JP2011049864A - Polarization shared antenna - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polarization shared antenna which has the low profile shape with respect to an installation surface (especially a ceiling) and in which vertically polarized wave and horizontally polarized wave have approximately the same directive characteristics within a range of a direction required for transmission and reception. <P>SOLUTION: The polarization shared antenna includes: a conductor plate; a dipole antenna element arranged facing the conductor plate; and an U-shaped antenna element one end of which is directly and electrically connected to the conductor plate and the other end of which is electrically connected to the conductor plate via a feeding part. A conductor part facing the U-shaped antenna element is arranged to face the dipole antenna element and power is separately fed to each antenna element. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は垂直偏波成分と水平偏波成分を有するアンテナに関する。 The present invention relates to an antenna having a vertical polarization component and a horizontal polarization component.

例えば、屋内のMIMO(Multiple-Input Multiple-Output)通信において、部屋の側面の角方向への指向性を持つアンテナを用いることで、その通信容量を改善できることが知られている。また、非特許文献1に示されているように、垂直偏波と水平偏波でそれぞれ別々の放射素子を持つアンテナを用いることで、放射素子間の距離によらずにその通信容量を確保できることも知られている。   For example, in indoor MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) communication, it is known that the communication capacity can be improved by using an antenna having directivity in the angular direction of the side surface of a room. Further, as shown in Non-Patent Document 1, by using antennas having separate radiating elements for vertical polarization and horizontal polarization, the communication capacity can be secured regardless of the distance between the radiating elements. Is also known.

そして、特定の方向へほぼ同一の指向性特性を持つ偏波共用アンテナとして、特許文献1のアンテナがある。このアンテナは、屋外の基地局に設置する用途を目的としており、直交する偏波を送受信する別々の放射素子を持つ指向性アンテナである。   An antenna disclosed in Patent Document 1 is a polarization sharing antenna having substantially the same directivity characteristics in a specific direction. This antenna is intended to be installed in an outdoor base station, and is a directional antenna having separate radiating elements that transmit and receive orthogonal polarized waves.

特開平9−98019号公報JP-A-9-98019

内田他,“アクセスポイントに指向性アンテナを用いた屋内MIMOシステムにおける最適条件”,電子通信学会技術報告,AP2008-122, pp.61-66,2008年.Uchida et al., “Optimum conditions for indoor MIMO systems with directional antennas at the access point”, IEICE Technical Report, AP2008-122, pp.61-66, 2008.

しかしながら、特許文献1のアンテナは、屋内の天井に設置する基地局に用いると、次のような問題がある。反射器を天井に対向させると(天井に水平に寝かせた状態で設置すると)、2組のダイポール素子は両方とも水平偏波を送受信することになり、垂直偏波を送受信できない。一方、垂直偏波を何れかのダイポール素子で送受信しようとすれば、ダイポール素子の長さ分(一端的には波長の1/2)天井から突き出てしまう。したがって、邪魔になったり、景観を損ねたりするという問題がある。さらに、複数のアンテナを用いるMIMOに使用する場合には、その問題が顕著になる。   However, the antenna of Patent Document 1 has the following problems when used in a base station installed on an indoor ceiling. When the reflector is opposed to the ceiling (when installed on the ceiling horizontally), the two dipole elements both transmit and receive horizontal polarization, and cannot transmit and receive vertical polarization. On the other hand, if the vertical polarization is transmitted / received by any of the dipole elements, the dipole element protrudes from the ceiling by the length of the dipole element (one half of the wavelength at one end). Therefore, there is a problem that it gets in the way or the landscape is damaged. Furthermore, when using for MIMO using a plurality of antennas, the problem becomes remarkable.

本発明の目的は、設置面(特に天井)に対し低姿勢な形状であり、かつ、垂直偏波と水平偏波とが送受信に必要な方向の範囲でほぼ同一の指向性特性を持つ偏波共用のアンテナを提供することである。   An object of the present invention is a polarized wave having a low profile with respect to the installation surface (especially the ceiling) and having substantially the same directivity characteristics in a range of directions required for transmission and reception between vertical polarization and horizontal polarization. To provide a shared antenna.

上記の課題を解決するために、本発明に係る偏波共用アンテナは、導体板と、導体板と対向して配置されたダイポールアンテナ素子と、一端が直接、他端が給電部を介して電気的に、導体板と接続されたコ字状アンテナ素子と、を具備する。コ字状アンテナ素子の導体板と対向する導線部分がダイポールアンテナ素子と対向するように配置され、各アンテナ素子に別々に給電する。   In order to solve the above-described problems, a dual-polarized antenna according to the present invention includes a conductor plate, a dipole antenna element arranged opposite to the conductor plate, one end directly and the other end electrically connected via a feeder. In particular, a U-shaped antenna element connected to the conductor plate. The conductive wire portion facing the conductor plate of the U-shaped antenna element is disposed so as to face the dipole antenna element, and power is supplied to each antenna element separately.

本発明のアンテナの構成であれば、設置面(特に天井)に対し低姿勢な形状であり、かつ、垂直偏波と水平偏波とが送受信に必要な方向の範囲でほぼ同一の指向性特性を持つ偏波共用のアンテナを設計できる。   With the antenna configuration of the present invention, the shape is low with respect to the installation surface (especially the ceiling), and the vertically polarized waves and the horizontally polarized waves have almost the same directivity characteristics in the range of directions required for transmission and reception. It is possible to design a polarization sharing antenna with

偏波共用アンテナ100の斜視図。FIG. 偏波共用アンテナ100の正面図。1 is a front view of a polarization sharing antenna 100. FIG. (A)はzx平面におけるコ字状アンテナ素子130の垂直偏波に対する指向性特性を、(B)はダイポールアンテナ素子120の水平偏波に対する指向性特性を示す図。(A) is a directional characteristic with respect to the vertical polarization of the U-shaped antenna element 130 in the zx plane, and (B) is a diagram showing the directional characteristic with respect to the horizontal polarization of the dipole antenna element 120. 偏波共用アンテナ200の斜視図。FIG. 偏波共用アンテナ200の正面図。The front view of the polarization sharing antenna 200. FIG. (A)はzx平面におけるコ字状アンテナ素子130の垂直偏波に対する指向性特性を、(B)はダイポールアンテナ素子120の水平偏波に対する指向性特性を示す図。(A) is a directional characteristic with respect to the vertical polarization of the U-shaped antenna element 130 in the zx plane, and (B) is a diagram showing the directional characteristic with respect to the horizontal polarization of the dipole antenna element 120. 偏波共用アンテナ300の斜視図を示す図。The figure which shows the perspective view of the polarized-wave common antenna 300. FIG. 偏波共用アンテナ300Bの斜視図を示す図。The figure which shows the perspective view of polarized-wave common antenna 300B. 偏波共用アンテナ400の斜視図。FIG. 偏波共用アンテナ400の正面図。FIG. 給電部440の構成例を示す図。FIG. 10 illustrates a configuration example of a power feeding unit 440. 偏波共用アンテナ400Bの斜視図。The perspective view of the polarization sharing antenna 400B. 給電部540の構成例を示す図。FIG. 14 illustrates a configuration example of a power feeding unit 540. 給電部640の構成例を示す図。FIG. 10 illustrates a configuration example of a power feeding unit 640. 給電部740の構成例を示す図。FIG. 6 shows a configuration example of a power feeding unit 740.

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

[偏波共用アンテナ100]
図1は実施例1の偏波共用アンテナ100の斜視図を、図2は偏波共用アンテナ100の正面図を示す。なお、導体板の各アンテナ素子が設けられた面を正面とする。図1及び図2を用いて実施例1に係る偏波共用アンテナを説明する。
[Polarized antenna 100]
FIG. 1 is a perspective view of the dual-polarized antenna 100 according to the first embodiment, and FIG. 2 is a front view of the dual-polarized antenna 100. In addition, let the surface in which each antenna element of the conductor plate was provided be the front. The polarization sharing antenna according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

偏波共用アンテナ100は、導体板110と、ダイポールアンテナ素子120と、コ字状アンテナ素子130とを具備する。   The dual-polarized antenna 100 includes a conductor plate 110, a dipole antenna element 120, and a U-shaped antenna element 130.

[導体板110]
導体板110の一方の面は例えば天井等の設置面に平行に配置され、これと接し、他方の面には後述するダイポールアンテナ素子120及びコ字状アンテナ素子130が設けられる。
[Conductor plate 110]
One surface of the conductor plate 110 is arranged in parallel with an installation surface such as a ceiling, for example, and is in contact with the other surface, and a dipole antenna element 120 and a U-shaped antenna element 130 described later are provided on the other surface.

偏波共用アンテナの使用中心周波数をλとした場合、例えば、導体板110の大きさは1.8λ×1.8λの正方形の板状である。導体板110の厚さ、材質等は、移動や設置等に際し変形し、アンテナとしての機能を損なわない程度の強度を備えるものであればよい。また後述するダイポールアンテナ素子、コ字状アンテナ素子についても同様である。 When the use center frequency of the polarization sharing antenna is λ 0 , for example, the size of the conductor plate 110 is a square plate shape of 1.8λ 0 × 1.8λ 0 . The thickness, material, and the like of the conductor plate 110 may be any as long as they are deformed during movement, installation, or the like and have strengths that do not impair the function as an antenna. The same applies to a dipole antenna element and a U-shaped antenna element described later.

[ダイポールアンテナ素子120]
ダイポールアンテナ素子120は、導体板110と対向して配置される。例えば、ダイポールアンテナ素子120が成す直線と導体板110の成す平面は平行に配置される。なお、本発明において、対向とは、略平行であり、アンテナとしての機能を損なわない程度に向きあっていることを意味する。
[Dipole antenna element 120]
Dipole antenna element 120 is disposed to face conductive plate 110. For example, the straight line formed by the dipole antenna element 120 and the plane formed by the conductor plate 110 are arranged in parallel. In the present invention, the term “opposite” means substantially parallel and facing to the extent that the function as an antenna is not impaired.

ダイポールアンテナ素子120の長さはほぼ半波長(例えば0.44λ)であり、ダイポールアンテナ素子120と導体板110の距離は例えば0.14λである。 The length of the dipole antenna element 120 is approximately half wavelength (for example, 0.44λ 0 ), and the distance between the dipole antenna element 120 and the conductor plate 110 is, for example, 0.14λ 0 .

ダイポールアンテナ素子120は、給電線路121を介して導体板110と接続されている。例えば、ダイポールアンテナ素子120の一方120Rは給電線路121Rを介して導体板110と接続され、他方120Lは給電線路121Lを介し、さらに給電部の信号端子と接続されている。なお、給電部の信号端子は同軸ケーブル10の内部導体と、導体板110は同軸ケーブル10の外部導体と電気的に接続されている。   The dipole antenna element 120 is connected to the conductor plate 110 via the feed line 121. For example, one of the dipole antenna elements 120R is connected to the conductor plate 110 through the feed line 121R, and the other 120L is connected to the signal terminal of the feed unit through the feed line 121L. The signal terminal of the power feeding unit is electrically connected to the inner conductor of the coaxial cable 10, and the conductor plate 110 is electrically connected to the outer conductor of the coaxial cable 10.

[コ字状アンテナ素子130]
コ字状アンテナ素子130は、一端130Lが直接導体板110と直接接続し、他端130Rが給電部を介して電気的に、導体板110と接続する。なお、他端130Rは給電部の信号端子と接続され、給電部の信号端子は同軸ケーブル11の内部導体と、導体板110は同軸ケーブル11の外部導体と電気的に接続される。
[U-shaped antenna element 130]
The U-shaped antenna element 130 has one end 130L directly connected to the conductor plate 110 and the other end 130R electrically connected to the conductor plate 110 via a power feeding unit. The other end 130 </ b> R is connected to the signal terminal of the power feeding unit, the signal terminal of the power feeding unit is electrically connected to the inner conductor of the coaxial cable 11, and the conductor plate 110 is electrically connected to the outer conductor of the coaxial cable 11.

例えば、コ字状アンテナ素子の成すループ面の大きさは0.32λ×0.12λであり、コ字状アンテナ素子の総長は0.56λである。 For example, the size of the loop surface formed by the U-shaped antenna element is 0.32λ 0 × 0.12λ 0 , and the total length of the U-shaped antenna element is 0.56λ 0 .

[配置例及び動作例]
コ字状アンテナ素子130の導体板110と対向する導線部分130Cがダイポールアンテナ素子120と対向するように配置される。例えば、ダイポールアンテナ素子120の成す直線と、コ字状アンテナ素子120の導体板110と対向する導線部分130Cの成す直線が平行になるように配置する。例えば、コ字状アンテナ素子130とダイポールアンテナ素子120の水平方向における距離は0.19λ以上となるように配置する。
[Example of arrangement and operation]
The conductive wire portion 130 </ b> C facing the conductor plate 110 of the U-shaped antenna element 130 is arranged to face the dipole antenna element 120. For example, the straight line formed by the dipole antenna element 120 and the straight line formed by the conductive wire portion 130 </ b> C facing the conductor plate 110 of the U-shaped antenna element 120 are arranged in parallel. For example, the distance in the horizontal direction of the U-shaped antenna element 130 and the dipole antenna element 120 is arranged such that 0.19Ramuda 0 or more.

また、例えば、導線部分130Cの中心とダイポールアンテナ素子120の中心を通る直線Aを対称軸として、導線部分130C及びダイポールアンテナ素子120が線対称となるように配置してもよい。   Further, for example, the conductor portion 130C and the dipole antenna element 120 may be arranged to be line symmetric with respect to a straight line A passing through the center of the conductor portion 130C and the center of the dipole antenna element 120 as an axis of symmetry.

ダイポールアンテナ素子120とコ字状アンテナ素子130に別々に給電する。ダイポールアンテナ素子120を給電することにより、ダイポールアンテナ素子120と平行な電界が発生し、水平偏波成分となる。一方、コ字状アンテナ素子130を給電することにより、導体板110と直交する方向の電界が発生し、垂直成分となる。   Power is supplied separately to the dipole antenna element 120 and the U-shaped antenna element 130. By feeding the dipole antenna element 120, an electric field parallel to the dipole antenna element 120 is generated and becomes a horizontally polarized wave component. On the other hand, when the U-shaped antenna element 130 is fed, an electric field in a direction orthogonal to the conductor plate 110 is generated and becomes a vertical component.

[効果]
図3(A)は各アンテナ素子を通るzx平面におけるコ字状アンテナ素子130の垂直偏波に対する指向性特性を、図3(B)はダイポールアンテナ素子120の水平偏波に対する指向性特性を示す。
[effect]
3A shows the directivity characteristic with respect to the vertical polarization of the U-shaped antenna element 130 in the zx plane passing through each antenna element, and FIG. 3B shows the directivity characteristic with respect to the horizontal polarization of the dipole antenna element 120. .

水平偏波を送受信するために、コ字状アンテナ素子130に代えて、ダイポールアンテナ素子を用いた場合には、0.5λ以上の高さが必要となり、仮にモノポールアンテナ素子を用い導体板110上に垂直に立てた場合にも0.25λ以上の高さが必要となる。一方、本発明において、最も高い部分は、ダイポールアンテナ素子120の高さであり、0.14λである。よって本発明のアンテナの構成であれば、設置面に対し低姿勢な形状を実現することができる。 To send and receive horizontally polarized, instead of the U-shaped antenna element 130, in the case of using the dipole antenna elements, 0.5 [lambda 0 or more height is required, if the conductive plate using a monopole antenna element it is necessary to be 0.25 [lambda 0 or more height when standing vertically on 110. On the other hand, in the present invention, the highest part, the height of the dipole antenna element 120 is 0.14λ 0. Therefore, if it is the structure of the antenna of this invention, the low-profile shape with respect to an installation surface is realizable.

また、図3から分かるように、ダイポールアンテナ素子120は、0度方向(天井に偏波共用アンテナ100を設置した場合には鉛直方向)において指向性特性が最大となり、約300〜360度方向及び約0〜120度方向に指向性特性を有する。コ字状アンテナ素子130は、0度方向に対して指向性特性を有さないが、約5〜90度及び約270〜355度方向に対し指向性特性を有する。よって、垂直偏波と水平偏波とが送受信に必要な方向の特定の範囲内で用いることのできる偏波共用のアンテナを設計できる。   Further, as can be seen from FIG. 3, the dipole antenna element 120 has the maximum directivity characteristic in the 0 degree direction (the vertical direction when the polarization sharing antenna 100 is installed on the ceiling), and the direction of about 300 to 360 degrees. It has directivity characteristics in the direction of about 0 to 120 degrees. The U-shaped antenna element 130 does not have directivity characteristics with respect to the 0 degree direction, but has directivity characteristics with respect to directions of about 5 to 90 degrees and about 270 to 355 degrees. Therefore, it is possible to design a polarization-sharing antenna that can be used within a specific range in a direction required for transmission and reception of vertical polarization and horizontal polarization.

なお、本発明において、アンテナ素子及び給電線路及びコ字状アンテナ素子は、線状以外の形状(例えば帯状等)であってもよい。また、本発明において、各構成要素(導体板、ダイポールアンテナ素子、コ字状アンテナ素子)の大きさ、位置、向きや各素子間の距離は、例示であり、アンテナとしての機能を損なわない範囲で適宜設定することができる。例えば、導体板110上に複数のアンテナ素子を配置する場合には、アンテナ素子が互いに干渉しないように適宜離せばよい。   In the present invention, the antenna element, the feed line, and the U-shaped antenna element may have a shape other than a linear shape (for example, a belt shape). Further, in the present invention, the size, position, orientation, and distance between each element (conductor plate, dipole antenna element, U-shaped antenna element) are examples, and the function as an antenna is not impaired. Can be set as appropriate. For example, when a plurality of antenna elements are arranged on the conductor plate 110, the antenna elements may be appropriately separated so as not to interfere with each other.

[偏波共用アンテナ200]
図4は実施例2の偏波共用アンテナ200の斜視図を、図5は偏波共用アンテナ200の正面図を示す。図4及び図5を用いて実施例2に係る偏波共用アンテナを説明する。実施例1と異なる部分についてのみ説明する。
[Polarized antenna 200]
4 is a perspective view of the dual-polarized antenna 200 according to the second embodiment, and FIG. 5 is a front view of the dual-polarized antenna 200. The polarization sharing antenna according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5. Only parts different from the first embodiment will be described.

偏波共用アンテナ200は、導体板110と、ダイポールアンテナ素子120と、コ字状アンテナ素子130と、ダイポール状無給電素子223と、コ字状無給電素子235とを具備する。   The dual-polarized antenna 200 includes a conductor plate 110, a dipole antenna element 120, a U-shaped antenna element 130, a dipole parasitic element 223, and a U-shaped parasitic element 235.

導体板110、ダイポールアンテナ素子120及びコ字状アンテナ素子130は、実施例1と同様の構成である。但し、以降の説明する実施例及び変形例において、コ字状アンテナ素子の成すループ面の大きさは0.27λ×0.12λであり、コ字状アンテナ素子の総長は0.51λである。 The conductor plate 110, the dipole antenna element 120, and the U-shaped antenna element 130 have the same configuration as in the first embodiment. However, in the examples and modifications described below, the size of the loop surface formed by the U-shaped antenna element is 0.27λ 0 × 0.12λ 0 and the total length of the U-shaped antenna element is 0.51λ 0. It is.

[ダイポール状無給電素子223]
ダイポール状無給電素子223は、ダイポールアンテナ素子120に対向して、かつコ字状アンテナ素子130と反対側に配置され、ダイポールアンテナ素子223よりも短い。
[Dipole-shaped parasitic element 223]
The dipole parasitic element 223 is disposed opposite to the dipole antenna element 120 and on the opposite side of the U-shaped antenna element 130, and is shorter than the dipole antenna element 223.

例えば、ダイポール状無給電素子223の成す直線とダイポールアンテナ素子120の成す直線はほぼ平行になるように配置する。例えば、ダイポール状無給電素子223の長さは0.41λであり、ダイポール状無給電素子223と導体板110の距離は0.14λある。ダイポール状無給電素子223は給電線路を介して、直接導体板110に接続する。 For example, the straight line formed by the dipole parasitic element 223 and the straight line formed by the dipole antenna element 120 are arranged substantially in parallel. For example, the length of the dipole parasitic element 223 is 0.41λ 0 , and the distance between the dipole parasitic element 223 and the conductor plate 110 is 0.14λ 0 . The dipole parasitic element 223 is directly connected to the conductor plate 110 via a feed line.

[コ字状無給電素子235]
コ字状無給電素子235は、コ字状アンテナ素子130と対向して、かつダイポールアンテナ素子120と反対側に配置され、コ字状アンテナ素子130よりも総長が長い。
[U-shaped parasitic element 235]
The U-shaped parasitic element 235 is disposed opposite to the U-shaped antenna element 130 and on the opposite side of the dipole antenna element 120, and has a total length longer than that of the U-shaped antenna element 130.

例えば、コ字状無給電素子235の成すループ面の大きさは0.32λ×0.12λであり、コ字状無給電素子235の総長は0.56λである。この場合、高さはコ字状アンテナ130と同じであり、幅はコ字状アンテナ130より広い形状であり、コ字状アンテナ130は総長が長くなる。コ字状無給電素子235の両端は、それぞれ直接導体板110に接続する。 For example, the size of the loop surface formed by the U-shaped parasitic element 235 is 0.32λ 0 × 0.12λ 0 , and the total length of the U-shaped parasitic element 235 is 0.56λ 0 . In this case, the height is the same as the U-shaped antenna 130, the width is wider than the U-shaped antenna 130, and the total length of the U-shaped antenna 130 is longer. Both ends of the U-shaped parasitic element 235 are directly connected to the conductor plate 110.

[配置例及び動作例]
例えば、コ字状無給電素子235とコ字状アンテナ素子130との距離は0.2λであり、ダイポールアンテナ素子120とダイポール状無給電素子223との距離は0.24λであり、コ字状アンテナ素子130とダイポールアンテナ素子120との距離は0.19λである。
[Example of arrangement and operation]
For example, the distance between the U-shaped parasitic element 235 and the U-shaped antenna element 130 is 0.2? 0, the distance between the dipole antenna element 120 and the dipole-shaped parasitic element 223 is 0.24Ramuda 0, co the distance between the shaped antenna element 130 and the dipole antenna element 120 is 0.19λ 0.

また、例えば、各素子の中心を通る直線を対称軸として、各素子が線対称となるように配置してもよい。   Further, for example, each element may be arranged to be line symmetric with respect to a straight line passing through the center of each element as a symmetry axis.

ダイポールアンテナ素子120とコ字状アンテナ素子130に別々に給電する。ダイポールアンテナ素子120を給電することにより、ダイポールアンテナ素子120と平行な電界が発生し、水平偏波成分となる。その際、ダイポール状無給電素子223は、導波器として機能し、ダイポールアンテナ素子120は、ダイポール状無給電素子223方向に指向性特性を示す。   Power is supplied separately to the dipole antenna element 120 and the U-shaped antenna element 130. By feeding the dipole antenna element 120, an electric field parallel to the dipole antenna element 120 is generated and becomes a horizontally polarized wave component. At that time, the dipole parasitic element 223 functions as a director, and the dipole antenna element 120 exhibits directivity characteristics in the direction of the dipole parasitic element 223.

一方、コ字状アンテナ素子130を給電することにより、導体板110と直交する方向の電界が発生し、垂直成分となる。その際、コ字状無給電素子235は、反射器として機能し、コ字状アンテナ素子130は、コ字状無給電素子130とは反対方向(つまり、ダイポールアンテナ素子120の方向)に指向性特性を示す。   On the other hand, when the U-shaped antenna element 130 is fed, an electric field in a direction orthogonal to the conductor plate 110 is generated and becomes a vertical component. At this time, the U-shaped parasitic element 235 functions as a reflector, and the U-shaped antenna element 130 has directivity in the direction opposite to the U-shaped parasitic element 130 (that is, the direction of the dipole antenna element 120). Show properties.

なお、コ字状アンテナ素子130は、コ字状無給電素子235を設けることにより、共振周波数が変化する。そのため、コ字状アンテナ素子の成すループ面の大きさを適宜調整することで、共振周波数を合わせることができる。   Note that the U-shaped antenna element 130 has a resonance frequency that is changed by providing the U-shaped parasitic element 235. Therefore, the resonance frequency can be adjusted by appropriately adjusting the size of the loop surface formed by the U-shaped antenna element.

[効果]
図6(A)は各アンテナ素子を通るzx平面におけるコ字状アンテナ素子130の垂直偏波に対する指向性特性を、図6(B)はダイポールアンテナ素子120の水平偏波に対する指向性特性を示す。
[effect]
6A shows the directivity characteristic with respect to the vertical polarization of the U-shaped antenna element 130 in the zx plane passing through each antenna element, and FIG. 6B shows the directivity characteristic with respect to the horizontal polarization of the dipole antenna element 120. .

実施例1と同様に、設置面(特に天井)に対し低姿勢な形状であり、かつ、垂直偏波と水平偏波とが送受信にほぼ同一の指向性特性を持つ偏波共用のアンテナを設計できる。さらに、図6から分かるように、コ字状アンテナ素子の主ビーム方向は56度であり、ダイポールアンテナ素子の主ビーム方向は53度であり、単一指向性を持つ単一指向性アンテナを構成することができる。   Similar to the first embodiment, a polarization-sharing antenna is designed that has a low profile with respect to the installation surface (especially the ceiling) and that has substantially the same directivity characteristics for vertical transmission and horizontal polarization for transmission and reception. it can. Further, as can be seen from FIG. 6, the main beam direction of the U-shaped antenna element is 56 degrees, and the main beam direction of the dipole antenna element is 53 degrees, thereby forming a unidirectional antenna having unidirectionality. can do.

なお、図9のように複数のアンテナ素子、無給電素子を配置してもよい。   A plurality of antenna elements and parasitic elements may be arranged as shown in FIG.

[偏波共用アンテナ300]
図7は実施例3の偏波共用アンテナ300の斜視図を示す。図7を用いて実施例3に係る偏波共用アンテナを説明する。実施例1と異なる部分についてのみ説明する。
[Polarized antenna 300]
FIG. 7 is a perspective view of the dual-polarized antenna 300 according to the third embodiment. The polarization sharing antenna according to the third embodiment will be described with reference to FIG. Only parts different from the first embodiment will be described.

偏波共用アンテナ300は、導体板110と、ダイポールアンテナ素子120と、コ字状アンテナ素子130と、ダイポール状無給電素子325と、コ字状無給電素子333とを具備する。なお、導体板110、ダイポールアンテナ素子120及びコ字状アンテナ素子130は、実施例1と同様の構成である。   The polarization sharing antenna 300 includes a conductor plate 110, a dipole antenna element 120, a U-shaped antenna element 130, a dipole parasitic element 325, and a U-shaped parasitic element 333. The conductor plate 110, the dipole antenna element 120, and the U-shaped antenna element 130 have the same configuration as in the first embodiment.

[ダイポール状無給電素子325]
ダイポール状無給電素子325は、ダイポールアンテナ素子120に対向して、かつコ字状アンテナ素子130と反対側に配置され、ダイポールアンテナ素子223よりも長い。
[Dipole parasitic element 325]
The dipole parasitic element 325 is disposed opposite to the dipole antenna element 120 and on the opposite side of the U-shaped antenna element 130 and is longer than the dipole antenna element 223.

例えば、ダイポール状無給電素子325の長さは0.47λであり、ダイポール状無給電素子325と導体板110の距離は0.14λである。 For example, the length of the dipole-shaped parasitic element 325 is 0.47Ramuda 0, the distance of the dipole-shaped parasitic element 325 and the conductor plate 110 is 0.14λ 0.

ダイポール状無給電素子325は給電線路を介して、直接導体板110に接続する。   The dipole parasitic element 325 is directly connected to the conductor plate 110 via a feed line.

[コ字状無給電素子333]
コ字状無給電素子333は、コ字状アンテナ素子130と対向して、かつダイポールアンテナ素子120と反対側に配置され、コ字状アンテナ素子130よりも総長が短い。
[U-shaped parasitic element 333]
The U-shaped parasitic element 333 is disposed opposite to the U-shaped antenna element 130 and on the side opposite to the dipole antenna element 120, and has a total length shorter than that of the U-shaped antenna element 130.

例えば、コ字状無給電素子333の成すループ面の大きさは0.22λ×0.12λであり、コ字状無給電素子333の総長は0.46λである。コ字状無給電素子235の両端は、それぞれ直接導体板110に接続する。 For example, the size of the loop surface formed by the U-shaped parasitic element 333 is 0.22λ 0 × 0.12λ 0 , and the total length of the U-shaped parasitic element 333 is 0.46λ 0 . Both ends of the U-shaped parasitic element 235 are directly connected to the conductor plate 110.

[配置例及び動作例]
例えば、コ字状無給電素子333とコ字状アンテナ素子130との距離は0.2λであり、ダイポールアンテナ素子120とダイポール状無給電素子325との距離は0.24λであり、コ字状アンテナ素子130とダイポールアンテナ素子120との距離は0.19λである。また、例えば、各素子の中心を通る直線を対称軸として、各素子が線対称となるように配置してもよい。
[Example of arrangement and operation]
For example, the distance between the U-shaped parasitic element 333 and the U-shaped antenna element 130 is 0.2? 0, the distance between the dipole antenna element 120 and the dipole-shaped parasitic element 325 is 0.24Ramuda 0, co the distance between the shaped antenna element 130 and the dipole antenna element 120 is 0.19λ 0. Further, for example, each element may be arranged to be line symmetric with respect to a straight line passing through the center of each element as a symmetry axis.

ダイポールアンテナ素子120とコ字状アンテナ素子130に別々に給電する。ダイポールアンテナ素子120を給電することにより、ダイポールアンテナ素子120と平行な電界が発生し、水平偏波成分となる。その際、ダイポール状無給電素子325は、反射器として機能し、ダイポールアンテナ素子120は、ダイポール状無給電素子335とは反対方向に指向性特性を示す。   Power is supplied separately to the dipole antenna element 120 and the U-shaped antenna element 130. By feeding the dipole antenna element 120, an electric field parallel to the dipole antenna element 120 is generated and becomes a horizontally polarized wave component. At this time, the dipole parasitic element 325 functions as a reflector, and the dipole antenna element 120 exhibits directivity characteristics in a direction opposite to the dipole parasitic element 335.

一方、コ字状アンテナ素子130を給電することにより、導体板110と直交する方向の電界が発生し、垂直成分となる。その際、コ字状無給電素子333は、導波器として機能し、コ字状アンテナ素子130は、コ字状無給電素子130方向に指向性特性を示す。   On the other hand, when the U-shaped antenna element 130 is fed, an electric field in a direction orthogonal to the conductor plate 110 is generated and becomes a vertical component. At this time, the U-shaped parasitic element 333 functions as a director, and the U-shaped antenna element 130 exhibits directivity characteristics in the direction of the U-shaped parasitic element 130.

[効果]
以上の構成により、実施例2と同様の効果を奏する。なお、図12のように複数のアンテナ素子、無給電素子を配置してもよい。
[effect]
With the above configuration, the same effects as those of the second embodiment are obtained. A plurality of antenna elements and parasitic elements may be arranged as shown in FIG.

[変形例1]
[偏波共用アンテナ300B]
図8は変形例1の偏波共用アンテナ300Bの斜視図を示す。図8を用いて変形例1に係る偏波共用アンテナを説明する。実施例3と異なる部分についてのみ説明する。
[Modification 1]
[Polarized antenna 300B]
FIG. 8 is a perspective view of the dual-polarized antenna 300B of the first modification. The polarization sharing antenna according to the first modification will be described with reference to FIG. Only the parts different from the third embodiment will be described.

偏波共用アンテナ300Bは、導体板110と、ダイポールアンテナ素子120と、コ字状アンテナ素子130と、ダイポール状無給電素子325と、コ字状無給電素子333に加え、実施例2と同様のダイポール状無給電素子223及びコ字状無給電素子235を具備する。   In addition to the conductor plate 110, the dipole antenna element 120, the U-shaped antenna element 130, the dipole-shaped parasitic element 325, and the U-shaped parasitic element 333, the dual-polarized antenna 300B is similar to the second embodiment. A dipole parasitic element 223 and a U-shaped parasitic element 235 are provided.

[配置例及び動作例]
例えば、導体板110上にダイポール状無給電素子223(導波器)、ダイポールアンテナ素子120、ダイポール状無給電素子325(反射器)、コ字状無給電素子333(導波器)、コ字状アンテナ素子130、コ字状無給電素子235(反射器)の順に配置される。言い換えると、各アンテナ素子に対し、単一指向性を持たせたい方向に導波器を設け、反対側に反射器を設ける。なお、前述の通り、ダイポールアンテナ素子120とコ字状アンテナ素子130は対向し、各アンテナ素子と無給電素子は対向するため、全ての素子が対向する。
[Example of arrangement and operation]
For example, a dipole parasitic element 223 (waveguide), a dipole antenna element 120, a dipole parasitic element 325 (reflector), a U-shaped parasitic element 333 (waveguide), a U-shape on the conductor plate 110. The antenna element 130 and the U-shaped parasitic element 235 (reflector) are arranged in this order. In other words, for each antenna element, a director is provided in a direction in which unidirectionality is desired and a reflector is provided on the opposite side. As described above, since the dipole antenna element 120 and the U-shaped antenna element 130 face each other and each antenna element and the parasitic element face each other, all the elements face each other.

例えば、コ字状アンテナ素子130とコ字状無給電素子333及び235との距離はそれぞれ0.2λであり、ダイポールアンテナ素子120とダイポール状無給電素子223及び325との距離はそれぞれ0.24λである。コ字状無給電素子333とダイポールアンテナ状無給電素子325との距離は0.19λである。また、例えば、各素子の中心を通る直線を対称軸として、各素子が線対称となるように配置してもよい。 For example, the distance between the U-shaped antenna element 130 and the U-shaped parasitic element 333 and 235 are respectively 0.2? 0, the distance between the dipole antenna element 120 and the dipole-shaped parasitic element 223 and 325 respectively 0. 24λ 0 . The distance between the U-shaped parasitic element 333 and the dipole antenna shaped parasitic element 325 is 0.19λ 0. Further, for example, each element may be arranged to be line symmetric with respect to a straight line passing through the center of each element as a symmetry axis.

なお、導体板110上にコ字状無給電素子333(導波器)、コ字状アンテナ素子130、コ字状無給電素子235(反射器)、ダイポール状無給電素子223(導波器)、ダイポールアンテナ素子120、ダイポール状無給電素子325(反射器)の順に配置してもよい。このとき、コ字状無給電素子235とダイポールアンテナ状無給電素子223との距離は0.19λとする。 Note that a U-shaped parasitic element 333 (waveguide), a U-shaped antenna element 130, a U-shaped parasitic element 235 (reflector), and a dipole parasitic element 223 (waveguide) are formed on the conductor plate 110. The dipole antenna element 120 and the dipole parasitic element 325 (reflector) may be disposed in this order. At this time, the distance between the U-shaped parasitic element 235 and the dipole antenna shaped parasitic element 223 is set to 0.19λ 0.

[効果]
以上の構成により、実施例3と同様の効果を奏する。さらに、一つのアンテナ素子に対して導波器と反射器を同時に用いることにより、より高い単一指向性を有することができる。
[effect]
With the above configuration, the same effects as those of the third embodiment are obtained. Furthermore, it is possible to have higher unidirectionality by simultaneously using a director and a reflector for one antenna element.

[偏波共用アンテナ400]
図9は実施例4の偏波共用アンテナ400の斜視図を、図10は偏波共用アンテナ400の正面図を示す。図9及び図10を用いて実施例4に係る偏波共用アンテナを説明する。実施例2と異なる部分についてのみ説明する。
[Polarized antenna 400]
FIG. 9 is a perspective view of the dual-polarized antenna 400 according to the fourth embodiment, and FIG. 10 is a front view of the dual-polarized antenna 400. The polarization sharing antenna according to the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 9 and 10. Only the parts different from the second embodiment will be described.

偏波共用アンテナ400は、導体板110と、ダイポールアンテナ素子120a〜120dと、コ字状アンテナ素子130a〜130dと、ダイポール状無給電素子223a〜223dと、コ字状無給電素子235a〜235dと給電部440を具備する。なお、同一方向に対し指向性特性を有するダイポールアンテナ素子とコ字状アンテナ素子を一組の素子群とする。例えば、ダイポールアンテナ素子120aとコ字状アンテナ素子130aが一組の素子群となる。   The dual-polarized antenna 400 includes a conductor plate 110, dipole antenna elements 120a to 120d, U-shaped antenna elements 130a to 130d, dipole parasitic elements 223a to 223d, and U-shaped parasitic elements 235a to 235d. A power feeding unit 440 is provided. A dipole antenna element and a U-shaped antenna element having directivity characteristics in the same direction are set as a set of element groups. For example, the dipole antenna element 120a and the U-shaped antenna element 130a form a set of element groups.

導体板110と、各ダイポールアンテナ素子120a〜120dと、各コ字状アンテナ素子130a〜130dと、各ダイポール状無給電素子223a〜223dと、各コ字状無給電素子235a〜235dは、実施例2と同様である。   The conductor plate 110, the dipole antenna elements 120a to 120d, the U-shaped antenna elements 130a to 130d, the dipole-shaped parasitic elements 223a to 223d, and the U-shaped parasitic elements 235a to 235d Same as 2.

複数の素子群を有する点及び給電部440を有する点が実施例2とは異なる。   The point which has a some element group and the point which has the electric power feeding part 440 differ from Example 2. FIG.

[給電部440]
給電部440は、配置したダイポールアンテナ素子120a〜120dの給電を切り替える切替手段441と、コ字状アンテナ素子130a〜130dの給電を切り替える切替手段442を備える。図11は給電部440の構成例を示す。
[Power supply unit 440]
The power feeding unit 440 includes switching means 441 for switching feeding of the arranged dipole antenna elements 120a to 120d and switching means 442 for switching feeding of the U-shaped antenna elements 130a to 130d. FIG. 11 shows a configuration example of the power feeding unit 440.

例えば、切替手段441とダイポールアンテナ素子120a〜120dへの給電端子の何れかが電気的に接続され、切替手段441と無線装置の水平偏波端子が接続される。また、例えば、切替手段442とコ字状アンテナ素子130a〜130dへの給電端子の何れかが電気的に接続され、切替手段442と無線装置の垂直偏波端子が接続される。切替手段441と442は連動しており、同一方向に対して指向性特性を有するアンテナ素子の組(例えば、ダイポールアンテナ素子120aとコ字状アンテナ素子130a)を接続する。   For example, any of the power feeding terminals to the switching unit 441 and the dipole antenna elements 120a to 120d is electrically connected, and the switching unit 441 and the horizontal polarization terminal of the wireless device are connected. In addition, for example, the switching unit 442 and any one of the feeding terminals to the U-shaped antenna elements 130a to 130d are electrically connected, and the switching unit 442 and the vertical polarization terminal of the wireless device are connected. The switching means 441 and 442 are interlocked to connect a pair of antenna elements (for example, a dipole antenna element 120a and a U-shaped antenna element 130a) having directivity characteristics in the same direction.

[配置例及び動作例]
偏波共用アンテナ400の一方の面には、素子群(130aと120a、130bと120b、130cと120c、130dと120d)の配列方向が放射状になるように配置する。コ字状アンテナ素子130a〜d側を中心側とする。偏波共用アンテナ400の他方の面には、給電部440が設けられる。
[Example of arrangement and operation]
On one surface of the dual-polarized antenna 400, the element groups (130a and 120a, 130b and 120b, 130c and 120c, 130d and 120d) are arranged in a radial direction. The U-shaped antenna elements 130a to 130d are the center side. A power feeding unit 440 is provided on the other surface of the polarization sharing antenna 400.

各素子群は、実施例2と同様に動作する。給電部440が、切替手段441と442によって、給電するアンテナ素子を切り替えることによって、主ビーム方向を変更することができる。   Each element group operates in the same manner as in the second embodiment. The power feeding unit 440 can change the main beam direction by switching the antenna element to be fed by the switching units 441 and 442.

[効果]
以上の構成により、実施例2と同様の効果を奏し、さらに、偏波共用のマルチビームアンテナを構成することができる。
[effect]
With the above configuration, the same effects as those of the second embodiment can be obtained, and a polarization-shared multi-beam antenna can be configured.

なお、実施例3で用いたダイポール状無給電素子325と、コ字状無給電素子333とを用いた場合にも同様に偏波共用のマルチビームアンテナ400Bを構成することができる。図12は、偏波共用アンテナ400Bの斜視図を示す。なお、この場合、ダイポールアンテナ素子120側を中心側として配置する。以降の変形例においても同様である。   In addition, when the dipole parasitic element 325 and the U-shaped parasitic element 333 used in Example 3 are used, the polarization-shared multi-beam antenna 400B can be configured similarly. FIG. 12 shows a perspective view of the dual-polarized antenna 400B. In this case, the dipole antenna element 120 side is arranged as the center side. The same applies to the following modifications.

また、実施例3の変形例1で用いた素子を放射状に配置してもよい。その場合、指向性特性の方向とは反対方向を中心方向として配置する。以降の変形例においても同様である。   Moreover, you may arrange | position the element used by the modification 1 of Example 3 radially. In that case, the direction opposite to the direction of the directivity characteristic is arranged as the central direction. The same applies to the following modifications.

[変形例1]
実施例4と給電部の構成が異なる。図13は実施例4の変形例1の給電部540の構成例を示す。
[Modification 1]
The configuration of the power feeding unit is different from that of the fourth embodiment. FIG. 13 illustrates a configuration example of the power feeding unit 540 according to the first modification of the fourth embodiment.

[給電部540]
給電部540はダイポールアンテナ素子120a〜120dへの給電端子との接続を3方向に切り替える3方向切替手段5411〜5414を備える。また、コ字状アンテナ素子130a〜130dへの給電端子との接続を3方向に切り替える3方向切替手段5421〜5424を備える。さらに、隣り合うダイポールアンテナ素子120a〜120dからの信号を合成する合成手段5416〜5419と、隣り合うコ字状アンテナ素子130a〜130dからの信号を合成する合成手段5426〜5429を備える。なお、各合成手段5416〜5419及び5426〜5429は、2つのアンテナ素子の信号を等振幅で合成するための図示しない振幅調整器と等位相で合成するため図示しない位相調整器等を有してもよい。給電部540は無線装置の水平偏波端子との接続を3方向切替手段5411〜5414または合成手段5416〜5419の何れかに切り替える8方向切替手段541と、無線装置の垂直偏波端子との接続を3方向切替手段5421〜5424または合成手段5426〜5429の何れかに切り替える8方向切替手段542を備える。なお、送信に際しては、8方向切替手段541及び8方向切替手段542からの出力信号を、合成手段5416〜5419及び5426〜5429で分配する構成としてもよい。
[Power feeding unit 540]
The power feeding unit 540 includes three-direction switching units 5411 to 5414 that switch the connection with the power feeding terminals to the dipole antenna elements 120a to 120d in three directions. Moreover, the three-way switching means 5421-5424 which switches the connection with the electric power feeding terminal to the U-shaped antenna elements 130a-130d in three directions is provided. Furthermore, combining means 5416 to 5419 for combining signals from adjacent dipole antenna elements 120a to 120d and combining means 5426 to 5429 for combining signals from adjacent U-shaped antenna elements 130a to 130d are provided. Each of the combining means 5416 to 5419 and 5426 to 5429 has an amplitude adjuster (not shown) for combining the signals of the two antenna elements with equal amplitude and a phase adjuster (not shown) for combining with the same phase. Also good. The power feeding unit 540 connects the 8-direction switching unit 541 that switches the connection with the horizontal polarization terminal of the wireless device to any one of the three-direction switching units 5411 to 5414 or the combining units 5416 to 5419 and the vertical polarization terminal of the wireless device. Is provided with an eight-direction switching unit 542 for switching between the three-way switching unit 5421 to 5424 and the combining unit 5426 to 5429. In transmission, the output signals from the eight-direction switching unit 541 and the eight-direction switching unit 542 may be distributed by the combining units 5416 to 5419 and 5426 to 5429.

[効果]
このような構成とすることにより、実施例4の効果に加え、素子群の配列だけでなく,隣り合う素子群の間の方向に指向性特性を有する偏波共用アンテナを構成できる。よって、より柔軟な指向性選択が可能な偏波共用アンテナを構成できる。また、合成手段6416〜6419及び6426〜6429の合成振幅、合成位相を任意に設定できるようにすることで、より柔軟な指向性制御が可能となる。
[effect]
By adopting such a configuration, in addition to the effects of the fourth embodiment, it is possible to configure a polarization sharing antenna having directivity characteristics in the direction between adjacent element groups as well as the arrangement of element groups. Therefore, it is possible to configure a polarization sharing antenna capable of more flexible directivity selection. Further, by making it possible to arbitrarily set the combined amplitude and the combined phase of the combining units 6416 to 6419 and 6426 to 6429, more flexible directivity control can be performed.

なお、3方向切替手段5411〜5414及び3方向切替手段5421〜5424を2方向切替手段に変更し、合成手段を通らない出力は削除し、隣り合う素子群の間の4方向にのみ指向性特性を有する偏波共用アンテナを構成してもよい。   Note that the three-way switching means 5411 to 5414 and the three-way switching means 5421 to 5424 are changed to the two-way switching means, the output that does not pass through the synthesizing means is deleted, and directivity characteristics only in four directions between adjacent element groups. A dual-polarized antenna may be configured.

[変形例2]
実施例4と給電部の構成が異なる。図14は実施例4の変形例2の給電部640の構成例を示す。
[Modification 2]
The configuration of the power feeding unit is different from that of the fourth embodiment. FIG. 14 illustrates a configuration example of the power feeding unit 640 according to the second modification of the fourth embodiment.

[給電部640]
給電部640は、コ字状アンテナ素子130a〜130dからの信号に対し、90度位相差をつける移相器645a〜645dと−90度位相差をつける移相器647a〜647dを備える。また、給電部640は、ダイポールアンテナ素子120a〜120dからの信号と、移相器645a〜645dまたは647a〜647dを経たコ字状アンテナ素子130a〜130dの信号を合成する合成手段643a〜643hを備える。さらに、給電部640は、90度位相差をつける移相器645a〜645dを経て合成した端子と、−90度位相差をつける移相器647a〜647dを経て合成した端子を切り替える切替手段641を備える。よって、切替手段641は、複数配置したダイポールアンテナ素子の給電を切り替える機能と、複数配置したコ字状アンテナ素子の給電を切り替える機能とを有する。
[Power supply unit 640]
The power feeding unit 640 includes phase shifters 645a to 645d that give a 90-degree phase difference and phase shifters 647a to 647d that give a -90-degree phase difference to signals from the U-shaped antenna elements 130a to 130d. The power feeding unit 640 includes combining units 643a to 643h that combine the signals from the dipole antenna elements 120a to 120d and the signals of the U-shaped antenna elements 130a to 130d that have passed through the phase shifters 645a to 645d or 647a to 647d. . Furthermore, the power feeding unit 640 includes switching means 641 for switching between terminals synthesized through phase shifters 645a to 645d that give a phase difference of 90 degrees and terminals synthesized through phase shifters 647a to 647d that give a phase difference of -90 degrees. Prepare. Therefore, the switching unit 641 has a function of switching feeding of a plurality of dipole antenna elements and a function of switching feeding of a plurality of U-shaped antenna elements.

なお、送信に際しては、切替手段641からの出力信号を、合成手段643a〜643hで分配する構成としてもよい。   In transmission, the output signal from the switching unit 641 may be distributed by the combining units 643a to 643h.

また、コ字状アンテナ素子130a〜130dからの信号とダイポールアンテナ素子120a〜120dからの信号の位相差が90度及び−90度である。よって、必ずしも90度位相差をつける移相器、−90度位相差をつける移相器を用いなくともよく、45度位相差をつける移相器と−45度位相差をつける移相器等を組合せて両信号の位相差を90度としてもよい。   The phase difference between the signals from the U-shaped antenna elements 130a to 130d and the signals from the dipole antenna elements 120a to 120d is 90 degrees and -90 degrees. Therefore, it is not always necessary to use a phase shifter that gives a 90 degree phase difference, a phase shifter that gives a -90 degree phase difference, a phase shifter that gives a 45 degree phase difference, a phase shifter that gives a -45 degree phase difference, etc. The phase difference between both signals may be 90 degrees.

[効果]
切替手段641を通して直交する右旋円偏波の端子と左旋円偏波の端子を切替選択することにより、円偏波で直交偏波特性を有する偏波共用アンテナを実現できる。
[effect]
By switching and selecting a right-handed circularly polarized wave terminal and a left-handed circularly polarized wave terminal through the switching means 641, it is possible to realize a dual-polarized antenna having circular polarization and orthogonal polarization characteristics.

なお、円偏波を用いて通信を行うことで,特性改善を行うことが通信特性が改善できることが、例えば、笠原伸元,前山利幸,T. H. Laksono,池上文夫,“屋内伝送における円偏波伝搬特性”(電子情報通信学会技術研究報告,AP93-140,1994年2月)において報告されているが、本構成を用いることで低姿勢な偏波共用円偏波アンテナを構成できる。また両端子を同相及び逆相で合成すれば,±45度の直線偏波特性を有する偏波共用アンテナを実現することもできる。   In addition, communication performance can be improved by performing communication using circularly polarized waves. For example, Nobumoto Kasahara, Toshiyuki Maeyama, TH Laksono, Fumio Ikegami, “Circularly polarized wave propagation in indoor transmission As described in "Characteristics" (IEICE Technical Report, AP93-140, February 1994), a low-polarization circularly polarized antenna can be constructed using this configuration. If both terminals are combined in the same phase and opposite phase, a dual-polarized antenna having a linear polarization characteristic of ± 45 degrees can be realized.

[変形例3]
実施例4と給電部の構成が異なる。図15は実施例4の変形例3の給電部740の構成例を示す。
[Modification 3]
The configuration of the power feeding unit is different from that of the fourth embodiment. FIG. 15 illustrates a configuration example of the power feeding unit 740 according to the third modification of the fourth embodiment.

[給電部740]
給電部740は、ダイポールアンテナ素子120a〜120dへの給電端子とコ字状アンテナ素子130a〜130dへの給電端子のそれぞれに対しサーキュレータ742a〜742h、送信手段743a〜743h、ディジタル信号をアナログ信号に変換するDA変換器744a〜744h、受信手段745a〜745h、アナログ信号をディジタル信号に変換するAD変換器746a〜746hを備える。
[Power supply unit 740]
The power feeding unit 740 includes circulators 742a to 742h, transmitting means 743a to 743h, and digital signals to analog signals for the power feeding terminals to the dipole antenna elements 120a to 120d and the power feeding terminals to the U-shaped antenna elements 130a to 130d, respectively. DA converters 744a to 744h, receiving means 745a to 745h, and AD converters 746a to 746h for converting an analog signal into a digital signal.

さらに、AD変換器746a〜746hからの信号を切り替え、または、合成する手段としてディジタル信号処理装置(切替・合成手段)741を備える。またディジタル信号処理装置741はDA変換器744a〜744hに信号を送る。   Further, a digital signal processing device (switching / synthesizing means) 741 is provided as means for switching or synthesizing signals from the AD converters 746a to 746h. The digital signal processing device 741 sends signals to the DA converters 744a to 744h.

ディジタル信号処理装置741からの出力信号は、例えばDA変換器744aでアナログ信号に変換され、送信手段743aを経てサーキュレータ742aへ入力され、ダイポールアンテナ素子へと接続された給電端子に出力される。また、ダイポールアンテナ素子120aで受信した信号は、例えば給電端子を経てサーキュレータ742aへ入力される。サーキュレータ742aは、入力された信号を受信手段745aへ出力し、受信手段745aを経たアナログ信号はAD変換器746aでディジタル信号に変換され、ディジタル信号処理装置741へ入力される。   An output signal from the digital signal processing device 741 is converted into an analog signal by, for example, a DA converter 744a, is input to the circulator 742a through the transmission unit 743a, and is output to a power feeding terminal connected to the dipole antenna element. The signal received by the dipole antenna element 120a is input to the circulator 742a via, for example, a power feeding terminal. The circulator 742a outputs the input signal to the receiving unit 745a. The analog signal that has passed through the receiving unit 745a is converted into a digital signal by the AD converter 746a and input to the digital signal processing device 741.

[効果]
このような構成とすることで低姿勢、かつ、指向性・偏波切替・合成を実現した偏波共用マルチビームアンテナを構成することができる。指向方向の選択、偏波の選択などがディジタル信号処理技術により柔軟に行うことができる。
[effect]
By adopting such a configuration, it is possible to configure a polarization shared multi-beam antenna that has a low profile and realizes directivity, polarization switching, and synthesis. Directional direction selection, polarization selection, and the like can be flexibly performed by digital signal processing technology.

なお、本実施例では、送受信手段とアンテナ素子への給電端子の間にサーキュレータを設けているが、スイッチで切り替えるなど、他の構成であってもよい。   In this embodiment, the circulator is provided between the transmission / reception means and the power supply terminal to the antenna element, but other configurations such as switching with a switch may be used.

100,200,300,300B,400,400B,500,600,700 偏波共用アンテナ
110 導体板
120 ダイポールアンテナ素子
130 コ字状アンテナ素子
223,325 ダイポール状無給電素子
235,333 コ字状無給電素子
440,540,640,740 給電部
100, 200, 300, 300B, 400, 400B, 500, 600, 700 Dual-polarized antenna 110 Conductor plate 120 Dipole antenna element 130 U-shaped antenna elements 223, 325 Dipole-shaped parasitic elements 235, 333 U-shaped parasitic power Elements 440, 540, 640, 740

Claims (6)

導体板と、
前記導体板と対向して配置されたダイポールアンテナ素子と、
一端が直接、他端が給電部を介して電気的に前記導体板と接続されたコ字状アンテナ素子と、を具備し、
前記コ字状アンテナ素子の前記導体板と対向する導線部分が前記ダイポールアンテナ素子と対向するように配置され、
各アンテナ素子に別々に給電する、
ことを特徴とする偏波共用アンテナ。
A conductor plate;
A dipole antenna element disposed facing the conductor plate;
A U-shaped antenna element having one end directly connected and the other end electrically connected to the conductor plate via a feeding portion;
The conductor portion of the U-shaped antenna element facing the conductor plate is disposed so as to face the dipole antenna element,
Feeding each antenna element separately,
A dual-polarized antenna characterized by that.
請求項1記載の偏波共用アンテナであって、
前記ダイポールアンテナ素子に対向して、かつ前記コ字状アンテナ素子と反対側に配置され、前記ダイポールアンテナ素子よりも短いダイポール状無給電素子と、前記コ字状アンテナ素子と対向して、かつ前記ダイポールアンテナ素子と反対側に配置され、前記コ字状アンテナ素子よりも総長が長いコ字状無給電素子とのうち少なくとも何れか一方を具備する、
ことを特徴とする偏波共用アンテナ。
The dual-polarized antenna according to claim 1,
Opposed to the dipole antenna element and opposite to the U-shaped antenna element, a dipole parasitic element shorter than the dipole antenna element, opposed to the U-shaped antenna element, and the It is arranged on the side opposite to the dipole antenna element, and comprises at least one of a U-shaped parasitic element having a total length longer than the U-shaped antenna element,
A dual-polarized antenna characterized by that.
請求項1記載の偏波共用アンテナであって、
前記コ字状アンテナ素子と対向して、かつ前記ダイポールアンテナ素子と反対側に配置され、前記コ字状アンテナ素子よりも総長が短いコ字状無給電素子と、前記ダイポールアンテナ素子に対向して、かつ前記コ字状アンテナ素子と反対側に配置され、前記ダイポールアンテナ素子よりも長いダイポール状無給電素子とのうち少なくとも何れか一方を具備する、
ことを特徴とする偏波共用アンテナ。
The dual-polarized antenna according to claim 1,
Opposed to the U-shaped antenna element and opposite to the dipole antenna element, the U-shaped parasitic element having a total length shorter than the U-shaped antenna element, and opposed to the dipole antenna element And at least one of a dipole parasitic element longer than the dipole antenna element, disposed on the opposite side of the U-shaped antenna element,
A dual-polarized antenna characterized by that.
請求項1記載の偏波共用アンテナであって、
前記ダイポールアンテナ素子に対向して、前記ダイポールアンテナ素子よりも短いダイポール状無給電素子と長いダイポール状無給電素子と、
前記コ字状アンテナ素子と対向して、前記コ字状アンテナ素子よりも総長が短いコ字状無給電素子と長いコ字状無給電素子と具備し、
前記各アンテナ素子の単一指向性を持たせたい方向に前記各短い無給電素子を配置し、反対方向に前記各長い無給電素子を配置する、
ことを特徴とする偏波共用アンテナ。
The dual-polarized antenna according to claim 1,
Opposing the dipole antenna element, a dipole parasitic element shorter than the dipole antenna element and a long dipole parasitic element,
Opposite to the U-shaped antenna element, comprising a U-shaped parasitic element having a shorter total length than the U-shaped antenna element and a long U-shaped parasitic element,
Placing each short parasitic element in a direction in which each antenna element is desired to have unidirectionality, and arranging each long parasitic element in the opposite direction;
A dual-polarized antenna characterized by that.
請求項2記載の偏波共用アンテナであって、
同一方向に対し指向性特性を有するダイポールアンテナ素子とコ字状アンテナ素子を素子群とし、
複数配置したダイポールアンテナ素子への給電を切り替える手段とダイポールアンテナ素子からの信号を合成する手段とのうち少なくとも一方と、複数配置したコ字状アンテナ素子の給電を切り替える手段とコ字状アンテナ素子からの信号を合成する手段とのうち少なくとも一方とを備える給電部を具備し、
前記素子群の配列方向が放射状になるように複数の素子群を、コ字状アンテナ素子側を中心側として配置する、
ことを特徴とする偏波共用アンテナ。
The dual-polarized antenna according to claim 2,
A dipole antenna element and a U-shaped antenna element having directivity characteristics in the same direction as an element group,
From at least one of means for switching feeding to a plurality of dipole antenna elements and means for synthesizing signals from dipole antenna elements, from means for switching feeding of a plurality of U-shaped antenna elements, and from a U-shaped antenna element A power supply unit including at least one of means for combining the signals of
A plurality of element groups are arranged with the U-shaped antenna element side as the center side so that the arrangement direction of the element groups is radial,
A dual-polarized antenna characterized by that.
請求項3記載の偏波共用アンテナであって、
同一方向に対し指向性特性を有するダイポールアンテナ素子とコ字状アンテナ素子を素子群とし、
複数配置したダイポールアンテナ素子への給電を切り替える手段とダイポールアンテナ素子からの信号を合成する手段とのうち少なくとも何れか一方と、複数配置したコ字状アンテナ素子の給電を切り替える手段とコ字状アンテナ素子からの信号を合成する手段とのうち少なくとも何れか一方とを備える給電部を具備し、
前記素子群の配列方向が放射状になるように複数の素子群を、ダイポールアンテナ素子側を中心側として配置する、
ことを特徴とする偏波共用アンテナ。
The dual-polarized antenna according to claim 3,
A dipole antenna element and a U-shaped antenna element having directivity characteristics in the same direction as an element group,
At least one of means for switching feeding to a plurality of dipole antenna elements and means for combining signals from dipole antenna elements, means for switching feeding of a plurality of U-shaped antenna elements, and a U-shaped antenna A power supply unit comprising at least one of means for synthesizing signals from elements;
A plurality of element groups are arranged with the dipole antenna element side as the center side so that the arrangement direction of the element groups is radial,
A dual-polarized antenna characterized by that.
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