JP2004015385A - Twin loop antenna and its tilt changing method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、双ループアンテナ及びそのチルト変更方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
TV放送等の送信用に双ループアンテナが用いられている。
【0003】
図6は従来の双ループアンテナの外観斜視図である。
【0004】
同図に示す双ループアンテナ100は、同一平面上で平行二線路(例えばレッヘル線)103により接続された2個の一波長ループアンテナ101、102と、反射板105と、反射板105と両ループアンテナ101、102との間隔が使用する電磁波の波長の略4分の1となるように支持する絶縁性支持部材106と、平行二線路103上の中央に位置するように設けられた給電点104とで構成されたものである(2L双ループアンテナ)。
【0005】
両ループアンテナ101、102は、使用周波数帯域の中心周波数における波長の略2分の1の間隔となるように配置されている。
【0006】
双ループアンテナ100は、一対のループアンテナ101、102の配列方向が双ループアンテナ100の上下方向と一致するように配置される(双ループアンテナ100は両ループアンテナ101、102が形成する平面が鉛直になるように配置される。)。
【0007】
各ループアンテナ101、102では、その上辺と下辺とでは電流が同一方向に流れ、配列方向に対し垂直に位置することとなる平行二線路103上の電流は互いに逆方向に流れることにより、配列方向に対して直交する方向に沿った垂直偏波成分は相殺され、配列方向に対し直交する成分である水平偏波成分のみが送信あるいは受信されることとなる。
【0008】
双ループアンテナ100の放射特性はダイポールアレイと等価であり高電力利得とするため、4個あるいは6個のループアンテナを平行二線路で接続して使用し、これらをループ数により、2L形、4L形、6L形双ループアンテナと呼び、多くは反射板105と組み合わせて使用される。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図6に示した従来の双ループアンテナ100において、その垂直面内指向性は双ループアンテナ100の反射板105の鉛直方向に主ビームが向くこととなる。
【0010】
例えば、双ループアンテナ100の主ビームを大地に対して水平方向に向けて放射する場合には、双ループアンテナ100の反射板105を大地に対して鉛直に設置することになる。
【0011】
これに対し、双ループアンテナ100の主ビームを大地に対して水平方向から上向き、あるいは下向きに向けて放射させる場合には、双ループアンテナ100の反射板105を大地に対して傾斜させて設置するか、あるいは大地に対して垂直に複数の双ループアンテナ100を配列し、複数の双ループアンテナ100の合成指向性を有する主ビーム方向が所望の方向に向くように調整することになる。
【0012】
例えば、双ループアンテナ100の反射板105を大地に対して傾斜させた状態で円環柱に設置する場合、反射板105全体の受風面積が反射板105を鉛直に設置する場合に比べて増加することになり、円環柱の機械的な強度を高めたりする等の必要が生じる。また、双ループアンテナ100を円環柱に取り付ける際に双ループアンテナ100の反射板105を大地に対して傾斜して設置するための金具を用いる必要があるので、コストが増大するという問題があった。
【0013】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、反射板を鉛直に設置したままで主ビームの方向を上下方向に変更できる双ループアンテナ及びそのチルト変更方法を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項1の発明は、同一平面上で平行二線路により接続された2個の一波長ループアンテナと、反射板と、反射板と両ループアンテナとの間隔が使用する波長の略4分の1となるように支持する絶縁性支持部材と、主ビームの方向が反射板の法線方向に対して傾斜した方向になるように平行二線路上の中央からずれた位置に設けられた給電点とを備えた双ループアンテナである。
【0015】
請求項2の発明は、同一平面上で複数の平行二線路により接続された4個以上の偶数個の一波長ループアンテナと、反射板と、反射板と各ループアンテナとの間隔が使用する波長の略4分の1となるように支持する絶縁性支持部材と、主ビームの方向が反射板の法線方向に対して傾斜した方向になるように平行二線路のうち中央の平行二線路上の中央からずれた位置に設けられた給電点とを備えた双ループアンテナである。
【0016】
請求項3の発明は、2個の一波長ループアンテナを同一平面上で平行二線路で接続し、両ループアンテナとの間隔が使用する波長の略4分の1となるように反射板を設置し、平行二線路に給電することにより両ループアンテナを励振し、給電位置を平行二線路上で変化させることにより主ビームの方向を変更する双ループアンテナのチルト変更方法である。
【0017】
請求項4の発明は、4個以上の偶数個の一波長ループアンテナを同一平面上で平行二線路で接続し、各ループアンテナとの間隔が使用する波長の略4分の1となるように反射板を設置し、平行二線路に給電することにより各ループアンテナを励振し、給電位置を平行二線路上で変化させることにより主ビームの方向を変更させる双ループアンテナのチルト変更方法である。
【0018】
本発明によれば、双ループアンテナの給電点から一方のループアンテナまでの距離と他方のループアンテナまでの距離とを変化させることにより、各ループアンテナに給電される際の電磁波に位相に差が生じる。給電点からの距離が短い方のループアンテナから放射される電磁波の位相が、給電点からの距離が長い方のループアンテナから放射される電磁波の位相と比較して進むこととなる。双ループアンテナの指向性は、両ループアンテナの合成指向性となるので、主ビームの方向が給電点からの距離が長い方のループアンテナ側に変化(チルト)することとなる。従って双ループアンテナの平行二線路上の任意の位置に給電点を設けることにより主ビームを任意の方向に変化させることができる。
【0019】
同様にしてループアンテナが4個以上ある場合も給電点の位置を変化させることにより主ビームの向きを変化させることができる。尚、給電点が平行二線路上の中央に位置する場合は従来と同様に主ビームの方向は反射板の法線方向となる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【0021】
図1は本発明の双ループアンテナのチルト変更方法を適用した双ループアンテナの一実施の形態を示す外観斜視図である。尚、図6に示した従来例と同様の部材には共通の符号を用いた。
【0022】
この双ループアンテナ100−1は、同一平面上で平行二線路103により接続された2個の一波長ループアンテナ101、102と、反射板(例えば銅板、金メッキ銅板、銀メッキ銅板等)105と、反射板105と両ループアンテナ101、102との間隔が使用する波長の略4分の1となるように支持する絶縁性支持部材(例えばセラミックス、ガラス、樹脂等)106と、主ビームの方向が反射板105の法線方向に対して傾斜した方向になるように平行二線路上103の中央からずれた位置に設けられた給電点104とで構成されている。尚、図では絶縁性支持部材106の数が4個であるが限定されるものではない。
【0023】
反射板105は鉛直に設置されるようになっており、両ループアンテナ101、102のうち、ループアンテナ101が上側に配置され、ループアンテナ102が下側に配置されている。給電点104は、上側のループアンテナ101に近接して平行二線路103上に設けられている。
【0024】
双ループアンテナ100−1をこのように構成したことで、各ループアンテナ101、102に給電される際の電磁波の位相に差が生じ、上側のループアンテナ101から放射される電磁波の位相が下側のループアンテナ102から放射される電磁波の位相と比較して進むこととなる。双ループアンテナ100−1の指向性は、両ループアンテナ101、102の合成指向性となるので、主ビームの方向が下向きに変化することとなる。
【0025】
図2は本発明の双ループアンテナのチルト変更方法を適用した双ループアンテナの他の実施の形態を示す外観斜視図である。
【0026】
図1に示した双ループアンテナ100−1との相違点は、同一平面上で4個の一波長ループアンテナ101、102、111、112が3組の平行二線路103−1、103−2、103−3により接続された点である(4L双ループアンテナ)。
【0027】
図2に示す4L双ループアンテナは、同一平面上で3組の平行二線路103−1〜103−3により接続された4個の一波長ループアンテナ101、102、111、112と、反射板120と、反射板120と各ループアンテナ101、102、111、112との間隔が使用する波長の略4分の1となるように支持する絶縁性支持部材106と、主ビームの方向が反射板120の法線方向に対して傾斜した方向になるように平行二線路103−1〜103−3のうち中央の平行二線路103−2上の中央からずれた位置に設けられた給電点104とで構成されている。
【0028】
この4L双ループアンテナ100−2は、反射板120が鉛直になるように配置される。給電点104を、上側のループアンテナ101、111の電磁波の位相が下側のループアンテナ102、112の電磁波の位相と比較して進むように設けることにより、主ビームの方向を下向きに変化させることができる。
【0029】
尚、本実施の形態ではループアンテナの数が4個の場合で説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ループアンテナの数が偶数であれば6個以上であってもよい。
【0030】
図3は従来の双ループアンテナの平行二線路の中央に給電した場合の2L双ループアンテナの鉛直面内指向性の測定結果を示す図である。同図において、0°が反射板の法線の方向を示し、90°が反射板の底辺側を示し、270°が反射板の上辺側を示す。
【0031】
同図より、主ビーム方向は反射板に対し垂直な方向となっていることが分かる。
【0032】
図4は本発明の双ループアンテナの平行二線路の上側のループアンテナに近い方に給電した場合の2L双ループアンテナの鉛直面内指向性の測定結果を示す図である。同図において、0°が反射板の法線の方向を示し、90°が反射板の底辺側を示し、270°が反射板の上辺側を示す。
【0033】
同図より、主ビーム方向は反射板の鉛直方向に対して下向きに変更されていることが分かる。
【0034】
図5は本発明の双ループアンテナのチルト変更方法を適用した双ループアンテナの他の実施の形態を示す外観斜視図である。
【0035】
図1に示した双ループアンテナ100−1との相違点は、平行二線路103−4の一方の側(図では左側)を折り曲げることにより給電点104からの上下ループアンテナ101、102までの距離を変えた点である。
【0036】
このような構造を有する双ループアンテナ100−3においても図1に示した双ループアンテナ100−1と同様に主ビームをチルトさせることができる。
【0037】
以上において、本発明は、反射板を鉛直に保持したままで、双ループアンテナの主ビームの方向を上下方向に変更させることができる。従って、受風面積を最小限に抑えることが可能であり、双ループアンテナを取り付ける鉄塔の強度に余裕が得られる。また、取付金具を双ループアンテナの上下で同寸法にすることができるので、コストを抑えることができる。
【0038】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、反射板を鉛直に設置したままで主ビームの方向を上下方向に変更できる双ループアンテナ及びそのチルト変更方法の提供を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の双ループアンテナのチルト変更方法を適用した双ループアンテナの一実施の形態を示す外観斜視図である。
【図2】本発明の双ループアンテナのチルト変更方法を適用した双ループアンテナの他の実施の形態を示す外観斜視図である。
【図3】従来の双ループアンテナの平行二線路の中央に給電した場合の2L双ループアンテナの鉛直面内指向性の測定結果を示す図である。
【図4】本発明の双ループアンテナの平行二線路の上側のループアンテナに近い方に給電した場合の2L双ループアンテナの鉛直面内指向性の測定結果を示す図である。
【図5】本発明の双ループアンテナのチルト変更方法を適用した双ループアンテナの他の実施の形態を示す外観斜視図である。
【図6】従来の双ループアンテナの外観斜視図である。
【符号の説明】
100−1 双ループアンテナ
101、102 ループアンテナ
103 平行二線路
104 給電点
105 反射板
106 絶縁性支持部材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a dual loop antenna and a tilt changing method thereof.
[0002]
[Prior art]
A dual loop antenna is used for transmitting a TV broadcast or the like.
[0003]
FIG. 6 is an external perspective view of a conventional dual loop antenna.
[0004]
The
[0005]
The two
[0006]
The
[0007]
In each of the
[0008]
The radiation characteristics of the dual-
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the conventional dual-
[0010]
For example, when the main beam of the
[0011]
On the other hand, when the main beam of the
[0012]
For example, when the
[0013]
Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problem and to provide a dual-loop antenna capable of changing the direction of a main beam in a vertical direction while a reflector is installed vertically, and a tilt changing method thereof.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to
[0015]
According to a second aspect of the present invention, there is provided an even-numbered four or more one-wavelength loop antenna connected by a plurality of parallel two lines on the same plane, a reflector, and a wavelength used by an interval between the reflector and each loop antenna. An insulating support member for supporting the main beam so as to be approximately one-fourth of the central parallel two lines of the parallel two lines so that the direction of the main beam is inclined with respect to the normal direction of the reflector. And a feed point provided at a position deviated from the center of the antenna.
[0016]
According to a third aspect of the present invention, two one-wavelength loop antennas are connected by two parallel lines on the same plane, and a reflector is installed so that the distance between the two loop antennas is approximately one quarter of the wavelength used. This is a twin-loop antenna tilt changing method in which both loop antennas are excited by feeding power to two parallel lines, and the direction of the main beam is changed by changing the feeding position on the two parallel lines.
[0017]
According to a fourth aspect of the present invention, four or more even-numbered one-wavelength loop antennas are connected by two parallel lines on the same plane, and the distance between the loop antennas is substantially one-quarter of the wavelength used. This is a twin-loop antenna tilt changing method in which a reflector is provided, two loop antennas are excited by feeding power to two parallel lines, and the main beam direction is changed by changing the feeding position on the two parallel lines.
[0018]
According to the present invention, by changing the distance from the feeding point of the dual loop antenna to one of the loop antennas and the distance to the other loop antenna, the phase difference between the electromagnetic waves when power is supplied to each loop antenna is reduced. Occurs. The phase of the electromagnetic wave radiated from the loop antenna whose distance from the feed point is shorter advances as compared with the phase of the electromagnetic wave radiated from the loop antenna whose distance from the feed point is longer. Since the directivity of the dual loop antenna is the combined directivity of the two loop antennas, the direction of the main beam changes (tilts) toward the loop antenna whose distance from the feeding point is longer. Therefore, the main beam can be changed in an arbitrary direction by providing a feeding point at an arbitrary position on the two parallel lines of the dual loop antenna.
[0019]
Similarly, when there are four or more loop antennas, the direction of the main beam can be changed by changing the position of the feeding point. When the feeding point is located at the center on the two parallel lines, the direction of the main beam is the normal direction of the reflector as in the conventional case.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0021]
FIG. 1 is an external perspective view showing an embodiment of a twin-loop antenna to which a tilt changing method of a twin-loop antenna according to the present invention is applied. The same members as those in the conventional example shown in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals.
[0022]
The dual loop antenna 100-1 includes two one-
[0023]
The
[0024]
By configuring the dual loop antenna 100-1 in this manner, a difference occurs in the phase of the electromagnetic wave when power is supplied to each of the
[0025]
FIG. 2 is an external perspective view showing another embodiment of the twin loop antenna to which the tilt changing method of the twin loop antenna of the present invention is applied.
[0026]
The difference from the dual loop antenna 100-1 shown in FIG. 1 is that four one-
[0027]
The 4L dual-loop antenna shown in FIG. 2 includes four one-
[0028]
The 4L dual-loop antenna 100-2 is arranged so that the
[0029]
In the present embodiment, the case where the number of loop antennas is four has been described, but the present invention is not limited to this, and may be six or more if the number of loop antennas is even. .
[0030]
FIG. 3 is a diagram showing a measurement result of directivity in a vertical plane of a 2L dual-loop antenna when power is supplied to the center of two parallel lines of a conventional dual-loop antenna. In the figure, 0 ° indicates the direction of the normal line of the reflector, 90 ° indicates the bottom side of the reflector, and 270 ° indicates the upper side of the reflector.
[0031]
It can be seen from the figure that the main beam direction is perpendicular to the reflector.
[0032]
FIG. 4 is a diagram showing a measurement result of directivity in a vertical plane of a 2L dual-loop antenna when power is supplied to a portion closer to the upper loop antenna of the two parallel lines of the dual-loop antenna of the present invention. In the figure, 0 ° indicates the direction of the normal line of the reflector, 90 ° indicates the bottom side of the reflector, and 270 ° indicates the upper side of the reflector.
[0033]
From the figure, it can be seen that the main beam direction is changed downward with respect to the vertical direction of the reflector.
[0034]
FIG. 5 is an external perspective view showing another embodiment of the twin loop antenna to which the tilt changing method of the twin loop antenna of the present invention is applied.
[0035]
The difference from the dual loop antenna 100-1 shown in FIG. 1 is that the distance from the
[0036]
In the twin loop antenna 100-3 having such a structure, the main beam can be tilted similarly to the twin loop antenna 100-1 shown in FIG.
[0037]
As described above, according to the present invention, it is possible to change the direction of the main beam of the dual loop antenna in the vertical direction while holding the reflector vertically. Therefore, it is possible to minimize the wind receiving area, and a margin is obtained in the strength of the steel tower to which the double loop antenna is attached. In addition, since the mounting bracket can have the same size above and below the dual loop antenna, the cost can be reduced.
[0038]
【The invention's effect】
In short, according to the present invention, it is possible to provide a dual-loop antenna capable of changing the main beam direction in the vertical direction while the reflector is installed vertically, and a tilt changing method thereof.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external perspective view showing an embodiment of a twin loop antenna to which a tilt changing method of a dual loop antenna according to the present invention is applied.
FIG. 2 is an external perspective view showing another embodiment of the twin loop antenna to which the tilt changing method of the twin loop antenna of the present invention is applied.
FIG. 3 is a diagram illustrating a measurement result of directivity in a vertical plane of a 2L dual-loop antenna when power is supplied to the center of two parallel lines of a conventional dual-loop antenna.
FIG. 4 is a diagram illustrating a measurement result of directivity in a vertical plane of a 2L dual-loop antenna when power is supplied to a side closer to the upper loop antenna of the two parallel lines of the dual-loop antenna of the present invention.
FIG. 5 is an external perspective view showing another embodiment of the twin loop antenna to which the tilt changing method of the twin loop antenna of the present invention is applied.
FIG. 6 is an external perspective view of a conventional dual loop antenna.
[Explanation of symbols]
100-1
Claims (4)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005159673A (en) * | 2003-11-25 | 2005-06-16 | Yagi Antenna Co Ltd | Stacked loop antenna |
JPWO2006030832A1 (en) * | 2004-09-15 | 2008-05-15 | 松下電器産業株式会社 | Monitoring device, surrounding monitoring system, and monitoring control method |
CN113594677A (en) * | 2021-07-29 | 2021-11-02 | 安徽大学 | Millimeter wave high gain series feed microstrip loop antenna |
-
2002
- 2002-06-06 JP JP2002165523A patent/JP2004015385A/en active Pending
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