[go: up one dir, main page]

JP2007295277A - Antenna device - Google Patents

Antenna device Download PDF

Info

Publication number
JP2007295277A
JP2007295277A JP2006120856A JP2006120856A JP2007295277A JP 2007295277 A JP2007295277 A JP 2007295277A JP 2006120856 A JP2006120856 A JP 2006120856A JP 2006120856 A JP2006120856 A JP 2006120856A JP 2007295277 A JP2007295277 A JP 2007295277A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
antenna device
antenna
dipole
dielectric substrate
dipole elements
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2006120856A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4579186B2 (en
Inventor
Eiji Amakawa
英二 天川
Tomonori Mukai
友則 向井
Hirotake Ogura
大岳 小倉
Shunichi Nishizawa
俊一 西澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DKK Co Ltd
Original Assignee
Denki Kogyo Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denki Kogyo Co Ltd filed Critical Denki Kogyo Co Ltd
Priority to JP2006120856A priority Critical patent/JP4579186B2/en
Publication of JP2007295277A publication Critical patent/JP2007295277A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4579186B2 publication Critical patent/JP4579186B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)

Abstract

【課題】 形状を大きくすることなくビーム幅の減少を図ることが可能なアンテナ装置を提供する。
【解決手段】 水平に向く形態で水平方向に所定の間隔で配列する第1、第2のダイポール素子(31,41)を備える。第1、第2のダイポール素子(31,41)は、外側に位置する素子導体(31a,41a)の長さを内側に位置する素子導体(31b,41b)の長さよりも大きく設定している。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an antenna device capable of reducing the beam width without increasing the shape.
SOLUTION: First and second dipole elements (31, 41) arranged in a horizontal direction at a predetermined interval in a horizontally oriented form are provided. In the first and second dipole elements (31, 41), the lengths of the element conductors (31a, 41a) located outside are set larger than the lengths of the element conductors (31b, 41b) located inside. .
[Selection] Figure 1

Description

本発明はアンテナ装置に関し、特に、移動体通信の基地局に適用して好適なアンテナ装置に関するものである。   The present invention relates to an antenna device, and more particularly to an antenna device suitable for application to a mobile communication base station.

移動体通信では、周波数利用効率を向上させるために、1つの基地局がカバーするエリアを扇状のセクタゾーンに分割するようにしている。このようにヱリアゾーンを扇状に分割するためには、基地局用のアンテナ装置として、希望する扇状の範囲のみに電波を放射する指向性アンテナ装置を用いる必要がある。   In mobile communication, in order to improve frequency utilization efficiency, an area covered by one base station is divided into sector sectors. Thus, in order to divide the rear zone into a fan shape, it is necessary to use a directional antenna device that radiates radio waves only in a desired fan-shaped range as an antenna device for a base station.

そこで、6セクタゾーンの構成では、セクタ分割角度(60°)に対応した水平面のビーム幅(60°ビーム)を有するアンテナ装置が使用されるが、ユーザ数の増加に伴い、さらなる加入者容量の増大を目的に、基地局用アンテナ装置の水平面のビーム幅を45°にする研究が行われている(例えば、非特許文献1を参照)。   Therefore, in the 6-sector zone configuration, an antenna device having a horizontal beam width (60 ° beam) corresponding to the sector division angle (60 °) is used. However, as the number of users increases, the subscriber capacity increases. For the purpose of increasing, research has been conducted to make the beam width of the horizontal plane of the base station antenna apparatus 45 ° (for example, see Non-Patent Document 1).

(木村羨子、長敬三、恵比根佳雄「金属導体を近接配置することによる60°ビームアンテナの水平面内指向性制御」信学技報、AP2004-47、pp,37-42、SAT2004-45)(Reiko Kimura, Keizo Naga, Yoshio Ebine, “Directional control of a 60 ° beam antenna in the horizontal plane by placing metal conductors close together” IEICE Technical Report, AP2004-47, pp, 37-42, SAT2004-45)

水平偏波用アンテナ装置の水平面内のビーム幅を例えば45°まで狭めるには、約0.5λ0(λ0は使用周波数帯域の中心周波数の波長)の長さを有する2個のダイポール素子を水平方向に約0.72λ0の聞隔をおいて配列する必要があるので、アンテナ装置の形状が大きくなる。
一般に、アンテナ装置は、屋外に設置することを想定して誘電体カバーの中に収納する。そして、風圧荷重を軽減するため、上記誘電体カバーとして円筒形のものを使用することが多い。上記のように、アンテナ装置の形状が大きくなると、上記誘電体カバーとして径の大きなものを必要とし、上記の例では、径が1.21λ0以上のものを使用することになる。
In order to reduce the beam width in the horizontal plane of the horizontally polarized antenna device to 45 °, for example, two dipole elements having a length of about 0.5λ 00 is the wavelength of the center frequency of the used frequency band) are used. it is necessary to sequence at a聞隔about 0.72Ramuda 0 in the horizontal direction, the shape of the antenna device is increased.
In general, the antenna device is housed in a dielectric cover assuming that it is installed outdoors. In order to reduce the wind pressure load, a cylindrical cover is often used as the dielectric cover. As described above, the shape of the antenna device is increased, the dielectric cover requires diameter large as in the above example, the diameter will be using those 1.21Ramuda 0 or more.

直径の大きな円筒形のカバーに収納したアンテナ装置は、鉄塔上部など基地局設備の簡易化を阻害し、また風圧荷重も増大させる。そこで、水平偏波用アンテナを小型化するために、上記2個のダイポール素子の配列間隔を狭めることが考えられる。しかし、ダイポール素子の配列間隔と水平面内ビーム幅の関係を示す図19から明らかなように、上記各ダイポール素子の間隔を狭めると、ビーム幅が拡大して水平面内で45°ビームを得ることができなくなる。   An antenna device housed in a cylindrical cover with a large diameter hinders simplification of base station facilities such as the upper part of a steel tower, and also increases wind pressure load. Therefore, in order to reduce the size of the horizontally polarized antenna, it is conceivable to reduce the arrangement interval of the two dipole elements. However, as is clear from FIG. 19 showing the relationship between the arrangement interval of the dipole elements and the beam width in the horizontal plane, when the interval between the dipole elements is reduced, the beam width is increased to obtain a 45 ° beam in the horizontal plane. become unable.

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、形状を大きくすることなくビーム幅の減少を図ることが可能なアンテナ装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of such a situation, and an object thereof is to provide an antenna device capable of reducing the beam width without increasing the shape.

本発明に係るアンテナ装置は、水平に向く形態で水平方向に所定の間隔で配列する第1、第2のダイポール素子を備える。前記第1、第2のダイポール素子は、外側に位置する素子導体の長さを内側に位置する素子導体の長さよりも大きく設定され、これにより上記目的が達成される。   The antenna device according to the present invention includes first and second dipole elements arranged in a horizontal direction at a predetermined interval in a horizontal direction. In the first and second dipole elements, the length of the element conductor located on the outside is set larger than the length of the element conductor located on the inside, thereby achieving the above object.

前記第1、第2のダイポール素子は、同一もしくは個別の誘電体基板に形成することができる。この場合、前記第1、第2のダイポール素子における前記外側に位置する素子導体および内側に位置する素子導体は、それらが傘状をなすように折り曲げても良い。そして、前記外側に位置する素子導体の先端部は、誘電体カバーの内周面に沿うように曲線状に形成することができる。さらに、前記誘電体基板には、バランを含む給電系を形成しても良い。   The first and second dipole elements can be formed on the same or separate dielectric substrates. In this case, the element conductor located on the outside and the element conductor located on the inside of the first and second dipole elements may be bent so as to form an umbrella shape. And the front-end | tip part of the element conductor located in the said outer side can be formed in a curve shape so that the inner peripheral surface of a dielectric cover may be followed. Furthermore, a power supply system including a balun may be formed on the dielectric substrate.

上記アンテナ装置は、複数個配列することによりアレー化することができる。
また、垂直に向く形態で水平方向に所定の間隔で配列するように誘電体基板に形成された3個以上のダイポール素子と、分岐点から前記ダイポール素子の配列方向に分岐する形態で前記誘電体基板に形成され、一方の分岐線路に少なくとも1個以上の前記ダイポール素子が接続されるとともに、他方の分岐線路に少なくとも2個以上の前記ダイポール素子が接続された給電線路と、を備えてなる垂直偏波用アンテナ装置を上記アンテナ装置と組み合わせて、垂直・水平偏波共用アンテナ装置を構成することも可能である。
そして、この垂直・水平偏波共用アンテナ装置も、複数個配列することによりアレー化することができる。
もちろん、上記各アンテナ装置は、反射板を併設して指向性を調整することも可能である。
The antenna device can be arrayed by arranging a plurality of antenna devices.
Also, three or more dipole elements formed on the dielectric substrate so as to be arranged in the horizontal direction at a predetermined interval in a vertically oriented form, and the dielectric in a form branched from the branch point in the arrangement direction of the dipole elements. A vertical line formed on a substrate and having at least one or more dipole elements connected to one branch line and at least two or more dipole elements connected to the other branch line It is also possible to configure a vertical / horizontal polarization antenna device by combining a polarization antenna device with the antenna device.
The vertical / horizontal polarization shared antenna apparatus can also be arrayed by arranging a plurality of antenna apparatuses.
Of course, each antenna device can also be adjusted in directivity by providing a reflector.

本発明に係るアンテナ装置は、水平面内ビーム幅の減少と小型化の双方を実現することが可能である。したがって、移動体通信の基地局に用いるアンテナ装置として有効である。   The antenna device according to the present invention can realize both reduction in beam width in the horizontal plane and miniaturization. Therefore, it is effective as an antenna device used in a mobile communication base station.

図1は、本発明に係るアンテナ装置の第1の実施形態を示す立面図である。このアンテナ装置10は、誘電体基板20にプリント形成した2個のダイポールアンテナ部30,40を備えている。
一方のダイポールアンテナ部30は、誘電体基板20の一方の面に形成したダイポール素子31および接地導体32a,32bと、上記誘電体基板20の他方の面にプリント形成した給電線路導体33とを備えている。
FIG. 1 is an elevational view showing a first embodiment of an antenna device according to the present invention. The antenna device 10 includes two dipole antenna portions 30 and 40 printed on a dielectric substrate 20.
One dipole antenna unit 30 includes a dipole element 31 and ground conductors 32 a and 32 b formed on one surface of the dielectric substrate 20, and a feed line conductor 33 printed on the other surface of the dielectric substrate 20. ing.

ダイポール素子31は、素子導体31a,31bからなり、誘電体基板20の一端(図における上端)に沿って形成されている。素子導体31a,31bは互いの長さが相違し、本実施形態では、外側(図における左方)の素子導体31aの長さLaが約0.21λ0(λ0は使用周波数帯域の中心周波数の波長)に、また、内側(図における右方)の素子導体31bの長さLbが約0.19λ0にそれぞれ設定されている。
接地導体32a,32bは、素子導体31a,31bの給電点部位を始端としてそれぞれ該素子導体31a,31b対して直角な方向(図における下方向)に延びている。すなわち、この接地導体32a,32bは、それら間に長さ約0.25λのスリット34が形成されるように、誘電体基板20の他端(図における下端)まで延びている。
The dipole element 31 includes element conductors 31a and 31b, and is formed along one end (the upper end in the drawing) of the dielectric substrate 20. Element conductors 31a, 31b are different in length from each other, in the present embodiment, the outer element conductor 31a of length L a of about 0.21λ 0 0 is the center of the frequency band of the (left in the drawing) the wavelength) of the frequency and the length L b of the element conductor 31b of the inner (right in the drawing) are respectively set to about 0.19λ 0.
The ground conductors 32a and 32b extend in a direction (downward in the drawing) perpendicular to the element conductors 31a and 31b, respectively, starting from the feeding points of the element conductors 31a and 31b. That is, the ground conductors 32a and 32b extend to the other end (lower end in the drawing) of the dielectric substrate 20 so that a slit 34 having a length of about 0.25λ is formed between them.

給電線路導体33は、接地導体32bの背面に対向する形態で誘電体基板20の下端から素子導体31bの給電点部位の背後まで延び、さらに、そこから先の部分が素子導体31a側に折れ曲がって上記スリット34の上部を横切った後、誘電体基板20の下端に向って延びるように形成されている。つまり、給電線路導体33は、ダイポール素子31の中心部分を頂上として折返す略逆U字形状を有している。この給電線路導体33において、素子導体31bの給電点部位からその先端に至る長さは約0.25λ0に設定されている。なお、給電線路導体33の先端側半部は、折返すことなく素子導体31aに沿って延設しても良い。この場合、給電線路導体33がL字形を有することになる。 The feed line conductor 33 extends from the lower end of the dielectric substrate 20 to the back of the feeding point portion of the element conductor 31b in a form facing the back surface of the ground conductor 32b, and further, the portion from there is bent to the element conductor 31a side. It is formed so as to extend toward the lower end of the dielectric substrate 20 after traversing the upper part of the slit 34. That is, the feed line conductor 33 has a substantially inverted U shape that folds with the central portion of the dipole element 31 as the top. In the feeding line conductor 33, the length leading to the tip from the feeding point site element conductor 31b is set to about 0.25 [lambda 0. Note that the front half of the feed line conductor 33 may extend along the element conductor 31a without being folded back. In this case, the feed line conductor 33 has an L shape.

他方のダイポールアンテナ部40は、上記ダイポールアンテナ部30のダイポール素子31、接地導体32a,32b、給電線路導体33およびスリット34に対応するダイポール素子41、接地導体42a,42b、給電線路導体43およびスリット44を誘電体基板20に形成した構成を有し、ダイポールアンテナ30から水平方向にDだけ間隔を置いて設けられている。この実施の形態において、上記間隔Dは約0.5λ0に設定されている。
ダイポール素子41の素子導体41a,41bは、ダイポール素子31の素子導体31a,31bに対して線対称に位置し、したがって、長い側の素子導体41aが外側(誘電体基板20の右端側)に位置するとともに、短い側の素子導体41bが内側(第1のダイポールアンテナ部30側)に位置している。
The other dipole antenna section 40 includes a dipole element 41, ground conductors 32a and 32b, a feed line conductor 33 and a slit 34 corresponding to the dipole element 31 of the dipole antenna section 30, ground conductors 42a and 42b, a feed line conductor 43 and a slit. 44 is formed on the dielectric substrate 20 and is provided at a distance of D from the dipole antenna 30 in the horizontal direction. In this embodiment, the distance D is set to about 0.5 [lambda 0.
The element conductors 41a and 41b of the dipole element 41 are positioned symmetrically with respect to the element conductors 31a and 31b of the dipole element 31, and therefore, the long element conductor 41a is positioned outside (the right end side of the dielectric substrate 20). In addition, the short-side element conductor 41b is located inside (on the first dipole antenna unit 30 side).

上記誘電体基板20は、その下端が図示していない給電用の誘電体基板に対して鉛直に当接される。そして、この給電用の誘電体基板にプリント形成された2分配給電線路に上記給電線路導体33,43の基端が接続されるとともに、該誘電体基板にプリント形成された接地導体に上記接地導体32a,32bおよび42a,42bが接続される。このように、上記ダイポールアンテナ部30および40は、給電用の誘電体基板を介して給電される。   The lower end of the dielectric substrate 20 is vertically brought into contact with a power supply dielectric substrate (not shown). The base ends of the feed line conductors 33 and 43 are connected to the two distribution feed lines printed on the dielectric substrate for feeding, and the ground conductor is connected to the ground conductor printed on the dielectric substrate. 32a, 32b and 42a, 42b are connected. In this way, the dipole antenna units 30 and 40 are fed via the dielectric substrate for feeding.

本実施形態におけるダイポールアンテナ部30は、接地導体32a,32bがスリット34によって分けられているので、これらの接地導体32a,32bに流れる電流の向きが逆になる。そして、接地導体32a,32bの基端部には電流が流れないので、該接地導体32a,32bと給電線路導体33からなる給電系は、電位を変換するバラン(平衡・不平衡変換器)を含むことになる。他方のダイポールアンテナ部40の対応する給電系も同様である。上記給電系は、オープンバラン構成ではなくて、交差給電構成でも良い。   In the dipole antenna unit 30 in this embodiment, since the ground conductors 32a and 32b are separated by the slits 34, the directions of the currents flowing through the ground conductors 32a and 32b are reversed. Since no current flows through the base ends of the ground conductors 32a and 32b, the power supply system including the ground conductors 32a and 32b and the power supply line conductor 33 includes a balun (balanced / unbalanced converter) that converts the potential. Will be included. The same applies to the corresponding feeding system of the other dipole antenna unit 40. The power feeding system may have a cross power feeding configuration instead of an open balun configuration.

なお、ダイポールアンテナ部30,40を1つの誘電体基板20に設ける代わりに、これらを個別の誘電体基板に設けるようにしても良い。また、必要に応じて、上記給電用の誘電体基板の背部に平坦な形状もしくは両端部をダイポールアンテナ部30および40側に立ち上げた断面コ字状の反射板(図示せず)を配設することができる。   Instead of providing the dipole antenna portions 30 and 40 on one dielectric substrate 20, these may be provided on individual dielectric substrates. If necessary, a reflector (not shown) having a flat shape or a U-shaped cross-section with both ends raised to the dipole antenna portions 30 and 40 is disposed on the back of the dielectric substrate for power supply. can do.

次に、本実施形態に係るアンテナ装置10の作用について説明する。このアンテナ装置10は、水平偏波を送受するように、誘電体基板20が水平になる形態で実装される。
図2は、比較例として上記ダイポールアンテナ部30,40の配列間隔DをD≒0.5λ0に設定し、上記素子導体長La,LbをLa=Lb≒0.25λ0に設定したアンテナ装置の水平面内の合成指向性を例示し、図3および図4は、同条件での各ダイポールアンテナ部30,40単体の水平面内の振幅指向性および位相指向性をそれぞれ例示している。
また、図5は、上記ダイポールアンテナ部30,40の配列間隔DをD≒0.5λに設定し、上記素子導体長La,LbをLa≒0.21λ0,Lb≒0.19λ0に設定した本実施形態に係るアンテナ装置10の水平面内の合成指向性を例示し、図6および図7は、同条件での各ダイポールアンテナ部30,40単体の水平面内の振幅指向性および位相指向性をそれぞれ例示したものである。
なお、図3、図4、図6、図7においては、ダイポールアンテナ部30についての特性を実線で、また、ダイポールアンテナ部40についての特性を点線でそれぞれ示している。
Next, the operation of the antenna device 10 according to this embodiment will be described. The antenna device 10 is mounted in a form in which the dielectric substrate 20 is horizontal so as to transmit and receive horizontally polarized waves.
FIG. 2 shows, as a comparative example, the arrangement interval D of the dipole antenna portions 30 and 40 is set to D≈0.5λ 0 , and the element conductor lengths L a and L b are set to L a = L b ≈0.25λ 0 . The combined directivity in the horizontal plane of the set antenna device is illustrated, and FIGS. 3 and 4 illustrate the amplitude directivity and the phase directivity in the horizontal plane of each of the dipole antenna units 30 and 40 under the same conditions. Yes.
Further, FIG. 5, the die arrangement interval D of the pole antenna portion 30 and 40 is set to D ≒ 0.5 [lambda, the element conductor length L a, a L b L a ≒ 0.21λ 0, L b ≒ 0. It illustrates the combined directivity of the horizontal plane of the antenna device 10 according to the present embodiment is set to 19Ramuda 0, 6 and 7, the amplitude directivity of the dipole antenna portion 30, 40 alone in the horizontal plane under the same conditions And phase directivity are respectively illustrated.
3, 4, 6, and 7, the characteristic of the dipole antenna unit 30 is indicated by a solid line, and the characteristic of the dipole antenna unit 40 is indicated by a dotted line.

図4と図7の対比から明らかなように、素子導体長La,LbをLa>Lbに設定した本実施形態に係るアンテナ装置10によれば、左右のダイポールアンテナ部30,40の位相指向性の差が、主ビーム方向付近で上記比較例に係るアンテナ装置でのそれよりも大きくなる。
合成指向性は、各ダイポールアンテナ部30,40の振幅指向性と位相指向性により変化するので、ある角度において該各ダイポールアンテナ部30,40の振幅値が同様の場合、逆相に近づくと、その合成指向性が弱くなる。このため、図4の振幅指向性および図4の位相指向性をもつ比較例のアンテナ装置に比して、図7の振幅指向性および図7の位相指向性をもつ本実施形態に係るアンテナ装置10の方が各アンテナ部の合成指向性のビーム幅が狭くなる。すなわち、比較例についてのビーム幅は約53°(図2参照)であるが、本実施形態に係るアンテナ装置のビーム幅は約45°(図5参照)になる。
Contrast As is apparent from FIGS. 4 and 7, according element conductor length L a, the L b in the antenna device 10 according to the present embodiment is set to L a> L b, the left and right dipole antenna portion 30 and 40 In the vicinity of the main beam direction is larger than that in the antenna device according to the comparative example.
Since the combined directivity changes depending on the amplitude directivity and phase directivity of each dipole antenna unit 30, 40, when the amplitude value of each dipole antenna unit 30, 40 is similar at a certain angle, Its synthesis directivity is weakened. Therefore, the antenna device according to the present embodiment having the amplitude directivity of FIG. 7 and the phase directivity of FIG. 7 as compared with the antenna device of the comparative example having the amplitude directivity of FIG. 4 and the phase directivity of FIG. In the case of 10, the beam width of the combined directivity of each antenna unit becomes narrower. That is, the beam width for the comparative example is about 53 ° (see FIG. 2), but the beam width of the antenna device according to the present embodiment is about 45 ° (see FIG. 5).

以上の説明から明らかなように、本実施形態に係るアンテナ装置10によれば、各ダイポールアンテナ部30,40の配列間隔Dを大きくすることなく狭いビーム幅を得ることができるので、小径(例えば、1.02λ程度)の円筒形カバーに収納することが可能となる。これは、基地局設備の簡易化と風圧荷重の低減を図る上で有利である。
また、本実施形態に係るアンテナ装置10によれば、素子導体長La,Lbの調整による各ダイポールアンテナ部30,40の位相指向性の変化により、図8に示すような比帯域約25%(<1.5)を満足する良好なVSWR(定在波比)特性を実現すること、つまり、広帯域化を図ることが可能となる。
As is clear from the above description, according to the antenna device 10 according to the present embodiment, a narrow beam width can be obtained without increasing the arrangement interval D of the dipole antenna units 30 and 40, so that a small diameter (for example, , About 1.02λ). This is advantageous in simplifying the base station equipment and reducing the wind pressure load.
Further, according to the antenna device 10 according to the present embodiment, the element conductor length L a, the phase directional changes in the dipole antenna portion 30 and 40 by adjusting the L b, about the specific band as shown in FIG. 8 25 % (<1.5) satisfying a good VSWR (standing wave ratio) characteristic, that is, a wide band can be achieved.

なお、誘電体基板20の取付け手段(ブラケット、ネジ等)や接続ケーブルなどの影響のために、各ダイポールアンテナ部30,40の電気的特性が非対称になって、水平面内指向性に歪みを生じるおそれがある。しかし、このような問題は、上記水平面内指向性の歪みが補正されるように予めダイポール素子31,41の素子導体長La,Lbを個別に調整しておくことによって解決される。 It should be noted that due to the influence of the mounting means (brackets, screws, etc.) of the dielectric substrate 20 and connection cables, the electrical characteristics of the dipole antenna portions 30 and 40 become asymmetrical, and the directivity in the horizontal plane is distorted. There is a fear. However, such a problem is solved by individually adjusting the element conductor lengths L a and L b of the dipole elements 31 and 41 in advance so that the distortion in the horizontal plane directivity is corrected.

図9は、本発明に係るアンテナ装置の第2の実施形態を示す。本実施形態のアンテナ装置50は、誘電体基板60にダイポールアンテナ部70、80を設けた構成を有する。
ダイポールアンテナ部70,80は、そのダイポール素子71,81の形状が図1に示すダイポールアンテナ部30,40のダイポール素子31,41と相違する。すなわち、一方のダイポール素子71は、それを構成する外側の素子導体71aおよび内側の素子導体71bが傘状をなすように誘電体基板60の下端側にそれぞれ折り曲げられ、他方のダイポール素子81の素子導体81aおよび81bも同様の形態で折り曲げられている。そして、上記外側素子導体71a,81aは、その先端部外縁が曲線状に形成されている。
上記誘電体基板60は、素子導体71a,81aの外側縁形状に沿うようにその角部が整形されている。
FIG. 9 shows a second embodiment of the antenna device according to the present invention. The antenna device 50 according to this embodiment has a configuration in which dipole antenna portions 70 and 80 are provided on a dielectric substrate 60.
The dipole antenna portions 70 and 80 are different from the dipole elements 31 and 41 of the dipole antenna portions 30 and 40 shown in FIG. That is, one dipole element 71 is bent to the lower end side of the dielectric substrate 60 so that the outer element conductor 71a and the inner element conductor 71b constituting the dipole element 71 form an umbrella shape. The conductors 81a and 81b are also bent in the same form. The outer element conductors 71a and 81a are formed with curved outer edges.
The dielectric substrate 60 has its corners shaped so as to follow the outer edge shape of the element conductors 71a and 81a.

この実施形態においては、素子導体71a,71bおよび81a,81bの折り曲げ角θが30°に設定されているが、これに限定されない。また、この実施形態では、外側の素子導体71a,81aの長さLaが約0.21λ0に、内側の素子導体71b,81bの長さLbが約0.19λ0に、ダイポールアンテナ部70,80の配列間隔が約0.5λ0にそれぞれ設定されている。なお、上記の長さLa,Lbは、図9の紙面における水平方向ラインへの投影長である。
ダイポールアンテナ部70,80は、ダイポール素子71,81を上記のように形成した点を除き、図1に示すダイポールアンテナ部30,40と共通した構成を有している。 そこで、その共通した構成の部位の各要素には、図1に示す参照符号に対応する参照符号を付してその説明を省略する。
In this embodiment, the bending angle θ of the element conductors 71a, 71b and 81a, 81b is set to 30 °, but is not limited to this. Further, in this embodiment, the outer element conductor 71a, to the length L a of about 0.21λ 0 of 81a, inner element conductor 71b, the length L b is about 0.19Ramuda 0 of 81b, the dipole antenna unit arrangement intervals of 70 and 80 are respectively set to approximately 0.5 [lambda 0. Note that the lengths L a and L b are projection lengths on horizontal lines on the paper surface of FIG.
The dipole antenna units 70 and 80 have the same configuration as the dipole antenna units 30 and 40 shown in FIG. 1 except that the dipole elements 71 and 81 are formed as described above. Therefore, the reference numerals corresponding to the reference numerals shown in FIG.

上記の構成を有するこの第2の実施形態に係るアンテナ装置50は、前記第1の実施形態に係るアンテナ装置10と同様に、図示していない給電用の誘電体基板にプリント形成された2分配給電線路を介して給電することができる。
そして、このアンテナ装置50は、前記アンテナ装置10と同等に作用するので、該装置10と同様の効果(位相指向性の変化によるビーム幅の狭幅化等)を奏する。
The antenna device 50 according to the second embodiment having the above-described configuration is, like the antenna device 10 according to the first embodiment, two distributions that are printed on a dielectric substrate for power supply (not shown). Power can be supplied via a power supply line.
Since this antenna device 50 operates in the same manner as the antenna device 10, the same effects as the device 10 (such as a narrowing of the beam width due to a change in phase directivity) can be achieved.

上記アンテナ装置50も、図10に示すような円筒状の誘電体カバー90(レドーム)に収容されるが、その際、ダイポールアンテナ部70、80の外側の素子導体71a,81aが傘状に折り曲げられかつその外側縁が曲線状に形成されていることから、その素子導体71a,81aを誘電体カバー90の内周面に接近させることができる。このように、素子導体71a,81aを誘電体カバー90の内周面に接近させると、該カバー90を形成する誘電体が素子導体71a,81aを電気的に大きく見せるような影響を与えるので、該素子導体71a,81aを延長したのと等価な効果が得られる。これは、素子導体71a,81aの長さLaを上記の長さ(約0.21λ0)よりも短縮して、誘電体カバー90の径をさらに縮小化できることを意味している。 The antenna device 50 is also accommodated in a cylindrical dielectric cover 90 (radome) as shown in FIG. 10, and at this time, the element conductors 71a and 81a outside the dipole antenna portions 70 and 80 are bent in an umbrella shape. In addition, since the outer edge is formed in a curved shape, the element conductors 71a and 81a can be brought close to the inner peripheral surface of the dielectric cover 90. As described above, when the element conductors 71a and 81a are brought close to the inner peripheral surface of the dielectric cover 90, the dielectric forming the cover 90 has an effect of making the element conductors 71a and 81a appear electrically large. An effect equivalent to extending the element conductors 71a and 81a can be obtained. This means that the element conductor 71a, the length L a of 81a and shorter than the length (about 0.21λ 0), can be further reduced the size of the dielectric cover 90.

なお、誘電体基板60の取付け手段(ブラケット、ネジ等)や接続ケーブルなどが各ダイポールアンテナ部30,40の特性に影響を与える場合には、該ダイポールアンテナ部30,40のそれぞれに対する影響度に応じて、その影響が除去されるように上記素子導体71a,81aの一方もしくは双方の長さを適宜微調整することができる。
また、ダイポールアンテナ部70,80を1つの誘電体基板20に設ける代わりに、これらを個別の誘電体基板に設けるようにしても良い。そして、必要に応じて、上記給電用の誘電体基板の背部に平坦な形状もしくは両端部をダイポールアンテナ部30および40側に立ち上げた断面コ字状の反射板(図示せず)を配設することができる。
In addition, when the attachment means (a bracket, a screw, etc.) of the dielectric substrate 60 and the connection cable affect the characteristics of the dipole antenna portions 30 and 40, the degree of influence on each of the dipole antenna portions 30 and 40 is affected. Accordingly, the length of one or both of the element conductors 71a and 81a can be finely adjusted as appropriate so that the influence is removed.
Further, instead of providing the dipole antenna portions 70 and 80 on one dielectric substrate 20, these may be provided on individual dielectric substrates. If necessary, a reflector (not shown) having a flat shape or a U-shaped cross section with both ends raised to the dipole antenna portions 30 and 40 side is provided on the back of the dielectric substrate for power supply. can do.

図1に示したアンテナ装置10および図2に示したアンテナ装置50は、アレー化することができ、図11は後者のアンテナ装置50の適数個(この例では3個)を所定の間隔で平行配列した本発明の一実施形態に係るアレー構成アンテナ装置100を示している。
このアレー構成アンテナ装置100は、図示していない分配給電線路をプリント形成した給電用誘電体基板110を備え、この給電用誘電体基板110上に個々のアンテナ装置50を立設してある。したがって、個々のアンテナ装置50は、上記分配給電線路を介して同時に給電される。なお、給電用誘電体基板110の背部には、必要に応じて、反射板120が配置される。この反射板120は、両端部に副反射版20aが立ち上げ形成されている。
The antenna device 10 shown in FIG. 1 and the antenna device 50 shown in FIG. 2 can be arrayed, and FIG. 11 shows an appropriate number (three in this example) of the latter antenna devices 50 at predetermined intervals. 1 shows an array configuration antenna apparatus 100 according to an embodiment of the present invention arranged in parallel.
The array antenna apparatus 100 includes a feeding dielectric substrate 110 on which a distribution feeding line (not shown) is printed, and individual antenna devices 50 are erected on the feeding dielectric substrate 110. Therefore, the individual antenna devices 50 are fed simultaneously through the distribution feed line. A reflector 120 is disposed on the back of the power supply dielectric substrate 110 as necessary. The reflection plate 120 has sub-reflection plates 20a raised at both ends.

図1に示したアンテナ装置10および図9に示した水平偏波用のアンテナ装置50は、偏波共用アンテナ装置を構成するために、垂直偏波用アンテナ装置と組み合わせることができる。図12は、図9に示した水平偏波用のアンテナ装置50に垂直偏波用アンテナ装置130を組み合わせた本発明の一実施形態に係る偏波共用アンテナ装置140を示している。垂直偏波用アンテナ装置130は、水平偏波用のアンテナ装置50から垂直方向(アンテナ装置50の誘電体基板60に垂直な方向)に約0.325λ0離れた位置に配設されている。 The antenna device 10 shown in FIG. 1 and the antenna device 50 for horizontal polarization shown in FIG. 9 can be combined with the antenna device for vertical polarization in order to form a dual-polarization antenna device. FIG. 12 shows a dual-polarization antenna device 140 according to an embodiment of the present invention, in which the vertically polarized antenna device 130 is combined with the horizontally polarized antenna device 50 shown in FIG. The vertically polarized antenna device 130 is disposed at a position approximately 0.325λ 0 away from the horizontally polarized antenna device 50 in the vertical direction (direction perpendicular to the dielectric substrate 60 of the antenna device 50).

垂直偏波用アンテナ装置130は、誘電体基板150,160を備えている。誘電体基板150には、4個のダイポール素子151〜154と給電線路155とがプリント形成され、また誘電体基板160には、図示していない給電線路161がプリント形成されている。
誘電体基板150は、ダイポール素子151〜154の長手軸線がアンテナ装置50の誘電体基板60に直交する形態で該誘電体基板60に鉛直に当接している。
The vertically polarized antenna device 130 includes dielectric substrates 150 and 160. On the dielectric substrate 150, four dipole elements 151 to 154 and a feed line 155 are printed. On the dielectric substrate 160, a feed line 161 (not shown) is printed.
Dielectric substrate 150 is in vertical contact with dielectric substrate 60 in such a manner that the longitudinal axis of dipole elements 151-154 is orthogonal to dielectric substrate 60 of antenna device 50.

ダイポール素子151〜154は、互いに平行する形態で配列し、これらの内、外側のダイポール素子151,154の長さは約λa/2に、また、内側のダイポール素子152,153の長さは約λb/2にそれぞれ設定されている。λaは、使用周波数帯域の下限周波数を0.87f0、上限周波数を1.13f0とした場合における、中心周波数f0と下限周波数0.87f0の中間の周波数faの波長である。またλaは、上記中心周波数f0と上限周波数1.13f0の中間の周波数fbの波長である。 The dipole elements 151 to 154 are arranged in parallel to each other. Among these, the outer dipole elements 151 and 154 have a length of about λ a / 2, and the inner dipole elements 152 and 153 have a length of about λ a / 2. Each is set to about λ b / 2. λ a is the wavelength of the frequency f a between the center frequency f 0 and the lower limit frequency 0.87f 0 when the lower limit frequency of the used frequency band is 0.87f 0 and the upper limit frequency is 1.13f 0 . Λ a is the wavelength of the frequency f b between the center frequency f 0 and the upper limit frequency 1.13f 0 .

上記外側のダイポール素子151,154の一方の素子導体151a,154aおよび他方の素子導体151b,154bは、それぞれ誘電体基板150の表面および裏面に形成されている。また、上記内側のダイポール素子152,153の一方の素子導体152a,153aおよび他方の素子導体151b,154bは、それぞれ誘電体基板150の裏面および表面に形成されている。   One element conductors 151 a and 154 a of the outer dipole elements 151 and 154 and the other element conductors 151 b and 154 b are formed on the front surface and the back surface of the dielectric substrate 150, respectively. In addition, one element conductor 152a, 153a and the other element conductor 151b, 154b of the inner dipole elements 152, 153 are formed on the back surface and the front surface of the dielectric substrate 150, respectively.

給電線路155は、誘電体基板150の表面および裏面にプリント形成された互いに対向する線路導体からなり、それらの線路導体は、それぞれ分岐点156からダイポール素子151,152側とダイポール素子153,154側とに2分岐している。
そして、ダイポール素子151,152側に延びる表面側の分岐線路導体は、素子導体151a,152bの給電点に接続され、また、ダイポール素子153,154側に延びる表面側の分岐線路導体は、素子導体153b,154aの給電点に接続されている。一方、ダイポール素子151,152側に延びる裏面側の分岐線路導体は、素子導体151b,152aの給電点に接続され、また、ダイポール素子153,154側に延びる裏面側の分岐線路導体は、素子導体153a,154bの給電点に接続されている。
The feed line 155 is composed of mutually opposing line conductors printed on the front and back surfaces of the dielectric substrate 150, and these line conductors are connected to the dipole elements 151 and 152 and the dipole elements 153 and 154 from the branch point 156, respectively. Two branches.
The branch line conductor on the surface side extending toward the dipole elements 151 and 152 is connected to the feeding point of the element conductors 151a and 152b, and the branch line conductor on the surface side extending toward the dipole elements 153 and 154 is connected to the element conductor. It is connected to the feeding points of 153b and 154a. On the other hand, the backside branch line conductor extending to the dipole elements 151 and 152 is connected to the feeding point of the element conductors 151b and 152a, and the backside branch line conductor extending to the dipole elements 153 and 154 is an element conductor. It is connected to the feeding points of 153a and 154b.

上記外側のダイポール素子151,154相互と、内側のダイポール素子152,153相互は、それぞれ上記分岐点156を挟んで対称に位置されている。そして、水平面のビーム幅を約45°にするため、外側のダイポール素子151,154の間隔は約0.84λ0に、内側のダイポール素子152,153の間隔は約0.42λ0にそれぞれ設定されている。したがって、ダイポール素子151,152の間隔およびダイポール素子153,154の間隔は、それぞれ約0.21λ0である。 The outer dipole elements 151 and 154 and the inner dipole elements 152 and 153 are located symmetrically with respect to the branch point 156, respectively. In order to set the horizontal plane beam width to about 45 °, the distance between the outer dipole elements 151 and 154 is set to about 0.84λ 0 , and the distance between the inner dipole elements 152 and 153 is set to about 0.42λ 0. ing. Therefore, the interval spacing and dipole elements 153 and 154 of the dipole elements 151 and 152 are each about 0.21λ 0.

誘電体基板160は、誘電体基板150に直交し、かつ、ダイポール素子151〜154に沿う形態で該誘電体基板150の裏面中央部に当接している。この誘電体基板160には、前記給電線路155の分岐点156に接続された図示していない給電線路が図12における上下方向にプリント形成されている。本実施形態では、この誘電体基板160の給電線路として特性インピーダンス50Ωのものを使用している。   The dielectric substrate 160 is in contact with the center of the back surface of the dielectric substrate 150 in a form orthogonal to the dielectric substrate 150 and along the dipole elements 151 to 154. On the dielectric substrate 160, a feed line (not shown) connected to the branch point 156 of the feed line 155 is printed in the vertical direction in FIG. In the present embodiment, a feed line of the dielectric substrate 160 having a characteristic impedance of 50Ω is used.

この偏波共用アンテナ装置140は、誘電体基板160を挟んで誘電体基板150に対向する誘電体基板170と、該誘電体基板170の背部に設けた反射板180とをさらに備えている。誘電体基板170には、誘電体基板160が当接するとともに、前記アンテナ装置50の誘電体基板60も当接している。この誘電体基板170には、図示していない給電線路がプリント形成されており、上記アンテナ装置50および130は、この給電線路を介して給電される。反射板180は、両アンテナ装置50,130の背部に位置、その両端部には、副反射板180aが立ち上げ形成されている。   This dual-polarized antenna device 140 further includes a dielectric substrate 170 facing the dielectric substrate 150 with the dielectric substrate 160 interposed therebetween, and a reflection plate 180 provided on the back of the dielectric substrate 170. The dielectric substrate 160 is in contact with the dielectric substrate 170, and the dielectric substrate 60 of the antenna device 50 is also in contact therewith. A feed line (not shown) is printed on the dielectric substrate 170, and the antenna devices 50 and 130 are fed through the feed line. The reflection plate 180 is positioned at the back of both antenna devices 50 and 130, and sub-reflection plates 180a are formed upright at both ends thereof.

ところで、移動体通信に適用するアンテナ装置では、1つの入力信号を2つ以上の信号に変換するときの分岐器として、使用有端数帯域の中心周波数の波長の約1/4の長さと適切な特性インピーダンスとを持つインピーダンス整合回路を有した電力分配器を使用する。上記1/4波長インピーダンス整合回路の帯域幅は、アンテナ装置のVSWR特性を良好に保つために、だいたいVSWR1.1以下程度に設計される。1段の1/4波長整合回路の比帯域は、約17%程度であるので、目的の比帯域約25%を実現するには、2段の1/4波長整合回路を使用しなければいけない。   By the way, in an antenna apparatus applied to mobile communication, as a branching unit when converting one input signal into two or more signals, a length of about ¼ of the wavelength of the center frequency of the used fractional band is appropriate. A power divider with an impedance matching circuit with characteristic impedance is used. The bandwidth of the ¼ wavelength impedance matching circuit is designed to be about VSWR 1.1 or less in order to keep the VSWR characteristic of the antenna device good. Since the specific bandwidth of the single-stage quarter-wave matching circuit is about 17%, a two-stage quarter-wave matching circuit must be used to achieve the target specific bandwidth of about 25%. .

しかし、2段の1/4波長整合回路を使用すると、個々の分岐線路における整合回路の長さが約1/2λ0となるので、各分岐線路を含む線路における整合回路の総長が1λ0相当にもなる。このような整合回路を確実に挿入することは、実際上困難である。特に、図12に示す構造のアンテナ装置130では、ダイポール素子151〜154の配置形態にもよるが、給電線路155において1段の1/4波長整合回路も構成できないことがあり得る。 However, when a two-quarter wavelength matching circuit is used, the length of the matching circuit in each branch line is about 1 / 2λ 0 , so the total length of the matching circuit in the line including each branch line is equivalent to 1λ 0. It also becomes. It is practically difficult to reliably insert such a matching circuit. In particular, in the antenna device 130 having the structure shown in FIG. 12, depending on the arrangement form of the dipole elements 151 to 154, it is possible that the one-quarter wavelength matching circuit cannot be configured in the feed line 155.

そこで、上記アンテナ装置130では、給電線路155の分岐点156から分岐する一方および他方の分岐線路導体の特性インピーダンスがそれぞれ上記分岐点156の特性インピーダンスに固定されるように給電線路155を構成している。
すなわち、上記給電線路155は、上記一方および他方の分岐線路導体の特性インピーダンスが、前記誘電体基板160に設けられた給電線路の特性インピーダンスの約2倍になるように構成されている。従って、誘電体基板160の給電線路の特性インピーダンスが50Ωである場合、給電線路155の一方および他方の分岐線路導体の特性インピーダンスがそれぞれ約100Ωに固定されることになる。
これにより、アレイ化されたダイポール素子151〜154への分岐給電が1/4波長整合回路を使用することなく可能になる。
Therefore, in the antenna device 130, the feed line 155 is configured so that the characteristic impedances of the one and the other branch line conductors branched from the branch point 156 of the feed line 155 are fixed to the characteristic impedances of the branch points 156, respectively. Yes.
That is, the feed line 155 is configured such that the characteristic impedance of the one and the other branch line conductors is approximately twice the characteristic impedance of the feed line provided on the dielectric substrate 160. Therefore, when the characteristic impedance of the feed line of the dielectric substrate 160 is 50Ω, the characteristic impedances of one and the other branch line conductors of the feed line 155 are fixed to about 100Ω, respectively.
Thereby, branch feeding to the arrayed dipole elements 151 to 154 becomes possible without using a quarter wavelength matching circuit.

このような構成を有する垂直偏波アンテナ装置130は、誘電体基板160に設けられた給電線路を介して中心周波数f0の高周波信号を入力することによって上記各ダイポール素子151〜154を励振することができる。
このアンテナ装置130によれば、ダイポール素子151〜154を水平方向に平行配列(アレイ化)しているので、水平面のビーム幅を狭く(約45°)しているにも拘わらず、サイドローブレベルの劣化を伴うことなく小型化を図ることができる。以下、その理由について説明する。
The vertically polarized antenna device 130 having such a configuration excites each of the dipole elements 151 to 154 by inputting a high-frequency signal having a center frequency f 0 through a feed line provided on the dielectric substrate 160. Can do.
According to the antenna device 130, since the dipole elements 151 to 154 are arranged in parallel (arrayed) in the horizontal direction, the side lobe level is set despite the fact that the horizontal plane has a narrow beam width (about 45 °). It is possible to reduce the size without causing deterioration. The reason will be described below.

アレイ化されていない従来のアンテナ装置は、アンテナ装置130のダイポール素子152,153を取り除いた構成に準じた構成を有する。この従来のアンテナ装置もバックローブを低減するために反射板を設けているが、水平面のビーム幅を例えば約45°程度まで狭くすべく2つのダイポール素子の間隔を拡げた場合、サイドローブレベルの劣化をもたらし、かつ、アンテナ全体の大きさを増加させる。
これに対して、上記アンテナ装置130によれば、水平方向にアレイ化することによって水平面のビーム幅を狭くしているので、サイドローブレベルが該反射板の大きさに依存しなくなる。したがって、図示のような小面積の反射板を使用しても、サイドローブレベルの劣化を生じず、その結果、ビーム幅を狭くした場合でも小型化が可能である。
A conventional antenna device that is not arrayed has a configuration in accordance with a configuration in which the dipole elements 152 and 153 of the antenna device 130 are removed. This conventional antenna device is also provided with a reflector to reduce the back lobe. However, when the distance between the two dipole elements is widened to reduce the beam width of the horizontal plane to, for example, about 45 °, the side lobe level is reduced. It causes degradation and increases the overall size of the antenna.
On the other hand, according to the antenna device 130, since the beam width in the horizontal plane is narrowed by arraying in the horizontal direction, the side lobe level does not depend on the size of the reflector. Therefore, even if a reflector having a small area as shown in the figure is used, the side lobe level does not deteriorate, and as a result, it is possible to reduce the size even when the beam width is narrowed.

また、上記アンテナ装置130によれば、前記したように、給電線路155の各分岐線路導体の特性インピーダンスが誘電体基板160に設けられた給電線路の特性インピーダンスの約2倍に設定されているので、上記給電線路155が周波数特性を持たないことになって広帯域化される。すなわち、図13に示すような比帯域約25%(<1.5)を満足する良好なVSWR(定在波比)特性を実現することが可能となる。
なお、このアンテナ装置130は、ダイポール素子151,154およびダイポール素子152,153をそれぞれ前記中間の周波数faおよびfbに共振するように構成しているが、これも広帯域化に寄与する。すなわち、この構成によれば、全てのダイポール素子151〜154を上記中心周波数f0に共振させる場合よりも広帯域化される。もちろん、全てのダイポール素子151〜154を中心周波数f0に共振させるようにしても、実用上十分な広帯域性を得ることが可能である。
Further, according to the antenna device 130, as described above, the characteristic impedance of each branch line conductor of the feed line 155 is set to about twice the characteristic impedance of the feed line provided on the dielectric substrate 160. The feed line 155 does not have frequency characteristics and thus has a wide band. In other words, it is possible to realize a good VSWR (standing wave ratio) characteristic satisfying a specific bandwidth of about 25% (<1.5) as shown in FIG.
The antenna device 130 is configured so that the dipole elements 151 and 154 and the dipole elements 152 and 153 resonate at the intermediate frequencies f a and f b , respectively, which also contributes to a wider band. That is, according to this configuration, a wider band is obtained than when all the dipole elements 151 to 154 are resonated at the center frequency f 0 . Of course, even if all the dipole elements 151 to 154 are made to resonate at the center frequency f 0 , it is possible to obtain a practically sufficient broadband property.

なお、希望するビーム幅によっては上記ダイポール素子151〜154の配列数を変更しても良く。その場合、その配列数に適合するようにそれらのダイポール素子の共振長が設定される。また、給電線路155の分岐点156を中心とする一方および他方の分岐給電導体に同数のダイポール素子を設ける必要はなく、例えば、一方の分岐給電導体に2個のダイポール素子を設け、他方の分岐給電導体に3個のダイポール素子を設けることも可能である。さらに、上記垂直偏波アンテナ装置130は、外側のダイポール素子151,154と内側のダイポール素子152,153とを逆相に給電するように構成しているが、これらを、同相に給電するように構成しても良い。   Depending on the desired beam width, the arrangement number of the dipole elements 151 to 154 may be changed. In that case, the resonance lengths of these dipole elements are set so as to match the number of the arrays. Further, it is not necessary to provide the same number of dipole elements on one and the other branch feeding conductors around the branch point 156 of the feeding line 155. For example, two dipole elements are provided on one branch feeding conductor and the other branch feeding conductor is provided. It is also possible to provide three dipole elements on the feed conductor. Further, the vertically polarized antenna device 130 is configured to feed the outer dipole elements 151 and 154 and the inner dipole elements 152 and 153 in opposite phases, so that these are fed in the same phase. It may be configured.

図14は、上記垂直偏波アンテナ装置130は、周波数0.87f0について図14のような水平面内指向性を示し、また、周波数1.13f0について図15のような水平面内指向性を示す。なお,各図において、実線は計算値に基づくものであり、また、点線は実測値に基づくものである。これらの図から明らかなように、このアンテナ装置130によれば、上記各周波数についての水平面のビーム幅を45°近傍まで狭くすることが可能である。
一方、図16および図17は、それぞれ図15および図16に対応する水平偏波アンテナ装置50の水平面内指向性を示している。これらの図から明らかなように、この水平偏波アンテナ装置50も、上記各周波数についての水平面のビーム幅を45°近傍まで狭くすることができる。
したがって、アンテナ装置50,130を組み合わせてなるこの実施の形態に係る偏波共用アンテナ装置140は、移動体通信の基地局に適用する偏波ダイバーシチアンテナ装置として好適である。
FIG. 14 shows that the vertically polarized antenna device 130 has a horizontal plane directivity as shown in FIG. 14 at a frequency of 0.87f 0 , and a horizontal plane directivity as shown in FIG. 15 at a frequency of 1.13f 0 . . In each figure, the solid line is based on the calculated value, and the dotted line is based on the actually measured value. As is apparent from these drawings, according to the antenna device 130, the beam width of the horizontal plane for each frequency can be reduced to around 45 °.
On the other hand, FIGS. 16 and 17 show the directivity in the horizontal plane of the horizontally polarized antenna device 50 corresponding to FIGS. 15 and 16, respectively. As can be seen from these figures, this horizontally polarized antenna device 50 can also narrow the horizontal plane beam width for each of the above frequencies to near 45 °.
Therefore, the polarization sharing antenna device 140 according to this embodiment, which is a combination of the antenna devices 50 and 130, is suitable as a polarization diversity antenna device applied to a base station for mobile communication.

図18は、上記偏波共用アンテナ装置140を適数個(この例では3個)配列した本発明の一実施形態に係るアレー構成アンテナ装置200を示している。
このアレー構成アンテナ装置200は、各アンテナ装置140を垂直方向(アンテナ装置50の誘電体基板60に垂直な方向)に約0.65λ0間隔で配列させた構成を有し、かつ、図12に示す誘電体基板170および反射板180に対応する誘電体基板210および反射板220を備えている。
FIG. 18 shows an array configuration antenna apparatus 200 according to an embodiment of the present invention in which an appropriate number (three in this example) of the dual-polarization antenna apparatuses 140 are arranged.
This array configuration antenna device 200 has a structure in which are arranged at approximately 0.65Ramuda 0 intervals each antenna unit 140 vertically (perpendicular to the dielectric substrate 60 of the antenna device 50), and, in FIG. 12 A dielectric substrate 210 and a reflective plate 220 corresponding to the dielectric substrate 170 and the reflective plate 180 shown are provided.

本発明に係るアンテナ装置の第1の実施形態を示す立面図である。1 is an elevation view showing an antenna device according to a first embodiment of the present invention. 比較例に係るアンテナ装置の合成指向性を示すグラフである。It is a graph which shows the synthetic | combination directivity of the antenna apparatus which concerns on a comparative example. 比較例に係るアンテナ装置の各アンテナ部の振幅指向性を示すグラフである。It is a graph which shows the amplitude directivity of each antenna part of the antenna apparatus which concerns on a comparative example. 比較例に係るアンテナ装置の各アンテナ部の位相指向性を示すグラフである。It is a graph which shows the phase directivity of each antenna part of the antenna apparatus which concerns on a comparative example. 図1のアンテナ装置の合成指向性を示すグラフである。It is a graph which shows the synthetic | combination directivity of the antenna apparatus of FIG. 図1のアンテナ装置の各アンテナ部の振幅指向性を示すグラフである。It is a graph which shows the amplitude directivity of each antenna part of the antenna apparatus of FIG. 図1のアンテナ装置の各アンテナ部の位相指向性を示すグラフである。It is a graph which shows the phase directivity of each antenna part of the antenna apparatus of FIG. 図1のアンテナ装置のVSWR特性を示すグラフである。It is a graph which shows the VSWR characteristic of the antenna apparatus of FIG. 本発明に係るアンテナ装置の第2の実施形態を示す立面図である。It is an elevational view showing a second embodiment of the antenna device according to the present invention. 図9のアンテナ装置の誘電体カバー内への実装形態を示す平面図である。FIG. 10 is a plan view showing a form of mounting the antenna device of FIG. 9 in a dielectric cover. 図9のアンテナ装置を用いたアレー構成のアンテナ装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the antenna apparatus of an array structure using the antenna apparatus of FIG. 図9のアンテナ装置を組み込んだ偏波共用アンテナ装置を示す斜視図である。FIG. 10 is a perspective view showing a dual polarization antenna device incorporating the antenna device of FIG. 9. 図12のアンテナ装置における垂直偏波用アンテナ装置のVSWR特性を示すグラフである。13 is a graph showing VSWR characteristics of a vertically polarized antenna device in the antenna device of FIG. 上記垂直偏波用アンテナ装置の所定下限周波数についての水平面内指向性を示すグラフである。It is a graph which shows the directivity in a horizontal surface about the predetermined lower limit frequency of the said antenna device for vertically polarized waves. 上記垂直偏波用アンテナ装置の所定上限周波数についての水平面内指向性を示すグラフである。It is a graph which shows the directivity in a horizontal surface about the predetermined | prescribed upper limit frequency of the said antenna device for vertically polarized waves. 図12のアンテナ装置における水平偏波用アンテナ装置の所定下限周波数についての水平面内指向性を示すグラフである。It is a graph which shows the directivity in a horizontal surface about the predetermined lower limit frequency of the antenna apparatus for horizontal polarization in the antenna apparatus of FIG. 上記水平偏波用アンテナ装置の所定上限周波数についての水平面内指向性を示すグラフである。It is a graph which shows the directivity in a horizontal surface about the predetermined | prescribed upper limit frequency of the said antenna device for horizontal polarization. 図12のアンテナ装置を用いたアレー構成のアンテナ装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the antenna apparatus of an array structure using the antenna apparatus of FIG. ダイポール素子の配列間隔と水平面内ビーム幅の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the arrangement space | interval of a dipole element, and the beam width in a horizontal surface.

符号の説明Explanation of symbols

10,50,100,200 アンテナ装置
31,41,71,81 ダイポール素子
30,40,70,80 アンテナ部
90 誘電体カバー
120,180,220 反射板
10, 50, 100, 200 Antenna device 31, 41, 71, 81 Dipole element 30, 40, 70, 80 Antenna portion 90 Dielectric cover 120, 180, 220 Reflector

Claims (9)

水平に向く形態で水平方向に所定の間隔で配列する第1、第2のダイポール素子を備え、
前記第1、第2のダイポール素子は、外側に位置する素子導体の長さを内側に位置する素子導体の長さよりも大きく設定したことを特徴とするアンテナ装置。
First and second dipole elements arranged in a horizontal direction at a predetermined interval in a horizontal direction,
In the antenna device, the first and second dipole elements are set such that the length of the element conductor located on the outside is set larger than the length of the element conductor located on the inside.
前記第1、第2のダイポール素子を同一もしくは個別の誘電体基板に形成したことを特徴とする請求項1に記載のアンテナ装置。   2. The antenna device according to claim 1, wherein the first and second dipole elements are formed on the same or separate dielectric substrates. 前記第1、第2のダイポール素子における前記外側に位置する素子導体および内側に位置する素子導体は、それらが傘状をなすように折り曲げられていることを特徴とする請求項2に記載のアンテナ装置。   3. The antenna according to claim 2, wherein the outer element conductor and the inner element conductor of the first and second dipole elements are bent so as to form an umbrella shape. 4. apparatus. 前記外側に位置する素子導体の先端部は、誘電体カバーの内周面に沿うように曲線状に形成されていることを特徴とする請求項3に記載のアンテナ装置。   The antenna device according to claim 3, wherein a tip portion of the element conductor located on the outside is formed in a curved shape along the inner peripheral surface of the dielectric cover. 前記誘電体基板にバランを含む給電系を形成したことを特徴とする請求項2〜4に記載のアンテナ装置。   The antenna device according to claim 2, wherein a feed system including a balun is formed on the dielectric substrate. 請求項1〜5に記載のアンテナ装置のいずれかを複数個配列してアレー化したことを特徴とするアンテナ装置。   6. An antenna device comprising a plurality of antenna devices according to claim 1 arranged in an array. 垂直に向く形態で水平方向に所定の間隔で配列するように誘電体基板に形成された3個以上のダイポール素子と、分岐点から前記ダイポール素子の配列方向に分岐する形態で前記誘電体基板に形成され、一方の分岐線路に少なくとも1個以上の前記ダイポール素子が接続されるとともに、他方の分岐線路に少なくとも2個以上の前記ダイポール素子が接続された給電線路と、を備えてなる垂直偏波用アンテナ装置を組み合わせたことを特徴とする請求項2〜5のいずれかに記載のアンテナ装置。   Three or more dipole elements formed on the dielectric substrate so as to be arranged at a predetermined interval in the horizontal direction in a vertically oriented form, and on the dielectric substrate in a form branched from the branch point in the arrangement direction of the dipole elements. And a feed line in which at least one dipole element is connected to one branch line and at least two dipole elements are connected to the other branch line. The antenna apparatus according to claim 2, wherein the antenna apparatus is combined. 請求項7に記載のアンテナ装置を複数個配列してアレー化したことを特徴とするアンテナ装置。   An antenna device comprising a plurality of antenna devices according to claim 7 arranged in an array. 反射板を併設したことを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載のアンテナ装置。   The antenna device according to claim 1, further comprising a reflector.
JP2006120856A 2006-04-25 2006-04-25 Antenna device Active JP4579186B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006120856A JP4579186B2 (en) 2006-04-25 2006-04-25 Antenna device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006120856A JP4579186B2 (en) 2006-04-25 2006-04-25 Antenna device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007295277A true JP2007295277A (en) 2007-11-08
JP4579186B2 JP4579186B2 (en) 2010-11-10

Family

ID=38765451

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006120856A Active JP4579186B2 (en) 2006-04-25 2006-04-25 Antenna device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4579186B2 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008153967A (en) * 2006-12-18 2008-07-03 Denki Kogyo Co Ltd Antenna device
JP2011087241A (en) * 2009-10-19 2011-04-28 Nippon Dengyo Kosaku Co Ltd Antenna, and array antenna
JP2011244244A (en) * 2010-05-19 2011-12-01 Denki Kogyo Co Ltd Polarization diversity antenna
JP2012005146A (en) * 2011-08-30 2012-01-05 Nippon Dengyo Kosaku Co Ltd Polarization shared antenna
JP2012156992A (en) * 2010-12-30 2012-08-16 Telekom Malaysia Berhad Donor antenna of 450 mhz
JP2013051492A (en) * 2011-08-30 2013-03-14 Nippon Soken Inc Antenna device
CN103700926A (en) * 2013-12-26 2014-04-02 广州杰赛科技股份有限公司 Broadband antenna array element, broadband dual-polarized antenna and system thereof
JP2014068233A (en) * 2012-09-26 2014-04-17 Toshiba Corp Antenna device and electronic apparatus having the antenna device

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0652216U (en) * 1992-10-30 1994-07-15 株式会社村田製作所 Dielectric rod antenna
JPH11168323A (en) * 1997-12-04 1999-06-22 Mitsubishi Electric Corp Multi-frequency antenna device and multi-frequency array antenna device using multi-frequency sharing antenna
JP2000501912A (en) * 1995-12-14 2000-02-15 エレクトロマグネチック サイエンスイズ インコーポレイテッド Dual-polarized array antenna with central polarization controller
JP2001111326A (en) * 1999-10-07 2001-04-20 Hideo Suyama Antenna device
JP2004165942A (en) * 2002-11-13 2004-06-10 Denki Kogyo Co Ltd Dual frequency antenna
JP2005184526A (en) * 2003-12-19 2005-07-07 Ntt Docomo Inc Antenna device
JP2005203971A (en) * 2004-01-14 2005-07-28 Ntt Docomo Inc Antenna device and antenna system
JP2007060082A (en) * 2005-08-23 2007-03-08 Nippon Dengyo Kosaku Co Ltd Multi-frequency antenna

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0652216U (en) * 1992-10-30 1994-07-15 株式会社村田製作所 Dielectric rod antenna
JP2000501912A (en) * 1995-12-14 2000-02-15 エレクトロマグネチック サイエンスイズ インコーポレイテッド Dual-polarized array antenna with central polarization controller
JPH11168323A (en) * 1997-12-04 1999-06-22 Mitsubishi Electric Corp Multi-frequency antenna device and multi-frequency array antenna device using multi-frequency sharing antenna
JP2001111326A (en) * 1999-10-07 2001-04-20 Hideo Suyama Antenna device
JP2004165942A (en) * 2002-11-13 2004-06-10 Denki Kogyo Co Ltd Dual frequency antenna
JP2005184526A (en) * 2003-12-19 2005-07-07 Ntt Docomo Inc Antenna device
JP2005203971A (en) * 2004-01-14 2005-07-28 Ntt Docomo Inc Antenna device and antenna system
JP2007060082A (en) * 2005-08-23 2007-03-08 Nippon Dengyo Kosaku Co Ltd Multi-frequency antenna

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008153967A (en) * 2006-12-18 2008-07-03 Denki Kogyo Co Ltd Antenna device
JP2011087241A (en) * 2009-10-19 2011-04-28 Nippon Dengyo Kosaku Co Ltd Antenna, and array antenna
JP2011244244A (en) * 2010-05-19 2011-12-01 Denki Kogyo Co Ltd Polarization diversity antenna
JP2012156992A (en) * 2010-12-30 2012-08-16 Telekom Malaysia Berhad Donor antenna of 450 mhz
JP2012005146A (en) * 2011-08-30 2012-01-05 Nippon Dengyo Kosaku Co Ltd Polarization shared antenna
JP2013051492A (en) * 2011-08-30 2013-03-14 Nippon Soken Inc Antenna device
JP2014068233A (en) * 2012-09-26 2014-04-17 Toshiba Corp Antenna device and electronic apparatus having the antenna device
CN103700926A (en) * 2013-12-26 2014-04-02 广州杰赛科技股份有限公司 Broadband antenna array element, broadband dual-polarized antenna and system thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP4579186B2 (en) 2010-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3614491B1 (en) Multi-band base station antennas having broadband decoupling radiating elements and related radiating elements
EP3841637B1 (en) Antennas including multi-resonance cross-dipole radiating elements and related radiating elements
CN110622351B (en) Dual polarized radiating element and antenna
CN110832699B (en) Dual Polarized Radiating Elements and Antennas
CN102918705B (en) Dual Polarized Radiating Elements for Multiband Antennas
JP4579186B2 (en) Antenna device
EP2710668B1 (en) Tri-pole antenna element and antenna array
US20190273315A1 (en) Antenna arrays having shared radiating elements that exhibit reduced azimuth beamwidth and increase isolation
US9385432B2 (en) Wideband dual-polarized radiation element and antenna of same
JP5956582B2 (en) antenna
JP3734666B2 (en) ANTENNA DEVICE AND ARRAY ANTENNA USING THE SAME
US20200176892A1 (en) Antenna, array antenna, sector antenna, and dipole antenna
CN101728645A (en) dual-polarization omnidirectional antenna
CN211045708U (en) Radiating elements, antenna assemblies and base station antennas
JP4512630B2 (en) Dipole antenna and dipole array antenna
JP4927921B2 (en) Antenna and array antenna
JP4732321B2 (en) Antenna device
JP4950155B2 (en) Dipole horizontal array antenna device
JP2007135038A (en) Dipole horizontal array antenna device
JP4431067B2 (en) Horizontally polarized antenna device
JP4027950B2 (en) Omnidirectional antenna
CN220710618U (en) Box dipole radiating elements and multi-band antennas
US20240258684A1 (en) Base station antennas having radiating elements with active and/or cloaked directors for increased directivity
JP2013115460A (en) Directional antenna
JP2006203428A (en) 60 ° beam antenna device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090302

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100714

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100727

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100825

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130903

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4579186

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350