JP5005229B2 - Bidirectional beam antenna and transmission system - Google Patents
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Description
本発明は、長手方向に長大なサービスエリアが必要とされる双方向ビームアンテナ及び伝送システムに係り、特に列車又は自動車と沿線との通信に使用される双方向ビームアンテナ及び伝送システムに関する。 The present invention relates to a bidirectional beam antenna and transmission system that require a long service area in the longitudinal direction, and more particularly to a bidirectional beam antenna and transmission system used for communication between a train or a car and a railway line.
従来、鉄道線路上を移動する列車と駅や指令センタ等との間で行なう移動体無線通信では、鉄道線路に沿って複数の地上局を所定の間隔で設け、統制局により所定の地上局を選択して列車との無線通信を行なっている(例えば、特許文献1参照。)。 Conventionally, in mobile wireless communication performed between a train moving on a railroad track and a station, a command center, etc., a plurality of ground stations are provided at predetermined intervals along the railroad track, and a predetermined ground station is set by a control station. The wireless communication with the train is selected (for example, refer to Patent Document 1).
上記地上局では、列車の前方及び後方の何れの方向からも無線通信が可能なように双方向ビームアンテナを使用している。従来の双方向ビームアンテナでは、双方向指向性とするために図20に示すように単方向指向性の2基の八木式アンテナ11、12を使用し、支柱13に対して取付金具14a、14bにより取付けている。この場合、八木式アンテナ11、12は、偏波面が垂直偏波となるように、そして、指向方向が線路方向に沿い、かつ互いに逆方向となるように設定する。また、上記支柱13には、2分配器15を取付け、送受信機(図示せず)からの信号を2分配して八木式アンテナ11、12に同相給電している。
In the ground station, a bidirectional beam antenna is used so that wireless communication can be performed from any direction in front of and behind the train. In the conventional bidirectional beam antenna, in order to achieve bidirectional directivity, two unidirectional directivity Yagi
なお、上記図20は、8素子の八木式アンテナ11、12を使用し、主給電素子の前方に6本の導波素子、後方に1本の反射素子を設けた場合について示している。図21は、上記のように8素子の八木式アンテナ11、12を用いて構成した双方向ビームアンテナの400MHz帯における垂直偏波水平面指向性を示している。
FIG. 20 shows a case in which eight Yagi
また、従来、例えば列車や自動車と沿線間で無線LANを構成するには、無指向性アンテナを使用するか、或いは八木式アンテナ等のビームアンテナを使用している。しかし、無指向性アンテナは、無線LANに使用する電波の周波数は2.4GHz或いは5GHz帯が多く、沿線の地形や建物による反射波(マルチパス)の影響を受け易く伝送速度が低下することがある。特に、沿線に構造物の多い大都市圏などで問題となることが多く、また、電波を不要な方向に放射せず、電波の有効利用を図る必要があった。 Conventionally, for example, in order to configure a wireless LAN between a train or an automobile and a railway line, an omnidirectional antenna is used, or a beam antenna such as a Yagi antenna is used. However, omnidirectional antennas often have a 2.4 GHz or 5 GHz band for radio waves used in wireless LAN, and are susceptible to the influence of reflected waves (multipath) due to the landforms of buildings and buildings. is there. In particular, there are many problems in metropolitan areas where there are many structures along the railway line, and it is necessary to make effective use of radio waves without emitting radio waves in unnecessary directions.
また、八木式アンテナ等の棒状の素子を使用したビームアンテナは、一方向に対する指向性は高いが反対方向への指向性を有していないので、双方向への指向性が必要な列車等と沿線との無線LANを構成するには図20で示したように2本のアンテナが必要である。しかし、2本のアンテナを設けた場合には、相互干渉の問題があり、同軸上に背向して設置することは好ましくない。 Also, a beam antenna using a bar-shaped element such as a Yagi antenna has high directivity in one direction but does not have directivity in the opposite direction. To configure a wireless LAN along the railway line, two antennas are required as shown in FIG. However, when two antennas are provided, there is a problem of mutual interference, and it is not preferable to install the antennas on the same axis.
更に、伝送速度の低下を防止する方法の1つとして、送受信用アンテナを適当な間隔を空けて複数配置する空間ダイバシチー方式があるが、従来の方法では機材の点数が多く、又複雑な構成となるという問題もあった。 Furthermore, as one method for preventing a decrease in transmission speed, there is a space diversity system in which a plurality of transmission / reception antennas are arranged at appropriate intervals. However, the conventional method has a large number of equipment and a complicated configuration. There was also a problem of becoming.
従来、指向性を所望の方向に偏らせるために、2本のアンテナを切替える指向性制御アンテナが提案されている(例えば、特許文献2参照。)。しかし、この発明は同時に双方向に伝送できるものではなく、また、背向する方向に対し高い指向性を必要とする列車等と沿線との無線LAN構成に適した方法ではない。 Conventionally, a directivity control antenna that switches between two antennas has been proposed in order to bias the directivity in a desired direction (see, for example, Patent Document 2). However, the present invention cannot be transmitted in both directions at the same time, and is not a method suitable for a wireless LAN configuration between a train or the like that requires high directivity with respect to the backward direction and along the line.
また、指向性を制御する別の発明として、2本のアンテナを組合わせて、均一な指向性を確保し、或いは任意の方向に指向性を高めるアンテナも提案されている(例えば、特許文献3参照。)。しかし、この発明は広いサービスエリアにおいて利得の低い方向を解消することを目的とするものであり、本発明の目的とする双方向に対する長大なサービスエリアを確保するようなものではない。 As another invention for controlling directivity, an antenna that combines two antennas to ensure uniform directivity or enhance directivity in an arbitrary direction has been proposed (for example, Patent Document 3). reference.). However, the present invention aims to eliminate the direction of low gain in a wide service area, and does not secure a long service area for bi-directional purposes of the present invention.
更に、別の発明として、パッチアンテナ2体を表裏に配置した構成の発明が提案されている(例えば、特許文献4参照。)。しかし、この発明は長手方向に特化して高い指向性を実現する構成を有するものではなく、水平面において無指向性で円偏波を実現することを目的とするものである。
上記従来の双方向ビームアンテナは、双方向指向性とするために2基の八木式アンテナ11、12を取付金具14a、14bにより支柱13に取付けると共に、2分配器15を支柱13に取付けるようにしているので、アンテナを設置する際、現地での組立てを必要とし、また、電気的制約により所定の取付け寸法、すなわち、アンテナ11、12と支柱13、アンテナ11、12同士の位置関係について詳細な調整を伴う工事が必要であることから、工事コストの増大や所望の電気特性の確保が難しいという問題があった。
In the conventional bidirectional beam antenna, two Yagi-
また、八木式アンテナ11、12を組合わせて双方向ビームアンテナを構成した場合には、図21の指向性に示したように大きなサイドローブが発生し、目的外方向への電波放射を伴うため、妨害発生や効率が悪いという問題があった。
Further, when the bidirectional beam antenna is configured by combining the Yagi
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、現地での組立て及び調整を不要とし、電気特性の安定化と低コスト化を実現でき、且つ、より一層の低サイドローブ化を実現できる双方向ビームアンテナを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, eliminates the need for on-site assembly and adjustment, realizes stabilization of electric characteristics and cost reduction, and realizes further reduction of side lobes. An object of the present invention is to provide a bidirectional beam antenna.
また、本発明は、長手方向に長大なサービスエリアを必要としつつ横手方向に指向性を必要としない列車又は自動車と沿線との通信ネットワークを構築するために、前面及び背面の双方向に指向性を有する双方向ビームアンテナを提供することを目的とする。 In addition, the present invention provides a directivity in both the front and back directions in order to construct a communication network between a train or automobile and a railway line that requires a long service area in the longitudinal direction but does not require directivity in the lateral direction. It is an object of the present invention to provide a bidirectional beam antenna having
また、本発明は、パッチアンテナをコンパクトな構成の筐体に格納し列車や自動車にも搭載可能とし、更に、空間ダイバシチー方式の採用を容易とし伝送品質を更に向上させることができる双方向ビームアンテナ及び伝送システムを提供することを目的とする。 In addition, the present invention provides a bidirectional beam antenna that can store a patch antenna in a compact housing and can be mounted on a train or a car, and further facilitates the adoption of a space diversity system and further improves transmission quality. And a transmission system.
第1の発明に係る双方向ビームアンテナは、他の支持部材に取付けるための取付機構を備えた取付部と、前記取付部の両側部に設けられるパッチアンテナと先端に向かって徐々に小型化する多段無給電素子とを組合わせてなる第1及び第2の指向性アンテナ部と、前記取付部に設けられ、前記第1及び第2の指向性アンテナ部に給電する分配器とを具備することを特徴とする。 The bidirectional beam antenna according to the first aspect of the present invention is gradually reduced in size toward the distal end and a mounting portion provided with a mounting mechanism for mounting on another support member, and patch antennas provided on both sides of the mounting portion. A first and a second directional antenna unit combined with a multistage parasitic element; and a distributor that is provided in the attachment unit and feeds power to the first and second directional antenna units. It is characterized by.
第2の発明に係る双方向ビームアンテナは、列車又は自動車との沿線間との通信において、放射板及びアース板からなる放射素子を備えた単一指向性を有するパッチアンテナ2基を同軸上に互いに背向して配設し、前記アース板により各パッチアンテナにおける電波の相互干渉を防ぎ、且つ、装置前後に同じ筒状の指向性を形成することを特徴とする。 In the bidirectional beam antenna according to the second invention, two patch antennas having a unidirectional characteristic having a radiation element composed of a radiation plate and a ground plate are coaxially arranged in communication with a train or an automobile along a railway line. together back to back to be disposed, anti skill radio mutual interference in each patch antenna by the ground plate, and, and forming the same cylindrical directivity around device.
第3の発明は、前記第1の発明に係る双方向ビームアンテナにおいて、前記第1及び第2の指向性アンテナ部をそれぞれ収納するアンテナカバーを設け、該アンテナカバーは前記取付部側では角筒状であり先端方向にいくに従って細くなるようにテーパ状に形成し、前後双方向に向かって流線型の形状を有するものであることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the bidirectional beam antenna according to the first aspect of the present invention, an antenna cover that houses the first and second directional antenna portions is provided, and the antenna cover is a rectangular tube on the mounting portion side. It is formed in a taper shape so as to become thinner as it goes in the tip direction, and has a streamline shape in both the front and rear directions.
第4の発明は、前記第3の発明に係る双方向ビームアンテナにおいて、前記第1及び第2の指向性アンテナ部の夫々は、前記パッチアンテナを各辺の長さが略1/4波長の略四角形に形成し、前記多段無給電素子の各無給電素子を該パッチアンテナから離れるに従って各辺の長さが順次短くなる略四角形に形成し、更にアース板と、前記パッチアンテナと前記各無給電素子の中央の支持穴を貫通し該パッチアンテナと該各無給電素子を辺の方向を合わせて所定の間隔で保持して前記アース板に固定する棒状のアンテナアームとを有した垂直偏波のアンテナであることを特徴とする。 The fourth invention is, in the two-way beam antenna according to the third invention, the husband of the first and second directional antenna unit s, the patch antenna of each side length of substantially 1/4 wavelength Each of the parasitic elements of the multistage parasitic element is formed in a substantially rectangular shape in which the length of each side is sequentially reduced as the distance from the patch antenna increases, and a ground plate, the patch antenna, and each parasitic element are formed. Vertically polarized wave having a patch antenna and a rod-shaped antenna arm that passes through the support hole in the center of the feed element and holds each parasitic element at a predetermined interval with the direction of the sides aligned and fixed to the ground plate It is characterized by being an antenna.
第5の発明は、前記第4の発明に係る双方向ビームアンテナにおいて、前記取付部の背面に、両側方向に複数の異なる位置で取付支柱に固定するための、複数の階段状の凹部及びUボルト挿入穴を設けるとともに、前記取付部の上下面及び前面を覆う、断面が略コ字形の金属製の取付部カバーを、前記取付部に着脱可能に設け、該取付部カバーを外した状態で上記取付部の背面にUボルトを着脱可能にしたことを特徴とする。 A fifth invention, in bidirectional beam antenna according to the fourth invention, the back of the mounting portion, for fixing the mounting braces in a plurality of different positions on both sides direction, a plurality of stepped recesses and U In the state where the bolt insertion hole is provided and the mounting portion cover made of metal having a substantially U-shaped cross section covering the upper and lower surfaces and the front surface of the mounting portion is detachably provided on the mounting portion, and the mounting portion cover is removed. A U-bolt can be attached to and detached from the rear surface of the mounting portion .
第6の発明は、前記第1の発明に係る双方向ビームアンテナにおいて、前記双方向ビームアンテナは、前記2基のパッチアンテナの夫々筒状の単一指向性を有する側に設けられる、先端に向かって徐々に小型化する2つの多段無給電素子と、前記アース板に取付けられ、前記パッチアンテナと前記多段無給電素子を収納し、取付部側では角筒状であり先端方向にいくに従って細くなるようにテーパ状に形成された2つのアンテナカバーと、を備え、前記筒状の単一指向性を形成する方向が、該双方向ビームアンテナの長手方向であることを特徴とする。 A sixth aspect of the present invention is the bidirectional beam antenna according to the first aspect , wherein the bidirectional beam antenna is provided at a tip of each of the two patch antennas provided on a cylindrical unidirectional side. Two multi-stage parasitic elements that are gradually reduced in size toward the ground plate, and are attached to the ground plate. The patch antenna and the multi-stage parasitic elements are accommodated, and the mounting portion side is a rectangular tube that becomes thinner toward the tip. Two antenna covers formed so as to be tapered, and the direction in which the cylindrical unidirectionality is formed is the longitudinal direction of the bidirectional beam antenna .
第7の発明に係る伝送システムは、前記第1乃至第3に発明における何れかの双方向ビームアンテナを複数、上下、左右、両方に間隔を空けて配置し、空間ダイバシチー方式により伝送することを特徴とする。 A transmission system according to a seventh aspect of the present invention is that a plurality of bidirectional beam antennas according to any of the first to third aspects of the invention are arranged at intervals in the upper, lower, left and right sides, and transmitted by a spatial diversity method. Features.
第1の発明によれば、パッチアンテナと多段の無給電素子により高利得指向性アンテナを構成すると共に分配器を内蔵することにより、現地での組立て及び調整が不要となり、製品のコスト及び工事コストを低減することができ、電気特性の安定化を図り得ると共に、より一層の低サイドローブ化を実現することができる。 According to the first invention, a high gain directional antenna is formed by the patch antenna and the multistage parasitic elements and the distributor is built in, so that assembly and adjustment at the site becomes unnecessary, and the product cost and construction cost are reduced. As a result, the electrical characteristics can be stabilized, and the side lobe can be further reduced.
第2の発明によれば、線路上を運行する列車や幹線道路上を走行する自動車と沿線間との通信において、放射板及びアース板からなる放射素子を備えた単一指向性を有するパッチアンテナ2基を互いに背向して配設し、前記アース板により各パッチアンテナにおける電波の相互干渉を防止する双方向ビームアンテナを使用することにより、線路又は道路の路線に沿って長手方向に指向性を特化させることができる。また、アンテナはパッチ形状であるので、指向性が長手方向の上下及び左右の範囲に略均一に広がり、ヌル点が低減するという効果もある。すなわち、当該方向に高い利得を有し、伝送品質が高く、かつ費用対効果の優れた通信システムを構築することができる。また、放射素子を放射板及びアース板により構成することにより、アース板が遮蔽機能を有し、後方への電波の干渉を大幅に低減させることができる。また、アース板の寸法を大きくすることによって電波の相互干渉を更に低減させることも可能である。 According to the second invention, a patch antenna having a unidirectionality having a radiation element composed of a radiation plate and a ground plate in communication between a train operating on a track or a vehicle traveling on a main road and a railway line. Directivity in the longitudinal direction along the track or road route by using two-way beam antennas that are arranged with their backs facing each other and that prevent mutual interference of radio waves in each patch antenna by the ground plate Can be specialized. In addition, since the antenna has a patch shape, the directivity spreads substantially uniformly in the vertical and horizontal ranges in the longitudinal direction, and the null point is reduced. That is, it is possible to construct a communication system having a high gain in the direction, high transmission quality, and excellent cost effectiveness. In addition, by configuring the radiating element with a radiating plate and a ground plate, the ground plate has a shielding function, and interference of radio waves to the rear can be greatly reduced. Further, it is possible to further reduce the mutual interference of radio waves by increasing the size of the ground plate.
第3の発明によれば、パッチアンテナが導波素子及び放射素子から構成されており、かつ各素子が立体的に配置されていることにより、単一指向性が高まり、線路上又は道路上の周辺により絞り込まれた指向性が得られる。 According to the third invention, the patch antenna is composed of the waveguide element and the radiating element, and each element is three-dimensionally arranged, so that the unidirectionality is increased, and on the track or on the road Directivity narrowed down by the periphery can be obtained.
第4の発明によれば、パッチアンテナの導波素子を2枚以上とすることにより、指向性とゲインを高めることができ、本発明の特徴を更に引き出すことが可能となる。 According to the fourth invention, by using two or more waveguide elements of the patch antenna, directivity and gain can be increased, and the features of the present invention can be further extracted.
第5の発明によれば、2分配器を使用することにより、給電線を1本にすることができて全体の構成をシンプルにすることができる。更にパッチアンテナ2基と2分配器を1つの筐体に収めることによりコンパクト性を増し、本発明に係る双方向ビームアンテナを電柱や列車の上部、自動車の上部に容易に設置することができる。特に列車の場合には、トンネルや架線との関係から建築限界、車両限界によりアンテナの設置可能スペースが制限されるが、本発明はこのような限られたスペースに設置することが可能である。 According to the fifth aspect, by using the two distributors, the number of feeder lines can be reduced to one and the entire configuration can be simplified. Further, by accommodating two patch antennas and two distributors in one housing, the compactness can be increased, and the bidirectional beam antenna according to the present invention can be easily installed on the top of a utility pole, a train or an automobile. In particular, in the case of trains, the space where antennas can be installed is limited due to building limits and vehicle limits due to the relationship with tunnels and overhead lines, but the present invention can be installed in such limited spaces.
第6の発明によれば、第5の発明における筐体を前後双方向に向かって流線型の形状を有することにより、例えば列車の上部に設置した場合等には、高速運行時に風圧を最小限に留めることができる。このように流線型の形状を可能としたのは、アンテナ素子の大きさが先端部に向かって徐々に小型化していくものであることに基づくものである。 According to the sixth invention, the casing in the fifth invention has a streamlined shape in the front-rear direction, so that the wind pressure is minimized during high-speed operation, for example, when installed in the upper part of a train. Can be fastened. The streamlined shape is made possible based on the fact that the size of the antenna element is gradually reduced toward the tip.
第7の発明によれば、本発明に係る双方向ビームアンテナを複数配置することにより、空間ダイバシチー方式の効果が得られ、伝送品質を更に向上させることができる。双方向ビームアンテナを筐体に格納することにより、極めてシンプルな構成となり、狭い空間に複数設置することも可能となる。 According to the seventh invention, by arranging a plurality of bidirectional beam antennas according to the present invention, the effect of the space diversity system can be obtained, and the transmission quality can be further improved. By storing the bidirectional beam antenna in the housing, the configuration is extremely simple, and a plurality of antennas can be installed in a narrow space.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
第1実施形態は、固定局に使用される例えば2.4GHz帯無線LAN用の双方向ビームアンテナに実施した場合の例について示したものである。図1は本発明の第1実施形態に係る固定局用の双方向ビームアンテナ20を取付支柱19に取付けた状態を示す斜視図である。
(First embodiment)
The first embodiment shows an example in which the present invention is applied to a bidirectional beam antenna for a 2.4 GHz band wireless LAN used for a fixed station, for example. FIG. 1 is a perspective view showing a state where a fixed-station
双方向ビームアンテナ20は、取付部21と、この取付部21の左右両側に設けられるアンテナ部22a、22bからなっている。上記取付部21には、上下面及び前面を覆うように断面が略コ字形の金属製の取付部カバー23が複数のネジ例えば上下4本ずつのネジ24によって着脱可能に設けられる。また、取付部21の背面には、取付支柱19に取付けるための2つのUボルト25が上下方向に所定の間隔を保って設けられる。Uボルト25は、取付部カバー23を外した状態で取付部21に対して着脱できるようになっている。双方向ビームアンテナ20を取付支柱19に取付ける場合には、取付部21から取付部カバー23を取外した状態で双方向ビームアンテナ20をUボルト25により取付支柱19に固定し、その後、取付部21に取付部カバー23を取付ける。
The
上記アンテナ部22a、22bは、詳細を後述するようにパッチアンテナ及び多段の無給電素子により高利得指向性アンテナを構成しており、矢印で示すように左右の方向に指向性を有している。上記アンテナ部22a、22bは、アンテナの周囲を合成樹脂製のアンテナカバー26によって保護している。このアンテナカバー26は、取付部21側では角筒状に形成されているが、先端部側では円筒状に形成され、且つ先端方向にいくに従って細くなるようにテーパ状に、すなわち流線形状に形成されている。また、アンテナカバー26の下面には、水抜き用の穴(図示せず)が設けられる。そして、上記アンテナ部22a、22bを構成するアンテナには、取付部21内に設けられる2分配器を介して給電される。この2分配器には、給電用同軸ケーブル27が接続され、その先端に接栓28が取付けられている。
As will be described in detail later, the
上記双方向ビームアンテナ20は、例えば鉄道線路に沿って所定の間隔、例えば数百メートルの間隔で設けられる取付支柱19に取付けられ、列車に装着される移動局用の双方向ビームアンテナと例えば2.4GHz帯無線LAN用により無線通信を行なう。無線通信の規格としては、例えばIEEE802.11bが使用される。
The
次に、上記双方向ビームアンテナ20の内部の詳細な構成について説明する。
図2(a)は双方向ビームアンテナ20の取付部カバー23の一部を切欠して示す上面図、同図(b)は取付部カバー23の一部及びその他の部分を切欠して示す正面図、同図(c)は同側面図である。
Next, a detailed configuration inside the
2A is a top view showing a part of the
図2(a)に示すように取付部21には、背面側に第1のアンテナ取付金具31が設けられ、前面側に第2のアンテナ取付金具32が設けられる。上記第1のアンテナ取付金具31は、図3に示すように構成される。図3(a)は第1のアンテナ取付金具31の上面図、同図(b)は同正面図、(c)は同側面図である。第1のアンテナ取付金具31は、矩形状の金属板からなる金具本体部33とその上下及び左右の所定幅を背面方向へ折曲げた折曲部33a〜33dからなっている。上下の折曲げ部33a、33bには、中央とその左右に取付支柱19に取付けるための凹部34a〜34cを設けている。各凹部34a〜34cは、側部を数mmの幅で階段状に形成し、取付支柱19に対して確実に固定されるようにしている。上記折曲げ部33a、33bには、それぞれ取付部カバー23を固定するためのネジ穴38が設けられる。また、第2のアンテナ取付金具32にも、図2(a)に示すように上下の折曲げ部に取付部カバー23を固定するためのネジ穴38が設けられる。
As shown in FIG. 2A, the mounting
また、金具本体部33には、図3(b)に示すように上側及び下側において、凹部34a〜34cに両側に位置するようにUボルト25を挿入するためのボルト穴35をそれぞれ4つ設けている。通常は、中央の凹部34bの両側に位置するボルト穴35にUボルト25を挿入して使用するが、左右の凹部34a、34cに対してもUボルト25を選択的に装着できるようにしている。すなわち、双方向ビームアンテナ20の設置条件に応じて凹部34a〜34cを任意に選択し、Uボルト25を装着して取付支柱19の取付けられるようにしている。上記ボルト穴35に挿入したUボルト25の先端には、図2に示すようにナット36が螺着される。このナット36を締め付けることによって選択した凹部34a〜34cとUボルト25によって取付支柱19に固定する。
Further, as shown in FIG. 3B, the metal fitting main body portion 33 has four
また、第1のアンテナ取付金具31の左右の折曲部33c、33dには、図3(c)に示すように上部及び下部にベース取付穴37を設けている。また、図2(a)に示した第2のアンテナ取付金具32の両側部にも上部及び下部にベース取付穴(図示せず)を設けている。上記第1のアンテナ取付金具31及び第2のアンテナ取付金具32の両側部には、上記ベース取付穴37を利用して図4に示すアンテナ取付用のベース板51がネジ52により取付けられる。ベース板51には、ネジ52を挿入するための穴50が設けられている。上記ベース板51は、金属板により構成されており、アンテナ部22a(22b)のアース板及び反射板としての機能を有すると共にアンテナ取付基板として使用される。
Further, the left and right
また、上記第1のアンテナ取付金具31には、金具本体部33には、2分配器取付用のネジ穴41が4つ設けられ、このネジ穴41を利用して図2(a)、(b)に示すように、中央より上方位置に2分配器42が取付けられる。なお、図2(b)では、取付部カバー23の一部を切欠すると共に、第2のアンテナ取付金具32を除いて示している。
Further, the first
上記第2のアンテナ取付金具32は、第1のアンテナ取付金具31と同様に金具本体部の上下及び左右を前面方向へ所定幅折曲げて構成したもので、詳細な説明は省略する。
上記第1のアンテナ取付金具31に取付けられる2分配器42は、ケース43内に基板44が設けられ、この基板44にマイクロストリップ線路により2分配線路が形成される。また、基板44には、前面側の下部両側にリジットケーブル45a、45bの一端部がそれぞれリジットケーブル押え金具46a、46bにより固定される。上記リジットケーブル45a、45bは、中心導体の先端部が上記基板44に形成された2分配線路の分配端子に半田付けされる。また、リジットケーブル45a、45bの他端部は、詳細を後述するようにアンテナ取付用のベース板51に固定され、その中心導体の先端がアンテナ素子すなわちパッチアンテナの給電点に半田付けされる。
Similar to the first
The two
また、2分配器42の基板44には、前面側の下部中央に給電用同軸ケーブル27の一端部がケーブル押え金具47により固定され、その中心導体の先端部が基板44に形成された2分配線路の給電端子に半田付けされる。上記給電用同軸ケーブル27には、予めゴムにより形成されたリング状の緩衝部材48が嵌め込まれており、図2(b)に示すように緩衝部材48の外周縁に設けられた溝が取付部カバー23に形成されているU字状の溝に収まるようになっている。上記給電用同軸ケーブル27の他端部には、上記したように接栓28が取付けられている。
Further, on the
次に、アンテナ部22a、22bの構成について説明する。図4(a)はアンテナ部22a、22bをアンテナ取付用のベース板51側から見た図、同図(b)はアンテナ部22a、22bにおけるアンテナカバー26を一部切欠して示す側面図である。
Next, the configuration of the
上記ベース板51には、その中心にアンテナ支持用の穴が設けられており、この穴内に外側からアンテナカバー26内に向けて例えばアンテナアーム53が挿入される。このアンテナアーム53は、例えば金属製のネジ棒を使用したもので、一端にネジの頭部が形成され、他端にネジ部が形成されている。上記アンテナアーム53には、ベース板51、パッチアンテナ54及び複数段例えば4段の無給電素子55a〜55dが所定の間隔で装着される。上記ベース板51とパッチアンテナ54との間隔は、略λ/20(λ:使用周波数の波長)に設定される。また、無給電素子55a〜55dの間隔は、基本的には略λ/4に設定されるが、パッチアンテナ54から遠くなるに従って順次広くなるように設定される。上記のようにパッチアンテナ54と導波素子として機能する多段の無給電素子55a〜55dとを組合わせることによって高利得指向性アンテナを構成している。
The
また、アンテナアーム53には、ベース板51とパッチアンテナ54との間、パッチアンテナ54と無給電素子55a〜55d間にそれぞれスペーサ56a〜56eを介在して各素子間を所定の間隔に保持し、先端のネジ部にナット57を螺着して、アンテナ部をアンテナ取付用のベース板51に固着する。更に、アンテナアーム53には、例えば無給電素子55bと55cとの間に緩衝材として防振部材61を介在させる。防振部材61は、詳細を後述するように例えばスポンジ等の弾性材により構成し、外周縁をアンテナカバー26の内側に当接させてアンテナアーム53をアンテナカバー26の中心軸に保持する。
The
上記アンテナカバー26には、開口部の周縁に複数個所例えば6個所にネジ穴を設けており、このネジ穴にベース板51の外側からネジ58を螺着し、ベース板51にアンテナカバー26を固定する。
The
上記パッチアンテナ54は、図5(a)に示すように例えば略四角形に形成されて垂直偏波の信号を送受信する。パッチアンテナ54は、厚さが略1mm、各辺の長さが略λ/4に設定され、中心にアンテナアーム53を挿入するための支持穴62を設けている。また、パッチアンテナ54には、上記支持穴62から下方向にd1の間隔を保って給電点63が設けられると共に、中央の支持穴62から例えば右辺の方向に間隔d2を保って方向合わせ穴64が設けられる。上記給電点63には、上記リジットケーブル45a、45bの中心導体を挿入できる程度の大きさの穴が設けられる。上記方向合わせ穴64は、パッチアンテナ54及び無給電素子55a〜55dの方向を一定の方向に合わせるためのものである。
As shown in FIG. 5A, the
無給電素子55a〜55dは、図5(b)に示すようにパッチアンテナ54と同様に略四角形に形成される。無給電素子55a〜55dは、例えば厚さが略1mm、各辺の長さがパッチアンテナ54より若干短く形成される。この場合、無給電素子55a〜55dは、パッチアンテナ54から離れるに従って各辺の長さが順次短く形成されるが、先端方向の無給電素子55cと55dは同じ寸法でも良い。また、無給電素子55a〜55dには、中心にアンテナアーム53を挿入するための支持穴65が設けられると共に、この支持穴65から右辺の方向に間隔d2を保って方向合わせ穴66が設けられる。この無給電素子55a〜55dの方向合わせ穴66は、パッチアンテナ54の方向合わせ穴64と同じ位置に設けられる。
The
また、ベース板51においても、図4(a)に示すように、上記パッチアンテナ54の支持穴65及び無給電素子55a〜55dの方向合わせ穴66に対応する位置に方向合わせ穴67が設けられる。
Also in the
上記ベース板51にアンテナアーム53を介してパッチアンテナ54及び無給電素子55a〜55dを装着した場合、図6に示すようにベース板51に設けた方向合わせ穴67から方向合わせ棒68を挿入し、更にパッチアンテナ54の方向合わせ穴64及び無給電素子55a〜55dの方向合わせ穴66に挿入してパッチアンテナ54及び無給電素子55a〜55dの方向を一定の方向に揃える。この状態でアンテナアーム53に対してナット57を締め付け、アンテナアーム53をベース板51に固定する。その後、方向合わせ棒68を取出す。
When the
また、上記ベース板51には、図4に示すようにパッチアンテナ54の給電点63に対応する位置にリジットケーブル取付金具59が取付けられる。このリジットケーブル取付金具59には、中央にリジットケーブル45a、45bを挿入するための穴が設けられている。リジットケーブル45a、45bは、先端部をリジットケーブル取付金具59の穴内に挿入し、外導管を半田付けにより固定する。リジットケーブル45a、45bの中心導体の先端部は、リジットケーブル取付金具59からベース板51を絶縁した状態で挿通し、パッチアンテナ54に設けられている給電点63の穴内を通り、その先端部が折曲げられて半田付けされる。
Further, a rigid
上記のようにベース板51にアンテナ素子と共にアンテナアーム53を取付けたアンテナ部22a、22bは、第1のアンテナ取付金具31及び第2のアンテナ取付金具32の左右に設けられているベース取付穴37にベース板51をネジ52により取付けて固定する。
As described above, the
また、上記アンテナアーム53に装着される防振部材61は、図7(a)、(b)に示すように構成される。図7(a)は防振部材61の側面図、同図(b)は正面図である。防振部材61は、弾性材例えばスポンジにより形成した厚さがt1の第1防振材61aと厚さがt2の第2防振材61bとを接着材に貼り付けて構成している。上記第1防振材61aの厚さt1に対し、第2防振材61bの厚さt2が例えば約1.5倍程度厚く形成される。この場合、第1防振材61aと第2防振材61bを合わせた厚さ(t1+t2)は、無給電素子55cと55dとの間隔に合わせて設定される。上記第1防振材61aと第2防振材61bは、硬度の異なるスポンジ、例えば第1防振材61aとして硬度が約30度のスポンジ、第2防振材61bとして硬度が約40度のスポンジを使用している。第1防振材61aは外周面がアンテナカバー26の内側に当接するように例えば八角形に形成され、第2防振材61bは第1防振材61aより小さい四角形に形成される。
Further, the
上記第1防振材61aと第2防振材61bは、4つの辺が対応して位置するよう接着しており、その一辺から中心へ向かうようにスリット61cが形成される。このスリット61cの高さは、スペーサ56a〜56eの直径より稍小さく設定される。また、スリット61cは、底部が中心より距離t3だけ深く設けられる。この距離t3は、スリット61cの高さの1/2程度に設定される。すなわち、防振部材61をアンテナアーム53に装着した際、防振部材61の中心部にアンテナアーム53及びスペーサ56dが位置するようにしている。
The first
上記のように構成された防振部材61は、無給電素子55cと55dとの間において、第2防振材61bが無給電素子55cに接し、第1防振材61aが無給電素子55cに接するようにアンテナアーム53に装着される。なお、アンテナアーム53には、防振部材61が装着される部分にスペーサ56dが介在される。
The
そして、上記アンテナアーム53に防振部材61を装着した後、アンテナ部22a、22bを覆うアンテナカバー26を装着する。すなわち、アンテナカバー26の開口部周縁に設けられた6個所にネジ穴に対してベース板51の外側からネジ58を螺着し、アンテナカバー26をベース板51に固定する。このとき防振部材61は、第1防振材61aの外周面がアンテナカバー26の内側に当接し、アンテナアーム53をアンテナカバー26の中心に保持する。上記防振部材61は、硬度の低い第1防振材61aと硬度の高い第2防振材61bとを組合わせて構成しているので、アンテナカバー26からの振動を確実に吸収でき、且つ、アンテナアーム53の保持を確実に行なうことができる。
Then, after attaching the
上記第1実施形態で示した双方向ビームアンテナ20において、周波数を2.4GHz、インピーダンスを50Ωに設定した場合、図8に示す垂直偏波水平面指向性、図9に示す垂直偏波垂直面指向性が得られた。また、上記第1実施形態による双方向ビームアンテナ20では、絶対利得を7dBi以上、定在波比を1.7以下とすることができた。
In the
上記第1実施形態によれば、ベース板51とパッチアンテナ54及び多段の無給電素子55a〜55dによりアンテナ部22a、22bを構成すると共に2分配器42を内蔵することにより、現地での組立て及び調整が不要となり、製品のコスト及び工事コストを低減することができる。また、2分配器42とアンテナ部22a、22bとの接続は、コネクタを使用せずに内部配線によって行なっているので、電気特性の安定化を図ることができる。更に、アース板(反射板)の機能を持つベース板51とパッチアンテナ54及び多段の無給電素子55a〜55dとを組合わせて高利得の指向性アンテナ部22a、22bを構成することにより、上記図8の放射特性に示したように、より一層の低サイドローブ化を実現することができた。
According to the first embodiment, the
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
この第2実施形態は、例えば移動局に使用される例えば2.4GHz帯無線LAN用の双方向ビームアンテナに実施した場合の例について示したものである。この移動局用の双方向ビームアンテナは、例えば列車の屋根等に装着されて使用される。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
The second embodiment shows an example in which the present invention is applied to, for example, a bidirectional beam antenna for 2.4 GHz band wireless LAN used for a mobile station, for example. This bidirectional beam antenna for a mobile station is used by being mounted on, for example, a roof of a train.
図10は本発明の第2実施形態に係る固定局用の双方向ビームアンテナ20Aを取付金具71により車体屋根72に取付けた状態を示したもので、(a)は背面図、(b)は底面図、(c)は側面図である。なお、上記第1実施形態に係る双方向ビームアンテナ20と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
10A and 10B show a state in which the fixed-station
この第2実施形態に係る双方向ビームアンテナ20Aでは、取付部21の底面に底板73を設け、この底板73に取付金具71を取付けて車体屋根72に装着する。底板73には、詳細を後述するように複数例えば5個の固定ナット74が設けられており、この固定ナット74を利用して取付金具71をボルト75により固定する。そして、上記取付金具71をボルト76により車体屋根72に固定する。
In the
また、取付部21の取付部カバー23aは、合成樹脂例えばFRP(Fiberglass Reinforced Plastic:強化プラスチック)を使用し、板厚が約8mmで略コの字形に形成されている。上面、前面及び背面の下側部において複数本のネジ24により内部の取付金具に固定される。また、取付部カバー23aには、図10(a)に示すように背面下部の中央に給電用同軸ケーブル27を挿通させるための溝77が形成される。
The
図11は、上記双方向ビームアンテナ20Aの内部構成を示したもので、(a)は取付部カバー23aの一部を切欠して示す上面図、(b)は同図(a)のA−A線矢視断面図、(c)は同図(b)のB−B矢視断面図である。
11A and 11B show the internal structure of the
図11(a)に示すように取付部21には、背面側に第1のアンテナ取付金具31が設けられ、前面側に第2のアンテナ取付金具32が設けられる。なお、上記第2実施形態における第1のアンテナ取付金具31には、第1実施形態で示したUボルト取付用の凹部34a〜34c(図3(a)参照)は設けられていない。
As shown in FIG. 11A, the mounting
そして、上記第1のアンテナ取付金具31及び第2のアンテナ取付金具32には、両側部に第1実施形態と同様にベース板51が取付けられ、このベース板51にアンテナ部22a、22bが装着される。
また、第1のアンテナ取付金具31には、前面側に2分配器42が装着される。この2分配器42は、基板44の前面側の上部両側にリジットケーブル45a、45bの一端がリジットケーブル押え金具46a、46bにより固定される。上記リジットケーブル45a、45bは、中心導体の先端部が上記基板44に形成された2分配線路49の分配端子に半田付けされる。また、リジットケーブル45a、45bの他端部は、アンテナ取付用のベース板51に固定され、その中心導体の先端がパッチアンテナ54の給電点に半田付けされる。
The first
The first
また、2分配器42の基板44の裏面側には、給電用同軸ケーブル27がコネクタ78により装着され、その中心導体が上記2分配線路49の給電点にスルーホールを介して半田付けされる。
On the back side of the
そして、上記第1のアンテナ取付金具31及び第2のアンテナ取付金具32の下側には、図12に示す底板73が後述するように固定ボルト84を利用してナットにより固定される。図12は、底板73の詳細な構成を示したもので、(a)は上面図、(b)は上側面図、(c)は下側面図、(d)は右側面図である。底板73は、矩形状の金属板からなる底板本体部81とその上下及び左右の所定幅を背面方向へ折曲げた折曲部81a〜81dからなっている。上下の折曲部81a、81bには、取付部カバー23aを固定するためのネジ穴82が複数設けられる。例えば上側の折曲部81aに2個のネジ穴82、下側の折曲部81bに4個のネジ穴82が設けられる。
A
また、底板本体部81には、例えば四隅近傍及び中央より上側の折曲部81a側に所定距離偏位した位置に上記した固定ナット74が設けられる。この固定ナット74は、円筒状部材の内周面にネジ溝を形成したもので、取付金具71をボルト75により固定するためのものである(図10参照)。また、底板本体部81には、四隅近傍の固定ナット74より内側に上記固定ボルト84が設けられる。この固定ボルト84は、円柱状部材の外周にネジ部を形成したもので、底板73を第1のアンテナ取付金具31及び第2のアンテナ取付金具32に固定するためのものである。底板73は、上記固定ボルト84に対して図11(a)、(c)に示すようにナット85が螺着され、第1のアンテナ取付金具31及び第2のアンテナ取付金具32に固定される。更に、底板73には、四隅に空気孔86が設けられる。
The bottom plate body 81 is provided with the fixing
上記双方向ビームアンテナ20Aにおけるアンテナ部22a、22bの構成は、第1実施形態で示した双方向ビームアンテナ20と同様の構成であるので詳細な説明は省略する。
Since the configuration of the
そして、上記のように構成された双方向ビームアンテナ20Aは、図10で説明したように底板73に対して取付金具71がボルト75により取付けられ、車体屋根72にボルト76により装着されて使用される。
The
上記第2実施形態に係る双方向ビームアンテナ20Aは、例えば図10に示した取付金具71を使用して移動体例えば列車等の車体屋根72に確実に装着でき、移動局用として使用することができる。また、上記双方向ビームアンテナ20Aは、第1実施形態で示した双方向ビームアンテナ20と同じ放射特性、すなわち図8に示した垂直偏波水平面指向性及び図9に示した垂直偏波垂直面指向性を得ることができる。
The
上記第2実施形態に示した双方向ビームアンテナ20Aにおいても、第1実施形態に係る双方向ビームアンテナ20と同様に、現地での組立て及び調整を不要とし、電気特性の安定化と低コスト化を実現でき、且つ、より一層の低サイドローブ化を実現することができる。
In the
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態について説明する。
図13は、本発明の第3実施形態に係る双方向ビームアンテナの平面図である。双方向ビームアンテナは、左右の2基のパッチアンテナを有し、各々のパッチアンテナはアンテナ素子として導波素子(無給電素子)91、92、93、94と放射素子97を有する。放射素子97は、放射板95とアース板96により構成されている。各々の素子は連結棒99で連結されている。左右のパッチアンテナの放射板95には、送受信機と接続する給電線98が接続されている。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
FIG. 13 is a plan view of a bidirectional beam antenna according to a third embodiment of the present invention. The bidirectional beam antenna has two left and right patch antennas, and each patch antenna has waveguide elements (parasitic elements) 91, 92, 93, 94 and a radiating
図14は、上記図13に示した双方向ビームアンテナを筐体101に収納した場合の平面図である。この場合、給電線98は、2分配器100により1本になって送受信機に接続される。双方向ビームアンテナを収納する筐体101は、例えば中央部が金属素材、両側部がABS樹脂で形成されており、全体の長さは略600mm、中央部の径は略150mmである。上記第3実施形態に係る双方向ビームアンテナにおける具体的な構造は、上記第1実施形態あるいは第2実施形態と同様である。
FIG. 14 is a plan view of the case where the bidirectional beam antenna shown in FIG. In this case, the
上記双方向ビームアンテナの働きを図13に基づき説明する。送信の場合、送受信機(図示せず)から給電線98を通じて放射板95より放射される電波は、導波素子94、93、92、91により図面左側方向に伝送されることになる。放射素子の形状が平面であるため、アンテナは上下、左右に均一に同程度の筒状の指向性を有しており、走行中の列車においても確実に送信することができる。
The operation of the bidirectional beam antenna will be described with reference to FIG. In the case of transmission, radio waves radiated from the
この際、アース板96は電波の伝送を遮蔽し、図面右のパッチアンテナへの電波の干渉を防止する。従って、左右のアンテナは同軸上にかつ近接して設置することができる。
At this time, the
受信時には、電波は導波素子91、92、93、94で強められて放射板95で受信される。放射板95で受信できなかった電波はアース板96で反射し、送信時と同様に図面右のパッチアンテナへの干渉を防止する。
At the time of reception, the radio wave is strengthened by the
以上により、長手方向に長大なサービスエリアを必要とする走行列車と線路側のポイント間等において、高い伝送品質の無線LANを構築することが可能となる。 As described above, it is possible to construct a wireless LAN with high transmission quality between a traveling train that requires a long service area in the longitudinal direction and points on the track side.
次に、アンテナを筐体101に格納した場合について図14に基づいて説明する。給電線98は2分配器100の設置により1本で済むので、筐体101と送受信機の接続が簡単になっている。送信、受信におけるアンテナの働きは上記と同様であり、左側及び右側へ高い指向性を有し、又左右のアンテナ間での電波の相互干渉を低減することができる。
Next, a case where the antenna is stored in the
上記実施形態に係る双方向ビームアンテナの指向性の実測値を図15、図16に示す。図15は垂直偏波水平面指向性、図16は垂直偏波垂直面指向性を示している。測定は、電波暗室で行い、本アンテナを高さ1.5mに固定し、それをターンテーブル上に設置した。送信アンテナは標準アンテナ(電磁ホーンアンテナ)を高さ1.5m、距離5mに設置した。送信アンテナから電波を発射し、本アンテナのターンテーブルを回転させ、受信電力を計測した。その結果、図15、図16に示す通り、上下、左右に略均一な筒型の指向性を得ることができた。 The measured values of the directivity of the bidirectional beam antenna according to the above embodiment are shown in FIGS. FIG. 15 shows vertical polarization horizontal plane directivity, and FIG. 16 shows vertical polarization vertical plane directivity. The measurement was performed in an anechoic chamber, and the antenna was fixed at a height of 1.5 m and placed on a turntable. The transmitting antenna was a standard antenna (electromagnetic horn antenna) installed at a height of 1.5 m and a distance of 5 m. Radio waves were emitted from the transmitting antenna, the turntable of this antenna was rotated, and the received power was measured. As a result, as shown in FIG. 15 and FIG. 16, a substantially uniform directivity in the vertical and horizontal directions could be obtained.
(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態について説明する。
図17は、上記第3実施形態に係る双方向ビームアンテナを筐体に格納し、鉄道線路脇の電信柱に設置したものである。111及び112は上記実施形態に係る双方向ビームアンテナであり、113は電柱、114は2体の双方向ビームアンテナ111、112を電柱113に固定する止め金具である。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 17 shows a case where the bidirectional beam antenna according to the third embodiment is housed in a casing and installed on a telephone pole beside a railroad track. 111 and 112 are bidirectional beam antennas according to the above embodiment, 113 is a utility pole, and 114 is a fastener for fixing the two
上記双方向ビームアンテナ111、112を収納する筐体は、例えば中央部が金属素材、両側がABS樹脂で形成されており、全体の長さは略600mm、中央部の径は略150mmである。上記双方向ビームアンテナ111、112は、線路際の電柱113に止め金具114を用いて上下2段に設置し、空間ダイバシチー方式を採用している。双方向ビームアンテナ111、112を設置する相互の間隔は、約500mm以上あれば十分である。また、115は無線LANブリッジ、116、117は無線LANブリッジ115と双方向ビームアンテナ111、112との間を接続する給電線である。
The housing for storing the
各々の双方向ビームアンテナ111、112の働きは上記実施形態と同様である。双方向ビームアンテナ111、112は、図面左側及び右側の線路上に同様に均一の指向性を有しており、かつ空間ダイバシチー方式の採用により、高品質の伝送を保持して、左右の長手方向に長大なサービスエリアを構成することができる。又、筐体に格納しているので、風雨や飛来物にも問題なく耐えることができる。
The functions of the
(第5実施形態)
次に、本発明の第5実施形態について説明する。
図18は、上記第2実施形態あるいは第3実施形態に係る双方向ビームアンテナを列車120の先頭車両又は最後尾車両の上部に搭載したものである。列車120は線路123上を右方向に運行している状態を示している。121、122は本発明に係る双方向ビームアンテナであり、空間ダイバシチー方式を採用している。双方向ビームアンテナ121、122の筐体内部の構造は、第2、第3実施形態と同様である。上記双方向ビームアンテナ121、122の筐体は、例えば中央部がFRP素材で両側部はABS樹脂で形成され、全体の長さ、中央部の径は電柱に設置する場合と同様である。筐体の中央部をFRP素材としているのは、架線切断時等に備え絶縁性を確保するためである。各々の双方向ビームアンテナ121、122の相互の間隔は、電柱の場合と同様に約500mmあれば十分である。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 18 shows a case where the bidirectional beam antenna according to the second embodiment or the third embodiment is mounted on the top of the first vehicle or the last vehicle of the
上記双方向ビームアンテナ121、122は、図面左右の線路123に沿った方向に上下、左右同程度に均一に指向性を有しており、空間ダイバシチー方式の採用により高品質の伝送特性を保持し、かつ長手方向に長大なサービスエリアを構成することができる。
The
双方向ビームアンテナ121、122の筐体は前後に流線型の形状を有しているので、列車120が高速で運行する場合にも空気抵抗を最小限度に抑えることができる。又、筐体の中央部をFRP素材、両側部をABS樹脂で形成し、両側のアンテナ部分の内部にはアンテナ素子を保護するための緩衝材(防振部材)を詰めているので、風雨の影響を受けず、飛来物からアンテナを保護することができる。
Since the casings of the
図19は、本発明に係る双方向ビームアンテナ121、122をトラック131の上部に設置し、空間ダイバシチー方式を採用した場合の例を示したものである。トラック131は、図面右方向に走行している状態を示している。
FIG. 19 shows an example in which the
双方向ビームアンテナ121、122をトラック131の上部に設置した場合も、列車120の上部に設置した場合と同様に空間ダイバシチー方式の採用により、高品質の伝送を保持し、かつ道路に沿って長手方向に長大なサービスエリアを構成することができる。
When the
本発明は、列車や自動車と沿線との通信手段として極めて有用である。すなわち、線路際や幹線道路際のポイント及び運行する列車上や走行する自動車上に本発明に係る双方向ビームアンテナを設置することにより、地上の送受信ポイントと列車・自動車間に長大なかつ利得の高いサービスエリアを構築することができる。 The present invention is extremely useful as a communication means between a train or a car and a railway line. That is, by installing the bidirectional beam antenna according to the present invention on the point near the track or on the main road, on the train to be operated or on the traveling vehicle, it is long and high in gain between the transmission / reception point on the ground and the train / vehicle. A service area can be constructed.
なお、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できるものである。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage.
20、20A…双方向ビームアンテナ、21…取付部、22a、22b…アンテナ部、23、23a…取付部カバー、24…ネジ、25…Uボルト、26…アンテナカバー、27…給電用同軸ケーブル、28…接栓、31…第1のアンテナ取付金具、32…第2のアンテナ取付金具、33…金具本体部、33a〜33d…折曲部、34a〜34c…凹部、35…ボルト穴、36…ナット、37…ベース取付穴、38、41…ネジ穴、42…2分配器、43…ケース、44…基板、45a、45b…リジットケーブル、46a、46b…リジットケーブル押え金具、47…ケーブル押え金具、48…緩衝部材、49…分配線路、50…穴、51…ベース板、52…ネジ、53…アンテナアーム、54…パッチアンテナ、55a〜55d…無給電素子、56a〜56e…スペーサ、57…ナット、58…ネジ、59…リジットケーブル取付金具、61…防振部材、61a…第1防振材、61b…第2防振材、61c…スリット、62…支持穴、63…給電点、64、66、67…方向合わせ穴、65…支持穴、68…方向合わせ棒、71…取付金具、72…車体屋根、73…底板、74…固定ナット、75、76…ボルト、77…溝、78…コネクタ、81…底板本体部、81a〜81d…折曲部、82…ネジ穴、84…固定ボルト、85…ナット、86…空気孔、91、92、93、94…導波素子、95…放射板、96…アース板、97…放射素子、98…給電線、99…連結棒、100…分配器、101…筐体、111、112…双方向ビームアンテナ、113…電柱、114…金具、115…LANブリッジ、116、117…給電線、120…列車、121.122…双方向ビームアンテナ、123…線路、131…トラック。
20, 20A ... Bidirectional beam antenna, 21 ... Mounting portion, 22a, 22b ... Antenna portion, 23, 23a ... Mounting portion cover, 24 ... Screw, 25 ... U bolt, 26 ... Antenna cover, 27 ... Coaxial cable for feeding, 28 ... Connector, 31 ... First antenna mounting bracket, 32 ... Second antenna mounting bracket, 33 ... Bass main body, 33a to 33d ... Bent portion, 34a to 34c ... Recess, 35 ... Bolt hole, 36 ...
Claims (7)
放射板及びアース板からなる放射素子を備えた単一指向性を有するパッチアンテナ2基を同軸上に互いに背向して配設し、前記アース板により各パッチアンテナにおける電波の相互干渉を防ぎ、且つ、装置前後に同じ筒状の指向性を形成することを特徴とする双方向ビームアンテナ。 In communication between trains and cars along the line,
Radiating plate and disposed in back to back with each other patch antenna 2 group coaxially with unidirectional having a radiating element comprising a ground plate, anti skill radio mutual interference in each patch antenna by said ground plate The bidirectional beam antenna is characterized in that the same cylindrical directivity is formed before and after the apparatus .
前記2基のパッチアンテナの夫々筒状の単一指向性を有する側に設けられる、先端に向かって徐々に小型化する2つの多段無給電素子と、Two multistage parasitic elements that are provided on the cylindrical unidirectional sides of the two patch antennas and that are gradually reduced in size toward the tip;
前記アース板に取付けられ、前記パッチアンテナと前記多段無給電素子を収納し、取付部側では角筒状であり先端方向にいくに従って細くなるようにテーパ状に形成された2つのアンテナカバーと、を備え、Two antenna covers that are attached to the ground plate, house the patch antenna and the multistage parasitic element, and are formed in a tapered shape so as to become narrower toward the distal end in the shape of a rectangular tube on the attachment portion side; With
前記筒状の単一指向性を形成する方向が、該双方向ビームアンテナの長手方向であることを特徴とする請求項2に記載の双方向ビームアンテナ。The bidirectional beam antenna according to claim 2, wherein a direction in which the cylindrical unidirectionality is formed is a longitudinal direction of the bidirectional beam antenna.
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