JP4012414B2 - ２周波用共用スリーブアンテナ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，無線ＬＡＮなどの送受信に用いられる２周波共用スリーブアンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
無線ＬＡＮなどに用いられる２周波共用送受信用スリーブアンテナの概略図を図７（Ａ）（Ｂ）に示す。図に示すように，２周波共用スリーブアンテナは，第一の周波数に対応した長さ略λ／４の先端が開放された円筒状のスリーブ素子３の基部に，同軸給電線１の中心導体１ａが接続されている。また，長さ略λ／４の先端が開放された円筒状のスリーブ素子５の基部に，上記同軸給電線１の外部導体１ｂが接続されている。さらに，上記第一の周波数より高い第二の周波数に対応した長さ略λ／４の先端が開放された円筒状のスリーブ素子４の基部に，上記同軸給電線１の中心導体１ａが接続され，上記円筒状のスリーブ素子３と同心円状になるように接続されている。また，上記第二の周波数に対応した長さ略λ／４の先端が開放された円筒状のスリーブ素子６の基部に，上記同軸給電線１の外部導体１ｂが接続され，上記円筒状のスリーブ素子５と同心円状になるように接続して構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが従来の２周波共用スリーブアンテナによると，円筒状スリーブ素子３，４，５，６が同心円状に構成されているので，１周波のスリーブアンテナよりスリーブ外周の径が太くなるため，１周波のスリーブアンテナのレドームに収納できなくなる。そのため，２周波用のレドームが新規に必要となり，部品の共用ができないためコストが高くなる問題点があった。また，同軸給電線路長が２５λＨ（λＨは第二の周波数に対応した波長）と長いため，２周波の内，第二の周波数帯域の信号が外部導体に誘起され，第二の周波数帯域のアンテナの指向性が劣化する影響を与えている。
本発明は，上記の問題点１に鑑みてなされたもので，その目的とするところは上記問題を解決するために，小型の２周波共用スリーブアンテナの構造を提供することである。
他の目的は，既存の１周波スリーブアンテナのレドームを共用化し，製造コストの低い２周波共用スリーブアンテナの構造を提供することである。
他の目的は，特に第二の周波数帯域の指向性を向上させた２周波共用スリーブアンテナの構造を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため，請求項１の発明は２周波共用スリーブアンテナにおいて，同軸給電線先端部の外部導体を取り除いて形成した放射素子の基部と端部の間にインダクタンス素子を有し，さらに，スリーブ素子の基部と端部の間にインダクタンス素子を設け，スリーブ素子は，同軸給電線の周囲にこの同軸給電線と平行に配置された複数の導電性の板体と，複数の導電性の板体を放射素子側で連結すると共に，同軸給電線の外部導体に接続する連結部と，を備え，導電性の板体は，連結部に接続された基部側板体と，基部側板体の連結部とは反対側に配置された端部側板体と，基部側板体と端部側板体とを接続し，インダクタンス素子を形成する板体と，からなり，放射素子及びスリーブ素子に形成されたインダクタンス素子は，２つの送受信周波数のうちの１つの送受信周波数の電流が各端部に流れることを阻止するように形成されたことを特徴とする。
【０００５】
請求項２の発明は，請求項１の発明において，スリーブアンテナに接続された同軸給電線の外部導体に，送受信周波数に対応する波長の略λ/４に相当する長さの先端開放の折り返し部を設けて構成される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下に，本発明を具体化した実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は，本発明に係る２周波共用スリーブアンテナ７の一例を示す説明図であり，１は同軸給電線，８ａは第一および第二の周波数送受信用の放射素子，８ｂは第一の周波数送受信用の放射素子，９はインダクタンス素子，１０ａ，１０ｃは第一および第二の周波数送受信用のスリーブを構成する導電性板体，１０ｂ，１０ｄは第一の周波数送受信用のスリーブを構成する導電性板体，１１ａ，１１ｂはインダクタンス素子を構成する導電性板体であり，同軸給電線１及び放射素子８ａ，８ｂは直線状に配置されている。
【０００７】
ここで，本願の実施例について詳細に説明する。図１，図２に示すように，放射素子８ａ，８ｂは，同軸給電線１の外部導体を除いた中心導体と，その周囲を覆う誘電体とで構成されている。第一の周波数の波長をλＬ，第二の周波数の波長をλＨとすると，放射素子の直径Ｗ１は０．００２〜０．０５λＬ ，放射素子８ｂの長さＬ１は０．０５〜０．１λＬ，放射素子８ａの長さＬ２は０．２５〜０．３５λＨである。また，スリーブ素子は同軸給電線１に平行かつ対象軸に対向配置した２組の導電性板体１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１１ａ，１１ｂからなり，双方は互いに直交配置されて上部で十字状に互いに連結されている。導電性板体１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１１ａ，１１ｂの寸法について，導電性板体１０ａ，１０ｃの長さＬ３は０．０６〜０．１５λＬ，導電性板体１１ａ，１１ｂの長さＬ４は０．０８〜０．３λＨ，導電性板体１０ｂ，１０ｄの長さＬ５は０．０３〜０．１１λＨ，導電性板体１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄの横幅Ｗ２は０．０２〜０．０６λＬ，導電性板体１１ａ，１１ｂの横幅Ｗ３は０．００８〜０．０３λＨで形成され，連結部１２は中央に円形の挿通孔１２ｃが形成され，導電性材料で形成された連結部材１３が装着され，同軸給電線１の外部導体と接続されている。尚，導電性板体１０ｂ，１１ａ，１０ｄ，１１ｂの部分に関しては，対向配置した１組だけでもよい。
【０００８】
更に，上記スリーブアンテナ７の下部の同軸給電線上には，上記と同様に第二の周波数の受信電波の波長λＨに対応した第二のスリーブ素子が配置され，その第二のスリーブ素子は同軸給電線１に平行かつ対象軸に対向配置した２組の導電性板体１２ａ，１２ｂから成り，双方は互いに直交配置されて上部で十字状に互いに連結されている。導電性板体１２ａ，１２ｂの長さＬ６は０．１〜０．２５λＨ，導電性板体１２ａ，１２ｂの横幅Ｗ４は０．０５〜０．１３λＨで形成されている。また，導電性板体１０ａ，１０ｃと導電性板体１２ａ，１２ｂの間の長さＬ７は０．６〜０．８λＨで形成されている。尚，導電性板体１０ａの面と導電性板体１２ａの面および，導電性板体１０ｃの面と導電性板体１２ｂの面を各々同一面に配置したが，導電性板体１２ａ，１２ｂを同軸給電線１の軸線に対して任意の角度（例えば４５度）だけ回転して取付けても良い。また，図３（Ａ）に示すように，２周波共用スリーブアンテナ７はレドーム２０（詳しくは２０ａ，２０ｂ）に収納されている。
【０００９】
尚，レドーム２０には，アンテナスタンド２１と一体形成されたヒンジ部２１ａと嵌合するヒンジ受部２０ｃが，レドーム２０ａに一体形成されている。レドーム２０，アンテナスタンド２１は，合成樹脂材料で形成されている。また，レドーム２０は，電波の透過性の良い材質が用いられている。
２周波共用スリーブアンテナ７を収納したレドーム２０をアンテナスタンド２１に取付けた状態では，図３（Ｂ）に示すように，レドーム２０（換言すれば２周波共用スリーブアンテナ７）を矢印２２の方向に可動させることができ，２周波共用スリーブアンテナの指向性２３を目標物方向に調整することができるようになっている。
以上，詳述したように，同軸給電線先端部の外部導体を取り除いて形成した放射素子の基部と端部の間にインダクタンス素子を有し，さらにスリーブ素子の基部と端部の間にインダクタンス素子を設けたので，図７に示すような同心円状のスリーブ４，６が不要となり，アンテナの小型化が可能となる。
【００１０】
次に，２周波共用スリーブアンテナ７の動作について述べる。上記スリーブアンテナ７が接続されている同軸給電線１の他方の端部には，記載しない同軸コネクターが接続されている。この同軸コネクターを記載しない送受信機の共用アンテナ端子に接続することにより，２周波のうち，第一の周波数の送信電波は８ｂ〜１０ｂ間全体で放射され，第二の周波数の受信電波はインダクタンス素子９，導電性板体１１ａ，１１ｂにて構成されるインダクタンス素子でインピーダンスが高くなり，そこから先端へは伝送されず８ａ〜１０ａ間で放射される。尚，第二のスリーブ素子を設けたので，同軸給電線１の外部導体から伝送されてくる第二の周波数帯の不要信号は抑制され，指向特性が向上する。
【００１１】
次に，指向特性の向上について詳述する。図４〜図６は，放射素子を軸とした垂直面の指向特性を表したものである。図４は，第二のスリーブ素子を設ける前のデータであり指向特性に乱れが生じているが，第二のスリーブ素子を設けた場合は，図５に示すように指向特性が向上していることが分かる。図６は，第二のスリーブ素子を設けた場合の第一の周波数における指向性を表しており，２周波に渡って良好な指向特性が得られていることがわかる。尚，本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく，以下に例示するように，本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更して実施することも可能である。本実施例では，放射素子は同軸給電線１の中心導体および中心導体を絶縁するための誘電体で形成したが，誘電体を全て除去しても良いし，誘電体の一部を除去しても良い。ただし，この場合は２周波の指向性，利得，定在波比が規定値に入るようにＬ１〜Ｌ７，Ｗ１〜Ｗ４の値を最適化する必要がある。
【００１２】
【発明の効果】
以上詳述したように，請求項１の発明によれば，１周波のスリーブアンテナの寸法で２周波の電波を放射できるため，１周波のスリーブアンテナのレドームに収納ができるので，部品の共用が可能となり新規の金型費用などが不要になり，コストを安くすることができる。
【００１３】
請求項２の発明によれば，同軸給電線の外部導体からの影響を抑圧することができ，指向特性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の２周波共用スリーブアンテナの斜視図。
【図２】図１に示す２周波共用スリーブアンテナの寸法図。
【図３】（Ａ）２周波共用スリーブアンテナをレドームに収納する場合の説明図。（Ｂ）アンテナ部の回動動作と指向性の関係を示す説明図。
【図４】第二のスリーブ素子を設けない場合の，第二の周波数における垂直面指向性を示す特性図。
【図５】第二のスリーブ素子を設けた場合の，第二の周波数における垂直面指向性を示す特性図。
【図６】第二のスリーブ素子を設けた場合の，第一の周波数における垂直面指向性を示す特性図
【図７】（Ａ）従来の２周波共用スリーブアンテナを示す部分斜視図。（Ｂ）図７（Ａ）のＡＡ線矢視断面図。
【符号の説明】
１…同軸給電線，７…２周波共用スリーブアンテナ，８ａ，８ｂ…放射素子，９…インダクタンス素子，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ…導電性板体，１１ａ，１１ｂ…導電性板体，１２ａ，１２ｂ…導電性板体，１２ｃ…挿通孔，１３…連結部材，２０ａ，２０ｂ…レドーム，２０ｃ…ヒンジ受部，２１…アンテナスタンド，２１ａ…ヒンジ部，２３…指向性を説明する補助線

Claims (2)

1. 同軸給電線を放射素子とした２周波共用スリーブアンテナにおいて，
   同軸給電線先端部の外部導体を取り除いて形成した放射素子の基部と端部の間にインダクタンス素子を有し，さらにスリーブ素子の基部と端部の間にインダクタンス素子を設け，
   前記スリーブ素子は，
   前記同軸給電線の周囲に該同軸給電線と平行に配置された複数の導電性の板体と，
   該複数の導電性の板体を前記放射素子側で連結すると共に，前記同軸給電線の外部導体に接続する連結部と，
   を備え，
   前記導電性の板体は，前記連結部に接続された基部側板体と，該基部側板体の前記連結部とは反対側に配置された端部側板体と，前記基部側板体と前記端部側板体とを接続し，前記インダクタンス素子を形成する板体と，からなり，
   前記放射素子及び前記スリーブ素子に形成されたインダクタンス素子は，２つの送受信周波数のうちの１つの送受信周波数の電流が前記各端部に流れることを阻止するように形成されたことを特徴とする，直線偏波用２周波共用スリーブアンテナ。
2. 上記スリーブアンテナに接続された同軸給電線の外部導体に，送受信周波数に対応する波長の略λ／４に相当する長さの先端開放の折り返し部を設けたことを特徴とする，請求項１に記載の２周波共用スリーブアンテナ。

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