JPS58975Y2 - 円偏波放射用ヘリカルアンテナ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、円偏波放射特性が良好で構造が簡単な円偏波
放射用ヘリカルアンテナに関するものである。

古くから円偏波に近い放射を簡便に得るアンテナとして
、ヘリカルアンテナが用いられている。

その一般的な形状は、第１図に示す如きもので、１は反
射板、２は全長にわたって均一な巻上げ直径、ピッチを
有するヘリックスコイル導体、３はヘリックスコイルの
終端を示し、４は給電部である。

このようなヘリカルアンテナは、例えば、文献「Ｊ 、
Ｄ、Ｋｒａｕｓ、Ｈｅ１ｉｃａｌ Ｂｅａｍ Ａｎｔｅ
ｎｎａｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、 Ｓｅｐｔｅｍ
ｂｅｒ、 １９４９Ｊに詳述されているように進行波励
振による一種の軸方向の円偏波放射用アンテナとみなせ
るが、実際のヘリックスコイルに沿った電流分布は必ず
しも進行波だけによるものではなく、ヘリックスコイル
の終端部からの反射波も残存して、特に、終端部近傍で
は定在波が立つことが理論的または実験的にも知られて
おり、放射偏波面が完全な円偏波とならず、楕円偏波と
なる。

これの主たる原因は、上記反射に起因する逆旋不良偏波
によるものである。

つまり、一般に軸比（Ａｘｉａｌ Ｒａｔｉｏ）と呼ば
れている楕円偏波面の長軸と短軸の比が、円偏波放射用
アンテナの円偏波放射特性を示す尺度とされているが、
ヘリカルアンテナにおいては、この軸比とヘリックスコ
イルの巻数との関係を近似的に、 ｎ：ヘリックスコイルの巻数 と表わすことができる。

ところで、通常、ヘリカルアンテナとしては、巻数ｎが
３〜８回程度のものを実用に供している場合が多い。

したがってこのようなアンテナによってヘリックス軸正
面前方放射の軸比が１．５程度となり、１．０５以下の
ほとんど円偏波に近い放射を得ることは実際上困難であ
る。

特に、高利得の要求されないｎ＝３〜５回程度のヘリカ
ルアンテナでは軸比が１．５〜３程度にもなる場合があ
り円偏波特性の劣化は著しい。

また、第１図に示すヘリカルアンテナをヘリックス軸線
上に設けた給電部から給電する場合、ヘリックスコイル
の給電部側端部を直接、給電部に接続することは構造上
不可能であり・はぼヘリックス軸方向を向いた短い直線
状の導体を介して給電されることになるが、この直線状
の導体からも、当然、直線偏波に近い放射があるので、
さらに軸比を劣下させる原因となっている。

以上のようなヘリカルアンテナの軸比を改善する方法と
しては、ヘリックスコイルの給電部と反対側に約１ター
ン程度にわたって前記反射波を吸収させるための抵抗損
失部を設ける方法、あるいは、第２図に示したように、
ヘリックスコイル２の両端３，３′に、 コイルの直径
が漸変的なコニカルへワックスコイル５．５”’￥付加
した構造のアンテナなどが試みられている。

しかしながら、このような構成ではへワックスコイル全
体の加工が複雑なものとなり、またアンテナの全長もヘ
リックスコイルの抵抗損失分等を補うだげ長尺となって
、例えば第２図のものは、第１図の形状のアンテナの２
〜３倍程度となって、寸法上の制約聖堂けることになる
。

本考案は、以上のような欠点を有する従来のヘリカルア
ンテナの軸比を改善した構造が簡単なヘリカルアンテナ
な提供することを目的とするものである。

以下、図面によって本考案の実施例について説明する。

第３図は、本考案の第１実施例を示すもので、ａはヘリ
カルアンテナの斜視図、ｂはヘリックスコイル終端部の
矢視図を示すものである。

給電部４側から反対側の自由端に向って同一の円を形成
するごとく同一ピッチで所定巻数巻上げられてヘリック
スコイル導体２を形成している。

このヘリックスコイル導体２の端部３には・ヘリックス
コイル２０１周長以下の寸法の短い導体すなわちテイル
６が設けられ、コイルによって形成される円内の中心方
向に向って直線状に延びている。

つまり、ヘリックスコイルの終端部のヘリックスコイル
１周長以下の部分がテイルとしてコイル円内に臨むよう
に形成されている。

しかも、テイル６の寸法は、ヘリックス軸の前方方向放
射の軸比が最小となるように設定されている。

すなわち、テイル６は、主に、終端部近傍でのヘリック
スコイル上の定在波のへワックス軸に対する向きな変化
させて、直線偏波成分の偏波面を回転せしめている。

したがって、この直線偏波成分が、前記不要直線偏波成
分ならびに給電部からの不要直線偏波成分とからなる不
要偏波成分な相殺するように作用Ｉ−で、結果的に合成
放射の軸比力毀良点となるようにしている。

このようなテイル６を付加したときのテイルの長さくＬ
）と、ヘリックス軸上、ｉ肪での軸比との関係を測定し
た結果を第４図に示す。

同図よりテイル６の長さを最適な値に設定した場合、テ
イルな有さない従来の場合（Ｌ＝０）に比らべ、軸比が
１．４７から１．０５と格段に改善されることが明瞭に
分る。

つぎに、本考案の第２実施例を第５図に示す。

第５図ａはこのヘリカルアンテナの斜視図、ｂは終端部
の矢視図である。

第２実施例においては、テイル６はヘリックスコイル２
を構成する導体とは別個の導体でもって、直線状とは異
なる形状に形成されており、ヘリックスコイル２の端部
３に接続されている。

このようなテイル６な前記同様にその形状、寸法を最適
な値に設定すれば、同じく軸比會ｉ、ｏ近くまで改善す
ることができる。

以上の説明で明らかなように本考案は、ヘリカルアンテ
ナを構成するヘリックスコイルの１周長以下の終端部な
−・ワックスコイルの円内にほぼ中心方向に向って臨む
ように設けて、その終端部の形状、寸法な最適な値に設
定したので、ヘリックスコイルの長さ會延長せずにヘリ
ックスコイル終端部から放射される直線偏波成分が、軸
比特性を阻害している不要偏波成分を相殺するように作
用して、結果的に合成放射の軸比な最良点とすることが
できる。

したがって、構造が簡単でありながら従来のヘリカルア
ンテナより格段に軸比が改善され、特に、良好な軸比が
要求される通信回線用ヘリカルアンテナとしてその利用
上の効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は従来のヘリカルアンテナの斜視図。 第３図ａ１第５図ａはそれぞれ本考案の実施例を示すヘ
リカルアンテナの斜視図であり、第３図ｂ、第５図すは
それぞれヘリックスコイル終端部の正面図。 第４図は第３図の実施例におけるテイル６の作用を示す
特性図表。 １・・・・・・反射板、２・・・・・・ヘリックスコイ
ル、３゜３′・・・・・・ヘリックスコイルの両端、４
・・・・・給電部、５．５’・・・・・・コニカルヘリ
ックスコイル、６・・・・・・テイル。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 反射板および給電部と、この給電部側から反対側の自由
   端に向って直径が同一の円を形成するごとく所定巻数巻
   上げられたヘリックスコイルとを備えた円偏波放射用ヘ
   リカルアンテナにおいて：前記ヘリックスコイルが、導
   体であるヘリックスコイル１周長以下の終端部を前記円
   内のほぼ中心方向に向って臨むように設け、かつ、ヘソ
   ックス軸の前方方向放射の軸比が最小となるように前記
   終端部の形状および寸法な設定したことに％徴とする円
   偏波放射用ヘリカルアンテナ。