(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１段以上のパネルアンテナからなる中段アンテナと、
上記中段アンテナの上段に位置する１段以上のパネルアンテナからなる上段アンテナと、
上記中段アンテナの下段に位置する１段以上のパネルアンテナからなる下段アンテナと、
第１の周波数の放送波を送出する放送機からの給電線と接続される第１の上下分配器と、
第２の周波数の放送波を送出する放送機からの給電線と接続される第２の上下分配器と、
上記第１の上下分配器の第１の出力側給電線及び上記第２の上下分配器の第１の出力側給電線と接続される共用装置とを備え、
上記第１の上下分配器の第２の出力側給電線を上記上段アンテナに接続し、上記第２の上下分配器の第２の出力側給電線を上記下段アンテナに接続し、上記共用装置の出力側給電線を上記中段アンテナに接続して構成され、
上記上段アンテナと上記中段アンテナ間の積み重ね間隔及び上記中段アンテナと上記下段アンテナ間の積み重ね間隔、並びに、上記上段アンテナ内のパネルアンテナ同士間の積み重ね間隔、上記中段アンテナ内のパネルアンテナ同士間の積み重ね間隔及び上記下段アンテナ内のパネルアンテナ同士間の積み重ね間隔が、それぞれ上記第１の周波数の放送波及び上記第２の周波数の放送波の垂直面放射パターンのビーム幅及び第１ヌル角度を一致可能に調整されていることを特徴とする放送用アンテナ装置。
【請求項２】
請求項１記載の放送用アンテナ装置を所定の地上高さに設置したことを特徴とする放送用鉄塔。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放送用の送信アンテナ装置及び放送用鉄塔に係り、特に、鉄塔にかかる負荷の増加を抑え、放送波間で放射特性を統一又は分離することが容易な放送用アンテナ装置及び放送用鉄塔に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
２つの放送波を新設又は図１０に示す既設の同一鉄塔１７から送信する場合、放送波の数だけ送信アンテナを設置して各々の送信アンテナから１つずつ放送波を送信する方法と、送信アンテナを共用して同一アンテナから２つの放送波を送信する方法とがある。前者の例として、図１１のように、鉄塔頂部のアンテナ専用支柱を用いて設置する例、図１２のように、鉄塔側面にパネルアンテナ２３−３を多面配置する例などがある。
【０００３】
また、特開２０００−２７８０４０号公報、特開２０００−２２３９４１号公報のように、周波数が異なる複数の放送波を放射するアンテナを周方向に交互に配置することにより、一体に集約したアンテナから複数の放送波を放射する方法も知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
放送波の数だけ送信アンテナを設置する場合、図１０のようにアンテナ２３−１から１つの放送波を送信する既設の鉄塔に、新しいアンテナ２３−２を追加して図１１のような構成にすると、新しいアンテナ２３−２による受風荷重及び重量増加や支柱の受風荷重及び重量増加のために鉄塔にかかる負荷が当初より大きくなるので、大規模な鉄塔補強が必要になる。また、既設の鉄塔の側面に新しいアンテナを追加して図１２のような構成にすると、鉄塔にかかる負荷が当初より大きくなるのに加え、アンテナの輻射中心高が低くなるために、サービスエリアが狭くなるという問題がある。
【０００５】
上記公報記載の技術でも、放送波の数に比例してアンテナの総面積が増大することにかわりはない。
【０００６】
送信アンテナを共用する場合、輻射中心高は変わらないが、２つの放送波間で垂直面ビームチルトを自由に違えて放射することができない。さらに、２つの放送波のチャンネルが互いに離れている場合は、送信アンテナを共用すると、両放送波間で垂直面のビーム幅や第１ヌルの角度を合わせることが困難であり、ビーム幅や第１ヌルの角度が合わないためにサービスエリアが違ってくる。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、鉄塔にかかる負荷の増加を抑え、放送波間で放射特性を統一又は分離することが容易な放送用アンテナ装置及び放送用鉄塔を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の放送用アンテナ装置は、１段以上のパネルアンテナからなる中段アンテナと、上記中段アンテナの上段に位置する１段以上のパネルアンテナからなる上段アンテナと、上記中段アンテナの下段に位置する１段以上のパネルアンテナからなる下段アンテナと、第１の周波数の放送波を送出する放送機からの給電線と接続される第１の上下分配器と、第２の周波数の放送波を送出する放送機からの給電線と接続される第２の上下分配器と、上記第１の上下分配器の第１の出力側給電線及び上記第２の上下分配器の第１の出力側給電線と接続される共用装置とを備え、上記第１の上下分配器の第２の出力側給電線を上記上段アンテナに接続し、上記第２の上下分配器の第２の出力側給電線を上記下段アンテナに接続し、上記共用装置の出力側給電線を上記中段アンテナに接続して構成され、上記上段アンテナと上記中段アンテナ間の積み重ね間隔及び上記中段アンテナと上記下段アンテナ間の積み重ね間隔、並びに、上記上段アンテナ内のパネルアンテナ同士間の積み重ね間隔、上記中段アンテナ内のパネルアンテナ同士間の積み重ね間隔及び上記下段アンテナ内のパネルアンテナ同士間の積み重ね間隔が、それぞれ上記第１の周波数の放送波及び上記第２の周波数の放送波の垂直面放射パターンのビーム幅及び第１ヌル角度を一致可能に調整されているものである。
【００１２】
また、本発明の放送用鉄塔は、前記いずれかの放送用アンテナ装置を所定の地上高さに設置したものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１４】
本発明に係る放送用アンテナ装置の回路構成を図１に、アンテナ配置構造を図２、図３に、さらに詳しいアンテナ配置構造を図８に示す。
【００１５】
図２に示されるように、起立した３つのパネルアンテナを上下に３段積み重ねることにより、周波数が互いに異なる２つの放送波（以下、単に２つの放送波と言う）を放射するアンテナを構成する。各パネルアンテナは、上段のものが上段アンテナ１、中段のものが中段アンテナ２、下段のものが下段アンテナ３に割り当てられる。上段アンテナ１と中段アンテナ２との積み重ね間隔はＬａ、中段アンテナと下段アンテナとの積み重ね間隔はＬｂである。９、１０、１１は、それぞれパネルアンテナへの給電線である。図２のアンテナは、図３にアンテナ１６として示される。１７は、アンテナ１６を所定の地上高さに設置した放送用鉄塔である。
【００１６】
図１に示されるように、上段アンテナ１への給電線９は、上下分配器５の１つの出力側に接続されている。中段アンテナ２への給電線１０は、共用装置４の出力側に接続されている。下段アンテナ３への給電線１１は、上下分配器６の１つの出力側に接続されている。そして、共用装置４の入力側への２つの給電線のうち給電線１２が上下分配器５のもう１つの出力側に接続され、給電線１４が上下分配器６のもう１つの出力側に接続されている。上下分配器５、６の入力側には、それぞれ放送機７、８からの給電線１３、１５が接続されている。
【００１７】
上下分配器５、６は、それぞれ放送機７、８からの放送波を２つに分配するものである。共用装置４は、上下分配器５、６からの２つの放送波を１つに合成するものである。放送機７、８は、互いに周波数が異なる放送波を出力するものである。
【００１８】
この構成において、放送機７、８からの２つの放送波は、それぞれ上下分配器５、６において２系統に分かれる。それぞれの放送波の１系統が共用装置４で合成され、給電線１０を通って中段アンテナ２へ導かれる。即ち、３段重ねたパネルアンテナの中段のパネルアンテナから２つの放送波が放射される。上下分配器５において２系統に分かれた放送波のもう１系統は、給電線９を通って上段アンテナ１へ導かれる。即ち、中段アンテナ２より上段に位置するパネルアンテナから１つの放送波が放射される。上下分配器６において２系統に分かれた放送波のもう１系統は、給電線１１を通って下段アンテナ３へ導かれる。即ち、中段アンテナ２より下段に位置するパネルアンテナからもう１つの放送波が放射される。従って、放送機７からの放送波は、上段アンテナ１と中段アンテナ２との組合わせＡで送信され、放送機８からの放送波は、中段アンテナ２と下段アンテナ３との組合わせＢで送信されることになる。
【００１９】
従来のように、放送波の数だけ送信アンテナを設置する方法では、２つの放送波をそれぞれ２段のパネルアンテナで送信するには、合計４段のパネルアンテナが必要であったのに対し、本発明では、３段のパネルアンテナがあれば２つの放送波をそれぞれ２段のパネルアンテナで送信することが実現できる。これにより、パネルアンテナの総重量や受風面積が小さくなり、鉄塔にかかる負荷の増加を抑えるという目的が達成される。従って、既設の鉄塔に本発明のアンテナを設置するに際し、鉄塔補強が簡素化又は省略できる。勿論、鉄塔を新設してアンテナを設置する場合でも、本発明は鉄塔にかかる負荷を軽減する効果を発揮する。
【００２０】
また、本発明は、アンテナの垂直方向の長さが従来方法よりも短くできるので、２つの放送波の輻射中心高の差は最小限にすることができる。
【００２１】
放送機７からの放送波は、放送機７から上段アンテナ１までの間と、放送機７から中段アンテナ２までの間とで適宜に給電位相差をつけることで、任意の垂直面ビームチルトで送信することができる。また、放送機８からの放送波は、放送機８から中段アンテナ２までの間と、放送機８から下段アンテナ３までの間とで適宜に給電位相差をつけることで、放送機７からの放送波とは違った任意の垂直面ビームチルトで送信することができる。このように、本発明では、複数の放送波の垂直面ビームチルトを独立して変えることができる。
【００２２】
さらに、放送機７及び放送機８による２つの放送波の垂直面ビームチルトが互いに同一の場合、上段アンテナ１と中段アンテナ２との積み重ね間隔Ｌａと、中段アンテナ２と下段アンテナ３との積み重ね間隔Ｌｂとを適当に調整すれば、２つの放送波の垂直面放射パターンのビーム幅と第１ヌルの角度とを互いに一致させることができる。このように、本発明では、複数の放送波に対し垂直面指向性の周波数偏差を小さくすることができる。
【００２３】
従来のように、送信アンテナを全面的に共用する場合、２つの放送波間で垂直面ビームチルト、垂直面のビーム幅、第１ヌルの角度といった放射特性を調整することが困難であったが、本発明では、２つの放送波間で垂直面ビームチルトを違えたり、垂直面のビーム幅や第１ヌルの角度を合わせることが容易にできる。即ち、放送波間で放射特性を統一又は分離することを容易にするという目的が達成される。
【００２４】
図４〜図７に、本発明の放送用アンテナ装置の諸特性を示す。各図の横軸は水平俯角(depression angle)、縦軸は相対電界強度(relative field strength) である。
【００２５】
図１の構成において、パネルアンテナとして４ダイポールアンテナを使用し、放送機７（放送機ａ）の放送波を１３ｃｈ（４７３ＭＨｚ）とし、上段アンテナ１と中段アンテナ２との間で、電力比を１：１、給電位相差を６０度、積み重ね間隔を１３００ｍｍとしたとき、図４に示されるように、垂直面放射パターンのビームチルトが４度となる。同様に、放送機８（放送機ｂ）の放送波を３０ｃｈ（５７５ＭＨｚ）とし、中段アンテナ２と下段アンテナ３との間で、電力比を１：１、給電位相差を３５度、積み重ね間隔を１３００ｍｍとしたとき、図５に示されるように、垂直面放射パターンのビームチルトが２度となる。
【００２６】
このように、本発明では、２つの放送波を同一鉄塔１７から送信するに際して、鉄塔にかかる負荷を極力小さくし、輻射中心高の差は最小限にすると同時に、２つの放送波の垂直面ビームチルトを違えることができる。
【００２７】
また、図１の構成において、パネルアンテナとして４ダイポールアンテナを使用し、放送機７の放送波を１３ｃｈ（４７３ＭＨｚ）とし、上段アンテナ１と中段アンテナ２との間で、電力比を１：１、給電位相差を０度、積み重ね間隔を１３４０ｍｍとしたとき、図６に示した垂直面放射パターンが得られる。同様に、放送機８の放送波を３０ｃｈ（５７５ＭＨｚ）とし、中段アンテナ２と下段アンテナ３との間で、電力比を１：１、給電位相差を０度、積み重ね間隔を１１００ｍｍとしたとき、図７に示した垂直面放射パターンが得られる。図６と図７との比較により、１３ｃｈの放送波と３０ｃｈの放送波との間で、垂直面ビーム幅と第１ヌルの角度とが一致していることが分かる。
【００２８】
次に、本発明の一実施形態をさらに詳しく説明する。
【００２９】
図８に示されるように、この放送用アンテナ装置は、起立したパネルアンテナを上下に９段積み重ねたものである。ここでは、上の３段のパネルアンテナを上段アンテナ１、中の３段のパネルアンテナを中段アンテナ２、下の３段のパネルアンテナを下段アンテナ３としてある。それぞれの段において、互いに異なる方向に臨ませることのできるＡ面、Ｂ面、Ｃ面、Ｄ面の各面にパネルアンテナが設けられる。そして、上中下段の給電線９、１０、１１には、それぞれ電力分配器が設けられ、分岐給電線が各パネルアンテナまで配線されている。上段アンテナ１について詳細を説明すると、給電線９に取り付けられた電力分配器２２の２つの出力端にそれぞれジャンクションボックス２０が接続され、各ジャンクションボックス２０から上段の１２個のパネルアンテナまで分岐給電線１９が配線されている。２１は、９０°エルボである。電力分配器２２は、２つの出力端に電力を任意に分配することができる。ジャンクションボックス２０は、複数の分岐給電線１９に電力を等分に分配することができる。中下段についても構成は同じである。これにより、上段アンテナ１と中段アンテナ２との組合わせＡ、及び中段アンテナ２と下段アンテナ３との組合わせＢが形成されている。中段アンテナ２がアンテナ共用部１８となる。
【００３０】
この放送用アンテナ装置は、図９に示されるように、鉄塔１７に設置される。即ち、各パネルアンテナは、水平面上に起立させ、支柱の周囲を囲むようにＡ面、Ｂ面、Ｃ面、Ｄ面を、例えば、９０°ずつ向きを変えた配置で支柱に取り付けられている。また、上段アンテナ１と中段アンテナ２との積み重ね間隔と、中段アンテナ２と下段アンテナ３との積み重ね間隔とがそれぞれ所望の間隔となるよう各段アンテナの上下位置が決定されている。さらに、上中下の各段アンテナ内におけるパネルアンテナ同士の積み重ね間隔も所望の間隔に調節して取り付け位置が決定されている。
【００３１】
図８の放送用アンテナ装置においては、給電線９、１０、１１の前段の上下分配器５、６（図１参照）の分配比、後段の電力分配器２２ほかの分配比、上中下段の積み重ね間隔、段内の積み重ね間隔、各パネルアンテナの給電位相などを調節することにより、ＡＢＣＤ各面が臨むアンテナ方向の垂直放射パターンを異なる放送波で任意に変えることができる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００３３】
（１）放送波の数分のアンテナ装置を設置するよりも少ない段数のアンテナで複数の放送波が送信できるので、鉄塔にかかる負荷の増加を抑えることができる。
【００３４】
（２）複数の放送波間の輻射中心高の差を最小限にすることができる。
【００３５】
（３）複数の放送波の垂直面ビームチルトを独立して変えることができる。
【００３６】
（４）複数の放送波の垂直面のビーム幅や第１ヌルの角度を合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す放送用アンテナ装置の回路構成図である。
【図２】図１のパネルアンテナの積み重ね配置図である。
【図３】図１のパネルアンテナを設置した放送用鉄塔の側面図である。
【図４】図１の放送用アンテナ装置による放送機ａについての垂直面放射パターン図である。
【図５】図１の放送用アンテナ装置による放送機ｂについての垂直面放射パターン図である。
【図６】図１の放送用アンテナ装置による放送機ａについての垂直面放射パターン図である。
【図７】図１の放送用アンテナ装置による放送機ｂについての垂直面放射パターン図である。
【図８】本発明の一実施形態を示す放送用アンテナ装置の回路構成図である。
【図９】図８のパネルアンテナを設置した鉄塔の上部側面図である。
【図１０】送信アンテナを設置した鉄塔の側面図である。
【図１１】図１０の鉄塔に送信アンテナを追加設置した鉄塔の側面図である。
【図１２】図１０の鉄塔に送信アンテナを追加設置した鉄塔の側面図である。
【符号の説明】
１  上段アンテナ
２  中段アンテナ
３  下段アンテナ
４  共用装置
５、６  上下分配器
７、８  放送機
【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】
0004139092.tif 000008
【図８】
0004139092.tif 000009
【図９】
0004139092.tif 000010
【図１０】
0004139092.tif 000011
【図１１】
0004139092.tif 000012
【図１２】
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