(57)【要約】【課題】指向特性の鋭いアンテナ装置を単純に構成し、容易に組立や設置ができるようにすることを目的とする。【解決手段】受信アンテナ１は、夫々棒状に形成された導波器１０、反射器１２、及び、放射器３０を備え、これら各器は、導波器１０、放射器３０、反射器１２の順に互いに平行に、且つ、電波の到来方向と直交するようにブラケット６、８を介してブーム４に支持されている。そして、各器は、非導電性のパイプと、非導電性の長尺状の基板と、この基板をパイプ内で支持するキャップと、から構成されており、基板には、夫々、導波素子、反射素子、または、放射素子として機能する導電パターンが複数形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射素子と、該放射素子に電波を誘導するための誘導素子と、からなるアンテナが、電波の放射方向に向けて、電波の周波数に対応した所定間隔で複数並列に配置されてなるアンテナ装置であって、
前記各アンテナを構成する複数の誘導素子が、非導電性材料からなる長尺状の第１支持部材に形成されたことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記第１支持部材は非導電性の棒状部材であり、
前記各誘導素子は、前記棒状部材の表面に施されためっき部からなることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記第１支持部材は、非導電性の長尺状の第１基板であり、
前記各誘導素子は、前記第１基板上に形成された導電パターンからなることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記第１基板上に形成された各誘導素子の少なくとも１つは、２つに分割された導電パターンと、該導電パターン間を接続するように配置されたローディングコイルにて形成されたことを特徴とする請求項３に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記第１支持部材は、非導電性材料からなるパイプの内部に収納されたことを特徴とする請求項３または請求項４に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記各アンテナを構成する複数の放射素子は、非導電性材料からなる長尺状の第２支持部材に一体に形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項５の何れかに記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記第２支持部材は、同軸型の給電部材に接続し、前記各放射素子に給電するための給電用のパターンが形成された非導電性の長尺状の第２基板であり、
前記各放射素子は、前記第２基板上に形成された導電パターンからなることを特徴とする請求項６に記載のアンテナ装置。
【請求項８】
前記第２基板には、電波の波長の４分の１の長さを有する２つの導電パターンからなる第１放射素子と、該放射素子の両側に位相コイルを介して夫々接続され、電波の波長の２分の１の長さを有する導電パターンからなる２つの第２放射素子と、の３つの放射素子が形成され、
前記給電用のパターンは、平衡−不平衡変換回路を介して前記同軸型の給電部材に接続されて、前記第１放射素子に給電するように形成されたことを特徴とする請求項７に記載のアンテナ装置。
【請求項９】
前記第２支持部材は、同軸型の給電部材に接続し、前記各放射素子に給電するための給電用のパターンが形成された非導電性の長尺状の第２基板であり、
前記各放射素子は、電波の周波数に対応した長さに形成された同軸型の素子からなり、複数の放射素子が直列に連結された状態で前記第２基板上に固定されて同軸型のコリニアアレイアンテナが構成されたことを特徴とする請求項６に記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
前記第２基板は、非導電性材料からなるパイプの内部に収納されており、該パイプには前記同軸型の給電部材を挿通するための挿通孔が形成されたことを特徴とする請求項７〜請求項９の何れかに記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
放射素子と、この放射素子に電波を誘導するための導波素子、反射素子等からなる誘導素子と、からなるアンテナを、複数並列に配置してなるアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、地上波ディジタル放送では、変調方式として直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）方式が採用されている。
このようなＯＦＤＭ方式においては、希望波と妨害波との間に所定レベル以上の差があれば、同一周波数帯の妨害波であっても、その妨害波の影響を受けず、適切な復調結果を得ることができるといった特徴があり、地上波ディジタル放送では、こうしたＯＦＤＭ方式の特徴を生かし、周波数資源を有効活用する目的で、親局や中継局といった隣接する送信所間で全て同一周波数の放送信号を送信する単一周波数ネットワーク（ＳＦＮ：Ｓｉｎｇｌｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）方式が採用されている。
【０００３】
このため、一つの送信所から送信された希望波と、他の送信所から送信された妨害波とが略同一レベルで届く地域においては、受信アンテナで得られる希望波信号成分と、妨害波信号成分とのレベル差を大きくするために、受信アンテナの指向特性を鋭くする必要があった。
【０００４】
そこで、受信アンテナによる指向特性を鋭くするために、同一特性の受信アンテナを所定間隔で水平又は垂直方向に複数配置し、各受信アンテナからの受信信号を合成するようにしたアンテナ装置が提案されている（例えば、特許文献１等参照）。
【特許文献１】特開２００４−３２０４５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記提案のアンテナ装置のように、給電線と接続された放射素子と、導波素子と、反射素子とからなるいわゆる八木・宇田アンテナを複数並列に配置した場合には、指向特性が鋭くなり希望波の受信レベルを向上することができるが、部品点数が多くなり構成が複雑になるので、アンテナ装置の組立や設置が困難になるという問題があった。
【０００６】
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであって、指向特性の鋭いアンテナ装置を単純に構成し、容易に組立や設置ができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、
放射素子と、該放射素子に電波を誘導するための誘導素子と、からなるアンテナが、電波の放射方向に向けて、電波の周波数に対応した所定間隔で複数並列に配置されてなるアンテナ装置であって、
前記各アンテナを構成する複数の誘導素子が、非導電性材料からなる長尺状の第１支持部材に形成されたことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のアンテナ装置において、前記第１支持部材は非導電性の棒状部材であり、前記各誘導素子は、前記棒状部材の表面に施されためっき部からなることを特徴とする。
【０００９】
一方、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のアンテナ装置において、前記第１支持部材は、非導電性の長尺状の第１基板であり、前記各誘導素子は、前記第１基板上に形成された導電パターンからなることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のアンテナ装置において、前記第１基板上に形成された各誘導素子の少なくとも１つは、２つに分割された導電パターンと、該導電パターン間を接続するように配置されたローディングコイルにて形成されたことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項５に記載の発明は、請求項３または請求項４に記載のアンテナ装置において、前記第１支持部材は、非導電性材料からなるパイプの内部に収納されたことを特徴とする。
【００１２】
次に、請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５の何れかに記載のアンテナ装置において、前記各アンテナを構成する複数の放射素子は、非導電性材料からなる長尺状の第２支持部材に一体に形成されたことを特徴とする。
【００１３】
また、請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のアンテナ装置において、前記第２支持部材は、同軸型の給電部材に接続し、前記各放射素子に給電するための給電用のパターンが形成された非導電性の長尺状の第２基板であり、前記各放射素子は、前記第２基板上に形成された導電パターンからなることを特徴とする。
【００１４】
さらに、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載のアンテナ装置において、前記第２基板には、電波の波長の４分の１の長さを有する２つの導電パターンからなる第１放射素子と、該放射素子の両側に位相コイルを介して夫々接続され、電波の波長の２分の１の長さを有する導電パターンからなる２つの第２放射素子と、の３つの放射素子が形成され、前記給電用のパターンは、平衡−不平衡変換回路を介して前記同軸型の給電部材に接続されて、前記第１放射素子に給電するように形成されたことを特徴とする。
【００１５】
一方、請求項９に記載の発明は、請求項６に記載のアンテナ装置において、前記第２支持部材は、同軸型の給電部材に接続し、前記各放射素子に給電するための給電用のパターンが形成された非導電性の長尺状の第２基板であり、前記各放射素子は、電波の周波数に対応した長さに形成された同軸型の素子からなり、複数の放射素子が直列に連結された状態で前記第２基板上に固定されて同軸型のコリニアアレイアンテナが構成されたことを特徴とする。
【００１６】
また、請求項１０に記載の発明は、請求項７〜請求項９の何れかに記載のアンテナ装置において、前記第２基板は、非導電性材料からなるパイプの内部に収納されており、該パイプには前記同軸型の給電部材を挿通するための挿通孔が形成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に記載のアンテナ装置においては、各アンテナを構成する複数の誘導素子が、非導電性材料からなる長尺状の第１支持部材に形成されている。
従って、請求項１に記載のアンテナ装置によれば、複数のアンテナが電波の放射方向に向けて所定間隔で配置されるので、指向特性の鋭いアンテナ装置とすることができる。そして、さらに複数の誘導素子が長尺状の第１支持部材に形成されているので、各誘導素子を個々に形成した従来のアンテナ装置と比べて部品数を減らすことができ、組立や設置を容易にすることができる。なお、本発明の誘導素子とは、電波を放射素子に導く導波素子や、電波を反射させて放射素子に導く反射素子を示すものである。
【００１８】
次に、請求項２に記載のアンテナ装置においては、第１支持部材が非導電性の棒状部材であり、各誘導素子が、棒状部材の表面に施されためっき部により構成されている。従って、請求項２に記載のアンテナ装置によれば、非導電性の棒状部材に所定の間隔でめっきを施すことにより、複数の誘導素子を容易に一体に形成することができる。また、外観から劣化状況も容易に判断できるので、容易に不具合箇所を把握できる。
【００１９】
また、請求項３に記載のアンテナ装置においては、第１支持部材が非導電性の長尺状の第１基板であり、各誘導素子は、第１基板上に形成された導電パターンから構成されている。従って、請求項３に記載のアンテナ装置によれば、非導電性の基板に複数の導電パターンを形成することにより、複数の誘導素子を容易に一体に形成することができる。
【００２０】
さらに、請求項４に記載のアンテナ装置においては、第１基板上に形成された各誘導素子の少なくとも１つは、２つに分割された導電パターンと、この導電パターン間を接続するように配置されたローディングコイルにて形成されているので、ローディングコイルの特性により、誘導素子を単に導電パターンのみで形成した場合に比べ、導電パターンの長さを短くすることができ、基板全体を小さくすることが可能である。
【００２１】
なお、各誘導素子を第１支持部材と別体に形成し、第１支持部材を複数の誘導素子を直列に支持可能な長尺状の非導電性の部材により構成してもよい。このようなアンテナ装置によれば、例えば、複数の溝が直線状に形成された長尺状の発泡スチロールを第１支持部材とし、第１支持部材の溝に誘導素子としての金属棒を係合させて固定することで、容易に複数の誘導素子を一体に第１支持部材に形成することができる。
【００２２】
次に、請求項３または請求項４に記載の発明は、請求項５に記載のアンテナ装置のように、第１支持部材を、非導電性材料からなるパイプの内部に収納するようにしてもよく、このようにすると、第１支持部材が、例えばＦＲＰ等の非導電性材料のパイプの内部に収納されるので、特性を劣化させることなく誘導素子を保護することができ、耐久性を向上できる。
【００２３】
一方、請求項６に記載のアンテナ装置においては、各アンテナを構成する複数の放射素子が、非導電性材料からなる長尺状の第２支持部材に一体に形成されているので、各放射素子を個々に形成した従来のアンテナ装置と比べて部品数を減らすことができ、組立や設置を容易に行うことができる。
【００２４】
次に、請求項７に記載のアンテナ装置においては、第２支持部材が、同軸型の給電部材に接続し、各放射素子に給電するための給電用のパターンが形成された非導電性の長尺状の第２基板であり、各放射素子は、第２基板上に形成された導電パターンからなるので、複数の導電パターン及び給電用のパターンを非導電性の基板に形成することにより、複数の放射素子を容易に一体に形成することができる。
【００２５】
また、請求項８に記載のアンテナ装置においては、第２基板には、電波の波長の４分の１の長さを有する２つの導電パターンからなる第１放射素子と、この放射素子の両側に位相コイルを介して夫々接続され、電波の波長の２分の１の長さを有する導電パターンからなる２つの第２放射素子と、の３つの放射素子が形成され、給電用のパターンは、平衡−不平衡変換回路を介して同軸型の給電部材に接続されて、第１放射素子に給電するように形成されているので、第１放射素子に給電する給電用パターンに給電部材が接続されると、第１放射素子を介して第２放射素子にも給電され、１つの給電用パターンで複数の放射素子に対して給電することができる。
【００２６】
一方、請求項９に記載のアンテナ装置においては、第２支持部材が、同軸型の給電部材に接続し、各放射素子に給電するための給電用のパターンが形成された非導電性の長尺状の第２基板であり、各放射素子は、電波の周波数に対応した長さに形成された同軸型の素子からなる。そして、複数の放射素子が直列に連結された状態で前記第２基板上に固定されて同軸型のコリニアアレイアンテナが構成されているので、複数の放射素子を容易に一体に形成でき、指向性の鋭いアンテナ装置とすることができる。また、同軸型の素子の有する短縮率に応じて機械長が短縮されるので、放射素子を小さく構成することも可能である。
【００２７】
そして、請求項７〜請求項９の何れかに記載の発明は、請求項１０に記載のアンテナ装置のように、第２基板を、非導電性材料からなるパイプの内部に収納するようにしてもよく、このようにすると、第２基板が、例えばＦＲＰ等の非導電性材料のパイプの内部に収納されるので、特性を劣化させることなく誘導素子を保護することができ、耐久性を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下に、本発明の実施の形態を図面と共に説明する。
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態の受信アンテナ１の構成を示す外観図、図２（ａ）は、受信アンテナ１の上面図（図１の矢視図Ａ）、図２（ｂ）は、放射器３０の正面図（図２（ａ）の断面図Ｂ−Ｂ）である。
【００２９】
第１実施形態の受信アンテナ１は、単一周波数ネットワーク（ＳＦＮ）を用いて放送される地上波ディジタル放送信号を受信するためのアンテナ装置であり、図１、図２に示すように、夫々棒状に形成された導波器１０、反射器１２、及び、放射器３０と、これらを導波器１０、放射器３０、反射器１２の順に互いに平行に、且つ、電波の到来方向と直交するようにブラケット６，８を介して支持するブーム４と、鉛直に設置されて、棒状のマスト本体２ａにてブーム４が地平面に対して水平となるように支持すると共に、マスト本体２ａの中央部から斜め上方に向けて設けられた２本のアーム２ｂにて放射器３０の両端を支持するマスト２と、から構成されている。
【００３０】
導波器１０は、図３（ａ）〜図３（ｃ）に示すように、非導電性のＦＲＰ製のパイプ２２と、パイプ２２の両端をカバーするゴム製のキャップ２４と、パイプ２２内に収納される長尺状の基板２６と、から構成されている。なお、反射器１２も導波器１０と全く同様の構成であるため、反射器１２の構成の説明は省略する。
【００３１】
パイプ２２は、基板２６を内部に収納可能な径及び長さ（例えば直径２２ｍｍ、肉厚１．５ｍｍ、長さ１．５ｍ）に形成されている。
キャップ２４の内部には、図３（ｄ）、図３（ｅ）に示すように基板２６を保持するためのリブ２４ａが設けられており、基板２６は、キャップ２４によりパイプ２２内で固定される。
【００３２】
基板２６は非導電性材料からなるプリント基板であり、基板の表面には、図４（ａ）に示すように、電波の波長λの略２分の１の長さの導電パターン２６ａが複数箇所（本実施形態では３箇所）に形成されている。なお、各導電パターン２６ａは、後述する放射器３０に設けられた３つの放射素子の夫々に対応する位置に、所定の間隔をあけて配置されており、導波素子（反射器１２の場合は反射素子）として機能して、放射素子と共にアンテナを構成する。
【００３３】
なお、図３（ａ）は、導波器１０の構成を示す外観図、図３（ｂ）は、導波器１０の内部構成を示す分解斜視図、図３（ｃ）は、導波器１０の構成を示す正面図及び側面図、図３（ｄ）は、導波器１０の内部構成を示す断面図（図３（ｃ）の断面図Ｃ−Ｃ）、図３（ｅ）は、導波器１０の端部の構成を示す断面図（図３（ｃ）の断面図Ｄ−Ｄ）であり、図４（ａ）は、基板２６の構成を示す外観図である。
【００３４】
次に、放射器３０は、図６（ａ）に示すように、導波器１０と同様に、非導電性のＦＲＰ製のパイプ３２と、パイプ３２の両端をカバーするゴム製のキャップ３４と、パイプ３２内に収納される長尺状の基板３６と、から構成されている。
【００３５】
パイプ３２は、本実施形態においては、導波器１０及び反射器１２と同じ径に形成されており、アーム２ｂによる支持部を設けるために、導波器１０及び反射器１２よりもわずかに長く形成されている。また、パイプ３２の中央部には、後述する給電部材７０が挿通可能な挿通孔３２ａが形成されている。
【００３６】
キャップ３４は、導波器１０及び反射器１２と同様に、内部にリブが設けられ、基板３６の端部を支持できるように構成されている。
基板３６は、非導電性材料からなるプリント基板であり、図６（ｂ）に示すように、基板本体３８の表面及び裏面には、夫々、導電パターンが形成されている。基板３６の表面の中央部には、所定の間隔を空けて、基板３６の長手方向に電波の波長λの略４分の１の長さを有する一対の導電パターン（以下、第１放射パターン４０ａともいう）が形成されており、各第１放射パターン４０ａにおいて、基板３６の長手方向の端部側には、所定の間隔をあけて、電波の波長λの略２分の１の長さを有する導電パターン（以下、第２放射パターン４０ｂともいう）が形成されている。
【００３７】
一方、各第１放射パターン４０ａの基板３６の中央部側の端部には、スルーホール４０ｃが夫々設けられており、このスルーホール４０ｃにて、各第１放射パターン４０ａは、裏面の導電パターンと接続されている。また、第１放射パターン４０ａと第２放射パターン４０ｂとは、電波の位相を反転するための位相コイル４０ｄを介して接続されている。
【００３８】
次に、基板３６の裏面の中央部には、平衡−不平衡変換回路４４（以下、バラン４４ともいう）が設けられており、バラン４４の入力側に、スルーホール４０ｃを介して第１放射パターン４０ａが接続される。また、基板３６の裏面の中央部には、導電パターンからなり、後述する同軸型の給電部材７０との接点となる給電用のパターン４２も形成されている。そして、この給電用のパターン４２は、バラン４４の出力側の端子が接続され、各放射パターンにて受信した信号が供給される給電パターン４２ｂと、接地用のグランドパターン４２ａと、から構成されている。
【００３９】
このように構成された放射器３０においては、一対で電波の波長λの略２分の１の長さを有する第１放射パターン４０ａに、夫々、位相コイル４０ｄを介して、電波の波長λの略２分の１の長さの第２放射パターン４０ｂが接続されているので、図６（ｃ）に示すように、各放射パターンに生じる定在波の電流が同位相となり、直列に接続された各放射パターンが放射素子として機能する、いわゆる３素子コリニアアレイアンテナを構成している。そして、このアンテナは平衡型のアンテナであるので、不平衡な７５Ωの同軸ケーブルと接続するために、バラン４４を介して、給電用のパターン４２に接続されている。
【００４０】
なお、基板３６がパイプ３２内に収納された際には、基板３６とパイプ３２との隙間のうち、給電側でない方の隙間（つまり、基板３６において放射パターンが形成された面側の隙間）側に、樹脂等の非導電性材料からなるブロック状の保持部材６６が挿入され、この保持部材６６により、給電用のパターン４２が中央部に形成された基板３６が、中央部でたわむことなく所定の位置に固定されるように支持されている。
【００４１】
ここで、図６（ａ）は、放射器３０の構成を示す外観図であり、図６（ｂ）は、基板３６の構成を示す外観図（上面、側面、下面から見た図）であり、図６（ｃ）は、基板３６の電気的な構成を示す模式図である。
【００４２】
次に、導波器１０及び反射器１２（以下、単に導波器１０として説明する）をブーム４に固定するためのブラケット６の構成について、図８を用いて説明する。図８は、ブラケット６の構成を示す断面図であり、図８（ａ）は、図２（ａ）の断面図Ｅ−Ｅ、図８（ｂ）は、図２（ａ）の断面図Ｆ−Ｆを示す図である。
【００４３】
ブラケット６は、図８に示すように、ブラケット本体６ａと、取付アダプタ６ｂと、取付ボルト６ｃと、取付ねじ６ｄと、から構成されている。
ブラケット本体６ａは、略直方体のブロックからなり、中央部に導波器１０を挿通可能な円形の貫通孔を備えている。また、この貫通孔の軸方向に平行な面の１つには、この貫通孔と平行で、且つ、直交する方向に、ブーム４の外周に係合可能な略半円形の溝が形成されている。また、半円形の溝が形成された面と平行な反対側の面からは、貫通孔を貫通する丸孔が形成されており、半円形の溝が形成された面と、丸孔の底面を貫通するように取付ボルト６ｃが挿通可能な挿通孔が形成されている。
【００４４】
取付アダプタ６ｂは、ブラケット本体６ａと外形が合うように形成された略直方体のブロックであり、中心に取付ボルト６ｃが挿通される挿通孔が形成されている。
そして、このブラケット６により導波器１０をブーム４に固定する際には、まず、ブラケット本体６ａの挿通孔に丸孔が形成された側から取付ボルト６ｃを挿通し、その後、導波器１０を貫通孔に挿通する。
【００４５】
次に、取付ボルト６ｃをブーム４に形成された挿通孔に挿通させつつ、ブーム４をブラケット本体６ａに形成された溝に係合させ、一方、ブーム４を挟んでブラケット本体６ａとは反対側から、取付アダプタ６ｂを取付ボルト６ｃに挿通させつつ、ブーム４を溝に係合させる。そして、この状態で、取付ねじ６ｄを締結することにより、ブーム４がブラケット６に挟持され、導波器１０がブラケット６を介してブーム４に固定される。
【００４６】
次に、放射器３０をブーム４に固定するためのブラケット８の構成について、図９を用いて説明する。図９（ａ）は、ブラケット８の構成を示す断面図（図２（ａ）の断面図Ｇ−Ｇ）であり、図９（ｂ）は、給電部材７０の詳細な構成を示す断面図である。
【００４７】
ブラケット８は、図９に示すように、ブラケット本体８ａと、取付アダプタ８ｂと、取付ボルト８ｃと、取付ねじ８ｄと、給電部材７０と、防水用の台座６２と、防水用パッキン６４と、から構成されている。
【００４８】
ブラケット本体８ａは、略直方体のブロックからなり、中央部に放射器３０を挿通可能な円形の貫通孔を備えている。また、この貫通孔の軸方向に平行な面の１つには、この貫通孔と平行で、且つ、直交する方向に、ブーム４の外周に係合可能な略半円形の溝が形成されている。
【００４９】
また、半円形の溝が形成された面と平行な反対側の面からは、貫通孔を貫通するように丸孔が形成されており、さらにこの丸孔の貫通孔より手前側は、給電部材７０の取付ねじ部７６ａが螺合されるねじ孔が形成されている。さらに、このねじ孔の周囲には防水用パッキン６４を嵌合するためのざぐり部が形成されている。また、この丸孔の底面と、半円形の溝が形成された面を貫通するように取付ボルト８ｃが挿通可能な挿通孔が形成されている。
【００５０】
取付アダプタ８ｂは、ブラケット本体８ａと外形が合うように形成された略直方体のブロックであり、中心に取付ボルト８ｃが挿通される挿通孔が形成されている。
給電部材７０は、図９（ｂ）に示すように、円板部及び円板部の中央から垂設されたピンからなる金属製の給電ピン７２と、ブラケット本体８ａに結合するための取付ねじ部７６ａ及び同軸ケーブルが結合されるケーブル接続ねじ部７６ｂを備える筒状の外筒部７６と、外筒部７６の取付ねじ部７６ａの端部に固定され、給電ピン７２の周囲に配置されるグランドピン７４と、同軸ケーブルに結合された同軸コネクタのコネクタピンが挿入されるコンタクト７８と、一端がコンタクト７８に連結され、他端が給電ピン７２の円板部のピンが垂設された側と反対側に連結されて給電ピン７２を略水平に支持するコイルばね８０と、コンタクト７８を外筒部７６と絶縁された状態で外筒部７８内に固定する内筒部８２と、から構成されている。なお、給電ピン７２と、コイルばね８０と、コンタクト７８とは、電気的に接続されている。また、給電ピン７２は、コイルぱね８０により、常時、軸方向外側に付勢されている。
【００５１】
防水用の台座６２は、ブラケット本体８ａと外形が合うように形成された略直方体のブロックであり、給電部材７０の取付ねじ部７６ａが挿通される挿通孔が形成されている。また、この挿通孔の周囲には、同軸ケーブルが、同軸コネクタを介して接続された際に、同軸コネクタを覆う防水用のキャップを嵌め込むための円周溝６２ａが形成されている。
【００５２】
そして、このブラケット８により放射器３０をブーム４に固定する際には、まず、ブラケット本体６ａの挿通孔に丸孔が形成された側から取付ボルト８ｃを挿通し、その後、放射器３０を、ブラケット本体８ａの貫通孔に挿通し、放射器３０の挿通孔３２ａとブラケット本体８ａのねじ孔とが重なる位置に固定する。
【００５３】
次に、ブラケット本体８ａのざぐり部に、ゴム製のリングからなる防水用パッキン６４を嵌合させ、その上に、台座６２の挿通孔がブラケット本体８ａのねじ孔と重なる位置に台座６２を配置する。そして、給電部材７０を台座６２側から挿入して、取付ねじ部７６ａとブラケット本体８ａのねじ孔とを螺合させ、給電部材７０をブラケット本体８ａと結合する。
【００５４】
このとき、給電部材７０の取付ねじ部７６ａの端部は、放射器３０の挿通孔３２ａに挿通されて、挿通孔３２ａの側面に係合されており、放射器３０に対するブラケット８に位置が固定される。また、取付ねじ部７６ａの先端に設けられたグランドピン７４は、放射器３０のグランドパターン４２ａに接触し、一方、給電ピン７２は、コイルばね８０に付勢されて、確実に放射器３０の給電パターン４２ｂに接触し、給電パターン４２ｂとコンタクト７８とが電気的に接続される。
【００５５】
次に、取付ボルト８ｃをブーム４に形成された挿通孔に挿通させつつ、ブーム４をブラケット本体８ａに形成された溝に係合させ、一方、ブーム４を挟んでブラケット本体８ａとは反対側から、取付アダプタ８ｂを取付ボルト８ｃに挿通させつつ、ブーム４を溝に係合させる。そして、この状態で、取付ねじ８ｄを締結することにより、ブーム４がブラケット８に挟持され、放射器３０がブラケット８を介してブーム４に固定される。
【００５６】
以上説明したように、第１実施形態の受信アンテナ１においては、夫々棒状に形成された導波器１０、反射器１２、及び、放射器３０を備え、これら各器は、導波器１０、放射器３０、反射器１２の順に互いに平行に、且つ、電波の到来方向と直交するようにブラケット６、８を介してブーム４に支持されている。そして、各器は、非導電性のパイプと、非導電性の長尺状の基板と、この基板をパイプ内で支持するキャップと、から構成されており、基板には、夫々、導波素子、反射素子、または、放射素子として機能する導電パターンが複数形成されている。
【００５７】
従って、第１実施形態の受信アンテナ１によれば、導波素子、反射素子、及び、放射素子からなる複数のアンテナが、電波の放射方向に向けて所定間隔で配置されるので、指向特性の鋭い受信アンテナ１とすることができ、しかも、導波素子、反射素子、及び、放射素子が基板上に一体に形成されているので、各素子を個々に形成した従来の受信アンテナと比べて部品数を減らすことができ、組立や設置を容易にすることができる。
【００５８】
また、導波素子、反射素子、及び、放射素子を、基板上の導電パターンにより形成することで、複数の素子が一体に形成された導波器１０、反射器１２、及び、放射器３０を容易に形成することができる。
【００５９】
そして、特に、放射器３０を構成する基板３６には、電波の波長λの略４分の１の長さを有する２つの導電パターンからなる第１放射パターン４０ａと、この放射パターンの両側に位相コイル４０ｄを介して夫々接続され、電波の波長λの略２分の１の長さを有する導電パターンからなる２つの第２放射パターン４０ｂと、により３つの放射素子が形成され、給電用のパターン４２は、バラン４４を介して同軸型の給電部材７０に接続されて、第１放射パターン４０ａに給電するように形成されている。よって、給電用のパターン４２に給電部材７０が接続されると、第１放射パターン４０ａを介して第２放射パターン４０ｂにも給電されるので、１つの給電部材７０から複数の放射素子に対して給電することができる。
【００６０】
さらに、各基板は、ＦＲＰ製のパイプの内部に収納されているので、特性を劣化させることなく各素子を保護することができ、耐久性を向上できる。
なお、第１実施形態において、受信アンテナ１は本発明のアンテナ装置に相当し、基板２６は本発明の第１支持部材及び第１基板に相当し、基板本体３８は本発明の第２支持部材及び第２基板に相当し、導波器及び反射器の基板２６に形成された導電パターンは本発明の誘導素子に相当し、放射器３０の基板本体３８に形成された第１放射パターン４０ａは本発明の第１放射素子に相当し、放射器３０の基板本体３８に形成された第２放射パターン４０ｂは本発明の第２放射素子に相当する。
【００６１】
ところで、上記第１実施形態において、変形例１として、導波器１０を、基板２６の換わりに、図４（ｂ）に示す基板２８にて構成してもよい。図４（ｂ）は、変形例１の基板２８の構成を示す外観図である。
【００６２】
基板２８は、基板２６と同様に、非導電性材料からなるプリント基板であり、基板の表面には、図４（ｂ）に示すように、所定の間隔で導電パターン２８ａが複数箇所（本実施形態では３箇所）に形成されている。そして、各導電パターン２８ａは夫々２つに分割されており、各分割された導電パターン２８ａは、ローディングコイル２８ｂにて接続されている。
【００６３】
このように構成された変形例１の受信アンテナ１においては、導波器１０の基板２８の表面に形成された導電パターン２８ａが夫々２つに分割されており、分割された導電パターン２８ａ間がローディングコイルにより接続されているので、ローディングコイルの特性により、導波素子を単に導電パターンのみで形成した場合に比べ、長さを短くすることができ、基板２８、ひいては、導波器１０を小さく構成することが可能である。
【００６４】
なお、第１実施形態の変形例１において、基板２８は本発明の第１基板に相当し、基板２８に形成された導電パターン２８ａは本発明の誘導素子に相当する。
また、上記第１実施形態においては、導波器１０を、ＦＲＰ製のパイプ２２の内部に、導電パターン２６ａが形成された基板２６を挿入することにより構成したが、導波器１０は、図５に示す変形例２のように、ＦＲＰ製のパイプ２２の内部に、金属棒を複数直列に配置することにより構成してもよい。以下、図５を用いて、変形例２の導波器１０について説明する。
【００６５】
なお、図５（ａ）は、変形例２の導波器１０の構成を示す外観図、図５（ｂ）は、導波器１０の内部構成を示す分解斜視図、図５（ｃ）は、素子部１４の内部構成を示す分解斜視図、図５（ｄ）は、保持部材１８の構成を示す上面図（図５（ｃ）の矢視図Ｈ）である。
【００６６】
変形例２の導波器１０は、ＦＲＰ製のパイプ２２と、パイプ２２の両端をカバーするゴム製のキャップ２０と、パイプ２２の内部に収納される円柱状の素子部１４と、から構成されている。
【００６７】
素子部１４は、電波の波長λの略２分の１の長さに形成された金属の細丸棒からなる複数（本変形例２では３本）の素子部材１６と、素子部材１６を挟持する一対の保持部材１８と、から構成されている。
【００６８】
保持部材１８は、断面が半円形の長尺状の発泡スチロールからなり、素子部材１６を係合可能な係合溝１８ａが長手方向に直列に３箇所形成されている。そして、一方の保持部材１８の係合溝１８ａに素子部材１６を係合させ、素子部材１６が係合された面と、他方の保持部材１８の係合溝１８ａが形成された面と互いに合致させて、内部に素子部材１６を挟持することで、円柱状の素子部１４を形成する。なお、素子部１４の外径は、パイプ２２の内径とほぼ等しくなるように形成されている。
【００６９】
このように構成された変形例２の受信アンテナ１においては、所定の長さの金属の細丸棒からなる複数の素子部材１６を、発泡スチロールからなる保持部材１８内に直列に配置することにより、各素子部材１６が夫々導波素子として機能する導波器１０を構成しているので、複数の導波素子が一体に形成された導波器１０を容易に形成することができる。
【００７０】
なお、第１実施形態の変形例２において、素子部材１６は本発明の誘導素子に相当し、保持部材１８は本発明の第１支持部材に相当する。
ところで、上記変形例２では、素子部材１６は金属の細丸棒から形成したが、波長の半分の長さであれば、必ずしも細丸棒である必要はなく、角状であってもよく、板状でもよい。
【００７１】
また、変形例２の導波器１０においては、素子部材１６を発泡スチロール製の保持部材１８にて支持するように構成したが、素子部材１６を直接パイプ２２の内部の所定位置に接着するようにしてもよい。さらに、例えば、各素子部材１６を非導電性材料からなる線材で連結し、線材の両端をパイプ２２の端部で固定することで、素子部材１６をパイプ２２の内部に所定の間隔をあけて固定するようにしてもよい。
【００７２】
また、上記第１実施形態において、変形例３として、放射器３０を、基板３６の換わりに、図７に示すような、同軸素子が装着された基板４６にて構成してもよい。図７（ａ）は、変形例３の基板４６の構成を示す外観図（上面、側面、下面から見た図）、図７（ｂ）は、基板本体４８の構成を示す外観図、図７（ｃ）は、基板４６の電気的な構成を示す模式図である。なお、基板４６は、４つの放射素子を基板に形成した例であり、変形例３の放射器３０を使用する際には、導波器１０及び反射器１２としては、放射器３０の４つの放射素子の夫々に対応する位置に、導波素子または反射素子として機能する４つの導電パターンが形成されたものを使用する。
【００７３】
基板４６は、図７（ａ）に示すように、長尺状の基板本体４８と、基板本体４８の中央部に設けられた電波合成器５０と、電波合成器５０の両側に夫々配置される一対の同軸素子部５２（５２ａ，５２ｂ）と、から構成されている。
【００７４】
基板本体４８は、非導電性材料からなるプリント基板であり、図７（ａ）に示すように、基板の表面には、混合回路６０を備え、同軸コネクタからなる入力端子が２つ設けられた電波合成器５０が設けられている。一方、基板の裏面には、給電部材７０との接点となる給電用のパターン５４が形成されており、この給電用のパターン５４は、電波合成器５０からの出力が供給される給電パターン５４ｂと、接地用のグランドパターン５４ａと、から構成されている。また、基板本体４８には、図７（ｂ）に示すように、同軸素子部５２が挿通可能な挿通孔４８ａが、電波合成器５０を挟んで両側に形成されている。
【００７５】
同軸素子部５２は、所定の径の同軸ケーブルにより構成されており、一端が電波合成器５０の入力端子に結合される第１同軸素子５２ａと、電波の波長λの略２分の１の長さであり、第１同軸素子５２ａの反対側の端部に接続される第２同軸素子５２ｂとからなる。
【００７６】
第１同軸素子５２ａと、第２同軸素子５２ｂとは、図７（ａ）に示すように、中心導体が他方の同軸素子の外部導体に接続されるようにはんだ付けにて連結されている。そして、第１同軸素子５２ａには、第２同軸素子５２ｂ側を電波の波長λの略４分の１の長さを残して、電波の波長λの略４分の１の長さの円筒導体からなるスリーブ５６が被覆されている。なお、スリーブ５６は、第２同軸素子５２ａ側が同軸ケーブルの外部導体に接続されると共に、他端側は開放されており、電波合成部５０側へ漏洩する電流を阻止している。
【００７７】
そして、一対の同軸素子部５２は、第１同軸素子５２ａを電波合成器５０側に向けて基板本体４８の挿通孔４８ａに夫々挿通され、基板本体４８に対して接着により固定される。そして、第１同軸素子５２ａは、電波合成器５０の入力端子に結合される。
【００７８】
このように構成された変形例３の放射器３０は、各同軸素子部５２により夫々２素子の同軸型のコリニアアレイアンテナが構成されている。ここで、図７（ｃ）に示すように、各同軸素子部５２への給電経路Ｌ１、Ｌ２（Ｌ２１とＬ２２との和）の長さが互いに等しくなるように構成されており、また、一方の給電経路Ｌ２には、位相を反転させるための位相回路５８が設けられているので、電波合成器５０を中心にして１８０度異なる方向に向けて配置された各同軸素子部５２に生じる定在波の電流は同位相となり、全体として、各同軸素子を放射素子とする４素子の同軸型のコリニアアレイアンテナが構成されている。
【００７９】
このように、変形例３の受信アンテナ１においては、放射器３０が、第１同軸素子５２ａと第２同軸素子５２ｂとが直列に接続された同軸素子部５２が基板本体３８上に直列に固定され、給電用のパターン５４を介して給電部材７０と接続されることにより、各同軸素子が放射素子として機能する同軸型のコリニアアレイアンテナにより構成されているので、複数の放射素子が一体に形成された放射器３０を容易に形成することができる。
【００８０】
なお、第１実施形態の変形例３においては、第１同軸素子５２ａ、第２同軸素子５２ｂが本発明の放射素子に相当し、基板本体４８が本発明の第２支持部材に相当する。
なお、変形例３の放射器３０においては、位相回路５８を一方の給電経路Ｌ２に設けることで各同軸素子部５２にて生じる定在波の電流を同位相とするように構成したが、例えば、一方の給電経路Ｌ２の長さを、他方の給電経路Ｌ１の長さよりも略２分の１波長分長くすることで、各同軸素子部５２に生じる電流を同位相とするようにしてもよい。
［第２実施形態］
次に、別形態の受信アンテナ９０について説明する。第２実施形態の受信アンテナ１は、導波器及び反射器以外は、上記第１実施形態と同様に構成されている。このため、第１実施形態と同様の箇所については同様の符号を付して説明を省略し、異なる箇所についてのみ説明する。
【００８１】
図１０は、第２実施形態の受信アンテナ９０の構成を示す全体構成図であり、図１０（ａ）は、受信アンテナ９０の構成を示す外観図、図１０（ｂ）は、受信アンテナ９０の構成を示す正面図（図１０（ａ）の矢視図Ｊ）である。
【００８２】
第２実施形態の導波器９２は、非導電性のＦＲＰ製のパイプからなり、パイプの表面には、所定の間隔をあけて、電波の波長λの略２分の１の長さでめっきが複数箇所（本実施形態では３箇所）に施されている。
【００８３】
以上説明したように、第２実施形態の受信アンテナ９０においては、夫々棒状に形成された導波器９２、反射器９４、及び、放射器３０を備え、これら各器は、導波器９２、放射器３０、反射器９４の順に互いに平行に、且つ、電波の到来方向と直交するようにブラケット６、８を介してブーム４に支持されている。そして、導波器９２及び反射器９４は、ＦＲＰ製のパイプからなり、パイプの表面には、導波素子、または、反射素子として機能するめっき部９２ａ，９４ａが設けられている。
【００８４】
従って、第２実施形態の受信アンテナ９０によれば、導波素子、反射素子、及び、放射素子からなる複数のアンテナが、電波の放射方向に向けて所定間隔で配置されるので、指向特性の鋭い受信アンテナ９０とすることができ、しかも、導波素子、反射素子、及び、放射素子が基板上、または、ＦＲＰ製のパイプ上に一体に形成されているので、各素子を個々に形成した従来の受信アンテナと比べて部品数を減らすことができ、組立や設置を容易にすることができる。
【００８５】
また、ＦＲＰ製のパイプに所定の間隔でめっきを施すことにより、複数の導波素子、反射素子が一体に形成された導波器９２または反射器９４を容易に形成することができ、外観から劣化状況も容易に判断できるので、容易に不具合箇所を把握できる。
【００８６】
なお、第２実施形態においては、パイプからなる導波器９２及び反射器９４が本発明の第１支持部材に相当し、めっき部９２ａ，９４ａが本発明の誘導素子に相当する。
［第３実施形態］
次に、別形態の受信アンテナ１００について説明する。第３実施形態の受信アンテナ１００は、放射器、及び、各器の取付け構成以外は、上記第１実施形態と同様に構成されている。このため、第１実施形態と同様の箇所については同様の符号を付して説明を省略し、異なる箇所についてのみ説明する。
【００８７】
図１１は、第３実施形態の受信アンテナ１００の構成を示す全体構成図であり、図１１（ａ）は、受信アンテナ１００の構成を示す外観図、図１１（ｂ）受信アンテナ１００の構成を示す正面図（図１１（ａ）の矢視図Ｋ）である。
【００８８】
第３実施形態の放射器１０２は、複数（本実施形態では３つ）のダイポールアンテナ素子１０４（以下、ダイポール素子１０４ともいう）と、ダイポール素子１０４を支持する非導電性のＦＲＰ製のパイプ１０６と、から構成されている。また、マスト２には、各ダイポール素子１０４にて受信した信号を混合し、出力するための電波合成器１０８が取り付けられており、各ダイポール素子１０４と同軸ケーブルにて接続されている。
【００８９】
そして、このように構成された放射器１０２には、パイプ１０６のダイポール素子１０４が固定された側とは反対側の面の中央部にブラケット９６が固定されており、このブラケット９６を介してブーム４に固定される。また、導波器１０及び反射器１２の中央部にも、夫々、ブラケット９６が固定されており、ブラケット９６を介してブーム４に固定される。
【００９０】
以上説明したように、第３実施形態の受信アンテナ１００においては、導波器１０、反射器１２、放射器１０２が夫々棒状に形成されており、放射器１０２には、複数のダイポール素子１０４が、パイプ１０６に所定の間隔で設置されている。また、導波器１０及び反射器１２は、非導電性のパイプ２２と、非導電性の基板２６と、基板をパイプ２２内で支持するキャップ２４と、から構成されており、基板２６には、夫々、導波素子または反射素子として機能する導電パターンが複数形成されている。
【００９１】
従って、第３実施形態の受信アンテナ１００によれば、導波素子、反射素子、及び、放射素子からなる複数のアンテナが、電波の放射方向に向けて所定間隔で配置されるので、指向特性の鋭い受信アンテナ１００とすることができ、しかも、導波素子、反射素子が基板上に一体に形成され、ダイポール素子１０４は１本のパイプ１０６上に設置されているので、各素子を個々に形成した従来の受信アンテナと比べて部品数を減らすことができ、組立や設置を容易にすることができる。
【００９２】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。
例えば、上記各実施形態においては、導波器、反射器、及び、放射器に夫々３つの導波素子、反射素子、放射素子を形成したが、素子数は３素子に限ることはなく、設置場所や要求する性能に応じて適宜素子数を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】第１実施形態の受信アンテナ１の構成を示す外観図である。
【図２】第１実施形態の受信アンテナ１の構成を示す上面図及び正面図である。
【図３】導波器１０の構成を示す外観図、分解図である。
【図４】導波器１０の基板２６の構成を示す外観図である。
【図５】変形例２の導波器１０の構成を示す外観図、分解図である。
【図６】放射器３０及び基板３６の構成を示す外観図である。
【図７】変形例３の放射器３０の基板４６の構成を示す外観図である。
【図８】ブラケット６の構成を示す断面図である。
【図９】ブラケット８及びブラケット８の給電部材７０の構成を示す外観図である。
【図１０】第２実施形態の受信アンテナ９０の構成を示す外観図である。
【図１１】第３実施形態の受信アンテナ１００の構成を示す外観図である。
【符号の説明】
【００９４】
１…受信アンテナ、２…マスト、４…ブーム、６，８…ブラケット、１０…導波器、１２…反射器、１４…素子部、１６…素子部材、１８…保持部材、２０…キャップ、２２…パイプ、２４…キャップ、２６…基板、２６ａ…導電パターン、２８…基板、２８ａ…導電パターン、２８ｂ…ローディングコイル、３０…放射器、３２…パイプ、３４…キャップ、３６…基板、３８…基板本体、４０ａ…第１放射パターン、４０ｂ…第２放射パターン、４０ｃ…スルーホール、４０ｄ…位相コイル、４２…給電用のパターン、４４…バラン、４６…基板、４８…基板本体、５０…電波合成器、５２…同軸素子部、５４…給電用のパターン、５６…スリーブ、５８…位相回路、６０…混合回路、６２…台座、６４…防水用パッキン、６６…保持部材、７０…給電部材、７２…給電ピン、７４…グランドピン、７６…外筒部、７８…コンタクト、８０…コイルばね、８２…内筒部、９０…受信アンテナ、９２…導波器、９４…反射器、９６…ブラケット、１００…受信アンテナ、１０２…放射器、１０４…ダイポール素子、１０６…パイプ、１０８…電波合成器
【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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【図１１】
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