JP2004072433A - アンテナユニット、アンテナ装置および放送塔 - Google Patents

Abstract

【課題】２Ｌアンテナ素子などの複数のループを有したアンテナユニット自体の広帯域性を維持しつつ、２Ｌアンテナ素子を１つ用いた２Ｌ型や３つ用いた６Ｌ型などの種々の大きさを有するアンテナユニットを簡易かつ柔軟に実現すること。
【解決手段】複数のループアンテナ素子を有したアンテナユニット６０において、分岐点Ｄ１１，Ｄ１２で順次２分岐し、電源側給電点である分岐点Ｄ１１から３つの２Ｌアンテナ素子１Ａ〜１Ｃに至る各配線長を等しくし、各２Ｌアンテナ素子１Ａ〜１Ｃの各給電点における位相を等しくする。
【選択図】　　　図２１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、それぞれループを形成する複数のループアンテナ素子を有し、主に、ＵＨＦ帯で広帯域特性を呈するアンテナユニット、アンテナ装置および放送塔に関し、特に給電線に対するインピーダンス整合を簡易かつ柔軟に行うことができるアンテナユニット、アンテナ装置および放送塔に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近い将来、地上波ディジタル放送がＵＨＦ帯において開始される。現在のアナログ放送におけるＵＨＦ帯の送信アンテナは、双ループアンテナが多用され、各周波数に合わせて設計されている。ＵＨＦ帯のディジタル化は、アナログ放送と違い同じ時間軸上でネットワークの整備が進められていると考えられる。このため、サテライト局では、各社共同でアンテナシステムを建設する傾向がある。したがって、アンテナコストを下げるためには、複数のチャネルをカバーできる広帯域アンテナが有効である。一方、このディジタル放送開始前の過渡期におけるアナログ／アナログ変換を考えると、広帯域アンテナは必須のものと考える。
【０００３】
図２７は、従来の双ループアンテナの平面図であり、図２８は、従来の双ループアンテナの右側面図である。双ループアンテナ１００は、長手方向に沿う両縁部に略４５°に折り曲げて、主面を形成した平板状の反射器１０６上に、その周長が送信周波数の略波長λとなる円弧状のループアンテナ素子１０１，１０２およびループアンテナ素子１０３，１０４を有した双ループアンテナを、この主面に垂直な方向に、単一指向性を持たせて送信する。
【０００４】
ところで、双ループアンテナは、広帯域特性を有するが、双ループアンテナ素子１０１，１０２および双ループアンテナ素子１０３，１０４は、平行線路であり、給電線側は、特性インピーダンスが５０Ωあるいは７５Ωの同軸線路が用いられため、図２９（ａ）に示すように、双ループアンテナ素子１０１〜１０４と給電線との間にバラン（ｂａｌａｎｃｅ−ｕｎｂａｌａｎｃｅ変換回路：ｂａｌｕｎ）回路２０２が設けられる。なお、通常のアンテナ素子と給電線との間には、このバラン回路２０２が設けられないが、双ループアンテナ素子１０１，１０３と双ループアンテナ素子１０２，１０４とが略平行線路を形成するため、双ループアンテナは、同軸線路である給電線との間にバラン回路２０２を設けなければならないという特殊性を有する。
【０００５】
このバラン回路２０２は、図２９（ｂ）に示すように不平衡線路（同軸線路）と平衡線路（平行線路）とを変換接続する整合回路である。これは、双ループアンテナ素子１０１〜１０４によって形成される平衡線路と、給電線が形成する不平衡線路とをそのまま接続すると、接続点で必ず電流の不平衡分が生じるからである。
【０００６】
図３０は、図２７に示した双ループアンテナのＣ−Ｃ線断面図であり、給電線１０８の内部導体３０１は、接続部３０４を介して外部導体３０２に平行に配置された外部導体３０３に接続される。外部導体３０２，３０３は、接続部３０４で接続されるとともに、略１／４λのところで短絡部３０５によって短絡されている。この外部導体３０２，３０３、接続部３０４、および短絡部３０５がバラン回路である。なお、バラン回路には、種々の形態のものがあり、たとえばＵバランやシュペルトッフ（阻止套管）などがある。
【０００７】
しかし、このバラン回路２０２を設けることによって、給電部を含めた双ループアンテナのインピーダンスの周波数特性は、バラン回路２０２自体が有する周波数特性を含んだものとなり、結果として狭帯域となってしまうという問題点があった。
【０００８】
一方、双ループアンテナ素子１０１〜１０４と給電線１０８とのインピーダンス整合をとるために、図２９（ａ）に示すインピーダンス整合回路２０１を、双ループアンテナ素子１０１〜１０４と給電側との間に形成しなければならない。図２７および図２８に示した双ループアンテナでは、内部導体の径を変えることで、長さを１／４λに変換するインピーダンス整合を行っている。なお、インピーダンス整合回路２０１としては、その他トラップなどのスタブを挿入するものが多い。
【０００９】
しかし、このインピーダンス整合回路２０１では、中心周波数において完全に整合するが、他の周波数に対しては整合せず、リターンロスが大きくなるという問題点があった。
【００１０】
この場合、複数のインピーダンス整合回路２０１を、たとえば３個ぐらい多段に構成して徐々にインピーダンスを変換すれば、その周波数特性は小さくなり、広帯域化を図ることができるが、給電部がいきおい長くなるという問題点を生じることになる。なお、図３１は、双ループアンテナ自体のインピーダンス特性を示している。この双ループアンテナは、設定周波数が６００ＭＨｚであり、ループ間隔が０．５λであり、広帯域のアンテナが実現されている。なお、双ループアンテナ自体のインピーダンスは約１００Ωである。
【００１１】
したがって、従来の双ループアンテナでは、上述したバラン回路２０１およびインピーダンス整合回路２０２を双ループアンテナ素子１０１〜１０４の接続点に接続させることから、その周波数特性が劣化し、双ループアンテナ素子自体の広帯域性を十分に生かしきれていない。
【００１２】
一方、図３２に示すように、双ループアンテナである各２Ｌアンテナ素子４０１，４０２を給電する同軸ケーブル４０４を２分岐し、分岐された各給電線４０３ａ，４０３ｂの特性インピーダンスを、同軸ケーブル４０４の２倍である１００Ωにし、各２Ｌアンテナ素子４０１，４０２の特性インピーダンスとほぼ同じ値にして直接接続し、双ループアンテナの広帯域性を保持しようとするものがある。なお、２Ｌアンテナ素子の「Ｌ」は、ループを意味し、「２Ｌ」は２つのループをもつアンテナ素子であることを示している。
【００１３】
これによれば、給電線４０３ａ，４０３ｂの内部４１１ａ，４１１ｂを２Ｌアンテナ素子４０１，４０２に直接接続してもインピーダンスの不整合は生じない。また、バラン回路も必要とせず、広帯域性を確保することができる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した給電線と２Ｌアンテナ素子とを直接接続する従来の双ループアンテナは、インピーダンスが約１００Ωで広帯域となる２Ｌアンテナ素子を２つ用いることによって４Ｌ型のアンテナユニットを実現しているが、放送塔などの配置される複数のアンテナユニットの構成要素として、この４つのループをもつ４Ｌ型以外のアンテナユニット、たとえば、２Ｌアンテナ素子を１つ用いた広帯域の２Ｌ型のアンテナユニットや、２Ｌアンテナ素子を３つ用いた広帯域の６Ｌ型のアンテナユニットを単位とする大きさのアンテナユニットを、高利得性や、運搬性、取付性、メンテナンス性などの観点から要望される場合があり、この場合、上述したように、特性インピーダンスが５０Ωの給電線によって給電される場合、トランスフォーマなどのインピーダンス整合手段を用いる必要がある。
【００１５】
ここで、上述したように、トランスフォーマを１段構成とすると、トランスフォーマ自体の周波数特性によって狭帯域となるが、トランスフォーマを多段構成とすることによって広帯域性を維持できる。しかしながら、このトランスフォーマを多段構成とすると、反射板から給電部が大きく飛び出す構成を余儀なくされ、このような構成は、アンテナユニット自体の構成を複雑化させるとともに、放送塔などへの取付時における困難性を招き、さらに、アンテナ指向性にも影響を及ぼすという問題点があった。
【００１６】
この発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、２Ｌアンテナ素子などの複数のループを有したアンテナユニット自体の広帯域性を維持しつつ、２Ｌアンテナ素子を１つ用いた２Ｌ型や３つ用いた６Ｌ型などの種々の大きさを有するアンテナユニットを簡易かつ柔軟に実現することができるアンテナユニット、アンテナ装置および放送塔を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１にかかるアンテナユニットは、複数のアンテナ素子を有したアンテナユニットにおいて、電源側給電点から前記複数のアンテナ素子側の各給電点に至る各配線長が等しいことを特徴とする。
【００１８】
この請求項１の発明によれば、電源側給電点から前記複数のアンテナ素子側の各給電点に至る各配線長を等しくしているので、各給電点における位相を同じにすることができ、所望のアンテナ指向性を得ることができる。
【００１９】
また、請求項２にかかるアンテナユニットは、複数のアンテナ素子を有したアンテナユニットにおいて、電源側給電点から前記複数のアンテナ素子側の各給電点に至る各配線長は、それぞれ同一の部分配線長と前記複数のアンテナ素子が輻射する電波の波長の０を含む任意の整数倍の配線長との組み合わせであることを特徴とする。
【００２０】
この請求項２の発明によれば、電源側給電点から前記複数のアンテナ素子側の各給電点に至る各配線長を、それぞれ同一の部分配線長と前記複数のアンテナ素子が輻射する電波の波長の０を含む任意の整数倍の配線長との組み合わせとして、配線長が異なる場合であっても、各配線長の差を波長の整数倍として各給電点における位相を同じにし、これによって給電線の配線を効率的に行うことができる。
【００２１】
また、請求項３にかかるアンテナユニットは、上記の発明において、前記電源側給電点から前記複数のアンテナ素子側の各給電点に至る各配線を２分岐による多段構成としたことを特徴とする。
【００２２】
この請求項３の発明によれば、前記電源側給電点から前記複数のアンテナ素子側の各給電点に至る各配線を２分岐による多段構成とし、比較的簡単な分岐構造によって各給電点までの配線を同じ長さとすることによって、各給電点における位相を同じにすることができ、所望のアンテナ指向性を得ることができる。
【００２３】
また、請求項４にかかるアンテナユニットは、上記の発明において、前記電源側給電点から前記複数のアンテナ素子側の各給電点に至る各配線を３以上の一括多分岐によって接続することを特徴とする。
【００２４】
この請求項４の発明によれば、前記電源側給電点から前記複数のアンテナ素子側の各給電点に至る各配線を３以上の一括多分岐によって接続し、各給電点までの配線を同じ長さとすることによって、各給電点における位相を同じにすることができ、所望のアンテナ指向性を得ることができる。
【００２５】
また、請求項５にかかるアンテナユニットは、上記の発明において、各給電点の配置によって前記配線長をもつ給電線を迂回させることを特徴とする。
【００２６】
また、請求項６にかかるアンテナユニットは、上記の発明において、迂回させる前記給電線はフレキシブルケーブルであることを特徴とする。
【００２７】
また、請求項７にかかるアンテナユニットは、上記の発明において、複数のアンテナ素子の各給電点は３以上であることを特徴とする。
【００２８】
また、請求項８にかかるアンテナユニットは、上記の発明において、前記複数のアンテナ素子は、それぞれループを形成する複数のループアンテナ素子であることを特徴とする。
【００２９】
また、請求項９にかかるアンテナユニットは、上記の発明において、前記複数のループアンテナ素子間および給電線を接続する平行線路を有し、該平行線路間の間隔を変えて給電線との間のインピーダンス整合を行う平行線路部を備えたことを特徴とする。
【００３０】
この請求項９の発明によれば、平行線路部が、複数のループアンテナ素子間および給電線を接続する平行線路を有し、該平行線路の間隔の増加によって給電線側に対するインピーダンスを増大させる等によって、該平行線路間の間隔を変えて給電線との間のインピーダンス整合を広帯域に行うようにし、各給電点におけるインピーダンスが異なる場合であっても、簡易かつ柔軟にインピーダンス整合を行うことができる。
【００３１】
また、請求項１０にかかるアンテナユニットは、上記の発明において、前記複数のループアンテナ素子間および給電線を接続する平行線路を有し、該平行線路に沿って固定された平行平板を設け、該平行平板間の対向する面積を変えて給電線との間のインピーダンス整合を行う平行線路部を備えたことを特徴とする。
【００３２】
この請求項１０の発明によれば、平行線路部が、複数のループアンテナ素子間および給電線を接続する平行線路を有し、該平行線路に沿って固定された平行平板を設け、該平行平板間の対向する面積の増加によって給電線に対するインピーダンスを減少させる等によって、該平行平板間の対向する面積を変えて給電線との間のインピーダンス整合を広帯域に行うようにし、各給電点におけるインピーダンスが異なる場合であっても、簡易かつ柔軟にインピーダンス整合を行うことができる。
【００３３】
また、請求項１１にかかるアンテナユニットは、上記の発明において、前記平行線路部は、前記平行平板の対向する面積を変えるとともに前記平行線路間の間隔を変えて給電線との間のインピーダンス整合を行うことを特徴とする。
【００３４】
また、請求項１２にかかるアンテナユニットは、上記の発明において、前記複数のループアンテナ素子間および給電線を接続する平行線路を有し、該平行線路間に誘電体部材を設け、該誘電体部材の誘電率を変えて給電線との間のインピーダンス整合を行う平行線路部を備えたことを特徴とする。
【００３５】
この請求項１２の発明によれば、平行線路部が、複数のループアンテナ素子間および給電線を接続する平行線路を有し、該平行線路間に誘電体部材を設け、該誘電体部材の誘電率を変えて給電線との間のインピーダンス整合を広帯域に行うようにし、各給電点におけるインピーダンスが異なる場合であっても、簡易かつ柔軟にインピーダンス整合を行うことができる。
【００３６】
また、請求項１３にかかるアンテナユニットは、上記の発明において、前記平行線路部は、前記平行線路に沿って固定された平行平板を設け、該平行平板に対向する面積、前記誘電体部材の誘電率、あるいは前記平行線路間の間隔のいずれか一つ以上を変化させる組み合わせ設定によって給電線との間のインピーダンス整合を行うことを特徴とする。
【００３７】
また、請求項１４にかかるアンテナユニットは、上記の発明において、複数のアンテナ素子を有したアンテナユニットにおいて、電源側給電点から前記複数のアンテナ素子側の各給電点に至る各配線内の線路間に誘電体部材を充填し、電気長を調整することにより、実際の配線長に拘らず各給電点における位相を同じにすることを特徴とする。
【００３８】
また、請求項１５にかかるアンテナユニットは、上記の発明において、反射板をさらに備え、前記複数のアンテナ素子は、前記反射板上に所定の距離を置いて配置されることを特徴とする。
【００３９】
また、請求項１６にかかるアンテナ装置は、請求項１〜１５のいずれか一つに記載のアンテナユニットを円環状に均等に配列したことを特徴とする。
【００４０】
この請求項１６の発明によれば、請求項１〜１５のいずれか一つに記載のアンテナユニットを円環状に均等に配列することによって、水平面内のアンテナ指向性をほぼ均等にすることができるとともに、複数のアンテナ素子の数に関係なく、簡易かつ柔軟に給電線に対するインピーダンス整合を広帯域に行うことができるので、アンテナユニットの配置を効率的に行うことができる。
【００４１】
また、請求項１７にかかる放送塔は、請求項１〜１５のいずれか一つに記載のアンテナユニットまたは請求項１６に記載のアンテナ装置を、所定の地上高に設置したことを特徴とする。
【００４２】
この請求項１７の発明によれば、請求項１〜１５のいずれか一つに記載のアンテナユニットまたは請求項１６に記載のアンテナ装置を、所定の地上高に設置して、広帯域性をもち、かつ広帯域性をもつことから、従来のアンテナ指向性を少なくとも維持した電波を放射することができる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかるアンテナユニット、アンテナ装置および放送塔の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００４４】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１であるアンテナユニットの概要構成を示す模式図である。図１において、このアンテナユニット１０は、２つのループアンテナ素子ＬＰ１，ＬＰ２からなる２Ｌアンテナ素子１を有している。各ループアンテナ素子ＬＰ１，ＬＰ２の周長は、送信周波数の波長λに設定される。
【００４５】
２Ｌアンテナ素子１の給電点には、特性インピーダンス５０Ωの同軸ケーブル４が接続される。ここで、図２７および図２８に示した従来のアンテナユニットでは、給電点の同軸ケーブル４側においてインピーダンス整合回路などを設けていたが、このアンテナユニット１０では、各ループアンテナ素子ＬＰ１，ＬＰ２間に形成され、各ループアンテナ素子ＬＰ１，ＬＰ２間を接続保持する平行線路２ａ，２ｂによって形成される平行線路部２によって２Ｌアンテナ素子１全体のインピーダンス調整がなされ、２Ｌアンテナ素子１全体のインピーダンスＺ_０は約５０Ωに設定される。なお、同軸ケーブル４の内部導体１１ａは、平行線路２ａ，２ｂの一方に直接接続され、外部導体４ａは、平行線路２ａ，２ｂの他方に直接接続される。
【００４６】
つぎに、図２および図３を参照して、アンテナユニット１０の構成について説明する。図２は、アンテナユニット１０の構成を示す平面図であり、図３は、アンテナユニット１０の構成を示す右側面図である。図２および図３において、２Ｌアンテナ素子１は、長手方向に沿う両縁部に略４５°に折り曲げて、主面を形成した平板状の反射板５上に、略波長λとなる円弧状のループアンテナ素子を有した双ループアンテナである。２Ｌアンテナ素子１は、反射板５の面に対して高さＬ３の位置に平行に設置される。この高さＬ３は、約λ／４である。
【００４７】
同軸ケーブル４は、その内部導体１１ａが２Ｌアンテナ素子１の中央の一方に直接接続される。なお、上述したように、同軸ケーブル４は、特性インピーダンスが５０Ωに設定されている。また、同軸ケーブル４の外部導体４ａは、図２に示す反射板５を介して２Ｌアンテナ素子１のアンテナ端部に接続される。
【００４８】
ここで、平行線路部２は、同軸ケーブル４のインピーダンス５０Ωにインピーダンス整合するように、２Ｌアンテナ素子１のインピーダンスＺ_０が５０Ωとなるように調整される。平行線路２ａ，２ｂは、角柱によって形成され、平行線路２ａ，２ｂ間の間隔ｄの調整によって、インピーダンス調整される。
【００４９】
図４〜図７は、平行線路２ａ，２ｂの間隔ｄを変化させた場合における２Ｌアンテナ素子１のインピーダンス特性を示す図である。図４〜図７では、それぞれ間隔ｄを、１８ｍｍ、２７ｍｍ、４０ｍｍ、６１ｍｍに変化させている。２つのループアンテナ素子ＬＰ１，ＬＰ２間の距離は３２７ｍｍであり、反射板５と各ループアンテナ素子ＬＰ１，ＬＰ２との距離Ｌ３は１５０ｍｍであり、各ループアンテナ素子ＬＰ１，ＬＰ２の直径は２００ｍｍφである。なお、各ループアンテナ素子ＬＰ１，ＬＰ２および平行線路２ａ，２ｂは、角柱であり、１０ｍｍ四方である。
【００５０】
図４〜図７に示したインピーダンス特性結果では、間隔ｄを大きくするにしたがって、抵抗分（ＲｅＺ）は増加し、リアクタンス成分（ＩｍＺ）はほとんど変化しないことがわかる。ここで、抵抗分は、約５０Ωから約１５０Ωに増加し、またリアクタンス分は、数十Ωで変化しない。すなわち、比較的広帯域（４５０〜７５０ＭＨｚ）において、間隔ｄを大きくすることによって、２Ｌアンテナ素子１側のインピーダンスを大きくすることができる。この実施の形態１では、平行線路２ａ，２ｂのインピーダンスを変化させる場合、平行線路２ａ，２ｂ間の間隔ｄを変化させることによって、平行線路２ａ，２ｂ間のキャパシタンスＣを変化させたことになる。キャパシタンスＣは、電界が集中してインピーダンスの値に大きく寄与する対向部分によって近似的に、Ｃ＝ε（Ｓ／ｄ）によって表され、高周波回路において抵抗成分とコンダクタンス成分とは無視できる程小さいため、特性インピーダンスＺ＝√（Ｌ／Ｃ）と表すことができる。ただし、εは誘電率であり、Ｓは、平行線路２ａ，２ｂの対向する面積であり、Ｌは、ここではインダクタンス成分を示す。すなわち、間隔ｄを大きくすると、キャパシタンスＣは小さくなり、キャパシタンスＣが小さくなると、特性インピーダンスＺは、大きくなる。したがって、間隔ｄを増加させると、インピーダンスは増加することになる。
【００５１】
この実施の形態１では、ループアンテナ素子ＬＰ１，ＬＰ２を保持し接続する平行線路部２を有効活用し、給電線である５０Ωの同軸ケーブル４にインピーダンス整合すべく、約５０Ωのインピーダンスをもつ２Ｌアンテナ素子に調整されるので、簡易かつ柔軟な構成によって２Ｌアンテナ素子と給電系とのインピーダンス整合を行うことができる。
【００５２】
もちろん、反射板５と平行線路部２との間の接続部を用いた従来の方式によるインピーダンス整合を併せて行うようにしてもよい。たとえば、図８（ａ）に示すように、内部導体１１ａが、２Ｌアンテナ素子１の中央部分の平行線路間を通り、その先端と平行線路２ｂとの間は、導通部材１ｃによってＬ字型に橋渡され、導通され、一方、外部導体が、他方の平行線路２ａに接続される。ここで、内部導体１１ａには、リング部材１１ｃが環装され、２Ｌアンテナ素子１と同軸ケーブル４との間のインピーダンスの微調を行うようにする。そして、平行線路部２によってインピーダンスの粗調整を行うようにする。さらに、図８（ｂ）に示すように、バラン調整用の導体１１ｄを設けるようにしてもよい。
【００５３】
また、上述した２Ｌアンテナ素子１自体のインピーダンスは略５０Ωであるとしたが、たとえば、２Ｌアンテナ素子１自体のインピーダンスが略１００Ω、略１５０Ωあるいは略２００Ωである場合には、平行線路２ａ，２ｂ間の間隔ｄをさらに広げることによってインピーダンス整合を行うことができる。また、同軸ケーブル４の特性インピーダンスが７５Ωである場合には、平行線路２ａ，２ｂ間の間隔ｄを狭めるように調整し、これによって２Ｌアンテナ素子と給電系とのインピーダンス整合を行うことができる。
【００５４】
さらに、上述した実施の形態１では、平行線路２ａ，２ｂおよびループアンテナ素子ＬＰ１，ＬＰ２を角柱とし、その断面形状は矩形であったが、これに限らず、たとえば円柱であってもよい。断面が円形である場合、平行線路の特性インピーダンスＺ０は、
Ｚ０＝１２０・ｃｏｓｈ^−１（Ｄ／ｄ）
で求めることができる。したがって、図９に示すような一辺が長さｘである正方形の断面をもつ場合、この正方形の内接円の直径はｘとなり、破線で示す正方形と同じ面積をもつ円の直径Ｄは、
Ｄ＝（２／√（π））・ｘ
となる。したがって、この直径Ｄの値をもつ円柱を用いた場合に、一辺の長さがｘの正方形の断面をもつ角柱とほぼ同じインピーダンスを呈することになる。
【００５５】
なお、上述したアンテナユニット１０は、レドームを設け、風雨に対する強度を持たせるようにするのが好ましい。
【００５６】
（実施の形態２）
つぎに、この発明の実施の形態２について説明する。上述した実施の形態１では、平行線路部２の平行線路２ａ，２ｂ間の間隔ｄを変化させることによって２Ｌアンテナ素子１自体のインピーダンスを変化させようとするものであったが、この実施の形態２では、平行線路部２の平行線路２ａ，２ｂに沿って平行平板２２ａ，２２ｂを設け、キャパシタンスＣの調整を積極的に行おうとするものである。
【００５７】
図１０は、この発明の実施の形態２であるアンテナユニットの概要構成を示す模式図である。図１０において、このアンテナユニット２０は、平行線路部２の平行線路２ａ，２ｂの内側に沿って平行平板２２ａ，２２ｂを設けている。その他の構成は実施の形態１と同じであり、同一部分には同一符号を付している。
【００５８】
図１１は、平行線路部２の縦断面図である。図１１（ａ）に示すように、平行平板２２ａ，２２ｂは、平行線路２ａ，２ｂの内側にそれぞれ固定され、平行線路２ａ，２ｂの上面から高さｈを有し、長手方向に延びる銅（Ｃｕ）平板である。上述したように、キャパシタンスＣは、電界が集中してインピーダンスの値に大きく寄与する対向部分によって近似的に、Ｃ＝ε（Ｓ／ｄ）によって表され、間隔ｄおよび誘電率は一定であるため、平行平板２２ａ，２２ｂが対向する面積Ｓを増加させることによって、キャパシタンスＣは、増大し、特性インピーダンスＺ＝√（Ｌ／Ｃ）は、減少することになる。なお、図１１（ｂ）に示した平行平板２２ｃ，２２ｄのように、平行線路２ａ，２ｂの下方にも延びるように平行平板を設置してもよい。
【００５９】
図１２〜図１５は、平行平板２２ａ，２２ｂの高さｈを変化させた場合における２Ｌアンテナ素子１のインピーダンス特性を示す図である。図１２〜図１５では、それぞれ高さｈを、０ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍに変化させているただし、平行線路２ａ，２ｂの一辺の長さは１０ｍｍであり、この分が実質的には高さ分に寄与する。なお、実施の形態１と同様に、２つのループアンテナ素子ＬＰ１，ＬＰ２間の距離は３２７ｍｍであり、反射板５と各ループアンテナ素子ＬＰ１，ＬＰ２との距離Ｌ３は１５０ｍｍであり、各ループアンテナ素子ＬＰ１，ＬＰ２の直径は２００ｍｍφである。なお、上述したように、各ループアンテナ素子ＬＰ１，ＬＰ２および平行線路２ａ，２ｂは、角柱であり、１０ｍｍ四方である。また、平行線路２ａ，２ｂの間隔ｄは、２７ｍｍである。
【００６０】
図１２〜図１５に示したインピーダンス特性結果では、高さｈを大きくするにしたがって、抵抗分（ＲｅＺ）は減少し、リアクタンス成分（ＩｍＺ）はほとんど変化しないことがわかる。ここで、抵抗分は、約７５Ωから約５０Ωに減少し、またリアクタンス分は、数十Ωでほとんど変化しない。すなわち、比較的広帯域（４５０〜７５０ＭＨｚ）において、高さｈを大きくすることによって、面積Ｓが大きくなり、２Ｌアンテナ素子１側のインピーダンスを小さくすることができる。この実施の形態１では、平行線路部２のインピーダンスを変化させる場合、平行線路２ａ，２ｂ間に設ける平行平板２２ａ，２２ｂの高さを変化させて面積Ｓを変化させ、これによって、平行線路２ａ，２ｂ間のキャパシタンスＣを変化させている。
【００６１】
この実施の形態２では、ループアンテナ素子ＬＰ１，ＬＰ２を保持し接続する平行線路部２を有効活用し、取付自在な各種面積Ｓを有した平行平板２２ａ，２２ｂを設けることによって、２Ｌアンテナ素子１全体のインピーダンスが、給電線である同軸ケーブル４のインピーダンス（５０Ω）に整合するように調整しているので、簡易かつ柔軟な構成によって２Ｌアンテナ素子と給電系とのインピーダンス整合を行うことができる。
【００６２】
なお、上述した平行平板２２ａ，２２ｂは、帯状の平行平板であったが、これに限らず、対向する面積を可変できる形状であれば、その形状は任意である。また、平行平板２２ａ，２２ｂの材質はＣｕによって形成するようにしているが、これに限らず、導電性があればよい。
【００６３】
（実施の形態３）
つぎに、この発明の実施の形態３について説明する。上述した実施の形態２では、平行線路部２の平行線路２ａ，２ｂに沿って平行平板２２ａ，２２ｂを設け、キャパシタンスＣの変化によってインピーダンスの調整を行うようにしていたが、この実施の形態３では、平行平板２２ａ，２２ｂ間に誘電体部材３２を設けるようにし、さらにキャパシタンスＣの変化を大きく変化できるようにしている。
【００６４】
図１６は、この発明の実施の形態３であるアンテナユニットの概要構成を示す模式図である。図１６において、このアンテナユニット３０は、平行線路部２の平行線路２ａ，２ｂの内側に沿って設けられた平行平板２２ａ，２２ｂ間にさらに誘電体部材３２を設けるようにしている。その他の構成は実施の形態２と同じであり、同一部分には同一符号を付している。
【００６５】
上述したように、キャパシタンスＣは、電界が集中してインピーダンスの値に大きく寄与する対向部分によって近似的に、Ｃ＝ε（Ｓ／ｄ）によって表され、間隔ｄおよび面積Ｓ（高さｈ）が一定である場合、誘電体部材３２の材質を変化させて、誘電率を増加させると、キャパシタンスＣは、増大し、特性インピーダンスＺ＝√（Ｌ／Ｃ）は、減少することになる。これによって、２Ｌアンテナ素子１全体のインピーダンス調整を行うことができる。
【００６６】
この実施の形態３では、ループアンテナ素子ＬＰ１，ＬＰ２を保持し接続する平行線路部２を有効活用し、平行平板２２ａ，２２ｂ間に誘電体部材３２を設け、この誘電体部材３２の材質を変えることによって誘電率を変化させ、２Ｌアンテナ素子１のインピーダンスを、給電線である同軸ケーブル４のインピーダンスと同じ５０Ωに調整できるようにしているので、簡易かつ柔軟な構成によって２Ｌアンテナ素子と給電系とのインピーダンス整合を行うことができる。しかも、この実施の形態３では、誘電体部材３２が平行線路２ａ，２ｂ間を保持固定する機能をも併せ持っているため、一層、機械的強度の高いアンテナユニット３０を形成することができる。
【００６７】
なお、上述した実施の形態１〜３を適宜組み合わせることによって、一層、コンパクトな平行線路部２とすることができるとともに、一層大きなインピーダンス整合を行うことができる。
【００６８】
また、上述した実施の形態１〜３では、いずれもキャパシタンスＣを変化させるようにしていたが、平行線路２ａ，２ｂに対するインダクタンスＬを変化させるようにしてもよい。
【００６９】
（実施の形態４）
つぎに、この発明の実施の形態４について説明する。この実施の形態４では、上述した２Ｌアンテナ素子１を３つ組み合わせた６Ｌループアンテナを形成し、これら２Ｌアンテナ素子１を同時に並行給電している。
【００７０】
図１７は、この発明の実施の形態４であるアンテナユニットの概要構成を示す模式図である。図１７において、このアンテナユニット４０は、実施の形態１〜３に示した２Ｌアンテナ素子１に対応する３つの２Ｌアンテナ素子１Ａ〜１Ｃを有する。各２Ｌアンテナ素子１Ａ〜１Ｃは、平行線路部２に対応した平行線路部４２Ａ〜４２Ｃを有し、平行線路２ａ，２ｂに対応した平行線路４２ａ，４２ｂを有している。ここで、各平行線路部４２Ａ〜４２Ｃは、実施の形態１〜３に示したように、間隔ｄ、平行平板２２ａ，２２ｂの高さｈ、誘電体部材３２の誘電率のいずれを変化させてもよいし、これらの変化を組み合わせるようにしてもよい。
【００７１】
図１７において、５０Ωの特性インピーダンスを有する同軸ケーブル４は、分岐点Ｄ１を介して３分岐し、同軸管３を介して各２Ｌアンテナ素子１Ａ〜１Ｃに給電する。すなわち、同軸管３ａ〜３ｃを介してそれぞれ２Ｌアンテナ素子１Ａ〜１Ｃに給電される。ここで、同軸管３ａの長さはＬ１＋ΔＬであり、同軸管３ｂの長さはΔＬであり、同軸管３ｃの長さはＬ２＋ΔＬである。また、長さＬ１は長さＬ２に等しい。したがって、同軸管３ａ、３ｃと同軸管３ｂの配線長の差Ｌ１，Ｌ２を波長λの整数倍とすることによって、各２Ｌアンテナ素子１Ａ〜１Ｃの各給電点における位相を同じにすることができる。
【００７２】
ここで、分岐点Ｄ１では、各同軸管３ａ〜３ｃの特性インピーダンスは１５０Ωになる。すなわち、各２Ｌアンテナ素子１Ａ〜１Ｃ側をみたインピーダンスは１５０Ωになる。したがって、各２Ｌアンテナ素子１Ａ〜１Ｃ自体は、これらを構成するループアンテナ素子ＬＰ１，ＬＰ２自体のインピーダンスにかかわらず、略１５０Ωに調整することによってインピーダンス整合がなされ、効率的な給電が行われることになる。このため、平行線路部４２Ａ〜４２Ｃのインピーダンス調整が行われ、各２Ｌアンテナ素子１Ａ〜１Ｃ自体のインピーダンスＺ_１〜Ｚ_３が１５０Ωに設定される。なお、この場合、同軸管３ａ〜３ｃのインピーダンスは同一であるので、同軸ケーブル４から入力された電力Ｐは、等分配される。
【００７３】
この実施の形態４では、２Ｌアンテナ素子１Ａ〜１Ｃを３つ用いて６Ｌループアンテナを構成したが、この場合に、多段のトランスフォーマなどのインピーダンス整合手段を設けなくてもよいので、簡易な構成で６Ｌループアンテナを有したアンテナユニットを実現することができる。
【００７４】
（実施の形態５）
つぎに、この発明の実施の形態５について説明する。上述した実施の形態４では、６Ｌループアンテナを実現する場合に、長さＬ１，Ｌ２を波長λの整数倍にしていたが、この実施の形態は、長さＬ１，Ｌ２を波長λの整数倍にできない場合であっても、各２Ｌアンテナ素子１Ａ〜１Ｃの給電点に対する位相が同じになるようにしている。
【００７５】
図１８は、この発明の実施の形態５であるアンテナユニットの概要構成を示す模式図である。図１８において、このアンテナユニット５０は、実施の形態１〜３に示した２Ｌアンテナ素子１に対応する３つの２Ｌアンテナ素子４１Ａ，５１Ｂ，４１Ｃを有する。各２Ｌアンテナ素子４１Ａ，４１Ｃは、実施の形態４に示した２Ｌアンテナ素子と同じであるが、２Ｌアンテナ素子５１Ｂは、平行線路部４２Ａ，４２Ｃとは異なる平行線路部５２Ｂを有する。すなわち、２Ｌアンテナ素子５１Ｂは、他の２Ｌアンテナ素子４１Ａ，４１Ｃのループ間距離ＬＡに比して長いループ間距離ＬＢに設定されており、このために、平行線路部５２Ｂの平行線路５２ａ，５２ｂの長さが、平行線路４２ａ，４２ｂと異なる。
【００７６】
ここで、各平行線路部４２Ａ，５２Ｂ，４２Ｃは、実施の形態１〜３に示したように、間隔ｄ、平行平板２２ａ，２２ｂの高さｈ、誘電体部材３２の誘電率のいずれを変化させてもよいし、これらの変化を組み合わせるようにしてもよい。
【００７７】
一方、５０Ωの特性インピーダンスを有する同軸ケーブル４は、実施の形態４と同じように、分岐点Ｄ１において３分岐し、同軸管３を介して各２Ｌアンテナ素子４１Ａ，５３Ａ，４１Ｃに給電する。すなわち、同軸管３ａ，５３ｂ，３ｃを介してそれぞれ２Ｌアンテナ素子４１Ａ，５３Ａ，４１Ｃに給電される。ここで、同軸管３ａの長さはＬ１１＋ΔＬであり、同軸管５３ｂの長さは、ΔＬであり、同軸管３ｃの長さはＬ１２＋ΔＬであり、長さＬ１１と長さＬ１２とは等しい。ここで、平行線路５２ａ，５２ｂ間に比誘電率εｒの誘電体部材５４を設け、電気長を実質的に長くしている。この電気長は、比誘電率が「１」の空気の場合に比して、√（εｒ）倍の電気長をもつことになる。すなわち、ループ間距離ＬＢを長くするとともに、平行線路５２ａ，５２ｂ間に誘電体を設けて実質的な電気長を長くし、これによって給電線の長さを稼ごうとするものである。その結果、分岐点Ｄ１から、各２Ｌアンテナ素子４１Ａ，５１Ｂ，４１Ｃを構成する各ループアンテナ素子ＬＰ１，ＬＰ２への電気長は同じに設定され、各ループアンテナ素子ＬＰ１，ＬＰ２の給電位相は同一となる。なお、この場合、次式を満足することによって、分岐点Ｄ１から各ループアンテナ素子ＬＰ１，ＬＰ２への電気長は同じになる。
√（εｒ）・（ＬＢ／２）＝（ＬＡ／２）＋Ｌ１１
【００７８】
ここで、分岐点Ｄ１において５０Ωの同軸ケーブル４から３分岐された各同軸管３ａ，５３ｂ，３ｃの特性インピーダンスは１５０Ωになる。すなわち、各２Ｌアンテナ素子４１Ａ，５３Ａ，４１Ｃ側をみたインピーダンスは１５０Ωになる。したがって、各２Ｌアンテナ素子４１Ａ，５１Ｂ，４１Ｃ自体は、これらを構成するループアンテナ素子ＬＰ１，ＬＰ２自体のインピーダンスにかかわらず、略１５０Ωに調整することによってインピーダンス整合がなされ、効率的な給電が行われることになる。このため、平行線路部４２Ａ，５２Ｂ，４２Ｃのインピーダンス調整が行われ、各２Ｌアンテナ素子４１Ａ，５１Ｂ，４１Ｃ自体のインピーダンスＺ_１〜Ｚ_３が１５０Ωに設定される。なお、この場合、同軸管３ａ，５３ｂ，３ｃのインピーダンスは同一であるので、同軸ケーブル４から入力された電力Ｐは、等分配される。
【００７９】
ここで、２Ｌアンテナ素子５１Ｂの平行線路５２ａ，５２ｂの長さを長くし、誘電体部材５４を設けてインピーダンス調整を行っているが、このインピーダンス調整とともに、電気長調整も行われているので、長さＬ１１，Ｌ１２を必ずしも波長λの整数倍にする必要がない。
【００８０】
この実施の形態５では、２Ｌアンテナ素子４１Ａ，５１Ｂ，４１Ｃを３つ用いて６Ｌループアンテナを構成したが、この場合に、多段のトランスフォーマなどのインピーダンス整合手段を設けなくてもよいので、簡易な構成で６Ｌループアンテナを有したアンテナユニットを実現することができる。
【００８１】
なお、上述した実施の形態５では、２Ｌアンテナ素子５１Ｂのループ間距離ＬＢを長くし、誘電体部材５４を設けることによって、各ループアンテナ素子ＬＰ１，ＬＰ２に対する給電位相を同じにしていたが、分岐点Ｄ１から２Ｌアンテナ素子１Ｂまでの給電線３ｂの外部導体と内部導体との間に比誘電率εｒの高い誘電体部材を設けることによって電気長を稼ぐようにしてもよい。
【００８２】
図１９は、この発明の実施の形態５であるアンテナユニットの変形例の構成を示す図である。図１９において、各２Ｌアンテナ素子１Ａ〜１Ｃは全て同一のループ間距離をもつ２Ｌアンテナ素子であり、図１７に示した２Ｌアンテナ素子と同一である。ただし、同軸管３ａ，３ｃの部分的な長さＬ３，Ｌ４（＝Ｌ３）は、波長の整数倍の長さでなくてもよい。そして、同軸管３ｂの外部導体と内部導体との間には比誘電率εｒの誘電体部材４３が充填される。この場合、次式
Ｌ３＋ΔＬ＝√（εｒ）・ΔＬ
を満足させる必要がある。なお、外径Ｄ、内径ｄを有する同軸管の特性インピーダンスＺＡは、
ＺＡ＝（６０／√（εｒ））・ｌｎ（Ｄ／ｄ）
で表され、同軸管の外径と内径との比と比誘電率εｒを適切に設定することによって、分岐点Ｄ１から各２Ｌアンテナ素子１Ａ〜１Ｃへの電気長を同じにすることができ、給電位相を同じにすることができる。
【００８３】
なお、上述した２Ｌアンテナ素子５１Ｂの構成と上述した変形例に示した同軸管の構成とを組み合わせて、電気長を同一にするようにしてもよい。
【００８４】
（実施の形態６）
つぎに、この発明の実施の形態６について説明する。上述した実施の形態５では、２Ｌアンテナ素子５１Ｂのループ間距離ＬＢを大きくとり、平行線路５２ａ，５２ｂを平行線路４２ａ，４２ｂに比して長くした構成としていたが、この実施の形態６では、同軸管３ｂを同軸ケーブルなどのフレキシブルなケーブルに置き換えて迂回させ、これによって給電線の配線長を確保するようにしている。
【００８５】
図２０は、この発明の実施の形態６であるアンテナユニットの概要構成を示す模式図である。このアンテナユニット５１は、実施の形態４に示したアンテナユニット４０の同軸管３ｂに代えて、同軸ケーブル４３ｂを用い、この同軸ケーブル４３ｂを迂回させて、この同軸ケーブル４３ｂの長さΔＬＡを、長さＬ１＋ΔＬと同じにしている。この場合、長さＬ１，Ｌ２は、１λ（１波長）の長さである必要はない。その他の構成は、実施の形態４と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【００８６】
このアンテナユニット５１では、分岐点Ｄ１から各２Ｌアンテナ素子１Ａ〜１Ｃに至るまでの配線長を全て同じにすることができるため、各２Ｌアンテナ素子１Ａ〜１Ｃの給電点における給電位相が同じになる。
【００８７】
（実施の形態７）
つぎに、この発明の実施の形態７について説明する。上述した実施の形態４，５では、いずれも分岐点Ｄ１によって給電系を３分岐して３つの２Ｌアンテナ素子を並列給電しようとするものであったが、この実施の形態７では、木構造的な２分岐を多段階繰り返し行って３つの２Ｌアンテナ素子を並列給電するようにしている。
【００８８】
図２１は、この発明の実施の形態７であるアンテナユニットの概要構成を示す模式図である。図２１において、このアンテナユニット６０は、実施の形態１〜３に示した２Ｌアンテナ素子１に対応する３つの２Ｌアンテナ素子１Ａ〜１Ｃを有する。各２Ｌアンテナ素子１Ａ〜１Ｃは、平行線路部２に対応した平行線路部６２Ａ〜６２Ｃを有し、平行線路２ａ，２ｂに対応した平行線路６２ａ，６２ｂを有している。ここで、各平行線路部６２Ａ〜６２Ｃは、実施の形態１〜３に示したように、間隔ｄ、平行平板２２ａ，２２ｂの高さｈ、誘電体部材３２の誘電率のいずれを変化させてもよいし、これらの変化を組み合わせるようにしてもよい。
【００８９】
図２１において、５０Ωの特性インピーダンスを有する同軸ケーブル４は、分岐点Ｄ１１を介して同軸管３ｃ，３ｄに２分岐される。同軸管３ｃは、２Ｌアンテナ素子１Ｃの給電点に接続される。同軸管３ｄは、さらに分岐点Ｄ１２を介して同軸管３ａ，３ｂに２分岐され、同軸管３ａは２Ｌアンテナ素子１Ａの給電点に接続され、同軸管３ｂは２Ｌアンテナ素子１Ｂの給電点に接続される。ここで、同軸管３ｃの長さは、２Ｌ＋ΔＬであり、同軸管３ｄの長さはＬであり、同軸管３ａ，３ｂの長さはそれぞれＬ＋ΔＬである。したがって、同軸ケーブル４が接続される分岐点Ｄ１１から各２Ｌアンテナ素子１Ａ〜１Ｃに至る長さは、すべて２Ｌ＋ΔＬとなる。このため、各２Ｌアンテナ素子１Ａ〜１Ｃの各給電点における位相を同じにすることができる。
【００９０】
ここで、分岐点Ｄ１１では、５０Ωの同軸ケーブル４を、７５Ωの同軸管３ｄと１５０Ωの同軸管３ｃとに２分岐し、さらに分岐点Ｄ１２では、７５Ωの同軸管３ｄを、１５０Ωの同軸管３ａ，３ｂに２分岐する。この結果、各２Ｌアンテナ素子１Ａ〜１Ｃは、１５０Ωのインピーダンスに調整することなるが、このインピーダンス調整は、それぞれ平行線路部６２Ａ〜６２Ｃによって調整されることになる。これによって、各２Ｌアンテナ素子１Ａ〜１Ｃからの放射電力は等しくなり、等電力分配が実現される。
【００９１】
この実施の形態７では、２Ｌアンテナ素子１Ａ〜１Ｃを３つ用いて６Ｌループアンテナを構成したが、この場合に、多段のトランスフォーマなどのインピーダンス整合手段を設けなくてもよいので、簡易な構成で６Ｌループアンテナを有したアンテナユニットを実現することができる。また、この実施の形態７に示すように各２Ｌアンテナ素子１Ａ〜１Ｃを構成する各ループアンテナ素子ＬＰ１，ＬＰ２が給電系に対して異なるインピーダンスを有する場合であっても、上述した実施の形態１〜３に示した平行線路部２を適用することによって、容易かつ柔軟にインピーダンス整合を行うことができ、汎用性のある２Ｌアンテナ素子の製造が可能になる。
【００９２】
なお、上述した実施の形態７では、各ループアンテナ素子１Ａ〜１Ｃの放射電力が等しくなるように設定したが、これに限らず、異なる電力分配も実現することができる。たとえば、図２２は、分岐点Ｄ１１において５０Ωの同軸ケーブル４を、１００Ωの同軸管３ｄと１００Ωの同軸管３ｃとに２分岐し、さらに分岐点Ｄ１２において同軸管３ｄを、２００Ωの同軸管３ａと２００Ωの同軸管３ｂとに２分岐している。この結果、各２Ｌアンテナ素子１Ａ〜１Ｃは、それぞれインピーダンス２００Ω、２００Ω、１００Ωに調整すればインピーダンス整合される。このため、平行線路部６２Ａ〜６２Ｃは、それぞれ各２Ｌアンテナ素子１Ａ〜１Ｃが２００Ω、２００Ω、１００Ωとなるようにインピーダンス調整する。これによって、各２Ｌアンテナ素子１Ａ〜１Ｃは、順に１：１：２の放射電力で電波を輻射することができる。
【００９３】
なお、上述した実施の形態１〜７では、２Ｌアンテナ素子１Ａ〜１Ｃを構成要素として説明したが、これに限らず、たとえば、図２３に示すように、４つのループアンテナ素子ＬＰ７１〜ＬＰ７４を有した４Ｌアンテナ素子に対して適用することができ、平行線路部２に対応した平行線路部７２をループアンテナ素子ＬＰ７２，ＬＰ７３間に設ければよい。また、図２３に示した４Ｌアンテナ素子を実施の形態４〜７に示す態様とすることによって、１２個のループアンテナ素子を有したアンテナユニットを実現することができる。
【００９４】
また、実施の形態４〜７において、各２Ｌアンテナ素子１Ａ〜１Ｃの接続態様を、図２４に示すように、各２Ｌアンテナ素子８１Ａ〜８１Ｃを並列に配置してもよい。これよって、アンテナユニットから放射される電波の偏波面を柔軟に設定することができる。なお、図２４に示す電波の偏波方向は、図上、左右方向となる。
【００９５】
さらに、上述した実施の形態６では、同軸ケーブル４３ｂを用いて迂回させて配線長の調整を行うようにしているが、これに限らず、実施の形態４〜７に示す各２Ｌアンテナ素子の配置位置がずれる場合には、同軸ケーブルを用いて迂回させ、これによって配置位置に基づいた配線長調整を行うようにしてもよい。
【００９６】
（実施の形態８）
つぎに、この発明の実施の形態８について説明する。この実施の形態８では、上述した実施の形態１〜７に示したアンテナユニットを用いたアンテナ装置および放送塔を実現している。
【００９７】
図２５は、この発明の実施の形態８であるアンテナ装置を含む放送塔の概要構成を示す図である。図２５において、放送塔は、鉄骨材を組み上げたタワー状の骨格フレーム体９１と、その上端に垂直に設けたポール部９２とを有する。ポール部９２、および骨格フレーム体９１の比較的断面の小さい円筒部９５に、たとえば上述したアンテナユニット４０に対応するアンテナユニット９３，９４が取り付けられる。
【００９８】
このアンテナユニット９３，９４の取付は、ポール部９２あるいは円筒部９５の周囲に水平かつ均等に配置することによって実現される。ただし、アンテナユニット９３，９４の取付数は、ポール部９２あるいは円筒部９５の断面の大きさ、すなわち円周の長さによって決定され、水平方向に送信利得の落ち込みのある部分を形成しないように密に配置する。したがって、ポール部９２には、少ないアンテナユニット９３の数で済み、円筒部９５には、比較的多くの個数のアンテナユニット９４が必要となる。
【００９９】
ここで、図２６を参照して、放送塔に設置されるアンテナ装置の一例について説明する。図２６は、ポール部９２に設置されるアンテナ装置の構成を示す図であり、図２６（ａ）は、アンテナ装置の正面図であり、図２６（ｂ）は、Ｂ−Ｂ線断面図である。図２６において、４つのアンテナユニット９３−１〜９３−４は、ポール部９２の周縁であって同一周上に設けられ、各アンテナユニット９３−１〜９３−４は、９０°ずつ、均等に配置される。なお、各アンテナユニット９３−１〜９３−４は、図１７に示したアンテナユニットである。
【０１００】
なお、各アンテナユニット９３−１〜９３−４は、ポール部９２の内縁部に配置された給電装置９６によって一括して給電される。なお、ポール部９２の設置されるその他のアンテナ装置および円筒部９５に配置されるアンテナ装置も、給電装置９６によって、一括して給電するようにしてもよい。
【０１０１】
また、上述したアンテナ装置は、図２５に示した親局の放送塔に限らず、中継機能をもった子局の放送塔にも適用することができる。この放送塔では、図２５に示した親局の放送塔あるいは上位の子局である放送塔からの電波を受信する受信アンテナ装置と、上述したアンテナ装置である送信アンテナ装置とが設置され、放送塔の下部に受信アンテナ装置が設けられ、放送塔の上部に送信アンテナ装置が設けられ、互いに干渉しないようにしている。
【０１０２】
なお、各アンテナユニットは、レドームを設け、風雨に対する強度を持たせるようにするのが好ましい。
【０１０３】
この実施の形態８によれば、実施の形態１〜７に示したアンテナユニットを用いるようにしているので、アンテナ装置あるいは放送塔の組立を容易に行うことができる。また、６Ｌ型のアンテナユニットを用いることができるので、アンテナユニットの配置組み合わせを柔軟かつ効率的に行うことができる。
【０１０４】
なお、上述した実施の形態１〜８に示した同軸管などは、同軸ケーブル４などのようなフレキシブルなケーブルであってもよい。フレキシブルケーブルに置き換えることによって、アンテナユニットにおける給電線の配置を柔軟に行うことができる。
【０１０５】
また、上述した実施の形態４〜８では、複数のループアンテナ素子を有するアンテナユニットについて説明したが、給電系の構成は、複数のループアンテナ素子を有するアンテナユニットに限らず、複数の給電点を有するアンテナユニットにも適用することができる。たとえば、複数のループアンテナ素子ＬＰ１〜ＬＰ４に代えて、複数のダイポールアンテナ素子であってもよい。実施の形態４〜８に示した構成を適用することによって、給電点が３個以上の奇数個配置されたアンテナユニットに対して各アンテナ素子に対する給電位相を揃えることができる。
【０１０６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、電源側給電点から複数のアンテナ素子側の各給電点に至る各配線長を等しくしているので、各給電点における位相を同じにすることができ、所望のアンテナ指向性を得ることができるという効果を奏する。
【０１０７】
また、この発明によれば、電源側給電点から複数のアンテナ素子側の各給電点に至る各配線長を、それぞれ同一の部分配線長と前記複数のアンテナ素子が輻射する電波の波長の０を含む任意の整数倍の配線長との組み合わせとして、異なる配線長を可能にし、これによって給電線の配線を効率的に行うことができるという効果を奏する。
【０１０８】
また、この発明によれば、電源側給電点から複数のアンテナ素子側の各給電点に至る各配線を２分岐による多段構成とし、比較的簡単な分岐構造によって各給電点までの配線を同じ、あるいは同じ電気長とすることによって、各給電点における位相を同じにすることができ、所望のアンテナ指向性を得ることができるという効果を奏する。
【０１０９】
また、この発明によれば、電源側給電点から複数のアンテナ素子側の各給電点に至る各配線を３以上の一括多分岐によって接続し、各給電点までの配線を同じ、あるいは同じ電気長とすることによって、各給電点における位相を同じにすることができ、所望のアンテナ指向性を得ることができるという効果を奏する。
【０１１０】
また、この発明によれば、各給電点の配置によって配線長をもつ給電線を、フレキシブルケーブルなどを用いて迂回させるようにしているので、簡易かつ柔軟に同一配線長あるいは同一電気長に調整することができるという効果を奏する。
【０１１１】
また、この発明によれば、複数のアンテナ素子を、それぞれループを形成する複数のループアンテナ素子としているので、６Ｌ型のループアンテナを容易に実現することができるという効果を奏する。
【０１１２】
また、この発明によれば、複数のアンテナ素子間および給電線を接続する平行線路の間隔を変えて給電線との間のインピーダンス整合を行うようにしているので、多段のトランスフォーマなどを給電線の接続部に特別に設ける必要がないため、簡易かつ柔軟なインピーダンス整合を広帯域に行うことができるとともに、アンテナユニットの取付性が向上するという効果を奏する。
【０１１３】
また、この発明によれば、複数のアンテナ素子間および給電線を接続する平行線路を有し、該平行線路に沿って固定された平行平板を設け、該平行平板間の対向する面積を変えて給電線との間のインピーダンス整合を行うようにしているので、多段のトランスフォーマなどを給電線の接続部に特別に設ける必要がないため、簡易かつ柔軟なインピーダンス整合を広帯域に行うことができるとともに、アンテナユニットの取付性が向上するという効果を奏する。
【０１１４】
また、この発明によれば、複数のアンテナ素子間および給電線を接続する平行線路を有し、該平行線路間に誘電体部材を設け、該誘電体部材の誘電率を変えて給電線との間のインピーダンス整合を行うようにしているので、多段のトランスフォーマなどを給電線の接続部に特別に設ける必要がないため、簡易かつ柔軟なインピーダンス整合を広帯域に行うことができるとともに、アンテナユニットの取付性が向上するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１であるアンテナユニットの概要構成を示す模式図である。
【図２】図１に示したアンテナユニットの平面図である。
【図３】図１に示したアンテナユニットの右側面図である。
【図４】平行線路間の間隔を１８ｍｍに設定した場合のインピーダンス特性を示す図である。
【図５】平行線路間の間隔を２７ｍｍに設定した場合のインピーダンス特性を示す図である。
【図６】平行線路間の間隔を４０ｍｍに設定した場合のインピーダンス特性を示す図である。
【図７】平行線路間の間隔を６１ｍｍに設定した場合のインピーダンス特性を示す図である。
【図８】図２に示したアンテナユニットのＡ−Ａ線断面図である。
【図９】等価なインピーダンスをもつ角柱と円筒の断面を示す図である。
【図１０】この発明の実施の形態２であるアンテナユニットの概要構成を示す模式図である。
【図１１】図１０に示した平行線路部の断面構造を示す図である。
【図１２】平行平板の高さを０ｍｍに設定した場合のインピーダンス特性を示す図である。
【図１３】平行平板の高さを５ｍｍに設定した場合のインピーダンス特性を示す図である。
【図１４】平行平板の高さを１０ｍｍに設定した場合のインピーダンス特性を示す図である。
【図１５】平行平板の高さを２０ｍｍに設定した場合のインピーダンス特性を示す図である。
【図１６】この発明の実施の形態３であるアンテナユニットの概要構成を示す模式図である。
【図１７】この発明の実施の形態４であるアンテナユニットの概要構成を示す模式図である。
【図１８】この発明の実施の形態５であるアンテナユニットの概要構成を示す模式図である。
【図１９】この発明の実施の形態５であるアンテナユニットの変形例の概要構成を示す模式図である。
【図２０】この発明の実施の形態６であるアンテナユニットの概要構成を示す模式図である。
【図２１】この発明の実施の形態７であるアンテナユニットの概要構成を示す模式図である。
【図２２】この発明の実施の形態７であるアンテナユニットの変形例の概要構成を示す模式図である。
【図２３】この発明の実施の形態１〜７であるアンテナユニットの変形例の概要構成を示す模式図である。
【図２４】この発明の実施の形態４〜７であるアンテナユニットの変形例の概要構成を示す模式図である。
【図２５】この発明の実施の形態８であるアンテナ装置を含む放送塔の概要構成を示す図である。
【図２６】図２５に示したアンテナ装置の一例を示す図である。
【図２７】従来のアンテナユニットの構成を示す正面図である。
【図２８】図２７に示したアンテナユニットの構成を示す右側面図である。
【図２９】図２７に示したアンテナユニットの概要回路構成を示す図である。
【図３０】図２７に示したアンテナユニットの給電接続点近傍を示すＣ−Ｃ線断面図である。
【図３１】図２７に示したアンテナユニットの２Ｌアンテナ素子自体のインピーダンス特性を示す図である。
【図３２】２分岐された給電線に２つの２Ｌアンテナ素子を直接接続した４Ｌループアンテナであるアンテナユニットの概要構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１，１Ａ〜１Ｃ，５１Ｂ，８１Ａ〜８１Ｃ　２Ｌアンテナ素子
２，４２Ａ〜４２Ｃ，５２Ｂ，６２Ａ〜６２Ｃ，７２，８２Ａ〜８２Ｃ　平行線路部
２ａ，２ｂ，４２ａ，４２ｂ，５２ａ，５２ｂ，６２ａ，６２ｂ，７２ａ，７２ｂ，８２ａ，８２ｂ　平行線路
３，３ａ〜３ｄ　同軸管
４，４３ｂ　同軸ケーブル
５　反射板
１０，２０，３０，４０，５０，５１，６０，７０，８０，９３，９３−１〜９３−４，９４　アンテナユニット
１１ａ〜１１ｃ　内部導体
２２ａ，２２ｂ　平行平板
３２　誘電体部材
７１　４Ｌアンテナ素子
９１　骨格フレーム体
９２　ポール部
９５　円筒部
９６　給電装置
ＬＰ１，ＬＰ２，ＬＰ７１〜ＬＰ７４　ループアンテナ素子
Ｄ１，Ｄ１１，Ｄ１２　分岐点

Claims (17)

1. 複数のアンテナ素子を有したアンテナユニットにおいて、
   電源側給電点から前記複数のアンテナ素子側の各給電点に至る各配線長が等しいことを特徴とするアンテナユニット。
2. 複数のアンテナ素子を有したアンテナユニットにおいて、
   電源側給電点から前記複数のアンテナ素子側の各給電点に至る各配線長は、それぞれ同一の部分配線長と前記複数のアンテナ素子が輻射する電波の波長の０を含む任意の整数倍の配線長との組み合わせであることを特徴とするアンテナユニット。
3. 前記電源側給電点から前記複数のアンテナ素子側の各給電点に至る各配線を２分岐による多段構成としたことを特徴とする請求項１または２に記載のアンテナユニット。
4. 前記電源側給電点から前記複数のアンテナ素子側の各給電点に至る各配線を３以上の一括多分岐によって接続することを特徴とする請求項１または２に記載のアンテナユニット。
5. 各給電点の配置によって前記配線長をもつ給電線を迂回させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のアンテナユニット。
6. 迂回させる前記給電線はフレキシブルケーブルであることを特徴とする請求項５に記載のアンテナユニット。
7. 複数のアンテナ素子の各給電点は３以上であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載のアンテナユニット。
8. 前記複数のアンテナ素子は、それぞれループを形成する複数のループアンテナ素子であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載のアンテナユニット。
9. 前記複数のループアンテナ素子間および給電線を接続する平行線路を有し、該平行線路間の間隔を変えて給電線との間のインピーダンス整合を行う平行線路部を備えたことを特徴とする請求項８に記載のアンテナユニット。
10. 前記複数のループアンテナ素子間および給電線を接続する平行線路を有し、該平行線路に沿って固定された平行平板を設け、該平行平板間の対向する面積を変えて給電線との間のインピーダンス整合を行う平行線路部を備えたことを特徴とする請求項８に記載のアンテナユニット。
11. 前記平行線路部は、前記平行平板の対向する面積を変えるとともに前記平行線路間の間隔を変えて給電線との間のインピーダンス整合を行うことを特徴とする請求項１０に記載のアンテナユニット。
12. 前記複数のループアンテナ素子間および給電線を接続する平行線路を有し、該平行線路間に誘電体部材を設け、該誘電体部材の誘電率を変えて給電線との間のインピーダンス整合を行う平行線路部を備えたことを特徴とする請求項８に記載のアンテナユニット。
13. 前記平行線路部は、前記平行線路に沿って固定された平行平板を設け、該平行平板に対向する面積、前記誘電体部材の誘電率、あるいは前記平行線路間の間隔のいずれか一つ以上を変化させる組み合わせ設定によって給電線との間のインピーダンス整合を行うことを特徴とする請求項１２に記載のアンテナユニット。
14. 複数のアンテナ素子を有したアンテナユニットにおいて、
    電源側給電点から前記複数のアンテナ素子側の各給電点に至る各配線内の線路間に誘電体部材を充填したことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一つに記載のアンテナユニット。
15. 反射板をさらに備え、
    前記複数のアンテナ素子は、前記反射板上に所定の距離を置いて配置されることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一つに記載のアンテナユニット。
16. 請求項１〜１５のいずれか一つに記載のアンテナユニットを円環状に均等に配列したことを特徴とするアンテナ装置。
17. 請求項１〜１５のいずれか一つに記載のアンテナユニットまたは請求項１６に記載のアンテナ装置を、所定の地上高に設置したことを特徴とする放送塔。

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