JP2008047964A - Antenna device - Google Patents

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一公 小宮
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an antenna device that radiates vertical or horizontal polarized waves while sharing 1.7 GHz and 2 GHz frequency bands used in mobile communication, and reduces a wind pressure load while having power half value width narrower than a sector division angle. <P>SOLUTION: The antenna device 100 has: a first antenna element 10 that has a reflecting plate 15 for reflecting electric waves, and radiates the vertical polarized waves; a second antenna element 20 that has the reflecting plate 15 for reflecting the electric waves, and radiates the vertical polarized waves; and a synthesizer 30 for synthesizing an output signal from the first antenna element 10, and that from the second one 20. The first and second antenna elements 10, 20 are arranged so that the vibration directions of the vertical polarized waves to be radiated become nearly parallel mutually. Total width W1 of the first and second antenna elements 10, 20 arranged side by side ranges from not less than 140 mm to not more than 200 mm. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、アンテナ装置に関し、特に2つのアンテナ素子を備えるアンテナ装置に関する。   The present invention relates to an antenna device, and more particularly, to an antenna device including two antenna elements.

近年の移動通信の加入者容量の増大に対する対策として、一般に利用されている周波数帯である2GHz帯に加えて新たに1.7GHz帯が割り当てられた。このため、移動通信サービスを提供する通信事業者は、2GHz帯に対応したアンテナ装置だけではなく、1.7GHz帯に対応したアンテナ装置を個々に設計して設置する必要がある。しかしながら、加入者容量が比較的多い都市部においては、アンテナ装置の設置空間が逼迫してきているという背景があることから、1台で上記両方の周波数帯に対応可能な周波数帯共用型のアンテナ装置の提供が望まれている。   As a countermeasure against the increase in subscriber capacity of mobile communications in recent years, a 1.7 GHz band has been newly allocated in addition to a 2 GHz band which is a commonly used frequency band. For this reason, a telecommunications carrier providing mobile communication services needs to individually design and install not only an antenna device compatible with the 2 GHz band but also an antenna device compatible with the 1.7 GHz band. However, in urban areas where the subscriber capacity is relatively large, there is a background that the installation space of the antenna device is becoming tight, so a single antenna device that can handle both frequency bands described above can be used. The provision of

また、近年の移動通信では一般的に、多重波伝搬環境における通信品質の確保のため、アンテナによるダイバーシチ効果を利用した電波の送受信を行っている。通常は、2本のアンテナを互いに所定間隔だけ離間して1台のアンテナ装置として設置することによりダイバーシチ効果を得る空間ダイバーシチが用いられる。しかしながら、アンテナ装置の設置空間に関して上記した背景があることから、互いに直交する2つの偏波(一般的には垂直偏波及び水平偏波)の偏波面の違いを利用する偏波ダイバーシチを用いることが考えられる。この場合、垂直偏波アンテナ及び水平偏波アンテナが必要となるが、これら2本のアンテナを互いに直交させて1台のアンテナ装置とした場合、上記した空間ダイバーシチに対するアンテナ装置の設置空間上の利点が無い。このため、垂直偏波アンテナ及び水平偏波アンテナを組み合わせた見かけ上1台の偏波共用型アンテナ装置を構成することができる、垂直偏波アンテナ又は水平偏波アンテナの提供が望まれている。   In recent mobile communications, in general, radio waves are transmitted and received using a diversity effect by an antenna in order to ensure communication quality in a multi-wave propagation environment. In general, space diversity is used in which a diversity effect is obtained by installing two antennas as a single antenna device separated from each other by a predetermined distance. However, because of the background described above with respect to the installation space of the antenna device, polarization diversity that uses the difference in polarization plane between two orthogonal polarizations (generally vertical polarization and horizontal polarization) is used. Can be considered. In this case, a vertically polarized antenna and a horizontally polarized antenna are required. However, when these two antennas are orthogonal to each other to form a single antenna device, the antenna device has advantages over the space diversity described above. There is no. For this reason, it is desired to provide a vertical polarization antenna or a horizontal polarization antenna that can constitute an apparently dual polarization type antenna device that combines a vertical polarization antenna and a horizontal polarization antenna.

更に、移動通信における無線アクセス方式に採用されているDS−CDMA(Direct Spread Code Division Multiple Access)では、対応可能な加入者容量を増加させるためには、セクタ分割角より狭い電力半値幅を有するアンテナ装置の使用が効果的であると言われている。しかしながら、電力半値幅を狭くさせるためには、アンテナの開口面を大きくする必要がある。アンテナの開口面を大きくするためには、反射器の面積を大きくする必要があり、この結果、受風面積が増大してしまうという問題があった。   Further, in DS-CDMA (Direct Spread Code Division Multiple Access) adopted for a radio access system in mobile communication, an antenna having a half-power width narrower than a sector division angle is required in order to increase the capacity of subscribers that can be supported. Use of the device is said to be effective. However, in order to narrow the half-power width, it is necessary to enlarge the aperture surface of the antenna. In order to increase the opening surface of the antenna, it is necessary to increase the area of the reflector, and as a result, there is a problem that the wind receiving area increases.

ここで、アンテナ装置を設置する場所となるビルなどの建造物には通常、設置物の荷重の制限があり、アンテナ装置自体の重さは制限以内であっても、受風面積(アンテナ装置の大きさ)に略比例して風圧がかかって重くなる(これを「風圧加重」という)。このため、風圧荷重の比較的大きなアンテナ装置は建築物に設置不可能な場合があるという問題がある。   Here, a building such as a building where the antenna device is installed usually has a load limit on the installation object, and even if the weight of the antenna device itself is within the limit, The wind pressure is applied in proportion to the size) and becomes heavier (this is called “wind pressure load”). For this reason, there is a problem that an antenna device having a relatively large wind pressure load may not be installed in a building.

以上のことから、セクタ分割角より狭い電力半値幅を有しつつ風圧荷重が小さいアンテナ装置が検討されている。例えば、下記特許文献1には、受風面積を小さくでき、かつ、ビーム幅を制御することのできる多素子アレイアンテナが開示されている。この多素子アレイアンテナは、図1に示すように、第1及び第2のダイポールアンテナ素子1a,1bと、第1及び第2の反射器2a,2bと、合成器3とを含む、周波数帯2GHz帯における垂直偏波アンテナである。ここで、第1及び第2の反射器2a,2bは、第1及び第2のダイポールアンテナ素子1a,1bのそれぞれに対応して設けられるとともに、対応するダイポールアンテナ素子1a,1bのそれぞれから放射されるビームを反射する。また、合成器3は、第1及び第2のダイポールアンテナ素子1a,1bによる出力信号を合成する。そして、ダイポールアンテナ素子の間隔を0.3波長から0.7波長までのいずれかの値にしている。このような構成により、電力半値幅を狭くしつつ、風圧荷重を小さくしている。
特開2006−25247号公報
In view of the above, an antenna device that has a half-power width narrower than the sector division angle and a small wind pressure load has been studied. For example, Patent Document 1 below discloses a multi-element array antenna that can reduce the wind receiving area and control the beam width. As shown in FIG. 1, the multi-element array antenna includes a first and second dipole antenna elements 1a and 1b, first and second reflectors 2a and 2b, and a combiner 3. This is a vertically polarized antenna in the 2 GHz band. Here, the first and second reflectors 2a and 2b are provided corresponding to the first and second dipole antenna elements 1a and 1b, respectively, and radiate from the corresponding dipole antenna elements 1a and 1b. Reflect the reflected beam. The combiner 3 combines the output signals from the first and second dipole antenna elements 1a and 1b. The interval between the dipole antenna elements is set to any value from 0.3 wavelength to 0.7 wavelength. With such a configuration, the wind pressure load is reduced while reducing the half-value width of power.
JP 2006-25247 A

しかしながら、移動通信で用いられる周波数帯1.7GHz帯及び2GHz帯を共用しつつ垂直偏波又は水平偏波を放射するとともに、セクタ分割角より狭い電力半値幅を有しつつ風圧荷重を小さくしたアンテナ装置は十分に検討されていなかった。   However, an antenna that radiates vertically or horizontally polarized waves while sharing the frequency bands 1.7 GHz and 2 GHz used in mobile communications, and has a half-power width narrower than the sector division angle and a reduced wind pressure load. The device has not been fully studied.

そこで、本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、移動通信で用いられる周波数帯1.7GHz帯及び2GHz帯を共用しつつ垂直偏波又は水平偏波を放射するとともに、セクタ分割角より狭い電力半値幅を有しつつ風圧荷重を小さくしたアンテナ装置を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, and radiates vertically or horizontally polarized waves while sharing the frequency bands 1.7 GHz and 2 GHz used in mobile communications, An object of the present invention is to provide an antenna device that has a half-power width that is narrower than the sector division angle and has a reduced wind pressure load.

上記した問題点を解消するため発明者らが鋭意検討した結果、電波を反射する反射手段を有する2つのアンテナ素子の並べ方と並べた場合の反射手段を合わせた幅とを調整することによって、周波数帯1.7GHz帯及び2GHz帯を共用するとともに、セクタ分割角より狭い電力半値幅を有しつつ風圧荷重を小さくできることが分かった。本発明は、この知見に基づいてなされたものである。   As a result of intensive studies by the inventors to solve the above-described problems, the frequency is adjusted by adjusting the arrangement of two antenna elements having reflection means for reflecting radio waves and the width of the reflection means when arranged. It has been found that the wind pressure load can be reduced while sharing the band 1.7 GHz band and the 2 GHz band and having a power half width narrower than the sector division angle. The present invention has been made based on this finding.

本発明に係るアンテナ装置は、電波を反射する第一反射手段を有するとともに垂直偏波を放射する第一アンテナ素子と、電波を反射する第二反射手段を有するとともに垂直偏波を放射する第二アンテナ素子と、第一アンテナ素子からの出力信号及び第二アンテナ素子からの出力信号を合成する合成手段と、を備え、第一アンテナ素子及び第二アンテナ素子は、放射する垂直偏波の振動方向が互いに略平行になるように並べられて配置され、並べられて配置された第一反射手段及び第二反射手段を合わせた幅は、140mm以上200mm以下の範囲にあることを特徴とする。   An antenna device according to the present invention includes a first antenna element that has first reflecting means for reflecting radio waves and radiates vertically polarized waves, and a second antenna that has second reflecting means for reflecting radio waves and radiates vertically polarized waves. An antenna element, and a combining means for combining the output signal from the first antenna element and the output signal from the second antenna element, wherein the first antenna element and the second antenna element are oscillated in the direction of vibration of the vertically polarized wave to be radiated Are arranged so as to be substantially parallel to each other, and the combined width of the first reflecting means and the second reflecting means arranged in a line is in the range of 140 mm or more and 200 mm or less.

本発明に係るアンテナ装置の構成において、第一アンテナ素子及び第二アンテナ素子は、それぞれのアンテナ素子により放射される垂直偏波の振動方向が互いに略平行になるように並べられて配置され、並べられて配置された第一反射手段及び第二反射手段を合わせた幅は、140mm以上200mm以下の範囲にある。この構成により、移動通信で用いられる周波数帯1.7GHz帯及び2GHz帯を共用しつつ垂直偏波を放射することができる。また、セクタ分割角より狭い電力半値幅を有することとなる。更に、第一反射手段及び第二反射手段を合わせた幅は140mm以上200mm以下の範囲にあるため、風圧荷重を小さくすることができる。   In the configuration of the antenna device according to the present invention, the first antenna element and the second antenna element are arranged side by side so that the vibration directions of vertically polarized waves radiated from the respective antenna elements are substantially parallel to each other. The combined width of the first reflecting means and the second reflecting means arranged in the range is from 140 mm to 200 mm. With this configuration, it is possible to radiate vertically polarized waves while sharing the frequency bands 1.7 GHz and 2 GHz used in mobile communications. In addition, it has a power half width narrower than the sector division angle. Further, since the combined width of the first reflecting means and the second reflecting means is in the range of 140 mm or more and 200 mm or less, the wind pressure load can be reduced.

また、本発明に係るアンテナ装置は、電波を反射する第一反射手段を有するとともに水平偏波を放射する第一アンテナ素子と、電波を反射する第二反射手段を有するとともに水平偏波を放射する第二アンテナ素子と、第一アンテナ素子からの出力信号及び第二アンテナ素子からの出力信号を合成する合成手段と、を備え、第一アンテナ素子及び第二アンテナ素子は、放射する水平偏波の振動方向が互いに略平行になるように並べられて配置され、並べられて配置された第一反射手段及び第二反射手段を合わせた幅は、140mm以上200mm以下の範囲にあることを特徴とする。   An antenna device according to the present invention includes a first antenna element that has a first reflecting means for reflecting radio waves and radiates horizontal polarized waves, and a second reflecting means for reflecting radio waves and radiates horizontal polarized waves. A second antenna element; and a combining means for combining the output signal from the first antenna element and the output signal from the second antenna element, wherein the first antenna element and the second antenna element are configured to radiate horizontally polarized waves. The vibration direction is arranged so as to be substantially parallel to each other, and the combined width of the first reflecting means and the second reflecting means arranged in a line is in the range of 140 mm or more and 200 mm or less. .

本発明に係るアンテナ装置の構成において、第一アンテナ素子及び第二アンテナ素子は、それぞれのアンテナ素子により放射される水平偏波の振動方向が互いに略平行になるように並べられて配置され、並べられて配置された第一反射手段及び第二反射手段を合わせた幅は、140mm以上200mm以下の範囲にある。この構成により、移動通信で用いられる周波数帯1.7GHz帯及び2GHz帯を共用しつつ水平偏波を放射することができる。また、セクタ分割角より狭い電力半値幅を有することとなる。更に、第一反射手段及び第二反射手段を合わせた幅は140mm以上200mm以下の範囲にあるため、風圧荷重を小さくすることができる。   In the configuration of the antenna device according to the present invention, the first antenna element and the second antenna element are arranged side by side so that the vibration directions of the horizontally polarized waves radiated from the respective antenna elements are substantially parallel to each other. The combined width of the first reflecting means and the second reflecting means arranged in the range is from 140 mm to 200 mm. With this configuration, it is possible to radiate horizontally polarized waves while sharing the frequency bands 1.7 GHz and 2 GHz used in mobile communication. In addition, it has a power half width narrower than the sector division angle. Further, since the combined width of the first reflecting means and the second reflecting means is in the range of 140 mm or more and 200 mm or less, the wind pressure load can be reduced.

本発明によれば、移動通信で用いられる周波数帯1.7GHz帯及び2GHz帯を共用しつつ垂直偏波又は水平偏波を放射するとともに、セクタ分割角より狭い電力半値幅を有しつつ風圧荷重を小さくしたアンテナ装置を提供することができる。   According to the present invention, while sharing the frequency band 1.7 GHz band and 2 GHz band used in mobile communication, radiation of vertically polarized waves or horizontally polarized waves is performed, and the wind pressure load has a power half width narrower than the sector division angle. It is possible to provide an antenna device with a reduced size.

以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の参照番号を附し、重複する説明は省略する。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In order to facilitate the understanding of the description, the same reference numerals are given to the same components in the drawings as much as possible, and duplicate descriptions are omitted.

(第一実施形態)
まず、図2及び図3を用いて、本発明の第一実施形態に係るアンテナ装置100の構成について説明する。図2は、アンテナ装置100の概略構成を示す斜視図である。また、図3(a)は、アンテナ装置100が備える2つのアンテナ素子10,20の一方の概略構成を示す平面図であり、図3(b)は、この概略構成を示す正面図である。アンテナ装置100は、使用周波数帯が1.7GHz帯及び2GHz帯である2素子垂直偏波アンテナ装置であり、垂直偏波を放射する略矩形状の第一アンテナ素子10、垂直偏波を放射する略矩形状の第二アンテナ素子20、及び合成器30を備えている。
(First embodiment)
First, the configuration of the antenna device 100 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. 2 is a perspective view illustrating a schematic configuration of the antenna device 100. 3A is a plan view illustrating a schematic configuration of one of the two antenna elements 10 and 20 included in the antenna device 100, and FIG. 3B is a front view illustrating the schematic configuration. The antenna device 100 is a two-element vertical polarization antenna device having a use frequency band of 1.7 GHz band and 2 GHz band, a substantially rectangular first antenna element 10 that radiates vertical polarization, and radiates vertical polarization. A substantially rectangular second antenna element 20 and a combiner 30 are provided.

第一アンテナ素子10及び第二アンテナ素子20のそれぞれは、放射する垂直偏波の振動方向が互いに略平行になるように、略矩形の長辺同士を互いに接触させながら並べられて配置されている。即ち、第一アンテナ素子10及び第二アンテナ素子20は、接触面を対称の中心として左右対称となる位置関係となっている。振動方向が同一になるように、水平方向(即ち図2に示すx方向)に並べられて配置された第一アンテナ素子10及び第二アンテナ素子20を合わせた装置全体の幅(即ち、後述の反射板幅)W1は、140mm以上200mm以下の範囲にある。また、合成器30は、第一アンテナ素子10及び第二アンテナ素子20のそれぞれと電気的に接続されている。   Each of the first antenna element 10 and the second antenna element 20 is arranged so that the long sides of substantially rectangular shapes are in contact with each other so that the vibration directions of the vertically polarized waves to be emitted are substantially parallel to each other. . That is, the first antenna element 10 and the second antenna element 20 have a positional relationship that is symmetrical with respect to the contact surface as a center of symmetry. The width of the entire device including the first antenna element 10 and the second antenna element 20 arranged in the horizontal direction (that is, the x direction shown in FIG. 2) so that the vibration directions are the same (that is, described later) Reflector width W1 is in the range from 140 mm to 200 mm. The combiner 30 is electrically connected to each of the first antenna element 10 and the second antenna element 20.

第一アンテナ素子10及び第二アンテナ素子20のそれぞれは、同一構成要素から構成されている。このため、以下では、第一アンテナ素子10を代表させて、その構成や機能について説明する。第一アンテナ素子10は、垂直偏波を放射する素子であり、後述の導体線路13は基準面となる大地に対して垂直な位置関係となっている。第一アンテナ素子10は、図3に示すように、導体基板11、一次放射素子12、給電線路としての導体線路13、給電点14、反射器としての反射板15、及び無給電素子16を有している。   Each of the 1st antenna element 10 and the 2nd antenna element 20 is comprised from the same component. Therefore, hereinafter, the configuration and function of the first antenna element 10 will be described as a representative. The first antenna element 10 is an element that radiates vertically polarized waves, and a conductor line 13 to be described later has a positional relationship perpendicular to the ground serving as a reference plane. As shown in FIG. 3, the first antenna element 10 includes a conductor substrate 11, a primary radiation element 12, a conductor line 13 as a feed line, a feed point 14, a reflector 15 as a reflector, and a parasitic element 16. is doing.

導体基板11は、導体からなる矩形状の基板であり、反射板15上に設けられている。導体基板11の幅は、上記したアンテナ素子10から放射される垂直偏波などの放射波の波長より狭い。   The conductor substrate 11 is a rectangular substrate made of a conductor and is provided on the reflection plate 15. The width of the conductor substrate 11 is narrower than the wavelength of a radiated wave such as a vertically polarized wave radiated from the antenna element 10 described above.

一次放射素子12は、放射波を一次放射する矩形状の素子であり、導体基板11上に設けられている。一次放射素子12は、周囲長が放射波の波長と同一又はやや短い矩形状又は長円形状の環状スロットからなる。   The primary radiating element 12 is a rectangular element that primarily emits a radiated wave, and is provided on the conductor substrate 11. The primary radiating element 12 is formed of an annular slot having a rectangular or oval shape whose peripheral length is the same as or slightly shorter than the wavelength of the radiated wave.

導体線路13は、導体からなる線路であり、導体基板11上に、導体基板11と反射板15に挟まれるような位置に設けられている。導体線路13は、導体基板11の端縁から、一次放射素子12の略中央近傍まで延びている。   The conductor line 13 is a line made of a conductor, and is provided on the conductor substrate 11 at a position between the conductor substrate 11 and the reflection plate 15. The conductor line 13 extends from the edge of the conductor substrate 11 to approximately the vicinity of the center of the primary radiation element 12.

給電点14は、一次放射素子12を電磁結合励振する部分であり、導体線路13上に設けられている。   The feeding point 14 is a part that excites the primary radiation element 12 by electromagnetic coupling, and is provided on the conductor line 13.

反射板15は、一次放射素子12から放射されるビームを反射する板状の機器である。   The reflection plate 15 is a plate-like device that reflects the beam emitted from the primary radiation element 12.

無給電素子16は、給電の無い素子であり、一次放射素子12上に、反射板15とともに導体線路13を挟むような位置に設けられている。無給電素子16は、周囲長が放射波の波長と同一又はやや短い矩形状又は長円形状の導体からなる。   The parasitic element 16 is an element that does not supply power, and is provided on the primary radiation element 12 at a position sandwiching the conductor line 13 together with the reflector 15. The parasitic element 16 is made of a rectangular or oval conductor whose peripheral length is the same as or slightly shorter than the wavelength of the radiated wave.

合成器30は、第一アンテナ素子10からの第一出力信号と、第二アンテナ素子20からの第二出力信号と、を合成する機器である。   The combiner 30 is a device that combines the first output signal from the first antenna element 10 and the second output signal from the second antenna element 20.

本実施形態のアンテナ装置100では、上記した反射板幅W1を調節することで、水平面内指向性の電力半値幅を調節して制御することができる。これは、反射板幅W1の広さがアンテナ素子の開口部分の広さに相当するためであり、反射板幅W1を広くすることにより、アンテナ素子の開口部分が広くなるためである。図4には、一例として、上記した反射板幅W1を調節した場合における水平面内指向性の電力半値幅の変化を示す。周波数としては、一例として1.7GHz帯の下端の周波数である1.7GHz及び2GHz帯の上端の周波数である2.2GHzを用いた。周波数として1.7GHzを用いた場合、反射板幅W1を140mm以上200mm以下の範囲にある値とすることにより、水平面内指向性の電力半値幅を60度よりやや低い値から約45度までの値にすることができる。なお、反射板幅W1を大きくする程、この電力半値幅を小さくすることができる。この範囲にある電力半値幅は、セクタ分割角より狭い。   In the antenna device 100 according to the present embodiment, by adjusting the above-described reflector width W1, it is possible to adjust and control the power half-value width of directivity in the horizontal plane. This is because the width of the reflection plate width W1 corresponds to the width of the opening portion of the antenna element, and the opening portion of the antenna element is widened by increasing the reflection plate width W1. FIG. 4 shows, as an example, a change in the half-value power width of the horizontal plane directivity when the above-described reflector width W1 is adjusted. As frequencies, for example, 1.7 GHz, which is the lower end frequency of the 1.7 GHz band, and 2.2 GHz, which is the upper end frequency of the 2 GHz band, are used. When 1.7 GHz is used as the frequency, by setting the reflector width W1 to a value in the range of 140 mm or more and 200 mm or less, the power half width of the directivity in the horizontal plane is from a value slightly lower than 60 degrees to about 45 degrees. Can be a value. In addition, this half value width of electric power can be made small, so that the reflector width W1 is enlarged. The power half width in this range is narrower than the sector division angle.

また、周波数として2.2GHzを用いた場合、反射板幅W1を140mm以上200mm以下の範囲にある値とすることにより、水平面内指向性の電力半値幅を50度よりやや低い値から約35度までの値にすることができる。反射板幅W1を大きくする程、この電力半値幅を小さくすることができる。この範囲にある電力半値幅は、セクタ分割角より狭い。以上のことから、周波数帯1.7GHz帯及び2GHz帯を合わせた領域においては、水平面内指向性の電力半値幅を60度よりやや低い値から約35度までの値にすることができる。   In addition, when 2.2 GHz is used as the frequency, by setting the reflector width W1 to a value in the range of 140 mm or more and 200 mm or less, the power half-value width of the directivity in the horizontal plane is about 35 degrees from a value slightly lower than 50 degrees. The value can be up to. As the reflector width W1 is increased, this half-power width can be reduced. The power half width in this range is narrower than the sector division angle. From the above, in the region where the frequency bands of 1.7 GHz and 2 GHz are combined, the power half-value width of the directivity in the horizontal plane can be set to a value slightly lower than 60 degrees to about 35 degrees.

引き続き、本実施形態の作用効果について説明する。第一アンテナ素子10及び第二アンテナ素子20のそれぞれは、それぞれのアンテナ素子により放射される垂直偏波の振動方向が互いに略平行になるように並べられて配置され、並べられて配置された反射板15,15を合わせた幅は、140mm以上200mm以下の範囲にある。この構成により、移動通信で用いられる周波数帯1.7GHz帯及び2GHz帯を共用しつつ垂直偏波を放射することができる。また、図4に示したように、セクタ分割角より狭い電力半値幅を有することとなる。更に、反射板15,15を合わせた幅は140mm以上200mm以下の範囲にあるため、風圧荷重を小さくすることができる。   Continuously, the effect of this embodiment is demonstrated. Each of the first antenna element 10 and the second antenna element 20 is arranged so that the vibration directions of the vertically polarized waves radiated from the respective antenna elements are substantially parallel to each other, and the reflections are arranged. The combined width of the plates 15 and 15 is in the range of 140 mm to 200 mm. With this configuration, it is possible to radiate vertically polarized waves while sharing the frequency bands 1.7 GHz and 2 GHz used in mobile communications. Moreover, as shown in FIG. 4, it has a power half width narrower than the sector division angle. Furthermore, since the combined width of the reflectors 15 and 15 is in the range of 140 mm or more and 200 mm or less, the wind pressure load can be reduced.

(第二実施形態)
次に、図5を用いて、本発明の第二実施形態に係るアンテナ装置200の構成について説明する。図5は、アンテナ装置200の概略構成を示す斜視図である。アンテナ装置200は、使用周波数帯が1.7GHz帯及び2GHz帯である2素子水平偏波アンテナ装置であり、水平偏波を放射する略矩形状の第一アンテナ素子40、水平偏波を放射する略矩形状の第二アンテナ素子50、及び合成器60を備えている。
(Second embodiment)
Next, the configuration of the antenna device 200 according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a perspective view showing a schematic configuration of the antenna device 200. The antenna device 200 is a two-element horizontal polarization antenna device having a use frequency band of 1.7 GHz band and 2 GHz band, a substantially rectangular first antenna element 40 that radiates horizontal polarization, and radiates horizontal polarization. A substantially rectangular second antenna element 50 and a combiner 60 are provided.

第一アンテナ素子40及び第二アンテナ素子50のそれぞれは、放射する水平偏波の振動方向が互いに略平行になるように、略矩形の長辺同士を互いに接触させながら並べられて配置されている。即ち、第一アンテナ素子40及び第二アンテナ素子50は、接触面を対称の中心として左右対称となる位置関係となっている。左右対称となるように配置することにより、同位相合成するため、アンテナ素子40,50のそれぞれは互いに逆位相で励振する。振動方向が同一になるように、水平方向(即ち図2に示すx方向)に並べられて配置された第一アンテナ素子40及び第二アンテナ素子50を合わせた装置全体の幅W2は、140mm以上200mm以下の範囲にある。また、合成器60は、第一アンテナ素子10及び第二アンテナ素子20のそれぞれと電気的に接続されている。   Each of the first antenna element 40 and the second antenna element 50 is arranged side by side with the substantially rectangular long sides in contact with each other so that the vibration directions of the horizontally polarized waves to be emitted are substantially parallel to each other. . In other words, the first antenna element 40 and the second antenna element 50 have a positional relationship that is symmetrical with respect to the contact surface as the center of symmetry. By arranging them symmetrically, the antenna elements 40 and 50 are excited with opposite phases to each other in order to achieve in-phase synthesis. The total width W2 of the device including the first antenna element 40 and the second antenna element 50 arranged in the horizontal direction (that is, the x direction shown in FIG. 2) so that the vibration directions are the same is 140 mm or more. It is in the range of 200 mm or less. The combiner 60 is electrically connected to each of the first antenna element 10 and the second antenna element 20.

第一アンテナ素子40及び第二アンテナ素子50のそれぞれは、第一実施形態と同様の同一構成要素から構成されているため、各構成要素の説明は省略する。なお、第一アンテナ素子40は、水平偏波を放射する素子であり、導体線路13は基準面となる大地に対して水平な位置関係となっている。ここで、第一アンテナ素子40及び第二アンテナ素子50のそれぞれの給電点14がアンテナ装置200の略中心に位置するように、第一アンテナ素子40及び第二アンテナ素子50が互いに接触されながら並べられて配置されている。このように配置することにより、給電点14のために必要となるスペースをコンパクトにすることができる。   Since each of the first antenna element 40 and the second antenna element 50 is composed of the same constituent elements as in the first embodiment, description of each constituent element is omitted. The first antenna element 40 is an element that radiates horizontally polarized waves, and the conductor line 13 has a horizontal positional relationship with respect to the ground serving as a reference plane. Here, the first antenna element 40 and the second antenna element 50 are arranged in contact with each other so that the respective feeding points 14 of the first antenna element 40 and the second antenna element 50 are located at the approximate center of the antenna device 200. Has been placed. By arranging in this way, the space required for the feeding point 14 can be made compact.

本実施形態のアンテナ装置200では、第一アンテナ素子40及び第二アンテナ素子50を合わせた装置全体の幅W2を調節することで、水平面内指向性の電力半値幅を調節して制御することができる。図6には、一例として、上記した反射板幅W2を調節した場合における水平面内指向性の電力半値幅の変化を示す。周波数としては、1.7GHz帯の下端の周波数である1.7GHz及び2GHz帯の上端の周波数である2.2GHzを用いた。周波数1.7GHzを用いた場合、反射板幅W1を140mm以上200mm以下の範囲にある値とすることにより、水平面内指向性の電力半値幅を60度よりやや低い値から約45度までの値にすることができる。なお、反射板幅W2を大きくする程、この電力半値幅を小さくすることができる。この範囲にある電力半値幅は、セクタ分割角より狭い。   In the antenna device 200 of the present embodiment, by adjusting the width W2 of the entire device including the first antenna element 40 and the second antenna element 50, it is possible to adjust and control the FWHM of directivity in the horizontal plane. it can. FIG. 6 shows, as an example, a change in the half-value power of the horizontal plane directivity when the above-described reflector width W2 is adjusted. The frequencies used were 1.7 GHz, which is the lower end frequency of the 1.7 GHz band, and 2.2 GHz, which is the upper end frequency of the 2 GHz band. When a frequency of 1.7 GHz is used, by setting the reflector width W1 to a value in the range of 140 mm or more and 200 mm or less, the power half-value width of the directivity in the horizontal plane is a value from a value slightly lower than 60 degrees to about 45 degrees. Can be. In addition, this half value width of electric power can be made small, so that the reflector width W2 is enlarged. The power half width in this range is narrower than the sector division angle.

また、周波数2.2GHzを用いた場合、反射板幅W1を140mm以上200mm以下の範囲にある値とすることにより、水平面内指向性の電力半値幅を約50度から約30度までの値にすることができる。反射板幅W2を大きくする程、この電力半値幅を小さくすることができる。この範囲にある電力半値幅は、セクタ分割角より狭い。以上のことから、周波数帯1.7GHz帯及び2GHz帯を合わせた領域においては、水平面内指向性の電力半値幅を60度よりやや低い値から約30度までの値にすることができる。   Further, when the frequency of 2.2 GHz is used, by setting the reflector width W1 to a value in the range of 140 mm or more and 200 mm or less, the power half-value width of the directivity in the horizontal plane is set to a value from about 50 degrees to about 30 degrees. can do. As the reflector width W2 is increased, this half-power width can be reduced. The power half width in this range is narrower than the sector division angle. From the above, in the region where the frequency bands of 1.7 GHz and 2 GHz are combined, the power half-value width of the horizontal plane directivity can be set to a value slightly lower than 60 degrees to about 30 degrees.

引き続き、本実施形態の作用効果について説明する。第一アンテナ素子40及び第二アンテナ素子50のそれぞれは、それぞれのアンテナ素子により放射される水平偏波の振動方向が互いに略平行になるように並べられて配置され、並べられて配置された反射板15,15を合わせた幅は、140mm以上200mm以下の範囲にある。この構成により、移動通信で用いられる周波数帯1.7GHz帯及び2GHz帯を共用しつつ水平偏波を放射することができる。また、図6に示したように、セクタ分割角より狭い電力半値幅を有することとなる。更に、反射板15,15を合わせた幅は140mm以上200mm以下の範囲にあるため、風圧荷重を小さくすることができる。   Continuously, the effect of this embodiment is demonstrated. The first antenna element 40 and the second antenna element 50 are arranged side by side so that the vibration directions of the horizontally polarized waves radiated from the respective antenna elements are substantially parallel to each other, and the reflections are arranged side by side. The combined width of the plates 15 and 15 is in the range of 140 mm to 200 mm. With this configuration, it is possible to radiate horizontally polarized waves while sharing the frequency bands 1.7 GHz and 2 GHz used in mobile communication. Moreover, as shown in FIG. 6, it has a power half-value width narrower than the sector division angle. Furthermore, since the combined width of the reflectors 15 and 15 is in the range of 140 mm or more and 200 mm or less, the wind pressure load can be reduced.

以上、本発明を第一及び第二実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。なお、当業者は上記の実施形態及び下記の変形例を本発明の特許請求の範囲の主題に反することなく発展させることができる。例えば、第一実施形態の2素子垂直偏波アンテナ装置100と、第二実施形態の2素子水平偏波アンテナ装置200と、を、所定の利得が得られるように垂直方向(即ち図2に示すz方向)に複数台、多段配列して、それぞれの無給電素子16から分岐・励振させる偏波共用型アンテナ装置を構成してもよい。これにより、見かけ上1台のアンテナ装置とすることができる。   As mentioned above, although this invention was concretely demonstrated based on 1st and 2nd embodiment, this invention is not limited to said embodiment, A various deformation | transformation is possible. It should be noted that those skilled in the art can develop the above embodiments and the following modifications without departing from the subject matter of the claims of the present invention. For example, the two-element vertical polarization antenna device 100 of the first embodiment and the two-element horizontal polarization antenna device 200 of the second embodiment are arranged in the vertical direction (that is, shown in FIG. 2) so that a predetermined gain is obtained. A plurality of multi-stage arrangements in the z direction) may be used, and a polarization sharing type antenna device that branches and excites from each parasitic element 16 may be configured. Thereby, it can be set as one antenna apparatus apparently.

既に開示されたアンテナ装置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 already disclosed antenna apparatus. 本発明の第一実施形態に係るアンテナ装置の概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view showing a schematic structure of an antenna device concerning a first embodiment of the present invention. 本発明の第一実施形態に係るアンテナ装置のアンテナ素子の平面図及び正面図である。It is the top view and front view of the antenna element of the antenna apparatus which concern on 1st embodiment of this invention. 本発明の第一実施形態に係るアンテナ装置の反射板幅と水平面内指向性の電力半値幅との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the reflecting plate width | variety of the antenna apparatus which concerns on 1st embodiment of this invention, and the power half value width of directivity in a horizontal surface. 本発明の第二実施形態に係るアンテナ装置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 antenna device which concerns on 2nd embodiment of this invention. 本発明の第二実施形態に係るアンテナ装置の反射板幅と水平面内指向性の電力半値幅との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the reflecting plate width | variety of the antenna apparatus which concerns on 2nd embodiment of this invention, and the power half value width of directivity in a horizontal surface.

符号の説明Explanation of symbols

1a,1b…ダイポールアンテナ素子、2a,2b…反射器、3,30,60…合成器、10,40…第一アンテナ素子、11…導体基板、12…一次放射素子、13…導体線路、14…給電点、15…反射板、16…無給電素子、20,50…第二アンテナ素子、100,200…アンテナ装置。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a, 1b ... Dipole antenna element, 2a, 2b ... Reflector, 3, 30, 60 ... Synthesizer, 10, 40 ... First antenna element, 11 ... Conductor substrate, 12 ... Primary radiation element, 13 ... Conductor line, 14 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Feeding point, 15 ... Reflecting plate, 16 ... Parasitic element, 20, 50 ... Second antenna element, 100, 200 ... Antenna apparatus.

Claims (2)

電波を反射する第一反射手段を有するとともに垂直偏波を放射する第一アンテナ素子と、
電波を反射する第二反射手段を有するとともに垂直偏波を放射する第二アンテナ素子と、
前記第一アンテナ素子からの出力信号及び前記第二アンテナ素子からの出力信号を合成する合成手段と、を備え、
前記第一アンテナ素子及び前記第二アンテナ素子は、放射する垂直偏波の振動方向が互いに略平行になるように並べられて配置され、
並べられて配置された前記第一反射手段及び前記第二反射手段を合わせた幅は、140mm以上200mm以下の範囲にある
ことを特徴とするアンテナ装置。
A first antenna element having first reflecting means for reflecting radio waves and radiating vertically polarized waves;
A second antenna element having second reflecting means for reflecting radio waves and radiating vertically polarized waves;
Combining means for combining the output signal from the first antenna element and the output signal from the second antenna element;
The first antenna element and the second antenna element are arranged side by side so that the vibration directions of radiating vertically polarized waves are substantially parallel to each other,
The antenna device characterized in that the combined width of the first reflecting means and the second reflecting means arranged side by side is in a range of 140 mm to 200 mm.
電波を反射する第一反射手段を有するとともに水平偏波を放射する第一アンテナ素子と、
電波を反射する第二反射手段を有するとともに水平偏波を放射する第二アンテナ素子と、
前記第一アンテナ素子からの出力信号及び前記第二アンテナ素子からの出力信号を合成する合成手段と、を備え、
前記第一アンテナ素子及び前記第二アンテナ素子は、放射する水平偏波の振動方向が互いに略平行になるように並べられて配置され、
並べられて配置された前記第一反射手段及び前記第二反射手段を合わせた幅は、140mm以上200mm以下の範囲にある
ことを特徴とするアンテナ装置。
A first antenna element having first reflecting means for reflecting radio waves and radiating horizontal polarization;
A second antenna element having second reflecting means for reflecting radio waves and radiating horizontal polarization;
Combining means for combining the output signal from the first antenna element and the output signal from the second antenna element;
The first antenna element and the second antenna element are arranged side by side so that vibration directions of radiating horizontally polarized waves are substantially parallel to each other,
The antenna device characterized in that the combined width of the first reflecting means and the second reflecting means arranged side by side is in a range of 140 mm to 200 mm.
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