JP4638845B2 - Primary radiator of antenna with reflector - Google Patents
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Description
本発明は、例えばUHF帯の地上放送波、移動通信等に使用される反射鏡付きアンテナの一次放射器に関する。 The present invention relates to a primary radiator of a reflector-equipped antenna used, for example, in UHF band terrestrial broadcast waves, mobile communications, and the like.
現在行われている地上デジタル放送は、UHF帯の電波が使用され、その周波数帯域は470〜770MHz(13〜62チャンネル)となっている。 The terrestrial digital broadcasting currently performed uses radio waves in the UHF band, and its frequency band is 470 to 770 MHz (13 to 62 channels).
UHF帯の放送波を中継局で送受信するアンテナとして、反射鏡付きアンテナが従来から使用されている。また反射鏡としてはパラボラ反射鏡を用いたアンテナが知られている(例えば、特許文献1参照。)。 Conventionally, an antenna with a reflector is used as an antenna for transmitting and receiving UHF band broadcast waves at a relay station. As a reflector, an antenna using a parabolic reflector is known (for example, see Patent Document 1).
上記UHF帯の放送波を中継する従来の反射鏡付きアンテナの一形態としてパラボラ反射鏡によるパラボラアンテナは、図13及び図14に示すように構成されている。図13は従来のパラボラアンテナの斜視図、図14は従来のパラボラアンテナにおける一次放射器の構成図である。 A parabolic antenna using a parabolic reflector as one form of a conventional antenna with a reflector for relaying the UHF band broadcast wave is configured as shown in FIGS. FIG. 13 is a perspective view of a conventional parabolic antenna, and FIG. 14 is a configuration diagram of a primary radiator in the conventional parabolic antenna.
図13において、1はパラボラ反射鏡で、その焦点位置に一次放射器2が配置され、支持柱を兼ねた同軸給電管3により支持される。
In FIG. 13,
上記一次放射器2としては、従来、図14に示すように棒状のダイポール素子4及び反射素子5と、有底円筒状のシュペルトップ6を組み合わせた構造のものが使用されている。上記シュペルトップ6は、底板に設けられた透孔内に同軸給電管3を挿通させ、ダイポール素子4に対向するように装着される。上記シュペルトップ6は、同軸給電管3の外側導体に流れる高周波電流を阻止するためのものである。
上記のように従来の反射鏡付きアンテナは、一次放射器2として棒状のダイポール素子4及び反射素子5にシュペルトップ6を組み合わせた構造のものを使用しているが、その比帯域は約10%程度であり、地上デジタル放送の470〜770MHzの周波数帯域をカバーすることができない。
また、上記地上デジタル放送に限らず、移動通信等においても広帯域特性を有するアンテナが要望されている。
As described above, the conventional antenna with a reflecting mirror uses a structure in which the rod-shaped dipole element 4 and the reflecting
Further, not only the terrestrial digital broadcasting but also an antenna having a broadband characteristic is demanded not only for mobile communication but also for mobile communication.
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、地上デジタル放送の周波数帯域等を確実にカバーできる広帯域特性の反射鏡付きアンテナの一次放射器を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a primary radiator with a reflector having a broadband characteristic that can reliably cover the frequency band of terrestrial digital broadcasting.
第1の発明は、反射鏡に装着される一次放射器において、中心導体を備えた同軸給電管と、前記同軸給電管の始端側に設けられる給電端子と、前記同軸給電管の先端側に設けられる一対の放射素子と、前記一方の放射素子を前記同軸給電管の中心導体に接続し、他方の放射素子を前記同軸給電管に接続して保持する保持手段と、前記同軸給電管の前記放射素子より先端側に該放射素子と所定の間隔を保って装着される円状の反射板とを具備し、前記一対の放射素子は、略半円状に形成し、途中から給電端方向に傾斜させると共に先端部近傍に折返し部を設けて前記反射板に短絡接続することを特徴とする。 1st invention is a primary radiator with which a reflecting mirror is mounted | worn, provided with the coaxial feed pipe provided with the center conductor, the feed terminal provided in the start end side of the said coaxial feed pipe, and the front end side of the said coaxial feed pipe A pair of radiating elements, holding means for connecting the one radiating element to a central conductor of the coaxial power feeding pipe and holding the other radiating element connected to the coaxial power feeding pipe, and the radiation of the coaxial power feeding pipe Provided with a circular reflector mounted at a predetermined distance from the radiating element on the tip side from the element, the pair of radiating elements are formed in a substantially semicircular shape, and incline in the direction of the feeding end from the middle In addition, a folded portion is provided in the vicinity of the tip portion and short-circuited to the reflector.
第2の発明は、前記第1の発明に係る反射鏡付きアンテナの一次放射器において、前記同軸給電管の前記放射素子より給電側に該放射素子と所定の間隔を保って装着される円筒状のシュペルトップと、前記シュペルトップの前記放射素子側の外周に設けられる開放端円板とを備え、前記シュペルトップは、前記開放端円板装着側を広帯域に開放状態に保持し、反対側を短絡状態に保持することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the primary radiator of the antenna with a reflector according to the first aspect of the present invention, a cylindrical shape that is mounted at a predetermined distance from the radiating element on the feeding side of the radiating element of the coaxial feeder And the open end disk provided on the outer periphery of the radiant element side of the super top, the super top holds the open end disk mounting side in a wide open state, The other side is held in a short-circuit state.
本発明によれば、略半円状に形成した放射素子に傾きを設け、且つ先端部近傍に折返し部を設けて反射板に短絡することにより、VSWR、指向性を広帯域化することができる。また、放射素子に対向配置した円筒状のシュペルトップに開放端円板を設けることにより、同軸給電管の外導体に流れる高周波電流を広帯域に阻止でき、VSWR、指向性の広帯域化に寄与させることができる。 According to the present invention, it is possible to broaden the VSWR and directivity by providing the radiating element formed in a substantially semicircular shape with an inclination, and by providing a folded portion near the tip and short-circuiting the reflector. In addition, by providing an open end disk on the cylindrical super top facing the radiating element, high-frequency current flowing in the outer conductor of the coaxial feeder tube can be blocked in a wide band, contributing to the broadening of VSWR and directivity. be able to.
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
図1(a)は本発明の一実施形態に係る反射鏡付きアンテナの構成を示す正面図、同図(b)は側断面図である。この実施形態では、グリッドパラボラアンテナに対して一次放射器を装着した場合を例として示している。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
Fig.1 (a) is a front view which shows the structure of the antenna with a reflector which concerns on one Embodiment of this invention, The same figure (b) is a sectional side view. In this embodiment, the case where a primary radiator is attached to the grid parabolic antenna is shown as an example.
図1において、11はパラボラ反射鏡で、リング状の支持管12a、12bが同心円状に配置され、この支持管12a、12bに対して複数の支持板13が所定の間隔で垂直方向に装着される。上記支持板13に例えば水平方向に所定の間隔で複数のグリッド14を装着し、放物面状のパラボラ反射面15を構成している。このパラボラ反射面15は、背面支持管16によって支持される。上記パラボラ反射鏡11としては、例えば直径が2〜3mのものが使用される。
In FIG. 1,
そして、上記パラボラ反射鏡11には、一次放射器20の支持柱21が放射器取付金具22により取付けられる。一次放射器20は、詳細を後述するように支持柱21の始端側に放射器取付金具22が固着して設けられ、先端側に放射部が設けられる。この放射部は、例えば合成樹脂製の防雪カバー23により保護される。一次放射器20の取付に際しては、支持柱21をパラボラ反射鏡11の中心軸に沿って位置させると共に放射器取付金具22をパラボラ反射鏡11の内側に位置させ、支持管にボルト、ナット等により固定する。このとき一次放射器20は、放射素子がパラボラ反射鏡11の焦点に位置するように設定されている。
A
次に上記一次放射器20の詳細について図2ないし図5を参照して説明する。
図2は一次放射器20の全体構成を示す図で、防雪カバー23部分を断面して示している。図3(a)は防雪カバー23内に設けられる放射部30を拡大して示す側面図、同図(b)は放射部30の上面図である。図4(a)は図3(a)に示す放射部30を先端側から見た図、同図(b)は図3(a)のA−A矢視断面図である。図5(a)、(b)は放射素子37a、37bの詳細を示す正面図である。
Next, details of the
FIG. 2 is a diagram showing the overall configuration of the
図2に示すように支持柱21内に同軸給電管25が挿入され、その両端部がそれぞれ支持柱21から所定長さ突出して設けられる。この場合、同軸給電管25は、支持柱21の両端部に保持金具26、27により固定される。上記同軸給電管25の始端側には、結合端子28が設けられ、この結合端子28に給電用コネクタ(図示せず)が結合され、同軸ケーブルを介して例えば中継用増幅器に接続される。上記結合端子28と放射器取付金具22との距離Aは例えば約280mmに設定される。
As shown in FIG. 2, the coaxial
また、同軸給電管25の先端側には放射部30が設けられ、その外側に防雪カバー23が設けられる。この防雪カバー23は、断面がU字状に形成され、その基部が支持柱21に上記保持金具27を利用してボルト31により取付けられる。また、防雪カバー23は、前端が開口しており、この開口部に円板状の蓋体32がボルト33により取付けられる。更に蓋体32の中心部には、同軸給電管25の先端が保持金具34により固定される。
In addition, a radiating
上記放射部30は、シュペルトップ35、放射素子37a、37b、反射板38等により構成される。
放射素子37a、37bは、同軸給電管25に取付けた保持金具40により保持される。この場合、一方の放射素子37aは、同軸給電管25と絶縁した状態で保持金具40により保持され、同軸給電管25内の中心導体25aに接続される。また、他方の放射素子37bは、保持金具40に保持されることにより、同軸給電管25の外導体に接続される。すなわち、一方の放射素子37aは+給電され、他方の放射素子37bは−給電される。上記放射素子37a、37bは、パラボラ反射鏡11の焦点距離Fに位置するように設定される。上記パラボラ反射鏡11の焦点距離Fは、例えば900mmである。上記放射素子37a、37bについては、更に詳細を後述する。
The
The
上記シュペルトップ35は、放射素子37a、37bより始端側、すなわちパラボラ反射鏡11側に所定の距離Lcを保って同軸給電管25に装着される。上記距離Lcは、約0.056λ0に設定される。上記λ0は、使用周波数帯の中心周波数における波長である。例えば使用周波数帯が470〜770MHzの場合、中心周波数は620MHzであり、その波長λ0は約484mmである。
The super
上記シュペルトップ35は、高さが約λ0/4、直径が約0.12λ0の有底円筒状に形成され、放射素子37a、37b側の外側に直径が約0.19λ0の開放端円板36が装着される。シュペルトップ35は、始端側がショート金具35aにより同軸給電管25に取付けられてショート状態(短絡状態)となっていると共に、開放端円板36側の同軸給電管25との間に絶縁材が設けられてオープン状態(開放状態)となっている。
The
また、反射板38は、直径が約0.66λ0で、放射素子37a、37bから距離Laの位置において取付金具39により同軸給電管25に取付けられる。上記距離Laは約0.27λ0に設定される。また、同軸給電管25の中心導体25aは、同軸給電管25の先端に設けられた保持金具34からLs(約0.33λ0)の距離において、短絡素子41により同軸給電管25の外導体に短絡接続される。
The reflecting
上記放射素子37a、37bは、図3〜図5に詳細を示すように略半円状(扇状)に形成し、且つ、折線45の位置でシュペルトップ35方向に約19°折り曲げている。すなわち、放射素子37a、37bは、図5に示すようにA0点から半径R0で半円を形成し、半円の両側近傍ではA1点から半径R1で円弧を形成している。上記A0点は放射素子37a、37bの中心線上で、直線部から高さH0の位置に設定される。また、上記A1点は直線部の延長線上で、直線部の中心から距離L1の位置に設定される。また、折線45は、放射素子37a、37bの直線部から高さH1の位置に設定される。上記放射素子37a、37bの各部の寸法例としては、設定周波数帯の中心周波数が620MHzの場合、半径R0は約0.14λ0、半径R1は約0.39λ0、H0は約0.08λ0、H1は約約0.17λ0、L1は約0.2λ0に設定される。
The radiating
そして、上記放射素子37a、37bには、円弧状の中心に保持金具40の形状に合わせて切欠き43a、43bが設けられる。この場合、放射素子37aの切欠き43aと放射素子37bの切欠き43bとは異なった形状となっている。また、放射素子37a、37bは、直線部の両側に反射板38の外径寸法に合わせて切欠き44a、44bが設けられる。
The radiating
更に、放射素子37a、37bは、先端部近傍、例えば先端から距離Le(約0.026λ0)離れた位置において、反射板38方向に折返し部42a、42bを設け、反射板38に短絡接続する。上記折返し部42a、42bは、ボルト及びナット等により、放射素子37a、37b及び反射板38に固定される。上記折返し部42a、42bの折返し長さLdは、約0.31λ0に設定される。
Further, the radiating
上記実施形態で示したように、放射素子37a、37bに傾きを設け、且つ折返し部42a、42bを設けて反射板38に短絡することにより、VSWR、指向性を広帯域化することができる。この場合、折返し部42a、42bは低域側の広帯域化に作用し、放射素子37a、37bの先端部、すなわち折返し部42a、42bより外方に突出した部分は高域側の広帯域化に作用する。
As shown in the above embodiment, the radiating
また、シュペルトップ35に開放端円板36を設けることにより、同軸給電管25の外導体に流れる高周波電流を広帯域に阻止でき、VSWR、指向性の広帯域化に寄与させることができる。
Further, by providing the
図6は直径が3m、焦点距離Fが900mmのパラボラ反射鏡11に上記一次放射器20を装着してUHF帯受信用パラボラアンテナを構成した場合のVSWR特性であり、横軸に周波数(MHz)をとり、縦軸にVSWRをとって示した。図6に示すマーク1〜7は、周波数470〜770MHz(50MHz間隔)におけるVSWR値で、
マーク1:周波数470MHz、VSWR≒1.17
マーク2:周波数520MHz、VSWR≒1.22
マーク3:周波数570MHz、VSWR≒1.19
マーク4:周波数620MHz、VSWR≒1.34
マーク5:周波数670MHz、VSWR≒1.18
マーク6:周波数720MHz、VSWR≒1.32
マーク7:周波数770MHz、VSWR≒1.17
を示している。
FIG. 6 shows VSWR characteristics when the
Mark 1:
Mark 2:
Mark 3:
Mark 4:
Mark 5:
Mark 6:
Mark 7:
Is shown.
上記実施形態に係る一次放射器20を使用してパラボラアンテナを構成することにより、上記図6からも明らかなようにVSWR1.4以下で比帯域48%以上を確保することができた。
By configuring the parabolic antenna using the
図7〜図9は上記UHF帯受信用パラボラアンテナの周波数470MHz、620MHz、770MHzにおけるE面の放射特性であり、横軸に放射角度(Angle)[°]をとり、縦軸に放射電力[dB]をとって示した。
FIGS. 7 to 9 show the radiation characteristics of the E plane at the
図10〜図12は上記UHF帯受信用パラボラアンテナの周波数470MHz、620MHz、770MHzにおけるH面の放射特性であり、横軸に放射角度(Angle)[°]をとり、縦軸に放射電力[dB]をとって示した。 10 to 12 show radiation characteristics of the H plane at the frequencies of 470 MHz, 620 MHz, and 770 MHz of the UHF band receiving parabolic antenna. The horizontal axis represents the radiation angle (°) and the vertical axis represents the radiation power [dB]. ].
上記実施形態に係る一次放射器20を使用することにより、上記図7〜図9及び図10〜図12から明らかなように、E面及びH面の何れにおいても470MHz、620MHz、770MHzにおいて略同等の放射特性が得られており、地上デジタル放送が使用する470〜770MHzのUHF帯域の全てをカバーすることができる。
By using the
上記一次放射器20を使用したパラボラアンテナは、垂直偏波または水平偏波のアンテナとして地上放送波あるいは移動通信等に使用することができる。
The parabolic antenna using the
なお、上記実施形態では、グリッド型のパラボラ反射鏡11に一次放射器20を取付けた場合について示したが、上記実施形態以外の反射鏡であっても上記一次放射器20を取付けて使用し得るものである。
In the above-described embodiment, the case where the
また、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できるものである。 Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage.
11…パラボラ反射鏡、12a、12b…支持管、13…支持板、14…グリッド、15…パラボラ反射面、16…背面支持管、20…一次放射器、21…支持柱、22…放射器取付金具、23…防雪カバー、25…同軸給電管、25a…中心導体、26、27…保持金具、28…結合端子、30…放射部、31…ボルト、32…蓋体、33…ボルト、34…保持金具、35…シュペルトップ、35a…ショート金具、36…開放端円板、37a、37b…放射素子、38…反射板、39…取付金具、40…保持金具、41…短絡素子、42a、42b…折返し部、43a、43b、44a、44b…切欠き、45…折線
DESCRIPTION OF
Claims (2)
中心導体を備えた同軸給電管と、前記同軸給電管の始端側に設けられる給電端子と、前記同軸給電管の先端側に設けられる一対の放射素子と、前記一方の放射素子を前記同軸給電管の中心導体に接続し、他方の放射素子を前記同軸給電管に接続して保持する保持手段と、前記同軸給電管の前記放射素子より先端側に該放射素子と所定の間隔を保って装着される円状の反射板とを具備し、
前記一対の放射素子は、略半円状に形成し、途中から給電端方向に傾斜させると共に先端部近傍に折返し部を設けて前記反射板に短絡接続することを特徴とする反射鏡付きアンテナの一次放射器。 In the primary radiator attached to the reflector,
A coaxial power supply pipe provided with a central conductor, a power supply terminal provided on the start end side of the coaxial power supply pipe, a pair of radiating elements provided on the front end side of the coaxial power supply pipe, and the one radiating element connected to the coaxial power supply pipe A holding means for connecting and holding the other radiating element connected to the coaxial feeding pipe, and being mounted at a predetermined distance from the radiating element on the tip side of the radiating element of the coaxial feeding pipe. A circular reflector, and
The pair of radiating elements is formed in a substantially semicircular shape, is inclined in the direction of the feeding end from the middle, and is provided with a folded portion in the vicinity of the tip portion to be short-circuited to the reflecting plate. Primary radiator.
前記同軸給電管の前記放射素子より給電側に該放射素子と所定の間隔を保って装着される円筒状のシュペルトップと、前記シュペルトップの前記放射素子側の外周に設けられる開放端円板とを備え、前記シュペルトップは、前記開放端円板装着側を広帯域に開放状態に保持し、反対側を短絡状態に保持することを特徴とする反射鏡付きアンテナの一次放射器。 The primary radiator of the antenna according to claim 1,
A cylindrical supper top mounted at a predetermined distance from the radiating element on the feeding side of the radiating element of the coaxial feeding pipe, and an open end circle provided on the outer periphery of the spar top on the radiating element side A primary radiator of the antenna with a reflector, wherein the super top holds the open end disk mounting side in a wide band in an open state and holds the opposite side in a short circuit state.
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