JPH0763122B2 - 円形アンテナ - Google Patents

円形アンテナ

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JPH0763122B2
JPH0763122B2 JP13623085A JP13623085A JPH0763122B2 JP H0763122 B2 JPH0763122 B2 JP H0763122B2 JP 13623085 A JP13623085 A JP 13623085A JP 13623085 A JP13623085 A JP 13623085A JP H0763122 B2 JPH0763122 B2 JP H0763122B2
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尚久 後藤
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、放送用アンテナ等に用いて好適の円形アンテ
ナに関する。
〔従来の技術〕
従来の円形アンテナとしては、第10図に示すように、給
電電力を導波空間aの中央部から周縁部へ向けて(矢印
α参照)伝播するものや、第11図に示すように、導波空
間a内に仕切板bを配設して、給電電力を導波空間aの
周縁部の隙間部eから中央部へ向けて(矢印β参照)伝
播するものなどが提案されている。
なお、第10,11図において、符号cは同軸線路、c1は外
部導体、c2は内部導体、dは電力放射用開口としてのス
ロット(スリット)、f,f′は終端抵抗体、g,g′は導体
整合板を示している。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、これらの従来の円形アンテナでは、スロ
ットdを形成された電力放射面が外部に露出しているた
め、降雪時において、電力放射面に雪が積もりやすく、
また積もった雪はかなりの重量があるため、電力放射面
を有する導波面の強度を上げる必要があり、これにより
重量の増加を招くほか、組立性も悪化するという問題点
がある。
また、電力放射面に雪が直接積もると、アンテナ性能が
劣化するおそれもある。
さらに、これらの従来の円形アンテナでは、スロットd
を形成された電力放射面が金属円板を加工してつくられ
るため、加工に手間がかかり、大量生産には向かず、コ
スト高を招くという問題点がある。
本発明は、これらの問題点を解決しようとするもので、
補強を容易に行なえるようにするとともに、プリントサ
ーキット基板による電力放射用導波面を形成して、コス
トの低廉化をもはかった、円形アンテナを提供すること
を目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
このため、本発明の円形アンテナは、中央に給電用開口
を有する金属製の円形皿部材と、同皿部材の上部開口を
覆って内部に導波空間を形成するように同皿部材の周縁
部に結合されたプリントサーキット基板とをそなえ、同
プリントサーキット基板が、上記導波空間に面したプリ
ント部としての導波面に電力放射用スロットを形成され
るとともに、上記導波面の外側を覆って補強する発泡樹
脂製本体部をそなえて構成されたことを特徴としてい
る。
〔作用〕
上述の構成により、本発明の円形アンテナでは、降雪時
において、雪の重さをプリントサーキット基板における
強固な発泡樹脂製本体部で支持することが可能となり、
また、プリントサーキット基板のプリント部に任意の電
力放射のためのパターンを容易につくることが可能とな
って、このようにしてつくられたパターンをもつプリン
トサーキット基板から電力を効果的に放出させることが
できる。また、プリントサーキット基板の導波空間に面
したプリント部としての導波面に電力放射用スロットが
形成されて、導波面の外側が基板の発泡樹脂製本体部で
覆われることにより、同スロット36aに外部の雪などが
直接積もることはなく、上記本体部が電力放射を妨げる
ことの少ない発泡樹脂で形成されることと相まって、ア
ンテナ性能が十分に確保されるようになる。
〔実施例〕
以下、図面により本発明の実施例について説明する。
第1〜6図は本発明の第1実施例としての円形アンテナ
を示すもので、第1図はその中央縦断斜視図、第2図は
その中央縦断面図、第3図はそのプリントサーキット基
板を下方から見た斜視図、第4図はその反射係数特性を
示すグラフ、第5図はその内部界特性を示すグラフ、第
6図はその上部空間の半径方向に沿った電力密度特性を
示すグラフである。
第1,2図に示すごとく、この円形アンテナは、金属円板3
1と金属製周壁32とから成る円形皿部材33をそなえてお
り、この円形皿部材33の金属円板部分の中央には、給電
用開口31aが形成されている。これによりこの円形皿部
材33は給電用開口31aを有し内表面に金属壁としての導
電層が形成されていることになる。
なお、給電用開口31aには、給電部としての同軸線路34
が接続されている。
また、この円形アンテナは、円形皿部材33の上部開口を
覆うように同皿部材の周縁部に結合された円形のプリン
トサーキット基板(PCB)35をそなえている。
そして、プリントサーキット基板35には、第3図に示す
ごとく、導波空間に面したプリント部としての導波面36
に多数の電力放射用スロット(スリット)36aが形成さ
れている。
すなわち、電力放射用導波面36は円形皿部材33の内部へ
向くよう、プリントサーキット基板35の内表面に形成さ
れている。
これにより、円形皿部材33とこれを蓋するプリントサー
キット基板35とで、その内部に給電用導波空間Sを形成
することができる。このようにして、プリントサーキッ
ト基板35の導波空間Sに面したプリント部としての導波
面36に電力放射用スロット36aが形成されている。
また、この導波空間S内において、金属円板31の部分お
よびプリントサーキット基板35と平行な中間金属板37
が、周壁32との間に給電電力迂回用隙間Dを残して設け
られており、これによりこの中間金属板37によって導波
空間Sが2つの導波空間部S1,S2に分割される。
なお、この中間金属板37の取付は、プリントサーキット
基板35に終端抵抗体38(これはプリントサーキット基板
35の中心に配設される)を介して行なわれたり、途中で
絶縁板等を介して行なわれたりし、更にその取付場所は
適宜の個所が選ばれる。
また、導波空間部S1内には、約45°のテーパ面をもった
金属製の円錐形状をした整合体39が、その頂部を開口31
aに向けて配設されている。すなわち整合体39の底面部
は中間金属板37にこれと同心円で取り付けられて、整合
体39の頂部が開口31aの中心軸線上に存在するようにな
っている。
なお、同軸線路34の外部導体34aが開口31aに接続され、
同軸線路34の内部導体34bが整合体39の頂部に接続され
ている。
このようにして、円錐形状の整合体39により、同軸線路
34と導波空間S(下部導波空間部S1)との接続部での電
力反射を防止することができる。
第4図に開口31aの部分(コネクタの部分)から見た反
射係数特性を示す。この図から反射が少なくなって給電
を有効に行なえることがわかる。さらに、給電電力迂回
用隙間Dを含む導波空間Sのコーナー部Cの断面部内形
状が、正八角形の半断面形状として形成されている。こ
れによりこのコーナー部Cでの給電電力の反射を十分に
防止でき、このコーナー部Cを通じての給電を効果的に
行なうことができる。
第5図は下部導波空間部S1での内部界特性(実線)と上
部導波空間部S2での内部界特性(破線)とを示すが、こ
の図から各導波空間部S1,S2での内部界がほぼ等しくな
っていることがわかるが、これはコーナー部Cでの反射
がないことを意味している。
なお、隙間Dを含むコーナー部Cの断面形状を半円形状
にしてもよく、このようにしてもコーナー部Cでの給電
電力の反射を十分に防止できる。また、中間金属板37
は、各導波空間部S1,S2におけるインピーダンスZd,Zuが
等しくなるような位置,例えば電力放射用導波面36と金
属円板31間を2等分するような位置に設けられており、
これにより両導波空間部S1,S2間のインピーダンス整合
をとることができ、更に効果的な給電が可能となる。
したがって、上記のようにして下部導波空間部S1へ効率
よく給電された電力は、矢印Pfで示すように、この下部
導波空間部S1を通り、周壁32と中間金属板37との隙間D
の部分、即ちコーナー部Cを効率よく迂回して、上部導
波空間部S2へ至り、その中央部へ向けて伝播してゆくの
である。
そして、給電電力が上部導波空間部S2を通過するとき
に、プリントサーキット基板35に形成されたスロット36
aを通じて電力が放射される。このときの電力密度特性
を示すと、第6図に符号Mで示すような特性となり、こ
の特性Mは略鋸歯状になる。これはスロットを通じて電
力が放射されるときに急激に電力密度が下がるためであ
るが、周辺より給電されているので、この特性Mの全体
としてのレベルは、終端からの距離Rと無関係にほぼな
だらかに同じになる。すなわち、この円形アンテナによ
れば、導波空間S内へ効果的に給電 電力を取り込んでから、更にコーナー部Cで効率よく給
電電力を通過させて、しかも放射に際しては、放射電力
がほぼ均一となるため、アンテナ利得も大幅に向上する
のである。
ところで、電力放射用導波面36の外方には、プリントサ
ーキット基板35の厚い補強用本体部が位置している。ま
た、プリントサーキット基板35はカバー40で覆われてい
る。
プリントサーキット基板35の本体部は、発泡ポリスチロ
ール,発泡ポリウレタンなど、高周波損失が少なく且つ
所定の形状に整形しやすい軽量の発泡樹脂製絶縁体から
成り、カバー40は、ポリエチレン等のプラスチック製絶
縁体から成る。
このようにプリントサーキット基板35の電力放射面を内
方へ向け、更にプリントサーキット基板35をカバー40で
覆っているが、プリントサーキット基板35やカバー40は
高周波損失の少ない材料でつくられているので、放射電
力は減衰することなく電力放射面からほぼ均一な状態で
放出される。
また、降雪時においては、カバー40の外表面に雪が積も
るが、積もった雪の重さは、円形皿部材33が金属製で強
固なものであることと相まって、厚い発泡樹脂製本体部
を含んだプリントサーキット基板35により的確に支持さ
れるため、アンテナ本体の小型軽量化をはかることがで
きる。
さらに、プリントサーキット基板35を用いることによ
り、正確な電力放射パターンを大量にしかも安価に生産
できるため、コストの低廉化に著しく寄与しうるもので
ある。
第7〜9図はそれぞれ本発明の第2〜4実施例としての
円形アンテナを示す中央縦断面図であり、各図中、第1
〜6図と同じ符号はほぼ同様の部分を示す。
第7図に示す第2実施例は、第1実施例と同様の構造の
ものにおいて、給電部を同軸線路34にする代わりに、導
波管41にしたものであるが、このように導波管41にした
ものでも、前述の第5実施例とほぼ同様の効果ないし利
点が得られる。
第8,9図に示す第3,4実施例は、いずれも前述の第1実施
例に示すものから中間金属板37を取り除いたもので、導
波空間Sの中央部から周縁部へ向けて給電電力を伝播さ
せるタイプのものに、本発明を適用したものであるが、
いずれの場合も前述の第1実施例と同様、雪害対策上お
よびコスト上有利なものである。
なお、第3,4実施例のいずれのものも、導波空間S内
に、約45°のテーパ面をもった金属製の円錐形状をした
整合体39′がその頂部を開口31aに向けて配設されてい
る。すなわち整合体39′の底面部は金属円板31にこれと
同軸的に取り付けられて、整合体39′の頂部が開口31a
の中心軸線上に存在するようになっている。これにより
効果的な給電が行なえる。
また、第8図に示す第3実施例では、給電部を同軸線路
34にしたものであるのに対し、第9図に示す第4実施例
では、給電部を導波管41にしたものである。
なお、第8,9図中の符号38′は周壁32に沿い配設された
終端抵抗体を示す。
〔発明の効果〕
以上詳述したように、本発明の円形アンテナによれば、
次のような効果が得られる。
(1)中央に給電用開口を有する金属製の円形皿部材
と、その上部開口を覆うプリントサーキット基板とで円
形アンテナが構成され、上記プリントサーキット基板
が、電力放射用スロットを形成されたプリント部として
の導波面の外側を覆って補強する発泡樹脂製本体部をそ
なえて構成されるので、積雪や火山灰等に耐える全体と
して軽量で強固なアンテナ構造が得られる。
(2)プリントサーキット基板を利用し、そのプリント
部として電力放射用スロット付き導波面が形成されるの
で、正確な電力放射パターンを大量にしかも安価に生産
できるようになる。
(3)上記(1),(2)項により、低廉なコストで、
十分なアンテナ性能を有する頑丈な円形アンテナを実現
できるようになる。
(4)プリントサーキット基板の本体部が発泡樹脂で形
成されるとにより、上記本体部を透過する電力放射に際
して電力ロスを大幅に低減できる。
【図面の簡単な説明】
第1〜6図は本発明の第1実施例としての円形アンテナ
を示すもので、第1図はその中央縦断斜視図、第2図は
その中央縦断面図、第3図はそのプリントサーキット基
板を下方から見た斜視図、第4図はその反射係数特性を
示すグラフ、第5図はその内部界特性を示すグラフ、第
6図はその上部空間の半径方向に沿った電力密度特性を
示すグラフであり、第7〜9図はそれぞれ本発明の第2
〜4実施例としての円形アンテナを示す中央縦断面図で
あり、第10図は従来の円形アンテナを示す中央縦断斜視
図、第11図は従来の他の円形アンテナを示す中央縦断斜
視図である。 2……金属円板、2a……給電用開口、3……同軸線路、
3a……外部導体、3b……内部導体、4……周壁、5……
整合体、6……中間金属板、7……終端抵抗体、8……
補強部材、9……カバー、10……電力放射用導波面、31
……金属円板、31a……給電用開口、32……周壁、33…
…円形皿部材、34……同軸線路、34a……外部導体、34b
……内部導体、35,35′……プリントサーキット基板、3
6,36′……電力放射用導波面、36a……スリット、37…
…中間金属板、38,38′……終端抵抗体、39,39′……整
合体、40……カバー、41……導波管、C……コーナー
部、D……隙間、S……導波空間、S1,S2……導波空間
部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01Q 13/22 (72)発明者 後藤 尚久 神奈川県川崎市高津区土橋6−15―1―A 514 (72)発明者 安藤 真 東京都目黒区大岡山2丁目12番1号 東京 工業大学内 (72)発明者 石井 晃 東京都渋谷区神南2丁目2番1号 日本放 送協会放送センター内 (72)発明者 有村 國孝 神奈川県茅ヶ崎市松浪2丁目2―16 アリ ムラ技研株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−32205(JP,A) 特開 昭57−87603(JP,A) 特開 昭59−90406(JP,A) 特開 昭59−28705(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】中央に給電用開口を有する金属製の円形皿
    部材と、同皿部材の上部開口を覆って内部に導波空間を
    形成するように同皿部材の周縁部に結合されたプリント
    サーキット基板とをそなえ、同プリントサーキット基板
    が、上記導波空間に面したプリント部としての導波面に
    電力放射用スロットを形成されるとともに、上記導波面
    の外側を覆って補強する発泡樹脂製本体部をそなえて構
    成されたことを特徴とする、円形アンテナ。
JP13623085A 1985-06-21 1985-06-21 円形アンテナ Expired - Lifetime JPH0763122B2 (ja)

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JP13623085A JPH0763122B2 (ja) 1985-06-21 1985-06-21 円形アンテナ

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JPS61294908A JPS61294908A (ja) 1986-12-25
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JPH0528804Y2 (ja) * 1987-03-11 1993-07-23
JPH04248705A (ja) * 1991-02-05 1992-09-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd 平面アレーアンテナ

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JPS61294908A (ja) 1986-12-25

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