JPH0597117U - アレイアンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動車電話用基地局などのセクタ通信システ
ムの基地局用に、体積の小さいアンテナを供給すること
を目的とする。 【構成】 円柱または多面体柱の側面に、スロットで構
成されるアレイアンテナを２〜３組実現する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はアレイアンテナに関し、より具体的には、自動車電話などの移動体無 線システムの基地局用のアレイアンテナに関する。

【０００２】

【従来の技術】

スロットのような電気的開口を用いて構成される柱状のアレイアンテナは、例 えば電子情報通信学会技術報告ＡＰ８３−５６などに開示されている。その一例 を図１２に示す。垂直に立てられた正三角柱の構造体１１の各側面には、柱の長 さ方向にそってスロット（開口）１２，１２，…が設けられ、スロットアレイ１ ３を構成している。各面のスロットアレイ１３には電力分配器１４で分配された 電力が供給されている。反射板１５は、各面の正面方向から左右６０°方向での 電界強度が、正面方向の電界強度より−６ｄＢだけ小さくなるように調整されて いる。このような状態では、三面のアレイアンテナからの放射は、水平面内では ほぼ無指向性の指向性を示す。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

この構成は水平面内での指向性が無指向性になるように設計されている。一方 、実際の自動車電話システムで用いられるセクタ方式では、１本の基地局アンテ ナで、２乃至６方向に、それぞれ異なる周波数帯域を使用して送受信を行う。例 えば図１３に示す３方向のシステムでは、基地局アンテナ１６を中心に水平面内 を１２０°づつのセクタに分割する。各セクタ内に存在する移動体（自動車）１ ７と基地局との間の通信には、セクタ毎に異なる周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３が使用 される。各セクタをサービスするアンテナは図１４に示すように、セクタ中心方 向と端方向での電界強度差を−３ｄＢ以内とする必要がある。自動車電話システ ムでは垂直偏波が用いられるが、一般に垂直偏波を放射するスロットは水平面内 の指向特性が狭く、電界が−３ｄＢとなる方向は正面から±３９°である。この ため、上記の例では反射板を用いて各スロットの水平面内指向特性を広くしてい る。しかし、この構造では前記のセクタ方式の仕様を満足できない上、反射板を 使用するために構造が複雑であるとともに、風の影響を受けやすい。

【０００４】 そこで本考案は、反射板を用いずに、しかもスロットの水平面内指向特性を広 くすることによって、上記システムに適用を可能とするアレイアンテナを提示す ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案に係るアレイアンテナは、柱状構造体の長さ方向に電気的開口（スロッ ト）を配列し、構造体長さ方向の偏波の電波を送受するアレイアンテナであり、 特徴的には、横断面の形状が三角形、六角形、四角形もしくは円形の柱状構造体 の表面に沿って長さ方向にスロット（電気的開口）が多数配列されている。

【０００６】

【作用】

スロットを平面上ではなく曲面上に設ける事により、平面上に設けた場合と比 べて、スロットの水平面内放射指向特性が広くなり、セクタ端方向の電界強度を 大きくする事が可能となる。従って、所望のセクタへのサービスが可能で、かつ 形状の非常に単純な基地局用アレイアンテナが実現される。

【０００７】

【実施例】

以下、図面を参照して本考案の実施例を説明する。なお、説明の都合上送信用 として説明するが、相反定理により、受信用では単に逆に作用するに過ぎないこ とは明らかである。

【０００８】 図１は本考案の一実施例の斜視図、図２は図１の水平面に平行な断面Ｓからみ た断面図である。１８はアンテナの構造体である正三角柱であり、導体板で構成 されている。１９Ａ，１９Ａ，…，１９Ｂ，１９Ｂ，…，１９Ｃ，１９Ｃ，…は 垂直偏波を放射するスロットであり、導体板に開けられた方形の開口である。ス ロット１９Ａ，１９Ａ，…はスロットアレイ２０Ａを、スロット１９Ｂ，１９Ｂ ，…はスロットアレイ２０Ｂを、スロット１９Ｃ，１９Ｃ，…はスロットアレイ ２０Ｃを、それぞれ構成している。スロットアレイ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃは図 示しない給電線により給電され、それぞれ周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３で動作するよ うに設計されている。このときの各アレイ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃに要求される 水平面内指向特性を、対応するアンテナ断面形状とともに図３に示す。図３の仕 様では、水平面内を３つのセクタに分割している。本実施例ではスロット１９は 、隣合う２側面にまたがるように配置されているので、平面上に配置されている 場合に比べ水平面内の指向特性が広がる。図３の仕様を満足するように、断面正 三角形の一辺の長さａを調整する。

【０００９】 図４は本考案の他の実施例の断面図である。本実施例では断面が六角形であり 、スロット１９が隣合う２側面にまたがるように配置されている。本実施例でも 、図３の例と同じく３セクタ方式に対応している。図５には水平面内指向特性を 対応するセクタと共に示す。この場合にもスロット１９の水平面内指向特性が平 面に設置されている場合に比べて広がっている。また、同じ六角形の断面でも、 図６に示すように、スロット１９が隣合う３側面にまたがるように配置されてい てもよい。この場合は、図７のような水平面内指向特性を有する。指向特性の調 整は図４の例では断面六角形の角度α及びβ並びに辺の長さｂ、図６の例では辺 の長さｃ，ｄにより行う。

【００１０】 以上の実施例では水平面内を３つのセクタに分割したシステムを仮想している が、水平面内を２つのセクタに分割したシステムも考えられる。図８の実施例で は、断面が長方形であり、スロット１９は隣合う３側面にまたがるように配置さ れている。このときの水平面内指向特性は図９のようになる。指向特性の調整は 断面長方形の辺の長さｌ，ｍにより行う。

【００１１】 さらに、図１０や図１１のように断面を円形（もしくはそれと電気的に等価な 非常に角の多い正多角形）とすると、２セクタ分割にも３セクタ分割にも使用で きる。指向性の調整は断面円の半径ｒを調整することによって行う。

【００１２】

【考案の効果】

以上の説明により容易に理解できるように、本考案によれば、構造が単純であ り、なおかつ１本のアンテナにより、水平面内を２または３に分割したセクタに サービスを行う基地局用アレイアンテナを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案の一実施例の斜視図である。

【図２】 図１の断面Ｓからみた断面図である。

【図３】 図１の実施例の水平面内指向特性を表すグラ
フである。

【図４】 別の実施例の断面図である。

【図５】 図４の実施例の水平面内指向特性を表すグラ
フである。

【図６】 別の実施例の断面図である。

【図７】 図６の実施例の水平面内指向特性を表すグラ
フである。

【図８】 別の実施例の断面図である。

【図９】 図８の実施例の水平面内指向特性を表すグラ
フである。

【図１０】 別の実施例の断面図である。

【図１１】 別の実施例の断面図である。

【図１２】 従来の実施例である無指向性のスロットア
レイアンテナの斜視図である。

【図１３】 自動車電話のセクタシステムの説明図であ
る。

【図１４】 ３セクタシステムに要求されるアンテナの
水平面内指向特性のグラフである。

【符号の説明】

１１…構造体 １２…スロット １３…スロットアレイ １４…電力分配器 １５…反射板 １６…基地局アンテナ １７…移動体（自動車） １８…構造体 １９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ…スロット ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ…スロットアレイ ａ…正三角形の一辺の長さ ｂ，ｃ，ｄ…六角形の辺の長さ α，β…六角形の頂角 ｌ，ｍ…長方形の辺の長さ ｒ…円の半径

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 後藤 尚久 神奈川県川崎市宮前区土橋６−15−１−Ａ 514 (72)考案者 広川 二郎 東京都世田谷区大原１−49−９

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 柱状の構造体の側面に、その長さ方向に
   沿って設けた多数の電気的開口により構成されるアレイ
   アンテナであって、各開口はその放射または受信する電
   波の偏波が当該構造体の長さ方向を向くように配置して
   いるものであって、当該柱状構造体の横断面形状が三角
   形であり、各開口が隣接する２側面にまたがって設けら
   れることを特徴とするアレイアンテナ。
2. 【請求項２】 柱状の構造体の側面に、その長さ方向に
   沿って設けた多数の電気的開口により構成されるアレイ
   アンテナであって、各開口はその放射または受信する電
   波の偏波が当該構造体の長さ方向を向くように配置して
   いるものであって、当該柱状構造体の横断面形状が六角
   形であり、各開口が隣接する２以上の側面にまたがって
   設けられることを特徴とするアレイアンテナ。
3. 【請求項３】 柱状の構造体の側面に、その長さ方向に
   沿って設けた多数の電気的開口により構成されるアレイ
   アンテナであって、各開口はその放射または受信する電
   波の偏波が当該構造体の長さ方向を向くように配置して
   いるものであって、当該柱状構造体の横断面形状が四角
   形であり、各開口が隣接する２以上の側面にまたがって
   設けられることを特徴とするアレイアンテナ。
4. 【請求項４】 柱状の構造体の側面に、その長さ方向に
   沿って設けた多数の電気的開口により構成されるアレイ
   アンテナであって、各開口はその放射または受信する電
   波の偏波が当該構造体の長さ方向を向くように配置して
   いるものであって、当該柱状構造体の横断面形状が円形
   であることを特徴とするアレイアンテナ。