JP4588750B2 - Frequency sharing array antenna - Google Patents
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Description
本発明は、特に移動通信システム等における基地局用のアンテナとして好適に用いることができる周波数共用アレイアンテナに関するものである。 The present invention relates to a frequency sharing array antenna that can be suitably used as an antenna for a base station in a mobile communication system or the like.
移動体通信では、1つの基地局がカバーするエリアを扇状のセクタに分割して、周波数使用効率を向上させるようにしている。このようにエリアを扇状に分割するためには、基地局アンテナに指向性アンテナを用いて、希望する扇状の範囲にのみ電波を放射する必要がある。
上記基地局アンテナとして使用する指向性アンテナは、要求される水平面内指向性が狭い場合(例えば、100°以下)、特許文献1に記載されているように、アンテナ素子を水平方向に2以上配列して構成する場合がある。
When the required directivity in the horizontal plane is narrow (for example, 100 ° or less), the directional antenna used as the base station antenna has two or more antenna elements arranged in the horizontal direction as described in
しかし、上記のような水平多素子配列アンテナは、2分配器等を用いて各アンテナ素子を合成する必要がある。このため、垂直方向に多段配列してアレイ化した場合、給電回路の構造が複雑化し、それに伴う構成部品数および組立工数の増加によって製造コストが上昇することになる。また、周波数共用アンテナを構成する場合には、個々の周波数に共振するアンテナ素子をそれら相互が重なり合う形態で配置することになるので、VSWR(定在波比)や水平面内指向性などの電気特性の劣化を生じる。 However, the horizontal multi-element array antenna as described above needs to synthesize each antenna element using a two-distributor or the like. For this reason, when an array is formed in multiple stages in the vertical direction, the structure of the power feeding circuit becomes complicated, and the manufacturing cost increases due to the increase in the number of components and the number of assembly steps. In addition, when configuring a frequency sharing antenna, antenna elements that resonate with individual frequencies are arranged in an overlapping manner, so that electrical characteristics such as VSWR (standing wave ratio) and horizontal plane directivity are provided. Cause deterioration.
なお、近年、鉄塔の増設などによる基地局の負担を軽減するべく、1つのアンテナカバーに2周波数以上に共用するアンテナを収納することも実施されている。しかし、この周波数共用アンテナは、個々の周波数に共振するアンテナ素子相互が電気的に影響し合うため、水平面内指向性の成形が難しく、また構造が複雑化するという欠点も有する。 In recent years, in order to reduce the burden on the base station due to the addition of a steel tower, it is also practiced to store an antenna shared by two or more frequencies in one antenna cover. However, this frequency sharing antenna has the disadvantages that the antenna elements that resonate with individual frequencies interact with each other electrically, so that it is difficult to form directivity in the horizontal plane and the structure is complicated.
そこで、本発明の目的は、構造の簡単化とコストの低減を図りながら、良好な水平面内指向性を得ることができる周波数共用アレイアンテナを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a frequency sharing array antenna capable of obtaining good directivity in a horizontal plane while simplifying the structure and reducing the cost.
本発明は、上記目的を達成するため、垂直中心軸線を挟んで垂直方向に千鳥状に配列された複数の第1のアンテナ素子ユニットと、前記垂直中心軸線を挟んで前記第1のアンテナ素子ユニットと重ならない形態で垂直方向に千鳥状に配列された複数の第2のアンテナ素子ユニットと、を備え、前記第1のアンテナ素子ユニットは、1または複数の周波数に共振する第1のアンテナ素子によって構成され、前記第2のアンテナ素子ユニットは、前記周波数とは異なる1または複数の周波数に共振する第2のアンテナ素子によって構成されていることを特徴とする周波数共用アレイアンテナを提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides a plurality of first antenna element units arranged in a staggered manner in the vertical direction across the vertical center axis, and the first antenna element units across the vertical center axis. A plurality of second antenna element units arranged in a staggered manner in a vertical direction in a form that does not overlap with the first antenna element unit, and the first antenna element unit includes a first antenna element that resonates at one or more frequencies. The second antenna element unit is configured by a second antenna element that resonates at one or a plurality of frequencies different from the frequency, and provides a frequency sharing array antenna.
1つの実施態様において、前記第1のアンテナ素子ユニットは前記第1のアンテナ素子を1つ有し、前記第2のアンテナ素子ユニットは前記第2のアンテナ素子を1つ有する。
別の実施態様において、前記第1のアンテナ素子ユニットは前記第1のアンテナ素子を垂直方向に複数配列したサブアレイを有し、前記第2のアンテナ素子ユニットは前記第2のアンテナ素子を垂直方向に複数配列したサブアレイを有する。
さらに別の実施態様において、前記第1のアンテナ素子ユニットは前記第1のアンテナ素子を1つ有し、前記第2のアンテナ素子ユニットは前記第2のアンテナ素子を垂直方向に複数配列したサブアレイを有する。
In one embodiment, the first antenna element unit has one first antenna element, and the second antenna element unit has one second antenna element.
In another embodiment, the first antenna element unit has a subarray in which a plurality of the first antenna elements are arranged in the vertical direction, and the second antenna element unit has the second antenna element in the vertical direction. It has a plurality of subarrays.
In still another embodiment, the first antenna element unit has one first antenna element, and the second antenna element unit has a subarray in which a plurality of the second antenna elements are arranged in the vertical direction. Have.
前記第1、第2のアンテナ素子には、垂直偏波アンテナ素子、あるいは、水平偏波アンテナ素子を使用することができる。また、前記第1、第2のアンテナ素子の一方に水平偏波アンテナ素子を使用し、他方に垂直偏波アンテナ素子を使用しても良い。
さらに、前記第1、第2のアンテナ素子として、水平偏波アンテナ素子と垂直偏波アンテナ素子とを組み合わせた偏波共用アンテナ素子を使用すること、あるいは、前記第1のアンテナ素子として垂直偏波アンテナ素子を使用し、前記第2のアンテナ素子として水平偏波アンテナ素子と垂直偏波アンテナ素子とを組み合わせた偏波共用アンテナ素子を使用することも可能である
As the first and second antenna elements, a vertically polarized antenna element or a horizontally polarized antenna element can be used. Further, a horizontally polarized antenna element may be used for one of the first and second antenna elements, and a vertically polarized antenna element may be used for the other.
Further, as the first and second antenna elements, a dual-polarized antenna element that is a combination of a horizontally polarized antenna element and a vertically polarized antenna element is used, or vertically polarized waves are used as the first antenna element. It is also possible to use a dual-polarized antenna element that uses an antenna element and combines a horizontally polarized antenna element and a vertically polarized antenna element as the second antenna element.
前記第1、第2のアンテナ素子には、例えば、ダイポールアンテナ素子またはパッチアンテナ素子を使用することができる。 For the first and second antenna elements, for example, dipole antenna elements or patch antenna elements can be used.
本発明によれば、垂直中心軸線を挟んで垂直方向に千鳥状に配列された複数の第1のアンテナ素子ユニットと、上記垂直中心軸線を挟んで上記第1のアンテナ素子ユニットと重ならない形態で垂直方向に千鳥状に配列された複数の第2のアンテナ素子ユニットと、を備え、第1のアンテナ素子ユニットが単一または複数の第1の周波数に共振する第1のアンテナ素子を有するとともに、第2のアンテナ素子ユニットが単一または複数の第2の周波数に共振する第2のアンテナ素子を有するように構成されるので、アンテナ素子数および分配器等の給電用部品を低減して、大幅なコストダウンを図ることができる。
また、第1、第2のアンテナ素子の重なりを回避して、それら相互の電気的な干渉を抑制することが可能になるので、良好なVSWR特性および水平面内指向性を得ることができる。
According to the present invention, the plurality of first antenna element units arranged in a staggered manner in the vertical direction across the vertical center axis, and the first antenna element unit not overlapped with the vertical center axis. A plurality of second antenna element units arranged in a staggered pattern in the vertical direction, and the first antenna element unit has a first antenna element that resonates at a single or a plurality of first frequencies, Since the second antenna element unit is configured to have a second antenna element that resonates at a single or a plurality of second frequencies, the number of antenna elements and power supply components such as a distributor can be reduced, Cost reduction.
In addition, since it is possible to prevent the first and second antenna elements from overlapping and to suppress electrical interference between them, it is possible to obtain good VSWR characteristics and horizontal plane directivity.
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図1は、本発明に係る周波数共用アレイアンテナの第1の実施形態を示す概念図である。本実施形態に係るアレイアンテナは、垂直中心軸線Lを挟んで垂直方向に千鳥状に配列された複数のアンテナ素子ユニットU1と、上記垂直中心軸線Lを挟んで上記第1のアンテナ素子ユニットU1と重ならない形態で垂直方向に千鳥状に配列された複数のアンテナ素子ユニットU2と、を備えている。本実施形態において、アンテナ素子ユニットU1、U2は、垂直中心軸線Lを挟んで相対向している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a first embodiment of a frequency sharing array antenna according to the present invention. The array antenna according to the present embodiment includes a plurality of antenna element units U1 arranged in a staggered manner in the vertical direction across the vertical center axis L, and the first antenna element unit U1 across the vertical center axis L. A plurality of antenna element units U2 arranged in a staggered pattern in the vertical direction in a non-overlapping form. In the present embodiment, the antenna element units U1 and U2 are opposed to each other with the vertical center axis L interposed therebetween.
アンテナ素子ユニットU1およびU2は、それぞれ単一のアンテナ素子1および2を備えている。なお、本実施形態および後述の各実施形態においては、アンテナ素子1、2としてダイポールアンテナ素子が使用されている。アンテナ素子1、2は、それぞれ周波数f1、f2に共振するように構成され、その素子導体が垂直に向く形態で、つまり、垂直偏波アンテナ素子として機能する形態で配置されている。
本実施形態に係るアンテナを移動通信システム等における基地局用アンテナとして使用する場合、上記周波数f1およびf2は、例えば0.8GHz(800MHz)および2GHzにそれぞれ設定される。
The antenna element units U1 and U2 include
When the antenna according to the present embodiment is used as a base station antenna in a mobile communication system or the like, the frequencies f1 and f2 are set to, for example, 0.8 GHz (800 MHz) and 2 GHz, respectively.
本実施形態に係る周波数共用アレイアンテナによれば、アンテナ素子1、2がそれぞれ垂直中心軸線Lを挟んで垂直方向に千鳥状に配列されているので、アンテナ素子を千鳥状に配列しない従来構成のアレイアンテナ、つまり、垂直中心軸線Lを挟んでアンテナ素子1相互およびアンテナ素子2相互を対向配置した図示していない従来構成のアレイアンテナに比して、個々の周波数に係るアンテナ素子の数を半減することができる。
According to the frequency sharing array antenna according to the present embodiment, the
また、従来構成のアンテナでは、各段の左右のアンテナ素子を結合するために分配器等の給電手段を使用することになるが、本実施形態に係るアンテナでは、このような給電手段が不要になる。したがって、本実施形態に係るアンテナによれば、構成の簡素化を図れ、また、構成部品数および組立工数を減少して大幅なコストダウンを図ることができる。
さらに、本実施形態に係るアンテナは、周波数f1用のアンテナ素子1と周波数f2用のアンテナ素子2とを重なり合うことなく配置することができるので、それら相互の干渉を抑制して、良好なVSWR(定在波比)特性および水平面内指向性を実現することが可能である。
In addition, in the antenna of the conventional configuration, power feeding means such as a distributor is used to connect the left and right antenna elements of each stage. However, in the antenna according to this embodiment, such power feeding means is unnecessary. Become. Therefore, according to the antenna according to the present embodiment, the configuration can be simplified, and the number of component parts and the number of assembly steps can be reduced, thereby significantly reducing the cost.
Furthermore, since the antenna according to the present embodiment can be arranged without overlapping the
図2は、本発明に係る周波数共用アレイアンテナの第2の実施形態を示す概念図である。本実施形態に係るアレイアンテナは、アンテナ素子ユニットU1が2つのアンテナ素子1を有し、アンテナ素子ユニットU2が2つのアンテナ素子2を有する点において図1に示したアンテナと相違している。
アンテナ素子ユニットU1における2つのアンテナ素子1は、垂直方向に所定の間隔で配列し、それによって、該アンテナ素子1のサブアレイを構成している。同様に、アンテナ素子ユニットU2における2つのアンテナ素子2は、垂直方向に所定の間隔で配列し、それによって、該アンテナ素子2のサブアレイを構成している。なお、アンテナ素子1のサブアレイとアンテナ素子2のサブアレイは、垂直中心軸線Lを挟んで互いに対向している。
FIG. 2 is a conceptual diagram showing a second embodiment of the frequency sharing array antenna according to the present invention. The array antenna according to the present embodiment is different from the antenna shown in FIG. 1 in that the antenna element unit U1 has two
The two
本実施形態に係るアンテナによっても、前述した図1に示したアンテナの効果と同等の効果を得ることができる。なお、サブアレイを構成するアンテナ素子1、2の配列数は2に限定されず、2以上の任意の数に設定することができる。
Also with the antenna according to the present embodiment, an effect equivalent to that of the antenna shown in FIG. 1 described above can be obtained. Note that the number of
図3は、本発明に係る周波数共用アレイアンテナの第3の実施形態を概念的に示している。本実施形態に係るアレイアンテナは、アンテナ素子ユニットU2が2つのアンテナ素子2を備える点において図1に示したアンテナと相違している。
アンテナ素子ユニットU2における2つのアンテナ素子2は、垂直方向に所定の間隔で配列してサブアレイを構成している。そして、このサブアレイは、垂直中心軸線Lを挟んでアンテナ素子1と対向している。
FIG. 3 conceptually shows a third embodiment of the frequency sharing array antenna according to the present invention. The array antenna according to the present embodiment differs from the antenna shown in FIG. 1 in that the antenna element unit U2 includes two
The two
本実施形態に係るアンテナも、前述した図1に示したアンテナの効果に準じた効果を得ることができる。なお、上記サブアレイにおけるアンテナ素子2の配列個数は2に限定されず、2以上の任意の数に設定することができる。また、アンテナ素子2のサブアレイを構成する代わりに、アンテナ素子1のサブアレイを構成することも可能である。
The antenna according to the present embodiment can also obtain an effect according to the effect of the antenna shown in FIG. Note that the number of
図4は、本発明に係る周波数共用アレイアンテナの第4の実施形態を示す概念図である。本実施形態に係るアレイアンテナは、アンテナ素子ユニットU1が偏波共用アンテナ素子3を有し、アンテナ素子ユニットU2が偏波共用アンテナ素子4を有する点において図1に示したアンテナと相違する。
偏波共用アンテナ素子3は、共に周波数f1に共振する垂直偏波アンテナ素子1と水平偏波アンテナ素子1'を交差配置した構成(クロスダイポール構成)を有し、また、偏波共用アンテナ素子4は、共に周波数f2に共振する垂直偏波アンテナ素子2と水平偏波アンテナ素子2'を交差配置した構成(クロスダイポール構成)を有する。
FIG. 4 is a conceptual diagram showing a fourth embodiment of the frequency sharing array antenna according to the present invention. The array antenna according to this embodiment is different from the antenna shown in FIG. 1 in that the antenna element unit U1 has the dual-
The dual
本実施形態に係るアレイアンテナによれば、図1に示したアレイアンテナの効果に加えて、周波数f1の水平偏波と垂直偏波を共用すること、および周波数f2の水平偏波と垂直偏波を共用することができるという効果が得られる。 According to the array antenna according to the present embodiment, in addition to the effect of the array antenna shown in FIG. 1, the horizontal polarization and the vertical polarization at the frequency f1 are shared, and the horizontal polarization and the vertical polarization at the frequency f2 are shared. Can be shared.
図5は、本発明に係る周波数共用アレイアンテナの第5の実施形態を示す概念図である。本実施形態に係るアレイアンテナは、アンテナ素子ユニットU1に上記偏波共用アンテナ素子3が2つ設けられ、アンテナ素子ユニットU2に上記偏波共用アンテナ素子4が2つ設けられている点で図4に示したアンテナと相違する。
FIG. 5 is a conceptual diagram showing a fifth embodiment of the frequency sharing array antenna according to the present invention. The array antenna according to the present embodiment is different from that shown in FIG. 4 in that the antenna element unit U1 is provided with the two polarization-sharing
アンテナ素子ユニットU1の偏波共用アンテナ素子3は、所定の間隔おいて垂直方向に配列して当該偏波共用アンテナ素子3のサブアレイを構成し、同様に、アンテナ素子ユニットU2の2つの偏波共用アンテナ素子4は、所定の間隔おいて垂直方向に配列して当該偏波共用アンテナ素子4のサブアレイを構成している。そして、前者のサブアレイ3と後者のサブアレイ4は、垂直中心軸線Lを挟んで互いに対向している。
本実施形態に係るアンテナにおいても、図4に示したアンテナと同等の効果を得ることができる。なお、サブアレイを構成する偏波共用アンテナ素子3、4の配列数は2に限定されず、2以上の任意の数に設定することができる。
The dual-polarized
Also in the antenna according to the present embodiment, an effect equivalent to that of the antenna shown in FIG. 4 can be obtained. Note that the number of the polarization sharing
図6は、本発明に係る周波数共用アレイアンテナの第6の実施形態を示している。本実施形態に係るアレイアンテナは、アンテナ素子ユニットU2が2つの偏波共用アンテナ素子4を備える点において図4に示したアレイアンテナと相違している。
アンテナ素子ユニットU2における2つの偏波共用アンテナ素子4は、垂直方向に所定の間隔で配列してサブアレイを構成している。そして、このサブアレイは、垂直中心軸線Lを挟んでアンテナ素子ユニットU1の偏波共用アンテナ素子3と対向している。
FIG. 6 shows a sixth embodiment of the frequency sharing array antenna according to the present invention. The array antenna according to the present embodiment is different from the array antenna shown in FIG. 4 in that the antenna element unit U2 includes two polarization sharing
The two polarization sharing
本実施形態に係るアンテナも、図4に示したアンテナに準じた効果を得ることができる。なお、上記サブアレイを構成する偏波共用アンテナ素子4の配列個数は2に限定されず、2以上の任意の数に設定することができる。また、偏波共用アンテナ素子4のサブアレイを構成する代わりに、偏波共用アンテナ素子3のサブアレイを構成することも可能である。
The antenna according to the present embodiment can also obtain an effect according to the antenna shown in FIG. Note that the number of the polarization sharing
図1〜図3に示したアンテナ素子1および2は、それぞれ単一の周波数f1およびf2に共振するように構成されているが、これらのアンテナ素子の一方あるいは双方を複数の周波数に共振するように構成することも可能である。同様に、図4〜図6に示したアンテナ素子1、1'の一方あるいは双方およびアンテナ素子2、2'の一方あるいは双方を複数の周波数に共振するように構成することも可能である。
The
図7は、3つ周波数に共振するダイポールアンテナ素子の一例を示している。このアンテナ素子10は、誘電体基板11の一方の面に形成された金属箔からなる素子導体12a、13aおよび14aと、該誘電体基板11の他方の面に形成された金属箔からなる素子導体12b、13bおよび14bとを備えている。素子導体12aおよび12bは周波数f1'に共振するようにその長さが設定され、それぞれ図における左方向および右方向に同軸状に延びている。
FIG. 7 shows an example of a dipole antenna element that resonates at three frequencies. This
素子導体13aおよび13bは、それぞれ素子導体12aおよび12bに「コ」の字状に設けられた切り込み16によって周波数f2'に共振する長さとなるように形成され、また、素子導体14aおよび14bは、それぞれ素子導体13aおよび13bに「コ」の字状に設けられた切り込み17によって周波数f3'に共振する長さとなるように形成されている。
素子導体12a、13aおよび14aは、共通の中央給電点18aを介して一方の給電線路15aに接続され、また、素子導体12b、13bおよび14bは、それぞれ共通の中央給電点18bを介して給電線路15bに接続されている。なお、符号19は、給電線路15aに接続された接地部である。
The
The
上記構成のアンテナ素子10は、素子導体12a、12bが周波数f1'に、素子導体13a、13bが周波数f2'に、また、素子導体14a、14bが周波数f3'にそれぞれ共振するので、例えば、図1に示すアンテナにおけるアンテナ素子1に代用すれば、このアンテナを周波数f1'〜f3'およびf2の4周波数に共用することが可能になる。
もちろん、上記のような複数の周波数に共振するアンテナ素子を図1〜図3に示すアンテナ素子1、2の双方に代用しても良く、また、図4〜図6に示すアンテナ素子1、2(1'、2')の一方または双方に代用しても良い。
In the
Of course, the antenna elements that resonate at a plurality of frequencies as described above may be substituted for both of the
図8は、本発明に係る周波数共用アレイアンテナの第7の実施形態を示す概念図である。本実施形態に係るアレイアンテナにおいて、各アンテナ素子ユニットU1および各アンテナ素子ユニットU2の相対的な配置形態は前記各実施形態のアンテナにおけるそれと同様である。 FIG. 8 is a conceptual diagram showing a seventh embodiment of the frequency sharing array antenna according to the present invention. In the array antenna according to this embodiment, the relative arrangement form of each antenna element unit U1 and each antenna element unit U2 is the same as that of the antenna of each embodiment.
本実施形態に係るアンテナは、アンテナ素子ユニットU1が0.8GHz(f1)に共振する垂直偏波用のアンテナ素子1を1つ有し、また、アンテナ素子ユニットU2が2GHz(f2)に共振する前記偏波共用アンテナ素子4を垂直方向に所定の間隔をおいて配列してなるサブアレイを有している。そして、各段のアンテナ素子ユニットU1、U2の上方には、0.8GHz(f1)に共振する水平偏波用のアンテナ素子1'がそれぞれは位置されている。なお、この水平偏波用のアンテナ素子1'は、中央給電点の位置が垂直中心軸線L上に位置している。
The antenna according to the present embodiment has one
本実施形態に係るアンテナにおいて、0.8GHz(f1)帯での水平面ビーム幅90°を実現し、また2GHz(f2)帯での水平面ビーム幅90°を実現する場合、0.8GHz帯垂直偏波アンテナ素子1の水平方向配置間隔D1、および、2GHz帯垂直偏波アンテナ素子2の水平方向配置間隔D2がそれぞれ以下のように設定される。
D1:0.8GHz帯の波長換算値で0.22λ0.8(λ0.8は0.8GHzに対応する波長)、2GHz帯の波長換算値で0.54λ2(λ2は2GHzに対応する波長)
D2:2GHz帯の波長換算値で0.47λ2、0.8GHz帯の波長換算値で0.2λ0.8
In the antenna according to this embodiment, when a horizontal plane beam width of 90 ° in the 0.8 GHz (f1) band is realized and a horizontal plane beam width of 90 ° in the 2 GHz (f2) band is realized, the vertical deviation of the 0.8 GHz band is realized. The horizontal arrangement interval D1 of the
D1: (wavelength lambda 0.8 is corresponding to 0.8GHz) 0.22λ 0.8 on a wavelength basis of 0.8GHz band, 0.54λ 2 (λ 2 on a wavelength basis of the 2GHz band corresponding to 2GHz Wavelength)
D2: 0.47λ 2 in terms of the wavelength converted in the 2 GHz band, and 0.2λ 0.8 in the wavelength converted value of the 0.8 GHz band
本実施形態に係るアレイアンテナによれば、0.8GHz帯垂直偏波アンテナ素子1と2GHz帯垂直偏波アンテナ素子2との重なりが回避されるので、それら間における電気的な干渉が抑制される。このため、良好なVSWR特性が得られるとともに、図9(a)、(b)および、図10(a)、(b)に示すような良好な水平面内指向性を実現することができる。
なお、図9の(a)および(b)は、0.8GHzについての垂直偏波および水平偏波の水平面内指向性をそれぞれ示し、図10の(a)および(b)は、2GHzについての垂直偏波および水平偏波の水平面内指向性をそれぞれ示している。
According to the array antenna according to the present embodiment, since the overlap between the 0.8 GHz band vertical
9A and 9B show the directivity in the horizontal plane of vertical polarization and horizontal polarization for 0.8 GHz, respectively, and FIGS. 10A and 10B show the directivity for 2 GHz. The horizontal plane directivity of vertical polarization and horizontal polarization is shown respectively.
図11は、従来技術に従った比較例に係るアレイアンテナの構成を示している。
この比較例に係るアンテナは、各段が2つの0.8GHz帯垂直偏波アンテナ素子1と、1つの0.8GHz帯水平偏波アンテナ素子1と、4つの2GHz帯偏波共用アンテナ素子4とによって構成されている。
上記2つの0.8GHz帯垂直偏波アンテナ素子1は、それらの水平方向間隔が前記D1となるように垂直中心軸線Lを挟んで対向配置されている。一方、上記4つの2GHz帯偏波共用アンテナ素子4の内の2つの偏波共用アンテナ素子4は、それらに含まれる垂直偏波アンテナ素子2が上記対向する垂直偏波アンテナ素子1の上側素子導体間において前記間隔D2をおいて対向するように配置され、また、残る2つの偏波共用アンテナ素子4は、それらに含まれる垂直偏波アンテナ素子2が上記対向する垂直偏波アンテナ素子1の下側素子導体間において前記間隔D2をおいて対向するように配置されている。
FIG. 11 shows the configuration of an array antenna according to a comparative example according to the prior art.
The antenna according to this comparative example includes two 0.8 GHz band vertical
The two 0.8 GHz band vertically polarized
この比較例に係るアレイアンテナは、隣接する垂直偏波アンテナ素子1、2の水平方向の間隔が小さくなるので、これらのアンテナ素子1、2が電気的に干渉し、これはVSWR特性および水平面内指向性の劣化を招く。
図12の(a)および(b)は、この比較例に係るアンテナの0.8GHzについての垂直偏波および水平偏波の水平面内指向性をそれぞれ示し、また、図13の(a)および(b)は、該アンテナの2GHzについての垂直偏波および水平偏波の水平面内指向性をそれぞれ示している。
In the array antenna according to this comparative example, since the horizontal interval between adjacent vertically polarized
(A) and (b) of FIG. 12 show the directivity in the horizontal plane of vertical polarization and horizontal polarization at 0.8 GHz of the antenna according to this comparative example, respectively, and (a) and ( b) shows the directivity in the horizontal plane of vertically polarized waves and horizontally polarized waves at 2 GHz of the antenna.
図9、図10と、図12、図13との対比から明らかなように、図8に示す本発明に係るアンテナは、上記比較例に係るアンテナに比して良好な水平面内指向性を示している。
また、図8と図11との対比から明らかなように、上記本発明に係るアンテナによれば、アンテナ素子数が比較例に係るアンテナの1/2に減少するので、製造コストの低減と給電系の構成の簡素化を図ることができる。
なお、図8に示すアンテナは、各段の垂直アンテナ素子1を垂直方向に複数配列してサブアレイ化するとともに、各段のサブアレイにおける偏波共用アンテナ素子4の配列個数を2以上に設定することが可能である。
As is clear from the comparison between FIGS. 9 and 10 and FIGS. 12 and 13, the antenna according to the present invention shown in FIG. 8 exhibits better directivity in the horizontal plane than the antenna according to the comparative example. ing.
Further, as apparent from the comparison between FIG. 8 and FIG. 11, according to the antenna according to the present invention, the number of antenna elements is reduced to ½ that of the antenna according to the comparative example. The system configuration can be simplified.
In the antenna shown in FIG. 8, a plurality of
本発明は上記実施形態の構成に限定されず、種々の変形態様を含むものである。すなわち、上記各実施形態では、アンテナ素子1、2としてダイポールアンテナ素子を使用しているが、これに代えて、パッチアンテナ素子等の他のアンテナ素子を使用しても良い。
また、図1〜図3に示した実施形態では、アンテナ素子1、2として垂直偏波アンテナ素子を使用しているが、これらのアンテナ素子1、2の一方または双方に水平偏波アンテナ素子を使用することも可能である。
さらに、上記各実施形態では、左右のアンテナ素子ユニットU1、U2を垂直中心軸線Lを挟んで対向配置しているが、水平面内指向性に歪みが生じない範囲で上記ユニットU1、U2の垂直方向相対位置をずらしても良い。
The present invention is not limited to the configuration of the above embodiment, and includes various modifications. In other words, in each of the embodiments described above, dipole antenna elements are used as the
In the embodiment shown in FIGS. 1 to 3, vertical polarization antenna elements are used as the
Furthermore, in each of the above embodiments, the left and right antenna element units U1 and U2 are arranged opposite to each other with the vertical center axis L interposed therebetween. However, the vertical direction of the units U1 and U2 is within a range in which distortion in the horizontal plane directivity does not occur. The relative position may be shifted.
U1,U2 アンテナ素子ユニット
L 垂直中心軸線
1,1',2,2' アンテナ素子
3,4 偏波共用アンテナ素子
U1, U2 Antenna element unit L
Claims (10)
前記垂直中心軸線を挟んで前記第1のアンテナ素子ユニットと重ならない形態で垂直方向に千鳥状に配列された複数の第2のアンテナ素子ユニットと、を備え、
前記第1のアンテナ素子ユニットは、1または複数の周波数に共振する第1のアンテナ素子によって構成され、
前記第2のアンテナ素子ユニットは、前記周波数とは異なる1または複数の周波数に共振する第2のアンテナ素子によって構成されていることを特徴とする周波数共用アレイアンテナ。 A plurality of first antenna element units arranged in a staggered manner in the vertical direction across the vertical central axis;
A plurality of second antenna element units arranged in a staggered manner in the vertical direction in a form that does not overlap the first antenna element unit across the vertical central axis,
The first antenna element unit is constituted by a first antenna element that resonates at one or more frequencies,
The frequency sharing array antenna, wherein the second antenna element unit is configured by a second antenna element that resonates at one or a plurality of frequencies different from the frequency.
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