JP4053144B2 - Dual-polarized antenna - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、偏波共用アンテナに係わり、特に、移動通信の屋内中継装置、あるいは基地局用アンテナの放射素子に採用される偏波共用アンテナに適用して有効な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
携帯電話等の移動通信では、電波が遮蔽される関係上、屋内での使用が制限されている。
そのため、駅等の公共施設の天井に中継装置を設け、屋内においても携帯電話を使用可能とすることが試みられている。
この中継装置に使用されるアンテナとしては、双方向指向特性のものが要求され、この要求を満足するものとして、例えば、図10に示す偏波共用アンテナがある。
図10は、双方向指向特性を持つ従来の偏波共用アンテナの概略構成を示す斜視図である。
同図に示す偏波共用アンテナは、1対の放射素子部(50,60)を背面合成させて双方向指向特性を実現したものである。
放射素子部50は、円形マイクロストリップ放射素子51、誘電体基板52、接地導電体53から構成され、また、放射素子部60は、円形マイクロストリップ放射素子(図示せず)、誘電体基板62、接地導電体63から構成される。
ここで、円形マイクロストリップ放射素子51は、例えば、プリント配線板等をエッチングして形成する。
【0003】
図10に示す偏波共用アンテナでは、図10に示すX−Y面を水平面とすれば、円形マイクロストリップ放射素子51の上側に配置した給電点51V からマイクロストリップ線路によりマイクロストリップ放射素子51の外縁を励振することで、垂直偏波の送信/受信を行うことができる。
また、円形マイクロストリップ放射素子51の側面に配置した給電点51H からマイクロストリップ線路によりマイクロストリップ放射素子51の外縁を励振することで、水平偏波の送信/受信を行うことができる。
【0004】
誘電体基板52の比誘電率を高めることにより、マイクロストリップ放射素子51の大きさを小さくすることができるが、周波数帯域幅が制限されるため、マイクロストリップ放射素子51を小型化し、周波数帯域幅も維持させる場合や、広帯域特性が要求される場合には、誘電体基板52の厚さを増大させる必要がある。
さらに、放射効率を向上させるためには、誘電体基板52として、高周波における誘電正接の小さいものを選択することが望ましい。
【0005】
マイクロストリップ放射素子51を基本モードで励振させる場合、例えば、垂直偏波であれば、マイクロストリップ放射素子51のZ軸上の二つの外縁端の移相差が180°となるように決定する。
このように励振すると、いずれの偏波の指向特性もX軸方向に最大放射となる。
そして、同様な構成から成る放射素子部60を背面合成させることにより双方向指向特性で、偏波共用可能なアンテナが実現される。
なお、図10において、54H ,54V は、二つの放射素子部(50,60)に電力を分岐、あるいは二つの放射素子部(50,60)からの電力を合成するための電力分配器であり、54HC,54VCは、入力/出力端子である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
前記図10に示す偏波共用アンテナを、駅等の公共施設の天井に設置される中継装置のアンテナとして利用する場合に、入力/出力端子(54HC,54VC)側が天井側となるので、低姿勢化が困難であり、天井に取り付ける際に制限を受けるという問題点があった。
また、不平衡平面回路から成るマイクロストリップ放射素子51は、共振特性を有し狭帯域であるため、携帯電話のように送受信帯域が離れた周波数分割多重方式の移動通信には適していないという問題点があった。
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、偏波共用アンテナにおいて、広帯域で、かつ低姿勢化を図ることが可能となる技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
(1)接地導電体と、前記接地導電体上に配置され、偏波方向が前記接地導電体に対して垂直方向の第1のアンテナ素子と、前記接地導電体上に配置され、偏波方向が前記接地導電体に対して水平方向の第2のアンテナ素子とを備える偏波共用アンテナであって、前記第1のアンテナ素子は、前記接地導電体上に配置される励振素子と、両端部が前記接地導電体と電気的に接続され、無給電素子として機能する半ループ状の導電部材とで構成され、前記第2のアンテナ素子は、前記半ループ状の導電部材の両側に配置される二組のダイポール素子で構成される。
【0008】
(2)(1)において、少なくも外表面が導電性を有するスペーサ部材と、第1の同軸給電管と、前記スペーサ部材および前記第1の同軸給電管により前記接地導電体上に所定の間隔を保って配置される誘電体基板とを有し、前記誘電体基板の一表面上には、帯状の導電体と、前記二組のダイポール素子と、前記二組のダイポール素子と前記帯状の導電体を接続する二組の平衡線路とが形成され、また、前記誘電体基板の一表面と反対側の面に、一端が前記第1の同軸給電管の芯導体に接続され、前記二組のダイポール素子に給電する第1の給電線路が形成され、前記帯状の導電体は、前記スペーサ部材の外表面および前記第1の同軸給電管を介して、前記接地導電体と電気的に接続され、前記半ループ状の導電部材は、前記スペーサ部材と、前記第1の同軸給電管と、前記帯状の導電体のスペーサ部材と前記第1の同軸給電管との間の部分とで構成される。
【0009】
(3)(2)において、前記各ダイポール素子と、前記各ダイポール素子と前記帯状の導電体を接続する各平衡線路とは、前記帯状の導電体から離れるにしたがって拡開する逆三角形状の導電体である。
(4)(2)または(3)において、前記スペーサ部材は、第2の同軸給電管であり、前記誘電体基板の一表面と反対側の面で、前記帯状の導電体と対向する位置には、前記第2の同軸給電管の芯導体と給電点との間を接続する第2の給電線路が形成され、前記励振素子は、一端が開放端とされ、他端が前記帯状の導電体と高周波的に接続される第1の導電体と、前記第1の導電体の一端部から所定距離離れた一点と、前記誘電体基板に設けられた給電点とを接続する給電導電体とで構成される
(5)(2)または(3)において、前記励振素子は、一端が開放端とされ、他端が前記接地導電体と高周波的に接続される第1の導電体と、前記第1の導電体の一端部から所定距離離れた一点と、前記接地導電体側に設けられた給電点とを接続する給電導電体とで構成される
(6)(2)または(3)において、前記励振素子は、一端が前記接地導電体側に設けられた給電点に接続され、他端が前記接地導電体と高周波的に接続される第2の導電体で構成される
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
なお、実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
[実施の形態1]
図1は、本発明の実施の形態1の偏波共用アンテナの概略構成を示す斜視図、図2(a)は、本実施の形態1の偏波共用アンテナの概略構成を示す図であり、同図(a)は平面図、同図(b)は、同図(a)のA−A’切断線で切断した断面構造を示す断面図である。
図1、図2において、8は接地導電体であり、この接地導電体8は、導電体の面であれば、格子や適宜穴を打ち抜いた金属板(所謂、パンチングメタル)を使用してもよい。
また、6D ,6F は同軸給電管であり、同軸給電管6D の入力/出力端子6DIN 側の外導電体の外側には台座(フランジ)9D が、また、同軸給電管6F の入力/出力端子6FIN 側同軸給電管6F の入力/出力端子6FIN 側の外導電体の外側には台座9F が設けられる。
この台座(9D ,9F )により、同軸給電管(6D ,6F )の外導電体と接地導電体8とが電気的に接続される。
さらに、同軸給電管(6D ,6F )の上には、ほぼ「王」の字状の誘電体基板5が配置され、この誘電体基板5の中心部には、帯状の導電体4が形成される。
【0011】
7は逆L字形からなる第1の導電体(以下、L字形導電体と称する。)であり、このL字形導電体7は、誘電体基板5に対して垂直方向の垂直部分71 と、誘電体基板5に対して水平方向の水平部分72 とで構成される。
なお、このL字形導電体7は、金属の線、条、板、管等で構成される。
このL字形導電体7の水平部分72 の一端部は開放端とされ、L字形導電体7の垂直部分71 の一端部は、導電体4と高周波(交流)的に接続される。
10は給電導電体であり、この給電導電体10は、導電体4に略平行関係にあるL字形導電体の水平部分72 の一部分10B と、給電点10A との間に接続される。
また、給電導電体10は、給電点10A において、導電体4と誘電体基板5とからなるマイクロストリップ線路3FFと接続される。
この場合、給電導電体10が、導電体4に電気的に接触しないように、導電体4の要所の導電体を取り除く必要がある。
ここで、使用中心周波数の波長をλoとするとき、給電点10A からL字形導電体7の水平部分72 の開放端となる端部までの長さは、ほぼλo/4になるように選択する。
【0012】
マイクロストリップ線路3FFの他端は、同軸給電管6F の芯導体6FCに接続さるが、この場合にも、同軸給電管6F の芯導体6FCが、導電体4に電気的に接続しないように、導電体4の要所の導電体を取り除く。
同軸給電管6F の外導電体は、導電体4に電気的に接続され、マイクロストリップ線路3FFと合わせて、L字形導電体7の給電回路を構成する。
同軸給電管6D および同軸給電管6F の外導電体と、導電体4における同軸給電管6D と同軸給電管6F との間の部分は、半ループアンテナを構成する。
この半ループアンテナは、L字形導電体7と給電導電体10とで構成される逆F形素子の励振器と電磁結合され、逆F形素子の励振器の無給電素子として機能する。
したがって、この逆F形素子の励振器と半ループアンテナとで、図1に示すX−Y面を水平面とすれば、垂直偏波、即ち、偏波方向が接地導電体8に対して垂直方向で、±X軸方向に双方向指向特性を有する第1のアンテナ素子が構成される。
なお、同軸給電管6D と同軸給電管6F との間隔を、ほぼλo/4より長い長さに選ぶことにより、±X軸方向により強い指向特性を得ることができる。
【0013】
前記誘電体基板5の中心部の両側の「T」の字部分には、ダイポール素子(11 〜14 )と平衡線路(21 〜24 )が形成され、ダイポール素子11 とダイポール素子12 、および、ダイポール素子13 とダイポール素子14 とで、それぞれ一つのダイポールアンテナ素子を構成する。
したがって、本実施の形態では、一対のダイポールアンテナ素子が配置されることになる。
なお、図1では、誘電体基板5に、板状のダイポール素子を形成した場合を図示しているが、これに代えて、金属の線、条、板、管等を使用することができ、いずれの場合においての導電性が良好なものであれば、同様の特性を得ることができる。
平衡線路21 と平衡線路22 との一組で一対の平衡線路が形成され、この対の一端は、ダイポール素子11 とダイポール素子12 とに電気的に接続され、他端は、導電体4との接続によって短絡される、所謂ショートスタブを形成している。
同様に、平衡線路23 と平衡線路24 との一組で一対の平衡線路が形成され、この対の一端は、ダイポール素子13 とダイポール素子14 とに電気的に接続され、他端は、導電体4との接続によって短絡される、所謂ショートスタブを形成している。
平衡線路(21 〜24 )の長さは、給電線路とのインピーダンス調整によって決定されるが、平衡線路(21 〜24 )の長さをλo/4にしたときに、ダイポール素子(11 〜14 )から見た、所謂ショートスタブ側のインピーダンスが無限大になり、ダイポール素子(11 〜14 )のインピーダンスに影響を与えなくすることができる。
【0014】
同軸給電管6D の外導電体は、導電体4に電気的に接続され、同軸給電管6D の芯導体6DCは、マイクロストリップ線路3DFの一端に接続されるが、この場合にも、同軸給電管6D の芯導体6DCが、導電体4に電気的に接続しないように、導電体4の要所の導電体を取り除く。
【0015】
同軸給電管6D の入力/出力端子6DIN に入力された電力は、導電体4に接触することなく、芯導体6D を介して導電体4と誘電体5とから成るマイクロストリップ線路3DFに給電される。
この電力は、点3B において2分配され、逆相給電を行うために回転対称に配置されたマイクロストリップ線路31 およびマイクロストリップ線路32 に給電される。
したがって、この一対のダイポールアンテナ素子で、図1に示すX−Y面を水平面とすれば、水平偏波、即ち、偏波方向が接地導電体8に対して水平方向で、±X軸方向に双方向指向特性を有する第2のアンテナ素子が構成される。
【0016】
このマイクロストリップ線路(31 ,32 )の点3A および3C より先端の部分は、ダイポール素子12 およびダイポール素子13 に電磁結合させるための、ほぼλo/4から成るマイクロストリップ線路であるため、マイクロストリップ線路(31 ,32 )の点3A および点3C にスルーホール等を施し、ダイポール素子12 およびダイポール素子13 に直流的な接続を行っても何ら問題はない。このような構成にすることにより、マイクロストリップ線路(31 ,32 )の点3A および3C より先端の結合線路を配線するための物理的制限を逃れることができる。
さらに、このように給電された2対のダイポール素子(11 ,12 )とダイポール素子(13 ,14 )の場合、これらの間隔をλo/2波長とすることで、X−X方向に強い指向特性を持たせることができる。
【0017】
ダイポール素子(11 〜14 )の給電回路は、電気的には、平衡線路(21 ,22 )、平衡線路(23 ,24 )、平衡線路(21 〜24 )に対応するマイクロストリップ線路(31 ,32 )、および導電体4により、分岐導電体による平衡−不平衡変換回路が形成されており、ダイポール素子(11 〜14 )に平衡給電がなされる。
したがって、マイクロストリップ線路を使用せずに、図3に示すように、金属の同軸管等のTEM線路を用いることができる。
図3は、本実施の形態の偏波共用アンテナの変形例の要部概略構成を示す斜視図である。
図3において、211 〜214 はダイポール素子であり、このダイポール素子(211 〜214 )は、金属の棒、あるいは管で形成される。
このダイポール素子(211 〜214 )は、連結部(231 〜234 )で、平行同軸管(221 〜224 )と連結される。
平行同軸管(221 〜224 )は、金属の同軸管で形成され、その内部に芯導体6DCを有する。
この平行同軸管(221 〜224 )により、分岐導電体による平衡−不平衡変換回路が形成され、ダイポール素子(211 〜214 )に平衡給電がなされる。
なお、図3において、24は、金属板、あるいは金属の箱で形成される帯状の導電体であり、前記平行同軸管(221 〜224 )の芯導体6DCは、帯状の導電体24の中を通って、同軸給電管6D と接続される。
図4は、本実施の形態の偏波共用アンテナの一例のX−Y面の面に平行な電界成分の指向特性を示すグラフである。
なお、図4は、L字形導電体7、給電導電体10、導電体4、同軸給電管6F 、同軸給電管6D 、接地導電体8、および一対のダイポールアンテナ素子の値を、下記の値としたときに、同軸給電管6D の入力/出力端子6DIN に現れるX−Y面(図1の座標に基づく)の面に平行な電界成分の指向特性を観測したものであり、±X軸上に指向特性を有する双方向指向特性となっている。
【0018】
(1)L字形導電体7の定数
L字形導電体7は、厚さ0.5mm,幅12mmの金属板で、導電体4から19mmの間隔が保たれるように形成し、さらに、導電体4と平行となる水平部分72 の長さを106mmとする。
(2)給電導電体10の定数
給電導電体10は、直径6mmからなる金属柱で形成する。
(3)導電体4の定数
導電体4は、その幅を50mmとする。
(4)同軸給電管6F および同軸給電管6D の定数
同軸給電管6F および同軸給電管6D は、その外径が16.5mmで、それぞれの間隔は200mmとする。
(5)接地導電体8の定数
接地導電体8は、500mm四方の導電板とし、導電体4と接地導電体8との間隔を45mmとする。
(6)一対のダイポールアンテナ素子の間隔
ダイポール素子(11 ,12 )とダイポール素子(13 ,14 )との間隔は、167.51mmとする。
【0019】
図5は、本実施の形態の偏波共用アンテナの一例のX−Y面の面に垂直な電界成分の指向特性を示すグラフである。
なお、図5は、図4と同様な定数下で、同軸給電管6F の入力/出力端子6FIN に現れるX−Y面の面に垂直な電界成分の指向特性を観測したものであり、±X軸上に指向特性を有する双方向指向特性となっている。
【0020】
図6は、図4および図5の場合における、反射減衰量(リターンロス)の周波数特性を示すグラフである。
図6(a)は、同軸給電管6D の入力/出力端子6DIN についての特性を、図6(b)は、同軸給電管6F の入力/出力端子6FIN についての特性を示しており、いずれの特性も広帯域に亘って安定した特性が得られていることが分かる。特に、図6(b)は、従来からある、逆F形アンテナやループアンテナに比べて帯域特性が非常に広帯域であることから、L字形導電体7と給電導電体10から励振された電力が、同軸給電管6D および同軸給電管6F の外導電体と、導電体4における同軸給電管6D と同軸給電管6F との間の部分とから成る半ループアンテナに電磁結合し、複同調回路の原理に基づき、周波数の広帯域化が実現されていることが分かる。
【0021】
以上説明したように、本実施の形態の偏波共用アンテナでは、逆F形素子の励振素子と無給電素子である半ループアンテナとが電磁結合することにより、2つの共振回路による複同調回路の原理により広帯域特性を実現することができる。
また、無給電素子である半ループアンテナを帯状の導電体4で形成したので、外部にTEM線路(例えば、マイクロストリップ線路(31 ,32 ,3FF,3DF))を形成しても何ら影響がない。
また、無給電素子である半ループアンテナを帯状の導電体24により形成する場合には、内部にTEM線路(例えば、同軸線路、トリプレート線路)を形成しても何ら影響がない。
さらに、無給電素子である半ループアンテナの電流分布は、その起点および終点である接地導電体付近が最大となり、そこから半ループアンテナに沿って離れるにしたがって電流は小さくなる。
したがって、半ループアンテナに沿って離れた距離が等距離の場所で電流分布の節が現れるため、そこに異なる構造を付加しても影響が小さい。
特に、ループアンテナに直交するように配置された構造では、さらに影響が少なく、このように形成した構造を偏波共用アンテナとした場合には、独立したアンテナとして作用させることができる。
【0022】
[実施の形態2]
図7は、本発明の実施の形態2の偏波共用アンテナの概略構成を示す図であり、同図(a)は平面図、同図(b)は、同図(a)のB−B’切断線で切断した断面構造を示す断面図である。
なお、図7において、16F は同軸接栓、16FIN は入力/出力端子、6A は導電性のスペーサ部材であり、それ以外の符号は、前記図1、図2と同じである。
導電性のスペーサ部材6A は、その全部が導電性を有するもの、あるいは、外表面のみが導電性を有するものであってもよい。
本実施の形態は、L字形導電体7と給電導電体10とを、接地導電体8側に配置した実施の形態であり、このような配置にしても、L字形導電体7と給電導電体10から励振された電力は、同軸給電管6F の外導電体と、スペーサ部材6A と、導電体4における同軸給電管6D とスペーサ部材6A との間の部分とから成る半ループアンテナに電磁結合するため、前記実施の形態1の偏波共用アンテナと同一の特性を実現することができる。
【0023】
[実施の形態3]
図8は、本発明の実施の形態3の偏波共用アンテナの概略構成を示す図であり、同図(a)は平面図、同図(b)は、同図(a)のC−C’切断線で切断した断面構造を示す断面図である。
なお、図8において、17は第2の導電体(以下、ループ形素子と称する)であり、それ以外の符号は、前記図1、図2、あるいは図7と同じである。
本実施の形態は、L字形導電体7と給電導電体10とから成る逆F形素子の励振器に代えて、ループ形素子17の励振器を用いた実施の形態である。
このループ形素子17の長さは、約λo/2とすることが望ましく、逆F形素子と同様、金属の線、条、板、管等で形成される。
本実施の形態において、ループ形素子17の励振器で励振された電力は、同軸給電管6D の外導電体と、スペーサ部材6A と、導電体4における同軸給電管6D とスペーサ部材6A との間の部分とから成る半ループアンテナに電磁結合し、2つの共振回路による複同調回路の原理により広帯域特性を実現することができ、前記実施の形態1と同一の特性を得ることができる。
【0024】
[実施の形態4]
図9は、本発明の実施の形態4の偏波共用アンテナの概略構成を示す図であり、同図(a)は平面図、同図(b)は、同図(a)のD−D’切断線で切断した断面構造を示す断面図である。
本実施の形態の偏波共用アンテナは、前記実施の形態3の偏波共用アンテナにおいて、各ダイポール素子(11 〜14 )と、各平衡線路(21 〜24 )とを、帯状の導電体4から離れるにしたがって拡開する逆三角形状の導電体(以下、ノッチ形素子と称する。)(111 〜114 )で構成したものである。
【0025】
なお、図9において、111 〜114 以外の符号は、前記図1、図2、図7、あるいは図8と同じである。
本実施の形態の偏波共用アンテナでも、前記各実施の形態のダイポール素子(11 〜14 )を用いた場合と同様、X軸方向に双方向指向特性を持たせることができる。
また、ループ形素子17の励振器で励振された電力は、同軸給電管6D の外導電体と、スペーサ部材6A と、導電体4における同軸給電管6D とスペーサ部材6A との間の部分とから成る半ループアンテナに電磁結合するため、前記実施の形態1と同一の特性を得ることができる。
【0026】
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【0027】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
【0028】
本発明によれば、広帯域、かつ低姿勢の偏波共用アンテナを得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1の偏波共用アンテナの概略構成を示す斜視図である。
【図2】本実施の形態1の偏波共用アンテナの概略構成を示す図である。
【図3】本発明の実施の形態1の偏波共用アンテナの変形例の要部概略構成を示す斜視図である。
【図4】本実施の形態の偏波共用アンテナの一例のX−Y面の面に平行な電界成分の指向特性を示すグラフである。
【図5】本実施の形態の偏波共用アンテナの一例のX−Y面の面に垂直な電界成分の指向特性を示すグラフである。
【図6】図4および図5の場合における、反射減衰量(リターンロス)の周波数特性を示すグラフである。
【図7】本発明の実施の形態2の偏波共用アンテナの概略構成を示す図である。
【図8】本発明の実施の形態3の偏波共用アンテナの概略構成を示す図である。
【図9】本発明の実施の形態4の偏波共用アンテナの概略構成を示す図である。
【図10】双方向指向特性を持つ従来の偏波共用アンテナの概略構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 〜14 ,211 〜214 …ダイポール素子、21 〜24 …平衡線路、31 ,32 ,3DF,3FF…マイクロストリップ線路、4,24…帯状の導電体、5,52,62…誘電体基板、6A …スペーサ部材、6D ,6F …同軸給電管、6DC,6FC…芯導体、6DIN ,6FIN ,16FIN ,54HC,54VC…入力/出力端子、7…L字形導電体(第1の導電体)、71 …L字形導電体7の垂直部分、72 …L字形導電体7の水平部分、8,53,63…接地導電体、9D ,9F …台座、10…給電導電体、10A ,51H ,51V …給電点、111 〜114 …ノッチ形素子、16F …同軸接栓、17…ループ形素子(第2の導電体)、221 〜224 …平行同軸管、231 〜234 …連結部、50,60…放射素子部、51…円形マイクロストリップ放射素子、54H ,54V …電力分配器。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a dual-polarized antenna, and more particularly to a technique effective when applied to a dual-polarized antenna employed in an indoor repeater for mobile communication or a radiating element of a base station antenna.
[0002]
[Prior art]
In mobile communication such as a cellular phone, indoor use is restricted because radio waves are shielded.
Therefore, an attempt is made to provide a relay device on the ceiling of a public facility such as a station so that a mobile phone can be used indoors.
As an antenna used in this relay device, one having bidirectional directivity is required, and for example, there is a polarization sharing antenna shown in FIG.
FIG. 10 is a perspective view showing a schematic configuration of a conventional dual-polarized antenna having bidirectional directivity.
The dual-polarized antenna shown in the figure realizes bidirectional directivity by combining a pair of radiating element portions (50, 60) on the back surface.
The radiating element unit 50 includes a circular microstrip radiating element 51, a dielectric substrate 52, and a ground conductor 53. The radiating element unit 60 includes a circular microstrip radiating element (not shown), a dielectric substrate 62, It is composed of a ground conductor 63.
Here, the circular microstrip radiation element 51 is formed, for example, by etching a printed wiring board or the like.
[0003]
In the dual-polarized antenna shown in FIG. 10, if the XY plane shown in FIG. 10 is a horizontal plane, the microstrip radiating element 51 is fed from a feeding point 51 V arranged above the circular microstrip radiating element 51 by a microstrip line. By exciting the outer edge, transmission / reception of vertically polarized waves can be performed.
In addition, by exciting the outer edges of the microstrip element 51 by the microstrip line from the circular microstrip feed point 51 located on the side of the radiating element 51 H, can be transmitted / received horizontal polarization.
[0004]
By increasing the relative dielectric constant of the dielectric substrate 52, the size of the microstrip radiating element 51 can be reduced. However, since the frequency bandwidth is limited, the microstrip radiating element 51 is downsized and the frequency bandwidth is reduced. However, if a wide band characteristic is required, the thickness of the dielectric substrate 52 needs to be increased.
Furthermore, in order to improve the radiation efficiency, it is desirable to select a dielectric substrate 52 having a low dielectric loss tangent at a high frequency.
[0005]
When the microstrip radiating element 51 is excited in the fundamental mode, for example, in the case of vertical polarization, the phase shift difference between the two outer edges on the Z-axis of the microstrip radiating element 51 is determined to be 180 °.
When excited in this way, the directivity of any polarization becomes maximum radiation in the X-axis direction.
Then, by combining the radiating element units 60 having the same configuration on the back side, an antenna capable of sharing polarization with bidirectional directivity is realized.
In FIG. 10, 54 H and 54 V are power dividers for branching power to the two radiating element portions (50, 60) or for synthesizing the power from the two radiating element portions (50, 60). 54 HC and 54 VC are input / output terminals.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
When the polarization sharing antenna shown in FIG. 10 is used as an antenna of a relay device installed on the ceiling of a public facility such as a station, the input / output terminal (54 HC , 54 VC ) side is the ceiling side, There is a problem that it is difficult to lower the posture and that it is restricted when it is attached to the ceiling.
In addition, the microstrip radiating element 51 formed of an unbalanced planar circuit has a resonance characteristic and a narrow band, and thus is not suitable for frequency division multiplexing mobile communication in which a transmission / reception band is separated like a mobile phone. There was a point.
The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a technique capable of achieving a wide band and a low profile in a polarization sharing antenna. There is to do.
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
Of the inventions disclosed in this application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.
(1) A ground conductor, disposed on the ground conductor, a first antenna element whose polarization direction is perpendicular to the ground conductor, and disposed on the ground conductor, the polarization direction Is a dual-polarized antenna comprising a second antenna element in a horizontal direction with respect to the ground conductor, wherein the first antenna element includes an excitation element disposed on the ground conductor, and both ends. There is connected to the ground conductor and electrically, is composed of a half-loop shaped conductive member functioning as a parasitic element, said second antenna elements are arranged on opposite sides of the half-loop shaped electrically conductive members It consists of two sets of dipole elements.
[0008]
(2) In (1), a spacer member having a conductive outer surface is also the least, and the first coaxial feed pipe, predetermined on the ground conductor by the spacer member and the first coaxial feed pipe and a dielectric substrate disposed at a distance, wherein the on one surface of the dielectric substrate, and the strip-shaped conductor, and the two pairs of dipole elements, said strip and said two pairs of dipole elements conductors is a two sets of balanced lines connecting the formation, also wherein the surface of the dielectric one surface of the substrate opposite end connected to the core conductor of the first coaxial feed pipe, the two A first feed line for feeding power to a pair of dipole elements is formed, and the strip-shaped conductor is electrically connected to the ground conductor via the outer surface of the spacer member and the first coaxial feed pipe. connected, the half-loop shaped conductive members, said spacer portion When composed of said a first coaxial feed pipe, portions between the spacer member of the band-shaped conductor first coaxial feed tube.
[0009]
(3) In (2), each dipole element and each balanced line that connects each dipole element and the strip-shaped conductor are conductive in an inverted triangle shape that expands as the distance from the strip-shaped conductor increases. Is the body.
(4) In (2) or (3), the spacer member is a second coaxial feeder, and is located on a surface opposite to the one surface of the dielectric substrate at a position facing the strip-shaped conductor. Is formed with a second feed line that connects between the core conductor of the second coaxial feed pipe and a feed point, and the excitation element has one end open and the other end is the strip-shaped conductor. A first conductor that is connected in a high-frequency manner, a feeding conductor that connects a point separated from one end of the first conductor by a predetermined distance, and a feeding point provided on the dielectric substrate. Composed .
(5) In (2) or (3), the excitation element has a first conductor whose one end is an open end and the other end is connected to the ground conductor in high frequency, and the first conductive element. It is comprised with the electric power feeding conductor which connects one point away from the one end part of the body by the predetermined distance, and the electric power feeding point provided in the said grounding conductor side .
(6) (2) or (3), wherein the excitation element is connected to the feed point, one end of which is provided on the ground conducting side, the other end the ground conductor and the second being a high-frequency connected Consists of a conductor .
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment, and the repetitive description thereof will be omitted.
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a perspective view illustrating a schematic configuration of a dual-polarized antenna according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2A is a diagram illustrating a schematic configuration of the dual-polarized antenna according to Embodiment 1. FIG. 4A is a plan view, and FIG. 4B is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure taken along the line AA ′ in FIG.
1 and 2, reference numeral 8 denotes a grounding conductor, and the grounding conductor 8 may be a surface of a conductor, even if a metal plate (so-called punching metal) in which holes are appropriately punched is used. Good.
Also, 6 D, 6 F are coaxial feed tube, the pedestal (flange) 9 D is the outside of the outer conductor of the input / output terminal 6 DIN side of the coaxial feed pipe 6 D is also coaxial feed pipe 6 F Input / output terminal 6 FIN side coaxial feed pipe 6 F input / output terminal 6 A pedestal 9 F is provided outside the outer conductor on the FIN side.
By this pedestal (9 D , 9 F ), the outer conductor of the coaxial feeding pipe (6 D , 6 F ) and the ground conductor 8 are electrically connected.
Further, a substantially “king” -shaped dielectric substrate 5 is disposed on the coaxial power supply pipe (6 D , 6 F ), and a strip-shaped conductor 4 is disposed at the center of the dielectric substrate 5. It is formed.
[0011]
First conductor 7 is composed of inverted L-shape is (hereinafter, referred to as L-shaped conductor.), The L-shaped conductor 7, the vertical portion 71 in the vertical direction with respect to the dielectric substrate 5, composed of a horizontal portion 7 second horizontal direction with respect to the dielectric substrate 5.
The L-shaped conductor 7 is composed of a metal wire, strip, plate, tube, or the like.
One end portion of the horizontal portion 7 2 of the L-shaped conductor 7 is an open end, the one end portion of the vertical portion 71 of the L-shaped conductor 7, the conductor 4 and the high-frequency (AC) is connected.
10 is a power supply conductor, the feeding conductor 10 is connected to a portion 10 of the horizontal portion 7 2 B L-shaped conductor in parallel relation substantially in the conductor 4, between the feeding point 10 A .
Further, the feeding conductor 10, at the feed point 10 A, is connected to the microstrip line 3 FF consisting conductor 4 and the dielectric substrate 5.
In this case, it is necessary to remove the conductors at the main points of the conductor 4 so that the power feeding conductor 10 does not come into electrical contact with the conductor 4.
Here, the wavelength of the central frequency used when the .lamda.o, so that the length from the feeding point 10 A to the end portion of the horizontal portion 7 and second open ends of the L-shaped conductor 7 becomes substantially .lamda.o / 4 select.
[0012]
The other end of the microstrip line 3 FF is monkey connected to the core conductor 6 FC of coaxial feed pipe 6 F is, in this case, is the core conductor 6 FC of coaxial feed pipe 6 F, electrically connected to the conductor 4 In order to avoid this, the conductor at the main part of the conductor 4 is removed.
Outer conductor of coaxial feed pipe 6 F is electrically connected to the conductor 4, together with the microstrip line 3 FF, constitute a power supply circuit of the L-shaped conductor 7.
Portion between the outer conductor of the coaxial feed pipe 6 D and coaxial feed pipe 6 F, a coaxial feed pipe 6 D and coaxial feed pipe 6 F in electrical conductors 4 constitute a half-loop antenna.
This half-loop antenna is electromagnetically coupled to an exciter of an inverted F element composed of an L-shaped conductor 7 and a feed conductor 10, and functions as a parasitic element of an exciter of an inverted F element.
Therefore, if the XY plane shown in FIG. 1 is a horizontal plane with the inverted F-shaped exciter and the half-loop antenna, the vertical polarization, that is, the polarization direction is perpendicular to the ground conductor 8. Thus, a first antenna element having bidirectional directivity in the ± X axis directions is configured.
Note that by selecting the distance between the coaxial power supply pipe 6 D and the coaxial power supply pipe 6 F to be a length substantially longer than λo / 4, stronger directivity can be obtained in the ± X-axis directions.
[0013]
Dipole elements (1 1 to 1 4 ) and balanced lines (2 1 to 2 4 ) are formed on the “T” portions on both sides of the center of the dielectric substrate 5, and the dipole element 11 and the dipole element 1 2, and, in the dipole elements 1 3 and dipole elements 1 4 constitute one dipole antenna element, respectively.
Therefore, in this embodiment, a pair of dipole antenna elements are arranged.
In addition, in FIG. 1, although the case where a plate-shaped dipole element is formed on the dielectric substrate 5 is illustrated, instead of this, metal wires, strips, plates, tubes, etc. can be used, If the conductivity in any case is good, similar characteristics can be obtained.
A pair of balanced line 2 1 and balanced line 2 2 form a pair of balanced lines, one end of which is electrically connected to dipole element 1 1 and dipole element 1 2, and the other end is electrically conductive. A so-called short stub that is short-circuited by connection with the body 4 is formed.
Similarly, a pair of balanced lines is formed by a pair of the balanced line 2 3 and the balanced line 2 4, one end of the pair is electrically connected to the dipole elements 1 3 and dipole elements 1 4, the other end Forms a so-called short stub that is short-circuited by connection to the conductor 4.
The length of the balanced line (21 to 24), when it is determined by the impedance adjustment of the feed line, in which the length of the balanced line (21 to 24) to .lamda.o / 4, the dipole elements ( 1 1 viewed from ~ 1 4) becomes infinite impedance of so-called short stub side can not influence the impedance of the dipole elements (1 1 to 1 4).
[0014]
Outer conductor of coaxial feed pipe 6 D is electrically connected to the conductor 4, the core conductor 6 DC of coaxial feed pipe 6 D is connected to one end of the microstrip line 3 DF, also in this case Then, the conductor of the main part of the conductor 4 is removed so that the core conductor 6 DC of the coaxial feeder 6 D is not electrically connected to the conductor 4.
[0015]
The electric power input to the input / output terminal 6 DIN of the coaxial feeder 6 D does not contact the conductor 4, and the microstrip line 3 DF composed of the conductor 4 and the dielectric 5 through the core conductor 6 D. Is supplied with power.
This electric power is divided into two at the point 3 B , and is fed to the microstrip line 3 1 and the microstrip line 3 2 which are arranged in a rotationally symmetrical manner in order to perform reverse phase feeding.
Accordingly, in this pair of dipole antenna elements, if the XY plane shown in FIG. 1 is a horizontal plane, the horizontal polarization, that is, the polarization direction is horizontal with respect to the ground conductor 8, and in the ± X axis direction. A second antenna element having bidirectional directivity is configured.
[0016]
Point 3 A and 3 C from the tip portion of the microstrip line (3 1, 3 2), for electromagnetically coupling to the dipole elements 1 2 and dipole elements 1 3, a microstrip line composed of almost .lamda.o / 4 some order, subjecting the through holes or the like to point 3 a and point 3 C of the microstrip line (3 1, 3 2), there is no problem even if a DC connection to the dipole elements 1 2 and dipole elements 1 3 . With such a configuration, it is possible to escape the physical limitations for wiring microstrip line (3 1, 3 2) points 3 A and 3 C of the distal end of the coupling line of.
Further, in the case of the two pairs of dipole elements (1 1 , 1 2 ) and dipole elements (1 3 , 1 4 ) fed in this way, the distance between them is λo / 2 wavelength, so that the XX direction Can have a strong directional characteristic.
[0017]
The feeding circuit of the dipole element (1 1 to 1 4 ) electrically corresponds to the balanced line (2 1 and 2 2 ), the balanced line (2 3 and 2 4 ), and the balanced line (2 1 to 2 4 ). The microstrip line (3 1 , 3 2 ) and the conductor 4 form a balanced-unbalanced conversion circuit using a branched conductor, and balanced power is supplied to the dipole elements (1 1 to 1 4 ).
Therefore, a TEM line such as a metal coaxial tube can be used as shown in FIG. 3 without using a microstrip line.
FIG. 3 is a perspective view showing a schematic configuration of a main part of a modified example of the dual-polarized antenna according to the present embodiment.
In FIG. 3, reference numerals 21 1 to 21 4 denote dipole elements, and these dipole elements (21 1 to 21 4 ) are formed of metal bars or tubes.
The dipole elements (21 1 to 21 4 ) are connected to the parallel coaxial pipes (22 1 to 22 4 ) at the connecting portions (23 1 to 23 4 ).
Parallel coaxial waveguide (22 1 to 22 4) is formed by a coaxial tube metal, having a core conductor 6 DC therein.
This parallel coaxial waveguide (22 1 to 22 4), the equilibrium by the branch conductors - is unbalanced conversion circuit is formed, balanced feed is made to dipole elements (21 1 to 21 4).
In FIG. 3, reference numeral 24 denotes a strip-shaped conductor formed of a metal plate or a metal box, and the core conductor 6 DC of the parallel coaxial tube (22 1 to 22 4 ) is a strip-shaped conductor 24. through the inside of, and is connected to the coaxial feed pipe 6 D.
FIG. 4 is a graph showing the directivity characteristics of the electric field component parallel to the XY plane of an example of the dual-polarized antenna according to the present embodiment.
Incidentally, FIG. 4, L-shaped conductor 7, the feeding conductor 10, the conductor 4, coaxial feed pipe 6 F, coaxial feed pipe 6 D, the ground conductor 8, and the value of the pair of dipole antenna elements, the following When the value is taken, the directivity characteristic of the electric field component parallel to the plane of the XY plane (based on the coordinates of FIG. 1) appearing at the input / output terminal 6 DIN of the coaxial feeder 6 D is observed. Bidirectional directivity characteristics having directivity characteristics on the X axis are obtained.
[0018]
(1) Constant of the L-shaped conductor 7 The L-shaped conductor 7 is a metal plate having a thickness of 0.5 mm and a width of 12 mm, and is formed so as to maintain a distance of 19 mm from the conductor 4. 4 and 106mm horizontal portion 7 second length which is a parallel to the.
(2) Constant power supply conductor 10 The power supply conductor 10 is formed of a metal column having a diameter of 6 mm.
(3) The constant conductor 4 of the conductor 4 has a width of 50 mm.
(4) Constant coaxial feed pipe 6 F and coaxial feed pipe 6 D of the coaxial feed pipe 6 F and coaxial feed pipe 6 D is an outer diameter at 16.5 mm, the distance between each of the 200 mm.
(5) The constant ground conductor 8 of the ground conductor 8 is a 500 mm square conductive plate, and the distance between the conductor 4 and the ground conductor 8 is 45 mm.
(6) Distance between the distance dipole elements of the pair of dipole antenna elements (1 1, 1 2) and dipole elements (1 3, 1 4) is a 167.51Mm.
[0019]
FIG. 5 is a graph showing the directivity characteristics of the electric field component perpendicular to the XY plane of an example of the dual-polarized antenna according to the present embodiment.
FIG. 5 shows the directional characteristics of the electric field component perpendicular to the plane of the XY plane appearing at the input / output terminal 6 FIN of the coaxial feeder 6 F under the same constants as in FIG. Bidirectional directivity characteristics having directivity characteristics on the ± X axis.
[0020]
FIG. 6 is a graph showing the frequency characteristics of return loss (return loss) in the cases of FIGS.
6A shows the characteristics of the input / output terminal 6 DIN of the coaxial feeder 6 D , and FIG. 6B shows the characteristics of the input / output terminal 6 FIN of the coaxial feeder 6 F. It can be seen that stable characteristics are obtained over a wide band. In particular, FIG. 6B shows that the band characteristics are very wide compared to the conventional inverted-F antenna and loop antenna, so that the electric power excited from the L-shaped conductor 7 and the feeding conductor 10 is reduced. an outer conductor of the coaxial feed pipe 6 D and coaxial feed pipe 6 F, electromagnetically coupled to the half-loop antenna consisting of the portion between the coaxial feed pipe 6 D and coaxial feed pipe 6 F in the conductor 4, double Based on the principle of the tuning circuit, it can be seen that a wider frequency band is realized.
[0021]
As described above, in the dual-polarized antenna according to the present embodiment, the excitation element of the inverted F-type element and the half-loop antenna that is a parasitic element are electromagnetically coupled, so that the double-tuned circuit of two resonance circuits Broadband characteristics can be realized by the principle.
Further, since the half-loop antenna which is a parasitic element is formed by the strip-shaped conductor 4, a TEM line (for example, a microstrip line (3 1 , 3 2 , 3 FF , 3 DF )) is formed outside. There is no effect.
Further, in the case where the half-loop antenna which is a parasitic element is formed by the strip-shaped conductor 24, there is no influence even if a TEM line (for example, a coaxial line or a triplate line) is formed inside.
Further, the current distribution of the half-loop antenna, which is a parasitic element, becomes maximum near the ground conductor as the starting point and the end point, and the current decreases as the distance from the half-loop antenna increases.
Therefore, since a node of current distribution appears at a location where the distances along the half-loop antenna are equidistant, even if a different structure is added thereto, the influence is small.
In particular, the structure arranged so as to be orthogonal to the loop antenna has less influence, and when the structure formed in this way is a dual-polarized antenna, it can act as an independent antenna.
[0022]
[Embodiment 2]
FIGS. 7A and 7B are diagrams showing a schematic configuration of the dual-polarized antenna according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 7A is a plan view, and FIG. 7B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. It is sectional drawing which shows the cross-sectional structure cut | disconnected by the cutting line.
In FIG. 7, 16 F is a coaxial plug, 16 FIN is an input / output terminal, 6 A is a conductive spacer member, and the other symbols are the same as those in FIGS.
Spacer 6 A conductive are those in whole is electrically conductive, or may be one that only the outer surface is electrically conductive.
The present embodiment is an embodiment in which the L-shaped conductor 7 and the power supply conductor 10 are arranged on the ground conductor 8 side. Even in such an arrangement, the L-shaped conductor 7 and the power supply conductor are arranged. 10 is a half-loop antenna comprising an outer conductor of the coaxial feeder 6 F , a spacer member 6 A, and a portion of the conductor 4 between the coaxial feeder 6 D and the spacer member 6 A. Therefore, the same characteristics as those of the dual-polarized antenna according to the first embodiment can be realized.
[0023]
[Embodiment 3]
FIGS. 8A and 8B are diagrams showing a schematic configuration of the dual-polarized antenna according to Embodiment 3 of the present invention. FIG. 8A is a plan view, and FIG. 8B is a cross-sectional view taken along line CC in FIG. It is sectional drawing which shows the cross-sectional structure cut | disconnected by the cutting line.
In FIG. 8, reference numeral 17 denotes a second conductor (hereinafter referred to as a loop element), and other reference numerals are the same as those in FIG. 1, FIG. 2, or FIG.
In the present embodiment, an exciter of a loop-shaped element 17 is used instead of the inverted F-shaped element exciter composed of the L-shaped conductor 7 and the feeding conductor 10.
The length of the loop element 17 is preferably about λo / 2, and is formed of a metal wire, strip, plate, tube, or the like, similar to the inverted F element.
In the present embodiment, the electric power excited by the exciter of the loop element 17 includes the outer conductor of the coaxial feeder 6 D , the spacer member 6 A , the coaxial feeder 6 D of the conductor 4 and the spacer member 6. It can be electromagnetically coupled to a half-loop antenna composed of a portion between A and a wide band characteristic by the principle of a double-tuned circuit using two resonant circuits, and the same characteristic as that of the first embodiment can be obtained. it can.
[0024]
[Embodiment 4]
FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of the dual-polarized antenna according to Embodiment 4 of the present invention, where FIG. 9 (a) is a plan view and FIG. 9 (b) is a DD of FIG. It is sectional drawing which shows the cross-sectional structure cut | disconnected by the cutting line.
Dual-polarized antenna of the present embodiment, in the dual-polarized antenna of the third embodiment, the respective dipole element (1 1 to 1 4), and a respective balanced line (21 to 24), a strip-shaped It is composed of an inverted triangular conductor (hereinafter referred to as a notch element) (11 1 to 11 4 ) that expands with distance from the conductor 4.
[0025]
In FIG. 9, symbols other than 11 1 to 11 4 are the same as those in FIG. 1, FIG. 2, FIG. 7, or FIG.
In Dual-polarized antenna of the present embodiment, as in the case where the using dipole elements (1 1 to 1 4) of each embodiment, it is possible to have a bidirectional directivity in the X-axis direction.
The power that is excited by the exciter loop-shaped element 17, between the outer conductor of the coaxial feed pipe 6 D, the spacer member 6 A, a coaxial feed pipe 6 D and the spacer member 6 A in the conductor 4 Therefore, the same characteristics as those of the first embodiment can be obtained.
[0026]
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the above-described embodiment, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Of course.
[0027]
【The invention's effect】
The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
[0028]
According to the present invention, it is possible to obtain a wideband, low-profile polarization sharing antenna.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a dual-polarized antenna according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a polarization sharing antenna according to the first embodiment.
FIG. 3 is a perspective view showing a schematic configuration of a main part of a modified example of the dual-polarized antenna according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing the directivity characteristics of an electric field component parallel to the XY plane of an example of the dual-polarized antenna according to the present embodiment.
FIG. 5 is a graph showing directivity characteristics of an electric field component perpendicular to the plane of the XY plane of an example of the dual-polarized antenna according to the present embodiment.
6 is a graph showing frequency characteristics of return loss (return loss) in the cases of FIGS. 4 and 5. FIG.
FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of a dual-polarized antenna according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of a dual-polarized antenna according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of a dual-polarized antenna according to Embodiment 4 of the present invention.
FIG. 10 is a perspective view showing a schematic configuration of a conventional dual-polarized antenna having bidirectional directivity.
[Explanation of symbols]
1 1 to 1 4 , 21 1 to 21 4 ... Dipole element, 2 1 to 2 4 ... Balanced line, 3 1 , 3 2 , 3 DF , 3 FF ... microstrip line, 4, 24. , 52, 62 ... dielectric substrate, 6 A ... spacer member, 6 D , 6 F ... coaxial feed pipe, 6 DC , 6 FC ... core conductor, 6 DIN , 6 FIN , 16 FIN , 54 HC , 54 VC ... input / Output terminal, 7... L-shaped conductor (first conductor), 7 1 ... Vertical portion of L-shaped conductor 7, 7 2 ... Horizontal portion of L-shaped conductor 7, 8, 53, 63. Body, 9 D , 9 F ... pedestal, 10 ... feeding conductor, 10 A , 51 H , 51 V ... feeding point, 11 1 to 11 4 ... notch type element, 16 F ... coaxial plug, 17 ... loop type element (second conductor), 22 1-22 4 ... parallel coaxial tubes, 23 1-23 4 ... connecting portion, 50, 60 ... radiating element, 51 ... circular microstrip -Up radiating element, 54 H, 54 V ... power divider.

Claims (6)

接地導電体と、
前記接地導電体上に配置され、偏波方向が前記接地導電体に対して垂直方向の第1のアンテナ素子と、
前記接地導電体上に配置され、偏波方向が前記接地導電体に対して水平方向の第2のアンテナ素子とを備える偏波共用アンテナであって、
前記第1のアンテナ素子は、前記接地導電体上に配置される励振素子と、
両端部が前記接地導電体と電気的に接続され、無給電素子として機能する半ループ状の導電部材とで構成され、
前記第2のアンテナ素子は、前記半ループ状の導電部材の両側に配置される二組のダイポール素子で構成されることを特徴とする偏波共用アンテナ。
A grounding conductor;
A first antenna element disposed on the ground conductor and having a polarization direction perpendicular to the ground conductor;
A dual-polarized antenna comprising a second antenna element disposed on the ground conductor and having a polarization direction horizontal to the ground conductor;
The first antenna element includes an excitation element disposed on the ground conductor;
Both ends are electrically connected to the ground conductor, and are composed of a semi-looped conductive member that functions as a parasitic element,
The dual antenna according to claim 1, wherein the second antenna element is composed of two sets of dipole elements arranged on both sides of the half-looped conductive member.
少なくも外表面が導電性を有するスペーサ部材と、
第1の同軸給電管と、
前記スペーサ部材および前記第1の同軸給電管により前記接地導電体上に所定の間隔を保って配置される誘電体基板とを有し、
前記誘電体基板の一表面上には、帯状の導電体と、前記二組のダイポール素子と、前記二組のダイポール素子と前記帯状の導電体を接続する二組の平衡線路とが形成され、また、前記誘電体基板の一表面と反対側の面に、一端が前記第1の同軸給電管の芯導体に接続され、前記二組のダイポール素子に給電する第1の給電線路が形成され、
前記帯状の導電体は、前記スペーサ部材の外表面および前記第1の同軸給電管を介して、前記接地導電体と電気的に接続され、
前記半ループ状の導電部材は、前記スペーサ部材と、前記第1の同軸給電管と、前記帯状の導電体のスペーサ部材と前記第1の同軸給電管との間の部分とで構成されることを特徴とする請求項1に記載の偏波共用アンテナ。
Least a spacer member having an electrically conductive outer surface also,
A first coaxial feeder;
A dielectric substrate disposed at a predetermined interval on the ground conductor by the spacer member and the first coaxial feeder .
The On one surface of the dielectric substrate, and the strip-shaped conductor, wherein the two sets of dipole elements, and the two sets of dipole elements and two sets of balanced lines for connecting the strip-shaped conductor is formed, Further, wherein the surface of the dielectric one surface of the substrate opposite end connected to the core conductor of the first coaxial feed pipe, first feed line is of form to power the two pairs of dipole elements And
The strip-shaped conductor is electrically connected to the ground conductor via the outer surface of the spacer member and the first coaxial feeder.
The semi-looped conductive member includes the spacer member, the first coaxial power supply pipe, and a portion between the strip-shaped conductive spacer member and the first coaxial power supply pipe. The dual-polarized antenna according to claim 1.
前記各ダイポール素子と、前記各ダイポール素子と前記帯状の導電体を接続する各平衡線路とは、前記帯状の導電体から離れるにしたがって拡開する逆三角形状の導電体であることを特徴とする請求項2に記載の偏波共用アンテナ。  Each dipole element and each balanced line that connects each dipole element and the strip-shaped conductor is an inverted triangular conductor that expands as the distance from the strip-shaped conductor increases. The dual-polarized antenna according to claim 2. 前記スペーサ部材は、第2の同軸給電管であり、
前記誘電体基板一表面と反対側の面で、前記帯状の導電体と対向する位置には、前記第2の同軸給電管の芯導体と給電点との間を接続する第2の給電線路が形成され、
前記励振素子は、一端が開放端とされ、他端が前記帯状の導電体と高周波的に接続される第1の導電体と、
前記第1の導電体の一端部から所定距離離れた一点と、前記誘電体基板に設けられた給電点とを接続する給電導電体とで構成されることを特徴とする請求項2または請求項3に記載の偏波共用アンテナ。
The spacer member is a second coaxial feeder;
A second feed line connecting the core conductor of the second coaxial feed pipe and the feed point at a position opposite to the belt-like conductor on the surface opposite to the one surface of the dielectric substrate. Formed,
The excitation element has a first conductor whose one end is an open end and the other end is connected to the strip-shaped conductor at a high frequency,
3. The power supply conductor that connects one point that is a predetermined distance away from one end of the first conductor and a power supply point that is provided on the dielectric substrate. 4. The dual-polarized antenna according to 3.
前記励振素子は、一端が開放端とされ、他端が前記接地導電体と高周波的に接続される第1の導電体と、
前記第1の導電体の一端部から所定距離離れた一点と、前記接地導電体側に設けられた給電点とを接続する給電導電体とで構成されることを特徴とする請求項2または請求項3に記載の偏波共用アンテナ。
The excitation element has a first conductor whose one end is an open end and the other end is connected to the ground conductor at a high frequency,
3. The power supply conductor that connects one point that is a predetermined distance away from one end of the first conductor and a power supply point that is provided on the ground conductor side. 4. The dual-polarized antenna according to 3.
前記励振素子は、一端が前記接地導電体側に設けられた給電点に接続され、他端が前記接地導電体と高周波的に接続される第2の導電体で構成されることを特徴とする請求項2または請求項3に記載の偏波共用アンテナ。  The excitation element includes a second conductor having one end connected to a feeding point provided on the ground conductor side and the other end connected to the ground conductor at a high frequency. The dual-polarized antenna according to claim 2 or claim 3.
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