JP3691007B2 - Horizontally polarized omnidirectional antenna device - Google Patents

Horizontally polarized omnidirectional antenna device Download PDF

Info

Publication number
JP3691007B2
JP3691007B2 JP2001260083A JP2001260083A JP3691007B2 JP 3691007 B2 JP3691007 B2 JP 3691007B2 JP 2001260083 A JP2001260083 A JP 2001260083A JP 2001260083 A JP2001260083 A JP 2001260083A JP 3691007 B2 JP3691007 B2 JP 3691007B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
antenna
horizontally polarized
pair
polarized omnidirectional
elements
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
Application number
JP2001260083A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2003069332A (en
Inventor
康 小代
春夫 川上
俊和 堀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP2001260083A priority Critical patent/JP3691007B2/en
Publication of JP2003069332A publication Critical patent/JP2003069332A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3691007B2 publication Critical patent/JP3691007B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば移動通信基地局等に用いられる水平偏波無指向性アンテナ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、携帯電話やPHS等における移動通信基地局では、移動体との間で通信を行なうためにアンテナの特性は無指向性なものが要求される。このため例えばPHSの移動通信基地局では、現在、垂直偏波無指向性のコリニアアンテナが多く利用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように従来では、移動体通信用アンテナとして垂直偏波無指向性のコリニアアンテナが一般的に使用されているが、最近では水平偏波無指向性アンテナの利用も考えられている。しかし、水平偏波無指向性アンテナは、一般に垂直偏波無指向性アンテナに比較してその直径が大きくなってしまい、重量、風圧荷重などの点で不利であるという問題がある。このため従来では、水平偏波無指向性アンテナはあまり使用されていない。
【0004】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、簡易な構造で、直径が小さく、小型化が可能な水平偏波無指向性アンテナ装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る水平偏波無指向性アンテナ装置は、ほぼλ/4の長さを有するほぼ半円形状の1対のアンテナ素子を向かい合わせて配置した第1のアンテナと、前記第1のアンテナの上部にほぼλ/4の間隔を保って配置されたほぼλ/4の長さを有するほぼ半円形状の1対のアンテナ素子及びその先端に設けられたほぼλ/8の長さを有するアームからなる第2のアンテナと、前記第1の下部にほぼλ/4の間隔を保って配置されたほぼλ/4の長さを有するほぼ半円形状の1対のアンテナ素子及びその先端に設けられたほぼλ/8の長さを有するアームからなる第3のアンテナと、前記第1のアンテナを構成する各アンテナ素子に逆位相の電流が流れるように該アンテナ素子の中央部に給電する給電手段と、前記第1のアンテナと同位相の電流が第2のアンテナ及び第3のアンテナに流れるように第1のアンテナと第2のアンテナとの間、及び第1のアンテナと第3のアンテナとの間を接続する給電線路とを具備したことを特徴とする。
【0006】
上記の構成とすることにより、簡易な構造で、直径が小さく、小型化が可能であり、かつ、水平面内指向性を偏差が1dB以内の無指向性とすることができる。また、第2のアンテナ及び第3のアンテナを構成するアンテナ素子に設けたアームの長さ及び間隔等を微細調整することにより、水平面内指向性を調整することができる。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る水平偏波無指向性アンテナ装置の基本的な構成を示したものである。
【0008】
図1において、1は第1のアンテナで、ほぼλ(波長)/4の長さを有するほぼ半円形状の1対のアンテナ素子1a、1bを向かい合わせて配置し、各アンテナ素子1a、1bの中央部に設けた給電点2a、2bより給電する。この場合、アンテナ素子1a、1bに流れる電流iが逆位相となるように給電位相を設定する。
【0009】
そして、上記第1のアンテナ1の上部にほぼλ/4の間隔を保って第2のアンテナ3を配置する。この第2のアンテナ3は、ほぼλ/4の長さを有するほぼ半円形状の1対のアンテナ素子3a、3bを向かい合わせて配置し、その先端にほぼλ/8のアーム4a、4bを第1のアンテナ1側に向けて並行に設けている。また、第1のアンテナ1と同位相の電流iが第2のアンテナ3に流れるように第1のアンテナ1と第2のアンテナ3の端部間を給電線路5により接続する。
【0010】
また、上記第1のアンテナ1の下部にほぼλ/4の間隔を保って第3のアンテナ6を配置する。この第3のアンテナ6は、第2のアンテナ3と同様にほぼλ/4の長さを有するほぼ半円形状の1対のアンテナ素子6a、6bを向かい合わせて配置し、その先端にほぼλ/8のアーム7a、7bを第1のアンテナ1側に向けて並行に設けている。また、第1のアンテナ1と同位相の電流iが第3のアンテナ6に流れるように第1のアンテナ1と第3のアンテナ6の端部間を給電線路8により接続する。
【0011】
上記の構成において、第2のアンテナ3のアーム4a、4bの間隔Δg、及び第3のアンテナ6のアーム7a、7bの長さ及び間隔Δg等を微細調整することにより、水平偏波の水平面内指向性が無指向性となるように調整する。上記アーム4aと4b、アーム7aと7bに流れる電流は逆位相となるので、電波の放射は発生しない。
【0012】
一方、第1のアンテナ1は、アンテナ素子1aと1bに逆位相の電流が流れるが、流れる方向が同じになるので電波の放射が発生する。また、第2のアンテナ3及び第3のアンテナ6は、第1のアンテナ1と同じ位相の電流が流れるので、電波の放射が効率的に行なわれる。
【0013】
次に、上記水平偏波無指向性アンテナ装置の具体的な構成例について、図2ないし図6を参照して説明する。図2(a)は、本発明の実施形態に係る水平偏波無指向性アンテナ装置の正面側の斜視図、同図(b)は裏面側の斜視図である。また、図3はアンテナ素子単体の具体例を示す斜視図、図4(a)は給電回路部分を示す正面図、図4(b)は同裏面図、図5は全体の構成を示す側面図、図6はアンテナをレドームに装着した状態を示す断面図である。
【0014】
図2において、11は誘電体基板、例えば銅箔基板で、例えば比誘電率2.6、厚さ1.6mm程度のものを使用している。そして、上記基板11の正面側には、図2(a)に示すように第1、第2、第3のアンテナ1、3、6の一方のアンテナ素子1a、3a、6aをほぼλ/4の間隔で装着する。
【0015】
また、基板11の裏面には、図2(b)に示すように第1、第2、第3のアンテナ1、3、6の他方のアンテナ素子1b、3b、6bを上記正面側のアンテナ素子1a、3a、6aに対向する位置に装着する。上記アンテナ1、3、6の各素子は、例えば銅あるいは真鍮等の導体を使用し、ブルースアンテナと呼ばれる形状(1辺がλ/4のメアンダライン)をC型に構成したものである。この場合、アンテナ素子の加工を容易にするために多角形例えば台形状に形成し、また、高効率化のために板状としている。更に、基板11上には、第2のアンテナ3のアーム4a、4b及び第3のアンテナ6のアーム7a、7bを設ける。上記アーム4a、4b及びアーム7a、7bは、長さがλ/8のマイクロストリツプラインによって形成する。
【0016】
図3は、アンテナ素子1a、3aの単体の具体的な構成例を示したものである。第1のアンテナ1を構成するアンテナ素子1aは、その中央部で給電するために2つの素子に分割している。
【0017】
また、図2(a)、図4(a)に示すように基板11の正面側には、マイクロストリツプライン12で構成した給電線路を設けている。マイクロストリツプライン12は、基板11の基部より第3のアンテナ6に向けて設け、途中で分岐部13により2分配する。
【0018】
一方、基板11の裏面側の基部には、図2(b)、図4(b)に示すようにテーパーバラン14を設け、分岐部13により2分配したマイクロストリツプライン12と共に第1のアンテナ1のアンテナ素子1a、1bの給電点に接続する。この場合、分岐部13で分岐したマイクロストリツプライン12の一方、及びテーパーバラン14の一方の先端部を基板11に設けたスルーホール15を介して基板11の反対側に位置させ、位相を反転してアンテナ素子1a、1bに給電するように構成している。
【0019】
更に、第1のアンテナ1のアンテナ素子1a、1bと第2のアンテナ3のアンテナ素子3a、3bとの間、及び第1のアンテナ1のアンテナ素子1a、1bと第3のアンテナ6のアンテナ素子6a、6bとの間は、それぞれ給電線路(マイクロストリツプライン)5、8により接続している。
【0020】
そして、図4(a)、(b)及び図5に示すように、基板11の基部に外部接続用のコネクタ16を装着し、マイクロストリツプライン12及びテーパーバラン14に接続する。
更に、上記アンテナの外側には、必要に応じて図6に示すようなレドーム17を設けて保護する。
【0021】
上記実施形態で示したように給電線路を形成した基板11を中央に挟んで両側に第1、第2、第3のアンテナ1、3、6のアンテナ素子を装着し、また、アンテナ素子を板状に形成することにより、放射抵抗及び帯域を改善することができる。
【0022】
上記水平偏波無指向性アンテナ装置において、中心周波数を1907MHz、第1、第2、第3のアンテナ1、3、6の各アンテナ素子を全長58mm(0.369λ)、全幅24mm(0.153λ)に設定した場合、図7に示すリターンロス(Return Loss)特性、図8に示す水平面内指向性、図9に示す垂直面内指向性が得られた。なお、上記アンテナ装置では、レドーム17として外径29mm、厚さ1mmのFRPを使用し、アンテナ装置全体の全長を205mmとした。
【0023】
図7に示すリターンロス特性では、1.895〜1.918GHzにおいて、−14dB(VSWR≒1.5)以下が得られた。このときの動作利得は、約2dBiであった。
【0024】
図8に示す水平面指向性では、1dB以内の偏差で無指向性の特性が得られた。
図9に示す垂直面指向性では、水平方向に高い利得を有する8の字形の特性となっている。
上記のように1枚の基板11上に簡易な形状のアンテナ素子を構成することにより、アンテナ素子と給電回路を一体化して軽量、かつ小型化が可能となり、細い直径で高利得の水平偏波無指向性アンテナ装置を実現することができた。
【0025】
なお、上記実施形態では、アンテナを1段構成とした場合について示したが、更に、多段に構成することにより利得を向上することができた。例えば2段構成とした場合には約5dBiの動作利得、4段構成とした場合には約7dBiの動作利得を得ることができた。
【0026】
図10は、水平偏波無指向性アンテナ装置を4段構成とした場合の例を示したものである。基板11は、多段構成に合わせて長さを設定し、第1段〜第4段のアンテナ21〜24を所定の間隔を保って装着する。この第1段〜第4段のアンテナ21〜24は、前述した1段構成のアンテナと同様の構成であるので、詳細な説明は省略する。
【0027】
また、基板11の正面側には、予めマイクロストリツプライン12で構成した給電線路を設けている。マイクロストリツプライン12は、基板11の基部より第1段のアンテナ21に向けて設け、途中で分岐部13により2分配する。この2分配した給電線路を基板11の中央部、すなわち、第2段のアンテナ22と第3段のアンテナ23の間まで延長し、この中央部分に分岐部25を設けて上下方向(第2段のアンテナ22と第3段のアンテナ23の方向)に分岐する。また、分岐部25には、スルーホール26を設ける。
【0028】
一方、基板11の裏面側の基部には、上記1段構成の場合と同様にテーパーバランを設け、このテーパーバランの一方の先端とマイクロストリツプライン12の一方とをスルーホール26で交差させて位相を反転する。
【0029】
そして、分岐部25で下方向に分岐したマイクロストリツプライン12は、第1段のアンテナ21と第2段のアンテナ22の間まで延長し、ここで分岐部27により上下方向に分岐して第1段のアンテナ21と第2段のアンテナ22に給電する。
【0030】
また、上記分岐部25で上方向に分岐したマイクロストリツプライン12は、第3段のアンテナ23と第4段のアンテナ24の間まで延長し、ここで分岐部28により上下方向に分岐して第3段のアンテナ23と第4段のアンテナ24に給電する。
【0031】
また、基板11の裏面側においても、同様にして第1段〜第4段のアンテナ21〜24に給電する。
上記の給電手段により、第1段〜第4段のアンテナ21〜24に対して同一の条件で給電することができる。
【0032】
上記4段構成の水平偏波無指向性アンテナ装置では、図11に示す水平面内指向性、図12に示す垂直面内指向性が得られた。
【0033】
図11に示す水平面内指向性では、1段構成のアンテナ装置と同様に1dB以内の偏差で無指向性の特性が得られた。
また、図12に示す垂直面内指向性では、動作利得の向上により、1段構成のアンテナ装置よりも鋭い8の字形の特性が得られた。
【0034】
なお、上記実施形態では、1.9GHz帯のPHSアンテナを例として説明したが、携帯電話の基地局や、更に高い周波数の無線LAN機器等においても実施し得るものである。
【0035】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明によれば、簡易な構造で、直径が小さく、小型化が可能であり、かつ、水平面内指向性を偏差が1dB以内の無指向性とすることができる高利得の水平偏波無指向性アンテナ装置を提供することができる。また、第2のアンテナ及び第3のアンテナを構成するアンテナ素子に設けたアームの長さ及び間隔等を微細調整することにより、水平面内指向性を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る水平偏波無指向性アンテナ装置の基本構成図。
【図2】(a)は同実施形態における水平偏波無指向性アンテナ装置の具体的な構成例を示す正面側の斜視図、(b)は同裏面側の斜視図。
【図3】同実施形態におけるアンテナ素子単体の具体例を示す斜視図。
【図4】(a)は同実施形態における給電回路部分を示す正面図、(b)は同裏面図。
【図5】同実施形態における水平偏波無指向性アンテナ装置の側面図。
【図6】同実施形態における水平偏波無指向性アンテナ装置の断面図。
【図7】同実施形態における水平偏波無指向性アンテナ装置のリターンロス特性を示す図。
【図8】同実施形態における水平偏波無指向性アンテナ装置の水平面内指向性を示す図。
【図9】同実施形態における水平偏波無指向性アンテナ装置の垂直面内指向性を示す図。
【図10】本発明に係る水平偏波無指向性アンテナ装置を4段構成とした場合の正面図。
【図11】4段構成の水平偏波無指向性アンテナ装置の水平面内指向性を示す図。
【図12】4段構成の水平偏波無指向性アンテナ装置の垂直面内指向性を示す図。
【符号の説明】
1…第1のアンテナ
1a、1b…アンテナ素子
2a、2b…給電点
3…第2のアンテナ
3a、3b…アンテナ素子
4a.4b…アーム
5…給電線路
6…第3のアンテナ
6a、6b…アンテナ素子
7a、7b…アーム
8…給電線路
11…基板
12…マイクロストリツプライン
13…分岐部
14…テーパーバラン
15…スルーホール
16…コネクタ
17…レドーム
21…第1段のアンテナ
22…第2段のアンテナ
23…第3段のアンテナ
24…第4段のアンテナ
25…分岐部
26…スルーホール
27、28…分岐部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a horizontally polarized omnidirectional antenna device used in, for example, a mobile communication base station.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, mobile communication base stations such as mobile phones and PHS are required to have non-directional antenna characteristics in order to communicate with a mobile body. For this reason, for example, in a PHS mobile communication base station, a vertically polarized omnidirectional collinear antenna is currently widely used.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, conventionally, a vertically polarized omnidirectional collinear antenna is generally used as a mobile communication antenna, but recently a horizontally polarized omnidirectional antenna is also considered. However, a horizontally polarized omnidirectional antenna generally has a larger diameter than a vertically polarized omnidirectional antenna, which is disadvantageous in terms of weight and wind pressure load. For this reason, conventionally, a horizontally polarized omnidirectional antenna is not often used.
[0004]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a horizontally polarized omnidirectional antenna device that has a simple structure, a small diameter, and can be miniaturized.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The horizontal polarization omnidirectional antenna device according to the present invention includes a first antenna in which a pair of substantially semicircular antenna elements having a length of approximately λ / 4 are disposed facing each other, and the first antenna. A pair of substantially semicircular antenna elements having a length of approximately λ / 4 and disposed at the top of the antenna, and having a length of approximately λ / 8 provided at the tip thereof. A pair of antenna elements each having a substantially semicircular shape having a length of approximately λ / 4 disposed at a distance of approximately λ / 4 at the first lower portion, and a tip thereof; Power is supplied to the center of the antenna element so that an antiphase current flows through the third antenna formed of an arm having a length of approximately λ / 8 and each antenna element constituting the first antenna. A current having the same phase as that of the feeding means and the first antenna A feed line connecting between the first antenna and the second antenna and between the first antenna and the third antenna so as to flow to the second antenna and the third antenna; Features.
[0006]
With the above-described configuration, the diameter can be reduced with a simple structure, and the directivity in the horizontal plane can be made non-directional with a deviation within 1 dB. Moreover, the directivity in the horizontal plane can be adjusted by finely adjusting the lengths and intervals of the arms provided in the antenna elements constituting the second antenna and the third antenna.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a basic configuration of a horizontally polarized omnidirectional antenna apparatus according to an embodiment of the present invention.
[0008]
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a first antenna, which is a pair of substantially semicircular antenna elements 1a, 1b having a length of approximately λ (wavelength) / 4, and is arranged facing each other. Power is fed from feeding points 2a and 2b provided in the central part of each. In this case, the feeding phase is set so that the current i flowing through the antenna elements 1a and 1b has an opposite phase.
[0009]
Then, the second antenna 3 is arranged on the upper portion of the first antenna 1 with an interval of approximately λ / 4. The second antenna 3 has a pair of substantially semicircular antenna elements 3a and 3b having a length of approximately λ / 4 arranged facing each other, and arms 4a and 4b of approximately λ / 8 are disposed at the tip thereof. It is provided in parallel toward the first antenna 1 side. In addition, the feed line 5 connects the ends of the first antenna 1 and the second antenna 3 so that a current i in phase with the first antenna 1 flows through the second antenna 3.
[0010]
A third antenna 6 is disposed below the first antenna 1 with an interval of approximately λ / 4. Similar to the second antenna 3, the third antenna 6 has a pair of substantially semicircular antenna elements 6a and 6b having a length of approximately λ / 4, facing each other. / 8 arms 7a and 7b are provided in parallel toward the first antenna 1 side. In addition, the feed line 8 connects the ends of the first antenna 1 and the third antenna 6 so that a current i in phase with the first antenna 1 flows through the third antenna 6.
[0011]
In the above configuration, the distance Δg between the arms 4 a and 4 b of the second antenna 3 and the length and distance Δg of the arms 7 a and 7 b of the third antenna 6 are finely adjusted, so that the horizontal plane of horizontally polarized waves can be obtained. Adjust the directivity to be omnidirectional. Since the currents flowing through the arms 4a and 4b and the arms 7a and 7b are in opposite phases, no radio waves are emitted.
[0012]
On the other hand, in the first antenna 1, currents in opposite phases flow through the antenna elements 1 a and 1 b, but radio waves are radiated because the flowing directions are the same. Further, since the current having the same phase as the first antenna 1 flows through the second antenna 3 and the third antenna 6, radio waves are efficiently radiated.
[0013]
Next, a specific configuration example of the horizontally polarized omnidirectional antenna device will be described with reference to FIGS. 2A is a perspective view of the front side of the horizontally polarized omnidirectional antenna device according to the embodiment of the present invention, and FIG. 2B is a perspective view of the back side. 3 is a perspective view showing a specific example of an antenna element alone, FIG. 4A is a front view showing a feeding circuit portion, FIG. 4B is a rear view thereof, and FIG. 5 is a side view showing the entire configuration. FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state where the antenna is mounted on the radome.
[0014]
In FIG. 2, 11 is a dielectric substrate, for example, a copper foil substrate, for example, having a relative dielectric constant of 2.6 and a thickness of about 1.6 mm. Then, on the front side of the substrate 11, as shown in FIG. 2A, one of the antenna elements 1a, 3a, 6a of the first, second, and third antennas 1, 3, 6 is approximately λ / 4. Install at intervals of.
[0015]
Further, as shown in FIG. 2B, the other antenna elements 1b, 3b, and 6b of the first, second, and third antennas 1, 3, and 6 are placed on the back surface of the substrate 11 as described above. It is mounted at a position facing 1a, 3a, 6a. Each element of the antennas 1, 3, 6 uses a conductor such as copper or brass, and has a C-shaped configuration called a blues antenna (a meander line with one side of λ / 4). In this case, the antenna element is formed into a polygonal shape, for example, a trapezoidal shape for easy processing, and is formed into a plate shape for high efficiency. Furthermore, the arms 4 a and 4 b of the second antenna 3 and the arms 7 a and 7 b of the third antenna 6 are provided on the substrate 11. The arms 4a and 4b and the arms 7a and 7b are formed by a microstrip line having a length of λ / 8.
[0016]
FIG. 3 shows a specific configuration example of a single antenna element 1a, 3a. The antenna element 1a constituting the first antenna 1 is divided into two elements in order to feed power at the center.
[0017]
Further, as shown in FIG. 2A and FIG. 4A, a feed line constituted by a microstrip line 12 is provided on the front side of the substrate 11. The microstrip line 12 is provided from the base of the substrate 11 toward the third antenna 6, and is divided into two by the branching unit 13 in the middle.
[0018]
On the other hand, a taper balun 14 is provided at the base on the back side of the substrate 11 as shown in FIGS. 2 (b) and 4 (b), and the first antenna together with the microstrip lines 12 distributed by the branch part 13. It connects to the feeding point of 1 antenna element 1a, 1b. In this case, one end of the microstrip line 12 branched by the branching portion 13 and one end of the taper balun 14 are positioned on the opposite side of the substrate 11 through a through hole 15 provided in the substrate 11 to invert the phase. Thus, power is supplied to the antenna elements 1a and 1b.
[0019]
Further, between the antenna elements 1 a and 1 b of the first antenna 1 and the antenna elements 3 a and 3 b of the second antenna 3 and between the antenna elements 1 a and 1 b of the first antenna 1 and the antenna element of the third antenna 6. 6a and 6b are connected by feed lines (microstrip lines) 5 and 8, respectively.
[0020]
Then, as shown in FIGS. 4A, 4B and 5, an external connection connector 16 is attached to the base of the substrate 11 and connected to the microstrip line 12 and the taper balun 14.
Further, a radome 17 as shown in FIG. 6 is provided on the outside of the antenna for protection as required.
[0021]
As shown in the above-described embodiment, the antenna elements of the first, second, and third antennas 1, 3, and 6 are mounted on both sides of the substrate 11 on which the feed line is formed in the center. By forming in the shape, the radiation resistance and the band can be improved.
[0022]
In the horizontal polarization omnidirectional antenna device, the center frequency is 1907 MHz, the antenna elements of the first, second, and third antennas 1, 3, and 6 have a total length of 58 mm (0.369λ) and a total width of 24 mm (0.153λ). ), A return loss characteristic shown in FIG. 7, a horizontal plane directivity shown in FIG. 8, and a vertical plane directivity shown in FIG. 9 were obtained. In the antenna device, an FRP having an outer diameter of 29 mm and a thickness of 1 mm was used as the radome 17 and the entire length of the antenna device was 205 mm.
[0023]
In the return loss characteristic shown in FIG. 7, −14 dB (VSWR≈1.5) or less was obtained at 1.895 to 1.918 GHz. The operating gain at this time was about 2 dBi.
[0024]
In the horizontal plane directivity shown in FIG. 8, a non-directional characteristic was obtained with a deviation within 1 dB.
The vertical plane directivity shown in FIG. 9 has an 8-shaped characteristic having a high gain in the horizontal direction.
By constructing an antenna element having a simple shape on a single substrate 11 as described above, the antenna element and the feeding circuit can be integrated to reduce weight and size, and a horizontally polarized wave with a thin diameter and high gain. An omnidirectional antenna device could be realized.
[0025]
In the above-described embodiment, the case where the antenna is configured in a single stage has been described. However, the gain can be improved by configuring the antenna in multiple stages. For example, when a two-stage configuration is used, an operation gain of about 5 dBi can be obtained, and when a four-stage configuration is used, an operation gain of about 7 dBi can be obtained.
[0026]
FIG. 10 shows an example in which the horizontally polarized omnidirectional antenna apparatus has a four-stage configuration. The length of the substrate 11 is set in accordance with the multi-stage configuration, and the first to fourth stage antennas 21 to 24 are mounted at a predetermined interval. Since the first to fourth stage antennas 21 to 24 have the same configuration as the one-stage antenna described above, detailed description thereof is omitted.
[0027]
In addition, on the front side of the substrate 11, a feed line configured in advance with a microstrip line 12 is provided. The microstrip line 12 is provided from the base part of the substrate 11 toward the first stage antenna 21, and is divided into two by the branch part 13 in the middle. The two distributed feed lines are extended to the central portion of the substrate 11, that is, between the second-stage antenna 22 and the third-stage antenna 23, and a branching portion 25 is provided at the central portion to provide a vertical direction (second-stage). Branching in the direction of the second antenna 22 and the third stage antenna 23). Further, a through hole 26 is provided in the branch portion 25.
[0028]
On the other hand, a taper balun is provided at the base of the back surface side of the substrate 11 as in the case of the above-described one-stage configuration, and one end of this taper balun and one of the microstrip lines 12 are crossed by a through hole 26. Invert the phase.
[0029]
Then, the microstrip line 12 branched downward at the branching portion 25 extends to between the first stage antenna 21 and the second stage antenna 22, where it is branched vertically by the branching portion 27. Power is supplied to the first stage antenna 21 and the second stage antenna 22.
[0030]
Further, the microstrip line 12 branched upward in the branching section 25 extends between the third stage antenna 23 and the fourth stage antenna 24, and is branched in the vertical direction by the branching section 28. Power is supplied to the third stage antenna 23 and the fourth stage antenna 24.
[0031]
Similarly, power is supplied to the first to fourth stage antennas 21 to 24 on the back side of the substrate 11.
By the above power feeding means, power can be fed to the first to fourth stage antennas 21 to 24 under the same conditions.
[0032]
In the horizontal polarization omnidirectional antenna device having the four-stage configuration, the horizontal plane directivity shown in FIG. 11 and the vertical plane directivity shown in FIG. 12 were obtained.
[0033]
In the horizontal plane directivity shown in FIG. 11, the omnidirectional characteristic was obtained with a deviation within 1 dB, as in the case of the antenna device having a single stage configuration.
Further, in the vertical in-plane directivity shown in FIG. 12, sharper 8-shaped characteristics than the one-stage antenna device were obtained by improving the operation gain.
[0034]
In the above embodiment, the PHS antenna in the 1.9 GHz band has been described as an example. However, the present invention can also be implemented in a cellular phone base station, a higher-frequency wireless LAN device, or the like.
[0035]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the present invention, the gain is small, the diameter is small, the size can be reduced, and the directivity in the horizontal plane can be made omnidirectional with a deviation within 1 dB. The horizontally polarized omnidirectional antenna apparatus can be provided. Moreover, the directivity in the horizontal plane can be adjusted by finely adjusting the lengths and intervals of the arms provided in the antenna elements constituting the second antenna and the third antenna.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a basic configuration diagram of a horizontally polarized omnidirectional antenna device according to an embodiment of the present invention.
2A is a front perspective view showing a specific configuration example of a horizontally polarized omnidirectional antenna device according to the embodiment, and FIG. 2B is a rear perspective view of the same.
FIG. 3 is a perspective view showing a specific example of a single antenna element in the embodiment.
4A is a front view showing a power feeding circuit portion in the embodiment, and FIG. 4B is a rear view of the same.
FIG. 5 is a side view of the horizontally polarized omnidirectional antenna device according to the embodiment.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a horizontally polarized omnidirectional antenna device according to the embodiment.
FIG. 7 is a view showing a return loss characteristic of the horizontally polarized omnidirectional antenna device according to the embodiment.
FIG. 8 is a view showing the horizontal directivity of the horizontally polarized omnidirectional antenna device according to the embodiment;
FIG. 9 is a view showing the vertical in-plane directivity of the horizontally polarized omnidirectional antenna device according to the embodiment;
FIG. 10 is a front view when the horizontally polarized omnidirectional antenna device according to the present invention has a four-stage configuration.
FIG. 11 is a diagram showing the directivity in the horizontal plane of a horizontally polarized omnidirectional antenna device having a four-stage configuration.
FIG. 12 is a view showing the vertical in-plane directivity of a horizontally polarized omnidirectional antenna apparatus having a four-stage configuration;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... 1st antenna 1a, 1b ... Antenna element 2a, 2b ... Feeding point 3 ... 2nd antenna 3a, 3b ... Antenna element 4a. 4b ... arm 5 ... feed line 6 ... third antenna 6a, 6b ... antenna elements 7a, 7b ... arm 8 ... feed line 11 ... substrate 12 ... microstrip line 13 ... branch part 14 ... taper balun 15 ... through hole 16 ... Connector 17 ... Radome 21 ... First stage antenna 22 ... Second stage antenna 23 ... Third stage antenna 24 ... Fourth stage antenna 25 ... Branch part 26 ... Through holes 27, 28 ... Branch part

Claims (7)

ほぼ半円形状の1対のアンテナ素子を向かい合わせて配置した第1のアンテナと、
前記第1のアンテナの上部に所定の間隔を保って配置されたほぼ半円形状の1対のアンテナ素子からなる第2のアンテナと、
前記第1の下部に所定の間隔を保って配置されたほぼ半円形状の1対のアンテナ素子からなる第3のアンテナと、
前記第1のアンテナを構成する各アンテナ素子に逆位相の電流が流れるように該アンテナ素子の中央部に給電する給電手段と、
前記第1のアンテナと同位相の電流が第2のアンテナ及び第3のアンテナに流れるように第1のアンテナと第2のアンテナとの間、及び第1のアンテナと第3のアンテナとの間を接続する給電線路と
を具備したことを特徴とする水平偏波無指向性アンテナ装置。
A first antenna in which a pair of substantially semicircular antenna elements are disposed facing each other;
A second antenna comprising a pair of substantially semicircular antenna elements disposed at a predetermined interval above the first antenna;
A third antenna comprising a pair of substantially semicircular antenna elements disposed at a predetermined interval in the first lower portion;
A power feeding means for feeding power to a central portion of the antenna element so that a current of opposite phase flows through each antenna element constituting the first antenna
Between the first antenna and the second antenna, and between the first antenna and the third antenna so that a current in phase with the first antenna flows through the second antenna and the third antenna. A horizontally polarized omnidirectional antenna device comprising: a feed line connecting the two.
ほぼ半円形状の1対のアンテナ素子を向かい合わせて配置した第1のアンテナと、
前記第1のアンテナの上部に所定の間隔を保って配置されたほぼ半円形状の1対のアンテナ素子及びその先端に設けられたアームからなる第2のアンテナと、前記第1の下部に所定の間隔を保って配置されたほぼ半円形状の1対のアンテナ素子及びその先端に設けられたアームからなる第3のアンテナと、
前記第1のアンテナを構成する各アンテナ素子に逆位相の電流が流れるように該アンテナ素子の中央部に給電する給電手段と、
前記第1のアンテナと同位相の電流が第2のアンテナ及び第3のアンテナに流れるように第1のアンテナと第2のアンテナとの間、及び第1のアンテナと第3のアンテナとの間を接続する給電線路と
を具備したことを特徴とする水平偏波無指向性アンテナ装置。
A first antenna in which a pair of substantially semicircular antenna elements are disposed facing each other;
A second antenna comprising a pair of substantially semicircular antenna elements arranged at a predetermined interval above the first antenna and an arm provided at the tip thereof, and a predetermined value at the first lower part. A third antenna composed of a pair of substantially semicircular antenna elements arranged at an interval of and an arm provided at the tip thereof;
A power feeding means for feeding power to a central portion of the antenna element so that a current of opposite phase flows through each antenna element constituting the first antenna
Between the first antenna and the second antenna, and between the first antenna and the third antenna so that a current in phase with the first antenna flows through the second antenna and the third antenna. A horizontally polarized omnidirectional antenna device comprising: a feed line connecting the two.
ほぼλ/4の長さを有するほぼ半円形状の1対のアンテナ素子を向かい合わせて配置した第1のアンテナと、
前記第1のアンテナの上部にほぼλ/4の間隔を保って配置されたほぼλ/4の長さを有するほぼ半円形状の1対のアンテナ素子及びその先端に設けられたほぼλ/8の長さを有するアームからなる第2のアンテナと、
前記第1の下部にほぼλ/4の間隔を保って配置されたほぼλ/4の長さを有するほぼ半円形状の1対のアンテナ素子及びその先端に設けられたほぼλ/8の長さを有するアームからなる第3のアンテナと、
前記第1のアンテナを構成する各アンテナ素子に逆位相の電流が流れるように該アンテナ素子の中央部に給電する給電手段と、
前記第1のアンテナと同位相の電流が第2のアンテナ及び第3のアンテナに流れるように第1のアンテナと第2のアンテナとの間、及び第1のアンテナと第3のアンテナとの間を接続する給電線路と
を具備したことを特徴とする水平偏波無指向性アンテナ装置。
A first antenna in which a pair of substantially semicircular antenna elements having a length of approximately λ / 4 are disposed facing each other;
A pair of substantially semicircular antenna elements having a length of approximately λ / 4 and disposed at the top of the first antenna with a spacing of approximately λ / 4, and a substantially λ / 8 provided at the tip thereof. A second antenna comprising an arm having a length of
A pair of substantially semicircular antenna elements having a length of approximately λ / 4 and disposed at a distance of approximately λ / 4 in the first lower portion, and a length of approximately λ / 8 provided at the tip thereof A third antenna comprising an arm having a thickness;
A power feeding means for feeding power to a central portion of the antenna element such that a current having an opposite phase flows to each antenna element constituting the first antenna;
Between the first antenna and the second antenna, and between the first antenna and the third antenna so that a current in phase with the first antenna flows through the second antenna and the third antenna. A horizontally polarized omnidirectional antenna device comprising: a feed line connecting the two.
請求項3記載の水平偏波無指向性アンテナ装置において、第1ないし第3のアンテナを構成する各アンテナ素子をほぼ台形に形成したことを特徴とする水平偏波無指向性アンテナ装置。4. The horizontally polarized omnidirectional antenna device according to claim 3, wherein each of the antenna elements constituting the first to third antennas is formed in a substantially trapezoidal shape. 請求項3記載の水平偏波無指向性アンテナ装置において、第1ないし第3のアンテナを構成する各アンテナ素子の一方を誘電体基板の一方の面に設け、前記各アンテナ素子の他方を前記誘電体基板の他方の面に設けたことを特徴とする水平偏波無指向性アンテナ装置。4. The horizontally polarized omnidirectional antenna device according to claim 3, wherein one of the antenna elements constituting the first to third antennas is provided on one surface of a dielectric substrate, and the other of the antenna elements is connected to the dielectric. A horizontally polarized omnidirectional antenna device, characterized in that it is provided on the other surface of the body substrate. 請求項2、3、4又は5記載の水平偏波無指向性アンテナ装置の外側にレドームを設けたことを特徴とする水平偏波無指向性アンテナ装置。6. A horizontal polarization omnidirectional antenna device comprising a radome provided outside the horizontal polarization omnidirectional antenna device according to claim 2, 3, 4 or 5. 請求項2、3、4又は5記載の水平偏波無指向性アンテナ装置を多段に設けたことを特徴とする水平偏波無指向性アンテナ装置。6. A horizontally polarized omnidirectional antenna device according to claim 2, 3, 4 or 5, wherein the horizontally polarized omnidirectional antenna device is provided in multiple stages.
JP2001260083A 2001-08-29 2001-08-29 Horizontally polarized omnidirectional antenna device Expired - Fee Related JP3691007B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001260083A JP3691007B2 (en) 2001-08-29 2001-08-29 Horizontally polarized omnidirectional antenna device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001260083A JP3691007B2 (en) 2001-08-29 2001-08-29 Horizontally polarized omnidirectional antenna device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003069332A JP2003069332A (en) 2003-03-07
JP3691007B2 true JP3691007B2 (en) 2005-08-31

Family

ID=19087337

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001260083A Expired - Fee Related JP3691007B2 (en) 2001-08-29 2001-08-29 Horizontally polarized omnidirectional antenna device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3691007B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4620559B2 (en) * 2005-09-26 2011-01-26 八木アンテナ株式会社 Indoor and outdoor antennas
WO2007004340A1 (en) 2005-06-30 2007-01-11 Yagi Antenna Inc. Antenna
JP2016063412A (en) * 2014-09-18 2016-04-25 株式会社日立国際八木ソリューションズ Antenna device
DK3499913T3 (en) 2017-12-14 2021-02-01 Gn Hearing As Multi-arm dipole antenna for hearing instrument

Also Published As

Publication number Publication date
JP2003069332A (en) 2003-03-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10734723B2 (en) Couple multiband antennas
US6429818B1 (en) Single or dual band parasitic antenna assembly
KR100831753B1 (en) Diversity antenna arrangement
US6326927B1 (en) Capacitively-tuned broadband antenna structure
US6373436B1 (en) Dual strip antenna with periodic mesh pattern
US6759990B2 (en) Compact antenna with circular polarization
US6509882B2 (en) Low SAR broadband antenna assembly
US8410982B2 (en) Unidirectional antenna comprising a dipole and a loop
JP5143911B2 (en) Dual-polarized radiating element for cellular base station antenna
JP2002043826A (en) Antenna arrangement
WO2001033665A1 (en) Single or dual band parasitic antenna assembly
US20090051614A1 (en) Folded dipole antenna
KR100616545B1 (en) Multi-band laminated chip antenna using double coupling feeding
JP3586915B2 (en) Vehicle antenna device
WO2019223318A1 (en) Indoor base station and pifa antenna thereof
JP5444167B2 (en) Omnidirectional antenna
EP2323217B1 (en) Antenna for multi mode mimo communication in handheld devices
KR101552360B1 (en) Pcb type antenna having via hole structure
JPS61205004A (en) Portable radio equipment
US6836246B1 (en) Design of single and multi-band PIFA
JP3691007B2 (en) Horizontally polarized omnidirectional antenna device
CN114583442B (en) Antenna unit and omni-directional dipole antenna
JP4235068B2 (en) Horizontally polarized omnidirectional antenna device
EP2230723A1 (en) Coupled multiband antennas
JP2007006062A (en) Omnidirectional antenna

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050516

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20050607

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050614

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090624

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090624

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100624

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110624

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120624

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130624

Year of fee payment: 8

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees