(57)【要約】【課題】指向性の制御が可能で、マルチパス妨害を受け難いアンテナ装置を提供する。【解決手段】このアンテナ装置は、同一平面上において中心点の周りに等角度間隔で順次配置され、それぞれ給電点Ｐ１〜Ｐ４を有するアンテナ素子１〜４と、受信した電波の位相を略９０度遅延させる移相器８とを備え、給電点Ｐ１〜Ｐ４と移相器８とテレビ受信機７とを選択的に接続し、アンテナ装置の単一指向性を０度、９０度、１８０度、２７０度の４方向に制御する。したがって、これらの方向のマルチパス妨害を抑制することができる。【選択図】図２
2008167248.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
指向性の制御が可能なアンテナ装置であって、
同一平面上において中心点の周りに等角度間隔で順次配置され、それぞれ第１〜第４の給電点を有する第１〜第４のアンテナ素子と、
受信した電波の位相を略９０度遅延させる移相器と、
前記アンテナ装置の単一指向性の方向を制御するための第１の切換手段とを備え、
前記第１の切換手段は、
前記第１および第２のアンテナ素子の間の方向に前記単一指向性を制御する第１の場合は、前記第１および第２の給電点と前記第３および第４の給電点との間に前記移相器を接続し、
前記第２および第３のアンテナ素子の間の方向に前記単一指向性を制御する第２の場合は、前記第２および第３の給電点と前記第４および第１の給電点との間に前記移相器を接続し、
前記第３および第４のアンテナ素子の間の方向に前記単一指向性を制御する第３の場合は、前記第３および第４の給電点と前記第１および第２の給電点との間に前記移相器を接続し、
前記第４および第１のアンテナ素子の間の方向に前記単一指向性を制御する第４の場合は、前記第４および第１の給電点と前記第２および第３の給電点との間に前記移相器を接続することを特徴とする、アンテナ装置。
【請求項２】
前記第１の切換手段は、
前記第１の場合は、前記第１および第２のアンテナ素子で受信されて前記移相器で遅延された電波と前記第４および第３のアンテナ素子で受信された電波とを合成して受信装置に与え、
前記第２の場合は、前記第２および第３のアンテナ素子で受信されて前記移相器で遅延された電波と前記第１および第４のアンテナ素子で受信された電波とを合成して前記受信装置に与え、
前記第３の場合は、前記第３および第４のアンテナ素子で受信されて前記移相器で遅延された電波と前記第２および第１のアンテナ素子で受信された電波とを合成して前記受信装置に与え、
前記第４の場合は、前記第４および第１のアンテナ素子で受信されて前記移相器で遅延された電波と前記第３および第２のアンテナ素子で受信された電波とを合成して前記受信装置に与え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の切換手段は、
前記第１の場合は、前記第１および第２のアンテナ素子で受信された電波と前記第３および第４のアンテナ素子で受信されて前記移相器で遅延された電波とを合成して受信装置に与え、
前記第２の場合は、前記第２および第３のアンテナ素子で受信された電波と前記第４および第１のアンテナ素子で受信されて前記移相器で遅延された電波とを合成して前記受信装置に与え、
前記第３の場合は、前記第３および第４のアンテナ素子で受信された電波と前記第１および第２のアンテナ素子で受信されて前記移相器で遅延された電波とを合成して前記受信装置に与え、
前記第４の場合は、前記第４および第１のアンテナ素子で受信された電波と前記第２および第３のアンテナ素子で受信されて前記移相器で遅延された電波とを合成して前記受信装置に与え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】
さらに、前記アンテナ装置の８字指向性の方向を制御するための第２の切換手段を備え、
前記第２の切換手段は、
前記第１および第３のアンテナ素子の方向に前記８字指向性を制御する第５の場合は、前記第２および第４のアンテナ素子で受信した電波を前記受信装置に与え、
前記第２および第４のアンテナ素子の方向に前記８字指向性を制御する第６の場合は、前記第１および第３のアンテナ素子で受信した電波を前記受信装置に与えることを特徴とする、請求項２または請求項３に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記第１および第３のアンテナ素子は第１のダイポールアンテナを構成し、
前記第２および第４のアンテナ素子は第２のダイポールアンテナを構成していることを特徴とする、請求項１から請求項４までのいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記第１および第２のダイポールアンテナの各々はファンダイポールアンテナであることを特徴とする、請求項５に記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記第１および第２のダイポールアンテナは絶縁基板または絶縁フィルム上に設けられた導電性膜で形成されていることを特徴とする、請求項５または請求項６に記載のアンテナ装置。
【請求項８】
前記第１および第３のアンテナ素子は第１のループアンテナを構成し、
前記第２および第４のアンテナ素子は第２のループアンテナを構成していることを特徴とする、請求項１から請求項４までのいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項９】
前記第１および第２のループアンテナの各々は２分の１波長折返しダイポールアンテナであることを特徴とする、請求項８に記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はアンテナ装置に関し、特に、指向性の制御が可能なアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図２３は、指向性の制御が可能な従来のアンテナ装置の要部を示す平面図である。図２３において、このアンテナ装置は、同一平面上において中心点の周りに等角度間隔で順次配置された４つのアンテナ素子５１〜５４を備える。アンテナ素子５１〜５４は、それぞれ給電点Ｐ１〜Ｐ４を有する。アンテナ素子５１と５３、およびアンテナ素子５２と５４は、それぞれダイポールアンテナを構成している。アンテナ装置は、複数のＵＨＦ（Ultra High Frequency）テレビ放送の電波を受信するために用いられる。アンテナ素子５１〜５４は水平に配置され、たとえばアンテナ素子５２が主なＵＨＦテレビ放送局の方向に向けられる。中心点から見てアンテナ素子５２の方向を０度とする。アンテナ装置の指向性は、複数のＵＨＦテレビ放送局のうちの視聴者によって選択されたＵＨＦテレビ放送局の方向に制御される。
【０００３】
図２４（ａ）〜（ｄ）は、このアンテナ装置の指向性の制御方法を示す図である。図２４（ａ）に示すように、アンテナ装置の８字指向性を０度方向（前方）および１８０度方向（後方）に向ける場合は、給電点Ｐ１，Ｐ３をテレビ受信機に接続する。０度方向から送信された電波は、アンテナ素子５１，５３で受信され、給電点Ｐ１，Ｐ３を介してテレビ受信機に与えられる。また、１８０度方向から送信された電波は、アンテナ素子５１，５３で受信され、給電点Ｐ１，Ｐ３を介してテレビ受信機に与えられる。したがって、アンテナ装置の指向性は、図２４(ａ）中の点線で示されるように、０度方向および１８０度方向で受信感度が最大になる８字指向性となる。
【０００４】
また図２４（ｂ）に示すように、アンテナ装置の８字指向性を９０度方向（右横方向）および２７０度方向（左横方向）に向ける場合は、給電点Ｐ２，Ｐ４をテレビ受信機に接続する。９０度方向から送信された電波は、アンテナ素子５２，５４で受信され、給電点Ｐ２，Ｐ４を介してテレビ受信機に与えられる。また、２７０度方向から送信された電波は、アンテナ素子５２，５４で受信され、給電点Ｐ２，Ｐ４を介してテレビ受信機に与えられる。したがって、アンテナ装置の指向性は、図２４(ｂ）中の点線で示されるように、９０度方向および２７０度方向で受信感度が最大になる８字指向性となる。
【０００５】
また図２４（ｃ）に示すように、アンテナ装置の８字指向性を４５度方向（右斜め前方向）および２７０度方向（左斜め後方向）に向ける場合は、給電点Ｐ１とＰ２および給電点Ｐ３とＰ４の間をそれぞれ導線５５，５６で接続し、給電点Ｐ１，Ｐ４をテレビ受信機に接続する。これにより、アンテナ素子５１と５２が１つのアンテナ素子を構成し、アンテナ素子５３と５４がもう１つのアンテナ素子を構成し、構成された２つのアンテナ素子は４５度方向および２２５度方向からの電波を受信する。したがって、アンテナ装置の指向性は、図２４(ｃ）中の点線で示されるように、４５度方向および２２５度方向で受信感度が最大になる８字指向性となる。
【０００６】
また図２４（ｄ）に示すように、アンテナ装置の８字指向性を１３５度方向（右斜め後方向）および３１５度方向（左斜め前方向）に向ける場合は、給電点Ｐ１とＰ４および給電点Ｐ２とＰ３の間をそれぞれ導線５５，５６で接続し、給電点Ｐ１，Ｐ２をテレビ受信機に接続する。これにより、アンテナ素子５１と５４が１つのアンテナ素子を構成し、アンテナ素子５２と５３がもう１つのアンテナ素子を構成し、構成された２つのアンテナ素子は４５度方向および２２５度方向からの電波を受信する。したがって、アンテナ装置の指向性は、図２４(ｄ）中の点線で示されるように、１３５度方向および３１５度方向で受信感度が最大となる８字指向性となる。
【０００７】
図２５は、このアンテナ装置の利得の周波数特性を示す図である。図２５において、周波数の範囲は４７０〜８０６ＭＨｚであるが、この範囲には日本および米国におけるＵＨＦテレビ放送の周波数範囲が含まれる。日本では、ＵＨＦテレビ放送における放送電波の周波数範囲は４７０〜７７０ＭＨｚ（１３〜６２チャンネル）である。特に、地上波デジタル放送の場合、周波数範囲は４７０〜７１０ＭＨｚである。また、米国におけるＵＨＦテレビ放送の場合、周波数範囲は４７０〜８０６ＭＨｚである。図２５から、このアンテナ装置は、４７０〜８０６ＭＨｚにおいて十分に高い利得を有することが分かる。
【０００８】
図２６（ａ）〜（ｆ）は、このアンテナ装置の０度方向の８字指向性の周波数特性を示す図である。図２６（ａ）〜（ｆ）から、このアンテナ装置は４７０〜８０６ＭＨｚにおいて良好な８字指向性を示すことが分かる。
【０００９】
また、直交配置した２つのダイポールアンテナの指向性を合成して４方向の８字指向性を実現するアンテナ装置もある（たとえば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−１５７２０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、従来のアンテナ装置は８字指向性を有するので、マルチパス妨害を受け易いという問題があった。たとえば、前方からの電波に対する受信感度と後方からの電波に対する受信感度が同じであるので、アンテナ装置の後方にビルがある場合、前方からの電波と後方のビルで反射した電波とが合成され、映像が不鮮明になっていた。
【００１１】
それゆえに、この発明の主たる目的は、指向性の制御が可能で、マルチパス妨害を受け難いアンテナ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明に係るアンテナ装置は、指向性の制御が可能なアンテナ装置であって、同一平面上において中心点の周りに等角度間隔で順次配置され、それぞれ第１〜第４の給電点を有する第１〜第４のアンテナ素子と、受信した電波の位相を略９０度遅延させる移相器と、アンテナ装置の単一指向性の方向を制御するための第１の切換手段とを備えたものである。この第１の切換手段は、第１および第２のアンテナ素子の間の方向に単一指向性を制御する第１の場合は、第１および第２の給電点と第３および第４の給電点との間に移相器を接続し、第２および第３のアンテナ素子の間の方向に単一指向性を制御する第２の場合は、第２および第３の給電点と第４および第１の給電点との間に移相器を接続し、第３および第４のアンテナ素子の間の方向に単一指向性を制御する第３の場合は、第３および第４の給電点と第１および第２の給電点との間に移相器を接続し、第４および第１のアンテナ素子の間の方向に単一指向性を制御する第４の場合は、第４および第１の給電点と第２および第３の給電点との間に移相器を接続する。
【００１３】
好ましくは、第１の切換手段は、第１の場合は、第１および第２のアンテナ素子で受信されて移相器で遅延された電波と第４および第３のアンテナ素子で受信された電波とを合成して受信装置に与え、第２の場合は、第２および第３のアンテナ素子で受信されて移相器で遅延された電波と第１および第４のアンテナ素子で受信された電波とを合成して受信装置に与え、第３の場合は、第３および第４のアンテナ素子で受信されて移相器で遅延された電波と第２および第１のアンテナ素子で受信された電波とを合成して受信装置に与え、第４の場合は、第４および第１のアンテナ素子で受信されて移相器で遅延された電波と第３および第２のアンテナ素子で受信された電波とを合成して受信装置に与える。
【００１４】
また好ましくは、第１の切換手段は、第１の場合は、第１および第２のアンテナ素子で受信された電波と第３および第４のアンテナ素子で受信されて移相器で遅延された電波とを合成して受信装置に与え、第２の場合は、第２および第３のアンテナ素子で受信された電波と第４および第１のアンテナ素子で受信されて移相器で遅延された電波とを合成して受信装置に与え、第３の場合は、第３および第４のアンテナ素子で受信された電波と第１および第２のアンテナ素子で受信されて移相器で遅延された電波とを合成して受信装置に与え、第４の場合は、第４および第１のアンテナ素子で受信された電波と第２および第３のアンテナ素子で受信されて移相器で遅延された電波とを合成して受信装置に与える。
【００１５】
また好ましくは、さらに、アンテナ装置の８字指向性の方向を制御するための第２の切換手段を備える。この第２の切換手段は、第１および第３のアンテナ素子の方向に８字指向性を制御する第５の場合は、第２および第４のアンテナ素子で受信した電波を受信装置に与え、第２および第４のアンテナ素子の方向に８字指向性を制御する第６の場合は、第１および第３のアンテナ素子で受信した電波を受信装置に与える。
【００１６】
また好ましくは、第１および第３のアンテナ素子は第１のダイポールアンテナを構成し、第２および第４のアンテナ素子は第２のダイポールアンテナを構成している。
【００１７】
また好ましくは、第１および第２のダイポールアンテナの各々はファンダイポールアンテナである。
【００１８】
また好ましくは、第１および第２のダイポールアンテナは絶縁基板または絶縁フィルム上に設けられた導電性膜で形成されている。
【００１９】
また好ましくは、第１および第３のアンテナ素子は第１のループアンテナを構成し、第２および第４のアンテナ素子は第２のループアンテナを構成している。
【００２０】
また好ましくは、第１および第２のループアンテナの各々は２分の１波長折返しダイポールアンテナである。
【発明の効果】
【００２１】
この発明に係るアンテナ装置は、指向性の制御が可能なアンテナ装置であって、中心点の周りに等角度間隔で順次配置され、それぞれ第１〜第４の給電点を有する第１〜第４のアンテナ素子と、受信した電波の位相を略９０度遅延させる移相器と、アンテナ装置の単一指向性の方向を制御するための第１の切換手段とを備えたものである。この第１の切換手段は、第１および第２のアンテナ素子の間の方向に単一指向性を制御する第１の場合は、第１および第２の給電点と第３および第４の給電点との間に移相器を接続し、第２および第３のアンテナ素子の間の方向に単一指向性を制御する第２の場合は、第２および第３の給電点と第４および第１の給電点との間に移相器を接続し、第３および第４のアンテナ素子の間の方向に単一指向性を制御する第３の場合は、第３および第４の給電点と第１および第２の給電点との間に移相器を接続し、第４および第１のアンテナ素子の間の方向に単一指向性を制御する第４の場合は、第４および第１の給電点と第２および第３の給電点との間に移相器を接続する。したがって、単一指向性を４方向に制御することができる。また、単一指向性を有し、たとえば前方からの電波に対する受信感度が後方からの電波に対する受信感度よりも大きいので、マルチパス妨害を受け難い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
[実施の形態１]
図１は、この発明の実施の形態１によるアンテナ装置の要部を示す平面図である。図１において、このアンテナ装置は、同一平面上において中心点の周りに等角度間隔で順次配置された４つのアンテナ素子１〜４を備える。アンテナ素子１〜４は、それぞれ給電点Ｐ１〜Ｐ４を有する。アンテナ素子１と３、およびアンテナ素子２と４は、それぞれダイポールアンテナを構成している。
【００２３】
アンテナ素子１〜４の各々は、ファン形（扇形）のダイポール素子５と、導線部６，７とを含む。給電点Ｐ１〜Ｐ４は、それぞれアンテナ素子１〜４のダイポール素子５の基端部（中心点側の部分）に設けられている。導線部６，７は、ダイポール素子５の両側の２辺に沿って設けられる。導線部６，７の一方端は、ダイポール素子５の先端部（中心点と反対側の部分）に接続されている。各導線部６の他方端は、隣接するアンテナ素子の導線部７の他方端に接続されるとともに、対向する導線部６，７に接続されている。導線部６，７を設けたことにより、アンテナ装置の特性の向上と小型化が図られている（たとえば特開２００６−１５７２０９号公報参照）。
【００２４】
アンテナ素子１の先端からアンテナ素子３の先端までの長さ、およびアンテナ素子２の先端からアンテナ素子４の先端までの長さは、ともに２５０ｍｍである。アンテナ素子１の基端とアンテナ素子３の基端との間の距離、およびアンテナ素子２の基端とアンテナ素子４の基端との間の距離は、ともに２０ｍｍである。アンテナ素子１〜４の各々の幅は、基端から先端に向かって徐々に広くなり、先端から６６ｍｍの位置で６４ｍｍとなる。ダイポール素子５と導線部６，７との間には、それぞれ２ｍｍの隙間が設けられている。
【００２５】
アンテナ装置は、複数のＵＨＦテレビ放送の電波を受信するために用いられる。アンテナ素子１〜４は水平に配置され、アンテナ素子１と２の中間の方向が主なＵＨＦテレビ放送局の方向に向けられる。中心点から見てアンテナ素子１と２の中間の方向を０度とする。アンテナ装置の指向性は、複数のＵＨＦテレビ放送局のうちの視聴者によって選択されたＵＨＦテレビ放送局の方向に制御される。
【００２６】
図２（ａ）〜（ｄ）は、このアンテナ装置の指向性の制御方法を示す図である。図２（ａ）に示すように、アンテナ装置の単一指向性を０度方向に向ける場合は、給電点Ｐ１，Ｐ２と給電点Ｐ４，Ｐ３の間に移相器８を接続するとともに、給電点Ｐ４，Ｐ３をテレビ受信機に接続する。移相器８は、受信された電波の位相を略９０度遅延させる。移相器８は、たとえば、平行に配置された２本の導線８ａ，８ｂを含み、長さが１６０ｍｍで特性インピーダンスが３００オームの平行線路で構成される。０度方向からの電波は、アンテナ素子１，２で受信され、移相器８で略９０度遅延されて給電点Ｐ４，Ｐ３に伝達される。また、０度方向からの電波は、空間で略９０度遅延されてアンテナ素子４，３で受信される。したがって、アンテナ素子１，２で受信されて移相器８で遅延された電波と、アンテナ素子４，３で受信された電波とが同位相となり、給電点Ｐ４，Ｐ３で合成される。
【００２７】
一方、１８０度方向からの電波は、アンテナ素子４，３で受信されて給電点Ｐ４，Ｐ３に与えられる。また、１８０度方向からの電波は、空間で略９０度遅延されてアンテナ素子１，２で受信され、移相器８でさらに略９０度遅延されて給電点Ｐ４，Ｐ３に伝達される。したがって、アンテナ素子１，２で受信されて移相器８で遅延された電波と、アンテナ素子４，３で受信された電波とが逆位相となり、電波は減衰する。この場合、アンテナ装置の指向性は、図２(ａ）中の点線で示されるように、０度方向の受信感度が１８０度方向の受信感度よりも高い単一指向性となる。
【００２８】
また、アンテナ装置の単一指向性を１８０度方向に向ける場合は、図２（ａ）と同様に給電点Ｐ１，Ｐ２と給電点Ｐ４，Ｐ３の間に移相器８を接続し、給電点Ｐ４，Ｐ３の代わりに給電点Ｐ１，Ｐ２をテレビ受信機に接続する。この場合は、アンテナ装置の指向性は、図２（ａ）の場合と逆になり、１８０度方向の受信感度が０度方向の受信感度よりも高い単一指向性となる。
【００２９】
また図２（ｂ）に示すように、アンテナ装置の８字指向性を４５度および２２５度方向に向ける場合は、給電点Ｐ１，Ｐ３をテレビ受信機に接続する。４５度方向から送信された電波は、アンテナ素子１，３で受信され、給電点Ｐ１，Ｐ３を介してテレビ受信機に与えられる。また、１８０度方向から送信された電波は、アンテナ素子１，３で受信され、給電点Ｐ１，Ｐ３を介してテレビ受信機に与えられる。この場合、アンテナ装置の指向性は、図２(ｂ）中の点線で示されるように、４５度方向および２２５度方向で受信感度が最大になる８字指向性となる。
【００３０】
また図２（ｃ）に示すように、アンテナ装置の８字指向性を１３５度および３１５度方向に向ける場合は、給電点Ｐ２，Ｐ４をテレビ受信機に接続する。１３５度方向から送信された電波は、アンテナ素子２，４で受信され、給電点Ｐ２，Ｐ４を介してテレビ受信機に与えられる。また、３１５度方向から送信された電波は、アンテナ素子２，４で受信され、給電点Ｐ２，Ｐ４を介してテレビ受信機に与えられる。この場合、アンテナ装置の指向性は、図２(ｃ）中の点線で示されるように、１３５度方向および３１５度方向で受信感度が最大になる８字指向性となる。
【００３１】
また図２（ｄ）に示すように、アンテナ装置の単一指向性を９０度方向に向ける場合は、給電点Ｐ２，Ｐ３と給電点Ｐ１，Ｐ４の間に移相器８を接続するとともに、給電点Ｐ１，Ｐ４をテレビ受信機に接続する。９０度方向からの電波は、アンテナ素子２，３で受信され、移相器８で略９０度遅延されて給電点Ｐ１，Ｐ４に伝達される。また、９０度方向からの電波は、空間で略９０度遅延されてアンテナ素子１，４で受信される。したがって、アンテナ素子２，３で受信されて移相器８で遅延された電波と、アンテナ素子１，４で受信された電波とが同位相となり、給電点Ｐ１，Ｐ４で合成される。
【００３２】
一方、２７０度方向からの電波は、アンテナ素子１，４で受信されて給電点Ｐ１，Ｐ４に与えられる。また、２７０度方向からの電波は、空間で略９０度遅延されてアンテナ素子２，３で受信され、移相器８でさらに略９０度遅延されて給電点Ｐ１，Ｐ４に伝達される。したがって、アンテナ素子２，３で受信されて移相器８で遅延された電波と、アンテナ素子１，４で受信された電波とが逆位相となり、電波は減衰する。この場合、アンテナ装置の指向性は、図２(ｄ）中の点線で示されるように、９０度方向の受信感度が２７０度方向の受信感度よりも高い単一指向性となる。
【００３３】
また、アンテナ装置の単一指向性を２７０度方向に向ける場合は、図２（ｄ）と同様に給電点Ｐ２，Ｐ３と給電点Ｐ１，Ｐ４の間に移相器８を接続し、給電点Ｐ１，Ｐ４の代わりに給電点Ｐ３，Ｐ２をテレビ受信機に接続する。この場合は、アンテナ装置の指向性は、図２（ｄ）の場合と逆になり、２７０度方向の受信感度が９０度方向の受信感度よりも高い単一指向性となる。
【００３４】
したがって、このアンテナ装置によれば、図３に示すように、単一指向性を０度、９０度、１８０度、２７０度の４方向に制御することができる。また、８字指向性を４５度および２２５度方向と、１３５度および３１５度方向の２方向に制御することができる。
【００３５】
なお、図２（ａ）〜（ｄ）においては、図面の簡単化を図るため、アンテナ素子１〜４の中心部において対向する導線部６，７同士が接続されている様子の図示は省略されている。この点については以下の図面でも同様である。
【００３６】
図４は、このアンテナ装置の利得の周波数特性を示す図である。図４から、このアンテナ装置は、４７０〜８０６ＭＨｚにおいて十分に高い利得を有することが分かる。図５は、このアンテナ装置のＶＳＷＲ（Voltage Standing Wave Ratio：電圧定在波比）の周波数特性を示す図である。図５から、このアンテナ装置は、４７０〜８０６ＭＨｚにおいて十分に低いＶＳＷＲを有することが分かる。図６（ａ）〜（ｆ）は、このアンテナ装置の０度方向の単一指向性の周波数特性を示す図である。図６（ａ）〜（ｆ）から、このアンテナ装置は４７０〜８０６ＭＨｚにおいて良好な単一指向性を示すことが分かる。
【００３７】
図７は、このアンテナ装置の構成を例示する図である。図７において、このアンテナ装置は、図１および図２（ａ）〜（ｄ）で示したアンテナ素子１〜４および移相器８に加え、切換回路９を備える。切換回路９はテレビ受信機１０に接続される。テレビ受信機１０は、視聴者によって選択されたＵＨＦテレビ放送局に応じた制御信号を切換回路９に与える。切換回路９は、テレビ受信機１０からの制御信号に従い、図２（ａ）〜（ｄ）で説明したように、給電点Ｐ１〜Ｐ４と移相器８とテレビ受信機１０とを接続し、選択されたＵＨＦテレビ放送局の方向にアンテナ装置の指向性を制御し、選択されたＵＨＦテレビ放送局からの電波をテレビ受信機１０に与える。テレビ受信機１０は、その電波を映像信号に変換し、映像を画面に表示する。
【００３８】
この実施の形態１では、単一指向性を０度、９０度、１８０度、２７０度の４方向に制御することができ、さらに８字指向性を４５度および２２５度方向と、１３５度および３１５度方向の２方向に制御することができる。したがって、複数のＵＨＦテレビ放送局からの電波を高感度で受信することができる。また、０度、９０度、１８０度、または２７０度の方向からの電波を受信する場合は、その方向からの電波に対する受信感度が逆方向からの電波に対する受信感度よりも大きいので、マルチパス妨害を受け難い。
【００３９】
なお、アンテナ素子１〜４は、たとえば金型を用いて板金をプレス加工することにより形成される。また、図８に示すように、絶縁基板（または絶縁フィルム）１１の表面の金属膜をアンテナ素子１〜４の形状にエッチングすることにより形成してもよい。
【００４０】
また、図９は、この実施の形態１の変更例を示す図である。図９において、このアンテナ装置は、実施の形態１のアンテナ素子１〜４をアンテナ素子１２〜１５で置換したものである。アンテナ素子１２〜１５は、それぞれ給電点Ｐ１〜Ｐ４を有する。アンテナ素子１２〜１５の各々は所定長のポール１６を含む。アンテナ素子１２と１４，１３と１５は、それぞれ２分の１波長ダイポールアンテナを構成する。この変更例でも、実施の形態１と同じ効果が得られる。
【００４１】
[実施の形態２]
図１０（ａ）〜（ｄ）は、この発明の実施の形態２によるアンテナ装置の指向性制御方法を示す図であって、図２（ａ）〜（ｄ）と対比される図である。図１０（ａ）〜（ｄ）において、このアンテナ装置が実施の形態１のアンテナ装置と異なる点は、移相器８が受信された電波の位相を９０度遅延させ、さらに反転させるように接続される点である。
【００４２】
図１０（ａ）に示すように、アンテナ装置の単一指向性を０度方向に向ける場合は、給電点Ｐ１，Ｐ２と給電点Ｐ３，Ｐ４の間に移相器８を接続するとともに、給電点Ｐ１，Ｐ２をテレビ受信機に接続する。０度方向からの電波は、アンテナ素子１，２で受信されて給電点Ｐ１，Ｐ２に与えられる。また、０度方向からの電波は、空間で略９０度遅延されてアンテナ素子４，３で受信され、移相器８で略９０度遅延され、さらに反転されて給電点Ｐ１，Ｐ２に伝達される。したがって、アンテナ素子４，３で受信されて移相器８で遅延および反転された電波と、アンテナ素子１，２で受信された電波とが同位相となり、給電点Ｐ１，Ｐ２で合成される。
【００４３】
一方、１８０度方向からの電波は、アンテナ素子４，３で受信され、移相器８で９０度遅延され、さらに反転されて給電点Ｐ１，Ｐ２に伝達される。また、１８０度方向からの電波は、空間で略９０度遅延されてアンテナ素子１，２で受信される。したがって、アンテナ素子４，３で受信されて移相器８で遅延および反転された電波と、アンテナ素子１，２で受信された電波とが逆位相となり、電波は減衰する。この場合、アンテナ装置の指向性は、図１０(ａ）中の点線で示されるように、０度方向の受信感度が１８０度方向の受信感度よりも高い単一指向性となる。
【００４４】
また、アンテナ装置の単一指向性を１８０度方向に向ける場合は、図１０（ａ）と同様に給電点Ｐ１，Ｐ２と給電点Ｐ３，Ｐ４の間に移相器８を接続し、給電点Ｐ１，Ｐ２の代わりに給電点Ｐ３，Ｐ４をテレビ受信機に接続する。この場合は、アンテナ装置の指向性は、図１０（ａ）の場合と逆になり、１８０度方向の受信感度が０度方向の受信感度よりも高い単一指向性となる。
【００４５】
また図１０（ｂ）に示すように、アンテナ装置の８字指向性を４５度および２２５度方向に向ける場合は、給電点Ｐ１，Ｐ３をテレビ受信機に接続する。４５度方向から送信された電波は、アンテナ素子１，３で受信され、給電点Ｐ１，Ｐ３を介してテレビ受信機に与えられる。また、２２５度方向から送信された電波は、アンテナ素子１，３で受信され、給電点Ｐ１，Ｐ３を介してテレビ受信機に与えられる。この場合、アンテナ装置の指向性は、図１０(ｂ）中の点線で示されるように、４５度方向および２２５度方向で受信感度が最大になる８字指向性となる。
【００４６】
また図１０（ｃ）に示すように、アンテナ装置の８字指向性を１３５度および３１５度方向に向ける場合は、給電点Ｐ２，Ｐ４をテレビ受信機に接続する。１３５度方向から送信された電波は、アンテナ素子２，４で受信され、給電点Ｐ２，Ｐ４を介してテレビ受信機に与えられる。また、３１５度方向から送信された電波は、アンテナ素子２，４で受信され、給電点Ｐ２，Ｐ４を介してテレビ受信機に与えられる。この場合、アンテナ装置の指向性は、図１０(ｃ）中の点線で示されるように、１３５度方向および３１５度方向で受信感度が最大になる８字指向性となる。
【００４７】
また図１０（ｄ）に示すように、アンテナ装置の単一指向性を９０度方向に向ける場合は、給電点Ｐ２，Ｐ３と給電点Ｐ１，Ｐ４の間に移相器８を接続するとともに、給電点Ｐ２，Ｐ３をテレビ受信機に接続する。９０度方向からの電波は、アンテナ素子２，３で受信されて給電点Ｐ２，Ｐ３に与えられる。また、９０度方向からの電波は、空間で略９０度遅延されてアンテナ素子１，４で受信され、移相器８で略９０度遅延され、さらに反転されて給電点Ｐ２，Ｐ３に伝達される。したがって、アンテナ素子１，４で受信されて移相器８で遅延および反転された電波と、アンテナ素子２，３で受信された電波とが同位相となり、給電点Ｐ２，Ｐ３で合成される。
【００４８】
一方、２７０度方向からの電波は、アンテナ素子１，４で受信され、移相器８で９０度遅延され、さらに反転されて給電点Ｐ２，Ｐ３に伝達される。また、２７０度方向からの電波は、空間で略９０度遅延されてアンテナ素子２，３で受信される。したがって、アンテナ素子１，４で受信されて移相器８で遅延および反転された電波と、アンテナ素子２，３で受信された電波とが逆位相となり、電波は減衰する。この場合、アンテナ装置の指向性は、図１０(ｄ）中の点線で示されるように、９０度方向の受信感度が２７０度方向の受信感度よりも高い単一指向性となる。
【００４９】
また、アンテナ装置の単一指向性を２７０度方向に向ける場合は、図１０（ｄ）と同様に給電点Ｐ２，Ｐ３と給電点Ｐ４，Ｐ１の間に移相器８を接続し、給電点Ｐ２，Ｐ３の代わりに給電点Ｐ４，Ｐ１をテレビ受信機に接続する。この場合は、アンテナ装置の指向性は、図１０（ｄ）の場合と逆になり、２７０度方向の受信感度が９０度方向の受信感度よりも高い単一指向性となる。
【００５０】
図１１は、このアンテナ装置の利得の周波数特性を示す図である。図１１から、このアンテナ装置は、４７０〜８０６ＭＨｚにおいて十分に高い利得を有することが分かる。図１２は、このアンテナ装置のＶＳＷＲの周波数特性を示す図である。図１２から、このアンテナ装置は、４７０〜８０６ＭＨｚにおいて十分に低いＶＳＷＲを有することが分かる。図１３（ａ）〜（ｆ）は、このアンテナ装置の０度方向の単一指向性の周波数特性を示す図である。図１３（ａ）〜（ｆ）から、このアンテナ装置は４７０〜８０６ＭＨｚにおいて良好な単一指向性を示すことが分かる。
【００５１】
この実施の形態２でも、実施の形態１と同じ効果が得られる。
[実施の形態３]
図１４は、この発明の実施の形態３によるアンテナ装置の要部を示す図であって、図２（ａ）と対比される図である。図１４において、このアンテナ装置が実施の形態１のアンテナ装置と異なる点は、アンテナ素子１〜４がそれぞれアンテナ素子２１〜２４で置換されている点である。アンテナ素子２１〜２４は、それぞれ給電点Ｐ１〜Ｐ４を有する。アンテナ素子２１と２３は第１の１波長ループアンテナを構成し、アンテナ素子２２と２４は第２の１波長ループアンテナを構成し、第１および第２の１波長ループアンテナの中心点２５は接続されている。アンテナ素子２１〜２４はアンテナ素子１〜４と同様に電波を受信する。したがって、実施の形態１と同様に、給電点Ｐ１〜Ｐ４と移相器８とテレビ受信機１０とを選択的に接続することにより、指向性を制御することができる。
【００５２】
図１５は、このアンテナ装置の利得の周波数特性を示す図である。図１５から、このアンテナ装置は、４７０〜８０６ＭＨｚにおいて十分に高い利得を有することが分かる。図１６（ａ）〜（ｆ）は、このアンテナ装置の０度方向の単一指向性の周波数特性を示す図である。図１６（ａ）〜（ｆ）から、このアンテナ装置は４７０〜８０６ＭＨｚにおいて良好な単一指向性を示すことが分かる。
【００５３】
この実施の形態３でも、実施の形態１と同じ効果が得られる。
図１７は、この発明の実施の形態３の変更例を示す図であって、図１４と対比される図である。図１７において、このアンテナ装置が実施の形態３のアンテナ装置と異なる点は、移相器８が受信された電波の位相を９０度遅延させ、さらに反転させるように接続される点である。したがって、実施の形態２と同様に、給電点Ｐ１〜Ｐ４と移相器８とテレビ受信機１０とを選択的に接続することにより、指向性を制御することができる。
【００５４】
図１８は、図１７に示したアンテナ装置の利得の周波数特性を示す図である。図１８から、このアンテナ装置は、４７０〜８０６ＭＨｚにおいて十分に高い利得を有することが分かる。図１９（ａ）〜（ｆ）は、このアンテナ装置の０度方向の単一指向性の周波数特性を示す図である。図１９（ａ）〜（ｆ）から、このアンテナ装置は４７０〜８０６ＭＨｚにおいて良好な単一指向性を示すことが分かる。
【００５５】
また、図２０は、この実施の形態３の他の変更例を示す図である。図２０において、このアンテナ装置は、実施の形態３のアンテナ素子２１〜２４をアンテナ素子３１〜３４で置換したものである。アンテナ素子３１〜３４は、それぞれ給電点Ｐ１〜Ｐ４を有する。アンテナ素子３１〜３４の各々はＵ字状に曲げられた所定長のポール３５を含む。アンテナ素子３１〜３４の一方端に給電点Ｐ１〜Ｐ４が設けられ、アンテナ素子３１〜３４の他方端は接続されている。アンテナ素子３１と３３，３２と３４は、それぞれ２分の１波長折返しダイポールアンテナを構成する。この変更例でも、実施の形態３と同じ効果が得られる。
【００５６】
[実施の形態４]
図２１は、この発明の実施の形態４によるアンテナ装置の指向性制御部を示す回路ブロック図である。このアンテナ装置は、図１のアンテナ素子１〜４と、図２１の指向性制御部とを備える。指向性制御部は、移相器４０、整合器４１〜４３、およびスイッチＳＷ１〜ＳＷ７を備える。移相器４０は、たとえば長さが１００ｍｍで特性インピーダンスが７５オームの同軸線路で構成され、受信された電波の位相を略９０度遅延させる。整合器４１〜４３の各々は、受信された電波の反射を抑制してテレビ受信機１０に伝達するものである。
【００５７】
スイッチＳＷ１は、給電点Ｐ１に接続される切換端子Ａ１と、給電点Ｐ２に接続される切換端子Ｂ１と、整合器４１の第１の入力端子に接続される共通端子Ｃ１とを有する。スイッチＳＷ２は、給電点Ｐ２に接続される切換端子Ａ２と、給電点Ｐ３に接続される切換端子Ｂ２と、スイッチＳＷ５の共通端子Ｃ５に接続される共通端子Ｃ２とを有する。スイッチＳＷ３は、給電点Ｐ３に接続される切換端子Ａ３と、給電点Ｐ４に接続される切換端子Ｂ３と、整合器４２の第１の入力端子に接続される共通端子Ｃ３とを有する。スイッチＳＷ４は、給電点Ｐ４に接続される切換端子Ａ４と、給電点Ｐ１に接続される切換端子Ｂ４と、スイッチＳＷ６の共通端子Ｃ６に接続される共通端子Ｃ４とを有する。
【００５８】
スイッチＳＷ５は、スイッチＳＷ６の切換端子Ａ６とスイッチＳＷ７の切換端子Ｄ７に接続される切換端子Ａ５と、整合器４１の第２の入力端子に接続される切換端子Ｂ５と、整合器４３の第１の入力端子に接続される切換端子Ｄ５と、スイッチＳＷ２の共通端子Ｃ２に接続される共通端子Ｃ５とを有する。
【００５９】
スイッチＳＷ６は、上記切換端子Ａ５，Ｄ７に接続される切換端子Ａ６と、整合器４２の第２の入力端子に接続される切換端子Ｂ６と、整合器４３の第２の入力端子に接続される切換端子Ｄ６と、上記共通端子Ｃ４に接続される共通端子Ｃ６とを有する。
【００６０】
スイッチＳＷ７は、整合器４２の出力端子に接続される切換端子Ａ７と、整合器４１の出力端子に接続される切換端子Ｂ７と、上記切換端子Ａ５，Ａ６に接続される切換端子Ｄ７と、整合器４３の出力端子に接続される切換端子Ｅ７と、同軸線を介してテレビ受信機に接続される共通端子Ｃ７とを有する。スイッチＳＷ１〜ＳＷ７は、たとえばテレビ受信機からの制御信号によって制御される。移相器４０は、整合器４１，４２の出力端子間に接続される。
【００６１】
図２２は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ７の導通端子とアンテナ装置の指向性との関係を示す図である。図２２において、０度方向の単一指向性を実現したい場合は、スイッチＳＷ１の端子Ａ１，Ｃ１間、スイッチＳＷ２の端子Ａ２，Ｃ２間、スイッチＳＷ３の端子Ａ３，Ｃ３間、スイッチＳＷ４の端子Ａ４，Ｃ４間、スイッチＳＷ５の端子Ｂ５，Ｃ５間、スイッチＳＷ６の端子Ｂ６，Ｃ６間、スイッチＳＷ７の端子Ａ７，Ｃ７間を導通させる。これにより、給電点Ｐ１，Ｐ２が整合器４１を介して移相器４０の一方端子に接続され、給電点Ｐ４，Ｐ３が整合器４２を介して移相器４０の他方端子に接続され、移相器４０の他方端子がスイッチＳＷ７の共通端子Ｃ７を介してテレビ受信機に接続される。これは、図２（ａ）の状態と等価となる。したがって、０度方向の単一指向性が得られる。
【００６２】
また、１８０度方向の単一指向性を実現したい場合は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ６を０度方向の単一性を実現した場合と同じ状態にし、スイッチＳＷ７の端子Ｂ７，Ｃ７間を導通させる。これは、図２（ａ）のように移相器８を接続し、給電点Ｐ１，Ｐ２をテレビ受信機に接続した場合と等価になる。したがって、１８０度方向の単一指向性が得られる。
【００６３】
また、４５度および２２５度の方向の８字指向性を実現したい場合は、スイッチＳＷ１の端子Ｂ１，Ｃ１間、スイッチＳＷ２の端子Ｂ２，Ｃ２間、スイッチＳＷ３の端子Ｂ３，Ｃ３間、スイッチＳＷ４の端子Ｂ４，Ｃ４間、スイッチＳＷ５の端子Ｄ５，Ｃ５間、スイッチＳＷ６の端子Ｄ６，Ｃ６間、スイッチＳＷ７の端子Ｅ７，Ｃ７間を導通させる。これにより、給電点Ｐ１が整合器４３の第２の入力端子に接続され、給電点Ｐ３が整合器４３の第１の入力端子に接続され、整合器４３の出力端子がスイッチＳＷ７の共通端子Ｃ７を介してテレビ受信機に接続される。これは、図２（ｂ）の状態と等価となる。したがって、４５度および２２５度の方向の８字指向性が得られる。
【００６４】
また、９０度方向の単一指向性を実現したい場合は、スイッチＳＷ１の端子Ｂ１，Ｃ１間、スイッチＳＷ２の端子Ｂ２，Ｃ２間、スイッチＳＷ３の端子Ｂ３，Ｃ３間、スイッチＳＷ４の端子Ｂ４，Ｃ４間、スイッチＳＷ５の端子Ｂ５，Ｃ５間、スイッチＳＷ６の端子Ｂ６，Ｃ６間、スイッチＳＷ７の端子Ａ７，Ｃ７間を導通させる。これにより、給電点Ｐ２，Ｐ３が整合器４１を介して移相器４０の一方端子に接続され、給電点Ｐ１，Ｐ４が整合器４２を介して移相器４０の他方端子に接続され、移相器４０の他方端子がスイッチＳＷ７の共通端子Ｃ７を介してテレビ受信機に接続される。これは、図２（ｄ）の状態と等価となる。したがって、９０度方向の単一指向性が得られる。
【００６５】
また、２７０度方向の単一指向性を実現したい場合は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ６を９０度方向の単一性を実現した場合と同じ状態にし、スイッチＳＷ７の端子Ｂ７，Ｃ７間を導通させる。これは、図２（ｄ）のように移相器８を接続し、給電点Ｐ２，Ｐ３をテレビ受信機に接続した場合と等価になる。したがって、２７０度方向の単一指向性が得られる。
【００６６】
また、１３５度および３１５度の方向の８字指向性を実現したい場合は、スイッチＳＷ１の端子Ａ１，Ｃ１間、スイッチＳＷ２の端子Ａ２，Ｃ２間、スイッチＳＷ３の端子Ａ３，Ｃ３間、スイッチＳＷ４の端子Ａ４，Ｃ４間、スイッチＳＷ５の端子Ｄ５，Ｃ５間、スイッチＳＷ６の端子Ｄ６，Ｃ６間、スイッチＳＷ７の端子Ｅ７，Ｃ７間を導通させる。これにより、給電点Ｐ２が整合器４３の第１の入力端子に接続され、給電点Ｐ４が整合器４３の第２の入力端子に接続され、整合器４３の出力端子がスイッチＳＷ７の共通端子Ｃ７を介してテレビ受信機に接続される。これは、図２（ｃ）の状態と等価となる。したがって、１３５度および３１５度の方向の８字指向性が得られる。
【００６７】
この実施の形態４でも、実施の形態１と同じ効果が得られる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】この発明の実施の形態１によるアンテナ装置の要部を示す平面図である。
【図２】図１に示したアンテナ装置の指向性制御方法を示す図である。
【図３】図１に示したアンテナ装置の８方向の指向性を示す図である。
【図４】図１〜図３に示したアンテナ装置の利得の周波数特性を示す図である。
【図５】図１〜図３に示したアンテナ装置のＶＳＷＲの周波数特性を示す図である。
【図６】図１〜図３に示したアンテナ装置の単一指向性の周波数特性を示す図である。
【図７】図２に示した指向性の制御を行なうための切換回路を示すブロック図である。
【図８】実施の形態１の変更例を示す平面図である。
【図９】実施の形態１の他の変更例を示す図である。
【図１０】この発明の実施の形態２によるアンテナ装置の指向性制御方法を示す図である。
【図１１】図１０に示したアンテナ装置の利得の周波数特性を示す図である。
【図１２】図１０に示したアンテナ装置のＶＳＷＲの周波数特性を示す図である。
【図１３】図１０に示したアンテナ装置の単一指向性の周波数特性を示す図である。
【図１４】この発明の実施の形態３によるアンテナ装置の要部を示す図である。
【図１５】図１４に示したアンテナ装置の利得の周波数特性を示す図である。
【図１６】図１４に示したアンテナ装置の単一指向性の周波数特性を示す図である。
【図１７】実施の形態３の変更例を示す平面図である。
【図１８】図１７に示したアンテナ装置の利得の周波数特性を示す図である。
【図１９】図１７に示したアンテナ装置の単一指向性の周波数特性を示す図である。
【図２０】実施の形態３の他の変更例を示す図である。
【図２１】この発明の実施の形態４によるアンテナ装置の要部を示す回路ブロック図である。
【図２２】図２１に示したスイッチの導通端子とアンテナ装置の指向性との関係を示す図である。
【図２３】従来のアンテナ装置の要部を示す平面図である。
【図２４】図２３に示したアンテナ装置の指向性制御方法を示す図である。
【図２５】図２３および図２４に示したアンテナ装置の利得の周波数特性を示す図である。
【図２６】図２３および図２４に示したアンテナ装置の８字指向性の周波数特性を示す図である。
【符号の説明】
【００６９】
１〜４，１２〜１５，２１〜２４，３１〜３４，５１〜５４  アンテナ素子、Ｐ１〜Ｐ４  給電点、５  ダイポール素子、６，７  導線部、８，４０  移相器、８ａ，８ｂ，５５，５６  導線、９  切換回路、１０  テレビ受信機、１１  絶縁基板、１６  ポール、２５  中心点、４１〜４３  整合器、ＳＷ１〜ＳＷ７  スイッチ、Ａ，Ｂ，Ｄ，Ｅ  切換端子、Ｃ  共通端子。
【図１】
2008167248.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2008167248.tif 000007
【図６】
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【図７】
2008167248.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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