JP2015130599A - 小型アンテナ及び放射妨害電波測定システム - Google Patents
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Abstract
【課題】 小型アンテナ及び放射妨害電波測定システムを提供すること。【解決手段】 誘電体により形成された基板と、基板の一方の面に形成された第1の連接体と、基板の他方の面に、第1の連接体に対して少なくとも一部が対峙するように形成された第2の連接体と、第1の連接体に対して一方向に延びるように基板の面上に平面状に形成された第1のエレメント体と、第2の連接体に対して他方向に延びるように基板の面上に平面状に形成された第2のエレメント体とを具備し、第1と第2のエレメント体とにより電磁波を受信するダイポールアンテナエレメントが構成され、かつ当該ダイポールアンテナエレメントには、インダクタンスを付加するインダクタンス素子が含まれる小型アンテナ、この小型アンテナを備えた放射妨害電波測定システムである。【選択図】図1
Description
本発明の実施形態は、広帯域の小型アンテナ及びこの小型アンテナを用いた放射妨害電波(EMI)測定システムに関する。
被測定物から放射される妨害電波(以下、ノイズという)を測定する放射妨害電波測定(以下、放射EMIと称する)がある。この放射EMIでは、被測定物から放射されるノイズ(通常、30MHz〜1GHzの広周波数帯域のことをいうことが多い)を所定距離だけ離れた位置から測定するために、広周波数帯域(30MHz〜1GHz)を受信可能なログペリオディックアンテナが用いられている。
このような放射EMI測定は、放射EMI測定システムを用いて行われたり、又は屋外において例えばノイズの放射箇所を特定するために行われている。放射EMI測定システムは、電波暗室と、この電波暗室に隣接して設けられる試験室とを使用して行われる。この測定システムでは、電波暗室内に被測定物とログペリオディックアンテナとが設けられ、試験室内にスペクトラムアナライザが設けられる。被測定物は、電波暗室内に設けられた支持台上に載置される。ログペリオディックアンテナは、電波暗室内において被測定物に対峙して設けられる。なお、電波暗室内に被測定物、ログペリオディックアンテナ及びスペクトラムアナライザの全てを配置しないのは、スペクトラムアナライザ自体から放射されるノイズが被測定物から放射されるノイズの測定に影響を与えるからである。又、人体も当該人体から放射されるノイズも被測定物から放射されるノイズの測定に影響を与えるので、電波暗室内には、人体も測定中に立ち入らないようになっている。
このような測定システムによれば、ログペリオディックアンテナは、被測定物から放射されるノイズを受信してそのノイズ信号を出力する。このノイズ信号は、例えばケーブルを通してスペクトラムアナライザに送られる。このスペクトラムアナライザは、ノイズ信号を解析処理して例えばノイズ波形を表示出力する。
一方、屋外でノイズ測定を行う場合がある。この屋外のノイズ測定では、検査員がログペリオディックアンテナ等のアンテナを手に持って移動し、手に持ったアンテナを被測定物に向けてノイズ量を測定し、ノイズを放射している箇所を特定する。
このような放射EMIでは、ログペリオディックアンテナ等のアンテナを小型化することにより、設置スペースを取らず、取り扱いも容易である。
又、屋外でノイズ測定を行う場合には、検査員がログペリオディックアンテナ等のアンテナを手に持ってノイズ量を測定するので、取り扱いの面からもアンテナを小型化することの要求がある。
又、屋外でノイズ測定を行う場合には、検査員がログペリオディックアンテナ等のアンテナを手に持ってノイズ量を測定するので、取り扱いの面からもアンテナを小型化することの要求がある。
実施形態によれば、誘電体により形成された基板と、前記基板の一方の面に形成された第1の連接体と、前記基板の他方の面に、前記第1の連接体に対して少なくとも一部が対峙するように形成された第2の連接体と、前記第1の連接体に対して一方向に延びるように前記基板の面上に平面状に形成された第1のエレメント体と、前記第2の連接体に対して他方向に延びるように前記基板の面上に平面状に形成された第2のエレメント体とを具備し、前記第1と前記第2のエレメント体とにより電磁波を受信するダイポールアンテナエレメントが構成され、かつ当該ダイポールアンテナエレメントには、インダクタンスを付加するインダクタンス素子が含まれる小型アンテナ、この小型アンテナを備えた放射妨害電波測定システムである。
[第1の実施の形態]
以下、第1の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1は小型アンテナであるログペリオディックアンテナ(対数周期型ダイポールアンテナ)1の構成図を示す。このログペリオディックアンテナ1は、基板2上に平面状に形成されたアンテナ本体3を有する。基板2は、誘電体により例えば四辺形の平板状に形成されている。なお、この基板2は、以下、誘電体基板2と称する。この誘電体基板2は、例えば図1に示す上側面を第1面(一方の面)2aとし、下側面を第2面(他方の面)2bとする。
以下、第1の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1は小型アンテナであるログペリオディックアンテナ(対数周期型ダイポールアンテナ)1の構成図を示す。このログペリオディックアンテナ1は、基板2上に平面状に形成されたアンテナ本体3を有する。基板2は、誘電体により例えば四辺形の平板状に形成されている。なお、この基板2は、以下、誘電体基板2と称する。この誘電体基板2は、例えば図1に示す上側面を第1面(一方の面)2aとし、下側面を第2面(他方の面)2bとする。
このアンテナ本体3は、誘電体基板2の第1面2a上に形成された平面状の第1のアンテナ3aと、同誘電体基板2の第2面2b上に形成された平面状の第2のアンテナ3bとを一体的にして成る。これら第1のアンテナ3aと第2のアンテナ3bとは、誘電体基板2の第1面2aと第2面2bとに、それぞれ絶縁された状態で例えば銅箔によりプリントされて形成されている。なお、図1では第1のアンテナ3aを実線で示し、第2のアンテナ3bを破線等により示すべきであるが、ログペリオディックアンテナ1の全体を分かり易くするために第1のアンテナ3a及び第2のアンテナ3bを実線で示す。
第1のアンテナ3aは、ログペリオディックアンテナ1の各ダイポールアンテナエレメントを構成するための各第1のエレメント体3a−1〜3a−8と、これら第1のエレメント体3a−1〜3a−8を接続するための線状の第1の連接体3a−9とを一体的に形成して成る。各第1のエレメント体3a−1〜3a−8は、互いに平行に設けられている。又、これら第1のエレメント体3a−1〜3a−8は、それぞれ第1の連接体3a−9を中心軸として左右側に交互で、かつ当該第1の連接体3a−9に対して垂直方向に形成されている。なお、第1の連接体3a−9の形成される方向をx軸方向、各第1のエレメント体3a−1〜3a−8の長手方向をy軸方向、xy軸方向に互いに垂直な方向をz軸方向とする。なお、これら第1のエレメント体3a−1〜3a−8と第1の連接体3a−9とは、xy平面上に、線状、或いは所定の幅を有する帯状に形成されてもよい。
第2のアンテナ3bは、上記第1のアンテナ3aと同様に、ログペリオディックアンテナ1の各ダイポールアンテナエレメントを構成するための各第2のエレメント体3b−1〜3b−8と、これら第2のエレメント体3b−1〜3b−8を接続するための線状の第2の連接体3b−9とを一体的に形成して成る。各第2のエレメント体3b−1〜3b−8は、互いに平行に設けられている。又、これら第2のエレメント体3b−1〜3b−8は、それぞれ第2の連接体3b−9を中心軸として左右側に交互で、かつ第2の連接体3b−9に対して垂直方向に形成されている。この第2のアンテナ3bでは、誘電体基板2を介して上記第2のアンテナ3aと対向するように、第2の連接体3b−9がx軸方向に形成され、各第2のエレメント体3b−1〜3b−8の長手方向がy軸方向に形成されている。なお、これら第2のエレメント体3b−1〜3b−8と第2の連接体3b−9も、xy平面上に、線状、或いは所定の幅を有する帯状に形成してもよい。
第2の連接体3b−9は、上記の通り誘電体基板2を介してz軸方向において上記第1の連接体3a−9と対向(対峙)する位置に形成されている。なお、これら第1の連接体3a−9と3b−9とは、z軸方向において一部が重なって対向するように形成されることが望ましい。又、第1の連接体3a−9と第2の連接体3b−9とは、互いにxy軸方向に離間しなければ、当該第1の連接体3a−9と第2の連接体3b−9との各一辺が接する如く対向して形成されてもよい。
各第2のエレメント体3b−1〜3b−8は、それぞれ上記各第1のエレメント体3a−1〜3a−8の線状に配置される方向(y軸方向)と同一線上で、かつ第2の連接体3b−9から延びる方向が上記各第1のエレメント体3a−1〜3a−8の延びる方向の反対方向になっている。
このような第1のアンテナ3aの各第1のエレメント体3a−1〜3a−8と、第2のアンテナ3bの各第2のエレメント体3b−1〜3b−8との各y軸方向の配置によって各ダイポールアンテナエレメントが構成される。すなわち、第1のエレメント体3a−1と第2のエレメント体3b−1とにより1本のダイポールアンテナエレメントが構成され、第1のエレメント体3a−2と第2のエレメント体3b−2とによっても1本のダイポールアンテナエレメントが構成され、以下同様に、各第1のエレメント体3a−3、・・・、3a−8と各第2のエレメント体3b−3、・・・、3b−8とによりそれぞれ1本のダイポールアンテナエレメントが構成される。以下、1本のダイポールアンテナエレメント3a−1/3b−1、同様に、各1本のダイポールアンテナエレメント3a−2/3b−2、・・・、3a−8/3b−8と称する。なお、これらダイポールアンテナエレメント3a−2/3b−2、・・・、3a−8/3b−8は、第1の連接体3a−9と第2の連接体3b−9とに対して各第1のエレメント体3a−3、・・・、3a−8と各第2のエレメント体3b−3、・・・、3b−8とがそれぞれ個別に一方向、他方向に延びて各1本のダイポールアンテナを構成するものとなる。これによっても本ログペリオディックアンテナ1は、複数本のダイポールアンテナを配置するものとなる。
これらダイポールアンテナエレメント3a−1/3b−1、・・・、3a−8/3b−8の各1本の線路は、それぞれ共振周波数帯域が異なるので、広周波数帯域での電磁波の受信が可能になる。
このログペリオディックアンテナ1は、各ダイポールアンテナエレメント3a−1/3b−1、・・・、3a−8/3b−8を構成する各第1のエレメント体3a−1、3a−2、・・・、3b−7、3b−8の各線路の長さの2分の1の長さをLnとすると、これらダイポールアンテナエレメント3a−1/3b−1、・・・、3a−8/3b−8がそれぞれ2*Ln(n=1,2,3,…)長に対応する共振周波数で動作し、電磁波を受信可能となる。
このログペリオディックアンテナ1は、最も効率良く電磁波を受信するために、対数周期比τと、比例間隔σとを以下に示す関係式(1)(2)に設定する。
ここで、ダイポールアンテナエレメント3a−1/3b−1、・・・、3a−8/3b−8を構成する各第1のエレメント体3a−1〜3a−8、3b−1〜3b−8との各長さをLn、各配置間隔をbn、対数周期に従って短くなる各第1のエレメント体3a−1〜3a−8、3b−1〜3b−8との各長さLnの収束点をB、この収束点Bからの各第1のエレメント体3a−1〜3a−8、3b−1〜3b−8までの距離をXnとすると、
対数周期比τは、
τ=Ln/Ln+1=Xn/Xn+1 …(1)
σ=bn/2・Ln=(Xn+1−Xn)/2・Ln …(2)
になる。
ここで、ダイポールアンテナエレメント3a−1/3b−1、・・・、3a−8/3b−8を構成する各第1のエレメント体3a−1〜3a−8、3b−1〜3b−8との各長さをLn、各配置間隔をbn、対数周期に従って短くなる各第1のエレメント体3a−1〜3a−8、3b−1〜3b−8との各長さLnの収束点をB、この収束点Bからの各第1のエレメント体3a−1〜3a−8、3b−1〜3b−8までの距離をXnとすると、
対数周期比τは、
τ=Ln/Ln+1=Xn/Xn+1 …(1)
σ=bn/2・Ln=(Xn+1−Xn)/2・Ln …(2)
になる。
又、このログペリオディックアンテナ1は、対数周期比τに従って各第1のエレメント体3a−1〜3a−8、各第2のエレメント体3b−1〜3b−8の長さLnが長くなる場合の広がり角度2αが設定される。この広がり角度2αは、各第1のエレメント体3a−1〜3a−8、各第2のエレメント体3b−1〜3b−8との各長さLn、各配置間隔bnに従って一意的に決定される。
このログペリオディックアンテナ1の接続部4には、集中定数インダクタンス素子としてのチップインダクタ5a、5bが装荷されている。図2(a)(b)は同ログペリオディックアンテナ1における各チップインダクタ5a、5bと、各第1のエレメント体3a−1〜3a−8及び各第2のエレメント体3b−1〜3b−8との接続関係の概念図を示す。チップインダクタ5aは、第1のエレメント体3a−8の接続部4の近傍に装荷され、チップインダクタ5bは、第2のエレメント体3b−8の接続部4の近傍に装荷されている。具体的に、チップインダクタ5aは、図2(a)に示すように第1のエレメント体3a−8と第1の連接体3a−9との間に装荷され、チップインダクタ5bは、第2のエレメント体3b−8と第2の連接体3b−9との間に装荷されている。
これらチップインダクタ5a、5bは、各第1のエレメント体3a−1〜3a−8、各第2のエレメント体3b−1〜3b−8の長さLnを短縮、すなわち共振周波数に対する各ダイポールアンテナエレメント3a−1/3b−1、・・・、3a−8/3b−8の長さ2*Lnを短縮し、ログペリオディックアンテナ1全体を小型化する。
なお、これらチップインダクタ5a、5bは、接続部4の近傍に限らず、例えば図2(b)に示すように第1のエレメント体3a−8や第2のエレメント体3b−8に装荷してもよい。すなわち、チップインダクタ5aは、第1のエレメント体3a−8を2つに分け、これら分けられた各エレメント体を接続するように当該各エレメント体間に装荷する。又、チップインダクタ5bは、第2のエレメント体3b−8を2つに分け、これら分けられた各エレメント体を接続するように当該エレメント体間に装荷する。なお、第1の連接体3a−9と、2つに分けられた一方の第1のエレメント体とは接続される。又、第2の連接体3b−9と、2つに分けられた一方の第2のエレメント体とも接続される。
なお、これらチップインダクタ5a、5bは、ダイポールアンテナエレメント3a−8/3b−8全体の軸方向上の電流分布において電流値が大きくなる箇所に設けるのがよい。これらダイポールアンテナエレメント3a−8/3b−8全体の軸方向上の電流分布は、当該ダイポールアンテナエレメント3a−8/3b−8の軸方向の中央部における電流値が大きく、軸方向の両端側になるに従って電流値が小さくなる分布を示す。従って、チップインダクタ5a、5bを装荷する箇所は、ダイポールアンテナエレメント3a−8/3b−8の軸方向の全体における中央部、すなわち接続部4の近傍が望ましい。
又、これらチップインダクタ5a、5bは、第1のエレメント体3a−8や第2のエレメント体3b−8に限らず、別の第1のエレメント体3a−7、・・・、3a−1と、第2のエレメント体3b−7、・・・、3b−1とに装荷してもよい。特に、各チップインダクタ5a、5bは、利得の大きい第1のエレメント体3a−8と第2のエレメント体3b−8、第1のエレメント体3a−7と第2のエレメント体3b−7、さらには第1のエレメント体3a−6と第2のエレメント体3b−6に装荷するのが有効である。
図3はチップインダクタ5a、5bのインダクタンスに対する利得と短縮率との関係を示す。利得は、ログペリオディックアンテナ1の利得を示す。短縮率は、ダイポールアンテナエレメント3a−1/3a−8、3b−1/3b−8の各長さ2*Lnの短縮率を示す。すなわち、短縮率は、通常のダイポールアンテナエレメントを構成する各第1のエレメント体3a−1〜3a−8、3b−1〜3b−8の各長さLnに対し、各チップインダクタ5a、5bを装荷することによる当該各第1のエレメント体3a−1〜3a−8、3b−1〜3b−8の各長さLnの短縮率を示す。従って、各チップインダクタ5a、5bを装荷することによりダイポールアンテナエレメント3a−1/3a−8、3b−1/3b−8の各長さ2*Lnを短くしても同一の利得を得ることができ、ログペリオディックアンテナ1の小型化が図れる。
これら利得と短縮率とは、例えば誘電体基板2に有する3つの誘電率ε1(=3.3)、ε2(=10)、ε3(=20)に対して示す。利得はインダクタンスが小さい程大きくなり、短縮率はインダクタンスが大きい程大きくなる関係にある。このような関係から例えばログペリオディックアンテナ1の小型化を図るための各チップインダクタ5a、5bのインダクタンスを決定するようにすればよい。この場合、利得と短縮率との兼ね合いで、各チップインダクタ5a、5bのインダクタンスや、誘電率ε1、ε2、ε3を決定することが可能である。
なお、図4は周波数に対するダイポールアンテナエレメント3a−1/3a−8、3b−1/3b−8を構成する各第1のエレメント体3a−1〜3a−8、各第2のエレメント体3b−1〜3b−8毎の反射特性を示す。
このように第1の実施の形態によれば、ログペリオディックアンテナ1の接続部4の近傍に各チップインダクタ5a、5bを装荷する、すなわち各ダイポールアンテナエレメント3a−1/3b−1、・・・、3a−8/3b−8のうち利得の大きい例えば各ダイポールアンテナエレメント3a−8/3b−8の接続部4の近傍にチップインダクタ5a、5bを装荷するので、これらダイポールアンテナエレメント3a−8/3b−8の第1のエレメント3a−8と第2のエレメント3b−8との路線の各長さLnを短縮し、ログペリオディックアンテナ1全体を小型化できる。
従って、ログペリオディックアンテナ1を小型化できることにより、設置スペースを取らず、取り扱いも容易になる。
又、屋外でノイズ測定を行う場合には、小型化したログペリオディックアンテナ1を検査員が手に持ってそのノイズ量を測定できるので、ログペリオディックアンテナ1を電磁波を放射する箇所に向けることが容易かつ簡単な手操作で行うことができ、電磁波を放射する箇所を容易に特定することができる。
又、屋外でノイズ測定を行う場合には、小型化したログペリオディックアンテナ1を検査員が手に持ってそのノイズ量を測定できるので、ログペリオディックアンテナ1を電磁波を放射する箇所に向けることが容易かつ簡単な手操作で行うことができ、電磁波を放射する箇所を容易に特定することができる。
[第2の実施の形態]
次に、第2の実施の形態について図面を参照して説明する。
図5はログペリオディックアンテナ1を用いた放射EMI測定システム10の構成図を示す。この放射EMI測定システム10には、電波暗室11と試験室12とが設けられている。試験室12は、電波暗室11に隣接して設けられる。
電波暗室11内には、支持台13が設けられ、この支持台13上に被測定物14が載置される。この電波暗室11内には、図1に示すログペリオディックアンテナ1が設けられている。このログペリオディックアンテナ1は、被測定物14に対峙して設けられる。
次に、第2の実施の形態について図面を参照して説明する。
図5はログペリオディックアンテナ1を用いた放射EMI測定システム10の構成図を示す。この放射EMI測定システム10には、電波暗室11と試験室12とが設けられている。試験室12は、電波暗室11に隣接して設けられる。
電波暗室11内には、支持台13が設けられ、この支持台13上に被測定物14が載置される。この電波暗室11内には、図1に示すログペリオディックアンテナ1が設けられている。このログペリオディックアンテナ1は、被測定物14に対峙して設けられる。
試験室12内には、スペクトラムアナライザ15が設けられる。このスペクトラムアナライザ15は、ケーブル16を介してログペリオディックアンテナ1に接続されている。ケーブル16は、例えば同軸線路である。
スペクトラムアナライザ15は、ログペリオディックアンテナ1から出力されるノイズ信号を入力し、このノイズ信号を解析処理して例えばノイズ波形17をディスプレイ18に表示出力する。
スペクトラムアナライザ15は、ログペリオディックアンテナ1から出力されるノイズ信号を入力し、このノイズ信号を解析処理して例えばノイズ波形17をディスプレイ18に表示出力する。
このような測定システム10によれば、ログペリオディックアンテナ1は、被測定物14から放射されるノイズ(放射ノイズ)Nを受信してそのノイズ信号を出力する。このノイズ信号は、例えばケーブル16を通してスペクトラムアナライザ15に送られる。このスペクトラムアナライザ15は、ノイズ信号を解析処理して例えばノイズ波形をディスプレイ18に表示出力する。
このように第2の実施の形態によれば、小型化したログペリオディックアンテナ1を放射EMI測定システム10の電波暗室11内に設けるので、電波暗室11内に設置スペースを取らず、取り扱いも容易である。ログペリオディックアンテナ1を被測定物14に対峙して設けられる操作も容易にできる。
このように第2の実施の形態によれば、小型化したログペリオディックアンテナ1を放射EMI測定システム10の電波暗室11内に設けるので、電波暗室11内に設置スペースを取らず、取り扱いも容易である。ログペリオディックアンテナ1を被測定物14に対峙して設けられる操作も容易にできる。
なお、放射EMI測定システム10には、ハンディタイプ(携帯型)のものがある。このハンディタイプの測定システム10は、例えば、図1に示すログペリオディックアンテナ1と、当該ログペリオディックアンテナ1にケーブルを介して接続されたスペクトラムアナライザ15とから成る。なお、スペクトラムアナライザ15は、小型化された携帯可能のものが用いられる。
このようなハンディタイプの測定システム10は、試験室12及び電波暗室11を使用せず、屋外でのノイズ測定に使用するもので、検査員がログペリオディックアンテナ1及びスペクトラムアナライザ15を携帯して移動し、手に持ったログペリオディックアンテナ1を被測定物に向けてノイズ量を測定し、ノイズを放射している箇所を特定する。
このようなハンディタイプの測定システム10は、試験室12及び電波暗室11を使用せず、屋外でのノイズ測定に使用するもので、検査員がログペリオディックアンテナ1及びスペクトラムアナライザ15を携帯して移動し、手に持ったログペリオディックアンテナ1を被測定物に向けてノイズ量を測定し、ノイズを放射している箇所を特定する。
又、ハンディタイプの測定システム10は、ログペリオディックアンテナ1と、当該ログペリオディックアンテナ1にケーブルを介して接続されたメモリとから成るのでもよい。このメモリは、ログペリオディックアンテナ1から出力されるノイズ信号を記憶する。このメモリは、ノイズ量の測定終了後、別途設けられたスペクトラムアナライザ15に接続され、スペクトラムアナライザ15によりノイズ信号が読み取られて解析処理される。
又、ハンディタイプの測定システム10は、ログペリオディックアンテナ1と、当該ログペリオディックアンテナ1にケーブルを介して接続されたノイズ量表示器とから成るのでもよい。このノイズ量表示器は、ログペリオディックアンテナ1から出力されるノイズ信号を入力し、ノイズ量の強弱に応じた表示、例えばノイズ量の強弱に応じた数値を表示したり、又はノイズ量の強弱に応じたバー表示、グラフ化した表示を行う。
[第3の実施の形態]
次に、第3の実施の形態について図面を参照して説明する。
図6はホーンガイドに収容されるログペリオディックアンテナ1の構成図を示す。このログペリオディックアンテナ1は、遮蔽収容体としてホーンガイド20内に収容されている。
このホーンガイド20は、当該ホーンガイド20内に収容されたログペリオディックアンテナ1に対する所要以外の方向からの外部電磁波を遮蔽する。すなわち、このホーンガイド20は、ログペリオディックアンテナ1に対する左右の両側と背面側とからの電磁波を遮蔽し、所要の方向である前方からだけの電磁波をログペリオディックアンテナ1により受信させるものとなっている。換言すれば、このホーンガイド20は、ログペリオディックアンテナ1に対する左右両側及び背面側よりも、前方に対する電磁波の受信感度が相対的に高くなる。
次に、第3の実施の形態について図面を参照して説明する。
図6はホーンガイドに収容されるログペリオディックアンテナ1の構成図を示す。このログペリオディックアンテナ1は、遮蔽収容体としてホーンガイド20内に収容されている。
このホーンガイド20は、当該ホーンガイド20内に収容されたログペリオディックアンテナ1に対する所要以外の方向からの外部電磁波を遮蔽する。すなわち、このホーンガイド20は、ログペリオディックアンテナ1に対する左右の両側と背面側とからの電磁波を遮蔽し、所要の方向である前方からだけの電磁波をログペリオディックアンテナ1により受信させるものとなっている。換言すれば、このホーンガイド20は、ログペリオディックアンテナ1に対する左右両側及び背面側よりも、前方に対する電磁波の受信感度が相対的に高くなる。
このホーンガイド20は、例えば発泡スチロールをホーン型の空間に形成し、当該ホーン型の空間である発泡スチロールのホーン内壁に例えばアルミニウム箔を貼り付けたものとなっている。なお、このホーンガイド20の開口は、長方形状に形成されている。ログペリオディックアンテナ1は、当該ホーンガイド20のホーン内壁により形成されるホーン型の空間内に配置される。
又、ホーンガイド20は、例えば発泡スチロールをホーン型の四角錐状に形成し、この四角錐状の発泡スチロールの外壁に例えばアルミニウム箔を貼り付けてもよい。このホーンガイド20では、ログペリオディックアンテナ1は、四角錐状の発泡スチロール内に埋め込められる。この発泡スチロール内へのログペリオディックアンテナ1の埋め込みは、四角錐状の発泡スチロールを2分割し、これら発泡スチロールの間にログペリオディックアンテナ1を挟み込んで閉じることにより形成される。
なお、ホーンガイド20は、開口が長方形状に形成されるものに限定されるものでなく、例えば朝顔状の多角形(ラッパ状)に形成してもよい。
なお、ホーンガイド20は、開口が長方形状に形成されるものに限定されるものでなく、例えば朝顔状の多角形(ラッパ状)に形成してもよい。
又、このホーンガイド20は、ログペリオディックアンテナ1に対する所要の方向以外からの外部電磁波の遮蔽を行うものであって、ログペリオディックアンテナ1の電磁波の受信に関与しない。従って、ログペリオディックアンテナ1から出力されるノイズ信号は、例えばケーブル16を通してスペクトラムアナライザ15に直接入力することができ、ログペリオディックアンテナ1から出力端に変換器等を接続する必要がない。
図7はホーンガイド20を取り付けたときのログペリオディックアンテナ1の利得分布を示す。このログペリオディックアンテナ1の利得分布は、当該ログペリオディックアンテナ1の受信方向A(x軸方向)に大きくなり、背面側が受信方向Aの利得と比べて大幅に小さくなり、上記受信方向Aの感度が高いことが分かる。なお、ダイポールアンテナの利得分布と比較すると、ダイポールアンテナの利得は、当該ダイポールアンテナを中心としてその三次元の周囲に略均等に分布するので、ログペリオディックアンテナ1の利得分布は、受信方向Aに高いことが顕著であり、かつ背面側の利得が小さいことも顕著である。
[第4の実施の形態]
次に、第4の実施の形態について図面を参照して説明する。
図8はログペリオディックアンテナ30の構成図を示す。このログペリオディックアンテナ30は、水平偏波と垂直偏波との両方を受信可能とする。具体的にログペリオディックアンテナ30は、上記図1に示すログペリオディックアンテナ1と、このログペリオディックアンテナ1に対して垂直方向(z軸方向)に設けられたログペリオディックアンテナ31とから構成される。
次に、第4の実施の形態について図面を参照して説明する。
図8はログペリオディックアンテナ30の構成図を示す。このログペリオディックアンテナ30は、水平偏波と垂直偏波との両方を受信可能とする。具体的にログペリオディックアンテナ30は、上記図1に示すログペリオディックアンテナ1と、このログペリオディックアンテナ1に対して垂直方向(z軸方向)に設けられたログペリオディックアンテナ31とから構成される。
ログペリオディックアンテナ31は、上記ログペリオディックアンテナ1と同一構成であり、例えば四辺形の平板状に形成された誘電体基板32上に平面状に形成されたアンテナ本体33が形成されている。
このアンテナ本体33は、誘電体基板2の第1面上に形成された平面状の第1のアンテナ33aと、同誘電体基板2の第2面に形成された平面状の第2のアンテナ33bとを一体的にして成る。これら第1のアンテナ33aと第2のアンテナ33bとは、誘電体基板2の第1面と第2面とに、それぞれ絶縁された状態で例えば銅箔によりプリントされて形成されている。
このアンテナ本体33は、誘電体基板2の第1面上に形成された平面状の第1のアンテナ33aと、同誘電体基板2の第2面に形成された平面状の第2のアンテナ33bとを一体的にして成る。これら第1のアンテナ33aと第2のアンテナ33bとは、誘電体基板2の第1面と第2面とに、それぞれ絶縁された状態で例えば銅箔によりプリントされて形成されている。
第1のアンテナ33aは、ログペリオディックアンテナ31の各ダイポールアンテナエレメントを構成するための各第1のエレメント体33a−1〜33a−8と、これら第1のエレメント体33a−1〜33a−8を接続するための線状の連接体とを一体的に形成して成る。なお、これら第1のエレメント体33a−1〜33a−8と第2のエレメント体33b−1〜33b−8との全ては、図示する煩雑化を避けるために省略してある。又、各第1のエレメント体33a−1〜33a−8を接続するための線状の連接体と、各第2のエレメント体33b−1〜33b−8を接続するための線状の連接体とも、図示する煩雑化を避けるために省略してある。
各第1のエレメント体33a−1〜33a−8は、互いに平行に設けられ、かつそれぞれ連接体を中心軸として左右側に交互で、当該連接体に対して垂直方向に形成されている。
各第1のエレメント体33a−1〜33a−8は、互いに平行に設けられ、かつそれぞれ連接体を中心軸として左右側に交互で、当該連接体に対して垂直方向に形成されている。
第2のアンテナ33bは、上記第1のアンテナ33aと同様に、ログペリオディックアンテナ31の各ダイポールアンテナエレメントを構成するための各第2のエレメント体33b−1〜33b−8と、これら第2のエレメント体33b−1〜33b−8を接続するための線状の連接体とを一体的に形成して成る。各第2のエレメント体33b−1〜33b−8は、互いに平行に設けられ、それぞれ連接体を中心軸として左右側に交互で、かつ連接体に対して垂直方向に形成されている。
この第2のアンテナ33bでは、誘電体基板2を介して上記第2のアンテナ33aと対向するように、連接体がx軸方向に形成され、各第2のエレメント体33b−1〜33b−8の長手方向がz軸方向に形成されている。
各第2のエレメント体33b−1〜33b−8は、それぞれ上記各第1のエレメント体33a−1〜33a−8の線状に配置される方向(z軸方向)と同一線上で、かつ連接体から延びる方向が上記各第1のエレメント体33a−1〜33a−8の延びる方向の反対方向になっている。
各第2のエレメント体33b−1〜33b−8は、それぞれ上記各第1のエレメント体33a−1〜33a−8の線状に配置される方向(z軸方向)と同一線上で、かつ連接体から延びる方向が上記各第1のエレメント体33a−1〜33a−8の延びる方向の反対方向になっている。
このような第1のアンテナ33aの各第1のエレメント体33a−1〜33a−8と、第2のアンテナ33bの各第2のエレメント体33b−1〜33b−8との各z軸方向の配置によってそれぞれ共振周波数帯域が異なる各ダイポールアンテナエレメント33a−2/33b−2、・・・、33a−8/33b−8が構成される。
このログペリオディックアンテナ33は、最も効率良く電磁波を受信するために、上記同様に、対数周期比τと、比例間隔σとが上記関係式(1)(2)に設定される。
このログペリオディックアンテナ33は、最も効率良く電磁波を受信するために、上記同様に、対数周期比τと、比例間隔σとが上記関係式(1)(2)に設定される。
このログペリオディックアンテナ1の接続部4には、集中定数インダクタンス素子としてのチップインダクタ5a、5bが装荷されると共に、ログペリオディックアンテナ30の接続部にも集中定数インダクタンス素子としてのチップインダクタ34a、34bが装荷されている。これらチップインダクタ34a、34bは、接続部に限らず、ログペリオディックアンテナ30の第1のエレメント体33a−8、33b−8の軸方向上や、第1のエレメント体33a−7、33b−7等の軸方向上の所定の箇所に装荷してもよい。
これらチップインダクタ34aは、例えば上記図2(a)に示すように第1のエレメント体33a−8と連接体との間に装荷され、チップインダクタ34bは、第2のエレメント体33b−8と連接体との間に装荷されている。
又、これらチップインダクタ34a、34bは、例えば図2(b)に示すように第1のエレメント体33a−8、33b−8に装荷してもよく、チップインダクタ34aは、第1のエレメント体33a−8を2つに分け、これら分けられた各エレメント体を接続するように当該各エレメント体間に装荷する。又、チップインダクタ34bは、第2のエレメント体33b−8を2つに分け、これら分けられた各エレメント体を接続するように当該エレメント体間に装荷してもよい。
なお、これらチップインダクタ34a、34bは、ダイポールアンテナエレメント33a−8/33b−8全体の軸方向上の電流分布において電流値が大きくなる箇所に設けるのがよい。
又、これらチップインダクタ34a、34bは、例えば図2(b)に示すように第1のエレメント体33a−8、33b−8に装荷してもよく、チップインダクタ34aは、第1のエレメント体33a−8を2つに分け、これら分けられた各エレメント体を接続するように当該各エレメント体間に装荷する。又、チップインダクタ34bは、第2のエレメント体33b−8を2つに分け、これら分けられた各エレメント体を接続するように当該エレメント体間に装荷してもよい。
なお、これらチップインダクタ34a、34bは、ダイポールアンテナエレメント33a−8/33b−8全体の軸方向上の電流分布において電流値が大きくなる箇所に設けるのがよい。
このようにログペリオディックアンテナ1、30にそれぞれチップインダクタ5a、5b、34a、34bを装荷するので、これらダイポールアンテナエレメント3a−1/3b−1、・・・、3a−8/3b−8、33a−2/33b−2、・・・、33a−8/33b−8の各1本毎の路線の各長さLnを短縮し、ログペリオディックアンテナ30全体を小型化できる。
このようなログペリオディックアンテナ30によれば、ログペリオディックアンテナ1と、このログペリオディックアンテナ1に対して垂直方向に設けられたログペリオディックアンテナ31とから構成されるので、当該ログペリオディックアンテナ30の小型化を図れると共に、例えば一方のログペリオディックアンテナ1によって電磁波の水平偏波を受信し、他方のログペリオディックアンテナ31によって電磁波の垂直偏波を受信できる。
なお、ログペリオディックアンテナ31のみを設ければ、電磁波の垂直偏波のみを受信するようにすることができる。
なお、ログペリオディックアンテナ31のみを設ければ、電磁波の垂直偏波のみを受信するようにすることができる。
又、ログペリオディックアンテナ31によれば、当該ログペリオディックアンテナ31の出力端子に選択回路を接続すれば、電磁波の水平偏波又は垂直偏波のいずれか一方又は両方を選択的に受信することができる。
これらログペリオディックアンテナ1とログペリオディックアンテナ31とは、互いに取り付け、取り外しを可能に構成すれば、電磁波の水平偏波又は垂直偏波のいずれか一方又は両方の受信に応じた対応が容易にできる。
これらログペリオディックアンテナ1とログペリオディックアンテナ31とは、互いに取り付け、取り外しを可能に構成すれば、電磁波の水平偏波又は垂直偏波のいずれか一方又は両方の受信に応じた対応が容易にできる。
このログペリオディックアンテナ31は、上記図6と同様に、ホーンガイド20内に収容してもよい。このホーンガイド20を設けることによって当該ログペリオディックアンテナ31も、左右の両側と背面側とからの電磁波が遮蔽され、所要の方向である前方からだけの電磁波を受信できるものとなる。すなわち、ログペリオディックアンテナ31に対する左右両側及び背面側よりも、前方に対する電磁波の受信感度が相対的に高くなる。
電磁波の水平偏波又は垂直偏波のいずれか一方又は両方を選択的に受信する場合でも、これら水平偏波又は垂直偏波のいずれか一方又は両方を受信するときの受信感度を高くすることができる。
なお、図8ではログペリオディックアンテナ31についてその全体を分かり易くするために実線と破線とを用いて示す。
電磁波の水平偏波又は垂直偏波のいずれか一方又は両方を選択的に受信する場合でも、これら水平偏波又は垂直偏波のいずれか一方又は両方を受信するときの受信感度を高くすることができる。
なお、図8ではログペリオディックアンテナ31についてその全体を分かり易くするために実線と破線とを用いて示す。
[第5の実施の形態]
次に、第5の実施の形態について図面を参照して説明する。
上記ログペリオディックアンテナ1、30は、複数本のダイポールアンテナエレメント3a−1/3b−1、・・・、3a−8/3b−8や、33a−2/33b−2、・・・、33a−8/33b−8によって構成されているが、1本のダイポールアンテナエレメント3a−8/3b−8、又は33a−8/33b−8等により構成してもよい。
当該1本のダイポールアンテナエレメント3a−8/3b−8、又は33a−8/33b−8等は、単にダイポールアンテナ3a−8/3b−8、又は33a−8/33b−8と称してもよい。
次に、第5の実施の形態について図面を参照して説明する。
上記ログペリオディックアンテナ1、30は、複数本のダイポールアンテナエレメント3a−1/3b−1、・・・、3a−8/3b−8や、33a−2/33b−2、・・・、33a−8/33b−8によって構成されているが、1本のダイポールアンテナエレメント3a−8/3b−8、又は33a−8/33b−8等により構成してもよい。
当該1本のダイポールアンテナエレメント3a−8/3b−8、又は33a−8/33b−8等は、単にダイポールアンテナ3a−8/3b−8、又は33a−8/33b−8と称してもよい。
このダイポールアンテナ3a−8/3b−8、又は33a−8/33b−8等には、上記同様に、チップインダクタ5a、5bが上記図2(a)(b)に示すのと同様に装荷されている。
このような1本のダイポールアンテナ3a−8/3b−8、又は33a−8/33b−8等にチップインダクタ5a、5bを装荷して構成すれば、当該ダイポールアンテナ3a−8/3b−8、又は33a−8/33b−8等を小型化できることは言うまでもない。
このような1本のダイポールアンテナ3a−8/3b−8、又は33a−8/33b−8等にチップインダクタ5a、5bを装荷して構成すれば、当該ダイポールアンテナ3a−8/3b−8、又は33a−8/33b−8等を小型化できることは言うまでもない。
1本のダイポールアンテナ3a−8/3b−8、又は33a−8/33b−8等により構成する場合、当該ダイポールアンテナ軸方向の長さを設定することにより、当該長さに対応する電磁波の受信周波数帯域を決定することができる。
この1本のダイポールアンテナ3a−8/3b−8、又は33a−8/33b−8等により構成した場合でも、上記図6と同様に、当該1本のダイポールアンテナ3a−8/3b−8、又は33a−8/33b−8等を遮蔽収容体としてホーンガイド20内に収容してもよい。このホーンガイド20を設けることによって1本のダイポールアンテナ3a−8/3b−8、又は33a−8/33b−8も、当該1本のダイポールアンテナに対する左右の両側と、背面側の電磁波の受信感度を低下させ、前方に対する受信感度を高くすることができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
1:ログペリオディックアンテナ、2:誘電体基板、3:アンテナ本体、2a:誘電体基板の第1面、2b:誘電体基板の第2面、3a:第1のアンテナ、3b:第2のアンテナ、3a−1〜3a−8:第1のエレメント体、3a−9:第1の連接体、3b:第2のアンテナ、3b−1〜3b−8:第2のエレメント体、3b−9:第2の連接体、3a−2,3b−2,・・・,3a−8,3b−8:ダイポールアンテナエレメント、4:接続部、5a,5b:チップインダクタ、10:放射EMI測定システム、11:電波暗室、12:試験室、13:支持台、14:被測定物、15:スペクトラムアナライザ、16:ケーブル、17:ノイズ波形、18:ディスプレイ、20:ホーンガイド、30:ログペリオディックアンテナ、31:ログペリオディックアンテナ、32:基板、33:アンテナ本体、33a:第1のアンテナ、33b:第2のアンテナ、33a−1〜33a−8:第2のエレメント体、33b:第2のアンテナ、33b−1〜33b−8:第1のエレメント体、33a−2,33b−2,・・・,33a−8,33b−8:ダイポールアンテナエレメント。
Claims (6)
- 誘電体により形成された基板と、
前記基板の一方の面に形成された第1の連接体と、
前記基板の他方の面に、前記第1の連接体に対して少なくとも一部が対峙するように形成された第2の連接体と、
前記第1の連接体に対して一方向に延びるように前記基板の面上に平面状に形成された第1のエレメント体と、
前記第2の連接体に対して他方向に延びるように前記基板の面上に平面状に形成された第2のエレメント体と、
を具備し、
前記第1と前記第2のエレメント体とにより電磁波を受信するダイポールアンテナエレメントが構成され、
かつ当該ダイポールアンテナエレメントには、インダクタンスを付加するインダクタンス素子が含まれる、
ことを特徴とする小型アンテナ。 - 前記インダクタンス素子は、前記第1の連接体と前記第1のエレメント体との間と、前記第2の連接体と前記第2のエレメント体との間とにそれぞれ装荷される、
ことを特徴とする請求項1記載の小型アンテナ。 - 前記インダクタンス素子は、前記第1のエレメント体を分け、これら分けられた各エレメント体の間に装荷され、かつ前記第2のエレメント体を分け、これら分けられた各エレメント体の間に装荷される、
ことを特徴とする請求項1記載の小型アンテナ。 - 周波数帯域が異なる複数の前記ダイポールアンテナを配置することを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか1項記載の小型アンテナ。
- 前記ダイポールアンテナを収容し、前記ダイポールアンテナに対する所要以外の方向からの外部電磁波を遮蔽する遮蔽収容体を有することを特徴とする請求項1乃至4のうちいずれか1項記載の小型アンテナ。
- 被測定物から放射されるノイズを受信する請求項1乃至5のうちいずれか1項記載の小型アンテナと、
前記小型アンテナから出力されるノイズ信号を解析する解析装置と、
を具備することを特徴とする放射妨害電波測定システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014001234A JP2015130599A (ja) | 2014-01-07 | 2014-01-07 | 小型アンテナ及び放射妨害電波測定システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2014001234A JP2015130599A (ja) | 2014-01-07 | 2014-01-07 | 小型アンテナ及び放射妨害電波測定システム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015130599A true JP2015130599A (ja) | 2015-07-16 |
Family
ID=53761039
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2014001234A Pending JP2015130599A (ja) | 2014-01-07 | 2014-01-07 | 小型アンテナ及び放射妨害電波測定システム |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2015130599A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105140634A (zh) * | 2015-09-06 | 2015-12-09 | 哈尔滨工业大学 | 具有v型振子的印刷对数周期天线 |
CN105655697A (zh) * | 2016-01-05 | 2016-06-08 | 上海交通大学 | 新型宽带微带对数周期阵列天线 |
CN107611598A (zh) * | 2017-07-25 | 2018-01-19 | 西安电子科技大学 | 一种宽波束的超宽带双圆极化对数周期天线 |
-
2014
- 2014-01-07 JP JP2014001234A patent/JP2015130599A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN105140634B (zh) * | 2015-09-06 | 2018-09-11 | 哈尔滨工业大学 | 具有v型振子的印刷对数周期天线 |
CN105655697A (zh) * | 2016-01-05 | 2016-06-08 | 上海交通大学 | 新型宽带微带对数周期阵列天线 |
CN105655697B (zh) * | 2016-01-05 | 2018-12-18 | 上海交通大学 | 新型宽带微带对数周期阵列天线 |
CN107611598A (zh) * | 2017-07-25 | 2018-01-19 | 西安电子科技大学 | 一种宽波束的超宽带双圆极化对数周期天线 |
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