JPH0476521B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

複数の水平方向に配列された素子アンテナと、
前記複数の素子アンテナに接続され素子アンテナ
に電力を供給する給電回路とから成り、２つの異
なる周波数帯で使用され、かつ水平面内で双峰な
指向特性を有するアンテナ装置において、上記素
子アンテナとして誘電体基板上に設けられた方形
マイクロストリツプアンテナの一辺を地導体側と
短絡して構成したアンテナを用い、かつ第１周波
数帯において共振する第１の素子アンテナと第２
周波数帯において共振する第２の素子アンテナを
誘電体基板上に交互に配列し、さらに給電回路と
して第１の素子アンテナに電力を供給する第１の
不等電力分配器と第２の素子アンテナに電力を供
給する第２の不等電力分配器をそれぞれ独立に有
することを特徴とするアンテナ装置。 ２ 誘電体基板としてハニカム基板を用いたこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のアンテ
ナ装置。 ３ 不等電力分配器として、マイクロストリツプ
線路で構成したラツトレース回路を複数個組み合
わせて構成した回路を用いたことを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載のアンテナ装置。 ４ アンテナの保護のため、素子アンテナの前方
に誘電体レドームを設けたことを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載のアンテナ装置。

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 この発明は、複数個の素子アンテナを水平方向
に配列したアンテナ装置、特にその小型・軽量化
に関するものである。 〔従来の技術〕 従来のこの種の装置としては、列車無線に用い
られる列車用アンテナ装置があつた。第４図は従
来のアンテナ装置を示す図であり、図において１
はアンテナ装置であり、４つの放射ユニツト４
１，４２，４３，４４及び不等電力分配器６とに
より構成される。各放射ユニツトは、素子アンテ
ナ２，３，４，５及び整合回路４５，４６，４
７，４８からそれぞれ構成されており、素子アン
テナとしてはスロツトアンテナを用いている。ま
た、各放射ユニツトと不等電力分配器の間は同軸
ケーブル７，８，９，１０によつて接続されてい
る。 このアンテナ装置は列車の側面に設置され、沿
線に布設された漏えい同軸ケーブル（以下LCX
という）と対向して使用される。ことろでLCX
は、第５図に示されるように給電方向によつて放
射方向が±θ方向に変化する。そこで、最大放射
方向が＋θ方向となる給電振幅・位相と、最大放
射方向が−θ方向となる給電振幅・位相を重ね合
わせた給電振幅・位相を各素子に与えることによ
り、水平面内の指向性を±θ方向に最大放射方向
を持つ双峰特性とすることによつて、LCXの放
射方向の変化に追従させている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記のような従来のアンテナ装置においては、
素子アンテナとしてスロツトアンテナを用いてい
るために、スロツトの後ろに空洞を必要とする点
と、１つの素子を２つの異なる周波数で共用する
ため、各素子アンテナに対してそれぞれ整合回路
を必要とする点で、外形寸法が大きくなり、重量
も重くなるという欠点があつた。 この発明は、かかる問題点を解決するためにな
されたもので、従来の装置よりも小型・軽量なア
ンテナ装置を得ることを目的としている。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明に係るアンテナ装置は、素子アンテナ
として誘電体基板に設けた方形マイクロストリツ
プアンテナの１辺を地導体側と短絡したアンテナ
を用い、かつ２つの異なるそれぞれの周波数で共
振する２種類の素子アンテナを交互に配列し、そ
れぞれの素子アンテナに電力を供給する２種類の
不等電力分配器とで構成したものである。 〔作用〕 この発明においては、素子アンテナとして方形
マイクロストリツプアンテナを用いているから、
裏側に空洞を必要とせず、さらにそれぞれの周波
数で共振する２種類の素子アンテナを用いている
ために特別な整合回路を必要とせず、アンテナ装
置の小型・軽量化が可能である。 〔実施例〕 第１図は、この発明の一実施例を示す断面図で
あり、１はこの発明によるアンテナ装置、２ａ〜
５ａは第１週波数帯で共振する第１の素子アンテ
ナ、２ｂ〜５ｂは第２周波数帯で共振する第２の
素子アンテナ、６ａは第１の不等電力分配器、６
ｂは第２の不等電力分配器であり、素子アンテナ
と不等電力分配器の間は同軸ケーブル７ａ〜１０
ａ，７ｂ〜１０ｂによつて接続されている。１１
は誘電体基板、１２はレドームである。 第２図は、この実施例における素子アンテナの
配列を示す図であり、第１の素子アンテナ２ａ〜
５ａと第２の素子アンテナ２ｂ〜５ｂが交互に一
直線上に配列されている。 第３図は、各素子アンテナ２ａ〜５ａ，２ｂ〜
５ｂの断面構成図であり、この実施例では誘電体
基板としてハニカム基板を用いた場合について示
している。図において、ハニカムコア３１を２枚
のスキン３２で挾んだ基板の片側の面には地導体
３３があり、反対側には方形の放射素子３４が設
けられている。地導体３３と放射素子３４の一辺
が短絡板３５によつて電気的に短絡されている。
３６は同軸接栓座であり、その内導体３７は放射
素子３４に接続されている。素子アンテナの入力
インピーダンスは給電位置によつて変化するた
め、ここでは給電位置を入力インピータンスが同
軸ケーブルのインピーダンスに整合する位置に選
んでいる。また、この発明では第１の周波数で共
振する素子アンテナと、第２の周波数で共振する
素子アンテナを分けているため、それぞれの素子
アンテナについて、独立に整合をとることが可能
である。 このアンテナ装置において、素子アンテナの給
電位置をアンテナの入力インピーダンスか同軸ケ
ーブルのインピータンスに整合する位置に選べば
特別な整合回路を必要としないため、アンテナ装
置の小型化が可能であり、第１図の縦方向の寸法
は従来装置の約半分となる。さらに、素子アンテ
ナが非常に薄い構造であるために、アンテナ装置
の奥行きを従来の装置とほぼ同程度に保つたまま
不等電力分配器を基板の裏側に内蔵することがで
き、アンテナ装置の横方向の寸法も小さくなり、
占有面積としては従来装置の1/2以下となる。 また、LCXの放射角は周波数によつて変化す
るが、この発明においては２つの周波数に対する
不等電力分配器と素子アンテナが独立であるか
ら、それぞれの周波数に対して最大放射方向を
LCXの放射方向に適合させることが可能である。
すなわち、第１の周波数におけるLCXの放射角
を±θ₁、第２の周波数におけるLCXの放射角を
±θ₂とすれば、第１の周波数に対しては最大放射
方向が＋θ₁方向となる給電振幅・位相と、−θ₁方
向となる給電振幅・位相を重ね合わせた給電振
幅・位相を第１の不等電力分配器によつて第１の
素子アンテナに与えることによつて、最大放射方
向が±θ₁方向となる双峰特性をもたせることがで
きる。第２の周波数に対しても同様にして最大放
射方向が±θ₂方向となる双峰特性をもたせること
ができる。 なお、誘電体基板としてハニカム基板を使用す
れば、大幅な軽量化が可能である。また、不等電
力分配器としては、マイクロストリツプ線略で構
成したラツトレース回路を複数個組み合わせて構
成した回路を用いることも可能である。 また、この実施例で示したように、素子アンテ
ナを保護するために、素子アンテナの前方にレド
ームをつけても構わない。 〔発明の効果〕 以上のようにこの発明は、素子アンテナとして
誘電体基板上に設けられた方形マイクロストリツ
プアンテナの一辺を地導体側と短絡したアンテナ
を用い、２つの異なる周波数で共振する素子アン
テナを交互に配列することによつて、アンテナ装
置の小型・軽量化を図れるという効果がある。 また、２つの周波数で不等電力分配器と素子ア
ンテナが独立であるから、それぞれの周波数につ
いて最適な指向性が得られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す断面図、第
２図は実施例の素子アンテナの配列を示す図、第
３図は実施例に用いられる素子アンテナの断面
図、第４図は従来の装置を示す図、第５図は
LCXの放射方向を示す図である。 図中、１はアンテナ装置、２ａ〜５ａ，２ｂ〜
５ｂは素子アンテナ、６ａ，６ｂは不等電力分配
器、７ａ〜１０ａ，７ｂ〜１０ｂは同軸ケーブ
ル、１１は誘電体基板、１２はレドームである。
なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す
ものとする。