(57)【要約】【課題】トリプルバーチカルアンテナを位相給電し、ビームを出す方法は今まで考えられているが、これを、多バンドに利用する技術は今までなかった。【解決手段】正三角形近傍に配置されたトリプルバーチカルアンテナの一辺の長さを高い周波数の３／（２√３）を掛けた値、あるいは、２／√３を掛けた値とし、Ｑマッチに、７５Ωの３／４・λ×（同軸の短縮率）長の同軸を５本使用し、ＴＲあるいはＲＸから見て、７５Ω２本を並列にし、その後前記７５Ωの同軸を３本蛸足に配線したものを用いることにより解決した。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２バンド以上のバーチカルアンテナを３本用いるアンテナシステムにおいて、３本のアンテナを、上空から見て、正三角形あるいはその類似の位置に配置し、かつ、その正三角形あるいはその類似の位置の一辺の長さが、高い周波数の波長に３／（２√３）を掛けた値の±１０％の値に配置したことを特徴とするアンテナシステム。
【請求項２】
請求項１記載のアンテナシステムであって、３本のアンテナに供給する高周波の位相差を、位相差を作る経路の長さが、低いバンドの（１／４）・λに位相経路の速度係数（短縮率）を掛けた長さ±２０％の長さの経路であり、リレーで切り替え、自在に６方向の指向性を得られることを特徴としたアンテナシステム。
【請求項３】
請求項１記載のアンテナシステムであって、２つのバンドがアマチュアバンド１４４ＭＨｚ帯及び４３０ＭＨｚ帯である場合、前記正三角形あるいはその類似の位置の頂点に設置されたバーチカルアンテナの距離が５９．７ｃｍ±１０％であることを特徴とするアンテナシステム。
【請求項４】
請求項２記載のアンテナシステムであって、２つのバンドがアマチュアバンド１４４ＭＨｚ帯および４３０ＭＨｚ帯である場合、位相差を作る経路が、同軸ケーブル経路であり、３４．８ｃｍ±２０％の長さであることを特徴とするアンテナシステム。
【請求項５】
２バンド以上のバーチカルアンテナを３本用いるアンテナシステムにおいて、３つのアンテナを上空から見て、正三角形あるいはその類似の位置に配置し、かつ、その正三角形あるいはその類似の位置の一辺の長さが、全てのバンドの高い周波数のバンドの高い周波数の波長をλとすれば、（２／√３）・λ±１０％の値に、配置したことを、特徴とするアンテナシステム。
【請求項６】
請求項５記載のアンテナシステムであって、３本のアンテナに供給する高周波の位相差を、位相差をつくる経路の長さが最も周波数の高いバンドの波長をλとすれば、λ×その経路の速度係数（短縮率）となる、経路であることを特徴とするアンテナシステム。
【請求項７】
請求項５記載のアンテナシステムであって、２つのバンドがアマチュアバンド１４４ＭＨｚ帯および４３０ＭＨｚ帯である場合、３つのアンテナを上空から見て、正三角形あるいはその類似の位置に配置し、その正三角形あるいは類似の位置の一辺の長さが、８０．０ｃｍ±１０％の値に配置したことを特徴とするアンテナシステム。
【請求項８】
請求項６記載のアンテナシステムであって、位相差をつくる経路が、同軸ケーブルであり、その長さが４６．４ｃｍ±２０％の長さであることを特徴とするアンテナシステム。
【請求項９】
トリプルバーチカルアンテナに高周波を供給する分配システムを用いたアンテナシステムであって、トランシーバ側あるいは受信機側の５０Ωの同軸線の次に高い周波数の３／４・λ×その同軸線経路の速度係数（短縮率）±２０％長の７５Ωの同軸線経路を２つ並列させて接続し、この後三分配した７５Ωの高い周波数の３／４λ×その同軸線経路の速度係数（短縮率）±２０％長の、３つの同軸線経路を蛸足に接続し、アンテナ側の３つの５０Ωの同軸線へとつながることを特徴とした分配システムを用いたアンテナシステム。
【請求項１０】
請求項９記載のアンテナシステムを、１４４ＭＨｚと４３０ＭＨｚの２つのアマチュアバンドに適用するとき、その分配システムの７５Ωの同軸線経路の長さを３４．８ｃｍ±２０％としたことを特徴とする分配システムを用いたアンテナシステム。
【請求項１１】
トリプルバーチカルアンテナシステムであって、かつ、モノバンドのものであって、ゲインの高いバーチカルアンテナを３本用いる場合であって、３本のバーチカルアンテナが正三角形あるいは、その近傍の位置にあり、しかも、それらの距離（正三角形の距離）がλ／４×ｎ、（ｎは２以上の正数）となる距離の±２５％であることを特徴とするトリプルバーチカルアンテナシステム。
【請求項１２】
請求項１１記載のトリプルバーチカルアンテナシステムであって、前記請求項１１記載の距離λ／４×ｎ（ｎは２以上の正数）に対して、２π×ｎ／４の位相給電をすることを特徴としたトリプルバーチカルアンテナシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は電波の送信、あるいは受信に用いるアンテナ装置の分野に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
バーチカルアンテナを３つ用いてそれらを正三角形に配置し、それぞれのアンテナに同軸ケーブルによってリレーを用い１／４λの位相差を発生させ、指向性を得る技術はＨＦ帯のアマチュア無線の分野で図１のようなものが良く知られている。（文献１）また、これらの３つのアンテナに給電するＱマッチの作成方法も図２のようなものを、アマチュア無線局ＯＮ４ＵＮが考案している。（文献１）さらに、ＶＨＦやＵＨＦ帯のアンテナで、同相給電方式のアンテナはアマチュア無線局ＪＫ１ＰＸＧらのグループによって改良が重ねられている。（文献２）
【非特許文献１】ＣＱ  ｈａｍ  ｒａｄｉｏ  ５月号ｐ３３９〜３４２（１９８６年）
【非特許文献２】ＣＱ  ｈａｍ  ｒａｄｉｏ  １月号ｐ８２〜８５（２００５年）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
トリプルバーチカルアンテナは過去の例では、いずれの場合でもモノバンドでしか考察されていず、２つ以上のバンドで１つのシステムを、共用するという技術はなかった。本願発明では、この２バンド共用のトリプルバーチカルアンテナシステムを提供することにある。また、モノバンドのアンテナシステムでは、一般に１／４×λより長い距離にあるアンテナどうしでの位相給電は考えられていない。本願発明では、この長い距離の位相給電アンテナシステムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
例えば、アマチュアバンド１４４ＭＨｚ帯と４３０ＭＨｚ帯で、本願発明を実施する場合を例に取れば、文献１記載のＯＮ４ＵＮの考案したＱマッチでは、４３０ＭＨｚバンドの波長をλ１としたとき、Ｑマッチに使用する７５Ωの全ての同軸ケーブルの長さを３／４・λ１・（同軸の短縮率）とすることで、１４４ＭＨｚバンドの波長λ２にたいして、ほぼ、１／４・λ２・（同軸の短縮率）となる。これによって、２バンド共用のＱマッチができる。
【０００５】
また、同軸線経路による位相差回路は、例えば、同軸ケーブルの速度係数（短縮率）が０．６７であるとき、その経路長が、３／４・λ１・０．６７であるが、
３／４・λ１・０．６７≒１／４・λ２・０．６７
となり、共用可能となる。なお、本願発明では、５／８・λバーチカルや、多段バーチカル等の、ゲインの高いアンテナを用いるとｎ・λ／４距離（ｎは２以上の正数）が離れていても位相給電によって、強い志向性が発生することを見出した。
【発明の効果】
【０００６】
本願発明により、効率、指向性の良いトリプルバーチカルアンテナシステムを使用するに当たり、簡単な構成で、クイックＱＳＹが可能となるという顕著な効果を有する。また、高ゲインのバーチカルアンテナを用いれば、それらの距離がλ／２以上離れていても強い指向性が現れるという顕著な効果を発見した。λ／２以上アンテナを離すと、例えば、モービルアンテナの場合などでは、走行中の頻発するフェージングが弱くなるという顕著な効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図３に本願発明のアンテナシステムの模式図を示す。ＡＮＴ．１とＡＮＴ．２とＡＮＴ．３は、互いに正三角形の頂点あるいはその近傍の位置にある。これを、上空から見ると、図４のようになる。１つの頂点から相対する辺へと下ろした垂線を３／４・λ１とすると、頂点同士の長さは、３／（２√３）・λ１＝６０．０ｃｍとして選んだ。また、７５Ωの長さは、
３／４・λ１×０．６７＝３／４×６９．３×０．６７＝３４．８ｃｍ
となる。
【実施例１】
【０００８】
今度は、ＡＮＴ．１、ＡＮＴ．２、ＡＮＴ．３の位置を下の図５のように決めた。ＡＮＴ．１から相対する辺への垂線を下ろす。その長さをλ１＝６９．３ｃｍとする。そうすると、三角形の辺の比から、ＡＮＴ同士の距離は、
２／√３×λ１＝２／√３×６９．３＝８０．０ｃｍ
となる。さて、この場合Ｑマッチの７５Ωの同軸ケーブルの長さは、
λ１×０．６７＝６９．３×０．６７＝４６．４ｃｍ
となる。この場合、λ２に対しては、
λ２＝３００／１４５＝２０９．６ｃｍ
より、
λ２／λ１＝２０９．６／６９．３＝２．９９≒３
であるから、１４４ＭＨｚ帯の高周波に対しては、
λ２／３＝λ１
で、上式より、同軸経路はλ２／３の経路として働く。
ＴＲ、ＲＸに５０Ωの同軸ケーブルがつながっていて、その先に図３のような７５Ωの同軸ケーブル５本のＱマッチがあり、その先でリレー１，２，３がありリレーが動作すると右に記載された同軸線経路によって位相差回路に高周波エネルギーが流れるその先に、アンテナ１，２，３がある。ＡＮＴはアンテナはラジアルアンテナや、ノンラジアルアンテナいずれでもよく、モービルホイップ等でもよい。リレーは図示した回路により、任意に切り替えが可能となっている。
【実施例２】
【０００９】
図３に示したコントロールボックスについて、本発明では、図６のような外観のコントロールボックスを作成した。シガライターソケットをシガライターに差し込むと、赤色ＬＥＤのパイロットランプが点灯する。また、トグルＳＷを上に倒すと、緑色のパイロットランプが点灯し、ＳＷによって、同軸経路切り替えリレーが働き、相対するＡＮＴの位相が所定の実効長に対する位相分だけ遅れるという動作をする。
【実施例３】
【００１０】
図７は、マグネット基台で構成した車に搭載した本願発明のアンテナシステムの例である。バーチカルアンテナ（ホイップアンテナ）はマグネットの基台で構成されているので、容易にお互いの距離を微調節しやすくした。また、マグネット基台は永久磁石のもの、あるいは、電磁石のものなど様々なものが考えられる。
【実施例４】
【００１１】
発明者はモノバンドトリプルバーチカルアンテナシステムの実験をして、３本のバーチカルアンテナが５／８・λや多段バーチカル等の高いゲインを発するものである場合、正三角形あるいは、それらの近傍にあるバーチカルアンテナの距離が、ｎλ／４、（ｎは２以上の正数）のときそれらに２π×ｎ／４の位相差で給電すれば、強い指向性が現れることを発見した。図８にこのトリプルバーチカルアンテナの模式図を示す。
図８を説明する。ＴＲあるいはＲＸから５０Ωの同軸ケーブルが延びていて、次に７５Ωの同軸ケーブルｎ・λ／４×（短縮率）の長さのもの５本で図のようなＱマッチが作成されているこうして３本の７５Ωは３つのリレーの回路へとつながる、各リレーは短絡か、ｎλ／４×（短縮率）の同軸経路長か、を選択的に切り替えることが出来るようになっている。そして、その先に５０Ωの同軸ケーブルが繋がっていて３つのバーチカルアンテナ１，２，３へと繋がっている。なお３つのアンテナの位置関係であるが、アンテナ相互の距離がｎ・λ／４あるいは、ひとつのＡＮＴから他のＡＮＴのつくる辺への距離がｎ・λ／４、いずれでも良い。
【産業上の利用可能性】
【００１２】
本願発明は無線機あるいは受信機の空中線システムの分野、例えば、特にアマチュア無線用の空中線システムの分野、また、特にモービル搭載の空中線システムの分野に属する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】ＨＦ帯のアマチュア無線に用いられるモノバンドバーチカルアンテナ（文献１）
【図２】５０Ω一本の同軸から５０Ω３本の同軸へのマッチングをとるためのＯＮ４ＵＮの方法（文献１）
【図３】本願発明のアンテナシステム
【図４】本願発明のトリプルバーチカルアンテナの配置図（上空から見た図）
【図５】本願発明の実施例のトリプルバーチカルアンテナの配置図
【図６】本願発明のアンテナシステムのコントロールボックスの外観
【図７】車に搭載したマグネット基台で構成した本願発明のアンテナシステム
【図８】本願発明のモノバンドトリプルバーチカルアンテナシステム
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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