JP2001196847A - 無指向性アンテナ - Google Patents
無指向性アンテナInfo
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- JP2001196847A JP2001196847A JP2000001344A JP2000001344A JP2001196847A JP 2001196847 A JP2001196847 A JP 2001196847A JP 2000001344 A JP2000001344 A JP 2000001344A JP 2000001344 A JP2000001344 A JP 2000001344A JP 2001196847 A JP2001196847 A JP 2001196847A
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Abstract
る。 【解決手段】 4個の正方形の平面アンテナ2a乃至2
dが、同一平面内において閉じた正方形状を形成するよ
うに組み合わせられている。各平面アンテナ2a乃至2
dは、基板4a乃至4dの一方の面に反射板6a乃至6
dを有し、他方の面に放射素子8a乃至8dを有してい
る。反射板6a乃至6dが内側に位置するように、各平
面アンテナ2a乃至2dは組み合わされている。これら
各平面アンテナ2a乃至2dは、隣接する平面アンテナ
との接合部に、隣接する平面アンテナに共通に共通反射
板が外方に向かって設けられている。
Description
ナを組み合わせて形成された無指向性アンテナに関す
る。
PHS等の基地局アンテナとして使用されることがあ
る。無指向性アンテナには、上述したように複数のアン
テナを組み合わせて構成したものがある。例えば、反射
板と放射素子とをそれぞれが備えた複数のアンテナを組
み合わせたものがある。
ンテナでは、その利得が大きいことが望ましい。利得を
高くするためには、各アンテナの面積を大きくする必要
がある。即ち、1つのアンテナ素子のみを使用する場
合、反射板を或る程度大きくする必要がある。複数のア
ンテナ素子を組み合わせて、無指向性アンテナを構成し
ている場合、各アンテナの位相差が少ないことが望まし
い。しかし、各アンテナを同一平面に配置し合成した場
合、個々のアンテナに位相差が生じる。この傾向は、反
射板が大きければ大きいほど、顕著になり、完全な無指
向性が得られないという問題点があった。
なアンテナを得ることを目的とする。
ンテナは、同一平面内において閉じた平面形状を形成す
るように組み合わせた3個以上の平面アンテナを有して
いる。この平面形状は、例えば三角形、四角形等の多角
形にすることができる。平面アンテナは、直線偏波用の
ものでも、円偏波用のものでもよい。平面アンテナは、
反射板と、放射素子とを少なくとも備えているものにで
き、放射素子は円形、矩形またはクランク型等の種々の
形状とすることができる。各放射素子は、ビームの放射
方向が非交差となるように、各基板に設けられている。
これら各平面アンテナにおいて隣接する平面アンテナと
の接合部に、隣接する前記平面アンテナに共通に共通反
射板が設けられている。この共通反射板は、前記平面に
ほぼ垂直に設けられている。
板が、各アンテナ素子の両側に設けられているので、総
合した反射板の面積が、共通反射板を設けていない場合
よりも大きくなり、利得が向上する。しかも、隣接する
アンテナに共通に反射板を設けているので、各アンテナ
の反射板を小さくでき、隣接アンテナの位相差が少なく
なる。従って、無指向性のアンテナとすることができ
る。しかも、共通の反射板であるので、各アンテナごと
に追加の反射板を設け、これら追加の反射板同士を結合
する場合よりも、製造が容易である。なお、各共通反射
板は、同一形状とすることが、位相差を小さくする上で
は望ましい。また、各反射板も同一形状とすることが望
ましい。
直な方向に連続的に形成した少なくとも1つの放射素子
を有するものとすることができる。この場合、各平面ア
ンテナは、例えば基板とその一方の面に反射板を設け、
他方の面に放射素子を設けたものを、前記平面にほぼ垂
直な方向に連続的に設けることもできるし、或いは前記
平面にほぼ垂直な方向に配置された長尺の基板の一方の
面に反射板を設け、他方の面に、基板の長さ方向に沿っ
て複数の放射素子を設けたものとすることもできる。い
ずれの場合でも、共通反射板も各平面アンテナに沿っ
て、前記平面にほぼ垂直な方向に延長することができ
る。
増加させることができるので、無指向性アンテナの利得
を増加させることができる。
って突出したものとすることができる。このように構成
した場合、これら共通反射板の外方端に、無指向性アン
テナを保護するためのレドームを取り付けることがで
き、レドームの取付具を別途無指向性アンテナに設ける
必要がない。また、各共通反射板が互いに接触すること
がなく、電気的にも物理的にも干渉を生じない。
状を形成するように組み合わされた基板と、この基板の
内側面に形成された反射板と、前記基板の外方に形成さ
れた平面状放射素子とを、具備し、各共通反射板は、外
方に向かって突出するものとできる。
放射ビームは交差することがなく、かつ各共通反射板が
互いに干渉することもない。
向性アンテナは、例えば2.6GHz帯の電波を受信す
るためのもので、図1(a)に示すように複数の、例え
ば4つの平面アンテナ2a乃至2dを有している。各平
面アンテナ2a乃至2dは、いずれも同一の形状及び大
きさのものである。各平面アンテナ2a乃至2dは、同
一の大きさの矩形、例えば正方形状の基板、例えば誘電
体基板4a乃至4dを有している。これら誘電体基板4
a乃至4dは、同図(b)に示すようにそれらの一方の
面全域に反射板6a乃至6dが形成されている。これら
反射板6a乃至6dは、誘電体基板4a乃至4dに例え
ば導電金属メッキを施すことや導電金属薄膜を蒸着する
ことによって形成することができる。これら誘電体基板
4a乃至4dの他方の面には、導電金属製の放射素子8
a乃至8dが形成されている。この実施の形態では、放
射素子8a乃至8dは、円形のもので、それぞれ同一の
大きさである。平面アンテナ2a乃至2dは、このよう
に反射板6a乃至6dと、これらと一定の距離(誘電体
基板の厚さ)だけ隔てて設けられた放射素子8a乃至8
dとを有している。
或る平面内において閉じた平面形状、例えば正方形を形
成するように組み合わされている。即ち、各平面アンテ
ナ2a乃至2dは、上面と下面が開口された立方体の各
面を形成するように、互いに90度の角度をなすよう
に、組み立てられている。この組み立てた状態におい
て、各平面アンテナ2a乃至2dは、それらの反射板6
a乃至6dが立方体の内面側に位置し、各放射素子8a
乃至8dが外面側に位置している。このように構成する
ことによって、各平面アンテナ2a乃至2dの放射ビー
ムは、互いに交差しない。このように構成された各平面
アンテナ2a乃至2dの各出力は、互いに等しい長さの
ケーブルで合成される。即ち、いずれの受信出力も、移
相器による位相調整が行われずに、合成されている。
接する平面アンテナとの境界部、例えば各誘電体基板4
a乃至4dが形成する正方形の各頂点位置には、共通反
射板10a乃至10dが形成されている。これら共通反
射板10a乃至10dは、その長辺の寸法が、誘電体基
板4a乃至4dの一辺の長さにほぼ等しい長方形状に形
成されている。これら共通反射板10a乃至10dは、
それぞれの長辺が各誘電体基板4a乃至4dの接合部に
一致させて、かつそれぞれの短辺が外方に向かって突出
させて、取り付けられている。図1(b)から明らかな
ように、各共通反射板10a乃至10dは、それらの両
側に位置する2つの誘電体基板とそれぞれ等しい角度を
なしている。各共通反射板10a乃至10dの短辺は、
いずれも等しい長さを有している。これら共通反射板1
0a乃至10dは、外方に向けて、放射状に設けられて
いるので、互いに物理的に干渉することはない。これら
共通反射板10a乃至10dは、誘電体基板4a乃至4
dが形成している正方形の中心を通る直線に対して対称
に形成されている。
方には、レドーム12が、各平面アンテナ2a乃至2d
を包囲するように配置されている。このレドーム12
は、例えば円筒形に形成されており、その内周面に各共
通反射板10a乃至10dが結合されている。このよう
にして、各共通反射板10a乃至10dがレドーム12
を支持している。従って、保持具を別途に各誘電体基板
4a乃至4dに設ける必要はなく、これら共通反射板1
0a乃至10dをレドーム12の位置決めとして使用で
きるので、各平面アンテナの特性に影響を与えることも
ない。
0.7λ0(λ0は、これら平面アンテナ2a乃至2d
の受信信号の自由空間波長)とした場合に、各共通反射
板10a乃至10dの短辺の寸法dを、0(共通反射板
なし)、0.09λ0、0.18λ0、0.26λ0と
した場合それぞれの合成指向特性を示し、図3は、寸法
Dを0.8λ0とし、寸法dを0、0.09λ0、0.
18λ0、0.26λ0とした場合それぞれの合成指向
特性を示し、図4は寸法Dを、0.9λ0とした場合
に、寸法dを、0、0.09λ0、0.18λ0、0.
26λ0とした場合それぞれの合成指向特性を示してい
る。
0dを設けることによって、合成指向特性が無指向性に
近づくことが分かる。即ち、寸法Dが一定の場合、寸法
dを大きくすることにより、無指向性に徐々に近づき、
dが0.26λ0(約λ0/4)のときに、最も無指向
性に近い合成指向特性が得られる。また、利得も、D=
0.8λ0で、且つd=0の場合と、D=0.7λ
0で、d=0.09λ0の場合とが同程度であり、D=
0.9λ0で、d=0の場合と、D=0.8λ0で、d
=0.09λ0の場合とが同程度である。一般に、Dが
大きいほど利得が大きくなるので、Dが大きくて共通反
射板を設けていない場合と同程度の利得が、Dが小さい
状態でも得られると言うことは、共通反射板10a乃至
10dを設けることによって、利得が増加していること
を示している。このように、同一平面上で、複数のアン
テナを合成する場合、反射板6a乃至6dを大きくする
ことなしに、高利得で、無指向性の合成パターンを得る
ことができる。
ば建物の屋上等に設けられ、移動体通信用のアンテナと
して使用されることがある。建物の屋上等に取り付けら
れる無指向性アンテナでは、風圧を受けにくい小型のも
のであることが望ましい。この無指向性アンテナは、小
型にできるので、このような用途に適したものとなる。
ナを示す。この実施の形態の無指向性アンテナは、誘電
体基板4a乃至4dが長尺のものである。即ち、誘電体
基板4a乃至4dは、これらによって形成された平面に
対してほぼ直交する方向に長い長方形状のものである。
この長辺方向に沿って一列に複数の放射素子8a乃至8
dが、各誘電体基板4a乃至4dの外方面に形成されて
いる。無論、各放射素子8a乃至8dは、同一の大きさ
及び形状のものである。各誘電体基板の裏面側全域に
は、反射板6a乃至6dが形成されている。共通反射板
10a乃至10dの長辺も各誘電体基板4a乃至4dの
長さに等しい長さを有している。
a乃至8dの数を図1の無指向性アンテナよりも多くで
き、よって合成利得を、図1の無指向性アンテナよりも
向上させることができる。この無指向性アンテナにおい
ても、図1の無指向性アンテナと同様に、円筒状のレド
ームを設け、このレドームを各共通反射板によって支持
することもできる。また、図1に示した無指向性アンテ
ナを前記閉じた平面にほぼ垂直な方向に多数積層するこ
とによって、図1に示した1素子の無指向性アンテナよ
りも合成利得が向上した無指向性アンテナを得ることが
できる。この場合も、図5に示したものと同様に、閉じ
た平面形状を構成している4つの平面アンテナからなる
複数の合成アンテナに対して共通に合計4つの共通反射
板を設けることもできる。
ナを示す。この無指向性アンテナは、3つの平面アンテ
ナ2a乃至2cを用い、閉じた平面形状がほぼ正三角形
となるように構成した以外、第1の実施の形態の無指向
性アンテナと同様に構成されている。同等部分には同一
符号を付して、その説明を省略する。
きさ及び形状の平面アンテナを使用して図6の無指向性
アンテナを構成した場合、図1の無指向性アンテナより
も、更に小型化することができる。
して、正方形や正三角形を示したが、他の形状、例えば
正六角形や正八角形等の正多角形とすることもできる。
また、閉じた平面形状を正多角形とするため、各誘電体
基板は、同一の大きさ及び形状としたが、閉じた平面形
状が正多角形でなくてもよい場合、異なった大きさや形
状の誘電体基板を使用することもできる。また、上記の
各実施の形態では、放射素子として、円形のものを使用
したが、矩形のものやクランク型のもの等、種々の形式
のものを使用することもできるし、直線偏波用でも円偏
波用でもよい。
ンテナでは、共通の反射板を設けることによって、高利
得でかつ無指向性が良好なアンテナを得ることができ
る。
テナの斜視図及び平面図である。
7λ0とした場合における共通反射板の寸法を0から
0.26λ0まで変化させた場合の総合指向特性図であ
る。
8λ0とした場合における共通反射板の寸法を0から
0.26λ0まで変化させた場合の総合指向特性図であ
る。
9λ0とした場合における共通反射板の寸法を0から
0.26λ0まで変化させた場合の総合指向特性図であ
る。
テナの斜視図である。
テナの平面図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 同一平面内において閉じた平面形状を形
成するように組み合わせた3個以上の平面アンテナと、 これら各平面アンテナにおいて隣接する平面アンテナと
の接合部に、隣接する前記平面アンテナに共通に設けら
れた共通反射板とを、具備する無指向性アンテナ。 - 【請求項2】 請求項1記載の無指向性アンテナにおい
て、前記各平面アンテナが、前記平面にほぼ垂直な方向
に連続的に形成された放射素子を有している無指向性ア
ンテナ。 - 【請求項3】 請求項1記載の無指向性アンテナにおい
て、前記共通反射板は、それぞれ外方に向かって突出し
ている無指向性アンテナ。 - 【請求項4】 請求項1記載の無指向性アンテナにおい
て、前記各平面アンテナは、前記閉じた平面形状を形成
するように組み合わされた基板と、この基板の内側面に
形成された反射板と、前記基板の外方に形成された平面
状放射素子とを、具備し、前記各共通反射板は、外方に
向かって突出している無指向性アンテナ。
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---|---|---|---|
JP2000001344A JP4202572B2 (ja) | 2000-01-07 | 2000-01-07 | 無指向性アンテナ |
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JP2001196847A5 JP2001196847A5 (ja) | 2007-02-22 |
JP4202572B2 JP4202572B2 (ja) | 2008-12-24 |
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2000
- 2000-01-07 JP JP2000001344A patent/JP4202572B2/ja not_active Expired - Fee Related
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