JPH07263945A - Directional variable helical antenna system - Google Patents
Directional variable helical antenna systemInfo
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- JPH07263945A JPH07263945A JP5576394A JP5576394A JPH07263945A JP H07263945 A JPH07263945 A JP H07263945A JP 5576394 A JP5576394 A JP 5576394A JP 5576394 A JP5576394 A JP 5576394A JP H07263945 A JPH07263945 A JP H07263945A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、移動体通信、特に船舶
用、自動車用携帯電話等に用いられる指向性可変ヘリカ
ルアンテナ装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a directional variable helical antenna device used for mobile communication, especially for mobile phones for ships and automobiles.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、例えば船舶、航空機、自動車など
の移動体においては、固定局との間で通信を行なう移動
体通信が用いられている。この移動体通信において、船
舶などでは、アンテナ素子を固定して装備するタイプの
ものが一般的に用いられている。2. Description of the Related Art Conventionally, mobile communication such as communication with a fixed station has been used in mobiles such as ships, aircrafts and automobiles. In this mobile communication, ships of the type in which an antenna element is fixed and equipped are generally used.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のよ
うにアンテナ素子を固定して装備するタイプのものは、
海面のローリング、ピッチング等によりアンテナの指向
性が変化し、目的の方向にビームが向かないという問題
がある。However, the conventional type in which the antenna element is fixedly mounted as described above is
There is a problem that the directivity of the antenna changes due to rolling and pitching of the sea surface, and the beam does not point in the desired direction.
【0004】一方、目的の方向にビームを向けることが
できるアンテナとしてフェーズドアレーアンテナがある
が、このアンテナはシステムが高価になり、又、複雑な
回路構成となり、汎用性に不向きである。On the other hand, there is a phased array antenna as an antenna capable of directing a beam in a desired direction. However, this antenna is not suitable for versatility because of an expensive system and a complicated circuit configuration.
【0005】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、機械的に、又電気的にビームを可変することがで
き、衛星等の電波を確実に追尾できる指向性可変ヘリカ
ルアンテナ装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a variable directivity helical antenna device capable of mechanically and electrically varying a beam and reliably tracking a radio wave from a satellite or the like. The purpose is to
【0006】[0006]
(1)本発明に係る指向性可変ヘリカルアンテナ装置
は、ヘリカルアンテナと、このヘリカルアンテナの素子
中央部に設けた位相可変部とを具備し、上記位相可変部
における位相設定により指向性を可変することを特徴と
する。(1) A variable directivity helical antenna device according to the present invention includes a helical antenna and a phase variable section provided in the central portion of the element of the helical antenna, and the directivity is changed by setting the phase in the phase variable section. It is characterized by
【0007】(2)また、本発明に係る指向性可変ヘリ
カルアンテナ装置は、複数の導体線を任意の直径で円筒
状に且つ等間隔の任意のピッチで巻装してなるヘリカル
アンテナ素子と、上記アンテナ素子の直径を一定として
巻数Nを可変設定する手段とを具備し、上記アンテナ素
子の巻数Nを可変設定することにより、指向性を可変す
ることを特徴とする。(2) Further, the variable directivity helical antenna device according to the present invention comprises a helical antenna element formed by winding a plurality of conductor wires in a cylindrical shape having an arbitrary diameter and at an equal pitch. The antenna element is provided with a means for variably setting the number of turns N with a constant diameter of the antenna element, and the directivity is varied by variably setting the number of turns N of the antenna element.
【0008】[0008]
【作用】ヘリカルアンテナの素子中央部に位相可変部を
設け、この位相可変部で位相を可変設定することによ
り、電流分布及び指向性を制御することができる。従っ
て、移動体の緯度の変化に従ってアンテナビームを上下
でき、広範囲な領域で使用できるようになる。By providing a phase variable portion in the central portion of the element of the helical antenna and variably setting the phase with this phase variable portion, the current distribution and directivity can be controlled. Therefore, the antenna beam can be moved up and down according to the change of the latitude of the moving body, and it can be used in a wide range.
【0009】また、ヘリカルアンテナの直径を一定とし
て巻数Nを可変設定する手段を設けることにより、アン
テナビームの仰角を可変することができる。従って、本
発明によるヘリカルアンテナは、ビームの仰角を使用範
囲内に傾けることができる移動体追尾用のアンテナとし
て、また、移動体に装着して用いることができる。Further, by providing a means for variably setting the number of turns N while keeping the diameter of the helical antenna constant, the elevation angle of the antenna beam can be varied. Therefore, the helical antenna according to the present invention can be used as an antenna for tracking a moving body in which the elevation angle of the beam can be tilted within the range of use, or can be attached to the moving body for use.
【0010】[0010]
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。 (第1実施例)図1は、本発明の第1実施例に係るバイ
ファイラヘリカルアンテナの構造図である。図1におい
て、1は絶縁材により構成した円柱状部材で、この円柱
状部材1に受信波長より充分細い半径を持つアンテナ素
子(導体線)2をn回巻き付けてバイファイラヘリカル
アンテナを構成している。上記アンテナ素子2は、終端
(下端)を短絡させ、先端(上端)より給電する構造と
なっている。上記円柱状部材1は、例えばヘリカル全長
(高さ)Hが0.813[m]、直径Dが0.019
[m]の寸法に設定される。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (First Embodiment) FIG. 1 is a structural diagram of a bifilar helical antenna according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a columnar member made of an insulating material, and an antenna element (conductor wire) 2 having a radius sufficiently smaller than a reception wavelength is wound around the columnar member 1 n times to form a bifilar helical antenna. . The antenna element 2 has a structure in which the terminal (lower end) is short-circuited and power is supplied from the tip (upper end). The cylindrical member 1 has, for example, a helical overall length (height) H of 0.813 [m] and a diameter D of 0.019.
The size is set to [m].
【0011】そして、円柱状部材1の中央部及びその上
下に、アンテナ素子2の1/2回転毎に位相可変部3を
装荷し、位相可変部3の長さL[m]を変えてアンテナ
素子2上の電流分布の振幅位相を変化させることができ
るように構成している。この位相可変部3の長さLを調
整することにより電流分布を変化させ、可変指向性とす
ることができる。なお、上記図1では、位相可変部3を
3つ設けた場合について示したが、位相可変部3の数は
1つ以上、任意の数に設定し得るものである。The phase varying portion 3 is loaded on the central portion of the columnar member 1 and above and below it for each 1/2 turn of the antenna element 2, and the length L [m] of the phase varying portion 3 is changed to change the antenna. It is configured so that the amplitude and phase of the current distribution on the element 2 can be changed. By adjusting the length L of the phase varying section 3, it is possible to change the current distribution and provide variable directivity. Although FIG. 1 shows the case where three phase changing parts 3 are provided, the number of phase changing parts 3 can be set to one or more, and any number can be set.
【0012】上記位相可変部3は、具体的には例えば図
2(a),(b)に示すように構成される。図2(a)
は、位相可変部3をトロンボーン型に構成した例を示し
たものである。即ち、位相可変部3は、中空円筒状に形
成された大径の第1のアンテナ素子11と、この第1の
アンテナ素子11の内部に挿入される小径の第2のアン
テナ素子12からなっている。この第2のアンテナ素子
12は、第1のアンテナ素子11内においてある程度の
抵抗を持って移動可能に設けられており、任意の位置で
移動操作を停止すると、第1のアンテナ素子11に対す
る位置が安定して保持されるようになっている。The phase varying section 3 is specifically constructed as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), for example. Figure 2 (a)
Shows an example in which the phase varying unit 3 is configured in a trombone type. That is, the phase varying section 3 is composed of a large-diameter first antenna element 11 formed in a hollow cylinder shape and a small-diameter second antenna element 12 inserted inside the first antenna element 11. There is. The second antenna element 12 is movably provided in the first antenna element 11 with some resistance, and when the movement operation is stopped at an arbitrary position, the position with respect to the first antenna element 11 is changed. It is designed to be held stably.
【0013】上記図2(a)では、位相可変部3の長さ
Lを調整することにより、アンテナ素子2上の電流分布
の振幅位相を変化させるように構成したものであるが、
その他、図2(b)に示すように位相可変部3にバラク
タダイオード13を設け、そのキャパシタンスを変化さ
せることにより、アンテナ素子2上の電流分布の振幅位
相を変化させるように構成してもよい。In FIG. 2A, the amplitude L of the current distribution on the antenna element 2 is changed by adjusting the length L of the phase varying unit 3.
In addition, as shown in FIG. 2B, a varactor diode 13 may be provided in the phase variable unit 3 and its capacitance may be changed to change the amplitude and phase of the current distribution on the antenna element 2. .
【0014】即ち、第1のアンテナ素子11と第2のア
ンテナ素子12との間にバラクタダイオード13を設
け、その両端に直流電源14を電圧可変回路15を介し
て供給している。この電圧可変回路15は、例えばDC
−DCコンバータを用いて構成され、直流電源14の出
力電圧を任意の設定電圧に変換してバラクタダイオード
13に供給する。また、上記第1及び第2のアンテナ素
子11,12と隣接するアンテナ素子との間に直流電圧
阻止用の貫通コンデンサ16を設けている。That is, the varactor diode 13 is provided between the first antenna element 11 and the second antenna element 12, and the DC power supply 14 is supplied to both ends of the varactor diode 13 via the voltage variable circuit 15. This voltage variable circuit 15 is, for example, DC
A DC converter is used to convert the output voltage of the DC power supply 14 into an arbitrary set voltage and supply it to the varactor diode 13. Further, a feedthrough capacitor 16 for blocking a DC voltage is provided between the first and second antenna elements 11 and 12 and the adjacent antenna element.
【0015】上記バラクタダイオード13は、電圧可変
回路15から供給される電圧によってキャパシタンスが
変化する。従って、このキャパシタンスの値により、ア
ンテナ素子2上の電流分布の振幅位相を変化させて、可
変指向性とすることができる。The capacitance of the varactor diode 13 changes according to the voltage supplied from the voltage variable circuit 15. Therefore, the amplitude and phase of the current distribution on the antenna element 2 can be changed by the value of this capacitance, and variable directivity can be obtained.
【0016】上記のように構成されたヘリカルアンテナ
において、円柱状部材1のヘリカル全長Hを0.813
[m]、直径Dを0.019[m]とし、位相可変部3
の長さLを「0m」、「0.05m」、「0.10
m」、アンテナ素子2の巻き数Nを「3」、「7」、
「14」とした場合の電流分布、入力インピーダンス、
指向特性、利得等の各種の特性を図3ないし図8に示
す。In the helical antenna constructed as described above, the total helical length H of the cylindrical member 1 is 0.813.
[M], the diameter D is 0.019 [m], and the phase variable unit 3
Length L of "0m", "0.05m", "0.10
m ”, the number of turns N of the antenna element 2 is“ 3 ”,“ 7 ”,
Current distribution, input impedance when "14" is set,
Various characteristics such as directional characteristics and gain are shown in FIGS.
【0017】図3の電流分布は、実線が1.5350
[GHz]、破線が1.6435[GHz]の場合で、
横軸に展開関数の数、すなわち、ヘリカル長さ(m)、
縦軸に電流振幅(A)を示している。この図3から分か
るように「L=0」の場合、電流分布は定在波分布を示
しているが、「L=λ/8」以上になると進行波分布特
性となっている。The current distribution in FIG. 3 has a solid line of 1.5350.
[GHz] and the broken line is 1.6435 [GHz],
The number of expansion functions on the horizontal axis, that is, the helical length (m),
The vertical axis shows the current amplitude (A). As can be seen from FIG. 3, when “L = 0”, the current distribution shows a standing wave distribution, but when “L = λ / 8” or more, it has a traveling wave distribution characteristic.
【0018】図4(a),(b)は受信用ヘリカルアン
テナの入力インピーダンス特性、図5(a),(b)は
送信用ヘリカルアンテナの入力インピーダンス特性であ
る。同図から分かるように位相可変部3の長さLを変化
しても、抵抗分は160Ω〜300Ω程度しか変化しな
い。FIGS. 4A and 4B show the input impedance characteristics of the receiving helical antenna, and FIGS. 5A and 5B show the input impedance characteristics of the transmitting helical antenna. As can be seen from the figure, even if the length L of the phase varying section 3 is changed, the resistance component changes only about 160Ω to 300Ω.
【0019】図6及び図7は、上記ヘリカルアンテナの
放射指向性(垂直指向特性)を示している。アンテナ素
子2に装荷された位相可変部3の長さLが零の場合には
天頂方向に指向しているビームが、このLの長さ変化す
ることにより傾いて行き、ビームの対地角が大きく変化
することが分かる。6 and 7 show the radiation directivity (vertical directivity) of the helical antenna. When the length L of the phase varying unit 3 loaded on the antenna element 2 is zero, the beam directed in the zenith direction tilts due to the change of the length of L, and the beam has a large ground angle. You can see that it changes.
【0020】図8は、上記ヘリカルアンテナの利得特性
であり、「L=0.05m」の時に約9.8dB程度の
利得が得られる。上記のようにアンテナ素子2の中央部
に位相可変部3を設けることにより、電流分布及び指向
性を制御することができる。従って、移動体の緯度の変
化に従ってビームを上下でき、広範囲な領域で使用でき
る。FIG. 8 shows the gain characteristics of the above helical antenna. A gain of about 9.8 dB is obtained when "L = 0.05 m". As described above, the current distribution and directivity can be controlled by providing the phase variable section 3 in the central portion of the antenna element 2. Therefore, the beam can be moved up and down according to the change in the latitude of the moving body, and can be used in a wide range.
【0021】(第2実施例)図9は、本発明の第2実施
例に係るヘリカルアンテナの構造図である。同図に示す
ように例えばヘリカル全長(高さ)Hが約3[λ]、直
径Dが0.095[λ]の円柱状部材21にアンテナ素
子(導体線)22をN回、例えば5〜7回巻き付けてバ
イファイラヘリカルアンテナを構成する。上記アンテナ
素子22は、終端(下端)を短絡させ、先端(上端)よ
り給電する。そして、上記円柱状部材21は、アンテナ
素子22の巻き数を例えば0.5〜1.5回巻きほど可
変できる構成となっている。(Second Embodiment) FIG. 9 is a structural diagram of a helical antenna according to a second embodiment of the present invention. As shown in the figure, for example, the antenna element (conductor wire) 22 is provided N times, for example, 5 to 5 on a cylindrical member 21 having a helical total length (height) H of about 3 [λ] and a diameter D of 0.095 [λ]. A bifilar helical antenna is constructed by winding 7 times. The antenna element 22 has a terminal end (lower end) short-circuited and power is supplied from the tip end (upper end). The columnar member 21 has a configuration in which the number of turns of the antenna element 22 can be changed by, for example, 0.5 to 1.5 turns.
【0022】上記図9に示すヘリカルアンテナは、具体
的には例えば図10及び図11に示すように構成され
る。図10は全体の構成を示す斜視図、図11(a)〜
(c)は分解して示す構成図である。The helical antenna shown in FIG. 9 is specifically constructed as shown in FIGS. 10 and 11, for example. FIG. 10: is a perspective view which shows the whole structure, FIG.
(C) is a block diagram showing an exploded view.
【0023】図10において、23はアンテナ基部で、
このアンテナ基部23の上にアンテナ部24が設けられ
る。このアンテナ部24は、外部保護筒25内にアンテ
ナ素子22が設けられると共に、上端部に巻数調整用つ
まみ31が設けられており、この巻数調整用つまみ31
を回転することによりアンテナ素子22の巻数Nを例え
ば5〜7回の範囲で調整できるようになっている。上記
アンテナ部24は、図11に示すように構成される。In FIG. 10, 23 is an antenna base,
The antenna unit 24 is provided on the antenna base 23. The antenna section 24 has an antenna element 22 provided in an external protective cylinder 25, and a winding number adjusting knob 31 provided at an upper end portion. The winding number adjusting knob 31 is provided.
The number of turns N of the antenna element 22 can be adjusted, for example, in the range of 5 to 7 times by rotating. The antenna section 24 is configured as shown in FIG.
【0024】図11(a)はアンテナ部24の外部保護
筒25を示している。この外部保護筒25の内壁には、
上下方向に複数の保持部材26が設けられ、この保持部
材26により図11(b)に示す素子回動機構及び素子
部が保持される。FIG. 11A shows the external protection cylinder 25 of the antenna section 24. On the inner wall of the outer protective cylinder 25,
A plurality of holding members 26 are provided in the vertical direction, and the holding members 26 hold the element rotating mechanism and the element unit shown in FIG. 11B.
【0025】図11(b)において、27は外側円筒
で、その壁面に沿って斜めの円弧状のガイド溝28a,
28bが180°の間隔を保って設けられる。また、2
9は上記外側円筒27に挿入される内側円筒で、その壁
面に上下向のガイド溝30a,30bが180°の間隔
を保って設けられる。上記内側円筒27の上部には、巻
数調整用つまみ31が設けられる。In FIG. 11 (b), 27 is an outer cylinder, which is a guide groove 28a in the shape of an arc that is oblique along the wall surface thereof.
28b are provided at an interval of 180 °. Also, 2
Reference numeral 9 is an inner cylinder that is inserted into the outer cylinder 27, and vertical guide grooves 30a and 30b are provided on the wall surface thereof at an interval of 180 °. On the upper part of the inner cylinder 27, a knob 31 for adjusting the number of turns is provided.
【0026】上記内側円筒29内には、アンテナ部材3
2が挿入される。このアンテナ部材32は、素子保持用
円筒33と素子部34からなっている。素子保持用円筒
33には、外周面にガイド用突起35a,35bが18
0°の間隔を保って設けられる。このガイド用突起35
a,35bは、上記内側円筒29のガイド溝30a,3
0b及び外側円筒27のガイド溝28a,28b内に挿
入される。上記素子保持用円筒33には、素子部34の
上端部が装着される。この素子部34は、図11(c)
に示すようにフィルム状絶縁部材36に複数例えば2つ
のアンテナ素子22を装着したものである。更に、フィ
ルム状絶縁部材36の上下端部には、素子取付け部材3
7a〜37cが設けられる。この場合、両側に位置する
素子取付け部材37aと37cとの間隔は「πD」に設
定され、素子部34を円筒状に丸めて素子保持用円筒3
3に取付けた時に素子取付け部材37a,37cがオー
バラップするようにしている。また、フィルム状絶縁部
材36の幅は「πD+α」に設定され、素子部34を素
子保持用円筒33に取付けた時に、フィルム状絶縁部材
36の両側縁が一部重なるようにしている。The antenna member 3 is provided in the inner cylinder 29.
2 is inserted. The antenna member 32 includes an element holding cylinder 33 and an element portion 34. The element holding cylinder 33 has guide projections 35a and 35b on the outer peripheral surface thereof.
It is provided with an interval of 0 °. This guide projection 35
a and 35b are the guide grooves 30a and 3 of the inner cylinder 29.
0b and the guide grooves 28a, 28b of the outer cylinder 27. The upper end of the element portion 34 is mounted on the element holding cylinder 33. This element portion 34 is shown in FIG.
A plurality of, for example, two antenna elements 22 are attached to the film-shaped insulating member 36 as shown in FIG. Further, the element mounting member 3 is provided on the upper and lower ends of the film-shaped insulating member 36.
7a to 37c are provided. In this case, the distance between the element mounting members 37a and 37c located on both sides is set to "πD", and the element portion 34 is rolled into a cylindrical shape to hold the element holding cylinder 3
The element mounting members 37a and 37c are arranged so as to overlap each other when they are mounted on the substrate 3. The width of the film-shaped insulating member 36 is set to "πD + α" so that both side edges of the film-shaped insulating member 36 partially overlap when the element portion 34 is attached to the element holding cylinder 33.
【0027】上記素子部34は、ガイド用突起35a,
35bが上記内側円筒29のガイド溝30a,30b及
び外側円筒27のガイド溝28a,28b内に挿入され
た状態で、外部保護筒25内に収納されて固定的に保持
される。そして、素子部34の下端部が外部保護筒25
の下端部と共に、図10に示すアンテナ基部23の上端
に固定される。この場合、素子部34は、アンテナ素子
22がヘリカル状に5〜7回巻き付けられた状態でアン
テナ基部23に装着される。即ち、アンテナ素子22
は、直径Dの円筒状に、且つ、任意の等間隔ピッチで複
数回ヘリカル状に巻装される。The element portion 34 includes guide projections 35a,
35b is inserted into the guide grooves 30a and 30b of the inner cylinder 29 and the guide grooves 28a and 28b of the outer cylinder 27, and is housed and fixedly held in the outer protective cylinder 25. The lower end portion of the element portion 34 is the external protection cylinder 25.
And the lower end of the antenna base 23 are fixed to the upper end of the antenna base 23 shown in FIG. In this case, the element portion 34 is mounted on the antenna base portion 23 in a state where the antenna element 22 is helically wound 5 to 7 times. That is, the antenna element 22
Is wound into a cylindrical shape having a diameter D and is helically wound a plurality of times at an arbitrary equal pitch.
【0028】上記図11に示すように構成されたアンテ
ナ部24は、巻数調整用つまみ31を回すと、内側円筒
29のガイド溝30a,30b内に挿入されているアン
テナ部材32のガイド用突起35a,35bが横方向の
力を受け、外側円筒27のガイド溝28a,28bに沿
って斜め上方あるいは斜め下方に移動する。これにより
巻数調整用つまみ31の操作量に応じてアンテナ部材3
2が回動し、アンテナ素子22の巻き数が変わる。この
場合、素子部34の直径Dは、巻数調整用つまみ31の
操作により巻数が変わっても、常に一定に保たれる。上
記アンテナ素子22の巻き数の最大変化量は、外側円筒
27に対するガイド溝28a,28bの長さによって設
定することができる。通常、アンテナ素子22の巻き数
の最大変化量は、約0.5〜1.5回巻きほどに設定さ
れる。In the antenna section 24 constructed as shown in FIG. 11, when the winding number adjusting knob 31 is turned, the guide projection 35a of the antenna member 32 inserted in the guide grooves 30a and 30b of the inner cylinder 29 is formed. , 35b receive a lateral force and move obliquely upward or downward along the guide grooves 28a, 28b of the outer cylinder 27. As a result, the antenna member 3 is adjusted according to the operation amount of the winding number adjusting knob 31.
2 rotates, and the number of turns of the antenna element 22 changes. In this case, the diameter D of the element portion 34 is always kept constant even if the number of turns is changed by operating the number-of-turns adjusting knob 31. The maximum change amount of the number of turns of the antenna element 22 can be set by the length of the guide grooves 28a and 28b with respect to the outer cylinder 27. Usually, the maximum change amount of the number of turns of the antenna element 22 is set to about 0.5 to 1.5 turns.
【0029】上記ヘリカルアンテナにおいて、ヘリカル
全長Hを約3[λ]、直径Dを0.095[λ]とし、
巻数Nを変化させた場合の放射指向性を図12(a),
(b)に示す。この図12から分かるように「N=5〜
6.5」回巻き変化させると、ビームの仰角が30°〜
65°使用範囲に傾いていくことが分かる。即ち、全長
及び直径を一定として巻数を変えることにより、ビーム
の対地角が変化することが分かる。In the above helical antenna, the total helical length H is about 3 [λ] and the diameter D is 0.095 [λ],
The radiation directivity when the number of turns N is changed is shown in FIG.
It shows in (b). As can be seen from FIG. 12, “N = 5 to 5”
The beam elevation angle is 30 °-
It can be seen that it is inclined to the 65 ° use range. That is, it can be seen that the ground angle of the beam changes by changing the number of turns while keeping the total length and diameter constant.
【0030】図13は、上記アンテナの利得の周波数特
性であり、ほぼ7.8dBi前後の一定値を示してい
る。なお、巻数が多くなると、天頂方向にビーム(ペン
シルビーム)が向いて利得が高くなる。FIG. 13 shows the frequency characteristic of the gain of the above antenna, which shows a constant value of about 7.8 dBi. When the number of turns increases, the beam (pencil beam) is directed in the zenith direction, and the gain increases.
【0031】図14(a),(b)は、巻数Nが「N=
5,6」の場合の中心周波数にして送信、受信の周波数
帯にして周波数を振らせた場合の放射指向性の周波数特
性を示したものである。この結果より、ほぼ25°〜6
0°の範囲で一定の利得であることが分かる。In FIGS. 14A and 14B, the number of turns N is "N =
5 shows the frequency characteristics of the radiation directivity when the center frequency is set to "5, 6" and the frequencies are varied in the transmission and reception frequency bands. From this result, approximately 25 ° to 6
It can be seen that the gain is constant in the range of 0 °.
【0032】上記のようにヘリカルの巻数を変化させる
ことにより、仰角のビームを可変することができ、この
結果、移動体の移動範囲がより広く変わっても追尾する
ことが可能となる。By changing the number of turns of the helical as described above, the beam of elevation angle can be changed, and as a result, it becomes possible to track the moving body even if the moving range of the moving body changes more widely.
【0033】[0033]
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、ヘ
リカルアンテナの素子中央部に位相可変部を設けている
ので、電流分布及び指向性を制御することができる。ま
た、ヘリカルアンテナにおけるヘリカルの巻数を可変設
定できるようにしているので、巻数を変えて仰角のビー
ムを可変することができる。As described above in detail, according to the present invention, since the phase varying portion is provided at the central portion of the element of the helical antenna, the current distribution and directivity can be controlled. Further, since the number of turns of the helical in the helical antenna can be set variably, the beam of elevation angle can be changed by changing the number of turns.
【0034】従って、本発明によるヘリカルアンテナ
は、ビームの仰角を使用範囲内に傾けることができる移
動体用のアンテナとして固定設置、あるいは移動体に装
着して用いることができる。Therefore, the helical antenna according to the present invention can be used as an antenna for a moving body that can tilt the elevation angle of the beam within the range of use, either fixedly installed or mounted on the moving body.
【図1】本発明の第1実施例に係る指向性可変ヘリカル
アンテナ装置の構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of a variable directivity helical antenna device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】同実施例における位相可変部の構成例を示す
図。FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of a phase variable unit in the same embodiment.
【図3】同実施例における電流分布を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a current distribution in the example.
【図4】同実施例におけるインピーダンス特性図。FIG. 4 is an impedance characteristic diagram in the example.
【図5】同実施例におけるインピーダンス特性図。FIG. 5 is an impedance characteristic diagram in the example.
【図6】同実施例における垂直指向特性を示す図。FIG. 6 is a diagram showing vertical directional characteristics in the same embodiment.
【図7】同実施例における垂直指向特性を示す図。FIG. 7 is a diagram showing vertical directional characteristics in the same embodiment.
【図8】同実施例における利得特性を示す図。FIG. 8 is a diagram showing a gain characteristic in the example.
【図9】本発明の第2実施例に係るヘリカルアンテナの
構造図。FIG. 9 is a structural diagram of a helical antenna according to a second embodiment of the present invention.
【図10】同実施例における全体の構成を示す斜視図。FIG. 10 is a perspective view showing the overall configuration of the same embodiment.
【図11】同実施例におけるアンテナ部の詳細を示す構
成図。FIG. 11 is a configuration diagram showing details of an antenna unit in the embodiment.
【図12】同実施例における放射指向性を示す図。FIG. 12 is a diagram showing radiation directivity in the example.
【図13】同実施例における利得の周波数特性を示す
図。FIG. 13 is a diagram showing frequency characteristics of gain in the example.
【図14】同実施例における放射指向性の周波数特性を
示す図。FIG. 14 is a diagram showing frequency characteristics of radiation directivity in the example.
1 円柱状部材 2 アンテナ素子 3 位相可変部 11 第1のアンテナ素子 12 第2のアンテナ素子 13 バラクタダイオード 15 電圧可変回路 21 円柱状部材 22 アンテナ素子 23 アンテナ基部 24 アンテナ部 25 外部保護筒 27 外側円筒 28a,28b,30a,30b ガイド溝 29 内側円筒 31 巻数調整用つまみ 32 アンテナ部材 33 素子保持用円筒 34 素子部 35a,35b ガイド用突起 36 フィルム状絶縁部材 37a〜37c 素子取付け部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cylindrical member 2 Antenna element 3 Phase variable part 11 1st antenna element 12 2nd antenna element 13 Varactor diode 15 Voltage variable circuit 21 Cylindrical member 22 Antenna element 23 Antenna base 24 Antenna part 25 External protection cylinder 27 Outer cylinder 28a, 28b, 30a, 30b Guide groove 29 Inner cylinder 31 Knob for adjusting number of turns 32 Antenna member 33 Cylinder for holding element 34 Element part 35a, 35b Protrusion for guide 36 Film-like insulating member 37a to 37c Element mounting member
フロントページの続き (72)発明者 佐藤 源貞 埼玉県大宮市宮ヶ谷塔4丁目72番地 アン テナ技研株式会社内Continuation of the front page (72) Inventor Gensada Sato 4-72 Miyagaya Tower, Omiya City, Saitama Antena Giken Co., Ltd.
Claims (2)
テナの素子中央部に設けた位相可変部とを具備し、上記
位相可変部における位相設定により指向性を可変するこ
とを特徴とする指向性可変ヘリカルアンテナ装置。1. A variable directivity helical antenna, comprising: a helical antenna; and a phase variable section provided at a central portion of an element of the helical antenna, wherein directivity is variable by setting a phase in the phase variable section. apparatus.
つ等間隔の任意のピッチで巻装してなるヘリカルアンテ
ナ素子と、上記アンテナ素子の直径を一定として巻数N
を可変設定する手段とを具備し、上記アンテナ素子の巻
数Nを可変設定することにより、指向性を可変すること
を特徴とする指向性可変ヘリカルアンテナ装置。2. A helical antenna element formed by winding a plurality of conductor wires in a cylindrical shape with an arbitrary diameter and at an equal pitch with an arbitrary pitch, and the number of turns N with a constant diameter of the antenna element.
And a variable directivity helical antenna device, wherein the directivity is variable by variably setting the number of turns N of the antenna element.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5576394A JPH07263945A (en) | 1994-03-25 | 1994-03-25 | Directional variable helical antenna system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5576394A JPH07263945A (en) | 1994-03-25 | 1994-03-25 | Directional variable helical antenna system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07263945A true JPH07263945A (en) | 1995-10-13 |
Family
ID=13007897
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5576394A Pending JPH07263945A (en) | 1994-03-25 | 1994-03-25 | Directional variable helical antenna system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07263945A (en) |
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