JPH04134907A - 低姿勢アンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ＴＶ放送等の広帯域の電波受信に好適な低姿
勢アンテナに関する。

［従来の技術］ 従来より、情報伝達手段として電波通信が広く普及して
いる。そして、この電波通信を達成するためには、電波
送受信用のアンテナが必要であり、電波の種類等に応じ
て各種のアンテナが利用されている。

ここで、最も広く普及している電波通信の１つとして、
テレビ（Ｔ　Ｖ）放送があり、はとんどの家庭において
テレビ受像機が備えられ、ＴＶ放送が利用されている。

そして、通常の場合各住宅毎にＴＶアンテナを設置して
、テレビ放送を受信している。

ここで、住宅用のＴＶアンテナとしては、従来から、第
１３図に示すようなアンテナが使用されている。このア
ンテナは、ｖＨＦ帯八木アンテナ６０及びＵＨＦ帯八木
アンテナ６２を有し、これらか屋根馬６４から上方に伸
びる軸６６に取り付けられている。そして、軸６６が支
線６８によって、屋根に向けて押し付けられ、屋根上に
固定される。

そして、アンテナ６０．６２の指向性をＴＶ放送局に向
けることによって、放送波を受信している。

しかし、このような従来のアンテナは、屋根上より突出
しているため、住宅の美観を大きく損なうとともに、風
等の影響を受けやすいという問題があった。

一方、住宅用のＴＶアンテナを住宅の一部に予め組み込
んでしまえば、住宅の外観を損なわないＴＶアンテナを
構成することができると考えられる。

しかし、アンテナを住宅部材へ組み込む際の問題の一つ
として次のことがあげられる。通常、Ｔ■受信用アンテ
ナは、ゴーストを防ぐため指向性を有することが必要で
ある。指向性のあるアンテナを住宅部材に組み込み、住
宅に設置しても、ここの住宅によって送信局の向きか異
なるため、アンテナの指向方向と送信局の方向が必ずし
も一致せず、良好に受信できない場合が生じる。

そのため、個々の住宅に合わせて、指向性の方向を調整
する必要が生じる。しかし、各住宅毎に住宅部材への取
付は位置や方法を変えてアンテナを設置し、調整をする
ことは、非常に労力がかかり、実用的ではない。そこで
、アンテナ自身に指向性を制御する機能が望まれる。

また、アンテナは、効果的な電波受信を達成するため、
アンテナを高い場所に設置すべきであり、屋根の近傍に
アンテナを組み込むことが好適である。

そして、住宅においては、第１４図に示すように、飾り
煙突７０を屋根上に設ける場合があり、この飾り煙突に
アンテナを組み込むとよいと思われる。そこで、特開平
１−１８１３０３号公報には、飾り煙突にアンテナを組
み込むことが示されている。

すなわち、飾り煙突の上部に、第１５図に示すような方
形のループアンテナ７２を配置している。

そして、このループアンテナ７２の一辺の給電点７４に
同軸給電線７６を接続して給電するとともに、ループア
ンテナ７２の他の３辺に３つのインピーダンス素子７８
のそれぞれを装荷し、このインピーダンス素子７８のイ
ンピーダンス値を変化させて、ループアンテナを指向性
を変化させている。

この方法によれば、アンテナは比較的低姿勢となり、飾
り煙突の上部にループアンテナを配置したため、住宅の
外観に対する影響が非常に小さく、好適な住宅用ＴＶア
ンテナを提供することができる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような従来のループ装荷アンテナを
利用するＴＶアンテナの指向方向は、第１６図に示すよ
うに、給電点７４を中心に、±４５°程度と小さい。こ
のため、飾り煙突にループアンテナを取り付ける際に、
指向方向を放送局の方向に合わせなければならない。す
なわち、給電点７４の位置を９０″ずつ異なる４つの位
置の中から選択しなければならない。そして、給電点７
４の位置を決定した後、インピーダンス素子７８のイン
ピーダンス値を調整して、指向方向を定めることとなる
。このため、指向性の制御はできるものの、その設置、
調整が容易に行えないという問題点があった。

また、装荷ループアンテナは住宅煙突等の側面には、近
接物の影響で特性が劣化するため、設置ができない。そ
こで、煙突上部、屋根上等に配置する必要があり、設置
場所や住宅部材との一体化の上でも制約が大きいという
問題があった。

発明の目的 本発明は、上記問題点を解決することを課題としてなさ
れたものであり、低姿勢で、かつ住宅への組み込みが容
易な低姿勢アンテナを提供することを目的とする。

解決原理 ここで、低姿勢アンテナとしては、第１７図に示すよう
な逆Ｆアンテナが従来から知られており、この逆Ｆアン
テナが利用できれば、住宅の一部に（例えば飾り煙突）
に組み込むことが容易と考えられる。

この逆Ｆアンテナは、接地導体板８０上に配置された平
行平板８２の一端側近傍の給電点８４に同軸給電線８６
の内導体８６ａと接続して平行平板８２への給電を行い
、平行平板８２の給電点８４側の端部の一点と接地導体
板８０を短絡ポスト８８で短絡した構造になっている。

なお、同軸給電線８６の外導体は接地導体板８０に接続
されている。

そして、この逆Ｆアンテナは、平行平板８２の幅Ｗが波
長に比べて狭い場合、その高さ（接地導体板８０と平行
平板８２の距離）をＬｌ、平行平板８２の長さをＬ２と
すると、このＬ１＋Ｌ２が約１７４波長となる周波数で
共振する。そこで、この共振周波数の付近の周波数にお
いて電波の送受信を行うことかできる。

しかし、この逆Ｆアンテナでは、Ｌ１＋Ｌ２で共振周波
数が決定される構造であるため、使用できる周波数比帯
域幅は１０％程度（共振の中心周波数に対する比率）と
狭く、ＴＶ放送のような広帯域の電波（ＶＨＦ帯９０〜
１０８，１７０〜２２２ＭＨｚ）を十分には受信できず
、ＴＶアンテナとしては利用できない。

なお、逆Ｆアンテナにおいては、短絡ポスト８８の位置
、幅を変更することによって、放射インピーダンスを給
電線８６の特性インピーダンスに整合させている。

本発明者らは、第１７図に示す逆Ｆアンテナにおける平
行平板８２を給電点８４の両側に伸ばし、アンテナに２
つの共振特性を持たせることを考えた。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る低姿勢アンテナは、第１図に示すように、
放射導体素子２０が、接地導体板１０に対し面垂直てあ
りその下端か接地導体板上に所定間隔をおいて配置され
るとともに下端中央部に給電される垂直平板２４と、こ
の垂直平板２４の上端に中央から所定距離ずれた中間部
位が接続され接地導体板１０に対し平行に配置される平
行平板２２と、垂直平板２４の近傍に配置され平行平板
２２と接地導体板１０を接続する線状あるいは幅の狭い
板状の短絡ポスト２６とを備えてなることを特徴とする
。

このように本発明においては、平行平板２２への給電を
給電線を直接接続するのではなく板状の垂直平板２４を
介し行っている。そして、この垂直平板２４を平行平板
２２の中央からずれた中間部に接続している。なお、飾
り煙突に取り付けることが好ましく、その場合飾り煙突
の構成部材を接地導体板１０に共用するとよい。

また、接地導体板１０及び平行平板２２を中間部で折り
曲げたことを特徴とする。この場合、折り曲げ角度は０
〜９０°付近が好ましい。ここで、飾り煙突に取り付け
る場合、折り曲げ部を飾り煙突のコーナ一部に対応させ
るとよい。

［作用コ 本発明によれば、放射素子２０の共振周波数近傍の電波
の通信を行うことができるが、平行平板２２は高さＬｌ
の垂直平板２４に対し両側にＬ２及びＬ３の長さで伸び
ている。そこで、このアンテナは、Ｌ１＋Ｌ２が１７４
波長となる周波数だけでなく、Ｌ１＋Ｌ３が１／４波長
となる周波数においても共振する複共振特性を有するこ
とになる。このため、２つの共振周波数の周辺において
電波の送受信が可能となり、アンテナの使用周波数帯域
を大幅に広げることができる。

また、短絡ポスト２６は、誘導性リアクタスを付加する
ものであり、これによって放射素子のインピーダンスが
給電線のインピーダンスに整合される。

ここで、この短絡ポスト２６の接続位置は、２つの共振
特性の帯域幅が最も広くなるように配置する必要がある
。第１６図に垂直平板２４から短絡ポスト２６までの距
離Ｌｐによる２つの共振特性帯域幅の変化を示す。それ
ぞれの共振しｐによリ、アンテナのインピーダンス特性
が変化し、最も給電線の特性インピーダンスと広い帯域
で整合がとれるｔ、ｐが決まる。しかし、短絡ポストが
２つの共振特性に与える影響はそれぞれ異なる。そのた
め、図に示すように、共振の帯域幅が最も広くとれる位
置、ｊ’ｐｌ：短絡ポストを配置すればよい。

ここでは、板状の短絡ポスト２６を平行平板２２の縁に
配置した例を用いて説明したが、短絡ポストの幅、形状
及び配置する位置を平行平板２２の内側にすることによ
り帯域幅は変化する。

このときも同様に、２つの共振特性の帯域幅が適切とな
る点を求め、短絡ポストを配置すればよい。

場合によっては必ずしも最適なＬｐが存在するとは限ら
ない。その場合は、短絡ポストの幅、形状及び配置を変
更する必要がある。

また、短絡ポスト２６を垂直平板２４から離すと、設定
した共振周波数が高いほうに変化していくため、短絡ポ
スト２６は、垂直平板２４の近傍か望ましい。

さらに、本発明においては、この整合帯域をより広くす
るため、給電線を直接平行平板２２に接続するのではな
く、垂直平板２４を介し給電線と平行平板２２を接続し
給電している。このため、平行平板２２には線状に給電
が行われ、アンテナのＱ（共振の強さを表わす値）を小
さくすることができ、給電点から見た放射素子の放射イ
ンピーダンスを小さくして、給電線と広い帯域において
整合を取り易くすることができる。

また、垂直平板２４の上端長さＷ２を所定の大きさに維
持しつつ下端の長さＷ３を調整することによって、放射
素子のインピーダンスを調整することもできる。

第１７図に垂直平板２４を長方形とした場合（Ｗ２−Ｗ
３）と、Ｗ３を小さくして、垂直平板２４を台形とした
場合のアンテナの電圧定在波比（ＶＳＷＲ）を示す。こ
のように、垂直平板の下端の長さＷ３を調整することに
より、より広い帯域で給電線と整合を取ることができる
。また、垂直平板２４の下端と接地導体板１０との間隙
ｔを調整することによって容量成分の調整をすることも
できる。

また、アンテナを接地導体板１０及び平行平板２２が給
電付近で垂直平板２４の下端及び上端に沿って、任意の
角度折れ曲がった構造としても同様に複共振特性を有す
る。そして、折れ曲がったことにより、指向性を広くす
ることができる。例えば折れ曲がり角度を９０″とした
場合には指向性が９０°から１８０’程度に広がる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、逆Ｆアンテナと
類似する構成を採用することによりアンテナを低姿勢と
できるため、住宅部材と一体化しやすく、一体化した場
合に住宅の美観を損なうことが非常に少ない。また、ア
ンテナが広帯域であり、指向性を有するため、ＴＶ放送
受信アンテナとして好適である。

［実施例］ 以下、本発明の実施例について、図面に基づいて説明す
る。

実施例１ 本実施例においては、第１図に示したアンテナを第４図
に示す飾り煙突７０の側面に組み込んでいる。

第４図はこのアンテナを飾り煙突７０の側面に取り付け
た状態を示す斜視図、第５図はその断面図である。

この例では、飾り煙突の金属部分を接地導体板１０に利
用している。そして、接地導体板１０上に所定間隔離れ
て放射素子２０が配置されている、そして、この放射素
子２０に同軸給電線２８の内導体２８ａが接続され、接
地導体板１０に同軸給電線２８の外導体２８ｂが接続さ
れているるここで、放射素子２０は接地導体板１０に対
して平行方向に配置された平行平板２２と、垂直方向に
向く垂直平板２４と、平行平板２２と接地導体板１０を
接続する板状の導体からなる短絡ポスト２６からなって
いる。そして、同軸給電線２８の内導体２８ａは、垂直
平板２４の下端中央部の一点に接続され、垂直平板２４
の上端は平行平板２２に線状に接続されている。

このような構成を有するアンテナにおいて、平行平板２
２の高さをＬｌ、平行平板２２の垂直平板２４を接続し
た位置から平行平板２２の両端への長さをＬ２．Ｌ３と
すると、Ｌ１＋Ｌ２またはＬ１＋Ｌ３が約１／４波長と
なる周波数で共振する。

ここで、ＶＨＦ帯ＴＶ放送受信用アンテナでは周波数ｆ
＝９０〜１０８．１７０〜２２２ＭＨｚの範囲の電波を
受信しなければならない。

そこで、ＶＨＦ帯ＴＶ放送の２つの周波数帯の中心周波
数をｆｌ＝１０３ＭＨｚ、ｆ２−１９６ＭＨｚを２つの
共振周波数とするＶＨＦ帯ＴＶ放送受信に好適なアンテ
ナ各部の寸法について説明する。

すなわち、放射素子２０の高さ（接地導体板１０から平
行平板２２までの距離）Ｌｌ、平行平板２２の長さＬ２
．　　Ｌ３．幅Ｗ１、垂直平板２４の上端及び下端のＭ
Ｗ２．Ｗ３、短絡ポスト２６の幅Ｗｐ、平行平板２２の
垂直平板２４接続位置から短絡ポスト２６までの距離Ｌ
ｐ、垂直平板２４と接地導体板１０との間隙ｔをそれぞ
れ次のように設定するのが好適である。

Ｌ１＝１００ｍｍ Ｌ２＝６５０ｍｍ Ｌ３＝２５０ｍｍ Ｗｌ−１００ｍｍ Ｗ２＝１００ｍｍ Ｗ３＝　　１０ｍｍ Ｗｐ＝　　５０ｍｍ Ｌｐ−３０ｍｍ ｔ＝３ｍｍ 第６図に、このような条件で製作した本発明のアンテナ
のＶＳＷＲを示す。ここにおいて、ｆｌ。

ｆ２は上述のＶＨＦ帯ＴＶ放送の２つの中心周波数であ
る。図より、本実施例のアンテナは複共振特性を有して
おり、１つのアンテナで図において矢印で表わしたＶＨ
Ｆ帯ＴＶ放送の周波数帯域を十分にカバーしていること
が理解される。

また、第７図に本実施例のアンテナの水平面内における
水手偏波の指向性パターンを示す。図より、本実施例の
アンテナにおいては、平行平板２２側に指向性を有して
おり、ＴＶアンテナとして、ゴースト防止効果を有する
ことが理解される。

なお、本実施例のアンテナは比較的帯域が広いので上記
寸法を若干変更してもよい。また、寸法を変更すること
によりＵＨＦ帯ＴＶ受信用のアンテナとして好適に利用
することができる。

組み付は構成 本実施例のアンテナは、第８図に示すように、飾り煙突
７０の４つの側面にそれぞれ取り付けることが好適であ
る。そして、この４つの放射素子２０を切替え器３０に
接続し、この切替え器３゜において使用する放射素子２
ｏを切り替え、放送局の方向に指向性を合わせるように
している。

従って、飾り煙突７０を住宅に対し設置する際に、その
方向を考慮する必要がなく、設置作業が行える。そして
、切替え器３０おいてアンテナの指向方向を設定をする
ことによって、受信機に良好な受信信号を供給すること
ができる。

本実施例のアンテナは、住宅の美観を更に改善するため
に、飾り４０によって覆うことが好適である。

すなわち、第９図に示すように、放射素子２゜の周囲に
飾り３２を装着する。この飾り３２は飾り煙突７０の周
囲全体を覆う構造とするとよい。

また、この飾り３２を住宅の外観に合致した形状に形成
することが好適である。そして、この飾り３２は住宅の
美観をよくするのみならず、風雨からアンテナを保護す
る働きもする。

なお、この飾り３２はアンテナを覆うものであり、電波
透過体である必要がある。また、屋外に取り付けるもの
であり、耐久性も必要であることから、塩化ビニル等の
プラスチック材料によって構成することが好適である。

実施例２ 高い建物が少なくゴーストの少ない地域においては、ア
ンテナにそれ程狭い指向性が要求されない。そこで、本
実施例においては、指向性を実施例１のアンテナより広
げた。

すなわち、第１０図に示すように、飾り煙突周囲の２辺
を構成する接地導体板４０ａ、４０ｂに対し１つの放射
素子５０を設ける。そして、接地導体板４０ａ、４０ｂ
の接続部である角部に斜めに突出する垂直平板５４を配
置する。そして、この垂直平板５４の反対側には長さが
Ｌ２．Ｌ３で互いに直交する平行平板５２ａ、５２ｂを
接続している。すなわち、本実施例のアンテナは放射素
子の平行平板５２を飾り煙突７０の構造に合わせて直角
に折り曲げた構造となっている。

なお、本実施例において、平行平板５２の高さＨを実施
例１と同様とすると、垂直平板５４は直交している２つ
の接地導体板４０ａ、４０ｂに対して、斜めになるため
、その長さは若干長くなる。

このため、平行平板５２ａ、５２ｂの長さをこれに対応
して調整し、共振周波数をＴＶ放送の中心周波数（ｆｌ
、ｆ２）に合わせる必要がある。また、実施例１とはア
ンテナの形状が異なる為、短絡ポスト５６の位置、幅は
同軸給電線５８とのインピーダンス整合がとれるように
調整する必要がある。

第１１図に本実施例のアンテナの周波数ｆ２（１９６Ｍ
Ｈｚ）における水平偏波の給電点を中心として表わした
指向性パターンを示す。図より、本実施例のアンテナに
おいては実施例１より指向性が広がっていることが理解
される。

そこで、本実施例のアンテナを第１２図に示すように飾
り煙突の２つの対角部に取り付け、２つの放射素子５０
から給電線５６を介してアンテナ切替え器５９に接続す
ることにより、２つのアンテナを切替えて、指向方向を
放送局の方へを調整することができる。

このように本実施例によれば、放射素子の数を２つとす
ることができ、構成を簡易とし、製作コストの節約を図
ることができる等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る低姿勢アンテナの構成を示す斜視
図、 第２図は短絡ポストの取付は位置と帯域幅の関係を示す
特性図、 第３図は垂直平板の形状とＶＳＷＲの関係を示す特性図
、 第４図は実施例１の構成を示す斜視図、第５図は実施例
１の構成を示す断面図、第６図は実施例１のＶＨＦテレ
ビ放送周波数帯におけるＶＳＷＲを示す特性図、 第７図は実施例１の指向方向を示す特性図、第８図は実
施例１の組み込み例を示す説明図、第９図は飾りで覆っ
た場合の構成例を示す断面図、 第１０図は実施例２の構成を示す斜視図、第１１図は実
施例２の指向方向を示す特性図、第１２図は実施例２の
組み込み例を示す説明図、第１３図は従来のＴＶアンテ
ナの構成例を示す斜視図、 第１４図は飾り煙突の位置を示す斜視図、第１５図は従
来のループアンテナの構成例を示す説明図、 第１６図は従来のループアンテナの指向方向を示す特性
図、 第１７図は逆Ｆアンテナの構成を示す斜視図である。 １０　・・・　接地導体板 ２０　・・・　放射素子 ２２　・・・　平行平板 ２４　・・・　垂直平板 ２６　・・・　短絡ポスト ２８　・・・　同軸給電線 出願人　株式会社　豊田中央研究所

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）接地導体板と、この接地導体板上に所定間隔をお
   いて配置された放射素子とを有する低姿勢アンテナであ
   って、 前記放射導体素子は、 接地導体板に対し面垂直であり、その下端が接地導体板
   上に所定間隔をおいて配置されるとともに、下端中央部
   に給電される垂直平板と、 この垂直平板の上端に、中央から所定距離ずれた中間部
   位が接続され、接地導体板に対し平行に配置される平行
   平板と、 垂直平板の近傍に配置され、平行平板と接地導体板とを
   接続する線状あるいは幅の狭い板状の短絡ポストと、 を備えてなることを特徴とする低姿勢アンテナ。
2. （２）請求項（１）記載の低姿勢アンテナにおいて、 前記接地導体板及び平行平板はともに中間部において折
   り曲がっていることを特徴とする低姿勢アンテナ。