(57)【要約】【課題】アンテナ取付け支柱との干渉を抑制して不感方向を無くし、且つ、給電線やレドームの影響によるアンテナ指向性パターンの変動を抑制する簡易な抑制手段と反射器やレドームの影響によるＶＳＷＲ悪化を改善する簡易な改善手段を具備したアンテナ装置を提供する。【解決手段】同軸線路３０に結合されて中心導体１０とスリーブ２０とから構成されるスリーブアンテナ２５と、円錐状の反射器４０とを備え、円錐の凹側に中心導体１０が円錐の中心軸に一致し、円錐の頂点から中心導体１０の先端が離間するようにスリーブアンテナ２５を配置する。【選択図】      図１
2008160726.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同軸線路に結合されて中心導体とスリーブとから構成されるスリーブアンテナと、
円錐状の反射器とを備え、
前記円錐の凹側に前記中心導体が前記円錐の中心軸に一致し、前記円錐の頂点から前記中心導体の先端が離間するように前記スリーブアンテナを配置したことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記円錐の中心軸に沿って前記スリーブアンテナの前記中心導体にインピーダンス整合用ディスクを取付けたことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記円錐の中心軸に沿って前記スリーブアンテナの前記同軸線路側に、電波の干渉を抑制する干渉抑制用ディスクを配置したことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
円錐状の樹脂性のレドームを設け、前記反射器の底面と前記レドームの底面とを互いに密着させて収納空間を形成し、この収納空間内に前記スリーブアンテナを収納したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
側面が円柱状で上面が円錐状のレドームを設け、前記反射器を前記レドームの前記上面に配置し、前記円柱の内部に前記スリーブアンテナを収納したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記反射器は、金属板、金属網または金属を被覆した誘電体で構成されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は移動通信における基地局用アンテナに係り、詳しくは、特に狭いサービスエリアに適した基地局用アンテナ装置、または電波不感エリアへの中継局用アンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動通信における基地局用アンテナは、大規模のエリアをカバーする目的の基地局アンテナと、比較的限られた小規模のエリアをカバーする目的の基地局アンテナとで使い分けられている。この比較的限られた小範囲のエリアをカバーする目的のアンテナは、高層建築物などにより電波が遮断され、所謂ビルの影となる電波の不感エリアをカバーするために用いられている。都市圏においては、このような不感エリアが比較的近距離に点在するため、不感エリア毎に小規模のエリアをカバーするアンテナを持つ中継局を配備し、互いに中継し合って不感エリアを解消するマルチホッピング方式の概念が検討されている。
【０００３】
電波不感エリアまたは狭いサービスエリアに適した基地局用アンテナとして、モノポールアンテナやダイポールアンテナが使用されている。特許文献１には、有限地板によるモノポールアンテナのエレメント形状に関する記載がされている。例えばこのようなモノポールアンテナを、狭いサービスエリアの基地局やマルチホッピング方式の中継局に使用する場合、ビルの壁などが利用できない場合には、自立用アンテナとして設置する必要が生じる。
【特許文献１】ＵＳ２００５／０１５６８０４Ａ１
【０００４】
図８は、モノポールアンテナを自立用アンテナとして設置したモノポールアンテナ設置形態とその特性図である。図８ａにおいて、地面９０に立てられた自立用のアンテナ取付け支柱９１の先端にモノポールアンテナ９２が設置され、基地局または中継局（図示されず）から給電線９３により、放射電波の高周波電力が供給されている。有限地板は天頂側に設置されているため、Ｘ−Ｚ平面における指向性は、ビルの谷間に向けて電波を放射するに適した水平方向から下に向かってメインローブが生じる。一方、図８ｂは、設置されたモノポールアンテナ９２のＸ−Ｙ面での指向性を示す指向性特性図である。モノポールアンテナ９２は、Ｘ−Ｙ面ではオムニ（全方向性）特性を示し円形となるが、電波は支柱９１による干渉を受け、−Ｘ方向において電波の減衰が生じ、円形が歪んでいる。この減衰により、−Ｘ方向は通信品質低下あるいは通信不能となり、全方向にわたる電波不感エリアの解消が困難となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明はこのような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、アンテナ取付け支柱との干渉を抑制して不感方向を無くし、且つ、給電線やレドームの影響によるアンテナ指向性パターンの変動を抑制する簡易な抑制手段と反射器やレドームの影響によるＶＳＷＲ悪化を改善する簡易な改善手段を具備したアンテナ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のアンテナ装置は、同軸線路に結合されて中心導体とスリーブとから構成されるスリーブアンテナと、円錐状の反射器とを備え、円錐の凹側に中心導体が円錐の中心軸に一致し、円錐の頂点から中心導体の先端が離間するようにスリーブアンテナを配置したことを特徴とする。
【０００７】
本発明のアンテナ装置は、反射器の円錐の中心軸に沿ってスリーブアンテナの中心導体にインピーダンス整合用ディスクを取付けたことを特徴とする。
【０００８】
本発明のアンテナ装置は、反射器の円錐の中心軸に沿ってスリーブアンテナの同軸線路側に、電波の干渉を抑制する干渉抑制用ディスクを配置したことを特徴とする。
【０００９】
本発明のアンテナ装置は、円錐状の樹脂性のレドームを設け、反射器の底面とレドームの底面とを互いに密着させて収納空間を形成し、この収納空間内にスリーブアンテナを収納したことを特徴とする。
【００１０】
本発明のアンテナ装置は、側面が円柱状で上面が円錐状のレドームを設け、反射器をレドームの上面に配置し、円柱の内部にスリーブアンテナを収納したことを特徴とする。
【００１１】
本発明のアンテナ装置の反射器は、金属板、金属網または金属を被覆した誘電体で構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のアンテナ装置によれば、アンテナ取付け支柱との干渉を抑制して不感方向を無くし、且つ、給電線やレドームの影響によるアンテナ指向性パターンの変動を抑制する簡易な抑制手段と反射器やレドームの影響によるＶＳＷＲ悪化を改善する簡易な改善手段を具備したアンテナ装置が可能となる。これにより小エリア用基地局アンテナおよび中継局アンテナとして使用できるアンテナ装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明によるアンテナ装置の実施の形態について図を用いて説明する。図１は、本発明のアンテナ装置の構成を示すアンテナ構成図である。スリーブアンテナ２５は、放射電波の高周波電力が供給される同軸線路３０に結合された中心導体１０とスリーブ２０とから構成されている。またスリーブアンテナ２５は、円錐状の反射器４０と円錐状の樹脂性のレドーム７０との底面が互いに密着されて形成された収納空間内に収納され、アンテナ装置１００を構成している。収納においては、反射器４０の円錐の凹側に中心導体１０が円錐の中心軸に一致し、円錐の頂点から中心導体の先端が離間するように配置されている。
【００１４】
また中心導体１０の先端側には、レドーム７０で発生した反射波の影響と、特に中心導体１０が反射器４０と接近することにより発生する結合の影響によるＶＳＷＲの悪化を改善するためのインピーダンス整合用ディスク５０が配備されている。同軸線路３０には、同軸線路３０に流れる漏れ電流が、送信機（図示されず）のコネクタ側に流れることを抑制すると同時に、レドーム７０の円錐状の先端側に直接電波が放出され、大きな干渉が発生することを抑制し、さらに接続されるアンテナ取付け支柱８０（図７）がパイプ形状である場合、漏れ導波管として作用することを抑制するための干渉抑制用ディスク６０が配備されている。このインピーダンス整合用ディスク５０と干渉抑制用ディスク６０とにより、電波は破線で示される方向に効率よく放射され、水平方向から下に向かってメインローブが生じる。
【００１５】
次に、アンテナ装置１００の形状について説明する。円錐形状の反射器４０の開き角は１５０度、直径は約３．７５波長である。円盤状のインピーダンス整合用ディスク５０の直径は、約１／８波長である。また円盤状の干渉抑制用ディスク６０の直径は、約１／２波長である。スリーブアンテナ２５の中心導体１０とスリーブ２０の長さは、それぞれ１／４波長である。スリーブ２０の上端から干渉抑制用ディスク６０までの距離は、約３／８波長である。スリーブ２０の上端からインピーダンス整合用ディスク５０までの距離は、約１／１６波長である。反射器４０からインピーダンス整合用ディスク５０までの距離は、約１／１６波長である。
【００１６】
図２は、本発明のアンテナ装置の内部の実装形態を示す内部実装図である。図２ａにおいて、同軸線路３０に結合されたスリーブアンテナ２５と、整合手段であるインピーダンス整合用ディスク５０と干渉抑制用ディスク６０とが、レドーム７０の円錐状の先端側の円形空洞部を貫通して挿入され、固定されている。図２ｂは、反射器４０の形状を示しており、反射器４０とレドーム７０との底面が互いに密着され、アンテナ取付け支柱８０に取付け前のアンテナ装置１００を構成する。
【００１７】
図３は、本発明のアンテナ装置の外部の実装形態を示す外部実装図である。図３ａにおいて、スリーブアンテナ２５は、反射器４０とレドーム７０が密着されて形成された収納空間内に収納され、アンテナ取付け支柱８０に取付けられてアンテナ装置１００を構成している。図３ｂは、アンテナ装置１００の斜視図である。このアンテナ装置１００は、ビルの屋上または地上の特定の場所に自立アンテナとして設置される。
【００１８】
図４は、本発明のアンテナ装置のＸ−Ｚ平面における指向性を示す指向性特性図である。図４において、指向性特性のメインローブは、斜め下に最大利得を持つパターンを示している。また本発明のアンテナ装置は、図３に見られるように、アンテナ取付け支柱８０の先端に取付けられるため、支柱８０による干渉を受けることが無く、Ｘ−Ｙ平面の指向性は安定したオムニパターンを示す。これにより、支柱による影となる電波の不感エリアが無くなるため、通信できない場所を解消することができる。
【００１９】
図５は、本発明のアンテナ装置のインピーダンス整合用ディスクの効果を示すＶＳＷＲ特性図である。中心導体１０の先端側では、レドーム７０で発生した反射波の影響と、中心導体１０が反射器４０と接近することにより発生する結合の影響により、ＶＳＷＲ特性が悪化する。図５において、破線はインピーダンス整合用ディスクが配備されていない場合、実線は配備されている場合を示し、ＶＳＷＲ特性が０．５〜１．０改善されている。また、基地局用アンテナや中継局用アンテナは受信のみでなく、比較的大電力の電波を送信する場合が考えられるので、ＶＳＷＲは１．３以下が望まれるが、このディスクの効果により充分達成することができる。
【００２０】
図６は、本発明のアンテナ装置の干渉抑制用ディスクの効果を示す放射電波のリップル特性図である。同軸線路３０には漏れ電流が流れることで干渉波が発生し、レドーム７０の円錐状の先端側には直接電波が放出され大きな干渉が発生し、さらに接続されるアンテナ取付け支柱８０がパイプ形状である場合、漏れ導波管として作用し干渉波が発生する。干渉抑制用ディスク６０は、これらの問題を解消するためのものである。図６において、破線は干渉抑制用ディスクが配備されていない場合、実線は配備されている場合を示す。水平方向（９０度）に対し、４５度下の方向（１３５度）に向かってメインローブが生じている。また７０度下の方向（１６０度）で電波は急激に減衰し、アンテナ取付け支柱８０である９０度方向（１８０度）へは殆ど放射されない。縦軸はｄＢｉスケールで示されている。干渉によるリップルは、干渉抑制用ディスク６０により抑制され、放射電波のリップル特性は、なだらかな曲線を有するパターンとなっている。
【００２１】
図７は、本発明のアンテナ装置の他の実施例を示す構成図である。図７において、同軸線路３０に結合されたスリーブアンテナ２５と、整合手段であるインピーダンス整合用ディスク５０と干渉抑制用ディスク６０とが、側面が円柱状で上面が円錐状のレドーム７０の円柱状の内部に挿入され、固定されている。反射器４０は、レドーム７０の上面に配置され、アンテナ取付け支柱８０に取付け前のアンテナ装置１００を構成している。この簡易な構成により、風圧の弱い屋内における不感エリアをカバーすることができる。また図１および図７に示される反射器４０は、金属板、金属網または金属を被覆した誘電体で構成される。
【００２２】
以上説明したとおり、本発明によると、アンテナ取付け支柱との干渉を抑制して不感方向を無くし、且つ、給電線やレドームの影響によるアンテナ指向性パターンの変動を抑制する簡易な抑制手段と反射器やレドームの影響によるＶＳＷＲ悪化を改善する簡易な改善手段を具備したアンテナ装置が可能となる。これにより小エリア用基地局アンテナ、および都市部等の建造物間に発生する、所謂電波の不感地帯において、他の基地局との間に障害物が無い高さに設置し、斜め下の不感地帯に電波を中継する、中継局アンテナとして使用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明のアンテナ装置の構成を示すアンテナ構成図。
【図２】本発明のアンテナ装置の内部の実装形態を示す内部実装図。
【図３】本発明のアンテナ装置の外部の実装形態を示す外部実装図。
【図４】本発明のアンテナ装置のＸ−Ｚ平面における指向性を示す指向性特性図。
【図５】本発明のアンテナ装置のＶＳＷＲ特性図。
【図６】本発明のアンテナ装置の放射電波のリップル特性図。
【図７】本発明のアンテナ装置の他の実施例を示す構成図。
【図８】従来のモノポールアンテナ設置形態とその特性図。
【符号の説明】
【００２４】
１０  中心導体
２０  スリーブ
２５  スリーブアンテナ
３０  同軸線路
４０  反射器
５０  インピーダンス整合用ディスク
６０  干渉抑制用ディスク
７０  レドーム
８０、９１  アンテナ取付け支柱
９０  地面
９２  モノポールアンテナ
９３  給電線
１００  アンテナ装置
【図１】
2008160726.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2008160726.tif 000007
【図６】
2008160726.tif 000008
【図７】
2008160726.tif 000009
【図８】
2008160726.tif 000010