JPS62194708A

JPS62194708A - ヘリカルアンテナの給電構造

Info

Publication number: JPS62194708A
Application number: JP3687786A
Authority: JP
Inventors: Hirohiko Yamamoto; 裕彦山本; Takamitsu Kitayama; 北山　隆満; Hiroshi Nakano; 洋中野; Tomozo Oota; 智三太田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1986-02-20
Filing date: 1986-02-20
Publication date: 1987-08-27

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、マイクロ波帯で使用されるヘリカルアンテナ
の給電構造に関する。

（従来の技術）Ｕ　ｌ−Ｉ　Ｆ帯、マイクロ波帯では、従来より、良好
な円偏波特性を有する線状アンテナとして、ヘリカルア
ンテナが多く実用化されている。ヘリカルアンテナは通
常、ヘリックスと反射板、ヘリックスに給電する給電線
、インピーダンス変換器等で構成される。この種のヘリ
カルアンテナの一例を第５図に示す。第５図において、
５はへワックス、５１はへワックス５への給電部で、こ
の給電部５１はへワックス５の一端をそのらせん軸に向
けて延長して構成されている。６はへワックス５の反射
板で、この反射板６はへワックス５からヘリックス５の
ピッ升の１／２の距離をおいておかれる。

７はへワックス５の支持柱、８はインピーダンス変換器
、９は給電線である。

（発明が解決しようとする問題点）ところで、第５図のヘリカルアンテナの給電構造では、
給電線９の特性インピーダンスとへワックス５、ヘリッ
クス５の給電部５１のインピーダンスとが一致せず、両
者を接続するには、インピーダンス変換器８が必要であ
り、ヘリカルアンテナの構造が複雑で、コストも高くな
るという問題があった。

発明の目的は、インピーダンス変換器を特別に設ける必
要がなく、構成が簡単であり、かつ、製作が容易で安価
なヘリカルアンテナを提供することである。

（問題点を解決するための手段）このため、本発明は、ヘリックスの一端部の給電部がこ
のヘリックスのら口゛ん軸に垂直な面内におかれた反射
板の一つの主表面に対して一定の間隔を持って配置され
てインピーダンス整合部を形成していることを特徴とし
ている。すなわち、本発明は、ヘリックスの一端部を延
長してなる給電部を反射板と平行に接近して配置するこ
とにより、その部分の容量成分を大きくし、ヘリックス
の給電部をインピーダンス変換器として機能させるよう
にしたものである。

（作用）本発明において、ヘリックスの一端部を延長してなる給
電部は、ヘリックスと外部の給電線との間のインピーダ
ンス変換器として機能する。このため、従来、ヘリック
スの給電部と給電線との間に接続されていたインピーダ
ンス変換器を省略できる。

（実施例）以下、添付図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図において１はヘリックス、Ｉａはへワックスｌへ
の給電部でヘリックス１の一端を反射板２の中心へ向け
て延長して構成されている。反射板２はへワックスｌと
中心軸が共通の円形のものである。３はアンテナへの給
電線４を接続するためのコネクタである。第２図はアン
テナ部の断面を示したもので、第２図中１０　ｉｔ’テ
フロン棒を示している。ヘリックスｌはピアノ線の表面
を銅メッキした材質でヘリックスｌを支える支柱のいら
ない構造になっている。ピアノ線はへワックスｌの一端
でヘリカル中心軸に向かって曲げられ、ヘリックスへの
給電部１ａを形づくり、さらにヘリックス１のヘリカル
中心軸にそって曲げられテフロン棒ｌＯの中心に挿入さ
れて反射板２の貫通部とで同軸部を形成し、本ヘリカル
アンテナの一電線（図示仕ず。）が接続されるコネクタ
（図示せず。）の心線と接合されている。第２図中、ヘ
リックスｌの給電部【ａと反射板２との間隔りは次のよ
うに決定される。無限導体平板の上を平行に直線状に電
流が流れる場合、線路の特性インピーダンスは、電気鏡
像法により平行二線の特性インピーダンスと同じである
。従ってその特性インピーダンスＺは線路の直径をｄと
した場合、で表される。ヘリックスｌへの給電部１ａの長さをλ／
４にとるとこの部分で１／４波長波長器を構成できる。

従って、ヘリックスｌのインピーダンスをＺ１同軸線路
部のインピーダンスをＺ、とすると、　　　・ｚ＝Ｊｉπ　・・・（２）で表せるような特性インピーダンスＺにすれば整合回路
ができる。

（２）式を（１）式に代入し、Ｄの条件を求めるととな
る、この式を導くにあたってヘリックス！への給電線路
１ａの長さをλ／４であるとしたが、線路の長さが多少
変化し、その長さがヘリックスｌの半径程度の長さにな
っても有用である。

本願の発明者等は、上記（３）式により間隔りを決定し
、同軸線路部からみたＶＳＷＲ（電圧定在波比）の測定
を行った。上記（３）式において、ｄ＝０．９ｍｍ５Ｚ
＋＝１４０Ω、ｚ２＝５０Ωとすれば、Ｄ＝０．４５市
となるが、実験値ではＤ＝０．５＋ｎｍで、信号周波数
が１２ＧＨｚ、比帯域５％の帯域で、同軸線路部からみ
たＶＳＷＲが１．３以下となる特性を得た。

本発明のいま一つの実施例を第３図および第４図に示す
。この実施例は第１図の実施例において、誘電体板１１
をヘリックス１への給電部１ａと反射板２との間に介装
したものである。この場合、Ｄを示す式は、誘電体板１
１の実効的比誘電率を市となり、ＤはｌＯ倍大きくなる。従って、ヘリックスｌ
のターン数等の関係で、ヘリックスｌのインピーダンス
が変化し、 ■誘電体１１を入れない時、間隔りが小さくなって製作
できない、 ■ンヨートするおそれがある、などの問題点が生じる場合でも、誘電体１１をはさみ込
む事によって容量を大きくし、間隔りを実現可能な値で
インピーダンスのマツチングをとる事ができる。また、
ヘリックスｌと反射板２とが振動によってショートする
事ら未然に防げる。

（発明の効果）以上詳述したように、本発明によればインピーダンス変
換器を必要としない極めて簡単で、しかも作製し易く、
コストも安いヘリカルアンテナが実現できるので産業上
極めて有益である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用したヘリカルアンテナの構造説明
図第２図は第１図のヘリカルアンテナの要部断面図、第３図は本発明のいま一つの実施例を適用したヘリカル
アンテナの要部断面図、第４図は第３図のヘリカルアンテナの斜視図、第５図は
従来のヘリカルアンテナの説明図である。 ■・・・ヘリックス、　　２・・・反射板、３・・・コ
ネクタ、　　４・・・給電線、５・・・ヘリックス、　
６・・・反射板、　７・・・支柱、８・・・インピーダ
ンス変換器、　９・・・給電線、１０・・・テフロン棒
、１１・・・誘電体板。特許出願人　　シャープ株式会社代理人　弁理士　青白　　葆ほか２名 −３？２

Claims

【特許請求の範囲】

（１）らせん軸方向に主放射方向を有するヘリックスと
このヘリックスの上記らせん軸に垂直な面内におかれた
反射板とを有するヘリカルアンテナにおいて、給電線に接続される上記ヘリックスの一端部の給電部は
上記反射板の主表面に対して一定の間隔を持ってヘリッ
クスのらせん軸に向かい、このらせん軸の位置にてらせ
ん軸に沿って反射板に向かって折れ曲がったインピーダ
ンス整合部として形成されていることを特徴とするヘリ
カルアンテナの給電構造。
（２）上記インピーダンス整合部と反射板との間には誘
電体が介装されていることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載のヘリカルアンテナの給電構造。
（３）上記インピーダンス整合部と反射板の一つの主表
面との間隔Ｄは、ヘリックスの給電部の直径をｄ、ヘリ
ックスのインピーダンスをＺ＿０、ヘリックスへの給電
線の特性インピーダンスをＺ＿１とし、上記インピーダ
ンス整合部と反射板の一つの主表面との間の実効的比誘
電率をε＿ｓとしたとき、▲数式、化学式、表等があり
ます▼ であることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第
２項記載のヘリカルアンテナの給電構造。