JPS62194708A - Feeding structure for helical antenna - Google Patents
Feeding structure for helical antennaInfo
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- JPS62194708A JPS62194708A JP3687786A JP3687786A JPS62194708A JP S62194708 A JPS62194708 A JP S62194708A JP 3687786 A JP3687786 A JP 3687786A JP 3687786 A JP3687786 A JP 3687786A JP S62194708 A JPS62194708 A JP S62194708A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、マイクロ波帯で使用されるヘリカルアンテナ
の給電構造に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a feeding structure for a helical antenna used in a microwave band.
（従来の技術）
Ｕ ｌ−Ｉ Ｆ帯、マイクロ波帯では、従来より、良好
な円偏波特性を有する線状アンテナとして、ヘリカルア
ンテナが多く実用化されている。ヘリカルアンテナは通
常、ヘリックスと反射板、ヘリックスに給電する給電線
、インピーダンス変換器等で構成される。この種のヘリ
カルアンテナの一例を第５図に示す。第５図において、
５はへワックス、５１はへワックス５への給電部で、こ
の給電部５１はへワックス５の一端をそのらせん軸に向
けて延長して構成されている。６はへワックス５の反射
板で、この反射板６はへワックス５からヘリックス５の
ピッ升の１／２の距離をおいておかれる。(Prior Art) In the Ul-IF band and microwave band, many helical antennas have been put into practical use as linear antennas having good circular polarization characteristics. A helical antenna usually consists of a helix, a reflector, a feed line that feeds power to the helix, an impedance converter, etc. An example of this type of helical antenna is shown in FIG. In Figure 5,
Reference numeral 5 denotes a helical wax, and 51 denotes a power feeding portion to the helical wax 5. The power feeding portion 51 is constructed by extending one end of the helical wax 5 toward its helical axis. 6 is a reflective plate for the wax 5, and this reflective plate 6 is placed at a distance of 1/2 the pitch of the helix 5 from the wax 5.
７はへワックス５の支持柱、８はインピーダンス変換器
、９は給電線である。7 is a support pillar for the wax 5, 8 is an impedance converter, and 9 is a power supply line.
（発明が解決しようとする問題点）
ところで、第５図のヘリカルアンテナの給電構造では、
給電線９の特性インピーダンスとへワックス５、ヘリッ
クス５の給電部５１のインピーダンスとが一致せず、両
者を接続するには、インピーダンス変換器８が必要であ
り、ヘリカルアンテナの構造が複雑で、コストも高くな
るという問題があった。(Problems to be solved by the invention) By the way, in the feeding structure of the helical antenna shown in Fig. 5,
The characteristic impedance of the feed line 9 does not match the impedance of the feed section 51 of the wax 5 and helix 5, and an impedance converter 8 is required to connect them, making the structure of the helical antenna complex and increasing the cost. There was also the problem that the cost was also high.
発明の目的は、インピーダンス変換器を特別に設ける必
要がなく、構成が簡単であり、かつ、製作が容易で安価
なヘリカルアンテナを提供することである。An object of the invention is to provide a helical antenna that does not require a special impedance converter, has a simple configuration, is easy to manufacture, and is inexpensive.
（問題点を解決するための手段）
このため、本発明は、ヘリックスの一端部の給電部がこ
のヘリックスのら口゛ん軸に垂直な面内におかれた反射
板の一つの主表面に対して一定の間隔を持って配置され
てインピーダンス整合部を形成していることを特徴とし
ている。すなわち、本発明は、ヘリックスの一端部を延
長してなる給電部を反射板と平行に接近して配置するこ
とにより、その部分の容量成分を大きくし、ヘリックス
の給電部をインピーダンス変換器として機能させるよう
にしたものである。(Means for solving the problem) Therefore, in the present invention, the power feeding part at one end of the helix is connected to one main surface of a reflector placed in a plane perpendicular to the axis of the helix. It is characterized in that it is arranged at a constant interval to form an impedance matching section. That is, in the present invention, by arranging the power supply part formed by extending one end of the helix in parallel with and close to the reflection plate, the capacitance component of that part is increased, and the power supply part of the helix functions as an impedance converter. It was designed to let you do so.
（作用）
本発明において、ヘリックスの一端部を延長してなる給
電部は、ヘリックスと外部の給電線との間のインピーダ
ンス変換器として機能する。このため、従来、ヘリック
スの給電部と給電線との間に接続されていたインピーダ
ンス変換器を省略できる。(Function) In the present invention, the power feeding section formed by extending one end of the helix functions as an impedance converter between the helix and an external power feeding line. Therefore, the impedance converter conventionally connected between the helix power supply section and the power supply line can be omitted.
（実施例） 以下、添付図面を参照して本発明の詳細な説明する。(Example) Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
第１図において１はヘリックス、Ｉａはへワックスｌへ
の給電部でヘリックス１の一端を反射板２の中心へ向け
て延長して構成されている。反射板２はへワックスｌと
中心軸が共通の円形のものである。３はアンテナへの給
電線４を接続するためのコネクタである。第２図はアン
テナ部の断面を示したもので、第２図中１０ ｉｔ’テ
フロン棒を示している。ヘリックスｌはピアノ線の表面
を銅メッキした材質でヘリックスｌを支える支柱のいら
ない構造になっている。ピアノ線はへワックスｌの一端
でヘリカル中心軸に向かって曲げられ、ヘリックスへの
給電部１ａを形づくり、さらにヘリックス１のヘリカル
中心軸にそって曲げられテフロン棒ｌＯの中心に挿入さ
れて反射板２の貫通部とで同軸部を形成し、本ヘリカル
アンテナの一電線（図示仕ず。）が接続されるコネクタ
（図示せず。）の心線と接合されている。第２図中、ヘ
リックスｌの給電部【ａと反射板２との間隔りは次のよ
うに決定される。無限導体平板の上を平行に直線状に電
流が流れる場合、線路の特性インピーダンスは、電気鏡
像法により平行二線の特性インピーダンスと同じである
。従ってその特性インピーダンスＺは線路の直径をｄと
した場合、
で表される。ヘリックスｌへの給電部１ａの長さをλ／
４にとるとこの部分で１／４波長波長器を構成できる。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a helix, and Ia denotes a power supply part to the wax l, which is constructed by extending one end of the helix 1 toward the center of the reflector plate 2. The reflecting plate 2 is circular and has a central axis common to that of the wax l. 3 is a connector for connecting the feeder line 4 to the antenna. FIG. 2 shows a cross section of the antenna section, and a 10 it' Teflon rod is shown in FIG. Helix L is made of piano wire with copper plating on its surface, and has a structure that does not require a support to support Helix L. The piano wire is bent toward the center axis of the helix at one end of the wax 1 to form the power feed section 1a to the helix, and then bent along the center axis of the helix 1 of the helix 1 and inserted into the center of the Teflon rod 1O to form the reflector. A coaxial part is formed with the through part 2, and one electric wire (not shown) of this helical antenna is connected to the core wire of a connector (not shown) to which it is connected. In FIG. 2, the distance between the power feeding part [a of the helix l and the reflecting plate 2 is determined as follows. When a current flows in a parallel straight line on an infinite conductive plate, the characteristic impedance of the line is the same as the characteristic impedance of two parallel lines using the electric mirror image method. Therefore, its characteristic impedance Z is expressed as follows, where d is the diameter of the line. The length of the power feeding part 1a to the helix l is λ/
4, this part can constitute a 1/4 wavelength wavelength filter.
従って、ヘリックスｌのインピーダンスをＺ１同軸線路
部のインピーダンスをＺ、とすると、 ・
ｚ＝Ｊｉπ ・・・（２）
で表せるような特性インピーダンスＺにすれば整合回路
ができる。Therefore, if the impedance of the helix l is Z1 and the impedance of the coaxial line section is Z, then a matching circuit can be created by setting the characteristic impedance Z to be expressed as: z=Jiπ (2).
（２）式を（１）式に代入し、Ｄの条件を求めるととな
る、この式を導くにあたってヘリックス！への給電線路
１ａの長さをλ／４であるとしたが、線路の長さが多少
変化し、その長さがヘリックスｌの半径程度の長さにな
っても有用である。Substituting equation (2) into equation (1) and finding the condition for D. In order to derive this equation, helix! Although the length of the feed line 1a to the line 1a is assumed to be λ/4, it is also useful even if the length of the line changes somewhat and the length becomes approximately the radius of the helix l.
本願の発明者等は、上記（３）式により間隔りを決定し
、同軸線路部からみたＶＳＷＲ（電圧定在波比）の測定
を行った。上記（３）式において、ｄ＝０．９ｍｍ５Ｚ
＋＝１４０Ω、ｚ２＝５０Ωとすれば、Ｄ＝０．４５市
となるが、実験値ではＤ＝０．５＋ｎｍで、信号周波数
が１２ＧＨｚ、比帯域５％の帯域で、同軸線路部からみ
たＶＳＷＲが１．３以下となる特性を得た。The inventors of the present application determined the spacing using the above equation (3) and measured the VSWR (voltage standing wave ratio) seen from the coaxial line section. In the above equation (3), d=0.9mm5Z
+=140Ω, z2=50Ω, then D=0.45, but the experimental value is D=0.5+nm, the signal frequency is 12GHz, and the fractional band is 5%, and the VSWR seen from the coaxial line section. A characteristic was obtained in which the value was 1.3 or less.
本発明のいま一つの実施例を第３図および第４図に示す
。この実施例は第１図の実施例において、誘電体板１１
をヘリックス１への給電部１ａと反射板２との間に介装
したものである。この場合、Ｄを示す式は、誘電体板１
１の実効的比誘電率を市
となり、ＤはｌＯ倍大きくなる。従って、ヘリックスｌ
のターン数等の関係で、ヘリックスｌのインピーダンス
が変化し、
■誘電体１１を入れない時、間隔りが小さくなって製作
できない、
■ンヨートするおそれがある、
などの問題点が生じる場合でも、誘電体１１をはさみ込
む事によって容量を大きくし、間隔りを実現可能な値で
インピーダンスのマツチングをとる事ができる。また、
ヘリックスｌと反射板２とが振動によってショートする
事ら未然に防げる。Another embodiment of the invention is shown in FIGS. 3 and 4. This embodiment is different from the dielectric plate 11 in the embodiment shown in FIG.
is interposed between the power supply part 1a to the helix 1 and the reflection plate 2. In this case, the formula for D is the dielectric plate 1
If the effective dielectric constant is 1, D will be 1O times larger. Therefore, helix l
Even if the impedance of the helix l changes due to the number of turns, etc., problems such as ■If the dielectric 11 is not inserted, the spacing becomes too small and it cannot be manufactured, ■There is a risk of warping, etc. By sandwiching the dielectric 11, the capacitance can be increased, and the impedance can be matched at a value that allows the spacing to be realized. Also,
Short-circuiting between the helix l and the reflection plate 2 due to vibration can be prevented.
（発明の効果）
以上詳述したように、本発明によればインピーダンス変
換器を必要としない極めて簡単で、しかも作製し易く、
コストも安いヘリカルアンテナが実現できるので産業上
極めて有益である。(Effects of the Invention) As detailed above, according to the present invention, an impedance converter is not required, and it is extremely simple and easy to manufacture.
Since a helical antenna can be realized at low cost, it is extremely useful industrially.
第１図は本発明を適用したヘリカルアンテナの構造説明
図
第２図は第１図のヘリカルアンテナの要部断面図、
第３図は本発明のいま一つの実施例を適用したヘリカル
アンテナの要部断面図、
第４図は第３図のヘリカルアンテナの斜視図、第５図は
従来のヘリカルアンテナの説明図である。
■・・・ヘリックス、 ２・・・反射板、３・・・コ
ネクタ、 ４・・・給電線、５・・・ヘリックス、
６・・・反射板、 ７・・・支柱、８・・・インピーダ
ンス変換器、 ９・・・給電線、１０・・・テフロン棒
、１１・・・誘電体板。
特許出願人 シャープ株式会社
代理人 弁理士 青白 葆ほか２名
−３？２Fig. 1 is a structural explanatory diagram of a helical antenna to which the present invention is applied. Fig. 2 is a cross-sectional view of the main part of the helical antenna shown in Fig. 1. Fig. 3 is a main part of a helical antenna to which another embodiment of the present invention is applied. 4 is a perspective view of the helical antenna of FIG. 3, and FIG. 5 is an explanatory diagram of a conventional helical antenna. ■...Helix, 2...Reflector, 3...Connector, 4...Power line, 5...Helix,
6... Reflection plate, 7... Support column, 8... Impedance converter, 9... Power supply line, 10... Teflon rod, 11... Dielectric plate. Patent applicant Sharp Co., Ltd. agent Patent attorney Aobai Ao and 2 others - 3?2
Claims (3)
このヘリックスの上記らせん軸に垂直な面内におかれた
反射板とを有するヘリカルアンテナにおいて、 給電線に接続される上記ヘリックスの一端部の給電部は
上記反射板の主表面に対して一定の間隔を持ってヘリッ
クスのらせん軸に向かい、このらせん軸の位置にてらせ
ん軸に沿って反射板に向かって折れ曲がったインピーダ
ンス整合部として形成されていることを特徴とするヘリ
カルアンテナの給電構造。(1) In a helical antenna having a helix with its main radiation direction in the helical axis direction and a reflector placed in a plane perpendicular to the helical axis of this helix, one end of the helix connected to the feed line. The power feeding part is formed as an impedance matching part that faces the helical axis of the helix at a constant distance from the main surface of the reflecting plate, and is bent toward the reflecting plate along the helical axis at the position of the helical axis. A helical antenna power feeding structure characterized by:
電体が介装されていることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載のヘリカルアンテナの給電構造。(2) A feeding structure for a helical antenna according to claim 1, wherein a dielectric material is interposed between the impedance matching section and the reflection plate.
面との間隔Ｄは、ヘリックスの給電部の直径をｄ、ヘリ
ックスのインピーダンスをＺ＿０、ヘリックスへの給電
線の特性インピーダンスをＺ＿１とし、上記インピーダ
ンス整合部と反射板の一つの主表面との間の実効的比誘
電率をε＿ｓとしたとき、▲数式、化学式、表等があり
ます▼ であることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第
２項記載のヘリカルアンテナの給電構造。(3) The distance D between the impedance matching part and one main surface of the reflector is determined by the diameter of the power feeding part of the helix being d, the impedance of the helix being Z_0, and the characteristic impedance of the power feeding line to the helix being Z_1. Claim 1 or claim 1, characterized in that ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ where the effective dielectric constant between the matching part and one main surface of the reflecting plate is ε_s. 2. Power feeding structure of the helical antenna according to item 2.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3687786A JPS62194708A (en) | 1986-02-20 | 1986-02-20 | Feeding structure for helical antenna |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3687786A JPS62194708A (en) | 1986-02-20 | 1986-02-20 | Feeding structure for helical antenna |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62194708A true JPS62194708A (en) | 1987-08-27 |
Family
ID=12482011
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3687786A Pending JPS62194708A (en) | 1986-02-20 | 1986-02-20 | Feeding structure for helical antenna |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62194708A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02189008A (en) * | 1989-01-18 | 1990-07-25 | Hisamatsu Nakano | Circularly polarized wave antenna system |
| JPH03141707A (en) * | 1989-10-27 | 1991-06-17 | Yagi Antenna Co Ltd | Primary radiator using miniature helical antenna |
-
1986
- 1986-02-20 JP JP3687786A patent/JPS62194708A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02189008A (en) * | 1989-01-18 | 1990-07-25 | Hisamatsu Nakano | Circularly polarized wave antenna system |
| JPH03141707A (en) * | 1989-10-27 | 1991-06-17 | Yagi Antenna Co Ltd | Primary radiator using miniature helical antenna |
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