JPH07202551A - Helical antenna - Google Patents
Helical antennaInfo
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- JPH07202551A JPH07202551A JP33480993A JP33480993A JPH07202551A JP H07202551 A JPH07202551 A JP H07202551A JP 33480993 A JP33480993 A JP 33480993A JP 33480993 A JP33480993 A JP 33480993A JP H07202551 A JPH07202551 A JP H07202551A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ら旋状のヘリカル導体
と、該ヘリカル導体に高周波電力を給電するための給電
手段を有するヘリカルアンテナに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a helical antenna having a spiral helical conductor and a feeding means for feeding high frequency power to the helical conductor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図２は、従来のヘリカルアンテナの斜視
透写図を示す。2. Description of the Related Art FIG. 2 is a perspective perspective view of a conventional helical antenna.
【０００３】従来のヘリカルアンテナは、図１０に示す
ように、同軸ケーブル１と、その周りに巻いたら旋状の
ヘリカル導体３，４の対と、該ヘリカル導体２，３の対
を前記同軸ケーブル１に固定する誘電体でできたサポー
ト７より構成され、同軸ケーブル１の上端Ｕバラン８か
ら、前記ヘリカル導体３，４の対に高周波電力を給電す
る手段を有している。アンテナ全体は防水、防雪等のた
めレドーム９におおわれた構造をしている。また、給電
用コネクタ１０は同軸ケーブル１に高周波信号がコネク
タ１０より給電されると同軸ケーブル１を伝搬して、Ｕ
バラン８を介してヘリカル導体３，４に供給される。高
周波電力は、ヘリカル導体３，４を伝搬しながら、電波
を放射する。このときヘリカル導体３，４は、所望の放
射パターンが得られるよう、その巻き直径、ピッチ角、
巻き数等が選ばれている。As shown in FIG. 10, a conventional helical antenna includes a coaxial cable 1, a pair of spiral helical conductors 3 and 4 wound around the coaxial cable 1, and a pair of the helical conductors 2 and 3 as the coaxial cable. It is composed of a support 7 made of a dielectric material fixed to 1 and has means for supplying high frequency power from the upper end U balun 8 of the coaxial cable 1 to the pair of helical conductors 3 and 4. The entire antenna has a structure covered with a radome 9 for waterproofing, snowproofing and the like. In addition, the power supply connector 10 propagates through the coaxial cable 1 when a high-frequency signal is supplied from the connector 10 to the coaxial cable 1.
It is supplied to the helical conductors 3 and 4 via the balun 8. The high frequency power radiates a radio wave while propagating through the helical conductors 3 and 4. At this time, the helical conductors 3 and 4 have their winding diameters, pitch angles, and pitch angles so that a desired radiation pattern can be obtained.
The number of turns is selected.
【０００４】従来のヘリカルアンテナは、電子情報通信
学会アンテナ・伝播研究会報告書ＡＰ９１−６５にもそ
の応用形が示されている。The application of the conventional helical antenna is also shown in AP 91-65, which is a report of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, Antenna and Propagation Research Group.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】この従来のヘリカルア
ンテナでは、放射される電界の指向性パターンが１通り
に決まってしまい、広いまたは、複数のサービスエリア
を確保することが困難であった。また、従来のヘリカル
アンテナは、周波数によって指向性パターンの最大ビー
ム方向が変化するため、広い周波数帯域でカバーできる
共通のサービスエリアが、狭くなるという問題点があっ
た。With this conventional helical antenna, it is difficult to secure a wide or a plurality of service areas because the directional pattern of the radiated electric field is determined in one pattern. Further, the conventional helical antenna has a problem that a common service area that can be covered in a wide frequency band is narrowed because the maximum beam direction of the directivity pattern changes depending on the frequency.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明のヘリカルアンテ
ナは、隣接して並べられた一方は長く、他方は短かい同
軸ケーブルと、前記長い方の同軸ケーブルの上端から給
電する手段をかね備えた長い方の同軸ケーブルの周りに
巻いたら旋状のヘリカル導体の対と、前記短かい方の同
軸ケーブルの上端から給電する手段をかね備えた２本の
同軸ケーブルの周りに巻いたら旋状ヘリカル導体の対と
を備えている。The helical antenna of the present invention has a coaxial cable, one of which is long and the other of which is short and adjacent to each other, and means for feeding power from the upper end of the longer coaxial cable. A pair of spiral helical conductors wound around a longer coaxial cable, and a spiral helical conductor wound around two coaxial cables having means for feeding power from the upper end of the shorter coaxial cable. Equipped with a pair of.
【０００７】また、複数の隣接した同軸ケーブルに、そ
れぞれら旋状のヘリカル導体の対を周りに巻き、該ヘリ
カル導体の上部より、該当する同軸ケーブルの上端から
給電する手段を備えた構造としている。Also, a structure is provided in which a plurality of spiral helical conductor pairs are wound around a plurality of adjacent coaxial cables, and means is provided for feeding power from the upper end of the corresponding coaxial cable from above the helical conductor. .
【０００８】[0008]
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the present invention will be described with reference to the drawings.
【０００９】図１は、本発明の一実施例のヘリカルアン
テナの斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a helical antenna according to an embodiment of the present invention.
【００１０】長い同軸ケーブル１と短かい同軸ケーブル
２が隣接して配置されており、上部の同軸ケーブル１の
みの周囲と、下部の同軸ケーブル１，２の周囲に、ら旋
状のヘリカル導体３，４の対及びヘリカル導体５，６の
対がそれぞれ配置されている。ヘリカル導体３，４，
５，６は、誘電体のサポート７によって、該ヘリカル導
体３，４及びヘリカル導体５，６の対が所望の間隔及び
ピッチを保つように保持される。ヘリカル導体３，４の
対及びヘリカル導体５，６の対は、それぞれの上部にお
いて、同軸ケーブル１及び同軸ケーブル２の上部より、
Ｕバラン８を用いて給電される。アンテナ全体は、防
水、防雪等のためレドーム９におおわれた構造となって
いる。尚、給電用コネクタ１０及びコネクタ１１は同軸
ケーブル１及び同軸ケーブル２に接続されている。A long coaxial cable 1 and a short coaxial cable 2 are arranged adjacent to each other, and a spiral helical conductor 3 is provided around only the upper coaxial cable 1 and the lower coaxial cables 1 and 2. , 4 and helical conductors 5, 6 are arranged. Helical conductor 3,4
5, 6 are held by a dielectric support 7 so that the helical conductors 3, 4 and the pair of helical conductors 5, 6 maintain a desired spacing and pitch. The pair of helical conductors 3 and 4 and the pair of helical conductors 5 and 6 are arranged in the upper portions of the coaxial cables 1 and 2 from the upper portions thereof.
It is powered using a U balun 8. The entire antenna has a structure covered with a radome 9 for waterproofing, snow protection, and the like. The power supply connector 10 and the connector 11 are connected to the coaxial cable 1 and the coaxial cable 2.
【００１１】次に本ヘリカルアンテナの電気的動作につ
いて説明する。Next, the electrical operation of this helical antenna will be described.
【００１２】本ヘリカルアンテナはコネクタ１０から給
電するときは、同軸ケーブル１、ヘリカル導体３，４よ
り成るヘリカルアンテナから電波が放射され、コネクタ
１１から給電するときは、同軸ケーブル２、ヘリカル導
体５，６より成るヘリカルアンテナから電波が放射され
る。コネクタ１０から高周波電力が給電された場合、高
周波電力は同軸ケーブル１を伝搬し、Ｕバラン８を介し
てヘリカル導体３，４に供給される。高周波電力は、ヘ
リカル導体３，４を伝搬しながら、電波を放射する。こ
のとき、ヘリカル導体３，４は、所望の放射パターンが
得られるように、その巻き直径、ピッチ角、巻き数が設
計された値となっている。コネクタ１１から高周波電力
を給電した場合も、同様の動作となる。In this helical antenna, when power is fed from the connector 10, radio waves are radiated from the helical antenna composed of the coaxial cable 1 and the helical conductors 3 and 4, and when power is fed from the connector 11, the coaxial cable 2 and the helical conductor 5, 5. Radio waves are radiated from the helical antenna composed of six. When high frequency power is supplied from the connector 10, the high frequency power propagates through the coaxial cable 1 and is supplied to the helical conductors 3 and 4 via the U balun 8. The high frequency power radiates a radio wave while propagating through the helical conductors 3 and 4. At this time, the helical conductors 3 and 4 have the designed winding diameter, pitch angle, and number of windings so that a desired radiation pattern can be obtained. The same operation is performed when high frequency power is supplied from the connector 11.
【００１３】次に、本ヘリカルアンテナの特性例につい
て説明する。Next, an example of characteristics of the present helical antenna will be described.
【００１４】今、方位方向に無指向性で、仰角方向にピ
ークをもつ円偏波のヘリカルアンテナを用いて、次の用
途について適用するものとする。Now, a circularly polarized helical antenna that is omnidirectional in the azimuth direction and has a peak in the elevation direction is used for the following applications.
【００１５】周波数：２６６０ＭＨｚ〜２６９０ＭＨｚ 仰角カバーエリア：３５°〜６５° カバーエリア内利得：６．０ｄＢｉｃ以上 仰角のカバーエリアが全体で３０°の角度範囲を持ち広
いため、これを第１のカバーエリアとして３５°〜４７
°及び第２のカバーエリアとして４７°〜６５°の２つ
の領域に分けて第１のカバーエリアをヘリカル導体３，
４の部分、第２のカバーエリアをヘリカル導体５，６の
部分のアンテナにうけもたせ、必要に応じて切替えて用
いる。いま、ヘリカル導体３，４を用いて第１のカバー
エリア３５°〜４７°をカバーする場合の放射パターン
の計算例を図２に示す。これは、ヘリカル導体３，４の
巻き直径を１２ｍｍ、ピッチ角５８．１°巻き数６回と
したときの周波数が２６６０ＭＨｚの放射パターンであ
る。同様に、図３にヘリカル導体５，６を用いて周波数
が２６９０ＭＨｚの場合の放射パターンの計算例を示
す。また、図４に、第１のカバーエリア３５°〜４７°
における図２，図３のパターンの拡大図を示す。図４よ
り、第１のカバーエリア（３５°〜４７°）内で約６．
４ｄＢｉｃ以上の利得が得られることがわかる。次に、
第２のカバーエリア４７°〜６５°をカバーする場合の
放射パターンの計算例を図５，図６に示す。尚、図５は
周波数が２６６０ＭＨｚ、図６は周波数が２６９０ＭＨ
ｚの場合である。このとき、ヘリカル導体５，６のパラ
メータは、巻き直径１２ｍｍ、ピッチ角５４．９°、巻
き数６回となっている。図５，図６のカバーエリアでの
拡大図を図７に示す。これより、第２のカバーエリア４
７°〜６５°で約６．４ｄＢｉｃ以上の利得が得られる
ことがわかる。このように本発明のヘリカルアンテナを
用いれば広いカバーエリアについても、各々のヘリカル
導体対にカバーエリアを分割して、割当てることによ
り、カバーできることがわかる。Frequency: 2660 MHz to 2690 MHz Elevation angle coverage area: 35 ° to 65 ° Gain within the coverage area: 6.0 dBic or more Since the elevation angle coverage area has a wide angle range of 30 ° as a whole, this is the first coverage area. As 35 ° ~ 47
And the second cover area is divided into two areas of 47 ° to 65 °, and the first cover area is divided into the helical conductor 3,
The antenna of the helical conductors 5 and 6 is provided with the portion 4 and the second cover area, and the antennas are switched and used as needed. FIG. 2 shows an example of calculation of the radiation pattern when the first conductor areas 35 to 47 are covered with the helical conductors 3 and 4. This is a radiation pattern with a frequency of 2660 MHz when the winding diameter of the helical conductors 3 and 4 is 12 mm and the pitch angle is 58.1 ° and the number of windings is 6 times. Similarly, FIG. 3 shows a calculation example of the radiation pattern when the frequency is 2690 MHz using the helical conductors 5 and 6. In addition, in FIG. 4, the first cover area 35 ° to 47 °
4 shows an enlarged view of the patterns of FIGS. 2 and 3 in FIG. From FIG. 4, about 6. within the first coverage area (35 ° -47 °).
It can be seen that a gain of 4 dBic or more can be obtained. next,
An example of calculation of the radiation pattern in the case of covering the second cover area 47 ° to 65 ° is shown in FIGS. The frequency is 2660 MHz in FIG. 5, and the frequency is 2690 MH in FIG.
This is the case of z. At this time, the parameters of the helical conductors 5 and 6 are a winding diameter of 12 mm, a pitch angle of 54.9 °, and a winding number of 6 times. An enlarged view of the cover area of FIGS. 5 and 6 is shown in FIG. From this, the second cover area 4
It can be seen that a gain of about 6.4 dBic or more can be obtained at 7 ° to 65 °. As described above, it can be seen that the use of the helical antenna of the present invention can cover a wide coverage area by dividing and assigning the coverage area to each helical conductor pair.
【００１６】次に第２及び第３実施例について説明す
る。Next, the second and third embodiments will be described.
【００１７】図８及び図９に第２及び第３の実施例のヘ
リカルアンテナを示す。8 and 9 show the helical antennas of the second and third embodiments.
【００１８】図８の第２の実施例のヘリカルアンテナ
は、ヘリカル導体３，４とヘリカル導体５，６の間に同
軸ケーブル１の外被導体と接続された金属板１２を配置
したものでこの金属板１２により、ヘリカル導体３，４
とヘリカル導体５，６間の電気的シールドを構成し相互
結合が軽減される。The second embodiment of the helical antenna shown in FIG. 8 is such that a metal plate 12 connected to the outer conductor of the coaxial cable 1 is arranged between the helical conductors 3, 4 and the helical conductors 5, 6. By the metal plate 12, the helical conductors 3, 4
And an electrical shield between the helical conductors 5 and 6 are configured to reduce mutual coupling.
【００１９】図１０の第３の実施例のヘリカルアンテナ
は、ヘリカル導体３，４とヘリカル導体５，６の間に、
電波吸収体１３を配置したもので、第２の実施例と同様
に、電気的相互結合が軽減される。The helical antenna according to the third embodiment of FIG. 10 is such that between the helical conductors 3 and 4 and the helical conductors 5 and 6,
Since the radio wave absorber 13 is arranged, electrical mutual coupling is reduced as in the second embodiment.
【００２０】以上説明した実施例１〜３では、２種類の
長さの異なる同軸ケーブルすなわち長い同軸ケーブル１
にヘリカル導体３，４を配置し、短い同軸ケーブル３に
ヘリカル導体５，６を配置する構成に関して記載した。
しかし、本発明では他の複数の長さの異なる同軸ケーブ
ルを使いそれらにヘリカル導体を配置することも可能で
ある。In the first to third embodiments described above, two types of coaxial cables having different lengths, that is, long coaxial cables 1 are used.
In the above description, the helical conductors 3 and 4 are arranged in the above, and the helical conductors 5 and 6 are arranged in the short coaxial cable 3.
However, according to the present invention, it is also possible to use a plurality of other coaxial cables having different lengths and arrange the helical conductors on them.
【００２１】[0021]
【発明の効果】以上、説明したように本発明は、ら旋状
のヘリカル導体の対を複数組を備え、それぞれを縦に配
置して独立に給電することにより、広いカバーエリアを
カバーでき、または広い周波数範囲で特定のカバーエリ
アをカバーする。As described above, according to the present invention, a plurality of pairs of spiral helical conductors are provided, each of which is arranged vertically and independently supplied with electric power, so that a wide coverage area can be covered. Or cover a specific coverage area over a wide frequency range.
【図１】本発明の第一の実施例を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の実施例の放射パターンの計算値であ
る。（仰角：３５〜４７度、周波数：２６６０ＭＨｚ）FIG. 2 is a calculated value of a radiation pattern according to an embodiment of the present invention. (Elevation angle: 35-47 degrees, frequency: 2660 MHz)
【図３】本発明の実施例の放射パターンの計算値であ
る。（仰角：３５〜４７度、周波数：２６９０ＭＨｚ）FIG. 3 is a calculated value of a radiation pattern according to an embodiment of the present invention. (Elevation angle: 35-47 degrees, frequency: 2690 MHz)
【図４】本発明の実施例の放射パターンの計算拡大値で
ある。（仰角：３５〜４７度）FIG. 4 is a calculated expanded value of a radiation pattern according to an embodiment of the present invention. (Elevation: 35-47 degrees)
【図５】本発明の実施例の放射パターンの計算値であ
る。（仰角：４７〜６５度、周波数：２６６０ＭＨｚ）FIG. 5 is a calculated value of a radiation pattern according to an embodiment of the present invention. (Elevation angle: 47-65 degrees, frequency: 2660 MHz)
【図６】本発明の実施例の放射パターンの計算値であ
る。（仰角：４７〜６５度、周波数：２６９０ＭＨｚ）FIG. 6 is a calculated value of a radiation pattern according to an embodiment of the present invention. (Elevation angle: 47-65 degrees, frequency: 2690 MHz)
【図７】本発明の実施例の放射パターンの計算拡大値で
ある。（仰角：４７〜６５度）FIG. 7 is a calculated expanded value of a radiation pattern according to an embodiment of the present invention. (Elevation angle: 47-65 degrees)
【図８】本発明の第二の実施例を示す斜視図である。FIG. 8 is a perspective view showing a second embodiment of the present invention.
【図９】本発明の第三の実施例を示す斜視図である。FIG. 9 is a perspective view showing a third embodiment of the present invention.
【図１０】従来例のアンテナを示す斜視図である。FIG. 10 is a perspective view showing a conventional antenna.
１，２ 同軸ケーブル ３，４，５，６ ヘリカル導体 ７ サポート ８ Ｕバラン ９ レドーム １０，１１ コネクタ １２ 金属板 １３ 電波吸収体 1, 2 coaxial cable 3, 4, 5, 6 helical conductor 7 support 8 U balun 9 radome 10, 11 connector 12 metal plate 13 electromagnetic wave absorber
Claims (5)
ケーブル（Ｌ1 ，Ｌ2 …，ＬN で長さはＬ1 ＞Ｌ2 …＞
ＬN とする）を互いに隣接して下端をそろえて並べた同
軸ケーブル群と、 前記Ｌk （ｋ＝１，…，Ｎ）の同軸ケーブルの先端より
Ｌl 〜Ｌk の同軸ケーブルの周りに対にら旋状に巻きつ
けることにより高周波電力を給電させるヘリカル導体と
を具備することを特徴とするヘリカルアンテナ。1. N linear coaxial cables of different lengths (L 1 , L 2 ..., L N with a length of L 1 > L 2 ...>)
L N ) are arranged adjacent to each other with their lower ends aligned, and a coaxial cable group of L l to L k from the tip of the coaxial cable of L k (k = 1, ..., N) A helical antenna, comprising: a helical conductor that feeds high-frequency power by being spirally wound around a pair.
記ヘリカル導体間に金属板を配置したことを特徴とする
ヘリカルアンテナ。2. The helical antenna according to claim 1, wherein a metal plate is arranged between the helical conductors.
記ヘリカル導体間に電波吸収体を配置したことを特徴と
するヘリカルアンテナ。3. The helical antenna according to claim 1, wherein a radio wave absorber is arranged between the helical conductors.
各々下端に入出力コネクタを具備し、前記コネクタを切
り替えて使用することを特徴とするヘリカルアンテナ。4. The N coaxial cables according to claim 1,
A helical antenna, characterized in that each has an input / output connector at a lower end thereof, and the connector is switched and used.
電体でできた複数のサポートで前記同軸ケーブルに固定
されることを特徴とすることを特徴とするヘリカルアン
テナ。5. The helical antenna according to claim 1, wherein the helical conductor is fixed to the coaxial cable by a plurality of supports made of a dielectric material.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33480993A JP2606573B2 (en) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | Helical antenna |
| CA002139198A CA2139198C (en) | 1993-12-28 | 1994-12-28 | Broad conical-mode helical antenna |
| AU81825/94A AU688419B2 (en) | 1993-12-28 | 1994-12-29 | Broad conical-mode helical antenna |
| US08/769,671 US5910790A (en) | 1993-12-28 | 1996-12-19 | Broad conical-mode helical antenna |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33480993A JP2606573B2 (en) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | Helical antenna |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07202551A true JPH07202551A (en) | 1995-08-04 |
| JP2606573B2 JP2606573B2 (en) | 1997-05-07 |
Family
ID=18281468
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33480993A Expired - Lifetime JP2606573B2 (en) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | Helical antenna |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2606573B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6075501A (en) * | 1997-05-08 | 2000-06-13 | Nec Corporation | Helical antenna |
| KR100667159B1 (en) * | 2004-12-07 | 2007-01-12 | 한국전자통신연구원 | Circular Polarized Helical Radiating Element and its Array Antenna operating at TX/RX band |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP33480993A patent/JP2606573B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6075501A (en) * | 1997-05-08 | 2000-06-13 | Nec Corporation | Helical antenna |
| KR100667159B1 (en) * | 2004-12-07 | 2007-01-12 | 한국전자통신연구원 | Circular Polarized Helical Radiating Element and its Array Antenna operating at TX/RX band |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2606573B2 (en) | 1997-05-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19961217 |