JP2000049528A - 無指向性アンテナおよびアレイアンテナ - Google Patents
無指向性アンテナおよびアレイアンテナInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 帯域幅を従来より広くできる無指向性アンテ
ナを提供する。 【解決手段】 アンテナから放射される放射波の波長よ
り幅の狭い誘電体基板（１）上に形成された一次放射素
子と、前記一次放射素子の周囲に、その軸長が放射波の
半波長と同一、または放射波の半波長よりもやや短い第
１の筒状金属体からなる第１の無給電素子（３）とを備
える無指向性アンテナにおいて、前記第１の無給電素子
の周囲に第２の無給電素子を備える。また、この第２の
無給電素子は、前記第１の無給電素子の周囲に配置され
る２枚以上の短冊状の金属薄板（７）、あるいは、第２
の筒状金属体（１７）で構成される。
ナを提供する。 【解決手段】 アンテナから放射される放射波の波長よ
り幅の狭い誘電体基板（１）上に形成された一次放射素
子と、前記一次放射素子の周囲に、その軸長が放射波の
半波長と同一、または放射波の半波長よりもやや短い第
１の筒状金属体からなる第１の無給電素子（３）とを備
える無指向性アンテナにおいて、前記第１の無給電素子
の周囲に第２の無給電素子を備える。また、この第２の
無給電素子は、前記第１の無給電素子の周囲に配置され
る２枚以上の短冊状の金属薄板（７）、あるいは、第２
の筒状金属体（１７）で構成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、無指向性アンテナ
およびアレイアンテナに係わり、特に、移動通信システ
ム等に使用される高利得で、水平面内において無指向性
のアンテナに適用して有効な技術に関する。
およびアレイアンテナに係わり、特に、移動通信システ
ム等に使用される高利得で、水平面内において無指向性
のアンテナに適用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】携帯電話に代表される移動通信システム
に使用される移動通信用基地局アンテナとしては、基地
局を中心とした円形のエリアを受け持つ無指向性アンテ
ナ、あるいは、基地局を中心として開き角が６０°、９
０°、１２０°等の扇形のエリアを受け持つセクターア
ンテナが使用される。前記した無指向性アンテナ、即
ち、水平面内の指向性が無指向性の垂直偏波アンテナに
は、従来、他段の同軸交差型あるいはコイルを用いたフ
ランクリン型のアンテナが使用されていたが、これらの
タイプのアンテナは、アレイを構成する各アンテナ素子
に供給される励振電力の振幅および位相を所定値に調整
することが困難であった。そこで、本発明者は、以下に
示すような水平面内において無指向性のアンテナを提案
している（特願平９−２１３１０３号参照）。
に使用される移動通信用基地局アンテナとしては、基地
局を中心とした円形のエリアを受け持つ無指向性アンテ
ナ、あるいは、基地局を中心として開き角が６０°、９
０°、１２０°等の扇形のエリアを受け持つセクターア
ンテナが使用される。前記した無指向性アンテナ、即
ち、水平面内の指向性が無指向性の垂直偏波アンテナに
は、従来、他段の同軸交差型あるいはコイルを用いたフ
ランクリン型のアンテナが使用されていたが、これらの
タイプのアンテナは、アレイを構成する各アンテナ素子
に供給される励振電力の振幅および位相を所定値に調整
することが困難であった。そこで、本発明者は、以下に
示すような水平面内において無指向性のアンテナを提案
している（特願平９−２１３１０３号参照）。
【０００３】図１０は、本発明者により提案されている
無指向性アンテナの構成を示す斜視図であり、図１１
は、図１０に示す誘電体基板の構成を示す図であり、同
図（ａ）はその平面図を、同図（ｂ）は、同図（ａ）に
示すＡ−Ａ’線で切断した断面を示す断面図である。
無指向性アンテナの構成を示す斜視図であり、図１１
は、図１０に示す誘電体基板の構成を示す図であり、同
図（ａ）はその平面図を、同図（ｂ）は、同図（ａ）に
示すＡ−Ａ’線で切断した断面を示す断面図である。
【０００４】図１０において、１は誘電体基板、２は一
次放射素子を構成する矩形状（長方形）の環状スロット
アンテナ、３は無給電素子を構成する筒状金属体、４は
マイクロストリップ線路、６は給電端子である。また、
図１１に示すように、誘電体基板１の表面側には、例え
ば、金属薄膜からなる導電膜５が形成されており、この
導電膜５は、環状スロットアンテナ２により囲まれてい
る第２の部分５ｂと、それ以外の第１の部分５ａとから
構成される。この導電膜５の第１の部分５ａは接地導体
を構成し、この接地導体（５ａ）とマイクロストリップ
線路４とで給電回路を構成する。また、マイクロストリ
ップ線路４の先端は、導電膜５の第２の部分５ｂまで延
長されており、これにより、一次放射素子を構成する環
状スロットアンテナ２に電磁結合給電を行う。なお、マ
イクロストリップ線路４および導電膜５は、例えば、エ
ッチング法によるプリント配線手法で形成される。
次放射素子を構成する矩形状（長方形）の環状スロット
アンテナ、３は無給電素子を構成する筒状金属体、４は
マイクロストリップ線路、６は給電端子である。また、
図１１に示すように、誘電体基板１の表面側には、例え
ば、金属薄膜からなる導電膜５が形成されており、この
導電膜５は、環状スロットアンテナ２により囲まれてい
る第２の部分５ｂと、それ以外の第１の部分５ａとから
構成される。この導電膜５の第１の部分５ａは接地導体
を構成し、この接地導体（５ａ）とマイクロストリップ
線路４とで給電回路を構成する。また、マイクロストリ
ップ線路４の先端は、導電膜５の第２の部分５ｂまで延
長されており、これにより、一次放射素子を構成する環
状スロットアンテナ２に電磁結合給電を行う。なお、マ
イクロストリップ線路４および導電膜５は、例えば、エ
ッチング法によるプリント配線手法で形成される。
【０００５】無給電素子を構成する筒状金属体３は、環
状スロットアンテナ２の全表面を覆うように配置され
る。誘電体基板１と筒状金属体３との固着方法として
は、筒状金属体３の内径を誘電体基板１の幅とほぼ等し
くし、筒状金属体３へ誘電体基板１を嵌入し、必要に応
じて両者間を接着剤等を用いて固着するか、あるいは、
筒状金属体３の内径を誘電体基板１の幅より適宜大きく
し、両者間に適当な絶縁体よりなる支持体を介在させて
両者を一体に結合する。
状スロットアンテナ２の全表面を覆うように配置され
る。誘電体基板１と筒状金属体３との固着方法として
は、筒状金属体３の内径を誘電体基板１の幅とほぼ等し
くし、筒状金属体３へ誘電体基板１を嵌入し、必要に応
じて両者間を接着剤等を用いて固着するか、あるいは、
筒状金属体３の内径を誘電体基板１の幅より適宜大きく
し、両者間に適当な絶縁体よりなる支持体を介在させて
両者を一体に結合する。
【０００６】この図１０に示す無指向性アンテナでは、
給電端子６に入力された励振電力が、マイクロストリッ
プ線路４を介して環状スロットアンテナ２に給電され、
環状スロットアンテナ２が励振される。この環状スロッ
トアンテナ２から放射された電磁波によって、筒状金属
体３の外表面に高周波電流が誘起される。
給電端子６に入力された励振電力が、マイクロストリッ
プ線路４を介して環状スロットアンテナ２に給電され、
環状スロットアンテナ２が励振される。この環状スロッ
トアンテナ２から放射された電磁波によって、筒状金属
体３の外表面に高周波電流が誘起される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】移動通信システムに使
用される移動通信用基地局アンテナは、多くの場合送受
共用アンテナである。即ち、移動通信用基地局アンテナ
は、送信周波数帯域と受信周波数帯域との両方をカバー
しなければない。そのため、この移動通信用基地局アン
テナの帯域幅として広帯域特性が要求される。例えば、
８００ＭＨｚ帯の携帯電話基地局用アンテナでは、比帯
域幅１７％の帯域幅が要求される。しかしながら、図１
０に示す無指向性アンテナでは、その帯域幅が狭く、移
動通信システムに使用される移動通信用基地局アンテナ
として使用できないという問題点があった。
用される移動通信用基地局アンテナは、多くの場合送受
共用アンテナである。即ち、移動通信用基地局アンテナ
は、送信周波数帯域と受信周波数帯域との両方をカバー
しなければない。そのため、この移動通信用基地局アン
テナの帯域幅として広帯域特性が要求される。例えば、
８００ＭＨｚ帯の携帯電話基地局用アンテナでは、比帯
域幅１７％の帯域幅が要求される。しかしながら、図１
０に示す無指向性アンテナでは、その帯域幅が狭く、移
動通信システムに使用される移動通信用基地局アンテナ
として使用できないという問題点があった。
【０００８】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、無指向
性アンテナおよびアレイアンテナにおいて、その帯域幅
を従来よりも広くすることが可能となる技術を提供する
ことにある。
るためになされたものであり、本発明の目的は、無指向
性アンテナおよびアレイアンテナにおいて、その帯域幅
を従来よりも広くすることが可能となる技術を提供する
ことにある。
【０００９】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。
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。
【００１０】
【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。
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。
【００１１】即ち、本発明は、アンテナから放射される
放射波の波長より幅の狭い誘電体基板上に形成された一
次放射素子と、前記一次放射素子の周囲に、その軸長が
放射波の半波長と同一、または放射波の半波長よりもや
や短い第１の筒状金属体からなる第１の無給電素子とを
備える無指向性アンテナにおいて、前記第１の無給電素
子の周囲に第２の無給電素子を備えることを特徴とす
る。
放射波の波長より幅の狭い誘電体基板上に形成された一
次放射素子と、前記一次放射素子の周囲に、その軸長が
放射波の半波長と同一、または放射波の半波長よりもや
や短い第１の筒状金属体からなる第１の無給電素子とを
備える無指向性アンテナにおいて、前記第１の無給電素
子の周囲に第２の無給電素子を備えることを特徴とす
る。
【００１２】また、本発明は、前記第２の無給電素子
が、前記第１の無給電素子の周囲に配置される２枚以上
の短冊状の金属薄板で構成され、当該２枚以上の短冊状
の金属薄板は、長辺が放射波の半波長と同一、または放
射波の半波長よりもやや短いことを特徴とする。
が、前記第１の無給電素子の周囲に配置される２枚以上
の短冊状の金属薄板で構成され、当該２枚以上の短冊状
の金属薄板は、長辺が放射波の半波長と同一、または放
射波の半波長よりもやや短いことを特徴とする。
【００１３】また、本発明は、第２の無給電素子が、前
記第１の無給電素子の周囲に配置される第２の筒状金属
体で構成され、当該第２の筒状金属体は、その軸長が放
射波の半波長と同一、または放射波の半波長よりもやや
短いことを特徴とする。
記第１の無給電素子の周囲に配置される第２の筒状金属
体で構成され、当該第２の筒状金属体は、その軸長が放
射波の半波長と同一、または放射波の半波長よりもやや
短いことを特徴とする。
【００１４】また、本発明は、アレイアンテナにおい
て、前記した無指向性アンテナを垂直方向に複数個多段
に配置し、同一の給電点より分岐・励振することを特徴
とする。
て、前記した無指向性アンテナを垂直方向に複数個多段
に配置し、同一の給電点より分岐・励振することを特徴
とする。
【００１５】
【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。
施の形態を詳細に説明する。
【００１６】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。
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。
【００１７】［実施の形態１］図１は、本発明の実施の
形態１の無指向性アンテナの構成を示す斜視図である。
同図において、１は誘電体基板であり、この誘電体基板
１には、前記図１０、図１１と同様、矩形状（長方形）
の環状スロットアンテナ（図１１の２）と、マイクロス
トリップ線路４と、金属薄膜からなる導電膜（図１１の
５）とが形成されている。この場合に、導電膜は、前記
図１０、図１１と同様、環状スロットアンテナにより囲
まれている第２の部分（図１１の５ｂ）と、それ以外の
第１の部分（図１１の５ａ）とから構成されている。ま
た、３は第１の無給電素子を構成する第１の筒状金属体
であり、この筒状金属体３は、環状スロットアンテナの
周囲に、環状スロットアンテナの全表面を覆うように配
置される。７は第２の無給電素子を構成する４個の短冊
状の金属薄板であり、この４個の短冊状の金属薄板７
は、筒状金属体３の周囲に、互いに９０°の間隔を開け
て配置される。４個の短冊状の金属薄板７と筒状金属体
３との固着方法としては、両者間に適当な絶縁体よりな
る支持体を介在させて両者を一体に結合する。
形態１の無指向性アンテナの構成を示す斜視図である。
同図において、１は誘電体基板であり、この誘電体基板
１には、前記図１０、図１１と同様、矩形状（長方形）
の環状スロットアンテナ（図１１の２）と、マイクロス
トリップ線路４と、金属薄膜からなる導電膜（図１１の
５）とが形成されている。この場合に、導電膜は、前記
図１０、図１１と同様、環状スロットアンテナにより囲
まれている第２の部分（図１１の５ｂ）と、それ以外の
第１の部分（図１１の５ａ）とから構成されている。ま
た、３は第１の無給電素子を構成する第１の筒状金属体
であり、この筒状金属体３は、環状スロットアンテナの
周囲に、環状スロットアンテナの全表面を覆うように配
置される。７は第２の無給電素子を構成する４個の短冊
状の金属薄板であり、この４個の短冊状の金属薄板７
は、筒状金属体３の周囲に、互いに９０°の間隔を開け
て配置される。４個の短冊状の金属薄板７と筒状金属体
３との固着方法としては、両者間に適当な絶縁体よりな
る支持体を介在させて両者を一体に結合する。
【００１８】本実施の形態において、環状スロットアン
テナ２の周囲長（Ｌｏ）、第１の無給電素子を構成する
筒状金属体３の軸長（Ｌｋ）、および第２の無給電素子
を構成する４個の短冊状の金属薄板７の軸長（Ｌｐ）
は、下記（１）式を満足する必要がある。
テナ２の周囲長（Ｌｏ）、第１の無給電素子を構成する
筒状金属体３の軸長（Ｌｋ）、および第２の無給電素子
を構成する４個の短冊状の金属薄板７の軸長（Ｌｐ）
は、下記（１）式を満足する必要がある。
【００１９】
【数１】 Ｌｏ＝λｏ×（０．６〜１） Ｌｋ＝（λｏ／２）×（０．６〜１） Ｌｐ＝（λｏ／２）×（０．６〜１） ・・・・・・・・・・ （１） ここで、λｏは環状スロットアンテナ２の設計中心周波
数における自由空間波長である。なお、環状スロットア
ンテナ２のスロット幅は、特に限定されないが、数ミリ
程度が望ましい。また、筒状金属体３と、４個の短冊状
の金属薄板７との間隔（ｈ）は、狭すぎても、また広す
ぎても、所望の帯域幅を得られないので、筒状金属体３
と、４個の短冊状の金属薄板７との間隔（ｈ）は、４個
の短冊状の金属薄板７の大きさに合わせて適宜調整する
必要がある。
数における自由空間波長である。なお、環状スロットア
ンテナ２のスロット幅は、特に限定されないが、数ミリ
程度が望ましい。また、筒状金属体３と、４個の短冊状
の金属薄板７との間隔（ｈ）は、狭すぎても、また広す
ぎても、所望の帯域幅を得られないので、筒状金属体３
と、４個の短冊状の金属薄板７との間隔（ｈ）は、４個
の短冊状の金属薄板７の大きさに合わせて適宜調整する
必要がある。
【００２０】図２は、本実施の形態の無指向性アンテナ
の一例の電界面（Ｅ面）内指向特性を示すグラフであ
り、図３は、本実施の形態の無指向性アンテナの一例の
磁界面（Ｈ面）内指向特性を示すグラフである。この図
３から明らかなように、本実施の形態の無指向性アンテ
ナでは、水平面内指向特性、即ち、磁界面（Ｈ面）内指
向特性において、ほぼ無指向性の指向特性を有してい
る。
の一例の電界面（Ｅ面）内指向特性を示すグラフであ
り、図３は、本実施の形態の無指向性アンテナの一例の
磁界面（Ｈ面）内指向特性を示すグラフである。この図
３から明らかなように、本実施の形態の無指向性アンテ
ナでは、水平面内指向特性、即ち、磁界面（Ｈ面）内指
向特性において、ほぼ無指向性の指向特性を有してい
る。
【００２１】図４は、本実施の形態の無指向性アンテ
ナ、および本発明者により提案されている従来の無指向
性アンテナにおける、整合をとった時の比帯域幅を示す
グラフである。同図において、実線が本実施の形態の無
指向性アンテナの比帯域幅を、破線が本発明者により提
案されている従来の無指向性アンテナの比帯域幅を表し
ている。なお、図４では、筒状金属体３の軸長（Ｌｋ）
を０．３８９λｏ、筒状金属体３の直径（φ）を０．１
１２λｏ、４個の短冊状の金属薄板７の軸長（Ｌｐ）を
０．３８３λｏ、４個の短冊状の金属薄板７の幅（Ｗ）
を０．０６５λｏ、筒状金属体３と４個の短冊状の金属
薄板７との間隔（ｈ）を０．０５９λｏとした場合の比
帯域幅を示している。また、比帯域幅は、反射減衰量
（ｄＢ）特性において、入力電圧定在比（ＶＳＷＲ）が
１．５以下となる帯域幅の比帯域幅を表している。
ナ、および本発明者により提案されている従来の無指向
性アンテナにおける、整合をとった時の比帯域幅を示す
グラフである。同図において、実線が本実施の形態の無
指向性アンテナの比帯域幅を、破線が本発明者により提
案されている従来の無指向性アンテナの比帯域幅を表し
ている。なお、図４では、筒状金属体３の軸長（Ｌｋ）
を０．３８９λｏ、筒状金属体３の直径（φ）を０．１
１２λｏ、４個の短冊状の金属薄板７の軸長（Ｌｐ）を
０．３８３λｏ、４個の短冊状の金属薄板７の幅（Ｗ）
を０．０６５λｏ、筒状金属体３と４個の短冊状の金属
薄板７との間隔（ｈ）を０．０５９λｏとした場合の比
帯域幅を示している。また、比帯域幅は、反射減衰量
（ｄＢ）特性において、入力電圧定在比（ＶＳＷＲ）が
１．５以下となる帯域幅の比帯域幅を表している。
【００２２】図４から明らかなように、本発明者により
提案されている従来の無指向性アンテナの比帯域幅は約
１２％であるのに対して、本実施の形態の無指向性アン
テナの比帯域幅は約２５％であり、本実施の形態の無指
向性アンテナは、本発明者により提案されている従来の
無指向性アンテナより大きな帯域幅を有している。
提案されている従来の無指向性アンテナの比帯域幅は約
１２％であるのに対して、本実施の形態の無指向性アン
テナの比帯域幅は約２５％であり、本実施の形態の無指
向性アンテナは、本発明者により提案されている従来の
無指向性アンテナより大きな帯域幅を有している。
【００２３】なお、本実施の形態では、前記図１０、図
１１に示す無指向性アンテナと同様、環状スロットアン
テナ（図１０、図１１の２）を、誘電体基板１の長手方
向の中心線から左側の位置に設け、また、給電端子６
を、誘電体基板１の長手方向の中心線から右側の位置に
設け、この給電端子６と環状スロットアンテナの給電点
までの間を、折り曲げられたマイクロストリップ線路４
で接続している。これは、後述するように、本実施の形
態の無指向性アンテナを垂直方向に複数個多段に配置
し、誘電体基板に並列分配給電回路を設ける場合を想定
しており、本実施の形態の無指向性アンテナを１段のみ
設ける場合には、給電端子６を、誘電体基板１の長手方
向の中心線から左側の位置に設け、給電端子６と環状ス
ロットアンテナの給電点までの間を直線状のマイクロス
トリップ線路４で接続するようにしてもよい。この場合
に、環状スロットアンテナ、および給電端子６を、誘電
体基板１の長手方向の中心線上に設けるようにしてもよ
いことは言うまでもない。さらに、長方形の環状スロッ
トアンテナは、長円形の環状スロットアンテナであって
もよい。
１１に示す無指向性アンテナと同様、環状スロットアン
テナ（図１０、図１１の２）を、誘電体基板１の長手方
向の中心線から左側の位置に設け、また、給電端子６
を、誘電体基板１の長手方向の中心線から右側の位置に
設け、この給電端子６と環状スロットアンテナの給電点
までの間を、折り曲げられたマイクロストリップ線路４
で接続している。これは、後述するように、本実施の形
態の無指向性アンテナを垂直方向に複数個多段に配置
し、誘電体基板に並列分配給電回路を設ける場合を想定
しており、本実施の形態の無指向性アンテナを１段のみ
設ける場合には、給電端子６を、誘電体基板１の長手方
向の中心線から左側の位置に設け、給電端子６と環状ス
ロットアンテナの給電点までの間を直線状のマイクロス
トリップ線路４で接続するようにしてもよい。この場合
に、環状スロットアンテナ、および給電端子６を、誘電
体基板１の長手方向の中心線上に設けるようにしてもよ
いことは言うまでもない。さらに、長方形の環状スロッ
トアンテナは、長円形の環状スロットアンテナであって
もよい。
【００２４】［実施の形態２］図５は、本発明の実施の
形態２の無指向性アンテナの構成を示す斜視図である。
本実施の形態の無指向性アンテナは、第２の無給電素子
として、２個の短冊状の金属薄板を使用した点で前記実
施の形態１の無指向性アンテナと相違する。本実施の形
態においても、筒状金属体３と、２個の短冊状の金属薄
板７との間隔（ｈ）を、２個の短冊状の金属薄板７の大
きさに合わせて適宜調整することにより、その比帯域幅
を、本発明者により提案されている従来の無指向性アン
テナより大きくすることができる。なお、本実施の形態
の無指向性アンテナにおいても、第２の無給電素子を構
成する２個の短冊状の金属薄板７の軸長（Ｌｐ）は、前
記（１）式を満足する必要がある。また、前記実施の形
態および本実施の形態において、短冊状の金属薄板７に
代えて、金属棒を使用することも可能である。
形態２の無指向性アンテナの構成を示す斜視図である。
本実施の形態の無指向性アンテナは、第２の無給電素子
として、２個の短冊状の金属薄板を使用した点で前記実
施の形態１の無指向性アンテナと相違する。本実施の形
態においても、筒状金属体３と、２個の短冊状の金属薄
板７との間隔（ｈ）を、２個の短冊状の金属薄板７の大
きさに合わせて適宜調整することにより、その比帯域幅
を、本発明者により提案されている従来の無指向性アン
テナより大きくすることができる。なお、本実施の形態
の無指向性アンテナにおいても、第２の無給電素子を構
成する２個の短冊状の金属薄板７の軸長（Ｌｐ）は、前
記（１）式を満足する必要がある。また、前記実施の形
態および本実施の形態において、短冊状の金属薄板７に
代えて、金属棒を使用することも可能である。
【００２５】［実施の形態３］図６は、本発明の実施の
形態３の無指向性アンテナの構成を示す斜視図である。
本実施の形態の無指向性アンテナは、第２の無給電素子
として、第２の筒状金属体１７を使用した点で前記実施
の形態１の無指向性アンテナと相違する。本実施の形態
においても、筒状金属体３と筒状金属体１７との間隔
（ｈ）を、筒状金属体１７の大きさに合わせて適宜調整
することにより、その比帯域幅を、本発明者により提案
されている従来の無指向性アンテナより大きくすること
ができる。なお、本実施の形態の無指向性アンテナにお
いても、第２の無給電素子を構成する筒状金属体１７の
軸長（Ｌｐ）は、前記（１）式を満足する必要がある。
なお、本実施の形態において、第２の筒状金属体１７に
代えて、格子を打ち抜いた金属板を使用することも可能
である。
形態３の無指向性アンテナの構成を示す斜視図である。
本実施の形態の無指向性アンテナは、第２の無給電素子
として、第２の筒状金属体１７を使用した点で前記実施
の形態１の無指向性アンテナと相違する。本実施の形態
においても、筒状金属体３と筒状金属体１７との間隔
（ｈ）を、筒状金属体１７の大きさに合わせて適宜調整
することにより、その比帯域幅を、本発明者により提案
されている従来の無指向性アンテナより大きくすること
ができる。なお、本実施の形態の無指向性アンテナにお
いても、第２の無給電素子を構成する筒状金属体１７の
軸長（Ｌｐ）は、前記（１）式を満足する必要がある。
なお、本実施の形態において、第２の筒状金属体１７に
代えて、格子を打ち抜いた金属板を使用することも可能
である。
【００２６】［実施の形態４］図７は、本発明の実施の
形態４のアレイアンテナの構成を示す斜視図である。同
図において、２１は共通の誘電体基板、２３ａ〜２３ｄ
は第１の無給電素子を構成する第１の筒状金属体、２４
はマイクロストリップ線路、２６は給電端子、２７ａ〜
２７ｄはそれぞれ第２の無給電素子を構成する４個の短
冊状の金属薄板である。本実施の形態のアレイアンテナ
は、前記実施の形態１の無指向性アンテナを垂直方向に
複数個多段に（図７では４段）に配設し、同一の給電端
子２６より分岐・励振するようにしたものである。ここ
で、共通の誘電体基板２１には、筒状金属体（２３ａ〜
２３ｄ）に対応して、一次放射素子を構成する４個の環
状スロットアンテナ（図示せず）と給電回路が構成され
ていることは言うまでもない。また、本実施の形態のア
レイアンテナにおいて、環状スロットアンテナの周囲長
は、放射波の波長（λｏ）よりやや短く、また、筒状金
属体（２３ａ〜２３ｄ）の軸長、および４個の短冊状の
金属薄板（２７ａ〜２７ｄ）は、放射波の半波長（λｏ
／２）よりもやや短くされる。
形態４のアレイアンテナの構成を示す斜視図である。同
図において、２１は共通の誘電体基板、２３ａ〜２３ｄ
は第１の無給電素子を構成する第１の筒状金属体、２４
はマイクロストリップ線路、２６は給電端子、２７ａ〜
２７ｄはそれぞれ第２の無給電素子を構成する４個の短
冊状の金属薄板である。本実施の形態のアレイアンテナ
は、前記実施の形態１の無指向性アンテナを垂直方向に
複数個多段に（図７では４段）に配設し、同一の給電端
子２６より分岐・励振するようにしたものである。ここ
で、共通の誘電体基板２１には、筒状金属体（２３ａ〜
２３ｄ）に対応して、一次放射素子を構成する４個の環
状スロットアンテナ（図示せず）と給電回路が構成され
ていることは言うまでもない。また、本実施の形態のア
レイアンテナにおいて、環状スロットアンテナの周囲長
は、放射波の波長（λｏ）よりやや短く、また、筒状金
属体（２３ａ〜２３ｄ）の軸長、および４個の短冊状の
金属薄板（２７ａ〜２７ｄ）は、放射波の半波長（λｏ
／２）よりもやや短くされる。
【００２７】図８は、本実施の形態のアレイアンテナの
一例の電界面（Ｅ面）内指向特性を示すグラフであり、
図９は、本実施の形態のアレイアンテナの一例の磁界面
（Ｈ面）内指向特性を示すグラフである。この図９から
明らかなように、本実施の形態のアレイアンテナでは、
水平面内指向特性、即ち、磁界面（Ｈ面）内指向特性に
おいて、ほぼ無指向性の指向特性を有している。
一例の電界面（Ｅ面）内指向特性を示すグラフであり、
図９は、本実施の形態のアレイアンテナの一例の磁界面
（Ｈ面）内指向特性を示すグラフである。この図９から
明らかなように、本実施の形態のアレイアンテナでは、
水平面内指向特性、即ち、磁界面（Ｈ面）内指向特性に
おいて、ほぼ無指向性の指向特性を有している。
【００２８】前記各実施の形態の無指向性アンテナは、
筒状金属体（２３ａ〜２３ｄ）の直径対波長比が比較的
大きい領域での使用に適しており、本実施の形態のアレ
イアンテナでは、その直径を大きくすることができるの
で、アレイアンテナの耐風性能を向上させることがで
き、また、アレイアンテナの内部に給電ケーブルを施設
することが可能となる。なお、前記各実施の形態におい
ては、一次放射素子として環状スロットアンテナを使用
したが、本発明はこれに限定されるものではなく、一次
放射素子として図１２に示すパッチアンテナを使用する
ことも可能である。同図において、３１は誘電体基板、
３２は一次放射素子を構成するパッチアンテナ、３３は
無給電素子を構成する筒状金属体、３４はマイクロスト
リップ線路、３６は給電端子である。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。
筒状金属体（２３ａ〜２３ｄ）の直径対波長比が比較的
大きい領域での使用に適しており、本実施の形態のアレ
イアンテナでは、その直径を大きくすることができるの
で、アレイアンテナの耐風性能を向上させることがで
き、また、アレイアンテナの内部に給電ケーブルを施設
することが可能となる。なお、前記各実施の形態におい
ては、一次放射素子として環状スロットアンテナを使用
したが、本発明はこれに限定されるものではなく、一次
放射素子として図１２に示すパッチアンテナを使用する
ことも可能である。同図において、３１は誘電体基板、
３２は一次放射素子を構成するパッチアンテナ、３３は
無給電素子を構成する筒状金属体、３４はマイクロスト
リップ線路、３６は給電端子である。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。
【００２９】
【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。
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。
【００３０】本発明によれば、例えば、水平面内で無指
向性パターンを呈する無指向性アンテナの帯域幅を、従
来よりも大きくすることが可能となる。
向性パターンを呈する無指向性アンテナの帯域幅を、従
来よりも大きくすることが可能となる。
【図１】本発明の実施の形態１の無指向性アンテナの構
成を示す斜視図である。
成を示す斜視図である。
【図２】本実施の形態１の無指向性アンテナの一例の電
界面（Ｅ面）内指向特性を示すグラフである。
界面（Ｅ面）内指向特性を示すグラフである。
【図３】本実施の形態１の無指向性アンテナの一例の磁
界面（Ｈ面）内指向特性を示すグラフである。
界面（Ｈ面）内指向特性を示すグラフである。
【図４】本実施の形態１の無指向性アンテナ、および本
発明者により提案されている従来の無指向性アンテナに
おける、整合をとった時の比帯域幅を示すグラフであ
る。
発明者により提案されている従来の無指向性アンテナに
おける、整合をとった時の比帯域幅を示すグラフであ
る。
【図５】本発明の実施の形態２の無指向性アンテナの構
成を示す斜視図である。
成を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態３の無指向性アンテナの構
成を示す斜視図である。
成を示す斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態４の無指向性アンテナの構
成を示す斜視図である。
成を示す斜視図である。
【図８】本実施の形態４の無指向性アンテナの一例の電
界面（Ｅ面）内指向特性を示すグラフである。
界面（Ｅ面）内指向特性を示すグラフである。
【図９】本実施の形態４の無指向性アンテナの一例の磁
界面（Ｈ面）内指向特性を示すグラフである。
界面（Ｈ面）内指向特性を示すグラフである。
【図１０】本発明者により提案されている従来の無指向
性アンテナの構成を示す斜視図である。
性アンテナの構成を示す斜視図である。
【図１１】図１０に示す誘電体基板の構成を示す図であ
り、同図（ａ）はその平面図を、同図（ｂ）は、同図
（ａ）に示すＡ−Ａ’線で切断した断面を示す断面図で
ある。
り、同図（ａ）はその平面図を、同図（ｂ）は、同図
（ａ）に示すＡ−Ａ’線で切断した断面を示す断面図で
ある。
【図１２】本発明の各実施の形態に使用可能な一次放射
素子の他の例を示す図である。
素子の他の例を示す図である。
１，２１，３１…誘電体基板、２…環状スロットアンテ
ナ、３，１７，２３ａ〜２３ｄ，３３…筒状金属体、
４，２４，３４…マイクロストリップ線路、５，５ａ，
５ｂ…導電膜、６，２６，３６…給電端子、７，２７ａ
〜２７ｄ…短冊状の金属薄板、３２…パッチアンテナ。
ナ、３，１７，２３ａ〜２３ｄ，３３…筒状金属体、
４，２４，３４…マイクロストリップ線路、５，５ａ，
５ｂ…導電膜、６，２６，３６…給電端子、７，２７ａ
〜２７ｄ…短冊状の金属薄板、３２…パッチアンテナ。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年８月１８日（１９９９．８．１
８）
８）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１１】即ち、本発明は、アンテナから放射される
放射波の中心周波数の波長より幅の狭い誘電体基板上に
形成された一次放射素子と、前記一次放射素子の周囲に
前記一次放射素子を覆うように設けられ、その軸長が放
射波の中心周波数の半波長と同一、または放射波の中心
周波数の半波長よりもやや短い第１の筒状金属体からな
る第１の無給電素子とを備える無指向性アンテナにおい
て、前記第１の無給電素子の周囲に第２の無給電素子を
設けたことを特徴とする。
放射波の中心周波数の波長より幅の狭い誘電体基板上に
形成された一次放射素子と、前記一次放射素子の周囲に
前記一次放射素子を覆うように設けられ、その軸長が放
射波の中心周波数の半波長と同一、または放射波の中心
周波数の半波長よりもやや短い第１の筒状金属体からな
る第１の無給電素子とを備える無指向性アンテナにおい
て、前記第１の無給電素子の周囲に第２の無給電素子を
設けたことを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１２】また、本発明は、前記第２の無給電素子
が、前記第１の無給電素子の周囲に設けられる２枚以上
の短冊状の金属薄板で構成され、当該２枚以上の短冊状
の金属薄板は、長辺が放射波の中心周波数の半波長と同
一、または放射波の中心周波数の半波長よりもやや短い
ことを特徴とする。
が、前記第１の無給電素子の周囲に設けられる２枚以上
の短冊状の金属薄板で構成され、当該２枚以上の短冊状
の金属薄板は、長辺が放射波の中心周波数の半波長と同
一、または放射波の中心周波数の半波長よりもやや短い
ことを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１３】また、本発明は、前記第２の無給電素子
が、前記第１の無給電素子の周囲に前記第１の無給電素
子を覆うように設けられる第２の筒状金属体で構成さ
れ、当該第２の筒状金属体は、その軸長が放射波の中心
周波数の半波長と同一、または放射波の中心周波数の半
波長よりもやや短いことを特徴とする。
が、前記第１の無給電素子の周囲に前記第１の無給電素
子を覆うように設けられる第２の筒状金属体で構成さ
れ、当該第２の筒状金属体は、その軸長が放射波の中心
周波数の半波長と同一、または放射波の中心周波数の半
波長よりもやや短いことを特徴とする。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5J020 AA03 BA02 BA04 BA08 BC12 BC13 DA01 DA04 5J021 AA01 AA05 AA07 AB05 AB06 BA01 CA03 DB03 GA07 GA08 HA05 HA10 JA02 5J045 AA02 DA06 DA10 EA07 FA01 GA03 HA02 LA01 MA04 NA01 5J046 AA04 AB02 AB08 AB13 TA05
Claims (4)
- 【請求項１】 アンテナから放射される放射波の波長よ
り幅の狭い誘電体基板上に形成された一次放射素子と、 前記一次放射素子の周囲に、その軸長が放射波の半波長
と同一、または放射波の半波長よりもやや短い第１の筒
状金属体からなる第１の無給電素子とを備える無指向性
アンテナにおいて、 前記第１の無給電素子の周囲に第２の無給電素子を備え
ることを特徴とする無指向性アンテナ。 - 【請求項２】 前記第２の無給電素子は、前記第１の無
給電素子の周囲に配置される２枚以上の短冊状の金属薄
板で構成され、 当該２枚以上の短冊状の金属薄板は、長辺が放射波の半
波長と同一、または放射波の半波長よりもやや短いこと
を特徴とする請求項１に記載の無指向性アンテナ。 - 【請求項３】 第２の無給電素子は、前記第１の無給電
素子の周囲に配置される第２の筒状金属体で構成され、 当該第２の筒状金属体は、その軸長が放射波の半波長と
同一、または放射波の半波長よりもやや短いことを特徴
とする請求項１に記載の無指向性アンテナ。 - 【請求項４】 請求項１ないし請求項３に記載の無指向
性アンテナを垂直方向に複数個多段に配置し、同一の給
電点より分岐・励振することを特徴とするアレイアンテ
ナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10217159A JP2000049528A (ja) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | 無指向性アンテナおよびアレイアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10217159A JP2000049528A (ja) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | 無指向性アンテナおよびアレイアンテナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000049528A true JP2000049528A (ja) | 2000-02-18 |
Family
ID=16699789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10217159A Pending JP2000049528A (ja) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | 無指向性アンテナおよびアレイアンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000049528A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004289473A (ja) * | 2003-03-20 | 2004-10-14 | Hitachi Cable Ltd | 基板型アンテナ |
| JP2008306566A (ja) * | 2007-06-08 | 2008-12-18 | Mitsubishi Electric Corp | アンテナ装置 |
| JP2012049864A (ja) * | 2010-08-27 | 2012-03-08 | Denki Kogyo Co Ltd | 無指向性アンテナ |
| JP2012049865A (ja) * | 2010-08-27 | 2012-03-08 | Denki Kogyo Co Ltd | 無指向性アンテナ装置及びアレーアンテナ装置 |
-
1998
- 1998-07-31 JP JP10217159A patent/JP2000049528A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004289473A (ja) * | 2003-03-20 | 2004-10-14 | Hitachi Cable Ltd | 基板型アンテナ |
| JP2008306566A (ja) * | 2007-06-08 | 2008-12-18 | Mitsubishi Electric Corp | アンテナ装置 |
| JP2012049864A (ja) * | 2010-08-27 | 2012-03-08 | Denki Kogyo Co Ltd | 無指向性アンテナ |
| JP2012049865A (ja) * | 2010-08-27 | 2012-03-08 | Denki Kogyo Co Ltd | 無指向性アンテナ装置及びアレーアンテナ装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20001114 |