JP7010164B2 - Feeding part structure, antenna device and feeding part assembly method - Google Patents
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Description
この発明は、アンテナ素子へ給電する給電部構造、この給電部構造を有するアンテナ装置及び給電部の組立方法に関するものである。 The present invention relates to a feeding portion structure for feeding power to an antenna element, an antenna device having this feeding portion structure, and a method for assembling the feeding portion.
従来の給電部構造及びアンテナ装置には、モノポールアンテナやダイポールアンテナに関するものがある(例えば、特許文献1から特許文献4参照)。モノポールアンテナやダイポールアンテナは、多種の無線装置に汎用的なものである。また、短波(HF:High Frequency)帯などの無線装置のアンテナは、寸法が大きく主に屋外で使用される。
Conventional feeding unit structures and antenna devices include those related to monopole antennas and dipole antennas (see, for example,
特許文献1に開示される給電部構造は、アンテナエレメントを誘電体に挿入したものである。誘電体は着脱可能な形状であり、電気特性の異なる誘電体に付け替えることでアンテナのインピーダンスを調整することが可能である。このような給電部構造は、無線LANやBluetooth(登録商標)などの機器の筐体内に内蔵するアンテナを対象としており、アンテナの保持構造は筐体側が主となる。
The feeding portion structure disclosed in
特許文献2に開示される給電部構造は、一部が同軸構造となっており、導電性外筒内に誘電体が挿入され、マッチングコイルを芯線の替わりとしてアンテナエレメントに接続する。同軸構造部がインピーダンス変成器として動作するため、広帯域なインピーダンス整合に貢献するものである。アンテナエレメントは誘電体で覆われている。アンテナエレメントの保持は同軸構造部以外でおこなっており、アンテナエレメントを誘電帯で覆う構造としている。給電部の一部を同軸構造としているため、電気的な条件で諸寸法が決定される。車載電話など移動通信向けのアンテナを対象としている。
The feeding portion structure disclosed in
特許文献3に開示される給電部構造は、特許文献1に開示される給電部構造と類似の構造である。すなわち、特許文献3に開示される給電部構造は、アンテナエレメントを誘電体に挿入したものである。特許文献3に開示されるアンテナ装置は、アンテナ寸法の大きくなる短波帯への対応を可能とするため、アンテナエレメントの保持を非金属の支線を活用して実現している。誘電体の交換は困難なため、アンテナのインピーダンス調整は給電部近傍に配置する整合回路でおこなっている。また、特許文献3に開示されるアンテナ装置は、非金属支線の活用により強度を確保している構造である。
The feeding portion structure disclosed in
特許文献4に開示される給電部構造は、アンテナエレメント間の誘電体をボルトで固定し、誘電体は外部に剥き出しとなる構造となっている。給電部の強度が高く、アンテナ寸法の大きくなる短波帯でも、非金属支線を不要としながら、給電部構造を有するアンテナ装置が自立できる。さらに、特許文献4に開示される給電部構造は、給電部の誘電体をボルトで固定しているため、非金属支線などの補強部品に依存した構成ではないため、特許文献1から特許文献3に開示されているアンテナ装置に対しても、短波帯のアンテナ装置として親和性があるといえる。
The feeding portion structure disclosed in
しかしながら、特許文献1から特許文献4に開示されるような従来の給電部構造は、給電部の保護(例えば、誘電体の保護)を前提にしていないという課題がある。つまり、給電部の誘電体が外部に剥き出しになり、誘電体が保護されないと、紫外線や水により誘電体の特性が劣化するため、アンテナ特性が劣化する可能性があるという課題がある。例えば、特許文献1に開示された給電部構造は、筐体に内蔵することを前提としているが、短波帯のアンテナ装置に適用した場合、給電部の誘電体が外部に剥き出しとなる。
However, the conventional power feeding unit structure as disclosed in
さらに、特許文献1に開示された給電部構造は、アンテナエレメントを誘電体に挿入しただけの構造であるから、アンテナ寸法が大きい場合に十分な強度を得られない可能性がある。また、誘電体の付替えも自体も困難となる課題や、強度面から誘電体の種類が限定され、十分な電気性能を得られなくなる可能性もある。特許文献2に開示された給電部構造は、アンテナ寸法の大きな短波帯のアンテナ装置に適用した場合、機構設計の自由度の低さから強度不足となるおそれがある。また、内部のマッチングコイルは容易に変更できなくなるおそれもある。
Further, since the feeding portion structure disclosed in
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、簡便な構造で、かつ、給電部が保護されて耐環境性が高い、給電部構造、アンテナ装置及び給電部の組立方法を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and is an assembly of a feeding section structure, an antenna device, and a feeding section having a simple structure and having a high feeding section and high environmental resistance. The purpose is to get a method.
この発明に係る給電部構造及びアンテナ装置は、棒状導体と、開口部を有する箱状の導体であって、内部に前記棒状導体の基端部が収納され、前記基端部と電気的に絶縁した状態で、前記基端部を支持する支持導体と、一方の線路を前記棒状導体に電気的に接続され、他方の線路を前記支持導体に電気的に接続された給電線路とを備えたことを特徴とするものである。 The feeding portion structure and the antenna device according to the present invention are a rod-shaped conductor and a box-shaped conductor having an opening, and the base end portion of the rod-shaped conductor is housed therein and electrically insulated from the base end portion. In this state, a support conductor that supports the base end portion and a feeding line in which one line is electrically connected to the rod-shaped conductor and the other line is electrically connected to the support conductor are provided. It is characterized by.
この発明に係る給電部の組立方法は、開口部を有する箱状の導体である支持導体の内部に棒状導体の基端部を収納し、前記基端部と電気的に絶縁した状態で、前記基端部を支持する棒状導体設置工程と、一方の線路を前記棒状導体に電気的に接続し、他方の線路を前記支持導体に電気的に接続する給電部形成工程とを備えたことを特徴とするものである。 In the method of assembling the power feeding portion according to the present invention, the base end portion of the rod-shaped conductor is housed inside a support conductor which is a box-shaped conductor having an opening, and the base end portion is electrically insulated from the base end portion. It is characterized by including a rod-shaped conductor installation step of supporting the base end portion and a feeding portion forming step of electrically connecting one line to the rod-shaped conductor and electrically connecting the other line to the support conductor. Is to be.
この発明によれば、支持導体の内部に棒状導体の基端部を収納することで、給電部の構造を保護することができる給電部構造、アンテナ装置及び給電部の組立方法を得ることができる。 According to the present invention, by accommodating the base end portion of the rod-shaped conductor inside the support conductor, it is possible to obtain a feeding portion structure capable of protecting the structure of the feeding portion, an antenna device, and a method for assembling the feeding portion. ..
実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態1に係る給電部構造、アンテナ装置及び給電部の組立方法について、図1から図11を用いて説明する。図中、同一若しくは同等の構成には同一符号を付して説明を省略する場合がある。なお、実施の形態に記載する本発明の構成はその1例であり、実施の形態に示すもののみに本発明が拘束されるものではない。他の実施の形態との組み合わせも可能である。また、図2は実施の形態1に係る給電部構造との比較例である給電部構造(以下、「比較例給電部構造」と呼ぶ)の構成図である。
Hereinafter, a method of assembling the feeding unit structure, the antenna device, and the feeding unit according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 11. In the figure, the same or equivalent configurations may be designated by the same reference numerals and description thereof may be omitted. The configuration of the present invention described in the embodiment is an example thereof, and the present invention is not limited to the one shown in the embodiment. Combination with other embodiments is also possible. Further, FIG. 2 is a configuration diagram of a power feeding unit structure (hereinafter referred to as “comparative example feeding unit structure”) which is a comparative example with the feeding unit structure according to the first embodiment.
本願では、図1に示すアンテナ構造を基準として実施の形態や比較例を説明するが、本願は、例えば、図1のアンテナ構造であるモノポールアンテナや、後述のダイポールアンテナへの適用が考えられるが、これらに限定されるものではない。つまり、実施の形態1に係るアンテナ装置は、実施の形態1に係る給電部構造と、後述する給電部構造の棒状導体1を有する第1アンテナ素子と、後述する給電部構造の支持導体2を有する第2アンテナ素子とを備えたものといえる。第2アンテナ素子の形状選択によって、モノポールアンテナやダイポールアンテナなどの動作を実現する。
In the present application, embodiments and comparative examples will be described with reference to the antenna structure shown in FIG. 1. However, the present application may be applied to, for example, a monopole antenna having the antenna structure of FIG. 1 or a dipole antenna described later. However, it is not limited to these. That is, the antenna device according to the first embodiment includes the feeding portion structure according to the first embodiment, the first antenna element having the rod-
図1から図11において、棒状導体1は、アンテナ装置のアンテナエレメントであるメインマスト1である。支持導体2は、開口部2aを有する箱状の導体であって、内部に棒状導体1の基端部1aが収納され、基端部1aと電気的に絶縁した状態で、基端部1aを支持するもの(開口部2aを有する金属箱2)である。金属箱2は、開口部2aの反対側の開口を閉鎖した金属筒2ともいえる。支持導体2もアンテナエレメントである。給電線路3aは、棒状導体1に電気的に接続された一方の線路(信号線3a)である。給電線路3bは、支持導体2に電気的に接続された他方の線路(グランド線3b、GND線3b)である。給電線路3a及び給電線路3bは高周波電圧源3によって給電される。高周波電圧源3は、同軸線路などを介して、給電線路3a及び給電線路3bから離れた位置に配置されることが好ましい。図中では、高周波電圧源3に給電線路3a及び給電線路3bが直接接続されている場合を例示している。また、給電線路3a及び給電線路3bが同軸線路であってもよい。
In FIGS. 1 to 11, the rod-shaped
図1から図11において、地線4は、線状のもので支持導体2と電気的に接続されている。地線4は、複数形成されて、複数の地線4のそれぞれが支持導体2を中心に放射状に延在している。図中では、地線4が四本の場合を例示している。地線4と支持導体2とは電気的に接続されている。誘電体5は、支持導体2の内部に配置(充填)されている絶縁物(誘電体)である。支持導体2は、基端部1aとの間に誘電体5が形成されているともいえる。誘電体5が基端部1aの周囲に配置されて、棒状導体1と支持導体2とを絶縁している。換言すると、誘電体5は、アンテナエレメント間を相互に絶縁するものである。誘電体5には、棒状導体1が挿入される窪み(孔)が開口面2a側の端部に形成されている。誘電体5以外は金属である。
In FIGS. 1 to 11, the
図2に示す比較例給電部構造は、図1に示すアンテナ装置の給電部構造における棒状導体1、支持導体2、誘電体5を、それぞれ比較例給電部構造における棒状導体6(フランジ7)、ベース8、誘電体9に置換した構成であるといえる。
In the comparative example feeding section structure shown in FIG. 2, the rod-shaped
ここで、給電部の動作について説明する。給電部の動作は、本願の給電部構造と比較例給電部構造とにおいて基本的には同じである。高周波電圧源3により、棒状導体1(フランジ7)と支持導体2(ベース8)の間には電界が発生し、給電部として動作する。これにより、棒状導体1(フランジ7)と、支持導体2(ベース8)及び地線4とに、高周波電流が流れて構成品全体がアンテナ装置として動作する。
Here, the operation of the feeding unit will be described. The operation of the feeding section is basically the same in the feeding section structure of the present application and the feeding section structure of the comparative example. The high-
なお、高周波電圧源3と棒状導体1(フランジ7)とは、給電線路3aにより電気的に接続され、高周波電圧源3と支持導体2(ベース8)とは、給電線路3bにより電気的に接続されている。図2では地線4の図示は省略している。実際は、複数形成されて、複数の地線4のそれぞれがベース8を中心に放射状に延在している。地線4とベース8とは電気的に接続されている。また、比較例給電部構造を適用したアンテナ装置である比較例アンテナ装置の図示も省略するが、給電部構造の周辺以外は図1に示すアンテナ装置と類似の構成である。
The high
図2(a)は比較例給電部構造の周辺を拡大した側面図であり、図2(b)は図2(a)における二つのボルト10の挿入状態を示す断面図である。図2に示す比較例である比較例給電部構造は、ボルト固定の給電部構造をモノポールアンテナに適用する一例である。図2において、棒状導体6は、比較例アンテナ装置のアンテナエレメントであるメインマストである。フランジ7は、棒状導体6の基端部7に相当するものである。ベース8は、比較例アンテナ装置のアンテナエレメントとなるものである。誘電体9は、アンテナエレメント間、すなわち、棒状導体6(フランジ7)とベース8とを相互に絶縁するものである。ボルト10は、フランジ7とベース8と誘電体9を相互に固定するものである。インシュレータ11は絶縁物(誘電体)である。詳しくは、フランジ7とベース8がボルト10を介して短絡しないためのインシュレータ11(絶縁材11)である。
FIG. 2A is an enlarged side view of the periphery of the comparative example feeding portion structure, and FIG. 2B is a cross-sectional view showing an inserted state of the two
図2において、ナット12は、ボルト10の先端とベース8との間に配置されている。誘電体9とインシュレータ11以外は、金属である。そのため、厳密には、インシュレータ11は、フランジ7とベース8が、ボルト10又はナット12を介して短絡しないようにするものであるといえる。よって、インシュレータ11は、ボルト10の頭とフランジ7との間にも存在し、ナット12とベース8との間にも存在する。ナット12は、ベース8において誘電体9が存在する側とは反対側の面に形成された凹部に配置されているので、ベース8において誘電体9が存在する側とは反対側の面には、ボルト10やナット12による突起が存在しない。
In FIG. 2, the
図2に示す比較例給電部構造では、アンテナエレメント間の固定には、ボルト10、インシュレータ11、ナット12と多くの部品が必要となる場合がある。また、図2に示す比較例給電部構造では、誘電体9が外部に剥き出しとなる箇所が多くなる場合がある。そのため、水や紫外線への耐環境性を向上させるためには、誘電体9に対して、シーリングや塗装を施すことが有効である。しかしながら、部品数の多さ、シーリングや塗装箇所の多さは、工作性を含めてコスト高となるおそれがある。また、部品数の多さ、シーリングや塗装箇所の多さは、別の懸念もある。
In the comparative example feeding section structure shown in FIG. 2, many parts such as
ここで、別の懸念の一例として、比較例給電部構造(比較例アンテナ装置)を強風地域や砂地に設置する場合について説明する。強風地域や砂地では、砂などの飛散物が比較例給電部構造(比較例アンテナ装置)に衝突することが多い。この飛散物がサンドブラストのような役割を果たしてしまい、比較例給電部構造(比較例アンテナ装置)の塗装やシーリング箇所では剥離が生じる。このような剥離は、特に給電部に影響があり、降水時などに浸水が生じてアンテナ特性が劣化するおそれがある。飛散物への対策として、給電部にカバーを設けるなどが有効である。しかし、設計工数の増加、コスト増、受風面積増加によるアンテナの強度低下などのおそれがある。但し、これは本願に係る給電部構造(アンテナ装置)にカバーを設けることを除外するということは意味していない。 Here, as an example of another concern, a case where the comparative example feeding unit structure (comparative example antenna device) is installed in a strong wind area or a sandy area will be described. In strong wind areas and sandy areas, scattered objects such as sand often collide with the power feeding unit structure (comparative example antenna device) of the comparative example. This scattered material plays a role like sandblasting, and peeling occurs at the coating and sealing points of the comparative example feeding part structure (comparative example antenna device). Such peeling particularly affects the feeding portion, and there is a possibility that water may be inundated during precipitation and the antenna characteristics may be deteriorated. As a countermeasure against scattered objects, it is effective to provide a cover on the feeding part. However, there is a risk that the design man-hours will increase, the cost will increase, and the strength of the antenna will decrease due to the increase in the wind receiving area. However, this does not mean that the provision of a cover on the feeding unit structure (antenna device) according to the present application is excluded.
さらに、図2に示す比較例給電部構造では、高周波電圧源3による発生電界が、ボルト10の存在により乱れるだけでなく、インシュレータ11から天側や大地側へ漏れ出すため、アンテナ性能が劣化するおそれがある。比較例給電部構造(比較例アンテナ装置)は、電界が複雑に伝搬する構造は電磁界解析の精度を得にくくする要因であり、設計は机上で完結せず、試作評価に頼るため、製造工程の圧迫やコスト高となるおそれもある。但し、これは本願に係る給電部構造(アンテナ装置)にボルトやナットを一切使用しないということは意味していない。
Further, in the comparative example feeding section structure shown in FIG. 2, the electric field generated by the high-
次に、図1及び図3を用いて、実施の形態1に係る給電部構造及びアンテナ装置について説明する。図1に示すアンテナ装置では、高周波電圧源3、給電線路3a及び給電線路3bの図示は省略しているが、高周波電圧源3、給電線路3a及び給電線路3bに関しては図3に記載の構成と同じである。図3(a)は給電部構造の周辺を拡大した斜視図であり、図3(b)は図3(a)における箱状の支持導体2の内部が見える状態を示す断面図である。図3(b)では二つのボルト13により、平板部2bが支持導体2に固定されている状態が分かる。図3において、平板部2bは、支持導体2の開口部2aと反対側に形成されている。なお、平板部2bは、支持導体2の構成の一部としてよい。ボルト13は平板部2bを支持導体2に固定するものである。
Next, the feeding section structure and the antenna device according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 3. In the antenna device shown in FIG. 1, the high
また、ボルト13は、平板部2bにおいて支持導体2(誘電体5)が存在する側とは反対側の面に形成された凹部に配置されているので、平板部2bにおいて支持導体2(誘電体5)が存在する側とは反対側の面には、ボルト13による突起が存在しない。図中では、箱状の支持導体2の底に平板部2bをボルト13で固定しているが、支持導体2と平板部2bとを一体的に形成してもよい。また、支持導体2を筒状のもの(前述の金属筒2)として、開口部2aと反対側に平板部2bを設けることで平板部2bを蓋として、支持導体2と平板部2bとで箱状の支持導体2を形成してもよい。
Further, since the
図3では、放射状に延在する複数の地線4は、支持導体2の開口部2aと反対側に形成された平板部2bに電気的に接続されている。もちろん、平板部2bを形成せずに、放射状に延在する複数の地線4は、支持導体2の開口部2aと反対側に電気的に接続されていてもよい。さらに、平板部2bの有無に関わらず、放射状に延在する複数の地線4は、支持導体2の開口部2aに電気的に接続されていてもよい。図8及び図9を用いて後述する。
In FIG. 3, a plurality of
実施の形態1に係る給電部構造(アンテナ装置)の具体的な構造について図3を用いて説明する。給電部構造(アンテナ装置)のグランドとなるベースに相当する平面部2bが給電部構造(アンテナ装置)に設置されている。平面部2bには、開口部2aを有する金属箱である支持導体2と地線4が電気的に接続されている。支持導体2(金属箱2)は平面部2bの概ね中央に位置し、平面部2bの裏側よりボルト13で固定される。支持導体2(金属箱2)の肉厚内にボルト13用のネジ穴が設けられるため、ボルト13は支持導体2(金属箱2)の内面には突出しない。
The specific structure of the feeding part structure (antenna device) according to the first embodiment will be described with reference to FIG. A
アンテナ装置の地線4は端末を備えた金属線である。図3では符号を付していないネジによって平面部2bに接続されている。地線4の本数は四本であり、好ましくは概ね等角度に又は等角度に四方向へ敷設するが、前述のように地線4の本数は四本に限らず、放射状に延在する複数の地線4であればよい。地線4が(n+1)本の場合、好ましくは概ね等角度に又は等角度にn方向へ敷設する。ここで、nは1以上の整数である。
The
棒状導体1の下部は支持導体2(金属箱2)に挿入されるが、支持導体2(金属箱2)と短絡しないように誘電体5が、棒状導体1と支持導体2(金属箱2)との間に挿入されている。棒状導体1と誘電体5と支持導体2(金属箱2)は、接着剤により相互に固定される。棒状導体1と支持導体2(金属箱2)はそれぞれ高周波電圧源3に給電線路3aと給電線路3bを介して電気的に接続される。なお、図示は省略するが、支持導体2(金属箱2)と誘電体5の天側の面はシーリング材で覆われていることが好ましい。支持導体2(金属箱2)の天側の面は、開口部2aに相当する。図示は省略するが、平面部2bは杭等で大地に固定することが好ましい。高周波電圧源3には、バランや整合回路が含まれ、アンテナ装置と送受信機との仲介を行うものである。
The lower part of the rod-shaped
実施の形態1に係る(アンテナ装置)では、支持導体2(金属箱2)の固定位置を平面部2bの概ね中央としたが、これに限定されるものではない。また、地線4の本数は4、敷設方位は概ね等角度としたが、前述のとおり、四本四方位に限定されるものではない。さらに、支持導体2(金属箱2)と平面部2bの固定手段はボルト13としたが、支持導体2(金属箱2)内に、導体や絶縁物が突出しなければ他の固定手段としてもよい。図3(b)では誘電体5が支持導体2(金属箱2)内の全てに充填された状態である。もちろん、部分的に誘電体5を形成してもよいし、誘電体5が分割されていてもよい。誘電体5が支持導体2(金属箱2)内で、部分的で存在したり、分割されて存在したりする場合は、金属である支持導体2と誘電体5との熱膨張係数の違いに対処しやすいという利点や、誘電体5の加工費や材料費の低減なども見込める。また、図1や図3(a)では、平面部2bの形状を正方形で描画したが、正方形に限定されるものではない。地線4は金属線であるが、保護皮膜が表面に形成されていてもよい。
In the (antenna device) according to the first embodiment, the fixed position of the support conductor 2 (metal box 2) is set to be approximately the center of the
実施の形態1に係る給電部構造(アンテナ装置)の動作について図1及び図3を用いて説明する。高周波電圧源3の信号線3aは棒状導体1に、グランド線3bは支持導体2(金属箱2)に接続される。支持導体2(金属箱2)には平面部2bを介して地線4が接続されており、支持導体2(金属箱2)と平面部2bと地線4の全てがアンテナのグランド(GND)となる。高周波電圧源3により、支持導体2(金属箱2)の内側には高周波電界が発生し、図1及び図3の金属構成品には全て高周波電流が流れてアンテナ装置として動作する。
The operation of the feeding unit structure (antenna device) according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 3. The signal line 3a of the high
誘電体5は給電部構造に必要不可欠であるが、耐環境性や強度面で金属に劣る。実施の形態1に係る給電部構造(アンテナ装置)は、アンテナエレメントの一部が誘電体5で覆われ、誘電体5はその大部分が金属で覆われて構成される。誘電体5の不利点を金属の外骨格(支持導体2)で補う構造である。アンテナ装置の寸法が大きく、屋外で使用される短波帯の無線装置であっても、誘電体5の固定にボルトを必須とせず、部品点数も少なく、給電部の構造を単純化できる。よって、実施の形態1に係る給電部構造(アンテナ装置)は、耐環境性に優れ、高強度で、電磁界解析の精度が良好なため設計品質が高く、低コスト化を実現できる。詳細を以下で説明する。 The dielectric 5 is indispensable for the structure of the feeding portion, but is inferior to the metal in terms of environmental resistance and strength. The feeding portion structure (antenna device) according to the first embodiment is configured such that a part of the antenna element is covered with the dielectric 5 and the dielectric 5 is mostly covered with metal. It is a structure that compensates for the disadvantages of the dielectric 5 with a metal exoskeleton (support conductor 2). Even in a short-wave band wireless device that has a large size of an antenna device and is used outdoors, bolts are not required for fixing the dielectric 5, the number of parts is small, and the structure of the feeding portion can be simplified. Therefore, the feeding unit structure (antenna device) according to the first embodiment has excellent environmental resistance, high strength, and good electromagnetic field analysis accuracy, so that the design quality is high and the cost can be reduced. Details will be described below.
図1及び図3に示すように、誘電体5は大部分が支持導体2(金属箱2)に覆われており、誘電体5の強度の低さ、耐環境性の低さを支持導体2(金属箱2)が外側から補う外骨格の構造となっている。棒状導体1の荷重は下方向に、モーメントは側方に向かうが、これらはどれも支持導体2(金属箱2)の存在する領域であるため、棒状導体1と誘電体5と支持導体2(金属箱2)の相互の固定は接着剤でも容易にできる。支持導体2(金属箱2)と平面部2bの固定にはボルト13を使用するも、図3に示すように、支持導体2(金属箱2)の内面には突出しないため、固定は強固でありながら内部の電界は乱れない。また、ボルト13の周囲を支持導体2(平板部2b)の金属のみにすることが容易なため、ボルト13の周辺にはインシュレータが不要であり、漏れ電界が地中に侵入して損失になることもない。
As shown in FIGS. 1 and 3, the dielectric 5 is mostly covered with the support conductor 2 (metal box 2), and the
図1及び図3に示すように、誘電体5が支持導体2(金属箱2)で覆われていない部位は天側の極一部のみであり、シーリングする場合でも極わずかな部分で済ますことができる。そのため、実施の形態1に係る給電部構造(アンテナ装置)は、比較例給電部構造(比較例アンテナ装置)と比較すると、シーリングが剥離する可能性は格段に低くなっている。また、シーリングが剥離する可能性が低い理由には、実施の形態1に係る給電部構造(アンテナ装置)では横方向(水平方向、地線4が延在する方向)からの飛散物の衝突は、垂直方向に延在する支持導体2(金属箱2)で誘電体5が保護されていることがある。これは、風による飛散物が、主に横方向(水平方向、地線4が延在する方向)から到来するためである。
As shown in FIGS. 1 and 3, the part where the dielectric 5 is not covered with the support conductor 2 (metal box 2) is only a very small part on the top side, and even when sealing, only a very small part is required. Can be done. Therefore, the feeding portion structure (antenna device) according to the first embodiment is much less likely to have the sealing peeled off than the comparative example feeding portion structure (comparative example antenna device). Further, the reason why the sealing is unlikely to be peeled off is that in the feeding unit structure (antenna device) according to the first embodiment, the collision of scattered objects from the lateral direction (horizontal direction, the direction in which the
実施の形態1に係る給電部構造は、棒状導体1、支持導体2、誘電体5があり、箱状又は筒状の支持導体2の一端は開口(開口部2a)し、他端は導体板でシールドされ、棒状導体1の一部(基端部1a)は、支持導体2の内側にあり、誘電体5は支持導体2と棒状導体1の間にある。棒状導体1と支持導体2とは高周波電圧源3に接続されている。実施の形態1に係るアンテナ装置は、実施の形態1に係る給電部構造の棒状導体1と支持導体2とに高周波電圧源3から高周波電圧が印加されるとアンテナ装置の給電部としてアンテナ装置として動作する。
The power feeding portion structure according to the first embodiment includes a rod-shaped
このような構成のため、実施の形態1に係る給電部構造(アンテナ装置)は、部品数を少なくすることが容易で、耐環境性に難のある誘電体5の露出部位は極小化されるとともにリスクの低い位置となる。後述するように組立方法(実施の形態1に係る給電部の組立方法)も簡易であり、構造も単純化される。よって、実施の形態1に係る給電部構造(アンテナ装置)は、耐環境性に優れ、高強度で、電磁界解析の精度の良さから設計品質が高く、低コスト化を容易に実現できる。 Due to such a configuration, the feeding portion structure (antenna device) according to the first embodiment can easily reduce the number of parts, and the exposed portion of the dielectric 5 having difficulty in environmental resistance is minimized. At the same time, it becomes a low-risk position. As will be described later, the assembly method (the method of assembling the feeding unit according to the first embodiment) is also simple, and the structure is also simplified. Therefore, the feeding unit structure (antenna device) according to the first embodiment has excellent environmental resistance, high strength, high design quality due to the high accuracy of electromagnetic field analysis, and cost reduction can be easily realized.
次に、実施の形態1に係る給電部の組立方法を図4から図7を用いて説明する。実施の形態1に係る給電部の組立方法は、実施の形態1に係る給電部構造を組み立てる方法である。図5及び図6において、上部エレメント部1bは、棒状導体1の一部である。詳しくは、実施の形態1に係る給電部構造(アンテナ装置)では、棒状導体1が、基端部1aと基端部1a以外の部分である上部エレメント部1bとが別体であってもよい。尖頭部1cは、基端部1aの一部である。
Next, the method of assembling the power feeding unit according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 4 to 7. The method for assembling the power feeding unit according to the first embodiment is a method for assembling the power feeding unit structure according to the first embodiment. In FIGS. 5 and 6, the upper element portion 1b is a part of the rod-shaped
詳しくは、実施の形態1に係る給電部構造(アンテナ装置)では、基端部1aが、少なくとも開口部2aから突出(露出)している尖頭部1cを有し、尖頭部1cが上部エレメント部1bと嵌合され、棒状導体1が形成されているものでもよい。また、上部エレメント部1bは、支持導体2の側の端部に形成された孔に尖頭部1cが挿入され、嵌合されていてもよい。上部エレメント部1bが筒状であれば、その筒は尖頭部1cが挿入される孔といえる。上部エレメント部1bと基端部1aとの嵌合(接続)は、差し込みでもボルトなどによる締結でもよい。
Specifically, in the feeding portion structure (antenna device) according to the first embodiment, the proximal end portion 1a has at least a cusp 1c protruding (exposed) from the opening 2a, and the cusp 1c is the upper portion. It may be fitted with the element portion 1b to form the rod-shaped
実施の形態1に係る給電部の組立方法は、棒状導体設置工程及び給電部形成工程を備えている。なお、棒状導体設置工程の前に、支持導体2を、給電構造(アンテナ装置)を設置する場所に設置する支持導体設置工程を実施の形態1に係る給電部の組立方法の構成としてもよい。図4(a)、図5(a)は、図7(a)は、棒状導体設置工程の前の状態を示す断面図である。図4(b)、図5(b)、図7(b)は、棒状導体設置工程によって、開口部2aを有する箱状の導体である支持導体2の内部に棒状導体1の基端部1aを収納し、基端部1aと電気的に絶縁した状態で、基端部1a(棒状導体1)を、誘電体5を介して支持導体2が支持した状態を示す断面図である。
The method for assembling the feeding portion according to the first embodiment includes a rod-shaped conductor installation step and a feeding portion forming step. In addition, before the rod-shaped conductor installation step, the support conductor installation step of installing the
図4(c)、図5(c)、図7(c)は、給電部形成工程によって一方の線路(給電線路3a、信号線3a)を棒状導体1に電気的に接続し、他方の線路(給電線路3b、グランド線3b)を前記支持導体に電気的に接続した状態を示す断面図である。図4(c)、図5(c)、図7(c)には、地線4を支持導体2(平板部2b)に電気的に接続する地線形成工程も完了した状態も示している。地線4は開口部2aに電気的に接続してよい。地線形成工程も実施の形態1に係る給電部の組立方法の構成としてもよい。図4、図5、図7の断面図は、二つのボルト13の挿入状態又は二つのボルト13用の孔を示す断面図である。なお、図6は、基端部1aと上部エレメント部1bとに分かれた棒状導体1を有する給電部の組立方法の棒状導体設置工程の途中段階を示す構成図(給電部の周辺を拡大した図)である。
In FIGS. 4 (c), 5 (c), and 7 (c), one line (feed line 3a, signal line 3a) is electrically connected to the rod-shaped
図4(a)(b)、図5(a)(b)に流れを示すように、棒状導体設置工程は、開口部2aから内部へ棒状導体の基端部1aを挿入するようにしてもよい。また、図5(b)(c)、図6に示すように、棒状導体設置工程は、基端部1aと基端部1a以外の部分である上部エレメント部1bとが別体である棒状導体1を設置するものであって、基端部1aを支持導体2に支持させた後(図5(b))に、開口部2aから突出(露出)している基端部1aの尖頭部1cへ上部エレメント部1bと嵌合させてもよい(図6、図5(c))。 As shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b) and FIGS. 5 (a) and 5 (b), in the rod-shaped conductor installation step, even if the base end portion 1a of the rod-shaped conductor is inserted into the inside from the opening 2a. good. Further, as shown in FIGS. 5 (b) and 5 (c), in the rod-shaped conductor installation step, the rod-shaped conductor is a separate body from the base end portion 1a and the upper element portion 1b which is a portion other than the base end portion 1a. 1 is installed, and after the base end portion 1a is supported by the support conductor 2 (FIG. 5 (b)), the pointed head of the base end portion 1a protruding (exposed) from the opening 2a. The upper element portion 1b may be fitted to 1c (FIGS. 6 and 5 (c)).
図示は省略するが、棒状導体設置工程は、基端部1aと基端部1a以外の部分である上部エレメント部1bとが別体である棒状導体1を設置するものであって、基端部1aの尖頭部1cへ上部エレメント部1bと嵌合させた後に、基端部1aを、誘電体5を介して支持導体2に支持させるようにしてよい。この場合は、図4及び図7に示す給電部構造にも適用可能なことはいうまでもない。
Although not shown, the rod-shaped conductor installation step is to install the rod-shaped
上部エレメント部1bと尖頭部1cとを嵌合させる場合の棒状導体設置工程は、上部エレメント部1bの端部に形成された孔に、尖頭部1cを挿入して嵌合させることが考えられる。この場合、上部エレメント部1bの端部に形成された孔は、図5(b)(c)に示すように尖頭部1bの形状に合わせて良いし、図6に示すような前述の筒状の上部エレメント部1bの筒に尖頭部1cを挿入して嵌合させてもよい。 In the rod-shaped conductor installation process when the upper element portion 1b and the pointed head 1c are to be fitted, it is conceivable that the pointed head 1c is inserted into the hole formed at the end of the upper element portion 1b and fitted. Be done. In this case, the hole formed at the end of the upper element portion 1b may match the shape of the pointed head 1b as shown in FIGS. 5 (b) and 5 (c), or the above-mentioned cylinder as shown in FIG. The pointed head 1c may be inserted into the cylinder of the shaped upper element portion 1b and fitted.
つまり、実施の形態1に係る給電部構造(アンテナ装置)は、棒状導体1の上部が上部エレメント部1b、下部が基端部1aとの分割構造でもよい。尖頭部1cは基端部1aと一体でも別体でもよい。棒状導体1を分割構造とし、基端部1aは支持導体2(金属箱2)の中に埋め込まれ、上部エレメント部1bは分離可能な構造としている。基端部1a(尖頭部1c)は上部エレメント部1bに差し込める構造であり、双方の接続が可能である。
That is, the feeding portion structure (antenna device) according to the first embodiment may have a split structure in which the upper portion of the rod-shaped
このように、棒状導体1を分割し、下部の基端部1aのみを支持導体2(金属箱2)に埋め込んだことにより、給電部の工作性が向上する。可搬型のアンテナ装置の場合には使用場所で組立てることが一般的であるため、分割可能な構造は可搬型アンテナへの親和性を高める。棒状導体1(上部エレメント部1b)と支持導体2(金属箱2)は、それぞれ高周波電圧源3に接続される場合は、基端部1aや尖頭部1cは絶縁体でもよい。図示はしていないが、もちろん、高周波電圧源3の給電線路3a(信号線3a)を基端部1a(尖頭部1c)に電気的に接続してもよい。この場合は、基端部1a(尖頭部1c)は金属などの導電性のものとなる。また、上部エレメント部1bと基端部1a(尖頭部1c)との嵌合(接続)は電気的なものとなる。
By dividing the rod-shaped
図示は省略するが、棒状導体設置工程は、上部エレメント部1bの端部に設けられた尖頭部へ基端部1aと嵌合させるものでもよい。実施の形態1に係る給電部構造は、上部エレメント部1bが、端部に尖頭部1cを有し、尖頭部1cが基端部1aと嵌合され、棒状導体1が形成されている。また、基端部1aは、開口部2aの側の端部に形成された孔に尖頭部1cが挿入され、嵌合されている。上部エレメント部1bと基端部1aとの嵌合(接続)は、差し込みでもボルトなどによる締結でもよい。
Although not shown, the rod-shaped conductor installation step may be to fit the base end portion 1a to the tip head provided at the end portion of the upper element portion 1b. In the feeding portion structure according to the first embodiment, the upper element portion 1b has a tip portion 1c at the end portion, and the tip end portion 1c is fitted with the base end portion 1a to form a rod-shaped
よって、棒状導体設置工程は、基端部1aと基端部以外の部分である上部エレメント部1bとが別体である棒状導体1を設置するものであって、基端部1aを支持導体2に支持させた後に、上部エレメント部1bの端部に設けられた尖頭部1cへ基端部1aと嵌合させるものである。または、棒状導体設置工程は、基端部1aと基端部1a以外の部分である上部エレメント部1bとが別体である棒状導体1を設置するものであって、上部エレメント部1bの端部に設けられた尖頭部1cへ基端部1aと嵌合させるものである。さらに、棒状導体設置工程は、基端部1aの端部に形成された孔に、尖頭部1cを挿入して嵌合させるものである。基端部1aの端部に形成された孔は、開口部2a側の基端部1aの端部に形成されている。尖頭部1cは、開口部2a側に向かって突出しており、上部エレメント部1bの下部側の端面に形成されている。
Therefore, in the rod-shaped conductor installation step, the rod-shaped
実施の形態1において支持導体2は、内部に棒状導体1の基端部1aが収納され、基端部1aと電気的に絶縁した状態で、誘電体5を介して基端部1aを支持するとしている。これは、開口部2aから内部へ棒状導体1の基端部1aが挿入され、基端部1aと電気的に絶縁した状態で、誘電体5を介して基端部1aを支持する場合に限らない。例えば、図7に示すように、天側から棒状導体1の基端部1aの外周(厳密には、基端部1aが挿入された誘電体5の外周)に沿って筒状の支持導体2を嵌めるもの、又は、棒状導体1の基端部1aの外周(厳密には、基端部1aが挿入された誘電体5の外周)に沿って筒状の支持導体2で囲うものも含む。
In the first embodiment, the
図7に示す給電部の組立方法をさらに詳しく説明する。給電部構造(アンテナ装置)の設置場所に支持導体2の平板部2bを設置する(図7(a))。これは、支持導体2を設置する支持導体設置工程といえる。次に、平板部2bの上に誘電体5を設置する。図示はしていないが、平板部2bの上に設置する誘電体5は棒状導体1を支持した後のものでも良い(図7(b))。図7(b)は、平板部2bの上に設置された誘電体5へ棒状導体1の基端部1aを挿入した後を示している。図7(c)は、基端部1aが挿入された誘電体5の外周に沿って筒状の支持導体2を嵌めた後、又は、筒状の支持導体2で囲った後を示している。厳密には、図7(c)は嵌めた後(囲った後)に筒状の支持導体2と平板部2bとをボルト13で固定した状態を示している。
The method of assembling the feeding unit shown in FIG. 7 will be described in more detail. The
実施の形態1に係る給電部構造、アンテナ装置及び給電部の組立方法は、地線4を平板部2bではなく、開口部2aに電気的に接続してもよい。この場合の説明を図8及び図9を用いて説明する。図8に示すアンテナ装置では、高周波電圧源3、給電線路3a及び給電線路3bの図示は省略しているが、高周波電圧源3、給電線路3a及び給電線路3bに関しては図9に記載の構成と同じである。図9(a)は給電部構造の周辺を拡大した斜視図であり、図9(b)は図9(a)における箱状の支持導体2の内部が見える状態を示す断面図である。図9(b)では二つのボルト13により、平板部2bが支持導体2に固定されている状態が分かる。
In the method of assembling the feeding portion structure, the antenna device, and the feeding portion according to the first embodiment, the
図9において、平板部2bは、支持導体2の開口部2aと反対側に形成されているが、必須の構成ではない。また、前述のとおり、平板部2bは、支持導体2の構成の一部としてよい。また、図8や図9(a)でも、平面部2bの形状を正方形で描画したが、正方形に限定されるものではない。同じく、地線4は金属線であるが、保護皮膜が表面に形成されていてもよい。
In FIG. 9, the
アンテナ装置の地線4は端末を備えた金属線である。図9では符号を付していないネジによって開口部2aに接続されている。地線4の本数は四本であり、好ましくは概ね等角度に又は等角度に四方向へ敷設するが、前述のように地線4の本数は四本に限らず、放射状に延在する複数の地線4であればよい。地線4が(n+1)本の場合、好ましくは概ね等角度に又は等角度にn方向へ敷設する。ここで、nは1以上の整数である。
The
図10に示す給電部構造では、給電部の固有共振(後述)の回避対策として、棒状導体1を筒形状(筒状)としたが、その他の形状変更により静電容量cを小さくしてもよい。例えば、棒状導体1の方ではなく、支持導体2(金属箱2)の形状を単純な箱形状(箱状)から末広がりのテーパ形状にするなどしてもよい。また、棒状導体1と支持導体2(金属箱2)の双方の形状を変えてもよい。
In the feeding section structure shown in FIG. 10, the rod-shaped
ここで、給電部での固有共振について説明する。支持導体2(金属箱2)と棒状導体1との間には、静電容量cが発生する。静電容量cの大きさは、支持導体2(金属箱2)と棒状導体1の間隔と対向面積、誘電体5の比誘電率から決まる。高周波電圧源3からの接続線(給電線路3a、給電線路3b)には、線路の長さによるインダクタンスLが生じる。これら静電容量cとインダクタンスLにより、給電部の構造のみで固有共振が発生する場合がある。共振周波数fは次式である。f=1/(2π√LC)
Here, the natural resonance in the feeding unit will be described. A capacitance c is generated between the support conductor 2 (metal box 2) and the rod-shaped
一般的に短波帯などでは、給電部の固有共振は使用周波数帯域よりも高い周波数で生じるため支障はないが、給電部の条件次第では使用周波数帯域内、あるいは近傍にて共振する場合がある。固有共振周波数では給電部のインピーダンスが大きくなり、無限大となる場合もある。この場合は整合回路を付与してもアンテナ装置とのインピーダンス整合は見込めなくなる。 Generally, in the short wave band or the like, the natural resonance of the feeding unit occurs at a frequency higher than the frequency band used, so that there is no problem, but depending on the conditions of the feeding unit, resonance may occur in or near the frequency band used. At the natural resonance frequency, the impedance of the feeding unit becomes large and may become infinite. In this case, even if a matching circuit is added, impedance matching with the antenna device cannot be expected.
給電部の固有共振が生じる場合、その固有共振を回避するには、支持導体2(金属箱2)と棒状導体1の間隔と対向面積、誘電体5の比誘電率、高周波電圧源3からの接続線(給電線路3a、給電線路3b)の線路の長さをパラメータとして調整する。しかしながら、これらの調整をしても給電部の固有共振が影響する場合には、図10に示すように、棒状導体1を筒形状(筒状)にすることも有効となる。これにより、棒状導体1の下端面では対向面積を小さくできるため、給電部の固有共振を高い周波数へ移行する効果を得られる。また、副次的には軽量化の利点もある。
When the natural resonance of the feeding part occurs, in order to avoid the natural resonance, the distance between the support conductor 2 (metal box 2) and the rod-shaped
実施の形態1に係る給電部構造(アンテナ装置)では、上部エレメント部1bが筒状でもよいと説明したが、図10に示すように、棒状導体1全体が筒状であってもよい。図10では、棒状導体1の内部の筒状部分を破線で図示している。もちろん、基端部1aと上部エレメント部1bとが別体である場合において、基端部1aが筒状でもよい。もちろん、基端部1aと上部エレメント部1bとを嵌合(接続)して連通した筒状の棒状導体としてもよい。
In the feeding portion structure (antenna device) according to the first embodiment, it has been described that the upper element portion 1b may be cylindrical, but as shown in FIG. 10, the entire rod-shaped
これまでは、実施の形態1に係る給電部構造、アンテナ装置及び給電部の組立方法として、棒状導体1及び支持導体2は、共に断面が円形のものを用いて説明してきたが、棒状導体1及び支持導体2は、断面が多角形でもよい。もちろん、棒状導体1及び支持導体2の一部の断面が円形、一部の断面が多角形でもよい。図11に例示する実施の形態1に係る給電部構造では、棒状導体1の上部エレメント部1bの断面が円形で、基端部1aの断面が四角形のものを示している。支持導体2の断面は内外共に四角形である。
So far, as the method of assembling the feeding portion structure, the antenna device, and the feeding portion according to the first embodiment, the rod-shaped
図11と図1から図10との違いは、棒状導体1の下部(基端部1a)と支持導体2(金属箱2)の水平面の断面形状を多角形(四角形)とした点である。図1から図10に示す棒状導体1の下部(基端部1a)と支持導体2(金属箱2)の水平面の断面形状は円であった。この場合、水平面内の回転力が付与されると、棒状導体1と誘電体5と支持導体2(金属箱2)の接着剤による相互の固定に支障をきたす可能性があり、図示していないシーリングも同様である。図11のように形状を多角形とすることで、水平面内の回転力への耐性が高まり、品質維持に貢献できる。支持導体2(金属箱2)の加工も板金曲げで実現できるため、低コスト化の効果もある。
The difference between FIGS. 11 and 1 to 10 is that the cross-sectional shape of the horizontal plane of the lower portion (base end portion 1a) of the rod-shaped
図11に示す棒状導体1は、基端部1aと基端部1a以外の部分では、径が基端部1aの方が大きいといえる。図11では棒状導体1の下部(基端部1a)と支持導体2(金属箱2)の水平面の断面形状は四角であるが、その他の多角形でも同様の効果を得られる。また、図11では棒状導体1の下部(基端部1a、及び、上部エレメント部1bの下部)の形状が、支持導体2(金属箱2)の中と外とで異なっているが、同一としてもよい。
It can be said that the rod-shaped
実施の形態2.
以下、この発明の実施の形態2に係る給電部構造、アンテナ装置及び給電部の組立方法について、図12及び図13を用いて説明する。図中、同一若しくは同等の構成には同一符号を付して説明を省略する場合がある。なお、実施の形態に記載する本発明の構成はその1例であり、実施の形態に示すもののみに本発明が拘束されるものではない。他の実施の形態との組み合わせも可能である。
Hereinafter, a method of assembling the feeding unit structure, the antenna device, and the feeding unit according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 12 and 13. In the figure, the same or equivalent configurations may be designated by the same reference numerals and description thereof may be omitted. The configuration of the present invention described in the embodiment is an example thereof, and the present invention is not limited to the one shown in the embodiment. Combination with other embodiments is also possible.
図12及び図13において、棒状導体1は、開口部2aよりも内部の径の方が大きいものである。支持導体2は、開口部2aと開口部2a以外の部分とが別体で、開口部2aは円環状(輪状)の部材である金属蓋14(円環部14)である。これは、実施の形態2に係る給電部の組立方法は、棒状導体設置工程の後に、開口部2aへ、開口部2aの径よりも小径の開口が穿たれた金属蓋14(円環部14)を取り付ける小径化工程があるといえる。円環状の部材である金属蓋14(円環部14)が開口部2aそのものであるといってもよい。この場合、棒状導体設置工程の後に、開口部2aへ、開口部2aの径よりも小径の開口が穿たれた金属蓋14(円環部14)を取り付けて開口部2aの径を狭める小径化工程があるといえる。
In FIGS. 12 and 13, the rod-shaped
図12(a)に示す給電部構造と、実施の形態1に係る給電部構造との違いは、支持導体2(金属箱2)の天側の開口部2aに、棒状導体1と短絡しないように支持導体2(金属箱2)と固定された金属蓋14が備わった点である。棒状導体1の下部の形状は、支持導体2(金属箱2)の内側が大きく、外側が小さい形状である。高周波電圧源3は棒状導体1と金属蓋14にそれぞれ接続される。図12(b)と図13は変形例であり、図12(b)は、地線4の接続位置を平面部2bから金属蓋14へ変更したものであり、図13は平板部2bがないものである。換言すると、支持導体2から平面部2bを外したような形状といえる。
The difference between the feeding portion structure shown in FIG. 12A and the feeding portion structure according to the first embodiment is that the opening 2a on the top side of the support conductor 2 (metal box 2) is not short-circuited with the rod-shaped
実施の形態2に係る給電部構造(アンテナ装置)は、金属蓋14の付与と棒状導体1の下部の形状により、棒状導体1の下部が下方向へ抑え込まれるため、棒状導体1の引き抜き力に対する耐性が高まる。給電部1がほぼ全て金属で覆われることから、給電部1の強度も増し、ひいては給電部構造(アンテナ装置)全体の強度増加に貢献する。また、金属蓋14(小径化工程)により、誘電体5の外部に剥き出になる部分が極小化するため、シーリングの範囲も極小化されて耐環境性の向上にも寄与する。金属蓋14の固定は上側よりボルト15で行い、支持導体2(金属箱2)の肉厚内にボルト15用のネジ穴が設けられるため、ボルト15は支持導体2(金属箱2)の内面には突出しない。固定は強固でありながら電界を乱さない。インシュレータも存在しないため、漏れ電界によりアンテナ性能が劣化するリスクが少ない。
In the feeding portion structure (antenna device) according to the second embodiment, the lower portion of the rod-shaped
図12(b)は変形例であり、地線4の接続箇所を平板部2bから金属蓋14へ変更したものである。金属蓋14により、地線4の接続位置を高くすることが容易になる。地線4の位置を高くした場合、大地の条件変化や水溜りなどからの影響を受けにくくなる利点がある。実施の形態1で説明した図8及び図9に示すアンテナ装置及び給電部構造も同様である。なお、金属蓋14がある場合は、地線4を固定する面積を広く取ることができる。図13は変形例であり、構成品から平板部2bを外したようなものである。地線4が金属蓋14に接続されているため、平板部2bを大地へ固定する必要のない場合は、軽量化による操用性向上のため、平板部2bを不要としてもよい。
FIG. 12B is a modification, in which the connection point of the
実施の形態2に係る給電部構造(アンテナ装置)は、円環部14(金属蓋14)が支持導体2と一体であってもよい。このような一体の場合、円環部14(金属蓋14)を、円環部2d(金属蓋2d)と称してもよい。円環部14(円環部2d)の径が、図12及び図13に示すように棒状導体1の基端部1aの径よりも、小さい場合は、図7に示すような給電部の組立方法を選択すればよい。すなわち、開口部2aと反対側の端部を開口させた支持導体2(円環部14と一体)を用い、天側から棒状導体1の基端部1aの外周(厳密には、基端部1aが挿入された誘電体5の外周)に沿って筒状の支持導体2を嵌める、又は、棒状導体1の基端部1aの外周(厳密には、基端部1aが挿入された誘電体5の外周)に沿って筒状の支持導体2で囲う。開口部2aと反対側の端部の開口は平板部2bより蓋がされ、ボルト13により、支持導体2及び平板部2bを締結する。円環部14(金属蓋14)は、円環状の部材14に限らず、支持導体2の内部と外部と連通する窓となる部材14であればよい。また、開口部2aと開口部2a以外の部分とが別体で、開口部2aは支持導体2の内部と外部と連通する窓となる部材14であるともいえる。
In the feeding portion structure (antenna device) according to the second embodiment, the annular portion 14 (metal lid 14) may be integrated with the
実施の形態3.
以下、この発明の実施の形態3に係る給電部構造、アンテナ装置及び給電部の組立方法について、図14を用いて説明する。図中、同一若しくは同等の構成には同一符号を付して説明を省略する場合がある。なお、実施の形態に記載する本発明の構成はその1例であり、実施の形態に示すもののみに本発明が拘束されるものではない。他の実施の形態との組み合わせも可能である。
Hereinafter, a method of assembling the feeding unit structure, the antenna device, and the feeding unit according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the figure, the same or equivalent configurations may be designated by the same reference numerals and description thereof may be omitted. The configuration of the present invention described in the embodiment is an example thereof, and the present invention is not limited to the one shown in the embodiment. Combination with other embodiments is also possible.
図14に示すアンテナ装置では、高周波電圧源3、給電線路3a及び給電線路3bの図示は省略しているが、高周波電圧源3、給電線路3a及び給電線路3bに関しては図1及び図3と同じ構成である。図14において、コーン形状エレメント部16(金属線16)は、コーン形状のアンテナエレメントであり、図示はしていないがダイポールアンテナに適用されてもよい。実施の形態3に係るアンテナ装置(給電部構造)は、図1や図8に示すアンテナ構造とは異なり、図14に示すように、棒状導体1の上部と下部に金属線16が接続されたものである。本願に係るアンテナ装置は、コーン形状のアンテナエレメントを有するものでもよい。
In the antenna device shown in FIG. 14, the high
実施の形態3に係るアンテナ装置は、棒状導体1に加え、コーン形状エレメント部16(金属線16)も第1アンテナ素子として機能するので、棒状導体1のアンテナ面積を拡大することができる。また、コーン形状エレメント部16(金属線16)の一端を棒状導体1の先端部分に接続し、コーン形状エレメント部16(金属線16)の他端を給電部の付近(棒状導体1における給電線路3aが接続された付近)に接続することで、広帯域なアンテナ特性を得ることができる。
In the antenna device according to the third embodiment, in addition to the rod-shaped
実施の形態4.
以下、この発明の実施の形態4に係る給電部構造、アンテナ装置及び給電部の組立方法について、図15及び図16を用いて説明する。図中、同一若しくは同等の構成には同一符号を付して説明を省略する場合がある。なお、実施の形態に記載する本発明の構成はその1例であり、実施の形態に示すもののみに本発明が拘束されるものではない。他の実施の形態との組み合わせも可能である。
Hereinafter, a method of assembling the feeding unit structure, the antenna device, and the feeding unit according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 15 and 16. In the figure, the same or equivalent configurations may be designated by the same reference numerals and description thereof may be omitted. The configuration of the present invention described in the embodiment is an example thereof, and the present invention is not limited to the one shown in the embodiment. Combination with other embodiments is also possible.
図16に示すアンテナ装置では、高周波電圧源3、給電線路3a及び給電線路3bの図示は省略しているが、高周波電圧源3、給電線路3a及び給電線路3bに関しては図15に記載の構成と同じである。図15及び図16において、支持導体2は、開口部2aと反対側に棒状の下部エレメント部2eを有している。図15及び図16では、下部エレメント部2eと支持導体2との間に平板部2bが存在しているがなくてもよい。下部エレメント部2eを含めて支持導体2としてもよい。
In the antenna device shown in FIG. 16, the high
実施の形態4に係るアンテナ装置(給電部構造)は、これまでのモノポールアンテナではなく、本願に係るアンテナ装置(給電部構造)をダイポールアンテナに適用した一例である。下部エレメント部2eは、実施の形態1から実施の形態3における平板部2bの形状又は支持導体2の開口部2aと反対側の形状を変えたものに相当する。ダイポールアンテナの全長は一般的に対象周波数の概ね半波長であり、図15及び図16においては棒状導体1(上部エレメント部2b)の上端から、下部エレメント部2eの下端までの長さが該当する。つまり、実施の形態4に係るアンテナ装置は、支持導体2に加え、下部エレメント部2eも第2アンテナ素子として機能する。
The antenna device (feeding section structure) according to the fourth embodiment is an example in which the antenna device (feeding section structure) according to the present application is applied to a dipole antenna instead of the conventional monopole antenna. The
実施の形態1から実施の形態4に係る給電部構造と、棒状導体1を有する第1アンテナ素子と、支持導体2を有する第2アンテナ素子とを備えたものが実施の形態1から実施の形態4に係るアンテナ装置といえる。また、第1アンテナ素子は、棒状導体1以外にも棒状導体1と電気的に接続された導体(金属線16など)も含む。同様に、第2アンテナ素子は、支持導体2以外にも支持導体2と電気的に接続された導体(地線4、下部エレメント部2eなど)も含む。
実施の形態1から実施の形態4に係る給電部構造、アンテナ装置、給電部の組立方法は、支持導体2の外側で棒状導体1が分割できる構造を有する又は組み立てられる。棒状導体1の一部、または全てが筒状でもよい。支持導体2と棒状導体1の一方、あるいは両方の断面形状が多角形でもよい。支持導体2の内側と外側で棒状導体1の形状が異なっていてもよい。導体板でシールドされていない側、つまり開口部2a側の端部に、棒状導体1と短絡しないように固定された金属蓋14を備えていてもよい。
The method for assembling the feeding portion structure, the antenna device, and the feeding portion according to the first to fourth embodiments has a structure in which the rod-shaped
以上説明したように、実施の形態1から実施の形態4に係る給電部構造、アンテナ装置、給電部の組立方法は、耐環境性に優れ、高強度で、設計品質が高く、低コストなものを提供することができる。また、棒状導体1の一部が誘電体5で覆われ、誘電体5はその大部分が支持導体2(金属箱2)で覆われ、耐環境性や強度の低い誘電体5の不利点を金属の外骨格で補うことを特長としている。そのため、短波帯などの無線装置のアンテナ装置において、寸法が大きく主に屋外で使用されるものに好適である。換言すると、耐環境性に優れ、高強度で、設計品質が高く、低コストなものであり、特に短波帯などの低周波無線装置のアンテナに親和性が高いといえる。
As described above, the methods for assembling the feeding unit structure, the antenna device, and the feeding unit according to the first to fourth embodiments are excellent in environmental resistance, high strength, high design quality, and low cost. Can be provided. Further, a part of the rod-shaped
1 棒状導体(メインマスト)、1a 基端部、
1b 上部エレメント部(エレメント部)、1c 尖頭部、
2 支持導体(金属箱、金属筒)、2a 開口部、2b 平板部、
2d 円環部(円環部材、円環状の部材)、2e 下部エレメント部(エレメント部)、
3 高周波電圧源、3a 給電線路(信号線)、3b 給電線路(グランド線)、
4 地線、5 誘電体、 6 棒状導体、7 フランジ(基端部)、8 ベース、
9 誘電体、10 ボルト、11 インシュレータ(絶縁材)、12 ナット、
13 ボルト、14 円環部(金属蓋)、15ボルト、
16 コーン形状エレメント部(エレメント部、金属線)。
1 Rod-shaped conductor (main mast), 1a base end,
1b Upper element part (element part), 1c pointed head,
2 Support conductor (metal box, metal cylinder), 2a opening, 2b flat plate,
2d annular part (annular member, annular member), 2e lower element part (element part),
3 High frequency voltage source, 3a feeding line (signal line), 3b feeding line (ground line),
4 Ground wire, 5 Dielectric, 6 Rod-shaped conductor, 7 Flange (base end), 8 Base,
9 Dielectric, 10 Bolt, 11 Insulator (Insulator), 12 Nut,
13 volts, 14 annulus (metal lid), 15 volts,
16 Cone-shaped element part (element part, metal wire).
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