垂直极化波天线的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及垂直极化波天线，详细地说，涉及相对于垂直极化波具有薄的构造且频率相对带宽大的垂直极化波天线。
【背景技术】
[0002]作为现有的垂直极化波天线，可例示垂直偶极子天线。垂直偶极子天线由于其特征，需要发送接收波的波长λ的1/2的长度(λ/2)的天线长度。此外，垂直偶极子天线为了垂直极化波的发送接收而相对于地面垂直设置。因此，作为垂直偶极子天线的设置环境，在高度方向(即，相对于作为水平面的地面的垂直方向)上需要λ/2的长度的空间。如此，垂直偶极子天线的设置环境受到与发送接收波的波长λ相应的高度方向的制约。因此，从以往开始考虑到天线的设置环境等而要求更加小型或者在高度方向上薄的构造的天线。
[0003]作为与垂直偶极子天线具有相似的天线特性且具有在高度方向上薄的构造的天线，已知在λ/4的长度的一个单元(element)上例如安装有圆板状的接地板30的单极子天线(以下，也称为“附带接地板的单极子天线(参照图1)。在附带接地板的单极子天线中，在接地板30的中心(馈电点5)上连接着单元。
[0004]还已知为了实现相对于垂直极化波具有更加薄的构造的附带接地板的单极子天线，具有使其弯曲成L字状的一个单元的附带接地板的单极子天线(参照图2)。该单元由相对于接地板垂直的导体部A (长度L1)和平行的导体部B (长度L2)构成(LfL2N λ/4)。导体部A的长度对于天线的厚度(相对于垂直极化波的天线的大小)作出贡献，因此为了实现薄的天线，将L1S计得较小即可，但在L i小时，一般阻抗匹配变得困难，并且导致频率相对带宽变窄。
[0005]因此，开发了L字状单元的构造被置换为一个棒状的导体部A(以下，称为馈电导体。馈电导体的长度设为L1)的一端连接到例如圆板状的导体板20的中心的附带接地板的单极子天线(以下，也称为“容量加载型单极子天线”)(参照图3)。馈电导体A的另一端如以往那样与接地板30的中心(馈电点5)连接。根据该构造，即使在馈电导体A的长度L1小的情况下，阻抗匹配也会变得比较容易，但依然存在频率相对带宽窄的课题。
[0006]进而，从改善容量加载型单极子天线的阻抗匹配的观点出发，开发了在一个馈电导体10的旁边设置了棒状的短路导体15的单极子天线(以下，也称为“附带短路导体的容量加载型单极子天线”)(参照图4)。如以往那样，馈电导体10的一端与导体板20的中心连接，馈电导体10的另一端与接地板30的中心(馈电点5)连接。短路导体15的一端与导体板20连接，短路导体15的另一端与接地板30连接。已知阻抗匹配的容易性会根据短路导体15的位置或数目而改变，但如果适当地设计，则能够实现具有λ/10以下的厚度的附带短路导体的容量加载型单极子天线。另外，已知在该类型的天线中实现水平面内无指向性时，将馈电导体10的一端与导体板20的中心连接，并且在以馈电点5为中心的辐射状的位置上等距离且等间隔地设置三个以上的短路导体15即可。根据该构造也同样，在馈电导体10的长度L1小的情况下，依然存在频率相对带宽窄的课题。
[0007]例如，在图4所图示的结构中(三个短路导体15以实现水平面内无指向性的方式被配置)，当设为L1= 6mm = 0.04 λ 2eHz、馈电导体10和各短路导体15的距离D = 24mm、接地板30的直径为135mm、导体板20的直径为68mm使得天线谐振频率成为2GHz时，在反射损耗S11为-1OdB以下这样的条件(I S n I ( -1OdB,也就是说VSWR〈2.0 ;VSWR是电压驻波比(Voltage Standing Wave Rat1))下的频率相对带宽为11.2% (参照图5)。
[0008]另外，一种以馈电点5为中心在对称的位置上配置有两个短路导体15的以往的天线(参照图6)，当设为L1= 6mm = 0.04 λ 2(；Ηζ、馈电导体10和各短路导体15的距离D =18mm、接地板30的直径为135臟、导体板20的直径为52mm = 0.37 λ 2eHz使得天线谐振频率成为2GHz时，在反射损耗S11为-1OdB以下这样的条件(IS11I彡-10dB，也就是说VSWR〈2.0 ;VSWR是电压驻波比)下的频率相对带宽在D = 18mm的情况下为8.3% (参照图7。其中，图7中的记号sp表示D)。另外，图26中表示距离D和频率相对带宽的关系。关于此时的水平面内指向性，在配置了两个短路导体15的方向上水平稍有降低(参照图8)。另外，图8中的记号Phi关于图6所示的XYZ正交坐标轴而表示方位角(azimuth angle)。
[0009]现有技术文献
[0010]非专利文献
[0011]非专利文献1:Huiling Jiang and Hiroyuki Arai, ^FDTD Analysisof Low Profile Top Loaded Monopole Antenna"，IEICE TRANS.C0MMUN.，VOL.E85-B, N0.1lNovember 2002
【发明内容】
[0012]发明要解决的课题
[0013]本发明鉴于这样的状况，其目的在于提供一种相对于垂直极化波具有薄的构造且频率相对带宽大的垂直极化波天线。
[0014]用于解决课题的方案
[0015]本发明的垂直极化波天线包括接地板、导体板、两个以上的馈电导体、与各个馈电导体一组的短路导体。导体板与接地板平行地配置，使得在从接地板的法线方向看去时导体板的整体与接地板交叠，各个馈电导体在与导体板的中心不同的位置上连接着接地板和导体板，各个短路导体在与短路导体一组的馈电导体的旁边连接着接地板和导体板。
[0016]发明效果
[0017]根据本发明，能够实现相对于垂直极化波具有薄的构造且频率相对带宽大的垂直极化波天线。
【附图说明】
[0018]图1是附带接地板的单极子天线的立体图。
[0019]图2是具有使其弯曲成L字状的单元的附带接地板的单极子天线的立体图。
[0020]图3是表示容量加载型单极子天线的天线构造的图，图3A是立体图，图3B是侧视图，图3C是俯视图。
[0021]图4是表示附带短路导体的容量加载型单极子天线的天线构造的图(短路导体的数目为3的情况)，图4A是立体图，图4B是侧视图，图4C是俯视图。
[0022]图5是表示图4所示的现有天线的反射损耗特性的图。
[0023]图6是表示附带短路导体的容量加载型单极子天线的天线构造的图(短路导体的数目为2的情况)。
[0024]图7是表示图6所示的现有的天线的反射损耗特性的图。
[0025]图8是表示图6所示的现有的天线的水平面内指向性的图。
[0026]图9是导体板的形状的例子，图9A是圆板的例子，图9B是正方形平板的例子，图9C是圆环状平板的例子，图9D是穿孔正方形平板的例子。
[0027]图10是表示实施方式的垂直极化波天线I的构造的图(馈电导体的数目为3的情况)，图1OA是立体图，图1OB是侧视图，图1OC是俯视图。
[0028]图11是表示实施方式的垂直极化波天线I的构造的图(馈电导体的数目为4的情况)，图1lA是立体图，图1lB是侧视图，图1lC是俯视图。
[0029]图12是表示图16所示的垂直极化波天线I的电流分布和电流强度的图，图12A是侧视图，图12B是导体板20的俯视图。
[0030]图13是表示图6所示的以往的天线的电流分布和电流强度的图，图13A是侧视图，图13B是导体板20的俯视图。
[0031]图14是表示实施方式的垂直极化波天线I的构造的图(在从将馈电导体和导体板的连接部位与导体板的中心相连接的直线上，关于导体板的中心保持距离的前提下逆时针偏移了角度Φ的位置上配置有各短路导体)。
[0032]图15是表示图14所示的天线的反射损耗特性的图。
[0033]图16是表示实施方式的垂直极化波天线I的构造的图(馈电导体和短路导体的数目分别为2的情况)，图16A是立体图，图16B是侧视图，图16C是俯视图。
[0034]图17是表示图16所示的天线的反射损耗特性的图。
[0035]图18是表示图16所示的天线的水平面内指向性的图。
[0036]图19是表示图16所示的天线的反射损耗特性的图。
[0037]图20是表示图10所示的天线的反射损耗特性的图。
[0038]图21是表示图11所示的天线的反射损耗特性的图。
[0039]图22是表示实施方式的垂直极化波天线2的构造的图(馈电导体和短路导体的数目分别为4的情况)。
[0040]图23是表示图22所示的天线的反射损耗特性的图。
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