JP2006229646A - Antenna system for horizontal polarization - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、移動通信システム等の基地局で使用して好適な水平偏波用アンテナ装置に関するものである。 The present invention relates to a horizontally polarized antenna device suitable for use in a base station such as a mobile communication system.
例えば、移動通信システムでは、加入者容量の比較的少ない場所での基地局用アンテナとして、水平面内無指向性を有するアンテナが使用される。この無指向性アンテナの多くは垂直偏波アンテナであるが、時には水平偏波アンテナも使用される。
一方、偏波ダイバーシチ方式が盛んに採用されるようになった近年においては、垂直偏波アンテナと水平偏波アンテナとを組み合わせた偏波共用アンテナの要求が高くなっている。このため、垂直偏波無指向性アンテナと同程度に広帯域でかつ径の細い水平偏波無指向性アンテナの実現が切望されている。
For example, in a mobile communication system, an antenna having omnidirectionality in a horizontal plane is used as a base station antenna in a place with a relatively small subscriber capacity. Many of these omnidirectional antennas are vertically polarized antennas, but sometimes horizontally polarized antennas are also used.
On the other hand, in recent years when the polarization diversity system has been actively adopted, there is a growing demand for a dual-polarized antenna that combines a vertically polarized antenna and a horizontally polarized antenna. For this reason, realization of a horizontally polarized omnidirectional antenna having a broadband as narrow as that of a vertically polarized omnidirectional antenna is desired.
広帯域な水平偏波無指向性アンテナの例としては、テレビジョン放送で用いられているバットウイング形のターンスタイルアンテナが有名である(例えば、非特許文献1)。また、径の細いことを特徴とする水平偏波無指向性アンテナも提案されている(例えば、特許文献1、2)
移動通信システムの代表例である携帯電話システムを例に挙げれば、現在使用されている周波数帯域は、800MHz帯においては810〜960MHz(比帯域約17%)、2GHz帯においては1920〜2170MHz(比帯域約12%)である。したがって、この携帯電話システムの基地局で使用される水平偏波無指向性アンテナは、比帯域20%程度の帯域特性が要求されることになる。
一方、上記水平偏波無指向性アンテナは、美観および風圧荷重の観点から、できるだけ細径化することが望ましく、このため、垂直偏波無指向性アンテナ並の外径、すなわち、0.3λ(λは、使用周波数帯域の中心周波数の波長)程度以下の外径寸法が要求される。
Taking a cellular phone system, which is a typical example of a mobile communication system, as an example, the frequency band currently used is 810 to 960 MHz in the 800 MHz band (approximately 17% of the specific band), and 1920 to 2170 MHz in the 2 GHz band (ratio). The bandwidth is about 12%). Therefore, the horizontally polarized omnidirectional antenna used in the base station of this cellular phone system is required to have a band characteristic of about 20% of the specific band.
On the other hand, it is desirable to make the horizontal polarization omnidirectional antenna as thin as possible from the viewpoint of aesthetics and wind pressure load. For this reason, the outer diameter of the vertical polarization omnidirectional antenna, that is, 0.3λ ( λ is required to have an outer diameter dimension equal to or less than the wavelength of the center frequency of the used frequency band.
しかし、一般に、水平偏波無指向性アンテナは、垂直偏波無指向性アンテナに比して広帯域化と外径の細寸法化の両立が難しい。なぜなら、広帯域特性を追求すればその外径が太くなり、また、外径を細く抑えようとすれば、広帯域特性を犠牲にしなければならないという傾向があるからである。 However, in general, it is difficult for a horizontally polarized omnidirectional antenna to achieve both a wider bandwidth and a smaller outer diameter compared to a vertically polarized omnidirectional antenna. This is because if the broadband characteristic is pursued, the outer diameter becomes thicker, and if the outer diameter is kept small, the broadband characteristic tends to be sacrificed.
たとえば、前記非特許文献に記載のバットウイング形ターンスタイルアンテナは、周知の通り、比帯域30%程度の広帯域特性を有するが、反面、その外径が0.5λ以上と太くなっている。一方、前記特許文献1、2に記載された水平偏波無指向性アンテナは、外径が0.35λ程度に細くすることができる。しかし、このアンテナは、明記されていないが、1.9GHz帯用アンテナであることから、PHS帯域(1893.5〜1919.6MHz)用と推察され、したがって、このアンテナが動作する比帯域は多く見積もっても10%程度にとどまると思われる。
以上のように、従来の水平偏波無指向性アンテナは、垂直偏波無指向性アンテナのように、広帯域特性と細い外径とを両立することが困難であった。
For example, as is well known, the bat wing type turn style antenna described in the non-patent document has a broadband characteristic with a specific band of about 30%, but on the other hand, its outer diameter is as thick as 0.5λ or more. On the other hand, the horizontally polarized omnidirectional antennas described in
As described above, the conventional horizontally polarized omnidirectional antenna, like the vertically polarized omnidirectional antenna, is difficult to achieve both wideband characteristics and a thin outer diameter.
本発明の目的は、このような状況に鑑み、広帯域化と細径化を図ることができる水平偏波用アンテナ装置および水平面無指向性の水平偏波アンテナ装置を提供することにある。 In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a horizontally polarized antenna device and a horizontal plane omnidirectional horizontally polarized antenna device capable of achieving a wide band and a narrow diameter.
上記目的を達成するため、本発明に係る第1の水平偏波用アンテナ装置は、スケルトンスロットアンテナ素子と平衝不平衡変換回路とを誘電体基板上に一体的にプリント形成した構成を有する。 In order to achieve the above object, a first horizontally polarized antenna device according to the present invention has a configuration in which a skeleton slot antenna element and a flat-balance unbalance conversion circuit are integrally printed on a dielectric substrate.
また、本発明に係る第2の水平偏波用アンテナ装置は、スケルトンスロットアンテナ素子と平衝不平衡変換回路とを誘電体基板上に一体的にプリント形成してなる第1の水平偏波用アンテナユニットと、前記第1の水平偏波用アンテナユニットと同様の構成を有し、互いの上下中心軸線が重なる形態で前記第1の水平偏波用アンテナユニットに対して直角に組み合わされるとともに、前記第1の水平偏波用アンテナユニットに対して給電位相が90°相違された第2の水平偏波用アンテナユニットと、を備える。 The second horizontally polarized antenna device according to the present invention is a first horizontally polarized wave antenna formed by integrally printing a skeleton slot antenna element and a counter-balance unbalance conversion circuit on a dielectric substrate. The antenna unit has the same configuration as the first horizontal polarization antenna unit, and is vertically combined with the first horizontal polarization antenna unit in a form in which the upper and lower central axes overlap each other. A second horizontally polarized antenna unit having a feeding phase different from that of the first horizontally polarized antenna unit by 90 °.
さらに、本発明に係る第3の水平偏波用アンテナ装置は、垂直方向に配列する複数の水平偏波用アンテナブロックを有し、該各水平偏波用アンテナブロックが、スケルトンスロットアンテナ素子と平衝不平衡変換回路とを誘電体基板上に一体的にプリント形成してなる第1の水平偏波用アンテナユニットと、前記第1の水平偏波用アンテナユニットと同様の構成を有し、互いの上下中心軸線が重なる形態で前記第1の水平偏波用アンテナユニットに対して直角に組み合わされるとともに、前記第1の水平偏波用アンテナユニットに対して給電位相が90°相違された第2の水平偏波用アンテナユニットと、を備える。 Further, the third horizontally polarized antenna device according to the present invention has a plurality of horizontally polarized antenna blocks arranged in the vertical direction, and each horizontally polarized antenna block is flat with the skeleton slot antenna element. The first horizontal polarization antenna unit, which is formed by integrally printing an impulse / unbalance conversion circuit on a dielectric substrate, has the same configuration as the first horizontal polarization antenna unit, and The vertical center axes of the first horizontal polarization antenna unit and the first horizontal polarization antenna unit are combined at right angles so that the feed phase is 90 ° different from that of the first horizontal polarization antenna unit. A horizontally polarized antenna unit.
前記第3の水平偏波用アンテナ装置の各水平偏波用アンテナブロックは、それらに係る前記上下中心軸線周りの機械的回転角度を互いに相違させることができ。その場合、前記各水平偏波用アンテナブロックに対しては、それらの機械的回転角度分を個別に補償する位相を有した給電がなされる。このような給電は、例えば、前記各水平偏波用アンテナブロックに接続される給電ケーブルの長さを調整することによって達成される。 The horizontal polarization antenna blocks of the third horizontal polarization antenna device can be made to have different mechanical rotation angles around the vertical center axis. In this case, the horizontal polarization antenna block is fed with a phase that individually compensates for the mechanical rotation angle. Such power feeding is achieved, for example, by adjusting the length of the power feeding cable connected to each of the horizontally polarized antenna blocks.
前記各水平偏波用アンテナ装置において、前記スケルトンスロットアンテナ素子は、前記誘電体基板の一方の面に形成され、前記平衝不平衡変換回路は、前記スケルトンスロットアンテナ素子の各給電点から該アンテナ素子の横導体部まで上下方向に延びる第1および第2の線路と、前記誘電体基板の他方の面に形成された給電線路とを備えることができる。そして、前記給電線路は、前記横導体部側から前記第1の線路の背部を通って延びるとともに、前記各給電点の背部を通って方向を反転した後、上記第2の線路の背部において逆方向に所定長延びるように形成される。 In each of the horizontally polarized antenna devices, the skeleton slot antenna element is formed on one surface of the dielectric substrate, and the counterbalance unbalance conversion circuit is connected to the antenna from each feeding point of the skeleton slot antenna element. First and second lines extending in the vertical direction to the lateral conductor portion of the element, and a feed line formed on the other surface of the dielectric substrate can be provided. The feed line extends from the side of the lateral conductor through the back of the first line, reverses the direction through the back of each feed point, and then reverses at the back of the second line. It is formed to extend a predetermined length in the direction.
前記第2および第3の各水平偏波用アンテナ装置においては、前記第1および第2の水平偏波用アンテナユニット間に形成される空間に、前記上下中心軸線に沿う1ないし複数本の金属支柱を配設することができる。
また、前記空間には、別のアンテナ素子、例えば、垂直偏波用のアンテナ素子もしくは異なる周波数帯に適用するアンテナ素子を配設しても良い。
In each of the second and third horizontally polarized antenna devices, one or more metals along the vertical center axis are formed in a space formed between the first and second horizontally polarized antenna units. Posts can be provided.
Further, another antenna element, for example, an antenna element for vertical polarization or an antenna element applied to a different frequency band may be disposed in the space.
本発明によれば、細径でかつ広帯域な特性を有する水平偏波アンテナ装置を提供することができる。また、垂直偏波無指向性アンテナと同程度の広帯域特性および細い外径を実現することが可能な水平偏波無指向性アンテナ装置を提供することが可能である。 According to the present invention, it is possible to provide a horizontally polarized antenna device having a small diameter and a wide band characteristic. In addition, it is possible to provide a horizontally polarized omnidirectional antenna device capable of realizing broadband characteristics and a thin outer diameter comparable to those of a vertically polarized omnidirectional antenna.
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を説明する。
図1は、周知のスケルトンスロットアンテナを示している。このスケルトンスロットアンテナは、20%程度の比帯域を有し、通常、針金等の細い金属導体で形成される。また、このスケルトンスロットアンテナは、横方向長および縦方向長がそれぞれ約0.25λおよび約0.5λ(λは、使用周波数帯域の中心周波数の波長)に設定され、別部品である平衡不平衡変換回路(図示せず)を介して同軸ケーブル等の給電ケーブルから給電される。符号a,bは、このスケルトンスロットアンテナの給電点を示している。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a known skeleton slot antenna. This skeleton slot antenna has a specific bandwidth of about 20% and is usually formed of a thin metal conductor such as a wire. This skeleton slot antenna has a horizontal length and a vertical length set to about 0.25λ and about 0.5λ, respectively (λ is the wavelength of the center frequency of the used frequency band), and is a separate component, balanced and unbalanced. Power is supplied from a power supply cable such as a coaxial cable via a conversion circuit (not shown). Symbols a and b indicate feed points of the skeleton slot antenna.
図2は、上記スケルトンスロットアンテナを基本として構成された本発明に係る水平偏波用アンテナ装置の実施形態を示す斜視図である。このアンテナ装置1は、誘電体基板2に金属箔(例えば銅箔)をプリントすることによってそれぞれ形成されたスケルトンスロットアンテナ素子3および平衡不平衡変換回路(バラン)4を備えている。
FIG. 2 is a perspective view showing an embodiment of an antenna device for horizontal polarization according to the present invention, which is configured based on the skeleton slot antenna. The
スケルトンスロットアンテナ素子3は、誘電体基板2の表面に形成されている。このスケルトンスロットアンテナ素子3は、図1に示すスケルトンスロットアンテナと類似した形状を有し、横導体部3a,3b(長さ約0.25λ)、縦導体部3c,3d(長さ約0.5λ)、縦導体部3cの中間点から給電点5aに至る中間導体部3eおよび縦導体部3dの中間点から給電点5bに至る中間導体部3fを備えている。
The skeleton
一方、平衡不平衡変換回路4は、誘電体基板2の表面に形成された線路6a,6bと、誘電体基板2の裏面に形成された給電線路7とによって構成されている。
上記線路6a,6bは、それぞれ上記スケルトンスロットアンテナ素子3の給電点5a,5bから互いに平行する形態で下方に延び、該アンテナ素子3の下側の横導体部3bにそれらの下端が結合されている。また、給電線路7は、上記給電線路6bの背部において上方に延びた後、上記5a,5bを通って方向を反転し、さらに上記給電線路6aの背部において所定長だけ下方に延びている。
On the other hand, the balance-
The
このアンテナ装置1では、上記下側導体部3bの背部に位置した上記給電線路7の始端部位が入出力端8になり、ここに図示していない同軸ケーブル等の不平衡給電ケーブルの内部導体が接続される。また、給電線路7は、使用周波数帯域の中心周波数に共振するように、上記給電線路6aの背部に位置した部位7aの長さが調整されている。なお、上記給電ケーブルの外部導体は、上記横導体部3bに接続される。
In this
この実施形態に係るアンテナ装置1は、平衡不平衡変換回路4を誘電体基板2に一体形成した構造を有するので、上記入出力端8に給電ケーブルを接続するだけで動作する。すなわち、このアンテナ装置1は、上記給電ケーブルを介した給電によって水平偏波を放射する水平偏波アンテナ装置としての機能を有し、アンテナ素子3を含む面の前方および後方に最大放射方向を持つ双指向性を呈する。
この実施形態に係るアンテナ装置1によれば、アンテナ素子として広帯域性に優れたスケルトンスロットアンテナ素子3が使用され、かつ、平衡不平衡変換回路4が全体形状を増大させることなく一体形成されていることから、広帯域性とコンパクト性の双方が得られる。このアンテナ装置1の外径寸法は、横導体部3a、3bの長さである約0.25λとなる。
Since the
According to the
なお、アンテナ素子3の基本的な寸法は、図1に示した通りであるが、状況に応じて1〜2割程度変更してもかまわない。また、縦導体部3c,3dからの中間導体部3e,3fの導出位置も、該縦導体部3c,3dの上下中心位置から上下方向にある程度オフセットしても実用上なんら不都合を生じない。
In addition, although the basic dimension of the
図3は、水平面無指向性の本発明に係る水平偏波アンテナ装置の実施形態を示している。このアンテナ装置10は、図2に示したアンテナ装置1と同等の構成を有する2つの水平偏波アンテナユニット1−1,1−2を使用し、これらを直角に組み合わせた構成を有する。
図4に示すように、アンテナユニット1−1の誘電体基板2の下半部中央にはスリット2aが形成され、また図5に示すように、アンテナユニット1−2の誘電体基板2の上半部中央にはスリット2bが形成されている。
本実施形態のアンテナ装置10は、上記アンテナユニット1−1のスリット2aをアンテナユニット1−2の誘電体基板2の下半部に嵌合し、該アンテナユニット1−2のスリット2bをアンテナユニット1−1の誘電体基板2の上半部に嵌合することによって組み立てられている。
FIG. 3 shows an embodiment of a horizontally polarized antenna device according to the present invention that is omnidirectional in a horizontal plane. The
As shown in FIG. 4, a
In the
なお、図3に示すアンテナユニット1−1,1−2の横導体部3bは、図4、図5に示すスリット2a,2bの形成に伴ってそれぞれ中央部が分断されるので、アンテナユニット1−1,1−2の組み合わせ後に上記各分断箇所が電気的に接続される。
The
アンテナユニット1−1,1−2を組み合わせた上記アンテナ装置10には2つの入出力端8が存在し、それらの内の一方(上側)の入出力端8は同軸ケーブル等の給電ケーブル9を介して2分配器11の一方の出力端に、他方(下側)の入出力端8は給電ケーブル12を介して該2分配器11の他方の出力端にそれぞれ接続されている。
2分配器11は、一方の出力端の信号の位相と他方の出力端における信号の位相の差が90°であることが必要である。したがって、この2分配器11としては、図示のような線路長の長さの違いを利用したものや、90°ハイブリッド回路を利用したもの等が使用される。
The
The two
この実施形態に係るアンテナ装置10の水平偏波の指向性は、直角に組み合わせたアンテナユニット1−1,1−2の水平偏波の指向性を合成したものになるので、水平面無指向性となる。
また、このアンテナ装置10の外径寸法は、アンテナユニット1−1,1−2のスケルトンスロットアンテナ素子3の横導体部3a,3bの長さが約0.25λであることから、約0.25λになる。
The directivity of the horizontal polarization of the
Further, the outer diameter of the
図6は、図3の水平断面図を示している。この図6に示すように、直交したアンテナユニット1−1,1−2によって形成される4つの空間部位13には、上記アンテナ装置10を支持するための金属製支柱14がそれぞれ配設されている。各支柱14は、アンテナ装置10の動作に影響を与えないように、適宜な距離だけ図3に示すアンテナ素子3から離されている。
支柱14の長手方向とアンテナ装置10の偏波方向は互いに直交している。したがって、各支柱14の太さが0.1λ程度以下であれば、それらの支柱14がアンテナ素子3に与える影響は少なく、また、これらの支柱14に誘起される電流も少ない。上記支柱14は、アンテナ装置10の強度を高める役割の他に、避雷導体としての役割も有している。
FIG. 6 shows a horizontal sectional view of FIG. As shown in FIG. 6, metal struts 14 for supporting the
The longitudinal direction of the
図7は、図3に示したアンテナ装置10と同一な構成の4つのアンテナブロック10−1,10−2,10−3および10−4を垂直方向に多段配列したアンテナ装置100を模式的に示している。
各アンテナブロック10−1〜10−4には、図3に示す2分配器11に対応する2分配器11−1〜11−4がそれぞれ接続されている。そして、分配器11−1〜11−4の入力端は、それぞれ同軸ケーブル等の給電ケーブル15−1〜15−4を介して4分配器16の対応する出力端に接続されている。
このアンテナ装置100によれば、上記給電ケーブル15−1〜15−4の長さを等しくすることにより、周方向での電界を強めて、利得を上昇させることができる。
FIG. 7 schematically shows an
Two distributors 11-1 to 11-4 corresponding to the two
According to the
給電ケーブルの接続形態は、図7の形態に限定されるものではなく、他にも数種類存在する。例えば、図8に示す接続形態を採用しても良い。図8において、各アンテナブロック10−1〜10−4に含まれた一方のアンテナユニット1−1は、それぞれ給電ケーブル17−1〜17−4を介して4分配器18の対応する出力端に接続され、各アンテナブロック10−1〜10−4に含まれた他方のアンテナユニット1−2は、それぞれ給電ケーブル19−1〜19−4を介して4分配器20の対応する出力端に接続されている。
The connection form of the power feeding cable is not limited to the form shown in FIG. 7, and there are several other types. For example, you may employ | adopt the connection form shown in FIG. In FIG. 8, one antenna unit 1-1 included in each of the antenna blocks 10-1 to 10-4 is connected to a corresponding output end of the four
分配器18の入力端および分配器20の入力端には、2分配器21の一方の出力端および他方の出力端がそれぞれ接続されている。2分配器21は、一方の出力端の信号と他方の出力端の信号の位相差が90°である必要がある。したがって、2分配器21としては、図示のように線路長の長さの違いを利用したものや、90°ハイブリッド回路を利用したもの等が使用される。
One output terminal and the other output terminal of the two
図9は、図7のアンテナ装置100を基本構成として水平面無指向性の偏差特性の向上と入力反射特性の向上を図ったアンテナ装置100'を模式的に表したものである。
このアンテナ装置100'は、アンテナブロック10−1の中心軸X(図3参照)周りの機械的回転角度を0°として、他のアンテナブロック10−2,10−3および10−4を上記中心軸Xの周りにそれぞれ角度θ2,θ3およびθ4だけ回転させ、これらの機械的回転角度分に相当する電気的角度(位相)を補償するようにアンテナ装置10−2,10−3および10−4に対する給電ケーブル15−2,15−3および15−4の長さを調整している。
FIG. 9 schematically shows an
The
この例では、上記機械的回転角度θ2,θ3およびθ4をそれぞれ約90°,2×90°および3×90°に設定してあるので、これらの機械的回転角度分に相当する電気的角度(位相)が補償されるように給電ケーブル25−2,25−3および25−4の長さが調整される。ここで、給電ケーブル15−1,15−2,15−3および15−4の長さをそれぞれl1,l2,l3およびl4とすると、l1<l2<l3<l4となる。 In this example, the mechanical rotation angles θ 2 , θ 3 and θ 4 are set to about 90 °, 2 × 90 ° and 3 × 90 °, respectively. The lengths of the feeding cables 25-2, 25-3, and 25-4 are adjusted so that the target angle (phase) is compensated. Here, assuming that the lengths of the feeding cables 15-1, 15-2, 15-3 and 15-4 are l 1 , l 2 , l 3 and l 4 , respectively, l 1 <l 2 <l 3 <l 4 It becomes.
このアンテナ装置100'におけるアンテナブロック10−1〜10−4の配列形態は、いわゆるシーケンシャル配列と呼ばれており、従来は円偏波を放射する平面アンテナに適用されてきたものである。
円偏波平面アンテナにこのシーケンシャル配列を適用した場合には、円偏波率(軸比)の向上と入力反射特性の向上が見込まれる。
これに対して、このシーケンシャル配列を適用した図9に示すアンテナ装置100'の場合には、水平面指向性の無指向特性(偏差特性)の向上と入力反射特性の向上が見込まれる。
The arrangement form of the antenna blocks 10-1 to 10-4 in the
When this sequential arrangement is applied to a circularly polarized flat antenna, an improvement in the circular polarization rate (axial ratio) and an improvement in input reflection characteristics are expected.
On the other hand, in the case of the
すなわち、アンテナ装置100'を構成する各アンテナブロック10−1〜10−4のアンテナユニット(1−1,1−2)がそれぞれ異なる機械的回転角を持つことになるので、該各アンテナブロック10−1〜10−4の水平面指向性が平均化されて指向性偏差が小さくなる。また、それぞれのアンテナブロック10−1〜10−4への給電位相が異なることになるので、該各アンテナブロック10−1〜10−4からの反射波が入力端近くの分配器16において相殺され、その結果、入力端から見た反射特性が向上する。
That is, since the antenna units (1-1, 1-2) of the antenna blocks 10-1 to 10-4 constituting the
図10および図11は、上記アンテナ装置100'の水平面指向性および入力反射特性の一例をそれぞれ示したものである。
図10から明らかなように、上記アンテナ装置100'によれば、水平面指向性の偏差を1dB以内に低減して良好な水平面無指向性を得ることができ、また、図11から明らかなように、VSWR1.5以下において比帯域20%以上を得ることが可能である。なお、図11において、f0は使用周波数帯域の中心周波数を示している。
10 and 11 show examples of the horizontal plane directivity and the input reflection characteristic of the
As is clear from FIG. 10, according to the
なお、本発明の技術は、前記実施の形態における技術に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内おいて種々の変更、付加が可能である。
たとえば、図3に記載のアンテナ装置10では、アンテナユニット1−1側の平衡不平衡変換回路7を下方側に位置させ、アンテナユニット1−2側の平衡不平衡変換回路4を上方側に位置させているが、双方のアンテナユニット1−1,1−2の平衡不平衡変換回路4が共に下方側もしくは上方側に位置するようにこれらのアンテナユニット1−1,1−2を組み合わせることも可能である。
The technique of the present invention is not limited to the technique in the above-described embodiment, and various modifications and additions are possible within the technical scope described in the claims.
For example, in the
また、図6に示す空間部位13に配設する支柱14の本数は2本以上であっても良く、更に、支柱14の代わりに、他の細いアンテナ素子、例えば、垂直偏波用のアンテナ素子もしくは異なる周波数帯に適用するアンテナ素子等を配設することも可能である。そして、上記支柱14や他の細いアンテナ素子は、図7、図8に示すアンテナ装置100にも適用することができる。
更にまた、図7、図8および図9に示したアンテナ装置では、図3に示す構成を有したアンテナ装置10と同様の構成を有するアンテナブロックを垂直方向に複数配列させているが、このアンテナブロックの配列個数は任意に設定することができる。
Moreover, the number of the support |
Furthermore, in the antenna device shown in FIGS. 7, 8, and 9, a plurality of antenna blocks having the same configuration as the
本発明に係る水平偏波用アンテナ装置は、移動体通信システムに用いるのに十分な広帯域特性(比帯域20%)が得られ、かつ、外径を細く(0.3λ以下)して、風圧荷重の低減、強度の向上および美観の向上を図ることができるので、特に移動体通信用の基地局アンテナとして好適である。また、本発明に係る水平偏波用アンテナ装置は、同程度の特性をもつ垂直偏波用の無指向性アンテナと外径を同等することができるので、この垂直偏波用無指向性アンテナと組み合わせることにより、従来の偏波共用無指向性アンテナ装置よりも細い外径の同アンテナ装置を実現することが可能になる。 The antenna device for horizontally polarized waves according to the present invention can obtain a wide band characteristic (20% relative bandwidth) sufficient for use in a mobile communication system, and has a thin outer diameter (0.3λ or less) to reduce wind pressure. Since the load can be reduced, the strength can be improved, and the appearance can be improved, it is particularly suitable as a base station antenna for mobile communication. In addition, the horizontally polarized antenna device according to the present invention can have the same outer diameter as that of the vertically polarized omnidirectional antenna having the same characteristics. By combining the antenna devices, it is possible to realize the antenna device having an outer diameter thinner than that of the conventional polarized wave omnidirectional antenna device.
1,10,100,100' 水平偏波アンテナ装置
1−1,1−2 水平偏波アンテナユニット
2 誘電体基板
3 スケルトンスロットアンテナ素子
4 平衡不平衡変換回路
5a,5b 給電点
6a,6b 線路
7 給電線路
8 入出力端
9,12 給電ケーブル
10−1〜10−4 水平偏波アンテナブロック
15−1〜15−4,17−1〜17−4,19−1〜19−4 給電ケーブル
11,16,18,20,21 分配器
14 支柱
1, 10, 100, 100 ′ Horizontally polarized antenna device 1-1, 1-2 Horizontally
Claims (8)
前記第1の水平偏波用アンテナユニットと同様の構成を有し、互いの上下中心軸線が重なる形態で前記第1の水平偏波用アンテナユニットに対して直角に組み合わされるとともに、前記第1の水平偏波用アンテナユニットに対して給電位相が90°相違された第2の水平偏波用アンテナユニットと、
を備えることを特徴とする水平偏波用アンテナ装置。 A first horizontally polarized antenna unit formed by integrally printing a skeleton slot antenna element and a counter-balance unbalance conversion circuit on a dielectric substrate;
The first horizontal polarization antenna unit has a configuration similar to that of the first horizontal polarization antenna unit, and is vertically combined with the first horizontal polarization antenna unit in a form in which the upper and lower central axes overlap each other. A second horizontally polarized antenna unit whose feed phase is 90 ° different from that of the horizontally polarized antenna unit;
An antenna device for horizontal polarization, comprising:
スケルトンスロットアンテナ素子と平衝不平衡変換回路とを誘電体基板上に一体的にプリント形成してなる第1の水平偏波用アンテナユニットと、
前記第1の水平偏波用アンテナユニットと同様の構成を有し、互いの上下中心軸線が重なる形態で前記第1の水平偏波用アンテナユニットに対して直角に組み合わされるとともに、前記第1の水平偏波用アンテナユニットに対して給電位相が90°相違された第2の水平偏波用アンテナユニットと、
を備えることを特徴とする水平偏波用アンテナ装置。 A plurality of horizontally polarized antenna blocks arranged in the vertical direction, each horizontally polarized antenna block,
A first horizontally polarized antenna unit formed by integrally printing a skeleton slot antenna element and a counter-balance unbalance conversion circuit on a dielectric substrate;
The first horizontal polarization antenna unit has a configuration similar to that of the first horizontal polarization antenna unit, and is vertically combined with the first horizontal polarization antenna unit in a form in which the upper and lower central axes overlap each other. A second horizontally polarized antenna unit whose feed phase is 90 ° different from that of the horizontally polarized antenna unit;
An antenna device for horizontal polarization, comprising:
前記平衝不平衡変換回路は、前記スケルトンスロットアンテナ素子の各給電点から該アンテナ素子の横導体部まで上下方向に延びる第1および第2の線路と、前記誘電体基板の他方の面に形成された給電線路とを備え、
前記給電線路は、前記横導体部側から前記第1の線路の背部を通って延びるとともに、前記各給電点の背部を通って方向を反転した後、上記第2の線路の背部において逆方向に所定長延びるように形成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の水平偏波用アンテナ装置。 The skeleton slot antenna element is formed on one surface of the dielectric substrate,
The counter-balance unbalance conversion circuit is formed on first and second lines extending in the vertical direction from each feeding point of the skeleton slot antenna element to a lateral conductor portion of the antenna element, and on the other surface of the dielectric substrate. A power feed line,
The feed line extends from the lateral conductor portion side through the back portion of the first line, reverses the direction through the back portion of each feed point, and then reverses in the back portion of the second line. 4. The horizontally polarized antenna device according to claim 1, wherein the antenna device is formed to extend a predetermined length.
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