JP3757907B2 - 双ループアンテナ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、双ループアンテナ素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は従来の双ループアンテナの外観斜視図であり、図７は図６に示した双ループアンテナの給電部の拡大図である。
【０００３】
図６及び図７に示す双ループアンテナは、反射板（例えば金めっき銅板、銀めっき銅板、アルミニウム板等）１と、反射板１に垂直になるように一端（図では下端）が固定された直線状の分岐導体（例えば金めっき銅棒、銀めっき銅棒、アルミニウム棒等）２と、給電外部導体３ａと反射板１とが接触するように反射板１を貫通すると共に分岐導体２と平行に固定された同軸給電線路３と、同軸給電線路３の給電外部導体３ａ及び分岐導体２の他端にそれぞれ接続され、反射板１と平行に配置された平行二線４（４ａ、４ｂ）と、同軸給電線路３の給電内部導体３ｂと分岐導体２の他端（この場合上端）とを接続するジャンパー（例えば金めっき銅板、銀めっき銅板、アルミニウム板等）５と、平行二線４の両端にそれぞれ接続されたループアンテナ素子６ａ、６ｂとで構成されている。
【０００４】
同軸給電線路３及び分岐導体２の反射板１からの長さ（図では高さ）Ｌは使用電波の波長の１／４となっている。これらの分岐導体２、同軸給電線路３、平行二線４ａ、４ｂ及びジャンパー５とで平衡不平衡変換回路（給電部）７を構成しており、同軸給電線路３の不平衡伝送線路を、平衡二線４ａ、４ｂの平衡伝送線路に変換している。
【０００５】
同軸給電線路は、給電内部導体と、給電内部導体の外周に絶縁体を介して形成された給電外部導体とで構成されており、一端（図では下端）から電波が入力される。入力された電波は平行二線を通ってループに電波が到達して電波が放射され、双ループアンテナとして動作する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図８は双ループアンテナの理想的な振幅指向性を示す図であり、極から延びた半直線は利得を示し、周方向の角度は反射板を垂直に配置した場合の水平面内の角度を示す。図９は双ループアンテナの理想的な位相指向性を示す図であり、横軸は方位角を示し、縦軸は位相角を示す。図１０は双ループアンテナの理想的な４面合成指向性を示す図であり、極から延びた半直線は利得を示し、周方向の角度は反射板を垂直に配置した場合の水平面内の角度を示す。
【０００７】
振幅指向性、位相指向性ともに左右対称であることが分かる。このとき、９０度ずつ向きの異なる４面のアンテナを配置したときの合成指向性は、角度による電界強度の差が少ない無指向性となる。
【０００８】
しかしながら、給電部によって平衡不平衡変換を完全に行うことは難しく、平行二線の電流の位相が完全に逆相とはならない。このため、双ループアンテナ本来の動作ではない同相電流がループに現れ、不要放射が発生する。この不要放射により図９に示すように放射電界の位相指向性が左右非対称に歪んでしまう。図５に示すような双ループアンテナを４方向に向かって垂直に配置したときの合成指向性が図１０に示すように左右非対称になり、方位角による電界強度の落ち込みが大きくなるという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、左右対称な指向性が得られる双ループアンテナを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、反射板と、反射板に垂直になるように一端が固定された直線状の分岐導体と、給電外部導体と反射板とが接触するように反射板を貫通すると共に分岐導体と平行に固定された同軸給電線路と、同軸給電線路の給電外部導体及び分岐導体の他端にそれぞれ接続され、反射板と平行に配置された平行二線と、同軸給電線路の給電内部導体と分岐導体の他端とを接続するジャンパーと、平行二線の両端にそれぞれ接続されたループアンテナ素子とを備えた双ループアンテナにおいて、分岐導体及び同軸給電線路の反射板から平行二線までの長さが異なると共に平行二線の少なくとも一方に段差が形成されているものである。
【００１１】
本発明によれば、分岐導体及び同軸給電線路の反射板からの長さが異なるので、同軸給電線路からの電波が平行二線のうちの分岐導体側と同軸給電線路側とに乗り移る位相をずらすことができる。このずれを利用して平行二線の分岐導体側と同軸給電線路側と流れる電流が逆相になるように反射板からの分岐導体及び同軸給電線路の長さを調整すれば、同相電流による不要放射をなくして指向性を左右対称にすることができる。この結果、双ループアンテナを４方向に向かって配置したときの合成指向性が無指向性となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１３】
図１は本発明の双ループアンテナの給電部の一実施の形態を示す外観斜視図である。尚、図５に示した従来例と同様の部材には共通の符号を用いた。
【００１４】
基本的な動作原理は図５に示した従来例と同様であるが、本発明は分岐導体及び同軸給電線路の反射板から平行二線までの長さが異なっている点が特徴である。
【００１５】
すなわち、本発明の双ループアンテナは、反射板１と、反射板１に垂直になるように一端（図では下端）が固定された直線状の分岐導体２と、給電外部導体３ａと反射板１とが接触するように反射板１を貫通すると共に分岐導体２と平行に固定された同軸給電線路３と、給電外部導体３ａ及び分岐導体２の他端（この場合上端）にそれぞれ接続され、反射板１と平行に配置された平行二線４ａ、４ｂと、給電内部導体３ｂと分岐導体２の他端とを接続するジャンパー５と、平行二線４ａ、４ｂの両端にそれぞれ接続されたループアンテナ素子（図６参照）６ａ、６ｂとを備え、分岐導体２及び同軸給電線路３の反射板１からの平行二線４ａ、４ｂまでのそれぞれの長さＬａ、Ｌｂが異なると共に平行二線４ａ、４ｂの両方に段差４ａａ、４ｂｂが形成されているものである。
【００１６】
これらの分岐導体２、同軸給電線路３、平行二線４ａ、４ｂの段差４ａａ、４ｂｂ及びジャンパー５とで平衡不平衡変換回路（給電部）７０を構成しており、同軸給電線路３の不平衡伝送線路を、平行二線４ａ、４ｂの平衡伝送線路に変換している。
【００１７】
双ループアンテナ素子６ａ、６ｂは同一平面上に位置するため、両段差４ａａ、４ｂｂは互いに離れる方向（この場合上下方向）に形成されている。
【００１８】
このように分岐導体２及び同軸給電線路３の反射板１からの長さＬａ、Ｌｂが異なるので、同軸給電線路３からの電波が平行二線４のうちの分岐導体側４ａと同軸給電線路側４ｂとに乗り移る位相をずらすことができる。このずれを利用して平行二線４ａ、４ｂの分岐導体側４ａａと同軸給電線路側４ｂｂと流れる電流が逆相になるように反射板１からの分岐導体２の長さＬａ及び同軸給電線路３の長さＬｂとを調整すれば、同相電流による不要放射をなくして指向性を左右対称にすることができる。この結果、双ループアンテナを４方向に向かって配置したときの合成指向性が無指向性となる。
【００１９】
図２は図１に示した給電部を用いた双ループアンテナの振幅指向性を示す図であり、極から延びた半直線は利得を示し、周方向の角度は反射板を垂直に配置した場合の水平面内の角度を示す。図３は図１に示した給電部を用いた双ループアンテナの位相指向性を示す図であり、横軸は方位角を示し、縦軸は位相角を示す。図４は図１に示した給電部を用いた双ループアンテナの４面合成指向性を示す図であり、極から延びた半直線は利得を示し、周方向の角度は反射板を垂直に配置した場合の水平面内の角度を示す。
【００２０】
振幅指向性、位相指向性ともに左右対称であることが分かる。このとき、９０度ずつ方向の異なる４面のアンテナを配置したときの合成指向性は、角度による電界強度の差が少ない無指向性となる。
【００２１】
図５は本発明の双ループアンテナの給電部の他の実施の形態を示す外観斜視図である。
【００２２】
図１に示した給電部との相違点は、平行二線４ａ、４ｂのうち同軸給電線路側４ｂに段差４ｂｂが形成されている点である。
【００２３】
これらの分岐導体２、同軸給電線路３、分岐導体側４ａ、段差４ｂｂ及びジャンパー５とで平衡不平衡変換回路（給電部）７１を構成しており、同軸給電線路３の不平衡伝送線路を、平衡二線４ａ、４ｂの平衡伝送線路に変換している。
【００２４】
このように形成しても図１に示した給電部と同様の効果が得られる。
【００２５】
尚、本実施の形態では平行二線４の同軸給電線路側４ｂに段差４ｂｂが形成されているが、平行二線４ａ、４ｂのうちの分岐導体側４ａにのみ段差４ａａを形成してもよい。
【００２６】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、左右対称な指向性が得られる双ループアンテナを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の双ループアンテナの給電部の一実施の形態を示す外観斜視図である。
【図２】図１に示した給電部を用いた双ループアンテナの振幅指向性を示す図である。
【図３】図１に示した給電部を用いた双ループアンテナの位相指向性を示す図である。
【図４】図１に示した給電部を用いた双ループアンテナの４面合成指向性を示す図である。
【図５】本発明の双ループアンテナの給電部の他の実施の形態を示す外観斜視図である。
【図６】従来の双ループアンテナの外観斜視図である。
【図７】図６に示した双ループアンテナの給電部の拡大図である。
【図８】双ループアンテナの理想的な振幅指向性を示す図である。
【図９】双ループアンテナの理想的な位相指向性を示す図である。
【図１０】双ループアンテナの理想的な４面合成指向性を示す図である。
【符号の説明】
１ 反射板
２ 分岐導体
３ 同軸給電線路
３ａ 給電外部導体
３ｂ 給電内部導体
４、４ａ、４ｂ 平行二線
５ ジャンパー
７０ 平衡不平衡変換回路（給電部）
【発明の属する技術分野】
本発明は、双ループアンテナ素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は従来の双ループアンテナの外観斜視図であり、図７は図６に示した双ループアンテナの給電部の拡大図である。
【０００３】
図６及び図７に示す双ループアンテナは、反射板（例えば金めっき銅板、銀めっき銅板、アルミニウム板等）１と、反射板１に垂直になるように一端（図では下端）が固定された直線状の分岐導体（例えば金めっき銅棒、銀めっき銅棒、アルミニウム棒等）２と、給電外部導体３ａと反射板１とが接触するように反射板１を貫通すると共に分岐導体２と平行に固定された同軸給電線路３と、同軸給電線路３の給電外部導体３ａ及び分岐導体２の他端にそれぞれ接続され、反射板１と平行に配置された平行二線４（４ａ、４ｂ）と、同軸給電線路３の給電内部導体３ｂと分岐導体２の他端（この場合上端）とを接続するジャンパー（例えば金めっき銅板、銀めっき銅板、アルミニウム板等）５と、平行二線４の両端にそれぞれ接続されたループアンテナ素子６ａ、６ｂとで構成されている。
【０００４】
同軸給電線路３及び分岐導体２の反射板１からの長さ（図では高さ）Ｌは使用電波の波長の１／４となっている。これらの分岐導体２、同軸給電線路３、平行二線４ａ、４ｂ及びジャンパー５とで平衡不平衡変換回路（給電部）７を構成しており、同軸給電線路３の不平衡伝送線路を、平衡二線４ａ、４ｂの平衡伝送線路に変換している。
【０００５】
同軸給電線路は、給電内部導体と、給電内部導体の外周に絶縁体を介して形成された給電外部導体とで構成されており、一端（図では下端）から電波が入力される。入力された電波は平行二線を通ってループに電波が到達して電波が放射され、双ループアンテナとして動作する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図８は双ループアンテナの理想的な振幅指向性を示す図であり、極から延びた半直線は利得を示し、周方向の角度は反射板を垂直に配置した場合の水平面内の角度を示す。図９は双ループアンテナの理想的な位相指向性を示す図であり、横軸は方位角を示し、縦軸は位相角を示す。図１０は双ループアンテナの理想的な４面合成指向性を示す図であり、極から延びた半直線は利得を示し、周方向の角度は反射板を垂直に配置した場合の水平面内の角度を示す。
【０００７】
振幅指向性、位相指向性ともに左右対称であることが分かる。このとき、９０度ずつ向きの異なる４面のアンテナを配置したときの合成指向性は、角度による電界強度の差が少ない無指向性となる。
【０００８】
しかしながら、給電部によって平衡不平衡変換を完全に行うことは難しく、平行二線の電流の位相が完全に逆相とはならない。このため、双ループアンテナ本来の動作ではない同相電流がループに現れ、不要放射が発生する。この不要放射により図９に示すように放射電界の位相指向性が左右非対称に歪んでしまう。図５に示すような双ループアンテナを４方向に向かって垂直に配置したときの合成指向性が図１０に示すように左右非対称になり、方位角による電界強度の落ち込みが大きくなるという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、左右対称な指向性が得られる双ループアンテナを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、反射板と、反射板に垂直になるように一端が固定された直線状の分岐導体と、給電外部導体と反射板とが接触するように反射板を貫通すると共に分岐導体と平行に固定された同軸給電線路と、同軸給電線路の給電外部導体及び分岐導体の他端にそれぞれ接続され、反射板と平行に配置された平行二線と、同軸給電線路の給電内部導体と分岐導体の他端とを接続するジャンパーと、平行二線の両端にそれぞれ接続されたループアンテナ素子とを備えた双ループアンテナにおいて、分岐導体及び同軸給電線路の反射板から平行二線までの長さが異なると共に平行二線の少なくとも一方に段差が形成されているものである。
【００１１】
本発明によれば、分岐導体及び同軸給電線路の反射板からの長さが異なるので、同軸給電線路からの電波が平行二線のうちの分岐導体側と同軸給電線路側とに乗り移る位相をずらすことができる。このずれを利用して平行二線の分岐導体側と同軸給電線路側と流れる電流が逆相になるように反射板からの分岐導体及び同軸給電線路の長さを調整すれば、同相電流による不要放射をなくして指向性を左右対称にすることができる。この結果、双ループアンテナを４方向に向かって配置したときの合成指向性が無指向性となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１３】
図１は本発明の双ループアンテナの給電部の一実施の形態を示す外観斜視図である。尚、図５に示した従来例と同様の部材には共通の符号を用いた。
【００１４】
基本的な動作原理は図５に示した従来例と同様であるが、本発明は分岐導体及び同軸給電線路の反射板から平行二線までの長さが異なっている点が特徴である。
【００１５】
すなわち、本発明の双ループアンテナは、反射板１と、反射板１に垂直になるように一端（図では下端）が固定された直線状の分岐導体２と、給電外部導体３ａと反射板１とが接触するように反射板１を貫通すると共に分岐導体２と平行に固定された同軸給電線路３と、給電外部導体３ａ及び分岐導体２の他端（この場合上端）にそれぞれ接続され、反射板１と平行に配置された平行二線４ａ、４ｂと、給電内部導体３ｂと分岐導体２の他端とを接続するジャンパー５と、平行二線４ａ、４ｂの両端にそれぞれ接続されたループアンテナ素子（図６参照）６ａ、６ｂとを備え、分岐導体２及び同軸給電線路３の反射板１からの平行二線４ａ、４ｂまでのそれぞれの長さＬａ、Ｌｂが異なると共に平行二線４ａ、４ｂの両方に段差４ａａ、４ｂｂが形成されているものである。
【００１６】
これらの分岐導体２、同軸給電線路３、平行二線４ａ、４ｂの段差４ａａ、４ｂｂ及びジャンパー５とで平衡不平衡変換回路（給電部）７０を構成しており、同軸給電線路３の不平衡伝送線路を、平行二線４ａ、４ｂの平衡伝送線路に変換している。
【００１７】
双ループアンテナ素子６ａ、６ｂは同一平面上に位置するため、両段差４ａａ、４ｂｂは互いに離れる方向（この場合上下方向）に形成されている。
【００１８】
このように分岐導体２及び同軸給電線路３の反射板１からの長さＬａ、Ｌｂが異なるので、同軸給電線路３からの電波が平行二線４のうちの分岐導体側４ａと同軸給電線路側４ｂとに乗り移る位相をずらすことができる。このずれを利用して平行二線４ａ、４ｂの分岐導体側４ａａと同軸給電線路側４ｂｂと流れる電流が逆相になるように反射板１からの分岐導体２の長さＬａ及び同軸給電線路３の長さＬｂとを調整すれば、同相電流による不要放射をなくして指向性を左右対称にすることができる。この結果、双ループアンテナを４方向に向かって配置したときの合成指向性が無指向性となる。
【００１９】
図２は図１に示した給電部を用いた双ループアンテナの振幅指向性を示す図であり、極から延びた半直線は利得を示し、周方向の角度は反射板を垂直に配置した場合の水平面内の角度を示す。図３は図１に示した給電部を用いた双ループアンテナの位相指向性を示す図であり、横軸は方位角を示し、縦軸は位相角を示す。図４は図１に示した給電部を用いた双ループアンテナの４面合成指向性を示す図であり、極から延びた半直線は利得を示し、周方向の角度は反射板を垂直に配置した場合の水平面内の角度を示す。
【００２０】
振幅指向性、位相指向性ともに左右対称であることが分かる。このとき、９０度ずつ方向の異なる４面のアンテナを配置したときの合成指向性は、角度による電界強度の差が少ない無指向性となる。
【００２１】
図５は本発明の双ループアンテナの給電部の他の実施の形態を示す外観斜視図である。
【００２２】
図１に示した給電部との相違点は、平行二線４ａ、４ｂのうち同軸給電線路側４ｂに段差４ｂｂが形成されている点である。
【００２３】
これらの分岐導体２、同軸給電線路３、分岐導体側４ａ、段差４ｂｂ及びジャンパー５とで平衡不平衡変換回路（給電部）７１を構成しており、同軸給電線路３の不平衡伝送線路を、平衡二線４ａ、４ｂの平衡伝送線路に変換している。
【００２４】
このように形成しても図１に示した給電部と同様の効果が得られる。
【００２５】
尚、本実施の形態では平行二線４の同軸給電線路側４ｂに段差４ｂｂが形成されているが、平行二線４ａ、４ｂのうちの分岐導体側４ａにのみ段差４ａａを形成してもよい。
【００２６】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、左右対称な指向性が得られる双ループアンテナを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の双ループアンテナの給電部の一実施の形態を示す外観斜視図である。
【図２】図１に示した給電部を用いた双ループアンテナの振幅指向性を示す図である。
【図３】図１に示した給電部を用いた双ループアンテナの位相指向性を示す図である。
【図４】図１に示した給電部を用いた双ループアンテナの４面合成指向性を示す図である。
【図５】本発明の双ループアンテナの給電部の他の実施の形態を示す外観斜視図である。
【図６】従来の双ループアンテナの外観斜視図である。
【図７】図６に示した双ループアンテナの給電部の拡大図である。
【図８】双ループアンテナの理想的な振幅指向性を示す図である。
【図９】双ループアンテナの理想的な位相指向性を示す図である。
【図１０】双ループアンテナの理想的な４面合成指向性を示す図である。
【符号の説明】
１ 反射板
２ 分岐導体
３ 同軸給電線路
３ａ 給電外部導体
３ｂ 給電内部導体
４、４ａ、４ｂ 平行二線
５ ジャンパー
７０ 平衡不平衡変換回路（給電部）
Claims (1)
- 反射板と、該反射板に垂直になるように一端が固定された直線状の分岐導体と、給電外部導体と上記反射板とが接触するように上記反射板を貫通すると共に上記分岐導体と平行に固定された同軸給電線路と、該同軸給電線路の給電外部導体及び上記分岐導体の他端にそれぞれ接続され、上記反射板と平行に配置された平行二線と、上記同軸給電線路の給電内部導体と上記分岐導体の他端とを接続するジャンパーと、上記平行二線の両端にそれぞれ接続されたループアンテナ素子とを備えた双ループアンテナにおいて、上記分岐導体及び上記同軸給電線路の反射板からの上記平行二線までの長さが異なると共に上記平行二線の少なくとも一方に段差が形成されていることを特徴とする双ループアンテナ。
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| JP2002165524A JP3757907B2 (ja) | 2002-06-06 | 2002-06-06 | 双ループアンテナ |
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- 2002-06-06 JP JP2002165524A patent/JP3757907B2/ja not_active Expired - Fee Related
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