JPH07106840A - 二波共用スリーブアンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】小型で、良好なVSWR特性を有する二波共用スリ
ーブアンテナを提供。 【構成】直線状に配した給電用同軸ケーブル10に対し第
１スリーブ21〜第３スリーブ23からなるアンテナ素子20
を同心的に嵌込み電気的な接続を図った。第１スリーブ
21は基端側大径部の基端に開放端21a を有し先端側小径
部の先端に前記ケーブル外部導体11に接続される閉塞端
21b を有する。第２スリーブ22は第１スリーブ21より短
く、筒体の基端に開放端22a を有し筒体の先端に第１ス
リーブ21の小径部外周に接続される閉塞端22b を有す
る。第３スリーブ23は筒体先端に開放端23a を有し筒体
基端に第１スリーブ21，第２スリーブ22の各閉塞端に対
して第１，第２のギャップG1,G2 を隔てて対向する如く
配置され且つ前記ケーブル10の中心導体11に接続される
閉塞端23b を有する。第１スリーブ21の大径部内径d21
と第２，第３スリーブの内径d22,d23 とは同一径に設定
される事が好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、周波数が０．９ＧＨz
帯，１．５ＧＨz 帯の二波に共用可能で、車載用として
好適な二波共用スリーブアンテナに関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、自動車用電話あるいは携帯用電話
等の移動通信システムの急激な普及に伴い、無線通信周
波帯が不足を来している。このため新たに１．５ＧＨz
帯の無線通信周波帯の使用が検討されており、その１．
５ＧＨz 帯の割り当て等、実用化が進められている。

【０００３】図４の（ａ）および（ｂ）は、従来のこの
種の二波共用アンテナの異なる二例を示す図である。図
４の（ａ）に示すものは、０．９ＧＨz 帯用のスリーブ
アンテナ素子１の近傍に、一対の１．５ＧＨz 帯用のパ
ラスチック素子（parasiticelement)２，３を配置した
スリーブアンテナである。図４の（ｂ）に示すものは複
数本の径の異なるスリーブ素子４を同軸的に多重化し、
無線通信周波帯ｆ1 〜ｆ3 に適合する如く構成された多
重スリーブアンテナである。５はアンテナ給電点であ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図４の（ａ）および
（ｂ）に示した各アンテナを車載用アンテナとして使用
する場合には、所定の無線通信周波帯に適合させるため
に、アンテナの「Ｑ」を下げる必要がある。このため一
般にはスリーブ素子の直径を、ある程度大きく設定して
いる。

【０００５】図４の（ａ）に示したアンテナは、この様
な径の大きなスリーブ素子１の近傍に、パラスチック素
子２，３を付設したものであるため、その横幅寸法がか
なり大きなものとなる。したがって、その横幅寸法の増
大分だけアンテナ全体が大形化してしまい、小型軽量化
を要請されている車載用アンテナとしては好ましくない
ものとなる。なお放射指向性においても水平面内でのオ
ムニー特性に幾分問題がある。

【０００６】図４の（ｂ）に示した多重スリーブアンテ
ナは、１．５ＧＨz 帯のように非常に高い周波数帯に対
しては、給電点５のリアクタンス成分が悪影響を及ぼ
し、良好なＶＳＷＲ特性を得ることができないという不
具合がある。本発明の目的は、小型でしかも良好なＶＳ
ＷＲ特性を有する二波共用スリーブアンテナを提供する
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために、本発明は次の如く構成されている。す
なわち直線状に配置され先端部位が中心導体のみとされ
た給電用同軸ケーブルと、この給電用同軸ケーブルに対
し同心的に嵌め込まれかつ電気的な接続がはかられたス
リーブアンテナ素子とを具備し、前記スリーブアンテナ
素子は、先端側に小径部が形成され基端側に漸次大径化
された大径部が形成された円筒状の導電性筒体からな
り、前記給電用同軸ケーブルの外部導体の外周に所定間
隙を隔てて同軸的に嵌め込まれ、上記大径部の基端に開
放端を有し、上記小径部の先端に前記給電用同軸ケーブ
ルの外部導体に接続される閉塞端を有する第１スリーブ
と、この第１スリーブより短尺な円筒状の導電性筒体か
らなり、上記第１スリーブの小径部の外周に所定間隙を
隔てて同軸的に嵌め込まれ、上記筒体の基端に開放端を
有し、上記筒体の先端に前記第１スリーブの小径部の外
周に接続される閉塞端を有する第２スリーブと、円筒状
の導電性筒体からなり、前記給電用同軸ケーブルの中心
導体の外周に所定間隙を隔てて同軸的に嵌め込まれ、上
記筒体の先端に開放端を有し、上記筒体の基端に上記第
１スリーブの閉塞端に対しては第１のギャップを隔てて
対向し、前記第２スリーブの閉塞端に対しては、上記第
１のギャップより大きな第２のギャップを隔てて対向す
る如く配置され、かつ上記給電用同軸ケーブルの中心導
体に接続される閉塞端を有する第３スリーブと、で形成
されている。なお第１スリーブの大径部の内径と、第２
スリーブの内径と、第３スリーブの内径とが同一径に設
定されていることが好ましい。

【０００８】

【作用】上記手段を講じた結果、次のような作用が生じ
る。すなわち直線状に配置され先端部位が中心導体のみ
とされた給電用同軸ケーブルに対し、第１スリーブ〜第
３スリーブからなるスリーブアンテナ素子が同心的に嵌
め込まれ、かつ電気的な接続がはかられるため、アンテ
ナが大型化するおそれはなく、コンパクトに形成可能と
なる。第１スリーブの大径部の内径と、第２スリーブの
内径と、第３スリーブの内径とが同一径に設定されてい
る場合には、保護用外筒として一様な外径を有するもの
を使用可能であるので、一層コンパクトに形成可能とな
る。そして１．５ＧＨz 帯のように非常に高い周波数帯
に対しても、給電点のリアクタンス成分が悪影響を及ぼ
すことがない為、良好なＶＳＷＲ特性を得ることができ
る。

【０００９】

【実施例】図１の（ａ）（ｂ）は、本発明の一実施例に
係る二波共用スリーブアンテナの構成を示す図であり、
（ａ）は斜視図、（ｂ）は略式断面図である。図１の
（ａ）（ｂ）において、１０は給電用同軸ケーブル、２
０はスリーブアンテナ素子、３０は絶縁物からなる保護
用外筒を示している。

【００１０】給電用同軸ケーブル１０は、中心導体１１
と外部導体１２とからなり、全体が図示の如く直線状に
延びた態様を成している。この給電用同軸ケーブル１０
の中程より上方部位は、外部導体１２が除去され、中心
導体１１のみとなっている。

【００１１】スリーブアンテナ素子２０は円筒状の導電
性筒体からなる第１スリーブ２１，第２スリーブ２２，
第３スリーブ２３からなっており、これらは前記給電用
同軸ケーブル１０に対し、同心的に嵌め込まれたものと
なっている。

【００１２】第１スリーブ２１は先端側に小径部が形成
され、基端側に漸次大径化された大径部が形成された円
筒状の導電性筒体からなっており、給電用同軸ケーブル
１０の外部導体１１の外周に所定間隙を隔てて同軸的に
嵌め込まれている。第１スリーブ２１は大径部の基端
（図中下端）に開放端２１ａを有し、小径部の先端（図
中上端）に給電用同軸ケーブル１０の外部導体１２に接
続される閉塞端２１ｂを有している。上記開放端２１ａ
は、図示の如くスカート状に拡開した態様を呈してい
る。第１スリーブ２１の閉塞端２１ｂは、給電用同軸ケ
ーブル１０の外部導体１２の頂部と電気的に接続されて
いる。

【００１３】第２スリーブ２２は第１スリーブ２１より
短尺な円筒状の導電性筒体からなっており、第１スリー
ブ２１の小径部の外周に所定間隙を隔てて同軸的に嵌め
込まれている。上記筒体の基端（図中下端）に開放端２
２ａを有し、上記筒体の先端（図中上端）に閉塞端２２
ｂを有している。閉塞端２２ｂは、第１スリーブ２１の
閉塞端２１ｂより図中下方へ段差Ｓだけずれた位置にお
いて、第１スリーブ２１の外周に嵌合しており、その位
置で第１スリーブ２１の外周と電気的に接続されてい
る。

【００１４】第３スリーブ２３は円筒状の導電性筒体か
らなり、給電用同軸ケーブル１０の中心導体１１の外周
に所定間隙を隔てて同軸的に嵌め込まれている。そして
第１スリーブ２１および第２スリーブ２２とは反対に、
上記筒体の先端（図中上端）に開放端２３ａを有し、上
記筒体の基端（図中下端）に閉塞端２３ｂを有してい
る。上記閉塞端２３ｂは、前記第１スリーブ２１の閉塞
端２１ｂに対しては、第１のギャップＧ１を隔てて対向
配置されており、前記第２スリーブ２２の閉塞端２２ｂ
に対しては、上記第１のギャップＧ１より大きな第２の
ギャップＧ2 を隔てて対向する如く配置されている。そ
して閉塞端２３ａは、前記給電用同軸ケーブル１０の中
心導体１１と電気的に接続されている。

【００１５】第１スリーブ２１の閉塞端２１ｂと第３ス
リーブ２３の閉塞端２３ｂとの間に存在している中心導
体１１の外周には、例えば「ポリテトラフルオロエチレ
ン」（商品名テフロン：デュポン社）等の比較的誘電率
の低い材料からなる被覆２４が施されている。この被覆
２４はその部分の中心導体１１を保護するためと、ギャ
ップＧ１を安定に保持するためのものである。かくして
この部分に給電点２５が形成されている。

【００１６】給電点２５を形成しているギャップＧ1
は、第１の周波数帯ｆ1 に対し、帯域特性が最良となる
状態に設定される。また第２スリーブ２２の上端の閉塞
端２２ｂと第３スリーブ２３の下端の閉塞端２３ｂとの
間のギャップＧ2 は、第２の周波数帯ｆ2 に対し帯域特
性が最良となる状態に設定される。かくして第１スリー
ブ２１の上端の閉塞端２１ｂと第２スリーブ２２の上端
の閉塞端２２ｂとの間には段差Ｓが生じるものとなる。

【００１７】第１スリーブ２１，第２スリーブ２２，第
３スリーブ２３の外周には、強化プラスチック等で形成
された筒保護用外筒３０が被嵌されている。かくして、
第１スリーブ２１の下端の開放端２１ａから中心導体１
１の上端部１１ａに至る部分に、第１の周波数帯ｆ1
（＝０，９ＧＨz 帯）の電波の波長をλa としたとき、
電気長がλa ／２のスリーブアンテナが形成される。ま
た第２スリーブ２２の下端の開放端２２ａから第３スリ
ーブ２３の上端の開放端２３ａに至る部分に、第２の周
波数帯ｆ2 （＝１，５ＧＨz 帯）の電波の波長をλb と
したとき、電気長がλb ／２のスリーブアンテナが形成
される。

【００１８】図１の（ｂ）に示すように、中心導体１１
の外径ｄ11と第３スリーブ２３の内径ｄ23とは、開放端
２３ａのインピーダンスを高くする為に、ｄ11／ｄ23の
比を大きく設定してある。本実施例では、ｄ11を約１ｍ
ｍ、ｄ23を約１２ｍｍに設定している。外部導体１２の
外径ｄ12と第１スリーブ２１の大径部内径ｄ21とについ
ても、上記と同様の理由により、ｄ12／ｄ21の比を大き
く設定してある。すなわち上記目的達成のために、第１
スリーブ２１の開放端２１ａはスカート状に拡げられ、
ｄ21がｄ23と略同一径となるように工夫されている。同
様に、第１スリーブ２１の小径部外径ｄ24と第２スリー
ブ２２の内径ｄ22との関係もｄ24／ｄ22の比を可能な範
囲で大きく設定してある。この場合、ｄ23＝ｄ22の条件
を保ちながら、ｄ24を特性上問題がない範囲で小さく
し、ｄ24／ｄ22の比を可能な範囲で大きくするように設
定してある。本実施例では、ｄ24を約７〜８ｍｍ、ｄ22
を約１２ｍｍ（ｄ23と同じ）としている。

【００１９】かくして本実施例ではｄ21＝ｄ22＝ｄ23と
なし、略同一の外径を有する第１スリーブ２１，第２ス
リーブ２２，第３スリーブ２３の外周を囲むように、前
記保護用外筒３０が被せてある。

【００２０】このように本実施例のアンテナは、同軸ケ
ーブル１０の外径ｄ12を基準とし、かつ車載用として使
用する場合の外観上あるいは電気的特性上、許容される
保護用外筒３０の外径に基づいて、最も有効な各部寸法
ｄ21，ｄ22，ｄ23，ｄ24が割り出されており、これに伴
いギャップＧ1 ，Ｇ2 やその他の寸法が設定されてい
る。

【００２１】インピーダンス整合等は、必要に応じて給
電用同軸ケーブル１０の中心導体１１と外部導体１２と
の関係により、既存の手段を用いて行なう事ができる。
また不平衡電流を阻止するためのシュペルトップまたは
チョーク等の併用、さらにダイバーシティアンテナにす
るための手段等についても、既存技術および類似の手段
を用いて構成することが可能である。

【００２２】図２は本実施例におけるＶＳＷＲ特性曲線
図である。図２に示すように８１０〜９６０ＭＨz の第
１の周波数帯域ｆ1 でＶＳＷＲは１．８以下を示してお
り、１４２９〜１５２５ＭＨｚの第２の周波数帯域ｆ2
でＶＳＷＲは１．７以下を示しており、良好な特性を示
している。

【００２３】図３の（ａ）（ｂ）は本実施例における自
由空間における垂直面内放射パターンの実測例を示す図
で、（ａ）は使用周波数が９００ＭＨz の場合の垂直面
内放射パターン図、（ｂ）は使用周波数が１４８０ＭＨ
z の場合の垂直面内放射パターン図である。図３の
（ａ）に示すように、９００ＭＨz の場合、最大動作利
得−１〜−２ｄＢｄが得られており、図３の（ｂ）に示
すように、１４８０ＭＨｚの場合、最大動作利得−３ｄ
Ｂｄ以上が得られており、略理想的な値を示している。
なお図示はしてないが、水平面内放射パターンも良好な
オムニー特性を示している。なお本発明は上記実施例に
限定されるものではなく、種々変形して実施することが
可能である。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、直線状に配置され先端
部位が中心導体のみとされた給電用同軸ケーブルに対
し、第１スリーブ〜第３スリーブからなるスリーブアン
テナ素子が同心的に嵌め込まれ、かつ電気的な接続がは
かられるため、アンテナが大型化するおそれはなく、コ
ンパクトに形成可能となる。なお第１スリーブの大径部
の内径と、第２スリーブの内径と、第３スリーブの内径
とが同一径に設定されている場合には、保護用外筒とし
て一様な外径を有するものを使用可能であるので、一層
コンパクトに形成可能となる。そして１．５ＧＨｚ 帯
のように非常に高い周波数帯に対しても、給電点のリア
クタンス成分が悪影響を及ぼすことがない為、良好なＶ
ＳＷＲ特性を得ることができる。かくして小型でしかも
良好なＶＳＷＲ特性を有する二波共用スリーブアンテナ
を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る二波共用スリーブアン
テナの構成を示す図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は略式
断面図。

【図２】上記実施例に係る二波共用スリーブアンテナの
ＶＳＷＲ特性曲線図。

【図３】上記実施例に係る二波共用スリーブアンテナの
自由空間における垂直面内放射パターンの実測例を示す
図で、（ａ）は使用周波数が９００ＭＨz の場合の垂直
面内放射パターン図、（ｂ）は使用周波数が１４８０Ｍ
Ｈz の場合の垂直面内放射パターン図。

【図４】（ａ）および（ｂ）はそれぞれ従来の二波共用
スリーブアンテナの異なる構成例を示す図。

【符号の説明】

１０…給電用同軸ケーブル １１…中心導体
１２…外部導体 ２０…スリーブアンテナ素子 ２１…第１スリーブ
２２…第２スリーブ ２３…第３スリーブ ２１ａ，２２
ａ，２３ａ…開放端 ２１ｂ，２２ｂ，２３ｂ…閉塞端 ２５…給電点
３０…保護用外筒

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】直線状に配置され先端部位が中心導体のみ
   とされた給電用同軸ケーブルと、この給電用同軸ケーブ
   ルに対し同心的に嵌め込まれかつ電気的な接続がはから
   れたスリーブアンテナ素子とを具備し、前記スリーブア
   ンテナ素子は、 先端側に小径部が形成され基端側に漸次大径化された大
   径部が形成された円筒状の導電性筒体からなり、前記給
   電用同軸ケーブルの外部導体の外周に所定間隙を隔てて
   同軸的に嵌め込まれ、上記大径部の基端に開放端を有
   し、上記小径部の先端に前記給電用同軸ケーブルの外部
   導体に接続される閉塞端を有する第１スリーブと、 この第１スリーブより短尺な円筒状の導電性筒体からな
   り、上記第１スリーブの小径部の外周に所定間隙を隔て
   て同軸的に嵌め込まれ、上記筒体の基端に開放端を有
   し、上記筒体の先端に前記第１スリーブの小径部の外周
   に接続される閉塞端を有する第２スリーブと、 円筒状の導電性筒体からなり、前記給電用同軸ケーブル
   の中心導体の外周に所定間隙を隔てて同軸的に嵌め込ま
   れ、上記筒体の先端に開放端を有し、上記筒体の基端に
   上記第１スリーブの閉塞端に対しては第１のギャップを
   隔てて対向し、前記第２スリーブの閉塞端に対しては、
   上記第１のギャップより大きな第２のギャップを隔てて
   対向する如く配置され、かつ上記給電用同軸ケーブルの
   中心導体に接続される閉塞端を有する第３スリーブと、 で形成されていることを特徴とする二波共用スリーブア
   ンテナ。
2. 【請求項２】第１スリーブの大径部の内径と、第２スリ
   ーブの内径と、第３スリーブの内径とが同一径に設定さ
   れていることを特徴とする請求項１に記載の二波共用ス
   リーブアンテナ。