(57)【要約】【課題】調整が容易で所望のインピーダンス特性を得ることができ、且つ、誘導雷防止機能を備えた調整素子付無指向性アンテナ装置を提供する。【解決手段】金属支持柱１０に有底円筒状の上部アンテナ素子１１及び下部アンテナ素子１２を装着する。上部アンテナ素子１１と金属支持柱１０との間は絶縁体１４により絶縁し、下部アンテナ素子１２と金属支持柱１０との間は電気的に接続する。そして、アンテナ素子１１、１２には、底部１１ａ、１２ａの周縁部近傍の給電点１６から給電する。上部アンテナ素子１１内には、インピーダンス調整用の調整素子１７を金属支持柱１０に沿って保って配置し、上端部を金属支持柱１０に、下端部を上部アンテナ素子１１の底部１１ａに電気的に接続する。調整素子１７の長さは、インピーダンス特性に応じて調整する。また、調整素子１７は、直流的に短絡回路として動作し、誘導雷の防止回路として作用する。【選択図】　　図１
2004129036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属支持柱と、前記金属支持柱に絶縁した状態で装着される円筒状の第１のアンテナ素子と、前記第１のアンテナ素子に近接し、且つ前記金属支持柱に電気的に導通した状態で装着される円筒状の第２のアンテナ素子と、前記第１のアンテナ素子側において前記金属支持柱に沿って所定の間隔を保って配置され、両端部が前記金属支持柱と第１のアンテナ素子に電気的に接続されてなるインピーダンス調整用の調整素子と、前記第１及び第２のアンテナ素子に給電する給電手段とを具備し、
前記調整素子の長さによりアンテナインピーダンスを調整することを特徴とする調整素子付無指向性アンテナ装置。
【請求項２】
前記第１のアンテナ素子を有底円筒状に形成し、前記調整素子の一端を金属支持柱に接続し、他端を前記第１のアンテナ素子の底部に接続したことを特徴とする請求項１記載の調整素子付無指向性アンテナ装置。
【請求項３】
前記調整素子の一端を金属支持柱に接続し、他端を第１のアンテナ素子の周壁内面に接続し、前記調整素子の長さによりアンテナインピーダンスを調整することをたことを特徴とする請求項１記載の調整素子付無指向性アンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリンダダイポールを使用した調整素子付無指向性アンテナ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば業務用移動無線の基地局においては、自局エリア内を１つのアンテナでカバーするために高利得で水平面無指向性のアンテナが使用されている。この種のアンテナとしては、従来からシリンダダイポールアンテナ、すなわち、金属支持柱の周囲に円筒状のアンテナ素子を配置して構成する水平面無指向性アンテナが一般に知られている（例えば特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１５４８０７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように金属支持柱の周囲に円筒状のアンテナ素子を配置して構成する従来の水平面無指向性アンテナでは、インピーダンス特性を調整する際、指向性の劣化が生じない範囲でアンテナ素子長の最適化や金属支持柱との位置関係による調整のみとなり、調整箇所が少なく、所望のインピーダンス特性とすることが容易でなかった。
【０００５】
また、アンテナに接続する無線機の誘導雷対策として、ショートスタブ等の誘導雷防止装置を別個に設ける必要があり、構成が複雑になるという問題があった。
【０００６】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、調整が容易で所望のインピーダンス特性を得ることができ、且つ、誘導雷防止機能を備えた調整素子付無指向性アンテナ装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る調整素子付無指向性アンテナ装置は、金属支持柱と、前記金属支持柱に絶縁した状態で装着される円筒状の第１のアンテナ素子と、前記第１のアンテナ素子に近接し、且つ前記金属支持柱に電気的に導通した状態で装着される円筒状の第２のアンテナ素子と、前記第１のアンテナ素子側において前記金属支持柱に沿って所定の間隔を保って配置され、両端部が前記金属支持柱と第１のアンテナ素子に電気的に接続されてなる調整素子と、前記第１及び第２のアンテナ素子に給電する給電手段とを具備し、前記調整素子の長さによりアンテナインピーダンスを調整することを特徴とする。
【０００８】
上記のように円筒状のアンテナ素子内に金属支持柱に沿ってインピーダンス調整用の調整素子を近接配置し、該調整素子の上下端部を金属支持柱とアンテナ素子に電気的に接続することにより、調整素子の長さによってアンテナのインピーダンスをきわめて容易に調整することができる。
【０００９】
また、上記調整素子は、高周波的にインピーダンス調整素子として動作する他、直流的に短絡回路として動作する。従って、金属支持柱を予めアンテナ施工時に鉄塔や、大地アースに電気的な接続しておくことにより、調整素子に誘導雷防止作用を持たせることができ、別個に誘導雷防止装置を設ける必要がない。
【００１０】
また、上記調整素子は、簡易な構造で、安価な板材により製作でき、且つ、加工も安価なプレス加工等で実現できるので、低コスト化を図ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
（第１実施形態）
図１（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る調整素子付無指向性アンテナ装置の正面から見た断面図、同図（ｂ）は同側面から見た断面図である。
【００１２】
図１（ａ）、（ｂ）において、１０は直径が例えば２０ｍｍ程度の金属支持柱で、アンテナ施工時に例えば鉄塔や大地アースに電気的に接続する。上記金属支持柱１０には、有底円筒状の上部アンテナ素子１１及び下部アンテナ素子１２を装着する。この場合、上部アンテナ素子１１の底部１１ａと下部アンテナ素子１２の底部１２ａが所定の間隔で相対向するように配置する。上記上部アンテナ素子１１と下部アンテナ素子１２を含む全長Ｌは、約０．５λ（波長）となるように設定する。また、上部アンテナ素子１１及び下部アンテナ素子１２の直径は、内径が約０．２λ以下で且つ金属支持柱１０の外径の３〜５倍となるように設定する。
【００１３】
上記上部アンテナ素子１１の底部１１ａには、中央部に金属支持柱１０の直径より大きい穴１３を設け、この穴１３内に金属支持柱１０を挿入すると共に、穴１３と金属支持柱１０との間に絶縁体１４を介在させ、上部アンテナ素子１１と金属支持柱１０との間を絶縁している。
【００１４】
また、下部アンテナ素子１２はアース側アンテナ素子であり、その底部１２ａには、中央部に金属支持柱１０の直径と同等かやや大きい穴１５を設け、この穴１５内に金属支持柱１０を挿入し、該金属支持柱１０に対して電気的に接続した状態で装着する。そして、上記アンテナ素子１１、１２には、上部アンテナ素子１１の底部１１ａと下部アンテナ素子１２の底部１２ａの周縁部近傍の給電点１６から給電する。
【００１５】
上部アンテナ素子１１内には、その底部１１ａと金属支持柱１０との間に長さｈ、幅ｗ、厚さｔのインピーダンス調整用の調整素子１７を金属支持柱１０に沿って所定の間隔ｄを保って配置し、上下端部をＬ字状に折曲げ、上端部を金属支持柱１０に電気的に接続すると共に下端部を上部アンテナ素子１１の底部１１ａに電気的に接続する。上記調整素子１７は、例えば長さｈを約０．２５λ、幅ｗを０．００６〜０．０２５λ、厚さｔをｔ≪λ、金属支持柱１０との間隔ｄを０．００５＜ｄ＜０．０５λに設定する。なお、調整素子１７の長さｈは、通常は約０．２５λに設定するが、所望のインピーダンス特性に応じて例えば０．１〜０．５λの範囲で調整することができる。
【００１６】
また、上記調整素子１７は、上記したように高周波的にインピーダンス調整素子として動作する他、直流的に短絡回路として動作し、誘導雷の防止回路として作用する。
【００１７】
上記のように構成された調整素子付無指向性アンテナ装置は、例えば業務用移動無線の基地局に設けられ、給電点１６に例えば同軸ケーブルを介して無線機（図示せず）に接続される。上部アンテナ素子１１及び下部アンテナ素子１２は、給電点１６を介して給電される電力により周囲に電波を放射する。このとき調整素子１７は、インピーダンス調整素子として作用するが、金属支持柱１０に近接して配置されているので、外部への電波放射が抑圧され、上部アンテナ素子１１へ悪影響を与えることなく、インピーダンス調整回路として良好に作用する。
【００１８】
また、上記調整素子１７は、高周波的にインピーダンス調整素子として動作する他、直流的に短絡回路として動作し、誘導雷により上部アンテナ素子１１に誘起する高電圧を調整素子１７がない場合の１０％程度に下げることができる。なお、金属支持柱１０は、予めアンテナ施工時に従来の誘導雷防止装置と同様に、鉄塔や、大地アースに電気的な接続しておく。このように金属支持柱１０を予め接地状態に保持しておくことにより、調整素子１７に誘導雷防止作用を持たせることができる。従って、別個に誘導雷防止装置を設ける必要がなく、構成を簡易化することができる。
【００１９】
上記調整素子１７は、簡易な構造で、安価な板材により製作でき、また、加工も安価なプレス加工等で実現できるので、低コスト化を図ることができる。
【００２０】
図２は、上記第１実施形態に示した調整素子付無指向性アンテナ装置おいて、調整素子１７の長さＬを調整してインピーダンス調整を行なった場合の定在波比特性を示したもので、横軸に周波数、縦軸に定在波比をとって示した。
【００２１】
上記第１実施形態によれば、図２から明らかなように、定在波比１．５において、比帯域約１６％の良好な広帯域特性を得ることができた。なお、図２において、ｆ０はアンテナの中心周波数である。
【００２２】
また、図３は、上記第１実施形態に係るアンテナ装置の水平面指向性を示したもので、偏差０．５ｄＢ以内でほぼ無指向性の良好な特性を得ることができた。
【００２３】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る調整素子付無指向性アンテナ装置について説明する。
図４（ａ）は、本発明の第２実施形態に係る調整素子付無指向性アンテナ装置の正面から見た断面図、同図（ｂ）は同側面から見た断面図である。
【００２４】
図１に示した第１実施形態では、上部アンテナ素子１１を構成する底部１１ａの中央部に絶縁体１４を設けた場合について示したが、この第２実施形態では図４に示すように上部アンテナ素子１１の底部１１ａ全体を絶縁体１４により構成している。そして、上部アンテナ素子１１内に設けた調整素子１７を金属支持柱１０に沿って間隔ｄで配置すると共に、調整素子１７の途中をＬ字状に折曲げ、その下部先端を上部アンテナ素子１１の周壁内面に電気的に接続する。
【００２５】
この場合、上部アンテナ素子１１の底部１１ａから調整素子１７の下部接続点までの距離をｓ、金属支持柱１０に平行している部分の調整素子１７の長さをＬとする。上記ｓの長さは、上部アンテナ素子１１の初期のインピーダンス特性及び所望のインピーダンス特性に応じて調整する。調整素子１７の上端は、第１実施形態の場合と同様に金属支持柱１０に電気的に接続する。その他の構成は、第１実施形態で示したものと同様であるので、詳細な説明は省略する。
【００２６】
上記第２実施形態によれば、調整素子１７の長さｈだけでなく、上部アンテナ素子１１の底部１１ａから調整素子１７の下部接続点までの距離ｓによってインピーダンスを調整することができるので、インピーダンスの調整個所を増加することができ、インピーダンスをより精密に調整することができる。
【００２７】
上記第２実施形態においても、第１実施形態と同様の定在波比特性及び水平面指向性を得ることができる。
【００２８】
なお、上記第２実施形態では、上部アンテナ素子１１の底部１１ａ全体を絶縁体１４により構成した場合について示したが、第１実施形態で示したように上部アンテナ素子１１の底部１１ａに設けた穴１３内と金属支持柱１０との間に絶縁体１４を介在させるようにしても良い。
【００２９】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明によれば、金属支持柱の周囲にアンテナ素子を配置して構成する無指向性アンテナ装置において、円筒状のアンテナ素子内に上記金属支持柱に沿ってインピーダンス調整用の調整素子を近接配置し、該調整素子の上下端部を金属支持柱とアンテナ素子に電気的に接続することにより、上記調整素子の長さや位置によってアンテナのインピーダンスをきわめて容易に調整することができる。
また、上記調整素子に誘導雷防止作用を持たせることができ、外部に誘導雷防止装置を挿入することなく、誘導雷防止機能を備えた調整素子付無指向性アンテナ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る調整素子付無指向性アンテナ装置の正面から見た断面図、同図（ｂ）は同側面から見た断面図。
【図２】同実施形態における調整素子付無指向性アンテナ装置の定在波比特性を示す図。
【図３】同実施形態における調整素子付無指向性アンテナ装置の水平面指向性を示す図。
【図４】本発明の第２実施形態に係る調整素子付無指向性アンテナ装置の正面から見た断面図、同図（ｂ）は同側面から見た断面図。
【符号の説明】
１０…金属支持柱
１１…上部アンテナ素子
１１ａ…上部アンテナ素子の底部
１２…下部アンテナ素子
１２ａ…下部アンテナ素子の底部
１３、１５…穴
１４…絶縁体
１６…給電点
１７…調整素子
【図１】
2004129036.tif 000003
【図２】
2004129036.tif 000004
【図３】
2004129036.tif 000005
【図４】
2004129036.tif 000006