(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる電波周波数が割り当てられた複数のパネルアンテナから構成される多面合成アンテナを、それぞれ異なる半径（Ｒａ、Ｒｂ）の円筒面上に円筒面外側に向けて所定の角度で配置し、一方の半径Ｒａの円筒面上の多面合成アンテナの１つと右または左に隣り合う他方の半径Ｒｂの円筒面上の多面合成アンテナの１つとが円筒面外側に向けてほぼ同一方向を向くと共に、上記一方の半径Ｒａの円筒面上の多面合成アンテナの１つと左または右に隣り合う他方の半径Ｒｂの円筒面上の多面合成アンテナの１つは円筒面外側に向けて方向が異なることを特徴とする放送アンテナ装置。
【請求項２】
前記多面合成アンテナをそれぞれ構成する複数のアンテナエレメントは、中心周波数において１８°または３６°の位相差給電されることを特徴とする請求項１に記載の放送アンテナ装置。
【請求項３】
互いに異なる電波周波数が割り当てられた前記複数の多面合成アンテナは、それぞれ同軸に多段に設けられて上記各電波周波数毎に多段多面合成アンテナを形成することを特徴とする請求項１または２に記載の放送アンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電波周波数の異なる複数の放送波の送信に適した、無指向性の放送アンテナ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の放送アンテナ装置は、半径Ｒの円筒面Ｃ上に等角度間隔に配列した複数（Ｎ個）のアンテナエレメントＡ，Ｂをそれぞれ備え、そして互いに異なる電波周波数が割り当てられた第１および第２の多面合成アンテナの各アンテナエレメントＡ，Ｂは、円筒面Ｃ上に交互に配列されている。またアンテナエレメントは、各多面合成アンテナ毎に定められた位相差を与えて位相差給電することにより、多面合成アンテナ間での干渉を抑え、周波数の異なる２つの放送波をそれぞれ無指向に放射することが記載されている（例えば特許文献１の図４、特許文献２の図１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１２７５４１号公報
【特許文献２】特開２０００−２２３９４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし従来の放送アンテナ装置では、半径Ｒの円筒面上に、異なる電波周波数が割り当てられた複数の多面合成アンテナから構成されるアンテナエレメントを、円筒面上に所定の順序で巡回配列している。そして各アンテナエレメントからそれぞれ放射される電波を空中にて合成して得られる電波の無指向放射パターンは、アンテナエレメントの配置が異なる電波周波数間で違うため、無指向放射パターンのレベルの偏差が方位によって違ってくる。そのため受信側ではレベルの大きい電波と小さい電波を受信することになり、受信状態によってはテレビに映る周波数と映らない周波数が出てくることがあり得る。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を達成するため、本発明は次のように構成したものである。
【０００８】
請求項１の発明に係る放送アンテナ装置は、互いに異なる電波周波数が割り当てられた複数のパネルアンテナから構成される多面合成アンテナを、それぞれ異なる半径（Ｒａ、Ｒｂ）の円筒面上に円筒面外側に向けて所定の角度で配置し、一方の半径Ｒａの円筒面上の多面合成アンテナの１つと右または左に隣り合う他方の半径Ｒｂの円筒面上の多面合成アンテナの１つとが円筒面外側に向けてほぼ同一方向を向くと共に、上記一方の半径Ｒａの円筒面上の多面合成アンテナの１つと左または右に隣り合う他方の半径Ｒｂの円筒面上の多面合成アンテナの１つは円筒面外側に向けて方向が異なるようにしたものである。
【０００９】
請求項２の発明は請求項１に記載の放送アンテナ装置において、前記多面合成アンテナをそれぞれ構成する複数のアンテナエレメントは、中心周波数において１８°または３６°の位相差給電されるものである
【００１０】
請求項３の発明は請求項１または２に記載の放送アンテナ装置において、互いに異なる電波周波数が割り当てられた前記複数の多面合成アンテナは、それぞれ同軸に多段に設けられて上記各電波周波数毎に多段多面合成アンテナを形成するものである。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように本発明によれば、電波周波数の異なる２つの放送波をそれぞれ送信する第１、および第２の多面合成アンテナを交互に配置した場合でも、異なる周波数間の無指向パターンを小さくした放送アンテナ装置を構築することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施例１を以下、図面を参照して説明する。
図１は放送アンテナ装置の概略構成図である。ここでは第１および第２の多面合成アンテナとして、図２に分解して示すように、２０個のアンテナエレメントＡ（Ａ１〜Ａ２０）を備えた無指向性の第１の２０面合成アンテナ１０（図２（ａ）参照）と、２０個のアンテナエレメントＢ（Ｂ１〜Ｂ２０）を備えた無指向性の第２の２０面合成アンテナ５０（図２（ｂ）参照）とを、それぞれ同一周面に、そして各周面は同軸に配置して構成される。
【００１３】
図３にアンテナ配置の一部を示すように、第１および第２の２０面合成アンテナ１０，５０は、各２０個のアンテナエレメントＡ１〜Ａ２０，Ｂ１〜Ｂ２０をそれぞれ半径Ｒａ、Ｒｂなる同一中心軸の円筒面Ｃ１、Ｃ２上にそのアンテナ面を外側に向けている。
【００１４】
そして第１の２０面合成アンテナ１０は、アンテナエレメントＡ１〜Ａ１０を外側に向かって左側に円筒面の接線方向に所定寸法ｄａだけオフセットさせ、第２の２０面合成アンテナ５０はアンテナエレメントＢ１〜Ｂ２０を外側に向かって右側に円筒面の接線方向に所定寸法ｄｂだけオフセットさせている。
【００１５】
更に、第１の２０面多面合成アンテナ１０、および第２の２０面多面合成アンテナ５０は等角度間隔（１８°間隔）に配置したもので、第１アンテナと第２アンテナは同一方向か、Θ２またはΘ３の所定の角度を設けて交互に配置して構成される。
ここで角度Θ２、およびΘ３は０°であってもよい。尚、上記円筒面Ｃ１、Ｃ２は、空間的に規定される面である。
【００１６】
図１に示すように、第１および第２の２０面合成アンテナ１０，５０は、アンテナエレメントのオフセット分を補正するため、それぞれ移相器１１〜３０，５１〜７０を介して位相差給電され、互いに異なる電波周波数ｆａ，ｆｂの放送波をそれぞれ送信する如く設定されている。尚、図中３１，７１は上記各電波周波数ｆａ，ｆｂからなる放送波の送信機を示している。
【００１７】
次に、各２０面合成アンテナ１０，５０を構成する各アンテナエレメントＡ，Ｂの内部構成に関して、本実施例では、４素子双ループアンテナを用いた場合について以下説明する。
【００１８】
図４（ａ）（ｂ）（ｃ）にその平面構成、側面構成および断面構成を示す。
４素子双ループアンテナ７４は、長手方向両縁部を略４５°に折り曲げた平板状の反射器７２を有する。この反射器７２上に、その周長Ｌが各電波周波数ｆａ，ｆｂの略１波長λとなる円弧状のループアンテナ素子部７３が形成される。このループアンテナ素子部７３を４素子ずつ形成した双ループアンテナ７４は、主面に対して平行に設けられている。これにより、双ループアンテナ７４から放射される電波は、反射器７２の主面に対し垂直な方向に単一指向性を持たせて送信するように構成される。
【００１９】
図４の保護カバー（レイドーム）７５は、双ループアンテナ７４を覆うように設けられるものであり、双ループアンテナ７４の内部構造をわかりやすくするため、保護カバー（レイドーム）７５の一部を削除した図となっている。この保護カバー７５により、双ループアンテナ７４が雨風や雪、更には粉塵等から保護される。なお、ループアンテナ素子は、反射器主面の中心より所定寸法オフセットして設けることも可能である。
【００２０】
第１および第２の２０面合成アンテナ１０，５０の各アンテナエレメントＡ，Ｂは、前述したように移相器１１〜３０，５１〜７０をそれぞれ介して位相差給電されて電波周波数の異なる放送波を放射し、その放射電波をそれぞれ合成して無指向の放射パターンを得ている。
【００２１】
具体的には、例えば第１の２０面合成アンテナ１０を構成する２０個のアンテナエレメントＡを、それぞれＡ１からＡ２０周りに＋１８°または＋３６°の位相差を与えて給電される。これに対し、第２の２０面合成アンテナ５０を構成する２０個のアンテナエレメントＢを、それぞれＢ１からＢ２０回りに−１８°または−３６°の位相差を与えて給電される。
このようにして構成した放送アンテナ装置によれば、第１および第２の２０面合成アンテナ１０，５０から、互いに電波周波数ｆａ，ｆｂと異ならせた２つの放送波をそれぞれ独立に、且つそれぞれの無指向パターンの偏差を小さくして送信することができる。
【００２２】
一方、各多面合成アンテナの送信電力を高めるには、第１および第２の２０面合成アンテナを交互に配列してなる放送アンテナ装置において、放送アンテナ装置の縦方向に多段に同軸配置して多段多面合成アンテナ（４段２０面合成アンテナ等）とし、各電波周波数毎にそのアンテナ面積を広げてそのアンテナ利得を高めるようにすれば良い（図５参照）。
【実施例】
【００２３】
第１の２０面アンテナおよび第２の２０面アンテナに４素子双ループアンテナを用い、第１アンテナは５２１ＭＨｚの周波数、第２アンテナは５４５ＭＨｚの周波数とした。
そして、第１の２０面アンテナの取付半径Ｒａは３．７８ｍ、オフセットｄａは０．２４ｍ、とし、第２の２０面アンテナの取付半径Ｒｂは３．６１ｍ、オフセットｄｂは０．２１ｍとした。また、角度Θ２を３°とし、位相差給電を第１の２０面アンテナは−１８°、第２の２０面アンテナは＋１８°として水平指向性を計算した。
【００２４】
計算した結果を図６に示す。実線が周波数５２１ＭＨｚ、破線が周波数５４５ＭＨｚである。従来の配置による水平指向性（図７）と比べると、５２１ＭＨｚと５４５ＭＨｚ双方の周波数の指向性の偏差が小さくなっていることが判る。
ここで図６、図７は、電界強度比で表されている。従って、パワーで表す（ｄＢ表示）ためには、２０ｌｏｇをとる必要がある。
なお、本発明は上述した実施形態の数値に限定されるものではない。例えば、図６のようにして得られた指向性を基に、各パラメータ（角度Θ２，Θ３、取付半径Ｒａ，Ｒｂ、オフセットｄａ，ｄｂ、ループアンテナ素子部の周長Ｌなど）を適宜選択し、所望の特性を得るようにすれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係る、放送アンテナ装置の概略的な構成を示すアンテナエレメントの配置図。
【図２】図１に示す放送アンテナ装置の等価的な構成図。
【図３】図１に示す放送アンテナ装置の配置を示す図。
【図４】多面合成アンテナを構成するアンテナエレメントの構成例を示す図。
【図５】多段多面合成アンテナを構成するアンテナエレメントの別の配置例を示す図。
【図６】本発明において、周波数５２１ＭＨｚと５４５ＭＨｚでの指向性を表すグラフである。
【図７】従来の多面合成アンテナにおける、周波数５２１ＭＨｚと５４５ＭＨｚでの指向性を表すグラフである。
【符号の説明】
【００２６】
１０  第１の２０面合成アンテナ
１１,１２,１３,１４,１５,１６,１７,１８,１９,２０,２１,２２,２３,２４,２５，２６，２７，２８，２９，３０  移相器（位相差給電用）
３１  送信機（電波周波数ｆａ）
５０  第２の２０面合成アンテナ
５１,５２,５３,５４,５５,５６,５７,５８,５９,６０,６１,６２,６３,６４,６５，６６，６７，６８，６９，７０  移相器（位相差給電用）
７１  送信機（電波周波数ｆｂ）
７２  反射器
７３  ループアンテナ素子部
７４  双ループアンテナ
７６  アンテナ取付柱
Ａ１,Ａ２,Ａ３,Ａ４,Ａ５,Ａ６,Ａ７,Ａ８,Ａ９,Ａ１０,Ａ１１,Ａ１２,Ａ１３,Ａ１４,Ａ１５,Ａ１６,Ａ１７,Ａ１８,Ａ１９,Ａ２０  アンテナエレメント
Ｂ１,Ｂ２,Ｂ３,Ｂ４,Ｂ５,Ｂ６,Ｂ７,Ｂ８,Ｂ９,Ｂ１０,Ｂ１１,Ｂ１２,Ｂ１３,Ｂ１４,Ｂ１５,Ｂ１６,Ｂ１７,Ｂ１８,Ｂ１９,Ｂ２０  アンテナエレメント
Ｃ１  半径Ｒａの円筒面
Ｃ２  半径Ｒｂの円筒面
【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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