JPS59162B2 - 空中線 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 テレビ放送を受信する場合、建造物などの影響でゴース
ト障害を発生したり、無線通信を行なう場合、不必要な
方向への電波の送受信を行なったりして電波干渉などの
障害が発生したりしているが、本発明はこのようなこと
を防止するため、目的とする方向の電波（以下希望波と
いう）のみを送受信し、不必要な方向の電波（以下不要
波という）の送受信を抑制することを目的とするもので
ある。

本発明の空中線は可逆の定理により、送信用にも受信用
にも使用できるものであるが、説明の都合上以下受信空
中線について記述することにする。

又反射器、放射器の形状も線状、面状など種々の形のも
のが考えられるが、以下の説明ではテレビ放送受信を主
な対象と考えた線状のものについて記述する。

本発明は２つの発明から成立しており、第１の発明は第
２の発明も含めた一般的な発明であり、第２の発明は第
一の発明を多チャンネル（以下ｃｈで示す）用空中線と
したために限定して必要な条項を盛り込んだものである
。

第１図は第１の発明の実施例に係る空中線で周波数１ｃ
ｈについての構成例を示し、第２図は第２の発明の動作
原理を説明する図である。

第１図はｃｈ数が多い場合は放射器は共通で、反射器を
ｃｈ数の２倍の数だけ配置すればよいことになる。

第１図で１は放射器、２，３は反射器であり、１．２．
３はいずれも線状で相互に平行に配列するものとする。

反射器２，３は電波の進行方向と直角の面αに配列され
るようにし、放射器１の中心点Ａ′と面αとの垂直距離
Ａ′、Ａをｒとする。

反射器２，３の長さ、太さ、形状を同一のものとし、そ
の長さをｔとする。

反射器２，３は放射器１に対し、対相的な位置に配置す
るものとし、反射器２，３の中心点り。

Ｅを結ぶ線と１に平行なα面でのＡ点を通る線ＡＣとの
交点をＣとする。

この場合、ＤＥ間の距離をＳとし、ＤＣ二ＣＥなるよう
に反射器２，３を配置する。

ＣＡ間の距離をｈとする。

（以下りを偏りという）。Ｆは希望波の方向、Ｂは不要
波の方向を表わす３第１図のような配置にすれば、放射
器１と反射器２の幾何学的位置の関係と放射器１と反射
器３の幾何学的位置の関係が等しくなるので、放射器１
と反射器２の相互インピーダンスｚ１２と、放射器１と
反射器３の相互インピーダンスＺｔＳとは等しくなり、
この値は、放射器、反射器の長さ、形状を固定すれば、
ｒ、ｈ、ｓによって定まる。

反射器２の入力インピーダンスＺ２２と反射器３０入力
インピーダンスＺ３３は反射器の長さ、形状、太さによ
って定まるもので、同一の長さ、形状、太さのものを使
用することにより、ｚ２□二Ｚａ３とすることができる
。

反射器は一般に希望波の到来方向と反対の側にとりつけ
るので、第１図でＦは希望波の到来方向とし、不要波は
一般に希望波と反対方向からのものが最も影響を与える
ので、不要波の方向をＦと反対方向としＢの方向とする
。

この場合、Ｆ方向からの電波に対しては次の（１）の関
係式が成立し、Ｂ方向からの電波に対しては（２）の関
係式が成立する。

（１） 、 （２）式で１１ 、Ｉ、、Ｉ３は放射器１
、反射器２、反射器３の中心点を流れる電流を、ｍ＝２
π／λで、λは波長を示し、受信電界にもとすく放射器
における電圧をＥ。

とする。又Ｚｌｌは放射器１０入力インピーダンスと負
荷インピーダンスの和を示す。

（１） 、 （２）式で反射器２，３が放射器１に対し
、対称的な位置に配置され、かつ反射器２．３の長さ、
太さ、形状が等しいことによってｚ２□−２３３，ｚ１
□−ｚｔａ 、１２−Ｉ３なる関係が成立するので、こ
れにより、（１） 、 （２）式を整理すれば− （５） 、 （６）式は（１） 、 （２）式に対応す
るもので、不要波であるＢ方向からの電波により放射器
１に流れる電流を０にするには（６）式の分子の〔〕の
項をＯにすることにより達成される。

即ち、（ｚ ２□＋２２３）−２ｚ１２ｅｊｍｒ＝０・
・・（７） （７）式が成立するようにｚ２□、ｚ２３．ｚ１２．ｒ
を定めれば不要波であるＢ方向からの電波によって放射
器１に流れる電流をＯとすることができるわけである。

本発明に係る空中線の希望波対不要波の放射器１に流れ
る電流の比率をＦ／Ｂ比とすれば、このＦ／Ｂ比の値は
（５） 、 （６）式からとなり（８）式の分母の項は
（７）式の左項に相当するので、（７賦が成立するよう
にすれば、理論的にはＦ／Ｂ比は無限大となり、充分Ｆ
ｌＢ比のよい空中線を提供することが可能である。

（７）式の成立条件に関係のあるｚ２□、ｚ２３．ｚ１
２゜ｒについて次に説明する。

Ｚ２□については、反射器の入力インピーダンスとして
反射器の長さ、形状、太さによって決まることについて
は前述した通りである。

Ｚ２３は反射器２と反射器３の相互インピーダンスで、
第１図の構造のものでは、相互間の距離Ｓによって定ま
る。

Ｚ１２については、放射器１と反射器２の相互インピー
ダンスとして第１図の構造ではｒ、ｈ、ｓによって定ま
ることについては前述した通りである。

ｒは第１図で明かなように、α面と放射器１の垂直距離
で決まる。

上述のように、Ｚ２２．ｚ２３．ｚ１２．ｒは結局反射
器の長さ形状、太さと放射器と反射器の幾何学的位置の
構成要素である２本づつの反射器のおいている面αと放
射器との垂直距離ｒ、偏りｈ、反射器相互間の距離Ｓに
よって定まる。

実際（７）式を満足するｚ２□ｔ ｚ２３ ｔ ｚ１２
、ｒがあるかどうかを確めるため、ｒ、ｈ、ｓを種々
変化させて計算した結果、放射器１を半波長空中線とし
、反射器をその入力インピーダンスＺ２２．ｚ３３がそ
の虚数部０になるように太さ、長さ、形状にした場合、
ｒ＝０．２５λ、ｓ＝０．６６７λ、ｈ＝０．３５２λ
、で（８）式のＦ／Ｂ比が３４．９ｄｂとなり、テレビ
ゴースト対策として必要な値を充分（必要値２５ ｄｂ
以上）満足しているものになる。

このことは実験的にも確められており、（７）式の成立
するＺ２２ ｔ Ｚ２３ Ｆ ｚ１□を定めることがで
きることを示している。

以上詳述した本発明（第１発明）の内容を要約すれば、
本発明は放射器と一つの周波数帯について２本づつの反
射器からなり、ｚ１２−２１３．ｚ２□＝ｚ３３なる条
件を満足し、かつ（Ｚ２２＋２２３）−２ｅｊｍｒ、ｚ
１□キ０を満足するよう反射器の形状、寸法及び放射器
反射器相互間の幾何学的位置を調整して成立することを
特徴とする空中線である。

これによりテレビゴースト障害の除去、無線通信実施の
際の不必要方向への電波の送受信の排除を達成すること
ができ、その効果は極めて太きいものと推定される。

次に第２の発明について詳細に説明する。

テレビ受信など無線通信を行なう場合、多ｃｈ共用の空
中線でＦ／Ｂ比がどの使用ｃｈでも高い空中線を提供す
ることが要求される。

第２の発明は上記の目的を達成するためのものである。

従来の反射器はその長さをλ／２以上にしているため、
反射器の入力インピーダンスは実数部（Ｒ）の他に正の
虚数部（Ｘ）をもっている。

第２図には反射器の入力インピーダンスの虚数部（Ｘ）
の長さに対する特性を示している。

横軸は反射器の長さｔの値、縦軸はＸの値を示す。

従来の反射器の動作差はＨ点よりも右側にあり、ｔの値
がλ／２以上にしているので、Ｘの値は＋４２．５Ω以
上となっている。

本発明では反射器の動作点をＧ点にしているので、ｔの
値がλ／２−△（△・・・ｔの長さがλ／２より数多短
かくなる）となり、Ｘ二〇即ち、入力インピーダンスの
虚数部がＯとなるようにしている。

テレビ放送受信などで特に多ｃｈ共用の空中線が必要で
あるので、テレビ放送受信のＶＨＦ帯について考えて見
ることにする。

テレビ放送受信をする場合、その地域毎に聴取に必要な
ｃｈが定められるので、そのｃｈについて考えればよい
ことになる。

成る地域のＶＨＦ帯でｃｈｌ、 ａｈ３ 、 ａｈ５
。

ｃｈ １２が放送されている場合、本発明に係る空中線
は各ｃｈ共用の放射器１と各ａｈ毎に２本の反射器この
地域のＶＨＦ帯では２本×４−８の反射器を発明（第１
発明）条件を満足し、かつ反射器の入力インピーダンス
の虚数部を一つの周波数帯の搬送周波数附近において０
となる調整して配置せしめて構成とする。

次にこのような構成にした場合の本発明の作用について
説明する。

テレビ放送など無線通信を行なう場合、搬送波を中心と
して変調波を送信するが、送信される周波数帯の内搬送
波の周辺の部分の周波数帯が多く含まれ、それよりはず
れるに従ってエネルギー成分が少な（なって来る。

例えばＶＨＦテレビ放送でｃｈ ３の周波数帯域は１０
２〜１０８ＭＨ，ｚであるが、テレビゴースト障害に最
も影響を与える周波数はａｈ ３の搬送周波数で映像周
波数である１ ０３．２５ ＭＨｚ附近の周波数が多く
含まれているので、この附近の周波数において特にＦ／
Ｂ比の大きい空中線とすれば、効果が太き（なることが
期待される。

上述のようにして搬送周波数附近において、反射器の入
力インピーダンスの虚数部を０にすれば第２図によって
明らかなように、反射器の入力インピーダンスの値が搬
送周波数附近が最低となりそのｃｈの周波数帯域例えば
ａｈ ３の１０２〜１０８ ＭＨｚにおいては全周波数
帯でＸの値が０とはならないが比較的低い値となり、Ｆ
／Ｂ比もある値以上とすることが可能である。

このような反射器が他のｃｈに対しても若干の影響があ
るので、これについて次に検討して見る。

例えばＶＨＦテレビ放送でａｈ １の周波数帯は９０Ｍ
Ｈ２〜９６ＭＨ３１ａｈ５の周波数帯は１７６ＭＨ２〜
１８２ＭＨ２１ｃｈｉ２の周波数帯は２１６ＭＨ２〜２
２２ＭＨ２であるので、ｃｈ ３の前記の反射器の影響
を考えて見ると、第２図の△が数％程度で、ａｈ ３と
ｃｈｉ、ａｈ５．ｃ’ｈ１２の周波数とは１０係以上の
開きがあるので、ｃｈ ３の映像周波数でＸがＯになる
ようにした反射器は他の周波数ではかなり大きな値とな
り、（５）。

（６）式の２２□がかなり大きな値となるため、（５）
、 （６）式の放射器１の電流■１ は次の（９賦の
ようになり反射器がこの周波数帯では全熱ないのに等し
いことになり、影響を与えないことになる。

ｃｈ １とｃｈ ３は若干影響を与えるが、ｒ、ｈ。

Ｓを調整することにより、とのｃｈでもＦ／Ｂ比を太き
（とることができる。

以上詳述した本発明（第２の発明）の内容を要約すれば
、発明（第１の発明）の空中線で反射器の入力インピー
ダンスの虚数部を一つの周波数帯の搬送周波数帯附近に
おいて０となるよう調整した２本づつの反射器を各ａｈ
毎に配置することを特徴とする空中線である。

これにより多ａｈの全ｃｈについてＦ／Ｂ比の大きい空
中線を提供することが可能となり、無線通信における効
果は極めて高いことが期待される。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明の実施例に係る空中線の構成例、第
２図は第２の発明の動作原理を説明する図である。 １・・・・・・放射器、２，３・・・・・・電波の進行
方向と直角の面αに配列される反射器、Ｆ・・・・・・
希望波の方向、Ｂ・・・・・・不要波の方向、Ａ′・・
・・・・放射器の中心点、Ｄ、Ｅ・・・・・・反射器２
，３の中心点、Ｃ・・・・・・ＤＥを結ぶ線と放射器１
に平行なα面でのＡ点を通る線との交点、Ｓ・・・・・
・ＤＥ間の距離、ｈ・・・・・・ＣＡ間の距離（偏り）
、ｒ・・・・・・Ａ 、 Ａ’間の距離、ｔ・・・・・
・反射器の長さ、Ｘ・・・・・・反射器の入力インピー
ダンスの虚数部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 放射器と一つの周波数帯について２本づつの反射器
   からなり、反射器相互間の相互インピーダンスを２２３
   、反射器と放射器相互間の相互インピーダンスを２１□
   、ｚ１３、反射器の入力インピーダンスなｚ２□、ｚ３
   ３．２本づつの反射器のおいている面と反射器との垂直
   距離をｒとし、かつＺ１□＝２１３、Ｚ２□二Ｚ３３と
   なるよう反射器の形状、寸法及び反射器と放射器間の幾
   何学的位置を調整し、かつ（ｚ２２＋２２３）−２ｅｊ
   ｍｒ、Ｚ１２ｆ：Ｏｌ（ｍ＝２π／λ、λ・・・波長）
   を満足するよう反射器の形状、寸法及び放射器と反射器
   、反射器相互間の幾何学的位置を調整して成立すること
   を特徴とする空中線。 ２ 放射器と一つの周波数帯について２本づつの反射器
   からなり、反射器相互間の相互インピーダンスをＺ２３
   、反射器と放射器相互間の相互インピーダンスを２１□
   、Ｚ１３、反射器の入力インピーダンスを２２□、Ｚ３
   ３．２本づつの反射器のおいている面と反射器との垂直
   距離をｒとし、かつＺ１２二ｚ１３ ｔ ｚ２２”ｚ３
   ３となるよう反射器の形状、寸法及び反射器と放射器間
   の幾何学的位置を調整し、かつ（Ｚ２２＋Ｚ３３）−２
   ｅＪｍｒ、Ｚ１２：Ｏｌ（ｍ−２π／λ、λ・・・波長
   ）を満足するよう反射器の形状、寸法及び放射器と反射
   器、反射器相互間の幾何学的位置を調整して成立する空
   中線で、反射器の入力インピーダンスの虚数部を一つの
   周波数帯の搬送周波数附近において０となるよう調整し
   た２本づつの反射器を使用周波数帯毎に配置することを
   特徴とする多チヤンネル用空中線。