JP3412686B2 - ヘリカルアンテナ - Google Patents

ヘリカルアンテナ

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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q11/00Electrically-long antennas having dimensions more than twice the shortest operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q11/02Non-resonant antennas, e.g. travelling-wave antenna
    • H01Q11/08Helical antennas
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/362Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith for broadside radiating helical antennas
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
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    • H01Q1/40Radiating elements coated with or embedded in protective material

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  • Support Of Aerials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ヘリカルアンテナ
に関し、特に、絶縁体に螺旋状の導体を設けて構成され
たアンテナ部を有するヘリカルアンテナに関する。
【0002】
【従来の技術】図6は従来のヘリカルアンテナを示す。
従来のヘリカルアンテナは、絶縁材(例えば、樹脂材)
による筒状で中心に空洞11aを有する成型体11の外
周面に1条または複数条の螺旋導体12を設けて構成さ
れている。螺旋導体12は、銅線等の線材を螺旋条に巻
回し、或いはプリント配線により形成することができ
る。螺旋導体12を設けるに際し、その位置ずれを防止
するため、成型体11の外周面に螺旋溝を形成する場合
もある。このようなヘリカルアンテナは、1本の導体を
垂直にした1/4波長等の垂直アンテナに比べ、全長を
短くできるという利点がある。また、成型体11の中心
に空洞11aが設けられているため、誘電体損失を低減
できるという利点もある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のヘリカ
ルアンテナによると、空洞11aを設けて誘電体損失の
低減を図っているが、更に、誘電体損失を小さくし、同
時に軽量化を図るために、成型体11の厚みを薄くする
と強度が低下し、型抜きが難しくなる。
【0004】したがって、本発明の目的は、誘電体損失
を更に低減でき、かつ、型抜きを容易にし、しかも軽量
化を図ることが可能なヘリカルアンテナを提供すること
にある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、第1の特徴として、筒状の絶縁体に螺旋
状にエレメントが施されたヘリカルアンテナにおいて、
前記筒状の絶縁体は、複数の同一の外径を有した筒状の
絶縁体ユニットによって構成され、前記エレメントは、
前記複数の絶縁体ユニットに形成されると共に連結部に
おける端部は隣接する絶縁体ユニットとの結合面まで延
伸し、前記複数の絶縁体ユニットが連結されたとき、前
記結合面の前記端部の相互間が前記連結に伴う接触圧に
よって接続される複数のエレメントユニットによって構
成されることを特徴とするヘリカルアンテナを提供す
る。さらに、本発明は、上記の目的を達成するため、第
2の特徴として、筒状の絶縁体に螺旋状にエレメントが
施されたヘリカルアンテナにおいて、前記筒状の絶縁体
は、半径方向に分割される絶縁体ユニットによって構成
され、前記エレメントは、前記複数の絶縁体ユニットに
形成されると共に連結部における端部は隣接する絶縁体
ユニットとの結合面まで延伸し、前記複数の絶縁体ユニ
ットが連結されたとき、前記結合面の前記端部の相互間
が前記連結に伴う接触圧によって接続される複数のエレ
メントユニットによって構成されることを特徴とするヘ
リカルアンテナを提供する。
【0006】この構成によれば、筒状の絶縁体が複数の
絶縁体ユニットに分割して製作され、各絶縁体ユニット
には、相互に連結して一本の筒状の絶縁体にしたとき、
同時にエレメントの端部同士が電気的に接続される。ユ
ニット化して製造することにより、金型等による製作が
容易になるため、絶縁体ユニットすなわち筒状の絶縁体
の肉厚を薄くすることが可能になり、誘電体損失の低減
が図られ、アンテナ性能が向上する。また、肉厚が薄く
なることにより、軽量化が可能になる。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1は本発明によるヘリカルアン
テナを示す。また、図2は図1のヘリカルアンテナを分
解した状態を示す。本発明によるヘリカルアンテナ1
は、アンテナ部2が同一長さの4つの絶縁体ユニット3
a,3b,3c,3dを直列に連結された構造になって
いる。4個の絶縁体ユニット3a〜3dを連結して励振
したときに、所望の同調周波数が得られる。絶縁体ユニ
ット3a〜3dのそれぞれは、図2に示すように、MI
D(Molded Interconected De
vices)等により製作されている。そして、絶縁体
ユニット3a〜3dのそれぞれには、絶縁体ユニット3
aの上端から絶縁体ユニット3dの下端にまで螺旋を描
くように布線された複数本(本例では4本)のアンテナ
エレメント(螺旋導体)4が並行状態に設けられてい
る。アンテナエレメント4は、絶縁体ユニット3a〜3
dのそれぞれに設けられたエレメントユニット4a〜4
dを備えて構成され、エレメントユニットの相互間は、
絶縁体ユニット3a〜3dの相互を連結したとき、隣接
するエレメントユニットに電気的に接触圧により接続さ
れるように設けられる。エレメントユニット4a〜4d
は、各4本からなるが、1本のみを螺旋状にしたもので
あってもよい。
【0008】4個の絶縁体ユニット3a〜3dの連結を
容易にするために、図2に示すように、最下段の1つを
除き、上側の3個の絶縁体ユニット3a〜3cの各下端
部は、各下側のユニットの上端に嵌入できるように小さ
な外径の嵌合部5(断面形状は凸形になる)が設けられ
ている。絶縁体ユニット3a〜3dのそれぞれは、長さ
が短いので、従来のように長い一本の成型体にして作る
のと異なり、肉厚を薄くでき、誘電体部分の影響を少な
くできるようになる。この結果、低損失化及び軽量化が
可能になる。
【0009】アンテナ部2の下部には、給電線7に接続
された給電器(本実施の形態では、4分配器)6が設け
られている。この給電器6は、0度、90度、180
度、270度の4つの位相差に設定された4つの出力端
を持ち、これらの出力端にエレメントユニット4dの4
本の端部が接続されている。この4本のエレメントユニ
ット4dの端部と給電器6とは、4本の接続線8を介し
て接続されている。
【0010】図3はエレメントユニットの結合部の詳細
を示す。例えば、絶縁体ユニット3b,3cの場合につ
いて説明すると、絶縁体ユニット3bのエレメントユニ
ット4bと絶縁体ユニット3cのエレメントユニット4
cは、それぞれの端部が直角に曲げられ、絶縁体ユニッ
ト3b,3cの端面に接触部9a,9bが露出している
ため、絶縁体ユニット3bと3cの結合時にエレメント
ユニット4bと4cの接触部9a,9bを合致させて連
結すれば、接触部9aと9bは接触し、エレメントユニ
ット4bと4cは電気的に導通する。また、接触部9a
と9bの接触部又は近傍でハンダ付けを行えば、さらに
接続の信頼性を上げることができる。
【0011】以上の構成において、給電線7を介して給
電器6に給電された電磁波は、給電器6で4等分され、
絶縁体ユニット3a〜3dに形成されている4系統のア
ンテナエレメント4に給電される。図1の構成では、ア
ンテナエレメント4に給電された電磁波は、0°、90
°、180°、270°の相対位相を持っており、これ
らはアンテナエレメント4で励振され、電波として空中
に放射される。
【0012】図4は本発明によるヘリカルアンテナの第
2の実施の形態を示す。上記した構成では、アンテナ部
の長さ方向に4つの絶縁体ユニット3a〜3dに分割す
るものとしたが、本発明はこれに限定されるものではな
く、その他の分割方法にすることもできる。その具体例
が図4であり、軸心から2つ割りにした絶縁体ユニット
10a,10bを突き合わせる構成にしている。この場
合、アンテナエレメント4は絶縁体ユニット10a,1
0bの表面に設けられ、エレメントユニット4e〜4f
の端部の処理は図3と同様にし、端面(接触部)の面接
触により電気的な接続が行えるようにする。
【0013】図5は本発明によるヘリカルアンテナの第
3の実施の形態を示す。本実施の形態における絶縁体ユ
ニット10a,10bの形状及び分割方法は、図4と同
一であるが、アンテナエレメント4を内壁面に設けたと
ころに相違がある。このように、内壁面にアンテナエレ
メント4を設ける構成は、図1、図2の構成においても
適用可能である。
【0014】また、本発明は、エレメントユニット(又
はアンテナエレメント)に沿って端部が楕円形になるよ
うに分割することも可能である。この構成では、導体部
分の切断が生じないので、ユニット間の導体接続が不要
になる。
【0015】なお、上記実施の形態においては、ユニッ
トをMIDにしたが、他の手段、例えば、プリント板、
発泡材などを材料に用いて加工してもよい。また、図1
及び図2では、絶縁体ユニット3の相互間の結合を差込
式にしたが、接着剤を用いての接続、テ−プで巻いて固
定、溶接、導体部分にはんだ付けを施す等の固定手段を
用いることもできる。そして、上記実施の形態において
は、ユニット数を4個としたが、2以上の任意数にする
ことができる。
【0016】さらに、絶縁体ユニットは、円筒形に限定
されるものではなく、例えば、円錐形、角柱形、角錐形
等にすることもできる。また、4線ヘリカル型の例を示
したが、単線ヘリカル、2線ヘリカル等、任意の線数に
することができる。
【0017】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明のヘリカルア
ンテナによれば、連結によって筒状を呈する複数の絶縁
体ユニットによって筒状の絶縁体を構成し、前記複数の
絶縁体ユニットの相互に連結したとき、結合面で対向す
る端部同志が前記連結に伴う接触圧によって接続される
ように前記複数の絶縁体ユニットにエレメントユニット
を施したので、ユニット化して製造することにより、金
型等による製作が容易になるため、絶縁体ユニットすな
わち筒状の絶縁体の肉厚を薄くすることが可能になり、
誘電体損失の低減が図られ、アンテナ性能が向上する。
また、肉厚を薄くできるため、軽量化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるヘリカルアンテナを示す斜視図で
ある。
【図2】図1のアンテナ部の各ユニットの構成を示す分
解斜視図である。
【図3】絶縁体ユニットの連結部の詳細構成を示す部分
拡大図である。
【図4】本発明によるヘリカルアンテナの第2の実施の
形態を示す斜視図である。
【図5】本発明によるヘリカルアンテナの第3の実施の
形態を示す斜視図である。
【図6】従来のヘリカルアンテナを示す斜視図である。
【符号の説明】
1 ヘリカルアンテナ 2 アンテナ部 3a,3b,3c,3d,10a,10b 絶縁体ユニ
ット 4 アンテナエレメント 4a〜4d,4e,4f エレメントユニット 5 嵌合部 6 給電器 7 給電線 8 接続線 9a,9b 接触部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01Q 11/08 H01Q 1/38 H01F 17/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 筒状の絶縁体に螺旋状にエレメントが施
    されたヘリカルアンテナにおいて、 前記筒状の絶縁体は、複数の同一の外径を有した筒状の
    絶縁体ユニットによって構成され、 前記エレメントは、前記複数の絶縁体ユニットに形成さ
    れると共に連結部における端部は隣接する絶縁体ユニッ
    トとの結合面まで延伸し、前記複数の絶縁体ユニットが
    連結されたとき、前記結合面の前記端部の相互間が前記
    連結に伴う接触圧によって接続される複数のエレメント
    ユニットによって構成されることを特徴とするヘリカル
    アンテナ。
  2. 【請求項2】 前記複数のユニットは、長さ方向に分割
    されていることを特徴とする請求項1記載のヘリカルア
    ンテナ。
  3. 【請求項3】 前記エレメントは、前記ユニットの外表
    面又は内表面に設けられていることを特徴とする請求項
    1記載のヘリカルアンテナ。
  4. 【請求項4】 筒状の絶縁体に螺旋状にエレメントが施
    されたヘリカルアンテナにおいて、 前記筒状の絶縁体は、半径方向に分割される絶縁体ユニ
    ットによって構成され、 前記エレメントは、前記複数の絶縁体ユニットに形成さ
    れると共に連結部における端部は隣接する絶縁体ユニッ
    トとの結合面まで延伸し、前記複数の絶縁体ユニットが
    連結されたとき、前記結合面の前記端部の相互間が前記
    連結に伴う接触圧によって接続される複数のエレメント
    ユニットによって構成されることを特徴とするヘリカル
    アンテナ。
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