(57)【要約】【課題】  ケース内へのアンテナ素子の組み立て作業能率を向上させる。【解決手段】  ケース１内に第１乃至第４のダイポールアンテナ１４，１６、１８、２０が設けられている。第１乃至第４のダイポールアンテナは、同一の平面上に位置している。ケース１内に想定した互いに４５度の角度をなす仮想線Ａ乃至Ｄに対してダイポールアンテナ１４、１６、１８、２０がそれぞれ線対称に配置されている。【選択図】        図１
2006074346.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースと、このケースに設けられた同一の周波数帯の電波を受信する第１乃至第４のダイポールアンテナとを、具備し、第１乃至第４のダイポールアンテナは、同一の平面上に位置し、
第１及び第２のダイポールアンテナは、前記ケースにおいて仮想した第１の仮想線を挟んで、第１の仮想線の両側にそれぞれ配置され、かつ第１及び第２のダイポールアンテナの給電点は、第１の仮想線とこれと直交する第２の仮想線との交点の両側に位置し、
第３及び第４のダイポールアンテナは、第２の仮想線の両側にそれぞれ配置され、第３及び第４のダイポールアンテナの給電点は、前記交点の両側に位置し、
第１及び第２のダイポールアンテナは、第２の仮想線を対称軸として線対称に配置され、第３及び第４のダイポールアンテナは、第１の仮想線を対称軸として線対称に配置され、かつ、第１乃至第４のダイポールアンテナは、前記交点を通り第１及び第２の仮想線に対してそれぞれ４５度をなす第３及び第４の仮想線をそれぞれ対称軸として線対称に配置され、
第１及び第２のダイポールアンテナの受信信号の位相を調整して合成し、第２の仮想線に沿う第１の方向と第１の方向と反対の第２の方向とのうち選択された方向に第１及び第２のダイポールアンテナの合成指向性の方向を向ける第１位相調整手段と、第３及び第４のダイポールアンテナの受信信号の位相を調整して合成し、第１の仮想線に沿う第３の方向と第３の方向と反対の第４の方向とのうち選択された方向に第３及び第４のアンテナの合成指向性を向ける第２位相調整手段と、第１及び第２の合成手段の出力信号のレベルを調整して合成するレベル調整合成手段とが、前記ケース内に設けられているアンテナ装置。
【請求項２】
請求項１記載のアンテナ装置において、第１乃至第４のダイポールアンテナが、それぞれ２つのアンテナ素子からなり、これらアンテナ素子の内方端部が前記交点よりも外側にあるアンテナ装置。
【請求項３】
請求項２記載のアンテナ装置において、第１ダイポールアンテナの各アンテナ素子の内方端部は、第３及び第４ダイポールアンテナの一方の側のアンテナ素子の内方端部と交差して配置され、第２ダイポールアンテナの各アンテナ素子の内方端部は、第３及び第４ダイポールアンテナの他方の側のアンテナ素子の内方端部と交差して配置され、これら各交差位置が第３及び第４の仮想線上に位置するアンテナ装置。
【請求項４】
請求項３記載のアンテナ装置において、第１及び第２位相調整手段と、前記レベル調整合成手段とが設けられた矩形の基板が、それの中心を前記ケース内の前記交点付近に位置させ、前記基板の各対角線が第１及び第２の仮想線に沿って位置しているアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ装置に関し、特にケースにアンテナを収容したアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ケースにアンテナが収容されているアンテナ装置としては、例えば特許文献１に開示されているようなものがある。このアンテナ装置では、平面形状が概略八角形状の本体部と、この本体部の開口を被蓋している蓋部とが、設けられている。本体部内には、４組の八木形アンテナが設けられている。本体部を通る１つの仮想直線上に上記４組のうち２組の八木形アンテナが、それぞれ反対方向に指向性を持つように配置されている。上記の仮想直線と直交する別の仮想直線上にそれぞれ反対方向に指向性を持つように、残りの２組の八木形アンテナが配置されている。先に述べた２組の八木形アンテナと、後に述べた２組の八木形アンテナとは、異なる高さの平面上に位置している。各八木形アンテナは、放射器、反射器及び導波器からなるアンテナ素子を、それぞれ備え、本体部内に支持されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３６３２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように構成されたアンテナ装置では、異なる４つの方向に指向性を持つように４つの八木形アンテナを使用している。これら八木形アンテナは、放射器、反射器及び導波器からなり、その構成素子が多い。この構成素子が多い八木形アンテナを４つもケース内に取り付けなければならず、その組み立て作業の能率が低下していた。しかも、２組のアンテナを、同一の平面上に位置させ、残りの２組のアンテナを異なる平面上に配置しなければならず、益々組み立て作業能率が低下していた。
【０００５】
本発明は、組み立て作業能率を向上させることができるアンテナ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様のアンテナ装置は、ケースと、このケースに設けられた第１乃至第４のダイポールアンテナとを、具備している。ケースは、扁平なものが小型化の観点上望ましい。第１乃至第４のダイポールアンテナは、同一の周波数帯の電波を受信するものである。第１乃至第４のダイポールアンテナは、通常のダイポールアンテナの他に折り返しダイポールアンテナを使用することも可能である。第１及び第２のダイポールアンテナは、前記ケースにおいて仮想した第１の仮想線を挟んで第１の仮想線の両側にそれぞれ配置されている。第１及び第２のダイポールアンテナの間隔は、第１及び第２のダイポールアンテナで受信しようとする周波数帯の中心波長の１／４以下とすることが望ましい。第１及び第２のダイポールアンテナの給電点は、第１の仮想線とこれと直交する第２の仮想線との交点の両側に位置する。第３及び第４のダイポールアンテナは、第２の仮想線を挟んで第２の仮想線の両側にそれぞれ配置されている。第３及び第４のダイポールアンテナの給電点は、前記交点の両側に位置している。第３及び第４のダイポールアンテナでも、それらの間隔は、第３及び第４のダイポールアンテナで受信しようとする周波数帯の中心波長の１／４以下とすることが望ましい。第１及び第２のダイポールアンテナは、第２の仮想線を対称軸として線対称に配置されている。第３及び第４のダイポールアンテナは、第１の仮想線を対称軸として線対称に配置されている。第１乃至第４のダイポールアンテナは、前記交点を通り第１及び第２の仮想線に対してそれぞれ４５度をなす第３及び第４の仮想線をそれぞれ対称軸として線対称に配置されている。第１乃至第４のダイポールアンテナは、同一の平面上に位置している。第１乃至第４のダイポールアンテナは、いずれもが１つの誘電体板上に線路を形成したものとすることもできるし、いずれもが２つの誘電体板上にそれぞれ線路を形成したものとすることもできる。第１位相調整手段が、第１及び第２のダイポールアンテナの受信信号の位相を調整して（一方のアンテナ受信信号の位相に対して他方のアンテナの受信信号の位相を一致させることもできるし、それぞれのアンテナの受信信号の位相を調整して、両受信信号の位相を一致させることもできる）、合成する。この位相調整及び合成によって、第２の仮想線に沿う第１の方向と第１の方向と反対の第２の方向とのうち選択された方向に、第１及び第２のダイポールアンテナの合成指向性の方向を向ける。第２位相調整手段が、第３及び第４のダイポールアンテナの受信信号の位相を調整して（一方のアンテナ受信信号の位相に対して他方のアンテナの受信信号の位相を一致させることもできるし、それぞれのアンテナの受信信号の位相を調整して、両受信信号の位相を一致させることもできる）、合成する。この位相調整及び合成によって、第１の仮想線に沿う第３の方向と第３の方向と反対の第４の方向とのうち選択された方向に第３及び第４のアンテナの合成指向性を向ける。レベル調整合成手段が、第１及び第２の合成手段の出力信号のレベルを調整して合成する。このレベル調整合成によって、第１乃至第４のダイポールアンテナの合成指向性を自由に変更することができる。これら第１及び第２位相調整手段と、レベル調整合成手段とが、前記ケース内に設けられている。
【０００７】
このように構成されたアンテナ装置では、第１乃至第４のダイポールアンテナが、構造の比較的簡単なダイポールアンテナであり、これらが同一の平面上に位置しているので、ケースへの組み立て作業が高能率で行うことができる。しかも、第１乃至第４のダイポールアンテナは、第１乃至第４の仮想線に対して線対称に配置されているので、第１乃至第４のダイポールアンテナの合成指向性が、各仮想線を対称軸として対称に形成される。第１乃至第４のダイポールアンテナの受信信号を第１及び第２の位相調整手段に供給するためにそれぞれバランを使用することがある。バランを使用する場合、各バランは、対応するダイポールアンテナの２つの給電点間に位置し、かつ、第１及び第２仮想線に対して線対称に配置することが望ましい。これによって、第１乃至第４仮想線に対してそれぞれ線対称に配置されている各ダイポールアンテナの給電点を、対応するバランに接続するための線路の長さをいずれもほぼ同一にすることができ、バランに供給される受信信号の位相を揃えることが可能となる。
【０００８】
第１乃至第４のダイポールアンテナを、それぞれ２つのアンテナ素子によって構成することができる。この場合、これらアンテナ素子の内方端部が前記交点よりも外側にある。
【０００９】
さらに、第１ダイポールアンテナの各アンテナ素子の内方端部を、第３及び第４ダイポールアンテナの一方の側のアンテナ素子の内方端部と交差して配置することができる。この場合、第２ダイポールアンテナの各アンテナ素子の内方端部は、第３及び第４ダイポールアンテナの他方の側のアンテナ素子の内方端部と交差して配置される。これら各交差位置が第３及び第４の仮想線上に位置する。
【００１０】
このように構成すると、各ダイポールアンテナが交差しているので、小型のケース内に第１乃至第４のダイポールアンテナを設置することが可能となり、アンテナ装置全体を小型化することができる。また、アンテナ素子の表面積を交差させていない場合よりも広く設計でき、各ダイポールアンテナの電気的特性が良好になる。
【００１１】
さらに、第１及び第２位相調整手段と、前記レベル調整合成手段とが設けられた矩形の基板を、それの中心を前記ケース内の前記交点付近に位置させることができる。この場合、各対角線が第１及び第２の仮想線に沿って位置している。
【００１２】
このように構成すると、各ダイポールアンテナの交差位置間に基板の対角線をその端が交差位置より外方にそれぞれ位置させることができるので、基板に大きなものを使用でき、第１及び第２位相調整手段、レベル調整手段を基板上に配置することができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明によるアンテナ装置では、組み立て能率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の１実施形態のアンテナ装置は、図３に示すように、ケース１を有している。ケース１は、本体部２と蓋４とからなる。本体部２は、例えば合成樹脂製で、その平面形状が概略八角形状のもので、周縁部から中央に向かうに従って下方に傾斜し、一面、例えば上面が開口している。この開口を同じく平面形状が八角形状の蓋４が被蓋している。蓋４も、例えば合成樹脂製で、周縁部から中央に向かうに従って上方に傾斜している。
【００１５】
本体部２は、図１に示すように底壁部２ａを有し、その周囲に周壁部２ｂを有している。この周壁部２ｂは、図２、図３及び図４に示すように、１対の端部６ａ、６ａを所定の間隔をおいて有している。さらに、周壁部２ｂは、１対の端部６ｂ、６ｂも有している。端部６ａ、６ａと端部６ｂ、６ｂとは直交するように配置されている。これら端部６ａ、６ａ、６ｂ、６ｂ間を繋ぐように円弧状縁部８、８、８、８が形成されている。これら端部６ａ、６ｂ、各円弧状縁部８は、いずれも開口に対してほぼ垂直に底壁部２ａから上方に立ち上がるように、底壁部２ａの周縁に一体に形成されている。
【００１６】
蓋４も、本体部２と同様に図３に示すように、上壁部４ａ、周壁部４ｂから構成されている。周壁部４ｂは、２対の直交する端部１０ａ、１０ａ、１０ｂ、１０ｂと、これらを繋ぐ円弧状縁部１２、１２、１２、１２とからなり、上壁部４ａに対してほぼ垂直に上壁部４ａの周縁に、これと一体に形成されている。
【００１７】
図１に示すように、本体部２には、その平面を見たときに、４本の仮想線Ａ乃至Ｄを想定することができる。仮想線Ａは、本体部２の中心を通り、端部６ａ、６ａを繋ぐように想定することができる。仮想線Ｂは、本体部２の中心において仮想線Ａと交差し、端部６ｂ、６ｂを繋ぐように想定することができる。仮想線Ｃは、仮想線Ａ、Ｂと本体部２の中心において交差し、仮想線Ａ、Ｂに対して４５度の角度をなすように想定することができる。仮想線Ｄは、仮想線Ａ、Ｂ、Ｃと本体部２の中心で交差し、仮想線Ａ、Ｂに対して４５度の角度をなし、かつ仮想線Ｃに対して９０度の角度をなすように想定することができる。
【００１８】
ダイポールアンテナ１４が仮想線Ａから所定の距離を隔てて配置されている。このダイポールアンテナ１４は、内方端部が間隔をおいて位置するように同一直線上に配置された第１及び第２アンテナ素子１４ａ、１４ｂから構成されている。このダイポールアンテナ１４と仮想線Ａを対称軸として線対称にダイポールアンテナ１６が配置されている。ダイポールアンテナ１６も、内方端部が間隔をおいて位置するように同一直線上に配置された第３及び第４アンテナ素子１６ａ、１６ｂから構成されている。第１アンテナ素子１４ａと第３アンテナ素子１６ａとが対向し、第２アンテナ素子１４ｂと第４アンテナ素子１６ｂとが対向している。
【００１９】
同様に、本体部２内には、仮想線Ｂから所定の距離をおいてダイポールアンテナ１８が配置されている。このダイポールアンテナ１８も内方端部が間隔をおいて位置するように同一直線上に配置された第５及び第６アンテナ素子１８ａ、１８ｂから構成されている。ダイポールアンテナ１８と仮想線Ｂを対称軸として線対称にダイポールアンテナ２０が配置されている。このダイポールアンテナ２０も、同一直線上に内方端部が間隔をおいて位置するように配置された第７及び第８アンテナ素子２０ａ、２０ｂから構成されている。第５アンテナ素子１８ａと第７アンテナ素子２０ａとが対向し、第６アンテナ素子１８ｂと第８アンテナ素子２０ｂとが対向している。
【００２０】
仮想線Ｃを対称軸として、アンテナ素子１６ａと１８ａ、アンテナ素子１４ａと２０ａ、アンテナ素子１８ｂと１６ｂ、アンテナ素子２０ｂと１４ｂとが、それぞれ線対称に配置されている。同様に、仮想線Ｄを対称軸としてアンテナ素子２０ａと１６ｂ、アンテナ素子１８ａと１４ｂ、アンテナ素子１６ａと２０ｂ、アンテナ素子１４ａと１８ｂとが、それぞれ線対称に配置されている。
【００２１】
各アンテナ素子１４ａ、１４ｂ、１６ａ、１６ｂ、１８ａ、１８ｂ、２０ａ、２０ｂは、長方形状のプリント基板をエッチングすることによって、プリント基板上に線路を形成したものである。これら線路は、第１の周波数帯、例えばＵＨＦのテレビジョン放送信号帯を受信可能に選択された線路と、これに直列に接続されてＶＨＦの高域テレビジョン放送信号帯を受信可能な延長線路とからそれぞれが構成されている。この線路と延長線路とは、インピーダンス回路を介して接続されている。この回路は、ＵＨＦ帯において大きなインピーダンスを呈し、ＶＨＦの高域では小さなインピーダンスを呈する。これら各アンテナ素子１４ａ、１４ｂ、１６ａ、１６ｂ、１８ａ、１８ｂ、２０ａ、２０ｂは、それらのプリント基板表面が本体部２の開口に対してほぼ垂直となるように配置されている。
【００２２】
ダイポールアンテナ１４と１６との距離は、ＵＨＦのテレビジョン放送信号帯の中心波長λ１の１／４よりも短い距離、例えば（１／８）λ１に設定されている。ダイポールアンテナ１８と２０との距離も同様に例えば（１／８）λ１に設定されている。
【００２３】
ダイポールアンテナ１４、１６は、端部６ｂ、６ｂを繋ぐ方向に８の字指向性を示し、ダイポールアンテナ１８、２０は、端部６ａ、６ａを繋ぐ方向に８の字指向性を示す。即ち、ダイポールアンテナ１４、１６の指向性と、ダイポールアンテナ１８、２０の指向性とは、異なる方向、例えば９０度異なる方向を向いている。
【００２４】
アンテナ素子１４ａ、１８ｂの内方端部、アンテナ素子１４ｂ、２０ｂの内方端部、アンテナ素子１６ａ、１８ａの内方端部、アンテナ素子１６ｂ、２０ａの内方端部が、第１の支持部、例えば各ボス２２上で交差している。これら各ボス２２は、底壁部２ａから上方に向かって突出するように、底壁部２ａと一体に４箇所に形成されている。各ボス２２は、これらアンテナ素子１４ａ、１４ｂ、１６ａ、１６ｂ、１８ａ、１８ｂ、２０ａ、２０ｂを支持している。
【００２５】
例えばアンテナ素子１６ａと、アンテナ素子１８ａとを代表として説明すると、図４に示すように、アンテナ素子１６ａの内方端部には、その表面の幅方向に沿って上縁から下方に向かって中途まで切欠１００ａが形成されている。一方、アンテナ素子１８ａの内方端部には、その表面の幅方向に沿って下縁から上方に向かって中途まで切欠１００ｂが形成されている。これら切欠１００ａに切欠１００ｂが挿通されている。切欠１００ｂの深さは切欠１００ａの下端からアンテナ素子１６ａの下端までの距離に等しく形成されている。このように構成されているので、アンテナ素子１６ａ、１８ａの切欠１００ａに切欠１００ｂを挿通することによってアンテナ素子１６ａ、１８ａを交差させたとき、両アンテナ素子１６ａ、１８ａの上縁同士が同じ位置にある。即ち、両者を組み合わせた状態で両者の高さが一致する。他のアンテナ素子１４ａと１８ｂ、１４ｂと２０ｂ、１６ｂと２０ａにおいても、同様に切欠が形成され、交差させられている。なお、これら交差しているアンテナ素子同士は、電気的に絶縁されている。
【００２６】
図４に示すように各ボス２２には、仮想線Ａに平行に２つの溝１０２ａ、１０２ｂが周縁部に形成されている。同様に、仮想線Ｂに平行に２つの溝１０４ａ、１０４ｂも形成されている。これら溝１０２ａ、１０２ｂ、１０４ａ、１０４ｂは、ボス２２の上端部から下端部側に向かってアンテナ素子１４ａ、１４ｂ、１６ａ、１６ｂ、１８ａ、１８ｂ、２０ａ、２０ｂの主表面の幅方向の寸法よりも幾分短く形成されている。各ボス２２の中央には、その上端部から各溝１０２ａ、１０２ｂ、１０４ａ、１０４ｂの底までこれら各溝１０２ａ、１０２ｂ、１０４ａ、１０４ｂを繋ぐように開口１０６が形成されている。この開口１０６に例えばアンテナ素子１６ａ、１８ａの交差部分が挿通され、アンテナ素子１６ａは溝１０２ａ、１０２ｂを通り、アンテナ素子１８ａは溝１０４ａ、１０４ｂを通っている。他のアンテナ素子１４ａと１８ｂ、１４ｂと２０ｂ、１６ｂと２０ａの交差部も、他のボス２２に同様に挿通されている。これらのような挿通状態において、各アンテナ素子１４ａと１８ｂ、１４ｂと２０ｂ、１６ａと１８ａ、１６ｂと２０ａの各上縁は、ボス２２の上端部よりも幾分上方に突出している。
【００２７】
図１に示すように、ダイポールアンテナ１４、１６の間に、これらと平行にダイポールアンテナ２４が配置されている。同様に、ダイポールアンテナ１８、２０の間に、これらと平行に指向性アンテナ、例えばダイポールアンテナ２６が配置されている。これらダイポールアンテナ２４、２６は、第２の周波数帯、例えばＶＨＦ低域テレビジョン放送帯の信号を受信可能なものである。ダイポールアンテナ２４は、端部６ｂ、６ｂ方向に８の字指向性を示し、ダイポールアンテナ２６は端部６ａ、６ａ方向に８の字指向性を示す。即ち、異なる方向、例えば９０度異なる方向にダイポールアンテナ２４、２６は指向性を示す。
【００２８】
ダイポールアンテナ２４は、本体部２内に収容されている第１エレメント２４ａ、２４ｂを有している。また、ダイポールアンテナ２４は、図５に示すようにエレメントケース２８ａ、２８ｂ内に収容された第２エレメント２４ｃ、２４ｄも有している。
【００２９】
第１エレメント２４ａ、２４ｂも、プリント基板をエッチングすることによって、線路が形成されたもので、そのプリント基板表面が本体部２の開口とほぼ平行に配置されている。これら第１エレメント２４ａ、２４ｂは、それらの内方端部側において、底壁部２ａから上方に突出するように底壁部２ａに一体に形成された支持体３０ａ、３０ｂによって支持されると共に、その先端部、即ち外方端部側に底壁部２ａから上方に突出するように底壁部２ａに一体に形成されているボス３２ａ、３２ｂによっても支持されている。
【００３０】
第２エレメント２４ｃ、２４ｄも、図５に示すように、それぞれ２つのプリント基板３４ａ、３４ｂ、３６ａ、３６ｂをエッチングすることによって形成した線路を短縮コイル３８ｂによって接続したもので、それらの表面が第１エレメント２４ａ、２４ｂと同一直線上に位置し、これらとほぼ平行となるようにエレメントケース２８ａ、２８ｂ内にその長さ方向に沿って収容されている。
【００３１】
このエレメントケース２８ａ、２８ｂの基端部が、本体部２の端部６ａ、６ａ、蓋４の端部１０ａ、１０ａに形成した挿通孔４０ａ、４０ｂを通って本体部２内に挿入されている。ボス３２ａ、３２ｂ上で、第２エレメント２４ｃ、２４ｄのプリント基板が第１エレメント２４ａ、２４ｂと電気的に接触している。そして、ボス３２ａ、３２ｂの下側から挿通された固定手段、例えばねじによって機械的にも第１エレメント２４ａ、２４ｂに結合されている。
【００３２】
図３に示すように、エレメントケース２８ａ、２８ｂの基端部の外周部に一体に外方に向かって突出する環状の第１突状部４４ａ、４４ｂが形成されている。挿通孔４０ａ、４０ｂの内周面には、図１に示すように、内側に向かって突出する第２突状部４６ａ、４６ｂ（図１では本体部２側の第２突状部のみが示されている。）が一体に形成されている。そして、上述したようにエレメントケース２８ａ、２８ｂを挿入口４０ａ、４０ｂに挿入した状態では、図５に示すように、第１突状部４４ａ、４４ｂと第２突状部４６ａ、４６ｂがそれぞれ面接触し、挿入口４０ａ、４０ｂから雨水等が、ケース１内に侵入することを防止している。
【００３３】
ダイポールアンテナ２６も、本体部２内に収容されている第１エレメント２６ａ、２６ｂと、エレメントケース５０ａ、５０ｂ内に収容された第２エレメント（図示せず）を有している。これら第１エレメント２６ａ、２６ｂ、エレメントケース５０ａ、５０ｂ、第２エレメント（図示せず）は、上述したダイポールアンテナ２４の第１エレメント２４ａ、２４ｂ、第２エレメント２４ｃ、２４ｄ、エレメントケース２８ａ、２８ｂと同様に構成され、同様に支持されているので、その詳細な説明は省略する。
【００３４】
第１エレメント２４ａ、２４ｂ、２６ａ、２６ｂの内方端部、即ち本体部２の中央部には、指向性調整部５２が配置されている。指向性調整部５２は、ＵＨＦ帯ダイポールアンテナ１４、１６、１８、２０の受信信号の位相調整を行う回路を有している。さらに、この位相調整されたＵＨＦ帯ダイポールアンテナ１４、１６、１８、２０の受信信号または、ＶＨＦ帯用のダイポールアンテナ２８、５０の受信信号のレベル調整を行って、ＵＨＦ帯ダイポールアンテナ１４、１６、１８、２０の合成指向性またはＶＨＦ帯アンテナ２８、５０の合成指向性を、所望の方向に向けるための電子回路も備えている。これら２つの合成指向性の方向は、指向性調整部５２によって任意の方向に可変できる。これら回路については、後述する。
【００３５】
この指向性調整部５２は、図５に示すように２段に配置されたプリント基板上に構成されている。これらプリント基板は、同一の概略矩形に形成され、図１に示すように２つの対角線が仮想線Ａ、Ｂ上に位置するように配置されている。これら基板の各角は、切断されている。これによって、アンテナ素子２４ａ、２４ｂ、２６ａ、２６ｂの内方端部は、上記基板が角を有している場合よりも、仮想線Ａ乃至Ｄの交点位置に近い位置にある。そのため、アンテナ素子２４ａ、２４ｂの内方端部を近づけることができ、かつアンテナ素子２６ａ、２６ｂの内方端部も近づけることができ、受信障害が生じにくくなり、ＶＨＦ帯での特性劣化が少ない。
【００３６】
このような指向性の調整を行うためには、ダイポールアンテナ１４、１６、１８、２０の受信信号、ダイポールアンテナ２８、５０の受信信号を指向性調整部５２に供給する必要がある。この供給には、図示していないが、伝送線路が使用される。もし、各アンテナ素子１４ａ、１４ｂ、１６ａ、１６ｂ、１８ａ、１８ｂ、２０ａ、２０ｂが交差していないと、各アンテナ素子１４ａ、１４ｂ、１６ａ、１６ｂ、１８ａ、１８ｂ、２０ａ、２０ｂの給電点と、指向性調整部５２とを接続する線路が長くなる。この線路は伝送線路として機能するだけでなく、アンテナ素子としても機能する。アンテナ素子の断面積が帯域特性を狭くする。これに起因して、ＵＨＦ帯のＶＳＷＲ特性が悪くなる。また、伝送線路が長いことにより、伝送線路の固定位置が一定しなくなるので、電気的特性が不安定になる。しかし、この実施形態のように各アンテナ素子１４ａ、１４ｂ、１６ａ、１６ｂ、１８ａ、１８ｂ、２０ａ、２０ｂを交差させておくと、各アンテナ素子１４ａ、１４ｂ、１６ａ、１６ｂ、１８ａ、１８ｂ、２０ａ、２０ｂの給電点と、指向性調整部５２とを接続する伝送線路が短くなり、上述したような問題は生じない。
【００３７】
指向性調整部５２では、各アンテナ１４、１６、１８、２０での受信信号は、バラン２００、２０２、２０４、２０６を介してフィルタ手段、例えばハイパスフィルタ２０８、２１０、２１２、２１４に供給される。バラン２００と２０２とは、同相の信号が入力されたとき、その出力に生じる信号が互いに逆相となるように構成されている。また、バラン２０４と２０６も、同相の信号が入力されたとき、その出力に生じる信号が互いに逆相となるように構成されている。また、図１に示すようにバラン２００は、ダイポールアンテナ１４のアンテナ素子１４ａ、１４ｂの間に位置するようにプリント基板上に配置され、バラン２０２は、ダイポールアンテナ１６のアンテナ素子１６ａ、１６ｂの間に位置するようにプリント基板上に配置され、バラン２０４は、ダイポールアンテナ１８のアンテナ素子１８ａ、１８ｂの間に位置するようにプリント基板上に配置され、バラン２０６は、ダイポールアンテナ２０のアンテナ素子２０ａ、２０ｂの間に位置するように配置されている。しかも、各バラン２００、２０２、２０４、２０６は、プリント基板の各角部に位置し、各仮想線Ａ、Ｂ上にあって仮想線Ａ、Ｂに対してそれぞれ線対称に配置されている。ハイパスフィルタ２０８、２１０、２１２、２１４は、上記各受信信号から不要周波数帯成分を除去する。これらハイパスフィルタ２０８、２１０、２１２、２１４の出力信号は、切換スイッチ２１６、２１８、２２０、２２２、増幅器２２４、２２６、２２８、２３０、切換スイッチ２３２、２３４、２３６、２３８によって構成されている増幅、非増幅切換回路２４０から、上記各受信信号が増幅された状態、または非増幅の状態で出力される。各受信信号のＣ／Ｎ比が悪い状態では、各増幅器２２４、２２６、２２８、２３０によって各受信信号が増幅される。
【００３８】
増幅、非増幅切換回路２４０から出力されたダイポールアンテナ１４、１６の受信信号に相当する信号は、位相調整合成回路２４２に供給される。この位相調整合成回路２４２では、増幅、非増幅切換回路２４０からのダイポールアンテナ１４の受信信号に相当する信号は、切換スイッチ２４４を介して合成回路２４６の一方の入力端子に供給されるか、或いは位相回路２４８の一端に供給される。同様に、増幅、非増幅切換回路２４０からのダイポールアンテナ１６の受信信号に相当する信号は、切換スイッチ２５０を介して合成回路２４６の一方の入力端子に供給されるか、或いは位相回路２４８の他端に供給される。合成回路２４６の他方の入力端子には、切換スイッチ２５２を介して位相回路２４８の一端または他端の信号が供給される。切換スイッチ２４４、２５０、２５２は連動しており、切換スイッチ２４４が合成回路２４６の一方の入力端子に、ダイポールアンテナ１４の受信信号に相当する信号を供給しているとき、切換スイッチ２５０は、ダイポールアンテナ１６の受信信号に相当する信号を位相回路２４８の他端に供給し、切換スイッチ２５２が位相回路２４８の一端の信号を合成回路２４８の他方の入力端子に供給している。逆に、切換スイッチ２５０がダイポールアンテナ１６の受信信号に相当する信号を合成回路２４６の一方の入力端子に供給しているとき、切換スイッチ２４４はダイポールアンテナ１４の受信信号に相当する信号を位相回路２４８の一端に供給し、切換スイッチ２５２が位相回路２４８の他端の信号を合成回路２４６の他方の入力端子に供給している。位相回路２４８の位相量については、後述する。
【００３９】
同様に、増幅、非増幅切換回路２４０から出力されたダイポールアンテナ１８、２０の受信信号に相当する信号は、位相調整合成回路２５４に供給される。この位相調整合成回路２５４では、増幅、非増幅切換回路２４０からのダイポールアンテナ１８の受信信号に相当する信号は、切換スイッチ２５６を介して合成回路２５８の一方の入力端子に供給されるか、或いは位相回路２６０の一端に供給される。同様に、増幅、非増幅切換回路２４０からのダイポールアンテナ２０の受信信号に相当する信号は、切換スイッチ２６２を介して合成回路２５８の一方の入力端子に供給されるか、或いは位相回路２６０の他端に供給される。合成回路２５８の他方の入力端子には、切換スイッチ２６４を介して位相回路２６０の一端または他端の信号が供給される。切換スイッチ２５６、２６２、２６４は連動しており、切換スイッチ２５６が合成回路２５８の一方の入力端子に、ダイポールアンテナ１８の受信信号に相当する信号を供給しているとき、切換スイッチ２６２は、ダイポールアンテナ２０の受信信号に相当する信号を位相回路２６０の他端に供給し、切換スイッチ２６４が位相回路２６０の一端の信号を合成回路２５８の他方の入力端子に供給している。逆に、切換スイッチ２６２がダイポールアンテナ２０の受信信号に相当する信号を合成回路２５８の一方の入力端子に供給しているとき、切換スイッチ２５６はダイポールアンテナ１８の受信信号に相当する信号を位相回路２６０の一端に供給し、切換スイッチ２６４が位相回路２６０の他端の信号を合成回路２５８の他方の入力端子に供給している。位相回路２６０の位相量については、後述する。
【００４０】
位相調整回路２４２を使用することによってダイポールアンテナ１４、１６の合成指向性を、図１に示す仮想線Ａ乃至Ｄの交点からアンテナ素子２６ａに沿って外方に向かう方向（以後、この方向を前方方向と称する）及び上記交点からアンテナ素子２６ｂに沿って外方に向かう方向（以後、この方向を後方方向と称する）のうち選択された方向に向けることができる。同様に、位相調整回路２５４を使用することによって、ダイポールアンテナ１８、２０の合成指向性を、仮想線Ａ乃至Ｄの交点からアンテナ２４ｂに沿って外方に向かう方向（以後、この方向を右側方向と称する。）及び上記交点からアンテナ素子２４ａに沿って外方に向かう方向（以後、この方向を左側方向と称する。）のうち選択された方向に向けることができる。
【００４１】
ダイポールアンテナ１４、１６は共に８の字指向性を有している。今、後方方向からダイポールアンテナ１４、１６に向かって電波が到来したと考える。後方から到来したＵＨＦ帯の電波は、ダイポールアンテナ１４ａ、１６ａで受信され、バラン２００、２０２に出力を生じる。しかし、前方のダイポールアンテナ１６ａの受信信号によるバラン２０２の出力は、ダイポールアンテナ１４の受信信号によるバラン２００の出力よりも、両ダイポールアンテナ１４、１６の間隔（１／４λよりも小さい）に基づいて遅延量Ｄだけ遅延し、かつバラン２００、２０２の構成の相違によって位相が反転している。即ち、バラン２０２の出力信号はバラン２００の出力信号に対して−λ／２−Ｄの位相差を持っている。そこで、各切換スイッチ２４４、２５０、２５２が、バラン２０２の出力信号は、そのまま合成器２４６に供給されるが、バラン２００の出力信号は固定位相器２４８で予め定めた遅延量Ｄ１だけ遅延されて、即ち、そのバラン８０ａの出力信号に対して−Ｄ１の位相差を持って合成器２４６に供給されるように切り換えられる。ここで−Ｄ１と（−λ／２−Ｄ）との差が約λ／２となるようにＤ１を選択してある。即ち遅延量Ｄ１はＤに設定されている。従って、後方から到来し、ダイポールアンテナ１４、１６で受信された受信信号は合成器２４６の入力側において実質的に逆相となり、後方に指向性を持たない。これによって、ダイポールアンテナ１４、１６の合成指向性は、前方を向く。
【００４２】
一方、前方から到来したＵＨＦ帯の電波が、ダイポールアンテナ１４、１６で受信された場合、ダイポールアンテナ１４の受信信号に基づくバラン２００の出力信号は、ダイポールアンテナ１６の受信信号よりもＤだけ遅延している。一方、バラン２０２の出力信号は、バラン２００、２０２の構成の相違によってダイポールアンテナ１４の受信信号と位相が反転している。従って、バラン２０２の出力信号はダイポールアンテナ１４の受信信号に対して−λ／２の位相差があり、バラン２００の出力信号は、ダイポールアンテナ１６の受信信号に対して−Ｄの位相差がある。
【００４３】
ここで、切換スイッチ２４４、２５０、２５２を、バラン２０２の出力信号が位相回路２４８に供給され、位相回路２４８の出力が合成回路２４６の他方の入力端子に供給され、バラン２００の出力信号が合成回路２４６の一方の入力端子に供給されるように切り換えると、バラン２０２の出力信号が位相回路２４８で遅延されて、合成器２４６に供給され、バラン２００の出力信号が、そのまま合成器２４６に供給される。バラン２０２の信号が位相回路２４８で遅延量Ｄだけ遅延されるので、合成器２４６におけるバラン２０２の出力信号の位相は−λ／２−Ｄとなり、バラン２００の出力信号の位相−Ｄとの間には−λ／２の位相差がある。その結果、ダイポールアンテナ１４、１６の合成指向性は、後方を向く。
【００４４】
このように位相調整合成回路２４２においては、前方に指向性を持たせる場合でも、後方に指向性を持たせる場合にも、同一の位相回路２４８を使用している。
【００４５】
ダイポールアンテナ１８、２０の受信信号も、位相調整合成回路２５４において、同様に処理されて、図１における右側または左側を向く指向性に切り換えることができる。但し、位相回路２６０における遅延量は、位相回路２４８における遅延量と同じである。
【００４６】
ダイポールアンテナ２６の受信信号はバラン３００を介して増幅器３０２に供給され、増幅器３０２によって増幅される。ダイポールアンテナ２４の受信信号は、バラン３０４を介して増幅器３０６によって増幅され、極性切換部３０８に供給される。極性切換部３０８は、増幅器３０６の出力信号の極性をそのまままたは反転させて出力する。
【００４７】
上述した合成器２４６の出力信号と極性切換部３０８の出力信号の一方が切換スイッチ３１０によって選択される。同様に合成器２５８の出力信号と増幅器３０２の出力信号の一方が切換スイッチ３１２によって選択される。切換スイッチ３１０、３１２の切換は、合成器２４６、２５８の出力信号が同時に選択されるか、または極性切換部３０８の出力信号と増幅器３０２の出力信号とが同時に選択されるように行われる。
【００４８】
切換スイッチ３１０、３１２によって選択された２つの信号は、レベル調整回路３１４に供給される。合成器２４６、２５８から前方または後方に指向性を持つＵＨＦ帯またはＶＨＦ帯高域の信号が出力されているとき、これら信号の指向性を適切に選択し、かつこれら信号をレベル調整回路３１４によって適切に調整して合成すれば、前方方向を零度として任意の角度に指向性を向けることができる。同様に、増幅器３０２、極性切換部３０８から８の字指向性を持つＶＨＦ帯低域の信号が出力されているとき、これら信号の極性を適切に選択し、かつこれらの信号をレベル調整回路３１４によって適切に調整して合成すると、任意の角度に８の字指向性を向けることができる。
【００４９】
そのため、レベル調整回路３１４は、レベル調整手段、例えば可変減衰器３１６と３１８と、これら可変減衰器３１６、３１８の出力信号を合成する合成器３２０とを備えている。可変減衰器３１６、３１８は、減衰量を多段階、例えば０ｄＢ、７ｄＢ及び∞の３段階のうち選択されたものに調整可能に構成されている。そして、ＵＨＦ帯またはＶＨＦ帯高域信号の場合には指向性の調整と、可変減衰器３１６、３１８の減衰量の調整とによって、ＶＨＦ帯低域の信号の場合には極性の調整と可変減衰器３１６、３１８の減衰量の調整とによって、前方を０度とし、所定角度間隔、例えば２２．５度間隔に合計１６段階に指向性を調整できる。
【００５０】
可変減衰器３１６は、切換スイッチ３１０に接続された入力側切換スイッチ３２２と合成器３２０に接続された出力側切換スイッチ３２４を有している。これら切換スイッチ３２２、３２４は連動するものである。連動スイッチ３２２、３２４を第１の状態に切り換えたとき、切換スイッチ３１０によって選択された信号がそのまま切換スイッチ３２４を介して合成器３２０に供給される。即ち、減衰量０の状態となる。連動切換スイッチ３２２、３２４を第２の状態に切り換えると、切換スイッチ３１０の信号が、７ｄＢ減衰器３２６によって減衰されて合成器３２０に供給される。即ち、減衰量７ｄＢの状態となる。切換スイッチ３２２、３２４を第３の状態に切り換えたとき、切換スイッチ３２２、３２４は各アンテナのインピーダンスに等しいインピーダンスの整合用抵抗器３２８、３３０を介して接地される。このとき、合成器３２０には切換スイッチ３１０の出力信号は供給されず、無限大の減衰状態となる。
【００５１】
可変減衰器３１８も、可変減衰器３１６と同様に構成されている。同等部分には同一符号の末尾に添え字ａを付して、その説明を省略する。
【００５２】
ＵＨＦ帯、ＶＨＦ帯高域、ＶＨＦ帯低域のいずれの場合でも、方位角が０度から４５度までの間には、可変減衰器３１６は減衰量が０であるが、６７．５度から９０度までは７ｄＢ、無限大と減衰量が増加し、１１２．５度から１３５度までは７ｄＢと減衰量が減少し、１５７．５度から２２５度までは減衰量は０を維持する。２４７．５度から２７０度までは７ｄＢ、無限大と減衰量が増加し、２９２．５度から３１５度まで減衰量は７ｄＢ、０と減少し、３３７．５度では減衰量は０となる。
【００５３】
一方、可変減衰器３１８では、方位角が０度から４５度までは減衰量が無限大から７ｄＢ、０と減少し、６７．５度から１３５度までは減衰量０を維持する。方位角１５７．５度から１８０度までは減衰量が７ｄＢ、無限大と増加し、２０２．５度から２２５度までは減衰量が７ｄＢ、０と減少する。２４７．５度から３１５度までは減衰量０を維持、３３７．５度では７ｄＢの減衰量となる。このように一方の減衰量が０であるとき、他方の減衰量は増加または減少する。
【００５４】
このようにして指向性を変化させた状態を図７及び図８に示す。図７は周波数が５４５ＭＨｚの場合を示し、図８は周波数が５８１ＭＨｚの場合を示している。両図から明らかなようにいずれの方向に指向性を向けた場合でも、指向性パターンに大きな乱れは生じていない。これは、ダイポールアンテナ１４、１６、１８、２０を仮想線Ａ乃至Ｄそれぞれに対して線対称に配置してあり、各バラン２００、２０２、２０４、２０６が仮想線Ａ、Ｂに対して線対称に配置されているからである。即ち、各ダイポールアンテナ１４、１６、１８、２０の給電点を、対応するバラン２００、２０２、２０４、２０６に接続するための線路を長さを全てほぼ同じ長さとすることができ、この長さの相違による位相のずれが各アンテナ１４、１６、１８、２０において生じない。
【００５５】
図１及び図２に示すように、本体部２内の底壁部２ａには、指向性調整部５２を包囲するように第２支持部、例えば区画壁５４が、底壁部２ａと一体に形成されている。区画壁５４では、それの平面形状が、本体部２の周壁部２ｂと相似の概略八角形状に形成され、その高さ寸法は、ほぼ周壁部２ｂの高さ寸法と同一である。区隔壁５４の内面側には、区画壁５４への複数の補強体５６が間隔をあけて形成されている。この区画壁５４には、アンテナ素子１４ａ、１４ｂ、１６ａ、１６ｂ、１８ａ、１８ｂ、２０ａ、２０ｂの中途が挿通される合計８つの溝１０８が、区画壁５４の上縁から下方に向かって中途まで形成されている。これら溝１０８の深さは、アンテナ素子１４ａ、１４ｂ、１６ａ、１６ｂ、１８ａ、１８ｂ、２０ａ、２０ｂの上縁が水平に位置するように選択されている。また、その幅寸法は、各アンテナ素子１４ａ、１４ｂ、１６ａ、１６ｂ、１８ａ、１８ｂ、２０ａ、２０ｂの幅寸法よりも若干大きく形成されている。区画壁５４は、第１エレメント２４ａ、２４ｂ、２６ａ、２６ｂの中途とそれぞれ接触し、これらの支持体としても機能している。また、区画壁５４の内外の底壁部２ａには、複数の水抜き孔５８が形成されている。
【００５６】
図３に示すように、蓋４の上壁部４ａにも、区画壁５４と同様に区隔壁６０が上壁部４ａと一体に形成されている。但し、区画壁６０は、蓋４を本体部２に取り付けた状態で、区画壁５４よりも外方に位置するように配置されている。また、区画壁６０の先端は、この取り付け状態において、アンテナ素子１４ａ、１４ｂ、１６ａ、１６ｂ、１８ａ、１８ｂ、２０ａ、２０ｂ、第１エレメント２４ａ、２４ｂ、２６ａ、２６ｂに接触している。従って、アンテナ素子１４ａ、１４ｂ、１６ａ、１６ｂ、１８ａ、１８ｂ、２０ａ、２０ｂ、第１エレメント２４ａ、２４ｂ、２６ａ、２６ｂは、蓋４によって本体部２の開口が閉じられたときに、区隔壁５４、６０によって上下から挟持されて、固定される。
【００５７】
蓋４が本体部２の開口を閉じた状態において、本体部２の各ボス２２に対応する蓋４の内面の位置には、図３に示すようにそれぞれ第１押圧部１１０が蓋４と一体に形成されている。これら第１押圧部１１０は、短円環状に形成され、図５に示すように蓋４が本体部２の開口を閉じた状態において、各ボス２２の位置にある各アンテナ素子１４ａ、１４ｂ、１６ａ、１６ｂ、１８ａ、１８ｂ、２０ａ、２０ｂの上縁を下方に押圧している。これによって、蓋４によって本体部２の開口を閉じるのと同時に、各アンテナ素子１４ａ、１４ｂ、１６ａ、１６ｂ、１８ａ、１８ｂ、２０ａ、２０ｂの各ボス２２への押圧固定も同時に行える。
【００５８】
蓋４が本体部２の開口を閉じた状態において、区画壁５４の各溝１０８に対応する蓋４の内面には、図３に示すように第２押圧部１１２が、合計８つ蓋４と一体に形成されている。これら第２押圧部１１２は、区画壁５４よりも内側において各溝１０８の側方まで蓋４の内面から下方へ伸延している。第２押圧部１１２の先端は下方に向かって先細に形成されている。これら先端部よりも幾分上方の部分が各アンテナ素子１４ａ、１４ｂ、１６ａ、１６ｂ、１８ａ、１８ｂ、２０ａ、２０ｂに接触し、各溝１０８の一方の縁、例えば外方側の縁に押圧している。これによって、蓋４によって本体部２の開口を閉じると同時に、各アンテナ素子１４ａ、１４ｂ、１６ａ、１６ｂ、１８ａ、１８ｂ、２０ａ、２０ｂの溝１０８におけるがたつきが阻止されている。
【００５９】
上記の実施形態では、ＵＨＦ帯用のダイポールアンテナ１４、１６、１８、２０のアンテナ素子１４ａ、１４ｂ、１６ａ、１６ｂ、１８ａ、１８ｂ、２０ａ、２０ｂを個別に形成したが、４つのプリント基板を準備し、第１のプリント基板に２つのアンテナ素子を間隔をあけて直線状に配置してダイポールアンテナ１４を構成し、第２乃至第４のプリント基板に第１のプリント基板と同様にダイポールアンテナ１６、１８、２０を構成することも可能である。この場合、ダイポールアンテナ１４の中途の２箇所でダイポールアンテナ１８、２０と交差させ、ダイポールアンテナ１６の中途の２箇所でダイポールアンテナ１８、２０と交差させる。無論、各交差位置に第１支持部２２がそれぞれ設けられる。
【００６０】
上記の実施の形態では、各第１の支持部２２の位置に対応させて、第１押圧部１１０をそれぞれ設けたが、各第１押圧部１１０は、各アンテナ素子１４ａ、１４ｂ、１６ａ、１６ｂ、１８ａ、１８ｂ、２０ａ、２０ｂの交差部以外の位置の上縁を、第１支持部２２側に押圧するように設けることもできる。この場合、各アンテナ素子１４ａ、１４ｂ、１６ａ、１６ｂ、１８ａ、１８ｂ、２０ａ、２０ｂの上縁は、第１支持部２２の先端よりも底部２ａ側に位置していてもよい。
【００６１】
上記の実施形態では、ＵＨＦ帯用とＶＨＦ帯用のダイポールアンテナをそれぞれ設けたが、ＵＨＦ帯用のダイポールアンテナのみを設けることもできる。上記の実施形態では、区画壁５６と区画壁６０とを設けたが、区画壁６０を除去することも可能である。また、区画壁５６を環状に設けたが、これに代えて、例えば各アンテナ素子１４ａ、１４ｂ、１６ａ、１６ｂ、１８ａ、１８ｂ、２０ａ、２０ｂの中途付近にのみ溝１０８を持つ支持体を個別に設けることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の１実施形態のアンテナ装置のケースの蓋を外し、一部のアンテナを除去した状態の平面図である。
【図２】図１のアンテナ装置の底面図である。
【図３】図１のアンテナ装置の分解図である。
【図４】図１の部分拡大図である。
【図５】図１のアンテナ装置の中央縦断面図である。
【図６】図１のアンテナ装置の指向性調整部のブロック図である。
【図７】図１のアンテナ装置の５４５ＭＨｚにおける指向性の変化を示す図である。
【図８】図１のアンテナ装置に５８１ＭＨｚにおける指向性の変化を示す図である。
【符号の説明】
【００６３】
１  ケース
２  本体部
４  蓋
１４  １６、１８、２０  ダイポールアンテナ
Ａ乃至Ｄ  第１乃至第４の仮想線
【図１】
2006074346.tif 000003
【図２】
2006074346.tif 000004
【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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