JPH05136627A - 移動体用アンテナ - Google Patents

移動体用アンテナ

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JPH05136627A
JPH05136627A JP19446591A JP19446591A JPH05136627A JP H05136627 A JPH05136627 A JP H05136627A JP 19446591 A JP19446591 A JP 19446591A JP 19446591 A JP19446591 A JP 19446591A JP H05136627 A JPH05136627 A JP H05136627A
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antenna
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cylindrical body
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Kazushige Ogino
和滋 荻野
Atsushi Taniyoshi
淳 谷吉
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】ロー プロファイルであって、かつ無指向性の
アンテナを実現する。 【構成】用いらる電磁波の波長をλとするとき、軸線方
向長さがλ/4未満の金属製円筒状の筒体10の両端部
に、その筒体10よりも大きい径を有する金属製円板状
の端板16,17をそれぞれ固定する。筒体10の軸線
方向を鉛直方向とすることによって、垂直偏波のロー
プロファイルである無指向性アンテナが実現される。ま
た、筒体の一方に端板を固定し、他端部は筒体より大き
い導電体の移動体に固定してもよいし、両端部に端枝を
設けなくてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、たとえば鉄道車両、バ
スおよび自動車などの屋根上に設置して有利に実施する
ことができる移動体用アンテナに関する。
【0002】
【従来の技術】本発明の典型的な先行技術は、図8に示
されているスロットアンテナである。広い導体板1に細
長いスロットである切欠き2を形成し、さらにその中央
の位置を給電点3として構成され、このスロットアンテ
ナは、その切欠き2である細隙の方向と直角なダイポー
ルを多数積重ねたものとほぼ同様となり、したがってダ
イポールアンテナと同様な指向性の電磁波を放射する。
【0003】鉄道車両、バスおよび自動車などの移動体
では、高さを低くした、いわゆるロー プロファイル形
であることが望まれ、また水平面無指向性であることが
望まれる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高さ
が低く、しかも水平面無指向性である移動体用アンテナ
を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、一直線状の軸
線を有し、その軸線方向の長さは、送信または受信すべ
き電磁波の波長をλとするとき、λ/4未満である導電
性材料から成る筒体を備え、この筒体の周方向にλ/2
の長さを有する切欠きが形成され、さらに、筒体の両端
部に、筒体よりも大きい径を有する導電性材料から成る
端板をそれぞれ固定することを特徴とする移動体用アン
テナである。
【0006】また本発明は、一直線状の軸線を有し、そ
の軸線方向の長さは、送信または受信すべき電磁波の波
長をλとするとき、λ/4未満である導電性材料から成
る筒体を備え、この筒体の周方向にλ/2の長さを有す
る切欠きが形成され、さらに、筒体の一端部に、筒体よ
りも大きい径を有する導電性材料から成る端板が固定さ
れ、筒体の他端部は、その筒体よりも大きい導電性の移
動体に固定されることを特徴とする移動体用アンテナで
ある。
【0007】さらにまた本発明は、一直線状の軸線を有
し、その軸線方向の長さは、送信または受信すべき電磁
波の波長λとするとき、λ/4以上である導電性材料か
ら成る筒体を備え、この筒体の周方向にλ/2の長さを
有する切欠きが形成されることを特徴とする移動体用ア
ンテナである。
【0008】
【作用】本発明に従えば、筒体の軸線方向の両端部に、
その筒体よりも大きい径を有する導電性材料から成る端
板をそれぞれ固定し、この筒体はまた、導電性材料から
成り、その筒体の一直線状の長さは、用いられる電磁波
の波長λの1/4未満として、ロー プロファイル形と
することができる。筒体の軸線方向に対して垂直方向で
の切欠きからの電磁波の放射を無指向性にするには、そ
の筒体の径を小さくして、本件発明者の実験によれば、
切欠きの周長を、筒体の周長の4/5以上に選ばなけれ
ばならないことが判った。この結果、使用される電磁波
の波長をλとするとき、筒体の周長を3λ/4未満とす
ると、本件アンテナの入力インピーダンスのインダクタ
ンス成分が大きくなってしまい、したがって給電点に接
続されるべきケーブルとのインピーダンスマッチングが
取れず、不整合となってしまう。そこで本発明では、端
板を筒体の両端部にそれぞれ固定し、これによって端板
がキャパシタとしての働きを果たし、したがって無指向
性にするために筒体の径を小さくしたときに生じるイン
ダクタンス成分を打消すことが可能となり、これによっ
て本件アンテナとケーブルとの整合が可能となり、利得
が向上される。またこのようなλ/4未満の低い筒体に
端板を固定することによって、実質的に筒体の軸線方向
の長さが長くなった構成と等価と考えることができ、ス
ロットアンテナとしての機能を達成することが可能にな
る。
【0009】また筒体の両端部にそれぞれ固定される端
板の1つを除去し、その除去された端板の代わりに、自
動車などの移動体の金属製屋根などの導電性の部分に筒
体の端部を固定してもよい。
【0010】なお筒体がλ/4未満の軸線方向の長さを
有する構成では、切欠きは筒体の軸線方向の中央位置で
周方向に沿って形成される。このように一方の端板を省
略した構成では、導電性移動体の寸法形状が充分に大き
く、したがってその筒体に固定されている端板を小さく
しても、必要なキャパシタンスを得ることができる。
【0011】さらに本発明に従えば、筒体の軸線方向の
長さをλ/4以上とし、前記端板を省略することがで
き、このように、筒体の軸線方向の長さをλ/4以上に
定めることによって、切欠きは無限大の広さの導電性板
体に形成された構成と等価に考えることができ、このと
きには、切欠きは筒体の軸線方向の中央位置からずれて
形成されていても、特性の大きな劣化は防がれる。
【0012】
【実施例】図1は、本発明の一実施例の斜視図である。
このアンテナ5は、図2に示される自動車6の金属製の
屋根7上に固定され、たとえば50Ωの同軸ケーブルな
どの給電線12を経てトランク9内に導かれ、たとえば
自動車電話などの送信および受信のために用いられる。
【0013】図3は、図1に示されるアンテナ5の水平
断面図である。筒体10は直円筒状であり、導電性材
料、たとえば銅または鉄などの金属製であり、一直線状
の軸線を有し、その軸線方向の長さh1は、送信または
受信すべき電磁波の波長をλとするとき、λ/4未満に
選ばれる。自動車電話の周波数帯域は、たとえばアメリ
カでは820〜890MHzであり、h1は2cmに選
ばれる。この筒体10には、周方向に沿ってスロットで
ある切欠き11が上下の中央位置に形成される。このス
ロット11の周方向の長さL1は、λ/2に選ばれ、た
とえば15.5cmである。切欠き11の幅、すなわち
筒体10の軸線方向に沿う長さd1は、波長λに対して
充分小さい値であり、たとえば3mmであってもよい。
同軸ケーブル12の中心導体12aは、給電点13に接
続され、その中心導体12aを囲む外導体12bは、給
電点13の直下の給電点14に接続される。この給電線
12は、前述のようにたとえば50Ωの特性インピーダ
ンスを有する。給電点13,14は、切欠き11の端部
15から長さLAに定められ、たとえばLA=4cmに
定められてもよく、また日本における自動車電話周波数
帯域860〜940MHzの場合には、その給電点1
3,14の位置を変更することができ、この給電点1
3,14は、切欠き11の周方向の長さL1の中央位置
であってもよく、このときLA=L1/2である。給電
点13,14の位置、したがって前記長さLAを代える
ことによって、たとえば800MHz〜1GHz程度ま
で、アンテナ5を使用することができる。
【0014】筒体10の外径は、上述のアメリカの自動
車電話周波数帯域において、たとえば6cmに選ばれ、
したがってその筒体10の外周の長さは18.9cmで
あり、こうして切欠き11の長さL1は、筒体10の外
周の長さL2の4/5以上のたとえば15.5cmに選
ばれる(L1>4・L2/5)。これによって無指向性
とすることができる。
【0015】図4は、アンテナ5の等価回路図である。
参照符Rは直流抵抗成分を表し、参照符Lはアンテナ5
のインダクタンス成分を表す。電磁波の放射を無指向性
にするために、上述のように筒体10の径を小さくする
ことによって、アンテナ5の入力インピーダンスのイン
ダクタンス成分Lが増大し、したがって給電線12との
マッチングが取れなくなる結果になる。
【0016】この問題を解決するために本発明では、こ
の筒体10の軸線方向の両端部に、導電性材料、たとえ
ば銅または鉄などの金属材料から成る端板16,17を
それぞれ固定する。これらの端板16,17の外径は、
たとえば9cmである。
【0017】このような端板16,17を筒体10の軸
線方向の両端部にそれぞれ固定することによって、キャ
パシタンスCを得ることができ、これによって無指向性
とするために筒体10の径を小さくすることによって生
じたインダクタンス成分Lを打消すことが可能となる。
したがって本件アンテナ5と給電線12とのインピーダ
ンスマッチングが良好となり、利得を向上することがで
きる。
【0018】またこのような端板16,17を、λ/4
未満の低い筒体に取付けることによって、筒体10の軸
線方向の長さを、実質的に長くしたのと等価であるもの
と考えことができ、スロットアンテナとしての機能を達
成させることができる。
【0019】切欠き11は、筒体10の軸線方向の中央
位置において、周方向に形成される。
【0020】給電線12の外導体12bを、下部の端板
17に、参照符18で示されるように電気的に接続する
ことによって、端板17からの漏れ電流を防いで、利得
の向上を図ることができる。
【0021】このようなアンテナ5は、図5に示される
ように、電気絶縁性の材料、たとえば合成樹脂などから
成る取付部材19を介して自動車6の金属製屋根7に固
定される。この取付部材19の厚みd2は、アンテナ5
が屋根7の悪影響を受けないようにするために、たとえ
ば1cm以上に選ぶ。
【0022】筒体10の軸線を鉛直方向にし、垂直偏波
の無指向性アンテナを実現することができ、日本におけ
る自動車電話は垂直偏波であるので、本件実施例を、自
動車電話のためにそのまま好適に実施することができ
る。
【0023】本発明の他の実施例として、図6に示され
るように、筒体10の一端部には、端板16が固定され
ているけれども、その筒体10の他端部は、導電性であ
る金属製の屋根7に直接に固定される。屋根7は、前述
の図1〜図5に示される実施例における端板17よりも
充分に大きく、したがって端板16と屋根7とによっ
て、必要なキャパシタンスCが容易に得られ、したがっ
て、端板16が小形でよく、したがって全体の構成が小
形化されるという優れた効果が達成される。図6の実施
例において、その他の構成は、前述の実施例と同様であ
る。
【0024】本発明のさらに他の実施例は図7に示され
ている。この実施例では導電性材料、たとえば金属製で
ある直円筒状の筒体20に周方向に切欠き21が形成さ
れる。筒体20の軸線方向の長さh2は、用いられる電
磁波の波長をλとするとき、λ/4以上に定められ、ス
ロットアンテナとしての機能を達成させる。この筒体2
0の両端部には、前述の実施例における端板16,17
は設けられていない。その他の構成は、前述の実施例と
同様である。このような構成によってもまた、無指向性
のアンテナを実現することができる。
【0025】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、導電性筒
体の軸線方向の長さを、送信または受信すべき電磁波の
波長をλとするとき、λ/4未満として、ロー プロフ
ァイル形とし、その筒体の両端部に、筒体よりも大きい
径を有する導電性端板をそれぞれ固定することによっ
て、キャパシタンスを増大し、ケーブルとの整合が可能
となり、利得を向上することができるようになり、しか
も切欠きを、筒体の周長の4/5以上に大きく形成し
て、無指向性とすることができる。
【0026】さらに本発明によれば、筒体の一端部に
は、前述と同様な端板を固定し、他端部は、その筒体よ
りも大きい導電性の移動体、たとえば自動車の金属製屋
根に固定し、こうして構成の簡略化を図ることができる
とともに、しかも無指向性にするために筒体の径を小さ
くしたときのインダクタンスを比較的小さい端板で、必
要なキャパシタンスを得て、インダクタンス成分を打消
すことが可能になる。
【0027】さらに本発明に従えば、筒体の軸線方向の
長さをλ/4以上とし、これによって切欠きに対して筒
体が無限の広さを有する構成と等価と考えることはで
き、このような構成によってもまた、スロットアンテナ
の実現が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の斜視図である。
【図2】本発明の一実施例のアンテナ5を自動車6の屋
根7に取付けた状態を示す一部の斜視図である。
【図3】アンテナ5の水平断面図である。
【図4】アンテナ5の等価回路図である。
【図5】図1〜図4に示される実施例の一部の縦断面図
である。
【図6】本発明の他の実施例の断面図である。
【図7】本発明のさらに他の実施例の斜視図である。
【図8】従来から知られているスロットアンテナを示す
簡略化した平面図である。
【符号の説明】
5 アンテナ 6 自動車7の屋根 10 筒体 11 切欠き 12 給電線 13,14 給電点 12a 内導体 12b 外導体 16,17 端板 19 取付部材 20 筒体

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一直線状の軸線を有し、その軸線方向の
    長さは、送信または受信すべき電磁波の波長をλとする
    とき、λ/4未満である導電性材料から成る筒体を備
    え、 この筒体の周方向にλ/2の長さを有する切欠きが形成
    され、さらに、 筒体の両端部に、筒体よりも大きい径を有する導電性材
    料から成る端板をそれぞれ固定することを特徴とする移
    動体用アンテナ。
  2. 【請求項2】 一直線状の軸線を有し、その軸線方向の
    長さは、送信または受信すべき電磁波の波長をλとする
    とき、λ/4未満である導電性材料から成る筒体を備
    え、 この筒体の周方向にλ/2の長さを有する切欠きが形成
    され、さらに、 筒体の一端部に、筒体よりも大きい径を有する導電性材
    料から成る端板が固定され、 筒体の他端部は、その筒体よりも大きい導電性の移動体
    に固定されることを特徴とする移動体用アンテナ。
  3. 【請求項3】 一直線状の軸線を有し、その軸線方向の
    長さは、送信または受信すべき電磁波の波長λとすると
    き、λ/4以上である導電性材料から成る筒体を備え、 この筒体の周方向にλ/2の長さを有する切欠きが形成
    されることを特徴とする移動体用アンテナ。
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