JPH0969723A - ホイップアンテナ - Google Patents
ホイップアンテナInfo
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- JPH0969723A JPH0969723A JP24684695A JP24684695A JPH0969723A JP H0969723 A JPH0969723 A JP H0969723A JP 24684695 A JP24684695 A JP 24684695A JP 24684695 A JP24684695 A JP 24684695A JP H0969723 A JPH0969723 A JP H0969723A
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Landscapes
- Details Of Aerials (AREA)
- Support Of Aerials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】従来のホイップアンテナは、放射素子が線状
で、その電流分布が定在波形となるため、放射特性が狭
帯域で、移動通信における移動端末装置等に取り付ける
アンテナとして不適である。 【解決手段】本発明は、ホイップ形一次放射素子の外周
に、両端が開放された筒状導体より成る無給電素子を設
け、両素子間の結合を適当にして、放射特性の広帯域化
を図るものである。
で、その電流分布が定在波形となるため、放射特性が狭
帯域で、移動通信における移動端末装置等に取り付ける
アンテナとして不適である。 【解決手段】本発明は、ホイップ形一次放射素子の外周
に、両端が開放された筒状導体より成る無給電素子を設
け、両素子間の結合を適当にして、放射特性の広帯域化
を図るものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、移動通信
における移動端末装置に取り付けられるアンテナ、又は
移動通信における基地局用或は中継局用アンテナ、即
ち、例えば地下街の天井壁面等に取り付けられるアンテ
ナのように、放射特性が広帯域であることが要求される
垂直偏波用アンテナとして好適なアンテナに関するもの
である。
における移動端末装置に取り付けられるアンテナ、又は
移動通信における基地局用或は中継局用アンテナ、即
ち、例えば地下街の天井壁面等に取り付けられるアンテ
ナのように、放射特性が広帯域であることが要求される
垂直偏波用アンテナとして好適なアンテナに関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】図８は、移動通信における移動端末装置
用アンテナ、又は移動通信における基地局或は中継局用
アンテナとして従来用いられている垂直偏波用ホイップ
アンテナを示す斜視図で、１はホイップ形放射素子、２
は同軸接栓の外部導体、３は放射素子１を垂直状態に支
持すると共に、放射素子１の下端部と同軸接栓の外部導
体２との間の導通を遮断するための絶縁支持体、４は接
続ナットである。図には現われていないが、同軸接栓の
外部導体２及び接続ナット４の内側には、外部コンタク
トが接続ナット４と同軸状に設けられ、更に、その内側
にリング状の絶縁スペ−サを介して同軸接栓の中心コン
タクトが設けられ、この中心コンタクトの上端部とホイ
ップ形放射素子１の下端部との間に介装されるインピ−
ダンス整合用のインダクタンス素子が設けられている。
用アンテナ、又は移動通信における基地局或は中継局用
アンテナとして従来用いられている垂直偏波用ホイップ
アンテナを示す斜視図で、１はホイップ形放射素子、２
は同軸接栓の外部導体、３は放射素子１を垂直状態に支
持すると共に、放射素子１の下端部と同軸接栓の外部導
体２との間の導通を遮断するための絶縁支持体、４は接
続ナットである。図には現われていないが、同軸接栓の
外部導体２及び接続ナット４の内側には、外部コンタク
トが接続ナット４と同軸状に設けられ、更に、その内側
にリング状の絶縁スペ−サを介して同軸接栓の中心コン
タクトが設けられ、この中心コンタクトの上端部とホイ
ップ形放射素子１の下端部との間に介装されるインピ−
ダンス整合用のインダクタンス素子が設けられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図８に示した従来のア
ンテナは、放射素子１が線状で、その電流分布が定在波
形となるため、放射特性が狭帯域である。図９は、図８
に示した従来のアンテナにおける反射減衰量の周波数特
性を示す実測図で、横軸は設計周波数ｆ0 で正規化した
周波数（ｆ／ｆ0 ）、縦軸は反射減衰量（ｄＢ）で、図
から明らかなように、電圧定在波比（ＶＳＷＲ）が１．
５以下における比帯域幅が５％程度で、移動通信におけ
る移動端末装置に取り付けられる送受信共用アンテナが
要求される比帯域幅、即ち、電圧定在波比（ＶＳＷＲ）
が１．５以下における比帯域幅が１６％を満足させるこ
とは到底不可能である。
ンテナは、放射素子１が線状で、その電流分布が定在波
形となるため、放射特性が狭帯域である。図９は、図８
に示した従来のアンテナにおける反射減衰量の周波数特
性を示す実測図で、横軸は設計周波数ｆ0 で正規化した
周波数（ｆ／ｆ0 ）、縦軸は反射減衰量（ｄＢ）で、図
から明らかなように、電圧定在波比（ＶＳＷＲ）が１．
５以下における比帯域幅が５％程度で、移動通信におけ
る移動端末装置に取り付けられる送受信共用アンテナが
要求される比帯域幅、即ち、電圧定在波比（ＶＳＷＲ）
が１．５以下における比帯域幅が１６％を満足させるこ
とは到底不可能である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、ホイップ形一
次放射素子の外周に、両端が開放された筒状導体より成
る無給電素子をほぼ同軸状に設け、一次放射素子と無給
電素子とを電界結合させて複同調回路を形成させること
により、放射特性の広帯域化を図ろうとするものであ
る。
次放射素子の外周に、両端が開放された筒状導体より成
る無給電素子をほぼ同軸状に設け、一次放射素子と無給
電素子とを電界結合させて複同調回路を形成させること
により、放射特性の広帯域化を図ろうとするものであ
る。
【０００５】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施例を示す
斜視図、図２は、図１に示した本発明ホイップアンテナ
の内部構成を示すための断面部で、図１に示した各部の
実際の寸法比に較べて、図２においては同軸接栓部分の
内部構成を細部に到るまで明らかに示すため、この部分
を拡大して示してある。図１及び図２において、１はホ
イップ形の一次放射素子で、線、条又は管状の導電性の
良好な導体（例えば、金、銀又は銅等）で形成するか、
線、条又は管状の誘電体材料の表面に、導電性の良好な
金属薄層を付着させて形成する。２は同軸接栓の外部導
体、３は一次放射素子１を垂直状態に支持すると共に、
一次放射素子１の下端部と同軸接栓の外部導体２との間
を電気的に絶縁するための絶縁支持体で、同軸接栓の外
部導体２との間を適当な接着剤等を用いて一体に結合し
てある。４は導体より成る接続ナット、５は保持リング
で、同軸接栓の外部導体２の下部外周に接続ナット４を
回転自在に支持すると共に、外部導体２と接続ナット４
との間を電気的に接続する。６は導体より成る外部コン
タクトで、接続ナット４と同軸状に設けてある。７は合
成ゴム等より成るパッキング、８は同軸接栓の中心コン
タクト、９は絶縁スペ−サ。１０はインピ−ダンス整合
用のインダクタンス素子で、一次放射素子１の下端部と
同軸接栓の中心コンタクト８の上端部との間に介装して
ある。一次放射素子１及び絶縁支持体３は、これらを各
別に形成した後、適当な接着剤等を用いて、一次放射素
子１の下端部と絶縁支持体３の中心部とを一体に結合し
てもよいが、一次放射素子１及び絶縁支持体３を適当な
誘電体材料で最初から一体に形成し、一次放射素子を形
成する部分の表面に金属薄層を付着させると共に、この
金属薄層の下端部とインピ−ダンス整合用のインダクタ
ンス素子との間を電気的に接続するようにしてもよい。
１１は本発明の要旨である無給電素子（二次放射素子）
で、一次放射素子１の外周にほぼ同軸状に設けられ、両
端が開放され、軸長がほぼ1/2 λ（λは、放射波の自由
空間波長）又はこれより適宜短い筒状の導体より成る。
無給電素子１１を所要位置に保持するためには、一次放
射素子１と無給電素子１１との間に、適当な固体誘電体
を充填するか、適当な固体誘電体より成るリング状のス
ペ−サ又は同様の材質より成る棒状体を放射状に組み合
わせて成るスペ−サを、一次放射素子１と無給電素子１
１との間に、軸方向に適宜間隔を隔てて適宜数を介装す
る。本発明ホイップアンテナを、移動通信における移動
端末装置の筐体、又は基地局或は中継局用として利用す
る地下街の天井壁面等に取り付けるには、移動端末装置
の筐体又は地下街の天井壁面等に設けられたジャックの
外部導体を、本発明ホイップアンテナにおける接続ナッ
ト４と外部コンタクト６との間のド−ナツ状の空間（ジ
ャックの外部導体の挿入空間）１２に挿入し、接続ナッ
ト４を回転締め付けることによって、ジャックの外部導
体が接続ナット４を介して同軸接栓の外部導体２に電気
的に接続されると共に、機械的に結合され、ジャックの
内部導体が同軸接栓の中心コンタクト８に接続され、本
発明ホイップアンテナが移動端末装置の筐体又は地下街
の天井壁面等に機械的に取り付けられると共に、移動端
末装置又は基地局或は中継局の送受信用同軸線路と電気
的に接続される。
斜視図、図２は、図１に示した本発明ホイップアンテナ
の内部構成を示すための断面部で、図１に示した各部の
実際の寸法比に較べて、図２においては同軸接栓部分の
内部構成を細部に到るまで明らかに示すため、この部分
を拡大して示してある。図１及び図２において、１はホ
イップ形の一次放射素子で、線、条又は管状の導電性の
良好な導体（例えば、金、銀又は銅等）で形成するか、
線、条又は管状の誘電体材料の表面に、導電性の良好な
金属薄層を付着させて形成する。２は同軸接栓の外部導
体、３は一次放射素子１を垂直状態に支持すると共に、
一次放射素子１の下端部と同軸接栓の外部導体２との間
を電気的に絶縁するための絶縁支持体で、同軸接栓の外
部導体２との間を適当な接着剤等を用いて一体に結合し
てある。４は導体より成る接続ナット、５は保持リング
で、同軸接栓の外部導体２の下部外周に接続ナット４を
回転自在に支持すると共に、外部導体２と接続ナット４
との間を電気的に接続する。６は導体より成る外部コン
タクトで、接続ナット４と同軸状に設けてある。７は合
成ゴム等より成るパッキング、８は同軸接栓の中心コン
タクト、９は絶縁スペ−サ。１０はインピ−ダンス整合
用のインダクタンス素子で、一次放射素子１の下端部と
同軸接栓の中心コンタクト８の上端部との間に介装して
ある。一次放射素子１及び絶縁支持体３は、これらを各
別に形成した後、適当な接着剤等を用いて、一次放射素
子１の下端部と絶縁支持体３の中心部とを一体に結合し
てもよいが、一次放射素子１及び絶縁支持体３を適当な
誘電体材料で最初から一体に形成し、一次放射素子を形
成する部分の表面に金属薄層を付着させると共に、この
金属薄層の下端部とインピ−ダンス整合用のインダクタ
ンス素子との間を電気的に接続するようにしてもよい。
１１は本発明の要旨である無給電素子（二次放射素子）
で、一次放射素子１の外周にほぼ同軸状に設けられ、両
端が開放され、軸長がほぼ1/2 λ（λは、放射波の自由
空間波長）又はこれより適宜短い筒状の導体より成る。
無給電素子１１を所要位置に保持するためには、一次放
射素子１と無給電素子１１との間に、適当な固体誘電体
を充填するか、適当な固体誘電体より成るリング状のス
ペ−サ又は同様の材質より成る棒状体を放射状に組み合
わせて成るスペ−サを、一次放射素子１と無給電素子１
１との間に、軸方向に適宜間隔を隔てて適宜数を介装す
る。本発明ホイップアンテナを、移動通信における移動
端末装置の筐体、又は基地局或は中継局用として利用す
る地下街の天井壁面等に取り付けるには、移動端末装置
の筐体又は地下街の天井壁面等に設けられたジャックの
外部導体を、本発明ホイップアンテナにおける接続ナッ
ト４と外部コンタクト６との間のド−ナツ状の空間（ジ
ャックの外部導体の挿入空間）１２に挿入し、接続ナッ
ト４を回転締め付けることによって、ジャックの外部導
体が接続ナット４を介して同軸接栓の外部導体２に電気
的に接続されると共に、機械的に結合され、ジャックの
内部導体が同軸接栓の中心コンタクト８に接続され、本
発明ホイップアンテナが移動端末装置の筐体又は地下街
の天井壁面等に機械的に取り付けられると共に、移動端
末装置又は基地局或は中継局の送受信用同軸線路と電気
的に接続される。
【０００６】このように構成した本発明ホイップアンテ
ナにおいては、一次放射素子１の実効インダクタンス
分、実効容量分及び実効抵抗分より成る並列同調回路
と、無給電素子１１の実効インダクタンス分、実効容量
分及び電磁波の放射に寄与する放射抵抗分より成る並列
同調回路とが、一次放射素子１と無給電素子１１間の容
量を介して電界結合して複同調回路が形成され、結合容
量を適当に選ぶことによって放射周波数特性が広帯域化
されることとなる。一次放射素子１と無給電素子１１と
の半径方向の間隔を変えるか、即ち、半径の異なる無給
電素子を用いるか、一次放射素子１と無給電素子１１と
の間に充填する固体誘電体の比誘電率を変えることによ
って、一次放射素子１と無給電素子１１との結合度を変
えることができる。又、一次放射素子１の長さをほぼ1/
2 λに選ぶと共に、一次放射素子１の開放先端（同軸接
栓との接続下端部と反対側の上端部）からほぼ1/4 λの
箇所（電流分布の腹の部分）と、無給電素子１１の軸方
向の中心点とを対応一致させることによって、一次放射
素子１と無給電素子１１との結合を最も密にすることが
でき、一次放射素子１の開放先端からほぼ1/4 λの箇所
と、無給電素子１１の軸方向の中心点との対応一致関係
を適当にずらせることによって、両素子間の結合を疎に
することができる。一次放射素子１と無給電素子１１と
の結合が密に過ぎるときは、広帯域化が阻害されるが、
前述のように、一次放射素子１と無給電素子１１との半
径方向の間隔を変えるか、一次放射素子１と無給電素子
１１との間に充填する固体誘電体の比誘電率を変える
か、一次放射素子１の開放先端からほぼ1/4 λの箇所
と、無給電素子１１の軸方向の中心点との対応一致関係
を適当にずらせて、両素子間の結合を適当に疎にするこ
とによって、電圧定在波比（ＶＳＷＲ）が１．５以下に
おける比帯域幅を拡大することができる。
ナにおいては、一次放射素子１の実効インダクタンス
分、実効容量分及び実効抵抗分より成る並列同調回路
と、無給電素子１１の実効インダクタンス分、実効容量
分及び電磁波の放射に寄与する放射抵抗分より成る並列
同調回路とが、一次放射素子１と無給電素子１１間の容
量を介して電界結合して複同調回路が形成され、結合容
量を適当に選ぶことによって放射周波数特性が広帯域化
されることとなる。一次放射素子１と無給電素子１１と
の半径方向の間隔を変えるか、即ち、半径の異なる無給
電素子を用いるか、一次放射素子１と無給電素子１１と
の間に充填する固体誘電体の比誘電率を変えることによ
って、一次放射素子１と無給電素子１１との結合度を変
えることができる。又、一次放射素子１の長さをほぼ1/
2 λに選ぶと共に、一次放射素子１の開放先端（同軸接
栓との接続下端部と反対側の上端部）からほぼ1/4 λの
箇所（電流分布の腹の部分）と、無給電素子１１の軸方
向の中心点とを対応一致させることによって、一次放射
素子１と無給電素子１１との結合を最も密にすることが
でき、一次放射素子１の開放先端からほぼ1/4 λの箇所
と、無給電素子１１の軸方向の中心点との対応一致関係
を適当にずらせることによって、両素子間の結合を疎に
することができる。一次放射素子１と無給電素子１１と
の結合が密に過ぎるときは、広帯域化が阻害されるが、
前述のように、一次放射素子１と無給電素子１１との半
径方向の間隔を変えるか、一次放射素子１と無給電素子
１１との間に充填する固体誘電体の比誘電率を変える
か、一次放射素子１の開放先端からほぼ1/4 λの箇所
と、無給電素子１１の軸方向の中心点との対応一致関係
を適当にずらせて、両素子間の結合を適当に疎にするこ
とによって、電圧定在波比（ＶＳＷＲ）が１．５以下に
おける比帯域幅を拡大することができる。
【０００７】図３は、本発明の他の実施例を示す断面図
で、１はホイップ形の一次放射素子、２は同軸接栓の外
部導体、４は接続ナット、５は保持リング、６は外部コ
ンタクト、７はパッキング、８は同軸接栓の中心コンタ
クト、９は絶縁スペ−サ、１０はインピ−ダンス整合用
のインダクタンス素子、１１は無給電素子、１３はアン
テナカバ−（レド−ム）で、上端部が密閉され、下端部
が開放された適当な固体誘電体より成る有底筒体で形成
してある。本実施例は、一次放射素子１及び無給電素子
１１をアンテナカバ−１３で覆うと共に、アンテナカバ
−１３の下端部を同軸接栓の外部導体２によって支持す
るように構成した点が前実施例と異なるが、本実施例に
おいても、一次放射素子１を導体で形成する代わりに、
適当な固体誘電体材料で基体を形成し、その表面に金属
薄層を付着させるようにしてもよく、無給電素子１１
は、アンテナカバ−１３の内表面又は外表面に筒状の導
体を貼付するか、金属薄層を付着させるか、アンテナカ
バ−１３が、比較的薄い固体誘電体を多層に重ねて形成
する場合には、層間に筒状の導体又は金属薄層を挟むよ
うにして形成してもよい。一次放射素子１とアンテナカ
バ−１３との間及び一次放射素子１と無給電素子１１と
の間に適当な固体誘電体を充填するか、適当な固体誘電
体より成るリング状のスペ−サ又は同様の材質より成る
棒状体を放射状に組み合わせて成るスペ−サを、一次放
射素子１とアンテナカバ−１３との間及び一次放射素子
１と無給電素子１１との間に、軸方向に適宜間隔を隔て
て適宜数を介装して、一次放射素子１の機械的支持強度
を高めるようにしてもよい。一次放射素子１と無給電素
子１１との半径方向の間隔、一次放射素子１と無給電素
子１１との間に充填する固体誘電体の比誘電率、一次放
射素子１の長さをほぼ1/2 λに選んだ場合、一次放射素
子１の開放先端からほぼ1/4 λの箇所と、無給電素子１
１の軸方向の中心点との対応関係等に応じて、一次放射
素子１と無給電素子１１との結合を調整して、放射特性
の広帯域化が可能なこと、前実施例と同様である。
で、１はホイップ形の一次放射素子、２は同軸接栓の外
部導体、４は接続ナット、５は保持リング、６は外部コ
ンタクト、７はパッキング、８は同軸接栓の中心コンタ
クト、９は絶縁スペ−サ、１０はインピ−ダンス整合用
のインダクタンス素子、１１は無給電素子、１３はアン
テナカバ−（レド−ム）で、上端部が密閉され、下端部
が開放された適当な固体誘電体より成る有底筒体で形成
してある。本実施例は、一次放射素子１及び無給電素子
１１をアンテナカバ−１３で覆うと共に、アンテナカバ
−１３の下端部を同軸接栓の外部導体２によって支持す
るように構成した点が前実施例と異なるが、本実施例に
おいても、一次放射素子１を導体で形成する代わりに、
適当な固体誘電体材料で基体を形成し、その表面に金属
薄層を付着させるようにしてもよく、無給電素子１１
は、アンテナカバ−１３の内表面又は外表面に筒状の導
体を貼付するか、金属薄層を付着させるか、アンテナカ
バ−１３が、比較的薄い固体誘電体を多層に重ねて形成
する場合には、層間に筒状の導体又は金属薄層を挟むよ
うにして形成してもよい。一次放射素子１とアンテナカ
バ−１３との間及び一次放射素子１と無給電素子１１と
の間に適当な固体誘電体を充填するか、適当な固体誘電
体より成るリング状のスペ−サ又は同様の材質より成る
棒状体を放射状に組み合わせて成るスペ−サを、一次放
射素子１とアンテナカバ−１３との間及び一次放射素子
１と無給電素子１１との間に、軸方向に適宜間隔を隔て
て適宜数を介装して、一次放射素子１の機械的支持強度
を高めるようにしてもよい。一次放射素子１と無給電素
子１１との半径方向の間隔、一次放射素子１と無給電素
子１１との間に充填する固体誘電体の比誘電率、一次放
射素子１の長さをほぼ1/2 λに選んだ場合、一次放射素
子１の開放先端からほぼ1/4 λの箇所と、無給電素子１
１の軸方向の中心点との対応関係等に応じて、一次放射
素子１と無給電素子１１との結合を調整して、放射特性
の広帯域化が可能なこと、前実施例と同様である。
【０００８】図４は、図３に示した本発明ホイップアン
テナにおける反射減衰量の周波数特性を示す図で、一次
放射素子１の長さを設計周波数に対応する波長（設計波
長）の０．５倍に、無給電素子１１の外径を設計波長の
０．０６７倍に、無給電素子１１の内径を設計波長の
０．０６倍に、無給電素子１１の軸長を設計波長の０．
３５倍に、それぞれ選ぶと共に、一次放射素子１と無給
電素子１１との結合を適当にするため、一次放射素子１
の軸方向の中心点より上方（同軸接栓への接続側と反対
側の方向）の位置に無給電素子１１が位置する（無給電
素子１１の下端縁が、一次放射素子１の軸方向の中心点
より上方に位置する）ように形成すると共に、インダク
タンス素子１０の巻径及び巻数を適当に選んで、同軸接
栓に接続される同軸線路の特性インピ−ダンスに整合さ
せた際における反射減衰量の実測図で、図４において、
横軸は設計周波数ｆ0 で正規化された周波数（ｆ／ｆ
0 ）、縦軸は反射減衰量（ｄＢ）で、図４から明らかな
ように、電圧定在波比（ＶＳＷＲ）が１．５以下におけ
る比帯域幅がほぼ１９％で、図８に示した従来のアンテ
ナに比し、帯域幅が大幅に増大している。
テナにおける反射減衰量の周波数特性を示す図で、一次
放射素子１の長さを設計周波数に対応する波長（設計波
長）の０．５倍に、無給電素子１１の外径を設計波長の
０．０６７倍に、無給電素子１１の内径を設計波長の
０．０６倍に、無給電素子１１の軸長を設計波長の０．
３５倍に、それぞれ選ぶと共に、一次放射素子１と無給
電素子１１との結合を適当にするため、一次放射素子１
の軸方向の中心点より上方（同軸接栓への接続側と反対
側の方向）の位置に無給電素子１１が位置する（無給電
素子１１の下端縁が、一次放射素子１の軸方向の中心点
より上方に位置する）ように形成すると共に、インダク
タンス素子１０の巻径及び巻数を適当に選んで、同軸接
栓に接続される同軸線路の特性インピ−ダンスに整合さ
せた際における反射減衰量の実測図で、図４において、
横軸は設計周波数ｆ0 で正規化された周波数（ｆ／ｆ
0 ）、縦軸は反射減衰量（ｄＢ）で、図４から明らかな
ように、電圧定在波比（ＶＳＷＲ）が１．５以下におけ
る比帯域幅がほぼ１９％で、図８に示した従来のアンテ
ナに比し、帯域幅が大幅に増大している。
【０００９】図５は、図３に示した本発明ホイップアン
テナの電界面（一次放射素子１を含む面）における指向
性を示す図で、一次放射素子１の長さ、無給電素子１１
の外径、内径及び軸長、一次放射素子１と無給電素子１
１との軸方向における相互位置関係等を、図４について
説明した反射減衰量の周波数特性の実測時と同様に選ぶ
と共に、インダクタンス素子１０の巻径及び巻数等を適
当に選んで、同軸接栓に接続される同軸線路の特性イン
ピ−ダンスに整合させた際の指向性で、図５（ａ）は、
使用周波数が設計周波数の０．９倍の周波数、図５
（ｂ）は、使用周波数が設計周波数の１．１倍の周波数
の場合の各指向性で、両図共に、同軸接栓側を−１８０
°方向にとってある。図５（ａ）及び図５（ｂ）から明
らかなように、使用周波数が設計周波数の０．９倍から
１．１倍の広い帯域に亙ってほぼ同様の指向性を呈して
いる。図５（ａ）及び図５（ｂ）において、指向性の上
半部と下半部の輪郭形状が異なるが、これは無給電素子
１１の設置位置に起因するもので、一次放射素子１の長
さを1/2 λに選んだ場合、一次放射素子１の軸方向の中
心点と無給電素子１１の軸方向の中心点とを一致させる
ことによって、上半部と下半部の輪郭形状が対称となる
指向性を得ることができる。然しながら、一次放射素子
１の長さを1/2 λに選ぶと共に、一次放射素子１の軸方
向の中心点と無給電素子１１の軸方向の中心点とを一致
させた場合には、前述のように、一次放射素子１と無給
電素子１１との結合が密になるため、例えば、無給電素
子１１として内外径の比較的大なる無給電素子を用いる
必要があるが、内外径の大なる無給電素子を用いるとき
は、共振周波数の短縮効果を生じ、共振周波数が低下す
るので、アンテナ系の共振周波数を設計周波数に一致さ
せるために、一次放射素子１と無給電素子１１の各軸方
向の中心点の相互位置関係と、無給電素子１１の内外径
の大きさとを適当に定める必要がある。
テナの電界面（一次放射素子１を含む面）における指向
性を示す図で、一次放射素子１の長さ、無給電素子１１
の外径、内径及び軸長、一次放射素子１と無給電素子１
１との軸方向における相互位置関係等を、図４について
説明した反射減衰量の周波数特性の実測時と同様に選ぶ
と共に、インダクタンス素子１０の巻径及び巻数等を適
当に選んで、同軸接栓に接続される同軸線路の特性イン
ピ−ダンスに整合させた際の指向性で、図５（ａ）は、
使用周波数が設計周波数の０．９倍の周波数、図５
（ｂ）は、使用周波数が設計周波数の１．１倍の周波数
の場合の各指向性で、両図共に、同軸接栓側を−１８０
°方向にとってある。図５（ａ）及び図５（ｂ）から明
らかなように、使用周波数が設計周波数の０．９倍から
１．１倍の広い帯域に亙ってほぼ同様の指向性を呈して
いる。図５（ａ）及び図５（ｂ）において、指向性の上
半部と下半部の輪郭形状が異なるが、これは無給電素子
１１の設置位置に起因するもので、一次放射素子１の長
さを1/2 λに選んだ場合、一次放射素子１の軸方向の中
心点と無給電素子１１の軸方向の中心点とを一致させる
ことによって、上半部と下半部の輪郭形状が対称となる
指向性を得ることができる。然しながら、一次放射素子
１の長さを1/2 λに選ぶと共に、一次放射素子１の軸方
向の中心点と無給電素子１１の軸方向の中心点とを一致
させた場合には、前述のように、一次放射素子１と無給
電素子１１との結合が密になるため、例えば、無給電素
子１１として内外径の比較的大なる無給電素子を用いる
必要があるが、内外径の大なる無給電素子を用いるとき
は、共振周波数の短縮効果を生じ、共振周波数が低下す
るので、アンテナ系の共振周波数を設計周波数に一致さ
せるために、一次放射素子１と無給電素子１１の各軸方
向の中心点の相互位置関係と、無給電素子１１の内外径
の大きさとを適当に定める必要がある。
【００１０】以上の各実施例における作動説明において
は、一次放射素子１の長さを1/2 λに選んだ場合につい
て説明したが、一次放射素子１の長さを1/2 λ以外の長
さ、例えば、ほぼ1/4 λないしほぼ3/4 λの範囲におけ
る任意の長さ、又は、最大放射方向の利得を高めるため
に一次放射素子１の長さを、例えば5/8 λ又は3/4 λ等
に選んだ場合にも無給電素子１１との結合を適当にする
ことにより、放射特性の広帯域化を図ることが可能であ
るが、一次放射素子１の長さを1/2 λ以外の長さに選ん
だ場合には、一次放射素子１の下端部と同軸接栓の外部
導体２の境界におけるインピ−ダンスが低くなるため、
同軸接栓に接続される同軸線路の外部導体に放射電流が
漏洩することとなる。このため例えば、図６に斜視図を
示すように、同軸接栓の外部導体２に地線１４1 ないし
１４4 を取り付け、各地線がほぼ同一平面に含まれ、隣
り合う地線間の角度がすべてほぼ等しくなるように配設
すると共に、各地線の長さを例えば1/4 λに選定して放
射電流の漏洩を阻止する必要がある。上記のような地線
を設けるときは、無給電素子１１からの電磁波の放射に
応じて地線１４1 ないし１４4 の各々に電圧定在波を生
ずるが、各地線の長さが1/4λで先端開放であるから、
地線１４1 ないし１４4 の各内端部の取り付け箇所にお
ける電流分布が大で、したがって、インピ−ダンスが低
く、各地線からの放射エネルギが比較的大となるが、各
地線からの放射エネルギが互いに打ち消し合うように作
用するため、地線からの不要放射が効果的に抑えられ、
又、地線１４1ないし１４4 の各内端部の取り付け箇所
から地線側を見たインピ−ダンスは４本の地線による並
列インピ−ダンスで十分に低いこと前記のとおりである
が、地線１４1 ないし１４4 の各内端部の取り付け箇所
から同軸線路側を見たインピ−ダンスは１本の同軸線路
によるインピ−ダンスで比較的高く、したがって、同軸
線路に流れ込もうとする放射電流が比較的小となり、不
要放射を抑えることができる。地線を設ける代わりに、
例えばシュペルトップ形の平衡−不平衡変換器を用いて
漏洩電流を阻止するように形成してもよい。
は、一次放射素子１の長さを1/2 λに選んだ場合につい
て説明したが、一次放射素子１の長さを1/2 λ以外の長
さ、例えば、ほぼ1/4 λないしほぼ3/4 λの範囲におけ
る任意の長さ、又は、最大放射方向の利得を高めるため
に一次放射素子１の長さを、例えば5/8 λ又は3/4 λ等
に選んだ場合にも無給電素子１１との結合を適当にする
ことにより、放射特性の広帯域化を図ることが可能であ
るが、一次放射素子１の長さを1/2 λ以外の長さに選ん
だ場合には、一次放射素子１の下端部と同軸接栓の外部
導体２の境界におけるインピ−ダンスが低くなるため、
同軸接栓に接続される同軸線路の外部導体に放射電流が
漏洩することとなる。このため例えば、図６に斜視図を
示すように、同軸接栓の外部導体２に地線１４1 ないし
１４4 を取り付け、各地線がほぼ同一平面に含まれ、隣
り合う地線間の角度がすべてほぼ等しくなるように配設
すると共に、各地線の長さを例えば1/4 λに選定して放
射電流の漏洩を阻止する必要がある。上記のような地線
を設けるときは、無給電素子１１からの電磁波の放射に
応じて地線１４1 ないし１４4 の各々に電圧定在波を生
ずるが、各地線の長さが1/4λで先端開放であるから、
地線１４1 ないし１４4 の各内端部の取り付け箇所にお
ける電流分布が大で、したがって、インピ−ダンスが低
く、各地線からの放射エネルギが比較的大となるが、各
地線からの放射エネルギが互いに打ち消し合うように作
用するため、地線からの不要放射が効果的に抑えられ、
又、地線１４1ないし１４4 の各内端部の取り付け箇所
から地線側を見たインピ−ダンスは４本の地線による並
列インピ−ダンスで十分に低いこと前記のとおりである
が、地線１４1 ないし１４4 の各内端部の取り付け箇所
から同軸線路側を見たインピ−ダンスは１本の同軸線路
によるインピ−ダンスで比較的高く、したがって、同軸
線路に流れ込もうとする放射電流が比較的小となり、不
要放射を抑えることができる。地線を設ける代わりに、
例えばシュペルトップ形の平衡−不平衡変換器を用いて
漏洩電流を阻止するように形成してもよい。
【００１１】図７は、図１に示した本発明ホイップアン
テナを用いて構成したアレイアンテナの一例を示す斜視
図で、１1 及び１2 はそれぞれホイップ形の一次放射素
子、２は同軸接栓の外部導体、３は絶縁支持体、４は接
続ナット、１１1 及び１１2はそれぞれ無給電素子、１
５1 及び１５2 はそれぞれ移相回路を形成する線路、１
６は摺動短絡片である。移相回路を形成する線路１５1
及び１５2 は、線、条又は管状の導体で各別個に形成し
た後、線路１５1 の端部を一次放射素子１1 の下端部に
熔着し、線路１５2 の端部を一次放射素子１2 の上端部
に熔着するか、一次放射素子１1 の下端部の延長部分に
よって線路１５1 を形成し、一次放射素子１2 の上端部
の延長部分によって線路１５2 を形成するようにしても
よい。摺動短絡片１６を摺動させて線路１５1 、摺動短
絡片１６及び線路１５2 の総合全長を1/2 λに一致させ
て位相反転回路を形成し、同軸接栓を介して給電する
と、一次放射素子１1 及び１2 が同相で励振されること
となる。図７には、２個の一次放射素子を垂直方向に配
設した場合を例示してあるが、所要の利得に応じて３個
以上任意複数個の一次放射素子を垂直方向に配設してア
レイアンテナ構成してもよく、一次放射素子を水平方向
に適宜数配設してアレイアンテナを構成し、各一次放射
素子への励振電力の分配比を適宜調整することによって
総合指向性を変化させることができる。更に、一次放射
素子を垂直及び水平の両方向に各適宜数ずつ設け、水平
方向に並べて設けた一次放射素子への励振電力の分配比
を変えると共に、垂直方向に並べて設けた一次放射素子
の間に介在させた移相回路の移相量を異ならせることに
よって、総合指向性を広範囲に亙って変えることができ
る。図７には、移相回路をスタブ形線路で形成した場合
を例示してあるが、コイル又は折返し形回路で形成して
もよい。図７は、図１に示した本発明ホイップアンテナ
を素子アンテナとしてアレイアンテナを構成した場合を
例示したが、図３に示した本発明ホイップアンテナを素
子アンテナとしてアレイアンテナを構成し得ること勿論
で、図１又は図３に示した何れのアンテナを素子アンテ
ナとして用いた場合においても、本発明ホイップアンテ
ナの特長、即ち、インピ−ダンスの周波数変化が少ない
ため、広帯域に亙って反射特性及び指向性が安定な特長
がそのまま保持されたアレイアンテナを実現することが
できる。
テナを用いて構成したアレイアンテナの一例を示す斜視
図で、１1 及び１2 はそれぞれホイップ形の一次放射素
子、２は同軸接栓の外部導体、３は絶縁支持体、４は接
続ナット、１１1 及び１１2はそれぞれ無給電素子、１
５1 及び１５2 はそれぞれ移相回路を形成する線路、１
６は摺動短絡片である。移相回路を形成する線路１５1
及び１５2 は、線、条又は管状の導体で各別個に形成し
た後、線路１５1 の端部を一次放射素子１1 の下端部に
熔着し、線路１５2 の端部を一次放射素子１2 の上端部
に熔着するか、一次放射素子１1 の下端部の延長部分に
よって線路１５1 を形成し、一次放射素子１2 の上端部
の延長部分によって線路１５2 を形成するようにしても
よい。摺動短絡片１６を摺動させて線路１５1 、摺動短
絡片１６及び線路１５2 の総合全長を1/2 λに一致させ
て位相反転回路を形成し、同軸接栓を介して給電する
と、一次放射素子１1 及び１2 が同相で励振されること
となる。図７には、２個の一次放射素子を垂直方向に配
設した場合を例示してあるが、所要の利得に応じて３個
以上任意複数個の一次放射素子を垂直方向に配設してア
レイアンテナ構成してもよく、一次放射素子を水平方向
に適宜数配設してアレイアンテナを構成し、各一次放射
素子への励振電力の分配比を適宜調整することによって
総合指向性を変化させることができる。更に、一次放射
素子を垂直及び水平の両方向に各適宜数ずつ設け、水平
方向に並べて設けた一次放射素子への励振電力の分配比
を変えると共に、垂直方向に並べて設けた一次放射素子
の間に介在させた移相回路の移相量を異ならせることに
よって、総合指向性を広範囲に亙って変えることができ
る。図７には、移相回路をスタブ形線路で形成した場合
を例示してあるが、コイル又は折返し形回路で形成して
もよい。図７は、図１に示した本発明ホイップアンテナ
を素子アンテナとしてアレイアンテナを構成した場合を
例示したが、図３に示した本発明ホイップアンテナを素
子アンテナとしてアレイアンテナを構成し得ること勿論
で、図１又は図３に示した何れのアンテナを素子アンテ
ナとして用いた場合においても、本発明ホイップアンテ
ナの特長、即ち、インピ−ダンスの周波数変化が少ない
ため、広帯域に亙って反射特性及び指向性が安定な特長
がそのまま保持されたアレイアンテナを実現することが
できる。
【００１２】
【発明の効果】本発明ホイップアンテナは、極めて簡潔
な構成で、反射特性及び指向性が広帯域に亙って安定な
特長を有する。
な構成で、反射特性及び指向性が広帯域に亙って安定な
特長を有する。
【図１】本発明の一実施例を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施例を示す一部拡大部分を有する
断面図である。
断面図である。
【図３】本発明の他の実施例を示す一部拡大部分を有す
る断面図である。
る断面図である。
【図４】本発明アンテナの反射減衰特性を示す図であ
る。
る。
【図５】本発明アンテナの指向性を示す図である。
【図６】本発明の他の実施例を示す斜視図である。
【図７】本発明アンテナを用いて形成したアレイアンテ
ナを示す斜視図である。
ナを示す斜視図である。
【図８】従来のアンテナを示す斜視図である。
【図９】従来のアンテナの反射減衰特性を示す図であ
る。
る。
１ 放射素子 ２ 同軸接栓の外部導体 ３ 絶縁支持体 ４ 接続ナット ５ 保持リング ６ 外部コンタクト ７ パッキング ８ 同軸接栓の中心コンタクト ９ 絶縁スペ−サ １０ インダクタンス素子 １１ 無給電素子 １２ ジャックの外部導体の挿入空間 １３ アンテナカバ− １４1 〜１４4 地線 １1 、１2 放射素子 １１1 、１１2 無給電素子 １５1 、１５2 移相回路を形成する線路 １６ 摺動短絡片
Claims (3)
- 【請求項１】ホイップ形一次放射素子の外周に、両端が
開放された筒状導体より成る無給電素子を設けたことを
特徴とするホイップアンテナ。 - 【請求項２】無給電素子の軸長を、放射波の自由空間波
長の1/2 より短く形成した請求項１に記載のホイップア
ンテナ。 - 【請求項３】無給電素子の下端縁が、ホイップ形一次放
射素子の軸長の中心点より上方に位置するように形成し
た請求項１に記載のホイップアンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24684695A JP3643411B2 (ja) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | ホイップアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24684695A JP3643411B2 (ja) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | ホイップアンテナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0969723A true JPH0969723A (ja) | 1997-03-11 |
| JP3643411B2 JP3643411B2 (ja) | 2005-04-27 |
Family
ID=17154587
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24684695A Expired - Lifetime JP3643411B2 (ja) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | ホイップアンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3643411B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0989630A1 (en) * | 1998-09-25 | 2000-03-29 | Tokin Corporation | Two-resonance helical antenna |
| JP2003017929A (ja) * | 2001-07-04 | 2003-01-17 | Maspro Denkoh Corp | 広帯域スリーブアンテナ |
| WO2003107478A1 (ja) * | 2002-06-17 | 2003-12-24 | 日本アンテナ株式会社 | 複共振アンテナおよび携帯無線機用アンテナ |
| WO2004095638A1 (ja) * | 2003-04-22 | 2004-11-04 | Cocomo Mb Communications, Inc. | アンテナ装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006097996A1 (ja) * | 2005-03-15 | 2006-09-21 | Fujitsu Limited | アンテナ装置、その周波数調整方法及び無線通信装置 |
-
1995
- 1995-08-31 JP JP24684695A patent/JP3643411B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0989630A1 (en) * | 1998-09-25 | 2000-03-29 | Tokin Corporation | Two-resonance helical antenna |
| US6191755B1 (en) | 1998-09-25 | 2001-02-20 | Tokin Corporation | Two-resonance helical antenna capable of suppressing fluctuation in electrical characteristic without restriction in size of a helical coil |
| JP2003017929A (ja) * | 2001-07-04 | 2003-01-17 | Maspro Denkoh Corp | 広帯域スリーブアンテナ |
| WO2003107478A1 (ja) * | 2002-06-17 | 2003-12-24 | 日本アンテナ株式会社 | 複共振アンテナおよび携帯無線機用アンテナ |
| WO2004095638A1 (ja) * | 2003-04-22 | 2004-11-04 | Cocomo Mb Communications, Inc. | アンテナ装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3643411B2 (ja) | 2005-04-27 |
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