JP3283046B2 - ダイバーシチアンテナ - Google Patents

ダイバーシチアンテナ

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はダイバーシチアンテナ
に関し、特に、移動体通信に適した平面型のダイバーシ
チアンテナに関する。
【0002】
【従来の技術】自動車電話等の移動体通信には複雑な地
形や障害物により生ずるフェージングの影響を防止する
ために空間ダイバシチ、電力密度受信、偏波ダイバシチ
などの各種ダイバシチ方式が採用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】同一偏波のアンテナを
空間的に位相が90°ずれた位置に配置し、状態のよい
アンテナからの信号を選択しながら用いる従来の空間ダ
イバシチ方式では、2つのアンテナを90°位相のずれ
た位置に配置する。このため、設置空間が大きくなると
いう欠点がある。
【0004】また、電力密度受信方式や、偏波ダイバシ
チ方式では、スロットアンテナとモノポールアンテナを
組み合わせたりして、空間的に同一の位置に2つのアン
テナを配置するためアンテナが大きくなるという欠点が
ある。このため、従来のダイバシチ方式のアンテナは小
型であることが要請される移動体通信用のアンテナには
適さないという欠点があった。この発明は上記実情に鑑
みて成されたもので、小型でフェージングの影響の小さ
い移動体通信用のアンテナを提供することである。この
発明の他の目的は小型のダイバシチアンテナを提供する
ことである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
この発明の第1の観点にかかるアンテナは、絶縁基板
と、前記絶縁基板の一面に形成され、ほぼ120°軸対
象にノッチが形成された導電層と、前記絶縁基板の他面
に形成され、前記ノッチを120°づつずれた位相で励
振するための給電用線路、を備えることを特徴とする。
【0006】また、この発明の第2の観点にかかるアン
テナによれば、絶縁基板と、前記絶縁基板の一面に形成
され、円周方向に複数のノッチが形成された導電層と、
前記絶縁基板の他面に、前記ノッチとオーバーラップし
て形成され、その一端に給電され、各ノッチの励振の位
相を調整するステップを備える円環状給電用線路、を備
えることを特徴とする。
【0007】
【作用】上記構成とすることにより、この発明の第1の
観点にかかるアンテナによれば、絶縁基板の一面に12
0°軸対象にノッチアンテナが配置される。従って、従
来の90°軸対象にノッチアンテナが配置される場合に
比較してノッチアンテナの占有面積を小さくできる。ま
た、上記構成とすることにより、この発明の第2の観点
にかかるアンテナによれば、簡単な構成の給電用線路で
ノッチアンテナを励振できる。
【0008】
【実施例】以下、この発明の実施例にかかる移動体通信
用アンテナを図面を参照して説明する。 (第1実施例)
【0009】この実施例にかかるアンテナは平面アンテ
ナである整合ピンつき容量装荷型モノポ−ルアンテナと
ノッチアンテナを組み合わせて電力密度受信を行うアン
テナである。
【0010】図1(a)はこの実施例にかかるアンテナ
の平面図、図1(b)は図1(a)のA−A線での断面
図である。また、図2は図1(a)、1(b)に示され
るアンテナの分解斜視図、図3はこの実施例の入力イン
ピーダンス整合ピン近傍の拡大図である。
【0011】このアンテナは金属性ロッド4とその上端
に固着された誘電体基板1と所定の間隔をおいてほぼ平
行に配置された金属製の地板2から構成されている。金
属製の給電ロッド4の上端には受信或いは送信周波数に
対応した形状(本実施例では六角形)の誘電体基板1の
中心が固着されている。また、給電ロッド4の下端は絶
縁体7を介して地板2の中心に固定されている。
【0012】誘電体基板1の下面には、扇型のノッチ5
(切り込み)が120°軸対称で形成された金属膜10
が固定されている。この金属膜10のほぼ中央に給電ロ
ッド4が接続されている。誘電体基板1の上面にはノッ
チ5に給電するための円環状(C字状)ストリップ線路
6が固定されている。
【0013】ノッチ5を120°軸対称で3つ形成する
理由は、それぞれを120°の位相差で励振して水平面
での無指向性を得るためである。ノッチ5を120°の
位相差で励振するため、円環状ストリップ線路6には、
120°軸対象に幅広のステップ6aが配置されてい
る。このステップ6aは各ノッチ5へ給電される電流の
位相が120°づつずれるように入力インピーダンスを
整合する。
【0014】金属膜10と円環状ストリップ線路6は、
例えば、誘電体基板1の両面を金属メッキし、形成され
た金属メッキをエッチングして形成される。地板2には
支持部3が120°軸対象にプレスにより一体形成され
ている。支持部3は折り曲げられ、その先端は金属膜1
0に半田付け、スポット溶接等により固着されている。
支持部3は誘電体基板1を地板2に固定する役目と容量
装荷型モノポールアンテナの入力インピーダンスを調整
する整合ピンとしての機能を有する。
【0015】給電ロッド4には容量装荷型モノポールア
ンテナ用の給電用同軸ケーブル16の中心導体が、地板
2には給電用同軸ケーブルの外部導体がそれぞれコネク
タ11を介して接続される。
【0016】図3に拡大して示されるように、ノッチア
ンテナに給電する同軸ケーブル12の中心導体13が金
属膜10から絶縁され、誘電体基板10を貫通して給電
用ストリップ線路6の一端に接続される。給電用同軸ケ
ーブル12の外部導体14は支持体3にクランプ15や
半田付け、溶接等で固定される。これにより、同軸ケー
ブル12アンテナへの固定及び外部導体14と地板2の
接続が同時に達成される。
【0017】図1乃至図3において、給電ロッド4、金
属膜10、支持体(整合ピン)3、地板2から整合ピン
付き容量装荷型モノポールアンテナが形成され、ノッチ
5と円環状ストリップ線路6からノッチアンテナが形成
される。これら2つのアンテナからダイバーシチアンテ
ナが構成される。例えば、送信時は両方の同軸ケーブル
11、16を介して両アンテナに給電し、受信時には、
状態の良い方のアンテナの出力または両アンテナの出力
を組み合わせて使用する。
【0018】給電ロッド4から供給された電流は整合ピ
ンである支持体3に向かって流れる。このため、金属膜
10を流れる電流が給電ロッド4と支持体3を結ぶライ
ン上に集中し、径方向成分しか持たない。このため、図
示される位置にノッチ5を設けても整合ピン付き容量装
荷型モノポールアンテナの動作には影響がない。
【0019】整合ピン付き容量装荷型モノポールアンテ
ナは電界に感応するアンテナであり、ノッチ5は磁界に
感応するアンテナである。従って、上記構成によれば、
空間的に同一位置に電界に感応するアンテナと磁界に感
応するアンテナを配置することになり平面アンテナで電
力密度受信をすることが可能となる。
【0020】なお、ノッチ5を扇型とすることにより、
ノッチアンテナに必要な周波数帯域を得ている。ノッチ
5の形状を大きくすると、整合ピン付き容量装荷型モノ
ポールアンテナの電気的体積が小さくなり共振周波数は
高くなる。
【0021】図1〜3の構成においては、3つのノッチ
が120°づつずれて配置され、それらが120°づつ
ずれた位相で励振されるので、水平面での無指向性が達
成される。また、ノッチの数が3つですむので、ノッチ
アンテナの占有面積が従来に比して小さくてすみ、アン
テナの小形化が容易に達成できる。さらに、平面型アン
テナで電力密度受信をすることが可能となる。従って、
この実施例のアンテナは移動体通信用のアンテナとして
好適である。 (第2実施例)次に、この発明の第2実施例を図4を参
照して説明する。
【0022】図4(a)はこの実施例にかかるアンテナ
の平面図、図4(b)は側面図である。この実施例は、
第1実施例のノッチアンテナを変形した例であり、ノッ
チ5に個別に給電回路を設けた例を示す。なお、図4
(a)、(b)において、図1〜図3と同一部分には同
一符号を付し説明を省略する。
【0023】この実施例では、図4(a)に示されるよ
うに、図1に示される円環状ストリップ線路6に代え
て、直線状のストリップ線路21がノッチ5毎に配置さ
れている。各直線状ストリップ線路21は支持部3の上
から対応するノッチ5を横切って延びている。各直線状
ストリップ線路21の一端Pは、図4(b)に示される
ように、同軸ケーブル24を介して位相回路22に接続
され、位相回路22は分岐回路23に接続されている。
図示せぬ送信機の出力は分岐回路23で3つに分岐され
て位相回路22に供給される。位相回路22は各信号に
120°の位相差を付し、0°、120°、240°の
位相で対応する直線状ストリップ線路21に供給し、対
応するノッチ5を励振する。
【0024】図4の構成においても、水平面での無指向
性が達成され、ノッチアンテナの占有面積が従来に比し
て小さくてすみ、アンテナの小形化が容易に達成でき、
電力密度受信をすることが可能となる。従って、この実
施例のアンテナも移動体通信用のアンテナとして好適で
ある。 (第3実施例)
【0025】この発明の第3実施例を図5を参照して説
明する。図5は第3実施例にかかるアンテナの平面図で
ある。なお、図5において、図1〜図3と同一部分には
同一符号を付し説明を省略する。この実施例は、第1実
施例に係るノッチアンテナの給電回路を改良した例であ
る。
【0026】この実施例では、図5に示されるように、
図1に示される円環状ストリップ線路6に代えて、放射
状のストリップ線路26を誘電体基板1の一面に配置
し、放射状のストリップ線路26の各先端部をスタブと
する。放射状のストリップ線路26の長さを調整するこ
とによって、各ノッチの励振の位相を0°、120°、
240°に設定する。ストリップ線路26と給電用同軸
ケーブルの接続は給電点Pで、図3に示されるようにし
て行われる。
【0027】図5の構成においても、水平面での無指向
性が達成され、アンテナの小形化が容易に達成でき、電
力密度受信をすることが可能となり、移動体通信用のア
ンテナとして好適である。
【0028】なお、図1では、給電ロッド4と同軸ケー
ブル16をコネクタ7を使用して接続したが、図6に示
されるように、地板2に同軸ケーブル16の外部導体3
1をクランプ32等により直接固定し、内部導体33を
引き出し、給電ロッド4に固定するようにしても良い。
ケーブルクランプ32は例えば、図7に示されるよう
に、地板2をプレスして一体に形成できる。同軸ケーブ
ルの外部導体をクランプ32で固定するれば、同軸ケー
ブル16の固定と外部導体と地板2の接続が同時に達成
される。また、図6に示されるように、同軸ケーブル1
6の中心導体を引き出し、これを給電ロッドとして使用
しても良い。
【0029】本発明は上記実施例に限定されるものでは
ない。例えば、上記説明においては、給電用ストリップ
線路6、21、26、金属膜10は、例えば、誘電体基
板10に金属膜を形成し、それをエッチングすることに
より形成した。しかし、これに限定されず、誘電体基板
10とは別に形成された給電用ストリップ線路6、2
1、26、金属膜10を誘電体基板10に固着するよう
にしても良い。その他、この発明は上記実施例に限定さ
れず、種々の変更が可能である。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ノッチが扇形をしているので、ノッチアンテナの帯
域を広くとることができる。また、ノッチを120°軸
対象に設けたため、従来の90°軸対象にノッチを配置
したダイバーシチアンテナに比べてノッチアンテナの面
積が小くでき、容量装荷形モノポールアンテナの電気的
体積を有効に取ることができ、アンテナを小型化でき
る。また、ノッチアンテナの給電回路を位相調整用のス
テップを備えるC字(円環)状とすれば、簡単な構成
で、ノッチアンテナへの給電を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1実施例にかかるアンテナを示す
図。
【図2】図1に示されるアンテナの分解斜視図。
【図3】図1に示されるアンテナの給電部の構成を示す
断面図。
【図4】この発明の第2実施例にかかるアンテナを示す
図。
【図5】この発明の第3実施例にかかるアンテナを示す
平面図。
【図6】第1図に示されるアンテナの変形例を示す図。
【図7】ケーブルクランプの一例を示す図。
【符号の説明】
1…誘電体基板、2…下板、3…支持部(インピーダン
ス整合用ピン)、4…ロッド、5…ノッチ、6…C字状
ストリップ線路、6a…ステップ、7…コネクタ、1
1、16、24…同軸ケーブル、13…中心導体、14
…外部導体、15…ワイヤクランプ、21…給電用スト
リップ線路、22…位相回路、23…分岐回路、26…
放射ストリップ線路、32…ケーブルクランプ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−295503(JP,A) 特開 昭58−30209(JP,A) 特開 昭56−98903(JP,A) 特開 昭53−129566(JP,A) 仏国特許出願公開2565417(FR,A 1) 新井、等,「平面構造多機能型ダイバ ーシチアンテナ」,電子情報通信学会技 術研究報告A・P90−82 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01Q 13/10 H01Q 13/08

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】絶縁基板と、 前記絶縁基板の一面に形成され、ほぼ120°軸対象に
    3つのノッチが形成された導電層と、 前記絶縁基板の他面に形成され、各前記ノッチを120
    °ずれた位相で励振する給電線路、を備えることを特徴
    とするアンテナ。
  2. 【請求項2】前記絶縁基板とほぼ平行に配置された導電
    性の地板と、 前記導電層に接続された給電ロッドと、 前記導電層と前記地板を接続し、入力インピーダンスを
    調整する整合ピンをさらに備え、 前記整合ピンは前記地板と一体に形成されていることを
    特徴とする請求項1記載のアンテナ。
  3. 【請求項3】絶縁基板と、 前記絶縁基板の一面に形成され、前記基板の周方向に複
    数のノッチが形成された導電層と、 前記絶縁基板の他面に、前記ノッチとオーバーラップし
    て形成され、その一端に給電され、各ノッチの励振の位
    相を調整するためのステップを備える円環状の給電用線
    路、を備えることを特徴とするアンテナ。
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