JP2014239381A - 探索用アンテナ - Google Patents

探索用アンテナ Download PDF

Info

Publication number
JP2014239381A
JP2014239381A JP2013121909A JP2013121909A JP2014239381A JP 2014239381 A JP2014239381 A JP 2014239381A JP 2013121909 A JP2013121909 A JP 2013121909A JP 2013121909 A JP2013121909 A JP 2013121909A JP 2014239381 A JP2014239381 A JP 2014239381A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coil
search
length
antenna
radiator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2013121909A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6168517B2 (ja
Inventor
秋人 渡邊
Akito Watanabe
秋人 渡邊
裕明 伊藤
Hiroaki Ito
裕明 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sakase Adtech Co Ltd
Original Assignee
Sakase Adtech Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sakase Adtech Co Ltd filed Critical Sakase Adtech Co Ltd
Priority to JP2013121909A priority Critical patent/JP6168517B2/ja
Publication of JP2014239381A publication Critical patent/JP2014239381A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6168517B2 publication Critical patent/JP6168517B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Aerials With Secondary Devices (AREA)
  • Support Of Aerials (AREA)

Abstract

【課題】エレメントの長さが短くても、確実に電波の到来方向を探査可能とする探索用アンテナを提供する。【解決手段】ヌルが180?離れた方向に2箇所あるので、前後の区別さえできれば波源の方向が特定できる点に着目し、指向性よりもF/B比を高めて小型化を図ったもので、フロント側の放射器エレメント10と、バック側の反射器エレメント20と、放射器エレメント10と反射器エレメント20を所定間隔で支持する支持ブーム30を有する探索用携帯アンテナにおいて、後方利得の一番小さくなる周波数を使用周波数帯域に合せ込んだことを特徴とする。【選択図】図1

Description

本発明は、動物生態調査、遭難者探索等に広く用いることができる探索用アンテナに関する。
従来から、動物生態調査に用いるアンテナとして、たとえば、特許文献1に記載のような探査用の八木アンテナが知られている。この特許文献1に記載の探索用アンテナは、互いに平行に配置された導波エレメントと、放射器エレメントの2エレメント構成となっている。
このアンテナは、エレメントが伸縮自在及び折り曲げ自在で、収納時の小型化が図られているが、拡げると大きく、草木が茂った山中では邪魔になり、扱い難いものであった。
特開2011−114489号公報
そこで、エレメント素子の長さ自体を短くすることが考えられるが、そうすると周波数特性に影響を生じてしまう。
本発明は、上記した従来技術の問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、エレメントの長さが短くても、確実に電波の到来方向を探査可能とする探索用アンテナを提供することにある。
本発明は、ヌルが180°離れた方向に2箇所あるので、前後の区別さえできれば波源の方向が特定できる点に着目し、指向性よりもF/B比を高めて小型化を図ったものである。
すなわち、本発明は、フロント側の放射器エレメントと、バック側の反射器エレメントと、放射器エレメントと反射器エレメントを所定間隔で支持する支持ブームを有する探索用携帯アンテナにおいて、
後方利得の一番小さくなる周波数(Back Under Peak)を使用周波数帯域に合せ込んだことを特徴とする。
放射器エレメントと反射器エレメントには、エレメントの長さを短縮するための短縮用コイルが接続されていることが好ましい。
使用周波数帯域は、142.94Hz〜142.98Hzの帯域が対象である。
本発明によれば、エレメントの長さが短くても、確実に波源の方向を探査可能となる。
短縮用コイルを用いることにより、エレメント長を30cm〜55cm程度の範囲まで小型することができる。
特に、142.94Hz〜142.98Hzの帯域の電波であれば、尾根や起伏で遮られることなく回折伝播し、アンテナで受信することができる。この使用周波数帯域より高いと、谷や尾根の入り組んだ複雑な山岳地形では、電波が届き難くなる傾向がある。一方、この使用周波数帯域より低いと、アンテナ寸法が大きくなる傾向になる。
図1は本発明の実施の形態1に係る探索用アンテナを示すもので、(A)は斜視図、(B)は側面図である。 図2は図1の探索用アンテナの分解斜視図である。 図3は図1のアンテナの特性図である。 図4は放射器エレメントのコネクタケース内部構造を示す斜視図。 図5は反射器エレメントのコネクタケース内部構造を示す斜視図。
以下に、本発明の実施の形態に係る探索用アンテナについて、図面を参照して詳細に説明する。
図1及び図2は、本発明の実施の形態に係る探索用アンテナを示している。図において、1は、探索用アンテナ全体を示すもので、この探索用アンテナ1は、放射器エレメント10と反射器エレメント20の2素子による指向性アンテナである。
放射器エレメント10と反射器エレメント20は互いに平行で、その中点が支持ブーム30によって互いに連結された構成となっている。
放射器エレメント10は直線状の導体で構成され、中央で左エレメント11と右エレメント12に分割され、中央のT字形状のコネクタケース40によって、左右エレメント11、12が直線的に連結されている。
コネクタケース40は、左エレメント11の中央側端部が差し込み固定される第1ジョイント部41と、右エレメント12の中央側端部が差し込み固定される第2ジョイント部42と、支持ブーム30の一端が固定される第3ジョイント部43を備えている。第1ジョイント部41と第2ジョイント部42は180°互いに反対向きに位置し、第3ジョイント部43が第1、第2ジョイント部41、42に対して直角方向に延びている。コネクタケース40自体は、第1ジョイント部41と第2ジョイント部42を直線的に縦に分割
する分割面によって、第3ジョイント部43と反対側のケース反対の第1ケース半体40Aと、第3ジョイント部43を有する第2ケース半体40Bとに分割された分割構造となっている。
左右のエレメント11、12のジョイント側の端末は、エレメントレセプタクル44を介して、エレメント長を短縮するためのコイル13、14と電気的に接続されている。また、左右のエレメント11,12の先端には、誘電体よりなるエンドキャップ15が装着されている。
コネクタケース40は中空構造で、図4に詳細に示すように、コイル13、14およびエレメントレセプタクル44はコネクタケース40内部に装着されている。また、コネクタケース40には、同軸ケーブルが接続されるBNCレセプタクル60が取り付けられている。
各コイル13、14の左右エレメント11,12側の端部は、コネクタケース40内の収納凹部に位置決め固定されるコイルインターフェース45、45に差し込まれ、コイルインターフェース45、45に対して、調整ねじ46、46を介して固定されている。すなわち、コイル13,14の端部には微細なおねじが切られている。一方、調整ねじ46,46には円筒形状で、内周にコイル端部にねじ込まれるねじ穴が設けられ、外周がコイルインターフェース45,45に設けられた装着穴に差し込まれる。このコイルインターフェース45,45の装着穴の奥には調整ねじ46,46が突き当たる段部が設けられ、調整ねじ46,46の差込量は一定に位置決めされるようになっている。
コイルインターフェース45、45には、左右エレメント11,12の端部に固定されたエレメントレセプタクル44、44が差し込み固定されるようになっている。したがって、コイル13、14の長さは、調整ねじ46、46のねじ込み量によって精密に調整可
能である。また、各コイル13,14の他端は、BNCレセプタクル60に接続されている。
反射器エレメント20も直線状の導体で構成され、中央で左エレメント21と右エレメント22に分割され、中央のT字形状のコネクタケース50によって左右エレメント21、22が直線的に連結されている。左右のエレメント21,22の先端には、誘電体よりなるエンドキャップ25が装着されている。
コネクタケース50は、図5に詳細に示すように、左エレメント21の中央側端部が差し込み固定される第1ジョイント部51と、右エレメント22の中央側端部が差し込み固定される第2ジョイント部52と、支持ブーム30の他端が固定される第3ジョイント部53を備えている。第1ジョイント部51と第2ジョイント部52は180°互いに反対向きに位置し、第3ジョイント部53が第1、第2ジョイント部51、52に対して直角方向に延びている。コネクタケース50自体は、第1ジョイント部51と第2ジョイント
部52を直線的に縦に分割する分割面によって、第3ジョイント部53と反対側のケース反対の第1ケース半体50Aと、第3ジョイント部53を有する第2ケース半体50Bとに分割されている。
左右のエレメント21、22のジョイント側の端末は、エレメントレセプタクル54、54を介してエレメントの長さを短縮化するための一つのコイル23が電気的に接続されている。コイル23の両端は、コネクタケース50内に収納凹部に位置決め固定されるコイルインターフェース55、55に差し込まれ、コイルインターフェース55、55に対して調整ねじ56を介して固定されると共に、コイルインターフェース55にエレメントレセプタクル54が差し込み固定されるようになっている。
コイル23の両端部には微細なおねじが切られている。一方、調整ねじ56,56は円筒形状で、内周にコイル端部にねじ込まれるねじ穴が設けられ、外周がコイルインターフェース55,55に設けられた装着穴に差し込まれる。このコイルインターフェース55,55の装着穴の奥には調整ねじ56,56が突き当たる段部が設けられ、調整ねじ56,56の差込量は一定に位置決めされるようになっている。
したがって、コイル23の長さは、調整ねじ56、56のねじ込み量によって精密に調整可能である。
支持ブーム30は断面正方形上の四角筒形状で、放射器エレメント10と反射器エレメント20のコネクタケース40、50の第3ジョイント部43、53に差込固定されている。このコネクタケース40、50との固定は、ねじとキャップボルト等の固定具70で固定されている。
このような八木アンテナでは、一般的には、指向性を上げるようにエレメント長を調整しているが、本発明は、ヌルが180°離れた方向に2箇所あるので、前後の区別さえできれば波源の方向が特定できる点に着目し、指向性よりもF/B比を高めて小型化を図ったものである。
種々検討した結果、モーメント法を用いて解析した解析解において、後方利得の一番小さくなる周波数のピーク値Pb(Back Under Peak)が、使用周波数帯域よりも低周波数側に存在していることがわかった(図3中、Pb′参照)。
この後方利得の最小ピーク値を、使用周波数帯域に移動させることができれば、前方利得との差であるFB比が大きくなるので、この後方利得の最小ピーク値に関係するパラメータを探ったところ、次のパラメータによって大きく変化した。
1)反射器エレメント長L20を短くする。
ただし、反射器エレメント長L20を短くすると、前方利得(Front Top PeakのGa)が小さくなるので、限界がある。
2)放射器エレメント10と反射器エレメント20の間隔Hを短くする。
放射器エレメント10と反射エレメント20の間隔Hは、基本的には使用周波数の波長(λ)の4分の1程度に設定されるが、この長さより短くする。
3)放射器エレメント10、反射器エレメント20の短縮用のコイル13,14;23のインダクタンスを小さくする。
インダクタンスを小さくするには、コイル23の単位長さ辺りの巻き数を少なくする。ただし、インダクタンスを小さくしすぎると、小型化が阻害される。
本発明は、これらのパラメータを種々検討した結果、放射器エレメント10の長さと、放射器エレメント10と反射器エレメント20の間隔Hが最も影響が大きいことを見出し、放射器エレメント10の長さを基準にして、反射器エレメント20の長さL20を放射器エレメント10の長さL10より短く、かつ反射器エレメント20と放射器エレメント10との間隔Hを、使用周波数の波長λの1/4より短くしたものである。これにより、概ね最小ピーク値を使用周波数帯域に合わせることができる。さらに、コイルのインダクタンスを調整することで、後方利得の最小ピーク値を使用周波数帯域に完全に合せ込み、FB比を大きくしたものである。
本実施例では、放射器エレメント10のエレメント長L10は肩幅以内とし、このエレメント長L1を基準にして、反射器エレメント20のエレメント長を設定し、反射器エレメント20及び放射器エレメント10のコイル13,14;24のインダクタンスを調整することで、微妙なチューニングを行っている。
コイルのインダクタンスの調整方法は、次の通りである。
3−1) 放射器用コイル13,14、反射器用コイル23の長さを調整する。
3−2) 共通部品であるコイルインターフェース部品(C-IF)45,55に、コイル端
にねじ込まれた調整ねじ46,56を介して、差込固定する。
3−3) 放射器用コネクタケース40、反射器用コネクタケース50に上記コイル13
、14とインターフェース部品45,55を納める。インターフェース部材45、55はコネクタケース40,50内の収納凹所に位置決め固定されるので、この過程で、コイル間隔が引き伸ばされたり、縮められたりする。すなわち、インターフェース部品45、45に対するコイル13,14,23の差し込み量が大きいと、引き伸ばされ、差し込み量が小さいと縮められることになる。
3−4) インダクタンスの測定を行う。)
3−5) 所定のインダクタンス値が得られる迄、3−1)〜3−4)の手順を繰り返す
次に本発明の探索用アンテナを使用して、波源からの電波を受信する方法について説明する。
探索は、探索用アンテナ1を水平に向けて左右に振ってヌルを探す。180°離れた左右2箇所にゼロとなる方向を特定すれば、その中間方向がアンテナと波源を結ぶ方向であることがわかる。
次いで、波源方向について、前後の出力を測定し、出力の高い方が、波源の到来方向である。この前後の区別をするためには、F/B比を10dB程度が必要である。放射器エレメント10と反射器エレメント20については、アンテナ1を水平に持った場合、放射器エレメント長L10及び反射器エレメント長L20(先端から先端まで)が、肩幅以内のものと胸幅以内のものを、2種類用意している。特に、エレメント長が肩幅以内に設定されているので、使用者が自身の体の幅内で扱うことができ、木の枝等の障害物等について、感覚的に避けることができ、使い勝手に優れている。
長さの違いに応じて、コイル13、14;23のインピーダンスを変えているが、コネクタケース40、50は同一のものが用いられている。
短縮コイル13、14、23は、インダクタンスが大きいほどエレメント長を短くできるが、あまり大きいとF/B比が得られなくなるので、850nH程度が限界であり、850nH以下に設定される。
55cm以内の場合、短縮コイル13、14、23のインダクタンスは500nH程度となる。30cm以内の場合、短縮コイル13、14、23のインダクタンスは850nH程度となる。
波源の使用周波数帯域は、142.94MHz〜142.98MHzである。
山中での、谷にいるような場合でも、この周波数帯の電波であれば、尾根や起伏で遮られることなく回折伝播し、アンテナで受信することができる。
この使用周波数帯域より高いと、谷や尾根の入り組んだ複雑な山岳地形では、電波が届き難くなる傾向がある。一方、この使用周波数帯域より低いと、アンテナ寸法が大きくなる傾向になり、また、F/B比がはっきりしなくなる。
以下に、探索用アンテナを実際に製作した実施例について説明する。
探索用アンテナとして、高動作利得タイプと、低動作利得タイプの2種類製作した。
周波数帯域は、142.94MHz〜142.98MHzとし、各エレメントのパラメータは次の通りである。
高動作利得タイプ
エレメント径: 4mm
放射器エレメント長L1:551mm
反射器エレメント長L2:533mm
エレメント間隔(H):232mm
短縮コイルインダクタンス:放射器 516nH
:反射器 516nH
重量:105g
動作利得:2dBi
F/B比:23dB
低動作利得タイプ
エレメント径: 4mm
放射器エレメント長L1:330mm
反射器エレメント長L2:285mm
短縮コイルインダクタンス:放射器 1000nH
:反射器 885nH
エレメント間隔(H):188mm
重量:95g
動作利得:−15dBi
F/B比:14dB
このようにコンパクトで、しかもF/B比の大きな(10dB以上)の探索用アンテナが実現できた。
1 探索用アンテナ
10 放射器エレメント
11,12 左,右エレメント、13、14 短縮コイル、15 エンドキャップ
20 反射器エレメント
21,22 左,右エレメント、23 短縮コイル、25 エンドキャップ
30 支持ブーム
40 コネクタケース
41 第1ジョイント部、42 第2ジョイント部、43 第3ジョイント部
50 コネクタケース
51 第1ジョイント部、52 第2ジョイント部、53 第3ジョイント部

Claims (3)

  1. 支持ブームを介して放射器エレメントと反射器エレメントを互いに平行に連結した2素子構成の探索用アンテナにおいて、
    前記反射器エレメントが放射器エレメントより短く、かつ前記反射器エレメントと放射器エレメントとの間隔が使用周波数の波長λの1/4より短く、後方利得の一番小さくなる周波数を使用周波数帯域に合せ込んだことを特徴とする探索用アンテナ。
  2. 前記放射器エレメントと反射器エレメントには、エレメントの長さを短縮するための短縮用コイルが接続されている請求項1に記載の探索用アンテナ。
  3. 使用周波数は、142.94Hz〜142.98Hzの帯域である請求項1または2に記載の探索用アンテナ。
JP2013121909A 2013-06-10 2013-06-10 探索用アンテナ Active JP6168517B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013121909A JP6168517B2 (ja) 2013-06-10 2013-06-10 探索用アンテナ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013121909A JP6168517B2 (ja) 2013-06-10 2013-06-10 探索用アンテナ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014239381A true JP2014239381A (ja) 2014-12-18
JP6168517B2 JP6168517B2 (ja) 2017-07-26

Family

ID=52136205

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013121909A Active JP6168517B2 (ja) 2013-06-10 2013-06-10 探索用アンテナ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6168517B2 (ja)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5169342A (ja) * 1974-12-13 1976-06-15 Mamoru Ueno Tanpataisoshinyotanshukubiimuantena
JPS5249969Y1 (ja) * 1976-05-04 1977-11-12
JPS536145U (ja) * 1976-07-02 1978-01-19
JPS56718A (en) * 1979-06-14 1981-01-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd Antenna unit
US4290071A (en) * 1977-12-23 1981-09-15 Electrospace Systems, Inc. Multi-band directional antenna
US20060082514A1 (en) * 2004-10-18 2006-04-20 Interdigital Technology Corporation Antenna for controlling a beam direction both in azimuth and elevation
JP2007028023A (ja) * 2005-07-14 2007-02-01 Nippon Antenna Co Ltd 平面アンテナ
JP2010200202A (ja) * 2009-02-27 2010-09-09 Sony Corp アンテナ
JP2011071832A (ja) * 2009-09-28 2011-04-07 Denso Wave Inc アンテナ
JP2014236438A (ja) * 2013-06-04 2014-12-15 富士通株式会社 アンテナ装置および無線通信システム

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5169342A (ja) * 1974-12-13 1976-06-15 Mamoru Ueno Tanpataisoshinyotanshukubiimuantena
JPS5249969Y1 (ja) * 1976-05-04 1977-11-12
JPS536145U (ja) * 1976-07-02 1978-01-19
US4290071A (en) * 1977-12-23 1981-09-15 Electrospace Systems, Inc. Multi-band directional antenna
JPS56718A (en) * 1979-06-14 1981-01-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd Antenna unit
US20060082514A1 (en) * 2004-10-18 2006-04-20 Interdigital Technology Corporation Antenna for controlling a beam direction both in azimuth and elevation
JP2007028023A (ja) * 2005-07-14 2007-02-01 Nippon Antenna Co Ltd 平面アンテナ
JP2010200202A (ja) * 2009-02-27 2010-09-09 Sony Corp アンテナ
JP2011071832A (ja) * 2009-09-28 2011-04-07 Denso Wave Inc アンテナ
JP2014236438A (ja) * 2013-06-04 2014-12-15 富士通株式会社 アンテナ装置および無線通信システム

Also Published As

Publication number Publication date
JP6168517B2 (ja) 2017-07-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7123200B1 (en) Sea surface antenna
US8184060B2 (en) Low profile antenna
US4604628A (en) Parasitic array with driven sleeve element
US20060071873A1 (en) Improved tapered area small helix antenna
US20100134370A1 (en) Probe and antenna using waveguide
FR2759813A1 (fr) Structure d'antenne a plusieurs bandes pour un poste radio portable
US9379441B2 (en) Very wide band tactical vehicular antenna system
US20150318612A1 (en) Method and Apparatus for Wideband, Polarimetric Reception of High Frequency Radio Signals
WO2017036117A1 (en) Multi-filar helical antenna
JP6168517B2 (ja) 探索用アンテナ
AU2020204437A1 (en) Wide Band Log Periodic Reflector Antenna for Cellular and Wifi
US6677912B1 (en) Transmission line conductor for log-periodic dipole array
US7102590B2 (en) Portable telescoping line-of-sight array antenna
NO764400L (ja)
Zhou et al. Design and optimisation of compact hybrid quadrifilar helical-spiral antenna in GPS applications using Genetic Algorithm
CN105977622A (zh) 超薄型高增益圆极化天线
CA2790587A1 (en) Antenna
US20060119533A1 (en) [dual-band antenna]
WO2014053919A1 (en) Antenna with diverging antenna elements
US4321603A (en) Attachment for antennas to improve reception and transmission
RU30466U1 (ru) Телевизионная двухканальная антенна
CN107785653B (zh) 一种螺旋型振子天线
Gallon et al. Design of a Certain Class of Broad Band Dipole Antennas
EIKEN S ELECTE
US20100295746A1 (en) Dual-band dipole antenna

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160609

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170308

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170314

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170515

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170606

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170620

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6168517

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250