(57)【要約】【課題】  放送等の分野において円偏波の送信電波を利用する場合、構成が簡単かつ低コストで良好な送信品質を確保可能な円偏波用ループアンテナ等を提供する。【解決手段】  本発明の円偏波ループアンテナは、円偏波の電波を放射する円偏波ループアンテナであって、ループ状の導体の一端を介して給電される一又は複数のループ素子１１、１３と、ループ素子１１、１３に取り付けられ所定方向に伸びる長尺の導体から形成された摂動素子１３、１５とを備え、ループ素子１１、１３における摂動素子１２、１４は、摂動素子１２とループ素子１１のループ面中央を結ぶ直線及び摂動素子１４とループ素子１３のループ面中央を結ぶ直線が、ループ面中央と給電点を結ぶ方向に対し略４５°の角度をなす方向に配置される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円偏波の電波を放射する円偏波ループアンテナであって、
ループ状の導体の一端を介して給電される一又は複数のループ素子と、
前記ループ素子に取り付けられ所定方向に伸びる長尺の導体から形成された摂動素子と、
を備え、前記ループ素子における前記摂動素子は、前記摂動素子と前記ループ素子のループ面中央を結ぶ直線が前記ループ面中央と給電点を結ぶ方向に対し略４５°の角度をなす方向に配置されることを特徴とする円偏波ループアンテナ。
【請求項２】
前記ループ素子のループ面法線方向に所定間隔を置いて対向配置される反射板を更に備え、
前記摂動素子は、前記反射板を向いて前記ループ面法線方向に伸びるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の円偏波ループアンテナ。
【請求項３】
円偏波の電波を放射する２つのループ素子を有する円偏波双ループアンテナであって、
ループ状の導体の一端を介して給電される第１ループ素子と、
前記第１ループ素子に取り付けられ所定方向に伸びる長尺の導体から形成された第１摂動素子と、
ループ状の導体の一端を介して給電される第２ループ素子と、
前記第２ループ素子に取り付けられ所定方向に伸びる長尺の導体から形成された第２摂動素子と、
前記第１ループ素子と前記第２ループ素子をそれぞれのループ面が略同一面内となるように連結し、略中央部に給電構造を形成した連結導体と、
を備え、前記第１ループ素子における前記第１摂動素子は、前記第１摂動素子と前記第１ループ素子のループ面中央を結ぶ直線が前記第１ループ素子のループ面中央と給電点を結ぶ方向に対し略４５°の角度をなす方向に配置されるとともに、前記第２ループ素子における前記第２摂動素子は、前記第２摂動素子と前記第２ループ素子のループ面中央を結ぶ直線が前記第２ループ素子のループ面中央と前記給電点を結ぶ方向に対し略４５°の角度をなす方向であって前記給電点から見て前記第１摂動素子の取り付け位置と点対称の位置に配置されることを特徴とする円偏波双ループアンテナ。
【請求項４】
前記第１ループ素子及び前記第２ループ素子のループ面法線方向に所定間隔を置いて対向配置される反射板を更に備え、
前記第１摂動素子及び前記第２摂動素子は、前記反射板を向いて前記ループ面法線方向に伸びるように形成されていることを特徴とする請求項３に記載の円偏波双ループアンテナ。
【請求項５】
前記第１ループ素子には、複数個の前記１摂動素子が取り付けられ、前記第２ループ素子には、前記第１摂動素子と同数の前記第２摂動素子が取り付けられていることを特徴とする請求項３に記載の円偏波双ループアンテナ。
【請求項６】
請求項１又は請求項２に記載の円偏波ループアンテナ、又は、請求項３から請求項５のいずれかに記載の円偏波双ループアンテナを用いて放送用の電波を送信することを特徴とする放送用アンテナ装置。
【請求項７】
請求項６に記載の放送用アンテナ装置を一又は複数設置したことを特徴とする放送塔。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円偏波を放射可能な円偏波ループアンテナ、円偏波双ループアンテナ、放送用アンテナ装置及び放送塔に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、放送分野では、ＵＨＦ帯を用いてＴＶ放送のディジタル化を図る地上波ディジタル放送が注目されている。この地上波ディジタル放送では、複数のサテライト局から多数のチャネルをカバー可能な広帯域の電波を送信するための放送用アンテナ装置を設置する必要がある。
【０００３】
地上波ディジタル放送における放送用アンテナ装置としては、一対のループ素子をアンテナ素子として同一平面上に配置した双ループアンテナが知られている。この双ループアンテナを用いて、水平偏波あるいは垂直偏波を放射させるように構成された放送用アンテナ装置が提案されている（例えば、特許文献１、２を参照）。
【特許文献１】特開２００２−２２３１１９号公報
【特許文献２】特開２００３−１５２４２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の放送用アンテナを放送塔に設置して用いる場合、それぞれの放送塔のサービスエリアが確保されるが、一部の地域では送信電波の干渉による混信障害が起こる可能性がある。すなわち、サービスエリアの外縁部にある地域では、近接する他のサービスエリアの放送塔からの電波が同一周波数帯に重なる場合、混信障害が発生するという問題がある。
【０００５】
一方、特定地域で同一周波数の電波が重なることを避けるためには、放送用アンテナから円偏波の電波を送信し、受信側で円偏波に含まれる垂直偏波又は水平偏波の一方を用いる方法も考えられる。しかし、円偏波を送信可能な放送用アンテナを構成する場合、垂直偏波及び水平偏波の各々の電波を放射する２種のアンテナ素子を設置し、さらには両者に９０°の位相差を正確に与えるように設計条件を定める必要がある。そのため、アンテナ素子の形状や給電構造が複雑になるとともに煩雑な調整も要求されるため、放送用アンテナの設置コストの上昇を招く恐れがある。
【０００６】
そこで、本発明はこれらの問題を解決するためになされたものであり、円偏波の送信電波を利用する放送等の分野に応用する場合、異なるサービスエリア同士の電波の混信障害を有効に防止し、構成の複雑化と設置コストの上昇を招くことなく良好な送信品質を確保し得る円偏波用ループアンテナ等を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の円偏波ループアンテナは、円偏波の電波を放射する円偏波ループアンテナであって、ループ状の導体の一端を介して給電される一又は複数のループ素子と、前記ループ素子に取り付けられ所定方向に伸びる長尺の導体から形成された摂動素子とを備え、前記ループ素子における前記摂動素子は、前記摂動素子と前記ループ素子のループ面中央を結ぶ直線が前記ループ面中央と給電点を結ぶ方向に対し略４５°の角度をなす方向に配置されることを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、円偏波ループアンテナに給電する場合、ループ素子の一端から流れる電流は摂動素子の作用により進行波電流となり、ループ素子から一定の旋回方向を持つ円偏波が放射される。このとき、円偏波ループアンテナにおけるアンテナ特性は、摂動素子の取り付け位置により左右される。特に、ループ面中央と給電点を結ぶ方向に対し略４５°の角度をなす方向に摂動素子を配置する場合、円偏波ループアンテナの基本的なアンテナ性能である軸比を良好に保つことができる。よって、円偏波を多様な用途で利用する場合、簡素な構成で最適な円偏波を送信して、円偏波を受信する際に垂直偏波と水平偏波の双方を抽出可能とし、構成の複雑化や設置コストの上昇を避けつつ良好な円偏波ループアンテナを実現することができる。
【０００９】
請求項２に記載の円偏波ループアンテナは、請求項１に記載の円偏波ループアンテナにおいて、前記ループ素子のループ面法線方向に所定間隔を置いて対向配置される反射板を更に備え、前記摂動素子は、前記反射板を向いて前記ループ面法線方向に伸びるように形成されていることを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、請求項１に記載の発明の作用に加えて、ループ素子の放射方向の一方の側に配置された反射板により、円偏波ループアンテナに狭い範囲の指向性を持たせつつ、摂動素子の作用により最適な円偏波を送信することができる。
【００１１】
請求項３に記載の円偏波双ループアンテナは、円偏波の電波を放射する２つのループ素子を有する円偏波双ループアンテナであって、ループ状の導体の一端を介して給電される第１ループ素子と、前記第１ループ素子に取り付けられ所定方向に伸びる長尺の導体から形成された第１摂動素子と、ループ状の導体の一端を介して給電される第２ループ素子と、前記第２ループ素子に取り付けられ所定方向に伸びる長尺の導体から形成された第２摂動素子と、前記第１ループ素子と前記第２ループ素子をそれぞれのループ面が略同一面内となるように連結し、略中央部に給電構造を形成した連結導体とを備え、前記第１ループ素子における前記第１摂動素子は、前記第１摂動素子と前記第１ループ素子のループ面中央を結ぶ直線が前記第１ループ素子のループ面中央と給電点を結ぶ方向に対し略４５°の角度をなす方向に配置されるとともに、前記第２ループ素子における前記第２摂動素子は、前記第２摂動素子と前記第２ループ素子のループ面中央を結ぶ直線が前記第２ループ素子のループ面中央と前記給電点を結ぶ方向に対し略４５°の角度をなす方向であって前記給電点から見て前記第１摂動素子の取り付け位置と点対称の位置に配置されることを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、円偏波ループアンテナに給電する場合、第１ループ素子を流れる電流は第１摂動素子の作用により進行波電流となり、第２ループ素子を流れる電流は第２摂動素子の作用により進行波電流となり、第１ループ素子と第２ループ素子では給電点から見たときに各々の摂動素子が対称配置されているため双方の旋回方向が一致した円偏波が放射される。そして、円偏波ループアンテナにおけるアンテナ特性は、請求項１に記載の発明と同様に、ループ面中央と給電点を結ぶ方向に対し略４５°の角度をなす方向に第１摂動素子及び第２摂動素子を配置するときに軸比を良好に保つことができる。よって、円偏波を多様な用途で利用する場合、簡素な構成で最適な円偏波を送信して、円偏波を受信する際に垂直偏波と水平偏波の双方を抽出可能とし、特に放送用途に好適な円偏波双ループアンテナを簡単な構成と低いコストで実現することができる。
【００１３】
請求項４に記載の円偏波双ループアンテナは、請求項３に記載の円偏波双ループアンテナにおいて、前記第１ループ素子及び前記第２ループ素子のループ面法線方向に所定間隔を置いて対向配置される反射板を更に備え、前記第１摂動素子及び前記第２摂動素子は、前記反射板を向いて前記ループ面法線方向に伸びるように形成されていることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、請求項３に記載の発明の作用に加えて、第１ループ素子及び第２ループ素子の放射方向の一方の側に配置された反射板により、円偏波双ループアンテナに狭い範囲の指向性を持たせつつ、第１摂動素子及び第２摂動素子の作用により最適な円偏波を送信することができる。
【００１５】
請求項５に記載の円偏波ループアンテナは、請求項３に記載の円偏波双ループアンテナにおいて、前記第１ループ素子には、複数個の前記１摂動素子が取り付けられ、前記第２ループ素子には、前記第１摂動素子と同数の前記第２摂動素子が取り付けられていることを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、請求項３に記載の発明の作用に加えて、第１ループ素子及び第２ループ素子には、それぞれ複数の摂動素子が取り付けられ、第１ループ素子と第２ループ素子と同数を対称配置するようにしたので、最適な円偏波の状態を保ちつつ、摂動素子の取り付け位置や取り付け個数を自在に変更して調整の自由度を高めることができる。
【００１７】
請求項６に記載の放送用アンテナ装置は、請求項１又は請求項２に記載の円偏波ループアンテナ、又は、請求項３から請求項５のいずれかに記載の円偏波双ループアンテナを用いて放送用の電波を送信することを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、上述の円偏波ループアンテナ又は円偏波双ループアンテナを用いて放送用アンテナ装置を構成したので、サービスエリアの外縁部における混信障害を防止して良好な受信状態を保つことができる。
【００１９】
請求項７に記載の放送塔は、請求項６に記載の放送用アンテナ装置を一又は複数設置したことを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、上述の放送用送信アンテナを一又は複数設置した放送塔を構成したので、広い範囲にわたるサービスエリアにて混信障害を有効に防止し、良好な放送サービスを実現することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ループ素子に長尺の導体から形成された摂動素子を取り付け、その取り付け位置を適切に設定するようにしたので、簡単な構成で軸比等の特性が優れた最適な円偏波を送信することができる。そして、放送等の分野で円偏波の電波を送信するために本発明を適用する場合、異なるサービスエリア同士の電波の混信障害を有効に防止し、構成の複雑化と設置コストの上昇を招くことなく良好な送信品質を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について、図１〜図１１を参照しつつ説明する。以下では、放送塔に設置するための放送用アンテナ装置であって、円偏波をそれぞれ放射可能な一対のループ素子を備えた円偏波双ループアンテナに対して本発明を適用した場合の形態を説明する。
【００２３】
まず、図１及び図２を用いて本実施形態に係る円偏波双ループアンテナを含む放送用アンテナ装置の構造について説明する。図１は、放送塔に設置して用いられる放送用アンテナ装置の構造を示す斜視図であり、図２は、図１の放送用アンテナ装置１を模式的に示す平面図である。
【００２４】
図１に示すように、本実施形態に係る放送用アンテナ装置１は、第１ループ素子１１、第１摂動素子１２、第２ループ素子１３、第２摂動素子１４、一対の連結導体１５、１６からなる円偏波双ループアンテナ１０と、反射板２０と、支持台２１、２２と、バラン回路２３により構成されている。この放送用アンテナ装置１は、放送塔に所定の位置関係で設置され、円偏波の電波を放射する。なお、円偏波双ループアンテナ１０の面内で、図２に矢印で示すようにＸ方向、Ｙ方向を定めるものとする。
【００２５】
円偏波双ループアンテナ１０において、第１ループ素子１１と第２ループ素子１３は、ともに使用周波数において略１波長の周長を持つ断面方形のループ状の金属導体から形成されている。これらの第１ループ素子１１及び第２ループ素子１３は、Ｘ方向に直線状に伸びる２本の連結導体１５、１６の一端に２箇所で連結される。そして、円偏波双ループアンテナ１０は、第１ループ素子１１のループ面と第２ループ素子１３のループ面が同一面内（ＸＹ平面内）となる状態で、反射板２０に対して所定間隔を隔てて平行に配置されている。
【００２６】
反射板２０は、円偏波双ループアンテナ１０のループ面法線方向のうち、一方に向けて放射される電波を反射してバックローブを低減する役割を担う。反射板２０と円偏波双ループアンテナ１０は、支持台２１、２２により一体的に固定されている。それぞれ、第１ループ素子１１の一端の下方に支持台２１が設けられ、第２ループ素子１３の一端の下方に支持台２２が設けられている。これら支持台２１、２２は、円偏波双ループアンテナ１０を反射板２０に一体的に固定する役割を担う。
【００２７】
第１摂動素子１２は、第１ループ素子１１の所定位置に取り付けられ、反射板２０の側を向いてループ面法線方向に伸びる長尺円柱状の金属導体から形成され、その長さは反射板２０と第１ループ素子１１の間隔より短くなっている。図２に示すように、第１摂動素子１２は、第１ループ素子１１において、ループ面中央を結ぶ線がＸ方向に対して角度φ１をなす位置に取り付けられている。図２において、この第１摂動素子１２の取り付け位置の角度φ１は、略４５°に設定されている。
【００２８】
一方、第２摂動素子１４は、第２ループ素子１３の所定位置に取り付けられ、第１摂動素子１４と同一形状の金属導体から形成されている。図２に示すように、第２摂動素子１４は、第２ループ素子１３において、ループ面中央を結ぶ線がＸ方向に対して角度φ２をなす位置に取り付けられている。図２において、この第２摂動素子１４の取り付け位置の角度φ２も、第１摂動素子１２の場合と同様、略４５°に設定されている。
【００２９】
第１ループ素子１１及び第２ループ素子１３にそれぞれ連結導体１５、１６を介して給電する場合、第１摂動素子１２の作用により第１ループ素子１１の金属導体部分に進行波電流が流れて所定の電流分布を生じるとともに、第２摂動素子１４の作用により第２ループ素子１３の金属導体部分に進行波電流が流れて所定の電流分布を生じる。これにより、第１ループ素子１１及び第２ループ素子１３のそれぞれから円偏波が放射される。
【００３０】
このとき、第１ループ素子１１と第２ループ素子１３では、第１摂動素子１２と第２摂動素子１４の取り付け位置が給電点（図２中、Ｆで示す）から見て点対称の位置に配置されているため、円偏波の旋回方向（右旋回又は左旋回）が一致する。なお、同軸ケーブルを連結導体１５、１６に接続する場合に外導体と内導体を逆にすることにより、円偏波の旋回方向を反転させることができる。
【００３１】
一般に円偏波を放射する場合、ループ面内の電界強度分布の角度依存性は軸比により表される。円偏波双ループアンテナ１０のアンテナ特性上、第１ループ素子１１と第２ループ素子１３のいずれについても、使用周波数帯での軸比をできるだけ小さくすることが望ましい。本実施形態においては、第１摂動素子１２及び第２摂動素子１４の取り付け位置の角度が軸比に強く影響を与えるが、図２に示すような配置で構成した場合は良好な軸比を確保することができる。
【００３２】
また、第１摂動素子１２及び第２摂動素子１４の形状及び寸法は、アンテナ特性に影響を与えるので、適切に設定する必要がある。具体的には、例えば第１摂動素子１２又は第２摂動素子１４の形状が円柱状である場合は、長さと半径に応じて、円偏波双ループアンテナ１０の軸比やインピーダンスが変動する。ここで、第１摂動素子１２及び第２摂動素子１４は、円柱状に限らず多様な形状で構成することができる。
【００３３】
図３は、第１摂動素子１２について適用可能な形状の具体例を示す図である。なお、図３では第１摂動素子１２について示しているが、第２摂動素子１４についても第１摂動素子１２と同様の形状で考えることができる。図３(ａ)においては、長さＬ、直径Ｒの円柱状の形状を持つ第１摂動素子１２を示している。図３（ｂ）においては、長さＬ、断面が一辺Ａの長尺の矩形状の形状を持つ第１摂動素子１２を示している。図３（ｃ）においては、長さＬ、幅Ｗ、厚みＴの板状の形を持つ第１摂動素子１２を示している。これらの形状を用いて第１摂動素子１２を構成する場合、その寸法に関するパラメータＬ、Ｒ、Ａ、Ｗ、Ｔに関しては、円偏波双ループアンテナ１０のインピーダンス等を最適に調整し得るように値を決定する必要がある。
【００３４】
次に、本実施形態に係る円偏波双ループアンテナ１０について検証したアンテナ特性について説明する。図４は、円偏波双ループアンテナ１０の指向性を示す図であり、図５は、円偏波双ループアンテナ１０の軸比の周波数特性を示す図である。なお、図４及び図５では、図１のように構成された円偏波双ループアンテナ１０を対象としている。
【００３５】
図４においては、円偏波双ループアンテナ１０のループ面法線方向のうち、反射板２０と反対方向を角度０°とし、反射板２０を向く方向を角度１８０°とした状態で、角度範囲０〜３６０°の全方位にわたる電界放射パターンを示している。図４に示すように、円偏波双ループアンテナ１０の指向性は、角度０°を中心として比較的狭い角度範囲に広がるメインローブを持つ特性になっている。このような指向性は、円偏波双ループアンテナ１０に第１摂動素子１２及び第２摂動素子１４を設けない場合と基本的に共通するが、第１摂動素子１２及び第２摂動素子１４の取り付け位置や形状により、特にバックローブ付近のパターンがある程度変化する。
【００３６】
次に図５においては、円偏波双ループアンテナ１０について、４５０〜５５０ＭＨｚの周波数範囲における軸比を示している。円偏波双ループアンテナ１０の共振周波数は概ね５００ＭＨｚとなる条件で検証を行っているが、図５に示すような軸比の変化は、使用周波数帯で軸比が０ｄＢに近くなる良好な特性になっている。これにより、円偏波双ループアンテナ１０は、周波数５００ＭＨｚで真円に近い円偏波の電波を放射可能である。なお、第１摂動素子１２及び第２摂動素子１４の取り付け位置は軸比に大きな影響を与えるので、後述するように良好な軸比を確保するための制約がある。
【００３７】
以上のように、図１及び図２に示す構成を備えた円偏波双ループアンテナ１０の場合について説明したが、かかる構成は一例であって、実際には第１摂動素子１２の取り付け位置の角度φ１や第２摂動素子１４の取り付け位置の角度φ２、あるいは各々の取り付け個数を変えることにより、多様な形態で円偏波双ループアンテナ１０を構成することができる。図６は、第１摂動素子１２の取り付け位置がφ１＝２２５°の角度に設定され、かつ、第２摂動素子１４の取り付け位置がφ２＝２２５°の角度に設定されている場合の例である。
【００３８】
図６に示す例では、図１の構成に対し、第１ループ素子１１及び第２ループ素子１３の各ループ面中央に対して対称的な配置となっている。この場合も、第１ループ素子１１及び第２ループ素子１３では、第１摂動素子１２と第２摂動素子１４の取り付け位置同士で給電点から見た対称性が確保されているため、円偏波の旋回方向が互いに一致する。かかる図６の配置であっても、図２の配置と同様に円偏波双ループアンテナ１０の良好な軸比を確保することができる。
【００３９】
次に図７は、第１摂動素子１２と第２摂動素子１４をそれぞれ２個づつ設けた場合の例である。図７に示す例では、第１摂動素子１２は、第１ループ素子１１におけるφ１＝４５°とφ１＝２２５°のそれぞれの角度に対応する２箇所の取り付け位置に配置されている。同様に第２摂動素子１４は、第２ループ素子１３におけるφ２＝４５°とφ２＝２２５°のそれぞれの角度に対応する２箇所の取り付け位置に配置されている。
【００４０】
このように、図７の構成は、第１摂動素子１２及び第２摂動素子１４の配置について図２と図６の双方の配置を組み合せたものである。この場合も、第１ループ素子１１及び第２ループ素子１３では、第１摂動素子１２と第２摂動素子１４の取り付け位置同士で給電点から見た対称性が確保されているため、円偏波の旋回方向が互いに一致する。かかる図７の配置であっても、図２の配置と同様に円偏波双ループアンテナ１０の良好な軸比を確保することができる。
【００４１】
次に図８は、第１摂動素子１２と第２摂動素子１４を円柱状に形成する場合に伸びる方向を変化させた場合の例である。上述の図２では、第１摂動素子１２及び第２摂動素子１４がループ面法線方向に反射板２０を向いて伸びるように形成されていたが、図８（ａ）に示す例では、それぞれ方向が１８０°逆になっている。すなわち、第１摂動素子１２及び第２摂動素子１４が、ループ面法線方向で反射板２０の反対側を向いて伸びるように形成されている。
【００４２】
また、図８（ｂ）、（ｃ）にそれぞれ示す例では、第１摂動素子１２及び第２摂動素子１４がループ面内を向いて伸びるように形成されている。そして、図８（ｂ）の例では、第１摂動素子１２及び第２摂動素子１４がループ面の中央を向く方向に伸び、図８（ｃ）の例では、第１摂動素子１２及び第２摂動素子１４がループ面の外側を向く方向に伸びている。このように、第１摂動素子１２、第２摂動素子１４は、その延伸方向を適宜に定めることができるが、指向性及び軸比を良好に保つように調整することが望ましい。
【００４３】
次に、円偏波双ループアンテナ１０の第１摂動素子１２又は第２摂動素子１４の取り付け位置は、φ＝４５°等の所定角度に正確に設定されない場合であっても、要求されるアンテナ特性によっては適用することができる。図９は、第１摂動素子１２の取り付け位置の角度φ１、及び第２摂動素子１４の取り付け位置の角度φ２を変えた場合における円偏波双ループアンテナ１０の軸比を示している。図９では、周波数５００ＭＨｚ近辺における５種の周波数について、角度φ１、φ２を５〜９０°の範囲で変化させている。
【００４４】
図９に示すように、円偏波双ループアンテナ１０の軸比は、概ね角度４５°近辺で良好になっているが、角度４５°から小さい側又は大きい側のいずれにおいても劣化し、特に、角度が大きい側で急激に劣化していることがわかる。ただし、円偏波双ループアンテナ１０への軸比に対する要求が厳しくなければ角度への許容範囲が広くなるので、構成上の制約とアンテナ性能面からの要求を勘案して、第１摂動素子１２及び第２摂動素子１４の取り付け位置を決定する必要がある。
【００４５】
次に、上述の実施形態では円偏波双ループアンテナ１０に対して本発明を適用する場合を説明したが、以下では変形例として、円偏波単ループアンテナに対して本発明を適用する場合の形態を説明する。図１０は、本変形例に係る円偏波単ループアンテナ１００を模式的に示す平面図である。
【００４６】
図１０に示すように、本変形例に係る円偏波単ループアンテナ１００は、ループ素子１０１と、摂動素子１０２と、一対の給電導体１０３、１０４とにより構成されている。また、図１０には示していないが、円偏波単ループアンテナ１００の周辺には、円偏波双ループアンテナ１０の場合と同様、反射板、支持台、同軸ケーブルなどを適宜に設置することができる。
【００４７】
円偏波単ループアンテナ１００のループ素子１０１は、図２の第１ループ素子１１、第２ループ素子１３と基本的には同様の形状であり、略１波長の周長を持つ断面方形のループ状の金属導体から形成されている。このループ素子１０１は、Ｘ方向に伸びる一対の給電導体１０３、１０４の一端に２箇所で連結され、給電導体１０３、１０４の他端から同軸ケーブルにより給電可能に構成されている。
【００４８】
また、摂動素子１０２は、ループ素子１０１の所定位置に取り付けられ、ループ面法線方向に伸びる金属導体から形成されている。そして、摂動素子１０２は、ループ面中央を結ぶ線がＸ方向に対して角度φをなす位置に取り付けられている。そして、図２の場合と同様に、摂動素子１０２の取り付け位置の角度は、φ＝４５°に設定されている。
【００４９】
円偏波単ループアンテナ１００のループ素子１０１に給電導体１０３、１０４を介して給電したとき、円偏波双ループアンテナ１０の場合と同様に、摂動素子１０２の作用によりループ素子１０１に進行波電流が流れ、円偏波が放射される。一方、円偏波単ループアンテナ１００の場合、指向性や軸比などのアンテナ特性は円偏波双ループアンテナ１０に比べて制約を受けるが、構成の簡素化等の面で効果がある。
【００５０】
次に、本実施形態に係る放送用アンテナ装置１を放送塔に設置する場合について図１１を用いて説明する。図１１（ａ）は、４つの放送用アンテナ装置１を設置した放送塔５０の構成を示す図である。図１１（ａ）に示すように、放送塔５０は鉄骨の骨格からなるタワー上に形成され、その上部の周囲に４つの放送用アンテナ装置１が取り付けられている。それぞれの放送用アンテナ装置１は、例えば、図１に示すような構造を有している。
【００５１】
そして、図１１（ｂ）に示すように、４つの放送用アンテナ装置１は、各々の含まれる円偏波双ループアンテナ１０の放射方向が水平面内にて放送塔５０の外周方向に９０°ごとの均等な配置となるように取り付けられている。すなわち、放送塔５０を上方から見た図１１（ｂ）において、例えば、矢印で示す方向Ｄ１、Ｄ２、Ｄ２、Ｄ３に向けて放射するように４つの放送用アンテナ装置１が配置される。これにより、各々の放送用アンテナ装置１の指向性が重なり、放送塔５０の位置を基準として全ての方角にわたって放送用アンテナ装置１からの電波が到来することになる。そして、それぞれの放送用アンテナ装置１からの電波は円偏波であり、サービスエリアの外延部において垂直偏波又は水平偏波を選択的に受信可能となるため、異なるサービスエリア同士の干渉による混信障害を防止することができる。
【００５２】
なお、本実施形態では、一対のループ素子を連結させた円偏波双ループアンテナと、１つのループ素子のみを含む円偏波単ループアンテナに対して本発明を適用する場合を説明したが、より多くのループ素子を含む円偏波ループアンテナに対して広く本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本実施形態において、放送塔に設置される放送用アンテナ装置の構造を示す斜視図である。
【図２】図１の放送用アンテナ装置を模式的に示す平面図である。
【図３】摂動素子について適用可能な形状の具体例を示す図である
【図４】円偏波双ループアンテナの指向性を示す図である。
【図５】円偏波双ループアンテナの軸比の周波数特性を示す図である。
【図６】円偏波双ループアンテナにおいて、第１摂動素子の取り付け位置が２２５°の角度に設定され、かつ、第２摂動素子の取り付け位置が２２５°の角度に設定されている場合の例を示す図である。
【図７】円偏波双ループアンテナにおいて、第１摂動素子と第２摂動素子をそれぞれ２個づつ設けた場合の例を示す図である。
【図８】円偏波双ループアンテナにおいて、第１摂動素子と第２摂動素子を円柱状に形成する場合に伸びる方向を変化させた場合の例を示す図である。
【図９】第１摂動素子の取り付け位置の角度及び第２摂動素子の取り付け位置の角度を変えた場合における円偏波双ループアンテナの軸比を示す図である。
【図１０】本実施形態の変形例として、本発明を適用した円偏波単ループアンテナを模式的に示す平面図である。
【図１１】４つの放送用アンテナ装置を設置した放送塔の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１…放送用アンテナ装置
１０…双ループアンテナ
１１…第１ループ素子
１２…第１摂動素子
１３…第２ループ素子
１４…第２摂動素子
１５、１６…連結導体
２０…反射板
２１、２２…支持台
２３…バラン回路
５０…放送塔
１００…円偏波単ループアンテナ
１０１…ループ素子
１０２…摂動素子
１０３、１０４…給電導体
【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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