JP3749880B2 - アンテナ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は例えば移動通信システムに用いて好適なビル内サービス用のアンテナ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ビルのような建物の内部は遮蔽構造のため、屋外に設置された基地局の電波は屋内に届き難く、建物の内部では場所によって携帯電話機のような移動機の使用が制限される。
このため、従来より建物の内部、特に遮蔽性の高い場所にビル内サービス用アンテナ装置を設置し、移動機の使用が制限されている場所にビル内サービス用の無線ゾーンを構築し、このビル内サービス用の無線ゾーンを介して使用が制限されている場所からでも通信網への接続を達している。
【０００３】
図中５に従来から用いられているビル内サービス用アンテナ装置の構造を示す。図中１は導電板で構成された平面反射板を示す。平面反射板１はほぼ正四角形とされ、その中央部分に約１／４波長のモノポールアンテナ３を平面反射板１の板面に対して垂直な姿勢で平面反射板１から絶縁して配置し、平面反射板１の一辺に他の平面反射板２を接続する。平面反射板１の一辺の寸法Ｗは例えば０．５３λ程度とされ、他の平面反射板２の高さ方向の寸法Ｌはその約半分程度とされる。従来は平面反射板１と他の平面反射板２とのなす角度φは約９０°に選定されている。
【０００４】
この図５に示したアンテナの構造によれば、図３および図４に実線で示す放射パターンＨ１とＥ１とが得られる。この放射パターンＨ１とＥ１は、Ｈ１はＨ面上の放射パターン、Ｅ１はＥ面上の放射パターンを示している。これらの放射パターンＨ１とＥ１によればバックローブが多少は減衰し、わずかながら前後比を持つことから、従来はこの放射パターンＨ１及びＥ１を持つアンテナをビル内サービス用のアンテナとして利用している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところでビル内に無線ゾーンを構築する際に隣接するほかのゾーンに電波を放射することは他のゾーンに対して干渉となり、最終的に加入者容量が減じることになる。
従って、ビル内サービス用無線ゾーンを構築するためのアンテナ装置の性能としては不要な方向への放射は極力抑圧する必要がある。ビル内にビル内サービス用無線ゾーンを構築し、屋外の無線ゾーンとのトラフィック分散を行なう場合、ビル内無線ゾーンとしては極力ビルの中に電波を閉じ込めると共に、屋外からの電波の進入も防がなければならない
【０００６】
ビル内での通信を行なう場合、移動機が窓際で最大の電力を放射することは、干渉量が増大する原因となる。この状況を改善するためにはビル内用のアンテナを窓際に配置して窓際では移動機の出力を最小化する必要がある。このとき、ビル内基地局用のアンテナ装置の放射電力も屋外への放射を抑圧することが必要で、前後比の大きいアンテナ装置が要求される。また、利用状況としてはビル内の天井裏または壁面に取り付けられて使用されるため、アンテナの構造としては背の低い構造であることが要求される。
この発明の目的は、これらの要求を満たすべく、前後比が大きく、然も背の低い構造のアンテナ装置を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明では平面反射板の中央部分に約１／４波長のモノポールアンテナを板面に対してほぼ垂直に配置すると共に、このモノポールアンテナが装着された平面反射板の一辺に他の平面反射板を装着し、この２枚の平面反射板のなす角度を４０°〜５０°程度に傾斜させて固定した構造としたものである。
【０００８】
作用
この構造のアンテナ装置によれば従来のアンテナ装置より前後比が大きい放射パターンを得ることができる。また、他の平面反射板を４０°〜５０°程度に傾けた構造により、アンテナ装置の背を低く抑えることができる。
この結果として、不要な方向への電波の放射量を少なくできることと、天井裏等への設置の自由度が高まり、使い勝手の良いアンテナ装置を提供することができる利点が得られる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１にこの発明によるアンテナ装置の一実施例を示す。この発明によるアンテナ装置は平面反射板１（導電性板）の中央部分に約１／４波長の長さを持つモノポールアンテナ３を平面反射板１の平面に対して垂直な姿勢で平面反射板１から絶縁して配置すると共に、モノポールアンテナ３が装着された平面反射板１の一辺に他の平面反射板２を取付ける。平面反射板１の各一辺の寸法Ｗは図５で説明した従来の場合と同様に例えば約０．５３λとし、他の平面反射板２の高さ方向の寸法ＬはＷの約１／２とすることができる。
ここで、この発明の特徴は平面反射板１と平面反射板２のなす角度φを４０°〜５０°に選定した点である。２枚の平面反射板１と２がなす角度φが４０°〜５０°のとき、図２に示すように前後比（図２ではＦＢ比と記す）が最大となる。図２は角度φを変えた場合の前後比をモーメント法により算出した値を示す。図２に示す計算結果ではφが約４０°付近で前後比が最大値になることを示しているが、他の計算では４０°〜５０°の範囲に分布することが確認された。前後比の最大値が約４０°〜５０°の範囲に分布する理由としては平面反射板２の寸法Ｌのバラツキによる影響と考えられる。
【００１０】
図３及び図４に破線で示す放射パターンＨ２とＥ２がこの発明によるアンテナ装置の放射パターンを示す。放射パターンＨ２はＨ面上の放射パターン、Ｅ２はＥ面上の放射パターンを示す。
図３及び図４から明らかなように、この発明によるアンテナ装置によればＨ面及びＥ面共に、２７０°の向に対して利得が減衰する特性を呈し、バックローブの放射が小さいことが解る。この結果、前後比が大きいアンテナを得ることができる。
【００１１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば前後比が大きいアンテナ装置を提供できるから、不要方向への電波の洩れを少なくすることができる。この結果として、例えばビル内サービス用アンテナとして利用した場合、屋外への不要電波の洩れを少なくできるから、屋外における無線ゾーンへの干渉を軽減することができる利点が得られる。また他の反射板２を４０°〜５０°程度に傾けた構造としたから、アンテナ装置の全高を低くすることができる。この結果天井裏に設置が可能となり使い勝手のよいアンテナ装置を提案することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるアンテナ装置の一実施例を説明するための斜視図。
【図２】この発明の要部の特性を説明するための曲線図。
【図３】この発明によるアンテナ装置と従来のアンテナ装置の放射特性を比較して示したグラフ。
【図４】図３と同様の他の断面方向の放射特性を示すグラフ。
【図５】従来のアンテナ装置の構造を示す斜視図。
【符号の説明】
１ 平面反射板 ３ １／４波長モノポールアンテナ
２ 他の平面反射板

Claims (2)

1. 正方形の第１平面反射板１の中央に４分の１波長モノポールアンテナが配置され、上記第１平面反射板１の一辺に第１平面反射板１の一辺の長さの約半分の長さの第２平面反射板２が、取付け辺を互いに一致させて取付けられ、上記第１平面反射板１と上記第２平面反射板２とのなす角度が４０°〜５０°であることを特徴とするアンテナ装置。
2. 上記第１平面反射板１の一辺が０．５３λ（使用周波数の波長をλ）であることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。

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