JPH11355031A

JPH11355031A - アンテナ

Info

Publication number: JPH11355031A
Application number: JP15424798A
Authority: JP
Inventors: Shingo Fujisawa; 伸悟藤澤
Original assignee: DX Antenna Co Ltd
Current assignee: DX Antenna Co Ltd
Priority date: 1998-06-03
Filing date: 1998-06-03
Publication date: 1999-12-24

Abstract

(57)【要約】【課題】広帯域、小型であって、屋根の棟内に配置す
るのが容易なアンテナを提供する。【解決手段】概略ホーンに形成されたアンテナ素子６
が、その中心軸線を接地板２に対してほぼ垂直に、かつ
該ホーンの頂点部が接地板２側に位置するように配置さ
れている。アンテナ素子６の底面部の周縁に、所定間隔
ごとに容量体８が設けられている。容量体８は、接地板
２に先端が結合されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アンテナに関し、
特に接地板を備えた接地型アンテナに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、家屋の美観上、ＵＨＦやＶＨＦの
テレビジョン放送受信用のアンテナを屋根の上に建てる
ことが好まれない傾向にある。そのため、家屋の棟内に
アンテナを設置することが検討されている。例えば、接
地板を棟内に水平に配置し、この接地板に対して垂直
に、かつ所定の間隔をおいて１本の放射器を備えたモノ
ポールアンテナが考えられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このモノポー
ルアンテナは、比較的狭帯域である。従って、４７０Ｍ
Ｈｚから７７０ＭＨｚのように、比較的周波数範囲が広
いＵＨＦ帯を、１基のモノポールアンテナのみで受信す
ることは不可能である。そこで、ＵＨＦ帯を複数の帯域
に分けて、各帯域をそれぞれ受信する複数基のモノポー
ルアンテナを設けなければならない。屋根の棟のような
狭いスペースにそれぞれ異なる帯域用に複数のアンテナ
を設けることは、困難である。

【０００４】また、モノポールアンテナを使用した場
合、その放射器には、中心受信波長λの約１／４の長さ
のものが使用される。例えば中心受信波長を４７０ＭＨ
ｚとすると、放射器の長さは、約１６０ｍｍとなる。屋
根の棟の高さも余り高くないので、このような１／４λ
の放射器を棟内に配置することも困難である。

【０００５】本発明は、広帯域及びこれに加えて小型で
あって、例えば屋根の棟内に配置するのが容易なアンテ
ナを提供することを目的とする。

【０００６】

【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、本発明は、接地板と、概略ホーンに形成され、該
ホーンの中心軸線が前記接地板に対してほぼ垂直に、か
つ該ホーンの頂点部が前記接地板側にこれと所定の間隔
をおいて位置するアンテナ素子とを、具備し、前記接地
板と前記アンテナ素子の頂点部とに、給電されている。

【０００７】アンテナ素子のホーンは、円錐状のものや
多角錐のものを使用することができる。また、接地板
は、水平に配置することができる。

【０００８】接地板とアンテナ素子の頂点部とに給電さ
れているので、このアンテナは、接地板を境界としてア
ンテナ素子を２つ配置したダイポールアンテナと等価で
ある。アンテナ素子としてホーン型のものを使用してい
るので、ホーン型ダイポールアンテナとして機能し、こ
れは広帯域の周波数特性を持っている。よって、１基の
アンテナでありながら広帯域であるので、スペースの少
ない、例えば屋根の棟内に配置するのに適している。

【０００９】本発明は、更に、前記アンテナ素子の底面
部の周縁に、容量体を設けることもできる。この容量体
は、接地板に結合することもできる。容量体としては、
直線状の導体とすることができ、より詳しくは棒状のも
のとすることができる。この容量体は、ホーンの底面の
周縁部に間隔をおいて複数設けることができる。

【００１０】このアンテナのホーン状のアンテナ素子の
外方端である底面部には、多くの電荷が存在する。この
底面部に電荷を蓄積する容量体を設ければ、アンテナ高
さを低くすることができる。この場合、アンテナの入力
抵抗は低くなる。そこで、この容量体を接地板に接続し
て、アンテナの入力抵抗を高くしている。アンテナの入
力抵抗値を所望の値とするため、容量体は複数設けられ
ている。

【００１１】本発明のアンテナのアンテナ素子を複数設
け、該アンテナ素子の出力を電気的に同相に合成する移
相器を設けることができる。この場合、各アンテナ素子
は、それぞれ同一の距離を隔てて配置できる。移相器と
しては、電気回路によって構成したものを使用すること
もできるし、或いは、各アンテナから、これらの出力を
合成する合成器まで伝送する例えば同軸ケーブルのよう
な伝送ラインの長さを調整することによって移相器とし
て使用することもできる。なお、接地板とアンテナ素子
とからなるアンテナを複数基設けることもできる。

【００１２】各アンテナ素子の出力を同相とすることに
よって、各アンテナ素子の総合指向性を任意の方向に変
更することができる。よって、屋根の棟内のようにアン
テナの指向性を機械的に変更することが困難な場所に、
このアンテナを設けても、所望の方向から到来する電波
を良好に受信することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の１実施の形態のアンテナ
１は、ＵＨＦ帯のテレビジョン放送を受信するためのも
ので、図１に示すように、水平に配置された接地板２を
有している。この接地板２は、例えば金属製のもので、
矩形に形成されている。この接地板２には、同軸ケーブ
ルの接続用の接栓４が取り付けられている。この接栓４
は、同軸ケーブルの外部導体が接続される外部コンタク
トと、同軸ケーブルの中心導体が接続される内部コンタ
クトとを有し、外部コンタクトは、接地板２に機械的に
も電気的にも結合されている。

【００１４】接地板２の一方の面の上方に、アンテナ素
子６が配置されている。このアンテナ素子６は、ホーン
型、例えば円錐状に形成されている。この円錐状のアン
テナ素子６は、その底面部が開口され、かつ内部が中空
である。このアンテナ素子６は、その中心軸が、接地板
２に対してほぼ垂直に位置するように配置され、かつ、
その頂点部が微小な間隔をあけて、接地板２側に位置す
るように配置されている。即ち、逆円錐状にアンテナ素
子６は、配置されている。このアンテナ素子６の頂点部
が、接栓４の内部コンタクトに接続されている。

【００１５】よって、接栓４に同軸ケーブルを接続する
ことによって、接地板２とアンテナ素子６とに給電する
ことができ、接地板２とアンテナ素子６からなるアンテ
ナ１は、接地型アンテナとして作動する。即ち、アンテ
ナ素子６が設けられている側と反対側に、アンテナ素子
６と同一のアンテナ素子が設けられているホーン型ダイ
ポールアンテナと等価な動作をする。

【００１６】このホーン型ダイポールアンテナは、広帯
域のアンテナとして動作することが知られている。よっ
て、接地板２とアンテナ素子６とからなるアンテナ１
も、広帯域のアンテナとして動作するので、比較的広帯
域であるＵＨＦ帯のテレビジョン放送の受信用として１
基のみで使用することが可能である。しかも、このアン
テナ１は、アンテナ素子６を２つ並べたものよりも、短
い寸法を持つ。

【００１７】一般に、このアンテナ素子６の底面部から
接地板２までの長さ寸法は、ＵＨＦ帯の受信周波数の中
心受信波長の１／４とされる。例えば４７０ＭＨｚの場
合、約１６０ｍｍの長さとなる。後述するように、屋根
の棟内に接地板２が水平になるように配置した場合、こ
の長さ寸法は、まだ長い。

【００１８】そこで、この長さ寸法を短縮するため、容
量体をアンテナ素子の外方端に設けることが考えられ
る。これは、外方端に最も多くの電荷が蓄積されている
ので、外方端に容量体を設ければ、アンテナ高さは低く
てもよいという思想に基づくものである。いわゆる頂部
負荷型のアンテナである。しかし、高さを余り低くする
と、アンテナの入力抵抗が極めて低くなる。よって、容
量体の先端部を接地して、入力抵抗を高めることが考え
られる。

【００１９】このアンテナ素子１では、アンテナ素子６
の底面部から接地板２までの高さ寸法を受信中心波長の
約１／６の長さ（例えば４７０ＭＨｚの場合、約１０５
ｍｍ）とし、その代わりに、底面部の周縁部から９０度
間隔に４つの容量体８を設け、これら容量体８の先端部
が接地板２に結合されている。容量体８としては、直線
状の金属棒を使用している。また、これら容量体８が、
アンテナ素子６を接地板２に機械的に支持している。な
お、容量体８の本数は、４本に限ったものではなく、入
力抵抗を所望の値とするために、任意に変更される。

【００２０】このアンテナ１によれば、広帯域で受信可
能である上に、高さ寸法を短くすることもでき、接地板
２を水平にした状態で屋根の棟内に設置するのに適した
アンテナとなる。

【００２１】このアンテナ１の周波数対利得及びＶＳＷ
Ｒ特性を図２に示す。このアンテナ１では、その利得
は、最低でも約−１．３ｄＢであり、最高で０ｄＢであ
り、４７０ＭＨｚから８００ＭＨｚという広帯域におい
てほぼ一定の利得が得られている。また、ＶＳＷＲも最
大で約３．１、最小で約１．１であり、４７０ＭＨｚか
ら８００ＭＨｚという広帯域において充分に実用となる
ＶＳＷＲの値である。

【００２２】このアンテナ１は、垂直面内では指向性を
有するが、水平面内では無指向性である。複数基のアン
テナ１を所定間隔ごとに配列し、各アンテナの出力を混
合することによって指向性を持たせることができる。ま
た、配列したアンテナに移相器を用いて、位相差給電す
ることによって指向性を可変することができる。

【００２３】例えば、図３（ａ）に示すように、長尺の
接地板２ａに、一定間隔ｄ、例えばλ／２（λは受信中
心波長）の間隔をあけて、４つのアンテナ素子６が配置
されている。同図（ｂ）に示すように、各アンテナ素子
６の出力の位相を各移相器１０によって調整し、合成器
１２によって合成する。移相器１０での位相調整は、所
定の方向から各アンテナ素子６に到来した電波の位相が
一致する位相差を各アンテナ素子６の出力に持たせるも
のである。即ち位相差給電が行われている。図５
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図３（ａ）のアンテナにお
いて、４７０ＭＨｚの周波数で、各移相器８によって位
相を調整して、指向性を水平面内において変化させた状
態を示す。

【００２４】このように電気的に指向性を可変すること
ができるので、図４に示すように大きなスペースの無い
屋根１４の棟１６に配置され、機械的にアンテナ素子６
の位置を変更することによっては指向性を可変できない
ような場合に、適している。なお、図５では容量体の図
示を省略してある。各アンテナ素子６全体が、電波を透
過するカバーによって覆われている。

【００２５】なお、図４は、移相器１０を使用したが、
各アンテナ素子６から合成器１２までに敷設される同軸
ケーブルの長さを調整することによっても、所望の指向
性とすることができる。また、図１に示すように接地板
２とアンテナ素子６とからなるアンテナ１を複数基設け
ることもできる。

【００２６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、１基の
アンテナでありながら、比較的小型の広帯域のアンテナ
を得ることができる。さらに、１基のアンテナであり、
広帯域でありながら、更に小型のアンテナを得ることが
できる。また、広帯域かつ小型である上に、指向性を可
変することができるアンテナを得ることができる。よっ
て、屋根の棟のような小さなスペースに設置して、最適
なアンテナが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施の形態のアンテナの部分破断正
面図である。

【図２】図１のアンテナの周波数対利得及びＶＳＷＲ特
性図である。

【図３】本発明の他の実施の形態のアンテナの正面図及
びその回路図である。

【図４】図３のアンテナの設置状態を示す斜視図であ
る。

【図５】図３のアンテナの指向性特性図である。

【符号の説明】

１アンテナ２接地板６アンテナ素子８容量体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】接地板と、概略ホーンに形成され、該ホーンの中心軸線が前記接地
板に対してほぼ垂直に、かつ該ホーンの頂点部が前記接
地板側にこれと所定の間隔をおいて位置するアンテナ素
子とを、具備し、前記接地板と前記アンテナ素子の頂点
部とに、給電されるアンテナ。
【請求項２】請求項１記載のアンテナにおいて、前記アンテナ素子の底面部の周縁部に容量体を設けたア
ンテナ。
【請求項３】請求項２記載のアンテナにおいて、前記
容量体が、前記接地板に結合されているアンテナ。
【請求項４】請求項１、２または３記載のアンテナに
おいて、少なくとも前記アンテナ素子を複数基設け、該
アンテナ素子の出力を電気的に同相に合成する移相器を
有するアンテナ。