(57)【要約】【課題】コストの大幅な上昇を招くことなく、共振周波数の調整等を容易に行うことができるようにしたアンテナを提供する。【解決手段】線状又は棒状のアンテナエレメント１の軸線方向にスライドし得るようにしてアンテナエレメント１に保持された可動子４０１と、可動子４０１をアンテナエレメントの軸線方向に沿った任意の位置でアンテナエレメント１に対して固定する固定手段とを有するアンテナ特性調整素子４を備える。アンテナ特性調整素子の可動子４０１は、アンテナエレメントの軸線方向に一定の寸法を有する導体部分を有し、可動子４０１の位置を調整してアンテナエレメント１に装荷されるキャパシタンスを調整することにより、アンテナの共振周波数や短縮率等を調整する。【選択図】    図１
2015100104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
線状又は棒状のアンテナエレメントを備えたアンテナにおいて、
前記アンテナエレメントに保持されて該アンテナエレメントの軸線方向にスライドし得るように設けられたアンテナ特性調整用可動子と、前記可動子を前記アンテナエレメントの軸線方向の任意の位置で該アンテナエレメントに対して固定する固定手段とを具備し、
前記可動子は、前記アンテナエレメントの軸線方向に一定の長さを有する導体部分を有し、
少なくとも前記可動子が前記固定手段によりアンテナエレメントに対して固定された状態にあるときには、前記可動子の導体部分がアンテナエレメントに電気的に接続されるように構成されていること、
を特徴とするアンテナ。
【請求項２】
前記可動子は、その全体が導電性を有する材料により形成されていて、前記可動子の全体が前記導体部分を構成していることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】
前記可動子の導体部分は前記アンテナエレメントを取り囲むように設けられ、
前記固定手段は、前記可動子の導体部分を貫通した状態で設けられて一端が前記アンテナエレメントに臨む位置に開口し、他端が前記可動子の外面に開口したネジ孔と、前記ネジ孔に螺合された導電性のロックネジとを有し、
前記ロックネジを前記ネジ孔に螺合させて前記アンテナエレメントに接触させて締め付けることにより前記可動子が前記アンテナエレメントに対して固定されるとともに、前記可動子の導体部分が前記ロックネジを通してアンテナエレメントに電気的に接続されるように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のアンテナ。
【請求項４】
前記可動子は、外部から与えられる締め付け力に応じて、前記アンテナエレメントの軸線方向へのスライド変位が許容される程度の摩擦抵抗をもって前記アンテナエレメントに接触する第１の状態と、前記アンテナエレメントの軸線方向への変位が阻止される程度の摩擦抵抗をもって前記アンテナエレメントに接触する第２の状態とをとり得るように構成され、
前記固定手段は、前記可動子を締め付けて前記第２の状態に保持することにより、前記可動子を前記アンテナエレメントの軸線方向に沿った任意の位置に固定し、前記可動子の締め付けを緩めることにより該可動子を前記第１の状態にして該可動子の変位を許容するするように構成されていること、
を特徴とする請求項１又は２に記載のアンテナ。
【請求項５】
アンテナの共振周波数を目標とする周波数に調整する際の前記可動子の目標位置の目安を与える目盛りが前記アンテナエレメントの外面に設けられている請求項１ないし４の何れか一つに記載のアンテナ。
【請求項６】
前記アンテナエレメントに対して縦列に並べた状態でローディングコイルが設けられて、該ローディングコイルが前記アンテナエレメントに対して直列に接続されている請求項１ないし４の何れか一つに記載のアンテナ。
【請求項７】
線状又は棒状のアンテナエレメントと、前記アンテナエレメントに対して縦列に並べた状態で設けられて前記アンテナエレメントに対して直列に接続されたローディングコイルとを備えたアンテナにおいて、
前記ローディングコイルを取り囲む導体部分を有して、前記ローディングコイルの軸線方向にスライドし得るように設けられたアンテナ特性調整用可動子と、前記可動子を前記ローディングコイルの軸線方向の任意の位置で該ローディングコイルに対して固定する固定手段とを備えていること、
を特徴とするアンテナ。
【請求項８】
前記可動子の導体部分の前記ローディングコイルを取り囲む部分の軸線方向寸法は、前記ローディングコイルをその全長に亘って取り囲むことができる寸法に設定されている請求項７に記載のアンテナ。
【請求項９】
前記ローディングコイルは、前記アンテナエレメントと縦列に並べて配置された筒状のコイルケース内にコイルの巻回軸線を前記コイルケースの軸線方向に向けた状態で収容され、
前記可動子は前記コイルケースの軸線方向に伸びる孔部を有して、該孔部に前記コイルケースを嵌合させた状態で前記ローディングコイルの軸線方向にスライドし得るように設けられ、
前記固定手段は、前記可動子の孔部の軸線と直交する方向に伸びるように設けられて一端が前記孔部内に開口し、他端が前記可動子の外面に開口したネジ孔と、該ネジ孔に螺合されたロックネジとを有し、
前記ロックネジを前記コイルケースに対して締め付けることにより前記可動子をコイルケースに対して固定するように構成されていることを特徴とする請求項７又は８に記載のアンテナ。
【請求項１０】
前記アンテナの共振周波数を目標とする周波数に調整する際の前記可動子の目標位置の目安を与える目盛りが前記コイルケースの外面に設けられている請求項９に記載のアンテナ。
【請求項１１】
前記アンテナエレメントを１つだけ備えて、該１つのアンテナエレメントが垂直系アンテナを構成している請求項１ないし１０の何れかに記載のアンテナ。
【請求項１２】
前記アンテナエレメントを２つ備えて、該２つのアンテナエレメントがダイポールアンテナを構成するべく対称に配置され、前記２つのアンテナエレメントのそれぞれに前記可動子が取り付けられている請求項１ないし１０のいずれかに記載のアンテナ。
【請求項１３】
線状又は棒状のアンテナエレメントを備えたアンテナの特性を調整するために該アンテナに取り付けられるアンテナ特性調整素子であって、
前記アンテナエレメントに保持されて該アンテナエレメントの軸線方向にスライドし得るように設けられたアンテナ特性調整用可動子と、前記可動子を前記アンテナエレメントの軸線方向の任意の位置で該アンテナエレメントに対して固定する固定手段とを具備し、
前記可動子は、前記アンテナエレメントの軸線方向に一定の長さを有する導体部分を有して、少なくとも前記可動子が前記固定手段によりアンテナエレメントに対して固定された状態にあるときには、前記可動子の導体部分がアンテナエレメントに電気的に接続されるように構成されていることを特徴とするアンテナ特性調整素子。
【請求項１４】
線状又は棒状のアンテナエレメントと、前記アンテナエレメントに対して縦列に並べた状態で設けられて前記アンテナエレメントに対して直列に接続されたローディングコイルとを備えたアンテナの特性を調整するために該アンテナに取り付けられるアンテナ特性調整素子であって、
導電材料により前記ローディングコイルを取り囲むように形成されて該ローディングコイルの軸線方向にスライドし得るように設けられた可動子と、該可動子を前記ローディングコイルの軸線方向の任意の位置で該ローディングコイルに対して固定する固定手段とを具備していることを特徴とするアンテナ用アンテナ特性調整素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、線状又は棒状のアンテナエレメントを備えた無線通信用のアンテナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
非特許文献１に示されているように、モービル用の無線通信に使用するアンテナとして、線状又は棒状の導体からなるアンテナエレメントを備えたホイップアンテナやグランドプレーンアンテナ等の垂直系アンテナが用いられている。垂直系アンテナとしては、通信に使用する周波数帯域の中心周波数の波長λの１／２，３／８，１／４等の長さを有するものが多く用いられているが、通信に使用する周波数帯域の電波の波長が長い場合には、アンテナにλ／２やλ／４の長さを持たせると、アンテナの長さが長くなりすぎて、自動車や小形の船舶等に装着することが困難になる。そのため、モービル局に用いる垂直系アンテナにおいては、線状又は棒状の導体からなるアンテナエレメントにローディングコイル（短縮コイル）を直列に接続したり、コンデンサを装荷したりして、アンテナの長さの短縮を図ることが行われている。
【０００３】
垂直系アンテナは、通信に用いる周波数で共振させた状態で使用するため、通信に用いる周波数を変更する際には、アンテナの共振周波数を変更するための調整を行う必要がある。アンテナの共振周波数の調整は、アンテナエレメントの長さを変更したり、ローディングコイルを交換したり、装荷するキャパシタンスを変更したりすることにより行うことができる。
【０００４】
アンテナに使用周波数を調整する機能を持たせるため、多数のコイルとコンデンサとにより構成された共振周波数調整回路をアンテナエレメントに接続しておいて、該調整回路によりアンテナの共振周波数を切り換えることも行われている。例えば、特許文献１に示されたホイップアンテナでは、アンテナを上部エレメントと下部エレメントとに分けるとともに、両エレメントの間にコイルとコンデンサの直列回路や並列回路を多段に設けて、これらを選択的に用いることにより通信に使用する周波数を調整するようにしている。
【０００５】
また直線状又は棒状のアンテナエレメントを用いた無線通信用のアンテナとして、ダイポールアンテナが広く用いられている。ダイポールアンテナは、基本的には、通信に使用する電波の波長λの１／４の長さを有する線状又は棒状の導体からなる一対のアンテナエレメントを対称に配置して全体の長さをλ／２とした構造を有する。ダイポールアンテナの場合も、通信に使用する電波の波長に応じて各アンテナエレメントの長さを所定の長さとするように調整する必要がある。
【０００６】
またダイポールアンテナにおいて、各アンテナエレメントの長さを自由空間における電波の波長λの１／４とした場合、アンテナエレメント内での電波の伝達速度が自由空間における電波の伝搬速度よりも遅いことに起因して、給電点から見たアンテナのインピーダンスが誘導性になる。
【０００７】
この場合、アンテナのインピーダンスとアンテナに給電する同軸ケーブルのインピーダンスとを整合させるために、アンテナエレメント内での電波の１／４波長の長さをアンテナエレメントの物理的長さに一致させて、アンテナのインピーダンスを純抵抗とするためには、アンテナエレメントの長さを自由空間における電波の波長λに基づいて算出したλ／４の長さよりも若干（数パーセント程度）短くする必要がある。そのためダイポールアンテナを使用する際には、該アンテナを所定の設置現場に実際に設置した状態で、アンテナインピーダンスを純抵抗とするために必要なアンテナエレメントの短縮率を測定して、測定された短縮率を満たすように、アンテナエレメントの長さを微調整するようにしている。
【０００８】
またダイポールアンテナの場合も、通信に使用する電波の周波数が低い場合には、左右のアンテナエレメントの長さが著しく長くなるため、アンテナを設置する現場の面積により、設置し得るアンテナエレメントの長さが制限される場合には、左右のアンテナエレメントの長さを短くするために、左右のアンテナエレメントにそれぞれローディングコイル（短縮コイル）を直列に接続することが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−２０９４２７号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】ＣＱ出版社  １９８５年２月２８日発行  ２０１１年７月１日第３０版発行  ダイナミック・ハムシリーズ「アンテナ・ハンドブック」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記のように、直線状又は棒状のアンテナエレメントを用いたホイップアンテナやダイポールアンテナにおいては、通信に使用する周波数を切換える際に、アンテナエレメントの長さを通信に使用する電波の波長に適合するように調整する作業を行う必要があるため、面倒であった。またダイポールアンテナの場合には、アンテナを現場に設置する際に、設置現場で測定された短縮率を満たすように、アンテナエレメントの長さを微調整する作業を行う必要があったため、アンテナの設置に多くの手間がかかるという問題があった。
【００１２】
またアンテナの使用周波数を変更するために、アンテナエレメントに直列に接続されるローディングコイルを交換することも考えられるが、このような方法による場合には、通信に使用する可能性がある複数の周波数を想定して、複数のローディングコイルを用意しておく必要があるため、甚だ不経済である。またローディングコイルの交換は簡単に行うことができないため、ローディングコイルを交換する方法によった場合には、使用周波数の切り換えに多くの手間がかかるのを避けられない。
【００１３】
また特許文献１に示されたように、多数のコイルとコンデンサとからなる共振周波数切換回路を用いた場合には、アンテナで生じる損失が多くなるという問題が生じる。
【００１４】
本発明の目的は、線状又は棒状のアンテナエレメントを用いる垂直系アンテナやダイポールアンテナ等のアンテナにおいて、アンテナエレメントの長さを調整する面倒な作業を行ったり、コストを大幅に増大させたり、損失を増大させたりすることなく、所定の周波数帯で通信に使用する周波数の切り換えや、アンテナのインピーダンスを同軸ケーブルのインピーダンスに整合させるためにアンテナのインピーダンスを純抵抗とするための調整を簡単に行うことができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、線状又は棒状のアンテナエレメントを備えたアンテナを対象とする。本明細書でいう「棒状のアンテナエレメント」には、中実の棒状導体からなるアンテナエレメント及び管状の導体からなるアンテナエレメントの双方が含まれる。
【００１６】
本発明に係るアンテナは、アンテナエレメントに保持されて該アンテナエレメントの軸線方向にスライドし得るように設けられたアンテナ特性調整用可動子と、この可動子をアンテナエレメントの軸線方向の任意の位置で該アンテナエレメントに対して固定する固定手段とを備えている。上記可動子は、アンテナエレメントの軸線方向に一定の長さを有する導体部分を有していて、少なくとも該可動子が固定手段によりアンテナエレメントに対して固定された状態にあるときには、可動子の導体部分がアンテナエレメントに電気的に接続されるように構成されている。
【００１７】
上記のようにアンテナエレメントの軸線方向に一定の長さを有する導体部分を有して、アンテナエレメントの軸線方向にスライドし得る可動子と、該可動子をアンテナエレメントの軸線方向の任意の位置で該アンテナエレメントに対して固定する固定手とを設けて、可動子を固定手段によりアンテナエレメントに対して固定した状態で、該可動子の導体部分がアンテナエレメントに電気的に接続されるように構成しておくと、可動子をアンテナエレメントの軸線方向にスライドさせてその位置を調整することにより、アンテナのインピーダンスのキャパシタンス分を変化させて、アンテナの共振周波数を変化させることができ、特定の周波数帯内で通信に使用する周波数を簡単に切り換えることができる。
【００１８】
また上記のように構成すると、アンテナエレメントに多数のコイルとコンデンサとからなる共振周波数切換回路を接続しなくても共振周波数を切り換えることができるので、損失を増加させることなく、アンテナの使用周波数を切り換えることができる。
【００１９】
更に、上記のように構成すると、アンテナがダイポールアンテナの形態をとる場合に、可動子の位置を調整することにより、アンテナの短縮率を変化させることができるため、アンテナエレメントの長さを一定としたままで、可動子の位置を調整することにより、アンテナのインピーダンスを純抵抗として同軸ケーブルのインピーダンスに整合させることができる。
【００２０】
本発明の一態様では、上記可動子の全体が導電性を有する材料により形成されて、可動子の全体が前記導体部分を構成する。
【００２１】
本発明の一態様では、可動子の導体部分がアンテナエレメントを取り囲むように設けられる。また固定手段は、可動子の導体部分を貫通した状態で設けられて一端がアンテナエレメントに臨む位置に開口し、他端が可動子の外面に開口したネジ孔と、このネジ孔に螺合された導電性のロックネジとを備えることにより構成され、ロックネジをネジ孔に螺合させてアンテナエレメントに接触させて締め付けることにより可動子がアンテナエレメントに対して固定されるとともに、可動子の導体部分がロックネジを通してアンテナエレメントに電気的に接続される。
【００２２】
上記のように構成すると、アンテナエレメントと可動子の導体部分との電気的な接続を確実に行わせることができる。
【００２３】
本発明の他の態様では、上記可動子が、外部から与えられる締め付け力に応じて、アンテナエレメントの軸線方向へのスライド変位が許容される程度の摩擦抵抗をもってアンテナエレメントに接触する第１の状態と、アンテナエレメントの軸線方向への変位が阻止される程度の摩擦抵抗をもってアンテナエレメントに接触する第２の状態とをとり得るように構成される。この場合固定手段は、可動子を締め付けて第２の状態に保持することにより、可動子をアンテナエレメントの軸線方向に沿った任意の位置に固定し、可動子の締め付けを緩めることにより該可動子を第１の状態にして該可動子の変位を許容するするように構成される。
【００２４】
本発明の好ましい態様では、アンテナの共振周波数を目標とする周波数に調整する際の可動子の目標位置の目安を与える目盛りがアンテナエレメントの外面に設けられる。
【００２５】
可動子がアンテナエレメントの特性に与える影響は、アンテナの設置箇所の状況により異なるため、可動子の位置を所定の目盛に合わせるだけでアンテナの共振周波数を目標とする周波数に正確に合わせることはできないが、上記のように目盛を設けておけば、アンテナの共振周波数を調整する際に、アンテナエレメント上の目盛りを目安として可動子の目標位置を探ることができるため、共振周波数を調整する作業を容易にすることができる。
【００２６】
本発明のようにアンテナ特性を調整する可動子を設ける場合も、アンテナにインダクタンスを装荷するローディングコイルを設けて、アンテナエレメントの長さの短縮を図ることができる。この場合には、アンテナエレメントに対して縦列に並べた状態でローディングコイルを設けて、該ローディングコイルをアンテナエレメントに対して直列に接続する。ローディングコイルを設ける位置は、アンテナエレメントの端部でもよく、中間部でもよい。
【００２７】
本発明を、線状又は棒状のアンテナエレメントと、アンテナエレメントに対して縦列に並べた状態で設けられてアンテナエレメントに対して直列に接続されたローディングコイルとを備えたアンテナに適用する場合には、可動子によりアンテナに装架されるキャパシタンスを調整すると同時に、ローディングコイルのインダクタンスをも調整して、共振周波数の調整をより広範囲に行うことを可能にすることができる。この場合は、導電材料によりローディングコイルを取り囲むように形成されて該ローディングコイルの軸線方向にスライドし得るように設けられたアンテナ特性調整用可動子と、該可動子をローディングコイルの軸線方向の任意の位置でローディングコイルに対して固定する固定手段とを設ける。
【００２８】
上記のように構成すると、可動子の位置を調整してアンテナエレメントに装荷されるキャパシタンスを調整すると共に、ローディングコイルの可動子により囲まれている部分の長さを調整してローディングコイルのインダクタンスを調整することにより、アンテナの共振周波数を調整することができる。ローディングコイルの可動子により囲まれている部分の長さを短くするとローディングコイルのインダクタンスを大きくすることができるため、アンテナのインピーダンスのインダクタンス分を大きくしてアンテナの共振周波数を低くすることができ、ローディングコイルの可動子により囲まれている部分の長さを長くすると、ローディングコイルのインダクタンスを小さくすることができるため、アンテナのインピーダンスのインダクタンス分を小さくしてアンテナの共振周波数を高くすることができる。
【００２９】
また上記のように、ローディングコイルを取り囲む可動子をローディングコイルの軸線方向に変位させてローディングコイルのインダクタンスを変化させるように構成する場合も、可動子の位置を変えることによりアンテナのインピーダンスのキャパシタンス分を変化させることができる。従って、上記のように構成すると、アンテナのインピーダンスのキャパシタンス分の変化とインダクタンス分の変化との双方によりアンテナの共振周波数を調整することができ、共振周波数をより広範囲に調整することができる。
【００３０】
上記のように、可動子をローディングコイルの軸線方向に変位させてローディングコイルのインダクタンスを変化させるように構成する場合、ローディングコイルのインダクタンスの調整範囲をできるだけ広くするため、可動子のローディングコイルを取り囲む部分の軸線方向寸法は、ローディングコイルをその全長に亘って取り囲むことができる寸法に設定するのが好ましい。
【００３１】
本発明の一態様では、上記ローディングコイルが、アンテナエレメントと縦列に並べて配置された筒状のコイルケース内にコイルの巻回軸線をコイルケースの軸線方向に向けた状態で収容される。この場合可動子は、コイルケースの軸線方向に伸びる孔部を有して、該孔部にコイルケースを嵌合させた状態でローディングコイルの軸線方向にスライドし得るように設けられる。また固定手段は、可動子の孔部の軸線と直交する方向に伸びるように設けられて一端が上記孔部内に開口し、他端が可動子の外面に開口したネジ孔と、該ネジ孔に螺合されたロックネジとを有して、ロックネジをコイルケースに対して締め付けることにより可動子をコイルケースに対して固定するように構成される。
【００３２】
上記のように構成する場合、アンテナの共振周波数を目標とする周波数に調整する際の可動子の目標位置の目安を与える目盛りを、コイルケースの外面に設けておくのが好ましい。
【００３３】
本発明は、アンテナエレメントを１つだけ備えて、該１つのアンテナエレメントがホイップアンテナやグランドプレーンアンテナ等の垂直系アンテナを構成する場合、及び対称に配置された２つのアンテナエレメントを備えて、該２つのアンテナエレメントがダイポールアンテナを構成する場合の何れの場合にも適用することができる。本発明をダイポールアンテナに適用する場合、２つのアンテナエレメントのそれぞれに可動子を取り付ける。
【００３４】
本発明はまた、線状又は棒状のアンテナエレメントを備えたアンテナの特性を調整するために該アンテナに取り付けられるアンテナ特性調整素子を対象とする。本発明に係るアンテナ特性調整素子は、アンテナエレメントに保持されて該アンテナエレメントの軸線方向にスライドし得るように設けられたアンテナ特性調整用可動子と、前記可動子を前記アンテナエレメントの軸線方向の任意の位置で該アンテナエレメントに対して固定する固定手段とを備えている。可動子は、アンテナエレメントの軸線方向に一定の長さを有する導体部分を有していて、少なくとも可動子が固定手段によりアンテナエレメントに対して固定された状態にあるときには、可動子の導体部分がアンテナエレメントに電気的に接続されるように構成される。
【００３５】
上記のように構成したアンテナ特性調整素子を用意しておくと、該調整素子をアンテナエレメントに取り付けることにより、アンテナエレメントの長さの調整を行うことなく、アンテナの共振周波数を調整することができる。またアンテナがダイポールアンテナの形態をとる場合には、上記の調整素子の可動子の位置を調整することにより、アンテナの短縮率を変化させて、各アンテナエレメントの物理的な長さを一定としたままで、各アンテナエレメント内での電波の１／４波長の長さを各アンテナエレメントの物理的長さに一致させるように調整することができるため、アンテナエレメントの長さを調整する面倒な作業を行うことなく、アンテナのインピーダンスを純抵抗とする調整を行うことができる。
【００３６】
本発明はまた、線状又は棒状のアンテナエレメントと、該アンテナエレメントに対して縦列に並べた状態で設けられてアンテナエレメントに対して直列に接続されたローディングコイルとを備えたアンテナの特性を調整するために該アンテナに取り付けられるアンテナ特性調整素子を対象とする。本発明に係るアンテナ特性調整素子は、導電材料によりローディングコイルを取り囲むように形成されて該ローディングコイルの軸線方向にスライドし得るように設けられた可動子と、該可動子をローディングコイルの軸線方向の任意の位置で該ローディングコイルに対して固定する固定手段とを備えている。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、アンテナエレメントの軸線方向に一定の長さを有する導体部分を有して、アンテナエレメントに保持されて該アンテナエレメントの軸線方向にスライドし得るように設けられたアンテナ特性調整用可動子と、この可動子をアンテナエレメントの軸線方向の任意の位置で該アンテナエレメントに対して固定する固定手段とを設けて、可動子の位置を調整することにより、アンテナの特性を調整してその共振周波数を調整し得るようにしたので、アンテナエレメントの一部をカットしてその長さを調整したり、ローディングコイルを交換したり、アンテナエレメントに多数のコイルとコンデンサとからなる共振周波数切換回路を接続したりすることなく、アンテナの使用周波数の切換を行うことができる。
【００３８】
従って本発明によれば、コストを大幅に増大させたり、損失を増大させたりすることなく、通信に使用する周波数の切り換えを簡単に行うことができるアンテナを得ることができる。
【００３９】
また本発明によれば、アンテナがダイポールアンテナの形態をとる場合に、可動子の位置を調整することにより、アンテナの短縮率を変化させることができるため、アンテナエレメントの長さを調整する面倒な作業を行うことなく、可動子の位置を調整するだけで、アンテナのインピーダンスと同軸ケーブルのインピーダンスとを整合させるために、アンテナのインピーダンスを純抵抗とするための調整を行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係るアンテナの一実施形態を示した正面図である。
【図２】図１の実施形態で用いるアンテナ特性調整素子の断面図である。
【図３】本発明に係るアンテナの他の実施形態を示した正面図である。
【図４】（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ本発明に係るアンテナで用いることができるアンテナ特性調整素子の他の構成例を示した正面図及び上面図である。
【図５】（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ本発明に係るアンテナで用いることができるアンテナ特性調整素子の更に他の構成例を示した正面図及び上面図である。
【図６】本発明に係るアンテナで用いることができるアンテナ特性調整素子の更に他の構成例を示した上面図である。
【図７】本発明に係るアンテナの更に他の実施形態を示した正面図である。
【図８】本発明に係るアンテナの更に他の実施形態を示した正面図である。
【図９】本発明に係るアンテナで用いることができるアンテナ特性調整素子の他の構成例を示した正面図である。
【図１０】本発明に係るアンテナの更に他の実施形態を示した正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１は、垂直系アンテナのうち、ホイップアンテナに本発明を適用した一実施形態を示したもので、同図において１は自立性を有する線状又は棒状の直線状導体からなるアンテナエレメント、２はアンテナエレメント１の下端を支持する支持部である。支持部２は絶縁材からなる筒状の基部２０１と、ステンレス鋼などの金属からなっていて基部２０１の上端に固定されたエレメント支持用スリーブ２０２と、基部２０１の下端に取り付けられた取り付けベース２０３と、エレメント支持用スリーブ２０２の周壁部を貫通させて設けられたネジ孔に螺合されたロックネジ２０４とからなっている。
【００４２】
アンテナエレメント１は、その下端寄りの部分をエレメント支持用スリーブ２０２にスライド自在に嵌合させた状態で設けられていて、アンテナエレメント１のスリーブ２０２からの突出長を適宜に調整した後、ロックネジ２０４をアンテナエレメント１に対して締め付けることにより、アンテナエレメント１を支持用スリーブ２０２に対して固定することができるようになっている。
【００４３】
本実施形態では、基部２０１が、アンテナエレメント１に対して縦列に配置される（軸線方向に並べて配置される）コイルケースを兼ねていて、この基部（コイルケース）２０１内にアンテナエレメントにインダクタンスを装荷するローディングコイル（図示せず。）が収容され、該ローディングコイルの一端がアンテナエレメント１の下端に接続されることにより、アンテナエレメント１にローディングコイルが直列に接続されている。
【００４４】
取り付けベース２０３は、自動車の車体等に固定される部分で、その内部にはローディングコイルの他端に給電する給電部が設けられ、この給電部が同軸ケーブル３を通して図示しない送受信機に接続される。
【００４５】
本実施形態では、エレメント支持用スリーブ２０２から上方に突出したアンテナエレメント１の外周に、アンテナエレメントに装荷するキャパシタンスを大地との間に形成するアンテナ特性調整素子４が、アンテナエレメント１の軸線方向に移動可能な状態で取り付けられている。
【００４６】
図示のアンテナ特性調整素子４は、アンテナエレメント１の軸線方向に一定の長さを有する導体部分を備えて、アンテナエレメント１の軸線方向にスライドし得るようにしてアンテナエレメント１に結合されたアンテナ特性調整用可動子４０１と、該可動子をアンテナエレメント１の軸線方向に沿った任意の位置でアンテナエレメント１に対して固定する解除可能な（可動子の固定を解除することもできる）固定手段とからなっていて、少なくとも可動子４０１が固定手段によりアンテナエレメント１に対して固定された状態にあるときには、可動子４０１の導体部分がアンテナエレメント１に電気的に接続されるように構成されている。
【００４７】
本実施形態で用いるアンテナ特性調整用可動子４０１は、図２に示すように、アンテナエレメント１の外径よりも大きな外径を有し、かつアンテナエレメント１を貫通させ得る大きさの孔部ｈを軸心部に有する導電性のパイプからなっていて、アンテナエレメント１の外周にスライド自在に嵌合された状態で配置されている。可動子４０１をアンテナエレメント１の軸線方向に任意の位置までスライドさせた状態で、その位置に保持しておくことができるようにするため（可動子が自重で落下しないようにするため）、可動子４０１に設ける孔部ｈの内径は、該孔部ｈの内周面をアンテナエレメント１の外周面に適度の摩擦抵抗をもって接触させるような大きさに設定しておくことが望ましい。可動子４０１を構成するパイプは、耐候性と導電性とを有する金属材料により形成される。本実施形態では、可動子４０１がアルミニウムのパイプからなっている。
【００４８】
可動子４０１をアンテナエレメント１の軸線方向に沿った任意の位置でアンテナエレメント１に対して固定する固定手段は、例えば、可動子４０１の導体部分を貫通した状態で設けられて一端がアンテナエレメントに臨む位置に開口し、他端が可動子の外面に開口したネジ孔と、このネジ孔に螺合された導電性のロックネジ４０２とを有して、ロックネジ４０２をネジ孔に螺合させてアンテナエレメントに対して締め付けることにより可動子４０１をアンテナエレメント１に対して固定するように構成することができる。
【００４９】
本実施形態では、図２に示したように、可動子４０１の孔部ｈの軸線と直交する方向に伸びるように設けられて一端が孔部ｈ内に開口し、他端が可動子４０１の外面に開口したネジ孔が可動子４０１を構成するパイプの周壁部を貫通させた状態で設けられて、このネジ孔に導電材料からなるロックネジ４０２が螺合されている。
【００５０】
このように構成すると、ロックネジ４０２をアンテナエレメント１に対して締め付けることにより、可動子４０１をアンテナエレメント１の軸線方向に沿った任意の位置でアンテナエレメントに対して固定することができ、ロックネジ４０２を緩めることにより、可動子４０１の固定を解除する（可動子のスライド変位を可能にする）ことができる。可動子４０１をアンテナエレメント１に対して固定した状態では、ロックネジ４０２の先端がアンテナエレメントに接触するため、可動子４０１の導体部分がロックネジを通してアンテナエレメントに電気的に確実に接続される。
【００５１】
なお本実施形態では、可動子４０１の軸線方向の一端寄りの部分及び他端寄りの部分をそれぞれロックネジによりアンテナエレメントに対して固定するようにしているが、可動子４０１を固定するロックネジは一つだけ設けるようにしてもよい。可動子４０１を固定するロックネジを一つだけ設ける場合、該ロックネジは、可動子の軸線方向の端部寄りに設けてもよく、可動子の中央部に設けてもよい。
【００５２】
上記のように導電性を有する材料により形成された可動子４０１を有するアンテナ特性調整素子４をアンテナエレメントに取り付けると、可動子４０１と大地間に形成されるキャパシタンスがアンテナエレメントに装荷（ローディング）される。また可動子４０１をアンテナエレメントの軸線方向に移動させると、可動子によりアンテナエレメントに装架されるキャパシタンスがアンテナのインピーダンスに与える影響を変化させて、アンテナのインピーダンスのキャパシタンス分を変化させることができ、これにより、アンテナの共振周波数を変化させることができる。従って、上記のように構成すると、アンテナ特性調整素子４の可動子の位置を調整することにより、アンテナエレメントの長さを変えることなく、アンテナの共振周波数を変化させることができるため、特定の周波数帯内で通信に使用する周波数を簡単に切り換えることができ、アンテナエレメントの一部をカットしてエレメントの長さを調整したり、ローディングコイルを交換したり、アンテナエレメントに多数のコイルとコンデンサとからなる共振周波数切換回路を接続したりすることなく、通信に使用する周波数を切り換えることができる。
【００５３】
本実施形態のように、アンテナエレメント１が大地に対してほぼ垂直に配置されるホイップアンテナにアンテナ特性調整素子４を取り付けた場合、可動子４０１を上方に（給電点から離れる側に）移動させると、アンテナのインピーダンスのキャパシタンス分が大きくなって、アンテナの共振周波数が低くなる。またアンテナ特性調整素子の可動子を下方に（給電点側に）変位させると，アンテナのインピーダンスのキャパシタンス分が小さくなって、アンテナの共振周波数が高くなる。
【００５４】
上記の実施形態では、アンテナエレメント１に対して直列にローディングコイルが接続されているが、ローディングコイルが設けられない場合にも、アンテナエレメントの軸線方向に一定の寸法を有する導体部分を有して，アンテナエレメントの軸線方向にスライドし得るようにしてアンテナエレメントに結合された可動子と、該可動子をアンテナエレメントの軸線方向に沿った任意の位置でアンテナエレメントに対して固定する固定手段とを有するアンテナ特性調整素子４をアンテナエレメントに取り付けて、可動子が固定手段によりアンテナエレメントに固定された状態で可動子の導体部分がアンテナエレメントに電気的に接続されるようにしておくことにより、アンテナの共振周波数を調整して通信に使用する使用周波数を簡単に切り換えることができる。
【００５５】
図１には図示してないが、アンテナの共振周波数を目標とする周波数に調整する際の可動子４０１の目標位置の目安を与える目盛りをアンテナエレメントの外面に設けておくことが好ましい。このようにアンテナエレメントの外面に目盛りを設けておくと、アンテナ特性調整素子４の位置の調整を容易に行わせることができる。
【００５６】
図１に示した実施形態では、アンテナ特性調整素子４の可動子４０１が管状に形成されているが、アンテナ特性調整素子の可動子４０１の形状は、上記実施形態に示したものに限定されない。例えば図３に示した実施形態のように、アンテナ特性調整素子の可動子４０１を、アンテナエレメント１をスライド自在に嵌合させる孔部を軸心部に有するボス部４０１ａと、アンテナエレメント１の軸線を鉛直方向に向けたときに下方に向って末広がり状に延びる円錐形の傘状部４０１ｂとを一体に備えた形状に形成することもできる。この場合、ボス部４０１ａの周壁部を貫通させて設けたネジ孔と該ネジ孔に螺合されたロックネジ４０２とにより固定手段を構成して、ロックネジ４０２をアンテナエレメント１に対して締め付けることにより、アンテナ特性調整素子４の可動子をアンテナエレメント１の軸線方向に沿った任意の位置に固定する。
【００５７】
図３に示した例では、アンテナエレメント１を、その軸線を鉛直方向に向けた状態で配置した際に、傘状部４０１ｂが下方に向うに従って末広がり状に延びるように、アンテナ特性調整素子を構成したが、傘状部４０１ｂは、上方に向って末広がり状に延びるように設けてもよく、下方に末広がり状に延びる傘状部と上方に末広がり状に延びる傘状部との双方を設けるようにしてもよい。
【００５８】
上記のようにアンテナ特性調整素子４の可動子に傘状部４０１ｂを設ける場合、アンテナ特性調整素子の軽量化を図り、該アンテナ特性調整素子に作用する風圧を軽減するため、傘状部４０１ｂは、金網や多孔板により構成することが好ましい。
【００５９】
またアンテナ特性調整素子４の可動子４０１は、図４（Ａ），（Ｂ）に示したように、アンテナエレメント１をスライド自在に嵌合させる孔部を軸心部に有するボス部４０１ａと、径方向をアンテナエレメントの軸線と直角な方向に向けた円板状部分４０１ｃとを一体に備えた形状を有するように形成して、ボス部４０１ａの周壁部を貫通させて設けたネジ孔に螺合させたロックネジ４０２をアンテナエレメント１に対して締め付けることにより、アンテナエレメント１の軸線方向に沿った任意の位置に固定し得るように構成してもよい。
【００６０】
またアンテナ特性調整素子４の可動子４０１は、図５（Ａ），（Ｂ）に示したように、アンテナエレメント１をスライド自在に嵌合させる孔部を軸心部に有するボス部４０１ａと、アンテナエレメント１の軸線に対して傾斜した状態で設けられて、アンテナエレメント１の回りに等角度間隔で並べて配置された複数の線状体４０１ｄとを一体に有するように形成して、ボス部４０１ａの周壁部を貫通させて設けたネジ孔に螺合させたロックネジ４０２をアンテナエレメント１に対して締め付けることにより、アンテナエレメント１の軸線方向に沿った任意の位置に固定し得るように形成してもよい。
【００６１】
図５に示した例では、線状体４０１ｄが４本設けられているが、線状体４０１ｄの数は任意である。例えば図６に示したように、線状体４０１ｄを３本だけ設けるようにしてもよい。
【００６２】
図５に示した例では、アンテナエレメント１を、その軸線を鉛直方向に向けた状態で配置したときに、各線状体４０１ｄが下方に向うに従ってアンテナエレメント１から次第に離れていくように、各線状体を傾斜させているが、各線状体４０１ｄを上方に向うに従ってアンテナエレメント１から離れていくように傾斜させるようにしてもよい。
【００６３】
上記の各実施形態では、支持部２の基部２０１がコイルケースを兼ねていて、基部２０１内に収容されたローディングコイルの一端がアンテナエレメント１の下端に接続されているが、ローディングコイルはアンテナエレメント１の中間部に設けてもよく、上端寄りの部分に設けてもよい。
【００６４】
図７は、ローディングコイルをアンテナエレメントの中間部に配置した例を示したものである。この例では、アンテナエレメント１が下部アンテナエレメント１ａと上部アンテナエレメント１ｂとに分けられて、下部アンテナエレメント１ａと上部アンテナエレメント１ｂとの間に、絶縁材料により筒状に形成されたコイルケース６が両アンテナエレメントと軸線を共有した状態で、両アンテナエレメントに対して縦列に並べて配置されている。コイルケース６内には、巻回軸線の周りに螺線状に巻回されたローディングコイルが、その巻回軸線をコイルケースの軸線方向に向けた状態で収容されている。コイルケース６は、その下端及び上端をそれぞれ下部アンテナエレメント１ａの上端及び上部アンテナエレメント１ｂの下端に機械的に接続した状態で設けられていて、下部アンテナエレメント１ａの上端及び上部アンテナエレメント１ｂの下端がそれぞれコイルケース６内のローディングコイルの一端（下端）及び他端（上端）に電気的に接続されている。
【００６５】
図７に示した例では、下部アンテナエレメント１ａにアンテナ特性調整素子４の可動子４０１がスライド自在に取り付けられていて、下部アンテナエレメント１ａ上でアンテナ特性調整素子４の可動子４０１をアンテナエレメント１の軸線方向にスライドさせてアンテナ特性調整素子４の可動子の位置を調整することにより、アンテナエレメント１に装荷されるキャパシタンスを調整してアンテナの共振周波数を調整するようになっている。図７に示した実施形態では、アンテナ特性調整素子４の可動子４０１が、下部アンテナエレメント１ａにスライド自在に嵌合されたボス部４０１ａと、径方向をアンテナエレメントの軸線と直角な方向に向けた円板状部分４０１ｃとを一体に有するように形成されている。
【００６６】
図７に示した例では、ローディングコイルを収容したコイルケース６の下方にアンテナ特性調整素子４を配置しているが、アンテナ特性調整素子４を上部アンテナエレメント１ｂに取り付けるようにしてもよい。
【００６７】
また図７に示した実施形態では、アンテナ特性調整素子４として、その可動子４０１がアンテナエレメントの軸線と直角な方向に向けた円板状部分を有するものを用いているが、アンテナ特性調整素子の構造は、図７に示した例に限定されるものではなく、図１に示した実施形態で用いたものと同様に管状の可動子４０１を有するアンテナ特性調整素子や、図３に示したように傘状部を有する可動子４０１を備えたアンテナ特性調整素子や、図５に示したように傾斜した線状体４０１ｄを有する可動子を備えたアンテナ特性調整素子等を用いることができるのはもちろんである。
【００６８】
上記の各実施形態では、アンテナエレメント１にアンテナ特性調整素子４を取り付けたが、アンテナ特性調整素子４は、ローディングコイルを収容したコイルケース６の外周に取り付けるようにしてもよい。
【００６９】
図８は、本発明を適用したホイップアンテナの更に他の実施形態を示したもので、この実施形態では、図７に示した例と同様に、線状又は棒状の導体からなるアンテナエレメント１に対して縦列に並べた状態で設けられたコイルケース６内にローディングコイルが収容されて、該ローディングコイルがアンテナエレメント１に対して直列に接続されている。アンテナエレメント１は下部アンテナエレメント１ａと上部アンテナエレメント１ｂとに分けられていて、下部アンテナエレメント１ａと上部アンテナエレメント１ｂとの間に絶縁材料からなる円筒状のコイルケース６が設けられ、下部アンテナエレメント１ａの上端及び上部アンテナエレメント１ｂの下端がそれぞれコイルケース６内のローディングコイルの一端及び他端に接続されている。
【００７０】
本実施形態では、コイルケース６を介してローディングコイルを取り囲むように形成されて該ローディングコイルの軸線方向にスライドし得るように設けられた可動子４０１と、該可動子４０１をローディングコイルに対して固定する解除可能な固定手段とを有するアンテナ特性調整素子４が設けられている。
【００７１】
図示の可動子４０１は、アルミニウム等の導電材料により形成されて、コイルケース６の軸線方向に伸びる孔部ｈを軸心部に有する管からなっていて、孔部ｈにコイルケース６を嵌合させた状態でローディングコイルの軸線方向にスライドし得るように設けられている。また可動子４０１を固定する固定手段は、可動子４０１の孔部の軸線と直交する方向に伸びるように設けられて一端が上記孔部内に開口し、他端が可動子の外面に開口したネジ孔と、該ネジ孔に螺合されたロックネジ４０２とを有して、ロックネジ４０２をコイルケース６に対して締め付けることにより可動子４０２をコイルケース６に対して固定するように構成されている。図示の例では、可動子４０１の軸線方向に距離を隔てて２個のロックネジ４０２が設けられていて、可動子４０２の一部のみがコイルケース６の外周に被さった状態にあるときに一方のロックネジ４０２がコイルケース６から外れた位置に配置されるようになっているが、コイルケース６から外れた位置に配置されたロックネジ４０２はアンテナエレメント（図示の状態では下方のアンテナエレメント１ａ）に対して締め付ける。
【００７２】
上記のように、ローディングコイルを可動子４０１により取り囲むと、ローディングコイルの可動子４０１により囲まれている部分は、ローディングコイルの可動子の内側に位置する部分を一次巻線とし、ローディングコイルを取り囲んでいる可動子を短絡された１ターンの二次巻線としたトランスと等価になるため、ローディングコイルの可動子により囲まれた部分のインダクタンスがほぼ零になる。従って、アンテナ特性調整素子の可動子をコイルケースの軸線方向に移動させて、ローディングコイルの可動子により囲まれる部分の軸線方向長さを変化させると、ローディングコイルのインダクタンスを変化させることができる。ローディングコイルの可動子により囲まれている部分の長さを短くするとローディングコイルのインダクタンスを大きくすることができるため、アンテナの共振周波数を低くすることができ、ローディングコイルの可動子により囲まれている部分の長さを長くすると、ローディングコイルのインダクタンスを小さくすることができるため、アンテナの共振周波数を高くすることができる。
【００７３】
上記のように、アンテナ特性調整素子４の可動子をローディングコイルの軸線方向に変位させてローディングコイルのインダクタンスを変化させることにより共振周波数を調整する場合には、ローディングコイルのインダクタンスの調整範囲をできるだけ広くするために、アンテナ特性調整素子４の可動子４０１のローディングコイルを取り囲む部分の軸線方向寸法は、ローディングコイルをその全長に亘って取り囲むことができる寸法に設定するのが好ましい。
【００７４】
上記のように、ローディングコイルを取り囲むように可動子４０２を設けておくと、可動子の変位に伴ってローディングコイルのインダクタンスを変化させて、アンテナの共振周波数を調整することができる。
【００７５】
例えば、図８に示すように、アンテナ特性調整素子４の可動子４０１の上端をコイルケース６の下端寄りの部分に被せた状態から、可動子４０１を上方に変位させていくと、ローディングコイルのインダクタンスが小さくなっていくため、アンテナの共振周波数が高くなっていく。またローディングコイルの全体を取り囲んでいる状態にある可動子を下方に変位させると、ローディングコイルのインダクタンスが大きくなっていくため、アンテナの共振周波数が低くなっていく。
【００７６】
またローディングコイルの外周に可動子を取り付ける場合に、図８に示した例とは逆に、可動子４０１をローディングコイル６の上端側から該ローディングコイルに嵌合させて、可動子４０１を下方に位置させた際にローディングコイルのインダクタンスが小さくなっていくように構成した場合には、可動子４０１を上方に変位させた際にアンテナの共振周波数が低くなり、可動子を下方に変位させた際にアンテナの共振周波数が高くなる。
【００７７】
上記のようにローディングコイルの外周に可動子を取り付ける場合も、可動子の変位に伴ってアンテナのインピーダンスのキャパシタンス分が変化するが、ローディングコイルのインダクタンスの変化の方が大きいため、可動子を変位させた際のアンテナの共振周波数の変化は、インダクタンスの変化による変化が支配的になる。
【００７８】
図８に示したようにコイルケースの外周にアンテナ特性調整素子を取り付ける場合も、アンテナ特性調整素子をアンテナエレメントに取り付ける場合と同様に、種々の形状を有する可動子４０１を備えたアンテナ特性調整素子を用いることができるが、ローディングコイルのインダクタンスを変化させるためには、導電性を有する部分がローディングコイルを完全に取り囲むことができる（導電性を有する部分が周方向に連続する）ように構成された可動子を用いる必要がある。
【００７９】
また本実施形態のように、コイルケースの外周にアンテナ特性調整素子４を取り付ける場合も、アンテナの共振周波数の調整を容易にするため、アンテナの共振周波数を目標とする周波数に調整する際の可動子の目標位置の目安を与える目盛りを、コイルケース６の外面に設けておくことが好ましい。
【００８０】
上記の各実施形態では，アンテナ特性調整素子４を固定する固定手段を、可動子４の周壁部を貫通したネジ孔と該ネジ孔に螺合されたロックナット４０２とにより構成したが、アンテナ特性調整素子４を固定する固定手段は上記の実施形態で用いたものに限定されない。例えば、アンテナに装荷されるキャパシタンスを調整してアンテナのインピーダンスを調整することによりアンテナの共振周波数を調整するために、可動子４０１をアンテナエレメント１に取り付ける場合には、可動子４０１を、外部から与えられる締め付け力に応じて、アンテナエレメントの軸線方向へのスライド変位が許容される程度の摩擦抵抗をもってアンテナエレメント１に接触する第１の状態と、アンテナエレメント１の軸線方向への変位が阻止される程度の摩擦抵抗をもってアンテナエレメントに接触する第２の状態とをとり得るように構成しておいて、可動子４０１を締め付けて上記第２の状態に保持することにより、可動子をアンテナエレメント１の軸線方向に沿った任意の位置に固定し、可動子の締め付けを緩めて該可動子を第１の状態にすることにより該可動子の変位を許容するするように固定手段を構成することもできる。
【００８１】
図９は、固定手段を上記のように構成した例を示したものである。この例では、管状に形成された可動子４０１の周壁部の一部に、軸線方向に伸びる「割り」４０４が形成されることにより、可動子４０１に締め付け力が付与されたときに該可動子の内径が縮小し、可動子への締め付け力が除去されたときに、可動子の内径が拡大するようになっている。図９に示した例では、可動子４０１の割り４０４の両側の部分に耳部４ａ及び４ｂが形成されていて、これらの耳部をボルト及びナットからなる締結具４ｃにより締結して可動子４０１を締め付けた際に、可動子４０１の内径が縮小して、該可動子が第２の状態（アンテナエレメント１の軸線方向への変位が阻止される程度の摩擦抵抗をもってアンテナエレメント１に接触する状態）になり、耳部４ａ，４ｂの締結を緩めて可動子の締め付けを緩めた際に可動子の内径が拡大されて、該可動子が第１の状態（アンテナエレメントの軸線方向への変位が許容される状態）になるようになっている。
【００８２】
上記の各実施形態では，アンテナ特性調整素子４の可動子４０１の全体を導電材料により形成したが、アンテナ特性調整素子４の可動子４０１は、少なくとも一部にアンテナエレメントの軸線方向に一定の寸法を有する導体部分を有していればよく、必ずしも全体が導電材料により形成されている必要はない。例えば、可動子のスライドを容易に行わせるために、可動子４０１の孔部の内周面を覆うように、摩擦抵抗が小さい絶縁材料からなる絶縁層を形成して、この絶縁層をアンテナエレメント１又はコイルケース６に接触させるようにしてもよい。また可動子に耐候性を持たせるために、可動子の導体部分の外面を絶縁層により被覆するようにしてもよい。
【００８３】
アンテナエレメントに取り付ける可動子の内周面に絶縁層を形成する場合には、例えばロックネジ４０２を、絶縁層を貫通させてアンテナエレメントに接触させる等の方法により、可動子４０１の導体部分をアンテナエレメントに電気的に接続する。
【００８４】
図１、図３及び図４に示した実施形態では、可動子４０１に孔部ｈを設けて、この孔部ｈにアンテナエレメント１を嵌合させることにより可動子４０１をアンテナエレメントの軸線方向にスライド自在に取り付けるようにしているが、可動子４０１に孔部ｈを設ける代りに該可動子の軸線方向に伸びる溝を形成して、該溝にアンテナエレメントを嵌合させることにより、可動子をアンテナエレメントにスライド可能に結合するようにしてもよい。可動子に設けた溝にアンテナエレメントを嵌合させることにより可動子をアンテナエレメントにスライド自在に結合する構造を採用する場合、可動子を固定する固定手段は、例えば図９に示した例と同様に構成する。
【００８５】
上記の実施形態では、アンテナエレメントにローディングコイルを接続する場合に、該ローディングコイルを収容するケースとして、ローディングコイルを収容する中空部を有する筒状体を用いたが、ローディングコイルを収容するケースは上記の実施形態で用いたものに限定されない。例えば、アンテナエレメントに接続されたローディングコイルをアンテナエレメントのローディングコイル寄りの部分とともに絶縁樹脂でモールドすることによりローディングコイルを収容するケースを構成するようにしても良い。またローディングコイルに熱収縮性を有するチューブを被せて、該チューブを加熱して収縮させることにより、ローディングコイルを収容したケースを構成するようにしてもよい。
【００８６】
上記の説明では、アンテナがホイップアンテナの形態をとる場合を例にとったが、ホイップアンテナ以外の他の垂直系アンテナにも本発明を適用することができる。
【００８７】
また本発明は、図１０に示したように、λ／４の長さを持って対称に配置された２つのアンテナエレメント１Ａ，１Ｂを備えて、アンテナがダイポールアンテナの形態をとる場合にも適用することができる。
【００８８】
図１０に示した例では、片持ちで支持し得る強度を有する棒状の導体（中実の導体でも管状の導体でもよい）からなる２つのアンテナエレメント１Ａ及び１Ｂが、それぞれの軸線を水平方向に向けた状態で左右対称に配置され、図示しない支柱の上端に固定される支持部材８に両アンテナエレメントの互いに隣接する一端が固定されている。アンテナエレメント１Ａ及び１Ｂのそれぞれの長さは、通信に用いる周波数帯内の適宜の周波数（例えば周波数帯域の中心周波数）を有する電波の自由空間における波長λの１／４に設定しておく。支持部材８にはまた下方から立ち上げられたインピーダンスが５０Ωの同軸ケーブル７の上端が固定され、同軸ケーブル７の中心導体７０１及びシールド被覆線７０２がそれぞれアンテナエレメント１Ａ及び１Ｂの一端（給電点）に接続されている。図示してないが、アンテナエレメント１Ａ及び１Ｂと同軸ケーブル７との間には、アンテナエレメント１Ａ，１Ｂと同軸ケーブル７との不平衡な接続部を平衡な接続部に変換するための不平衡・平衡変換器（バラン）が設けられている。
【００８９】
アンテナエレメント１Ａ及び１Ｂにはそれぞれアンテナ特性調整素子４Ａ及び４Ｂが取り付けられている。アンテナ特性調整素子４Ａ及び４Ｂをそれぞれ構成する可動子４０１Ａ及び４０１Ｂは、図１に示した実施形態で用いたものと同様に、アンテナエレメント１Ａ及び１Ｂの外径よりも大きな外径を有し、かつアンテナエレメントを貫通させ得る大きさの孔部を軸心部に有する導電性のパイプからなっていて、アンテナエレメント１Ａ及び１Ｂの外周にスライド自在に嵌合されている。また可動子４０１Ａ，４０１Ｂをそれぞれアンテナエレメント１Ａ，１Ｂの軸線方向の任意の位置でそれぞれのアンテナエレメントに固定することができるようにするため、可動子４０１Ａ，４０１Ｂを貫通したネジ孔と該ネジ孔に螺合されたロックネジ４０２Ａ，４０２Ｂとからなる固定手段が設けられている。
【００９０】
本実施形態のように、アンテナがダイポールアンテナの形態をとる場合に、対称に配置された２つのアンテナエレメント１Ａ及び１Ｂにそれぞれ可動子４０１Ａ及び４０１Ｂを取り付けておくと、可動子４０１Ａ及び４０１Ｂをそれぞれのアンテナエレメントの軸線方向にスライドさせてそれぞれの位置を調整することにより、アンテナのインピーダンスを変化させて、アンテナの共振周波数を変化させることができるため、所定の周波数帯内で通信に使用する周波数を適宜に切換えることができる。従って、アンテナがダイポールアンテナの形態をとる場合も、アンテナエレメントの一部をカットしてエレメントの長さを調整したり、ローディングコイルを交換したりすることなく、可動子の位置を調整するだけで、特定の周波数帯内で通信に使用する周波数を調整することができる。ダイポールアンテナの共振周波数は、可動子をアンテナの両端側に移動させると、アンテナのインピーダンスのキャパシタンス分を大きくして、アンテナの共振周波数を低くすることができ、可動子をアンテナエレメントの中央寄り（給電点寄り）に移動させることにより、アンテナのインピーダンスのキャパシタンス分を小さくしてアンテナの共振周波数を高くすることができる。
【００９１】
アンテナエレメント１Ａ及び１Ｂにそれぞれ取り付けられた可動子４０１Ａ及び４０１Ｂは、左右対称な位置に配置された状態を維持するようにそれぞれの位置が調整されることが基本であるが、アンテナを設置する現場の状況により、可動子４０１Ａと給電点との間の距離と可動子４０１Ｂと給電点との間の距離を異ならせるようにそれぞれの位置を調整することを妨げない。
【００９２】
また図１０に示したように、ダイポールアンテナの一対のアンテナエレメント１Ａ及び１Ｂにそれぞれ可動子４０１Ａ及び４０１Ｂを取り付けておくと、以下に示すように、可動子の位置を調整することにより、アンテナの短縮率を変化させることができるため、アンテナエレメントの長さを調整する面倒な作業を行うことなく、可動子の位置を調整するだけで、アンテナのインピーダンスと同軸ケーブルのインピーダンスとを整合させるためにアンテナのインピーダンスを純抵抗とするための調整を行うことができる。
【００９３】
一般に、ある周波数ｆを有する電波が導体内を伝達する場合、導体内での電波の伝達速度ｖは導体の径が大きい場合ほど速くなるため、周波数ｆの電波の導体内での波長ｖ／ｆ（電気的波長）は、導体の径が大きくなる程長くなり、自由空間での波長λに近づく。ここで、自由空間における電波の波長λに基づいて算出したλ／４の長さ（アンテナエレメントの長さ）をＬo、アンテナのインピーダンスを純抵抗とするために必要なアンテナエレメントの長さ（アンテナエレメント内での電波の波長の１／４）をＬx とすると、アンテナのインピーダンスを純抵抗とするために必要なアンテナエレメントの短縮量ΔＬ（＝Ｌo −Ｌx ）がＬo に対して占める割合（短縮率）α（＝ΔＬ／Ｌo ）は、アンテナエレメントを構成する導体の材質及び直径や、アンテナを設置する現場の状況等により決まり、アンテナの機械的な構成と、設置現場における設置の態様及び周囲の状況とが決まれば、一定値を示す。短縮率αは、アンテナエレメント内での電波の伝達速度ｖが速い場合ほど小さくなり、アンテナエレメント内での電波の伝達速度ｖが遅い場合ほど大きくなる。
【００９４】
従来は、アンテナを設置現場に実際に設置した状態でアンテナの短縮率αを測定して、測定された短縮率を満たすように、各アンテナエレメントの長さを微調整するようにしていたが、この調整は、アンテナエレメントを支柱から下ろしてその長さを少しずつ短くしたり長くしたりする調整作業と、長さを調整したアンテナエレメントを再度支柱に支持させて定在波比（ＳＷＲ）を確認する作業とを何度も繰り返すことにより行う必要があるため、甚だ面倒であった。
【００９５】
本発明のように、アンテナエレメント１Ａ，１Ｂに可動子４０１Ａ，４０１Ｂを取り付けておくと、各アンテナエレメントの可動子が配置されている部分でアンテナエレメントの断面積が大きくなって電波の伝達速度ｖが速くなるため、同じ周波数ｆの電波の電気的波長ｖ／ｆは、可動子がない場合に比べて長くなる。この場合、可動子をアンテナの給電点（ダイポールアンテナの中央部寄り）に位置させた際にアンテナエレメント内での電波の伝達速度ｖが最も速くなるため、アンテナエレメント内での電波の１／４波長の長さを最大にして短縮率を最小にすることができる。また、可動子を給電点と反対側の端部（アンテナの両端）に位置させたときに、アンテナエレメント内での電波の伝達速度ｖが最も遅くなるため、アンテナエレメント内での電波の波長を最短として、短縮率を最大にすることができる。即ち、可動子をアンテナの中央寄りに移動させると短縮率が小さくなり、可動子をアンテナの両端寄りに移動させると短縮率が大きくなる。
【００９６】
本発明によれば、上記のように、可動子４０１Ａ，４０１Ｂの位置を調整することにより、アンテナエレメント１Ａ，１Ｂ内での電波の電気的波長を変化させて短縮率を変化させることができるため、アンテナエレメントの物理的な長さを調整することなく、可動子の位置を調整するだけで、アンテナのインピーダンスを純抵抗とする調整を行わせることができる。従って、ダイポールアンテナを設置する際に、アンテナエレメントを切り詰めたり、アンテナエレメントに導体を継ぎ足してアンテナエレメントの長さを伸ばしたりする面倒な作業を繰り返し行うことなく、可動子の位置を調整するだけで、アンテナのインピーダンスを純抵抗とする調整を行うことができる。
【００９７】
またアンテナエレメント内での電波の波長は、電波の伝達速度ｖと周波数ｆとの双方により決まることから、アンテナのインピーダンスを純抵抗とすることができる（アンテナエレメント内での電波の１／４波長の長さをアンテナエレメントの物理的長さに一致させることができる）周波数ｆには、一定の幅を持たせることができる。アンテナのインピーダンスを純抵抗とすることができる周波数の幅は、可動子の位置調整により実現できる電波の伝達速度ｖの調整幅により決まる。
【００９８】
本発明に係るアンテナでは、可動子を移動させることにより、アンテナのインピーダンスが純抵抗を示す周波数帯域Δｆを、周波数軸に沿って平行移動させることができるため、アンテナのインピーダンスを純抵抗に保って、アンテナの共振周波数を目標周波数に一致させるように調整することができる。
【００９９】
図１０に示した実施形態では、ダイポールアンテナを構成するアンテナエレメント１Ａ及び１Ｂを片持ちで支持しているが、電波の周波数が低く、アンテナエレメント１Ａ及び１Ｂの長さが長くなるために、線状の導体からなる各アンテナエレメントの両端を支持部材により支持する構成をとる必要がある場合にも本発明を適用することができるのはもちろんである。
【０１００】
図１０に示した例では、アンテナエレメント１Ａ，１Ｂを水平に配置しているが、アンテナエレメント１Ａ，１Ｂを鉛直方向に向けて配置する場合にも本発明を適用することができる。
【０１０１】
図１０に示した例ではローディングコイル（短縮コイル）が設けられていないが、アンテナエレメント１Ａ及び１Ｂの長さを短くするためにそれぞれのアンテナエレメントに直列にローディングコイルを接続する場合にも本発明を適用することができる。この場合、アンテナの短縮率の調整を可能にするためには、可動子をローディングコイルの外周ではなく、アンテナエレメントの外周に取り付けて、可動子の導体部分とアンテナエレメントとを電気的に接続し得るようにしておく。
【０１０２】
上記の各実施形態において、アンテナの共振周波数の調整や、アンテナのインピーダンスを純抵抗とするための調整を効果的に行うためには、アンテナ特性調整素子を構成する可動子の導体部分の外径及び軸線方向長さをアンテナエレメントの外径及び長さに応じて適切な範囲の大きさに設定する必要があるが、可動子の導体部分の外径や軸線方向長さの適正値は、可動子の導体部分の外径や軸線方向長さを種々変えて調整効果を確認する実験の結果に基づいて求めるようにすればよい。
【０１０３】
上記の説明では、ホイップアンテナ及びダイポールアンテナに本発明を適用した実施形態を例にとったが、本発明は、線状又は棒状（中空のもの及び管状のものを含む）の導体からなる導体部分を有するアンテナエレメントを用いて構成される垂直系アンテナ及びダイポールアンテナに広く適用することができる。例えば、一つのアンテナエレメントをほぼ垂直に配置して、下端にラジアルを取り付けるアンテナ（グランドプレーンアンテナ）などにも本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【０１０４】
１  アンテナエレメント
１ａ  下部アンテナエレメント
１ｂ  上部アンテナエレメント
１Ａ，１Ｂ    ダイポールアンテナを構成する一対のアンテナエレメント
２  支持部
２０１  基部
２０２  エレメント支持用スリーブ
２０３  取り付けベース
２０４  ロックネジ
３  同軸ケーブル
４  アンテナ特性調整素子
４０１  アンテナエレメント１に取り付ける可動子
４０１Ａ，４０１Ｂ  アンテナエレメント１Ａ，１Ｂに取り付ける可動子
４０１ａ  ボス部
４０１ｂ  傘状部
４０１ｃ  円板状部分
４０１ｄ  線状体
４０２  可動子４０１を固定するロックネジ
４０２Ａ，４０２Ｂ  可動子４０１Ａ，４０１Ｂを固定するロックネジ
６  コイルケース
８  ダイポールアンテナのアンテナエレメントを支持する支持部材
【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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【図９】
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【図１０】
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