(57)【要約】【課題】ＵＨＦ放送よりも高い周波数の電波とＵＨＦ放送の電波を受信することが可能な小型のアンテナ装置を提供する。【解決手段】このアンテナ装置は、衛星放送の電波を受信する平面アンテナ１と、平面アンテナ１よりも大きく、平面アンテナ１の反射板として使用されるとともに、ＵＨＦ放送の電波を受信する平面アンテナ２と、平面アンテナ２よりも大きく、平面アンテナ２とともにＵＨＦ放送の電波を受信する平面アンテナ３と、平面アンテナ３よりも大きな地板４とを所定の間隔で重ねたものである。したがって、衛星放送とＵＨＦ放送の両方の電波を受信できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＵＨＦよりも高い周波数の電波を受信する第１の平面アンテナと、
前記第１の平面アンテナよりも大きく、その表面の中央部が前記第１の平面アンテナの裏面に対向して設けられ、前記第１の平面アンテナの反射板として使用されるとともに、ＵＨＦ放送の電波を受信する第２の平面アンテナと、
前記第２の平面アンテナよりも大きく、その表面の中央部が前記第２の平面アンテナの裏面に対向して設けられ、前記第２の平面アンテナとともに前記ＵＨＦ放送の電波を受信する第３の平面アンテナと、
前記第３の平面アンテナよりも大きく、その表面の中央部が前記第３の平面アンテナの裏面に対向して配置された地板とを備える、アンテナ装置。
【請求項２】
さらに、前記第３の平面アンテナと前記地板との間に設けられ、前記第２および第３の平面アンテナの給電点に電気的に結合されたスタブを備える、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
ＵＨＦよりも高い周波数の電波を受信する第１の平面アンテナと、
前記第１の平面アンテナよりも大きく、その表面の中央部が前記第１の平面アンテナの裏面に対向して設けられ、前記第１の平面アンテナの反射板として使用されるとともに、ＵＨＦ放送の電波を受信する第２の平面アンテナと、
前記第２の平面アンテナよりも大きく、その表面の中央部が前記第２の平面アンテナの裏面に対向して配置された地板とを備える、アンテナ装置。
【請求項４】
さらに、前記第２の平面アンテナと前記地板との間に設けられ、前記第２の平面アンテナの給電点に電気的に結合されたスタブを備える、請求項３に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記第１の平面アンテナはラジアルラインスロットアンテナである、請求項１から請求項４までのいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記ＵＨＦよりも高い周波数の電波は衛星放送の電波である、請求項１から請求項５まで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、特に、衛星放送とＵＨＦ（Ultra-High Frequency)放送の両方の電波を受信するアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＵＨＦ帯の電波を利用した地上波デジタル放送が実用化されている。地上波デジタル放送（ＵＨＦ放送）を受信するためにはＵＨＦアンテナが必要である。また、衛星放送を受信するためには、放送衛星（ＢＳ；Broadcasting Satellite)からの電波を受信するためのパラボラアンテナのようなＢＳアンテナが必要である。
【０００３】
また、ＵＨＦ放送と衛星放送の両方を受信するアンテナ装置として、オフセット型パラボラアンテナの焦点に配置された受信部にＵＨＦアンテナを固定したものがある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−６０００９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１のアンテナ装置では、衛星放送の受信を妨げずに大きなＵＨＦアンテナを設けるためには大きなオフセット型パラボラアンテナが必要となり、装置寸法が大型化すると言う問題があった。
【０００６】
それゆえに、この発明の主たる目的は、ＵＨＦ放送よりも高い周波数の電波とＵＨＦ放送の電波を受信することが可能な小型の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】
【０００７】
この発明に係るアンテナ装置は、ＵＨＦよりも高い周波数の電波を受信する第１の平面アンテナと、第１の平面アンテナよりも大きく、その表面の中央部が第１の平面アンテナの裏面に対向して設けられ、第１の平面アンテナの反射板として使用されるとともに、ＵＨＦ放送の電波を受信する第２の平面アンテナと、第２の平面アンテナよりも大きく、その表面の中央部が第２の平面アンテナの裏面に対向して設けられ、第２の平面アンテナとともにＵＨＦ放送の電波を受信する第３の平面アンテナと、第３の平面アンテナよりも大きく、その表面の中央部が第３の平面アンテナの裏面に対向して配置された地板とを備えたものである。
【０００８】
好ましくは、さらに、第３の平面アンテナと地板との間に設けられ、第２および第３の平面アンテナの給電点に電気的に結合されたスタブを備える。
【０００９】
また、この発明に係る他のアンテナ装置は、ＵＨＦよりも高い周波数の電波を受信する第１の平面アンテナと、第１の平面アンテナよりも大きく、その表面の中央部が第１の平面アンテナの裏面に対向して設けられ、第１の平面アンテナの反射板として使用されるとともに、ＵＨＦ放送の電波を受信する第２の平面アンテナと、第２の平面アンテナよりも大きく、その表面の中央部が第２の平面アンテナの裏面に対向して配置された地板とを備えたものである。
【００１０】
好ましくは、さらに、第２の平面アンテナと地板との間に設けられ、第２の平面アンテナの給電点に電気的に結合されたスタブを備える。
【００１１】
また好ましくは、第１の平面アンテナはラジアルラインスロットアンテナである。
また好ましくは、ＵＨＦよりも高い周波数の電波は衛星放送の電波である。
【発明の効果】
【００１２】
この発明に係るアンテナ装置では、ＵＨＦよりも高い周波数の電波を受信する第１の平面アンテナと、第１の平面アンテナよりも大きく、その表面の中央部が第１の平面アンテナの裏面に対向して設けられ、第１の平面アンテナの反射板として使用されるとともに、ＵＨＦ放送の電波を受信する第２の平面アンテナとを備える。したがって、ＵＨＦ放送よりも高い周波数の電波とＵＨＦ放送の電波を受信することができ、装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の一実施の形態によるアンテナ装置の要部を示す正面図である。
【図２】図１に示した平面アンテナ１の構成を示す平面図である。
【図３】図１に示した平面アンテナ２の構成を示す平面図である。
【図４】図１に示した平面アンテナ３の構成を示す平面図である。
【図５】図１に示した地板の構成を示す平面図である。
【図６】図１に示したスタブの構成を示す平面図である。
【図７】図１に示したアンテナ装置の全体構成を示す図である。
【図８】図１に示したアンテナ装置の周波数特性を示す図である。
【図９】図１〜図８に示したアンテナ装置から平面アンテナ３を除去したアンテナ装置の周波数特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、この発明の一実施の形態によるアンテナ装置の要部を示す正面図である。図１において、このアンテナ装置は、３つの平面アンテナ１〜３と、地板４とを備える。平面アンテナ１は、ラジアルスロットラインアンテナであり、衛星放送の電波を受信する。平面アンテナ１は、所定の直径（たとえば２９０ｍｍ）の円形の金属板（たとえば銅板）で形成されている。図２に示すように、円形の金属板には、複数の同心円に沿って多数のハの字を書くように、多数のスロット１ａが形成されている。平面アンテナ１は、図１に示すように、絶縁材料で形成された複数のスペーサ５を介して平面アンテナ２の上に固定されている。
【００１５】
平面アンテナ２は、ＵＨＦ放送の電波を受信するアンテナであり、平面アンテナ１の反射板（地板）を兼ねている。平面アンテナ２は、平面アンテナ１よりも大きな直径（たとえば３００ｍｍ）の円形の金属板（たとえば銅板）で形成されている。平面アンテナ１と２は、所定の隙間（たとえば１２ｍｍ）を開けて平行に配置されている。平面アンテナ１，２の中心線は一致しており、平面アンテナ２の表面の中央部は平面アンテナ１の裏面に対向して配置されている。
【００１６】
図３に示すように、平面アンテナ２の中心には、円形の孔２ａが開口されている。また、平面アンテナ２の中心点から所定の距離だけ離れた位置に給電点２ｂが設けられている。平面アンテナ２の中心点と給電点２ｂとの間の距離は、アンテナ装置とテレビ受信機を結ぶ同軸線の特性インピーダンス（たとえば７５Ω）に応じて設定されている。平面アンテナ２は、図１に示すように、絶縁材料で形成された複数の支持棒６を介して平面アンテナ３の上に固定されている。
【００１７】
平面アンテナ３は、平面アンテナ２とともにＵＨＦ放送の電波を受信するアンテナである。平面アンテナ３は、平面アンテナ２よりも大きな直径（たとえば３１０ｍｍ）の円形の金属板（たとえば銅板）で形成されている。平面アンテナ２と３は、所定の隙間（たとえば８ｍｍ）を開けて平行に配置されている。平面アンテナ２，３の中心線は一致しており、平面アンテナ３の表面の中央部は平面アンテナ２の裏面に対向して配置されている。
【００１８】
図４に示すように、平面アンテナ３の中心には、四角形の孔３ａが形成されている。孔３ａ内には、平面アンテナ１によって収束された衛星放送の電波を受信するプローブ７ａを備えた受信部７が配置される。プローブ７ａは、平面アンテナ２の孔２ａの中心に挿入される。プローブ７ａによって受信された衛星放送の電波は、受信部７内の電気回路によって電気信号に変換され、同軸線（図示せず)を介してテレビ受信機に供給される。
【００１９】
また、平面アンテナ３の中心点から所定の距離だけ離れた位置に給電点３ｂが設けられている。平面アンテナ３の中心点と給電点３ｂとの間の距離は、アンテナ装置とテレビを結ぶ同軸線の特性インピーダンス（たとえば７５Ω）に応じて設定されている。平面アンテナ３は、図１に示すように、絶縁材料で形成された複数の支持棒８を介して地板４の上に固定されている。
【００２０】
地板４は、平面アンテナ３よりも大きな直径（たとえば４００ｍｍ）の円形の金属板（たとえばアルミニウム板）で形成されている。平面アンテナ３と地板４は、所定の隙間（たとえば４５ｍｍ）を開けて平行に配置されている。平面アンテナ１〜３と地板４の中心線は一致しており、地板４の表面の中央部は平面アンテナ３の裏面に対向して配置されている。図５に示すように、地板４の給電点２ｂ，３ｂに対向する位置には、同軸コネクタ９が固定されている。同軸コネクタ９の中心導体９ａは、銅線１０によって給電点３ｂ，２ｂに接続されている。
【００２１】
また、平面アンテナ３と地板４の間の空間には、平面アンテナ２，３の帯域を広げるとともにＶＳＷＲ（Voltage Standing Wave Ratio：電圧定在波比）を下げるためのスタブ１１が設けられている。スタブ１１は、所定寸法（たとえば幅２０ｍｍ、長さ４０５ｍｍ）の金属板（たとえば銅板）で形成されている。スタブ１１は、幅方向を地板４の表面に対して垂直な方向に向けるとともに、長さ方向を地板４の表面に対して平行な方向に向けて配置されている。スタブ１１は、偏波に対して平行になるように配置される。図６に示すように、スタブ１１の両端部は互いに逆方向に直角に折り曲げられている。たとえば、スタブ１１の折り曲げられた端部１１ａ，１１ｂの各々の長さは２０ｍｍであり、残りの部分１１ｃの長さは３６５ｍｍである。スタブ１１は、銅線１０に接続される。
【００２２】
図７は、図１〜図６で示したアンテナ装置の全体構成を示す図である。図７において、図１で示した構成のうち地板４の裏面を除く部分は、カバー１２で覆われる。カバー１２は、絶縁材料で形成され、電波を通過させるとともに、平面アンテナ１〜３などを風雨から保護する。
【００２３】
地板４の裏面は、保持部材１３を介してポール１４の先端部に固定される。平面アンテナ１〜３の方向および角度は、保持部材１３によって調整可能になっている。平面アンテナ１〜３は、放送衛星の方向に向けられる。同軸コネクタ９は、同軸線１５を介してテレビ受信機に接続される。
【００２４】
図８は、図１〜図７で示したアンテナ装置の周波数特性を示す図である。図８から分かるように、４７０〜６２０ＭＨｚにおいて、４．０以上の高い利得と、４．０以下の低いＶＳＷＲが得られた。地上波デジタル放送では、４７０〜７１０ＭＨｚの周波数帯域が使用される。このアンテナ装置では、４７０〜６２０ＭＨｚのローチャンネルの電波と、衛星放送の電波を受信することができる。
【００２５】
図９は、図１〜図８で示したアンテナ装置から平面アンテナ３を除去した場合の周波数特性を示す図である。図８および図９を参照して、ＵＨＦアンテナとして２つの平面アンテナ２，３を設けた場合と１つの平面アンテナ２のみを設けた場合の利得およびＶＳＷＲを比較すると、４７０〜６２０ＭＨｚの周波数帯域では２つの平面アンテナ２，３を設けた方が優れており、上記の周波数帯域での受信に実用上、問題なく使用できる。また、１つの平面アンテナ２のみを設けた場合は、５９０〜６２０ＭＨｚの周波数帯域では利得およびＶＳＷＲの点で２つの平面アンテナ２，３を設けた場合より劣るが、４７０〜５９０ＭＨｚの周波数帯域では実用上、問題なく使用可能である。
【００２６】
以上のように、この実施の形態では、平面アンテナ１〜３を重ねて衛星放送とＵＨＦ放送の両方を受信するので、オフセット型パラボラアンテナの受信部にＵＨＦアンテナを固定する従来技術に比べ、アンテナ装置の小型化、薄型化を図ることができる。
【００２７】
なお、この実施の形態では、平面アンテナ１によって衛星放送を受信したが、これに限るものではなく、平面アンテナ１によってＵＨＦ放送の電波よりも高い周波数の電波（たとえば、ミリ波、２．４ＧＨｚの電波、５ＧＨｚの電波）を受信してもよい。
【００２８】
また、同軸コネクタ９の中心導体９ａを平面アンテナ２，３の給電点２ｂ，３ｂの両方に接続したが、平面アンテナ２と３は電磁結合されているので、同軸コネクタ９の中心導体９ａを給電点２ｂ，３ｂのうちのいずれか一方の給電点のみに接続してもよい。同軸コネクタ９の中心導体９ａを給電点２ｂのみに接続する場合は、平面アンテナ３に銅線１０を通す孔を形成するとよい。
【００２９】
また、平面アンテナ１としてラジアルスロットラインアンテナを使用したが、これに限るものではなく、平面アンテナ１として、クランクアンテナ、カールアンテナ、パッチアンテナなども使用可能である。
【００３０】
また、平面アンテナ１によって受信した衛星放送の電波に基づいて衛星受信信号を生成するとともに、平面アンテナ２，３によって受信したＵＨＦ放送の電波に基づいて地上波受信信号を生成し、衛星受信信号と地上波受信信号を混合してテレビ信号を生成する電気回路部をアンテナ装置に搭載し、そのテレビ信号を１本の同軸線を介してテレビ受信機に供給してもよい。
【００３１】
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。
【符号の説明】
【００３２】
１〜３  平面アンテナ、１ａ  スロット、２ａ，３ａ  孔、２ｂ，３ｂ  給電点、４  地板、５  スペーサ、６，８  支持棒、７  受電部、７ａ  プローブ、９  同軸コネクタ、９ａ  中心導体、１０  銅線、１１  スタブ、１２  カバー、１３  保持部材、１４  ポール、１５  同軸線。
【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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