JP2582255Y2 - Helical antenna - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本考案は人工衛星を利用した通信
システムなどに使用されるヘリカルアンテナに関し、特
に、より良好にインピーダンス整合されるヘリカルアン
テナに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a helical antenna used for a communication system using an artificial satellite, and more particularly, to a helical antenna having better impedance matching.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、衛星通信システムの移動局用とし
て、その特性からヘリカルアンテナが用いられている。
従来、この種のヘリカルアンテナとして、図５の４線巻
ヘリカルアンテナの構成斜視図に示されるものがある。2. Description of the Related Art In recent years, helical antennas have been used for mobile stations in satellite communication systems due to their characteristics.
Conventionally, as this kind of helical antenna, there is one shown in a configuration perspective view of a four-wire helical antenna in FIG.
【０００３】同図において、ヘリカルアンテナ１は、ア
ンテナ本体としての放射エレメント部２と該エレメント
部２側と給電側との平衡不平衡変換を行なう整合部３と
から構成されている。アンテナ本体の放射エレメント部
２は、円筒状に形成された誘電体筒４の周囲に、細幅帯
状の４本の放射エレメント５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄを互
いに接触しないように、等ピッチでヘリカル状（図示の
例では４回）に巻き、これを電波放射体としている。In FIG. 1, a helical antenna 1 includes a radiating element 2 as an antenna body, and a matching unit 3 for performing a balance-unbalance conversion between the element 2 and a feed side. The radiating element portion 2 of the antenna main body is helically arranged at equal pitches around the dielectric tube 4 formed in a cylindrical shape so that the four narrow band-shaped radiating elements 5a, 5b, 5c and 5d do not contact each other. (In the illustrated example, four times), and this is used as a radio wave radiator.
【０００４】これらの放射エレメント５ａ，５ｂ，５
ｃ，５ｄの下端には、整合部３としてのバラン６が接続
されている。このバラン６は、ハイブリット回路７と前
記放射エレメント５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄとの間の平
衡，不平衡を変換する部分であり、その下端は給電同軸
ケーブル８を介して前記ハイブリッド回路７に接続され
ている。[0004] These radiating elements 5a, 5b, 5
A balun 6 as a matching unit 3 is connected to lower ends of c and 5d. The balun 6 is a part for converting the balance or unbalance between the hybrid circuit 7 and the radiating elements 5a, 5b, 5c, 5d. Have been.
【０００５】このハイブリッド回路７は、図示しない送
受信機から出力される送信信号を所定角度だけ位相をず
らして、バラン６に供給し、又はバラン６からの２つの
信号を合成して、同送受信機に供給する。The hybrid circuit 7 supplies a transmission signal output from a transceiver (not shown) to the balun 6 with a phase shifted by a predetermined angle, or combines two signals from the balun 6 to transmit the transmission signal. To supply.
【０００６】[0006]
【考案が解決しようとする課題】ところで、このような
ヘリカルアンテナ１においては、放射エレメント部２の
端子インピーダンスは通常約２００〜１５０Ωと高い値
であるのに対して、給電同軸ケーブル８のインピーダン
スは通常５０Ωである。By the way, in such a helical antenna 1, the terminal impedance of the radiating element 2 is usually as high as about 200 to 150Ω, whereas the impedance of the feed coaxial cable 8 is about 200 to 150Ω. Usually, it is 50Ω.
【０００７】そこで、前記バラン６で放射エレメント部
２との整合をとるために、バラン６のインピーダンスを
放射エレメント部２のインピーダンスに合わせて製作す
ると、その同軸管の外径が太くなり、バラン６と放射エ
レメント部２の端子の接続が困難になるという問題点が
あった。又、同軸管の太さを最適な太さに選定しない
と、良好なＶＳＷＲ特性を得ることが困難になるという
問題点もあった。Therefore, if the impedance of the balun 6 is made to match the impedance of the radiating element 2 in order to match the balun 6 with the radiating element 2, the outer diameter of the coaxial tube becomes large, and the balun 6 becomes thicker. And the connection of the terminals of the radiating element section 2 becomes difficult. In addition, there is also a problem that it is difficult to obtain a good VSWR characteristic unless the thickness of the coaxial waveguide is selected to an optimum thickness.
【０００８】本考案はかかる点に鑑みなされたもので、
その目的は前記問題点を解消し、良好なＶＳＷＲ特性を
得るとともに、放射エレメント部のインピーダンスの低
下を図ったヘリカルアンテナを提供することにある。[0008] The present invention has been made in view of such a point,
An object of the present invention is to provide a helical antenna which solves the above-mentioned problems, obtains a good VSWR characteristic, and reduces the impedance of a radiation element.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本考案の構成は、アンテナ本体の放射エレメント部
と、該エレメント部側と給電側との平衡不平衡変換を行
なう整合部とで構成されるヘリカルアンテナにおいて、
前記放射エレメント部側のインピーダンスを良好に整合
させるために、該放射エレメント部を構成する各放射エ
レメントが、先端側に形成される細幅帯状部分と、前記
整合部側に形成される、該細幅帯状部分の幅より大きい
幅を有する太幅帯状部分と、前記両帯状部分の間に連続
して、適用波長の１、又はそれより大きい整数倍の長さ
をもって形成される台形状部分とからなることを特徴と
する。According to the present invention, there is provided a radiating element portion of an antenna main body, and a matching portion for performing a balance-unbalance conversion between the element portion and a power supply side. Helical antenna
In order to satisfactorily match the impedance of the radiating element portion side, each radiating element constituting the radiating element portion has a narrow band-shaped portion formed on the distal end side and the narrow band-shaped portion formed on the matching portion side. A wide band-shaped portion having a width larger than the width of the wide band-shaped portion, and a trapezoidal portion formed between the two band-shaped portions continuously and having a length of 1 or an integral multiple of the applied wavelength. It is characterized by becoming.
【００１０】[0010]
【作用】本考案は以上説明したように構成されているの
で、前記各放射エレメントの整合部側に幅の大きい太幅
帯状部分を形成して、放射エレメント部の前記整合部側
からみたインピーダンスを低くするとともに、該エレメ
ント部と該整合部とのインピーダンスの違いによる反射
波を小さくするために、前記各放射エレメントの前記細
幅帯状部分と太幅帯状部分との間に連続して、適用波長
の整数ｎ（ｎ＝１，２，３，……）倍の長さに相当する
区間の幅を漸次変えるような台形状部分を形成させるこ
とにより、良好なＶＳＷＲ特性を得るものである。Since the present invention is constructed as described above, a wide band-like portion having a large width is formed on the matching portion side of each of the radiating elements, and the impedance of the radiating element portion as viewed from the matching portion side is reduced. In order to reduce the reflected wave due to the difference in impedance between the element portion and the matching portion, in order to reduce the applied wavelength, the radiating element is continuously connected between the narrow band portion and the wide band portion. VSWR characteristics can be obtained by forming a trapezoidal portion that gradually changes the width of a section corresponding to a length that is a multiple of n (n = 1, 2, 3,...).
【００１１】[0011]
【実施例】以下、図面に基づいて本考案の好適な実施例
を例示的に詳しく説明する。図１は本考案のヘリカルア
ンテナの一実施例を示す４線巻ヘリカルアンテナの構成
斜視図で、図２は放射エレメントの形状を示す展開平面
図である。図１において、図５と同一部材には同一符号
を付してその説明を省略する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be illustratively described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of a four-wire helical antenna showing an embodiment of the helical antenna of the present invention, and FIG. 2 is a developed plan view showing the shape of a radiating element. 1, the same members as those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
【００１２】図１において、ヘリカルアンテナ１１は、
アンテナ本体としての放射エレメント部１２と整合部３
とから構成されており、該放射エレメント部１２は、円
筒状に形成された誘電体筒４の周囲に、図２に示す形状
の薄板導体からなる４本の放射エレメント１５ａ，１５
ｂ，１５ｃ，１５ｄを互いに接触しないように、等ピッ
チでヘリカル状に４回巻きしたものである。In FIG. 1, the helical antenna 11 is
Radiating element part 12 as antenna main body and matching part 3
The radiating element portion 12 includes four radiating elements 15a and 15 made of a thin plate conductor having a shape shown in FIG. 2 around a dielectric tube 4 formed in a cylindrical shape.
b, 15c, and 15d are helically wound four times at an equal pitch so as not to contact each other.
【００１３】通常、アンテナの放射エレメント部１２の
インピーダンスは、放射エレメント１５ａ，１５ｂ，１
５ｃ，１５ｄの太さ、又は幅を変えることによって、そ
の入力インピーダンスを変えることができる。しかし、
太く又は幅広になりすぎるとアンテナの所要の指向性を
得ることができなくなる。そこで、放射エレメント１５
ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの全体の幅を変えないで、
各エレメントの前記バラン６側の幅のみを変え、前記放
射エレメント部１２の入力端のインピーダンスをバラン
６のインピーダンスに合わせるようにする。Normally, the impedance of the radiating element portion 12 of the antenna is equal to the radiating elements 15a, 15b, 1
The input impedance can be changed by changing the thickness or width of 5c and 15d. But,
If the antenna is too thick or too wide, the required directivity of the antenna cannot be obtained. Therefore, the radiation element 15
a, 15b, 15c, 15d without changing the overall width,
Only the width of each element on the balun 6 side is changed so that the impedance of the input end of the radiating element unit 12 matches the impedance of the balun 6.
【００１４】すなわち、図２において、各放射エレメン
ト１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄは、先端側に幅Ｗ1
の細幅帯状部分１６と、前記バラン６側に前記幅Ｗ1 よ
り大きい幅Ｗ2 ，長さＬの太幅帯状部分（図では５角形
で囲まれた部分）１７を形成するとともに、該両帯状部
分１６，１７間に連続して、幅Ｗ1 ，Ｗ2 を上下辺と
し、長さが適用される電波の波長λの１、又はそれより
大きい整数ｎ（ｎ＝２，３，４，……）倍の長さに相当
する、好ましくは等脚（二等辺）の台形状部分１８を形
成する。That is, in FIG. 2, each of the radiating elements 15a, 15b, 15c, and 15d has a width W 1 on the tip side.
The narrow strip portions 16, thereby forming the said balun 6 side width W 1 greater than the width W 2, the thick belt-shaped portion of the length L (the portion surrounded by the pentagon in the figure) 17, the both Continuously between the strip-shaped portions 16 and 17, the widths W 1 and W 2 are the upper and lower sides, and the length is an integer n (n = 2, 3, 4, 4) of the wavelength λ of the radio wave to which the length is applied. ...), And preferably a trapezoidal portion 18 of an equal leg (isosceles) is formed, corresponding to a double length.
【００１５】前記各放射エレメント１５ａ，１５ｂ，１
５ｃ，１５ｄの先端（図で右端）及びバラン６との接続
端（図で左端）は、製作上、図示の形状に切り欠けられ
ている。The radiating elements 15a, 15b, 1
The ends (the right end in the figure) of 5c and 15d and the connection end (the left end in the figure) with the balun 6 are cut out in the shape shown in the figure for the sake of manufacture.
【００１６】又、前記太幅帯状部分１７は、該放射エレ
メント１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄと前記バラン６
との整合を微調整する領域であり、前記放射エレメント
部１２の仕上りのバラツキによる不整合をなくすよう
に、微細に整合を図ることができる。該太幅帯状部分１
７の長さＬについては、好ましくは前記波長λの約 1／
１0であり、図中の辺１７ａは前記バラン６との接続部
分である。The wide band-like portion 17 is provided with the radiating elements 15a, 15b, 15c, 15d and the balun 6a.
This is a region for fine adjustment of the matching, and fine matching can be achieved so as to eliminate the mismatch due to the variation in the finish of the radiating element portion 12. The wide band portion 1
7, the length L is preferably about 1 /
10, a side 17a in the figure is a connection portion with the balun 6.
【００１７】図３（ａ），図３（ｂ）は、本実施例のヘ
リカルアンテナの実施前（図３(a))と実施後（図３
（ｂ））の、周波数に対するリターンロス（ハイブリッ
ド回路７を含まない）の測定特性図であり、実施後は同
一周波数帯域において、ＶＳＷＲ特性は５ｄＢの改善が
認められている。FIGS. 3A and 3B show the helical antenna of this embodiment before (FIG. 3A) and after (FIG. 3A).
FIG. 4B is a measurement characteristic diagram of return loss (excluding the hybrid circuit 7) with respect to frequency, in which the VSWR characteristic is improved by 5 dB in the same frequency band after implementation.
【００１８】図４（ａ），図４（ｂ）は、本実施例のヘ
リカルアンテナの実施前（図４(a))と実施後（図４
（ｂ））の測定指向性図であり、実施前後の指向性の変
化は殆ど認められていない。FIGS. 4A and 4B show the helical antenna of this embodiment before (FIG. 4A) and after (FIG. 4A).
It is a measurement directivity diagram of (b)), and the change of directivity before and after the implementation is hardly recognized.
【００１９】このため、本実施例によれば、指向性とＶ
ＳＷＲ特性とも良好なヘリカルアンテナを製作すること
ができる。なお、本実施例では、４線巻ヘリカルアンテ
ナについて説明したが、２線巻ヘリカルアンテナや１線
巻ヘリカルアンテナについても同様である。For this reason, according to the present embodiment, the directivity and V
A helical antenna having good SWR characteristics can be manufactured. In this embodiment, a four-wire helical antenna has been described, but the same applies to a two-wire helical antenna and a one-wire helical antenna.
【００２０】なお、本考案の技術は前記実施例における
技術に限定されるものではなく、同様な機能を有する他
の態様の手段によってもよく、また本考案の技術は前記
構成の範囲内において種々の変更，付加が可能である。Note that the technique of the present invention is not limited to the technique in the above-described embodiment, and may be implemented by means of another embodiment having the same function. Can be changed or added.
【００２１】[0021]
【考案の効果】以上の説明から明らかなように本考案の
ヘリカルアンテナによれば、各放射エレメントが、先端
側の細幅帯状部分と、整合部側に形成される太幅帯状部
分との間に連続して、適用波長の整数倍の長さをもつ台
形状部分を形成するので、良好なＶＳＷＲ特性を得ると
ともに、前記放射エレメント部の入力インピーダンスを
低下させることができる。As is apparent from the above description, according to the helical antenna of the present invention, each radiating element is disposed between the narrow band portion on the tip side and the wide band portion formed on the matching portion side. And a trapezoidal portion having a length that is an integral multiple of the applied wavelength is formed, so that good VSWR characteristics can be obtained and the input impedance of the radiating element can be reduced.
【００２２】しかも、前記ヘリカルアンテナの指向性
を、測定例の示すとおり、殆ど変化させることはない。
すなわち、放射指向性を乱すことなく、良好なＶＳＷＲ
特性を得ることができる。Further, the directivity of the helical antenna is hardly changed as shown in the measurement example.
That is, a good VSWR without disturbing the radiation directivity
Properties can be obtained.
【図１】本考案のヘリカルアンテナの一実施例を示す４
線巻ヘリカルアンテナの構成斜視図である。FIG. 1 shows one embodiment of a helical antenna of the present invention.
FIG. 2 is a configuration perspective view of a wire wound helical antenna.
【図２】各放射エレメントの形状を示す展開平面図であ
る。FIG. 2 is a developed plan view showing the shape of each radiating element.
【図３】本考案の実施前後におけるヘリカルアンテナの
周波数に対するリターンロスの測定特性図で、図３
（ａ）は実施前、図３（ｂ）は実施後の特性図である。FIG. 3 is a measurement characteristic diagram of a return loss with respect to the frequency of the helical antenna before and after implementation of the present invention.
FIG. 3A is a characteristic diagram before implementation, and FIG. 3B is a characteristic diagram after implementation.
【図４】本考案の実施前後におけるヘリカルアンテナの
測定指向性図で、図４（ａ）は実施前、図４（ｂ）は実
施後の指向性図である。FIGS. 4A and 4B are measurement directivity diagrams of the helical antenna before and after the present invention is implemented, and FIG. 4B is a directivity diagram before and after the implementation.
【図５】従来のヘリカルアンテナを示す４線巻ヘリカル
アンテナの構成斜視図である。FIG. 5 is a configuration perspective view of a four-wire helical antenna showing a conventional helical antenna.
１，１１ ヘリカルアンテナ ２，１２ 放射エレメント部 ３ 整合部 ６ バラン ８ 給電同軸ケーブル １５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ 放射エレメント １６ 細幅帯状部分 １７ 太幅帯状部分 １８ 台形状部分 Ｗ1 ，Ｗ2 幅（帯状部分１６，１７の幅） Ｌ 長さ（太幅帯状部分１７の長さ）1,11 helical antenna 2,12 radiation element portion 3 matching section 6 balun 8 feeding coaxial cable 15a, 15b, 15c, 15d radiation element 16 narrow strip portions 17 the thick swath 18 trapezoidal portion W 1, W 2 Width ( L Length (length of wide band portion 17)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01Q 1/36 H01Q 11/08──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H01Q 1/36 H01Q 11/08
Claims (1)
エレメント部側と給電側との平衡不平衡変換を行なう整
合部とで構成されるヘリカルアンテナにおいて、 前記放射エレメント部側のインピーダンスを良好に整合
させるために、該放射エレメント部を構成する各放射エ
レメントが、先端側に形成される細幅帯状部分と、前記
整合部側に形成される、該細幅帯状部分の幅より大きい
幅を有する太幅帯状部分と、前記両帯状部分の間に連続
して、適用波長の１、又はそれより大きい整数倍の長さ
をもって形成される台形状部分とからなることを特徴と
するヘリカルアンテナ。1. A helical antenna comprising a radiating element portion of an antenna body and a matching portion for performing a balance-unbalance conversion between the element portion side and a feed side, wherein the impedance on the radiating element portion side is favorably matched. In this case, each radiating element constituting the radiating element portion has a narrow band-shaped portion formed on the distal end side and a thick band formed on the matching portion side and having a width larger than the width of the narrow band-shaped portion. A helical antenna comprising a wide band-shaped portion and a trapezoidal portion formed between the two band-shaped portions and having a length of 1 or an integral multiple of the applied wavelength.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4877892U JP2582255Y2 (en) | 1992-07-13 | 1992-07-13 | Helical antenna |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4877892U JP2582255Y2 (en) | 1992-07-13 | 1992-07-13 | Helical antenna |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0613209U JPH0613209U (en) | 1994-02-18 |
| JP2582255Y2 true JP2582255Y2 (en) | 1998-09-30 |
Family
ID=12812720
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP4877892U Expired - Lifetime JP2582255Y2 (en) | 1992-07-13 | 1992-07-13 | Helical antenna |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2582255Y2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4533619B2 (en) * | 2003-11-26 | 2010-09-01 | 日本無線株式会社 | Helical antenna and its array antenna |
-
1992
- 1992-07-13 JP JP4877892U patent/JP2582255Y2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0613209U (en) | 1994-02-18 |
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