(57)【要約】【課題】  DVBT標準はUHF帯域の全てのチャネルの使用を提供し、それによって広帯域アンテナを必要とする。本発明は、特に全UHF帯域、すなわち470MHzと862MHzの間の帯域をカバー可能であり、前記の全帯域上で正確なマッチング水準を有する広帯域アンテナを提案する。【解決手段】  本発明は、アース面（１）に垂直な第１の円形又は半円の単極（３）を有する全方向性の放射を備えた広帯域アンテナに関し、少なくとも１つの第２の円形又は半円の単極（４）を有し、前記単極が共通の直径（ｚ）を有するように互いに位置付けられることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アース面（１，２０）に垂直な第１の円形又は半円の単極（３，２１）を有する全方向性の放射を備えた広帯域アンテナであって、
少なくとも１つの第２の円形又は半円の単極（４，２２）を有し、前記単極が共通の直径（ｚ，ｚ２）を有するように互いに位置付けられることを特徴とする広帯域アンテナ。
【請求項２】
請求項１に記載のアンテナであって、
Ｎ個（Ｎ≧２）の円形の単極（１１，１２，１３，１４）を有し、Ｎ個の単極が共通の直径（ｚ１）を示すように互いに位置付けられることを特徴とするアンテナ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のアンテナであって、
単極が互いに同じ角度を作ることを特徴とするアンテナ。
【請求項４】
請求項３に記載のアンテナであって、
２つの半分の単極の間の角度が１８０°／Ｎと等しく、Ｎが単極の数であることを特徴とするアンテナ。
【請求項５】
請求項１又は２に記載のアンテナであって、
２つの半分の円板の間の角度が等しくないように単極が組み込まれることを特徴とするアンテナ。
【請求項６】
請求項１ないし５のうちのいずれか１項に記載のアンテナであって、
反射面（５）を有することを特徴とするアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信の分野において用いられ得る、電磁気信号を送信及び／又は受信するための全方向性の放射を備えた広帯域アンテナに関し、特にデジタル地上テレビの送信の場合に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デジタル地上テレビは、最終的にはアナログテレビに取って代わる。この進展に関連して、家またはアパートの中でも高品質の受信を提供可能であることが必要である。室内の受信の前記の責任は、巨大にすべきではないという受信アンテナの大きさの制限を伴う。
【０００３】
現在、アナログテレビ信号を受信するために用いられるアンテナは、地上の受信の場合は、従来から家の屋根に設置されるいわゆる“熊手”のアンテナ又はヤギ（Yagi）の形式のアンテナを有する。前記の形式のアンテナは１メートルの長さに達する場合がある。室内の受信のためのアンテナの場合、一般的に２つの放射要素を有し、１つはVHF用であり、他方はUHF用であり、動作中の増幅部に結合され得る。更に、デジタル地上テレビに関して用いられる標準は、DVBT標準である。この標準はUHF帯域の全てのチャネルの使用を提供し、それによって広帯域アンテナを必要とする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
DVBT標準はUHF帯域の全てのチャネルの使用を提供し、それによって広帯域アンテナを必要とする。本発明は、特に全UHF帯域、すなわち470MHzと862MHzの間の帯域をカバー可能であり、前記の全帯域上で正確なマッチング水準を有する広帯域アンテナを提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、アース面に垂直な第１の円形又は半円の単極を有する全方向性の放射を備えた広帯域アンテナに関し、少なくとも１つの第２の円形又は半円の単極を有し、前記単極が共通の直径を有するように互いに位置付けられることを特徴とする。
【０００６】
実際、円形の単極又はCDM（円板の単極を表す）は、全方向に周波数の広帯域上で放射を行う要素であることが知られているが、前記の要素は、全動作帯域上で十分なマッチングを示さない。本発明による２つの円形又は半円の単極の使用により、放射についての性能を変更することなく、マッチングについてのアンテナの性能の鮮明な改善が可能になる。
【０００７】
本発明の特徴によると、アンテナはN個（Ｎ≧２）の円形の単極を有し、Ｎ個の単極が共通の直径を示すように互いに位置付けられる。
【０００８】
第１の実施例によると、アンテナは互いに９０°の角度を作る２つの単極を有する。更に一般的には、２つの半分の単極の間の角度は、１８０°／Ｎと等しくなり、Ｎは単極の数である。改良型によると、２つの単極は互いに同一でない角度を作り、特に４５°／１３５°の角度、又は合計すると１８０°になる何らかの値の一組の角度を作る。前記の構成は、全体のインピーダンスの減少を伴い、それによって分散を少なくし、広い周波数帯上でのマッチングのよりよい水準をもたらす。
【０００９】
本発明の他の特徴によると、単極は反射面を備える。
【００１０】
本発明の他の特徴と利点が、添付の図面を参照して行われる多様な実施例の説明を読むことで明らかになる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によるアンテナは以下の利点を示す。
【００１２】
・広帯域
・単一のCDMを有するアンテナのマッチングと比較して改善したマッチング水準
・方位角面における全方向性のパターン
・低い水準の交差分極
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明による全方向性の放射を備えた広帯域アンテナの第１の実施例について、まず図１から３を参照して説明する。
【００１４】
図１に示す通り、２つのCDM要素（CDMは“円板の単極”を表す）を形成する２つの円板３、４が、互いに垂直に金属のアース面１に位置付けられている。図１に示す通り、２つの円板３、４は、共通の直径zにより一方が他方と組み込まれており、x-o-y面に存在するアース面１に垂直である。前記の２つの円板３、４は金属要素によって周知の方法で具体化される。図１の実施例において、２つの円板３と４は、互いに直角を形成するように互いに交差する。
【００１５】
得られた結果をシミュレーションするために、図１に表されるアンテナは、半径a=90mmであり厚さe=4mmである２つの同じ金属板を用いて具体化されたものである。前記の２つの円板は、図１に示す通り、互いに組み込まれており、半径R=150mmを示す金属のアース面に備え付けられ、２つの円板はアース面から距離h=2mmに位置する。円板とアース面は金属製である。例えば、アルミニウムである場合がある。構成の重さを減少させるため、表面を（例えばアルミニウム箔で）金属化したプラスチック（“ディボン（dibbon）”等）、又はその他金属化した形状のものを使うことが可能である。
【００１６】
Ansoft社の高周波電磁界解析システム（HFSS）のソフトウェアと、相対的な誘電率εr=3.38と高さ0.81mmを有するロジャーズ4003（Rogers  4003）の基板上でトレースされた幅3.16mmと長さ67mmを示す35Ωのインピーダンス線を用いて、前述の構成をシミュレーションした。３５Ωのインピーダンス線は、以下に説明するとおり、この場合における２５Ωであるインピーダンスの構成に基づく出力で５０Ωのインピーダンスが得られることを可能にする変圧器を生成する。シミュレーションの結果は図２と３に示される。
【００１７】
この場合、図２の曲線は、図１のアンテナで相当なマッチング水準が得られ、全UHF帯域、すなわち470MHzと860MHzの間で３０dBまで到達する場合がある。前述したとおり、２つの円板が電気的な視点から平行に配置することと等しいという事実によって、得られた結果が説明され得る。前記の構成のインピーダンスは、単一のCDMを有する構成のインピーダンスの半分に等しい。更に、図３に示す曲線は、図の左側の３次元パターンと、図の右側の平行分極と交差分極における断面によって表される通り、650MHzの動作周波数について実質的に全方向性のアンテナの放射パターンを示す。更に、左側の図は、前記の構成の３次元放射パターンを表し、全領域（Etotal）と右側の図は、平行の（Etheta）及び交差する（Ephi）要素として、断面Phi=0°における２次元放射パターンを表す。
【００１８】
本発明の他の実施例が図４から６を参照して説明される。この場合、本発明によるアンテナは、共通の直径z1を有するように互いに位置付けられた４つのCDM、すなわち４つの単極の円板１１、１２、１３、１４を有し、前記の単極の円板はx1-o1-y1面に存在するアース面１０に垂直に取り付けられる。表された実施例において、それぞれの半分の円板の間の角度１１、１２と１２、１３と１３、１４と１４、１１は等しく、４５°に等しい。４５°以外の角度についても検討され得ることがその技術に熟練した人に明白である。前記の形式のアンテナは図１のアンテナと同じ材質と同じ直径を用いて具体化され、前記のアンテナは図１のアンテナと同じ方法でシミュレーションを行った。この場合のシミュレーションの結果が、非常に広いマッチング帯域に関して図５に、そしてアンテナの放射パターンに関して図６に表されている。
【００１９】
図５によると、優れたマッチングがUHF帯域に対応する周波数帯上で得られ、場合により-27dBまで得られる。更に、図の左側に３次元で、及び右側に平行分極と交差分極における断面においてそれぞれ図６に表される放射パターンは、650MHzの動作周波数での全方向性の放射が得られることを示す。
【００２０】
最後に、第３の実施例が図７から９を参照して説明される。
【００２１】
この場合、本発明によるアンテナは２つのCDM（円板の単極）を有し、２つの円板２１、２２は、共通の直径z2を有するように互いに位置付けられ、x2-o2-y2面に存在するアース面２０に垂直に取り付けられる。
【００２２】
この場合、２つの単極の円板が互いに作る角度は等しくないが、例えば円板２２と２１の２つの分岐のうちの１つが４５°の角度を作り、他の分岐が１３５°の角度を作るように選択される。
【００２３】
図７に表されるアンテナは図１と４のアンテナと同じ方法でシミュレーションされる。シミュレーションの結果は図８に表され、図８は、規格化された２５Ωのインピーダンスに関して図７のアンテナのマッチングを示し、この場合、470MHzと862MHzの間のUHF周波数帯域において、場合により-19dBまでのマッチングが得られる。また、図９の左側に３次元で、及び右側に平行分極と交差分極における断面によって表される通り、全方向性の放射パターンが得られる。シミュレーションの結果により表される通り、前述の多様なアンテナは以下の利点を示す。
【００２４】
・広帯域
・単一のCDMを有するアンテナのマッチングと比較して改善したマッチング水準
・方位角面における全方向性のパターン
・低い水準の交差分極
前述の構成はまた、具体化の容易性という利点を示し、その放射の指向性は、図１の参照番号５によって表される反射面を加えることによって改善され得る。反射のない構成の放射が全方向性であるため、反射面は特定の位置を有さない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明による二重のCDM広帯域アンテナの透視図である。
【図２】図１に表されたアンテナの周波数の機能としてのマッチング係数を表す曲線である。
【図３】３次元において、及び平行分極と交差分極における断面において、図１のアンテナの放射パターンをそれぞれ表したものである。
【図４】４つのCDMを用いる本発明の他の実施例によるアンテナの透視図である。
【図５】図４に表されたアンテナの周波数の機能としてのマッチング係数を表す曲線である。
【図６】３次元において、及び平行分極と交差分極における断面において、図４のアンテナの放射パターンをそれぞれ表したものである。
【図７】異なる角度を示す２つのCDMを備えた本発明によるアンテナの更に別の実施例を透視図で表したものである。
【図８】図７のアンテナの周波数の機能としてのマッチング係数を表す曲線である。
【図９】３次元において、及び平行分極と交差分極における断面において、図７のアンテナの放射パターンをそれぞれ表したものである。
【符号の説明】
【００２６】
１，１０，２１  金属のアース面
３，４，１１，１２，１３，１４，２１，２２  円板
５  反射面
【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】
2004236315.tif 000009
【図８】
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【図９】
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