JPH1032418A

JPH1032418A - 平板状アンテナ

Info

Publication number: JPH1032418A
Application number: JP20899696A
Authority: JP
Inventors: Shingo Fujisawa; 伸悟藤沢
Original assignee: DX Antenna Co Ltd
Current assignee: DX Antenna Co Ltd
Priority date: 1996-07-18
Filing date: 1996-07-18
Publication date: 1998-02-03

Abstract

(57)【要約】【課題】住宅景観を良好にし、かつ風害、塩害及び酸
性雨の影響を受けないアンテナを提供する。【解決手段】平板状の基板２の一表面上に、導電箔層
によってフィッシュボーン型のＵＨＦ帯受信用アンテナ
４、４が形成されている。ＵＨＦ帯受信用アンテナ４、
４に接して被覆するように、基板２の一表面に被覆層６
が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、平板状の基板に構
成された平板状アンテナに関し、特にＵＨＦ帯の電波を
受信するものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＵＨＦ帯の電波を受信するための
アンテナとして、八木アンテナが使用されている。八木
アンテナは、アーム上に反射器、導波器及び放射器を取
り付けたものである。この八木アンテナでは、アームを
マストに取り付け、このマストを屋根馬等を用いて、屋
根の上に取り付けられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような八
木アンテナでは、その形状が大型であり、住宅景観が悪
化しやすい。また、八木アンテナは、台風等のように風
が強い場合には倒れやすく、いわゆる風害の影響を受け
やすい。また、海辺の近傍の家屋で八木アンテナを使用
した場合には、塩分が反射器、導波器及び放射器に付着
して、受信性能を劣化させる、いわゆる塩害を受けやす
い。また、酸性雨に八木アンテナがうたれて、受信性能
が劣化することもある。風害、塩害及び酸性雨の影響を
除去しようとした場合、屋根裏に八木アンテナを配置す
ることも考えられる。この場合、八木アンテナに大きな
利得低下が生じ、実用的でない。

【０００４】本発明は、住宅景観を良好にできる平板状
アンテナを提供することを目的とする。また、本発明
は、風害や塩害の影響を受けにくい平板状アンテナを提
供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１記載の発明は、平板状の基板と、この基
板の一表面上に導電箔層によって形成された少なくとも
１つのＵＨＦ帯受信用アンテナと、このＵＨＦ帯受信用
アンテナに接して被覆するように上記基板の一表面に形
成された被覆層とを、具備している。ＵＨＦ帯受信用の
アンテナとして種々のものを使用することができる。例
えば、後述するフィッシュボーン型のものやダイポール
型のものを使用することができる。

【０００６】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
平板状アンテナにおいて、上記ＵＨＦ帯受信用アンテナ
が、フィッシュボーン型である。

【０００７】請求項３記載の発明では、請求項２記載の
平板状アンテナにおいて、上記フィッシュボーン型アン
テナが、間隔を隔てて設けられた１対の伝送路と、これ
ら１対の伝送路からこれら伝送路とそれぞれほぼ垂直に
かつ互いに反対方向に伸延したダイポール素子とを、有
している。ダイポール素子は、上記伝送線路に沿って所
定の間隔を隔てて複数設けられている。上記各ダイポー
ル素子の先端間の距離が、それぞれの受信中心周波信号
の約０．５乃至１波長に設定されている。上記各受信中
心周波信号の周波数は、上記平板状アンテナの受信帯域
内のそれぞれ異なる周波数に選択されている。

【０００８】請求項４記載の発明は、請求項１記載の平
板状アンテナにおいて、上記ＵＨＦ帯受信用アンテナ
が、上記基板の一表面に所定の間隔を隔てて、複数基配
列されたものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】本実施の形態の平板状アンテナ１
は、図１（ａ）に示すように基板、例えばプリント基板
からなる誘電体基板２を有している。この誘電体基板２
は、例えば五角形に形成されている。この形状は、任意
の形状にすることができる。

【００１０】平板状アンテナ１は、誘電体基板２の長手
縁が、受信方向（受信電波の到来方向）にほぼ直角にな
るように配置される。この誘電体基板２の一方の面上
に、２基のＵＨＦ帯の受信アンテナ４が、誘電体基板２
の長手縁に沿って配置されている。これら２基のＵＨＦ
帯の受信アンテナ４は、誘電体基板２の上に被着させた
誘電体基板２の厚さと比較して薄い導電箔、例えば金属
箔をエッチングすることによって形成されている。これ
ら２基のＵＨＦ帯の受信アンテナ４は、例えばフィッシ
ュボーン型のものである。

【００１１】図１（ｂ）に示すように、これらＵＨＦ帯
の受信アンテナ４を被覆するように、被覆層６が誘電体
基板２上に被着されている。この被覆層６は、ＵＨＦ帯
の受信アンテナ４、４への電波の到来を阻害しない材質
の層、例えばポリエステル等の樹脂フィルムによって構
成されている。この被覆層６は、ＵＨＦ帯の受信アンテ
ナ４、４の全面に接触すると共に、誘電体基板２上にお
けるＵＨＦ帯の受信アンテナ４、４が設けられていない
部分にも接触している。即ち、ＵＨＦ帯の受信アンテナ
４、４は、密閉されている。なお、図１（ｂ）では、誘
電体基板２、ＵＨＦ帯の受信アンテナ４、被覆層６の厚
さをかなり誇張して描いてある。

【００１２】このように誘電体基板２上にＵＨＦ帯の受
信アンテナ４、４が設けられているので、この平板状ア
ンテナ１の高さ寸法は非常に小さい。この平板状アンテ
ナ１は、例えば図２に示すように屋根の野地板８の上に
多数配置された各瓦１０の一部の裏面に配置することが
可能である。従って、住宅景観が悪化することがなく、
また風害の影響も殆ど受けない。また、被覆層６によっ
てＵＨＦ帯の受信アンテナ４、４が被覆されているの
で、塩害や酸性雨によって受信性能が劣化することもな
い。なお、瓦１０は、いずれも電波を透過する材質のも
のである。

【００１３】ＵＨＦ帯の受信アンテナ４、４は４７０Ｍ
Ｈｚから７７０ＭＨｚの電波を受信するためのものであ
る。これらは、同一形状であるので、その一方の構成に
ついてのみ説明する。ＵＨＦ帯の受信アンテナ４は、１
対の伝送線路１２、１２を有している。これら伝送線路
１２、１２は、誘電体基板２の長手縁にほぼ直角に、即
ち電波の到来方向（正面方向）にほぼ平行に誘電体基板
２上に設けられている。これら伝送線路１２、１２は、
誘電体基板２の長手縁に沿って所定の間隔を隔てて配置
されている。

【００１４】これら伝送線路１２の長さ方向に沿って所
定の間隔を隔てて４本のダイポール素子１４、１６、１
８、２０が設けられている。ダイポール素子１４は、１
対の伝送路１２における、誘電体基板２の長手縁と最も
離れた位置、即ち奥側の位置から、それぞれ両側に誘電
体基板２の長手縁に平行にそれぞれ伸延している。この
ダイポール素子１４の先端間の距離は、ＵＨＦ帯の受信
アンテナ４の受信周波数帯４７０ＭＨｚから７７０ＭＨ
ｚ中に含まれる周波数５００ＭＨｚの波長λ１の０．５
乃至１倍の長さを有し、例えば約０．７２λ１である４
３０ｍｍに設定されている。

【００１５】ダイポール素子１６は、ダイポール素子１
４よりも誘電体基板２の長手縁に近い伝送線路１２、１
２からそれぞれ両側に誘電体基板２の長手縁に平行に伸
延している。このダイポール素子１６の先端間の距離
は、上記受信周波数帯内に含まれる６６０ＭＨｚの波長
λ２の０．５乃至１倍の長さを有し、例えば０．９５λ
２である４１０ｍｍに設定されている。

【００１６】ダイポール素子１８は、ダイポール素子１
６よりも誘電体基板２の長手縁に近い伝送線路１２、１
２からそれぞれ両側に誘電体基板２の長手縁に平行に伸
延している。このダイポール素子１８の先端間の距離
は、上記受信周波数帯内に含まれる７００ＭＨｚの波長
λ３の０．５乃至１倍の長さを有し、例えば０．９３λ
３に相当する３９０ｍｍに設定されている。

【００１７】ダイポール素子２０は、ダイポール素子１
８よりも誘電体基板２の長手縁に近い伝送線路１２、１
２からそれぞれ両側に誘電体基板２の長手縁に平行に伸
延している。このダイポール素子２０の先端間の距離
は、上記受信周波数帯内に含まれる７７０ＭＨｚの波長
λ４の０．５乃至１倍の長さを有し、例えば０．９λ４
に相当する３７０ｍｍに設定されている。

【００１８】通常のフィッシュボーン型アンテナでは、
各ダイポール素子の長さは、同じ長さとされている。し
かし、この平板状アンテナ１では、比較的広帯域である
４７０ＭＨｚから７７０ＭＨｚの電波を良好に受信する
ために、この受信帯域内にあるそれぞれ異なる離れた周
波数５００ＭＨｚ、６６０ＭＨｚ、７００ＭＨｚ及び７
７０ＭＨｚに共振するように、ダイポール素子１４、１
６、１８、２０の長さが選択されている。また、これら
ダイポール素子１４、１６、１８、２０は、それらの共
振周波数に近い周波数では、極端に利得が低下すること
はない。従って、このようにダイポール素子１４、１
６、１８、２０の長さを選択することによって比較的広
帯域のＵＨＦ帯の電波を良好に受信することができる。

【００１９】なお、各ダイポール素子１４、１６、１
８、２０間の伝送線路１２、１２に沿った間隔は、各ダ
イポール素子の中心から中心までが、例えば４５ｍｍと
されている。これは、ＵＨＦ帯の受信帯域の波長λ１の
約０．０７５倍、λ２の約０．１倍、λ３、λ４の約
０．１１倍に相当し、概ね０．１倍に相当する。さら
に、各伝送線路１２、１２の中心間の距離は、８２ｍ
ｍ、即ち、λ１の約０．１４倍、λ２の約０．１８倍、
λ３、λ４の約０．２倍とされている。

【００２０】このＵＨＦ帯の受信アンテナ４、４は、フ
ィッシュボーン型であるので、一種のエンドファイアア
レーアンテナとして機能し、図３に示すようにＵＨＦ帯
の受信アンテナ４、４と同一平面上で正面方向に最大利
得を得ることができ、Ｆ／Ｂ比の良好なアンテナとな
る。また、フィッシュボーン型としたので、ＵＨＦ帯の
受信アンテナ４、４に対して垂直方向、即ち誘電体基板
２に対して垂直方向の指向性が、図４に示すようにブロ
ードとなる。なお、図４は、図２に示すような屋根にお
いて、屋根の角度θを３０度とした場合の垂直面の指向
性を表している。このような水平面指向性及び垂直面指
向性を有しているので、図２に示すように屋根に、平板
状アンテナ１を配置しても、電波到来方向の利得低下は
少ない。

【００２１】図５に、この平板状アンテナ１の利得対周
波数特性、及びＶＳＷＲ対周波数特性を示す。この平板
状アンテナ１によれば、受信帯域内において、最低でも
約３ｄＢの利得が得られ、最高約７ｄＢの利得が得られ
る。また、この平板状アンテナ１によれば、受信帯域内
において最低でも３．５のＶＳＷＲが得られ、最高約
１．４のＶＳＷＲが得られる。

【００２２】伝送線路１２、１２の最も内側部分には、
それぞれ給電部２２が形成されている。これら給電部２
２は、ほぼＵ字状に形成され、それらの一方の脚部が、
ダイポール素子１４、１６、１８、２０に平行に配置さ
れ、伝送線路１２、１２に接続されている。他方の脚部
が、静電結合によって同軸接栓に接続されている。この
ように給電部２２をＵ字状に形成することによってイン
ダクタンス成分を設け、インピーダンスの不整合を防止
している。さらに、Ｕ字状の給電部の間隔ｄを１０ｍ
ｍ、即ちλ１乃至λ４の約０．０１倍の長さとして、イ
ンピーダンス整合をとっている。この同軸接栓から同軸
ケーブルを介してテレビジョン受信機に給電部２２が接
続されている。無論、この給電部も被覆層６によって被
覆されているので、給電部２２の周辺からＵＨＦ帯の受
信アンテナ４に浸水することもない。

【００２３】この平板状アンテナ１では、２基のＵＨＦ
帯の受信アンテナ４を誘電体基板２上に設けている。こ
れは、２つのＵＨＦ帯の受信アンテナ４、４に位相差給
電を行うことにより、両受信アンテナ４、４の合成指向
性を可変することができるからである。そのため、図６
に示すような回路を使用する。

【００２４】図６の回路において、一方のＵＨＦ帯の受
信アンテナ４の受信出力は、そのまま合成器２４に供給
される。他方のＵＨＦ帯の受信アンテナ４の受信出力
は、移相器２６によって位相調整が行われた後に、合成
器２４に供給される。合成器２４によって両信号が合成
される。ＵＨＦ帯の受信アンテナ４、４から合成器２６
まで同じ長さの給電線路Ｌ１、Ｌ２によって信号が供給
され、移相器２６によって位相調整が行われていないと
すると、両信号が合成器２４に供給された場合、指向性
は正面方向で最大となる。

【００２５】移相器２６によって位相調整を行うと、給
電線路の長さを異ならせたのと等価となる。従って、例
えば正面方向に対してθの角度の方向に、アンテナ４、
４の合成指向性を向ける場合、両アンテナ４、４間の距
離（誘電体基板２の長手縁に沿う方向の距離）をｄとす
ると、移相器２６によって給電線路Ｌ２側のアンテナ４
の受信信号の位相をｄｓｉｎθだけ遅らせると、合成器
２４にはそれぞれ同相の受信信号が供給され、θの方向
に指向性を持つ。従って、例えば図２に示すように平板
状アンテナ１を設置した場合に、電波が図２の右側から
真っ直ぐに平板状アンテナ１に向かうのではなく、図２
の紙面よりも奥側または手前側から平板状アンテナ１に
向かうときでも、移相器２６の調整によって良好に、そ
の電波を受信することができる。

【００２６】上記の実施の形態では、フィッシュボーン
型のＵＨＦ帯の受信アンテナ４を誘電体基板２に設けた
が、導電箔によって構成可能なアンテナなら他のアンテ
ナ、例えばダイポールアンテナも使用することができ
る。また、上記の実施の形態では、２基のＵＨＦ帯の受
信アンテナ４を誘電体基板２に設けたが、１基だけ設け
ることもできるし、３基以上のＵＨＦ帯の受信アンテナ
４を設けることもできる。

【００２７】例えば４基の受信アンテナ４ａ乃至４ｄを
使用する場合、図７に示すように２基ずつ２列に各受信
アンテナ４ａ乃至４ｄを１つの誘電体基板２に配置する
こともできるし、図８に示すように、４基の受信アンテ
ナ４ａ乃至４ｄを１列に誘電体基板２に配置することも
できる。なお、これら受信アンテナ４ａ乃至４ｄは、図
８及び図９では簡略化して示したが、それぞれ図１に示
した受信アンテナ４と同一のものである。無論、図１に
示すような１つの誘電体基板に２基の受信アンテナを設
けた平板状アンテナを２つ使用することもできる。いず
れの場合でも、図９または図１０に示すように、位相差
給電を行うことができる。

【００２８】図９では、受信アンテナ４ａ、４ｃの受信
出力は、そのまま合成器２４ａ、２４ｃに供給される。
受信アンテナ４ｂ、４ｄの受信出力は、移相器２６ａ、
２６ｂによって位相調整が行われた後、合成器２４ａ、
２４ｂに供給される。受信アンテナ４ａの受信出力と、
移相器２６ａによって位相調整された受信アンテナ４ｂ
の出力とが、合成器２４ａによって合成される。同様
に、受信アンテナ４ｃの受信出力と、移相器２６ｂによ
って位相調整された受信アンテナ４ｄの出力とが、合成
器２４ｂによって合成される。合成器２４ａの出力は、
そのまま合成器２４ｃに供給される。合成器２４ｂの出
力は、移相器２６ｃによって位相調整された後、合成器
２４ｃに供給され、合成器２４ａの出力と合成される。

【００２９】図１０では、受信アンテナ４ａの受信出力
は、そのまま合成器２４ｄに供給される。受信アンテナ
４ｂ、４ｃ、４ｄの受信出力は、移相器２６ｄ乃至２６
ｆによってそれぞれ位相調整され、合成器２４ｄに供給
される。合成器２４ｄに供給された各信号は、この合成
器２４ｄによって合成される。

【００３０】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、平板状の基板との基板の一表面上に導電箔層によ
って少なくとも１つのＵＨＦ帯受信用アンテナを形成し
てあるので、ＵＨＦ帯受信用アンテナの高さ寸法は非常
に小さい。従って、請求項１記載のアンテナを住宅の屋
根等に取り付けても、住宅の景観を損なうことがない
し、風が強い場合でも、破損することがなく、風害の影
響を殆ど受けない。しかも、ＵＨＦ帯受信用アンテナに
接して被覆するように基板の一表面に被覆層を形成して
あるので、例えば海岸の近くの住宅に、請求項１記載の
アンテナを設置しても、塩害の影響を受けることがな
い。また、請求項１記載のアンテナが酸性雨に晒され
て、腐食するようなこともない。

【００３１】請求項２記載の発明によれば、ＵＨＦ帯受
信用アンテナが、フィッシュボーン型であるので、水平
面指向性のＦ／Ｂ比が良好で、かつ垂直面指向性がブロ
ードになり、傾斜している屋根等に使用した場合にも、
良好にＵＨＦ帯の電波を受信することができる。

【００３２】請求項３記載の発明によれば、フィッシュ
ボーン型アンテナの複数のダイポール素子の先端間の距
離が、それぞれの受信中心信号の約０．５乃至１波長に
設定され、上記各受信中心信号の周波数は、上記平板状
アンテナの受信帯域内のそれぞれ異なる周波数であるの
で、比較的広帯域であるＵＨＦ帯の全域において良好に
電波を受信することができる。

【００３３】請求項４記載の発明によれば、複数のＵＨ
Ｆ帯受信用アンテナが、基板の一表面に所定の間隔を隔
てて配列されているので、これら複数のＵＨＦ帯受信用
アンテナを位相差給電することによって、これら複数の
ＵＨＦ帯受信用アンテナの合成指向性を可変することが
できる。従って、例えば住宅の屋根の向きの関係上、こ
の平板状アンテナの正面方向を電波の到来方向に向ける
ことができないような場合にも、良好に電波を受信する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の１実施の形態による平板状ア
ンテナの平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う端面
図である。

【図２】同平板状アンテナの配置状態を示す図である。

【図３】同平板状アンテナの水平面指向性を示す図であ
る。

【図４】同平板状アンテナの垂直面指向性を示す図であ
る。

【図５】同平板状アンテナの利得対周波数特性及びＶＳ
ＷＲ対周波数特性を示す図である。

【図６】同平板状アンテナにおける位相差給電に使用す
る回路の回路図である。

【図７】本発明の他の形態による平板状アンテナの平面
図である。

【図８】本発明の別の形態による平板状アンテナの平面
図である。

【図９】図７または図８の平板状アンテナにおける位相
差給電に使用する回路の１例の回路図である。

【図１０】図７または図８の平板状アンテナにおける位
相差給電に使用する回路の他の例の回路図である。

【符号の説明】

１平板状アンテナ２誘電体基板４４ａ乃至４ｄＵＨＦ帯受信用アンテナ６被覆層

───────────────────────────────────────────────────── 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 21/06 Ｈ０１Ｑ 21/06 21/08 21/08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平板状の基板と、この基板の一表面上に導電箔層によって形成された少な
くとも１つのＵＨＦ帯受信用アンテナと、このＵＨＦ帯受信用アンテナに接して被覆するように上
記基板の一表面に形成された被覆層とを、具備する平板
状アンテナ。
【請求項２】請求項１記載の平板状アンテナにおい
て、上記ＵＨＦ帯受信用アンテナが、フィッシュボーン
型であることを特徴とする平板状アンテナ。
【請求項３】請求項２記載の平板状アンテナにおい
て、上記フィッシュボーン型アンテナは、間隔を隔てて設け
られた１対の伝送路と、これら１対の伝送路からこれら
伝送路とそれぞれほぼ垂直にかつ互いに反対方向に伸延
したダイポール素子とを、有し、ダイポール素子は、上
記伝送線路に沿って所定の間隔を隔てて複数設けられ、
上記各ダイポール素子の先端間の距離が、それぞれの受
信中心周波信号の約０．５乃至１波長に設定され、上記
各受信中心周波信号の周波数は、上記平板状アンテナの
受信帯域内のそれぞれ異なる周波数である平板状アンテ
ナ。
【請求項４】請求項１記載の平板状アンテナにおい
て、上記ＵＨＦ帯受信用アンテナが、上記基板の一表面
に所定の間隔を隔てて、複数基配列されたことを特徴と
する平板状アンテナ。