JPS6020922B2 - 移動体用アンテナ - Google Patents
移動体用アンテナInfo
- Publication number
- JPS6020922B2 JPS6020922B2 JP2747377A JP2747377A JPS6020922B2 JP S6020922 B2 JPS6020922 B2 JP S6020922B2 JP 2747377 A JP2747377 A JP 2747377A JP 2747377 A JP2747377 A JP 2747377A JP S6020922 B2 JPS6020922 B2 JP S6020922B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- antenna
- antennas
- mobile
- bidirectional
- reception
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
Landscapes
- Radio Transmission System (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Details Of Aerials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は受信品質の向上を図った移動体用アンテナに関
する。
する。
移動体無線は、基地局より電波を送信し移動局Ｚで受信
したり、逆に移動局より受信し基地局で受信したりする
ものである。
したり、逆に移動局より受信し基地局で受信したりする
ものである。
このような移動体無線を市街地で実施した場合、基地局
より送信された電波は建物等の障害物により反射波を生
じるために、移動局周辺では定在波が立つことになる。
従２来の自動車等に設置する移動体用アンテナは、水平
面内で無指向性のアンテナを用いていたため、上記の定
在波による受信品質の低下が免れ得なかつた。このよう
な欠点を避けるために、指向性アンテナを用い、その主
ビームの方向を回転させることによって、受信品質の向
上を図るようにした移動体用アンテナが考えられている
。
より送信された電波は建物等の障害物により反射波を生
じるために、移動局周辺では定在波が立つことになる。
従２来の自動車等に設置する移動体用アンテナは、水平
面内で無指向性のアンテナを用いていたため、上記の定
在波による受信品質の低下が免れ得なかつた。このよう
な欠点を避けるために、指向性アンテナを用い、その主
ビームの方向を回転させることによって、受信品質の向
上を図るようにした移動体用アンテナが考えられている
。
しかし、この場合アンテナ自体を機械的に回転させるこ
とが必要であり、その回転装置は複雑かつ大型なものと
なる。したがって、このような装置を必要とするアンテ
ナは、移動体に搭載するアンテナとしては不適当である
。本発明はこのような点に鑑みてなされたもので、その
目的は比較的簡単な構成で受信品質の向上を図り得る移
動体用アンテナを提供することにある。
とが必要であり、その回転装置は複雑かつ大型なものと
なる。したがって、このような装置を必要とするアンテ
ナは、移動体に搭載するアンテナとしては不適当である
。本発明はこのような点に鑑みてなされたもので、その
目的は比較的簡単な構成で受信品質の向上を図り得る移
動体用アンテナを提供することにある。
本発明はこの目的を達成するために、双方向性アンテナ
を２組用いて、一方のアンテナの各ビームが移動体の進
行方向およびこれとほぼ逆方向を向き、他方のアンテナ
がこれらの方向とほぼ直角な方向を向くように移動体上
に設置し、これら２組の双方向性アンテナのうち出力の
大きい方のアンテナ出力を選択的に取出すダイバーシチ
受信を行なうようにしたものである。
を２組用いて、一方のアンテナの各ビームが移動体の進
行方向およびこれとほぼ逆方向を向き、他方のアンテナ
がこれらの方向とほぼ直角な方向を向くように移動体上
に設置し、これら２組の双方向性アンテナのうち出力の
大きい方のアンテナ出力を選択的に取出すダイバーシチ
受信を行なうようにしたものである。
以下本発明の詳細を具体的に説明する。
第１図は本発明に用いる双方向性アンテナの一例を示し
たもので、Ａ，Ｂ２本のモ／ポール素子からなる２素子
モ／ポールアンテナである。
たもので、Ａ，Ｂ２本のモ／ポール素子からなる２素子
モ／ポールアンテナである。
この場合各素子Ａ，Ｂに同振幅かつ磁相または同相で給
電を行なえば、指向性は第２図に示すように双方向性と
なる。第３図は本発明の一実施例を示したもので、第１
図の双方向性アンテナを１１，１２で示すごとく２組用
い、一方の双方向性アンテナ１１のビームが例えばほぼ
移動体の進行方向ｘおよびその逆方向ｘ′を向き、他方
の双方向性アンテナ１２のビームがこれらの方向とほぼ
直角な方向ｙ，ｙ′を向くように移動体上に設置したも
のである。
電を行なえば、指向性は第２図に示すように双方向性と
なる。第３図は本発明の一実施例を示したもので、第１
図の双方向性アンテナを１１，１２で示すごとく２組用
い、一方の双方向性アンテナ１１のビームが例えばほぼ
移動体の進行方向ｘおよびその逆方向ｘ′を向き、他方
の双方向性アンテナ１２のビームがこれらの方向とほぼ
直角な方向ｙ，ｙ′を向くように移動体上に設置したも
のである。
これは、具体的には例えばアンテナ１１，１２を共に逆
相給電し、これらをその各モノポール素子を通る線が互
いにほぼ直角となるように館贋すればよい。
相給電し、これらをその各モノポール素子を通る線が互
いにほぼ直角となるように館贋すればよい。
次にこの移動体用アンテナの作用を説明する。
まず、市街地の電界については次の仮定が成立て）。‘
ィ’任意の地点での電波の入射方向は一様ランダムであ
る。
ィ’任意の地点での電波の入射方向は一様ランダムであ
る。
‘ｏ’任意の地点での電界強度はＲａｙｌｅｉｇｈ分布
をなす。
をなす。
すなわち、任意の地点での電界強度Ｅの確率分布Ｐ脚は
Ｐ‘Ｅ’＝さ・ｅＸｐ（−為） ・・・・・・‘・’６
：標準偏差し一 標準偏差８は基地局（電波発生源）か
らの距離Ｒに反比例する。
Ｐ‘Ｅ’＝さ・ｅＸｐ（−為） ・・・・・・‘・’６
：標準偏差し一 標準偏差８は基地局（電波発生源）か
らの距離Ｒに反比例する。
すなわち、６＝貴 …．・■
６。
：基地局での値また、移動体はサービスエリア（半蓬尽
）に均一に分布しているものとする。
）に均一に分布しているものとする。
そして、上記条件下の任意の地点にダィポールアンテナ
と比較した鰭圧指向性利得Ｄ（め）を有する指向性アン
テナを置いた場合を考える（の：方位角）。
と比較した鰭圧指向性利得Ｄ（め）を有する指向性アン
テナを置いた場合を考える（の：方位角）。
その地点の電界強度は【ローで説明したようにＲａｙｌ
ｅｉｇｈ分布をなしているので、上記指向性アンテナの
単位入射電力に対する出力をび（の）とすれば、出力蝿
力の分散量６２ は８２＝８葦ぼけ老響ｄの …
…‘３１６．ｉをとなる。
ｅｉｇｈ分布をなしているので、上記指向性アンテナの
単位入射電力に対する出力をび（の）とすれば、出力蝿
力の分散量６２ は８２＝８葦ぼけ老響ｄの …
…‘３１６．ｉをとなる。
したがって、上記指向性アンテナの受信点での出力電力
×の確率分布Ｐ（×）は次式となる。また、指向性アン
テナの受信確率（受信品質）ＰＲは、受信電力が受信可
能な最小値ふ以上である確率に等しいから、次式で与え
られる。
×の確率分布Ｐ（×）は次式となる。また、指向性アン
テナの受信確率（受信品質）ＰＲは、受信電力が受信可
能な最小値ふ以上である確率に等しいから、次式で与え
られる。
ＰＲ＝
′８０′鎌Ｐ・Ｒ・ｄＸｄＲ／Ｊ８０′〆Ｐ・Ｒ・ｄＸ
ｄＲ．・・．・・【５’ここで、無指向性モノポールア
ンテナの指向性利得Ｄ（の）を１とし、そのときの受信
確率をＰｏとすれば、Ｐｏは通常Ｐｏミ１であるから、
指向性アンテナの受信確率ＰＲは近似的にモノポールア
ンテナの受信確率Ｐｏと指向性アンテナの指向性利得○
（の）とから求められる。
ｄＲ．・・．・・【５’ここで、無指向性モノポールア
ンテナの指向性利得Ｄ（の）を１とし、そのときの受信
確率をＰｏとすれば、Ｐｏは通常Ｐｏミ１であるから、
指向性アンテナの受信確率ＰＲは近似的にモノポールア
ンテナの受信確率Ｐｏと指向性アンテナの指向性利得○
（の）とから求められる。
すなわち、ＰＲは‘４１式を【５１式に代入することに
よって求められ、次式で与えられる。第４図の実線は２
素子モノポールアンテナに同振幅で位相差をつけて給電
した場合の受信確率ＰＲを示したものである。
よって求められ、次式で与えられる。第４図の実線は２
素子モノポールアンテナに同振幅で位相差をつけて給電
した場合の受信確率ＰＲを示したものである。
本実施例で用いる双方向性アンテナは、第１図で示した
ようにご＝１８０ｏ夕の場合の２素子モノポールアンテ
ナに相当し、この場合の受信確率ＰＲの値は破線で示す
無指向性モノポールアンテナの受信確率Ｐｏより高くな
る。次に上記のモデルのもとで、第２図に示した移動体
用アンテナについて考える。まず、２つの双０方向性ア
ンテナ１１，１２の出力をそれぞれＡ，、ふとし、その
出力は平均０、分散量６２ でＲａｙｌｅｉｇｈ分布し
ているとする。これらの出力ん、んが共にあるレベルＬ
以下になる結合確率関数Ｐ（ん＜Ｌ、Ａ２＜Ｌ）は、Ｐ
（Ａ．＜Ｌ、Ａ２＜Ｌ） ニ（１−ｋ２）Ｚｋ２ｍＰｍ（×．）Ｐｍ（均） ，．
．，．．の○ｘ，ニ（１一ｋ２）‐ＩＬ 均＝（１−ｋ２）‐ＩＬ２ Ｐｍ（Ｘ）ｉ（ｍ！）−ＩＪ奪ｔｍｅ−ｔｄｔＰｍ（ｘ
）は不完全ガンマ関数で与えられ、さらにＡ，、Ａ２の
相関係数ｋ２はｋ２ｉ（Ａ，の会墓総叢分散動 ……
【８１で与えられる。
ようにご＝１８０ｏ夕の場合の２素子モノポールアンテ
ナに相当し、この場合の受信確率ＰＲの値は破線で示す
無指向性モノポールアンテナの受信確率Ｐｏより高くな
る。次に上記のモデルのもとで、第２図に示した移動体
用アンテナについて考える。まず、２つの双０方向性ア
ンテナ１１，１２の出力をそれぞれＡ，、ふとし、その
出力は平均０、分散量６２ でＲａｙｌｅｉｇｈ分布し
ているとする。これらの出力ん、んが共にあるレベルＬ
以下になる結合確率関数Ｐ（ん＜Ｌ、Ａ２＜Ｌ）は、Ｐ
（Ａ．＜Ｌ、Ａ２＜Ｌ） ニ（１−ｋ２）Ｚｋ２ｍＰｍ（×．）Ｐｍ（均） ，．
．，．．の○ｘ，ニ（１一ｋ２）‐ＩＬ 均＝（１−ｋ２）‐ＩＬ２ Ｐｍ（Ｘ）ｉ（ｍ！）−ＩＪ奪ｔｍｅ−ｔｄｔＰｍ（ｘ
）は不完全ガンマ関数で与えられ、さらにＡ，、Ａ２の
相関係数ｋ２はｋ２ｉ（Ａ，の会墓総叢分散動 ……
【８１で与えられる。
ここで、深いフェージングが生ずる場合、‘７ー式は第
１項までの近似で十分であり、Ｐ（Ａ．＜Ｌ、Ａ２＜Ｌ
） ニ（１一ｋ２）Ｐ。
１項までの近似で十分であり、Ｐ（Ａ．＜Ｌ、Ａ２＜Ｌ
） ニ（１一ｋ２）Ｐ。
（Ｘ．）Ｆ。＆）や三吉，．，，．側Ｌは無指向性モノ
ポールアンテナでの受信磁界の平均レベルで正規化した
値で、Ａ …．・・０■Ｌ＝瓦
市電 となり、指向性アンテナの場合は となる。
ポールアンテナでの受信磁界の平均レベルで正規化した
値で、Ａ …．・・０■Ｌ＝瓦
市電 となり、指向性アンテナの場合は となる。
‘６’、■、（１１）式より指向性利得Ｄ（の）の二乗
の積分値が大きい程、２素子モノポールアンテナの受信
確率は高くなることがわかる。
の積分値が大きい程、２素子モノポールアンテナの受信
確率は高くなることがわかる。
すなわち、本発明の移動体用アンテナを構成する双方向
性アンテナのごとく、指向性を有したアンテナの方が無
指向性アンテナより良好な受信品質が得られる。第５図
は第１図に示した双方向性アンテナを２組同一直線上に
平行配列し、その一方を回転させたときの各アンテナの
受信レベルが共にあるレベルＬ、例えば無指向性モ／ポ
ールアンテナの平均受信レベルの一２瓜Ｂ以下となる確
率ＰＬについて示したものである。
性アンテナのごとく、指向性を有したアンテナの方が無
指向性アンテナより良好な受信品質が得られる。第５図
は第１図に示した双方向性アンテナを２組同一直線上に
平行配列し、その一方を回転させたときの各アンテナの
受信レベルが共にあるレベルＬ、例えば無指向性モ／ポ
ールアンテナの平均受信レベルの一２瓜Ｂ以下となる確
率ＰＬについて示したものである。
ただし、各パラメーターは次のように選んである。素子
の長さＨ＝＾／４ 素子の半径ａ＝４．０×１０‐３＾ 無指向性モノボールアンテナの受信確率 Ｐｏ＝０．９９ これから、一方のアンテナの回転角８を１８０ｏに選ん
だ場合、すなわち第３図に示したように、２組の双方向
性アンテナ１１，１２の一方のアンテナ１１のビームが
ほぼ移動体の進行方向およびこれとほぼ逆方向を向き、
他方のアンテナ１２のビームがこれとほぼ直角方向を向
くように設置した場合に、両アンテナ１１，１２の出力
が共にあるレベル以下となる確率が最も低くなることが
わかる。
の長さＨ＝＾／４ 素子の半径ａ＝４．０×１０‐３＾ 無指向性モノボールアンテナの受信確率 Ｐｏ＝０．９９ これから、一方のアンテナの回転角８を１８０ｏに選ん
だ場合、すなわち第３図に示したように、２組の双方向
性アンテナ１１，１２の一方のアンテナ１１のビームが
ほぼ移動体の進行方向およびこれとほぼ逆方向を向き、
他方のアンテナ１２のビームがこれとほぼ直角方向を向
くように設置した場合に、両アンテナ１１，１２の出力
が共にあるレベル以下となる確率が最も低くなることが
わかる。
このように２つの双方向性アンテナ１１，１２を一方が
移動体の進行方向およびこれとほぼ逆方向を向き、他方
がこれらの方向とほぼ直角な方向を向くように設置する
と両アンテナ１１，１２の出力が共に低下する確立が低
くなるのは、例えば文献「電子通信学会技術研究報告Ａ
Ｐ７６−６功市街地多重波伝搬経路の分析、１９７洋三
１月１４日」等に示されているように、市街地等におい
ては道路に沿って伝搬する電波の成分と、道路に直角な
方向から建物を越えて上方より移動体に到達する電波の
成分の割合が大きい、すなわち移動体の進行方向および
それと逆方向と、これらの方向と直角な方向における受
信電界強度が大きいためである。
移動体の進行方向およびこれとほぼ逆方向を向き、他方
がこれらの方向とほぼ直角な方向を向くように設置する
と両アンテナ１１，１２の出力が共に低下する確立が低
くなるのは、例えば文献「電子通信学会技術研究報告Ａ
Ｐ７６−６功市街地多重波伝搬経路の分析、１９７洋三
１月１４日」等に示されているように、市街地等におい
ては道路に沿って伝搬する電波の成分と、道路に直角な
方向から建物を越えて上方より移動体に到達する電波の
成分の割合が大きい、すなわち移動体の進行方向および
それと逆方向と、これらの方向と直角な方向における受
信電界強度が大きいためである。
したがって、２組の双方向性アンテナ１１，１２の出力
のうち大きい方を選択的に取出してダイバーシチ受信を
行なえば、受信の途切れやフェージングなどの少ない良
好な受信品質が得られる。しかも、構成としてはアンテ
ナ系を２組用いるだけでよく、従来のように複雑かつ大
型なアンテナの回転装置を必要としないので、自動車な
どへの設置が容易となり、コストの低減にも寄与するこ
とができる。なお、双方向性アンテナ１１，１２として
２素子モノポールアンテナを用いる場合は、第６図に示
すように各モノポール素子を同一直線上、例えば移動体
の進行方向に沿った線上に一列に配列し、一方のアンテ
ナ１１を逆相給電、他方のアンテナ１２を同相給電とし
ても、第３図の場合と同様な結果が得られる。
のうち大きい方を選択的に取出してダイバーシチ受信を
行なえば、受信の途切れやフェージングなどの少ない良
好な受信品質が得られる。しかも、構成としてはアンテ
ナ系を２組用いるだけでよく、従来のように複雑かつ大
型なアンテナの回転装置を必要としないので、自動車な
どへの設置が容易となり、コストの低減にも寄与するこ
とができる。なお、双方向性アンテナ１１，１２として
２素子モノポールアンテナを用いる場合は、第６図に示
すように各モノポール素子を同一直線上、例えば移動体
の進行方向に沿った線上に一列に配列し、一方のアンテ
ナ１１を逆相給電、他方のアンテナ１２を同相給電とし
ても、第３図の場合と同様な結果が得られる。
また、本発明の移動体用アンテナを用いる双方向性アン
テナとしては、２素子モノポールアンテナ以外の例えば
３素子以上のアンテナを使用してもよいことは勿論であ
る。
テナとしては、２素子モノポールアンテナ以外の例えば
３素子以上のアンテナを使用してもよいことは勿論であ
る。
第１図は本発明の移動体用アンテナに使用する双方向性
アンテナの一例を示す図、第２図は同双方向性アンテナ
の指向性パターンを示す図、第３図は本発明の一実施例
を示す移動用アンテナの構成図、第４図は２素子モノポ
ールアンテナに同振幅で位相差をつけて給電した場合の
給電位相差と受信確率との関係を示す図、第５図は第１
図の双方向性アンテナを２組用いてその一方を回転させ
た場合の回転角とその各受信レベルが無指向性モノポー
ルアンテナの平均受信レベルの−２の旧以下になる確率
との関係を示す図、第６図は本発明の他の実施例を示す
移動体用アンテナの構成図である。 １１，１２・・・・・・双方向性アンテナ。 第１図第２図 第３図 第４図 第５図 第６図
アンテナの一例を示す図、第２図は同双方向性アンテナ
の指向性パターンを示す図、第３図は本発明の一実施例
を示す移動用アンテナの構成図、第４図は２素子モノポ
ールアンテナに同振幅で位相差をつけて給電した場合の
給電位相差と受信確率との関係を示す図、第５図は第１
図の双方向性アンテナを２組用いてその一方を回転させ
た場合の回転角とその各受信レベルが無指向性モノポー
ルアンテナの平均受信レベルの−２の旧以下になる確率
との関係を示す図、第６図は本発明の他の実施例を示す
移動体用アンテナの構成図である。 １１，１２・・・・・・双方向性アンテナ。 第１図第２図 第３図 第４図 第５図 第６図
Claims (1)
- １ ２組のアンテナを移動体に設置し、それらのアンテ
ナのうち出力の大きい方のアンテナの出力を選択的に取
出してダイバーシチ受信を行なう移動体用アンテナにお
いて、前記２組のアンテナとして双方向性アンテナを用
い、これらを一方のアンテナの各ビームが移動体の進行
方向およびこれとほぼ逆方向を向き、他方のアンテナの
各ビームがこれらの方向とほぼ直角な方向を向くように
移動体上に設置したことを特徴とする移動体用アンテナ
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2747377A JPS6020922B2 (ja) | 1977-03-12 | 1977-03-12 | 移動体用アンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2747377A JPS6020922B2 (ja) | 1977-03-12 | 1977-03-12 | 移動体用アンテナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS53112646A JPS53112646A (en) | 1978-10-02 |
| JPS6020922B2 true JPS6020922B2 (ja) | 1985-05-24 |
Family
ID=12222074
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2747377A Expired JPS6020922B2 (ja) | 1977-03-12 | 1977-03-12 | 移動体用アンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6020922B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2643925B2 (ja) * | 1984-05-09 | 1997-08-25 | 日本電気株式会社 | アンテナ |
-
1977
- 1977-03-12 JP JP2747377A patent/JPS6020922B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS53112646A (en) | 1978-10-02 |
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