JP3785056B2 - アンテナ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は移動通信システムなどに使用するアンテナ装置に係わり、特に移動通信用の基地局に使用されるアンテナ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車・携帯電話等の移動通信用の基地局アンテナ装置としては反射器と半波長ダイポールアンテナ素子を垂直方向に多段に配列したアンテナが使用されている。従来、前記の半波長ダイポールアンテナは製造の簡易化・経済化のためプリント基板上に構成される場合が多い。
図１に従来のアンテナ装置の構成を示す。
このアンテナ装置は鉛直方向に反射面を持つ第１の反射板１１と第２の反射板１２を約120°の角をなすように片側の端面を接続して反射器１０を構成し、半波長ダイポールアンテナ２１とある間隔を離した無給電素子３１を誘電体基板４１上に構成し、無給電素子３１を前方にして誘電体基板４１は反射板のなす角を２等分する平面に配置される。
【０００３】
このように従来のアンテナ装置は左右対称に構成されることが一般的に採られている。
しかし、アンテナ装置の設置スペースなどの問題により、図２（Ａ）に示すように前記のアンテナ装置を２個（アンテナ装置Ａ，Ｂ）を１つのレドーム（円筒状カバー）５０に内蔵して使用することがあり、前記方法では給電回路６０Ａ,６０Ｂを反射器の後方に構成すると２つの給電回路が接触する構成となる。
また、図２（Ｂ）に示すように反射板１２Ａ、１１Ｂを離して設けて給電回路６０Ａ,６０Ｂを接触させないように構成するとアンテナ装置の直径が大きくなってしまう。
【０００４】
そこで図２（Ｃ）に示すように、半波長ダイポールアンテナ２２Ａ,２２Ｂと無給電素子３２Ａ,３２Ｂを表面に構成した誘電体基板４２Ａ,４２Ｂを片側の反射板１１Ａ,１２Ｂから斜めに差し入れることでアンテナ装置の径を小さくすることが可能である。（特開平６−２０４７３５号公報 参照）
図３は、上記方法でのアンテナ装置の構成を示す斜視図及び断面図である。
このアンテナは無給電素子３２と半波長ダイポールアンテナ２２が同一の誘電体基板４２上に構成されているため、図４に示すように主ビーム方向が正面方向より傾いてしまい、指向性が各反射板がなす角を２等分する平面を軸として対称とはならない、また無給電素子と半波長ダイポールアンテナの形状、配置は固定されているためインピーダンス整合が取りにくい欠点があった。。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、(1)ビームの傾きを補正して指向性を正面方向に対して左右対称とし、またインピーダンス整合を取りやすくする、(2)小型化を可能として風圧荷重を低減する、アンテナ装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、無給電素子を半波長ダイポールアンテナを設けた誘電体基板上に構成せず別体とし、最適な大きさで配置することにより、ビームの傾きを補正し、また、インピーダンス整合を取りやすくする。また、半波長ダイポールアンテナを表面に構成した誘電体基板を片側の反射板から斜めに差し入れて構成することにより給電回路との接続を容易として小型化が可能となり風圧荷重を低減できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の良好な実施の形態を図面に基づき詳しく説明する。
（実施例１）
図５は本発明の実施例１のアンテナ装置の構成を示す斜視図、断面図である。
本実施例は使用周波数を２GHz帯とした場合である。
第１の反射板１１、第２の反射板１２の幅を45mm、２つの反射板がなす角を120°として片側を接続して反射器（コーナーレフレクタ）１０を構成し、第２の反射板１２の第１の反射板１１に接する辺から15mmの個所から第２の反射板に対して垂直に半波長ダイポールアンテナ２３がプリントされた誘電体基板４３を設置する。プリント半波長ダイポールアンテナ２３の幅は８mm、長さは63mm（約１／２波長）である。また、第１，第２の反射板が接する辺５２からダイポールアンテナ２３の中心までの距離は30mm（約１／４波長）とする。
【０００８】
次に無給電素子３３は第１、第２の反射板がなす角を二等分する面に直交し中心線が、第１、第２の反射板が接する辺５２から35.5mm（約 0.2 ４波長）の位置に誘電体基板等に支持することにより配置され、幅48mm（約0.32波長）、長さ35mm（約0.23波長）とする。
このときの、ＶＳＷＲ(Voltage Standing Wave Ratio：電圧定在波比)の特性を図６に示す。また、水平面内の指向特性を図７に示す。インピーダンス整合が取りやすくなるために図６に示すようにＶＳＷＲが低減されている。また、図７に示すようにビームの傾きが補正されていることが分かる。
（実施例２）
本発明の実施例２のアンテナ装置の断面図を図８に示す。
【０００９】
本実施例は実施例１に記載のアンテナ装置を２台用いて一方のアンテナ装置Ａの第２の反射板１２Ａともう一方にアンテナ装置Ｂの第１の反射板１１Ｂを貼り合わせて（あるいは反射板を共通化して）アンテナ装置としたものである。このように構成することによりアンテナ装置の小型化、重量の低減を図ることができる。
図９に本実施例のアンテナ装置の水平面内指向特性を示す。
また、実施例１のアンテナ装置、あるいは実施例２のアンテナ装置を垂直方向に複数段重ねて配置することにより利得を高めることができる。
【００１０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、(1)無給電素子を半波長ダイポールアンテナを設けた誘電体基板上に構成せず最適な大きさで配置することにより、ビームの傾きを補正して指向性を左右対称にでき、また、インピーダンス整合を取りやすくなる。(2)半波長ダイポールアンテナを表面に構成した誘電体基板を片側の反射板から斜めに差し入れるように構成して半波長ダイポールアンテナを反射器の内部に配置して全体を小型化することにより風圧荷重を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来構造のアンテナ装置の構成例を示す斜視図、断面図。
【図２】従来構造のアンテナ装置を２台１つのレドームに内蔵する場合の各構成例を示す断面図。
【図３】従来構造のアンテナ装置を２台１つのレドームに内蔵する一構成例を示す斜視図。
【図４】図３に記載のアンテナ装置の水平面内指向性を示す図。
【図５】実施例１の構成を示す斜視図、断面図。
【図６】実施例１のアンテナ装置のVSWRを示す特性図。
【図７】実施例１のアンテナ装置の２GHz帯の水平面内指向性を示す図。
【図８】実施例２の構成を示す斜視図、断面図。
【図９】実施例２のアンテナ装置の２GHz帯の水平面内指向性を示す図。
【符号の説明】
１０ 反射器
１１ 第１の反射板
１２ 第２の反射板
２１、２２、２３ 半波長ダイポールアンテナ
３１、３２、３３ 無給電素子
４１、４２、４３ 誘電体基板
５０ レドーム
６０ 給電回路

Claims (3)

1. 鉛直方向に反射面を持つ第１の反射板と第２の反射板の片側を接続してある角を成すように配置した反射器と、
   使用周波数の波長の０．４２倍の半波長ダイポールアンテナを表面に構成し、前記第１の反射板と第２の反射板がなす角を２等分する面上の、第１の反射板と第２の反射板が接する辺より使用周波数における波長の０．２倍前方の中心に、前記半波長ダイポールアンテナが位置するように前記２等分する面に対してある角度で傾けて片側の反射板から斜めに差し入れた誘電体基板と、
   前記第１の反射板と第２の反射板が接する辺より使用周波数における波長の０．２４倍前方に、前記２等分する面に対して中心線を一致させかつ面を直交させ、鉛直方向と横方向の長さが使用周波数における波長の０．２３倍と０．３２倍の長方形の無給電素子とを配置したことを特徴とするアンテナ装置。
2. 請求項１に記載のアンテナ装置を２台、一方は放射方向に向かって左側の反射器、もう一方は右側の反射器を貼り合わせるか、もしくは共通化させて配置したことを特徴とするアンテナ装置。
3. 請求項１又は２に記載のアンテナ装置を垂直方向に複数段に設けたことを特徴とするアンテナ装置。

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