JP2002335122A - 水平および垂直偏波共用アンテナ装置 - Google Patents
水平および垂直偏波共用アンテナ装置Info
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Abstract
等になる水平および垂直偏波共用アンテナ装置を提供す
る。 【解決手段】 1)端部間に隙間9を置いて、互いにほ
ぼ90度に配置される、それぞれ、金属箔が貼着された
誘電体基板11,12に、それぞれ形成されるスロット
アンテナ6,7とその外方前面に配設される無給電素子
板15,16;17,18とからなる2組の水平偏波ア
ンテナ2,3と、2)前記隙間9に貫通して配設され、
誘電体基板21の両面に形成されるダイポールアンテナ
8と該ダイポールアンテナ8の前方に配設される無給電
素子22とからなり、前記ダイポールアンテナ8が前記
外方側に向けられ、かつ垂直方向に形成される垂直偏波
アンテナ4と、3)水平偏波アンテナ2,3と垂直偏波
アンテナ4との後方に配設されるコーナ反射板5とから
構成されている。
Description
帯電話やPHS(簡易型携帯電話システム)などの、移
動通信システム等の基地局アンテナとして好適な、水平
偏波および垂直偏波を用いる偏波共用アンテナ装置に関
する。
近年、陸上移動通信システムでの基地局アンテナの設置
形態は、電波の受信効率を上げるため、スペースダイバ
ーシチ受信方式を用いており、このため、アンテナ類を
取り付ける鉄塔上部の形状が大きくなっている。従っ
て、基地局の鉄塔設備などは大形で、コストがかかるも
のとなり、さらに美観を損ねていた。
と、前記鉄塔上部の形状を小さくでき、基地局設備の簡
易化が可能であり、美観の点についても有利な面が多
い。偏波ダイバーシチを行う場合、送信受信とも、同一
エリアを形成するためには、受信用の水平偏波、及び送
受信共用の垂直偏波とも、同一の水平面内指向性半値角
を持った偏波共用アンテナが必要である。
偏波とも水平面内指向性半値角、120度の指向性を有
する偏波共用アンテナを配置する必要がある。従来の偏
波共用アンテナとしては、図6に示すような、金属反射
板103の前面に、給電線路104により支持、給電さ
れるダイポールアンテナ102,102を交差させ、そ
の一方を水平偏波用とし、他方を垂直偏波用として設置
するクロスダイポールアンテナ101などを用いたもの
がある。さらに、前記金属反射板103をコーナ反射板
に形成し、その前面に前記クロスダイポールアンテナ1
01を配置させたものがある。
来のクロスダイポールアンテナ101により、移動通信
システムの基地局でセクタを構成する場合、その送受信
アンテナの指向性は同等であることが要求される。特
に、水平偏波アンテナと垂直偏波アンテナとの両方を、
ともにダイポールアンテナにより構成する場合、該ダイ
ポールアンテナは、電界面と磁界面の指向性が異なるこ
とから、この水平および垂直偏波共用アンテナの水平面
内指向性は、同等にならないという問題点があった。
その目的は前記問題点を解消し、水平偏波、垂直偏波と
も水平面内指向性が同等になる水平および垂直偏波共用
アンテナ装置を提供することにある。
水平面内指向特性を、水平偏波アンテナの水平面内指向
特性を損ねることなく、変え得る水平および垂直偏波共
用アンテナ装置を提供することにある。
の本発明の構成は、端部間に隙間を置いて、互いにほぼ
90度に配置される、それぞれ、金属箔が貼着された誘
電体基板に、それぞれ形成されるスロットアンテナとそ
の外方前面に配設される無給電素子とからなる2組の水
平偏波アンテナと、該水平偏波アンテナの前記それぞれ
の誘電体基板が形成する前記隙間に貫通して配設され、
誘電体基板の両面に形成されるダイポールアンテナと該
ダイポールアンテナの前方に配設される無給電素子とか
らなり、前記ダイポールアンテナが前記外方側に向けら
れ、かつ垂直方向に形成される垂直偏波アンテナと、前
記2組の水平偏波アンテナと前記垂直偏波アンテナとが
配設されるコーナ反射板とからなる水平および垂直偏波
共用アンテナ装置である。
アンテナの後方で、該スロットアンテナのそれぞれの誘
電体基板に対して、ほぼ45度に配設される反射板で、
その水平方向の両側端部が、前記水平偏波アンテナの前
記それぞれの誘電体基板の端部に向けて、該それぞれの
誘電体基板に対し、直角に曲げられ、さらに、前記水平
偏波アンテナと前記垂直偏波アンテナとが、同一周波数
の電力で給電され、かつ該水平偏波アンテナの各スロッ
トアンテナから放射される電波が同相になるように給電
される水平および垂直偏波共用アンテナ装置である。
波アンテナとが、垂直方向に交互に配設される水平およ
び垂直偏波共用アンテナ装置である。
れの誘電体基板の、前記垂直偏波アンテナの中心に対応
する部位に、切り欠き部が設けられる水平および垂直偏
波共用アンテナ装置である。
を中心に対称的に、かつ二辺が複数の段部から形成され
るほぼ二等辺三角形状に形成される水平および垂直偏波
共用アンテナ装置である。
波、垂直偏波とも水平面内指向性が同等にすることがで
きる。さらに、前記切り欠き部を設けることにより、垂
直偏波アンテナの水平面内指向特性を、水平偏波アンテ
ナの水平面内指向特性を損ねることなく、変えることが
できる。
適な実施の形態を詳しく説明する。
直偏波共用アンテナ装置の一実施の形態を示す図で、図
1は、該偏波共用アンテナ装置の正面図、図2は、図1
の底面図、図3は、図1の垂直偏波アンテナの右側面
図、図4は、図1の該アンテナ装置の水平偏波アンテナ
の水平面内指向特性を示す図、図5は、図1の該アンテ
ナ装置の垂直偏波アンテナの水平面内指向特性を示す図
である。
垂直偏波共用アンテナ装置1は、垂直方向にそれぞれ配
設されるスロットアンテナ6,7からなる2組の水平偏
波アンテナ2,3と、該2組の水平偏波アンテナ2,3
の間に形成された隙間9を貫通するように垂直方向に配
設される1組のダイポールからなる垂直偏波アンテナ4
と、前記水平偏波アンテナ2,3と前記垂直偏波アンテ
ナ4との後方に配設させるコーナ反射板5とからなる。
一の構成で前記垂直偏波アンテナ4を中心に対称的に形
成され、前記スロットアンテナ6,7として、一方の面
に金属箔が貼着された2個の誘電体基板(例えば、基板
の比誘電率3.4,厚さ1.6mm)11,12を、そ
の端部間に隙間9を置いて、水平面で互いにほぼ90度
に配置し、該誘電体基板11,12のそれぞれに、上下
方向に細長のスロット13,14が形成されている。同
時に、このスロットアンテナ6,7の放射方向である、
前記2個の誘電体基板11,12が形成する外方(優角
側)前面で、前記スロット13,14の前方に、該スロ
ットアンテナ6,7からの距離が、使用周波数の波長λ
の、それぞれ約0.03λおよび約0.10λ(それぞ
れの間隔は約0.07λ)離間された位置に、前記誘電
体基板11,12に平行して配設されるそれぞれ複数
(本実施の形態では、2個)の無給電素子板15,1
6;17,18が配設されている。そして、このよう
な、前記2組の水平偏波アンテナ2,3が、垂直方向に
配設されている。
前記スロット13,14は、上下方向の長さが、使用周
波数の波長λの約0.29λで、水平方向の幅は、約
0.02λであり、また前記スロットアンテナ6,7の
前方の位置にそれぞれ配設される前記無給電素子板1
5,16;17,18の上下方向の長さが約0.25
λ、水平方向の幅は、約0.3λである。ここで、19
a,19b;20a,20bは、前記スロットアンテナ
6,7へに給電線路である。
3に示すように、前記水平偏波アンテナ2,3の前記そ
れぞれの誘電体基板11,12が形成する前記隙間9に
貫通して上下方向に配設され、誘電体基板(例えば、基
板の比誘電率2.6,厚さ0.8mm)21の両面にの
貼着された金属箔上に形成されるダイポールアンテナ8
と、該ダイポールアンテナ8の前方(放射方向)に、そ
のダイポール素子8a,8bに接近、かつ平行する無給
電素子22とからなる。
アンテナ6,7の放射方向側に突出して、前記水平偏波
アンテナ2,3の前記誘電体基板11,12が形成する
角度(90度)の中心線上で、前記放射方向と同一方向
に向けて配設され、しかも前記スロットアンテナ6,7
のスロット13,14の幅方向の中心線を中心に、上下
方向の対称位置に複数段になるように配設される。すな
わち、該垂直偏波アンテナ4は、垂直方向に前記水平偏
波アンテナ2,3と交互になるように配設される。
ンテナ8を構成するダイポール素子8a,8bは、使用
周波数、例えば、2.0GHzに共振するように、前記
誘電体基板21の両面で、該ダイポールアンテナ8の中
央部に形成された給電線路23a,23bに対して、そ
れぞれ互いに直角に反対一方向に形成されており、該ダ
イポール素子8a,8bは、前記ダイポールアンテナ8
の中心軸を中心に丁度180度回転した位置に形成され
ている。そして、該ダイポール素子8a,8bの両端の
距離を、通常は、前記周波数の波長λの約1/2であ
り、1/2以下の場合もある。
子8a,8bは、中央の給電点を介して、前記給電線路
23a,23bに接続されている。なお、24は、前記
給電線路に接続される接地部である。
電素子22は、前記ダイポール素子8a,8bの中心軸
線上の放射方向で、該ダイポール素子8a,8bに平行
して配設され、前記使用周波数と異なる周波数に共振す
るような長さを有する。前記無給電素子22は、その両
端の長さは、前記異なる周波数(前記使用周波数より高
い周波数)の波長の約1/2に形成され、その幅は任意
の幅を有し、かつ前記ダイポール8から任意の距離を離
間して配設されている。なお、前記水平偏波アンテナ
2,3(前記スロットアンテナ6,7)、前記誘電体基
板11,12、前記無給電素子板15,16;17,1
8、前記垂直偏波アンテナ4などは、図示しない支持部
材により前記コーナ反射板5に支持されている。
トアンテナ6,7の後方で、該スロットアンテナ6,7
のそれぞれの誘電体基板11,12に対して、ほぼ45
度をなし、そのほぼ中心位置で、前記垂直偏波アンテナ
4とほぼ直角をなすように配設されている。また、前記
コーナ反射板5は、その水平方向の両側部の端部25,
25が、途中で前記水平偏波アンテナ2,3の前記誘電
体基板11,12に対して平行になるように曲げられた
(後方にほぼ135度曲げる)後、前記両側部の端部2
5,25が、前記誘電体基板11,12の端部に向け
て、該誘電体基板11,12に対し、ほぼ直角に曲げら
れている。
記それぞれの誘電体基板11,12の、前記垂直偏波ア
ンテナ4の中心に対応する部位に、切り欠き部30,3
0が設けられている。この切り欠き部30,30は、前
記垂直偏波アンテナ4を中心に対称的に形成されるとと
もに、その二辺が複数の段部30a,30aから形成さ
れるほぼ二等辺三角形状に形成されている。前記切り欠
き部30,30が設けられるため、前記偏波共用アンテ
ナ装置1は、前記垂直偏波アンテナ4の水平面内指向特
性を、前記水平偏波アンテナ2,3の水平面内指向特性
を損ねることなく、変えことができる。なお、前記切り
欠き部30,30は、前述のほか、複数の段部30aを
有する半円形または半楕円形状等でもよい。
前記水平偏波アンテナ2,3と前記垂直偏波アンテナ4
とが、同一周波数の電力で給電され、かつ該水平偏波ア
ンテナ2,3の各スロットアンテナ6,7から放射され
る電波が同相になるように給電されるようになってい
る。
装置1の前記水平偏波アンテナ2,3の水平面内指向特
性および前記垂直偏波アンテナ4の水平面内指向特性を
示し、該偏波共用アンテナ装置1の正面方向を0度とす
る方位角に対する相対電界強度(dB)を示す。同図か
ら分かるように、両偏波アンテナ2,3;4の水平面内
指向特性は、ほぼ同一になっている。
ける技術に限定されるものではなく、同様な機能を果た
す他の態様の手段によってもよく、また本発明の技術は
前記構成の範囲内において種々の変更、付加が可能であ
る。
水平および垂直偏波共用アンテナ装置によれば、端部間
に隙間を置いて、互いにほぼ90度に配置される、それ
ぞれ、金属箔が貼着された誘電体基板に、それぞれ形成
されるスロットアンテナとその外方前面に配設される無
給電素子とからなる2組の水平偏波アンテナと、該水平
偏波アンテナの前記それぞれの誘電体基板が形成する前
記隙間に貫通して配設され、誘電体基板の両面に形成さ
れるダイポールアンテナと該ダイポールアンテナの前方
に配設される無給電素子とからなり、前記ダイポールア
ンテナが前記外方側に向けられ、かつ垂直方向に形成さ
れる垂直偏波アンテナと、前記2組の水平偏波アンテナ
と前記垂直偏波アンテナとが配設されるコーナ反射板と
からなるので、水平偏波、垂直偏波とも水平面内指向性
が同等にすることができる。
れの誘電体基板の、前記垂直偏波アンテナの中心に対応
する部位に、切り欠き部を設けるので、前記垂直偏波ア
ンテナの水平面内指向特性を、前記水平偏波アンテナの
水平面内指向特性を損ねることなく、変えることができ
るという優れた効果を奏する。
の実施の形態を示す正面図である。
平面内指向特性を示す図である。
平面内指向特性を示す図である。
ールアンテナの斜視図である。
電線路 22 無給電素子 24 接地部 25 側端部(反射板) 30 切り欠き部 30a 段部
Claims (5)
- 【請求項1】 端部間に隙間を置いて、互いにほぼ90
度に配置される、それぞれ、金属箔が貼着された誘電体
基板に、それぞれ形成されるスロットアンテナとその外
方前面に配設される無給電素子とからなる2組の水平偏
波アンテナと、 該水平偏波アンテナの前記それぞれの誘電体基板が形成
する前記隙間に貫通して配設され、誘電体基板の両面に
形成されるダイポールアンテナと該ダイポールアンテナ
の前方に配設される無給電素子とからなり、前記ダイポ
ールアンテナが前記外方側に向けられ、かつ垂直方向に
形成される垂直偏波アンテナと、 前記2組の水平偏波アンテナと前記垂直偏波アンテナと
が配設されるコーナ反射板とからなることを特徴とする
水平および垂直偏波共用アンテナ装置。 - 【請求項2】 前記コーナ反射板が、前記2組のスロッ
トアンテナの後方で、該スロットアンテナのそれぞれの
誘電体基板に対して、ほぼ45度に配設される反射板
で、その水平方向の両側端部が、前記水平偏波アンテナ
の前記それぞれの誘電体基板の端部に向けて、該それぞ
れの誘電体基板に対し、直角に曲げられ、 さらに、前記水平偏波アンテナと前記垂直偏波アンテナ
とが、同一周波数の電力で給電され、かつ該水平偏波ア
ンテナの各スロットアンテナから放射される電波が同相
になるように給電されることを特徴とする請求項1に記
載の水平および垂直偏波共用アンテナ装置。 - 【請求項3】 前記2組の水平偏波アンテナと前記垂直
偏波アンテナとが、垂直方向に交互に配設されることを
特徴とする請求項1または請求項2に記載の水平および
垂直偏波共用アンテナ装置。 - 【請求項4】 前記水平偏波アンテナの前記それぞれの
誘電体基板の、前記垂直偏波アンテナの中心に対応する
部位に、切り欠き部が設けられることを特徴とする請求
項1ないし請求項3のいずれかに記載の水平および垂直
偏波共用アンテナ装置。 - 【請求項5】 前記切り欠き部が、前記垂直偏波アンテ
ナを中心に対称的に、かつ二辺が複数の段部から形成さ
れるほぼ二等辺三角形状に形成されることを特徴とする
請求項4に記載の水平および垂直偏波共用アンテナ装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001140963A JP3701578B2 (ja) | 2001-05-11 | 2001-05-11 | 水平および垂直偏波共用アンテナ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002335122A true JP2002335122A (ja) | 2002-11-22 |
JP3701578B2 JP3701578B2 (ja) | 2005-09-28 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005086658A (ja) * | 2003-09-10 | 2005-03-31 | Nippon Dengyo Kosaku Co Ltd | 偏波共用アンテナ |
JP2009200719A (ja) * | 2008-02-20 | 2009-09-03 | National Institutes Of Natural Sciences | 平面マイクロ波アンテナ、一次元マイクロ波アンテナ及び二次元マイクロ波アンテナアレイ |
JP2010200292A (ja) * | 2009-01-30 | 2010-09-09 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | 衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ |
-
2001
- 2001-05-11 JP JP2001140963A patent/JP3701578B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP2009200719A (ja) * | 2008-02-20 | 2009-09-03 | National Institutes Of Natural Sciences | 平面マイクロ波アンテナ、一次元マイクロ波アンテナ及び二次元マイクロ波アンテナアレイ |
JP2010200292A (ja) * | 2009-01-30 | 2010-09-09 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | 衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ |
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---|---|
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