JP2004228863A - 3-frequency shared antenna - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To realize an antenna capable of being shared by three frequency bands and having horizontal plane directivity for which the beam angle of the three frequency bands is roughly 60 degrees with a compact and inexpensive constitution. <P>SOLUTION: A pair of first antenna element parts 10 of dipole constitution capable of cross power feed which resonate to a first frequency f<SB>1</SB>and a second frequency f<SB>2</SB>(>f<SB>1</SB>) are formed on individual dielectric substrates 13 respectively, and a second antenna element part 20 of 2 dipole constitution which resonates to a third frequency f<SB>3</SB>(>f<SB>2</SB>) is formed. The second antenna element part 20 is positioned between the pair of the first antenna element parts 10, and the relative positions of dipoles 11 and 12 of the first antenna element parts 10 to a main reflector 30 and the relative position of the dipole 21 of the second antenna element part 20 to the main reflector 30 and a sub reflector 40 are set so as to obtain the horizontal plane directivity of 60° beams. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、移動通信システム(例えば、携帯電話やPHS)等の基地局アンテナとして好適な3周波共用アンテナに関し、特に、水平面内においてほぼ60度のビーム角度を得ることができる3周波共用アンテナに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
2周波帯にわたってほぼ60度の水平面内ビーム角度を得ることができる2周波帯共用アンテナは公知である(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開平8−181538号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし,最近においては、適用周波数帯を拡大するために、3周波帯で共用可能なアンテナが要望されている。
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、3周波帯で共用することができ、しかも、ビーム角度がほぼ60度の水平面指向性をコンパクトかつ低廉な構成によって実現することができる3周波共用アンテナを提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る3周波共用アンテナは、主反射板と、誘電体基板に、第1の周波数fに共振する第1のダイポールおよび第2の周波数f(>f)に共振する第2のダイポールを互いに平行にかつ交差給電可能に形成してなる一対の第1のアンテナ素子部と、誘電体基板に、第3の周波数f(>f)に共振する一対の第3のダイポールを、前記第3の周波数fの波長λの約0.5倍の間隔で対称に形成してなる第2のアンテナ素子部と、を有し、前記各第1のアンテナ素子部は、それらに形成された前記第1のダイポール相互が前記主反射板から前記第1の周波数fの波長λの約0.25倍の距離を隔てた面内において該波長λの約0.5倍の間隔を形成し、かつ、それらに形成された前記第2のダイポール相互が前記主反射板から前記第2の周波数fの波長λの約0.25倍の距離を隔てた面内において該波長λの約0.5倍の間隔を形成するように、前記主反射板の中心線を含む垂直面の両側に対称配置され、前記第2のアンテナ素子部は、前記各第3のダイポールが前記垂直面の両側に対称に位置されるように前記各第1のアンテナ素子部の間に配置され、前記垂直面の両側に、前記第2のアンテナ素子部のビーム角度を約60°に規定するための補助反射板を対称に配設したことを特徴としている。
【0006】
前記各補助反射板は、それらのなす間隔を前記第2の周波数fの波長λの約0.8倍に設定し、それらの高さを該波長λの約0.3倍に設定することができる。
【0007】
前記第1のアンテナ素子部は、前記第1、第2のダイポールを含む複数の素子ユニットをアレイ状に配設した構成を有することができ、前記第2のアンテナ素子部は、前記各第3のダイポールを含む複数の素子ユニットをアレイ状に配設した構成を有することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
図1は、本発明に係る3周波共用アンテナの実施の形態を示す斜視図である。また、図2は、図1のA−A線による断面図である。
この実施の形態に係るアンテナは、一対のアンテナ素子部10,10と、アンテナ素子部20と、主反射板30と、一対の副反射板40,40とを備えている。
【0009】
図3および図4に示すように、アンテナ素子部10は、第1の周波数(例えば、800MHz)に共振する第1のダイポール11および第2の周波数(例えば、1.5GHz)に共振する第2のダイポール12の組からなる交差給電形素子ユニットU2−1を方形状の誘電体基板13の長手方向(図2の紙面に垂直な方向)に沿ってアレイ状に複数配列形成した構成を有する。なお、この実施の形態では、素子ユニットU2−1を4個配列してある。
【0010】
上記第1のダイポール11および第2のダイポール12は、誘電体基板13の長手軸線に平行するように、かつ、それらの中心点を結ぶライン14が該誘電体基板13の長手軸線に直行するように、互いに所定の間隔をおいて形成されている。なお、ダイポール11と第2のダイポール12のなす間隔については後述する。
【0011】
第1のダイポール11は、該誘電体基板13の一方および他方の面にそれぞれ形成した素子11aおよび11bによって構成され、同様に、第2のダイポール12は、誘電体基板11の一方および他方の面にそれぞれ形成した素子12aおよび12bによって構成されている。
【0012】
上記素子11a,12aは、上記ライン14を中心として互いに反対の方向に延び、かつ、該ライン14に沿って形成した給電線路15にそれらの一端が接続されている。給電線路15は、誘電体基板13の縁部に沿って形成した接地導体板16まで延びている。
同様に、素子11b,12bは、上記ライン14を中心として互いに反対の方向に延び、該ライン14に沿って形成した給電線路17にそれらの一端が接続されている。
したがって、図5に示すように、第1のダイポール11および第2のダイポール12は、素子11aと12aを結ぶ給電線路15と、素子11bと12bを結ぶ給電線路17とが交差した形で給電されることになる。
【0013】
なお、ある素子ユニットU2−1と、それの一方の側に隣接する素子ユニットU2−1は、並列給電されるようにそれらの給電線路17相互が接続されている。また、誘電体基板13に配列する各素子ユニットU2−1間には、上記接地導体板16から延びるシールド導体18が形成されている。
【0014】
アンテナ素子部20は、図6に示すように、それぞれ第3の周波数(例えば、2GHz)に共振する一対のダイポール21からなる素子ユニットUを方形状の誘電体基板22の長手方向(図2の紙面に垂直な方向)に沿ってアレイ状に複数配列形成した構成を有する。なお、この実施の形態では、素子ユニットUを8個配列してある。
【0015】
上記素子ユニットUを構成する各ダイポール21は、誘電体基板22の長手軸線に沿うように形成され、かつ、互いが約0.5λ(λは、前記第3の周波数の波長)の間隔を形成するように上記誘電体基板22の長手軸線を中心として互いに対称に位置されている。そして、各ダイポール21は、一方の給電点が給電線路23に共通接続され、他方の給電点が給電線路24に共通接続されている。
【0016】
誘電体基板22における上記各ダイポール21が形成された側の面の中央部には、該面に対して垂直となるように、かつ、誘電体基板22の長手軸線に沿うように誘電体基板25が立設されている。図7および図8に示すように、この誘電体基板25は、一方の面および他方の面に給電線路23’および24’を形成し、この給電線路23’および24’をそれぞれ図6に示す給電線路23および24の中央部に接続してある。
【0017】
なお、ある素子ユニットUと該アンテナ素子ユニットUの一方の側に隣接する素子ユニットUは、並列給電されるように対応する給電線路24’が共通接続されている。また、給電線路23’は、誘電体基板25の縁部に沿って形成した接地導体板26まで延びている。
上記誘電体基板13,22および25に形成された各要素は、金属板または金属箔からなるストリップ導体によって形成されている。
【0018】
図2に示すように、各アンテナ素子部10は、主反射板30の長手方向に沿って配設され、かつ、該反射板30の長手軸線を含みかつ該反射板30に垂直な面31に対して対称に位置されている。
具体的には、それぞれのダイポール11相互が主反射板30から約0.25λ(λは前記第1の周波数の波長)離れた面内において約0.5λの間隔を形成するという条件と、それぞれのダイポール12相互が主反射板30から約0.25λ(λは前記第2の周波数の波長)離れた面内において約0.5λの間隔を形成するという条件とが満たされるように対称配設されている。
各アンテナ素子部10における第1のダイポール11と第2のダイポール12のなす間隔は、上記の各条件を満たすための要件になるので、この条件が満たされるように適宜設定される。
【0019】
アンテナ素子部20は、その長手軸線が上記面31内に位置されるように、かつ、個々のダイポール21相互が主反射板30から後述の距離Lだけ離れた面内に位置されるように、主反射板30の長手方向に沿って配設されている。
副反射板40,40は、金属板もしくは金属箔によって形成され、上記主反射板30に設定された面31を中心とする対称位置に該主反射板30に対して垂直に設けられている。
【0020】
上記実施の形態に係る3周波共用アンテナは、図2に示すように、その全体がレドーム50によって覆われ、反射板30の長手軸線が垂直方向に向くように設置される。
そして、このアンテナを送信アンテナとして使用する場合には、図示していない2分配器を介して周波数f,fの電力が前記ダイポール11,12に給電され、また、周波数fの電力が前記ダイポール21に給電される。
【0021】
このとき、各アンテナ素子部10のダイポール11に基づく水平面指向性およびダイポール12に基づく水平面指向性は、それぞれ図9および図10に示すようになる。すなわち、各アンテナ素子部10のダイポール11相互が主反射板30から約0.25λ離れた面内において約0.5λの間隔を形成していることから、周波数fの帯域において60度ビームが得られる。同様に、各アンテナ素子部10のダイポール12相互が主反射板30から約0.25λ離れた面内において約0.5λの間隔を形成していることから、周波数fの帯域においても60°ビームが得られる。
【0022】
ところで、電圧定在波比特性(V.S.W.R.)の関係で、各アンテナ素子部10のダイポール12の間隔が例えば約0.37λ程度に設定されることもあり、この場合、図10に点線で示すようなサイドローブが現れる。前記副反射板40,40を設けた目的の1つは、このサイドローブを抑制することにある。すなわち、この実施の形態においては、副反射板40,40の間隔を約0.8λに設定するとともに、それらの高さを約0.3λに設定してある。したがって、同図に実線で示すようにサイドローブが抑制されて、良好な水平面指向性が得られる。
【0023】
上記のように、各アンテナ素子部10は、2周波共用アンテナとしての機能を有する。この場合、2周波共用アンテナとしての機能が得られる周波数fと周波数fとの比は、周波数fを1とした場合に1.5〜1.7となる。現在の自動車携帯電話に割り当てられた810MHz〜960MHzと1429MHz〜1501MHzの2つの周波数帯の比が約1.65であるので、各アンテナ素子部10は上記各周波数帯に適合することになる。
【0024】
次に、アンテナ素子部20の各ダイポール21に基づく水平面指向性について説明する。アンテナ素子部20の各ダイポール21と主反射板30とのなす距離Lは、各誘電体基板13との位置的関係から0.25λよりも大きくならざるを得ない。しかも、各ダイポール21と主反射板30との間には、反射体としても機能するアンテナ素子部10の接地導体板16も介在している。したがって、単にアンテナ素子部20の各ダイポール21のみでは、周波数fの帯域において60°ビームを得ることが困難である。
【0025】
そこで、この実施の形態では、周波数fの帯域におけるビーム角度をほぼ60°に規定するための手段として上記副反射板40,40を用いている。すなわち、副反射板40,40は、周波数fの帯域におけるビームの主ローブに影響を与えるので、これらの副反射板40,40の配置位置および形状を上記のように設定して、周波数fの帯域におけるビーム角度がほぼ60°となる水平面指向性を実現している(図11参照)。
【0026】
結局、ダイポール21と主反射板30とのなす距離Lは、副反射板40,40の配置位置、形状およびアンテナ素子部10の接地導体板16の位置等を勘案して、最終的に周波数fの帯域におけるビーム角度がほぼ60°となるように適宜設定される。
なお、上記実施の形態に係るアンテナにおいて、ダイポール21と上記接地導体板16の上縁との間の距離Mを実測してみたところ、約0.25λであった。
以上の説明から明らかなように、この実施の形態の3波共用アンテナよれば、周波数f,fおよびfの各帯域においてビーム角度がほぼ60°となる水平面指向性を実現することができる。
【0027】
図2に示した各長さ0.25λ,0.25λ,0.5λ,0.5λおよび0.5λは、それぞれ許容範囲を有する。すなわち、上記各値をそれぞれ(0.15λ〜0.35λ),(0.15λ〜0.35λ),(0.3λ〜0.7λ),(0.3λ〜0.7λ)および(0.3λ〜0.7λ)に設定しても、実用上十分な水平面指向性が得られる。
【0028】
【発明の効果】
本発明によれば、第1の周波数fおよび第2の周波数f(>f)に共振する交差給電可能なダイポール構成の一対の第1のアンテナ素子部をそれぞれ個別の誘電体基板に形成するとともに、第3の周波数f(>f)に共振する2ダイポール構成の第2のアンテナ素子部を形成し、上記一対の第1のアンテナ素子部間に上記第2のアンテナ素子部を位置させるとともに、主反射板に対する第1のアンテナ素子部のダイポールの相対位置と、主反射板および副反射板に対する第2のアンテナ素子部20のダイポール21の相対位置とを60°ビームの水平面指向性が得られるように設定しているので、60°ビームの水平面指向性を得ることができる3周波共用アンテナをコンパクトに、かつ、低廉に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る3周波共用アンテナの実施の形態を部分的に示す斜視図である。
【図2】図1のA−A線による断面図である。
【図3】誘電体基板の一方の面に形成された第1および第2周波用のダイポールおよび給電線路の構成を示す平面図である。
【図4】誘電体基板の他方の面に形成された第1および第2周波用のダイポールおよび給電線路の構成を示す平面図である。
【図5】交差給電の構造を示す等価回路図である。
【図6】誘電体基板に形成された第3周波用のダイポールの構成を示す平面図である。
【図7】誘電体基板の一方の面に形成された第3周波用の給電線路の構成を示す側面図である。
【図8】誘電体基板の他方の面に形成された第3周波用の給電線路の構成を示す側面図である。
【図9】800MHz帯の水平面指向性を示す特性図である。
【図10】I.5GHz帯の水平面指向性を示す特性図である。
【図11】2GHz帯の水平面指向性を示す特性図である。
【符号の説明】
10 アンテナ素子部
11,12,21 ダイポール
11a,11b,12a,12b 素子
13,22,25 誘電体基板
15,17,23,24,23’,24’給電線路
30 主反射板
40 補助反射板
[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a three-frequency shared antenna suitable as a base station antenna for a mobile communication system (for example, a mobile phone or a PHS), and more particularly to a three-frequency shared antenna that can obtain a beam angle of approximately 60 degrees in a horizontal plane. Is.
[0002]
[Prior art]
A dual-band antenna that can obtain a beam angle in the horizontal plane of approximately 60 degrees over two frequency bands is known (for example, see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-8-181538 [0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, recently, in order to expand the applicable frequency band, there is a demand for an antenna that can be shared in three frequency bands.
The present invention has been made in view of such a situation, and the object thereof can be shared in three frequency bands, and the horizontal plane directivity with a beam angle of approximately 60 degrees is achieved by a compact and inexpensive configuration. The object is to provide a three-frequency shared antenna that can be realized.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The three-frequency antenna according to the present invention includes a main reflector, a dielectric substrate, a first dipole that resonates at a first frequency f 1, and a second that resonates at a second frequency f 2 (> f 1 ). A pair of first antenna element portions formed in parallel to each other and capable of cross-feeding, and a pair of third dipoles that resonate at a third frequency f 3 (> f 2 ) on the dielectric substrate And a second antenna element unit formed symmetrically at an interval of about 0.5 times the wavelength λ 3 of the third frequency f 3 , and each of the first antenna element units includes: about 0 to wavelength lambda 1 in said formed their first dipole mutual spaced first about 0.25 times the distance of the wavelength lambda 1 of the frequency f 1 from the main reflector surface. And the second dipoles formed on them are formed at a distance of 5 times. It comes from the main reflector to form a second approximately 0.5 times the interval of the wavelength lambda 2 in a plane spaced about 0.25 times the distance of the wavelength lambda 2 of frequency f 2, the main The second antenna element unit is symmetrically disposed on both sides of the vertical plane including the center line of the reflector, and each of the first antenna elements is arranged so that each of the third dipoles is symmetrically positioned on both sides of the vertical plane. Auxiliary reflectors are disposed between the antenna element portions and symmetrically arranged on both sides of the vertical plane to define the beam angle of the second antenna element portion to about 60 °.
[0006]
The auxiliary reflectors are set so that the interval between them is about 0.8 times the wavelength λ 2 of the second frequency f 2 and the height is about 0.3 times the wavelength λ 2. can do.
[0007]
The first antenna element section may have a configuration in which a plurality of element units including the first and second dipoles are arranged in an array, and the second antenna element section includes the third antenna element section. A plurality of element units including the dipoles can be arranged in an array.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a three-frequency shared antenna according to the present invention. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
The antenna according to this embodiment includes a pair of antenna element portions 10 and 10, an antenna element portion 20, a main reflection plate 30, and a pair of sub reflection plates 40 and 40.
[0009]
As illustrated in FIGS. 3 and 4, the antenna element unit 10 includes a first dipole 11 that resonates at a first frequency (for example, 800 MHz) and a second dipole that resonates at a second frequency (for example, 1.5 GHz). It has a configuration in which a plurality of rows formed in an array along a cross feed type element unit U 2-1 composed of a set of dipole 12 in the longitudinal direction of the rectangular-shaped dielectric substrate 13 (the direction perpendicular to the plane of FIG. 2) . In this embodiment, four element units U2-1 are arranged.
[0010]
The first dipole 11 and the second dipole 12 are parallel to the longitudinal axis of the dielectric substrate 13, and the line 14 connecting the center points thereof is perpendicular to the longitudinal axis of the dielectric substrate 13. Further, they are formed at a predetermined interval from each other. The interval between the dipole 11 and the second dipole 12 will be described later.
[0011]
The first dipole 11 is constituted by elements 11a and 11b formed on one and other surfaces of the dielectric substrate 13, respectively. Similarly, the second dipole 12 is formed on one and other surfaces of the dielectric substrate 11. Are formed by elements 12a and 12b formed respectively.
[0012]
The elements 11 a and 12 a extend in opposite directions with the line 14 as a center, and one end thereof is connected to a feed line 15 formed along the line 14. The feed line 15 extends to the ground conductor plate 16 formed along the edge of the dielectric substrate 13.
Similarly, the elements 11b and 12b extend in opposite directions with the line 14 as a center, and one end thereof is connected to a feed line 17 formed along the line 14.
Therefore, as shown in FIG. 5, the first dipole 11 and the second dipole 12 are fed with a power supply line 15 connecting the elements 11a and 12a and a power supply line 17 connecting the elements 11b and 12b intersecting each other. Will be.
[0013]
Note that a certain element unit U 2-1 and an element unit U 2-1 adjacent to one side of the element unit U 2-1 are connected to each other so as to be fed in parallel. A shield conductor 18 extending from the ground conductor plate 16 is formed between the element units U 2-1 arranged on the dielectric substrate 13.
[0014]
As shown in FIG. 6, the antenna element unit 20 includes an element unit U 3 composed of a pair of dipoles 21 that resonate at a third frequency (for example, 2 GHz) in the longitudinal direction of the rectangular dielectric substrate 22 (FIG. 2). And a plurality of arrays are formed in an array along the direction perpendicular to the paper surface. In this embodiment, the sensor unit U 3 are then eight sequences.
[0015]
Each dipole 21 constituting the sensor unit U 3 is formed along the longitudinal axis of the dielectric substrate 22, and another of about 0.5 [lambda 3 (lambda 3, the wavelength of the third frequency) of The dielectric substrate 22 is positioned symmetrically about the longitudinal axis of the dielectric substrate 22 so as to form an interval. Each dipole 21 has one feed point commonly connected to the feed line 23 and the other feed point commonly connected to the feed line 24.
[0016]
The dielectric substrate 25 has a central portion of the surface on which the dipoles 21 are formed on the dielectric substrate 22 so as to be perpendicular to the surface and along the longitudinal axis of the dielectric substrate 22. Is erected. As shown in FIGS. 7 and 8, the dielectric substrate 25 has feed lines 23 ′ and 24 ′ formed on one surface and the other surface, and the feed lines 23 ′ and 24 ′ are shown in FIG. 6, respectively. It is connected to the central part of the feed lines 23 and 24.
[0017]
Incidentally, the element unit U 3 which is adjacent to one side of a certain element unit U 3 and the antenna element unit U 3 is the feed line 24 corresponding to the parallel feed 'are connected in common. The feeder line 23 ′ extends to the ground conductor plate 26 formed along the edge of the dielectric substrate 25.
Each element formed on the dielectric substrates 13, 22 and 25 is formed by a strip conductor made of a metal plate or a metal foil.
[0018]
As shown in FIG. 2, each antenna element portion 10 is disposed along a longitudinal direction of the main reflector 30 and includes a longitudinal axis of the reflector 30 and a surface 31 perpendicular to the reflector 30. They are located symmetrically.
Specifically, the dipoles 11 form a space of about 0.5λ 1 in a plane separated from the main reflector 30 by about 0.25λ 11 is the wavelength of the first frequency). And the condition that the dipoles 12 form an interval of about 0.5λ 2 in a plane separated from the main reflector 30 by about 0.25λ 22 is the wavelength of the second frequency). Are arranged symmetrically.
Since the distance between the first dipole 11 and the second dipole 12 in each antenna element section 10 is a requirement for satisfying the above conditions, it is appropriately set so that this condition is satisfied.
[0019]
The antenna element unit 20 is positioned so that the longitudinal axis thereof is positioned in the plane 31 and so that the individual dipoles 21 are positioned in a plane separated from the main reflector 30 by a distance L described later. The main reflector 30 is disposed along the longitudinal direction.
The sub-reflection plates 40 and 40 are formed of a metal plate or a metal foil, and are provided perpendicular to the main reflection plate 30 at symmetrical positions about the surface 31 set on the main reflection plate 30.
[0020]
As shown in FIG. 2, the three-frequency shared antenna according to the above embodiment is installed so that the whole is covered with the radome 50 and the longitudinal axis of the reflector 30 is oriented in the vertical direction.
When this antenna is used as a transmitting antenna, the power of the frequencies f 1 and f 2 is supplied to the dipoles 11 and 12 through a two distributor (not shown), and the power of the frequency f 3 is Power is supplied to the dipole 21.
[0021]
At this time, the horizontal plane directivity based on the dipole 11 and the horizontal plane directivity based on the dipole 12 of each antenna element unit 10 are as shown in FIGS. 9 and 10, respectively. That is, since the dipole 11 cross each antenna element portion 10 forms a gap of about 0.5 [lambda 1 in the main reflector 30 about 0.25 [lambda 1 away plane, 60 degrees in a band of frequencies f 1 A beam is obtained. Similarly, since the dipoles 12 of the antenna element portions 10 form an interval of about 0.5λ 2 in a plane separated from the main reflector 30 by about 0.25λ 2 , also in the band of the frequency f 2. A 60 ° beam is obtained.
[0022]
By the way, due to the voltage standing wave ratio characteristic (VSWR), the distance between the dipoles 12 of each antenna element unit 10 may be set to about 0.37λ 2, for example. A side lobe as shown by a dotted line in FIG. 10 appears. One purpose of providing the sub-reflecting plates 40 is to suppress the side lobes. That is, in this embodiment, and sets an interval of the sub-reflector 40, 40 about 0.8Ramuda 2, is set to their height of about 0.3λ 2. Accordingly, side lobes are suppressed as shown by the solid line in the figure, and good horizontal plane directivity can be obtained.
[0023]
As described above, each antenna element unit 10 has a function as a dual-frequency antenna. In this case, the ratio of the frequency f 1 and the frequency f 2 at which the function as a dual-frequency antenna is obtained is 1.5 to 1.7 when the frequency f 1 is 1. Since the ratio of the two frequency bands of 810 MHz to 960 MHz and 1429 MHz to 1501 MHz allocated to the current automobile mobile phone is about 1.65, each antenna element unit 10 is adapted to each frequency band.
[0024]
Next, the horizontal plane directivity based on each dipole 21 of the antenna element unit 20 will be described. Eggplant distance L between the main reflector 30 and the dipole 21 of the antenna element 20, inevitably larger than 0.25 [lambda 3 from positional relationship between the dielectric substrate 13. Moreover, between each dipole 21 and the main reflector 30, a ground conductor plate 16 of the antenna element portion 10 that also functions as a reflector is interposed. Therefore, it is difficult to obtain a 60 ° beam in the band of the frequency f 3 only with each dipole 21 of the antenna element unit 20.
[0025]
Therefore, in this embodiment, by using the subreflector 40 and 40 as a means for defining the beam angle in the band of the frequency f 3 to approximately 60 °. That is, since the sub-reflecting plates 40 and 40 affect the main lobe of the beam in the frequency f 3 band, the arrangement position and shape of these sub-reflecting plates 40 and 40 are set as described above, and the frequency f The horizontal plane directivity in which the beam angle in the band 3 is approximately 60 ° is realized (see FIG. 11).
[0026]
As a result, the distance L formed between the dipole 21 and the main reflector 30 is determined by taking into consideration the arrangement position and shape of the sub-reflectors 40 and 40, the position of the ground conductor plate 16 of the antenna element unit 10, and the like. The beam angle in the third band is appropriately set so as to be approximately 60 °.
Incidentally, in the antenna according to the above embodiment, when it tries to actually measure the distance M between the upper edge of the dipole 21 and the ground conductor plate 16 it was about 0.25 [lambda 3.
As is apparent from the above description, according to the three-wave shared antenna of this embodiment, it is possible to realize horizontal plane directivity in which the beam angle is approximately 60 ° in each band of the frequencies f 1 , f 2 and f 3. it can.
[0027]
Each of the lengths 0.25λ 1 , 0.25λ 2 , 0.5λ 1 , 0.5λ 2, and 0.5λ 3 shown in FIG. 2 has an allowable range. That is, each of the values (0.15λ 1 ~0.35λ 1), ( 0.15λ 2 ~0.35λ 2), (0.3λ 1 ~0.7λ 1), (0.3λ 2 ~0 .7λ 2) it is set to and (0.3λ 3 ~0.7λ 3), practically sufficient horizontal directivity can be obtained.
[0028]
【The invention's effect】
According to the present invention, a pair of first antenna element portions having a dipole configuration that resonates at the first frequency f 1 and the second frequency f 2 (> f 1 ) can be provided on separate dielectric substrates. And forming a second antenna element part having a two-dipole configuration that resonates at a third frequency f 3 (> f 2 ), and the second antenna element part is formed between the pair of first antenna element parts. And the relative position of the dipole of the first antenna element part with respect to the main reflector and the relative position of the dipole 21 of the second antenna element part 20 with respect to the main reflector and the sub-reflector Since the directivity is set to be obtained, the three-frequency shared antenna that can obtain the horizontal directivity of the 60 ° beam can be configured in a compact and inexpensive manner.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view partially showing an embodiment of a three-frequency shared antenna according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 3 is a plan view showing the configuration of first and second frequency dipoles and a feed line formed on one surface of a dielectric substrate.
FIG. 4 is a plan view showing configurations of first and second frequency dipoles and feed lines formed on the other surface of the dielectric substrate.
FIG. 5 is an equivalent circuit diagram showing a cross feed structure.
FIG. 6 is a plan view showing a configuration of a third frequency dipole formed on a dielectric substrate.
FIG. 7 is a side view showing a configuration of a third-frequency feed line formed on one surface of the dielectric substrate.
FIG. 8 is a side view showing a configuration of a third-frequency feed line formed on the other surface of the dielectric substrate.
FIG. 9 is a characteristic diagram showing horizontal plane directivity in the 800 MHz band.
FIG. It is a characteristic view which shows the horizontal plane directivity of 5 GHz band.
FIG. 11 is a characteristic diagram showing horizontal plane directivity in the 2 GHz band.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Antenna element part 11, 12, 21 Dipole 11a, 11b, 12a, 12b Element 13, 22, 25 Dielectric board | substrate 15, 17, 23, 24, 23 ', 24' feeder line 30 Main reflector 40 Auxiliary reflector

Claims (3)

主反射板と、
誘電体基板に、第1の周波数fに共振する第1のダイポールおよび第2の周波数f(>f)に共振する第2のダイポールを互いに平行にかつ交差給電可能に形成してなる一対の第1のアンテナ素子部と、
誘電体基板に、第3の周波数f(>f)に共振する一対の第3のダイポールを、前記第3の周波数fの波長λの約0.5倍の間隔で対称に形成してなる第2のアンテナ素子部と、を有し、
前記各第1のアンテナ素子部は、それらに形成された前記第1のダイポール相互が前記主反射板から前記第1の周波数fの波長λの約0.25倍の距離を隔てた面内において該波長λの約0.5倍の間隔を形成し、かつ、それらに形成された前記第2のダイポール相互が前記主反射板から前記第2の周波数fの波長λの約0.25倍の距離を隔てた面内において該波長λの約0.5倍の間隔を形成するように、前記主反射板の中心線を含む垂直面の両側に対称配置され、
前記第2のアンテナ素子部は、前記各第3のダイポールが前記垂直面の両側に対称に位置されるように前記各第1のアンテナ素子部の間に配置され、
前記垂直面の両側に、前記第2のアンテナ素子部のビーム角度を約60°に規定するための補助反射板を対称に配設したことを特徴とする3周波共用アンテナ。
A main reflector,
A first dipole that resonates at a first frequency f 1 and a second dipole that resonates at a second frequency f 2 (> f 1 ) are formed on a dielectric substrate in parallel with each other and capable of cross-feeding. A pair of first antenna element portions;
A pair of third dipoles that resonate at the third frequency f 3 (> f 2 ) are formed symmetrically on the dielectric substrate at an interval of about 0.5 times the wavelength λ 3 of the third frequency f 3. A second antenna element portion formed by:
Each of the first antenna element portions is a surface in which the first dipoles formed thereon are separated from the main reflector by a distance of about 0.25 times the wavelength λ 1 of the first frequency f 1. Are formed at intervals of about 0.5 times the wavelength λ 1 , and the second dipoles formed on them are separated from the main reflector by the wavelength λ 2 of the second frequency f 2. Symmetrically arranged on both sides of the vertical plane including the center line of the main reflector so as to form an interval of about 0.5 times the wavelength λ 2 in a plane separated by a distance of 0.25 times;
The second antenna element part is disposed between the first antenna element parts such that the third dipoles are positioned symmetrically on both sides of the vertical plane,
A three-frequency shared antenna, characterized in that auxiliary reflectors for defining a beam angle of the second antenna element portion at about 60 ° are symmetrically disposed on both sides of the vertical plane.
前記各補助反射板は、それらのなす間隔を前記第2の周波数fの波長λの約0.8倍に設定し、それらの高さを該波長λの約0.3倍に設定したことを特徴とする請求項1に記載の3周波共用アンテナ。The auxiliary reflectors are set so that the interval between them is about 0.8 times the wavelength λ 2 of the second frequency f 2 and the height is about 0.3 times the wavelength λ 2. The three-frequency shared antenna according to claim 1, wherein 前記第1のアンテナ素子部が、前記第1、第2のダイポールを含む複数の素子ユニットをアレイ状に配設した構成を有し、前記第2のアンテナ素子部が、前記各第3のダイポールを含む複数の素子ユニットをアレイ状に配設した構成を有することを特徴とする請求項1に記載の3周波共用アンテナ。The first antenna element section has a configuration in which a plurality of element units including the first and second dipoles are arranged in an array, and the second antenna element section includes the third dipoles. The three-frequency shared antenna according to claim 1, wherein a plurality of element units including a plurality of element units are arranged in an array.
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