JP2003142934A - Horizontally polarized nondirectional antenna system - Google Patents

Horizontally polarized nondirectional antenna system

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JP2003142934A JP2001335491A JP2001335491A JP2003142934A JP 2003142934 A JP2003142934 A JP 2003142934A JP 2001335491 A JP2001335491 A JP 2001335491A JP 2001335491 A JP2001335491 A JP 2001335491A JP 2003142934 A JP2003142934 A JP 2003142934A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a horizontally polarized nondirectional antenna system of simple structure which has as a small diameter and can be made small-sized. SOLUTION: A 2nd antenna 3 and a 3rd antenna 5 are arranged above a 1st antenna 1 almost at an interval λ. The antennas 1, 3, and 5 each have a couple of semicircular antenna elements having length λ/6 arranged opposite to each other and feeding is carried out from a feed point 2 of antenna elements 1a and 1b constituting the 1st antenna 1. The 3rd antenna 5 is equipped with arms 6a and 6b of length λ/8 atop of antenna elements 5a and 5b. The 1st antenna 1 and 2nd and 3rd antennas 3 and 5 are connected together by feed lines 4 and 7 respectively and a current which is in phase with the 1st antenna 1 is made to flow to the 2nd antenna 3 and 3rd antenna 5.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば無線LAN
基地局等に用いられる水平偏波無指向性アンテナ装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wireless LAN, for example.
The present invention relates to a horizontally polarized omnidirectional antenna device used in a base station or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、無線LANの基地局では、端末と
の間で通信を行なうためにアンテナの特性は無指向性な
ものが要求される。このため例えば無線LANの屋外基
地局では、現在、垂直偏波無指向性のコリニアアンテナ
が多く利用されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a wireless LAN base station is required to have an omnidirectional antenna characteristic in order to communicate with a terminal. For this reason, for example, vertically polarized omnidirectional collinear antennas are often used in outdoor base stations of wireless LANs.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来で
は、無線LAN用アンテナとして垂直偏波無指向性のコ
リニアアンテナが一般的に使用されているが、最近では
水平偏波無指向性アンテナの利用も考えられている。し
かし、水平偏波無指向性アンテナは、一般に垂直偏波無
指向性アンテナに比較してその直径が大きくなってしま
い、重量、風圧荷重などの点で不利であるという問題が
ある。このため従来では、水平偏波無指向性アンテナは
あまり使用されていない。
As described above, conventionally, a vertically polarized omnidirectional collinear antenna is generally used as a wireless LAN antenna, but recently, a horizontally polarized omnidirectional antenna has been used. Utilization is also considered. However, the horizontally polarized omnidirectional antenna generally has a larger diameter than the vertically polarized omnidirectional antenna, which is disadvantageous in terms of weight, wind pressure load, and the like. For this reason, conventionally, a horizontally polarized omnidirectional antenna is not often used.

【0004】本発明は上記の課題を解決するためになさ
れたもので、簡易な構造で、直径が小さく、小型化が可
能な水平偏波無指向性アンテナ装置を提供することを目
的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a horizontal polarization omnidirectional antenna device having a simple structure, a small diameter, and a small size.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明に係る水平偏波無
指向性アンテナ装置は、ほぼλ/6の長さを有する山形
状の1対のアンテナ素子を向かい合わせて配置した第1
のアンテナと、前記第1のアンテナの上部にほぼλ/4
の間隔を保って配置されたほぼλ/6の長さを有する山
形状の1対のアンテナ素子からなる第2のアンテナと、
前記第2のアンテナの上部にほぼλ/4の間隔を保って
配置されたほぼλ/6の長さを有する山形状の1対のア
ンテナ素子及びその先端に設けられたほぼλ/8の長さ
を有するアームからなる第3のアンテナと、前記第1の
アンテナを構成する各アンテナ素子に逆位相の電流が流
れるように該アンテナ素子の端部に給電する給電手段
と、前記第1のアンテナと同位相の電流が第2のアンテ
ナ及び第3のアンテナに流れるように第1のアンテナと
第2のアンテナとの間、及び第2のアンテナと第3のア
ンテナとの間を接続する給電線路とを具備したことを特
徴とする。
A horizontally polarized omnidirectional antenna device according to the present invention comprises a first pair of mountain-shaped antenna elements facing each other having a length of approximately λ / 6.
And an antenna of about λ / 4 above the first antenna.
A second antenna composed of a pair of chevron-shaped antenna elements having a length of approximately λ / 6 and arranged at intervals of
A pair of chevron-shaped antenna elements having a length of approximately λ / 6 arranged at an interval of approximately λ / 4 above the second antenna and a length of approximately λ / 8 provided at the tip thereof. A third antenna including an arm having a height, power feeding means for feeding power to an end of the antenna element so that currents of opposite phases flow through the respective antenna elements forming the first antenna, and the first antenna A feed line connecting between the first antenna and the second antenna and between the second antenna and the third antenna so that a current having the same phase as the current flows through the second antenna and the third antenna. And is provided.

【0006】上記の構成とすることにより、簡易な構造
で、直径が小さく、小型化が可能であり、かつ、水平面
内指向性を偏差が1dB以内の無指向性とすることがで
きる。また、第3のアンテナを構成するアンテナ素子に
設けたアームの長さ及び間隔等を微細調整することによ
り、水平面内指向性を調整することができる。
With the above-mentioned structure, it is possible to reduce the diameter and size with a simple structure, and to make the directivity in the horizontal plane omnidirectional with a deviation of 1 dB or less. In addition, the directivity within the horizontal plane can be adjusted by finely adjusting the length and interval of the arms provided on the antenna element that constitutes the third antenna.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る
水平偏波無指向性アンテナ装置の基本的な構成を示した
ものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a basic configuration of a horizontally polarized omnidirectional antenna device according to an embodiment of the present invention.

【0008】図1において、1は第1のアンテナで、ほ
ぼλ(波長)/6の長さを有する山形状の1対のアンテ
ナ素子1a、1bを向かい合わせて配置し、各アンテナ
素子1a、1bの先端部に設けた給電点2より給電す
る。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a first antenna, which is a pair of antenna elements 1a and 1b each having a mountain shape and having a length of approximately λ (wavelength) / 6. Power is supplied from a power supply point 2 provided at the tip of 1b.

【0009】そして、上記第1のアンテナ1の上部にほ
ぼλ/4の間隔を保って第2のアンテナ3を配置する。
この第2のアンテナ3は、ほぼλ/6の長さを有する山
形状の1対のアンテナ素子3a、3bを向かい合わせて
配置している。また、第1のアンテナ1と同位相の電流
iが第2のアンテナ3に流れるように第1のアンテナ1
と第2のアンテナ3の端部間を給電線路4により接続す
る。
Then, the second antenna 3 is arranged above the first antenna 1 with a spacing of approximately λ / 4.
In this second antenna 3, a pair of mountain-shaped antenna elements 3a and 3b having a length of approximately λ / 6 are arranged to face each other. In addition, the first antenna 1 is so arranged that the current i having the same phase as that of the first antenna 1 flows through the second antenna 3.
And the ends of the second antenna 3 are connected by a power feeding line 4.

【0010】また、上記第2のアンテナ3の上部にほぼ
λ/4の間隔を保って第3のアンテナ5を配置する。こ
の第3のアンテナ5は、第2のアンテナ3と同様にほぼ
λ/6の長さを有する山形状の1対のアンテナ素子5
a、5bを向かい合わせて配置し、その先端にほぼλ/
8のアーム6a、6bを第2のアンテナ3側に向けて並
行に設けている。また、第2のアンテナ3と同位相の電
流iが第3のアンテナ5に流れるように第2のアンテナ
3と第3のアンテナ5の端部間を給電線路7により接続
する。
Further, the third antenna 5 is arranged above the second antenna 3 with a spacing of approximately λ / 4. This third antenna 5 is similar to the second antenna 3 in that it has a pair of mountain-shaped antenna elements 5 each having a length of approximately λ / 6.
a and 5b are arranged facing each other, and approximately λ /
8 arms 6a and 6b are provided in parallel toward the second antenna 3 side. Further, the second antenna 3 and the end portions of the third antenna 5 are connected by the power supply line 7 so that the current i having the same phase as that of the second antenna 3 flows to the third antenna 5.

【0011】上記の構成において、第3のアンテナ5の
アーム6a、6bの長さ及び間隔Δg等を微細調整する
ことにより、水平偏波の水平面内指向性が無指向性とな
るように調整する。上記アーム6aと6bに流れる電流
は逆位相となるので、電波の放射は発生しない。
In the above structure, by finely adjusting the lengths of the arms 6a and 6b of the third antenna 5 and the spacing Δg, the directivity in the horizontal plane of horizontal polarization is adjusted to be non-directional. . Since the currents flowing through the arms 6a and 6b have opposite phases, no radio wave is emitted.

【0012】一方、第1のアンテナ1は、アンテナ素子
1aと1bに逆位相の電流が流れるが、流れる方向が同
じになるので電波の放射が発生する。また、第2のアン
テナ3及び第3のアンテナ5は、第1のアンテナ1と同
じ位相の電流が流れるので、電波の放射が効率的に行な
われる。
On the other hand, in the first antenna 1, currents of opposite phases flow through the antenna elements 1a and 1b, but since the flowing directions are the same, radio waves are emitted. In addition, the second antenna 3 and the third antenna 5 have a current flowing in the same phase as the first antenna 1, so that radio waves are efficiently radiated.

【0013】次に、上記水平偏波無指向性アンテナ装置
の具体的な構成例について、図2ないし図6を参照して
説明する。図2(a)は、本発明の実施形態に係る水平
偏波無指向性アンテナ装置の正面側の斜視図、同図
(b)は裏面側の斜視図である。また、図3はアンテナ
素子単体の具体例を示す斜視図、図4(a)は給電回路
部分を示す正面図、図4(b)は同裏面図、図4(c)
は給電端側に設けられるスプリットバラン部分の正面
図、図5は全体の構成を示す側面図、図6はアンテナを
レドームに装着した状態を示す断面図である。
Next, a specific configuration example of the horizontal polarization omnidirectional antenna device will be described with reference to FIGS. 2 to 6. FIG. 2A is a front perspective view of the horizontal polarization omnidirectional antenna device according to the embodiment of the present invention, and FIG. 2B is a rear perspective view thereof. 3 is a perspective view showing a specific example of the antenna element alone, FIG. 4 (a) is a front view showing a feeding circuit portion, FIG. 4 (b) is a rear view thereof, and FIG. 4 (c).
Is a front view of a split balun portion provided on the feeding end side, FIG. 5 is a side view showing the overall configuration, and FIG. 6 is a sectional view showing a state in which an antenna is mounted on a radome.

【0014】図2において、11は誘電体基板、例えば
銅箔基板で、比誘電率2.2、厚さ0.8mm程度のも
のを使用している。そして、上記基板11の正面側に
は、図2(a)に示すように第1、第2、第3のアンテ
ナ1、3、5の一方のアンテナ素子1a、3a、5aを
ほぼλ/4の間隔で装着する。
In FIG. 2, reference numeral 11 is a dielectric substrate, for example, a copper foil substrate having a relative permittivity of 2.2 and a thickness of about 0.8 mm. Then, as shown in FIG. 2A, one of the first, second, and third antennas 1a, 3a, and 5a of the first, second, and third antennas 1a, 3a, and 5a is approximately λ / 4 on the front side of the substrate 11. Install at intervals.

【0015】また、基板11の裏面には、図2(b)に
示すように第1、第2、第3のアンテナ1、3、5の他
方のアンテナ素子1b、3b、5bを上記正面側のアン
テナ素子1a、3a、5aに対向する位置に装着する。
上記アンテナ1、3、5の各素子は、例えば銅あるいは
真鍮等の導体を使用し、ブルースアンテナと呼ばれる形
状(1辺がλ/4のメアンダライン)を山形状に構成し
たものである。すなわち、各アンテナ素子は、加工を容
易にするために例えば図3に示すように長方形の導体板
を中央で折り曲げて山形状に形成している。更に、基板
11上には、第3のアンテナ5のアーム6a、6bを設
ける。上記アーム6a、6bは、長さがλ/8のマイク
ロストリップラインによって形成する。
Also, on the back surface of the substrate 11, as shown in FIG. 2B, the other antenna elements 1b, 3b, 5b of the first, second, and third antennas 1, 3, 5 are provided on the front side. The antenna elements 1a, 3a, and 5a are mounted at positions facing each other.
Each element of the antennas 1, 3, and 5 is formed by using a conductor such as copper or brass, and forming a shape called a Bruce antenna (mean side of λ / 4 on one side) into a mountain shape. That is, each antenna element is formed into a mountain shape by bending a rectangular conductor plate at the center, for example, as shown in FIG. 3, to facilitate processing. Further, the arms 6 a and 6 b of the third antenna 5 are provided on the substrate 11. The arms 6a and 6b are formed by microstrip lines having a length of λ / 8.

【0016】また、図2(a)、図4(a)に示すよう
に基板11の正面側には、マイクロストリップライン1
2aで構成した給電線路を設けると共に、基部にスプリ
ットバラン13を設けている。このスプリットバラン1
3は、図4(c)に示すように誘電体基板14の上面に
銅箔によるアース部15及び線路16を形成している。
この場合、基板14上の下半分にアース部15を形成
し、このアース部15の上側中央より上方に向けて線路
16を形成している。更に、この線路16の上端を基板
14の上端面に延長してショートライン16aを形成
し、このショートライン16aを上記マイクロストリッ
プライン12aに接続する。このマイクロストリップラ
イン12aは、基板11の基部より第1のアンテナ1に
向けて設けられており、その途中で上記スプリットバラ
ン13のショートライン16aと接続する。また、上記
基板14は、下側中央に切り欠き17を設け、上記マイ
クロストリップライン12aの下部先端を露出させて外
部回路(後述するコネクタ19)に接続できるようにし
ている。
As shown in FIGS. 2A and 4A, the microstrip line 1 is provided on the front side of the substrate 11.
The feed line constituted by 2a is provided, and the split balun 13 is provided at the base. This split balun 1
3 has a ground portion 15 and a line 16 made of copper foil formed on the upper surface of the dielectric substrate 14 as shown in FIG.
In this case, the ground portion 15 is formed on the lower half of the substrate 14, and the line 16 is formed upward from the upper center of the ground portion 15. Further, the upper end of the line 16 is extended to the upper end surface of the substrate 14 to form a short line 16a, and the short line 16a is connected to the microstrip line 12a. The microstrip line 12a is provided from the base of the substrate 11 toward the first antenna 1, and is connected to the short line 16a of the split balun 13 on the way. Further, the substrate 14 is provided with a notch 17 in the lower center thereof so that the lower end of the microstrip line 12a is exposed so that it can be connected to an external circuit (a connector 19 described later).

【0017】一方、基板11の裏面側の基部には、図2
(b)、図4(b)に示すようにアース部18を設け、
このアース部18よりマイクロストリップライン12b
を介して第1のアンテナのアンテナ素子1a、1bの給
電点に接続する。
On the other hand, the base portion on the back surface side of the substrate 11 is shown in FIG.
(B), as shown in FIG. 4 (b), the ground portion 18 is provided,
From this ground portion 18 to the microstrip line 12b
To the feeding points of the antenna elements 1a and 1b of the first antenna.

【0018】更に、第1のアンテナ1のアンテナ素子1
a、1bと第2のアンテナ3のアンテナ素子3a、3b
との間、及び第2のアンテナ3のアンテナ素子3a、3
bと第3のアンテナ5のアンテナ素子5a、5bとの間
は、それぞれ給電線路(マイクロストリップライン)
4、7により接続している。
Further, the antenna element 1 of the first antenna 1
a, 1b and the antenna elements 3a, 3b of the second antenna 3
, And the antenna elements 3a, 3 of the second antenna 3
b and the antenna elements 5a and 5b of the third antenna 5 are each a feed line (microstrip line).
It is connected by 4 and 7.

【0019】そして、図4(a)、(b)及び図5に示
すように、基板11の基部に外部接続用のコネクタ19
を装着し、基板11の上面に形成したマイクロストリッ
プライン12a、基板11の裏面に形成したアース部1
8、及びスプリットバラン13のアース部15に接続す
る。
Then, as shown in FIGS. 4A, 4B and 5, a connector 19 for external connection is provided on the base of the substrate 11.
Mounted, and the microstrip line 12a formed on the upper surface of the substrate 11 and the ground portion 1 formed on the back surface of the substrate 11.
8 and the ground portion 15 of the split balun 13.

【0020】更に、上記アンテナの外側には、必要に応
じて図6に示すようなレドーム20を設けて保護する。
Further, a radome 20 as shown in FIG. 6 is provided on the outer side of the antenna to protect it, if necessary.

【0021】上記実施形態で示したように給電線路を形
成した基板11を中央に挟んで両側に第1、第2、第3
のアンテナ1、3、5のアンテナ素子を装着し、また、
アンテナ素子を板状に形成することにより、放射抵抗及
び帯域を改善することができる。
As shown in the above-mentioned embodiment, the first, second, and third sides of the substrate 11 having the feed line formed are sandwiched in the center.
Attach the antenna elements 1, 3 and 5 of
By forming the antenna element in a plate shape, the radiation resistance and the band can be improved.

【0022】上記水平偏波無指向性アンテナ装置におい
て、中心周波数を5250MHz、第1、第2、第3の
アンテナ1、3、5の各アンテナ素子を全長25.5m
m(0.446λ)、全幅6mm(0.105λ)に設
定した場合、図7に示すリターンロス(Return
Loss)特性、図8に示す水平面内指向性、図9に示
す垂直面内指向性が得られた。なお、上記アンテナ装置
では、レドーム20として外径12mm、厚さ0.5m
mのFRPを使用し、アンテナ装置全体の全長を130
mmとした。
In the above-mentioned horizontally polarized omnidirectional antenna device, the center frequency is 5250 MHz, and the antenna elements of the first, second, and third antennas 1, 3, and 5 have a total length of 25.5 m.
When m (0.446λ) and full width 6 mm (0.105λ) are set, the return loss (Return) shown in FIG. 7 is set.
Loss characteristics, the horizontal in-plane directivity shown in FIG. 8, and the vertical in-plane directivity shown in FIG. 9 were obtained. In the above antenna device, the radome 20 has an outer diameter of 12 mm and a thickness of 0.5 m.
Using FRP of m, the total length of the whole antenna device is 130
mm.

【0023】図7に示すリターンロス特性では、5.1
90〜5.305GHzにおいて、−9.5dB(VS
WR≒2.0)以下とすることができ。このときの動作
利得は、約2dBiであった。
The return loss characteristic shown in FIG. 7 is 5.1.
At -90 to 5.305 GHz, -9.5 dB (VS
It can be set to WR≈2.0) or less. The operating gain at this time was about 2 dBi.

【0024】図8に示す水平面指向性では、1dB以内
の偏差で無指向性の特性が得られた。図9に示す垂直面
指向性では、水平方向に高い利得を有する8の字形の特
性となっている。上記のように1枚の基板11上に簡易
な形状のアンテナ素子を構成することにより、アンテナ
素子と給電回路を一体化して軽量、かつ小型化が可能と
なり、細い直径で高利得の水平偏波無指向性アンテナ装
置を実現することができた。
In the horizontal plane directivity shown in FIG. 8, a non-directional characteristic was obtained with a deviation of 1 dB or less. The vertical plane directivity shown in FIG. 9 has an 8-shaped characteristic having a high gain in the horizontal direction. By constructing the antenna element having a simple shape on one substrate 11 as described above, the antenna element and the feeding circuit can be integrated to reduce the weight and size, and the horizontal polarization with a small diameter and high gain can be achieved. An omnidirectional antenna device could be realized.

【0025】なお、上記実施形態では、アンテナを1段
構成とした場合について示したが、更に、多段に構成す
ることにより利得を向上することができる。例えばアン
テナを2段構成とした場合には約5dBiの動作利得、
4段構成とした場合には約7dBiの動作利得を得るこ
とができた。
In the above embodiment, the case where the antenna has a one-stage configuration has been described, but the gain can be improved by further providing a multi-stage configuration. For example, when the antenna has a two-stage configuration, an operating gain of about 5 dBi,
In the case of the 4-stage configuration, an operating gain of about 7 dBi could be obtained.

【0026】図10は、水平偏波無指向性アンテナ装置
を4段構成とした場合の例を示したものである。基板1
1は、多段構成に合わせて長さを設定し、第1段〜第4
段のアンテナ21〜24を所定の間隔を保って装着す
る。この第1段〜第4段のアンテナ21〜24は、前述
した1段構成のアンテナと同様の構成であるので、詳細
な説明は省略する。
FIG. 10 shows an example of a horizontally polarized omnidirectional antenna device having a four-stage configuration. Board 1
1 sets the length according to the multi-stage configuration, and the first stage to the fourth stage
The antennas 21 to 24 of the step are attached with a predetermined space. The first to fourth stage antennas 21 to 24 have the same configuration as the above-described one-stage configuration antenna, and thus detailed description thereof will be omitted.

【0027】上記基板11の正面側には、予めマイクロ
ストリップライン12aで構成した給電線路を設ける。
上記マイクロストリップライン12aは、基板11の基
部より第1段のアンテナ21に向けて設け、途中でスプ
リットバラン先端部のショートライン16aと接続す
る。すなわち、基板11の正面側の基部に上記1段構成
の場合と同様にスプリットバラン13を設け、このスプ
リットバラン先端部のショートライン16aとマイクロ
ストリップライン12aとを接続する。
On the front surface side of the substrate 11, a power supply line formed by a microstrip line 12a is provided in advance.
The microstrip line 12a is provided from the base of the substrate 11 toward the first-stage antenna 21, and is connected to the short line 16a at the tip of the split balun midway. That is, the split balun 13 is provided on the base portion on the front side of the substrate 11 as in the case of the one-stage configuration, and the short line 16a at the tip of the split balun and the microstrip line 12a are connected.

【0028】そして、上記マイクロストリップライン1
2aを第2段のアンテナ22まで延長し、この延長部分
に分岐部25を設けて上下方向(第1段のアンテナ21
と第3段のアンテナ23の方向)に分岐する。
The above microstrip line 1
2a is extended to the antenna 22 of the second stage, and a branching portion 25 is provided in this extended portion to provide a vertical direction (antenna 21 of the first stage).
And toward the third stage antenna 23).

【0029】上記分岐部25で下方向に分岐したマイク
ロストリップライン12aは、第1段のアンテナ21ま
で延長し、ここで分岐部26により上下方向に分岐して
第1段のアンテナ21と第2段のアンテナ22に給電す
る。
The microstrip line 12a branched downward at the branching portion 25 extends to the first-stage antenna 21, where it is branched vertically at the branching portion 26 to form the first-stage antenna 21 and the second-stage antenna 21. Power is supplied to the stage antenna 22.

【0030】また、上記分岐部25で上方向に分岐した
マイクロストリップライン12aは、第3段のアンテナ
23まで延長し、ここで分岐部27により上下方向に分
岐して第3段のアンテナ23と第4段のアンテナ24に
給電する。
The microstrip line 12a branched upward by the branching section 25 extends to the antenna 23 of the third stage, where it is branched vertically by the branching section 27 to form the antenna 23 of the third stage. The fourth stage antenna 24 is fed.

【0031】また、基板11の裏面側においても、同様
にして第1段〜第4段のアンテナ21〜24に給電す
る。上記の給電手段により、第1段〜第4段のアンテナ
21〜24に対して同一の条件で給電することができ
る。
Also on the back side of the substrate 11, power is similarly supplied to the first to fourth stage antennas 21 to 24. The above-mentioned power feeding means can feed power to the first to fourth stage antennas 21 to 24 under the same conditions.

【0032】上記4段構成の水平偏波無指向性アンテナ
装置では、図11に示すリターンロス特性、図12に示
す水平面内指向性、及び図13に示す垂直面内指向性が
得られた。
The horizontal polarization omnidirectional antenna device having the above-mentioned four-stage structure has the return loss characteristics shown in FIG. 11, the horizontal in-plane directivity shown in FIG. 12, and the vertical in-plane directivity shown in FIG.

【0033】図11に示すリターンロス特性では、5.
250〜5.350GHzにおいて、−9.5dB(V
SWR≒2.0)以下とすることができた。このときの
動作利得は、約7dBiであった。
In the return loss characteristic shown in FIG.
At -250 to 5.350 GHz, -9.5 dB (V
It was possible to set SWR≈2.0) or less. The operating gain at this time was about 7 dBi.

【0034】図12に示す水平面内指向性では、1段構
成のアンテナ装置と同様に1dB以内の偏差で無指向性
の特性が得られた。また、図13に示す垂直面内指向性
では、動作利得の向上により、1段構成のアンテナ装置
よりも鋭い8の字形の特性が得られた。上記のようにア
ンテナを多段に構成することにより、その段数に応じて
動作利得を向上することができる。
With the directivity in the horizontal plane shown in FIG. 12, omnidirectional characteristics were obtained with a deviation of 1 dB or less, as in the case of the one-stage antenna device. Further, in the vertical in-plane directivity shown in FIG. 13, a sharper figure-eight characteristic than the one-stage antenna device was obtained due to the improvement of the operation gain. By configuring the antenna in multiple stages as described above, the operating gain can be improved according to the number of stages.

【0035】なお、上記実施形態では、アンテナ素子を
山形状に形成した場合について説明したが、その他、半
円形、もしくは半円形に近似させた多角形例えば台形状
に形成しても、上記実施形態と同様の特性を得ることが
できる。
In the above embodiment, the case where the antenna element is formed in a mountain shape has been described. However, in the other embodiment, the antenna element may be formed in a semicircular shape or a polygon approximate to a semicircular shape, for example, a trapezoidal shape. The same characteristics as can be obtained.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、簡
易な構造で、直径が小さく、小型化が可能であり、か
つ、水平面内指向性を偏差が1dB以内の無指向性とす
ることができる高利得の水平偏波無指向性アンテナ装置
を提供することができる。また、第3のアンテナを構成
するアンテナ素子に設けたアームの長さ及び間隔等を微
細調整することにより、水平面内指向性を調整すること
ができる。
As described above in detail, according to the present invention, the structure is simple, the diameter is small, the size can be reduced, and the directivity in the horizontal plane is omnidirectional with a deviation of 1 dB or less. It is possible to provide a high-gain horizontally polarized omnidirectional antenna device. In addition, the directivity within the horizontal plane can be adjusted by finely adjusting the length and interval of the arms provided on the antenna element that constitutes the third antenna.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施形態に係る水平偏波無指向性ア
ンテナ装置の基本構成図。
FIG. 1 is a basic configuration diagram of a horizontal polarization omnidirectional antenna device according to an embodiment of the present invention.

【図2】(a)は同実施形態における水平偏波無指向性
アンテナ装置の具体的な構成例を示す正面側の斜視図、
(b)は同裏面側の斜視図。
FIG. 2A is a front perspective view showing a specific configuration example of the horizontal polarization omnidirectional antenna device in the same embodiment;
(B) is a perspective view of the same back side.

【図3】同実施形態におけるアンテナ素子単体の具体例
を示す斜視図。
FIG. 3 is a perspective view showing a specific example of a single antenna element in the same embodiment.

【図4】(a)は同実施形態における給電回路部分を示
す正面図、(b)は同裏面図、(c)はスプリットバラ
ンの正面図。
4A is a front view showing a power feeding circuit portion in the same embodiment, FIG. 4B is a rear view of the same, and FIG. 4C is a front view of a split balun.

【図5】同実施形態における水平偏波無指向性アンテナ
装置の側面図。
FIG. 5 is a side view of the horizontally polarized omnidirectional antenna device according to the same embodiment.

【図6】同実施形態における水平偏波無指向性アンテナ
装置の断面図。
FIG. 6 is a cross-sectional view of the horizontally polarized omnidirectional antenna device according to the same embodiment.

【図7】同実施形態における水平偏波無指向性アンテナ
装置のリターンロス特性を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing a return loss characteristic of the horizontally polarized omnidirectional antenna device according to the same embodiment.

【図8】同実施形態における水平偏波無指向性アンテナ
装置の水平面内指向性を示す図。
FIG. 8 is a view showing the directivity in the horizontal plane of the horizontally polarized omnidirectional antenna device in the same embodiment.

【図9】同実施形態における水平偏波無指向性アンテナ
装置の垂直面内指向性を示す図。
FIG. 9 is a diagram showing vertical in-plane directivity of the horizontally polarized omnidirectional antenna device in the same embodiment.

【図10】本発明に係る水平偏波無指向性アンテナ装置
を4段構成とした場合の正面図。
FIG. 10 is a front view of a horizontally polarized omnidirectional antenna device according to the present invention having a four-stage configuration.

【図11】同実施形態における水平偏波無指向性アンテ
ナ装置のリターンロス特性を示す図。
FIG. 11 is a diagram showing a return loss characteristic of the horizontally polarized omnidirectional antenna device according to the same embodiment.

【図12】4段構成の水平偏波無指向性アンテナ装置の
水平面内指向性を示す図。
FIG. 12 is a diagram showing directivity in a horizontal plane of a horizontally polarized omnidirectional antenna device having a four-stage configuration.

【図13】4段構成の水平偏波無指向性アンテナ装置の
垂直面内指向性を示す図。
FIG. 13 is a diagram showing vertical in-plane directivity of a horizontally polarized omnidirectional antenna device having a four-stage configuration.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…第1のアンテナ 1a、1b…アンテナ素子 2…給電点 3…第2のアンテナ 3a、3b…アンテナ素子 4…給電線路 5…第3のアンテナ 5a、5b…アンテナ素子 6a、6b…アーム 7…給電線路 11…基板 12a、12b…マイクロストリップライン 13…スプリットバラン 14…スプリットバランの基板 15…アース部 16…線路 16a…ショートライン 17…切り欠き 18…アース部 19…コネクタ 20…レドーム 21…第1段のアンテナ 22…第2段のアンテナ 23…第3段のアンテナ 24…第4段のアンテナ 25、26、27…分岐部 1 ... First antenna 1a, 1b ... Antenna element 2 ... feeding point 3 ... second antenna 3a, 3b ... Antenna element 4 ... feeder line 5 ... third antenna 5a, 5b ... Antenna element 6a, 6b ... Arm 7 ... feeder line 11 ... Substrate 12a, 12b ... Microstrip line 13 ... Split balun 14 ... Split balun substrate 15 ... Ground part 16 ... Railroad 16a ... short line 17 ... Notch 18 ... Earth part 19 ... Connector 20 ... radome 21 ... First-stage antenna 22 ... Second stage antenna 23 ... Third stage antenna 24 ... Fourth stage antenna 25, 26, 27 ... Bifurcation

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 山形状の1対のアンテナ素子を向かい合
わせて配置した第1のアンテナと、 前記第1のアンテナの上部に所定の間隔を保って配置さ
れた山形状の1対のアンテナ素子からなる第2のアンテ
ナと、 前記第2のアンテナの上部に所定の間隔を保って配置さ
れた山形状の1対のアンテナ素子からなる第3のアンテ
ナと、 前記第1のアンテナを構成する各アンテナ素子に逆位相
の電流が流れるように該アンテナ素子の端部に給電する
給電手段と、 前記第1のアンテナと同位相の電流が第2のアンテナ及
び第3のアンテナに流れるように第1のアンテナと第2
との間、及び第2のアンテナと第3のアンテナとの間を
接続する給電線路とを具備したことを特徴とする水平偏
波無指向性アンテナ装置。
1. A first antenna in which a pair of chevron-shaped antenna elements are arranged to face each other, and a pair of chevron-shaped antenna elements which are arranged at a predetermined interval above the first antenna. And a third antenna including a pair of mountain-shaped antenna elements arranged at a predetermined interval above the second antenna, and each of the first antennas. Power feeding means for feeding power to the end portion of the antenna element so that current of opposite phase flows through the antenna element, and first so that current of the same phase as the first antenna flows through the second antenna and the third antenna. Antenna and second
And a feed line that connects the second antenna and the third antenna to each other, and a horizontally polarized omnidirectional antenna device.
【請求項2】山形状の1対のアンテナ素子を向かい合わ
せて配置した第1のアンテナと、 前記第1のアンテナの上部に所定の間隔を保って配置さ
れた山形状の1対のアンテナ素子からなる第2のアンテ
ナと、 前記第2のアンテナの上部に所定の間隔を保って配置さ
れた山形状の1対のアンテナ素子及びその先端に設けら
れたアームからなる第3のアンテナと、 前記第1のアンテナを構成する各アンテナ素子に逆位相
の電流が流れるように該アンテナ素子の端部に給電する
給電手段と、 前記第1のアンテナと同位相の電流が第2のアンテナ及
び第3のアンテナに流れるように第1のアンテナと第2
のアンテナとの間、及び第2のアンテナと第3のアンテ
ナとの間を接続する給電線路とを具備したことを特徴と
する水平偏波無指向性アンテナ装置。
2. A first antenna in which a pair of mountain-shaped antenna elements are arranged to face each other, and a pair of mountain-shaped antenna elements which are arranged above the first antenna with a predetermined interval. A second antenna comprising: a pair of mountain-shaped antenna elements arranged at a predetermined interval above the second antenna; and a third antenna comprising an arm provided at the tip of the pair of antenna elements, Power feeding means for feeding power to the ends of the antenna elements so that currents of opposite phases flow through the respective antenna elements forming the first antenna; and currents of the same phase as the first antenna are supplied to the second antenna and the third antenna. The first antenna and the second antenna
A horizontal polarization omnidirectional antenna device comprising: a feed line that connects the antenna and the second antenna and a third antenna.
【請求項3】ほぼλ/6の長さを有する山形状の1対の
アンテナ素子を向かい合わせて配置した第1のアンテナ
と、 前記第1のアンテナの上部にほぼλ/4の間隔を保って
配置されたほぼλ/6の長さを有する山形状の1対のア
ンテナ素子からなる第2のアンテナと、 前記第2のアンテナの上部にほぼλ/4の間隔を保って
配置されたほぼλ/6の長さを有する山形状の1対のア
ンテナ素子及びその先端に設けられたほぼλ/8の長さ
を有するアームからなる第3のアンテナと、 前記第1のアンテナを構成する各アンテナ素子に逆位相
の電流が流れるように該アンテナ素子の端部に給電する
給電手段と、 前記第1のアンテナと同位相の電流が第2のアンテナ及
び第3のアンテナに流れるように第1のアンテナと第2
のアンテナとの間、及び第2のアンテナと第3のアンテ
ナとの間を接続する給電線路とを具備したことを特徴と
する水平偏波無指向性アンテナ装置。
3. A first antenna in which a pair of mountain-shaped antenna elements each having a length of approximately λ / 6 are arranged to face each other, and an interval of approximately λ / 4 is maintained above the first antenna. A second antenna composed of a pair of mountain-shaped antenna elements each having a length of approximately λ / 6, and a second antenna that is disposed above the second antenna with a spacing of approximately λ / 4. A third antenna including a pair of mountain-shaped antenna elements having a length of λ / 6 and an arm having a length of approximately λ / 8 provided at the tip thereof, and each of the first antennas. Power feeding means for feeding power to the end portion of the antenna element so that current of opposite phase flows through the antenna element, and first so that current of the same phase as the first antenna flows through the second antenna and the third antenna. Antenna and second
A horizontal polarization omnidirectional antenna device comprising: a feed line that connects the antenna and the second antenna and a third antenna.
【請求項4】請求項3記載の水平偏波無指向性アンテナ
装置において、第1ないし第2、第3のアンテナを構成
する各アンテナ素子をほぼ半円形もしくはほぼ台形に形
成したことを特徴とする水平偏波無指向性アンテナ装
置。
4. The horizontal polarization omnidirectional antenna device according to claim 3, wherein each antenna element forming the first, second and third antennas is formed in a substantially semicircular shape or a substantially trapezoidal shape. Horizontal polarization omnidirectional antenna device.
【請求項5】請求項3記載の水平偏波無指向性アンテナ
装置において、第1、第2、第3のアンテナを構成する
各アンテナ素子の一方を誘電体基板の一方の面に設け、
前記各アンテナ素子の他方を前記誘電体基板の他方の面
に設けたことを特徴とする水平偏波無指向性アンテナ装
置。
5. The horizontal polarization omnidirectional antenna device according to claim 3, wherein one of the antenna elements forming the first, second and third antennas is provided on one surface of the dielectric substrate,
A horizontally polarized omnidirectional antenna device, wherein the other of the antenna elements is provided on the other surface of the dielectric substrate.
【請求項6】請求項2、3、4又は5記載の水平偏波無
指向性アンテナ装置の外側にレドームを設けたことを特
徴とする水平偏波無指向性アンテナ装置。
6. A horizontal polarization omnidirectional antenna device, wherein a radome is provided outside the horizontal polarization omnidirectional antenna device according to claim 2.
【請求項7】請求項2、3、4又は5記載の水平偏波無
指向性アンテナ装置を多段に設けたことを特徴とする水
平偏波無指向性アンテナ装置。
7. A horizontal polarization omnidirectional antenna device comprising a plurality of horizontal polarization omnidirectional antenna devices according to claim 2, 3, 4, or 5.
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