JP5048012B2 - Collinear antenna - Google Patents
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本発明は、多周波で動作させることのできるコーリニアアンテナに関するものである。 The present invention relates to a collinear antenna that can be operated at multiple frequencies.
従来のコーリニアアンテナの構成の一例を図52に示す。
図52に示す従来のコーリニアアンテナ200は、それぞれダイポールアンテナを構成するスリーブ素子が5段スタックされて構成されている。すなわち、1段目スリーブ素子210の上には2段目スリーブ素子211がスタックされ、2段目スリーブ素子211の上には3段目スリーブ素子212がスタックされ、3段目スリーブ素子212の上には4段目スリーブ素子213がスタックされ、4段目スリーブ素子213の上には5段目スリーブ素子214がスタックされている。1段目スリーブ素子210ないし5段目スリーブ素子214のほぼ中央部が同軸ケーブル220により励振されており、同軸ケーブル220の下端にはアンテナ給電部221が接続され、整合回路215を介して同軸ケーブル220は1段目スリーブ素子210内に導入されている。各スリーブ素子210〜214は円筒状の上段スリーブパイプと下段スリーブパイプが向き合わされて構成されており、ダイポールアンテナを構成する上段スリーブパイプと下段スリーブパイプの物理長ELは、アンテナ給電部221から給電される周波数信号の波長をλとした際に約λ/4とされている。また、各段のスリーブ素子210〜214が同相で励振されるように、給電部間の同軸ケーブル220の電気長は約1λとされている。この場合、同軸ケーブル220の誘電率εrが約2.2とされている場合には、その波長短縮率が約67%になることから、給電部間の間隔PLの物理長は約0.67λとされる。
An example of the configuration of a conventional collinear antenna is shown in FIG.
The conventional collinear antenna 200 shown in FIG. 52 is configured by stacking five stages of sleeve elements each constituting a dipole antenna. That is, the second-stage sleeve element 211 is stacked on the first-
5段目スリーブ素子214の詳細構成を示す断面図を図53に示す。図53に示す5段目スリーブ素子214は、円筒状の上段スリーブパイプ214aの下端面と円筒状の下段スリーブパイプ214cの上端面とが向き合わされて配置されている。上段スリーブパイプ214aの下端部の内側に金属製の上段ジョイント214bが嵌挿されており、下段スリーブパイプ214cの上端部の内側に金属製の下段ジョイント214dが嵌挿されている。下段スリーブパイプ214c内には、4段目スリーブ素子213から導出された同軸ケーブル220が挿通されており、同軸ケーブル220が下段ジョイント214dのほぼ中央部に形成されているほぼ円形の挿通孔内に挿通されて、その外部導体220cが下段ジョイント214dに電気的に接続されている。また、下段スリーブパイプ214cと上段スリーブパイプ214aとの境界部において同軸ケーブル220の外部導体220cは除去され、中心導体220aを外部導体220cのほぼ中心軸上に保持する絶縁筒体220bが露出されている。この絶縁筒体220bは、上記境界部を超えた部位において除去されて中心導体220aが露出されており、この中心導体220aが上段ジョイント214bのほぼ中央部に形成されている挿通孔内に挿通されている。そして、上段ジョイント214bの上面から導出された中心導体220aが、上段ジョイント214bの上面に電気的に接続されている。この構成により、ダイポールアンテナを構成する5段目スリーブ素子214の下段スリーブパイプ214cと上段スリーブパイプ214aとが、同軸ケーブル220を伝達してきた周波数信号により励振されるようになる。 FIG. 53 is a cross-sectional view showing a detailed configuration of the fifth-stage sleeve element 214. The fifth-stage sleeve element 214 shown in FIG. 53 is arranged such that the lower end surface of the cylindrical upper sleeve pipe 214a and the upper end surface of the cylindrical lower sleeve pipe 214c face each other. A metal upper joint 214b is fitted inside the lower end of the upper sleeve pipe 214a, and a metal lower joint 214d is fitted inside the upper end of the lower sleeve pipe 214c. A coaxial cable 220 led out from the fourth-stage sleeve element 213 is inserted into the lower-stage sleeve pipe 214c, and the coaxial cable 220 is inserted into a substantially circular insertion hole formed at the substantially central portion of the lower-stage joint 214d. The outer conductor 220c is inserted and electrically connected to the lower joint 214d. In addition, the outer conductor 220c of the coaxial cable 220 is removed at the boundary between the lower sleeve pipe 214c and the upper sleeve pipe 214a, and the insulating cylinder 220b that holds the center conductor 220a on the substantially central axis of the outer conductor 220c is exposed. Yes. The insulating cylindrical body 220b is removed at a portion beyond the boundary portion to expose the central conductor 220a, and the central conductor 220a is inserted into an insertion hole formed at a substantially central portion of the upper joint 214b. ing. The center conductor 220a derived from the upper surface of the upper joint 214b is electrically connected to the upper surface of the upper joint 214b. With this configuration, the lower sleeve pipe 214c and the upper sleeve pipe 214a constituting the fifth-stage sleeve element 214 constituting the dipole antenna are excited by the frequency signal transmitted through the coaxial cable 220.
次に、1段目スリーブ素子210ないし4段目スリーブ素子213の詳細構成を示すが、1段目スリーブ素子210ないし4段目スリーブ素子213の詳細構成は同様とされていることから、ここではその内の4段目スリーブ素子213の詳細構成を断面図で図54に示す。図54に示す4段目スリーブ素子213は、円筒状の上段スリーブパイプ213aの下端面と円筒状の下段スリーブパイプ213cの上端面とが向き合わされて配置されており、その内部に中心軸にほぼ沿って同軸ケーブル220が挿通されている。上段スリーブパイプ213aの下端部の内側に金属製の上段ジョイント213bが嵌挿されており、下段スリーブパイプ213cの上端部の内側に金属製の下段ジョイント213dが嵌挿されている。下段スリーブパイプ213c内には、隣接する下の段とされる3段目スリーブ素子212から導出された同軸ケーブル220が挿通されており、同軸ケーブル220が下段ジョイント213dのほぼ中央部に形成されているほぼ円形の挿通孔内に挿通されて、その外部導体220cが下段ジョイント213dに電気的に接続されている。下段スリーブパイプ213cから導出された同軸ケーブル220は上段スリーブパイプ213a内に挿通されて、この同軸ケーブル220が上段ジョイント213bのほぼ中央部に形成されているほぼ円形の挿通孔内に挿通されて、その外部導体220cが上段ジョイント213bに電気的に接続されている。
Next, the detailed configuration of the first-
また、下段スリーブパイプ213cと上段スリーブパイプ213aとの境界部において同軸ケーブル220の外部導体220cは除去されて、絶縁筒体220bが露出されている。この絶縁筒体220bが露出されている内部に位置にする中心導体220aと、向かい合わされて配置されている上段ジョイント213bおよび下段ジョイント213dにより励振スロットとされるスリーブ給電部213eが構成されて、スリーブ給電部213eにより上段スリーブパイプ213aと下段スリーブパイプ213cとが、同軸ケーブル220を伝達してきた周波数信号により励振されている。同軸ケーブル220は、上段スリーブパイプ213aの上端から導出されて上の段とされる5段目スリーブ素子214に向かうようになる。 Further, the outer conductor 220c of the coaxial cable 220 is removed at the boundary between the lower sleeve pipe 213c and the upper sleeve pipe 213a, and the insulating cylindrical body 220b is exposed. A sleeve power feeding portion 213e serving as an excitation slot is configured by a center conductor 220a positioned inside the exposed cylindrical body 220b and an upper joint 213b and a lower joint 213d arranged to face each other. The upper sleeve pipe 213a and the lower sleeve pipe 213c are excited by the frequency signal transmitted through the coaxial cable 220 by the power feeding unit 213e. The coaxial cable 220 is led out from the upper end of the upper sleeve pipe 213a toward the fifth stage sleeve element 214 which is the upper stage.
従来のコーリニアアンテナ200において、アンテナ給電部221から供給する周波数信号を第1周波数f1(f1=1.00GHz)とし、1段目スリーブ素子210ないし5段目スリーブ素子214における各段の上段スリーブパイプおよび下段スリーブパイプの長さを、第1使用周波数f1の波長をλ1とした際にλ1/4とし、各段におけるスリーブ給電部間の間隔PLを約0.67λ1とした際の垂直面内(Z−X平面)の放射パターンを図55に示す。この場合、各段におけるスリーブ給電部間における同軸ケーブル220の物理長は間隔PLと等しく約0.67λ1とされているが、同軸ケーブル220の比誘電率εrは約2.2とされていることから、物理長が0.67λ1の同軸ケーブル220の電気長は約λ1となり、1段目スリーブ素子210ないし5段目スリーブ素子214は同相で給電されるようになる。
図55を参照すると、1段目スリーブ素子210ないし5段目スリーブ素子214は同相で給電されることから、θが約90°および約270°の水平方向にほぼ同じ強さの放射ビームが発生しており、各放射ビームの3dB半値角は約15°と鋭くされていると共に、ピーク値とサイドローブの差が10dB以上得られており、通信に適する良好な放射パターンが得られている。
In the conventional collinear antenna 200, the frequency signal supplied from the antenna feeder 221 is set to the first frequency f1 (f1 = 1.00 GHz), and the upper sleeve pipe of each stage in the first-
Referring to FIG. 55, since the first-
また、従来のコーリニアアンテナ200において、アンテナ給電部221から供給する周波数信号を第2周波数f2(f2=1.45GHz)とし、各段の上段スリーブパイプおよび下段スリーブパイプの長さ、および、間隔PLを上記の通りの長さとした際の垂直面内(Z−X平面)の放射パターンを図56に示す。この場合、周波数f2の波長をλ2とすると、各段の上段スリーブパイプおよび下段スリーブパイプの長さは約0.3625λ2(=0.25λ1)と1/4波長より長くなってしまう。また、各段におけるスリーブ給電部間における同軸ケーブル220の物理長は間隔PLと等しく約0.9715λ2(=0.67λ1)となると共に、同軸ケーブル220の比誘電率εrは約2.2とされていることから同軸ケーブル220の電気長は約1.45λ2となり、1段目スリーブ素子210ないし5段目スリーブ素子214は同相給電されなくなる。
図56を参照すると、1段目スリーブ素子210ないし5段目スリーブ素子214は同相で給電されないことから、各放射の3dB半値角は約15°〜30°と鋭いが、θ=約60°、約140°、約215°、約300°の4方向にほぼ同じ強さの放射が発生してしまい、大きなサイドローブがθ=約30°方向に約5.5dB、約95°方向に約3dB、約115°方向に約3dB、約245°方向に約3dB、約265°方向に約4dB、約325°方向に約4.5dBの強さで発生する。このように、サイドローブが6方向にも発生しているため、この放射パターンは通信に適さないようになる。
Further, in the conventional collinear antenna 200, the frequency signal supplied from the antenna feeder 221 is the second frequency f2 (f2 = 1.45 GHz), the lengths of the upper sleeve pipe and the lower sleeve pipe of each stage, and the interval PL. FIG. 56 shows a radiation pattern in the vertical plane (ZX plane) when the length is as described above. In this case, if the wavelength of the frequency f2 is λ2, the lengths of the upper sleeve pipe and the lower sleeve pipe of each stage are about 0.3625λ2 (= 0.25λ1), which is longer than ¼ wavelength. The physical length of the coaxial cable 220 between the sleeve feeding portions in each stage is about 0.9715λ2 (= 0.67λ1), which is equal to the interval PL, and the relative dielectric constant εr of the coaxial cable 220 is about 2.2. Therefore, the electrical length of the coaxial cable 220 is about 1.45λ2, and the first-
Referring to FIG. 56, since the first-
さらに、従来のコーリニアアンテナ200において、アンテナ給電部221から供給する周波数信号を第2周波数f2とし、各段の上段スリーブパイプおよび下段スリーブパイプの長さをλ2/4とし、各段におけるスリーブ給電部間の間隔PLを約0.67λ2とした際の垂直面内(Z−X平面)の放射パターンを図58に示す。この場合、各段におけるスリーブ給電部間における同軸ケーブル220の物理長は間隔PLと等しく約0.67λ2とされているが、同軸ケーブル220の比誘電率εrは約2.2とされていることから同軸ケーブル220の電気長は約λ2となり、1段目スリーブ素子210ないし5段目スリーブ素子214は同相で給電されるようになる。
図58を参照すると、1段目スリーブ素子210ないし5段目スリーブ素子214は同相で給電されることから、θが約90°および約270°の水平方向にほぼ同じ強さの放射ビームが発生しており、各放射ビームの3dB半値角は約15°と鋭くされていると共に、ピーク値とサイドローブの差が10dB以上得られており、 通信に適する良好な放射パターンが得られている。
Further, in the conventional collinear antenna 200, the frequency signal supplied from the antenna power supply unit 221 is the second frequency f2, the lengths of the upper sleeve pipe and the lower sleeve pipe of each stage are λ2 / 4, and the sleeve power supply unit in each stage FIG. 58 shows a radiation pattern in the vertical plane (ZX plane) when the interval PL is about 0.67λ2. In this case, the physical length of the coaxial cable 220 between the sleeve feeding portions in each stage is about 0.67λ2, which is equal to the interval PL, but the relative dielectric constant εr of the coaxial cable 220 is about 2.2. Therefore, the electrical length of the coaxial cable 220 is about λ2, and the first-
Referring to FIG. 58, since the first-
さらにまた、従来のコーリニアアンテナ200において、アンテナ給電部221から供給する周波数信号を第1周波数f1とし、各段の上段スリーブパイプおよび下段スリーブパイプの長さ、および、間隔PLを上記の通りの長さとした際の垂直面内(Z−X平面)の放射パターンを図57に示す。この場合、各段の上段スリーブパイプおよび下段スリーブパイプの長さは約0.1724λ1と1/4波長より短くなってしまう。また、各段におけるスリーブ給電部間における同軸ケーブル220の物理長は間隔PLと等しく約0.462λとなって、同軸ケーブル220の比誘電率εrは約2.2とされていることから同軸ケーブル220の電気長は約0.689λとなり、1段目スリーブ素子210ないし5段目スリーブ素子214は同相給電されなくなる。
図57を参照すると、1段目スリーブ素子210ないし5段目スリーブ素子214は同相で給電されないことから、2方向の放射はほぼ同じ強さで各放射の3dB半値角は約30°と鋭く、ピーク値とサイドローブの差は10dB以上と小さいが、2方向の放射は水平方向ではなくθが約125°および約235°方向の下向きとなっており、この放射パターンは通信に適さないようになる。
以上のように、従来のコーリニアアンテナ200では、スリーブ素子からなる放射素子を多段に重ねて指向性を鋭くして高い利得を得る際に、複数の周波数、例えば2つの周波数において、通信に適する放射パターンを得ることができないという問題点があった。
Furthermore, in the conventional collinear antenna 200, the frequency signal supplied from the antenna feeder 221 is set to the first frequency f1, and the lengths of the upper sleeve pipe and the lower sleeve pipe of each stage and the interval PL are set as described above. FIG. 57 shows the radiation pattern in the vertical plane (Z-X plane). In this case, the length of the upper sleeve pipe and the lower sleeve pipe of each stage is about 0.1724λ1, which is shorter than ¼ wavelength. Further, the physical length of the coaxial cable 220 between the sleeve feeding portions in each stage is about 0.462λ equal to the interval PL, and the relative dielectric constant εr of the coaxial cable 220 is about 2.2. The electrical length of 220 is about 0.689λ, and the first-
Referring to FIG. 57, since the first-
As described above, in the conventional collinear antenna 200, when radiating elements composed of sleeve elements are stacked in multiple stages to obtain high gain by sharpening directivity, radiation suitable for communication at a plurality of frequencies, for example, two frequencies, is obtained. There was a problem that a pattern could not be obtained.
そこで、本発明は、多周波において通信に適する放射パターンを得ることができるコーリニアアンテナを提供することを目的としている。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a collinear antenna capable of obtaining a radiation pattern suitable for communication at multiple frequencies.
上記目的を達成するために、本発明のコーリニアアンテナは、多段にスタックされている向かい合わされて配置された上段スリーブと下段スリーブとからなる複数段のスリーブ素子と、前記各スリーブ素子に給電するために前記スリーブ素子内に下から挿通されている複数本の伝送線路と、前記伝送線路のそれぞれに異なる周波数信号を供給する複数の給電部とを備え、前記多段にスタックされたそれぞれの前記各スリーブ素子は、前記複数本の伝送線路により伝達される前記異なる周波数信号により励振され、隣接する前記スリーブ素子における給電部間の前記複数の伝送線路のそれぞれの電気長が、伝達される周波数信号の波長の略整数倍とされて多周波で動作可能とされていることを最も主要な特徴としている。 In order to achieve the above object, the collinear antenna of the present invention is configured to supply a plurality of sleeve elements each composed of an upper sleeve and a lower sleeve, which are arranged to face each other and stacked in multiple stages, and to supply each sleeve element. Each of the sleeves stacked in multiple stages, and a plurality of transmission lines inserted from below into the sleeve element, and a plurality of power feeding sections for supplying different frequency signals to the transmission lines. The element is excited by the different frequency signals transmitted by the plurality of transmission lines, and the electrical length of each of the plurality of transmission lines between the feeding parts in the adjacent sleeve elements is the wavelength of the transmitted frequency signal. The most important feature is that it can be operated at multiple frequencies.
本発明のコーリニアアンテナは、少なくとも2本の同軸ケーブルにはそれぞれ異なる周波数信号が伝送され、多段にスタックされたそれぞれの単位スリーブ素子に、少なくとも2本の同軸ケーブルから異なる周波数信号が給電され、単位スリーブ素子における隣接する給電点間の少なくとも2本の同軸ケーブルのそれぞれの電気長が、伝送される周波数信号の波長の略整数倍とされていることで、多段にスタックされたそれぞれの単位スリーブ素子がそれぞれ異なる周波数信号で同相給電されることから、多周波において通信に適する放射パターンを得ることができる。 The collinear antenna of the present invention transmits different frequency signals to at least two coaxial cables, and feeds different frequency signals from at least two coaxial cables to each unit sleeve element stacked in multiple stages. Each unit sleeve element stacked in multiple stages is configured such that the electrical lengths of at least two coaxial cables between adjacent feeding points in the sleeve element are substantially integer multiples of the wavelength of the transmitted frequency signal. Are fed in phase with different frequency signals, a radiation pattern suitable for communication at multiple frequencies can be obtained.
本発明の第1実施例にかかるコーリニアアンテナの構成を図1に示す。
図1に示す第1実施例のコーリニアアンテナ1は、それぞれダイポールアンテナを構成するスリーブ素子が5段スタックされて構成されている。すなわち、1段目スリーブ素子10の上には2段目スリーブ素子11がスタックされ、2段目スリーブ素子11の上には3段目スリーブ素子12がスタックされ、3段目スリーブ素子12の上には4段目スリーブ素子13がスタックされ、4段目スリーブ素子13の上には5段目スリーブ素子14がスタックされている。1段目スリーブ素子10ないし5段目スリーブ素子14には、そのほぼ中央部に2本の第1同軸ケーブル90および第2同軸ケーブル91から給電されており、第1同軸ケーブル90の下端には第1アンテナ給電部92が接続され、第1整合回路15を介して第1同軸ケーブル90から1段目スリーブ素子10に給電されていると共に、第2同軸ケーブル91の下端には第2アンテナ給電部93が接続され、第2整合回路16を介して第2同軸ケーブル91から1段目スリーブ素子10に給電されている。第1アンテナ給電部92からは第1周波数f1の周波数信号が供給され、第2アンテナ給電部93からは第1周波数f1とは異なる第2周波数f2の周波数信号が供給される。
The configuration of a collinear antenna according to the first embodiment of the present invention is shown in FIG.
The
第1実施例のコーリニアアンテナ1を構成している各スリーブ素子10〜14は後述するように金属製とされた円筒状の上段スリーブパイプと下段スリーブパイプが向き合わされて構成されており、ダイポールアンテナを構成する上段スリーブパイプと下段スリーブパイプの物理長ELは約0.22λ〜約0.32λとされており、隣接するスリーブ素子10〜14の給電部間の間隔PLの物理長は約0.8λを超えない長さとされている。この波長λは、第1周波数f1の場合はその波長λ1となり、第2周波数f2の場合はその波長λ2となる。そして、第1同軸ケーブル90および第2同軸ケーブル91から給電される1段目スリーブ素子10ないし5段目スリーブ素子14のそれぞれの給電部において第1周波数信号および第2周波数信号によりそれぞれ同相で励振されている。このため、1段目スリーブ素子10ないし5段目スリーブ素子14における隣接する各段の給電部間の第1同軸ケーブル90の電気長は約λ1あるいはその整数倍とされ、第2同軸ケーブル91の電気長は約λ2あるいはその整数倍とされている。
As will be described later, each of the
第1実施例のコーリニアアンテナ1における5段目スリーブ素子14の詳細構成を図2に断面図で示す。図2に示す5段目スリーブ素子14は、円筒状の上段スリーブパイプ14aの下端面と円筒状の下段スリーブパイプ14cの上端面とが向き合わされて配置されている。上段スリーブパイプ14aの下端部の内側に金属製の上段ジョイント14bが嵌挿されており、下段スリーブパイプ14cの上端部の内側に金属製の下段ジョイント14dが嵌挿されている。下段スリーブパイプ14c内には、4段目スリーブ素子13内に挿通された第1同軸ケーブル90および第2同軸ケーブル91が挿通されており、第1同軸ケーブル90および第2同軸ケーブル91が下段ジョイント14dのほぼ中央部に形成されている挿通孔内に挿通されて、第1同軸ケーブル90の外部導体90cおよび第2同軸ケーブル91の外部導体91cが下段ジョイント14dに電気的に接続されている。また、下段スリーブパイプ14cと上段スリーブパイプ14aとの境界部において第1同軸ケーブル90の外部導体90cおよび第2同軸ケーブル91の外部導体91cが除去され、中心導体90a,91aを外部導体90c,91cのほぼ中心軸上に保持する絶縁筒体90b,91bが露出されている。この絶縁筒体90b,91bは、上記境界部を超えた部位において除去されて中心導体90a,91aが露出されており、この中心導体90a,91aが上段ジョイント14bのほぼ中央部に形成されている挿通孔内に挿通されている。そして、上段ジョイント14bの上面から導出された中心導体90a,91aが、上段ジョイント14bの上面にそれぞれ電気的に接続されている。この構成により、ダイポールアンテナを構成する5段目スリーブ素子14の下段スリーブパイプ14cと上段スリーブパイプ14aとが、第1同軸ケーブル90および第2同軸ケーブル91を伝達してきた第1周波数信号および第2周波数信号により励振されるようになる。
A detailed configuration of the fifth-
次に、第1実施例のコーリニアアンテナ1において、1段目スリーブ素子10ないし4段目スリーブ素子13の詳細構成を示すが、それぞれダイポールアンテナを構成する1段目スリーブ素子10ないし4段目スリーブ素子13の詳細構成は同様とされていることから、ここではその内の4段目スリーブ素子13の詳細構成を断面図で図3に示す。図3に示す4段目スリーブ素子13は、円筒状の上段スリーブパイプ13aの下端面と円筒状の下段スリーブパイプ13cの上端面とが向き合わされて配置されている。上段スリーブパイプ13aの下端部の内側に金属製の上段ジョイント13bが嵌挿されており、下段スリーブパイプ13cの上端部の内側に金属製の下段ジョイント13dが嵌挿されている。下段スリーブパイプ13c内には、隣接する下の段とされる3段目スリーブ素子12内から導出された第1同軸ケーブル90および第2同軸ケーブル91が挿通されており、第1同軸ケーブル90および第2同軸ケーブル91が下段ジョイント13dのほぼ中央部に形成されている挿通孔内に挿通されて、その外部導体90c,91cが下段ジョイント13dに電気的に接続されている。下段スリーブパイプ13cから導出された第1同軸ケーブル90および第2同軸ケーブル91は上段スリーブパイプ13a内に挿通されて、第1同軸ケーブル90および第2同軸ケーブル91が上段ジョイント13bのほぼ中央部に形成されている挿通孔内に挿通されて、その外部導体90c,90dが上段ジョイント13bに電気的に接続されている。
Next, in the
また、下段スリーブパイプ13cと上段スリーブパイプ13aとの境界部において第1同軸ケーブル90の外部導体90cおよび第2同軸ケーブル91の外部導体91cが除去されて、絶縁筒体90b,91bが露出されている。この絶縁筒体90b,91bが露出されている内部に位置する中心導体90a,91aと、向かい合わされて配置されている上段ジョイント13bおよび下段ジョイント13dにより励振スロットとされるスリーブ給電部13eが構成されて、スリーブ給電部13eによりダイポールアンテナを構成している上段スリーブパイプ13aと下段スリーブパイプ13cとが、第1同軸ケーブル90および第2同軸ケーブル91を伝達してきた第1周波数信号および第2周波数信号により励振されている。第1同軸ケーブル90および第2同軸ケーブル91は、上段スリーブパイプ13aの上端から上の段とされる5段目スリーブ素子14に向けて導出されている。
Further, the outer conductor 90c of the first
第1実施例のコーリニアアンテナ1において、第1周波数f1を1.00GHz(波長λ1≒300mm)、第2周波数f2を1.45GHz(波長λ2≒206.9mm)とした際の各部の寸法の一例を次に示す。各スリーブ素子10〜14における円筒状の上段スリーブパイプと下段スリーブパイプの長さELは約66mm(EL≒0.22λ1≒0.319λ2)とされ、スリーブ素子10〜14のスリーブ給電部間の間隔PLは約139.5mm(EL≒0.465λ1≒0.674λ2)とされる。また、長さELは、
EL=Sh+SL+Pt−Jt (1)
で表すことができる。ただし、図2,図3に示すようにShは上段スリーブパイプおよび下段スリーブパイプの肩の長さであり、SLは上段スリーブパイプおよび下段スリーブパイプの長さであり、Ptは上段スリーブパイプおよび下段スリーブパイプの厚みであり、Jtは上段ジョイントおよび下段ジョイントの厚みとされている。そして、上段スリーブパイプおよび下段スリーブパイプの外径は、例えば約27mmとされている際に、長さSLは約64.5mm、厚みPtは約0.5mmとされている。また、上段ジョイントおよび下段ジョイントの外径は約26mm、厚さJtは約9.5mmとされている。このとき、上段スリーブパイプおよび下段スリーブパイプの肩の長さShは約10.2mmとされている。
In the
EL = Sh + SL + Pt−Jt (1)
Can be expressed as 2 and 3, Sh is the shoulder length of the upper sleeve pipe and the lower sleeve pipe, SL is the length of the upper sleeve pipe and the lower sleeve pipe, and Pt is the upper sleeve pipe and the lower sleeve pipe. It is the thickness of the sleeve pipe, and Jt is the thickness of the upper joint and the lower joint. When the outer diameters of the upper sleeve pipe and the lower sleeve pipe are about 27 mm, for example, the length SL is about 64.5 mm and the thickness Pt is about 0.5 mm. The outer diameter of the upper joint and the lower joint is about 26 mm, and the thickness Jt is about 9.5 mm. At this time, the shoulder length Sh of the upper sleeve pipe and the lower sleeve pipe is about 10.2 mm.
また、第1同軸ケーブル90は、例えば特性インピーダンスが50Ωで絶縁筒体90bの比誘電率が約4.62とされ、第2同軸ケーブル91も、例えば特性インピーダンスが50Ωで絶縁筒体91bの比誘電率が約2.2とされており、1段目スリーブ素子10ないし5段目スリーブ素子14内に平行してほぼ垂直に配置されている。第1同軸ケーブル90および第2同軸ケーブル91の外部導体90c,91cの外径は約3.6mm、絶縁筒体90b,91bの外径は約3mm、外部導体90c,91cの肉厚は約0.3mmとされている。さらに、第1同軸ケーブル90の途中に挿入されている第1整合回路15と、第2同軸ケーブル91の途中に挿入されている第2整合回路16は、第1周波数f1および第2周波数f2のそれぞれのインピーダンスマッチングを行っている。第1整合回路15および第2整合回路16の整合回路としては、例えば、他に用意した同軸ケーブルの外部導体を除去して露出させた内部導体を外部導体に接続させてショートしたショートスタブや、他に用意した同軸ケーブルの内部導体と外部導体の径比を変化させたり誘電体の誘電率を変化させたりしたQマッチングなどを用いることができる。
The first
第1実施例のコーリニアアンテナ1において、各段のスリーブ給電部では、第1同軸ケーブル90および第2同軸ケーブル91の内部を通過する電流振幅を同位相とするため、間隔PLは使用する波長の約λとされている。第1同軸ケーブル90の絶縁筒体90bの比誘電率を約4.62とすると、波長λ1は約46.5%に波長短縮されて第1同軸ケーブル90の物理長が約139.5mmとされた際に電気長が1λ1の長さとなる。また、第2同軸ケーブル91の絶縁筒体91bの比誘電率が約2.2とされていると、波長λ2は約67.4%に波長短縮されて第2同軸ケーブル91の物理長が139.5mmとされた際に電気長が1λ2の長さとなる。このため、第1同軸ケーブル90のスリーブ給電部と、第2同軸ケーブル91のスリーブ給電部を同一の位置とすることができる。
第1実施例のコーリニアアンテナ1の放射パターンは、第1周波数f1を1.00GHzとして上記した寸法とした際に、前記図55に示す放射パターンと同様となり、第2周波数f2を1.45GHzとして上記した寸法とした際に、前記図58に示す放射パターンと同様となる。このため、第1実施例のコーリニアアンテナ1においては、ダイポールアンテナからなるスリーブ素子10〜14を5段に重ねて指向性を鋭くして利得を稼ぎながら、2つの周波数f1,f2において、水平方向に放射のピークを持ち、かつ、ピーク値とサイドローブの差を10dB以上とすることができるようになる。
In the
The radiation pattern of the
なお、同軸ケーブルは、外径3.6mm以外のものを使用しても良いし、特性インピーダンスを75Ωやそれ以外のインピーダンスとしてもよい。また、第1同軸ケーブル90および第2同軸ケーブル91に替えてセミリジットやセミフレキシブル、フレキシブルなどのケーブルや、基板を用いたマイクロストリップラインやコプレナーラインなどを使用しても良い。さらに、上段スリーブパイプおよび下段スリーブパイプは、外径27mm以外のものを使用しても良い。さらにまた、コーリニアアンテナ1の段数は5段以外の段数とすることができる。さらにまた、第1周波数f1=1.00GHzおよび第2周波数f2=1.45GHzはこれに限らず、他の周波数を使用してもよい。上記の説明ではコーリニアアンテナ1を2周波のアンテナとしたが、3周波以上の多周波コーリニアアンテナとすることができる。多周波以上とする場合は、多周波数に応じた本数の同軸ケーブルを多段に配置されたスリーブ素子内に挿通し、それぞれの同軸ケーブルの比誘電率を周波数に応じた比誘電率として、多周波のそれぞれにおいて各段のスリーブ給電部から同相で各段のスリーブ素子を励振するようにする。
A coaxial cable other than the outer diameter of 3.6 mm may be used, and the characteristic impedance may be 75Ω or other impedance. Further, instead of the first
次に、上段スリーブパイプと下段スリーブパイプの長さELを約0.22λ〜約0.32λとする理由、および、スリーブ素子10〜14の給電部間の間隔PLの物理長を約0.8λを超えない長さとする理由を図4ないし図6を参照して説明する。図4はダイポール素子を構成するスリーブ素子を2段スタックした原理的なコーリニアアンテナ100の構成を断面図で示す図であり、図5は上記間隔PLの物理長を1.0λ〜0.6λに変えたときの頂点方向からの角度に対する利得特性を示す図であり、図6は上記ELの長さを0.21λ〜0.33λに変えたときの頂点方向からの角度に対する利得特性を示す図である。
Next, the reason why the length EL of the upper sleeve pipe and the lower sleeve pipe is about 0.22λ to about 0.32λ, and the physical length of the interval PL between the power feeding portions of the
図4に示すコーリニアアンテナ100は、1段目のスリーブ素子はダイポールアンテナを構成する上段スリーブパイプ101aと下段スリーブパイプ101bとから構成され、2段目のスリーブ素子はダイポールアンテナを構成する上段スリーブパイプ102aと下段スリーブパイプ102bとから構成されている。1段目のスリーブ給電部101cにおいて、1段目の下段スリーブパイプ101bは一端に給電部103が接続された同軸ケーブル104の外部導体104cに接続されていると共に、上段スリーブパイプ101aも同軸ケーブル104の外部導体104cに接続されている。また、2段目のスリーブ給電部102cにおいて、2段目の下段スリーブパイプ102bは1段目から延伸された同軸ケーブル104の外部導体104cに接続されていると共に、上段スリーブパイプ102aは同軸ケーブル104の中心導体104aに接続されている。給電部103は、周波数f(波長λ)の周波数信号を同軸ケーブル104に給電している。スリーブ給電部101c,102cにおいて同軸ケーブル104の外部導体104cは除去されて絶縁筒体104bが露出されて励振スロットが構成されている。これにより、スリーブ給電部101c,102cにおいて1段目のスリーブ素子および2段目のスリーブ素子が周波数fの周波数信号により励振される。
In the collinear antenna 100 shown in FIG. 4, the first-stage sleeve element is composed of an upper sleeve pipe 101a and a lower-stage sleeve pipe 101b that constitute a dipole antenna, and the second-stage sleeve element is an upper-stage sleeve pipe that constitutes a dipole antenna. 102a and a
スリーブ給電部101cとスリーブ給電部102cとの間隔がPLとされ、各スリーブパイプの長さが上記(1)式で算出されるELとされる。間隔PLを1.0λ,0.9λ,0.8λ,0.7λ,0.6λと変化させた時の頂点方向からの角度θに対する利得特性が図5に示されている。ただし、図5においては角度θが90°の際の利得が0dBに正規化されている。図5を参照すると、PL=1.0λでは角度θが90°の時に利得がピークとなり、角度θが約112°の時に利得が約−22dBと落ち込むようになるが、角度θが増加するに従って利得が大きくなり、角度θが約137°の時に利得が約−1dBの大きなサイドローブが発生するようになる。また、PL=0.9λでは角度θが90°の時に利得がピークとなり、角度θが約118°の時に利得が約−12dBと落ち込むようになるが、角度θが増加するに従って利得が大きくなり、角度θが約140°の時に利得が約−5dBのやや大きなサイドローブが発生するようになる。さらに、PL=0.8λでは角度θが90°の時に利得がピークとなり、角度θが約128°の時に利得が約−16dBと落ち込むようになるが、角度θが増加するに従って利得が大きくなり、角度θが約147°の時に利得が約−12dBの小さなサイドローブが発生するようになる。 The interval between the sleeve power supply unit 101c and the sleeve power supply unit 102c is PL, and the length of each sleeve pipe is EL calculated by the above equation (1). FIG. 5 shows gain characteristics with respect to the angle θ from the apex direction when the interval PL is changed to 1.0λ, 0.9λ, 0.8λ, 0.7λ, and 0.6λ. However, in FIG. 5, the gain when the angle θ is 90 ° is normalized to 0 dB. Referring to FIG. 5, at PL = 1.0λ, the gain peaks when the angle θ is 90 °, and when the angle θ is about 112 °, the gain drops to about −22 dB, but as the angle θ increases. The gain increases, and when the angle θ is about 137 °, a large side lobe with a gain of about −1 dB is generated. Further, at PL = 0.9λ, the gain reaches a peak when the angle θ is 90 °, and the gain decreases to about −12 dB when the angle θ is about 118 °. However, the gain increases as the angle θ increases. When the angle θ is about 140 °, a slightly large side lobe with a gain of about −5 dB is generated. Furthermore, at PL = 0.8λ, the gain peaks when the angle θ is 90 °, and the gain drops to about −16 dB when the angle θ is about 128 °. However, the gain increases as the angle θ increases. When the angle θ is about 147 °, a small side lobe with a gain of about −12 dB is generated.
さらにまた、PL=0.7λでは角度θが90°の時に利得がピークとなり、角度θが約137°の時に利得が約−20dBと落ち込むようになるが、角度θが増加するに従って利得が大きくなり、角度θが約153°の時に利得が約−17dBの極小のサイドローブが発生するようになる。さらにまた、PL=0.6λでは角度θが90°の時に利得がピークとなり、角度θが増加するに従って利得は減少し、サイドローブは発生しない。ここで、ピーク値とサイドローブの利得の差は10dB以上であれば良好な通信が行えるため、間隔PLの長さは約0.8λ以下が適することになり、PL≦0.8λとするのが好適となる。 Furthermore, at PL = 0.7λ, the gain peaks when the angle θ is 90 °, and the gain drops to about −20 dB when the angle θ is about 137 °. However, the gain increases as the angle θ increases. Thus, when the angle θ is about 153 °, a minimal side lobe with a gain of about −17 dB is generated. Furthermore, at PL = 0.6λ, the gain peaks when the angle θ is 90 °, the gain decreases as the angle θ increases, and no side lobe is generated. Here, if the difference between the peak value and the gain of the side lobe is 10 dB or more, good communication can be performed. Therefore, the length of the interval PL is preferably about 0.8λ or less, and PL ≦ 0.8λ. Is preferred.
次に、上記(1)式により算出される各スリーブパイプの長さELを0.21λ,0.22λ,0.25λ,0.32λ,0.33λと変化させた時の頂点方向からの角度θに対する利得特性が図6に示されている。ただし、図6においては角度θが90°の際の利得が0dBに正規化されている。このとき、1段目のスリーブ素子における上段スリーブパイプ101aと2段目のスリーブ素子における下段スリーブパイプ102bとの間隙は0.1λに固定している。図6を参照すると、EL=0.21λでは、角度θが90°の時に利得がピークとなり、角度θが約121°の時に利得が約−19dBと落ち込むようになるが、角度θが増加するに従って利得が大きくなり、角度θが約148°の時に利得が約−3dBの大きなサイドローブが発生する。また、EL=0.22λでは、角度θが90°の時に利得がピークとなり、角度θが約132°の時に利得が約−26dBと落ち込むようになるが、角度θが増加するに従って利得が大きくなり、角度θが約153°の時に利得が約−11dBの小さなサイドローブが発生する。
Next, the angle from the apex direction when the length EL of each sleeve pipe calculated by the above equation (1) is changed to 0.21λ, 0.22λ, 0.25λ, 0.32λ, 0.33λ. The gain characteristic with respect to θ is shown in FIG. However, in FIG. 6, the gain when the angle θ is 90 ° is normalized to 0 dB. At this time, the gap between the upper sleeve pipe 101a in the first-stage sleeve element and the
さらに、EL=0.25λでは、角度θが90°の時に利得がピークとなり、角度θが約150°の時に利得が約−29dBと落ち込むようになるが、角度θが増加するに従って利得が大きくなり、角度θが約162°の時に利得が約−26dBの極小のサイドローブが発生する。さらにまた、EL=0.32λでは、角度θが90°の時に利得がピークとなり、角度θが増加するに従って利得は減少し、サイドローブは発生しない。さらにまた、EL=0.33λでは、角度θが90°の時に利得がピークとなり、角度θが約120°の時に利得が約−5dBと落ち込むようになるが、角度θが増加するに従って利得が大きくなり、角度θが約138°の時に利得が約−4dBの大きなサイドローブが発生する。ここで、ピーク値とサイドローブの利得の差は10dB以上であれば良好な通信が行えるため、ELの長さは0.22λ〜0.32λが適することとなり、EL=0.22λ〜0.32λとするのが好適となる。このELを満足する周波数範囲は、低い側の周波数をfとすれば高い側の周波数が約1.45fとされる周波数範囲となる。 Further, at EL = 0.25λ, the gain peaks when the angle θ is 90 °, and the gain drops to about −29 dB when the angle θ is about 150 °. However, the gain increases as the angle θ increases. Thus, when the angle θ is about 162 °, a minimal side lobe with a gain of about −26 dB is generated. Furthermore, at EL = 0.32λ, the gain peaks when the angle θ is 90 °, the gain decreases as the angle θ increases, and side lobes do not occur. Furthermore, at EL = 0.33λ, the gain peaks when the angle θ is 90 °, and the gain drops to about −5 dB when the angle θ is about 120 °, but the gain increases as the angle θ increases. When the angle θ is about 138 °, a large side lobe with a gain of about −4 dB is generated. Here, if the difference between the peak value and the gain of the side lobe is 10 dB or more, good communication can be performed. Therefore, the length of EL is suitably 0.22λ to 0.32λ, and EL = 0.22λ to 0. It is preferable to set it to 32λ. The frequency range satisfying this EL is a frequency range in which the higher frequency is approximately 1.45f if the lower frequency is f.
次に、図1に示す第1実施例のコーリニアアンテナ1において第1同軸ケーブル90と第2同軸ケーブル91の比誘電率εrを異ならせた理由を図7および図8を参照して説明する。
図7(a)は、中心導体110a、絶縁筒体110bおよび外部導体110cからなる同軸ケーブル110に、第1周波数f1(波長λ1)の周波数信号を給電部103から給電した際の電流分布が示されている。図7(a)に示すように、第1周波数f1の電流が1波長分乗る同軸ケーブル110の長さがPL11とされている。また、図7(b)は、同軸ケーブル110に第2周波数f2(波長λ2)の周波数信号を給電部103から給電した際の電流分布が示されている。図7(b)に示すように、第2周波数f2の電流が1波長分乗る同軸ケーブル110の長さがPL12とされている。波長λ1と波長λ2とは異なっているため、PL11とPL12とは異なる長さとなる。すると、コーリニアアンテナの各給電部においては、同相で励振する必要があることから異なる2周波で動作させる場合に給電部間の間隔を2周波で同位置に設置することができないことになる。
Next, the reason why the relative permittivity εr of the first
FIG. 7A shows a current distribution when a frequency signal of the first frequency f1 (wavelength λ1) is supplied from the
図8(a)は、比誘電率がεrbの同軸ケーブル120に、第1周波数f1(波長λ1)の周波数信号を給電部103から給電した際の電流分布が示されている。図8(a)に示すように、第1周波数f1の波長は比誘電率εrbの影響により波長短縮され電流が1波長分乗る同軸ケーブル120の長さがPL12となっている。また、図8(b)は、比誘電率がεraの同軸ケーブル110に第2周波数f2(波長λ2)の周波数信号を給電部103から給電した際の電流分布が示されている。図8(b)に示すように、第2周波数f2の波長は比誘電率εraの影響を受けて波長短縮されるが、電流が1波長分乗る同軸ケーブル110の長さは図8(a)で示すPL12と同じとされている。このようになる比誘電率εrbと比誘電率εraの関係は次式(2)を満足すればよい。
εrb=εra(λ1/λ2)2=εra(f2/f1)2 (2)
8 (a) is the ratio to the
εr b = εr a (λ1 / λ2) 2 = εr a (f2 / f1) 2 (2)
すなわち、第1周波数f1が伝達される同軸ケーブル120と第2周波数f2が伝達される同軸ケーブル110の比誘電率εrの関係が上記(2)式を満足することにより、第1周波数f1の波長λ1と第2周波数f2の波長λ2が異なっていても、同軸ケーブル120上の第1周波数の波長λ1’と同軸ケーブル110上の第2周波数f2の波長λ2’は、それぞれの波長短縮率が異なることから等しくなる。これにより、コーリニアアンテナを異なる2周波で動作させる場合に各段のスリーブ給電部において2周波の信号により同相で励振させることができる。これが第1実施例のコーリニアアンテナ1において第1同軸ケーブル90と第2同軸ケーブル91の比誘電率εrを異ならせた理由である。
なお、第1周波数f1用と第2周波数f2用の同軸ケーブル110の誘電率がεraとされているときは、図7(a)(b)に示すように同軸ケーブル110上の第1周波数の波長λ1”と同軸ケーブル110上の第2周波数f2の波長λ2’は、波長短縮率が同様となることから等しくならない。そこで、例えば第1周波数f1用の同軸ケーブル110を図8(c)に示すようにらせん状に巻くなどして物理的に同軸ケーブル110の全長PL12を短くすれば、コーリニアアンテナを異なる2周波で動作させる場合に各段のスリーブ給電部において2周波の信号により同相で励振させることができる。この原理を利用した第2実施例ないし第4実施例のコーリニアアンテナを次に説明する。
That is, when the relationship between the relative permittivity εr of the
Incidentally, when the dielectric constant of the first frequency f1 for the coaxial cable 110 for the second frequency f2 is a .epsilon.r a, the first frequency of the coaxial cable 110 as shown in FIG. 7 (a) (b) The wavelength λ1 ″ of the second frequency f2 on the coaxial cable 110 and the wavelength λ2 ′ of the second frequency f2 on the coaxial cable 110 are not equal because the wavelength shortening rate is the same. For example, the coaxial cable 110 for the first frequency f1 is, for example, If the overall length PL12 of the coaxial cable 110 is physically shortened by, for example, spirally winding as shown in Fig. 2, when the collinear antenna is operated at two different frequencies, the sleeve feeding unit at each stage is in phase with the two frequency signals. Next, the collinear antennas of the second to fourth embodiments using this principle will be described.
本発明の第2実施例にかかるコーリニアアンテナ2の構成を図9に示す。
図9に示す第2実施例のコーリニアアンテナ2は、それぞれダイポールアンテナを構成するスリーブ素子が5段スタックされて構成されている。すなわち、それぞれダイポールアンテナを構成している1段目スリーブ素子20、2段目スリーブ素子21、3段目スリーブ素子22、4段目スリーブ素子23、5段目スリーブ素子24がスタックされてコーリニアアンテナ2が構成されている。コーリニアアンテナ2は、1段目スリーブ素子20の下から導入されている2本の第1同軸ケーブル90および第2同軸ケーブル91から給電されており、第1同軸ケーブル90の下端には第1アンテナ給電部92が接続され、第2同軸ケーブル91の下端には第2アンテナ給電部93が接続されている。第1アンテナ給電部92からは第1周波数f1の周波数信号が供給され、第2アンテナ給電部93からは第1周波数f1とは異なる第2周波数f2の周波数信号が供給されている。
The configuration of the
The
第2実施例のコーリニアアンテナ2を構成している各段のスリーブ素子20〜24は後述するように金属製とされた円筒状の上段スリーブパイプと下段スリーブパイプが向き合わされて構成されており、ダイポールアンテナを構成する上段スリーブパイプと下段スリーブパイプの物理長ELは約0.22λ〜約0.32λとされており、隣接するスリーブ素子20〜24の給電部間の間隔PLの物理長は約0.8λを超えない長さとされている。この波長λは、第1周波数f1の場合はその波長λ1となり、第2周波数f2の場合はその波長λ2となる。そして、第1同軸ケーブル90および第2同軸ケーブル91から給電される1段目スリーブ素子20ないし5段目スリーブ素子24のそれぞれの給電部において第1周波数信号および第2周波数信号によりそれぞれ同相で励振されている。このため、1段目スリーブ素子20ないし5段目スリーブ素子24における隣接する各段の給電部間の第1同軸ケーブル90の電気長は約λ1あるいはその整数倍とされ、第2同軸ケーブル91の電気長は約λ2あるいはその整数倍とされている。
The
第2実施例のコーリニアアンテナ2における5段目スリーブ素子24の詳細構成を図10に断面図で示す。図10に示す5段目スリーブ素子24は、円筒状の上段スリーブパイプ24aの下端面と円筒状の下段スリーブパイプ24cの上端面とが向き合わされて配置されている。上段スリーブパイプ24aの下端部の内側に金属製の上段ジョイント24bが嵌挿されており、下段スリーブパイプ24cの上端部の内側に金属製の下段ジョイント24dが嵌挿されている。下段ジョイント24dのほぼ中央に形成された挿通孔には絶縁性の保護パイプ26の上端部が嵌着されており、下段スリーブパイプ24c内から下方へ伸びる保護パイプ26内には、4段目スリーブ素子23から導出されたらせん状に巻かれた第1同軸ケーブル90および直線状の第2同軸ケーブル91が挿通されている。第1同軸ケーブル90の外部導体90cおよび第2同軸ケーブル91の外部導体91cは下段ジョイント24dに電気的に接続されており、下段スリーブパイプ24cと上段スリーブパイプ24aとの境界部において第1同軸ケーブル90の外部導体90cおよび第2同軸ケーブル91の外部導体91cが除去されて絶縁筒体90b,91bが露出されている。この絶縁筒体90b,91bは、上記境界部を超えた部位において除去されて中心導体90a,91aが露出されており、この中心導体90a,91aが上段ジョイント24bのほぼ中央部に形成されている挿通孔内に挿通されている。そして、上段ジョイント24bの上面から導出された中心導体90a,91aが、上段ジョイント24bの上面にそれぞれ電気的に接続されている。この構成により、ダイポールアンテナを構成する5段目スリーブ素子24の下段スリーブパイプ24cと上段スリーブパイプ24aとが、第1同軸ケーブル90および第2同軸ケーブル91を伝達してきた第1周波数信号および第2周波数信号により励振されるようになる。
A detailed configuration of the fifth-
次に、第2実施例のコーリニアアンテナ2において、2段目スリーブ素子21ないし4段目スリーブ素子23の詳細構成を示すが、それぞれダイポールアンテナを構成する2段目スリーブ素子21ないし4段目スリーブ素子23の詳細構成は同様とされていることから、ここではその内の4段目スリーブ素子23の詳細構成を断面図で図11に示す。図11に示す4段目スリーブ素子23は、円筒状の上段スリーブパイプ23aの下端面と円筒状の下段スリーブパイプ23cの上端面とが向き合わされて配置されている。上段スリーブパイプ23aの下端部の内側に金属製の上段ジョイント23bが嵌挿されており、下段スリーブパイプ23cの上端部の内側に金属製の下段ジョイント23dが嵌挿されている。下段ジョイント23dのほぼ中央に形成された挿通孔には絶縁性の保護パイプ26の上端部が嵌着されており、下段スリーブパイプ23c内から下方へ伸びる保護パイプ26内には、3段目スリーブ素子22から導出されたらせん状に巻かれた第1同軸ケーブル90および直線状の第2同軸ケーブル91が挿通されている。第1同軸ケーブル90の外部導体90cおよび第2同軸ケーブル91の外部導体91cは下段ジョイント23dに電気的に接続されている。
Next, in the
上段ジョイント23bのほぼ中央部に形成されている挿通孔内には、上部が下段スリーブパイプ23c内に配置されている保護パイプ26の下端が嵌着されており、下段スリーブパイプ23cから導出された第1同軸ケーブル90および第2同軸ケーブル91の外部導体90c,91cが上段ジョイント23bに電気的に接続される。また、下段スリーブパイプ23cと上段スリーブパイプ23aとの境界部において第1同軸ケーブル90の外部導体90cおよび第2同軸ケーブル91の外部導体91cが除去されて、絶縁筒体90b,91bが露出されている。この絶縁筒体90b,91bが露出されている内部に位置にする中心導体90a,91aと、向かい合わされて配置されている上段ジョイント23bおよび下段ジョイント23dにより励振スロットとされるスリーブ給電部23eが構成されて、スリーブ給電部23eによりダイポールアンテナを構成している上段スリーブパイプ23aと下段スリーブパイプ23cとが、第1同軸ケーブル90および第2同軸ケーブル91を伝達してきた第1周波数信号および第2周波数信号により励振される。そして、保護パイプ26内にらせん状に巻かれた第1同軸ケーブル90および直線状の第2同軸ケーブル91が挿通されて、上の段とされる5段目スリーブ素子24に向けて導出されている。
The lower end of the protective pipe 26 whose upper portion is disposed in the lower sleeve pipe 23c is fitted in the insertion hole formed in the substantially central portion of the upper joint 23b, and is led out from the lower sleeve pipe 23c. The outer conductors 90c and 91c of the first
次に、第2実施例のコーリニアアンテナ2において、1段目スリーブ素子20の詳細構成を断面図で図12に示す。図12に示す1段目スリーブ素子20は、円筒状の上段スリーブパイプ20aの下端面と外径が大きくされた円筒状の下段スリーブパイプ20cの上端面とが向き合わされて配置されている。上段スリーブパイプ20aの下端部の内側に金属製の上段ジョイント20bが嵌挿されており、下段スリーブパイプ20cの上端部の内側に金属製の下段ジョイント20dが嵌挿されている。下段ジョイント20dのほぼ中央に形成された挿通孔には絶縁性の外径が大きくされた保護パイプ25の上端部が嵌着されており、下段スリーブパイプ20c内から下方へ伸びる保護パイプ25内には、第1整合回路27および第2整合回路28が内蔵されている。第1整合回路27には第1同軸ケーブル90を介して第1アンテナ給電部92から第1周波数信号が供給されており、第2整合回路28には第2同軸ケーブル91を介して第2アンテナ給電部93から第2周波数信号が供給されている。そして、第1整合回路27から導出された第1同軸ケーブル90の外部導体90cおよび第2整合回路28から導出された第2同軸ケーブル91の外部導体91cは下段ジョイント20dに電気的に接続されている。
Next, in the
上段ジョイント20bのほぼ中央部に形成されている挿通孔内には、上部が2段目スリーブ素子の下段スリーブパイプ内に配置されている保護パイプ26の下端が嵌着されており、下段スリーブパイプ20cから導出された第1同軸ケーブル90および第2同軸ケーブル91が挿通されて、その外部導体90c,90dが上段ジョイント20bに電気的に接続される。また、下段スリーブパイプ20cと上段スリーブパイプ20aとの境界部において第1同軸ケーブル90の外部導体90cおよび第2同軸ケーブル91の外部導体91cが除去されて、絶縁筒体90b,91bが露出されている。この絶縁筒体90b,91bが露出されている内部に位置にする中心導体90a,91aと、向かい合わされて配置されている上段ジョイント20bおよび下段ジョイント20dにより励振スロットとされるスリーブ給電部20eが構成されて、スリーブ給電部20eによりダイポールアンテナを構成している上段スリーブパイプ20aと下段スリーブパイプ20cとが、第1同軸ケーブル90および第2同軸ケーブル91を伝達してきた第1周波数信号および第2周波数信号により励振されるようになる。そして、保護パイプ26内にらせん状に巻かれた第1同軸ケーブル90および直線状の第2同軸ケーブル91が挿通されて、上の段とされる2段目スリーブ素子21に向けて導出されている。
In the insertion hole formed in the substantially central part of the upper joint 20b, the lower end of the protective pipe 26 whose upper part is disposed in the lower sleeve pipe of the second-stage sleeve element is fitted, and the lower sleeve pipe The first
第2実施例のコーリニアアンテナ2において、第1周波数f1を1.00GHz(波長λ1≒300mm)、第2周波数f2を1.45GHz(波長λ2≒206.9mm)とした際の各部の寸法の一例を次に示す。各スリーブ素子20〜24における円筒状の上段スリーブパイプと下段スリーブパイプの上記(1)式で示す長さELは約66mm(EL≒0.22λ1≒0.319λ2)とされ、スリーブ素子20〜24のスリーブ給電部間の間隔PLは約139.5mm(EL≒0.465λ1≒0.674λ2)とされる。また、下段スリーブパイプ20cを除く上段スリーブパイプおよび下段スリーブパイプの外径は例えば約27mmとされ、この際に、長さSLは約66.25mm、厚みPtは約0.5mmとされている。また、上段ジョイントおよび下段ジョイントの外径は約26mm、厚さJtは約9.5mmとされている。このとき、上段スリーブパイプおよび下段スリーブパイプの肩の長さShは約8.75mmとされている。
In the
また、第1同軸ケーブル90は、例えば特性インピーダンスが50Ωで絶縁筒体90bの比誘電率εrが約2.2とされ、第2同軸ケーブル91も、例えば特性インピーダンスが50Ωで絶縁筒体91bの比誘電率εrが約2.2とされており、1段目スリーブ素子10ないし5段目スリーブ素子14内に第1同軸ケーブル90はらせん状に巻かれて第2同軸ケーブル91は直線状に配置されている。この場合、第1同軸ケーブル90を伝達する第1周波数信号の波長λ1は約67.4%に波長短縮されて第1同軸ケーブル90の物理長が約202.2mmとされた際に電気長が1λ1の長さとなり、第2同軸ケーブル91を伝達する第2周波数信号の波長λ2も約67.4%に波長短縮されて第2同軸ケーブル91の物理長が139.5mmとされた際に電気長が1λ2の長さとなる。そして、間隔PLが139.5mmとなるように第1同軸ケーブル90は保護パイプ26内においてらせん状に巻かれているため、第1同軸ケーブル90のスリーブ給電部と、第2同軸ケーブル91のスリーブ給電部を同一の位置とすることができる。
第2実施例のコーリニアアンテナ2の放射パターンは、第1周波数f1を1.00GHzとして上記した寸法とした際に、前記図55に示す放射パターンと同様となり、第2周波数f2を1.45GHzとして上記した寸法とした際に、前記図58に示す放射パターンと同様となる。このため、第1実施例のコーリニアアンテナ1においては、ダイポールアンテナからなるスリーブ素子20〜24を5段に重ねて指向性を鋭くして利得を稼ぎながら、2つの周波数f1,f2において、水平方向に放射のピークを持ち、かつ、ピーク値とサイドローブの差を10dB以上とすることができるようになる。
The first
The radiation pattern of the
次に、本発明の第3実施例にかかるコーリニアアンテナ3の構成を図13に示す。
図13に示す第3実施例のコーリニアアンテナ3は、第2実施例のコーリニアアンテナ2の上端に、さらに、第1周波数信号用の6段目スリーブ素子を追加した構成とされている。すなわち、それぞれダイポールアンテナを構成している1段目スリーブ素子30、2段目スリーブ素子31、3段目スリーブ素子32、4段目スリーブ素子33、5段目スリーブ素子34、6段目スリーブ素子35がスタックされて6段構成のコーリニアアンテナ3が構成されている。コーリニアアンテナ3は、1段目スリーブ素子30の下から導入されている2本の第1同軸ケーブル90および第2同軸ケーブル91から給電されており、第1同軸ケーブル90の下端には第1アンテナ給電部92が接続され、第2同軸ケーブル91の下端には第2アンテナ給電部93が接続されている。第1アンテナ給電部92からは第1周波数f1の周波数信号が供給され、第2アンテナ給電部93からは第1周波数f1とは異なる第2周波数f2の周波数信号が供給されている。
Next, the configuration of a collinear antenna 3 according to a third embodiment of the present invention is shown in FIG.
The collinear antenna 3 of the third embodiment shown in FIG. 13 has a configuration in which a sixth-stage sleeve element for the first frequency signal is further added to the upper end of the
第3実施例のコーリニアアンテナ3を構成する各段のスリーブ素子30〜35は後述するように円筒状の上段スリーブパイプと下段スリーブパイプが向き合わされて構成されており、ダイポールアンテナを構成する上段スリーブパイプと下段スリーブパイプの物理長EL,EL’は約0.22λ〜約0.32λとされており、隣接するスリーブ素子30〜35の給電部間の間隔PL,PL’の物理長は約0.8λを超えない長さとされている。この波長λは、第1周波数f1の場合はその波長λ1となり、第2周波数f2の場合はその波長λ2となる。そして、第1同軸ケーブル90および第2同軸ケーブル91から給電される1段目スリーブ素子30ないし5段目スリーブ素子34のそれぞれの給電部、および、第1同軸ケーブル90から給電される6段目スリーブ素子35において、第1周波数信号、第2周波数信号によりそれぞれ同相で励振されている。このため、1段目スリーブ素子30ないし6段目スリーブ素子35における隣接する各段の給電部間の第1同軸ケーブル90の電気長は約λ1あるいはその整数倍とされ、第2同軸ケーブル91がある場合はその電気長は約λ2あるいはその整数倍とされている。
As will be described later, each of the
第3実施例のコーリニアアンテナ3における6段目スリーブ素子35は第1周波数信号用のスリーブ素子とされ、1段目スリーブ素子30ないし4段目スリーブ素子33の構成は、第2実施例のコーリニアアンテナ2における1段目スリーブ素子20ないし4段目スリーブ素子23と同様の構成とされているので、その説明は省略する。
ここで、第3実施例のコーリニアアンテナ3における6段目スリーブ素子35の詳細構成を図14に断面図で示す。図14に示す6段目スリーブ素子35は、円筒状の上段スリーブパイプ35aの下端面と円筒状の下段スリーブパイプ35cの上端面とが向き合わされて配置されている。上段スリーブパイプ35aの下端部の内側に金属製の上段ジョイント35bが嵌挿されており、下段スリーブパイプ35cの上端部の内側に金属製の下段ジョイント35dが嵌挿されている。下段ジョイント35dのほぼ中央に形成された挿通孔には5段目スリーブ素子34から導出された直線状の第1同軸ケーブル90が挿通されている。第1同軸ケーブル90の外部導体90cは下段ジョイント35dに電気的に接続されており、下段スリーブパイプ35cと上段スリーブパイプ35aの境界部において第1同軸ケーブル90の外部導体90cが除去されて絶縁筒体90bが露出されている。この絶縁筒体90bは、上記境界部を超えた部位において除去されて中心導体90aが露出されており、この中心導体90aが上段ジョイント35bのほぼ中央部に形成されている挿通孔内に挿通されている。そして、上段ジョイント35bの上面から導出された中心導体90aが、上段ジョイント35bの上面に電気的に接続されている。この構成により、ダイポールアンテナを構成する6段目スリーブ素子35の下段スリーブパイプ35cと上段スリーブパイプ35aとが、第1同軸ケーブル90を伝達してきた第1周波数信号により励振されるようになる。
The sixth-
Here, the detailed configuration of the sixth-
次に、第3実施例のコーリニアアンテナ3において、5段目スリーブ素子34の詳細構成を断面図で図15に示す。図15に示す5段目スリーブ素子34は、円筒状の上段スリーブパイプ34aの下端面と円筒状の下段スリーブパイプ34cの上端面とが向き合わされて配置されている。上段スリーブパイプ34aの下端部の内側に金属製の上段ジョイント34bが嵌挿されており、下段スリーブパイプ34cの上端部の内側に金属製の下段ジョイント34dが嵌挿されている。下段スリーブパイプ34c内には、4段目スリーブ素子33から導出されたらせん状に巻かれた第1同軸ケーブル90および直線状の第2同軸ケーブル91が導入されて、下段ジョイント34dのほぼ中央に形成された挿通孔に挿通されている。そして、第1同軸ケーブル90の外部導体90cおよび第2同軸ケーブル91の外部導体91cは下段ジョイント34dに電気的に接続されている。
Next, in the collinear antenna 3 of the third embodiment, a detailed configuration of the fifth-
また、上段ジョイント34bのほぼ中央部に形成されている挿通孔内には、下段スリーブパイプ34cから導出された第1同軸ケーブル90が挿通されて外部導体90cが上段ジョイント34bに電気的に接続される。また、下段スリーブパイプ34cと上段スリーブパイプ34aの境界部において第1同軸ケーブル90の外部導体90cおよび第2同軸ケーブル91の外部導体91cが除去されて、絶縁筒体90b,91bが露出されている。第2同軸ケーブル91の絶縁筒体91bは上記境界部を越えると除去されて、露出された中心導体91aが上段ジョイント34bに形成されている挿通孔内に挿通されて、上段ジョイント34bの上面に電気的に接続されている。これにより、ダイポールアンテナを構成する5段目スリーブ素子34の下段スリーブパイプ34cと上段スリーブパイプ34aとが、第2同軸ケーブル91を伝達してきた第2周波数信号により励振されるようになる。さらに、絶縁筒体90bが露出されている内部に位置にする中心導体90aと、向かい合わされて配置されている上段ジョイント34bおよび下段ジョイント34dにより励振スロットとされるスリーブ給電部34eが構成されて、スリーブ給電部34eによりダイポールアンテナを構成している上段スリーブパイプ34aと下段スリーブパイプ34cとが、第1同軸ケーブル90を伝達してきた第1周波数信号により励振される。そして、上段スリーブパイプ34a内に直線状とされた第1同軸ケーブル90のみが挿通されて、上の段とされる6段目スリーブ素子35に向けて導出されている。
Further, the first
第3実施例のコーリニアアンテナ3において、第1周波数f1を1.00GHz(波長λ1≒300mm)、第2周波数f2を1.45GHz(波長λ2≒206.9mm)とした際の各部の寸法の一例を次に示すが、第1周波数信号用の6段目スリーブ素子35を除く1段目スリーブ素子30ないし5段目スリーブ素子34の各部の寸法は、第2実施例のコーリニアアンテナ2におけるスリーブ素子20〜24の寸法と同様とされているので省略する。
第1周波数信号用の6段目スリーブ素子35における円筒状の上段スリーブパイプ35aと下段スリーブパイプ35cの上記(1)式で示す長さEL’は約75mm(EL’=0.25λ1)とされ、5段目スリーブ素子34のスリーブ給電部34eとの給電部間の間隔PL’は約202.2mm(EL≒0.674λ1)とされる。また、6段目スリーブ素子35の上段スリーブパイプ35aと下段スリーブパイプ35cの外径は例えば約27mmとされ、この際に、長さSL’は約71.35mm、厚みPtは約0.5mmとされている。また、上段スリーブパイプ35aおよび下段スリーブパイプ35cの肩の長さSh’は約12.65mmとされ、上段ジョイント35bおよび下段ジョイント35dの外径は約26mm、厚さJtは約9.5mmとされている。
In the collinear antenna 3 of the third embodiment, an example of dimensions of each part when the first frequency f1 is 1.00 GHz (wavelength λ1≈300 mm) and the second frequency f2 is 1.45 GHz (wavelength λ2≈206.9 mm). The dimensions of the respective parts of the first-
The length EL ′ shown in the above equation (1) of the cylindrical upper sleeve pipe 35a and lower sleeve pipe 35c in the sixth-
なお、第1同軸ケーブル90および第2同軸ケーブル91は、例えば特性インピーダンスが50Ωで絶縁筒体90b,91bの比誘電率εrが約2.2とされている。そして、6段目スリーブ素子35は、第1周波数f1における利得を増加させるために追加されていることから、第3実施例のコーリニアアンテナ3の第1周波数f1における利得が、第2実施例のコーリニアアンテナ2より増加するようになる。この場合、第2周波数f2における利得は同様となる。また、各段の第1同軸ケーブル90と第2同軸ケーブル91をセミリジットケーブル等の硬い外部導体を有する同軸ケーブルで構成することにより、各段の第1同軸ケーブル90と第2同軸ケーブル91を保護する保護パイプを省略しているが、保護パイプを設けるようにしてもよい。
The first
次に、本発明の第4実施例にかかるコーリニアアンテナ4の構成を図16に示す。
図16に示す第4実施例のコーリニアアンテナ4は、第3実施例のコーリニアアンテナ3の下端に、さらに、スリーブ素子を追加した構成とされている。すなわち、それぞれダイポールアンテナを構成している追加された第1周波数信号用の1段目スリーブ素子40、2段目スリーブ素子41、3段目スリーブ素子42、4段目スリーブ素子43、5段目スリーブ素子44、6段目スリーブ素子45、7段目スリーブ素子46がスタックされて7段構成のコーリニアアンテナ4が構成されている。コーリニアアンテナ4は、1段目スリーブ素子40の下から導入されている2本の第1同軸ケーブル90および第2同軸ケーブル91から給電されており、第1同軸ケーブル90の下端には第1アンテナ給電部92が接続され、第2同軸ケーブル91の下端には第2アンテナ給電部93が接続されている。第1アンテナ給電部92からは第1周波数f1の周波数信号が供給され、第2アンテナ給電部93からは第1周波数f1とは異なる第2周波数f2の周波数信号が供給されている。
Next, the configuration of a
The
第4実施例のコーリニアアンテナ4を構成している各段のスリーブ素子40〜46は後述するように円筒状の上段スリーブパイプと下段スリーブパイプが向き合わされて構成されており、ダイポールアンテナを構成する上段スリーブパイプと下段スリーブパイプの物理長EL,EL’は約0.22λ〜約0.32λとされており、隣接するスリーブ素子40〜46の給電部間の間隔PL,PL’の物理長は約0.8λを超えない長さとされている。この波長λは、第1周波数f1の場合はその波長λ1となり、第2周波数f2の場合はその波長λ2となる。そして、第1同軸ケーブル90および第2同軸ケーブル91から給電される2段目スリーブ素子41ないし6段目スリーブ素子45のそれぞれの給電部、および、第1同軸ケーブル90から給電される1段目スリーブ素子40と7段目スリーブ素子46の給電部において第1周波数信号、第2周波数信号によりそれぞれ同相で励振されている。このため、1段目スリーブ素子40ないし7段目スリーブ素子46における隣接する各段の給電部間の第1同軸ケーブル90の電気長は約λ1あるいはその整数倍とされ、第2同軸ケーブル91で給電している場合はその電気長は約λ2あるいはその整数倍とされている。
As will be described later, the
第4実施例のコーリニアアンテナ4における7段目スリーブ素子46は第1周波数信号用のスリーブ素子とされ、7段目スリーブ素子46ないし3段目スリーブ素子42の構成は、第3実施例のコーリニアアンテナ3における6段目スリーブ素子35ないし2段目スリーブ素子31と同様の構成とされているので、その説明は省略する。
ここで、第4実施例のコーリニアアンテナ4における2段目スリーブ素子41の詳細構成を断面図で図17に示す。図17に示す2段目スリーブ素子41は、円筒状の上段スリーブパイプ41aの下端面と円筒状の下段スリーブパイプ41cの上端面とが向き合わされて配置されている。上段スリーブパイプ41aの下端部の内側に金属製の上段ジョイント41bが嵌挿されており、下段スリーブパイプ41cの上端部の内側に金属製の下段ジョイント41dが嵌挿されている。下段スリーブパイプ41c内には第2整合回路48が内蔵されていると共に、下段ジョイント41dのほぼ中央に形成された挿通孔には1段目スリーブ素子40から導出された直線状の第1同軸ケーブル90が挿通されている。第2整合回路48には第2同軸ケーブル91を介して第2アンテナ給電部93から第2周波数信号が供給されている。第2整合回路48から導出された第2同軸ケーブル91の外部導体91c、および、第1同軸ケーブル90の外部導体90cは下段ジョイント41dに電気的に接続されている。
The seventh-
Here, the detailed configuration of the second-stage sleeve element 41 in the
上段ジョイント41bのほぼ中央部に形成されている挿通孔内には、下段スリーブパイプ41cから導出された第1同軸ケーブル90および第2同軸ケーブル91が挿通されて、その外部導体90c,90dが上段ジョイント41bに電気的に接続されている。また、下段スリーブパイプ41cと上段スリーブパイプ41aの境界部において第1同軸ケーブル90および第2同軸ケーブル91の外部導体90c,91cが除去されて絶縁筒体90b,91bが露出されている。この絶縁筒体90b,91bが露出されている内部に位置にする中心導体90a,91aと、向かい合わされて配置されている上段ジョイント41bおよび下段ジョイント41dにより励振スロットとされるスリーブ給電部41eが構成されて、スリーブ給電部41eによりダイポールアンテナを構成している上段スリーブパイプ41aと下段スリーブパイプ41cとが、第1同軸ケーブル90および第2同軸ケーブル91を伝達してきた第1周波数信号および第2周波数信号により励振されるようになる。そして、上段スリーブパイプ41a内にらせん状に巻かれた第1同軸ケーブル90および直線状の第2同軸ケーブル91が挿通されて、上の段とされる3段目スリーブ素子42に向けて導出されている。
The first
次に、第4実施例のコーリニアアンテナ4における1段目スリーブ素子40の詳細構成を断面図で図18に示す。図18に示す1段目スリーブ素子40は、円筒状の上段スリーブパイプ40aの下端面と円筒状の下段スリーブパイプ40cの上端面とが向き合わされて配置されている。上段スリーブパイプ40aの下端部の内側に金属製の上段ジョイント40bが嵌挿されており、下段スリーブパイプ40cの上端部の内側に金属製の下段ジョイント40dが嵌挿されている。下段スリーブパイプ40c内には第1整合回路47が内蔵されていると共に、下段ジョイント40dのほぼ中央に形成された挿通孔には第2アンテナ給電部93から第2周波数信号が供給されている直線状の第2同軸ケーブル91が挿通されている。第1整合回路47には第1同軸ケーブル90を介して第1アンテナ給電部92から第1周波数信号が供給されている。第1整合回路47から導出された第1同軸ケーブル90の外部導体90c、および、第2同軸ケーブル91の外部導体91cは下段ジョイント40dに電気的に接続されている。
Next, a detailed configuration of the first-
上段ジョイント40bのほぼ中央部に形成されている挿通孔内には、下段スリーブパイプ40cから導出された第1同軸ケーブル90および第2同軸ケーブル91が挿通されて、その外部導体90c,90dが上段ジョイント40bに電気的に接続されている。また、下段スリーブパイプ40cと上段スリーブパイプ40aの境界部において第1同軸ケーブル90の外部導体90cが除去されて絶縁筒体90bが露出されている。この絶縁筒体90bが露出されている内部に位置にする中心導体90aと、向かい合わされて配置されている上段ジョイント40bおよび下段ジョイント40dにより励振スロットとされるスリーブ給電部40eが構成されて、スリーブ給電部40eによりダイポールアンテナを構成している上段スリーブパイプ40aと下段スリーブパイプ40cとが、第1同軸ケーブル90を伝達してきた第1周波数信号により励振されるようになる。そして、上段スリーブパイプ40a内に直線状の第1同軸ケーブル90および第2同軸ケーブル91が挿通されて、上の段とされる2段目スリーブ素子41に向けて導出されている。
A first
第4実施例のコーリニアアンテナ4において、第1周波数f1を1.00GHz(波長λ1≒300mm)、第2周波数f2を1.45GHz(波長λ2≒206.9mm)とした際の各部の寸法の一例を次に示す。
第1周波数信号用の7段目スリーブ素子46および1段目スリーブ素子40における上段スリーブパイプと下段スリーブパイプの上記(1)式で示す長さEL’は約75mm(EL’=0.25λ1)とされ、隣接するスリーブ素子のスリーブ給電部との給電部間の間隔PL’は約202.2mm(EL≒0.674λ1)とされる。また、2段目スリーブ素子41ないし第6段目スリーブ素子45における上段スリーブパイプと下段スリーブパイプの上記(1)式で示す長さELは約66mm(EL≒0.22λ1≒0.319λ2)とされ、隣接するスリーブ素子のスリーブ給電部との給電部間の間隔PLは約139.5mm(EL≒0.465λ1≒0.674λ2)とされる。
In the
In the first-
なお、第1同軸ケーブル90および第2同軸ケーブル91は、例えば特性インピーダンスが50Ωで絶縁筒体90b,91bの比誘電率εrが約2.2とされている。そして、1段目スリーブ素子40および7段目スリーブ素子46は、第1周波数f1における利得を増加させるために追加されていることから、第4実施例のコーリニアアンテナ4の第1周波数f1における利得が、第3実施例のコーリニアアンテナ3より増加するようになる。この場合、第2周波数f2における利得は同様となる。また、各段の第1同軸ケーブル90と第2同軸ケーブル91をセミリジットケーブル等の硬い外部導体を有する同軸ケーブルで構成することにより、各段の第1同軸ケーブル90と第2同軸ケーブル91を保護する保護パイプを省略しているが、保護パイプを設けるようにしてもよい。
The first
次に、本発明の第5実施例にかかるコーリニアアンテナ5の構成を図19に示す。
図19に示す第5実施例のコーリニアアンテナ5は、第1周波数信号用のスリーブ素子を5段備え、スリーブ素子が合計15段スタックされて構成されている。すなわち、それぞれダイポールアンテナを構成している第1周波数信号用の1段目スリーブ素子50および2段目スリーブ素子51、3段目スリーブ素子52、4段目スリーブ素子53、5段目スリーブ素子54、・・・・・、10段目スリーブ素子59、11段目スリーブ素子60、12段目スリーブ素子61、第1周波数信号用の13段目スリーブ素子62と14段目スリーブ素子63と15段目スリーブ素子64とがスタックされて15段構成のコーリニアアンテナ5が構成されている。コーリニアアンテナ5は、1段目スリーブ素子50の下から導入されている2本の第1同軸ケーブル90および第2同軸ケーブル91から給電されており、第1同軸ケーブル90の下端には第1アンテナ給電部92が接続され、第2同軸ケーブル91の下端には第2アンテナ給電部93が接続されている。第1アンテナ給電部92からは第1周波数f1の周波数信号が供給され、第2アンテナ給電部93からは第1周波数f1とは異なる第2周波数f2の周波数信号が供給されている。
Next, FIG. 19 shows the configuration of a
The
第5実施例のコーリニアアンテナ5を構成している各段のスリーブ素子50〜64は円筒状の上段スリーブパイプと下段スリーブパイプが向き合わされて構成されており、ダイポールアンテナを構成する上段スリーブパイプと下段スリーブパイプの物理長EL,EL’は約0.22λ〜約0.32λとされており、隣接するスリーブ素子40〜46の給電部間の間隔PL,PL’の物理長は約0.8λを超えない長さとされている。この波長λは、第1周波数f1の場合はその波長λ1となり、第2周波数f2の場合はその波長λ2となる。そして、第1同軸ケーブル90および第2同軸ケーブル91から給電される3段目スリーブ素子52ないし12段目スリーブ素子61のそれぞれの給電部、および、第1同軸ケーブル90から給電される1段目スリーブ素子50と2段目スリーブ素子51と13段目スリーブ素子62ないし15段目スリーブ素子64の給電部において第1周波数信号、第2周波数信号によりそれぞれ同相で励振されている。このため、1段目スリーブ素子50ないし15段目スリーブ素子64における隣接する各段の給電部間の第1同軸ケーブル90の電気長は約λ1あるいはその整数倍とされ、第2同軸ケーブル91で給電している場合はその電気長は約λ2あるいはその整数倍とされている。
The
第5実施例のコーリニアアンテナ5において、1段目スリーブ素子50の構成は図18に示す1段目スリーブ素子40の構成と同様とされ、3段目スリーブ素子52の構成は図17に示す2段目スリーブ素子41の構成と同様とされ、4段目スリーブ素子53ないし11段目スリーブ素子60の構成は図11に示す4段目スリーブ素子23の構成と同様とされ、12段目スリーブ素子61の構成は図15に示す5段目スリーブ素子34の構成と同様とされ、13段目スリーブ素子62および14段目スリーブ素子63の構成は図54に示す4段目スリーブ素子213の構成と同様とされ、15段目スリーブ素子64の構成は図14に示す6段目スリーブ素子35の構成と同様とされている。
In the
第5実施例のコーリニアアンテナ5において、第1周波数f1を1.00GHz(波長λ1≒300mm)、第2周波数f2を1.45GHz(波長λ2≒206.9mm)とした際の各部の寸法の一例を次に示す。
第1周波数信号用の1段目スリーブ素子50、2段目スリーブ素子51および13段目スリーブ素子62ないし15段目スリーブ素子64における上段スリーブパイプと下段スリーブパイプの上記(1)式で示す長さEL’は約75mm(EL’=0.25λ1)とされ、隣接するスリーブ素子のスリーブ給電部との給電部間の間隔PL’は約202.2mm(EL≒0.674λ1)とされる。また、3段目スリーブ素子52ないし第12段目スリーブ素子61における上段スリーブパイプと下段スリーブパイプの上記(1)式で示す長さELは約66mm(EL≒0.22λ1≒0.319λ2)とされ、隣接するスリーブ素子のスリーブ給電部との給電部間の間隔PLは約139.5mm(EL≒0.465λ1≒0.674λ2)とされる。なお、第1同軸ケーブル90および第2同軸ケーブル91は、例えば特性インピーダンスが50Ωで絶縁筒体90b,91bの比誘電率εrが約2.2とされている。
In the
The length of the upper sleeve pipe and the lower sleeve pipe of the first-
第5実施例のコーリニアアンテナ5において、第1周波数f1を1.00GHzとして上記した寸法とした際に、第1周波数信号の垂直面内(Z−X面内)の放射パターンは図20に示すようになる。図20を参照すると、θが約90°および約270°とされる水平方向に放射のピークが発生しており、その放射ビームの3dB半値角は約7°と鋭くなっている。また、ピーク値とサイドローブの差も10dB以上となっている。そして、第2周波数f2を1.45GHzとして上記した寸法とした際に、第2周波数信号の垂直面内(Z−X面内)の放射パターンは図21に示すようになる。図21を参照すると、θが約90°および約270°とされる水平方向に放射のピークが発生しており、その放射ビームの3dB半値角は約7°と鋭くなっている。また、ピーク値とサイドローブの差も10dB以上となっている。このように、第5実施例のコーリニアアンテナ5においては、第1周波数f1および第2周波数f2において、通信に適する良好な放射パターンを得ることができる。
なお、第5実施例のコーリニアアンテナ5においては、各段の第1同軸ケーブル90と第2同軸ケーブル91をセミリジットケーブル等の硬い外部導体を有する同軸ケーブルで構成することにより、各段の第1同軸ケーブル90と第2同軸ケーブル91を保護する保護パイプを省略しているが、保護パイプを設けるようにしてもよい。
In the
In the
次に、本発明の第6実施例にかかるコーリニアアンテナ300の構成を図22に示す。
図22に示す第6実施例のコーリニアアンテナ300は、それぞれダイポールアンテナを構成するスリーブ素子が5段スタックされて構成されている。すなわち、それぞれダイポールアンテナを構成している1段目スリーブ素子310、2段目スリーブ素子311、3段目スリーブ素子312、4段目スリーブ素子313、5段目スリーブ素子314がスタックされてコーリニアアンテナ300が構成されている。コーリニアアンテナ300は、1段目スリーブ素子310の下から導入されている2本の第1同軸ケーブル390および第2同軸ケーブル391から給電されており、第1同軸ケーブル390の下端には第1アンテナ給電部392が接続され、第2同軸ケーブル391の下端には第2アンテナ給電部393が接続されている。第1アンテナ給電部392からは第1周波数f1の周波数信号が供給され、第2アンテナ給電部393からは第1周波数f1とは異なる第2周波数f2の周波数信号が供給されている。
Next, the configuration of a
The
第6実施例のコーリニアアンテナ300を構成している各段のスリーブ素子310〜314は金属製とされた円筒状の上段スリーブパイプと下段スリーブパイプが向き合わされてスリーブ給電部が構成されており、ダイポールアンテナを構成する上段スリーブパイプと下段スリーブパイプの物理長ELは約0.22λ〜約0.32λとされており、隣接するスリーブ素子310〜314のスリーブ給電部間の間隔PLの物理長は約0.8λを超えない長さとされている。この波長λは、第1周波数f1の場合はその波長λ1となり、第2周波数f2の場合はその波長λ2となる。そして、第1同軸ケーブル390および第2同軸ケーブル391から給電される1段目スリーブ素子310ないし5段目スリーブ素子314のそれぞれの給電部において第1周波数信号および第2周波数信号によりそれぞれ同相で励振されている。このため、1段目スリーブ素子310ないし5段目スリーブ素子314における隣接する各段の給電部間の第1同軸ケーブル390の電気長は約λ1あるいはその整数倍とされ、第2同軸ケーブル391の電気長は約λ2あるいはその整数倍とされている。第6実施例のコーリニアアンテナ300においては、スリーブ給電部の高さFgを変化させており、高さFgは約1mm〜約5mmの間で変化されている。
Each of the
第6実施例のコーリニアアンテナ300において、5段目スリーブ素子314の構成は図2に示す5段目スリーブ素子14の構成と同様とされ、1段目スリーブ素子310ないし4段目スリーブ素子313の構成は図3に示す4段目スリーブ素子13の構成と同様とされている。第6実施例のコーリニアアンテナ300において特徴的な構成は、1段目スリーブ素子310ないし5段目スリーブ素子314における下段スリーブパイプと上段スリーブパイプとの境界部で構成されているスリーブ給電部の高さFg1,Fg2,Fg3,Fg4,Fg5を変化させた構成とされている。第6実施例のコーリニアアンテナ300において、第1周波数f1を1.00GHz(波長λ1≒300mm)、第2周波数f2を1.45GHz(波長λ2≒206.9mm)とした際の各部の寸法の一例を次に示す。
第6実施例のコーリニアアンテナ300の1段目スリーブ素子310ないし第5段目スリーブ素子314における上段スリーブパイプと下段スリーブパイプの上記(1)式で示す長さELは約66mm(EL≒0.22λ1≒0.319λ2)とされ、隣接するスリーブ素子のスリーブ給電部との給電部間の間隔PLは約139.5mm(EL≒0.465λ1≒0.674λ2)とされる。また、1段目スリーブ素子310におけるスリーブ給電部の高さFg1は約1mm、2段目スリーブ素子311におけるスリーブ給電部の高さFg2は約2mm、3段目スリーブ素子312におけるスリーブ給電部の高さFg3は約3mm、4段目スリーブ素子313におけるスリーブ給電部の高さFg4は約4mm、5段目スリーブ素子314におけるスリーブ給電部の高さFg5は約5mmとされている。
In the
In the first-
なお、第1同軸ケーブル390は、例えば特性インピーダンスが50Ωで絶縁筒体の比誘電率εrが約4.62とされ、第2同軸ケーブル391も、例えば特性インピーダンスが50Ωで絶縁筒体の比誘電率εrが約2.2とされており、1段目スリーブ素子310ないし5段目スリーブ素子314内に平行してほぼ垂直に配置されている。第1同軸ケーブル390および第2同軸ケーブル391の外径は約3.6mmとされている。さらに、第1同軸ケーブル390の途中に挿入されている第1整合回路315と、第2同軸ケーブル391の途中に挿入されている第2整合回路316は、第1周波数f1および第2周波数f2のそれぞれのインピーダンスマッチングを行っている。第1整合回路315および第2整合回路316の整合回路としては、例えば、他に用意した同軸ケーブルの外部導体を除去して露出させた内部導体を外部導体に接続させてショートしたショートスタブや、他に用意した同軸ケーブルの内部導体と外部導体の径比を変化させたり誘電体の誘電率を変化させたりしたQマッチングなどを用いることができる。
The first coaxial cable 390 has a characteristic impedance of 50Ω, for example, and the dielectric constant εr of the insulating cylinder is about 4.62. The second coaxial cable 391 has a characteristic impedance of 50Ω, for example, and the dielectric constant of the insulating cylinder. The ratio εr is about 2.2, and the first-
第6実施例のコーリニアアンテナ300において、第1周波数f1および第2周波数f2を上記周波数とすると共に上記寸法とし、スリーブ給電部の高さFg1〜Fg5を変化させた際のインピーダンス特性を図23に示す。図23を参照すると、スリーブ給電部の高さFg1〜Fg5を全て約1mmとすると、レジスタンス成分は約5Ω、リアクタンス成分は約−4Ωとなる。また、スリーブ給電部の高さFg1を約1mm、Fg2を約2mm、Fg3,Fg4,Fg5を約3mmとすると、レジスタンス成分は約8Ω、リアクタンス成分は約−7Ωと大きくなり、スリーブ給電部の高さFg1を約1mm、Fg2を約2mm、Fg3を約3mm、Fg4を約4mm、Fg5を約5mmとすると、レジスタンス成分は約12Ω、リアクタンス成分は約−9Ωとさらに大きくなる。そして、スリーブ給電部の高さFg1,Fg2,Fg3を約3mm、Fg4を約4mm、Fg5を約5mmとすると、レジスタンス成分は約16Ω、リアクタンス成分は約−10Ωとさらに大きくなり、スリーブ給電部の高さFg1〜Fg5を全て約5mmとすると、レジスタンス成分は約20Ω、リアクタンス成分は約−9Ωとさらに大きくなる。このように、スリーブ給電部の高さFgを大きくするについてインピーダンスも次第に大きくなるため、スリーブ給電部の高さFgを調整することによりコーリニアアンテナ300のアンテナインピーダンスの調整を行うことができるようになる。
In the
次に、第6実施例のコーリニアアンテナ300において、第1周波数f1および第2周波数f2を上記周波数とすると共に上記寸法とし、スリーブ給電部の高さFg1〜Fg5を変化させた際の頂点方向からの角度θに対する利得特性を図24に示す。ただし、図24においては角度θが90°(水平方向)の際の利得が0dBに正規化されている。
図24を参照すると、スリーブ給電部の高さFg1〜Fg5を全て約1mmとしたときには、角度θが約118°の方向に一番大きなサイドローブが発生しておりその利得は約−12dBとなっている。スリーブ給電部の高さFg1を約1mm、Fg2を約2mm、Fg3,Fg4,Fg5を約3mmとしたときにも、角度θが約118°の方向に一番大きなサイドローブが発生しておりその利得は約−12dBとなっている。スリーブ給電部の高さFg1を約1mm、Fg2を約2mm、Fg3を約3mm、Fg4を約4mm、Fg5を約5mmとしたときには、角度θが約117°の方向に一番大きなサイドローブが発生しておりその利得は約−11dBとなっている。スリーブ給電部の高さFg1,Fg2,Fg3を約3mm、Fg4を約4mm、Fg5を約5mmとしたときには、角度θが約113°の方向に一番大きなサイドローブが発生しておりその利得は約−11dBとなっている。スリーブ給電部の高さFg1〜Fg5を全て約5mmとしたときには、角度θが約111°の方向に一番大きなサイドローブが発生しておりその利得は約−11dBとなっている。このように、図24を参照するとスリーブ給電部の高さFgを高くしていくと若干メインビームはシャープとなっていくが、高さFgを1〜5mmのいずれの高さとしてもサイドローブのレベルは−10dB以下とされて、良好な利得特性が得られていることが分かる。
Next, in the
Referring to FIG. 24, when all the heights Fg 1 to Fg 5 of the sleeve feeding portion are about 1 mm, the largest side lobe occurs in the direction where the angle θ is about 118 °, and the gain is about −12 dB. It has become. Even when the height Fg 1 of the sleeve feeding portion is about 1 mm, Fg 2 is about 2 mm, and Fg 3 , Fg 4 , and Fg 5 are about 3 mm, the largest side lobe is in the direction where the angle θ is about 118 °. The gain is about -12 dB. When the height Fg 1 of the sleeve feeding portion is about 1 mm, Fg 2 is about 2 mm, Fg 3 is about 3 mm, Fg 4 is about 4 mm, and Fg 5 is about 5 mm, the angle θ is the most in the direction of about 117 °. A large side lobe is generated, and its gain is about -11 dB. When the height Fg 1 , Fg 2 , Fg 3 of the sleeve feeding portion is about 3 mm, Fg 4 is about 4 mm, and Fg 5 is about 5 mm, the largest side lobe occurs in the direction where the angle θ is about 113 °. The gain is about -11 dB. When the heights Fg 1 to Fg 5 of the sleeve power feeding part are all about 5 mm, the largest side lobe occurs in the direction where the angle θ is about 111 °, and the gain is about −11 dB. In this way, referring to FIG. 24, as the height Fg of the sleeve feeding portion is increased, the main beam becomes slightly sharper, but the side lobe of the side lobe is increased regardless of the height Fg of 1 to 5 mm. It can be seen that the level is set to −10 dB or less, and good gain characteristics are obtained.
次に、第6実施例のコーリニアアンテナ300において、第1周波数f1および第2周波数f2を上記周波数とすると共に上記寸法とし、スリーブ給電部の高さFg1〜Fg5を変化させた際のサイドローブレベル特性を図25に示す。ただし、図示するサイドローブレベルは最大サイドローブレベルとされている。
図25を参照すると、スリーブ給電部の高さFg1〜Fg5を全て約1mmとしたときに発生する最大サイドローブレベルは約−12dBとなっている。スリーブ給電部の高さFg1を約1mm、Fg2を約2mm、Fg3,Fg4,Fg5を約3mmとしたときに発生する最大サイドローブレベルも約−12dBとなっている。スリーブ給電部の高さFg1を約1mm、Fg2を約2mm、Fg3を約3mm、Fg4を約4mm、Fg5を約5mmとしたときに発生する最大サイドローブレベルは約−11dBとなっている。スリーブ給電部の高さFg1,Fg2,Fg3を約3mm、Fg4を約4mm、Fg5を約5mmとしたときに発生する最大サイドローブレベルは約−11dBとなっている。スリーブ給電部の高さFg1〜Fg5を全て約5mmとしたときに発生する最大サイドローブレベルは約−11dBとなっている。このように、図25を参照するとスリーブ給電部の高さFgを高くしていくと若干サイドローブレベルは上昇していくが、高さFgを1〜5mmのいずれの高さとしても−10dB以下のサイドローブレベルが得られており、良好なサイドローブレベル特性とされていることが分かる。
Next, in the
Referring to FIG. 25, the maximum side lobe level that occurs when the heights Fg 1 to Fg 5 of the sleeve power supply portion are all about 1 mm is about −12 dB. The maximum side lobe level generated when the height Fg 1 of the sleeve feeding portion is about 1 mm, Fg 2 is about 2 mm, and Fg 3 , Fg 4 , Fg 5 is about 3 mm is about −12 dB. The maximum side lobe level generated when the height Fg 1 of the sleeve feeding portion is about 1 mm, Fg 2 is about 2 mm, Fg 3 is about 3 mm, Fg 4 is about 4 mm, and Fg 5 is about 5 mm is about -11 dB. It has become. The maximum side lobe level generated when the height Fg 1 , Fg 2 , Fg 3 of the sleeve feeding portion is about 3 mm, Fg 4 is about 4 mm, and Fg 5 is about 5 mm is about −11 dB. The maximum side lobe level generated when the heights Fg 1 to Fg 5 of the sleeve power supply portion are all about 5 mm is about −11 dB. Thus, referring to FIG. 25, the side lobe level slightly increases as the height Fg of the sleeve power feeding portion is increased, but it is −10 dB or less regardless of the height Fg, whichever is 1 to 5 mm. It can be seen that the side lobe level is good and that the side lobe level characteristics are good.
次に、本発明の第7実施例にかかるコーリニアアンテナ301の構成を図26に示す。
図26に示す第7実施例のコーリニアアンテナ301は、それぞれダイポールアンテナを構成するスリーブ素子が6段スタックされて構成されている。ただし、6段目スリーブ素子は第1周波数信号用とされている。すなわち、それぞれダイポールアンテナを構成している1段目スリーブ素子320、2段目スリーブ素子321、3段目スリーブ素子322、4段目スリーブ素子323、5段目スリーブ素子324がスタックされており、さらに、第1周波数信号用の6段目スリーブ素子325が追加された構成とされている。コーリニアアンテナ301は、1段目スリーブ素子320の下から導入されている2本の第1同軸ケーブル390および第2同軸ケーブル391から給電されており、第1同軸ケーブル390の下端には第1アンテナ給電部392が接続され、第2同軸ケーブル391の下端には第2アンテナ給電部393が接続されている。第1アンテナ給電部392からは第1周波数f1の周波数信号が供給され、第2アンテナ給電部393からは第1周波数f1とは異なる第2周波数f2の周波数信号が供給されている。
Next, FIG. 26 shows the configuration of a collinear antenna 301 according to the seventh embodiment of the present invention.
The collinear antenna 301 of the seventh embodiment shown in FIG. 26 is configured by stacking six stages of sleeve elements constituting each dipole antenna. However, the sixth-stage sleeve element is used for the first frequency signal. That is, the first-stage sleeve element 320, the second-stage sleeve element 321, the third-stage sleeve element 322, the fourth-stage sleeve element 323, and the fifth-stage sleeve element 324, which respectively constitute a dipole antenna, are stacked. Further, a sixth-stage sleeve element 325 for the first frequency signal is added. The collinear antenna 301 is fed from two first coaxial cables 390 and 391 introduced from below the first-stage sleeve element 320, and the first antenna is provided at the lower end of the first coaxial cable 390. A power feeding unit 392 is connected, and a second antenna power feeding unit 393 is connected to the lower end of the second coaxial cable 391. A frequency signal having the first frequency f1 is supplied from the first antenna power supply unit 392, and a frequency signal having a second frequency f2 different from the first frequency f1 is supplied from the second antenna power supply unit 393.
第7実施例のコーリニアアンテナ301を構成している各段のスリーブ素子320〜325は金属製とされた円筒状の上段スリーブパイプと下段スリーブパイプが向き合わされてスリーブ給電部が構成されている。ダイポールアンテナを構成する上段スリーブパイプと下段スリーブパイプの物理長ELは約0.22λ〜約0.32λとされており、隣接するスリーブ素子320〜325のスリーブ給電部間の間隔PLの物理長は約0.8λを超えない長さとされている。この波長λは、第1周波数f1の場合はその波長λ1となり、第2周波数f2の場合はその波長λ2となる。そして、第1同軸ケーブル390および第2同軸ケーブル391から給電される1段目スリーブ素子320ないし5段目スリーブ素子324のそれぞれの給電部、および、第1同軸ケーブル390のみから給電される6段目スリーブ素子325において、第1周波数信号f1、第2周波数信号f2によりそれぞれ同相で励振されている。このため、1段目スリーブ素子320ないし6段目スリーブ素子325における隣接する各段の給電部間の第1同軸ケーブル390の電気長は約λ1あるいはその整数倍とされ、第2同軸ケーブル391がある段ではその電気長は約λ2あるいはその整数倍とされている。また、第7実施例のコーリニアアンテナ301においては、スリーブ給電部の高さFgを変化させており、Fgは約1mm〜約5mmの間で変化されている。 The sleeve elements 320 to 325 of each stage constituting the collinear antenna 301 of the seventh embodiment have a sleeve feeding portion formed by facing a cylindrical upper sleeve pipe and a lower sleeve pipe made of metal. The physical length EL of the upper sleeve pipe and the lower sleeve pipe constituting the dipole antenna is about 0.22λ to about 0.32λ, and the physical length of the interval PL between the sleeve feeding portions of the adjacent sleeve elements 320 to 325 is The length does not exceed about 0.8λ. The wavelength λ is the wavelength λ1 in the case of the first frequency f1, and the wavelength λ2 in the case of the second frequency f2. Each of the first-stage sleeve element 320 to the fifth-stage sleeve element 324 fed from the first coaxial cable 390 and the second coaxial cable 391 and the six-stage fed from only the first coaxial cable 390 are used. The eye sleeve element 325 is excited in phase by the first frequency signal f1 and the second frequency signal f2. For this reason, the electrical length of the first coaxial cable 390 between the feeding portions of the adjacent stages in the first-stage sleeve element 320 to the sixth-stage sleeve element 325 is about λ1 or an integral multiple thereof, and the second coaxial cable 391 is In some stages, the electrical length is about λ2 or an integer multiple thereof. Further, in the collinear antenna 301 of the seventh embodiment, the height Fg of the sleeve feeding portion is changed, and Fg is changed between about 1 mm and about 5 mm.
第7実施例のコーリニアアンテナ301における6段目スリーブ素子325の詳細構成を図27に断面図で示す。図27に示す6段目スリーブ素子325は、円筒状の上段スリーブパイプ325aの下端面と円筒状の下段スリーブパイプ325cの上端面とがFg6の間隔で向き合わされて配置されている。上段スリーブパイプ325aの下端部の内側に金属製の上段ジョイント325bが嵌挿されており、下段スリーブパイプ325cの上端部の内側に金属製の下段ジョイント325dが嵌挿されている。下段ジョイント325dのほぼ中央に形成された挿通孔には5段目スリーブ素子324から導出されたらせん状の第1同軸ケーブル390が挿通されている。第1同軸ケーブル390の外部導体390cの先端は下段ジョイント325dに電気的に接続されており、下段スリーブパイプ325cと上段スリーブパイプ325aの境界部において第1同軸ケーブル390の外部導体390cが除去されて絶縁筒体390bが露出されている。この絶縁筒体390bは、上記境界部を超えた部位において除去されて中心導体390aが露出されており、この中心導体390aが上段ジョイント325bのほぼ中央部に形成されている挿通孔内に設けられた接続端子326に電気的に接続されている。この構成により、ダイポールアンテナを構成する6段目スリーブ素子325の下段スリーブパイプ325cと上段スリーブパイプ325aとが、第1同軸ケーブル390を伝達してきた第1周波数信号により励振されるようになる。 FIG. 27 is a sectional view showing the detailed configuration of the sixth-stage sleeve element 325 in the collinear antenna 301 of the seventh embodiment. 6-stage sleeve element 325 shown in FIG. 27, lower surface and the upper end surface of the cylindrical lower sleeve pipe 325c of the cylindrical upper sleeve pipe 325a and are disposed to be opposed at intervals of Fg 6. A metal upper joint 325b is fitted inside the lower end of the upper sleeve pipe 325a, and a metal lower joint 325d is fitted inside the upper end of the lower sleeve pipe 325c. A spiral first coaxial cable 390 led out from the fifth-stage sleeve element 324 is inserted into an insertion hole formed at substantially the center of the lower-stage joint 325d. The tip of the outer conductor 390c of the first coaxial cable 390 is electrically connected to the lower joint 325d, and the outer conductor 390c of the first coaxial cable 390 is removed at the boundary between the lower sleeve pipe 325c and the upper sleeve pipe 325a. The insulating cylinder 390b is exposed. The insulating cylinder 390b is removed at a portion beyond the boundary to expose the central conductor 390a, and the central conductor 390a is provided in an insertion hole formed at substantially the center of the upper joint 325b. The connection terminal 326 is electrically connected. With this configuration, the lower sleeve pipe 325c and the upper sleeve pipe 325a of the sixth-stage sleeve element 325 constituting the dipole antenna are excited by the first frequency signal transmitted through the first coaxial cable 390.
次に、第7実施例のコーリニアアンテナ301において、5段目スリーブ素子324の詳細構成を断面図で図28に示す。図28に示す5段目スリーブ素子324は、円筒状の上段スリーブパイプ324aの下端面と円筒状の下段スリーブパイプ324cの上端面とがFg5の間隔で向き合わされて配置されている。上段スリーブパイプ324aの下端部の内側に金属製の上段ジョイント324bが嵌挿されており、下段スリーブパイプ324cの上端部の内側に金属製の下段ジョイント324dが嵌挿されている。下段スリーブパイプ324c内には、4段目スリーブ素子323から導出されたらせん状に巻かれた第1同軸ケーブル390および直線状の第2同軸ケーブル391が導入されて、下段ジョイント324dのほぼ中央に形成された挿通孔に挿通されている。そして、第1同軸ケーブル390の外部導体390cおよび第2同軸ケーブル391の外部導体391cの先端は下段ジョイント324dに電気的に接続されている。また、上段ジョイント324bのほぼ中央部に形成されている挿通孔内には、下段スリーブパイプ324cから導出された第1同軸ケーブル390が挿通されて外部導体390cが上段ジョイント324bに電気的に接続される。また、下段スリーブパイプ324cと上段スリーブパイプ324aの境界部において第1同軸ケーブル390の外部導体390cおよび第2同軸ケーブル391の外部導体391cが除去されて、絶縁筒体390b,391bが露出されている。 Next, in the collinear antenna 301 of the seventh embodiment, a detailed configuration of the fifth-stage sleeve element 324 is shown in a sectional view in FIG. 5-stage sleeve element 324 shown in FIG. 28, lower surface and the upper end surface of the cylindrical lower sleeve pipe 324c of the cylindrical upper sleeve pipe 324a and are disposed to be opposed at intervals of Fg 5. A metal upper joint 324b is fitted inside the lower end of the upper sleeve pipe 324a, and a metal lower joint 324d is fitted inside the upper end of the lower sleeve pipe 324c. In the lower sleeve pipe 324c, a first coaxial cable 390 and a linear second coaxial cable 391 that are spirally wound out from the fourth-stage sleeve element 323 are introduced, and are approximately at the center of the lower-stage joint 324d. It is inserted through the formed insertion hole. The ends of the outer conductor 390c of the first coaxial cable 390 and the outer conductor 391c of the second coaxial cable 391 are electrically connected to the lower joint 324d. Further, the first coaxial cable 390 led out from the lower sleeve pipe 324c is inserted into the insertion hole formed at the substantially central portion of the upper joint 324b, and the external conductor 390c is electrically connected to the upper joint 324b. The Further, the outer conductor 390c of the first coaxial cable 390 and the outer conductor 391c of the second coaxial cable 391 are removed at the boundary between the lower sleeve pipe 324c and the upper sleeve pipe 324a, and the insulating cylinders 390b and 391b are exposed. .
第2同軸ケーブル391の絶縁筒体391bは上記境界部を越えると除去されて、露出された中心導体391aが上段ジョイント324bに形成されている挿通孔内に設けられている接続端子326に電気的に接続されている。これにより、ダイポールアンテナを構成する5段目スリーブ素子324の下段スリーブパイプ324cと上段スリーブパイプ324aとが、第2同軸ケーブル391を伝達してきた第2周波数信号により励振されるようになる。さらに、絶縁筒体390bが露出されている内部に位置にする中心導体390aと、向かい合わされて配置されている上段ジョイント324bおよび下段ジョイント324dにより励振スロットとされるスリーブ給電部324eが構成されて、スリーブ給電部324eによりダイポールアンテナを構成している上段スリーブパイプ324aと下段スリーブパイプ324cとが、第1同軸ケーブル390を伝達してきた第1周波数信号により励振される。そして、上段スリーブパイプ324a内かららせん状とされた第1同軸ケーブル390のみが導出されて、上の段とされる6段目スリーブ素子325に向かって延伸されている。スリーブ給電部324eの高さはFg5とされている。
さらに、第7実施例のコーリニアアンテナ301における1段目スリーブ素子320ないし4段目スリーブ素子323の構成は、5段目スリーブ素子324において、接続端子326を取り去って上段ジョイント324bに外部導体391cが接続されている第2同軸ケーブル391を上の段に向かって導出した構成とされているので、その説明は省略する。
The insulating cylindrical body 391b of the second coaxial cable 391 is removed when the boundary portion is exceeded, and the exposed central conductor 391a is electrically connected to the connection terminal 326 provided in the insertion hole formed in the upper joint 324b. It is connected to the. As a result, the lower sleeve pipe 324c and the upper sleeve pipe 324a of the fifth-stage sleeve element 324 constituting the dipole antenna are excited by the second frequency signal transmitted through the second coaxial cable 391. Furthermore, a sleeve feeding portion 324e serving as an excitation slot is configured by a central conductor 390a positioned inside the exposed insulating cylinder 390b and an upper joint 324b and a lower joint 324d arranged to face each other. The upper sleeve pipe 324a and the lower sleeve pipe 324c constituting the dipole antenna by the sleeve feeding portion 324e are excited by the first frequency signal transmitted through the first coaxial cable 390. Then, only the first coaxial cable 390 having a spiral shape is led out from the upper sleeve pipe 324a, and is extended toward the upper sixth sleeve element 325. The height of the sleeve feeding portion 324e is a Fg 5.
Furthermore, the configuration of the first-stage sleeve element 320 to the fourth-stage sleeve element 323 in the collinear antenna 301 of the seventh embodiment is such that the connection terminal 326 is removed from the fifth-stage sleeve element 324 and the outer conductor 391c is connected to the upper-stage joint 324b. Since the connected second coaxial cable 391 is led out toward the upper stage, description thereof is omitted.
第7実施例のコーリニアアンテナ301において、第1周波数f1を1.00GHz(波長λ1≒300mm)、第2周波数f2を1.45GHz(波長λ2≒206.9mm)とした際の各部の寸法は、1段目スリーブ素子320におけるスリーブ給電部の高さFg1が約1mm、2段目スリーブ素子321におけるスリーブ給電部の高さFg2が約2mm、3段目スリーブ素子322におけるスリーブ給電部の高さFg3が約3mm、4段目スリーブ素子323におけるスリーブ給電部の高さFg4が約4mm、5段目スリーブ素子324におけるスリーブ給電部の高さFg5が約5mm、6段目スリーブ素子325におけるスリーブ給電部の高さFg6が約5mmとされている。第7実施例のコーリニアアンテナ301における他の各部の寸法は第3実施例のコーリニアアンテナ3の寸法と同様とされている。 In the collinear antenna 301 of the seventh embodiment, the dimensions of each part when the first frequency f1 is 1.00 GHz (wavelength λ1≈300 mm) and the second frequency f2 is 1.45 GHz (wavelength λ2≈206.9 mm) are as follows: The height Fg 1 of the sleeve feeding portion in the first-stage sleeve element 320 is about 1 mm, the height Fg 2 of the sleeve feeding portion in the second-stage sleeve element 321 is about 2 mm, and the height of the sleeve feeding section in the third-stage sleeve element 322. is Fg 3 is about 3 mm, the height of the sleeve feeding portion in the fourth-stage sleeve element 323 Fg 4 is about 4 mm, 5-stage height Fg 5 of the sleeve feeding portion in the sleeve element 324 is about 5 mm, 6-stage sleeve element The height Fg 6 of the sleeve power feeding portion at 325 is about 5 mm. The dimensions of the other parts of the collinear antenna 301 of the seventh embodiment are the same as the dimensions of the collinear antenna 3 of the third embodiment.
なお、第1同軸ケーブル390は、例えば特性インピーダンスが50Ωで絶縁筒体の比誘電率εrが約2.2とされてらせん状に巻かれており、第2同軸ケーブル391は、例えば特性インピーダンスが50Ωで絶縁筒体の比誘電率εrが約2.83とされて直線状とされている。そして、6段目スリーブ素子325は、第1周波数f1における利得を増加させるために追加されていることから、第7実施例のコーリニアアンテナ301の第1周波数f1における利得が、第6実施例のコーリニアアンテナ2より増加するようになる。この場合、第2周波数f2における利得は同様となる。また、各段の第1同軸ケーブル390と第2同軸ケーブル391をセミリジットケーブル等の硬い外部導体を有する同軸ケーブルで構成することにより、各段の第1同軸ケーブル390と第2同軸ケーブル391を保護する保護パイプを省略しているが、保護パイプを設けるようにしてもよい。
The first coaxial cable 390 is spirally wound with, for example, a characteristic impedance of 50Ω and a dielectric constant εr of the insulating cylinder of about 2.2, and the second coaxial cable 391 has a characteristic impedance of, for example, The relative dielectric constant εr of the insulating cylinder is about 2.83 at 50Ω, and is linear. Since the sixth-stage sleeve element 325 is added to increase the gain at the first frequency f1, the gain at the first frequency f1 of the collinear antenna 301 of the seventh embodiment is the same as that of the sixth embodiment. It increases from the
次に、本発明の第8実施例にかかるコーリニアアンテナ302の構成を図29に示す。
図29に示す第8実施例のコーリニアアンテナ302は、第7実施例のコーリニアアンテナ301において、5段目スリーブ素子から6段目スリーブ素子まで第2同軸ケーブル391の外部導体のみを設けて機械的強度を向上させるようにした構成とされている。すなわち、それぞれダイポールアンテナを構成している1段目スリーブ素子330、2段目スリーブ素子331、3段目スリーブ素子332、4段目スリーブ素子333、5段目スリーブ素子334がスタックされており、さらに、第1周波数信号用の6段目スリーブ素子335が追加された構成とされている。他の構成については、第7実施例のコーリニアアンテナ301と同様とされているので省略する。
Next, FIG. 29 shows a configuration of a collinear antenna 302 according to an eighth embodiment of the present invention.
The collinear antenna 302 of the eighth embodiment shown in FIG. 29 is the same as the collinear antenna 301 of the seventh embodiment except that only the outer conductor of the second coaxial cable 391 is provided from the fifth-stage sleeve element to the sixth-stage sleeve element. It is set as the structure which improved the intensity | strength. That is, the first-
第8実施例のコーリニアアンテナ302を構成している各段のスリーブ素子330〜335は金属製とされた円筒状の上段スリーブパイプと下段スリーブパイプが向き合わされてスリーブ給電部が構成されている。ダイポールアンテナを構成する上段スリーブパイプと下段スリーブパイプの物理長ELは約0.22λ〜約0.32λとされており、隣接するスリーブ素子330〜335のスリーブ給電部間の間隔PLの物理長は約0.8λを超えない長さとされている。この波長λは、第1周波数f1の場合はその波長λ1となり、第2周波数f2の場合はその波長λ2となる。そして、第1同軸ケーブル390および第2同軸ケーブル391から給電される1段目スリーブ素子330ないし5段目スリーブ素子334のそれぞれの給電部、および、第1同軸ケーブル390のみから給電される6段目スリーブ素子335において、第1周波数信号f1、第2周波数信号f2によりそれぞれ同相で励振されている。このため、1段目スリーブ素子330ないし6段目スリーブ素子335における隣接する各段の給電部間の第1同軸ケーブル390の電気長は約λ1あるいはその整数倍とされ、第2同軸ケーブル391がある段ではその電気長は約λ2あるいはその整数倍とされている。また、第8実施例のコーリニアアンテナ302においても、1段目スリーブ素子330におけるスリーブ給電部の高さFg1が約1mm、2段目スリーブ素子331におけるスリーブ給電部の高さFg2が約2mm、3段目スリーブ素子332におけるスリーブ給電部の高さFg3が約3mm、4段目スリーブ素子333におけるスリーブ給電部の高さFg4が約4mm、5段目スリーブ素子334におけるスリーブ給電部の高さFg5が約5mm、6段目スリーブ素子335におけるスリーブ給電部の高さFg6が約5mmとされている。
In the
第8実施例のコーリニアアンテナ302における6段目スリーブ素子335の詳細構成を図30に断面図で示す。図30に示す6段目スリーブ素子335は、円筒状の上段スリーブパイプ335aの下端面と円筒状の下段スリーブパイプ335cの上端面とがFg6の間隔で向き合わされて配置されている。上段スリーブパイプ335aの下端部の内側に金属製の上段ジョイント335bが嵌挿されており、下段スリーブパイプ335cの上端部の内側に金属製の下段ジョイント335dが嵌挿されている。下段ジョイント335dのほぼ中央に形成された挿通孔には5段目スリーブ素子324から導出されたらせん状の第1同軸ケーブル390および外部導体391bのみからなる直線状の第2同軸ケーブル391が挿通されている。第1同軸ケーブル390の外部導体390cおよび第2同軸ケーブル391の外部導体391cの先端は下段ジョイント335dに電気的に接続されており、下段スリーブパイプ335cと上段スリーブパイプ335aの境界部において第1同軸ケーブル390の外部導体390cが除去されて絶縁筒体390bが露出されていると共に、第2同軸ケーブル391は切り取られている。この絶縁筒体390bは、上記境界部を超えた部位において除去されて中心導体390aが露出されており、この中心導体390aが上段ジョイント335bのほぼ中央部に形成されている挿通孔内に設けられた接続端子336に電気的に接続されている。この構成により、ダイポールアンテナを構成する6段目スリーブ素子335の下段スリーブパイプ335cと上段スリーブパイプ335aとが、第1同軸ケーブル390を伝達してきた第1周波数信号により励振されるようになる。また、外部導体391bのみからなる直線状の第2同軸ケーブル391によりらせん状の第1同軸ケーブル390の補強が行われる。 The detailed configuration of the sixth-stage sleeve element 335 in the collinear antenna 302 of the eighth embodiment is shown in a sectional view in FIG. 6-stage sleeve element 335 shown in FIG. 30, the upper end surface of the cylindrical lower end surface of the upper sleeve pipe 335a and a cylindrical lower sleeve pipe 335c and are disposed to be opposed at intervals of Fg 6. A metal upper joint 335b is fitted inside the lower end of the upper sleeve pipe 335a, and a metal lower joint 335d is fitted inside the upper end of the lower sleeve pipe 335c. A spiral first coaxial cable 390 led out from the fifth-stage sleeve element 324 and a linear second coaxial cable 391 composed only of the outer conductor 391b are inserted into the insertion hole formed at substantially the center of the lower joint 335d. ing. The ends of the outer conductor 390c of the first coaxial cable 390 and the outer conductor 391c of the second coaxial cable 391 are electrically connected to the lower joint 335d, and the first coaxial is formed at the boundary between the lower sleeve pipe 335c and the upper sleeve pipe 335a. The outer conductor 390c of the cable 390 is removed to expose the insulating cylinder 390b, and the second coaxial cable 391 is cut off. The insulating cylinder 390b is removed at a portion beyond the boundary to expose the central conductor 390a, and the central conductor 390a is provided in an insertion hole formed at substantially the center of the upper joint 335b. The connection terminal 336 is electrically connected. With this configuration, the lower sleeve pipe 335c and the upper sleeve pipe 335a of the sixth-stage sleeve element 335 constituting the dipole antenna are excited by the first frequency signal transmitted through the first coaxial cable 390. In addition, the spiral first coaxial cable 390 is reinforced by the linear second coaxial cable 391 including only the outer conductor 391b.
次に、第8実施例のコーリニアアンテナ302において、5段目スリーブ素子334の詳細構成を断面図で図31に示す。図31に示す5段目スリーブ素子334は、円筒状の上段スリーブパイプ334aの下端面と円筒状の下段スリーブパイプ334cの上端面とがFg5の間隔で向き合わされて配置されている。上段スリーブパイプ334aの下端部の内側に金属製の上段ジョイント334bが嵌挿されており、下段スリーブパイプ334cの上端部の内側に金属製の下段ジョイント334dが嵌挿されている。下段スリーブパイプ334c内には、4段目スリーブ素子333から導出されたらせん状に巻かれた第1同軸ケーブル390および直線状の第2同軸ケーブル391が導入されて、下段ジョイント334dのほぼ中央に形成された挿通孔に挿通されている。そして、第1同軸ケーブル390の外部導体390cおよび第2同軸ケーブル391の外部導体391cの先端は下段ジョイント334dに電気的に接続されている。また、上段ジョイント334bのほぼ中央部に形成されている挿通孔内には、下段スリーブパイプ334cから導出された第1同軸ケーブル390が挿通されて外部導体390cが上段ジョイント334bに電気的に接続される。また、下段スリーブパイプ334cと上段スリーブパイプ334aの境界部において第1同軸ケーブル390の外部導体390cおよび第2同軸ケーブル391の外部導体391cが除去されて、絶縁筒体390b,391bが露出されている。 Next, in the collinear antenna 302 of the eighth embodiment, a detailed configuration of the fifth-stage sleeve element 334 is shown in a sectional view in FIG. 5-stage sleeve element 334 shown in FIG. 31, lower surface and the upper end surface of the cylindrical lower sleeve pipe 334c of the cylindrical upper sleeve pipe 334a and are disposed to be opposed at intervals of Fg 5. A metal upper joint 334b is fitted inside the lower end of the upper sleeve pipe 334a, and a metal lower joint 334d is fitted inside the upper end of the lower sleeve pipe 334c. In the lower sleeve pipe 334c, a first coaxial cable 390 and a linear second coaxial cable 391 that are spirally wound out from the fourth sleeve element 333 are introduced, almost at the center of the lower joint 334d. It is inserted through the formed insertion hole. The ends of the outer conductor 390c of the first coaxial cable 390 and the outer conductor 391c of the second coaxial cable 391 are electrically connected to the lower joint 334d. Further, the first coaxial cable 390 led out from the lower sleeve pipe 334c is inserted into the insertion hole formed at the substantially central portion of the upper joint 334b, and the external conductor 390c is electrically connected to the upper joint 334b. The Further, the outer conductor 390c of the first coaxial cable 390 and the outer conductor 391c of the second coaxial cable 391 are removed at the boundary between the lower sleeve pipe 334c and the upper sleeve pipe 334a, and the insulating cylinders 390b and 391b are exposed. .
第2同軸ケーブル391の絶縁筒体391bは上記境界部を越えると除去されて、露出された中心導体391aが上段ジョイント334bに形成されている挿通孔内に設けられている接続端子336に電気的に接続されている。これにより、ダイポールアンテナを構成する5段目スリーブ素子334の下段スリーブパイプ334cと上段スリーブパイプ334aとが、第2同軸ケーブル391を伝達してきた第2周波数信号により励振されるようになる。さらに、絶縁筒体390bが露出されている内部に位置にする中心導体390aと、向かい合わされて配置されている上段ジョイント334bおよび下段ジョイント334dにより励振スロットとされるスリーブ給電部334eが構成されて、スリーブ給電部334eによりダイポールアンテナを構成している上段スリーブパイプ334aと下段スリーブパイプ334cとが、第1同軸ケーブル390を伝達してきた第1周波数信号により励振される。そして、上段スリーブパイプ334a内にらせん状に巻かれた第1同軸ケーブル390および外部導体391cのみからなる直線状の第2同軸ケーブル391が挿通されて、上の段とされる6段目スリーブ素子335に向けて導出されている。スリーブ給電部334eの高さはFg5とされている。 The insulating cylindrical body 391b of the second coaxial cable 391 is removed when the boundary portion is exceeded, and the exposed central conductor 391a is electrically connected to the connection terminal 336 provided in the insertion hole formed in the upper joint 334b. It is connected to the. As a result, the lower sleeve pipe 334c and the upper sleeve pipe 334a of the fifth-stage sleeve element 334 constituting the dipole antenna are excited by the second frequency signal transmitted through the second coaxial cable 391. Further, a sleeve feeding portion 334e serving as an excitation slot is configured by a central conductor 390a positioned inside the exposed insulating cylinder 390b and an upper joint 334b and a lower joint 334d that are disposed to face each other. The upper sleeve pipe 334a and the lower sleeve pipe 334c constituting the dipole antenna by the sleeve feeding portion 334e are excited by the first frequency signal transmitted through the first coaxial cable 390. Then, a straight second coaxial cable 391 including only the first coaxial cable 390 and the outer conductor 391c spirally wound in the upper sleeve pipe 334a is inserted, and a sixth-stage sleeve element is formed as an upper stage. Derived toward 335. The height of the sleeve feeding portion 334e is a Fg 5.
さらに、第8実施例のコーリニアアンテナ302における1段目スリーブ素子330ないし4段目スリーブ素子333の構成は、第7実施例のコーリニアアンテナ301における1段目スリーブ素子320ないし4段目スリーブ素子323の構成と同様の構成とされているので、その説明は省略する。
さらにまた、第8実施例のコーリニアアンテナ302において、第1周波数f1を1.00GHz(波長λ1≒300mm)、第2周波数f2を1.45GHz(波長λ2≒206.9mm)とした際の各部の寸法は、第7実施例のコーリニアアンテナ301と同様とされているのでその説明は省略する。
なお、第1同軸ケーブル390は、例えば特性インピーダンスが50Ωで絶縁筒体の比誘電率εrが約2.2とされ、第2同軸ケーブル391も、例えば特性インピーダンスが50Ωで絶縁筒体の比誘電率εrが約2.83とされている。そして、6段目スリーブ素子335は、第1周波数f1における利得を増加させるために追加されていることから、第8実施例のコーリニアアンテナ302の第1周波数f1における利得が、第6実施例のコーリニアアンテナ2より増加するようになる。この場合、第2周波数f2における利得は同様となる。
Further, the configuration of the first-
Furthermore, in the collinear antenna 302 of the eighth embodiment, each part when the first frequency f1 is 1.00 GHz (wavelength λ1≈300 mm) and the second frequency f2 is 1.45 GHz (wavelength λ2≈206.9 mm). Since the dimensions are the same as those of the collinear antenna 301 of the seventh embodiment, description thereof is omitted.
The first coaxial cable 390 has a characteristic impedance of 50Ω, for example, and the dielectric constant εr of the insulating cylinder is about 2.2. The second coaxial cable 391 has a characteristic impedance of 50Ω, for example, and the dielectric constant of the insulating cylinder. The rate εr is about 2.83. Since the sixth-stage sleeve element 335 is added to increase the gain at the first frequency f1, the gain at the first frequency f1 of the collinear antenna 302 of the eighth embodiment is the same as that of the sixth embodiment. It increases from the
次に、本発明の第9実施例にかかるコーリニアアンテナ303の構成を図32に示す。
図32に示す第9実施例のコーリニアアンテナ303は、それぞれダイポールアンテナを構成するスリーブ素子が10段スタックされて構成されている。すなわち、それぞれダイポールアンテナを構成している1段目スリーブ素子340、2段目スリーブ素子341、3段目スリーブ素子342、4段目スリーブ素子343、5段目スリーブ素子344、・・・10段目スリーブ素子349がスタックされてコーリニアアンテナ303が構成されている。コーリニアアンテナ303は、1段目スリーブ素子340の下から導入されている2本の第1同軸ケーブル390および第2同軸ケーブル391から給電されており、第1同軸ケーブル390の下端には第1アンテナ給電部392が接続され、第2同軸ケーブル391の下端には第2アンテナ給電部393が接続されている。第1アンテナ給電部392からは第1周波数f1の周波数信号が供給され、第2アンテナ給電部393からは第1周波数f1とは異なる第2周波数f2の周波数信号が供給されている。
Next, FIG. 32 shows a configuration of a collinear antenna 303 according to the ninth embodiment of the present invention.
The collinear antenna 303 of the ninth embodiment shown in FIG. 32 is configured by stacking 10 stages of sleeve elements constituting each dipole antenna. That is, the first
第9実施例のコーリニアアンテナ303を構成している各段のスリーブ素子340〜349は金属製とされた円筒状の上段スリーブパイプと下段スリーブパイプが向き合わされてスリーブ給電部が構成されており、ダイポールアンテナを構成する上段スリーブパイプと下段スリーブパイプの物理長ELは約0.22λ〜約0.32λとされており、隣接するスリーブ素子340〜349のスリーブ給電部間の間隔PLの物理長は約0.8λを超えない長さとされている。この波長λは、第1周波数f1の場合はその波長λ1となり、第2周波数f2の場合はその波長λ2となる。なお、ELとPLの寸法は全段において同一とされている。そして、第1同軸ケーブル390および第2同軸ケーブル391から給電される1段目スリーブ素子340ないし10段目スリーブ素子349のそれぞれの給電部において第1周波数信号および第2周波数信号によりそれぞれ励振されている。第9実施例のコーリニアアンテナ303においては、下段スリーブパイプと上段スリーブパイプとの境界部で構成されているスリーブ給電部の高さFgを変化させることができるが、図示する例ではFg1,Fg2,Fg3,Fg4,Fg5,・・・Fg10はいずれも約1mmに設定されている。
The
第9実施例のコーリニアアンテナ303において、第1周波数f1を1.90205GHz(波長λ1≒157.72mm)、第2周波数f2を2.56000GHz(波長λ2≒117.19mm)とした際の各部の寸法の一例を次に示す。
第9実施例のコーリニアアンテナ303における1段目スリーブ素子340ないし第10段目スリーブ素子349における上段スリーブパイプと下段スリーブパイプの径は約20mm、上段ジョイントおよび下段ジョイントの厚さJtは約3mm、各スリーブパイプの肩の長さShは約6.4mm、各スリーブパイプの厚みPtは約0.3mmとされている。そして、上記(1)式で示す長さELは約42.94mm(EL≒0.272λ1≒0.366λ2)とされている。また、隣接するスリーブ素子のスリーブ給電部間の間隔PLに応じて各段のスリーブ給電部の電流振幅に位相差が生じるようになる。このため、間隔PLを変化させることによりコーリニアアンテナ303から放射されるメインローブをチルトさせることが可能となる。ただし、間隔PLの電気長は使用する波長のλ以下とされる。さらに、1段目スリーブ素子340におけるスリーブ給電部の高さFg1ないし10段目スリーブ素子349におけるスリーブ給電部の高さFg10は全て約1mmとされている。
In the collinear antenna 303 of the ninth embodiment, the dimensions of each part when the first frequency f1 is 1.90205 GHz (wavelength λ1≈157.72 mm) and the second frequency f2 is 2.56000 GHz (wavelength λ2≈117.19 mm). An example is shown below.
The diameter of the upper sleeve pipe and the lower sleeve pipe in the first-
なお、第1同軸ケーブル390は、例えば特性インピーダンスが50Ωで絶縁筒体の比誘電率εrが約2.80とされ、第2同軸ケーブル391も、例えば特性インピーダンスが50Ωで絶縁筒体の比誘電率εrが約1.56とされており、1段目スリーブ素子340ないし10段目スリーブ素子349内にほぼ垂直に配置されている。第1同軸ケーブル390および第2同軸ケーブル391の外径は約4.2mmとされている。さらに、第1同軸ケーブル390の途中に挿入されている第1整合回路315と、第2同軸ケーブル391の途中に挿入されている第2整合回路316は、第1周波数f1および第2周波数f2のそれぞれのインピーダンスマッチングを行っている。第1整合回路315および第2整合回路316の整合回路としては、例えば、他に用意した同軸ケーブルの外部導体を除去して露出させた内部導体を外部導体に接続させてショートしたショートスタブや、他に用意した同軸ケーブルの内部導体と外部導体の径比を変化させたり誘電体の誘電率εrを変化させたりしたQマッチングなどを用いることができる。さらにまた、第9実施例のコーリニアアンテナ303において、10段目スリーブ素子349の構成は第6実施例のコーリニアアンテナ300における5段目スリーブ素子314の構成と同様とされ、1段目スリーブ素子340ないし9段目スリーブ素子の構成は第6実施例における1段目スリーブ素子310ないし4段目スリーブ素子313の構成と同様とされているので、その説明は省略する。
The first coaxial cable 390 has a characteristic impedance of 50Ω, for example, and the dielectric constant εr of the insulating cylinder is about 2.80, and the second coaxial cable 391 has a characteristic impedance of 50Ω, for example, and the dielectric constant of the insulating cylinder. The ratio εr is about 1.56, and the first
次に、第9実施例のコーリニアアンテナ303において、第1周波数f1および第2周波数f2を上記周波数とすると共に上記寸法とし、隣接するスリーブ素子のスリーブ給電部間の間隔PLを変化させた際の頂点方向からの角度θに対する利得特性を図33に示す。ただし、図33においては角度θが90°(水平方向)の際の利得が0dBに正規化されている。
図33を参照すると、隣接するスリーブ素子のスリーブ給電部間の間隔PLを約0.55λ1(約86.7mm)としたときには、角度θが約99°の方向に一番大きなメインローブが発生している。ただし、λ1は、第1周波数f1(1.90205GHz)の波長である。隣接するスリーブ素子のスリーブ給電部間の間隔PLを約0.56λ1(約88.3mm)としたときには、角度θが約97°の方向に一番大きなメインローブが発生している。隣接するスリーブ素子のスリーブ給電部間の間隔PLを約0.57λ1(約89.9mm)としたときには、角度θが約96°の方向に一番大きなメインローブが発生している。隣接するスリーブ素子のスリーブ給電部間の間隔PLを約0.58λ1(約91.5mm)としたときには、角度θが約91°の方向に一番大きなメインローブが発生している。隣接するスリーブ素子のスリーブ給電部間の間隔PLを約0.59λ1(約93.1mm)としたときには、角度θが約90°の方向に一番大きなメインローブが発生している。
Next, in the collinear antenna 303 of the ninth embodiment, the first frequency f1 and the second frequency f2 are set to the above frequencies and the above dimensions, and the interval PL between the sleeve feeding portions of the adjacent sleeve elements is changed. FIG. 33 shows gain characteristics with respect to the angle θ from the apex direction. However, in FIG. 33, the gain when the angle θ is 90 ° (horizontal direction) is normalized to 0 dB.
Referring to FIG. 33, when the interval PL between the sleeve feeding portions of adjacent sleeve elements is about 0.55λ1 (about 86.7 mm), the largest main lobe is generated in the direction where the angle θ is about 99 °. ing. Here, λ1 is the wavelength of the first frequency f1 (1.90205 GHz). When the interval PL between the sleeve feeding portions of adjacent sleeve elements is about 0.56λ1 (about 88.3 mm), the largest main lobe is generated in the direction where the angle θ is about 97 °. When the interval PL between the sleeve feeding portions of the adjacent sleeve elements is about 0.57λ1 (about 89.9 mm), the largest main lobe is generated in the direction where the angle θ is about 96 °. When the interval PL between the sleeve feeding portions of adjacent sleeve elements is about 0.58λ1 (about 91.5 mm), the largest main lobe is generated in the direction where the angle θ is about 91 °. When the interval PL between the sleeve feeding portions of the adjacent sleeve elements is about 0.59λ1 (about 93.1 mm), the largest main lobe is generated in the direction where the angle θ is about 90 °.
次に、第9実施例のコーリニアアンテナ303において、第1周波数f1および第2周波数f2を上記周波数とすると共に上記寸法とし、隣接するスリーブ素子のスリーブ給電部間の間隔PLを変化させた際の最大利得方向の特性を図34に示す。
図34を参照すると、隣接するスリーブ素子のスリーブ給電部間の間隔PLを約0.55λ1(約86.7mm)としたときには、最大利得方向は約99°の方向となり、水平方向から約9°下方へチルトしていることが分かる。隣接するスリーブ素子のスリーブ給電部間の間隔PLを約0.56λ1(約88.3mm)としたときには、最大利得方向は約97°の方向となり、水平方向から約7°下方へチルトしていることが分かる。隣接するスリーブ素子のスリーブ給電部間の間隔PLを約0.57λ1(約89.9mm)としたときには、最大利得方向は約96°の方向となり、水平方向から約6°下方へチルトしていることが分かる。隣接するスリーブ素子のスリーブ給電部間の間隔PLを約0.58λ1(約91.5mm)としたときには、最大利得方向は約91°の方向となり、水平方向から約1°下方へチルトしていることが分かる。隣接するスリーブ素子のスリーブ給電部間の間隔PLを約0.59λ1(約93.1mm)としたときには、最大利得方向は約90°の方向となり、ほぼチルトしないことがわかる。なお、図33および図34の電気特性は第1周波数f1だけではなく、第2周波数f2においても同様の電気特性を示すようになる。
Next, in the collinear antenna 303 of the ninth embodiment, the first frequency f1 and the second frequency f2 are set to the above frequencies and the above dimensions, and the interval PL between the sleeve feeding portions of the adjacent sleeve elements is changed. The characteristic in the maximum gain direction is shown in FIG.
Referring to FIG. 34, when the interval PL between the sleeve feeding portions of adjacent sleeve elements is about 0.55λ1 (about 86.7 mm), the maximum gain direction is about 99 °, which is about 9 ° from the horizontal direction. It can be seen that it is tilted downward. When the interval PL between the sleeve feeding portions of the adjacent sleeve elements is about 0.56λ1 (about 88.3 mm), the maximum gain direction is about 97 ° and tilts downward about 7 ° from the horizontal direction. I understand that. When the interval PL between the sleeve feeding portions of the adjacent sleeve elements is about 0.57λ1 (about 89.9 mm), the maximum gain direction is about 96 ° and tilts about 6 ° downward from the horizontal direction. I understand that. When the interval PL between the sleeve feeding portions of adjacent sleeve elements is about 0.58λ1 (about 91.5 mm), the maximum gain direction is about 91 ° and tilts downward about 1 ° from the horizontal direction. I understand that. It can be seen that when the interval PL between the sleeve feeding portions of the adjacent sleeve elements is about 0.59λ1 (about 93.1 mm), the maximum gain direction is about 90 ° and almost no tilt. 33 and 34 show the same electrical characteristics not only at the first frequency f1 but also at the second frequency f2.
図33および図34に示すように、隣接するスリーブ素子のスリーブ給電部間の間隔PLが短いと利得の最大方向は水平方向より下方となり、間隔PLが長くなると利得の最大方向はほぼ水平方向を向くようになる。そして、間隔PLを変化させても、サイドローブレベルは約 −10dB以下を維持できるようになる。
なお、第9実施例のコーリニアアンテナ303において、設計周波数を第1周波数f1を1884.5MHz〜1919.6MHz、第2周波数f2を2545MHz〜2575MHzとした場合、λ1は約159.19mm〜約156.28mmとなり、λ2は約117.88mm〜約116.50mmとなるが、電気特性は上記した電気特性とほぼ同一の電気特性が得られる。このとき、ELは約39.84mm(約0.250λ1〜約0.342λ2)とされ、PLは約89.9mm(約0.565λ〜約0.772λ2)とされる。
As shown in FIGS. 33 and 34, when the interval PL between the sleeve feeding portions of adjacent sleeve elements is short, the maximum direction of the gain is lower than the horizontal direction, and when the interval PL is long, the maximum direction of the gain is substantially horizontal. Come to face. Even if the interval PL is changed, the side lobe level can be maintained at about −10 dB or less.
In the collinear antenna 303 of the ninth embodiment, when the design frequency is set to the first frequency f1 from 1884.5 MHz to 1919.6 MHz and the second frequency f2 is set to 2545 MHz to 2575 MHz, λ1 is about 159.19 mm to about 156.56. 28 mm and
次に、本発明の第10実施例にかかるコーリニアアンテナ304の構成を図35に示す。
図35に示す第10実施例のコーリニアアンテナ304は、それぞれダイポールアンテナを構成するスリーブ素子が19段スタックされて構成されている。そして、16段目スリーブ素子から19段目スリーブ素子までは第1周波数用のスリーブ素子とされて、15段目スリーブ素子から19段目スリーブ素子までは第2同軸ケーブル391の外部導体のみを設けるようにした構成とされている。すなわち、それぞれダイポールアンテナを構成している1段目スリーブ素子350、2段目スリーブ素子351、3段目スリーブ素子352、4段目スリーブ素子353、5段目スリーブ素子354、6段目スリーブ素子355、・・・14段目スリーブ素子363、15段目スリーブ素子364、16段目スリーブ素子365、17段目スリーブ素子366、18段目スリーブ素子367、19段目スリーブ素子368がスタックされてコーリニアアンテナ304が構成されている。コーリニアアンテナ304は、1段目スリーブ素子350の下から導入されている2本の第1同軸ケーブル390および第2同軸ケーブル391から給電されており、第1同軸ケーブル390の下端には第1アンテナ給電部392が接続され、第2同軸ケーブル391の下端には第2アンテナ給電部393が接続されている。第1アンテナ給電部392からは第1周波数f1の周波数信号が供給され、第2アンテナ給電部393からは第1周波数f1とは異なる第2周波数f2の周波数信号が供給されている。なお、第1同軸ケーブル390は第2同軸ケーブル391にらせん状に巻かれている。また、15段目スリーブ素子364の上段ジョイントから上方に導出されている第2同軸ケーブル391は外部導体のみであり、内部は空洞とされている。
Next, FIG. 35 shows the configuration of a collinear antenna 304 according to the tenth embodiment of the present invention.
The collinear antenna 304 of the tenth embodiment shown in FIG. 35 is configured by 19 stages of sleeve elements that constitute a dipole antenna. The 16th to 19th sleeve elements are the first frequency sleeve elements, and the 15th and 19th sleeve elements are only provided with the outer conductor of the second coaxial cable 391. It is set as such. That is, the first-stage sleeve element 350, the second-stage sleeve element 351, the third-stage sleeve element 352, the fourth-stage sleeve element 353, the fifth-stage sleeve element 354, and the sixth-stage sleeve element that respectively constitute a dipole antenna. 355,... 14th sleeve element 363, 15th sleeve element 364, 16th sleeve element 365, 17th sleeve element 366, 18th sleeve element 367, 19th sleeve element 368 are stacked. A collinear antenna 304 is configured. The collinear antenna 304 is fed from two first coaxial cables 390 and 391 introduced from below the first-stage sleeve element 350, and the first antenna is provided at the lower end of the first coaxial cable 390. A power feeding unit 392 is connected, and a second antenna power feeding unit 393 is connected to the lower end of the second coaxial cable 391. A frequency signal having the first frequency f1 is supplied from the first antenna power supply unit 392, and a frequency signal having a second frequency f2 different from the first frequency f1 is supplied from the second antenna power supply unit 393. The first coaxial cable 390 is wound around the second coaxial cable 391 in a spiral shape. The second coaxial cable 391 led upward from the upper joint of the 15th-stage sleeve element 364 is only the outer conductor, and the inside is hollow.
第10実施例のコーリニアアンテナ304において、1段目スリーブ素子350ないし15段目スリーブ素子364は第1周波数f1および第2周波数f2用とされ、16段目スリーブ素子365ないし19段目スリーブ素子368は第1周波数f1用とされて、第1周波数f1に対する利得を向上させている。コーリニアアンテナ304を構成している各段のスリーブ素子350〜368は金属製とされた円筒状の上段スリーブパイプと下段スリーブパイプが向き合わされてスリーブ給電部が構成されており、ダイポールアンテナを構成する上段スリーブパイプと下段スリーブパイプの物理長ELは約0.22λ〜約0.32λとされており、隣接するスリーブ素子350〜368のスリーブ給電部間の間隔PLの物理長は約0.8λを超えない長さとされている。この波長λは、第1周波数f1の場合はその波長λ1となり、第2周波数f2の場合はその波長λ2となる。なお、ELとPLの寸法は全段において同一とされている。そして、第1同軸ケーブル390から給電される1段目スリーブ素子350ないし19段目スリーブ素子368のそれぞれの給電部において第1周波数信号によりそれぞれ同相で励振され、第2同軸ケーブル391から給電される1段目スリーブ素子350ないし15段目スリーブ素子364のそれぞれの給電部において第2周波数信号によりそれぞれ同相で励振されている。このため、1段目スリーブ素子350ないし19段目スリーブ素子368における隣接する各段の給電部間の第1同軸ケーブル390の電気長は約λ1あるいはその整数倍とされ、1段目スリーブ素子350ないし15段目スリーブ素子364における隣接する各段の給電部間の第2同軸ケーブル391の電気長は約λ2あるいはその整数倍とされている。 In the collinear antenna 304 of the tenth embodiment, the first-stage sleeve element 350 to the 15th-stage sleeve element 364 are for the first frequency f1 and the second frequency f2, and the 16th-stage sleeve element 365 to the 19th-stage sleeve element 368. Is used for the first frequency f1 to improve the gain with respect to the first frequency f1. The sleeve elements 350 to 368 of each stage constituting the collinear antenna 304 are formed of a metal cylindrical upper sleeve pipe and a lower sleeve pipe that face each other to constitute a sleeve feeding portion, and constitute a dipole antenna. The physical length EL of the upper sleeve pipe and the lower sleeve pipe is about 0.22λ to about 0.32λ, and the physical length of the interval PL between the sleeve feeding portions of the adjacent sleeve elements 350 to 368 is about 0.8λ. The length is not exceeded. The wavelength λ is the wavelength λ1 in the case of the first frequency f1, and the wavelength λ2 in the case of the second frequency f2. The dimensions of EL and PL are the same in all stages. Then, the first frequency signal is excited in the same phase by the first frequency signal in each of the first-stage sleeve element 350 to the nineteenth-stage sleeve element 368 fed from the first coaxial cable 390, and is fed from the second coaxial cable 391. The first-stage sleeve element 350 to the 15th-stage sleeve element 364 are excited in the same phase by the second frequency signal in the respective power feeding portions. For this reason, the electrical length of the first coaxial cable 390 between the feeding portions of the adjacent stages in the first-stage sleeve element 350 to the 19th-stage sleeve element 368 is about λ1 or an integral multiple thereof, and the first-stage sleeve element 350 In addition, the electrical length of the second coaxial cable 391 between the adjacent feeding portions of the 15th-stage sleeve element 364 is approximately λ2 or an integral multiple thereof.
第10実施例のコーリニアアンテナ304において、第1周波数f1を1.90205GHz(波長λ1≒157.72mm)、第2周波数f2を2.56000GHz(波長λ2≒117.19mm)とした際の各部の寸法の一例を次に示す。
第10実施例のコーリニアアンテナ304における1段目スリーブ素子350ないし第19段目スリーブ素子368における上段スリーブパイプおよび下段スリーブパイプの径は約20mm、上段ジョイントおよび下段ジョイントの厚さJtは約3mm、各スリーブパイプの肩の長さShは約6.4mm、各スリーブパイプの厚さPtは約0.3mmとされている。そして、上記(1)式で示す長さELは約39.84mm(EL≒0.253λ1≒0.340λ2)とされている。また、隣接するスリーブ素子のスリーブ給電部間の間隔PLは約89.9mm(PL≒0.570λ1≒0.767λ2)とされる。ただし、間隔PLの電気長は使用する波長のλ以下とする。さらに、1段目スリーブ素子350におけるスリーブ給電部の高さFg1は約1mm、2段目スリーブ素子351におけるスリーブ給電部の高さFg2は約2mm、3段目スリーブ素子352におけるスリーブ給電部の高さFg3は約3mm、4段目スリーブ素子353におけるスリーブ給電部の高さFg4は約4mm、5段目スリーブ素子354におけるスリーブ給電部の高さFg5は約5mmとされ、6段目スリーブ素子355におけるスリーブ給電部の高さFg6ないし19段目スリーブ素子368におけるスリーブ給電部の高さFg19はいずれも約5mmとされている。
In the collinear antenna 304 of the tenth embodiment, the dimensions of each part when the first frequency f1 is 1.90205 GHz (wavelength λ1≈157.72 mm) and the second frequency f2 is 2.56000 GHz (wavelength λ2≈117.19 mm). An example is shown below.
In the collinear antenna 304 of the tenth embodiment, the diameters of the upper and lower sleeve pipes in the first-stage sleeve element 350 to the nineteenth-stage sleeve element 368 are about 20 mm, and the thickness Jt of the upper and lower joints is about 3 mm. The shoulder length Sh of each sleeve pipe is about 6.4 mm, and the thickness Pt of each sleeve pipe is about 0.3 mm. The length EL shown in the above equation (1) is about 39.84 mm (EL≈0.253λ1≈0.340λ2). Further, the interval PL between the sleeve feeding portions of the adjacent sleeve elements is about 89.9 mm (PL≈0.570λ1≈0.767λ2). However, the electrical length of the interval PL is not more than λ of the wavelength to be used. Further, the height Fg 1 of the sleeve feeding portion in the first-stage sleeve element 350 is about 1 mm, and the height Fg 2 of the sleeve feeding portion in the second-stage sleeve element 351 is about 2 mm. The height Fg 3 of the sleeve is about 3 mm, the height Fg 4 of the sleeve feeding portion in the fourth-stage sleeve element 353 is about 4 mm, and the height Fg 5 of the sleeve feeding portion in the fifth-stage sleeve element 354 is about 5 mm. The height Fg 6 of the sleeve feeding portion in the stepped sleeve element 355 to the height Fg 19 of the sleeve feeding portion in the nineteenth stage sleeve element 368 is about 5 mm.
なお、第1同軸ケーブル390は、例えば特性インピーダンスが50Ωで絶縁筒体の比誘電率εrが約2.20とされ、第2同軸ケーブル391も、例えば特性インピーダンスが50Ωで絶縁筒体の比誘電率εrが約2.83とされており、1段目スリーブ素子350ないし19段目スリーブ素子368内にほぼ垂直に配置されている。なお、第1同軸ケーブル390は第2同軸ケーブル391にらせん状に巻かれている。第1同軸ケーブル390および第2同軸ケーブル391の外径は約4.2mmとされている。さらに、第1同軸ケーブル390の途中に挿入されている第1整合回路315と、第2同軸ケーブル391の途中に挿入されている第2整合回路316は、第1周波数f1および第2周波数f2のそれぞれのインピーダンスマッチングを行っている。第1整合回路315および第2整合回路316の整合回路としては、例えば、他に用意した同軸ケーブルの外部導体を除去して露出させた内部導体を外部導体に接続させてショートしたショートスタブや、他に用意した同軸ケーブルの内部導体と外部導体の径比を変化させたり誘電体の誘電率を変化させたりしたQマッチングなどを用いることができる。さらにまた、第10実施例のコーリニアアンテナ304において、19段目スリーブ素子368の構成は第8実施例のコーリニアアンテナ302における6段目スリーブ素子335の構成と同様とされ、15段目スリーブ素子364の構成は第6実施例における5段目スリーブ素子334の構成と同様とされ、1段目スリーブ素子350ないし14段目スリーブ素子364の構成は第6実施例における1段目スリーブ素子330ないし4段目スリーブ素子323の構成と同様とされているので、その説明は省略する。なお、第10実施例のコーリニアアンテナ304においては、特性調整の結果、1段目スリーブ素子350ないし15段目スリーブ素子364における隣接する各段の給電部間の第2同軸ケーブル391の電気長は約0.958λ2あるいはその整数倍とされている。
The first coaxial cable 390 has a characteristic impedance of 50Ω, for example, and the dielectric constant εr of the insulating cylinder is about 2.20. The second coaxial cable 391 has a characteristic impedance of 50Ω, for example, and the dielectric constant of the insulating cylinder. The ratio εr is about 2.83, and the first stage sleeve element 350 to the 19th stage sleeve element 368 are arranged substantially vertically. The first coaxial cable 390 is wound around the second coaxial cable 391 in a spiral shape. The outer diameters of the first coaxial cable 390 and the second coaxial cable 391 are about 4.2 mm. Further, the first matching circuit 315 inserted in the middle of the first coaxial cable 390 and the second matching circuit 316 inserted in the middle of the second coaxial cable 391 have the first frequency f1 and the second frequency f2. Each impedance matching is performed. As a matching circuit of the first matching circuit 315 and the second matching circuit 316, for example, a short stub that is short-circuited by connecting the exposed inner conductor to the outer conductor by removing the outer conductor of the coaxial cable prepared in addition, Q matching or the like in which the diameter ratio of the inner conductor and the outer conductor of the coaxial cable prepared in other ways or the dielectric constant of the dielectric is changed can be used. Furthermore, in the collinear antenna 304 of the tenth embodiment, the configuration of the 19th-stage sleeve element 368 is the same as the configuration of the sixth-stage sleeve element 335 in the collinear antenna 302 of the eighth embodiment, and the 15th-stage sleeve element 364. The construction of the fifth stage sleeve element 334 in the sixth embodiment is the same as that of the sixth embodiment, and the construction of the first stage sleeve element 350 to the 14th stage sleeve element 364 is the first
第10実施例のコーリニアアンテナ304において、第1周波数f1を1.90205GHzとして上記した寸法とした際に、第1周波数信号の垂直面内(Z−X面内)の放射パターンは図36に示すようになる。図36においては最大利得を0dBに正規化して示しており、θが約90°および約270°とされる水平方向に利得の最大方向を有し、そのメインビームの3dB半値角は約4°と鋭くなっている。また、サイドローブレベルは約125°および約235°方向に発生しているが、約−21.9dBと極めて小さな利得のサイドローブとされている。なお、利得の最大値は、約12.5dBiが得られている。
また、第10実施例のコーリニアアンテナ304において、第2周波数f2を2.56000GHzとして上記した寸法とした際に、第2周波数信号の垂直面内(Z−X面内)の放射パターンは図37に示すようになる。図37においては最大利得を0dBに正規化して示しており、θが約90°および約270°とされる水平方向に利得の最大方向を有し、そのメインビームの3dB半値角は約4°と鋭くなっている。また、サイドローブレベルは約103°および約257°方向に発生しているが、約−17.0dBと極めて小さな利得のサイドローブとされている。なお、利得の最大値は、約12.8dBiが得られている。このように、第10実施例のコーリニアアンテナ304においては、第1周波数f1および第2周波数f2において、通信に適する良好な放射パターンを得ることができる。
In the collinear antenna 304 of the tenth embodiment, when the first frequency f1 is 1.90205 GHz and the dimensions described above, the radiation pattern in the vertical plane (ZX plane) of the first frequency signal is shown in FIG. It becomes like this. In FIG. 36, the maximum gain is shown normalized to 0 dB, the maximum gain direction is in the horizontal direction where θ is about 90 ° and about 270 °, and the 3 dB half-value angle of the main beam is about 4 °. And sharpened. Further, the side lobe levels are generated in the directions of about 125 ° and about 235 °, but the side lobe is about −21.9 dB and has a very small gain. Note that the maximum value of the gain is about 12.5 dBi.
Further, in the collinear antenna 304 of the tenth embodiment, when the second frequency f2 is 2.56000 GHz and the above-described dimensions are set, the radiation pattern in the vertical plane (ZX plane) of the second frequency signal is shown in FIG. As shown. In FIG. 37, the maximum gain is shown normalized to 0 dB, the maximum gain direction is in the horizontal direction where θ is about 90 ° and about 270 °, and the 3 dB half-value angle of the main beam is about 4 °. And sharpened. The side lobe levels are generated in the directions of about 103 ° and about 257 °, and the side lobe is about −17.0 dB, which is a very small side lobe. Note that the maximum value of the gain is about 12.8 dBi. Thus, in the collinear antenna 304 of the tenth embodiment, a good radiation pattern suitable for communication can be obtained at the first frequency f1 and the second frequency f2.
次に、本発明の第10実施例にかかるコーリニアアンテナ304において、さらに第1周波数用の20段目スリーブ素子369を追加すると共に、1段目スリーブ素子350ないし第20段目スリーブ素子369における上段スリーブパイプと下段スリーブパイプの上記(1)式で示す長さELを約32.81mm(EL≒0.208λ1≒0.280λ2)とし、隣接するスリーブ素子のスリーブ給電部間の間隔PLを約83.59mm(PL≒0.530λ1≒0.713λ2)とする。
この変形例の第10実施例のコーリニアアンテナ304において、第1周波数信号(1.90205GHz)の垂直面内(Z−X面内)の放射パターンは図38に示すようになる。図38においては最大利得を0dBに正規化して示しており、θが約98°および約262°とされる方向に利得の最大方向を有し、メインビームが水平方向から下向きに約8°チルトされるようになる。このメインビームの3dB半値角は約5°と鋭くなっている。また、サイドローブレベルは約129°および約231°方向に発生しているが、約−20.8dBと極めて小さな利得のサイドローブとされている。なお、利得の最大値は、約12.1dBiが得られている。
Next, in the collinear antenna 304 according to the tenth embodiment of the present invention, a 20th-stage sleeve element 369 for the first frequency is further added, and the upper stage in the first-stage sleeve element 350 to the 20th-stage sleeve element 369 is added. The length EL indicated by the above equation (1) between the sleeve pipe and the lower sleeve pipe is about 32.81 mm (EL≈0.208λ1≈0.280λ2), and the interval PL between the sleeve feeding portions of adjacent sleeve elements is about 83. .59 mm (PL≈0.530λ1≈0.713λ2).
In the collinear antenna 304 of the tenth example of this modification, the radiation pattern in the vertical plane (in the ZX plane) of the first frequency signal (1.90205 GHz) is as shown in FIG. In FIG. 38, the maximum gain is normalized to 0 dB, the maximum gain direction is in the direction in which θ is about 98 ° and about 262 °, and the main beam is tilted about 8 ° downward from the horizontal direction. Will come to be. The 3 dB half-value angle of this main beam is as sharp as about 5 °. Further, although the side lobe levels are generated in directions of about 129 ° and about 231 °, the side lobe is about −20.8 dB and has a very small gain. Note that the maximum value of the gain is about 12.1 dBi.
また、変形例の第10実施例のコーリニアアンテナ304において、第2周波数信号(2.56000GHz)の垂直面内(Z−X面内)の放射パターンは図39に示すようになる。図39においては最大利得を0dBに正規化して示しており、θが約98°および約262°とされる方向に利得の最大方向を有し、メインビームが水平方向から下向きに約8°チルトされるようになる。このメインビームの3dB半値角は約5°と鋭くなっている。また、サイドローブレベルは約84°および約276°方向に発生しているが、約−18.3dBと極めて小さな利得のサイドローブとされている。なお、利得の最大値は、約12.0dBiが得られている。このように、変形例の第10実施例のコーリニアアンテナ304においては、ELおよびPLの寸法を調節することで所望の角度チルトした放射パターンを得ることができる。この場合、異なる周波数の第1周波数f1および第2周波数f2であっても、同様のチルト角を得ることができる。
なお、設計周波数が第1周波数f1を1884.5MHz〜1919.6MHz、第2周波数f2を2545MHz〜2575MHzとした場合、λ1は約159.19mm〜約156.28mmとなり、λ2は約117.88mm〜約116.50mmとなり、電気特性は上記した電気特性とほぼ同一の電気特性が得られる。このとき、ELは約32.81mm(約0.206λ1〜約0.282λ2)とされ、PLは約83.59mm(約0.525λ1〜約0.718λ2)とされる。
Further, in the collinear antenna 304 of the tenth example of the modification, the radiation pattern in the vertical plane (in the ZX plane) of the second frequency signal (2.56000 GHz) is as shown in FIG. In FIG. 39, the maximum gain is normalized to 0 dB, the maximum gain direction is in the direction where θ is about 98 ° and about 262 °, and the main beam is tilted about 8 ° downward from the horizontal direction. Will come to be. The 3 dB half-value angle of this main beam is as sharp as about 5 °. Further, although the side lobe level occurs in the directions of about 84 ° and about 276 °, it is a side lobe with a very small gain of about −18.3 dB. Note that the maximum value of the gain is about 12.0 dBi. Thus, in the collinear antenna 304 of the tenth example of the modification, a radiation pattern tilted at a desired angle can be obtained by adjusting the dimensions of EL and PL. In this case, the same tilt angle can be obtained even with the first frequency f1 and the second frequency f2 having different frequencies.
When the first frequency f1 is 1884.5 MHz to 1919.6 MHz and the second frequency f2 is 2545 MHz to 2575 MHz, λ1 is about 159.19 mm to about 156.28 mm, and λ2 is about 117.88 mm to The electrical characteristics are approximately 116.50 mm, and the electrical characteristics substantially the same as the above-described electrical characteristics are obtained. At this time, EL is about 32.81 mm (about 0.206λ1 to about 0.282λ2), and PL is about 83.59 mm (about 0.525λ1 to about 0.718λ2).
上記説明した本発明の第1実施例のコーリニアアンテナ1ないし第10実施例のコーリニアアンテナ304においては伝送線路として第1同軸ケーブル90,390および第2同軸ケーブル91,391を用いていた。本発明において用いることのできる伝送線路の例を次に説明する。
まず、伝送線路としてトリプレートライン130を用いた場合のスリーブ素子の構成を図40および図41に示す。図40は、スリーブ素子の構成を断面図で示す正面図であり、図41はスリーブ素子の構成を示す下面図である。これらの図に示すスリーブ素子は、円筒状の上段スリーブパイプ131の下端面と円筒状の下段スリーブパイプ133の上端面とが向き合わされて配置されている。上段スリーブパイプ131の下端部の内側に金属製の上段ジョイント132が嵌挿されており、下段スリーブパイプ133の上端部の内側に金属製の下段ジョイント134が嵌挿されている。下段スリーブパイプ133内には、隣接する下の段のスリーブ素子内から導出された断面形状が矩形とされているトリプレートライン130が挿通されている。このトリプレートライン130は、第1給電伝送線路136と第2給電伝送線路137を備えており、第1給電伝送線路136は内部に第1内部導体136aが配置されている第1誘電体基板136cの上面に第1外部導体136bが配置され、下面に共有外部導体138が配置されて構成されている。また、第2給電伝送線路137は第1誘電体基板136cの下に重ねられて配置された内部に第2内部導体137aが配置されている第2誘電体基板137cの下面に第2外部導体137bが配置され、上面に共有外部導体138が配置されて構成されている。
In the
First, FIG. 40 and FIG. 41 show the configuration of the sleeve element when the triplate line 130 is used as the transmission line. FIG. 40 is a front view showing the configuration of the sleeve element in a sectional view, and FIG. 41 is a bottom view showing the configuration of the sleeve element. The sleeve elements shown in these figures are arranged such that the lower end surface of the cylindrical upper sleeve pipe 131 and the upper end surface of the cylindrical lower sleeve pipe 133 face each other. A metal upper joint 132 is fitted inside the lower end of the upper sleeve pipe 131, and a metal lower joint 134 is fitted inside the upper end of the lower sleeve pipe 133. A triplate line 130 having a rectangular cross-sectional shape derived from the inside of the adjacent lower stage sleeve element is inserted into the lower stage sleeve pipe 133. The triplate line 130 includes a first feeding transmission line 136 and a second
このような構成のトリプレートライン130は、下段ジョイント134のほぼ中央部に形成されている矩形の挿通孔内に挿通されて、第1外部導体136bと第2外部導体137bと共有外部導体138とが下段ジョイント134に電気的に接続されている。下段スリーブパイプ133から導出されたトリプレートライン130は上段スリーブパイプ131内に挿通されて、トリプレートライン130が上段ジョイント132のほぼ中央部に形成されている矩形の挿通孔内に挿通され、その第1外部導体136b、第2外部導体137b、共有外部導体138が上段ジョイント132に電気的に接続されている。また、下段スリーブパイプ133と上段スリーブパイプ131との境界部においてトリプレートライン130の第1外部導体136bと第2外部導体137bと共有外部導体138とが除去される。そして、高周波的に露出された第1内部導体136aと第2内部導体137aと、向かい合わされて配置されている上段ジョイント132および下段ジョイント134により励振スロットとされるスリーブ給電部135が構成されて、スリーブ給電部135によりダイポールアンテナを構成している上段スリーブパイプ131と下段スリーブパイプ133とが、トリプレートライン130を伝達してきた第1周波数信号および第2周波数信号により励振されるようになる。トリプレートライン130は、上段スリーブパイプ131の上端から上の段のスリーブ素子に向けて導出される。 The triplate line 130 having such a configuration is inserted into a rectangular insertion hole formed at a substantially central portion of the lower joint 134, and the first outer conductor 136b, the second outer conductor 137b, the shared outer conductor 138, and the like. Is electrically connected to the lower joint 134. The triplate line 130 led out from the lower sleeve pipe 133 is inserted into the upper sleeve pipe 131, and the triplate line 130 is inserted into a rectangular insertion hole formed substantially at the center of the upper joint 132. The first outer conductor 136b, the second outer conductor 137b, and the shared outer conductor 138 are electrically connected to the upper joint 132. Further, the first outer conductor 136b, the second outer conductor 137b, and the shared outer conductor 138 of the triplate line 130 are removed at the boundary portion between the lower sleeve pipe 133 and the upper sleeve pipe 131. Then, the first inner conductor 136a and the second inner conductor 137a that are exposed in high frequency, and the upper joint 132 and the lower joint 134 that are arranged to face each other constitute a sleeve feeding portion 135 that serves as an excitation slot, The upper sleeve pipe 131 and the lower sleeve pipe 133 constituting the dipole antenna by the sleeve feeding portion 135 are excited by the first frequency signal and the second frequency signal transmitted through the triplate line 130. The triplate line 130 is led from the upper end of the upper sleeve pipe 131 toward the upper sleeve element.
次に、伝送線路としてマイクロストリップライン140を用いた場合のスリーブ素子の構成を図42および図43に示す。図42は、スリーブ素子の構成を断面図で示す正面図であり、図43はスリーブ素子の構成を示す下面図である。これらの図に示すスリーブ素子は、円筒状の上段スリーブパイプ141の下端面と円筒状の下段スリーブパイプ143の上端面とが向き合わされて配置されている。上段スリーブパイプ141の下端部の内側に金属製の上段ジョイント142が嵌挿されており、下段スリーブパイプ143の上端部の内側に金属製の下段ジョイント144が嵌挿されている。下段スリーブパイプ143内には、隣接する下の段のスリーブ素子内から導出された断面形状が矩形とされているマイクロストリップライン140が挿通されている。このマイクロストリップライン140は、第1給電伝送線路146と第2給電伝送線路147を備えており、第1給電伝送線路146は第1誘電体基板146cの上面に第1内部導体146aが配置され、下面に共有外部導体148が配置されて構成されている。また、第2給電伝送線路147は第1誘電体基板146cの下に重ねられて配置された第2誘電体基板147cの下面に第2内部導体137aが配置され、上面に共有外部導体148が配置されて構成されている。
Next, the structure of the sleeve element when the microstrip line 140 is used as the transmission line is shown in FIGS. FIG. 42 is a front view showing the configuration of the sleeve element in a sectional view, and FIG. 43 is a bottom view showing the configuration of the sleeve element. The sleeve elements shown in these drawings are arranged such that the lower end surface of the cylindrical upper sleeve pipe 141 and the upper end surface of the cylindrical lower sleeve pipe 143 face each other. A metal upper joint 142 is fitted inside the lower end of the upper sleeve pipe 141, and a metal lower joint 144 is fitted inside the upper end of the lower sleeve pipe 143. A microstrip line 140 having a rectangular cross-sectional shape derived from the adjacent lower stage sleeve element is inserted into the lower stage sleeve pipe 143. The microstrip line 140 includes a first feeding transmission line 146 and a second
このような構成のマイクロストリップライン140は、下段ジョイント144のほぼ中央部に形成されている矩形の挿通孔内に挿通されて、共有外部導体148が下段ジョイント144に電気的に接続されている。下段スリーブパイプ143から導出されたマイクロストリップライン140は上段スリーブパイプ141内に挿通されて、マイクロストリップライン140が上段ジョイント142のほぼ中央部に形成されている矩形の挿通孔内に挿通されて、その共有外部導体148が上段ジョイント142に電気的に接続されている。また、下段スリーブパイプ143と上段スリーブパイプ141との境界部においてマイクロストリップライン140の共有外部導体148が除去されている。そして、第1内部導体146aと第2内部導体147aと、向かい合わされて配置されている上段ジョイント142および下段ジョイント144により励振スロットとされるスリーブ給電部145が構成されて、スリーブ給電部145によりダイポールアンテナを構成している上段スリーブパイプ141と下段スリーブパイプ143とが、マイクロストリップライン140を伝達してきた第1周波数信号および第2周波数信号により励振されるようになる。マイクロストリップライン140は、上段スリーブパイプ141の上端から上の段のスリーブ素子に向けて導出される。 The microstrip line 140 having such a configuration is inserted into a rectangular insertion hole formed substantially at the center of the lower joint 144, and the shared outer conductor 148 is electrically connected to the lower joint 144. The microstrip line 140 led out from the lower sleeve pipe 143 is inserted into the upper sleeve pipe 141, and the microstrip line 140 is inserted into a rectangular insertion hole formed at substantially the center of the upper joint 142. The shared outer conductor 148 is electrically connected to the upper joint 142. Further, the shared outer conductor 148 of the microstrip line 140 is removed at the boundary between the lower sleeve pipe 143 and the upper sleeve pipe 141. The first inner conductor 146a and the second inner conductor 147a, and the upper joint 142 and the lower joint 144 arranged to face each other constitute a sleeve feeding portion 145 that serves as an excitation slot, and the sleeve feeding portion 145 forms a dipole. The upper sleeve pipe 141 and the lower sleeve pipe 143 constituting the antenna are excited by the first frequency signal and the second frequency signal transmitted through the microstrip line 140. The microstrip line 140 is led out from the upper end of the upper sleeve pipe 141 toward the upper sleeve element.
次に、伝送線路として上下コプレーナライン150を用いた場合のスリーブ素子の構成を図44および図45に示す。図44は、スリーブ素子の構成を断面図で示す正面図であり、図45はスリーブ素子の構成を示す下面図である。これらの図に示すスリーブ素子は、円筒状の上段スリーブパイプ151の下端面と円筒状の下段スリーブパイプ153の上端面とが向き合わされて配置されている。上段スリーブパイプ151の下端部の内側に金属製の上段ジョイント152が嵌挿されており、下段スリーブパイプ153の上端部の内側に金属製の下段ジョイント154が嵌挿されている。下段スリーブパイプ153内には、隣接する下の段のスリーブ素子内から導出された断面形状が矩形とされている上下コプレーナライン150が挿通されている。この上下コプレーナライン150は、第1給電伝送線路156と第2給電伝送線路157を備えており、第1給電伝送線路156は第1誘電体基板156cの上面の中央に第1内部導体156aが、両縁部に沿って第1外部導体156bが配置され、下面に共有外部導体158が配置されて構成されている。また、第2給電伝送線路157は第1誘電体基板156cの下に重ねられて配置された第2誘電体基板157cの下面の中央に第2内部導体157aが、両縁部に沿って第2外部導体157bが配置され、上面に共有外部導体158が配置されて構成されている。
Next, FIGS. 44 and 45 show the configuration of the sleeve element when the upper and lower
このような構成の上下コプレーナライン150は、下段ジョイント154のほぼ中央部に形成されている矩形の挿通孔内に挿通されて、第1外部導体156bと第2外部導体157bと共有外部導体158が下段ジョイント154に電気的に接続されている。下段スリーブパイプ153から導出された上下コプレーナライン150は上段スリーブパイプ151内に挿通されて、上下コプレーナライン150が上段ジョイント152のほぼ中央部に形成されている矩形の挿通孔内に挿通されて、その第1外部導体156bと第2外部導体157bと共有外部導体158とが上段ジョイント152に電気的に接続されている。また、下段スリーブパイプ153と上段スリーブパイプ151との境界部において上下コプレーナライン150の第1外部導体156bと第2外部導体157bと共有外部導体158とが除去されている。そして、第1内部導体156aと第2内部導体157aと、向かい合わされて配置されている上段ジョイント152および下段ジョイント154により励振スロットとされるスリーブ給電部155が構成されて、スリーブ給電部155によりダイポールアンテナを構成している上段スリーブパイプ151と下段スリーブパイプ153とが、上下コプレーナライン150を伝達してきた第1周波数信号および第2周波数信号により励振されるようになる。上下コプレーナライン150は、上段スリーブパイプ151の上端から上の段のスリーブ素子に向けて導出される。
伝送線路を上記したトリプレートライン130、マイクロストリップライン140、上下コプレーナライン150とした場合に、共有外部導体は、第1外部導体と第2外部導体に分離されてもよい。また、第1誘電体基板と第2誘電体基板の誘電率は、同等でもよいし、異なってもよい。さらに、各段のスリーブパイプは、円形に限ることはなく多角形でもよい。
The upper and lower
When the transmission line is the above-described triplate line 130, microstrip line 140, and upper and lower
次に、伝送線路として並列コプレーナライン160を用いた場合のスリーブ素子の構成を図46および図47に示す。図46は、スリーブ素子の構成を断面図で示す正面図であり、図47はスリーブ素子の構成を示す下面図である。これらの図に示すスリーブ素子は、円筒状の上段スリーブパイプ161の下端面と円筒状の下段スリーブパイプ163の上端面とが向き合わされて配置されている。上段スリーブパイプ161の下端部の内側に金属製の上段ジョイント162が嵌挿されており、下段スリーブパイプ163の上端部の内側に金属製の下段ジョイント164が嵌挿されている。下段スリーブパイプ163内には、隣接する下の段のスリーブ素子内から導出された断面形状が矩形とされている並列コプレーナライン160が挿通されている。この並列コプレーナライン160は、第1給電伝送線路166と第2給電伝送線路167を備えており、第1給電伝送線路166は第1誘電体基板166cの上面の中央に第1内部導体166aが、縁部にそれぞれ第1外部導体166bと共有外部導体168が配置され、下面に共有外部導体168’が配置されて構成されている。また、第2給電伝送線路167は第1誘電体基板166cの横に平行して配置された第2誘電体基板167cの上面の中央に第2内部導体167aが、外縁部に第2外部導体167bが配置され、内縁部に共有外部導体168が配置されて構成され、下面に共有外部導体168’が配置されて構成されている。
Next, FIGS. 46 and 47 show the configuration of the sleeve element when the parallel coplanar line 160 is used as the transmission line. FIG. 46 is a front view showing the configuration of the sleeve element in a sectional view, and FIG. 47 is a bottom view showing the configuration of the sleeve element. The sleeve elements shown in these drawings are arranged such that the lower end surface of the cylindrical upper sleeve pipe 161 and the upper end surface of the cylindrical lower sleeve pipe 163 face each other. A metal upper joint 162 is fitted inside the lower end of the upper sleeve pipe 161, and a metal lower joint 164 is fitted inside the upper end of the lower sleeve pipe 163. In the lower sleeve pipe 163, a parallel coplanar line 160 having a rectangular cross-section derived from the adjacent lower sleeve element is inserted. The parallel coplanar line 160 includes a first
このような構成の並列コプレーナライン160は、下段ジョイント164のほぼ中央部に形成されている矩形の挿通孔内に挿通されて、第1外部導体166bと第2外部導体167bと共有外部導体168,168’とが下段ジョイント164に電気的に接続されている。下段スリーブパイプ163から導出された並列コプレーナライン160は上段スリーブパイプ161内に挿通されて、並列コプレーナライン160が上段ジョイント162のほぼ中央部に形成されている矩形の挿通孔内に挿通されて、その第1外部導体166bと第2外部導体167bと共有外部導体168,168’とが上段ジョイント162に電気的に接続されている。また、下段スリーブパイプ163と上段スリーブパイプ161との境界部において並列コプレーナライン160の第1外部導体166bと第2外部導体167bと共有外部導体168,168’とが除去されている。そして、第1内部導体166aと第2内部導体167aと、向かい合わされて配置されている上段ジョイント162および下段ジョイント164により励振スロットとされるスリーブ給電部165が構成され、スリーブ給電部165によりダイポールアンテナを構成している上段スリーブパイプ161と下段スリーブパイプ163とが、並列コプレーナライン160を伝達してきた第1周波数信号および第2周波数信号により励振されるようになる。並列コプレーナライン160は、上段スリーブパイプ161の上端から上の段のスリーブ素子に向けて導出される。
なお、並列コプレーナライン160において、右側に第1給電伝送線路166を配置し、左側に第2給電伝送線路167を配置してもよい。また、共有外部導体168’は省略しても良い。さらに、共有外部導体168は、第1外部導体166bと第2外部導体167bに分離されてもよい。さらにまた、第1誘電体基板166cと第2誘電体基板167cの誘電率は、同等でもよいし、異なっていてもよい。さらにまた、各段のスリーブパイプは、円形に限ることはなく多角形でもよい。
The parallel coplanar line 160 having such a configuration is inserted into a rectangular insertion hole formed substantially at the center of the lower joint 164, and the first outer conductor 166b, the second outer conductor 167b, the shared outer conductor 168, 168 ′ is electrically connected to the lower joint 164. The parallel coplanar line 160 led out from the lower sleeve pipe 163 is inserted into the upper sleeve pipe 161, and the parallel coplanar line 160 is inserted into a rectangular insertion hole formed substantially at the center of the upper joint 162. The first outer conductor 166b, the second outer conductor 167b, and the shared outer conductors 168 and 168 ′ are electrically connected to the upper joint 162. Further, the first outer conductor 166b, the second outer conductor 167b, and the shared outer conductors 168 and 168 ′ of the parallel coplanar line 160 are removed at the boundary portion between the lower sleeve pipe 163 and the upper sleeve pipe 161. The first inner conductor 166a and the second inner conductor 167a, and the upper joint 162 and the lower joint 164 arranged so as to face each other constitute a sleeve feeding portion 165 serving as an excitation slot, and the sleeve feeding portion 165 forms a dipole antenna. The upper sleeve pipe 161 and the lower sleeve pipe 163 constituting the above are excited by the first frequency signal and the second frequency signal transmitted through the parallel coplanar line 160. The parallel coplanar line 160 is led from the upper end of the upper sleeve pipe 161 toward the upper sleeve element.
In the parallel coplanar line 160, the first
次に、上記説明した本発明の第1実施例のコーリニアアンテナ1ないし第10実施例のコーリニアアンテナ304におけるスリーブ素子の他の構成例を次に説明する。
スリーブ素子の他の構成例を図48および図49に示す。図48は、スリーブ素子の他の構成例であるパイプ状スリーブ素子部の構成を断面図で示す正面図であり、図49はパイプ状スリーブ素子部の構成を示す下面図である。これらの図に示すパイプ状スリーブ素子部170は、細長い板状の誘電体板175の側縁に内面が接するように円筒状の上段スリーブパイプ171と円筒状の下段スリーブパイプ173を所定間隔離隔するよう向き合わせて嵌挿する。上段スリーブパイプ171と下段スリーブパイプ173とが向き合って配置された部位である誘電体板175の上面には導電薄膜からなる上段ジョイント172および下段ジョイント174が図示するように対向して貼着あるいは蒸着等により形成されている。また、誘電体板175の上面中央には伝送線路部176が形成されている。伝送線路部176は、上述したトリプレートライン、マイクロストリップライン、上下あるいは並列コプレーナラインのいずれかとすることができる。そして、上段ジョイント172により上段スリーブパイプ171は伝送線路部176の外部導体に接続され、下段ジョイント174により下段スリーブパイプ173も伝送線路部176の外部導体に接続される。ここで、上段スリーブパイプ171と下段スリーブパイプ173とが向き合って配置された伝送線路部176の部位は外部導体が除去されて内部導体のみとされている。これにより、上段スリーブパイプ171と下段スリーブパイプ173とが向き合って配置されている上段ジョイント172および下段ジョイント174により励振スロットとされるスリーブ給電部が構成されて、スリーブ給電部によりダイポールアンテナを構成している上段スリーブパイプ171と下段スリーブパイプ173とが、伝送線路部176を伝達してきた周波数信号により励振されるようになる。伝送線路部176は、下の段のパイプ状スリーブ素子部から導入されて上の段のパイプ状スリーブ素子部に向けて導出される。なお、各段のスリーブパイプは、円形に限ることはなく多角形でもよい。
Next, another configuration example of the sleeve element in the
Another configuration example of the sleeve element is shown in FIGS. FIG. 48 is a front view showing a configuration of a pipe-shaped sleeve element portion, which is another configuration example of the sleeve element, in a cross-sectional view, and FIG. 49 is a bottom view showing a configuration of the pipe-shaped sleeve element portion. The pipe-shaped sleeve element portion 170 shown in these drawings separates the cylindrical upper sleeve pipe 171 and the cylindrical lower sleeve pipe 173 from each other by a predetermined distance so that the inner surface is in contact with the side edge of the elongated plate-shaped dielectric plate 175. Insert them so that they face each other. An upper joint 172 and a lower joint 174 made of a conductive thin film are attached or vapor-deposited on the upper surface of the dielectric plate 175, which is a portion where the upper sleeve pipe 171 and the lower sleeve pipe 173 face each other, as shown in the figure. Etc. are formed. A transmission line portion 176 is formed at the center of the upper surface of the dielectric plate 175. The transmission line unit 176 can be any of the above-described triplate line, microstrip line, top and bottom, or parallel coplanar line. The upper sleeve pipe 171 is connected to the outer conductor of the transmission line portion 176 by the upper joint 172, and the lower sleeve pipe 173 is also connected to the outer conductor of the transmission line portion 176 by the lower joint 174. Here, the portion of the transmission line portion 176 in which the upper sleeve pipe 171 and the lower sleeve pipe 173 are arranged to face each other is made to have only the inner conductor by removing the outer conductor. As a result, a sleeve feeding portion serving as an excitation slot is constituted by the upper joint 172 and the lower joint 174 in which the upper sleeve pipe 171 and the lower sleeve pipe 173 are arranged to face each other, and the sleeve feeding portion constitutes a dipole antenna. The upper sleeve pipe 171 and the lower sleeve pipe 173 are excited by the frequency signal transmitted through the transmission line portion 176. The transmission line portion 176 is introduced from the lower-stage pipe-shaped sleeve element portion and led out toward the upper-stage pipe-shaped sleeve element portion. The sleeve pipe at each stage is not limited to a circle but may be a polygon.
次に、スリーブ素子のさらに他の構成例を図50および図51に示す。図50は、スリーブ素子の他の構成例であるプリントスリーブ素子部の構成を断面図で示す正面図であり、図51はパイプ状スリーブ素子部の構成を示す下面図である。これらの図に示すプリントスリーブ素子部180は、細長い板状の誘電体板185の上面に両側縁に沿って対向するように細長い形状の上段スリーブ部181と、上段スリーブ部181の下部に所定間隔離隔されて同じ形状の下段スリーブ部183とがプリントあるいは貼着等により形成されている。上段スリーブ部181と下段スリーブ部183とが向き合って形成された部位である誘電体板185の上面には導電薄膜からなる上段ジョイント182および下段ジョイント184が図示するように対向してプリントあるいは貼着等により形成されている。また、誘電体板185の上面中央には伝送線路部186が形成されている。伝送線路部186は、上述したトリプレートライン、マイクロストリップライン、上下あるいは並列コプレーナラインのいずれかとすることができる。そして、上段ジョイント182により上段スリーブ部181は伝送線路部186の外部導体に接続され、下段ジョイント184により下段スリーブ部183も伝送線路部186の外部導体に接続される。ここで、上段スリーブ部181と下段スリーブ部183とが向き合って配置された伝送線路部186の部位は外部導体が除去されて内部導体のみとされている。これにより、上段スリーブ部181と下段スリーブ部183とが向き合って配置されている上段ジョイント182および下段ジョイント184により励振スロットとされるスリーブ給電部が構成されて、スリーブ給電部によりダイポールアンテナを構成している上段スリーブ部181と下段スリーブ部183とが、伝送線路部186を伝達してきた周波数信号により励振されるようになる。伝送線路部186は、下の段のプリントスリーブ素子部から導入されて上の段のプリントスリーブ素子部に向けて導出される。
Next, still another configuration example of the sleeve element is shown in FIGS. FIG. 50 is a front view showing a configuration of a print sleeve element portion as another configuration example of the sleeve element in a sectional view, and FIG. 51 is a bottom view showing a configuration of the pipe-shaped sleeve element portion. The print
以上説明した本発明にかかるコーリニアアンテナは、スリーブ素子を多段に重ねて指向性を鋭くして利得を稼ぎながら、複数の周波数、例えば2つの周波数において、水平方向に放射のピークを持ち、かつ、ピーク値とサイドローブの差を10dB以上とすることができる。この場合、スリーブ素子内に挿通される同軸ケーブルの本数を増やして、それぞれの同軸ケーブルに異なる周波数信号を供給することにより、2周波以上の多周波で動作するコーリニアアンテナとすることができる。この場合、多周波の周波数範囲はELおよびPLの上記した寸法範囲を満足するように、下限の周波数をfとすれば上限の周波数が約1.45fとされる周波数範囲となる。
なお、上記説明した本発明の第1実施例ないし第5実施例のコーリニアアンテナにおいて、第1同軸ケーブルおよび第2同軸ケーブルを保護する保護パイプを設けることができ、第2実施例のコーリニアアンテナにおいては保護パイプが設けられている。この保護パイプを上記の説明では絶縁性としたが、金属製としてもよく、金属製とした保護パイプが放射パターンに与える影響は小さい。また、上記説明した本発明の第1実施例ないし第5実施例のコーリニアアンテナにおいて、アンテナカバーや補強スペーサーなどを設けることができる。この場合、アンテナカバーや補強スペーサーなどの誘電体によりコーリニアアンテナにおける電気長が影響を受ける場合は、その波長短縮率も考慮してELおよびPLを定めるようにする。また、スリーブパイプおよびジョイントを金属製としたが、これに限ることはなく、基板と導箔で構成された平面構造物としてもよい。
The collinear antenna according to the present invention described above has a radiation peak in a horizontal direction at a plurality of frequencies, for example, two frequencies, while gaining gain by sharpening directivity by stacking sleeve elements in multiple stages, and The difference between the peak value and the side lobe can be 10 dB or more. In this case, by increasing the number of coaxial cables inserted into the sleeve elements and supplying different frequency signals to the respective coaxial cables, a collinear antenna that operates at multiple frequencies of two or more frequencies can be obtained. In this case, the frequency range of the multi-frequency is a frequency range in which the upper limit frequency is about 1.45 f if the lower limit frequency is f so as to satisfy the above-described size ranges of EL and PL.
In the collinear antenna according to the first to fifth embodiments of the present invention described above, a protection pipe for protecting the first coaxial cable and the second coaxial cable can be provided. In the collinear antenna according to the second embodiment, Is provided with a protective pipe. Although this protective pipe is made insulating in the above description, it may be made of metal, and the influence of the metal made protective pipe on the radiation pattern is small. In the collinear antenna according to the first to fifth embodiments of the present invention described above, an antenna cover, a reinforcing spacer, or the like can be provided. In this case, when the electrical length of the collinear antenna is affected by a dielectric such as an antenna cover or a reinforcing spacer, EL and PL are determined in consideration of the wavelength shortening rate. Moreover, although the sleeve pipe and the joint are made of metal, the present invention is not limited to this, and a planar structure composed of a substrate and a conductive foil may be used.
本発明にかかるコーリニアアンテナにおいて、スリーブ給電部の高さFgを変化させるとインピーダンスが変化するため、アンテナインピーダンスの調整を行うことができる。また、スリーブ給電部の高さFgを変化させることにより、放射パターンや2本の同軸ケーブル間のアイソレーションの調整も可能とされる。
本発明にかかるコーリニアアンテナにおいて、同軸ケーブルは、セミリジットやセミフレキシブル、フレキシブルなどのケーブルや、上記した誘電体基板を用いたマイクロストリップラインやコプレーナライン、トリプレートラインなどを使用してもよい。また、各スリーブパイプの長さELおよび給電部間隔PLは、全段同一でなくてもよいし、設計周波数や必要な特性の最適値により上記した寸法に限るものでもない。なお、第1同軸ケーブルをらせん状に巻くことで、伝送損失の少ない低誘電率の同軸ケーブルを利用することができる。さらに、第1周波数用のスリーブ素子を上段に設けている本発明のコーリニアアンテナにおいては、上段にも第2同軸ケーブルの外部導体も装着することにより、部品の共用化と、第1同軸ケーブルの補強を行うことができる。
さらにまた、スリーブ素子内の伝送線路の本数を増やすことで、2波以上の複数の周波数に対応させることができる。
In the collinear antenna according to the present invention, since the impedance changes when the height Fg of the sleeve feeding portion is changed, the antenna impedance can be adjusted. Further, by changing the height Fg of the sleeve feeding portion, it is possible to adjust the radiation pattern and the isolation between the two coaxial cables.
In the collinear antenna according to the present invention, the coaxial cable may be a semi-rigid cable, a semi-flexible cable, a flexible cable, a microstrip line using the above-described dielectric substrate, a coplanar line, a triplate line, or the like. Further, the length EL and the feeding portion interval PL of each sleeve pipe may not be the same in all stages, and are not limited to the above-described dimensions depending on the design frequency and the optimum value of necessary characteristics. Note that a low dielectric constant coaxial cable with little transmission loss can be used by winding the first coaxial cable in a spiral shape. Furthermore, in the collinear antenna of the present invention in which the sleeve element for the first frequency is provided in the upper stage, by mounting the outer conductor of the second coaxial cable on the upper stage, the parts can be shared and the first coaxial cable can be used. Reinforcement can be performed.
Furthermore, by increasing the number of transmission lines in the sleeve element, it is possible to cope with a plurality of frequencies of two or more waves.
1 コーリニアアンテナ、2 コーリニアアンテナ、3 コーリニアアンテナ、4 コーリニアアンテナ、5 コーリニアアンテナ、10 1段目スリーブ素子、11 2段目スリーブ素子、12 3段目スリーブ素子、13 4段目スリーブ素子、13a 上段スリーブパイプ、13b 上段ジョイント、13c 下段スリーブパイプ、13d 下段ジョイント、13e スリーブ給電部、14 5段目スリーブ素子、14a 上段スリーブパイプ、14b 上段ジョイント、14c 下段スリーブパイプ、14d 下段ジョイント、15 第1整合回路、16 第2整合回路、20 1段目スリーブ素子、20a 上段スリーブパイプ、20b 上段ジョイント、20c 下段スリーブパイプ、20d 下段ジョイント、20e スリーブ給電部、21 2段目スリーブ素子、22 3段目スリーブ素子、23 4段目スリーブ素子、23a 上段スリーブパイプ、23b 上段ジョイント、23c 下段スリーブパイプ、23d 下段ジョイント、23e スリーブ給電部、24 5段目スリーブ素子、24a 上段スリーブパイプ、24b 上段ジョイント、24c 下段スリーブパイプ、24d 下段ジョイント、25 保護パイプ、26 保護パイプ、27 第1整合回路、28 第2整合回路、30 1段目スリーブ素子、31 2段目スリーブ素子、32 3段目スリーブ素子、33 4段目スリーブ素子、34 5段目スリーブ素子、34a 上段スリーブパイプ、34b 上段ジョイント、34c 下段スリーブパイプ、34d 下段ジョイント、34e スリーブ給電部、35 6段目スリーブ素子、35a 上段スリーブパイプ、35b 上段ジョイント、35c 下段スリーブパイプ、35d 下段ジョイント、40 1段目スリーブ素子、40a 上段スリーブパイプ、40b 上段ジョイント、40c 下段スリーブパイプ、40d 下段ジョイント、40e スリーブ給電部、41 2段目スリーブ素子、41a 上段スリーブパイプ、41b 上段ジョイント、41c 下段スリーブパイプ、41d 下段ジョイント、41e スリーブ給電部、42 3段目スリーブ素子、43 4段目スリーブ素子、44 5段目スリーブ素子、45 6段目スリーブ素子、46 7段目スリーブ素子、47 第1整合回路、48 第2整合回路、50 1段目スリーブ素子、51 2段目スリーブ素子、52 3段目スリーブ素子、53 4段目スリーブ素子、54 5段目スリーブ素子、59 10段目スリーブ素子、60 11段目スリーブ素子、61 12段目スリーブ素子、62 13段目スリーブ素子、63 14段目スリーブ素子、64 15段目スリーブ素子、90 第1同軸ケーブル、90a 中心導体、90b 絶縁筒体、90c 外部導体、91 第2同軸ケーブル、91a 中心導体、91b 絶縁筒体、91c 外部導体、92 アンテナ給電部、93 アンテナ給電部、100 コーリニアアンテナ、101a 上段スリーブパイプ、101b 下段スリーブパイプ、101c スリーブ給電部、102a 上段スリーブパイプ、102b 下段スリーブパイプ、102c スリーブ給電部、103 給電部、104 同軸ケーブル、104a 中心導体、104b 絶縁筒体、104c 外部導体、110 同軸ケーブル、110a 中心導体、110b 絶縁筒体、110c 外部導体、120 同軸ケーブル、130 トリプレートライン、131 上段スリーブパイプ、132 上段ジョイント、133 下段スリーブパイプ、134 下段ジョイント、135 スリーブ給電部、136 第1給電伝送線路、136a 第1内部導体、136b 第1外部導体、136c 第1誘電体基板、137 第2給電伝送線路、137a 第2内部導体、137b 第2外部導体、137c 第2誘電体基板、138 共有外部導体、140 マイクロストリップライン、141 上段スリーブパイプ、142 上段ジョイント、143 下段スリーブパイプ、144 下段ジョイント、145 スリーブ給電部、146 第1給電伝送線路、146a 第1内部導体、146c 第1誘電体基板、147 第2給電伝送線路、147a 第2内部導体、147c 第2誘電体基板、148 共有外部導体、150 上下コプレーナライン、151 上段スリーブパイプ、152 上段ジョイント、153 下段スリーブパイプ、154 下段ジョイント、155 スリーブ給電部、156 第1給電伝送線路、156a 第1内部導体、156b 第1外部導体、156c 第1誘電体基板、157 第2給電伝送線路、157a 第2内部導体、157b 第2外部導体、157c 第2誘電体基板、158 共有外部導体、160 並列コプレーナライン、161 上段スリーブパイプ、162 上段ジョイント、163 下段スリーブパイプ、164 下段ジョイント、165 スリーブ給電部、166 第1給電伝送線路、166a 第1内部導体、166b 第1外部導体、166c 第1誘電体基板、167 第2給電伝送線路、167a 第2内部導体、167b 第2外部導体、167c 第2誘電体基板、168 共有外部導体、170 パイプ状スリーブ素子部、171 上段スリーブパイプ、172 上段ジョイント、173 下段スリーブパイプ、174 下段ジョイント、175 誘電体板、176 伝送線路部、180 プリントスリーブ素子部、181 上段スリーブ部、182 上段ジョイント、183 下段スリーブ部、184 下段ジョイント、185 誘電体板、186 伝送線路部、
200 コーリニアアンテナ、210 1段目スリーブ素子、211 2段目スリーブ素子、212 3段目スリーブ素子、213 4段目スリーブ素子、213a 上段スリーブパイプ、213b 上段ジョイント、213c 下段スリーブパイプ、213d 下段ジョイント、213e スリーブ給電部、214 5段目スリーブ素子、214a 上段スリーブパイプ、214b 上段ジョイント、214c 下段スリーブパイプ、214d 下段ジョイント、215 整合回路、220 同軸ケーブル、220a 中心導体、220b 絶縁筒体、220c 外部導体、221 アンテナ給電部、300 コーリニアアンテナ、301 コーリニアアンテナ、302 コーリニアアンテナ、303 コーリニアアンテナ、304 コーリニアアンテナ、310 1段目スリーブ素子、311 2段目スリーブ素子、312 3段目スリーブ素子、313 4段目スリーブ素子、314 5段目スリーブ素子、315 第1整合回路、316 第1整合回路、320 1段目スリーブ素子、321 2段目スリーブ素子、322 3段目スリーブ素子、323 4段目スリーブ素子、324 5段目スリーブ素子、324a 上段スリーブパイプ、324b 上段ジョイント、324c 下段スリーブパイプ、324d 下段ジョイント、324e スリーブ給電部、325 6段目スリーブ素子、325a 上段スリーブパイプ、325b 上段ジョイント、325c 下段スリーブパイプ、325d 下段ジョイント、326 接続端子、330 1段目スリーブ素子、331 2段目スリーブ素子、332 3段目スリーブ素子、333 4段目スリーブ素子、334 5段目スリーブ素子、334a 上段スリーブパイプ、334b 上段ジョイント、334c 下段スリーブパイプ、334d 下段ジョイント、334e スリーブ給電部、335 6段目スリーブ素子、335a 上段スリーブパイプ、335b 上段ジョイント、335c 下段スリーブパイプ、335d 下段ジョイント、336 接続端子、340 1段目スリーブ素子、341 2段目スリーブ素子、342 3段目スリーブ素子、343 4段目スリーブ素子、344 5段目スリーブ素子、349 10段目スリーブ素子、350 1段目スリーブ素子、351 2段目スリーブ素子、352 3段目スリーブ素子、353 4段目スリーブ素子、354 5段目スリーブ素子、355 6段目スリーブ素子、363 14段目スリーブ素子、364 15段目スリーブ素子、365 16段目スリーブ素子、366 17段目スリーブ素子、367 18段目スリーブ素子、368 19段目スリーブ素子、390 第1同軸ケーブル、390a 中心導体、390b 絶縁筒体、390c 外部導体、391 第2同軸ケーブル、391a 中心導体、391b 外部導体、391b 絶縁筒体、391c 外部導体、392 第1アンテナ給電部、393 第2アンテナ給電部
1 collinear antenna, 2 collinear antenna, 3 collinear antenna, 4 collinear antenna, 5 collinear antenna, 10 1st stage sleeve element, 11 2nd stage sleeve element, 12 3rd stage sleeve element, 13 4th stage sleeve element, 13a upper stage Sleeve pipe, 13b Upper joint, 13c Lower sleeve pipe, 13d Lower joint, 13e Sleeve feeder, 14 5th sleeve element, 14a Upper sleeve pipe, 14b Upper joint, 14c Lower sleeve pipe, 14d Lower joint, 15 First alignment Circuit, 16 Second matching circuit, 20 1st stage sleeve element, 20a Upper stage sleeve pipe, 20b Upper stage joint, 20c Lower stage sleeve pipe, 20d Lower stage joint, 20e Sleeve feeding part, 21 2nd stage sleeve element, 2 2 3rd-stage sleeve element, 23 4th-stage sleeve element, 23a Upper-stage sleeve pipe, 23b Upper-stage joint, 23c Lower-stage sleeve pipe, 23d Lower-stage joint, 23e Sleeve feed section, 24 5th-stage sleeve element, 24a Upper-stage sleeve pipe, 24b Upper joint, 24c Lower sleeve pipe, 24d Lower joint, 25 Protection pipe, 26 Protection pipe, 27 First matching circuit, 28 Second matching circuit, 30 First stage sleeve element, 31 Second stage sleeve element, 32 Third stage Sleeve Element, 33 4th Sleeve Element, 34 5th Sleeve Element, 34a Upper Sleeve Pipe, 34b Upper Joint, 34c Lower Sleeve Pipe, 34d Lower Joint, 34e Sleeve Feed Portion, 35 6th Sleeve Element, 35a Upper Sleeve Pipe, 35b Stage joint, 35c Lower stage sleeve pipe, 35d Lower stage joint, 40 First stage sleeve element, 40a Upper stage sleeve pipe, 40b Upper stage joint, 40c Lower stage sleeve pipe, 40d Lower stage joint, 40e Sleeve feed section, 41 Second stage sleeve element, 41a Upper sleeve pipe, 41b Upper joint, 41c Lower sleeve pipe, 41d Lower joint, 41e Sleeve feeding part, 42 Third stage sleeve element, 43 Fourth stage sleeve element, 44 Fifth stage sleeve element, 45 Sixth stage sleeve element, 46 7th stage sleeve element, 47 1st stage matching circuit, 48 2nd stage matching circuit, 50 1st stage sleeve element, 51 2nd stage sleeve element, 52 3rd stage sleeve element, 53 4th stage sleeve element, 54 5th stage Eye sleeve element, 59 10th sleeve element, 60 11th stage sleeve element, 61 12th stage sleeve element, 62 13th stage sleeve element, 63 14th stage sleeve element, 64 15th stage sleeve element, 90 1st coaxial cable, 90a center conductor, 90b insulating cylinder, 90c outer conductor, 91 2nd coaxial cable, 91a center conductor, 91b insulation cylinder, 91c outer conductor, 92 antenna feeding section, 93 antenna feeding section, 100 collinear antenna, 101a upper sleeve pipe, 101b lower sleeve pipe, 101c sleeve feeding Part, 102a Upper sleeve pipe, 102b Lower sleeve pipe, 102c Sleeve feeding part, 103 Feeding part, 104 Coaxial cable, 104a Center conductor, 104b Insulating cylinder, 104c External conductor, 110 Coaxial cable, 110a Center conductor, 110b Insulating cylinder 110 Outer conductor, 120 Coaxial cable, 130 Triplate line, 131 Upper sleeve pipe, 132 Upper joint, 133 Lower sleeve pipe, 134 Lower joint, 135 Sleeve feeder, 136 First feeder transmission line, 136a First inner conductor, 136b First 1 outer conductor, 136c first dielectric substrate, 137 second feed transmission line, 137a second inner conductor, 137b second outer conductor, 137c second dielectric substrate, 138 shared outer conductor, 140 microstrip line, 141 upper sleeve Pipe, 142 Upper joint, 143 Lower sleeve pipe, 144 Lower joint, 145 Sleeve feeder, 146 First feeder transmission line, 146a First inner conductor, 146c First dielectric substrate, 147 Second feeder transmission line, 147a Second Inner conductor, 1 7c Second dielectric substrate, 148 shared outer conductor, 150 upper and lower coplanar lines, 151 upper sleeve pipe, 152 upper joint, 153 lower sleeve pipe, 154 lower joint, 155 sleeve feeding section, 156 first feeding transmission line, 156a first Inner conductor, 156b First outer conductor, 156c First dielectric substrate, 157 Second feed transmission line, 157a Second inner conductor, 157b Second outer conductor, 157c Second dielectric substrate, 158 Shared outer conductor, 160 Parallel coplanar Line, 161 Upper sleeve pipe, 162 Upper joint, 163 Lower sleeve pipe, 164 Lower joint, 165 Sleeve feeding part, 166 First feeding transmission line, 166a First inner conductor, 166b First outer conductor, 166c First dielectric substrate 167 Second feed transmission Road, 167a Second inner conductor, 167b Second outer conductor, 167c Second dielectric substrate, 168 Shared outer conductor, 170 Pipe-shaped sleeve element, 171 Upper sleeve pipe, 172 Upper joint, 173 Lower sleeve pipe, 174 Lower joint 175 Dielectric plate, 176 Transmission line portion, 180 Print sleeve element portion, 181 Upper sleeve portion, 182 Upper joint, 183 Lower sleeve portion, 184 Lower joint, 185 Dielectric plate, 186 Transmission line portion,
200 collinear antenna, 210 first stage sleeve element, 211 second stage sleeve element, 212 third stage sleeve element, 213 fourth stage sleeve element, 213a upper stage sleeve pipe, 213b upper stage joint, 213c lower stage sleeve pipe, 213d lower stage joint, 213e Sleeve feeder, 214 5th sleeve element, 214a Upper sleeve pipe, 214b Upper joint, 214c Lower sleeve pipe, 214d Lower joint, 215 Matching circuit, 220 Coaxial cable, 220a Center conductor, 220b Insulating cylinder, 220c External conductor 221 antenna feeding unit, 300 collinear antenna, 301 collinear antenna, 302 collinear antenna, 303 collinear antenna, 304 collinear antenna, 310 first stage three Element, 311 2nd stage sleeve element, 312 3rd stage sleeve element, 313 4th stage sleeve element, 314 5th stage sleeve element, 315 1st matching circuit, 316 1st matching circuit, 320 1st stage sleeve element, 321 2nd stage sleeve element, 322 3rd stage sleeve element, 323 4th stage sleeve element, 324 5th stage sleeve element, 324a Upper stage sleeve pipe, 324b Upper stage joint, 324c Lower stage sleeve pipe, 324d Lower stage joint, 324e Sleeve feed section, 325 6th stage sleeve element, 325a Upper stage sleeve pipe, 325b Upper stage joint, 325c Lower stage sleeve pipe, 325d Lower stage joint, 326 Connection terminal, 330 1st stage sleeve element, 331 2nd stage sleeve element, 332 3rd stage sleeve element, 333 4th Stage Sleeve Groove element, 334 5th sleeve element, 334a upper sleeve pipe, 334b upper joint, 334c lower sleeve pipe, 334d lower joint, 334e sleeve feeding part, 335 6th sleeve element, 335a upper sleeve pipe, 335b upper joint, 335c Lower sleeve pipe, 335d Lower joint, 336 Connection terminal, 340 First stage sleeve element, 341 Second stage sleeve element, 342 Third stage sleeve element, 343 Fourth stage sleeve element, 344 Fifth stage sleeve element, 349 10 Stage Sleeve Element, 350 1st Stage Sleeve Element, 351 2nd Stage Sleeve Element, 352 3rd Stage Sleeve Element, 353 4th Stage Sleeve Element, 354 5th Stage Sleeve Element, 355 6th Stage Sleeve Element, 363 14th Stage Eye sleeve element 364 15th sleeve element 365 365 16th sleeve element 366 17th sleeve element 367 18th sleeve element 368 19th sleeve element 390 1st coaxial cable 390a center conductor 390b insulation cylinder 390c outer conductor, 391 second coaxial cable, 391a center conductor, 391b outer conductor, 391b insulating cylinder, 391c outer conductor, 392 first antenna feeder, 393 second antenna feeder
Claims (11)
前記多段にスタックされているスリーブ素子内に貫通され、前記上段スリーブと前記下段スリーブとが向かい合わされて構成された前記各スリーブ素子の給電部に給電する複数本の伝送線路と、
前記伝送線路のそれぞれに異なる周波数信号を供給する複数の給電部とを備え、
前記多段にスタックされているそれぞれの前記各スリーブ素子は、前記複数本の伝送線路により伝達される前記異なる周波数信号により励振され、隣接する前記スリーブ素子における給電部間の前記複数の伝送線路のそれぞれの電気長が、伝達される周波数信号の波長の略整数倍とされて多周波で動作可能とされていることを特徴とするコーリニアアンテナ。 A sleeve element composed of an upper sleeve and a lower sleeve arranged to face each other and stacked in multiple stages,
A plurality of transmission lines that feed through the power supply portion of each of the sleeve elements that are configured to penetrate through the multi-stage stacked sleeve elements and the upper and lower sleeves face each other;
A plurality of power supply units for supplying different frequency signals to each of the transmission lines,
Each of the sleeve elements stacked in the multi-stage is excited by the different frequency signals transmitted by the plurality of transmission lines, and each of the plurality of transmission lines between the feeding portions in the adjacent sleeve elements. The collinear antenna is characterized in that the electrical length of the antenna is substantially an integral multiple of the wavelength of the transmitted frequency signal and is operable at multiple frequencies.
Priority Applications (3)
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