JP2005086658A - Polarization common use antenna - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polarization common use antenna which reduces necessary components for constitution of an antenna, and can be produced without time and effort. <P>SOLUTION: A pair of dipole antenna elements for a 1st polarization (for example, for horizontally polarized wave) and a pair of dipole antenna elements for 2nd polarization (for example, vertically polarized wave) are formed on a sheet of a dielectric substrate. Two kinds of circuit patterns are formed on a wiring board, for example, which is fixed on a dielectric substrate by inserting it into the dielectric substrate, etc., and electric power is supplied to a pair of dipole antenna elements for the 1st polarization and a pair of dipole antenna elements for the 2nd polarization. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、偏波共用アンテナおよびアレイアンテナに係り、特に、高利得が要求される偏波共用の移動通信基地局アンテナ等に好適な偏波共用アンテナおよびアレイアンテナに関するものである。   The present invention relates to a dual-polarization antenna and an array antenna, and more particularly to a dual-polarization antenna and an array antenna that are suitable for a dual-polarization mobile communication base station antenna that requires high gain.

一つのアンテナで垂直偏波および水平偏波を共用することによって、設備の有効利用を図ることが可能である。
このような偏波共用アンテナとして、反射板の上方に、垂直偏波用の一対のダイポールアンテナ素子と、水平偏波用の一対のダイポールアンテナ素子を形成したものが知られている(下記特許文献1参照)。
図14は、従来の偏波共用アンテナの構成を示す斜視図である。
この図14に示す偏波共用アンテナは、前述の特許文献に図14として図示されているものである。
図14において、1は反射板、30,30は水平偏波用の一対のダイポールアンテナ素子、30,30は垂直偏波用の一対のダイポールアンテナ素子であり、これらのダイポールアンテナ素子(30,30,30,30)は、金属平板で構成される。
図14に示す偏波共用アンテナによれば、水平面内におけるビーム幅が、垂直偏波、水平偏波ともにほぼ同じになるので、サービスエリアが異なるのを無くすことが可能となる。
By sharing the vertical polarization and the horizontal polarization with one antenna, it is possible to effectively use the equipment.
As such a dual-polarized antenna, there is known one in which a pair of dipole antenna elements for vertical polarization and a pair of dipole antenna elements for horizontal polarization are formed above a reflecting plate (the following patent documents) 1).
FIG. 14 is a perspective view showing a configuration of a conventional dual-polarized antenna.
The dual-polarized antenna shown in FIG. 14 is shown in FIG. 14 in the aforementioned patent document.
In FIG. 14, 1 is a reflector, 30 1 and 30 2 are a pair of dipole antenna elements for horizontal polarization, and 30 3 and 30 4 are a pair of dipole antenna elements for vertical polarization, these dipole antenna elements. (30 1 , 30 2 , 30 3 , 30 4 ) is composed of a metal flat plate.
According to the dual-polarized antenna shown in FIG. 14, the beam width in the horizontal plane is almost the same for both the vertical polarization and the horizontal polarization, so that it is possible to eliminate different service areas.

なお、本願発明に関連する先行技術文献としては以下のものがある。
特許第2846609号
As prior art documents related to the invention of the present application, there are the following.
Japanese Patent No. 2846609

前述の図14に示す偏波共用アンテナは、8枚の金属平板を折り曲げ、この折り曲げた8枚の金属平板を反射板1に固定して作製される。
このように、図14に示す偏波共用アンテナは、アンテナを構成するために必要な部品が多く、さらに、所望の特性を得るために精度よく組み立てる必要があり、偏波共用アンテナの製作に手間がかかるという問題点があった。
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、アンテナを構成するために必要な部品を少なくし、手間をかけずに作製することが可能な偏波共用アンテナを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、前述の偏波共用アンテナをアレイ状に配置したアレイアンテナを提供することにある。
The above-described dual-polarized antenna shown in FIG. 14 is manufactured by bending eight metal flat plates and fixing the bent eight metal flat plates to the reflecting plate 1.
As described above, the dual-polarized antenna shown in FIG. 14 has many parts necessary for configuring the antenna, and further, it is necessary to assemble with high precision to obtain desired characteristics. There was a problem that it took.
The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and the object of the present invention is to reduce the number of parts necessary for configuring an antenna and to make it without any trouble. Is to provide a polarization-sharing antenna.
Another object of the present invention is to provide an array antenna in which the above-described dual-polarized antennas are arranged in an array.

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
前述の目的を達成するために、本発明では、一枚の誘電体基板上に、第1の偏波用(例えば、水平偏波用)の一対のダイポールアンテナ素子と、第2の偏波用(例えば、垂直偏波用)の一対のダイポールアンテナ素子を形成する。
また、配線基板に2種類の配線パターンを形成し、この配線基板を、例えば、誘電基板に差し込む等の方法により、誘電基板に固定して、第1の偏波用の一対のダイポールアンテナ素子と、第2の偏波用の一対のダイポールアンテナ素子に給電する。
Of the inventions disclosed in this application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.
In order to achieve the above-described object, in the present invention, a pair of dipole antenna elements for a first polarization (for example, for horizontal polarization) and a second polarization for use on a single dielectric substrate. A pair of dipole antenna elements (for example, for vertically polarized waves) is formed.
Further, two types of wiring patterns are formed on the wiring board, and the wiring board is fixed to the dielectric substrate by, for example, a method of inserting it into the dielectric substrate, and a pair of dipole antenna elements for the first polarization The power is supplied to the pair of dipole antenna elements for the second polarization.

本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
本発明の偏波共用アンテナによれば、アンテナを構成するために必要な部品を少なくし、手間をかけずに作製することが可能となる。
The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
According to the dual-polarized antenna of the present invention, it is possible to reduce the number of parts necessary for configuring the antenna and to make it without taking time and effort.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
なお、実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
[実施例1]
図1は、本発明の実施例1の偏波共用アンテナの概略構成を示す斜視図である。
同図において、1は反射板、2は誘電体基板であり、誘電体基板2は、反射板1の反射面に対して平行に配置される。
ここで、反射板1と誘電体基板2の平行間隔を維持するためには、例えば、反射板1と誘電体基板2との間に、適宜固体誘電体を充填するか、あるいは、適当な材質のスペーサを介在させて両者を一体に結合する。
,3は、水平偏波用の第1および第2のダイポールアンテナ素子、3,3は垂直偏波用の第3および第4のダイポールアンテナ素子、4は給電回路を形成する接地導体である。
各ダイポールアンテナ素子(3〜3)を構成する導体の長さは、それぞれ、λo/2の電気長(λoは、使用中心周波数(fo)の自由空間波長)とされる。なお、使用中心周波数(fo)は、使用することが予定されている上限周波数と下限周波数の中心の周波数である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment, and the repetitive description thereof will be omitted.
[Example 1]
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a dual-polarized antenna according to Embodiment 1 of the present invention.
In the figure, reference numeral 1 denotes a reflecting plate, 2 denotes a dielectric substrate, and the dielectric substrate 2 is arranged in parallel to the reflecting surface of the reflecting plate 1.
Here, in order to maintain the parallel distance between the reflecting plate 1 and the dielectric substrate 2, for example, a solid dielectric is appropriately filled between the reflecting plate 1 and the dielectric substrate 2, or an appropriate material is used. The two spacers are joined together with a spacer.
3 1 and 3 2 are first and second dipole antenna elements for horizontal polarization, 3 3 and 3 4 are third and fourth dipole antenna elements for vertical polarization, and 4 forms a feed circuit. Ground conductor.
The length of the conductor constituting each dipole antenna element (3 1 to 3 4 ) is an electrical length of λo / 2 (λo is a free space wavelength of the used center frequency (fo)). The use center frequency (fo) is the center frequency of the upper limit frequency and the lower limit frequency that are planned to be used.

図2は、図1に示す誘電体基板2の一方の面側(図1では裏面側)の構成を示す図である。
各ダイポールアンテナ素子(3〜3)、および各接地導体4は、図2に示すように、誘電体基板2の一方の面側(図1では裏面側)に設けられる。各ダイポールアンテナ素子(3〜3)、および接地導体4は、プリント配線板で用いるエッチング手法等により形成される。
ダイポールアンテナ素子(3,3)は、誘電体基板2の中心点に線対称に、同様に、ダイポールアンテナ素子(3,3)は、誘電体基板2の中心点に線対称に設けられる。
接地導体4は、各ダイポールアンテナ素子(3〜3)に向かって突出する第1ないし第4の分岐部(4〜4)を有する。
各ダイポールアンテナ素子(3〜3)は、一対の放射素子(13,13)を有し、一対の放射素子(13,13)は、その中央部に幅方向の切込み(20〜20)が設けられる。
接地導体4は、その中心が、誘電体基板2の中心点にほぼ一致しており、各分岐部(4〜4)の前端部には、分岐部(4〜4)の長手方向のスロット(21〜21)が設けられる。
各ダイポールアンテナ素子(3〜3)の放射素子(13,13)の前縁中央部に設けた幅方向の切込み(20〜20)の底部と、接地導体4の各分岐部(4〜4)の前端部に設けた長手方向のスロット(21〜21)とは連続的に設けられ、各ダイポールアンテナ素子(3〜3)の放射素子(13,13)の前縁中央部に設けた幅方向の切込み(20〜20)によって分割された導体の内端に、接地導体4の各分岐部(4〜4)の分割前端部がそれぞれ接続されている。
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of one surface side (the back surface side in FIG. 1) of the dielectric substrate 2 shown in FIG.
As shown in FIG. 2, each dipole antenna element (3 1 to 3 4 ) and each ground conductor 4 are provided on one surface side (the back surface side in FIG. 1) of dielectric substrate 2. Each dipole antenna element (3 1 to 3 4 ) and the ground conductor 4 are formed by an etching method or the like used in a printed wiring board.
The dipole antenna elements (3 1 , 3 2 ) are line symmetric with respect to the center point of the dielectric substrate 2. Similarly, the dipole antenna elements (3 3 , 3 4 ) are line symmetric with respect to the center point of the dielectric substrate 2. Provided.
The ground conductor 4 has first to fourth branch portions (4 1 to 4 4 ) protruding toward the respective dipole antenna elements (3 1 to 3 4 ).
Each dipole antenna element (3 1 to 3 4 ) has a pair of radiating elements (13 1 , 13 2 ), and the pair of radiating elements (13 1 , 13 2 ) 20 1 to 20 4 ).
Ground conductor 4 has its center, which substantially coincides with the center point of the dielectric substrate 2, the front end portion of the branch portion (4 1 to 4 4), the longitudinal branches (4 1 to 4 4) Directional slots (21 1 to 21 4 ) are provided.
Each dipole antenna element (3 1 to 3 4 ) has a bottom portion of a cut in the width direction (20 1 to 20 4 ) provided at the center of the front edge of the radiating element (13 1 , 13 2 ) and each branch of the ground conductor 4 The slots (21 1 to 21 4 ) in the longitudinal direction provided at the front ends of the portions (4 1 to 4 4 ) are continuously provided, and the radiating elements (13 1 ) of the dipole antenna elements (3 1 to 3 4 ) , 13 2 ), the split front end of each branch portion (4 1 to 4 4 ) of the ground conductor 4 on the inner end of the conductor divided by the cuts in the width direction (20 1 to 20 4 ) provided in the center portion of the front edge Each part is connected.

図1において、5〜5は、給電回路を構成する第1ないし第4の折返し導体である。
図3は、図1に示す誘電体基板2の他方の面側(図1では表面側)の構成を示す図である。
図3に示すように、第1および第2の折返し導体(5,5)は、誘電体基板2の他方の面(図1では表面)に、誘電体基板2の中心点に線対称に設けられ、同様に、第3および第4の折返し導体(5,5)は、誘電体基板2の中心点に線対称に設けられる。
折り返し導体5は、接地導体4の分岐部4の一部とともに、また、折り返し導体5は、接地導体4の分岐部4の一部とともに、それぞれ分岐導体による平衡−不平衡変換回路(マイクロストリップ線路による平衡−不平衡変換回路)を構成する。
同様に、折り返し導体5は、接地導体4の分岐部4の一部とともに、また、折り返し導体5は、接地導体4の分岐部4の一部とともに、それぞれ分岐導体による平衡−不平衡変換回路(マイクロストリップ線路による平衡−不平衡変換回路)を構成する。
各折返し導体(5〜5)は一端が開放端とされ、第3および第4の折返し導体(5,5)の他端は、第1の接続端子部15に接続される。
また、第1の折返し導体5の他端は、第2の接続端子部15に接続され、第2の折返し導体5の他端は、第3の接続端子部15に接続される。
さらに、図2、図3に示すように、誘電体基板2の第1の接続端子部15の領域には孔9が、第2の接続端子部15の領域には孔9が、第3の接続端子部15の領域には孔9が形成される。
ここで、各折り返し導体(5〜5)、および各接続端子部(15〜15)は、プリント配線板で用いるエッチング手法等により形成される。
In FIG. 1, reference numerals 5 1 to 5 4 denote first to fourth folded conductors that constitute the power feeding circuit.
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the other surface side (surface side in FIG. 1) of the dielectric substrate 2 shown in FIG.
As shown in FIG. 3, the first and second folded conductors (5 1 , 5 2 ) are line-symmetric with respect to the center point of the dielectric substrate 2 on the other surface (the surface in FIG. 1) of the dielectric substrate 2. Similarly, the third and fourth folded conductors (5 3 , 5 4 ) are provided in line symmetry with respect to the center point of the dielectric substrate 2.
Folded conductor 5 1, together with part of the branch portion 4 1 of the ground conductor 4, also folded conductive 5 2, together with part of the branch portion 4 2 of the ground conductor 4, respectively branch conductive balanced by - unbalanced conversion circuit (Balance-unbalance conversion circuit by microstrip line) is configured.
Similarly, folded conductors 5 3, together with a part of the branch portion 4 3 of the ground conductor 4, also folded conductive 5 4 equilibrium with a portion of the branch portion 4 4 of the ground conductor 4, by the respective branch conductors - not A balance conversion circuit (balance-unbalance conversion circuit using a microstrip line) is configured.
Each folded conductors (5 1 to 5 4) has one end an open end, the other end of the third and fourth folded conductor (5 3, 5 4) is connected to the first connection terminal 15 1 .
The first folded conductors 5 1 of the other end is connected to the second connection terminal 15 2, a second folded conductors 5 2 at the other end is connected to the third connection terminal 15 3 .
Furthermore, FIG. 2, as shown in FIG. 3, the hole 9 1 to the first connection terminal portion 15 1 of the area of the dielectric substrate 2, the second connection terminal portions 15 and second regions hole 9 2 , the third region of the connecting terminal portion 15 3 hole 9 3 is formed.
Here, each of the folded conductors (5 1 to 5 4 ) and each of the connection terminal portions (15 1 to 15 3 ) are formed by an etching method or the like used for the printed wiring board.

本実施例では、図4に示す配線基板10が誘電体基板2に固定される。
図4は、本実施例の配線基板10の構成を示す斜視図である。
図4に示すように、配線基板10の一方の面(図4では表側の面)には、配線パターン(11,11,11)が設けられ、これらの配線パターン(11,11,11)の一端は、配線基板10の一方の端部に形成された凸部(14,14,14)まで延長される。
配線基板10の配線パターン11の他端の領域には、孔16が形成される。
配線基板10の他方の面(図4では裏側の面)には、第1の同軸接栓(図示せず)が設けられ、その内部導体(本発明の第1の給電線)が、孔16を介して配線パターン11に電気的に接続される。
また、配線基板10の配線パターン11と、配線パターン11の他端は、端子部17に接続され、配線基板10の端子部17の領域には、孔16が形成される。
さらに、配線基板10の他方の面には、第2の同軸接栓(図示せず)が設けられ、その内部導体(本発明の第2の給電線)が、孔16を介して端子部17に電気的に接続される。
また、配線基板10の他方の面には、接地パターン(図示せず)も形成されており、第1および第2の同軸接栓の外部導体は、配線基板10の他方の面に形成された接地パターンと電気的に接続される。この場合に、第1および第2の同軸接栓の内部導体は、配線基板10の一方の面に形成される接地パターンと電気的に接続されないようにされる。
In this embodiment, the wiring substrate 10 shown in FIG. 4 is fixed to the dielectric substrate 2.
FIG. 4 is a perspective view showing the configuration of the wiring board 10 of this embodiment.
As shown in FIG. 4, wiring patterns (11 1 , 11 2 , 11 3 ) are provided on one surface (front surface in FIG. 4) of the wiring substrate 10, and these wiring patterns (11 1 , 11 2 , 11 3 ) is extended to the convex portions (14 1 , 14 2 , 14 3 ) formed at one end of the wiring board 10.
In the area of the wiring pattern 11 1 of the other end of the wiring board 10 has a hole 16 1 is formed.
A first coaxial plug (not shown) is provided on the other surface (the back surface in FIG. 4) of the wiring substrate 10, and the internal conductor (the first power supply line of the present invention) is provided in the hole 16. It is electrically connected through the 1 to the wiring pattern 11 1.
Further, the wiring pattern 11 and second wiring board 10, the other end of the wiring pattern 11 3 is connected to the terminal portion 17, the area of the terminal portion 17 of the wiring board 10 has a hole 16 2 is formed.
Further, the other surface of the wiring substrate 10, a second coaxial connector (not shown) is provided, the inner conductor (second power supply line of the present invention), the terminal portion through a hole 16 2 17 is electrically connected.
A ground pattern (not shown) is also formed on the other surface of the wiring board 10, and the outer conductors of the first and second coaxial plugs are formed on the other surface of the wiring board 10. Electrically connected to the ground pattern. In this case, the inner conductors of the first and second coaxial plugs are not electrically connected to the ground pattern formed on one surface of the wiring board 10.

図5に示すように、配線基板10の一方の端部に形成された凸部14は、誘電体基板2に形成された孔9に、また、凸部14は、誘電体基板2に形成された孔9に、さらに、凸部14は、誘電体基板2に形成された孔9に挿入される。
なお、図5は模式図であり、誘電体基板2、配線基板10の寸法などは、実際のものとは異なっている。
そして、配線パターン11の一端と、接続端子部15とが、また、配線パターン11の一端と、接続端子部15とが、さらに、配線パターン11の一端と、接続端子部15とが半田付けされる。また、配線基板10の一方の面に形成された接地パターンは、誘電体基板2の接地電極4に半田付けされる。
これにより、配線基板10は誘電体基板2に固定されるとともに、第1の折り返し導体5に、第2の同軸接栓の内部導体、配線パターン11を介して励振電力が印加され、さらに、第2の折り返し導体5に、第2の同軸接栓の内部導体、配線パターン11を介して励振電力が印加される。
また、第3および第4の折り返し導体(5,5)には、第1の同軸接栓の内部導体、配線パターン11を介して励振電力が印加される。
この場合に、配線基板10に形成された配線パターン(11,11,11)は、誘電体基板2に形成された接地電極4と電気的に接続されないようにされる。
図6は、本発明の実施例の偏波共用アンテナの取り付け状態を説明するための模式図である。なお、図6も模式図であり、反射板1、誘電体基板2、配線基板10の寸法などは、実際のものとは異なっている。
図6に示すように、本実施例の偏波共用アンテナは、配線基板10の一方の端部が、前述した方法により、誘電体基板2に固定され、さらに、配線基板10の他方の端部は、反射板1を貫通して、反射板1の裏側に延長される。この配線基板10の反射板1の裏側にまで延長された部分に、前述した第1および第2の同軸接栓が設けられる。
反射板1は、任意の固定手段により、配線基板10に固定される。
As shown in FIG. 5, one convex portion 14 1 formed at an end of the wiring board 10, the holes 9 1 formed in the dielectric substrate 2, also, the convex portion 14 2, the dielectric substrate 2 the hole 9 2 formed in the further protrusion 14 3 is inserted into the hole 9 3 formed on the dielectric substrate 2.
FIG. 5 is a schematic diagram, and dimensions of the dielectric substrate 2 and the wiring substrate 10 are different from actual ones.
Then, one end of the wiring pattern 11 1, a connecting terminal portion 15 1 is also one end of the wiring pattern 11 2, and the connection terminal portions 15 2, further one end of the wiring pattern 11 3, the connecting terminal portions 15 3 is soldered. The ground pattern formed on one surface of the wiring board 10 is soldered to the ground electrode 4 of the dielectric substrate 2.
Thus, the wiring board 10 is fixed to the dielectric substrate 2, the first return conductor 5 1, the inner conductor of the second coaxial connector, the excitation power is applied through the wiring pattern 11 2, further , the second turn back conductor 5 2, the inner conductor of the second coaxial connector, the excitation power is applied through the wiring pattern 11 3.
Further, in the third and fourth folded conductive (5 3, 5 4), the inner conductor of the first coaxial connector, the excitation power is applied through the wiring pattern 11 1.
In this case, the wiring pattern (11 1 , 11 2 , 11 3 ) formed on the wiring substrate 10 is not electrically connected to the ground electrode 4 formed on the dielectric substrate 2.
FIG. 6 is a schematic diagram for explaining a mounting state of the dual-polarized antenna according to the embodiment of the present invention. FIG. 6 is also a schematic diagram, and the dimensions of the reflector 1, the dielectric substrate 2, and the wiring substrate 10 are different from the actual ones.
As shown in FIG. 6, in the dual-polarized antenna of this embodiment, one end of the wiring board 10 is fixed to the dielectric substrate 2 by the method described above, and the other end of the wiring board 10 is further fixed. Passes through the reflector 1 and extends to the back side of the reflector 1. The first and second coaxial plugs described above are provided on the portion of the wiring board 10 that extends to the back side of the reflecting plate 1.
The reflector 1 is fixed to the wiring board 10 by an arbitrary fixing means.

図7は、本実施例の偏波共用アンテナの変形例を示す図である。
図7に示す偏波共用アンテナは、誘電体基板2の他方の面側(図1では表面側)に、第1ないし第4の無給電素子(6〜6)を設けた点で、図1に示す偏波共用アンテナと相異する。
第1ないし第4の無給電素子(6〜6)は、各ダイポールアンテナ素子(3〜3)毎に設けられ、各無給電素子(6〜6)を構成する導体の長さは、それぞれ、λo/2の電気長(λoは、使用中心周波数(fo)の自由空間波長)とされる。
各無給電素子(6〜6)は、中央部分に形成される屈曲分岐部分と、屈曲分岐部分と連続的に設けられる両端部分とを有する。
各無給電素子(6〜6)の屈曲分岐部分は、各ダイポ−ルアンテナ素子(3〜3)を構成する放射素子(13,13)の中央部分に設けた幅方向の切込み(20〜20)に対応する箇所に、即ち、各折返し導体(5〜5)と重ならない位置に設けられ、両端部分は、各ダイポールアンテナ素子(3〜3)と重ならない位置で、かつ、両端部分を結ぶ線が各折返し導体(5〜5)と交差する位置に設けられる。
ここで、各無給電素子(6〜6)は、プリント配線板で用いるエッチング手法等により形成される。
図7に示す偏波共用アンテナでは、各ダイポ−ルアンテナ素子(3〜3)の共振特性と、各無給電素子(6〜6)の共振特性とが電磁的に結合され、複同調の原理に基づいて広帯域特性が実現される。
FIG. 7 is a diagram illustrating a modification of the dual-polarized antenna according to the present embodiment.
The dual-polarized antenna shown in FIG. 7 is provided with first to fourth parasitic elements (6 1 to 6 4 ) on the other surface side (front surface side in FIG. 1) of the dielectric substrate 2. Different from the dual-polarized antenna shown in FIG.
The first to fourth parasitic elements (61 through 65 4), each dipole antenna element (3 1 to 3 4) every provided, the conductors constituting the respective parasitic elements (61 through 65 4) Each of the lengths is an electrical length of λo / 2 (λo is a free space wavelength of a use center frequency (fo)).
Each parasitic element (6 1 to 6 4 ) has a bent branch portion formed at a central portion and both end portions provided continuously with the bent branch portion.
The bent branch portion of each parasitic element (6 1 to 6 4 ) is provided in the width direction provided at the central portion of the radiating element (13 1 , 13 2 ) constituting each dipole antenna element (3 1 to 3 4 ). It is provided at a position corresponding to the notches (20 1 to 20 4 ), that is, at a position where it does not overlap with the folded conductors (5 1 to 5 4 ), and both end portions are connected to the dipole antenna elements (3 1 to 3 4 ). It is provided at a position where it does not overlap and a line connecting both end portions intersects with each folded conductor (5 1 to 5 4 ).
Here, each parasitic element (6 1 to 6 4 ) is formed by an etching method or the like used in a printed wiring board.
In the dual-polarized antenna shown in FIG. 7, the resonance characteristics of the dipole antenna elements (3 1 to 3 4 ) and the resonance characteristics of the parasitic elements (6 1 to 6 4 ) are electromagnetically coupled to each other. Broadband characteristics are realized based on the tuning principle.

図8は、図7に示す偏波共用アンテナにおける、水平偏波の反射減衰量の周波数特性の一例を示すグラフである。同図において、横軸は周波数(GHz)で、間隔は、0.02GHz、中心周波数は、0.889GHzであり、また、縦軸は減衰量(dB)で、間隔は、5dBである。
図9は、図7に示す偏波共用アンテナにおける、垂直偏波の反射減衰量の周波数特性の一例を示すグラフである。同図において、横軸は周波数(GHz)で、間隔は、0.02GHz、中心周波数は、0.889GHzであり、また、縦軸は減衰量(dB)で、間隔は、5dBである。
図8、図9に示すように、図7に示す偏波共用アンテナでは、0.818GHz(図中1で示す点)と、0.96GHz(図中3で示す点)との間で反射減衰量が、−15dB以下(即ち、電圧定在波比(VSWR)がほぼ1.5以下となる)となり、広帯域化されていることが分かる。
図10は、図7に示す偏波共用アンテナにおける、偏波間結合量の一例を示すグラフである。同図において、横軸は周波数(GHz)で、間隔は、0.03GHz、中心周波数は、0.889GHzであり、また、縦軸は減衰量(dB)で、間隔は、10dBである。
図10に示すように、図7に示す偏波共用アンテナでは、0.818GHz(図中1で示す点)と、0.96GHz(図中3で示す点)との間で偏波間結合量が、−25dB以下と、偏波間結合量が少ないことが分かる。
なお、図4に示す配線基板10において、各配線パターン(11,11,11)間の間隔を大きくする、あるいは、各配線パターン(11,11,11)間にスルーホールを形成するなどの手法により、偏波間結合量を少なくすること、即ち、偏波間結合量特性を改善することができる。
FIG. 8 is a graph showing an example of frequency characteristics of the return loss of horizontal polarization in the dual-polarized antenna shown in FIG. In the figure, the horizontal axis is frequency (GHz), the interval is 0.02 GHz, the center frequency is 0.889 GHz, the vertical axis is the attenuation (dB), and the interval is 5 dB.
FIG. 9 is a graph showing an example of frequency characteristics of the return loss of vertically polarized waves in the dual-polarized antenna shown in FIG. In the figure, the horizontal axis is frequency (GHz), the interval is 0.02 GHz, the center frequency is 0.889 GHz, the vertical axis is the attenuation (dB), and the interval is 5 dB.
As shown in FIGS. 8 and 9, in the dual-polarized antenna shown in FIG. 7, the reflection attenuation is between 0.818 GHz (point indicated by 1 in the figure) and 0.96 GHz (point indicated by 3 in the figure). The amount is -15 dB or less (that is, the voltage standing wave ratio (VSWR) is approximately 1.5 or less), and it can be seen that the bandwidth is widened.
FIG. 10 is a graph showing an example of the amount of coupling between polarizations in the dual-polarized antenna shown in FIG. In the figure, the horizontal axis is frequency (GHz), the interval is 0.03 GHz, the center frequency is 0.889 GHz, the vertical axis is the attenuation (dB), and the interval is 10 dB.
As shown in FIG. 10, in the dual-polarized antenna shown in FIG. 7, the amount of coupling between polarizations is between 0.818 GHz (point indicated by 1 in the figure) and 0.96 GHz (point indicated by 3 in the figure). -25 dB or less, it can be seen that the amount of coupling between polarizations is small.
In the wiring board 10 shown in FIG. 4, the interval between the wiring patterns (11 1 , 11 2 , 11 3 ) is increased, or a through hole is formed between the wiring patterns (11 1 , 11 2 , 11 3 ). The amount of coupling between polarizations can be reduced, that is, the characteristics of the amount of coupling between polarizations can be improved.

[実施例2]
本実施例の偏波共用アンテナは、誘電体基板2の構成が、前述の実施例と相異する。
以下、本実施例の偏波共用アンテナについて、前述の実施例との相異点を中心に説明する。
図11は、本発明の実施例2の偏波共用アンテナの誘電体基板の構成を示す図である。
図11において、3,3は、水平偏波用の第1および第2のダイポールアンテナ素子、3,3は垂直偏波用の第3および第4のダイポールアンテナ素子、4は給電回路を形成する接地導体、25,25,25,25は給電回路を形成する導体である。
各ダイポールアンテナ素子(3〜3)を構成する導体の長さは、それぞれ、λo/2の電気長(λoは、使用中心周波数(fo)の自由空間波長)とされる。
各ダイポールアンテナ素子(3〜3)は、一対の放射素子(13,13)を有する。
本実施例では、一対の放射素子の一方の放射素子13と、接地導体4とが、誘電体基板2の一方の面側(図1では裏面側)に設けられ、一対の放射素子の他方の放射素子13と、導体(25,25,25,25)とが、誘電体基板2の他方の面側(図1では裏面側)に設けられる。
[Example 2]
The dual-polarized antenna of this embodiment is different from the above-described embodiment in the configuration of the dielectric substrate 2.
Hereinafter, the dual-polarized antenna according to this embodiment will be described focusing on differences from the above-described embodiments.
FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of a dielectric substrate of the dual-polarized antenna according to the second embodiment of the present invention.
In FIG. 11, 3 1 and 3 2 are first and second dipole antenna elements for horizontal polarization, 3 3 and 3 4 are third and fourth dipole antenna elements for vertical polarization, and 4 is a feed. Ground conductors 25 1 , 25 2 , 25 3 , and 25 4 that form a circuit are conductors that form a power feeding circuit.
The length of the conductor constituting each dipole antenna element (3 1 to 3 4 ) is an electrical length of λo / 2 (λo is a free space wavelength of the used center frequency (fo)).
Each dipole antenna element (3 1 to 3 4 ) has a pair of radiating elements (13 1 and 13 2 ).
In this embodiment, the one of the radiating elements 13 1 of the pair of the radiating element, a ground conductor 4 is provided on one surface side of the dielectric substrate 2 (in FIG. 1 the back side), the other of the pair of the radiating element a radiating element 13 and second conductor (25 1, 25 2, 25 3, 25 4) and is provided on the other surface side of the dielectric substrate 2 (in FIG. 1 the back side).

図12は、図11に示す誘電体基板2の一方の面側(図1では裏面側)の構成を示す図である。
接地導体4は、第1ないし第4のダイポールアンテナ素子(3〜3)の放射素子13に向かって突出する第1ないし第4の突出部(24〜24)を有し、第1ないし第4の突出部(24〜24)の先端部が、それぞれ第1ないし第4のダイポールアンテナ素子(3〜3)の放射素子13に接続される。
各ダイポールアンテナ素子(3〜3)、および接地導体4は、プリント配線板で用いるエッチング手法等により形成される。
図13は、図11に示す誘電体基板2の他方の面側(図1では表面側)の構成を示す図である。
図13に示すように、各導体(25〜25)は、先端が、それぞれ第1ないし第4のダイポールアンテナ素子(3〜3)の放射素子13に接続される。
また、第3および第4の導体(25,25)の他端は、第1の接続端子部15に接続され、また、第1の導体25の他端は、第2の接続端子部15に接続され、第2の導体25の他端は、第3の接続端子部15に接続される。
ここで、各導体(25〜25)、および各接続端子部(15〜15)は、プリント配線板で用いるエッチング手法等により形成される。
12 is a diagram showing a configuration of one surface side (the back surface side in FIG. 1) of the dielectric substrate 2 shown in FIG.
Ground conductor 4 has first to fourth protruding portions protruding toward the radiating element 13 1 of the first to fourth dipole antenna elements (3 1 to 3 4) (24 1-24 4), The tips of the first to fourth protrusions (24 1 to 24 4 ) are connected to the radiating elements 13 1 of the first to fourth dipole antenna elements (3 1 to 3 4 ), respectively.
Each dipole antenna element (3 1 to 3 4 ) and the ground conductor 4 are formed by an etching method or the like used in a printed wiring board.
FIG. 13 is a diagram showing the configuration of the other surface side (surface side in FIG. 1) of the dielectric substrate 2 shown in FIG.
As shown in FIG. 13, each conductor (25 to 253 4), the tip is respectively connected to the radiating element 13 2 of the first to fourth dipole antenna elements (3 1 to 3 4).
The other end of the third and fourth conductors (25 3, 25 4) is connected to the first connection terminal portions 15 1, The first conductor 25 1 at the other end, second connection It is connected to the terminal portion 15 2, the second conductor 25 2 of the other end is connected to the third connection terminal 15 3.
Here, each conductor (25 1 to 25 4 ) and each connection terminal portion (15 1 to 15 3 ) are formed by an etching technique or the like used for a printed wiring board.

さらに、図12、図13に示すように、誘電体基板2の第1の接続端子部15の領域には孔9が、第2の接続端子部15の領域には孔9が、第3の接続端子部15の領域には孔9が形成される。
そして、前述したように、図5に示す配線基板10の一方の端部に形成された凸部14が、誘電体基板2に形成された孔9に、また、凸部14が、誘電体基板2に形成された孔9に、さらに、凸部14が、誘電体基板2に形成された孔9に挿入される。
そして、配線パターン11の一端と、接続端子部15とが、また、配線パターン11の一端と、接続端子部15とが、さらに、配線パターン11の一端と、接続端子部15とが半田付けされる。また、配線基板10の一方の面に形成された接地パターンは、誘電体基板2の接地電極4に半田付けされる。
これにより、配線基板10は誘電体基板2に固定されるとともに、第1の導体25に、第2の同軸接栓の内部導体、配線パターン11を介して励振電力が印加され、さらに、第2の導体25に、第2の同軸接栓の内部導体、配線パターン11を介して励振電力が印加される。また、第3および第4の導体(25,25)には、第1の同軸接栓の内部導体、配線パターン11を介して励振電力が印加される。
ここで、反射板1は、任意の固定手段により、配線基板10に固定される。
Furthermore, as shown in FIGS. 12 and 13, holes 9 1 to the first connection terminal portion 15 1 of the area of the dielectric substrate 2, the second connection terminal portions 15 and second regions hole 9 2 , the third region of the connecting terminal portion 15 3 hole 9 3 is formed.
Then, as described above, is one protrusion 14 1 formed at an end of the wiring substrate 10 shown in FIG. 5, the holes 9 1 formed in the dielectric substrate 2, also, the convex portion 14 2, the hole 9 2 formed in the dielectric substrate 2, further, the convex portion 14 3 is inserted into the hole 9 3 formed on the dielectric substrate 2.
Then, one end of the wiring pattern 11 1, a connecting terminal portion 15 1 is also one end of the wiring pattern 11 2, and the connection terminal portions 15 2, further one end of the wiring pattern 11 3, the connecting terminal portions 15 3 is soldered. The ground pattern formed on one surface of the wiring board 10 is soldered to the ground electrode 4 of the dielectric substrate 2.
Thus, the wiring board 10 is fixed to the dielectric substrate 2, the first conductor 25 1, the inner conductor of the second coaxial connector, the excitation power is applied through the wiring pattern 11 2, further to the second conductor 25 2, the inner conductor of the second coaxial connector, the excitation power is applied through the wiring pattern 11 3. Further, in the third and fourth conductors (25 3, 25 4), the inner conductor of the first coaxial connector, the excitation power is applied through the wiring pattern 11 1.
Here, the reflecting plate 1 is fixed to the wiring board 10 by an arbitrary fixing means.

本実施例によれば、前述の実施例に比して、給電回路の構成を簡略化することが可能となる。
なお、前述の各実施例の偏波共用アンテナを、電界方向、または、磁界方向、あるいは、電界方向および磁界方向に各適宜数配設することによって、所要の放射特性を有するアレ−アンテナを構成することも可能である。
以上説明したように、本実施例の偏波共用アンテナによれば、一枚誘電体基板上に、プリント配線板で用いるエッチング手法等により形成することができるので、手間をかけずに作製することが可能となる。
また、両偏波とも、特性の調整が容易であり、さらに、偏波共用アンテナを量産した場合の特性のばらつきを低減することが可能である。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
According to the present embodiment, it is possible to simplify the configuration of the power feeding circuit as compared with the above-described embodiment.
In addition, an array antenna having a required radiation characteristic is configured by arranging the polarization sharing antennas of the above-described embodiments in the electric field direction, the magnetic field direction, or the electric field direction and the magnetic field direction. It is also possible to do.
As described above, according to the dual-polarized antenna according to the present embodiment, it can be formed on a single dielectric substrate by an etching method used for a printed wiring board, etc. Is possible.
In addition, the characteristics of both polarizations can be easily adjusted, and further, it is possible to reduce the variation in characteristics when the polarization-sharing antenna is mass-produced.
As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the above embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Of course.

本発明の実施例1の偏波共用アンテナの概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of the polarization sharing antenna of Example 1 of this invention. 図1に示す誘電体基板の一方の面側(図1では裏面側)の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the one surface side (FIG. 1 back surface side) of the dielectric substrate shown in FIG. 図1に示す誘電体基板の他方の面側(図1では表面側)の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the other surface side (FIG. 1 surface side) of the dielectric substrate shown in FIG. 本発明の実施例1の配線基板の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the wiring board of Example 1 of this invention. 本発明の実施例1の配線基板を誘電体基板に固定する方法を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the method to fix the wiring board of Example 1 of this invention to a dielectric substrate. 本発明の実施例1の偏波共用アンテナの取り付け状態を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the attachment state of the polarization sharing antenna of Example 1 of this invention. 本発明の実施例1の偏波共用アンテナの変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the polarization sharing antenna of Example 1 of this invention. 図7に示す偏波共用アンテナにおける、水平偏波の反射減衰量の周波数特性の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the frequency characteristic of the return loss of a horizontal polarization in the polarization sharing antenna shown in FIG. 図7に示す偏波共用アンテナにおける、垂直偏波の反射減衰量の周波数特性の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the frequency characteristic of the return loss of a vertical polarization in the polarization sharing antenna shown in FIG. 図7に示す偏波共用アンテナにおける、偏波間結合量を示すグラフである。8 is a graph showing the amount of coupling between polarizations in the polarization sharing antenna shown in FIG. 7. 本発明の実施例2の偏波共用アンテナの誘電体基板の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the dielectric substrate of the polarization sharing antenna of Example 2 of this invention. 図11に示す誘電体基板の一方の面側(図11では裏面側)の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the one surface side (FIG. 11 back surface side) of the dielectric substrate shown in FIG. 図11に示す誘電体基板の他方の面側(図11では表面側)の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the other surface side (surface side in FIG. 11) of the dielectric substrate shown in FIG. 従来の偏波共用アンテナの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the conventional polarization shared antenna.

符号の説明Explanation of symbols

1 反射板
2 誘電体基板
,3,3,3 ダイポールアンテナ素子
4 接地導体
,4,4,4 分岐部
,5,5,5 折返し導体
,6,6,6 無給電素子
,9,9
10 配線基板
11,11,11 配線パターン
13,13 放射素子
14,14,14 凸部
15,15,15 接続端子部
16,16
17 端子部
20,20,20,20 幅方向の切込み
21,21,21,21 長手方向のスロット
24,24,24,24 突出部
25,25,25,25 導体
30,30,30,30 ダイポールアンテナ素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reflector 2 Dielectric board 3 1 , 3 2 , 3 3 , 3 4 Dipole antenna element 4 Ground conductor 4 1 , 4 2 , 4 3 , 4 4 Branch part 5 1 , 5 2 , 5 3 , 5 4 Folded conductor 6 1 , 6 2 , 6 3 , 6 4 Parasitic element 9 1 , 9 2 , 9 3 hole 10 Wiring substrate 11 1 , 11 2 , 11 3 Wiring pattern 13 1 , 13 2 Radiating element 14 1 , 14 2 , 14 3 the projection 15 1, 15 2, 15 3 connecting terminal portions 16 1, 16 2 holes 17 terminal portions 20 1, 20 2, 20 3, 20 4 cuts 21 1 in the width direction, 21 2, 21 3, 21 4 longitudinal direction of the slot 24 1, 24 2, 24 3, 24 4 protrusions 25 1, 25 2, 25 3, 25 4 conductors 30 1, 30 2, 30 3, 30 4 dipole antenna elements

Claims (3)

反射板と、
前記反射板の上方に設けられる誘電体基板と、
前記誘電体基板の一方の面に所定の間隔をおいて設けられる第1偏波用の第1および第2のダイポールアンテナ素子と、
前記誘電体基板の一方の面に所定の間隔をおいて設けられる第2偏波用の第3および第4のダイポールアンテナ素子と、
前記誘電体基板に設けられる給電回路とを備える偏波共用アンテナであって、
前記第1ないし第4のダイポールアンテナ素子は、それぞれ第1の放射素子と第2の放射素子とを有し、
前記給電回路は、前記誘電体基板の一方の面に設けられる接地導体と、前記誘電体基板の他方の面に設けられる第1ないし第4の折返し導体とから成る平衡−不平衡変換回路を有し、
前記接地導体は、先端部にスロットを有するとともに、当該スロットにより分割されるそれぞれの先端部が、前記第1ないし第4のダイポールアンテナ素子の第1の放射素子と第2の放射素子とに接続される第1ないし第4の分岐部を有し、
第1ないし第4の折返し導体は、前記誘電体基板の他方の面で前記第1ないし第4の分岐部上に、前記スロットを囲むように設けられるとともに、一端が開放端とされ、
前記第1の折返し導体の他端は、第2の接続端子部に接続され、
前記第2の折返し導体の他端は、第3の接続端子部に接続され、
前記第3の折返し導体の他端と、前記第4の折返し導体の他端とは第1の接続端子部に接続されることを特徴とする偏波共用アンテナ。
A reflector,
A dielectric substrate provided above the reflector;
First and second dipole antenna elements for first polarization provided at a predetermined interval on one surface of the dielectric substrate;
Third and fourth dipole antenna elements for second polarization provided at a predetermined interval on one surface of the dielectric substrate;
A dual-polarized antenna comprising a feeding circuit provided on the dielectric substrate,
The first to fourth dipole antenna elements each have a first radiating element and a second radiating element,
The feeder circuit has a balanced-unbalanced conversion circuit comprising a ground conductor provided on one surface of the dielectric substrate and first to fourth folded conductors provided on the other surface of the dielectric substrate. And
The ground conductor has a slot at the tip, and each tip divided by the slot is connected to the first radiating element and the second radiating element of the first to fourth dipole antenna elements. Having first to fourth branch portions,
The first to fourth folded conductors are provided on the other surface of the dielectric substrate on the first to fourth branch portions so as to surround the slot, and one end is an open end,
The other end of the first folded conductor is connected to a second connection terminal portion,
The other end of the second folded conductor is connected to a third connection terminal portion,
The polarization sharing antenna, wherein the other end of the third folded conductor and the other end of the fourth folded conductor are connected to a first connection terminal portion.
反射板と、
前記反射板の上方に設けられる誘電体基板と、
前記誘電体基板上に所定の間隔をおいて設けられる第1偏波用の第1および第2のダイポールアンテナ素子と、
前記誘電体基板上に所定の間隔をおいて設けられる第2偏波用の第3および第4のダイポールアンテナ素子と、
前記誘電体基板に設けられる給電回路とを備える偏波共用アンテナであって、
前記第1ないし第4のダイポールアンテナ素子は、それぞれ前記誘電体基板の一方の面に設けられる第1の放射素子と、前記誘電体基板の他方の面に設けられる第2の放射素子とを有し、
前記給電回路は、前記誘電体基板の一方の面に設けられる接地導体と、前記誘電体基板の他方の面に設けられる第1ないし第4の導体とを有し、
前記接地導体は、先端部が、前記第1ないし第4のダイポールアンテナ素子の第1の放射素子に接続される第1ないし第4の突出部を有し、
第1ないし第4の導体は、一端が、前記第1ないし第4のダイポールアンテナ素子の第2の放射素子に接続され、
前記第1の導体の他端は、第2の接続端子部に接続され、
前記第2の導体の他端は、第3の接続端子部に接続され、
前記第3の導体の他端と、前記第4の導体の他端とは、第1の接続端子部に接続されることを特徴とする偏波共用アンテナ。
A reflector,
A dielectric substrate provided above the reflector;
First and second dipole antenna elements for the first polarization provided at a predetermined interval on the dielectric substrate;
Third and fourth dipole antenna elements for second polarization provided at a predetermined interval on the dielectric substrate;
A dual-polarized antenna comprising a feeding circuit provided on the dielectric substrate,
Each of the first to fourth dipole antenna elements includes a first radiating element provided on one surface of the dielectric substrate and a second radiating element provided on the other surface of the dielectric substrate. And
The power supply circuit includes a ground conductor provided on one surface of the dielectric substrate and first to fourth conductors provided on the other surface of the dielectric substrate,
The ground conductor has first to fourth projecting portions whose tip portions are connected to the first radiating elements of the first to fourth dipole antenna elements,
One end of each of the first to fourth conductors is connected to the second radiating element of the first to fourth dipole antenna elements,
The other end of the first conductor is connected to a second connection terminal portion,
The other end of the second conductor is connected to a third connection terminal portion,
The other end of the third conductor and the other end of the fourth conductor are connected to a first connection terminal portion.
前記誘電体基板に固定される配線基板を有し、
前記配線基板は、第1ないし第3の配線パターンを有し、
前記第1の配線パターンは、一端が、前記第1の接続端子部に接続され、他端が第1の給電線に接続され、
前記第2の配線パターンは、一端が、前記第2の接続端子部に接続され、他端が第2の給電線に接続され、
前記第3の配線パターンは、一端が、前記第3の接続端子部に接続され、他端が第2の給電線に接続されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の偏波共用アンテナ。
A wiring board fixed to the dielectric substrate;
The wiring board has first to third wiring patterns,
One end of the first wiring pattern is connected to the first connection terminal portion, and the other end is connected to the first power supply line.
One end of the second wiring pattern is connected to the second connection terminal portion, and the other end is connected to a second power supply line.
3. The bias according to claim 1, wherein one end of the third wiring pattern is connected to the third connection terminal portion, and the other end is connected to a second power supply line. Wave sharing antenna.
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