JPH0641377Y2 - コーリニアアンテナ - Google Patents

コーリニアアンテナ

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JPH0641377Y2
JPH0641377Y2 JP5646689U JP5646689U JPH0641377Y2 JP H0641377 Y2 JPH0641377 Y2 JP H0641377Y2 JP 5646689 U JP5646689 U JP 5646689U JP 5646689 U JP5646689 U JP 5646689U JP H0641377 Y2 JPH0641377 Y2 JP H0641377Y2
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正彦 小沢
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Yagi Antenna Co Ltd
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Yagi Antenna Co Ltd
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Description

【考案の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本考案は、垂直偏波信号により移動局を対象とした無線
通信を行なう際に、その基地局用アンテナとして使用さ
れるコーリニアアンテナに関する。
[従来の技術] 従来、タクシ無線等、移動局との間で無線通信を行なう
基地局用アンテナとしては、主に垂直偏波水平面指向性
のアンテナが用いられる。ここで、比較的構造が簡単で
高利得が得られるアンテナとして、直列給電型の多段同
軸ダイポール型コーリニアアンテナが広く利用されてい
る。
第3図は直列給電同軸ダイポール型の従来の8段コーリ
ニアアンテナを示す断面構成図であり、このコーリニア
アンテナは、まず、中心導体11と、この中心導体11に同
軸にした外部導体12とを備えるもので、外部導体12の最
上段には長さ約4分の1波長のスリーブ状導体が接続さ
れてダイポール下側の素子14bとされ、また、中心導体1
1の上端が長さ約4分の1波長突出されてダイポール上
側の素子14aとされる。つまり、上下の素子14a,14bを合
わせてダイポールとした放射素子14Aになる。そして、
外部導体12には、所定間隔毎に周方向にスリット15が設
けられ、このスリット15を挟んだ両端に、長さがそれぞ
れ4分の1波長のスリーブ状導体が接続されて、ダイポ
ールとしての7組の放射素子14B〜14Hが設けられる。ま
た、外部導体12の下端には接続端子16が設けられ、放射
素子14A〜14Hは絶縁カバー17により被われる。そして、
上記絶縁カバー17により一体化された放射素子14A〜14H
及び外部導体12は、アンテナ支柱18により支持される。
ここで、上記スリット15間の間隔は、絶縁物13による波
長短縮率を考慮して電気的に1波長とされるので、各ス
ロット15部に設けられた放射素子14B〜14Hは同相の給電
を受けることになる。
しかしながら、上記従来のコーリニアアンテナでは、最
上段放射素子14Aの構造が他の放射素子14B〜14Hの構造
と異なるため、それぞれのインピーダンスも異なり、各
放射素子14A〜14Hから等振幅、同位相の給電が成されな
い問題がある。
[考案が解決しようとする課題] すなわち、上記構成の従来のコーリニアアンテナにおい
て、各放射素子14A〜14Hから同位相、等振幅で給電が成
されないと、垂直偏波垂直面指向性(E面)において、
サブローブが大きくなり、利得も低くなるという欠点が
ある。
第4図は上記従来の8段コーリニアアンテナにおける80
0MHz帯の垂直面(E面)指向特性を示すもので、同図か
ら明らかなように、従来のコーリニアアンテナでは大き
なサブローブが存在し、その最も大きいサブローブレベ
ルは−9dbにも達してしまう。
したがつて、従来のコーリニアアンテナでは、各段の放
射素子14A〜14Hから、それぞれ等振幅、同位相の放射が
得られないため、指向性合成の際、メインローブ方向以
外の信号が互いにキャンセルされず、大きなサブローブ
が生じてしまうという欠点があるのに伴い、利得の低下
を招く欠点がある。
また、上記従来のコーリニアアンテナでは、定在波比が
1.5以下になる周波数比帯域が1.5%程度しか得られない
欠点がある。
本考案は上記課題に鑑みなされたもので、垂直偏波垂直
面指向特性に大きなサブローブが生じることなく、利得
の低下を防ぎ、しかも広帯域特性が得られるようになる
コーリニアアンテナを提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段及び作用] すなわち本考案に係わるコーリニアアンテナは、垂直に
配置された同軸線路の外部導体に1波長間隔毎に周方向
に切欠き形成された複数のスロット部と、この複数のス
ロット部それぞれの上下両端にスリーブ状の開口面を上
向き及び下向きにして接続された長さ4分の1波長のス
リーブ状導体とを有し、上記個々のスロット部及び各対
応する上下一対のスリーブ状導体からなる同一構造のダ
イポール放射素子を同軸上に複数段配置してなり、上記
複数段のダイポール放射素子のうち最上段のダイポール
放射素子からアンテナ上端までの長さを4分の1波長の
整数倍として構成され、各ダイポール放射素子それぞれ
のスロット部に最大の放射電流が設定されるよう調整す
るスタブ回路と、上記複数段のダイポール放射素子のう
ち最下段のダイポール放射素子と給電端子との間の同軸
線路上にその中心導体の径を4分の1波長毎に異ならし
て構成され、該給電端子から見たインピーダンスを段階
的に変換して周波数特性を広帯域化する複数段の4分の
1波長インピーダンス変換回路とを備え、上記放射素子
を全て同一構造とすることでサブローブを小さくし利得
の上昇を図り、スタブ回路とインピーダンス変換回路と
により周波数の広帯域特性が得られるようになる。
[実施例] 以下図面を参照して本考案の一実施例を説明する。
第1図は8段式コーリニアアンテナの断面構成を示すも
ので、同図において、1は中心導体であり、この中心導
体1は同軸にした筒状の外部導体2により被われ垂直に
配置される。この外部導体2には、所定間隔毎に周方向
に切欠き形成したスロット5が設けられ、このスロット
5の上下両端には、長さ4分の1波長のスリーブ状導体
がそれぞれそのスリーブ状開口面を上向き及び下向きに
して接続され、ダイポールとしての8個の放射素子4A〜
4Hが多段構成される。
一方、外部導体2の下端には給電用の接続端子6が設け
られ、また、放射素子4A〜4Hが多段に構成された外部導
体2の周囲は、絶縁物カバー7により全体的に被われ
る。この絶縁物カバー7の下端には、放射素子4A〜4H全
体を支持するアンテナ支柱8が設けられる。
そして、上記多段構成された放射素子4A〜4Hのうち、最
上段放射素子4Aからアンテナ上端までの同軸線路におい
てスタブ回路9を構成する。また、最下段放射素子4Hと
接続端子6との間の同軸線路上には、2段の4分の1波
長インピーダンス変換回路10が設けられる。
ここで、上記中心導体1と外部導体2とは、絶縁物3を
介して所定の間隔に保持される。そして、外部導体2に
対し複数設けたスロット5間の間隔は、上記絶縁物3に
よる波長短縮率を考慮して電気的に1波長になるよう設
定される。
すなわち、上記構成によるコーリニアアンテナにおいて
は、多段構成した放射素子4A〜4Hのそれぞれが全て同一
構造であるので、各放射素子4A〜4Hからは、同相,等振
幅で電波が放射されることになる。このため、合成指向
性におけるサブローブは互いにキャンセルされ、サブロ
ーブの小さい指向特性が得られることになる。
第2図は上記第1図で示した8段コーリニアアンテナに
おける800MHz帯の垂直面(E面)指向特性を示すもの
で、同図から明らかなように、本実施例のコーリニアア
ンテナでは、サブローブがメインローブに対し−13db程
度小さくなるので、その分メインローブの利得が上昇す
ることになる。
一方、スタブ回路9には、例えばショートスタブ回路が
使用され、最上段放射素子4Aのスロット5からアンテナ
上端のショート端までの長さを約2分の1波長に設定
し、該ショート端における同軸線路の中心導体1と外部
導体2とをショートさせることで、該ショート端におけ
る電流を最大に設定するもので、これにより、上記ショ
ート端から2分の1波長の整数倍の間隔で存在する各ス
ロット5部のそれぞれ、つまり各放射素子4A〜4Hの給電
点に、放射電流の最大値が設定されるよう調整する。
ここで、上記スタブ回路9は、ショートスタブ回路の
他、オープンスタブ回路等でもよく、但し、最上段放射
素子4Aのスロット5からアンテナ上端のオープン端まで
の長さは約4分の1波長に設定される。
また、上記4分の1波長インピーダンス変換回路10は、
最下段放射素子4Hと給電端子6との間の同軸線路におい
て、その中心導体1の径を該給電端子6側から放射素子
4Hの側へ4分の1波長ずつ2段階に太くして構成される
もので、これにより、給電端子6から見たインピーダン
スは段階的に整合され、定在波比は1.5以下に調整され
る。
上記2段の4分の1波長インピーダンス変換回路10によ
り周波数特性が効果的に広帯域化される根拠は以下の通
りである。
すなわち、4分の1波長の線路において、負荷インピー
ダンスZL,入力インピーダンスZINとすると、その線路
の特性インピーダンスZ0は、一般に下式(1)で表現さ
れる。
よって、負荷インピーダンスZLに対し特性インピーダン
スZ0の線路を長さ4分の1波長で接続すれば、所望の入
力インピーダンスZINに変換することができる。
そして、まず、4分1波長の範囲でのみ中心導体1の径
を太くした1段のインピーダンス変換回路を構成した場
合に、負荷インピーダンスZL,入力インピーダンス
ZIN,給電インピーダンスZ1とすると、Z1からZINを見た
ときのfc(中心周波数)+Δf(周波数偏差)における
反射係数Γは、一般に下式(2)で表現される。
ここで、簡略化のためZLを実抵抗とし、インピーダンス
変換比(Z1/ZL)=3,比帯域2.6%(±1.3%)における
反射係数Γを求めると、 となる。
一方、4分の1波長毎に中心導体1の径を2段階に太く
した2段のインピーダンス変換回路を構成した場合に、
負荷インピーダンスZL,入力インピーダンスZIN,給電
インピーダンスZ1とすると、Z1からZINを見たときのfc
(中心周波数)+Δf(周波数偏差)における反射係数
Γは、一般に下式(3)で表現される。
ここで、前記1段のインピーダンス変換回路の場合と同
様の条件で、簡略化のためZLを実抵抗とし、インピーダ
ンス変換比(Z1/ZL)=3,比帯域2.6%(±1.3%)にお
ける反射係数Γを求めると、 となる。
つまり、同じ比帯域において2段のインピーダンス変換
回路であれば、その反射係数Γを小さくできるので、該
反射係数Γを同じにした場合には、周波数特性を広帯域
化することができる。
よって、2段の4分1波長インピーダンス変換回路10を
構成することで、定在波比1.5以下で比帯域が従来の2
倍の広帯域特性を得ることができる。
ここで、上記周波数比帯域特性は、コーリニアアンテナ
の段数に応じて変化するもので、放射素子段数が少なけ
れば該比帯域特性は大きく、放射素子段数が多ければ該
比帯域特性は小さくなる。
したがって、上記構成のコーリニアアンテナによれば、
多段構成にした放射素子4A〜4Hの全てを同一構造とし、
等振幅給電とすることにより、サブローブの小さい指向
特性が得られ、利得上昇が図れるようになる。更に、4
分の1波長インピーダンス変換回路10を設けたことで、
直列給電方式でありながら広いインピーダンスの周波数
比帯域特性を得ることができる。
尚、上記実施例では、放射素子を8段にしたコーリニア
アンテナを800MHz帯で使用する場合について述べたが、
使用周波数帯域及び放射素子段数が異なっても上記と同
様の効果が得られるのは勿論である。
[考案の効果] 以上のように本考案によれば、垂直に配置された同軸線
路の外部導体に1波長間隔毎に周方向に切欠き形成され
た複数のスロット部と、この複数のスロット部それぞれ
の上下両端にスリーブ状の開口面を上向き及び下向きに
して接続された長さ4分の1波長のスリーブ状導体とを
有し、上記個々のスロット部及び各対応する上下一対の
スリーブ状導体からなる同一構造のダイポール放射素子
を同軸上に複数段配置してなり、上記複数段のダイポー
ル放射素子のうち最上段のダイポール放射素子からアン
テナ上端までの長さを4分の1波長の整数倍として構成
され、各ダイポール放射素子それぞれのスロット部に最
大の放射電流が設定されるよう調整するスタブ回路と、
上記複数段のダイポール放射素子のうち最下段のダイポ
ール放射素子と給電端子との間の同軸線路上にその中心
導体の径を4分の1波長毎に異ならして構成され、該給
電端子から見たインピーダンスを段階的に変換して周波
数特性を広帯域化する複数段の4分の1波長インピーダ
ンス変換回路とを備えて構成したので、垂直偏波垂直面
指向特性に大きなサブローブが生じることなく、利得の
低下を防ぎ、しかも広帯域特性が得られるようになるコ
ーリニアアンテナを提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の一実施例に係わるコーリニアアンテナ
を示す断面構成図、第2図は上記コーリニアアンテナの
800MHzにおける垂直面指向特性を示す図、第3図は従来
のコーリニアアンテナを示す断面構成図、第4図は上記
従来のコーリニアアンテナの800MHzにおける垂直面指向
特性を示す図である。 1…中心導体、2…外部導体、3…絶縁物、4A〜4H…放
射素子、5…スロット、6…接続端子、7…カバー、8
…アンテナ支柱、9…スタブ回路、10…インピーダンス
変換回路。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】垂直に配置された同軸線路の外部導体に1
    波長間隔毎に周方向に切欠き形成された複数のスロット
    部と、 この複数のスロット部それぞれの上下両端にスリーブ状
    の開口面を上向き及び下向きにして接続された長さ4分
    の1波長のスリーブ状導体とを有し、 上記個々のスロット部及び各対応する上下一対のスリー
    ブ状導体からなる同一構造のダイポール放射素子を同軸
    上に複数段配置してなり、 上記複数段のダイポール放射素子のうち最上段のダイポ
    ール放射素子からアンテナ上端までの長さを4分の1波
    長の整数倍として構成され、各ダイポール放射素子それ
    ぞれのスロット部に最大の放射電流が設定されるよう調
    整するスタブ回路と、 上記複数段のダイポール放射素子のうち最下段のダイポ
    ール放射素子と給電端子との間の同軸線路上にその中心
    導体の径を4分の1波長毎に異ならして構成され、該給
    電端子から見たインピーダンスを段階的に変換して周波
    数特性を広帯域化する複数段の4分の1波長インピーダ
    ンス変換回路と、 を具備したことを特徴とするコーリニアアンテナ。
JP5646689U 1989-05-18 1989-05-18 コーリニアアンテナ Expired - Fee Related JPH0641377Y2 (ja)

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JPH02147916U JPH02147916U (ja) 1990-12-17
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010268289A (ja) * 2009-05-15 2010-11-25 Nippon Antenna Co Ltd コーリニアアンテナ

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JP2010268289A (ja) * 2009-05-15 2010-11-25 Nippon Antenna Co Ltd コーリニアアンテナ

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