(57)【要約】【課題】アンテナエレメントの下方に配置されてアンテナエレメントと共に接地型アンテナを構成する接地型アンテナ用接地装置を提供する。【解決手段】接地装置１３は、絶縁材により平面的な広がりを持つように形成されて平面上に展開した状態でアンテナエレメント１０の下方に配置される保持体１５と、保持体１５に保持された接地エレメント１６とを備える。接地エレメント１６は、保持体１５が平面上に展開されたときに、保持体上で螺旋に沿って延びるように成形された電線からなっていて、アンテナエレメント１０と共に接地型アンテナを構成する際に、該アンテナのインピーダンスを通信に使用する周波数帯域の中心周波数で給電線の特性インピーダンスと整合させるように接地エレメント１６の有効長が設定される。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直に配置されるアンテナエレメントと、該アンテナエレメントの下方に配置された接地装置とを備えた接地型アンテナにおいて、
前記接地装置は、絶縁材により平面的な広がりを持つように形成されて平面上に展開された状態でアンテナエレメントの下方に配置された保持体と、該保持体に保持された接地エレメントとを備え、
前記接地エレメントは、平面上に展開された前記保持体上で螺旋に沿って延びるように成形された電線からなっていて、前記保持体の上に配置されて前記保持体に対して固定され、
前記アンテナエレメントの下端に設定された給電点と前記螺旋の中心側に位置する前記接地エレメントの一端に設定された給電点との間に給電されること、
を特徴とする接地型アンテナ。
【請求項２】
前記アンテナエレメントと前記接地エレメントとにより構成されたアンテナのインピーダンスを通信に使用する周波数帯域の中心周波数で給電線の特性インピーダンスと整合させるように前記接地エレメントの有効長が設定されていることを特徴とする請求項１に記載の接地型アンテナ。
【請求項３】
前記保持体上に複数個の前記接地エレメントが互いに重ならないように並べて配置されて、前記アンテナエレメントと前記複数個の接地エレメントのそれぞれとにより複数のアンテナが構成され、
前記複数のアンテナのインピーダンスを通信に用いる異なる周波数帯域の中心周波数で給電線の特性インピーダンスと整合させるように前記複数の接地エレメントのそれぞれの有効長が設定されていることを特徴とする請求項１に記載の接地型アンテナ。
【請求項４】
前記接地エレメントを保持した保持体が複数個並べて設けられて、前記アンテナエレメントと複数個の接地エレメントのそれぞれとにより複数のアンテナが構成され、
前記複数のアンテナのインピーダンスを、通信に用いる異なる周波数帯域の中心周波数で給電線の特性インピーダンスと整合させるように前記複数の接地エレメントのそれぞれの有効長が設定されている請求項１に記載の接地型アンテナ。
【請求項５】
前記保持体は、絶縁性を有する合成樹脂の糸により編まれた網からなっていることを特徴とする請求項１ないし４の何れか一つに記載の接地型アンテナ。
【請求項６】
垂直に配置されたアンテナエレメントと共に接地型アンテナを構成するために前記アンテナエレメントの下方に配置される接地型アンテナ用接地装置において、
絶縁材により平面的な広がりを持つように形成されて、平面上に展開された状態で前記アンテナエレメントの下方に配置される保持体と、前記保持体に保持された接地エレメントとを備え、
前記接地エレメントは、前記保持体が平面上に展開された状態にあるときに該保持体上で螺旋に沿って延びるように成形された電線からなっていて、前記螺旋に沿った形を保つことができる状態で前記保持体上に保持されていること、
を特徴とする接地型アンテナ用接地装置。
【請求項７】
前記保持体の上に前記接地エレメントが複数個並べた状態で保持されて、前記保持体を平面上に展開した状態で前記アンテナエレメントの下方に配置した際に、該アンテナエレメントと前記複数個の接地エレメントのそれぞれとにより複数の接地型アンテナが構成されることを特徴とする請求項６に記載の接地型アンテナ用接地装置。
【請求項８】
前記アンテナエレメントと共に接地型アンテナを構成する際に、該接地型アンテナのインピーダンスを通信に使用する周波数帯域の中心周波数で給電線の特性インピーダンスと整合させるように前記接地エレメントの有効長が設定されることを特徴とする請求項６又は７に記載の接地型アンテナ。
【請求項９】
前記保持体は、絶縁性を有する合成樹脂の糸により編まれた網からなっていることを特徴とする請求項６ないし８の何れか一つに記載の接地型アンテナ用接地装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接地型アンテナとその接地装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
接地型アンテナは、例えばλ／４（λは波長）の長さを有する導体からなる垂直アンテナエレメントと、その下方に等電位面を形成するために配置される接地装置とにより構成される。アンテナエレメントと共に接地型アンテナを構成する接地装置としては、非特許文献１に示されているように、放射状に配置した多数の導体を地中に埋設したラジアルアースや、水平方向に伸びるλ／４の長さの導体をアンテナエレメントの下方に設置したカウンターポイズや、アンテナエレメントの下方にλ／４の長さを有する複数本の導体を交差させた状態で設置するグランドプレーン等が知られている。
【０００３】
図８は一例として、簡易型のカウンターポイズを備えた接地型アンテナを示している。同図において、１は地面２の上に設置された支持脚、３はλ／４の長さを有する直線状の導体からなるアンテナエレメント、４はλ／４の長さを有してアンテナエレメント３の下方に水平に配置された導体である。アンテナエレメント３は、地面２に対して垂直に配置されて、その下端が図示しない適宜の支持具を介して、地面に対して絶縁された状態で支持脚１に支持されている。導体４の一端は、大地に対して絶縁された状態で支持脚１に固定された支持ポスト５に接続され、導体４の他端は、下端が大地に固定された支持ポスト６の上端に絶縁碍子７を介して接続されている。この例では、導体４によりカウンターポイズが構成され、図示しない送信機の出力端子に接続された同軸ケーブル（給電線）７からアンテナエレメント３と導体４との間に給電される。
【０００４】
しかしながら、ラジアルアース、グランドプレーン、カウンターポイズ等の接地装置は、電波の波長が長い場合に、接地装置を構成する導体の長さ(λ／４）が著しく長くなって、その設置に広いスペースを必要とするため、設置が困難になることが多い。
【０００５】
また特許文献１に示されているように、アンテナエレメントを支持する同軸管の外周に円形のパターンを有するラジアル導体を取り付けて、このラジアル導体により等電位面を形成するようにしたアンテナが知られている。特許文献１に示されたアンテナで用いているラジアル導体は、アンテナエレメントを支持する同軸管の軸線方向に対して直角な方向に伸びる直線状の部分と、この直線状部分の先端から同軸管を同心的に取り囲むように伸びる円形部分とを一体に有していて、その直線状部分の基部がアンテナエレメントを支持する同軸管の外周に片持ちで支持されている。この場合、ラジアル導体にはλ／４の長さを持たせる必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実公平１−２２２５１号公報
【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」第３０７頁〜第３０８頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に示されたように、接地型アンテナの等電位面を形成する接地装置の導体を、円形のパターンを有する導体により構成すれば、図８に示したように直線状の導体を用いる場合に比べて設置に要する面積を縮小することができる。しかしながら、特許文献１に示されたように、直線状部分と円形部分とを有す形状のラジアル導体を用いて、その直線状部分の基部を同軸管（アンテナエレメントの支持ポスト）に片持ちで支持する構造は、ＶＨＦ帯やＵＨＦ帯のような波長が短い周波数帯域で用いるアンテナのように、ラジアル導体に持たせる長さが短くて済む場合には実現可能であるが、通信に用いる電波の波長が長く、ラジアル導体の長さ（λ／４）を長くする必要がある場合には、ラジアル導体を片持ちで支持することができなくなるため、実現できない。
【０００８】
本発明の目的は、波長が長い周波数帯域で用いる場合であっても、アンテナエレメントの下方に配置する接地装置をコンパクトに構成することができる接地型アンテナ及び該アンテナに用いる接地装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願では、上記の目的を達成するために、少なくとも第１ないし第９の発明が開示される。本願に開示された第１の発明は、垂直に配置されるアンテナエレメントと、該アンテナエレメントの下方に配置された接地装置とを備えた接地型アンテナを対象とする。
【００１０】
本発明に係るアンテナで用いる接地装置は、絶縁材により平面的な広がりを持つように形成されて平面上に展開された状態でアンテナエレメントの下方に配置された保持体と、該保持体に保持された接地エレメントとを備える。接地エレメントは、平面上に展開された保持体上で螺旋に沿って延びるように成形された電線からなっていて、前記保持体の上に配置されて前記保持体に対して固定されている。
【００１１】
上記のように、接地エレメントを螺旋に沿って延びる（螺旋状の）パターンで設けると、通信に使用する電波の波長が長く、接地エレメントの長さが長くなる場合でも、接地エレメントをコンパクトに配置することができるため、接地装置を設置するためのスペースの縮小を図ることができる。
【００１２】
また上記のように、接地エレメントに螺旋に沿った形を持たせると、接地エレメントに持たせるインダクタンスを大きくすることができるため、アンテナエレメントと共に接地型アンテナを構成した際に、該接地型アンテナを共振させて給電線(同軸ケーブル）とのインピーダンスの整合をとるために必要な接地エレメントの長さをλ／４よりも短くすることができ、接地エレメントを螺旋に沿った形にしたことと相俟って、接地装置をコンパクトに構成することができる。
【００１３】
更に、上記のように接地エレメントを螺線に沿った形にすると、螺線のターン間の間隔を調整することにより、アンテナを通信に使用する周波数帯域の中心周波数で共振させた際のＱを調整して、通信に使用することができる周波数帯域の幅を調整することができる。保持体上で接地エレメントが密に巻かれた状態にすると、通信に使用する周波数帯域の中心周波数でアンテナを共振させた場合のＱを大きくすることができるため、狭帯域のアンテナを得ることができる。これに対し、保持体上で接地エレメントが粗く巻かれた状態にすると、通信に使用する周波数帯域の中心周波数でアンテナを共振させた場合のＱを小さくして、広帯域のアンテナを得ることができる。
【００１４】
マンションのベランダのように限られたスペースにアンテナを立てる場合には、現場に設置し得る保持体の大きさが制限されるが、本発明によれば、許容される大きさの保持体の面積を最大限利用して接地エレメントのターン間の間隔を広げることにより、保持体上に接地エレメントを粗く巻かれた状態で配置して、広帯域の接地型アンテナを実現することができる。
【００１５】
本願に開示された第２の発明は、上記第１の発明に適用されるもので、本発明においては、アンテナエレメントと接地エレメントとにより構成されるアンテナのインピーダンスを通信に使用する周波数帯域の中心周波数で給電線の特性インピーダンス(通常は５０Ω）と整合させるように接地エレメントの有効長が設定される。
【００１６】
本願に開示された第３の発明は、上記第１の発明に適用されるもので、本発明においては、保持体上に複数個の接地エレメントが互いに重ならないように並べて配置されて、アンテナエレメントと複数個の接地エレメントのそれぞれとにより複数のアンテナが構成され、複数のアンテナのインピーダンスが通信に用いる異なる周波数帯域の中心周波数で給電線の特性インピーダンスと整合するように前記複数の接地エレメントのそれぞれの有効長が設定されている。
【００１７】
上記のように構成すると、アンテナエレメントと複数の接地エレメントとにより、異なる周波数で給電線の特性インピーダンスとインピーダンスが整合する複数のアンテナを構成することができ、通信に用いる電波の周波数帯域を切り換えた際に、切り換えた後の周波数帯域に適合したアンテナのインピーダンスを給電線の特性インピーダンスと整合させて、通信に用いる周波数帯域を自動的に切り換えることができるため、接地型アンテナのマルチバンド化を図ることができる。
【００１８】
本願に開示された第４の発明は、第１の発明に適用されるもので、本発明においては、接地エレメントを保持した保持体が複数設けられて、該複数の保持体がアンテナエレメントの下方に並べて配置されている。上記アンテナエレメントと複数の接地エレメントのそれぞれとにより複数のアンテナが構成され、該複数のアンテナのインピーダンスが、通信に用いる異なる周波数帯域の中心周波数で給電線の特性インピーダンスと整合するように複数の接地エレメントのそれぞれの有効長が設定されている。
【００１９】
上記のように構成した場合も、アンテナエレメントと複数の接地エレメントとにより、異なる周波数帯域で共振する複数のアンテナを構成することができるため、接地型アンテナのマルチバンド化を図ることができる。
【００２０】
本願に開示された第５の発明は、第１の発明ないし第４の発明の何れかに適用されるもので、本発明では、上記保持体が、絶縁性を有する合成樹脂の糸により編まれた網により構成される。
【００２１】
上記のように保持体を網により構成すると、保持体の軽量化を図ることができる上に、保持体を適宜の支持体に紐やロープ等で固定することにより、平面上に展開した状態で容易に支持することができるため、接地装置の設置を容易に行うことができる。また網は優れた通気性を有するため、風に対する強度を高めることができ、設置強度を高めることができる。また網は雨水を通過させるため、保持体を網により構成すると保持体上に雨水が溜まるのを防ぐことができる。
【００２２】
本願に開示された第６の発明は、垂直に配置されたアンテナエレメントと共に接地型アンテナを構成するために前記アンテナエレメントの下方に配置される接地型アンテナ用接地装置を対象とする。本発明に係る接地装置は、絶縁材により平面的な広がりを持つように形成されて、平面上に展開された状態でアンテナエレメントの下方に配置される保持体と、保持体に保持された接地エレメントとを備える。接地エレメントは、保持体が平面上に展開された状態にあるときに該保持体上で螺旋に沿って延びるように成形された電線からなっていて、螺旋に沿った形を保つことができる状態で保持体上に保持されている。
【００２３】
本願に開示された第７の発明は、第６の発明に適用されるもので、本発明においては、保持体の上に接地エレメントが複数個並べた状態で保持されて、保持体を平面上に展開した状態でアンテナエレメントの下方に配置した際に、該アンテナエレメントと複数個の接地エレメントのそれぞれとにより複数の接地型アンテナが構成される。
【００２４】
本願に開示された第８の発明は、第６の発明又は第７の発明に適用されるもので、本発明においては、アンテナエレメントと共に接地型アンテナを構成する際に、該接地型アンテナのインピーダンスを通信に使用する周波数帯域の中心周波数で給電線の特性インピーダンスと整合させるように接地エレメントの有効長が設定される。
【００２５】
本願に開示された第９の発明は、第６の発明ないし第８の発明の何れかに適用されるもので、本発明においては、保持体が、絶縁性を有する合成樹脂の糸により編まれた網により構成される。
【００２６】
上記保持体は、通気性及び通水性を有して、平面上に展開した状態で配置され得る（ロール状に巻かれた状態にあっても、畳まれた状態にあっても平面上に広げることができる）ものであればよく、合成樹脂の糸を編んで構成した網には限定されない。例えば、無数の孔を有するシートにより上記保持体を構成してもよく、合成樹脂からなる多数の線を縦横に並べて縦横の糸の交点を接合した構造を有する網状体等により上記保持体を構成してもよい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、接地エレメントを螺旋に沿って延びるパターンで設けるので、通信に使用する電波の波長が長く、接地エレメントの長さが長くなる場合でも、接地エレメントをコンパクトに配置することができ、アンテナエレメントとともに接地型アンテナを構成する接地装置を設置するためのスペースの縮小を図ることができる。また接地エレメントは平面的に展開される保持体の上に保持されるので、接地エレメントの長さが長くなる場合でもその保持を容易にすることができる。
【００２８】
本発明によればまた、接地エレメントに螺旋に沿った形を持たせると、接地エレメントに持たせるインダクタンスを大きくすることができるため、アンテナエレメントと共に接地型アンテナを構成した際に、該接地型アンテナを共振させて給電線(同軸ケーブル）とのインピーダンスの整合をとるために必要な接地エレメントの長さをλ／４よりも短くすることができ、接地エレメントを螺旋に沿った形にしたことと相俟って、接地装置をコンパクトに構成することができる。
【００２９】
本発明によればまた、接地エレメントの螺線のターン間の間隔を調整することにより、アンテナを通信に使用する周波数帯域の中心周波数で共振させた際のＱを調整して、通信に使用することができる周波数帯域の幅を調整することができる。保持体上で接地エレメントが密に巻かれた状態にすると、通信に使用する周波数帯域の中心周波数でアンテナを共振させた場合のＱを大きくして、狭帯域のアンテナを得ることができる。また保持体上で接地エレメントが粗く巻かれた状態にすると、通信に使用する周波数帯域の中心周波数でアンテナを共振させた場合のＱを小さくして、広帯域のアンテナを得ることができる。従って、アンテナを立てる現場で許容される大きさの保持体の面積を最大限利用して接地エレメントのターン間の間隔を広げることにより、保持体上に接地エレメントを粗く巻かれた状態で配置して、広帯域の接地型アンテナを得ることができ、マンションやアパートのベランダのように接地装置を配置するために広いスペースを確保できない場所にアンテナを立てる場合でも、アンテナの広帯域化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係るアンテナの一実施形態の構成を概略的に示した斜視図である。
【図２】本発明に係るアンテナをマンション等のベランダに設置した状態を概略的に示した斜視図である。
【図３】本発明に係るアンテナの他の実施形態の構成を概略的に示した斜視図である。
【図４】本発明に係るアンテナの更に他の実施形態の構成を概略的に示した斜視図である。
【図５】本発明に係るアンテナの更に他の実施形態の構成を概略的に示した斜視図である。
【図６】本発明に係るアンテナの更に他の実施形態の構成を概略的に示した斜視図である。
【図７】本発明に係るアンテナの設置状態の一態様を概略的に示した斜視図である。
【図８】従来の接地型アンテナの一例を示した側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は本発明に係る接地型アンテナの一実施形態を示したものである。図１において、１０は、線状、棒状又は管状の導体からなっていて、水平面に対して垂直な方向に伸びるように配置されて適宜の支持具１１により大地に対して絶縁された状態で支持されたアンテナエレメント、１２はアンテナエレメント１０の下方に配置されてアンテナエレメント１０とともに接地型アンテナ１３を構成する接地装置である。
【００３２】
本発明に係る接地装置１２は、絶縁材により平面的な広がりを持つことができるように形成されて、平面上に展開した状態でアンテナエレメント１０の下方に配置された保持体１５と、保持体１５に保持された螺旋状の接地エレメント１６とにより構成されている。接地エレメント１６は、平面上に展開された保持体１５上で螺旋に沿って延びるように成形された電線からなっていて、平面上に展開された保持体１５の上に配置されて、その螺旋状の形態を保持し得る態様で保持体１５に対して固定されている。
【００３３】
保持体１５は、絶縁性と、畳むことができる柔軟性とを有して、平面上に展開した状態で(平面に沿うように広げた状態で）配置し得る素材からなっていて、アンテナを構成する際に、平面上に展開した状態で、アンテナエレメント１０の下方にほほ水平に配置される。本実施形態では、保持体１３が、絶縁性と撥水性とを有する合成樹脂の糸により編まれた網からなっている。保持体（この例では網）１５を構成する合成樹脂の糸としては、ナイロンやテフロン（登録商標）のような、できるだけ高周波誘電損失が少なく、かつ撥水性を有する樹脂材料からなるものを用いるのが好ましい。保持体１５は、平面上に広げた状態にあるときに接地エレメント１６をその形を保った状態で保持し得るものであれば良く、その輪郭形状は任意である。図示の保持体１５は、矩形状の輪郭形状を有するように形成されている。
【００３４】
本実施形態で用いる接地エレメント１６は、直角な角部を形成しながら旋回して、旋回する毎に中心から遠ざかっていく角形の螺旋形状を呈するように成形された絶縁被覆電線からなっていて、平面上に展開された網からなる保持体１５の上に配置されて適宜の手段により保持体１５に固定されている。接地エレメント１６を構成する絶縁被覆電線としては、その絶縁被覆が、吸水性を持たず、かつ高周波誘電損失が少ない材質からなるものを用いる。接地エレメント１６を保持体１５に固定する方法は任意であるが、本実施形態のように保持体１５が網からなる場合には、接地エレメント１６の長さ方向に間隔をあけて複数の固定箇所を設定して、各固定箇所を紐や結束バンド等からなる結束具１７，１７，…により保持体１５に結束することにより、接地エレメント１６を保持体１５に固定することができる。
【００３５】
接地エレメント１６は、予め螺旋状に成形した後に保持体１５に固定するようにしてもよいが、平面上に広げた保持体１５の上で、電線を螺旋状に曲げながら、結束具１７により電線を保持体１５に固定していくようにしてもよい。後者の方法により接地エレメント１６を保持体１５に取り付ける場合、保持体１５の上に接地エレメント１６を沿わせる際のガイドとする螺旋形のパターンを保持体に表示しておくと、接地エレメントの曲げ成形を容易に行うことができる。
【００３６】
本発明に係るアンテナにおいては、アンテナエレメント１０の下端にアンテナエレメント側の給電点Ａが設定され、螺旋の中心側に位置する接地エレメント１６の一端に接地装置側の給電点Ｂが設定される。アンテナを使用する際には、アンテナエレメントの給電点Ａに送受信機のホット側の入出力端子を同軸ケーブル（給電線）１８の中心導体１８ａを通して接続し、接地装置側の給電点Ｂに送受信機のアース側の入出力端子を、同軸ケーブル１８のシールド被覆１８ｂを通して接続する。接地エレメント１６の他端Ｃは何も接続せずに遊ばせておく。
【００３７】
本実施形態のアンテナにおいては、アンテナエレメント１０の下端(給電点Ａ）と、螺旋の中心側に位置する接地エレメント１６の一端(給電点Ｂ）とからアンテナエレメント１０と接地エレメント１６とを見た回路のインピーダンス（アンテナのインピーダンス）を通信に使用する周波数帯域の中心周波数で、給電線の特性インピーダンスと整合させるように、接地エレメント１６の有効長が設定される。接地エレメント１６の有効長の調節は、例えば、無線機から通信に使用する周波数帯域の中心周波数の高周波電力を出力した状態で、無線機に付属しているＳＷＲ計などを用いて、アンテナと給電ケーブルとの間で発生する定在波をできるだ少なくするように、接地エレメントの有効長を調節することにより行うことができる。接地エレメント１６の有効長の調節は、接地エレメント１６の他端Ｃ側で、接地エレメントの一部を折り返して接地エレメントの一部を無効にしてみることにより行うことができる。
【００３８】
なお、本明細書において、「アンテナのインピーダンスと給電線の特性インピーダンスとの整合をとる」という場合の「整合」は、アンテナのインピーダンスを給電線の特性インピーダンスに正確に一致させることのみを意味するのではなく、通信に用いる周波数帯域の中心周波数でアンテナを共振状態にして（又は可能な限り共振状態に近づけて）、アンテナのインピーダンスを、可能な限り給電線の特性インピーダンスに近づけることをも意味する。アンテナと給電線との間のインピーダンスの最終的な微調整は，ユーザーに委ねられる。この点は、従来の接地型アンテナと同様である。
【００３９】
本実施形態の接地装置１２をアンテナエレメント１０の下方に、水平に設置するには、例えば、保持体１５の四隅に絶縁性のロープ（又は紐）２０の一端を結合しておいて、これらのロープを水平方向に引っ張って、それぞれの他端を大地に対して絶縁された支柱等の部材に固定するようにすればよい。
【００４０】
図２は、一例として、本実施形態のアンテナをマンションのベランダに設置した状態を示している。図２に示した例では、ベランダ３０の手摺り３１に、保持体１５の隣り合う角部が紐３２により結ばれて固定されている。また保持体１５の他の隣り合う２つの角部にロープ３３、３４の一端が固定されていて、これらのロープ３３，３４の一方３３はベランダの手摺りなどに縛りつけられて固定され、他方のロープ３４の他端は、ベランダの上に置かれたコンクリートブロック等の錘３５に下端が固定された絶縁性の支柱３６に縛りつけられて固定されている。螺旋状の接地エレメント１６を保持した保持体（網）１５は、ロープ３３，３４により引っ張られた状態で、ほぼ水平面上に展開された状態で設置されている。アンテナエレメント１０は、ベランダの手摺り３１に支持具１８を介して、大地に対して絶縁された状態で支持されている。
【００４１】
本発明において、保持体１５は、水平な平面上に展開された状態でアンテナエレメントの下方に配置されることが好ましいが、保持体１５を展開する平面は厳密な水平面である必要はなく、水平面に対して多少傾斜していてもよい。また保持体１５を網などの柔軟性を有する素材により構成した場合には、保持体を水平面上に展開した状態で配置することを意図して設置した場合でも、保持体の一部が弛んだ状態で配置されることがあるが、保持体の一部が弛んだ状態で配置されたとしても、保持体全体がほぼ水平な面上に広げられて配置されているとみなすことができれば、接地装置がその本来の機能を果たす上で支障を来すことはない。本明細書においては、保持体全体が水平面上に弛むことなく展開された状態で配置される状態、一部が弛んだ状態で設置される状態、及び保持体が展開される平面が接地装置の本来の機能を果たす上で支障を来さない範囲で、水平面に対して多少傾斜している状態等を包含する意味で、「保持体をほぼ水平な平面上に展開した状態で配置する」としている。
【００４２】
上記のように、接地エレメント１６をほぼ水平な平面上で螺旋に沿って延びるパターンで設けると、通信に使用する電波の波長が長く、接地エレメント１６の長さが長くなる場合でも、接地エレメント１６をコンパクトに配置することができるため、接地装置を設置するためのスペースの縮小を図ることができる。
【００４３】
また上記のように、平面上に展開された状態で配置される保持体１５の上に接地エレメント１６を保持するようにすると、接地エレメントの長さが如何に長い場合でも、接地エレメント全体を平面上にコンパクトに配置した状態で設けることができる。また上記のように、接地エレメントを曲げ成形が容易な電線により構成すると、接地エレメントの成形を容易に行うことができるため、コストの上昇を招くことなく、接地型アンテナを立てることができる。
【００４４】
また上記のように構成すると、保持体１５上に接地エレメント１６が粗く巻かれた状態で配置されるように接地エレメントを成形することにより、アンテナのＱを小さくして、広帯域化を図ることができる。
【００４５】
上記の実施形態では、接地エレメントのパターンを角形の螺線としたが、図３に示すように、旋回する毎に滑らかに湾曲しながら中心から離れていく螺線形のパターンを接地エレメントに持たせることもできる。また接地エレメント１６を沿わせる螺線形のパターンは、図４に示すように一部が一方向に偏って伸びるように変形された螺線形のパターンであってもよい。
【００４６】
なお長い接地エレメント１６をコンパクトに配置するためには、接地エレメントを沿わせる螺線形のパターンを、三次元的な螺線ではなく、平面上で螺線を描くパターンとすることが好ましいが、接地エレメントは、アンテナエレメントの静電容量と共振するインダクタンスを持つように、全体として見た場合に螺線形のパターン(中心から外側に旋回する毎に中心から離れていくパターン）を描くように設ければよく、その途中に上下左右に僅かに変形したり、保持体から浮き上がったりした部分があっても、使用に際して、アンテナエレメントと接地エレメントとからなるアンテナ１３のインピーダンスと同軸ケーブル（給電線）１８の特性インピーダンスとの整合をとるように、接地エレメント１６の有効長を調整してやれば、通信には何等支障を来さない。
【００４７】
接地装置１２は、アンテナエレメント１０の真下にあってもよく、アンテナエレメント１０の直下から横方向にずれた位置にあってもよいが、接地装置１２とアンテナエレメント１０とからなるアンテナのインピーダンスを、通信に用いる周波数帯域の中心周波数で給電線の特性インピーダンスと整合させるためには、接地装置１２をアンテナエレメントの直下から離し過ぎないようにすることが好ましい。
【００４８】
図５は、本発明の他の実施形態を示したもので、この実施形態では、１つのアンテナエレメント１０の下方に、保持体１５ａないし１５ｄにそれぞれ螺線状の接地エレメント１６ａないし１６ｄを保持して構成した複数（図示の例では４個）の接地装置１２ａないし１２ｄを、それぞれの接地エレメント１６ａないし１６ｄが重ならないように並べて設けて、接地型アンテナのマルチバンド化を図っている。
【００４９】
このように構成した場合には、アンテナエレメント１０と複数個の接地エレメント１６ａないし１６ｄのそれぞれとにより複数のアンテナが構成される。このアンテナを使用するに際しては、アンテナエレメント１０の下端に設定した給電点Ａに同軸ケーブル１８の中心導体を接続し、接地エレメント１２ａないし１２ｄの螺旋の中心側に位置する一端にそれぞれ設定した給電点ＢａないしＢｄを同軸ケーブル１８のシールド被覆に一括して接続する。そして、アンテナエレメント１０と複数個の接地エレメント１６ａないし１６ｄのそれぞれとにより構成された複数のアンテナ（図示の例では４つのアンテナ）のそれぞれのインピーダンスが通信に用いる異なる周波数帯域の中心周波数で同軸ケーブル１８の特性インピーダンスと整合するように、複数の接地エレメント１６ａないし１６ｄのそれぞれの有効長を設定する。
【００５０】
このように構成すると、アンテナエレメント１０と複数の接地エレメント１６ａないし１６ｄのそれぞれとにより、異なる周波数で共振する複数のアンテナを構成することができ、通信に用いる電波の周波数を切り換えた際にその周波数に適合した長さを有する接地エレメントをアンテナエレメントと共振させて、アンテナエレメントと協働する接地エレメントを自動的に切り換えることができるため、接地型アンテナのマルチバンド化を図ることができる。
【００５１】
図６は本発明の更に他の実施形態を示したもので、この実施形態では、複数の螺旋状の接地エレメント１６ａないし１６ｃが設けられて、これら複数の接地エレメントが、長方形の網からなる一つの保持体１５の上に互いに重ならないように並べて配置されて、それぞれの螺旋に沿った形を保つことができる状態で保持体１５に固定されている。アンテナエレメント１０の下端に設定された給電点Ａが同軸ケーブル１８の中心導体を通して送受信機のホット側の入出力端子に接続され、接地エレメント１６ａないし１６ｃの螺旋の中心側に位置する一端にそれぞれ設定された給電点ＢａなしＢｃが、一括して同軸ケーブル１８のシールド被覆１８ｂを通して送受信機のアース側の入出力端子に接続されている。この場合も、アンテナエレメント１０と、複数個の接地エレメント１６ａないし１６ｃのそれぞれとにより複数のアンテナが構成され、複数のアンテナのインピーダンスが、通信に用いる異なる周波数帯域の中心周波数で同軸ケーブル１８の特性インピーダンスと整合するように複数の接地エレメント１６ａないし１６ｄのそれぞれの有効長が設定される。
【００５２】
このように構成した場合にも、アンテナエレメント１０と複数の接地エレメント１６ａないし１６ｃとにより、異なる周波数で共振する複数のアンテナを構成することができるため、接地型アンテナのマルチバンド化を図ることができる。
【００５３】
図７は、本発明に係る接地型アンテナ１３を地上に設置する場合の接地の仕方の一例を示したものである。図７に示された例では、地面に支持脚１を介して支持された絶縁性の支持ポスト４０の上端にアンテナエレメント１０の下端がアダプタ４１により結合されることにより、アンテナエレメント１０が垂直に支持されている。またアンテナエレメント１０の直下の側方に、絶縁体からなる２つの支持枠４２ａ及び４２ｂが並べて設置されている。
【００５４】
各支持枠は、水平に配置された矩形状の枠体ｆｒの四隅にそれぞれ脚部ｆｔを取り付けた構造を有するものである。支持枠４２ａ及び４２ｂの各部は、絶縁性の合成樹脂からなるパイプ又は棒などにより構成されている。支持枠４２ａ及び４２ｂのそれぞれの枠体ｆｒに網からなる保持体１５ａ及び１５ｂの四辺が紐で結わえ付けられることにより、保持体１５ａ及び１５ｂが水平に保持され、これらの保持体１５ａ及び１５ｂの上に螺線状の接地エレメント１６ａ及び１６ｂが保持されている。
【００５５】
アンテナエレメント１の下端に設定された給電点Ａが同軸ケーブル１８の中心導体を通して送受信機のホット側の入出力端子に接続され、螺線の中心側に位置する接地エレメント１６ａ及び１６ｂの一端に設定された給電点Ｂａ及びＢｂが、同軸ケーブル１８のシールド被覆を通して送受信機のアース側の入出力端子に接続されている。アンテナエレメント１０の給電点Ａと接地エレメント１６ａの給電点Ｂａとからアンテナエレメント１０と接地エレメント１６ａとを見た回路のインピーダンス及びアンテナエレメント１０の給電点Ａと接地エレメント１６ｂの給電点Ｂｂとからアンテナエレメント１０と接地エレメント１６ｂとを見た回路のインピーダンスが、異なる周波数帯域の中心周波数で同軸ケーブル１８の特性インピーダンスと整合するように、接地エレメント１６ａ及び１６ｂの有効長が調整されている。これにより、２つのバンドに対応する接地型アンテナ１３が構成されている。
【００５６】
以上、本発明に係る接地装置を支持する方法として、螺旋状の接地エレメントを保持した保持体の四隅をロープで支持物に止めることにより、接地装置をほぼ水平に支持する方法と、螺旋状の接地エレメントを保持した保持体を支持枠に紐で縛ることにより、接地装置をほぼ水平に支持する方法とを示したが、本発明に係る接地装置は、螺旋状の接地エレメントを保持した保持体を平面上に展開した状態で、アンテナエレメントの下方にほぼ水平に設置するようにすればよく、本発明に係る接地装置を支持する方法は上記の例に限定されない。例えば、螺旋状の接地エレメントを保持した保持体１５を、アンテナエレメントの下方に位置させた状態で、庭の地面に広げて配置しておくようにしても良い。同様に、螺旋状の接地エレメントを保持した保持体１５を、マンションのベランダの手摺りなどに固定されたアンテナエレメントの下方に位置させた状態で、ベランダの床面に広げて配置しておくようにしても良い。
【００５７】
本発明に係る接地型アンテナで用いるアンテナエレメント１０は、垂直に配置される線状、棒状、管状などのアンテナ導体のみからなるものでもよく、アンテナ導体に直列に短縮コイルを接続したものでもよい。またアンテナ導体に静電容量を装架する部材を取り付けたものでもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１０  アンテナエレメント
１２  接地装置
１３  接地型アンテナ
１５  網からなる保持体
１６  螺旋状の接地エレメント
１８  同軸ケーブル
Ａ  アンテナエレメントの給電部
Ｂ  接地エレメントの給電部
【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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