JPS586405B2 - 2波共用円板アンテナ - Google Patents

2波共用円板アンテナ

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JPS586405B2
JPS586405B2 JP51023968A JP2396876A JPS586405B2 JP S586405 B2 JPS586405 B2 JP S586405B2 JP 51023968 A JP51023968 A JP 51023968A JP 2396876 A JP2396876 A JP 2396876A JP S586405 B2 JPS586405 B2 JP S586405B2
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JP
Japan
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point
mhz
antenna
frequencies
points
Prior art date
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JP51023968A
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JPS52106661A (en
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斎川敬明
芝野儀三
斉藤瓊郎
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPS586405B2 publication Critical patent/JPS586405B2/ja
Expired legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave

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  • Waveguide Aerials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は入力端より給電する2周波数を切替えうる2波
共用円板アンテナに関するものである。
最近の地下街の発展は目覚ましいが、これに伴ない地下
街での火災に対する危惧は増大している。
火災が発生したとき、消防活動および警察活動には必ず
無線連絡が必要となる。
無線連絡を行なう際、地上では建造物等による通信障害
は殆んど問題とならない。
ところがひとたび地下に入ると外部から空間を伝播して
くる雷波は入口附近のとく一部だけで受信可能で奥の方
では全く通信不能となる。
このため地上におけると同様に携帯無線機を用いて地上
と地下街内部とを通信するシステムとしては、漏洩ケー
ブルを地下街内部に布設する方法と、地下街内部に一定
間隔毎にアンテナを設置しアンテナと地上の端子とをケ
ーブルで結ぶ方法とが実施されつつある。
上記のうちの後者に属する地下街またはこれに類する場
所で使用するアンテナに対しては通常次のような条件が
要求されている。
第1に現在使用されている連絡用無線機の周波数は15
0MHZ帯に集中しているが、将来400MHZ帯への
移行の可能性があるため、150MHZ帯および400
MHZ帯の2周波数帯共用アンテナが必要である。
第2に地下街等の天井は多くの場合人の身長より若干高
い程度の高さであって、天井にアンテナを布設する場合
できるだけアンテナの高さを小さくする必要があるため
、天井面と平行なたとえば円板状のアンテナとし厚みを
薄くした水平無指向性であることが望ましい。
本発明は上述の要求に合致したもので、その目的は地下
街等に設置するに適したパターンを有し2周波数帯を有
効にかつ自動的に選択しうる2波共用円板アンテナを提
供することである。
前記目的を達成するため、本発明の2波共用円板アンテ
ナは導体地板上に平行に一定の間隔をおいて金属円板を
配置しその間隙より電波を放射させるようにした円板ア
ンテナにおいて、金属円板の周囲長を使用する2波長の
うち低い周波数に対して1波長以下になるように定め、
かつ金属円板の周囲を使用2波長のうち高い方の周波数
に対して円弧の長さが1波長以下となるように奇数等分
し、該等分した複数の区分点のうちの一点を接地し他の
区分点を高い周波数に対して短絡、低い周波数に対して
開放となるようなりアクタンス回路を介して接地し、該
区分点のうちの接地した1点と対向する円弧の中心を高
い周波数と低い周波数との共用の給電点とし、該区分点
のうちリアクタンス回路を介して接地した点と対向する
円弧の中心を高い周波数のみの給電点として、高い周波
数のみの給電点を高い周波数に対して短絡、低い周波数
に対して開放となるようなフィルタ回路を介して前記高
い周波数と低い周波数との共用の給電点に接続して、使
用2波の周波数により給電点と接地点とを自動的に選択
し得るようにしたことを特徴とするものである。
以下本発明を実施例につき詳述する。
まず本発明の基本となる円板アンテナにつき説明する。
円板アンテナは接地した金属平板(地板)上に平行に一
定の間隔をおいて金属円板を配置し円板の円周上の一点
または数点から同時に給電してアンテナを励振するもの
である。
いま2周波数を1 50MHZ,40 0MHZとした
2波共用アンテナの場合の150MHZにおける円板ア
ンテナの動作について説明する。
第1図に示すように、円板10円周上の1点2と接地地
板との間に信号源4により信号を供給し、円板1の周囲
の中心に関して対向する点3で円板1と地板を短絡した
ものである。
円板1の周囲長を周波数150MHZの波長λ、または
それ以下に選べば、第2図に示.すように、円板1の周
囲の点線で示した電界分布11ぱすべて同相となり、円
板1と平行な面内にヌルポイントを生ずることなく全方
向に電界を放射する。
第3図は周波数1 5 0 MH Zにおける水平面内
放射指向性実測例を示したものである。
次にこの同一のアンテナで周波数4 0 0 MHZで
動作させる場合水平面全方向にヌルポイントを生ずるこ
となく電界を放射させる必要がある。
第1図に示したよりな150MHZにおける給電方法の
ままで給電すると第4図に示すように、円板の周囲の電
界分布12は逆位相(+, −)の部分が発生し水平面
内の指向性にヌルポイントを生ずる。
円板の周囲の全ての点を同位相で励振してやれば、円板
1の周囲の電界分布は第5図に示すように一様となり水
平面内無指向性が得られれる。
しかし給電点を増すとアンテナの放射効率が下り利得が
低下する。
そこで第6図に示すように、アンテナの周囲を3区分し
1区間の長さを400MHZの波長λ以下に選び、各区
間の境目の点61〜63 を接地して各区間の中央点5
1〜53 より信号源71〜73 により同位相で給電
すれば、円周上の電界分布は第7図に示すようにすべて
同相となり、各区間はそれぞれ独立したスロットアンテ
ナとして動作するため、水平面内指向性にヌルポイント
を生ずることなくアンテナの放射効率を増すことができ
る。
第8図は第6図の構成で円周上の3等分点より400M
HZで同相給電した場合の水平面内放射指向性実測値を
示したものである。
2周波数を150MHZと4 0 0 MHZとした共
用アンテナの場合、第1図、第6図に示すように、15
0MHZでは1点給電、1点接地、400MHZでは3
点給電、3点接地で実現したが、放射効率の若干の低下
を許容すれば、1区間が使用する周波数の1波長の長さ
以下となるように区分すれば分割数はいくつでもよい。
このように円板を共用した場合には1 5 0MHZの
1点給電、1点接地と400MHZの3点給電、3点接
地を切替えることが必要となる。
しかし機構的切替部や能動素子を用いたスイッチは、複
雑となるばかりでなく保守上望ましくないので受動素子
のみを用いたりアクタンス回路等を用いて2波の切替え
を行なうようにしたものである。
第9図はリアクタンス回路を用いて1 5 0MHZの
1点接地と400MHZの3点接地の切替えを行なった
構成の説明図である。
すなわち第6図における150MHZの1点接地点62
を共用とし、400MHZの他の2接地点61,63に
それぞれ150MHzで開放し400MHZで短絡する
ようなりアクタンス回路8,9を装荷接地したものであ
る。
かくして150MHzと400MHzに適した接地切替
ができる。
リアクタンス回路89はL,Cより成る共振回路かまた
は先端開放または短絡の同軸ケーブル等を用いることが
でき、アンテナが1個の円板で2波に共用することが可
能となる。
次にl50MHZと400MHzとを1入力端から給電
するようにするために、150MHZを400MHZと
共通の接地点と対向する給電点から給電するようにする
と、400MHZの信号については入力端で3分割し、
150MHZの給電点と400MHZの他の2給電点に
同位相等振幅で給電して、しかも150MHZの信号に
対しては400MHZの他の2給電点は開放となる必要
があるので、この他の2給電点に対しリアクタンス回路
と同様の150MHZで開放し400MHZで短絡する
ようなフィルタ回路を挿入すればよい。
第10図は1個の円板に第9図に示した接地方式を用い
て上述の給電方式を適用した本発明の実施列の構成説明
図である。
同図において、入力端10より入った入力信号は直ちに
3分岐され、1本はl50MHZ,400MHZの共通
給電点51に接続され、他の2本は150MHZを阻止
し400MHZを通過するフィルタ回路11.12を介
して4 0 0 MHZのみの他の2給電点51,53
に接続される。
接地方式は第9図のとおりに?電点51 と対向してい
る150MHZ,400MHZの共通接地点6ぱ直接に
、4 0 0MHZのみの他の2接地点6,63ぱそれ
ぞれ前述のりアクタンス回路8,9を介して接地される
以上のような構成で動作させると、1 5 01V[H
Zの入力信号の場合は給電点5 と接地点6のみが動作
に与り、他の給電点5 ,5。
はフィルタ回路11.12により阻止され、また接地点
6,63ぱリアクタンス回路8,9により開放されるか
ら1点給電、1点接地が行なわれる。
400MHZの入力信号の場合はフィルタ回路11,1
2ぱ通過しりアクタンス回路8,9は短絡するから給電
点51〜53および接地点6〜63がそれぞれ同位相で
動作し3点給電3点接地が行なわれる。
従って150MHZと400MHZO何?の場合にも同
位相の効率の良い円板アンテナが実現される。
なお400MHZの信号のみの給電点52,53 にお
いては150MHZの信号が入力端側へ逆流する可能性
がある。
従ってフィルタ回路11.12と400MHZのみの給
電点5,53と結ぶ給電線は給電点52,53で給電線
を見だインピーダンスが無限大となるような長さに選ば
なくてはならない。
また同時に400MHZの場合3給電点5〜53におい
て同位相となるように給電線長を選ぶ必要があるがこれ
は充分に可能である。
第11図は上述の実施列の具体的寸法図を示している。
同図に示すごとく直径600WrrrLの円板1の周囲
を3等分し、3等分点のうち1点6は幅?01rarL
の接地板13で円板を接地し、他の2点6,63 ぱコ
イルL1 とコンデンサC1 とを直列に接続して
接地する。
コイルL1 とコンデンサC1はリアクタンス回路8
,9を形成し、その直列共振周波数は400MHZとし
ている。
円板1と地板14との間隔は100mとしてあり、15
0MHZでの入力インピーダンスと400MHZでの入
力インピーダンスとが最も近くなるような条件に選んで
ある。
400MHZの給電点への給電ケーブル15,16は1
50MHZで172波長となるように、その長さを66
0mmに選ばれている。
分配器17は1 50MHzと40 0MHZ との共
用の給電点と400MHzの給電点に対し、400MH
Zの信号を3分配させるように設けられている。
フィルタ回路11,12はコンデンサC2 とコイル
L2 とを直列接続したものからなり、4 0 0M
HZで共振し150MHZでは高いインピーダンスとな
るようにその定数を選ばれている。
400MHZにおいて接地させるリアクタンス回路8,
9は、第12図に示すごとく先端を開放した1/4波長
の同軸線路t1、t2 を、内導体を円板の周囲の接地
点に、外導体を地板に接続することによっても実現でき
る。
同軸線路の先端を短絡する場合は、その長さを1/2波
長とすればよい。
円板アンテナの地板は理想的には無限平面でなくてはな
らないが、実際には円板より若干大きな円板を用いれば
充分である。
円板の支持は地板との間に設けた絶縁体の支持棒で行な
い、また円板の中心は接地してもしなくでもよいが金属
棒で支持すればアンテナの強度を充分にとることができ
る。
以上説明したように、本発明によれば入出力2波中の長
い波長に対応する1点給電、1点接地の円板アンテナと
短い波長に対応する複数点給電、複数点接地の円板アン
テナを一つの円板アンテナで長い波長に対応する接地点
と給電点を共用し、短い波長のみに対応する接地点には
リアクタンス回路を、給電点にはフィルタ回路を挿入し
て入出力2波の波長による選択を自動的に行なわせたも
のである。
このように一つの円板アンテナで2波共用しうるため経
済的であるばかりでなく、複雑な切替機構部や能動素子
部を有することなく受動素子から成るリアクタンス回路
とフィルタ回路のみであるから構成が簡単で信頼性が高
く保守が容易となる。
前述の地下街等に設置するアンテナとしては、その形状
およびその電界分布特性、設置の容易さ等により最も有
効に利用しうるものと考えられる。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第8図は円板アンテナに対する一般説明図、第
9図は本発明の原理説明図、第10図は本発明の実施例
の構成を示す説明図、第11図は第10図の実施列の具
体的寸法図、第12図は同軸線路によるリアクタンス回
路の構成を示す図であり、図中1は円板アンテナ、51
〜53は給電点、61 〜63は接地点、8,9はリア
クタンス回路、10は入力端、11.12はフィルタ回
路、13ぱ接地板、14は地板、15,16は給電ケー
ブル、17は分配器を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 導体地板上に平行に一定の間隔をおいて金属円板を
    配置しその間隙より電波を放射させるようにした円板ア
    ンテナにおいて、金属円板の周囲長を使用する2波長の
    うち低い周波数に対して1波長以下になるように定め、
    かつ金属円板の周囲を使用2波長のうち高い方の周波数
    に対して円弧の長さが1波長以下となるように奇数等分
    し、該等分した複数の区分点のうちの一点を接地し他の
    区分点を高い周波数に対して短絡、低い周波数に対して
    開放となるようなリアクタンス回路を介して接地し、該
    区分点のうちの接地した1点と対向する円弧の中心を高
    い周波数と低い周波数との共用の給電点とし、該区分点
    のうちリアクタンス回路を介して接地した点と対向する
    円弧の中心を高い周波数のみの給電点として、高い周波
    数のみの給電点を高い周波数に対して短絡、低い周波数
    に対して開放となるようなフィルタ回路を介して前記高
    い周波数と低い周波数との共用の給電点に接続して、使
    用2波の周波数により給電点と接地点とを自動的に選択
    し得るようにしたことを特徴とする2波共用円板アンテ
    ナ。
JP51023968A 1976-02-27 1976-03-04 2波共用円板アンテナ Expired JPS586405B2 (ja)

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US05/772,588 US4123758A (en) 1976-02-27 1977-02-28 Disc antenna

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JP51023968A JPS586405B2 (ja) 1976-03-04 1976-03-04 2波共用円板アンテナ

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JPS52106661A JPS52106661A (en) 1977-09-07
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1994014210A1 (fr) * 1992-12-07 1994-06-23 Ntt Mobile Communications Network Incorporation Antenne

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JPS59108404A (ja) * 1982-12-14 1984-06-22 Taiyo Musen Kk 方向探知機の空中線装置

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WO1994014210A1 (fr) * 1992-12-07 1994-06-23 Ntt Mobile Communications Network Incorporation Antenne

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