(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状に各々形成され、所定の方向に沿って、前記板の表面が前記所定の方向と平行となるように並列配置される第１および第２の放射器を備え、
前記第１および第２の放射器の各々は、
第１の放射素子と、
前記所定の方向に沿った第１の軸に対して前記第１の放射素子と対称に配置される第２の放射素子とを含み、
前記第１および第２の放射素子の各々は、
互いの給電点を結ぶ線分の中点が前記第１の軸を通り、かつ、少なくとも外形の一部が前記第１の軸に沿って前記中点から遠ざかるほど前記第１の軸との距離が大きくなるように形成され、
前記第１および第２の放射器の各々は、
前記線分と重なる第２の軸に対する両側のうちの一方の側に設けられ、前記第１および第２の放射素子の各々の先端部同士を接続する第１の導線部をさらに含み、
ワイヤによって構成されて、前記所定の方向に対して垂直の方向であり、かつ、前記板の表面に対応する前記第１および第２の放射器の各々の表面から垂直な方向から見た場合に、前記第２の放射器と重なるとともに前記第２の放射器の端部のうちの前記第１の放射器と反対側の２箇所の端部を囲む反射器をさらに備える、アンテナ装置。
【請求項２】
前記第１、第２の放射素子の各々は、前記第２の軸に対称な形状を有し、
前記第１および第２の放射器の各々は、
前記第２の軸に対して前記第１の導線部と反対側に設けられ、前記第１および第２の放射素子の各々の先端部同士を接続する第２の導線部をさらに含む、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記第１、第２の放射素子の各々の形状は、多角形であり、
前記多角形は、
前記第２の軸に対称であり、前記第１の軸に沿って前記中点から遠ざかるにつれ、前記第１の軸との距離が大きくなる第１および第２の辺を有する、請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記多角形は、第３、第４および第５の辺をさらに有する５角形であり、
前記第３および第４の辺は、前記第２の軸に平行であり、
前記第３の辺の一方端は、前記第１の辺に接続され、
前記第４の辺の一方端は、前記第２の辺に接続され、
前記第５の辺の一方端および他方端は、前記第３の辺の他方端および前記第４の辺の他方端にそれぞれ接続される、請求項３に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記第１、第２の放射素子および前記第１および第２の導線部の各々は、前記第１の軸に沿って前記中点から遠ざかるにつれて、前記第１および第２の軸を含む平面からの距離が大きくなるように形成される、請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記第１、第２の放射素子、および前記第１および第２の導線部は、板状に一体成型される、請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記所定の方向に沿って進行する電波の受信に応じ、前記第１および第２の放射器からそれぞれ出力される第１および第２の出力信号が同相になるように、前記第１および第２の放射器の各々に対して給電する給電部をさらに備える、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項８】
前記給電部は、
前記第１の放射器に含まれる前記第１の放射素子と前記第２の放射器に含まれる前記第２の放射素子とを接続する第１の給電線と、
前記第１の放射器に含まれる前記第２の放射素子と前記第２の放射器に含まれる前記第１の放射素子とを接続する第２の給電線とを含み、
前記第１および第２の給電線の各々の長さは、前記第１および第２の出力信号間の位相差に応じて定められる、請求項７に記載のアンテナ装置。
【請求項９】
前記給電部は、
前記第１および第２の出力信号間の位相差を補正して、前記第１および第２の出力信号を合成する合成部と、
前記合成部の出力を増幅する増幅部とを含む、請求項７に記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
前記増幅部は、前記合成部の出力を増幅するか否かを切換可能である、請求項９に記載のアンテナ装置。
【請求項１１】
前記給電部は、
前記第１および第２の出力信号を増幅する増幅部と、
前記増幅部により増幅された前記第１および第２の出力信号間の位相差を補正して、前記第１および第２の出力信号を合成する合成部とを含む、請求項７に記載のアンテナ装置。
【請求項１２】
前記増幅部は、前記第１および第２の出力信号を増幅するか否かを切換可能である、請求項１１に記載のアンテナ装置。
【請求項１３】
前記第１および第２の放射器ならびに前記反射器を収納する筐体をさらに備える、請求項１から１２のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項１４】
前記所定の方向に対して垂直の方向から見た場合に第１の放射器と重なるように配置された導波器をさらに備える、請求項１から１３のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアンテナ装置に関し、特に、小型化かつ高性能のアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＵＨＦ（Ｕｌｔｒａｈｉｇｈ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯やＶＨＦ（Ｖｅｒｙ  Ｈｉｇｈ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯のテレビジョン放送用電波を受信するアンテナとして、八木アンテナが一般的に用いられる。八木アンテナは１つの放射器と、少なくとも１つの反射器と、少なくとも１つの導波器とを備える。
【０００３】
八木アンテナは指向性に優れるという特徴を有するが、利得や前後比（Ｆ／Ｂ比）などの特性を向上させようとした場合にはサイズが大きくなる。よって、小型かつ高性能な各種のアンテナがこれまでに提案されている。たとえば、特開２００３−８３２８号公報（特許文献１）では、前後比を良好にすることが可能な小型アンテナが開示される。
【０００４】
図２０は、小型アンテナの従来例を示す図である。図２０を参照して、アンテナ装置１００は筐体１０２に、ＵＨＦ帯アンテナ用の放射器１０３，１０４とＶＨＦ帯アンテナ１０６とが内蔵される。ＶＨＦ帯アンテナ１０６は２本の放射器１０６Ａと２本の放射器１０６Ｂとを含む。
【０００５】
アンテナ装置１００は、さらに、導波器１１６と、反射器１１８とを備える。放射器１０３，１０４、導波器１１６、および反射器１１８はＵＨＦ帯アンテナを構成する。なお、放射器１０３，１０４の各々の給電点は２分配器１２２に接続され、放射器１０６Ａ，１０６Ｂの各々の給電点は２分配器１１２に接続される。
【０００６】
放射器１０３の先端は導波器１１６側に折返され、放射器１０４の先端は反射器１１８側に折返されている。このように放射器１０３，１０４は折曲部を有しているので、所望の中心周波数の電波を良好に受信することが可能であり、かつ、小型化される。放射器１０３の直線部の長さは約８０ｍｍであり、折曲部の長さは約２０ｍｍである。また放射器１０４の直線部の長さは約１１０ｍｍであり、折曲部の長さは約４０ｍｍである。２つの放射器１０３の距離は約１５ｍｍであり、２つの放射器１０４の距離は約２０ｍｍである。また、放射器１０３と放射器１０４との距離は約９０ｍｍである。
【０００７】
ＵＨＦ帯アンテナの他の部分の大きさについて説明する。反射器１１８の長さは約３００ｍｍである。反射器１１８の最も突出した位置から放射器１０４までの距離は約４０ｍｍである。また、放射器１０３と導波器１１６との距離は約２５ｍｍである。
【特許文献１】特開２００３−８３２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図２０に示すアンテナ装置１００においてＵＨＦ帯アンテナの利得を向上させるためには、導波器の数を増やす必要がある。しかしながら導波器の数を増やした場合、アンテナ装置１００のサイズは電波による信号Ｓ１の進行方向に沿って大きくなる。また、ＵＨＦ帯アンテナの前後比を向上するためには反射器１１８の面積を大きくする必要がある。しかしながら反射器１１８の面積を大きくした場合にもアンテナ装置１００のサイズが大きくなる。
【０００９】
このように従来のアンテナ装置では特性を向上させようとすればサイズが大きくなる。言い換えれば、従来のアンテナ装置は性能を維持しながら小型化することが難しいという問題を有する。
【００１０】
本発明の目的は、小型かつ高性能な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】
【００１１】
本発明は要約すれば、アンテナ装置であって、所定の方向に沿って並列配置される第１および第２の放射器を備える。第１および第２の放射器の各々は、第１の放射素子と、所定の方向に沿った第１の軸に対して第１の放射素子と対称に配置される第２の放射素子とを含む。第１および第２の放射素子の各々は、互いの給電点を結ぶ線分の中点が第１の軸を通り、かつ、少なくとも外形の一部が第１の軸に沿って中点から遠ざかるほど第１の軸との距離が大きくなるように形成される。第１および第２の放射器の各々は、線分と重なる第２の軸に対する両側のうちの一方の側に設けられ、第１および第２の放射素子の各々の先端部同士を接続する第１の導線部をさらに含む。
【００１２】
好ましくは、第１、第２の放射素子の各々は、第２の軸に対称な形状を有し、第１および第２の放射器の各々は、第２の軸に対して第１の導線部と反対側に設けられ、第１および第２の放射素子の各々の先端部同士を接続する第２の導線部をさらに含む。
【００１３】
より好ましくは、第１、第２の放射素子の各々の形状は、多角形であり、多角形は、第２の軸に対称であり、第１の軸に沿って中点から遠ざかるにつれ、第１の軸との距離が大きくなる第１および第２の辺を有する。
【００１４】
さらに好ましくは、多角形は、第３、第４および第５の辺をさらに有する５角形である。第３および第４の辺は、第２の軸に平行である。第３の辺の一方端は、第１の辺に接続される。第４の辺の一方端は、第２の辺に接続される。第５の辺の一方端および他方端は、第３の辺の他方端および第４の辺の他方端にそれぞれ接続される。
【００１５】
より好ましくは、第１、第２の放射素子および第１および第２の導線部の各々は、第１の軸に沿って中点から遠ざかるにつれて、第１および第２の軸を含む平面からの距離が大きくなるように形成される。
【００１６】
より好ましくは、第１、第２の放射素子、および第１および第２の導線部は、板状に一体成型される。
【００１７】
好ましくは、アンテナ装置は、所定の方向に沿って進行する電波の受信に応じ、第１および第２の放射器からそれぞれ出力される第１および第２の出力信号が同相になるように、第１および第２の放射器の各々に対して給電する給電部をさらに備える。
【００１８】
より好ましくは、アンテナ装置は、導波器および反射器の少なくとも一方をさらに備える。
【００１９】
より好ましくは、給電部は、第１の放射器に含まれる第１の放射素子と第２の放射器に含まれる第２の放射素子とを接続する第１の給電線と、第１の放射器に含まれる第２の放射素子と第２の放射器に含まれる第１の放射素子とを接続する第２の給電線とを含み、第１および第２の給電線の各々の長さは、第１および第２の出力信号間の位相差に応じて定められる。
【００２０】
より好ましくは、給電部は、第１および第２の出力信号間の位相差を補正して、第１および第２の出力信号を合成する合成部と、合成部の出力を増幅する増幅部とを含む。
【００２１】
さらに好ましくは、増幅部は、合成部の出力を増幅するか否かを切換可能である。
より好ましくは、給電部は、第１および第２の出力信号を増幅する増幅部と、増幅部により増幅された第１および第２の出力信号間の位相差を補正して、第１および第２の出力信号を合成する合成部とを含む。
【００２２】
さらに好ましくは、増幅部は、第１および第２の出力信号を増幅するか否かを切換可能である。
【００２３】
より好ましくは、アンテナ装置は、第１および第２の放射器を収納する筐体をさらに備える。
【発明の効果】
【００２４】
本発明のアンテナ装置によれば、電波の送受信方向に沿って設けられ、この方向と垂直な方向に沿って少なくとも外形の一部が広がるように形成された２つの放射器を備えることにより、小型化かつ高性能なアンテナ装置が実現可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下において、本発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。
【００２６】
［実施の形態１］
図１は、本発明のアンテナ装置の全体構成を示す概略平面図である。図１を参照して、アンテナ装置１は筐体２と、筐体２に収納され、所定の方向に沿って並列配置される放射器３，４とを備える。アンテナ装置１が屋外に設置された場合、放射器３，４は筐体２によって風雨から守られるので特性の劣化を防ぐことが可能になる。なお「所定の方向」とは図１におけるＹ軸（第１の軸）方向であり、Ｙ軸方向は信号Ｓ１（電波）の進行方向に相当する。放射器３，４は、給電点ＦＤ１，ＦＤ２をそれぞれ有する。
【００２７】
アンテナ装置１は、さらに、放射器３，４に給電するための給電部５を備える。信号Ｓ１が放射器３から放射器４に向けて進行する場合、放射器４は放射器３よりも後で信号Ｓ１を受信する。信号Ｓ１の受信に応じて放射器３から出力される信号と信号Ｓ１の受信に応じて放射器４から出力される信号との間には位相差が生ずる。給電部５は位相差を補正して放射器３，４から出力される各信号が同位相になるように各信号を合成する。要するに給電部５は放射器３，４に位相差給電を行なう。放射器３，４に位相差給電を行なうことで、アンテナ装置１の特性が向上する。
【００２８】
給電部５は、フィーダ線１１と、同軸ケーブル１２と、バラン（ｂａｌｕｎ）１３と、コネクタ１４とを備える。フィーダ線１１は電線Ｌ１，Ｌ２を含む。電線Ｌ１は放射器３の給電点ＦＤ１と放射器４の給電点ＦＤ２とを接続する。電線Ｌ２は放射器３の給電点ＦＤ２と放射器４の給電点ＦＤ１とを接続する。電線Ｌ１，Ｌ２は放射器４側で交差するように設けられる。
【００２９】
電線Ｌ１，Ｌ２を交差させる理由は、放射器３からの出力と放射器４からの出力とを同相で合成するためである。フィーダ線１１の長さは放射器３から出力される信号と放射器４から出力される信号との位相差を補正するために適した長さに定められる。具体的に示すと、たとえば放射器３，４の距離が約９８ｍｍ（受信周波数帯域の中心周波数（６２０ＭＨｚ）の約０．２λ）であり、フィーダ線１１のインピーダンスが３００Ωである場合、フィーダ線１１の長さは１３５ｍｍ（中心周波数の約０．３λ）に設定される。
【００３０】
バラン１３は同軸ケーブル１２による不平衡給電を電線Ｌ３，Ｌ４（およびフィーダ線１１）による平衡給電に変換するために用いられる。バラン１３の回路例については後述する。なお、同軸ケーブル１２の長さはたとえば約８５ｍｍに設定される。
【００３１】
コネクタ１４は放射器３，４からの各出力を合成した信号を外部に出力するために設けられる。コネクタ１４はたとえばＦ形接栓である。
【００３２】
アンテナ装置１は、さらに、放射器３に対応して設けられる導波器１６，１７を備える。導波器１６，１７を設けることにより、アンテナ装置１の利得が向上する。なお、放射器３，４のみで所望の特性が得られる場合、導波器１６，１７はアンテナ装置１に含まれていなくてもよい。導波器の数や長さは必要とされるアンテナ装置１の利得に応じて適切に定められる。
【００３３】
導波器１６，１７は導電板により形成される。導波器１６のＸ軸方向の長さは約８６ｍｍ（中心周波数の約０．２λ）であり、Ｙ軸方向の長さは１０ｍｍである。また、導波器１７のＸ軸方向の長さは約１３９ｍｍ（中心周波数の約０．３λ）であり、Ｙ軸方向の長さは１０ｍｍである。導波器１６と導波器１７とでＸ軸方向の長さが異なるのは、広帯域（たとえば４７０〜７７０ＭＨｚ）において、低周波帯の利得と高周波帯の利得との差をできるだけ小さくするためである。
【００３４】
アンテナ装置１は、さらに、放射器４に対応して設けられる反射器１８を備える。反射器１８はたとえばＡＷＧ−２４線等のワイヤで構成される。ワイヤの長さに応じて利得等の特性を変化させることが可能になる。なお、放射器３，４のみで所望の特性が得られる場合には反射器１８はアンテナ装置１に含まれていなくてもよい。要するにアンテナ装置１は導波器および反射器の少なくとも一方を含むよう構成されてもよい。
【００３５】
反射器１８は放射器４の下に設けられ、かつ、放射器４の中央付近で折曲げられて筐体２に収納される。反射器１８がワイヤで構成される場合、ワイヤが長くても筐体２の中に容易に収納できるので、アンテナ装置１の小型化を実現できる。なお、反射器１８は導電板により構成されてもよい。
【００３６】
反射器１８は、放射器４の２箇所の端部を囲むように配置されている。このように反射器１８を構成することにより、反射器１８はいわゆるコーナリフレクタ（角型反射器）として機能する。
【００３７】
なお、筐体２のＹ軸方向の長さは約１７０ｍｍである。筐体２のＸ軸方向の長さは放射器３の側の長さが約２００ｍｍであり、放射器４の側の長さは約２１０ｍｍである。
【００３８】
以下ではアンテナ装置１はＵＨＦ帯の電波を受信するアンテナとして説明する。ただし本発明のアンテナ装置はＵＨＦ帯用のアンテナであると限定される必要はなく、たとえば放射器３，４の各々のサイズを適切に設定することで、より高周波（ＧＨｚ帯）の電波を受信することが可能である。また、本発明のアンテナ装置は送信アンテナとしても適用可能である。
【００３９】
図２は、図１の放射器３，４と、導波器１６，１７と、反射器１８の配置を模式的に示す側面図である。図２を参照して、放射器３を挟むように導波器１６，１７が設けられる。また、放射器４の下部に反射器１８が設けられる。また、放射器３，４と、導波器１６，１７とは導電板で形成され、反射器１８はワイヤまたは導電板により形成される。よって、アンテナ装置１の高さを小さくすることができる。なお、放射器３，４、導波器１６，１７、反射器１８、筐体２の各々の間には、たとえば絶縁体２０が設けられる。
【００４０】
たとえば放射器３，４の各々の厚み方向がＺ軸方向に沿うように放射器３，４が設けられてもよい。この場合、信号Ｓ１を受信する放射器３，４の各々の面積が広がるので、アンテナ装置１の特性を向上させることができる。
【００４１】
図３は、図１の放射器３を詳細に示す図である。なお、放射器４の形状は放射器３と同様であるので、以下では代表的に放射器３の形状について説明する。
【００４２】
図３を参照して、放射器３は放射素子２１，２２と導線部２３，２４とを備える。放射素子２１，２２は給電点ＦＤ１，ＦＤ２をそれぞれ有する。放射素子２２はＸ軸に対して放射素子２１と対称に配置される。図３のＹ軸は信号Ｓ１の進行方向に沿った軸であり、給電点ＦＤ１，ＦＤ２を結ぶ線分の中点を通る軸である。Ｘ軸はこの線分の中点を通り、Ｙ軸に垂直な軸である。つまり、図３に示すＸ軸，Ｙ軸は図１に示すＸ軸，Ｙ軸とそれぞれ同方向の軸である。
【００４３】
放射素子２１，２２の各々は、給電点ＦＤ１，ＦＤ２を結ぶ線分の中点がＹ軸を通るように設けられる。放射素子２１，２２の各々の外形の少なくとも一部は、Ｙ軸に沿って、この中点から遠ざかるほどＹ軸との距離が大きくなるように形成される。
【００４４】
代表的に放射素子２１の形状について説明する。放射素子２１は辺２５Ａ〜２５Ｇを有する多角形である。辺２５Ａ，辺２５ＢはＸ軸に対称であり、給電点ＦＤ１，ＦＤ２を結ぶ線分の中点からＹ軸に沿って遠ざかるにつれて、Ｙ軸との距離が大きくなる。辺２５Ｃ，辺２５Ｄについても同様である。なお、辺２５Ｅ，２５ＦはＸ軸に平行な線分であり、辺２５ＧはＹ軸に平行な線分である。
【００４５】
なお、Ｘ軸に対称であり、給電点ＦＤ１，ＦＤ２を結ぶ線分の中点からＹ軸に沿って遠ざかるにつれてＹ軸との距離が大きくなる２つの辺が放射素子２１に含まれていればよい。よって放射素子２１の形状は、たとえば三角形や台形、五角形等であってもよい。
【００４６】
導線部２３はＸ軸に対する両側のうちの一方の側に設けられ、放射素子２１，２２の先端部同士を接続する。またＸ軸に対して導線部２３と反対側に、導線部２４が設けられる。導線部２３と同様に、導線部２４は放射素子２１，２２の先端部同士を接続する。
【００４７】
なお、放射器３のＸ軸方向の長さは約１９０ｍｍであり、Ｙ軸方向の長さは約６０ｍｍである。
【００４８】
上述のように、放射器３は、Ｙ軸に対して対称な形状を有する放射素子２１，２２と放射素子２１，２２の先端部同士を接続する導線部２３，２４とを備える。放射素子２１，２２は少なくとも外形の一部が給電点ＦＤ１，ＦＤ２を結ぶ線分の中点からＹ軸に沿って遠ざかるにつれてＹ軸との距離が大きくなるように形成される。このような形状を有する２つの放射器が電波の受信方向に沿って並べられ、２つの放射器に対して位相差給電が行なわれることにより、小型化かつ高性能なアンテナ装置を実現することができる。
【００４９】
なお本発明のアンテナ装置において、放射器の形状はＹ軸に対称であればよい。ただし放射器の形状がＸ軸にも対称であることにより、アンテナ装置の特性をより向上させることが可能になる。
【００５０】
図４は、図１のバラン１３の構成例である。図４を参照して、バラン１３はコイル３１，３７およびコンデンサ３２，３３を備える。コイル３１は端子Ｔ１と端子Ｔ３との間に接続される。コンデンサ３２は一端が端子Ｔ１に接続され、他端が接地ノードに接続される。コンデンサ３３は端子Ｔ２と端子Ｔ３との間に接続される。コイル３７は一端が端子Ｔ２に接続され、他端が接地ノードに接続される。
【００５１】
端子Ｔ１，Ｔ２には図１に示す電線Ｌ３，Ｌ４がそれぞれ接続される。端子Ｔ３には同軸ケーブル１２の心線３４が接続される。同軸ケーブル１２には心線３４の外側に絶縁体３５を介して外部導体３６が設けられる。外部導体３６は接地ノードに接続される。図４では接地ノードに接続される外部導体３６を電線Ｌ５として模式的に示す。なお、バラン１３はトランスを用いて構成されてもよい。
【００５２】
図５は、放射器３，４および給電部５により構成されるアンテナ装置１の特性を示す図である。図５を参照して、グラフの横軸は周波数範囲を示し、縦軸は利得およびＶＳＷＲ（電圧定在波比）を示す。周波数範囲は４７０〜８９０ＭＨｚである。図５のグラフの周波数範囲には日本のＵＨＦテレビ放送における放送電波の周波数範囲（４７０〜７７０ＭＨｚ）が含まれる。曲線Ｇ１は周波数に対する利得の変化を示し、曲線Ｖ１は周波数に対するＶＳＷＲの変化を示す。４７０〜７７０ＭＨｚの周波数範囲において、利得は約２ｄＢから５ｄＢの範囲で変化し、ＶＳＷＲはほぼ２以下となる。
【００５３】
図６は、放射器３，４および給電部５により構成されるアンテナ装置１の別の特性を示す図である。図６を参照して、グラフの横軸は周波数範囲を示し、縦軸は前後比（図６においてＦ／Ｂと示す）および半値幅（図６においてＨ．Ｐ．Ａ．と示す）を示す。半値幅とは、放射強度（放射電力）が最大値の１／２になる角度幅である。また、前後比とは基準点の方向（角度０度）の放射強度と基準点の方向に対し１８０度±６０度の範囲の方向の放射強度との比である。曲線Ｈ１は周波数に対する半値幅の変化を示し、曲線Ｆ１は周波数に対する前後比の変化を示す。４７０〜７７０ＭＨｚの周波数範囲において前後比は約６ｄＢ〜１４ｄＢの間で変化し、半値幅は約７０度から約８５度の間で変化する。
【００５４】
図７は、放射器３，４および給電部５により構成されるアンテナ装置１のさらに別の特性を示す図である。図７を参照して、放射器３，４および給電部５により構成されるアンテナ装置１の指向特性が示される。図７に示す指向特性の中心周波数は６２０ＭＨｚである。この場合において前後比は約６．５ｄＢであり半値幅は約８５度である。アンテナ装置１の前方（アンテナ装置１において放射器３，４のうちの放射器３側）に強い指向性が生じる。
【００５５】
次に、上述のアンテナ装置１に導波器１６，１７および反射器１８をさらに備えた場合の特性について説明する。
【００５６】
図８は、導波器１６，１７および反射器１８をさらに備えるアンテナ装置１の特性を示す図である。図８を参照して、曲線Ｇ２は周波数に対する利得の変化を示す。４７０〜７７０ＭＨｚの周波数範囲のほぼ全域において利得は約３ｄＢ以上になる。導波器１６，１７および反射器１８を設けることにより、アンテナ装置１は広帯域で高い利得を有する。
【００５７】
図９は、導波器１６，１７および反射器１８をさらに備えるアンテナ装置１の別の特性を示す図である。図９を参照して、曲線Ｖ２は周波数に対するＶＳＷＲの変化を示す。４７０〜７７０ＭＨｚの周波数範囲においてＶＳＷＲの値はほぼ２以下である。
【００５８】
図１０は、導波器１６，１７および反射器１８をさらに備えるアンテナ装置１のさらに別の特性を示す図である。図１０を参照して、曲線Ｆ２は周波数に対する前後比の変化を示し、曲線Ｈ２は周波数に対する半値幅の変化を示す。反射器１８を設けることによって、特に前後比が変化する。４７０〜７７０ＭＨｚの周波数範囲において前後比は約１０ｄＢから約１４ｄＢの範囲で変化する。なお半値幅は約７０度から約８０度の間で変化する。
【００５９】
図１１は、導波器１６，１７および反射器１８をさらに備えるアンテナ装置１のさらに別の特性を示す図である。図１１を参照して、アンテナ装置１の指向性が示される。反射器を設けることにより、アンテナ装置１の後方（１２０度から１８０度の範囲）の指向性が弱められることが示される。
【００６０】
続いて、本発明のアンテナ装置に含まれる放射器の変形例について説明する。上述のように、本発明のアンテナ装置において、放射器は、Ｙ軸（電波の送受信方向に沿った軸）に対して対称な形状を有する２つの放射素子と、２つの放射素子の先端部同士を接続する導線部とを備えていればよい。２つの放射素子の各々は、少なくとも外形の一部が互いの給電点を結ぶ線分の中点からＹ軸に沿って遠ざかるにつれてＹ軸との距離が大きくなるように形成されていればよい。
【００６１】
図１２は、図１の放射器３の変形例を示す図である。図１２を参照して、放射器３ＡはＸ軸およびＹ軸の両方に対称である。なお、図１２のＸ軸およびＹ軸は図３に示すＸ軸およびＹ軸とそれぞれ同じである。放射器３Ａは放射素子２１Ａ，２２Ａおよび導線部２３Ａ，２４Ａを備える。放射素子２１Ａ，２２Ａは給電点ＦＤ１，ＦＤ２をそれぞれ有する。放射素子２１Ａ，２２ＡはＸ軸およびＹ軸に沿って直角に折れ曲がるよう形成される。なお放射素子２１Ａ，２２Ａは給電点ＦＤ１，ＦＤ２を結ぶ線分の中点からＹ軸に沿って放射状に広がる形状を有していてもよい。
【００６２】
図１３は、図１２の放射器Ｒ１を示す図である。図１３を参照して、放射器Ｒ１は放射器３Ａの構成要素に相当する。放射器３Ａは２つの放射器Ｒ１を組合せて構成される。なお、図１３に示すＸ軸およびＹ軸は図３に示すＸ軸およびＹ軸とそれぞれ同じである。
【００６３】
放射器Ｒ１はＹ軸に対称である。放射器Ｒ１は放射素子２１Ａ，２２Ａおよび導線部２３Ａを備える。放射素子２１Ａ，２２Ａはそれぞれ給電点ＦＤ１，ＦＤ２を有する。放射器３Ａの給電点ＦＤ１，ＦＤ２は２つの放射器Ｒ１の給電点ＦＤ１，ＦＤ２同士を結ぶ線分の中間に設けられるか、あるいは２つの放射器Ｒ１の給電点ＦＤ１，ＦＤ２を重ね合わせた位置に設けられる。なお、放射器３Ａと同様に、放射器Ｒ１も本発明のアンテナ装置に適用可能である。
【００６４】
図１４は、本発明のアンテナ装置における放射器３Ａ，４Ａの配置例を示す図である。図１４を参照して、Ｙ軸方向に沿って放射器３Ａ，４Ａが並べられる。図１４に示されるＹ軸は放射器３Ａの給電点ＦＤ１，ＦＤ２を結ぶ線分の中点Ｃ１と、放射器４Ａの給電点ＦＤ１，ＦＤ２を結ぶ線分の中点Ｃ２とを結ぶ軸である。またＹ軸の方向は信号Ｓ１の進行方向である。図１４に示されるＸ軸の方向は放射器３Ａの給電点ＦＤ１，ＦＤ２を結ぶ線分の方向であるとともに、放射器４Ａの給電点ＦＤ１，ＦＤ２を結ぶ線分の方向である。図１４に示されるＸ軸の方向は図１に示されるＸ軸の方向と同じである。
【００６５】
放射器４Ａの形状は放射器３Ａの形状と同様であるので以後の説明は繰返さない。放射器３Ａ，４Ａの各々は、給電点ＦＤ１，ＦＤ２を結ぶ線分の中点（中点Ｃ１または中点Ｃ２）からＹ軸に沿って遠ざかるにつれ、Ｘ軸およびＹ軸を含む平面（ＸＹ面）からの距離が大きくなるように形成されている。要するに放射器３Ａ，４Ａの各々は給電点ＦＤ１，ＦＤ２を結ぶ線分に沿って折曲げられる。このように放射器３Ａ，４Ａを折曲げることでアンテナ装置１の薄型化が可能になる。
【００６６】
図１に示すようにフィーダ線１１には電線Ｌ１，Ｌ２が含まれる。電線Ｌ１は放射器３Ａの給電点ＦＤ１と放射器４Ａの給電点ＦＤ２とを接続する。電線Ｌ２は放射器３Ａの給電点ＦＤ２と放射器４Ａの給電点ＦＤ１とを接続する。
【００６７】
放射器３Ａ，４Ａの大きさ（特にＸ軸方向の長さ）はアンテナの特性に応じて適切に定められる。図１４に示す例では、放射器３ＡのＸ軸方向の長さ、すなわち導線部２３Ａの長さ（導線部２４Ａの長さ）は約１７０ｍｍ（中心周波数の約０．３５λ）である。また、放射器４ＡのＸ軸方向の長さ、すなわち導線部２３Ａの長さ（導線部２４Ａの長さ）は約２００ｍｍ（中心周波数の約０．４λ）である。このように放射器３Ａ，４Ａの各々のＸ軸方向の長さを設定することで効率的に信号Ｓ１を受信することができる。ただし放射器３Ａ，４Ａの各々のＸ軸方向の長さは等しくてもよい。
【００６８】
図１５は、図１４に示す放射器３Ａ，４Ａの別の配置を示す図である。図１５を参照して、図１５は図１４に示す放射器４Ａに対してＸＹ面内で１８０度回転している点で図１４に示す放射器３Ａ，４Ａの配置と異なる。この場合においても電線Ｌ１は放射器３Ａの給電点ＦＤ１と放射器４Ａの給電点ＦＤ２とを接続し、電線Ｌ２は放射器３Ａの給電点ＦＤ２と放射器４Ａの給電点ＦＤ１とを接続する。図１５の例では放射器３ＡのＸ軸方向の長さ（導線部２３Ａの長さおよび導線部２４Ａの長さ）は２００ｍｍに設定される。ただし、図１４のように放射器４ＡのＸ軸方向の長さが放射器３ＡのＸ軸方向の長さより長くてもよい。
【００６９】
さらに、別の変形例として図１５に示す放射器３Ａ，４Ａの配置に対し、放射器３ＡをＸＹ面内で１８０度回転させてもよい。
【００７０】
以上のように実施の形態１によれば、電波の送受信方向（Ｙ軸）に沿って配置された２つの放射器を備え、２つの放射器の各々はＹ軸に対称な形状を有し、少なくとも外形の一部がＸ軸方向に遠ざかるように形成される２つの放射素子と、各放射素子の先端を接続する導線部とを含むので、アンテナ装置を小型化することが可能であるとともに特性を向上させることが可能になる。
【００７１】
さらに、実施の形態１によれば、２つの放射器に位相差給電を行なうことによって従来の小型アンテナよりも特性を向上させることができる。
【００７２】
さらに、実施の形態１によれば、導波器および反射器を備えることによって特性を向上させることができる。
【００７３】
［実施の形態２］
図１６は、実施の形態２のアンテナ装置の全体ブロック図である。図１６を参照して、アンテナ装置１Ａは給電部５に代えて給電部５Ａを備える点において図１に示すアンテナ装置１と異なるが他の部分の構成はアンテナ装置１と同様であるので以後の説明は繰返さない。
【００７４】
給電部５Ａは、合成部４０Ａと、増幅部４０Ｂと、アンプ４２と、コンデンサ４３と、チョークコイル４４と、レギュレータ４５と、スイッチ４６とを備える。
【００７５】
合成部４０Ａは、フィーダ線１１とバラン１３とを含む。合成部４０Ａは信号Ｓ１の受信に応じて放射器３，４からそれぞれ出力される信号Ｓ１１，Ｓ２１の間の位相差を補正し、信号Ｓ１１，Ｓ２１を合成する。
【００７６】
増幅部４０Ｂは、合成部４０Ａの出力を増幅する。増幅部４０Ｂが設けられることによってフィーダ線や同軸ケーブルなどの給電線により電力の損失が発生してもＣＮ比（Carrier to Noise Ratio：搬送波と雑音との比）を良好にすることが可能になる。
【００７７】
増幅部４０Ｂは、スイッチＳＷ１，ＳＷ２とアンプ４１とを含む。スイッチＳＷ１，ＳＷ２の各々はスイッチ４６から電圧ＶＤＤが入力されたか否かに応じて接続を切換える。スイッチＳＷ１，ＳＷ２は合成部４０Ａからの出力をアンプ４１に送るかアンプ４１を経由せずにアンプ４２に送るかを切換える。つまり、増幅部４０Ｂは合成部４０Ａからの出力を増幅するか否かを切換えることができる。
【００７８】
スイッチＳＷ１がアンプ４１の入力側に接続され、スイッチＳＷ２がアンプ４１の出力側に接続される場合には、バラン１３から出力される信号がアンプ４１により増幅される。スイッチＳＷ１，ＳＷ２の接続を切換えることにより、バラン１３から出力される信号はアンプ４２に直接送られる。アンプ４２から出力される信号ＳＯＵＴは、たとえばテレビジョン受像機等の受信装置に送られる。
【００７９】
コンデンサ４３およびチョークコイル４４はレギュレータ４５に対して電圧ＶＩＮを供給するために設けられる。レギュレータ４５にはたとえば電源挿入器（パワーインサータ）からコネクタ１４を介して電圧ＶＩＮが供給される。なおレギュレータ４５には電源装置（図示せず）から電圧ＶＩＮが供給されてもよい。
【００８０】
レギュレータ４５は電圧ＶＩＮの入力に応じて電圧ＶＤＤを出力する。電圧ＶＤＤはアンプ４１，アンプ４２の電源電圧である。
【００８１】
スイッチ４６はスイッチＳＷ１，ＳＷ２に対して、レギュレータ４５から出力される電圧ＶＤＤを供給するか否かを切換えるために設けられる。スイッチ４６は、たとえば手動スイッチである。アンテナ装置１Ａの設置場所での信号Ｓ１の受信状況に応じ、作業者がアンテナ装置１Ａの設置の際にスイッチ４６を切換えることでスイッチＳＷ１，ＳＷ２に電圧ＶＤＤを供給するか否かを切換えることができる。これにより、信号Ｓ１の受信強度が弱い場合には、合成部４０Ａからの出力を一旦、アンプ４１で増幅することにより、ＣＮ比を良好にすることができる。なお、スイッチ４６はトランジスタ等のスイッチング素子により構成されてもよい。
【００８２】
図１７は、実施の形態２の変形例を示す図である。図１７を参照して、アンテナ装置１Ｂは給電部５Ａに代えて給電部５Ｂを備える点において図１５に示すアンテナ装置１Ａと異なるが他の部分の構成は同様であるので以後の説明は繰返さない。
【００８３】
給電部５Ｂは、合成部４０Ａ、増幅部４０Ｂに代えて合成部５０Ａ、増幅部５０Ｂを含む点において給電部５Ａと異なるが他の部分の構成は給電部５Ａと同様であるので以後の説明は繰返さない。
【００８４】
増幅部５０Ｂは信号Ｓ１１，Ｓ２１の各々を増幅して出力する。合成部５０Ａは増幅部５０Ｂにより増幅された信号Ｓ１１，Ｓ２１の間の位相差を補正して、信号Ｓ１１，Ｓ２１を合成する。
【００８５】
増幅部５０Ｂは、放射器３，４の各々に対して設けられるバラン１３、スイッチＳＷ１，ＳＷ２およびアンプ４１を含む点で増幅部４０Ｂと異なる。２つのスイッチＳＷ１および２つのスイッチＳＷ２は電圧ＶＤＤが入力されたか否かに応じて接続を切換える。
【００８６】
合成部５０Ａは電線Ｌ１１，電線Ｌ１２と、電線Ｌ１１，Ｌ１２の各々を伝達する信号を合成して出力する合成器５１とを含む。
【００８７】
電線Ｌ１１，Ｌ１２はたとえば同軸ケーブルにより構成される。電線Ｌ１１は放射器３に対して設けられたスイッチＳＷ２から出力される信号を伝送する。電線Ｌ１２は放射器４に対して設けられたスイッチＳＷ２から出力される信号を伝送する。電線Ｌ１１の長さと電線Ｌ１２の長さとが異なることにより放射器３，４に対して位相差給電を行なうことができる。なお電線Ｌ１１，Ｌ１２の各々の長さはたとえば約９０ｍｍ（中心周波数の約０．２λ）である。
【００８８】
以上のように、実施の形態２によれば放射器の出力を増幅する増幅部を設けることにより、アンテナ装置から出力される信号のＣＮ比を改善することが可能になる。
【００８９】
また、実施の形態２によれば、電波の受信状況に応じ、増幅部において放射器の出力を増幅するか否かを切換えることができる。
【００９０】
［実施の形態３］
実施の形態３のアンテナ装置の全体構成は図１のアンテナ装置１と同様である。ただし実施の形態３のアンテナ装置が備える放射器は図１のアンテナ装置１が備える放射器３，４と形状が異なる。実施の形態３のアンテナ装置は図１のアンテナ装置１の構成において放射器３，４に代えて放射器３Ｂ，４Ｂを含む。以下、図１８を参照して実施の形態３のアンテナ装置が備える放射器３Ｂの形状を説明する。なお、放射器４Ｂは放射器３Ｂと同一の形状を有するので、放射器４Ｂの形状についての説明は以後繰り返さない。
【００９１】
図１８は、実施の形態３のアンテナ装置が備える放射器３Ｂの形状を示す図である。
図１８を参照して、放射器３Ｂは放射素子２１，２２の形状が図３の放射器３と異なる。放射素子２１，２２の各々は５角形であり、辺２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｅ，２５Ｆ，２５Ｇ（第１〜第５の辺）を含む。放射器３Ｂの他の部分は放射器３と同様であるので以後の説明は繰返さない。
【００９２】
辺２５Ｅ，２５Ｆは、Ｘ軸（第２の軸）に平行である。辺２５Ｅの一方端は、辺２５Ａに接続される。辺の２５Ｆの一方端は、辺２５Ｂに接続される。辺２５ＧはＸ軸に垂直である。辺２５Ｇの一方端および他方端は、辺２５Ｅの他方端および辺２５Ｆの他方端にそれぞれ接続される。
【００９３】
放射器３と比較すると放射器３Ｂにおいて放射素子２１，２２の各々は辺２５Ｃ，２５Ｄを含んでいないため、放射器３よりも放射素子の面積を大きくすることができる。これにより、後述するように実施の形態３のアンテナ装置は実施の形態１よりも特性を向上させることができる。
【００９４】
また、放射素子２１，２２および導線部２３，２４は、たとえば金型を用いて金属板を打ち抜くことにより、板状に一体成型される。これにより実施の形態３のアンテナ装置は製造コストを低減することができる。なお、図１の放射器３，４も放射器３Ｂと同様に板状に一体成型されてもよい。
【００９５】
図１９は、実施の形態３のアンテナ装置の利得を示す図である。なお図１９は図８と対比される図である。図１９を参照して、７７０ＭＨｚにおける利得は約３．０ｄＢである。図８に示すように実施の形態１のアンテナ装置の利得は７７０ＭＨｚにおいて３．０ｄＢを下回っている。また、図１９において利得のピーク値（７１０ＭＨｚ付近の利得）は約５．５ｄＢであるのに対し、図８における利得のピーク値は約５．０ｄＢである。このように実施の形態３のアンテナ装置は実施の形態１よりも放射素子の面積を広げることによって特性を向上させることができる。
【００９６】
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】
【００９７】
【図１】本発明のアンテナ装置の全体構成を示す概略平面図である。
【図２】図１のアンテナ装置１の側面方向から放射器３，４と、導波器１６，１７と、反射器１８の配置を説明する図である。
【図３】図１の放射器３を詳細に示す図である。
【図４】図１のバラン１３の構成例である。
【図５】放射器３，４および給電部５により構成されるアンテナ装置１の特性を示す図である。
【図６】放射器３，４および給電部５により構成されるアンテナ装置１の別の特性を示す図である。
【図７】放射器３，４および給電部５により構成されるアンテナ装置１のさらに別の特性を示す図である。
【図８】導波器１６，１７および反射器１８をさらに備えるアンテナ装置１の特性を示す図である。
【図９】導波器１６，１７および反射器１８をさらに備えるアンテナ装置１の別の特性を示す図である。
【図１０】導波器１６，１７および反射器１８をさらに備えるアンテナ装置１のさらに別の特性を示す図である。
【図１１】導波器１６，１７および反射器１８をさらに備えるアンテナ装置１のさらに別の特性を示す図である。
【図１２】図１の放射器３の変形例を示す図である。
【図１３】図１２の放射器Ｒ１を示す図である。
【図１４】本発明のアンテナ装置における放射器３Ａ，４Ａの配置例を示す図である。
【図１５】図１４に示す放射器３Ａ，４Ａの別の配置を示す図である。
【図１６】実施の形態２のアンテナ装置の全体ブロック図である。
【図１７】実施の形態２の変形例を示す図である。
【図１８】実施の形態３のアンテナ装置が備える放射器の形状を示す図である。
【図１９】実施の形態３のアンテナ装置の利得を示す図である。
【図２０】小型アンテナの従来例を示す図である。
【符号の説明】
【００９８】
１，１Ａ，１Ｂ，１００  アンテナ装置、２，１０２  筐体、３，４，３Ａ，４Ａ，３Ｂ，４Ｂ，１０３，１０４，１０６Ａ，１０６Ｂ，Ｒ１  放射器、５，５Ａ，５Ｂ  給電部、１１  フィーダ線、１２  同軸ケーブル、１３  バラン、１４  コネクタ、１６，１７，１１６  導波器、１８，１１８  反射器、２０，３５  絶縁体、２１，２２，２１Ａ，２２Ａ  放射素子、２３，２４，２３Ａ，２４Ａ  導線部、２５Ａ〜２５Ｇ  辺、３１，３７  コイル、３２，３３，４３  コンデンサ、３４  心線、３６  外部導体、４０Ａ，５０Ａ  合成部、４０Ｂ，５０Ｂ  増幅部、４１，４２  アンプ、４４  チョークコイル、４５  レギュレータ、４６，ＳＷ１，ＳＷ２  スイッチ、５１  合成器、１０６  ＶＨＦ帯アンテナ、１１２，１２２  ２分配器、Ｃ１，Ｃ２  中点、Ｆ１，Ｆ２，Ｇ１，Ｇ２，Ｈ１，Ｈ２，Ｖ１，Ｖ２  曲線、ＦＤ１，ＦＤ２  給電点、Ｌ１〜Ｌ５，Ｌ１１，Ｌ１２  電線、Ｓ１  電波、Ｔ１〜Ｔ３  端子。
【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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