JPH0213841B2 - - Google Patents
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- JPH0213841B2 JPH0213841B2 JP19093581A JP19093581A JPH0213841B2 JP H0213841 B2 JPH0213841 B2 JP H0213841B2 JP 19093581 A JP19093581 A JP 19093581A JP 19093581 A JP19093581 A JP 19093581A JP H0213841 B2 JPH0213841 B2 JP H0213841B2
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
- H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
- H01Q3/30—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array
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- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ヌルポイント可変型のアンテナ装置
に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a variable null point type antenna device.
従来の斯かるアンテナ装置は、第1図に示すよ
うに、アンテナa、bのような複数のアンテナを
同一平面内に置いて位相差給電型アンテナとして
構成されている。このため、アンテナ間の位相差
が角度によつて大きく変化することが必要であ
る。この位相差は送信点Xから各アンテナまでの
距離の差dに比例するので、このdを大きくする
ためにアンテナ間の間隔lを1波長程度にするこ
とが行われている。このため、構造が大きくな
り、室内で用いることができなかつた。上記間隔
は200MHzの場合で1.5mと大きくなる。 As shown in FIG. 1, such a conventional antenna device is configured as a phase difference feeding type antenna by placing a plurality of antennas such as antennas a and b in the same plane. Therefore, it is necessary that the phase difference between the antennas changes greatly depending on the angle. Since this phase difference is proportional to the difference d in distance from the transmission point X to each antenna, in order to increase this d, the distance l between the antennas is set to about one wavelength. For this reason, the structure becomes large and cannot be used indoors. The above spacing is as large as 1.5 m in the case of 200 MHz.
また、従来のアンテナ装置では、各アンテナに
指向性をもつたアンテナ素子を用いていて、最大
感度の得られる方向の範囲が±30゜程度と限られ
ているため、複数の局を受信しようとすると、ア
ンテナ装置の方向を変えなければならない場合が
あつた。 In addition, in conventional antenna devices, each antenna uses a directional antenna element, and the range of directions in which maximum sensitivity can be obtained is limited to about ±30°, so when trying to receive multiple stations, Then, there were cases where it was necessary to change the direction of the antenna device.
本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、機械的に方向を変える
ことなくヌルポイント方向及び最大感度の得られ
る方向を360゜変化することのできる小型のアンテ
ナ装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and
The purpose is to provide a compact antenna device that can change the null point direction and the direction where maximum sensitivity is obtained by 360° without mechanically changing the direction.
このために成されたアンテナ装置は、給電点が
互に反対側に位置決めされ、かつ共に平行に配置
されると共に、各々のループの半径rと受信波波
長λとの関係が2πr<λとなされた一対のループ
アンテナ素子と、少なくとも一方のループアンテ
ナ素子の出力に接続された可変移相器と、この移
相器の出力と他方のループアンテナの出力とを加
算する加算器とを備えることを特徴とする。 In the antenna device constructed for this purpose, the feed points are positioned opposite to each other and are arranged in parallel, and the relationship between the radius r of each loop and the received wave wavelength λ is 2πr<λ. a pair of loop antenna elements, a variable phase shifter connected to the output of at least one of the loop antenna elements, and an adder for adding the output of the phase shifter and the output of the other loop antenna. Features.
以下、本発明を第2図以降を参照して詳細に説
明する。 Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to FIG. 2 and subsequent figures.
第2図は本発明によるアンテナ装置の一実施例
を示すブロツク図であり、図中10,10′はそ
れぞれの給電点10a,10a′が互に反対側に位
置決めされ、かつ互に平行でしかも共に水平に配
置された一対のループアンテナ素子である。 FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the antenna device according to the present invention, in which feeding points 10a and 10a' are positioned opposite to each other and parallel to each other. They are a pair of loop antenna elements that are both arranged horizontally.
今半径rのループアンテナ素子のレベル指向
性、位相指向性について考えてみると、半径rが
受信波波長λとλ=2πrなる関係にあるときには、
水平面内のレベル指向性は第3図aに示すような
8の字指向性となり、位相指向性は第4図にイで
示すような形になる。この特性はダイポールアン
テナ素子のものと等しい。次にループの周囲長
2πrがλより小さくなると、第3図bに示すよう
なまゆ形指向性となり、位相指向性は第4図にロ
で示すようになる。更に、ループ長2πrが更に短
かくなり、λ/5以下になると、指向性は第3図
cのような無指向性に近づき、位相指向性も第4
図にハで示すように変化量が少なくなる。 Now considering the level directivity and phase directivity of a loop antenna element with radius r, when the radius r has a relationship with the received wave wavelength λ such that λ = 2πr,
The level directivity in the horizontal plane is a figure-8 directivity as shown in FIG. 3a, and the phase directivity is in the shape shown by A in FIG. This characteristic is equivalent to that of a dipole antenna element. Then the perimeter of the loop
When 2πr becomes smaller than λ, a cocoon-shaped directivity as shown in FIG. 3b is obtained, and the phase directivity becomes as shown in FIG. 4 by b. Furthermore, when the loop length 2πr becomes even shorter and becomes less than λ/5, the directivity approaches omnidirectionality as shown in Figure 3c, and the phase directivity also changes to the fourth direction.
As shown by C in the figure, the amount of change decreases.
ところで、ヌルポイントを360゜回転させるアン
テナ装置を構成するためには、アンテナ素子1
0,10′は無指向性でなければならない。また、
合成後の感度低下を避けるにはアンテナ素子1
0,10′は水平方向の角度に対する相互の位相
差の変化が大きいことが望ましい。 By the way, in order to configure an antenna device that rotates the null point by 360 degrees, antenna element 1
0,10' must be non-directional. Also,
To avoid sensitivity loss after synthesis, antenna element 1
0 and 10' preferably have a large change in mutual phase difference with respect to the horizontal angle.
従つて、上記一対のループアンテナ素子10,
10′としては、第3図bに示すような無指向性
に近いレベル指向特性を有し、かつ第4図にロで
示すような位相指向性を有するよう、2πr<λな
る半径のループアンテナ素子が適している。この
ようなループアンテナ素子を使用した場合、図示
の矢印方向を0゜(アンテナ素子10で受信したい
位相を0゜)として基準化したループアンテナ素子
10,10′の位相指向性は第5図のようになる。 Therefore, the pair of loop antenna elements 10,
10' is a loop antenna with a radius of 2πr<λ, so as to have a level directivity characteristic close to omnidirectional as shown in Fig. 3b, and a phase directivity as shown by b in Fig. 4. element is suitable. When such a loop antenna element is used, the phase directivity of the loop antenna elements 10 and 10', which is standardized with the direction of the arrow shown as 0° (the phase to be received by the antenna element 10 is 0°), is as shown in Fig. 5. It becomes like this.
上述のように配置されたループアンテナ素子1
0,10′のそれぞれの給電点10a,10a′は、
インピーダンス変換と平衡・不平衡変換を行う変
換器11,11′にそれぞれ接続されている。そ
して、変換器11,11′の出力は高周波(RF)
アンプ12,12′で増幅されるようになつてい
る。上記変換器11,11′の一方11の出力は
可変移相器13を介して加算器13の一方の入力
に接続されているのに対し、他方11′の出力は
直接加算器14の他方の入力に接続されている。
上記可変移相器13は、制御回路15から加えら
れる制御電圧によつて移相量が変えられるように
なつている。加算器14の出力には、位相の変え
られたRF信号とアンプ12′の出力との加算した
ものが出力され、これが図示しない受信機のフロ
ントエンドに送出される。 Loop antenna element 1 arranged as described above
The respective feeding points 10a and 10a' of 0 and 10' are as follows:
They are respectively connected to converters 11 and 11' that perform impedance conversion and balanced/unbalanced conversion. The outputs of the converters 11 and 11' are radio frequency (RF)
The signal is amplified by amplifiers 12 and 12'. The output of one of the converters 11, 11' is connected to one input of the adder 13 via the variable phase shifter 13, while the output of the other converter 11' is directly connected to the other input of the adder 14. connected to the input.
The variable phase shifter 13 is configured such that the amount of phase shift can be changed by a control voltage applied from the control circuit 15. The output of the adder 14 is the sum of the RF signal whose phase has been changed and the output of the amplifier 12', and this is sent to the front end of a receiver (not shown).
上述した構成において、今ループアンテナ素子
10の出力を移相差13で180゜移相すると、第6
図aに示すような位相指向性が得られ、RFアン
プ12′の出力と可変移相器13の出力は90゜及び
270゜方向で180゜の位相差を持つようになるため、
加算器14の出力には出力が現われない。この結
果、第6図bに示すように90゜及び270゜方向にヌ
ルポイントを有する指向性が得られる。 In the above configuration, if the output of the loop antenna element 10 is now phase shifted by 180 degrees with a phase shift difference 13, the sixth
The phase directivity shown in Figure a is obtained, and the output of the RF amplifier 12' and the output of the variable phase shifter 13 are at 90° and
Since it has a phase difference of 180° in the 270° direction,
No output appears at the output of adder 14. As a result, directivity having null points in the 90° and 270° directions is obtained as shown in FIG. 6b.
次に移相器13による移相量を180゜−θとする
と、第7図aに示すような位相指向性が得られ、
RFアンプ12′の出力と可変移相器13の出力は
0゜の方向で180゜の位相差を持つようになるため、
この点で加算器14の出力には出力が現われな
い。この結果、第7図bに示すように0゜方向にヌ
ルポイントを有する指向性が得られる。 Next, if the amount of phase shift by the phase shifter 13 is set to 180°-θ, the phase directivity shown in FIG. 7a is obtained,
The output of the RF amplifier 12' and the output of the variable phase shifter 13 are
Since it has a phase difference of 180° in the 0° direction,
At this point, no output appears at the output of adder 14. As a result, a directivity having a null point in the 0° direction is obtained as shown in FIG. 7b.
最後に、移相器13による移相量を180゜+θ゜と
すると、第8図aに示すような位相指向性が得ら
れ、RFアンプ12′の出力と移相器13の出力は
180゜の方向で180゜の位相差を持つようになるた
め、この点で加算器14の出力には出力が現われ
ず、このときの指向性は第8図bに示すように
180゜の方向にヌルポイントを有するものとなる。 Finally, if the phase shift amount by the phase shifter 13 is set to 180° + θ°, the phase directivity shown in FIG. 8a is obtained, and the output of the RF amplifier 12' and the output of the phase shifter 13 are
Since there is a phase difference of 180° in the 180° direction, no output appears in the output of the adder 14 at this point, and the directivity at this time is as shown in Figure 8b.
It has a null point in the 180° direction.
上述したことから明らかなように、移相器13
の移相量を連続的に変化させれば、ヌルポイント
の方向も連続的に変化する。このように、ループ
アンテナを第2図に示すように配置することによ
つて、少なくとも1つのヌルポイントをもつた小
型の指向性可変アンテナ装置が実現できる。 As is clear from the above, the phase shifter 13
If the amount of phase shift is continuously changed, the direction of the null point will also be continuously changed. By arranging the loop antennas as shown in FIG. 2 in this way, a small directional variable antenna device having at least one null point can be realized.
また、上述したように、使用帯域での位相指向
性が0゜方向と180゜方向で90゜以上変化するようなル
ープを用いているため、両アンテナの位相差が最
大で180゜以上となり、一ケ所にヌルポイントを作
つた場合の水平面内最大放射方向の感度が1つの
アンテナの感度よりも3dB以上低下することはな
い。 In addition, as mentioned above, since a loop is used in which the phase directivity in the used band changes by more than 90 degrees between the 0 degree direction and the 180 degree direction, the phase difference between both antennas is at most 180 degrees or more. If a null point is created at one location, the sensitivity in the maximum radiation direction in the horizontal plane will not be lower than the sensitivity of one antenna by more than 3 dB.
本発明は上述したように、一対のループアンテ
ナ素子をそれらの給電点が互に反対側に位置決め
し、かつ共に平行になるように配置し、少なくと
も一方のループアンテナ素子の出力に可変移相器
を接続し、この移相器の出力と他方のループアン
テナの出力とを加算器で加算して出力するように
したものである。 As described above, the present invention arranges a pair of loop antenna elements such that their feed points are positioned opposite to each other and are parallel to each other, and a variable phase shifter is connected to the output of at least one of the loop antenna elements. The output of this phase shifter and the output of the other loop antenna are added by an adder and output.
従つて、可変移相器の移相量を連続的に変えて
一方のループアンテナ素子の出力を移相すること
で、加算器の出力には移相量に応じた角度方向か
らの受信電波についての信号成分が弱められた出
力が得られるようになり、またループアンテナ素
子の使用により第9図に斜視図で示すように小型
になるため、室内でも使用可能なヌルポイント可
変型のアンテナ装置が実現できる。 Therefore, by continuously changing the amount of phase shift of the variable phase shifter and shifting the output of one loop antenna element, the output of the adder will contain information about the received radio waves from the angular direction according to the amount of phase shift. An output with weakened signal components can be obtained, and the use of a loop antenna element makes it more compact as shown in the perspective view in Figure 9, making it possible to create a variable null point antenna device that can be used indoors. realizable.
また、移相器の移相量の可変を電気的操作で変
えることによりヌルポイント方向及び最大感度方
向を360゜変化できるため、アンテナ装置の方向を
機械的に変えることが一切必要なくなり、受信機
との組み合せによる指向性の変化の自動化が容易
になる。 In addition, by electrically changing the phase shift amount of the phase shifter, the null point direction and maximum sensitivity direction can be changed by 360 degrees, so there is no need to mechanically change the direction of the antenna device, and the receiver Combining this with the above makes it easy to automate changes in directivity.
更に、実施例のように特定の範囲内にある径の
ループアンテナ素子を使用した場合には、少なく
とも1つのヌルポイントができるため、FMのマ
ルチパス妨害やTVのゴースト障害の原因となる
妨害電波を有効に排除することができる。 Furthermore, when a loop antenna element with a diameter within a specific range is used as in the example, at least one null point is created, which prevents interfering radio waves that cause multipath interference in FM and ghost interference in TV. can be effectively eliminated.
加うるに、ループアンテナをアクテイブ化した
場合には、受信波のS/Nが改善できると共に、
アンテナのインピーダンスの安定化(例えば75
Ω)ができ、またインピーダンスの安定化によつ
て移相器、加算器などが作り易くなつている。 In addition, when the loop antenna is activated, the S/N of received waves can be improved, and
Stabilization of antenna impedance (e.g. 75
Ω), and by stabilizing the impedance, it has become easier to create phase shifters, adders, etc.
第1図は従来のヌルポイント可変型のアンテナ
装置の一例を示す斜視図、第2図は本発明による
アンテナ装置の一実施例を示すブロツク図、第3
図a乃至cは径の異なるループアンテナ素子につ
いての指向性を示す図、第4図は第3図a乃至c
の指向特性に対応する位相指向性を示す図、第5
図は第3図bに示す特性を有するループアンテナ
素子を用いて構成した本発明のアンテナ装置の位
相指向性の一例を示す図、第6図a、第7図a及
び第8図aは異なる移相量についての位相指向性
を示す図、第6図b、第7図b及び第8図bは第
6図a、第7図a及び第8図aの特性のときの指
向性をそれぞれ示す図、第9図は本発明のアンテ
ナ装置の一実施例を示す斜視図である。
10,10′……ループアンテナ素子、10a,
10a′……給電点、13……可変移相器、14…
…加算器。
FIG. 1 is a perspective view showing an example of a conventional variable null point type antenna device, FIG. 2 is a block diagram showing an example of an antenna device according to the present invention, and FIG.
Figures a to c are diagrams showing the directivity of loop antenna elements with different diameters, and Figure 4 is the same as Figures 3 a to c.
Figure 5 shows the phase directivity corresponding to the directivity characteristic of
The figure shows an example of the phase directivity of the antenna device of the present invention constructed using a loop antenna element having the characteristics shown in FIG. 3b, and FIGS. 6a, 7a, and 8a are different. Figures 6b, 7b, and 8b, which show the phase directivity with respect to the amount of phase shift, show the directivity when the characteristics are as shown in Figures 6a, 7a, and 8a, respectively. FIG. 9 is a perspective view showing an embodiment of the antenna device of the present invention. 10, 10'...Loop antenna element, 10a,
10a'...Feeding point, 13...Variable phase shifter, 14...
...Adder.
Claims (1)
に平行に配置されると共に、各々のループの半径
rと受信波波長λとの関係が2πr<λとなされた
一対のループアンテナ素子と、少なくとも一方の
ループアンテナ素子の出力に接続された可変移相
器と、この移相器の出力と他方のループアンテナ
素子の出力とを加算する加算器とを備えることを
特徴とするアンテナ装置。1 A pair of loop antenna elements whose feeding points are positioned opposite to each other and are both arranged in parallel, and the relationship between the radius r of each loop and the received wave wavelength λ is 2πr<λ; An antenna device comprising: a variable phase shifter connected to the output of one loop antenna element; and an adder that adds the output of the phase shifter and the output of the other loop antenna element.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19093581A JPS5894203A (en) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | Antenna device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19093581A JPS5894203A (en) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | Antenna device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5894203A JPS5894203A (en) | 1983-06-04 |
| JPH0213841B2 true JPH0213841B2 (en) | 1990-04-05 |
Family
ID=16266126
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19093581A Granted JPS5894203A (en) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | Antenna device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5894203A (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8802204D0 (en) * | 1988-02-02 | 1988-03-02 | Hately M C | Twin feeder crossed field antenna systems |
| JP5367408B2 (en) * | 2008-11-26 | 2013-12-11 | 京セラ株式会社 | Mobile phone |
| JP7133532B2 (en) * | 2019-10-30 | 2022-09-08 | 株式会社東芝 | Antenna device and search device |
-
1981
- 1981-11-30 JP JP19093581A patent/JPS5894203A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5894203A (en) | 1983-06-04 |
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