JP4705876B2 - Antenna device - Google Patents

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本発明は、TV放送の送信等に使用される多面合成アンテナシステムに採用して好適なアンテナ装置に関するものである。   The present invention relates to an antenna device suitable for use in a multi-plane synthetic antenna system used for TV broadcast transmission or the like.

多面合成アンテナシステムは、TV放送の送信等に使用されている。この多面合成アンテナシステムは、例えば、図8に示すように、四角鉄塔Tの各側面にアンテナ装置10を配設した構成を有する。各アンテナ装置10は、同心円上に90度間隔で配列されて4面合成アンテナを構成している。   The polyhedral antenna system is used for transmission of TV broadcasts. For example, as shown in FIG. 8, this multi-plane synthetic antenna system has a configuration in which an antenna device 10 is disposed on each side of a square tower T. Each antenna device 10 is arranged on a concentric circle at intervals of 90 degrees to constitute a four-plane synthetic antenna.

上記各アンテナ装置10は、図9に示すように、アンテナ素子20と、その背部に設けられた平板からなる主反射板30とを備えている。このアンテナ装置10では、必要に応じて、主反射板30の一側および他側に副反射板40が設けられ、かつ、レドーム50が覆着される。副反射板40は、主反射板30の両端延長部をアンテナ素子20側に折り曲げることにより形成されている。   As shown in FIG. 9, each antenna device 10 includes an antenna element 20 and a main reflector 30 that is a flat plate provided on the back of the antenna element 20. In the antenna device 10, the sub-reflector 40 is provided on one side and the other side of the main reflector 30 and the radome 50 is covered as necessary. The sub-reflecting plate 40 is formed by bending both ends of the main reflecting plate 30 to the antenna element 20 side.

アンテナ素子20は、主反射板30の長手方向に所定の間隔をおいて複数個(この例では2個)配列されている。各アンテナ素子20としては、例えば、図10に示すような双ループアンテナ素子が使用される。各アンテナ素子20は、それぞれ支持部材60によって主反射板30に支持されている。
上記構成のアンテナ装置10は、主反射板30の長手軸線が上下に向くように図8に示す鉄塔Tに実装され、アンテナ素子20から水平偏波を放射する。
A plurality of antenna elements 20 (two in this example) are arranged at a predetermined interval in the longitudinal direction of the main reflector 30. As each antenna element 20, a double loop antenna element as shown in FIG. 10 is used, for example. Each antenna element 20 is supported on the main reflector 30 by a support member 60.
The antenna device 10 having the above configuration is mounted on the steel tower T shown in FIG. 8 so that the longitudinal axis of the main reflector 30 is directed vertically, and radiates horizontally polarized waves from the antenna element 20.

ところで、2面以上の面を有する多面合成アンテナシステムでは、設置場所の状況(鉄塔の強度や局舎の状態等)により鉄塔中心からの突き出し距離(図8参照)を大きくしなければならない場合がある。しかし、突き出し距離を大きくすると、後述する合成指向性における落ち込み量が大きくなって、サービスエリアに不感地帯が発生するという問題を生じる。   By the way, in the multi-plane synthetic antenna system having two or more planes, the protruding distance from the center of the tower (see FIG. 8) may have to be increased depending on the situation of the installation location (strength of the tower and the state of the building). is there. However, when the protrusion distance is increased, a drop amount in the composite directivity described later increases, and there is a problem that a dead zone occurs in the service area.

ここで、図8に例示したような4面合成アンテナシステムを構成した場合の振幅指向性と合成指向性について説明する。4面合成アンテナシステムにおいては、各アンテナ装置10の設置方向の面における指向レベルと、その設置方向から約45度相違した方向の合成面における指向レベルとに差を生じる。また、各アンテナ装置10の設置方向から約22.5度ずれた方向に合成指向性の落ち込みを生じる。
上記指向レベルの差は、副反射板40の大きさの調整(振幅指向性による3dB半値幅等の調整)等によって少なくすることが可能である。
しかし、上記合成指向性の落ち込み量は、該アンテナ装置10の上記突き出し距離に大きく依存するものであるため、上記振幅指向性のみの調整では改善することが困難である。
Here, amplitude directivity and composite directivity when a four-plane synthetic antenna system as illustrated in FIG. 8 is configured will be described. In the four-plane synthetic antenna system, there is a difference between the directivity level on the plane in the installation direction of each antenna device 10 and the directivity level on the composite plane in a direction approximately 45 degrees different from the installation direction. In addition, a drop in the combined directivity occurs in a direction shifted by about 22.5 degrees from the installation direction of each antenna device 10.
The difference in directivity level can be reduced by adjusting the size of the sub-reflection plate 40 (adjustment of 3 dB half-value width or the like by amplitude directivity) or the like.
However, since the amount of drop in the combined directivity greatly depends on the protruding distance of the antenna device 10, it is difficult to improve it by adjusting only the amplitude directivity.

図11および図12は、アンテナ装置10単体についての相対電界強度特性および位相特性をそれぞれ例示したものである。なお、各図においては、突き出し距離が0mmのときの特性を実線で示し、また、突き出し距離が330mmのときの特性を点線で示している。
図11から明らかなように、振幅指向性は突き出し距離に依存しない。しかし、位相特性は突き出し距離に大きく依存し、これが上記合成指向性の落ち込みを生じさせる。
11 and 12 illustrate the relative electric field strength characteristics and phase characteristics of the antenna device 10 alone, respectively. In each figure, the characteristic when the protrusion distance is 0 mm is indicated by a solid line, and the characteristic when the protrusion distance is 330 mm is indicated by a dotted line.
As is clear from FIG. 11, the amplitude directivity does not depend on the protruding distance. However, the phase characteristic greatly depends on the protruding distance, and this causes a drop in the synthetic directivity.

多面合成アンテナシステムを構成する場合、現実的には、前述した諸条件により前記突き出し距離を大きくとらなければならない場合が多い。そこで、図13および図14に示す改良された従来のアンテナ装置10'においては、主反射板30上に指向性制御板70を設けて、上記合成指向性の落ち込み量を抑制するようにしている。   When constructing a multi-plane synthetic antenna system, in reality, in many cases, it is necessary to increase the protruding distance according to the above-described conditions. Therefore, in the improved conventional antenna apparatus 10 ′ shown in FIGS. 13 and 14, a directivity control plate 70 is provided on the main reflector 30 to suppress the amount of drop in the combined directivity. .

指向性制御板70は、コの字状の断面を有するように方形状の金属板の両端部をそれぞれ折り曲げた構成を有する。この指向性制御板70は、対向する各折り曲げ部がループアンテナ素子20の偏波軸(図13における左右方向の軸)に直交する面に沿うように配設され、かつ、各折り曲げ部の先端が主反射板30に結合されている。
なお、この従来例では、上記指向性制御板70が各双ループアンテナ素子20における一方のループ部20aに対向して設けられている(例えば、特許文献1参照)。
The directivity control plate 70 has a configuration in which both end portions of a rectangular metal plate are bent so as to have a U-shaped cross section. The directivity control plate 70 is disposed so that each of the bent portions facing each other is along a plane perpendicular to the polarization axis of the loop antenna element 20 (the horizontal axis in FIG. 13), and the tip of each bent portion. Are coupled to the main reflector 30.
In this conventional example, the directivity control plate 70 is provided so as to oppose one loop portion 20a of each twin-loop antenna element 20 (see, for example, Patent Document 1).

図9に示した前記アンテナ装置10から放射される電波は、アンテナ素子20から直接放射される電波と、主反射板30および副反射板40によって反射されてから放射される電波とを合成したものになる。そして、反射板30,40によって反射されてから放射される電波の位相は、該反射板30,40の形状に依存するので、その形状を変更することによってアンテナ装置10全体としての位相特性を調整することができる。
一方、上記アンテナ装置10'においては、上記指向性制御板70が主反射板30の形状を部分的に変化させることになるので、該指向性制御板70によって位相特性を調整することが可能である。
The radio wave radiated from the antenna device 10 shown in FIG. 9 is a combination of the radio wave directly radiated from the antenna element 20 and the radio wave radiated after being reflected by the main reflector 30 and the sub-reflector 40. become. Since the phase of the radio wave radiated after being reflected by the reflectors 30 and 40 depends on the shape of the reflectors 30 and 40, the phase characteristics of the antenna device 10 as a whole are adjusted by changing the shape of the wave. can do.
On the other hand, in the antenna device 10 ′, the directivity control plate 70 partially changes the shape of the main reflector 30, so that the phase characteristics can be adjusted by the directivity control plate 70. is there.

図15は、上記アンテナ装置10'単体についての相対電界強度特性の一例を実線で示し、図9に示したアンテナ装置10単体の同特性の一例を点線で示している。また、図16は、上記アンテナ装置10'単体についての位相特性の一例を実線で示し、図9に示したアンテナ装置10単体の同特性の一例を点線で示している。   FIG. 15 shows an example of the relative electric field strength characteristic of the antenna device 10 ′ alone by a solid line, and shows an example of the same characteristic of the antenna device 10 shown in FIG. 9 by a dotted line. FIG. 16 shows an example of the phase characteristic of the antenna device 10 ′ alone with a solid line, and shows an example of the same characteristic of the antenna device 10 shown in FIG. 9 with a dotted line.

この図15および図16に示す特性は、いずれも前記突き出し距離を0mmとしたときのものである。したがって、図16に点線で示す位相特性は、図12に実線で示す位相特性と一致している。
図15における各特性曲線の比較から明らかなように、指向性制御板70は振幅指向性にほとんど影響を与えない。しかし、図16における各特性曲線の比較から明らかなように、指向性制御板70は位相特性を上に凸の状態から下に凸の状態に変化させる機能を有する。
The characteristics shown in FIGS. 15 and 16 are obtained when the protruding distance is 0 mm. Therefore, the phase characteristic indicated by the dotted line in FIG. 16 matches the phase characteristic indicated by the solid line in FIG.
As is clear from the comparison of the characteristic curves in FIG. 15, the directivity control plate 70 hardly affects the amplitude directivity. However, as is apparent from the comparison of the characteristic curves in FIG. 16, the directivity control plate 70 has a function of changing the phase characteristic from an upwardly convex state to a downwardly convex state.

上記のように、指向性制御板70を設ければ、振幅指向特性にほとんど影響を与えることなく、指向特性を変化させることができる。そこで、上記アンテナ装置10'では、突き出し距離を大きくした場合の位相変化が少なくするように指向性制御板70によって予め位相特性を調整している。このように、指向性制御板70によって位相特性を調整することは、突き出し距離を等価的に短く見せることを意味する。この結果、指向性制御板70を備えるアンテナ装置10'によって多面合成アンテナシステム構成すれば、上記合成指向性の落ち込みが抑制されることになる。   As described above, if the directivity control plate 70 is provided, the directivity can be changed with little influence on the amplitude directivity. Therefore, in the antenna device 10 ′, the phase characteristic is adjusted in advance by the directivity control plate 70 so as to reduce the phase change when the protrusion distance is increased. As described above, adjusting the phase characteristic by the directivity control plate 70 means that the protruding distance is equivalently shortened. As a result, if the multi-plane synthetic antenna system is configured by the antenna device 10 ′ including the directivity control plate 70, the drop in the synthetic directivity is suppressed.

特開平2004-104638号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-104638

上記指向性制御板70による位相調整効果を高めるには、該指向性制御板70をアンテナ素子20に近づける必要がある。しかし、指向性制御板70をアンテナ素子20に近づけると、この指向性制御板70がアンテナ素子20の特性インピーダンスに影響を与えることになる。
一方、上記指向性制御板70による位相調整効果は、指向性制御板70におけるアンテナ素子20との対向面をアンテナ素子20の水平偏波軸の方向(図13の左右方向)に拡大することによっても高められる。しかし、上記対向面を拡大することも、アンテナ素子20の特性インピーダンスに影響を与える。
上記特性インピーダンスへの影響は、アンテナ素子20のV.S.W.R.特性を劣化させ、かつ、アンテナ装置10の振幅指向性を低下させる要因になる。
In order to enhance the phase adjustment effect by the directivity control plate 70, it is necessary to bring the directivity control plate 70 close to the antenna element 20. However, when the directivity control plate 70 is brought close to the antenna element 20, the directivity control plate 70 affects the characteristic impedance of the antenna element 20.
On the other hand, the phase adjustment effect by the directivity control plate 70 is obtained by enlarging the surface of the directivity control plate 70 facing the antenna element 20 in the direction of the horizontal polarization axis of the antenna element 20 (the left-right direction in FIG. 13). Can also be enhanced. However, enlarging the facing surface also affects the characteristic impedance of the antenna element 20.
The influence on the characteristic impedance is the V.V. S. W. R. This is a factor that degrades the characteristics and lowers the amplitude directivity of the antenna device 10.

本発明は、このような状況に鑑み、V.S.W.R.特性および振幅指向性への影響を軽減した状態で幅広い位相特性の調整を実現することができるアンテナ装置を提供することにある。   In view of such a situation, the present invention provides a V.V. S. W. R. An object of the present invention is to provide an antenna device capable of realizing a wide range of phase characteristic adjustments while reducing the influence on the characteristics and amplitude directivity.

本発明は、双ループアンテナ素子と、この双ループアンテナ素子に平行する形態で該双ループアンテナ素子の背部に設けられた主反射板と、前記双ループアンテナ素子のループ部と前記主反射板との間に位相特性調整手段として設けた指向性調整体と、を備えるアンテナ装置である。前記指向性調整体は、前記主反射板に平行する副反射板と、この副反射板と前記主反射板との間に位置して、前記副反射板を前記主反射板に短絡する短絡板と、を備える。前記短絡板は、前記双ループアンテナ素子の水平偏波軸に直交する面に沿って配置され、かつ、前記主反射板における前記副反射板の投影域内において前記主反射板と結合している。 The present invention includes a bi-loop antenna element, and the main reflector provided on the back of the twin loop antenna element in the form of parallel to the twin loop antenna element, wherein the loop portion of the twin loop antenna element and said main reflector A directivity adjusting body provided as a phase characteristic adjusting means between the antenna device and the antenna device. The directivity adjusting body is a sub-reflecting plate parallel to the main reflecting plate, and a short-circuit plate positioned between the sub-reflecting plate and the main reflecting plate to short-circuit the sub-reflecting plate to the main reflecting plate. And comprising. The short-circuit plate is disposed along a plane orthogonal to the horizontal polarization axis of the twin-loop antenna element, and is coupled to the main reflector in the projection area of the sub-reflector in the main reflector.

前記指向性調整体は、例えば、前記双ループアンテナ素子の偏波軸を含みかつ前記主反射板に鉛直な面による断面がπ形状を呈するように、あるいは、T形状を呈するように構成される。 The directivity adjusting body includes, for example, a polarization axis of the twin-loop antenna element, and a cross section of a plane perpendicular to the main reflector has a π shape or a T shape. .

前記副反射板の形状は、多角形、円形、楕円形を含むことができる。例えば、前記副反射板は長方形状に形成され、その場合、長辺が前記双ループアンテナ素子の偏波軸に沿う形態で配設される。また、副反射板を楕円形状に形成する場合には、その長径が前記双ループアンテナ素子の偏波軸に沿う形態で配設される。 The sub-reflector may have a polygonal shape, a circular shape, or an elliptical shape. For example, the sub-reflecting plate is formed in a rectangular shape, and in this case, the long side is arranged in a form along the polarization axis of the twin loop antenna element. Further, when the sub-reflecting plate is formed in an elliptical shape, the major axis is arranged in a form along the polarization axis of the twin loop antenna element.

施形態においては、前記主反射板を前記双ループアンテナ素子の偏波軸方向に延長し、その延長部によって別の副反射板を設けるようにしている。 In implementation form, extending the main reflector polarization axis direction of the twin loop antenna elements and be provided with a separate sub-reflector by its extension.

本発明によれば、指向性調整体を低姿勢化することができるので、V.S.W.R.特性および振幅指向性への影響を軽減した状態で幅広い位相特性の調整を実現することが可能である。したがって、多面合成アンテナシステムに適用することによって、合成指向性の改善を図ることが可能になる。   According to the present invention, the directivity adjuster can be lowered, so S. W. R. Adjustment of a wide range of phase characteristics can be realized in a state where influence on characteristics and amplitude directivity is reduced. Therefore, it is possible to improve the combined directivity by applying to the multi-plane combined antenna system.

以下、図面を参照しながら本発明の最も好適な実施の形態について詳しく説明する。
図1および図2は、それぞれ本発明に係るアンテナ装置の実施形態を示す立面図および斜視図である。このアンテナ装置1は、複数(この例では2個)のアンテナ素子2と、その背部に設けられた平板からなる主反射板3と、該主反射板3上に配設した指向性調整体7と、主反射板30の一側および他側に設けられた副反射板4と、主反射板3上に覆着したレドーム5とを備えている。
上記副反射板4は、主反射板3をアンテナ素子2の偏波軸方向(図1における左右方向)に延長し、その延長部を適宜角度だけアンテナ素子2側に折り曲げることにより形成されている。
Hereinafter, the most preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1 and 2 are an elevation view and a perspective view, respectively, showing an embodiment of an antenna device according to the present invention. The antenna device 1 includes a plurality of (in this example, two) antenna elements 2, a main reflection plate 3 formed of a flat plate provided on the back thereof, and a directivity adjusting body 7 disposed on the main reflection plate 3. And a sub-reflection plate 4 provided on one side and the other side of the main reflection plate 30, and a radome 5 covered on the main reflection plate 3.
The sub-reflecting plate 4 is formed by extending the main reflecting plate 3 in the direction of the polarization axis of the antenna element 2 (the left-right direction in FIG. 1) and bending the extended portion to the antenna element 2 side by an appropriate angle. .

本実施形態では、各アンテナ素子2として図示のような双ループアンテナ素子を適用している。各双ループアンテナ素子2は、そのループ部2aが主反射板3に平行する形態で該主反射板3の長手方向に所定の間隔をおいて配列され、2L双ループアンテナを構成している。なお、各双ループアンテナ素子2は、支持部材6によって主反射板3に支持されている。   In the present embodiment, a double loop antenna element as shown in the figure is applied as each antenna element 2. Each double-loop antenna element 2 is arranged at a predetermined interval in the longitudinal direction of the main reflector 3 in a form in which the loop portion 2a is parallel to the main reflector 3 to form a 2L double-loop antenna. Each twin loop antenna element 2 is supported by the main reflector 3 by a support member 6.

指向性調整体7は、主反射板3に平行する副反射板7aと、この副反射板7aと主反射板3との間に位置して、該副反射板7aを主反射板3に短絡する一対の短絡板7bとを備えている。
副反射板7aは、長方形状の金属板からなり、長辺がアンテナ素子2の水平偏波軸の方向に沿う形態で配設されている。この副反射板7aの長辺の長さは、図9に示した前記指向性制御板70の対応する辺の長さよりも大幅に大きく設定されている(ほぼ、アンテナ素子2のループ部2aの径に等しい大きさに設定されている)。したがって、この副反射板7aによれば、アンテナ素子2からの電波をアンテナ素子2の水平偏波軸の方向に延びる広い面で反射することができる。
The directivity adjuster 7 is positioned between the sub-reflector 7 a parallel to the main reflector 3 and the sub-reflector 7 a and the main reflector 3. The sub-reflector 7 a is short-circuited to the main reflector 3. And a pair of short-circuit plates 7b.
The sub-reflecting plate 7 a is made of a rectangular metal plate, and has a long side that is arranged along the direction of the horizontal polarization axis of the antenna element 2. The length of the long side of the sub-reflecting plate 7a is set to be significantly larger than the length of the corresponding side of the directivity control plate 70 shown in FIG. 9 (almost the loop portion 2a of the antenna element 2). Is set equal to the diameter). Therefore, according to the sub-reflection plate 7a, the radio wave from the antenna element 2 can be reflected on a wide surface extending in the direction of the horizontal polarization axis of the antenna element 2.

各短絡板7bは、副反射板7aの短辺の幅と同幅もしくはほぼ同幅の矩形状金属板からなり、上記水平偏波軸に直行する面に沿う形態で互いに対向して配設されている。この短絡板7bの高さは、指向性調整体7が低姿勢化されるように、すなわち、指向性調整体7の高さH1が図9に示した前記指向性制御板70の高さH2よりも大幅に低くなるように設定されている。   Each short-circuit plate 7b is made of a rectangular metal plate having the same width as or substantially the same width as the short side of the sub-reflecting plate 7a, and is disposed so as to face each other in a form along a plane perpendicular to the horizontal polarization axis. ing. The height of the short-circuit plate 7b is set so that the directivity adjusting body 7 is lowered, that is, the height H1 of the directivity adjusting body 7 is the height H2 of the directivity control plate 70 shown in FIG. Is set to be significantly lower.

一方の短絡板7bは、副反射板7aの一方の短辺から他方の短辺側に距離Lだけ寄った部位において該副反射板7aに結合している。他方の短絡板7bも同様である。したがって、両短絡板7bは、主反射板3への副反射板7aの投影域内において該主反射板3と結合していることになる。
このような構成を有した指向性調整体7は、アンテナ素子2のループ部2aの中心点を通って主反射板3と鉛直に交差するライン上に副反射板7aの中心点が位置されている。そして、アンテナ素子2の水平偏波軸に沿いかつ主反射板3に鉛直な面による断面がπ形状を呈している。
One short-circuit plate 7b is coupled to the sub-reflecting plate 7a at a portion that is shifted by a distance L from one short side of the sub-reflecting plate 7a to the other short side. The same applies to the other short-circuit plate 7b. Accordingly, both the short-circuit plates 7b are coupled to the main reflector 3 within the projection area of the sub-reflector 7a onto the main reflector 3.
In the directivity adjusting body 7 having such a configuration, the center point of the sub-reflecting plate 7a is positioned on a line that intersects the main reflecting plate 3 vertically through the center point of the loop portion 2a of the antenna element 2. Yes. The cross section of the antenna element 2 along the horizontal polarization axis and perpendicular to the main reflector 3 has a π shape.

指向性調整体7には、図1に点線で示す経路8を通って短絡電流が流れる。すなわち、この短絡電流は、副反射板7aの中心点からその表面を通ってその端辺に至った後、該短辺から副反射板7aの裏面および短絡板7bを通って主反射板3に達する。
図1には、図13に示したアンテナ装置10'の指向性制御板70における短絡電流の経路が参照番号80によって表わされている。
上記指向性調整体7における短絡板7bの高さおよび上記距離Lは、例えば上記電流経路8の長さが上記電流経路80の長さにほぼ等しくなるように設定される。この場合、指向性調整体7は、上記指向性制御板70に比して大きく低姿勢化されるものの、指向性制御板70と同等な位相調整作用をなすことになる。
A short-circuit current flows through the directivity adjuster 7 through a path 8 indicated by a dotted line in FIG. That is, the short-circuit current passes from the central point of the sub-reflector 7a through the surface thereof to the end thereof, and from the short side to the main reflector 3 through the back surface of the sub-reflector 7a and the short-circuit plate 7b. Reach.
In FIG. 1, a short-circuit current path in the directivity control plate 70 of the antenna device 10 ′ shown in FIG.
The height of the short-circuit plate 7b and the distance L in the directivity adjusting body 7 are set such that the length of the current path 8 is substantially equal to the length of the current path 80, for example. In this case, although the directivity adjusting body 7 is lowered in its posture as compared with the directivity control plate 70, the directivity adjusting body 7 performs a phase adjusting action equivalent to that of the directivity control plate 70.

図3は、本実施形態に係るアンテナ装置1単体についての相対電界強度特性を実線で示し、図13の従来のアンテナ装置10'単体についての同特性を点線で示している。また、図4は、上記アンテナ装置1単体についての位相特性を実線で示し、上記アンテナ装置10'単体についての同特性を点線で示している。
図4に示す各特性曲線の対比から明らかなように、本実施形態に係るアンテナ装置1によれば、低姿勢化された指向性調整体7を使用するにもかかわらず、従来のアンテナ装置10'と同等な位相特性を得ることができる。
FIG. 3 shows a relative electric field strength characteristic of the antenna device 1 according to the present embodiment by a solid line, and shows the same characteristic of the conventional antenna device 10 ′ of FIG. 13 by a dotted line. FIG. 4 shows the phase characteristic of the antenna device 1 alone with a solid line, and shows the same characteristic of the antenna device 10 ′ alone with a dotted line.
As is clear from the comparison of the characteristic curves shown in FIG. 4, according to the antenna device 1 according to the present embodiment, the conventional antenna device 10 is used despite the use of the directivity adjusting body 7 that has been lowered. Phase characteristics equivalent to 'can be obtained.

そして、上記指向性調整体7を備える本実施形態に係るアンテナ装置によれば、指向性調整体7の副反射板7aをアンテナ素子2から大きく離すことができ、かつ、アンテナ素子2からの電波を上記副反射板7aの広い面で反射することが可能であるから、V.S.W.R.特性の劣化ならびに振幅指向性への影響を軽減した状態で所望の位相特性を実現することができる。   According to the antenna device according to the present embodiment including the directivity adjusting body 7, the sub-reflector 7 a of the directivity adjusting body 7 can be largely separated from the antenna element 2, and the radio wave from the antenna element 2 can be obtained. Can be reflected by the wide surface of the sub-reflector 7a. S. W. R. Desired phase characteristics can be realized in a state in which deterioration of characteristics and influence on amplitude directivity are reduced.

なお、副反射板7aへの短絡板7bの結合位置を規定する前記距離Lを変化させることは、指向性調整体7の高さを変化させることと等価な作用をもたらすので、上記距離Lを変更することによって位相特性を変化させることができる。これは、指向性調整体7の低姿勢化を図りながら、所望の位相特性を実現することが可能であることを意味している。   Note that changing the distance L that defines the coupling position of the short-circuit plate 7b to the sub-reflecting plate 7a has an effect equivalent to changing the height of the directivity adjusting body 7. By changing the phase characteristics, the phase characteristics can be changed. This means that a desired phase characteristic can be realized while reducing the orientation of the directivity adjuster 7.

本実施形態に係るアンテナ装置1は上記のように作用するので、図8に示すような多面合成アンテナシステムのアンテナ装置として適用した場合に、V.S.W.R.特性の劣化ならびに振幅指向性への影響を軽減した状態で合成指向性の改善を図ることが可能になる。   Since the antenna device 1 according to this embodiment operates as described above, when the antenna device 1 is applied as an antenna device of a multi-plane synthetic antenna system as shown in FIG. S. W. R. It is possible to improve the composite directivity in a state where the deterioration of characteristics and the influence on the amplitude directivity are reduced.

図5は、図9に示す従来のアンテナ装置を使用した4面合成アンテナシステムの水平面内合成指向性を短点線で、図13に示す従来のアンテナ装置を使用した同アンテナシステムの同指向性を長点線で、図1に示す本発明に係るアンテナ装置を使用した同アンテナシステムの同指向性を実線でそれぞれ例示したものである。この水平面内合成指向性の計測条件は以下のとおりである。   FIG. 5 is a short dotted line showing the combined directivity in the horizontal plane of the four-plane synthetic antenna system using the conventional antenna device shown in FIG. 9, and the same directivity of the antenna system using the conventional antenna device shown in FIG. In the long dotted line, the same directivity of the antenna system using the antenna device according to the present invention shown in FIG. 1 is illustrated by a solid line. The measurement conditions of the horizontal direction composite directivity are as follows.

(1)図9に示すアンテナ装置10と図13に示すアンテナ装置10'は、後者が指向性制御板70を備えている点のみにおいて相違し、また、図13に示すアンテナ装置10'と図1に示すアンテナ装置1、前者の指向性制御板70と後者の指向性調整体7の構成のみにおいて相違している。
(2)図13に示すアンテナ装置10'においては、指向性制御板70の高さH2を110mmに、幅(アンテナ素子20の偏波軸方向に沿う幅)を100mmにそれぞれ設定し、また、図1に示すアンテナ装置1おいては、指向性調整体7の高さ(短絡板7bの高さ)H1を70mmに、副反射板7aの幅(アンテナ素子2の偏波軸方向に沿う幅)を168mmに、両短絡板7bの間隔を100mmにそれぞれ設定している。
(3)指向性制御板70は、図14に示す形態で2個配置する。また、指向性調整体7は、図2に示す形態で2個配置する。
(4)使用周波数は、680MHzである。各アンテナ装置10,10'および1の突き出し距離は330mmである。
(5)4面の各アンテナ装置は等振幅動作させる。
(1) The antenna device 10 shown in FIG. 9 is different from the antenna device 10 ′ shown in FIG. 13 only in that the latter includes a directivity control plate 70, and is different from the antenna device 10 ′ shown in FIG. 1 is different from the antenna device 1 shown in FIG. 1 only in the configuration of the former directivity control plate 70 and the latter directivity adjusting body 7.
(2) In the antenna device 10 ′ shown in FIG. 13, the height H2 of the directivity control plate 70 is set to 110 mm, and the width (the width along the polarization axis direction of the antenna element 20) is set to 100 mm. In the antenna device 1 shown in FIG. 1, the height of the directivity adjusting body 7 (height of the short-circuit plate 7b) H1 is set to 70 mm, and the width of the sub-reflection plate 7a (the width along the polarization axis direction of the antenna element 2). ) Is set to 168 mm, and the distance between both short-circuit plates 7 b is set to 100 mm.
(3) Two directivity control plates 70 are arranged in the form shown in FIG. Two directivity adjusting bodies 7 are arranged in the form shown in FIG.
(4) The frequency used is 680 MHz. The protruding distance of each antenna device 10, 10 ′ and 1 is 330 mm.
(5) The four antennas are operated with equal amplitude.

4面合成アンテナシステムにおいては、360度方向のエリアをカバーするために、円形に近い無指向性が求められる。
図5から明らかなように、本実施形態に係るアンテナ装置1を適用した場合には、アンテナ装置1の設置方向から約22.5度ずれた方向の落ち込み量が顕著に改善される。すなわち、反射体を設けない図9に示す従来のアンテナ装置10を適用した場合に比して、落ち込み量が約1.4dB改善され、また、図13に示す従来のアンテナ装置10'を適用した場合に比して、該落ち込み量が約0.5dB改善されている。
In a four-plane synthetic antenna system, in order to cover an area in a 360-degree direction, omnidirectionality close to a circle is required.
As is apparent from FIG. 5, when the antenna device 1 according to the present embodiment is applied, the amount of sagging in a direction shifted by about 22.5 degrees from the installation direction of the antenna device 1 is remarkably improved. That is, the sagging amount is improved by about 1.4 dB as compared with the case where the conventional antenna device 10 shown in FIG. 9 without a reflector is applied, and the conventional antenna device 10 ′ shown in FIG. 13 is applied. Compared to the case, the sagging amount is improved by about 0.5 dB.

本発明は上記実施形態に限定されず、種々の変形例を含むものである。
すなわち、前記指向性調整体7は、断面π型に限定されず、例えば、図6に示す断面T型や、図7に示す断面逆台形型に形成しても良い。また、断面π型の指向性調整体7における各短絡板7bを、断面ハの字状もしくは断面逆ハの字状に設けても良い。
さらに、指向性調整体7の副反射板7aの平面形状は、長方形に限定されず、正方形を含む他の多角形、あるいは円形、楕円形等であっても良い。なお、楕円形の場合には、その長径がアンテナ素子2の偏波軸に沿うように設けることが望ましい。
The present invention is not limited to the embodiment described above, and includes various modifications.
That is, the directivity adjusting body 7 is not limited to the π-type cross section, and may be formed, for example, in a cross-sectional T type shown in FIG. In addition, each short-circuit plate 7b in the directivity adjusting body 7 having a π-type cross section may be provided in a cross-sectional shape or a reverse cross-section.
Furthermore, the planar shape of the sub-reflection plate 7a of the directivity adjusting body 7 is not limited to a rectangle, and may be another polygon including a square, a circle, an ellipse, or the like. In the case of an ellipse, it is desirable to provide the major axis along the polarization axis of the antenna element 2.

また、実施形態においては、レイアウトの容易化等を図るために、指向性調整体7をアンテナ素子(双ループアンテナ素子)2の一方のループ部2aの背部にのみ配設しているが、双方のループ部2aの背部に指向性調整体7を設けることも当然可能である。そして、アンテナ素子2は双ループアンテナ素子に限定されず、例えば、ダイポールアンテナ素子等の他のアンテナ素子であっても良い。   In the embodiment, the directivity adjusting body 7 is disposed only on the back portion of one loop portion 2a of the antenna element (double loop antenna element) 2 in order to facilitate layout and the like. Of course, it is also possible to provide the directivity adjusting body 7 on the back of the loop portion 2a. And the antenna element 2 is not limited to a double loop antenna element, For example, other antenna elements, such as a dipole antenna element, may be sufficient.

本発明に係るアンテナ装置の実施形態を示す立面図である。It is an elevation view showing an embodiment of an antenna device according to the present invention. 図1に示すアンテナ装置の斜視図である。It is a perspective view of the antenna apparatus shown in FIG. 本発明に係るアンテナ装置と従来のアンテナ装置の相対電界強度特性をそれぞれ例示したグラフである。5 is a graph illustrating the relative electric field strength characteristics of the antenna device according to the present invention and the conventional antenna device. 本発明に係るアンテナ装置と従来のアンテナ装置の位相特性をそれぞれ例示したグラフである。5 is a graph illustrating the phase characteristics of the antenna device according to the present invention and a conventional antenna device, respectively. 本発明に係るアンテナ装置を適用した4面合成アンテナシステムと従来のアンテナ装置を適用した4面合成アンテナシステムの水平面内合成指向性をそれぞれ例示したグラフである。4 is a graph illustrating the in-horizontal combined directivity of a four-plane combined antenna system to which an antenna device according to the present invention is applied and a four-plane combined antenna system to which a conventional antenna device is applied. 指向性調整体の別の構成例を示す概略図である。It is the schematic which shows another structural example of a directivity adjustment body. 指向性調整体のさらに別の構成例を示す概略図である。It is the schematic which shows another structural example of a directivity adjustment body. 4面合成アンテナシステムの概略平面図である。It is a schematic plan view of a four-plane synthetic antenna system. 従来のアンテナ装置の一例を示す立面図である。It is an elevation view showing an example of a conventional antenna device. 図9に示すアンテナ装置の斜視図である。FIG. 10 is a perspective view of the antenna device shown in FIG. 9. 図9に示すアンテナ装置の相対電界強度特性を突き出し距離別に例示したグラフである。10 is a graph illustrating the relative electric field strength characteristics of the antenna device shown in FIG. 図9に示すアンテナ装置の位相特性を突き出し距離別に例示したグラフである。10 is a graph illustrating the phase characteristics of the antenna device shown in FIG. 9 by projecting distance. 従来のアンテナ装置の他の例を示す立面図である。It is an elevational view showing another example of a conventional antenna device. 図13に示すアンテナ装置の斜視図である。It is a perspective view of the antenna apparatus shown in FIG. 図9に示すアンテナ装置と図13に示すアンテナ装置の相対電界強度特性をそれぞれ例示したグラフである。14 is a graph illustrating the relative electric field strength characteristics of the antenna device shown in FIG. 9 and the antenna device shown in FIG. 13. 図9に示すアンテナ装置と図13に示すアンテナ装置の位相特性をそれぞれ例示したグラフである。14 is a graph illustrating the phase characteristics of the antenna device shown in FIG. 9 and the antenna device shown in FIG. 13, respectively.

符号の説明Explanation of symbols

1 アンテナ装置
2 アンテナ素子
2a ループ部
3 主反射板
4 副反射板
5 レドーム
7 指向性調整体
7a 副反射板
7b 短絡板
8 電流経路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Antenna apparatus 2 Antenna element 2a Loop part 3 Main reflector 4 Sub reflector 5 Radome 7 Directivity adjustment body 7a Sub reflector 7b Short-circuit board 8 Current path

Claims (6)

双ループアンテナ素子と、この双ループアンテナ素子に平行する形態で該双ループアンテナ素子の背部に設けられた主反射板と、前記双ループアンテナ素子のループ部と前記主反射板との間に位相特性調整手段として設けた指向性調整体と、を備えるアンテナ装置であって、
前記指向性調整体は、
前記主反射板に平行する副反射板と、
この副反射板と前記主反射板との間に位置して、前記副反射板を前記主反射板に短絡する短絡板と、を備え、
前記短絡板は、前記双ループアンテナ素子の水平偏波軸に直交する面に沿って配置され、かつ、前記主反射板における前記副反射板の投影域の内側において前記主反射板と結合していることを特徴とするアンテナ装置。
A double loop antenna element, the phase between the main reflection plate provided on the back of the twin loop antenna element in the form of parallel to the twin loop antenna element, wherein the loop portion of the twin loop antenna element and said main reflector A directivity adjusting body provided as a characteristic adjusting means , and an antenna device comprising:
The directivity adjuster is
A sub-reflector parallel to the main reflector;
A short-circuit plate that is positioned between the sub-reflecting plate and the main reflecting plate and short-circuits the sub-reflecting plate to the main reflecting plate;
The short-circuit plate is disposed along a plane orthogonal to the horizontal polarization axis of the twin-loop antenna element, and is coupled to the main reflection plate inside the projection area of the sub-reflection plate in the main reflection plate. An antenna device comprising:
前記指向性調整体は、前記双ループアンテナ素子の偏波軸を含みかつ前記主反射板に鉛直な面による断面がπ形状を呈するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載のアンテナ装置。 The said directivity adjustment body is comprised so that the cross section by a surface perpendicular | vertical to the said main reflector may include (pi) shape including the polarization axis of the said double loop antenna element. Antenna device. 前記指向性調整体は、前記双ループアンテナ素子の偏波軸を含みかつ前記主反射板に鉛直な面による断面がT形状を呈するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載のアンテナ装置。 The said directivity adjustment body is comprised so that the cross section by a surface perpendicular | vertical to the said main reflector may include T shape including the polarization axis of the said double loop antenna element. Antenna device. 前記副反射板の形状は、多角形、円形、楕円形を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のアンテナ装置。   The antenna device according to claim 1, wherein a shape of the sub-reflecting plate includes a polygon, a circle, and an ellipse. 前記副反射板は、長方形状を有し、長辺が前記双ループアンテナ素子の偏波軸に沿う形態で配設されていることを特徴とする請求項4に記載のアンテナ装置。 The antenna device according to claim 4, wherein the sub-reflecting plate has a rectangular shape, and a long side is arranged in a form along a polarization axis of the double loop antenna element. 前記主反射板を前記双ループアンテナ素子の偏波軸方向に延長し、その延長部によって別の副反射板を設けたことを特徴とする請求項1〜5のいずれかにに記載のアンテナ装置。 6. The antenna device according to claim 1, wherein the main reflector is extended in a polarization axis direction of the double loop antenna element, and another sub reflector is provided by the extension. .
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