JPH09153725A - プローブアンテナ - Google Patents
プローブアンテナInfo
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- JPH09153725A JPH09153725A JP31231195A JP31231195A JPH09153725A JP H09153725 A JPH09153725 A JP H09153725A JP 31231195 A JP31231195 A JP 31231195A JP 31231195 A JP31231195 A JP 31231195A JP H09153725 A JPH09153725 A JP H09153725A
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- Japan
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- antenna
- coaxial line
- probe antenna
- reflector
- outer conductor
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
- H01Q9/04—Resonant antennas
- H01Q9/16—Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole
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- Aerials With Secondary Devices (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Support Of Aerials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】マイクロ波周波数帯での空間的な電磁界分布の
正確な測定に使用でき、偏波選択性能に優れ、小型軽量
の直線偏波プローブアンテナを提供する。 【解決手段】使用中心波長をλとして、同軸ケーブル１
２の先端がλ／４だけ突出するように反射板１１に同軸
ケーブル１２を貫通させ、この貫通部で同軸ケーブル１
２の外部導体と反射板１１を電気的に接続する。突出部
では、スリット部１４を設けて外部導体を２つに割り、
外部導体片１３ａ,１３ｂとする。ダイポールアンテナ
１３の一方のエレメント１３ａの根元を一方の外部導体
片１２ａの先端と同軸ケーブル１２の中心導体１２ｃと
に接続し、他方のエレメント１３ｂの根元を他方の外部
導体片１２ｂの先端に接続し、一方の外部導体片１２ａ
によってバランが構成されるようにする。反射板１１は
設けなくてもよい。
正確な測定に使用でき、偏波選択性能に優れ、小型軽量
の直線偏波プローブアンテナを提供する。 【解決手段】使用中心波長をλとして、同軸ケーブル１
２の先端がλ／４だけ突出するように反射板１１に同軸
ケーブル１２を貫通させ、この貫通部で同軸ケーブル１
２の外部導体と反射板１１を電気的に接続する。突出部
では、スリット部１４を設けて外部導体を２つに割り、
外部導体片１３ａ,１３ｂとする。ダイポールアンテナ
１３の一方のエレメント１３ａの根元を一方の外部導体
片１２ａの先端と同軸ケーブル１２の中心導体１２ｃと
に接続し、他方のエレメント１３ｂの根元を他方の外部
導体片１２ｂの先端に接続し、一方の外部導体片１２ａ
によってバランが構成されるようにする。反射板１１は
設けなくてもよい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電磁界分布の観測
に使用されるダイポール型のプローブアンテナに関し、
特に、マイクロ波帯で使用される直線偏波プローブアン
テナに関する。
に使用されるダイポール型のプローブアンテナに関し、
特に、マイクロ波帯で使用される直線偏波プローブアン
テナに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、空間電磁界分布の測定を行おう
とする場合には、図９に示すように、ＸＹ走査装置８１
を用い、受信ケーブル８２が接続されたアンテナ８３を
電磁界観測面８４内でＸ−Ｙ方向に走査させつつ、アン
テナ８３で所望の観測周波数帯の電磁界を観測する。マ
イクロ波帯よりも低い周波数帯（数百ＭＨｚ以下）の測
定では、アンテナ８３として、ループアンテナやダイポ
ールアンテナを使用することができる。しかしながら、
マイクロ波帯の空間電磁界分布の観測を行う場合には、
ループアンテナやダイポールアンテナでは、コモンモー
ド電流による交差偏波を抑制し解消することができず、
また、アンテナ走査系からの反射波の影響を受けやすい
ため、観測用のアンテナ８３として、ホーンアンテナや
切り放し導波管を使用している。
とする場合には、図９に示すように、ＸＹ走査装置８１
を用い、受信ケーブル８２が接続されたアンテナ８３を
電磁界観測面８４内でＸ−Ｙ方向に走査させつつ、アン
テナ８３で所望の観測周波数帯の電磁界を観測する。マ
イクロ波帯よりも低い周波数帯（数百ＭＨｚ以下）の測
定では、アンテナ８３として、ループアンテナやダイポ
ールアンテナを使用することができる。しかしながら、
マイクロ波帯の空間電磁界分布の観測を行う場合には、
ループアンテナやダイポールアンテナでは、コモンモー
ド電流による交差偏波を抑制し解消することができず、
また、アンテナ走査系からの反射波の影響を受けやすい
ため、観測用のアンテナ８３として、ホーンアンテナや
切り放し導波管を使用している。
【０００３】ここで、ダイポールアンテナのコモンモー
ド電流について、図１０を用いて説明する。低い周波数
帯域ではダイポールアンテナへの給電線として平行線路
を使用できるが、数百ＭＨｚ以上では損失が大きくなる
ので平行線路を使用することができず、同軸ケーブルを
使用することになる。そこでここでは、同軸ケーブル９
１の一端に、ダイポールアンテナ９２が接続されている
ものとする。すなわち、ダイポールアンテナ９２の一方
のエレメント９２ａが同軸ケーブル９１の中心導体に接
続し、他方のエレメント９２ｂが外部導体に接続してい
る。このとき、ダイポールアンテナ９２による電界成分
はダイポールアンテナ９２の延長方向、すなわち図示垂
直方向になる。また、ダイポールアンテナ９２に接続し
た同軸ケーブル９１は不平衡線路であり、このため、同
軸ケーブル９１上をコモンモード電流が流れ、このコモ
ンモード電流による電界方向は、同軸ケーブル９１の延
びる方向、すなわち図示水平方向となる。図１１は、こ
のようなダイポールアンテナ９２の指向特性を示したグ
ラフである。図１１(a)は、ダイポールアンテナ９２の
延長方向に垂直な平面内での指向特性(Co-Pol)を示し、
図１１(b)は、交差偏波指向特性(X-Pol)を示し、図１１
(c)は指向特性を交差偏波指向特性で割ったもの、すな
わち、偏波選択性能(Co/X)を示している。このように、
この従来のアンテナでは、交差偏波成分が大きく、特定
の偏波成分のみを選択的に観測することは困難である。
なお、観測周波数が数百ＭＨｚより低い場合には、図１
２に示すように、同軸ケーブル９１にフェライトコア９
４を装荷することにより、比較的に容易にコモンモード
電流を抑制することができる。しかし、マイクロ波帯で
は、フェライトコアを装荷してもコモンモードの抑制は
困難である。
ド電流について、図１０を用いて説明する。低い周波数
帯域ではダイポールアンテナへの給電線として平行線路
を使用できるが、数百ＭＨｚ以上では損失が大きくなる
ので平行線路を使用することができず、同軸ケーブルを
使用することになる。そこでここでは、同軸ケーブル９
１の一端に、ダイポールアンテナ９２が接続されている
ものとする。すなわち、ダイポールアンテナ９２の一方
のエレメント９２ａが同軸ケーブル９１の中心導体に接
続し、他方のエレメント９２ｂが外部導体に接続してい
る。このとき、ダイポールアンテナ９２による電界成分
はダイポールアンテナ９２の延長方向、すなわち図示垂
直方向になる。また、ダイポールアンテナ９２に接続し
た同軸ケーブル９１は不平衡線路であり、このため、同
軸ケーブル９１上をコモンモード電流が流れ、このコモ
ンモード電流による電界方向は、同軸ケーブル９１の延
びる方向、すなわち図示水平方向となる。図１１は、こ
のようなダイポールアンテナ９２の指向特性を示したグ
ラフである。図１１(a)は、ダイポールアンテナ９２の
延長方向に垂直な平面内での指向特性(Co-Pol)を示し、
図１１(b)は、交差偏波指向特性(X-Pol)を示し、図１１
(c)は指向特性を交差偏波指向特性で割ったもの、すな
わち、偏波選択性能(Co/X)を示している。このように、
この従来のアンテナでは、交差偏波成分が大きく、特定
の偏波成分のみを選択的に観測することは困難である。
なお、観測周波数が数百ＭＨｚより低い場合には、図１
２に示すように、同軸ケーブル９１にフェライトコア９
４を装荷することにより、比較的に容易にコモンモード
電流を抑制することができる。しかし、マイクロ波帯で
は、フェライトコアを装荷してもコモンモードの抑制は
困難である。
【０００４】なお、本明細書においては、中央給電され
るダイポールアンテナにおいてその給電点の両側にある
導体部をそれぞれエレメントということにする。また、
エレメントの根元側とは、給電点側のことをいう。
るダイポールアンテナにおいてその給電点の両側にある
導体部をそれぞれエレメントということにする。また、
エレメントの根元側とは、給電点側のことをいう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、これ
までのマイクロ波帯での空間電磁場分布の観測では、ダ
イポールアンテナやループアンテナを使用することがで
きず、ホーンアンテナや切り放し導波管を使用せざるを
得なかった。しかしながら、ホーンアンテナは正面方向
に鋭い指向性を有するため、広い範囲、広い角度からの
電磁波を観測できない。一方、切り放し導波管は、ホー
ンアンテナに比べて広い指向特性を有するものの、指向
性パターンが複雑であって観測データの補償が難しい。
電磁界の２次元観測は、単に、観測面上の電磁界分布を
知るためだけでなく、観測データを逆フーリエ変換ある
いは逆フレネル変換することによって観測対象表面での
電流分布や放射指向特性を求めるとき（電波ホログラフ
ィ）にも行われる。このようなときのアンテナには、広
いが複雑でない指向特性が要求される。ホーンアンテナ
や切り放し導波管では、電波ホログラフィなどのための
観測には十分対応できないという問題点がある。さら
に、ホーンアンテナ、切り放し導波管とも、大型で重
く、それ自体が高価であるとともに、ＸＹ走査装置への
装着適合性に劣るという問題点を有する。
までのマイクロ波帯での空間電磁場分布の観測では、ダ
イポールアンテナやループアンテナを使用することがで
きず、ホーンアンテナや切り放し導波管を使用せざるを
得なかった。しかしながら、ホーンアンテナは正面方向
に鋭い指向性を有するため、広い範囲、広い角度からの
電磁波を観測できない。一方、切り放し導波管は、ホー
ンアンテナに比べて広い指向特性を有するものの、指向
性パターンが複雑であって観測データの補償が難しい。
電磁界の２次元観測は、単に、観測面上の電磁界分布を
知るためだけでなく、観測データを逆フーリエ変換ある
いは逆フレネル変換することによって観測対象表面での
電流分布や放射指向特性を求めるとき（電波ホログラフ
ィ）にも行われる。このようなときのアンテナには、広
いが複雑でない指向特性が要求される。ホーンアンテナ
や切り放し導波管では、電波ホログラフィなどのための
観測には十分対応できないという問題点がある。さら
に、ホーンアンテナ、切り放し導波管とも、大型で重
く、それ自体が高価であるとともに、ＸＹ走査装置への
装着適合性に劣るという問題点を有する。
【０００６】本発明の目的は、比較的簡単な構造であっ
て、小型軽量であり、マイクロ波周波数帯などでの空間
的な電磁界分布の正確な測定を行うことができ、走査機
構への適合性に優れた直線偏波プローブアンテナを提供
することにある。さらに、走査系からの反射誤差を受け
ることなく広い範囲、広い角度からの電磁波を受信する
ために、背面方向にはほとんど指向性を有しないプロー
ブアンテナを提供することも目的とする。
て、小型軽量であり、マイクロ波周波数帯などでの空間
的な電磁界分布の正確な測定を行うことができ、走査機
構への適合性に優れた直線偏波プローブアンテナを提供
することにある。さらに、走査系からの反射誤差を受け
ることなく広い範囲、広い角度からの電磁波を受信する
ために、背面方向にはほとんど指向性を有しないプロー
ブアンテナを提供することも目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のプローブアンテ
ナは、同軸線路と同軸線路の先端に接続されたダイポー
ルアンテナとを有するプローブアンテナにおいて、使用
中心波長をλとして、同軸線路の先端から長さλ／４の
区間では、同軸線路の長手方向に延びる１対のスリット
部が同軸線路の外部導体に設けられて外部導体が２つの
片に割れており、ダイポールアンテナを構成する一方の
エレメントがその根元側で外部導体の一方の片の先端と
同軸線路の中心導体とに接続し、ダイポールアンテナを
構成する他方のエレメントがその根元側で外部導体の他
方の片の先端に接続している。
ナは、同軸線路と同軸線路の先端に接続されたダイポー
ルアンテナとを有するプローブアンテナにおいて、使用
中心波長をλとして、同軸線路の先端から長さλ／４の
区間では、同軸線路の長手方向に延びる１対のスリット
部が同軸線路の外部導体に設けられて外部導体が２つの
片に割れており、ダイポールアンテナを構成する一方の
エレメントがその根元側で外部導体の一方の片の先端と
同軸線路の中心導体とに接続し、ダイポールアンテナを
構成する他方のエレメントがその根元側で外部導体の他
方の片の先端に接続している。
【０００８】本発明のプローブアンテナでは、ダイポー
ルアンテナの各エレメントは、典型的には、同軸線路の
延長方向とほぼ直交するように配置される。同軸線路と
しては、例えば、同軸ケーブルが使用される。
ルアンテナの各エレメントは、典型的には、同軸線路の
延長方向とほぼ直交するように配置される。同軸線路と
しては、例えば、同軸ケーブルが使用される。
【０００９】背面方向への指向利得を抑えるためには、
同軸線路の先端から長さλ／４の位置に、導体からなり
同軸線路の長手方向とほぼ直交する反射板を外部導体と
電気的に接続するように設け、各エレメントが反射板の
表面に対して平行になるように配置すればよい。反射板
を設けた場合、同一の反射板に、直交する２つの偏波成
分にそれぞれ対応する２つのダイポールアンテナを相互
に離して配置するような構成とすることもできる。一
方、反射板と観測対象との間の多重反射が問題になる系
では、反射板を設けず、その代り、先端のλ／４の長さ
の部分を除いて同軸線路の外表面に電波吸収体を取り付
けるようにしてもよい。
同軸線路の先端から長さλ／４の位置に、導体からなり
同軸線路の長手方向とほぼ直交する反射板を外部導体と
電気的に接続するように設け、各エレメントが反射板の
表面に対して平行になるように配置すればよい。反射板
を設けた場合、同一の反射板に、直交する２つの偏波成
分にそれぞれ対応する２つのダイポールアンテナを相互
に離して配置するような構成とすることもできる。一
方、反射板と観測対象との間の多重反射が問題になる系
では、反射板を設けず、その代り、先端のλ／４の長さ
の部分を除いて同軸線路の外表面に電波吸収体を取り付
けるようにしてもよい。
【００１０】周波数帯域を拡大するためには、通常の広
帯域用ダイポールアンテナで使用されているような方
法、例えば、ボウタイ型のダイポールアンテナとする方
法を用いることができる。
帯域用ダイポールアンテナで使用されているような方
法、例えば、ボウタイ型のダイポールアンテナとする方
法を用いることができる。
【００１１】軽量であるということ、また使いやすいと
いうことについては、ホーンアンテナや切り放し導波管
に比べて、ダイポールアンテナやループアンテナが優れ
ていることは、言うまでもない。そこで、ダイポールア
ンテナやループアンテナにおけるコモンモード電流を抑
制するとともに、背面方向への指向利得を下げることを
考えればよいことになる。上述したように、コモンモー
ド電流は、平衡型アンテナに不平衡線路を接続したこと
に起因するから、バラン（平衡−不平衡変換回路）を挿
入すればよいといえる。ところでループアンテナでは、
ループ径を大きくすると交差偏波成分が大きくなり、一
方、ループ径を小さくするとインピーダンスのうち抵抗
成分が小さくなってバランによる整合が難しくなる。そ
こで、本発明では、４分の１波長線路からなる分布定数
型のバランを介してダイポールアンテナと同軸線路の端
部とが有機的に接続するようにした。さらに、背面側へ
の指向利得を低くするために、反射板を設ける構成とし
た。
いうことについては、ホーンアンテナや切り放し導波管
に比べて、ダイポールアンテナやループアンテナが優れ
ていることは、言うまでもない。そこで、ダイポールア
ンテナやループアンテナにおけるコモンモード電流を抑
制するとともに、背面方向への指向利得を下げることを
考えればよいことになる。上述したように、コモンモー
ド電流は、平衡型アンテナに不平衡線路を接続したこと
に起因するから、バラン（平衡−不平衡変換回路）を挿
入すればよいといえる。ところでループアンテナでは、
ループ径を大きくすると交差偏波成分が大きくなり、一
方、ループ径を小さくするとインピーダンスのうち抵抗
成分が小さくなってバランによる整合が難しくなる。そ
こで、本発明では、４分の１波長線路からなる分布定数
型のバランを介してダイポールアンテナと同軸線路の端
部とが有機的に接続するようにした。さらに、背面側へ
の指向利得を低くするために、反射板を設ける構成とし
た。
【００１２】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。
て、図面を参照して説明する。
【００１３】《第１の実施の形態》図１(a),(b)は、そ
れぞれ、本発明の第１の実施の形態のプローブアンテナ
の構成を示す斜視図と要部平面図である。このプローブ
アンテナ１０は、その観測対象信号の中心波長（設計中
心周波数の波長）をλとして、導体からなりλに比べて
十分大きな反射板１１のほぼ中央部に、背面側から同軸
ケーブル１２の一端が直立して挿入された構成となって
いる。ここに示した例では、反射板１１は、１辺が２λ
の正方形となっている。反射板１１からの同軸ケーブル
１２の突出長は約λ／４であり、反射板１２との貫通部
で同軸ケーブル１２の外部導体は反射板１１と電気的に
接続している。そして、貫通部から先端側では、同軸ケ
ーブル１２の外部導体は、同軸ケーブル１２の突出方向
に延びる１対のスリット部１４によって２つに割れて外
部導体片１３ａ,１３ｂとなっている。同軸ケーブル１
２の先端には、反射板１１と平行な半波長ダイポールア
ンテナ１３が、中央給電となるように接続されている。
具体的には、ダイポールアンテナ１３の一方のエレメン
ト１３ａの根元が一方の外部導体片１２ａの先端と接続
し、他方のエレメント１３ｂの根元が他方の外部導体片
１２ｂの先端と接続している。さらに、同軸ケーブル１
２の中心導体１２ｃが、一方のエレメント１３ａの根元
に接続している。
れぞれ、本発明の第１の実施の形態のプローブアンテナ
の構成を示す斜視図と要部平面図である。このプローブ
アンテナ１０は、その観測対象信号の中心波長（設計中
心周波数の波長）をλとして、導体からなりλに比べて
十分大きな反射板１１のほぼ中央部に、背面側から同軸
ケーブル１２の一端が直立して挿入された構成となって
いる。ここに示した例では、反射板１１は、１辺が２λ
の正方形となっている。反射板１１からの同軸ケーブル
１２の突出長は約λ／４であり、反射板１２との貫通部
で同軸ケーブル１２の外部導体は反射板１１と電気的に
接続している。そして、貫通部から先端側では、同軸ケ
ーブル１２の外部導体は、同軸ケーブル１２の突出方向
に延びる１対のスリット部１４によって２つに割れて外
部導体片１３ａ,１３ｂとなっている。同軸ケーブル１
２の先端には、反射板１１と平行な半波長ダイポールア
ンテナ１３が、中央給電となるように接続されている。
具体的には、ダイポールアンテナ１３の一方のエレメン
ト１３ａの根元が一方の外部導体片１２ａの先端と接続
し、他方のエレメント１３ｂの根元が他方の外部導体片
１２ｂの先端と接続している。さらに、同軸ケーブル１
２の中心導体１２ｃが、一方のエレメント１３ａの根元
に接続している。
【００１４】このプローブアンテナ１０では、一方の外
部導体片１２ａがλ／４長の分布定数型バランとしても
機能し、平行−不平衡変換が行われてコモンモード電流
が抑制されている。ここで、ダイポールアンテナ１３と
反射板１１との間隔を約λ／４とするのは、アンテナ利
得を最大とし、かつ、バランによって整合がとれるよう
にするためである。反射板１１は、背面側への指向利得
を抑えるためのものであり、大きさに特に制約があるわ
けではないが、λ×λ以下であると、指向特性における
背面側へのサイドロープが大きくなり、走査系からの反
射が問題になるような測定には向かなくなる。
部導体片１２ａがλ／４長の分布定数型バランとしても
機能し、平行−不平衡変換が行われてコモンモード電流
が抑制されている。ここで、ダイポールアンテナ１３と
反射板１１との間隔を約λ／４とするのは、アンテナ利
得を最大とし、かつ、バランによって整合がとれるよう
にするためである。反射板１１は、背面側への指向利得
を抑えるためのものであり、大きさに特に制約があるわ
けではないが、λ×λ以下であると、指向特性における
背面側へのサイドロープが大きくなり、走査系からの反
射が問題になるような測定には向かなくなる。
【００１５】図２は、このプローブアンテナの等価回路
図である。プローブアンテナ１０のインピーダンスをＺ
i、空間の波動インピーダンスをＺo（＝１２０π
［Ω］）とし、観測対象の信号源２１がＥ ｓｉｎ ωｔ
で表されるとすると、反射点２２までの距離がλ／４で
ある反射器が存在することになって、このプローブアン
テナ１０からは、反射点２２の向こう側に−Ｅ ｓｉｎ
ωｔで表される鏡像信号源２３が見えることになる。し
たがって、ダイポール受信電圧が２倍になり、かつバラ
ンの負荷はオープンとなる。
図である。プローブアンテナ１０のインピーダンスをＺ
i、空間の波動インピーダンスをＺo（＝１２０π
［Ω］）とし、観測対象の信号源２１がＥ ｓｉｎ ωｔ
で表されるとすると、反射点２２までの距離がλ／４で
ある反射器が存在することになって、このプローブアン
テナ１０からは、反射点２２の向こう側に−Ｅ ｓｉｎ
ωｔで表される鏡像信号源２３が見えることになる。し
たがって、ダイポール受信電圧が２倍になり、かつバラ
ンの負荷はオープンとなる。
【００１６】このように構成したプローブアンテナ１０
の指向特性(Co-Pol)を測定したところ、図３(a)に示さ
れるようになり、また、交差偏波特性(X-Pol)は図３(b)
のようになった。これらから、偏波選択性能(Co/X)をも
とめたところ、図３(c)に示されるようになった。以上
より、このプローブアンテナ１０は、交差偏波をほとん
ど発生させず（交差偏波成分にほとんど感度をもた
ず）、かつ、広い角度範囲で偏波選択を有することが分
かる。また、図３(a)に示されるように、背面側にはほ
とんど指向利得を有さない。なお、このプローブアンテ
ナの周波数帯域幅は、設計中心波長λに対して約４０％
であった。
の指向特性(Co-Pol)を測定したところ、図３(a)に示さ
れるようになり、また、交差偏波特性(X-Pol)は図３(b)
のようになった。これらから、偏波選択性能(Co/X)をも
とめたところ、図３(c)に示されるようになった。以上
より、このプローブアンテナ１０は、交差偏波をほとん
ど発生させず（交差偏波成分にほとんど感度をもた
ず）、かつ、広い角度範囲で偏波選択を有することが分
かる。また、図３(a)に示されるように、背面側にはほ
とんど指向利得を有さない。なお、このプローブアンテ
ナの周波数帯域幅は、設計中心波長λに対して約４０％
であった。
【００１７】ここで、本実施の形態のプローブアンテナ
と、通常の分布定数型バランを介して同軸ケーブルと半
波長ダイポールアンテナを接続して構成したプローブア
ンテナとを対比した結果を説明する。図４は、通常の分
布定数型バランと反射板とを備えたプローブアンテナを
示す斜視図である。このプローブアンテ３０は、設計中
心周波数の波長をλとして、導体からなりλに比べて十
分大きな反射板３１のほぼ中央部に背面側から同軸ケー
ブル３２の一端を直立させて約λ／４だけ突出させた構
造を有し、同軸ケーブル３２の先端で、中心導体とダイ
ポールアンテナ３３の一方のエレメント３３ａの根元部
が接続し、外部導体と他方のエレメント３３ｂの根元部
とが接続している。反射板３１との貫通部で同軸ケーブ
ル３２の外部導体は反射板３１と電気的に接続してい
る。ここでは、外部導体にスリット部は設けられておら
ず、その代わり、一方のエレメント３３ａの根元部と反
射板３１を短絡するように、同軸ケーブル３２に平行
に、約λ／４の長さの線部材３４が設けられている。こ
の線部材３４がバランとして機能する。
と、通常の分布定数型バランを介して同軸ケーブルと半
波長ダイポールアンテナを接続して構成したプローブア
ンテナとを対比した結果を説明する。図４は、通常の分
布定数型バランと反射板とを備えたプローブアンテナを
示す斜視図である。このプローブアンテ３０は、設計中
心周波数の波長をλとして、導体からなりλに比べて十
分大きな反射板３１のほぼ中央部に背面側から同軸ケー
ブル３２の一端を直立させて約λ／４だけ突出させた構
造を有し、同軸ケーブル３２の先端で、中心導体とダイ
ポールアンテナ３３の一方のエレメント３３ａの根元部
が接続し、外部導体と他方のエレメント３３ｂの根元部
とが接続している。反射板３１との貫通部で同軸ケーブ
ル３２の外部導体は反射板３１と電気的に接続してい
る。ここでは、外部導体にスリット部は設けられておら
ず、その代わり、一方のエレメント３３ａの根元部と反
射板３１を短絡するように、同軸ケーブル３２に平行
に、約λ／４の長さの線部材３４が設けられている。こ
の線部材３４がバランとして機能する。
【００１８】図５(a),(b),(c)は、それぞれ、図４のプ
ローブアンテナの指向特性、交差偏波指向特性、偏波選
択性能を示す図である。図から明らかなように、通常の
バランを用いたプローブアンテナは、本実施の形態のプ
ローブアンテナに比べ、交差偏波に対する感度が大き
く、偏波選択性能が悪化している。特に、両側面方向に
おい交差偏波感度が大きいので、狭い範囲でしか偏波選
択性能を保証できない。これは、バランを構成する線部
材３４を設けることによって、折り返し（フォールデッ
ド）ダイポールアンテナが構成されることになり、この
折り返しダイポールアンテナが交差偏波に対して感度を
もつためである。これに対し本実施の形態のプローブア
ンテナでは、同軸ケーブルの外部導体を分割してこれを
バランとして使用しているので、折り返しダイポールア
ンテナが寄生することがなく、したがって、交差偏波に
対する感度が抑制されている。
ローブアンテナの指向特性、交差偏波指向特性、偏波選
択性能を示す図である。図から明らかなように、通常の
バランを用いたプローブアンテナは、本実施の形態のプ
ローブアンテナに比べ、交差偏波に対する感度が大き
く、偏波選択性能が悪化している。特に、両側面方向に
おい交差偏波感度が大きいので、狭い範囲でしか偏波選
択性能を保証できない。これは、バランを構成する線部
材３４を設けることによって、折り返し（フォールデッ
ド）ダイポールアンテナが構成されることになり、この
折り返しダイポールアンテナが交差偏波に対して感度を
もつためである。これに対し本実施の形態のプローブア
ンテナでは、同軸ケーブルの外部導体を分割してこれを
バランとして使用しているので、折り返しダイポールア
ンテナが寄生することがなく、したがって、交差偏波に
対する感度が抑制されている。
【００１９】《第２の実施の形態》本発明のプローブア
ンテナは、ダイポールアンテナと分布定数型のバランと
を組み合わせているので、設計周波数帯域の近傍でし
か、所望の特性を得ることが難しい。プローブアンテナ
の周波数帯域を広げるためには、通常の無線通信用のダ
イポールアンテナで行われているように、例えば、ダイ
ポールアンテナの形状をボウタイ型とすることが考えら
れる。図６は、ボウタイ型のダイポールアンテナ１５を
有するプローブアンテナを示している。このような構成
とすることにより、低域側でボウタイ型のダイポールア
ンテナが容量性インピーダンスを示すようになり、バラ
ン部と共振し、周波数帯域が拡大する。その代わり、偏
波選択性能が多少とも悪化する。実験によれば、第２の
実施の形態のプローブアンテナは、第１の実施の形態の
ものに比べ、帯域幅が低域側に約２５％広がった（高域
側は変化なし）。偏波選択性能は、２５ｄＢから２０ｄ
Ｂへと、５ｄＢ悪化した。
ンテナは、ダイポールアンテナと分布定数型のバランと
を組み合わせているので、設計周波数帯域の近傍でし
か、所望の特性を得ることが難しい。プローブアンテナ
の周波数帯域を広げるためには、通常の無線通信用のダ
イポールアンテナで行われているように、例えば、ダイ
ポールアンテナの形状をボウタイ型とすることが考えら
れる。図６は、ボウタイ型のダイポールアンテナ１５を
有するプローブアンテナを示している。このような構成
とすることにより、低域側でボウタイ型のダイポールア
ンテナが容量性インピーダンスを示すようになり、バラ
ン部と共振し、周波数帯域が拡大する。その代わり、偏
波選択性能が多少とも悪化する。実験によれば、第２の
実施の形態のプローブアンテナは、第１の実施の形態の
ものに比べ、帯域幅が低域側に約２５％広がった（高域
側は変化なし）。偏波選択性能は、２５ｄＢから２０ｄ
Ｂへと、５ｄＢ悪化した。
【００２０】《第３の実施の形態》上述したように、背
面側の指向利得を抑えるために反射板が使用されている
が、用途によっては、反射板を設けない構成とすること
も可能である。例えば、電波ホログラフィの測定で近傍
界観測を行うときなど、プローブを長く突き出して観測
する場合には、反射板を設けないようにしてもよい。反
射板を設けないことにより、観測対象とプローブアンテ
ナとの間での多重反射を防ぐことができる。この場合に
は、正面方向への選択指向性は、プローブアンテナと観
測対象との距離によって成立し、反射波は距離減衰によ
って弱く受信されることになる。図７は、反射板を設け
ない構成のプローブアンテナを示している。この場合、
同軸ケーブル１２を流れるコモンモード電流を抑制する
ために、同軸ケーブル１２に対し、スリット部１４の下
端から根元側にかけて、電波吸収体１６を巻き付けるよ
うにするとよい。
面側の指向利得を抑えるために反射板が使用されている
が、用途によっては、反射板を設けない構成とすること
も可能である。例えば、電波ホログラフィの測定で近傍
界観測を行うときなど、プローブを長く突き出して観測
する場合には、反射板を設けないようにしてもよい。反
射板を設けないことにより、観測対象とプローブアンテ
ナとの間での多重反射を防ぐことができる。この場合に
は、正面方向への選択指向性は、プローブアンテナと観
測対象との距離によって成立し、反射波は距離減衰によ
って弱く受信されることになる。図７は、反射板を設け
ない構成のプローブアンテナを示している。この場合、
同軸ケーブル１２を流れるコモンモード電流を抑制する
ために、同軸ケーブル１２に対し、スリット部１４の下
端から根元側にかけて、電波吸収体１６を巻き付けるよ
うにするとよい。
【００２１】《第４の実施の形態》偏波情報を含む空間
的な電磁波の状態を観測する場合などには、偏波方向が
直交する２つのダイポールアンテナを一体的に設けた構
成のプローブアンテナを使用することができる。図８
は、このように構成したプローブアンテナ４０を示す斜
視図である。
的な電磁波の状態を観測する場合などには、偏波方向が
直交する２つのダイポールアンテナを一体的に設けた構
成のプローブアンテナを使用することができる。図８
は、このように構成したプローブアンテナ４０を示す斜
視図である。
【００２２】このプローブアンテナ４０は、図１に示す
プローブアンテナを２つ用い、反射板４１を共用するよ
うに配置したものである。それぞれ垂直偏波成分及び水
平偏波成分に対応するダイポールアンテナ４２,４３の
中心は２ＬYだけ離れており、また、ダイポールアンテ
ナ４２,４３の偏波方向すなわち長手方向は相互に直交
している。このプローブアンテナ４０を使用する場合に
は、それぞれのダイポールアンテナ４２,４３からの出
力を選択受信することによって、各偏波成分の観測を行
うことができる。なお、電波ホログラムのための操作観
測などを行うときには、ダイポールアンテナ４２,４３
が２Ｌyだけ離れていることに応じ、測定したデータに
おいてアンテナ間の座標補正を行う必要がある。
プローブアンテナを２つ用い、反射板４１を共用するよ
うに配置したものである。それぞれ垂直偏波成分及び水
平偏波成分に対応するダイポールアンテナ４２,４３の
中心は２ＬYだけ離れており、また、ダイポールアンテ
ナ４２,４３の偏波方向すなわち長手方向は相互に直交
している。このプローブアンテナ４０を使用する場合に
は、それぞれのダイポールアンテナ４２,４３からの出
力を選択受信することによって、各偏波成分の観測を行
うことができる。なお、電波ホログラムのための操作観
測などを行うときには、ダイポールアンテナ４２,４３
が２Ｌyだけ離れていることに応じ、測定したデータに
おいてアンテナ間の座標補正を行う必要がある。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、スリット
部を設けて同軸線路の先端のλ／４の区間の外部導体を
先割れ形状とし、割れた部分の外部導体をバランとして
使用することにより、交差偏波への感度が小さく、かつ
小型軽量の直線偏波プローブアンテナが得られるという
効果がある。このプローブアンテナによれば、マイクロ
波周波数帯などでの空間的な電磁界分布の正確な測定を
行うことができる。
部を設けて同軸線路の先端のλ／４の区間の外部導体を
先割れ形状とし、割れた部分の外部導体をバランとして
使用することにより、交差偏波への感度が小さく、かつ
小型軽量の直線偏波プローブアンテナが得られるという
効果がある。このプローブアンテナによれば、マイクロ
波周波数帯などでの空間的な電磁界分布の正確な測定を
行うことができる。
【００２４】さらに、反射板を設ける構成とすることに
より、背面方向にはほとんど指向性を有しないプローブ
アンテナが得られるようになるという効果が生じる。
より、背面方向にはほとんど指向性を有しないプローブ
アンテナが得られるようになるという効果が生じる。
【図１】(a),(b)は、それぞれ、本発明の第１の実施の
形態のプローブアンテナの構成を示す斜視図と要部平面
図である。
形態のプローブアンテナの構成を示す斜視図と要部平面
図である。
【図２】図１のプローブアンテナの等価回路図である。
【図３】(a),(b),(c)は、それぞれ、図１のプローブア
ンテナの指向特性、交差偏波指向特性、偏波選択性能を
示す図である。
ンテナの指向特性、交差偏波指向特性、偏波選択性能を
示す図である。
【図４】バランと反射板とを備えた通常のプローブアン
テナの構成を示す斜視図である。
テナの構成を示す斜視図である。
【図５】(a),(b),(c)は、それぞれ、図４のプローブア
ンテナの指向特性、交差偏波指向特性、偏波選択性能を
示す図である。
ンテナの指向特性、交差偏波指向特性、偏波選択性能を
示す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態のプローブアンテナ
の構成を示す斜視図である。
の構成を示す斜視図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態のプローブアンテナ
の構成を示す斜視図である。
の構成を示す斜視図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態のプローブアンテナ
の構成を示す斜視図である。
の構成を示す斜視図である。
【図９】空間電磁界分布の測定方法を概念的に示す斜視
図である。
図である。
【図１０】ダイポール型のプローブアンテナにおけるコ
モンモード電流を説明する図である。
モンモード電流を説明する図である。
【図１１】(a),(b),(c)は、それぞれ、図１０のプロー
ブアンテナの指向特性、交差偏波指向特性、偏波選択性
能を示す図である。
ブアンテナの指向特性、交差偏波指向特性、偏波選択性
能を示す図である。
【図１２】コモンモード電流を抑えた従来のダイポール
型プローブアンテナを示す斜視図である。
型プローブアンテナを示す斜視図である。
１０,４０ プローブアンテナ １１,４１ 反射板 １２ 同軸ケーブル １２ａ,１２ｂ 外部導体片 １２ｃ 中心導体 １３,１５,４２,４３ ダイポールアンテナ １３ａ,１３ｂ エレメント １４ スリット部 １６ 電波吸収体
Claims (5)
- 【請求項１】 同軸線路と前記同軸線路の先端に接続さ
れたダイポールアンテナとを有するプローブアンテナに
おいて、 使用中心波長をλとして、前記同軸線路の先端から長さ
λ／４の区間では、前記同軸線路の長手方向に延びる１
対のスリット部が前記同軸線路の外部導体に設けられて
前記外部導体が２つの片に割れており、 前記ダイポールアンテナを構成する一方のエレメントが
その根元側で前記外部導体の一方の片の先端と前記同軸
線路の中心導体とに接続し、前記ダイポールアンテナを
構成する他方のエレメントがその根元側で前記外部導体
の他方の片の先端に接続していることを特徴とするプロ
ーブアンテナ。 - 【請求項２】 前記同軸線路の先端から長さλ／４の位
置に、導体からなり前記同軸線路の長手方向とほぼ直交
する反射板が前記外部導体と電気的に接続するように設
けられ、前記各エレメントが前記反射板の表面に対して
平行になるように配置されている請求項１に記載のプロ
ーブアンテナ。 - 【請求項３】 前記同軸線路の先端から長さλ／４の区
間を残して、前記同軸線路の外表面に電波吸収体が取り
付けられている請求項１に記載のプローブアンテナ。 - 【請求項４】 ２本の同軸線路と、相互に偏波方向が直
交するように配置され前記同軸線路の先端にそれぞれ接
続された２組のダイポールアンテナとを有するプローブ
アンテナにおいて、 反射板を備え、 使用中心波長をλとして、前記反射板の異なる場所にお
いて、突出長がλ／４となりかつ外部導体と前記反射板
とが電気的に接続するように前記２つの同軸線路が前記
反射板を貫通し、 前記反射板からの突出部において前記各同軸線路では、
その長手方向に延びる１対のスリット部が当該同軸線路
の外部導体に設けられて前記外部導体がそれぞれ２つの
片に割れており、前記外部導体の一方の片と当該同軸線
路の中心導体とが対応するダイポールアンテナを構成す
る一方のエレメントの根元側に接続し、前記外部導体の
他方の片が前記対応するダイポールアンテナを構成する
他方のエレメントの根元側に接続し、 前記各エレメントが前記反射板の表面に対して平行にな
るように配置されていることを特徴とするプローブアン
テナ。 - 【請求項５】 前記ダイポールアンテナがボウタイ型で
ある請求項２または４に記載のプローブアンテナ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31231195A JPH09153725A (ja) | 1995-11-30 | 1995-11-30 | プローブアンテナ |
| DE1996149215 DE19649215A1 (de) | 1995-11-30 | 1996-11-27 | Antenne |
| FR9614684A FR2742003A1 (fr) | 1995-11-30 | 1996-11-29 | Antenne et assemblage d'antennes pour la mesure d'une distribution de champ electromagnetique en micro-ondes |
| GB9624951A GB2307794B (en) | 1995-11-30 | 1996-11-29 | Antenna |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31231195A JPH09153725A (ja) | 1995-11-30 | 1995-11-30 | プローブアンテナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09153725A true JPH09153725A (ja) | 1997-06-10 |
Family
ID=18027728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31231195A Withdrawn JPH09153725A (ja) | 1995-11-30 | 1995-11-30 | プローブアンテナ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09153725A (ja) |
| DE (1) | DE19649215A1 (ja) |
| FR (1) | FR2742003A1 (ja) |
| GB (1) | GB2307794B (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10268009A (ja) * | 1997-03-26 | 1998-10-09 | Nec Corp | 磁界プローブ及びこれを用いた磁界測定方法 |
| US6198539B1 (en) | 1997-08-22 | 2001-03-06 | Advantest Corporation | Hologram observation method and hologram observation apparatus |
| JP2002228698A (ja) * | 2001-02-02 | 2002-08-14 | Melco Inc | 電界プローブ |
| JP2005502860A (ja) * | 2001-07-27 | 2005-01-27 | 株式会社アドバンテスト | 電磁波測定装置 |
| DE19921947B4 (de) * | 1998-05-13 | 2005-12-22 | Advantest Corp. | Verfahren und Vorrichtung zur Rekonstruktion der Verteilung von Radiowellenquellen |
| JP2008270938A (ja) * | 2007-04-17 | 2008-11-06 | Meisei Electric Co Ltd | 防水型アンテナ装置 |
| JP2009537105A (ja) * | 2006-05-12 | 2009-10-22 | サランテル リミテッド | アンテナシステム |
| JP2010074383A (ja) * | 2008-09-17 | 2010-04-02 | Nippon Antenna Co Ltd | アンテナ装置 |
| WO2013124886A1 (ja) * | 2012-02-21 | 2013-08-29 | 三菱電機株式会社 | 部分放電センサー |
| WO2018182109A1 (ko) * | 2017-03-31 | 2018-10-04 | 주식회사 감마누 | 다중대역 기지국 안테나 |
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|---|---|---|---|---|
| GB2347792B (en) * | 1999-03-10 | 2001-06-06 | Andrew Jesman | Antenna |
| US6275181B1 (en) * | 1999-04-19 | 2001-08-14 | Advantest Corporation | Radio hologram observation apparatus and method therefor |
| DE10235222B4 (de) * | 2002-08-01 | 2016-09-22 | Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg | Breitband-Antenne |
| US7719381B2 (en) * | 2006-05-16 | 2010-05-18 | Harris Corporation | Transmission line balun for broadband combiners, splitters and transformers |
| CN103972638A (zh) * | 2013-01-31 | 2014-08-06 | 佳邦科技股份有限公司 | 偶极天线结构及天线装置 |
| US20150071163A1 (en) | 2013-09-12 | 2015-03-12 | Olea Networks, Inc. | Portable Wireless Mesh Device |
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| US2976534A (en) * | 1959-07-02 | 1961-03-21 | Kampinsky Abe | Circularly polarized antenna |
| GB1499503A (en) * | 1975-05-30 | 1978-02-01 | Marconi Co Ltd | Aerial feed array arrangements |
| GB2107128B (en) * | 1981-09-10 | 1985-08-14 | Nat Res Dev | Antennas with coaxial feeders |
| GB2112579A (en) * | 1981-09-10 | 1983-07-20 | Nat Res Dev | Multiband dipoles and ground plane antennas |
| US5216695A (en) * | 1991-06-14 | 1993-06-01 | Anro Engineering, Inc. | Short pulse microwave source with a high prf and low power drain |
-
1995
- 1995-11-30 JP JP31231195A patent/JPH09153725A/ja not_active Withdrawn
-
1996
- 1996-11-27 DE DE1996149215 patent/DE19649215A1/de not_active Ceased
- 1996-11-29 FR FR9614684A patent/FR2742003A1/fr active Pending
- 1996-11-29 GB GB9624951A patent/GB2307794B/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH10268009A (ja) * | 1997-03-26 | 1998-10-09 | Nec Corp | 磁界プローブ及びこれを用いた磁界測定方法 |
| US6198539B1 (en) | 1997-08-22 | 2001-03-06 | Advantest Corporation | Hologram observation method and hologram observation apparatus |
| US6347060B1 (en) | 1997-08-22 | 2002-02-12 | Advantest Corp. | Hologram observation method and hologram observation apparatus and multi-dimensional hologram data processing method and multi-dimensional hologram data processing apparatus |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2307794B (en) | 1999-07-28 |
| FR2742003A1 (fr) | 1997-06-06 |
| GB2307794A (en) | 1997-06-04 |
| GB9624951D0 (en) | 1997-01-15 |
| DE19649215A1 (de) | 1997-06-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030204 |