JP2001144524A - 多周波共用アンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低姿勢で、かつ多周波を送受信可能な多周波
共用アンテナを提供する。 【解決手段】 接地導電体（３）と、前記接地導電体に
略平行な第１の部分（１２）と、前記接地導電体に略垂
直な第２の部分（１１）とを有し、前記第１の部分の端
部が開放端とされ、前記第２の部分の端部が前記接地導
電体と電気的に接続されるＬ字形導電体（１）と、一端
部が前記Ｌ字形導電体の前記第１の部分の一点と電気的
に接続され、他端部が給電点に電気的に接続される垂直
導電体（２）と、一端部が開放端とされ、他端部が前記
垂直導電体と電気的に接続されるｎ（ｎ≧１）個の導電
体（６）とを有し、前記Ｌ字形導電体と前記垂直導電体
とで１つの励振素子を構成し、前記ｎ個の導電体のそれ
ぞれは、前記Ｌ字形導電体および前記垂直導電体の一部
とでそれぞれ１つの励振素子を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多周波共用アンテ
ナに係わり、特に、天井等に設置される多周波で、か
つ、広帯域特性が要求される移動通信の屋内中継装置に
適当な低姿勢アンテナ、あるいは移動通信端末用アンテ
ナに適用して有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】携帯電話等の移動通信では、電波が遮蔽
される関係上、屋内での使用が制限されている。そのた
め、駅等の公共施設の天井に中継装置を設け、屋内にお
いても携帯電話を使用可能とすることが試みられてい
る。この中継装置に使用されるアンテナとしては、低姿
勢のものが要求され、この要求を満足するものとして、
例えば、図１４に示す逆Ｆ型アンテナが知られている。
図１４は、従来の逆Ｆ形アンテナの概略構成を示す斜視
図である。同図において、１１０はＬ字形導電体、１２
０は垂直導電体であり、これらは、例えば、金属の線、
条、板、管等で構成される。Ｌ字形導電体１１０は、導
電性の材料から構成される接地導電体１３０に垂直な一
片（以下、単に、垂直部分と称する。）１１１と、接地
導電体１３０にほぼ平行で終端部が開放端１１４とされ
る一片（以下、単に、水平部分と称する。）１１２とで
構成される。ここで、Ｌ字形導電体１１０の垂直部分１
１１は、接地導電体１３０と電気的（または、高周波
的）に接続される。また、垂直導電体１２０の一端は、
Ｌ字形導電体１１０の水平部分１１２の一部に接続さ
れ、他端は、接地導電体１３０に設けられた開口部を介
して、接地導電体１３０の背面に取り付けられた同軸接
栓（図示せず）の芯線に接続される。また、同軸接栓の
外導電体側は、接地導電体１３０に接続される。

【０００３】図１４に示す逆Ｆ型アンテナにおいて、Ｌ
字形導電体１１０の垂直部分１１１の長さ、及び垂直導
電体１２０の長さは、使用中心周波数（ｆｏ）の波長を
λｏとするとき、λｏ／４よりも小さくすることができ
るので、図１４に示す逆Ｆ型アンテナは、１／４波長ホ
イップアンテナに比べてアンテナ全体を低姿勢化を図る
ことができる。但し、Ｌ字形導電体１１０の垂直部分１
１１の長さ、及び垂直導電体１２０の長さをあまり短く
すると、安定して使用可能な周波数帯域幅が狭くなるた
め、Ｌ字形導電体１１０の垂直部分１１１の長さ、及び
垂直導電体１２０の長さは、使用周波数（ｆｏ）と、許
容できる寸法制限によって選択される。ここで、垂直導
電体１２０の長さと、水平部分１１２の垂直導電体１２
０との接続部１１３から開放端１１４までの長さとの和
は、ほぼλｏ／４となるようにし、また、垂直導電体１
２０の長さと、水平部分１１２の垂直導電体１２０との
接続部１１３から短絡端（Ｌ字形導電体１１０の垂直部
分１１１の接地導電体１３０に接続される一端）までの
長さとの和は、同軸接栓とインピーダンス整合がとれる
よう調整して決定する。この図１４に示す逆Ｆ形アンテ
ナは、低姿勢ながらも磁界面（Ｘ−Ｙ面）で、ほぼ無指
向性が得られるため、１／４波長ホイップアンテナなど
の代用として、移動端末アンテナや屋内に設置される基
地局アンテナとして使われている。なお、この図１４に
示す逆Ｆ形アンテナのＶＳＷＲの周波数特性は、ＶＳＷ
Ｒ１.５以下の比帯域幅（比帯域幅：規定の値に合致す
る帯域幅とその帯域の中心周波数との比）で、通常５％
程度である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図１４に示す従来の逆
Ｆ形アンテナは、磁界面で無指向性となり、指向性を維
持しながら、低姿勢のアンテナを実現できる。しかしな
がら、現用されている携帯電話システムでは、送受信帯
域を分けて運用しているため、広帯域に亘って周波数特
性の変化が少ない性能が要求される。さらに、現用され
ている携帯電話システムでは、使用される周波数帯は、
例えば、国内では８００ＭＨｚ帯を始め１５００ＭＨｚ
帯が使われており、今後２０００ＭＨｚでの運用も予定
されている。そのため、図１４に示す従来の逆Ｆ型アン
テナを中継装置に使用する場合には、各周波数帯毎に送
信帯域と受信帯域に合わせた複数のアンテナが必要とさ
れ、中継装置のコストが増大するばかりか、中継装置を
設置する際の障害となるという問題点があった。本発明
は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたも
のであり、本発明の目的は、低姿勢で、かつ多周波を送
受信可能な多周波共用アンテナを提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記の通りである。即ち、本発明は、多周波共用アンテ
ナであって、従来の逆Ｆ形アンテナの垂直導電体（給電
導体）に、先端部が開放端とされるｎ（ｎ≧１）個の導
電体を接続し、このｎ個の導電体と、逆Ｆ形アンテナを
構成するＬ字形導電体および垂直導電体の一部とで、そ
れぞれ１つの励振素子を構成し、これらｎ個の導電体
と、Ｌ字形導電体および垂直導電体の一部とで、第２な
いし第（ｎ＋１）の励振素子を構成したことを特徴とす
る。また、本発明は、前記導電体の先端部が、前記Ｌ字
形導電体の水平部分と平行で、かつ、前記導電体の先端
部と前記Ｌ字形導電体の水平部分との間隔が、前記導電
体の前記垂直導電体と接続される部分と前記Ｌ字形導電
体の水平部分との間隔よりも狭いことを特徴とする。ま
た、本発明は、前記導電体の先端部と、前記Ｌ字形導電
体の水平部分との間に、容量素子または可変容量素子を
接続することを特徴とする。前記手段によれば、ｎ個の
導電体のそれぞれは、逆Ｆ形アンテナを構成するＬ字形
導電体および垂直導電体の一部とで、それぞれ独立した
共振回路を形成する。これにより、垂直導電体を介して
入力された励振電力は、逆Ｆ形アンテナ構成する第１の
励振素子と、前記それぞれ独立した共振回路に分波さ
れ、多周波数共用アンテナを実現することができる。

【０００６】また、本発明は、多周波共用アンテナであ
って、従来の逆Ｆ形アンテナの垂直導電体（給電導体）
に、両端部が開放端とされるｎ（ｎ≧１）個の導電体を
接続し、このｎ個の導電体のそれぞれの導電体の一方の
開放端から垂直導体までの領域と、Ｌ字形導電体および
垂直導電体の一部、並びに、導電体の他方の開放端から
垂直導体までの領域と、Ｌ字形導電体および垂直導電体
の一部とで２つの励振素子を構成し、これらｎ個の導電
体と、Ｌ字形導電体および垂直導電体の一部とで、第２
ないし第（２ｎ＋１）の励振素子を構成したことを特徴
とする。また、本発明は、前記導電体の一方の開放端を
含む領域が、前記Ｌ字形導電体の水平部分と平行で、か
つ、前記導電体の一方の開放端を含む領域と前記Ｌ字形
導電体の水平部分との間隔が、前記導電体の前記垂直導
電体と接続される部分と前記Ｌ字形導電体の水平部分と
の間隔よりも短く、前記導電体の他方の開放端を含む領
域が、前記Ｌ字形導電体の垂直部分を挟むよう設けられ
る２つの突辺を有し、かつ、前記導電体の前記２つの突
辺と前記Ｌ字形導電体の垂直部分との間隔が、前記導電
体の前記垂直導体と接続される部分と前記Ｌ字形導電体
の水平部分との間隔よりも狭いことを特徴とする。ま
た、本発明は、前記導電体の先端部と、前記Ｌ字形導電
体の水平部分、あるいは垂直部分との間に、容量素子ま
たは可変容量素子を接続することを特徴とする。

【０００７】前記手段によれば、ｎ個の導電体のそれぞ
れは、逆Ｆ形アンテナを構成するＬ字形導電体および垂
直導電体の一部とで、それぞれ独立した２つの共振回路
を形成する。これにより、垂直導電体を介して入力され
た励振電力は、逆Ｆ形アンテナ構成する第１の励振素子
と、前記それぞれ独立した共振回路に分波され、多周波
数共用アンテナを実現することができる。また、本発明
は、垂直導電体の他端部に接続され、マイクロストリッ
プ線路で構成される整合回路を有することを特徴とす
る。前記手段によれば、それぞれの周波数帯域で、広帯
域に亘って、インピーダンス整合を図ることが可能とな
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。なお、実施の形態を説明す
るための全図において、同一機能を有するものは同一符
号を付け、その繰り返しの説明は省略する。 ［実施の形態１］図１は、本発明の実施の形態１の多周
波共用アンテナの概略構成を示す斜視図であり、図２
は、図１のＡ−Ａ’切断線に沿った断面構造を示す断面
図である。本実施の形態の多周波共用アンテナは、垂直
導電体２の一部に高域共振素子（本発明の導電体）６を
設け、２周波数共用を図ったことを特徴とする。図１、
図２において、１は逆Ｌ字形からなるＬ字形導電体（放
射素子）、２は垂直導電体であり、これらは、例えば、
金属の線、条、板、管等の導電体で構成される。Ｌ字形
導電体１は、接地導電体３に垂直な一片（以下、単に、
垂直部分と称する。）１１と、接地導電体３にほぼ平行
で終端部が開放端１４とされる一片（以下、単に、水平
部分と称する。）１２とで構成される。ここで、Ｌ字形
導電体１の垂直部分１１は、接地導電体３と電気的（ま
たは高周波的）に接続される。

【０００９】接地導電体３は、導電体であれば、格子や
適宜穴を打ち抜いた金属板（所謂パンチングメタル）を
使用しても良い。垂直導電体２の一端は、Ｌ字形導電体
１の水平部分１２の一部分に接続され、他端は、整合回
路用プリント配線板４上に形成されたマイクロストリッ
プ線路４３を介して同軸接栓５の芯線５１に接続され
る。垂直導電体２のマイクロストリップ線路４３（また
は、同軸接栓５の芯線５１）との接続点から、Ｌ字形導
電体１の開放端までの長さ（即ち、垂直導電体２の長さ
と、Ｌ字形導電体１の水平部分１２における、垂直導電
体２との接続部１３から開放端１４までの長さとの和）
は、本実施の形態のように、２周波数共用の場合には、
低域側使用中心周波数（ｆｏａ）の波長をλｏａとする
とき、ほぼλｏａ／４とする。整合回路用プリント配線
板４は、誘電体基板４１と、この誘電体基板４１の他方
の面に形成され、接地導電体３と電気的に接続される接
地導体４２と、この誘電体基板４１の一方の面に形成さ
れるマイクロストリップ線路（４３〜４５）とで構成さ
れる。マイクロストリップ線路（４３〜４５）は、誘電
体基板４１と接地導体４２とによって不平衡平面回路を
構成しているが、誘電体基板４１に変えて、要所をスペ
ーサー等を用いて保持し間隙を空気として低損失化を図
ってもよく、さらに、接地導体４２と接地導電体３とを
共用させても何ら問題が無い。

【００１０】図３は、本実施の形態のインピーダンス整
合回路を説明するための図である。整合回路用プリント
配線板４の一方の面に形成されるマイクロストリップ線
路４４と、マイクロストリップ線路４４とマイクロスト
リップ線路４５との分岐点から垂直導電体２までのマイ
クロストリップ線路４３（図３（ｃ）のＡ−Ｃ’間）
は、低域周波数整合用スタブを構成し、同様に、マイク
ロストリップ線路４５と、マイクロストリップ線路４４
とマイクロストリップ線路４５との分岐点から垂直導電
体２までのマイクロストリップ線路４３（図３（ｃ）の
Ａ−Ｂ間）は、高域周波数整合用スタブを構成する。さ
らに、マイクロストリップ線路４３は、垂直導電体２
と、同軸接栓５の芯線５１とを接続する調整用マイクロ
ストリップ線路の役割も担う。以下、低域周波数整合用
スタブのスタブ長と、高域周波数整合用スタブのスタブ
長の決定方法について説明する。初めに、高域周波数整
合用スタブ長の長さ、即ち、高い周波数で、高い周波数
の放射素子のインピーダンスを広帯域にし、なおかつ、
インピーダンスを日的のところへ移動するスタブ長を決
定する。この時のスタブ長ＡＢは、図３（ａ）に示すよ
うに、Ｂ点を短絡した場合、ＡＢ＝（λＨ／４）×（２
Ｎ−１）±αＨとなり、Ｂ点を開放した場合、ＡＢ＝
（λＨ／２）×（２Ｎ−１）±αＨとなる。ここで、α
Ｈは、高い周波数のインピーダンスを目的のところへ移
動する長さで、０≦αＨ＜（λＨ／４）を満足する長さ
である。

【００１１】なお、先端短絡の場合には、マイクロスト
リップ線路の先端を、整合回路用プリント配線板４の接
地導体４２（または接地導電体３）にスルホール等を用
いて接続し、先端開放の場合には、マイクロストリップ
の先端に何も接続せず、そのままの状態とする。次に、
低域周波数整合用スタブ長の長さ、即ち、低い周波数
で、低い周波数の放射素子のインビーダンスを広帯域に
し、なおかつ、インピーダンスを目的のところへ移動す
るスタブ長を決定する。この時のスタブ長ＡＣは、図３
（ｂ）に示すように、Ｃ点を短絡した場合、ＡＣ＝（λ
Ｌ／４）×（２Ｎ−１）土αＬとなり、Ｃ点を開放した
場合、ＡＣ＝（λＬ／２）×（２Ｎ−１）土αＬとな
る。ここで、αＬは、低い周波数のインピーダンスを日
的のところへ移動する長さで、０≦αＬ＜（λＬ／４）
を満足する長さである。なお、先端短絡、先端開放の実
現方法は、前述の通りである。一般的に、スタブ長は、
λＨ＜λＬであるので、低い周波数の方が長くなる。

【００１２】そして、周波数の高いスタブと周波数の低
いスタブを合成して、Ａ点において、スタブ長ＡＢ及び
スタブ長ＡＣを満足するスタブ長とする。その方法とし
ては、高い周波数のスタブの途中で、かつ、高い周波数
への影響が少ない位置へ、低い周波数のスタブを取付け
る。その位置Ｄ点は、図３（ｃ）に示すように、Ｂ点か
らＡ点に向かって、Ｂ点を短絡した場合、ＢＤ≒（λＨ
／２）×（２Ｎ−１）となり、Ｂ点を開放した場合、Ｂ
Ｄ≒（λＨ／４）×（２Ｎ−１）となる。このＤ点の位
置に、低い周波数の方のスタブを取付ける。この時、Ｄ
Ｃ’の長さは、 ＤＣ’≒（ＡＣ）−（ＡＤ）−（ＢＤ間のリアクタンス
分による進み位相分） となる。ここで、ＡＤ間のスタブ長が、ＡＤ＝（λＨ／
４）×（２ＮＨ−１）＝（λＬ／４）×（２ＮＬ−１）
のとき、ＡＤＣ’＝ＡＣとなる。ここで、ＮＨは、周波
数の高い方の自然数、ＮＬは、周波数の低い方の自然数
である。これにより、本実施の形態では、それぞれの周
波数帯域において、広帯域に亘ってインピーダンス整合
を図ることが可能となる。

【００１３】高域共振素子６は、金属の線、条、板、管
等の導電体で構成され、この高域共振素子６は、溶接、
かしめ、あるいはねじ止め等の手段により、垂直導電体
２に固定されるとともに、垂直導電体２に電気的に接続
される。ここで、高域共振素子６と、Ｌ字形導電体１の
水平部分１２との間隔は、垂直導電体２との接続部付近
では遠く、先端部分６１では近接するようにされる。な
お、図１、図２では、高域共振素子６を金属の板で形成
し、高域共振素子６の貫通孔（図示せず）に、金属の棒
で構成される垂直導電体２を貫通させ、両者を溶接した
実施の形態を図示している。このような構成を採用する
ことにより、高域共振素子６のＬ字形導電体１との間隔
が離れた導電体には電流が流れインダクタンスが発生
し、また、高域共振素子６の先端部６１では、Ｌ字形導
電体１との間隔が狭くなるため、この間に強い電界が生
ずるため、キャパンシタンスを生ずる。これにより、本
実施の形態では、高域共振素子６、この高域共振素子６
に近接するＬ字形導電体１、および、これらに挟まれた
垂直導電体２は、等価的に、コイル（Ｌ）と容量（Ｃ）
とによる共振回路を構成する。なお、垂直導電体２と、
マイクロストリップ線路４３（または、同軸接栓５の芯
線５１）との接続点から、高域共振素子６の先端部分６
１の開放端までの長さは、本実施の形態のように２周波
数共用の場合には、高域側使用中心周波数（ｆｏｂ）の
波長を（λｏｂ）とするとき、ほぼλｏｂ／４とする。

【００１４】高域共振素子６は、共振周波数以外の周波
数では大きな電流が流れないため、低域側の周波数に影
響を与えないものの、共振周波数付近では大きな共振電
流が流れるために、低域側の周波数を放射する逆Ｆ形ア
ンテナとは独立して、高域共振素子６、高域共振素子６
に近接するＬ字形導電体１、および、これらに挟まれた
垂直導電体２は、高域側の周波数（ｆｏｂ）を放射する
アンテナとして機能する。このように、本実施の形態で
は、低域側の周波数は、Ｌ字形導電体１と垂直導電体２
とで構成される逆Ｆ形アンテナからの放射が主体とな
り、高域側の周波数は、高域共振素子６、高域共振素子
６に近接するＬ字形導電体１、および、これらに挟まれ
た垂直導電体２とで構成されるアンテナからの放射が主
体となる。従って、本実施の形態では、低姿勢で、か
つ、低域側の周波数と、高域側の周波数とを、放射ある
いは受信可能な２周波共振アンテナを実現することがで
きる。

【００１５】なお、高域共振素子６が、板状の形状の場
合にはその幅を、線、棒、管状の形状の場合にはその太
さを増大したり、ほぼ平行に並べられた複数の素子を配
置することで、高域側周波数帯域幅を広くさせることが
可能である。また、Ｌ字形導電体１と垂直導電体２と
が、板状の形状の場合にはその幅を、線、棒、管状の形
状の場合にはその太さを増大したり、ほぼ平行に並べら
れた複数の素子を配置することで、低域側の周波数帯域
幅を広くさせることが可能である。また、Ｌ字形導電体
１の平行部分１２の高さと周波数の広帯域化との関係
は、従来の逆Ｆ形アンテナと同様である。さらに、図
１、図２では、接地導電体３の背面に同軸接栓５が取り
付けられ、同軸接栓５に入力された励振電力は、整合回
路用プリント配線板４に形成されたマイクロストリップ
線路４３を介して、垂直導電体２に供給される場合を示
しているが、同軸接栓５の芯線５１を、接地導電体３及
び整合回路用プリント配線板４の接地導体４２に加工さ
れた穴を貫通させた後、垂直導電体２に接続させるか、
あるいは、芯線５１をそのまま延長させて、Ｌ字形導電
体１の水平部分１２に直接接続して垂直導電体２の代わ
りとしても良い。

【００１６】図４は、本実施の形態の多周波共用アンテ
ナの一例のＶＳＷＲの周波数特性を示すグラフである。
この図４のグラフは、以下（１）〜（４）の諸元から成
る本実施の形態の多周波共用アンテナにおける、同軸接
栓５からアンテナ側を見たＶＳＷＲの周波数特性を示し
たものである。図４のグラフから明らかなように、本実
施の形態の多周波共用アンテナは、現在運用が認められ
ている８００／１５００ＭＨｚの２周波数帯の移動電話
システムに合致して良好な特性となっていることが判
る。 （１）Ｌ字形導電体１の構成 Ｌ字形導電体１は、幅１０ｍｍ、厚さ０.５ｍｍからな
る導電体帯で構成し、その接地導電体３に対する垂直部
分１１の長さは、ほぼ１９ｍｍ、水平部分１２の長さ
は、ほぼ８０ｍｍである。 （２）垂直導電体２の構成 垂直導電体２は、直径５ｍｍの金属棒で構成し、この垂
直導電体２と、Ｌ字形導電体１の垂直部分１１との間の
距離は、約２２ｍｍである。

【００１７】（３）高域共振素子６の構成 高域共振素子６は、厚さ０.５ｍｍからなる導電板を加
工し、その幅は、垂直導電体２の接続部で、接地導電体
３とほぼ平行になる部分では約２５ｍｍ、その他の部分
では１３ｍｍである。また、長さは、垂直導電体２の接
続部で、幅が約２５ｍｍとなる部分は約１５ｍｍ、その
先の部分は約２２ｍｍであり、さらに、その先の部分
は、Ｌ字形導電体１に部分的に近接するように変形され
ている。この高域共振素子６は、垂直導電体２のマイク
ロストリップ線路４３との接続部からほぼ１０ｍｍの高
さに接続した。 （４）整合回路の構成 低域周波数整合用スタブは、前述したように、先端を短
絡させ、その電気長は低域側使用中心周波数（ｆｏａ）
の約１／２波長である。高域周波数整合用スタブは、前
述したように、先端を開放させ、その電気長は高域側使
用中心周波数（ｆｏｂ）の約１／４波長である。低域周
波数整合用スタブと、高域周波数整合用スタブとの分岐
点から、垂直導電体２との接続点まで（図３に示すＡ−
Ｂ間）のマイクロストリップ線路の電気長は、低域側使
用中心周波数（ｆｏａ）の約３／４波長で、かつ、高域
側使用中心周波数（ｆｏｂ）の約５／４波長である。

【００１８】図５は、前記（１）〜（４）の諸元から成
る本実施の形態の多周波共用アンテナにおいて、周波数
が、８００ＭＨｚのときの、図１に示す座標系におけ
る、Ｘ−Ｙ面の電界成分の指向特性を示すグラフであ
る。図６は、前記（１）〜（４）の諸元から成る本実施
の形態の多周波共用アンテナにおいて、周波数が、１５
００ＭＨｚのときの、図１に示す座標系における、Ｘ−
Ｙ面の電界成分の指向特性を示すグラフである。これら
図５、図６のグラフから明らかなように、本実施の形態
の多周波共用アンテナは、２周波数帯においてほぼ無指
向性を示す。

【００１９】図７は、前記（１）〜（４）の諸元から成
る本実施の形態の多周波共用アンテナにおいて、周波数
が、８００ＭＨｚのときの、図１に示す座標系におけ
る、Ｘ−Ｚ面の電界成分の指向特性を示すグラフであ
る。図８は、前記（１）〜（４）の諸元から成る本実施
の形態の多周波共用アンテナにおいて、周波数が、１５
００ＭＨｚのときの、図１に示す座標系における、Ｘ−
Ｚ面の電界成分の指向特性を示すグラフである。これら
図７、図８から明らかなように、本実施の形態の多周波
共用アンテナでは、２周波数帯において、θ±９０°の
範囲（アンテナを天井に付けた場合には床側の半空間、
自動車などの移動体に取り付けた場合には天頂側の半空
間）により大きな放射がされていることが判る。なお、
前記説明では、２周波数帯共用の場合について説明した
が、例えば、図９に示すように、長さや形状の異なる高
域共振素子６ａを複数用いることで、２周波数以上の多
周波数数共用アンテナが実現できることは言うまでもな
い。

【００２０】［実施の形態２］図１０は、本発明の実施
の形態２の多周波共用アンテナの概略構成を示す斜視図
である。本実施の形態の多周波共用アンテナは、プリン
ト配線板のように、誘電体基板７上に金属膜を被着せし
め、エッチング手法等を用いて、Ｌ字形導電体１、垂直
導電体２を形成した点で、前記実施の形態１の多周波共
用アンテナと相違する。なお、図１０では、図１、図２
に示す整合回路用プリント配線板４が図示されていない
が、本実施の形態においても、図１、図２と同様に、マ
イクロストリップ線路４３を、垂直導電体２と同軸接栓
５の芯線５１との間に介在させることも可能である。ま
た、接地導電体３全体をプリント配線板によって構成
し、プリント配線板上にマイクロストリップ線路を形成
させても良い。さらに、天井面に、本実施の形態の多周
波共用アンテナを取り付ける場合には、天井裏側に多く
の空間が存在することが多いので、接地導電体３の背面
に整合回路用プリント配線板４のマイクロストリップ線
路（４３〜４５）を形成したり、通常の同軸線路に分岐
端子や終端器を組み合わせても何ら問題は無い。

【００２１】［実施の形態３］図１１は、本発明の実施
の形態３の多周波共用アンテナの概略構成を示す斜視図
である。本実施の形態の多周波共用アンテナは、高域共
振素子６の先端とＬ字形導電体１の水平部分１２との間
に、可変容量素子（所謂、トリマコンデンサ）８を配置
した点で、前記実施の形態２の多周波共用アンテナと相
違する。本実施の形態のように、可変容量素子を設ける
ことで、高域側使用中心周波数（ｆｏｂ）を調整するこ
とができる。なお、可変容量素子の代わりに、容量素子
を設けることも可能であり、この場合には、最適な容量
素子を選択することで高域側使用中心周波数（ｆｏｂ）
を調整することができる。

【００２２】［実施の形態４］図１２は、本発明の実施
の形態４の多周波共用アンテナの概略構成を示す断面図
であり、図１３は、本発明の実施の形態４の高域共振素
子の概略構成を示す図である。本実施の形態の多周波共
用アンテナは、３周波共用を実現するものであり、図１
３に示すように、本実施の形態では、高域共振素子９の
両端が開放端とされ、一方の先端部分９１は、前記各実
施の形態と同様、Ｌ字形導電体１の水平部分１２との間
隔が、垂直導電体２との接続部付近より近接するように
される。その上、本実施の形態では、高域共振素子９の
他方の先端部分に、２つの突辺９２が設けられ、この２
つの突辺９２で、Ｌ字形導電体１の垂直部分１１を挟む
ようにし、さらに、この２つの突辺９２とＬ字形導電体
１の垂直部分１１との間隔が、垂直導電体２との接続部
付近より近接するようにされる。この高域共振素子９
は、前記実施の形態１同様、金属の線、条、板、管等の
導電体で構成され、この高域共振素子９は、溶接、かし
め、あるいはねじ止め等の手段により、垂直導電体２に
固定されるとともに、垂直導電体２に電気的に接続され
る。なお、図１２では、高域共振素子９を金属の板で形
成し、高域共振素子９の貫通孔９３に、金属の棒で構成
される垂直導電体２を貫通させ、両者を溶接した実施の
形態を図示している。

【００２３】このような構成を採用することにより、前
記実施の形態１で説明した理由と同じ理由により、本実
施の形態では、高域共振素子９、この高域共振素子９に
近接するＬ字形導電体１、および、これらに挟まれた垂
直導電体２は、等価的に、コイル（Ｌ）と容量（Ｃ）と
による２つの共振回路を構成する。なお、垂直導電体２
と、マイクロストリップ線路４３（または、同軸接栓５
の芯線５１）との接続点から、高域共振素子９の先端部
分９１の開放端までの長さは、第１の高域側使用中心周
波数（ｆｏｂａ）の波長を（λｏｂａ）とするとき、ほ
ぼλｏｂａ／４とし、垂直導電体２と、マイクロストリ
ップ線路４３（または、同軸接栓５の芯線５１）との接
続点から、高域共振素子９の突辺９２の開放端までの長
さは、第２の高域側使用中心周波数（ｆｏｂｂ）の波長
を（λｏｂｂ）とするとき、ほぼλｏｂｂ／４とする。
このように、本実施の形態では、低姿勢で、かつ、低域
側の周波数と、高域側の周波数とを、放射あるいは受信
可能な３周波共振アンテナを実現することができる。な
お、本実施の形態において、高域共振素子９の一方ある
いは両方の先端とＬ字形導電体１の垂直部分１１あるい
は水平部分１２との間に、容量素子あるいは可変容量素
子を配置するようにしてもよい。以上、本発明者によっ
てなされた発明を、前記実施の形態に基づき具体的に説
明したが、本発明は、前記実施の形態に限定されるもの
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更
可能であることは勿論である。

【００２４】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。 （１）本発明によれば、低姿勢で、かつ多周波を送受信
可能な多周波共用アンテナを提供することが可能とな
る。 （２）本発明によれば、それぞれの周波数帯域で、広帯
域に亘って、インピーダンス整合を図ることが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１の多周波共用アンテナの
概略構成を示す斜視図である。

【図２】図１にＡ−Ａ’切断線に沿った断面構造を示す
断面図である。

【図３】本発明の実施の形態１のインピーダンス整合回
路を説明するための図である。

【図４】本発明の実施の形態１の多周波共用アンテナの
一例のＶＳＷＲの周波数特性を示すグラフである。

【図５】本発明の実施の形態１の多周波共用アンテナの
一例における、周波数が、８００ＭＨｚのときのＸ−Ｙ
面の電界成分の指向特性を示すグラフである。

【図６】本発明の実施の形態１の多周波共用アンテナの
一例における、周波数が、１５００ＭＨｚのときのＸ−
Ｙ面の電界成分の指向特性を示すグラフである。

【図７】本発明の実施の形態１の多周波共用アンテナの
一例における、周波数が、８００ＭＨｚのときのＸ−Ｚ
面の電界成分の指向特性を示すグラフである。

【図８】本発明の実施の形態１の多周波共用アンテナの
一例における、周波数が、１５００ＭＨｚのときのＸ−
Ｚ面の電界成分の指向特性を示すグラフである。

【図９】本発明の実施の形態１の多周波共用アンテナの
変形例を示す断面図である。

【図１０】本発明の実施の形態２の多周波共用アンテナ
の概略構成を示す斜視図である。

【図１１】本発明の実施の形態３の多周波共用アンテナ
の概略構成を示す斜視図である。

【図１２】本発明の実施の形態４の多周波共用アンテナ
の概略構成を示す断面図である。

【図１３】本発明の実施の形態４の高域共振素子の概略
構成を示す図である。

【図１４】従来の逆Ｆ形アンテナの概略構成を示す斜視
図である。

【符号の説明】

１，１１０…Ｌ字形導電体、２，１２０…垂直導電体、
３，１３０…接地導電体、４…整合回路用プリント配線
板、５…同軸接栓、６，６ａ，９…高域共振素子、７，
４１…誘電体基板、８…可変容量、１１，１１１…垂直
部分、１２，１１２…水平部分、１３，１１３…接続
部、１４，１１４…開放端、４２…接地導体、４３，４
４，４５…マイクロストリップ線路、５１…芯線、６
１，９１…先端部分，９２…突辺、９３…貫通孔。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池上 昌司 埼玉県浦和市辻４−18−２

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 接地導電体と、 前記接地導電体に略平行な第１の部分と、前記接地導電
   体に略垂直な第２の部分とを有し、前記第１の部分の端
   部が開放端とされ、前記第２の部分の端部が前記接地導
   電体と電気的に接続されるＬ字形導電体と、 一端部が前記Ｌ字形導電体の前記第１の部分の一点と電
   気的に接続され、他端部が給電点に電気的に接続される
   垂直導電体と、 一端部が開放端とされ、他端部が前記垂直導電体と電気
   的に接続されるｎ（ｎ≧１）個の導電体とを有し、 前記Ｌ字形導電体と前記垂直導電体とで１つの励振素子
   を構成し、 前記ｎ個の導電体のそれぞれは、前記Ｌ字形導電体およ
   び前記垂直導電体の一部とで、それぞれ１つの励振素子
   を構成することを特徴とする多周波共用アンテナ。
2. 【請求項２】 前記導電体は、前記導電体の開放端を含
   む領域が、前記Ｌ字形導電体の前記第１の部分に平行
   で、かつ、前記導電体の開放端を含む領域と前記Ｌ字形
   導電体の前記第１の部分との間隔が、前記導電体の前記
   垂直導体と接続される部分と前記Ｌ字形導電体の前記第
   １の部分との間隔よりも狭いことを特徴とする請求項１
   に記載の多周波共用アンテナ。
3. 【請求項３】 接地導電体と、 前記接地導電体に略平行な第１の部分と、前記接地導電
   体に略垂直な第２の部分とを有し、前記第１の部分の端
   部が開放端とされ、前記第２の部分の端部が前記接地導
   電体と電気的に接続されるＬ字形導電体と、 一端部が前記Ｌ字形導電体の前記接地導電体に略平行な
   部分の一点と電気的に接続され、他端部が給電点に電気
   的に接続される垂直導電体と、 両端が開放端とされ、中間部で前記垂直導電体と電気的
   に接続されるｎ（ｎ≧１）個の導電体とを有し、 前記Ｌ字形導電体と前記垂直導電体とで１つの励振素子
   を構成し、 前記ｎ個の導電体のそれぞれは、前記導電体の前記一方
   の開放端から前記垂直導体までの領域と、前記Ｌ字形導
   電体および前記垂直導電体の一部、並びに、前記導電体
   の前記他方の開放端から前記垂直導体までの領域と、前
   記Ｌ字形導電体および前記垂直導電体の一部とで２つの
   励振素子を構成することを特徴とする多周波共用アンテ
   ナ。
4. 【請求項４】 前記導電体は、前記導電体の一方の開放
   端を含む領域が、前記Ｌ字形導電体の第１の部分に平行
   で、かつ、前記導電体の一方の開放端を含む領域と前記
   Ｌ字形導電体の前記第１の部分との間隔が、前記導電体
   の前記垂直導体と接続される部分と前記Ｌ字形導電体の
   前記第１の部分との間隔よりも短く、 前記導電体の他方の開放端を含む領域が、前記Ｌ字形導
   電体の前記第２の部分を挟むよう設けられる２つの突辺
   を有し、かつ、前記導電体の前記２つの突辺と前記Ｌ字
   形導電体の第２の部分との間隔が、前記導電体の前記垂
   直導体と接続される部分と前記Ｌ字形導電体の前記第１
   の部分との間隔よりも狭いことを特徴とする請求項３に
   記載の多周波共用アンテナ。
5. 【請求項５】 前記導電体の開放端を含む領域の一部
   と、前記Ｌ字形導電体の前記第１の部分、あるいは前記
   第２の部分との間に設けられる容量素子を有することを
   特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記
   載の多周波共用アンテナ。
6. 【請求項６】 前記導電体の開放端を含む領域の一部
   と、前記Ｌ字形導電体の前記第１の部分、あるいは前記
   第２の部分との間に設けられる可変容量素子を有するこ
   とを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項
   に記載の多周波共用アンテナ。
7. 【請求項７】 前記接地導電体上に設けられる誘電体基
   板を有し、 前記Ｌ字形導電体、前記垂直導電体、および前記ｎ個の
   導電体とは、前記誘電体基板の表面に形成されることを
   特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記
   載の多周波共用アンテナ。
8. 【請求項８】 前記垂直導電体の他端部に接続され、マ
   イクロストリップ線路で構成される整合回路を有するこ
   とを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項
   に記載の多周波共用アンテナ。