(57)【要約】【課題】単純な構造で低コストのアンテナ設計が可能なアンテナ装置を提供する。【解決手段】アンテナ装置１Ａは、アンテナアーム５１Ａに、導波素子２１Ａ，２２Ａと、双ループ放射器１０Ａと、反射素子４１Ａ〜４６Ａとが、この順に取り付けられている。アンテナ装置１Ａは、たとえば双ループ八木式アンテナとして動作する。アンテナ装置１Ａの反射素子４１Ａ〜４６Ａ、双ループ放射器１０Ａおよび導波素子２１Ａ，２２Ａは、いずれも棒状に構成されている。そのため、アンテナ装置１Ａでは、受風面積が低減される。これらの棒状の素子は、たとえばアルミパイプで構成される。また、アンテナ装置１Ａは、導波素子２１Ａ，２２Ａの数を増やすことで、利得を上げていくことができる。【選択図】図１
2012257031.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導波素子と、
前記導波素子の後方に配置された双ループ放射器と、
前記双ループ放射器の後方に配置された反射素子とを備え、
前記導波素子、前記双ループ放射器および前記反射素子は、いずれも棒状に構成されている、アンテナ装置。
【請求項２】
上下に並列に配置された複数の導波素子と、
前記導波素子の後方に配置された双ループ放射器と、
前記双ループ放射器の後方に配置された複数の反射素子とを備え、
前記複数の導波素子は、前記双ループ放射器に最も近い一対が板状に構成され、残りが棒状に構成され、
前記複数の反射素子は、棒状に構成されている、アンテナ装置。
【請求項３】
前記双ループ放射器は、
２つのループアンテナ部と、
前記２つのループアンテナ部を接続する平行な２本の伝送線路とを含み、
前記２つのループアンテナ部は、電圧定在波比を調整するためのスタブ領域をループ内にそれぞれ有し、
前記２本の伝送線路は、中心点において給電点をそれぞれ有する、請求項１または２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記導波素子、前記双ループ放射器および前記反射素子を所定の位置に配置するためのアンテナアームをさらに備える、請求項１〜３のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記アンテナ装置は、地上デジタル放送受信用アンテナである、請求項１〜４のいずれかに記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、アンテナ装置に関し、より特定的には、双ループアンテナを利用したアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載された反射板付平面アンテナは、三角双ループエレメントからなる平面状の放射素子の背面に、平面状の反射板が設けられている。反射板の両側の側部は、放射素子側へ折曲されており、側部の先端縁と放射素子の側縁との間隔が小さくされている。これにより、放射素子と反射板との間隔を狭めても、反射板付平面アンテナの電気的特性を良好にすることができるようになる。
【０００３】
特許文献２に記載された双ループアンテナは、給電点から一方のループアンテナまでの距離と他方のループアンテナまでの距離とを変化させることにより、各ループアンテナに給電される際の電磁波の位相に差が生じる。給電点からの距離が短い方のループアンテナから放射される電磁波の位相が、給電点からの距離が長い方のループアンテナから放射される電磁波の位相と比較して進むこととなる。
【０００４】
特許文献３に記載された双ループアンテナは、円環部から一対の給電導入部が延設された中央給電タイプのループアンテナを、その配列方向と給電導入部の配線方向とが直交するように配置し、両ループアンテナの給電導入部間を、２線式の並行給電線により接続する。また、並行給電線を構成する一対の給電線を、平行ではなく、線路間隔が漸次変化するように傾斜して配線する。
【０００５】
特許文献４に記載された双ループアンテナ装置は、双ループと、後方に配置された反射板と、双ループを固定金具で固定する支持具と、支持具を固定する支柱と、双ループと接続し接続端子を備え信号を伝送する同軸ケーブルと、反射板および支柱を固定し更にマストに取り付け固定する背面金具と、背面金具にマストを挟み込み固定する押さえ金具とを備えた構成を有する。
【０００６】
特許文献５に記載されたヌルレスアンテナは、複数の単位アンテナを有する。当該単位アンテナは、複数の放射素子部と、各放射素子部の間に配置される給電点と、給電点と放射素子部とをつなぐ給電線路とを備える。単位アンテナにおける給電点から一方の放射素子部までの給電線路長と他の放射素子部まで給電線路長とが異なる。各単位アンテナの指向性を非対称とすることで、ヌルの発生が抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２６１０２３号公報
【特許文献２】特開２００４−０１５３８５号公報
【特許文献３】特開２０００−３０７３２７号公報
【特許文献４】特開２００５−１１０１６４号公報
【特許文献５】特開２００４−０５６３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の双ループアンテナは、主にＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯の送信用アンテナとして用いられていた。受信用双ループアンテナも存在するが、双ループ放射器と反射器のみの構造で導波器がないので低利得である。さらに、反射器も板金に曲げ加工を施したものであって、加工がしづらいという問題点があった。
【０００９】
それゆえに、この発明の目的は、単純な構造で低コストのアンテナ設計が可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】
【００１０】
この発明のある局面によれば、アンテナ装置であって、導波素子と、導波素子の後方に配置された双ループ放射器と、双ループ放射器の後方に配置された反射素子とを備え、導波素子、双ループ放射器および反射素子は、いずれも棒状に構成されている。
【００１１】
この発明の他の局面によれば、アンテナ装置であって、上下に並列に配置された複数の導波素子と、導波素子の後方に配置された双ループ放射器と、双ループ放射器の後方に配置された複数の反射素子とを備え、複数の導波素子は、双ループ放射器に最も近い一対が板状に構成され、残りが棒状に構成され、複数の反射素子は、棒状に構成されている。
【００１２】
好ましくは、双ループ放射器は、２つのループアンテナ部と、２つのループアンテナ部を接続する平行な２本の伝送線路とを含み、２つのループアンテナ部は、電圧定在波比を調整するためのスタブ領域をループ内にそれぞれ有し、２本の伝送線路は、中心点において給電点をそれぞれ有する。
【００１３】
好ましくは、導波素子、双ループ放射器および反射素子を所定の位置に配置するためのアンテナアームをさらに備える。
【００１４】
好ましくは、アンテナ装置は、地上デジタル放送受信用アンテナである。
【発明の効果】
【００１５】
この発明の実施の形態によれば、単純な構造で低コストのアンテナ設計が可能なアンテナ装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の実施の形態１によるアンテナ装置１Ａの構造を示した図である。
【図２】双ループ放射器１０の具体的な構造を示した図である。
【図３】アンテナ装置１Ａの利得ＧＮ１および電圧定在波比ＶＳＷＲ１を示した図である。
【図４】アンテナ装置１Ａの前後比ＦＢ１および半値幅ＨＷ１を示した図である。
【図５】アンテナ装置１Ａの４７０ＭＨｚにおける指向性を示した図である。
【図６】アンテナ装置１Ａの５９０ＭＨｚにおける指向性を示した図である。
【図７】アンテナ装置１Ａの７１０ＭＨｚにおける指向性を示した図である。
【図８】この発明の実施の形態２によるアンテナ装置１Ｂの構造を示した図である。
【図９】アンテナ装置１Ｂの利得ＧＮ２および電圧定在波比ＶＳＷＲ２を示した図である。
【図１０】アンテナ装置１Ｂの前後比ＦＢ２および半値幅ＨＷ２を示した図である。
【図１１】アンテナ装置１Ｂの４７０ＭＨｚにおける指向性を示した図である。
【図１２】アンテナ装置１Ｂの５９０ＭＨｚにおける指向性を示した図である。
【図１３】アンテナ装置１Ｂの７１０ＭＨｚにおける指向性を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、この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、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００１８】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１によるアンテナ装置１Ａの構造を示した図である。
【００１９】
図１を参照して、実施の形態１のアンテナ装置１Ａは、アンテナアーム５１Ａに、導波素子２１Ａ，２２Ａと、双ループ放射器１０Ａと、反射素子４１Ａ〜４６Ａとが、この順に取り付けられている。アンテナ装置１Ａは、たとえば双ループ八木式アンテナとして動作する。双ループ放射器１０Ａの寸法は、縦４１０ｍｍ×横３００ｍｍである。反射素子４１Ａ〜４６Ａの全体寸法は、縦５６０ｍｍ×横３４０ｍｍである。アンテナ装置１Ａの奥行き寸法は、導波素子２１Ａ，２２Ａの数によって変動するが、おおむね３５０ｍｍ〜５００ｍｍ以内である。
【００２０】
従来、このような種類のアンテナの反射器は、板金に曲げ加工を施したものが一般的であった。これに対し、アンテナ装置１Ａの反射素子４１Ａ〜４６Ａは、棒状に構成されている。そのため、アンテナ装置１Ａでは、受風面積が低減される。なお、アンテナ装置１Ａの双ループ放射器１０Ａおよび導波素子２１Ａ，２２Ａもまた、棒状に構成されている。反射素子４１Ａ〜４６Ａ、双ループ放射器１０Ａおよび導波素子２１Ａ，２２Ａは、たとえばアルミパイプで構成される。
【００２１】
また、アンテナ装置１Ａは、従来の双ループアンテナよりも単純な構造で設計することができ、従来の八木式アンテナと同等の性能で、全長（奥行き寸法）を短くすることができる。また、アンテナ装置１Ａは、導波素子２１Ａ，２２Ａの数を増やすことで、利得を上げていくことができる。
【００２２】
図２は、双ループ放射器１０の具体的な構造を示した図である。図２の双ループ放射器１０は、実施の形態１の双ループ放射器１０Ａのみならず、実施の形態２の双ループ放射器１０Ｂにも対応する。
【００２３】
図２を参照して、双ループ放射器１０は、ループアンテナ部１１，１４と、伝送線路１７，１８とを含む。ループアンテナ部１１は、ＶＳＷＲ調整用スタブ１２，１３を含む。ＶＳＷＲ調整用スタブ１２，１３は、ループアンテナ部１１の電圧定在波比（ＶＳＷＲ：Voltage Standing Wave Ratio）を調整するために設けられている。ループアンテナ部１４も同様に、ＶＳＷＲ調整用スタブ１５，１６を含む。ループアンテナ部１１，１４は、縦５０ｍｍ×横３００ｍｍで、３００Ωの特性インピーダンスを有する。
【００２４】
伝送線路１７，１８は、長さ３００ｍｍの中心点に給電点１７Ｐ，１８Ｐをそれぞれ有する。このように、伝送線路１７，１８は中心点で給電されるため、特性インピーダンスは１５０Ωとなる。給電点１７Ｐ，１８Ｐは、バランを介して、７５Ωの同軸ケーブルに接続される。
【００２５】
図３は、アンテナ装置１Ａの利得ＧＮ１および電圧定在波比ＶＳＷＲ１を示した図である。
【００２６】
図３に示すように、利得ＧＮ１は、地上デジタル放送の周波数帯域に相当するＵＨＦ帯の４７０ＭＨｚ〜７１０ＭＨｚにおいて、６．５ｄＢ〜８．０ｄＢの高い値となる。また、電圧定在波比ＶＳＷＲ１は、同じくＵＨＦ帯の４７０ＭＨｚ〜７１０ＭＨｚにおいて、２．７以下の低い値に抑えられている。
【００２７】
図４は、アンテナ装置１Ａの前後比ＦＢ１および半値幅ＨＷ１を示した図である。
ここで、前後比とは、アンテナの最大感度方向とその反対方向（１８０度±６０度の範囲内）との最大感度の比［ｄＢ］をいう。また、半値幅とは、アンテナの主軸方向の動作利得より電力で３ｄＢ低下する方位の挟む角度［度］をいう。図４に示すように、前後比ＦＢ１は、ＵＨＦ帯の５００ＭＨｚ〜７１０ＭＨｚにおいて、１７．５ｄＢ〜２０．５ｄＢの高い値となる。半値幅ＨＷ１は、ＵＨＦ帯の４７０ＭＨｚ〜７１０ＭＨｚにおいて、６４度〜６８度の比較的小さい値となる。
【００２８】
図５〜７は、アンテナ装置１Ａの指向性を示した図である。
図５〜７は、４７０ＭＨｚ、５９０ＭＨｚおよび７１０ＭＨｚにおけるアンテナ装置１Ａの指向性をそれぞれ表わす。図５〜７に示すように、アンテナ装置１Ａは、単一方向の指向性を有する。
【００２９】
以上のように、実施の形態１のアンテナ装置１Ａは、棒状に構成された双ループ放射器１０Ａに対し、棒状に構成された導波素子２１Ａ，２２Ａおよび反射素子４１Ａ〜４６Ａが付加された構成となっている。当該構成により、地上デジタル放送受信用双ループアンテナを、単純な構造かつ低コストで設計することができる。また、従来の八木式アンテナと同程度の性能で、全長を短くすることが可能である。
【００３０】
また、アンテナ装置１Ａは、１つのアンテナアーム５１Ａで、すべての素子を保持している。これらの素子は、たとえばアルミパイプで構成される。当該構成により、素子に板金を使用したりアンテナを筐体で囲った場合と比べて、小型軽量化されコストが削減されるとともに、アンテナの受風面積を減らすことができる。また、アンテナ装置１Ａは、導波素子２１Ａ，２２Ａが付加されている分だけ利得が高まっている。
【００３１】
［実施の形態２］
図８は、この発明の実施の形態２によるアンテナ装置１Ｂの構造を示した図である。
【００３２】
図８を参照して、実施の形態２のアンテナ装置１Ｂは、アンテナアーム５１Ｂに、導波素子２１Ｂ〜２７Ｂ，３１Ｂ〜３７Ｂと、双ループ放射器１０Ｂと、反射素子４１Ｂ〜４８Ｂとが、この順に取り付けられている。アンテナ装置１Ｂは、たとえば双ループ八木式アンテナとして動作する。反射素子４１Ｂ〜４８Ｂの全体寸法は、縦５６０ｍｍ×横４２０ｍｍである。
【００３３】
導波素子２１Ｂ〜２７Ｂと、導波素子３１Ｂ〜３７Ｂとは、上下に並列に配置されている。双ループ放射器１０Ｂに最も近い導波素子２１Ｂ，３１Ｂは、板状に構成されている。導波素子２２Ｂ〜２７Ｂ，３２Ｂ〜３７Ｂは、棒状に構成されている。また、反射素子４１Ｂ〜４８Ｂは、棒状に構成されている。反射素子４１Ｂ〜４８Ｂおよび導波素子２２Ｂ〜２７Ｂ，３２Ｂ〜３７Ｂは、たとえばアルミパイプで構成される。導波素子２１Ｂ，３１Ｂは、たとえば板金で構成される。
【００３４】
上記のように、導波素子および反射素子の数を増やし構造を一部変えることで、下記に示すように、実施の形態１と比較してアンテナ装置１Ｂの性能を高めることができる。
【００３５】
図９は、アンテナ装置１Ｂの利得ＧＮ２および電圧定在波比ＶＳＷＲ２を示した図である。
【００３６】
図９に示すように、利得ＧＮ２は、地上デジタル放送の周波数帯域に相当するＵＨＦ帯の４７０ＭＨｚ〜７１０ＭＨｚにおいて、７．９ｄＢ〜１０．３ｄＢの高い値となる。このように、アンテナ装置１Ｂでは、導波素子等の数を増やしたことで、実施の形態１と比較しても利得が大きくなっている。このように、アンテナ装置１Ｂは、小型化されているにもかかわらず、従来の１４素子の八木式アンテナの利得７．５ｄＢ〜１２．０ｄＢとほぼ同等の性能を有する。
【００３７】
また、電圧定在波比ＶＳＷＲ２は、同じくＵＨＦ帯の４７０ＭＨｚ〜７１０ＭＨｚにおいて、実施の形態１より低い２．５以下の値に抑えられている。
【００３８】
図１０は、アンテナ装置１Ｂの前後比ＦＢ２および半値幅ＨＷ２を示した図である。
図１０に示すように、前後比ＦＢ２は、ＵＨＦ帯の４７０ＭＨｚ〜７１０ＭＨｚにおいて、１８．５ｄＢ〜１９．０ｄＢの高い値となる。半値幅ＨＷ２は、ＵＨＦ帯の４７０ＭＨｚ〜７１０ＭＨｚにおいて、５１度〜６１度と更に小さい値となる。
【００３９】
図１１〜１３は、アンテナ装置１Ｂの指向性を示した図である。
図１１〜１３は、４７０ＭＨｚ、５９０ＭＨｚおよび７１０ＭＨｚにおけるアンテナ装置１Ｂの指向性をそれぞれ表わす。図１１〜１３に示すように、アンテナ装置１Ｂは、実施の形態１と同様に単一方向の指向性を有する。
【００４０】
以上のように、実施の形態２のアンテナ装置１Ｂは、板状に構成された双ループ放射器１０Ｂに、一対が板状に構成され残りが棒状に構成された導波素子２１Ｂ〜２７Ｂ，３１Ｂ〜３７Ｂおよびすべてが棒状に構成された反射素子４１Ｂ〜４８Ｂが付加された構成となっている。当該構成により、地上デジタル放送受信用双ループアンテナを、比較的単純な構造かつ低コストで設計することができる。
【００４１】
また、導波素子および反射素子の数を増やし構造を一部変えることで、実施の形態１と比べて、占有体積はやや増大するものの利得などの性能をより一層向上させることが可能となる。また、アンテナ装置１Ｂは、実施の形態１と同様、１つのアンテナアーム５１Ｂですべての素子を保持している。当該構成により、アンテナを筐体で囲った場合と比べて、小型軽量化されコストが削減されるとともに、アンテナの受風面積を減らすことができる。
【００４２】
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、上記した実施の形態の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。
【符号の説明】
【００４３】
１Ａ，１Ｂ  アンテナ装置、１０，１０Ａ，１０Ｂ  双ループ放射器、１１，１４  ループアンテナ部、１２，１３，１５，１６  調整用スタブ、１７，１８  伝送線路、１７Ｐ，１８Ｐ  給電点、２１Ａ，２２Ａ，２１Ｂ〜２７Ｂ，３１Ｂ〜３７Ｂ  導波素子、４１Ａ〜４６Ａ，４１Ｂ〜４８Ｂ  反射素子、５１Ａ，５１Ｂ  アンテナアーム、ＦＢ１，ＦＢ２  前後比、ＧＮ１，ＧＮ２  利得、ＨＷ１，ＨＷ２  半値幅、ＶＳＷＲ１，ＶＳＷＲ２  定在波比。
【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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