(57)【要約】【課題】電波不感方向がなく、且つ、周波数帯域が広いアンテナを提供する。【解決手段】  アンテナ４０は、一端が給電点４１に接続された直線状の導体で形成された第１の送受波部４２と、その給電点４１に一端が接続された直線状の導体で形成され、給電点４１を挟んで第１の送受波部４２に対称に配置された直線状の第２の送受波部４３とを備えている。第１の送受波部４２の他端には、直線状の導体で形成され、第１の送受波部４２の向く方向に対して垂直な方向を向く第３の送受波部４４が延設されている。第２の送受波部４３の他端には、直線状の導体で形成され、第３の送受波部４４に平行に対向する直線状の第４の送受波部４５が延設されている。第１の送受波部４２の給電点４１の近傍には、直線状の導体で形成され、第３の送受波部４３及び第４の送受波部４５に平行な第５の送受波部４６が突設されている。【選択図】図１
2008060990.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が給電点に接続された直線状の導体で形成された第１の送受波部と、
前記給電点に一端が接続された直線状の導体で形成され、該給電点を挟んで前記第１の送受波部に対称に配置された直線状の第２の送受波部と、
前記第１の送受波部の他端から延設された導体で形成され、該第１の送受波部の向く第１の方向に対して垂直な第２の方向を向く直線状の第３の送受波部と、
前記第２の送受波部の他端から延設された導体で形成され、前記第２の方向を向く直線状の第４の送受波部と、
前記第１の送受波部の前記給電点の近傍に一端が接続された導体で形成され、前記第２の方向を向く直線状の第５の送受波部と、
を備えることを特徴とするアンテナ。
【請求項２】
直線状の導体で形成され、一端が前記第３の送受波部の先端に接続され、他端が前記第５の送受波部の他端に接続された第６の送受波部を備え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】
前記第３の送受波部の長さと前記第５の送受波部の長さとが等しいことを特徴とする請求項２に記載のアンテナ。
【請求項４】
第１の方向を向く一辺と該一辺から該第１の方向に対して垂直な第２の方向に所定の距離だけ離れて対向する対辺とを有する短冊状の導体で形成され、該一辺が給電点に接続された第１の送受波部と、
前記第１の方向を向く一辺と該一辺から前記第２の方向に所定の距離だけ離れて対向する対辺とを有する短冊状の導体で形成され、該一辺が前記給電点に接続されて該給電点を挟んで前記第１の送受波部の一辺と対向する第２の送受波部と、
短冊状の導体で形成され、前記第１の送受波部の前記対辺から前記第１の方向及び第２の方向に垂直な第３の方向に延設された第３の送受波部と、
短冊状の導体で形成され、前記第２の送受波部の前記対辺から前記第３の方向に延設された第４の送受波部と
短冊状の導体で形成され、前記第１の送受波部の前記一辺の近傍から前記第３の方向に突設されて前記第３の送受波部及び第４の送受波部と対向する第５の送受波部と、
を備えることを特徴とするアンテナ。
【請求項５】
前記給電点は、前記第１の送受波部の一辺及び前記第２の送受波部の一辺の端部に接続されていることを特徴とする請求項４に記載のアンテナ。
【請求項６】
前記第１の方向を向く一辺と該一辺に対向する対辺とを有する短冊状の導体で形成され、前記第１の送受波部から延設された前記第３の送受波部の先端に該対辺が接続され、該第１の送受波部から突設された前記第５の送受波部の先端に該一辺が接続された第６の送受波部を備えることを特徴とする請求項４又は５に記載のアンテナ。
【請求項７】
前記第１の送受波部から延設された前記第３の送受波部の前記第３の方向の長さと該第１の送受波部から突設された前記第５の送受波部の該第３の方向の長さとは等しいことを特徴とする請求項５に記載のアンテナ。
【請求項８】
前記第１の送受波部、前記第３の送受波部、前記第５の送受波部及び前記第６の送受波部に支持され、該第１の送受波部、該第３の送受波部、該第５の送受波部及び該第６の送受波部で囲まれた空間に蓋をする蓋部材を備えることを特徴とする請求項６又は７に記載のアンテナ。
【請求項９】
第１の方向を向く一辺と該一辺に対向する対辺とを有する短冊状の導体で形成され、該一辺が給電点に接続されるとともに該一辺に垂直な平面内でわん曲した第１の送受波部と、
前記第１の方向を向く一辺と該一辺に対向する対辺とを有する短冊状の導体で形成され、該一辺が前記給電点に接続されるとともに前記平面内でわん曲して内周面が前記第１の送受波部の内周面と対向する第２の送受波部と、
短冊状の導体で形成され、前記第１の送受波部の一辺の近傍から突設されて該第１の送受波部の内周面と対峙すると共に前記第２の送受波部の内周面と対峙する第３の送受波部と、
を備えることを特徴とするアンテナ。
【請求項１０】
前記給電点は、前記第１の送受波部の一辺及び前記第２の送受波部の一辺の端部に接続されていることを特徴とする請求項９に記載のアンテナ。
【請求項１１】
前記第１の方向を向く一辺と該一辺に対向する対辺とを有する短冊状の導体で形成され、該一辺が前記第１の送受波部の対辺に接続され、該対辺が該第１の送受波部から突設された前記第３の送受波部の先端に接続された第４の送受波部を備えることを特徴とする請求項９又は１０に記載のアンテナ。
【請求項１２】
前記第１の送受波部は、前記わん曲により、中心角が９０°の円弧を描くことを特徴とする請求項１１に記載のアンテナ。
【請求項１３】
前記第１の送受波部、前記第３の送受波部、前記第４の送受波部に支持され、該第１の送受波部、該第３の送受波部、該第４の送受波部で囲まれた空間に蓋をする蓋部材を備えることを特徴とする請求項１１又は１２に記載のアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
地上デジタルテレビ放送は、そのサービスの提供可能地域が２００６年中に日本全国に拡がる予定であり、２０１１年にアナログ放送が終了するまでに、急速な普及が見込まれる。
地上デジタルテレビ放送は、その技術的特徴として、放送局からの直接到来電波以外の反射到来電波に対して、時間遅延によるゴースト（２重映り）を除去することが可能である。このため、従来のような屋外アンテナによる好条件での受信の必要性が低下し、代わって室内アンテナによる受信の需要が急速に高まることになる。
【０００３】
しかし、室内アンテナによる受信では、どの方向から電波が到来するか判然とせず、従来のテレビアンテナ（八木式アンテナ等）のような高指向性アンテナで受信するのは、方向調整を伴うので不便である。
また、地上デジタルテレビ放送とよく似た干渉除去手法を用いている室内無線ＬＡＮ（Local  Area  Network）などでも、屋内でのコンピュータネットワークを構築の際にアクセスポイントを意識しないでネットワークを構築をすることは、強い指向性を持つアンテナは利用し難い。
このため、地上デジタルテレビ放送には、如何なる方向からの到来電波も送受信可能な全指向性、或いは緩指向性アンテナの需要が高くなると予想される。
【０００４】
一方、携帯電話機に用いられているアンテナのように、大地に対して垂直或いはこれに近い状態に置かれた線状アンテナから放射される電波は、その電界の振動方向が主に垂直方向であり（以下、垂直偏波という）、電波放射源の形状の円筒対称性から、アンテナの電波放射強度に方位方向の変動は無く、簡単に全指向性となる。
【０００５】
携帯電話機等による無線ネットワークとの干渉を避けるため、地上デジタルテレビ放送や一部の無線ＬＡＮは、電界の振動方向が主に水平方向となる水平偏波を用いている。
例えば、線状アンテナで水平偏波を出すには、図１６（ａ）に示すように、ＸＹ平面を水平面と仮想した場合、線状導体１で構成されたアンテナ素子をＸＹ平面に平行に置く必要がある。しかし、この場合、アンテナ素子からの電波放射は図１６（ｂ）のパターンＰ１のように「８」の字の指向性を必ず持つため、９０°方向と２７０°方向を中心に３０°〜４５°程度の電波不感方向が存在することになる。
【０００６】
電波不感方向の問題を解消する最も確かな方法として、従来は図１７（ａ）に示すように、２本の線状導体１，２で構成されたアンテナ素子をＸＹ平面に互いに直角に配置し、それぞれの給電点１ａ，２ａに給電位相をずらして給電するものがある。下記特許文献１の段落（０００９），（００１７）〜（００１９）にも、同様の無指向性アンテナが記載されている。これらアンテナでは、電波放射強度が、図１７（ｂ）のパターンＰ２のように、ほぼ全指向性となる。
【特許文献１】特開平１１−１２７０２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、図１７（ａ）のアンテナには、２つの給電点１ａ，２ａが必要である。
１つの電源４から給電点１ａ，２ａのそれぞれに給電するには、図１８に示すように、各給電点１ａ，２ａへの電力の配分バランスが完全に等しくなるような電力分配器３が必ず必要となる。しかし、特にテレビ放送のように極めて広い周波数帯域でアンテナを利用する場合、広帯域にわたり電力の配分バランスが安定する電力分配器３は、高価である。一方、電力分配器３が不良であると、アンテナの性能を如何に向上させても、効率的な電波の送・受信は望めない。
【０００８】
一方、図１９（ａ）に示すように、電力分配器３を使用せず、直接２つの給電点１ａ，２ａを接続し、同じ給電位相で給電した場合、電波放射強度が図１９（ｂ）のパターンＰ３のようになり、パターンＰ１に比べて電波放射強度の落ち込みは若干緩和されるが、パターンＰ１がやや傾いたようなもので、アンテナの占有体積が増加しただけの効用は見出せない。
【０００９】
これに対し、線状導体１のみに１つだけ給電点を設けて給電し、その上で図１６のパターンＰ１のような電波不感方向が存在しないようにする方法には、図２０（ａ）のように、線状導体１の両端を直角又は円弧上に曲げる方法がある。こうすることによって、線状導体１を流れる電流の一部が線状導体１と直角な方向に流れ、これによる電波放射で電波不感方向を打ち消す効果が得られる。実際、線状導体１の両端を全長の１／６ずつ直角に折り曲げた場合、図２０（ｂ）のパターンＰ４のように、電波放射強度が急速に落ち込む方位はなくなっている。
【００１０】
また、給電点を１つだけ設置して給電し、電波不感方向の緩和を行う他の方法には、図２１（ａ）に示すように、線状導体１の給電点１ａの片側に線状導体１の半分の長さの線状導体１ｂをＴの字形になるように追加したものがある。この場合、図２１（ｂ）のパターンＰ５に示すように、図１６のパターンＰ１の例えば９０°の電波不感方向の一方は解消されるが、２７０°付近の電波不感方向は解消されない。
【００１１】
ここで、これまでに説明した給電点が１つのアンテナについて、地上デジタルテレビ放送用のアンテナに適用した場合の帯域幅比較を行う。
地上デジタルテレビ放送用に割り当てられた周波数帯は、４７０ＭＨｚ〜７２０ＭＨｚであり、中心周波数はほぼ６００ＭＨｚである。
【００１２】
図２２（ａ）のアンテナ１０は、図１６（ａ）のアンテナに対応する半波長ダイポールアンテナを示しているが、受信周波数の中心周波数を地上デジタルテレビ放送の中心周波数の６００ＭＨｚと想定した場合、アンテナ長Ｌ１が２５０ｍｍとなる。
【００１３】
図２２（ｂ）のアンテナ２０は、図２０（ａ）のアンテナに対応する半波長ダイポールアンテナであり、両端が垂直に曲げられている。アンテナ２０の受信周波数の中心周波数を地上デジタルテレビ放送の中心周波数の６００ＭＨｚと想定した場合、アンテナ長Ｌ２が１５０ｍｍで、端部の垂直に曲げられた部分の長さＤ２がそれぞれ５０ｍｍとなる。
【００１４】
図２２（ｃ）のアンテナ３０は、図２１（ａ）のアンテナに対応する半波長ダイポールアンテナであり、中央の給電点の近傍に、Ｔ字形になるように、垂直な線状導体が追加されている。アンテナ３０の受信周波数の中心周波数を地上デジタルテレビ放送の中心周波数と想定すると、アンテナ３０のアンテナ長Ｌ３は、２５０ｍｍとなり、線状導体の長さＤ３は、１２５ｍｍ（＝Ｌ３／２）となる。
【００１５】
これらの各アンテナ１０，２０，３０について、周波数対定在波比（ＶＳＷＲ）の特性を調査すると、それぞれ図２３の特性曲線Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３となる。
【００１６】
図２３の横軸は周波数であり、図２３の縦軸がＶＳＷＲを示している。ＶＳＷＲは、給電点から電源がアンテナに供給する電圧と、アンテナから反射される電圧が合成されてできる“唸り”の“腹”と“節”の比を示し、アンテナと電源が整合して反射が起きない場合、最小の1となる。
【００１７】
地上デジタルテレビ用受信アンテナではＶＳＷＲが“３”以下となることが求められる。無線ＬＡＮ用アンテナではＶＳＷＲが“２”以下となることが求められる。
【００１８】
図２３中に示した領域Ａは、地上デジタルテレビ放送用に割り当てられた周波数帯でＶＳＷＲが“３”以下となる領域である。アンテナ１０の特性曲線Ｃ１に対して、アンテナ２０の特性曲線２０はＶＳＷＲが3以下となる帯域はＣ１より大幅に狭くなってしまうことが分かる。即ち、アンテナ２０は、前述したようにアンテナ１０に対して電波不感方向の解消には効果的だが帯域が狭い。
アンテナ３０の特性曲線Ｃ３はＶＳＷＲが３以下となる周波数範囲が最も広くなる。即ち、アンテナ３０は、帯域が広いが、電波不感方向の解消はできない。
【００１９】
本発明は、全指向性或いは指向性を緩和したアンテナであると共に、帯域幅の広いアンテナを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記目的を達成するために、本発明の第１の観点に係るアンテナは、
一端が給電点に接続された直線状の導体で形成された第１の送受波部と、
前記給電点に一端が接続された直線状の導体で形成され、該給電点を挟んで前記第１の送受波部に対称に配置された直線状の第２の送受波部と、
前記第１の送受波部の他端から延設された導体で形成され、該第１の送受波部の向く第１の方向に対して垂直な第２の方向を向く直線状の第３の送受波部と、
前記第２の送受波部の他端から延設された導体で形成され、前記第２の方向を向く直線状の第４の送受波部と、
前記第１の送受波部の前記給電点の近傍に一端が接続された導体で形成され、前記第２の方向を向く直線状の第５の送受波部と、
を備えることを特徴とするアンテナ。
【００２１】
尚、直線状の導体で形成され、一端が前記第３の送受波部の先端に接続され、他端が前記第５の送受波部の他端に接続された第６の送受波部を備えてもよい。
【００２２】
この場合、前記第３の送受波部の長さと前記第５の送受波部の長さとが等しくてもよい。
【００２３】
上記目的を達成するために、本発明の第２の観点に係るアンテナは、
第１の方向を向く一辺と該一辺から該第１の方向に対して垂直な第２の方向に所定の距離だけ離れて対向する対辺とを有する短冊状の導体で形成され、該一辺が給電点に接続された第１の送受波部と、
前記第１の方向を向く一辺と該一辺から前記第２の方向に所定の距離だけ離れて対向する対辺とを有する短冊状の導体で形成され、該一辺が前記給電点に接続されて該給電点を挟んで前記第１の送受波部の一辺と対向する第２の送受波部と、
短冊状の導体で形成され、前記第１の送受波部の前記対辺から前記第１の方向及び第２の方向に垂直な第３の方向に延設された第３の送受波部と、
短冊状の導体で形成され、前記第２の送受波部の前記対辺から前記第３の方向に延設された第４の送受波部と
短冊状の導体で形成され、前記第１の送受波部の前記一辺の近傍から前記第３の方向に突設されて前記第３の送受波部及び第４の送受波部と対向する第５の送受波部と、
を備えることを特徴とする。
【００２４】
尚、前記給電点は、前記第１の送受波部の一辺及び前記第２の送受波部の一辺の端部に接続されてもよい。
【００２５】
また、前記第１の方向を向く一辺と該一辺に対向する対辺とを有する短冊状の導体で形成され、前記第１の送受波部から延設された前記第３の送受波部の先端に該対辺が接続され、該第１の送受波部から突設された前記第５の送受波部の先端に該一辺が接続された第６の送受波部を備えてもよい。
【００２６】
この場合、前記第１の送受波部から延設された前記第３の送受波部の前記第３の方向の長さと該第１の送受波部から突設された前記第５の送受波部の該第３の方向の長さとは等しくてもよい。
【００２７】
また、前記第１の送受波部、前記第３の送受波部、前記第５の送受波部及び前記第６の送受波部に支持され、該第１の送受波部、該第３の送受波部、該第５の送受波部及び該第６の送受波部で囲まれた空間に蓋をする蓋部材を備えてもよい。
【００２８】
上記目的を達成するために、本発明の第３の観点に係るアンテナは、
第１の方向を向く一辺と該一辺に対向する対辺とを有する短冊状の導体で形成され、該一辺が給電点に接続されるとともに該一辺に垂直な平面内でわん曲した第１の送受波部と、
前記第１の方向を向く一辺と該一辺に対向する対辺とを有する短冊状の導体で形成され、該一辺が前記給電点に接続されるとともに前記平面内でわん曲して内周面が前記第１の送受波部の内周面と対向する第２の送受波部と、
短冊状の導体で形成され、前記第１の送受波部の一辺の近傍から突設されて該第１の送受波部の内周面と対峙すると共に前記第２の送受波部の内周面と対峙する第３の送受波部と、
を備えることを特徴とする。
【００２９】
尚、前記給電点は、前記第１の送受波部の一辺及び前記第２の送受波部の一辺の端部に接続されてもよい。
【００３０】
また、前記第１の方向を向く一辺と該一辺に対向する対辺とを有する短冊状の導体で形成され、該一辺が前記第１の送受波部の対辺に接続され、該対辺が該第１の送受波部から突設された前記第３の送受波部の先端に接続された第４の送受波部を備えてもよい。
【００３１】
この場合、前記第１の送受波部は、前記わん曲により、中心角が９０°の円弧を描くようにしてもよい。
【００３２】
また、前記第１の送受波部、前記第３の送受波部、前記第４の送受波部に支持され、該第１の送受波部、該第３の送受波部、該第４の送受波部で囲まれた空間に蓋をする蓋部材を備えてもよい。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、全指向性或いは緩指向性を有するアンテナであると共に周波数帯域の広いアンテナを実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、図面に基づき、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
［第１の実施形態］
図１（ａ），（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る２例のアンテナ４０，５０を示す図である。
【００３５】
本実施形態に係る２例のアンテナ４０，５０は、いずれも線状導体により形成されている。
アンテナ４０は、図１（ａ）に示すように、一端が給電点４１に接続された直線状の導体で形成された第１の送受波部４２と、その給電点４１に一端が接続された直線状の導体で形成され、給電点４１を挟んで第１の送受波部４２に対称に配置された直線状の第２の送受波部４３とを備えている。
【００３６】
第１の送受波部４２の他端には、直線状の導体で形成され、第１の送受波部４２の向く方向に対して垂直な方向を向く第３の送受波部４４が延設されている。第２の送受波部４３の他端には、直線状の導体で形成され、第３の送受波部４４に平行に対向する直線状の第４の送受波部４５が延設されている。
【００３７】
第１の送受波部４２の給電点４１の近傍には、直線状の導体で形成され、第３の送受波部４４及び第４の送受波部４５に平行な第５の送受波部４６が突設されている。
【００３８】
第３の送受波部４４及び第４の送受波部４５の長さＤ４ａは等しく、第５の送受波部４６の長さＤ４ｂは、第３の送受波部４４及び第４の送受波部４５の長さＤ４ａよりも長く、全体として「山」の字形になっている。
【００３９】
第３の送受波部４４及び第４の送受波部４５の長さＤ４ａは、送受信する電波の設計波長に対し、０．１波長から０．１５波長程度に選択するのが、指向性を緩和する上で好ましい。第１の送受波部４２の他端から第２の送受波部４３の他端までの長さＬ４は、Ｌ４＋２×Ｄ４ａ＝半波長となるように選択すると、送受波の効率がよい。また、第５の送受波部４６の長さＤ４ｂは、設計波長の1／4波長程度が指向性を緩和する上で好ましい。
【００４０】
ここで、地上波デジタルテレビジョン放送用に割り当てられた周波数帯（４７０ＭＨｚ〜７２０ＭＨｚ）を送受するものとし、その中心周波数を６００ＭＨｚと想定した場合、設計波長は０．５ｍとなる。
設計波長を０．５ｍとしたアンテナ４０の形状は、例えばＬ４＝１７０ｍｍ、Ｄ４ａ＝５０ｍｍ、Ｄ４ｂ＝１２５ｍｍとなる。このサイズのアンテナ４０を用いて指向性を調査すると、図２に示すようになる。
【００４１】
図２は、図１（ａ）のアンテナ４０の指向性を示す説明図である。
図２は、アンテナに注入された電力が全方位に均等に放射された場合の放射電力強度を基準(＝０ｄＢｉ)とした場合に、任意の方位の放射電力強度の比率をデシベルで表示したものである。以下、指向性については同様にして各アンテナの指向性を評価する。
【００４２】
アンテナ４０の第１の送受波部４２及び第２の送受波部４３の向く方向をＹ軸方向、第３〜第５の送受波部４４〜４６の向く方向をＸ軸方向とすると、Ｙ軸方向に感度が鈍いが、前述のアンテナ３０の指向性のように、図２１の２７０°近辺に極端な電波不感方向が現われない。即ち、アンテナ４０は、アンテナ３０よりも全指向性に近くなっている。
【００４３】
一方、図１（ｂ）のアンテナ５０は、一端が給電点５１に接続された直線状の導体で形成された第１の送受波部５２と、その給電点５１に一端が接続された直線状の導体で形成され、給電点５１を挟んで第１の送受波部５２に対称に配置された直線状の第２の送受波部５３とを備えている。
【００４４】
第１の送受波部５２の他端には、導体で形成され、第１の送受波部５２の向く方向に対して垂直な方向を向く直線状の第３の送受波部５４が延設されている。第２の送受波部５３の他端には、第３の送受波部５４に平行に対向する直線状の第４の送受波部５５が延設されている。
【００４５】
第１の送受信部５２の給電点５１の近傍には、直線状の導体で形成され、第３の送受波部５４及び第４の送受波部５５が平行に対向する第５の送受波部５６が接続されている。第３の送受波部５４の先端と第５の送受波部５６の他端とは、直線状の導体で形成された第６の送受波部５７で接続され、アンテナ５０の全体が「６」の字形になっている。
【００４６】
第５の送受波部５６及び第３の送受波部５４の長さＤ５ｂは等しく、第４の送受波部５５の長さＤ５ａよりも長くなっている。
アンテナ５０では、第４の送受波部５５の長さＤ５ａは、設計波長の０．１波長から０．２波長程度に選択するのが指向性の面で効果的である。第１の送受波部５２及び第２の送受波部５３の全体の長さＬ５ａは、設計波長の０．３波長から0.4波長程度、第１の送受波部５２の長さＬ５ｂは、その半分の０．１５波長から０．２波長程度に選択すると効率的である。また、第３の送受波部５４及び第５の送受波部５６の長さＤ５ｂは、Ｄ５ｂ＝Ｌ５ｂ程度に選択すると指向性の面で好ましい。
【００４７】
ここで、地上波デジタルテレビジョン放送用に割り当てられた周波数帯（４７０ＭＨｚ〜７２０ＭＨｚ）を送受するものとし、その中心周波数を６００ＭＨｚと想定すると、アンテナ５０の各部の長さは、Ｌ５ａ＝１７０ｍｍ、Ｄ５ａ＝５０ｍｍ、Ｌ５ｂ＝８５ｍｍとなる。このサイズのアンテナ５０を用いて指向性を調査すると、図３のようになる。
【００４８】
図３は、図１（ｂ）のアンテナ５０の指向性を示す説明図である。
アンテナ５０の第１の送受波部５２、第２の送受波部５３及び第６の送受波部５７の向く方向をＹ軸方向、第３〜第５の送受波部５４〜５６の向く方向をＸ軸方向とすると、アンテナ３０よりも全指向性に近く、さらに、アンテナ４０よりも全指向性に近くなっている。
【００４９】
図４は、アンテナ４０及びアンテナ５０の帯域の説明図であり、ＶＳＷＲ特性を示している。
図４に示された特性曲線Ｃ２は、前述のアンテナ２０のＶＳＷＲを示している。アンテナ２０は電波不感方向の解消には効果があったが、ＶＳＷＲが３以下になる帯域が狭い。これに対し、本実施形態のアンテナ４０のＶＳＷＲの特性曲線Ｃ４は、ＶＳＷＲが３以下となる帯域が広い。即ち、アンテナ４０は、電波不感方向の解消効果を維持したまま、ＶＳＷＲが３以下となる帯域幅が拡大している。一方、本実施形態のアンテナ５０のＶＳＷＲは、図４の特性曲線Ｃ５になり、ＶＳＷＲが３以下となる帯域が更に増加している。
【００５０】
以上のように、本実施形態のアンテナ４０，５０は、電波不感方向を十分に解消すると共に、広い帯域幅を持っている。
【００５１】
［第２の実施形態］
図５（ａ），（ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係る２例のアンテナ６０，７０を示す斜視図である。
図６は、図５（ａ）のアンテナ６０の構成を示す図である。
アンテナ６０は、短冊状の導体で構成されている。アンテナ７０も、同様に短冊状の導体で構成されると共に、信号処理ユニットを設置したり、小形増幅器を挿入可能な収納部が形成されている。
アンテナ６０及びアンテナ７０の詳細を説明する前に、短冊状の導体を用いる理由を説明する。
【００５２】
図７（ａ），（ｂ），（ｃ）は、線状導体で構成されたアンテナ１０及び短冊状導体で構成されたアンテナ１０Ａ，１０Ｂを示す図である。
図８は、アンテナ１０，１０Ａ，１０ＢのＶＳＷＲ特性を示す図である。
【００５３】
図８に示した領域Ａは、地上波デジタルテレビジョン放送に割当てられた周波数帯域においてＶＳＷＲが３以下となる領域を示している。前述の線状導体で構成されたアンテナ１０では、図８の特性曲線Ｃ１に示すように、ＶＳＷＲが３以下になる帯域が狭い。
【００５４】
線状導体のアンテナ１０では、導体の中央で‘腹’、端部で‘節’を持つような定在波電流が生じる周波数は限られるので、アンテナ１０の帯域幅はどのようにしても狭くなる。これを解消する方法として線状導体の代わりに短冊状の導体を使用することが考えられる。この方法を採用すると、給電点の両側の線状導体が図７（ｂ）のアンテナ１０Ａのように、短冊状導体に置換される。短冊状の導体上には電流が広く拡散するため、様々な定在波電流が導体上に誘起可能となり、アンテナ１０Ａの帯域幅は拡大する。
【００５５】
但し、定在波電流が誘起する場合、最大電流経路長はせいぜい、短冊状導体の周囲長の半分程度となり、最小電流経路長である短冊状導体５の横幅Ｗ１／２との差は余り開かない。一方、図７（ｃ）のアンテナ１０Ｂのように、給電点を短冊状導体の下端に移動させると、最大電流経路長と最小電流経路長の格差が広がるため、更に多様な定在波電流が導体上に誘起可能となり、アンテナ１０Ｂの帯域幅は拡大する。
【００５６】
アンテナ１０Ａ，１０Ｂの短冊状導体の幅Ｗ１をＷ１＝２５０ｍｍ、高さＨ１をＨ１＝４０ｍｍとし、ギャップＧをＧ＝２ｍｍとした場合、アンテナ１０Ａ，１０ＢのＶＳＷＲ特性は、それぞれ図８の特性曲線Ｃ６，Ｃ７となる。
【００５７】
アンテナ１０Ａでは、ＶＳＷＲが３以下となる帯域幅が拡大し、地上波デジタルテレビジョン放送に割当てられた周波数帯域においてＶＳＷＲが３以下となる領域Ａを凌駕するようになる。特に、給電点を短冊状の導体の辺の中央に置いた場合のアンテナ１０Ａの特性曲線Ｃ６に対し、給電点を導体の下端に配置した場合のアンテナ１０Ｂの特性曲線Ｃ７は、高域周波数での帯域の伸張性が良好で、アンテナ寸法が同じでもＶＳＷＲが３以下となる帯域幅は更に拡大される。
【００５８】
本実施形態のアンテナ６０及びアンテナ７０は、以上の現象を利用したものである。
アンテナ６０は、短冊状の導体で形成され、対向する２短辺のうちの１短辺の中央が給電点６１に接続された第１の送受波部６２と、短冊状の導体で形成され、対向する２短辺のうちの１短辺の中央が給電点６１に接続され、その１短辺が給電点６１を挟んで第１の送受波部６２の１短辺と対向する第２の送受波部６３とを備えている。
【００５９】
第１の送受波部６２の給電点６１に接続されない側の１短辺からは、短冊状の導体で形成された第３の送受波部６４が、垂直に延設されている。第２の送受波部６３の給電点６１に接続されない側の１短辺からは、短冊状の導体で形成された第４の送受波部６５が、第３の送受波部６４に平行に対向するように垂直に延設されている。
【００６０】
第１の送受波部６２の給電点６１の近傍には、短冊状の導体で形成され、第３の送受波部６４及び第４の送受波部６５と対向する第５の送受波６６が突設されている。第３の送受波部６４の先端と第５の送受波部６６の先端とが、短冊状の導体で形成された第６の送受波部６７によって接続されている。
【００６１】
一方、アンテナ７０は、ほぼ同様な構成であり、短冊状の導体で形成され、対向する２短辺のうちの１短辺の中央が給電点７１に接続された第１の送受波部７２と、短冊状の導体で形成され、対向する２短辺のうちの１短辺の中央が給電点７１に接続され、その１短辺が給電点７１を挟んで第１の送受波部７２の１短辺と対向する第２の送受波部７３とを備えている。
【００６２】
第１の送受波部７２の給電点７１に接続されない側の１短辺からは、短冊状の導体で形成された第３の送受波部７４が、垂直に延設されている。第２の送受波部７３の給電点７１に接続されない側の１短辺からは、短冊状の導体で形成された第４の送受波部７５が、第３の送受波部７４に平行に対向するように垂直に延設されている。
【００６３】
第１の送受波部７２の給電点７１の近傍には、短冊状の導体で形成され、第３の送受波部７４及び第４の送受波部７５と対向する第５の送受波７６が突設されている。第３の送受波部７４の先端と第５の送受波部７６の先端とが、短冊状の導体で形成された第６の送受波部７７によって接続されている。
【００６４】
アンテナ７０には、アンテナ６０とは異なり、蓋７８が設けられている。蓋７８は、各第１の送受波部７２、第３の送受波部７４，第５の送受波部７６及び第６の送受波部７７の長辺に架設され、第１の送受波部７２、第３の送受波部７４，第５の送受波部７６及び第６の送受波部７７で囲まれる空間を、信号処理ユニットを設置したり、小形増幅器を挿入する収納部にしている。
【００６５】
これらのアンテナ６０，７０の寸法は、各第１〜第６の送受波部６２〜６７，７２〜７７が短冊状であることをのぞけば、第１の実施形態のアンテナ５０とほぼ同様である。つまり、第４の送受波部６５，７５の長さＥＤ１は、アンテナ５０における長さＤ５ｂと同様、設計波長の０．１波長から０．２波長程度に選択するのが指向性の面で効果的である。第１の送受波部６２，７２及び第２の送受波部６３．７３の全体の長さＷ２は、アンテナ５０における長さＬ５ａと同様、設計波長の０．３波長か０．４波長程度、第１の送受波部６２，７２の長さＥ２は、アンテナ５０における長さＬ５ｂと同様、０．１５波長から０．２波長程度に選択すると効率的である。また、第３の送受波部６４，７４及び第５の送受波部６６，７６の長さＥＤ１は、ＥＤ１＝Ｅ２程度に選択すると指向性の面から好ましい。
【００６６】
第１〜第６の送受波部６２〜６７，７２〜７７の幅Ｈ２はアンテナ占有体積に制約が無ければ大きい程アンテナの帯域幅が広くなるが、設計波長の１／２以下であると効率的である。第１の送受波部６２，７２の１短辺とそれに対向する第２の送受波部６３，７３の１短辺との間隙Ｇは、狭いほうがアンテナの帯域幅が広くなるが、狭すぎるとＶＳＷＲが逆に悪化するので、設計波長の１／２００〜１／１００ぐらいが妥当である。
【００６７】
ここで、地上波デジタルテレビジョン放送用に割り当てられた周波数帯（４７０ＭＨｚ〜７２０ＭＨｚ）を送受するものとし、その中心周波数を６００ＭＨｚと想定すると、アンテナ６０，７０の各部の長さは、Ｅ２=１７０ｍｍ、Ｗ２＝１７０ｍｍ、ＥＤ１＝８５ｍｍ、ＥＤ２＝５０ｍｍ、Ｈ２＝４０ｍｍ、更に、Ｇ＝２ｍｍとすることができる。
このサイズのアンテナ６０，７０を用いてＶＳＷＲを測定すると、図９に示す特性が得られる。
【００６８】
図９は、図５（ａ），（ｂ）のアンテナ６０，７０のＶＳＷＲ特性を示す説明図である。
図９には、アンテナ６０のＶＳＷＲを示す特性曲線Ｃ８と、アンテナ７０のＶＳＷＲを示す特性曲線Ｃ９が示されると共に、参考のため、地上波テレビジョン放送用に割当てられた周波数帯域でＶＳＷＲが３以下の領域Ａと、アンテナ１０ＢのＶＳＷＲを示す特性曲線Ｃ７とが、示されている。
【００６９】
地上波デジタルテレビジョン放送用に作成されたアンテナ６０は、図９の特性曲線Ｃ８が示すように、ＶＳＷＲが地上波テレビジョン放送に割当てられた周波数帯域に対して、帯域全体に亘って３以下となる。
【００７０】
地上波デジタルテレビジョン放送用に作成されたアンテナ７０も、アンテナ６０と同様、図９の特性曲線Ｃ９が示すように、ＶＳＷＲが地上波テレビジョン放送に割当てられた周波数帯域に対して、帯域全体に亘って３以下となる。
【００７１】
図１０（ａ），（ｂ），（ｃ）は、図５（ｂ）のアンテナ７０の指向性を示す説明図である。
アンテナ７０について、第１の送受波部７２の長辺の向く方向をＹ軸方向、第３の送受波部７４の延設された方向をＸ軸方向、第１の送受波部７２の短辺の向く方向をＺ軸方向として、指向性を調べると、図１０（ａ），（ｂ），（ｃ）の結果が得られる。
【００７２】
図１０（ａ），（ｂ），（ｃ）は、アンテナに注入された電力が全方位に均等に放射された場合の放射電力強度を基準(＝０ｄＢｉ)とし、任意の方位の放射電力強度の比率をデシベルで表示したものである。
【００７３】
地上デジタルテレビ放送に割り当てられた周波数帯域の下限である４７０ＭＨｚの電磁波において、アンテナ７０は図１０（ａ）のように、方位方向の放射電力強度の格差が最大となるが、それでも電波不感方向の解消はほぼ達成されている。任意の方位の放射電力強度の比は、地上デジタルテレビ放送に割り当てられた周波数の中間域の６２０ＭＨｚでは図１０（ｂ）のようになり、地上デジタルテレビ放送に割り当てられた周波数上限付近の７１０ＭＨｚでは、図１０（ｃ）のようになる。即ち、周波数が高いほど、任意の方向の放射電力強度の比が円形に近くなり、アンテナを複数用いなくとも、給電点７１が単一でも放射指向性は穏やかになる。アンテナ７０は、アンテナ６０に蓋部材７８を追加しただけなので、指向性に関しては、アンテナ６０もアンテナ７０と同様の特性を持つ。
【００７４】
以上のように、本実施形態によれば、アンテナ６０，７０では、指向性が緩和された状態が維持された上に、第１の実施形態のアンテナ４０，５０に比べて帯域幅が広くなっている。
【００７５】
［第３の実施形態］
図１１（ａ），（ｂ）は、本発明の第３の実施形態に係るアンテナ８０を示す図であり、図１１（ａ）には斜視図、図１１（ｂ）には正面図、及び側面図が示されている。
【００７６】
第２の実施形態では、短冊状の導体を用いたアンテナ６０，７０を説明したが、この第３の実施形態では、わん曲を有する短冊状の導体を用いたアンテナ８０を説明する。
【００７７】
アンテナ８０は、短冊状の導体で形成され、短冊状の一端で幅方向を向く一辺が給電点８１に接続され、幅方向に垂直な平面内でわん曲した第１の送受波部８２と、短冊状の導体で形成され、短冊状の一端で幅方向を向く一辺が給電点８１に接続され、幅方向に垂直な平面内でわん曲して内周面が第１の送受波部８２の内周面と対向する第２の送受波部８３とを備えている。第１の送受波部８２は、わん曲によって中心角が９０°の円弧を描いている。第２の送受波部８３も、わん曲により、中心角が９０°の円弧を描いている。
【００７８】
第１の送受波部８２の一端の近傍からは、その第１の送受波部８２の内周面と対峙すると共に第２の送受波部８３の内周面と対峙する第３の送受波部８４が突設されている。第３の送受波部８４の先端と第１の送受波部８２の他端側とが、短冊状の導体で形成された第４の送受波部８５によって、接続されている。
【００７９】
アンテナ８０には、アンテナ７０と同様、蓋８６が設けられている。蓋８６は、第１の送受波部８２、第３の送受波部８４及び第４の送受波部８５の長手方向の辺に架設され、第１の送受波部８２、第３の送受波部８４，第４の送受波部８５で囲まれる空間を、信号処理ユニットを設置したり、小形増幅器を挿入する収納部にしている。
【００８０】
このアンテナ８０の円弧状の第１の送受波部８２及び第２の送受波部８３の曲率半径ＲをＲ＝９０ｍｍ、第１〜第４の送受波部８２〜８５の幅Ｈ３をＨ３＝４０ｍｍ、更に、第１の送受波部８２の給電点８１に接続された１辺と第２の送受波部８３の給電点８１に接続された１辺とのギャップＧをＧ＝２ｍｍとした場合のＶＳＷＲを調べると、図１２に示すようになる。
【００８１】
図１２は、図１１（ａ），（ｂ）のアンテナ８０のＶＳＷＲを示す説明図である。
この図１２には、アンテナ８０のＶＳＷＲを示す特性曲線Ｃ１０が示されると共に、参考のため、地上波テレビジョン放送用に割当てられた周波数帯域でＶＳＷＲが３以下の領域Ａと、アンテナ７０のＶＳＷＲを示す特性曲線Ｃ９とが、示されている。
【００８２】
第２の実施形態で説明したアンテナ７０のＶＳＷＲの特性曲線Ｃ９に対して、。アンテナ８０のＶＳＷＲを示す特性曲線Ｃ１０は、ほとんど同じであり、地上デジタルテレビ放送に割り当てられた周波数帯域において必要とされるＶＳＷＲが全域で3以下となる。
【００８３】
図１３（ａ），（ｂ），（ｃ）は、図１１（ａ），（ｂ）のアンテナ８０の指向性を示す説明図である。
アンテナ８０について、第１の送受波部８２の給電点８１に接続された部分の接戦方向をＹ軸方向、第３の送受波部８４の延設された方向をＸ軸方向、第１の送受波部８２の幅方向をＺ軸方向として、指向性を調べると、図１３（ａ），（ｂ），（ｃ）の結果が得られる。
【００８４】
アンテナ８０は、地上デジタルテレビ放送に割り当てられた周波数帯域の下限である４７０ＭＨｚ、中間域の６２０ＭＨｚ、上限付近の７１０ＭＨｚの全ての周波数において、方位方向の放射電力強度の格差がアンテナ７０のよりも減少し、全指向性に近くなっているのが明らかである。具体的には、アンテナ７０による方位方向の放射電力強度の最大格差は１２ｄＢ程度であるのに対し、本実施形態のアンテナ８０では方位方向の放射電力強度の最大格差は９ｄＢにまで圧縮されている。
【００８５】
以上のように、本実施形態のアンテナ８０は、第２の実施形態のアンテナ７０と同様に、周波数帯域が十分広くなっていると共に、アンテナ７０よりも全指向性に近くなっている。
【００８６】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。その変形例としては、例えば次のようなものがある。
（１）  第１〜第３の実施形態に示したアンテナ４０，５０，６０，７０，８０の各部の寸法は、各実施形態の記載に限定されず、送受信する対象の電磁波の周波数帯域に応じて変化させてもよい。
【００８７】
（２）  第２の実施形態で説明したアンテナ６０は、第１の実施形態の「６」の字形のアンテナ５０の導体を短冊状の導体に変化させたもので、帯域が広くなっている。これと同様に、第１の実施形態の「山」の字形のアンテナ４０についても、次の図１４のように、導体を短冊状の導体に変化させることにより、帯域の拡大が期待できる。
【００８８】
図１４は、図１（ａ）のアンテナ４０の変形例のアンテナ９０を示す斜視図である。
アンテナ９０は、短冊状の導体で形成され、短冊状の対向する２短辺のうちの１短辺の端部が給電点９１に接続された第１の送受波部９２と、短冊状の導体で形成され、短冊状の対向する２短辺のうちの１短辺の端部が給電点９１に接続され、その１短辺が給電点９１を挟んで第１の送受波部９２の１短辺と対向する第２の送受波部９３とを備えている。
【００８９】
第１の送受波部９２の給電点９１に接続されない側の１短辺からは、短冊状の導体で形成された第３の送受波部９４が、垂直に延設されている。第２の送受波部９３の給電点９１に接続されない側の１短辺からは、短冊状の導体で形成された第４の送受波部９５が、第３の送受波部９４に平行に対向するように垂直に延設されている。
【００９０】
第１の送受波部９２の給電点９１の近傍には、短冊状の導体で形成され、第３の送受波部９４及び第４の送受波部９５と対向する第５の送受波９６が突設されている。第３の送受波部９４及び第４の送受波部９５の長さは等しく、第５の送受波部９６は、第３の送受波部９４及び第４の送受波部９５よりも長く、全体として「山」の字形になっている。
【００９１】
（３）第３の実施形態のアンテナ８０は、蓋８６を備え、信号処理ユニットを設置したり、小形増幅器を挿入する収納部を形成しているが、蓋８６の有無によって、指向性や周波数帯域に変化がないので、図１５のように蓋８６のないアンテナ１００についても、全指向性に近く且つ周波数帯域の広いアンテナが期待できる。
【００９２】
図１５は、図１１のアンテナ８０の変形例のアンテナ１００を示す図である。
アンテナ１００は、短冊状の導体で形成され、短冊状の一端で幅方向を向く一辺が給電点１０１に接続され、幅方向に垂直な平面内でわん曲した第１の送受波部１０２と、短冊状の導体で形成され、短冊状の一端で幅方向を向く一辺が給電点１０１に接続され、幅方向に垂直な平面内でわん曲して内周面が第１の送受波部１０２の内周面と対向する第２の送受波部１０３とを備えている。第１の送受波部１０２は、わん曲によって中心角が９０°の円弧を描いている。第２の送受波部１０３も、わん曲により、中心角が９０°の円弧を描いている。
【００９３】
第１の送受波部１０２の一端の近傍からは、その第１の送受波部１０２の内周面と対峙すると共に第２の送受波部１０３の内周面と対峙する第３の送受波部１０４が突設されている。第３の送受波部１０４の先端と第１の送受波部１０２の他端側とが、短冊状の導体で形成された第４の送受波部１０５によって、接続されている。
【００９４】
（４）アンテナ６０，７０，９０の給電点６１，７１，９１には、短冊状の第１の送受波部６２，７２，９２の１短辺の端部と短冊状の第２の送受波部６３，７３，９３の１短辺の端部とが接続されているが、各１短辺の中央部が接続されてもよい。
【００９５】
同様に、アンテナ８０，１００の給電点８１，１０１には、短冊状の第１の送受波部８２，１０２の１短辺の端部と短冊状の第２の送受波部８３，１０３の１短辺の端部とが接続されているが、各１短辺の中央部が接続されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る２例のアンテナを示す図である。
【図２】図１（ａ）のアンテナの指向性を示す説明図である。
【図３】図１（ｂ）のアンテナの指向性を示す説明図である。
【図４】図１（ａ），（ｂ）のアンテナの帯域の説明図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る２例のアンテナを示す斜視図である。
【図６】図５（ａ）のアンテナの構成を示す図である。
【図７】線状導体で構成されたアンテナ及び短冊状導体で構成されたアンテナを示す図である。
【図８】図７（ａ）〜（ｃ）のアンテナのＶＳＷＲ特性を示す図である。
【図９】図５（ａ），（ｂ）のアンテナのＶＳＷＲ特性を示す説明図である。
【図１０】図５（ｂ）のアンテナの指向性を示す説明図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係るアンテナを示す図である。
【図１２】図１１（ａ），（ｂ）のアンテナのＶＳＷＲを示す説明図である。
【図１３】図１１（ａ），（ｂ）のアンテナの指向性を示す説明図である。
【図１４】図１（ａ）のアンテナの変形例を示す斜視図である。
【図１５】図１１のアンテナの変形例のアンテナを示す図である。
【図１６】水平編波を出すアンテナの説明図である。
【図１７】電波不感方向のないアンテナの説明図である。
【図１８】課題の説明図である。
【図１９】給電点を接続したアンテナの説明図である。
【図２０】電波不感方向を改善したアンテナの説明図である。
【図２１】電波不感方向を改善した他のアンテナの説明図である。
【図２２】従来のダイポールアンテナを示す図である。
【図２３】図２２（ａ）〜（ｃ）のアンテナのＶＳＷＲ特性を示す図である。
【符号の説明】
【００９７】
４０，５０，６０，７０，８０，９０，１００  アンテナ
４１，５１，６１，７１，８１，９１，１０１  給電点
４２，５２，６２，７２，８２，９２，１０２  第１の送受波部
４３，５３，６３，７３，８３，９３，１０３  第２の送受波部
４４，５４，６４，７４，８４，９４，１０４  第３の送受波部
４５，５５，６５，７５，８５，９５，１０５  第４の送受波部
４６，５６，６６，７６，９６  第５の送受波部
５７，６７，７７  第６の送受波部
７８，８６  蓋
【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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【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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