JPH11205035A

JPH11205035A - 双指向性偏波アンテナ装置

Info

Publication number: JPH11205035A
Application number: JP10021514A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Arai; 宏之新井; Teruaki Honma; 輝彰本間
Original assignee: Kyocera Corp; DDI Corp
Current assignee: Kyocera Corp; KDDI Corp
Priority date: 1998-01-19
Filing date: 1998-01-19
Publication date: 1999-07-30

Abstract

(57)【要約】【課題】双指向性でかつ垂直、水平偏波を利用する壁
面または天井等に設置可能なアンテナ装置を提供するこ
とである。【解決手段】ほぼＨ型形状の垂直偏波用双指向性アン
テナ１と、ほぼＸ型形状の水平偏波用双指向性アンテナ
２とを、接地板３に対し重畳して配置する。アンテナ１
にはＳ字状の給電線１ｂで逆相励振する。またアンテナ
２には背面に接続された給電線２ｂにより１点給電で励
振する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＰＨＳ（パーソナ
ル・ハンディフォン・システム）のような移動体通信用
の壁面設置型双指向性偏波ダイバーシチ・アンテナ等と
して好適な双指向性偏波アンテナ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の双指向性アンテナとしては、例え
ば、特開平７−２４５５２５号に開示されたものがあ
る。このアンテナは、単一指向性の八木アンテナを双指
向性に改良したものであるが、水平偏波だけを目的とし
ているだけである。また他の従来の双指向性アンテナと
して例えば、特開平８−３０７１４２号に開示されたも
のもある。このアンテナは垂直の放射素子と、これに平
行な円弧状の放射素子とから成るものであるが、このア
ンテナも水平面双指向性を得ているに過ぎない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ＰＨＳのような移動体
通信に使用される双指向性偏波ダイバーシチ・アンテナ
では、使用者がどのような角度で携帯端末を使用するか
不明なため、双指向性のものであっても、水平偏波専用
のものでは送受信効率が悪く不十分である。本発明の目
的は係る場合に送受信効率が良好となるように垂直と水
平の両偏波を利用可能とし、また壁面設置をした際、道
路にあわせて電波が伝搬するように双指向性のビームを
使用可能とする双指向性偏波アンテナ装置を提供するこ
とにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明の双指向性偏波アンテナ装置は、対
向する２ヶ所にノッチを設けた面状アンテナ素子に対し
該２ヶ所のノッチにそれぞれ逆方向から交差するように
ほぼＳ字状の給電部を配置して逆相で励振を行なうよう
にした垂直偏波用双指向性アンテナと、線状もしくは面
状のインピーダンス整合素子部に対しその背面より１点
給電で励振を行なうようにし、かつ該整合素子部に垂直
に設けられ先端を接地するようにされた複数の線状放射
素子部を有した水平偏波用双指向性アンテナと、接地板
と、を備え、上記接地板上に上記垂直及び水平偏波用双
指向性アンテナを配置したことを要旨とする。

【０００５】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記垂直偏波用双指向性アンテナは２つの共振点の
うち低い周波数側のパッチモードを利用するようにした
ことを要旨とする。

【０００６】請求項３の発明は、請求項１または２の発
明において、上記接地板に上記垂直及び水平偏波用双指
向性アンテナを重畳して配設したことを要旨とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の態様を説明す
る。図１は本発明の壁面設置型双指向性偏波ダイバーシ
チ・アンテナの一実施態様の分解図、図２はその組立図
である。同図において、１は垂直偏波用双指向性アンテ
ナで、上下の対向する２ヶ所にノッチを設けたほぼＨ型
形状の逆相励振型２ノッチアンテナ素子１ａを使用し、
この上部に一定距離隔てて配置するほぼＳ字状の給電部
１ｂで励振を行なうようになっている。給電線１ｅはＳ
字状の給電部１ｂのちょうど中間点に接続している。

【０００８】アンテナ１において、上下方向の電波の放
射は、横方向の給電部分１ｂ−１，１ｂ−２の電流の流
れが上下の給電部分で逆向きとなっているため、電流が
相殺され電波の放射は行なわない。一方、左右方向の電
波の放射は、矢印ａとｂで方向を示すアンテナ素子１ａ
を流れる電流（これをパッチモードと呼ぶ）による。こ
の矢印ａとｂで示す逆方向の電流の間隔を適切に選ぶこ
とによって８の字状の双指向放射特性の垂直偏波を放射
する。

【０００９】２は水平偏波用双指向性アンテナで、ほぼ
Ｘ型形状のアンテナ素子２ａを使用し、背面に接続され
た給電線２ｂにより１点給電で励振を行なうようになっ
ている。アンテナ２において、アンテナ素子２ａを放射
状（Ｘ状）に流れる電流はお互いに打ち消し合いアンテ
ナ前面への電波の放射はない。しかし、アンテナ素子２
ａの垂直に降下する４本のワイヤー部２ｃが放射に寄与
する部分で、ワイヤー部２ｃを流れる電流の向きはすべ
て同じであり、ワイヤー部２ｃのそれぞれの部分がモノ
ポールアンテナのような特性で電波を放射する。なお、
上下方向への電波の放射は、上下でその位相が逆向きに
なるために、行なわない。一方、左右方向への電波の放
射は間隔ｄ₂を調整することによってうまく合成され８
の字状の双指向性放射特性の水平偏波を放射する。な
お、アンテナ２において、Ｘ形状の部分はインピーダン
ス整合を行なうために使用され、図１４に示すパッチ２
ｄを取付けパッチ２ｄの大きさと形状で調整が行なわれ
る。

【００１０】上述した垂直及び水平偏波用双指向性アン
テナ１，２は図２に示すように、接地板３に対し上下に
重畳して配置する。垂直偏波用双指向性アンテナ１は誘
電体基板を用いてその中間層にアンテナ素子１ａを介在
させ、それよりも上部に誘電体層を介して給電部１ｂを
配置し、この誘電体基板の底面を接地板３に配置する。
給電線１ｅは接地板３及びアンテナ素子１ａに孔を設け
通す。水平偏波用双指向性アンテナ２は、本例ではアン
テナ素子１ａを接地に利用し、４本のワイヤー部２ｃの
先端をアンテナ素子１ａに接続する。この場合、アンテ
ナ１を形成する誘電体基板上にアンテナ２は取付けら
れ、ワイヤー部２ｃは誘電体基板のアンテナ素子１ａを
設けた中間層まで刺し込まれる。給電線２ｂは接地板
３、アンテナ素子１ａに設けた孔及び誘電体基板を通っ
てアンテナ素子２ａの背面より給電する。

【００１１】この場合、垂直偏波用双指向性アンテナ１
は、図３に示すように２つの共振点ｆ₁，ｆ₂を持ってい
る。従来のセルラー等で使われていたのは高い周波数側
の高次モードｆ₂であるが、本発明では低い周波数側の
パッチモードｆ₁を利用する。これによりアンテナ１の
大きさを、水平偏波用双指向性アンテナ２の大きさと同
等にすることができ、本発明のアンテナ装置は両アンテ
ナを重畳して配置することにより薄型でかつ小型化する
ことができる。ただし、両アンテナを上下に配置する際
に、上側（右側）のアンテナ２が、下側（左側）のアン
テナ１の電波放射を遮蔽しないようにするため、本発明
ではアンテナ２をほぼＸ型の形状としている。

【００１２】更に本発明のアンテナ装置は、双指向性で
かつ垂直、水平両偏波を利用しているため、壁面だけで
なく、天井等への設置をしての利用も可能である。また
本発明のアンテナ装置は理論上は双指向性のビームを形
成するが、実際には正面方向にもビームの漏れが発生す
るため、例えばＰＨＳの基地局に使用した場合、道路に
沿ったエリアをカバーするようなビームを形成すること
ができる。なお、前記水平偏波用双指向性アンテナ２
は、例えば、図４に示すように砂時計型としてもよい。
なお前記アンテナ１，２は図１３に示すように接地板３
上に並設してもよい。

【００１３】

【実施例】本発明の実施例としては、下記仕様の壁面設
置型双指向性偏波ダイバーシチ・アンテナを製作した。大きさ：１０×１０×３（ｃｍ）周波数：１．９ＧＨｚＰＨＳ帯利得：０ｄＢ（ピーク利得）、双指向性（垂直、水平
方向）出力：水平、垂直の２ポート

【００１４】上記アンテナの構成概略は下記の通りであ
る。（１）垂直偏波用双指向性アンテナ図５に示す逆相励振型２ノッチアンテナ素子１ａを使用
する。寸法の設計例は、ａ＝７０、ｂ＝２０、ｃ＝２
５、ｄ＝１０である。図６はこのアンテナ素子のリター
ンロス特性を示す。また図７，図８はこのアンテナ素子
のパッチモードｆ₁と高次モードｆ₂の指向性を示す。（２）水平偏波用双指向性アンテナ図９に示すループアンテナを、水平偏波用双指向性アン
テナ素子２として用い、これを接地板３上に設置し、そ
の時のインピーダンス特性を図１０に示す。図１１は上
記アンテナ２のリターンロス特性を示し、１．５ＧＨｚ
帯でリターンロスがとれていることが分かる。また図１
２はその指向性を示し、Ｚ軸方向に電波が放射されてい
ないことが分かる。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、双
指向性でかつ垂直、水平偏波を利用する小型で安価な、
特に壁面設置型双指向性ダイバーシチ・アンテナとして
好適なアンテナ装置を提供できる。しかも壁面だけでな
く、天井への設置も可能で、ダイバーシティに限定され
るものでもない。また双指向性のビームを形成するが、
実際は正面方向にもビームの漏れが発生するため、道路
に沿ったエリアをカバーするようなビームを形成するこ
とができ、ＰＨＳ等に好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のアンテナ装置の一実施態様の分解図で
ある。

【図２】本発明のアンテナ装置の一実施態様の組立図で
ある。

【図３】上記アンテナ装置のリターンロス特性を示す図
である。

【図４】本発明のアンテナ装置の他の実施態様の分解図
である。

【図５】本発明のアンテナ装置に使用する逆相励振型２
ノッチアンテナ素子の一実施例を示す図である。

【図６】図５のアンテナ素子のリターンロス特性を示す
図である。

【図７】図５のアンテナ素子のパッチモードの指向性を
示す図である。

【図８】図５のアンテナ素子の高次モードの指向性を示
す図である。

【図９】本発明のアンテナ装置に使用する水平偏波用双
指向性アンテナの一実施例を示す図である。

【図１０】図９のアンテナ素子のインピーダンス特性を
示す図である。

【図１１】図９のアンテナ素子のリターンロス特性を示
す図である。

【図１２】図９のアンテナ素子の指向性を示す図であ
る。

【図１３】本発明のアンテナ装置の他の実施態様を示す
図である。

【図１４】本発明のアンテナ装置に使用する水平偏波用
双指向性アンテナの他の実施例を示す図である。

【符号の説明】

１垂直偏波用双指向性アンテナ２水平偏波用双指向性アンテナ３接地板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者本間輝彰東京都渋谷区神宮前６−27−８株式会社京セラディーディーアイ未来通信研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対向する２ヶ所にノッチを設けた面状ア
ンテナ素子に対し該２ヶ所のノッチにそれぞれ逆方向か
ら交差するようにほぼＳ字状の給電部を配置して逆相で
励振を行なうようにした垂直偏波用双指向性アンテナ
と、線状もしくは面状のインピーダンス整合素子部に対しそ
の背面より１点給電で励振を行なうようにし、かつ該整
合素子部に垂直に設けられ先端を接地するようにされた
複数の線状放射素子部を有した水平偏波用双指向性アン
テナと、接地板と、を備え、上記接地板上に上記垂直及び水平偏
波用双指向性アンテナを配置したことを特徴とする双指
向性偏波アンテナ装置。
【請求項２】前記垂直偏波用双指向性アンテナは２つ
の共振点のうち低い周波数側のパッチモードを利用する
ようにしたことを特徴とする請求項１記載の双指向性偏
波アンテナ装置。
【請求項３】上記接地板に上記垂直及び水平偏波用双
指向性アンテナを重畳して配設したことを特徴とする請
求項１または２記載の双指向性偏波アンテナ装置。