JPH04358404A - Polyrod helical array antenna - Google Patents

Polyrod helical array antenna

Info

Publication number
JPH04358404A
JPH04358404A JP13426691A JP13426691A JPH04358404A JP H04358404 A JPH04358404 A JP H04358404A JP 13426691 A JP13426691 A JP 13426691A JP 13426691 A JP13426691 A JP 13426691A JP H04358404 A JPH04358404 A JP H04358404A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polyrod
helical
array antenna
coil
metal plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP13426691A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH082005B2 (en
Inventor
Motoyoshi Morifuji
森藤 素良
Akira Takahashi
章 高橋
Yoshiichi Wakao
伊市 若生
Hisamatsu Nakano
久松 中野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yagi Antenna Co Ltd
Original Assignee
Yagi Antenna Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yagi Antenna Co Ltd filed Critical Yagi Antenna Co Ltd
Priority to JP13426691A priority Critical patent/JPH082005B2/en
Publication of JPH04358404A publication Critical patent/JPH04358404A/en
Publication of JPH082005B2 publication Critical patent/JPH082005B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Aerials With Secondary Devices (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

PURPOSE:To secure the even antenna performance by providing a polyrod having its tip thinned gradually and a coil at the base-part of the polyrod, and forming a connection part with the coil initiation released and the coil termination extended linearly and downward from the center of the polyrod respectively. CONSTITUTION:Many polyrod helical radiation elements 1a, 1b...1n are set in parallel to a metallic plate 4, and a wave directing line is electrically short- circuited at the periphery of the plate 4 via a metallic matter 5. A feeding part is provided at the center part of the plate 4 by means of a contact plug 7 where a central conductor is inserted into the line 6. Then a cover 2 is provided at the periphery of those radiation elements. Each of the radiation elements uses a polyrod made of a dielectric material like polystyrene, etc., and has a rod structure that is gradually thinned toward its tip. Then a coil is attached to the base part of the polyrod. A connection part is formed with the coil initiation released and the coil termination extended linearly and downward from the lower center of the polyrods 1a, 1b...1n respectively.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、衛星放送受信用のポリ
ロッドヘリカルアレーアンテナに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polyrod helical array antenna for satellite broadcast reception.

【0002】0002

【従来の技術】衛星放送はサービスエリアが広く、地上
放送の様にビル等の反射によるゴースト障害がない高品
位の受信が可能である特徴を有するため、年々その普及
が進んでいる。しかし、衛星放送を受信する場合、衛星
からの送信電力が地上波と比べて弱いこと、12GHz
帯の高い周波数を使用することにより、受信アンテナは
高利得のパラボラアンテナを使用することが多い。
2. Description of the Related Art Satellite broadcasting has a wide service area, and unlike terrestrial broadcasting, can receive high-quality reception without ghost interference caused by reflections from buildings, etc., and is therefore becoming more popular year by year. However, when receiving satellite broadcasting, the transmission power from the satellite is weaker than that of terrestrial broadcasting, and 12 GHz
By using high frequencies in the band, the receiving antenna often uses a high gain parabolic antenna.

【0003】しかし、パラボラアンテナは開口面積に対
する受信効率が約70%程度であり、より小型化を図る
には高効率の受信アンテナの開発が望まれている。この
高効率化を図ったアンテナとして、最近、図3に示すよ
うなヘリカル平面アンテナが考えられている。このヘリ
カル平面アンテナは、電波の波長に比べて間隔の狭い平
行金属板32,33及び、これらの平行金属平板32,
33を外周縁で短絡する金属リング35で構成する導波
路34に、平行金属平板32に多数のヘリカル円偏波素
子31a,31ab,…31nが挿入されて構成される
。受信電波は多数のヘリカル円偏波素子31a,31b
,…31nにより受信され、導波路34内で同位相で合
成されてプローブ36より出力される。
However, the receiving efficiency of parabolic antennas relative to the aperture area is about 70%, and in order to achieve further miniaturization, it is desired to develop highly efficient receiving antennas. Recently, a helical planar antenna as shown in FIG. 3 has been considered as an antenna with high efficiency. This helical planar antenna consists of parallel metal plates 32, 33 whose spacing is narrower than the wavelength of radio waves, and these parallel metal plates 32, 33.
A large number of helical circularly polarized wave elements 31a, 31ab, . The received radio waves are received by a large number of helical circularly polarized wave elements 31a and 31b.
,...31n, are synthesized in the same phase within the waveguide 34, and outputted from the probe 36.

【0004】0004

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のヘ
リカル平面アンテナは、ヘリカル円偏波素子31a,3
1b,…31nとして空芯コイルを使用しており、この
ためコイル単体の放射指向特性が全方向にブロードとな
り、多数のコイルをアレー化した場合、ヘリカル平面ア
ンテナの開口面積に対する受信効率が約80〜90%と
なっている。また、平面アンテナに風等による振動が加
わった場合、コイルの巻ピッチの精度を常に安定に保持
させることや、コイルを取付ける際、コイルが相互に絡
み合うことで作業性が著しく悪く、また、コイルを平行
金属平板32に挿入する場合、直接コイルに挿入力が加
わり、均一に組込むことが困難である欠点があった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the conventional helical planar antenna, the helical circularly polarized wave elements 31a, 3
Air-core coils are used as 1b,...31n, and as a result, the radiation directivity of a single coil is broad in all directions, and when a large number of coils are arrayed, the reception efficiency for the aperture area of the helical planar antenna is approximately 80%. ~90%. In addition, when a flat antenna is subjected to vibrations caused by wind, etc., it is difficult to maintain the precision of the winding pitch of the coil at all times, and when installing the coils, the workability is extremely poor due to the coils intertwining with each other. When inserting the coil into the parallel metal flat plate 32, an insertion force is applied directly to the coil, making it difficult to assemble the coil uniformly.

【0005】本発明は上記実情に鑑みてなされたもので
、円偏波放射素子の指向特性を改善して、アンテナ受信
効率の向上を図り、更に組み込み性を向上した高性能の
ポリロッドヘリカルアレーアンテナを提供することを目
的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and provides a high-performance polyrod helical array that improves the directivity characteristics of circularly polarized wave radiating elements, improves antenna reception efficiency, and further improves ease of installation. The purpose is to provide an antenna.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明に係るポリロッド
ヘリカルアレーアンテナは、誘電体材料を用いて棒状に
形成したポリロッドの基部にコイルを装着し、このコイ
ルの始端を解放すると共に終端を上記ポリロッドの基部
中心より下方へ直線に延ばして結合部とした多数のポリ
ロッドヘリカル放射素子を備え、金属材料で囲んだ導波
路の一面に多数の穴を形成して上記ポリロッドヘリカル
放射素子の結合部を挿入すると共に、上記導波路の他面
に給電部を設けてなることを特徴とするものである。
[Means for Solving the Problems] A polyrod helical array antenna according to the present invention has a coil attached to the base of a polyrod formed into a rod shape using a dielectric material, and the starting end of the coil is released and the terminal end is attached above the polyrod. A large number of polyrod helical radiating elements are provided which extend straight downward from the center of the base of the polyrod to serve as coupling parts, and a large number of holes are formed on one side of a waveguide surrounded by a metal material to couple the polyrod helical radiating elements. The present invention is characterized in that a power supply section is inserted into the waveguide and a power supply section is provided on the other surface of the waveguide.

【0007】[0007]

【作用】ポリロッドヘリカル放射素子により受信した電
波は効率良く誘電体を伝搬し、ポリロッドの基部のコイ
ルに結合される。ここで放射素子を構成する材料として
誘電体を使用することで誘電体中の電波伝搬の速度を遅
くすることができ、その結果、放射素子の指向特性は正
面方向が鋭くなり、放射素子単体の指向特性が改善され
る。従って、ポリロッドヘリカル放射素子をアレー化し
た場合に大きな利得を得ることができる。
[Operation] Radio waves received by the polyrod helical radiating element efficiently propagate through the dielectric and are coupled to the coil at the base of the polyrod. By using a dielectric as the material constituting the radiating element, the speed of radio wave propagation in the dielectric can be slowed down, and as a result, the directivity of the radiating element becomes sharper in the front direction, and the radiating element alone Directional characteristics are improved. Therefore, a large gain can be obtained when polyrod helical radiating elements are arrayed.

【0008】[0008]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。図1は本発明のポリロッドヘリカルアレーアン
テナの一実施例を示し、(a)は正面図、(b)は側断
面図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of the polyrod helical array antenna of the present invention, in which (a) is a front view and (b) is a side sectional view.

【0009】本発明のポリロッドヘリカルアレーアンテ
ナは、図1に示すように円偏波を効率良く受信する多数
のポリロッドヘリカル放射素子1a,1b,…,1nと
、第1の金属板3と第2の金属板4を対向させて平行に
配置し、その周辺部で金属体5により電気的に短絡させ
てなる導波路6と、第2の金属板4の中心部において中
心導体を導波路6に挿入した接栓7からなる給電部と、
ポリロッドヘリカル放射素子1a,1b,…,1nの周
辺に設けたカバー2により構成される。
As shown in FIG. 1, the polyrod helical array antenna of the present invention includes a large number of polyrod helical radiating elements 1a, 1b, . A waveguide 6 is formed by arranging second metal plates 4 facing each other in parallel and electrically short-circuited by a metal body 5 at the periphery thereof, and a waveguide with a center conductor at the center of the second metal plate 4. a power supply section consisting of a plug 7 inserted into 6;
It is composed of a cover 2 provided around polyrod helical radiating elements 1a, 1b, . . . , 1n.

【0010】上記ポリロッドヘリカル放射素子1a,1
b,…,1nは、図2に示すように構成される。すなわ
ち、ポリロッドヘリカル放射素子1a,1b,…,1n
は、例えばテフロン、ポリスチレン、ポリエチレン,ポ
リスチロール等の誘電体の特性を示す樹脂系材料や、そ
の他、フェライト更には酸化チタン等を焼結した誘電材
料を用い、棒状で先端が次第に細くなる構造のポリロッ
ド21と、その基部にコイル22を装着し、コイル22
の始端を解放し、終端はポリロッド21の下部中心より
下方に直線に延ばして結合部23を構成する。
[0010] The polyrod helical radiating element 1a, 1
b, . . . , 1n are configured as shown in FIG. That is, polyrod helical radiating elements 1a, 1b,..., 1n
is a rod-shaped structure with a tapering tip, using resin materials that exhibit dielectric properties such as Teflon, polystyrene, polyethylene, and polystyrene, as well as other dielectric materials such as sintered ferrite and titanium oxide. A poly rod 21 and a coil 22 are attached to its base, and the coil 22
The starting end of the polyrod 21 is opened, and the terminal end is extended in a straight line downward from the center of the lower part of the polyrod 21 to form a joint part 23.

【0011】また、ポリロッド21の下部中心の結合部
の周囲には先端を複数に分割し、第1の金属板3に設け
た穴に挿入して固定する突起部24が設けられている。 すなわち、突起部24は先端より中間部の外径がやや大
きく形成され、第1の金属板3に設けた穴に突起部24
が挿入される時の力で内側に変形し、挿入後その反力で
ポリロッド21自体を穴の内壁に押しつけて保持する構
造となっている。
[0011] Further, around the connecting part at the center of the lower part of the poly rod 21, a projection part 24 is provided whose tip end is divided into a plurality of parts and which are inserted into a hole provided in the first metal plate 3 and fixed therein. That is, the protrusion 24 is formed so that the outer diameter of the middle part is slightly larger than that of the tip, and the protrusion 24 is inserted into the hole provided in the first metal plate 3.
The structure is such that the polyrod 21 is deformed inward by the force when it is inserted, and after insertion, the reaction force presses and holds the polyrod 21 itself against the inner wall of the hole.

【0012】ポリロッド21の先端は、基部より次第に
細くした構造、例えば円錐形であり空間と誘電体とのイ
ンピーダンスの整合させ、受信する電波は効率良く誘電
体を伝搬し、ポリロッド21の基部のコイルに結合され
る。ここで放射素子を構成する材料として誘電体を使用
することで誘電体中の電波伝搬の速度を遅くすることが
でき、その結果、放射素子の指向特性が正面方向に鋭く
なり、ポリロッドヘリカル放射素子1a,1b,…,1
nの単体の指向特性改善を図っている。従って、ポリロ
ッドヘリカル放射素子1a,1b,…,1nをアレー化
した場合の利得を向上することができる。
The tip of the poly rod 21 has a structure that is tapered gradually from the base, for example, a conical shape, to match the impedance between the space and the dielectric material, so that the received radio waves efficiently propagate through the dielectric material, and the coil at the base of the poly rod 21 is combined with By using a dielectric as the material constituting the radiating element, the speed of radio wave propagation in the dielectric can be slowed down, and as a result, the directivity of the radiating element becomes sharper in the front direction, resulting in polyrod helical radiation. Elements 1a, 1b,..., 1
We are trying to improve the directivity characteristics of n alone. Therefore, it is possible to improve the gain when the polyrod helical radiating elements 1a, 1b, . . . , 1n are arrayed.

【0013】ポリロッド21の先端までの長さは受信波
長λに対し通常3〜5λに選ばれるが、アンテナの指向
特性や利得以外にアンテナが薄型のデザインが必要な場
合や経済性を加味した場合、3λ以下でも使用できる。
[0013] The length to the tip of the polyrod 21 is normally selected to be 3 to 5λ relative to the reception wavelength λ, but in cases where a thin design of the antenna is required in addition to the antenna's directivity and gain, or where economy is taken into consideration. , 3λ or less can be used.

【0014】BS衛星放送の周波数12GHz帯に於い
て、ポリロッドヘリカル放射素子1a,1b,…,1n
の実施例では、ポリロッド21の材料として長さ約46
mm、直径7mmのポリエチレン棒の基部にコイル22
の導入溝を設けた材料を用い、コイル22は例えば線径
0.7mmの銅線で巻数は2ターン、コイル22の外形
は約7.2mmで構成される。ここで、コイル22の外
周長は空芯の場合、受信周波数の自由空間波長λとほぼ
等しい長さとするが、誘電体の短縮率を加味して小さく
している。
[0014] In the 12 GHz frequency band of BS satellite broadcasting, polyrod helical radiating elements 1a, 1b,..., 1n
In this example, the length of the poly rod 21 is approximately 46 mm.
Coil 22 at the base of a polyethylene rod with a diameter of 7 mm.
The coil 22 is made of a material having an introduction groove, for example, a copper wire with a wire diameter of 0.7 mm, the number of turns is 2 turns, and the outer diameter of the coil 22 is about 7.2 mm. Here, in the case of an air-core coil, the outer circumferential length of the coil 22 is approximately equal to the free space wavelength λ of the receiving frequency, but it is made smaller in consideration of the shortening rate of the dielectric material.

【0015】ここで、コイル22の始端はポリロッド2
1の導入溝にはめ込んだ後、加熱し融着してコイル22
の始端が解けなくした固定方法としたが、予め指定の形
状に巻いたコイルを型にセットし、その周囲に樹脂を注
入する型成型による制作方法でコイル22の始端を固定
する事も可能である。
Here, the starting end of the coil 22 is connected to the polyrod 2
After fitting it into the introduction groove 1, it is heated and fused to form the coil 22.
The starting end of the coil 22 is fixed in such a way that it cannot be unraveled, but it is also possible to fix the starting end of the coil 22 using a molding method in which a coil is wound into a specified shape in advance and set in a mold, and resin is injected around it. be.

【0016】また、ポリロッドヘリカル放射素子1a,
1b,…,1nの結合部23が導波路6に挿入される長
さは接栓7から外側に位置する程長くし、導波路6と強
い結合にすることでポリロッドヘリカル放射素子1a,
1b,…,1n相互間の受信信号レベルを均一化し、最
適の指向特性、及びアンテナの利得の増大を図っている
[0016] Furthermore, polyrod helical radiating elements 1a,
The length at which the coupling portions 23 of 1b,..., 1n are inserted into the waveguide 6 is made longer as they are positioned outward from the plug 7, and by making strong coupling with the waveguide 6, the polyrod helical radiating elements 1a, 1n are inserted into the waveguide 6.
The received signal levels among the antennas 1b, . . . , 1n are made uniform to achieve optimal directivity and increase antenna gain.

【0017】ポリロッドヘリカル放射素子1a,1b,
…,1nを第1の金属板3に配列する場合は、図1(a
)に示す様に第1の金属板3の中心O、すなわち、第2
の金属板4に設けた接栓7の位置から同心円状に多数の
穴を設ける。
Polyrod helical radiating elements 1a, 1b,
..., 1n on the first metal plate 3, FIG.
), the center O of the first metal plate 3, that is, the second
A large number of holes are provided concentrically from the position of the plug 7 provided in the metal plate 4.

【0018】この穴の相互の間隔は受信波長λに対し0
.7〜0.9λに選ばれた間隔とし、従って同心円上に
位置するポリロッドヘリカル放射素子1a,1b,…,
1nの相互間の間隔は受信波長λに対し0.7〜0.9
λに選ばれた間隔として配列された事になる。このよう
に実施例では同心円状に多数のポリロッドヘリカル放射
素子1a,1b,…,1nを配列したが、相互の間隔は
受信波長λに対し0.7〜0.9λに選ばれた間隔であ
れば多角形状、スパイラル状に構成する事でも同様の効
果が得られる。また、特殊な場合すなわち、アンテナの
利得を上げてサイドローブの特性を犠牲にする場合は1
λ以上の間隔とする事も出来る。
The distance between these holes is 0 for the reception wavelength λ.
.. Polyrod helical radiating elements 1a, 1b, .
The interval between 1n is 0.7 to 0.9 with respect to the receiving wavelength λ.
They are arranged at intervals chosen as λ. In this embodiment, a large number of polyrod helical radiating elements 1a, 1b, ..., 1n are arranged concentrically, and the mutual spacing is selected to be 0.7 to 0.9λ with respect to the reception wavelength λ. A similar effect can be obtained by configuring it in a polygonal or spiral shape, if available. In addition, in special cases, ie, when increasing the antenna gain and sacrificing the sidelobe characteristics, 1
It is also possible to set the interval to λ or more.

【0019】ポリロッドヘリカル放射素子1a,1b,
…,1nの結合部23から受信信号が導波路6内に結合
された後、導波路6内を伝送されて中心部の接栓7の中
心導体で成るプローブに結合させる。このため、それぞ
れのポリロッドヘリカル放射素子1a,1b,…,1n
の受信信号の位相関係は重要であるのでポリロッドヘリ
カル放射素子1a,1b,…,1nの受信信号の位相が
接栓7の中心導体で同位相で合成する様にポリロッドヘ
リカル放射素子1a,1b,…,1nの取付け角度を接
栓7までの距離に応じて回した角度に設定される。従っ
て、ポリロッドヘリカル放射素子1a,1b,…,1n
の突起部14の側面にキー25を付けた形状とし、導波
路6を構成する第1の金属板3に設けた多数の穴に指定
の角度で挿入される様に穴の形状を達磨型としている。
Polyrod helical radiating elements 1a, 1b,
..., 1n, the received signal is coupled into the waveguide 6, and then transmitted through the waveguide 6 and coupled to the probe formed by the center conductor of the plug 7 in the center. Therefore, each polyrod helical radiating element 1a, 1b,..., 1n
Since the phase relationship of the received signals of the polyrod helical radiating elements 1a, 1b, . The mounting angles of 1b, . Therefore, polyrod helical radiating elements 1a, 1b,..., 1n
A key 25 is attached to the side surface of the protrusion 14, and the shape of the hole is Daruma-shaped so that it can be inserted at a specified angle into the numerous holes provided in the first metal plate 3 constituting the waveguide 6. There is.

【0020】金属板3と金属板4との間隔は受信信号の
波長λに対しλ/2以下の範囲に選ばれ、実施例では7
.5mmとなっている。また、導波路6の外側の金属体
5と最外周に位置するポリロッドヘリカル放射素子1a
,1b,…,1nとの距離dを導波路6内の波長λに対
し約λ/4とすることで、最外周に位置するポリロッド
ヘリカル放射素子1a,1nから導波路6に結合される
受信信号が金属体5の壁面で反射するので、反射波の位
相をポリロッドヘリカル放射素子1a,1nの位置にお
ける位相を同位相にし、受信信号の打ち消しによる損失
を少なくしている。
The distance between the metal plates 3 and 4 is selected within the range of λ/2 or less with respect to the wavelength λ of the received signal, and in the embodiment, 7
.. It is 5mm. In addition, the metal body 5 outside the waveguide 6 and the polyrod helical radiating element 1a located at the outermost periphery
, 1b, ..., 1n is set to approximately λ/4 with respect to the wavelength λ in the waveguide 6, so that the polyrod helical radiating elements 1a and 1n located at the outermost circumference are coupled to the waveguide 6. Since the received signal is reflected by the wall surface of the metal body 5, the phase of the reflected wave at the positions of the polyrod helical radiating elements 1a and 1n is made the same phase, thereby reducing loss due to cancellation of the received signal.

【0021】第2の金属板4の中心に設けた接栓7の中
心導体の長さは、受信信号の波長λに対し約λ/4に選
ばれるが、アンテナのインピーダンスがアンテナと接続
するコンバータなどの機器とインピーダンスを整合させ
るため、中心導体の長さを調節したり中心導体にテフロ
ン等の誘電体のパイプをつけて整合させる。
The length of the center conductor of the plug 7 provided at the center of the second metal plate 4 is selected to be approximately λ/4 with respect to the wavelength λ of the received signal, but the impedance of the antenna is In order to match the impedance with other devices, adjust the length of the center conductor or attach a dielectric pipe such as Teflon to the center conductor.

【0022】カバー2はアンテナの性能を左右するポリ
ロッドヘリカル放射素子1a,1b,…,1nを外的環
境から保護するための樹脂材料でなる前面に設けた保護
カバーであり、更にアンテナを美的に装飾する機能も有
している。この場合、カバー2の材料や厚みは、受信信
号の損失が最少となるように選ばれる。
The cover 2 is a protective cover made of a resin material provided on the front surface to protect the polyrod helical radiating elements 1a, 1b, . . . , 1n, which affect the performance of the antenna, from the external environment. It also has the function of decorating. In this case, the material and thickness of the cover 2 are selected so that the loss of the received signal is minimized.

【0023】以上、ポリロッドヘリカルアレーアンテナ
の実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限
定されるものではなく、更に細部の改良改善を図ること
が可能である。例えばアンテナが比較的大きい場合はカ
バー2の強度を増してたわみを防止するためにカバー2
の板厚を厚くする必要があるが、板厚を厚くすると損失
が増加する。このため薄いカバー2の中央部をアーチ状
に膨らみをつけて強度を増すことや、カバー2の内側に
リブを適宜設けて補強してカバー2の厚みを薄くするこ
とや、ポリロッドヘリカル放射素子1a,1b,…,1
nの周囲を発泡スチロールなど低損失の材料で充填して
カバー2のたわみを防止する。あるいはポリロッドヘリ
カル放射素子1a,1b,…,1nが固定されない金属
板3の中心Oの位置からカバー2までの空間に円筒状の
発泡スチロールなど低損失の材料を取付けてカバー2の
たわみを防止する事が可能である。
Although the embodiments of the polyrod helical array antenna have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and further improvements in details can be made. For example, if the antenna is relatively large, cover 2 should be used to increase the strength of cover 2 and prevent deflection.
It is necessary to increase the plate thickness, but increasing the plate thickness increases loss. For this reason, it is possible to increase the strength by adding an arch-like bulge to the center of the thin cover 2, to make the thickness of the cover 2 thinner by appropriately providing ribs on the inside of the cover 2 for reinforcement, or to make the thickness of the cover 2 thinner. 1a, 1b,..., 1
The periphery of the cover 2 is filled with a low-loss material such as styrofoam to prevent the cover 2 from bending. Alternatively, a low-loss material such as a cylindrical polystyrene foam is attached to the space between the center O of the metal plate 3 and the cover 2, where the polyrod helical radiating elements 1a, 1b, ..., 1n are not fixed, to prevent the cover 2 from deflecting. things are possible.

【0024】また、実施例ではアンテナの出力、すなわ
ち給電部として接栓7を設けたが、通常はアンテナの出
力にコンバータが接続される。コンバータは12GHz
帯の受信信号を低雑音の増幅の後に周波数変換し、1G
Hz帯の中間周波数に変換するので、低雑音の増幅回路
の入力に接栓7の中心導体に相当する線をプローブとし
て設け、接栓7を介さずに直接導波路6内に挿入して結
合させる事も可能である。また、コンバータの入力部が
導波管の場合は、第1の金属板3の裏面に円錐状の反射
体を設ける事で給電部を構成する事が可能である。
Furthermore, in the embodiment, the plug 7 is provided as the output of the antenna, that is, the power feeding section, but normally a converter is connected to the output of the antenna. Converter is 12GHz
After low-noise amplification, the received signal in the 1G band is frequency-converted and
Since the conversion is to an intermediate frequency in the Hz band, a wire corresponding to the center conductor of the connector 7 is provided as a probe at the input of the low-noise amplifier circuit, and the wire is directly inserted into the waveguide 6 without going through the connector 7 for coupling. It is also possible to do so. In addition, when the input section of the converter is a waveguide, it is possible to configure a power feeding section by providing a conical reflector on the back surface of the first metal plate 3.

【0025】実施例では導波路6の内部を空間としてい
るのが、発泡スチロールやテフロン材料等を充填してポ
リロッドヘリカル放射素子1a,1b,…,1nを保持
させ、第1の金属板3の板厚を薄くする、あるいは第1
の金属板3を金属薄膜のシートとする事でアンテナの軽
量化を図ることも可能である。
In the embodiment, the inside of the waveguide 6 is a space filled with foamed polystyrene, Teflon material, etc. to hold the polyrod helical radiating elements 1a, 1b, . . . , 1n, and the first metal plate 3 is Decrease the plate thickness or
It is also possible to reduce the weight of the antenna by using a metal thin film sheet as the metal plate 3.

【0026】また、実施例では第1の金属板3と第2の
金属板4と金属体5とは別々の構成としたが、第2の金
属板4の周辺をプレス等の成型により曲げて加工する事
により第2の金属板4と金属体5を一体に構成すること
や、第1の金属板3の周辺を曲げて第1の金属板3と金
属体5を一体に構成することができる。
Further, in the embodiment, the first metal plate 3, the second metal plate 4, and the metal body 5 are constructed separately, but the periphery of the second metal plate 4 is bent by forming by pressing or the like. The second metal plate 4 and the metal body 5 can be integrally formed by processing, or the first metal plate 3 and the metal body 5 can be integrally formed by bending the periphery of the first metal plate 3. can.

【0027】また、上記実施例では第1の金属板3と第
2の金属板4等のアンテナの構成部品を円形にしたが、
正方形や長方形、多角形とすることも可能である。この
場合はポリロッドヘリカル放射素子1a,1b,…,1
nの位相合わせのため、取付け角度の回転調整を行なう
必要がある。
Furthermore, in the above embodiment, the antenna components such as the first metal plate 3 and the second metal plate 4 are circular.
It can also be square, rectangular, or polygonal. In this case, polyrod helical radiating elements 1a, 1b,...,1
In order to match the phase of n, it is necessary to perform rotational adjustment of the mounting angle.

【0028】実施例のポリロッドヘリカル放射素子1a
,1b,…,1nの形状は先端が次第に細くなる円錐の
形状で示したが、先端に丸みを付けることや台形等種々
変化させて成型し易い形状にすることが可能である。
Polyrod helical radiating element 1a of the embodiment
, 1b, . . . , 1n are shown as conical shapes with gradually tapered tips, but the tips can be made into various shapes such as rounded or trapezoidal to make them easier to mold.

【0029】また、ポリロッドヘリカル放射素子1a,
1b,…,1nのコイルは、実施例ではポリロッドの基
部の外側にまいて構成したが、ポリロッドの基部の内側
に埋め込むことで成型し易くすることも可能である。
Furthermore, polyrod helical radiating elements 1a,
Although the coils 1b, . . . , 1n are arranged outside the base of the polyrod in the embodiment, they can be embedded inside the base of the polyrod to facilitate molding.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、放
射素子としてコイルとポリロッドとを結合させているた
め、コイル単独の場合よりポリロッドヘリカル放射素子
の方が指向特性が鋭く、利得も高くなり、利得増加分だ
け相対的に実効開口面積が増加した大きいアンテナと同
等の効果が得られることとなる。従って、多数のポリロ
ッドヘリカル放射素子によりアレーを構成した場合の利
得増加を図ることができる。アンテナ面の中央部の放射
素子による実効開口面積の増加の効果は相互に影響し合
うので少ないが、外周部の放射素子による実効開口面積
の効果が大きいので中央部の放射素子数と外周部の放射
素子数の比が大きいほど、すなわち、小口径のアンテナ
程実効開口面積が増加したとみなすことができ、高い受
信効率が得られる。実施例では直径300mmのアンテ
ナの開口面に対する受信効率は90〜95%得られた。 従って、同じアンテナ利得を必要とする場合、ポリロッ
ドヘリカルアレーアンテナは、従来のアンテナより小型
に構成でき、アンテナ自体と梱包材料の節減及び輸送費
用の低減が図れる。
Effects of the Invention As detailed above, according to the present invention, since a coil and a polyrod are combined as a radiating element, the polyrod helical radiating element has sharper directivity and gain than a coil alone. This results in an effect equivalent to that of a large antenna whose effective aperture area is relatively increased by the increase in gain. Therefore, it is possible to increase the gain when an array is configured with a large number of polyrod helical radiating elements. The effect of increasing the effective aperture area due to the radiating elements at the center of the antenna surface is small because they influence each other, but the effect of increasing the effective aperture area due to the radiating elements at the outer periphery is large, so the number of radiating elements at the center and the number of radiating elements at the outer periphery are small. It can be considered that the larger the ratio of the number of radiating elements, that is, the smaller the diameter of the antenna, the greater the effective aperture area, and the higher the receiving efficiency can be obtained. In the example, a receiving efficiency of 90 to 95% was obtained for the aperture surface of the antenna having a diameter of 300 mm. Therefore, when the same antenna gain is required, the polyrod helical array antenna can be constructed smaller than the conventional antenna, and the antenna itself and packaging materials can be saved, and transportation costs can be reduced.

【0031】また、放射素子としてコイルとポリロッド
とを結合させているため、放射素子の組み込み時のコイ
ルの変形を防止でき、アンテナの性能の均一化が図れる
。更にアンテナの輸送や設置後の風等による振動に対し
ても影響を受け難く、性能を常に安定に保つことができ
るので、安価なアンテナを提供することができる。
Furthermore, since the coil and polyrod are combined as the radiating element, deformation of the coil when the radiating element is assembled can be prevented, and the performance of the antenna can be made uniform. Furthermore, the antenna is not easily affected by vibrations caused by wind or the like after the antenna is transported or installed, and its performance can always be kept stable, making it possible to provide an inexpensive antenna.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明の一実施例に係るポリロッドヘリカルア
レーアンテナの構成図で、(a)正面図、(b)は側断
面図。
FIG. 1 is a configuration diagram of a polyrod helical array antenna according to an embodiment of the present invention, in which (a) is a front view and (b) is a side sectional view.

【図2】同実施例におけるポリロッドヘリカル放射素子
の構成図。
FIG. 2 is a configuration diagram of a polyrod helical radiating element in the same embodiment.

【図3】従来のヘリカル平面アンテナの構造を示す図。FIG. 3 is a diagram showing the structure of a conventional helical planar antenna.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a〜1n…ポリロッドヘリカル放射素子、2…カバー
、3…第1の金属板、4…第2の金属板、5…金属体、
6…導波路、7…接栓、21…ポリロッド、22…コイ
ル、23…結合部、24…突起部、25…キー、31a
〜31n…ヘリカル円偏波素子、32,33…平行金属
平板、34…導波路、35…金属リング、36…プロー
ブ。
1a to 1n... Polyrod helical radiating element, 2... Cover, 3... First metal plate, 4... Second metal plate, 5... Metal body,
6... Waveguide, 7... Plug, 21... Poly rod, 22... Coil, 23... Coupling portion, 24... Protrusion, 25... Key, 31a
~31n...Helical circularly polarized wave element, 32, 33...Parallel metal flat plate, 34...Waveguide, 35...Metal ring, 36...Probe.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  誘電体材料を用いて棒状に形成したポ
リロッドの基部にコイルを装着し、このコイルの始端を
解放すると共に終端を上記ポリロッドの基部中心より下
方へ直線に延ばして結合部とした多数のポリロッドヘリ
カル放射素子を備え、金属材料で囲んだ導波路の一面に
多数の穴を形成して上記ポリロッドヘリカル放射素子の
結合部を挿入すると共に、上記導波路の他面に給電部を
設けてなることを特徴とするポリロッドヘリカルアレー
アンテナ。
Claim 1: A coil is attached to the base of a polyrod formed into a rod shape using a dielectric material, the starting end of this coil is released, and the terminal end is extended straight downward from the center of the base of the polyrod to form a joint part. A large number of holes are formed in one side of a waveguide that includes a large number of polyrod helical radiating elements and is surrounded by a metal material, and a coupling part of the polyrod helical radiating elements is inserted into the waveguide, and a feeding part is provided on the other side of the waveguide. A polyrod helical array antenna characterized by being provided with.
【請求項2】  上記ポリロッドヘリカル放射素子は、
ポリロッドの先端を次第に細くし、中心部における電波
の位相を遅延する構造で先端から基部までの距離を受信
周波数の波長に対して数波長以下とし、上記ポリロッド
の外周の長さを受信波長に誘電体の短縮率を乗じた値に
ほぼ等しくなるように設定したことを特徴とする請求項
1記載のポリロッドヘリカルアレーアンテナ。
2. The polyrod helical radiating element comprises:
The tip of the polyrod is gradually tapered to delay the phase of radio waves at the center, and the distance from the tip to the base is several wavelengths or less relative to the wavelength of the receiving frequency, and the length of the outer circumference of the polyrod is dielectrically adjusted to the receiving wavelength. 2. The polyrod helical array antenna according to claim 1, wherein the polyrod helical array antenna is set to be approximately equal to a value multiplied by a body shortening rate.
【請求項3】  上記ポリロッドヘリカル放射素子と導
波路の一面に設けた穴との結合は、ポリロッドの下部に
複数分割した突起部を設け、挿入後の反力で上記突起部
が穴の内面に圧着固定されるように構成したことを特徴
とする請求項1記載のポリロッドヘリカルアレーアンテ
ナ。
3. The connection between the polyrod helical radiating element and the hole provided on one side of the waveguide is achieved by providing a plurality of protrusions at the bottom of the polyrod, and the reaction force after insertion causes the protrusions to close to the inner surface of the hole. 2. The polyrod helical array antenna according to claim 1, wherein the polyrod helical array antenna is configured to be crimped and fixed to the polyrod helical array antenna.
【請求項4】  上記導波路は多数の穴が形成される第
1の金属板と給電部が形成される第2の金属板とを受信
周波数の波長λに対してλ/2以下の間隔で対向させ、
周囲を電気的に短絡する金属体により保持するように構
成したことを特徴とする請求項1記載のポリロッドヘリ
カルアレーアンテナ。
4. The waveguide includes a first metal plate on which a large number of holes are formed and a second metal plate on which a power feeding section is formed, with an interval of λ/2 or less relative to the wavelength λ of the receiving frequency. Face to face,
The polyrod helical array antenna according to claim 1, wherein the polyrod helical array antenna is configured to be held by a metal body that electrically shorts the periphery.
【請求項5】  上記第1の金属板に形成する穴は、相
互の間隔を受信波長λに対し0.7〜1λで均等に配列
したことを特徴とする請求項4記載のポリロッドヘリカ
ルアレーアンテナ。
5. The polyrod helical array according to claim 4, wherein the holes formed in the first metal plate are arranged at equal intervals of 0.7 to 1λ with respect to the reception wavelength λ. antenna.
【請求項6】  上記第1の金属板と第2の金属板の周
囲で電気的に短絡する金属体は、第1の金属板の最外周
の穴より約1/4λ離れた位置とし、ポリロッドヘリカ
ル放射素子より受信結合される電波を最外周の穴位置で
同位相に反射するように構成したことを特徴とする請求
項4記載のポリロッドヘリカルアレーアンテナ。
6. The metal body electrically short-circuited around the first metal plate and the second metal plate is located approximately 1/4λ away from the outermost hole of the first metal plate, and 5. The polyrod helical array antenna according to claim 4, wherein the polyrod helical array antenna is configured so that the radio waves received and coupled by the rod helical radiating element are reflected in the same phase at the outermost hole position.
【請求項7】  上記第2の金属板の中心に設けた給電
部は、同軸接栓の中心ピンをプローブとし、その長さを
約1/4λの長さとして導波路内に挿入するように構成
したことを特徴とする請求項4記載のポリロッドヘリカ
ルアレーアンテナ。
7. The power feeding section provided at the center of the second metal plate is inserted into the waveguide using the center pin of the coaxial plug as a probe and having a length of about 1/4λ. 5. The polyrod helical array antenna according to claim 4.
JP13426691A 1991-06-05 1991-06-05 Polyrod helical array antenna Expired - Lifetime JPH082005B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13426691A JPH082005B2 (en) 1991-06-05 1991-06-05 Polyrod helical array antenna

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13426691A JPH082005B2 (en) 1991-06-05 1991-06-05 Polyrod helical array antenna

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04358404A true JPH04358404A (en) 1992-12-11
JPH082005B2 JPH082005B2 (en) 1996-01-10

Family

ID=15124283

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP13426691A Expired - Lifetime JPH082005B2 (en) 1991-06-05 1991-06-05 Polyrod helical array antenna

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH082005B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2380328A (en) * 2001-07-25 2003-04-02 Furuno Electrical Company Ltd Helical antenna and helical antenna array
KR100674541B1 (en) * 1996-05-17 2007-06-04 더 보잉 캄파니 Spiral-shaped array for broadband imaging

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10644395B2 (en) 2018-05-14 2020-05-05 Freefall Aerospace, Inc. Dielectric antenna array and system

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100674541B1 (en) * 1996-05-17 2007-06-04 더 보잉 캄파니 Spiral-shaped array for broadband imaging
GB2380328A (en) * 2001-07-25 2003-04-02 Furuno Electrical Company Ltd Helical antenna and helical antenna array
US6816126B2 (en) 2001-07-25 2004-11-09 Furuno Electric Company Ltd. Helical antenna and helical antenna array
GB2380328B (en) * 2001-07-25 2005-10-19 Furuno Electric Co Helical antenna and helical antenna array

Also Published As

Publication number Publication date
JPH082005B2 (en) 1996-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6967627B2 (en) High radiation efficient dual band feed horn
JP3867713B2 (en) Radio wave lens antenna device
JP3472567B2 (en) Primary radiator for satellite dish and converter for satellite broadcasting reception
US5539421A (en) Planar antenna with helical antenna array and waveguide
US4890118A (en) Compensated microwave feed horn
US5134420A (en) Bicone antenna with hemispherical beam
US4168504A (en) Multimode dual frequency antenna feed horn
US20110148729A1 (en) Log periodic antenna
JP3277755B2 (en) Helical primary radiators and converters
JP3787597B2 (en) Loop antenna feeding method
JPH04358404A (en) Polyrod helical array antenna
KR100667159B1 (en) Circular Polarized Helical Radiating Element and its Array Antenna operating at TX/RX band
JPH11274847A (en) Primary radiator for double satellite reception
JPS5821847B2 (en) Emhenpa antenna
US6320552B1 (en) Antenna with polarization converting auger director
RU195632U1 (en) Two-channel transceiver antenna system with improved polarization isolation characteristic
JP2641944B2 (en) Traveling wave fed coaxial slot antenna
WO2016176717A1 (en) Improved dielectric rod antenna
JP3829040B2 (en) Primary radiator for 2 satellite reception
JP3053421B2 (en) Yamagata antenna
JPH0533842B2 (en)
JP3186151B2 (en) Planar antenna
GB2105521A (en) Antenna
JP4047775B2 (en) Circular polarization generator
JPH0533844B2 (en)