JPH0324807B2 - - Google Patents
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- JPH0324807B2 JPH0324807B2 JP12100682A JP12100682A JPH0324807B2 JP H0324807 B2 JPH0324807 B2 JP H0324807B2 JP 12100682 A JP12100682 A JP 12100682A JP 12100682 A JP12100682 A JP 12100682A JP H0324807 B2 JPH0324807 B2 JP H0324807B2
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- JP
- Japan
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- loop
- antenna
- dipole
- conductor
- shaped
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- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 33
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 13
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/24—Combinations of antenna units polarised in different directions for transmitting or receiving circularly and elliptically polarised waves or waves linearly polarised in any direction
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、円偏波アンテナに関する。
従来の円偏波のアンテナとしては、交さダイポ
ールに90゜の位相差をもたせた等振幅の電流を給
電することによつて円偏波を放射するものが知ら
れている。このようなアンテナは、360゜の全方向
に均等な円偏波を放射することは出来ず、また２
つの交ささせたダイポールに90゜の位相差を付け
て給電するのに、多相器等を含む特別な給電回路
が必要である。そして従来、１つのアンテナで特
別な給電回路を伴なわずに360゜の全方向に対して
円偏波を放射するアンテナは、実現されていない
のが実情であつた。
ールに90゜の位相差をもたせた等振幅の電流を給
電することによつて円偏波を放射するものが知ら
れている。このようなアンテナは、360゜の全方向
に均等な円偏波を放射することは出来ず、また２
つの交ささせたダイポールに90゜の位相差を付け
て給電するのに、多相器等を含む特別な給電回路
が必要である。そして従来、１つのアンテナで特
別な給電回路を伴なわずに360゜の全方向に対して
円偏波を放射するアンテナは、実現されていない
のが実情であつた。
しかし、近年、移動体通信、衛星通信等におい
てVHF帯、UHF帯等で円偏波を利用する場合が
増大し、360゜の全方向性の指向性を要求されるこ
とが多くなつている。
てVHF帯、UHF帯等で円偏波を利用する場合が
増大し、360゜の全方向性の指向性を要求されるこ
とが多くなつている。
本発明の目的は、特別な給電回路を必要とせ
ず、ただ１組の給電点から給電を行なうだけで
360゜にわたつて円偏波を放射する全方向性の円偏
波アンテナを提供することである。
ず、ただ１組の給電点から給電を行なうだけで
360゜にわたつて円偏波を放射する全方向性の円偏
波アンテナを提供することである。
本発明に係る円偏波アンテナは、最大長0.1波
長以下のループ状をなすアンテナ導体の両端側を
ループ面に対し直角に互いに逆方向にダイポール
状に延ばし、このダイポール状部の両先端に導体
板を相対向させて固定し、これらの導体板間の静
電容量とアンテナ導体のインダクタンスとで使用
周波数に共振する共振回路を形成するとともに、
アンテナ導体のループ状部及びダイポール状部か
らの両放射電界が等しくなるようにループ状部の
囲む面積及びダイポール状部の全長を設定し、ア
ンテナ導体上のループ状部の２点を給電点とした
ものである。
長以下のループ状をなすアンテナ導体の両端側を
ループ面に対し直角に互いに逆方向にダイポール
状に延ばし、このダイポール状部の両先端に導体
板を相対向させて固定し、これらの導体板間の静
電容量とアンテナ導体のインダクタンスとで使用
周波数に共振する共振回路を形成するとともに、
アンテナ導体のループ状部及びダイポール状部か
らの両放射電界が等しくなるようにループ状部の
囲む面積及びダイポール状部の全長を設定し、ア
ンテナ導体上のループ状部の２点を給電点とした
ものである。
本発明によれば、アンテナ導体のループ状部に
ある給電点より給電を行なうと、ループ状部及び
ダイポール状部からの放射電界が等振幅かつ90゜
の位相差を持つことにより、360゜の全方向に円偏
波が放射される。すなわち、90゜移相器等を含ん
だ特別な給電回路を用いることなく安価な構成に
より、全方向性の指向性を有する円偏波アンテナ
を得ることができる。
ある給電点より給電を行なうと、ループ状部及び
ダイポール状部からの放射電界が等振幅かつ90゜
の位相差を持つことにより、360゜の全方向に円偏
波が放射される。すなわち、90゜移相器等を含ん
だ特別な給電回路を用いることなく安価な構成に
より、全方向性の指向性を有する円偏波アンテナ
を得ることができる。
第１図は本発明の一実施例に係る円偏波アンテ
ナの構成を示すもので、ａは斜視図、ｂは平面
図、ｃは側面図である。図において、１はアンテ
ナ導体であり、ループ状部２とダイポール状部３
とからなつている。ループ状部２の最大直径は
0.1波長以下としてある。このようにする理由は、
アンテナ導体１を流れる電流をどの位置でも一定
にするためである。なお、このように最大直径を
0.1波長以下としたループアンテナは小形ループ
アンテナとして知られている。
ナの構成を示すもので、ａは斜視図、ｂは平面
図、ｃは側面図である。図において、１はアンテ
ナ導体であり、ループ状部２とダイポール状部３
とからなつている。ループ状部２の最大直径は
0.1波長以下としてある。このようにする理由は、
アンテナ導体１を流れる電流をどの位置でも一定
にするためである。なお、このように最大直径を
0.1波長以下としたループアンテナは小形ループ
アンテナとして知られている。
一方、ダイポール状部３ａ，３ｂはループ状部
２の両端側をループ面（ループ状部２によつて囲
まれる平面）に対し直角かつ互いに逆方向に延ば
したものである。そして、このダイポール状部３
ａ，３ｂの両先端に円形の導体板４ａ，４ｂが互
いに対向するように固定されている。導体板４
ａ，４ｂ間は静電容量Ｃを持ち、これとアンテナ
導体１全体のインダクタンスＬとで共振回路が形
成されている。
２の両端側をループ面（ループ状部２によつて囲
まれる平面）に対し直角かつ互いに逆方向に延ば
したものである。そして、このダイポール状部３
ａ，３ｂの両先端に円形の導体板４ａ，４ｂが互
いに対向するように固定されている。導体板４
ａ，４ｂ間は静電容量Ｃを持ち、これとアンテナ
導体１全体のインダクタンスＬとで共振回路が形
成されている。
この円偏波アンテナの給電点はアンテナ導体１
上のループ状部２の任意の２点５ａ，５ｂに設定
され、この例ではここに給電用電送路の一部をな
す導体片（以下整合片という）６ａ，６ｂが接続
されており、これらの整合片6a，6bの各先端を
このアンテナの給電端としている。
上のループ状部２の任意の２点５ａ，５ｂに設定
され、この例ではここに給電用電送路の一部をな
す導体片（以下整合片という）６ａ，６ｂが接続
されており、これらの整合片6a，6bの各先端を
このアンテナの給電端としている。
このように構成された円偏波アンテナの作用を
説明する。第１図ｂにおいて、アンテナ導体１の
ループ状部２で囲まれる面積、つまりループ面積
をＡとし、ダイポール状部３ａ，３ｂの先端間の
全長をｌとしたとき、このアンテナにおいてはこ
れらＡとｌとの関係をある後述の拘束された値に
することが必要である。しかしながら、Ａとｌを
そのある値に拘束しても、導体板４ａ，４bbの
直径Ｄとアンテナ導体１の導体径及びループ周囲
長は、Ａおよびｌとは独立に相当の変化範囲で調
整できるので、容量値ＣとインダクタンスＬは変
えられる。そのためＡとｌの値を拘束しても、所
望の使用周波数0にアンテナを共振させることが
可能である。
説明する。第１図ｂにおいて、アンテナ導体１の
ループ状部２で囲まれる面積、つまりループ面積
をＡとし、ダイポール状部３ａ，３ｂの先端間の
全長をｌとしたとき、このアンテナにおいてはこ
れらＡとｌとの関係をある後述の拘束された値に
することが必要である。しかしながら、Ａとｌを
そのある値に拘束しても、導体板４ａ，４bbの
直径Ｄとアンテナ導体１の導体径及びループ周囲
長は、Ａおよびｌとは独立に相当の変化範囲で調
整できるので、容量値ＣとインダクタンスＬは変
えられる。そのためＡとｌの値を拘束しても、所
望の使用周波数0にアンテナを共振させることが
可能である。
この場合、使用周波数0に同調をとつただけで
は円偏波アンテナとはならず、Ａとｌの関係並び
に共振の関係が同時に満足されなければならな
い。
は円偏波アンテナとはならず、Ａとｌの関係並び
に共振の関係が同時に満足されなければならな
い。
このアンテナは、前述のように波長に対して小
さいアンテナであるから、アンテナ導体１を流れ
る電流はどこでも等しく、その電流はＣとＬとで
共振している。このアンテナが円偏波放射を行な
う動作を分かり易く解析するには、アンテナをル
ープ状部２とダイポール状部３とに分解してそれ
ぞれの放射特性を解析し、実アンテナにおいては
それぞれの放射特性が同時に存在すると考えれば
よい。
さいアンテナであるから、アンテナ導体１を流れ
る電流はどこでも等しく、その電流はＣとＬとで
共振している。このアンテナが円偏波放射を行な
う動作を分かり易く解析するには、アンテナをル
ープ状部２とダイポール状部３とに分解してそれ
ぞれの放射特性を解析し、実アンテナにおいては
それぞれの放射特性が同時に存在すると考えれば
よい。
そこで、先ず周波数0に共振した励振電流I〓が
流れている面積Ａのループ状部２が、第２図ａの
ようにxy面上に置かれているとすると、距離ｒ
だけ離れた遠方の点Ｐ（ｒ，θ，φ）での電界は
φ方向成分だけとなり、次式で与えられる。
流れている面積Ａのループ状部２が、第２図ａの
ようにxy面上に置かれているとすると、距離ｒ
だけ離れた遠方の点Ｐ（ｒ，θ，φ）での電界は
φ方向成分だけとなり、次式で与えられる。
E〓＝（2π0）μkIA／4π・ｅ−jkr／ｒsinθ……(
1) ここに、ｋ＝2π／λ0、μは透磁率である。
1) ここに、ｋ＝2π／λ0、μは透磁率である。
この式(1)より、ループ状部２からの電界の放射
指向性はθ方向に対しては８の字形の指向性、φ
方向に対しては全方向性となる。
指向性はθ方向に対しては８の字形の指向性、φ
方向に対しては全方向性となる。
一方、全長ｌのダイポール状部３ａ，３ｂは第
２図ｂのようにＺ軸に沿つて置かれることにな
り、第２図ａと同じ励振電流Ｉが流れている。そ
のため、第２図ｂにおける遠方の点Ｐ（ｒ，θ，
φ）での電界はθ方向成分だけとなり、次式で与
えられる。
２図ｂのようにＺ軸に沿つて置かれることにな
り、第２図ａと同じ励振電流Ｉが流れている。そ
のため、第２図ｂにおける遠方の点Ｐ（ｒ，θ，
φ）での電界はθ方向成分だけとなり、次式で与
えられる。
ここに、εは誘電率である。
式(2)より、ダイポール状部３ａ，３ｂからの電
界の放射指向性もθ方向に対しては８の字形状の
指向性、φ方向に対しては全方向性となる。
界の放射指向性もθ方向に対しては８の字形状の
指向性、φ方向に対しては全方向性となる。
したがつて、ループ状部２からの放射電界とダ
イポール状部３ａ，３ｂからの放射電界は、共に
その振幅の立体指向性は同じ形であり、また、位
相指向性はダイポール状部３ａ，３ｂによる位相
指向性の方がループ状部２によるそれより90゜進
んでいる。この場合、放射される電波は右旋偏波
となる。
イポール状部３ａ，３ｂからの放射電界は、共に
その振幅の立体指向性は同じ形であり、また、位
相指向性はダイポール状部３ａ，３ｂによる位相
指向性の方がループ状部２によるそれより90゜進
んでいる。この場合、放射される電波は右旋偏波
となる。
ダイポール状部３ａ３ｂによる位相指向性を他
方に対し90゜遅らせるには、第２図の１１ａの部
分を第２図ｂの１２ｂに接続し、第２図ａの１１
ｂの部分を第２図ｂの１２ａに接続すればよい。
このようにすれば第２図ｂの励振電流I〓の向きが
180゜異なり、ダイポール状部３ａ，３ｂによる位
相指向性の方がループ状部２より90゜遅れるので、
放射される電波は左旋偏波となる。これに対し、
第２図ａとｂの１１ａと１２ａ，１１ｂと１１ｂ
とがそれぞれ接続されるた場合が右旋偏波とな
る。
方に対し90゜遅らせるには、第２図の１１ａの部
分を第２図ｂの１２ｂに接続し、第２図ａの１１
ｂの部分を第２図ｂの１２ａに接続すればよい。
このようにすれば第２図ｂの励振電流I〓の向きが
180゜異なり、ダイポール状部３ａ，３ｂによる位
相指向性の方がループ状部２より90゜遅れるので、
放射される電波は左旋偏波となる。これに対し、
第２図ａとｂの１１ａと１２ａ，１１ｂと１１ｂ
とがそれぞれ接続されるた場合が右旋偏波とな
る。
このように、ループ状部２からの放射電界に対
するダイポール状部３ａ，３ｂからの放射電界の
位相は90゜進ませることも遅らせることも第２図
ａの１１，１１ｂと第２図ｂの１２ａ，１２ｂと
の接続関係を変えることによつて実現可能である
ことが分かる。しかし、上述の右旋および左旋の
電波が円偏波となる条件はこれらの放射電界の振
幅が等しくなければならない。
するダイポール状部３ａ，３ｂからの放射電界の
位相は90゜進ませることも遅らせることも第２図
ａの１１，１１ｂと第２図ｂの１２ａ，１２ｂと
の接続関係を変えることによつて実現可能である
ことが分かる。しかし、上述の右旋および左旋の
電波が円偏波となる条件はこれらの放射電界の振
幅が等しくなければならない。
そこで、長さｌと面積Ａを調整することによつ
て、式(1)，(2)で与えられる同形の立体指向性の振
幅を一致させることを考える。
て、式(1)，(2)で与えられる同形の立体指向性の振
幅を一致させることを考える。
すなわち、式(1)，(2)から両振幅を等しくするに
は なる条件を満たせばよい。
は なる条件を満たせばよい。
光速νは
の関係で他の変数と結ばれているので、式(4)より
の関係にある。そこで式(5)を式(3)に代入して整理
すると ｌ＝kA ……(6) の関係が得られる。この関係を満足させることに
よつて、両振幅は等しくなるので全方向性の円偏
波アンテナとなる。
すると ｌ＝kA ……(6) の関係が得られる。この関係を満足させることに
よつて、両振幅は等しくなるので全方向性の円偏
波アンテナとなる。
以上の説明から分かるように、本発明によれば
１組の給電点から単純に給電するだけで、すなわ
ち特別な給電回路や90゜移相器をなんら用いるこ
となく、単純な構成によつて、全方向に円偏波を
放射するアンテナを実現することができ、移動体
通信や衛生通信において極めて有効である。
１組の給電点から単純に給電するだけで、すなわ
ち特別な給電回路や90゜移相器をなんら用いるこ
となく、単純な構成によつて、全方向に円偏波を
放射するアンテナを実現することができ、移動体
通信や衛生通信において極めて有効である。
なお、本発明においてアンテナ導体のループ状
部の形状は円形である必要はなく任意の形状でよ
い。また、アンテナ導体としては部分部分によつ
て異なる導体径のものを用いることも出来、更に
アンテナ導体の断面は円形でなくても、例えば板
状のものであつてもよい。静電容量を形成する導
体板の形状も円形に限定されず、方形状等でもよ
い。さらに、ダイポール状部の導体形状は単純な
線状でなく、例えばヘリカル状に形成することも
可能である。その他、本発明は要旨を逸脱しない
範囲で種々変形して実施することができる。
部の形状は円形である必要はなく任意の形状でよ
い。また、アンテナ導体としては部分部分によつ
て異なる導体径のものを用いることも出来、更に
アンテナ導体の断面は円形でなくても、例えば板
状のものであつてもよい。静電容量を形成する導
体板の形状も円形に限定されず、方形状等でもよ
い。さらに、ダイポール状部の導体形状は単純な
線状でなく、例えばヘリカル状に形成することも
可能である。その他、本発明は要旨を逸脱しない
範囲で種々変形して実施することができる。
第１図は本発明の一実施例を示すもので、ａは
斜視図、ｂは平面図、ｃは側面図、第２図ａ，ｂ
は同実施例におけるループ状部およびダイポール
状部の動作をそれぞれ説明するための分解図であ
る。 １…アンテナ導体、２…ループ状部、３ａ，３
ｂ…ダイポール状部、４ａ，４ｂ…導体板、５
ａ，５ｂ…給電点、６ａ，６ｂ…整合片。
斜視図、ｂは平面図、ｃは側面図、第２図ａ，ｂ
は同実施例におけるループ状部およびダイポール
状部の動作をそれぞれ説明するための分解図であ
る。 １…アンテナ導体、２…ループ状部、３ａ，３
ｂ…ダイポール状部、４ａ，４ｂ…導体板、５
ａ，５ｂ…給電点、６ａ，６ｂ…整合片。
Claims (1)
- １ 最大長0.1波長以下のループ状をなすアンテ
ナ導体の両端側をループ面に対し直角に互いに逆
方向にダイポール状に延ばし、このダイポール状
部の両先端に導体板を相対向させて固定し、これ
らの導体板間の静電容量と前記アンテナ導体のイ
ンダクタンスとで使用周波数に共振する共振回路
を形成するとともに、前記アンテナ導体のループ
状部及びダイポール状部からの両放射電界の振幅
が等しくなるようにループ状部の囲む面積及びダ
イポール状部の全長を設定し、前記アンテナ導体
上のループ状部の２点を給電点としたことを特徴
とする円偏波アンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12100682A JPS5912601A (ja) | 1982-07-12 | 1982-07-12 | 円偏波アンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12100682A JPS5912601A (ja) | 1982-07-12 | 1982-07-12 | 円偏波アンテナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5912601A JPS5912601A (ja) | 1984-01-23 |
| JPH0324807B2 true JPH0324807B2 (ja) | 1991-04-04 |
Family
ID=14800450
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12100682A Granted JPS5912601A (ja) | 1982-07-12 | 1982-07-12 | 円偏波アンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5912601A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2023452C (en) * | 1990-03-05 | 1994-05-24 | Birgitta Sundblad | Process for production of chlorine dioxide |
| US6414647B1 (en) | 2001-06-20 | 2002-07-02 | Massachusetts Institute Of Technology | Slender omni-directional, broad-band, high efficiency, dual-polarized slot/dipole antenna element |
| JP2015070587A (ja) | 2013-10-01 | 2015-04-13 | セイコーエプソン株式会社 | アンテナ及び電子装置 |
| JP6225644B2 (ja) * | 2013-11-01 | 2017-11-08 | セイコーエプソン株式会社 | アンテナ、通信装置および電子機器 |
| JP2016040884A (ja) | 2014-08-13 | 2016-03-24 | セイコーエプソン株式会社 | 電子機器 |
| CN108598676B (zh) * | 2018-04-11 | 2019-08-06 | 南京邮电大学 | 一种宽波束平面背射及双向圆极化天线 |
| JP7007432B1 (ja) * | 2020-07-22 | 2022-01-24 | Ｄｘアンテナ株式会社 | アンテナ装置 |
-
1982
- 1982-07-12 JP JP12100682A patent/JPS5912601A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5912601A (ja) | 1984-01-23 |
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