JP3261606B2 - アンテナ装置 - Google Patents
アンテナ装置Info
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- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Description
な、高速無線データ通信用のアンテナ装置に関し、特に
垂直面でコセカント2乗ビーム、水平面でファンビーム
となる指向性を有し、高い利得を有することによって反
射波を抑圧できるアンテナを、アンテナの高さを押さえ
た、小さくて軽いアンテナで実現することを特徴とす
る、小型無線LAN端末用アンテナ装置にかかわる。
アンテナは、屋内の天井などに設置され、端末装置用ア
ンテナは机の上や机の上のパーソナルコンピュータやワ
ークステーションの上に設置される。
psを超えるような高速無線通信では、指向性を鋭くし
た利得の高いアンテナが必要である。一方端末装置は基
地局がどの方向にあっても電波を受信できるように水平
面内360°のすべての方向にビームを向けられるよう
にするのが望ましい。これを実現するアンテナとして、
図7に示すような金属地板を複数のセクターに分割して
各セクター毎にセクタービームを有する三次元コーナリ
フレクタアンテナを設置するアンテナが考えられてい
る。
Y面)、(c)は側面図(XZ面)である。図7におい
て、6は励振器、8はコーナリフレクタアンテナ、3は
金属地板、4はアンテナ切り替えスイッチ、9はコーナ
リフレクタの高さHr、10はコーナリフレクタのコー
ナ長さlr、12は放射指向性、X、Y、Zは直交座
標、θ、φは球面座標を示している。図7はセクター数
を12としたときの例を示しており、各セクターにおけ
るアンテナ装置は3の金属地板と励振器の両側にある2
の反射板と13の反射板によって三次元のコーナリフレ
クタアンテナとして動作する。本アンテナははじめに通
信を行うとき電波の到来する方向を受信レベルでサーチ
して、アンテナ切り替えスイッチで使用するセクターの
アンテナに切り替える動作を行っている。このようなア
ンテナでは、垂直面内放射指向性についてはθの値が0
°以上90°以下の範囲で利得が高く、それ以外の範囲
での放射がヌルに近くなるもの、水平面内放射指向性に
ついては、サイドローブ、バックローブが小さく、ビー
ム幅が360°をセクター数で割った値となるようなも
のが要求される。このような構造のアンテナの特性はコ
ーナリフレクタの端における、リフレクタ間の間隔とリ
フレクタの高さからなるアンテナ開口面積によって利得
が決定される。従って30°ビーム用のコーナ角30°
のコーナリフレクタ、あるいは20°ビーム用のコーナ
角20°のコーナリフレクタで高い利得を得るにはリフ
レクタの高さと長さを非常に大きくする必要があり、こ
のような構造のアンテナでは小型軽量化が困難であっ
た。また金属板によって構成されるコーナリフレクタの
コーナ長を長くすれば、小型にできないだけでなく重く
なるという欠点もあった。
フレクタが線状素子で作成されている(オーム社、アン
テナ工学ハンドブックp.117)。このようなアンテ
ナを20GHzを超える高い周波数帯で用いると、1波
長が15mm以下と短くなるため、構造のわずかな製作
誤差が指向性などのアンテナ特性に大きな影響を与える
という欠点があった。また従来の線状素子を用いた場合
ではビーム幅の小さい、利得の高いアンテナを実現する
ために反射板は放射素子に近づけなければならなかっ
た。一方反射板を放射素子に近づけるとインピーダンス
を50Ωで整合をとるのが困難になるという欠点があっ
た。
三次元コーナリフレクタアンテナには励振器の真上にヌ
ルが生じ、このためにD/U比が劣化し、不感地となる
という欠点があった。また、従来のコーナリフレクタを
用いてサイドローブ、バックローブを抑制するには反射
板の高さや反射板の長さを大きくして開口面積を広げる
手段しかなく、このためにアンテナを小さくすることが
できないという欠点があった。また、アンテナのサイズ
を変えることなく見かけ上の開口面積を広げる手段とし
て、誘電体を用いる方法があるが、この場合は誘電体に
よるロスや、サイドローブが発生するという欠点があっ
た。本発明は上記のような問題点を解決するためになさ
れたものでアンテナの小型化にかかわる。
で利得の高いアンテナ装置を提供することを目的とす
る。
題点は、特許請求の範囲に記載した手段により解決され
る。すなわち本発明は、導体による地板と該地板の上に
構成される、導体による筒、または多角柱の側面と、一
つ以上のモノポール素子によるアレーによって構成され
るアンテナ装置であって、該筒が前記モノポール素子に
反射板となるように構成することを特徴とするアンテナ
装置である。
フレクタを円筒型あるいは多角柱型にしたものは存在し
なかった。
たは該中央部分の近傍を中心とする複数のセクターに分
割し、各セクター毎に1または複数のモノポール素子に
よるアレーを設け該各モノポール素子によるアレーの反
射板として使用される一つの筒を、セクター分割の中心
が、前記筒の中心となるように設置することを特徴とす
るアンテナ装置である。
360°をセクター数で割った値、あるいはこれより小
さな値をコーナの角度とする、コーナリフレクタを用い
ており、円筒あるいは多角柱のみを用いて狭いビーム幅
および、高い利得を得るアンテナは存在しなかった。
る、モノポール素子の間に仕切り板を設置することを特
徴とする。仕切り板を設けることによって、隣接する素
子からの反射をおさえることが可能になる。
作するモノポール八木がもともと指向性を有しており、
これにリフレクタを円筒にしているため開口の大きな反
射板をおくことになる。この結果、本アンテナは同じ地
板半径で、かつ反射板の高さを等しくしたまま、コーナ
リフレクタアンテナを用いた場合に比較してシャープな
ビームと高い利得を実現可能にしている。円筒リフレク
タ付きモノポールアンテナはリフレクタを円筒にしてい
るため電波を反射する面積が線状素子をリフレクタとす
る場合に比較して大きくなり、この結果わずかな製作誤
差に影響しないアンテナを実現できる。円筒リフレクタ
を用いた場合はある程度、リフレクタと放射素子の間隔
を離していても、指向性をシャープに小さくできるた
め、インピーダンス整合がとりやすくなる。仕切り板の
設置によって、円錐面内指向性におけるサイドローブを
小さくするという効果が得られる。
一の実施例で、1は円筒リフレクタ、2はモノポール八
木アレー、3は金属地板、6はモノポール素子による励
振器、7はモノポール素子による導波器である。Sは円
筒リフレクタの半径、Rは地板の半径である。1の円筒
リフレクタは多角形で実現してもよい。
例で、1は円筒リフレクタ、2はモノポール八木アレ
ー、3は金属地板である。1の円筒リフレクタは多角形
で実現してもよい。また、円筒リフレクタの内部にアン
テナ切り替えスイッチを収納し、モノポール八木アレー
を切り替えて用いることもできる。
円筒リフレクタ、2はモノポール八木アレー、3は金属
地板、5は仕切り板である。
モーメント法を用いて計算した例である。図4は、アレ
ー長をパラメータとしたときの、利得の値を三次元コー
ナリフレクタの場合と、円筒リフレクタ付きモノポール
の場合について比較して示している。図4中、(a)
は、図2に示した、円筒リフレクタ付きモノポールの場
合の結果であり、(b)は図3に示した仕切り板を設置
した円筒リフレクタ付きモノポールの場合である。図4
中、波線で示した値は図7の従来のコーナリフレクタの
利得特性である。ここで、円筒の半径Sを2波長、円筒
の高さを2/3波長、コーナ長を0.5波長、金属地板
の大きさを無限大に仮定している。ここでアレー長を最
低必要な地板の大きさ、つまり最低必要な地板の半径R
がアレー長と円筒の半径を加えたものであると仮定すれ
ば、円筒型リフレクタを設置した図2の構造のアンテ
ナ、および図3の仕切り板を設置した構造のアンテナは
ともに、図7のコーナリフレクタ単体の場合に比較し
て、利得が高くなることがわかる。
放射指向性をモーメント法を用いた計算値で示す。ここ
で、円筒型リフレクタの半径は2波長、円筒型リフレク
タの高さは0.67波長、円形の金属地板の半径は6波
長、モノポールアレーの素子数は12、素子間隔は0.
2波長としている。図5(a)は水平面内放射指向性、
図5(b)は垂直面内放射指向性である。水平面は扇
形、垂直面は、θ=30°から90°にかけて不感地が
少ない無線LANに用いるセクターアンテナとして理想
的なパターン形状をしている。
円筒リフレクタ付きモノポール八木アンテナの放射指向
性を測定値で示す。図6(a)は仕切り板がない場合で
あり、図6(b)は本発明の仕切り板がある場合であ
る。ここで円筒型リフレクタの半径は2波長、円筒型リ
フレクタの高さは0.67波長、円形の金属地板の半径
は5波長、モノポールアレーの素子数は9、素子間隔は
0.2波長としている。仕切り板の設置によって不要な
放射であるサイドローブおよびバックローブを小さくで
きることがわかる。
装置は、モノポール八木アンテナのリフレクタに円筒を
用いることによって、アンテナの調整を従来より容易に
することができる。さらに本アンテナを周方向にセクタ
ー配置することにより、水平面内指向性が扇形ビームを
有し、垂直面内指向性がθ=30°から90°にかけて
放射する不感地の少ないアンテナとして、無線LANに
好適なアンテナを得ることができる。
である。
である。
である。
モーメント法を用いた解析によって示している。
示す図である。
示す図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 導体による地板と、該地板の上に構成さ
れる導体による筒の側面と、少なくとも1個のモノポー
ル素子によるアレーによって構成され、該筒が前記モノ
ポール素子によるアレーに対して反射板となるように構
成することを特徴とするアンテナ装置。 - 【請求項2】 前記アレーがモノポール素子による励振
器と少なくとも1個のモノポール素子による導波器を有
する請求項1記載のアンテナ装置。 - 【請求項3】 請求項1または2記載のアンテナ装置に
おいて、前記筒を前記地板の中央付近に一個設け、該筒
を共通の反射板となるように、複数の前記モノポール素
子によるアレーを設けたことを特徴とするアンテナ装
置。 - 【請求項4】 請求項3記載のアンテナ装置において、
前記複数のモノポール素子によるアレーを切り替えて用
いるように構成されたアンテナ切り替えスイッチを前記
筒内に収納したことを特徴とするアンテナ装置。 - 【請求項5】 前記複数のモノポール素子によるアレー
とアレーの間に仕切り板を設けたことを特徴とする請求
項3または4記載のアンテナ装置。 - 【請求項6】 前記筒を多角柱にて構成したことを特徴
とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のアンテナ装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20513995A JP3261606B2 (ja) | 1995-07-20 | 1995-07-20 | アンテナ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20513995A JP3261606B2 (ja) | 1995-07-20 | 1995-07-20 | アンテナ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0936654A JPH0936654A (ja) | 1997-02-07 |
JP3261606B2 true JP3261606B2 (ja) | 2002-03-04 |
Family
ID=16502076
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20513995A Expired - Lifetime JP3261606B2 (ja) | 1995-07-20 | 1995-07-20 | アンテナ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3261606B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
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JP2001036337A (ja) | 1999-03-05 | 2001-02-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | アンテナ装置 |
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FR3000844B1 (fr) * | 2013-01-04 | 2016-04-01 | Dcns | Antenne du type a reseau circulaire amelioree |
-
1995
- 1995-07-20 JP JP20513995A patent/JP3261606B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPH0936654A (ja) | 1997-02-07 |
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