(57)【要約】【課題】ＶＨＦ・ＵＨＦ共用のアンテナ装置において、ＶＨＦ導波器におけるエレメントの連結部で生じるＶＨＦ帯の電波の通過損失を低減することで、ＵＨＦ帯の電波の受信特性に影響を与えることなく、ＶＨＦ帯の電波の受信特性を改善する。【解決手段】ＶＨＦ導波器５０を構成する導波エレメント５２の長さを、ＵＨＦ帯の電波のλ／４以下にし、導波エレメント５２同士の連結部５４には、コイルＬとコンデンサＣとからなるＬＣ直列回路が設ける。コイルＬのインダクタンスは、ＵＨＦ帯の電波の通過を阻止するインピーダンスとなるよう設定し、コンデンサＣの容量は、ＶＨＦ帯の周波数帯域でコイルＬのリアクタンスを打ち消すように設定する。【選択図】図３
2014064103.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＶＨＦ帯及びＵＨＦ帯の２つの周波数帯の電波を受信可能な放射器と、
前記ＶＨＦ帯及びＵＨＦ帯の電波を、それぞれ、前記放射器に導くＶＨＦ導波器及びＵＨＦ導波器と、
前記放射器、前記ＶＨＦ導波器及び前記ＵＨＦ導波器を支持する支持竿と、
を備えたアンテナ装置であって、
前記ＶＨＦ導波器は、
中心軸方向の長さが前記ＵＨＦ帯の電波の波長に対し４分の１以下に設定された複数のエレメントと、
前記各エレメントを、前記中心軸方向に直線状に配置した状態で連結する複数の連結部と、
を備え、
前記複数の連結部には、それぞれ、
コイルＬとコンデンサＣとからなり、隣接する前記エレメント同士を電気的に接続するＬＣ直列回路、
が設けられており、
前記コイルＬのインダクタンスは、前記連結部のインピーダンスが前記ＵＨＦ帯の電波の通過を阻止するインピーダンスとなるよう設定され、
前記コンデンサＣの容量は、前記ＶＨＦ帯の周波数帯域で前記コイルＬのリアクタンスを打ち消すように設定されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記支持竿において、前記放射器を挟んで前記ＶＨＦ導波器及び前記ＵＨＦ導波器とは反対側には、
前記ＶＨＦ帯及びＵＨＦ帯の電波を、それぞれ、前記放射器に向けて反射するＶＨＦ反射器及びＵＨＦ反射器、
が設けられていることを特徴とする請求項１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、テレビ放送で利用されるＶＨＦ帯及びＵＨＦ帯の電波を受信可能な、ＶＨＦ・ＵＨＦ共用のアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のアンテナ装置は、通常、ＶＨＦ・ＵＨＦ共用の放射器を備え、放射器に対し、電波の到来方向前方にＶＨＦ導波器及びＵＨＦ導波器を配置し、電波の到来方向後方にＶＨＦ反射器及びＵＨＦ反射器を配置することにより構成されている。（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
そして、ＶＨＦ・ＵＨＦ共用の放射器は、給電部の両側に張り出すように設けられる一対のＵＨＦ放射エレメントと、一対のＵＨＦ放射エレメントの両端をコイルを介して連結することによりＶＨＦ放射器を構成する、一対のループ状（Ｕ字状）エレメントと、から構成されている。
【０００４】
また、ＶＨＦ導波器には、棒状のエレメントを複数に分割し、その分割部分にコイルを設けた短縮型の導波器が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実公平３−２８５７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ＶＨＦ導波器を上記のように構成するのは、ＵＨＦ帯の電波の受信に影響を与えないようにするためである。
そして、ＶＨＦ導波器を構成する各エレメントの連結部に設けられるコイルＬは、連結部のインピーダンスが、受信対象となるＶＨＦ帯の電波が低損失で通過し、ＵＨＦ帯の電波の通過を阻止するインピーダンスとなるよう設定される。
【０００７】
しかしながら、本願発明者らが検討したところ、上記のようにＶＨＦ導波器におけるエレメントの連結部をコイルだけで構成すると、コイルのリアクタンス成分によって、ＶＨＦ帯の電波の通過損失を充分低減することができず、これによってアンテナゲインが低下することが分かった。
【０００８】
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、ＶＨＦ・ＵＨＦ共用のアンテナ装置において、ＶＨＦ導波器におけるエレメントの連結部で生じるＶＨＦ帯の電波の通過損失を低減することで、ＵＨＦ帯の電波の受信特性に影響を与えることなく、ＶＨＦ帯の電波の受信特性を改善することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、
ＶＨＦ帯及びＵＨＦ帯の２つの周波数帯の電波を受信可能な放射器と、
前記ＶＨＦ帯及びＵＨＦ帯の電波を、それぞれ、前記放射器に導くＶＨＦ導波器及びＵＨＦ導波器と、
前記放射器、前記ＶＨＦ導波器及び前記ＵＨＦ導波器を支持する支持竿と、
を備えたアンテナ装置であって、
前記ＶＨＦ導波器は、
中心軸方向の長さが前記ＵＨＦ帯の電波の波長に対し４分の１以下に設定された、複数の棒状のエレメントと、
前記各エレメントを、前記中心軸方向に直線状に配置した状態で連結する複数の連結部と、
を備え、
前記複数の連結部には、それぞれ、
コイルＬとコンデンサＣとからなり、隣接する前記エレメント同士を電気的に接続するＬＣ直列回路、
が設けられており、
前記コイルＬのインダクタンスは、前記連結部のインピーダンスが前記ＵＨＦ帯の電波の通過を阻止するインピーダンスとなるよう設定され、
前記コンデンサＣの容量は、前記ＶＨＦ帯の周波数帯域で前記コイルＬのリアクタンスを打ち消すように設定されていることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のアンテナ装置において、
前記支持竿において、前記放射器を挟んで前記ＶＨＦ導波器及び前記ＵＨＦ導波器とは反対側には、
前記ＶＨＦ帯及びＵＨＦ帯の電波を、それぞれ、前記放射器に向けて反射するＶＨＦ反射器及びＵＨＦ反射器、
が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載のアンテナ装置は、ＶＨＦ・ＵＨＦ共用の放射器と、ＶＨＦ導波器及びＵＨＦ導波器と、これら各部を支持する支持竿と、を備える。
そして、ＶＨＦ導波器は、中心軸方向の長さがＵＨＦ帯の電波の波長に対して４分の１以下に設定された複数のエレメントと、各エレメントを直線状に連結する複数の連結部と、を備える。
【００１２】
なお、ＶＨＦ導波器を構成するエレメントの長さを、ＵＨＦ帯の電波の波長に対して４分の１（以下、λ／４ともいう）以下となるように設定するのは、エレメントの長さがＵＨＦ帯の電波のλ／４を越えると、各エレメントが、ＵＨＦ帯の電波の通過（換言すれば、アンテナ装置によるＵＨＦ帯の電波の受信特性）に影響を与えてしまうためである。
【００１３】
つまり、本発明では、ＶＨＦ導波器を構成するエレメントの長さを、ＵＨＦ帯の電波のλ／４以下にすることで、ＵＨＦ帯の電波の受信特性に影響を与えるのを防止するのである。
【００１４】
また、複数の連結部には、それぞれ、コイルＬとコンデンサＣとからなるＬＣ直列回路が設けられている。
そして、このＬＣ直列回路を構成するコイルＬのインダクタンスは、ＵＨＦ帯の電波の通過を阻止するインピーダンスとなるよう設定され、コンデンサＣの容量は、ＶＨＦ帯の周波数帯域でコイルＬのリアクタンスを打ち消すように設定される。
【００１５】
従って、請求項１に記載のアンテナ装置によれば、ＶＨＦ導波器におけるエレメントの連結部におけるＵＨＦ帯の電波の通過損失を大きくし、且つ、ＶＨＦ帯の電波の通過損失を充分低減することができるようになる。
【００１６】
よって、請求項１に記載のアンテナ装置によれば、ＵＨＦ帯の電波の放射特性（延いてはＵＨＦ帯の電波の受信特性）に影響を与えることなく、ＶＨＦ帯の電波に対するアンテナゲインを増加させて、ＶＨＦ帯の電波の放射特性（延いてはＶＨＦ帯の電波の受信特性）を改善することができる。
【００１７】
また、請求項１に記載のアンテナ装置によれば、コイルＬのリアクタンスを打ち消すようにコイルＬに対しコンデンサＣを直列接続していることから、ＶＨＦ導波器の全体の長さを、ＶＨＦ導波器を一本のエレメントにて構成した場合と同じ長さにすることができる。
【００１８】
よって、従来のように、ＶＨＦ導波器を短縮型にする必要がなく、設計が容易になる。
なお、本発明のアンテナ装置は、請求項２に記載のように、支持竿において、放射器を挟んでＶＨＦ導波器及びＵＨＦ導波器とは反対側には、ＶＨＦ反射器及びＵＨＦ反射器を設けるようにしてもよい。
【００１９】
そして、このようにすれば、ＶＨＦ帯及びＵＨＦ帯の電波に対するアンテナゲインをより向上して、各電波の放射特性（延いては受信特性）を改善することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態のアンテナ装置全体の構成を表す斜視図である。
【図２】実施形態のアンテナ装置の構成を表す平面図である。
【図３】実施形態のＶＨＦ導波器の構成を表す説明図である。
【図４】ＶＨＦ導波器の連結部で生じる通過損失の周波数特性を表し、（ａ）は、連結部をＬＣ直列回路で構成した場合の特性図、（ｂ）は、連結部をコイルＬだけで構成した場合の特性図、である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
本実施形態のアンテナ装置は、テレビ放送用のＶＨＦ帯及びＵＨＦ帯の電波を受信するのに用いられる、ＶＨＦ・ＵＨＦ共用のアンテナ装置であり、図１、図２に示すように構成される。
【００２２】
すなわち、本実施形態のアンテナ装置１は、支持竿としての棒状のブーム４に、ＶＨＦ・ＵＨＦ共用の放射器（以下、Ｖ・Ｕ放射器という）１０、ＶＨＦ反射器２０、ＵＨＦ反射器３０、ＵＨＦ導波器４０、及び、ＶＨＦ導波器５０を設けることにより構成されている。
【００２３】
なお、以下の説明において、アンテナ装置１は、水平偏波の電波を受信するものとし、Ｖ・Ｕ放射器１０、反射器２０、３０、導波器４０、５０の各エレメントは、水平方向に配設されるものとする。
【００２４】
つまり、アンテナ装置１において、垂直偏波の電波を受信する場合、各エレメントは、垂直方向に配置され、アンテナ装置１の図は、図１、図２において、ブーム４の中心軸周りに９０度回転させた状態となるが、ここでは、水平偏波用のアンテナ装置１として説明する。
【００２５】
ここで、Ｖ・Ｕ放射器１０は、給電部６と、給電部６の水平方向両側に張り出すように設けられる一対のＵＨＦ放射エレメント１２と、この一対のＵＨＦ放射エレメント１２の両端を連結部１６を介して連結することによりＶＨＦ放射器を構成する、一対のループ状（Ｕ字状）エレメント１４と、を備える。
【００２６】
連結部１６は、一対のＵＨＦ放射エレメント１２の両端にそれぞれループ状エレメント１４の両端を連結するための樹脂ケースと、その樹脂ケース内にて隣接するエレメント同士を電気的に接続するコイルと、から構成されている。
【００２７】
そして、このコイルのインダクタンスは、連結部のインピーダンスが、ＵＨＦ帯の信号を遮断し、ＶＨＦ帯の信号を通過するインピーダンスとなるよう設定され、これによって、ループ状エレメント１４を含む放射器全体で、ＶＨＦ放射器が構成される。
【００２８】
また、Ｖ・Ｕ放射器１０は、ＵＨＦ放射エレメント１２が設けられた給電部６がブーム４に固定されることにより、ブーム４に対しＵＨＦ放射エレメント１２が直交するように装着される。
【００２９】
そして、給電部６を挟んで、ブーム４の一端側（放射方向前方）には、ＵＨＦ導波器４０及びＶＨＦ導波器５０が設けられ、ブーム４の他端側（放射方向後方）には、ＶＨＦ反射器２０及びＵＨＦ反射器３０が設けられている。
【００３０】
ＶＨＦ反射器２０及びＵＨＦ反射器３０は、複数（本実施形態では上下３本、合計６本）の反射エレメント（ＶＨＦ反射エレメント２２、ＵＨＦ反射エレメント３２）からなり、これら各反射エレメント２２、３２を、ブーム４に対し上下に延設された支持枠２４、３４に固定することで、ブーム４に装着されている。
【００３１】
また、ＵＨＦ導波器４０は、棒状のエレメントからなり、ブーム４に対し、所定の間隔を空けて合計１２本設けられている。また、ＶＨＦ導波器５０は、ブーム４に対し、所定の間隔を空けて、合計３本設けられている。
【００３２】
以上のように構成された本実施形態のアンテナ装置１は、上述した特許文献１に記載されたアンテナ装置等、ＶＨＦ・ＵＨＦ共用のアンテナ装置の構成と概ね同じであるが、本実施形態では、ＶＨＦ導波器５０の構成が異なる。
【００３３】
すなわち、本実施形態のアンテナ装置１において、ＶＨＦ導波器５０は、図３に示すように、棒状に形成された４本の導波エレメント５２を、中心軸を揃えて一直線に並べ、隣接する導波エレメント５２同士を連結部５４にて連結することにより構成されている。
【００３４】
ここで、４本の導波エレメント５２の中心軸方向の長さＷ１は、受信対象となるＵＨＦ帯の電波（例えば、４７０ＭＨｚ〜８２０ＭＨｚの電波）に対し、導波器として働くことのない長さに設定されている。
【００３５】
具体的には、導波エレメント５２の中心軸方向の長さＷ１は、ＵＨＦ帯の受信周波数の内、波長が最も短くなる最大周波数ｆ（例えば、８２０ＭＨｚ）の波長λの１／４（つまりλ／４）以下（より好ましくは０．２４６λ以下）となるよう、例えば、９０ｍｍに設定されている。
【００３６】
なお、「０．２４６λ」は、導波エレメント５２が導波器として機能せず、受信特性に影響を与えることのない周波数と導波器の長さとの関係を測定した測定結果から得られた値である。
【００３７】
また、連結部５４は、隣接する導波エレメント５２同士を機械的に連結するためのケース５６と、隣接する導波エレメント５２同士を電気的に連結するためのコイルＬ及びコンデンサＣと、から構成されている。
【００３８】
コイルＬ及びコンデンサＣは、隣接する導波エレメント５２間に直列に接続されることによりＬＣ直列回路を構成している。
そして、コイルＬのインダクタンスは、受信対象となるＵＨＦ帯の電波を通過させることのないよう、連結部５４のインピーダンスが、ＵＨＦ帯の電波の最小周波数（例えば、４７０ＭＨｚ）で、導波器全体をダイポールアンテナのエレメントとして考えた場合の給電点インピーダンスＺｄ（約７３Ω）の５倍以上のインピーダンスとなるように設定されている。
【００３９】
すなわち、コイルＬのインダクタンスは、ωｌ×Ｌ／Ｚｄ（＝２×π×４７０Ｍ×Ｌ／７３）が値５以上となるよう、例えば、１２３ｎＨに設定されており、このインダクタンス：１２３ｎＨを実現するために、コイルＬの線径、巻き径、及び巻き数が、例えば、０．５ｍｍ、４ｍｍ、６回に設定されている。
【００４０】
一方、コンデンサＣの容量は、受信対象となるＶＨＦ帯（例えば、１７０ＭＨｚ〜２３０ＭＨｚ）の中間の周波数ｆ（例えば、１９０ＭＨｚ）にて、コイルＬのリアクタンスを打ち消すように設定されている。
【００４１】
つまり、コンデンサＣの容量は、次式に従い、例えば、６ｐＦに設定されている。
ｆ＝１／２×π×√（Ｌ×Ｃ）
∴  Ｃ＝１／（２×π×１９０Ｍ）2 ×Ｌ＝６ｐＦ
そして、本実施形態では、連結部５４（換言すればＬＣ直列回路）にて接続される導波エレメント５２間の間隙の長さＷ２は、約２７ｍｍに設定されており、ＶＨＦ導波器５０の全体の長さＷ０は、約４４０ｍｍとなっている。
【００４２】
この長さは、受信対象となるＶＨＦ帯の電波の波長の１／４（つまり、λ／４）以上となっており、ＶＨＦ導波器５０は、ＶＨＦ帯の電波の導波器として機能する。
以上説明したように、本実施形態のアンテナ装置１においては、ＶＨＦ導波器５０を構成する導波エレメント５２の長さを、ＵＨＦ帯の電波のλ／４以下にしていることから、ＵＨＦ帯の電波の受信特性に影響を与えるのを防止することができる。
【００４３】
また、導波エレメント５２の連結部５４には、コイルＬとコンデンサＣとからなるＬＣ直列回路が設けられており、コイルＬのインダクタンスは、ＵＨＦ帯の電波の通過を阻止するインピーダンスとなるよう設定され、コンデンサＣの容量は、ＶＨＦ帯の周波数帯域でコイルＬのリアクタンスを打ち消すように設定される。
【００４４】
従って、本実施形態のアンテナ装置１によれば、ＶＨＦ導波器５０における導波エレメント５２の連結部５４におけるＵＨＦ帯の電波の通過損失を大きくし、且つ、ＶＨＦ帯の電波の通過損失を充分低減することができる。
【００４５】
例えば、従来のように、連結部５４をコイルＬだけで構成した場合の、連結部５４での通過損失は、図４（ｂ）に示すようになり、ＶＨＦ帯の電波の受信領域でも、通過損失を「零」付近にすることができない。
【００４６】
これに対し、本実施形態では、連結部５４をＬＣ直列回路にて構成しているので、図４（ａ）に示すように、ＶＨＦ帯の電波の受信領域で通過損失を概ね「零」にすることができる。
【００４７】
よって、本実施形態のアンテナ装置１によれば、Ｖ・Ｕ放射器１０によるＵＨＦ帯の電波の受信特性に影響を与えることなく、ＶＨＦ帯の電波に対するアンテナゲインを増加させて、ＶＨＦ帯の電波の受信特性を改善することができる。
【００４８】
また、本実施形態のアンテナ装置１によれば、ＶＨＦ導波器５０において、コイルＬのリアクタンスを打ち消すコンデンサＣを設けていることから、ＶＨＦ導波器５０の全体の長さを、ＶＨＦ導波器５０を一本のエレメントにて構成した場合と同じ長さにすることができる。よって、従来のように、ＶＨＦ導波器５０を短縮型にする必要がなく、設計が容易になる。
【００４９】
また、本実施形態のアンテナ装置１には、Ｖ・Ｕ放射器１０を挟んでＶＨＦ導波器５０及びＵＨＦ導波器４０とは反対側に、ＶＨＦ反射器２０及びＵＨＦ反射器３０が設けられている。
【００５０】
このため、これら各反射器２０、３０により、Ｖ・Ｕ放射器１０を通過した電波がＶ・Ｕ放射器１０に向けて反射されることになり、これによっても、アンテナゲインをより向上でき、延いては、電波の受信特性を改善することができる。
【００５１】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内にて、種々の態様をとることができる。
例えば、上記実施形態では、支持竿としてのブーム４には、Ｖ・Ｕ放射器１０、ＶＨＦ導波器５０及びＵＨＦ導波器４０に加えて、ＶＨＦ反射器２０及びＵＨＦ反射器３０を設けるものとして説明したが、ＶＨＦ反射器２０及びＵＨＦ反射器３０を備えていないアンテナ装置であっても、本発明を適用すれば、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００５２】
１…アンテナ装置、４…ブーム、６…給電部、１０…Ｖ・Ｕ放射器、１２…ＵＨＦ放射エレメント、１４…ループ状エレメント、１６…連結部、２０…ＶＨＦ反射器、２２…ＶＨＦ反射エレメント、２４…支持枠、３０…ＵＨＦ反射器、３２…ＵＨＦ反射エレメント、４０…ＵＨＦ導波器、５０…ＶＨＦ導波器、５２…導波エレメント、５４…連結部、５６…ケース、Ｃ…コンデンサ、Ｌ…コイル。
【図３】
2014064103.tif 000003
【図４】
2014064103.tif 000004
【図１】
2014064103.tif 000005
【図２】
2014064103.tif 000006