JP2002076719A - インピーダンス整合方法及びインピーダンス整合回路並びに広帯域アンテナ - Google Patents
インピーダンス整合方法及びインピーダンス整合回路並びに広帯域アンテナInfo
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- JP2002076719A JP2002076719A JP2000267677A JP2000267677A JP2002076719A JP 2002076719 A JP2002076719 A JP 2002076719A JP 2000267677 A JP2000267677 A JP 2000267677A JP 2000267677 A JP2000267677 A JP 2000267677A JP 2002076719 A JP2002076719 A JP 2002076719A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 アンテナの高さ寸法が制限された中で、より
広帯域でインピーダンス整合をとることができるインピ
ーダンス整合方法及びインピーダンス整合回路並びに広
帯域アンテナを提供する。 【解決手段】 広帯域アンテナ１の給電点に第１同軸ケ
ーブル４の一端を接続し、該第１同軸ケーブル４の他端
に、先端が短絡された所定長の第２同軸ケーブル７から
なるスタブ回路６と５０Ω負荷回路１０とを接続し、第
１同軸ケーブル４の線路長を変化させるとともに使用周
波数を変化させたとき、使用周波数帯全域にわたって５
０Ω負荷回路１０の特性インピーダンスに対する不整合
損失が極小となる極小点を検索し、検索された極小点に
基づいて第１同軸ケーブル４の線路長を決定する。
広帯域でインピーダンス整合をとることができるインピ
ーダンス整合方法及びインピーダンス整合回路並びに広
帯域アンテナを提供する。 【解決手段】 広帯域アンテナ１の給電点に第１同軸ケ
ーブル４の一端を接続し、該第１同軸ケーブル４の他端
に、先端が短絡された所定長の第２同軸ケーブル７から
なるスタブ回路６と５０Ω負荷回路１０とを接続し、第
１同軸ケーブル４の線路長を変化させるとともに使用周
波数を変化させたとき、使用周波数帯全域にわたって５
０Ω負荷回路１０の特性インピーダンスに対する不整合
損失が極小となる極小点を検索し、検索された極小点に
基づいて第１同軸ケーブル４の線路長を決定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、広帯域アンテナと
受信回路との間でインピーダンス整合をとるインピーダ
ンス整合方法及びインピーダンス整合回路、並びに広い
周波数範囲にわたって１つのアンテナで受信する無指向
性の広帯域アンテナに関する。
受信回路との間でインピーダンス整合をとるインピーダ
ンス整合方法及びインピーダンス整合回路、並びに広い
周波数範囲にわたって１つのアンテナで受信する無指向
性の広帯域アンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、広帯域アンテナとして、下端を
接地するモノポールアンテナが用いられている。このモ
ノポールアンテナは、円柱状をなし、直径を大きくした
り、径大に合わせて整合回路を用いることにより、広帯
域化を図っている。
接地するモノポールアンテナが用いられている。このモ
ノポールアンテナは、円柱状をなし、直径を大きくした
り、径大に合わせて整合回路を用いることにより、広帯
域化を図っている。
【０００３】しかし、このモノポールアンテナでは、ア
ンテナの設置場所の制約により、アンテナの高さが使用
周波数帯の下限周波数に対する波長の２０分の１程度の
場合で、使用周波数帯の上限と下限との比が１０倍以上
（例えば５０ＭＨｚ〜５００ＭＨｚ）の場合には、下限
周波数付近での不整合損失を抑えようとすると、より高
い周波数での特性が劣化する。
ンテナの設置場所の制約により、アンテナの高さが使用
周波数帯の下限周波数に対する波長の２０分の１程度の
場合で、使用周波数帯の上限と下限との比が１０倍以上
（例えば５０ＭＨｚ〜５００ＭＨｚ）の場合には、下限
周波数付近での不整合損失を抑えようとすると、より高
い周波数での特性が劣化する。
【０００４】また、広帯域化を図る方法として、周波数
によって整合回路を切り替えるという方法、あるいは電
子的に整合回路の同調周波数を制御する方法もある。し
かし、広い周波数範囲を複数の受信機が異なる周波数で
同時に受信する必要がある場合には前記方法は採用でき
ない。
によって整合回路を切り替えるという方法、あるいは電
子的に整合回路の同調周波数を制御する方法もある。し
かし、広い周波数範囲を複数の受信機が異なる周波数で
同時に受信する必要がある場合には前記方法は採用でき
ない。
【０００５】一方、広帯域アンテナの代表として、図７
に示すようなディスコーンアンテナがある。図７に示す
ディスコーンアンテナは、同軸線路（以下、同軸ケーブ
ルと称する。）で給電したモノポールの内部導体５３に
円板（ディスク）５１を付け、外部導体にコーン（円錐
形）５２を付けたアンテナであり、主として、ＶＨＦ，
ＵＨＦ帯における垂直偏波用広帯域アンテナとして用い
られている。角度θは例えば３０°である。
に示すようなディスコーンアンテナがある。図７に示す
ディスコーンアンテナは、同軸線路（以下、同軸ケーブ
ルと称する。）で給電したモノポールの内部導体５３に
円板（ディスク）５１を付け、外部導体にコーン（円錐
形）５２を付けたアンテナであり、主として、ＶＨＦ，
ＵＨＦ帯における垂直偏波用広帯域アンテナとして用い
られている。角度θは例えば３０°である。
【０００６】このアンテナは、下限周波数ｆＬに対する
波長をλmax、上部円板５１の直径Ｄを０．１４×λma
x、ディスコーン形状の高さＬを０．２×λmaxとしたと
き、周波数範囲ｆＬ〜８ｆＬにわたる広帯域性を持たせ
ることができる。例えば、周波数ｆＬを５０ＭＨｚとす
れば、アンテナの高さＬが１．２ｍだけ必要となる。
波長をλmax、上部円板５１の直径Ｄを０．１４×λma
x、ディスコーン形状の高さＬを０．２×λmaxとしたと
き、周波数範囲ｆＬ〜８ｆＬにわたる広帯域性を持たせ
ることができる。例えば、周波数ｆＬを５０ＭＨｚとす
れば、アンテナの高さＬが１．２ｍだけ必要となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アンテ
ナの設置場所の制約により、アンテナの高さが例えば
０．３ｍ以下と制約がある場合には、上述したような広
帯域性のアンテナを実現することができないという課題
を有していた。
ナの設置場所の制約により、アンテナの高さが例えば
０．３ｍ以下と制約がある場合には、上述したような広
帯域性のアンテナを実現することができないという課題
を有していた。
【０００８】本発明の目的は、上述した事情を鑑みてな
されたものであり、アンテナの高さ寸法が制限された中
で、より広帯域でインピーダンス整合をとることができ
るインピーダンス整合方法及びインピーダンス整合回路
並びに広帯域アンテナを提供することにある。
されたものであり、アンテナの高さ寸法が制限された中
で、より広帯域でインピーダンス整合をとることができ
るインピーダンス整合方法及びインピーダンス整合回路
並びに広帯域アンテナを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために以下の構成とした。本発明のインピーダンス
整合方法は、広帯域アンテナの給電点にインピーダンス
整合回路を接続して整合をとるインピーダンス整合方法
であって、前記広帯域アンテナの給電点に第１同軸線路
の一端を接続し、該第１同軸線路の他端に、先端が短絡
された所定長の第２同軸線路と受信回路とを接続し、前
記第１同軸線路の線路長を変化させるとともに使用周波
数を変化させたとき、使用周波数帯全域にわたって前記
受信回路の特性インピーダンスに対する不整合損失が極
小となる極小点を検索し、検索された極小点に基づいて
前記第１同軸線路の線路長を決定することを特徴とす
る。
するために以下の構成とした。本発明のインピーダンス
整合方法は、広帯域アンテナの給電点にインピーダンス
整合回路を接続して整合をとるインピーダンス整合方法
であって、前記広帯域アンテナの給電点に第１同軸線路
の一端を接続し、該第１同軸線路の他端に、先端が短絡
された所定長の第２同軸線路と受信回路とを接続し、前
記第１同軸線路の線路長を変化させるとともに使用周波
数を変化させたとき、使用周波数帯全域にわたって前記
受信回路の特性インピーダンスに対する不整合損失が極
小となる極小点を検索し、検索された極小点に基づいて
前記第１同軸線路の線路長を決定することを特徴とす
る。
【００１０】この発明によれば、第１同軸線路の線路長
を変化させるとともに使用周波数を変化させたとき、使
用周波数帯全域にわたって受信回路の特性インピーダン
スに対する不整合損失が極小となる極小点を検索し、検
索された極小点に基づいて第１同軸線路の線路長を決定
するので、決定された線路長の第１同軸線路と所定長の
第２同軸線路とにより使用周波数帯全域にわたって不整
合損失が極小となる。従って、アンテナの高さ寸法が制
限された中で、より広帯域でインピーダンス整合をとる
ことができる。
を変化させるとともに使用周波数を変化させたとき、使
用周波数帯全域にわたって受信回路の特性インピーダン
スに対する不整合損失が極小となる極小点を検索し、検
索された極小点に基づいて第１同軸線路の線路長を決定
するので、決定された線路長の第１同軸線路と所定長の
第２同軸線路とにより使用周波数帯全域にわたって不整
合損失が極小となる。従って、アンテナの高さ寸法が制
限された中で、より広帯域でインピーダンス整合をとる
ことができる。
【００１１】また、本発明の広帯域アンテナは、１以上
のアンテナ素子により略逆円錐形を構成するとともに前
記逆円錐形の底面に相当する面を閉じ、前記逆円錐形の
頂点部を接地し、給電点を前記頂点部の近傍としたこと
を特徴とする。
のアンテナ素子により略逆円錐形を構成するとともに前
記逆円錐形の底面に相当する面を閉じ、前記逆円錐形の
頂点部を接地し、給電点を前記頂点部の近傍としたこと
を特徴とする。
【００１２】この発明によれば、広帯域アンテナが１以
上のアンテナ素子により略逆円錐形を構成するとともに
逆円錐形の底面に相当する面を閉じ、逆円錐形の頂点部
を接地し、給電点を頂点部の近傍とした。すなわち、１
以上のアンテナ素子により逆円錐形の底面に相当する面
を閉じることで、アンテナ素子が長くなり、長いアンテ
ナ素子には電流分布が形成されやすくなるため、下限周
波数に対する不整合損失がより小さくなる。従って、ア
ンテナの高さ寸法が制限された中で、より広帯域でイン
ピーダンス整合をとることができる広帯域アンテナを提
供することができる。
上のアンテナ素子により略逆円錐形を構成するとともに
逆円錐形の底面に相当する面を閉じ、逆円錐形の頂点部
を接地し、給電点を頂点部の近傍とした。すなわち、１
以上のアンテナ素子により逆円錐形の底面に相当する面
を閉じることで、アンテナ素子が長くなり、長いアンテ
ナ素子には電流分布が形成されやすくなるため、下限周
波数に対する不整合損失がより小さくなる。従って、ア
ンテナの高さ寸法が制限された中で、より広帯域でイン
ピーダンス整合をとることができる広帯域アンテナを提
供することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るインピーダン
ス整合方法及びインピーダンス整合回路並びに広帯域ア
ンテナの実施の形態について説明する。
ス整合方法及びインピーダンス整合回路並びに広帯域ア
ンテナの実施の形態について説明する。
【００１４】図１は実施の形態のインピーダンス整合回
路の構成図である。図２及び図３は実施の形態の広帯域
アンテナの斜視図である。
路の構成図である。図２及び図３は実施の形態の広帯域
アンテナの斜視図である。
【００１５】まず、インピーダンス整合回路の説明に先
立って、図２及び図３を用いて各種の広帯域アンテナの
構成及びその特性について説明する。
立って、図２及び図３を用いて各種の広帯域アンテナの
構成及びその特性について説明する。
【００１６】図２（ａ）に示すアンテナは、基本型であ
る円柱状（直径が例えば１ｃｍで高さが３０ｃｍ）のモ
ノポールアンテナ１１であり、給電点を下端１１ａとす
る。この基本型のアンテナに対して、広帯域化のために
図２（ｂ）乃至図３（ｃ）に示すようなアンテナ形状と
した。なお、図２（ｂ）乃至図３（ｃ）に示す各アンテ
ナの高さも全て３０ｃｍとする。
る円柱状（直径が例えば１ｃｍで高さが３０ｃｍ）のモ
ノポールアンテナ１１であり、給電点を下端１１ａとす
る。この基本型のアンテナに対して、広帯域化のために
図２（ｂ）乃至図３（ｃ）に示すようなアンテナ形状と
した。なお、図２（ｂ）乃至図３（ｃ）に示す各アンテ
ナの高さも全て３０ｃｍとする。
【００１７】図２（ｂ）に示すアンテナは、直径を例え
ば５ｃｍとすることにより、円柱を太くしたものであ
り、４つの長方形のワイヤ１２ａ〜１２ｄのそれぞれを
等角度おきに配置し且つ点Ｏ１，Ｏ２で４つのワイヤ１
２ａ〜１２ｄを結合させたものである。
ば５ｃｍとすることにより、円柱を太くしたものであ
り、４つの長方形のワイヤ１２ａ〜１２ｄのそれぞれを
等角度おきに配置し且つ点Ｏ１，Ｏ２で４つのワイヤ１
２ａ〜１２ｄを結合させたものである。
【００１８】図２（ｃ）に示すアンテナは、図２（ｂ）
に示すアンテナの点Ｏ２に、さらにトップローディング
ワイヤ（キャパシタンスローディングワイヤ）１３ａ〜
１３ｄを付加させたものである。
に示すアンテナの点Ｏ２に、さらにトップローディング
ワイヤ（キャパシタンスローディングワイヤ）１３ａ〜
１３ｄを付加させたものである。
【００１９】図３（ａ）に示すアンテナは、８つの棒状
のワイヤ１５ａ〜１５ｈのそれぞれを等角度おき（４５
度おき）に配置して略逆円錐形を形成し逆円錐の底面に
おける半径を１５ｃｍとしたものである。図３（ｂ）に
示すアンテナは、図３（ａ）に示すアンテナに対して、
高さを変えずに広がりすなわち逆円錐の底面における半
径を３０ｃｍとしたものである。
のワイヤ１５ａ〜１５ｈのそれぞれを等角度おき（４５
度おき）に配置して略逆円錐形を形成し逆円錐の底面に
おける半径を１５ｃｍとしたものである。図３（ｂ）に
示すアンテナは、図３（ａ）に示すアンテナに対して、
高さを変えずに広がりすなわち逆円錐の底面における半
径を３０ｃｍとしたものである。
【００２０】図３（ｃ）に示すアンテナは、図１に示す
広帯域アンテナ１であり、この広帯域アンテナ１は、４
つの三角形のワイヤ２ａ〜２ｄのそれぞれを等角度おき
に配置して略逆円錐形を構成している。各ワイヤ２ａ〜
２ｄは、一対の円錐ワイヤ部２ａ１〜２ｄ１と１つの底
面ワイヤ部２ａ２〜２ｄ２とで構成され、底面ワイヤ部
２ａ２〜２ｄ２により逆円錐形の底面３に相当する面を
閉じている。
広帯域アンテナ１であり、この広帯域アンテナ１は、４
つの三角形のワイヤ２ａ〜２ｄのそれぞれを等角度おき
に配置して略逆円錐形を構成している。各ワイヤ２ａ〜
２ｄは、一対の円錐ワイヤ部２ａ１〜２ｄ１と１つの底
面ワイヤ部２ａ２〜２ｄ２とで構成され、底面ワイヤ部
２ａ２〜２ｄ２により逆円錐形の底面３に相当する面を
閉じている。
【００２１】また、逆円錐形の頂点部Ｏ１を接地し、給
電点２０を頂点部Ｏ１の近傍としている。ワイヤ２ａ〜
２ｄのそれぞれは、本発明のアンテナ素子に対応し、銅
線等の導体線からなる。
電点２０を頂点部Ｏ１の近傍としている。ワイヤ２ａ〜
２ｄのそれぞれは、本発明のアンテナ素子に対応し、銅
線等の導体線からなる。
【００２２】次に以上説明した各アンテナの特性につい
て説明する。図５は各形状のアンテナのＶＳＷＲ特性を
示す図である。図５で、横軸は使用周波数を示し、縦軸
はＶＳＷＲを示している。図５において、高さ３０ｃｍ
直径１ｃｍパイプのアンテナ（図２（ａ））を‘□’
で、直径５ｃｍ円柱のアンテナ（図２（ｂ））を‘●’
で、直径５ｃｍトップローディング付きのアンテナ（図
２（ｃ））を‘△’で、逆円錐半径１５ｃｍ（図３
（ａ））を‘■’で、逆円錐半径３０ｃｍ（図３
（ｂ））を‘▲’で、逆円錐半径３０ｃｍ蓋付き（図３
（ｃ））を‘×’で示した。
て説明する。図５は各形状のアンテナのＶＳＷＲ特性を
示す図である。図５で、横軸は使用周波数を示し、縦軸
はＶＳＷＲを示している。図５において、高さ３０ｃｍ
直径１ｃｍパイプのアンテナ（図２（ａ））を‘□’
で、直径５ｃｍ円柱のアンテナ（図２（ｂ））を‘●’
で、直径５ｃｍトップローディング付きのアンテナ（図
２（ｃ））を‘△’で、逆円錐半径１５ｃｍ（図３
（ａ））を‘■’で、逆円錐半径３０ｃｍ（図３
（ｂ））を‘▲’で、逆円錐半径３０ｃｍ蓋付き（図３
（ｃ））を‘×’で示した。
【００２３】図５に示すように、図１（図３（ｃ））に
示す広帯域アンテナ１は、その他のアンテナよりも、使
用周波数（３０ＭＨｚ〜３１０ＭＨｚ）に対するＶＳＷ
Ｒ（電圧定在波比）が最も小さい。このため、図１に示
す広帯域アンテナ１は、アンテナの高さ寸法が制限され
た中で、より広帯域でインピーダンス整合をとることが
できる。
示す広帯域アンテナ１は、その他のアンテナよりも、使
用周波数（３０ＭＨｚ〜３１０ＭＨｚ）に対するＶＳＷ
Ｒ（電圧定在波比）が最も小さい。このため、図１に示
す広帯域アンテナ１は、アンテナの高さ寸法が制限され
た中で、より広帯域でインピーダンス整合をとることが
できる。
【００２４】これは、底面ワイヤ部２ａ２〜２ｄ２を設
けることにより、一対の円錐ワイヤ部２ａ１〜２ｄ１の
みよりもワイヤを長くし、長いワイヤには電流分布が形
成されやすくなるため、下限周波数に対するＶＳＷＲが
より小さくなったと考えられる。このため、実施の形態
のインピーダンス整合回路では、アンテナとして広帯域
アンテナ１を用いている。
けることにより、一対の円錐ワイヤ部２ａ１〜２ｄ１の
みよりもワイヤを長くし、長いワイヤには電流分布が形
成されやすくなるため、下限周波数に対するＶＳＷＲが
より小さくなったと考えられる。このため、実施の形態
のインピーダンス整合回路では、アンテナとして広帯域
アンテナ１を用いている。
【００２５】次に図１に示すインピーダンス整合回路に
ついて説明する。図１に示す広帯域アンテナ１の給電点
には第１同軸ケーブル４（本発明の第１同軸線路に対
応）の一端が接続され、該第１同軸ケーブル４の他端に
は、結合回路５が接続されている。この結合回路５には
スタブ回路６と第３同軸ケーブル９を介する５０Ω負荷
回路１０（本発明の受信回路に対応）とが接続されてい
る。ここで、広帯域アンテナ１の給電点は、広帯域アン
テナ１の頂点部Ｏ１とし、第１同軸ケーブル４の信号線
側を給電点に接続し、第１同軸ケーブル４のアース線側
を接地する。
ついて説明する。図１に示す広帯域アンテナ１の給電点
には第１同軸ケーブル４（本発明の第１同軸線路に対
応）の一端が接続され、該第１同軸ケーブル４の他端に
は、結合回路５が接続されている。この結合回路５には
スタブ回路６と第３同軸ケーブル９を介する５０Ω負荷
回路１０（本発明の受信回路に対応）とが接続されてい
る。ここで、広帯域アンテナ１の給電点は、広帯域アン
テナ１の頂点部Ｏ１とし、第１同軸ケーブル４の信号線
側を給電点に接続し、第１同軸ケーブル４のアース線側
を接地する。
【００２６】スタブ回路６は、第２同軸ケーブル７（本
発明の第２同軸線路に対応）とこの第２同軸ケーブル７
の先端を短絡したショート部８とから構成されている。
第２同軸ケーブル７の長さＬ´は、第１同軸ケーブル４
の長さを零としたときに、使用周波数帯全域にわたって
５０Ω負荷回路１０の特性インピーダンスに対する不整
合損失が極小となる極小点を検索し、検索された極小点
に基づいて決定されるようになっている。前記特性イン
ピーダンスは、５０Ωである。
発明の第２同軸線路に対応）とこの第２同軸ケーブル７
の先端を短絡したショート部８とから構成されている。
第２同軸ケーブル７の長さＬ´は、第１同軸ケーブル４
の長さを零としたときに、使用周波数帯全域にわたって
５０Ω負荷回路１０の特性インピーダンスに対する不整
合損失が極小となる極小点を検索し、検索された極小点
に基づいて決定されるようになっている。前記特性イン
ピーダンスは、５０Ωである。
【００２７】また、第１同軸ケーブル４の長さＬは、第
２同軸ケーブル７の長さＬ´が決定されたとき、第１同
軸ケーブル４の線路長を変化させるとともに使用周波数
を変化させたとき、使用周波数帯全域にわたって前記不
整合損失が極小となる極小点に基づいて決定されるよう
になっている。
２同軸ケーブル７の長さＬ´が決定されたとき、第１同
軸ケーブル４の線路長を変化させるとともに使用周波数
を変化させたとき、使用周波数帯全域にわたって前記不
整合損失が極小となる極小点に基づいて決定されるよう
になっている。
【００２８】図４はスタブ回路の接続位置によるＶＳＷ
Ｒの変化を示す図である。図４で、横軸はスタブの位置
（スタブ回路６が第１同軸ケーブル４に接続される位
置）、すなわち第１同軸ケーブル４の長さ（電気長）を
示し、縦軸はＶＳＷＲを示している。ＶＳＷＲの測定周
波数ポイントは、３０ＭＨｚから２０ＭＨｚおきに３１
０ＭＨｚまでの１５ポイントの周波数とした。
Ｒの変化を示す図である。図４で、横軸はスタブの位置
（スタブ回路６が第１同軸ケーブル４に接続される位
置）、すなわち第１同軸ケーブル４の長さ（電気長）を
示し、縦軸はＶＳＷＲを示している。ＶＳＷＲの測定周
波数ポイントは、３０ＭＨｚから２０ＭＨｚおきに３１
０ＭＨｚまでの１５ポイントの周波数とした。
【００２９】図４に示す例では、第１同軸ケーブル４の
長さを零としたときに、使用周波数帯全域にわたって５
０Ω負荷回路１０の特性インピーダンスに対する不整合
損失が極小となる極小点を検索し、検索された極小点に
基づいて第２同軸ケーブル７の長さＬ´を決定する。こ
のときの第２同軸ケーブル７の長さＬ´を例えば２８．
８ｃｍとする。
長さを零としたときに、使用周波数帯全域にわたって５
０Ω負荷回路１０の特性インピーダンスに対する不整合
損失が極小となる極小点を検索し、検索された極小点に
基づいて第２同軸ケーブル７の長さＬ´を決定する。こ
のときの第２同軸ケーブル７の長さＬ´を例えば２８．
８ｃｍとする。
【００３０】そして、この第２同軸ケーブル７の長さＬ
´（２８．８ｃｍ）を固定しておいて、第１同軸ケーブ
ル４の長さを変化させるとともに、使用周波数（３０Ｍ
Ｈｚ〜３１０ＭＨｚ）を変化させたときのＶＳＷＲ（不
整合損失に対応）を測定した。図４から使用周波数帯
（３０ＭＨｚ〜３１０ＭＨｚ）にわたってＶＳＷＲが極
小となる極小点が存在することがわかる。この極小点か
ら第１同軸ケーブル４の長さが、約６．６ｍであること
がわかる。
´（２８．８ｃｍ）を固定しておいて、第１同軸ケーブ
ル４の長さを変化させるとともに、使用周波数（３０Ｍ
Ｈｚ〜３１０ＭＨｚ）を変化させたときのＶＳＷＲ（不
整合損失に対応）を測定した。図４から使用周波数帯
（３０ＭＨｚ〜３１０ＭＨｚ）にわたってＶＳＷＲが極
小となる極小点が存在することがわかる。この極小点か
ら第１同軸ケーブル４の長さが、約６．６ｍであること
がわかる。
【００３１】従って、第１同軸ケーブル４の長さを約
６．６ｍとし、第２同軸ケーブル７の長さを２８．８ｃ
ｍとすることで、ＶＳＷＲが使用周波数帯全域にわたっ
て小さくなるので、アンテナの高さ寸法が３０ｃｍと制
限された中で、より広帯域でインピーダンス整合をとる
ことができる。
６．６ｍとし、第２同軸ケーブル７の長さを２８．８ｃ
ｍとすることで、ＶＳＷＲが使用周波数帯全域にわたっ
て小さくなるので、アンテナの高さ寸法が３０ｃｍと制
限された中で、より広帯域でインピーダンス整合をとる
ことができる。
【００３２】図５に示すＶＳＷＲ特性によれば、広帯域
アンテナ１にインピーダンス整合回路を付加したもの
（逆円錐半径３０ｃｍ整合器付き）のＶＳＷＲ特性が最
も良好であることがわかる。特に下限周波数でのＶＳＷ
Ｒが非常に小さくなり、周波数が約５０ＭＨｚ以上にお
いて受信アンテナとして実用的になる。
アンテナ１にインピーダンス整合回路を付加したもの
（逆円錐半径３０ｃｍ整合器付き）のＶＳＷＲ特性が最
も良好であることがわかる。特に下限周波数でのＶＳＷ
Ｒが非常に小さくなり、周波数が約５０ＭＨｚ以上にお
いて受信アンテナとして実用的になる。
【００３３】なお、図５の例では、ＶＳＷＲが使用周波
数３０ＭＨｚ〜３１０ＭＨｚまでしか示していないが、
実際の特性では８００ＭＨｚ以上においてＶＳＷＲを３
以下としている。
数３０ＭＨｚ〜３１０ＭＨｚまでしか示していないが、
実際の特性では８００ＭＨｚ以上においてＶＳＷＲを３
以下としている。
【００３４】また、図５から、インピーダンス整合回路
をアンテナへ付加することで、下限周波数でのＶＳＷＲ
が大きく改善されていることがわかる。すなわち、イン
ピーダンス整合回路の下限周波数でのＶＳＷＲ改善度が
大きい。
をアンテナへ付加することで、下限周波数でのＶＳＷＲ
が大きく改善されていることがわかる。すなわち、イン
ピーダンス整合回路の下限周波数でのＶＳＷＲ改善度が
大きい。
【００３５】このため、広帯域アンテナ１（逆円錐半径
３０ｃｍ蓋付き）の代わりに、例えば広帯域アンテナ
（逆円錐半径３０ｃｍ）あるいは広帯域アンテナ（逆円
錐半径１５ｃｍ）等をインピーダンス整合回路に接続し
ても良い。このように構成しても下限周波数でのＶＳＷ
Ｒを改善することができる。
３０ｃｍ蓋付き）の代わりに、例えば広帯域アンテナ
（逆円錐半径３０ｃｍ）あるいは広帯域アンテナ（逆円
錐半径１５ｃｍ）等をインピーダンス整合回路に接続し
ても良い。このように構成しても下限周波数でのＶＳＷ
Ｒを改善することができる。
【００３６】このように実施の形態のインピーダンス整
合回路によれば、広帯域アンテナ１の給電点に第１同軸
ケーブル４の一端を接続し、第１同軸ケーブル４の他端
に、先端が短絡された所定長の第２同軸ケーブル７と５
０Ω負荷回路１０とを接続し、第１同軸ケーブル４の線
路長を変化させるとともに使用周波数を変化させたと
き、使用周波数帯全域にわたって５０Ω負荷回路１０の
特性インピーダンスに対する不整合損失が極小となる極
小点を検索し、検索された極小点に基づいて第１同軸ケ
ーブル４の線路長を決定するので、アンテナの高さ寸法
が制限された中で、より広帯域でインピーダンス整合を
とることができる。
合回路によれば、広帯域アンテナ１の給電点に第１同軸
ケーブル４の一端を接続し、第１同軸ケーブル４の他端
に、先端が短絡された所定長の第２同軸ケーブル７と５
０Ω負荷回路１０とを接続し、第１同軸ケーブル４の線
路長を変化させるとともに使用周波数を変化させたと
き、使用周波数帯全域にわたって５０Ω負荷回路１０の
特性インピーダンスに対する不整合損失が極小となる極
小点を検索し、検索された極小点に基づいて第１同軸ケ
ーブル４の線路長を決定するので、アンテナの高さ寸法
が制限された中で、より広帯域でインピーダンス整合を
とることができる。
【００３７】また、第１同軸ケーブル４の長さを零とし
たときに、使用周波数帯全域にわたって不整合損失が極
小となる極小点を検索し、検索された極小点に基づいて
第２同軸ケーブル７の所定長を決定するので、アンテナ
の高さ寸法が制限された中で、より広帯域でインピーダ
ンス整合をとることができる。
たときに、使用周波数帯全域にわたって不整合損失が極
小となる極小点を検索し、検索された極小点に基づいて
第２同軸ケーブル７の所定長を決定するので、アンテナ
の高さ寸法が制限された中で、より広帯域でインピーダ
ンス整合をとることができる。
【００３８】また、広帯域アンテナ１が複数のワイヤ２
ａ〜２ｄにより略逆円錐形を構成するとともに逆円錐形
の底面３に相当する面を閉じ、逆円錐形の頂点部Ｏ１を
接地し、給電点２０を頂点部Ｏ１の近傍とした。すなわ
ち、複数のワイヤ２ａ〜２ｄにより逆円錐形の底面３に
相当する面を閉じることで、ワイヤ２ａ〜２ｄが長くな
り、長いワイヤ２ａ〜２ｄには電流分布が形成されやす
くなるため、下限周波数に対するＶＳＷＲがより小さく
なる。従って、アンテナの高さ寸法が制限された中で、
より広帯域でインピーダンス整合をとることができる広
帯域アンテナ１を提供することができる。
ａ〜２ｄにより略逆円錐形を構成するとともに逆円錐形
の底面３に相当する面を閉じ、逆円錐形の頂点部Ｏ１を
接地し、給電点２０を頂点部Ｏ１の近傍とした。すなわ
ち、複数のワイヤ２ａ〜２ｄにより逆円錐形の底面３に
相当する面を閉じることで、ワイヤ２ａ〜２ｄが長くな
り、長いワイヤ２ａ〜２ｄには電流分布が形成されやす
くなるため、下限周波数に対するＶＳＷＲがより小さく
なる。従って、アンテナの高さ寸法が制限された中で、
より広帯域でインピーダンス整合をとることができる広
帯域アンテナ１を提供することができる。
【００３９】また、実施の形態の広帯域アンテナ１で
は、１つのアンテナを用いたが、例えば、図６に示すよ
うな広帯域アンテナであっても良い。図６に示す広帯域
アンテナは、第１広帯域アンテナ２−１とこの第１広帯
域アンテナ２−１と対向して配置された第２広帯域アン
テナ２−２とからなり、第１広帯域アンテナ２−１の頂
点部Ｏ１を給電部２１の一端に接続し、第２広帯域アン
テナ２−２の頂点部Ｏ１′を給電部２１の他端に接続し
たものである。このような広帯域アンテナをインピーダ
ンス整合回路に接続して、広帯域化を図ることもでき
る。
は、１つのアンテナを用いたが、例えば、図６に示すよ
うな広帯域アンテナであっても良い。図６に示す広帯域
アンテナは、第１広帯域アンテナ２−１とこの第１広帯
域アンテナ２−１と対向して配置された第２広帯域アン
テナ２−２とからなり、第１広帯域アンテナ２−１の頂
点部Ｏ１を給電部２１の一端に接続し、第２広帯域アン
テナ２−２の頂点部Ｏ１′を給電部２１の他端に接続し
たものである。このような広帯域アンテナをインピーダ
ンス整合回路に接続して、広帯域化を図ることもでき
る。
【００４０】なお、本発明は前述した実施の形態のイン
ピーダンス整合方法及びインピーダンス整合回路並びに
広帯域アンテナに限定されるものではない。実施の形態
の広帯域アンテナでは、複数のワイヤを用いて逆円錐形
を構成するとともに逆円錐形の底面に相当する面を閉じ
て１つのアンテナを構成したが、例えば、モノポールア
ンテナを逆円錐形にするとともに逆円錐形の底面に相当
する面を閉じて１つのアンテナを構成してもよい。
ピーダンス整合方法及びインピーダンス整合回路並びに
広帯域アンテナに限定されるものではない。実施の形態
の広帯域アンテナでは、複数のワイヤを用いて逆円錐形
を構成するとともに逆円錐形の底面に相当する面を閉じ
て１つのアンテナを構成したが、例えば、モノポールア
ンテナを逆円錐形にするとともに逆円錐形の底面に相当
する面を閉じて１つのアンテナを構成してもよい。
【００４１】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明のインピー
ダンス整合方法及びインピーダンス整合回路によれば、
第１同軸線路の線路長を変化させるとともに使用周波数
を変化させたとき、使用周波数帯全域にわたって受信回
路の特性インピーダンスに対する不整合損失が極小とな
る極小点を検索し、検索された極小点に基づいて第１同
軸線路の線路長を決定するので、決定された線路長の第
１同軸線路と所定長の第２同軸線路とにより使用周波数
帯全域にわたって不整合損失が極小となる。従って、ア
ンテナの高さ寸法が制限された中で、より広帯域でイン
ピーダンス整合をとることができる。
ダンス整合方法及びインピーダンス整合回路によれば、
第１同軸線路の線路長を変化させるとともに使用周波数
を変化させたとき、使用周波数帯全域にわたって受信回
路の特性インピーダンスに対する不整合損失が極小とな
る極小点を検索し、検索された極小点に基づいて第１同
軸線路の線路長を決定するので、決定された線路長の第
１同軸線路と所定長の第２同軸線路とにより使用周波数
帯全域にわたって不整合損失が極小となる。従って、ア
ンテナの高さ寸法が制限された中で、より広帯域でイン
ピーダンス整合をとることができる。
【００４２】また、本発明の広帯域アンテナによれば、
１以上のアンテナ素子により逆円錐形の底面に相当する
面を閉じることで、アンテナ素子が長くなり、長いアン
テナ素子には電流分布が形成されやすくなるため、下限
周波数に対する不整合損失がより小さくなる。従って、
アンテナの高さ寸法が制限された中で、より広帯域でイ
ンピーダンス整合をとることができる広帯域アンテナを
提供できる。
１以上のアンテナ素子により逆円錐形の底面に相当する
面を閉じることで、アンテナ素子が長くなり、長いアン
テナ素子には電流分布が形成されやすくなるため、下限
周波数に対する不整合損失がより小さくなる。従って、
アンテナの高さ寸法が制限された中で、より広帯域でイ
ンピーダンス整合をとることができる広帯域アンテナを
提供できる。
【図１】実施の形態のインピーダンス整合回路の構成図
である。
である。
【図２】実施の形態の広帯域アンテナの斜視図である。
【図３】実施の形態の広帯域アンテナの斜視図である。
【図４】スタブ回路の接続位置によるＶＳＷＲの変化を
示す図である。
示す図である。
【図５】各形状のアンテナのＶＳＷＲ特性を示す図であ
る。
る。
【図６】実施の形態の広帯域アンテナの他の例を示す図
である。
である。
【図７】従来のディスコーンアンテナの斜視図である。
１ 広帯域アンテナ ２ａ〜２ｄ ワイヤ ３ 底面 ４ 第１同軸ケーブル ５ 結合回路 ６ スタブ回路 ７ 第２同軸ケーブル ８ ショート部 ９ 第３同軸ケーブル １０ ５０Ω負荷回路 １１ モノポールアンテナ ２１ 給電部
Claims (6)
- 【請求項１】 広帯域アンテナの給電点にインピーダン
ス整合回路を接続して整合をとるインピーダンス整合方
法であって、 前記広帯域アンテナの給電点に第１同軸線路の一端を接
続し、該第１同軸線路の他端に、先端が短絡された所定
長の第２同軸線路と受信回路とを接続し、前記第１同軸
線路の線路長を変化させるとともに使用周波数を変化さ
せたとき、使用周波数帯全域にわたって前記受信回路の
特性インピーダンスに対する不整合損失が極小となる極
小点を検索し、検索された極小点に基づいて前記第１同
軸線路の線路長を決定することを特徴とするインピーダ
ンス整合方法。 - 【請求項２】 前記第１同軸線路の長さを零としたとき
に、前記使用周波数帯全域にわたって前記不整合損失が
極小となる極小点を検索し、検索された極小点に基づい
て前記第２同軸線路の所定長を決定することを特徴とす
る請求項１記載のインピーダンス整合方法。 - 【請求項３】 広帯域アンテナの給電点に接続されるイ
ンピーダンス整合回路であって、 前記広帯域アンテナの給電点に一端が接続され且つ他端
が受信回路に接続された第１同軸線路と、 前記第１同軸線路の他端に接続され且つ先端が短絡され
た所定長の第２同軸線路とを備え、 前記第１同軸線路の線路長は、前記第１同軸線路の線路
長を変化させるとともに使用周波数を変化させたとき、
使用周波数帯全域にわたって前記受信回路の特性インピ
ーダンスに対する不整合損失が極小となる極小点に基づ
いて決定されることを特徴とするインピーダンス整合回
路。 - 【請求項４】 前記第２同軸線路の所定長は、前記第１
同軸線路の長さを零としたときに、前記使用周波数帯全
域にわたって前記不整合損失が極小となる極小点に基づ
いて決定されることを特徴とする請求項３記載のインピ
ーダンス整合回路。 - 【請求項５】 前記広帯域アンテナは、１以上のアンテ
ナ素子により略逆円錐形を構成するとともに前記逆円錐
形の底面に相当する面を閉じ、前記逆円錐形の頂点部を
接地し、給電点を前記頂点部の近傍としたことを特徴と
する請求項３または請求項４記載のインピーダンス整合
回路。 - 【請求項６】 １以上のアンテナ素子により略逆円錐形
を構成するとともに前記逆円錐形の底面に相当する面を
閉じ、前記逆円錐形の頂点部を接地し、給電点を前記頂
点部の近傍としたことを特徴とする広帯域アンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000267677A JP2002076719A (ja) | 2000-09-04 | 2000-09-04 | インピーダンス整合方法及びインピーダンス整合回路並びに広帯域アンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000267677A JP2002076719A (ja) | 2000-09-04 | 2000-09-04 | インピーダンス整合方法及びインピーダンス整合回路並びに広帯域アンテナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002076719A true JP2002076719A (ja) | 2002-03-15 |
Family
ID=18754563
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000267677A Pending JP2002076719A (ja) | 2000-09-04 | 2000-09-04 | インピーダンス整合方法及びインピーダンス整合回路並びに広帯域アンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002076719A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006033845A (ja) * | 2004-07-13 | 2006-02-02 | Tdk Corp | アンテナおよびその製造方法、ならびに広帯域アンテナ |
| US7269440B2 (en) | 2002-05-14 | 2007-09-11 | Nec Corporation | Cellular phone and method of operating the same |
| KR100787999B1 (ko) * | 2006-12-13 | 2007-12-21 | 충남대학교산학협력단 | 근모-특이적 유전자 발현 촉진인자 및 이를 이용한 뿌리형질의 개선 방법 |
| JP2011109201A (ja) * | 2009-11-13 | 2011-06-02 | Kobe Steel Ltd | アンテナ装置 |
| JP2012034307A (ja) * | 2010-08-03 | 2012-02-16 | Yagi Antenna Co Ltd | 低姿勢広帯域無指向性アンテナ |
| CN114336059A (zh) * | 2022-01-07 | 2022-04-12 | 电子科技大学 | 一种应用于vhf/uhf频段的低剖面小型化可调谐天线 |
-
2000
- 2000-09-04 JP JP2000267677A patent/JP2002076719A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7269440B2 (en) | 2002-05-14 | 2007-09-11 | Nec Corporation | Cellular phone and method of operating the same |
| US7348926B2 (en) | 2002-05-14 | 2008-03-25 | Nec Corporation | Cellular phone and method of operating the same |
| JP2006033845A (ja) * | 2004-07-13 | 2006-02-02 | Tdk Corp | アンテナおよびその製造方法、ならびに広帯域アンテナ |
| JP4533816B2 (ja) * | 2004-07-13 | 2010-09-01 | Ｔｄｋ株式会社 | アンテナおよびその製造方法、ならびに広帯域アンテナ |
| KR100787999B1 (ko) * | 2006-12-13 | 2007-12-21 | 충남대학교산학협력단 | 근모-특이적 유전자 발현 촉진인자 및 이를 이용한 뿌리형질의 개선 방법 |
| JP2011109201A (ja) * | 2009-11-13 | 2011-06-02 | Kobe Steel Ltd | アンテナ装置 |
| JP2012034307A (ja) * | 2010-08-03 | 2012-02-16 | Yagi Antenna Co Ltd | 低姿勢広帯域無指向性アンテナ |
| CN114336059A (zh) * | 2022-01-07 | 2022-04-12 | 电子科技大学 | 一种应用于vhf/uhf频段的低剖面小型化可调谐天线 |
| CN114336059B (zh) * | 2022-01-07 | 2023-04-11 | 电子科技大学 | 一种用于vhf/uhf频段的低剖面可调谐天线 |
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