JP4512279B2 - antenna - Google Patents

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JP4512279B2
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【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の周波数帯の電波を送受信するためのアンテナに関するものであり、特に、屋内で電波の送受信を行う無線ＬＡＮシステムの他、例えば、工場や学校などのように複数の建物間で電波の送受信を行う無線ＬＡＮシステムにも用いられ、放射器および導波器を収容する収容部材を備えて構成されるアンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、放射器を導波器および反射器で挟むように構成された所謂八木アンテナが知られており、この八木アンテナに備えられる放射器は、導波器により呼び込まれる電波を受信し、また、導波器が備えられる方向に電波を送信するよう動作する。そして、アンテナは様々な用途に用いられている。
【０００３】
一方、近年、工場や学校などの一定範囲内において無線通信を行うための無線ＬＡＮシステムが開発されており、この無線ＬＡＮシステムにおける電波の送受信を行うための無線ＬＡＮ用アンテナには、放射器、導波器および反射器が備えられており、基本構成は八木アンテナと同様である。
【０００４】
ここで、従来の無線ＬＡＮ用アンテナ１０１の一例を図９に示す。なお、図９において、（ａ）は無線ＬＡＮ用アンテナ１０１の全体構成図であり、（ｂ）は（ａ）に示す無線ＬＡＮ用アンテナ１０１を右方向から見た側面図であり、（ｃ）は無線ＬＡＮ用アンテナ１０１の内部構造を示す説明図である。
【０００５】
この従来の無線ＬＡＮ用アンテナ１０１は、図９（ａ）に示すように、内部に放射器３０、複数の導波器３５および反射器１１２が収容された略円筒形状の大型収容部材１３３と、大型収容部材１３３を保持するための導電性を有する金属材料からなる支持部材１１と、支持部材１１と連結される第１固定金具１５と、第１固定金具１５との間で支柱３９を挟持する第２固定金具１７と、を備えている。
【０００６】
そして、大型収容部材１３３は、先端部１３３ａ（図９（ａ）における右端）および後端部１３３ｂが開口した円筒形状（断面が円形の管状形状）であり、絶縁性材料であるＦＲＰで形成されている。なお、大型収容部材１３３が円筒形状であることは、図９（ｂ）に示す無線ＬＡＮ用アンテナ１０１の側面図からも判る。また、大型収容部材１３３は、先端部１３３ａがカバー１３４で閉塞されている。
【０００７】
そして、複数の導波器３５は、大型収容部材１３３の内部空間に固定された導波器支持部３７に支持されて一定間隔で配列されている。
また、放射器３０は、ダイポールアンテナで構成されており、この放射器３０（以下、ダイポール放射器３０ともいう）と同軸ケーブルＣＡとの間には平衡−不平衡変換を行う平衡−不平衡変換回路３０ａ（以下、バラン３０ａともいう）が備えられている。
【０００８】
さらに、円盤形状の反射器１１２は、大型収容部材１３３の内部において、ダイポール放射器３０と後端部１３３ｂとの間に配置されており、反射器１１２の反射面１１２ａとダイポール放射器３０との間隔は、無線ＬＡＮ用アンテナ１０１が送受信する電波の波長λの略４分の１の長さに設定されている（図９（ｃ）参照）。
【０００９】
このようにして、複数の導波器３５、ダイポール放射器３０および反射器１１２が一直線上に配置されることで、ダイポール放射器３０は、導波器３５の側から飛来する電波を受信すると共に、導波器３５の側に電波を送信している。また、反射器１１２は、大型収容部材１３３の後端部１３３ｂの側から飛来する不要な電波がダイポール放射器３０に対して流入するのを遮るとともに、ダイポール放射器３０で受信するための発信源から飛来する電波を反射して、ダイポール放射器３０に向かわせるように動作する。
【００１０】
次に、支持部材１１は、連結用ボルト２１によって第１固定金具１５と連結固定されている。さらに、第１固定金具１５および第２固定金具１７は、互いの間で支柱３９を挟持する状態で、固定用ボルト２３により連結されている。なお、第１固定金具１５および第２固定金具１７については、後述する図１に示す第１実施例の無線ＬＡＮ用アンテナ１と同様の構成であり、これらの部材の説明については、第１実施例の無線ＬＡＮ用アンテナ１の説明において記載する。また、支持部材１１は、第１実施例の無線ＬＡＮ用アンテナ１とほぼ同様の構成であるが、従来の無線ＬＡＮ用アンテナ１０１における支持部材１１は、第１固定金具１５に対する方向を変更できず、取付方向が固定となるように構成されている。
【００１１】
なお、このような従来の無線ＬＡＮ用アンテナ１０１は、八木アンテナの一例である地上波のテレビ受信用アンテナに比べて、導波器３５などの各素子が比較的細く形成されている。そして、屋外のように風雨にさらされる環境に設置されることがあるため、外力によって各素子が変形する虞がある。このことから、従来の無線ＬＡＮ用アンテナ１０１は、一直線上に配列されたダイポール放射器３０、複数の導波器３５および反射器１１２を収容する大型収容部材１３３を備えて、各素子を外部に露出しないよう構成することで、各素子が外力によって変形するのを防止している。なお、大型収容部材１３３は、内部に備えられるダイポール放射器３０での電波の送受信を妨害することがないように、例えばＦＲＰなどの絶縁性材料で構成されている。
【００１２】
そして、この大型収容部材１３３が、後端部１３３ｂに嵌合される支持部材１１によって支持されて、ダイポール放射器３０、導波器３５および反射器１１２が電波の送受信に適した方向に配列されることにより、無線ＬＡＮ用アンテナ１０１は、無線ＬＡＮシステムでの情報伝達に用いられる電波の送受信を行う。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図９に示す従来の無線ＬＡＮ用アンテナ１０１においては、ダイポール放射器３０における同軸ケーブルＣＡとの接続部がダイポール放射器３０の略中心位置であるため、同軸ケーブルＣＡを垂下させて配線した場合、大型収容部材１３３の内部において、同軸ケーブルＣＡが、ダイポール放射器３０の近傍で偏波面と同じ方向に配線されることになる。そして、電波の送受信方向における放射器の近傍において偏波面と同じ方向に配置される導電性材料は、その放射器における電波の送受信に影響を及ぼすことから、垂下させて配線した同軸ケーブルＣＡは、ダイポール放射器３０における電波の送受信に悪影響を与えてしまうという問題がある。
【００１４】
これに対して、同軸ケーブルＣＡの配線方向を偏波面と同じ方向とならないようにするためには、例えば、図９（ｃ）に破線で示すように、大型収容部材１３３の後端部１３３ｂに向かうように同軸ケーブルＣＡを配線すれば良い。しかし、このような対策を実現するためには、支持部材１１などを同軸ケーブルＣＡの配線に対応した形状とする必要があるため、支持部材１１などの構造が複雑になると共に大型化して、無線ＬＡＮ用アンテナ１０１が大型化する虞がある。
【００１５】
また、平衡回路であるダイポールアンテナを、同軸ケーブルのような不平衡回路で給電する場合には、その接続点に、不要放射や不整合を避けるための平衡−不平衡変換回路（バラン３０ａ）を備える必要がある。このため、ダイポールアンテナを放射器３０として用いる場合には、放射器３０と同軸ケーブルＣＡとの間にバラン３０ａも取り付ける必要があり、取付作業が煩雑となると共に、無線ＬＡＮ用アンテナ１０１の構造が複雑となって大型化してしまう。
【００１６】
さらに、大型収容部材１３３が支持部材１１（詳細には、嵌合部１３）との嵌合により支持される構成である従来の無線ＬＡＮ用アンテナ１０１は、支持部材１１の嵌合部１３との嵌合領域が必要となるために、大型収容部材１３３の全長が長くなり、無線ＬＡＮ用アンテナ１０１のサイズが大きくなるという問題がある。つまり、大型収容部材１３３を確実に支持するためには、大型収容部材１３３における支持部材１１（嵌合部１３）との嵌合領域をある程度大きく確保する必要があり、より安定した支持を考慮して嵌合領域を大きく設けると、これに伴い大型収容部材１３３の全長が長くなり、無線ＬＡＮ用アンテナ１０１の全体サイズが大型化するのである。
【００１７】
このように、サイズが大型化した無線ＬＡＮ用アンテナは、重量が重くなり、また受風面積が大きくなるため、支持部材の強度を増大させる必要があると共に、大型化に伴い製造コストが上昇してしまう。
一方、こうした問題に対して、複数の素子からなる導波器３５の個数を減らすことにより、無線ＬＡＮ用アンテナの全長を短縮でき、重量を軽量化できるが、導波器３５の個数を減少させた無線ＬＡＮ用アンテナは、指向性が広がり、利得が低下してしまう。
【００１８】
そこで、本発明は、アンテナにおいて、電波の送受信に対する同軸ケーブルの悪影響を抑えつつ、サイズの大型化を抑えることを第１の目的とし、また、指向性を適切に設定するとともに利得が低下するのを防ぐことを第２の目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記の第１目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、放射器と導波器とを一直線上に配列する状態で、放射器および複数の導波器を内部に収容する筒状の絶縁性材料からなる収容部材が、端部と嵌合可能に形成された支持部材により支持される構成のアンテナであって、放射器が、スリーブアンテナまたはモノポールアンテナで構成されていることを特徴とする。なお、このアンテナにおいては、放射器は、用途に応じた所定の周波数帯の電波を送受信しており、複数の導波器は、放射器に前記電波を呼び込むためのものであり、支持部材は、放射器および導波器が配列される直線方向における収容部材の端部のうち放射器に近い端部（以下、後端部とする）と嵌合して、収容部材を支持するものである。
【００２０】
そして、スリーブアンテナおよびモノポールアンテナは、同軸ケーブルの軸方向の延長線上に配置される構成であるため、スリーブアンテナまたはモノポールアンテナで構成された放射器における同軸ケーブルとの接続部は、放射器の中心部分ではなく放射器の端部となる。このことから、同軸ケーブルを垂下させて配線して、放射器自体の近傍において偏波面と同じ方向に同軸ケーブルが配置されても、収容部材の内部において放射器と同軸ケーブルとが重なることが無く、同軸ケーブルが放射器における電波の送受信に悪影響を与えることはない。
【００２１】
また、スリーブアンテナまたはモノポールアンテナで構成される放射器を用いることで、同軸ケーブルを収容部材の後端部側に向けて配線する必要が無くなることから、支持部材などの構造をケーブル配線に対応させる必要が無くなり、支持部材などの複雑化および大型化を防止でき、アンテナの大型化を抑制することができる。
【００２２】
よって、本発明（請求項１）のアンテナによれば、同軸ケーブルを収容部材から垂下させて配線する場合でも、同軸ケーブルが放射器における電波の送受信に対して悪影響を及ぼすのを抑制でき、また、同軸ケーブルを垂下させて配線できることからアンテナの大型化を抑制することができる。
【００２３】
また、スリーブアンテナを用いる場合には、平衡−不平衡変換回路を備える必要が無いため、平衡−不平衡変換回路の設置領域を省略することでアンテナを小型化することができ、また、平衡−不平衡変換回路の設置作業が不要となるため、ダイポールアンテナに比べて収容部材への取付作業が容易になる。
【００２４】
なお、スリーブアンテナとは、送受信する電波の波長λの略４分の１の長さに形成された導電性材料からなる管状部材（スリーブ）を備えるものである。
また、放射器としてモノポールスリーブアンテナを用いた場合においても、上述したアンテナと同様の効果を奏することになる。
【００２５】
次に、上述（請求項１）のアンテナについては、支持部材が、収容部材の後端部に内嵌可能な柱状に形成されると共に、少なくとも放射器に対向する対向面が導電性材料で形成され、この対向面が放射器に対する反射器として備えられる。
即ち、請求項１に記載のアンテナは、独立した一個の素子として反射器を備えるのではなく、支持部材の対向面を反射器として機能させて、放射器への不用な電波の流入を遮ると共に、発信源から飛来する電波を対向面で反射することで放射器に向かう電波を増大させている。これにより、反射器を独立した一個の素子として備える場合に比べて、反射器と支持部材との間隔および反射器の厚さ分だけ収容部材を短く形成することができる。
【００２６】
よって、本発明（請求項１）のアンテナによれば、放射器および導波器の配列方向における収容部材の長さを短縮でき、アンテナ自体の大型化を抑えることができる。
なお、支持部材の対向面を反射器としてより効率よく機能させるためには、支持部材の対向面と放射器との間隔は、放射器で受信すべき電波の波長λの略４分の１程度の長さに設定することが最も望ましい。
【００２７】
ところで、支持部材は、少なくとも対向面を導電性材料で構成する必要があると共に、収容部材を支持するための強度を備える必要があることから、例えば、導電性を有すると共に一定の強度を有する金属材料で全体を構成するとよい。しかし、電波は導電性材料の表面を伝播する性質を有することから、全体が導電性を有する金属材料で構成される支持部材においては、対向面で反射すべき電波の一部が、放射器に向かうように反射せずに、対向面から支持部材の表面を通じて漏洩することがある。このような電波の漏洩が発生すると、放射器で受信される電波が減少してしまい、アンテナの利得が低下する虞がある。
【００２８】
そこで、上述（請求項１）のアンテナにおいては、請求項２に記載のように、支持部材が、対向面の周囲端部から放射器に向かう方向に延設された導電性材料からなる延設部を備えるとよい。
つまり、支持部材に延設部を設けることで、対向面から延設部の内表面を通じて伝播して支持部材の外部に漏洩する電波が、延設部のうち電波の発信源に近い端部において、発信源から直接飛来した電波と干渉することになる。この干渉の影響により、延設部の内表面を伝播する電波は、延設部の端部から外表面に向かう方向には伝播し難くなり、電波の漏洩を防止でき、アンテナの利得の低下を抑制できる。
【００２９】
また、支持部材にこのような延設部を設けることで、対向面と延設部の内表面とでコーナー反射器的な動作を実現することができ、対向面のみで反射器を構成する場合に比べて、サイドローブおよびバックローブを抑制することができる。このようにサイドローブおよびバックローブを改善することで、本来受信すべき周波数帯の電波に関するアンテナの利得が向上する。
【００３０】
さらに、延設部は、支持部材における収容部材との嵌合領域としても利用可能となるため、延設部を備える支持部材は、従来嵌合領域として備えられた部分の長さ、つまり支持部材における放射器とは反対側の端部から対向面までの長さを短縮した場合でも、嵌合領域を確保することができ、収容部材を支持することができる。そして、支持部材のうち、対向面から放射器とは反対側の端部までの長さを短縮することで、アンテナの全長を短縮することができ、アンテナの小型化が可能となる。
【００３１】
よって、本発明（請求項２）のアンテナによれば、支持部材に設けられる延設部により、支持部材の表面を伝播する電波の漏洩を防ぐと共に、コーナー反射器的な動作を実現することで、アンテナの利得の向上を図ることができる。また、支持部材における対向面から放射器とは反対側の端部までの長さを短縮する場合でも、延設部が嵌合領域となって収容部材を支持することができ、アンテナの小型化を実現することができる。
【００３２】
なお、延設部は、対向面から放射器に向かう方向（延設方向）の長さを長くするほどアンテナの利得が向上するが、延設方向の長さが放射器で受信すべき電波の１波長λの略４分の１程度の長さに設定された延設部を備えることで、実用上有効な利得の向上を図ることができる。
【００３３】
ところで、アンテナの性能を示す指標としては、利得の他に指向性が挙げられるが、利得はその値が大きい（高利得である）ほどそのアンテナの性能が高いことを示すが、指向性はアンテナの用途に応じて最適な値が異なっている。すなわち、電波の発信源が一カ所である場合には、その発信源から送信される電波のみを受信するように指向性の狭い（鋭い）アンテナが適しており、一方で、より広い範囲からの電波を受信する場合には、指向性の広いアンテナが適している。
【００３４】
そこで、上述（請求項２）のように延設部を備えるアンテナは、請求項３に記載のように、延設部が、対向面の周囲端部のうち、要求される指向性に応じた位置から延設されているとよい。
つまり、延設部に関して指向性に大きく影響する要素は、対向面の周囲端部からの延設位置であり、延設部の内表面が電波の電界面に対して平行となるように延設部を設けることで指向性が狭く（鋭く）なり、また、延設部の内表面のうち、電界面に平行な面積が大きいほど、より指向性が狭く（鋭く）なる。
【００３５】
このことから、鋭い指向性が要求される用途においては、電波の電界面に対して平行で、かつ面積の大きい内表面を有する延設部となるように、対向面における延設部の延設位置を設定すると良い。また、比較的広い指向性が要求される用途においては、電波の電界面に対して平行で面積の比較的小さい内表面を有する延設部となるように、対向面における延設部の延設位置を設定すると良い。
【００３６】
よって、本発明（請求項３）のアンテナによれば、要求される指向性に近い指向性を有するアンテナを構成することができ、それぞれの用途に適したアンテナを実現することが可能となる。
なお、延設部は、電波の電界面に平行な位置にのみ設けるのではなく、対向面における周囲端部の全周にわたり設けても良い。
【００３７】
一方、アンテナに備えられる反射器は、その大きさが大きいほど、反射器としての機能をより発揮することができる。そこで、上述（請求項１から請求項３のいずれか）のアンテナは、請求項４に記載のように、支持部材が、収容部材よりも外側に形成される拡張部を備えるとよい。
【００３８】
つまり、収容部材の内部に配置される支持部材の対向面に加えて、拡張部を反射器として作用させ、放射器に対する反射器の面積を拡大するのである。これにより、対向面で反射する電波に加えて、拡張部で反射する電波が放射器に供給されることになり、アンテナの利得が向上する。
【００３９】
よって、本発明（請求項４）のアンテナによれば、拡張部を備えて反射器として機能させることにより、利得の向上を図ることができる。
また、請求項４に記載のアンテナにおいては、請求項５に記載のように、拡張部に、複数の溝からなるコルゲートが形成されているとよい。
【００４０】
つまり、溝の開口端において、支持部材の表面を伝播する電波のうち、溝に入り込む電波と溝から出てくる電波とが互いに干渉しあい、電波が溝よりも更に外部に伝播するのが抑制されるため、電波が支持部材の表面を伝播して漏洩するのを抑えることができる。
【００４１】
よって、本発明（請求項５）のアンテナによれば、支持部材の表面を伝播することによる電波の漏洩を防止でき、アンテナの利得の低下を抑制することができる。
ここで、導波器を収容部材の内部に挿入する挿入作業時においては、導波器は比較的細く形成されていることから、導波器が収容部材の内壁に衝突して損傷する場合がある。
【００４２】
この問題に対しては、請求項６に記載のアンテナのように、収容部材の内部に挿入されて収容部材の内壁間で挟持される外形を呈し、少なくとも導波器を保持するよう形成された絶縁性材料からなるエレメント保持部材、を備えるとよい。
つまり、エレメント保持部材は、その外表面が収容部材の内壁に接して挟持されることで、自身が収容部材の内部に配置されると共に、保持した導波器を収容部材の内部の所定位置に配置することができる。そして、エレメント保持部材が収容部材の内壁に当接していることから、導波器の挿入作業時に、導波器が収容部材の内壁に向かう方向に変位するのを抑制でき、導波器が収容部材の内壁に衝突するのを防ぐことができる。
【００４３】
よって、本発明（請求項６）のアンテナによれば、エレメント保持部材を用いることで、収容部材への挿入作業時に導波器が損傷するのを防ぐことができる。
なお、エレメント保持部材は、絶縁性材料からなるため電波に対して影響を及ぼすことはなく、放射器に電波を呼び込むという導波器の機能を損なうことはない。そして、エレメント保持部材は、例えば、発泡スチロールで形成することができる。
【００４４】
そして、エレメント保持部材は、例えば、請求項７に記載のように、少なくとも２つに分割可能に構成され、分割された各部材の間で導波器を挟持するよう構成すると良い。
つまり、このように構成したエレメント保持部材は、導波器を容易に保持することができる。また、エレメント保持部材と導波器との相対位置を精度良く決定することができ、ひいては収容部材の内部における導波器の位置を精度良く決定することができる
よって、本発明（請求項７）のアンテナによれば、導波器の配置位置を精度良く決定することができ、寸法精度の誤差によるアンテナの性能低下を防止することができる。
【００４５】
なお、複数の導波器が、例えば、導波器支持部材などで一体に固定されている場合には、全ての導波器を保持するのではなく、一部の導波器を支持すると共に導波器支持部材を保持することで、すべての導波器を所定位置に配置するようにしてもよい。
【００４６】
また、エレメント保持部材は、例えば、請求項８に記載のように、収容部材の内部における少なくとも複数の導波器の配置領域を含む大きさに構成されると共に、導波器を挿入可能な複数の挿入孔を備え、この複数の挿入孔の内部に複数の導波器を保持するよう構成しても良い。
【００４７】
つまり、このエレメント保持部材は、すべての導波器を自身の内部に配置するものであり、挿入孔の位置を精度良く決定することで、導波器の位置を精度良く決定することができる。また、複数の導波器を一体に固定するための導波器支持部材を省略することができる。
【００４８】
なお、導波器を挿入孔の内部に固定するためには、挿入孔をその内壁で導波器を挟持できる大きさに形成すればよく、また、導波器の脱落を確実に防止するためには、例えば挿入孔の開口部を封止するための封止栓を用いると良い。
また、上述（請求項６から請求項８のいずれか）のアンテナにおいては、請求項９に記載のように、エレメント保持部材が、放射器を配置するための放射器配置部を備えるとよい。
【００４９】
つまり、エレメント保持部材が放射器配置部を備えることにより、エレメント保持部材により保持される導波器と放射器配置部に配置される放射器との相対位置は一定となる。このため、導波器および放射器をそれぞれ個別に収容部材の内部に固定する場合に比べて、放射器配置部を備えるエレメント保持部材を用いる場合には、導波器と放射器との相対位置を精度良く決定することが可能となる。
【００５０】
よって、本発明（請求項９）のアンテナによれば、導波器と放射器との相対位置を精度良く決定することができるため、寸法誤差の発生を防止でき、アンテナの性能低下を防ぐことができる。
ところで、アンテナの用途は様々であるが、その一つとして無線ＬＡＮシステムが挙げられる。この無線ＬＡＮシステムは、屋内のみで電波の送受信を行う構成のものに限定されることはなく、たとえば、工場や学校などのような一定の敷地内において複数の建物間で電波の送受信を行うように構成される場合がある。そして、敷地の状況によっては、複数の建物の高さや地面の高さなどがそれぞれ異なるために、無線ＬＡＮ用アンテナの方向を、斜め上向きや斜め下向きに設定する必要がある。
【００５１】
一方、一般的な無線ＬＡＮ用アンテナは、支柱を挟持可能な構造の固定部によって支柱に固定される構造が一般的であり、支柱を回転軸として回転することで方向が変更できるように構成されている。そして、支柱はその軸が水平面に対して垂直（鉛直）となるように設置されていることから、無線ＬＡＮ用アンテナは、左右方向には方向が変更できるものの常に水平方向を向くことになり、上下方向に方向を変えることができない構成となる。
【００５２】
そこで、上述（請求項１から請求項９のいずれか）のアンテナにおいては、請求項１０に記載のように、固定部が、当該アンテナを設置するための支柱を挟持し、連結固定部が、支柱の軸に対して垂直な面に対する放射器および導波器の配列方向が変更可能となるように、支持部材を固定部に連結固定するように構成すると良い。
【００５３】
このような連結固定部を設けることで、放射器および導波器の配列方向を、支柱を回転軸として左右方向に変更することに加えて、上下方向に変更することも可能となり、アンテナの方向を自由に設定することが可能となる。
よって、本発明（請求項１０）のアンテナによれば、使用環境の要求に応じて、アンテナの方向を最適に設定することができ、様々な環境において電波の送受信を安定して行うことが可能となる。
【００５４】
そして、上述（請求項１から請求項１０のいずれか）のアンテナは、請求項１１に記載のように、無線ＬＡＮシステムに用いる所定の周波数帯の電波を送受信するための無線ＬＡＮ用アンテナであるとよい。
つまり、無線ＬＡＮシステムに用いられる無線ＬＡＮ用アンテナに対しては、サイズの大型化を抑えることや、指向性を適切に設定するとともに利得が低下するのを防ぐという要求が高いことから、上述（請求項１から請求項１０のいずれか）のアンテナを無線ＬＡＮ用アンテナとして使用することで、その効果をより一層発揮することができる。
【００５５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施例を図面と共に説明する。
まず、図１は、本発明が適用された第１実施例の無線ＬＡＮ用アンテナ１の構成を表しており、（ａ）は無線ＬＡＮ用アンテナ１の全体構成図であり、（ｂ）は（ａ）に示す無線ＬＡＮ用アンテナ１を右方向から見た側面図であり、（ｃ）は無線ＬＡＮ用アンテナ１の内部構造を示す説明図である。
【００５６】
この無線ＬＡＮ用アンテナ１は、無線ＬＡＮシステムに用いる所定の周波数帯の電波の送受信に用いられるものであり、図１（ａ）に示すように、放射器３１および複数の導波器３５を内部に収容できる収容部材３３と、収容部材３３を保持するための支持部材１１と、支持部材１１と連結される第１固定金具１５と、第１固定金具１５との間で支柱３９を挟持する第２固定金具１７と、を備えている。
【００５７】
そして、収容部材３３は、先端部３３ａ（図１（ａ）における右端）および後端部３３ｂが開口した円筒形状（断面が円形の管状形状）であり、絶縁性材料であるＦＲＰで形成されている。なお、収容部材３３が円筒形状であることは、図１（ｂ）に示す無線ＬＡＮ用アンテナ１の側面図からも判る。また、収容部材３３は、先端部３３ａがカバー３４で閉塞されており、また、放射器３１を内部に挿通するための放射器挿通孔３３ｃが設けられている。
【００５８】
次に、複数の導波器３５は、一定間隔で配列された状態で導波器支持部３７に連結されており、また、導波器支持部３７および一部の導波器３５は、エレメント保持部材４３により挟持される。
また、エレメント保持部材４３は、収容部材３３の内部に挿入されて収容部材３３の内壁間で挟持される円柱形状であり、円柱をその中心軸を含む断面で分割した発泡スチロールからなる２つの部材で構成されている。そして、２つの部材は、互いの対向面に放射器３１を配置するための放射器配置溝４３ａと、導波器３５および導波器支持部３７を配置するための導波器配置溝４３ｂを備えている。なお、放射器配置溝４３ａおよび導波器配置溝４３ｂは、放射器３１と導波器３５との間隔が電波の送受信に適した間隔となるように、形成位置が定められている。
【００５９】
さらに、放射器３１は、スリーブアンテナで構成されており、放射器本体部３１ａには導電性材料からなる円筒形状のスリーブが備えられており、このスリーブの軸方向長さは、無線ＬＡＮ用アンテナ１が送受信する電波の波長λの略４分の１の長さに設定されている。そして、放射器３１は、同軸ケーブルＣＡ（図１では図示省略）の軸方向の延長線上に配置される構成であり、コネクタ部３１ｂで同軸ケーブルと接続される。
【００６０】
ここで、複数の導波器３５を収容部材３３の内部に配置する手順について、図１０を用いて説明する。
まず、第１段階では、複数の導波器３５および導波器支持部３７を、エレメント保持部材４３の一方の部材における導波器配置溝４３ｂに配置する（図１０における▲１▼）。次に、第２段階では、エレメント保持部材４３の２つの部材を重ね合わせることで、複数の導波器３５および導波器支持部３７を、エレメント保持部材４３の間で挟持する（図１０における▲２▼および▲３▼）。そして、第３段階では、複数の導波器３５および導波器支持部３７を挟持した状態のエレメント保持部材４３を、先端部３３ａから挿入して収容部材３３の内部に配置する（図１０における▲４▼）。このとき、エレメント保持部材４３は、放射器配置溝４３ａが収容部材３３の放射器挿通孔３３ｃと重なる位置まで挿入されて、収容部材３３の内壁間で挟持される。さらに、第５段階では、放射器３１を、収容部材３３の放射器挿通孔３３ｃから挿入して、エレメント保持部材４３の放射器配置溝４３ａに配置する（図１０における▲５▼）。
【００６１】
このような手順で、複数の導波器３５、導波器支持部３７、エレメント保持部材４３および放射器３１が収容部材３３の内部に配置される。このとき、放射器３１の放射器本体部３１ａおよび複数の導波器３５は、一直線上に配列され、放射器本体部３１ａは、複数の導波器３５の方向から飛来する電波を受信すると共に、導波器３５の方向に電波を送信している。
【００６２】
次に、図１（ａ）において、支持部材１１は、収容部材３３の後端部３３ｂに内嵌可能な円柱形状に形成された嵌合部１３と、第１固定金具１５と連結するための連結部１４とを備えており、第１固定金具１５に連結されるとともに収容部材３３の後端部３３ｂと嵌合されて、収容部材３３を支持している。なお、嵌合部１３と連結部１４とは、両者を一体に成形しても良く、あるいは別個独立に成形した後に接着、溶接またはネジ止めなどで連結しても良い。
【００６３】
ここで、図１（ｃ）に示すように、嵌合部１３は、その円柱形状の先端面である対向面１３ａが放射器本体部３１ａに対向するように、収容部材３３の後端部３３ｂに嵌合されている。このとき、対向面１３ａと放射器本体部３１ａとの間隔は、無線ＬＡＮ用アンテナ１が送受信する電波の波長λの略４分の１の長さに設定されており、対向面１３ａは、収容部材３３の後端部３３ｂの側から放射器３１に対して不要な電波が流入するのを遮るための反射器として動作する。また、反射器としての対向面１３ａは、放射器３１が受信すべき電波を反射して放射器本体部３１ａに進行させて、放射器３１が受信する電波を増大させる作用もある。
【００６４】
ここで、図９に示す従来の無線ＬＡＮ用アンテナ１０１と、図１に示す第１実施例の無線ＬＡＮ用アンテナ１とを比較すると、収容部材３３は、大型収容部材１３３に比べて、放射器３１および導波器３５の配列方向における長さが、長さＬ１（図９（ｃ）参照）だけ短いことが判る。これは、従来の無線ＬＡＮ用アンテナ１０１が、反射器１１２を独立した１個の部材として備えているのに対して、本第１実施例の無線ＬＡＮ用アンテナ１は、支持部材１１における嵌合部１３の対向面１３ａを反射器として備えており、独立した１個の反射器を備えていないためである。つまり、本第１実施例の無線ＬＡＮ用アンテナ１は、独立した反射器を備えないことで、図９（ｃ）に示す長さＬ１だけ収容部材３３を短く形成することができる。
【００６５】
次に、図１において、支持部材１１は、連結用ボルト２１によって第１固定金具１５と連結固定されている。さらに、第１固定金具１５および第２固定金具１７は、互いの間で支柱３９を挟持する状態で、固定用ボルト２３により連結されている。ここで、支持部材１１、第１固定金具１５および第２固定金具１７の斜視図を図７（ａ）に示す。
【００６６】
図７（ａ）に示すように、支持部材１１の連結部１４には、連結用ボルト２１における軸部分（螺合溝が形成された部分）が挿通可能な大きさの第１貫通穴１４ａおよび第２貫通穴１４ｂが形成されており、第１固定金具１５には、連結用ボルト２１と螺合するための螺合溝が形成された連結用ネジ穴１５ｂが形成されている。なお、連結部１４において、第１貫通穴１４ａは、４カ所に設けられており、第２貫通穴１４ｂは２カ所に設けられている。
【００６７】
そして、第１貫通穴１４ａと連結用ネジ穴１５ｂとが重なり、かつ第２貫通穴１４ｂと連結用ネジ穴１５ｂとが重なる状態となるように、支持部材１１の連結部１４と第１固定金具１５とを重ね合わせた後、連結用ボルト２１（図７（ａ）では図示省略）を第１貫通穴１４ａおよび第２貫通穴１４ｂに挿通した後、連結用ネジ穴１５ｂに螺合させる。ここで、連結用ボルト２１は、螺合溝が形成される軸部分よりも大径のツバ部を一端に備えており、連結用ボルト２１と連結用ネジ穴１５ｂとの螺合により、第１固定金具１５と連結用ボルト２１のツバ部との間で支持部材１１の連結部１４が挟持されて、支持部材１１と第１固定金具１５とが連結される。
【００６８】
また、第１固定金具１５には、固定用ボルト２３（図７では図示省略）と螺合するための螺合溝が形成された固定用ネジ穴１５ａが形成され、第２固定金具１７には、固定用ボルト２３の軸部分（螺合溝が形成された部分）が挿通可能な大きさの貫通穴１７ａが形成されている。そして、支柱３９（図７では図示省略）を挟持するように第１固定金具１５と第２固定金具１７とを配置した後、固定用ボルト２３を貫通穴１７ａに挿通した後、固定用ネジ穴１５ａに螺合させる。ここで、固定用ボルト２３は、螺合溝が形成される軸部分よりも大径のツバ部を備えており、固定用ボルト２３と固定用ネジ穴１５ａとの螺合により、第２固定金具１７は、固定用ボルト２３のツバ部により第１固定金具１５の方向に付勢されることになる。これにより、第１固定金具１５と第２固定金具１７との間で支柱３９を挟持する挟持力が発生し、その結果、第１固定金具１５は支柱３９に固定されることになる。
【００６９】
ここで、支持部材１１の連結部１４に形成される第１貫通穴１４ａは、第２貫通穴１４ｂを中心とする円弧形状に形成されており、第１固定金具１５に対する支持部材１１の方向を変更可能にしている。つまり、第１固定金具１５を固定する場合において、図７（ｂ）に示すように、嵌合部１３が斜め上方向を向くように支持部材１１の方向を設定することや、図７（ｃ）に示すように、嵌合部１３が斜め下方向を向くように支持部材１１の方向を設定することが可能となる。なお、第１固定金具１５に対する支持部材１１の方向を変更する作業は、全て（６本）の連結用ボルト２１を僅かに緩めて、支持部材１１の方向を所望の方向に変更した後、再び連結用ボルト２１を締めつけて支持部材１１を第１固定金具１５に固定することで行う。
【００７０】
このようにして、収容部材３３が、支持部材１１、第１固定金具１５および第２固定金具１７を介して支柱３９に固定されており、固定の際には、複数の導波器３５、放射器３１および反射器１１２が電波の送受信方向を向くように、収容部材３３の方向が設定される。そして、無線ＬＡＮ用アンテナ１は、無線ＬＡＮシステムに用いる所定の周波数帯の電波を送受信するよう動作する。
【００７１】
以上、説明したように、第１実施例の無線ＬＡＮ用アンテナ１によれば、放射器３１がスリーブアンテナで構成されていることから、放射器３１における同軸ケーブルＣＡとの接続部は、放射器３１の端部であるコネクタ部３１ｂとなる。これにより、同軸ケーブルＣＡを垂下させて配線して、同軸ケーブルＣＡが放射器３１の近傍において偏波面と同じ方向に配置されても、収容部材３３の内部において放射器３１と同軸ケーブルＣＡとが重なることが無く、同軸ケーブルＣＡが放射器３１における電波の送受信に悪影響を与えることはない。
【００７２】
このため、同軸ケーブルＣＡを収容部材３３から垂下させて配線する場合でも、同軸ケーブルＣＡが放射器３１における電波の送受信に対して悪影響を及ぼすのを抑制できる。また、同軸ケーブルＣＡを収容部材３３の後端部３３ｂの側に向けて配線する必要が無くなることから、支持部材１１などの構造をケーブル配線に対応させる必要が無くなり、支持部材１１などの複雑化および大型化を防止でき、無線ＬＡＮ用アンテナ１の大型化を抑制することができる。
【００７３】
また、放射器３１としてスリーブアンテナを用いる場合には、平衡−不平衡変換回路を備える必要が無いため、平衡−不平衡変換回路の設置領域を省略することで無線ＬＡＮ用アンテナを小型化することができ、また、平衡−不平衡変換回路の設置作業が不要となるため、ダイポールアンテナに比べて収容部材３３への取付作業が容易になる。
【００７４】
そして、第１実施例の無線ＬＡＮ用アンテナ１は、独立した１個の部材としての反射器を備えないことから、従来に比べて収容部材３３の長さを短縮することができ、ひいては、無線ＬＡＮ用アンテナ１の小型化を図ることが可能となる。
また、対向面１３ａと放射器本体部３１ａとの間隔が、無線ＬＡＮ用アンテナ１が送受信する電波の波長λの略４分の１の長さに設定されていることから、対向面１３ａは、反射器としての機能を良好に発揮することができる。
【００７５】
さらに、支持部材１１の連結部１４に備えられる第１貫通穴１４ａおよび第２貫通穴１４ｂにより、支持部材１１の嵌合部１３の方向を上下方向に変更することができ、つまりは、収容部材３３の方向を上下方向に変更することが可能となる。このことから、放射器３１および導波器３５の配列方向を、支柱３９を回転軸とする左右方向に変更することに加えて、上下方向に変更することも可能となり、無線ＬＡＮ用アンテナ１の方向を自由に設定することが可能となる。よって、本第１実施例の無線ＬＡＮ用アンテナ１によれば、使用環境の要求に応じて、無線ＬＡＮ用アンテナの方向を最適に設定することができ、無線ＬＡＮシステムにおける電波の送受信を安定して行うことが可能となる。
【００７６】
そして、第１実施例の無線ＬＡＮ用アンテナ１は、導波器３５がエレメント保持部材４３に挟持されると共に、エレメント保持部材４３が収容部材３３の内壁間に挟持される構成である。このことから、導波器３５を収容部材３３の内部に挿入する作業時に、導波器３５が収容部材３３の内壁に向かう方向に変位するのを抑制でき、導波器３５が収容部材３３の内壁に衝突して損傷するのを防ぐことができる。
【００７７】
また、このように分割可能に構成されたエレメント保持部材４３は、導波器３５を容易に保持することができ、エレメント保持部材４３と導波器３５との相対位置を精度良く決定することができる。これにより、収容部材３３の内部における導波器３５の位置を精度良く決定することができ、寸法精度の誤差による無線ＬＡＮ用アンテナ１の性能低下を防止することができる。
【００７８】
なお、第１実施例においては、エレメント保持部材４３は、全ての導波器３５を挟持するのではなく、一部の導波器３５を支持すると共に導波器支持部３７を保持することで、すべての導波器３５を収容部材３３の内部における所定位置に配置している。
【００７９】
さらに、エレメント保持部材４３が放射器配置溝４３ａを備えており、エレメント保持部材４３により保持される導波器３５と放射器配置溝４３ａに配置される放射器３１との相対位置は一定となる。このため、導波器３５および放射器３１をそれぞれ個別に収容部材３３の内部に固定する場合に比べて、導波器３５と放射器３１との相対位置を精度良く決定することが可能となるため、寸法誤差の発生を防止でき、アンテナの性能低下を防ぐことができる。
【００８０】
また、エレメント保持部材４３は、絶縁性材料からなるため電波に対して影響を及ぼすことはなく、放射器３１に電波を呼び込むという導波器３５の機能を損なうことはなく、また、放射器３１における電波の送受信に対して影響を及ぼすこともない。
【００８１】
なお、第１実施例の無線ＬＡＮ用アンテナ１においては、嵌合部１３の対向面１３ａが、特許請求の範囲に記載された対向面に相当し、第１貫通穴１４ａおよび第２貫通穴１４ｂが形成された連結部１４、連結用ボルト２１および連結用ネジ穴１５ｂが、特許請求の範囲に記載された連結固定部に相当し、エレメント保持部材４３における放射器配置溝４３ａが、特許請求の範囲に記載された放射器配置部に相当している。
【００８２】
次に、第２実施例として、第１実施例の無線ＬＡＮ用アンテナ１に比べて、利得の向上を図ることができる無線ＬＡＮ用アンテナ３について説明する。
なお、第２実施例の無線ＬＡＮ用アンテナ３は、その外観は、図１（ａ）および図１（ｂ）に示す第１実施例の無線ＬＡＮ用アンテナ１と同様であり、支持部材以外の構成要素（構成部材）は、第１実施例と同様となっている。そこで、以下の説明では、相違箇所である支持部材を中心に説明する。
【００８３】
図２（ａ）に、第２実施例の無線ＬＡＮ用アンテナ３に備えられる第２支持部材５１、放射器３１、複数の導波器３５および第１固定金具１５を示す。なお、図２（ａ）では、導波器３５については、放射器３１に近い側の４個のみを記しており、これら４個の導波器３５よりも収容部材３３（図２では点線で記載）の先端部３３ａ（図２では図示省略）側に配置される導波器３５については図示を省略している。
【００８４】
そして、第２実施例における第２支持部材５１は、導電性を有する金属材料で構成されている。また、図２（ａ）に示すように、第２支持部材５１の第２嵌合部１１３は、対向面１１３ａの周囲端部から放射器３１に向けて延設された延設部１１３ｂを備えており、この延設部１１３ｂは、収容部材３３の内部において、放射器３１が配置される位置まで延設されている。そして、この延設部１１３ｂの長さは、無線ＬＡＮ用アンテナ３が送受信する電波の波長λの略４分の１の長さに設定されている。
【００８５】
また、図２（ｂ）に示す第２支持部材５１の斜視図からも判るように、延設部１１３ｂの端部には、放射器３１を配置するために切り取られた放射器配置部１１３ｃが備えられており、延設部１１３ｂと放射器３１とが衝突するのを防いでいる。
【００８６】
そして、第２支持部材５１の第２嵌合部１１３に延設部１１３ｂを設けることで、対向面１１３ａから延設部１１３ｂの内表面を通じて伝播して第２支持部材５１の外部に漏洩する電波が、延設部１１３ｂのうち電波の発信源に近い端部において、発信源から直接飛来した電波と干渉することになる。この干渉の影響により、第２支持部材５１の表面を伝播する電波は、延設部１１３ｂの端部から外表面に向かう方向には伝播し難くなり、電波の漏洩を防止でき、無線ＬＡＮ用アンテナ３の利得の低下を抑制できる。
【００８７】
また、第２支持部材５１の第２嵌合部１１３に設けられる延設部１１３ｂは、その内表面１１３ｄで電波を反射しており、内表面１１３ｄは対向面１１３ａと共にコーナー反射器として作用している。このため、第２支持部材５１は、対向面１３ａのみで反射器を構成する第１実施例の支持部材１１に比べて、サイドローブおよびバックローブを更に抑制することができるという特徴を有する。このようにサイドローブおよびバックローブを改善することで、本来送受信すべき電波に対する無線ＬＡＮ用アンテナの利得を向上させることができる。
【００８８】
ここで、第２実施例の無線ＬＡＮ用アンテナ３、第１実施例の無線ＬＡＮ用アンテナ１および図９に示す従来の無線ＬＡＮ用アンテナ１０１のそれぞれについて、指向性を測定した測定結果を図３に示す。なお、図３（ａ）が第２実施例の無線ＬＡＮ用アンテナ３の測定結果であり、図３（ｂ）が第１実施例の無線ＬＡＮ用アンテナ１の測定結果であり、図３（ｃ）が図９に示す従来の無線ＬＡＮ用アンテナ１０１の測定結果である。
【００８９】
そして、図３（ａ）の測定結果は、図３（ｂ）および図３（ｃ）の測定結果に比べてサイドローブが小さくなっており、第２実施例の無線ＬＡＮ用アンテナ３は、第１実施例および従来の無線ＬＡＮ用アンテナに比べて、サイドローブレベルが小さくなることが判る。このように、サイドローブレベルを小さくすることで、メインローブとして消費される電力を相対的に大きくすることができ、無線ＬＡＮ用アンテナとしての利得の向上を図ることができる。
【００９０】
なお、図３（ｂ）の測定結果は、図３（ｃ）に比べてサイドローブが大きくなっており、第１実施例の無線ＬＡＮ用アンテナ１は、従来の無線ＬＡＮ用アンテナ１０１に比べて相対的にメインローブの利得が低下している。しかし、メインローブの−３［ｄｂ］における角度の大きさについては大きな差異は無く、指向性に関しては差異は見られないことから、第１実施例の無線ＬＡＮ用アンテナ１は、受信すべき電波を十分に受信することができる。
【００９１】
また、第２実施例の無線ＬＡＮ用アンテナ３において、各周波数帯に対する定在波比（ＶＳＷＲ）を測定した測定結果を図４に示す。ここで、アンテナは定在波比が小さいほど性能が優れており、アンテナとして実用可能なＶＳＷＲの値は、一般的に、送信用は１．５以下であり、受信用は３以下である。
【００９２】
そして、図４の測定結果によれば、無線ＬＡＮ用アンテナ３は、少なくとも２３００［ＭＨｚ］から２６００［ＭＨｚ］までの周波数帯の電波を受信することが実用上可能である。また、特に２４００［ＭＨｚ］から２５００［ＭＨｚ］までの周波数帯では、定在波比が１．３以下と小さいことから、第２実施例の無線ＬＡＮ用アンテナ３は、無線ＬＡＮシステムで用いられる２．４［ＧＨｚ］帯（図４に示すＢＷの範囲）の電波の送受信に適していることが判る。
【００９３】
そして、第２支持部材５１は、延設部１１３ｂが収容部材３３との嵌合領域としても機能するため、第１実施例の支持部材１１に比べて嵌合領域が広くなり、より安定した状態で収容部材３３を支持することができる。
以上、説明したように、第２実施例の無線ＬＡＮ用アンテナ３によれば、延設部１１３ｂを備えることで、第２支持部材５１の表面を伝播する電波の漏洩を防ぐと共にコーナー反射器的な動作を実現することで、利得の向上を図ることができる。また、第２支持部材５１がより安定した状態で収容部材３３を支持することができ、風雨などの外力により収容部材３３が脱落するのを防ぐことができ、無線ＬＡＮ用アンテナ３の全体の強度を向上させることができる。
【００９４】
さらに、第２支持部材５１の延設部１１３ｂは、延設方向の長さが放射器３１で受信すべき電波の１波長λの略４分の１程度の長さに設定されていることから、実用上有効な利得の向上を図ることができる。
ところで、延設部１１３ｂの長さが、収容部材３３との嵌合領域として十分な長さである場合には、図２（ａ）に示す第２嵌合部１１３のうち、長さＬ２に相当する部分を省略することが可能である。そこで、第２支持部材５１における長さＬ２の部分を省略して構成された第３支持部材５３を、図２（ｃ）に示す。このような第３支持部材５３を用いて構成される無線ＬＡＮ用アンテナ４は、第２実施例の無線ＬＡＮ用アンテナ３よりも、放射器および導波器の配列方向の長さが短くなり、無線ＬＡＮ用アンテナをより小型化することができる。なお、第３支持部材５３は、導電性を有する金属材料により形成されている。
【００９５】
次に、図５（ａ）は、図２（ａ）のうち第２支持部材５１および第１固定金具１５を抜き出したものであり、図５（ｂ）は図５（ａ）に示す第２支持部材５１を右方向から見た場合の側面図である。これら図５（ａ）および図５（ｂ）からも判るように、第２支持部材５１においては、延設部１１３ｂが対向面１１３ａの端部全周から延設されている。ここで、支持部材の嵌合部に延設部を設けることでサイドローブやバックローブを改善するにあたっては、電波の電界面に対して平行に延設部を備えることが効果的であることから、延設部は必ずしも対向面の端部全周にわたり設ける必要はなく、支持部材は、図５（ｃ）および図５（ｄ）に示す第４支持部材５５のように構成しても良い。
【００９６】
つまり、第４支持部材５５は、対向面１１３ａの周囲端部のうち、対向面１１３ａの中心について対称な２つの位置からそれぞれ側面延設部１１３ｅが延設されており、第４支持部材５５と収容部材３３とを嵌合した際には、２つの側面延設部１１３ｅは電波の電界面に対して略平行に配置される。このような第４支持部材５５を備えた無線ＬＡＮ用アンテナは、側面延設部１１３ｅの作用により、効果的にサイドローブやバックローブを改善することができる。
【００９７】
さらに、対向面１１３ａにおける側面延設部１１３ｅの延設位置は、無線ＬＡＮ用アンテナの指向性に大きく影響しており、前述したように、側面延設部１１３ｅの内表面が電波の電界面に対して平行となるように延設位置を設定することで指向性が狭く（鋭く）なると共に、また、側面延設部１１３ｅの内表面のうち、電界面に平行な面積が大きいほど、より指向性が狭く（鋭く）なる。
【００９８】
このことから、鋭い指向性が要求される用途においては、電波の電界面に対して平行で、かつ面積の大きい内表面を有する側面延設部１１３ｅとなるように、対向面１１３ａにおける側面延設部１１３ｅの延設位置を設定すると良い。また、比較的広い指向性が要求される用途においては、電波の電界面に対して平行で面積の比較的小さい内表面を有する側面延設部１１３ｅとなるように、対向面１１３ａにおける側面延設部１１３ｅの延設位置を設定すると良い。
【００９９】
よって、第４支持部材５５を備えた無線ＬＡＮ用アンテナは、要求される指向性に近い指向性を有する無線ＬＡＮ用アンテナを構成することができ、それぞれの用途に適した無線ＬＡＮ用アンテナを実現することが可能となる。
なお、図５（ｃ）は、第１固定金具１５と連結された状態の第４支持部材５５の外観図であり、図５（ｄ）は、図５（ｃ）に示す第４支持部材５５を右方向から見たときの側面図である。また、第４支持部材５５は、導電性を有する金属材料により形成されている。さらに、第４支持部材５５は、図２（ｃ）に示す第３支持部材５３のように、対向面１１３ａから連結部１４までの部分を短縮して構成するようにしてもよい。
【０１００】
続いて、支持部材に関しては、図６（ａ）および図６（ｂ）に示す第５支持部材５７のように、収容部材３３（図６では図示省略）の外側に形成される拡張部２５を備えるように構成するとよい。
つまり、第５支持部材５７に形成される拡張部２５は、収容部材３３を配置するための嵌合用空間２５ａを介して延設部１１３ｂの外周に形成されており、対向面１１３ａと平行な拡張反射面２５ｂを備えている。そして、第５支持部材５７は、拡張反射面２５ｂが、電波の発信源に対して放射器３１（図６では図示省略）よりも後ろ側となるように収容部材３３と嵌合される。この結果、拡張反射面２５ｂが放射器３１に対する反射器として機能することになり、対向面１１３ａで反射する電波に加えて、拡張反射面２５ｂで反射する電波が放射器３１に供給されるため、反射器の面積を拡大するのと同様の効果が得られる。よって、第５支持部材５７を備える無線ＬＡＮ用アンテナは、アンテナの利得を向上させることができる。
【０１０１】
なお、図６（ａ）は、第１固定金具１５と連結された状態の第５支持部材５７の外観図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す第５支持部材５７を右方向から見たときの側面図である。また、第５支持部材５７は、導電性を有する金属材料により形成されている。
【０１０２】
また、拡張部を備える支持部材に関しては、図６（ｃ）および図６（ｄ）に示す第６支持部材５９のように、収容部材３３の外側に形成される拡張部２５の拡張反射面２５ｂに複数の溝２７ａからなるコルゲート２７を形成するとよい。
つまり、第６支持部材５９では、溝２７ａの開口端において、第６支持部材５９の表面を伝播する電波のうち、溝２７ａに入り込む電波と溝２７ａから出てくる電波とが互いに干渉しあい、電波が溝２７ａよりも更に外部に伝播するのが抑制されるため、電波が第６支持部材５９の表面を伝播して漏洩するのを抑えることができる。
【０１０３】
よって、第６支持部材５９を備える無線ＬＡＮ用アンテナによれば、支持部材の表面を伝播することによる電波の漏洩を防止でき、無線ＬＡＮ用アンテナの利得の低下を抑制することができる。
なお、図６（ｃ）は、第１固定金具１５と連結された状態の第６支持部材５９の外観図であり、図６（ｄ）は、図６（ｃ）に示す第６支持部材５９を右方向から見たときの側面図である。また、第６支持部材５９は、導電性を有する金属材料により形成されている。
【０１０４】
さらに、複数の溝２７ａからなるコルゲート２７は、図６（ｅ）および図６（ｆ）に示す第７支持部材６１のように、拡張部２５の周囲側面２５ｃに形成しても良く、第７支持部材６１についても、第６支持部材５９と同様に、支持部材の表面を伝播することによる電波の漏洩を防止でき、無線ＬＡＮ用アンテナの利得の低下を抑制することができる。
【０１０５】
なお、図６（ｅ）は、第１固定金具１５と連結された状態の第７支持部材６１の外観図であり、図６（ｆ）は、図６（ｅ）に示す第７支持部材６１を右方向から見たときの側面図である。また、第７支持部材６１は、導電性を有する金属材料により形成されている。
【０１０６】
次に、全ての導波器３５を内部に配置する構成の第２エレメント保持部材４５を、図１１（ａ）に示す説明図に基づき説明する。
第２エレメント保持部材４５は、収容部材３３の内部におけるすべての導波器３５および放射器３１の配置領域を含む大きさに構成された発泡スチロールからなる円柱形状に形成される。そして、第２エレメント保持部材４５は、放射器３１を挿入可能な大きさに形成された放射器挿入孔４５ａと、導波器３５を挿入可能な大きさに形成された複数の導波器挿入孔４５ｂと、を備えている。なお、導波器３５が挿入された導波器挿入孔４５ｂは、その開口部に封止栓４５ｃが圧入されることで、開口部が封止される。
【０１０７】
このように、第２エレメント保持部材４５は、すべての導波器３５を自身の内部に配置するものであり、導波器挿入孔４５ｂの位置を精度良く決定することで、導波器３５のそれぞれの配置位置を精度良く決定することができ、アンテナの性能低下を防ぐことができる。
【０１０８】
また、第２エレメント保持部材４５は、放射器挿入孔４５ａと導波器挿入孔４５ｂとを備えており、放射器３１と導波器３５との相対位置は一定となる。このため、導波器３５および放射器３１をそれぞれ個別に収容部材３３の内部に固定する場合に比べて、導波器３５と放射器３１との相対位置を精度良く決定することが可能となるため、寸法誤差の発生を防止でき、アンテナの性能低下を防ぐことができる。
【０１０９】
さらに、導波器挿入孔４５ｂの開口部を、封止栓４５ｃが封止する構造であることから、導波器３５が脱落するのを防止することができる。また、複数の導波器３５を一体に固定するための導波器支持部材を省略することができ、アンテナの構造を簡略化して軽量化することができる。
【０１１０】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。
例えば、支持部材に関しては、図８（ａ）に示す第８支持部材６３のように、延設部１１３ｂの端部に形成される突出部１１３ｆにおいて放射器３１を固定可能な形状に形成しても良い。つまり、ＦＲＰ等で形成される収容部材３３（図８（ａ）では図示省略）に放射器３１を固定する場合に比べて、金属材料で形成される延設部１１３ｂ（詳細には突出部１１３ｆ）に放射器３１を固定する場合の方が、放射器３１を強固に安定して固定することができる。
【０１１１】
なお、このとき、放射器３１から対向面１１３ａに対する電波の漏洩を発生させないためには、延設部１１３ｂに放射器３１と対向面１１３ａとの間のインピーダンスを高くするためのスタブを設けることや、放射器３１と延設部１１３ｂとの間に絶縁性材料からなる部材を介在させることが有効である。
【０１１２】
また、上記説明では、支持部材に一体に形成された拡張部を設けることで反射器の面積を拡大する実施例について説明したが、図８（ｂ）に示す無線ＬＡＮ用アンテナ５のように、支持部材１１とは別体に構成された円盤状反射器４１を備えるようにしても良い。
【０１１３】
この円盤状反射器４１は、図８（ｃ）に示すように、中心部分に収容部材３３の外径に等しい直径の開口部４１ａを備える円盤形状に形成されており、収容部材３３の外周に配置される。そして、円盤状反射器４１は、支持部材の対向面（図８（ｂ）では図示省略）とともに放射器３１に対する反射器として作用するため、円盤状反射器４１を備えることで反射器の面積を拡大するのと同様の効果が得られる。よって、円盤状反射器４１を備える無線ＬＡＮ用アンテナ５は、アンテナの利得を向上させることができる。
【０１１４】
また、上述の実施例では、垂直偏波を行うアンテナについて説明したが、水平偏波を行うアンテナとして用いる場合には、図１１（ｂ）に示すように、導波器３５、エレメント保持部材４３および収容部材３３を軸方向に９０度回転させた状態として、放射器および導波器を偏波面に応じた方向に配置すると良い。
【０１１５】
なお、放射器をモノポールアンテナあるいはモノポールスリーブアンテナで構成したアンテナについても、上述したアンテナと同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）は第１実施例の無線ＬＡＮ用アンテナの全体構成図であり、（ｂ）は（ａ）に示す無線ＬＡＮ用アンテナを右方向から見た側面図であり、（ｃ）は（ａ）に示す無線ＬＡＮ用アンテナの内部構造を示す説明図である。
【図２】 （ａ）は、第２実施例の無線ＬＡＮ用アンテナに備えられる第２支持部材、放射器、複数の導波器および第１固定金具を示す説明図であり、（ｂ）は第２支持部材の斜視図であり、（ｃ）は第３支持部材を示す説明図である。
【図３】 第２実施例の無線ＬＡＮ用アンテナ、第１実施例の無線ＬＡＮ用アンテナおよび従来の無線ＬＡＮ用アンテナのそれぞれについて、指向性を測定した測定結果である。
【図４】 第２実施例の無線ＬＡＮ用アンテナにおいて、周波数帯に対する定在波比（ＶＳＷＲ）を測定した測定結果である。
【図５】 （ａ）は第２支持部材および第１固定金具の説明図であり、（ｂ）は（ａ）に示す第２支持部材を右方向から見た場合の側面図であり、（ｃ）は、第４支持部材および第１固定金具の説明図であり、（ｄ）は（ｃ）に示す第４支持部材を右方向から見た場合の側面図である。
【図６】 （ａ）は第１固定金具と連結された状態の第５支持部材の外観図であり、（ｂ）は（ａ）に示す第５支持部材を右方向から見たときの側面図であり、（ｃ）は第１固定金具と連結された状態の第６支持部材の外観図であり、（ｄ）は（ｃ）に示す第６支持部材を右方向から見たときの側面図であり、（ｅ）は第１固定金具と連結された状態の第７支持部材の外観図であり、（ｆ）は（ｅ）に示す第７支持部材を右方向から見たときの側面図である。
【図７】 （ａ）は支持部材、第１固定金具および第２固定金具の斜視図であり、（ｂ）は、嵌合部が斜め上方向を向く状態で連結された支持部材および第１固定金具の説明図であり、（ｃ）は、嵌合部が斜め下方向を向く状態で連結された支持部材および第１固定金具の説明図である。
【図８】 （ａ）は放射器が固定された第８支持部材の説明図であり、（ｂ）は円盤状反射器を備える無線ＬＡＮ用アンテナの一部の外観図であり、（ｃ）は円盤状反射器の外観図である。
【図９】 （ａ）は従来の無線ＬＡＮ用アンテナの全体構成図であり、（ｂ）は（ａ）に示す無線ＬＡＮ用アンテナを右方向から見た側面図であり、（ｃ）は（ａ）に示す無線ＬＡＮ用アンテナの内部構造を示す説明図である。
【図１０】 導波器を収容部材の内部に配置する手順を示す説明図である。
【図１１】 （ａ）は、第２エレメント保持部材４５を表す説明図であり、（ｂ）は水平偏波を行う場合の導波器、エレメント保持部材および収容部材を表す説明図である。
【符号の説明】
１，３，４，５…無線ＬＡＮ用アンテナ、１１…支持部材、１３…嵌合部、１３ａ…対向面、１４…連結部、１５…第１固定金具、１７…第２固定金具、２５…拡張部、２５ｂ…拡張反射面、２７…コルゲート、３１…放射器、３３…収容部材、３５…導波器、４３…エレメント保持部材、５１…第２支持部材、５３…第３支持部材、５５…第４支持部材、５７…第５支持部材、５９…第６支持部材、６１…第７支持部材、６３…第８支持部材、１１３…第２嵌合部、１１３ａ…対向面、１１３ｂ…延設部、１１３ｅ…側面延設部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an antenna for transmitting and receiving radio waves in a predetermined frequency band, and in particular, between a plurality of buildings such as a factory or a school in addition to a wireless LAN system that transmits and receives radio waves indoors. The present invention relates to an antenna that is also used in a wireless LAN system that transmits and receives radio waves and includes a housing member that houses a radiator and a director.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a so-called Yagi antenna configured to sandwich a radiator between a director and a reflector is known, and the radiator provided in this Yagi antenna receives radio waves called by the director, Also, it operates to transmit radio waves in the direction in which the director is provided. And the antenna is used for various uses.
[0003]
On the other hand, in recent years, a wireless LAN system for performing wireless communication within a certain range such as a factory or a school has been developed. A wireless LAN antenna for transmitting and receiving radio waves in this wireless LAN system includes a radiator, A director and a reflector are provided, and the basic configuration is the same as that of the Yagi antenna.
[0004]
An example of a conventional wireless LAN antenna 101 is shown in FIG. 9A is an overall configuration diagram of the wireless LAN antenna 101, FIG. 9B is a side view of the wireless LAN antenna 101 shown in FIG. 9A viewed from the right side, and FIG. FIG. 3 is an explanatory diagram showing an internal structure of the wireless LAN antenna 101.
[0005]
As shown in FIG. 9A, the conventional wireless LAN antenna 101 includes a large cylindrical housing member 133 in which a radiator 30, a plurality of waveguides 35, and a reflector 112 are housed. The support column 11 is sandwiched between the support member 11 made of a conductive metal material for holding the large-size housing member 133, the first fixing bracket 15 connected to the support member 11, and the first fixing bracket 15. A second fixing bracket 17.
[0006]
The large housing member 133 has a cylindrical shape (a tubular shape with a circular cross section) with an opening at the front end portion 133a (the right end in FIG. 9A) and the rear end portion 133b, and is formed of FRP which is an insulating material. ing. It can be seen from the side view of the wireless LAN antenna 101 shown in FIG. 9B that the large accommodating member 133 has a cylindrical shape. In addition, the large accommodating member 133 is closed at the tip end portion 133 a with a cover 134.
[0007]
The plurality of waveguides 35 are supported by a waveguide support portion 37 fixed in the internal space of the large-size housing member 133 and arranged at regular intervals.
The radiator 30 is composed of a dipole antenna, and balanced-unbalanced conversion is performed between the radiator 30 (hereinafter also referred to as the dipole radiator 30) and the coaxial cable CA. A circuit 30a (hereinafter also referred to as a balun 30a) is provided.
[0008]
Further, the disk-shaped reflector 112 is disposed between the dipole radiator 30 and the rear end portion 133b inside the large accommodating member 133, and the reflection surface 112a of the reflector 112 and the dipole radiator 30 are separated from each other. The interval is set to a length of approximately one quarter of the wavelength λ of the radio wave transmitted and received by the wireless LAN antenna 101 (see FIG. 9C).
[0009]
In this manner, the plurality of directors 35, the dipole radiator 30 and the reflector 112 are arranged in a straight line, so that the dipole radiator 30 receives radio waves flying from the side of the director 35. Radio waves are transmitted to the waveguide 35 side. The reflector 112 blocks an unnecessary radio wave flying from the rear end portion 133b side of the large accommodating member 133 from flowing into the dipole radiator 30 and receives the signal from the dipole radiator 30. It operates so as to reflect the radio waves flying from the dome and direct it toward the dipole radiator 30.
[0010]
Next, the support member 11 is connected and fixed to the first fixing bracket 15 by connecting bolts 21. Further, the first fixing bracket 15 and the second fixing bracket 17 are connected by a fixing bolt 23 in a state where the support 39 is sandwiched between them. The first fixing bracket 15 and the second fixing bracket 17 have the same configuration as that of the wireless LAN antenna 1 of the first embodiment shown in FIG. 1 to be described later. This is described in the description of the example wireless LAN antenna 1. The support member 11 has substantially the same configuration as the wireless LAN antenna 1 of the first embodiment, but the support member 11 in the conventional wireless LAN antenna 101 cannot change the direction with respect to the first fixing bracket 15. The mounting direction is fixed.
[0011]
In this conventional wireless LAN antenna 101, each element such as the director 35 is formed relatively thin compared to a terrestrial television receiving antenna which is an example of a Yagi antenna. And since it may be installed in the environment exposed to a wind and rain like the outdoors, there exists a possibility that each element may deform | transform with external force. For this reason, the conventional wireless LAN antenna 101 includes a large accommodation member 133 that accommodates the dipole radiator 30, the plurality of waveguides 35, and the reflectors 112 arranged in a straight line. By constituting so as not to be exposed, each element is prevented from being deformed by an external force. The large accommodating member 133 is made of an insulating material such as FRP so as not to interfere with transmission / reception of radio waves in the dipole radiator 30 provided therein.
[0012]
The large accommodating member 133 is supported by the support member 11 fitted to the rear end portion 133b, and the dipole radiator 30, the director 35, and the reflector 112 are arranged in a direction suitable for transmission / reception of radio waves. Thus, the wireless LAN antenna 101 transmits and receives radio waves used for information transmission in the wireless LAN system.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional wireless LAN antenna 101 shown in FIG. 9, since the connection portion of the dipole radiator 30 with the coaxial cable CA is substantially the center position of the dipole radiator 30, the coaxial cable CA is suspended and wired. In this case, the coaxial cable CA is wired in the same direction as the polarization plane in the vicinity of the dipole radiator 30 inside the large housing member 133. And since the conductive material arranged in the same direction as the plane of polarization in the vicinity of the radiator in the transmission / reception direction of radio waves affects the transmission / reception of radio waves in the radiator, the coaxial cable CA wired down is There is a problem that the transmission and reception of radio waves in the dipole radiator 30 is adversely affected.
[0014]
On the other hand, in order to prevent the wiring direction of the coaxial cable CA from being the same direction as the polarization plane, for example, as shown by a broken line in FIG. The coaxial cable CA may be wired so as to face. However, in order to realize such measures, it is necessary to make the support member 11 and the like have a shape corresponding to the wiring of the coaxial cable CA. The LAN antenna 101 may be increased in size.
[0015]
When a dipole antenna, which is a balanced circuit, is fed by an unbalanced circuit such as a coaxial cable, a balanced-unbalanced conversion circuit (balun 30a) for avoiding unnecessary radiation and mismatching is provided at the connection point. It is necessary to prepare. For this reason, when a dipole antenna is used as the radiator 30, it is necessary to attach the balun 30a between the radiator 30 and the coaxial cable CA, which complicates the installation work and the structure of the wireless LAN antenna 101. It becomes complicated and large.
[0016]
Furthermore, the conventional wireless LAN antenna 101 having a configuration in which the large-size housing member 133 is supported by fitting with the support member 11 (specifically, the fitting portion 13) is connected to the fitting portion 13 of the support member 11. Since the fitting region is required, there is a problem that the entire length of the large-sized housing member 133 is increased and the size of the wireless LAN antenna 101 is increased. In other words, in order to reliably support the large accommodating member 133, it is necessary to secure a large engagement area with the support member 11 (fitting portion 13) in the large accommodating member 133, considering more stable support. Accordingly, when the fitting area is provided larger, the entire length of the large accommodating member 133 is increased, and the entire size of the wireless LAN antenna 101 is increased.
[0017]
As described above, the wireless LAN antenna having an increased size is heavier and has a larger wind receiving area, so that it is necessary to increase the strength of the support member, and the manufacturing cost increases with the increase in size. End up.
On the other hand, by reducing the number of the waveguides 35 made up of a plurality of elements, the total length of the wireless LAN antenna can be shortened and the weight can be reduced, but the number of the waveguides 35 can be reduced. In addition, the directivity of the wireless LAN antenna spreads and the gain decreases.
[0018]
Accordingly, the first object of the present invention is to suppress an increase in size of an antenna while suppressing adverse effects of a coaxial cable on transmission / reception of radio waves, and also to appropriately set directivity and reduce gain. The second purpose is to prevent this.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the first object, the invention according to claim 1, wherein the radiator and the plurality of directors are accommodated therein in a state where the radiator and the director are arranged in a straight line.TubeThe antenna is configured to be supported by a support member formed so as to be able to be fitted to the end portion, and the radiator is configured by a sleeve antenna or a monopole antenna. It is characterized by. In this antenna, the radiator transmits and receives radio waves in a predetermined frequency band according to the application, and the plurality of directors are for calling the radio waves into the radiator, and the support member is Of the receiving member in the linear direction in which the radiator and the director are arranged, the end close to the radiatorPart (hereinafter referred to as the rear end) andIt fits and supports a storage member.
[0020]
And since a sleeve antenna and a monopole antenna are the structures arrange | positioned on the extension line | wire of the axial direction of a coaxial cable, the connection part with the coaxial cable in the radiator comprised with the sleeve antenna or the monopole antenna is a radiator. The end of the radiator, not the center. Therefore, even if the coaxial cable is suspended and wired, and the coaxial cable is arranged in the same direction as the polarization plane in the vicinity of the radiator itself, the radiator and the coaxial cable do not overlap inside the housing member. The coaxial cable does not adversely affect the transmission / reception of radio waves in the radiator.
[0021]
In addition, the use of a radiator consisting of a sleeve antenna or monopole antenna eliminates the need to route the coaxial cable toward the rear end of the housing member, so the structure of the support member can be used for cable wiring. Therefore, it is possible to prevent the support member and the like from becoming complicated and large, and to suppress the increase in size of the antenna.
[0022]
Therefore, according to the antenna of the present invention (Claim 1), even when the coaxial cable is suspended from the housing member and wired, the coaxial cable can be prevented from adversely affecting the transmission and reception of radio waves in the radiator. Since the coaxial cable can be suspended and wired, the increase in size of the antenna can be suppressed.
[0023]
Further, when the sleeve antenna is used, it is not necessary to provide a balanced-unbalanced conversion circuit. Therefore, the antenna can be reduced in size by omitting the installation area of the balanced-unbalanced conversion circuit, and the balanced-unbalanced conversion circuit can be reduced. Since the installation work of the unbalanced conversion circuit is not necessary, the installation work to the housing member is facilitated as compared with the dipole antenna.
[0024]
The sleeve antenna includes a tubular member (sleeve) made of a conductive material and having a length that is approximately a quarter of the wavelength λ of a radio wave to be transmitted and received.
In addition, when a monopole sleeve antenna is used as the radiator, the same effect as the above-described antenna can be obtained.
[0025]
  Next, regarding the antenna of the above (Claim 1),, SupportHolding memberIt is formed in a column shape that can be fitted into the rear end of the housing member, andAt least the facing surface facing the radiator is made of a conductive material, and this facing surface is provided as a reflector for the radiator.The
  That is, the claim1The antenna described in 1 is not provided with a reflector as an independent single element, but the opposing surface of the support member functions as a reflector so as to block the inflow of unnecessary radio waves to the radiator and to fly from the transmission source. By reflecting the radio wave to be reflected on the opposite surface, the radio wave directed to the radiator is increased. Thereby, compared with the case where a reflector is provided as an independent single element, the accommodating member can be formed shorter by the distance between the reflector and the support member and the thickness of the reflector.
[0026]
  Accordingly, the present invention (claims)1), The length of the housing member in the arrangement direction of the radiator and the director can be shortened, and the increase in size of the antenna itself can be suppressed.
  In order to make the opposing surface of the support member function more efficiently as a reflector, the distance between the opposing surface of the support member and the radiator is about one quarter of the wavelength λ of the radio wave to be received by the radiator. It is most desirable to set to a length of.
[0027]
By the way, the support member needs to be configured with a conductive material at least on the opposing surface and needs to have strength to support the housing member. For example, a metal having conductivity and a certain strength. It is good to make the whole with material. However, since radio waves have the property of propagating on the surface of a conductive material, a part of the radio wave that should be reflected from the opposing surface is transmitted to the radiator in a support member that is entirely composed of a conductive metal material. In some cases, the light may leak from the facing surface through the surface of the support member without being reflected so as to face. When such radio wave leakage occurs, the radio wave received by the radiator is reduced, which may reduce the antenna gain.
[0028]
  Therefore, the above (claim)1) Antenna, the claim2As described above, the support member may include an extending portion made of a conductive material extending in a direction from the peripheral end portion of the facing surface toward the radiator.
  In other words, by providing the extension part on the support member, the radio wave that propagates from the opposing surface through the inner surface of the extension part and leaks to the outside of the support member is at the end of the extension part near the radio wave source. , It will interfere with the radio waves coming directly from the source. Due to the influence of this interference, the radio wave propagating on the inner surface of the extension part becomes difficult to propagate in the direction from the end of the extension part to the outer surface, which can prevent the leakage of the radio wave and reduce the antenna gain. Can be suppressed.
[0029]
In addition, by providing such an extended portion in the support member, a corner reflector-like operation can be realized between the opposing surface and the inner surface of the extended portion, and the reflector is configured only by the opposing surface. As compared with the above, side lobes and back lobes can be suppressed. Thus, by improving the side lobe and the back lobe, the gain of the antenna related to the radio wave in the frequency band that should be received is improved.
[0030]
Furthermore, since the extended portion can also be used as a fitting region with the housing member in the support member, the support member having the extended portion is the length of the portion provided as the conventional fitting region, that is, the support member. Even when the length from the end on the opposite side of the radiator to the facing surface is shortened, the fitting region can be secured and the housing member can be supported. Then, by shortening the length of the support member from the facing surface to the end opposite to the radiator, the total length of the antenna can be shortened, and the antenna can be miniaturized.
[0031]
  Accordingly, the present invention (claims)2), The extending portion provided on the support member prevents leakage of radio waves propagating on the surface of the support member, and realizes a corner reflector-like operation, thereby improving the gain of the antenna. be able to. Even when the length from the opposing surface of the support member to the end opposite to the radiator is shortened, the extended portion can be a fitting region to support the housing member, and the antenna can be downsized. Can be realized.
[0032]
In addition, the gain of the antenna improves as the length of the extending portion in the direction (extending direction) from the facing surface toward the radiator increases. By providing the extending portion set to a length of about one quarter of one wavelength λ, it is possible to improve the practically effective gain.
[0033]
By the way, as an index indicating the performance of the antenna, there is directivity in addition to the gain. The larger the gain (the higher the gain), the higher the performance of the antenna. The optimum value varies depending on the application. In other words, when there is only one source of radio waves, a narrow (sharp) antenna is suitable to receive only radio waves transmitted from that source, while on the other hand, from a wider range. When receiving radio waves, antennas with wide directivity are suitable.
[0034]
  Therefore, the above (claim)2The antenna having the extending portion as in ()3As described above, the extending portion may be extended from a position corresponding to the required directivity among the peripheral ends of the facing surface.
  In other words, the element that greatly affects the directivity of the extended portion is the extended position from the peripheral edge of the opposing surface, and the extended surface is extended so that the inner surface is parallel to the electric field surface of the radio wave. By providing the portion, the directivity becomes narrow (sharp), and the directivity becomes narrower (sharp) as the area parallel to the electric field surface is larger in the inner surface of the extended portion.
[0035]
For this reason, in applications where sharp directivity is required, the extension of the extension part on the facing surface is extended so that the extension part has an inner surface that is parallel to the electric field surface of the radio wave and has a large area. It is good to set the position. In applications where a relatively wide directivity is required, the extending portion on the facing surface is extended so that the extending portion has an inner surface that is parallel to the electric field surface of the radio wave and has a relatively small area. It is good to set the position.
[0036]
  Accordingly, the present invention (claims)3)), An antenna having directivity close to the required directivity can be configured, and an antenna suitable for each application can be realized.
  In addition, the extending portion may be provided not only at a position parallel to the electric field surface of the radio wave but over the entire circumference of the peripheral end portion on the facing surface.
[0037]
  On the other hand, the reflector provided in the antenna can exhibit a function as a reflector more as the size thereof is larger. Therefore, the above (claim 1 to claim)3The antenna of any one of claims4As described above, the support member may include an extension portion formed on the outer side of the housing member.
[0038]
That is, in addition to the opposing surface of the support member arranged inside the housing member, the extension portion acts as a reflector, and the area of the reflector with respect to the radiator is enlarged. As a result, in addition to the radio wave reflected by the facing surface, the radio wave reflected by the extension section is supplied to the radiator, and the gain of the antenna is improved.
[0039]
  Accordingly, the present invention (claims)4), The gain can be improved by providing the extension portion and functioning as a reflector.
  Claims4In the antenna described in claim5As described above, it is preferable that a corrugate formed of a plurality of grooves is formed in the extended portion.
[0040]
That is, among the radio waves propagating on the surface of the support member at the opening end of the groove, the radio wave entering the groove and the radio wave coming out of the groove interfere with each other, and the radio wave is prevented from propagating further outside than the groove. Therefore, radio waves can be prevented from leaking through the surface of the support member.
[0041]
  Accordingly, the present invention (claims)5), It is possible to prevent leakage of radio waves due to propagation on the surface of the support member, and to suppress a decrease in the gain of the antenna.
  Here, during the insertion operation of inserting the waveguide into the housing member, the waveguide is formed to be relatively thin, so that the waveguide may collide with the inner wall of the housing member and be damaged. is there.
[0042]
  For this issue, the claims6An element holding member made of an insulating material, which is formed to hold at least a director, has an outer shape inserted into the housing member and sandwiched between the inner walls of the housing member, as in the antenna described in 1). It is good to have.
  That is, the element holding member is disposed inside the housing member by sandwiching the outer surface of the element holding member in contact with the inner wall of the housing member, and the held waveguide is placed at a predetermined position inside the housing member. Can be arranged. Since the element holding member is in contact with the inner wall of the housing member, it is possible to prevent the waveguide from being displaced in the direction toward the inner wall of the housing member during insertion of the waveguide. It can prevent colliding with the inner wall of a member.
[0043]
  Accordingly, the present invention (claims)6According to the antenna (2), it is possible to prevent the waveguide from being damaged during the insertion work into the housing member by using the element holding member.
  Since the element holding member is made of an insulating material, the element holding member does not affect the radio wave, and does not impair the function of the director that calls the radio wave into the radiator. And an element holding member can be formed with a polystyrene foam, for example.
[0044]
  And the element holding member is, for example, a claim7It is good to comprise so that it can be divided | segmented into at least 2 and a waveguide is pinched | interposed between each divided | segmented member.
  That is, the element holding member configured in this way can easily hold the waveguide. Further, the relative position between the element holding member and the waveguide can be determined with high accuracy, and as a result, the position of the waveguide within the housing member can be determined with high accuracy.
  Accordingly, the present invention (claims)7), It is possible to determine the placement position of the director with high accuracy, and to prevent degradation of the antenna performance due to dimensional accuracy errors.
[0045]
In addition, when a plurality of waveguides are integrally fixed by, for example, a waveguide support member or the like, not only all the waveguides but also a part of the waveguides are supported. All the waveguides may be arranged at predetermined positions by holding the waveguide support member.
[0046]
  The element holding member is, for example, a claim8As described above, the housing member is configured to have a size including at least a plurality of waveguide placement regions, and includes a plurality of insertion holes into which the waveguides can be inserted. A plurality of waveguides may be held inside.
[0047]
That is, this element holding member arranges all the waveguides within itself, and the position of the waveguide can be determined with high accuracy by determining the position of the insertion hole with high accuracy. In addition, a waveguide support member for fixing a plurality of waveguides integrally can be omitted.
[0048]
  In order to fix the waveguide inside the insertion hole, it is only necessary to form the insertion hole so that the waveguide can be sandwiched between the inner walls, and to prevent the waveguide from falling off reliably. For example, a sealing plug for sealing the opening of the insertion hole may be used.
  The above (claims)6Claims from8In any of the antennas,9As described in the above, the element holding member may include a radiator arrangement portion for arranging the radiator.
[0049]
That is, when the element holding member includes the radiator arrangement portion, the relative position between the waveguide held by the element holding member and the radiator arranged in the radiator arrangement portion is constant. For this reason, in the case of using an element holding member having a radiator arrangement portion, the relative position between the director and the radiator is compared with the case where the director and the radiator are individually fixed inside the housing member. Can be determined with high accuracy.
[0050]
  Accordingly, the present invention (claims)9), The relative position between the director and the radiator can be determined with high accuracy, so that the occurrence of dimensional errors can be prevented and the antenna performance can be prevented from deteriorating.
  By the way, there are various uses of antennas, and one of them is a wireless LAN system. The wireless LAN system is not limited to a configuration that transmits and receives radio waves only indoors. For example, radio waves are transmitted and received between a plurality of buildings in a certain site such as a factory or a school. May be configured. Depending on the conditions of the site, the height of the plurality of buildings, the height of the ground, and the like are different from each other, so the direction of the wireless LAN antenna needs to be set diagonally upward or diagonally downward.
[0051]
On the other hand, a general wireless LAN antenna is generally fixed to a support by a fixing part that can hold the support, and is configured so that the direction can be changed by rotating the support with the support as a rotation axis. ing. And since the support | pillar is installed so that the axis | shaft may become perpendicular | vertical (vertical) with respect to a horizontal surface, although the antenna for wireless LAN can change a direction in the left-right direction, it will always face a horizontal direction, It becomes the structure which cannot change a direction to an up-down direction.
[0052]
  Therefore, the above (claim 1 to claim)9In any of the antennas,10As described in the above, the fixing unit holds the support column for installing the antenna, and the connection fixing unit can change the arrangement direction of the radiator and the waveguide with respect to the plane perpendicular to the axis of the support column. In this way, the support member may be connected and fixed to the fixing portion.
[0053]
  By providing such a connecting and fixing part, it is possible to change the arrangement direction of the radiator and the director in the vertical direction in addition to changing the horizontal direction about the support column as the rotation axis, and the direction of the antenna Can be set freely.
  Accordingly, the present invention (claims)10), The direction of the antenna can be set optimally according to the demands of the usage environment, and it is possible to stably transmit and receive radio waves in various environments.
[0054]
  And the above-mentioned (claim 1 to claim)10The antenna of any one of claims11As described in the above, the antenna may be a wireless LAN antenna for transmitting and receiving radio waves in a predetermined frequency band used in the wireless LAN system.
  In other words, the wireless LAN antenna used in the wireless LAN system is highly demanded to suppress the increase in size and to prevent the gain from being lowered while appropriately setting the directivity. Claims 1 to10Any one of the antennas can be used as a wireless LAN antenna, and the effect can be further exhibited.
[0055]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
First, FIG. 1 shows a configuration of a wireless LAN antenna 1 according to a first embodiment to which the present invention is applied. FIG. 1A is an overall configuration diagram of the wireless LAN antenna 1, and FIG. It is the side view which looked at the antenna 1 for wireless LAN shown to a) from the right direction, (c) is explanatory drawing which shows the internal structure of the antenna 1 for wireless LAN.
[0056]
This wireless LAN antenna 1 is used for transmission / reception of radio waves in a predetermined frequency band used in a wireless LAN system, and includes a radiator 31 and a plurality of waveguides 35 as shown in FIG. A support member 11 for holding the storage member 33, a first fixing member 15 connected to the support member 11, and a first support member 15 that sandwiches the column 39 between the first fixing member 15. 2 fixing brackets 17.
[0057]
The accommodating member 33 has a cylindrical shape (a tubular shape having a circular cross section) in which the front end portion 33a (the right end in FIG. 1A) and the rear end portion 33b are opened, and is formed of FRP which is an insulating material. Yes. In addition, it can be seen from the side view of the wireless LAN antenna 1 shown in FIG. The housing member 33 has a distal end portion 33a closed by a cover 34, and is provided with a radiator insertion hole 33c for inserting the radiator 31 therein.
[0058]
Next, the plurality of waveguides 35 are connected to the waveguide support part 37 in a state where they are arranged at regular intervals, and the waveguide support part 37 and some of the waveguides 35 are composed of element elements. It is clamped by the holding member 43.
The element holding member 43 is a columnar shape that is inserted into the housing member 33 and sandwiched between the inner walls of the housing member 33. The element holding member 43 is two members made of polystyrene foam divided by a cross section including the central axis. It is configured. The two members include a radiator arrangement groove 43a for arranging the radiator 31 and a waveguide arrangement groove 43b for arranging the waveguide 35 and the waveguide support portion 37 on the opposing surfaces. I have. The formation positions of the radiator arrangement groove 43a and the waveguide arrangement groove 43b are determined so that the interval between the radiator 31 and the waveguide 35 is an interval suitable for transmission / reception of radio waves.
[0059]
Further, the radiator 31 is constituted by a sleeve antenna, and the radiator main body 31a is provided with a cylindrical sleeve made of a conductive material. The length of the sleeve in the axial direction is the antenna for the wireless LAN. 1 is set to a length of approximately one quarter of the wavelength λ of the radio wave transmitted and received. And the radiator 31 is a structure arrange | positioned on the extension line | wire of the axial direction of coaxial cable CA (illustration omitted in FIG. 1), and is connected with a coaxial cable by the connector part 31b.
[0060]
Here, a procedure for arranging the plurality of waveguides 35 inside the housing member 33 will be described with reference to FIG.
First, in the first stage, the plurality of waveguides 35 and the waveguide support portions 37 are arranged in the waveguide arrangement groove 43b in one member of the element holding member 43 ((1) in FIG. 10). Next, in the second stage, the two members 35 of the element holding member 43 are overlapped to sandwich the plurality of waveguides 35 and the waveguide support portion 37 between the element holding members 43 (in FIG. 10). (2) and (3)). Then, in the third stage, the element holding member 43 in a state of sandwiching the plurality of waveguides 35 and the waveguide support part 37 is inserted from the distal end part 33a and disposed inside the accommodating member 33 (in FIG. 10). (4)). At this time, the element holding member 43 is inserted to a position where the radiator arrangement groove 43 a overlaps the radiator insertion hole 33 c of the housing member 33 and is sandwiched between the inner walls of the housing member 33. Further, in the fifth stage, the radiator 31 is inserted from the radiator insertion hole 33c of the housing member 33 and disposed in the radiator arrangement groove 43a of the element holding member 43 ((5) in FIG. 10).
[0061]
In such a procedure, the plurality of waveguides 35, the waveguide support part 37, the element holding member 43, and the radiator 31 are arranged inside the housing member 33. At this time, the radiator main body 31a and the plurality of waveguides 35 of the radiator 31 are arranged in a straight line, and the radiator main body 31a receives radio waves flying from the direction of the plurality of waveguides 35. The radio wave is transmitted in the direction of the director 35.
[0062]
Next, in FIG. 1A, the support member 11 is connected to the fitting portion 13 formed in a cylindrical shape that can be fitted into the rear end portion 33 b of the housing member 33 and the first fixing bracket 15. The connecting portion 14 is provided, and is connected to the first fixing bracket 15 and is fitted to the rear end portion 33 b of the receiving member 33 to support the receiving member 33. Note that the fitting portion 13 and the connecting portion 14 may be formed integrally with each other, or may be connected separately by bonding, welding, screwing, or the like after being formed separately.
[0063]
Here, as shown in FIG. 1C, the fitting portion 13 has a rear end portion 33b of the housing member 33 so that the opposing surface 13a, which is the cylindrical tip surface, faces the radiator main body 31a. Is fitted. At this time, the distance between the opposing surface 13a and the radiator main body 31a is set to a length that is approximately one quarter of the wavelength λ of the radio wave transmitted and received by the wireless LAN antenna 1, and the opposing surface 13a is accommodated. It operates as a reflector for blocking unnecessary radio waves from flowing into the radiator 31 from the rear end portion 33b side of the member 33. Moreover, the opposing surface 13a as a reflector also has the effect | action which reflects the electromagnetic wave which the radiator 31 should receive, advances to the radiator main-body part 31a, and increases the electromagnetic wave which the radiator 31 receives.
[0064]
Here, when the conventional wireless LAN antenna 101 shown in FIG. 9 and the wireless LAN antenna 1 of the first embodiment shown in FIG. 1 are compared, the housing member 33 is more radiator than the large housing member 133. It can be seen that the length in the arrangement direction of 31 and the director 35 is shorter by the length L1 (see FIG. 9C). This is because the conventional wireless LAN antenna 101 includes the reflector 112 as an independent member, whereas the wireless LAN antenna 1 of the first embodiment is fitted to the support member 11. This is because the opposed surface 13a of the portion 13 is provided as a reflector, and no independent reflector is provided. In other words, the wireless LAN antenna 1 according to the first embodiment can be formed with the accommodating member 33 short by the length L1 shown in FIG. 9C by not including an independent reflector.
[0065]
Next, in FIG. 1, the support member 11 is connected and fixed to the first fixing bracket 15 by connecting bolts 21. Further, the first fixing bracket 15 and the second fixing bracket 17 are connected by a fixing bolt 23 in a state where the support 39 is sandwiched between them. Here, a perspective view of the support member 11, the first fixing bracket 15, and the second fixing bracket 17 is shown in FIG.
[0066]
As shown in FIG. 7A, the connecting portion 14 of the support member 11 has a first through hole 14a having a size that allows a shaft portion (a portion in which a screwing groove is formed) in the connecting bolt 21 to be inserted. A second through hole 14 b is formed, and the first fixing bracket 15 is formed with a connecting screw hole 15 b in which a screwing groove for screwing with the connecting bolt 21 is formed. In addition, in the connection part 14, the 1st through-hole 14a is provided in four places, and the 2nd through-hole 14b is provided in two places.
[0067]
Then, the connecting portion 14 of the support member 11 and the first fixing bracket are arranged so that the first through hole 14a and the connecting screw hole 15b overlap, and the second through hole 14b and the connecting screw hole 15b overlap. 15 and the connecting bolt 21 (not shown in FIG. 7A) is inserted through the first through hole 14a and the second through hole 14b, and then screwed into the connecting screw hole 15b. Here, the connecting bolt 21 is provided with a flange portion having a diameter larger than that of the shaft portion where the screwing groove is formed at one end, and the first screwing is performed between the connecting bolt 21 and the connecting screw hole 15b. The connecting portion 14 of the support member 11 is sandwiched between the fixing bracket 15 and the flange portion of the connecting bolt 21 so that the supporting member 11 and the first fixing bracket 15 are connected.
[0068]
The first fixing bracket 15 is formed with a fixing screw hole 15a in which a screwing groove for screwing with a fixing bolt 23 (not shown in FIG. 7) is formed. A through hole 17a having a size capable of inserting a shaft portion of the fixing bolt 23 (a portion where a screwing groove is formed) is formed. And after arrange | positioning the 1st fixing bracket 15 and the 2nd fixing bracket 17 so that the support | pillar 39 (illustration omitted in FIG. 7) may be clamped, after inserting the fixing volt | bolt 23 in the through-hole 17a, the fixing screw hole Screwed to 15a. Here, the fixing bolt 23 includes a flange portion having a diameter larger than that of the shaft portion where the screwing groove is formed, and the second fixing metal fitting is obtained by screwing the fixing bolt 23 and the fixing screw hole 15a. 17 is urged in the direction of the first fixing bracket 15 by the flange portion of the fixing bolt 23. As a result, a clamping force for clamping the column 39 between the first fixing bracket 15 and the second fixing bracket 17 is generated, and as a result, the first fixing bracket 15 is fixed to the column 39.
[0069]
Here, the first through hole 14 a formed in the connecting portion 14 of the support member 11 is formed in an arc shape centering on the second through hole 14 b, and the direction of the support member 11 with respect to the first fixing bracket 15 is defined. It can be changed. That is, when fixing the first fixing bracket 15, as shown in FIG. 7B, the direction of the support member 11 is set so that the fitting portion 13 faces obliquely upward, or FIG. ), The direction of the support member 11 can be set so that the fitting portion 13 faces obliquely downward. The operation of changing the direction of the support member 11 with respect to the first fixing bracket 15 is performed by loosening all (six) connection bolts 21 slightly, changing the direction of the support member 11 to a desired direction, and then again. This is done by fastening the connecting bolt 21 and fixing the support member 11 to the first fixing bracket 15.
[0070]
In this way, the housing member 33 is fixed to the support column 39 via the support member 11, the first fixing bracket 15 and the second fixing bracket 17, and at the time of fixing, the plurality of waveguides 35, the radiation The direction of the housing member 33 is set so that the device 31 and the reflector 112 face the transmission / reception direction of radio waves. The wireless LAN antenna 1 operates to transmit and receive radio waves in a predetermined frequency band used for the wireless LAN system.
[0071]
As described above, according to the wireless LAN antenna 1 of the first embodiment, since the radiator 31 is configured by a sleeve antenna, the connection portion of the radiator 31 with the coaxial cable CA is the radiator. It becomes a connector part 31 b which is an end part of 31. Thereby, even if coaxial cable CA is suspended and wired and coaxial cable CA is arranged in the same direction as the plane of polarization in the vicinity of radiator 31, radiator 31 and coaxial cable CA are located inside housing member 33. There is no overlap, and the coaxial cable CA does not adversely affect transmission / reception of radio waves in the radiator 31.
[0072]
For this reason, even when the coaxial cable CA is suspended from the housing member 33 and wired, it is possible to prevent the coaxial cable CA from adversely affecting the transmission / reception of radio waves in the radiator 31. Further, since it is not necessary to wire the coaxial cable CA toward the rear end portion 33b of the housing member 33, the structure of the support member 11 or the like does not need to correspond to the cable wiring, and the support member 11 or the like is complicated. Further, the increase in size can be prevented, and the increase in size of the wireless LAN antenna 1 can be suppressed.
[0073]
In addition, when a sleeve antenna is used as the radiator 31, it is not necessary to provide a balanced-unbalanced conversion circuit. Therefore, the wireless LAN antenna can be reduced in size by omitting the installation area of the balanced-unbalanced conversion circuit. In addition, since the installation work of the balanced-unbalanced conversion circuit is not required, the mounting work to the housing member 33 is facilitated as compared with the dipole antenna.
[0074]
And since the antenna 1 for wireless LAN of 1st Example is not provided with the reflector as an independent one member, the length of the accommodating member 33 can be shortened compared with the past, and by extension, wireless The LAN antenna 1 can be downsized.
In addition, since the distance between the facing surface 13a and the radiator main body 31a is set to a length of approximately one quarter of the wavelength λ of the radio wave transmitted and received by the wireless LAN antenna 1, the facing surface 13a is The function as a reflector can be exhibited well.
[0075]
Further, the direction of the fitting portion 13 of the support member 11 can be changed in the vertical direction by the first through hole 14a and the second through hole 14b provided in the connecting portion 14 of the support member 11, that is, the accommodating member. It becomes possible to change the direction of 33 to an up-down direction. Thus, in addition to changing the arrangement direction of the radiator 31 and the director 35 to the left and right directions with the support column 39 as the rotation axis, it is also possible to change the arrangement direction of the wireless LAN antenna 1. The direction can be set freely. Therefore, according to the wireless LAN antenna 1 of the first embodiment, the direction of the wireless LAN antenna can be optimally set according to the request of the use environment, and transmission / reception of radio waves in the wireless LAN system can be stabilized. Can be performed.
[0076]
The wireless LAN antenna 1 according to the first embodiment has a configuration in which the director 35 is sandwiched between the element holding members 43 and the element holding member 43 is sandwiched between the inner walls of the housing member 33. Therefore, it is possible to suppress the waveguide 35 from being displaced in the direction toward the inner wall of the housing member 33 during the operation of inserting the waveguide 35 into the housing member 33. It is possible to prevent the inner wall from colliding and being damaged.
[0077]
In addition, the element holding member 43 configured to be separable in this manner can easily hold the waveguide 35, and the relative position between the element holding member 43 and the waveguide 35 can be accurately determined. it can. As a result, the position of the waveguide 35 inside the housing member 33 can be determined with high accuracy, and the performance degradation of the wireless LAN antenna 1 due to an error in dimensional accuracy can be prevented.
[0078]
In the first embodiment, the element holding member 43 does not sandwich all the waveguides 35 but supports a part of the waveguides 35 and also holds the waveguide support part 37. All the waveguides 35 are arranged at predetermined positions inside the housing member 33.
[0079]
Further, the element holding member 43 includes a radiator arrangement groove 43a, and the relative position between the waveguide 35 held by the element holding member 43 and the radiator 31 arranged in the radiator arrangement groove 43a is constant. . For this reason, it is possible to determine the relative position between the director 35 and the radiator 31 with higher accuracy than when the director 35 and the radiator 31 are individually fixed inside the housing member 33. Therefore, the occurrence of dimensional errors can be prevented and the antenna performance can be prevented from deteriorating.
[0080]
Further, since the element holding member 43 is made of an insulating material, the element holding member 43 does not affect the radio wave, does not impair the function of the waveguide 35 that attracts the radio wave to the radiator 31, and the radiator 31 It does not affect the transmission and reception of radio waves.
[0081]
In the wireless LAN antenna 1 of the first embodiment, the facing surface 13a of the fitting portion 13 corresponds to the facing surface described in the claims, and the first through hole 14a and the second through hole 14b. The connecting portion 14, the connecting bolt 21 and the connecting screw hole 15 b are formed as the connecting and fixing portion described in the claims, and the radiator disposing groove 43 a in the element holding member 43 is claimed. It corresponds to the radiator arrangement part described in the range.
[0082]
Next, as a second embodiment, a wireless LAN antenna 3 capable of improving the gain as compared with the wireless LAN antenna 1 of the first embodiment will be described.
The external appearance of the wireless LAN antenna 3 of the second embodiment is the same as that of the wireless LAN antenna 1 of the first embodiment shown in FIGS. 1A and 1B, except for the support member. Components (components) are the same as in the first embodiment. Therefore, in the following description, the description will focus on the support member that is the difference.
[0083]
FIG. 2A shows a second support member 51, a radiator 31, a plurality of waveguides 35, and a first fixing bracket 15 provided in the wireless LAN antenna 3 of the second embodiment. In FIG. 2A, only four waveguides 35 on the side close to the radiator 31 are shown, and the accommodating member 33 (in FIG. 2, a dotted line). The illustration of the waveguide 35 disposed on the tip 33a (not shown in FIG. 2) side of the description is omitted.
[0084]
The second support member 51 in the second embodiment is made of a conductive metal material. Further, as shown in FIG. 2A, the second fitting portion 113 of the second support member 51 includes an extending portion 113b extending from the peripheral end portion of the facing surface 113a toward the radiator 31. The extending portion 113b extends to the position where the radiator 31 is disposed inside the housing member 33. The length of the extended portion 113b is set to approximately one-fourth of the wavelength λ of the radio wave transmitted and received by the wireless LAN antenna 3.
[0085]
Further, as can be seen from the perspective view of the second support member 51 shown in FIG. 2 (b), the end portion of the extending portion 113b has a radiator placement portion 113c cut out for placing the radiator 31. It is provided and the extension part 113b and the radiator 31 are prevented from colliding.
[0086]
Then, by providing the extended portion 113 b in the second fitting portion 113 of the second support member 51, the radio wave that propagates from the facing surface 113 a through the inner surface of the extended portion 113 b and leaks to the outside of the second support member 51. However, at the end portion of the extended portion 113b close to the radio wave transmission source, it interferes with the radio wave directly flying from the transmission source. Due to the influence of the interference, the radio wave propagating on the surface of the second support member 51 becomes difficult to propagate in the direction from the end of the extending portion 113b toward the outer surface, and the radio wave antenna can be prevented from leaking. 3 can be suppressed.
[0087]
Further, the extending portion 113b provided in the second fitting portion 113 of the second support member 51 reflects radio waves on its inner surface 113d, and the inner surface 113d acts as a corner reflector together with the opposing surface 113a. Yes. For this reason, the 2nd support member 51 has the characteristic that a side lobe and a back lobe can be further suppressed compared with the support member 11 of 1st Example which comprises a reflector only by the opposing surface 13a. By improving the side lobes and back lobes in this way, the gain of the wireless LAN antenna for radio waves that should be transmitted and received can be improved.
[0088]
Here, the measurement results of measuring the directivity of the wireless LAN antenna 3 of the second embodiment, the wireless LAN antenna 1 of the first embodiment, and the conventional wireless LAN antenna 101 shown in FIG. 9 are shown in FIG. Shown in 3A is a measurement result of the wireless LAN antenna 3 of the second embodiment, FIG. 3B is a measurement result of the wireless LAN antenna 1 of the first embodiment, and FIG. ) Is the measurement result of the conventional wireless LAN antenna 101 shown in FIG.
[0089]
The measurement results in FIG. 3A have smaller side lobes than the measurement results in FIGS. 3B and 3C, and the wireless LAN antenna 3 of the second embodiment is It can be seen that the side lobe level is smaller than that of the first embodiment and the conventional wireless LAN antenna. Thus, by reducing the side lobe level, the power consumed as the main lobe can be relatively increased, and the gain as the wireless LAN antenna can be improved.
[0090]
The measurement result of FIG. 3B has a larger sidelobe than that of FIG. 3C, and the wireless LAN antenna 1 of the first embodiment is compared with the conventional wireless LAN antenna 101. The gain of the main lobe is relatively lowered. However, there is no significant difference in the magnitude of the main lobe at −3 [db], and no difference is observed in the directivity. Therefore, the wireless LAN antenna 1 of the first embodiment receives the radio wave to be received. Can be fully received.
[0091]
FIG. 4 shows the measurement results of measuring the standing wave ratio (VSWR) for each frequency band in the wireless LAN antenna 3 of the second embodiment. Here, the smaller the standing wave ratio, the better the performance of the antenna, and the value of VSWR that can be practically used as an antenna is generally 1.5 or less for transmission and 3 or less for reception.
[0092]
According to the measurement result of FIG. 4, it is practically possible for the wireless LAN antenna 3 to receive radio waves in a frequency band of at least 2300 [MHz] to 2600 [MHz]. In particular, in the frequency band from 2400 [MHz] to 2500 [MHz], the standing wave ratio is as small as 1.3 or less, so the wireless LAN antenna 3 of the second embodiment is used in the wireless LAN system. It can be seen that it is suitable for transmission / reception of radio waves in the 2.4 [GHz] band (BW range shown in FIG. 4).
[0093]
And since the extension part 113b functions also as a fitting area | region with the accommodating member 33, the fitting area becomes large compared with the supporting member 11 of 1st Example, and the 2nd supporting member 51 is a more stable state. Thus, the accommodating member 33 can be supported.
As described above, according to the wireless LAN antenna 3 of the second embodiment, by providing the extending portion 113b, leakage of radio waves propagating on the surface of the second support member 51 is prevented and a corner reflector is used. By realizing such an operation, gain can be improved. In addition, the housing member 33 can be supported in a state where the second support member 51 is more stable, the housing member 33 can be prevented from falling off due to an external force such as wind and rain, and the overall strength of the wireless LAN antenna 3 can be prevented. Can be improved.
[0094]
Furthermore, the extending portion 113b of the second support member 51 has a length in the extending direction set to a length that is approximately one quarter of one wavelength λ of the radio wave to be received by the radiator 31. Thus, a practically effective gain can be improved.
By the way, when the length of the extended portion 113b is a length sufficient as a fitting region with the housing member 33, the length L2 of the second fitting portion 113 shown in FIG. Corresponding portions can be omitted. Therefore, a third support member 53 configured by omitting the length L2 portion of the second support member 51 is shown in FIG. The wireless LAN antenna 4 configured using the third support member 53 is shorter in the arrangement direction of the radiator and the director than the wireless LAN antenna 3 of the second embodiment. The wireless LAN antenna can be further downsized. Note that the third support member 53 is made of a conductive metal material.
[0095]
Next, FIG. 5A shows the second support member 51 and the first fixture 15 extracted from FIG. 2A, and FIG. 5B shows the second shown in FIG. 5A. It is a side view at the time of seeing the supporting member 51 from the right direction. As can be seen from FIGS. 5A and 5B, in the second support member 51, the extending portion 113b extends from the entire periphery of the end portion of the facing surface 113a. Here, in order to improve the side lobe and the back lobe by providing the extending portion in the fitting portion of the support member, it is effective to provide the extending portion in parallel to the electric field surface of the radio wave. The extending portion does not necessarily have to be provided over the entire periphery of the end portion of the opposing surface, and the support member may be configured as a fourth support member 55 shown in FIGS. 5 (c) and 5 (d).
[0096]
That is, in the fourth support member 55, the side surface extending portions 113 e are extended from two positions symmetrical about the center of the opposed surface 113 a among the peripheral ends of the opposed surface 113 a. When the housing member 33 is fitted, the two side surface extending portions 113e are disposed substantially parallel to the electric field surface of the radio wave. The wireless LAN antenna including the fourth support member 55 can effectively improve the side lobe and the back lobe by the action of the side surface extending portion 113e.
[0097]
Further, the extending position of the side surface extending portion 113e on the facing surface 113a greatly affects the directivity of the wireless LAN antenna, and as described above, the inner surface of the side surface extending portion 113e becomes the electric field surface of the radio wave. By setting the extending position so as to be parallel to each other, the directivity becomes narrower (sharp), and the larger the area parallel to the electric field surface of the inner surface of the side surface extending portion 113e, the more directivity is achieved. Narrowness (sharpness).
[0098]
Therefore, in applications where sharp directivity is required, the side surface extension of the facing surface 113a is such that the side surface extension portion 113e has an inner surface that is parallel to the electric field surface of the radio wave and has a large area. The extended position of the portion 113e may be set. In applications that require relatively wide directivity, the side surface extension of the facing surface 113a is such that the side surface extension portion 113e has an inner surface that is parallel to the electric field surface of the radio wave and has a relatively small area. The extended position of the portion 113e may be set.
[0099]
Therefore, the wireless LAN antenna provided with the fourth support member 55 can constitute a wireless LAN antenna having directivity close to the required directivity, realizing a wireless LAN antenna suitable for each application. It becomes possible to do.
5C is an external view of the fourth support member 55 connected to the first fixing bracket 15, and FIG. 5D is a fourth support member 55 shown in FIG. 5C. It is a side view when seeing from the right direction. The fourth support member 55 is made of a conductive metal material. Further, the fourth support member 55 may be configured by shortening the portion from the facing surface 113a to the connecting portion 14 as in the third support member 53 shown in FIG.
[0100]
Subsequently, with respect to the support member, as in the fifth support member 57 shown in FIGS. 6A and 6B, the extended portion 25 formed on the outside of the housing member 33 (not shown in FIG. 6). It is good to comprise so that it may be provided.
That is, the extended portion 25 formed in the fifth support member 57 is formed on the outer periphery of the extending portion 113b via the fitting space 25a for arranging the accommodating member 33, and is extended parallel to the facing surface 113a. A reflection surface 25b is provided. The fifth support member 57 is fitted to the housing member 33 so that the extended reflection surface 25b is behind the radiator 31 (not shown in FIG. 6) with respect to the radio wave transmission source. As a result, the extended reflection surface 25b functions as a reflector for the radiator 31, and in addition to the radio wave reflected by the facing surface 113a, the radio wave reflected by the extended reflection surface 25b is supplied to the radiator 31. The same effect as increasing the area of the reflector can be obtained. Accordingly, the wireless LAN antenna including the fifth support member 57 can improve the gain of the antenna.
[0101]
6A is an external view of the fifth support member 57 connected to the first fixing bracket 15, and FIG. 6B is a fifth support member 57 shown in FIG. 6A. It is a side view when seeing from the right direction. The fifth support member 57 is made of a conductive metal material.
[0102]
In addition, regarding the support member including the extension portion, as in the sixth support member 59 shown in FIGS. 6C and 6D, the extended reflection surface 25b of the extension portion 25 formed outside the housing member 33. It is preferable to form a corrugate 27 comprising a plurality of grooves 27a.
That is, in the sixth support member 59, among the radio waves propagating on the surface of the sixth support member 59 at the opening end of the groove 27a, the radio wave entering the groove 27a and the radio wave coming out of the groove 27a interfere with each other, and the radio wave Is further prevented from propagating to the outside than the groove 27a, and therefore, radio waves can be prevented from leaking through the surface of the sixth support member 59.
[0103]
Therefore, according to the wireless LAN antenna including the sixth support member 59, it is possible to prevent leakage of radio waves due to propagation through the surface of the support member, and it is possible to suppress a decrease in gain of the wireless LAN antenna.
6C is an external view of the sixth support member 59 connected to the first fixing bracket 15, and FIG. 6D is a sixth support member 59 shown in FIG. 6C. It is a side view when seeing from the right direction. The sixth support member 59 is formed of a conductive metal material.
[0104]
Further, the corrugate 27 composed of a plurality of grooves 27a may be formed on the peripheral side surface 25c of the extended portion 25 as in the seventh support member 61 shown in FIGS. 6 (e) and 6 (f). Similarly to the sixth support member 59, the support member 61 can also prevent leakage of radio waves due to propagation on the surface of the support member, and can suppress a decrease in gain of the wireless LAN antenna.
[0105]
6E is an external view of the seventh support member 61 connected to the first fixing bracket 15, and FIG. 6F is a seventh support member 61 shown in FIG. 6E. It is a side view when seeing from the right direction. The seventh support member 61 is formed of a conductive metal material.
[0106]
Next, the 2nd element holding member 45 of the structure which arrange | positions all the waveguides 35 inside is demonstrated based on explanatory drawing shown to Fig.11 (a).
The 2nd element holding member 45 is formed in the column shape which consists of a polystyrene foam comprised in the magnitude | size including the arrangement | positioning area | region of all the waveguides 35 and the radiators 31 in the inside of the accommodating member 33. FIG. The second element holding member 45 includes a radiator insertion hole 45a formed to have a size capable of inserting the radiator 31, and a plurality of waveguide inserts formed to have a size capable of inserting the waveguide 35. Hole 45b. Note that the opening of the waveguide insertion hole 45b into which the waveguide 35 has been inserted is sealed by press-fitting a sealing plug 45c into the opening.
[0107]
As described above, the second element holding member 45 arranges all the waveguides 35 within itself, and by accurately determining the position of the waveguide insertion hole 45b, The respective arrangement positions can be determined with high accuracy, and the performance degradation of the antenna can be prevented.
[0108]
The second element holding member 45 includes a radiator insertion hole 45a and a director insertion hole 45b, and the relative position between the radiator 31 and the director 35 is constant. For this reason, it is possible to determine the relative position between the director 35 and the radiator 31 with higher accuracy than when the director 35 and the radiator 31 are individually fixed inside the housing member 33. Therefore, the occurrence of dimensional errors can be prevented and the antenna performance can be prevented from deteriorating.
[0109]
Furthermore, since the opening of the waveguide insertion hole 45b is sealed by the sealing plug 45c, the waveguide 35 can be prevented from falling off. Further, a waveguide support member for fixing the plurality of waveguides 35 integrally can be omitted, and the structure of the antenna can be simplified and reduced in weight.
[0110]
As mentioned above, although the Example of this invention was described, this invention is not limited to the said Example, A various aspect can be taken.
For example, with respect to the support member, as in the eighth support member 63 shown in FIG. 8A, the radiator 31 is formed in a shape that can be fixed at the protruding portion 113f formed at the end of the extending portion 113b. Also good. That is, compared with the case where the radiator 31 is fixed to the housing member 33 (not shown in FIG. 8A) formed of FRP or the like, the extended portion 113b (specifically, the protruding portion 113f) formed of a metal material. ), The radiator 31 can be fixed firmly and stably.
[0111]
At this time, in order to prevent leakage of radio waves from the radiator 31 to the opposing surface 113a, a stub for increasing the impedance between the radiator 31 and the opposing surface 113a may be provided in the extending portion 113b. It is effective to interpose a member made of an insulating material between the radiator 31 and the extending portion 113b.
[0112]
In the above description, the embodiment in which the area of the reflector is enlarged by providing the extended portion formed integrally with the support member has been described. However, like the wireless LAN antenna 5 shown in FIG. You may make it provide the disk shaped reflector 41 comprised separately from the support member 11. As shown in FIG.
[0113]
As shown in FIG. 8 (c), the disk-shaped reflector 41 is formed in a disk shape having an opening 41 a having a diameter equal to the outer diameter of the housing member 33 at the center portion. Be placed. And since the disk shaped reflector 41 acts as a reflector with respect to the radiator 31 with the opposing surface of a support member (illustration omitted in FIG.8 (b)), the area of a reflector is provided by providing the disk shaped reflector 41. FIG. The same effect as enlargement can be obtained. Thus, the wireless LAN antenna 5 including the disk-shaped reflector 41 can improve the antenna gain.
[0114]
In the above-described embodiments, the antenna that performs vertical polarization has been described. However, when the antenna is used as an antenna that performs horizontal polarization, as shown in FIG. The radiator and the director may be arranged in a direction corresponding to the plane of polarization, with the housing member 33 rotated 90 degrees in the axial direction.
[0115]
The same effect as that of the antenna described above can be obtained with an antenna in which the radiator is a monopole antenna or a monopole sleeve antenna.
[Brief description of the drawings]
1A is an overall configuration diagram of a wireless LAN antenna according to a first embodiment, and FIG. 1B is a side view of the wireless LAN antenna shown in FIG. ) Is an explanatory diagram showing the internal structure of the wireless LAN antenna shown in FIG.
FIG. 2A is an explanatory view showing a second support member, a radiator, a plurality of directors, and a first fixing bracket provided in the wireless LAN antenna of the second embodiment, and FIG. It is a perspective view of a 2nd support member, (c) is explanatory drawing which shows a 3rd support member.
FIG. 3 is a measurement result of directivity measured for each of the wireless LAN antenna of the second embodiment, the wireless LAN antenna of the first embodiment, and the conventional wireless LAN antenna.
FIG. 4 is a measurement result of measuring a standing wave ratio (VSWR) with respect to a frequency band in the wireless LAN antenna of the second example.
FIG. 5A is an explanatory view of a second support member and a first fixing bracket, and FIG. 5B is a side view of the second support member shown in FIG. (c) is explanatory drawing of a 4th supporting member and a 1st fixing bracket, (d) is a side view at the time of seeing the 4th supporting member shown in (c) from the right direction.
6A is an external view of a fifth support member connected to the first fixing bracket, and FIG. 6B is a side view of the fifth support member shown in FIG. It is a figure, (c) is an external view of the 6th support member in the state connected with the 1st fixing bracket, (d) is a side view when the 6th support member shown in (c) is seen from the right direction. It is a figure, (e) is an external view of the 7th support member in the state connected with the 1st fixture, (f) is a side view when the 7th support member shown in (e) is seen from the right direction. FIG.
7A is a perspective view of the supporting member, the first fixing bracket, and the second fixing bracket, and FIG. 7B is a perspective view of the supporting member and the first fixing member connected in a state in which the fitting portion faces obliquely upward. It is explanatory drawing of a fixing metal fitting, (c) is explanatory drawing of the support member and the 1st fixing metal fitting which were connected in the state in which the fitting part turned diagonally downward.
8A is an explanatory diagram of an eighth support member to which a radiator is fixed, FIG. 8B is an external view of a part of a wireless LAN antenna including a disk-shaped reflector, and FIG. 8C. FIG. 3 is an external view of a disk-shaped reflector.
9A is an overall configuration diagram of a conventional wireless LAN antenna, FIG. 9B is a side view of the wireless LAN antenna shown in FIG. 9A viewed from the right side, and FIG. It is explanatory drawing which shows the internal structure of the antenna for wireless LAN shown to a).
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a procedure for disposing the director inside the housing member.
11A is an explanatory view showing a second element holding member 45, and FIG. 11B is an explanatory view showing a director, an element holding member, and a housing member when horizontal polarization is performed.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 3, 4, 5 ... Wireless LAN antenna, 11 ... Support member, 13 ... Fitting part, 13a ... Opposite surface, 14 ... Connection part, 15 ... 1st fixing bracket, 17 ... 2nd fixing bracket, 25 ... Extended part, 25b ... Extended reflection surface, 27 ... Corrugate, 31 ... Radiator, 33 ... Housing member, 35 ... Waveguide, 43 ... Element holding member, 51 ... Second support member, 53 ... Third support member, 55 ... 4th support member, 57 ... 5th support member, 59 ... 6th support member, 61 ... 7th support member, 63 ... 8th support member, 113 ... 2nd fitting part, 113a ... Opposing surface, 113b ... Extension Installation part, 113e ... Side surface extension part.

Claims (11)

用途に応じた所定の周波数帯の電波を送受信する放射器と、
該放射器に前記電波を呼び込むための複数の導波器と、
前記放射器と前記導波器とを一直線上に配列する状態で、前記放射器および前記導波器を内部に収容する筒状の絶縁性材料からなる収容部材と、
前記放射器および前記導波器が配列される直線方向における前記収容部材の端部のうち、前記放射器に近い端部である後端部と嵌合して、前記収容部材を支持する支持部材と、を備えるアンテナであって、
前記放射器が、スリーブアンテナまたはモノポールアンテナで構成され、
前記支持部材は、前記収容部材の後端部に内嵌可能な柱状に形成されると共に、少なくとも前記放射器に対向する対向面が導電性材料で形成され、該対向面が前記放射器に対する反射器として備えられること、
を特徴とするアンテナ。A radiator that transmits and receives radio waves in a predetermined frequency band according to the application;
A plurality of waveguides for attracting the radio wave to the radiator;
In a state where the radiator and the director are arranged in a straight line, a housing member made of a cylindrical insulating material that houses the radiator and the waveguide inside,
A support member that supports the housing member by fitting with a rear end portion that is an end portion close to the radiator among the end portions of the housing member in a linear direction in which the radiator and the waveguide are arranged. And an antenna comprising:
The radiator is composed of a sleeve antenna or a monopole antenna ,
The support member is formed in a columnar shape that can be fitted into the rear end portion of the housing member, and at least a facing surface facing the radiator is formed of a conductive material, and the facing surface reflects to the radiator. To be provided as a vessel,
An antenna characterized by. 前記支持部材は、前記対向面の周囲端部から前記放射器に向かう方向に延設された導電性材料からなる延設部を備えること、
を特徴とする請求項１に記載のアンテナ。The support member includes an extending portion made of a conductive material extending in a direction from the peripheral end of the facing surface toward the radiator;
The antenna according to claim 1 . 前記延設部は、前記対向面の周囲端部のうち、要求される指向性に応じた位置から延設されていること、
を特徴とする請求項２に記載のアンテナ。The extending portion is extended from a position corresponding to the required directivity among the peripheral ends of the facing surface,
The antenna according to claim 2 . 前記支持部材は、前記収容部材よりも外側に形成される拡張部を備えること、
を特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のアンテナ。The support member includes an extension formed outside the housing member;
The antenna according to any one of claims 1 to 3 , wherein: 前記拡張部に、複数の溝からなるコルゲートが形成されていること、
を特徴とする請求項４に記載のアンテナ。A corrugation formed of a plurality of grooves is formed in the extended portion;
The antenna according to claim 4 . 前記収容部材の内部に挿入されて前記収容部材の内壁間で挟持される外形を呈し、少なくとも前記導波器を保持するよう形成された絶縁性材料からなるエレメント保持部材、を備えたこと、
を特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のアンテナ。An element holding member made of an insulating material that is inserted into the housing member and exhibits an outer shape sandwiched between inner walls of the housing member and is formed to hold at least the waveguide;
The antenna according to any one of claims 1 to 5 , wherein: 前記エレメント保持部材が、少なくとも２つに分割可能に構成され、分割された各部材の間で前記導波器を挟持すること、
を特徴とする請求項６に記載のアンテナ。The element holding member is configured to be divided into at least two parts, and the waveguide is sandwiched between the divided members;
The antenna according to claim 6 . 前記エレメント保持部材が、前記収容部材の内部における少なくとも前記複数の導波器の配置領域を含む大きさに構成されると共に、前記導波器を挿入可能な複数の挿入孔を備え、該複数の挿入孔の内部に前記複数の導波器を保持すること、
を特徴とする請求項６に記載のアンテナ。The element holding member is configured to have a size including at least an arrangement region of the plurality of waveguides inside the housing member, and includes a plurality of insertion holes into which the waveguides can be inserted. Holding the plurality of directors inside the insertion hole;
The antenna according to claim 6 . 前記エレメント保持部材が、前記放射器を配置するための放射器配置部を備えること、
を特徴とする請求項６から請求項８のいずれかに記載のアンテナ。The element holding member includes a radiator arrangement portion for arranging the radiator;
Antenna according to any one of claims 8 from claim 6, wherein. 請求項１から請求項９のいずれかに記載のアンテナであって、
当該アンテナを設置するための支柱を挟持するための固定部と、
前記支柱の軸に対して垂直な面に対する前記放射器および前記導波器の配列方向が変更可能となるように、前記支持部材を前記固定部に連結固定するための連結固定部と、を備えることを特徴とするアンテナ。The antenna according to any one of claims 1 to 9 ,
A fixing part for sandwiching a column for installing the antenna;
A connection fixing portion for connecting and fixing the support member to the fixing portion so that the arrangement direction of the radiator and the waveguide with respect to a plane perpendicular to the axis of the column can be changed. An antenna characterized by that. 無線ＬＡＮシステムに用いる所定の周波数帯の電波を送受信するための無線ＬＡＮ用アンテナであること、
を特徴とする請求項１から請求項１０のいずれかに記載のアンテナ。A wireless LAN antenna for transmitting and receiving radio waves in a predetermined frequency band used in a wireless LAN system;
The antenna according to any one of claims 1 to 10 , wherein:
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