JPH03274907A - アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、地上系及び衛星系移動体通信に用いる移動局
共用アンテナに関するものである。

［従来の技術］ 移動体衛星通信においては、衛星方向（アンテナの打ち
上げ仰角が高い）に移動局アンテナの主放射方向を向け
ることが不可欠であり、かつ高いアンテナ利得を要求さ
れることから、移動局アンテナとしては、衛星追尾機構
を有するアンテナを用いる。

また、第１図のように水平方向無指向性であるが衛星５
１の方向にのみ電波を放射する円錐ビームと呼ばれる放
射指向性を実現できる２線巻または４線巻ヘリカルアン
テナや高次モード励振マイクロストップアンテナ等の移
動局アンテナ５２が考えられ、既に、実験等において使
用されている。

一方、地上系移動体通信においては、電波到来方向がほ
ぼ水平であり、かつ移動体周辺の建物・樹木あるいは地
形の起伏によって電波が遮られ激しい電界変動（マルチ
パスフェージング）が生ずる。

そこで、高品質な伝送を確保するたｔに、般にはダイバ
ーシチ受信技術が採用されている。

現在運用されている大容量自動車電話方式では、スペー
スダイバーシチまたは指向性ダイノく−シチ構成の移動
局アンテナが採用されている。

この場合、上記４線巻ヘリカルアンテナを用いることも
可能であるが、指向性を地上系用に成形するとともにダ
イバーシチ受信が必要となるため、２本の移動局アンテ
ナをいかに小型にまとめるかが大きな問題である。

既存の技術で、地上系及び衛星系移動通信システムの両
方にアクセスできる共用移動局装置を構築する場合、移
動局アンテナは地上系及び衛星系で各々別々１本ずつ持
つ必要がある。

［発明が解決しようとするｉ！１題］ 上述した従来の方法で地上系及び衛星系移動通信システ
ム用移動局装置を構築する場合には、移動局アンテナを
２組用いる必要があるたｔ、移動局装置の小型化が難し
い上に２つのアンテナの設置スペースの選択が必要とな
る等の問題点があった。

本発明は、地上系及び衛星系移動通信システムの両方に
使用できる移動局装置のアンテナにおいて、１本のヘリ
カルアンテナで地上系及び衛星系移動通信システムの両
方にアクセスでき、かつ地上系ではダイバーシチ受信も
行なうことのできるようにすることのできるアンテナを
提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上述の問題点を解法するた袷に成されたもので
あって、請求項１の発明は、一つの２線巻ヘリカルアン
テナと、該２線巻ヘリカルアンテナに結合されていて、
入力信号を高い周波数帯の信号と低い周波数帯の信号と
に分波する分波器と、該分波器により２分されたそれぞ
れの信号経路に設けた二つの帯域通過フィルタとを具備
することにより構成されたアンテナ装置であり、また請
求項２の発明は、巻回方向の異なる二つの２線巻ヘリカ
ルアンテナと、該ヘリカルアンテナの一方に結合されて
いて、高い周波数帯の信号と低い周波数帯の信号とに分
波する分波器と、該分波器により２分されたそれぞれの
信号経路に設けた帯域通過フィルタと、他方のヘリカル
アンテナに結合されていて、前記帯域通過フィルタの内
の一方（低い周波数側）と同等の周波数特性を有する帯
域通過フィルタとを具備することによって構成したアン
テナ装置である。

［作　用コ 請求項１の発明によるアンテナ装置は、高い周波数帯で
かつ円偏波を用いる衛星系移動通信システムでは、衛星
方向にのみ電波を放射する円錐ビームで動作する。一方
、低い周波数で直線偏波を用いる地上系移動通信システ
ムでは、水平方向の無指向性アンテナとして動作する。

さらに、請求項２の発明による発明のアンテナ装置にお
いては、低い周波数帯でかつ直線偏波を用いる地上系移
動通信システムでは、対となる２本ずつのエレメントの
何れか一方を使用することによりほぼ無指向性で動作す
るとともに、２本ずつのエレメントを切り替えて使用す
ることにより、ダイバーシチ効果も得ることができる。

このようにして、１本のヘリカルアンテナにより、地上
系および衛星系移動通信システムの両方にアクセスでき
、かつ地上系用ではダイバーシテ受信も行なうことが可
能となる。

［実施例］ ２線巻ヘリカルアンテナは、２線のヘリカルを同じ方向
に巻けば第２図（ａ）に示すように（図中の（ａ）〜ら
）と■〜■とが対応している）、周波数が低い領域では
垂直モード（ｂ）で動作し、周波数が高い領域では多ロ
ーブモード（Ｃ）（円錐ビームもその一つ）で動作する
（電子通信学会縁「アンテナ工学ハンドブックＪ　、ｐ
、７５　［１９８０１参照）。

そこで、特定の周波数帯で円錐ビームを有するヘリカル
アンテナの寸法を変えずに、その周波数の半分以下の低
い周波数帯で動作させると、そのアンテナは軸モード（
ａ）または垂直モードら）の特性を持つことになる。従
って、２倍以上離れた２つの周波数帯で運用される地上
系および衛星系移動通信システムにおいては、１本の２
線巻ヘリカルアンテナで両ンステム共用とすることが可
能である。

第３図は本発明の一実施例を示す図であって、１−１〜
１−４はそれぞれヘリカルエレメント、２は給電回路、
３は分波器、４−１〜４−３は帯域通過フィルタを表わ
している。

同図において、帯域通過フィルタ４−２と４−３とは同
一の周波数特性を有している。

同図に示すような、４線巻ヘリカルアンテナでは、２本
ずつのヘリカルエレメントを別々に給電する。１−１と
１−３のヘリカルエレメント１−２と１−４のヘリカル
エレメントは巻き方を逆方向とすることにより、２組の
ヘリカルエレメントは右旋および左旋円偏波と別々の偏
波で励振されることとなる。

通常、地上系移動通信システムでは、直線偏波を使用し
ている。直線偏波はもともと同じ大きさの位相と角速度
で逆方向に回転する振幅が等しい２つの円偏波の合成波
であるので、円偏波アンテナを使用すれば多少の利得低
下（完全な直線偏波を完全な円偏波アンテナで受信する
と受信レベルは３ＣＩＢの劣化となる）を伴うが実用上
大きな問題ではない。

もともと２線巻ヘリカルアンテナは地上系移動通信用移
動局アンテナよりも利得が高いので、その利得低下を考
慮した回線設計とするならばほとんど問題とならない。

また、地上系陸上移動通信システムにおける偏波ダイバ
ーシチに関する伝搬特性（歌野：　「陸上移動通信にお
ける偏波ダイバーシチの基地局受信伝搬特性」、信学論
、Ｖｏｌ、Ｊ６３−Ｂ　、　Ｎｏ、　５　、ｐｐ、５４
０−５４１　［１９８０］参照）を第４図に示す。同図
は陸上移動通信における偏波ダイバーシチの実験結果を
示すもので、（ａ）は垂直・水平偏波受信の場合を、ら
）は±４５°偏波受信の場合を示している。同図で分か
るように、２偏波間の受信レベルの相関係数は小さな値
であり、偏波ダイバーシチ受信方式が実用上十分なフェ
ーシング改善効果を挙げろる方式であることを示唆して
いる。

従って、上述のような構成の２線巻ヘリカルアンテナで
衛星系と地上系とを共用できると共に、巻き方が反対の
２組の２線巻ヘリカルアンテナを用いれば、地上系及び
衛星系移動通信の両システムにアクセスできるだけでな
く、ダイバーシチ受信方式により地上系システムでは大
きなフェージング改善効果も期待できる。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明によれば、１本のヘリカル
アンテナで地上系及び衛星系移動通信システムにアクセ
スできるアンテナを容易に構成することが可能であり、
またダイバーシチ受信方式により地上系システムでは大
きなフェージング改善効果も期待できる両システム共用
の移動局アンテナを１本のヘリカルアンテナで実現する
ことも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は円錐ビームについて説明する図、第２図は２線
巻ヘリカルアンテナの動作モードについて説明する図、
第３図は本発明の一実施例を示す図、第４図は偏波ダイ
バーシチの実験結果の例を示す図である。 １−１〜１ ４・・・・・・ヘリカルエレメ ント、 ・・・・・・給電回路、 ３・・・・・・分波器、 ４−１〜４−３ ・・・・・・帯域通過フィルタ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一つの２線巻ヘルカルアンテナと、該２線巻ヘリカ
   ルアンテナに結合されていて入力信号を特定の周波数帯
   の信号と少なくとも周波数が該周波数帯の２倍以上の周
   波数帯の信号とに分波する分波器と、該分波器により２
   分されたそれぞれの信号経路に設けた二つの帯域通過フ
   ィルタとを具備することを特徴とするアンテナ装置。 ２、巻回方向の異なる二つの２線巻ヘリカルアンテナと
   、該ヘリカルアンテナの一方に結合されていて入力信号
   を特定の周波数帯の信号と少なくとも周波数が該周波数
   帯の２倍以上の周波数帯の信号とに分波する分波器と、
   該分波器により２分されたそれぞれの信号経路に設けた
   帯域通過フィルタと、他方のヘリカルアンテナに結合さ
   れていて、前記帯域通過フィルタの内の低い周波数側に
   設けられた帯域通過フィルタと同等の周波数特性を有す
   る帯域通過フィルタとを具備することを特徴とするアン
   テナ装置。