JP4725885B2 - Dipole element, conductor wire and radio wave filter using the same - Google Patents

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Description

この発明は、ダイポール素子、それを用いた導体線および電波フィルタに関し、特に、電気的に透明なダイポール素子、それを用いた導体線および電波フィルタに関するものである。   The present invention relates to a dipole element, a conductor wire using the same, and a radio wave filter, and more particularly to an electrically transparent dipole element, a conductor wire using the dipole element, and a radio wave filter.

従来、電気的に透明なアンテナ素子が知られている(非特許文献1)。このアンテナ素子は、2本のモノポール素子と、バラクタダイオードとを備える。2本のモノポール素子は、直列に直線状に配置され、バラクタダイオードは、2本のモノポール素子間に装荷される。   Conventionally, an electrically transparent antenna element is known (Non-Patent Document 1). This antenna element includes two monopole elements and a varactor diode. The two monopole elements are arranged in a straight line in series, and the varactor diode is loaded between the two monopole elements.

そして、バラクタダイオードは、2本のモノポール素子上の電流値の積分値を実質的に零にするリアクタンス値に設定される。
飯草恭一、大平 孝,「リアクタンス制御でパラサイト素子を電子的に透明化するリコンフィギャラブルエスパアンテナ」,(社)電子情報通信学会、信学技報,AP2002−122(2003−1).
The varactor diode is set to a reactance value that makes the integral value of the current values on the two monopole elements substantially zero.
Junichi Iigusa and Takashi Ohira, “Reconfigurable ESPAR Antenna that makes Parasite Elements Electronically Transparent by Reactance Control”, The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, IEICE Technical Report, AP2002-122 (2003-1).

しかし、従来の電気的に透明なアンテナ素子は、チップ部品としてのバラクタダイオードが必要であり、低コスト化を図ることが困難であるという問題がある。また、バラクタダイオードをアンテナ素子にマウントする必要があり、製造工程の簡略化が困難であるという問題がある。   However, the conventional electrically transparent antenna element requires a varactor diode as a chip component, and there is a problem that it is difficult to reduce the cost. In addition, it is necessary to mount the varactor diode on the antenna element, which makes it difficult to simplify the manufacturing process.

そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、チップ部品が不要である電気的に透明なダイポール素子を提供することである。   Accordingly, the present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to provide an electrically transparent dipole element that does not require a chip component.

また、この発明の別の目的は、チップ部品が不要である電気的に透明なダイポール素子を備えた導体線を提供することである。   Another object of the present invention is to provide a conductor wire including an electrically transparent dipole element that does not require a chip component.

更に、この発明の別の目的は、チップ部品が不要である電気的に透明なダイポール素子を備えた電波フィルタを提供することである。   Furthermore, another object of the present invention is to provide a radio wave filter including an electrically transparent dipole element that does not require a chip component.

この発明によれば、ダイポール素子は、第1および第2のモノポール素子と、分布定数線路とを備える。第1および第2のモノポール素子は、直線状に配置される。分布定数線路は、第1および第2のモノポール素子間に接続され、第1および第2のモノポール素子上の電流の積分値を実質的に零に設定する。   According to the present invention, the dipole element includes first and second monopole elements and a distributed constant line. The first and second monopole elements are arranged in a straight line. The distributed constant line is connected between the first and second monopole elements, and sets the integral value of the current on the first and second monopole elements to substantially zero.

好ましくは、分布定数線路は、第1および第2のモノポール素子に略平行に配置される。   Preferably, the distributed constant line is disposed substantially parallel to the first and second monopole elements.

好ましくは、分布定数線路は、第1および第2のモノポール素子内に配置される。   Preferably, the distributed constant line is disposed in the first and second monopole elements.

好ましくは、分布定数線路は、第1および第2のモノポール素子に略垂直に配置される。   Preferably, the distributed constant line is disposed substantially perpendicular to the first and second monopole elements.

好ましくは、分布定数線路の全長は、到来する電波の略半波長である。   Preferably, the total length of the distributed constant line is approximately half the wavelength of the incoming radio wave.

また、この発明によれば、導体線は、複数のダイポール素子を備える。複数のダイポール素子は、直列に接続される。そして、複数のダイポール素子の各々は、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のダイポール素子からなる。また、直列に接続された複数のダイポール素子において、隣接する2つのダイポール素子は、到来する電波の略半波長の長さを有するスタブ線路により接続される。   According to the present invention, the conductor wire includes a plurality of dipole elements. The plurality of dipole elements are connected in series. Each of the plurality of dipole elements includes the dipole element according to any one of claims 1 to 5. Further, in a plurality of dipole elements connected in series, two adjacent dipole elements are connected by a stub line having a length of approximately half a wavelength of an incoming radio wave.

更に、この発明によれば、電波フィルタは、複数の導体線を備える。複数の導体線は、略平行に配置される。複数の導体線の各々は、直列に直線状に接続された複数のダイポール素子を含む。そして、複数のダイポール素子の各々は、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のダイポール素子からなる。また、直列に接続された複数のダイポール素子において、隣接する2つのダイポール素子は、到来する電波の略半波長の長さを有するスタブ線路により接続される。   Furthermore, according to the present invention, the radio wave filter includes a plurality of conductor wires. The plurality of conductor lines are arranged substantially in parallel. Each of the plurality of conductor lines includes a plurality of dipole elements connected linearly in series. Each of the plurality of dipole elements includes the dipole element according to any one of claims 1 to 5. Further, in a plurality of dipole elements connected in series, two adjacent dipole elements are connected by a stub line having a length of approximately half a wavelength of an incoming radio wave.

この発明によるダイポール素子においては、電波が到来すると、分布定数線路は、第1のモノポール素子上の電流を第2のモノポール素子上の電流によって打ち消す。即ち、分布定数線路は、第1および第2のモノポール素子上の電流の積分値を実質的に零に設定する。   In the dipole element according to the present invention, when a radio wave arrives, the distributed constant line cancels the current on the first monopole element by the current on the second monopole element. That is, the distributed constant line sets the integral value of the current on the first and second monopole elements to substantially zero.

従って、この発明によれば、チップ部品を用いずにダイポール素子を電気的に透明にできる。   Therefore, according to the present invention, the dipole element can be made electrically transparent without using a chip component.

また、この発明による導体線は、電気的に透明なダイポール素子を複数個接続して作製される。   The conductor wire according to the present invention is manufactured by connecting a plurality of electrically transparent dipole elements.

従って、この発明によれば、導体線を電気的に透明にできる。   Therefore, according to the present invention, the conductor wire can be made electrically transparent.

更に、この発明による電波フィルタは、電気的に透明な導体線を複数本配置して作製される。   Furthermore, the radio wave filter according to the present invention is manufactured by arranging a plurality of electrically transparent conductor wires.

従って、この発明によれば、電波フィルタは、所定の周波数の電波のみを透過できる。   Therefore, according to the present invention, the radio wave filter can transmit only radio waves having a predetermined frequency.

本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。   Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

[実施の形態1]
図1は、この発明の実施の形態1によるダイポール素子の概略図である。実施の形態1によるダイポール素子10は、モノポール素子1,2と、分布定数線路3とを備える。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a schematic diagram of a dipole element according to Embodiment 1 of the present invention. A dipole element 10 according to the first embodiment includes monopole elements 1 and 2 and a distributed constant line 3.

モノポール素子1は、一方端1Aから長さ方向DR1に切欠部11を有する。その結果、モノポール素子1は、切欠部11の両側に狭幅部12,13を有する。また、モノポール素子2は、一方端2Aから長さ方向DR1に切欠部21を有する。その結果、モノポール素子2は、切欠部21の両側に狭幅部22,23を有する。   The monopole element 1 has a notch 11 in the length direction DR1 from one end 1A. As a result, the monopole element 1 has narrow portions 12 and 13 on both sides of the notch portion 11. The monopole element 2 has a notch 21 in the length direction DR1 from one end 2A. As a result, the monopole element 2 has narrow portions 22 and 23 on both sides of the notch portion 21.

モノポール素子1,2は、一方端1A,2Aが対向するように所定の間隔d1を隔てて直線状に配置される。そして、モノポール素子1,2の各々は、プリント基板4上に形成された銅箔からなる。この場合、所定の間隔d1は、例えば、5mmに設定される。また、ダイポール素子10に到来する電波の波長をλとすると、モノポール素子1の他方端1Bとモノポール素子2の他方端2Bとの距離L1は、例えば、0.5λ=270mmに設定される。更に、モノポール素子1,2の各々は、例えば、18mmの幅W1を有する。   The monopole elements 1 and 2 are linearly arranged with a predetermined interval d1 so that the one ends 1A and 2A face each other. Each of the monopole elements 1 and 2 is made of a copper foil formed on the printed circuit board 4. In this case, the predetermined interval d1 is set to 5 mm, for example. When the wavelength of the radio wave arriving at the dipole element 10 is λ, the distance L1 between the other end 1B of the monopole element 1 and the other end 2B of the monopole element 2 is set to 0.5λ = 270 mm, for example. . Furthermore, each of the monopole elements 1 and 2 has a width W1 of 18 mm, for example.

分布定数線路3は、線路31〜37からなる。線路31〜37の各々は、プリント基板4上に形成された銅箔からなる。線路31は、その一方端がモノポール素子1の狭幅部12の一方端に接続され、他方端が線路34の一方端に接続される。線路32は、その一方端が線路34の略中点に接続され、他方端が線路37の略中点に接続される。線路33は、その一方端がモノポール素子1の狭幅部13の一方端に接続され、他方端が線路34の他方端に接続される。   The distributed constant line 3 includes lines 31 to 37. Each of the lines 31 to 37 is made of a copper foil formed on the printed circuit board 4. The line 31 has one end connected to one end of the narrow portion 12 of the monopole element 1 and the other end connected to one end of the line 34. The line 32 has one end connected to a substantially midpoint of the line 34 and the other end connected to a substantially midpoint of the line 37. The line 33 has one end connected to one end of the narrow portion 13 of the monopole element 1 and the other end connected to the other end of the line 34.

線路35は、その一方端がモノポール素子2の狭幅部22の一方端に接続され、他方端が線路37の一方端に接続される。線路36は、その一方端がモノポール素子2の狭幅部23の一方端に接続され、他方端が線路37の他方端に接続される。   The line 35 has one end connected to one end of the narrow portion 22 of the monopole element 2 and the other end connected to one end of the line 37. The line 36 has one end connected to one end of the narrow portion 23 of the monopole element 2 and the other end connected to the other end of the line 37.

その結果、線路31〜37は、一体的に接続され、2個の“E”字を互いに向かい合わせ、長さ方向DR1に伸ばした概略形状を有する分布定数線路3を構成する。   As a result, the lines 31 to 37 are integrally connected to form a distributed constant line 3 having a schematic shape in which two “E” characters face each other and extend in the length direction DR1.

そして、分布定数線路3は、モノポール素子1の切欠部11およびモノポール素子2の切欠部21に配置され、モノポール素子1の一方端1Aとモノポール素子2の一方端2Aとに接続される。   The distributed constant line 3 is disposed at the notch 11 of the monopole element 1 and the notch 21 of the monopole element 2 and is connected to one end 1A of the monopole element 1 and one end 2A of the monopole element 2. The

即ち、分布定数線路3は、モノポール素子1,2間に接続され、モノポール素子1,2内に配置される。   That is, the distributed constant line 3 is connected between the monopole elements 1 and 2 and is disposed in the monopole elements 1 and 2.

分布定数線路3において、線路31,33,35,36の各々は、長さL2を有し、線路32は、2×L2の長さを有する。そして、長さL2は、例えば、0.125λ=75mmに設定される。その結果、分布定数線路3の全長(狭幅部12の一方端から狭幅部23の一方端まで、または狭幅部13の一方端から狭幅部22の一方端まで)は、0.5λになり、モノポール素子1の全長とモノポール素子2の全長との和に略等しい。   In the distributed constant line 3, each of the lines 31, 33, 35, and 36 has a length L2, and the line 32 has a length of 2 × L2. The length L2 is set to 0.125λ = 75 mm, for example. As a result, the total length of the distributed constant line 3 (from one end of the narrow portion 12 to one end of the narrow portion 23 or from one end of the narrow portion 13 to one end of the narrow portion 22) is 0.5λ. And is approximately equal to the sum of the total length of the monopole element 1 and the total length of the monopole element 2.

ダイポール素子10を作製する場合、プリント基板4の一主面の全面に銅箔を貼着し、所定の領域を削除してモノポール1,2と、切欠部11,21に配置された分布定数線路3とを形成する。   When the dipole element 10 is manufactured, a copper foil is attached to the entire surface of one main surface of the printed circuit board 4, and a predetermined area is deleted, and the distributed constants arranged in the monopoles 1 and 2 and the notches 11 and 21 Line 3 is formed.

図2は、図1に示すダイポール素子10の一部分PAの拡大図である。狭幅部12,13の各々は、3.5mmの幅を有し、線路31〜33の各々は、1mmの幅を有する。狭幅部12と線路31との間隔、線路31,32間の間隔、線路32,33間の間隔および線路33と狭幅部13との間隔は、全て同じであり、2mmである。   FIG. 2 is an enlarged view of a part PA of the dipole element 10 shown in FIG. Each of the narrow portions 12 and 13 has a width of 3.5 mm, and each of the lines 31 to 33 has a width of 1 mm. The interval between the narrow portion 12 and the line 31, the interval between the lines 31, 32, the interval between the lines 32, 33, and the interval between the line 33 and the narrow portion 13 are all the same and 2 mm.

なお、図1に示すダイポール素子10の一部分PBの拡大図は、図2に示す拡大図と同じである。   An enlarged view of a part PB of the dipole element 10 shown in FIG. 1 is the same as the enlarged view shown in FIG.

図3は、図2に示す線III−III間における断面図である。狭幅部12,13および線路31〜33は、上述した幅および間隔でプリント基板4の一主面4A上に形成される。   3 is a cross-sectional view taken along line III-III shown in FIG. The narrow width portions 12 and 13 and the lines 31 to 33 are formed on one main surface 4A of the printed circuit board 4 with the above-described width and interval.

図4は、実験Iの概略図である。給電ダイポール20を給電部20Aがxyz座標の原点Oに一致するようにz軸に沿って配置し、図1に示すダイポール素子10を原点Oからx軸の方向へd2だけ離れた位置でz軸に沿って配置する。   FIG. 4 is a schematic diagram of Experiment I. The feeding dipole 20 is arranged along the z axis so that the feeding unit 20A coincides with the origin O of the xyz coordinates, and the dipole element 10 shown in FIG. 1 is z-axis away from the origin O in the x-axis direction by d2. Arrange along.

給電ダイポール20は、z軸方向へ伸縮可能であり、z軸方向への伸縮により整合周波数を調整可能である。そして、実験Iにおいては、整合周波数が500MHzになるように給電ダイポール20が伸縮された。また、実験Iにおいては、給電コネクタ30がy軸方向から給電ダイポール20の給電部20Aに接続された。そして、整合調整スライド40をy軸方向へスライドさせ、給電コネクタ30のインピーダンスを50Ωに設定した。   The feed dipole 20 can be expanded and contracted in the z-axis direction, and the matching frequency can be adjusted by expansion and contraction in the z-axis direction. In Experiment I, the feed dipole 20 was expanded and contracted so that the matching frequency was 500 MHz. Further, in Experiment I, the power supply connector 30 was connected to the power supply unit 20A of the power supply dipole 20 from the y-axis direction. Then, the alignment adjustment slide 40 was slid in the y-axis direction, and the impedance of the power supply connector 30 was set to 50Ω.

なお、実験Iにおいては、方位角φは、x−y平面においてx軸からy軸の方向への回転角と定義された。   In Experiment I, the azimuth angle φ was defined as the rotation angle from the x axis to the y axis in the xy plane.

図5は、図4に示す実験Iにおいて測定された入力インピーダンスを示す図である。図5において、縦軸は、入力インピーダンスの虚部を表し、横軸は、入力インピーダンスの実部を表す。   FIG. 5 is a diagram showing the input impedance measured in Experiment I shown in FIG. In FIG. 5, the vertical axis represents the imaginary part of the input impedance, and the horizontal axis represents the real part of the input impedance.

また、“line”と表示された特性は、ダイポール素子10の入力インピーダンスを示し、“short”と表示された特性は、ダイポール素子10において2つのモノポール素子1,2間を短絡した場合の入力インピーダンスを示し、“short(tape)”と表示された特性は、ダイポール素子10の分布定数線路3を銅テープで覆った場合の入力インピーダンスを示し、“open”と表示された特性は、分布定数線路3を削除し、ダイポール素子10の中心部を開放した場合の入力インピーダンスを示し、“dipole alone”と表示された特性は、給電ダイポール20が単体で設置された場合の入力インピーダンスを示す。   The characteristic indicated by “line” indicates the input impedance of the dipole element 10, and the characteristic indicated by “short” indicates an input when the two monopole elements 1 and 2 are short-circuited in the dipole element 10. The characteristic indicated by “short (tape)” indicates the impedance when the distributed constant line 3 of the dipole element 10 is covered with copper tape, and the characteristic indicated by “open” indicates the distributed constant. The input impedance when the line 3 is deleted and the center portion of the dipole element 10 is opened is shown, and the characteristic displayed as “dipole alone” shows the input impedance when the feeding dipole 20 is installed alone.

なお、図5に示す入力インピーダンスの測定においては、ダイポール素子10と給電ダイポール20との間隔d2は、15cmに設定された。   In the measurement of the input impedance shown in FIG. 5, the distance d2 between the dipole element 10 and the feed dipole 20 was set to 15 cm.

ダイポール素子10の入力インピーダンスは、ダイポール素子10の中心部を開放した場合(“open”)、および2つのモノポール素子1,2間を短絡した場合(“short”)等の入力インピーダンスよりも給電ダイポール20が単体で配置された場合の入力インピーダンス(dipole alone)に近く、モノポール素子1,2間に分布定数線路3を配置しても入力インピーダンスへの影響が小さい。   The input impedance of the dipole element 10 is higher than the input impedance when the center of the dipole element 10 is opened (“open”) and when the two monopole elements 1 and 2 are short-circuited (“short”). Even if the distributed constant line 3 is disposed between the monopole elements 1 and 2, the influence on the input impedance is small, which is close to the input impedance when the dipole 20 is disposed alone.

図6は、図4に示す実験Iにおいて測定されたH面指向性を示す図である。図6において、縦軸は、利得を表し、横軸は、方位角φを表す。また、“line”、“short”、“open”、および“dipole alone”の表記は、図5における表記と同じ意味である。   FIG. 6 is a diagram showing the H-plane directivity measured in Experiment I shown in FIG. In FIG. 6, the vertical axis represents the gain, and the horizontal axis represents the azimuth angle φ. Further, the notations “line”, “short”, “open”, and “dipole alone” have the same meaning as the notations in FIG.

なお、図6に示す利得の測定においても、ダイポール素子10と給電ダイポール20との間隔d2は、15cmに設定された。   In the gain measurement shown in FIG. 6, the distance d2 between the dipole element 10 and the feed dipole 20 was set to 15 cm.

図6に示す結果から、ダイポール素子10の利得は、ダイポール素子10の中心部を開放した場合の利得よりも給電ダイポール20が単体で設置された場合の利得に近い。従って、ダイポール10は、電気的に透明であることが確認された。   From the results shown in FIG. 6, the gain of the dipole element 10 is closer to the gain when the feed dipole 20 is installed alone than the gain when the central portion of the dipole element 10 is opened. Therefore, it was confirmed that the dipole 10 is electrically transparent.

ここで、「電気的に透明」とは、ダイポール素子10は、物理的には存在するが、電気的には電波をそのまま通過させることを言う。   Here, “electrically transparent” means that the dipole element 10 is physically present, but electrically passes radio waves as it is.

図7は、実験IIの概略図である。実験IIは、実験Iに示すようにダイポール素子10、給電ダイポール20および給電コネクタ30を配置する。そして、ネットワークアナライザ50を給電コネクタ30および磁界プローブ60に接続する。   FIG. 7 is a schematic diagram of Experiment II. In Experiment II, as shown in Experiment I, the dipole element 10, the power supply dipole 20, and the power supply connector 30 are arranged. Then, the network analyzer 50 is connected to the power supply connector 30 and the magnetic field probe 60.

磁界プローブ60は、磁界の向きがダイポール素子10と直交するように導体部(銅箔)に接触され、ダイポール素子10の長さ方向DR1に移動される。ネットワークアナライザ50は、500MHzのRF信号を給電コネクタ30を介して給電ダイポール20へ入力し、磁界プローブ60の出力を測定する。   The magnetic field probe 60 is brought into contact with the conductor (copper foil) so that the direction of the magnetic field is perpendicular to the dipole element 10 and is moved in the length direction DR1 of the dipole element 10. The network analyzer 50 inputs a 500 MHz RF signal to the power supply dipole 20 through the power supply connector 30 and measures the output of the magnetic field probe 60.

図8は、図7に示す実験IIにおいて測定された電流分布を示す図である。図8の(a)および(b)は、それぞれ、磁界プローブ60をダイポール素子10のエッジに沿って長さ方向DR1を移動させたときの電流分布の振幅および位相を示す。また、図8の(c)および(d)は、それぞれ、磁界プローブ60を図1に示す矢印A,Bに沿って長さ方向DR1に移動させたときの電流分布の振幅および位相を示す。   FIG. 8 is a diagram showing the current distribution measured in Experiment II shown in FIG. 8A and 8B show the amplitude and phase of the current distribution when the magnetic field probe 60 is moved in the longitudinal direction DR1 along the edge of the dipole element 10, respectively. 8C and 8D show the amplitude and phase of the current distribution when the magnetic field probe 60 is moved in the length direction DR1 along the arrows A and B shown in FIG.

図8の(a)および(c)において、縦軸は、電流分布の振幅を表し、横軸は、z軸方向の位置を表す。また、図8の(b)および(d)において、縦軸は、電流分布の位相を表し、横軸は、z軸方向の位置を表す。   8A and 8C, the vertical axis represents the amplitude of the current distribution, and the horizontal axis represents the position in the z-axis direction. 8B and 8D, the vertical axis represents the phase of the current distribution, and the horizontal axis represents the position in the z-axis direction.

なお、図8の(a)および(b)における“short”、“open”および“line”の表記は、図5における表記と同じ意味である。また、図8に示す電流分布の測定において、ダイポール素子10と給電ダイポール20との間隔d2は、15cmに設定された。   The notations “short”, “open”, and “line” in FIGS. 8A and 8B have the same meanings as those in FIG. In the measurement of the current distribution shown in FIG. 8, the distance d2 between the dipole element 10 and the feed dipole 20 was set to 15 cm.

図8の(a)および(b)に示す結果から、ダイポール素子10は、ダイポール素子10の中心部を開放した場合よりも電流の振幅が小さく、また、電流の向きが途中で反転している。従って、ダイポール素子10における電気的透明化の動作が確認された。   From the results shown in FIGS. 8A and 8B, the dipole element 10 has a smaller current amplitude than the case where the central portion of the dipole element 10 is opened, and the direction of the current is reversed in the middle. . Therefore, the operation of electrical transparency in the dipole element 10 was confirmed.

また、図8の(c)および(d)に示す結果から、図1に示す矢印A,Bに沿った測定においては、分布定数線路3を構成する銅箔面に磁界プローブ60を接触して電流を測定したため、ダイポール素子10のエッジに沿って磁界プローブ60を移動させた場合(図8の(a)および(b))に比べ、電流のレベル低下は、3dB程度であった。従って、分布定数線路3には、モノポール素子1,2に比べ、約100倍の強い電流が流れていることが解った。   Further, from the results shown in (c) and (d) of FIG. 8, in the measurement along the arrows A and B shown in FIG. 1, the magnetic field probe 60 is brought into contact with the copper foil surface constituting the distributed constant line 3. Since the current was measured, the current level drop was about 3 dB as compared with the case where the magnetic field probe 60 was moved along the edge of the dipole element 10 (FIGS. 8A and 8B). Therefore, it was found that a current about 100 times stronger than that of the monopole elements 1 and 2 flows in the distributed constant line 3.

但し、矢印Aに沿った線路31,35と、矢印Bに沿った線路32とでは、電流の位相が180度であるので、線路31,35を流れる電流は、線路32を流れる電流と打ち消し合っている。この電流分布から、ダイポール素子10の中央部は、ほぼ開放状態となっており、分布定数線路3がリアクタとして動作していることが解った。   However, since the phase of the current is 180 degrees between the lines 31 and 35 along the arrow A and the line 32 along the arrow B, the current flowing through the lines 31 and 35 cancels out with the current flowing through the line 32. ing. From this current distribution, it was found that the central portion of the dipole element 10 was almost open, and the distributed constant line 3 was operating as a reactor.

上述したように、ダイポール素子10においては、その長さ方向DR1に流れる電流の向きが途中で反転するので、分布定数線路3は、モノポール素子1,2の各々に流れる電流を零にするのではなく、2つのモノポール素子1,2に流れる電流の積分値を零にする。これにより、ダイポール素子10は、ベクトル実効長が実質的に零になり、電気的に透明になる。   As described above, in the dipole element 10, since the direction of the current flowing in the length direction DR1 is reversed halfway, the distributed constant line 3 makes the current flowing in each of the monopole elements 1 and 2 zero. Instead, the integrated value of the current flowing through the two monopole elements 1 and 2 is made zero. Thereby, the dipole element 10 has a vector effective length of substantially zero and becomes electrically transparent.

実施の形態1によれば、ダイポール素子10は、2つのモノポール素子1,2と、2つのモノポール素子1,2間に接続され、2つのモノポール素子1,2上の電流の積分値を実質的に零に設定する分布定数線路3とを備えるので、リアクタを用いずにダイポール素子10を電気的に透明にできる。   According to the first embodiment, the dipole element 10 is connected between the two monopole elements 1 and 2 and the two monopole elements 1 and 2, and the integrated value of the current on the two monopole elements 1 and 2. Since the distributed constant line 3 is set to substantially zero, the dipole element 10 can be made electrically transparent without using a reactor.

[実施の形態2]
図9は、実施の形態2によるダイポール素子の概略図である。ダイポール素子10Aは、モノポール素子101,102と、分布定数線路103とを備える。モノポール素子101,102の各々は、銅箔からなる。そして、モノポール素子101は、その一方端101Aがモノポール素子102の一方端102Aに対向するように所定の間隔d1を隔てて直線状に配置される。その結果、モノポール素子101の他方端101Bとモノポール素子102の他方端102Bとの距離は、上述した距離L1になる。
[Embodiment 2]
FIG. 9 is a schematic diagram of a dipole element according to the second embodiment. The dipole element 10 </ b> A includes monopole elements 101 and 102 and a distributed constant line 103. Each of the monopole elements 101 and 102 is made of a copper foil. The monopole element 101 is linearly arranged with a predetermined interval d1 so that one end 101A thereof faces the one end 102A of the monopole element 102. As a result, the distance between the other end 101B of the monopole element 101 and the other end 102B of the monopole element 102 is the distance L1 described above.

分布定数線路103は、線路1031〜1033からなる。線路1031は、その一方端がモノポール素子101の一方端101Aに接続され、他方端が線路1032の一方端に接続される。   The distributed constant line 103 includes lines 1031 to 1033. The line 1031 has one end connected to one end 101 A of the monopole element 101 and the other end connected to one end of the line 1032.

線路1032は、その一方端が線路1031の他方端に接続され、他方端が線路1033の一方端に接続される。線路1033は、その一方端が線路1032の他方端に接続され、他方端がモノポール素子102の一方端102Aに接続される。   The line 1032 has one end connected to the other end of the line 1031 and the other end connected to one end of the line 1033. Line 1033 has one end connected to the other end of line 1032 and the other end connected to one end 102 A of monopole element 102.

これにより、分布定数線路103は、モノポール素子101の一方端101Aとモノポール素子102の一方端102Aとの間に接続され、モノポール素子101,102よりも右側に配置される。即ち、分布定数線路103は、2つのモノポール素子101,102間に接続され、モノポール素子101,102の一方側へ延伸するように配置される。   Thus, the distributed constant line 103 is connected between one end 101A of the monopole element 101 and one end 102A of the monopole element 102, and is disposed on the right side of the monopole elements 101 and 102. That is, the distributed constant line 103 is connected between the two monopole elements 101 and 102 and is disposed so as to extend to one side of the monopole elements 101 and 102.

そして、線路1031,1033の各々の長さL3は、例えば、0.25λに設定される。その結果、分布定数線路103の全長は、0.5λに設定される。この0.5λは、モノポール素子101の全長とモノポール素子102の全長との和に略等しい。   The length L3 of each of the lines 1031 and 1033 is set to 0.25λ, for example. As a result, the total length of the distributed constant line 103 is set to 0.5λ. This 0.5λ is substantially equal to the sum of the total length of the monopole element 101 and the total length of the monopole element 102.

従って、ダイポール素子10Aにおいては、分布定数線路103の全長は、モノポール素子101の全長とモノポール素子102の全長との和に略等しいことを特徴とする。   Therefore, in the dipole element 10A, the total length of the distributed constant line 103 is substantially equal to the sum of the total length of the monopole element 101 and the total length of the monopole element 102.

ダイポール素子10Aにおいては、分布定数線路103は、その全長が0.5λになるように長さが等しい2つの線路1031,1033を有するため、モノポール素子101,102の全体に流れる電流の積分値を実質的に零に設定する。   In the dipole element 10A, the distributed constant line 103 has two lines 1031 and 1033 having the same length so that the total length thereof is 0.5λ. Therefore, the integrated value of the current flowing through the entire monopole elements 101 and 102 Is set to substantially zero.

従って、ダイポール素子10Aは、電気的に透明になる。   Therefore, the dipole element 10A becomes electrically transparent.

ダイポール素子10Aにおいては、分布定数線路103の領域REGにスイッチを設け、そのスイッチをオン/オフしてダイポール素子10Aを電気的に透明な状態と電気的に透明でない状態とに切換えるようにしてもよい。   In the dipole element 10A, a switch is provided in the region REG of the distributed constant line 103, and the switch is turned on / off to switch the dipole element 10A between an electrically transparent state and a non-electrically transparent state. Good.

実施の形態2によれば、ダイポール素子10Aは、2つのモノポール素子101,102と、2つのモノポール素子101,102間に接続され、2つのモノポール素子101,102上の電流の積分値を実質的に零に設定する分布定数線路103とを備えるので、リアクタを用いずにダイポール素子10Aを電気的に透明にできる。   According to the second embodiment, the dipole element 10A is connected between the two monopole elements 101 and 102 and the two monopole elements 101 and 102, and the integrated value of the currents on the two monopole elements 101 and 102 Since the distributed constant line 103 is set to substantially zero, the dipole element 10A can be made electrically transparent without using a reactor.

なお、上記においては、分布定数線路103は、モノポール素子101,102の右側に延伸すると説明したが、この発明においては、これに限らず、分布定数線路103は、モノポール素子101,102の左側へ延伸していてもよく、一般的には、分布定数線路103は、モノポール素子101,102の一方側へ延伸していればよい。   In the above description, the distributed constant line 103 extends to the right side of the monopole elements 101 and 102. However, in the present invention, the present invention is not limited to this, and the distributed constant line 103 includes the monopole elements 101 and 102. The distributed constant line 103 may be extended to one side of the monopole elements 101 and 102 in general.

[実施の形態3]
図10は、実施の形態3によるダイポール素子の概略図である。実施の形態3によるダイポール素子10Bは、図9に示すダイポール素子10Aの分布定数線路103を分布定数線路104に代えたものであり、その他は、ダイポール素子10Aと同じである。
[Embodiment 3]
FIG. 10 is a schematic diagram of a dipole element according to the third embodiment. The dipole element 10B according to the third embodiment is the same as the dipole element 10A except that the distributed constant line 103 of the dipole element 10A shown in FIG. 9 is replaced with the distributed constant line 104.

分布定数線路104は、線路1041〜1046からなる。線路1041,1043,1044,1046は、モノポール素子101,102に略垂直に配置される。線路1041は、その一方端がモノポール素子101の一方端101Aに接続され、他方端が線路1042の一方端に接続される。線路1042は、その一方端が線路1041の他方端に接続され、他方端が線路1043の一方端に接続される。線路1043は、その一方端が線路1042の他方端に接続され、他方端が線路1044の一方端に接続される。   The distributed constant line 104 includes lines 1041 to 1046. The lines 1041, 1043, 1044, and 1046 are disposed substantially perpendicular to the monopole elements 101 and 102. The line 1041 has one end connected to one end 101 A of the monopole element 101 and the other end connected to one end of the line 1042. The line 1042 has one end connected to the other end of the line 1041 and the other end connected to one end of the line 1043. The line 1043 has one end connected to the other end of the line 1042 and the other end connected to one end of the line 1044.

線路1044は、その一方端が線路1043の他方端に接続され、他方端が線路1045の一方端に接続される。線路1045は、その一方端が線路1044の他方端に接続され、他方端が線路1046の一方端に接続される。線路1046は、その一方端が線路1045の他方端に接続され、他方端がモノポール素子102の一方端102Aに接続される。   The line 1044 has one end connected to the other end of the line 1043 and the other end connected to one end of the line 1045. The line 1045 has one end connected to the other end of the line 1044 and the other end connected to one end of the line 1046. Line 1046 has one end connected to the other end of line 1045 and the other end connected to one end 102 </ b> A of monopole element 102.

これにより、分布定数線路104は、モノポール素子101の一方端101Aとモノポール素子102の一方端102Aとの間に接続され、モノポール素子101,102の両側に配置される。即ち、分布定数線路104は、2つのモノポール素子101,102間に接続され、モノポール素子101,102の両側へ延伸するように配置される。   Thus, the distributed constant line 104 is connected between one end 101A of the monopole element 101 and one end 102A of the monopole element 102, and is disposed on both sides of the monopole elements 101 and 102. That is, the distributed constant line 104 is connected between the two monopole elements 101 and 102 and is disposed so as to extend to both sides of the monopole elements 101 and 102.

そして、線路1041,1043,1044,1046の各々の長さL4は、例えば、0.125λに設定される。その結果、分布定数線路104の全長は、0.5λに設定される。この0.5λは、モノポール素子101の全長とモノポール素子102の全長との和に略等しい。   The length L4 of each of the lines 1041, 1043, 1044, and 1046 is set to 0.125λ, for example. As a result, the total length of the distributed constant line 104 is set to 0.5λ. This 0.5λ is substantially equal to the sum of the total length of the monopole element 101 and the total length of the monopole element 102.

従って、ダイポール素子10Bにおいては、分布定数線路104の全長は、モノポール素子101の全長とモノポール素子102の全長との和に略等しいことを特徴とする。また、ダイポール素子10Bにおいて、分布定数線路104は、モノポール素子101,102の両側へ等しい長さL4だけ延伸することを特徴とする。   Therefore, in the dipole element 10B, the total length of the distributed constant line 104 is substantially equal to the sum of the total length of the monopole element 101 and the total length of the monopole element 102. In the dipole element 10B, the distributed constant line 104 is characterized by extending to both sides of the monopole elements 101 and 102 by an equal length L4.

ダイポール素子10Bにおいては、分布定数線路104は、その全長が0.5λになり、モノポール素子101,102の両側へ等しい長さL4だけ延伸するように線路1041,1043,1044,1046が等しい長さL4を有するため、線路1041〜1043に流れる電流が線路1044〜1046に流れる電流と打ち消し合う。即ち、分布定数線路104は、モノポール素子101,102の全体に流れる電流の積分値を実質的に零に設定する。   In the dipole element 10B, the distributed constant line 104 has an overall length of 0.5λ, and the lines 1041, 1043, 1044, and 1046 are equal in length so as to extend to both sides of the monopole elements 101 and 102 by an equal length L4. Therefore, the current flowing through the lines 1041 to 1043 cancels out with the current flowing through the lines 1044 to 1046. That is, the distributed constant line 104 sets the integral value of the current flowing through the monopole elements 101 and 102 to substantially zero.

従って、ダイポール素子10Bは、電気的に透明になる。   Therefore, the dipole element 10B becomes electrically transparent.

実施の形態3によれば、ダイポール素子10Bは、2つのモノポール素子101,102と、2つのモノポール素子101,102間に接続され、2つのモノポール素子101,102上の電流の積分値を実質的に零に設定する分布定数線路104とを備えるので、リアクタを用いずにダイポール素子10Bを電気的に透明にできる。   According to the third embodiment, the dipole element 10B is connected between the two monopole elements 101 and 102 and the two monopole elements 101 and 102, and the integrated value of the currents on the two monopole elements 101 and 102 Since the distributed constant line 104 is set to substantially zero, the dipole element 10B can be made electrically transparent without using a reactor.

なお、線路1041〜1043は、「第1の分布定数線路」を構成し、線路1044〜1046は、「第2の分布定数線路」を構成する。   The lines 1041 to 1043 constitute a “first distributed constant line”, and the lines 1044 to 1046 constitute a “second distributed constant line”.

その他は、実施の形態2と同じである。   Others are the same as in the second embodiment.

[実施の形態4]
図11は、実施の形態4によるダイポール素子の概略図である。実施の形態4によるダイポール素子10Cは、図9に示すダイポール素子10Aの分布定数線路103を分布定数線路105に代えたものであり、その他は、ダイポール素子10Aと同じである。
[Embodiment 4]
FIG. 11 is a schematic diagram of a dipole element according to the fourth embodiment. The dipole element 10C according to the fourth embodiment is the same as the dipole element 10A except that the distributed constant line 103 of the dipole element 10A shown in FIG. 9 is replaced with the distributed constant line 105.

分布定数線路105は、線路1051〜1058からなる。線路1052,1054,1055,1057は、モノポール素子101,102に略平行に配置される。線路1051は、その一方端がモノポール素子101の一方端101Aに接続され、他方端が線路1052の一方端に接続される。線路1052は、その一方端が線路1051の他方端に接続され、他方端が線路1053の一方端に接続される。線路1053は、その一方端が線路1052の他方端に接続され、他方端が線路1054の一方端に接続される。   The distributed constant line 105 includes lines 1051 to 1058. The lines 1052, 1054, 1055, and 1057 are disposed substantially parallel to the monopole elements 101 and 102. Line 1051 has one end connected to one end 101 A of monopole element 101 and the other end connected to one end of line 1052. The line 1052 has one end connected to the other end of the line 1051 and the other end connected to one end of the line 1053. The line 1053 has one end connected to the other end of the line 1052 and the other end connected to one end of the line 1054.

線路1054は、その一方端が線路1053の他方端に接続され、他方端が線路1055の一方端に接続される。線路1055は、その一方端が線路1054の他方端に接続され、他方端が線路1056の一方端に接続される。線路1056は、その一方端が線路1055の他方端に接続され、他方端が線路1057の一方端に接続される。線路1057は、その一方端が線路1056の他方端に接続され、他方端が線路1058の一方端に接続される。線路1058は、その一方端が線路1057の他方端に接続され、他方端がモノポール素子102の一方端102Aに接続される。   The line 1054 has one end connected to the other end of the line 1053 and the other end connected to one end of the line 1055. The line 1055 has one end connected to the other end of the line 1054 and the other end connected to one end of the line 1056. The line 1056 has one end connected to the other end of the line 1055 and the other end connected to one end of the line 1057. The line 1057 has one end connected to the other end of the line 1056 and the other end connected to one end of the line 1058. Line 1058 has one end connected to the other end of line 1057 and the other end connected to one end 102 </ b> A of monopole element 102.

これにより、分布定数線路105は、モノポール素子101の一方端101Aとモノポール素子102の一方端102Aとの間に接続され、モノポール素子101,102の右側にモノポール素子101,102に略平行に配置される。即ち、分布定数線路105は、2つのモノポール素子101,102間に接続され、モノポール素子101,102の一方側に配置される。   As a result, the distributed constant line 105 is connected between one end 101A of the monopole element 101 and one end 102A of the monopole element 102, and is substantially connected to the monopole elements 101 and 102 on the right side of the monopole elements 101 and 102. Arranged in parallel. That is, the distributed constant line 105 is connected between the two monopole elements 101 and 102 and is disposed on one side of the monopole elements 101 and 102.

そして、線路1052,1054,1055,1057の各々の長さL5は、例えば、0.125λに設定される。その結果、分布定数線路105の全長は、0.5λに設定される。この0.5λは、モノポール素子101の全長とモノポール素子102の全長との和に略等しい。また、線路1051〜1054の全長は、線路1055〜1058の全長と等しく、0.25λである。   The length L5 of each of the lines 1052, 1054, 1055, and 1057 is set to 0.125λ, for example. As a result, the total length of the distributed constant line 105 is set to 0.5λ. This 0.5λ is substantially equal to the sum of the total length of the monopole element 101 and the total length of the monopole element 102. The total length of the lines 1051 to 1054 is equal to the total length of the lines 1055 to 1058 and is 0.25λ.

従って、ダイポール素子10Cにおいては、分布定数線路105の全長は、モノポール素子101の全長とモノポール素子102の全長との和に略等しいことを特徴とする。また、ダイポール素子10Cにおいて、分布定数線路105は、モノポール素子101,102の一方側に配置され、モノポール素子101,102の一方端101A,102A(即ち、ダイポール素子10Cの中央点)から等しい長さL5だけモノポール素子101,102に略平行に延伸することを特徴とする。   Accordingly, in the dipole element 10C, the total length of the distributed constant line 105 is substantially equal to the sum of the total length of the monopole element 101 and the total length of the monopole element 102. In the dipole element 10C, the distributed constant line 105 is disposed on one side of the monopole elements 101 and 102, and is equal from one end 101A, 102A of the monopole elements 101, 102 (that is, the center point of the dipole element 10C). It is characterized by extending substantially parallel to the monopole elements 101 and 102 by a length L5.

ダイポール素子10Cにおいては、分布定数線路105は、その全長が0.5λになり、モノポール素子101,102に沿ってダイポール素子10Cの中央点から両側へ等しい長さL5だけ延伸するように線路1052,1054,1055,1057が等しい長さL5を有するため、線路1051〜1054に流れる電流が線路1055〜1058に流れる電流と打ち消し合う。即ち、分布定数線路105は、モノポール素子101,102の全体に流れる電流の積分値を実質的に零に設定する。   In the dipole element 10C, the total length of the distributed constant line 105 is 0.5λ, and the line 1052 extends along the monopole elements 101 and 102 from the center point of the dipole element 10C to both sides by an equal length L5. , 1054, 1055, 1057 have the same length L 5, the current flowing in the lines 1051 to 1054 cancels out the current flowing in the lines 1055 to 1058. That is, the distributed constant line 105 sets the integral value of the current flowing through the monopole elements 101 and 102 to substantially zero.

従って、ダイポール素子10Cは、電気的に透明になる。   Therefore, the dipole element 10C becomes electrically transparent.

実施の形態4によれば、ダイポール素子10Cは、2つのモノポール素子101,102と、2つのモノポール素子101,102間に接続され、2つのモノポール素子101,102上の電流の積分値を実質的に零に設定する分布定数線路105とを備えるので、リアクタを用いずにダイポール素子10Cを電気的に透明にできる。   According to the fourth embodiment, the dipole element 10C is connected between the two monopole elements 101 and 102 and the two monopole elements 101 and 102, and the integrated value of the currents on the two monopole elements 101 and 102 Since the distributed constant line 105 is set to substantially zero, the dipole element 10C can be made electrically transparent without using a reactor.

なお、線路1051〜1054は、「第1の分布定数線路」を構成し、線路1055〜1058は、「第2の分布定数線路」を構成する。   The lines 1051 to 1054 constitute a “first distributed constant line”, and the lines 1055 to 1058 constitute a “second distributed constant line”.

また、上記においては、分布定数線路105は、モノポール素子101,102の右側にモノポール素子101,102に略平行に配置されると説明したが、この発明においては、これに限らず、分布定数線路105は、モノポール素子101,102の左側にモノポール素子101,102に略平行に配置されていてもよく、一般的には、分布定数線路105は、モノポール素子101,102の一方側にモノポール素子101,102に略平行に配置されていればよい。   In the above description, the distributed constant line 105 has been described as being disposed substantially parallel to the monopole elements 101 and 102 on the right side of the monopole elements 101 and 102. However, in the present invention, the present invention is not limited to this. The constant line 105 may be arranged on the left side of the monopole elements 101 and 102 substantially in parallel with the monopole elements 101 and 102. Generally, the distributed constant line 105 is one of the monopole elements 101 and 102. It suffices if the monopole elements 101 and 102 are arranged substantially parallel to the side.

その他は、実施の形態2と同じである。   Others are the same as in the second embodiment.

[応用例1]
実施の形態1〜実施の形態4においては、電気的に透明なダイポール素子10,10A,10B,10Cについて説明した。即ち、ダイポール素子10,10A,10B,10Cは、物理的には存在するが、所定の周波数(=500MHz)の電波に対しては電気的に存在しない。つまり、ダイポール素子10,10A,10B,10Cは、所定の周波数の電波をそのまま通過させる。
[Application Example 1]
In the first to fourth embodiments, the electrically transparent dipole elements 10, 10A, 10B, and 10C have been described. That is, the dipole elements 10, 10A, 10B, and 10C physically exist, but do not electrically exist for radio waves having a predetermined frequency (= 500 MHz). That is, the dipole elements 10, 10A, 10B, and 10C pass radio waves having a predetermined frequency as they are.

そこで、この応用例1においては、ダイポール素子10,10A,10B,10Cを直列に接続した電気的に透明な導体線について説明する。   Therefore, in this application example 1, an electrically transparent conductor wire in which dipole elements 10, 10A, 10B, and 10C are connected in series will be described.

図12は、図9に示すダイポール素子10Aを用いた導体線の概略図である。導体線200は、5個のダイポール素子10Aと、4個のスタブ線路210とを備える。5個のダイポール素子10Aは、4個のスタブ線路210によって直線状に直列に接続される。   12 is a schematic diagram of a conductor line using the dipole element 10A shown in FIG. The conductor line 200 includes five dipole elements 10A and four stub lines 210. The five dipole elements 10A are linearly connected in series by the four stub lines 210.

図13は、図12に示す導体線200の一部の拡大図である。スタブ線路210は、略コの字形状を有し、線路211〜213からなる。線路211は、その一方端がダイポール素子10A−1におけるモノポール素子101の他方端101Bに接続され、他方端が線路212の一方端に接続される。   FIG. 13 is an enlarged view of a part of the conductor wire 200 shown in FIG. The stub line 210 has a substantially U-shape and includes lines 211 to 213. The line 211 has one end connected to the other end 101B of the monopole element 101 in the dipole element 10A-1 and the other end connected to one end of the line 212.

線路212は、その一方端が線路211の他方端に接続され、他方端が線路213の一方端に接続される。線路213は、その一方端が線路212の他方端に接続され、他方端がダイポール素子10A−2におけるモノポール素子102の他方端102Bに接続される。   The line 212 has one end connected to the other end of the line 211 and the other end connected to one end of the line 213. Line 213 has one end connected to the other end of line 212 and the other end connected to the other end 102B of monopole element 102 in dipole element 10A-2.

線路211,213の各々は、長さL6を有する。そして、長さL6は、例えば、0.25λに設定される。その結果、スタブ線路210の全長は、約0.5λである。   Each of the lines 211 and 213 has a length L6. The length L6 is set to 0.25λ, for example. As a result, the total length of the stub line 210 is about 0.5λ.

従って、隣接する2個のダイポール素子10A−1,10A−2は、約0.5λの全長を有するスタブ線路210によって接続される。これにより、ダイポール素子10A−1,10A−2の各々は、両端(モノポール素子101の他方端101Bおよびモノポール素子102の他方端102B)が開放された状態になる。つまり、導体線200は、単体における状態に維持されたダイポール素子10Aを複数個直列に接続した構造からなる。   Therefore, two adjacent dipole elements 10A-1 and 10A-2 are connected by a stub line 210 having a total length of about 0.5λ. Thereby, each of dipole elements 10A-1 and 10A-2 is in a state where both ends (the other end 101B of monopole element 101 and the other end 102B of monopole element 102) are opened. That is, the conductor wire 200 has a structure in which a plurality of dipole elements 10A maintained in a single state are connected in series.

導体線200において、ダイオード素子10Aのモノポール素子101,102の幅W2は、例えば、0.00214λに設定される。また、隣接する2個のダイポール素子10A−1,10A−2間の間隔d3は、例えば、0.0179λに設定される。更に、隣接する2個のダイポール素子10A−1,10A−2において、一方のダイポール素子10A−1のモノポール素子101の一方端101Aから他方のダイポール素子10A−2のモノポール素子102の他方端102Bまでの距離L7は、0.25λに設定される。   In the conductor line 200, the width W2 of the monopole elements 101 and 102 of the diode element 10A is set to 0.00214λ, for example. In addition, a distance d3 between two adjacent dipole elements 10A-1 and 10A-2 is set to 0.0179λ, for example. Furthermore, in two adjacent dipole elements 10A-1 and 10A-2, the other end of the monopole element 102 of the other dipole element 10A-2 from the one end 101A of the monopole element 101 of one dipole element 10A-1. The distance L7 to 102B is set to 0.25λ.

上述したように、スタブ線路210によって複数のダイポール素子10Aを直線状に接続することにより、導体線200は、電気的に透明になる。   As described above, by connecting the plurality of dipole elements 10A in a straight line by the stub line 210, the conductor line 200 becomes electrically transparent.

なお、上記においては、4個のスタブ線路210によって5個のダイポール素子10Aを直線状に接続して導体線200を作製すると説明したが、この発明においては、これに限らず、ダイポール素子10Aおよびスタブ線路210の個数は、任意であってもよい。   In the above description, it has been described that the five dipole elements 10A are linearly connected by the four stub lines 210 to produce the conductor wire 200. However, the present invention is not limited to this, and the dipole element 10A and The number of stub lines 210 may be arbitrary.

図14は、図10に示すダイポール素子10Bを用いた導体線の概略図である。導体線200Aは、5個のダイポール素子10Bと、5個のスタブ線路220とを備える。5個のダイポール素子10Bは、5個のスタブ線路220によって直線状に接続される。   14 is a schematic diagram of a conductor line using the dipole element 10B shown in FIG. The conductor line 200 </ b> A includes five dipole elements 10 </ b> B and five stub lines 220. The five dipole elements 10B are linearly connected by five stub lines 220.

図15は、図14に示す導体線200Aの一部の拡大図である。スタブ線路220は、線路221〜226からなる。線路221は、その一方端がダイポール素子10B−1におけるモノポール素子101の他方端101Bに接続され、他方端が線路222の一方端に接続される。   FIG. 15 is an enlarged view of a part of the conductor wire 200A shown in FIG. The stub line 220 includes lines 221 to 226. The line 221 has one end connected to the other end 101B of the monopole element 101 in the dipole element 10B-1, and the other end connected to one end of the line 222.

線路222は、その一方端が線路221の他方端に接続され、他方端が線路223の一方端に接続される。線路223は、その一方端が線路222の他方端に接続され、他方端が線路224の一方端に接続される。線路224は、その一方端が線路223の他方端に接続され、他方端が線路225の一方端に接続される。線路225は、その一方端が線路224の他方端に接続され、他方端が線路226の一方端に接続される。線路226は、その一方端が線路225の他方端に接続され、他方端がダイポール素子10B−2におけるモノポール素子102の他方端102Bに接続される。   The line 222 has one end connected to the other end of the line 221 and the other end connected to one end of the line 223. The line 223 has one end connected to the other end of the line 222 and the other end connected to one end of the line 224. The line 224 has one end connected to the other end of the line 223 and the other end connected to one end of the line 225. The line 225 has one end connected to the other end of the line 224 and the other end connected to one end of the line 226. The line 226 has one end connected to the other end of the line 225 and the other end connected to the other end 102B of the monopole element 102 in the dipole element 10B-2.

線路221,223,224,226の各々は、長さL8を有する。そして、長さL8は、例えば、0.125λに設定される。その結果、スタブ線路220の全長は、約0.5λである。   Each of the lines 221, 223, 224, and 226 has a length L8. The length L8 is set to 0.125λ, for example. As a result, the total length of the stub line 220 is about 0.5λ.

従って、隣接する2個のダイポール素子10B−1,10B−2は、約0.5λの全長を有するスタブ線路220によって接続される。これにより、ダイポール素子10B−1,10B−2の各々は、両端(モノポール素子101の他方端101Bおよびモノポール素子102の他方端102B)が開放された状態になる。つまり、導体線200Aは、単体における状態に維持されたダイポール素子10Bを複数個直列に接続した構造からなる。   Therefore, two adjacent dipole elements 10B-1 and 10B-2 are connected by a stub line 220 having a total length of about 0.5λ. Thereby, each of dipole elements 10B-1 and 10B-2 is in a state where both ends (the other end 101B of monopole element 101 and the other end 102B of monopole element 102) are opened. That is, the conductor wire 200A has a structure in which a plurality of dipole elements 10B maintained in a single state are connected in series.

導体線200Aにおいて、ダイオード素子10Bのモノポール素子101,102の幅W2は、例えば、0.00214λに設定される。また、隣接する2個のダイポール素子10B−1,10B−2間の間隔d3は、例えば、0.0179λに設定される。更に、隣接する2個のダイポール素子10B−1,10B−2において、一方のダイポール素子10B−1のモノポール素子101の一方端101Aから他方のダイポール素子10B−2のモノポール素子102の他方端102Bまでの距離L7は、0.25λに設定される。更に、分布定数線路104において、線路1043,1044の全長L9は、0.25λに設定される。   In the conductor line 200A, the width W2 of the monopole elements 101 and 102 of the diode element 10B is set to 0.00214λ, for example. Further, a distance d3 between two adjacent dipole elements 10B-1 and 10B-2 is set to 0.0179λ, for example. Furthermore, in two adjacent dipole elements 10B-1 and 10B-2, the other end of the monopole element 102 of the other dipole element 10B-2 from the one end 101A of the monopole element 101 of one dipole element 10B-1. The distance L7 to 102B is set to 0.25λ. Further, in the distributed constant line 104, the total length L9 of the lines 1043 and 1044 is set to 0.25λ.

上述したように、スタブ線路220によって複数のダイポール素子10Bを直線状に接続することにより、導体線200Aは、電気的に透明になる。   As described above, by connecting the plurality of dipole elements 10B linearly by the stub line 220, the conductor line 200A becomes electrically transparent.

なお、上記においては、5個のスタブ線路220によって5個のダイポール素子10Bを直線状に接続して導体線200Aを作製すると説明したが、この発明においては、これに限らず、ダイポール素子10Bおよびスタブ線路220の個数は、任意であってもよい。   In the above description, the five dipole elements 10B are linearly connected by the five stub lines 220 to produce the conductor wire 200A. However, the present invention is not limited to this, and the dipole element 10B and The number of stub lines 220 may be arbitrary.

図16は、図11に示すダイポール素子10Cを用いた導体線の概略図である。導体線200Bは、5個のダイポール素子10Cと、4個のスタブ線路230とを備える。5個のダイポール素子10Cは、4個のスタブ線路230によって直線状に接続される。   FIG. 16 is a schematic diagram of a conductor line using the dipole element 10C shown in FIG. The conductor line 200B includes five dipole elements 10C and four stub lines 230. The five dipole elements 10C are linearly connected by four stub lines 230.

図17は、図16に示す導体線200Bの一部の拡大図である。スタブ線路230は、線路231〜237からなる。線路231は、その一方端がダイポール素子10C−1におけるモノポール素子102の他方端102Bに接続され、他方端が線路232の一方端に接続される。   FIG. 17 is an enlarged view of a part of the conductor line 200B shown in FIG. The stub line 230 includes lines 231 to 237. The line 231 has one end connected to the other end 102B of the monopole element 102 in the dipole element 10C-1 and the other end connected to one end of the line 232.

線路232は、その一方端が線路231の他方端に接続され、他方端が線路233の一方端に接続される。線路233は、その一方端が線路232の他方端に接続され、他方端が線路234の一方端に接続される。線路234は、その一方端が線路233の他方端に接続され、他方端が線路235の一方端に接続される。線路235は、その一方端が線路234の他方端に接続され、他方端が線路236の一方端に接続される。線路236は、その一方端が線路235の他方端に接続され、他方端が線路237の一方端に接続される。線路237は、その一方端が線路236の一方端に接続され、他方端がダイポール素子10C−2におけるモノポール素子101の他方端101Bに接続される。   The line 232 has one end connected to the other end of the line 231 and the other end connected to one end of the line 233. The line 233 has one end connected to the other end of the line 232 and the other end connected to one end of the line 234. The line 234 has one end connected to the other end of the line 233 and the other end connected to one end of the line 235. The line 235 has one end connected to the other end of the line 234 and the other end connected to one end of the line 236. The line 236 has one end connected to the other end of the line 235 and the other end connected to one end of the line 237. The line 237 has one end connected to one end of the line 236 and the other end connected to the other end 101B of the monopole element 101 in the dipole element 10C-2.

ダイポール素子10C−2における分布定数線路105の線路1053から線路233までの距離L10は、例えば、0.25λに設定される。そして、線路232,236の各々は、線路234の半分の長さを有する。その結果、スタブ線路230の全長は、約0.5λになる。また、モノポール素子102と線路234との距離L11は、例えば、0.0268λに設定される。   The distance L10 from the line 1053 to the line 233 of the distributed constant line 105 in the dipole element 10C-2 is set to 0.25λ, for example. Each of the lines 232 and 236 has half the length of the line 234. As a result, the total length of the stub line 230 is about 0.5λ. Further, the distance L11 between the monopole element 102 and the line 234 is set to 0.0268λ, for example.

従って、隣接する2個のダイポール素子10C−1,10C−2は、約0.5λの全長を有するスタブ線路230によって接続される。これにより、ダイポール素子10C−1,10C−2の各々は、両端(モノポール素子101の他方端101Bおよびモノポール素子102の他方端102B)が開放された状態になる。つまり、導体線200Bは、単体における状態に維持されたダイポール素子10Cを複数個直列に接続した構造からなる。   Therefore, two adjacent dipole elements 10C-1 and 10C-2 are connected by a stub line 230 having a total length of about 0.5λ. Thereby, each of dipole elements 10C-1 and 10C-2 is in a state where both ends (the other end 101B of monopole element 101 and the other end 102B of monopole element 102) are opened. That is, the conductor line 200B has a structure in which a plurality of dipole elements 10C maintained in a single state are connected in series.

導体線200Bにおいて、ダイオード素子10Cのモノポール素子101,102の幅W2は、例えば、0.00214λに設定される。また、隣接する2個のダイポール素子10C−1,10C−2間の間隔d3は、例えば、0.0179λに設定される。   In the conductor line 200B, the width W2 of the monopole elements 101 and 102 of the diode element 10C is set to 0.00214λ, for example. Further, a distance d3 between two adjacent dipole elements 10C-1 and 10C-2 is set to 0.0179λ, for example.

上述したように、スタブ線路230によって複数のダイポール素子10Cを直線状に接続することにより、導体線200Bは、電気的に透明になる。   As described above, by connecting the plurality of dipole elements 10C linearly by the stub line 230, the conductor line 200B becomes electrically transparent.

なお、上記においては、4個のスタブ線路230によって5個のダイポール素子10Cを直線状に接続して導体線200Bを作製すると説明したが、この発明においては、これに限らず、ダイポール素子10Cおよびスタブ線路230の個数は、任意であってもよい。   In the above description, it has been described that the five dipole elements 10C are linearly connected by the four stub lines 230 to produce the conductor wire 200B. However, the present invention is not limited to this, and the dipole element 10C and The number of stub lines 230 may be arbitrary.

なお、上記においては、ダイポール素子10A,10B,10Cを直線状に接続して電気的に透明な導体線を作製すると説明したが、この発明においては、これに限らず、ダイポール素子10A,10B,10Cを曲線状に接続して電気的に透明な導体線を作製してもよい。   In the above description, the dipole elements 10A, 10B, and 10C are linearly connected to produce an electrically transparent conductor wire. However, the present invention is not limited to this, and the dipole elements 10A, 10B, 10C may be connected in a curved line to produce an electrically transparent conductor wire.

また、図1に示すダイポール素子10を直線状または曲線状に接続して電気的に透明な導体線を作製してもよい。   Alternatively, the dipole element 10 shown in FIG. 1 may be connected linearly or curvedly to produce an electrically transparent conductor wire.

上述した導体線200,200A,200Bが電気的に透明であることを確認する実験について説明する。図18は、図16に示す導体線200Bが電気的に透明であることを確認する実験の概略図である。給電ダイポール120を導体線200Bから0.5λの位置に導体線200Bに略平行に配置する。給電ダイポール120は、0.02λの幅W3と、0.5λの長さL12とを有する。   An experiment for confirming that the conductor wires 200, 200A, and 200B described above are electrically transparent will be described. FIG. 18 is a schematic diagram of an experiment for confirming that the conductor wire 200B shown in FIG. 16 is electrically transparent. The feeding dipole 120 is disposed at a position 0.5λ from the conductor line 200B and substantially parallel to the conductor line 200B. The feed dipole 120 has a width W3 of 0.02λ and a length L12 of 0.5λ.

給電ダイポール120に給電し、給電ダイポール120の入力インピーダンス、H面指向性、および導体線200Bに流れる電流分布を測定する。   The power is supplied to the power supply dipole 120, and the input impedance of the power supply dipole 120, the H plane directivity, and the current distribution flowing through the conductor wire 200B are measured.

なお、図18における番号は、導体線200Bにおける電流分布を測定する位置を示す。   In addition, the number in FIG. 18 shows the position which measures the electric current distribution in the conductor wire 200B.

図18に示す実験系を用いて、導体線200Bの代わりに導体線200,200Aを設置し、導体線200,200Aが電気的に透明であることを確認する実験も行なった。   Using the experimental system shown in FIG. 18, conductor wires 200 and 200A were installed instead of the conductor wire 200B, and an experiment was performed to confirm that the conductor wires 200 and 200A are electrically transparent.

図19は、図12に示す導体線200における電流分布の測定位置を示す図である。図18に示す実験系において、導体線200Bの代わりに導体線200を設置し、図19に示す番号の位置で導体線200の電流分布が測定された。   FIG. 19 is a diagram showing measurement positions of current distribution in the conductor wire 200 shown in FIG. In the experimental system shown in FIG. 18, the conductor wire 200 was installed instead of the conductor wire 200B, and the current distribution of the conductor wire 200 was measured at the position indicated by the number shown in FIG.

表1は、導体線200,200Bを給電ダイポール120の近くに設置した場合の入力インピーダンスを示す。   Table 1 shows the input impedance when the conductor wires 200 and 200B are installed near the power feeding dipole 120.

なお、表1において、“dipole alone”は、給電ダイポール120を単体で設置した場合を示し、“type1”は、図16に示す導体線200Bを給電ダイポール120の近くに設置した場合を示し、“type2”は、図12に示す導体線200を給電ダイポール120の近くに設置した場合を示し、“type open”は、図12に示す導体線200からスタブ線路210を削除したものを給電ダイポール120の近くに設置した場合を示す。   In Table 1, “dipole alone” indicates the case where the feeding dipole 120 is installed alone, and “type 1” indicates the case where the conductor wire 200B shown in FIG. 16 is installed near the feeding dipole 120. “type 2” indicates a case where the conductor wire 200 illustrated in FIG. 12 is installed near the power supply dipole 120, and “type open” indicates that the stub line 210 is removed from the conductor wire 200 illustrated in FIG. The case where it is installed nearby is shown.

表1の結果から、導体線200Bにおいて、給電ダイポール120の指向性への影響が最も小さくなる周波数の波長は、0.70λであり、導体線200において、給電ダイポール120の指向性への影響が最も小さくなる周波数の波長は、0.99λである。   From the results of Table 1, the wavelength of the frequency at which the influence on the directivity of the feeding dipole 120 is the smallest in the conductor line 200B is 0.70λ, and the influence on the directivity of the feeding dipole 120 is reduced in the conductor line 200. The wavelength with the smallest frequency is 0.99λ.

従って、導体線200,200Bを給電ダイポール120の近くに設置すると、給電ダイポール120は、それぞれ、0.99λおよび0.70λの波長において“type open”の導体線が近くに設置された場合よりも、単独で設置された場合の入力インピーダンスに近い入力インピーダンスを有する。   Therefore, when the conductor lines 200 and 200B are installed near the power supply dipole 120, the power supply dipole 120 is more than the case where the conductor wire of “type open” is installed near the wavelengths of 0.99λ and 0.70λ, respectively. The input impedance is close to the input impedance when installed alone.

図20は、H面指向性を示す図である。図20の(a)は、指向性への影響が最小になる周波数の波長が0.99λである場合を示し、図20の(b)は、指向性への影響が最小になる周波数の波長が0.70λである場合を示し、図20の(c)は、導体線200を用いた場合と導体線200Aを用いた場合の比較を示す。   FIG. 20 is a diagram illustrating the H-plane directivity. 20A shows a case where the wavelength of the frequency at which the influence on the directivity is minimized is 0.99λ, and FIG. 20B shows the wavelength of the frequency at which the influence on the directivity is minimized. FIG. 20C shows a comparison between the case where the conductor wire 200 is used and the case where the conductor wire 200A is used.

図20の(a),(b),(c)において、縦軸は、利得を表し、横軸は、位相角φを表す。なお、図20の(c)の“type3”は、図14に示す導体線200Aを給電ダイポール120の近くに設置した場合を示す。   In (a), (b), and (c) of FIG. 20, the vertical axis represents the gain, and the horizontal axis represents the phase angle φ. Note that “type 3” in FIG. 20C indicates a case where the conductor wire 200A shown in FIG.

指向性への影響が最小になる周波数の波長が0.99λである場合、図12に示す導体線200(“type2”)を給電ダイポール120の近くに設置した場合が最も“dipole alone”に近い(図20の(a)参照)。   When the wavelength of the frequency at which the influence on the directivity is minimized is 0.99λ, the case where the conductor wire 200 (“type 2”) shown in FIG. 12 is installed near the feeding dipole 120 is closest to “dipole alone”. (Refer to FIG. 20A).

また、指向性への影響が最小になる周波数の波長が0.70λである場合、図16に示す導体線200B(“type1”)を給電ダイポール120の近くに設置した場合が最も“dipole alone”に近い(図20の(b)参照)。   Further, when the wavelength of the frequency that minimizes the influence on directivity is 0.70λ, the case where the conductor wire 200B (“type 1”) shown in FIG. 16 is installed near the feeding dipole 120 is the most “dipole alone”. (See FIG. 20B).

更に、図14に示す導体線200Aを給電ダイポール120の近くに設置した場合(“type3”)、交差偏波成分の発生が図12に示す導体線200を給電ダイポール120の近くに設置した場合(“type2”)よりも強い(図20の(c)参照)。これは、リアクタに相当する水平部の電流が打ち消し合わないためである。   Furthermore, when the conductor wire 200A shown in FIG. 14 is installed near the feed dipole 120 (“type 3”), the generation of the cross polarization component occurs when the conductor wire 200 shown in FIG. 12 is placed near the feed dipole 120 ( Stronger than “type 2”) (see FIG. 20C). This is because the current in the horizontal portion corresponding to the reactor does not cancel out.

図21は、導体線における電流分布を示す図である。図21の(a),(b)は、図16に示す導体線200Bにおける電流分布を示し、図21の(c),(d)は、図12に示す導体線200における電流分布を示す。   FIG. 21 is a diagram showing a current distribution in the conductor wire. 21A and 21B show the current distribution in the conductor line 200B shown in FIG. 16, and FIGS. 21C and 21D show the current distribution in the conductor line 200 shown in FIG.

また、図21の(a),(c)は、指向性への影響が最小になる周波数の波長が0.99λである場合を示し、図21の(b),(d)は、指向性への影響が最小になる周波数の波長が0.70λである場合を示す。   FIGS. 21A and 21C show the case where the wavelength of the frequency that minimizes the influence on the directivity is 0.99λ, and FIGS. 21B and 21D show the directivity. The case where the wavelength of the frequency at which the influence on the frequency is minimum is 0.70λ.

更に、図21の(a)〜(d)において、斜線領域は、導体線における水平部を示し、斜線が施されていない領域は、導体線における垂直部を示す。更に、図21の(a)〜(d)において、縦軸は、電流および位相を表し、横軸は、導体線における位置を表す。   Furthermore, in (a) to (d) of FIG. 21, the hatched area indicates the horizontal portion of the conductor line, and the area not hatched indicates the vertical portion of the conductor line. Furthermore, in (a) to (d) of FIG. 21, the vertical axis represents current and phase, and the horizontal axis represents the position on the conductor line.

図12に示す導体線200においては、ダイポールに相当する垂直部の電流の向きが途中で反転しており、電気的透明化の動作を確認できる。また、リアクタに相当する水平部の電流がダイポールに相当する垂直部の電流に比べて大きいが、折り返されているので、打ち消されている(図21の(c),(d)参照)。   In the conductor line 200 shown in FIG. 12, the direction of the current in the vertical portion corresponding to the dipole is reversed halfway, and the operation of electrical transparency can be confirmed. Further, the current in the horizontal portion corresponding to the reactor is larger than the current in the vertical portion corresponding to the dipole, but is canceled because it is folded (see FIGS. 21C and 21D).

図16に示す導体線200Bにおいては、隣り合う垂直部に流れる電流は小さく、折り返し部に大きな電流が流れている。折り返しの周期構造により、導体線200B全体で電流が打ち消し合っていることが解った(図21の(a),(b)参照)。   In the conductor line 200B shown in FIG. 16, the current flowing through the adjacent vertical portions is small, and a large current flows through the folded portion. It has been found that the currents cancel each other out in the entire conductor wire 200B due to the folded periodic structure (see FIGS. 21A and 21B).

上述したように、電流を打ち消し合う動作が図12に示す導体線200と図16に示す導体線200Bとでは異なる。図12に示す導体線200では、周期長=0.25λの2本分が半波長ダイポールに相当するため、約λの波長の周波数で導体線200の電気的透明化の条件が満たされる(図21の(c)参照)。   As described above, the operation of canceling out currents is different between the conductor wire 200 shown in FIG. 12 and the conductor wire 200B shown in FIG. In the conductor line 200 shown in FIG. 12, since two of the periodic length = 0.25λ corresponds to a half-wave dipole, the condition for electrically transparent the conductor line 200 is satisfied at a frequency of about λ (see FIG. 12). 21 (c)).

一方、図16に示す導体線200Bでは、0.25λの3倍の周期長が波長となる周波数で電流が打ち消されるため、λの波長の約4/3倍の周波数で導体線200Bの電気的透明化の条件が満たされる(図21の(b)参照)。   On the other hand, in the conductor line 200B shown in FIG. 16, the current is canceled at a frequency at which the period length of 3 times 0.25λ is the wavelength, and therefore the electrical current of the conductor line 200B is about 4/3 times the wavelength of λ. The conditions for transparency are satisfied (see FIG. 21B).

上述した導体線200,200A,200Bの各々は、例えば、バラクタダイオードを用いて電気的に指向性を切換えるアレーアンテナの給電線として用いられる。   Each of the conductor lines 200, 200A, and 200B described above is used as a feed line of an array antenna that electrically switches directivity using, for example, a varactor diode.

図22は、電気的に指向性を切換え可能なアレーアンテナの概略図である。アレーアンテナ70は、アンテナ素子71〜77と、バラクタダイオード81〜86と、導体線91〜96とを備える。   FIG. 22 is a schematic diagram of an array antenna capable of electrically switching directivity. Array antenna 70 includes antenna elements 71 to 77, varactor diodes 81 to 86, and conductor lines 91 to 96.

アンテナ素子71〜76は、無給電素子であり、アンテナ素子77は、給電素子である。アンテナ素子71〜76は、アンテナ素子77の周りに略円形に等間隔に配置される。そして、アレーアンテナ70が送受信する電波の波長をλ1とした場合、無給電素子であるアンテナ素子71〜76と、給電素子であるアンテナ素子77との間隔は、例えば、(λ1)/4に設定される。   The antenna elements 71 to 76 are parasitic elements, and the antenna element 77 is a feed element. The antenna elements 71 to 76 are arranged around the antenna element 77 in a substantially circular shape at equal intervals. When the wavelength of the radio wave transmitted and received by the array antenna 70 is λ1, the distance between the antenna elements 71 to 76 that are parasitic elements and the antenna element 77 that is a feeding element is set to (λ1) / 4, for example. Is done.

バラクタダイオード81〜86は、それぞれ、アンテナ素子71〜76と、接地ノードGNDとの間に接続される。これにより、バラクタダイオード81〜86は、それぞれ、無給電素子であるアンテナ素子71〜76に装荷される。   Varactor diodes 81-86 are connected between antenna elements 71-76 and ground node GND, respectively. Thereby, the varactor diodes 81 to 86 are loaded on the antenna elements 71 to 76 which are parasitic elements, respectively.

導体線91〜96は、それぞれ、バラクタダイオード81〜86に接続される。そして、導体線91〜96の各々は、上述した導体線200,200A,200Bのいずれかからなる。   Conductor lines 91-96 are connected to varactor diodes 81-86, respectively. And each of the conductor wires 91-96 consists of any of the conductor wires 200, 200A, and 200B mentioned above.

導体線91〜96は、直流電源(図示せず)から直流電圧を受け、その受けた直流電圧をそれぞれバラクタダイオード81〜86に印加する。そして、バラクタダイオード81〜86に印加される直流電圧は、例えば、0Vまたは−20Vからなる。   Conductor lines 91-96 receive a DC voltage from a DC power supply (not shown) and apply the received DC voltage to varactor diodes 81-86, respectively. And the direct-current voltage applied to the varactor diodes 81-86 consists of 0V or -20V, for example.

バラクタダイオード81〜86は、0Vの直流電圧が印加されると、容量が最大になり、リアクタンス値が最小になる。また、バラクタダイオード81〜86は、−20Vの直流電圧が印加されると、容量が最小になり、リアクタンス値が最大になる。   The varactor diodes 81 to 86 have a maximum capacitance and a minimum reactance value when a DC voltage of 0 V is applied. The varactor diodes 81 to 86 have a minimum capacitance and a maximum reactance value when a -20V DC voltage is applied.

従って、無給電素子であるアンテナ素子71〜76に装荷されたバラクタダイオード81〜86に印加する直流電圧を0Vまたは−20Vに制御することにより、アレーアンテナ20は、その指向性が変えられる。   Therefore, the directivity of the array antenna 20 can be changed by controlling the DC voltage applied to the varactor diodes 81 to 86 mounted on the antenna elements 71 to 76 as parasitic elements to 0V or −20V.

より具体的には、0Vの直流電圧を導体線91を介してバラクタダイオード81に印加し、−20Vの直流電圧を導体線92〜96を介してそれぞれバラクタダイオード82〜86に印加すると、アレーアンテナ70は、アンテナ素子77からアンテナ素子71へ向かう方向にビームを放射する。また、0Vの直流電圧を導体線92を介してバラクタダイオード82に印加し、−20Vの直流電圧を導体線91,93〜96を介してそれぞれバラクタダイオード81,83〜86に印加すると、アレーアンテナ70は、アンテナ素子77からアンテナ素子72へ向かう方向にビームを放射する。   More specifically, when a DC voltage of 0V is applied to the varactor diode 81 via the conductor line 91 and a DC voltage of −20V is applied to the varactor diodes 82 to 86 via the conductor lines 92 to 96, respectively, the array antenna is obtained. 70 emits a beam in a direction from the antenna element 77 toward the antenna element 71. When a DC voltage of 0V is applied to the varactor diode 82 via the conductor wire 92 and a DC voltage of −20V is applied to the varactor diodes 81, 83 to 86 via the conductor wires 91 and 93 to 96, respectively, the array antenna is obtained. 70 emits a beam in a direction from the antenna element 77 toward the antenna element 72.

このように、バラクタダイオード81〜86に印加する直流電圧を制御することにより、アレーアンテナ70の指向性を変えられる。   Thus, the directivity of array antenna 70 can be changed by controlling the DC voltage applied to varactor diodes 81-86.

そして、直流電圧を導体線91〜96を介してそれぞれバラクタダイオード81〜86に印加した場合、導体線91〜96は、電気的に透明な導体線200,200A,200Bのいずれかからなるので、無給電素子であるアンテナ素子71〜76に電気的な影響を与えない。   And, when a DC voltage is applied to the varactor diodes 81 to 86 via the conductor lines 91 to 96, respectively, the conductor lines 91 to 96 are any of the electrically transparent conductor lines 200, 200A, 200B. The antenna elements 71 to 76 that are parasitic elements are not electrically affected.

従って、上述した導体線200,200A,200Bを用いれば、アレーアンテナ70において、DC的に導通したまま、RF的影響を無くすことができる。   Therefore, if the above-described conductor wires 200, 200A, and 200B are used, the RF effect can be eliminated while the array antenna 70 is DC-conductive.

[応用例2]
図23は、図14に示す導体線200Aを用いた電波フィルタの概略図である。電波フィルタ300は、10本の導体線200Aを備える。10本の導体線200Aは、略平行に配置される。
[Application 2]
FIG. 23 is a schematic diagram of a radio wave filter using the conductor wire 200A shown in FIG. The radio wave filter 300 includes ten conductor wires 200A. The ten conductor lines 200A are arranged substantially in parallel.

この場合、導体線200Aを構成するダイポール素子10B(図10参照)は、方向DR2へ直線状に接続される。   In this case, dipole element 10B (see FIG. 10) constituting conductor line 200A is linearly connected in direction DR2.

そうすると、垂直偏波が電波フィルタ300へ到来した場合、導体線200Aが透明となる周波数の電波に影響を与えないため、透過するが、それ以外の周波数の電波に対しては導体線200Aに電流が流れ、それを遮断する。また、図23に示すように、電波フィルタ300に導体線200Aを用いた場合、図20(c)に示したように、交差偏波の発生がわずかにある。導体線200Aが平面上に並ぶ場合、交差偏波は、鏡の原理により、波源の対称点にフォーカスし強め合う。これを利用して、垂直偏波の波源に対して図23に示すように電波フィルタ300を設置することにより、対称点で交差偏波を受信することができる。   Then, when the vertically polarized wave arrives at the radio wave filter 300, the conductor line 200A is transmitted because it does not affect the radio wave of the frequency at which the conductor line 200A becomes transparent. Flows and shuts it off. As shown in FIG. 23, when the conductor wire 200A is used for the radio wave filter 300, as shown in FIG. When the conductor lines 200A are arranged on a plane, the cross-polarized waves are focused and strengthened at the symmetry point of the wave source by the principle of the mirror. Utilizing this, by installing a radio wave filter 300 as shown in FIG. 23 for a vertically polarized wave source, cross-polarized waves can be received at a symmetrical point.

なお、電波フィルタ300においては、図10に示すダイポール素子10Bを用いたが、この発明においては、これに限らず、図1、図9および図11にそれぞれ示すダイポール素子10,10A,10Cのいずれかを用いて電波フィルタを作製してもよく、ダイポール素子10,10A,10B,10Cの中から選択された異なる2種類以上のダイポール素子を用いて電波フィルタを作製してもよい。   In the radio wave filter 300, the dipole element 10B shown in FIG. 10 is used. However, the present invention is not limited to this, and any of the dipole elements 10, 10A, and 10C shown in FIGS. A radio wave filter may be manufactured using these, and a radio wave filter may be manufactured using two or more different dipole elements selected from the dipole elements 10, 10A, 10B, and 10C.

そして、ダイポール素子10,10A,10Cのいずれかを用いて電波フィルタを作製した場合、またはダイポール素子10,10A,10B,10Cの中から選択された異なる2種類以上のダイポール素子を用いて電波フィルタを作製した場合、電波フィルタは、透明となる周波数の電波を透過し、それ以外の周波数の電波を遮断する。   And when a radio wave filter is produced using any of the dipole elements 10, 10A, 10C, or using two or more different dipole elements selected from the dipole elements 10, 10A, 10B, 10C. When the filter is manufactured, the radio wave filter transmits radio waves having a transparent frequency and blocks radio waves having other frequencies.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.

この発明は、チップ部品が不要である電気的に透明なダイポール素子に適用される。また、この発明は、チップ部品が不要である電気的に透明なダイポール素子を備えた導体線に適用される。更に、この発明は、チップ部品が不要である電気的に透明なダイポール素子を備えた電波フィルタに適用される。   The present invention is applied to an electrically transparent dipole element that does not require a chip component. The present invention is also applied to a conductor wire having an electrically transparent dipole element that does not require a chip component. Furthermore, the present invention is applied to a radio wave filter provided with an electrically transparent dipole element that does not require a chip component.

この発明の実施の形態1によるダイポール素子の概略図である。It is the schematic of the dipole element by Embodiment 1 of this invention. 図1に示すダイポール素子の一部分の拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of a part of the dipole element shown in FIG. 1. 図2に示す線III−III間における断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III shown in FIG. 2. 実験Iの概略図である。2 is a schematic diagram of Experiment I. FIG. 図4に示す実験Iにおいて測定された入力インピーダンスを示す図である。It is a figure which shows the input impedance measured in Experiment I shown in FIG. 図4に示す実験Iにおいて測定されたH面指向性を示す図である。It is a figure which shows the H surface directivity measured in Experiment I shown in FIG. 実験IIの概略図である。It is the schematic of Experiment II. 図7に示す実験IIにおいて測定された電流分布を示す図である。It is a figure which shows the electric current distribution measured in experiment II shown in FIG. 実施の形態2によるダイポール素子の概略図である。6 is a schematic diagram of a dipole element according to Embodiment 2. FIG. 実施の形態3によるダイポール素子の概略図である。6 is a schematic diagram of a dipole element according to Embodiment 3. FIG. 実施の形態4によるダイポール素子の概略図である。6 is a schematic diagram of a dipole element according to a fourth embodiment. FIG. 図9に示すダイポール素子を用いた導体線の概略図である。It is the schematic of the conductor wire using the dipole element shown in FIG. 図12に示す導体線の一部の拡大図である。FIG. 13 is an enlarged view of a part of the conductor wire shown in FIG. 12. 図10に示すダイポール素子を用いた導体線の概略図である。It is the schematic of the conductor wire using the dipole element shown in FIG. 図14に示す導体線の一部の拡大図である。It is a one part enlarged view of the conductor wire shown in FIG. 図11に示すダイポール素子を用いた導体線の概略図である。It is the schematic of the conductor wire using the dipole element shown in FIG. 図16に示す導体線の一部の拡大図である。It is a one part enlarged view of the conductor wire shown in FIG. 図16に示す導体線が電気的に透明であることを確認する実験の概略図である。It is the schematic of experiment which confirms that the conductor wire shown in FIG. 16 is electrically transparent. 図12に示す導体線における電流分布の測定位置を示す図である。It is a figure which shows the measurement position of the current distribution in the conductor wire shown in FIG. H面指向性を示す図である。It is a figure which shows H surface directivity. 導体線における電流分布を示す図である。It is a figure which shows the electric current distribution in a conductor wire. 電気的に指向性を切換え可能なアレーアンテナの概略図である。It is the schematic of the array antenna which can switch directivity electrically. 図14に示す導体線を用いた電波フィルタの概略図である。It is the schematic of the radio wave filter using the conductor wire shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1,2,101,102 モノポール素子、1A,2A,101A,102A 一方端、1B,2B,101B,102B 他方端、3,103〜105 分布定数線路、4 プリント基板、4A 一主面、10,10A,10A−1,10A−2,10B,10B−1,10B−2,10C,10C−1,10C−2 ダイポール素子、11,21 切欠部、12,13,22,23 狭幅部、20 給電ダイポール、20A 給電部、30 給電コネクタ、31〜37,211〜213,221〜226,231〜237,1031〜1033,1041〜1046,1051〜1058 線路、40 整合調整スライド、50 ネットワークアナライザ、60 磁界プローブ、70 アレーアンテナ、71〜77 アンテナ素子、81〜86 バラクタダイオード、91〜96,200,200A,200B 導体線、210,220,230 スタブ線路、300 電波フィルタ。   1, 2, 101, 102 Monopole element, 1A, 2A, 101A, 102A One end, 1B, 2B, 101B, 102B The other end, 3, 103-105 Distributed constant line, 4 Printed circuit board, 4A One main surface, 10 , 10A, 10A-1, 10A-2, 10B, 10B-1, 10B-2, 10C, 10C-1, 10C-2 dipole element, 11, 21 notch portion, 12, 13, 22, 23 narrow portion, 20 feeding dipole, 20A feeding section, 30 feeding connector, 31 to 37, 211 to 213, 221 to 226, 231 to 237, 1031 to 1033, 1041 to 1046, 1051 to 1058 line, 40 alignment adjustment slide, 50 network analyzer, 60 magnetic field probe, 70 array antenna, 71-77 antenna element, 81-86 rose Data diodes, 91~96,200,200A, 200B conductor wire, 210, 220, 230 stub line, 300 radio filter.

Claims (7)

無給電素子からなるダイポール素子であって、
直線状に配置された第1および第2のモノポール素子と、
前記第1および第2のモノポール素子間に接続され、前記第1および第2のモノポール素子上の電流の積分値を実質的に零に設定する分布定数線路とを備えるダイポール素子。
A dipole element composed of a parasitic element,
First and second monopole elements arranged in a straight line;
A dipole element comprising a distributed constant line connected between the first and second monopole elements and setting an integral value of a current on the first and second monopole elements to substantially zero.
前記分布定数線路は、前記第1および第2のモノポール素子に略平行に配置される、請求項1に記載のダイポール素子。   The dipole element according to claim 1, wherein the distributed constant line is disposed substantially parallel to the first and second monopole elements. 前記分布定数線路は、前記第1および第2のモノポール素子内に配置される、請求項2に記載のダイポール素子。   The dipole element according to claim 2, wherein the distributed constant line is disposed in the first and second monopole elements. 前記分布定数線路は、前記第1および第2のモノポール素子に略垂直に配置される、請求項1に記載のダイポール素子。   2. The dipole element according to claim 1, wherein the distributed constant line is disposed substantially perpendicular to the first and second monopole elements. 前記分布定数線路の全長は、到来する電波の略半波長である、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のダイポール素子。   5. The dipole element according to claim 1, wherein a total length of the distributed constant line is approximately half a wavelength of an incoming radio wave. 直列に接続された複数のダイポール素子を備え、
前記複数のダイポール素子の各々は、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のダイポール素子からなり、
前記直列に接続された複数のダイポール素子において、隣接する2つのダイポール素子は、到来する電波の略半波長の長さを有するスタブ線路により接続される、導体線。
With multiple dipole elements connected in series,
Each of the plurality of dipole elements comprises the dipole element according to any one of claims 1 to 5,
In the plurality of dipole elements connected in series, two adjacent dipole elements are connected by a stub line having a length of approximately half a wavelength of an incoming radio wave.
略平行に配置された複数の導体線を備え、
前記複数の導体線の各々は、直列に直線状に接続された複数のダイポール素子を含み、
前記複数のダイポール素子の各々は、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のダイポール素子からなり、
前記直列に接続された複数のダイポール素子において、隣接する2つのダイポール素子は、到来する電波の略半波長の長さを有するスタブ線路により接続される、電波フィルタ。
A plurality of conductor wires arranged substantially in parallel,
Each of the plurality of conductor lines includes a plurality of dipole elements connected linearly in series,
Each of the plurality of dipole elements comprises the dipole element according to any one of claims 1 to 5,
In the plurality of dipole elements connected in series, the two adjacent dipole elements are connected by a stub line having a length of approximately half wavelength of an incoming radio wave.
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