(57)【要約】【課題】 ゲイン塔などのように設置スペースに制限を受ける場所であっても設置が可能となるように、双ループアンテナに給電するためにこれらを接続する伝送ラインを反射板の表面側の面の上に配置し得て、限定されたスペースの設置条件に対応することが可能であり、しかも低廉化を図ることが可能なＵＨＦ広帯域用双ループアンテナを提供する。【解決手段】  反射板６の１箇所Ｓで給電用同軸管１２を反射板６の裏面側から表面側に貫通配置すると共に、反射板６の表面側に平行給電線２３ａ，２３ｂ並びに２４ａ，２４ｂを配置し、給電用同軸管１２から平行給電線２３ａ，２３ｂ並びに２４ａ，２４ｂを介してアンテナ素子５（例えば、２Ｌ型双ループアンテナ部５ａ，５ｂ，５ｃ）の平行結合線路部３ａ，３ｂにトーナメント接続方式で給電する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環状の一対のループ部を直線状の一対の平行結合線路部にて接続して前記平行結合線路部を介して前記ループ部に給電するように構成したアンテナ素子と、前記アンテナ素子に対して所定の間隔を隔てて配置された反射板とを備えた２Ｌ型双ループアンテナを多段に接続して成るＵＨＦ広帯域用多段双ループアンテナにおいて、前記反射板の１箇所で給電用同軸管を前記反射板の裏面側から表面側に貫通配置すると共に、前記反射板の表面側に平行給電線を配置し、前記給電用同軸管から前記平行給電線を介して前記アンテナ素子の平行結合線路部にトーナメント接続方式で給電するようにしたことを特徴とするＵＨＦ広帯域用多段双ループアンテナ。
【請求項２】
前記反射板の表面側にバラン回路を配設し、前記給電用同軸管を前記バラン回路を介して前記平行給電線に接続するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のＵＨＦ広帯域用多段双ループアンテナ。
【請求項３】
前記平行給電線を、前記一対のループ部の中心を結ぶ中心線に沿って直列状に多段接続される基本構造体としての前記アンテナ素子の下方位置において、前記中心線を線対称軸とする左右対称位置で前記中心線に対して平行に配置すると共に、多段接続された複数の前記アンテナ素子にトーナメント接続方式でそれぞれ接続された前記平行給電線の各々を前記中心線に沿う一直線上に配置するようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載のＵＨＦ広帯域用多段双ループアンテナ。
【請求項４】
前記平行給電線上にトランスを設置し、前記トランスにより前記アンテナ素子の平行結合線路部との電気的整合を取るようにしたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のＵＨＦ広帯域用多段双ループアンテナ。
【請求項５】
前記平行給電線に分岐回路を設けることにより、前記アンテナ素子のループ部にかかる電力分布を調整して垂直面指向性を操作するようにしたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のＵＨＦ広帯域用多段双ループアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＴＶ・ＵＨＦ帯送信用アンテナで広く適用されているＵＨＦ広帯域用双ループ多段アンテナに関し、特に、ＴＶ放送のデジタル化によるアナログ／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好適なＵＨＦ広帯域用双ループ多段アンテナの伝送ライン（給電ライン）の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＵＨＦ広帯域用の送信用アンテナとして、図４（Ａ），（Ｂ）に示すような双ループアンテナ１が用いられている。この双ループアンテナ１は、２つの円環状のループ部（１波長ループアンテナ）２ａ，２ｂを直線状の平行結合線路部（平行給電線部）３ａ，３ｂで互いに接続し、これらの平行結合線路部３ａ，３ｂの中間箇所（入力部）４から給電するように構成すると共に、このように構成したアンテナ素子５を反射板６に対して所定の間隔を隔てて配置して成るものである。この種の双ループアンテナ１を用いる場合には、通常、高電力利得を得るために双ループアンテナ１を複数個用いて４個又は６個の円環状の１波長ループアンテナを使用するようにしている。なお、ループ部すなわち１波長ループアンテナの数に応じて、２Ｌ型（２素子型）、４Ｌ型（４素子型）、６Ｌ型（６素子型）と称されている。
【０００３】
ＵＨＦ広帯域用の双ループアンテナとしては、従来より、４Ｌ型双ループアンテナ及び６Ｌ型双ループアンテナが広く使用されている（例えば、特開２００３−２７３６３６号参照）。これらのアンテナに広帯域特性を持たせるためには、まず、指向性において垂直面指向性の周波数偏差を抑えるために、２Ｌ型双ループアンテナを基本構造としてこの２Ｌ型双ループアンテナを多段にして使用する必要がある。
【０００４】
図５（Ａ）〜（Ｃ）は、この種の従来の６Ｌ型双ループアンテナ（２Ｌ型双ループ３段式）から成るＵＨＦ広帯域用多段双ループアンテナ１０を示している。このＵＨＦ広帯域用多段双ループアンテナ（６Ｌ型双ループアンテナ）１０にあっては、図５（Ａ）に示すように３つの２Ｌ型双ループアンテナ部５ａ，５ｂ，５ｃ（３つのアンテナ素子５）が反射板６の表面側において所定の間隔を隔てた位置で多段（３段）に配置されている。そして、図５（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、反射板６の裏面側においてこの反射板６に対してほぼ平行状に配設された給電用同軸管１２と、この給電用同軸管１２にそれぞれ連結されかつ反射板６に貫通配置されている給電用同軸管１３ａ，１３ｂ，１３ｃとを介して、各々の２Ｌ型双ループアンテナ部５ａ，５ｂ，５ｃの平行結合線路部３ａ，３ｂの中間箇所４にそれぞれ給電されるように構成されている。なお、図５（Ｂ）及び（Ｃ）において、１４は給電用同軸管１２への入力部である。
【０００５】
従って、前記入力部１４から２Ｌ型双ループアンテナ部５ａ，５ｂ，５ｃの平行結合電線路部３ａ，３ｂの中間箇所４までの伝送ライン（給電ライン）として給電用同軸管１２並びに１３ａ〜１３ｃが用いられる場合が多く、そのうちの給電用同軸管１３ａ〜１３ｃを利用してバラン回路（平衡・不平衡変成回路）１５ａ，１５ｂ，１５ｃをそれぞれ設けるようにしている（図５（Ｂ）参照）。
【０００６】
このように、従来では、複数の２Ｌ型双ループアンテナを多段にしてＵＨＦ広帯域用多段双ループアンテナ１０として使用する場合、２Ｌ型双ループアンテナ部５ａ，５ｂ，５ｃに給電するための伝送ラインとして、上述の如き給電用同軸管１２並びに１３ａ〜１３ｃや同軸ケーブルを使用しているのが実状である。
【特許文献１】特開２００３−２７３６３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の如き構成の従来のＵＨＦ広帯域用多段双ループアンテナ（例えば、６Ｌ双ループアンテナ）１０にあっては、反射板６の裏面側に伝送ラインとしの給電用同軸管１２が設置されるようになっているが、ゲイン塔などの設置場所に制限を受けるところでは、反射板６を鉄塔に直付けしなければならないことから、伝送ライン（同軸管１２）を反射板６上の位置に設置しなければならないといった条件が課される場合がある。このような場合、伝送ラインが反射板６の裏面側にあるような従来のＵＨＦ広帯域用双ループアンテナ１０では、給電用同軸管１２から成る伝送ラインが反射板６の裏面側においてスペースをとるため、このＵＨＦ広帯域用双ループアンテナ１０を所定の設置場所に設置するのが困難である。
【０００８】
また、各２Ｌ型双ループアンテナ部５ａ〜５ｃ（アンテナ素子５）の一対のループ部２ａ，２ｂを結合する平行結合線路部３ａ，３ｂは平衡回路であるために、給電用同軸管３１ａ，１３ｂ，１３ｃで接続する場合には、各々の接続箇所にバラン回路１５ａ，１５ｂ，１５ｃをそれぞれ設ける必要があるため、アンテナ素子の数だけバラン回路を必要としている。因みに、図５に示すＵＨＦ広帯域用多段双ループアンテナ（６Ｌ双ループアンテナ）１０の場合には、図５（Ｂ）に示す如く、３つのバラン回路１５ａ〜１５ｃを必要とする。
【０００９】
本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、ゲイン塔などのように設置スペースに制限を受ける場所であっても設置が可能となるように、双ループアンテナに給電するためにこれらを接続する伝送ラインを反射板の表面側の面の上に配置し得て、限定されたスペースの設置条件に対応することが可能であり、しかも低廉化を図ることが可能なＵＨＦ広帯域用双ループアンテナを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の目的を達成するために、本発明では、円環状の一対のループ部を直線状の一対の平行結合線路部にて接続して前記平行結合線路部を介して前記ループ部に給電するように構成したアンテナ素子と、前記アンテナ素子に対して所定の間隔を隔てて配置された反射板とを備えた２Ｌ型双ループアンテナを多段に接続して成るＵＨＦ広帯域用双ループ多段アンテナにおいて、前記反射板の１箇所で給電用同軸管を前記反射板の裏面側から表面側に貫通配置すると共に、前記反射板の表面側に平行給電線を配置し、前記給電用同軸管から前記平行給電線を介して前記アンテナ素子の平行結合線路部にトーナメント接続方式で給電するようにしている。
また、本発明では、前記反射板の表面側にバラン回路を配設し、前記給電用同軸管を前記バラン回路を介して前記平行給電線に接続するようにしている。
また、本発明では、前記平行給電線を、前記一対のループ部の中心を結ぶ中心線に沿って直列状に多段接続される基本構造体としての前記アンテナ素子の下方位置において、前記中心線を線対称軸とする左右対称位置で前記中心線に対して平行に配置すると共に、多段接続された複数の前記アンテナ素子にトーナメント接続方式でそれぞれ接続された前記平行給電線の各々を前記中心線に沿う一直線上に配置するようにしている。
また、本発明では、前記平行給電線上にトランスを設置し、前記トランスにより前記アンテナ素子の平行結合線路部との電気的整合を取るようにしている。
また、本発明では、前記平行給電線に分岐回路を設けることにより、前記アンテナ素子のループ部にかかる電力分布を調整して垂直面指向性を操作するようにしている。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の本発明は、反射板の１箇所で給電用同軸管を反射板の裏面側から表面側に貫通配置すると共に、反射板の表面側に平行給電線を配置し、給電用同軸管から平行給電線を介してアンテナ素子の平行結合線路部にトーナメント接続方式で給電するようにしたものであるから、アンテナ素子の多段接続に平行給電線を用いて給電ライン（伝送ライン）をトーナメント接続方式にすることによって反射板の裏面側を入力部のみにすることができる。その結果、ゲイン塔などのようにアンテナ設置場所の制限（例えば、反射板をアンテナ取付部に直付けしなければならないといった条件）を受ける場合であっても、反射板の裏面側には同軸管などの邪魔物が存在しないため本発明のＵＨＦ広帯域用双ループアンテナを容易かつ作業能率よく取付けることができる。本発明によれば、反射板の表面側に平行給電線（トーナメント接続方式の接続回路から成る伝送ライン）を設けて給電用の伝送ラインを反射板の表面側に移行し、反射板の１箇所に貫通配置された同軸管と反射板の表面側に配設された平行給電線との組み合わせ構造としたことにより、すなわち、伝送ライン（給電ライン）を反射板上に配置すると共に給電用の同軸管を平行給電線に変更したことにより、伝送ラインの占めるスペースを極力抑えることができる。
【００１２】
請求項２に記載の本発明は、反射板の表面側にバラン回路を配設し、給電用同軸管をバラン回路を介して平行給電線に接続するようにしたものであるから、各アンテナ素子に対応して反射板に貫通配置されている給電用同軸管にバラン回路をそれぞれ１つずつ設けるようにした従来の場合に比べて、本発明では伝送ラインに平行給電線を使用しているためバラン回路の数を減らすことが可能となる。
【００１３】
請求項３に記載の本発明は、平行給電線を、一対のループ部の中心を結ぶ中心線に沿って直列状に多段接続される基本構造体としてのアンテナ素子の下方位置において、中心線を線対称軸とする左右対称位置で中心線に対して平行に配置すると共に、多段接続された複数のアンテナ素子にトーナメント接続方式でそれぞれ接続された平行給電線の各々を中心線に沿う直線上に配置するようにしたものであるから、従来のように反射板の裏面側に給電用同軸管を並列に配置（幅広に配置）していた場合に比べて、反射板の一部を取外してそこから反射板の裏面側に作業者の手を差し込んで配線作業や取付作業を容易かつ円滑に行うことが可能となる。また、上述の伝送ラインを構成する平行給電線は前記中心軸に沿っては一直線状に配置されることとなるため、指向性パターンが左右対称となる。
【００１４】
請求項４に記載の本発明は、平行給電線上にトランスを設置し、トランスによりアンテナ素子の平行結合線路部との電気的整合を取るようにしたものであるから、平行給電線をトーナメント接続方式で接続することにより、前記中心軸上に伝送ラインを設置でき、これに伴い伝送ラインによる指向性の影響を低減することができる。
【００１５】
請求項５に記載の本発明は、平行給電線に分岐回路を設けることにより、アンテナ素子のループ部（例えば、互いに隣り合うアンテナ素子の各一対のループ部）にかかる電力分布を調整して垂直面指向性を操作するようにしたものであるから、平行給電線上でトランスをかけることにより、ループの平行給電線と電気的整合をスムーズに行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態について図１〜図３を参照して説明する。なお、図１において図４及び図５と同様の部分には同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００１７】
図１（Ａ），（Ｂ）は、本発明の一実施形態に係るＵＨＦ広帯域用多段双ループアンテナ２０を示すものである。なお、このＵＨＦ広帯域用多段双ループアンテナ２０は、ＵＨＦ広帯域用多段双ループアンテナの一例としての２Ｌ型３段双ループアンテナ（６Ｌ型双ループアンテナ）である。このＵＨＦ広帯域用多段双ループアンテナ２０は、３つの２Ｌ型双ループアンテナ部５ａ，５ｂ，５ｃ（アンテナ素子５）を多段に接続して成るものであって、図１（Ｂ）に示すように反射板６の１箇所（中央箇所）Ｓで反射板６の裏面側から表面側に貫通配置された給電用同軸管２１と、反射板６の表面上に設置されたバラン回路２２と、反射板６の表面側に配置されかつこのバラン回路２２に接続された平行給電線２３ａ，２３ｂ及び２４ａ，２４ｂとを具備している。かくして、給電用同軸管２１がバラン回路２２を介して平行給電線２３ａ，２３ｂ及び２４ａ，２４ｂに接続されており、これらの平行給電線２３ａ，２３ｂ及び２４ａ，２４ｂが、図１（Ｂ）に示すように、各アンテナ素子５の平行結合線路部３ａ，３ｂにトーナメント接続方式で接続されている。従って、給電用同軸管２１から平行給電線２３ａ，２３ｂ及び２４ａ，２４ｂをそれぞれ介して各アンテナ素子５の平行結合線路部３ａ，３ｂにトーナメント接続方式で給電されるように構成されている。
【００１８】
また、上述の各アンテナ素子５は、反射板６の表面側において、一対のループ部２ａ，２ｂの中心を結ぶ中心線Ｐ（図１（Ａ）参照）に沿って直列状に配置されると共に、平行給電線２３ａ，２３ｂ及び２４ａ，２４ｂは、前記中心線Ｐに沿って直列状に多段接続される基本構造体としての２Ｌ型双ループアンテナ部５ａ，５ｂ，５ｃ（アンテナ素子５）の下方位置において、前記中心線Ｐを線対称軸とする左右対称位置で前記中心線Ｐに対して平行に配置されている。そして、多段接続された複数の２Ｌ型双ループアンテナ部５ａ，５ｂ，５ｃ（アンテナ素子５）にトーナメント接続方式でそれぞれ接続された平行給電線２３ａ，２３ｂ及び２４ａ，２４ｂの各々が、前記中心線Ｐに沿う一直線上に配置されている。
【００１９】
また、上述の平行給電線２３ａ，２３ｂ及び２４ａ，２４ｂ上にはトランス（変成回路部）２５が設置されており（図１（Ｂ）参照）、このトランス２５により各アンテナ素子５の平行結合線路部３ａ，３ｂとの電気的整合を取るように構成されている。さらに、平行給電線２３ａ，２３ｂには分岐回路（図１（Ｂ）における平行給電線２３ａ，２３ｂに対しバラン回路２２より立ち上がって２分岐している部分）が設けられており、例えば互いに隣り合う各アンテナ素子５ａと５ｂのループ部２ａ，２ｂにかかる電力分布を調整して垂直面指向性を操作し得るように構成されている。
【００２０】
このように構成した２Ｌ型３段式双ループアンテナ（６Ｌ型双ループアンテナ）から成るＵＨＦ広帯域用多段双ループアンテナ２０によれば、伝送ラインを反射板６の表面側に配置するようにした場合にその伝送ラインとして平行給電線２３ａ，２３ｂ及び２４ａ，２４ｂを用いるようにしているので、伝送ラインを中心軸Ｐ上に収めることができる。かくして、伝送ラインを中心軸Ｐ上に置いたことにより、指向性における伝送ラインの影響を最小限に抑えることができる。しかも、平行給電線２３ａ，２３ｂ及び２４ａ，２４ｂを使用することにより、２Ｌ型双ループアンテナ（アンテナ素子５）のインピーダンスと給電用同軸管２１のインピーダンスとの整合をとるのに電力分配回路（図１（Ｂ）におけるバラン回路２２及び平行給電線２３ｂ，２４ｂ）やトランス（変成回路）も容易に作成することができる。
【００２１】
換言すると、本実施形態のＵＨＦ広帯域用多段双ループアンテナ２０によれば、上述の如く伝送ラインの構造を簡略化したことにより、反射板６の表面側に伝送ラインを設置することが可能となる。そして、反射板６の表面側に伝送ラインを設置したことにより、反射板６の裏面側のスペースを確保できるので、反射板６を直付けするようなゲイン塔に対しても容易に適用することができ、ゲイン塔などのように制約のある設置場所に対応することができる。また、構造の簡略化により、部品点数の減少ひいてはアンテナ価格の低廉化を図ることが可能となる。
【００２２】
また、各アンテナ素子５にあっては一対のループ部２ａ，２ｂを平行結合線路部３ａ，３ｂを介して互いに接続するようにしているので、従来のように平行結合線路部３ａ，３ｂと給電用同軸管１３ａ〜１３ｃとを接続するようにした場合には、既述の如く３つのバラン回路１５ａ〜１５ｃが必要になるが（図４（Ｂ）及び図５（Ｂ）参照）、本実施形態のように伝送ラインに平行給電線２３ａ及び２４ａ，２４ｂを使用するようにすれば、バラン回路の数を減らすことができる。
【００２３】
また、伝送ラインが中心軸Ｐ上に存在するため、左右対称の指向性パターンを得ることができる。図２は、本実施形態のＵＨＦ広帯域用多段双ループアンテナ２０の水平面指向性を実測した結果を示しており、図９は、本実施形態のＵＨＦ広帯域用多段双ループアンテナ２０の垂直面指向性を実測した結果を示している。これらの図２及び図３から明らかなように、本実施形態のＵＨＦ広帯域用多段双ループアンテナ２０にあっては、指向性パターンが左右対称となり、従来の広帯城６Ｌ双ループアンテナと同等に周波数偏差が抑えられていることが確認された。
【００２４】
以上、本発明の一実施形態について述べたが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。例えば、既述の実施形態においては６Ｌ型３段式双ループアンテナ２０について述べたが、本発明は、４Ｌ型２段式双ループアンテナや８Ｌ型４段式双ループアンテナはじめ２Ｌ型多段式双ループアンテナにも適用可能であることは言う迄もない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の本実施形態に係るＵＨＦ広帯域用多段双ループアンテナを示すものであって、図１（Ａ）は、ＵＨＦ広帯域用多段双ループアンテナの平面図、図１（Ｂ）は、ＵＨＦ広帯域用多段双ループアンテナの正面図である。
【図２】本発明の本実施形態に係るＵＨＦ広帯域用多段双ループアンテナの水平面指向性（実測値）である。
【図３】本発明の本実施形態に係るＵＨＦ広帯域用多段双ループアンテナの垂直面指向性（実測値）である。
【図４】ＵＨＦ広帯域用多段双ループアンテナの構成単位となる２Ｌ型双ループアンテナを示すものであって、図４（Ａ）は、ＵＨＦ広帯域用多段双ループアンテナの構成単位となる２Ｌ型双ループアンテナ（アンテナ素子）の平面図、図４（Ｂ）は、２Ｌ型双ループアンテナの正面図である。
【図５】従来の２Ｌ型３段式双ループアンテナ（６Ｌ双ループアンテナ）を示すものであって、図５（Ａ）は、２Ｌ型３段式双ループアンテナの平面図、図５（Ｂ）は、２Ｌ型３段式双ループアンテナの正面図、図５（Ｃ）は、２Ｌ型３段式双ループアンテナの背面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  ２Ｌ型双ループアンテナ
２ａ，２ｂ  ループ部
３ａ，３ｂ  平行結合線路部（平行給電線部）
５  アンテナ素子
５ａ〜５ｃ  ２Ｌ型双ループアンテナ
２０  ＵＨＦ広帯域用多段双ループアンテナ
２１  給電用同軸管
２２  バラン回路
２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂ  平行給電線
２５  トランス
Ｐ  中心線
Ｓ  １箇所
【図１】
2005210448.tif 000003
【図２】
2005210448.tif 000004
【図３】
2005210448.tif 000005
【図４】
2005210448.tif 000006
【図５】
2005210448.tif 000007