垂直极化波天线的制作方法_3

文档序号:8399426阅读:来源:国知局
,短路导体15b3和短路导体15b4关于虚拟轴X处于对称的位置,短路导体15bl和短路导体15b4关于虚拟轴Y处于对称的位置,短路导体15b2和短路导体15b3关于虚拟轴Y处于对称的位置。关于其他组的也同样。其中,当4个馈电导体10a、10b、10c、1d关于导体板20的中心等距离且等间隔地配置时,希望考虑16个短路导体在天线整体中的配置的对称性。也就是说,如果是该例子,则在使4个短路导体15bl、15b2、15b3、15b4相对于馈电导体1b的各位置原样关于导体板20的中心逆时针旋转90°的各位置上配置对于馈电导体1a的4个短路导体,在使其逆时针旋转180°的各位置上配置对于馈电导体1d的4个短路导体,在使其逆时针旋转270°的各位置上配置对于馈电导体1c的4个短路导体。另外,为了避免图变得繁杂,省略了与馈电导体10a、10c、1d对应的短路导体15的标号。
[0068]此外,图29例示了馈电导体10的数目为2,各馈电导体10与两个短路导体15构成一组的情况。具体地说,馈电导体1a与两个短路导体15al、15a2构成一组,短路导体15al、15a2以馈电导体1a为中心处于等距离的位置,关于虚拟轴Y,短路导体15al和短路导体15a2处于对称的位置。关于其他组也同样。其中,当两个馈电导体10a、10b关于导体板20的中心等距离且等间隔地配置时,希望考虑4个短路导体在天线整体中的配置的对称性。也就是说,如果是该例子,则在使两个短路导体15al、15a2相对于馈电导体1a的各位置原样关于导体板20的中心顺时针旋转180°的各位置上配置对于馈电导体1b的两个短路导体。另外,省略了与馈电导体1b对应的短路导体15的标号。
[0069]各馈电导体10通常是馈电线(未图示)的内导体,该情况下,馈电线的外导体(未图示)与接地板30连接。更详细地说,在馈电点5 (如果是图10的例子则为馈电点5a、5b、5c,如果是图11的例子则为馈电点5a、5b、5c、5d)中对接地板30设置有贯通孔,馈电线的内导体保持与接地板30的绝缘而插入贯通孔,进而,馈电线的内导体通过以物理/机械方式连接到导体板20,从而确保了馈电线的内导体和导体板20的电连接。此外,馈电线的外导体以物理/机械方式连接到接地板30,从而确保了馈电线的外导体和接地板30的电连接。
[0070]各馈电导体10以及各短路导体15优选与接地板30的法线方向平行地配置。换言之,各馈电导体10以及各短路导体15分别具有与接地板30和导体板20的距离大致相同的长度。
[0071]各短路导体15优选在与短路导体15 —组的馈电导体10的旁边,位于从导体板20的中心(也可以换句话说广义的“接地板30的中心”)离开的一侧。其理由在于,导体板20的边缘部分相当于天线的开放端,在从馈电导体10看去时靠近开放端的一侧的位置上通过使其短路从而能够提高电容性,其结果,除了天线的阻抗匹配变得容易之外,变得容易确保频带。此外,因为在这样的理由以外,如根据图12的电流分布和电流强度可知,导体板20的中心附近的电位大致为0,因此即使在从馈电导体10看去时靠近导体板20的中心的一侧的位置上使其短路也无法期待上述效果。图12是后述的图16所示的垂直极化波天线1(包含两个馈电导体10a、1b和两个短路导体15a、15b)的电流分布和电流强度,即使是具有包含三个以上的馈电导体和三个以上的短路导体的结构的垂直极化波天线1,导体板20的中心附近的电位也大致成为O。另外,作为比较例,图13中示出图6所图示的现有的天线的电流分布和电流强度。根据图13可知,在现有的天线中导体板20的中心附近的电位不会大致成为O。
[0072]根据图10或图11所图示的例子,例如短路导体15a位于与短路导体15 —组的馈电导体1a的旁边且从导体板20的中心离开的一侧,具体地说,短路导体15a和导体板20的连接部位,位于将馈电导体1a和导体板20的连接部位与导体板20的中心相连接的直线上且该连接部位和导体板20的边缘之间。这一点关于其他组也同样。
[0073]但是,短路导体15和导体板20的连接部位位于将馈电导体10和导体板20的连接部位与导体板20的中心相连接的直线上并非是必须的技术事项。图15表示在将短路导体15的位置如图14所示那样从将馈电导体10和导体板20的连接部位与导体板20的中心相连接的直线上关于导体板20的中心在保持距离的前提下逆时针偏移了角度Φ时的反射损耗特性(Φ =0°的情况下,短路导体15和导体板20的连接部位位于将馈电导体10和导体板20的连接部位与导体板20的中心相连接的直线上)。另外,图15所图示的反射损耗特性是,在图14所示的垂直极化波天线I的构造中,设为接地板30和导体板20的距离L1= 6mm = 0.04 λ 2eHz、成为一组的馈电导体10和短路导体15的距离D = 6.5mm =0.04 λ 2α?ζ、导体板20的中心和各馈电导体10的距离E = 17.5mm = 0.12 λ 2α?ζ、接地板30的直径为137_ = 0.9 λ 2GHz、导体板20的直径为74mm = 0.49 λ 2GHz时的特性。
[0074]根据图15可知,随着Φ变大而天线带宽变宽。另外,随着Φ增大而天线的谐振频率向高频侧偏移,但带宽的扩大降低了该偏移对天线的实用性的影响。换言之,通过考虑带宽和谐振频率的关系而决定Φ的大小、即对于馈电导体10的短路导体15的相对位置,从而能够实现期望的谐振频率且宽频带的天线。此外,虽然未图示,但在图14所示的垂直极化波天线I的构造中,根据各馈电导体10的配置以及各短路导体15的配置的各自的对称性,即使顺时针偏移角度Φ,也会表现与逆时针偏移了角度Φ时相同的反射损耗特性。
[0075]另外,各馈电导体10和导体板20的中心的距离,考虑所期望的带宽或阻抗匹配等而适当地设定。
[0076]此外,馈电导体1a和短路导体15a的距离、换言之馈电导体1a和导体板20的连接部位与短路导体15a和导体板20的连接部位的距离,考虑所期望的带宽或阻抗匹配等而适当地设定。这一点关于其他组也同样。
[0077]这里,作为一例,图17中示出图16所示的垂直极化波天线I的反射损耗S11的频率特性。图16所示的垂直极化波天线I包含两个馈电导体10a、10b和两个短路导体15a、15b,馈电导体1a和短路导体15a构成一个组,馈电导体1b和短路导体15b构成一个组。在以导体板20的中心(也可以换句话说广义的“接地板30的中心”)为中心而对称的位置上配置有各组。此外,短路导体15a和导体板20的连接部位,位于将馈电导体1a和导体板20的连接部位与导体板20的中心相连接的直线上且该连接部位和导体板20的边缘之间,短路导体15b和导体板20的连接部位,位于将馈电导体1b和导体板20的连接部位与导体板20的中心相连接的直线上且该连接部位和导体板20的边缘之间。图17中示出L1 =6mm = 0.04 λ 2α?ζ、成为一组的馈电导体10和短路导体15的距离D = 10.5mm = 0.07 λ 2α?ζ、将接地板30的直径设为135mm = 0.9 λ 2GHz、将导体板20的直径设为48mm = 0.32 λ 2GHz、改变导体板20的中心和各馈电导体10的距离E使得天线谐振频率成为2GHz时的反射损耗S11 (其中,图17中的记号sp表示D+E)。根据图17可知,距离E越长带宽越大。此外,与图6所示的以往例中的导体部20的直径相比可知,在本例中导体板20的直径小4mm,还实现了天线的小型化。进而,关于图16所示的垂直极化波天线I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18),但与图8所示的以往例大致相同,由此可知,根据本例,能够扩大相对带宽而不会使水平面内指向性恶化。另外,图18中记号phi关于图16所示的XYZ正交坐标轴表示方位角(azimuth angle)。
[0078]图19表示在图16所示的垂直极化波天线I中,固定距离sp ( = D+E) = 22 =0.15 λ 2eHz、改变距离D时的反射损耗S11的频率特性。此外,图27表示距离D和频率相对带宽的关系。根据图19以及图27可知,距离D越长则相对带宽越大。此外,根据图19,即使改变距离D时天线谐振频率也几乎没有改变,可知阻抗匹配容易。
[0079]此外,为了实现垂直极化波天线I在水平面内(与接地板30平行的面)的无指向性,期望至少三个各馈电导体10关于导体板20的中心而设置在等间隔的位置上,进而,期望至少三个各馈电导体10被设置在从导体板20的中心等距离的位置上。在图10所示的例子中,三个馈电导体10a、10b、10c关于导体板20的中心以120度间隔而配置,进而处于从导体板20的中心等距离的位置上。此外,在图11所示的例子中,4个馈电导体10a、10b、10c、1d关于导体板20的中心以90度间隔而配置,进而处于从导体板20的中心等距离的位置上。
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