JP2004343193A - Antenna system - Google Patents

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JP2004343193A
JP2004343193A JP2003134325A JP2003134325A JP2004343193A JP 2004343193 A JP2004343193 A JP 2004343193A JP 2003134325 A JP2003134325 A JP 2003134325A JP 2003134325 A JP2003134325 A JP 2003134325A JP 2004343193 A JP2004343193 A JP 2004343193A
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JP
Japan
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radiating element
antenna device
wavelength
parasitic
coaxial cable
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JP2003134325A
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Japanese (ja)
Inventor
Masataka Shimabara
正隆 嶋原
Toshiaki Honma
俊明 本間
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Nippon Antenna Co Ltd
Original Assignee
Nippon Antenna Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a downsized antenna system for preventing a leakage current from flowing through a coaxial feeder. <P>SOLUTION: Radiation elements 10, 11 and a passive element 12 in parallel with them are deposited in a V shape. Then the interval between the radiation elements 10, 11 and the passive element 12 is selected to be nearly less than 1/4 wavelength of the wavelength equivalent to the operating center frequency. Thus, the antenna system 1 can be downsized. Consequently, it is prevented that the leakage current flows through an outer conductor of a coaxial cable 13 by connecting the passive element 12 to a shield part 13d of the coaxial cable 13 apart from the connecting position of the radiation elements 10, 11 by 1/4 wavelength. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射素子と無給電素子とを少なくとも備え、電気的に平衡動作する放射素子に不平衡同軸給電線を直接接続することのできるアンテナ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、指向性を有する通信用アンテナとして八木宇田アンテナが一般的に用いられている。八木宇田アンテナは、放射素子と、放射素子の前後に反射素子や導波素子が配置されて構成されている。そして、放射素子と反射素子との距離は、使用中心周波数における波長をλとすると、略λ/4とされ、放射素子と導波素子との距離も同様に略λ/4とされる。また、電気的に平衡動作する放射素子の長さは略λ/2とされ、反射素子の長さは、インダクティブリアクタンスとなるように λ/2より若干長めとされ、導波素子の長さは、キャパシティブリアクタンスとなるように λ/2より若干短めとされている。
【0003】
このような構成の八木宇田アンテナにおいては、ダイポールの放射素子にそれぞれ同軸給電線の芯線と外導体が接続されることにより給電されている。すると、ダイポールの放射素子は平衡動作するものの、同軸給電線は不平衡給電線とされているため、同軸給電線の外導体に漏洩電流が流れるようになる。この漏洩電流は定在波として同軸給電線上に発生し、給電点よりλ/4の点において振幅が最小値となる。同軸給電線の外導体に漏洩電流が流れると、ダイポールの放射素子に流れる電流がアンバランスになり、八木宇田アンテナのビームの前後方比(FB比)が劣化したり、電圧定在波比(VSWR)が悪化したりするようになる。そこで、平衡動作の放射素子と不平衡給電線である同軸給電線との整合をとるために、従来、平衡−不平衡変換装置(バラン)を設けるようにしている。あるいは、漏洩電流を阻止するようにした阻止套管(シュペルトップ)を設けることも行われている。しかしながら、シュペルトップを用いる方法、あるいはバランを用いる方法は、いずれも給電部における構造が複雑化すると共に機械的強度を保持するための作業工程が増加しコストが上昇するという問題点があった。
【0004】
そこで、バランやシュペルトップを用いることなく平衡放射素子に直接同軸給電線を接続してもアンテナ特性の劣化しない八木宇田アンテナが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この八木宇田アンテナでは、反射素子あるいは導波素子を放射素子から使用中心周波数の約1/4波長離隔して配置し、同軸ケーブルの給電点から約1/4波長の位置の外部導体に前記反射素子あるいは導波素子を接続することにより、前記反射素子あるいは導波素子をスタブとして機能させて同軸給電線の外部導体に漏洩電流が流れることを阻止するようにしている。
【0005】
【特許文献1】特許第3165653号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の八木宇田アンテナの構造では八木宇田アンテナの横方向および縦方向の大きさが使用周波数の波長に制限され、アンテナ装置の小型化が困難になるという問題点があった。この場合、高誘電率材料を素子周囲に設置して波長を短縮することによりアンテナ装置を小型化することが考えられるが、高誘電材料による放射損失が発生してアンテナ利得が低下してしまうようになる。さらに、波長短縮によってアンテナ物理長の寸法許容公差が厳しくなり、量産時の電気特性ばらつきが大きくなる要因となってしまうことになる。
【0007】
そこで、本発明はアンテナ利得が低下しないと共に、同軸給電線の外部導体に漏洩電流が流れることを阻止することのできるアンテナ装置を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明のアンテナ装置は、V字型ダイポールの放射素子と、該放射素子とほぼ平行に配置されているV字型の無給電素子とを備えるアンテナ装置であって、V字型とされている前記放射素子と前記無給電素子とが、使用中心周波数波長の略1/4波長未満の間隔をおいてほぼ平行に配置されており、前記放射素子に給電する同軸ケーブルの給電点から使用中心周波数波長の略1/4波長の位置の外導体に前記無給電素子が接続されることにより、前記無給電素子を漏洩電流を阻止するスタブとしても機能させるようにしている。
【0009】
また、前記本発明のアンテナ装置において、前記放射素子に前置および/または後置して複数本の前記無給電素子がほぼ等間隔で配置されていてもよい。
さらに、前記本発明のアンテナ装置において、前記放射素子と前記無給電素子とが、誘電体基板上に形成されていてもよい。
【0010】
このような本発明によれば、放射素子および無給電素子をV字型とすると共に、放射素子と無給電素子との間隔を使用中心周波数波長の略1/4波長未満の間隔としたので、小型化することができると共に、小型化してもアンテナ利得の低下を防止することができる。また、放射素子に給電する同軸ケーブルの給電点から使用中心周波数波長の略1/4波長の位置の外導体に無給電素子が接続されているので、同軸給電線の外部導体に漏洩電流が流れることを阻止することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態にかかるアンテナ装置の構成を図1および図2に示す。ただし、図1は本発明のアンテナ装置の平面図であり、図2はその側面図である。
これらの図に示すように、本発明にかかるアンテナ装置1は、放射素子10と放射素子11からなるダイポールの放射素子を備え、放射素子10と放射素子11とはV字状に配置されて、絶縁性の基板20上に形成されている。この放射素子10と放射素子11にほぼ平行にV字状の無給電素子12が絶縁性の基板20上に形成されている。この場合、放射素子10および放射素子11、無給電素子12は金属製の薄膜とされて絶縁性の基板20上に蒸着あるいは貼着されて形成されている。
【0012】
そして、放射素子10および放射素子11と無給電素子12との距離は、使用中心周波数における波長をλとすると、λ/4未満、例えば略λ/8とされる。このように、放射素子10および放射素子11と無給電素子12との距離がλ/4未満となるように短くしていると共に、放射素子10および放射素子11と無給電素子12とをV字状に屈曲して配置しているため、アンテナ装置1を小型化することができるようになる。なお、放射素子10と放射素子11、無給電素子12におけるV字状の角度は約90°とされている。また、電気的に平衡動作する放射素子10および放射素子11からなるダイポールアンテナの全体の長さは略λ/2とされ、無給電素子12の全体の長さは、インダクティブリアクタンスとして反射素子として機能させる際はλ/2より若干長めとされ、キャパシティブリアクタンスとして導波素子として機能させる際はλ/2より若干短めとされる。
【0013】
この放射素子10および放射素子11からなるダイポールアンテナには同軸ケーブル13から給電している。すなわち、図1に示すように同軸ケーブル13の先端部における外皮を除去して外部導体であるシールド部13aを露出し、このシールド部13aを放射素子11の一端にハンダ付け等により電気的に接続している。また、同軸ケーブル13の先端におけるシールド部およびその内部の絶縁部を除去して芯線13cを露出し、この芯線13cを放射素子10の一端にハンダ付け等により電気的に接続している。この場合、放射素子10および放射素子11からなるダイポールアンテナは、電気的に平衡動作するものの同軸ケーブル13は不平衡ケーブルとされている。そこで、同軸ケーブル13の放射素子10および放射素子11への給電点から略λ/4の長さの部位の外皮を除去してシールド部13dを露出させる。そして、このシールド部13dを無給電素子12の中央部にハンダ付け等により電気的に接続する。
【0014】
これにより、無給電素子12はシールド部13dから約λ/4の長さとなって、先端開放のλ/4スタブとして機能するようになる。すると、シールド部13dから無給電素子12を見たインピーダンスはほぼ無限大となる。このため、平衡動作をする放射素子10および放射素子11が不平衡の同軸ケーブル13から直接給電されて、同軸ケーブル13に漏洩電流が流れても、同軸ケーブル13の露出されたシールド部13d以降においては、そのシールド部に流れる漏洩電流が阻止されるようになる。このように、無給電素子12により同軸ケーブル13の外導体に漏洩電流が流れることを防止することができる。なお、同軸ケーブル13の放射素子10および放射素子11への給電点からシールド部13dまでは略λ/4の長さとされるが、放射素子10および放射素子11と無給電素子12との距離はλ/4未満、例えば略λ/8とされることから、この間の同軸ケーブル13を巻回して巻回部13bを形成している。
【0015】
次に、本発明の実施の形態のアンテナ装置1の変形例の構成を示す平面図を図3に示す。図3に示すアンテナ装置2は、図1に示すアンテナ装置1において整合素子14を備えるようにしたものである。一般に同軸ケーブル13の特性インピーダンスは、50Ωあるいは75Ωとされているが、放射素子10と放射素子11とがV字状に屈曲されていると共に、例えば略λ/8の間隔でV字状の無給電素子12が放射素子10および放射素子11に平行に配置されているため、同軸ケーブル13と整合しづらくなる。そこで、図3に示すアンテナ装置2においてはΓマッチング用の整合素子14を設けて、放射素子10および放射素子11からなるダイポールアンテナと同軸ケーブル13との整合を取っている。整合素子14の一端はシールド部13aにハンダ付け等により電気的に接続されており、他端は放射素子11の中途に接続されている。
【0016】
図3に示すアンテナ装置2における他の構成は、図1に示すアンテナ装置1と同様であるので、その説明は省略するがアンテナ装置2においても小型化することができるようになる。また、アンテナ装置2においても同軸ケーブル13の外導体に漏洩電流が流れることを防止することができる。
ところで、上記説明したアンテナ装置1およびアンテナ装置2において、基板20の大きさを約240×220mmとし、放射素子10と放射素子11との長さを約127mmとし、反射素子として機能させる無給電素子12の長さを約165mmとし、放射素子10および放射素子11と無給電素子12との間隔を約80mmとすることで、共振周波数が約500MHzとすることができる。このように、本発明にかかるアンテナ装置は小型とすることができる。なお、基板20はガラスエポキシ樹脂基板とされ、その比誘電率εsは約3.4とされている。
【0017】
次に、本発明の実施の形態のアンテナ装置1の他の変形例の構成を示す側面図を図4に示し、その分解組立図を図5に示す。これらの図に示すアンテナ装置3は、図1に示すアンテナ装置1において同軸ケーブル13の巻回部13bを基板20に固着するようにしたものである。すなわち、巻回部13bに固着具22を挿入して、固着具22に挿通したネジ21を基板20の裏側に配置したナット23に螺着することにより巻回部13bを基板20に固着するようにしている。この場合、固着具22は、図5に示すように巻回部13bに当接する鍔部22aと、鍔部22aから延伸する円筒部22bを備えており、合成樹脂製あるいは金属製とされている。また、固着具22にはネジ21が挿通可能な貫通孔が形成されている。
【0018】
この固着具22の他の構成例を図6(a)(b)(c)に示す。図6(a)に示す固着具32は、ネジ21に替えて鍔部32aに一体化されたネジ部32cを下面から延伸させている。このネジ部32cを円筒部32bに形成されている貫通孔に挿通し、この固着具32を巻回部13bに挿入する。次いで、ネジ部32cをナット23に螺着することにより巻回部13bを基板20に固着することができる。
また、図6(b)に示す固着具42は、ネジ21に替えて固着具42に一体化されたネジ部42cを円筒部42bの下面から延伸させている。この固着具42を巻回部13bに挿入し、そのネジ部42cをナット23に螺着することにより巻回部13bを基板20に固着することができる。
さらに、図6(c)に示す固着具52は、円筒部52bに軸方向に形成した穴内に雌ネジを形成している。そして、ネジ21に替えてナット23をネジ53としている。この固着具52を巻回部13bに挿入し、固着具52の円筒部52bに形成されている雌ネジに、基板20の裏側からネジ53を螺着することにより巻回部13bを基板20に固着することができる。
【0019】
次に、図4に示すアンテナ装置2の電圧定在波比(VSWR)の周波数特性を図7に示し、その水平面内指向性を図8に示す。この場合、アンテナ装置2は上記した寸法とされてその共振周波数は約500MHzとされており、整合素子14の長さは約56mmとされている。図7を参照すると500MHzにて約1.2とされた良好なVSWRが得られている。また、図8を参照すると水平面内の最大利得は約+3dBdとされており、半値角が約80°、前後方比(F/B比)として約11dBが得られている。このように大きな半値角が得られるのは放射素子10および放射素子11と無給電素子12との間隔を約λ/8とλ/4未満としているからである。
【0020】
以上説明した本発明のアンテナ装置において、無給電素子は1素子に限らず、2素子以上を設置してもよく、2素子以上の無給電素子を放射素子の前後に配置しても良い。また、素子長は片側で1/4波長に関わらず、それ以外の長さとしてもよい。放射素子および無給電素子のV字状の屈曲角度は90°以外の角度としてもよい。さらに、アンテナ装置における整合手段は、Γマッチングに限らずΩマッチングやQマッチングとしてもよい。さらにまた、チップ部品を用いた集中定数回路によりマッチングを行うようにしてもよい。
さらにまた、本発明のアンテナ装置において、放射素子および無給電素子を基板上に形成することに替えて、放射素子や無給電素子を金属性の棒状体で作成するようにしてもよい。さらにまた、本発明のアンテナ装置における同軸ケーブルを巻回することに替えて、屈曲するようにしてもよい。
【0021】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように、放射素子および無給電素子をV字型とすると共に、放射素子と無給電素子との間隔を使用中心周波数波長の略1/4波長未満の間隔としたので、小型化することができると共に、小型化してもアンテナ利得の低下を防止することができる。また、放射素子に給電する同軸ケーブルの給電点から使用中心周波数波長の略1/4波長の位置の外導体に無給電素子が接続されているので、同軸給電線の外部導体に漏洩電流が流れることを阻止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態にかかるアンテナ装置の構成を示す平面図である。
【図2】本発明の実施の形態にかかるアンテナ装置の構成を示す側面図である。
【図3】本発明の実施の形態にかかるアンテナ装置の変形例の構成を示す平面図である。
【図4】本発明の実施の形態にかかるアンテナ装置の他の変形例の構成を示す側面図である。
【図5】本発明の実施の形態にかかるアンテナ装置の他の変形例の構成を示す分解組立図である。
【図6】本発明の実施の形態にかかるアンテナ装置の他の変形例の構成における固着具の構成例を示す図である。
【図7】本発明の実施の形態にかかるアンテナ装置のVSWRの周波数特性を示す図である。
【図8】本発明の実施の形態にかかるアンテナ装置の水平面内指向特性を示す図である。
【図9】従来のアンテナ装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
1 アンテナ装置、2 アンテナ装置、3 アンテナ装置、10 放射素子、11 放射素子、12 無給電素子、13 同軸ケーブル、13a シールド部、13b 巻回部、13c 芯線、13d シールド部、14 整合素子、20 基板、21 ネジ、22 固着具、22a 鍔部、22b 円筒部、23 ナット、32 固着具、32a 鍔部、32b 円筒部、32c ネジ部、42 固着具、42a 鍔部、42b 円筒部、42c ネジ部、52 固着具、52a鍔部、52b 円筒部、53 ネジ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an antenna device that includes at least a radiating element and a parasitic element, and that can directly connect an unbalanced coaxial feed line to an electrically balanced radiating element.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a Yagi-Uda antenna is generally used as a communication antenna having directivity. The Yagi-Uda antenna includes a radiating element, and a reflecting element and a waveguide element arranged before and after the radiating element. The distance between the radiating element and the reflecting element is approximately λ / 4, where λ is the wavelength at the used center frequency, and the distance between the radiating element and the waveguide element is also approximately λ / 4. The length of the radiating element that performs an electrically balanced operation is approximately λ / 2, the length of the reflecting element is slightly longer than λ / 2 so as to be inductive reactance, and the length of the waveguide element is , Which is slightly shorter than λ / 2 to provide capacity reactance.
[0003]
In the Yagi-Uda antenna having such a configuration, power is supplied by connecting the core wire and the outer conductor of the coaxial feeder to the radiating element of the dipole, respectively. Then, although the radiating element of the dipole operates in a balanced manner, the leakage current flows through the outer conductor of the coaxial feed line because the coaxial feed line is an unbalanced feed line. This leakage current is generated as a standing wave on the coaxial feed line, and has a minimum amplitude at a point λ / 4 from the feed point. When a leakage current flows in the outer conductor of the coaxial feed line, the current flowing in the radiating element of the dipole becomes unbalanced, and the front-to-back ratio (FB ratio) of the beam of the Yagi-Uda antenna deteriorates, and the voltage standing wave ratio ( VSWR). Therefore, in order to match the radiating element of the balanced operation with the coaxial feed line which is an unbalanced feed line, a balanced-unbalanced conversion device (balun) is conventionally provided. Alternatively, a blocking sleeve (super top) for blocking a leakage current has been provided. However, both the method using the spar top and the method using the balun have the problems that the structure of the power supply unit becomes complicated, the number of work steps for maintaining mechanical strength increases, and the cost increases. .
[0004]
Therefore, there has been proposed a Yagi-Uda antenna in which antenna characteristics are not deteriorated even when a coaxial feed line is directly connected to a balanced radiating element without using a balun or a supertop (for example, see Patent Document 1). In this Yagi-Uda antenna, a reflecting element or a waveguide element is arranged at a distance of about 1/4 wavelength from the radiating element and about 1/4 wavelength of the center frequency used, and the reflection is made to the outer conductor at a position about 1/4 wavelength from the feeding point of the coaxial cable. By connecting the element or the waveguide element, the reflection element or the waveguide element functions as a stub to prevent leakage current from flowing to the outer conductor of the coaxial feeder.
[0005]
[Patent Document 1] Japanese Patent No. 3165653
[Problems to be solved by the invention]
However, such a structure of the conventional Yagi-Uda antenna has a problem that the horizontal and vertical sizes of the Yagi-Uda antenna are limited to the wavelength of the operating frequency, which makes it difficult to miniaturize the antenna device. In this case, it is conceivable to reduce the wavelength by installing a high dielectric constant material around the element to reduce the size of the antenna device. However, radiation loss due to the high dielectric material occurs and the antenna gain is reduced. become. Furthermore, the shortening of the wavelength makes the dimensional tolerance of the physical length of the antenna stricter, which causes a large variation in electrical characteristics during mass production.
[0007]
Accordingly, it is an object of the present invention to provide an antenna device capable of preventing a leakage current from flowing through an outer conductor of a coaxial feed line without decreasing the antenna gain.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an antenna device according to the present invention is an antenna device including a radiating element of a V-shaped dipole, and a V-shaped parasitic element arranged substantially parallel to the radiating element. The V-shaped radiating element and the parasitic element are disposed substantially in parallel with an interval of less than approximately 波長 wavelength of the center frequency used, and are coaxial to feed the radiating element. The parasitic element is connected to the outer conductor at a position approximately one-quarter wavelength of the used center frequency wavelength from the feeding point of the cable, so that the parasitic element also functions as a stub for preventing leakage current. I have.
[0009]
In the antenna device of the present invention, a plurality of the parasitic elements may be arranged at substantially equal intervals before and / or after the radiating element.
Further, in the antenna device of the present invention, the radiating element and the parasitic element may be formed on a dielectric substrate.
[0010]
According to the present invention, the radiating element and the parasitic element are V-shaped, and the interval between the radiating element and the parasitic element is set to be less than approximately 4 wavelength of the used center frequency wavelength. The size can be reduced, and even if the size is reduced, a decrease in antenna gain can be prevented. In addition, since the parasitic element is connected to the outer conductor at a position approximately one-quarter wavelength of the used center frequency wavelength from the feeding point of the coaxial cable feeding the radiating element, a leakage current flows through the outer conductor of the coaxial feeding line. Can be prevented.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
1 and 2 show the configuration of an antenna device according to an embodiment of the present invention. However, FIG. 1 is a plan view of the antenna device of the present invention, and FIG. 2 is a side view thereof.
As shown in these drawings, the antenna device 1 according to the present invention includes a dipole radiating element including a radiating element 10 and a radiating element 11, and the radiating element 10 and the radiating element 11 are arranged in a V-shape. It is formed on an insulating substrate 20. A V-shaped parasitic element 12 is formed on an insulating substrate 20 substantially in parallel with the radiating element 10 and the radiating element 11. In this case, the radiating element 10, the radiating element 11, and the parasitic element 12 are formed as thin films made of metal and deposited or adhered on an insulating substrate 20.
[0012]
The distance between the radiating element 10 and the radiating element 11 and the parasitic element 12 is less than λ / 4, for example, approximately λ / 8, where λ is the wavelength at the used center frequency. As described above, the distance between the radiating element 10, the radiating element 11, and the parasitic element 12 is shortened so as to be less than λ / 4, and the radiating element 10, the radiating element 11, and the parasitic element 12 are V-shaped. Since the antenna device 1 is arranged in a bent shape, the antenna device 1 can be reduced in size. The V-shaped angle between the radiating element 10, the radiating element 11, and the parasitic element 12 is about 90 °. Further, the entire length of the dipole antenna including the radiating element 10 and the radiating element 11 that operate electrically balanced is approximately λ / 2, and the entire length of the parasitic element 12 functions as a reflective element as an inductive reactance. When it is made to function as a waveguide element as capacity reactance, it is made slightly longer than λ / 2.
[0013]
The dipole antenna including the radiating element 10 and the radiating element 11 is supplied with power from a coaxial cable 13. That is, as shown in FIG. 1, the outer sheath at the end of the coaxial cable 13 is removed to expose the shield portion 13a as an external conductor, and this shield portion 13a is electrically connected to one end of the radiating element 11 by soldering or the like. are doing. Further, the shield part at the end of the coaxial cable 13 and the insulating part therein are removed to expose the core wire 13c, and this core wire 13c is electrically connected to one end of the radiating element 10 by soldering or the like. In this case, the dipole antenna including the radiating element 10 and the radiating element 11 performs an electrically balanced operation, but the coaxial cable 13 is an unbalanced cable. Therefore, the outer skin of a portion having a length of approximately λ / 4 from the feeding point to the radiating element 10 and the radiating element 11 of the coaxial cable 13 is removed to expose the shield portion 13d. Then, the shield portion 13d is electrically connected to the center of the parasitic element 12 by soldering or the like.
[0014]
As a result, the parasitic element 12 has a length of about λ / 4 from the shield portion 13d, and functions as a λ / 4 stub whose tip is open. Then, the impedance when the parasitic element 12 is viewed from the shield part 13d becomes almost infinite. For this reason, even if the radiating element 10 and the radiating element 11 performing the balanced operation are directly supplied with power from the unbalanced coaxial cable 13 and a leakage current flows through the coaxial cable 13, the radiating element 10 and the radiating element 11 are exposed after the exposed shield portion 13 d of the coaxial cable 13. In this case, the leakage current flowing through the shield portion is prevented. In this way, the parasitic element 12 can prevent the leakage current from flowing through the outer conductor of the coaxial cable 13. The length from the feeding point of the coaxial cable 13 to the radiating element 10 and the radiating element 11 to the shield part 13d is approximately λ / 4, but the distance between the radiating element 10 and the radiating element 11 and the parasitic element 12 is Since it is smaller than λ / 4, for example, approximately λ / 8, the coaxial cable 13 therebetween is wound to form a winding portion 13b.
[0015]
Next, FIG. 3 is a plan view showing a configuration of a modification of the antenna device 1 according to the embodiment of the present invention. The antenna device 2 shown in FIG. 3 has the matching element 14 in the antenna device 1 shown in FIG. In general, the characteristic impedance of the coaxial cable 13 is set to 50Ω or 75Ω. However, the radiating element 10 and the radiating element 11 are bent in a V-shape, and the V-shaped Since the feed element 12 is arranged in parallel with the radiating element 10 and the radiating element 11, it is difficult to match with the coaxial cable 13. Therefore, in the antenna device 2 shown in FIG. 3, a matching element 14 for matching is provided to match the dipole antenna including the radiating elements 10 and 11 with the coaxial cable 13. One end of the matching element 14 is electrically connected to the shield part 13 a by soldering or the like, and the other end is connected to the middle of the radiating element 11.
[0016]
Other configurations of the antenna device 2 illustrated in FIG. 3 are the same as those of the antenna device 1 illustrated in FIG. 1, and thus description thereof will be omitted, but the antenna device 2 can be downsized. Further, also in the antenna device 2, it is possible to prevent a leakage current from flowing through the outer conductor of the coaxial cable 13.
In the antenna devices 1 and 2 described above, the size of the substrate 20 is about 240 × 220 mm, the length of the radiating element 10 and the radiating element 11 is about 127 mm, and a parasitic element functioning as a reflecting element. By setting the length of the radiating element 12 to about 165 mm and the distance between the radiating elements 10 and 11 and the parasitic element 12 to about 80 mm, the resonance frequency can be about 500 MHz. Thus, the antenna device according to the present invention can be downsized. The substrate 20 is a glass epoxy resin substrate, and has a relative dielectric constant 率 s of about 3.4.
[0017]
Next, FIG. 4 is a side view showing the configuration of another modification of the antenna device 1 according to the embodiment of the present invention, and FIG. 5 is an exploded view thereof. In the antenna device 3 shown in these figures, the winding portion 13b of the coaxial cable 13 is fixed to the substrate 20 in the antenna device 1 shown in FIG. That is, the fixing part 22 is inserted into the winding part 13b, and the screw 21 inserted into the fixing part 22 is screwed to the nut 23 arranged on the back side of the substrate 20 to fix the winding part 13b to the substrate 20. I have to. In this case, as shown in FIG. 5, the fixing tool 22 includes a flange portion 22a that comes into contact with the winding portion 13b, and a cylindrical portion 22b that extends from the flange portion 22a, and is made of synthetic resin or metal. . The fixing tool 22 has a through hole through which the screw 21 can be inserted.
[0018]
FIGS. 6A, 6B, and 6C show other examples of the configuration of the fixing tool 22. FIG. In the fixing tool 32 shown in FIG. 6A, a screw portion 32c integrated with a flange portion 32a instead of the screw 21 is extended from the lower surface. The screw portion 32c is inserted into a through hole formed in the cylindrical portion 32b, and the fixing tool 32 is inserted into the winding portion 13b. Next, the winding portion 13b can be fixed to the substrate 20 by screwing the screw portion 32c to the nut 23.
Further, in the fixing tool 42 shown in FIG. 6B, a screw portion 42c integrated with the fixing tool 42 instead of the screw 21 is extended from the lower surface of the cylindrical portion 42b. By inserting the fixing member 42 into the winding portion 13b and screwing the screw portion 42c thereof to the nut 23, the winding portion 13b can be fixed to the substrate 20.
Further, the fixing tool 52 shown in FIG. 6C has a female screw formed in a hole formed in the cylindrical portion 52b in the axial direction. The nut 23 is replaced by a screw 53 instead of the screw 21. The fixing part 52 is inserted into the winding part 13b, and a screw 53 is screwed into the female screw formed on the cylindrical part 52b of the fixing part 52 from the back side of the substrate 20, so that the winding part 13b is attached to the substrate 20. Can be fixed.
[0019]
Next, FIG. 7 shows the frequency characteristics of the voltage standing wave ratio (VSWR) of the antenna device 2 shown in FIG. 4, and FIG. 8 shows the directivity in the horizontal plane. In this case, the antenna device 2 has the above dimensions, the resonance frequency thereof is about 500 MHz, and the length of the matching element 14 is about 56 mm. Referring to FIG. 7, a good VSWR of about 1.2 is obtained at 500 MHz. Referring to FIG. 8, the maximum gain in the horizontal plane is about +3 dBd, the half value angle is about 80 °, and the front / back ratio (F / B ratio) is about 11 dB. The reason why such a large half-value angle is obtained is that the distance between the radiating element 10 and the radiating element 11 and the parasitic element 12 is set to about λ / 8 and less than λ / 4.
[0020]
In the above-described antenna device of the present invention, the number of parasitic elements is not limited to one, but two or more elements may be provided, or two or more parasitic elements may be arranged before and after the radiating element. In addition, the element length may be set to another length regardless of the quarter wavelength on one side. The V-shaped bending angle of the radiating element and the parasitic element may be an angle other than 90 °. Further, the matching means in the antenna device is not limited to Γ matching, and may be Ω matching or Q matching. Furthermore, matching may be performed by a lumped constant circuit using chip components.
Furthermore, in the antenna device of the present invention, instead of forming the radiating element and the parasitic element on the substrate, the radiating element and the parasitic element may be made of a metal rod. Furthermore, instead of winding the coaxial cable in the antenna device of the present invention, the antenna device may be bent.
[0021]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the radiating element and the parasitic element are V-shaped, and the interval between the radiating element and the parasitic element is set to be less than about 1 / wavelength of the center frequency wavelength used. The size can be reduced, and even if the size is reduced, a decrease in antenna gain can be prevented. In addition, since the parasitic element is connected to the outer conductor at a position approximately one-quarter wavelength of the used center frequency wavelength from the feeding point of the coaxial cable for feeding the radiating element, a leakage current flows through the outer conductor of the coaxial feeding line. Can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a configuration of an antenna device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view showing the configuration of the antenna device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a plan view showing a configuration of a modified example of the antenna device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a side view showing a configuration of another modification of the antenna device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an exploded view showing the configuration of another modification of the antenna device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of a fixing tool in a configuration of another modification of the antenna device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating a frequency characteristic of a VSWR of the antenna device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram illustrating a directional characteristic in a horizontal plane of the antenna device according to the embodiment of the present invention;
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a conventional antenna device.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 antenna device, 2 antenna device, 3 antenna device, 10 radiating element, 11 radiating element, 12 parasitic element, 13 coaxial cable, 13 a shield part, 13 b winding part, 13 c core wire, 13 d shield part, 14 matching element, 20 Substrate, 21 screw, 22 fixing tool, 22a flange, 22b cylinder, 23 nut, 32 fixing tool, 32a flange, 32b cylinder, 32c screw, 42 fixing, 42a flange, 42b cylinder, 42c screw Part, 52 fixing tool, 52a flange part, 52b cylindrical part, 53 screw

Claims (3)

V字型ダイポールの放射素子と、該放射素子とほぼ平行に配置されているV字型の無給電素子とを備えるアンテナ装置であって、
V字型とされている前記放射素子と前記無給電素子とが、使用中心周波数波長の略1/4波長未満の間隔をおいてほぼ平行に配置されており、前記放射素子に給電する同軸ケーブルの給電点から使用中心周波数波長の略1/4波長の位置の外導体に前記無給電素子が接続されることにより、前記無給電素子を漏洩電流を阻止するスタブとしても機能させるようにしたことを特徴とするアンテナ装置。
An antenna device comprising: a radiating element of a V-shaped dipole; and a V-shaped parasitic element arranged substantially parallel to the radiating element,
The V-shaped radiating element and the parasitic element are arranged substantially in parallel with an interval of less than approximately 波長 wavelength of a used center frequency wavelength, and a coaxial cable for feeding the radiating element The parasitic element is connected to an outer conductor at a position approximately one-quarter wavelength of the used center frequency wavelength from the feeding point of the above, so that the parasitic element also functions as a stub for preventing leakage current. An antenna device characterized by the above-mentioned.
前記放射素子に前置および/または後置して複数本の前記無給電素子がほぼ等間隔で配置されていることを特徴とする請求項1記載のアンテナ装置。2. The antenna device according to claim 1, wherein a plurality of the parasitic elements are arranged at substantially equal intervals before and / or after the radiating element. 前記放射素子と前記無給電素子とが、誘電体基板上に形成されていることを特徴とする請求項1記載のアンテナ装置。The antenna device according to claim 1, wherein the radiating element and the parasitic element are formed on a dielectric substrate.
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