JP2018026667A - Dual frequency omnidirectional antenna and collinear array antenna - Google Patents

Dual frequency omnidirectional antenna and collinear array antenna Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dual frequency omnidirectional antenna capable of sharing plural frequency band while preventing plural shared frequency bands from interfering with each other with a simple configuration.SOLUTION: A dual frequency omnidirectional antenna 10 has a folded dipole structure. The dual frequency omnidirectional antenna 10 which has a U-shaped continuous cross section in a longitudinal direction, which includes: a pair of outer resonance elements 31a and 31b which resonates at a high frequency band; and a pair of folded parts 39a and 39b each continue with the outer resonance elements 31a and 31b, which resonate at low frequency band. The dual frequency omnidirectional antenna also includes a pair of inner resonance element 33a and 33b which is disposed inside the outer resonance elements 31a and 31b along a longitudinal direction of the outer resonance elements 31a and 31b.SELECTED DRAWING: Figure 1D

Description

本発明は、例えば移動体通信システム等における基地局用アンテナ装置に用いられる2周波共用無指向性アンテナとコーリニアアレーアンテナとに関する。   The present invention relates to a dual-frequency omnidirectional antenna and a collinear array antenna used in, for example, a base station antenna apparatus in a mobile communication system or the like.

従来、例えば移動体通信システム等における基地局用の2周波共用無指向性アンテナとして、例えば、特許文献1が開示されている。特許文献1に開示される2周波共用無指向性アンテナであるデュアルバンド全方向性アンテナは、以下の順序で垂直に積み重ねられたアンテナ配列を含んでおり、第1周波数帯及び第2周波数帯で共振する第1デュアルバンドダイポールと、第1周波数帯のみで共振する第1シングルバンドダイポールと、第1周波数帯のみで共振する第2シングルバンドダイポールと、第1周波数帯及び第2周波数帯で共振する第2デュアルバンドダイポールとを有する。   Conventionally, for example, Patent Document 1 is disclosed as a dual-frequency omnidirectional antenna for a base station in a mobile communication system or the like. The dual-band omnidirectional antenna, which is a dual-frequency omnidirectional antenna disclosed in Patent Document 1, includes an antenna array that is vertically stacked in the following order, and is divided into a first frequency band and a second frequency band. A first dual-band dipole that resonates, a first single-band dipole that resonates only in the first frequency band, a second single-band dipole that resonates only in the first frequency band, and a resonance in the first and second frequency bands. And a second dual-band dipole.

米国特許第7755559号公報US Pat. No. 7,755,559

近年の移動体通信システムでは、新規の周波数帯割り当ての対応において、新規の基地局を単純に増設するのではなく、既存の基地局を有効活用することが求められる。このため、既存の基地局のある1つのアンテナは、複数の周波数帯に共用されることが求められる。   In recent mobile communication systems, it is required to make effective use of existing base stations, instead of simply adding new base stations, in response to new frequency band allocation. For this reason, one antenna with an existing base station is required to be shared by a plurality of frequency bands.

複数の周波数帯を共用するためには、アンテナにおいて、複数の共振素子の配置、アンテナの広帯域化などの方法が主流である。しかしながらアンテナ自体の構造が複雑となってしまう、多段化した(縦列配置された)アンテナにおいて周波数帯に依存する段間で複数の周波数帯が互いに干渉してしまう、といった問題が生じやすい。   In order to share a plurality of frequency bands, in the antenna, methods such as arrangement of a plurality of resonant elements and widening of the antenna are mainly used. However, the structure of the antenna itself is complicated, and problems such as a plurality of frequency bands interfering with each other between stages depending on the frequency band are likely to occur in a multistage (tandemly arranged) antenna.

このため本発明は、上記事情に鑑み、シンプルな構成で、複数の周波数帯を共用でき、共用する複数の周波数帯が互いに干渉することを抑制できる2周波共用無指向性アンテナとコーリニアアレーアンテナとを提供することを目的とする。   For this reason, in view of the above circumstances, the present invention can share a plurality of frequency bands with a simple configuration, and can suppress a plurality of shared frequency bands from interfering with each other. The purpose is to provide.

前記の目的を達成するために、本発明の2周波共用無指向性アンテナの一態様は、折り返しダイポール構造を有する2周波共用無指向性アンテナであって、U字型の横断面を長手方向に連続して有し、高い周波数帯で共振する外側共振素子と、前記外側共振素子と連続し、低い周波数帯で共振するための折り返し部を有し、前記外側共振素子の前記長手方向に沿って前記外側共振素子の内側に配置される内側共振素子と、を具備することを特徴とする。   In order to achieve the above object, one aspect of the dual-frequency omnidirectional antenna of the present invention is a dual-frequency omnidirectional antenna having a folded dipole structure, wherein a U-shaped cross section is in the longitudinal direction. A continuous outer resonance element that resonates in a high frequency band, and a folded portion that is continuous with the outer resonance element and resonates in a low frequency band, along the longitudinal direction of the outer resonance element. And an inner resonance element disposed inside the outer resonance element.

前記の目的を達成するために、本発明のコーリニアアレーアンテナは、前記に記載の2周波共用無指向性アンテナが分配整合ラインを用いて多段化されたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, a collinear array antenna of the present invention is characterized in that the dual-frequency omnidirectional antenna described above is multistaged using a distribution matching line.

本発明によれば、シンプルな構成で、複数の周波数帯を共用でき、共用する複数の周波数帯が互いに干渉することを抑制できる2周波共用無指向性アンテナとコーリニアアレーアンテナとを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a dual-frequency omnidirectional antenna and a collinear array antenna that can share a plurality of frequency bands with a simple configuration and can suppress interference between the plurality of shared frequency bands. it can.

図1Aは、本発明の一実施形態に係る2周波共用無指向性アンテナの斜視図である。FIG. 1A is a perspective view of a dual-frequency omnidirectional antenna according to an embodiment of the present invention. 図1Bは、図1Aに示す2周波共用無指向性アンテナの正面図である。1B is a front view of the dual-frequency omnidirectional antenna shown in FIG. 1A. 図1Cは、図1Aに示す2周波共用無指向性アンテナの縦側面図であり、図1Bに示す2周波共用無指向性アンテナを矢印1Cから見た図である。1C is a vertical side view of the dual-frequency omnidirectional antenna shown in FIG. 1A, and is a diagram of the dual-frequency omnidirectional antenna shown in FIG. 1B as viewed from an arrow 1C. 図1Dは、図1Bに示す2周波共用無指向性アンテナの正面図を基に上側共振ユニット及び下側共振ユニットそれぞれの第1外側共振素子と第1内側素子との配置関係を示す図である。FIG. 1D is a diagram showing a positional relationship between the first outer resonance element and the first inner element of each of the upper resonance unit and the lower resonance unit based on the front view of the dual-frequency omnidirectional antenna shown in FIG. 1B. . 図1Eは、図1Dに示す矢印1E線における2周波共用無指向性アンテナの横断面図である。FIG. 1E is a cross-sectional view of the dual-frequency omnidirectional antenna taken along line 1E shown in FIG. 1D. 図1Fは、第1内側共振素子の一例である。FIG. 1F is an example of a first inner resonance element. 図2Aは、図1Aに示す2周波共用無指向性アンテナが縦列配置にて2段化したコーリニアアレーアンテナの斜視図である。2A is a perspective view of a collinear array antenna in which the dual-frequency omnidirectional antenna shown in FIG. 1A is arranged in two stages in a tandem arrangement. 図2Bは、図2Aに示すコーリニアアレーアンテナの正面図である。2B is a front view of the collinear array antenna shown in FIG. 2A. 図2Cは、図2Aに示すコーリニアアレーアンテナのVSWR特性図である。2C is a VSWR characteristic diagram of the collinear array antenna shown in FIG. 2A. 図2Dは、図2Aに示すコーリニアアレーアンテナの垂直面と水平面とにおける第1周波数帯f1の代表的な指向性を示す図である。FIG. 2D is a diagram illustrating a typical directivity of the first frequency band f1 between the vertical plane and the horizontal plane of the collinear array antenna illustrated in FIG. 2A. 図2Eは、図2Aに示すコーリニアアレーアンテナの垂直面と水平面とにおける第2周波数帯f2の代表的な指向性を示す図である。FIG. 2E is a diagram illustrating a typical directivity of the second frequency band f2 in the vertical plane and the horizontal plane of the collinear array antenna illustrated in FIG. 2A. 図3は、図2Aに示すコーリニアアレーアンテナが縦列配置にて3段化したコーリニアアレーアンテナの斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of a collinear array antenna in which the collinear array antenna shown in FIG. 2A is arranged in three stages in a tandem arrangement.

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。例えば図1Aでネジ41aなどの図示を省略するように、一部の図面では図示の明瞭化のために部材の一部の図示を省略する。
[一実施形態]
図1Aに示すような折り返しダイポール構造を有する2周波共用無指向性アンテナ10は、例えば、基地局装置において共用される第1周波数帯f1と第2周波数帯f2とを用いる。つまり、2周波共用無指向性アンテナ10は、2つの周波数帯f1,f2に共用されるアンテナである。第2周波数帯f2は、第1周波数帯f1よりも高いものとする。例えば、第1周波数帯f1と第2周波数帯f2とは、「f2≒f1×2」という関係が成り立つ。図示しない同軸端子から出力された無線信号は、図示しない給電ケーブルを通じて、2周波共用無指向性アンテナ10に導かれて放射される。1つの素子である2周波共用無指向性アンテナ10の全長は、第2周波数帯f2において、≒0.5λ〜≒0.7λであることが好ましい。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. For example, like the screw 41a and the like are omitted in FIG. 1A, some of the members are omitted in some drawings for clarity of illustration.
[One Embodiment]
A dual-frequency omnidirectional antenna 10 having a folded dipole structure as shown in FIG. 1A uses, for example, a first frequency band f1 and a second frequency band f2 that are shared in a base station apparatus. That is, the dual-frequency omnidirectional antenna 10 is an antenna shared by the two frequency bands f1 and f2. The second frequency band f2 is assumed to be higher than the first frequency band f1. For example, the relationship of “f2≈f1 × 2” is established between the first frequency band f1 and the second frequency band f2. A radio signal output from a coaxial terminal (not shown) is guided and radiated to the two-frequency omnidirectional antenna 10 through a power supply cable (not shown). The total length of the dual-frequency omnidirectional antenna 10 that is one element is preferably ≈0.5λ to ≈0.7λ in the second frequency band f2.

基地局装置において、例えば、図2Aと図2Bに示すように、2つの2周波共用無指向性アンテナ10が縦列配置されて分配整合ライン79を用いて2段化されたコーリニアアレーアンテナ20が用いられることが好適である。2つの2周波共用無指向性アンテナ10を有するコーリニアアレーアンテナ20の全長は、第1周波数帯f1において、≒0.5λ〜≒0.7λであることが好ましい。図2Aに示すコーリニアアレーアンテナ20において、第1の2周波共用無指向性アンテナ10aの後述する下側共振ユニット50から第2の2周波共用無指向性アンテナ10bの後述する上側共振ユニット30までの長さである段間25は、第2周波数帯f2において、≒0.8λであることが好ましい。図2Aに示すコーリニアアレーアンテナ20のVSWR特性図を図2Cに示す。図2Aに示すコーリニアアレーアンテナ20において、垂直面と水平面とにおける第1周波数帯f1の代表的な指向性を図2Dに示し、垂直面と水平面とにおける第2周波数帯f2の代表的な指向性を図2Eに示す。   In the base station apparatus, for example, as shown in FIGS. 2A and 2B, a collinear array antenna 20 in which two dual-frequency omnidirectional antennas 10 are arranged in tandem and arranged in two stages using a distribution matching line 79 is used. It is preferred that The total length of the collinear array antenna 20 having the two dual-frequency omnidirectional antennas 10 is preferably ≈0.5λ to ≈0.7λ in the first frequency band f1. In the collinear array antenna 20 shown in FIG. 2A, from the lower resonance unit 50 described later of the first dual-frequency omnidirectional antenna 10a to the upper resonance unit 30 described later of the second dual-frequency omnidirectional antenna 10b. The interstage 25 which is the length is preferably ≈0.8λ in the second frequency band f2. FIG. 2C shows a VSWR characteristic diagram of the collinear array antenna 20 shown in FIG. 2A. In the collinear array antenna 20 shown in FIG. 2A, a typical directivity of the first frequency band f1 in the vertical plane and the horizontal plane is shown in FIG. 2D, and a representative directivity of the second frequency band f2 in the vertical plane and the horizontal plane is shown. Is shown in FIG. 2E.

基地局装置において、例えば、図3に示すように、図2Aに示す3つのコーリニアアレーアンテナ20が縦列配置されて分配整合ライン79を用いて3段化されたコーリニアアレーアンテナ20が用いられてもよい。   In the base station apparatus, for example, as shown in FIG. 3, the collinear array antenna 20 in which the three collinear array antennas 20 shown in FIG. Good.

コーリニアアレーアンテナ20において、2周波共用無指向性アンテナ10が分配整合ライン79を用いて多段化されていれば、2周波共用無指向性アンテナ10の数は特に限定されない。コーリニアアレーアンテナ20において、各2周波共用無指向性アンテナ10に並列で給電を実施する並列給電方式が採用される。また基地局装置において、1つの2周波共用無指向性アンテナ10が用いられてもよい。   In the collinear array antenna 20, as long as the dual-frequency omnidirectional antenna 10 is multistaged using the distribution matching line 79, the number of dual-frequency omnidirectional antennas 10 is not particularly limited. In the collinear array antenna 20, a parallel power feeding method is used in which power is fed in parallel to each of the dual-frequency omnidirectional antennas 10. In the base station apparatus, one dual-frequency omnidirectional antenna 10 may be used.

2周波共用無指向性アンテナ10それぞれは、互いに対して同一の構成であり、図1A等を用いて説明する。   Each of the dual-frequency omnidirectional antennas 10 has the same configuration with respect to each other, and will be described with reference to FIG.

図1Aに示すように、2周波共用無指向性アンテナ10は、略円筒状の上側共振ユニット30と、略円筒状の下側共振ユニット50と、上側共振ユニット30と下側共振ユニット50とを支持する支持部70とを有する。上側共振ユニット30と下側共振ユニット50とは、2周波共用無指向性アンテナ10の長手方向において同一直線上に配設され、後述する支持台75cを挟んで互いに対して微小に離れて配置される。上側共振ユニット30と下側共振ユニット50とは、2周波共用無指向性アンテナ10を構成する1対の共振ユニットとして機能する。支持部70は、上側共振ユニット30と下側共振ユニット50とによって囲まれており、言い換えると2周波共用無指向性アンテナ10の長手方向において上側共振ユニット30と下側共振ユニット50とを貫通している。   As shown in FIG. 1A, the dual-frequency omnidirectional antenna 10 includes a substantially cylindrical upper resonance unit 30, a substantially cylindrical lower resonance unit 50, an upper resonance unit 30, and a lower resonance unit 50. And a support portion 70 to support. The upper resonance unit 30 and the lower resonance unit 50 are arranged on the same straight line in the longitudinal direction of the dual-frequency omnidirectional antenna 10, and are arranged slightly apart from each other with a support base 75c to be described later interposed therebetween. The The upper resonance unit 30 and the lower resonance unit 50 function as a pair of resonance units constituting the dual-frequency omnidirectional antenna 10. The support portion 70 is surrounded by the upper resonance unit 30 and the lower resonance unit 50, in other words, penetrates the upper resonance unit 30 and the lower resonance unit 50 in the longitudinal direction of the dual-frequency omnidirectional antenna 10. ing.

上側共振ユニット30と下側共振ユニット50とは互いに同じ構成であるため、図1A〜図1Eに示す上側共振ユニット30を用いて説明する。例えば図1Bでネジ41aなどの図示を省略するように、一部の図面では図示の明瞭化のために部材の一部の図示を省略する。   Since the upper resonance unit 30 and the lower resonance unit 50 have the same configuration, description will be made using the upper resonance unit 30 shown in FIGS. 1A to 1E. For example, as shown in FIG. 1B, the illustration of the screw 41a and the like is omitted, and in some drawings, the illustration of a part of the member is omitted for clarity of illustration.

図1Aと図1Bとに示すように、上側共振ユニット30は、1対の第1,2外側共振素子31a,31bを有する。第1,2外側共振素子31a,31bそれぞれは、2周波共用無指向性アンテナ10の長手方向に沿って配置される。図1Eに示すように、例えば、第1,2外側共振素子31a,31bそれぞれは、例えば細長い板部材をU字に折り曲げることによって形成される。図1Eに示す上側共振ユニット30の横断面において、第1外側共振素子31aのU字の両端それぞれは第2外側共振素子31bのU字の両端それぞれから離れて配置されており、それぞれの間には隙間が形成される。第1,2外側共振素子31a,31bそれぞれは支持部70を囲うように配置され、上側共振ユニット30は略円筒状の断面を有する。図1Dと図1Eとに示すように、第1,2外側共振素子31a,31bのそれぞれの内側には、後述する第1,2内側共振素子33a,33bが配置される。第1外側共振素子31aと第2外側共振素子31bとは互いに同じ構成であるため、以後、第1外側共振素子31aを用いて説明する。第1外側共振素子31aは、U字型の横断面を2周波共用無指向性アンテナ10(第1外側共振素子31a)の長手方向において連続して有し、後述する給電部77からの給電によって高い第2周波数帯f2で共振する。   As shown in FIGS. 1A and 1B, the upper resonance unit 30 includes a pair of first and second outer resonance elements 31a and 31b. Each of the first and second outer resonance elements 31 a and 31 b is disposed along the longitudinal direction of the dual-frequency omnidirectional antenna 10. As shown in FIG. 1E, for example, the first and second outer resonance elements 31a and 31b are each formed by, for example, bending an elongated plate member into a U shape. In the cross section of the upper resonance unit 30 shown in FIG. 1E, both ends of the U-shape of the first outer resonance element 31a are disposed away from both ends of the U-shape of the second outer resonance element 31b. A gap is formed. The first and second outer resonance elements 31a and 31b are arranged so as to surround the support portion 70, and the upper resonance unit 30 has a substantially cylindrical cross section. As shown in FIGS. 1D and 1E, first and second inner resonance elements 33a and 33b, which will be described later, are arranged inside the first and second outer resonance elements 31a and 31b, respectively. Since the first outer resonance element 31a and the second outer resonance element 31b have the same configuration, the following description will be made using the first outer resonance element 31a. The first outer resonance element 31a continuously has a U-shaped cross section in the longitudinal direction of the dual-frequency omnidirectional antenna 10 (first outer resonance element 31a), and is fed by a power feeding unit 77 described later. Resonance occurs in the high second frequency band f2.

支持部70は、2周波共用無指向性アンテナ10(第1外側共振素子31a)の長手方向に沿って配置される棒状部材73と、棒状部材73を支持する第1,2側板部75a,75bとを有する。棒状部材73は、例えば、真鍮、アルミ、ステンレス、銅といった金属材である。第1,2側板部75a,75bは、例えば、プラスチックである。   The support unit 70 includes a rod-shaped member 73 disposed along the longitudinal direction of the dual-frequency omnidirectional antenna 10 (first outer resonance element 31 a), and first and second side plate portions 75 a and 75 b that support the rod-shaped member 73. And have. The rod-shaped member 73 is a metal material such as brass, aluminum, stainless steel, or copper, for example. The first and second side plate portions 75a and 75b are, for example, plastic.

図1Bに示すように、給電部77は、2周波共用無指向性アンテナ10の長手方向において、上側共振ユニット30と下側共振ユニット50との間に配置され、上側共振ユニット30及び下側共振ユニット50それぞれの第1,2外側共振素子31a,31bに電気的に接続される。   As shown in FIG. 1B, the power feeding unit 77 is disposed between the upper resonance unit 30 and the lower resonance unit 50 in the longitudinal direction of the dual-frequency omnidirectional antenna 10, and the upper resonance unit 30 and the lower resonance unit 50. The unit 50 is electrically connected to the first and second outer resonance elements 31 a and 31 b of each unit 50.

図1Aと図1Bと図1Cとに示すように、第1側板部75aは給電部77とは逆側の上側共振ユニット30の端部に配置され、第2側板部75bは給電部77とは逆側の下側共振ユニット50の端部に配置される。第1,2側板部75a,75bは、2周波共用無指向性アンテナ10の長手方向に対して直交する配設される平面である。第1,2側板部75a,75bは、互いに同じ構成である。   As shown in FIG. 1A, FIG. 1B, and FIG. 1C, the first side plate portion 75a is disposed at the end of the upper resonance unit 30 on the opposite side to the power feeding portion 77, and the second side plate portion 75b is the power feeding portion 77. It is arranged at the end of the lower resonance unit 50 on the opposite side. The first and second side plate portions 75 a and 75 b are planes that are disposed orthogonal to the longitudinal direction of the dual-frequency omnidirectional antenna 10. The first and second side plate portions 75a and 75b have the same configuration.

図1Aに示すように、第1,2側板部75a,75bは、互いに対して同一直線上に配置されており、中央部分に棒状部材73が貫通する貫通孔を有する。棒状部材73が貫通孔を貫通することによって、第1,2側板部75a,75bは、棒状部材73を支持する。   As shown in FIG. 1A, the first and second side plate portions 75a and 75b are arranged on the same straight line with respect to each other, and have a through-hole through which the rod-shaped member 73 penetrates in the central portion. The first and second side plate portions 75 a and 75 b support the rod-shaped member 73 by the rod-shaped member 73 passing through the through hole.

図1Aと図1Bと図1Cとに示すように、第1側板部75aは、給電部77とは逆側の上側共振ユニット30の端部において上側共振ユニット30の第1,2外側共振素子31a,31bの端部が第1側板部75aの平面部分に当接した状態で、第1,2外側共振素子31a,31bの端部を支持する。第1側板部75aは、上側共振ユニット30における後述する第1,2内側共振素子33a,33bそれぞれの第1折り返し部39aに固定される。   As shown in FIGS. 1A, 1B, and 1C, the first side plate portion 75a includes the first and second outer resonance elements 31a of the upper resonance unit 30 at the end of the upper resonance unit 30 opposite to the power feeding portion 77. , 31b supports the ends of the first and second outer resonance elements 31a, 31b in a state where the ends of the first side plate 75a are in contact with the planar portion. The first side plate portion 75a is fixed to a first folded portion 39a of each of first and second inner resonance elements 33a and 33b described later in the upper resonance unit 30.

図1Aと図1Bと図1Cとに示すように、第2側板部75bは、給電部77とは逆側の下側共振ユニット50の端部において下側共振ユニット50の第1,2外側共振素子31a,31bの端部が第2側板部75bの平面部分に当接した状態で、第1,2外側共振素子31a,31bの端部を支持する。第2側板部75bは、下側共振ユニット50における後述する第1,2内側共振素子33a,33bそれぞれの第1折り返し部39aに固定される。   As shown in FIGS. 1A, 1B, and 1C, the second side plate portion 75b has the first and second outer resonances of the lower resonance unit 50 at the end of the lower resonance unit 50 opposite to the power feeding portion 77. The ends of the first and second outer resonance elements 31a and 31b are supported in a state where the ends of the elements 31a and 31b are in contact with the planar portion of the second side plate portion 75b. The second side plate portion 75b is fixed to the first folded portion 39a of each of first and second inner resonance elements 33a and 33b described later in the lower resonance unit 50.

支持部70は、給電部77周辺において、棒状部材73を支持する支持台75cを有する。この支持台75cは、給電部77側に配置される上側共振ユニット30の第1,2外側共振素子31a,31bそれぞれの端部と、給電部77側に配置される下側共振ユニット50の第1,2外側共振素子31a,31bそれぞれの端部とを支持する。支持台75cは、第1,2側板部75a,75bと略同一の構成を有する。支持台75cは、例えば、プラスチックである。   The support unit 70 includes a support base 75 c that supports the rod-shaped member 73 around the power supply unit 77. The support base 75c includes the ends of the first and second outer resonance elements 31a and 31b of the upper resonance unit 30 disposed on the power feeding unit 77 side, and the lower resonance unit 50 disposed on the power feeding unit 77 side. The end portions of the first and second outer resonance elements 31a and 31b are supported. The support base 75c has substantially the same configuration as the first and second side plate portions 75a and 75b. The support base 75c is, for example, plastic.

なお図2Aと図2Bとに示すコーリニアアレーアンテナ20では、棒状部材73はコーリニアアレーアンテナ20の全長に渡って配置され、コーリニアアレーアンテナ20は本体板部材71をさらに有する。本体板部材71は、第1の2周波共用無指向性アンテナ10aの下側共振ユニット50に隣り合う上側共振ユニット30の端部から第2の2周波共用無指向性アンテナ10bの上側共振ユニット30に隣り合う下側共振ユニット50の端部まで延びている。本体板部材71は、コーリニアアレーアンテナ20の全長に渡って延びてもよい。コーリニアアレーアンテナ20において、2周波共用無指向性アンテナ10同士の連結については特に限定されない。   In the collinear array antenna 20 shown in FIGS. 2A and 2B, the rod-shaped member 73 is disposed over the entire length of the collinear array antenna 20, and the collinear array antenna 20 further includes a main body plate member 71. The main body plate member 71 extends from the end of the upper resonance unit 30 adjacent to the lower resonance unit 50 of the first dual-frequency omnidirectional antenna 10a to the upper resonance unit 30 of the second dual-frequency omnidirectional antenna 10b. Extends to the end of the lower resonance unit 50 adjacent to. The main body plate member 71 may extend over the entire length of the collinear array antenna 20. In the collinear array antenna 20, the connection between the two-frequency omnidirectional antennas 10 is not particularly limited.

図1Dと図1Eとに示すように、上側共振ユニット30は、第1,2外側共振素子31a,31bの間に配置される1対の第1,2内側共振素子33a,33bを有する。第1内側共振素子33aは第1外側共振素子31aと棒状部材73との間に配置されており、第2内側共振素子33bは第2外側共振素子31bと棒状部材73との間に配置される。第1,2内側共振素子33a,33bは、互いに同じ構成であるため、第1内側共振素子33aを用いて説明する。   As shown in FIGS. 1D and 1E, the upper resonance unit 30 has a pair of first and second inner resonance elements 33a and 33b disposed between the first and second outer resonance elements 31a and 31b. The first inner resonance element 33 a is disposed between the first outer resonance element 31 a and the rod-shaped member 73, and the second inner resonance element 33 b is disposed between the second outer resonance element 31 b and the rod-shaped member 73. . Since the first and second inner resonance elements 33a and 33b have the same configuration, the first inner resonance element 33a will be described.

第1内側共振素子33aは、後述する第1折り返し部39aによって第1外側共振素子31aと連続し、後述する第1,2折り返し部39a,39bによって低い第1周波数帯f1で共振する。第1内側共振素子33aは、第1外側共振素子31aに覆われており、第1外側共振素子31aの長手方向に沿ってU字型の第1外側共振素子31aそれぞれの内側に配置される。このような第1内側共振素子33aは、例えば、複数の板部材が互いに対してネジ41aなどによって固定されることによって、形成される。例えば、第1板部材35aは、第1直線部37aと第1直線部37aの両端に連続して配置される例えばコ字型の第1,2折り返し部39a,39bとして機能する。第1,2折り返し部39a,39bは、例えばU字型でもよく、折り返しの程度は適宜調整されてもよい。つまり第1,2折り返し部39a,39bは、曲面部でもよい。第2板部材35bは、第2直線部37bとして機能する。   The first inner resonance element 33a is continuous with the first outer resonance element 31a by a first folded portion 39a described later, and resonates at a lower first frequency band f1 by first and second folded portions 39a and 39b described later. The first inner resonance element 33a is covered with the first outer resonance element 31a, and is arranged inside each of the U-shaped first outer resonance elements 31a along the longitudinal direction of the first outer resonance element 31a. Such first inner resonance element 33a is formed, for example, by fixing a plurality of plate members to each other with screws 41a or the like. For example, the first plate member 35a functions as, for example, a U-shaped first and second folded portions 39a and 39b arranged continuously at both ends of the first straight portion 37a and the first straight portion 37a. The first and second folded portions 39a and 39b may be U-shaped, for example, and the degree of folding may be appropriately adjusted. That is, the first and second folded portions 39a and 39b may be curved surface portions. The second plate member 35b functions as the second linear portion 37b.

第1内側共振素子33aは、第1折り返し部39aにおいて、給電部77から離れた第1外側共振素子31aの端部から給電部77に近い第1外側共振素子31aの端部に向かってコ字型に折り返される。第1内側共振素子33aは、第1直線部37aにおいて給電部77から離れた第1外側共振素子31aの端部側から給電部77に近い第1外側共振素子31aの端部側に向かって直線状に延びる。第1内側共振素子33aは、第2折り返し部39bにおいて、給電部77に近い第1外側共振素子31aの端部から給電部77から離れた第1外側共振素子31aの端部側に向かってコ字型に再び折り返される。そして、第1内側共振素子33aは、第2直線部37bにおいて給電部77から離れた第1外側共振素子31aの端部側に向かって直線状に再び延びている。   The first inner resonance element 33a has a U-shape at the first folded portion 39a from the end of the first outer resonance element 31a away from the power feeding section 77 toward the end of the first outer resonance element 31a closer to the power feeding section 77. Wrapped into a mold. The first inner resonance element 33a is straight from the end portion side of the first outer resonance element 31a, which is away from the power feeding portion 77, in the first linear portion 37a, toward the end portion side of the first outer resonance element 31a, which is closer to the power feeding portion 77. It extends in a shape. In the second folded portion 39b, the first inner resonance element 33a is coupled from the end portion of the first outer resonance element 31a close to the power feeding portion 77 toward the end portion side of the first outer resonance element 31a far from the power feeding portion 77. It will be folded back into a letter shape. The first inner resonance element 33a extends again linearly toward the end of the first outer resonance element 31a away from the power feeding portion 77 in the second linear portion 37b.

第1,2直線部37a,37bは、互いに対して及び第1外側共振素子31aに対して平行に配置される。第1直線部37aは、第1外側共振素子31aから離れて配置されており、棒状部材73(本体板部材71)に隣り合う。第2直線部37bは、第1直線部37aと第1外側共振素子31aとの間に配置され、第1直線部37aの略半分の長さである。第1折り返し部39aは給電部77から離れた第1外側共振素子31aの端部に配置され、第2折り返し部39bは給電部77に近い第1外側共振素子31aの端部に配置される。第1折り返し部39aは、第2折り返し部39bに向かい合っている。このように第1内側共振素子33aは、上側共振ユニット30の両端それぞれにおいて折り返されている。   The first and second linear portions 37a and 37b are arranged in parallel to each other and to the first outer resonance element 31a. The first straight portion 37a is disposed away from the first outer resonance element 31a and is adjacent to the rod-shaped member 73 (main body plate member 71). The second straight portion 37b is disposed between the first straight portion 37a and the first outer resonance element 31a, and has a length that is substantially half of the first straight portion 37a. The first folded portion 39 a is disposed at the end portion of the first outer resonant element 31 a that is separated from the power feeding portion 77, and the second folded portion 39 b is disposed at the end portion of the first outer resonant element 31 a that is close to the power feeding portion 77. The first folded portion 39a faces the second folded portion 39b. As described above, the first inner resonance element 33 a is folded at both ends of the upper resonance unit 30.

第1板部材35aは、第2折り返し部39bにおいて、第2板部材35bとネジ41aなどによって固定される。第1板部材35aは、第1折り返し部39aにおいて、給電部77から離れた第1外側共振素子31aの端部にネジ41bなどによって固定される。給電部77に近い第1外側共振素子31aの端部は、ネジ41cなどによって支持台75cに固定される。   The first plate member 35a is fixed at the second folded portion 39b by the second plate member 35b and screws 41a. The first plate member 35a is fixed to the end portion of the first outer resonance element 31a away from the power feeding portion 77 by a screw 41b or the like in the first folded portion 39a. An end portion of the first outer resonance element 31a close to the power feeding portion 77 is fixed to the support base 75c with a screw 41c or the like.

第1直線部37aと第2直線部37bとは、例えばネジ43aによって、互いの間隔を維持されている。したがって、第1直線部37aと第2直線部37bとは、互いに対して接触していない。第1外側共振素子31aと第2直線部37bとについても同様である。このように、第1外側共振素子31aは第1内側共振素子33aと接触しておらず、第1内側共振素子33aの第1,2板部材35a,35bも互いに対して接触していない。   The first straight portion 37a and the second straight portion 37b are maintained at a distance from each other, for example, by a screw 43a. Accordingly, the first straight portion 37a and the second straight portion 37b are not in contact with each other. The same applies to the first outer resonance element 31a and the second linear portion 37b. Thus, the first outer resonance element 31a is not in contact with the first inner resonance element 33a, and the first and second plate members 35a, 35b of the first inner resonance element 33a are not in contact with each other.

なお第1内側共振素子33aは、1枚の板部材が複数回折り返されることによって形成されてもよい。第1直線部37aは、支持台75cに図示しないネジによって固定されてもよい。第1内側共振素子33aの固定の仕方は、特に限定されない。   The first inner resonance element 33a may be formed by bending a single plate member a plurality of times. The first straight portion 37a may be fixed to the support base 75c with a screw (not shown). The method for fixing the first inner resonance element 33a is not particularly limited.

このように配置される第1外側共振素子31aと第1内側共振素子33aとは、1つの素子として、渦巻き状に折り返して配置されていればよい。渦巻きとは、図1Dに示すように第1外側共振素子31aと第1内側共振素子33aとを正面から見た際に、第1外側共振素子31aと第1内側共振素子33aとの全体の径が徐々に小さくなるように、第1外側共振素子31aと第1内側共振素子33aとが螺旋状に配置されることを示す。   The first outer resonance element 31a and the first inner resonance element 33a arranged in this way may be arranged in a spiral shape as one element. As shown in FIG. 1D, the spiral means the overall diameter of the first outer resonance element 31a and the first inner resonance element 33a when the first outer resonance element 31a and the first inner resonance element 33a are viewed from the front. It is shown that the first outer resonance element 31a and the first inner resonance element 33a are arranged in a spiral so that becomes gradually smaller.

本実施形態では、第1外側共振素子31aに固定されるコ字型の第1折り返し部39aに連続する第1直線部37aと、第1外側共振素子31aとの間に、第1直線部37aに連続するコ字型の第2折り返し部39bに連続する第2直線部37bが配置されていればよい。本実施形態では、第1,2折り返し部39a,39bが両端それぞれに配置されているが、1つ以上の折り返し部が配置されていれば、特に限定されない。   In the present embodiment, the first straight line portion 37a is interposed between the first straight line portion 37a continuous to the U-shaped first folded portion 39a fixed to the first outer resonance element 31a and the first outer resonance element 31a. It is only necessary that the second linear portion 37b that is continuous with the U-shaped second folded portion 39b that is continuous with the U-shaped second folded portion 39b is disposed. In the present embodiment, the first and second folded portions 39a and 39b are arranged at both ends, but there is no particular limitation as long as one or more folded portions are arranged.

なお図1Fに示すように、第1内側共振素子33a自体が渦巻き状に配置されてもよい。このとき例えば、2つの直線部371a,371bが互いに1つの折り返し部391aによって連続している状態で、他の1つの直線部371cが2つの直線部371a,371bの間に配置されていればよい。   As shown in FIG. 1F, the first inner resonance element 33a itself may be arranged in a spiral shape. At this time, for example, in a state where the two straight portions 371a and 371b are continuous with each other by one folded portion 391a, the other one straight portion 371c may be disposed between the two straight portions 371a and 371b. .

第1外側共振素子31aと第1内側共振素子33aとは、例えば、真鍮、アルミ、ステンレスといった金属材である。第1外側共振素子31aは、給電部77に電気的に接続されており、給電部77から給電される。第1外側共振素子31aは、高い第2周波数帯f2で共振する。第1内側共振素子33aは、第1折り返し部39aにおいて第1外側共振素子31aに電気的に接続されており、給電部77から第1外側共振素子31aを介して給電される。したがって、第1,2折り返し部39a,39bを介することで、素子長が長くなり、共振周波数帯を下げる機能を有することとなる。そして、第1内側共振素子33aは第1,2折り返し部39a,39bによって低い第1周波数帯f1で共振する。また第1外側共振素子31aと第1内側共振素子33aとは1つの素子として渦巻き状に折り返して配置され互いに対して接触していないため、共用される第1周波数帯f1と第2周波数帯f2とは干渉することを抑制される。   The first outer resonance element 31a and the first inner resonance element 33a are, for example, metal materials such as brass, aluminum, and stainless steel. The first outer resonance element 31 a is electrically connected to the power feeding unit 77 and is fed from the power feeding unit 77. The first outer resonance element 31a resonates at a high second frequency band f2. The first inner resonance element 33a is electrically connected to the first outer resonance element 31a at the first folded portion 39a, and is fed from the power feeding section 77 via the first outer resonance element 31a. Therefore, by passing through the first and second folded portions 39a and 39b, the element length is increased and the resonance frequency band is lowered. The first inner resonance element 33a resonates in the lower first frequency band f1 by the first and second folded portions 39a and 39b. The first outer resonance element 31a and the first inner resonance element 33a are arranged in a spiral shape as one element and are not in contact with each other, so that the first frequency band f1 and the second frequency band f2 that are shared are used. Is suppressed from interfering.

本実施形態では、高い第2周波数帯f2で共振する外側共振素子の内側に、低い第1周波数帯f1で共振する第1内側共振素子33aが第1,2折り返し部39a,39bによって配置される。これにより、本実施形態では、2周波共用無指向性アンテナ10の構成をシンプルにでき、2つの周波数帯f1,f2を共用でき、共用する2つの周波数帯f1,f2が互いに干渉することを抑制できる。また第1外側共振素子31aと第1内側共振素子33aとは、1つの素子として渦巻き状に折り返して配置され、互いに対して接触していない。第1直線部37aが第1外側共振素子31aから離れて配置されている状態で、第2直線部37bは第1直線部37aと第1外側共振素子31aとの間に配置される。したがって、共用する2つの周波数帯が互いに干渉することを確実に抑制できる。また、コーリニアアレーアンテナ20においても、共用する2つの周波数帯f1,f2が互いに干渉することを抑制できる。   In the present embodiment, the first inner resonance element 33a that resonates in the lower first frequency band f1 is disposed inside the outer resonance element that resonates in the higher second frequency band f2 by the first and second folded portions 39a and 39b. . Thereby, in this embodiment, the configuration of the dual-frequency omnidirectional antenna 10 can be simplified, the two frequency bands f1 and f2 can be shared, and the two shared frequency bands f1 and f2 are prevented from interfering with each other. it can. The first outer resonance element 31a and the first inner resonance element 33a are arranged in a spiral shape as one element and are not in contact with each other. In a state where the first straight portion 37a is arranged away from the first outer resonance element 31a, the second straight portion 37b is arranged between the first straight portion 37a and the first outer resonance element 31a. Therefore, it is possible to reliably suppress interference between the two shared frequency bands. In the collinear array antenna 20 as well, it is possible to suppress interference between the two shared frequency bands f1 and f2.

本発明は、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。   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.

10…2周波共用無指向性アンテナ、20…コーリニアアレーアンテナ、30…上側共振ユニット、31a…第1外側共振素子、31b…第2外側共振素子、33a…第1内側共振素子、33b…第2内側共振素子、37a…第1直線部、37b…第2直線部、39a…第1折り返し部、39b…第2折り返し部、50…下側共振ユニット、70…支持部、71…本体板部材、73…棒状部材、77…給電部、79…分配整合ライン。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Dual frequency omnidirectional antenna, 20 ... Collinear array antenna, 30 ... Upper side resonance unit, 31a ... First outer resonance element, 31b ... Second outer resonance element, 33a ... First inner resonance element, 33b ... Second Inner resonance element, 37a ... first straight part, 37b ... second straight part, 39a ... first folded part, 39b ... second folded part, 50 ... lower resonant unit, 70 ... support part, 71 ... main body plate member, 73 ... Rod-shaped member, 77 ... Power feeding unit, 79 ... Distribution matching line.

Claims (3)

折り返しダイポール構造を有する2周波共用無指向性アンテナであって、
U字型の横断面を長手方向に連続して有し、高い周波数帯で共振する外側共振素子と、
前記外側共振素子と連続し、低い周波数帯で共振するための折り返し部を有し、前記外側共振素子の前記長手方向に沿って前記外側共振素子の内側に配置される内側共振素子と、
を具備することを特徴とする2周波共用無指向性アンテナ。
A dual-frequency omnidirectional antenna having a folded dipole structure,
An outer resonant element continuously having a U-shaped cross section in the longitudinal direction and resonating in a high frequency band;
An inner resonance element that is continuous with the outer resonance element and has a folded portion for resonating in a low frequency band, and is disposed inside the outer resonance element along the longitudinal direction of the outer resonance element;
A dual-frequency omnidirectional antenna characterized by comprising:
前記外側共振素子と前記内側共振素子とは1つの素子として、渦巻き状に折り返して配置されることを特徴とする請求項1に記載の2周波共用無指向性アンテナ。   2. The dual-frequency omnidirectional antenna according to claim 1, wherein the outer resonance element and the inner resonance element are arranged in a spiral shape as one element. 請求項1に記載の2周波共用無指向性アンテナが分配整合ラインを用いて多段化されたことを特徴とするコーリニアアレーアンテナ。   A collinear array antenna, wherein the dual-frequency omnidirectional antenna according to claim 1 is multistaged using a distribution matching line.
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