JP3511402B2 - 円偏波ル−プアンテナ - Google Patents
円偏波ル−プアンテナInfo
- Publication number
- JP3511402B2 JP3511402B2 JP18452094A JP18452094A JP3511402B2 JP 3511402 B2 JP3511402 B2 JP 3511402B2 JP 18452094 A JP18452094 A JP 18452094A JP 18452094 A JP18452094 A JP 18452094A JP 3511402 B2 JP3511402 B2 JP 3511402B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- antenna
- circularly polarized
- height
- loop
- axial ratio
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Waveguide Aerials (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Description
の分野で利用される円偏波ル−プアンテナに関する。
よび移動通信など広い分野にわたって利用されており、
各々の使用目的に応じてル−プアンテナ,マイクロスト
リップアンテナ(MSA)あるいはホ−ンアンテナ等
が、必要に応じて選択されている。このような中で、ダ
イポ−ルやル−プを基本素子とする線状円偏波アンテナ
は、MSAのような高価な誘電体基板を必要とせず、小
型化,軽量化が実現可能なアンテナである。
テナは、ダイポ−ルを直交配置したクロスダイポ−ルを
2個の位相差給電により実現するので、すなわち2点で
給電するので、分配器や移相器を必要とし、給電系が複
雑となる。
は、接地導体板に対するエレメントの高さhが、0.1λo
(λo:自由空間波長)以上でないと、実用的な軸比(A
xial Ratio :アンテナ面に直交する軸zを中心とする
1回転における放射電界の最大値に対する最小値の比)
がとれず、低姿勢アンテナの実現が困難であった。
−プ導体に約1/4波長の分岐導体を加えることにより1
点給電を可能とした円偏波ル−プアンテナが開示されて
いる。これには接地導体板(反射板)とアンテナ線の距
離(すなわち高さh)が約0.25λoの実験結果が開示さ
れている。アンテナ線の高さh=0.25λoは、例えば周
波数fo=1900MHzの場合で、0.25λo≒4cm(λo≒3×10
8m/s÷fo Hz、fo=1900MHzの場合、λo≒15.8cm)とな
り、この高さでは低姿勢アンテナが実現できない。
体基板を用いてマイクロストリップアンテナ構造とし、
ストリップエレメントに、振動素子13,14およびL
字型素子15を有するル−プアンテナを用いたアンテナ
が開示されている。1点給電の低姿勢の円偏波アンテナ
が実現できるが、高価な誘電体基板が必要となる。また
アンテナエレメントの形状が複雑である。
型で簡単な構造を活かし、1点給電かつ低姿勢の円偏波
ル−プアンテナを提供することを目的とする。
平行に設置されるループアンテナ線を用いる円偏波ル−
プアンテナにおいて、ル−プ長が略1波長、短辺長に対
する長辺長の比すなわちアスペクト比が1.92以上
7.20以下、1コ−ナのみが給電点、である方形アン
テナ線を有することを特徴とする。
下、交差偏波識別度が10dB以上、高さhが 0.25λo
以下 0.04λo 以上の、高さhをきわめて低くしうる円
偏波ル−プアンテナが実現する。マイクロストリップア
ンテナに用いるような、高価な誘電体基板を必要としな
い。アンテナ線は方形であり、分岐導体やL字形素子を
必要とせず、アンテナ線はきわめて簡素である。1点給
電であるので、分配器や移相器を必要としない。
照した以下の実施例の説明より明らかになろう。
10は、長辺11,13および短辺12,14でなる長
方形ル−プで、接地導体板30から高さhのところに設
置されている。長辺11と短辺14のコ−ナ部におい
て、長辺11が同軸給電線20の芯線(中心導体)に接
続され、短辺14が同軸給電線20の外被(外側導体)
に接続されている。すなわち1点給電である。同軸給電
線20からアンテナ線10に発信信号を与えると、すな
わち励振すると、アンテナ線10から円偏波が放射され
る。
あり、実験した結果、円偏波の指標である軸比AR(Axi
al Ratio)が、図2に示すようになった。実験では、同
軸給電線20は、外被が銅管のセミリジットケ−ブルで
あり、このケ−ブルでアンテナ線10を支持して、接地
導体板30に対して高さhに保持した。接地導体板30
とアンテナ線10との距離(高さ)h=16mm(≒0.1λ
o)、Lx=53mm(≒0.338λo)、Ly=26mm(≒0.170λ
o)、アンテナ線10の線径(半径)a=1.0mm(≒0.005λ
o)とした。
はf/fo=1)の近傍では、軸比が6dB以下で、良
好な円偏波となっていることが分かる。本アンテナの入
力インピ−ダンスは、図3に示すように、良好な円偏波
が得られる周波数(図2で軸比ARが6dB以下の周波
数領域)において、49Ω−j76Ωとなった。
(b)に示す通りとなった。図4の(a)は、xz面の
指向性であり、図4の(b)はyz面の指向性で、主偏
波が左旋回偏波(LHCP)であり、その交差偏波成分である
右旋円偏波(RHCP)は、左旋回偏波(LHCP)に対して天頂方
向(z軸方向)で20dB以上の差(交差偏波識別度)があ
り、良好な左旋回円偏波(LHCP)が放射されていることが
わかる。なお、z軸方向の、主偏波である左旋回偏波(L
HCP)の放射強度の、交差偏波成分である右旋円偏波(RHC
P)の放射強度との差が、交差偏波識別度であり、これが
10dB以上であれば、主偏波と交差偏波との識別が確
実である。
果を図5〜図9に、入力インピ−ダンスの計算値を図1
0に示す。数値計算は、R.F.Harrington著 「Field Comp
utation by Moment Methods」で記述されている、展開関
数をパルス関数とし、重み関数をデルタ関数とするモ−
メント法を用いた。接地導体板30の大きさは無限大と
して取扱い、給電はアンテナ線10のコ−ナ(20)に
デルタ関数電源(ダイポ−ルアンテナへの給電電源と同
じ電源)を仮定した。
からの高さhを各値に定めて、各高さ値において、長辺
11,13および短辺12,14の長さLx,Lyを数
種の値に定めそれらの値のそれぞれに対して軸比ARを
算出し、これらの軸比の最小値を算出し、高さhを横軸
に、軸比の最小値を縦軸にプロットしたものである。な
お、横軸の高さhは、λoを単位として表わした。正確
には、高さhは、図5の横軸値にλoを乗算した値であ
る。図5より、0≦hで楕円偏波が得られ、特に0.09≦
h/λo≦0.17の範囲で軸比0.5dB以下のきわめて良好な
円偏波が得られることが分かる。
したときの、軸比が最小値となったLx,Lyから求め
たアンテナ線10のル−プ長2(Lx+Ly)を縦軸に
プロットしたものであり、これより、良好な円偏波が得
られるル−プ長は、概略1波長であることがわかる。
したときの、軸比が最小値となったLx,Lyを縦軸に
プロットしたものであり、図8は該Lx,Lyより算出
したアスペクト比Lx/Lyを縦軸にプロットしたもの
であり、これらより、良好な円偏波が得られるのは、ア
スペクト比が略1.9〜5.5の範囲であり、楕円偏波は略1.
9〜7.2の全領域で発生させることができる。
プロットしたものであり、これより、9dB程度の利得が
得られることが分かる。
示す。この表1より、高さhが 0.04λo以上、アスペク
ト比 1.92 以上で軸比6dB以下となり、きわめて低い
高さhで好ましい軸比が得られる。高さが 0.25λoを越
えると、高さhが比較的に高く、好ましくない。
算結果を示す。同図中、実線は実数成分、破線は虚数成
分である。同図中の丸印が図1に示すアンテナ構造のも
のである。
のアンテナの入力インピ−ダンスを示す。実線が実数成
分、破線が虚数成分である。図10から、入力インピ−
ダンスの虚数が零となる高さhが、図11のアンテナ構
造の場合h≒0.11λo付近で存在し、そのときの実部は
約100Ωとなることが分かる。図11のアンテナ構造
は、給電点があるコ−ナに隣接するコ−ナ部にリアクタ
ンス素子40を装荷したものである。この結果を基に、
図11に示すアンテナを、試作し実験した。このアンテ
ナは、fo=1792MHzである。実験では、Lx=52mm(≒0.
31λo)、Ly=35.5mm(≒0.21λo)、h=17mm(≒0.10λ
o)、入力インピ−ダンスを調整するリアクタンス素子4
0として0.5pFのコンデンサを用いた。他は、第1実施
例と同様である。なお、このアンテナの入力インピ−ダ
ンスの目標値は、2台の並列接続での合成インピ−ダン
スが50Ω+j・0であり、1台では、100Ω+j・
0である。
示す。fo(f/fo=1)付近で良好な円偏波となってい
ることがわかる。
ンピ−ダンスを示す。foにおいて107Ω−j26 が得ら
れ、実数部100Ω近くが得られることを実験においても
確認した。2台並列接続の場合、合成インピ−ダンスが
53.5Ω+j・13であり、実用上問題がない。
指向性を示す。(a)はxz面のものを、(b)はyz
面のものを示す。主偏波が左旋回偏波(LHCP)であり、そ
の交差偏波成分である右旋円偏波(RHCP)は、左旋回偏波
(LHCP)に対して天頂方向(z軸方向)で20dB以上の差
(交差偏波識別度)があり、良好な左旋回円偏波(LHCP)
が放射されていることがわかる。
射でき、アンテナ構造が単純であると共に、高価な誘電
体基板を用いる必要がないので安価な円偏波ル−プアン
テナが実現する。また低姿勢の円偏波ル−プアンテナが
実現する。
ス素子を追加することにより可能である。
る。
z 前後の軸比ARを示すグラフである。
z 前後の入力インピ−ダンスを示すグラフである。
フであり、(a)はxz面の指向性を示し、(b)はy
z面の指向性を示す。
からの高さhと最小軸比の関係を示すグラフであり、高
さhを各値に定めて、各高さ値において、長辺11,1
3および短辺12,14の長さLx,Lyを数種の値に
定めそれらの値のそれぞれに対して軸比ARを算出し、
これらの軸比の最小値を算出し、高さhを横軸に、軸比
の最小値を縦軸にプロットしたものである。
の、軸比が最小値となった長辺長Lx,短辺長Lyから
求めたアンテナ線10のル−プ長2(Lx+Ly)を縦
軸にプロットしたグラフである。
の、軸比が最小値となった長辺長Lx,短辺長Lyを縦
軸にプロットしたグラフである。
スペクト比Lx/Lyを縦軸にプロットしたグラフであ
る。
値において、長辺11,13および短辺12,14の長
さLx,Lyを数種の値に定めそれらの値のそれぞれに
対して軸比ARを算出したときのアンテナゲイン(算出
値)を縦軸にプロットしたグラフである。
ンテナの、入力インピ−ダンスの数値計算結果を示すグ
ラフであり、同図中、実線は実数成分、破線は虚数成分
である。同図中の丸印が図1に示すアンテナ構造のも
の、三角印が図11に示すアンテナ構造のものである。
ある。
である。
スを示すグラフである。
グラフであり、(a)はxz面の指向性を示し、(b)
はyz面の指向性を示す。
素子 Lx:長辺長 Ly:短辺長 h:高さ
Claims (2)
- 【請求項1】接地導体板に平行に設置されるループアン
テナ線を用いる円偏波ル−プアンテナにおいて、ル−プ
長が略1波長、短辺長に対する長辺長の比すなわちアス
ペクト比が1.92以上7.20以下、1コ−ナのみが
給電点、である方形アンテナ線を有することを特徴とす
る円偏波ル−プアンテナ。 - 【請求項2】給電点があるコ−ナに隣接するコ−ナにリ
アクタンス素子を装荷した、請求項1記載の円偏波ル−
プアンテナ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18452094A JP3511402B2 (ja) | 1994-08-05 | 1994-08-05 | 円偏波ル−プアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18452094A JP3511402B2 (ja) | 1994-08-05 | 1994-08-05 | 円偏波ル−プアンテナ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0851312A JPH0851312A (ja) | 1996-02-20 |
JP3511402B2 true JP3511402B2 (ja) | 2004-03-29 |
Family
ID=16154643
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18452094A Expired - Fee Related JP3511402B2 (ja) | 1994-08-05 | 1994-08-05 | 円偏波ル−プアンテナ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3511402B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014517646A (ja) * | 2012-03-16 | 2014-07-17 | ▲華▼▲為▼▲終▼端有限公司 | アンテナおよび無線端末装置 |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2489262A1 (en) | 2003-12-10 | 2005-06-10 | Asahi Glass Company, Limited | Planar antenna |
JP2006222848A (ja) | 2005-02-14 | 2006-08-24 | Hitachi Cable Ltd | 円偏波アンテナ、アンテナ設計シミュレータ、及び同アンテナを備えた無線モジュール |
US7486238B2 (en) | 2006-07-11 | 2009-02-03 | Hitachi Cable, Ltd. | Circular polarized wave antenna and method for designing same |
JP4951028B2 (ja) * | 2009-05-28 | 2012-06-13 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | 車載アンテナ装置 |
-
1994
- 1994-08-05 JP JP18452094A patent/JP3511402B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014517646A (ja) * | 2012-03-16 | 2014-07-17 | ▲華▼▲為▼▲終▼端有限公司 | アンテナおよび無線端末装置 |
US9287626B2 (en) | 2012-03-16 | 2016-03-15 | Huawei Device Co., Ltd. | Antenna and wireless terminal device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0851312A (ja) | 1996-02-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1118138B1 (en) | Circularly polarized dielectric resonator antenna | |
US5539414A (en) | Folded dipole microstrip antenna | |
US6288682B1 (en) | Directional antenna assembly | |
Kraus | Helical beam antennas for wide-band applications | |
EP0704929A2 (en) | Multiple beam antenna system for simultaneously receiving multiple satellite signals | |
US9270028B2 (en) | Multi-arm conformal slot antenna | |
JP3189735B2 (ja) | ヘリカルアンテナ | |
EP1193794A2 (en) | Planar antenna device | |
US4180820A (en) | Circularly polarized antenna system using a combination of horizontal and bent vertical dipole radiators | |
Thaysen et al. | A logarithmic spiral antenna for 0.4 to 3.8 GHz | |
JPH0746028A (ja) | アンテナ装置及び該装置を備えるトランスポンダ | |
JP3452971B2 (ja) | 偏波可変アンテナ | |
EP0824766A1 (en) | Antenna unit | |
JP3511402B2 (ja) | 円偏波ル−プアンテナ | |
Murshed et al. | Designing of a both-sided MIC starfish microstrip array antenna for K-band application | |
JP2004048369A (ja) | 複合アンテナ | |
Keen | A planar log-periodic antenna | |
JPS62281501A (ja) | 非励振素子を有するマイクロストリツプアンテナ | |
JPH05299925A (ja) | 移動体アンテナ装置 | |
JP2005079794A (ja) | スパイラルアンテナ | |
JP2006014152A (ja) | 平面アンテナ | |
JP3187853B2 (ja) | 渦巻きアンテナ及びこのアンテナを用いたアレ−アンテナ | |
JP2004072562A (ja) | スパイラルアンテナ | |
JPH09121116A (ja) | 平面アンテナ | |
JPH03175802A (ja) | 円偏波アンテナ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20031225 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080116 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090116 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100116 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100116 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110116 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110116 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120116 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130116 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130116 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140116 Year of fee payment: 10 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |