(57)【要約】【課題】複帯域アンテナにおいて、共振周波数の間の周波数領域におけるリターンロスを低減する。【解決手段】主放射素子８と給電素子１２と主短絡素子１０とによって構成される第１の共振周波数ｆ１を持つ第１の逆Ｆアンテナ１００の主短絡素子１０に、副短絡素子１６が接続された第２の共振周波数ｆ２を持つ副放射素子１４を接続し、主短絡素子１０と副放射素子接続部１８と副放射素子屈曲部１７と副放射素子根元部１９とで構成される結合共振構成部によって、主放射素子８と副放射素子１４との間に結合共振を起こさせる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主放射素子と、給電素子と、主短絡素子とを備える第１の共振周波数を持つ逆Ｆアンテナと、
アングル形状で前記逆Ｆアンテナの主放射素子と平行に所定の間隔を持って配設され、前記主短絡素子に接続された第２の共振周波数を持つ副放射素子と、
前記逆Ｆアンテナの前記給電素子と平行となるように、前記副放射素子に接続された副短絡素子と、
を有することを特徴とする複帯域アンテナ。
【請求項２】
請求項１に記載の複帯域アンテナにおいて、前記給電素子の給電端から前記主放射素子の開放端との間のそれぞれの素子に沿った長さが前記第１の共振周波数の１／４波長であり、
前記副放射素子長さが前記第２の共振周波数の１／４波長であること、
を特徴とする複帯域アンテナ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の複帯域アンテナにおいて、
前記主放射素子と、給電素子と、主短絡素子とは長方形板であり、
前記副放射素子と、副短絡素子とは短冊形板であること、
を特徴とした複帯域アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は２共振複帯域アンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、移動通信用アンテナとして逆Ｆアンテナが用いられている。図７に示すように、この逆Ｆアンテナは放射素子５０の一端に短絡部５２を取り付け、放射素子の開放端と短絡部５２の間に給電部５４を取り付けたものであり、アンテナに大きな電流を流すことのできるアンテナで、広く用いられているものである。逆Ｆ型アンテナは、垂直偏波、水平偏波の両偏波を放射するという特徴を有しているが、図８に示すように周波数特性にピークがあり帯域が狭いという特性をもっている。
【０００３】
そこで、この逆Ｆアンテナの特性を広帯域化するために、逆Ｆアンテナの放射素子の近くにわずかに共振周波数をずらした無給電素子を配設して、無給電素子を逆Ｆアンテナからの電磁界結合で給電、共振されるようにしたものや、図６に示すように、給電路３６によって給電点４２から給電され、短絡部３８を介して接地されている逆Ｆアンテナ素子３０の給電路３６に逆Ｌアンテナ素子３２を接続し、逆Ｆアンテナの共振周波数と逆Ｌアンテナの共振周波数をわずかにずらすことによって広帯域化を図ったものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、上記の特許文献１の従来技術は、基本となる逆Ｆアンテナ素子３０の近くに共振周波数が若干ずれた逆Ｌアンテナ素子３２を設けたものであり、基本の逆Ｆアンテナの共振周波数の周辺のリターンロスを少なくすることができるものの、ＴＶやＦＭラジオなどのように広い周波数帯域の電波を受信することが必要な場合には、受信可能帯域が不足する場合があった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１２４７４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、上記のようなより広い周波数帯域の電波を受信するために、図４に示すように共振周波数が必要周波数帯域の下限に近いｆ１である第１の逆Ｆアンテナ１００と、共振周波数が必要周波数帯域の上限に近いｆ２を持つ第２の逆Ｆアンテナ２００とを接続した２共振逆Ｆアンテナがある。図４において、第１の逆Ｆアンテナ１００は、第１の放射素子６０の一端に第１の短絡部６２が接続され、第１の放射素子６０の開放端と第１の短絡部６２との間に第１の給電部６４が接続されたものであり、第２の逆Ｆアンテナ２００も第１の逆Ｆアンテナ１００と同様に第２の放射素子６１の一端に第２の短絡部６３が接続され、第２の放射素子６１の開放端と第２の短絡部６３との間に第２の給電部６５が接続されている。そして、第１の給電部６４と第２の給電部６５は接続部６６によって接続されている。このように第１の逆Ｆアンテナ１００と第２の逆Ｆアンテナ２００は略同一の構造をしており、各放射素子などの寸法を変更することによって、前記２つの逆Ｆアンテナをいろいろな周波数で共振するようにすることができる。
【０００７】
このような、２共振逆Ｆアンテナは前記のように同一構成の二つの逆Ｆアンテナを二重に重ねて配置したものであり、その周波数特性は図５に示すように、それぞれの共振周波数である、ｆ１、ｆ２においてはピークを示すが、それぞれのアンテナの放射素子が独立して共振してしまうことから、共振周波数ｆ１、ｆ２の間にはリターンロスの大きい領域ができてしまい、必要周波数帯域全体をカバーすることができないという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、２共振アンテナにおいて、共振周波数の間の周波数領域におけるリターンロスを低減した複帯域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】
【０００９】
本発明の複帯域アンテナは、主放射素子と、給電素子と、主短絡素子とを備える第１の共振周波数を持つ逆Ｆアンテナと、アングル形状で前記逆Ｆアンテナの主放射素子と平行に所定の間隔を持って配設され、前記主短絡素子に接続された第２の共振周波数を持つ副放射素子と、前記逆Ｆアンテナの前記給電素子と平行となるように、前記副放射素子に接続された副短絡素子と、を有することを特徴とする。ここで、前記給電素子の給電端から前記主放射素子の開放端との間のそれぞれの素子に沿った長さが前記第１の共振周波数の１／４波長であり、前記副放射素子長さが前記第２の共振周波数の１／４波長であることとしても好適である。また、前記主放射素子と、給電素子と、主短絡素子とは長方形板であり、前記副放射素子と、副短絡素子とは短冊形板であることとしても好適である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、２共振アンテナにおいて、共振周波数の間の周波数領域におけるリターンロスを低減することができ、アンテナの複帯域化を図ることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１を参照しながら、本発明の好適な実施形態の構成について説明する。図１は本実施形態の複帯域アンテナ１の斜視図である。本発明の実施形態の複帯域アンテナ１は、主放射素子８と、給電素子１２と、主短絡素子１０とによって構成される第１の共振周波数ｆ１を持つ第１の逆Ｆアンテナ１００と、主短絡素子１０に接続された第２の共振周波数ｆ２を持つ副放射素子１４と、副放射素子１４に接続された副短絡素子１６とを有している。給電素子１２の一端から複帯域アンテナ１への給電が行われ、主短絡素子１０、副短絡素子１６のそれぞれの一端は接地されている。
【００１２】
主放射素子８は金属製の長方形平板で構成され、高さはＨ１、長さはＷ０である。主短絡素子１０は主放射素子８の一端に主短絡素子とＬ字型になるように接続された金属製の長方形平板であり、高さは主放射素子８と同様のＨ１で、長さはＬ１である。主放射素子８の開放端からの距離Ｗ１で、主短絡素子１０との距離がＷ２の位置に、金属製長方形平板の給電素子１２が主短絡素子１０と平行になるように接続されている。この主放射素子８と主短絡素子１０と給電素子１２は第１の逆Ｆアンテナ１００を構成する。そして、主放射素子８の給電素子取り付け位置から開放端までの距離Ｗ１と給電素子１２の長さの合計長さＡは第１の共振周波数ｆ１の略１／４波長となっている。この合計長さは各素子の形状、厚さ幅などを考慮して調整して周波数ｆ１で共振を起こす最適値にすることが好適である。したがって、板の形状、厚さなどによって、前記Ａの長さは第１の共振周波数ｆ１の１／４波長より多少長かったり、短かったりすることも好適である。
【００１３】
副放射素子１４は高さＨ２の金属製短冊形平板で、主放射素子８と平行に距離Ｄをおいて配置されている。そして、副放射素子１４は主放射素子８と主短絡素子１０との接続位置と平行な位置において、主短絡素子１０と平行になるように屈曲し、主短絡素子１０の接地端に近い位置において副放射素子接続部１８によって主短絡素子１０の端面に接続されている。副放射素子１４の開放端から長さＷ３の位置には、副放射素子１４と同じ高さの金属製短冊形平板の副短絡素子１６が接続されている。図１に示す副放射素子１４の屈曲した形状に沿った長さＢは第２の共振周波数ｆ２の略１／４波長となっている。この副放射素子１４の長さは形状、厚さ幅などを考慮して調整して周波数ｆ２で共振を起こす最適値にすることが好適である。したがって、板の形状、厚さなどによって第２の共振周波数ｆ２の１／４波長より多少長かったり、短かったりすることも好適である。
【００１４】
以上述べた本実施形態の動作について図２を参照しながら説明する。図２は本実施形態の複帯域アンテナ１の構成を模式的に示したものである。主放射素子８、給電素子１２、主短絡素子１０は共振周波数ｆ１で共振する逆Ｆアンテナを構成している。そして、主短絡素子１０は主放射素子８と接地端２０を接続しているが、有限の断面積を有していることから、主短絡素子１０はインピーダンスを有している。図２ではインピーダンスをコイル形状として模式的に示した。一方、副放射素子１４は前記主短絡素子１０の中間部分に接続されている。そして、副放射素子１４の中間部に副短絡素子１６が接続されている。そして、主放射素子８の主短絡素子１０との接続部から副放射素子１４の副短絡素子１６の取り付け部分までの間にある、主短絡素子１０、副放射素子接続部１８、副放射素子屈曲部１７、副放射素子根元部１９で構成される部分は、主放射素子８と副放射素子１４との間に結合共振を起こさせる結合共振構成部１５を形成している。図１に示すように本実施形態では、副放射素子接続部１８は平板状の主短絡素子１０の上側の端面となっているが、上記のような結合共振を起こすことができれば、図示した位置に限られず、接地端２０と主放射素子８との間であればどこで接続されていてもよい。また、副短絡素子１６は副放射素子１４と主放射素子８とが結合共振を起こすような位置であれば、副放射素子１４のどこに接続されていても良く、図１のように給電素子１２と平行な位置に限られない。更に、給電素子１２、主短絡素子１０、副短絡素子１６は平板あるいは短冊状の板形状に限られず、上記の結合共振が発生すれば、線あるいは丸棒、円筒など様々な形状とすることができる。
【００１５】
上記のように主放射素子８と副放射素子１４との連結部分に結合共振構成部１５を有することから、本実施形態の複帯域アンテナ１は、主放射素子８を有する第１の逆Ｆアンテナ１００の第１の共振周波数ｆ１と副放射素子１４の第２の共振周波数ｆ２において共振すると共に、第１の共振周波数ｆ１と第２の共振周波数ｆ２との間の周波数においては、主放射素子８と副放射素子１４が結合共振を起こし、この間の周波数においてもアンテナとして機能する。
【００１６】
図３に本実施形態の複帯域アンテナ１の特性を示す。図３に示すように、第１の逆Ｆアンテナ１００によって共振周波数が５００ＭＨｚ前後の第１の共振周波数ｆ１の共振が発生し、副放射素子１４によって第２の共振周波数ｆ２において共振が発生し、共振周波数、ｆ１とｆ２の間では、結合共振によって複帯域アンテナ１が共振し、リターンロスが低減されている。この結果、図３に示す本実施形態の複帯域アンテナ１は、周波数が４７０ＭＨｚ〜７００ＭＨｚのＵＨＦのテレビ放送周波数帯において、リターンロスが略−１０ｄＢ以下となるという特性を得ることができる。
【００１７】
以上、本発明の実施形態の複帯域アンテナ１について説明したが、本実施形態に限られず、主放射素子８と副放射素子１４が結合共振を起こすように結合共振構成部１５を形成すれば、主放射素子８、給電素子１２、主短絡素子１０、副放射素子１４、副短絡素子１６をすべて金属製の線、棒、又はパイプなど形状として構成することも好適である。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本発明の複帯域アンテナ１は各素子の寸法、形状を変更することによって共振周波数ｆ１、ｆ２を様々に変更することができ、上記実施形態のようなＵＨＦ帯のテレビアンテナとしてのみでなく、アナログテレビ放送受信用、デジタルテレビ放送受信用のアンテナ、あるいはＦＭラジオ放送受信用のアンテナあるいは、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ  Ｗｉｄｅ  Ｂａｎｄ）用アンテナとして適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態の複帯域アンテナの斜視図である。
【図２】本発明の実施形態の複帯域アンテナの動作原理を説明する模式図である。
【図３】本発明の実施形態の複帯域アンテナの特性を示すグラフである。
【図４】従来技術の２共振逆Ｆアンテナの斜視図である。
【図５】従来技術の２共振逆Ｆアンテナのアンテナ特性を示すグラフである。
【図６】従来技術の広帯域化した逆Ｆアンテナの構成図である。
【図７】従来技術の逆Ｆアンテナの斜視図である。
【図８】従来技術の逆Ｆアンテナのアンテナ特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２０】
１  複帯域アンテナ、８  主放射素子、１０  主短絡素子、１２  給電素子、１４  副放射素子、１５  結合共振構成部、１６  副短絡素子、１７  副放射素子屈曲部、１８  副放射素子接続部、１９  副放射素子根元部、２０，２４，７０，７４  接地端、２２，７２  給電端、３０  逆Ｆアンテナ素子、３２  逆Ｌアンテナ素子、３６  給電路、３８  短絡部、４２  給電点、５０  放射素子、５２  短絡部、５４  給電部、６０  第１の放射素子、６１  第２の放射素子、６２  第１の短絡部、６３  第２の短絡部、６４  第１の給電部、６５  第２の給電部、６６  接続部、１００  第１の逆Ｆアンテナ、２００  第２の逆Ｆアンテナ、Ａ，Ｂ  長さ、Ｄ  距離、ｆ１，ｆ２  共振周波数、Ｈ１，Ｈ２  高さ、Ｗ０〜Ｗ３，Ｌ１，Ｌ２  長さ。
【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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