JP3385768B2 - ヘリカルアンテナ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】近年自動車電話や携帯電話を始め
とする移動体通信が盛んで、都市部や高速道路周辺に限
ったサービスのみならず、山間地や近海などへのサービ
スエリア拡大が望まれている。移動体通信には移動局の
通信を中継する基地局が不可欠であるが、何時何処から
でも通信できるためには莫大な数の基地局を必要とし、
回線需要と基地局の建設費用を考えると山間地や近海な
どへサービスエリアを展開することは経済的に限界があ
る。ここで静止軌道上の通信衛星を中継局として用い屋
外の移動局と衛星との間に通信回線を結べば、近海を含
め日本全国をサービスエリアとした回線を経済的に構築
することが可能である。こうした衛星通信に用いる移動
局アンテナの利得を高くするとビームがシャープになる
ので、移動局の動きに応じて衛星を追尾する必要がある
し、逆にアンテナを無指向性にすると追尾が不要となる
半面、回線上必要とする利得が得られない。そこで指向
性が円錐状、すなわち衛星の仰角方向には指向性をもち
周方向に無指向性であれば、円錐ビームの軸を略垂直に
設置することにより衛星の方位に無関係に通信できるの
で、移動局用アンテナとして極めて有利である。また使
用する偏波を衛星放送などで用いられている円偏波とす
れば、移動局の揺れに対する偏波面の調整も不要であ
る。このような円偏波の円錐ビームをもつアンテナ形式
としてヘリカルアンテナがあるが、日本には国土が弓な
りになっているので各地から見た衛星の仰角も広範囲に
わたり、アンテナに要求される利得によってはヘリカル
アンテナのビームの仰角を可変できることが望まれる。
この発明はこうした衛星利用移動体通信に用いられるヘ
リカルアンテナの指向性を変化させる機構に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】図１２は例えば電子情報通信学会技術研
究報告Ａ・Ｐ９１−３８に構成を示された従来のヘリカ
ルアンテナを示す図である。図において、１は円筒形発
泡ポリエチレンの心材、２ａ，２ｂは心材１に１８０゜
対向して設けたピッチ角α（ピッチＰ）の２本のらせん
溝、３ａ，３ｂはらせん溝２にはめた２本の導体線、４
はバラン、５は心材１の内部を通る同軸線路、６はガラ
ス繊維強化樹脂のレドームである。心材１の外径Ｄは使
用する電波の波長λに対して約０．１λ程度、らせん溝
２のピッチ角αはＤ／Ｐが約０．２程度になるように選
ばれている。導体線３の長さはらせん溝２のピッチを１
卷きとして通常３巻き以上、ここでは６巻きとしてあ
る。導体線３の直径は波長λに比べ十分小さく選ぶため
通常自立させることが困難であるから、心材１に設けた
らせん溝２に入れて形態を保つようになっている。バラ
ン４は例えばアンテナ工学ハンドブックｐ２４３、図３
・２０（電子通信学会偏、昭和５５年）に示された分割
同軸形のバランで、図１３に示すように同軸線路５の端
部の内導体７と外導体８を短絡片９で接続し、外導体８
にλ／４の長さのスリット１０を設け、スリット１０で
分割された外導体８に導体線３ａと３ｂを接続する。レ
ドーム６は導体線３やバラン４を覆い、風雨や侵食から
これらを保護している。

【０００３】従来のヘリカルアンテナは上記のように構
成されているので、送信アンテナとして考えた場合、同
軸線路５の不平衡伝送姿態はバラン４により平衡伝送姿
態に変換されて、導体線３ａと３ｂに平衡給電される。
平衡給電された導体線３ａと３ｂは逆相で給電されるこ
とになるので円偏波を放射するが、図１２（ｄ）に示す
ヘリカルアンテナの軸線直角方向からの角度θ、すなわ
ち仰角θの方向にピークをもち、軸線の回りには回転対
称なビーム、つまり円錐ビームを形成する。円錐ビーム
の仰角θはピッチ角αに関係し、図１４に示すようにピ
ッチ角αが小さいと仰角θが大、ピッチ角αが大きくな
ると仰角θが小さくなる。この関係は近似的には“数
１”で表される。従ってその地域における衛星の仰角と
ヘリカルアンテナの円錐ビームの仰角θが一致するよう
にピッチ角αを選び、ヘリカルアンテナを自動車等の移
動体に垂直に取り付ければ、衛星の仰角方向に所要のア
ンテナ利得をもち、周方向には無指向性であるから、無
線機に接続するだけで直ちに送受信できる。そして仰角
方向のビームは鋭くないから、一般道路の傾斜にも殆ど
影響されることなく、自動車の移動や旋回にも無追尾で
回線が維持できる。

【０００４】

【数１】

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来のヘ
リカルアンテナは、あたかもロッドアンテナでラジオ放
送を受信するのと同じ感覚で衛星通信することが可能で
あるが、移動体通信に望まれるサービスエリアを考えた
とき、以下に示すように１つのヘリカルアンテナが適用
できるエリアには限界がある。

【０００６】日本は国土が弓なりになっているので各地
から見た衛星の仰角も広範囲にわたり、例えば東経１３
５゜に静止した衛星の場合、本土内に限っても３７゜
（北海道）〜５３゜（九州）の仰角範囲になる。北海道
から九州まで移動する自動車が１つのアンテナでカバー
しようとすれば、仰角４５゜を中心とし、所要の利得を
満足するビーム幅が１６゜以上必要である。所要利得と
ビーム幅とは指向性利得の点から相反する関係にあっ
て、図１５に示すように所要利得をＧ１のように低くと
ればビーム幅はＢ１のように広く、所要利得をＧ２のよ
うに高くとればビーム幅はＢ２のように狭くなる。さら
にヘリカルアンテナの円錐ビームの仰角θは周波数によ
り変化する性質がある。すなわちヘリカルアンテナは進
行波形アンテナであるから、導体線３に沿う電流の位相
分布が周波数により変化し、図１６に示すように周波数
が高くなると仰角θも大きくなる。これは“数１”に示
した近似式で、仰角θが波長λの関数であることからも
理解できる。衛星通信において上りと下りで周波数が異
なるので、送受信で等しい利得を得るためには、受信ビ
ームを送信ビームが交差する仰角を中心とした方向、図
１６では矢印で示した仰角方向でアンテナを使用する必
要がある。

【０００７】上記のように従来のヘリカルアンテナで所
要利得を満足するビーム幅は、所要利得と使用周波数範
囲により制限されるので、所要利得が低くてよい場合を
除き、使用する地域における衛星の仰角に応じてアンテ
ナを交換したり、送信専用アンテナと受信専用アンテナ
を別に使用したり、あるいは複数本の送受信アンテナを
用意しスイッチで切換えて用いるのが実情である。結局
複数のアンテナを必要とすることは価格の上昇のみなら
ず、取扱性、設置性を著しく阻害する結果となってい
る。

【０００８】このような問題は仰角αを簡易に変化させ
ることができれば解消され、“数１”から直径Ｄあるい
はピッチ角αを可変すればよいことは容易に想像でき
る。例えば導体線３は心材１により形態を保っているの
であるから、心材１を廃し導体線３を自立できるだけの
剛性を有する太さにし、図１７に模式的に示すように両
端に引張あるいは圧縮力を与えて、あたかもコイルスプ
リングを伸縮させるように形態を可変することはでき
る。しかしこの方式では導体線３を太くし剛性を上げた
分、変形に伴って導体線３に発生する応力が増大し、１
回の伸縮で導体線３に永久変形を生じるか、伸縮の繰り
返しによる金属疲労で導体線３が破壊してしまう。永久
変形や破壊を避けるため応力が弾性範囲内あるいは疲労
破壊強度以内であるようにすると剛性が小さいので自立
させることが困難である。そして自立できないような導
体線はピッチ角が不安定であるでけでなく、自動車等移
動体の振動を加振力として導体線自体が大きく振動し、
１ターン毎のピッチが時間的にも変動してビーム形状や
インピーダンスが変化し実用に耐えない。さらに伸縮に
伴う直径Ｄとピッチ角αの変化を考えると、導体線が伸
びきった状態では直線になることから容易に類推できる
とおり、伸びてピッチ角αが大きくなれば直径Ｄが小さ
くなり、逆に縮んでピッチ角αが小さくなれば直径Ｄが
大きくなることは明らかである。“数１”からピッチ角
αが大きくなると仰角θは小さくなり、直径Ｄが小さく
なると仰角θは大きくなる傾向にあるから、結果として
伸縮に伴う仰角の変化は相殺されて効果が薄いので、機
械強度的にも電気特性的にも実用性に乏しい。

【０００９】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、ピッチ角を簡易に変化でき、機
械強度十分にして形態が安定した、安価で実用的なヘリ
カルアンテナを得ることを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明の第１の実施例
によるヘリカルアンテナは、軸に沿って中空誘電体のス
リーブを等間隔で並べ、このスリーブの間に中空誘電体
の中空軸を配置し、スリーブに設けたガイドを通して導
体線をらせん状に巻いて、レドームで覆ったものであ
り、各中空軸の片端は右ねじ、中空軸のもう一方の端は
左ねじでスリーブと嵌合し、各スリーブの回転角を拘束
し、各中空軸を駆動軸で同期回転させるものである。

【００１１】また、この発明の第６の実施例によるヘリ
カルアンテナは、軸に沿って中空誘電体のスリーブを等
間隔で並べ、このスリーブの間に中空誘電体の中空軸を
配置し、スリーブに設けたガイドを通して導体線をらせ
ん状に巻いて、レドームで覆ったものであり、各中空軸
の片端はピッチｐ１、中空軸のもう一方の端はピッチｐ
２でスリーブと嵌合し、各スリーブの回転角を拘束し、
各中空軸を駆動軸で同期回転させるものである。

【００１２】また、この発明の第７の実施例によるヘリ
カルアンテナは、軸に沿って長さの異なる中空誘電体の
スリーブを並べ、このスリーブの間に中空誘電体の中空
軸を配置し、スリーブに設けたガイドを通して導体線を
らせん状に巻いて、レドームで覆ったものであり、各中
空軸の片端は右ねじ、中空軸のもう一方の端は左ねじで
スリーブと嵌合し、各スリーブの回転角を拘束し、各中
空軸を駆動軸で同期回転させるものである。

【００１３】また、この発明の第８の実施例によるヘリ
カルアンテナは、軸に沿って長さの異なる中空誘電体の
スリーブを並べ、このスリーブの間に中空誘電体の中空
軸を配置し、スリーブに設けたガイドを通して導体線を
らせん状に巻いて、レドームで覆ったものであり、各中
空軸の片端はピッチｐ１、中空軸のもう一方の端はピッ
チｐ２でスリーブと嵌合し、各スリーブの回転角を拘束
し、各中空軸を駆動軸で同期回転させるものである。

【００１４】さらに、この発明の第１の実施例によるヘ
リカルアンテナは、駆動軸を中空断面としたものであ
る。

【００１５】また、この発明の第９の実施例によるヘリ
カルアンテナは、導体線より長い誘電体のチューブで導
体線を覆ったものである。

【００１６】

【作用】この発明の第１の実施例によれば、駆動軸を回
転すると中空軸の右ねじと左ねじによって各スリーブと
スリーブの距離が伸縮し、この伸縮に伴って導体線のピ
ッチ角が変化する。

【００１７】また、この発明の第６の実施例によれば、
駆動軸を回転すると中空軸の両端のねじのピッチ差に応
じて各スリーブとスリーブの距離が伸縮し、この伸縮に
伴って導体線のピッチ角が変化する。

【００１８】また、この発明の第７の実施例によれば、
駆動軸を回転すると中空軸の右ねじと左ねじによって各
スリーブとスリーブの距離が伸縮し、この伸縮に伴って
導体線の連続的に変化するピッチ角が別の連続して変化
するピッチ角に変化する。

【００１９】また、この発明の第８の実施例によれば、
駆動軸を回転すると中空軸の両端のねじのピッチ差に応
じて各スリーブとスリーブの距離が伸縮し、この伸縮に
伴って導体線の連続的に変化するピッチ角が別の連続し
て変化するピッチ角に変化する。

【００２０】さらに、この発明の第１の実施例によれ
ば、駆動軸の中空断面が同軸線路を通す空間を提供す
る。

【００２１】また、この発明の第９の実施例によれば、
誘電体のチューブとスリーブがピッチ角を定める。

【００２２】

【実施例】

実施例１．図１はこの発明の一実施例を示す図であり、
導体線３、バラン４、同軸線路５、レドーム６は上記従
来のヘリカルアンテナと全く同一のものである。図にお
いて、１１はピッチＰの等間隔で並べたＮ（Ｎは１以上
の整数）＋１個の円筒形ポリプロピレンのスリーブ、１
２はＮ＋１個のスリーブの間に配置したＮ個のポリプロ
ピレンの中空軸、１３はスリーブ１１の外表面からレド
ーム６の側に突き出し導体線３を通すガイド、１４はス
リーブ１１と中空軸１２の内部を貫通する角形中空断面
の駆動軸で、この駆動軸１４の内部には同軸線路５を通
してある。１５はスリーブ１１の一方の側の内面に形成
した右ねじのめねじ（右めねじ）、１６はスリーブ１１
のもう一方の側の内面に形成した左ねじのめねじ（左め
ねじ）、１７は中空軸１２の片方の側に形成した右ねじ
のおねじ（右おねじ）、１８は中空軸のもう一方の側に
形成した左ねじのおねじ（左おねじ）、１９はスリーブ
１１の一方の側から隣接するスリーブ１１の側に突き出
した回転規制片、２０はスリーブ１１のもう一方の側に
隣接する回転規制片１９と長手方向には摺動可能に嵌ま
りあう回転規制溝である。

【００２３】中空軸１２の内面と駆動軸１４の外表面は
角形断面で嵌まりあっているので、中空軸１２は駆動軸
１４の軸方向に自由に摺動でき、駆動軸１４を回すと中
空軸１２は駆動軸１４と一緒に回る、つまり駆動軸１４
の回転に対しＮ個の中空軸１２が同期して回転するよう
になっている。隣接するスリーブ１１とスリーブ１１は
回転規制片１９と回転規制溝２０で嵌まりあうので、回
転規制片１９の長さの範囲で軸方向には自由に摺動して
その間隔を変化でき、回転方向には相対的な回転が拘束
される。１個の中空軸１２の両側には各々スリーブ１１
が接続され、ｉ番目の中空軸１２の右おねじ１７はｉ番
目のスリーブ１１の右めねじ１５と嵌合し、ｉ番目の中
空軸１２の左おねじ１８はｉ＋１番目のスリーブ１１の
左めねじ１６と嵌合している。こうして右ねじと左ねじ
のねじ対偶でスリーブ１１と中空軸１２を交互に接続し
た対を複数対積み重ねてある。なお右ねじと左ねじのピ
ッチは同一のｘにしてある。

【００２４】スリーブ１１から突き出したガイド１３は
同じ間隔でＮ＋１個現れるので、導体線３を順次ガイド
１３に通していくと従来構造同様らせん状に導体線３が
巻かれる。このガイド１３の外径はレドーム６の内径よ
り若干小さくしてあり、スリーブ１１とレドーム６との
隙間に導体線３が入るように選んである。そしてレドー
ム６に対して１番目のスリーブ１１のみが固定されてお
り、導体線３の始端、つまりバラン４に接続する側の端
も１番目のスリーブ１１に固定してある。

【００２５】上記のように構成されたヘリカルアンテナ
において、レドーム６を固定して図中白抜矢印の方向に
駆動軸１４を１回転すると、中空軸１２も同様に白抜矢
印の方向に１回転する。１番目のスリーブ１１と１番目
の中空軸１２は右ねじの対偶をなしており、１番目のス
リーブ１１はレドーム６に固定されているから、図２
（ａ）に示すように１番目の中空軸１２は１回転すると
１番目のスリーブ１１の方に距離ｘの移動をする。１番
目の中空軸１２は２番目のスリーブ１１と左ねじの対偶
をなしており、回転規制片１９と回転規制溝２０により
１番目のスリーブ１１と２番目のスリーブ１１の回転角
は拘束されているから、２番目のスリーブ１１は１番目
の中空軸１２に対して距離ｘの移動をする。この結果１
番目のスリーブ１１に対して２番目のスリーブ１１は距
離２ｘの移動をする、すなわち１番目のスリーブ１１と
２番目のスリーブ１１の間隔が２ｘ縮まる。同様にして
ｉ番目とｉ＋１番目のスリーブ１１の間隔も２ｘ縮ま
り、駆動軸１４が１回転すると各スリーブの間隔が２ｘ
ずつ縮まることになる。

【００２６】図２（ｂ）は導体線３が巻かれている仮想
円筒の周の長さを横軸にとり、縦軸にヘリカルアンテナ
の長さをとったものである。図において導体線３はピッ
チ角αと同じ傾きをもつ直線で表され、横軸に併記した
導体線３の巻き数は同時にガイド１３の位置を示してい
る。ヘリカルアンテナ１巻きの最初の長さは、仮想円筒
の周の長さにｔａｎαを乗じた長さ、すなわちピッチＰ
の等間隔であり、スリーブ１１に設けられたガイド１３
の間隔がこれと一致している。いま各スリーブの間隔が
２ｘずつ縮まった際、導体線３はスリーブ１１とレドー
ム６の間の隙間で半径方向の動きを拘束されているので
仮想円筒の直径は変化せず、ガイド１３の周方向位置も
不変であるから、ヘリカルアンテナ１巻きの長さがＰか
ら２ｘ減じたＰ’に移行する。導体線３の始端は１番目
のスリーブ１１に固定してあるから、導体線３はピッチ
角α’の傾きをもつ破線で表される位置に移行する。つ
まりヘリカルアンテナの直径が変化することなくピッチ
角のみが小さくなる。駆動軸１４の回転方向が逆の場合
は同様にしてピッチ角が大きくなる。

【００２７】すなわち駆動軸１４をレドーム６に対して
回転すると、ヘリカルアンテナの直径を変化させること
なく、ピッチ角のみを変化させることができるから、円
錐ビームの仰角を極めて簡易に変化させることができ、
衛星通信にヘリカルアンテナが１本で対応できる。

【００２８】ここでＮ＋１個のスリーブ１１とＮ個の中
空軸１２は各々同じものでよいからポリプロピレンの射
出成形により容易に、大量かつ安価に製作することがで
きるので部品価格の増加はわずかであり、ヘリカルアン
テナを複数用意して切換えることにくらべ、はるかに安
価である。

【００２９】実施例２． 上記実施例１では回転規制片と回転規制溝でスリーブ相
互の回転を拘束させたが、図３はレドームとスリーブを
嵌合させ回転を拘束したものである。２１はスリーブ１
１の外表面からレドーム６の側に突き出したボス、２２
はボス２１と対応してレドーム６の断面の一部に設けた
溝であり、１番目のスリーブ１１はレドーム６に軸方向
の動きを固定してある。

【００３０】上記のように構成されたヘリカルアンテナ
において、ボス２１と溝２２によりスリーブ１１の回転
はレドーム６に拘束されるが、１番目以外のスリーブ１
１は軸方向には移動可能である。レドーム６を固定して
駆動軸１４を回転すると、実施例１と同様に中空軸１２
が回転し、スリーブ１１の間隔が変化するので円錐ビー
ムの仰角を簡易に変化させることができる。ここでボス
を設けたスリーブも射出成形で容易に成形可能である点
は同じであるし、レドームの溝も引抜あるいは押出成形
や、丸パイプをブローチで後加工すれば製造できる。

【００３１】実施例３． 図４はスリーブ相互の回転を拘束させるさらに他の実施
態様を示すもので、２３はスリーブ１１の一方の側から
隣接するスリーブ１１の側に突き出した回転規制ピン、
２４はスリーブ１１のもう一方の側に隣接する回転規制
ピン２３と長手方向には摺動可能に嵌まりあう回転規制
穴である。

【００３２】実施例４． 上記実施例１では駆動軸として角形中空断面のものを使
用したが、図５に示すように駆動軸１４の断面は三角
形、六角形、ＪＩＳ Ｂ １６０１に規定されるスプラ
インなど、円形断面以外の駆動軸であれば同様に中空軸
を同期して回転できる。

【００３３】実施例５．上記実施例では導体線を２本の
いわゆる２線巻きヘリカルアンテナについて説明した
が、アンテナ工学ハンドブックｐ７３，３・２・５（電
子通信学会編、昭和５５年）に示される導体線が１本の
ヘリカルアンテナや４線巻きヘリカルアンテナなど、一
般のヘリカルアンテナのピッチ角を可変する場合にも適
用できる。図６は導体線３が１本のヘリカルアンテナ
で、２５は反射板である。この場合円編波の電波は導体
線の終端方向に放射するから、駆動軸１４には中実断面
を使用し、反射板の側から回転させることができる。

【００３４】実施例６．上記実施例１ではスリーブと中
空軸に右ねじと左ねじを用いたが、図７は巻き方向が同
じでピッチが異なるねじを用いたものである。図におい
て、２６はスリーブ１１の一方の側の内面に形成したピ
ッチｐ１の右ねじのめねじ（ｐ１めねじ）、２７はスリ
ーブ１１のもう一方の側の内面に形成したピッチｐ２の
右ねじのめねじ（ｐ２めねじ）、２８は中空軸１２の片
方の側に形成したピッチｐ１の右ねじのおねじ（ｐ１お
ねじ）、２９は中空軸のもう一方の側に形成したピッチ
ｐ２の右ねじのおねじ（ｐ２おねじ）である。ここにｐ
１＞ｐ２である。ｉ番目の中空軸１２のｐ１おねじ２８
はｉ番目のスリーブ１１のｐ１めねじ２６と嵌合し、ｉ
番目の中空軸１２のｐ２おねじ２９はｉ＋１番目のスリ
ーブ１１のｐ２めねじ２７と嵌合している。

【００３５】レドーム６を固定して図中白抜矢印の方向
に駆動軸１４を１回転すると、中空軸１２も同様に白抜
矢印の方向に１回転する。１番目のスリーブ１１と１番
目の中空軸１２はピッチｐ１のねじ対偶をなしており、
１番目のスリーブ１１はレドーム６に固定されているか
ら、１番目の中空軸１２は１回転すると１番目のスリー
ブ１１の方に距離ｐ１の移動をする。１番目の中空軸１
２は２番目のスリーブ１１とピッチｐ２のねじ対偶をな
しており、回転規制片１９と回転規制溝２０により１番
目のスリーブ１１と２番目のスリーブ１１の回転角は拘
束されているから、２番目のスリーブ１１は１番目の中
空軸１２から離れる方向に距離ｐ２の移動をする。この
結果１番目のスリーブ１１に対して２番目のスリーブ１
１は距離ｐ１−ｐ２の移動をする、すなわち１番目のス
リーブ１１と２番目のスリーブ１１の間隔がｐ１−ｐ２
縮まる。同様にしてｉ番目とｉ＋１番目のスリーブの間
隔もｐ１−ｐ２縮まり、駆動軸１４が１回転すると各ス
リーブの間隔がｐ１−ｐ２ずつ縮まることになる。

【００３６】従って実施例１同様にピッチ角αを可変で
きるが、駆動軸の１回転でスリーブ間隔をｐ１−ｐ２と
いう微小量変化させることができ、微細な調整を必要と
するヘリカルアンテナに適している。

【００３７】実施例７．また上記実施例１では導体線の
ピッチ角を一定として説明したが、Ａｎｔｅｎｎａｓ−
ｓｅｃｏｎｄ ｅｄｉｔｉｏｎ ｐ３３０，Ｆｉｇｕｒ
ｅ７−５９（Ｊ．Ｄ．Ｋｒａｕｓ，１９８８）に示され
たピッチ角が一定でないヘリカルアンテナにも適用でき
る。この場合、図８に示すように複数あるスリーブ１１
の長さを異なるものとすれば連続的に変化するピッチ角
のヘリカルアンテナを実現でき、必要に応じて右ねじと
左ねじのピッチをｘａ，ｘｂ，ｘｃ・・・のごとく変
え、所望のピッチ角可変特性が得られるように設定でき
る。

【００３８】実施例８．図９は上記実施例７と同様に複
数あるスリーブ１１の長さを異なるものとして連続的に
変化するピッチ角のヘリカルアンテナを実現し、上記実
施例６に示したｐ１，ｐ２のねじのピッチをｐ１ａ，ｐ
２ａ，ｐ１ｂ，ｐ１ｂ・・・のごとく変え、所望のピッ
チ角可変特性としたものである。

【００３９】実施例９．図１０に示す実施例は導体線３
より長い誘電体のチューブ、例えば４フッ化エチレン樹
脂のチューブ３０で導体線３を覆ったものである。図１
１（ａ）は導体線３が巻かれている仮想円筒の周の長さ
を横軸にとり、縦軸にヘリカルアンテナの長さをとった
ものである。ピッチ角の可変範囲が大きい場合など、ピ
ッチ角の小さい方向に可変すると、図中にＡで示した導
体線の末端はガイドで拘束されないので、形態つまりピ
ッチ角が不定になる。導体線３より長いチューブ３０で
導体線３を覆い、チューブ３０をガイドに通せば、ピッ
チ角はこのチューブにより定まるので、図１１（ｂ）に
示すように破線で示す導体線のピッチ角を正しく規定す
ることができる。

【００４０】ところで、上記実施例では導体線が１巻き
毎にガイドで支えられているものとして説明したが、形
態を保つに必要にして十分な剛性と強度を持たせればよ
く、場合によっては２巻き毎あるいは１／２巻き毎に支
えるなど、ガイドとガイドを設けるスリーブの数を増減
すればよい。

【００４１】また、上記実施例ではスリーブや中空軸の
材料である誘電体をポリプロピレンとして説明したが、
これに限らず４フッ化エチレン樹脂、ポリアセタール樹
脂でもよいことはいうまでもない。

【００４２】

【発明の効果】この発明のヘリカルアンテナは、以上説
明したように構成されているので、以下に記載されるよ
うな効果を奏する。

【００４３】この発明によれば、駆動軸の回転という簡
易な動作で、ピッチ角が可変できるヘリカルアンテナを
安価に得ることができる。

【００４４】また、この発明は、駆動軸の回転という簡
易な動作で、ピッチ角が微細に可変できるヘリカルアン
テナを安価に得ることができる。

【００４５】この発明によれば、駆動軸の回転という簡
易な動作で、導体線の連続的に変化するピッチ角が別の
連続的に変化するピッチ角に変化するヘリカルアンテナ
を得ることができる。

【００４６】また、この発明は、駆動軸の回転という簡
易な動作で、導体線の連続的に変化するピッチ角が別の
連続的に変化するピッチ角に変化するヘリカルアンテナ
を得ることができる。

【００４７】さらに、この発明によれば、給電する同軸
線路を内部に含んだヘリカルアンテナを得ることができ
る。

【００４８】また、この発明によれば、ピッチ角を大き
く変化させてもピッチ角が正しく規定されるヘリカルア
ンテナを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施例１を示す図である。

【図２】 この発明の実施例１の動作を示す図である。

【図３】 この発明の実施例２を示す図である。

【図４】 この発明の実施例３を示す図である。

【図５】 この発明の実施例４を示す図である。

【図６】 この発明の実施例５を示す図である。

【図７】 この発明の実施例６を示す図である。

【図８】 この発明の実施例７を示す図である。

【図９】 この発明の実施例８を示す図である。

【図１０】 この発明の実施例９を示す図である。

【図１１】 この発明の実施例９の動作を示す図であ
る。

【図１２】 従来のヘリカルアンテナを示す図である。

【図１３】 従来のヘリカルアンテナのバランを示す図
である。

【図１４】 従来のヘリカルアンテナの放射特性を示す
図である。

【図１５】 従来のヘリカルアンテナのビーム幅を示す
図である。

【図１６】 従来のヘリカルアンテナの周波数特性を示
す図である。

【図１７】 従来のヘリカルアンテナの変化を示す図で
ある。

【符号の説明】

１ 心材、２ らせん溝、３ 導体線、４ バラン、５
同軸線路、６ レドーム、７ 内導体、８ 外導体、
９短絡片、１０ スリット、１１ スリーブ、１２ 中
空軸、１３ ガイド、１４ 駆動軸、１５ 右めねじ、
１６ 左めねじ、１７ 右おねじ、１８ 左おねじ、１
９ 回転規制片、２０ 回転規制溝、２１ ボス、２２
溝、２３ 回転規制ピン、２４ 回転規制穴、２５
反射板、２６ ｐ１めねじ、２７ ｐ２めねじ、２８
ｐ１おねじ、２９ ｐ２おねじ、３０ チューブ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−232620（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−176940（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−263945（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−90952（ＪＰ，Ａ) 実開 昭50−123237（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01Q 11/08 H01Q 1/10 H01Q 1/27

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １本または複数本の導体線を仮想円筒面
   に沿って一定のピッチ角でらせん状に巻いたヘリカルア
   ンテナにおいて、上記仮想円筒面の軸に沿って所定の間
   隔でＮ（Ｎは１以上の整数）＋１個並び、上記仮想円筒
   面の軸回りの回転を拘束した中空誘電体のスリーブと、
   上記スリーブの外径と所定の間隔をなし内面が上記仮想
   円筒面の外側にあるレドームと、上記スリーブから上記
   レドームの側に突き出して上記導体線を通し、上記導体
   線がスリーブの周方向に動くことを拘束するガイドと、
   上記スリーブの内部を貫通する駆動軸と、上記Ｎ＋１個
   のスリーブの間に配置され、片端は対応するスリーブの
   片端と右ねじの対偶をなし、もう一方の側の片端は対応
   する別のスリーブの片端と左ねじの対偶をなして嵌合
   し、上記駆動軸の軸に沿って摺動可能かつ上記駆動軸の
   回転に同期して上記駆動軸に嵌合するＮ個の中空誘電体
   の中空軸とを具備したことを特徴とするヘリカルアンテ
   ナ。
2. 【請求項２】 １本または複数本の導体線を仮想円筒面
   に沿って一定のピッチ角でらせん状に巻いたヘリカルア
   ンテナにおいて、上記仮想円筒面の軸に沿って所定の間
   隔でＮ（Ｎは１以上の整数）＋１個並び、上記仮想円筒
   面の軸回りの回転を拘束した中空誘電体のスリーブと、
   上記スリーブの外径と所定の間隔をなし内面が上記仮想
   円筒面の外側にあるレドームと、上記スリーブから上記
   レドームの側に突き出して上記導体線を通し、上記導体
   線がスリーブの周方向に動くことを拘束するガイドと、
   上記スリーブの内部を貫通する駆動軸と、上記Ｎ＋１個
   のスリーブの間に配置され、片端は対応するスリーブの
   片端とピッチｐ１のねじ対偶をなし、もう一方の側の片
   端は対応する別のスリーブの片端とピッチｐ２のねじ対
   偶をなして嵌合し、上記駆動軸の軸に沿って摺動可能か
   つ上記駆動軸の回転に同期して上記駆動軸と嵌合するＮ
   個の中空誘電体の中空軸とを具備したことを特徴とする
   ヘリカルアンテナ。
3. 【請求項３】 １本または複数本の導体線を仮想円筒面
   に沿って連続的に変化するピッチ角でらせん状に巻いた
   ヘリカルアンテナにおいて、上記仮想円筒面の軸に沿っ
   てＮ（Ｎは１以上の整数）＋１個並び、上記仮想円筒面
   の軸回りの回転を拘束した長さの異なる中空誘電体のス
   リーブと、上記スリーブの外径と所定の間隔をなし内面
   が上記仮想円筒面の外側にあるレドームと、上記スリー
   ブから上記レドームの側に突き出して上記導体線を通
   し、上記導体線がスリーブの周方向に動くことを拘束す
   るガイドと、上記スリーブの内部を貫通する駆動軸と、
   上記Ｎ＋１個のスリーブの間に配置され、片端は対応す
   るスリーブの片端と右ねじの対偶をなし、もう一方の側
   の片端は対応する別のスリーブの片端と左ねじの対偶を
   なして嵌合し、上記駆動軸の軸に沿って摺動可能かつ上
   記駆動軸の回転に同期して嵌合するＮ個の中空誘電体の
   中空軸とを具備したことを特徴とするヘリカルアンテ
   ナ。
4. 【請求項４】 １本または複数本の導体線を仮想円筒面
   に沿って連続的に変化するピッチ角でらせん状に巻いた
   ヘリカルアンテナにおいて、上記仮想円筒面の軸に沿っ
   てＮ（Ｎは１以上の整数）＋１個並び、上記仮想円筒面
   の軸回りの回転を拘束した長さの異なる中空誘電体のス
   リーブと、上記スリーブの外径と所定の間隔をなし内面
   が上記仮想円筒面の外側にあるレドームと、上記スリー
   ブから上記レドームの側に突き出して上記導体線を通
   し、導体線がスリーブの周方向に動くことを拘束するガ
   イドと、上記スリーブの内部を貫通する駆動軸と、上記
   Ｎ＋１個のスリーブの間に配置され、片端は対応するス
   リーブの片端とピッチｐ１のねじ対偶をなし、もう一方
   の側の片端は対応する別のスリーブの片端とピッチｐ２
   のねじ対偶をなして嵌合し、上記駆動軸の軸に沿って摺
   動可能かつ上記駆動軸の回転に同期して上記駆動軸と嵌
   合するＮ個の中空誘電体の中空軸とを具備したことを特
   徴とするヘリカルアンテナ。
5. 【請求項５】 駆動軸を中空断面で構成し、この駆動軸
   の内部に導体線へ給電する同軸線路を通したことを特徴
   とする請求項１〜４項の内いずれか１項に記載のヘリカ
   ルアンテナ。
6. 【請求項６】 導体線より長い誘電体のチューブで導電
   線を覆ったことを特徴とする請求項１〜５項の内いずれ
   か１項に記載のヘリカルアンテナ。