JPS61171203A - Antenna device - Google Patents
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- JPS61171203A JPS61171203A JP1106185A JP1106185A JPS61171203A JP S61171203 A JPS61171203 A JP S61171203A JP 1106185 A JP1106185 A JP 1106185A JP 1106185 A JP1106185 A JP 1106185A JP S61171203 A JPS61171203 A JP S61171203A
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- H01Q3/24—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the orientation by switching energy from one active radiating element to another, e.g. for beam switching
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は列車用無線通信等に用いるアンテナ装置に関
し、特に停電等の異常時においても無線回線を確保する
ことが出来るアンテナ装置に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to an antenna device used for train radio communication, etc., and particularly relates to an antenna device that can secure a wireless line even during abnormal times such as power outages. .
第3図は、列車用無線通信に用いられる従来の列車用屋
根上アンテナ装置の概略構成図であって、同図において
3’0,31,32.33はモノボールアンテナを素子
アンテナとするハホアンテナ構成のユニットアンテナで
あり、反射器素子を・一部共有しているが、はぼ独立し
た4台のアンテナとなっている。34,35.36.3
7は各ユニットアンテナの入出力端子、38は各ユニッ
トアン2テナによシ構成されたアンテナ装置である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a conventional train roof antenna device used for train radio communication, and in the figure, 3'0, 31, 32, and 33 are Haho antennas whose element antennas are monoball antennas. It is a unit antenna with a configuration, and although some reflector elements are shared, there are four independent antennas. 34, 35. 36.3
7 is an input/output terminal of each unit antenna, and 38 is an antenna device constituted by each unit antenna 2 antennas.
このように構成されたアンテナ装置において、図示しな
い給電回路に設けられたスイッチを用いて入出力端子3
4〜37に選択的に電力を供給する。従って、ユニット
アンテナ30〜33から放射される放射ビームの方向は
、第3図にそれぞれ矢印で示す前方、後方、左方および
右方となる。In the antenna device configured in this way, the input/output terminal 3 is
4-37. Therefore, the directions of the radiation beams radiated from the unit antennas 30 to 33 are forward, backward, left, and right, respectively, as indicated by arrows in FIG. 3.
つtり、前述したスイッチを切り換えることにょ9励起
するユニットアンテナ30〜33を切フ換え、アンtす
装置38の放射ビームを前方、後方および左右方向に切
少換えていることになる。但し、左右方向については運
用上、左右同時に放射ビームを出す必要があるため、入
出力端子36と37は前述したスイッチくよって同時に
励起されるようになっている。この結果、アンテナ装置
38からの放射ビームは□、前方、後方および左右方向
の三つに切゛シ換見られることになる。In other words, by switching the above-mentioned switch, the unit antennas 30 to 33 to be excited are switched, and the radiation beam of the energizing device 38 is switched in the forward, backward, and left/right directions. However, in the left and right directions, since it is necessary to simultaneously emit radiation beams from both the left and right sides, the input/output terminals 36 and 37 are excited at the same time by the above-mentioned switch. As a result, the radiation beam from the antenna device 38 can be viewed in three directions: □, forward, backward, and left/right.
C発明が解決しようとする問題点]
しかしながら、上述した従来のアンテナ装置においては
、給電回路のスイッチを用いてユニットアンテナ30〜
33を切り換えることにより、アンテナ装置からの放射
ビーム方向を切り換えているために、停電等の異常時に
スイッチの駆動電流が切れると正しく動作しなくなるこ
とから、放射ビームの方向が列車無線基地局の方向とは
異なる J方向に固定されてしまい、これに伴なっ
て予備電源によタバックアップされている無線回線が不
通になる問題を有している。Problems to be Solved by Invention C] However, in the above-described conventional antenna device, the unit antennas 30 to 30 are
By switching 33, the direction of the radiation beam from the antenna device is changed, so if the drive current of the switch is cut off in the event of an abnormality such as a power outage, it will not operate correctly. This causes the problem that the wireless line, which is backed up by a standby power source, becomes disconnected.
この発明はぐかかる問題点を解決するためになされたも
のであって、停電等の異常時においても無線回線が不通
とならず、通常時と同様な通信が行′なえるアンテナ装
置を提供することを目的とするものである。The present invention has been made in order to solve these problems, and it is an object of the present invention to provide an antenna device that can perform communication in the same manner as in normal times without causing the wireless line to be disconnected even in abnormal situations such as power outages. This is the purpose.
−従って、この発明によるアンテナ装置は、複数個の素
子アンテナを地導体板とこの地導体板に平行に設けられ
た円形導体板とによって構成するとともに、各素子アン
テナに給電する給電回路に複数個の固定移相器とスイッ
チおよび分配器を設け、停電等の異常時に各スイッチを
特定方向に固定することKよシ、無指向性となるように
一部の素子アンテナのみを動作させるものである。- Therefore, in the antenna device according to the present invention, a plurality of element antennas are constituted by a ground conductor plate and a circular conductor plate provided in parallel to the ground conductor plate, and a plurality of element antennas are connected to a feeding circuit that feeds power to each element antenna. A fixed phase shifter, switch, and distributor are installed, and instead of fixing each switch in a specific direction in the event of an abnormality such as a power outage, only some of the element antennas are operated so as to be omnidirectional. .
このように構成されたアンテナ装置においては、地導体
板と平行な平面内で互いに直交する四方向く指向する四
つ葉形ビームとなることから、無指向性に近いものとな
って列車無線基地局の方向をとわずに無線通信が行なえ
るものである。In the antenna device configured in this way, the beam becomes a quatrefoil beam that is oriented in four mutually orthogonal directions within a plane parallel to the ground conductor plate, so it becomes nearly omnidirectional and can be used at train radio base stations. Wireless communication can be performed regardless of direction.
第1図はこの発明によるアンテナ装置の一実施例を示す
構成図であって、1はアンテナ装置の基台を兼ねた地導
体板である。2,3,4.5・、6゜Tは地導体板1に
平・行−な平面内に設けられた円形導体板による素子ア
ンテナで′あって、3行2列の形で配列されることによ
ってアレーアンテナを構成している。d1s’2は素子
アンテナの配列間隔であって、アンテナ装置からの通常
時の各放射ビームに必要なアンテナ利得、ビーム幅およ
び放射パターンの前後比から決定されるものであり、こ
の実施例では波長λに対してdにλ/21 d2二λ/
3.に設定されている。FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of an antenna device according to the present invention, and numeral 1 denotes a ground conductor plate that also serves as a base of the antenna device. 2, 3, 4.5, 6°T are element antennas made of circular conductor plates provided in a plane parallel to the ground conductor plate 1 and arranged in 3 rows and 2 columns. This constitutes an array antenna. d1s'2 is the arrangement interval of the element antennas, and is determined from the antenna gain, beam width, and front-to-back ratio of the radiation pattern required for each normal radiation beam from the antenna device; in this example, the wavelength λ to d to λ/21 d2 two λ/
3. is set to .
第2図は第1図に示すアンテナ装置に接続される給電回
路の概略構成図であって、81〜8Cは2分配器、9は
3分配器、10は給電回路への入出力端子である。11
〜22はそれぞれ単極双投形のスイッチであって、電源
が切状態ではA側。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a feeder circuit connected to the antenna device shown in FIG. 1, where 81 to 8C are two-way dividers, 9 is a three-way divider, and 10 is an input/output terminal to the feeder circuit. . 11
22 are single-pole, double-throw switches, which are on the A side when the power is off.
入状態ではB側に位置するようになっている。23〜2
9は固定移相器であって、長さの異なる同軸ケーブルが
用いられている。また、第1図に示すアンテナ装置にお
ける素子アンテナ2〜7の配列間隔dl+d2が決めら
れると、アンテナ装置から放射される各放射ビーム(通
常時に使用する前方。In the on state, it is located on the B side. 23-2
9 is a fixed phase shifter, and coaxial cables of different lengths are used. Moreover, when the array spacing dl+d2 of the element antennas 2 to 7 in the antenna device shown in FIG.
後方および左右方向に指向するビームと、異常時に使用
する前後左右に指向する四つ葉形ビーム)を形成するた
めに各素子アンテナ2〜Tに与えるべき励振位相量が決
まることになる。そして、この必要な励振位相量から、
固定移相器23〜29がそれぞれ必要とする位相変化量
が決定される。The amount of excitation phase to be given to each element antenna 2 to T is determined in order to form a beam oriented in the rear and left and right directions, and a quatrefoil beam oriented in the front, rear, left and right directions used in abnormal situations. Then, from this required excitation phase amount,
The amount of phase change required by each of the fixed phase shifters 23 to 29 is determined.
すなわち、各固定移相器23〜29の同軸ケーブルの長
さが決まることになる。実施例では固定移相器23,2
4,25,27は180’ 、固定移相器26.29は
一120’、固定移相器2Bは+120@の位相変化量
となるように設定されている。That is, the length of the coaxial cable of each fixed phase shifter 23 to 29 is determined. In the embodiment, fixed phase shifters 23, 2
4, 25, and 27 are set to have a phase change amount of 180', fixed phase shifters 26 and 29 are set to have a phase change amount of -120', and fixed phase shifter 2B is set to have a phase change amount of +120@.
このように構成されたアンテナ装置において、第2図に
示すスイッチ11〜22の接続切り換え端子AとBの切
り換えを選ぶことによシ、通常時はアンテナ装置の全素
子アンテナ2〜7を動作させると共に、放射ビームの方
向を第1図における前方、後方あるいは左右方向に切り
換えることができる。すなわち、スイッチ11,13,
15゜17.18をA@に接続するとともに、スイッチ
12.14,16,19,20,21.22をB側に接
続すると、放射ビームは前方方向に放射され、スイッチ
11.13,15.2’1,22をA側に接続するとと
もに、スイッチ12 、14,16゜1T〜20をB側
に接続すると後方方向のみに放射され、更にスイッチ1
2,14.16.17〜22をA側に接続するとともに
1スイツチ11゜13.15をB側に接続すれば左右方
向に放射するように切り換わる。又、停電等の異常時、
すなわち全スイッチの電源が切状態のときには全スイッ
チ11〜22はA側に接続されることから素子アンテナ
2,5.6が動作されて前後左右の四つの方向に指向す
る四り葉形ビームを得ることができる。但し、入出力端
10に無線周波数信号を供 J給する無線機は別の
予備電源によシ駆動されている。In the antenna device configured as described above, all the element antennas 2 to 7 of the antenna device are normally operated by selecting the connection switching terminals A and B of the switches 11 to 22 shown in FIG. At the same time, the direction of the radiation beam can be switched forward, backward, or left and right in FIG. That is, the switches 11, 13,
15°17.18 to A@ and the switches 12.14, 16, 19, 20, 21.22 to the B side, the radiation beam is emitted in the forward direction and the switches 11.13, 15. When 2'1 and 22 are connected to the A side, and switches 12, 14, and 16°1T~20 are connected to the B side, radiation is emitted only in the rear direction, and furthermore, switch 1
If 2, 14, 16, 17 to 22 are connected to the A side, and one switch 11° 13.15 is connected to the B side, the radiation will be switched to the left and right. In addition, in the event of an abnormality such as a power outage,
That is, when all the switches are powered off, all the switches 11 to 22 are connected to the A side, so the element antennas 2, 5, and 6 are operated to produce a four-leaf beam directed in four directions: front, back, left, and right. Obtainable. However, the radio equipment that supplies radio frequency signals to the input/output terminal 10 is driven by a separate standby power source.
従って、このように構成されたアンテナ装置においては
、停電時等の異常時に全スイッチの電源が切状態になる
と、はぼ無指向性に近い状態となっていかなる方向の基
地局に対しても通信が行なえることになる。Therefore, in an antenna device configured in this way, when all switches are turned off in an abnormality such as a power outage, the antenna device becomes almost omnidirectional and cannot communicate with base stations in any direction. can be done.
なお、上記実施例においては、スイッチ11〜22とし
て電圧制御により機械的に動作する同軸スイッチを使用
する場合について述べたが、ダイオードスイッチなどの
電気的に動作する電子スイッチを用いても良い。又、2
分配器8および3分配器9としては、プリント基板上に
エツチング加工によシ形成されたス) IJツブ線路で
構成されたハイブリッド回路を用いることもできる。ま
た、ハイブリッド回路の代わりに、ティー分岐のような
りアクティブ形分配器を用いても良い。In the above embodiment, the switches 11 to 22 are coaxial switches that operate mechanically through voltage control. However, electronic switches that operate electrically such as diode switches may also be used. Also, 2
As the distributor 8 and the three-way distributor 9, it is also possible to use a hybrid circuit formed by an IJ tube line formed by etching on a printed circuit board. Further, instead of the hybrid circuit, an active type distributor such as a tee branch may be used.
更に、素子アンテナ2〜Tとして、円形導体板を素子ア
ンテナとするいわゆるキャパシタアンテナを用いた場合
について述べたが、モノボールアンテナなどの水平面内
で無指向性となるアンテナを用いても良い。又、素子ア
ンテナ2〜Tの上面には、適当な間隔をおいてレドーム
を設け、素子アンテナを保護しても良い。Furthermore, although a case has been described in which so-called capacitor antennas in which circular conductor plates are used as element antennas are used as the element antennas 2 to T, an antenna that is non-directional in a horizontal plane such as a monoball antenna may also be used. Further, radomes may be provided on the upper surfaces of the element antennas 2 to T at appropriate intervals to protect the element antennas.
また、固定移相器23〜2gとしては、長さの異なる同
軸ケーブルの代わシに、プリント基板上にエツチング加
工によシ製作した長さの異なるストリップ線路を用いる
こともできる。Further, as the fixed phase shifters 23 to 2g, strip lines of different lengths fabricated by etching on a printed circuit board can be used instead of coaxial cables of different lengths.
更に、上記説明では、素子アンテナ2〜1を3行2列に
配列し九6素子アレーアンテナを用いた場合について述
べたが、必要なアンテナ利得、ビーム幅9通常時に指向
するビーム方向、異常時の放射ビームの形状などの条件
を満たすために、素子アンテナ数および素子アンテナの
配列を変えても良いことは言うまでもない。Furthermore, in the above explanation, the case where element antennas 2 to 1 are arranged in 3 rows and 2 columns and a 96-element array antenna is used is described, but the required antenna gain, beam width, 9 beam direction in normal times, and the beam direction in abnormal conditions It goes without saying that the number of element antennas and the arrangement of the element antennas may be changed in order to satisfy conditions such as the shape of the radiation beam.
以上説明したように1この発明によるアンテナ装置は、
地導体板に平行な平面内でほぼ無指向性とな・る複数個
の素子アンテナを同一平面上に配列構成し、各素子アン
テナに給電する給電回路に複数個の固定移相器とスイッ
チと分配器を設けることにより、通常は地導体板に平行
な平面内の複数の方向に放射ビームを切り換え、異常時
には一部の素子アンテナを動作させて上記平面内で無指
向性に近いビーム、すなわち、互いに直交する四つの方
向に指向する四つ葉形ビームを得るものであることから
、無線回線の不通を防ぐことができる優れた効果を有す
る。As explained above, 1 the antenna device according to the present invention is
A plurality of element antennas that are almost omnidirectional in a plane parallel to the ground conductor plate are arranged on the same plane, and a feeding circuit that feeds each element antenna is equipped with a plurality of fixed phase shifters and switches. By providing a distributor, the radiation beam is normally switched in multiple directions within a plane parallel to the ground conductor plate, and in the event of an abnormality, some element antennas are operated to create a near-omnidirectional beam within the above plane, i.e. Since this method obtains quatrefoil beams oriented in four mutually orthogonal directions, it has an excellent effect of preventing wireless line interruptions.
第1図はこの発明によるアンテナ装置の一実施例を示す
構成図、第2図は第1図のアンテナ装置に接続される給
電回路の概略構成図、第3図は従来の列車用屋根上アン
テナ装置の概略構成図である。
1は地導体板、2,3,4,5,6.7は素子アンテナ
、8は2分配器、9は3分配器、1oは入出力端子、1
1〜22はスイッチ、23〜29は固定移相器。
なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。
第1図
イ漠E方
″““am 5:i’)7:、““ 。
2:素子アンテナ 6:素子了)ナナ3:素子ア〉テ
ナ 7:素子ア)ナナ4:葉子7〉テナ
第2m
10 ・ 入工刀篇テ
11〜22 : スイッ手
23〜29 ; 固定廿刊溢
第3図
珀力
↑
↓
後方Fig. 1 is a block diagram showing an embodiment of the antenna device according to the present invention, Fig. 2 is a schematic block diagram of a power feeding circuit connected to the antenna device of Fig. 1, and Fig. 3 is a conventional train roof antenna. FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the device. 1 is a ground conductor plate, 2, 3, 4, 5, 6.7 are element antennas, 8 is a 2-way divider, 9 is a 3-way divider, 1o is an input/output terminal, 1
1 to 22 are switches, and 23 to 29 are fixed phase shifters. Note that the same reference numerals in the figures indicate the same or corresponding parts. Figure 1. 2nd meter 10 ・ Innovative sword version Te 11-22: Switch 23-29;
Claims (6)
置において、前記素子アンテナを地導体板と、この地導
体板に平行に設けられた円形導体板とによつて構成する
ことにより前記地導体板に平行な平面内でほぼ無指向性
となるアンテナを用いるとともに、複数個の前記円形導
体板を同一の平面上に配列し、かつ各素子アンテナに給
電する給電回路に複数個の固定移相器とスイッチと分配
器を設けて通常時は全素子アンテナを動作させることに
より上記地導体板に平行な平面内の複数の方向に放射ビ
ームの方向を切り換え、前記スイッチの駆動電流が切れ
る異常時には一部の素子アンテナのみを動作させて、前
記平面内で互いに直交する四方向に指向する四つ葉形ビ
ームが得られるようにしたことを特徴とするアンテナ装
置。(1) In an antenna device formed by arranging a plurality of element antennas, the element antenna is configured by a ground conductor plate and a circular conductor plate provided parallel to the ground conductor plate, so that the ground conductor In addition to using an antenna that is almost omnidirectional in a plane parallel to the plate, a plurality of the circular conductor plates are arranged on the same plane, and a plurality of fixed phase shifters are used in a feeding circuit that feeds power to each element antenna. A switch, a switch, and a distributor are installed to switch the direction of the radiation beam in multiple directions within a plane parallel to the ground conductor plate by operating all the element antennas during normal times, and in the event of an abnormality when the drive current of the switch is cut off. An antenna device characterized in that a quatrefoil beam directed in four mutually orthogonal directions within the plane is obtained by operating only some of the element antennas.
いたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のアン
テナ装置。(2) The antenna device according to claim 1, wherein a single-pole double-throw coaxial switch is used as the switch.
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のアンテナ装
置。(3) The antenna device according to claim 1, wherein a diode switch is used as the switch.
用いたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のア
ンテナ装置。(4) The antenna device according to claim 1, wherein coaxial cables of different lengths are used as the fixed phase shifter.
により作られたストリップ線路で構成されたハイブリッ
ド回路を用いたことを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載のアンテナ装置。(5) The antenna device according to claim 1, wherein the distributor is a hybrid circuit made up of a strip line formed by etching on a printed circuit board.
によつて作られたストリップ線路によつて構成されるリ
アクティブ形分配回路を用いたことを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載のアンテナ装置。(6) The antenna according to claim 1, characterized in that a reactive distribution circuit constituted by a strip line formed by etching on a printed circuit board is used as the distributor. Device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60011061A JP2561648B2 (en) | 1985-01-25 | 1985-01-25 | Antenna device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60011061A JP2561648B2 (en) | 1985-01-25 | 1985-01-25 | Antenna device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61171203A true JPS61171203A (en) | 1986-08-01 |
JP2561648B2 JP2561648B2 (en) | 1996-12-11 |
Family
ID=11767488
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60011061A Expired - Lifetime JP2561648B2 (en) | 1985-01-25 | 1985-01-25 | Antenna device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2561648B2 (en) |
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- 1985-01-25 JP JP60011061A patent/JP2561648B2/en not_active Expired - Lifetime
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