(57)【要約】【課題】  可変指向性アンテナの指向性を単一指向性とし、妨害電波の受信を抑制する。【解決手段】  複数のモノポールアンテナ素子４、４それぞれが接地板２に対してほぼ垂直に、かつ互いに所定の間隔をあけて一列に、接地板２の上方に配置されている。アンテナ素子４、４の受信信号を位相調整器１４が位相差給電する。反射素子８、８がアンテナ素子４、４に対してそれぞれが、ほぼ平行に、かつアンテナ素子４、４と所定の素子間隔をおいて、接地板２に設けられている。反射素子８、８は、アンテナ素子４、４の配列方向に対してそれぞれ同一の所定角度をなすように配置されている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接地板と、
この接地板に対してそれぞれがほぼ垂直に、かつ互いに所定のアンテナ間隔をあけて一列に、前記接地板の上方に配置された複数のモノポールアンテナ素子と、
これらアンテナ素子の受信信号を位相差給電するように、前記各受信信号の位相を調整して合成する位相調整手段と、
前記各アンテナ素子に対してそれぞれが、ほぼ平行に、かつ前記各アンテナ素子と所定の素子間隔をおいて、前記接地板に設けられた複数の反射素子とを、
具備し、前記各反射素子は、前記各アンテナ素子の配列方向に対してそれぞれ同一の所定角度をなすように配置されている
可変指向性アンテナ。
【請求項２】
請求項１記載の可変指向性アンテナにおいて、前記各反射素子は、それらの取付位置を変更可能に構成されている可変指向性アンテナ。
【請求項３】
請求項２記載の可変指向性アンテナにおいて、前記各反射素子は、前記各アンテナ素子の配列方向に対して前記接地板上で垂直な軸線を対象軸として線対称に、取付位置を変更可能に構成されている可変指向性アンテナ。
【請求項４】
請求項３記載の可変指向性アンテナにおいて、前記所定の角度が４５度であり、前記接地板は、前記接地板に対して垂直な軸線の周りに１８０度回転可能である可変指向性アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変指向性アンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、可変指向性アンテナとしては、例えば特許文献１に開示されているようなものがある。特許文献１に開示された技術では、接地板上に、これに対してほぼ垂直にホーン型のアンテナ素子が複数配置されている。複数のホーン型のアンテナ素子は、その頂点が接地板側に位置するように、一列に配置されている。これらアンテナ素子の受信信号は、移相器において位相調整が行われ、これら位相調整された受信信号を合成することによって位相差給電が行われ、各アンテナの合成指向性の方向を任意の方向に向ける。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３５５０３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように構成された可変指向性アンテナの合成指向性は、８の字指向性を示す。８の字指向性では、所望の受信方向とは別の方向にも感度が発生するため、別の方向から妨害電波が到来した場合、その妨害電波も受信してしまうという問題点がある。
【０００５】
本発明は、合成指向性が単一指向性を示し、妨害電波の受信を抑制することができる可変指向性アンテナを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様の可変指向性アンテナは、接地板を有している。この接地板の上方に複数のモノポールアンテナ素子が配置されている。各アンテナ素子は、接地板に対してそれぞれがほぼ垂直に位置するように配置されている。また、各アンテナ素子は、互いに所定のアンテナ間隔をあけて一列に配置されている。アンテナ素子としては、線状のものや、ホーン型のようなものなど種々のものを使用することができる。これらアンテナ素子の受信信号を位相調整手段が位相差給電するように、前記各受信信号の位相を調整して合成する。  前記接地板に複数の反射素子が設けられている。各反射素子は、各アンテナ素子に対してそれぞれが、ほぼ平行に設けられ、かつ前記各アンテナ素子と所定の素子間隔をおいて設けられている。各反射素子は、前記各アンテナ素子の配列方向に対してそれぞれ同一の所定角度をなすように配置されている。
【０００７】
このように構成された可変指向性アンテナでは、各アンテナ素子の受信信号が位相差給電されているので、位相調整手段での位相調整によって合成指向性の方向を可変することができる。しかも、各アンテナ素子に対して同一の所定角度をなすように反射素子を設けているので、各アンテナ素子の指向性の方向は同一となる。このように各アンテナ素子の指向性を同一方向として、位相差給電を行っているので、合成指向性も単一指向性となる。この単一指向性の合成指向性の方向を位相差給電によって変更しているので、所望の方向へ指向性を向けることができると共に妨害電波を受信することを抑制することができる。
【０００８】
各反射素子は、それらの取付位置を変更可能に構成することができる。このように構成すると、各アンテナ素子の指向性の方向を変更することができる。
【０００９】
さらに、前記各反射素子は、前記各アンテナ素子の配列方向に対して前記接地板上で垂直な軸線を対象軸として線対称に、取付位置を変更可能に構成することもできる。このように構成すると、線対称な２方向に容易に各アンテナ素子の指向性を変更することができ、各アンテナの合成指向性の可変範囲を大きくすることができる。
【００１０】
更に、各反射素子が各アンテナ素子の配列方向に対してそれぞれなす所定の角度が４５度とすることができる。この場合、前記接地板は、前記接地板に対して垂直な軸線の周りに１８０度回転可能とする。このように構成することによって、反射素子の位置の変更と、接地板の１８０度の回転とを利用することによって、合成指向性の可変範囲を３６０度とすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明による可変指向性アンテナでは、各アンテナ素子に反射素子を設けたので、合成指向性が単一指向性を示し、妨害電波の受信を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の１実施形態の可変指向性アンテナは、例えばＵＨＦ帯の電波を使用した地上デジタル放送を受信するためのものである。この可変指向性アンテナは、図１に示すように、接地板２を有している。接地板２は、例えば金属製の扁平な直方体状のものである。直方体状のものに代えて、シャーシ状のものを使用することもできる。この接地板２は、長方形状の上面２ａを有している。
【００１３】
この接地板２の上面２ａに、複数、例えば２基のモノポールアンテナ素子４が設けられている。これらアンテナ素子４は、例えば内部が中空で円形底面が開口した円錐状のもので、その頂点が接地板２の上面２ａ側に位置し、その円形底面が上面２ａから離れた位置にある倒立状態で、その頂点が上面２ａから所定距離だけ離れて、かつこのアンテナ素子４の中心軸線が上面２ａに対して垂直に位置するように配置されている。これらアンテナ素子４は、上面２ａの長さ方向に沿って所定の間隔を隔てて一列に配置されている。接地板２の上面２ａから離れた位置にあるアンテナ素子４の円形底面の周縁には、所定の間隔をおいて複数、例えば２個の容量体６、６が設けられている。これら容量体６、６は、棒状に構成された金属製のもので、その一端が上述したようにアンテナ素子４の円形底面の周縁に取り付けられ、他端が接地板２の上面２ａに固定されている。この容量体６は、アンテナ素子４を機械的に支持すると共に、このアンテナ素子４によって受信しようとする周波数帯の中心波長λの１／４よりも短い高さ（アンテナ素子４の底面から頂点までの長さ）にアンテナ素子４を構成するために設けられている。例えば、このアンテナ素子４の底面の直径は９０ｍｍに、容量体６の長さも９０ｍｍに構成されている。
【００１４】
これらアンテナ素子４、４に対して個別に反射素子８、８が設けられている。これら反射素子８、８は、例えば金属製のＬ字状のもので、その長さはアンテナ素子４の高さ及び容量体６の長さよりも長く、例えば１５０ｍｍに構成されている。これら反射素子８、８は、アンテナ素子４、４の頂点から接地板２の上面２ａに降ろした垂線と上面２ａとの交点を通り、上面２ａの長手方向に垂直な基準線ｒに対して反時計方向に所定角度、例えば４５度をなすように配置されている。この配置状態において、各反射素子８、８は、アンテナ素子４、４の中心に対して所定距離、例えばλ／４だけ隔てて位置している。各反射素子８、８は、上面２ａに形成された挿通孔１０、１０に挿通されており、着脱自在である。この挿通孔１０、１０と基準線ｒを対称軸として線対称な上面２ａ上の位置に挿通孔１２、１２が形成されている。従って、反射素子８、８は、線対称の２か所に配置可能である。
【００１５】
アンテナ素子４、４の中心軸線が上面２ａに対して垂直に位置するように配置されているので、反射素子８、８を設けていなければ、アンテナ素子４と４との間隔が約λ／２であり、それぞれ同相で給電した場合、水平面内において８の字指向性を示す。しかし、上述したような位置に反射素子８、８を設けているので、反射素子８、８とアンテナ素子４、４の中心とを繋ぐ直線の延長方向を向く単一指向性を示す。反射素子８、８が挿通孔１０、１０に挿通されているときの指向性方向は両アンテナ素子４、４で同じであり、挿通孔１２、１２に挿通されているときの指向性方向は、挿通孔１０、１０に挿通されているときの指向性とは線対称であるが、アンテナ素子４、４の指向性方向は双方ともに同一である。
【００１６】
これらアンテナ素子４、４の受信信号は、図２に示すように、位相調整手段、例えば位相調整器１４に供給されている。位相調整器１４は、例えばアンテナ素子４ごとに設けられた移相器と、これら移相器の出力信号を合成する合成器とによって構成されている。位相調整器１４では、移相器によって受信信号の位相を調整することによって、両アンテナ素子４、４の合成指向性の方向を調整することができる。この位相調整器１４では、例えば位相調整を行っていない状態から±４５度の範囲で合成指向性の方向を変化させることができる。この指向性の変化の状態を図３に示す。
【００１７】
従って、図４（ａ）に示すように反射素子８、８が挿通孔１０、１０に挿通されて、基準線ｒに対して反時計方向に４５度の角度をなす状態にあるときには、図４（ａ）における左斜め上方方向に合成指向性が向き、±４５度の範囲で合成指向性の方向を変更することができる。図４（ａ）に示す状態から反射素子８、８を挿通孔１２、１２に挿通して基準線ｒに対して反時計方向に３１５度の角度をなす状態にあるときは、同図（ｂ）における右斜め上方に合成指向性が向き、±４５度の範囲で合成指向性の方向を変更することができる。同図（ｂ）に示す状態から、接地板２の上面２ａに対して立てた垂線の周りに１８０度だけ接地板２を回転させた同図（ｃ）に示す状態では、反射素子８、８が基準線ｒに対して反時計方向に１３５度の角度をなす状態にあり、同図（ｃ）における左斜め下方方向に合成指向性が向き、±４５度の範囲で合成指向性の方向を変更することができる。同図（ｃ）に示す状態から、接地板２の上面２ａに対して立てた垂線の周りに１８０度だけ接地板２を回転させた同図（ｄ）に示す状態では、反射素子８、８が基準線ｒに対して反時計方向に２２５度の角度をなす状態にあり、同図（ｄ）における右斜め下方方向に合成指向性が向き、±４５度の範囲で合成指向性の方向を変更することができる。従って、反射素子８、８の取付位置を挿通孔１０、１０から挿通孔１２、１２に変更することと、接地板２を上述した垂線の周りに回転させることと、位相調整器１４での位相調整とによって、単一指向性である合成指向性の方向を任意の方向に向けることができる。
【００１８】
この可変指向性アンテナは、使用しているアンテナ素子４、４の高さ寸法を容量体６、６の使用によって短くした上で、反射素子８、８を用いて単一指向性としている。従って、屋根裏等のスペースの狭い場所に設置することが可能である。単一指向性のアンテナの指向性を可変する方法としては、単一指向性のアンテナを機械的に回転させることも考えられる。しかし、上述したように屋根裏等に設置した場合には、機械的に回転させることが比較的困難である。そこで、上述したように反射素子８、８の取付位置、接地板２の回転及び位相調整器１４での調整とを用いて合成指向性の方向を所望の方向に向けている。
【００１９】
上記の実施形態では、アンテナ素子４は２基設けたが、これに限ったものではなく、２基以上の任意の数にすることができる。また、アンテナ素子４にはホーン型のものを使用したが、これに限ったものではなく、例えば直線状のアンテナ素子を使用することもできる。また、接地板２は、その上面２ａが長方形状のものを使用したが、これに限ったものではなく、任意の形状とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の１実施形態の可変指向性アンテナの斜視図である。
【図２】図１の可変指向性アンテナのブロック図である。
【図３】図１の可変指向性アンテナの指向特性図である。
【図４】図１の可変指向性アンテナの使用状態を示す図である。
【符号の説明】
【００２１】
２  接地板
４  アンテナ素子
８  反射素子
１４  移相調整器（移相調整手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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