(57)【要約】【課題】周波数による指向性の偏差を小さくできるコーナリフレクタアンテナを提供する。【解決手段】コーナリフレクタ２１は、２つのリフレクタ２２ａ、２２ｂを略９０°の角度でコーナ状に組み合わせ、その頂部を支持板２５に装着する。リフレクタ２２ａ、２２ｂは、それぞれ中心軸に設けた支持アーム２３に対し、長さが約１λの複数本の金属棒２４ａ〜２４ｅを所定の比率で順次異なる間隔となるように平行に配置してグリッド型の構成とし、金属棒２４ａ〜２４ｅの配置に規則性を持たせる。上記支持板２５により所定の長さを有する放射素子支持部材２６ａ、２６ｂを支持し、その先端部に半波長のダイポールアンテナ２７を装着する。ダイポールアンテナ２７は、リフレクタ２２ａ、２２ｂ間の中央部分において、リフレクタ２２ａ、２２ｂを構成する金属棒２４ａ〜２４ｅと平行に設ける。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定長さの複数の金属棒を所定の比率で順次異なる間隔となるように平行に配置してなる２つのリフレクタを所定の角度でコーナ状に組み合わせたグリッド型のコーナリフレクタと、
前記コーナリフレクタの前面側に前記リフレクタを構成する金属棒と平行に設けられる半波長ダイポールアンテナとを具備し、
前記コーナリフレクタは、前記金属棒の間隔がコーナ側から外方に向かって順次拡大するように配置したことを特徴とするコーナリフレクタアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グリッド型のコーナリフレクタを用いたコーナリフレクタアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、指向性を持った高利得の受信アンテナとしてコーナリフレクタアンテナが使用されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
従来のグリッド型のコーナリフレクタを用いたコーナリフレクタアンテナは、例えば図５及び図６に示すように構成されている。図５は従来のコーナリフレクタアンテナ１０の構成を示す斜視図、図６は同コーナリフレクタアンテナ１０の側面図である
図５及び図６において、１１はコーナリフレクタで、２つのリフレクタ１２ａ、１２ｂを略９０°の角度でコーナ状に組み合わせている。上記リフレクタ１２ａ、１２ｂは、それぞれ中心軸に設けた支持アーム１３に対し、長さが約１λ（λは使用周波数における波長）の複数本例えば５本の金属棒１４ａ〜１４ｅを等間隔に平行に配置したグリッド型の構成となっている。上記金属棒１４ａ〜１４ｅの間隔ｄは約０．１５λで、両端に位置する金属棒１４ａ、１４ｅ間の長さＷは約０．６λとなる。
【０００４】
上記コーナリフレクタ１１の頂部は、支持板１５に装着される。また、支持板１５には、長さが約０４λの放射素子支持部材１６ａ、１６ｂが装着され、その先端部に半波長ダイポールアンテナ１７が設けられる。このダイポールアンテナ１７は、リフレクタ１２ａ、１２ｂ間において、リフレクタ１２ａ、１２ｂを構成する金属棒１４ａ〜１４ｅと平行に設けられる。
【０００５】
上記ダイポールアンテナ１７は、棒状の放射素子１８ａ、１８ｂが微小間隔を保って直線状に配置され、近接対向部の近傍に給電部１９が設けられる。
【０００６】
図７は上記従来のコーナリフレクタアンテナ１０の指向性を示したもので、太線ａは１．０ｆｃ（ｆｃは中心周波数）、細線ｂは１．２ｆｃ、破線ｃは０．８ｆｃにおける特性を示している。上記図７は横軸にアンテナ角度［deg］をとり、縦軸にレベル［ｄＢ］をとって示した。
【０００７】
従来のコーナリフレクタアンテナ１０は、図７に示すように周波数による指向性の偏差が大きい。
【特許文献１】実開昭６３−１６７０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のように従来のグリッド型のコーナリフレクタアンテナ１０は、金属棒１４ａ〜１４ｅを等間隔に配置したコーナリフレクタ１１を使用したもので、図７に示したように周波数による指向性の偏差が大きいという問題がある。
【０００９】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、周波数による指向性の偏差を小さくできるコーナリフレクタアンテナを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るコーナリフレクタアンテナは、所定長さの複数の金属棒を所定の比率で順次異なる間隔となるように平行に配置してなる２つのリフレクタを所定の角度でコーナ状に組み合わせたグリッド型のコーナリフレクタと、前記コーナリフレクタの前面側に前記リフレクタを構成する金属棒と平行に設けられる半波長ダイポールアンテナとを具備し、前記コーナリフレクタは、前記金属棒の間隔がコーナ側から外方に向かって順次拡大するように配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、グリッド型のコーナリフレクタアンテナにおいて、所定長さの複数の金属棒を所定の比率で順次異なる間隔となるように平行に配置してリフレクタを構成し、上記リフレクタを構成する金属棒の配置に規則性を持たせることにより、周波数による指向性の偏差を小さくできると共にアンテナ利得を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
【００１３】
図１は本発明の一実施形態に係るグリッド型のコーナリフレクタアンテナ２０の構成例を示す斜視図、図２は同コーナリフレクタアンテナ２０の側面図である。
【００１４】
図１及び図２において、２１はコーナリフレクタで、２つのリフレクタ２２ａ、２２ｂを略９０°の角度でコーナ状に組み合わせている。上記リフレクタ２２ａ、２２ｂは、それぞれ中心軸に設けた支持アーム２３に対し、長さが約１λ（λは使用周波数における波長）の複数本例えば５本の金属棒２４ａ〜２４ｅを等比間隔に平行に配置したグリッド型の構成となっている。すなわち、各リフレクタ２２ａ、２２ｂを構成する金属棒２４ａ〜２４ｅは、所定の比率で順次異なる間隔とし、且つ間隔がコーナ側から外方に向かって順次拡大するように配置する。この場合、各リフレクタ２２ａ、２２ｂの長さＷ、すなわち各リフレクタ２２ａ、２２ｂの両端に位置する金属棒２４ａ、２４ｅ間の長さＷは、金属棒２４ａ〜２４ｅの基本間隔を０．１５λとし、この基本間隔を０．１５λに金属棒２４ａ〜２４ｅの間隔数ｍを乗じた値に設定する。例えば実施形態で示したように各リフレクタ２２ａ、２２ｂを５本の金属棒２４ａ〜２４ｅによって構成した場合、金属棒２４ａ〜２４ｅの間隔数ｍは「４」であるので、
Ｗ＝０．１５λ×４＝０．６λ
となる。従って、各リフレクタ２２ａ、２２ｂの両端に位置する金属棒２４ａ、２４ｅ間の長さＷは、約０．６λに設定する。
【００１５】
また、リフレクタ２２ａ、２２ｂは、金属棒２４ａ〜２４ｅの間隔（中心間隔）ｄ１〜ｄ４を次に示すように設定し、間隔ｄ１〜ｄ４に規則性を持たせる。
【００１６】
ｄ１＝Ｌ×ｎ０
ｄ２＝Ｌ×ｎ１
ｄ３＝Ｌ×ｎ２
ｄ４＝Ｌ×ｎ３
そして、
Ｗ＝ｄ１＋ｄ２＋ｄ３＋ｄ４
となるように「Ｌ」及び「ｎ」の値を設定する。この場合の例では、「Ｌ」を約０．１λ、「ｎ」を約１．２８とする。
【００１７】
上記「Ｌ」の値を「０．１λ」、「ｎ」の値を「１．２８」とした場合、金属棒２４ａ〜２４ｅの各間隔ｄ１〜ｄ４の具体的な値は、
ｄ１＝Ｌ×ｎ０＝０．１λ×１．２８０＝０．１λ
ｄ２＝Ｌ×ｎ１＝０．１λ×１．２８１＝０．１２８λ
ｄ３＝Ｌ×ｎ２＝０．１λ×１．２８２≒０．１６３λ
ｄ４＝Ｌ×ｎ３＝０．１λ×１．２８３≒０．２０９λ
となる。
【００１８】
従って、リフレクタ２２ａ、２２ｂの長さ、すなわち両端に位置する金属棒２４ａ、２４ｅの間の長さＷは、
Ｗ＝ｄ１＋ｄ２＋ｄ３＋ｄ４
＝０．１λ＋０．１２８λ＋０．１６３λ＋０．２０９λ
＝０．６λ
となる。
【００１９】
そして、上記２つのリフレクタ２２ａ、２２ｂが組み合わされたコーナリフレクタ２１の頂部は、例えば四角形に形成された支持板２５に装着される。この支持板２５には、放射素子支持部材２６ａ、２６ｂが装着される。この放射素子支持部材２６ａ、２６ｂは、絶縁部材を用いて構成したもので、その先端部にダイポールアンテナ２７が装着される。このダイポールアンテナ２７は、コーナリフレクタ２１の前面側、すなわちリフレクタ２２ａ、２２ｂ間の中央部分において、リフレクタ２２ａ、２２ｂを構成する金属棒２４ａ〜２４ｅと平行に設けられる。
【００２０】
上記ダイポールアンテナ２７は、棒状の放射素子２８ａ、２８ｂが微小間隔を保って直線状に配置され、近接対向部の近傍に給電部２９が設けられる。ダイポールアンテナ２７は、全長が約０．５λ（半波長）、放射素子２８ａ、２８ｂの直径が約０．１λに設定される。
【００２１】
上記放射素子２８ａ、２８ｂは、上記したように支持板２５に設けられた放射素子支持部材２６ａ、２６ｂの先端に装着され、支持板２５までの距離が約０．４λに設定される。また、支持板２５は、例えば金属板を用いて４角形に形成したもので、約０．３λ×約０．４λの大きさに設定される。
【００２２】
図３は上記実施形態に係るコーナリフレクタアンテナ２０の指向性を示したもので、太線ａは１．０ｆｃ（ｆｃは中心周波数）、細線ｂは１．２ｆｃ、破線ｃは０．８ｆｃにおける特性を示している。図３は横軸にアンテナ角度［deg］をとり、縦軸にレベル［ｄＢ］をとって示した。また、図３は、コーナリフレクタアンテナ２０の正面方向を角度０［deg］として示している。
【００２３】
上記コーナリフレクタアンテナ２０は、特に低い周波数（０．８ｆｃ）の指向性が鋭くなり、図７に示した従来のコーナリフレクタアンテナ１０に比較して周波数による指向性の偏差を小さくすることができる。
【００２４】
また、上記実施形態に係るコーナリフレクタアンテナ２０は、図４に示すように従来のコーナリフレクタアンテナ１０に比較して受信周波数の全帯域で利得を向上でき、低い周波数（０．８ｆｃ）では約０．８ｄＢｉ利得が向上している。図４において、実線ａは本発明の実施形態に係るコーナリフレクタアンテナ２０の利得特性を示し、破線ｂは従来のコーナリフレクタアンテナ１０の利得特性を示している。また、図４は、横軸に周波数［ｆ／ｆｃ］をとり、縦軸にアンテナ利得［ｄＢｉ］をとって示した。
【００２５】
上記実施形態に示したように本発明に係るコーナリフレクタアンテナ２０は、リフレクタ２２ａ、２２ｂを構成する金属棒２４ａ〜２４ｅの間隔ｄ１〜ｄ４を等比間隔に平行に配置し、金属棒の配置に規則性を持たせることにより、コーナリフレクタ２１の支持アーム２３の長さが従来のコーナリフレクタアンテナ１０と同じであっても特に低い周波数（０．８ｆｃ）の指向性を鋭くでき、周波数による指向性の偏差を小さくできると共にアンテナ利得を向上することができる。
【００２６】
なお、上記実施形態では、リフレクタ２２ａ、２２ｂを構成する金属棒２４ａ〜２４ｅの間隔ｄ１〜ｄ４の設定において、「Ｌ」の値を「０．１λ」、「ｎ」の値を「１．２８」に設定した場合について示したが、上記「Ｌ」及び「ｎ」の値はその他の値に設定することが可能である。上記「ｎ」の値は、例えば約１．１〜１．５の範囲で設定することが可能である。上記「Ｌ」及び「ｎ」の値を変えることにより、コーナリフレクタアンテナ２０の指向性を可変設定することができる。
【００２７】
また、上記実施形態では、各リフレクタ２２ａ、２２ｂは、５本の金属棒２４ａ〜２４ｅによって構成した場合について示したが、更に多数の金属棒２４ａ、２４ｂ、…によって構成する場合においても、上記実施形態と同様にして実施し得るものである。
【００２８】
また、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態に係るコーナリフレクタアンテナの構成を示す斜視図である。
【図２】同実施形態に係るコーナリフレクタアンテナの側面図である。
【図３】同実施形態に係るコーナリフレクタアンテナの指向特性を示す図である。
【図４】同実施形態に係るコーナリフレクタアンテナ及び従来のコーナリフレクタアンテナの利得特性を示す図である。
【図５】従来のコーナリフレクタアンテナの構成を示す斜視図である。
【図６】図５に示した従来のコーナリフレクタアンテナの側面図である。
【図７】従来のコーナリフレクタアンテナの指向特性を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
２０…コーナリフレクタアンテナ、２１…コーナリフレクタ、２２ａ、２２ｂ…リフレクタ、２３…支持アーム、２４ａ〜２４ｅ…金属棒、２５…支持板、２６ａ、２６ｂ…放射素子支持部材、２７…ダイポールアンテナ、２８ａ、２８ｂ…放射素子、２９…給電部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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