JPH0373170B2 - - Google Patents
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- JPH0373170B2 JPH0373170B2 JP59246819A JP24681984A JPH0373170B2 JP H0373170 B2 JPH0373170 B2 JP H0373170B2 JP 59246819 A JP59246819 A JP 59246819A JP 24681984 A JP24681984 A JP 24681984A JP H0373170 B2 JPH0373170 B2 JP H0373170B2
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
- H01Q9/04—Resonant antennas
- H01Q9/16—Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
- H01Q5/30—Arrangements for providing operation on different wavebands
- H01Q5/307—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way
- H01Q5/342—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way for different propagation modes
- H01Q5/357—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way for different propagation modes using a single feed point
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- Details Of Aerials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は多周波共用アンテナ装置、殊に複数の
共振帯域を有するアンテナ装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a multi-frequency antenna device, and particularly to an antenna device having a plurality of resonance bands.
一般に線状アンテナは使用波長に共振させて用
いるものであり、この共振はアンテナエレメント
長がほぼ波長λ(ラムダ)の1/2或はn/2(nは
整数)に於いて生ずる。又このような共振が得ら
れる範囲は一般に中心周波数のごく近傍に限られ
一つの線状アンテナの適用周波数帯域は使用中心
周波数の数パーセントと極めて狭い。
Generally, a linear antenna is used by resonating with the wavelength used, and this resonance occurs when the length of the antenna element is approximately 1/2 or n/2 (n is an integer) of the wavelength λ (lambda). Further, the range in which such resonance can be obtained is generally limited to the vicinity of the center frequency, and the applicable frequency band of one linear antenna is extremely narrow, at several percent of the center frequency used.
更に、一基のアンテナによつて得られる共振周
波数帯域は通常一つであり、この範囲を越えた周
波数に於いて使用すればアンテナ効率が著しく低
下するばかりか、送受信機との整合がずれ送信機
の電力増幅回路を損焼する虞れすらある。 Furthermore, one antenna usually has only one resonant frequency band, and if it is used at a frequency that exceeds this range, not only will the antenna efficiency drop significantly, but the matching between the transmitter and receiver will shift and the transmission will be interrupted. There is even a risk of damaging the machine's power amplifier circuit.
従来、この対策として種々考案されているが、
その一例をスリーブ・アンテナについて説明すれ
ば次の通りである。 Various countermeasures have been devised in the past, but
An example of this is explained below regarding a sleeve antenna.
即ち、第6図は従来のスリーブ・アンテナの構
造を模式した図であつて、λ/4長の円筒形負エ
レメント1の頭頂部の中心軸上に、同じくλ/4
長の正極エレエント2を互いに絶縁して立設しア
ンテナを構成すると共に、これら両エレメントに
給電するにあたつては前記円筒形負極アンテナ・
エレメント1を貫通する同軸型給電線3を介して
両アンテナ・エレメント近接部4に於いて行う。 That is, FIG. 6 is a diagram schematically showing the structure of a conventional sleeve antenna.
The antenna is constructed by erecting long positive electrode elements 2 insulated from each other, and the cylindrical negative electrode antenna 2 is used to feed power to both of these elements.
This is done in the vicinity of both antenna elements 4 via a coaxial feed line 3 that passes through the element 1.
このスリーブ・アンテナの特徴は、前記円筒形
負極エレメント1とその中を貫通する同軸給電点
3の外被導体とで新らたに形成する平行2線路
を、前記円筒形負極エレメントの下端開口部から
見たインピーダンスが極めて大きくなることか
ら、このアンテナに接続した前記同軸給電線3の
外被導体にアンテナ・エレメントから誘起する不
要電流の流入を防止し、もつてアンテナの動作を
安定せしめるものである。 The feature of this sleeve antenna is that two parallel lines newly formed by the cylindrical negative electrode element 1 and the outer conductor of the coaxial feed point 3 passing through it are connected to the lower end opening of the cylindrical negative electrode element. Since the impedance seen from the antenna becomes extremely large, this prevents unnecessary current induced from the antenna element from flowing into the outer sheath conductor of the coaxial feed line 3 connected to this antenna, thereby stabilizing the operation of the antenna. be.
このようなスリーブ・アンテナに於ける前述の
広帯域化対策は前記負極エレメント1の円筒直径
を大きくすることによつて前記インピーダンスを
大きくし、もつて使用しうる周波数帯域を幾分な
りと拡大せしめるものである。 The above-mentioned measure to widen the band in such a sleeve antenna is to increase the impedance by increasing the cylindrical diameter of the negative electrode element 1, thereby somewhat expanding the usable frequency band. It is.
又、適用帯域を広げる他に複数の帯域に於いて
使用するためには例えば、アンテナ・エレメント
の中間に調整可能なるインダクタンスを挿入して
おきこれを使用周波数に応じて変化することによ
つてエレメントの電気長を調整することが考えら
れる。この場合の前記インダクタンスの調整は送
信信号電力のアンテナへの整合状態例えば給電電
流の反射量等を検出して自動的に行うか又はチヤ
ンネル切替スイツチと連動したチユーニング手段
によつて行つていた。 In addition to expanding the applicable band, in order to use it in multiple bands, for example, by inserting an adjustable inductance in the middle of the antenna element and changing it according to the frequency used, the element can be used in multiple bands. One possibility is to adjust the electrical length of the In this case, the inductance is adjusted automatically by detecting the matching state of the transmitting signal power to the antenna, such as the amount of reflection of the feeding current, or by using a tuning means in conjunction with a channel changeover switch.
しかしながら、上述したような従来のアンテナ
の広帯域化方法はいづれも最適なものとは云い難
い。即ち、前者の方法による広帯域化方法では自
ずと限界があるばかりかアンテナの寸法、重量と
も大きくなる。
However, it is difficult to say that any of the conventional antenna broadbandization methods described above are optimal. That is, the former method of widening the band not only has its limitations but also increases the size and weight of the antenna.
又、後者の方法は装置が複雑となつて高価なも
のとなり、いづれも携帯用アンテナとしてはとう
てい採用し得ないものであつた。更に、従来のア
ンテナでは異なる複数の周波数帯域に於いて共振
周波数を有するものはなかつた。 In addition, the latter method requires a complicated and expensive device, and cannot be used as a portable antenna. Furthermore, none of the conventional antennas has a resonant frequency in a plurality of different frequency bands.
本発明は上述した如き従来の線状アンテナの広
帯域化方法とは全く異つた原理に基づいて、広帯
域かつ複数の共振周波数帯域を持つた線状アンテ
ナを提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a linear antenna having a wide band and a plurality of resonant frequency bands, based on a principle completely different from the conventional method of widening the band of a linear antenna as described above.
この目的達成のために本発明では以下の如き手
段をとる。 To achieve this objective, the present invention takes the following measures.
即ち、線状アンテナの先端部に、このアンテナ
に流れる高周波電流の方向と逆方向に流れるよう
に巻いたコイルを付加せしめ、該コイルのインダ
クタンスと周波数との関係を所要のものとするご
とく構成する。 That is, a coil wound so that the high-frequency current flows in the opposite direction to the direction of the high-frequency current flowing through the antenna is added to the tip of the linear antenna, and the relationship between the inductance of the coil and the frequency is configured as desired. .
このように構成したアンテナの動作は正確には
不明であるが、先端に付したコイルの作用を推察
すると次の通りである。 Although the exact operation of the antenna constructed in this manner is unknown, the effect of the coil attached to the tip is estimated as follows.
従来の線状アンテナ例えばスリープ型アンテナ
の先端部に、該スリーブアンテナの正極エレメン
ト先端部を中心軸として、所要の直後及び巻数の
コイルを位置せしめ、該コイルの上端部と前記ア
ンテナ正極エレメント先端部とを接続したもの即
ち、正極エレメントがその先端部から該エレメン
トをとり巻く如く垂下するコイルを付加したもの
を考える。 At the tip of a conventional linear antenna, for example, a sleep type antenna, a coil with the desired number of turns is placed with the tip of the positive element of the sleeve antenna as the central axis, and the upper end of the coil and the tip of the antenna positive element are positioned. In other words, consider a configuration in which a positive electrode element is added with a coil that hangs down from its tip end so as to surround the positive electrode element.
このアンテナに高周波信号を印加すると、まず
従来のアンテナと同様に、そのアンテナエレメン
ト長に共振する第1の共振点が得られる、このと
き前記コイルはアンテナエレメントの延長方向と
は逆向きに垂下するから、両者の電流方向が逆と
なり、従来のスリーブアンテナの先端部にそのエ
レメント延長方向に単にコイルを付加せしめたも
のとは異つた作用を程すると考えられる。 When a high frequency signal is applied to this antenna, a first resonance point is obtained that resonates with the length of the antenna element, similar to a conventional antenna. At this time, the coil hangs in the opposite direction to the extension direction of the antenna element. Therefore, the directions of the currents are opposite to each other, and it is thought that the antenna has a different effect from that of a conventional sleeve antenna in which a coil is simply added to the tip of the sleeve antenna in the direction in which the element extends.
このようにコイルを付加したにもかかわらず、
従来のスリープ・アンテナと同様の共振周波数を
持ち得る理由は、このコイルとこれを付したアン
テナ・エレメント先端部との間に浮遊容量をもち
この容量とコイル自身のインダクタンスとによつ
て並列共振回路を形成しかつ、この並列回路がこ
れを付さない場合の共振周波数に対し並列共振す
ることによつて高インピーダンスを呈しもつて従
来のアンテナと同一の第1の共振点を有する。更
に、印加周波数を低下せしめると前記並列回路は
前述の並列共振点からはずれ単にインダクタンス
として作用し、前記コイルの垂直寸法及び内径寸
法によつて決まる周波数位置に第2の共振点を得
ることができるものであると推察される。 Despite adding the coil in this way,
The reason why it can have the same resonant frequency as a conventional sleep antenna is that there is a stray capacitance between this coil and the tip of the antenna element to which it is attached, and this capacitance and the coil's own inductance create a parallel resonant circuit. By forming a parallel circuit and resonating in parallel with the resonance frequency when no parallel circuit is attached, it exhibits high impedance and has the same first resonance point as the conventional antenna. Furthermore, when the applied frequency is reduced, the parallel circuit moves away from the parallel resonance point and acts merely as an inductance, and a second resonance point can be obtained at a frequency position determined by the vertical and inner diameter dimensions of the coil. It is presumed that it is a thing.
以下本発明を図示した実施例に基づき詳細に説
明する。
The present invention will be described in detail below based on illustrated embodiments.
第1図は本発明を適用した40MHz帯用スリー
プ・アンテナの一実施例を示す外観図である。 FIG. 1 is an external view showing an embodiment of a 40 MHz band sleep antenna to which the present invention is applied.
同図に於いて、1はλ/4長円筒形負極アンテ
ナ・エレメントで、2及び3は前記第4図と同様
に夫々λ/4長正極エレメント及び同軸給電線を
示し、所定の巻き数と直径をもつたコイル4を前
記負極アンテナ・エレメント2の先端部分を中心
とする如く該先端部に取付けたものである。 In the figure, 1 is a λ/4 long cylindrical negative pole antenna element, 2 and 3 are a λ/4 long positive pole element and a coaxial feed line, respectively, as in FIG. A coil 4 having a diameter is attached to the tip of the negative antenna element 2 so as to be centered on the tip.
このときの各素子の値を具体的に示せば、前記
正、負極アンテナエレメント長は約1.87m、コイ
ルとして直径10mm、密巻き、このときのコイルの
垂直寸法=100mmである。このように構成した
スリーブ・アンテナの特性を測定すると、第2図
に示す結果を得た。 To specifically show the values of each element at this time, the length of the positive and negative antenna elements is about 1.87 m, the diameter of the coil is 10 mm, the coil is tightly wound, and the vertical dimension of the coil at this time is 100 mm. When the characteristics of the sleeve antenna constructed in this manner were measured, the results shown in FIG. 2 were obtained.
同図から明らかなように、40MHzに於いて第1
の共振点を得る。これは従来のアンテナと同一の
共振周波数であつて、本発明に於いて付加した前
記コイル4によつてはその共振周波数に変動を与
えないことを示す。又この点から5MHz低い点、
即ち35MHzに於いて第2の共振点を生じ結果的に
2つの共振点を有する。 As is clear from the figure, the first
Obtain the resonance point of. This is the same resonant frequency as the conventional antenna, and shows that the coil 4 added in the present invention does not change the resonant frequency. Also, the point 5MHz lower from this point,
That is, a second resonance point occurs at 35MHz, resulting in two resonance points.
従つて、中心周波数が40MHzと35MHzの2つの
周波数帯域に於いて使用しうるアンテナとなる。 Therefore, the antenna can be used in two frequency bands with center frequencies of 40 MHz and 35 MHz.
このようなアンテナは40MHzと35MHzの2周波
数を送受信に使用する復信方式に於いて最適なも
のであつて、従来送受別々のアンテナを使用して
いたものが、本発明を適用することによつて一基
のアンテナで済み極めて経済的である。 Such an antenna is optimal for a duplex system that uses two frequencies, 40 MHz and 35 MHz, for transmission and reception, and by applying the present invention, the antenna that used to use separate antennas for transmission and reception can be improved. It is extremely economical as only one antenna is required.
尚、参考までに第3図に示すように上述のコイ
ル4を単にアンテナエレメント先端部にこれを延
長するように付加した場合の周波数特性を検討す
ると図示を省略したが、このときの共振周波数は
従来のスリーブアンテナ、即ちコイルを付さない
ものの共振周波数より低い点に唯一つ有するのみ
であつて、かつその定在波比は従来のものより劣
るものであつた。 For reference, we will examine the frequency characteristics when the above-mentioned coil 4 is simply added to the tip of the antenna element by extending it, as shown in Figure 3. Although not shown in the figure, the resonant frequency in this case is A conventional sleeve antenna, ie, one without a coil, only has one at a point lower than the resonant frequency, and its standing wave ratio is inferior to that of the conventional sleeve antenna.
この2つの対比から明らかなように、両者とも
同じようにアンテナ・エレメント先付に同一のコ
イルを付したものであるがコイル取付け方向によ
つて全く異なる現象を呈することがわかる。 As is clear from the comparison of the two, although both antenna elements have the same coil attached to the tip, it can be seen that they exhibit completely different phenomena depending on the direction in which the coil is attached.
このように構成した前記コイル4の巻き数及び
その直径を種々変化することによつて第2の共振
周波数を任意に選択しうるものであるから、使用
目的に応じて適宜設定すればよい。 The second resonant frequency can be arbitrarily selected by varying the number of turns and the diameter of the coil 4 constructed in this way, so it may be set as appropriate depending on the purpose of use.
例えば前記コイル4の垂直方向寸法を95mmに5
mm短くすると第2の共振周波数は35.5MHzとなり
0.5MHz高い方に移行することが確認されている。 For example, the vertical dimension of the coil 4 is set to 95 mm.
If it is shortened by mm, the second resonance frequency becomes 35.5MHz.
It has been confirmed that the frequency shifts to 0.5MHz higher.
尚、上記実施例ではスリーブ・アンテナにコイ
ルを付加した場合を示したが、本発明は何等これ
に限定する必要はなく、線状アンテナ全般にわた
つて適用可能である。又スリーブ・アンテナの如
く垂直偏波用のみならずダイポールアンテナ等の
水平偏波用にも適用可能である。 Incidentally, although the above embodiment shows a case in which a coil is added to a sleeve antenna, the present invention need not be limited to this in any way, and can be applied to all linear antennas. Furthermore, it is applicable not only to vertically polarized waves such as a sleeve antenna, but also to horizontally polarized waves such as a dipole antenna.
即ち、第4図は本発明の他の実施例を示すアン
テナ装置の模式図であつて、同図(a)は上述のコイ
ル4,4を水平ダイルポールアンテナ・エレメン
ト5及び6の夫々の先端部に付加したもの、又同
図(b)はh型アンテナの正極エレメント先端部にコ
イル4を付加したものを夫々示すものである。 That is, FIG. 4 is a schematic diagram of an antenna device showing another embodiment of the present invention, and FIG. Fig. 2(b) shows a coil 4 added to the tip of the positive element of an H-type antenna.
このように構成することによつて上述の説明と
同様夫々2つの共振帯域を有するダイポールアン
テナ及びh型アンテナを実現することができる。 By configuring in this way, it is possible to realize a dipole antenna and an h-type antenna each having two resonance bands as described above.
尚、上記コイル4の具体的な付加方法として
は、どのような構造であつてもよいが、取付強度
等を考慮して、例えば第5図(a)に示す如くアンテ
ナエレメント7の先端部を誘電体等の絶縁材パイ
プ8に挿入し、該パイプの表面に銅線等を巻き付
けてコイル4を形成しその先端部に於いて前記ア
ンテナエレメント7と接続した構造としたもの、
或は同図(b)に示す如くアンテナ・エレメント素子
9そのものの延長部分を折り曲げてコイル状に一
体成形するように構したものであつてもよい。 Although the coil 4 may be attached in any structure, for example, the tip of the antenna element 7 may be attached as shown in FIG. A structure in which the coil 4 is inserted into an insulating material pipe 8 such as a dielectric material, and a copper wire or the like is wound around the surface of the pipe, and the tip thereof is connected to the antenna element 7.
Alternatively, as shown in FIG. 9(b), the extended portion of the antenna element 9 itself may be bent and integrally formed into a coil shape.
本発明は以上説明したように構成しかつ作用す
るものであるから、簡単な構成で任意の周波数間
隔で複数の共振点を有したアンテナ装置を実現す
ることができ、特に複信式無線通信機用アンテナ
或は多周波使用の無線通信機用アンテナとして極
めて便利なアンテナ装置とするうえで著効を奏す
る。
Since the present invention is configured and operates as described above, it is possible to realize an antenna device having a plurality of resonance points at arbitrary frequency intervals with a simple configuration, and is particularly applicable to duplex wireless communication equipment. This is very effective in making the antenna device extremely convenient as an antenna for a mobile phone or as an antenna for a wireless communication device using multiple frequencies.
第1図は本発明を適用したスリーブ・アンテナ
の一実施例を示す模式図、第2図は前記第1図に
示した実施例の周波数特性図、第3図は従来のス
リーブアンテナの変形例を示す模式図、第4図は
本発明の他の実施例を示すもので、同図aはダイ
ポール・アンテナ、bはh型アンテナの夫々に本
発明を適用した模式図、第5図a及びbは本発明
に於いて付加するコイルの構造例を示す断面図及
び外観図、第6図は従来のスリーブ・アンテナの
構造図である。
1……正極アンテナ・エレメント、2……円筒
型負極アンテナ・エレメント、3……同軸給電
線、4……コイル、5,6,7及び9……アンテ
ナ・エレメント、8……誘電体。
Fig. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of the sleeve antenna to which the present invention is applied, Fig. 2 is a frequency characteristic diagram of the embodiment shown in Fig. 1, and Fig. 3 is a modification of the conventional sleeve antenna. FIG. 4 is a schematic diagram showing another embodiment of the present invention; FIG. b is a cross-sectional view and an external view showing an example of the structure of a coil added in the present invention, and FIG. 6 is a structural view of a conventional sleeve antenna. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Positive antenna element, 2... Cylindrical negative antenna element, 3... Coaxial feed line, 4... Coil, 5, 6, 7 and 9... Antenna element, 8... Dielectric material.
Claims (1)
レメントに流れる電流と逆方向に電流が流れるよ
うに所要の巻き数のコイルを付加したことを特徴
とする多周波共用アンテナ。1. A multi-frequency antenna characterized in that a coil with a required number of turns is added to the tip of a linear antenna element so that current flows in the opposite direction to the current flowing through the element.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59246819A JPS61125204A (en) | 1984-11-21 | 1984-11-21 | Multi-frequency shared antenna |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59246819A JPS61125204A (en) | 1984-11-21 | 1984-11-21 | Multi-frequency shared antenna |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61125204A JPS61125204A (en) | 1986-06-12 |
JPH0373170B2 true JPH0373170B2 (en) | 1991-11-21 |
Family
ID=17154161
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59246819A Granted JPS61125204A (en) | 1984-11-21 | 1984-11-21 | Multi-frequency shared antenna |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61125204A (en) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63286008A (en) * | 1987-05-19 | 1988-11-22 | Toyo Commun Equip Co Ltd | Two-frequency common use antenna |
JPS63286009A (en) * | 1987-05-19 | 1988-11-22 | Toyo Commun Equip Co Ltd | Two-frequency common use antenna |
JP2514450B2 (en) * | 1990-03-01 | 1996-07-10 | 原田工業株式会社 | Three-wave shared antenna for automobile with sleeve |
US5617105A (en) * | 1993-09-29 | 1997-04-01 | Ntt Mobile Communications Network, Inc. | Antenna equipment |
JP4570431B2 (en) * | 2004-09-29 | 2010-10-27 | 日星電気株式会社 | Sleeve antenna |
-
1984
- 1984-11-21 JP JP59246819A patent/JPS61125204A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS61125204A (en) | 1986-06-12 |
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