JP2016092564A - Circular polarized antenna - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、パッチアンテナ素子を用いた円偏波アンテナに関する。 The present invention relates to a circularly polarized antenna using a patch antenna element.
衛星放送受信装置や、無線LAN(Local Area Network)、GPS(Global Positioning System)、ETC(Electronic Toll Collection System)、DSRC(Dedicated Short Range Communications)およびVICS(Vehicle Information and Communication System)(登録商標)等の通信システムで使用される基地局では、円偏波を使用したアンテナが使用されている。 Satellite broadcast receiver, wireless LAN (Local Area Network), GPS (Global Positioning System), ETC (Electronic Toll Collection System), DSRC (Dedicated Short Range Communications), VICS (Vehicle Information and Communication System) (registered trademark), etc. In a base station used in this communication system, an antenna using circular polarization is used.
例えば特許文献1には、マイクロウェーブ用の指向性平面アンテナとして、マイクロストリップ線路を使用したパッチアンテナが記載されている。このアンテナは、平面誘電体基板上に多数のパッチアンテナ素子を4個ずつ四辺形の頂点に位置するように配置して複数のサブアレイを形成する。そして、サブアレイごとに移相器および分配器を含むマイクロストリップ給電線路を配置し、このマイクロストリップ給電線路により上記4個のパッチアンテナ素子に位相が90度ずつ順次シフトされた電力を給電することにより、円偏波を発生させるものとなっている。 For example, Patent Document 1 describes a patch antenna using a microstrip line as a directional planar antenna for microwaves. In this antenna, a plurality of patch antenna elements are arranged on a planar dielectric substrate so that four patch antenna elements are positioned at the apex of the quadrilateral, thereby forming a plurality of subarrays. A microstrip feed line including a phase shifter and a distributor is arranged for each sub-array, and power is sequentially fed to the four patch antenna elements by 90 degrees by the microstrip feed line. , To generate circularly polarized waves.
ところが、特許文献1に記載されたアンテナでは、パッチアンテナ素子とマイクロストリップ給電線路との間の結合を低減するために、パッチアンテナ素子とマイクロストリップ給電線路との間の距離を十分大きく設定する必要があり、その結果アンテナの大型化が避けられないという問題がある。また、特にアンテナを高周波帯域で使用する場合には、パッチアンテナ素子の大きさに対し給電線路の線幅が大きくなるため、パッチアンテナ素子と給電線路との間の影響が大きくなり、軸比特性の劣化が避けられなくなる。これに対し、プリント基板の厚さを薄くすると、所望のインピーダンスを得るための給電線路の幅を狭くすることが可能である。しかし、このようにするとアンテナの放射効率が低下し、電圧定在波比(VSWR;Voltage Standing Wave Ratio)特性などの諸特性の比帯域幅が狭くなる。 However, in the antenna described in Patent Document 1, it is necessary to set the distance between the patch antenna element and the microstrip feed line sufficiently large in order to reduce the coupling between the patch antenna element and the microstrip feedline. As a result, there is a problem that an increase in the size of the antenna is inevitable. In particular, when the antenna is used in a high frequency band, the line width of the feed line becomes larger than the size of the patch antenna element, so the influence between the patch antenna element and the feed line becomes large, and the axial ratio characteristics Deterioration of is inevitable. On the other hand, if the thickness of the printed circuit board is reduced, the width of the feed line for obtaining a desired impedance can be reduced. However, when this is done, the radiation efficiency of the antenna is lowered, and the ratio bandwidth of various characteristics such as a voltage standing wave ratio (VSWR) characteristic is narrowed.
一方、アンテナの大型化を防ぐために複数の基板または多層基板を用い、パッチアンテナ素子等の放射素子が形成された面とは異なる面に給電線路を形成したアンテナ装置も提案されている。しかし、このような構成にすると部品点数の増加や構造の複雑化を招き、またコストアップが避けられない。 On the other hand, an antenna device has been proposed in which a plurality of substrates or multilayer substrates are used to prevent the antenna from becoming large, and a feed line is formed on a surface different from a surface on which a radiating element such as a patch antenna element is formed. However, such a configuration causes an increase in the number of parts and a complicated structure, and an increase in cost is inevitable.
この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、基板厚を薄くすることなく給電線路幅を狭小化し、これにより諸特性の比帯域幅を良好に維持しつつアンテナ構造の簡単化および小型化を可能とした円偏波アンテナを提供することにある。 The present invention has been made paying attention to the above circumstances, and the object of the present invention is to reduce the width of the feeder line without reducing the thickness of the substrate, thereby maintaining the specific bandwidth of various characteristics satisfactorily. An object of the present invention is to provide a circularly polarized antenna that can be simplified in structure and reduced in size.
上記目的を達成するために、この発明に係る円偏波アンテナの第1の態様は、第1の面に第1の接地パターンを形成した平面誘電体基板の上記第1の面に対し背面側となる第2の面に、所定の相互間隔を隔ててマトリクス状に配列された状態で複数の放射素子を形成すると共に、上記第2の面の当該複数の放射素子により囲まれるスペースに給電線路を形成し、この給電線路により上記複数の放射素子に対し位相が予め設定した量ずつ順次シフトされた電力を給電する。さらに、上記平面誘電体基板の上記第2の面の少なくとも上記複数の放射素子と上記給電線路との間に、上記第1の接地パターンと同電位に設定された第2の接地パターンを形成するようにしたものである。 In order to achieve the above object, the first aspect of the circularly polarized antenna according to the present invention is the back side of the first surface of the planar dielectric substrate in which the first ground pattern is formed on the first surface. A plurality of radiating elements are formed on the second surface in a state of being arranged in a matrix at predetermined intervals, and a feed line is formed in a space surrounded by the radiating elements on the second surface. , And the power is sequentially fed to the plurality of radiating elements by a predetermined amount by the feeding line. Further, a second ground pattern set at the same potential as the first ground pattern is formed between at least the plurality of radiating elements on the second surface of the planar dielectric substrate and the feeder line. It is what I did.
この発明に係る円偏波アンテナの第2の態様は、上記第2の接地パターンを、上記給電線路の両側部に沿って所定幅の非導通領域を隔てて近接配置された状態で形成するようにしたものである。 In a second aspect of the circularly polarized antenna according to the present invention, the second grounding pattern is formed in a state in which the second grounding pattern is arranged close to each other with a non-conducting region having a predetermined width along both sides of the feed line. It is a thing.
この発明に係る円偏波アンテナの第3の態様は、上記第2の接地パターンを、上記複数の放射素子の外縁に沿って所定幅の非導通領域を隔てて当該放射素子を包囲するように形成するようにしたものである。 In a third aspect of the circularly polarized antenna according to the present invention, the second grounding pattern surrounds the radiating element with a non-conducting region having a predetermined width along an outer edge of the plurality of radiating elements. It is to be formed.
この発明に係る円偏波アンテナの第4の態様は、上記給電線路が相互に独立して配置された移相器および分配器を有し、このうち分配器をウィルキンソン型により構成するようにしたものである。 A fourth aspect of the circularly polarized antenna according to the present invention has a phase shifter and a distributor in which the feed lines are arranged independently of each other, and the distributor is constituted by a Wilkinson type. Is.
この発明に係る円偏波アンテナの第5の態様は、上記複数の放射素子、給電線路及び第2の接地パターンを備える複数のアンテナユニットを、上記平面誘電体基板の第2の面に所定の相互間隔を隔てた状態でマトリクス状に配置し、上記各アンテナユニットの給電線路により、当該各アンテナユニットの放射素子に対しアンテナユニット間で位相が予め設定された量ずつ順次シフトされた電力を給電するようにしたものである。 According to a fifth aspect of the circularly polarized antenna according to the present invention, a plurality of antenna units including the plurality of radiating elements, a feed line, and a second ground pattern are provided on a second surface of the planar dielectric substrate. Arranged in a matrix with a space between each other, the power supply line of each antenna unit feeds power that is sequentially shifted by a preset amount between the antenna units to the radiating element of each antenna unit. It is what you do.
この発明の第1の態様によれば、平面誘電体基板の同一面上に複数の放射素子と給電線路が形成され、さらに少なくとも上記複数の放射素子と上記給電線路との間のスペースに第2の接地パターンが形成される。このため、第2の接地パターンにより放射素子と上記給電線路との間が電磁的に遮蔽されて結合量が低く抑えられ、これによりアンテナの放射特性などの諸特性を良好に維持しつつ、放射素子と上記給電線路との間の配置間隔を接近させることを可能にしてアンテナの小型化を図ることができる。また、平面誘電体基板の同一面上に放射素子と給電線路とを接近させて配置できることで、多層基板または複数の基板を不要にして、部品点数の低減およびコストダウンが可能となる。 According to the first aspect of the present invention, the plurality of radiating elements and the feed line are formed on the same surface of the planar dielectric substrate, and the second space is provided at least in the space between the plurality of radiating elements and the feed line. The ground pattern is formed. For this reason, the second grounding pattern electromagnetically shields between the radiating element and the feed line, and the amount of coupling is kept low, thereby radiating while maintaining various characteristics such as the radiation characteristics of the antenna. It is possible to reduce the size of the antenna by making it possible to make the arrangement interval between the element and the feeder line closer. In addition, since the radiating element and the feed line can be arranged close to each other on the same plane of the planar dielectric substrate, the number of components and the cost can be reduced without using a multilayer substrate or a plurality of substrates.
この発明の第2の態様によれば、第2の接地パターンを、給電線路の両側部に沿って所定の間隔を隔てて近接配置するようにしたことにより、給電線路を接地付きのコプレーナ線路とすることができる。この結果、同一のインピーダンスを設計する際に、平面誘電体基板の材質および厚さを変えることなく、給電線路の線幅を細くすることが可能となる。この給電線路の細幅化により、給電線路を小半径で湾曲または折り返しすることが可能となり、給電線路の設置スペースを減少させて放射素子の配置間隔を狭くし、これによりアンテナのより一層の小型化を図ることが可能となる。 According to the second aspect of the present invention, the second grounding pattern is arranged close to each other at a predetermined interval along both sides of the feeding line, so that the feeding line is connected to the grounded coplanar line. can do. As a result, when designing the same impedance, the line width of the feed line can be reduced without changing the material and thickness of the planar dielectric substrate. This narrowing of the feed line enables the feed line to be bent or folded with a small radius, reducing the installation space for the feed line and narrowing the spacing between the radiating elements, thereby further reducing the size of the antenna. Can be achieved.
この発明の第3の態様によれば、複数の放射素子はそれぞれ第2の接地パターンにより包囲される。このため、放射素子間および給電線路との間の結合を効果的に減らすことができる。 According to the third aspect of the present invention, each of the plurality of radiating elements is surrounded by the second ground pattern. For this reason, the coupling between the radiating elements and between the feed lines can be effectively reduced.
この発明の第4の態様によれば、移相器と分配器が独立して配置されることで、放射素子への位相差、分配比を変更する設計を可能にすることができ、これによりサイドローブの抑制やチルト角などの指向性の制御を容易に行うことが可能となる。また、上記給電線路の細幅化により放射素子の配置間隔を狭くできることから、より柔軟な調整を行うことができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the phase shifter and the distributor can be arranged independently to enable a design to change the phase difference and the distribution ratio to the radiating element, thereby It becomes possible to easily control the directivity such as side lobe suppression and tilt angle. Moreover, since the arrangement | positioning space | interval of a radiation element can be narrowed by narrowing the said feeder line, a more flexible adjustment can be performed.
この発明の第5の態様によれば、複数のアンテナユニットを同一基板上に並べて配置することで、小型で放射特性および軸比特性の優れた円偏波アレーアンテナを提供することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to provide a circularly polarized array antenna having a small size and excellent radiation characteristics and axial ratio characteristics by arranging a plurality of antenna units side by side on the same substrate.
すなわちこの発明によれば、基板厚を薄くすることなく給電線路幅を狭小化し、これにより諸特性の比帯域幅を良好に維持しつつアンテナ構造の簡単化および小型化を可能とした円偏波アンテナを提供することができる。 That is, according to the present invention, the circularly polarized wave can be simplified and miniaturized while reducing the feed line width without reducing the substrate thickness, thereby maintaining the specific bandwidth of various characteristics well. An antenna can be provided.
以下、図面を参照してこの発明に係わる実施形態を説明する。
[一実施形態]
(構成)
図1はこの発明の一実施形態に係る右旋円偏波アンテナの構成を示す平面図であり、60は平面誘電体基板としてのプリント基板を示している。プリント基板60はフッ素樹脂製の単層基板からなり、第1の面である裏面には給電部を除いた全面に接地パターンが形成されている。
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[One Embodiment]
(Constitution)
FIG. 1 is a plan view showing a configuration of a right-handed circularly polarized antenna according to an embodiment of the present invention, and 60 shows a printed circuit board as a planar dielectric substrate. The printed
一方、上記プリント基板60の第2の面である表面には、放射素子を構成する16個の導電パターンが予め設定された間隔を隔てて4×4のマトリクス状に形成されている。これら16個の放射素子は、2×2個ずつに分けられてそれぞれアンテナユニット10,20,30,40を構成する。例えば、放射素子11〜14によりアンテナユニット10を、放射素子21〜24によりアンテナユニット20を、放射素子31〜34によりアンテナユニット30を、放射素子41〜44によりアンテナユニット40をそれぞれ構成する。
On the other hand, on the surface, which is the second surface of the printed
また、上記プリント基板60の表面には、上記アンテナユニット10〜40ごとにそれぞれその放射素子11〜14,21〜24,31〜34,41〜44間の空きスペースを利用して給電線路15,25,35,45が形成されている。これらの給電線路15〜45は、プリント基板60の中央部に設けられた給電部50から上記各放射素子11〜14,21〜24,31〜34,41〜44に対し電力を供給するもので、それぞれ複数の移相器と複数の分配器を有している。
In addition, on the surface of the printed
例えば、アンテナユニット10の給電線路15は、図2に拡大して示すように、第1段目の移相器151と、1段目の分配器152と、2段目の移相器153と、2段目のウィルソン型分配器154,157と、3段目の移相器155,156,158,159とから構成される。このうち、1段目の移相器151は、電源部50からアンテナユニット10に対し供給される電力の位相を決定するもので、ここでは遅延量(0°)に設定される。2段目の移相器153はS型に湾曲形成され、放射素子11,12と放射素子13,14との間に180°の位相差を与える。3段目の移相器155,156および158,159は、それぞれ放射素子11と放射素子12との間、および放射素子13と放射素子14との間に90°の位相差を与える。
For example, the
他の給電線路25,35,45の1段目の移相器251,351,451は、それぞれ電源部50からアンテナユニット20,30,40に対し供給される電力の位相を決定するもので、それぞれ移相量は90°,180°,270°に設定される。なお、他の給電線路25,35,45の1段目の移相器251,351,451を除いた各移相器および分配器については、上記給電線路15と同一構成なので、ここでの説明は省略する。
The first phase shifters 251, 351, 451 of the
ところで、上記プリント基板60の表面には、上記各放射素子11〜14,21〜24,31〜34,41〜44と、上記給電線路15,25,35,45との間のスペースを埋めるように、接地パターン70が形成されている。例えば、図1に示すように上記各放射素子11〜14,21〜24,31〜34,41〜44をその外縁に沿って所定幅の非導通部を隔てて包囲するように接地パターン70が形成され、かつ上記給電線路15,25,35,45の両側部に沿って所定幅の非導通部を隔てて近接する状態で接地パターン70が形成されている。
By the way, the surface of the printed
また、接地パターン70の外縁部には一定の間隔で図示しないスルーホールが設けられ、接地パターン70はこれらのスルーホールを介してプリント基板60の裏面に形成された接地パターン(図示せず)と同電位になるように接続されている。
Also, through holes (not shown) are provided at regular intervals on the outer edge of the
なお、上記図2と後述する図3および図4では、図示の便宜上、放射素子11〜14,21〜24,31〜34,41〜44、給電線路15,25,35,45および接地パターン70に対する斜線表示を省略している。
2 and FIG. 3 and FIG. 4 to be described later, for convenience of illustration, the radiating
(動作及び効果)
以上のような構成であるから、給電部50から出力された電力は、先ずアンテナユニット10において1段目の移相器151を介して無遅延のまま1段目の分配器152に入力され、この分配器152で二分岐されたのちその一方が2段目のウィルキンソン型分配器154でさらに二分岐される。そして、その一方の電力が3段目の移相器155を介して無遅延のまま放射素子11に供給され、他方の電力は移行器156により90°移相されて放射素子12に供給される。一方、上記1段目の分配器152により二分岐された他方の電力は、2段目の移相器153により180°移相されたのち、ウィルキンソン型分配器157で二分岐される。そして、その一方の電力は3段目の移相器158を介して無遅延のまま放射素子13に供給され、他方の電力は移相器159により90°遅延されて放射素子14に供給される。この結果、アンテナユニット10の放射素子11〜14は、図3に示すように、0°移相の電力を基準にその位相を90°ずつ順次シフトした電力により励振される。
(Operation and effect)
Because of the configuration as described above, the power output from the
次に、アンテナユニット20においては、上記給電部50から出力された電力は先ず1段目の移相器251により位相が90°移相される。そして、2段目の分配器、3段目の移相器、ウィルキンソン型分配器および3段目の移相器により位相が90°ずつ順次シフトされたのち放射素子21〜24に与えられる。この結果、アンテナユニット20の放射素子21〜24は、図3に示すように上記アンテナユニット10に与えられた電力より90°位相シフトされた電力を基準に、その位相を90°ずつ順次シフトした電力により励振される。
Next, in the
続いて、アンテナユニット30においては、上記給電部50から出力された電力は先ず1段目の移相器351により位相が180°移相される。そして、2段目の分配器、3段目の移相器、ウィルキンソン型分配器および3段目の移相器により位相が90°ずつ順次シフトされたのち放射素子31〜34に与えられる。この結果、アンテナユニット30の放射素子31〜34は、図3に示すように上記アンテナユニット10に与えられた電力より180°位相シフトされた電力を基準に、その位相を90°ずつ順次シフトした電力により励振される。
Subsequently, in the
同様に、アンテナユニット40においては、上記給電部50から出力された電力は先ず1段目の移相器451により位相が270°移相される。そして、2段目の分配器、3段目の移相器、ウィルキンソン型分配器および3段目の移相器により位相が90°ずつ順次シフトされたのち放射素子41〜44に与えられる。この結果、アンテナユニット40の放射素子41〜44は、図3に示すように上記アンテナユニット10に与えられた電力より270°位相シフトされた電力を基準に、その位相を90°ずつ順次シフトした電力により励振される。
Similarly, in the
かくして、本実施形態の円偏波アンテナによれば、4個のアンテナユニット10〜40により右旋円偏波が放射される。図5、図6および図7は、それぞれ以上のように構成された円偏波アンテナによる5.6〜6.0GHzの帯域における垂直指向性、水平指向性および斜め45°指向性の計測結果の一例を示す図である。同図に示すように、垂直指向性、水平指向性および斜め45°指向性の何れを見てもサイドローブが小さく均一な指向性を得ることができる。
Thus, according to the circularly polarized antenna of the present embodiment, right circularly polarized waves are radiated by the four
また、図8、図9および図10は、同じく5.6〜6.0GHzの帯域におけるVSWR特性、利得特性および軸比特性の計測結果の一例を示すものである。これらの特性から明らかなように、5.6〜6.0GHzの帯域においてVSWR特性、利得特性および軸比特性についても、良好な特性を得ることができる。 FIGS. 8, 9 and 10 also show examples of measurement results of VSWR characteristics, gain characteristics and axial ratio characteristics in the band of 5.6 to 6.0 GHz. As is apparent from these characteristics, good characteristics can be obtained for the VSWR characteristics, the gain characteristics, and the axial ratio characteristics in the band of 5.6 to 6.0 GHz.
また、本実施形態の円偏波アンテナによれば以下の効果が奏せられる。すなわち、図1に示したように励振各アンテナユニット10〜40の放射素子11〜14,21〜24,31〜34,41〜44と、給電線路15,25,35,45を構成する移相器および分配器は、何れも所定幅の非導通領域を隔てて近接する状態で接地パターン70により包囲される。換言すれば、給電線路15,25,35,45は接地付きコプレーナ線路により構成される。このため、インピーダンスを同一にするという条件の下でアンテナを設計する際に、プリント基板60の材質および厚さを変えることなく、給電線路15,25,35,45の線路幅を細くすることが可能となる。
Moreover, according to the circularly polarized wave antenna of this embodiment, the following effects are produced. That is, as shown in FIG. 1, the radiating
このように給電線路15,25,35,45の線路幅を細くすることで、給電線路15,25,35,45の移相器および分配器を構成する部位を小半径で湾曲または折り返し形成することが可能となり、これにより給電線路15,25,35,45の設置スペースを減少させて放射素子11〜14,21〜24,31〜34,41〜44の配置間隔を狭くして、アンテナのより小型化を図ることが可能となる。
Thus, by narrowing the line width of the feed lines 15, 25, 35, 45, the portions constituting the phase shifter and distributor of the feed lines 15, 25, 35, 45 are curved or folded with a small radius. As a result, the installation space of the
また、給電線路15,25,35,45から漏洩する電界の放射素子11〜14,21〜24,31〜34,41〜44に対する影響を抑制することが可能となるため、アンテナの放射特性を良好に維持しつつ、放射素子11〜14,21〜24,31〜34,41〜44と給電線路15,25,35,45との間の配置間隔を接近させることを可能にして、これによってもアンテナの小型化を図ることができる。
Moreover, since it becomes possible to suppress the influence with respect to the radiation elements 11-14, 21-24, 31-34, 41-44 of the electric field which leaks from
さらに、プリント基板60の厚さを一定厚以上に維持できることから、プリント基板60の裏面に形成された接地パターンとプリント基板60の表面に形成された放射素子11〜14,21〜24,31〜34,41〜44との間の距離を十分に離すことができ、これによりVSWR特性の比帯域を広くして良好な放射効率を得ることができる。
Furthermore, since the thickness of the printed
さらに、放射素子11〜14,21〜24,31〜34,41〜44および給電線路15,25,35,45をプリント基板60の同一面上に形成できるため、多層基板または複数の基板を不要にして、部品点数の低減およびコストダウンが可能となる。プリント基板製の放射素子および給電線路は、通常のプリントパターン製造手法と部品の表面実装手法により容易に製作できることから、大量生産に適する。したがって、アンテナのコストダウンを実現することができる。
Furthermore, since the radiating
また本実施形態によれば、給電線路15,25,35,45において、各移相器と各分配器が独立して配置されている。このため、放射素子11〜14,21〜24,31〜34,41〜44に対する位相差および分配比を変更するための設計を可能にすることができる。例えば、図4に示すように、2段目の移相器153による移相量を増加させる場合には、当該移相器153の半円状をなす湾曲部の両端部の長さを延長させる。また、3段目の移相器159の移相量を増加させる場合には、放射素子14をその中心点を回転軸として回転させながら移相器159の線路長を延長させる。さらに、放射素子11,12間のスタック間隔を変更する場合には、ウィルキンソン型分配器154と3段目の移相器155,156との間の線路長を伸縮させる。以上のように構成すると、サイドローブの抑制やチルト角などの指向性の制御を容易に行うことが可能となる。
Moreover, according to this embodiment, in the feed lines 15, 25, 35, and 45, each phase shifter and each distributor are arranged independently. For this reason, the design for changing the phase difference and distribution ratio with respect to the radiation elements 11-14, 21-24, 31-34, 41-44 can be enabled. For example, as shown in FIG. 4, when the amount of phase shift by the second-
また、放射素子11〜14,21〜24,31〜34,41〜44に最も近い分配器154,157として、ウィルキンソン型を用いたことで、チップ抵抗を装着することが可能となる。その結果、各放射素子11〜14,21〜24,31〜34,41〜44との結合減衰量を確保し、軸比を低減することが可能となる。なお、軸比が良好な場合には、チップ抵抗を省略することも可能である。
Further, by using the Wilkinson type as the
(用途)
次に、以上のように構成された円偏波アンテナの用途について説明する。
図11は、本実施形態に係る円偏波アンテナを使用したVICS用の無線装置1の設置例を示すものである。
(Use)
Next, the use of the circularly polarized antenna configured as described above will be described.
FIG. 11 shows an installation example of the wireless device 1 for VICS using the circularly polarized antenna according to the present embodiment.
無線装置1は、道路の路肩に設置された支柱2上に取着される。このとき、無線装置1の設置位置は、上り下りがそれぞれ1車線からなる道路の場合、例えば図11に示すようにセンタラインから4〜4.5m離れ、かつ道路面から5〜6m上方になるように設定される。また、後述するベースプレート101の取付角度が鉛直方向に対し15°路面側に傾くように設定される。
The wireless device 1 is attached on a
無線装置1の道路に対する放送対象エリア(受信エリア)は、道路が上記したように上り下りがそれぞれ1車線からなる場合、例えば図12のE1,E2に示すようにそれぞれの車線の上流側の所定範囲に設定する必要がある。この条件を満たすために、無線装置1は以下のように構成される。図13及び図14はその構成を示すもので、図13はその側面図、図14は正面図である。 The broadcast target area (reception area) for the road of the wireless device 1 is a predetermined area on the upstream side of each lane as shown by E1 and E2 in FIG. 12, for example, when the road is composed of one lane as described above. Must be set to a range. In order to satisfy this condition, the wireless device 1 is configured as follows. 13 and 14 show the configuration, FIG. 13 is a side view thereof, and FIG. 14 is a front view thereof.
すなわち、無線装置1はベースプレート101を備え、このベースプレート101には支持部材が取り付けられている。支持部材は、例えば板金により形成される底板102と側板103,104とを有し、底板101が上記ベースプレート101に対しネジにより固定される。側板103,104は、それぞれその表面の向きが図12に示した上りおよび下りの各走行車線の受信エリアE1,E2の方向となるように、左右方向および上下方向の角度θ1,θ2およびθ3,θ4がそれぞれ設定されている。
That is, the wireless device 1 includes a
そして、上記側板103,104の表面には、図1に示した円偏波アンテナ201,202が取着される。このとき、円偏波アンテナ201,202は、先に述べたように放射素子11〜14,21〜24,31〜34,41〜44および給電線路15,25,35,45を1枚の単層プリント基板60の同一表面上に形成したきわめて簡単な構造となっているので、上記側板103,104に対する取り付けも簡単に行える。また、プリント基板60のサイズも小型化されているので、側板103,104のサイズ、延いては無線装置1のサイズも小型化できる。なお、図14に示す301は給電部であり、底板102上に取着される。
The circularly polarized
このような構成であるから、円偏波アンテナ201,202から放射される電波は、所定の指向性を持って、図12に示したように道路の上りおよび下りの各走行車線における上流側の受信エリアE1,E2に向けそれぞれ送信される。なお、これらの受信エリアE1,E2の走行方向の長さは、車両の走行速度を考慮して70m以上となるように設定される。
Because of such a configuration, the radio waves radiated from the circularly
したがって、道路の上りおよび下りの各走行車線を走行する車両は、それぞれの受信エリアE1,E2を通過する際に無線装置1から送信されたVICS信号を受信することが可能となり、これにより事故や渋滞に関する情報等を受け取ることができる。 Therefore, a vehicle traveling in each traveling lane on the road and on the road can receive the VICS signal transmitted from the wireless device 1 when passing through the respective reception areas E1 and E2, thereby causing an accident or accident. You can receive information about traffic jams.
[他の実施形態]
なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、前記実施形態では16個の放射素子11〜14,21〜24,31〜34,41〜44をマトリクス状に配置した構成としたが、放射素子は4個のみでもよく、また16個を超える数であってもよい。
[Other Embodiments]
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above-described embodiment, 16 radiating
その他、放射素子および給電線路の形状、放射素子および給電線路間に形成される接地パターンの形成範囲、プリント基板の材質等についても、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施可能である。 In addition, the shape of the radiating element and the feeder line, the formation range of the ground pattern formed between the radiating element and the feeder line, the material of the printed circuit board, and the like can be variously modified without departing from the scope of the present invention. is there.
要するにこの発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。 In short, the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Further, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine suitably the component covering different embodiment.
1…無線装置、2…支柱、10〜40…アンテナユニット、11〜14,21〜24,31〜34,41〜44…放射素子、15,25,35,45…給電線路、50…給電部、60…プリント基板、70…接地パターン、101…ベースプレート、102…支持部材の底板、103,104…支持部材の側板、151,153,155,156,159,251,351,451…移相器、152…分配器、154,157…ウィルキンソン分配器、201,202…円偏波アンテナ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Radio | wireless apparatus, 2 ... Support | pillar, 10-40 ... Antenna unit, 11-14, 21-24, 31-34, 41-44 ... Radiation element, 15, 25, 35, 45 ... Feeding line, 50 ... Feeding part , 60 ... printed circuit board, 70 ... ground pattern, 101 ... base plate, 102 ... bottom plate of support member, 103, 104 ... side plate of support member, 151, 153, 155, 156, 159, 251, 351, 451 ... phase shifter , 152 ... distributor, 154, 157 ... Wilkinson distributor, 201, 202 ... circularly polarized antenna.
Claims (5)
前記平面誘電体基板の前記第1の面に対し背面側となる第2の面に、所定の相互間隔を隔ててマトリクス状に配列された状態で形成される複数の放射素子と、
前記第2の面の、前記複数の放射素子により囲まれるスペースに形成され、前記複数の放射素子に対し位相が予め設定した量ずつ順次シフトされた電力を給電する給電線路と、
前記第2の面の少なくとも前記複数の放射素子と前記給電線路との間に形成され、前記第1の接地パターンと同電位に設定された第2の接地パターンと
を具備することを特徴とする円偏波アンテナ。 A planar dielectric substrate having a first ground pattern formed on a first surface;
A plurality of radiating elements formed in a state of being arranged in a matrix at predetermined intervals on the second surface which is the back side of the first surface of the planar dielectric substrate;
A feeding line that feeds power that is formed in a space surrounded by the plurality of radiating elements on the second surface and that is sequentially shifted by a predetermined amount with respect to the plurality of radiating elements;
A second ground pattern formed between at least the plurality of radiating elements on the second surface and the feeder line and set at the same potential as the first ground pattern. Circularly polarized antenna.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2021079603A1 (en) * | 2019-10-21 | 2021-04-29 | 株式会社村田製作所 | Circularly polarized wave array antenna device |
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- 2014-11-04 JP JP2014223974A patent/JP2016092564A/en active Pending
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