JPH0946123A - 地線付きモノポ−ルアンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来のアンテナは、複数本の地線が形成する平
面の直下における給電回路をモノポ−ル素子と同様、地
線が形成する平面に対して直交するように設ける必要が
あるため、アンテナ全体の姿勢を低くするには、限界が
あった。 【解決手段】給電回路を形成する同軸線路の前端部側に
この同軸線路と平行に平衡−不平衡変換回路を形成する
分岐導体を設けてある。給電回路を形成する同軸線路の
内部導体の前端部と平衡−不平衡変換回路を形成する分
岐導体の前端部とを接続線で接続してある。平衡−不平
衡変換回路を形成する分岐導体の後端部と給電回路を形
成する同軸線路の外部導体とを接続してある。モノポ−
ル素子の下端部を平衡−不平衡変換回路を形成する分岐
導体の前端部上面に取り付け、給電回路を形成する同軸
線路の外部導体の前端部の左右に地線を突設させてあ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば移動通信に
おける端末装置としての移動体に取り付けられるアンテ
ナ又は移動通信における基地局用アンテナ、即ち、天井
面に取り付けるアンテナ等のように姿勢の低いことが要
求される垂直偏波用アンテナとして好適なアンテナに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１５は、移動通信における端末装置と
しての移動体に取り付ける垂直偏波用アンテナとして従
来用いられている地線付きモノポ−ルアンテナ（所謂ブ
ラウンアンテナ）を示す斜視図で、１はモノポ−ル素子
で、給電点におけるインピ−ダンスと利得との関係か
ら、その長さを¹/₄ λないし³/₄ λ（λは放射波の自由
空間波長）に選んである。２は同軸線路より成る給電回
路で、その内部導体２₁ の端部をモノポ−ル素子１の下
端部に接続してある。３は同軸接栓、４は同軸接栓３の
取り付け用フランジ、５₁ ないし５₄ は地線で、各内端
を同軸線路２の外部導体に取り付けて放射状に設け、同
軸線路２の外部導体への放射電流の漏洩を防ぐために、
地線５₁ ないし５₄ がほぼ同一平面に含まれ、隣り合う
地線間の角度がすべてほぼ等しくなるように設けてあ
る。地線５₁ ないし５₄ の各長さはモノポ−ル素子１の
長さに応じて選定するが、モノポ−ル素子１の長さが例
えば¹/₄ λの場合、地線５₁ ないし５₄ の各長さもまた
¹/₄ λに選定する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】図１５に示した従来の
アンテナにおいては、モノポ−ル素子１からの電磁波の
放射に応じて地線５₁ ないし５₄ の各々に電圧定在波を
生ずるが、各地線の長さが¹/₄ λで、先端開放であるか
ら、地線５₁ ないし５₄ の各内端部の取り付け箇所にお
ける電流分布が大で、したがってインピ−ダンスが低
く、各地線からの放射エネルギが比較的大となるが、各
地線からの放射エネルギは互いに打ち消し合うように作
用するため、地線からの不要放射波は効果的に抑えられ
る。そして、地線５₁ ないし５₄ の各内端部の取り付け
箇所から地線側を見たインピ−ダンスは４本の地線によ
る並列インピ−ダンスで十分に低いこと前記のとおりで
あるが、地線５₁ ないし５₄ の各内端部の取り付け箇所
から同軸線路２側を見たインピ−ダンスは１本の同軸線
路によるインピ−ダンスで比較的高く、したがって、同
軸線路２に流れ込もうとする放射電流が比較的小となる
から、不要な放射を或る程度抑えることができる。然し
ながら、このような不要放射の抑圧作用は、同軸線路２
が、地線５₁ ないし５₄ によって形成される平面を挟ん
でモノポ−ル素子１と反対側において、この平面とほぼ
直交する状態に保たれた場合に呈される作用であって、
同軸線路２が地線５₁ ないし５₄ によって形成される平
面と斜交して同軸線路２が地線５₁ないし５₄ によって
形成される平面に近付いた状態においては、地線５₁ な
いし５₄ に流れる電流に乱れを生じ、各地線に流れる電
流の打ち消し作用が不十分となって、不要放射の抑圧機
能が損なわれることとなる。このような機能障害を防ぐ
ためには、同軸線路２を適当な軸長に亙って地線５₁ な
いし５₄ が形成する面と直交するように保って、地線電
流に乱れの生ずるのを防ぐ必要があるから、放射素子と
してモノポ−ル素子を用いているにも拘わらずアンテナ
全体の姿勢を十分には低くすることができない。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、平衡−不平衡
変換回路における平衡出力端の一方の端子に、電気的接
続を保って下端部が取り付けられるモノポ−ル素子と、
平衡−不平衡変換回路における平衡出力端の他方の端子
に、電気的接続を保って各内端が取り付けられ、平衡−
不平衡変換回路を形成する給電回路部分とモノポ−ル素
子とによって形成される面に対して対称的に設けられる
２本の地線とを備えたアンテナを実現することによっ
て、従来のアンテナの欠点を除こうとするもので、この
ように構成した本発明アンテナにおいては、モノポ−ル
素子１からの電磁波の放射に応じて、２本の地線の各々
に電圧定在波が生ずるが、各地線の長さを¹/₄ λに選ぶ
と、各地線の先端が開放状態に保たれているから、各地
線の内端部における電流分布が大で、この部分における
インピ−ダンスが十分に低くなるから、平衡−不平衡変
換回路を形成する給電回路部分と２本の地線によって形
成される面が、接地面と等価となる。又、各地線から放
射される電磁波は互いに打ち消されるので、不要放射が
抑圧され、更に、平衡−不平衡変換回路に流れようとす
る電流と給電回路に流れようとする電流が互いに逆向き
で、互いに打ち消し合うように作用するため、給電回路
への放射電流が効果的に抑えられる。即ち、本発明アン
テナにおいては、平衡−不平衡変換回路を形成する給電
回路部分及び２本の地線がほぼ同一平面に含まれるよう
に形成してアンテナ全体の姿勢を極めて低く構成した場
合においても不要放射を確実に抑えることができる。

【０００５】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施例を示す
斜視図で、１はモノポ−ル素子で、給電点のインピ−ダ
ンスと利得との関係からその長さを¹/₄ λないし³/₄ λ
に選び、管、線、板又は条等の形状を有する導電性の良
好な金属で形成する。２は同軸線路より成る給電回路、
３は同軸接栓、４は同軸接栓３の取り付け用フランジ、
５₁ 及び５₂ は地線で、モノポ−ル素子１と同様の材料
より成り、各内端を同軸線路２の外部導体の前端部（同
軸接栓３の取り付け端部と反対側の端部）に取り付け、
地線５₁ 及び５₂ の各中心軸をほぼ一致させ、同軸線路
２の中心軸と地線５₁ 及び５₂ の各中心軸がほぼ直交
し、したがって、同軸線路２と地線５₁ 及び５₂ とがほ
ぼ同一平面に含まれるように形成してある。地線５₁ 及
び５₂ の各長さは、モノポ−ル素子１の長さに応じて選
定するが、モノポ−ル素子１の長さが、例えば¹/₄ λの
場合、地線５₁ 及び５₂ の各長さもまた¹/₄ λに選定す
る。同軸線路２の外部導体に地線５₁ 及び５₂ の各内端
を取り付けるに当たっては、例えば地線５₁ 及び５₂ の
各内端に螺子を刻み、この螺子を同軸線路２の外部導体
に設けた螺子孔に螺合させるか、地線５₁ 及び５₂ の各
内端を同軸線路２の外部導体に熔着する。６は、平衡−
不平衡変換回路を形成するための分岐導体で、同軸線路
２の外径とほぼ同一外径を有する棒状又は管状導体より
成る。分岐導体６の前端部（同軸線路２の前端部と同じ
側の端部）にモノポ−ル素子１を取り付けるに当たって
は、モノポ−ル素子１の中心軸が、同軸線路２と地線５
₁ 及び５₂ が含まれる平面にほぼ直交するように設け、
モノポ−ル素子１の下端部を分岐導体６の前端部上面に
固着する手段としては、同軸線路２の外部導体に地線５
₁ 及び５₂ の各内端を固着する手段と同様の手段を用い
る。７は接続線で、分岐導体６の前端面と同軸線路２の
内部導体２₁ の前端部とを、同軸線路２の外部導体に接
触することなく接続する。分岐導体６を管状体で形成し
た場合には、分岐導体６の前端部に導体より成る端壁を
取り付け、この端壁面と同軸線路２の内部導体２₁ の前
端部とを接続線７で接続する。接続線７は、線、板、条
又は管状の導体で形成するか、同軸線路２の内部導体２
₁ の延長部分で形成してもよい。８は短絡板で、分岐導
体６の後端部と同軸線路２の外部導体とを短絡接続する
もので、分岐導体６を棒状導体で形成する場合には、分
岐導体６の後端面に短絡板８を螺子止め又は熔着し、短
絡板８と同軸線路２の外部導体との間も熔着によって固
着する。図には、短絡板８に穿った円形の孔隙に同軸線
路２を挿通して一体に結合させた場合を例示したが、円
形の孔隙を穿つ代わりに、短絡板８の下縁に例えば半円
形の凹部を設け、この凹部に同軸線路２の外部導体の一
部を嵌入して両者を接続するようにしてもよい。以上
は、モノポ−ル素子１、地線５₁ 及び５₂ 、分岐導体
６、接続線７及び短絡板８等を導体で形成した場合につ
いて説明したが、これらの素子及び同軸線路２の外部導
体を、適当な合成樹脂等を用いて連続一体に形成し、そ
の表面に金属薄層を付着させるようにしてもよい。

【０００６】分岐導体６の軸長を¹/₄ λに選定すると、
接続線７側から短絡板８側を見たインピ−ダンス、即
ち、分岐導体６と同軸線路２の外部導体とより成る平行
線のインピ−ダンスが無限大となるため、モノポ−ル素
子１と地線５₁ 及び５₂ とより成る放射系に同軸線路２
が接続されたことと等価となる。分岐導体６の軸長を¹/
₄ λと異なる適宜の長さに選ぶことにより、接続線７側
から短絡板８側を見たインピ−ダンス、即ち、分岐導体
６と同軸線路２の外部導体より成る平行線のインピ−ダ
ンスを無限大と異なる適宜の大きさに定めることが可能
で、モノポ−ル素子１と給電回路間のインピ−ダンス整
合回路として作用させることができる。分岐導体６の軸
長を¹/₄ λ以下の適宜の長さに選び、接続線７の垂直部
分と短絡板８との間隔を¹/₄ λと異なる適宜の長さに選
んだ場合にも、分岐導体６の軸長を¹/₄ λと異なる適宜
の長さに選んだ場合と同様、接続線７側から見た、分岐
導体６と同軸線路２の外部導体より成る平行線のインピ
−ダンスを無限大と異なる適宜の大きさに定めてモノポ
−ル素子１と給電回路間の整合回路として作用させるこ
とができる。上記のように構成した本発明アンテナにお
いては、モノポ−ル素子１からの電磁波の放射に応じ
て、地線５₁ 及び５₂ の各々に電圧定在波が生ずるが、
各地線の長さが¹/₄ λで、各地線の先端が開放状態に保
たれているから、各地線の内端部における電流分布が大
で、この部分におけるインピ−ダンスが十分に低くなる
から、平衡−不平衡変換回路を形成する同軸線路２の部
分と地線５₁ 及び５₂ によって形成される面が、接地面
と等価となる。又、地線５₁ 及び５₂ から放射される電
磁波は互いに打ち消されるので、不要放射が抑圧され、
更に、平衡−不平衡変換回路に流れようとする電流と同
軸線路２に流れようとする電流が互いに逆向きで、互い
に打ち消し合うように作用するため、同軸線路２への放
射電流が効果的に抑えられる。即ち、本発明アンテナに
おいては、平衡−不平衡変換回路を形成する同軸線路２
の部分及び２本の地線５₁ 及び５₂ がほぼ同一平面に含
まれるように形成して、アンテナ全体の姿勢を極めて低
く構成した場合においても不要放射を確実に抑えること
ができる。

【０００７】図１に示した実施例においては、分岐導体
６を棒状体又は管状体で形成した場合を例示したが、分
岐導体６を同軸線路で形成し、その外部導体の前端部上
面にモノポ−ル素子１を取り付けると共に、分岐導体６
を形成する同軸線路の内部導体の前端部を接続線７を介
して同軸線路２の内部導体２₁ の前端部に接続し、分岐
導体６を形成する同軸線路における外部導体の後端部の
みを短絡板８を介して同軸線路２の外部導体に接続する
ように構成しても本発明を実施することができる。図１
には、モノポ−ル素子１の下端部を分岐導体６の前端
部、即ち、平衡−不平衡変換回路における平衡出力端の
一方の端子に取り付けるに当たって、モノポ−ル素子１
の中心軸と平衡−不平衡変換回路を形成する同軸線路２
の部分の中心軸とがほぼ直交するように取り付けた場合
を例示したが、モノポ−ル素子１の中心軸及び平衡−不
平衡変換回路を形成する同軸線路２の部分の中心軸とが
適宜の角度で斜交するように取り付けても本発明を実施
することができる。又、図１には、地線５₁ 及び５₂ の
各内端を、同軸線路２の前端部、即ち、平衡−不平衡変
換回路における平衡出力端の他方の端子に取り付けるに
当たって、地線５₁ 及び５₂ が一直線をなし、地線５₁
及び５₂ の共通の中心軸が、モノポ−ル素子１と同軸線
路２の一部が含まれる面とほぼ直交するように設けた場
合を例示したが、地線５₁ 及び５₂ の各中心軸が、モノ
ポ−ル素子１と同軸線路２の一部が含まれる面と適宜の
角度で斜交し、かつ、地線５₁ 及び５₂ の各中心軸が、
モノポ−ル素子１と同軸線路２の一部が含まれる面に対
してほぼ対称となるように設けても本発明を実施するこ
とができる。上記、モノポ−ル素子１の平衡−不平衡変
換回路における平衡出力端への取り付け態様、地線５₁
及び５₂ の平衡−不平衡変換回路における平衡出力端へ
の取り付け態様については、後述する本発明の他の実施
例においても同様である。

【０００８】図２（ａ）は、本発明の他の実施例を示す
斜視図、図２（ｂ）は、図２（ａ）の裏側から見た斜視
図で、１０は誘電体基板、１１はモノポ−ル素子を形成
する導体、１２は共通の接地導体で、その前半部を長手
方向に２分割して下側の分割接地導体部分１２₁ と上側
の分割接地導体部分１６₁ とを形成し、上側の分割接地
導体部分１６₁ の前端部をモノポ−ル素子を形成する導
体１１の下端部に接続してある。３は同軸接栓、４は同
軸接栓３の取り付け用フランジで、このフランジ４を介
して共通の接地導体１２の後端部を同軸接栓３の外部導
体に接続してある。１５は地線で、１本の棒状導体より
成り、誘電体基板１０の前縁と下縁とが交差する隅部の
近傍に穿った孔隙に挿通し、その長手方向の中心部を下
側の分割接地導体部分１２₁ の前端部に電気的に接続
し、地線１５の長手方向の中心部と誘電体基板１０とを
機械的に結合してある。１２₂ は、共通の接地導体１２
及び下側の分割接地導体部分１２₁ と共にマイクロスト
リップ線路より成る給電回路を形成する導体、１６₂
は、上側の分割接地導体部分１６₁ と共にマイクロスト
リップ線路より成る分岐導体を形成する導体、１７は接
続線を形成する導体である。図２に示した本発明アンテ
ナを製作するに当たっては、基板１０を適当な絶縁板で
形成し、導体１１、１２、１２₁ 及び１６₁ を所要形状
を有する連続一体の適宜の厚さの導体板を基板１０の一
面に貼付し、導体１２₂ 、１６₂ 及び１７もまた所要形
状を有する連続一体の適宜厚さの導体板を基板１０の他
面に貼付して形成するか、基板１０を印刷配線用の基板
で形成し、上記各導体を印刷配線と同様の手法によって
基板１０の各面に設けた金属薄層で形成するようにして
もよい。このように構成した本実施例においては、導体
１１によってモノポ−ル素子が形成され、共通の接地導
体１２、下側の分割接地導体部分１２₁ 及び導体１２₂
によってマイクロストリップ線路より成る給電回路が形
成され、上側の分割接地導体部分１６₁ 及び導体１６₂
によってマイクロストリップ線路より成る平衡−不平衡
変換回路形成用の分岐導体が形成され、共通の接地導体
１２の前端部によって図１における短絡板８に対応する
部分が形成され、上記のように形成された給電回路の一
部、分岐導体、接続線及び短絡板に対応する部分によっ
て平衡−不平衡変換回路が形成される。本実施例におけ
る作用は、前実施例と同様である。

【０００９】図３もまた本発明の他の実施例を示す斜視
図で、１はモノポ−ル素子、２は給電回路を形成する同
軸線路、３は同軸接栓、４は同軸接栓３の取り付け用フ
ランジ、５₁ 及び５₂ は地線で、これらは図１に示した
ものと同様のものであるが、本実施例においては、モノ
ポ−ル素子１の下端部を同軸線路２の内部導体２₁ の前
端部に接続し、同軸線路２の前端部側の外周に¹/₄ λの
軸長を有する阻止套菅９を同軸状に設け、その後端部を
同軸線路２の外部導体に電気的に短絡接続し、阻止套菅
９の前端部を開放状態に保ってある。阻止套菅９を同軸
線路２と同軸状に保持するため、必要に応じて同軸線路
２の外部導体と阻止套菅９の間に、例えば固体誘電体よ
り成るスペ−サを介在させてもよい。本実施例において
は、阻止套菅９の内表面に流れようとする電流と同軸線
路２の外部導体の外表面に流れようとする電流とが互い
に打ち消しあうことによって、平衡−不平衡変換作用が
営まれることとなる。上記阻止套菅９の作用から明らか
なように、阻止套菅９の横断面の形状は円形に限ること
なく、楕円形、正方形、矩形等任意の形状に形成して本
発明を実施することができる。本実施例における他の作
用は、図１に示した実施例と同様である。

【００１０】図４もまた本発明の他の実施例を示す斜視
図で、本実施例においては、モノポ−ル素子を第１の垂
直方向素子１₁ 、第２の垂直方向素子１₃ 及び第１及び
第２の垂直方向素子１₁ 及び１₃ の各上端部を連ねる水
平方向素子１₂ より成る折返し形に形成し、第１の垂直
方向素子１₁ の下端部を、分岐導体６₁ を形成する同軸
線路の外部導体の前端部上面に電気的接続を保って取り
付け、第２の垂直方向素子１₃ の下端部を、給電回路を
形成する同軸線路２の外部導体の前端部上面に電気的接
続を保って取り付けると共に、同軸線路２の内部導体の
前端部と分岐導体６₁ を形成する同軸線路の内部導体の
前端部とを接続線７で接続してある。分岐導体６₁ を同
軸線路で形成する代わりに、図１に示した分岐導体６と
同様のもので形成した場合には、同軸線路２の内部導体
の前端部と分岐導体６₁ の前端部とを接続線７で接続す
る。他の符号及び構成は、図１に示した実施例と同様で
ある。本実施例においては、折返し形モノポ−ル素子上
の電流が、第１の垂直方向素子１₁ と第２の垂直方向素
子１₃ とに分流するため、第１の垂直方向素子１₁ の入
力インピ−ダンスを高くすることができる。図４に示し
た実施例においても、図２に示した実施例と同様の手
法、即ち、固体誘電体より成る基板の表面及び裏面に所
要の形状を有する適宜厚さの導体板を貼付するか、所要
箇所に所要形状の金属薄層を付着させてモノポ−ル素子
の第１の垂直方向素子１₁ 、水平方向素子１₂ 、第２の
垂直方向素子１₃ を形成し、マイクロストリップ線路よ
り成る給電回路及び分岐導体を形成し、給電回路及び分
岐導体の各前端部を接続する接続線を形成し、地線５₁
及び５₂ を形成する棒状導体、同軸接栓３及びフランジ
４を外付けすることによって本発明を実施することがで
きる。

【００１１】図５もまた本発明の他の実施例を示す斜視
図で、本実施例においては同軸線路２の外部導体のう
ち、内部導体に対して対称となる左右の２箇所に、外部
導体の前端から軸方向に¹/₄ λの長さに亙ってスリット
９₁ 及び９₂ （９₂ は図には現われていない）を設け、
スリット９₁ 及び９₂ によって分割形成された上側の分
割外部導体部分６₂ の前端部と、同軸線路２の内部導体
２₁ の前端部とを接続線７で接続し、折返し形モノポ−
ル素子を形成する第１の垂直方向素子１₁ の下端部を上
側の分割外部導体部分６₂ の前端部上面に電気的接続を
保って取り付け、スリット９₁ 及び９₂ によって分割形
成された下側の分割外部導体部分２₂ の前端部の左右に
地線５₁ 及び５₂ の各内端を電気的接続を保って取り付
け、折返し形モノポ−ル素子を形成する第２の垂直方向
素子１₃ の下端部を接続線７₁ を介して下側の分割外部
導体部分２₂ の前端部に接続してある。他の符号及び構
成は、図１に示した実施例と同様である。このように構
成した本実施例においては、スリット９₁ 及び９₂ によ
って分割された同軸線路２の上側の分割外部導体部分６
₂ 、下側の分割外部導体部分２₂、接続線７、同軸線路
２の共通の外部導体の前端部（図１における短絡板８に
対応する部分）によって平衡−不平衡変換回路が形成さ
れ、他の作用は図４に示した実施例と同様である。

【００１２】図６（ａ）は、本発明の他の実施例を示す
斜視図、図６（ｂ）は、図６（ａ）の裏側から見た斜視
図で、本実施例においては、図２（ａ）に示したモノポ
−ル素子１１を折返し形に形成したもので、第１の垂直
方向素子１１₁ 、第１の水平方向素子１１₂ 、第２の垂
直方向素子１１₃ 、第２の水平方向素子１１₄ 及び第３
の垂直方向素子１１₅ を連続一体の適宜厚さを有する導
体板又は金属薄層で形成し、第１の垂直方向素子１１₁
の下端部を上側の分割接地導体部分１６₁ の前端部に接
続し、第３の垂直方向素子１１₅ の下端部を下側の分割
接地導体部分１２₁ の前端部に接続してある。他の符号
及び構成は、図２と同様である。本実施例においては、
モノポ−ル素子を折返し形に形成してあるので、モノポ
−ル素子上の電流が、第１の垂直方向素子１１₁ 側と第
３の垂直方向素子１１₅側とに分流するため、第１の垂
直方向素子１１₁ の入力インピ−ダンスを高くすること
ができると共に、折返し形モノポ−ル素子の一部に分割
接地導体部分１６₁ と平行となる部分、即ち、第１の水
平方向素子１１₂ 及び第２の水平方向素子１１₄ を含む
ように形成してあるため、図２に示したアンテナに較べ
て、アンテナ全体の姿勢を更に低くすることができる。

【００１３】図７は、図６に示した本発明アンテナにお
ける反射減衰量の周波数特性を示す曲線図で、横軸は設
計周波数ｆ_O と任意の周波数ｆとの比周波数（ｆ／ｆ
_O ）、縦軸は反射減衰量（ｄＢ）である。図７から明ら
かなように、図６に示したアンテナは、折返し形モノポ
−ル素子を更に折り曲げ形に形成してアンテナ全体の姿
勢を低くしたにも拘わらず、電圧定在波比（ＶＳＷＲ）
が１．５以下における比帯域幅が３．５％程度を示して
いる。図８（ａ）は、図６に示した本発明アンテナの磁
界面内における指向性（図６における地線１５と下側の
分割接地導体部分１２₁ とを含む面内における指向性）
の実測結果を示すもので、折返し形モノポ−ル素子を更
に折り曲げ形に形成したことによる影響及び給電回路の
影響を受けることなく、ほぼ理想的な無指向性を呈して
いる。図８（ｂ）は、図６に示した本発明アンテナの電
界面内における指向性（図６における地線１５とモノポ
−ル素子を形成する第３の垂直方向素子11₅ とを含む面
内における指向性）の実測結果を示す図で、ほぼ完全な
８の字形特性を呈している。尚、図８（ａ）及び（ｂ）
において、半径方向は相対電界強度（ｄＢ）である。

【００１４】図４及び図５に示した本発明アンテナにお
いても、折返し形に形成したモノポ−ル素子を更に逆Ｌ
字形に折り曲げて、図６に示した実施例におけるモノポ
−ル素子と同様に、第１の垂直方向素子、第１の水平方
向素子、第２の垂直方向素子、第２の水平方向素子及び
第３の垂直方向素子によってモノポ−ル素子を形成し、
第１の垂直方向素子の下端部を、分岐導体６₁ の前端部
（図４）又は上側の分割外部導体部分６₂ の前端部（図
５）に接続すると共に、第３の垂直方向素子の下端部
を、同軸線路２の外部導体の前端部（図４）又は下側の
分割外部導体部分２₂ の前端部（図５）に接続すること
によって、図６に示したアンテナと同様、モノポ−ル素
子の入力インピ−ダンスを高くすることが可能となると
共に、アンテナ全体の姿勢を更に低くすることができ
る。図１又は図３に示したモノポ−ル素子１或は図２に
示したモノポ−ル素子１１を、それぞれ中間部から折り
曲げて逆Ｌ字形のモノポ−ル素子に形成することによっ
て、アンテナ全体の姿勢を更に低くすることができる。
図４に示した本発明アンテナにおいても、図３に示した
阻止套菅９を用いて平衡−不平衡変換回路を形成して、
本発明を実施することができる。即ち、分岐導体６₁ の
代わりに同軸線路２の前半部における外部導体の外周に
阻止套菅９を同軸状に設け、その前端部を開放状態に保
つと共に、後端部を同軸線路２の外部導体に短絡接続
し、モノポ−ル素子を形成する第１の垂直方向素子１₁
の下端部を同軸線路２の外部導体の前端部上面に取り付
け、第２の垂直方向素子１₃ の下端部を同軸線路２の内
部導体２₁ の前端部に接続する。図２に示した実施例に
おけるモノポ−ル素子１１を、第１の垂直方向素子１１
₁ 、第１の水平方向素子１１₂ 及び第２の垂直方向素子
１１₃ より成る折返し形モノポ−ル素子に形成し、第１
の垂直方向素子１１₁ の下端部を上側の分割接地導体部
分１６₁ の前端部に接続し、第２の垂直方向素子１１₃
の下端部を下側の分割接地導体部分１２₁ の前端部に接
続するようにしても本発明を実施することができる。

【００１５】図９（ａ）は、本発明の他の実施例を示す
斜視図、図９（ｂ）は、図９（ａ）の裏側から見た斜視
図で、１８は寄生素子（例えばダイポ−ルアンテナにお
ける無給電素子と同様の素子）で、その長さを¹/₄ λよ
り適宜短く選び、その下端部をモノポ−ル素子における
第３の垂直方向素子１１₅ の下端部に接続し、第３の垂
直方向素子１１₅ 及び第２の水平方向素子１１₄ と適宜
間隔を隔ててこれらの素子１１₅ 及び１１₄ とほぼ平行
となるように設けてある。他の符号及び構成は、図６と
同様である。このように構成した本実施例におけるアン
テナは、反射減衰量の広帯域化を実現することができ
る。図１０は、図９に示した本発明アンテナにおける反
射減衰量の周波数特性を実測結果に基づいて示す曲線図
で、横軸は設計周波数ｆ_O と任意の周波数ｆとの比周波
数（ｆ／ｆ_O ）、縦軸は反射減衰量（ｄＢ）である。図
１０から明らかなように、図９に示した本発明アンテナ
においては、電圧定在波比（ＶＳＷＲ）が１．５以下に
おける比帯域幅がほぼ２０％で、図６に示した本発明ア
ンテナに比し大幅に改善されている。図１及び図３に示
したモノポ−ル素子１の下端部、図２に示したモノポ−
ル素子１１の下端部、図４及び図５に示した第２の垂直
方向素子１₃ の下端部、図６に示した第３の垂直方向素
子１１₅ の下端部に、それぞれ図９に示したものと同様
の寄生素子の下端部を接続することによって、何れの場
合にも、反射減衰量の周波数特性を改善することができ
る。

【００１６】図１１（ａ）は、本発明アンテナを用いて
形成したアレイアンテナの一例を示す斜視図、図１１
（ｂ）は、図１１（ａ）の裏側から見た斜視図で、１０
は誘電体基板又は印刷配線用の基板、１１₁₁及び１１₂₁
は第１の垂直方向素子、１１₁₂及び１１₂₂は第１の水平
方向素子、１１₁₃及び１１₂₃は第２の垂直方向素子、１
１₁₄及び１１₂₄は第２の水平方向素子、１１₁₅及び１１
₂₅は第３の垂直方向素子で、これらの素子によって第１
及び第２の折返し形モノポ−ル素子が形成される。１２
は共通の接地導体、１２₁₁及び１２₂₁は下側の分割接地
導体部分、１６₁₁及び１６₂₁は上側の分割接地導体部
分、３_C は共通の同軸接栓、４_C は共通の同軸接栓３_C
の取り付け用フランジ、１２_C は、共通の接地導体１２
と共にマイクロストリップ線路より成る共通の給電回路
を形成する導体、１２₁₂及び１２₂₂は、接地導体１２₁₁
及び１２₂₁と共にマイクロストリップ線路より成る第１
及び第２の分岐給電回路を形成する導体、１６₁₂及び１
６₂₂は、接地導体１６₁₁及び１６₂₁と共にマイクロスト
リップ線路より成る第１及び第２の分岐導体を形成する
導体、１７₁ 及び１７₂ は第１及び第２の接続線を形成
する導体、１５₁ 及び１５₂ は地線で、これらによっ
て、図６に示した本発明アンテナを２個組み合わせて成
るアレイアンテナが構成される。図１２は、図１１に示
した本発明アレイアンテナにおける第１及び第２のモノ
ポ−ル素子の対向間隔（第１の垂直方向素子１１₁₁と第
３の垂直方向素子１１₁₅の対向間隙の長手方向の中心線
と、第１の垂直方向素子１１₂₁と第３の垂直方向素子１
１₂₅の対向間隙の長手方向の中心線との対向間隔）を¹/
₂ λに選び、第１及び第２のモノポ−ル素子を同相かつ
同電力で励振した際の磁界面の指向性（地線１５₁ 及び
１５₂ 、下側の分割接地導体部分１２₁₁及び１２₂₁を含
む面内における指向性）を実測結果に基づいて示すもの
で、第１の垂直方向素子１１₁₁、第１の水平方向素子１
１₁₂、第２の垂直方向素子１１₁₃、第２の水平方向素子
１１₁₄及び第３の垂直方向素子１１₁₅より成る第１の折
返し形モノポ−ル素子が−９０°に対応している。図１
２から明らかなように、無指向性の波源と配列による指
向性を乗じた所謂指向性の積の原理に基づく指向性を呈
している。図１２に示した指向性は、２個のモノポ−ル
素子により構成されるアレイアンテナの指向性である
が、モノポ−ル素子の数が２個以上の任意の数より成る
アレイアンテナの場合にも同様の指向性を得ることがで
きる。尚、図１２において、半径方向は相対電界強度
（ｄＢ）である。

【００１７】図１１には、第１及び第２の折返し形モノ
ポ−ル素子を同相で励振するように構成した場合を例示
してあるが、給電回路を図１３に示すように構成するこ
とによって、逆相で励振することができる。図１３
（ａ）は、図１１（ａ）と同様の斜視図、図１３（ｂ）
は、図１１（ｂ）と同様の斜視図で、図に示すように、
共通の接地導体１２、下側の分割接地導体部分１２₁₁及
び１２₂₁、上側の分割接地導体部分１６₁₁及び１６₂₁、
導体１２_C 、１２₁₂、１２₂₂、１６₁₂、１６₂₂、１７₁
及び１７₂ より成る給電回路をＳ字形に形成することに
よって、第１及び第２のモノポ−ル素子を互いに逆相で
励振することができる。図１１及び図１３に示した何れ
の給電回路においても、第１及び第２の分岐給電回路を
形成する導体（１２₁₂及び１２₂₂）の幅を互いに異なら
せることにより給電電力の分配比を変えることができ、
又、共通の同軸接栓３_C から第１及び第２のモノポ−ル
素子の給電点（第３の垂直方向素子１１₁₅及び１１₂₅の
各下端部）までの給電回路の長さを互いに異ならせるこ
とによって励振位相を互いに異ならせることができるか
ら、第１及び第２の給電回路の幅及び長さを適当に調整
することにより、アレイアンテナとしての指向性を制御
することができる。

【００１８】図１４（ａ）は、本発明アンテナを用いて
形成したアレイアンテナの他の例を示す斜視図、図１４
（ｂ）は、図１４（ａ）の裏側から見た斜視図で、１５
_B1ないし１５_B4は折り曲げ形に形成した地線で、例えば
地線１５_B1及び１５_B2を形成するに当たって、１本の棒
状体を基板１０に穿った孔隙に挿通し、その中心部を基
板１０と機械的に結合させると共に、下側の分割接地導
体部分１２₁₁と電気的に接続した後、基板１０から適宜
間隔を隔てた箇所から折り曲げて地線１５_B1及び１５_B2
を形成する。地線１５_B3及び１５_B4を形成する場合も同
様である。１本の棒状体を折り曲げる代わりに、１本の
棒状体の両端部に基板１０の板面と平行な棒状体を熔着
して地線を形成してもよい。他の符号及び構成は、図１
２と同様である。本実施例においては、地線１５_B1ない
し１５_B4を折り曲げ形に形成してあるため、アンテナ全
体を小形化することが可能なばかりでなく、地線１５_B1
ないし１５_B4の各長さをほぼ¹/₄ λに選ぶことによっ
て、モノポ−ル素子を形成する第３の垂直方向素子１１
₁₅及び１１₂₅と地線１５_B1ないし１５_B4との電気的接続
部のインピ−ダンスを低下させることができるため、図
１３に示したように、直線状の地線を取り付けた場合と
同様の効果を得ることができる。又、地線１５_B1ないし
１５_B4から各放射される電磁界が互いに打ち消し合うよ
うに作用するため、不要放射を低減させることができ
る。図１以下の各図に示した実施例における本発明アン
テナにおいても、地線の形状を折返し形に形成すること
によって前記と同様の効果を収めることができ、又、前
記各実施例に示した本発明アンテナを素子アンテナとし
てアレイアンテナを構成することが可能で、何れのアン
テナを素子アンテナとした場合においても地線の形状を
直線状又は折返し形に形成することができる。

【００１９】

【発明の効果】本発明アンテナにおいては、給電回路を
形成する同軸線路又はマイクロストリップ線路に流れよ
うとする電流が阻止される構成であるため、地線と給電
回路とをほぼ同一平面に設けることが可能で、従来のア
ンテナに比し、アンテナの姿勢を低くすることができ、
モノポ−ル素子を折り曲げ形に形成することによってア
ンテナ全体の姿勢を更に低くすることが可能であるか
ら、移動通信における移動体に取り付けるための垂直偏
波用アンテナとして好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す斜視図である。

【図２】本発明の他の実施例を示す斜視図である。

【図３】本発明の他の実施例を示す斜視図である。

【図４】本発明の他の実施例を示す斜視図である。

【図５】本発明の他の実施例を示す斜視図である。

【図６】本発明の他の実施例を示す斜視図である。

【図７】本発明アンテナにおける反射減衰量の周波数特
性を示す図である。

【図８】本発明アンテナの指向性を示す図である。

【図９】本発明の他の実施例を示す斜視図である。

【図１０】本発明アンテナにおける反射減衰量の周波数
特性を示す図である。

【図１１】本発明アンテナを用いて形成したアレイアン
テナを示す斜視図である。

【図１２】本発明アンテナを用いて形成したアレイアン
テナの指向性を示す図である。

【図１３】本発明アンテナを用いて形成したアレイアン
テナを示す斜視図である。

【図１４】本発明アンテナを用いて形成したアレイアン
テナを示す斜視図である。

【図１５】従来のアンテナを示す斜視図である。

【符号の説明】

１ モノポ−ル素子 ２ 給電回路 ３ 同軸接栓 ４ 同軸接栓の取り付け用フランジ ５₁ 、５₂ 地線 ６ 分岐導体 ７ 接続線 ８ 短絡板 １０ 誘電体基板 １１ モノポ−ル素子を形成する導体 １２ 共通の接地導体 １２₁ 下側の分割接地導体部分 １６₁ 上側の分割接地導体部分 １５ 地線 １２₂ 給電回路を形成する導体 １６₂ 分岐導体を形成する導体 １７ 接続線を形成する導体 ９ 阻止套菅 １₁ モノポ−ル素子における第１の垂直方
向素子 １₂ モノポ−ル素子における水平方向素子 １₃ モノポ−ル素子における第２の垂直方
向素子 ６₁ 分岐導体 ９₁ スリット ６₂ 上側の分割外部導体部分 ２₂ 下側の分割外部導体部分 ７₁ 接続線 １１₁ モノポ−ル素子における第１の垂直方
向素子 １１₂ モノポ−ル素子における第１の水平方
向素子 １１₃ モノポ−ル素子における第２の垂直方
向素子 １１₄ モノポ−ル素子における第２の水平方
向素子 １１₅ モノポ−ル素子における第３の垂直方
向素子 １８ 寄生素子 １１₁₁、１１₂₁ モノポ−ル素子における第１の垂直方
向素子 １１₁₂、１１₂₂ モノポ−ル素子における第１の水平方
向素子 １１₁₃、１１₂₃ モノポ−ル素子における第２の垂直方
向素子 １１₁₄、１１₂₄ モノポ−ル素子における第２の水平方
向素子 １１₁₅、１１₂₅ モノポ−ル素子における第３の垂直方
向素子 １２₁₁、１２₂₁ 下側の分割接地導体部分 １６₁₁、１６₂₁ 上側の分割接地導体部分 ３_C 共通の同軸接栓 ４_C 共通の同軸接栓取り付け用フランジ １２_C 共通の給電回路を形成する導体 １２₁₂、１２₂₂ 分岐給電回路を形成する導体 １６₁₂、１６₂₂ 分岐導体を形成する導体 １７₁ 、１７₂ 接続線を形成する導体 １５_B1〜１５_B4 地線 ５₁ 〜５₄ 地線

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】平衡−不平衡変換回路における平衡出力端
   の一方の端子に、電気的接続を保って下端部が取り付け
   られるモノポ−ル素子と、 前記平衡−不平衡変換回路における平衡出力端の他方の
   端子に、電気的接続を保って各内端が取り付けられ、前
   記平衡−不平衡変換回路を形成する給電回路部分と前記
   モノポ−ル素子とによって形成される面に対して対称的
   に設けられる２本の地線とを備えたことを特徴とする地
   線付きモノポ−ルアンテナ。
2. 【請求項２】モノポ−ル素子が、直線状である請求項１
   に記載の地線付きモノポ−ルアンテナ。
3. 【請求項３】モノポ−ル素子が、逆Ｌ字形である請求項
   １に記載の地線付きモノポ−ルアンテナ。
4. 【請求項４】モノポ−ル素子が、第１の垂直方向素子、
   第２の垂直方向素子、第１及び第２の垂直方向素子の各
   上端部を連ねる水平方向素子より成る請求項１に記載の
   地線付きモノポ−ルアンテナ。
5. 【請求項５】モノポ−ル素子が、第１の垂直方向素子、
   第２の垂直方向素子、第３の垂直方向素子、第１の垂直
   方向素子の上端部と第２の垂直方向素子の下端部とを連
   ねる第１の水平方向素子、第２及び第３の垂直方向素子
   の各上端部を連ねる第２の水平方向素子より成る請求項
   １に記載の地線付きモノポ−ルアンテナ。
6. 【請求項６】２本の地線が、各直線状である請求項１に
   記載の地線付きモノポ−ルアンテナ。
7. 【請求項７】２本の地線の各外端が、折り曲げられて成
   る請求項１に記載の地線付きモノポ−ルアンテナ。
8. 【請求項８】給電回路を形成する同軸線路と、 前記同軸線路の前端部側において、この同軸線路と平行
   に設けられ、平衡−不平衡変換回路を形成する分岐導体
   と、 前記同軸線路の内部導体の前端部と前記分岐導体の前端
   部とを電気的に接続する接続線と、 前記分岐導体の後端部と前記同軸線路の外部導体とを電
   気的に接続する短絡板と、 下端部が、前記分岐導体の前端部上面に電気的接続を保
   って取り付けられるモノポ−ル素子と、 前記同軸線路の外部導体の前端部の左右に電気的接続を
   保って突設される地線とを備えたことを特徴とする地線
   付きモノポ−ルアンテナ。
9. 【請求項９】誘電体基板の表面に設けられ、前半部が縦
   方向に２分割されて上側の分割接地導体部分と下側の分
   割接地導体部分とを形成し、後半部が共通の接地導体を
   形成する帯状の接地導体と、 前記誘電体基板の表面に設けられ、前記上側の分割接地
   導体部分の前端部に下端部が電気的に接続されてモノポ
   −ル素子を形成する帯状の導体と、 前記誘電体基板の裏面に設けられ、前記共通の接地導体
   及び前記下側の分割接地導体部分と共にマイクロストリ
   ップ線路より成る給電回路を形成する導体と、 前記誘電体基板の裏面に設けられ、前記上側の分割接地
   導体部分と共にマイクロストリップ線路より成る平衡−
   不平衡変換回路形成用の分岐導体を形成する導体と、 前記誘電体基板の裏面に設けられ、前記給電回路を形成
   する導体の前端部と前記分岐導体を形成する導体の前端
   部とを電気的に接続する導体と、 前記誘電体基板面を貫いて設けられ、長手方向の中心部
   が前記下側の分割接地導体部分の前端部に電気的に接続
   される地線とを備えたことを特徴とする地線付きモノポ
   −ルアンテナ。
10. 【請求項１０】給電回路を形成する同軸線路と、 前記同軸線路の前端部側において、この同軸線路と同軸
    状に設けられ、前端部が開放状態に保たれ、後端部が前
    記同軸線路の外部導体に電気的に接続されて平衡−不平
    衡変換回路を形成する阻止套菅と、 下端部が、前記同軸線路の内部導体の前端部に電気的に
    接続されるモノポ−ル素子と、 前記同軸線路の外部導体の前端部の左右に電気的接続を
    保って突設される地線とを備えたことを特徴とする地線
    付きモノポ−ルアンテナ。
11. 【請求項１１】給電回路を形成する同軸線路と、 前記給電回路を形成する同軸線路の前端部側において、
    この同軸線路と平行に設けられ、平衡−不平衡変換回路
    を形成する同軸線路と、 前記給電回路を形成する同軸線路の内部導体の前端部と
    前記平衡−不平衡変換回路を形成する同軸線路の内部導
    体の前端部とを電気的に接続する接続線と、 前記平衡−不平衡変換回路を形成する同軸線路の外部導
    体の後端部と前記給電回路を形成する同軸線路の外部導
    体とを電気的に接続する短絡板と、 第１の垂直方向素子、第２の垂直方向素子、前記第１及
    び第２の垂直方向素子の各上端部を連ねる水平方向素子
    より成り、前記第１の垂直方向素子の下端部が、前記平
    衡−不平衡変換回路を形成する同軸線路の外部導体の前
    端部上面に電気的接続を保って取り付けられ、前記第２
    の垂直方向素子の下端部が、前記給電回路を形成する同
    軸線路の外部導体の前端部上面に電気的接続を保って取
    り付けられるモノポ−ル素子と、 前記給電回路を形成する同軸線路の外部導体の前端部の
    左右に電気的接続を保って突設される地線とを備えたこ
    とを特徴とする地線付きモノポ−ルアンテナ。
12. 【請求項１２】給電回路を形成する同軸線路の外部導体
    の前半部の左右に設けたスリットによって分割形成され
    る上側の分割外部導体部分及び下側の分割外部導体部分
    と、 前記同軸線路の内部導体の前端部と前記上側の分割外部
    導体部分の前端部とを電気的に接続する接続線と、 第１の垂直方向素子、第２の垂直方向素子、前記第１及
    び第２の垂直方向素子の各上端部を連ねる水平方向素子
    より成り、前記第１の垂直方向素子の下端部が、前記上
    側の分割外部導体部分の前端部上面に電気的接続を保っ
    て取り付けられ、前記第２の垂直方向素子の下端部が、
    前記下側の分割外部導体部分の前端部に電気的接続を保
    って取り付けられるモノポ−ル素子と、 前記下側の分割外部導体部分の前端部の左右に電気的接
    続を保って突設される地線とを備えたことを特徴とする
    地線付きモノポ−ルアンテナ。
13. 【請求項１３】誘電体基板の表面に設けられ、前半部が
    縦方向に２分割されて上側の分割接地導体部分と下側の
    分割接地導体部分とを形成し、後半部が共通の接地導体
    を形成する帯状の接地導体と、 前記誘電体基板の表面に設けられ、第１の垂直方向素
    子、第２の垂直方向素子、第３の垂直方向素子、前記第
    １の垂直方向素子の上端部と前記第２の垂直方向素子の
    下端部とを連ねる第１の水平方向素子、前記第２及び第
    ３の垂直方向素子の各上端部を連ねる第２の水平方向素
    子より成り、前記第１の垂直方向素子の下端部が、前記
    上側の分割接地導体部分の前端部に電気的に接続され、
    前記第３の垂直方向素子の下端部が前記下側の分割接地
    導体部分の前端部に電気的に接続されるモノポ−ル素子
    を形成する帯状の導体と、 前記誘電体基板の裏面に設けられ、前記共通の接地導体
    及び前記下側の分割接地導体部分と共にマイクロストリ
    ップ線路より成る給電回路を形成する導体と、 前記誘電体基板の裏面に設けられ、前記上側の分割接地
    導体部分と共にマイクロストリップ線路より成る平衡−
    不平衡変換回路形成用の分岐導体を形成する導体と、 前記誘電体基板の裏面に設けられ、前記給電回路を形成
    する導体の前端部と前記分岐導体を形成する導体の前端
    部とを電気的に接続する導体と、 前記誘電体基板面を貫いて設けられ、長手方向の中心部
    が前記下側の分割接地導体部分の前端部に電気的に接続
    される地線とを備えたことを特徴とする地線付きモノポ
    −ルアンテナ。
14. 【請求項１４】誘電体基板の表面に設けられ、前半部が
    縦方向に２分割されて上側の分割接地導体部分と下側の
    分割接地導体部分とを形成し、後半部が共通の接地導体
    を形成する帯状の接地導体と、 前記誘電体基板の表面に設けられ、第１の垂直方向素
    子、第２の垂直方向素子、第３の垂直方向素子、前記第
    １の垂直方向素子の上端部と前記第２の垂直方向素子の
    下端部とを連ねる第１の水平方向素子、前記第２及び第
    ３の垂直方向素子の各上端部を連ねる第２の水平方向素
    子より成り、前記第１の垂直方向素子の下端部が、前記
    上側の分割接地導体部分の前端部に電気的に接続され、
    前記第３の垂直方向素子の下端部が前記下側の分割接地
    導体部分の前端部に電気的に接続されるモノポ−ル素子
    を形成する帯状の導体と、 前記誘電体基板の表面に設けられ、下端部が、前記モノ
    ポ−ル素子を形成する第３の垂直方向素子の下端部に接
    続され、上端部が開放状態に保たれる寄生素子を形成す
    る導体と、 前記誘電体基板の裏面に設けられ、前記共通の接地導体
    及び前記下側の分割接地導体部分と共にマイクロストリ
    ップ線路より成る給電回路を形成する導体と、 前記誘電体基板の裏面に設けられ、前記上側の分割接地
    導体部分と共にマイクロストリップ線路より成る平衡−
    不平衡変換回路形成用の分岐導体を形成する導体と、 前記誘電体基板の裏面に設けられ、前記給電回路を形成
    する導体の前端部と前記分岐導体を形成する導体の前端
    部とを電気的に接続する導体と、 前記誘電体基板面を貫いて設けられ、長手方向の中心部
    が前記下側の分割接地導体部分の前端部に電気的に接続
    される地線とを備えたことを特徴とする地線付きモノポ
    −ルアンテナ。