(57)【要約】  【課題】  本発明は単一のモータによって導電エレメントを正確な位置に調整し、簡単な構成で装置をコストアップすることのないアンテナ装置を提供するものである。【解決手段】  導波器と輻射器と反射器とを備えたアンテナ装置であって、上記導波器と輻射器と反射器にそれぞれ設けられた１個のモータと、上記モータの回転軸にワンウェイラチェットを介して取り付けられた第１乃至第４のプーリと、上記第１、第２のプーリ間に架け渡され、第１の金属部と第１の絶縁部から成る第１のエレメントと、上記第３、第４のプーリ間に架け渡され、第２の金属部と第２の絶縁部から成る第２のエレメントと、上記モータを駆動し、上記第１、第２の金属部を所定の長さに調整するエレメント駆動制御部と、を有することを特徴とする。【選択図】  図１
2014064106.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導波器と輻射器と反射器とを備えたアンテナ装置であって、
前記導波器と輻射器と反射器にそれぞれ設けられた１個のモータと、
前記モータの回転軸にワンウェイラチェットを介して取り付けられた第１乃至第４のプーリと、
前記第１、第２のプーリ間に架け渡され、第１の金属部と第１の絶縁部から成る第１のエレメントと、
前記第３、第４のプーリ間に架け渡され、第２の金属部と第２の絶縁部から成る第２のエレメントと、
前記モータを駆動し、前記第１、第２の金属部を所定の長さに調整するエレメント駆動制御部と、
を有することを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
導波器と輻射器とを備えたアンテナ装置であって、
前記導波器と輻射器にそれぞれ設けられた１個のモータと、
前記モータの回転軸にワンウェイラチェットを介して取り付けられた第１乃至第４のプーリと、
前記第１、第２のプーリ間に架け渡され、第１の金属部と第１の絶縁部から成る第１のエレメントと、
前記第３、第４のプーリ間に架け渡され、第２の金属部と第２の絶縁部から成る第２のエレメントと、
前記モータを駆動し、前記第１、第２の金属部を所定の長さに調整するエレメント駆動制御部と、
を有することを特徴とするアンテナ装置。
【請求項３】
輻射器と反射器とを備えたアンテナ装置であって、
前記輻射器と反射器にそれぞれ設けられた１個のモータと、
前記モータの回転軸にワンウェイラチェットを介して取り付けられた第１乃至第４のプーリと、
前記第１、第２のプーリ間に架け渡され、第１の金属部と第１の絶縁部から成る第１のエレメントと、
前記第３、第４のプーリ間に架け渡され、第２の金属部と第２の絶縁部から成る第２のエレメントと、
前記モータを駆動し、前記第１、第２の金属部を所定の長さに調整するエレメント駆動制御部と、
を有することを特徴とするアンテナ装置。
【請求項４】
少なくとも輻射器を備えたアンテナ装置であって、
前記輻射器に設けられた１個のモータと、
前記モータの回転軸にワンウェイラチェットを介して取り付けられた第１乃至第４のプーリと、
前記第１、第２のプーリ間に架け渡され、第１の金属部と第１の絶縁部から成る第１のエレメントと、
前記第３、第４のプーリ間に架け渡され、第２の金属部と第２の絶縁部から成る第２のエレメントと、
前記モータを駆動し、前記第１、第２の金属部を所定の長さに調整するエレメント駆動制御部と、
を有することを特徴とするアンテナ装置。
【請求項５】
前記第１、第２のプーリは、前記モータの一方の回転軸に取り付けられ、前記第１のプーリには前記第１の金属部が取り付けられ、前記第２のプーリには前記第１の絶縁部が取り付けられ、前記第３、第４のプーリは、前記モータの他方の回転軸に取り付けられ、前記第３のプーリには前記第２の金属部が取り付けられ、前記第４のプーリには前記第２の絶縁部が取り付けられていることを特徴とする請求項１、２、３、又は４に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記第１、第２のプーリに設けられたワンウェイラチェットは、一方のプーリにモータからの回転力が伝達される時他方のプーリへの回転力の伝達を停止し、前記第３、第４のプーリに設けられたワンウェイラチェットも、一方のプーリにモータからの回転力が伝達される時他方のプーリへの回転力の伝達を停止することを特徴とする請求項１、２、３、４、又は５に記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記モータはステッピングモータであることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、又は６に記載のアンテナ装置。
【請求項８】
前記エレメント駆動制御部は受信周波数に対する駆動パルス数のデータを記憶したテーブルを有し、入力情報に基づいて前記駆動パルス数を検索し、前記ステッピングモータを駆動することを特徴とする請求項１、２、３、又は４に記載のアンテナ装置。
【請求項９】
前記第１のエレメント、又は前記第２のエレメントの一方のエレメントのみで構成されることを特徴とする請求項１、２、３、又は４に記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は少なくとも輻射器を備えたアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、テレビ放送やＦＭ放送の受信用、又はアマチュア無線や業務用無線の基地局用等に使用されるアンテナ、例えば八木アンテナが広く利用される。その構造は導波器（ディレクタ）、輻射器（ラジエータ）、及び反射器（リフレクタ）を順に配設した構成である。導波器は棒状で輻射器よりも短く、反射器は同形状で輻射器より長く、各素子の長さがそのまま送受信可能な周波数に対応する。
【０００３】
特許文献１は広い周波数範囲で使用できるアンテナシステムの発明であり、絶縁材料で構成されるガイドアームに沿って導電エレメントを水平の二方向に配設する構成であり、所望の受信周波数に対応して導電エレメントの長さを調整する。また、エレメントレシーバは、例えばファイバーグラス等の絶縁材料で構成され、パイプ状であり、このエレメントレシーバ内を導電エレメントが左右に移動し、受信周波数に対応した長さに調整される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第６６７７９１４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１の発明によれば、パイプ状のエレメントレシーバ内を長い導電エレメントが左右に移動するため摩擦等により滑らかに駆動しない場合がある。特に、導電エレメントはフレキシブルな長尺部材であり、例えば押し出す方法では、経年変化や風などのよるエレメントケースの変形等により摩擦が増し、正常に伸長できない場合もある。このような場合、正確な長さに導電エレメントを調整することができず、電波の受信感度が低下する。さらに、導電エレメントの先端が摩擦等によりパイプ内で引っ掛かる場合もあり、このような場合導電エレメントを正確な位置に調整することができない。
【０００６】
また、左右の二方向に延びる導電エレメントをそれぞれのモータで駆動する場合、２台のモータが必要となり、構造が複雑になると共に、装置のコストアップの原因となる。
【０００７】
そこで、本発明は単一のモータによって導電エレメントを正確な位置に調整し、簡単な構成で装置をコストアップすることのないアンテナ装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題は本発明によれば、導波器と輻射器と反射器とを備えたアンテナ装置において、前記導波器と輻射器と反射器にそれぞれ設けられた１個のモータと、該モータの回転軸にワンウェイラチェットを介して取り付けられた第１乃至第４のプーリと、前記第１、第２のプーリ間に架け渡され、第１の金属部と第１の絶縁部から成る第１のエレメントと、前記第３、第４のプーリ間に架け渡され、第２の金属部と第２の絶縁部から成る第２のエレメントと、前記モータを駆動し、前記第１、第２の金属部を所定の長さに調整するエレメント駆動制御部と、を有するアンテナ装置を提供することによって達成できる。
また、上記課題は導波器と輻射器、又は輻射器と反射器とを備えたアンテナ装置においても同様に、単一のモータを駆動し、前記第１、第２の金属部を所定の長さに調整することができる。さらに、少なくとも輻射器を備えたアンテナ装置においても、単一のモータを駆動し、前記第１、第２の金属部を所定の長さに調整することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、単一のモータで左右に延びる導電エレメントを移動し、導電エレメントを正確な位置に調整でき、かつ装置をコストアップすることのないアンテナ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態のアンテナ装置を説明する斜視図である。
【図２】アンテナを含む受信部の回路図である。
【図３】エレメントの調整機構を説明する図であり、例えば輻射器の内部の構成を示す図である。
【図４】ステッピングモータとプーリの配設構成を示す図である。
【図５】アンテナ駆動制御部の回路構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本実施形態のアンテナ装置を説明する斜視図である。アンテナ装置１は、アンテナ２、受信部３、及びアンテナ駆動制御部４で構成され、例えばアンテナ２によって受信した信号を受信部３に送信する。また、アンテナ駆動制御部４は後述するエレメントの伸縮を制御する。
【００１２】
アンテナ２は導波器５と輻射器６と反射器７で構成され、例えば水平偏波用アンテナとして機能する。例えばアンテナ２はテレビ放送やＦＭ放送の電波を受信し、棒状の固定部材８に取り付けられている。
【００１３】
導波器５は所定の長さを有する棒状の導電性部材であり、例えば受信電波の半波長に所定の値を乗じた長さに設定される。反射器７は入射した電波を反射し、輻射器６の位置で収束させる反射体として機能する。また、輻射器６には信号線１０、１１が接続され、例えば信号線１０は受信部３に接続され、輻射器６に収束させた受信信号を受信部３に送信する。また、信号線１１はアンテナ駆動制御部４から出力される駆動制御信号を後述するステッピングモータに送信する。
【００１４】
上記導波器５、輻射器６、及び反射器７は固定部材８上で所定間隔となるように取り付けられ、かつ同一平面上に配置されている。上記導波器５、輻射器６、及び反射器７が含まれる平面は、例えば大地に対して水平であり、水平偏波の電波を最も感度良く受信することができる。尚、アンテナ２を送信アンテナとして使用する場合には、不図示の送信器から送られた信号を、例えばこの信号線１０を介してアンテナ２に送り、電波を発信する。
【００１５】
図２はアンテナ２を含む受信部３の回路図であり、アンテナ２で受信した信号は上記信号線１０を介してトランス１２に入力し、インピーダンス整合が行われる。さらに、受信信号は増幅器１３によって所定レベルに増幅され、受信器１４に送られる。
【００１６】
上記構成のアンテナ装置１において、導波器５、輻射器６、及び反射器７には電波を受信し、反射し、輻射するエレメントが配設され、受信周波数によってその長さが調整される。図３はこのエレメントの調整機構を説明する図であり、例えば輻射器３の内部の構成を示す図である。同図において、輻射器６は金属ケース１７と金属ケース１７を中心として左右に伸びる絶縁パイプ１８ａ、１８ｂで構成されている。金属ケース１７内にはステッピングモータ１９や複数のプーリ２０が配設され、ステッピングモータ１９は前述のアンテナ駆動制御部４によって駆動制御される。
【００１７】
図４は上記ステッピングモータ１９とプーリ２０の配設構成を示す図である。ステッピングモータ１９の回転軸１５、１６には後述するワンウェイラチェット介してプーリ２０が４個取り付けられている。具体的には、ステッピングモータ１９の回転軸１５、１６にそれぞれ２個ずつ取り付けられ、プーリ２０ａ、２０ｂがステッピングモータ１９の回転軸１５に取り付けられ、プーリ２０ｃ、２０ｄがステッピングモータ１９の回転軸１６に取り付けられている。
【００１８】
また、各プーリ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄには、それぞれワンウェイラチェット２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄが内装されている。ステッピングモータ１９は前述のアンテナ駆動制御部４の駆動制御によって正逆両方向への回転が可能であり、アンテナ駆動制御部４の制御によって回転方向の切換えが行なわれる。例えば、プーリ２０ａ、２０ｂに配設されたワンウェイラチェット２２ａ、２２ｂによってステッピングモータ１９の回転力を一方のプーリ２０ａ又は２０ｂのみに伝達することができる。同様に、プーリ２０ｃ、２０ｄに配設されたワンウェイラチェット２２ｃ、２２ｄによってステッピングモータ１９の回転力を一方のプーリ２０ｃ又は２０ｄのみに伝達することができる。
【００１９】
また、図３及び図４に示すように、プーリ２０ａ、２０ｂには金属テープ２３と絶縁テープ２４が貼着されたエレメントが巻装される。例えば、金属テープ２３はリン青銅等の薄膜で構成され、絶縁テープ２４には絶縁材が塗布されている。また、金属テープ２３の先端はプーリ２０ａに取り付けられ、絶縁テープ２４の先端はリール２０ｂに取り付けられ、中継プーリ２５に掛け渡されている。同様に、プーリ２０ｃ、２０ｄも、金属テープ２３と絶縁テープ２４が貼着されたエレメントが巻装され、金属テープ２３の先端はプーリ２０ｃに取り付けられ、絶縁テープ２４の先端はリール２０ｄに取り付けられ、中継プーリ２６に掛け渡されている。
【００２０】
金属テープ２３は絶縁テープ２４の１／２の長さであり、例えば金属テープ２３が全てプーリ２０ａから巻き出された時、中継プーリ２５に金属テープ２３と絶縁テープ２４の接続部が位置する。同様に、例えば金属テープ２３が全てプーリ２０ｃから巻き出された時、中継プーリ２６に金属テープ２３と絶縁テープ２４の接続部が位置する。
【００２１】
図５はアンテナ駆動制御部４の回路構成を示す図である。同図において、アンテナ駆動制御部４は駆動制御部２８、入力部２９、記憶部３０で構成され、駆動制御部２８からの駆動制御信号を前述の信号線１１を介してステッピングモータ１９に送信することによって所望の長さに金属テープ２３を調整する。
【００２２】
入力部２９は、例えばキーボードやマウス等で構成され、オペレータの操作に基づく操作信号を駆動制御部２８に出力する。記憶部３０は、例えば同図に示すテーブル３１で構成され、テーブル３１には受信周波数に対応したステッピングモータ１９の駆動パルス数のデータが記憶されている。例えば、同図に示すように、テーブル３１には受信周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３、・・に対応して、例えば“３００”、“５５０”、“６５０”、・・のステッピングモータ１９を駆動する際の駆動パルス数のデータが記憶されている。
【００２３】
したがって、入力部２９から入力した操作信号に基づいて受信周波数をテーブル３１から検索し、対応する駆動パルス数のデータを駆動制御部２８からステッピングモータ１９に出力する構成である。尚、上記テーブル３１に記憶されたデータは、金属テープ２３が絶縁パイプ１８ａ及び１８ｂに全て搬出された状態を初期値として記憶されたデータである。すなわち、金属テープ２３が全てプーリ２０ａから巻き出され、中継プーリ２５に金属テープ２３と絶縁テープ２４の接続部が位置する状態であり、同様に金属テープ２３が全てプーリ２０ｃから巻き出され、中継プーリ２６に金属テープ２３と絶縁テープ２４の接続部が位置する状態を初期値として記憶されたデータである。
【００２４】
以上のように構成することによって、例えばオペレータが周波数ｆ１の電波を受信する際、入力部２９を操作してこの情報を駆動制御部２８に入力すると、記憶部３０のテーブル３１を検索し、ステッピングモータ１９の駆動パルスとして、例えば“３００”のデータが読み出され、ステッピングモータ１９に出力される。ステッピングモータ１９は供給された駆動パルスに従って回転駆動し、金属テープ２３を所定長巻き取る。例えば、ステッピングモータ１９を図４に示す矢印ａ方向に回動し、ワンウェイラチェット２２ａを介してプーリ２０ａに回転力を伝達し、プーリ２０ａを回転させる。この処理によって、金属テープ２３がプーリ２０ａに巻き取られ、絶縁パイプ１８ａ内の金属テープ２３を所定長に設定する。
【００２５】
同様に、ステッピングモータ１９を図４に示す矢印ａ方向に回動すると、ワンウェイラチェット２２ｃを介してプーリ２０ｃに回転力が伝達し、プーリ２０ｃを回転させ、金属テープ２３がプーリ２０ｃに巻き取られ、絶縁パイプ１８ｂ内の金属テープ２３を所定長に設定する。尚、回転力が伝達されなかったプーリ２０ｂ、２０ｄは従動し、絶縁テープ２４を巻き出す。
【００２６】
したがって、絶縁パイプ１８ａ、１８ｂには周波数ｆ１の電波を受信する最適な長さのエレメント（金属テープ２３）が設定され、電波を受信することができる。
【００２７】
次に、オペレータが周波数ｆ３の電波を受信する場合、入力部２９を操作してこの情報を駆動制御部２８に入力する。この場合、ステッピングモータ１９の駆動パルスとして、“６５０”のデータが読み出されるが、例えば前の金属テープ２３の位置は駆動制御部２８に記憶されており、この場合“３５０”（６５０−３００）のパルス数のデータをステッピングモータ１９に出力する。
【００２８】
ステッピングモータ１９は供給された駆動パルスに従って再度回転駆動し、金属テープ２３を所定長に設定する。この場合も、ステッピングモータ１９を図４に示す矢印ａ方向に回動し、ワンウェイラチェット２２ａを介してプーリ２０ａに回転力を伝達し、プーリ２０ａを更に同方向に回転させる。この処理によって、金属テープ２３がプーリ２０ａに更に巻き取られ、絶縁パイプ１８ａに周波数ｆ３の電波を受信する最適な長さのエレメント（金属テープ２３）が設定される。
【００２９】
プーリ２０ｃも同様であり、ワンウェイラチェット２２ｃを介して同方向に回転し、金属テープ２３をプーリ２０ｃに巻き取り、絶縁パイプ１８ｂに周波数ｆ３の電波を受信する最適な長さのエレメント（金属テープ２３）が設定される。
【００３０】
さらに、オペレータが周波数ｆ２の電波の受信を所望する場合、入力部２９を操作してこの情報が駆動制御部２８に入力される。この場合、ステッピングモータ１９の駆動パルスとして、“５５０”のデータが読み出されるが、例えば前の金属テープ２３の位置は駆動制御部２８に記憶されており、この場合“−１００”（５５０−６５０）のパルス数のデータがステッピングモータ１９に出力される。
【００３１】
この場合、駆動制御部２８からステッピングモータ１９に上記とは逆方向への回転指示が行われ、供給される駆動パルス（“１００”）に従って逆方向に回転駆動し、金属テープ２３を所定長に設定する。この場合、ステッピングモータ１９を図４に示す矢印ｂ方向に回動し、ワンウェイラチェット２２ｂを介してプーリ２０ｂに回転力を伝達し、プーリ２０ｂに絶縁テープを巻き取る。この処理によって、絶縁パイプ１８ａに周波数ｆ２の電波を受信する最適な長さのエレメント（金属テープ２３）が設定される。
【００３２】
同様に、プーリ２０ｄもワンウェイラチェット２２ｄを介して矢印ｂ方向に回転し、絶縁テープ２４をプーリ２０ｄに巻き取り、絶縁パイプ１８ｂに周波数ｆ２の電波を受信する最適な長さのエレメント（金属テープ２３）を設定する。したがって、上記処理によって絶縁パイプ１８ａ、１８ｂには周波数ｆ２の電波を受信する最適な長さのエレメント（金属テープ２３）が設定され、電波を受信することができる。
【００３３】
以下、同様に処理することによって、希望する周波数の電波の受信に最適な長さにエレメント（金属テープ２３）を設定することができ、しかも単一のステッピングモータ１９のみを使用することによって、自動的にエレメントの長さ調整を行うことができる。
【００３４】
尚、上記説明では輻射器６のエレメントの長さ調整について説明したが、他の導波器５と反射器７についても同様であり、単一のステッピングモータと４個のプーリを使用して同様に実施することができる。
【００３５】
また、本実施形態の説明では導波器５と輻射器６と反射器７とを備えたアンテナ装置１について説明したが、導波器５と輻射器６で構成されるアンテナ装置や、輻射器６と反射器７で構成されるアンテナ装置についても同様に実施することができ、更に少なくとも輻射器６を備えたアンテナ装置であれば同様に実施することができる。
【００３６】
また、上記実施形態の説明では、例えば輻射器６の内部の構成として図３を使用し、金属ケース１７から左右に伸びる絶縁パイプ１８ａ、１８ｂにエレメント（金属テープ２３）を設定する構成としたが、一方の絶縁パイプ１８ａ又は１８ｂのみを金属ケース１７に取り付ける構成としてもよい。この場合、一方の絶縁パイプ１８ａ又は１８ｂに配設されたエレメント（金属テープ２３）によって１／４波長の素子として使用することができる。
【００３７】
さらに、上記実施形態の説明ではエレメントとして金属テープや絶縁テープを使用する構成としたが、金属テープに限らず、所定の厚さを有する金属板や金属ワイヤーを使用する構成としてもよく、また絶縁テープに限らず、所定の厚さを有する絶縁板や絶縁ワイヤーを使用する構成としてもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１・・・アンテナ装置
２・・・アンテナ
３・・・受信部
４・・・アンテナ制御部
５・・・導波器
６・・・輻射器
７・・・反射器
８・・・固定部材
１０、１１・・信号線
１２・・トランス
１３・・増幅器
１４・・受信器
１５、１６・・回転軸
１７・・金属ケース
１８ａ、１８ｂ・・絶縁パイプ
１９・・ステッピングモータ
２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ・・プーリ
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ・・ワンウェイラチェット
２３・・金属テープ
２４・・絶縁テープ
２５・・中継プーリ
２８・・駆動制御部
２９・・入力部
３０・・記憶部
３１・・テーブル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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