JP3619971B2 - Indoor antenna - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は屋内に設置するアンテナに関するものであり、特に地下街、トンネル等におる携帯電話の無線基地局アンテナに利用できる。
【0002】
【従来の技術】
地下街、トンネル等において携帯電話を利用するためには、無線基地局をこれらの場所に設置する。このような無線基地局のアンテナとしてモノポールアンテナやループアンテナが利用可能であり、これらのアンテナは図3A,Bに示すように壁や天井に設置する。このようなアンテナの垂直面内の指向特性は、図3Cに示すようになり、広い範囲の無線信号を受信できる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
携帯電話機の上り無線信号の受信および下り無線信号の送信は前項の説明の無線基地局アンテナで行う。一般の陸上の無線基地局に比べて、地下街、トンネル等において、携帯電話機はこのような基地局アンテナに接近しやすい。基地局アンテナに携帯機が接近すると、基地局アンテナの受信電力は著しく高くなる。このため、アンテナ後段に接続している低雑音増幅器が飽和する。このような飽和が発生すると低雑音増幅器の利得の低下や相互変調歪を発生し、基地局アンテナから遠方にある携帯電話機の上り無線信号の受信が困難となる。この発明は、携帯電話機が基地局アンテナに接近した場合に生ずる低雑音増幅器の飽和を防止することを目的としている。
【0004】
【課題を解決するための手段】
天井や壁等に取付けたアンテナに携帯電話機が接近した場合に、アンテナの受信電力を小さくするため、モノポールアンテナやループアンテナの下側に反射板を設置する。また、反射板の形状を小さくするため、高誘電率の誘電体で反射板とこれらのアンテナを包む。
【0005】
アンテナ近傍の携帯電話機からの上り無線信号はこの反射板により反射されるため、このような場合にアンテナでの受信電力を小さくできる。
【0006】
【発明の実施の形態】
(1)請求項1の実施例
請求項1の発明は図1Aに示すように接地板1、モノポールアンテナ2、反射板5、支持棒6から構成される。従来のアンテナと異なる点は、反射板5と支持棒6を有する点である。
【0007】
本発明において反射板5は、接地板1と平行に置く。これにより図1Cに示すようにモノポールアンテナの下側の利得を低減できる。また支持棒6は反射板5を接地板1上に固定するために設けており、その比誘電率は1とし、支持棒がアンテナの指向特性に与える影響を抑えている。
このような反射板5を設けることにより、携帯電話機がアンテナの下側に接近した場合の、アンテナ受信電力を小さく抑えられる。これにより、アンテナ後段に接続する低雑音増幅器の飽和による利得低下や混変調を抑えられる。したがって、アンテナの下側の携帯電話機から送信される上り無線信号の歪を抑え通信品質を良好に保てる。また、利得低下を抑えられるので、遠方の携帯電話機からの信号も良好に受信できる。
【0008】
(2)請求項2の実施例
請求項2の発明は図1Bに示すように接地板1、ループアンテナ4、反射板5、支持棒6から構成される。本発明は、請求項1の発明のモノポールアンテナ2をループアンテナ4に置き換えた構成である。ループアンテナ4の場合も、反射板5を置くことにより請求項1と同様の効果が得られる。
【0009】
(3)請求項3の実施例
請求項3の発明は、図2Aに示すように接地板1、モノポールアンテナ2、反射板5、第1誘電体7、第2誘電体8からなる。請求項1と異なる点は、モノポールアンテナ2及び反射板5を比誘電率の大きな誘電体で包んでいる点である。
屋内に設置するアンテナは小形でなければならない。このため本発明の屋内アンテナはモノポールアンテナ2及び反射板5を第1誘電体7で包むことにより小形化を図っている。この第1誘電体7の比誘電率をεr1とすると、第1誘電体内部の波長λ1 は
λ1 =λ0 /√εr1
に短縮される。ただし、λ0 は自由空間における波長を表す。このように波長を短縮できるので、小さな反射板を用いても、モノポールアンテナの下側から入射する電磁波を十分反射できる。
【0010】
一方、第2誘電体は自由空間と第1誘電体7との伝搬インピーダンスの不整合を緩衝させるために設けている。これにより自由空間中を伝搬する電磁波は、第1誘電体7で反射することなく、モノポールアンテナ2で受信できる。また、モノポールアンテナ2より輻射する電磁波についても、第1誘電体表面で反射することなく、自由空間に輻射される。ここで、第2誘電体の比誘電率εr2は、自由空間誘電率をεr0とすると
εr2=(εr0εr1)1/2
のように選ぶ。また、その厚みtは第2誘電体における波長λ2 に対して、
t≒λ2 /4
に設定する。上式にλ2 =λ0 /√εr2を代入すると、
t≒λ0 /4√εr2
となる。
【0011】
以上のようにモノポールアンテナ2を誘電体7,8で包むことにより、小形でかつアンテナの下側における利得減衰の大きな屋内アンテナを実現できる。なお、第1,第2誘電体7,8として例えばセラミックを用いることができる。
(4)請求項4の実施例
請求項4の発明は図2Bのように請求項3の発明のモノポールアンテナ2をループアンテナ4に置き換えた構成であり、請求項3と同様の効果が得られる。
【0012】
【発明の効果】
本発明の屋内アンテナは、携帯電話機のアンテナ下側への接近において、反射板5により受信電力を小さく抑えられる。さらに、高誘電率の誘電体7,8を用いることにより、小さな形状の反射板でも、このような受信電力の低減が可能である。また、アンテナ全体の小形化も図れる。
【0013】
本発明のアンテナにより、アンテナ後段の低雑音増幅器の飽和に起因する利得低下や混変調を抑えられ、通信品質を良好に保てるとともに、アンテナ遠方の携帯電話機の送信信号も良好に受信できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】A及びBはそれぞれ請求項1及び2の実施例を示す原理的な正面図、CはA又はBのアンテナの垂直平面内の指向特性を示す図。
【図2】A及びBはそれぞれ請求項3及び4の実施例を示す原理的な断面図。
【図3】A及びBは従来の屋内アンテナの原理的な正面図、CはA又はBの垂直平面内の指向特性を示す図。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an antenna installed indoors, and is particularly applicable to a radio base station antenna of a mobile phone in an underground shopping center, a tunnel, or the like.
[0002]
[Prior art]
In order to use mobile phones in underground malls, tunnels, etc., wireless base stations are installed at these locations. A monopole antenna or a loop antenna can be used as an antenna of such a radio base station, and these antennas are installed on a wall or ceiling as shown in FIGS. 3A and 3B. The directivity characteristic in the vertical plane of such an antenna is as shown in FIG. 3C and can receive a wide range of radio signals.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The mobile phone receives uplink radio signals and transmits downlink radio signals using the radio base station antenna described in the previous section. Compared to general land radio base stations, mobile phones are more likely to approach such base station antennas in underground malls and tunnels. When the portable device approaches the base station antenna, the received power of the base station antenna becomes extremely high. For this reason, the low noise amplifier connected to the rear stage of the antenna is saturated. When such saturation occurs, the gain of the low noise amplifier decreases and intermodulation distortion occurs, making it difficult to receive the uplink radio signal of the mobile phone far from the base station antenna. An object of the present invention is to prevent saturation of a low noise amplifier that occurs when a mobile phone approaches a base station antenna.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to reduce the received power of the antenna when the mobile phone approaches the antenna attached to the ceiling or wall, a reflector is installed below the monopole antenna or the loop antenna. Further, in order to reduce the shape of the reflector, the reflector and these antennas are wrapped with a dielectric having a high dielectric constant.
[0005]
Since the uplink radio signal from the mobile phone in the vicinity of the antenna is reflected by this reflector, the received power at the antenna can be reduced in such a case.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(1) Embodiment of
[0007]
In the present invention, the
By providing such a
[0008]
(2) Embodiment of
[0009]
(3) Embodiment of
Antennas installed indoors must be small. Therefore, the indoor antenna of the present invention is miniaturized by wrapping the
Shortened to However, λ 0 represents the wavelength in free space. Since the wavelength can be shortened in this way, electromagnetic waves incident from the lower side of the monopole antenna can be sufficiently reflected even if a small reflector is used.
[0010]
On the other hand, the second dielectric is provided to buffer the mismatch of the propagation impedance between the free space and the first dielectric 7. Accordingly, the electromagnetic wave propagating in the free space can be received by the
Choose as follows. Further, the thickness t is equal to the wavelength λ 2 in the second dielectric,
t ≒ λ 2/4
Set to. Substituting λ 2 = λ 0 / √ε r2 into the above equation,
t≈λ 0 / 4√ε r2
It becomes.
[0011]
By wrapping the
(4) Embodiment of
[0012]
【The invention's effect】
In the indoor antenna of the present invention, the reception power can be kept small by the
[0013]
With the antenna of the present invention, gain reduction and cross modulation caused by saturation of a low-noise amplifier at the rear stage of the antenna can be suppressed, the communication quality can be kept good, and a transmission signal of a mobile phone far from the antenna can be received well.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A and 1B are front views of the principle of the first and second embodiments, respectively, and FIG.
FIGS. 2A and 2B are cross-sectional views illustrating the principle of
FIGS. 3A and 3B are front views showing the principle of a conventional indoor antenna, and FIG. 3C is a diagram showing directional characteristics in a vertical plane of A or B;
Claims (4)
該モノポールアンテナの突端より離して、上記接地板と対向して配された金属製の反射板と、
該反射板を上記接地板の下面と対向して支持する支持部材と、
を具備することを特徴とする屋内アンテナ。A monopole antenna protruding from the bottom surface of the ground plate installed on the indoor ceiling ,
Away from the tip of the monopole antenna, a metallic reflecting plate disposed in facing and the ground plate,
A support member for supporting opposed to the lower surface of the ground plate The reflective plate,
An indoor antenna comprising:
該ループアンテナの突端より離して、上記接地板と対向して配された金属製の反射板と、
該反射板を上記接地板の下面と対向して支持する支持部材と、
を具備することを特徴とする屋内アンテナ。A loop antenna protruding from the bottom surface of the ground plate installed on the indoor ceiling ;
Away from the tip of the loop antenna, a metallic reflecting plate disposed in facing and the ground plate,
A support member for supporting opposed to the lower surface of the ground plate The reflective plate,
An indoor antenna comprising:
該モノポールアンテナの突端より離して、上記接地板と対向して配された金属製の反射板と、
該モノポールアンテナ及び反射板を埋め込むように上記接地板の下面に堆積形成された第1誘電体と、
該第1誘電体の表面を包む第2誘電体とを具備し、
上記第1及び第2誘電体は、それぞれの比誘電率をεr1,εr2、自由空間比誘電率をεr0とすると、
εr2≒(εr0εr1)1/2
に選定され、
上記第2誘電体の厚みは、第2誘電体における波長λ2 のほぼ1/4に設定されることを特徴とする屋内アンテナ。A monopole antenna protruding from the bottom surface of the ground plate installed on the indoor ceiling ,
Away from the tip of the monopole antenna, a metallic reflecting plate disposed in facing and the ground plate,
A first dielectric which is deposited on the lower surface of the ground plate so as to fill the monopole antenna and the reflector,
A second dielectric enveloping the surface of the first dielectric,
Said first and second dielectric respective relative dielectric constant epsilon r1, epsilon r2, when the the epsilon r0 free space dielectric constant,
ε r2 ≈ (ε r0 ε r1 ) 1/2
Selected
The indoor antenna characterized in that the thickness of the second dielectric is set to approximately ¼ of the wavelength λ 2 in the second dielectric.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP23487095A JP3619971B2 (en) | 1995-09-13 | 1995-09-13 | Indoor antenna |
Applications Claiming Priority (1)
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JP23487095A JP3619971B2 (en) | 1995-09-13 | 1995-09-13 | Indoor antenna |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH0983224A JPH0983224A (en) | 1997-03-28 |
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JP23487095A Expired - Fee Related JP3619971B2 (en) | 1995-09-13 | 1995-09-13 | Indoor antenna |
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CN103762415B (en) * | 2014-01-17 | 2016-08-17 | 摩比天线技术(深圳)有限公司 | Base station antenna element |
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1995
- 1995-09-13 JP JP23487095A patent/JP3619971B2/en not_active Expired - Fee Related
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JPH0983224A (en) | 1997-03-28 |
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