JP7024605B2

JP7024605B2 - Antenna device

Info

Publication number: JP7024605B2
Application number: JP2018099710A
Authority: JP
Inventors: 直幸山本; 弘幸杉浦
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2018-05-24
Filing date: 2018-05-24
Publication date: 2022-02-24
Anticipated expiration: 2038-05-24
Also published as: JP2019205083A

Description

この発明は、モノポールアンテナとして動作する第１モードとクロスループアンテナとして動作する第２モードとを切り替え可能なアンテナ装置に関するものである。 The present invention relates to an antenna device capable of switching between a first mode operating as a monopole antenna and a second mode operating as a cross-loop antenna.

従来、単一のループアンテナ素子をモノポールアンテナとしても動作させるアンテナ装置が知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。特許文献１には、ＬＰＦ（ＬｏｗＰａｓｓＦｉｌｔｅｒ）とＨＰＦ（ＨｉｇｈＰａｓｓＦｉｌｔｅｒ）とをそれぞれループアンテナの給電点に接続することで、ＬＰＦとＨＰＦとのそれぞれの遮断周波数の間に該当する中域周波数ではループアンテナとして動作し、低域と高域周波数ではモノポールアンテナとして動作するものが開示されている。このようなアンテナ装置は、周波数に応じてアンテナの動作を選定でき、アンテナの動作を切り替えるためのスイッチが不要な特長がある。 Conventionally, an antenna device that operates a single loop antenna element as a monopole antenna is known (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2). In Patent Document 1, by connecting an LPF (Low Pass Filter) and an HPF (High Pass Filter) to a feeding point of a loop antenna, a mid-range frequency corresponding to each cutoff frequency between the LPF and the HPF is described. Discloses that it operates as a loop antenna and operates as a monopole antenna at low and high frequencies. Such an antenna device has a feature that the operation of the antenna can be selected according to the frequency and a switch for switching the operation of the antenna is unnecessary.

特許文献２には、ループアンテナの給電点にスイッチによる切替回路を設けることで、ループアンテナからモノポールアンテナへ動作を切り替えるものが開示されている。このようなアンテナ装置は、スイッチを活用することから、アンテナの動作の選定に周波数による制約は生じない特長がある。 Patent Document 2 discloses that the operation is switched from the loop antenna to the monopole antenna by providing a switching circuit by a switch at the feeding point of the loop antenna. Since such an antenna device utilizes a switch, there is a feature that the selection of antenna operation is not restricted by frequency.

また、低背化、小型化、広帯域化を可能とし、可搬型アンテナにも寄与するモノポールアンテナの技術がある（例えば、特許文献３参照）。特許文献３には、モノポールアンテナのエレメントとなるメインマストが、非金属の支線により直立し、メインマストの頂部と下部に接続された金属線の一部を非金属支線に沿って固定することで、金属線は菱形状に形成されてメインマストの電気的な面積が大幅に拡大させたアンテナ装置が開示されている。このようなアンテナ装置は、低背化、小型化が容易で、アンテナ形状が自己補対形状に近いことから広帯域な特性を有する。また、金属線の菱形形状は容易に形成できるため可搬型のアンテナ装置に好適であるという特長がある。 In addition, there is a monopole antenna technology that enables low profile, small size, and wide band, and contributes to a portable antenna (see, for example, Patent Document 3). In Patent Document 3, the main mast, which is an element of the monopole antenna, stands upright by a non-metal branch line, and a part of the metal wire connected to the top and bottom of the main mast is fixed along the non-metal branch line. Therefore, an antenna device is disclosed in which the metal wire is formed in a diamond shape and the electric area of the main mast is greatly expanded. Such an antenna device is easy to reduce in height and size, and has a wide band characteristic because the antenna shape is close to the self-complementary shape. Further, since the rhombus shape of the metal wire can be easily formed, there is an advantage that it is suitable for a portable antenna device.

特開２００６－２３７６６０号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-237660 特開２００８－２９４７４８号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-294748 特開２００９－１０５８０６号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-105806

しかしながら、特許文献１に開示されたアンテナ装置は、アンテナの動作の選択をＬＰＦとＨＰＦで設定するため、同一周波数でループアンテナとモノポールアンテナの動作を切り替えできず、広帯域な特性を得ることが困難であるという課題がある。 However, in the antenna device disclosed in Patent Document 1, since the selection of the antenna operation is set by LPF and HPF, the operation of the loop antenna and the monopole antenna cannot be switched at the same frequency, and a wide band characteristic can be obtained. There is a problem that it is difficult.

また、特許文献２に開示されたアンテナ装置は、同一周波数であっても、ループアンテナとモノポールアンテナの動作を切り替えできるが、アンテナエレメントは単線であり広帯域なモノポールアンテナの動作を得ることが困難である。また、ループアンテナ２つを直交配置し円偏波を得るクロスループアンテナに適用する場合、２つのループアンテナが接触する部位、すなわち給電点からの対向部位であるアンテナ頂部にも切替回路が必要となり、コストが増加する。アンテナ頂部の切替回路を動作させるための電源線や制御線はアンテナエレメント内に配置されるため、アンテナ性能に影響して設計の自由度が損なわれるという課題がある。 Further, the antenna device disclosed in Patent Document 2 can switch the operation of the loop antenna and the monopole antenna even at the same frequency, but the antenna element is a single wire and the operation of a wide band monopole antenna can be obtained. Have difficulty. In addition, when applying to a cross-loop antenna in which two loop antennas are arranged orthogonally to obtain circular polarization, a switching circuit is also required at the part where the two loop antennas contact, that is, the top of the antenna which is the opposite part from the feeding point. , The cost increases. Since the power supply line and control line for operating the switching circuit at the top of the antenna are arranged in the antenna element, there is a problem that the antenna performance is affected and the degree of freedom in design is impaired.

特許文献３に開示されたアンテナ装置は、広帯域なモノポールアンテナの動作を得ることができ、クロスループアンテナの構成が容易なアンテナ形状であるものの、クロスループアンテナとモノポールアンテナの動作を切り替えるためには、給電部とアンテナ頂部の双方に切替回路が必要となる。 The antenna device disclosed in Patent Document 3 can obtain the operation of a wideband monopole antenna, and although the antenna shape is such that the configuration of the cross-loop antenna is easy, the operation of the cross-loop antenna and the monopole antenna is switched. Requires switching circuits on both the feeding section and the top of the antenna.

このように、広帯域なモノポールアンテナの動作と円偏波を得られるクロスループアンテナの動作を切り替えられるアンテナを従来技術で実現する場合、切替回路は給電部だけでなくアンテナの頂部にも必要となりコストが増加する。また、切替回路の電源線や制御線の影響からアンテナ設計の自由度が損なわれるという課題があった。 In this way, when realizing an antenna that can switch between the operation of a wideband monopole antenna and the operation of a cross-loop antenna that can obtain circular polarization by conventional technology, a switching circuit is required not only at the feeding part but also at the top of the antenna. The cost increases. In addition, there is a problem that the degree of freedom in antenna design is impaired due to the influence of the power line and control line of the switching circuit.

本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、広帯域なモノポールアンテナの動作と円偏波を得られるクロスループアンテナの動作を切り替え可能なアンテナ装置において、給電部に接続された切り替え部のみであってもアンテナの動作を切り替えることができるアンテナ装置の提供を目的とするものである。 The present invention has been made to solve the above problems, and is connected to a feeding unit in an antenna device capable of switching between the operation of a wideband monopole antenna and the operation of a cross-loop antenna that can obtain circular polarization. The purpose of the present invention is to provide an antenna device capable of switching the operation of the antenna even if only the switching unit is used.

本発明に係るアンテナ装置は、モノポールアンテナとして動作する第１モードとクロスループアンテナとして動作する第２モードとを切り替え可能なアンテナ装置であって、マストと、第１モードと第２モードとを切り替える切り替え部と、切り替え部に接続された給電部と、切り替え部に接続された環状の第１エレメント部と、切り替え部に接続され、第１エレメント部と互い違いに交差する環状の第２エレメント部と、前記切り替え部に接続された地線と、マストに設けられた絶縁部と、絶縁部に設けられ、第１エレメント部の一部を支持する第１支持部と、絶縁部に設けられ、第２エレメント部の一部を支持する第２支持部とを備え、第１支持部と前記第２支持部とは、絶縁部によって絶縁されたものである。 The antenna device according to the present invention is an antenna device capable of switching between a first mode operating as a monopole antenna and a second mode operating as a cross-loop antenna, and has a mast, a first mode and a second mode. The switching part, the feeding part connected to the switching part, the annular first element part connected to the switching part, and the annular second element part connected to the switching part and alternately intersecting with the first element part. The ground wire connected to the switching portion, the insulating portion provided on the mast, the first supporting portion provided in the insulating portion and supporting a part of the first element portion, and the insulating portion. A second support portion that supports a part of the second element portion is provided, and the first support portion and the second support portion are insulated by an insulating portion.

本発明によれば、互い違いに交差する第１エレメント部と第２エレメント部とを備え、広帯域なモノポールアンテナの動作と円偏波を得られるクロスループアンテナの動作の切り替えを給電部に接続された切り替え部のみであっても行うことができるアンテナ装置を得ることができるという効果を奏する。 According to the present invention, the first element section and the second element section that intersect alternately are provided, and switching between the operation of a wideband monopole antenna and the operation of a cross-loop antenna that can obtain circular polarization is connected to the feeding section. It has the effect of being able to obtain an antenna device that can be performed even with only the switching unit.

本発明の実施の形態１に係るアンテナ装置の全体斜視図である。It is an overall perspective view of the antenna device which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１に係るアンテナ装置の側面図である。It is a side view of the antenna device which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１に係るアンテナ装置の側面図である。It is a side view of the antenna device which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１に係るアンテナ装置の上部絶縁構造の構成図である。It is a block diagram of the upper insulation structure of the antenna device which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１に係るアンテナ装置の給電回路の構成図である。It is a block diagram of the feeding circuit of the antenna device which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１に係るアンテナ装置の給電回路の詳細な構成図である。It is a detailed block diagram of the feeding circuit of the antenna device which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１に係るアンテナ装置の給電回路内の切り替え部の接続関係図である。It is a connection relationship diagram of the switching part in the feeding circuit of the antenna device which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１に係るアンテナ装置をモノポールアンテナとして動作させる場合の切り替え部の接続先を示す図である。It is a figure which shows the connection destination of the switching part in the case of operating the antenna device which concerns on Embodiment 1 of this invention as a monopole antenna. 本発明の実施の形態１に係るアンテナ装置をクロスループアンテナとして動作させる場合の切り替え部の接続先を示す図である。It is a figure which shows the connection destination of the switching part in the case of operating the antenna device which concerns on Embodiment 1 of this invention as a cross-loop antenna. 本発明の実施の形態２に係るアンテナ装置の上部絶縁構造の構成図である。It is a block diagram of the upper insulation structure of the antenna device which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態３に係るアンテナ装置の上部絶縁構造の構成図である。It is a block diagram of the upper insulation structure of the antenna device which concerns on Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態４に係るアンテナ装置の側面図である。It is a side view of the antenna device which concerns on Embodiment 4 of this invention.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお図中、同一または同等の部分には同一の符号を付す。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the figure, the same or equivalent parts are designated by the same reference numerals.

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るアンテナ装置１００の全体斜視図である。図２は、アンテナ装置１００の図１の方向Ａからの側面図である。図３は、アンテナ装置１００の図１の方向Ｂからの側面図である。図１～図３に示すように、アンテナ装置１００は、メインマスト１（マスト）と、フランジ２と、上部絶縁構造３と、下部絶縁構造４と、ベースプレート５と、地線６ａ～６ｄと、支線７ａ～支線７ｄと、第１エレメント部８１と、第２エレメント部８２と、給電回路９とを備えた構成である。 Embodiment 1.
FIG. 1 is an overall perspective view of the antenna device 100 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a side view of the antenna device 100 from the direction A of FIG. FIG. 3 is a side view of the antenna device 100 from the direction B of FIG. As shown in FIGS. 1 to 3, the antenna device 100 includes a main mast 1, a flange 2, an upper insulating structure 3, a lower insulating structure 4, a base plate 5, and ground wires 6a to 6d. It is configured to include a branch line 7a to a branch line 7d, a first element portion 81, a second element portion 82, and a power feeding circuit 9.

メインマスト１の上部には、上部絶縁構造３が設けられる。メインマスト１の上部絶縁構造が設けられた部分よりも下側に、下部絶縁構造４が設けられる。メインマスト１の上部には、上部絶縁構造３により第１エレメント部８１と第２エレメント部８２とが設けられる。第１エレメント部８１と第２エレメント部８２とは、環状のエレメントである。第１エレメント部８１と第２エレメント部８２は、メインマスト１上で互い違いに交差するものである。図１～図３では、互い違いに交差する部分は直交する。 An upper insulating structure 3 is provided on the upper part of the main mast 1. The lower insulating structure 4 is provided below the portion of the main mast 1 where the upper insulating structure is provided. A first element portion 81 and a second element portion 82 are provided on the upper portion of the main mast 1 by the upper insulating structure 3. The first element portion 81 and the second element portion 82 are annular elements. The first element portion 81 and the second element portion 82 alternately intersect on the main mast 1. In FIGS. 1 to 3, the alternately intersecting portions are orthogonal to each other.

第１エレメント部８１は、２つのエレメント部材から構成されるものであり、エレメント８ａ（第１エレメント部材）とエレメント８ｂ（第２エレメント部材）とから構成される。なお、上部絶縁構造３の一部であり、２つのエレメント部材を接続する端子である第１支持部３ｂも、第１エレメント部８１の構成品に含む。第２エレメント部８２も同様に、２つのエレメント部材から構成されるものであり、エレメント８ｃ（第３エレメント部材）とエレメント８ｄ（第４エレメント部材）とから構成される。なお、上部絶縁構造３の一部であり、２つのエレメント部材を接続する端子である第２支持部３ｃも、第２エレメント部８２の構成品に含む。図１～図３では、第１エレメント部８１と第２エレメント部８２とは、２つのエレメント部材から構成されるが、１つのエレメント部材から構成されるものとしてもよい。エレメント８ａ～エレメント８ｄはそれぞれ、導電性を有する線状の導体である。例えば、金属などの導線や、線状の絶縁性物質に形成された導体である。 The first element portion 81 is composed of two element members, and is composed of an element 8a (first element member) and an element 8b (second element member). The first support portion 3b, which is a part of the upper insulating structure 3 and is a terminal for connecting the two element members, is also included in the component of the first element portion 81. Similarly, the second element portion 82 is composed of two element members, and is composed of an element 8c (third element member) and an element 8d (fourth element member). The second support portion 3c, which is a part of the upper insulating structure 3 and is a terminal for connecting the two element members, is also included in the component of the second element portion 82. In FIGS. 1 to 3, the first element portion 81 and the second element portion 82 are composed of two element members, but may be composed of one element member. Each of the element 8a to the element 8d is a linear conductor having conductivity. For example, it is a conductor formed of a conducting wire such as metal or a linear insulating substance.

メインマスト１の頂部には、金属製のフランジ２が設けられる。フランジ２は、十字状の板である。フランジ２の異なる４方向（十字方向）の端部に、４本の支線７ａ～支線７ｄの一端がそれぞれ設けられる。支線７ａ～支線７ｄの他端は、設置面に固定される。これにより、支線７ａ～支線７ｄが、メインマスト１を異なる４方向から引張して固定する構成となるため、メインマスト１が自立する。支線７ａ～支線７ｄは、それぞれ絶縁性を有するものであり、例えば樹脂が主体の構成品である。ここでは、支線は、エレメント８ａ～エレメント８ｄのそれぞれに対応して設けられている。つまり、支線の本数は４本である。しかし、メインマスト１を異なる複数の方向から引張して固定する構成であればよく、支線の本数は４本に限るものではない。 A metal flange 2 is provided on the top of the main mast 1. The flange 2 is a cross-shaped plate. One ends of the four branch lines 7a to 7d are provided at the ends of the flanges 2 in four different directions (cross directions). The other ends of the branch lines 7a to 7d are fixed to the installation surface. As a result, the branch lines 7a to 7d are configured to pull and fix the main mast 1 from four different directions, so that the main mast 1 becomes self-supporting. The branch lines 7a to 7d each have an insulating property, and are, for example, resin-based components. Here, the branch line is provided corresponding to each of the elements 8a to 8d. That is, the number of branch lines is four. However, the main mast 1 may be pulled and fixed from a plurality of different directions, and the number of branch lines is not limited to four.

メインマスト１の下部には、金属製の板であるベースプレート５が設けられる。ベースプレート５とメインマスト１との間には、下部絶縁構造４が設けられる。メインマスト１は、下部絶縁構造４を介してベースプレート５に固定される。メインマスト１とベースプレート５とは、金属などの導電性を有する材質である。下部絶縁構造４は、樹脂が主体の絶縁性を有する部材であり、メインマスト１とベースプレート５とを絶縁するものである。 A base plate 5, which is a metal plate, is provided below the main mast 1. A lower insulating structure 4 is provided between the base plate 5 and the main mast 1. The main mast 1 is fixed to the base plate 5 via the lower insulating structure 4. The main mast 1 and the base plate 5 are made of conductive materials such as metal. The lower insulating structure 4 is a member having a resin-based insulating property, and insulates the main mast 1 and the base plate 5.

ベースプレート５には、地線６ａ～地線６ｄの一端がそれぞれ接続される。地線６ａ～地線６ｄは、金属などの導電性を有する導線であり、ベースプレート５と地線６ａ～地線６ｄとは電気的には１つの構造物である。地線６ａ～地線６ｄは、それぞれベースプレート５から、異なる４方向に向けて十字状に敷設される。ここでは、支線７ａ～支線７ｄが設けられた方向と同じ４方向（十字方向）に敷設される。 One ends of the ground line 6a to 6d are connected to the base plate 5, respectively. The ground wire 6a to the ground wire 6d are conductive wires having conductivity such as metal, and the base plate 5 and the ground wire 6a to the ground wire 6d are electrically one structure. The ground lines 6a to 6d are laid in a cross shape from the base plate 5 in four different directions. Here, it is laid in the same four directions (cross direction) as the direction in which the branch lines 7a to 7d are provided.

メインマスト１の上部のフランジ２の近傍には、上部絶縁構造３が設けられる。図４の（ａ）は、上部絶縁構造３の構成図である。図４の（ｂ）は、上部絶縁構造３近傍の拡大図である。上部絶縁構造３は、絶縁部３ａと第１支持部３ｂと第２支持部３ｃとから構成されるものである。絶縁部３ａは、樹脂が主体の絶縁性を有する部材である。第１支持部３ｂと第２支持部３ｃとは、導電性を有する板状の金属からなる端子である。絶縁部３ａは、メインマスト１に取り付けられる。第１支持部３ｂと第２支持部３ｃとは、絶縁部３ａに互いに接触せずに取り付けられる。つまり、第１支持部３ｂと第２支持部３ｃとは、絶縁部３ａを介してメインマスト１に設けられることになる。よって、第１支持部３ｂと第２支持部３ｃとメインマスト１とは絶縁材３ａによって絶縁されるため、相互に非導通である。 An upper insulating structure 3 is provided in the vicinity of the flange 2 on the upper part of the main mast 1. FIG. 4A is a block diagram of the upper insulating structure 3. FIG. 4B is an enlarged view of the vicinity of the upper insulating structure 3. The upper insulating structure 3 is composed of an insulating portion 3a, a first support portion 3b, and a second support portion 3c. The insulating portion 3a is a member having a resin-based insulating property. The first support portion 3b and the second support portion 3c are terminals made of a conductive plate-shaped metal. The insulating portion 3a is attached to the main mast 1. The first support portion 3b and the second support portion 3c are attached to the insulating portion 3a without contacting each other. That is, the first support portion 3b and the second support portion 3c are provided on the main mast 1 via the insulating portion 3a. Therefore, since the first support portion 3b, the second support portion 3c, and the main mast 1 are insulated by the insulating material 3a, they are non-conducting to each other.

上部絶縁構造３の詳細な構成を説明する。第１支持部３ｂは、第１エレメント部８１の一部を支持する。具体的には、第１支持部３ｂにエレメント８ａの一端とエレメント８ｂの一端とがそれぞれ接続される。第１支持部３ｂは導電性を有する端子であるため、エレメント８ａの一端とエレメント８ｂの一端とは、第１支持部３ｂを介して相互に導通する。また、第２支持部３ｃは、第２エレメント部８２の一部を支持する。具体的には、第２支持部３ｃにエレメント８ｃの一端とエレメント８ｄの一端とがそれぞれ接続される。第２支持部３ｃは導電性を有する端子であるため、エレメント８ｃの一端とエレメント８ｄの一端とは、第２支持部３ｃを介して相互に導通する。つまり、第１エレメント部８１は、第１支持部３ｂと、第１支持部３ｂを介して電気的に接続されたエレメント８ａとエレメント８ｂとから構成される。第２エレメント部８２は、第２支持部３ｃと、第２支持部３ｃを介して電気的に接続されたエレメント８ｃとエレメント８ｄとから構成される。 The detailed configuration of the upper insulating structure 3 will be described. The first support portion 3b supports a part of the first element portion 81. Specifically, one end of the element 8a and one end of the element 8b are connected to the first support portion 3b, respectively. Since the first support portion 3b is a terminal having conductivity, one end of the element 8a and one end of the element 8b are electrically conductive with each other via the first support portion 3b. Further, the second support portion 3c supports a part of the second element portion 82. Specifically, one end of the element 8c and one end of the element 8d are connected to the second support portion 3c, respectively. Since the second support portion 3c is a terminal having conductivity, one end of the element 8c and one end of the element 8d are electrically conductive with each other via the second support portion 3c. That is, the first element portion 81 is composed of a first support portion 3b, and an element 8a and an element 8b electrically connected via the first support portion 3b. The second element portion 82 includes a second support portion 3c, and an element 8c and an element 8d electrically connected via the second support portion 3c.

また、上記の通り、第１支持部３ｂと第２支持部３ｃとは、絶縁部３ａによって絶縁されるため、第１エレメント部８１と第２エレメント部８２とは、メインマスト１に接続される部分である上部絶縁構造３において、絶縁される。つまり上部絶縁構造３によって、第１エレメント部８１と第２エレメント部８２とメインマスト１とは、絶縁された構成となる。 Further, as described above, since the first support portion 3b and the second support portion 3c are insulated by the insulating portion 3a, the first element portion 81 and the second element portion 82 are connected to the main mast 1. Insulated in the upper insulating structure 3 which is a part. That is, the upper insulating structure 3 makes the first element portion 81, the second element portion 82, and the main mast 1 insulated from each other.

エレメント８ａ～エレメント８ｄは、対応して設けられた支線７ａ～支線７ｄに一部が支持される。図１に示すように、エレメント８ａは支線７ａに一部が支持される。エレメント８ｂは、支線７ｂに一部が支持される。エレメント８ｃは、支線７ｃに一部が支持される。エレメント８ｄは、支線７ｄに一部が支持される。ここでは、エレメント８ａ～エレメント８ｄはメインマスト１の概ね半分の高さまで支線７ａ～支線７ｄに沿って固定される。これにより、第１エレメント部８１は、支線７ａと支線７ｂとに沿うように配置された菱形形状となる。第２エレメント部８２は、支線７ｃと支線７ｄとに沿うように配置された菱形形状となる。 The elements 8a to 8d are partially supported by the corresponding branch lines 7a to 7d. As shown in FIG. 1, the element 8a is partially supported by the branch line 7a. The element 8b is partially supported by the branch line 7b. The element 8c is partially supported by the branch line 7c. The element 8d is partially supported by the branch line 7d. Here, the elements 8a to 8d are fixed along the branch lines 7a to 7d up to approximately half the height of the main mast 1. As a result, the first element portion 81 has a rhombic shape arranged along the branch line 7a and the branch line 7b. The second element portion 82 has a rhombic shape arranged along the branch line 7c and the branch line 7d.

支線７ａ～支線７ｄの他端を設置する位置を変えることでメインマスト１を引張する方向を変更することができる。エレメント８ａ～エレメント８ｄは、支線７ａ～支線７ｄに一部が支持されているので、支線７ａ～支線７ｄのメインマスト１を引張する方向を変更すると、それによってエレメント８ａ～エレメント８ｄのメインマスト１からの方向と角度を変えることができる。 The direction in which the main mast 1 is pulled can be changed by changing the position where the other ends of the branch lines 7a to 7d are installed. Since the element 8a to the element 8d are partially supported by the branch line 7a to the branch line 7d, when the direction of pulling the main mast 1 of the branch line 7a to the branch line 7d is changed, the main mast 1 of the element 8a to the element 8d is changed. You can change the direction and angle from.

メインマスト１の下部には、給電回路９が設けられる。ここでは、給電回路９は、ベースプレート５上に固定される。図５は給電回路９の構成図である。図５に示すように、給電回路９は、切り替え部１０と給電部１１とを有するものである。切り替え部１０は、給電部１１に接続される。さらに切り替え部１０には、第１エレメント部８１の両端と第２エレメント部８２の両端とベースプレート５とがそれぞれ接続される。切り替え部１０は、給電部１１の接続先を切り替えることでアンテナ装置１００の動作モードを切り替えるものである。 A power feeding circuit 9 is provided below the main mast 1. Here, the feeding circuit 9 is fixed on the base plate 5. FIG. 5 is a configuration diagram of the power feeding circuit 9. As shown in FIG. 5, the power feeding circuit 9 has a switching unit 10 and a power feeding unit 11. The switching unit 10 is connected to the power feeding unit 11. Further, both ends of the first element portion 81, both ends of the second element portion 82, and the base plate 5 are connected to the switching portion 10. The switching unit 10 switches the operation mode of the antenna device 100 by switching the connection destination of the power feeding unit 11.

具体的には、給電部１１と、第１エレメント部８１と第２エレメント部８２とベースプレート５との接続を切り替えることで、モノポールアンテナとして動作する第１モードとクロスループアンテナとして動作する第２モードとを切り替える。切り替え部１０は、第１モードでは、第１エレメント部８１の両端と第２エレメント部８２の両端とに給電部１１の一方を接続し、ベースプレート５（地線６ａ～地線６ｄ）に給電部１１の他方を接続する。第２モードでは、第１エレメント部８１の一端と第２エレメント部８２の一端とに給電部１１の一方を接続し、第１エレメント部８１の他端と第２エレメント部８２の他端とに給電部１１の他方を接続する。 Specifically, by switching the connection between the feeding unit 11, the first element unit 81, the second element unit 82, and the base plate 5, the first mode that operates as a monopole antenna and the second mode that operates as a cross-loop antenna operate. Switch between modes. In the first mode, the switching unit 10 connects one of the feeding units 11 to both ends of the first element unit 81 and both ends of the second element unit 82, and supplies power to the base plate 5 (ground line 6a to ground line 6d). Connect the other of 11. In the second mode, one end of the feeding portion 11 is connected to one end of the first element portion 81 and one end of the second element portion 82, and the other end of the first element portion 81 and the other end of the second element portion 82 are connected. The other side of the feeding unit 11 is connected.

図６は給電回路９の詳細な構成図である。給電回路９は、好ましくは、図６に示すような構成である。給電部１１が、２つの同軸コネクタ（第１同軸コネクタ１２、第２同軸コネクタ１３）と、第１バラントランス１４と、第２バラントランス１５と、第３バラントランス１６と、９０度ハイブリッド１７とから構成される。切り替え部１０は、端子Ａ～端子Ｋを備え、端子同士の接続先を切り替えることができるものである。 FIG. 6 is a detailed configuration diagram of the power feeding circuit 9. The power feeding circuit 9 preferably has a configuration as shown in FIG. The feeding unit 11 includes two coaxial connectors (first coaxial connector 12, second coaxial connector 13), a first balun transformer 14, a second balun transformer 15, a third balun transformer 16, and a 90-degree hybrid 17. Consists of. The switching unit 10 includes terminals A to K, and can switch the connection destination between the terminals.

給電部１１の第１同軸コネクタ１２は、第１バラントランス１４に接続される。第１バラントランス１４の一端と他端は、それぞれ切り替え部１０の端子Ａと端子Ｂとに接続される。第２同軸コネクタ１３は、９０度ハイブリッド１７に接続される。９０度ハイブリッド１７は、第２バラントランス１５と第３バラントランス１６とに接続される。第２バラントランス１５の一端と他端は、それぞれ切り替え部１０の端子Ｃと端子Ｄとに接続される。第３バラントランス１６の一端と他端は、それぞれ切り替え部１０の端子Ｅと端子Ｆとに接続される。 The first coaxial connector 12 of the feeding unit 11 is connected to the first balun transformer 14. One end and the other end of the first balun transformer 14 are connected to the terminal A and the terminal B of the switching portion 10, respectively. The second coaxial connector 13 is connected to the 90 degree hybrid 17. The 90 degree hybrid 17 is connected to the second balun transformer 15 and the third balun transformer 16. One end and the other end of the second balun transformer 15 are connected to the terminal C and the terminal D of the switching portion 10, respectively. One end and the other end of the third balun transformer 16 are connected to the terminal E and the terminal F of the switching portion 10, respectively.

第１エレメント部８１のエレメント８ａは、切り替え部１０の端子Ｇに接続される。第１エレメント部８１のエレメント８ｂは、切り替え部１０の端子Ｈに接続される。第２エレメント部８２のエレメント８ｃは、切り替え部１０の端子Ｉに接続される。第２エレメント部８２のエレメント８ｄは、切り替え部１０の端子Ｊに接続される。ベースプレート５は、切り替え部１０の端子Ｋに接続される。ベースプレート５には、地線６ａ～地線６ｄの一端が接続されているため、地線６ａ～地線６ｄは、一端が、ベースプレート５を介して切り替え部１０の端子Ｋに接続される。 The element 8a of the first element unit 81 is connected to the terminal G of the switching unit 10. The element 8b of the first element unit 81 is connected to the terminal H of the switching unit 10. The element 8c of the second element unit 82 is connected to the terminal I of the switching unit 10. The element 8d of the second element unit 82 is connected to the terminal J of the switching unit 10. The base plate 5 is connected to the terminal K of the switching portion 10. Since one end of the ground wire 6a to 6d is connected to the base plate 5, one end of the ground wire 6a to the ground wire 6d is connected to the terminal K of the switching portion 10 via the base plate 5.

給電部１１の部品について説明する。給電部１１内の第１バラントランス１４は、第１同軸コネクタ１２のインピーダンスとアンテナとのインピーダンスとを概略的に整合させるためのインピーダンス変成機能を有する。第２バラントランス１５と第３バラントランス１６とは、第２同軸コネクタ１３のインピーダンスとアンテナとのインピーダンスとを概略的に整合させるためのインピーダンス変成機能を有する。さらに、第１バラントランス１４と、第２バラントランス１５と、第３バラントランス１６とは、第１同軸コネクタ１２及び第２同軸コネクタ１３の不平衡モードと、アンテナ側の平衡モードをモード整合させるバラン機能とを有する。一般的には、トロイダルコアに金属線を巻きつけて構成する。９０度ハイブリッド１７は、入出力電力を位相が９０度ずれた状態で合成、あるいは分配されるものであり、第１同軸コネクタ１２及び第２同軸コネクタ１３と同じ不平衡モードである。 The parts of the power feeding unit 11 will be described. The first balun transformer 14 in the feeding unit 11 has an impedance transformation function for substantially matching the impedance of the first coaxial connector 12 with the impedance of the antenna. The second balun transformer 15 and the third balun transformer 16 have an impedance transformation function for substantially matching the impedance of the second coaxial connector 13 with the impedance of the antenna. Further, the first balun transformer 14, the second balun transformer 15, and the third balun transformer 16 mode-match the unbalanced mode of the first coaxial connector 12 and the second coaxial connector 13 with the balanced mode on the antenna side. It has a balun function. Generally, it is configured by winding a metal wire around a toroidal core. The 90-degree hybrid 17 synthesizes or distributes input / output power in a state of being 90 degrees out of phase, and is in the same unbalanced mode as the first coaxial connector 12 and the second coaxial connector 13.

次に、アンテナ装置１００の詳細な動作について説明する。図７は給電回路９内の切り替え部１０の接続関係図である。アンテナ装置１００をモノポールアンテナとして動作させる第１モードの場合とクロスループアンテナとして動作させる第２モードの場合とでの切り替え部１０の端子Ａ～端子Ｋの接続先は図７のとおりである。 Next, the detailed operation of the antenna device 100 will be described. FIG. 7 is a connection relationship diagram of the switching unit 10 in the power feeding circuit 9. FIG. 7 shows the connection destinations of the terminals A to K of the switching unit 10 between the case of the first mode in which the antenna device 100 is operated as a monopole antenna and the case of the second mode in which the antenna device 100 is operated as a cross-loop antenna.

図８に、アンテナ装置１００をモノポールアンテナとして動作させる場合（第１モード）の切り替え部１０の端子の接続先を示した給電回路９の構成図を示す。図８に示すように、給電部１１と、第１エレメント部８１（エレメント８ａ、エレメント８ｂ）と第２エレメント部８２（エレメント８ｃ、エレメント８ｄ）とベースプレート５とが接続される。具体的には、端子Ｇ～端子Ｊは全て端子Ａに接続される。つまり、エレメント８ａ～エレメント８ｄ（第１エレメント部８１の両端と第２エレメント部８２の両端）は、全て第１バラントランス１４の一端に接続される。端子Ｋは、端子Ｂに接続される。つまり、ベースプレート５（地線６ａ～地線６ｄ）は、第１バラントランス１４の他端に接続される。第２バラントランス１５と、第３バラントランス１６と９０度ハイブリッド１７と第２同軸コネクタ１３とはモノポールアンテナの動作に不要なため、端子Ｃ～端子Ｆは他の端子に接続しない。 FIG. 8 shows a configuration diagram of a power feeding circuit 9 showing a connection destination of terminals of a switching unit 10 when the antenna device 100 is operated as a monopole antenna (first mode). As shown in FIG. 8, the feeding unit 11, the first element unit 81 (element 8a, element 8b), the second element unit 82 (element 8c, element 8d), and the base plate 5 are connected. Specifically, all terminals G to J are connected to terminal A. That is, the elements 8a to 8d (both ends of the first element portion 81 and both ends of the second element portion 82) are all connected to one end of the first balun transformer 14. Terminal K is connected to terminal B. That is, the base plate 5 (ground line 6a to ground line 6d) is connected to the other end of the first balun transformer 14. Since the second balun transformer 15, the third balun transformer 16, the 90-degree hybrid 17, and the second coaxial connector 13 are unnecessary for the operation of the monopole antenna, the terminals C to F are not connected to other terminals.

端子Ｇ～端子Ｊは、全て切り替え部１０の端子Ａで短絡するため、エレメント８ａ～エレメント８ｄは電気的には１つの構造物となる。地線６ａ～地線６ｄは全てベースプレート５で短絡されているため電気的には１つの構造物である。これにより、両電気的な構造物であるエレメント８ａ～エレメント８ｄと地線６ａ～地線６ｄとは、切り替え部１０の端子Ａと端子Ｂとの間が給電点となり、高周波電圧が印加されてモノポールアンテナとして動作する。端子Ａと端子Ｂとは第１バラントランス１４を介して第１同軸コネクタ１２と接続され、第１同軸コネクタ１２が高周波電力の入出力インターフェースとなる。 Since the terminals G to J are all short-circuited at the terminal A of the switching portion 10, the elements 8a to 8d are electrically one structure. Since the ground lines 6a to 6d are all short-circuited by the base plate 5, they are electrically one structure. As a result, the elements 8a to 8d and the ground wire 6a to the ground wire 6d, which are both electrical structures, serve as feeding points between the terminal A and the terminal B of the switching portion 10, and a high frequency voltage is applied. Operates as a monopole antenna. The terminal A and the terminal B are connected to the first coaxial connector 12 via the first balun transformer 14, and the first coaxial connector 12 serves as an input / output interface for high frequency power.

図９に、アンテナ装置１００をクロスループアンテナとして動作させる場合（第２モード）の切り替え部１０の端子の接続先を示した給電回路９の構成図を示す。図９示すように給電部１１と、第１エレメント部８１（エレメント８ａ、エレメント８ｂ）と第２エレメント部８２（エレメント８ｃ、エレメント８ｄ）とが接続される。具体的には、端子Ｇと端子Ｈは、それぞれ端子Ｃと端子Ｄとに接続される。つまり、エレメント８ａ（第１エレメント部８１の一端）は、第２バラントランス１５の一端に接続される。エレメント８ｂ（第１エレメント部８１の他端）は、第２バラントランス１５の他端に接続される。切り替え部１０の端子Ｉと端子Ｊは、それぞれ端子Ｅと端子Ｆとに接続される。つまり、エレメント８ｃ（第２エレメント部８２の一端）は、第３バラントランス１６の一端に接続される。エレメント８ｄ（第２エレメント部８２の他端）は、第３バラントランス１６の他端に接続される。ベースプレート５（地線６ａ～地線６ｄ）は、ループアンテナの動作に不要なため、端子Ｋは、他の端子に接続しない。つまり地線６ａ～地線６ｄの一端は、開放される。第１バラントランス１４と第１同軸コネクタ１２も、ループアンテナの動作に不要なため、端子Ａ及び端子Ｂとは他の端子に接続しない。 FIG. 9 shows a configuration diagram of a power feeding circuit 9 showing a connection destination of terminals of a switching unit 10 when the antenna device 100 is operated as a cross-loop antenna (second mode). As shown in FIG. 9, the feeding unit 11 is connected to the first element unit 81 (element 8a, element 8b) and the second element unit 82 (element 8c, element 8d). Specifically, the terminal G and the terminal H are connected to the terminal C and the terminal D, respectively. That is, the element 8a (one end of the first element portion 81) is connected to one end of the second balun transformer 15. The element 8b (the other end of the first element portion 81) is connected to the other end of the second balun transformer 15. The terminal I and the terminal J of the switching unit 10 are connected to the terminal E and the terminal F, respectively. That is, the element 8c (one end of the second element portion 82) is connected to one end of the third balun transformer 16. The element 8d (the other end of the second element portion 82) is connected to the other end of the third balun transformer 16. Since the base plate 5 (ground wire 6a to ground wire 6d) is unnecessary for the operation of the loop antenna, the terminal K is not connected to another terminal. That is, one end of the ground line 6a to 6d is opened. Since the first balun transformer 14 and the first coaxial connector 12 are also unnecessary for the operation of the loop antenna, the terminals A and B are not connected to other terminals.

これにより、エレメント８ａとエレメント８ｂとは切り替え部１０の端子Ｃと端子Ｄとを給電点とするループアンテナとなり、エレメント８ｃとエレメント８ｄとは切り替え部１０の端子Ｅと端子Ｆとを給電点とするループアンテナとなる。両ループアンテナ（エレメント８ａとエレメント８ｂ及びエレメント８ｃとエレメント８ｄ）は直交する構造であることと、両ループアンテナの入出力電力は９０度ハイブリッド１７により位相が９０度ずれた状態で合成、あるいは分配されることから、円偏波励振するクロスループアンテナとして動作する。 As a result, the element 8a and the element 8b become a loop antenna having the terminal C and the terminal D of the switching portion 10 as feeding points, and the element 8c and the element 8d use the terminal E and the terminal F of the switching portion 10 as feeding points. It becomes a loop antenna. Both loop antennas (element 8a and element 8b and element 8c and element 8d) have an orthogonal structure, and the input / output power of both loop antennas is combined or distributed in a state of being 90 degrees out of phase by the 90 degree hybrid 17. Therefore, it operates as a cross-loop antenna that excites circularly polarized waves.

なお、ここでは給電回路９内の第１バラントランス１４にモード整合機能を持たせたが、地線６ａ～地線６ｄが２波長以上などの長い場合には、モード整合機能は無くても良い。 Here, the first balun transformer 14 in the power feeding circuit 9 is provided with a mode matching function, but if the ground lines 6a to 6d are long, such as two wavelengths or more, the mode matching function may not be provided. ..

このように、実施の形態１に係るアンテナ装置１００は、メインマスト１と、第１エレメント部８１（エレメント８ａとエレメント８ｂ）と、第２エレメント部８２（エレメント８ｃと８ｄ）とは、上部絶縁構造３によりメインマスト１の上部で相互に非導通である。これにより、クロスループアンテナの動作を阻害する第１エレメント部８１と第２エレメント部８２との接続関係がアンテナ装置１００の上部に存在しないため、アンテナ装置１００の動作モードの切り替えは給電回路９のみで実現できる。また、第１エレメント部８１と第２エレメント部８２とは広帯域な特性を得やすい菱形形状を保っているため、広帯域なモノポールアンテナの特性も得ることが可能である。 As described above, in the antenna device 100 according to the first embodiment, the main mast 1, the first element portion 81 (elements 8a and 8b), and the second element portion 82 (elements 8c and 8d) are vertically insulated from each other. Due to the structure 3, the upper part of the main mast 1 is non-conducting to each other. As a result, since the connection relationship between the first element portion 81 and the second element portion 82 that hinders the operation of the cross-loop antenna does not exist in the upper part of the antenna device 100, the operation mode of the antenna device 100 can be switched only by the feeding circuit 9. Can be realized with. Further, since the first element portion 81 and the second element portion 82 maintain a rhombic shape that makes it easy to obtain wide-band characteristics, it is possible to obtain the characteristics of a wide-band monopole antenna.

実施の形態２．
図１０は、本発明の実施の形態２に係るアンテナ装置２００の上部絶縁構造３１の構成図である。図１０（ａ）は、上部絶縁構造３１の構造図である。図１０（ｂ）は、上部絶縁構造３１近傍の拡大図である。アンテナ装置２００は、アンテナ装置１００の上部絶縁構造３の構成が異なるものである。アンテナ装置１００の上部絶縁構造３は１つの構造物であったが、アンテナ装置２００の上部絶縁構造３１は、絶縁部３ａが分割された構造である。 Embodiment 2.
FIG. 10 is a block diagram of the upper insulating structure 31 of the antenna device 200 according to the second embodiment of the present invention. FIG. 10A is a structural diagram of the upper insulating structure 31. FIG. 10B is an enlarged view of the vicinity of the upper insulating structure 31. The antenna device 200 has a different configuration of the upper insulating structure 3 of the antenna device 100. The upper insulating structure 3 of the antenna device 100 was one structure, but the upper insulating structure 31 of the antenna device 200 has a structure in which the insulating portion 3a is divided.

上部絶縁構造３１では、絶縁部３ａは、第１絶縁部材と第２絶縁部材とから構成される。第１絶縁部材と第２絶縁部材とは、それぞれメインマスト１に取り付けられる。第１支持部３ｂは、第１絶縁部材に取り付けられる。第２支持部３ｃは、第２絶縁部材に取り付けられる。つまり、第１支持部３ｂは、第１絶縁部材を介してメインマスト１に設けられる。また。第２支持部３ｃは、第２絶縁部材を介してメインマスト１に設けられる。第１支持部３ｂと第２支持部３ｃとは、互いに接触しないように設けられる。第１支持部３ｂとメインマスト１とは第１絶縁部材によって絶縁されるため、相互に非導通である。第２支持部３ｃとメインマスト１とは、第２絶縁部材によって絶縁されるため、相互に非導通である。また、第１支持部３ｂと第２支持部３ｃとは接触しないため、メインマスト１と第１支持部３ｂと第２支持部３ｃとは、相互に絶縁される。 In the upper insulating structure 31, the insulating portion 3a is composed of a first insulating member and a second insulating member. The first insulating member and the second insulating member are attached to the main mast 1, respectively. The first support portion 3b is attached to the first insulating member. The second support portion 3c is attached to the second insulating member. That is, the first support portion 3b is provided on the main mast 1 via the first insulating member. Also. The second support portion 3c is provided on the main mast 1 via the second insulating member. The first support portion 3b and the second support portion 3c are provided so as not to come into contact with each other. Since the first support portion 3b and the main mast 1 are insulated by the first insulating member, they are non-conducting to each other. Since the second support portion 3c and the main mast 1 are insulated by the second insulating member, they are non-conducting to each other. Further, since the first support portion 3b and the second support portion 3c do not come into contact with each other, the main mast 1, the first support portion 3b, and the second support portion 3c are insulated from each other.

上部絶縁構造３１の詳細な構成を説明する。第１支持部３ｂに、エレメント８ａの一端とエレメント８ｂの一端とがそれぞれ接続される。第１支持部３ｂは導電性を有する端子であるため、エレメント８ａの一端とエレメント８ｂの一端とは、第１支持部３ｂを介して相互に導通する。また、第２支持部３ｃに、エレメント８ｃの一端とエレメント８ｄの一端とがそれぞれ接続される。第２支持部３ｃは導電性を有する端子であるため、エレメント８ｃの一端とエレメント８ｄの一端とは、第２支持部３ｃを介して相互に導通する。つまり、第１エレメント部８１は、第１支持部３ｂを介して電気的に接続されたエレメント８ａとエレメント８ｂとから構成される。第２エレメント部８２は、第２支持部３ｃを介して電気的に接続されたエレメント８ｃとエレメント８ｄとから構成される。 The detailed configuration of the upper insulating structure 31 will be described. One end of the element 8a and one end of the element 8b are connected to the first support portion 3b, respectively. Since the first support portion 3b is a terminal having conductivity, one end of the element 8a and one end of the element 8b are electrically conductive with each other via the first support portion 3b. Further, one end of the element 8c and one end of the element 8d are connected to the second support portion 3c, respectively. Since the second support portion 3c is a terminal having conductivity, one end of the element 8c and one end of the element 8d are electrically conductive with each other via the second support portion 3c. That is, the first element portion 81 is composed of an element 8a and an element 8b electrically connected via the first support portion 3b. The second element portion 82 is composed of an element 8c and an element 8d electrically connected via the second support portion 3c.

また、上記の通り、第１支持部３ｂと第２支持部３ｃとは、絶縁部３ａによって絶縁されるため、第１エレメント部８１と第２エレメント部８２とは、メインマスト１に接続される部分である上部絶縁構造３１において、絶縁される。つまり上部絶縁構造３１によって、第１エレメント部８１と第２エレメント部８２とメインマスト１とは、絶縁された構成となる。その他の構成は、アンテナ装置１００と実質的に同様の構成のため、ここでは説明を省略する。 Further, as described above, since the first support portion 3b and the second support portion 3c are insulated by the insulating portion 3a, the first element portion 81 and the second element portion 82 are connected to the main mast 1. Insulated in the upper insulating structure 31, which is a portion. That is, the upper insulating structure 31 insulates the first element portion 81, the second element portion 82, and the main mast 1. Since other configurations are substantially the same as those of the antenna device 100, description thereof will be omitted here.

このように構成されたアンテナ装置２００であっても、メインマスト１と、第１エレメント部８１（エレメント８ａとエレメント８ｂ）と、第２エレメント部８２（エレメント８ｃと８ｄ）とは、上部絶縁構造３１によりメインマスト１の上部で相互に非導通である。これによりクロスループアンテナの動作を阻害する第１エレメント部８１と第２エレメント部８２との接続関係がアンテナ装置２００の上部に存在しないため、アンテナ装置２００の動作モードの切り替えは給電回路９のみで実現できる。また、第１エレメント部８１と第２エレメント部８２とは広帯域な特性を得やすい菱形形状を保っているため、広帯域なモノポールアンテナの特性も得ることが可能である。 Even in the antenna device 200 configured in this way, the main mast 1, the first element portion 81 (elements 8a and 8b), and the second element portion 82 (elements 8c and 8d) have an upper insulating structure. 31 is non-conducting to each other at the top of the main mast 1. As a result, the connection relationship between the first element portion 81 and the second element portion 82 that hinders the operation of the cross-loop antenna does not exist in the upper part of the antenna device 200, so that the operation mode of the antenna device 200 can be switched only by the feeding circuit 9. realizable. Further, since the first element portion 81 and the second element portion 82 maintain a rhombic shape that makes it easy to obtain wide-band characteristics, it is possible to obtain the characteristics of a wide-band monopole antenna.

実施の形態３．
図１１は、本発明の実施の形態３に係るアンテナ装置３００の上部絶縁構造３２の構成図である。図１１（ａ）は、上部絶縁構造３２の構造図である。図１１（ｂ）は、上部絶縁構造３２近傍の拡大図である。アンテナ装置３００は、アンテナ装置１００の上部絶縁構造３の構成が異なるものである。 Embodiment 3.
FIG. 11 is a block diagram of the upper insulating structure 32 of the antenna device 300 according to the third embodiment of the present invention. FIG. 11A is a structural diagram of the upper insulating structure 32. FIG. 11B is an enlarged view of the vicinity of the upper insulating structure 32. The antenna device 300 has a different configuration of the upper insulating structure 3 of the antenna device 100.

アンテナ装置１００の上部絶縁構造３及びアンテナ装置２００の上部絶縁構造３１では第１支持部材３ｂ、第２支持部材３ｃは板状の金属で構成していたが、アンテナ装置３００の上部絶縁構造３２では第１支持部３ｂと第２支持部３ｃとは、図３に示すように、メインマスト１の形状に沿った筒状の金属である。ここでは、円筒状の金属に、金属性の２つのフランジ状の板が設けられたものである。第１支持部３ｂと第２支持部３ｃとは、メインマスト１を締め付けるクランプでもよい。クランプは、１つまたは複数が組み合わされたＣ状またはコの字状の金属から成る金具である。また、絶縁部３ａは、第１支持部３ｂと第２支持部３ｃとメインマスト１との間に設けられ、メインマスト１の形状に沿った筒状の絶縁性を有する部材である。ここでは、絶縁部３ａは一体であるが、アンテナ装置２００と同様に、分割された構造でもよい。 In the upper insulating structure 3 of the antenna device 100 and the upper insulating structure 31 of the antenna device 200, the first support member 3b and the second support member 3c are made of plate-shaped metal, but in the upper insulating structure 32 of the antenna device 300, As shown in FIG. 3, the first support portion 3b and the second support portion 3c are tubular metals that follow the shape of the main mast 1. Here, two metallic flange-shaped plates are provided on a cylindrical metal. The first support portion 3b and the second support portion 3c may be clamps for tightening the main mast 1. A clamp is a metal fitting made of one or a combination of C-shaped or U-shaped metals. Further, the insulating portion 3a is a member provided between the first support portion 3b, the second support portion 3c, and the main mast 1 and having a tubular insulating property along the shape of the main mast 1. Here, the insulating portion 3a is integrated, but it may have a divided structure as in the antenna device 200.

絶縁部３ａは、メインマスト１に取り付けられる。第１支持部３ｂと第２支持部３ｃとは、絶縁部３ａに互いに接触せずに取り付けられる。つまり、第１支持部３ｂと第２支持部３ｃとは、メインマスト１に絶縁部３ａを介して設けられることになり、第１支持部３ｂと第２支持部３ｃとメインマスト１とは絶縁材３ａによって絶縁されるため、相互に非導通である。 The insulating portion 3a is attached to the main mast 1. The first support portion 3b and the second support portion 3c are attached to the insulating portion 3a without contacting each other. That is, the first support portion 3b and the second support portion 3c are provided on the main mast 1 via the insulating portion 3a, and the first support portion 3b, the second support portion 3c, and the main mast 1 are insulated from each other. Since it is insulated by the material 3a, it is non-conducting to each other.

上部絶縁構造３２の詳細な構成を説明する。第１支持部３ｂのフランジ状の板の部分に、エレメント８ａの一端とエレメント８ｂの一端とがそれぞれ接続される。第１支持部３ｂは導電性を有する端子であるため、エレメント８ａの一端とエレメント８ｂの一端とは、第１支持部３ｂを介して相互に導通する。また、第２支持部３ｃのフランジ状の板の部分に、エレメント８ｃの一端とエレメント８ｄの一端とがそれぞれ接続される。第２支持部３ｃは導電性を有する端子であるため、エレメント８ｃの一端とエレメント８ｄの一端とは、第２支持部３ｃを介して相互に導通する。つまり、第１エレメント部８１は、第１支持部３ｂを介して電気的に接続されたエレメント８ａとエレメント８ｂとから構成される。第２エレメント部８２は、第２支持部３ｃを介して電気的に接続されたエレメント８ｃとエレメント８ｄとから構成される。 The detailed configuration of the upper insulating structure 32 will be described. One end of the element 8a and one end of the element 8b are connected to the flange-shaped plate portion of the first support portion 3b, respectively. Since the first support portion 3b is a terminal having conductivity, one end of the element 8a and one end of the element 8b are electrically conductive with each other via the first support portion 3b. Further, one end of the element 8c and one end of the element 8d are connected to the flange-shaped plate portion of the second support portion 3c, respectively. Since the second support portion 3c is a terminal having conductivity, one end of the element 8c and one end of the element 8d are electrically conductive with each other via the second support portion 3c. That is, the first element portion 81 is composed of an element 8a and an element 8b electrically connected via the first support portion 3b. The second element portion 82 is composed of an element 8c and an element 8d electrically connected via the second support portion 3c.

また、上記の通り、第１支持部３ｂと第２支持部３ｃとは、絶縁部３ａによって絶縁されるため、第１エレメント部８１と第２エレメント部８２とは、メインマスト１に接続される部分である上部絶縁構造３２において、絶縁される。つまり上部絶縁構造３２によって、第１エレメント部８１と第２エレメント部８２とメインマスト１とは、絶縁された構成となる。その他の構成は、アンテナ装置１００と実質的に同様の構成のため、ここでは説明を省略する。 Further, as described above, since the first support portion 3b and the second support portion 3c are insulated by the insulating portion 3a, the first element portion 81 and the second element portion 82 are connected to the main mast 1. Insulated in the upper insulating structure 32, which is a portion. That is, the upper insulating structure 32 insulates the first element portion 81, the second element portion 82, and the main mast 1. Since other configurations are substantially the same as those of the antenna device 100, description thereof will be omitted here.

このように構成されたアンテナ装置３００であっても、メインマスト１と、第１エレメント部８１（エレメント８ａとエレメント８ｂ）と、第２エレメント部８２（エレメント８ｃと８ｄ）とは、上部絶縁構造３２によりメインマスト１の上部で相互に非導通である。これによりクロスループアンテナの動作を阻害する第１エレメント部８１と第２エレメント部８２との接続関係がアンテナ装置３００の上部に存在しないため、アンテナ装置３００の動作モードの切り替えは給電回路９のみで実現できる。また、第１エレメント部８１と第２エレメント部８２とは広帯域な特性を得やすい菱形形状を保っているため、広帯域なモノポールアンテナの特性も得ることが可能である。 Even in the antenna device 300 configured in this way, the main mast 1, the first element portion 81 (elements 8a and 8b), and the second element portion 82 (elements 8c and 8d) have an upper insulating structure. 32 is non-conducting to each other at the top of the main mast 1. As a result, the connection relationship between the first element portion 81 and the second element portion 82 that hinders the operation of the cross-loop antenna does not exist in the upper part of the antenna device 300, so that the operation mode of the antenna device 300 can be switched only by the feeding circuit 9. realizable. Further, since the first element portion 81 and the second element portion 82 maintain a rhombic shape that makes it easy to obtain wide-band characteristics, it is possible to obtain the characteristics of a wide-band monopole antenna.

実施の形態４．
図１２は、本発明の実施の形態４に係るアンテナ装置４００の側面図である。図１２は、図２を基準とした図である。アンテナ装置４００は、アンテナ装置１００に、避雷突針部１８と、導電部材１９とをさらに備えたものである。避雷突針部１８は、メインマスト１の頂部に設けられる。避雷突針部１８は、少なくとも一部がメインマストの上部から突出する。メインマスト１の下部に導電部材１９が設けられる。導電部材１９は、一端がメインマスト１の下部に接続され、他端が接地極に接続される。つまり、メインマスト１は、導電部材１９を介して接地される。また、メインマスト１と給電回路９とは、絶縁される。なお、ここでは、アンテナ装置４００は、アンテナ装置１００に、避雷突針部１８と、導電部材１９とをさらに備えたものとしたが、アンテナ装置２００またはアンテナ装置３００に避雷突針部１８と、導電部材１９とをさらに備えたものとしても良い。その他の構成は、アンテナ装置１００と実質的に同様の構成のため、ここでは説明を省略する。 Embodiment 4.
FIG. 12 is a side view of the antenna device 400 according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 12 is a diagram based on FIG. 2. The antenna device 400 is an antenna device 100 further provided with a lightning strike needle portion 18 and a conductive member 19. The lightning protection needle portion 18 is provided on the top of the main mast 1. At least a part of the lightning protection needle portion 18 protrudes from the upper part of the main mast. A conductive member 19 is provided below the main mast 1. One end of the conductive member 19 is connected to the lower part of the main mast 1, and the other end is connected to the ground electrode. That is, the main mast 1 is grounded via the conductive member 19. Further, the main mast 1 and the power feeding circuit 9 are insulated from each other. Here, the antenna device 400 is assumed to further include the lightning protection needle portion 18 and the conductive member 19 in the antenna device 100, but the antenna device 200 or the antenna device 300 is further provided with the lightning protection needle portion 18 and the conductive member. It may be further provided with 19. Since other configurations are substantially the same as those of the antenna device 100, description thereof will be omitted here.

次に動作原理について説明する。アンテナとしての動作は実施の形態１と変わらないため割愛する。メインマスト１はアンテナの動作に使用しておらず、その他の構成品と絶縁され電気的に浮遊した状態である。よって、メインマスト１を避雷針として機能させることが可能である。つまり、独立した避雷系を備えることができるため、避雷系を別途用意する必要がなくなる。 Next, the operating principle will be described. Since the operation as an antenna is the same as that of the first embodiment, it is omitted. The main mast 1 is not used for the operation of the antenna, and is insulated from other components and electrically suspended. Therefore, it is possible to make the main mast 1 function as a lightning rod. That is, since an independent lightning protection system can be provided, it is not necessary to separately prepare a lightning protection system.

このように構成されたアンテナ装置４００であっても、メインマスト１と、第１エレメント部８１（エレメント８ａとエレメント８ｂ）と、第２エレメント部８２（エレメント８ｃと８ｄ）とは、上部絶縁構造３によりメインマスト１の上部で相互に非導通である。これによりクロスループアンテナの動作を阻害する第１エレメント部８１と第２エレメント部８２との接続関係がアンテナ装置４００の上部に存在しないため、アンテナ装置４００の動作モードの切り替えは給電回路９のみで実現できる。また、第１エレメント部８１と第２エレメント部８２とは広帯域な特性を得やすい菱形形状を保っているため、広帯域なモノポールアンテナの特性も得ることが可能である。また、避雷性能に優れたアンテナ装置を提供することができる。 Even in the antenna device 400 configured in this way, the main mast 1, the first element portion 81 (elements 8a and 8b), and the second element portion 82 (elements 8c and 8d) have an upper insulating structure. Due to 3, they are non-conducting to each other at the upper part of the main mast 1. As a result, the connection relationship between the first element portion 81 and the second element portion 82 that hinders the operation of the cross-loop antenna does not exist in the upper part of the antenna device 400, so that the operation mode of the antenna device 400 can be switched only by the feeding circuit 9. realizable. Further, since the first element portion 81 and the second element portion 82 maintain a rhombic shape that makes it easy to obtain wide-band characteristics, it is possible to obtain the characteristics of a wide-band monopole antenna. Further, it is possible to provide an antenna device having excellent lightning protection performance.

１メインマスト（マスト）、
２フランジ、
３、３１、３２上部絶縁構造、
３ａ絶縁部、
３ｂ第１支持部
３ｃ第２支持部
４下部絶縁構造、
５ベースプレート、
６ａ～６ｄ地線、
７ａ～７ｄ支線、
８ａエレメント（第１エレメント部材）、
８ｂエレメント（第２エレメント部材）、
８ｃエレメント（第３エレメント部材）、
８ｄエレメント（第４エレメント部材）、
８１第１エレメント部
８２第２エレメント部
９給電回路
１０切り替え部
１１給電部
１２第１同軸コネクタ
１３第２同軸コネクタ
１４第１バラントランス
１５第２バラントランス
１６第３バラントランス
１７９０度ハイブリッド
１８避雷突針部
１９導電部材
１００、２００、３００、４００アンテナ装置。 1 Main mast (mast),
2 flange,
3, 31, 32 Upper insulation structure,
3a Insulation part,
3b 1st support 3c 2nd support 4 Lower insulation structure,
5 base plate,
6a-6d ground line,
7a-7d branch line,
8a element (first element member),
8b element (second element member),
8c element (third element member),
8d element (4th element member),
81 1st element part 82 2nd element part 9 Power supply circuit 10 Switching part 11 Power supply part 12 1st coaxial connector 13 2nd coaxial connector 14 1st balun transformer 15 2nd balun transformer 16 3rd balun transformer 17 90 degree hybrid 18 Lightning protection Needle portion 19 Conductive member 100, 200, 300, 400 Antenna device.

Claims

It is an antenna device that can switch between the first mode that operates as a monopole antenna and the second mode that operates as a cross-loop antenna.
A mast, a switching unit for switching between the first mode and the second mode, a feeding unit connected to the switching unit, an annular first element unit connected to the switching unit, and a connection to the switching unit. An annular second element portion that alternately intersects with the first element portion, a ground wire connected to the switching portion, an insulating portion provided on the mast, and an insulating portion provided on the insulating portion. A first support portion that supports a part of one element portion and a second support portion that is provided in the insulating portion and supports a part of the second element portion are provided.
The first support portion and the second support portion are antenna devices insulated by the insulating portion.

The switching part is
In the first mode, one of the feeding portions is connected to both ends of the first element portion and both ends of the second element portion, and the other of the feeding portions is connected to the ground wire.
In the second mode, one of the feeding portions is connected to one end of the first element portion and one end of the second element portion, and the other end of the first element portion and the other end of the second element portion are connected to each other. The antenna device according to claim 1, wherein the other side of the feeding unit is connected to the antenna device.

The feeding unit includes a first coaxial connector and a second coaxial connector, a first balun transformer, a second balun transformer, and a third balun transformer, and a 90-degree hybrid that synthesizes or distributes input / output power with a phase shift of 90 degrees. Consists of
The first coaxial connector is connected to the first balun transformer, and the first balun transformer is connected to the switching portion.
The second coaxial connector is connected to the 90-degree hybrid, the 90-degree hybrid is connected to the second balun transformer and the third balun transformer, and the second balun transformer and the third balun transformer are connected to each other. Connected to the switching part,
The switching part is
In the first mode, one end of the first balun transformer is connected to both ends of the first element portion and both ends of the second element portion, and the other end of the first balun transformer is connected to the ground wire.
In the second mode, one end of the second balun transformer is connected to one end of the first element portion, the other end of the second balun transformer is connected to the other end of the first element portion, and the second element is connected. The antenna device according to claim 1 or 2, wherein one end of the third balun transformer is connected to one end of the portion, and the other end of the third balun transformer is connected to the other end of the second element portion.

It has multiple insulating branch lines to pull and fix the mast.
The first support portion and the second support portion have conductivity, and the first support portion and the second support portion have conductivity.
The first element portion is composed of a first element member and a second element member connected via the first support portion.
The second element portion is composed of a third element member and a fourth element member connected via the second support portion.
The branch line is provided corresponding to each of the first element member, the second element member, the third element member, and the fourth element member.
The first element member, the second element member, the third element member, and the fourth element member are partially supported by the branch line provided corresponding to each of the first element member, the second element member, and the fourth element member. The antenna device according to any one of the following items.

A lightning protection needle portion provided on the mast and a conductive member provided on the mast are provided.
The mast is grounded via the conductive member and is grounded.
At least a part of the lightning rod protrusion protrudes from the upper part of the mast.
The antenna device according to any one of claims 1 to 4, wherein the mast and the feeding portion are insulated from each other.

The antenna device according to any one of claims 1 to 5, wherein the first element portion and the second element portion are orthogonal to each other.

The insulating portion is composed of a first insulating member and a second insulating member.
The first support portion is provided on the first insulating member.
The antenna device according to any one of claims 1 to 6, wherein the second support portion is provided on the second insulating member.