(57)【要約】【課題】垂直偏波用双ループアンテナを広帯域化する。【解決手段】ループ部１に接続される分岐給電部２０を板状に形成する。【選択図】　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ループ部に接続される分岐給電部を板状に形成したことを特徴とする垂直偏波用双ループアンテナ。
【請求項２】
前記分岐給電部を、前記ループ部を含む平面に対して略垂直に配設したことを特徴とする請求項１に記載の垂直偏波用双ループアンテナ。
【請求項３】
前記分岐給電部を、前記ループ部を含む平面上に配設したことを特徴とする請求項１または２に記載の垂直偏波用双ループアンテナ。
【請求項４】
前記分岐給電部は、前記ループ部に向かって幅が拡大する形状を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の垂直偏波用双ループアンテナ。
【請求項５】
前記分岐給電部は、直角三角形の頂部を底辺に沿ってカットした台形に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の垂直偏波用双ループアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、垂直偏波用双ループアンテナに関し、特に、このアンテナの広帯域化を図るための技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は、従来からＴＶ・ＵＨＦ帯の送信用アンテナとして広く使用されている４ＬＲ形垂直偏波用双ループアンテナの平面図である。また、図１２は図１１のＣ矢視図であり、図１３は図１２のＤ−Ｄ断面図である。
この４ＬＲ形垂直偏波用双ループアンテナは、直線状に配列する４個のループ部１を備えている。図１７に拡大して示すように、各ループ部１は、その径線上に位置された線状導体からなる一対の分岐給電部２，２を介して平行給電部３に接続されている。要するに、各ループ部１は、対応する分岐給電部２，２を介して平行給電部３に並列接続されている。
【０００３】
図１７において、左方に位置する２つのループ部１の中心点間の距離および右方に位置する２つのループ部１の中心点間の距離は、それぞれ約１／２波長に設定されている。また、平行給電部３は、各ループ部１の配列方向に沿って配設された平行する一対の導体からなり、その長手方向中央部に電力が供給される。なお、図１８は、図１７のＧ−Ｇ断面図である。
【０００４】
上記４ＬＲ形垂直偏波用双ループアンテナにおいては、必要に応じて、各ループ部１の背後に指向性調整用の反射板４が配設され、また、各ループ部１、分岐給電部２、平行給電部３等を覆う樹脂製のカバー部材５が反射板４上に配設される。
【０００５】
図１４は、４ＬＴ形垂直偏波用双ループアンテナの平面図である。また、図１５は図１４のＥ矢視図であり、図１６は図１５のＦ−Ｆ断面図である。
この４ＬＴ形垂直偏波用双ループアンテナは、反射板４´の面積が上記４ＬＲ形垂直偏波用双ループアンテナの反射板４の面積よりも大きいことを除き、この４ＬＲ形垂直偏波用双ループアンテナと同一の構成を有する。
【０００６】
上記４ＬＲ形および４ＬＴ形垂直偏波用双ループアンテナは、各ループ部１とそれらに接続された分岐給電部２が放射部として動作し、平行給電部３がインピーダンスの整合回路として動作する。
なお、図１９および図２０は、それぞれ上記４ＬＲ形垂直偏波用双ループアンテナおよび４ＬＴ形垂直偏波用双ループアンテナの水平面指向性を例示し、また図２１は、上記両アンテナの垂直面指向性を例示している。なお、図２１の横軸に記したふ角は、上記両アンテナをその平行給電部３が垂直に向くように配置した場合の水平面に対する放射角を示している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記４ＬＲ形および４ＬＴ形垂直偏波用双ループアンテナにおいては、上記ループ部１、分岐給電部２および平行給電部３の周波数特性が入力インピーダンスの決定要素になる。
上記各垂直偏波用双ループアンテナは、周波数の変化に対する上記入力インピーダンスの変化が大きいため、例えば、Ｖ．Ｓ．Ｗ．Ｒが１．１５におけるＵＨＦ帯の比帯域が１０％弱程度に制限されるという問題点、つまり、広帯域性に劣るという問題点があった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、広帯域性に優れた垂直偏波用双ループアンテナを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る垂直偏波用双ループアンテナは、ループ部に接続される分岐給電部を板状に形成したことを特徴としている。
好ましい実施の形態では、前記分岐給電部を、前記ループ部を含む平面に対して略垂直に配設している。
また、好ましい実施の形態では、前記分岐給電部を、前記ループ部を含む平面上に配設している。
前記分岐給電部は、前記ループ部に向かって幅が拡大する形状を有することが好ましい。例えば、直角三角形の頂部を底辺に沿ってカットした台形に形成することが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の形態に係る垂直偏波用双ループアンテナの平面図である。また、図２は図１のＡ矢視図であり、図３は図２のＢ−Ｂ断面図である。なお、これらの図においては、図１７に示す要素と同一の要素に共通の符号を付してある。
【００１１】
この実施の形態に係る垂直偏波用双ループアンテナは、４個のループ部１を直線に沿って配列した４Ｌ形構成を有する。各ループ部１は、その径線上に位置された一対の分岐給電部２０，２０を介して平行給電部３に接続されている。つまり、各ループ部１は、対応する分岐給電部２０，２０を介して平行給電部３に並列接続されている。
平行給電部３は、各ループ部１の配列方向に沿って配設された平行する一対の導体からなり、その長手方向中央部から電力が供給される。
なお、この垂直偏波用双ループアンテナにおいても、必要に応じて、各ループ部１の背後に指向性調整用の反射板（４ＬＲ形の場合には、図１３に示す反射板４であり、４ＬＴ形の場合には、図１６に示す反射板４´）が配設され、また、各ループ部１、分岐給電部２、平行給電部３等を覆う樹脂製のカバー部材５が反射板４，４´上に配設される（図３参照）。
【００１２】
ところで、上記分岐給電部２０の　入力インピーダンスの特性は、ダイポールアンテナの入力インピーダンスの特性と近似することができる。上記ダイポールアンテナでは、異なる周波数に対して共振する互いに長さの異なる複数のアンテナエレメントを扇形に配列した構成を採用することによってＶ．Ｓ．Ｗ．Ｒの比帯域が大きくなること、つまり、広帯域化を図れることが知られている。なお、扇状のエレメント配列（エレメント形状）を有するダイポールアンテナは、ファン形ダイポールアンテナと呼ばれている。
【００１３】
このように、エレメント形状は、アンテナの　入力インピーダンスの周波数特性に影響を及ぼす。ここで、接地アンテナの基部インピーダンスの周波数特性が、そのエレメント形状によってどのように変化するかについて考察する。
図４は、互いに形状の異なる７種の接地アンテナＡ１〜Ａ７（高さ約１６０ｃｍ）を例示している。アンテナＡ１，Ａ２は共に線状に形成されており、アンテナＡ２の方がアンテナＡ１よりも径が大きい。アンテナＡ３，Ａ５は、立ち上げ角θがそれぞれ３０°，９０°の二等辺三角平板形状を有し、アンテナＡ４は、正三角平板形状（立ち上げ角θが６０°）を有している。また、アンテナＡ６は、アンテナＡ５の両側をカットした五角平板形状（立ち上げ角θが９０°）を有し、アンテナＡ７は、正方形状（立ち上げ角θが９０°）を有している。
【００１４】
図５は、上記アンテナＡ１〜Ａ７の基部インピーダンスの実数成分（レジスタンス成分）の周波数特性ａ１〜ａ７を示し、また図６は、上記基部インピーダンスの虚数成分（リアクタンス成分）の周波数特性ｂ１〜ｂ７を示している。
これらの図から明らかなように、アンテナエレメントが線状であるアンテナＡ１，Ａ２に比して、同エレメントが板状であるアンテナＡ３〜Ａ７は、基部インピーダンスの周波数特性が平坦になる。これは、Ｖ．Ｓ．Ｗ．Ｒの比帯域が大きくなること、つまり、広帯域化を図れることを意味している。
【００１５】
本発明に係る垂直偏波用双ループアンテナは、以上の考察に基づき、各ループ部１に設けられた分岐給電部２０を板状に形成している。図２に示すようにこの実施の形態に係る双ループアンテナは、分岐給電部２０を台形状（直角三角形の頂部を底辺に沿ってカットした形状）に形成し、この分岐給電部２０をループ部１を含む平面に対して略垂直に、かつ、その最大幅部分がループ部１上に位置されるように設けられている。したがって、ループ部１に設けられた一対の分岐給電部２０は、個々の傾斜上縁が略Ｖ字形をなすように相対向している。
【００１６】
上記実施の形態に係る垂直偏波用双ループアンテナは、各ループ部１および分岐給電部２０が放射部として動作する。
図７は、この実施の形態に係る垂直偏波用双ループアンテナのＶ．Ｓ．Ｗ．Ｒ特性を実線で、また、図１１および図１４に示した従来の垂直偏波用双ループアンテナのＶ．Ｓ．Ｗ．Ｒ特性を点線でそれぞれ示している。この図７から明らかなように、従来の垂直偏波用双ループアンテナのＶ．Ｓ．Ｗ．Ｒ＝１．１５におけるＵＨＦ帯の比帯域が１０％程度であるのに対して、上記実施の形態に係る垂直偏波用双ループアンテナのそれは２７％程度である。
【００１７】
上記のように、上記実施の形態に係る垂直偏波用双ループアンテナは、複数のチャンネルで共用するのに十分な２５％以上の比帯域をＵＨＦ帯において実現すること、つまり、適用周波数帯域を顕著に拡大することができる。したがって、デジタル化ＴＶ放送のアナログ／アナログ変更、デジタル／アナログ共用アンテナシステムに用いる垂直偏波用双ループアンテナとして好適である。
【００１８】
図８は、反射板４を使用した上記実施の形態に係る４ＬＲ形垂直偏波用双ループアンテナの水平面指向性を周波数別（実線：６２０ＭＨｚ、一点鎖線：７１３ＭＨｚ、点線：８０６ＭＨｚ）に例示したグラフであり、図９は、反射板４´を使用した上記実施の形態に係る４ＬＴ形垂直偏波用双ループアンテナについての同様のグラフである。また、図１０は、上記両ループアンテナの垂直面指向性を周波数別（実線：６２０ＭＨｚ、一点鎖線：７１３ＭＨｚ、点線：８０６ＭＨｚ）に例示したグラフである。なお、図１０の横軸に記したふ角は、上記アンテナをその平行給電部３が垂直に向くように配置した場合の水平面に対する放射角を示している。
【００１９】
上記各グラフに示すように、上記実施の形態に係る垂直偏波用双ループアンテナは、Ｖ．Ｓ．Ｗ．Ｒが１．１５以下のＵＨＦ帯の中心周波数（この例では、７１３ＭＨｚ）についての水平面指向性と、上記ＵＨＦ帯の下限周波数（この例では、６２０ＭＨｚ）についての水平面指向性との偏差、および上記中心周波数についての水平面指向性と、上記ＵＨＦ帯の上限周波数（この例では、８０６ＭＨｚ）の水平面指向性との偏差が共に小さく、かつ、上記中心周波数ついての垂直面指向性に対する上記下限周波数および上限周波数についての垂直面指向性の偏差も少ない。
要するに、上記実施の形態に係る垂直偏波用双ループアンテナによれば、適用ＵＨＦ帯域幅が拡大されるとともに、この拡大された周波数帯域幅において良好な水平面指向性および垂直面指向性が得られる。
【００２０】
上記実施の形態における板状分岐給電部２０は、ループ部１を含む平面に対して略垂直に、かつ、該平面の下方にはみ出さないように配設されているが、これに限定されない。しかし、平行給電部３と分岐給電部２０の対向面積が大きくなると、また、分岐給電部２０が平行給電部３に接近しすぎると、該分岐給電部２０が平行給電部３のインピーダンス特性に影響を与えるおそれがある。そこで、上記影響をできるだけ少なくする上では、上記実施の形態に示した形態で分岐給電部２０を配設することが望ましい。
【００２１】
また、上記実施の形態では、分岐給電部２０を台形状に形成しているが、この分岐給電部２０の形状として、三角形を含む多角形状や、円形状、楕円形状等を採用しても良い。
なお、上記実施の形態に係る分岐給電部２０は、平行給電部３との接続点からループ部１との接続点に向かうにしたがってその幅が増大する形状を有している。このような分岐給電部２０を使用すれば、該分岐給電部２０における電流および電圧の分布が一定になるので、　入力インピーダンスの周波数特性が広帯域化される。
【００２２】
【発明の効果】
本発明に係る垂直偏波用双ループアンテナによれば、ループ部に接続される分岐給電部を板状に形成しているので、周波数変化に対する入力インピーダンスの変化を抑制して、適用周波数帯域を拡大することができる。つまり、複数のチャンネルで共用するのに十分な２５％以上の比帯域をＵＨＦ帯において実現することが可能になる。したがって、特に、デジタル化ＴＶ放送のアナログ／アナログ変更、デジタル／アナログ共用アンテナシステムに用いる垂直偏波用双ループアンテナとして好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る垂直偏波用双ループアンテナの平面図である。
【図２】図１のＡ矢視図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】エレメント形状の異なる複数の接地アンテナを示す概念図である。
【図５】図４に示す各接地アンテナにおける入力インピーダンスの実数成分の周波数特性を示すグラフである。
【図６】図４に示す各接地アンテナにおける入力インピーダンスの虚数成分の周波数特性を示すグラフである。
【図７】本発明に係る垂直偏波用双ループアンテナと従来の垂直偏波用双ループアンテナのＶ．Ｓ．Ｗ．Ｒ特性を示すグラフである。
【図８】本発明に係る４ＬＲ形垂直偏波用双ループアンテナの水平面指向性を示すグラフである。
【図９】本発明に係る４ＬＴ形垂直偏波用双ループアンテナの水平面指向性を示すグラフである。
【図１０】本発明に係る垂直偏波用双ループアンテナの垂直面指向性を示すグラフである。
【図１１】従来の４ＬＲ形垂直偏波用双ループアンテナの平面図である。
【図１２】図１１のＣ矢視図である。
【図１３】図１２のＤ−Ｄ断面図である。
【図１４】従来の４ＬＴ形垂直偏波用双ループアンテナの平面図である。
【図１５】図１４のＥ矢視図である。
【図１６】図１５のＦ−Ｆ断面図である。
【図１７】従来の垂直偏波用双ループアンテナの要部拡大断面図である。
【図１８】図１７のＧ−Ｇ断面図である。
【図１９】従来の４ＬＲ形垂直偏波用双ループアンテナの水平面指向性を示すグラフである。
【図２０】従来の４ＬＴ形垂直偏波用双ループアンテナの水平面指向性を示すグラフである。
【図２１】従来の垂直偏波用双ループアンテナの垂直面指向性を示すグラフである。
【符号の説明】
１　ループ部
２０　分岐給電部
３　平行給電部
４，４´　反射板
５　カバー
【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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