JP3511402B2 - 円偏波ル−プアンテナ - Google Patents

円偏波ル−プアンテナ

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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
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上 裕 一 村
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、衛星通信,移動通信等
の分野で利用される円偏波ル−プアンテナに関する。
【0002】
【従来の技術】円偏波アンテナは、レ−ダ,衛星通信お
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。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】一般に線状円偏波アン
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。
【0004】又、従来技術で示されるル−プアンテナ
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。
【0005】特開昭61−252701号公報には、ル
−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。
【0006】特開平2−214304号公報には、誘電
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。
【0007】本発明は、ル−プアンテナの特徴である小
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。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、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。
【0009】
【作用】これによれば、1点給電で、軸比が6dB以
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。
【0010】本発明の他の目的および特徴は、図面を参
照した以下の実施例の説明より明らかになろう。
【0011】
【実施例】
−第1実施例− 図1に、本発明の第1実施例の外観を示す。アンテナ線
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。
【0012】図1に示すアンテナは、fo=1871 MHz で
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。
【0013】図2から明らかなように、f=fo(図2で
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。
【0014】更に、放射指向性は、図4の(a)および
(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。
【0015】次に、上述のアンテナ各種特性値の計算結
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。
【0016】図5は、アンテナ線10の接地導体板30
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。
【0017】図6は、上記のように軸比の最小値を算出
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。
【0018】図7は、上記のように軸比の最小値を算出
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。
【0019】図9は、算出したアンテナゲインを縦軸に
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。
【0020】以上の計算デ−タをまとめて、次の表1に
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。
【0021】
【表1】
【0022】図10には、入力インピ−ダンスの数値計
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。
【0023】−第2実施例− 図10に、三角印で、図11に示す本発明の第2実施例
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。
【0024】図12に、図11に示すアンテナの軸比を
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。
【0025】図13に、図11に示すアンテナの入力イ
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。
【0026】図14には、図11に示すアンテナの放射
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。
【0027】
【発明の効果】1点給電の方形アンテナ線で円偏波が放
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。
【0028】入力インピ−ダンスの調整が、リアクタン
ス素子を追加することにより可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施例の外観を示す斜視図であ
る。
【図2】 図1に示すアンテナの、周波数fo=1871 MH
z 前後の軸比ARを示すグラフである。
【図3】 図1に示すアンテナの、周波数fo=1871 MH
z 前後の入力インピ−ダンスを示すグラフである。
【図4】 図1に示すアンテナの放射指向性を示すグラ
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。
【図5】 図1に示すアンテナ線10の接地導体板30
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。
【図6】 上記のように軸比の最小値を算出したとき
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。
【図7】 上記のように軸比の最小値を算出したとき
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。
【図8】 上記長辺長Lx,短辺長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グラフであ
る。
【図9】 上記のように高さ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。
【図10】 図1に示すアンテナおよび図11に示すア
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。
【図11】 本発明の第2実施例の外観を示す斜視図で
ある。
【図12】 図11に示すアンテナの軸比を示すグラフ
である。
【図13】 図11に示すアンテナの入力インピ−ダン
スを示すグラフである。
【図14】 図11に示すアンテナの放射指向性を示す
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。
【符号の説明】
10:アンテナ線 11,13:長辺 12,14:短辺 20:同軸給電線 30:接地導体板 40:リアクタンス
素子 Lx:長辺長 Ly:短辺長 h:高さ

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【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。
  2. 【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。
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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

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

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