JPH0823223A - 直列定在波給電型マイクロストリップアンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 交差偏波特性を改善し、不要な反射波の影響
を減少させることができる直列定在波給電型マイクロス
トリップアンテナを提供する。 【構成】 両端側が電気的に短絡している給電線３の長
手方向に、間隔を介して複数の放射素子５を直列に配設
して直列定在波給電型マイクロストリップアンテナを形
成する。前記各放射素子５は、矩形状の偶部を面取りし
た形状で、かつ、前記給電線３の長手方向の中心軸Ａに
対して対称に形成し、各放射素子５の各面取り部分10の
面積を放射素子５の面取り前の矩形状の面積に対して略
0.1 ％から略３％となるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、移動体通信用基地局ア
ンテナとして用いられる直列定在波給電型マイクロスト
リップアンテナに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】移動体通信用として、その基地局に、例
えば、図６に示すような直列定在波給電型マイクロスト
リップアンテナが用いられている。同図において、アー
ス面２の中央側には、給電用コネクタ１が設けられてお
り、給電用コネクタ１に連通して、給電線用給電ピン７
を介して、給電線路として機能する給電線３が設けられ
ている。この給電線３は、その両端側が短絡ピン４を介
して前記アース面２に接続されており、それにより給電
線３の両端側は電気的に短絡している。

【０００３】給電線３には、給電ピン６を介して複数の
矩形状の放射素子５が間隔を介して直列に配設されてい
る。各放射素子５は、給電線３の長手方向の中心軸Ａに
対して対称となっており、各放射素子５は、放射素子５
から放射される電波の反射利得や指向性等が良好となる
ような寸法に設計されている。また、前記各給電ピン６
は、給電線３に定在波が形成されたときに、その１波長
ごとの定在波の節に当該する位置に配設されており、こ
のように給電ピン６を配設することにより、放射素子５
からの電波の放射が最も強くなるようになっている。

【０００４】このような直列定在波給電型マイクロスト
リップアンテナを送信アンテナとして用いるときには、
給電用コネクタ１から所定の電力を入力することによ
り、給電線３に定在波を形成し、この定在波の電流を、
定在波の節に当該する位置に設けられた各給電ピン６を
介して各放射素子５に加える。そうすると、放射素子５
の開放端８，９のうち、主に、給電線３の長手方向に垂
直な辺となっている開放端９側から、放射素子５のアレ
イ方向、すなわち、給電線３の長手方向に平行な偏波成
分（電界）の電波が放射される。なお、このとき、各放
射素子５の開放端８側からも一部の電波が空中へ放射さ
れるが、この電波の放射量は前記開放端９側からの電波
の放射量に比べて少ない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
直列定在波給電型マイクロストリップアンテナにおいて
は、放射素子５は放射波のビーム幅およびインピーダン
スマッチングの観点から縦横長がほぼ決定した矩形状で
あり、例えば、前記アンテナを送信アンテナとして使用
した場合、開放端９から放射される主要な偏波に対し、
開放端８から放射される偏波は前記偏波と直交する方向
となるため、全放射波に対する不要な輻射波の割合が比
較的高く、そのため、交差偏波のレベルが高くなり、そ
れがアンテナ効率劣化の原因となっていた。また、上記
アンテナを受信アンテナとして使用した場合、開放端９
にて受信する主要な偏波とともに、開放端８にて不要な
偏波、例えば、反射波を拾ってしまい、それが受信信号
劣化の原因となっていた。

【０００６】本発明は、上記従来の課題を解決するため
になされたものであり、その目的は、交差偏波のレベル
を抑えて交差偏波特性を改善し、不要な反射波の影響を
少なくすることができる直列定在波給電型マイクロスト
リップアンテナを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は次のように構成されている。すなわち、本発
明は、両端側が電気的に短絡している給電線路の長手方
向に複数の放射素子が間隔を介して直列に配設されてい
る直列定在波給電型マイクロストリップアンテナにおい
て、前記各放射素子は矩形状の偶部を面取りした形状に
形成されて前記給電線路の長手方向の中心軸に対して対
称となっており、前記各放射素子の各面取り部分の面積
が放射素子の面取り前の矩形状の面積に対して略0.1 ％
から略３％となっていることを特徴として構成されてい
る。

【０００８】

【作用】上記構成の本発明において、各放射素子は矩形
状の偶部を面取りした形状に形成されているために、放
射素子の外周側の給電線路の長手方向に平行な辺（平行
開放端）と給電線路の長手方向に垂直な辺（垂直開放
端）の各長さは、共に面取り前よりも短くなる。そし
て、上記各開放端側から放射される電波のうち、平行開
放端側からの放射波は偶部（４隅部）付近に集中してお
り、この隅部付近を面取りすることにより、上記各開放
端側から放射される電波のうち、特に平行開放端側から
の電波の放射量が少なくなり、その分だけ垂直開放端側
からの電波の放射量が相対的に多くなり、交差偏波特性
が向上する。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。なお、本実施例の説明において、従来例と同一名
称部分には同一符号を付しその詳細説明は省略する。図
１には、本発明に係わる直列定在波給電型マイクロスト
リップアンテナの一実施例の要部構成が平面図により示
されている。本実施例が従来例と異なる特徴的なこと
は、各放射素子５が、矩形状の偶部を面取りした形状に
形成されていることである。各放射素子５は、給電線３
の長手方向の中心軸Ａに対して対称となっており、各放
射素子５の各面取り部分10は、図２に示すように、二等
辺三角形状となっており、その面積は、図の点線で示し
た放射素子５の面取り前の矩形状の面積に対して略1.6
％となっている。

【００１０】本実施例は以上のように構成されており、
本実施例でも従来例と同様に、給電用コネクタ１から入
力される電力により形成される定在波により、各放射素
子５から電波が放射されるが、本実施例では、各放射素
子５は、矩形状の偶部を面取りした形状の形成されて、
開放端８，９の長さは面取りを施す前の各長さに比べて
短くなっており、開放端８，９のうち、給電線３の長手
方向に平行な開放端８側が放射素子５に面取りが施され
る前の長さよりも短くなる影響を受け易いために、その
影響を受けて、開放端８側から放射される電波の放射量
が少なくなる。そして、その分だけ開放端９側からの電
波の放射量が相対的に増加し、それにより、交差偏波特
性は、従来の直列定在波給電型マイクロストリップアン
テナよりも向上する。

【００１１】また、本実施例では、各放射素子５は、給
電線３の長手方向の中心軸Ａに対して対称となってお
り、単に各放射素子５の偶部の一部が面取りされている
だけであるために、各放射素子５を流れる電流に大きな
乱れが生じることはなく、安定した電流が流れて各放射
素子５から安定した電波が放射され、その反射利得や指
向性は従来と同様に良好に保たれる。

【００１２】図３には、上記のような直列定在波給電型
マイクロストリップアンテナにおいて、放射素子５の各
面取り部分10の面積を面取り前の矩形状の放射素子5 の
面積に対して変化させて装置を形成したときの放射電波
の交差偏波レベルを、1472Hzの周波数一定条件下で測定
した結果が示されている。この場合、放射素子５の面取
り前の寸法は平行開放端８の長さが201 〔mm〕、垂直開
放端９の長さが70〔mm〕、厚みが１〔mm〕であり、アー
ス面２と放射素子５との距離は21〔mm〕である。同図の
点Ａに示すように、放射素子５に面取りを施す前の偏波
レベル、すなわち、各面取り部分10の面積／面取り前の
矩形状の放射素子５の面積＝０のときの交差偏波レベル
が−5.3 〔ｄＢ〕であるのに対し、同図の点Ｃに示すよ
うに、各面取り部分10の面積が放射素子５の面取り前の
面積の略1.6 ％（各面取り部分10の面積／面取り前の矩
形状の放射素子５の面積＝1.6 ％）となっている本実施
例の交差偏波レベルは−6.8 〔ｄＢ〕となり、交差偏波
レベルが非常に低くなり、交差偏波特性が非常に向上し
ていることが分かる。

【００１３】なお、図３の点ＢやＤに示すように、各放
射素子５の各面取り部分10の面積が放射素子５の面取り
前の矩形状の面積に対して占める割合が約1.6 ％以外で
も、放射素子５の矩形状の偶部を面取りした方が、面取
りを行わないときに比べて交差偏波レベルが低くなり、
交差偏波特性は向上する。

【００１４】また、図４には、各面取り部分10の面積が
放射素子５の面取り前の矩形状の面積に対して占める割
合が上記図３に示した割合の放射素子５を有する直列定
在波給電型マイクロストリップアンテナに、それぞれ、
異なる周波数の電流を加えたときの交差偏波レベルを測
定した結果が示されている。この図からも分かるよう
に、特性線Ｂ〜Ｄに示されるような、偶部に面取りを施
した放射素子５を有する直列定在波給電型マイクロスト
リップアンテナの方が、図の特性線Ａに示されるよう
な、偶部に面取りを行っていない放射素子５を有する従
来の直列定在波給電型マイクロストリップアンテナに比
べて、どの周波数においても交差偏波レベルが低く、交
差偏波特性は向上する。

【００１５】なお、本発明は上記実施例に限定されるこ
とはなく様々な実施の態様を採り得る。例えば、上記実
施例では、各放射素子５の各面取り部分10の面積を、放
射素子５の面取り前の矩形状の面積に対して略1.6 ％と
したが、各放射素子５の各面取り部分の面積の割合は、
必ずしも放射素子５の面取り前の矩形状の面積に対して
略1.6 ％とするとは限らず、この割合は略0.1 ％から略
３％となっていればよい。この条件は、本アンテナが1.
5 ギガヘルツ帯域（1429〔ＭHz〕〜1525〔ＭHz〕）にお
いて、水平面指向性が次のような条件、すなわち、±30
°にて０°方向（正面方向）でのレベルに対する相対レ
ベルが−２〜−４〔ｄＢ〕、を満足するためのものであ
る。

【００１６】また、上記実施例では、各放射素子５の各
面取り部分10は、二等辺三角形状としたが、各面取り部
分10の形状は必ずしも二等辺三角形状とするとは限ら
ず、例えば、図５に示すように、切断線11が円弧状とな
るようにしてもよく、各面取り部分10の形状は、適宜設
定されるものである。

【００１７】さらに、上記実施例では、放射素子５の数
は４個としたが、放射素子５の数は必ずしも４とすると
は限らず、給電用コネクタ１を中心として、その両側に
同数ずつ配設されるように、放射素子５の数や配設間隔
は適宜設定されるものである。

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば、各放射素子が矩形状の
偶部を面取りした形状に形成されているために、放射素
子の外周側の給電線路の長手方向に平行な辺（平行開放
端）と給電線路の長手方向に垂直な辺（垂直開放端）の
各長さは、面取り前よりも共に短くなる。そして、上記
各開放端側から放射される電波のうち、平行開放端側か
らの放射波は偶部（４隅部）付近に集中しており、偶部
付近を面取りすることにより、上記各開放端側から放射
される電波のうち、特に平行開放端側からの電波の電波
の放射量を少なくすることが可能となり、その分だけ垂
直開放端側からの電波の放射量を相対的に増加させるこ
とができる。そのため、垂直開放端側からの電波が平行
開放端側から放射される電波の影響を受けて生じる交差
偏波のレベルを充分に抑えることが可能となり、各放射
素子の偶部を面取りした形状に形成するといった容易な
操作を行うだけで、各放射素子から放射される電波の交
差偏波特性を向上することが可能となり、不要な反射波
の影響を減少させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる直列定在波給電型マイクロスト
リップアンテナの一実施例を示す構成図である。

【図２】上記実施例の放射素子５を示す説明図である。

【図３】各放射素子の偶部に形成した各面取り部分10の
面積の違いによる直列定在波給電型マイクロストリップ
アンテナの交差偏波レベルの違いを表すグラフである。

【図４】各面取り部分10の面積の割合を図３の点Ａ〜Ｄ
の割合とした各放射素子５を有する直列定在波給電型マ
イクロストリップアンテナの交差偏波レベルの周波数特
性を示すグラフである。

【図５】本発明に係わる直列定在波給電型マイクロスト
リップアンテナの他の実施例の放射素子５を示す説明図
である。

【図６】従来の直列定在波給電型マイクロストリップア
ンテナの一例を示す平面説明図（ａ）と側面説明図
（ｂ）である。

【符号の説明】

１ 給電用コネクタ ２ アース面 ３ 給電線 ４ 短絡ピン ５ 放射素子 ６ 給電ピン ７ 給電線用給電ピン ８，９ 開放端 10 面取り部分

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両端側が電気的に短絡している給電線路
   の長手方向に複数の放射素子が間隔を介して直列に配設
   されている直列定在波給電型マイクロストリップアンテ
   ナにおいて、前記各放射素子は矩形状の偶部を面取りし
   た形状に形成されて前記給電線路の長手方向の中心軸に
   対して対称となっており、前記各放射素子の各面取り部
   分の面積が放射素子の面取り前の矩形状の面積に対して
   略0.1％から略３％となっていることを特徴とする直列
   定在波給電型マイクロストリップアンテナ。