JP2921233B2 - Antenna device - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、例えば、水平面内で
水平偏波が無指向性となるアンテナ装置に関するもので
ある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an antenna device in which, for example, horizontal polarization is omnidirectional in a horizontal plane.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図１２は例えば電子通信学会編「アンテ
ナ工学ハンドブック」（昭和５５年１０月３０日発
行）、６４ページに開示されたアンテナである。図にお
いて、１、２は放射導体、３は同軸線路、４は放射導体
２に給電する同軸線路３の内導体で、５は同軸線路３の
外導体であり地導体となる側の放射導体１と接続されて
いる。６は同軸線路３の外導体５の外側に漏れ電流が発
生するのを防ぎ、アンテナを平衡励振するために設けら
れているバランである。2. Description of the Related Art FIG. 12 shows an antenna disclosed in, for example, page 64 of "Antenna Engineering Handbook" edited by the Institute of Electronics and Communication Engineers (issued on October 30, 1980). In the drawing, reference numerals 1 and 2 denote radiation conductors, 3 denotes a coaxial line, 4 denotes an inner conductor of the coaxial line 3 for feeding the radiation conductor 2, and 5 denotes an outer conductor of the coaxial line 3 and serves as a ground conductor 1 on the side to be a ground conductor. Is connected to Reference numeral 6 denotes a balun provided to prevent a leakage current from being generated outside the outer conductor 5 of the coaxial line 3 and to excite the antenna in a balanced manner.
【０００３】図１２に示すアンテナの電流がそれぞれ同
相でループを一周する方向に向かうように給電すればア
ンテナを含む面内で指向性の一様な水平偏波を得ること
ができる。If the currents of the antennas shown in FIG. 12 are fed so as to be directed in the same phase around the loop, horizontal polarization with uniform directivity can be obtained in the plane including the antennas.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】従来のアンテナ装置は
以上のように構成されているので、同軸線路で給電する
場合にはバランが必要になり、また、放射導体を交差さ
せなければならず構造が複雑となる問題点があった。指
向性をより一様とするために放射導体数を増やすと構造
が複雑となり製作が困難となる問題点があった。Since the conventional antenna device is constructed as described above, a balun is required when power is supplied through a coaxial line, and the radiation conductors must be crossed. There was a problem that became complicated. Increasing the number of radiating conductors in order to make the directivity more uniform has a problem in that the structure becomes complicated and manufacturing becomes difficult.
【０００５】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、バランが必要なく、かつ、簡素
な構造で無指向性に近い放射特性を放射素子の配置され
ている面内で持つアンテナ装置を得ることを目的とす
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and does not require a balun, has a simple structure, and has a radiation characteristic close to non-directivity in a plane where a radiation element is arranged. An object of the present invention is to obtain an antenna device having the above.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】請求項１のアンテナ装置
においては、第一の面状導体と、上記第一の面状導体と
概略平行に対向させて配置された第二の面状導体と、上
記第一の面状導体と第二の面状導体を同電位とする接続
手段と、上記第一の面状導体と第二の面状導体の対応す
る位置に放射状に形成され、一端が面状導体の縁部まで
及ぶ開放端とされた複数のスロットと、上記第一の面状
導体と第二の面状導体の間に、それぞれの面状導体と絶
縁され、上記複数のスロットのそれぞれを電磁結合によ
り励振し、上記複数のスロットの開放端から同相で電波
を放射させるように配置されたストリップ導体とを備え
たものである。また、請求項２のアンテナ装置において
は、面状導体と、上記面状導体に放射状に形成され、一
端が面状導体の縁部まで及ぶ開放端とされた複数のスロ
ットと、上記面状導体と絶縁して配置され、上記複数の
スロットのそれぞれを電磁結合により励振し、上記複数
のスロットの開放端から同相で電波を放射させるように
配置されたストリップ導体とを備えたものである。According to the present invention, there is provided an antenna apparatus comprising: a first planar conductor; and a second planar conductor disposed substantially parallel to and opposed to the first planar conductor. Connecting means for setting the first planar conductor and the second planar conductor to the same potential, and radially formed at a position corresponding to the first planar conductor and the second planar conductor, and one end thereof A plurality of slots which are open ends extending to the edge of the planar conductor, between the first planar conductor and the second planar conductor, are insulated from the respective planar conductors, and And a strip conductor arranged so as to be excited by electromagnetic coupling and emit radio waves in the same phase from the open ends of the plurality of slots. Further, in the antenna device according to the second aspect, the planar conductor; a plurality of slots radially formed on the planar conductor, one end of which is an open end extending to an edge of the planar conductor; And a strip conductor arranged to insulate each of the plurality of slots by electromagnetic coupling and emit radio waves in the same phase from the open ends of the plurality of slots.
【０００７】[0007]
【作用】請求項１のアンテナ装置においては、第一の面
状導体と、上記第一の面状導体と概略平行に対向させて
配置された第二の面状導体と、上記第一の面状導体と第
二の面状導体の間に、それぞれの面状導体と絶縁され、
複数のスロットのそれぞれを電磁結合により励振し、複
数のスロットの開放端から同相で電波を放射させるよう
に配置されたストリップ導体とで対称性の良いトリプレ
ート線路構造とし、上記第一の面状導体と第二の面状導
体を同電位とする接続手段を備えたので、面内の指向性
を一様にすると共に交差偏波の発生を抑制する。請求項
２のアンテナ装置においては、面状導体と、上記面状導
体に放射状に形成され、一端が面状導体の縁部まで及ぶ
開放端とされた複数のスロットと、上記面状導体と絶縁
して配置され、上記複数のスロットのそれぞれを電磁結
合により励振し、上記複数のスロットの開放端から同相
で電波を放射させるように配置されたストリップ導体と
を備えたマイクロストリップ線路構造としたので、簡単
な構造で面内の指向性の一様なアンテナ装置を得られ
る。According to the antenna device of the first aspect, the first planar conductor, the second planar conductor arranged substantially in parallel with the first planar conductor, and the first planar conductor, Between the planar conductor and the second planar conductor, each planar conductor is insulated,
Each of the plurality of slots is excited by electromagnetic coupling, and a strip conductor arranged so as to emit radio waves in the same phase from the open ends of the plurality of slots has a triplate line structure with good symmetry, the first planar shape Since the connecting means for making the conductor and the second planar conductor have the same potential is provided, the directivity in the plane is made uniform and the occurrence of cross polarization is suppressed. In the antenna device according to the second aspect, the planar conductor, a plurality of slots radially formed in the planar conductor, and one end of which is an open end extending to an edge of the planar conductor, and insulating the planar conductor from the planar conductor. And a strip conductor arranged so as to excite each of the plurality of slots by electromagnetic coupling and emit radio waves in the same phase from the open ends of the plurality of slots. An antenna device having uniform in-plane directivity can be obtained with a simple structure.
【０００８】[0008]
【実施例】実施例１．図１はこの発明の一実施例のアン
テナ装置の斜視図、図２は図１のＡ−Ａにおける断面
図、図３はアンテナ装置の構成を説明するための分解図
である。図において、７は上面にある第一の導体、８ａ
〜８ｄは第一の導体７の各辺上にある一端を導体端部ま
で延長し開放端にするとともに一端を短絡したスロッ
ト、９、１０は誘電体、１１は下面にある第二の導体、
１２は同軸線路で給電するときの同軸線路をトリプレー
ト線路に変換するために第一の導体７と第二の導体１１
を同電位とする接続手段であって、第一の導体７と第二
の導体１１を短絡している導体、１３ａ〜１３ｄは下面
の第二の導体１１の各辺上にある一端を導体端部まで延
長し開放端にするとともに一端を短絡したスロット、１
４ａ〜１４ｄはスロット８ａ〜８ｄ、１３ａ〜１３ｄに
給電するストリップ導体、１５は給電点である。また、
図４は同軸線路で給電する時の構成を示す図であり、図
１のＢ−Ｂにおける断面図である。図４において１６は
同軸線路、１７は内導体である。誘電体９の一面に第一
の導体７があり、他の面にストリップ導体１４ａ〜１４
ｄが設けられ、ストリップ導体１４ａ〜１４ｄは誘電体
１０の一面にあり、誘電体１０の他の面には第二の導体
１１が設けられていて第一の導体７と第二の導体１１は
ほぼ同一形状で、かつ、概略平行に配置されている。ま
た、スロット８ａ〜８ｄ、１３ａ〜１３ｄは対向して設
けられている。[Embodiment 1] FIG. 1 is a perspective view of an antenna device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1, and FIG. 3 is an exploded view for explaining the configuration of the antenna device. In the figure, 7 is a first conductor on the upper surface, 8a
To 8d are slots in which one end on each side of the first conductor 7 is extended to the conductor end to make it an open end and one end is short-circuited, 9 and 10 are dielectrics, 11 is a second conductor on the lower surface,
Reference numeral 12 denotes a first conductor 7 and a second conductor 11 for converting a coaxial line into a triplate line when power is supplied by the coaxial line.
Are the same potential, conductors that short-circuit the first conductor 7 and the second conductor 11, and 13a to 13d have one end on each side of the second conductor 11 on the lower surface connected to a conductor end. Slot that is extended to the open end and shorted at one end, 1
4a to 14d are strip conductors for feeding power to the slots 8a to 8d and 13a to 13d, and 15 is a feeding point. Also,
FIG. 4 is a diagram showing a configuration when power is supplied by a coaxial line, and is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. In FIG. 4, 16 is a coaxial line, and 17 is an inner conductor. The first conductor 7 is provided on one surface of the dielectric 9, and the strip conductors 14a to 14 are provided on the other surface.
d is provided, the strip conductors 14a to 14d are on one surface of the dielectric 10, and the second conductor 11 is provided on the other surface of the dielectric 10, and the first conductor 7 and the second conductor 11 They have substantially the same shape and are arranged substantially in parallel. The slots 8a to 8d and 13a to 13d are provided to face each other.
【０００９】次に動作について説明する。このアンテナ
装置は第一の導体７、第二の導体１１、ストリップ導体
１４ａ〜１４ｄ及び、誘電体９、１０よりトリプレート
線路構造となっている。ストリップ導体１４ａ〜１４ｄ
とスロット８ａ〜８ｄ、１３ａ〜１３ｄは電磁結合され
スロット間に電界を生じ電界を第一の導体７が設けられ
ている水平面内に放射する。ここで、ストリップ導体１
４ａ〜１４ｄのそれぞれの線路長は等しい。これより、
各結合点において同相となり第一の導体７のある面内に
おいて無指向性の水平偏波を生じる。また、導体１２に
より第一の導体７と第二の導体１１が同電位になってい
るため交差偏波である垂直偏波の発生を抑制できる。Next, the operation will be described. This antenna device has a triplate line structure including a first conductor 7, a second conductor 11, strip conductors 14a to 14d, and dielectrics 9, 10. Strip conductors 14a to 14d
The slots 8a to 8d and 13a to 13d are electromagnetically coupled to each other to generate an electric field between the slots and radiate the electric field into a horizontal plane on which the first conductor 7 is provided. Here, strip conductor 1
Line lengths of 4a to 14d are equal. Than this,
In phase at each coupling point, omnidirectional horizontal polarization occurs in a certain plane of the first conductor 7. In addition, since the first conductor 7 and the second conductor 11 are at the same potential by the conductor 12, it is possible to suppress the generation of cross-polarized vertical polarization.
【００１０】このアンテナ装置の構造は以上のようにな
っているので第一の導体７、第二の導体１１、ストリッ
プ導体１４ａ〜１４ｄなどが、例えば、基板上にエッチ
ングで容易に作れるので無指向性により近くするために
スロット８ａ〜８ｄ、１３ａ〜１３ｄの数を増やしても
容易に製作することができる。Since the structure of the antenna device is as described above, the first conductor 7, the second conductor 11, and the strip conductors 14a to 14d can be easily formed on the substrate by etching, for example, so that the antenna is omnidirectional. Even if the number of slots 8a to 8d and 13a to 13d is increased in order to make them closer to the characteristics, they can be easily manufactured.
【００１１】実施例２．図５はこの発明のアンテナ装置
の他の実施例であり、実施例１の第一の導体７、及び、
第二の導体１１の他の形状の実施例である。図におい
て、同記号は同じものを示す。また、上面の第一の導体
７と下面の第二の導体１１は同じ形である。また、スト
リップ導体１４ａ〜１４ｄの形状は実施例１と同様であ
る。Embodiment 2 FIG. FIG. 5 shows another embodiment of the antenna device of the present invention.
It is an embodiment of another shape of the second conductor 11. In the figures, the same symbols indicate the same components. The first conductor 7 on the upper surface and the second conductor 11 on the lower surface have the same shape. The shapes of the strip conductors 14a to 14d are the same as in the first embodiment.
【００１２】動作は実施例１と同様であり、説明を省略
する。The operation is the same as that of the first embodiment, and the description is omitted.
【００１３】実施例３．図６はこの発明のアンテナ装置
の他の実施例であり実施例１の第一の導体７、第二の導
体１１にテーパを設けた実施例である。図において同記
号は同じものを示す。上面の第一の導体７と下面の第二
の導体１１は同じ形である。また、ストリップ線路の形
状は実施例１と同様である。Embodiment 3 FIG. FIG. 6 shows another embodiment of the antenna device of the present invention, in which the first conductor 7 and the second conductor 11 of the first embodiment are tapered. In the figures, the same symbols indicate the same items. The first conductor 7 on the upper surface and the second conductor 11 on the lower surface have the same shape. The shape of the strip line is the same as in the first embodiment.
【００１４】動作は実施例１と同様であり、説明を省略
する。The operation is the same as that of the first embodiment, and the description is omitted.
【００１５】実施例４．図７はこの発明のアンテナ装置
の他の実施例であり、実施例１の導体のスロット形状を
変えた実施例である。図において、同記号は同じものを
示す。上面の第一の導体７と下面の第二の導体１１は同
じ形である。スロット８ａ〜８ｄ、１３ａ〜１３ｄの形
状を変えることによりスロット８ａ〜８ｄ、１３ａ〜１
３ｄの長さを上記実施例１〜３よりも短くすることがで
きるので小形化を図ることができる。Embodiment 4 FIG. FIG. 7 shows another embodiment of the antenna device according to the present invention, in which the slot shape of the conductor of the first embodiment is changed. In the figures, the same symbols indicate the same components. The first conductor 7 on the upper surface and the second conductor 11 on the lower surface have the same shape. By changing the shapes of the slots 8a to 8d and 13a to 13d, the slots 8a to 8d and 13a to 1
Since the length of 3d can be made shorter than those of the first to third embodiments, the size can be reduced.
【００１６】実施例５．図８はこの発明のアンテナ装置
の他の実施例であり、スロット数を変えた実施例であ
る。上面の第一の導体７と下面の第二の導体１１の形状
は同じである。図９はこの実施例のストリップ線路を示
す図であり、スロット８ａ〜８ｃとそれぞれのストリッ
プ導体１４ａ〜１４ｃが電磁結合するように配置されて
いる。図において、同記号は同じものを示す。Embodiment 5 FIG. FIG. 8 shows another embodiment of the antenna device according to the present invention, in which the number of slots is changed. The shape of the first conductor 7 on the upper surface and the shape of the second conductor 11 on the lower surface are the same. FIG. 9 is a view showing a strip line of this embodiment, in which slots 8a to 8c and respective strip conductors 14a to 14c are arranged so as to be electromagnetically coupled. In the figures, the same symbols indicate the same components.
【００１７】動作は実施例１と同様であり、説明を省略
する。The operation is the same as that of the first embodiment, and the description is omitted.
【００１８】上記の実施例では誘電体９、１０を用いた
が、空気層でもよい。Although the dielectrics 9 and 10 are used in the above embodiment, an air layer may be used.
【００１９】実施例６．図１０はこの発明のアンテナ装
置のさらに他の実施例の構造を示す分解図である。図１
１は図４と同様に同軸線路で給電する場合を示す図であ
る。図において、同記号は同様のものを示す。Embodiment 6 FIG. FIG. 10 is an exploded view showing the structure of still another embodiment of the antenna device of the present invention. FIG.
FIG. 1 is a diagram showing a case where power is supplied by a coaxial line as in FIG. In the figures, the same symbols indicate the same ones.
【００２０】次に動作について説明する。ストリップ導
体１４ａ〜１４ｄとスロット１３ａ〜１３ｄは電磁結合
され、スロット１３ａ〜１３ｄに電界を生じ電界を水平
面内に放射する。ストリップ導体１４ａ〜１４ｄの線路
長は等しい。これにより、各結合点において同相となり
第二の導体１１のある面内において無指向性の水平偏波
を生じる。Next, the operation will be described. The strip conductors 14a to 14d and the slots 13a to 13d are electromagnetically coupled to generate an electric field in the slots 13a to 13d and radiate the electric field into a horizontal plane. The line lengths of the strip conductors 14a to 14d are equal. As a result, in-phase occurs at each coupling point, and omnidirectional horizontal polarization occurs in a certain plane of the second conductor 11.
【００２１】また、第二の導体１１の形状及びスロット
１３ａ〜１３ｄの数、形状は上記実施例２〜５に示した
ものと同様のものが適用できる。なお、上記実施例では
誘電体１０を用いたが、空気層でも良い。The shape of the second conductor 11 and the number and shape of the slots 13a to 13d can be the same as those shown in the above-described embodiments 2 to 5. Although the dielectric 10 is used in the above embodiment, an air layer may be used.
【００２２】[0022]
【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、交差偏波の低減された面内の方向性が一様なアンテ
ナ装置を得られる効果がある。また、請求項２の発明に
よれば、簡単な構造で面内の方向性が一様なアンテナ装
置を得られる効果がある。As described above, according to the first aspect of the present invention, there is an effect that an antenna device having a reduced cross polarization and a uniform in-plane direction can be obtained. Further, according to the invention of claim 2, there is an effect that an antenna device having a simple structure and uniform in-plane directionality can be obtained.
【図１】この発明の実施例１を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of the present invention.
【図２】この発明の実施例１のＡ−Ａ断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of the first embodiment of the present invention.
【図３】この発明の実施例１を示す分解図である。FIG. 3 is an exploded view showing the first embodiment of the present invention.
【図４】この発明の実施例１のＢ−Ｂ断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line BB of the first embodiment of the present invention.
【図５】この発明の実施例２を示す平面図である。FIG. 5 is a plan view showing a second embodiment of the present invention.
【図６】この発明の実施例３を示す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing a third embodiment of the present invention.
【図７】この発明の実施例４を示す平面図である。FIG. 7 is a plan view showing a fourth embodiment of the present invention.
【図８】この発明の実施例５を示す平面図である。FIG. 8 is a plan view showing a fifth embodiment of the present invention.
【図９】この発明の実施例５のストリップ導体を示す平
面図である。FIG. 9 is a plan view showing a strip conductor according to a fifth embodiment of the present invention.
【図１０】この発明の実施例６を示す分解図である。FIG. 10 is an exploded view showing Embodiment 6 of the present invention.
【図１１】この発明の実施例６のＡ−Ａ断面図である。FIG. 11 is a sectional view taken along line AA of Embodiment 6 of the present invention.
【図１２】従来のアンテナ装置を示す斜視図である。FIG. 12 is a perspective view showing a conventional antenna device.
１ 放射導体 ２ 放射導体 ３ 同軸線路 ４ 内導体 ５ 外導体 ６ 円筒導体 ７ 第一の導体 ８ａ〜８ｄ スロット線路 ９ 誘電体 １０ 誘電体 １１ 第二の導体 １２ 導体 １３ａ〜１３ｄ スロット線路 １４ａ〜１４ｄ ストリップ導体 １５ 給電点 １６ 同軸線路 １７ 内導体DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Radiation conductor 2 Radiation conductor 3 Coaxial line 4 Inner conductor 5 Outer conductor 6 Cylindrical conductor 7 First conductor 8a to 8d Slot line 9 Dielectric 10 Dielectric 11 Second conductor 12 Conductor 13a to 13d Slot line 14a to 14d Strip Conductor 15 Feeding point 16 Coaxial line 17 Inner conductor
Claims (2)
と概略平行に対向させて配置された第二の面状導体と、
上記第一の面状導体と第二の面状導体を同電位とする接
続手段と、上記第一の面状導体と第二の面状導体の対応
する位置に放射状に形成され、一端が面状導体の縁部ま
で及ぶ開放端とされた複数のスロットと、上記第一の面
状導体と第二の面状導体の間に、それぞれの面状導体と
絶縁され、上記複数のスロットのそれぞれを電磁結合に
より励振し、上記複数のスロットの開放端から同相で電
波を放射させるように配置されたストリップ導体とを備
えたことを特徴とするアンテナ装置。1. A first planar conductor, and a second planar conductor arranged substantially parallel to and opposed to the first planar conductor,
Connection means for setting the first and second planar conductors to the same potential, and radially formed at corresponding positions of the first and second planar conductors, one end of which is a surface A plurality of slots that are open ends extending to the edge of the planar conductor, between the first planar conductor and the second planar conductor, each of the planar conductors is insulated, and each of the plurality of slots is And a strip conductor arranged so as to emit electromagnetic waves in the same phase from the open ends of the plurality of slots.
成され、一端が面状導体の縁部まで及ぶ開放端とされた
複数のスロットと、上記面状導体と絶縁して配置され、
上記複数のスロットのそれぞれを電磁結合により励振
し、上記複数のスロットの開放端から同相で電波を放射
させるように配置されたストリップ導体とを備えたこと
を特徴とするアンテナ装置。2. A planar conductor, a plurality of slots radially formed in the planar conductor, and one end of which is an open end extending to an edge of the planar conductor, and insulated from the planar conductor. ,
An antenna device comprising: a strip conductor arranged to excite each of the plurality of slots by electromagnetic coupling and to emit radio waves in the same phase from the open ends of the plurality of slots.
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