JP3757907B2 - 双ループアンテナ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、双ループアンテナ素子に関する。
【0002】
【従来の技術】
図6は従来の双ループアンテナの外観斜視図であり、図7は図6に示した双ループアンテナの給電部の拡大図である。
【0003】
図6及び図7に示す双ループアンテナは、反射板(例えば金めっき銅板、銀めっき銅板、アルミニウム板等)1と、反射板1に垂直になるように一端(図では下端)が固定された直線状の分岐導体(例えば金めっき銅棒、銀めっき銅棒、アルミニウム棒等)2と、給電外部導体3aと反射板1とが接触するように反射板1を貫通すると共に分岐導体2と平行に固定された同軸給電線路3と、同軸給電線路3の給電外部導体3a及び分岐導体2の他端にそれぞれ接続され、反射板1と平行に配置された平行二線4(4a、4b)と、同軸給電線路3の給電内部導体3bと分岐導体2の他端(この場合上端)とを接続するジャンパー(例えば金めっき銅板、銀めっき銅板、アルミニウム板等)5と、平行二線4の両端にそれぞれ接続されたループアンテナ素子6a、6bとで構成されている。
【0004】
同軸給電線路3及び分岐導体2の反射板1からの長さ(図では高さ)Lは使用電波の波長の1/4となっている。これらの分岐導体2、同軸給電線路3、平行二線4a、4b及びジャンパー5とで平衡不平衡変換回路(給電部)7を構成しており、同軸給電線路3の不平衡伝送線路を、平衡二線4a、4bの平衡伝送線路に変換している。
【0005】
同軸給電線路は、給電内部導体と、給電内部導体の外周に絶縁体を介して形成された給電外部導体とで構成されており、一端(図では下端)から電波が入力される。入力された電波は平行二線を通ってループに電波が到達して電波が放射され、双ループアンテナとして動作する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
図8は双ループアンテナの理想的な振幅指向性を示す図であり、極から延びた半直線は利得を示し、周方向の角度は反射板を垂直に配置した場合の水平面内の角度を示す。図9は双ループアンテナの理想的な位相指向性を示す図であり、横軸は方位角を示し、縦軸は位相角を示す。図10は双ループアンテナの理想的な4面合成指向性を示す図であり、極から延びた半直線は利得を示し、周方向の角度は反射板を垂直に配置した場合の水平面内の角度を示す。
【0007】
振幅指向性、位相指向性ともに左右対称であることが分かる。このとき、90度ずつ向きの異なる4面のアンテナを配置したときの合成指向性は、角度による電界強度の差が少ない無指向性となる。
【0008】
しかしながら、給電部によって平衡不平衡変換を完全に行うことは難しく、平行二線の電流の位相が完全に逆相とはならない。このため、双ループアンテナ本来の動作ではない同相電流がループに現れ、不要放射が発生する。この不要放射により図9に示すように放射電界の位相指向性が左右非対称に歪んでしまう。図5に示すような双ループアンテナを4方向に向かって垂直に配置したときの合成指向性が図10に示すように左右非対称になり、方位角による電界強度の落ち込みが大きくなるという問題があった。
【0009】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、左右対称な指向性が得られる双ループアンテナを提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、反射板と、反射板に垂直になるように一端が固定された直線状の分岐導体と、給電外部導体と反射板とが接触するように反射板を貫通すると共に分岐導体と平行に固定された同軸給電線路と、同軸給電線路の給電外部導体及び分岐導体の他端にそれぞれ接続され、反射板と平行に配置された平行二線と、同軸給電線路の給電内部導体と分岐導体の他端とを接続するジャンパーと、平行二線の両端にそれぞれ接続されたループアンテナ素子とを備えた双ループアンテナにおいて、分岐導体及び同軸給電線路の反射板から平行二線までの長さが異なると共に平行二線の少なくとも一方に段差が形成されているものである。
【0011】
本発明によれば、分岐導体及び同軸給電線路の反射板からの長さが異なるので、同軸給電線路からの電波が平行二線のうちの分岐導体側と同軸給電線路側とに乗り移る位相をずらすことができる。このずれを利用して平行二線の分岐導体側と同軸給電線路側と流れる電流が逆相になるように反射板からの分岐導体及び同軸給電線路の長さを調整すれば、同相電流による不要放射をなくして指向性を左右対称にすることができる。この結果、双ループアンテナを4方向に向かって配置したときの合成指向性が無指向性となる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【0013】
図1は本発明の双ループアンテナの給電部の一実施の形態を示す外観斜視図である。尚、図5に示した従来例と同様の部材には共通の符号を用いた。
【0014】
基本的な動作原理は図5に示した従来例と同様であるが、本発明は分岐導体及び同軸給電線路の反射板から平行二線までの長さが異なっている点が特徴である。
【0015】
すなわち、本発明の双ループアンテナは、反射板1と、反射板1に垂直になるように一端(図では下端)が固定された直線状の分岐導体2と、給電外部導体3aと反射板1とが接触するように反射板1を貫通すると共に分岐導体2と平行に固定された同軸給電線路3と、給電外部導体3a及び分岐導体2の他端(この場合上端)にそれぞれ接続され、反射板1と平行に配置された平行二線4a、4bと、給電内部導体3bと分岐導体2の他端とを接続するジャンパー5と、平行二線4a、4bの両端にそれぞれ接続されたループアンテナ素子(図6参照)6a、6bとを備え、分岐導体2及び同軸給電線路3の反射板1からの平行二線4a、4bまでのそれぞれの長さLa、Lbが異なると共に平行二線4a、4bの両方に段差4aa、4bbが形成されているものである。
【0016】
これらの分岐導体2、同軸給電線路3、平行二線4a、4bの段差4aa、4bb及びジャンパー5とで平衡不平衡変換回路(給電部)70を構成しており、同軸給電線路3の不平衡伝送線路を、平行二線4a、4bの平衡伝送線路に変換している。
【0017】
双ループアンテナ素子6a、6bは同一平面上に位置するため、両段差4aa、4bbは互いに離れる方向(この場合上下方向)に形成されている。
【0018】
このように分岐導体2及び同軸給電線路3の反射板1からの長さLa、Lbが異なるので、同軸給電線路3からの電波が平行二線4のうちの分岐導体側4aと同軸給電線路側4bとに乗り移る位相をずらすことができる。このずれを利用して平行二線4a、4bの分岐導体側4aaと同軸給電線路側4bbと流れる電流が逆相になるように反射板1からの分岐導体2の長さLa及び同軸給電線路3の長さLbとを調整すれば、同相電流による不要放射をなくして指向性を左右対称にすることができる。この結果、双ループアンテナを4方向に向かって配置したときの合成指向性が無指向性となる。
【0019】
図2は図1に示した給電部を用いた双ループアンテナの振幅指向性を示す図であり、極から延びた半直線は利得を示し、周方向の角度は反射板を垂直に配置した場合の水平面内の角度を示す。図3は図1に示した給電部を用いた双ループアンテナの位相指向性を示す図であり、横軸は方位角を示し、縦軸は位相角を示す。図4は図1に示した給電部を用いた双ループアンテナの4面合成指向性を示す図であり、極から延びた半直線は利得を示し、周方向の角度は反射板を垂直に配置した場合の水平面内の角度を示す。
【0020】
振幅指向性、位相指向性ともに左右対称であることが分かる。このとき、90度ずつ方向の異なる4面のアンテナを配置したときの合成指向性は、角度による電界強度の差が少ない無指向性となる。
【0021】
図5は本発明の双ループアンテナの給電部の他の実施の形態を示す外観斜視図である。
【0022】
図1に示した給電部との相違点は、平行二線4a、4bのうち同軸給電線路側4bに段差4bbが形成されている点である。
【0023】
これらの分岐導体2、同軸給電線路3、分岐導体側4a、段差4bb及びジャンパー5とで平衡不平衡変換回路(給電部)71を構成しており、同軸給電線路3の不平衡伝送線路を、平衡二線4a、4bの平衡伝送線路に変換している。
【0024】
このように形成しても図1に示した給電部と同様の効果が得られる。
【0025】
尚、本実施の形態では平行二線4の同軸給電線路側4bに段差4bbが形成されているが、平行二線4a、4bのうちの分岐導体側4aにのみ段差4aaを形成してもよい。
【0026】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、左右対称な指向性が得られる双ループアンテナを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の双ループアンテナの給電部の一実施の形態を示す外観斜視図である。
【図2】図1に示した給電部を用いた双ループアンテナの振幅指向性を示す図である。
【図3】図1に示した給電部を用いた双ループアンテナの位相指向性を示す図である。
【図4】図1に示した給電部を用いた双ループアンテナの4面合成指向性を示す図である。
【図5】本発明の双ループアンテナの給電部の他の実施の形態を示す外観斜視図である。
【図6】従来の双ループアンテナの外観斜視図である。
【図7】図6に示した双ループアンテナの給電部の拡大図である。
【図8】双ループアンテナの理想的な振幅指向性を示す図である。
【図9】双ループアンテナの理想的な位相指向性を示す図である。
【図10】双ループアンテナの理想的な4面合成指向性を示す図である。
【符号の説明】
1 反射板
2 分岐導体
3 同軸給電線路
3a 給電外部導体
3b 給電内部導体
4、4a、4b 平行二線
5 ジャンパー
70 平衡不平衡変換回路(給電部)
Claims (1)
- 反射板と、該反射板に垂直になるように一端が固定された直線状の分岐導体と、給電外部導体と上記反射板とが接触するように上記反射板を貫通すると共に上記分岐導体と平行に固定された同軸給電線路と、該同軸給電線路の給電外部導体及び上記分岐導体の他端にそれぞれ接続され、上記反射板と平行に配置された平行二線と、上記同軸給電線路の給電内部導体と上記分岐導体の他端とを接続するジャンパーと、上記平行二線の両端にそれぞれ接続されたループアンテナ素子とを備えた双ループアンテナにおいて、上記分岐導体及び上記同軸給電線路の反射板からの上記平行二線までの長さが異なると共に上記平行二線の少なくとも一方に段差が形成されていることを特徴とする双ループアンテナ。
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