JP2000252739A - アンテナ装置 - Google Patents
アンテナ装置Info
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- JP2000252739A JP2000252739A JP11053812A JP5381299A JP2000252739A JP 2000252739 A JP2000252739 A JP 2000252739A JP 11053812 A JP11053812 A JP 11053812A JP 5381299 A JP5381299 A JP 5381299A JP 2000252739 A JP2000252739 A JP 2000252739A
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- JP
- Japan
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- antenna
- antenna device
- reception
- circularly polarized
- ground conductor
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Abstract
(57)【要約】
【課題】体積や重量、コストを増大させることなく、所
望の仰角範囲に渡って受信利得を稼ぐことの可能なアン
テナ装置を提供する。 【解決手段】固定治具８内に、円偏波発生給電回路１２
とＬＮＡ１３とを設ける。また固定治具８の外に、平面
アンテナ１０と、直径Ｄなる地導体板１１を設け、誘電
体基板９ａで平面アンテナ１０と地導体板１１とを、誘
電体基板９ｂで地導体板１１と固定治具８とをそれぞれ
絶縁し、固定する。さらに、これらをレドーム６で覆
い、レドーム６の底部に設けた磁石７により自動車に取
り付けられるようにした。そして、平面アンテナ１０を
ＴＭ２１モードで動作させてコニカルビームを生じさせ
ると共に、地導体板１１の直径Ｄを８０〜１００ｍｍ程
度とすることで、衛星方向から水平方向にわたって十分
な受信利得を得られるようにした。
望の仰角範囲に渡って受信利得を稼ぐことの可能なアン
テナ装置を提供する。 【解決手段】固定治具８内に、円偏波発生給電回路１２
とＬＮＡ１３とを設ける。また固定治具８の外に、平面
アンテナ１０と、直径Ｄなる地導体板１１を設け、誘電
体基板９ａで平面アンテナ１０と地導体板１１とを、誘
電体基板９ｂで地導体板１１と固定治具８とをそれぞれ
絶縁し、固定する。さらに、これらをレドーム６で覆
い、レドーム６の底部に設けた磁石７により自動車に取
り付けられるようにした。そして、平面アンテナ１０を
ＴＭ２１モードで動作させてコニカルビームを生じさせ
ると共に、地導体板１１の直径Ｄを８０〜１００ｍｍ程
度とすることで、衛星方向から水平方向にわたって十分
な受信利得を得られるようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばＭＳＢ（Mo
bile Satellite Broadcast）システムなどで用いられる
アンテナ装置に関する。
bile Satellite Broadcast）システムなどで用いられる
アンテナ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の通信需要の増大に伴い、通信、放
送分野の発展が著しい。最近では、地上側設備のみで完
結する従来のシステムだけでなく、人工衛星（以下、衛
星と称する）を利用した移動体向け放送システムが実用
化されつつある。
送分野の発展が著しい。最近では、地上側設備のみで完
結する従来のシステムだけでなく、人工衛星（以下、衛
星と称する）を利用した移動体向け放送システムが実用
化されつつある。
【０００３】この種のシステムでは、衛星からの電波
を、移動体側にて常時良好に受信できることが重要であ
る。ところが、大都市圏などでは林立する高層ビルなど
が障害となり、衛星からの電波を直接に受信できない場
合が多い。そこで、衛星への見通しの良い地点に再送局
を設置し、衛星からの電波をこの再送局により地上エリ
アに再放送することで、移動体での受信状態を常時確保
できるようにしたシステムが考えられている。
を、移動体側にて常時良好に受信できることが重要であ
る。ところが、大都市圏などでは林立する高層ビルなど
が障害となり、衛星からの電波を直接に受信できない場
合が多い。そこで、衛星への見通しの良い地点に再送局
を設置し、衛星からの電波をこの再送局により地上エリ
アに再放送することで、移動体での受信状態を常時確保
できるようにしたシステムが考えられている。
【０００４】ところで、このようなシステムでは、ある
程度の仰角を持って到来する衛星からの電波と、ほぼ水
平方向から到来する再送局からの電波とを、所望の利得
で受信できることが必要である。そのため、特に受信ア
ンテナの設計に配慮しなくてはならない。例えば日本で
は、衛星は天頂を０°として３５°〜６０°の範囲に位
置しており、この方向からの電波を約２．５ｄＢｉ以上
で受信できることが要求される。また、再送局からほぼ
水平方向で到来する電波を約０ｄＢｉ程度で受信できる
ことが要求される。
程度の仰角を持って到来する衛星からの電波と、ほぼ水
平方向から到来する再送局からの電波とを、所望の利得
で受信できることが必要である。そのため、特に受信ア
ンテナの設計に配慮しなくてはならない。例えば日本で
は、衛星は天頂を０°として３５°〜６０°の範囲に位
置しており、この方向からの電波を約２．５ｄＢｉ以上
で受信できることが要求される。また、再送局からほぼ
水平方向で到来する電波を約０ｄＢｉ程度で受信できる
ことが要求される。
【０００５】ところが、従来から上記システムで使用さ
れていたアンテナは、例えばＧＰＳ（Global Positioni
ng System ）にて使用されるパッチアンテナを流用した
ものが多く、上空から到来する電波の受信に特化してお
り、水平方向の受信利得が低いという不具合があった。
れていたアンテナは、例えばＧＰＳ（Global Positioni
ng System ）にて使用されるパッチアンテナを流用した
ものが多く、上空から到来する電波の受信に特化してお
り、水平方向の受信利得が低いという不具合があった。
【０００６】これに対して、水平方向からの電波を受信
するためのアンテナを別個に設けるという解決策が有る
が、コストの上昇を招くのみならず、アンテナ自体の体
積が大きくなったり、また重量や美観上の不具合が新た
に生じることになる。特に、車両などに搭載されるアン
テナにあっては、このような不具合は是非とも避けた
い。
するためのアンテナを別個に設けるという解決策が有る
が、コストの上昇を招くのみならず、アンテナ自体の体
積が大きくなったり、また重量や美観上の不具合が新た
に生じることになる。特に、車両などに搭載されるアン
テナにあっては、このような不具合は是非とも避けた
い。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように従来
のアンテナ装置は、衛星からの電波の受信に特化したも
のであったので、水平方向の受信利得が低く、これから
の移動通信システムに対応できないという不具合を有し
ていた。また、水平方向の受信利得を稼ぐために専用の
アンテナが必要となり、体積や重量、コストの増大が避
けられないという不具合があった。
のアンテナ装置は、衛星からの電波の受信に特化したも
のであったので、水平方向の受信利得が低く、これから
の移動通信システムに対応できないという不具合を有し
ていた。また、水平方向の受信利得を稼ぐために専用の
アンテナが必要となり、体積や重量、コストの増大が避
けられないという不具合があった。
【０００８】本発明は上記事情によりなされたもので、
その目的は、体積や重量、コストを増大させることな
く、所望の仰角範囲に渡って受信利得を稼ぐことの可能
なアンテナ装置を提供することにある。
その目的は、体積や重量、コストを増大させることな
く、所望の仰角範囲に渡って受信利得を稼ぐことの可能
なアンテナ装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、基台部上面に円偏波受信アンテナ部が載置
され、前記基台部内に前記円偏波受信アンテナ部を給電
する給電部が収容されてなるアンテナ装置にあって、前
記円偏波受信アンテナ部を、受信波長の０．７〜０．９
倍の面積を有する地導体板上に第１の誘電体層を介して
円偏波による電波に励振する励振片を形成し、当該地導
体板を第２の誘電体層を介して前記基台部上面に取り付
けるようにするものとし、前記給電部を、前記基台部の
収容内部から前記円偏波受信アンテナ部に至る給電線路
を介して前記励振片への給電を行うものとしたことを特
徴とする。
に本発明は、基台部上面に円偏波受信アンテナ部が載置
され、前記基台部内に前記円偏波受信アンテナ部を給電
する給電部が収容されてなるアンテナ装置にあって、前
記円偏波受信アンテナ部を、受信波長の０．７〜０．９
倍の面積を有する地導体板上に第１の誘電体層を介して
円偏波による電波に励振する励振片を形成し、当該地導
体板を第２の誘電体層を介して前記基台部上面に取り付
けるようにするものとし、前記給電部を、前記基台部の
収容内部から前記円偏波受信アンテナ部に至る給電線路
を介して前記励振片への給電を行うものとしたことを特
徴とする。
【００１０】また本発明では、上記励振片を少なくとも
ＴＭ２１モード以上の高次モードで給電するようにして
いる。
ＴＭ２１モード以上の高次モードで給電するようにして
いる。
【００１１】この構成によれば、励振片の利得パターン
はコニカルビームとなる。すなわち、水平から衛星の存
在する角度を含む、幅広い角度範囲にわたって利得を有
するビームパターンが形成される。このパターンの形状
は、地導体板のサイズにより大きく変動するが、実験結
果により、地導体板の大きさを受信波長の０．７〜０．
９倍としたときに最も良好なパターンを得られることが
判っている。
はコニカルビームとなる。すなわち、水平から衛星の存
在する角度を含む、幅広い角度範囲にわたって利得を有
するビームパターンが形成される。このパターンの形状
は、地導体板のサイズにより大きく変動するが、実験結
果により、地導体板の大きさを受信波長の０．７〜０．
９倍としたときに最も良好なパターンを得られることが
判っている。
【００１２】このため、開口を有するアンテナ部分とし
ては単体の励振片のみで、衛星方向および水平方向から
到来する電波を受信することが可能となる。したがっ
て、サイズの縮小を図ることが可能となる。
ては単体の励振片のみで、衛星方向および水平方向から
到来する電波を受信することが可能となる。したがっ
て、サイズの縮小を図ることが可能となる。
【００１３】また別の本発明は、基台部上面に円偏波受
信アンテナ部が載置され、前記基台部内に前記アンテナ
部を給電する給電部が収容されてなるアンテナ装置であ
って、前記円偏波受信アンテナ部を、前記円偏波による
電波により励振される、２線巻きまたは４線巻きで、か
つ巻き数が０．５〜１．５ターンのヘリカル励振部材を
備え、このヘリカル励振部材を前記基台部上面に取り付
けたものとし、前記給電部を、前記基台部の収容内部か
ら円偏波受信アンテナ部のヘリカル励振部材に給電線路
を介して給電するものとしたことを特徴とする。
信アンテナ部が載置され、前記基台部内に前記アンテナ
部を給電する給電部が収容されてなるアンテナ装置であ
って、前記円偏波受信アンテナ部を、前記円偏波による
電波により励振される、２線巻きまたは４線巻きで、か
つ巻き数が０．５〜１．５ターンのヘリカル励振部材を
備え、このヘリカル励振部材を前記基台部上面に取り付
けたものとし、前記給電部を、前記基台部の収容内部か
ら円偏波受信アンテナ部のヘリカル励振部材に給電線路
を介して給電するものとしたことを特徴とする。
【００１４】この構成によっても、ヘリカルの巻き数を
ほぼ１ターンとしていることから、ヘリカルアンテナの
利得パターンはコニカルビームとなる。したがって、衛
星方向および水平方向から到来する電波を共に、単体の
ヘリカルアンテナにより受信することが可能となる。
ほぼ１ターンとしていることから、ヘリカルアンテナの
利得パターンはコニカルビームとなる。したがって、衛
星方向および水平方向から到来する電波を共に、単体の
ヘリカルアンテナにより受信することが可能となる。
【００１５】また別の本発明は、上記第１の発明に係わ
るアンテナ装置を複数備え、これらのアンテナ装置のそ
れぞれで受信された受信信号が与えられ、これらの受信
信号のうち受信レベルの最も高い信号を実時間で選択出
力するダイバーシチ手段を具備することを特徴とする。
るアンテナ装置を複数備え、これらのアンテナ装置のそ
れぞれで受信された受信信号が与えられ、これらの受信
信号のうち受信レベルの最も高い信号を実時間で選択出
力するダイバーシチ手段を具備することを特徴とする。
【００１６】また別の本発明は、上記第２の発明に係わ
るアンテナ装置を複数備え、これらのアンテナ装置のそ
れぞれで受信された受信信号が与えられ、これらの受信
信号のうち受信レベルの最も高い信号を実時間で選択出
力するダイバーシチ手段を具備することを特徴とする。
るアンテナ装置を複数備え、これらのアンテナ装置のそ
れぞれで受信された受信信号が与えられ、これらの受信
信号のうち受信レベルの最も高い信号を実時間で選択出
力するダイバーシチ手段を具備することを特徴とする。
【００１７】また別の本発明は、上記第１の発明に係わ
るアンテナ装置と、上記第２の発明に係わるアンテナ装
置とをそれぞれ１以上備え、これらのアンテナ装置のそ
れぞれで受信された受信信号が与えられ、これらの受信
信号のうち受信レベルの最も高い信号を実時間で選択出
力するダイバーシチ手段を具備することを特徴とする。
るアンテナ装置と、上記第２の発明に係わるアンテナ装
置とをそれぞれ１以上備え、これらのアンテナ装置のそ
れぞれで受信された受信信号が与えられ、これらの受信
信号のうち受信レベルの最も高い信号を実時間で選択出
力するダイバーシチ手段を具備することを特徴とする。
【００１８】このような手段を講じることにより、複数
のアンテナ装置からの受信信号のそれぞれにつき空間ダ
イバーシチが施され、後段の例えば受信処理装置は、受
信レベルの最も高い信号を常に取得できることになる。
よって、特に市街地走行時などのようにフェージングや
マルチパスなどの障害が多い場合にも、良好な受信特性
を実現できる。
のアンテナ装置からの受信信号のそれぞれにつき空間ダ
イバーシチが施され、後段の例えば受信処理装置は、受
信レベルの最も高い信号を常に取得できることになる。
よって、特に市街地走行時などのようにフェージングや
マルチパスなどの障害が多い場合にも、良好な受信特性
を実現できる。
【００１９】
【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。 （第１の実施形態）図１に、本発明の実施の形態に係わ
るアンテナ装置が使用されるＭＳＢシステムの構成を示
す。図１において、放送衛星１から送出される電波は、
地上に存在する自動車３および複数の再送局２１〜２ｎ
により受信される。各再送局２１〜２ｎは、受信した電
波に増幅、波形整形などの処理を施したうえでこれを所
定の領域に再放射して、地上にサービスエリアを展開す
る。
施の形態を詳細に説明する。 （第１の実施形態）図１に、本発明の実施の形態に係わ
るアンテナ装置が使用されるＭＳＢシステムの構成を示
す。図１において、放送衛星１から送出される電波は、
地上に存在する自動車３および複数の再送局２１〜２ｎ
により受信される。各再送局２１〜２ｎは、受信した電
波に増幅、波形整形などの処理を施したうえでこれを所
定の領域に再放射して、地上にサービスエリアを展開す
る。
【００２０】自動車３は、放送衛星１への見通しの良い
場所では放送衛星１からの電波を受信可能である。これ
に対して影となる場所では、例えば再送局２ｎにて再送
信された電波を受信して放送衛星１との通信を行うこと
になる。技術的には、放送衛星１からの電波の受信利得
として２．５ｄＢｉ以上、また在圏先再送局からの電波
の受信利得として０ｄＢｉ以上が必要とされる。ここで
自動車３には、本発明に係わるアンテナ装置４が例えば
車体上面に取り付けられている。
場所では放送衛星１からの電波を受信可能である。これ
に対して影となる場所では、例えば再送局２ｎにて再送
信された電波を受信して放送衛星１との通信を行うこと
になる。技術的には、放送衛星１からの電波の受信利得
として２．５ｄＢｉ以上、また在圏先再送局からの電波
の受信利得として０ｄＢｉ以上が必要とされる。ここで
自動車３には、本発明に係わるアンテナ装置４が例えば
車体上面に取り付けられている。
【００２１】図２に、本発明に係わるアンテナ装置４の
構成を示す。このアンテナ装置４は、アンテナ本体５
と、これを覆うレドーム６とを備えており、このうちレ
ドーム６の底部には、自動車３への取り付けのための磁
石７が取り付けられている。
構成を示す。このアンテナ装置４は、アンテナ本体５
と、これを覆うレドーム６とを備えており、このうちレ
ドーム６の底部には、自動車３への取り付けのための磁
石７が取り付けられている。
【００２２】アンテナ本体５は固定治具８を備え、この
固定治具８に２枚の誘電体基板９ａ、９ｂが載置されて
いる。このうち誘電体基板９ａの一方の面に平面アンテ
ナ１０が、他方の面に地導体板１１が形成されている。
すなわち地導体板１１は、２枚の誘電体基板９ａ、９ｂ
に挟まれた状態で設けられており、またこれらの地導体
板１１、誘電体基板９ａ、９ｂはビス１６により固定治
具８に固定されたものとなっている。なお本実施形態で
は、地導体板１１の形状を、直径Ｄの円とする。
固定治具８に２枚の誘電体基板９ａ、９ｂが載置されて
いる。このうち誘電体基板９ａの一方の面に平面アンテ
ナ１０が、他方の面に地導体板１１が形成されている。
すなわち地導体板１１は、２枚の誘電体基板９ａ、９ｂ
に挟まれた状態で設けられており、またこれらの地導体
板１１、誘電体基板９ａ、９ｂはビス１６により固定治
具８に固定されたものとなっている。なお本実施形態で
は、地導体板１１の形状を、直径Ｄの円とする。
【００２３】誘電体基板９ｂの地導体板１１との対向面
には、円偏波発生給電回路１２と低雑音増幅器（Low No
ise Amplifier：以下ＬＮＡと記す）１３とが設けられ
ており、平面アンテナ１０で受信された信号がＬＮＡ１
３にて増幅され、信号ケーブル１４を介して外部に送出
される。円偏波発生給電回路１２は、同軸の給電線路１
５を介して１点、又は２点で平面アンテナ１０への給電
を行い、平面アンテナ１０をＴＭ２１モードまたはＴＭ
３１モードで励振させるものである。
には、円偏波発生給電回路１２と低雑音増幅器（Low No
ise Amplifier：以下ＬＮＡと記す）１３とが設けられ
ており、平面アンテナ１０で受信された信号がＬＮＡ１
３にて増幅され、信号ケーブル１４を介して外部に送出
される。円偏波発生給電回路１２は、同軸の給電線路１
５を介して１点、又は２点で平面アンテナ１０への給電
を行い、平面アンテナ１０をＴＭ２１モードまたはＴＭ
３１モードで励振させるものである。
【００２４】なお、ＭＳＢシステムでは一般に円偏波が
用いられるが、平面アンテナ１０を円偏波で動作させる
ためには、円形パッチアンテナに縮退分離素子を設けて
１点給電するか、または円形パッチアンテナを４５°間
隔の２点で給電するなどの方法が有る。
用いられるが、平面アンテナ１０を円偏波で動作させる
ためには、円形パッチアンテナに縮退分離素子を設けて
１点給電するか、または円形パッチアンテナを４５°間
隔の２点で給電するなどの方法が有る。
【００２５】図３に、異なる励振モードにおける平面ア
ンテナ１０の指向特性を概念的に示す。平面アンテナ１
０をＴＭ１１モードで励振すると、その指向特性は図３
（ａ）に示すように８の字型となる。このため自動車３
の屋根に設置された場合、水平方向からの受信利得が不
足することになり好ましくない。
ンテナ１０の指向特性を概念的に示す。平面アンテナ１
０をＴＭ１１モードで励振すると、その指向特性は図３
（ａ）に示すように８の字型となる。このため自動車３
の屋根に設置された場合、水平方向からの受信利得が不
足することになり好ましくない。
【００２６】一方、平面アンテナ１０をＴＭ２１モード
またはＴＭ３１モードで励振すると、その指向特性はそ
れぞれ図３（ｂ）、図３（ｃ）に示すようになる。すな
わち水平方向の軸比は劣化するものの、その利得レベル
は高くなり、水平から天頂への広い角度範囲に渡り高い
利得を持つコニカルビームが形成される。
またはＴＭ３１モードで励振すると、その指向特性はそ
れぞれ図３（ｂ）、図３（ｃ）に示すようになる。すな
わち水平方向の軸比は劣化するものの、その利得レベル
は高くなり、水平から天頂への広い角度範囲に渡り高い
利得を持つコニカルビームが形成される。
【００２７】なお、固定治具８の高さＨは、円偏波発生
給電回路１２とＬＮＡ１３とを収容できる範囲でなるべ
く低くすることが望ましいが、近年の各デバイスの小型
化により１０〜２０ｍｍなる範囲のサイズを実現するこ
とが可能である。一方、地導体板１１の直径Ｄは、ＭＳ
Ｂシステムで使用される周波数２．６ＧＨｚ（波長１１
５ｍｍ）との関係から、８０〜１００ｍｍ程度に設定さ
れる。
給電回路１２とＬＮＡ１３とを収容できる範囲でなるべ
く低くすることが望ましいが、近年の各デバイスの小型
化により１０〜２０ｍｍなる範囲のサイズを実現するこ
とが可能である。一方、地導体板１１の直径Ｄは、ＭＳ
Ｂシステムで使用される周波数２．６ＧＨｚ（波長１１
５ｍｍ）との関係から、８０〜１００ｍｍ程度に設定さ
れる。
【００２８】図４を参照して、地導体板１１の直径Ｄを
上記の値に設定する理由を説明する。図４は、平面アン
テナ１０をＴＭ２１モードで励振した時の角度に対する
利得特性を、地導体板１１の直径（φ）を変化させてプ
ロットしたグラフである。図４（ａ）には、誘電体基板
９ａ、９ｂの誘電率εｒが１０．５、その厚さｔが１．
０ｍｍである場合と、誘電率εｒ＝１０．２、厚さｔ＝
１．２７ｍｍである場合の二つのケースの計算結果を示
す。
上記の値に設定する理由を説明する。図４は、平面アン
テナ１０をＴＭ２１モードで励振した時の角度に対する
利得特性を、地導体板１１の直径（φ）を変化させてプ
ロットしたグラフである。図４（ａ）には、誘電体基板
９ａ、９ｂの誘電率εｒが１０．５、その厚さｔが１．
０ｍｍである場合と、誘電率εｒ＝１０．２、厚さｔ＝
１．２７ｍｍである場合の二つのケースの計算結果を示
す。
【００２９】一般に、平面アンテナの放射指向性は、誘
電体基板上に形成された地導体板のサイズに大きく依存
する。地導体板のサイズを無限とすると、電波の放射方
向はアンテナ面側のみとなり地導体板面側に放射されな
くなるので、水平方向のアンテナ利得は低くなる。一
方、地導体板のサイズを小さくするにつれ、地導体板面
側に放射されるレベルが大きくなると共に、アンテナ正
面側のレベルが低下することになる。
電体基板上に形成された地導体板のサイズに大きく依存
する。地導体板のサイズを無限とすると、電波の放射方
向はアンテナ面側のみとなり地導体板面側に放射されな
くなるので、水平方向のアンテナ利得は低くなる。一
方、地導体板のサイズを小さくするにつれ、地導体板面
側に放射されるレベルが大きくなると共に、アンテナ正
面側のレベルが低下することになる。
【００３０】図４（ａ）においても、地導体板１１の直
径Ｄを小さくするにつれ、板面側への放射レベルが次第
に大きくなると共に、正面方向のレベルが低下してい
る。また上記図３では、水平方向の軸比は劣化するがそ
の利得レベルが高くなっていることから、地導体板の大
きさに最適な値があることが判る。
径Ｄを小さくするにつれ、板面側への放射レベルが次第
に大きくなると共に、正面方向のレベルが低下してい
る。また上記図３では、水平方向の軸比は劣化するがそ
の利得レベルが高くなっていることから、地導体板の大
きさに最適な値があることが判る。
【００３１】すなわち、図４（ａ）では、地導体板１１
の直径Ｄが８０〜１００ｍｍ程度の範囲において最も良
好な特性が得られているので、この範囲に地導体板１１
の直径Ｄを設定すると良いという結論になる。ちなみ
に、ＭＳＢの使用周波数は２．６ＧＨｚであり、これに
対応する波長は１１５ｍｍ程度となる。上記８０〜１０
０ｍｍなる長さの範囲は、この波長の０．７〜０．９倍
程度に相当する。より一般化すると、「地導体板１１の
直径Ｄを、使用波長の０．７〜０．９倍程度に設定すれ
ば良い」ことが判る。
の直径Ｄが８０〜１００ｍｍ程度の範囲において最も良
好な特性が得られているので、この範囲に地導体板１１
の直径Ｄを設定すると良いという結論になる。ちなみ
に、ＭＳＢの使用周波数は２．６ＧＨｚであり、これに
対応する波長は１１５ｍｍ程度となる。上記８０〜１０
０ｍｍなる長さの範囲は、この波長の０．７〜０．９倍
程度に相当する。より一般化すると、「地導体板１１の
直径Ｄを、使用波長の０．７〜０．９倍程度に設定すれ
ば良い」ことが判る。
【００３２】図４（ｂ）には、誘電率εｒ＝２．６のテ
フロン基板につき、厚さｔを１．０ｍｍまたは３．２ｍ
ｍとし、地導体板１１の直径Ｄを種々変えた計算結果を
示す。これによれば、誘電率εｒ＝２．６、厚さ３．２
ｍｍ、地導体板１１の直径Ｄ＝１００ｍｍのもので、衛
星方向（仰角約４５°）で約５ｄＢｉの利得、水平方向
で約−１ｄＢｉの利得を実現でき、ＭＳＢシステムで要
求される諸元を達成できることが判る。
フロン基板につき、厚さｔを１．０ｍｍまたは３．２ｍ
ｍとし、地導体板１１の直径Ｄを種々変えた計算結果を
示す。これによれば、誘電率εｒ＝２．６、厚さ３．２
ｍｍ、地導体板１１の直径Ｄ＝１００ｍｍのもので、衛
星方向（仰角約４５°）で約５ｄＢｉの利得、水平方向
で約−１ｄＢｉの利得を実現でき、ＭＳＢシステムで要
求される諸元を達成できることが判る。
【００３３】このように本実施形態では、固定治具８内
に、円偏波発生給電回路１２とＬＮＡ１３とを設ける。
また固定治具８の外に、平面アンテナ１０と、直径Ｄな
る地導体板１１を設け、誘電体基板９ａで平面アンテナ
１０と地導体板１１とを、誘電体基板９ｂで地導体板１
１と固定治具８とをそれぞれ絶縁し、固定する。さら
に、これらをレドーム６で覆い、レドーム６の底部に設
けた磁石７により自動車に取り付けられるようにした。
そして、平面アンテナ１０をＴＭ２１モードで動作させ
てコニカルビームを生じさせると共に、利得特性のシミ
ュレーション結果に基づき、地導体板１１の直径Ｄを８
０〜１００ｍｍ程度としている。
に、円偏波発生給電回路１２とＬＮＡ１３とを設ける。
また固定治具８の外に、平面アンテナ１０と、直径Ｄな
る地導体板１１を設け、誘電体基板９ａで平面アンテナ
１０と地導体板１１とを、誘電体基板９ｂで地導体板１
１と固定治具８とをそれぞれ絶縁し、固定する。さら
に、これらをレドーム６で覆い、レドーム６の底部に設
けた磁石７により自動車に取り付けられるようにした。
そして、平面アンテナ１０をＴＭ２１モードで動作させ
てコニカルビームを生じさせると共に、利得特性のシミ
ュレーション結果に基づき、地導体板１１の直径Ｄを８
０〜１００ｍｍ程度としている。
【００３４】このようにすることで、アンテナ部分とし
ては単体の平面アンテナ１０により、衛星方向から水平
方向にわたって十分な受信利得を得ることができるよう
になる。よって、衛星方向用、水平方向用といった二つ
のアンテナを設ける必要が無くなり、装置全体の体積、
重量の削減を図れ、引いてはコストを下げることが可能
となる。
ては単体の平面アンテナ１０により、衛星方向から水平
方向にわたって十分な受信利得を得ることができるよう
になる。よって、衛星方向用、水平方向用といった二つ
のアンテナを設ける必要が無くなり、装置全体の体積、
重量の削減を図れ、引いてはコストを下げることが可能
となる。
【００３５】また、平面アンテナ１０、誘電体基板９
ａ，９ｂ、地導体板１１はせいぜい数ミリ厚で、またそ
れを支える固定治具８も高々数センチの高さしかないの
で、装置全体としての厚みも小さい。よって、自動車３
に搭載する際に空気抵抗が少なく、風圧によって外れた
りせず、また美観上の不具合を生じることも無い。
ａ，９ｂ、地導体板１１はせいぜい数ミリ厚で、またそ
れを支える固定治具８も高々数センチの高さしかないの
で、装置全体としての厚みも小さい。よって、自動車３
に搭載する際に空気抵抗が少なく、風圧によって外れた
りせず、また美観上の不具合を生じることも無い。
【００３６】（第２の実施形態）図６に、本発明の第２
の実施形態に係わるアンテナ装置４０の構成を示す。な
お区別のためアンテナ装置自体の符号を４０とするが、
図２と同一の部分には共通の符号を付して説明する。こ
のアンテナ装置４０は、４線巻きヘリカル２０を主体と
して構成されたもので、各素子２２ａ、２２ｂ、２２
ｃ、２２ｄの巻き数をそれぞれ１ターンとし、各素子２
２ａ〜２２ｄに対して円偏波発生給電回路１２から各９
０°の位相差で給電が行なわれている。なお、ヘリカル
は２線巻きでも良いが、その際には各１８０°の位相差
をもって給電される。
の実施形態に係わるアンテナ装置４０の構成を示す。な
お区別のためアンテナ装置自体の符号を４０とするが、
図２と同一の部分には共通の符号を付して説明する。こ
のアンテナ装置４０は、４線巻きヘリカル２０を主体と
して構成されたもので、各素子２２ａ、２２ｂ、２２
ｃ、２２ｄの巻き数をそれぞれ１ターンとし、各素子２
２ａ〜２２ｄに対して円偏波発生給電回路１２から各９
０°の位相差で給電が行なわれている。なお、ヘリカル
は２線巻きでも良いが、その際には各１８０°の位相差
をもって給電される。
【００３７】上記構成のアンテナ装置４０における放射
指向性は、図４（ｂ）の一点鎖線に示すように、衛星方
向（仰角約４５°）で約５ｄＢｉの利得、水平方向で約
１ｄＢｉの利得を実現できる。このため、特に水平方向
での受信利得をより稼げるようになり、市街地走行に都
合が良い。なお装置自体の形状が上方向に突出したもの
となっているが、ヘリカルアンテナの断面形状が円形で
あるので、走行の際の空気抵抗は非常に小さい。
指向性は、図４（ｂ）の一点鎖線に示すように、衛星方
向（仰角約４５°）で約５ｄＢｉの利得、水平方向で約
１ｄＢｉの利得を実現できる。このため、特に水平方向
での受信利得をより稼げるようになり、市街地走行に都
合が良い。なお装置自体の形状が上方向に突出したもの
となっているが、ヘリカルアンテナの断面形状が円形で
あるので、走行の際の空気抵抗は非常に小さい。
【００３８】（第３の実施形態）図６を参照して、本発
明に係わるアンテナ装置を利用した第３の実施形態を説
明する。この実施形態では、自動車の屋根にアンテナ装
置４を２台取り付け、両方のアンテナ出力を車内のダイ
バーシチ装置３３に導き、受信レベルが高いほうのアン
テナ装置からの出力を選択して受信機３２で受信するよ
うにしている。
明に係わるアンテナ装置を利用した第３の実施形態を説
明する。この実施形態では、自動車の屋根にアンテナ装
置４を２台取り付け、両方のアンテナ出力を車内のダイ
バーシチ装置３３に導き、受信レベルが高いほうのアン
テナ装置からの出力を選択して受信機３２で受信するよ
うにしている。
【００３９】ここで、ダイバーシチ装置３３は、２台の
アンテナ装置４のそれぞれに到来する衛星１からの電
波、および再送局２１〜２ｎのいずれかからの電波のう
ち、信号レベルの最も高いものを選択して受信機３２に
送出する。すなわちアンテナが二つであるにも拘わらず
選択肢は４通り有るので、能力の高い空間ダイバーシチ
を実現できる。この結果、特に市街地走行時に生じる地
上波のフェージングに対する耐力を高めることが可能と
なる。
アンテナ装置４のそれぞれに到来する衛星１からの電
波、および再送局２１〜２ｎのいずれかからの電波のう
ち、信号レベルの最も高いものを選択して受信機３２に
送出する。すなわちアンテナが二つであるにも拘わらず
選択肢は４通り有るので、能力の高い空間ダイバーシチ
を実現できる。この結果、特に市街地走行時に生じる地
上波のフェージングに対する耐力を高めることが可能と
なる。
【００４０】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
るものではなく、例えば地導体板１１の形状は円形に限
らない。また上記第１の実施形態では、ＭＳＢの使用波
長に合わせて地導体板１１の直径Ｄを８０〜１００ｍｍ
程度としたが、他の波長の異なるシステムにおいては、
そのサイズは異なるものとなる。要するに、使用波長に
対して０．７〜０．９倍程度のサイズの地導体板を使用
すれば良い。また第３の実施形態では、アンテナ装置４
同士のペアを用いたが、アンテナ装置４０同士のペアで
も良いし、アンテナ装置４と４０とのペアを用いても良
い。さらには、アンテナ装置の設置数も２つに限らず、
任意の数を設置して良い。また上記各実施形態では、主
に放送業務を対象とするＭＳＢシステムを例に取り、放
送衛星１からの電波を受信する例を示したが、電波の送
信および受信を行う通信衛星からの電波を受信するよう
にしても良い。
るものではなく、例えば地導体板１１の形状は円形に限
らない。また上記第１の実施形態では、ＭＳＢの使用波
長に合わせて地導体板１１の直径Ｄを８０〜１００ｍｍ
程度としたが、他の波長の異なるシステムにおいては、
そのサイズは異なるものとなる。要するに、使用波長に
対して０．７〜０．９倍程度のサイズの地導体板を使用
すれば良い。また第３の実施形態では、アンテナ装置４
同士のペアを用いたが、アンテナ装置４０同士のペアで
も良いし、アンテナ装置４と４０とのペアを用いても良
い。さらには、アンテナ装置の設置数も２つに限らず、
任意の数を設置して良い。また上記各実施形態では、主
に放送業務を対象とするＭＳＢシステムを例に取り、放
送衛星１からの電波を受信する例を示したが、電波の送
信および受信を行う通信衛星からの電波を受信するよう
にしても良い。
【００４１】その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で
種々の変形実施を行うことができる。
種々の変形実施を行うことができる。
【００４２】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、体
積や重量、コストの増大無しに、単体でもって所望の仰
角範囲に渡って受信利得を稼ぐことの可能なアンテナ装
置を実現することができる。また空間ダイバーシチを行
っているので、移動体の移動中においても、シャドーイ
ングやフェージングによる受信信号の劣化を防ぐことが
でき、良好な受信特性を常時保つことが可能となる。
積や重量、コストの増大無しに、単体でもって所望の仰
角範囲に渡って受信利得を稼ぐことの可能なアンテナ装
置を実現することができる。また空間ダイバーシチを行
っているので、移動体の移動中においても、シャドーイ
ングやフェージングによる受信信号の劣化を防ぐことが
でき、良好な受信特性を常時保つことが可能となる。
【図１】 本発明の実施の形態に係わるアンテナ装置が
使用されるＭＳＢシステムの構成を示すシステム図。
使用されるＭＳＢシステムの構成を示すシステム図。
【図２】 本発明の第１の実施形態に係わるアンテナ装
置４の構成を示す横断面図。
置４の構成を示す横断面図。
【図３】 異なる励振モードにおける平面アンテナ１０
の指向特性を示す概念図。
の指向特性を示す概念図。
【図４】 本発明の第１の実施形態において、地導体板
１１の直径Ｄを８０〜１００ｍｍの範囲に設定する理由
を説明するための図。
１１の直径Ｄを８０〜１００ｍｍの範囲に設定する理由
を説明するための図。
【図５】 本発明の第２の実施形態に係わるアンテナ装
置４０の構成を示す横断面図。
置４０の構成を示す横断面図。
【図６】 本発明の第３の実施形態に係わるアンテナ装
置の構成を示すブロック図。
置の構成を示すブロック図。
１…放送衛星 ２１〜２ｎ…再送局 ３…自動車 ４…アンテナ装置 ５…アンテナ本体 ６…レドーム ７…磁石 ８…固定治具 ９ａ，９ｂ…誘電体基板 １０…平面アンテナ １１…地導体板 １２…円偏波発生給電回路 １３…低雑音増幅器（ＬＮＡ） １４…信号ケーブル １５…給電線路 ２０…４線巻きヘリカル ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ…ヘリカルの各素子 ４０…アンテナ装置 ３１…ダイバーシチ装置 ３２…受信装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5J021 AA01 AA09 AB02 AB06 CA03 FA17 FA26 GA08 HA05 HA06 HA07 JA06 JA07 5J045 AA05 AA21 AB05 AB06 BA03 CA04 DA10 HA03 LA01 MA07 5J046 AA04 AA07 AA19 AB10 AB12 AB13 LA07 LA20 PA07 5K059 CC03 DD02 DD16 DD27
Claims (10)
- 【請求項１】 基台部上面に円偏波受信アンテナ部が載
置され、前記基台部内に前記円偏波受信アンテナ部を給
電する給電部が収容されてなるアンテナ装置であって、 前記円偏波受信アンテナ部は、受信波長の０．７〜０．
９倍の面積を有する地導体板上に第１の誘電体層を介し
て円偏波による電波に励振する励振片を形成し、当該地
導体板を第２の誘電体層を介して前記基台部上面に取り
付けるようにし、 前記給電部は、前記基台部の収容内部から前記円偏波受
信アンテナ部に至る給電線路を介して前記励振片への給
電を行うことを特徴とするアンテナ装置。 - 【請求項２】 前記地導体板は、受信波長の０．７〜
０．９倍の直径を有する円形の形状をなすことを特徴と
する請求項１に記載のアンテナ装置。 - 【請求項３】 前記給電部は、少なくともＴＭ２１モー
ド以上の高次モードで前記励振片への給電を行うことを
特徴とする請求項１または２に記載のアンテナ装置。 - 【請求項４】 基台部上面に円偏波受信アンテナ部が載
置され、前記基台部内に前記アンテナ部を給電する給電
部が収容されてなるアンテナ装置であって、 前記円偏波受信アンテナ部は、前記円偏波による電波に
より励振される、２線巻きまたは４線巻きで、かつ巻き
数が０．５〜１．５ターンのヘリカル励振部材を備え、
このヘリカル励振部材を前記基台部上面に取り付けるよ
うにし、 前記給電部は、前記基台部の収容内部から円偏波受信ア
ンテナ部のヘリカル励振部材に給電線路を介して給電す
ることを特徴とするアンテナ装置。 - 【請求項５】 さらに、前記基台部内部に、前記給電部
を介して前記アンテナ部から送出される受信信号を増幅
する低雑音増幅器を収容してなることを特徴とする請求
項１または４に記載のアンテナ装置。 - 【請求項６】 さらに、少なくとも前記アンテナ部を覆
うレドームを備えることを特徴とする請求項１または４
に記載のアンテナ装置。 - 【請求項７】 さらに、自装置を被搭載移動体に固定す
る固定手段を備えることを特徴とする請求項１または４
に記載のアンテナ装置。 - 【請求項８】 請求項１に記載のアンテナ装置を複数備
え、 これらのアンテナ装置のそれぞれで受信された受信信号
が与えられ、これらの受信信号のうち受信レベルの最も
高い信号を実時間で選択出力するダイバーシチ手段を具
備することを特徴とするアンテナ装置。 - 【請求項９】 請求項４に記載のアンテナ装置を複数備
え、 これらのアンテナ装置のそれぞれで受信された受信信号
が与えられ、これらの受信信号のうち受信レベルの最も
高い信号を実時間で選択出力するダイバーシチ手段を具
備することを特徴とするアンテナ装置。 - 【請求項１０】 請求項１に記載のアンテナ装置と、請
求項４に記載のアンテナ装置とをそれぞれ１以上備え、 これらのアンテナ装置のそれぞれで受信された受信信号
が与えられ、これらの受信信号のうち受信レベルの最も
高い信号を実時間で選択出力するダイバーシチ手段を具
備することを特徴とするアンテナ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11053812A JP2000252739A (ja) | 1999-03-02 | 1999-03-02 | アンテナ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11053812A JP2000252739A (ja) | 1999-03-02 | 1999-03-02 | アンテナ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000252739A true JP2000252739A (ja) | 2000-09-14 |
Family
ID=12953219
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11053812A Pending JP2000252739A (ja) | 1999-03-02 | 1999-03-02 | アンテナ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000252739A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002084800A2 (en) * | 2001-04-10 | 2002-10-24 | Hrl Laboratories, Llc | Crossed slot cavity antenna |
| KR20040005255A (ko) * | 2002-07-09 | 2004-01-16 | 주식회사 아미위성방송 | 이동용 위성 안테나 |
| GB2411524A (en) * | 2001-04-10 | 2005-08-31 | Hrl Lab Llc | Dual slot cavity antenna with slots of differing resonant frequencies |
| JP2005348032A (ja) * | 2004-06-02 | 2005-12-15 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | 車載用通信アンテナ |
| JP2008141766A (ja) * | 2006-12-04 | 2008-06-19 | Agc Automotive Americas R & D Inc | 高次モードでパッチアンテナを動作する方法 |
| CN106129617A (zh) * | 2016-07-29 | 2016-11-16 | 中国科学院电子学研究所 | 一种阵列天线及天线罩的一体化装置 |
| KR20220048708A (ko) * | 2020-10-13 | 2022-04-20 | 엘아이지넥스원 주식회사 | 평판형 추적안테나 |
-
1999
- 1999-03-02 JP JP11053812A patent/JP2000252739A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2411524B (en) * | 2001-04-10 | 2005-10-19 | Hrl Lab Llc | Crossed slot antenna, method of fabrication thereof and method of receiving circularly polarized radio frequency signals |
| WO2002084800A3 (en) * | 2001-04-10 | 2003-03-27 | Hrl Lab Llc | Crossed slot cavity antenna |
| US6646618B2 (en) | 2001-04-10 | 2003-11-11 | Hrl Laboratories, Llc | Low-profile slot antenna for vehicular communications and methods of making and designing same |
| WO2002084800A2 (en) * | 2001-04-10 | 2002-10-24 | Hrl Laboratories, Llc | Crossed slot cavity antenna |
| GB2391712A (en) * | 2001-04-10 | 2004-02-11 | Hrl Lab Llc | Crossed slot cavity antenna |
| GB2411524A (en) * | 2001-04-10 | 2005-08-31 | Hrl Lab Llc | Dual slot cavity antenna with slots of differing resonant frequencies |
| GB2391712B (en) * | 2001-04-10 | 2005-10-19 | Hrl Lab Llc | Crossed slot antenna, method of fabrication thereof and method of receiving circularly polarized radio signals |
| KR20040005255A (ko) * | 2002-07-09 | 2004-01-16 | 주식회사 아미위성방송 | 이동용 위성 안테나 |
| JP2005348032A (ja) * | 2004-06-02 | 2005-12-15 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | 車載用通信アンテナ |
| JP2008141766A (ja) * | 2006-12-04 | 2008-06-19 | Agc Automotive Americas R & D Inc | 高次モードでパッチアンテナを動作する方法 |
| CN106129617A (zh) * | 2016-07-29 | 2016-11-16 | 中国科学院电子学研究所 | 一种阵列天线及天线罩的一体化装置 |
| CN106129617B (zh) * | 2016-07-29 | 2019-04-05 | 中国科学院电子学研究所 | 一种阵列天线及天线罩的一体化装置 |
| KR20220048708A (ko) * | 2020-10-13 | 2022-04-20 | 엘아이지넥스원 주식회사 | 평판형 추적안테나 |
| KR102393387B1 (ko) * | 2020-10-13 | 2022-05-03 | 엘아이지넥스원 주식회사 | 평판형 추적안테나 |
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