街
の天井面、７は地下街の床面、８は基地局装置を表わし
ている。また、英字符号Ｄは、アンテナ素子５の長手方
向の中心から金属導体板４までの距離、Ｈは、アンテナ
素子５の長手方向の中心から床面７までの距離、Ｌは、
アンテナ素子５の直下から床面７の点Ｐまでの距離、θ
はアンテナ素子５の長手方向の中心と前記Ｐ点を結ぶ直
線とアンテナ素子の転方向の中心線との成す角度を示し
ている。
【００２４】同図に示すように、アンテナ高をＨ、アン
テナ直下から点Ｐまでの距離をＬ、鉛直方向から点Ｐを
見込む角度をθとしたときの、距離Ｌと角度θの関係を
図４に示す。図中のパラメータはアンテナ高Ｈであり、
通常の地下街の天井の高さを考慮して、３ｍ、４ｍ、５
ｍの場合について計算している。
テナ直下から点Ｐまでの距離をＬ、鉛直方向から点Ｐを
見込む角度をθとしたときの、距離Ｌと角度θの関係を
図４に示す。図中のパラメータはアンテナ高Ｈであり、
通常の地下街の天井の高さを考慮して、３ｍ、４ｍ、５
ｍの場合について計算している。
【００２５】同図から明らかなように、距離Ｌが３０ｍ
程度以上になると、鉛直方向からの角度θは８０°以上
となり、一方、距離Ｌが１００ｍ程度になっても、角度
θは８８°程度である。この結果から、照射領域の周辺
のレベルを高くするためには、θ＝８０〜８８°方向の
レベルを高くすれば良いことがわかる。
程度以上になると、鉛直方向からの角度θは８０°以上
となり、一方、距離Ｌが１００ｍ程度になっても、角度
θは８８°程度である。この結果から、照射領域の周辺
のレベルを高くするためには、θ＝８０〜８８°方向の
レベルを高くすれば良いことがわかる。
【００２６】ところで、金属導体平面板上に設置したア
ンテナの放射指向性を決定する構造パラメータは、金属
導体平面板とアンテナ中心との距離Ｄと、金属導体平面
板の大きさである。ここでは、金属導体平面板を円形と
仮定し、金属導体平面板の半径をＡとする。
ンテナの放射指向性を決定する構造パラメータは、金属
導体平面板とアンテナ中心との距離Ｄと、金属導体平面
板の大きさである。ここでは、金属導体平面板を円形と
仮定し、金属導体平面板の半径をＡとする。
【００２７】金属導体平面板とアンテナ中心との距離Ｄ
に対するθ＝９０°および８０°方向の利得を、図５に
示す。同図の（ａ）は９０°方向の指向性利得、（ｂ）
は８０°方向の指向性利得を示している。横軸は、金属
導体平面板とアンテナ中心との距離Ｄを波長で規格化し
た値である。
に対するθ＝９０°および８０°方向の利得を、図５に
示す。同図の（ａ）は９０°方向の指向性利得、（ｂ）
は８０°方向の指向性利得を示している。横軸は、金属
導体平面板とアンテナ中心との距離Ｄを波長で規格化し
た値である。
【００２８】また、図中のパラメータは金属導体平面板
の半径Ａを波長で規格化した値である。計算において
は、アンテナとしてダイポールアンテナを仮定してい
る。ここで、θ＝９０°方向の利得は、金属導体平面板
の半径Ａの変化に対してほぼ一定の値を取る。
の半径Ａを波長で規格化した値である。計算において
は、アンテナとしてダイポールアンテナを仮定してい
る。ここで、θ＝９０°方向の利得は、金属導体平面板
の半径Ａの変化に対してほぼ一定の値を取る。
【００２９】一方、θ＝９０°方向の利得は、金属導体
平面板の半径Ａの変化に対して単調に増加する。図３か
ら明らかなように、θ＝９０°および８０°方向の各々
について利得を最大にする金属導体平面板とアンテナ中
心との距離Ｄが存在する。図６に、金属導体平面板の半
径Ａに対して最大利得を与える距離Ｄを示す。
平面板の半径Ａの変化に対して単調に増加する。図３か
ら明らかなように、θ＝９０°および８０°方向の各々
について利得を最大にする金属導体平面板とアンテナ中
心との距離Ｄが存在する。図６に、金属導体平面板の半
径Ａに対して最大利得を与える距離Ｄを示す。
【００３０】同図から明らかなように、θが８０°〜９
０°の方向において、アンテナの利得が最大値をとるた
めには、金属導体平面板とアンテナ中心との距離Ｄを約
０．３７波長から約０．４７波長の間に選べばよいこと
が分かる。
０°の方向において、アンテナの利得が最大値をとるた
めには、金属導体平面板とアンテナ中心との距離Ｄを約
０．３７波長から約０．４７波長の間に選べばよいこと
が分かる。
【００３１】以上述べたように、金属導体平面板とアン
テナ中心との距離Ｄを約０．３７波長から約０．４７波
長の間に選ぶことにより、θ＝８０〜８８°方向のレベ
ル、すなわち照射領域の周辺のレベルを高くすることが
でき、天井設置に適した放射指向性を有するアンテナが
実現できる。
テナ中心との距離Ｄを約０．３７波長から約０．４７波
長の間に選ぶことにより、θ＝８０〜８８°方向のレベ
ル、すなわち照射領域の周辺のレベルを高くすることが
でき、天井設置に適した放射指向性を有するアンテナが
実現できる。
【００３２】なお、本実施例として、ダイポールアンテ
ナを天井に設置する場合について述べたが、垂直面内の
放射指向性がほぼ等しいアンテナであれば、全く同様に
適用できる。例えば、水平面内の放射指向性が無指向性
で無い場合についても同様である。
ナを天井に設置する場合について述べたが、垂直面内の
放射指向性がほぼ等しいアンテナであれば、全く同様に
適用できる。例えば、水平面内の放射指向性が無指向性
で無い場合についても同様である。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
移動通信方式における地下街等の天井に設置するに適し
た放射指向性を有するアンテナを、容易に実現できる利
点がある。
移動通信方式における地下街等の天井に設置するに適し
た放射指向性を有するアンテナを、容易に実現できる利
点がある。
【図１】本発明の第１の実施例を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施例を示す図である。
【図３】本発明のアンテナを実際に設置した例を示す図
である。
である。
【図４】距離Ｌと角θとの関係を示す図である。
【図５】金属導体平面板とアンテナ素子中心との距離Ｄ
と角度θ方向の利得との関係を示す図である。
と角度θ方向の利得との関係を示す図である。
【図６】金属導体平面板の半径Ａに対して最大利得を与
える距離Ｄの関係を示す図である。
える距離Ｄの関係を示す図である。
１，５ アンテナ素子 ２，４ 金属導体板 ３ アンテナ素子保持部材 ６ 天井面 ７ 床面 ８ 基地局装置
Claims (4)
- 【請求項１】 任意の形状の導体板の平面内に、棒状ま
たは筒状、または、少なくともその一部がコイル状のア
ンテナ素子を、その軸心が、導体板の平面と垂直に交わ
るように配すると共に、導体板が上側に、アンテナ素子
が下側になるような構造と成し、 上記アンテナ素子の長手方向の中心と導体板との距離
を、使用波長の約０．３７〜約０．４７に設定したこと
を特徴とする無線基地局用アンテナ。 - 【請求項２】 建造物等の天井の内装材が導体板である
とき、棒状または筒状またはコイル状のアンテナ素子
を、その軸心が上記導体板の平面と垂直に交わるように
吊着して、 上記アンテナ素子の長手方向の中心と上記導体板との距
離を使用波長の約０．３７〜約０．４７に設定したこと
を特徴とする無線基地局用アンテナ。 - 【請求項３】 アンテナ素子は使用周波数の波長の約１
／２の長さを有するホイップアンテナである請求項１あ
るいは請求項２記載の、無線基地局用アンテナ。 - 【請求項４】 アンテナ素子はダイポールアンテナであ
り、その給電点と導体板との距離を使用波長の約０．３
７〜約０．４７に設定したものである請求項１あるいは
請求項２記載の無線基地局用アンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18564194A JP3339661B2 (ja) | 1994-08-08 | 1994-08-08 | 無線基地局アンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18564194A JP3339661B2 (ja) | 1994-08-08 | 1994-08-08 | 無線基地局アンテナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0851314A true JPH0851314A (ja) | 1996-02-20 |
| JP3339661B2 JP3339661B2 (ja) | 2002-10-28 |
Family
ID=16174331
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18564194A Expired - Fee Related JP3339661B2 (ja) | 1994-08-08 | 1994-08-08 | 無線基地局アンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3339661B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5923301A (en) * | 1997-01-08 | 1999-07-13 | Nec Corporation | Antenna system having directivity for elongate service zone |
| KR101307505B1 (ko) * | 2005-08-26 | 2013-09-12 | 재단법인서울대학교산학협력재단 | 장애물과의 이격거리에 기반한 ａｐ 안테나 설치 방법 |
-
1994
- 1994-08-08 JP JP18564194A patent/JP3339661B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5923301A (en) * | 1997-01-08 | 1999-07-13 | Nec Corporation | Antenna system having directivity for elongate service zone |
| EP0853351A3 (en) * | 1997-01-08 | 2000-07-05 | Nec Corporation | Antenna system |
| KR101307505B1 (ko) * | 2005-08-26 | 2013-09-12 | 재단법인서울대학교산학협력재단 | 장애물과의 이격거리에 기반한 ａｐ 안테나 설치 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3339661B2 (ja) | 2002-10-28 |
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