(57)【要約】      （修正有）【課題】テレビジョン用電波受信用として、小型、軽量、高利得、汎用性、多目的利用が可能な平面型アンテナによるストリップライン構成としての集合化アンテナを提供する。【解決手段】平面アクリル板上にストリップライン（厚さ０．１ｍｍ、幅８ｍｍ）の銅板をλ／２ダイポ−ル、及びル−プアンテナコイルを配置する。ル−プアンテナコイルの周囲の長さは波長に等しい。λは波長０．６ｍであり、ｆ＝５００ＭＨｚである。ダイポ−ルアンテナをル−プ面に添って配置して等価的アンテナの実効面積を高めている。このためアンテナの実効面積が広く利得を向上させている。ｆは搬送波の周波数である。中央部分に風窓を作り、強風などの風圧面積を減少させる。【選択図】図１
0003165855.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ストリップラインを利用して閉ループアンテナコイル面に平行に単一ダイポールを配置したことを特徴とする平面型アンテナによるストリップライン構成としての集合化アンテナ。
【請求項２】
閉ループアンテナコイルの一辺を、λ／４とした正方形として４個配置し、周囲の長さを波長と等しくしたことを特徴とする請求項１に記載の平面型アンテナによるストリップライン構成としての集合化アンテナ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】この考案はテレビジョン用電波受信用として，小型、軽量、高利得、汎用性、多目的利用を目的として考案されたものである。
【背景技術】
【０００２】これまでの八木型ＵＨＦアンテナは大型化、高重量、であって利得の向上にも限界が存在し、又強風の場合において支線の切断、支柱の倒壊などの諸問題が発生している。この要因は利得の向上の場合において単一ダイポ−ルの放射特性がド−ナツ状に分布しており，分散性、拡散性が存在するためである。単一ダイポ−ルの実効面積はπ／２であり（、πは円周率），分散性と相伴って３０素子エレメント、スタック構築おいて４〜４．５ｋｇ、利得１６〜１８ｄｂである。更に風圧面積は素子数ｎに比例して増加し、同様に風圧モ−メントも、増加する。支柱、支線には引っ張り応力、せん断応力が存在する事になり、倒壊の諸要因となる。アンテナ利得は約、素子数ｎの平方根に比例する。このため従来の八木型系列アンテナは小型、高重量、高利得の諸問題において限界は近づきつつあると、定義付けられる。  従来の八木型アンテナ系列はポインテングベクトルＰ＝ＥＨ〈ｗ／ｍ２〉の捕捉面積が少ない。従って実効面積が少ないので、蓄積量も又小さい。よってシステムとして高性能化を確立することが難しい。【０００４】更にフエ−ジングについて問題提起すれば現状の技術はフエ−ジングに対する補償効果に乏しい。フレネルゾ−ン領域において障害物がある場合直接波、回折波によって干渉によりフエ−ジングが発生するが、Ｐの蓄積量があれば利得が高いので、この影響が少ない。指向性利得のみにおいては、性能評価として、充分条件ではない。ＵＨＦ帯においてフエ−ジングによる電界強度のレベル変動の巾は大きく、特にに障害物のナイフエッジの状況において観測すると、十数デシベルに達することがある。【０００５】アンテナの目的はＰ＝ＥＨを捕捉して且つ、蓄積し、伝送することにある。従って、回路網としての機能を有する。このようにしてアンテナ実効面積を確保すれば、高性能化、高利得、小型、軽量、耐久性が実現し、エレメント数対応により耐風圧性が生ずる。【０００６】実行面積を高める方法として本考案はストリップラインを利用して閉ル−プアンテナコイル面に平行に単一ダイポ−ルを添えて配置した。閉ル−プコイルは一辺λ／４を正方形にして４個配置、周囲の長さは、波長に等しい。又単一ダイポ−ルの長さはλ／２である。間隔はλ／５である。単一ダイポ−ルの働きは閉ル−プコイルの中心磁場を、強化するためである。（ｆ＝５００ＭＨＺ、波長λ＝０．６ｍ、ｆ搬送周波数）【０００７】この様にして、集合化アンテナが構成される。ストリップラインは小型、軽量化の第１条件である。実効面積の拡大はこの様な技法で行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第４２４９０９０号
【特許文献２】特開  ２００３−４６３３０
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】無線工学ハンドブック  オ−ム社  星合正治
【非特許文献２】アンテナハンドブック  情報通信学会  オ−ム社  平成２０年７月２５日発行  極超短波工学  近代科学社  岡村総吾  昭和２７年８月６日発行
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【００１０】本願考案の目的１）アンテナの実効面積が広く、利得の向上が期待できること。小型、軽量、高利得、経年変化による、耐久性のあること。２）構造やしくみが簡単であり工作し易い。材料費、工作費が安く価格が安価である。取り付け工事が簡単容易であって、長い支線、高い支柱など必要としないこと。３）開かれた自由空間において必要な電界レベルを確保すること。電波伝搬上の見通し距離において５０ｄｂμ以上あれば、充分である。【００１１】従来技術との発展性についての基本はエレメントを集合化したことであって，アンテナル−プコイル内の、電磁場の密度を強化したことが上げられる。この様な機能をエレメントに持たせたことで、等価的実効面積を高めることが出来る。【００１２】損失の少ない、ストリップラインをエレメントに用いたことで高性能化が実現され、耐久性、小型、軽量、高性能化が実現する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】ストリップラインをエレメントに採用することでｐ＝ＥＨの捕捉性、蓄積量、実効面積の拡大や小型、軽量化、高性能化を目指して，実用化を図った。効果的に各エレメントを励振させ、高周波のエネルギ−を外部に出力して，電界出力レベルを確保する。また耐久性を得るため平面アクリル板をストリップラインを中心にして，密閉し雨水、氷結などの問題を克服、耐久性化を目指した。更に風圧を減少させるため、中心部に０．１ｍ＊０．１ｍの風穴を設け風圧モ−メントの減少を行った。【００１４】このアンテナは汎用性があり，室内、屋外、車両、（ダイバシチ−効果が必要）の他無線機器の応用が考えられる。また弱電界領域において電界レベルを確保するため反射板を設け、６〜８ｄｂの利得を付加する。この重量は１５０ｇ程度である。【００１５】このアンテナの応用は見透し内伝搬領域である。見透し距離ｄは  ｄ＝４．１２√ｈで表され、ｈは送信アンテナの高さである。ｈ＝３３１ｍとしてｄ＝約７０ｋｍである。電界強度は  Ｅ＝７√ｐ／ｄ      式で近似されるから代入して                      Ｅは電界強度レベル                      ｐは送信局の送信電力である。ｐ＝１０ｋｗとして  １０ｍｖ  を得るがフレネルゾ−ン、損失のため１ｍｖを想定して、  １０００μｖすなわち６０ｄｂμを得る。開かれた自由空間で平野、山林の理想条件である。アンテナ設置の条件として、フレネルゾ−ン損失、高層建築物などのナイフエッジの問題、ハイトパタ−ンの問題がある。常に設置位置、設置場所、条件等、を考慮して設置場所を選定、開かれた自由空間の好条件を選ぶ。６０ｄｂμは地上波電界強度と言われる。１／１０は見通しの良い好条件である。一般的に、フレネルゾ−ン損失のため、計算式と実測値は一致しない事が多い。
【考案の効果】
【００１６】本考案の特有の効果はｐ＝ＥＨを効果的にアンテナに捕捉して実効面積を拡大し、蓄積効果の機能を高め、小型，軽量化，高利得化を図った事である。また偏波面は水平、垂直，ともに共有性があり有能である。また風水害、に強く、経年変化にたいして，耐久性がある。高周波出力線は直接的誘導結合において取り出だしている。【００１７】この平面型ストリップライン集合化アンテナの利得は約Ｇ＝３＊３．１４であって１５〜１８ｄｂ程度である。水平面においてはその指向性は八の字である。集合化されたシステムは高周波損失や放射ビ−ムの拡散、分散の損失が少なく効率性が良い。よって、小型、軽量、高利得が実現する。従来に比し発展性はある。これまでの重量に比し、支柱を含め、やく３５０ｇであって、重量は１／１０以下である。叉、耐久性、経年変化、風圧モ−メントに対して、充分なる対策を行った。【００１８】構造やしくみが簡単であるため工作費、材料費が安く、原価や価格が安価に仕上がる。その割には高利得で軽量、小型である。安価は競争力につながる。【００１９】利得は１５〜１８ｄｂと比較的高感度、高利得である。使用範囲は見通し内の電波伝搬領域である。ただし開かれた自由空間が条件である。このようにして入力電界レベルを入力限界５０ｄｂμ以上を確保することが可能である。【００２０】フレネルゾ−ン損失において、損失が増加すれば当然減衰量が大きくなる。この場合アンテナ側においては、同型、同寸法の、平面型集合化アンテナを、１０ｃｍの間隔距離において反射器として動作させる。利得は６〜８ｄｂ増加し特性が向上する。  材料は、同型質かまたはアルミ板を用いても良い。本案は同型質を用いた。この場合ビスナット直径６ｍｍ長さ１２ｃｍ４本を角から１５ｍｍ〜２０ｍｍ離して取り付ける。  極めて容易に反射板の工作ができる。総合利得は、２２〜２５ｄｂ程度に向上し、汎用性が向上する。但し本案は平面型が主体であるため反射器は趣旨外である。本案特有の効果は損失の少ないストリップラインを空中線に応用、小型、軽量、高利得、そして、安価に対応したことにある。
【図面の簡単な説明】１，【図１】は平面図、側面図を記載全体の構造、配置をあらわしている。２，
【図２】は水平面内の総合指向特性係数を表している。３  図１において、同軸ケ−ブルは直接的接続にて行っている。ストリップラインの配置において単一ダイポ−ル間の間隙は５ｍｍである。
【考案を実施するための最良の形態】
【００２１】ア、電波伝搬の伝搬状況を確認する。開かれた自由空間を基準として、フレネル損失ハイトパタ−ンを推定する。そして設置場所を選定する。イ、アンテナを設置して電界出力レベルを測定し、５０ｄｂμ以上を持って合格とする。  あらかじめ電界強度は計算出来るから，結果と比較する。ウ、ブロックノイズなど妨害電波の状況を確認する。エ、フエ−ジングの影響を調べるため，時間をかけて調査する。１５分〜２０分実施する。フエ−ジングの発生は、周波数、距離、フレネルゾ−ンの形態によって変化しその現象はゆっくりと推移する。その変化を記録する。オ、すべてのチャンネルの電波を記録、状況を把握する。カ、風害の無い，条件の場所を選び，取り付け工事をおこなう。
【実施例】
【００２２】この平面集合集合型アンテナを高さ、約４ｍの開かれた自由空間において架設する。送信地点からの距離，約３５ｋｍにおいて地上波電界レベル４５ｄｂμを測定する。但し送信電力は１０ｋｗである。アンテナを接続し測定すれば、６１ｄｂμと測定される。よってアンテナ利得は１６ｄｂである。地上波電界レベルが低い要因はア、フレネルゾ−ン損失が大きい…山林、建物、高層建築物、丘の林、送電線、などが考えられる。２カ所程度のナイフエッジが存在する。イ、ハイトパタ−ンウ、周辺環境、架設状況などである。次にブロックノイズの観測、フエ−ジングの観測を１５分程度行う…行った結果影響は見られなかった…受信電界レベルは比較的安定している。受信電界入力レベルは６１ｄｂμであるから合格である。ア、計算式においては電界レベルは２０ｍｖである。４５ｄｂμは著しく低い数値である。フレネルゾ−ンの条件においてはこのような結果は度々発生し易い。イ、このような条件においてフエ−ジングも叉電波干渉において発生し易い。結果として出力電界レベルは６１ｄｂμ存在するから合格である。アンテナ設置は電波伝搬における、建物、山林、丘陵、山岳などの散乱、反射、吸収、干渉などの現象を把握、認識して行うことが大切である。  総合指向特性係数表（平面型集合アンテナ）番号      ０          １          ２          ３          ４角度      ０          １５        ４５        ６０        ７５係数      ０          ０．１      ０．４５    ０．７８    ０．９４番号      ５          ６          ７          ８          ９          １０角度      ９０        １０５      １２０      １３５      １６５      １８０係数      １．０      ０．９１    ０．８      ０．５      ０．１５    ０  図面の説明１，上図は水平面内の指向性を表で表したものである。２，  角度、１８０度から３６０度までは同一なので省略してある。３，ＲＰは平面型集合アンテナである。総合利得  Ｇはこの係数にアンテナ利得の積で求められる。アンテナ利得は１５〜１８ｄｂである。４，水平面の指向性は八の字特性である。水平ダブレットアンテナと同一である。５，指向性、利得は周囲の状況でやや弱い変化を及ぼす。６，指向特性をグラフで表記すると正円には成らず、円に近似する楕円である。しかし円として問題は少ない。
【産業上の利用可能性】
【００２３】１，無線機器としての汎用性  ＵＨＦテレビ受信用としての利用の他，次の目的利用も考えられる。主としてＵＨＦ帯の、固定局であるが、広範囲に及ぶ  ア、    船舶のための固定局        カ、固定局間の無線通信  イ、    テレメ−タ局  ウ、    行政、業務用無線  エ，    アマチュア局  オ、    ＵＨＦ電波中継局用２，量産に対する適応性  総合部品の集合体として部分品から組立ることで量産に適する。このほか試験、測定、の分野がある。また構造が簡単であるため安価であって，市場性があり、競争力がある。３、小型、軽量、耐久性に適した分野において、開かれた自由空間で性能を発揮する。４，偏波面は水平面内において八の字特性，水平、垂直共偏波面の共有性を有する。５，車両に用いる場合、ダイバシチイ効果として、無指向性アンテナと窓用アンテナを合成して出力する。これが１つのシステムである。ほかに建築物への応用が考えられる。
【符号の説明】
【００２４】１、  ３５０ｍｍ＊３５０ｍｍ、厚さ３ｍｍの正方形のアクリル板、２枚重ねて使用する。２，  λ／２単一ダイポ−ルを４本使用。３，  ０度から１８０度までの水平面内の指向特性４，  １８０度から３６０度までの水平面の指向特性、上記とほぼ同一なので省略し番号は記入しない。５，  ＲＰ、平面型集合化アンテナ、これを反時計方向に回転し、指向性を測定。
【図１】
0003165855.tif 000003
【図２】
0003165855.tif 000004