JPS6330006A - ヘリカルアンテナ - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はバツクファイア型のヘリカルアンテナに関する
。

〔発明の概要〕

本発明は、２対のアンテナ素子が同一ピッチ角で同一方
向に螺旋状に巻きつけられたヘリカルアンテナにおいて
、２対のアンテナ素子に対応して２対の脚部を有する単
一の接続片を設け、この接続片の２対の脚部の末端を各
アンテナ素子の一端にそれぞれ接続して、長さを異にす
る１対のループを形成するようにして、組立の作業性及
び寸法精度を改善したものである。

〔従来の技術〕

４本の導線を螺旋状に１回転以内で巻き、これに定在波
電流を乗せて、給電点側に電波を放射するようにした、
所謂、バンクファイア型のヘリカルアンテナ（以下、輩
にヘリカルアンテナと呼ぶ）は、例えば米国特許第４０
０８４７９号によって公知である。

まず、第６図及び第７図を参照しながら、従来のヘリカ
ルアンテナについて説明する。

従来のヘリカルアンテナの構成例を第６図に示す。

第６図において、（１）は支持円筒であって、例えば、
ステアタイト磁器やガラス繊維強化ポリエステルのよう
な、特にＶ　ＨＦ帯以上において低損失の絶縁材によっ
て形成される。（２）は同軸給電線であって、例えば、
それぞれ銅線及び銅管より成る内部導体（３）及び外部
導体（４）の間に、例えば４弗化エチレンのような絶縁
体（５）が介在している。外部導体（４）の末端には、
内部導体（３）に対称に、長手方向に１／４波長の１対
のスリット（６）が設けられると共に、このスリット（
６）により分割された外部導体（４）の１対の末端ｆ７
）、　（８１の一方に内部導体（３）の末端（３ａ）が
接続されて、分割同軸型のバランが構成される。

１対のアンテナ素子（１１）及び（１２）が支持円筒（
１）の外周面に１８０°の角間隔でｌｌ！１ｉ！旋状に
それぞれ１，７２回巻きつけられる。両アンテナ素子（
１１）及び（１２）の各上端が、それぞれ上部接続片（
１３）及び（１４）を介して、バランの各端子（７）及
び（８）に接続されると共に、両アンテナ素子（１１）
及び（１２）の各下端が給電線（２）の外部導体（４）
に下部接続片（１５）により接続される。

上述の１対のアンテナ素子（１１）及び（］２）の中間
に、他の１対のアンテナ素子（２１）及び（２２）が、
互いに９０°の角間隔で支持円筒（１）の外周面に螺旋
状にそれぞれ１／２回巻きつけられる。両アンテナ素子
（２１）及び（２２）の各上端が、それぞれ上部接続片
（２３）及び（２４）を介して、バランの各端子（７）
及び（８）に接続されると共に、両アンテナ素子（２１
）及び（２２）の各下端が給電線（２）の外部導体（４
）に第２の下部接続片（２５）により接続される。

かかる構成により、１対のアンテナ素子（１１）及び（
１２）と、他の１対のアンテナ素子（２１）及び（２２
）とはバランの各端子（７）及び（８）に並列に接続さ
れる。

第６図のヘリカルアンテナの動作は次のとおりである。

１対のアンテナ素子（１１）　、　　（１２）　、上方
接続片（１３）　、　　（１４）及び下方接続片（１５
）により構成される第１のループの全長が使用する波長
よりやや長く選定されると共に、他の１対のアンテナ素
子（２１）　、　　（２２）　、上方接続片（２３）　
、　　（２４）及び下方接続片（２５）により構成され
る第２のループの全長が使用する波長よりもやや短か（
選定されており、使用波長においては、長い方の第１の
ループが容量性インピーダンスを呈すると共に、短かい
方の第２のループが誘導性インピーダンスを呈するや このため、両ループの全長、即ち、各アンテナ素子（１
１）　、　　＜１２）及び（２１）　、　　（２２）の
長さに適宜の差を設けることにより、両ループが並列に
給電されているにも拘らず、互いに隣接する各アンテナ
素子（１１）　、　　（２１）　、　　（１２）及び（
２２）に流れる各電流の間に互いに９０°の位相差を持
たせることができて、第６図のヘリカルアンテナからは
、円偏波が効率良く放射される。

このヘリカルアンテナの垂直指向性は、例えば第７図に
示すようなカージオイド形となる。また、水平方向には
無指向性となるため、静止揚足を利用した移動無線シス
テムないしは無線航行システム等に好適である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

とごろが、従来のヘリカルアンテナでは、第８図に示す
ように、長い方のアンテナ素子（１１）及び（１２）並
びに短かい方のアンテナ素子（２１）及びく２２）がす
べて同一のピッチ角αで支持円筒（１）に巻きつけられ
ており、一方のアンテナ素子（１１）（１２）及び他方
のアンテナ素子（２１）　、　　（２２）の各下端の間
に高低差りがあった。一方のアンテナ素子（１１）　、
　　（１２）の長さを２１とし、他方のアンテナ素子（
２１）　、　　（２２）の長さを！２とすると、高低差
りは次の（１）式のように表はされる。

ｈ＝　Ｃ１ｔ　　１２）　　ｓｉｎα−［１１このため
、第６図に示すように、アンテナ素子（１１）〜（２２
）の各下端を２個の接続片（１５）及び（２５）を用い
て同軸給電線（２）の外部導体（４）に接続しており、
組立の作業性が悪いという問題があった。

更に、両接続片（１５）及びく２５）の取付は位置がば
らつくため、ヘリカルアンう−ナの電気的特性にばらつ
きが生じるという問題があった。

かかる点に鑑み、本発明の目的は、組立の作業性及び寸
法精度の良いヘリカルアンテナを提供するところにある
。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、２対の導線が同一円筒面−ヒに交互に配され
て、同一ピッチ角で同一方向に螺旋状に巻きつけられる
と共に、並列に給電されるようになされたヘリカルアン
テナにおいて、２対の導線のそれぞれに対応して、交互
に配された２対の脚部を有する単一の接続片を設け、こ
の接続片の２対の脚部の各末端を２対の導線の各一端に
それぞれ接続して、長さを異にする１対のループを形成
するようにしたヘリカルアンテナである。

〔作用〕

かかる構成によれば、組立の作業性及び寸法精度が改善
されて、電気的特性のばらつきが防止される。

〔実施例〕

以下、第１図及び第２図を参照しながら、本発明による
ヘリカルアンテナの一実施例について説明する。

本発明の一実施例の構成を第１図に示す。この第１図に
おいて、第６図に対応する部分には同一の符号を付して
一部説明を省略する。

本実施例においては、前出第８図に示すように、長い方
のアンテナ素子（１１）　、　　（１２）及び短かい方
のアンテナ素子（２１）　、　　（２２）がすべて同一
のピッチ角αで支持円筒（１）に巻き付けられる。

（１６）は下方接続片であって、２対のアンテナ素子（
１１）　、　　（１２）及び（２１）　、　　（２２）
に対応して、２対の脚部（１６ａ　）　、　　（１６ｂ
　）及び（１６ｃ）。

（１６ｄ）を有する。他方の対の脚部（１６ｃ）。

（１６ｄ）が環状部（１６ｒ）と同一平面上にあるよう
に形成されると共に、一方の対の脚部（１６ａ）。

（１６ｂ）の各末端が環状部（１６ｒ）からアンテナ素
子（１１）　、　　（１２）及び（２１）　、　　（２
２）の各下端の高低差りだけ離れた平面上に位置するよ
うに形成される。

これにより、接続片（１６）の一方の対の脚部（１６ａ
　）　、　　（１６ｂ　）の各末端を長い方のアンテナ
素子（１１）　、　　（１２）の各下端に当接させると
きは、他方の対の脚部（１６ｃ　）　、　　（１６ｄ　
）の各末端が短かい方のアンテナ素子（２１）　、　　
（２２）の各下端に当接し、各アンテナ素子（１１）〜
（２２）の各下端は、第１図に示すように、単一の下方
接続片（１６）の４本の脚部（１６ａ）　、　　（１６
ｂ）　、　　（１６ｃ）及び（ｌａｄ）により、同軸給
電線（２）の外部導体（４）に接続される。これにより
、全長を異にした１対のループが形成され、前述の従来
例と同様にして、円偏波が放射される。

第１図に示した接続片（１６）では、長い方のアンテナ
素子（１１）　、　　（１２）に対応する脚部（１６ａ
　）　。

＜１６ｂ）の長さが、短かい方のアンテナ素子（２１）
　。

（２２）に対応する脚部（１６ｃ　）　、　　（１６ｄ
　）の長さよりも長くなっている。

このため、各アンテナ素子（１１）　、　　（１２）及
び（２１）　、　　（２２）を含む各ループの長さの差
が幾分拡大されて、ヘリカルアンテナの中心周波数かや
＼低くなってしまう、この周波数ずれを回避するために
は、長い方のアンテナ素子（１１）　、　　（１２）の
長さを接続片（１６）の脚部（１６ａ）及び（１６ｃ）
間の長さの差だけ短縮しておけばよい。

或は、第２図Ａ、Ｂに示すように、接続片（１６）の一
方の対の脚部（１６ａ　）　、　　（１６ｂ　）の各末
端と、他方の対の脚部（１６ｃ　）　、　　（１６ｄ　
）の各末端とが、環状部（１６ｒ　）に関して上下に対
称な２つの平面上にそれぞれ位置するようにしてもよい
。

なお、第２図においては、簡単のために、接続片（１６
）の各脚部（１６ａ　）　〜（１６ｄ　）の各末端にお
ける「はんだしろ」を省略したが、実際には、各末端か
らそれぞれ上方に適宜の「はんだしろ」を設けることが
望ましい。

本実施例によれば、単一の接続片の２対の脚部の各末端
に２対のアンテナ素子の下端と同一の高低差を設けたの
で、組立の作業性及び寸法精度が改善される。

次に、第３図〜第５図を参照しながら、本発明によるヘ
リカルアンテナの他の実施例について説明する。

本発明の他の実施例及びその要部の構成を第３図及び第
４図に示す。この両図において、第６図及び第８図に対
応する部分には同一の符号を付して一部説明を省略する
。

第４図に示す展開図から明らかなように、各アンテナ素
子（１１）〜（２２）の長さを等しくすると共に、ピッ
チ角αも等しく選定することにより、各アンテナ素子（
１１）〜（２２）の上下両端がそれぞれ同一線上（実際
には同一平面上）に位置している。

第３図において、（２６）は下方接続片であって、２対
のアンテナ素子（１１）　、　　（１２）及び（２１）
　。

（２２）に対応して、２対の脚部（２６ａ　）　、　　
（２６に＋　）及び（２６ｃ　）　、　　（２６ｄ　）
を有する。−万の対の脚部（２６ａ　）　、　　（２６
ｂ　）が環状部（２６ｒ）と同一平面上にあるように形
成され、他方の対の脚部（２６ｃ　）　、　　（２６ｄ
　）の各立上部（２６ｅ　）　、　　（２６ｆ　）の各
末端が環状部（２６ｒ）と同一平面上に位１すると共に
、立上部（２６ｓ　）　、　　（２６ｆ　）の各下端が
環状部（２６ｒ　）から従来のアンテナ素子の各下端の
高低差りだけ離れた平面上に位置するように形成される
。

これにより、接続片（２６）の一方の対の脚部（２６ａ
　）　、　　（２６ｂ　）の各末端を一方のアンテナ素
子（１１）　、　　（１２）の各下端に当接させるとき
は、他方の対の脚部（２６ｃ　）　、　　（２６ｄ　）
の各立上部（２６ｅ　）　、　　（２６ｆ　）の各末端
が他方のアンテナ素子（２１）　、　　（２２）の各下
端に当接し、各アンテナ素子（１１）〜（２２）は、第
３図に示すように、単一の接続片（２６）によって同軸
給電線（２）の外部導体（４）に接続される。

これにより、接続片（２６）の一方の脚部（２６ａ　）
と他方の脚部（２６ｃ）との長さの差に基いて、全長を
異にする１対のループが形成され、前述と同様にして円
偏波が放射される。

本実施例によれば、等しい長さの２対のアンテナ素子（
１１）〜（２２）の上下両端をそれぞれ同−平面上に位
置させると共に、単一の接続片のそれぞれ長さを異にす
る２対の脚部の各末端を同一平面上に位置させるように
したので、組立の作業性及び寸法精度が改善される。

なお、第５図Ａ、已に示すように、接続片（２６）の他
方の対の脚部（２６ｃ　）　、　　（’２６ｄ　）の各
立上部（２６ｅ　）　、　　（２６ｆ　）の上１下両端
が環状部（２６ｒ）に関して上下に対称になるように配
されると共に、一方の対の脚部（２６ａ　）　、　　（
２６ｂ　）の各末端と、他方の対の脚部（２６ｃ　）　
、　　（２６ｄ　）の各末端とが同一平面上に位置する
ようにしてもよい。

また、第５図におい′ζも、各脚部（２６ａ　）〜（２
６ｄ　）の各末端に適宜の「はんだしろ」を設けること
が望ましい。

〔発明の効果〕

以上詳述のように、本発明によれば、同一ピッチ角の２
対のアンテナ素子に対応して、２対の脚部を有する単一
の接続片により各アンテナ素子の一端をそれぞれ接続し
て、長さを異にする１対のループを形成するようにした
ので、組立の作業性及び寸法精度が改善され、電気的特
性のばらつきのないヘリカルアンテナが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるヘリカルアンテナの一実施例の構
成を示す斜視図、第２図は一実施例の要部の構成を示す
斜視図、第３図は本発明の他の実施例の構成を示す斜視
図、第４図は他の実施例の要部の構成を示す展開図、第
５図は他の実施例の他の要部の構成を示す斜視図、第６
図は従来のヘリカルアンテナの構成例をボす斜視図、第
７図は従来のヘリカルアンテナの指向性を示す線図、第
８図は従来のヘリカルアンテナの要部の構成例を示す展
開図である。 （１１）　、　　（１２）　、　　（２１）　、　　（
２２）は７ンテナ素子、（１６）　、　　（２６）は接
続片、αはピッチ角である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ２対の導線が同一円筒面上に交互に配されて、同一ピッ
   チ角で同一方向に螺旋状に巻きつけられると共に、並列
   に給電されるようになされたヘリカルアンテナにおいて
   、 上記２対の導線のそれぞれに対応して交互に配された２
   対の脚部を有する単一の接続片を設け、該接続片の上記
   ２対の脚部の各末端を上記２対の導線の各一端にそれぞ
   れ接続して、長さを異にする１対のループを形成するよ
   うにしたことを特徴とするヘリカルアンテナ。