垂直極化波天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及垂直極化波天線，詳細(xì)地說，涉及相對于垂直極化波具有薄的構(gòu)造且頻率相對帶寬大的垂直極化波天線。
【背景技術(shù)】
[0002]作為現(xiàn)有的垂直極化波天線，可例示垂直偶極子天線。垂直偶極子天線由于其特征，需要發(fā)送接收波的波長λ的1/2的長度(λ/2)的天線長度。此外，垂直偶極子天線為了垂直極化波的發(fā)送接收而相對于地面垂直設(shè)置。因此，作為垂直偶極子天線的設(shè)置環(huán)境，在高度方向(即，相對于作為水平面的地面的垂直方向)上需要λ/2的長度的空間。如此，垂直偶極子天線的設(shè)置環(huán)境受到與發(fā)送接收波的波長λ相應(yīng)的高度方向的制約。因此，從以往開始考慮到天線的設(shè)置環(huán)境等而要求更加小型或者在高度方向上薄的構(gòu)造的天線。
[0003]作為與垂直偶極子天線具有相似的天線特性且具有在高度方向上薄的構(gòu)造的天線，已知在λ/4的長度的一個單元(element)上例如安裝有圓板狀的接地板30的單極子天線(以下，也稱為“附帶接地板的單極子天線(參照圖1)。在附帶接地板的單極子天線中，在接地板30的中心(饋電點5)上連接著單元。
[0004]還已知為了實現(xiàn)相對于垂直極化波具有更加薄的構(gòu)造的附帶接地板的單極子天線，具有使其彎曲成L字狀的一個單元的附帶接地板的單極子天線(參照圖2)。該單元由相對于接地板垂直的導(dǎo)體部A (長度L1)和平行的導(dǎo)體部B (長度L2)構(gòu)成(LfL2N λ/4)。導(dǎo)體部A的長度對于天線的厚度(相對于垂直極化波的天線的大小)作出貢獻(xiàn)，因此為了實現(xiàn)薄的天線，將L1S計得較小即可，但在L i小時，一般阻抗匹配變得困難，并且導(dǎo)致頻率相對帶寬變窄。
[0005]因此，開發(fā)了L字狀單元的構(gòu)造被置換為一個棒狀的導(dǎo)體部A(以下，稱為饋電導(dǎo)體。饋電導(dǎo)體的長度設(shè)為L1)的一端連接到例如圓板狀的導(dǎo)體板20的中心的附帶接地板的單極子天線(以下，也稱為“容量加載型單極子天線”)(參照圖3)。饋電導(dǎo)體A的另一端如以往那樣與接地板30的中心(饋電點5)連接。根據(jù)該構(gòu)造，即使在饋電導(dǎo)體A的長度L1小的情況下，阻抗匹配也會變得比較容易，但依然存在頻率相對帶寬窄的課題。
[0006]進(jìn)而，從改善容量加載型單極子天線的阻抗匹配的觀點出發(fā)，開發(fā)了在一個饋電導(dǎo)體10的旁邊設(shè)置了棒狀的短路導(dǎo)體15的單極子天線(以下，也稱為“附帶短路導(dǎo)體的容量加載型單極子天線”)(參照圖4)。如以往那樣，饋電導(dǎo)體10的一端與導(dǎo)體板20的中心連接，饋電導(dǎo)體10的另一端與接地板30的中心(饋電點5)連接。短路導(dǎo)體15的一端與導(dǎo)體板20連接，短路導(dǎo)體15的另一端與接地板30連接。已知阻抗匹配的容易性會根據(jù)短路導(dǎo)體15的位置或數(shù)目而改變，但如果適當(dāng)?shù)卦O(shè)計，則能夠?qū)崿F(xiàn)具有λ/10以下的厚度的附帶短路導(dǎo)體的容量加載型單極子天線。另外，已知在該類型的天線中實現(xiàn)水平面內(nèi)無指向性時，將饋電導(dǎo)體10的一端與導(dǎo)體板20的中心連接，并且在以饋電點5為中心的輻射狀的位置上等距離且等間隔地設(shè)置三個以上的短路導(dǎo)體15即可。根據(jù)該構(gòu)造也同樣，在饋電導(dǎo)體10的長度L1小的情況下，依然存在頻率相對帶寬窄的課題。
[0007]例如，在圖4所圖示的結(jié)構(gòu)中(三個短路導(dǎo)體15以實現(xiàn)水平面內(nèi)無指向性的方式被配置)，當(dāng)設(shè)為L1= 6mm = 0.04 λ 2eHz、饋電導(dǎo)體10和各短路導(dǎo)體15的距離D = 24mm、接地板30的直徑為135mm、導(dǎo)體板20的直徑為68mm使得天線諧振頻率成為2GHz時，在反射損耗S11為-1OdB以下這樣的條件(I S n I ( -1OdB,也就是說VSWR〈2.0 ;VSWR是電壓駐波比(Voltage Standing Wave Rat1))下的頻率相對帶寬為11.2% (參照圖5)。
[0008]另外，一種以饋電點5為中心在對稱的位置上配置有兩個短路導(dǎo)體15的以往的天線(參照圖6)，當(dāng)設(shè)為L1= 6mm = 0.04 λ 2(；Ηζ、饋電導(dǎo)體10和各短路導(dǎo)體15的距離D =18mm、接地板30的直徑為135臟、導(dǎo)體板20的直徑為52mm = 0.37 λ 2eHz使得天線諧振頻率成為2GHz時，在反射損耗S11為-1OdB以下這樣的條件(IS11I彡-10dB，也就是說VSWR〈2.0 ;VSWR是電壓駐波比)下的頻率相對帶寬在D = 18mm的情況下為8.3% (參照圖7。其中，圖7中的記號sp表示D)。另外，圖26中表示距離D和頻率相對帶寬的關(guān)系。關(guān)于此時的水平面內(nèi)指向性，在配置了兩個短路導(dǎo)體15的方向上水平稍有降低(參照圖8)。另外，圖8中的記號Phi關(guān)于圖6所示的XYZ正交坐標(biāo)軸而表示方位角(azimuth angle)。
[0009]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0010]非專利文獻(xiàn)
[0011]非專利文獻(xiàn)1:Huiling Jiang and Hiroyuki Arai, ^FDTD Analysisof Low Profile Top Loaded Monopole Antenna"，IEICE TRANS.C0MMUN.，VOL.E85-B, N0.1lNovember 2002

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]發(fā)明要解決的課題
[0013]本發(fā)明鑒于這樣的狀況，其目的在于提供一種相對于垂直極化波具有薄的構(gòu)造且頻率相對帶寬大的垂直極化波天線。
[0014]用于解決課題的方案
[0015]本發(fā)明的垂直極化波天線包括接地板、導(dǎo)體板、兩個以上的饋電導(dǎo)體、與各個饋電導(dǎo)體一組的短路導(dǎo)體。導(dǎo)體板與接地板平行地配置，使得在從接地板的法線方向看去時導(dǎo)體板的整體與接地板交疊，各個饋電導(dǎo)體在與導(dǎo)體板的中心不同的位置上連接著接地板和導(dǎo)體板，各個短路導(dǎo)體在與短路導(dǎo)體一組的饋電導(dǎo)體的旁邊連接著接地板和導(dǎo)體板。
[0016]發(fā)明效果
[0017]根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)相對于垂直極化波具有薄的構(gòu)造且頻率相對帶寬大的垂直極化波天線。
【附圖說明】
[0018]圖1是附帶接地板的單極子天線的立體圖。
[0019]圖2是具有使其彎曲成L字狀的單元的附帶接地板的單極子天線的立體圖。
[0020]圖3是表示容量加載型單極子天線的天線構(gòu)造的圖，圖3A是立體圖，圖3B是側(cè)視圖，圖3C是俯視圖。
[0021]圖4是表示附帶短路導(dǎo)體的容量加載型單極子天線的天線構(gòu)造的圖(短路導(dǎo)體的數(shù)目為3的情況)，圖4A是立體圖，圖4B是側(cè)視圖，圖4C是俯視圖。
[0022]圖5是表示圖4所示的現(xiàn)有天線的反射損耗特性的圖。
[0023]圖6是表示附帶短路導(dǎo)體的容量加載型單極子天線的天線構(gòu)造的圖(短路導(dǎo)體的數(shù)目為2的情況)。
[0024]圖7是表示圖6所示的現(xiàn)有的天線的反射損耗特性的圖。
[0025]圖8是表示圖6所示的現(xiàn)有的天線的水平面內(nèi)指向性的圖。
[0026]圖9是導(dǎo)體板的形狀的例子，圖9A是圓板的例子，圖9B是正方形平板的例子，圖9C是圓環(huán)狀平板的例子，圖9D是穿孔正方形平板的例子。
[0027]圖10是表示實施方式的垂直極化波天線I的構(gòu)造的圖(饋電導(dǎo)體的數(shù)目為3的情況)，圖1OA是立體圖，圖1OB是側(cè)視圖，圖1OC是俯視圖。
[0028]圖11是表示實施方式的垂直極化波天線I的構(gòu)造的圖(饋電導(dǎo)體的數(shù)目為4的情況)，圖1lA是立體圖，圖1lB是側(cè)視圖，圖1lC是俯視圖。
[0029]圖12是表示圖16所示的垂直極化波天線I的電流分布和電流強度的圖，圖12A是側(cè)視圖，圖12B是導(dǎo)體板20的俯視圖。
[0030]圖13是表示圖6所示的以往的天線的電流分布和電流強度的圖，圖13A是側(cè)視圖，圖13B是導(dǎo)體板20的俯視圖。
[0031]圖14是表示實施方式的垂直極化波天線I的構(gòu)造的圖(在從將饋電導(dǎo)體和導(dǎo)體板的連接部位與導(dǎo)體板的中心相連接的直線上，關(guān)于導(dǎo)體板的中心保持距離的前提下逆時針偏移了角度Φ的位置上配置有各短路導(dǎo)體)。
[0032]圖15是表示圖14所示的天線的反射損耗特性的圖。
[0033]圖16是表示實施方式的垂直極化波天線I的構(gòu)造的圖(饋電導(dǎo)體和短路導(dǎo)體的數(shù)目分別為2的情況)，圖16A是立體圖，圖16B是側(cè)視圖，圖16C是俯視圖。
[0034]圖17是表示圖16所示的天線的反射損耗特性的圖。
[0035]圖18是表示圖16所示的天線的水平面內(nèi)指向性的圖。
[0036]圖19是表示圖16所示的天線的反射損耗特性的圖。
[0037]圖20是表示圖10所示的天線的反射損耗特性的圖。
[0038]圖21是表示圖11所示的天線的反射損耗特性的圖。
[0039]圖22是表示實施方式的垂直極化波天線2的構(gòu)造的圖(饋電導(dǎo)體和短路導(dǎo)體的數(shù)目分別為4的情況)。
[0040]圖23是表示圖22所示的天線的反射損耗特性的圖。
[004