JPS63155806A - Direction finding antenna system of turning radio wave absorbing body type - Google Patents
Direction finding antenna system of turning radio wave absorbing body typeInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、単向性の指向性ビームをもつアンテナを旋
回して電波の到来方向を探知する方式の無線方向探知用
アンテナ装置に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a radio direction finding antenna device that detects the arrival direction of radio waves by rotating an antenna having a unidirectional directional beam. be.
こうしたアンテナ装置に用いる単向性の７ンテナとして
は、従来、例えば、ＵＨＦ・ＶＨＦ帯用として、アンテ
ナの背面側にし７レクタ（反射板）を配置したし７レク
タ付きアンテナ（参考文献：「雇短波空中線」昭和３０
年７り初版コロナ社発行）、対数周期グイボールアレー
（通称、ＬＰアンテナ）（参考文献：［アンテナ工学ハ
ンドブック］昭和５５年１０月オーム社発行）などが使
用されている。Conventionally, as a unidirectional 7-antenna used in such an antenna device, for example, for UHF/VHF bands, a 7-rector (reflector) is placed on the back side of the antenna, and an antenna with a 7-rector (Reference: Shortwave antenna” 1955
(1st edition published by Corona Publishing Co., Ltd., 1987), logarithmically periodic Gouibor array (commonly known as LP antenna) (Reference: [Antenna Engineering Handbook] published by Ohm Publishing Co., Ltd., October 1980), etc.
また、超近距離レーダにおいて、近傍の電柱・建物・作
業者などよりの不要エコーを除去する目的でアンテナの
背面側に凹面状の電波吸収体を配置したアンテナ装置が
実開昭５５−１５７３０７により周知である。In addition, in ultra-short-range radar, an antenna device in which a concave radio wave absorber is placed on the back side of the antenna for the purpose of removing unnecessary echoes from nearby utility poles, buildings, workers, etc. was developed by U.S. Patent Application Publication No. 55-157307. It is well known.
上記のし７レクタ付きアンテナは、アンテナ・し７レク
タ間の間隔及びし７レクタの開角によって指向性を可変
できる利点をもつが、半面、周波数によって指向性が変
化させられ、特にサイドロープを大きくして余分な副極
が生ずるほか、ＶＳＷＲ（電圧定在波比）値が大幅に変
化して入出力整会得性が悪くなるため、広い周波数帯に
互って良好な単向性と入出力特性とを必要とする広周波
数帯填方向探知用などの場合、数種類の構造のアンテナ
を用意して、そのらちの適切なものを選択して組み替え
る必要があり、移動用・車載用などの目的には占有場所
・作業性上からみて、実用不向きである。The above-mentioned antenna with a 7-rector has the advantage that the directivity can be varied by changing the distance between the antenna and the 7-rector and the opening angle of the 7-rector. If the size is increased, an extra sub-pole is generated, and the VSWR (voltage standing wave ratio) value changes significantly, resulting in poor input/output matching. For applications such as wide frequency band direction detection that require input/output characteristics, it is necessary to prepare antennas with several types of structures, select the appropriate one, and rearrange them. It is not practical for this purpose due to the space it occupies and the workability.
一方、ＬＰアンテナは、そうした広周波数帯域周波数に
よる問題点は生じないが、形状がアンテナ素子を多数縦
列させたものなの、でどうしても大きくなり、小型に構
成することができず、同様に移動用・車載用として爽用
上不向きである。On the other hand, LP antennas do not have such problems due to the wide frequency band, but because they have a shape with many antenna elements arranged in tandem, they are inevitably large and cannot be constructed compactly. It is unsuitable for use in vehicles.
このため、これらに代わるアンテナの出現が期待されて
いるという問題点がある。Therefore, there is a problem in that an antenna that replaces these is expected to emerge.
この発明は、上記のようなし７レクタの代わりに電波吸
収体を配置して単向性の指向性ビームを形成するととも
に、この電波吸収体をアンテナの周囲を旋回させること
によって指向性ビームを回転させるようにした簡単な手
段により、広周波数帯域に互って良好な単向性の指向特
性群と入出力整合特性とを有する無線方向探知用アンテ
ナ装置を小型・軽便な構成で安価に提供して、上記の問
題点を解決し得るようにしたものである。This invention forms a unidirectional directional beam by arranging a radio wave absorber in place of the above-mentioned 7-rector, and rotates the directional beam by rotating this radio wave absorber around the antenna. This invention provides a radio direction-finding antenna device having a small and convenient configuration and having a mutually good unidirectional directivity characteristic group and input/output matching characteristics in a wide frequency band at a low cost by a simple means designed to In this way, the above-mentioned problems can be solved.
従来のし７レクタによる反射合成手段とは、正反対の吸
収消去手段により、背面側のふく耐特性を消去している
ので、アンテナ自体のふく耐特性とレフレクタによる反
射波との合成・干渉といった作用が全く存在せず、した
がって、アンテナ・反射板間の距離／周波数条件に起因
する入出力整合特性の悪化といった作用も全く生じない
９〔実施例〕
以下、実施例を図面により説明する。In contrast to the conventional reflection synthesis means using a reflector, the radiation resistance characteristics on the back side are canceled by an absorption and cancellation means, which is the exact opposite, so that effects such as combination and interference between the radiation resistance characteristics of the antenna itself and the waves reflected by the reflector are eliminated. Therefore, there is no effect of deterioration of input/output matching characteristics due to the distance/frequency conditions between the antenna and the reflector.9 [Embodiment] Hereinafter, an embodiment will be described with reference to the drawings.
ｔＪ＆１図において、アンテナ１は、例えば、モノポー
ルまたはダイポールなどのボール状アンテナであり、紙
面に垂直方向に配置されている。In FIG. tJ&1, the antenna 1 is a ball-shaped antenna such as a monopole or a dipole, and is arranged in a direction perpendicular to the plane of the paper.
電波吸収体２は、例えば、タイル状のフェライト板また
はカーボン粉末もしくはカーボン粉末と７ヱライト粉末
を混入させた発泡プラスチック板などによる電波吸収層
であり、アンテナ１の配置方向と平行に配置されている
。The radio wave absorber 2 is a radio wave absorbing layer made of, for example, a tile-shaped ferrite plate or a foamed plastic plate mixed with carbon powder or carbon powder and 7-elite powder, and is arranged parallel to the direction in which the antenna 1 is arranged. .
アンテナ１と電波吸収体２どの間隔ｄは、後記のように
、必要とする単向性の度合に対する電波吸収体２の大き
さなどにより適宜に選定されるが、一般的には、送受波
する最高周波数の電波の半波長、つまり、λ／２以下に
される。The distance d between the antenna 1 and the radio wave absorber 2 is selected as appropriate depending on the size of the radio wave absorber 2 relative to the required degree of unidirectionality, as described below, but in general, it is It is set to half the wavelength of the highest frequency radio wave, that is, λ/2 or less.
電波吸収体２の開角ａは、この図の場合、１８０゛であ
り、平板状に形成されているが、これを例えば９０゛に
したものが第２図である。In this figure, the opening angle a of the radio wave absorber 2 is 180° and is formed in a flat plate shape, but in FIG. 2, the opening angle a is set to 90°, for example.
以上は、平面的な配置によって示したものであるが、立
面的には、第３図のように上記のボール状アンテナを多
段モアボールＩＡにしたものまたはこれをグイボール化
したもの、第４図のようにアンテナ１（ダイポールアン
テナＩＤ）に対して電波吸収体２の長さしが短い場合な
どのため、その上下の解放端にも端面用電波吸収体２Ａ
を付加したもの、第５図のように二等辺三角形板をアン
テナ素子とした二等辺三角形モノポールＩＢまたはこれ
をグイボール化したもの、第６図のようにコーン状モノ
ポールＩＣまたはこれをグイボール化したものなどの構
成が可能である。The above is shown in terms of a planar arrangement, but from an elevational perspective, the above ball-shaped antenna is made into a multi-stage mower ball IA as shown in Fig. 3, or it is made into a goo ball IA, as shown in Fig. 4. When the length of the radio wave absorber 2 is shorter than the antenna 1 (dipole antenna ID) as shown in the figure, the radio wave absorber 2A for the end face is also installed at the upper and lower open ends.
, an isosceles triangular monopole IB with an isosceles triangular plate as an antenna element as shown in Figure 5, or a Guiball version of this, and a cone-shaped monopole IC or a Guiball version of this as shown in Figure 6. Configurations such as those shown below are possible.
以上のように構成したアンテナ体は、後記のように、電
波吸収体２の介在によって単向性の指向性ビームを形成
するが、このアンテナ体を、例えば、第４図のように電
波損失の少ないプラスチックで作られたドーム内１０に
設け、アンテナ１（ダイポールアンテナＩＤ）の展条方
向の上下位置に設けた回転用支点、例えば、中心にアン
テナの出力用ケーブルを貫通させた絶縁材の紬１１Ａ・
１１Ｂとこれを輪に回転する回転片１２Ａ・１２Ｂに電
波吸収体２を取り付けて、アンテナ１（ダイポールアン
テナＩＤ）の周囲を旋回させるように、下側の回転片１
２Ｂをモーター１３とベルト車機構１４とにるなどの回
転機構によって、例えば、第９図のように、回転して、
単向性の指向性ビームを回転させるようにしたものであ
る。The antenna body configured as described above forms a unidirectional directional beam through the intervention of the radio wave absorber 2, as will be described later. Rotation fulcrums are provided in the dome 10 made of a small amount of plastic, and are provided at the upper and lower positions in the direction of extension of the antenna 1 (dipole antenna ID), for example, a pongee of insulating material with the antenna output cable passed through the center 11A・
11B and the rotating pieces 12A and 12B that rotate this in a ring, the radio wave absorber 2 is attached to the lower rotating piece 1 so as to rotate around the antenna 1 (dipole antenna ID).
2B is rotated by a rotating mechanism such as a motor 13 and a belt pulley mechanism 14, as shown in FIG.
It is designed to rotate a unidirectional directional beam.
この電波吸収体２の回転ｍ構は、第３図・第５図・第７
図のようなモノポールと接地面（接地板３ ）を用いる
構成の場合には、第４図における支持板１５の部分を接
地面の部分に置き換えることによって、従来の機構構成
技術により、同様に構成することができることであり、
また、電波吸収体２の旋回を安定に行なう都合上、重心
の不平衡を解消するために平衡用重錘を付することなど
についても同様であるので、説明を要さないことであろ
う。The rotation m structure of this radio wave absorber 2 is shown in Figs. 3, 5, and 7.
In the case of a configuration using a monopole and a ground plane (ground plate 3) as shown in the figure, by replacing the part of the support plate 15 in Fig. 4 with the part of the ground plane, the structure can be similarly constructed using conventional mechanism construction techniques. It is possible to configure
Further, for the sake of stable rotation of the radio wave absorber 2, the provision of a balancing weight to eliminate the unbalance of the center of gravity is the same, so no explanation is necessary.
電波吸収体２は、理論的には、それ自体で吸収効果を発
揮するものであるが、その厚さと吸収効果の関係上、一
般的には、その背面側に薄い良導体層２Ｂ（通称、シー
ルド層）を、例えば、銅板またはアルミニウム板で形成
して添着し、比較的薄い電波吸収体層で充分効果が得ら
れるようしている。The radio wave absorber 2 theoretically exhibits an absorption effect by itself, but due to the relationship between its thickness and absorption effect, it generally has a thin good conductor layer 2B (commonly known as a shield) on its back side. The electromagnetic wave absorber layer) is formed of, for example, a copper plate or an aluminum plate and attached thereto, so that a sufficient effect can be obtained with a relatively thin radio wave absorber layer.
以上の構成において、開角αは、得ようとする指向性の
ビーム幅、例えば、その半減値角度の度合に見合わせて
適宜に選定し、間隔ｄは電波吸収体２の幅すとの関係を
考慮し、得ようとする指向性の両脇方向のビーム形成に
見合わせて適宜に選定すればよい、また、電波吸収体２
の形状は、第１図の平面状、第２図の■の字型のほか、
コの字・Ｃの字型などの凹面形状など適宜のものを、得
ようとするビーム形状に見合わせて選定すればよ（、接
地面は、板状・網状などの導体面でよい。In the above configuration, the opening angle α is appropriately selected depending on the directional beam width to be obtained, for example, the degree of its half-value angle, and the distance d is determined based on the relationship with the width of the radio wave absorber 2. In addition, the radio wave absorber 2
In addition to the planar shape shown in Figure 1 and the ■-shaped shape shown in Figure 2,
An appropriate concave shape such as a U-shape or C-shape may be selected depending on the beam shape to be obtained (the ground plane may be a conductive surface such as a plate or net shape).
以上の実施例のうち、ｍｓ図のものについて、同図に示
す寸法のアンテナ構成のものと、これと同一寸法配置で
あって電波吸収体２の表面位置にし７レクタを設けたア
ンテナ構成のものとを、２００〜１００１００Ｏ広周波
数帯域用として比較した場合の測定データを第７図・第
８図に示しである。Among the above examples, regarding the ms diagram, there are two antenna configurations with the dimensions shown in the same figure, and an antenna configuration with the same dimensions and arrangement but with seven rectors located on the surface of the radio wave absorber 2. Figures 7 and 8 show measurement data when comparing the two for a wide frequency band of 200 to 100100O.
図において、アンテナ１の出力は接地板３の下方に取り
出され、最高周波数１００１００Ｏに対して、間隔ｄと
アンテナ１の高さｈｌはその半波長以下に、また、電波
吸収体２の幅すは間隔ｄの２〜３倍以上に、電波吸収体
２の高さｈ２はアンテナ１の高さｈｌの１．４倍以上に
選定されている。In the figure, the output of the antenna 1 is taken out below the ground plate 3, and for the highest frequency of 100100O, the distance d and the height hl of the antenna 1 are less than half the wavelength, and the width of the radio wave absorber 2 is The height h2 of the radio wave absorber 2 is selected to be at least 2 to 3 times the distance d, and the height h2 of the radio wave absorber 2 is selected to be at least 1.4 times the height hl of the antenna 1.
第７図の特性比較図に示す各水平方向指向性パターンは
、間隔ｄを括弧書きで示した１５０ａ＋ｍに設定し、１
００１００Ｏで測定したものであり、し７レクタ付きア
ンテナの場合には、後方に漏れ込みによる小さな副極を
残しているものの、これを除けば、明らかに左右に分か
れた２つのビームになっている。Each horizontal directivity pattern shown in the characteristic comparison diagram of FIG.
This was measured at 00100O, and in the case of the antenna with the 7-rector, there is a small sub-pole left at the rear due to leakage, but apart from this, it is clearly two beams divided into left and right. .
これは、前記文献「超短波空中線」の第１１章に記され
ているように、開角αが１８０゛の場合で、水平方向角
度をθ・指向感度なＥ（θ）・電界強度をＥｏとすれば
、
Ｅ（θ）＝ Ｅ ｏｓｉｎ（２！−ｄ ｃｏｓθ）
、・、、、、（１）λ
によっ°て表わされ、その間隔ｄが（０，１〜０．３）
λを超えているので、ビームは２つに分かれ、理論通り
の指向性パターンになっていることを示している。As stated in Chapter 11 of the above-mentioned document "Very Short Wave Antenna", this is the case when the opening angle α is 180°, the horizontal direction angle is θ, the directional sensitivity is E(θ), and the electric field strength is Eo. Then, E(θ) = E osin(2!-d cosθ)
, , , , (1) λ is represented by °, and the interval d is (0,1 to 0.3)
Since it exceeds λ, the beam is divided into two, indicating that the directivity pattern is as per theory.
一方、この発明による電波吸収体付きアンテナでは、同
様に、後方に漏れ込みによる小さな副極を残しているも
のの、これを除けば、明らかに単向性の１つのビームに
なっている。On the other hand, the antenna with a radio wave absorber according to the present invention similarly leaves a small sub-pole at the rear due to leakage, but apart from this, the beam is clearly one unidirectional beam.
電波吸収体２が背面方向の到来電波を吸収消去しており
、また、正面方向からの到来電波に対しても反射させた
り、また、これと合成・干渉するといった作用を全く起
こさないため、
Ｅ（θ）＝Ｅ０（ｃｏｓθ−（ｃｏｓ θ〕）・・・・
・・（２）ただし、〔〕内は９０” 〜２７０°範囲の
みを代入する。The radio wave absorber 2 absorbs and eliminates radio waves arriving from the rear direction, and also does not reflect, combine or interfere with radio waves arriving from the front direction, so E. (θ) = E0 (cos θ - (cos θ))...
...(2) However, only the range of 90" to 270° is substituted in the brackets.
にぶって表わされる単向性の指向性パターンになるわけ
である。This results in a unidirectional directivity pattern that is expressed bluntly.
また１、第２図のように開角αが狭い場合、例えば、α
＝９０°構成では、上記のデータから容易に推考で軽る
ように、
Ｅ（θ）＝ Ｅ ０（ｃｏｓ ２θ−（ｃｏｓ２θ］
）−（３）ただし、〔〕内は４５°〜３１５°範囲のみ
代入する。1. If the opening angle α is narrow as shown in Fig. 2, for example, α
= 90° configuration, E(θ) = E 0(cos 2θ-(cos2θ), as can be easily estimated from the above data.
)-(3) However, only the range of 45° to 315° is substituted in [ ].
によって表わされる単向性の指向性パターンになるわけ
である。This results in a unidirectional directivity pattern expressed by .
次に、第８図の特性比較図に示す各データは、この発明
の電波吸収体付きアンテナをアンテナ単体およびレフレ
クタ付きアンテナとを、その間隔ｄを入出力整合特性が
影響を受けやすい条件になる距離、つまり、括弧外に示
した１００１ＩＩＩ１１に設定し、２００〜１００１０
０Ｏの範囲において測定したインピーダンスＺとその抵
抗成分Ｒ・リアクタンス成分ｊおよびＶＳＷＲ（電圧定
在波比）のデータである。 このデータにおけるＶＳＷ
Ｒ値の周波数に対する変化をみると、この発明による電
波吸収体付きアンテナの値が最も少ない変化を示してお
り、その入出力整合特性が、他に比べ、はぼ一定してい
て良いことがわかる。Next, each data shown in the characteristic comparison diagram of FIG. 8 shows that the antenna with a radio wave absorber of the present invention, the antenna alone and the antenna with a reflector, and the distance d between them are conditions under which the input/output matching characteristics are likely to be affected. Distance, i.e. set to 1001III11 shown outside parentheses, 200 to 10010
This is data of impedance Z, its resistance component R, reactance component j, and VSWR (voltage standing wave ratio) measured in the range of 0O. VSW in this data
Looking at the change in R value with respect to frequency, the value of the antenna with a radio wave absorber according to the present invention shows the smallest change, and it can be seen that its input/output matching characteristics are more or less constant compared to others. .
この発明によれば、上記のように、電波吸収体をアンテ
ナの背面側に配置するだけで広周波数帯域に互り１つの
アンテナ構成で、単向性の指向性と良好な入出力整合特
性を有する指向性アンテナを構成することができ、また
、電波吸収体を旋回するだけで指向性ビームを回転でき
るので、従来のように数種類のアンテナを用意しておく
ような占有場所が不要になり、また、指向性ビームの回
転も電波吸収体を旋回するだけで行なえるので、全体が
小型軽量にできるため、移動用・車載用などの軽便型を
必要とするものに適する無線方向探知用アンテナ装置を
容易に安価に提供することができる特長がある。According to this invention, as described above, by simply arranging the radio wave absorber on the back side of the antenna, one antenna configuration for a wide frequency band can achieve unidirectional directivity and good input/output matching characteristics. In addition, the directional beam can be rotated simply by rotating the radio wave absorber, which eliminates the need for the space required to prepare several types of antennas as in the past. In addition, since the directional beam can be rotated simply by rotating the radio wave absorber, the entire structure can be made smaller and lighter, making it suitable for use in mobile or vehicle-mounted applications that require a lightweight design. It has the advantage that it can be easily provided at low cost.
図面は実施例を示し、第１図・第２図・第９図は平面配
置図、第３図・第５図・第６図は立面配置斜視図、第４
図は立面配置斜視半断面図、第７図・第８図は特性比較
図である。
１・・・アンテナ、ＩＡ・・・多段モノポールアンテナ
、ＩＢ・・・二等辺三角形モノポールアンテナ、ＩＣ・
・・コーン状モアボールアンテナ２・・・電波吸収体、
２Ｂ・・・良導体層３・・・接地板The drawings show examples, and Figures 1, 2, and 9 are plan layout diagrams, Figures 3, 5, and 6 are elevational layout perspective views, and Figure 4 is a plan layout diagram.
The figure is a perspective half-sectional view of an elevational arrangement, and FIGS. 7 and 8 are characteristic comparison diagrams. 1... Antenna, IA... Multi-stage monopole antenna, IB... Isosceles triangular monopole antenna, IC.
... Cone-shaped mower ball antenna 2 ... Radio wave absorber,
2B...Good conductor layer 3...Grounding plate
Claims (1)
体を配置して単向性の指向性ビームを形成し、前記電波
吸収体を旋回させることにより前記指向性ビームを回転
することを特徴とする無線方向探知用アンテナ装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載のアンテナ装置であって
、接地面上に、モノポールによる前記アンテナと前記電
波吸収体とを配置したことを特徴とする無線方向探知用
アンテナ装置。[Claims] 1. A planar or concave radio wave absorber is arranged on the back side of the antenna to form a unidirectional directional beam, and the directional beam is formed by rotating the radio wave absorber. An antenna device for wireless direction finding, characterized in that the antenna rotates. 2. An antenna device for radio direction finding according to claim 1, characterized in that the monopole antenna and the radio wave absorber are arranged on a ground plane.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61301323A JPS63155806A (en) | 1986-12-19 | 1986-12-19 | Direction finding antenna system of turning radio wave absorbing body type |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61301323A JPS63155806A (en) | 1986-12-19 | 1986-12-19 | Direction finding antenna system of turning radio wave absorbing body type |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63155806A true JPS63155806A (en) | 1988-06-29 |
Family
ID=17895480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61301323A Pending JPS63155806A (en) | 1986-12-19 | 1986-12-19 | Direction finding antenna system of turning radio wave absorbing body type |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63155806A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0587902A (en) * | 1991-09-27 | 1993-04-09 | Susumu Sakuma | Antenna for detection of direction |
| EP1702387A1 (en) * | 2003-12-23 | 2006-09-20 | KMW Inc. | Antenna beam control apparatus for base transceiver station antennas |
-
1986
- 1986-12-19 JP JP61301323A patent/JPS63155806A/en active Pending
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