JPH0593118U - アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】放射特性を損なうことなく、アンテナ装置全体
を小型軽量化する。 【構成】本案アンテナ装置は、３個または２個の単位ア
ンテナを３角形状またはＶ字型に配設してある。単位ア
ンテナは、主たる反射面の両側に、主たる反射面と斜交
する斜めの反射面を備えると共に、両斜めの反射面の各
側縁に、主たる反射面と直交するリッジ部分を備えた反
射器１_１，１_２を有し、この反射器１_１，１_２の前面に
ダイポ−ル素子２_１１，２_２１を設けてある。単位アン
テナにおける各反射器１_１，１_２の各一方の斜めの反射
面の各背面を面接触させ、外側に絶縁円筒体より成る保
護カバ−５を設けてある。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、例えば自動車無線又は携帯電話等の移動通信方式における基地局ア ンテナ、特に基地局を中心として複数の扇形の無線ゾ−ンを形成することが要求 されるアンテナに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

自動車無線又は携帯電話等の移動通信方式における基地局アンテナとしては、 互いに周波数が異なり、基地局から見て扇形をなす複数の無線ゾ−ンを形成する アンテナを用いることが、限られた周波数の利用効率上有利であるとされている 。 図９は、従来用いられているこの種アンテナを構成する単位アンテナを示す正 面図、図１０は側面図、図１１は、図１０のＡ−Ａ断面図で、各図において、１ １はリッジ付き反射器、１２₁ 及び１２₂ はダイポ−ル素子、１３は給電管、１ ４は給電端子である。 図１２は、図９ないし図１１に示した単位アンテナを３個組み合わせて構成し たアンテナ装置を示す横断面図で、１１₁ ないし１１₃ はリッジ付き反射器で、 各反射器における反射面の背面相互の角度差が６０°となるように配設してある 。１２₁₁ないし１２₃₁はダイポ−ル素子で、各放射中心方向が１２０°の角度差 を有するように各反射器の前面に取り付けてある。１３₁ ないし１３₃ は給電管 、１５は絶縁円筒体より成る保護カバ−で、上端部を絶縁物より成る蓋で密閉さ れ、下端部を適当な支持体によって例えばビルディング等の建造物の屋上等に固 定される。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

上記従来のアンテナ装置において、仮に絶縁円筒体より成る保護カバ−１５を 省いた場合には、比較的複雑な構造の単位アンテナが３個比較的複雑な組み合わ せ状態で露出される結果、風荷重が大となるため、建造物の屋上等に設置する場 合には、支持強度を十分大にする必要がある。 風荷重を軽減するために、一般には風力係数の小さい円筒体より成る保護カバ −１５を設けて各単位アンテナの外側を覆うようにしている。 然しながら、従来のアンテナ装置を構成する単位アンテナにおけるリッジ付き 反射器１１₁ ないし１１₃ は、反射面の両側縁を直角に折り曲げてリッジ部分を 形成しているため、反射器１１₁ ないし１１₃ の各反射面の背面によって形成さ れる正三角形の一辺の長さが比較的長くなり、正三角形の中心から各反射器にお けるリッジ部分の外端部までの長さ、すなわち、保護カバ−１５の半径が比較的 大となり、その結果、風荷重が比較的大となり、全体の重量も重くなるので、建 造物の屋上等に設置する場合には、矢張りアンテナ装置の支持強度を大にする必 要がある。 このように、従来のアンテナ装置においては、保護カバ−１５の直径が大で、 アンテナ装置の支持体も、その強度に応じて大型となるから全体の構成が大型と なって美観を損ねる結果となる。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本考案は、単位アンテナにおける反射器を、主たる反射面の両側に、主たる反 射面と斜交する斜めの反射面を設け、この斜めの反射面の両側縁に、主たる反射 面と直交するリッジ部分を設けて形成し、この単位アンテナを３個又は２個三角 形状又はＶ字型に配設してアンテナ装置を構成するに当って、隣接する単位アン テナにおける斜めの反射面の背面相互を面接触させることによって従来の欠点を 除こうとするものである。

【０００５】

【作用】

単位アンテナにおける反射器の主たる反射面の両側に設けた斜めの反射面と主 たる反射面との交角を適当に定めることにより、３個又は２個の単位アンテナを 三角形状又はＶ字型に配設する場合、隣接する単位アンテナの反射器における各 斜めの反射面の背面相互を面接触させることができる。 従来のアンテナ装置を構成する単位アンテナにおける反射器のように、斜めの 反射面を設けることなく、反射面の両側縁から直接直角方向にリッジ部分を突設 させた場合には、３個又は２個の単位アンテナを三角形状又はＶ字型に配設する 場合、隣接する単位アンテナは、反射器の反射面とリッジ部分との境界である角 部と角部とが線状に接触することとなる。 したがって、本案アンテナ装置における単位アンテナの反射器と、従来のアン テナ装置における単位アンテナの反射器の各開口部の幅及び長さを等しくして開 口面積を互いに等しく形成した場合には、本案アンテナ装置における各単位アン テナの配設位置は、従来のアンテナ装置における単位アンテナの配設位置に比し アンテナ装置の中心に近付くこととなり、それだけ全体が小型化されることとな る。

【０００６】

【実施例】

図１は、本案アンテナ装置を構成する単位アンテナの一例を示す正面図、図２ は側面図、図３は、図２のＡ−Ａ断面図で、各図において、１はリッジ付き反射 器で、従来のように反射面の両側縁を直角に折り曲げてリッジ部分を形成するこ となく、反射面の両側に反射面と斜交する斜めの反射面を設け、この斜めの反射 面の各側縁に中央の反射面（以下、主たる反射面と称する）と直交するリッジ部 分を設けてある。 ２₁ 及び２₂ はダイポ−ル素子、３は給電線で、例えば同軸給電線より成る。 ４は給電端子である。

【０００７】 図４は、図１ないし図３に示した単位アンテナを３個組み合わせて構成した本 案アンテナ装置の一例を示す横断面図（図３に対応する断面図）で、１₁ ないし １₃ はリッジ付き反射器、２₁₁ないし２₃₁は上部のダイポ−ル素子、３₁ ないし ３₃ は給電線、５は絶縁筒体より成る保護カバ−である。 上部のダイポ−ル素子２₁₁ないし２₃₁と各一対をなす下部のダイポ−ル素子、 給電線３₁ ないし３₃ の各内端部における給電端子及び各給電端子と送信機の出 力端子又は受信機の入力端子との接続線路等は、図４には現れていない。 図４には、各単位アンテナにおけるリッジ付き反射器１₁ ないし１₃ の各主た る反射面と斜めの反射面との交角を１５０°、斜めの反射面とリッジ部分との交 角を１２０°、主たる反射面とリッジ部分との交角を９０°に形成して、リッジ 付き反射器１₁ と１₂ の各一方の斜めの反射面の各背面全域が絶縁円筒体より成 る保護カバ−５の半径と一致する面において面接触し、反射器１₁ の他方の斜め の反射面と反射器１₃ の一方の斜めの反射面の各背面全域が保護カバ−５の半径 と一致する面において面接触し、反射器１₂ 及び１₃ の各他方の斜めの反射面の 各背面全域が保護カバ−５の半径と一致する面において面接触すると共に、上部 のダイポ−ル素子２₁₁ないし２₃₁と下部のダイポ−ル素子より成るダイポ−ルア ンテナの各放射中心方向が互いに１２０°の角度差となるように配設してある。

【０００８】 本案アンテナ装置においては、上記のように、各単位アンテナの反射器におけ る斜めの反射面のうち、互いに隣接する斜めの反射面の背面全域が面接触するよ うに形成してあるので、各反射器の主たる反射面の背面が形成する正三角形の各 辺の長さが短くなる。 すなわち、本案アンテナ装置における各単位アンテナの反射器の開口部の幅及 び長さと、図１２に示した従来のアンテナ装置における各単位アンテナの反射器 の開口部の幅及び長さとを等しくして両アンテナ装置における各単位アンテナの 反射器の開口面積を等しくした場合、図１２に示した反射器１１₁ ないし１１₃ の反射面の背面が形成する正三角形の一辺の長さに比し、本案アンテナ装置にお ける反射器１₁ ないし１₃ の主たる反射面の背面が形成する正三角形の一辺の長 さが短く、それだけ各単位アンテナが正三角形の中心部に後退したこととなるか ら、正三角形の中心から各反射器のリッジ部分の外端までの長さ、すなわち、各 反射器のリッジ部分の外端部に外接する保護カバ−５の直径が従来に比し小とな り、アンテナ装置全体の重量及び風荷重が軽減されることとなる。

【０００９】 図４には、３個の単位アンテナを正三角形状に配設してアンテナ装置を構成し た場合を例示したが、所要の無線ゾ−ンに応じて、２個の単位アンテナをＶ字型 に配設しても本考案を実施することができる。 図５は、２個の単位アンテナをＶ字型に配設して本考案を実施した一例を示す 横断面図で、各単位アンテナは図１ないし図３に示した単位アンテナと同様の構 成であるが、反射器１₁ 及び１₂ の主たる反射面相互の交角に応じて、主たる反 射面と斜めの反射面との交角及び斜めの反射面とリッジ部分との交角をそれぞれ 適当にして、隣接する斜めの反射面の各背面が面接触すると共に、主たる反射面 とリッジ部分との交角が直角となるように形成する。 すなわち、反射器１₁ の主たる反射面と反射器１₂ の主たる反射面との交角を 図４に示したように６０°に形成するか、図５に示すように０°より大で６０° 未満の範囲内における適宜の交角に、又は６０°より大で１８０°未満の範囲内 における適宜の交角に選び、この交角に応じて、各反射器における主たる反射面 と斜めの反射面との交角及び斜めの反射面とリッジ部分との交角をそれぞれ適当 に定めると共に、ダイポ−ル素子２₁₁及び２₂₁の放射中心方向の角度差を定める ことによって本考案を実施することができる。 図５における他の符号は、図４と同様である。

【００１０】 図４及び図５に示した実施例においては、リッジ付き反射器１₁ ないし１₃ を 何れも図１ないし図３に示したように導体板で形成したが、線又は条を適宜間隔 を隔ててすのこ状又はすだれ状に並べたもの或は格子状の導体を用いてもよく、 又、放射素子としてダイポ−ル素子を用いる代りにル−プアンテナ素子若しくは 所謂八木アンテナ素子等を用いてもよい。 図１ないし図３には、ダイポ−ル素子２₁ 及び２₂ の給電点を反射器１の中心 点に対応する個所に設け、ダイポ−ル素子２₁ 及び２₂ を反射器１の長手方向と 平行に設けた場合を例示したが、反射器１とダイポ−ル素子２₁ 及び２₂ の相対 的位置関係及び反射器１の開口面積は、所要の指向性及び利得等に応じて適宜変 更して本考案を実施することができ、このことは放射素子としてル−プアンテナ 素子又は所謂八木アンテナ素子等を用いる場合にも同様である。 又、図１ないし図３には、放射素子を１組のみ設けた場合を例示したが、電界 面又は磁界面における所要の指向性に応じて複数組の放射素子を縦方向又は横方 向或は縦及び横方向に配設してアレイアンテナを形成させても本考案を実施する ことができる。 又、放射素子及び給電線等を独立の部品によって形成する代りに、例えば共通 の誘電体基板にフォトエッチング法によるプリント配線手法によって形成しても よい。

【００１１】 図６は、本案アンテナ装置を構成する単位アンテナ（以下、本案単位アンテナ と略記する）と、従来のアンテナ装置を構成する単位アンテナ（以下、従来の単 位アンテナと略記する）の各磁界面における指向性の一例を示す図で、横軸は角 度（度）、縦軸は相対電力（ｄＢ）、実線は本案単位アンテナの指向性を示し、 破線は従来の単位アンテナの指向性を示す。 供試本案単位アンテナの各部の寸法は、次のとおりである。 図１ないし図３に示した単位アンテナにおける反射器１の主たる反射面の幅を ４８ｍｍ、主たる反射面と斜めの反射面との交角を１５０°、斜めの反射面とリ ッジ部分との交角を１２０°、両リッジ部分の間隔を１００ｍｍ、リッジ部分の 幅を２５ｍｍにそれぞれ形成すると共に、ダイポ−ル素子２₁ 及び２₂ の長手方 向を主たる反射面の長手方向の中心線に一致させ、主たる反射面から４５ｍｍ離 れた前方にダイポ−ル素子２₁ 及び２₂ を設けた。 供試従来の単位アンテナの各部の寸法は、次のとおりである。 図９ないし図１１に示した単位アンテナにおける反射器１１の反射面の幅を１ ００ｍｍに選んで本案単位アンテナにおける反射器の開口部の幅と等しく形成す ると共に、反射面と直角をなすリッジ部分の幅を３５ｍｍに形成した他は、供試 本案単位アンテナと同様の構成である。 図６から明らかなように、供試本案単位アンテナにおける反射器の反射面を主 たる反射面と、その両側に設けた斜めの反射面とによって形成したことによる影 響はほとんど認められない。

【００１２】 図７は、反射器の前面に２組のダイポ−ル素子を横方向に並べてアレイアンテ ナに形成した本案単位アンテナと、従来の単位アンテナの各磁界面における指向 性の一例を示す図で、横軸及び縦軸は図６と同様で、実線は本案単位アンテナの 指向性を示し、破線は従来の単位アンテナの指向性を示す。 供試本案単位アンテナの各部の寸法は、次のとおりである。 反射器１の主たる反射面の幅を７０．８ｍｍ、主たる反射面と斜めの反射面と の交角を１５０°、斜めの反射面とリッジ部分との交角を１２０°、両リッジ部 分の間隔を１４０ｍｍ、リッジ部分の幅を１０ｍｍにそれぞれ形成すると共に、 ２組のダイポ−ル素子の各長手方向を反射器の長手方向と平行に保ち、反射器に おける主たる反射面の長手方向の中心線を含み、主たる反射面に垂直な面から左 右に５０ｍｍずつを隔てると共に、主たる反射面の延長面から４０ｍｍ離れた前 方に各ダイポ−ル素子を設けた。したがって、２組のダイポ−ル素子相互の間隔 は１００ｍｍである。 供試従来の単位アンテナの各部の寸法は、次のとおりである。 反射器の反射面の幅を１４０ｍｍに選んで本案単位アンテナにおける反射器の 開口部の幅と等しく形成すると共に、反射面の両側縁から直角に突設したリッジ 部分の幅を３０ｍｍに形成した他は、供試本案単位アンテナと同様の構成である 。 図７から明らかなように、単位アンテナを、２組のダイポ−ル素子より成るア レイアンテナで形成した場合においても、供試本案単位アンテナにおける反射器 の反射面を主たる反射面と、その両側に設けた斜めの反射面とによって形成した ことによる影響は極めて少ない。

【００１３】 図８は、本案単位アンテナの反射器における斜めの反射面の幅と放射ビ−ム幅 及び指向性の前後比（Ｆ／Ｂ）との関係の一例を示す図で、横軸は反射器の反射 面に占める斜めの反射面の割合、すなわち、反射器の開口部の幅から主たる反射 面の幅を差し引いた長さと、開口部の幅との比（％）、縦軸は放射ビ−ム幅（度 ）又は指向性の前後比（Ｆ／Ｂ）、実線は放射ビ−ム幅の変化を示す曲線、破線 は指向性の前後比（Ｆ／Ｂ）の変化を示す曲線で、図から明らかなように、斜め の反射面の面積の大小によって、放射ビ−ム幅及び指向性の前後比（Ｆ／Ｂ）に 大きな変化を生ずることはない。

【００１４】

【考案の効果】 本案アンテナ装置は、これを構成する単位アンテナにおける反射器を、主たる 反射面、斜めの反射面及び主たる反射面と直交するリッジ部分で形成し、３個又 は２個の単位アンテナを三角形状又はＶ字型に配設して扇形の無線ゾ−ンを形成 する場合、隣接する単位アンテナにおける反射器相互が、斜めの反射面の背面に おいて接触することとなり、主たる反射面と斜めの反射面との交角を適当に選ぶ ことによって、斜めの反射面の背面全域を面接触とすることができ、単位アンテ ナの外側を絶縁円筒体より成る保護カバ−で覆った場合、従来に比し放射特性を 劣化させることなく保護カバ−の直径を従来に比し小とすることができる。 保護カバ−の直径を小とすることができるため、アンテナ装置全体の重量及び 風荷重を軽減することが可能となり、その設置に当って支持体への取り付けが比 較的容易となり、美観を損ねるおそれも少ないため、ビルディングの屋上等への 設置に好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本案アンテナ装置を構成する単位アンテナの一
例を示す正面図である。

【図２】本案アンテナ装置を構成する単位アンテナの一
例を示す側面図である。

【図３】本案アンテナ装置を構成する単位アンテナの一
例を示す断面図である。

【図４】本考案の一実施例を示す横断面図である。

【図５】本考案の他の実施例を示す横断面図である。

【図６】本案アンテナ装置を構成する単位アンテナと従
来のアンテナ装置を構成する単位アンテナの各磁界面に
おける放射特性の一例を示す図である。

【図７】本案アンテナ装置を構成する単位アンテナと従
来のアンテナ装置を構成する単位アンテナの各磁界面に
おける放射特性の一例を示す図である。

【図８】本案アンテナ装置を構成する単位アンテナの反
射器における斜めの反射面が反射面全域に占める割合
と、放射ビ−ム幅及び指向性の前後比との関係の一例を
示す図である。

【図９】従来のアンテナ装置を構成する単位アンテナを
示す正面図である。

【図１０】従来のアンテナ装置を構成する単位アンテナ
を示す側面図である。

【図１１】従来のアンテナ装置を構成する単位アンテナ
を示す断面図である。

【図１２】従来のアンテナ装置を示す横断面図である。

【符号の説明】

１ 反射器 ２₁ ダイポ−ル素子 ２₂ ダイポ−ル素子 ３ 給電線 ４ 給電端子 １₁ 反射器 １₂ 反射器 １₃ 反射器 ２₁₁ ダイポ−ル素子 ２₂₁ ダイポ−ル素子 ２₃₁ ダイポ−ル素子 ３₁ 給電線 ３₂ 給電線 ３₃ 給電線 ５ 保護カバ− １１ 反射器 １２₁ ダイポ−ル素子 １２₂ ダイポ−ル素子 １３ 給電管 １４ 給電端子 １１₁ 反射器 １１₂ 反射器 １１₃ 反射器 １２₁₁ ダイポ−ル素子 １２₂₁ ダイポ−ル素子 １２₃₁ ダイポ−ル素子 １３₁ 給電管 １３₂ 給電管 １３₃ 給電管 １５ 保護カバ−

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】主たる反射面、その両側に設けられ、前記
   主たる反射面と斜交する斜めの反射面、その両側縁に設
   けられ、前記主たる反射面と直交するリッジ部分より成
   る反射器と、前記反射器の前面に設けられた放射素子と
   を備えた単位アンテナを３個備え、各単位アンテナにお
   ける反射器の背面を三角形状に向き合わせると共に、各
   単位アンテナにおける反射器の斜めの反射面のうち、隣
   接する斜めの反射面の背面相互を面接触させたことを特
   徴とするアンテナ装置。
2. 【請求項２】各単位アンテナの外側に共通の絶縁筒体よ
   り成る保護カバ−を設けた請求項１に記載のアンテナ装
   置。
3. 【請求項３】主たる反射面、その両側に設けられ、前記
   主たる反射面と斜交する斜めの反射面、その両側縁に設
   けられ、前記主たる反射面と直交するリッジ部分より成
   る反射器と、前記反射器の前面に設けられた放射素子と
   を備えた単位アンテナを２個備え、各単位アンテナにお
   ける反射器の背面をＶ字型に向き合わせると共に、各単
   位アンテナにおける反射器の斜めの反射面のうち、隣接
   する斜めの反射面の背面相互を面接触させたことを特徴
   とするアンテナ装置。
4. 【請求項４】各単位アンテナの外側に共通の絶縁筒体よ
   り成る保護カバ−を設けた請求項３に記載のアンテナ装
   置。