JPS63197105A

JPS63197105A - 標準アンテナ

Info

Publication number: JPS63197105A
Application number: JP2812487A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Murakawa; 一雄村川; Nobuo Kuwabara; 伸夫桑原; Takeshi Ideguchi; 井手口　健
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1987-02-12
Filing date: 1987-02-12
Publication date: 1988-08-16
Anticipated expiration: 2010-08-23
Also published as: JPH0779206B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（１）発明の技術分野本発明は、電磁界の測定及び発生用に使用するアンテナ
に関するものである。

（２）従来技術とその問題点機器からの放射雑音のため、様々な電波障害が問題とな
っている。こういった機器からの放射雑音の測定には、
測定値の再現性を確保するため金属大地面が無限に広が
った半無限空間が必要であり、この空間を模擬するもの
として電源暗室やオープンサイトが使用されている。オ
ーブンサイトや電波暗室が測定に必要な半無限空間を模
擬しているかどうかを試験するためにはく測定場所での
電波の伝搬損失（サイトアッテネーション）を測定する
必要があり、従来、サイトアッテネーション測定用の標
準的なアンテナとして、半波長ダイポールアンテナが使
用されている。しかし、半波長ダイポールアンテナは、
周波数が３００ＭＨｚのときエレメント長が０．５ｍ、
　３０ＭＨｚのときはエレメント長が５ｍであり、この
アンテナの特性は一般にδλ（λ：波長）以上離れた、
いわゆる遠方界でしか特性が明確に分かっていないため
、このアンテナを用いて近距離（３ｍ）のサイトアノト
ネーシッンを測定することには問題がある。また、ダイ
ボルルアンテナは給電線に数ｍ〜１０数ｍの長さの同軸
ケーブルを使用するため、アンテナ支持棒または同軸ケ
ーブル上に電流が流れ、この電流による２次放射電磁界
が被測定電磁界を乱しく末武他、“電磁界分布測定用プ
ローブアンテナの支持棒の影響を抑制する「電波かくれ
みの」の開発”、信学技報Ｍ　ＷＢ２−３８〜４８参照
）、また、半波長ダイポール゛アンテナの名称から分か
るように特定の周波数以外にでは極めて感度が低く、ポ
イント周波数しか利用出来ない欠点がある。この欠点を
補うため、標準的な放射源として球状ダイポールアンテ
ナが捷寡されている（Ｊ、　Ｃ，Ｍａｎｔｏｖａｎｉ　
ａｎｄ　Ｄ。

Ｎ、　Ｈｅ１ｒ＋＊ａｎ　、”　ａ　５ｐｈｅｒｉｃａ
ｌ　ｄｉｐｏｌｅ　５ｏｕｒｓｅ　ｆｏｒｕｓｅ　　ａ
ｓ　　ａ　　ｔｒａｒｉｓｆｅｒ　　５ｔａｎｄａｒｄ
　　ｂｅｔ、ｗｅｅｎ　　ｒａｄｉａｔｅｄｅｍｉｓｓ
ｉｏｎ　　５ｉｔｅｓ　　”　　、　　Ｉｎｔｅｒｎａ
ｔ、１ｏｎａｌ　　ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ　　。

Ｊａｐａｎ、　ｖｏｌ、２．５０３−５８８．　ｔ！Ｍ
Ｃ，１９８４参照）。

しかし、球状ダイポールアンテナは、第１図に示される
ように、給電線の影響をなくするため電子回路及び電源
をアンテナに内蔵しているが、回路素子や電源が内部で
露出しているため浮遊容量が高＜３０ＰＦにもなるため
、使用最高周波数が２００ＭＨｚと低くなっている。第
１図において、１０は上部半球、１１は上部給電端、１
２はナツト、１３は上部アタッチメント、１４はロータ
リ・スイッチ、１５はアタッチメント・リング、１６は
印刷線板、１７はスペーサ・リング１．１８は下部アタ
ッチメント、１９はナツト、２０は下部給電端、２１は
下部半球である。このような球状ダイポールアンテナで
は、発振器を内部に入れているため、発振周波数は５　
ＭＨｚおきと離散的であり、発振周波数を連続的に変化
できない欠点がある。また、アンテナの内部形状が複雑
であるため、アンテナの内部構造を考慮した理論計算が
なされておらず、実測値と理論値は良く一致せず、駆動
点にインピーダンスはその絶対値で１桁以との差異があ
る。従って、アンテナの特性を理論的に明確に求められ
ない欠点がある。

（３）発明の目的本発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決し
、特性を理論的に求めることのできる測定用及び放射用
の標準アンテナを提供することにある。

（４）発明の構成以下本発明の詳細な説明する。

（４−１）発明の特徴と従来技術との差異本発明の基本
的構成を第２図に示す。第２図において、１は一方のア
ンテナエレメントとなる傘状の空胴半球、２は他のアン
テナエレメントとなる電子回路を内蔵した金属ケース、
３は電子回路で例えば光−電気変換器より構成される発
振器、４は入出力用信号線の光ファイバを示すもので、
発振周波数は外部発振器より光ファイバ４を通してアン
テナ内の光−電気変換器を駆動励振する。アンテナの形
そのものは第１図に示す従来例と同じものであり、放射
特性も基本的には同様である０本発明の特徴は、発振器
を金属ケースに内蔵するようにしたことと、それに対す
る信号線に２次放射のない非金属を用いたことにある。

すなわち、本発明では第２図に示されるように、電子回
路は金属ケース２に内蔵されるから、アンテナの基本特
性に悪影響を与えない７また、発振器３と給電点Ａ、Ａ
’との距離は金属ケース２の厚さ分しかなく、給電距離
を短くすることが出来る。

第３図はアンテナの電気的等価回路を示す。Ａ。

Ａ゛はアンテナの給電点、２ｏは給電点の金属ケースの
ふたの厚さく給電長ｐ）分の特性インピーダンス、Ｚ６
は給電点Ａ、　Ａ’からアンテナエレメント側をみたイ
ンピーダンスである。図に示すように、Ｚ４≧Ｚ　、　
　　　　　　　（１）の条件を満たすようにすれば１、アンテナファクタ（入
力電圧■。に対する出力電圧Ｖ、の比）は±３ｄＢ以上
変化しない。ここでは、第２図に示すように−Ｌ半球を
傘状の空胴半球にすることにより、給電点Ａ。

八”からアンテナエレメント（１，２）側をみた静電界
Ｉｃ４は小さくすることができ、この為（１）の条件を
満たすことが出来る。

また、入出力信号線に光ファイバを使用し、発振時には
０／Ｅ変換器（Ｏｐｔｆｃａｌ／Ｅｌｅｃｔｒｉｃ）受
信時にはＥ１０変換器で回路構成することにより、任意
の周波数は勿論パルス波形も放射及び受信できる。以上
のことが従来技術とは大いに異なる。

〔実施例１〕第４図は本発明の第１図の実施例を示すもので、１は傘
状の空胴半球、２は半球状の金属ケース、３はＤ／Ｅ変
換器を用いた発振器、４は入出力用信号線の光ファイバ
、５はスペーサである。空胴半球１と金属ケース２によ
り従来と同様の球状グイボールを構成する。本実施にお
いて、アンテナの直径は１０値、上下半球の金属壁厚は
４ｍである。

第５図は本実施例のアンテナの駆動点インピーダンス２
０（アンテナ給電点Ａ、Ａ’での電圧ｖ４及び電流の比
）の周波数特性を示す、実線が理論値、破線が実測値を
示し、両者はよ（一致している。図より、共振の生じる
約３　ＧＨｚ付近までインピーダンスの絶対値は５０Ω
以上である。アンテナの等価回路は第３図に示され、発
振器３のアンテナエレメント側のインピーダンス即ち出
力インピーダンスは通常５０Ωであるから、駆動点の特
性インピーダンスが５０Ω以上である３　ＧＨｚまでは
、アンテナファクタは３ｄＢ以上は変化しない。

第６図に周波数８５０ＭＨｚでアンテナ動作時に３ｍの
距離をおいて対数アンテナを用いて測定した放射量カバ
ターンを示す。本アンテナは電子回路を金属ケース内に
内蔵し、また、給電線として電磁界分布に影響を与えに
くい光ファイバを用いるため、理論値と実測値は良く一
致している。このことから、アンテナの特性は理論的に
把握でき標準アンテナとしての特徴を有する。

第７図は給電部を変えたときに、給電された電圧のうち
、どの程度の割合で、駆動部に供給されるかを示すもの
である０球状アンテナの給電部分は、短い同軸線路と同
じ特性を有するため、給電部の電気特性、第３図の等価
回路に代表させることが出来る。

Ｚｏは給電部の特性インピーダンスであり、Ｚ４は標準
アンテナの駆動インピーダンスを示す。ｖｏは給電電圧
、■−は駆動点における端子電圧を示す。

なお、標準アンテナは特性インピーダンスＺ０より大き
い高インピーダンス状態で用いる。第７図から分かるよ
うに、Ｌ／Ｚｏ＞１で、Ｖ　ａ　／　Ｖ　ｏ　＞　ｉ　／　２以上、即ち、
電圧の減衰が３ｄＢ以下となるのは１／λ〈１／δでな
ければならないことが分かる。即ち、ｌ／λ〈１／δで
なければ給電電圧が効率よく端子に現れない。また、こ
のことは給電部ｌが波長に比して小さくなれば、給電部
を分布定数的にとり扱う必要がなく、集中定数的、即ち
、単なるインピーダンス（＋２０１＝５０Ω）として取
り扱うことが出来る。これにより、解析に当たっては給
電部ｌを考える必要がなくなり、計算上も簡易に行うこ
とか出来る。今回使用したアンテナは、最高使用周波数
がＩ　ＧＨｚであると仮定しており、そのとき、Ｚ、／
ｚ０＞２゜ｌ／λ＜０．０２６　（○で示される）とな
り、給電電圧は９８％以上端子に現れるようになってい
る。

第２図においてＯ／Ｅ変換供給をＥ１０変換供給に変え
ることによって放射アンテナから受信アンテナに転用す
ることができる。

〔実施例２〕第８図に第２の実施例を示す、上下半球を楕円上に変え
ると、アンテナ表面の電流分布が変わり指向性パターン
を変化することができる。

（５）発明の詳細な説明したように、測定用アンテナとして本発明のアン
テナを用いれば、次の利点がある。

（１）広い周波数に亘ってアンテナファクタが一定のア
ンテナが得られる。

（２）良好なアンテナファクタのため、広い周波数に亘
る電磁波の放射アンテナ、受信アンテナとして使用する
ことが出来る。

（３）広い周波数に亘ってアンテナファクタが一定のた
め、種々の種成分を持つパルス波形の電磁波を放射及び
受信することができる。

（４）電子回路及び電源の物理的形状を考慮する必要が
ないため、アンテナの物理的特性を評価することができ
、特性を理論的に求めることができる標準アンテナとし
て使用出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の技術で述べた球状ダイポールアンテナの
断面図、第２図は本発明アンテナの基本構成を示す断面
図、第３図は本発明アンテナの基本構成の等価回路図、
第４図は本発明の第１の実施例を示す断面図、第５図は
本発明アンテナにおける駆動点インピーダンスの実測と
理論データを示す特性図、第６図は第１の実施例の放射
電カバターンの理論と実測の比較を示す特性図、第７図
は駆動電圧と給電電圧との関係を示す特性図、第８図は
本発明の第２の実施例を示す断面図である。１・・・傘状の空胴半球（一方のアンテナエレメント）
、　　２・・・金属ケース（他方のアンテナエレメント
）、　３・・・電子回路、　４・・・光ファイバ、５・
・・スペーサ、　１０・・・上部半球、　１１・・・上
部半球、１２・・・ナツト、　１３・・・上部アタッチ
メント、１４・・・ロータリ・スイッチ、　１５・・・
アタッチメント・リング、　１６・・・印刷配線板、　
１７・・・スペーサ・リング、　１８・・・下部アタッ
チメント、１９・・・ナツト、　２０・・・下部給電端
、　２１・・・下部半球。声１　図Ｍ２図声３図？１４図５１’１５図第６図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）２つのアンテナエレメントの一方は傘状の空胴半
球よりなるとともに他方は光−電気変換回路又は電気−
光変換回路を含む電子回路及び電源を内蔵した金属ケー
スよりなり、前記電子回路の入出力信号線として該金属
ケースに光ファイバが導入され、前記２つのアンテナエ
レメントの給電点の特性インピーダンスは前記電子回路
のアンテナエレメント側のインピーダンス以上に設定さ
れていることを特徴とする標準アンテナ。
（２）前記電子回路と前記アンテナエレメントの給電点
との距離が使用最高周波数の波長の１／８以下に設定さ
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
標準アンテナ。