JPH08186421A - On-vehicle antenna for mobil satellite communication - Google Patents
On-vehicle antenna for mobil satellite communicationInfo
- Publication number
- JPH08186421A JPH08186421A JP32295A JP32295A JPH08186421A JP H08186421 A JPH08186421 A JP H08186421A JP 32295 A JP32295 A JP 32295A JP 32295 A JP32295 A JP 32295A JP H08186421 A JPH08186421 A JP H08186421A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- antenna
- ground conductor
- automobile
- vehicle
- reflector
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Fittings On The Vehicle Exterior For Carrying Loads, And Devices For Holding Or Mounting Articles (AREA)
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Waveguide Aerials (AREA)
- Details Of Aerials (AREA)
- Support Of Aerials (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は小型、薄型、軽量で低
仰角において高利得な移動体衛星通信用車載アンテナに
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vehicle-mounted antenna for mobile satellite communication which is small, thin, lightweight and has a high gain at a low elevation angle.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図９は従来例として例えば電子情報通信
学会春季全国大会Ｂ−１４２、Ｂ−１４０（１９８９）
に示された従来の移動体衛星通信用車載アンテナマイク
ロストリップアレーアンテナを示す構成図であり、図９
（ａ）は上面図、図９（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。図
において、８は地導体、９は誘電体基板、１０は放射導
体であり、これらからマイクロストリップアンテナ１１
が構成される。また、１２は入力インピーダンスの広帯
域化のために設けられた無給電素子であり、これらを１
９素子配列することでアンテナ層１７が構成される。１
８はマイクロストリップアンテナを給電するための給電
回路及び各マイクロストリップアンテナの励振位相を変
える移相器を備えた層であり、１９は移相器を制御する
ＰＩＮダイオードドライブ回路層である。2. Description of the Related Art FIG. 9 shows a conventional example, for example, IEICE Spring National Convention B-142, B-140 (1989).
9 is a configuration diagram showing a conventional vehicle-mounted antenna microstrip array antenna for mobile satellite communication shown in FIG.
9A is a top view, and FIG. 9B is a sectional view taken along line AA. In the figure, 8 is a ground conductor, 9 is a dielectric substrate, and 10 is a radiation conductor.
Is configured. Further, 12 is a parasitic element provided for widening the band of the input impedance.
The antenna layer 17 is formed by arranging nine elements. 1
Reference numeral 8 is a layer provided with a feeding circuit for feeding the microstrip antenna and a phase shifter for changing the excitation phase of each microstrip antenna, and 19 is a PIN diode drive circuit layer for controlling the phase shifter.
【０００３】次に動作について説明する。衛星通信用車
載アンテナは常にビームを衛星の方向に向ける必要があ
り、方位角方向の走査及び追尾が必要となる。この方法
として機械的に回転させる方式と電子的に走査する方式
がある。図９は電子的に走査するアンテナの構造を示し
たものである。各素子に設けられた移相器で位相を制御
することにより電子的にビームを衛星の方向に走査する
ことができる。Next, the operation will be described. The in-vehicle antenna for satellite communication needs to always direct the beam toward the satellite, which requires scanning and tracking in the azimuth direction. This method includes a mechanical rotation method and an electronic scanning method. FIG. 9 shows the structure of an electronically scanning antenna. The beam can be electronically scanned in the direction of the satellite by controlling the phase with a phase shifter provided in each element.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】このように電子的にビ
ームを走査するアンテナは高速な走査が可能であるが以
下のような問題点がある。ビームを走査するためには各
アンテナ素子に移相器が必要である。この移相器をアン
テナ素子と同一面に構成するにはスペースが無いため、
アンテナ素子の下層に構成し、多層構造でアンテナ素子
と接続する必要がある。移相器としては通常ＰＩＮダイ
オード移相器が使われる。１つの移相器には数個にダイ
オードが必要であり、アンテナ素子数に比例してダイオ
ードが必要となり非常に高価である。また、この移相器
での損失は通常１〜２ｄＢと大きい。よって、この移相
器での損失および多層基板を接続する際の給電線路の損
失２ｄＢ程度を加味して利得を決めなければならないた
め、その分アンテナを大きくし、利得を高くしなければ
ならない。できるだけ素子数を減らし、小形化を図るこ
とが重要であるが、利得が低下する。電子走査するアン
テナで日本における衛星通信での坂道を考慮した所望カ
バレッジ（天頂から水平面に向かう角度を天頂角θと
し、θ＝３０゜〜６０゜）で利得１０ｄＢｉを得るため
には、１９素子以上アレーアンテナが必要となる。よっ
て、アンテナ寸法が大きく、多層構造となるため構造が
複雑で、重量が重くなり、車載には不適当であるという
問題点があった。また、この移相器及びＰＩＮダイオー
ドドライブ回路層が極めて高価であり、アンテナ全体が
高価であるという問題点があった。また、移相器を用い
ない場合でも素子数を減らすと特に低仰角で利得が低下
するという問題点があった。The antenna for electronically scanning the beam as described above is capable of high-speed scanning, but has the following problems. A phase shifter is required for each antenna element to scan the beam. Since there is no space to configure this phase shifter on the same plane as the antenna element,
It is necessary to form it in the lower layer of the antenna element and connect it to the antenna element in a multilayer structure. A PIN diode phase shifter is usually used as the phase shifter. One phase shifter requires several diodes, and diodes are required in proportion to the number of antenna elements, which is very expensive. Also, the loss in this phase shifter is usually as large as 1-2 dB. Therefore, the gain must be determined in consideration of the loss in the phase shifter and the loss of 2 dB in the feed line when connecting the multilayer substrates, and therefore the antenna must be made larger and the gain must be increased accordingly. It is important to reduce the number of elements as much as possible to achieve miniaturization, but the gain is reduced. In order to obtain a gain of 10 dBi at the desired coverage (the zenith angle θ is the angle from the zenith to the horizontal plane, θ = 30 ° to 60 °) considering the slope in satellite communication in Japan with an electronically scanning antenna, 19 elements or more Array antenna is required. Therefore, since the antenna size is large and the structure is multi-layered, the structure is complicated, the weight is heavy, and it is not suitable for vehicle mounting. Further, there is a problem that the phase shifter and the PIN diode drive circuit layer are extremely expensive, and the entire antenna is expensive. Further, even if the phase shifter is not used, if the number of elements is reduced, there is a problem that the gain is lowered especially at a low elevation angle.
【０００５】この発明は小形で安価であり、特に素子数
が少ない場合利得が低下する低仰角での利得の高いアン
テナを得ることを目的とする。An object of the present invention is to obtain an antenna which is small and inexpensive and which has a high gain at a low elevation angle in which the gain is reduced particularly when the number of elements is small.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】この発明は自動車の車体
とアンテナの地導体の間隔を調整することで自動車の車
体での反射を利用するように構成したものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is constructed so as to utilize the reflection on the body of an automobile by adjusting the distance between the body of the automobile and the ground conductor of the antenna.
【０００７】また、この発明では、自動車の車体とアン
テナの地導体の間隔を０．３波長以下にし、自動車の車
体での反射を利用するように構成したものである。Further, in the present invention, the distance between the vehicle body of the automobile and the ground conductor of the antenna is set to 0.3 wavelength or less, and the reflection on the vehicle body of the automobile is utilized.
【０００８】この発明では、アンテナの地導体と車体の
間に反射板を設け、この反射板での反射を利用するよう
に構成したものである。In the present invention, a reflector is provided between the ground conductor of the antenna and the vehicle body, and the reflection at this reflector is used.
【０００９】また、この発明では、アンテナの地導体と
車体の間に大きさが０．３５波長以下の反射板を設け、
このアンテナの地導体と反射板の間隔を０．３波長以下
とすることで、この反射板での反射を利用するように構
成したものである。Further, according to the present invention, a reflector having a size of 0.35 wavelength or less is provided between the ground conductor of the antenna and the vehicle body,
By setting the distance between the ground conductor and the reflection plate of this antenna to be 0.3 wavelength or less, the reflection on the reflection plate is utilized.
【００１０】[0010]
【作用】この発明では、自動車の車体とアンテナの地導
体の間隔を調整し、自動車の車体での反射をアンテナの
一部として利用することで利得の向上を図ることができ
る。According to the present invention, the gain can be improved by adjusting the distance between the vehicle body of the automobile and the ground conductor of the antenna and utilizing the reflection from the vehicle body of the automobile as a part of the antenna.
【００１１】また、この発明では、自動車の車体とアン
テナの地導体の間隔を０．３波長以下とすることで自動
車の車体での反射をアンテナの一部として利用すること
ができ、高利得特性が得られる。Further, according to the present invention, by setting the distance between the car body of the car and the ground conductor of the antenna to be 0.3 wavelength or less, the reflection on the car body of the car can be utilized as a part of the antenna, and the high gain characteristic can be obtained. Is obtained.
【００１２】この発明では、アンテナの地導体と車体の
間に反射板を設けることで、この反射板での反射をアン
テナの一部として利用することで利得の向上を図ること
ができる。In the present invention, by providing a reflector between the ground conductor of the antenna and the vehicle body, the gain can be improved by utilizing the reflection at the reflector as a part of the antenna.
【００１３】また、この発明では、アンテナの地導体と
車体の間に大きさが０．３５波長以下の反射板を設け、
この反射板とアンテナの地導体の間隔を０．３波長以下
とすることで、この反射板での反射をアンテナの一部と
して利用し、小さな反射板でも高利得特性が得られる。Further, according to the present invention, a reflector having a size of 0.35 wavelength or less is provided between the ground conductor of the antenna and the vehicle body,
By setting the distance between the reflector and the ground conductor of the antenna to 0.3 wavelength or less, the reflection at the reflector is used as a part of the antenna, and a high gain characteristic can be obtained even with a small reflector.
【００１４】[0014]
実施例１．図１，２はこの発明の実施例１を示す概略構
成図である。図において１は自動車、２は自動車の屋
根、３はアンテナ層である。アンテナは無給電素子付マ
イクロストリップアンテナを７素子配列したアレーアン
テナで構成される。ここでアンテナ素子数を多くすれば
ビーム方向の利得は高くなるが、ビームが細くなるため
カバレッジ範囲が狭くなり、日本列島全てをカバーでき
なくなる。アンテナ素子数を７素子以下にする方がビー
ムが広くなり、カバレッジ範囲が広くなるため都合が良
いが、ここでは利得１０ｄＢを得るために７素子の場合
を示す。アンテナの地導体板と自動車の車体（この場合
は屋根）との間隔をｈとする。図２はアンテナ部分の拡
大図であり、図２（ａ）はアンテナ層及びマイクロ波回
路部及び回転駆動装置の断面図、図２（ｂ）はアンテナ
層の断面図を示す。図において、４はＬＮＡ（ローノイ
ズアンプ）、ＨＰＡ（ハイパワーアンプ）、ダイプレク
サ等のＲＦ回路部、５は回転駆動装置、６はロータリジ
ョイント、７はアンテナを車体に取り付けるための小型
の取付装置である。また、図２（ｂ）において８は地導
体、９は誘電体基板、１０は放射導体であり、これから
マイクロストリップアンテナ１１が構成される。また、
１２は入力インピーダンスの広帯域化のために設けられ
た無給電素子であり、これらを７素子配列することでア
ンテナ層３が構成される。２８ａ，２８ｂは誘電体層あ
るいは空気層である。１３はストリップ導体であり、地
導体８、誘電体基板９とで給電線路であるマイクロスト
リップ線路が構成され、放射導体１０を給電する。２０
はアンテナを保護するレドームである。回転駆動装置の
詳細図は図４に示す。Example 1. 1 and 2 are schematic configuration diagrams showing a first embodiment of the present invention. In the figure, 1 is an automobile, 2 is a roof of the automobile, and 3 is an antenna layer. The antenna is composed of an array antenna in which seven microstrip antennas with parasitic elements are arranged. Here, if the number of antenna elements is increased, the gain in the beam direction becomes higher, but the beam becomes narrower, so the coverage range becomes narrower, and it becomes impossible to cover the entire Japanese archipelago. It is convenient to set the number of antenna elements to 7 or less because the beam becomes wider and the coverage range becomes wider, but here, the case of 7 elements is shown to obtain a gain of 10 dB. The distance between the ground conductor plate of the antenna and the car body (the roof in this case) is h. FIG. 2 is an enlarged view of the antenna portion, FIG. 2 (a) is a cross-sectional view of the antenna layer, the microwave circuit portion, and the rotation driving device, and FIG. 2 (b) is a cross-sectional view of the antenna layer. In the figure, 4 is an RF circuit unit such as LNA (low noise amplifier), HPA (high power amplifier), diplexer, etc., 5 is a rotary drive device, 6 is a rotary joint, and 7 is a small mounting device for mounting the antenna on the vehicle body. is there. Further, in FIG. 2B, 8 is a ground conductor, 9 is a dielectric substrate, and 10 is a radiation conductor, and from this, a microstrip antenna 11 is constructed. Also,
Reference numeral 12 is a parasitic element provided for widening the band of the input impedance, and the antenna layer 3 is formed by arranging seven elements. 28a and 28b are dielectric layers or air layers. Reference numeral 13 denotes a strip conductor, and the ground conductor 8 and the dielectric substrate 9 constitute a microstrip line which is a feed line, and feeds the radiation conductor 10. 20
Is a radome that protects the antenna. A detailed view of the rotary drive device is shown in FIG.
【００１５】ビームをチルトさせる方法について図３に
示す。ビームをチルトさせるためには各素子に位相差を
つけて所望のビーム方向で位相が揃うようにすればよ
い。図３はマイクロストリップ線路長を変えて各素子に
位相差をつけている。θ方向にビームを向けるためには ３６０゜×（ｄ／λ0 ）×ｓｉｎθ の位相差を各素子につければよい。ここでｄは素子間
隔、λ0 は自由空間の波長である。ｄ＝０．３３λ0 の
場合、図３に示した位相をつけることで５０゜方向にビ
ームをチルトさせることができる。A method of tilting the beam is shown in FIG. In order to tilt the beam, each element may be provided with a phase difference so that the phases are aligned in a desired beam direction. In FIG. 3, the phase difference is given to each element by changing the microstrip line length. In order to direct the beam in the θ direction, a phase difference of 360 ° × (d / λ 0 ) × sin θ may be applied to each element. Where d is the element spacing and λ 0 is the wavelength in free space. When d = 0.33λ 0 , the beam can be tilted in the 50 ° direction by applying the phase shown in FIG.
【００１６】図４は回転駆動装置の構成を示している。
６はロータリジョイント、１１はマイクロストリップア
ンテナ、２１はモータ、２２はベルト、２３はギア、２
４はケース、２５は電池である。アンテナを回転させる
ために、アンテナの下部にギア２３を設け、このギア２
３にベルト２２をつけてモータ２１で回すように構成し
ている。モータ２１を制御することで自由に左右に回転
させることができる。ロータリジョイント６でアンテナ
とマイクロ波回路を接続するため、回転に支障はない。FIG. 4 shows the structure of the rotary drive device.
6 is a rotary joint, 11 is a microstrip antenna, 21 is a motor, 22 is a belt, 23 is a gear, 2
4 is a case and 25 is a battery. In order to rotate the antenna, a gear 23 is provided below the antenna, and the gear 2
A belt 22 is attached to 3 and rotated by a motor 21. By controlling the motor 21, it can be freely rotated to the left and right. Since the rotary joint 6 connects the antenna and the microwave circuit, there is no hindrance to the rotation.
【００１７】図５は移相器でアンテナのビームを制御す
る場合を示している。２６は移相器層、２７は接続ピン
である。図５（ａ）は上面図、図５（ｂ）はＡ−Ａ断面
図を示している。例えば図５のように２素子を給電線路
で合成し、それを下層２６に設けた移相器を構成するト
リプレート線路層に接続する。移相器はＰＩＮダイオー
ド移相器で構成される。この移相器の位相を変えること
でビームを特定の方向に走査することができる。FIG. 5 shows the case where the beam of the antenna is controlled by the phase shifter. 26 is a phase shifter layer, and 27 is a connection pin. 5A shows a top view and FIG. 5B shows a cross-sectional view taken along line AA. For example, as shown in FIG. 5, two elements are combined by a feed line and connected to a triplate line layer that constitutes a phase shifter provided in the lower layer 26. The phase shifter is composed of a PIN diode phase shifter. The beam can be scanned in a specific direction by changing the phase of this phase shifter.
【００１８】次に動作原理について説明する。図６
（ａ）はその動作原理を説明するための図である。マイ
クロストリップ線路でマイクロストリップアンテナを励
振することで電波が放射される。各素子からの放射波を
合成することでビームが形成される。図は低仰角にビー
ムをチルトした場合を示している。この際、放射波の他
に屋根で反射する反射波、及び地導体の端部での回折し
た回折波が屋根で反射する反射波が存在する。この反射
波が放射波に比べて小さい場合は放射波に与える影響が
小さいが、大きい場合はこの影響で放射パターンが変化
する。そこで、地導体と屋根の間隔ｈを変え、放射波と
反射波をビームをチルト方向で同相になるように合成す
ることで、反射波をアンテナからの放射波の一部として
有効に利用することで等価的にアンテナ寸法を大きくす
ることができ、利得の向上を図ることができる。すなわ
ち、小型のアンテナで高利得な特性が得られ、軽量化、
低価格化を実現することができる。Next, the operation principle will be described. Figure 6
(A) is a figure for demonstrating the operation principle. Radio waves are radiated by exciting the microstrip antenna with the microstrip line. A beam is formed by combining the radiation waves from the respective elements. The figure shows the case where the beam is tilted to a low elevation angle. At this time, in addition to the radiated wave, there are a reflected wave reflected on the roof and a reflected wave reflected on the roof by a diffracted wave diffracted at the end of the ground conductor. When the reflected wave is smaller than the radiated wave, the influence on the radiated wave is small, but when it is large, the radiation pattern changes due to this influence. Therefore, the reflected wave can be effectively used as a part of the radiated wave from the antenna by changing the distance h between the ground conductor and the roof and synthesizing the radiated wave and the reflected wave so that the beams have the same phase in the tilt direction. Can equivalently increase the antenna size and improve the gain. That is, high gain characteristics can be obtained with a small antenna, weight reduction,
The price can be reduced.
【００１９】図６（ｂ）はθ＝６０゜方向における車体
無しの場合と車体の間隔ｈ＝０．１５λ0 （λ0 は自由
空間の波長）、ｈ＝０．３０λ0 、及びｈ＝０．４３λ
0 とした場合の利得の測定値の比較を示す。ここでは車
体を模擬するために１ｍ×１ｍの方形金属板を用いた結
果である。アンテナは７素子のマイクロストリップアン
テナアレーアンテナである。周波数はＳバンドで送受信
帯を考え、０．９７ｆ0 （ｆ0 は中心周波数）及び１．
０３ｆ0 である。車体の高さｈ＝０．３０λ0とするこ
とで車体無しの場合と比較し、０．９７ｆ0 で１．５ｄ
Ｂｉ、１．０３ｆ0 で２．５ｄＢｉ利得が向上してい
る。ｈ＝０．１５λ0 としても車体無しの場合と比較
し、０．９７ｆ0 で１．５ｄＢｉ、１．０３ｆ0 で２．
５ｄＢｉ利得が向上している。ｈ＝０．４３λ0 の場合
は逆に車体無しの場合と比較し、１．０３ｆ0 で０．３
ｄＢｉ利得が低下している。すなわち、直接波と反射波
の位相関係で利得が変化するため、ｈを変えた場合１波
長周期で利得が変化する。この結果よりｈを調整するこ
とで利得向上が図れることがわかる。即ち、ｈ＝０．３
０λ0 を越えると利得が低下し、ｈ＝０．３０λ0 以下
では利得が上昇する。ｈ＝０．３０λ0 では利得がそれ
ぞれ１０．２ｄＢｉと９．５ｄＢｉが得られており、こ
の値は１９素子アレーアンテナに匹敵する特性が７素子
アレーアンテナで得られており、面積比で５０％以上の
小形化が図れる効果がある。FIG. 6B shows a case without a vehicle body in the θ = 60 ° direction and a vehicle body spacing h = 0.15λ 0 (λ 0 is a wavelength in free space), h = 0.30λ 0 , and h = 0. .43λ
A comparison of the measured gain values when 0 is shown. Here, it is the result of using a square metal plate of 1 m × 1 m to simulate the vehicle body. The antenna is a 7-element microstrip antenna array antenna. The frequency is 0.97f 0 (f 0 is the center frequency) and 1.
It is 03f 0 . By setting the height of the vehicle body to h = 0.30λ 0 , compared with the case without the vehicle body, 0.97f 0 , 1.5d
At Bi, 1.03f 0 , the 2.5dBi gain is improved. Also compared with the case without the vehicle body as h = 0.15λ 0, at 0.97f 0 1.5dBi, at 1.03f 0 2.
The 5 dBi gain is improved. In the case of h = 0.43λ 0 , on the contrary, compared with the case without the vehicle body, 0.3 at 1.03f 0
The dBi gain is reduced. That is, since the gain changes depending on the phase relationship between the direct wave and the reflected wave, when h is changed, the gain changes in one wavelength cycle. From this result, it is understood that the gain can be improved by adjusting h. That is, h = 0.3
If it exceeds 0λ 0 , the gain decreases, and if h = 0.30λ 0 or less, the gain increases. At h = 0.30λ 0 , gains of 10.2 dBi and 9.5 dBi are obtained, respectively, and this value is obtained with a 7-element array antenna having characteristics comparable to those of a 19-element array antenna, and the area ratio is 50%. There is an effect that the above-mentioned miniaturization can be achieved.
【００２０】また、各素子の振幅、位相を変えてビーム
をチルトさせるか、または各素子あるいはサブアレーの
位相を変える移相器を設け、アンテナを水平面内を回転
させる回転駆動装置を設けることで、水平面内全方向に
おいて道路に応じた進路変更にともなう車の回転に対し
て常に衛星の方向を追尾することができ、衛星からの信
号を受信することができる効果がある。Further, by providing a phase shifter for changing the amplitude and phase of each element to tilt the beam or changing the phase of each element or sub-array, and providing a rotary drive device for rotating the antenna in a horizontal plane, In all the directions in the horizontal plane, there is an effect that the direction of the satellite can be always tracked with respect to the rotation of the vehicle accompanying the course change according to the road, and the signal from the satellite can be received.
【００２１】ここでは自動車の屋根に装着する例を示し
たが、トランクの上など他の場所に装着してもこの発明
は有効である。またここでは円形マイクロストリップア
ンテナの例を示したが、方形、三角形などほかの形状で
もよい。また７素子の例を示したが、１素子及び複数個
でもこの発明は有効である。更に、素子配列方式には依
存せず、シーケンシャルアレー配列としてもこの発明は
有効である。給電素子の基板として誘電体基板を用いる
例を示したが、空気層としてもよい。また、ここでは、
マイクロストリップ線路で給電する例を示したが、トリ
プレート線路、サスペンデッド線路、同軸線路等を用い
てもよいことは言うまでもない。Although an example in which the present invention is mounted on the roof of an automobile is shown here, the present invention is also effective when mounted on other places such as on a trunk. Further, although the example of the circular microstrip antenna is shown here, other shapes such as a square and a triangle may be used. Although an example of 7 elements is shown, the present invention is also effective for one element and a plurality of elements. Further, the present invention is effective even if it is a sequential array arrangement, without depending on the element arrangement method. Although the example in which the dielectric substrate is used as the substrate of the power feeding element is shown, it may be an air layer. Also here
Although an example in which power is supplied by a microstrip line has been shown, it goes without saying that a triplate line, a suspended line, a coaxial line, or the like may be used.
【００２２】実施例２．図７はこの発明の実施例２を示
す概略構成図である。図７（ａ）は自動車の屋根に取り
付けた場合の斜視図、図７（ｂ）はアンテナ部の断面図
である。図において１５は反射板、１６は取り付け治具
である。Example 2. FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing a second embodiment of the present invention. FIG. 7A is a perspective view when it is attached to the roof of an automobile, and FIG. 7B is a cross-sectional view of the antenna unit. In the figure, 15 is a reflector and 16 is a mounting jig.
【００２３】次に動作原理について説明する。車体とア
ンテナの地導体の間隔を調整することで利得の向上を図
ることができるが、車種によっては屋根上にアンテナを
密着させて取り付けることができず、車体とアンテナの
地導体の間隔を任意に調整できない場合がある。例えば
トラックの屋根等に装着する際、屋根に凹凸あるいは風
よけがある場合があり、車体とアンテナの間隔を調整が
容易にできない。このような場合は、車体の変わりにア
ンテナ地導体の下部に反射板を設け、この反射板とアン
テナのとの間隔ｈ’を調整することで車体との距離ｈを
任意とした場合でも利得向上を図ることができる。Next, the operation principle will be described. The gain can be improved by adjusting the distance between the vehicle body and the ground conductor of the antenna, but depending on the vehicle model, the antenna cannot be attached closely to the roof, and the distance between the vehicle body and the ground conductor of the antenna can be set arbitrarily. It may not be possible to adjust to. For example, when it is mounted on the roof of a truck or the like, the roof may have irregularities or a windbreak, and it is not easy to adjust the distance between the vehicle body and the antenna. In such a case, a reflector is provided below the antenna ground conductor in place of the vehicle body, and the gain h is improved even if the distance h between the vehicle body and the vehicle body is set arbitrarily by adjusting the distance h ′ between the reflector and the antenna. Can be achieved.
【００２４】図８は反射板の大きさ（この場合は正方
形）を変えた場合の利得の測定値を示す。反射板は縦横
比一定の正方形地板とした。アンテナは７素子のマイク
ロストリップアンテナアレーアンテナである。周波数は
Ｓバンドで送受信帯を考え、０．９７ｆ0 （ｆ0 は中心
周波数）及びび１．０３ｆ0 である。反射板の大きさを
小さくしても利得の低下量は小さく、反射板の大きさを
２．６λ0 と小さくしても反射板の大きさが８．７λ0
との場合を比較し、利得の低下は０．２ｄＢ以下であ
る。反射板の大きさが３．５λ0 では利得の低下がな
い。この反射板の大きさは地導体の大きさの１．３倍程
度であり、小型の反射板を用いても十分反射板として動
作することがわかる。ここでは、方形の反射板を用いる
例を示したが、円形の反射板としてもよく、その場合、
直径を方形の反射板の１辺の大きさとすればよい。FIG. 8 shows the measured values of gain when the size of the reflector (square in this case) is changed. The reflector was a square base plate with a constant aspect ratio. The antenna is a 7-element microstrip antenna array antenna. The frequency is 0.97f 0 (f 0 is the center frequency) and 1.03f 0 , considering the transmission / reception band in the S band. Even if the size of the reflector is reduced, the amount of decrease in gain is small. Even if the size of the reflector is reduced to 2.6λ 0 , the size of the reflector is 8.7λ 0.
And the case where the gain is reduced is 0.2 dB or less. When the size of the reflector is 3.5λ 0 , there is no decrease in gain. The size of this reflector is about 1.3 times the size of the ground conductor, and it can be seen that even if a small reflector is used, it sufficiently operates as a reflector. Here, an example using a rectangular reflector is shown, but a circular reflector may be used, in which case,
The diameter may be the size of one side of the rectangular reflector.
【００２５】ここでは、方形の反射板を用いる例を示し
たが、円形の反射板としてもよく、その直径を方形の１
辺の大きさとすればよい。ここでは自動車の屋根に装着
する例を示したが、トランクの上など他の場所に装着し
てもこの発明は有効である。またここでは円形マイクロ
ストリップアンテナの例を示したが、方形、三角形など
ほかの形状でもよい。また７素子の例を示したが、１素
子及び複数個でもこの発明は有効である。更に、素子配
列方式には依存せず、シーケンシャルアレー配列として
もこの発明は有効である。給電素子の基板として誘電体
基板を用いる例を示したが、空気層としてもよい。ま
た、ここでは、マイクロストリップ線路で給電する例を
示したが、トリプレート線路、サスペンデッド線路、同
軸線路等を用いてもよいことは言うまでもない。Here, an example in which a rectangular reflector is used is shown, but a circular reflector may be used, and the diameter thereof is a square.
It should be the size of the side. Here, an example is shown in which the present invention is mounted on the roof of an automobile, but the present invention is effective even when mounted on other places such as on a trunk. Further, although the example of the circular microstrip antenna is shown here, other shapes such as a square and a triangle may be used. Although an example of 7 elements is shown, the present invention is also effective for one element and a plurality of elements. Further, the present invention is effective even if it is a sequential array arrangement, without depending on the element arrangement method. Although the example in which the dielectric substrate is used as the substrate of the power feeding element is shown, it may be an air layer. In addition, although the example in which power is supplied by the microstrip line is shown here, it goes without saying that a triplate line, a suspended line, a coaxial line, or the like may be used.
【００２６】[0026]
【発明の効果】この発明では、自動車の車体とアンテナ
の地導体の間隔を調整し、自動車の車体での反射をアン
テナの一部として利用することで利得の向上を図れる効
果がある。According to the present invention, the gain can be improved by adjusting the distance between the vehicle body of the automobile and the ground conductor of the antenna and utilizing the reflection from the vehicle body of the automobile as a part of the antenna.
【００２７】また、この発明は、自動車の車体とアンテ
ナの地導体の間隔を０．３波長以下とすることで自動車
の車体での反射をアンテナの一部として利用し、薄型な
構成で高利得特性が得られる効果がある。Further, according to the present invention, the distance between the car body of the car and the ground conductor of the antenna is set to 0.3 wavelength or less so that the reflection on the car body of the car is utilized as a part of the antenna, and the structure is thin and the gain is high. There is an effect that characteristics can be obtained.
【００２８】この発明は、自動車の車体とアンテナの地
導体の間隔を調整が容易にできない場合でもアンテナの
地導体と車体の間に反射板を設け、この反射板での反射
をアンテナの一部として利用することで利得の向上を図
れる効果がある。According to the present invention, a reflector is provided between the ground conductor of the antenna and the car body even if the distance between the car body of the automobile and the ground conductor of the antenna cannot be easily adjusted. There is an effect that the gain can be improved by using it as.
【００２９】この発明で、アンテナの地導体と車体の間
に大きさが０．３５波長以下の反射板を設け、この反射
板とアンテナの地導体の間隔を０．３波長以下とするこ
とで、この反射板での反射をアンテナの一部として利用
することができ、小型の反射板と薄型な構成で高利得特
性が得られる効果がある。In the present invention, a reflector having a size of 0.35 wavelength or less is provided between the ground conductor of the antenna and the vehicle body, and the distance between the reflector and the ground conductor of the antenna is set to 0.3 wavelength or less. The reflection on the reflector can be used as a part of the antenna, and a high gain characteristic can be obtained with a small reflector and a thin structure.
【図１】 この発明の実施例１を示す車載用アンテナの
概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a vehicle-mounted antenna showing a first embodiment of the present invention.
【図２】 この発明の実施例１を示す車載用アンテナの
詳細図である。FIG. 2 is a detailed view of the vehicle-mounted antenna showing the first embodiment of the present invention.
【図３】 この発明の実施例１を示すビームチルト方法
の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a beam tilt method showing the first embodiment of the present invention.
【図４】 この発明の実施例１を示す回転駆動装置を備
えた車載用アンテナの詳細図である。FIG. 4 is a detailed view of a vehicle-mounted antenna provided with the rotation driving device according to the first embodiment of the present invention.
【図５】 この発明の移相器によるアンテナビームの制
御を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining control of an antenna beam by the phase shifter of the present invention.
【図６】 図１に示したこの発明の動作原理及び測定値
を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the operating principle and measured values of the present invention shown in FIG.
【図７】 この発明の実施例２を示す車載用アンテナの
概略構成図である。FIG. 7 is a schematic configuration diagram of an in-vehicle antenna showing a second embodiment of the present invention.
【図８】 図７に示したこの発明の測定値を示す図であ
る。FIG. 8 is a diagram showing measured values of the present invention shown in FIG. 7.
【図９】 従来の発明を示す概略構成図である。FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing a conventional invention.
１ 自動車、２ 自動車の屋根、３ アンテナ層、４
ＲＦ回路部、５ 回転駆動装置、６ ロータリジョイン
ト、７ 取付装置、８ 地導体板、９ 誘電体基板、１
０ 放射導体、１１ マイクロストリップアンテナ、１
２ 無給電素子、１３ ストリップ導体、１４ マイク
ロストリップ線路、１５ 反射板、１６取付装置、１７
アンテナ層、１８ 移相器及び給電回路層、１９ Ｐ
ＩＮダイオードドライブ回路層、２０ レドーム、２１
モータ、２２ ベルト、２３ギア、２４ ケース、２
５ 電池、２６ 移相器層、２７ 接続ピン、２８ａ，
２８ｂ 誘電体層あるいは空気層。1 car, 2 car roof, 3 antenna layers, 4
RF circuit part, 5 rotation drive device, 6 rotary joint, 7 mounting device, 8 ground conductor plate, 9 dielectric substrate, 1
0 radiation conductor, 11 microstrip antenna, 1
2 parasitic elements, 13 strip conductors, 14 microstrip lines, 15 reflectors, 16 mounting devices, 17
Antenna layer, 18 Phase shifter and feeding circuit layer, 19 P
IN diode drive circuit layer, 20 radome, 21
Motor, 22 belts, 23 gears, 24 cases, 2
5 battery, 26 phase shifter layer, 27 connection pin, 28a,
28b Dielectric layer or air layer.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｑ 21/06 (72)発明者 大嶺 裕幸 鎌倉市上町屋325番地 三菱電機株式会社 鎌倉製作所内 (72)発明者 青木 博之 鎌倉市上町屋325番地 三菱電機株式会社 鎌倉製作所内 (72)発明者 茶谷 嘉之 鎌倉市上町屋325番地 三菱電機株式会社 鎌倉製作所内 (72)発明者 春山 鉄男 鎌倉市上町屋325番地 三菱電機株式会社 鎌倉製作所内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Reference number within the agency FI Technical indication location H01Q 21/06 (72) Inventor Hiroyuki Omine 325 Kamimachiya, Kamakura City Mitsubishi Electric Corporation Kamakura Factory ( 72) Inventor Hiroyuki Aoki 325 Kamimachiya, Kamakura City Mitsubishi Electric Co., Ltd. Kamakura Factory (72) Inventor Yoshiyuki Chatani 325 Kamimachiya, Kamakura City Mitsubishi Electric Co., Ltd. Kamakura Factory (72) Inventor Tetsuo Haruyama Kamakura City 325 Machiya Mitsubishi Electric Corporation Kamakura Factory
Claims (4)
板、上記誘電体基板の上記地導体とは反対の面に設けた
放射導体とから構成される給電素子と、上記給電素子上
に設けた無給電素子と、上記給電素子を給電する給電回
路とで構成されるマイクロストリップアンテナを１素子
あるいは複数素子配列し、自動車の車体に搭載するアン
テナにおいて、上記地導体と上記自動車の車体の間隔を
任意に調整したことを特徴とする移動体衛星通信用車載
アンテナ。1. A feed element comprising a ground conductor, a dielectric substrate provided on the ground conductor, and a radiation conductor provided on a surface of the dielectric substrate opposite to the ground conductor, and on the feed element. In the antenna mounted on the body of an automobile, one or a plurality of microstrip antennas, each of which is composed of a parasitic element provided in the vehicle and a feeding circuit for feeding the feeding element, are arranged, and the ground conductor and the vehicle body of the automobile. An in-vehicle antenna for mobile satellite communication, characterized in that the interval between the two is arbitrarily adjusted.
０．３波長以下としたことを特徴とする請求項１記載の
移動体衛星通信用車載アンテナ。2. The vehicle-mounted antenna for mobile satellite communication according to claim 1, wherein the distance between the ground conductor and the car body of the automobile is 0.3 wavelength or less.
板、上記誘電体基板の上記地導体とは反対の面に設けた
放射導体とから構成される給電素子と、上記給電素子上
に設けた無給電素子と、上記給電素子を給電する給電回
路とで構成されるマイクロストリップアンテナを１素子
あるいは複数素子配列し、自動車の車体に搭載するアン
テナにおいて、上記地導体と上記車体の間に反射板を設
けたことを特徴とする移動体衛星通信用車載アンテナ。3. A feed element comprising a ground conductor, a dielectric substrate provided on the ground conductor, and a radiation conductor provided on a surface of the dielectric substrate opposite to the ground conductor, and on the feed element. In the antenna mounted on the body of an automobile, one or a plurality of microstrip antennas each including a parasitic element provided in a power feeding circuit and a power feeding circuit that feeds the power feeding element are arranged, and between the ground conductor and the vehicle body. An in-vehicle antenna for mobile satellite communication, characterized in that a reflector is provided on the.
０．３波長以下の反射板を設け、上記地導体と上記反射
板の間隔を０．３波長以下としたことを特徴とする請求
項３記載の移動体衛星通信用車載アンテナ。4. A reflecting plate having a size of 0.3 wavelength or less is provided between the ground conductor and the vehicle body, and an interval between the ground conductor and the reflecting plate is 0.3 wavelength or less. The vehicle-mounted antenna for mobile satellite communication according to claim 3.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07000322A JP3084344B2 (en) | 1995-01-05 | 1995-01-05 | In-vehicle antenna for mobile satellite communication |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07000322A JP3084344B2 (en) | 1995-01-05 | 1995-01-05 | In-vehicle antenna for mobile satellite communication |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08186421A true JPH08186421A (en) | 1996-07-16 |
| JP3084344B2 JP3084344B2 (en) | 2000-09-04 |
Family
ID=11470677
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07000322A Expired - Fee Related JP3084344B2 (en) | 1995-01-05 | 1995-01-05 | In-vehicle antenna for mobile satellite communication |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3084344B2 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002537173A (en) * | 1999-02-16 | 2002-11-05 | ジェンテクス・コーポレーション | Rearview mirror with integrated microwave receiver |
| JP2010204032A (en) * | 2009-03-05 | 2010-09-16 | Fuji Heavy Ind Ltd | Radar device for vehicle |
| JP2018117268A (en) * | 2017-01-19 | 2018-07-26 | 株式会社Ｎｔｔドコモ | Unmanned aircraft |
| JPWO2019198662A1 (en) * | 2018-04-12 | 2021-04-15 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | Antenna device |
| CN113241519A (en) * | 2021-03-22 | 2021-08-10 | 广东通宇通讯股份有限公司 | Integrated antenna system |
-
1995
- 1995-01-05 JP JP07000322A patent/JP3084344B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002537173A (en) * | 1999-02-16 | 2002-11-05 | ジェンテクス・コーポレーション | Rearview mirror with integrated microwave receiver |
| JP2010204032A (en) * | 2009-03-05 | 2010-09-16 | Fuji Heavy Ind Ltd | Radar device for vehicle |
| JP2018117268A (en) * | 2017-01-19 | 2018-07-26 | 株式会社Ｎｔｔドコモ | Unmanned aircraft |
| JPWO2019198662A1 (en) * | 2018-04-12 | 2021-04-15 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | Antenna device |
| US11695207B2 (en) | 2018-04-12 | 2023-07-04 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Vehicle antenna device with side wall lens |
| CN113241519A (en) * | 2021-03-22 | 2021-08-10 | 广东通宇通讯股份有限公司 | Integrated antenna system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3084344B2 (en) | 2000-09-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5786244B2 (en) | In-vehicle directional flat antenna, vehicle including such antenna, and satellite communication system including such vehicle | |
| US6839039B2 (en) | Antenna apparatus for transmitting and receiving radio waves to and from a satellite | |
| US7161537B2 (en) | Low profile hybrid phased array antenna system configuration and element | |
| KR970010834B1 (en) | Slot array antenna | |
| US5243358A (en) | Directional scanning circular phased array antenna | |
| US5495258A (en) | Multiple beam antenna system for simultaneously receiving multiple satellite signals | |
| US7358920B2 (en) | Cavity embedded antenna | |
| EP0523409A1 (en) | Electronically reconfigurable antenna | |
| US6661388B2 (en) | Four element array of cassegrain reflector antennas | |
| US6243052B1 (en) | Low profile panel-configured helical phased array antenna with pseudo-monopulse beam-control subsystem | |
| US6018327A (en) | Single-wire spiral antenna | |
| JP3452971B2 (en) | Polarization variable antenna | |
| JP3084344B2 (en) | In-vehicle antenna for mobile satellite communication | |
| US20020118140A1 (en) | Antenna system | |
| EP0921590A2 (en) | Antenna for communicating with low earth orbit satellite | |
| US3641580A (en) | Fractional turn helical antenna | |
| CN211182508U (en) | Low-profile scannable planar reflective array antenna system with rotary subreflector | |
| CN112886226A (en) | Broadband low-profile back-reflection circularly polarized antenna and back-reflection method thereof | |
| JP2981087B2 (en) | Beam antenna | |
| JPH05110327A (en) | Phased array antenna | |
| CN111211404B (en) | Low-profile scannable planar reflective array antenna system with rotary sub-reflecting surface and scanning method | |
| JP3501206B2 (en) | Planar spiral antenna with driving reflector | |
| JP2611883B2 (en) | Mobile station antenna for satellite communication | |
| KR100317483B1 (en) | Active phase array antenna system with radiator subarray and active channel block for sofa structure | |
| JPH09232864A (en) | Antenna |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080630 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080630 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090630 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100630 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 10 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100630 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110630 Year of fee payment: 11 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |