JPH11274849A - Vertical multistage antenna - Google Patents

Vertical multistage antenna

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Publication number
JPH11274849A
JPH11274849A JP9074098A JP9074098A JPH11274849A JP H11274849 A JPH11274849 A JP H11274849A JP 9074098 A JP9074098 A JP 9074098A JP 9074098 A JP9074098 A JP 9074098A JP H11274849 A JPH11274849 A JP H11274849A
Authority
JP
Japan
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antenna
elements
antenna elements
arm
conductive arm
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP9074098A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshiaki Shirosaka
敏明 城阪
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DX Antenna Co Ltd
Original Assignee
DX Antenna Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH11274849A publication Critical patent/JPH11274849A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vertical multistage antenna which has many antenna elements and is not affected by a reflection from a case or the like. SOLUTION: A conductive arm 10 is vertically erected inside a pole-shaped radome 2 having the hollow inside, and plural antenna elements 12 are provided along with the lengthwise direction of the arm 10. The respective antenna 12 are respectively composed of ground elements 12g and power feeding elements 12h. The ground element 12g is a conical element directly connecting its central part to the arm 10. The power feeding element 12h is a conical element connecting its central part through an insulator 14 to the arm 10. Inside the arm 10, plural feeder lines 18 and 19 are arranged and these feeder lines 18 and 19 are respectively connected to the power feeding points of the power feeding elements 12h. Phase delay elements 24 are respectively arranged between the inner surface of the radome 2 and the respective antenna elements 12. The phase delay element 24 makes the phase of a radio wave radiated from each antenna element common to the phase of a reflected wave of this radio wave on the radome 2.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばパーソナル
ハンディフォーンシステムや携帯電話のような移動体通
信の固定基地局用の垂直多段アンテナに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vertical multi-stage antenna for a fixed base station for mobile communication such as a personal handy phone system or a cellular phone.

【0002】[0002]

【従来の技術】移動体通信システムの固定基地局のアン
テナとしては、フェージングによる受信レベルの変動を
防止するために、垂直ダイバシティーアンテナが使用さ
れることが多い。垂直ダイバシティーアンテナは、複数
のアンテナを或る間隔をおいて垂直方向に配置したもの
である。各アンテナを1つのケース内に収容すると、外
見上1本のアンテナに見えるので、垂直ダイバシティー
アンテナは景観上有利である。
2. Description of the Related Art As an antenna of a fixed base station in a mobile communication system, a vertical diversity antenna is often used in order to prevent a change in reception level due to fading. The vertical diversity antenna has a plurality of antennas arranged in a vertical direction at a certain interval. When each antenna is housed in one case, it looks like a single antenna, so the vertical diversity antenna is advantageous in view.

【0003】垂直ダイバシティーアンテナとしては、例
えば次のようなものがある。垂直方向に沿って所定の間
隔をおいて、上側及び下側の2つのアンテナが配置され
ている。上側及び下側アンテナは、それぞれコリニアア
ンテナである。上側アンテナ及び下側アンテナは、上側
アンテナ用同軸ケーブル及び下側アンテナ用同軸ケーブ
ルによって、それぞれ給電される。上側アンテナ用同軸
ケーブルは、下側アンテナ内を通過している。
[0003] As the vertical diversity antenna, for example, there is the following. Two upper and lower antennas are arranged at predetermined intervals along the vertical direction. The upper and lower antennas are each a collinear antenna. The upper antenna and the lower antenna are fed by an upper antenna coaxial cable and a lower antenna coaxial cable, respectively. The coaxial cable for the upper antenna passes through the lower antenna.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記の垂直ダイバシテ
ィーアンテナでは、利得を向上させるため、3段以上の
コリニアアンテナを配置することが望ましいことがあ
る。しかし、コリニアアンテナは、その構造が複雑であ
り、3段以上のコリニアアンテナを配置した構成とする
ことは困難であった。
In the above-mentioned vertical diversity antenna, it is sometimes desirable to arrange three or more stages of collinear antennas in order to improve the gain. However, the collinear antenna has a complicated structure, and it is difficult to adopt a configuration in which three or more collinear antennas are arranged.

【0005】上側及び下側のコリニアアンテナへの給電
方法としては、シリアル給電することも考えられる。し
かし、上述したケースに、上側及び下側コリニアアンテ
ナを収容した場合、ケースでの反射が大きく、電流分布
が乱れ、指向性が大幅に悪くなることもある。
As a method of feeding power to the upper and lower collinear antennas, serial feeding may be considered. However, when the upper and lower collinear antennas are accommodated in the above-described case, the reflection at the case is large, the current distribution is disturbed, and the directivity may be significantly deteriorated.

【0006】本発明は、多数のアンテナ素子を有するこ
とが可能な垂直多段アンテナを提供することを目的とす
る。また、本発明は、ケース等からの反射の影響を受け
ない垂直多段アンテナを提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a vertical multi-stage antenna capable of having a large number of antenna elements. Another object of the present invention is to provide a vertical multi-stage antenna which is not affected by reflection from a case or the like.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、内部が中空である柱状のレドームと、
このレドーム内に垂直に立てられた導電性アームと、こ
のアームの長さ方向に沿って複数個設けられているアン
テナ素子を有している。各アンテナ素子は、それぞれが
接地素子と給電素子からなる。前記接地素子は、中央部
が前記導電性アームに直接に結合され、この中央部から
先端部に向かうに従って径が拡大する円錐状素子であ
る。前記給電素子は、中央部が前記導電性アームに絶縁
体を介して結合され、この中央部から先端部に向かうに
従って径が拡大する円錐状素子である。前記接地素子と
給電素子の中央部同士または先端部同士が隣接してい
る。前記導電性アーム内に複数の給電線が配置され、こ
れら給電線は、前記各給電素子の給電点にそれぞれが接
続されている。前記レドームの内面と前記各アンテナ素
子との間に、それぞれ位相遅延素子が配置されている。
この位相遅延素子は、前記各アンテナ素子から放射され
た電波と、この電波の前記レドームでの反射波の位相を
同相とする。
According to the present invention, there is provided a column-shaped radome having a hollow interior,
It has a conductive arm which stands upright in the radome, and a plurality of antenna elements provided along the length direction of the arm. Each antenna element includes a ground element and a feed element. The grounding element is a conical element whose center is directly connected to the conductive arm and whose diameter increases from the center toward the tip. The feed element is a conical element whose central part is coupled to the conductive arm via an insulator, and whose diameter increases from the central part toward the distal end. The center part or the tip part of the grounding element and the feeding element are adjacent to each other. A plurality of feed lines are arranged in the conductive arm, and these feed lines are respectively connected to feed points of the respective feed elements. A phase delay element is arranged between the inner surface of the radome and each of the antenna elements.
This phase delay element makes the phase of the radio wave radiated from each of the antenna elements and the phase of the radio wave reflected by the radome the same.

【0008】本発明によれば、接地素子及び給電素子か
らそれぞれがなる複数のアンテナ素子から、電波が放射
される。接地素子及び給電素子に円錐状素子を用いてい
るので、その製造が容易であり、また広帯域のアンテナ
となる。各給電線は、導電性アーム内を通過しているの
で、導電性アームがシールドとして機能し、各アンテナ
素子に給電線から不要な電波が放射されることがない。
According to the present invention, radio waves are radiated from a plurality of antenna elements each including a ground element and a feed element. Since the conical element is used for the grounding element and the feeding element, its manufacture is easy and a wideband antenna is obtained. Since each feed line passes through the inside of the conductive arm, the conductive arm functions as a shield, and unnecessary radio waves are not emitted from each feed line to each antenna element.

【0009】位相遅延素子としては、各アンテナ素子の
周囲を包囲する導電体を使用することができる。この導
電体は、前記導電性アームの長さ方向に沿って約λ/4
乃至λ/2(λは、前記各アンテナ素子の中心受信波
長)の幅を有し、前記各アンテナ素子から約λ/40乃
至λ/8の距離に配置されているものとできる。
As the phase delay element, a conductor surrounding the periphery of each antenna element can be used. The conductor has about λ / 4 along the length of the conductive arm.
To λ / 2 (λ is the center reception wavelength of each of the antenna elements), and may be arranged at a distance of about λ / 40 to λ / 8 from each of the antenna elements.

【0010】位相遅延素子を設けているので、レドーム
からの反射波と各アンテナ素子から放射された電波とが
同相となり、各アンテナ素子のインピーダンスが異常に
大きくなることがない。
Since the phase delay element is provided, the reflected wave from the radome and the radio wave radiated from each antenna element have the same phase, and the impedance of each antenna element does not become abnormally large.

【0011】前記複数個のアンテナ素子は、偶数個設け
ることができる。偶数個の前記アンテナ素子の給電素子
が、2つずつ前記各アンテナ素子の中心受信波長よりも
短い前記給電線によって接続されている。
[0011] An even number of the plurality of antenna elements can be provided. An even number of the feed elements of the antenna elements are connected by the feed line shorter than the central reception wavelength of each antenna element by two.

【0012】従って、水平面よりも下方を向いた指向特
性、即ち下方向きのビームチルト特性を有するアンテナ
を実現できる。
Therefore, it is possible to realize an antenna having a directional characteristic directed downward from the horizontal plane, that is, a beam tilt characteristic directed downward.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】図1及び図2に、本発明の1実施
の形態の垂直ダイバシティーアンテナを示す。この垂直
ダイバシティーアンテナは、例えば移動体通信の固定基
地局用として使用されるもので、その中心受信波長λが
例えば157mm(1907MHz)のものである。
1 and 2 show a vertical diversity antenna according to an embodiment of the present invention. This vertical diversity antenna is used, for example, for a fixed base station in mobile communication, and has a center reception wavelength λ of, for example, 157 mm (1907 MHz).

【0014】この垂直ダイバシティーアンテナは、図2
に示すように、レドーム、例えばFRPのような絶縁体
製の外ケース2を有している。この外ケース2は、内部
が中空の例えば円筒状に形成され、強度を高めるため
に、厚肉のものが使用されている。この外ケース2は、
その長さ方向が垂直になるように配置されており、その
上端部には防水用のキャップ4が設けられている。この
外ケース2としては、例えば外径が90mmのものが使
用されている。
This vertical diversity antenna is shown in FIG.
As shown in the figure, the outer case 2 is made of an insulator such as a radome, for example, FRP. The outer case 2 has a hollow inside, for example, in a cylindrical shape, and has a large thickness in order to increase strength. This outer case 2
It is arranged so that its length direction is vertical, and a waterproof cap 4 is provided at the upper end thereof. As the outer case 2, for example, one having an outer diameter of 90 mm is used.

【0015】この外ケース2の下部に、ベース6が配置
されている。このベース6の上面中央、即ち、外ケース
2の中央から、外ケース2の上部に設けられた固定板8
まで、直線状に、即ち外ケース2の長さ方向に沿って、
例えば金属パイプのような導電性アーム10が、配置さ
れている。この導電性アーム10は、例えば直径が10
mm(λ/16)のものである。
A base 6 is arranged below the outer case 2. A fixing plate 8 provided on the upper part of the outer case 2 from the center of the upper surface of the base 6, that is, from the center of the outer case 2.
Up to a straight line, that is, along the length direction of the outer case 2,
A conductive arm 10, such as a metal pipe, is arranged. The conductive arm 10 has, for example, a diameter of 10
mm (λ / 16).

【0016】この導電性アーム10には、その長さ方向
に沿って、複数個、例えば偶数個、より詳細には8個の
アンテナ素子12が、取り付けられている。図1に拡大
して示すように、各アンテナ素子12は、接地素子12
gと給電素子12hを備えている。接地素子12gと給
電素子12hは、共に導電材料によって円錐状に形成さ
れた円錐状素子である。接地素子12gは、その最大開
口部(先端部)を上方に向けて、中央部(最小径部)が
直接に導電性アーム10に取り付けられている。給電素
子12hは、その最大開口部(先端部)を下方に向け
て、中央部(最小径部)が絶縁リング14を介して導電
性アーム10に取り付けられている。
A plurality, for example, an even number, more specifically, eight antenna elements 12 are attached to the conductive arm 10 along its length. As shown in FIG. 1 in an enlarged manner, each antenna element 12 is
g and a feed element 12h. The ground element 12g and the feed element 12h are both conical elements formed of a conductive material in a conical shape. The grounding element 12g has a central portion (minimum diameter portion) directly attached to the conductive arm 10 with its maximum opening (tip) facing upward. The feeding element 12h has a central portion (minimum diameter portion) attached to the conductive arm 10 via an insulating ring 14 with its maximum opening (tip) facing downward.

【0017】接地素子12gと給電素子12hの最大開
口部の直径Dは、例えば約11λ/48乃至λ/4、即
ち約λ/4に選択されている。接地素子12gと給電素
子12hの長さ(導電性アーム10の長さ方向の寸法)
hは、約λ/4に選択されている。各アンテナ素子12
において、接地素子12gと給電素子12hの中央部
は、互いに接近して配置されている。従って、図1に示
すように接地素子12gと給電素子12hの最大開口部
間の距離は、約λ/2である。よって、各アンテナ素子
12の給電素子12hの中央部に給電すると、各アンテ
ナ素子12は、ダイポールアンテナとして機能する。な
お、接地素子12gと給電素子12hの最大開口部を互
いに接近して配置してもよい。
The diameter D of the maximum opening of the ground element 12g and the feed element 12h is selected to be, for example, about 11λ / 48 to λ / 4, that is, about λ / 4. The length of the grounding element 12g and the feeding element 12h (the dimension in the length direction of the conductive arm 10)
h is chosen to be approximately λ / 4. Each antenna element 12
In, the central parts of the ground element 12g and the feed element 12h are arranged close to each other. Therefore, as shown in FIG. 1, the distance between the ground element 12g and the maximum opening of the feed element 12h is about λ / 2. Therefore, when power is supplied to the center of the feed element 12h of each antenna element 12, each antenna element 12 functions as a dipole antenna. Note that the maximum openings of the ground element 12g and the feed element 12h may be arranged close to each other.

【0018】接地素子12gと給電素子12hに代え
て、それぞれ円筒状素子を使用することも考えられる
が、円錐状素子の方が絞り型等の使用により容易に製造
することができるし、また広帯域化が容易であるので、
接地素子12gと給電素子12hとして円錐状素子を使
用している。
Although it is conceivable to use cylindrical elements in place of the grounding element 12g and the feed element 12h, a conical element can be easily manufactured by using a diaphragm type or the like, and a wide band can be used. Because it is easy to
A conical element is used as the ground element 12g and the feed element 12h.

【0019】各アンテナ素子12は、隣接する2つのア
ンテナ素子12によって1つの組が構成されている。従
って、この垂直ダイバシティーアンテナでは、合計4つ
の組がある。そして、同じ組の給電素子12hの給電
点、即ち中央部は、給電線、例えば同軸ケーブル18の
中心導体18iによって接続されている。なお、図示し
ていないが、同軸ケーブル18の外部導体は、導電性ア
ーム10に接続されている。この同軸ケーブル18は、
導電性アーム10内に挿通されている。
As for each antenna element 12, one set is constituted by two adjacent antenna elements 12. Thus, there are a total of four sets in this vertical diversity antenna. The feeding point of the same set of feeding elements 12h, that is, the center portion is connected by a feeding line, for example, a center conductor 18i of the coaxial cable 18. Although not shown, the outer conductor of the coaxial cable 18 is connected to the conductive arm 10. This coaxial cable 18
It is inserted into the conductive arm 10.

【0020】同じ組の下側のアンテナ素子12の給電素
子12hの中央部は、導電性アーム10内に挿通されて
いる給電線、例えば同軸ケーブル19の中心導体19i
に接続されている。この同軸ケーブル19の中心導体1
9iは、図2に示すようにベース6に設けられている各
出力端子22の1つの中心コンタクトに接続されてい
る。また、同軸ケーブル19の外部導体も、出力端子2
2の1つの外部コンタクトも導電性アーム10に接続さ
れている。即ち、同じ組の給電素子12h同士は、同軸
ケーブル18と19によって電気的にパラレル給電され
ている。なお、21は、この1組のアンテナ素子12の
更に上方にある1組のアンテナ素子12の下側の給電素
子12hに給電するための同軸ケーブルである。
The center of the feed element 12h of the lower antenna element 12 of the same set is connected to a feed line inserted into the conductive arm 10, for example, a center conductor 19i of a coaxial cable 19.
It is connected to the. Center conductor 1 of this coaxial cable 19
9i is connected to one center contact of each output terminal 22 provided on the base 6 as shown in FIG. The outer conductor of the coaxial cable 19 is also connected to the output terminal 2.
Two external contacts are also connected to the conductive arm 10. That is, the feed elements 12 h of the same set are electrically fed in parallel by the coaxial cables 18 and 19. Reference numeral 21 denotes a coaxial cable for feeding power to a lower feed element 12h of the set of antenna elements 12 further above the set of antenna elements 12.

【0021】同軸ケーブル18を設けているのは、図1
に示すように導電性アーム10に垂直な面、即ち水平面
に対して下方を向いて角度θ(ビームチルト角)だけ傾
斜して方向から到来する電波を良好に受信するためであ
る。即ち、ビームチルト特性を、この垂直ダイバシティ
ーアンテナに持たせるためである。余り遠くからの電波
を受信したくない場合や、余り遠くに電波を送信したく
ない場合に、このビームチルト特性を、垂直ダイバシテ
ィーアンテナに持たせることがある。
The coaxial cable 18 is provided in FIG.
As shown in (1), it is for receiving a radio wave arriving from a direction perpendicular to the conductive arm 10, that is, inclined downward by an angle θ (beam tilt angle) with respect to a horizontal plane. That is, this is because the vertical diversity antenna has a beam tilt characteristic. When it is not desired to receive a radio wave from a far distance, or when it is not desired to transmit a radio wave too far, the vertical tilt antenna may have this beam tilt characteristic.

【0022】同一の組の上側にある給電素子12hと下
側にある給電素子12hとの間隔をd、同軸ケーブル1
8の短縮率η、同長さをLとすると、同一の組の給電素
子12hの位相差Δφは、数1で表される。
The distance between the upper feed element 12h and the lower feed element 12h of the same set is d, and the coaxial cable 1
Assuming that the shortening rate η is 8 and the length is L, the phase difference Δφ between the same set of feed elements 12h is expressed by Equation 1.

【0023】[0023]

【数1】Δφ=(2πdsinθ/λ)=2π−(2π
L/λη)
## EQU1 ## Δφ = (2π dsin θ / λ) = 2π− (2π
L / λη)

【0024】従って、sinθは数2によって表され
る。
Accordingly, sin θ is represented by the following equation (2).

【0025】[0025]

【数2】sinθ=(λ/d)〔1−(L/λη)〕## EQU2 ## sin θ = (λ / d) [1- (L / λη)]

【0026】従って、L/ληが1よりも小さくなるよ
うに、即ちLをληよりも短く選択することによって、
1組のアンテナ素子12の合成指向特性に、下向きのビ
ームチルト特性を持たせることができる。
Thus, by choosing L / λη to be less than 1, ie, choosing L to be less than λη,
The combined directional characteristics of one set of antenna elements 12 can have downward beam tilt characteristics.

【0027】同じ組の上側のアンテナ素子12の実際の
インピーダンスは、2Z0 (Z0 は各アンテナ12の設
計インピーダンスである。)に選択されている。上下の
アンテナ素子12の給電点間を接続している同軸ケーブ
ル18のインピーダンスは2Z0 に選択されている。従
って、下側のアンテナ素子12の給電点から、上側のア
ンテナ素子12を見たインピーダンスはZ0 となり、マ
ッチングをとることができる。なお、同軸ケーブル19
のインピーダンスはZ0 に選択されている。
The actual impedance of the upper antenna element 12 of the same set is selected to be 2Z0 (Z0 is the design impedance of each antenna 12). The impedance of the coaxial cable 18 connecting the feeding points of the upper and lower antenna elements 12 is selected to be 2Z0. Therefore, the impedance when the upper antenna element 12 is viewed from the feeding point of the lower antenna element 12 is Z0, and matching can be achieved. The coaxial cable 19
Is selected as Z0.

【0028】各給電素子12hの中央部には、導電性ス
リーブ16が形成されている。これら導電性スリーブ1
6は、導電性アーム10に沿う長さが約λ/4で、給電
素子12hの中央部側から最大開口部側に伸延してい
る。これら導電性スリーブ16における給電素子12h
の中央部側の端部は、給電素子12hの中央部に結合さ
れ、最大開口部側の端部は導電性アーム10に結合され
ている。即ち、導電性スリーブ16は、片側ショートさ
れている。
A conductive sleeve 16 is formed at the center of each feed element 12h. These conductive sleeves 1
Numeral 6 has a length of about λ / 4 along the conductive arm 10 and extends from the center of the feed element 12h to the maximum opening. Feeding elements 12h in these conductive sleeves 16
Is connected to the center of the feed element 12h, and the end on the maximum opening side is connected to the conductive arm 10. That is, the conductive sleeve 16 is short-circuited on one side.

【0029】導電性スリーブ16を設けているのは、次
の理由による。導電性スリーブ16を設けなかったな
ら、給電素子12と導電性アーム10とが近接している
ので、放射インピーダンスが低下し、給電素子12と導
電性アーム10との間で電波が放射し、良好に動作しな
い。また、導電性アーム10に不要な電流が多く流れ、
放射パターンが悪くなり、利得も大幅に低下する。
The reason why the conductive sleeve 16 is provided is as follows. If the conductive sleeve 16 is not provided, since the feed element 12 and the conductive arm 10 are close to each other, the radiation impedance is reduced, radio waves are radiated between the feed element 12 and the conductive arm 10, and Does not work. Also, a large amount of unnecessary current flows through the conductive arm 10,
The radiation pattern is poor and the gain is greatly reduced.

【0030】導電性スリーブ16を設けると、これら
が、シュペルトップとして動作し、給電素子12hと導
電性アーム10との間のインピーダンスを高くでき、両
者を絶縁することができる。これによって給電素子12
hは、同じ組の接地素子12gとの間で電波の放射を
し、正常に動作する。また、給電素子12hの最大開口
部から導電性スリーブ16への接続部までの長さが、ほ
ぼλ/4であるので、導電性スリーブ16の表面には不
要な電流が流れない。
When the conductive sleeves 16 are provided, they operate as super tops, and the impedance between the feeding element 12h and the conductive arm 10 can be increased, and both can be insulated. Thereby, the feed element 12
h emits radio waves between the same set of grounding elements 12g and operates normally. Further, since the length from the maximum opening of the feed element 12h to the connection to the conductive sleeve 16 is approximately λ / 4, unnecessary current does not flow on the surface of the conductive sleeve 16.

【0031】各アンテナ素子12の周囲には、位相遅延
素子、例えば共振リング24が、それぞれ設けられてい
る。これら共振リング24は、外ケース2の内面と各ア
ンテナ素子12との間に配置された円筒状の内ケース2
6に取り付けられている。内ケース26は、絶縁体、例
えばFRP製で、外ケース2よりも肉厚の薄く形成さ
れ、導電性アーム2の長さ方向に沿って配置されてい
る。
A phase delay element, for example, a resonance ring 24 is provided around each antenna element 12. These resonance rings 24 are provided between the inner surface of the outer case 2 and the respective antenna elements 12.
6 attached. The inner case 26 is made of an insulator, for example, FRP, is formed thinner than the outer case 2, and is disposed along the length direction of the conductive arm 2.

【0032】内ケース26の内周面には、絶縁フィルム
28が設けられている。この絶縁フィルム28上に形成
された導電体、例えば銅箔またはアルミ箔のような金属
箔が、共振リング24である。これら共振リング24
は、絶縁フィルム28の一面全域に形成された銅箔また
アルミ箔をエッチングすることによって形成したもの
で、エッチングした絶縁フィルム28を筒状に巻いて、
内ケース24の内面に貼り付けたものである。なお、内
ケース26の外周面に、銅箔またはアルミ箔の粘着テー
プを貼りつけてもよい。
On the inner peripheral surface of the inner case 26, an insulating film 28 is provided. A conductor formed on the insulating film 28, for example, a metal foil such as a copper foil or an aluminum foil is the resonance ring 24. These resonance rings 24
Is formed by etching a copper foil or an aluminum foil formed on one surface of the insulating film 28, and the etched insulating film 28 is wound into a cylindrical shape.
It is attached to the inner surface of the inner case 24. Note that an adhesive tape of copper foil or aluminum foil may be attached to the outer peripheral surface of the inner case 26.

【0033】これら共振リング24は、各組のアンテナ
素子12の接地素子12gと給電素子12hの中央部付
近から、導電性アーム10の長さ方向に沿ってほぼ同一
長さだけ伸びており、その長さWは、約λ/2乃至λ/
4である。また、これら共振リング24は、各接地素子
12gと12hの最大開口部から約λ/40乃至λ/8
の距離に配置されている。
The resonance rings 24 extend from the vicinity of the center of the grounding element 12g and the feeding element 12h of each set of antenna elements 12 by substantially the same length along the length direction of the conductive arm 10. The length W is about λ / 2 to λ /
4. Further, these resonance rings 24 are arranged between the maximum openings of the grounding elements 12g and 12h from about λ / 40 to λ / 8.
Are placed at a distance of

【0034】もし、共振リング24を設けていなけれ
ば、各アンテナ素子12から放射された電波が、外ケー
ス26によって反射され、アンテナ素子12に戻る。こ
れによって、アンテナ素子12のインピーダンスが高く
なる。特に、各アンテナ素子12の最大開口部と外ケー
ス26の内面との距離が約λ/4の場合、各アンテナ素
子12から放射される電波と反射波とが、逆相になり、
インピーダンスが非常に高くなる。
If the resonance ring 24 is not provided, the radio wave radiated from each antenna element 12 is reflected by the outer case 26 and returns to the antenna element 12. As a result, the impedance of the antenna element 12 increases. In particular, when the distance between the maximum opening of each antenna element 12 and the inner surface of the outer case 26 is about λ / 4, the radio waves and reflected waves radiated from each antenna element 12 have opposite phases,
The impedance becomes very high.

【0035】共振リング24を設けた場合、各アンテナ
素子12から放射された電波の位相は、共振リング24
によって約90度遅れる。そして、外ケースで反射する
ことによって、さらに位相が180度遅れ、合計270
度位相が遅れる。この270度遅れた電波が、共振リン
グ24によってさらに90度遅れるので、各アンテナ素
子12では、反射波と放射される電波とが同相となり、
インピーダンスが低下する。
When the resonance ring 24 is provided, the phase of the radio wave radiated from each antenna element 12 is
About 90 degrees. Then, the phase is further delayed by 180 degrees by being reflected by the outer case, for a total of 270
Phase lags. Since the radio wave delayed by 270 degrees is further delayed by 90 degrees by the resonance ring 24, in each antenna element 12, the reflected wave and the radiated radio wave have the same phase, and
The impedance decreases.

【0036】共振リング24の長さWと、共振リング2
4からアンテナ素子12までの距離を調整することによ
って、各アンテナ素子12のインピーダンスの実部を調
整することができる。スリーブ16の長さを調整するこ
とによって、このインピーダンスの虚部を調整できる。
The length W of the resonance ring 24 and the length of the resonance ring 2
By adjusting the distance from the antenna element 4 to the antenna element 12, the real part of the impedance of each antenna element 12 can be adjusted. By adjusting the length of the sleeve 16, the imaginary part of the impedance can be adjusted.

【0037】図3に、この垂直ダイバシティーアンテナ
の1組のアンテナ素子12の合成最大放射方向の利得の
周波数特性を示す。これらアンテナ素子12では、18
95MHzから1920MHzにおいて、ほぼ3.5d
B乃至4dBの利得が得られる。また、図4に、この1
組のアンテナ素子12の合成定在波比の周波数特性を示
す。図4から、このアンテナ素子12の合成定在波比は
1.4乃至1.2であり、充分に実用になる値である。
図5に1組のアンテナ素子12の1907.5MHzに
おける合成垂直面指向性を示す。図5から、1組のアン
テナ素子12は、水平面に対してほぼθだけ下方に向い
た方向から到来する電波を良好に受信することが判る。
図6に、1組のアンテナ素子12の1907.5MHz
における合成水平面指向性を示す。図6から、1組のア
ンテナ素子12は、水平面内で無指向性であることが判
る。
FIG. 3 shows the frequency characteristics of the gain in the combined maximum radiation direction of one set of antenna elements 12 of the vertical diversity antenna. In these antenna elements 12, 18
3.5 d from 95 MHz to 1920 MHz
Gains of B to 4 dB are obtained. FIG. 4 shows this 1
4 shows the frequency characteristics of the combined standing wave ratio of a set of antenna elements 12. From FIG. 4, the combined standing wave ratio of the antenna element 12 is 1.4 to 1.2, which is a sufficiently practical value.
FIG. 5 shows the combined vertical plane directivity of one set of antenna elements 12 at 1907.5 MHz. From FIG. 5, it can be seen that one set of antenna elements 12 satisfactorily receives radio waves arriving from a direction directed downward by approximately θ with respect to the horizontal plane.
FIG. 6 shows 1907.5 MHz of one set of antenna elements 12.
2 shows the combined horizontal plane directivity at. From FIG. 6, it can be seen that one set of antenna elements 12 is non-directional in a horizontal plane.

【0038】上記の実施の形態では、垂直ダイバシティ
ーアンテナにチルト特性を持たせるために、1組のアン
テナ素子12の給電素子12h同士を、λより幾分短い
同軸ケーブル18によって接続したが、チルト特性を持
たせない場合には、各アンテナ素子12の給電素子12
hに、それぞれ給電用の同軸ケーブルを接続すればよ
い。この場合、各同軸ケーブルは、導電性アーム10内
に挿通する。
In the above embodiment, the feed elements 12h of one set of antenna elements 12 are connected to each other by the coaxial cable 18 which is slightly shorter than λ in order to provide the vertical diversity antenna with tilt characteristics. In the case where characteristics are not provided, the feed element 12 of each antenna element 12 is used.
A power supply coaxial cable may be connected to h. In this case, each coaxial cable is inserted into the conductive arm 10.

【0039】また、上記の実施の形態では、本発明を垂
直ダイバシティーアンテナに実施したが、他の垂直アン
テナに実施することもできる。例えば、各アンテナ素子
12における受信信号を、合成器によって合成してもよ
い。
In the above embodiment, the present invention is applied to a vertical diversity antenna. However, the present invention can be applied to other vertical antennas. For example, the received signals at each antenna element 12 may be combined by a combiner.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、各給電
線が導電性アーム内に挿通されているので、導電性アー
ムに沿って設けられている各アンテナ素子の特性に、給
電線より漏洩した電流が影響を与えることはない。ま
た、各アンテナ素子は、円錐状であるので、製造が容易
であり、また広帯域化できる。遅延素子が設けられてい
るので、レドームによる反射波によって各アンテナ素子
の放射インピーダンスが増加することを防止できる。ま
た、受信波長よりも幾分短い給電線によって2つのアン
テナ素子の給電素子を接続したことにより、チルト特性
を持たせることができる。
As described above, according to the present invention, since each power supply line is inserted into the conductive arm, the characteristics of each antenna element provided along the conductive arm are different from the characteristics of the power supply line. The more leaked current has no effect. Further, since each antenna element has a conical shape, it is easy to manufacture, and the band can be widened. Since the delay element is provided, it is possible to prevent the radiation impedance of each antenna element from increasing due to the reflected wave from the radome. Further, by connecting the feed elements of the two antenna elements with a feed line that is somewhat shorter than the reception wavelength, tilt characteristics can be provided.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態の垂直ダイバシティ
ーアンテナの拡大縦断面図である。
FIG. 1 is an enlarged vertical sectional view of a vertical diversity antenna according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の垂直ダイバシティーアンテナの縦断面図
である。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the vertical diversity antenna of FIG.

【図3】図1のアンテナの利得対周波数特性図である。FIG. 3 is a gain-frequency characteristic diagram of the antenna of FIG. 1;

【図4】図1のアンテナの定在波比対周波数特性図であ
る。
FIG. 4 is a diagram illustrating a standing wave ratio vs. frequency characteristic of the antenna of FIG. 1;

【図5】図1のアンテナの垂直面の指向特性図である。FIG. 5 is a directional pattern diagram of a vertical plane of the antenna of FIG. 1;

【図6】図1のアンテナの水平面の指向特性図である。6 is a directional characteristic diagram of a horizontal plane of the antenna of FIG. 1;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 外ケース(レドーム) 10 導電性アーム 12 アンテナ素子 12h 給電素子 12g 接地素子 14 絶縁体 16 導電性スリーブ 18 19 同軸ケーブル(給電線) 24 共振リング(導電体) 2 Outer Case (Radome) 10 Conductive Arm 12 Antenna Element 12h Feed Element 12g Ground Element 14 Insulator 16 Conductive Sleeve 18 19 Coaxial Cable (Feed Line) 24 Resonant Ring (Conductor)

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内部が中空である柱状のレドームと、 このレドーム内に垂直に立てられた導電性アームと、 このアームの長さ方向に沿って複数個設けられており、
それぞれが接地素子と給電素子からなり、前記接地素子
は、中央部が前記導電性アームに直接に結合されこの中
央部から先端部側に向かって径が拡大する円錐状素子で
あり、前記給電素子は、中央部が前記導電性アームに絶
縁体を介して結合されこの中央部から先端部に向かって
径が拡大する円錐状素子であり、前記接地素子と給電素
子の中央部同士または先端部同士が隣接している複数の
アンテナ素子と、 前記導電性アーム内に配置され、前記各給電素子の給電
点にそれぞれが接続されている複数の給電線と、 前記レドームの内面と前記各アンテナ素子との間に、そ
れぞれ配置され、前記各アンテナ素子から放射された電
波と、この電波の前記レドームでの反射波の位相を同相
とする位相遅延素子とを、具備する垂直多段アンテナ。
1. A column-shaped radome having a hollow interior, a conductive arm vertically set in the radome, and a plurality of the arms provided along a length direction of the arm.
Each of the grounding element and the feeding element is a conical element whose center is directly connected to the conductive arm and whose diameter increases from the center toward the tip end. Is a conical element whose central part is connected to the conductive arm via an insulator, and whose diameter increases from the central part toward the distal end. A plurality of antenna elements adjacent to each other, a plurality of feed lines arranged in the conductive arm and connected to feed points of the respective feed elements, and an inner surface of the radome and the respective antenna elements. A vertical multi-stage antenna, comprising: a radio wave radiated from each of the antenna elements; and a phase delay element that makes the phase of the radio wave reflected by the radome in-phase.
【請求項2】 請求項1記載の垂直多段アンテナにおい
て、前記位相遅延素子は、前記各アンテナ素子の周囲を
包囲する導電体である垂直多段アンテナ。
2. The vertical multi-stage antenna according to claim 1, wherein said phase delay element is a conductor surrounding each of said antenna elements.
【請求項3】 請求項2記載の垂直多段アンテナにおい
て、前記導電体は、前記導電性アームの長さ方向に沿っ
て約λ/4乃至λ/2(λは、前記各アンテナ素子の中
心受信波長)の幅を有し、前記各アンテナ素子から約λ
/40乃至λ/8の距離に配置されている垂直多段アン
テナ。
3. The vertical multi-stage antenna according to claim 2, wherein the conductor has a length of about λ / 4 to λ / 2 (where λ is the center reception of each antenna element) along a length direction of the conductive arm. Wavelength), and is approximately λ
A vertical multi-stage antenna arranged at a distance of / 40 to λ / 8.
【請求項4】 請求項1記載の垂直多段アンテナにおい
て、前記複数個のアンテナ素子は、偶数個設けられ、前
記アンテナ素子の給電素子が、2つずつ前記各アンテナ
素子の中心受信波長よりも短い前記給電線によって接続
されている垂直多段アンテナ。
4. The vertical multi-stage antenna according to claim 1, wherein an even number of the plurality of antenna elements are provided, and two of the feed elements of the antenna elements are shorter than a center reception wavelength of each of the antenna elements. A vertical multi-stage antenna connected by the feeder.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002344237A (en) * 2001-05-11 2002-11-29 Dx Antenna Co Ltd Directional antenna

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JP4515660B2 (en) * 2001-05-11 2010-08-04 Dxアンテナ株式会社 Directional antenna

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