(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
テレビ放送波の到来方向に向けて垂直設置する枠形のラジエータエレメントと、該ラジエータエレメントの後方両外側に垂直配置する左右一対の無給電かつ直線状の補助エレメントとを備えてなり、前記ラジエータエレメントは、受信するテレビ放送波の最大波長λに対し、電気的に一辺λ／８相当の正方形とし、前記補助エレメントは、それぞれの長さ０．１８１λ相当、相互の間隔０．１６λ相当、前記ラジエータエレメントとの水平距離０．０１λ相当に設定することを特徴とするアンテナ。
【請求項２】
前記ラジエータエレメントには、フィードアームを内向きに対向して形成することを特徴とする請求項１記載のアンテナ。
【請求項３】
前記補助エレメントは、絶縁材のスぺーサを介して前記ラジエータエレメントに搭載することを特徴とする請求項１または請求項２記載のアンテナ。
【請求項４】
前記ラジエータエレメントには、旋回ブラケットを付設することを特徴とする請求項３記載のアンテナ。
【請求項５】
テレビ放送波の到来方向に向けて垂直設置する枠形のラジエータエレメントと、該ラジエータエレメントの後方に上下多段に等間隔に水平配置する複数の無給電かつ直線状の補助エレメントとを備えてなり、前記ラジエータエレメントは、受信するテレビ放送波の最大波長λに対し、電気的に長辺λ／２相当、短辺０．１６λ相当の縦長の長方形とし、前記補助エレメントは、それぞれの長さλ／２相当、相互の間隔０．１５λ相当、前記ラジエータエレメントとの水平距離λ／８相当に設定することを特徴とするアンテナ。
【請求項６】
前記ラジエータエレメントには、フィードアームを内向きに対向して形成することを特徴とする請求項５記載のアンテナ。
【請求項７】
前記ラジエータエレメントには、旋回ブラケットを付設し、前記多段の補助エレメントには、共通の旋回ブラケットを付設することを特徴とする請求項５または請求項６記載のアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、テレビ放送受信用として好適に使用することができるアンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のテレビ放送受信用のアンテナは、ロッド状の補助エレメント、ラジエータエレメント、補助エレメントを梯子状に配設する八木アンテナが主流である。
【０００３】
ラジエータエレメントは、受信するテレビ放送波の最大波長λに対して長さλ／２に設定されており、補助エレメントは、ラジエータエレメントより僅かに短く、補助エレメントは、ラジエータエレメントより僅かに長く設定されている。なお、八木アンテナは、一般に、補助エレメントを多数配設して多素子化することにより、高い利得を容易に実現することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
かかる従来技術によるときは、八木アンテナのラジエータエレメント、補助エレメント、補助エレメントは、それぞれテレビ放送波の最大波長λに対して約λ／２の長さであるから、特にＶＨＦ帯域のテレビ放送受信用に使用するとき、全体サイズが大形になり、支柱等の支持部材を頑丈にしなければならず、風害や雪害等の被害を受け易いという問題があった。また、この問題は、多素子化して高い利得を得る場合、奥行寸法が大きくなるため、殊に深刻である。
【０００５】
そこで、この発明の目的は、かかる従来技術の問題に鑑み、枠形のラジエータエレメントと、これに平行な補助エレメントとを組み合わせることによって、全体サイズを大幅に小形化し、しかも、八木アンテナに劣らない高性能を容易に実現することができるアンテナを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するためのこの出願に係る第１発明（請求項１に係る発明をいう、以下同じ）の構成は、テレビ放送波の到来方向に向けて垂直設置する枠形のラジエータエレメントと、ラジエータエレメントの後方両外側に垂直配置する左右一対の無給電かつ直線状の補助エレメントとを備えてなり、ラジエータエレメントは、受信するテレビ放送波の最大波長λに対し、電気的に一辺λ／８相当の正方形とし、補助エレメントは、それぞれの長さ０．１８１λ相当、相互の間隔０．１６λ相当、ラジエータエレメントとの水平距離０．０１λ相当に設定することをその要旨とする。
【０００７】
なお、ラジエータエレメントには、フィードアームを内向きに対向して形成することができる。
【０００８】
また、補助エレメントは、絶縁材のスぺーサを介してラジエータエレメントに搭載してもよく、ラジエータエレメントには、旋回ブラケットを付設してもよい。
【０００９】
第２発明（請求項５に係る発明をいう、以下同じ）の構成は、テレビ放送波の到来方向に向けて垂直設置する枠形のラジエータエレメントと、ラジエータエレメントの後方に上下多段に等間隔に水平配置する複数の無給電かつ直線状の補助エレメントとを備えてなり、ラジエータエレメントは、受信するテレビ放送波の最大波長λに対し、電気的に長辺λ／２相当、短辺０．１６λ相当の縦長の長方形とし、補助エレメントは、それぞれの長さλ／２相当、相互の間隔０．１５λ相当、ラジエータエレメントとの水平距離λ／８相当に設定することをその要旨とする。
【００１０】
なお、ラジエータエレメントには、フィードアームを内向きに対向して形成してもよい。
【００１１】
また、ラジエータエレメントには、旋回ブラケットを付設し、多段の補助エレメントには、共通の旋回ブラケットを付設することができる。
【００１２】
【作用】
かかる第１発明の構成によるときは、枠形のラジエータエレメントは、前方または後方から到来するテレビ放送波を効率よく受信することができる。なお、ラジエータエレメントＲa は、受信するテレビ放送波の最大波長λに対し、電気的に一辺λ／８相当の正方形に設定するものとし（図１６（Ａ））、補助エレメントＤi は、それぞれの長さ約０．１８１λ相当、相互の間隔約０．１６λ相当、ラジエータエレメントＲa との水平距離約０．０１λ相当に設定するものとする。
【００１３】
ラジエータエレメントにフィードアームを形成するときは、フィードアームは、その形成位置や長さを調節することにより、先端に接続するケーブルとラジエータエレメントとの間のインピーダンスマッチングを図ることができる。なお、フィードアームは、ケーブルインピーダンス３００Ωとするとき、ラジエータエレメントの下端からの距離０．０５２５λ相当の位置に水平に突設して形成するのがよい。
【００１４】
スぺーサを介して補助エレメントをラジエータエレメントに搭載すれば、補助エレメントは、ラジエータエレメントと一体に容易に設置することができる。
【００１５】
ラジエータエレメントに旋回ブラケットを付設すれば、ラジエータエレメントは、旋回ブラケットを介して支持材に固定するとき、補助エレメントとともに任意に水平旋回させて最適方向にセットすることができる。
【００１６】
第２発明の構成によれば、枠形のラジエータエレメントは、補助エレメントによって後方からの不要波を遮断することにより、前方からのテレビ放送波を効率よく受信する。なお、ラジエータエレメントは、長辺λ／２相当、短辺０．１６λ相当の縦長の長方形に設定するものとし（図１６（Ｂ））、補助エレメントは、長さλ／２相当にして間隔約０．１５λ相当ごとに複数本を多段に形成し、ラジエータエレメントとの水平距離λ／８相当に設定するものとする。
【００１７】
ラジエータエレメントにフィードアームを形成すれば、フィードアームは、第１発明におけるそれと全く同様に作用することができる。なお、フィードアームは、ケーブルインピンピーダンス７５Ωとするとき、ラジエータエレメントの下端からの距離０．１λ相当の位置に水平に突設して形成するのがよい。
【００１８】
ラジエータエレメント、多段の補助エレメントのそれぞれに旋回ブラケットを付設すれば、両者は、各旋回ブラケットを介し、任意の方向に向けてセットし、しかも、常に平行に設定して所定の性能を発揮することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を以って発明の実施の形態を説明する。
【００２０】
アンテナは、ラジエータエレメント１１と、ラジエータエレメント１１の後方両外側に垂直配置する左右一対の補助エレメント１２、１２とを主要部材としてなる（図１）。
【００２１】
ラジエータエレメント１１は、左右の垂直辺１１ａ、１１ａ、上下の水平辺１１ｂ、１１ｂにより枠形に一体形成されている。垂直辺１１ａ、１１ａ、水平辺１１ｂ、１１ｂには、連続して補強用のリブ１１ｃが形成されており、各垂直辺１１ａの外側、中間部から下方の内側には、それぞれ補強用のフランジ１１ａ1 、１１ａ2 が形成されている。また、下部の水平辺１１ｂの内側には、垂直辺１１ａ、１１ａのフランジ１１ａ2 、１１ａ2 に連続するフランジ１１ｂ1 が形成されている。
【００２２】
垂直辺１１ａ、１１ａの中間部には、フィードアーム１１ｄ、１１ｄが内向きに対向して形成されており、フィードアーム１１ｄ、１１ｄには、止めねじ１１ｅ1 、１１ｅ1 を介してフィードボックス１１ｅが取り付けられている。なお、フィードボックス１１ｅには、ケーブルＣ、Ｃを接続することができ、一方のケーブルＣは、引込用ケーブルとして使用し、他方のケーブルＣは、併設する他のアンテナ用の中継ケーブルとして使用することができる。
【００２３】
補助エレメント１２、１２は、無給電かつ直線状であり、共通の支持材１２ａ、スぺーサ１２ｂ、１２ｂを介し、ラジエータエレメント１１に対して平行に搭載されている。補助エレメント１２、１２は、それぞれチャンネル材からなる支持材１２ａの端部に挿通し（図１、図２）、支持材１２ａ内において中間点を径方向に潰すことにより、支持材１２ａに対して抜止めされている。
【００２４】
スぺーサ１２ｂ、１２ｂは、それぞれプラスチック樹脂等の絶縁材から形成されており、一端には雌ねじ１２ｂ1 が形成され、他端には雄ねじ１２ｂ2 が突設されている。スぺーサ１２ｂは、雌ねじ１２ｂ1 に適合する止めねじ１２ｂ3 を介してラジエータエレメント１１の垂直辺１１ａに固定されており、支持材１２ａは、雄ねじ１２ｂ2 に適合するスリーブ１２ａ1 、蝶ねじ１２ａ2 を介してスぺーサ１２ｂ、１２ｂに組み付けられている。
【００２５】
ラジエータエレメント１１には、旋回ブラケット１３が付設されている（図１、図３）。
【００２６】
旋回ブラケット１３は、リベット１３ａ1 、１３ａ1 …を介し、ラジエータエレメント１１の下部の水平辺１１ｂに固定されており、水平辺１１ｂの裏面側にＬ字状に突出する舌片状に形成されている。旋回ブラケット１３の先細の先端部には、上向きのリブ１３ａ2 、１３ａ2 が両側に形成され、丸孔１３ａ3 が形成されている。また、旋回ブラケット１３の基部には、丸孔１３ａ3 を中心とする円弧状の長孔１３ａ4 が形成されている。
【００２７】
旋回ブラケット１３には、支持ベース１３ｂが付属しており、ラジエータエレメント１１は、旋回ブラケット１３、支持ベース１３ｂを介し、支持材１４に対して水平旋回可能に固定することができる（図３、図４）。
【００２８】
支持ベース１３ｂは、絶縁材から形成されており、旋回ブラケット１３の丸孔１３ａ3 に対応して、ピン１３ｂ1 、１３ｂ1 が後部の上下面に突設されている。また、支持ベース１３ｂの前部には、長孔１３ａ4 に対応してボルト孔１３ｂ2 が形成されている。そこで、ラジエータエレメント１１は、支持ベース１３ｂの一方のピン１３ｂ1 を支持材１４の係合孔１４ａ1 に挿入するとともに、他方のピン１３ｂ1 を旋回ブラケット１３の丸孔１３ａ3 に挿入し、長孔１３ａ4 、ボルト孔１３ｂ2 、支持材１４の取付孔１４ａ2 、１４ａ2 に対してボルト１３ｃを共通に挿通させることにより、支持材１４上に垂直設置することができる。ただし、ボルト１３ｃには、長孔１３ａ4 によってガイドされ、左右に移動可能なブッシュ１３ｄと、ボルト１３ｃをロックする蝶ねじ１３ｅとが付設されている。
【００２９】
すなわち、ラジエータエレメント１１は、蝶ねじ１３ｅを緩めることにより、旋回ブラケット１３の丸孔１３ａ3 、支持ベース１３ｂのピン１３ｂ1 を中心にして、長孔１３ａ4 の範囲内において補助エレメント１２、１２とともに左右に水平旋回させることができる（図５の矢印Ｋ1 方向、同図の実線、二点鎖線）。また、ラジエータエレメント１１、補助エレメント１２、１２は、蝶ねじ１３ｅを締めることにより、任意の方向に向けて旋回不能にロックすることができる。
【００３０】
支持材１４は、たとえば短い中空角材によって形成し、両端には、キャップ１４ｂ、１４ｂが装着されている（図３、図６）。支持材１４の後部には、上下方向、左右方向に各一対の取付孔１４ａ3 、１４ａ3 …が形成されており、支持材１４は、サドル１４ｄを有するＵボルト１４ｃと、Ｕボルト１４ｃ用の蝶ねじ１４ｃ1 、１４ｃ1 とを介し、適当なポールＰまたは構造材Ｒに固定することができる（図６の実線、二点鎖線）。なお、サドル１４ｄには、支持材１４に適合する係合溝１４ｄ1 、ポールＰに係合するＶ溝１４ｄ2 を設けることが好ましい。
【００３１】
図１のアンテナは、ラジエータエレメント１１の各垂直辺１１ａ、各水平辺１１ｂの長さ２７．６ｃｍ、各補助エレメント１２の長さ４０ｃｍ、補助エレメント１２、１２の相互間隔３６ｃｍ、ラジエータエレメント１１と補助エレメント１２、１２との水平距離２．２ｃｍとしてＶＨＦ帯域用に設計するとき、図７に示す定在波比特性が得られた。すなわち、このアンテナは、ＶＨＦ帯域のテレビ放送波をカバーする周波数９１〜２１６ＭHzにおいて、定在波１．６以下である。また、このアンテナの水平指向特性は、図８のとおり、ブロードな８字特性を示す。ただし、図８は、テスト用の受信電波Ｓに対してラジエータエレメント１１を垂直設置する場合であって、ラジエータエレメント１１が受信電波Ｓに対向する方向を０°方向、それに直角の方向を９０°方向にとっている。さらに、このアンテナの動作利得特性は、図９のとおり、周波数１４８〜２０８ＭHzにおいて０dB以上であり、帯域幅６０ＭHz、最大利得５．５dBを得ることができた。
【００３２】
なお、このアンテナは、図８の水平指向特性を利用することにより、前後に放送所が存在するときであっても、単一のアンテナによって十分実用的にテレビ放送波を受信することができ、複数本を設置する必要がない。
【００３３】
【他の実施の形態】
アンテナは、枠形のラジエータエレメント１１の後方に、ラジエータエレメント１１と平行に複数の補助エレメント１５、１５…を多段に水平配置して構成することができる（図１０）。
【００３４】
ラジエータエレメント１１は、縦長の長方形に形成されており、フィードボックス１１ｅは、垂直辺１１ａ、１１ａに直接取り付けられている。また、補助エレメント１５、１５…は、無給電かつ直線状であり、共通の支持材１５ａに対し、上下多段に等間隔に取り付けられている。なお、補助エレメント１５、１５…は、支持材１５ａの下端に付設する旋回ブラケット１６を介し、ラジエータエレメント１１と共通の支持材１４上に立設されている（図１０、図１１）。ただし、旋回ブラケット１６は、ラジエータエレメント１１用の旋回ブラケット１３とほぼ同一構造に形成されているものとし、したがって、図１０、図１１における符号１６は、サフィクスを含めて図１、図３、図４における符号１３に一致しているものとする。
【００３５】
そこで、ラジエータエレメント１１、補助エレメント１５、１５…は、それぞれ旋回ブラケット１３、１６を介して任意の方向に水平旋回させることができ（図１２の実線、二点鎖線）、しかも、互いに平行にセットすることができる。
【００３６】
図１０のアンテナは、ラジエータエレメント１１の各垂直辺１１ａの長さ３０ｃｍ、各水平辺１１ｂの長さ９．６ｃｍ、各補助エレメント１５の長さ３０ｃｍ、間隔９ｃｍ、ラジエータエレメント１１との水平距離７．５ｃｍとしてＵＨＦ帯域用に設計するとき、図１３に示す定在波比特性が得られた。すなわち、このアンテナは、ＵＨＦ帯域のテレビ放送波をカバーする周波数４７１〜７７０ＭHzにおいて、定在波比１．５以下である。
【００３７】
一方、このアンテナの水平指向特性は、図１４のとおりである。ただし、図１４において、ラジエータエレメント１１が受信電波Ｓに対向する方向を０°方向、それに直角の方向を９０°方向にとっている。また、このアンテナの動作利得特性は、図１５のとおり、周波数４７１〜７７０ＭHzの範囲において動作利得７．５dB以上、最大利得２８dBを得ることができた。
【００３８】
以上の説明において、図１０のアンテナは、図１に倣って、ラジエータエレメント１１の垂直辺１１ａ、１１ａに対し、フィードアームを内向きに対向して形成し、フィードアームを介してフィードボックス１１ｅを取り付けてもよい。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、この出願に係る第１発明によれば、枠形のラジエータエレメントと、ラジエータエレメントの後方外側に配設する一対の補助エレメントとを設けることによって、受信するテレビ放送波の１／２波長より縦横寸法を十分に小さくするとともに、奥行寸法を薄くして全体を小形軽量化することができるから、風害や雪害等に対して強く、支持部材を簡素化することができるとともに、建築物の外壁等に対しても何ら異和感なく簡単に設置することができるという優れた効果がある。
【００４０】
第２発明によれば、ラジエータエレメントの後方に多段の補助エレメントを設けることによって、小形軽量でありながら大きな動作利得を実現することができる上、後方からの有害な反射波によるゴーストを小さく抑えることができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  全体構成斜視説明図
【図２】  要部拡大分解斜視図（１）
【図３】  要部拡大分解斜視図（２）
【図４】  要部組立図
【図５】  使用状態説明図（１）
【図６】  使用状態説明図（２）
【図７】  定在波比特性線図
【図８】  水平指向特性線図
【図９】  動作利得特性線図
【図１０】  他の実施の形態を示す図１相当図
【図１１】  図１０の要部斜視図
【図１２】  図１０の使用状態説明図
【図１３】  図１０の定在波比特性線図
【図１４】  図１０の水平指向特性線図
【図１５】  図１０の動作利得特性線図
【図１６】  全体構成模式図
【符号の説明】
１１、Ｒa …ラジエータエレメント
１１ｄ…フィードアーム
１２、Ｄi …補助エレメント
１２ｂ…スぺーサ
１３、１６…旋回ブラケット
１５、Ｒf …補助エレメント
【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】
0003760272.tif 000012
【図１２】
0003760272.tif 000013
【図１３】
0003760272.tif 000014
【図１４】
0003760272.tif 000015
【図１５】
0003760272.tif 000016
【図１６】
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