JPH08204434A - Helical antenna - Google Patents

Helical antenna

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JPH08204434A
JPH08204434A JP1274895A JP1274895A JPH08204434A JP H08204434 A JPH08204434 A JP H08204434A JP 1274895 A JP1274895 A JP 1274895A JP 1274895 A JP1274895 A JP 1274895A JP H08204434 A JPH08204434 A JP H08204434A
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sleeve
drive shaft
helical antenna
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cylindrical surface
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俊雄 増島
Yoshihiko Konishi
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Abstract

PURPOSE: To provide an inexpensive and practical helical antenna, to change easy its helix angle, sufficient in strength and stable in form. CONSTITUTION: The sleeves 11 of a hollow dielectric are arranged along a shaft. The hollow shaft 12 of the hollow dielectric is arranged between the sleeves 11. A conduction wire 3 is wound through a guide 13 provided in the sleeve 11 in spiral shape, and it is covered with a radome 6. One terminal of each hollow shaft 12 is fitted in the sleeve 11 with a right-turn screw and the other terminal of the hollow shaft 12 with a left-turn screw. An angle of rotation of each sleeve 11 is synchronized with each other, and each hollow shaft 12 is rotated by synchronizing with a driving shaft 14.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】近年自動車電話や携帯電話を始め
とする移動体通信が盛んで、都市部や高速道路周辺に限
ったサービスのみならず、山間地や近海などへのサービ
スエリア拡大が望まれている。移動体通信には移動局の
通信を中継する基地局が不可欠であるが、何時何処から
でも通信できるためには莫大な数の基地局を必要とし、
回線需要と基地局の建設費用を考えると山間地や近海な
どへサービスエリアを展開することは経済的に限界があ
る。ここで静止軌道上の通信衛星を中継局として用い屋
外の移動局と衛星との間に通信回線を結べば、近海を含
め日本全国をサービスエリアとした回線を経済的に構築
することが可能である。こうした衛星通信に用いる移動
局アンテナの利得を高くするとビームがシャープになる
ので、移動局の動きに応じて衛星を追尾する必要がある
し、逆にアンテナを無指向性にすると追尾が不要となる
半面、回線上必要とする利得が得られない。そこで指向
性が円錐状、すなわち衛星の仰角方向には指向性をもち
周方向に無指向性であれば、円錐ビームの軸を略垂直に
設置することにより衛星の方位に無関係に通信できるの
で、移動局用アンテナとして極めて有利である。また使
用する偏波を衛星放送などで用いられている円偏波とす
れば、移動局の揺れに対する偏波面の調整も不要であ
る。このような円偏波の円錐ビームをもつアンテナ形式
としてヘリカルアンテナがあるが、日本には国土が弓な
りになっているので各地から見た衛星の仰角も広範囲に
わたり、アンテナに要求される利得によってはヘリカル
アンテナのビームの仰角を可変できることが望まれる。
この発明はこうした衛星利用移動体通信に用いられるヘ
リカルアンテナの指向性を変化させる機構に関するもの
である。
[Industrial field of use] In recent years, mobile communication such as car phones and mobile phones has been popular, and it is hoped that not only services will be limited to urban areas and highways but also service areas will be expanded to mountainous areas and inshore areas. It is rare. A base station that relays the communication of a mobile station is indispensable for mobile communication, but a huge number of base stations are required to be able to communicate from anywhere at any time,
Considering line demand and base station construction costs, it is economically limited to develop a service area in a mountainous area or near sea. If a communication satellite in a geostationary orbit is used as a relay station and a communication line is connected between an outdoor mobile station and the satellite, it is possible to economically construct a line that covers all of Japan, including the near sea. is there. When the gain of the mobile station antenna used for such satellite communication is increased, the beam becomes sharper, so it is necessary to track the satellite according to the movement of the mobile station. Conversely, if the antenna is omnidirectional, tracking is unnecessary. On the other hand, the gain required on the line cannot be obtained. Therefore, if the directivity is conical, that is, it has directivity in the elevation angle direction of the satellite and is omnidirectional in the circumferential direction, by setting the axis of the cone beam almost vertically, it is possible to communicate regardless of the bearing of the satellite, It is extremely advantageous as a mobile station antenna. Moreover, if the polarized wave used is a circular polarized wave used in satellite broadcasting, it is not necessary to adjust the plane of polarization for the shaking of the mobile station. There is a helical antenna as an antenna type having such a circularly polarized conical beam, but since Japan has a bow-shaped country, the elevation angle of the satellite seen from various places is wide and depending on the gain required for the antenna. It is desired that the elevation angle of the beam of the helical antenna can be changed.
The present invention relates to a mechanism for changing the directivity of a helical antenna used for such satellite-based mobile communication.

【0002】[0002]

【従来の技術】図12は例えば電子情報通信学会技術研
究報告A・P91−38に構成を示された従来のヘリカ
ルアンテナを示す図である。図において、1は円筒形発
泡ポリエチレンの心材、2a,2bは心材1に180゜
対向して設けたピッチ角α(ピッチP)の2本のらせん
溝、3a,3bはらせん溝2にはめた2本の導体線、4
はバラン、5は心材1の内部を通る鋼管の同軸線路、6
はガラス繊維強化樹脂のレドームである。心材1の外径
Dは使用する電波の波長λに対して約0.1λ程度、ら
せん溝2のピッチ角αはD/Pが約0.2程度になるよ
うに選ばれている。導体線3の長さはらせん溝2のピッ
チを1卷きとして通常3巻き以上、ここでは6巻きとし
てある。導体線3の直径は波長λに比べ十分小さく選ぶ
ため通常自立させることが困難であるから、心材1に設
けたらせん溝2に入れて形態を保つようになっている。
バラン4は例えばアンテナ工学ハンドブックp243、
図3・20(電子通信学会偏、昭和55年)に示された
分割同軸形のバランで、図13に示すように同軸線路5
の端部の内導体7と外導体8を短絡片9で接続し、外導
体8にλ/4の長さのスリット10を設け、スリット1
0で分割された外導体8に導体線3aと3bを接続す
る。レドーム6は導体線3やバラン4を覆い、風雨や侵
食からこれらを保護している。
2. Description of the Related Art FIG. 12 is a diagram showing a conventional helical antenna whose structure is shown in, for example, IEICE Technical Report A.P. 91-38. In the figure, 1 is a core material of cylindrical expanded polyethylene, 2a and 2b are two spiral grooves with a pitch angle α (pitch P) provided facing the core material 1 by 180 °, and 3a and 3b are fitted in the spiral groove 2. 2 conductor wires, 4
Is a balun, 5 is a coaxial line of a steel pipe passing through the inside of the core material 1, 6
Is a glass fiber reinforced resin radome. The outer diameter D of the core material 1 is about 0.1λ with respect to the wavelength λ of the radio wave used, and the pitch angle α of the spiral groove 2 is selected so that D / P is about 0.2. The length of the conductor wire 3 is usually 3 turns or more, here 6 turns, with the pitch of the spiral groove 2 being one roll. Since the diameter of the conductor wire 3 is selected to be sufficiently smaller than the wavelength λ, it is usually difficult to make it self-sustaining. Therefore, the conductor wire 3 is inserted into the spiral groove 2 provided in the core material 1 to maintain its shape.
Balun 4 is, for example, Antenna Engineering Handbook p243,
The split coaxial type balun shown in Fig. 3 ・ 20 (Electronic Communication Institute bias, 1980) has a coaxial line 5 as shown in Fig. 13.
The inner conductor 7 and the outer conductor 8 at the ends of are connected by a short-circuit piece 9, and the outer conductor 8 is provided with a slit 10 having a length of λ / 4.
The conductor lines 3a and 3b are connected to the outer conductor 8 divided by 0. The radome 6 covers the conductor wire 3 and the balun 4 and protects them from wind and rain and erosion.

【0003】従来のヘリカルアンテナは上記のように構
成されているので、送信アンテナとして考えた場合、同
軸線路5の不平衡伝送姿態はバラン4により平衡伝送姿
態に変換されて、導体線3aと3bに平衡給電される。
平衡給電された導体線3aと3bは逆相で給電されるこ
とになるので円偏波を放射するが、図12(d)に示す
ヘリカルアンテナの軸線直角方向からの角度θ、すなわ
ち仰角θの方向にピークをもち、軸線の回りには回転対
称なビーム、つまり円錐ビームを形成する。円錐ビーム
の仰角θはピッチ角αに関係し、図14に示すようにピ
ッチ角αが小さいと仰角θが大、ピッチ角αが大きくな
ると仰角θが小さくなる。この関係は近似的には“数
1”で表される。従ってその地域における衛星の仰角と
ヘリカルアンテナの円錐ビームの仰角θが一致するよう
にピッチ角αを選び、ヘリカルアンテナを自動車等の移
動体に垂直に取り付ければ、衛星の仰角方向に所要のア
ンテナ利得をもち、周方向には無指向性であるから、無
線機に接続するだけで直ちに送受信できる。そして仰角
方向のビームは鋭くないから、一般道路の傾斜にも殆ど
影響されることなく、自動車の移動や旋回にも無追尾で
回線が維持できる。
Since the conventional helical antenna is constructed as described above, when considered as a transmitting antenna, the unbalanced transmission mode of the coaxial line 5 is converted into the balanced transmission mode by the balun 4, and the conductor lines 3a and 3b are converted. Balanced power supply.
Since the balanced-fed conductor lines 3a and 3b are fed in opposite phases, they radiate circularly polarized waves, but the angle θ from the direction orthogonal to the axis of the helical antenna shown in FIG. A beam having a peak in the direction and rotationally symmetrical about the axis, that is, a cone beam is formed. The elevation angle θ of the cone beam is related to the pitch angle α. As shown in FIG. 14, when the pitch angle α is small, the elevation angle θ is large, and when the pitch angle α is large, the elevation angle θ is small. This relationship is approximately represented by "Equation 1". Therefore, if the pitch angle α is selected so that the elevation angle of the satellite in the area and the elevation angle θ of the conical beam of the helical antenna match, and the helical antenna is mounted vertically on a moving body such as an automobile, the required antenna gain in the elevation direction of the satellite is obtained. Since it has non-directionality in the circumferential direction, it can be transmitted and received immediately by connecting to a wireless device. Since the beam in the elevation direction is not sharp, the line can be maintained without being tracked even when the vehicle moves or turns without being substantially affected by the inclination of the general road.

【0004】[0004]

【数1】 [Equation 1]

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来のヘ
リカルアンテナは、あたかもロッドアンテナでラジオ放
送を受信するのと同じ感覚で衛星通信することが可能で
あるが、移動体通信に望まれるサービスエリアを考えた
とき、以下に示すように1つのヘリカルアンテナが適用
できるエリアには限界がある。
As described above, the conventional helical antenna can perform satellite communication as if it were receiving a radio broadcast by a rod antenna, but it is a service desired for mobile communication. When considering the area, there is a limit to the area to which one helical antenna can be applied as shown below.

【0006】日本は国土が弓なりになっているので各地
から見た衛星の仰角も広範囲にわたり、例えば東経13
5゜に静止した衛星の場合、本土内に限っても37゜
(北海道)〜53゜(九州)の仰角範囲になる。北海道
から九州まで移動する自動車が1つのアンテナでカバー
しようとすれば、仰角45゜を中心とし、所要の利得を
満足するビーム幅が16゜以上必要である。所要利得と
ビーム幅とは指向性利得の点から相反する関係にあっ
て、図15に示すように所要利得をG1のように低くと
ればビーム幅はB1のように広く、所要利得をG2のよ
うに高くとればビーム幅はB2のように狭くなる。さら
にヘリカルアンテナの円錐ビームの仰角θは周波数によ
り変化する性質がある。すなわちヘリカルアンテナは進
行波形アンテナであるから、導体線3に沿う電流の位相
分布が周波数により変化し、図16に示すように周波数
が高くなると仰角θも大きくなる。これは“数1”に示
した近似式で、仰角θが波長λの関数であることからも
理解できる。衛星通信において上りと下りで周波数が異
なるので、送受信で等しい利得を得るためには、受信ビ
ームを送信ビームが交差する仰角を中心とした方向、図
16では矢印で示した仰角方向でアンテナを使用する必
要がある。
Since Japan has an arched land, the elevation angle of the satellite seen from various places is wide, for example, 13 east longitude.
For satellites stationary at 5 °, the elevation range is 37 ° (Hokkaido) to 53 ° (Kyushu) even within the mainland. If a car traveling from Hokkaido to Kyushu wants to cover it with one antenna, it is necessary to have a beam width of 16 ° or more centering on an elevation angle of 45 ° and satisfying the required gain. The required gain and the beam width have a contradictory relationship from the viewpoint of directivity gain. As shown in FIG. 15, if the required gain is as low as G1, the beam width is as wide as B1 and the required gain is G2. The higher the width, the narrower the beam width becomes as B2. Furthermore, the elevation angle θ of the conical beam of the helical antenna has the property of changing with frequency. That is, since the helical antenna is a traveling waveform antenna, the phase distribution of the current along the conductor wire 3 changes depending on the frequency, and as the frequency increases, the elevation angle θ also increases. This is the approximate expression shown in "Equation 1", and can be understood from the fact that the elevation angle θ is a function of the wavelength λ. In satellite communication, the frequencies are different in upstream and downstream, so in order to obtain the same gain in transmission and reception, the antenna is used in the direction around the elevation angle where the transmission beam intersects the reception beam, that is, in the elevation angle direction shown by the arrow in FIG. There is a need to.

【0007】上記のように従来のヘリカルアンテナで所
要利得を満足するビーム幅は、所要利得と使用周波数範
囲により制限されるので、所要利得が低くてよい場合を
除き、使用する地域における衛星の仰角に応じてアンテ
ナを交換したり、送信専用アンテナと受信専用アンテナ
を別に使用したり、あるいは複数本の送受信アンテナを
用意しスイッチで切換えて用いるのが実情である。結局
複数のアンテナを必要とすることは価格の上昇のみなら
ず、取扱性、設置性を著しく阻害する結果となってい
る。
As described above, since the beam width that satisfies the required gain in the conventional helical antenna is limited by the required gain and the frequency range used, the elevation angle of the satellite in the area where it is used is limited unless the required gain is low. Depending on the situation, it is the actual situation that the antenna is exchanged, the transmission-dedicated antenna and the reception-dedicated antenna are separately used, or a plurality of transmission / reception antennas are prepared and switched by a switch. After all, the need for a plurality of antennas not only raises the price, but also significantly impairs the handling and installation.

【0008】このような問題は仰角αを簡易に変化させ
ることができれば解消され、“数1”から直径Dあるい
はピッチ角αを可変すればよいこは容易に想像できる。
例えば導体線3は心材1により形態を保っているのであ
るから、心材1を廃し導体線3を自立できるだけの剛性
を有する太さにし、図17に模式的に示すように両端に
引張あるいは圧縮力を与えて、あたかもコイルスプリン
グを伸縮させるように形態を可変することはできる。し
かしこの方式では導体線3を太くし剛性を上げた分、変
形に伴って導体線3に発生する応力が増大し、1回の伸
縮で導体線3に永久変形を生じるか、伸縮の繰り返しに
よる金属疲労で導体線3が破壊してしまう。永久変形や
破壊を避けるため応力が弾性範囲内あるいは疲労破壊強
度以内であるようにすると剛性が小さいので自立させる
ことが困難である。そして自立できないような導体線は
ピッチ角が不安定であるでけでなく、自動車等移動体の
振動を加振力として導体線自体が大きく振動し、1ター
ン毎のピッチが時間的にも変動してビーム形状やインピ
ーダンスが変化し実用に耐えない。さらに伸縮に伴う直
径Dとピッチ角αの変化を考えると、導体線が伸びきっ
た状態では直線になることから容易に類推できるとお
り、伸びてピッチ角αが大きくなれば直径Dが小さくな
り、逆に縮んでピッチ角αが小さくなれば直径Dが大き
くなることは明かである。“数1”からピッチ角αが大
きくなると仰角θは小さくなり、直径Dが小さくなると
仰角θは大きくなる傾向にあるから、結果として伸縮に
伴う仰角の変化は相殺されて効果が薄いので、機械強度
的にも電気特性的にも実用性に乏しい。
Such a problem can be solved if the elevation angle α can be easily changed, and it is easily conceivable that the diameter D or the pitch angle α can be changed from "Equation 1".
For example, since the conductor wire 3 retains its shape by the core material 1, the core material 1 is abolished and the conductor wire 3 is made thick enough to be self-supporting, and tensile or compressive force is applied to both ends as schematically shown in FIG. , The shape can be changed as if the coil spring were expanded and contracted. However, in this method, since the conductor wire 3 is made thicker and the rigidity is increased, the stress generated in the conductor wire 3 due to the deformation is increased, and the conductor wire 3 is permanently deformed by one expansion or contraction or repeated expansion and contraction. The conductor wire 3 is destroyed by metal fatigue. If the stress is set within the elastic range or within the fatigue fracture strength in order to avoid permanent deformation and fracture, it is difficult to make it self-sustaining because the rigidity is low. Not only is the conductor wire that cannot be self-sustaining, the pitch angle is unstable, but the conductor wire itself vibrates significantly with the vibration of a moving body such as an automobile as an exciting force, and the pitch of each turn fluctuates with time. Then, the beam shape and impedance change and it cannot be put to practical use. Further considering the changes in the diameter D and the pitch angle α due to expansion and contraction, it can be easily inferred from the fact that the conductor wire becomes a straight line when the conductor wire is fully extended. On the contrary, it is obvious that the diameter D increases as the pitch angle α is reduced by shrinking. As the pitch angle α increases from “Equation 1”, the elevation angle θ tends to decrease, and when the diameter D decreases, the elevation angle θ tends to increase. As a result, the change in elevation angle due to expansion and contraction is offset, and the effect is small. Practicality is poor in terms of strength and electrical characteristics.

【0009】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、ピッチ角を簡易に変化でき、機
械強度十分にして形態が安定した、安価で実用的なヘリ
カルアンテナを得ることを目的としている。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is possible to obtain an inexpensive and practical helical antenna in which the pitch angle can be easily changed, the mechanical strength is sufficient and the form is stable. It is an object.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】この発明の第1の実施例
によるヘリカルアンテナは、軸に沿って中空誘電体のス
リーブを等間隔で並べ、このスリーブの間に中空誘電体
の中空軸を配置し、スリーブに設けたガイドを通して導
体線をらせん状に巻いて、レドームで覆ったものであ
り、各中空軸の片端は右ねじ、中空軸のもう一方の端は
左ねじでスリーブと嵌合し、各スリーブの回転角を同期
させ、各中空軸を駆動軸で同期回転させるものである。
In the helical antenna according to the first embodiment of the present invention, hollow dielectric sleeves are arranged at equal intervals along the axis, and the hollow dielectric hollow shafts are arranged between the sleeves. The conductor wire is spirally wound through a guide provided on the sleeve and covered with a radome.One end of each hollow shaft is right-threaded, and the other end of the hollow shaft is left-threaded to fit with the sleeve. The rotation angles of the sleeves are synchronized, and the hollow shafts are synchronously rotated by the drive shaft.

【0011】また、この発明の第6の実施例によるヘリ
カルアンテナは、軸に沿って中空誘電体のスリーブを等
間隔で並べ、このスリーブの間に中空誘電体の中空軸を
配置し、スリーブに設けたガイドを通して導体線をらせ
ん状に巻いて、レドームで覆ったものであり、各中空軸
の片端はピッチp1、中空軸のもう一方の端はピッチp
2でスリーブと嵌合し、各スリーブの回転角を同期さ
せ、各中空軸を駆動軸で同期回転させるものである。
Also, in the helical antenna according to the sixth embodiment of the present invention, hollow dielectric sleeves are arranged at equal intervals along the axis, and hollow shafts of the hollow dielectric are arranged between the sleeves. A conductor wire is spirally wound through a guide provided and covered with a radome. One end of each hollow shaft has a pitch p1 and the other end of the hollow shaft has a pitch p.
In step 2, the sleeves are fitted to each other, the rotation angles of the sleeves are synchronized, and the hollow shafts are synchronously rotated by the drive shaft.

【0012】また、この発明の第7の実施例によるヘリ
カルアンテナは、軸に沿って長さの異なる中空誘電体の
スリーブを並べ、このスリーブの間に中空誘電体の中空
軸を配置し、スリーブに設けたガイドを通して導体線を
らせん状に巻いて、レドームで覆ったものであり、各中
空軸の片端は右ねじ、中空軸のもう一方の端は左ねじで
スリーブと嵌合し、各スリーブの回転角を同期させ、各
中空軸を駆動軸で同期回転させるものである。
In the helical antenna according to the seventh embodiment of the present invention, hollow dielectric sleeves having different lengths are arranged along the axis, and the hollow dielectric hollow shafts are arranged between the sleeves. The conductor wire is spirally wound through a guide provided on the cover and covered with a radome.One end of each hollow shaft is fitted with a right-hand thread, and the other end of the hollow shaft is fitted with a left-hand thread. The hollow shafts are synchronized and the hollow shafts are synchronously rotated by the drive shaft.

【0013】また、この発明の第8の実施例によるヘリ
カルアンテナは、軸に沿って長さの異なる中空誘電体の
スリーブを並べ、このスリーブの間に中空誘電体の中空
軸を配置し、スリーブに設けたガイドを通して導体線を
らせん状に巻いて、レドームで覆ったものであり、各中
空軸の片端はピッチp1、中空軸のもう一方の端はピッ
チp2でスリーブと嵌合し、各スリーブの回転角を同期
させ、各中空軸を駆動軸で同期回転させるものである。
In the helical antenna according to the eighth embodiment of the present invention, sleeves of hollow dielectrics having different lengths are arranged along the axis, and the hollow shafts of the hollow dielectrics are arranged between the sleeves. A conductor wire is spirally wound through a guide provided on the sleeve and covered with a radome. One end of each hollow shaft is fitted with a sleeve at a pitch p1 and the other end of the hollow shaft is fitted with a sleeve at a pitch p2. The hollow shafts are synchronized and the hollow shafts are synchronously rotated by the drive shaft.

【0014】さらに、この発明の第1の実施例によるヘ
リカルアンテナは、駆動軸を中空断面としたものであ
る。
Further, in the helical antenna according to the first embodiment of the present invention, the drive shaft has a hollow cross section.

【0015】また、この発明の第9の実施例によるヘリ
カルアンテナは、導体線より長い誘電体のチューブで導
体線を覆ったものである。
The helical antenna according to the ninth embodiment of the present invention covers the conductor wire with a tube made of a dielectric material longer than the conductor wire.

【0016】[0016]

【作用】この発明の第1の実施例によれば、駆動軸を回
転すると中空軸の右ねじと左ねじによって各スリーブと
スリーブの距離が伸縮し、この伸縮に伴って導体線のピ
ッチ角が変化する。
According to the first embodiment of the present invention, when the drive shaft is rotated, the distance between each sleeve is expanded and contracted by the right screw and the left screw of the hollow shaft, and the pitch angle of the conductor wire is increased with the expansion and contraction. Change.

【0017】また、この発明の第6の実施例によれば、
駆動軸を回転すると中空軸の両端のねじのピッチ差に応
じて各スリーブとスリーブの距離が伸縮し、この伸縮に
伴って導体線のピッチ角が変化する。
According to the sixth embodiment of the present invention,
When the drive shaft is rotated, the distance between each sleeve expands and contracts according to the pitch difference between the screws on both ends of the hollow shaft, and the pitch angle of the conductor wire changes with this expansion and contraction.

【0018】また、この発明の第7の実施例によれば、
駆動軸を回転すると中空軸の右ねじと左ねじによって各
スリーブとスリーブの距離が伸縮し、この伸縮に伴って
導体線の連続的に変化するピッチ角が別の連続して変化
するピッチ角に変化する。
According to the seventh embodiment of the present invention,
When the drive shaft is rotated, the distance between each sleeve expands and contracts by the right and left screws of the hollow shaft, and the pitch angle of the conductor wire that changes continuously with this expansion and contraction becomes another pitch angle that changes continuously. Change.

【0019】また、この発明の第8の実施例によれば、
駆動軸を回転すると中空軸の両端のねじのピッチ差に応
じて各スリーブとスリーブの距離が伸縮し、この伸縮に
伴って導体線の連続的に変化するピッチ角が別の連続し
て変化するピッチ角に変化する。
According to the eighth embodiment of the present invention,
When the drive shaft is rotated, the distance between each sleeve expands and contracts according to the pitch difference between the screws on both ends of the hollow shaft, and with this expansion and contraction, the continuously changing pitch angle of the conductor wire changes continuously. Change to pitch angle.

【0020】さらに、この発明の第1の実施例によれ
ば、駆動軸の中空断面が同軸線路を通す空間を提供す
る。
Further, according to the first embodiment of the present invention, the hollow cross section of the drive shaft provides a space for passing the coaxial line.

【0021】また、この発明の第9の実施例によれば、
誘電体のチューブとスリーブがピッチ角を定める。
According to the ninth embodiment of the present invention,
The dielectric tube and sleeve define the pitch angle.

【0022】[0022]

【実施例】【Example】

実施例1.図1はこの発明の一実施例を示す図であり、
導体線3、バラン4、同軸線路5、レドーム6は上記従
来のヘリカルアンテナと全く同一のものである。図にお
いて、11はピッチPの等間隔で並べたN(Nは1以上
の整数)+1個の円筒形ポリプロピレンのスリーブ、1
2はN+1個のスリーブの間に配置したN個のポリプロ
ピレンの中空軸、13はスリーブ11の外表面からレド
ーム6の側に突き出し導体線3を通すガイド、14はス
リーブ11と中空軸12の内部を貫通する角形中空断面
の駆動軸で、この駆動軸14の内部には同軸線路5を通
してある。15はスリーブ11の一方の側の内面に形成
した右ねじのめねじ(右めねじ)、16はスリーブ11
のもう一方の側の内面に形成した左ねじのめねじ(左め
ねじ)、17は中空軸12の片方の側に形成した右ねじ
のおねじ(右おねじ)、18は中空軸のもう一方の側に
形成した左ねじのおねじ(左おねじ)、19はスリーブ
11の一方の側から隣接するスリーブ11の側に突き出
した回転規制片、20はスリーブ11のもう一方の側に
隣接する回転規制片19と長手方向には摺動可能に嵌ま
りあう回転規制溝である。
Example 1. FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention,
The conductor wire 3, the balun 4, the coaxial line 5, and the radome 6 are exactly the same as those of the conventional helical antenna. In the figure, reference numeral 11 denotes N (N is an integer of 1 or more) +1 cylindrical polypropylene sleeves arranged at equal intervals of pitch P, 1
2 is a hollow shaft made of N polypropylenes arranged between N + 1 sleeves, 13 is a guide protruding from the outer surface of the sleeve 11 to the radome 6 side, and the conductor wire 3 is passed therethrough. 14 is an inside of the sleeve 11 and the hollow shaft 12. Is a drive shaft having a rectangular hollow cross-section that penetrates through the drive shaft 14. Reference numeral 15 denotes a right-handed female thread (right female thread) formed on the inner surface of the sleeve 11 on one side, and 16 denotes the sleeve 11
Female thread (left female thread) formed on the inner surface of the other side of the hollow shaft, 17 is a male thread of the right thread formed on one side of the hollow shaft 12 (right male thread), and 18 is the other of the hollow shaft. A left-handed external thread (left-handed thread) formed on one side, 19 is a rotation restricting piece protruding from one side of the sleeve 11 to the adjacent sleeve 11 side, and 20 is adjacent to the other side of the sleeve 11. It is a rotation regulating groove that slidably fits in the longitudinal direction with the rotation regulating piece 19 that is formed.

【0023】中空軸12の内面と駆動軸14の外表面は
角形断面で嵌まりあっているので、中空軸12は駆動軸
14の軸方向に自由に摺動でき、駆動軸14を回すと中
空軸12は駆動軸14と一緒に回る、つまり駆動軸14
の回転に対しN個の中空軸12が同期して回転するよう
になっている。隣接するスリーブ11とスリーブ11は
回転規制片19と回転規制溝20で嵌まりあうので、回
転規制片19の長さの範囲で軸方向には自由に摺動して
その間隔を変化でき、回転方向にはN+1個が同期して
回るようになっている。1個の中空軸12の両側には各
々スリーブ11が接続され、i番目の中空軸12の右お
ねじ17はi番目のスリーブ11の右めねじ15と嵌合
し、i番目の中空軸12の左おねじ18はi+1番目の
スリーブ11の左めねじ16と嵌合している。こうして
右ねじと左ねじのねじ対偶でスリーブ11と中空軸12
を交互に接続した対を複数対積み重ねてある。なお右ね
じと左ねじのピッチは同一のxにしてある。
Since the inner surface of the hollow shaft 12 and the outer surface of the drive shaft 14 are fitted to each other in a rectangular cross section, the hollow shaft 12 can freely slide in the axial direction of the drive shaft 14, and when the drive shaft 14 is turned, it becomes hollow. The shaft 12 rotates together with the drive shaft 14, that is, the drive shaft 14
The N hollow shafts 12 rotate in synchronism with the rotation. Since the adjacent sleeve 11 and the sleeve 11 are fitted to each other by the rotation restricting piece 19 and the rotation restricting groove 20, they can freely slide in the axial direction within the range of the length of the rotation restricting piece 19 to change the distance between them. In the direction, N + 1 pieces rotate in synchronization. Sleeves 11 are connected to both sides of one hollow shaft 12, respectively, and the right male screw 17 of the i-th hollow shaft 12 is fitted with the right female screw 15 of the i-th sleeve 11, and the i-th hollow shaft 12 The left male screw 18 of is engaged with the left female screw 16 of the (i + 1) th sleeve 11. In this way, the sleeve 11 and the hollow shaft 12 are paired with the right-hand thread and the left-hand thread
A plurality of pairs of which are alternately connected are stacked. The pitch of the right-hand screw and the left-hand screw is the same x.

【0024】スリーブ11から突き出したガイド13は
同じ間隔でN+1個現れるので、導体線3を順次ガイド
13に通していくと従来構造同様らせん状に導体線3が
巻かれる。このガイド13の外径はレドーム6の内径よ
り若干小さくしてあり、スリーブ11とレドーム6との
隙間に導体線3が入るように選んである。そしてレドー
ム6に対して1番目のスリーブ11は固定されており、
導体線3の始端、つまりバラン4に接続する側の端も1
番目のスリーブ11に固定してある。
Since N + 1 guides 13 protruding from the sleeve 11 appear at the same intervals, when the conductor wires 3 are sequentially passed through the guides 13, the conductor wires 3 are spirally wound as in the conventional structure. The outer diameter of this guide 13 is slightly smaller than the inner diameter of the radome 6, and is selected so that the conductor wire 3 can be inserted into the gap between the sleeve 11 and the radome 6. And the first sleeve 11 is fixed to the radome 6,
The starting end of the conductor wire 3, that is, the end on the side connected to the balun 4 is also 1.
It is fixed to the second sleeve 11.

【0025】上記のように構成されたヘリカルアンテナ
において、レドーム6を固定して図中白抜矢印の方向に
駆動軸14を1回転すると、中空軸12も同様に白抜矢
印の方向に1回転する。1番目のスリーブ11と1番目
の中空軸12は右ねじの対偶をなしており、1番目のス
リーブ11はレドーム6に固定されているから、図2
(a)に示すように1番目の中空軸12は1回転すると
1番目のスリーブ11の方に距離xの移動をする。1番
目の中空軸12は2番目のスリーブ11と左ねじの対偶
をなしており、回転規制片19と回転規制溝20により
1番目のスリーブ11と2番目のスリーブ11の回転角
は同期しているから、2番目のスリーブ11は1番目の
中空軸12に対して距離xの移動をする。この結果1番
目のスリーブ11に対して2番目のスリーブ11は距離
2xの移動をする、すなわち1番目のスリーブ11と2
番目のスリーブ11の間隔が2x縮まる。同様にしてi
番目とi+1番目のスリーブ11の間隔も2x縮まり、
駆動軸14が1回転すると各スリーブの間隔が2xずつ
縮まることになる。
In the helical antenna constructed as described above, when the radome 6 is fixed and the drive shaft 14 makes one rotation in the direction of the white arrow in the figure, the hollow shaft 12 also makes one rotation in the direction of the white arrow. To do. Since the first sleeve 11 and the first hollow shaft 12 form a pair of right-hand threads, and the first sleeve 11 is fixed to the radome 6,
As shown in (a), when the first hollow shaft 12 makes one rotation, the first hollow shaft 12 moves toward the first sleeve 11 by the distance x. The first hollow shaft 12 is a pair of left screw and the second sleeve 11, and the rotation angle of the first sleeve 11 and the second sleeve 11 is synchronized by the rotation restricting piece 19 and the rotation restricting groove 20. Therefore, the second sleeve 11 moves a distance x with respect to the first hollow shaft 12. As a result, the second sleeve 11 moves a distance 2x with respect to the first sleeve 11, that is, the first sleeve 11 and the second sleeve 11.
The spacing of the second sleeve 11 is reduced by 2x. I in the same way
The distance between the 1st and (i + 1) th sleeve 11 is also reduced by 2x,
When the drive shaft 14 makes one rotation, the distance between the sleeves is reduced by 2x.

【0026】図2(b)は導体線3が巻かれている仮想
円筒の周の長さを横軸にとり、縦軸にヘリカルアンテナ
の長さをとったものである。図において導体線3はピッ
チ角αと同じ傾きをもつ直線で表され、横軸に併記した
導体線3の巻き数は同時にガイド13の位置を示してい
る。ヘリカルアンテナ1巻きの最初の長さは、仮想円筒
の周の長さにtanαを乗じた長さ、すなわちピッチP
の等間隔であり、スリーブ11に設けられたガイド13
の間隔がこれと一致している。いま各スリーブの間隔が
2xずつ縮まった際、導体線3はスリーブ11とレドー
ム6の間の隙間で半径方向の動きを拘束されているので
仮想円筒の直径は変化せず、ガイド13の周方向位置も
不変であるから、ヘリカルアンテナ1巻きの長さがPか
ら2x減じたP’に移行する。導体線3の始端は1番目
のスリーブ11に固定してあるから、導体線3はピッチ
角α’の傾きをもつ破線で表される位置に移行する。つ
まりヘリカルアンテナの直径が変化することなくピッチ
角のみが小さくなる。駆動軸14の回転方向が逆の場合
は同様にしてピッチ角が大きくなる。
In FIG. 2B, the circumference of the virtual cylinder around which the conductor wire 3 is wound is plotted along the abscissa, and the length of the helical antenna is plotted along the ordinate. In the figure, the conductor wire 3 is represented by a straight line having the same inclination as the pitch angle α, and the number of turns of the conductor wire 3 shown along the horizontal axis simultaneously indicates the position of the guide 13. The initial length of one turn of the helical antenna is the length of the circumference of the virtual cylinder multiplied by tan α, that is, the pitch P.
Guides 13 provided on the sleeve 11 at equal intervals
The interval of is consistent with this. Now, when the distance between the sleeves is reduced by 2x, the conductor wire 3 is constrained from moving in the radial direction in the gap between the sleeve 11 and the radome 6, so that the diameter of the virtual cylinder does not change, and the circumferential direction of the guide 13 does not change. Since the position is also unchanged, the length of one turn of the helical antenna shifts from P to P ′, which is 2 ×. Since the starting end of the conductor wire 3 is fixed to the first sleeve 11, the conductor wire 3 moves to the position represented by the broken line having the inclination of the pitch angle α ′. That is, only the pitch angle is reduced without changing the diameter of the helical antenna. When the rotation direction of the drive shaft 14 is opposite, the pitch angle similarly increases.

【0027】すなわち駆動軸14をレドーム6に対して
回転すると、ヘリカルアンテナの直径を変化させること
なく、ピッチ角のみを変化させることができるから、円
錐ビームの仰角を極めて簡易に変化させることができ、
衛星通信にヘリカルアンテナが1本で対応できる。
That is, when the drive shaft 14 is rotated with respect to the radome 6, only the pitch angle can be changed without changing the diameter of the helical antenna. Therefore, the elevation angle of the cone beam can be changed very easily. ,
One helical antenna can be used for satellite communication.

【0028】ここでN+1個のスリーブ11とN個の中
空軸12は各々同じものでよいからポリプロピレンの射
出成形により容易に、大量かつ安価に製作することがで
きるので部品価格の増加はわずかであり、ヘリカルアン
テナを複数用意して切換えることにくらべ、はるかに安
価である。
Since the N + 1 sleeves 11 and the N hollow shafts 12 may be the same, they can be manufactured by injection molding of polypropylene easily, in large quantities, and at a low cost, so that the cost of parts is slightly increased. , It is much cheaper than switching by preparing multiple helical antennas.

【0029】実施例2.上記実施例1では回転規制片と
回転規制溝でスリーブ相互の回転を同期させたが、図3
はレドームとスリーブを嵌合させ回転を拘束したもので
ある。21はスリーブ11の外表面からレドーム6の側
に突き出したボス、22はボス21と対応してレドーム
6の断面の一部に設けた溝であり、1番目のスリーブ1
1はレドーム6に軸方向の動きを固定してある。
Example 2. In the first embodiment, the rotation restricting piece and the rotation restricting groove synchronize the rotation of the sleeves with each other.
Is the one in which the radome and sleeve are fitted together and the rotation is restricted. Reference numeral 21 denotes a boss protruding from the outer surface of the sleeve 11 toward the radome 6 side, and 22 is a groove provided in a part of the cross section of the radome 6 so as to correspond to the boss 21.
Reference numeral 1 denotes a radome 6 whose movement in the axial direction is fixed.

【0030】上記のように構成されたヘリカルアンテナ
において、ボス21と溝22によりスリーブ11の回転
はレドーム6に拘束されるが、1番目以外のスリーブ1
1は軸方向には移動可能である。レドーム6を固定して
駆動軸14を回転すると、実施例1と同様に中空軸12
が回転し、スリーブ11の間隔が変化するので円錐ビー
ムの仰角を簡易に変化させることができる。ここでボス
を設けたスリーブも射出成形で容易に成形可能である点
は同じであるし、レドームの溝も引抜あるいは押出成形
や、丸パイプをブローチで後加工すれば製造できる。
In the helical antenna constructed as described above, the rotation of the sleeve 11 is restricted by the radome 6 by the boss 21 and the groove 22, but the sleeve 1 other than the first one is rotated.
1 is movable in the axial direction. When the radome 6 is fixed and the drive shaft 14 is rotated, the hollow shaft 12 is rotated as in the first embodiment.
Is rotated and the distance between the sleeves 11 is changed, so that the elevation angle of the cone beam can be easily changed. Here, the sleeve provided with the boss is the same in that it can be easily molded by injection molding, and the groove of the radome can be manufactured by drawing or extrusion molding or by post-processing a round pipe with a broach.

【0031】実施例3.図4はスリーブ相互の回転を同
期させるさらに他の実施態様を示すもので、23はスリ
ーブ11の一方の側から隣接するスリーブ11の側に突
き出した回転規制ピン、24はスリーブ11のもう一方
の側に隣接する回転規制ピン23と長手方向には摺動可
能に嵌まりあう回転規制穴である。
Example 3. FIG. 4 shows another embodiment in which the rotations of the sleeves are synchronized with each other. Reference numeral 23 denotes a rotation restricting pin protruding from one side of the sleeve 11 to the adjacent sleeve 11 side, and 24 denotes another rotation limiting pin of the sleeve 11. It is a rotation restriction hole that slidably fits in the longitudinal direction with the rotation restriction pin 23 adjacent to the side.

【0032】実施例4.上記実施例1では駆動軸として
角形中空断面のものを使用したが、図5に示すように駆
動軸14の断面は三角形、六角形、JIS B 160
1に規定されるスプラインなど、非回転対称断面の駆動
軸であれば同様に中空軸を同期して回転できる。
Example 4. In the first embodiment, the drive shaft having a rectangular hollow cross section is used, but as shown in FIG. 5, the drive shaft 14 has a triangular, hexagonal or JIS B 160 cross section.
If the drive shaft has a non-rotationally symmetric cross section, such as the spline specified in 1, the hollow shaft can be rotated in synchronization in the same manner.

【0033】実施例5.上記実施例では導体線を2本の
いわゆる2線巻きヘリカルアンテナについて説明した
が、アンテナ工学ハンドブックp73,3・2・5(電
子通信学会編、昭和55年)に示される導体線が1本の
ヘリカルアンテナや4線巻きヘリカルアンテナなど、一
般のヘリカルアンテナのピッチ角を可変する場合にも適
用できる。図6は導体線3が1本のヘリカルアンテナ
で、25は反射板である。この場合円編波の電波は導体
線の終端方向に放射するから、駆動軸14には中実断面
を使用し、反射板の側から回転させることができる。
Example 5. In the above-mentioned embodiment, a so-called two-wire helical antenna having two conductor wires has been described, but one conductor wire shown in Antenna Engineering Handbook p73, 3 ・ 2.5 (edited by The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, 1979). It can also be applied to the case of changing the pitch angle of a general helical antenna such as a helical antenna or a four-wire winding antenna. FIG. 6 shows a helical antenna having one conductor wire 3 and 25 a reflector. In this case, since the circular knitting wave is radiated toward the end of the conductor wire, it is possible to rotate the drive shaft 14 from the side of the reflector by using a solid cross section.

【0034】実施例6.上記実施例1ではスリーブと中
空軸に右ねじと左ねじを用いたが、図7は巻き方向が同
じでピッチが異なるねじを用いたものである。図におい
て、26はスリーブ11の一方の側の内面に形成したピ
ッチp1の右ねじのめねじ(p1めねじ)、27はスリ
ーブ11のもう一方の側の内面に形成したピッチp2の
右ねじのめねじ(p2めねじ)、28は中空軸12の片
方の側に形成したピッチp1の右ねじのおねじ(p1お
ねじ)、29は中空軸のもう一方の側に形成したピッチ
p2の右ねじのおねじ(p2おねじ)である。ここにp
1>p2である。i番目の中空軸12のp1おねじ28
はi番目のスリーブ11のp1めねじ26と嵌合し、i
番目の中空軸12のp2おねじ29はi+1番目のスリ
ーブ11のp2めねじ27と嵌合している。
Embodiment 6 FIG. In the first embodiment, the right screw and the left screw are used for the sleeve and the hollow shaft, but in FIG. 7, screws having the same winding direction but different pitches are used. In the figure, 26 is a right-handed internal thread having a pitch p1 formed on the inner surface of one side of the sleeve 11 (p1 female thread), and 27 is a right-handed thread having a pitch p2 formed on the inner surface of the other side of the sleeve 11. Female thread (p2 female thread), 28 is a right-handed male thread of a pitch p1 formed on one side of the hollow shaft 12 (p1 male thread), and 29 is a right-handed pitch of p2 formed on the other side of the hollow shaft. It is a male screw (p2 male screw). P here
1> p2. p1 male screw 28 of the i-th hollow shaft 12
Fits with the p1 female screw 26 of the i-th sleeve 11,
The p2 male thread 29 of the th hollow shaft 12 is fitted with the p2 female thread 27 of the i + 1 th sleeve 11.

【0035】レドーム6を固定して図中白抜矢印の方向
に駆動軸14を1回転すると、中空軸12も同様に白抜
矢印の方向に1回転する。1番目のスリーブ11と1番
目の中空軸12はピッチp1のねじ対偶をなしており、
1番目のスリーブ11はレドーム6に固定されているか
ら、1番目の中空軸12は1回転すると1番目のスリー
ブ11の方に距離p1の移動をする。1番目の中空軸1
2は2番目のスリーブ11とピッチp2のねじ対偶をな
しており、回転規制片19と回転規制溝20により1番
目のスリーブ11と2番目のスリーブ11の回転角は同
期しているから、2番目のスリーブ11は1番目の中空
軸12から離れる方向に距離p2の移動をする。この結
果1番目のスリーブ11に対して2番目のスリーブ11
は距離p1p2の移動をする、すなわち1番目のスリー
ブ11と2番目のスリーブ11の間隔がp1−p2縮ま
る。同様にしてi番目とi+1番目のスリーブの間隔も
p1−p2縮まり、駆動軸14が1回転すると各スリー
ブの間隔がp1−p2ずつ縮まることになる。
When the radome 6 is fixed and the drive shaft 14 is rotated once in the direction of the white arrow in the figure, the hollow shaft 12 is also rotated once in the direction of the white arrow. The first sleeve 11 and the first hollow shaft 12 form a screw pair with a pitch p1.
Since the first sleeve 11 is fixed to the radome 6, when the first hollow shaft 12 makes one rotation, the first sleeve 11 moves toward the first sleeve 11 by the distance p1. First hollow shaft 1
2 has a thread pair with the second sleeve 11 having a pitch p2, and the rotation angles of the first sleeve 11 and the second sleeve 11 are synchronized by the rotation restricting piece 19 and the rotation restricting groove 20. The second sleeve 11 moves a distance p2 in the direction away from the first hollow shaft 12. As a result, the second sleeve 11 is compared to the first sleeve 11.
Moves a distance p1p2, that is, the distance between the first sleeve 11 and the second sleeve 11 is reduced by p1-p2. Similarly, the distance between the i-th sleeve and the i + 1-th sleeve is reduced by p1-p2, and when the drive shaft 14 makes one rotation, the distance between the sleeves is reduced by p1-p2.

【0036】従って実施例1同様にピッチ角αを可変で
きるが、駆動軸の1回転でスリーブ間隔をp1−p2と
いう微小量変化させることができ、微細な調整を必要と
するヘリカルアンテナに適している。
Therefore, although the pitch angle α can be changed as in the first embodiment, the sleeve interval can be changed by a minute amount of p1 to p2 by one rotation of the drive shaft, which is suitable for a helical antenna that requires fine adjustment. There is.

【0037】実施例7.また上記実施例1では導体線の
ピッチ角を一定として説明したが、Antennas−
second edition p330,Figur
e7−59(J.D.Kraus,1988)に示され
たピッチ角が一定でないヘリカルアンテナにも適用でき
る。この場合、図8に示すように複数あるスリーブ11
の長さを異なるものとすれば連続的に変化するピッチ角
のヘリカルアンテナを実現でき、必要に応じて右ねじと
左ねじのピッチをxa,xb,xc・・・のごとく変
え、所望のピッチ角可変特性が得られるように設定でき
る。
Example 7. Further, in the above-described first embodiment, the conductor wire pitch angle is described as being constant, but the Antennas-
second edition p330, Figur
It is also applicable to the helical antenna shown in e7-59 (J. D. Kraus, 1988) where the pitch angle is not constant. In this case, there are a plurality of sleeves 11 as shown in FIG.
A helical antenna with a continuously changing pitch angle can be realized if the lengths of the left and right screws are different, and if necessary, the pitches of the right-hand screw and the left-hand screw are changed as xa, xb, xc ... It can be set to obtain a variable angle characteristic.

【0038】実施例8.図9は上記実施例7と同様に複
数あるスリーブ11の長さを異なるものとして連続的に
変化するピッチ角のヘリカルアンテナを実現し、上記実
施例6に示したp1,p2のねじのピッチをp1a,p
2a,p1b,p1b・・・のごとく変え、所望のピッ
チ角可変特性としたものである。
Example 8. FIG. 9 shows a helical antenna having a continuously changing pitch angle with a plurality of sleeves 11 having different lengths as in the case of the seventh embodiment, and the screw pitches of p1 and p2 shown in the sixth embodiment are changed. p1a, p
2a, p1b, p1b, ... As a desired pitch angle variable characteristic.

【0039】実施例9.図10に示す実施例は導体線3
より長い誘電体のチューブ、例えば4フッ化エチレン樹
脂のチューブ30で導体線3を覆ったものである。図1
1(a)は導体線3が巻かれている仮想円筒の周の長さ
を横軸にとり、縦軸にヘリカルアンテナの長さをとった
ものである。ピッチ角の可変範囲が大きい場合など、ピ
ッチ角の小さい方向に可変すると、図中にAで示した導
体線の末端はガイドで拘束されないので、形態つまりピ
ッチ角が不定になる。導体線3より長いチューブ30で
導体線3を覆い、チューブ30をガイドに通せば、ピッ
チ角はこのチューブにより定まるので、図11(b)に
示すように破線で示す導体線のピッチ角を正しく規定す
ることができる。
Example 9. In the embodiment shown in FIG. 10, the conductor wire 3 is used.
The conductor wire 3 is covered with a longer dielectric tube, for example, a tube 30 of tetrafluoroethylene resin. FIG.
In FIG. 1 (a), the horizontal axis represents the circumference of the virtual cylinder around which the conductor wire 3 is wound, and the vertical axis represents the length of the helical antenna. When the pitch angle is varied in a small pitch angle range, for example, when the pitch angle is varied, the end of the conductor wire indicated by A in the drawing is not constrained by the guide, so that the form, that is, the pitch angle becomes indefinite. If the conductor wire 3 is covered with a tube 30 longer than the conductor wire 3 and the tube 30 is passed through a guide, the pitch angle is determined by this tube. Therefore, as shown in FIG. Can be defined.

【0040】ところで、上記実施例では導体線が1巻き
毎にガイドで支えられているものとして説明したが、形
態を保つに必要にして十分な剛性と強度を持たせればよ
く、場合によっては2巻き毎あるいは1/2巻き毎に支
えるなど、ガイドとガイドを設けるスリーブの数を増減
すればよい。
By the way, in the above embodiment, the conductor wire is described as being supported by the guide for each winding, but it is sufficient that the conductor wire has sufficient rigidity and strength necessary for maintaining the shape, and in some cases, 2 The number of guides and sleeves provided with guides may be increased or decreased, for example, by supporting each winding or every 1/2 winding.

【0041】また、上記実施例ではスリーブや中空軸の
材料である誘電体をポリプロピレンとして説明したが、
これに限らず4フッ化エチレン樹脂、ポリアセタール樹
脂でもよいことはいうまでもない。
In the above embodiment, the dielectric material used as the material for the sleeve and the hollow shaft is polypropylene.
Needless to say, tetrafluoroethylene resin and polyacetal resin are not limited thereto.

【0042】[0042]

【発明の効果】この発明のヘリカルアンテナは、以上説
明したように構成されているので、以下に記載されるよ
うな効果を奏する。
Since the helical antenna of the present invention is constructed as described above, it has the following effects.

【0043】この発明によれば、駆動軸の回転という簡
易な動作で、ピッチ角が可変できるヘリカルアンテナを
安価に得ることができる。
According to the present invention, a helical antenna whose pitch angle can be varied can be obtained at a low cost by a simple operation of rotating the drive shaft.

【0044】また、この発明は、駆動軸の回転という簡
易な動作で、ピッチ角が可変できるヘリカルアンテナを
安価に得ることができる。
Further, according to the present invention, it is possible to inexpensively obtain the helical antenna whose pitch angle can be changed by the simple operation of rotating the drive shaft.

【0045】この発明によれば、駆動軸の回転によりと
いう簡易な動作で、導体線の連続的に変化するピッチ角
が別の連続的に変化するピッチ角に変化するヘリカルア
ンテナを得ることができる。
According to the present invention, it is possible to obtain a helical antenna in which a continuously changing pitch angle of a conductor wire changes to another continuously changing pitch angle by a simple operation of rotating a drive shaft. .

【0046】また、この発明は、駆動軸の回転によりと
いう簡易な動作で、導体線の連続的に変化するピッチ角
が別の連続的に変化するピッチ角に変化するヘリカルア
ンテナを得ることができる。
Further, according to the present invention, it is possible to obtain a helical antenna in which a continuously changing pitch angle of a conductor wire changes to another continuously changing pitch angle by a simple operation of rotating a drive shaft. .

【0047】さらに、この発明によれば、給電する同軸
線路を内部に含んだヘリカルアンテナを得ることができ
る。
Furthermore, according to the present invention, it is possible to obtain a helical antenna which internally includes a coaxial line for feeding power.

【0048】また、この発明によれば、ピッチ角を大き
く変化させてもピッチ角が正しく規定されるヘリカルア
ンテナを得ることができる。
Further, according to the present invention, it is possible to obtain the helical antenna in which the pitch angle is correctly defined even if the pitch angle is largely changed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 この発明の実施例1を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】 この発明の実施例1の動作を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an operation of the first embodiment of the present invention.

【図3】 この発明の実施例2を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図4】 この発明の実施例3を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing Embodiment 3 of the present invention.

【図5】 この発明の実施例4を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a fourth embodiment of the present invention.

【図6】 この発明の実施例5を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing Embodiment 5 of the present invention.

【図7】 この発明の実施例6を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a sixth embodiment of the present invention.

【図8】 この発明の実施例7を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing Embodiment 7 of the present invention.

【図9】 この発明の実施例8を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing an eighth embodiment of the present invention.

【図10】 この発明の実施例9を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing Embodiment 9 of the present invention.

【図11】 この発明の実施例9の動作を示す図であ
る。
FIG. 11 is a diagram showing an operation of the ninth embodiment of the present invention.

【図12】 従来のヘリカルアンテナを示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a conventional helical antenna.

【図13】 従来のヘリカルアンテナのバランを示す図
である。
FIG. 13 is a diagram showing a balun of a conventional helical antenna.

【図14】 従来のヘリカルアンテナの放射特性を示す
図である。
FIG. 14 is a diagram showing a radiation characteristic of a conventional helical antenna.

【図15】 従来のヘリカルアンテナのビーム幅を示す
図である。
FIG. 15 is a diagram showing a beam width of a conventional helical antenna.

【図16】 従来のヘリカルアンテナの周波数特性を示
す図である。
FIG. 16 is a diagram showing frequency characteristics of a conventional helical antenna.

【図17】 従来のヘリカルアンテナの変化を示す図で
ある。
FIG. 17 is a diagram showing changes in a conventional helical antenna.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 心材、2 らせん溝、3 導体線、4 バラン、5
同軸線路、6 レドーム、7 内導体、8 外導体、
9短絡片、10 スリット、11 スリーブ、12 中
空軸、13 ガイド、14 駆動軸、15 右めねじ、
16 左めねじ、17 右おねじ、18 左おねじ、1
9 回転規制片、20 回転規制溝、21 ボス、22
溝、23 回転規制ピン、24 回転規制穴、25
反射板、26 p1めねじ、27 p2めねじ、28
p1おねじ、29 p2おねじ、30 チューブ。
1 core material, 2 spiral groove, 3 conductor wire, 4 balun, 5
Coaxial line, 6 radome, 7 inner conductor, 8 outer conductor,
9 short-circuit piece, 10 slits, 11 sleeve, 12 hollow shaft, 13 guide, 14 drive shaft, 15 right female screw,
16 Left female thread, 17 Right male thread, 18 Left male thread, 1
9 rotation regulating piece, 20 rotation regulating groove, 21 boss, 22
Groove, 23 rotation restriction pin, 24 rotation restriction hole, 25
Reflector, 26 p1 female thread, 27 p2 female thread, 28
p1 male thread, 29 p2 male thread, 30 tube.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 1本または複数本の導体線を仮想円筒面
に沿って一定のピッチ角でらせん状に巻いたヘリカルア
ンテナにおいて、上記仮想円筒面の軸に沿って所定の間
隔でN(Nは1以上の整数)+1個並び、上記仮想円筒
面の軸回りにN+1個が同期して回転する中空誘電体の
スリーブと、上記スリーブの外径と所定の間隔をなし内
面が上記仮想円筒面の外側にあるレドームと、上記スリ
ーブから上記レドームの側に突き出して上記導体線を通
し、上記導体線がスリーブの周方向に動くことを拘束す
るガイドと、上記スリーブの内部を貫通する駆動軸と、
上記N+1個のスリーブの間に配置され、片端は対応す
るスリーブの片端と右ねじの対偶をなし、もう一方の側
の片端は対応する別のスリーブの片端と左ねじの対偶を
なして嵌合し、上記駆動軸の軸に沿って摺動可能かつ上
記駆動軸の回転に同期して上記駆動軸に嵌合するN個の
中空誘電体の中空軸とを具備したことを特徴とするヘリ
カルアンテナ。
1. A helical antenna in which one or a plurality of conductor wires are spirally wound along a virtual cylindrical surface at a constant pitch angle, and N (N) is provided at predetermined intervals along the axis of the virtual cylindrical surface. Is an integer greater than or equal to 1) +1 pieces, N + 1 pieces are synchronously rotated around the axis of the virtual cylindrical surface, and a hollow dielectric sleeve is provided with a predetermined distance from the outer diameter of the sleeve, and the inner surface is the virtual cylindrical surface. A radome on the outside of the sleeve, a guide protruding from the sleeve to the side of the radome, passing through the conductor wire, restraining the conductor wire from moving in the circumferential direction of the sleeve, and a drive shaft penetrating the inside of the sleeve. ,
Located between the N + 1 sleeves, one end mates with one end of the corresponding sleeve in a right-hand thread and one end on the other side mates in a left-hand thread with another end of the corresponding sleeve. And a helical antenna which is slidable along the axis of the drive shaft and which is fitted with the drive shaft in synchronization with the rotation of the drive shaft. .
【請求項2】 1本または複数本の導体線を仮想円筒面
に沿って一定のピッチ角でらせん状に巻いたヘリカルア
ンテナにおいて、上記仮想円筒面の軸に沿って所定の間
隔でN(Nは1以上の整数)+1個並び、上記仮想円筒
面の軸回りにN+1個が同期して回転する中空誘電体の
スリーブと、上記スリーブの外径と所定の間隔をなし内
面が上記仮想円筒面の外側にあるレドームと、上記スリ
ーブから上記レドームの側に突き出して上記導体線を通
し、上記導体線がスリーブの周方向に動くことを拘束す
るガイドと、上記スリーブの内部を貫通する駆動軸と、
上記N+1個のスリーブの間に配置され、片端は対応す
るスリーブの片端とピッチp1のねじ対偶をなし、もう
一方の側の片端は対応する別のスリーブの片端とピッチ
p2のねじ対偶をなして嵌合し、上記駆動軸の軸に沿っ
て摺動可能かつ上記駆動軸の回転に同期して上記駆動軸
と嵌合するN個の中空誘電体の中空軸とを具備したこと
を特徴とするヘリカルアンテナ。
2. A helical antenna in which one or a plurality of conductor wires are spirally wound along a virtual cylindrical surface at a constant pitch angle, and N (N) is provided at predetermined intervals along the axis of the virtual cylindrical surface. Is an integer greater than or equal to 1) +1 pieces, N + 1 pieces are synchronously rotated around the axis of the virtual cylindrical surface, and a hollow dielectric sleeve is provided with a predetermined distance from the outer diameter of the sleeve, and the inner surface is the virtual cylindrical surface. A radome on the outside of the sleeve, a guide protruding from the sleeve to the side of the radome, passing through the conductor wire, restraining the conductor wire from moving in the circumferential direction of the sleeve, and a drive shaft penetrating the inside of the sleeve. ,
It is arranged between the N + 1 sleeves, one end of which forms a thread pair of pitch p1 with one end of the corresponding sleeve, and the other end of which forms a thread pair of pitch p2 with one end of another corresponding sleeve. And N hollow shafts of hollow dielectrics that are fitted and slidable along the axis of the drive shaft and that are fitted to the drive shaft in synchronization with the rotation of the drive shaft. Helical antenna.
【請求項3】 1本または複数本の導体線を仮想円筒面
に沿って連続的に変化するピッチ角でらせん状に巻いた
ヘリカルアンテナにおいて、上記仮想円筒面の軸に沿っ
てN(Nは1以上の整数)+1個並び、上記仮想円筒面
の軸回りにN+1個が同期して回転する長さの異なる中
空誘電体のスリーブと、上記スリーブの外径と所定の間
隔をなし内面が上記仮想円筒面の外側にあるレドーム
と、上記スリーブから上記レドームの側に突き出して上
記導体線を通し、上記導体線がスリーブの周方向に動く
ことを拘束するガイドと、上記スリーブの内部を貫通す
る駆動軸と、上記N+1個のスリーブの間に配置され、
片端は対応するスリーブの片端と右ねじの対偶をなし、
もう一方の側の片端は対応する別のスリーブの片端と左
ねじの対偶をなして嵌合し、上記駆動軸の軸に沿って摺
動可能かつ上記駆動軸の回転に同期して嵌合するN個の
中空誘電体の中空軸とを具備したことを特徴とするヘリ
カルアンテナ。
3. A helical antenna in which one or a plurality of conductor wires are spirally wound along a virtual cylindrical surface at a pitch angle that continuously changes, and N (N is 1 or more integers) +1 arranged, N + 1 sleeves of different lengths in which N + 1 synchronously rotate around the axis of the virtual cylindrical surface are provided, and an outer diameter of the sleeve is provided at a predetermined interval and the inner surface is A radome outside the virtual cylindrical surface, a guide protruding from the sleeve to the side of the radome and passing through the conductor wire, and a guide for restraining the conductor wire from moving in the circumferential direction of the sleeve, and penetrating the inside of the sleeve. Is arranged between the drive shaft and the N + 1 sleeves,
One end is a kinematic pair of the right screw and one end of the corresponding sleeve,
One end on the other side is fitted with one end of another corresponding sleeve in a pair of left-hand threads, slidable along the axis of the drive shaft, and fitted in synchronization with the rotation of the drive shaft. A helical antenna comprising a hollow shaft of N hollow dielectrics.
【請求項4】 1本または複数本の導体線を仮想円筒面
に沿って連続的に変化するピッチ角でらせん状に巻いた
ヘリカルアンテナにおいて、上記仮想円筒面の軸に沿っ
てN(Nは1以上の整数)+1個並び、上記仮想円筒面
の軸回りにN+1個が同期して回転する長さの異なる中
空誘電体のスリーブと、上記スリーブの外径と所定の間
隔をなし内面が上記仮想円筒面の外側にあるレドーム
と、上記スリーブから上記レドームの側に突き出して上
記導体線を通し、導体線がスリーブの周方向に動くこと
を拘束するガイドと、上記スリーブの内部を貫通する駆
動軸と、上記N+1個のスリーブの間に配置され、片端
は対応するスリーブの片端とピッチp1のねじ対偶をな
し、もう一方の側の片端は対応する別のスリーブの片端
とピッチp2のねじ対偶をなして嵌合し、上記駆動軸の
軸に沿って摺動可能かつ上記駆動軸の回転に同期して上
記駆動軸と嵌合するN個の中空誘電体の中空軸とを具備
したことを特徴とするヘリカルアンテナ。
4. A helical antenna in which one or a plurality of conductor wires are spirally wound along a virtual cylindrical surface at a pitch angle that continuously changes, and N (N: 1 or more integers) +1 arranged, N + 1 sleeves of different lengths in which N + 1 synchronously rotate around the axis of the virtual cylindrical surface are provided, and an outer diameter of the sleeve is provided at a predetermined interval and the inner surface is A radome outside the virtual cylindrical surface, a guide projecting from the sleeve to the radome side to pass the conductor wire, restrain the conductor wire from moving in the circumferential direction of the sleeve, and a drive that penetrates the inside of the sleeve. Is arranged between the shaft and the N + 1 sleeves, one end of which forms a thread pair with one end of the corresponding sleeve at a pitch p1 and the other end of which has a screw pair of one end at a pitch p2 with another corresponding sleeve. And N hollow shafts of hollow dielectrics that are fitted evenly and are slidable along the axis of the drive shaft and that are fitted to the drive shaft in synchronization with the rotation of the drive shaft. Helical antenna characterized by.
【請求項5】 駆動軸を中空断面で構成し、この駆動軸
の内部に導体線へ給電する同軸線路を通したことを特徴
とする請求項1〜4項いずれかに記載のヘリカルアンテ
ナ。
5. The helical antenna according to claim 1, wherein the drive shaft has a hollow cross section, and a coaxial line for feeding a conductor wire is passed inside the drive shaft.
【請求項6】 導体線より長い誘電体のチューブで導電
線を覆ったことを特徴とする請求項1〜5項いずれかに
記載のヘリカルアンテナ。
6. The helical antenna according to claim 1, wherein the conductor wire is covered with a tube made of a dielectric material longer than the conductor wire.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2329526A (en) * 1997-09-19 1999-03-24 Andrew Jesman Helical antenna
KR100430259B1 (en) * 2001-11-12 2004-05-03 엘지이노텍 주식회사 Equipment for rotation of azimuth
JP2009284228A (en) * 2008-05-22 2009-12-03 Mitsubishi Electric Corp Helical antenna
JP2020005139A (en) * 2018-06-28 2020-01-09 日本アンテナ株式会社 Circularly polarized antenna

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