JPH04270504A - 広帯域無指向性アンテナ - Google Patents
広帯域無指向性アンテナInfo
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- JPH04270504A JPH04270504A JP5397191A JP5397191A JPH04270504A JP H04270504 A JPH04270504 A JP H04270504A JP 5397191 A JP5397191 A JP 5397191A JP 5397191 A JP5397191 A JP 5397191A JP H04270504 A JPH04270504 A JP H04270504A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、広帯域無指向性アン
テナに関し、特にＶダイポールアンテナの線上に分岐導
体を多数配列した多重スタブ装荷Ｖダイポールアンテナ
の改良に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】図４は電子通信情報通信学会論文誌 ’
８９／１１，Ｖｏｌ Ｊ７２−Ｂ−ＩＩ，Ｎｏ．１１に
示された従来の多重スタブ装荷Ｖダイポールアンテナを
示す図であり、図において、１は給電点、３は例えば３
０度位の開き角２θＶ を有するＶダイポール、４はＶ
ダイポールの線上に装荷されたスタブである。 【０００３】次にその動作について説明する。給電点１
から入射した前進波はＶダイポール３上を先端に向かっ
て進行する。ここで各々のスタブ４からわずかずつ電波
が放射することによって先端まで行く間に前進波は消滅
し、先端からの反射波は発生しない。従来の多重スタブ
装荷Ｖダイポールアンテナはこのような減衰性進行波を
得ることにより特性の広帯域化を図っていた。図４の多
重スタブ装荷Ｖダイポールアンテナを図５に示すように
、Ｖダイポール３を特性インピーダンスＺＯ ，位相定
数βの伝送線路とみなし、スタブ４をその伝送線路に並
列接続された特性インピーダンスＺＯＳ，位相定数βＯ
Ｓ，長さｌＳ の開放スタブとみなす。ここで開放スタ
ブの入力アドミタンスは、 【０００４】 【数１】 【０００５】と表わせる。ここにＹ１ｎはスタブ＃１と
＃ｎの間の自己及び相互アドミタンスである。Ｎはスタ
ブの結合領域を考慮する上限の数である。βｅ はこの
等価分布定数線路の位相定数である。また自己アドミタ
ンスは、 【０００６】 【数２】 【０００７】と表わせる。 【０００８】今、伝送線路の一周期となるｌＰ が波長
に比べて十分に小さいとすると、この一周期区間の等価
回路は近似的に図６のようになる。ここで８はＶダイポ
ール３の単位区間の等価分布定数線路であり、９はスタ
ブ４の自己アドミタンスである。角周波数をωとすると
、【０００９】 【数３】 【００１０】 【数４】 【００１１】の関係がある。 【００１２】図７に等価一次定数の等価回路を示す。こ
こで１０，１１はそれぞれ等価一次定数のインダクタン
ス，キャパシタンスであり、それぞれＬｅ，Ｃｅ とす
ると、 【００１３】Ｌｅ ＝Ｌ
…（６） 【００１４】 【数５】 【００１５】となる。但し、Ｌ，Ｓは伝送線路の一次定
数である。また等価二次定数Ｚｅ ，βｅ は、【００
１６】 【数６】 【００１７】 【数７】 【００１８】となる。ここで線路導線上の位置Ｚによっ
て並列スタブの長さｌＳ を変えるようにすると、スタ
ブのアドミタンスＹＳ はＺの関数となり、式（７），
式（８） から等価分布定数は不均一となる。これを表
わすため各々Ｚｅ （Ｚ），βｅ （Ｚ） とすると、
一次定数の等価直列インピーダンスＺｅ （Ｚ） と等
価並列アドミタンスｙｅ （Ｚ） は、【００１９】 Ｚｅ （Ｚ） ＝ｊβｅ （Ｚ） Ｚｅ （Ｚ
） ＝ｊβＺ０ ＝ｃｏｎｓｔ． …（９） 【００
２０】 【数８】 【００２１】となる。よってこの等価線路の伝送線路方
程式は、電圧，電流をＶ（Ｚ） ， Ｉ（Ｚ） とする
と、【００２２】 【数９】 【００２３】 【数１０】 【００２４】であるから、 【００２５】 【数１１】 【００２６】 【数１２】 【００２７】が得られる。ここでβｅ （Ｚ） を【０
０２８】 【数１３】 【００２９】とおくと、Ｉ （Ｚ）は、【００３０】 【数１４】 【００３１】のように求められる。これより、Ｐ１ が
実数ならば直線的に減衰する前進波電流となることがわ
かる。ここで、 【００３２】 【数１５】 【００３３】と近似し、式（２） を式（８） に代入
すると、等価位相定数βｅ は、 【００３４】 【数１６】 【００３５】 【数１７】 【００３６】となる。ここでβｅ ／βの虚部が負であ
ることが前述Ｐ１ が負の実数であることに対応し、【
００３７】 【数１８】 【００３８】のときにβｅ ／βの虚部が負となる。但
し各スタブの放射はβｓ に１０％の損失を与えること
により定性的に評価した。 【００３９】 【発明が解決しようとする課題】従来のスタブ装荷Ｖダ
イポールアンテナは以上のように構成されているので、
Ｈ面を無指向性にするためにはＶダイポールの開き角を
大きくしなければならず、そうすると減衰区間が短かく
なり、前進波が先端まで消滅せず反射波を生じ、広帯域
性が失われるという問題があった。 【００４０】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、広帯域性を失わずに無指向性の
放射パターンを得ることができる広帯域無指向性アンテ
ナを得ることを目的とする。 【００４１】 【課題を解決するための手段】この発明に係る広帯域無
指向性アンテナは、従来の多重スタブ装荷Ｖダイポール
アンテナの開き角を大きくするとともに、積極的に減衰
性の進行波を得るため、各スタブ間に損失性物質を装荷
すべく、誘電性基板上にアンテナを構成したものである
。 【００４２】また、多重スタブ装荷傾斜モノポールアン
テナの開き角を大きくするとともに、積極的に減衰性の
進行波を得るため、各スタブ間に損失性物質を装荷すべ
く、誘電性基板上にアンテナを構成したものである。 【００４３】 【作用】この発明においては、各スタブ間にコンダクタ
ンスを並列装荷することで、減衰性進行波を得るために
必要な損失分を、本来のスタブの放射によるものだけで
なく、装荷したコンダクタンスからの損失も加えること
ができ、短い区間でも減衰性進行波が得られ、広帯域性
を保つことができる。 【００４４】 【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。図１はこの発明の一実施例による広帯域無指向性ア
ンテナを示す。図において、１は給電点、２は例えばガ
ラス・エポキシ等で構成された誘電体基板であり、この
実施例ではその損失はｔａｎ δ＝０．０１のものを用
いている。３及び４はそれぞれ誘電体基板２の上に張り
付けたＶダイポールとスタブであり、Ｖダイポール３は
例えば１１０〜１２０度の開き角となっている。 【００４５】次に動作について説明する。給電点１から
入射した前進波は、Ｖダイポール３上を先端に向かって
進行する。ここで各々スタブ４からの放射と誘電体基板
２の損失によるコンダクタンスにより先端まで行く間に
前進波は消滅し、先端からの反射波を生じない。この結
果Ｖダイポール３の開き角を大きくして、Ｖダイポール
３上の伝送区間を短くしても、誘電体基板２の損失によ
り減衰性の進行波が得られるので、広帯域で無指向性ア
ンテナを構成できる。 【００４６】なお、上記実施例ではアンテナを平衡型と
していたが、不平衡型にしてもよい。図２はこのように
構成した本発明の他の実施例を示す。図において、５は
傾斜モノポール、６は地板、４は傾斜モノポール５に装
荷するスタブ、２は誘電体基板である。この実施例は傾
斜モノポール５と地板６とのなす角度が図１の実施例の
開き角１１０〜１２０度の半分となるようにモノポール
を傾けている。この実施例はこのように構成することに
より、広帯域で無指向性の不平衡型アンテナを構成する
ことができる。 【００４７】また、上記実施例ではＶダイポール３を片
側に一対配置していたが、両側に二対設けてもよい。図
３はこのように構成した本発明のさらに他の実施例を示
す。図において、７は分配器、２は誘電体基板、３はＶ
ダイポール、４はスタブである。この実施例は分配器７
により左右に分配することで、それぞれの方向に進行波
が流れ、広帯域で無指向性のアンテナが得られる。 【００４８】 【発明の効果】以上のように、この発明に係る広帯域無
指向性アンテナによれば、Ｖダイポールまたは傾斜モノ
ポールの各スタブ間に並列にコンダクタンスを装荷して
アンテナを構成したので、Ｖダイポールまたは傾斜モノ
ポールの開き角を大きくとれ、広帯域で無指向性のアン
テナが得られる効果がある。
テナに関し、特にＶダイポールアンテナの線上に分岐導
体を多数配列した多重スタブ装荷Ｖダイポールアンテナ
の改良に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】図４は電子通信情報通信学会論文誌 ’
８９／１１，Ｖｏｌ Ｊ７２−Ｂ−ＩＩ，Ｎｏ．１１に
示された従来の多重スタブ装荷Ｖダイポールアンテナを
示す図であり、図において、１は給電点、３は例えば３
０度位の開き角２θＶ を有するＶダイポール、４はＶ
ダイポールの線上に装荷されたスタブである。 【０００３】次にその動作について説明する。給電点１
から入射した前進波はＶダイポール３上を先端に向かっ
て進行する。ここで各々のスタブ４からわずかずつ電波
が放射することによって先端まで行く間に前進波は消滅
し、先端からの反射波は発生しない。従来の多重スタブ
装荷Ｖダイポールアンテナはこのような減衰性進行波を
得ることにより特性の広帯域化を図っていた。図４の多
重スタブ装荷Ｖダイポールアンテナを図５に示すように
、Ｖダイポール３を特性インピーダンスＺＯ ，位相定
数βの伝送線路とみなし、スタブ４をその伝送線路に並
列接続された特性インピーダンスＺＯＳ，位相定数βＯ
Ｓ，長さｌＳ の開放スタブとみなす。ここで開放スタ
ブの入力アドミタンスは、 【０００４】 【数１】 【０００５】と表わせる。ここにＹ１ｎはスタブ＃１と
＃ｎの間の自己及び相互アドミタンスである。Ｎはスタ
ブの結合領域を考慮する上限の数である。βｅ はこの
等価分布定数線路の位相定数である。また自己アドミタ
ンスは、 【０００６】 【数２】 【０００７】と表わせる。 【０００８】今、伝送線路の一周期となるｌＰ が波長
に比べて十分に小さいとすると、この一周期区間の等価
回路は近似的に図６のようになる。ここで８はＶダイポ
ール３の単位区間の等価分布定数線路であり、９はスタ
ブ４の自己アドミタンスである。角周波数をωとすると
、【０００９】 【数３】 【００１０】 【数４】 【００１１】の関係がある。 【００１２】図７に等価一次定数の等価回路を示す。こ
こで１０，１１はそれぞれ等価一次定数のインダクタン
ス，キャパシタンスであり、それぞれＬｅ，Ｃｅ とす
ると、 【００１３】Ｌｅ ＝Ｌ
…（６） 【００１４】 【数５】 【００１５】となる。但し、Ｌ，Ｓは伝送線路の一次定
数である。また等価二次定数Ｚｅ ，βｅ は、【００
１６】 【数６】 【００１７】 【数７】 【００１８】となる。ここで線路導線上の位置Ｚによっ
て並列スタブの長さｌＳ を変えるようにすると、スタ
ブのアドミタンスＹＳ はＺの関数となり、式（７），
式（８） から等価分布定数は不均一となる。これを表
わすため各々Ｚｅ （Ｚ），βｅ （Ｚ） とすると、
一次定数の等価直列インピーダンスＺｅ （Ｚ） と等
価並列アドミタンスｙｅ （Ｚ） は、【００１９】 Ｚｅ （Ｚ） ＝ｊβｅ （Ｚ） Ｚｅ （Ｚ
） ＝ｊβＺ０ ＝ｃｏｎｓｔ． …（９） 【００
２０】 【数８】 【００２１】となる。よってこの等価線路の伝送線路方
程式は、電圧，電流をＶ（Ｚ） ， Ｉ（Ｚ） とする
と、【００２２】 【数９】 【００２３】 【数１０】 【００２４】であるから、 【００２５】 【数１１】 【００２６】 【数１２】 【００２７】が得られる。ここでβｅ （Ｚ） を【０
０２８】 【数１３】 【００２９】とおくと、Ｉ （Ｚ）は、【００３０】 【数１４】 【００３１】のように求められる。これより、Ｐ１ が
実数ならば直線的に減衰する前進波電流となることがわ
かる。ここで、 【００３２】 【数１５】 【００３３】と近似し、式（２） を式（８） に代入
すると、等価位相定数βｅ は、 【００３４】 【数１６】 【００３５】 【数１７】 【００３６】となる。ここでβｅ ／βの虚部が負であ
ることが前述Ｐ１ が負の実数であることに対応し、【
００３７】 【数１８】 【００３８】のときにβｅ ／βの虚部が負となる。但
し各スタブの放射はβｓ に１０％の損失を与えること
により定性的に評価した。 【００３９】 【発明が解決しようとする課題】従来のスタブ装荷Ｖダ
イポールアンテナは以上のように構成されているので、
Ｈ面を無指向性にするためにはＶダイポールの開き角を
大きくしなければならず、そうすると減衰区間が短かく
なり、前進波が先端まで消滅せず反射波を生じ、広帯域
性が失われるという問題があった。 【００４０】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、広帯域性を失わずに無指向性の
放射パターンを得ることができる広帯域無指向性アンテ
ナを得ることを目的とする。 【００４１】 【課題を解決するための手段】この発明に係る広帯域無
指向性アンテナは、従来の多重スタブ装荷Ｖダイポール
アンテナの開き角を大きくするとともに、積極的に減衰
性の進行波を得るため、各スタブ間に損失性物質を装荷
すべく、誘電性基板上にアンテナを構成したものである
。 【００４２】また、多重スタブ装荷傾斜モノポールアン
テナの開き角を大きくするとともに、積極的に減衰性の
進行波を得るため、各スタブ間に損失性物質を装荷すべ
く、誘電性基板上にアンテナを構成したものである。 【００４３】 【作用】この発明においては、各スタブ間にコンダクタ
ンスを並列装荷することで、減衰性進行波を得るために
必要な損失分を、本来のスタブの放射によるものだけで
なく、装荷したコンダクタンスからの損失も加えること
ができ、短い区間でも減衰性進行波が得られ、広帯域性
を保つことができる。 【００４４】 【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。図１はこの発明の一実施例による広帯域無指向性ア
ンテナを示す。図において、１は給電点、２は例えばガ
ラス・エポキシ等で構成された誘電体基板であり、この
実施例ではその損失はｔａｎ δ＝０．０１のものを用
いている。３及び４はそれぞれ誘電体基板２の上に張り
付けたＶダイポールとスタブであり、Ｖダイポール３は
例えば１１０〜１２０度の開き角となっている。 【００４５】次に動作について説明する。給電点１から
入射した前進波は、Ｖダイポール３上を先端に向かって
進行する。ここで各々スタブ４からの放射と誘電体基板
２の損失によるコンダクタンスにより先端まで行く間に
前進波は消滅し、先端からの反射波を生じない。この結
果Ｖダイポール３の開き角を大きくして、Ｖダイポール
３上の伝送区間を短くしても、誘電体基板２の損失によ
り減衰性の進行波が得られるので、広帯域で無指向性ア
ンテナを構成できる。 【００４６】なお、上記実施例ではアンテナを平衡型と
していたが、不平衡型にしてもよい。図２はこのように
構成した本発明の他の実施例を示す。図において、５は
傾斜モノポール、６は地板、４は傾斜モノポール５に装
荷するスタブ、２は誘電体基板である。この実施例は傾
斜モノポール５と地板６とのなす角度が図１の実施例の
開き角１１０〜１２０度の半分となるようにモノポール
を傾けている。この実施例はこのように構成することに
より、広帯域で無指向性の不平衡型アンテナを構成する
ことができる。 【００４７】また、上記実施例ではＶダイポール３を片
側に一対配置していたが、両側に二対設けてもよい。図
３はこのように構成した本発明のさらに他の実施例を示
す。図において、７は分配器、２は誘電体基板、３はＶ
ダイポール、４はスタブである。この実施例は分配器７
により左右に分配することで、それぞれの方向に進行波
が流れ、広帯域で無指向性のアンテナが得られる。 【００４８】 【発明の効果】以上のように、この発明に係る広帯域無
指向性アンテナによれば、Ｖダイポールまたは傾斜モノ
ポールの各スタブ間に並列にコンダクタンスを装荷して
アンテナを構成したので、Ｖダイポールまたは傾斜モノ
ポールの開き角を大きくとれ、広帯域で無指向性のアン
テナが得られる効果がある。
【図１】この発明の一実施例による広帯域無指向性アン
テナの平面図である。
テナの平面図である。
【図２】この発明の他の実施例の一部を示す斜視図であ
る。
る。
【図３】この発明のさらに他の実施例の一部を示す斜視
図である。
図である。
【図４】従来の多重スタブ装荷Ｖダイポールアンテナの
構成図である。
構成図である。
【図５】多重スタブ装荷Ｖダイポールアンテナを伝送線
路に置き換えた原理図である。
路に置き換えた原理図である。
【図６】多重スタブ装荷Ｖダイポールアンテナの一周期
区間の等価回路図である。
区間の等価回路図である。
【図７】多重スタブ装荷Ｖダイポールアンテナの等価一
次定数で示した等価回路図である。
次定数で示した等価回路図である。
１ 給電点
２ 誘電体基板
３ Ｖダイポール
４ スタブ
５ 傾斜モノポール
６ 地板
７ 分配器
８ 単位区間の等価分布定数線路９ スタ
ブの自己アドミタンス
ブの自己アドミタンス
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｖダイポールアンテナの線上に、分岐
導体を多数配置した多重スタブ装荷Ｖダイポールアンテ
ナにおいて、Ｖダイポールの開き角を大きくし、かつ各
分岐導体間に並列にコンダクタンスを装荷したことを特
徴とする広帯域無指向性アンテナ。 - 【請求項２】 傾斜モノポールアンテナの線上に、分
岐導体を多数配置した多重スタブ装荷傾斜モノポールア
ンテナにおいて、傾斜モノポールの開き角を大きくし、
かつ各分岐導体間に並列にコンダクタンスを装荷したこ
とを特徴とする広帯域無指向性アンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5397191A JPH04270504A (ja) | 1991-02-25 | 1991-02-25 | 広帯域無指向性アンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5397191A JPH04270504A (ja) | 1991-02-25 | 1991-02-25 | 広帯域無指向性アンテナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04270504A true JPH04270504A (ja) | 1992-09-25 |
Family
ID=12957543
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5397191A Pending JPH04270504A (ja) | 1991-02-25 | 1991-02-25 | 広帯域無指向性アンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04270504A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1617514A1 (en) * | 2004-07-12 | 2006-01-18 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Wideband antenna and communication apparatus having the antenna |
| JP2021018786A (ja) * | 2019-07-19 | 2021-02-15 | 大王製紙株式会社 | Ｒｆｉｄタグ、ペットボトル、及びアンテナ |
-
1991
- 1991-02-25 JP JP5397191A patent/JPH04270504A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1617514A1 (en) * | 2004-07-12 | 2006-01-18 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Wideband antenna and communication apparatus having the antenna |
| US7176843B2 (en) | 2004-07-12 | 2007-02-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Wideband antenna and communication apparatus having the antenna |
| EP2184806A1 (en) * | 2004-07-12 | 2010-05-12 | Kabushi Kaisha Toshiba | Wideband antenna and communication apparatus having the antenna |
| JP2021018786A (ja) * | 2019-07-19 | 2021-02-15 | 大王製紙株式会社 | Ｒｆｉｄタグ、ペットボトル、及びアンテナ |
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