JP2004274579A - 多周波数共用アンテナ - Google Patents

Abstract

【課題】上下２段の多周波数共用アンテナの下段のアンテナの一方の素子が同軸線路の内部導体に、他方の素子が外部導体に接続されたアンテナの特性を良好にする。
【解決手段】給電ライン６、８は、強剛性の外部導体１０、１２内に中心導体１４、１６を有している。給電ライン６は給電ライン８よりも長く、給電ライン６、８の外部導体１０、１２が接触している。給電ライン８より突出している給電ライン６の部分に同軸ダイポールアンテナ２２が取り付けられ、給電ライン６で給電されている。給電ライン６、８の重なり部分にアンテナ２２とは異なる使用周波数用のバイコニカルアンテナ３８が設けられている。このアンテナ３８は、円錐状アンテナ素子４４、５０を含み、アンテナ素子４４は、外部導体１０、１２に一端が結合されている。アンテナ素子５０は、中心導体１６に電気的に一部が接続され、この接続位置とは別の位置で外部導体１０、１２に機械的に接続されている。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の異なる周波数において使用可能な多周波数共用アンテナに関し、特に、アンテナ素子の取付構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
多周波数共用アンテナには、アンテナ素子を上下に配置したものがある。アンテナ素子を上下に配置した１例が、例えば特許文献１に示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−２６７９３２号公報
【０００４】
特許文献１には、上段にコリニアアンテナを、下段に多段同軸ダイポールをそれぞれ配置したダイバシティアンテナが示されている。このアンテナでは、下段の多段同軸ダイポール給電用の同軸給電線路の内部導体と上段コリニアアンテナ給電用の同軸線路の外部導体とが同一の金属体で構成され、下段の多段同軸線路２の内部に上段コリニアアンテナ給電用の同軸給電線路が存在している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のアンテナが同一の周波数で使用するダイバシティアンテナであるので、上段のコリニアアンテナの給電用同軸線路の外部導体と、下段の多段同軸ダイポールアンテナの給電用同軸線路の内部導体とを同一の金属体で構成することができる。しかし、異なる周波数帯でそれぞれ送受信する多周波数帯用共用アンテナでは、それぞれのアンテナの特性を良好にするためには、上記のような構成を採用することはできない。また、下段のアンテナが、それぞれのアンテナ素子を外部導体にスリットを介して結合する同軸ダイポールアンテナであるので、各アンテナ素子を給電用同軸線路の外部導体に固定することが可能である。しかし、バイコニカルアンテナやディスコーンアンテナのように、少なくとも１対のアンテナ素子のうち一方が給電用同軸線路の内部導体に接続され、他方が外部導体に接続される必要のあるものの場合には、上記のような構成を使用することができない。
【０００６】
この発明は、少なくとも上下２段に構成される多周波数共用アンテナにおいて、下段のアンテナの一方が同軸線路の内部導体に、他方が外部導体に接続する必要のある場合に、それぞれのアンテナの特性を良好にすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の一態様の多周波数共用アンテナは、給電部を備えている。この給電部は、少なくとも第１及び第２の給電ラインを含んでいる。これら給電ラインは、いずれも外部導体と中心導体とを備えている。両外部導体は、剛性の大きい導電体、例えば金属製であり、外部導体の内部に、その長さ方向に沿って中心導体が配置されている。第１の給電ラインは第２の給電ラインよりも長さが長く、第１及び第２の給電ラインはそれぞれの外部導体が接触するように配置されている。両給電ラインの外部導体同士を半田付け等によって電気的に良好に接続することが望ましい。第１の給電ラインにおける第２の給電ラインよりも突出している部分に、第１のアンテナが取り付けられ、第１の給電ラインによって給電されている。第１のアンテナとしては、種々のものを使用することができるが、例えば同軸ダイポールアンテナ、バイコニカルアンテナ、ディスコーンアンテナまたはホイップアンテナ等を使用することができる。第１及び第２の給電ラインの重なり合った部分に第２のアンテナが設けられている。第２のアンテナは、第１のアンテナとは使用周波数が異なるものである。例えば第１のアンテナよりも低い使用周波数用のものである。第２のアンテナは、第１及び第２のアンテナ素子を含んでいる。第１のアンテナ素子は、第１及び第２の給電ラインの外部導体に一端が結合されている。他端部は、開放されていることが望ましい。第１のアンテナ素子の形状としては、種々のものを使用することができるが、円錐台状の素子や、複数本の棒状素子を使用することもできる。第２のアンテナ素子は、第２の給電ラインの中心導体に電気的に一部、例えば第１のアンテナ素子の一端部と隣接している端部が接続され、かつ、この電気的接続位置とは異なる位置で第１及び第２の給電ラインの外部導体に少なくとも機械的に接続されている。機械的な接続と共に電気的に接続することも可能であるし、或いは機械的に接続して、電気的には外部導体から絶縁することも可能である。第１及び第２のアンテナ素子は、第１及び第２の給電ラインの長さ方向に沿って所定の間隔を隔てて配置することが望ましい。複数の第２のアンテナを、第１及び第２の給電ラインの重なり合った部分の長さ方向に沿って設けることもできる。
【０００８】
上記の態様において、第２のアンテナの第１のアンテナ素子の一端を、第１の給電ラインにおける第２の給電ラインの先端部よりも上方にある第１の給電ラインの外部導体に結合することもできる。
【０００９】
これらのように構成すると、第１及び第２の給電ラインは、それぞれ同軸線路に構成されているので、第２のアンテナの第２のアンテナ素子がこれら第１及び第２の給電ラインの外部導体の周囲に配置されていても、第１の給電ラインからの漏洩がほとんど無く、第２のアンテナの特性に影響はない。また、第１の給電ラインは同軸線路であるので、殆ど漏洩はなく、また第１のアンテナは第２の給電ラインよりも上方に突出している第１の給電ラインの周囲に設けられているので、たとえ第１の給電ラインからの漏洩があっても、第１のアンテナは影響を受けない。さらに、第２の給電ラインの中心導体によって給電される第２のアンテナ素子は、第１及び第２の給電ラインの外部導体に機械的に接続されているので、強固に固定されている。
【００１０】
第１のアンテナ素子の第１及び第２の給電ラインの外部導体への結合は、導電体で剛性の大きい第１の筒状体の内周面を第１及び第２の給電ラインの外部導体に接触させ、第１の筒状体の外周面に第１のアンテナ素子の一端を結合することによって行うことができる。この場合、第２のアンテナ素子の第１及び第２の給電ラインの外部導体への機械的接続は、導電体で剛性の大きい第２の筒状体の内周面を第１及び第２の給電ラインに接触させ、第２の筒状体の外周面に第２のアンテナ素子を少なくとも機械的に接触させることによって行う。
【００１１】
このように構成すると、第１及び第２のアンテナ素子を予め第１及び第２の筒状体に結合しておき、これら第１及び第２の筒状体を第１及び第２の給電ラインの外部導体に結合すればよいので、その製造が容易に行えるし、また、第１及び第２の筒状体に第１及び第２のアンテナ素子を設けているので、その強度を増すこともできる。
【００１２】
第２のアンテナ素子を、第１及び第２の給電ラインに挿通された円錐台状に形成することもできる。この場合、円錐台状の第２のアンテナ素子の径の細い端部を、第１及び第２の給電ラインと非接触状態とし、かつ第２の給電ラインの中心導体に接続する。また、第２のアンテナ素子の径の太い端部が第１及び第２の給電ラインの外部導体に少なくとも機械的に接続する。
【００１３】
このように構成された多周波数共用アンテナでは、第２のアンテナにおける第１のアンテナ素子は、第１及び第２双方の給電ラインまたは第１の給電ラインの剛性の大きい外部導体に機械的にも電気的にも接続され、第２のアンテナ素子も、給電位置と異なる位置で第１及び第２の給電ラインの剛性の大きい外部導体に電気的及び機械的に接続されている。従って、第１及び第２のアンテナ素子は、強固に機械的に給電ラインの剛性の大きい外部導体に固定されており、第１及び第２のアンテナ素子を固定するための部材を給電ラインの他に設ける必要がない。
【００１４】
本発明の他の態様の多周波数共用アンテナは、給電部を有している。この給電部は複数本の給電ラインを有している。各給電ラインは、外部導体を有している。外部導体は剛性の大きい導電体製で、それらの内部に中心導体を有している。各給電ラインは、長さが異なり、かつそれぞれの基端部を揃えた状態で、各外部導体が接触するように配置されている。各給電ラインの最長のもの以外の各給電ラインの先端付近に複数のアンテナが設けられている。これらアンテナは、それぞれ使用周波数が異なっている。各アンテナは、第１及び第２のアンテナ素子を含んでいる。第１のアンテナ素子は、対応する給電ラインの先端部よりも上方に位置し、対応する給電ラインよりも長い別の給電ラインに電気的及び機械的に結合されている。第２のアンテナ素子は、対応する給電ラインの先端の中心導体に電気的に一部が接続され、かつ、この電気的接続位置とは異なる位置で各給電ラインの外部導体に少なくとも機械的に接続されている。
【００１５】
このように構成した多周波数共用アンテナでは、各アンテナの第１のアンテナ素子を、これに対応する給電ラインの先端部よりも上方にある給電ラインに機械的に結合する構成であるので、各アンテナの設置スペースを小さくすることができ、多くのアンテナを設置することができる。
【００１６】
本発明の別の態様の多周波数共用アンテナは、給電部を有している。この給電部は、外部導体と第１及び第２の中心導体とを含み、外部導体は剛性の大きい導電体で、第１及び第２の中心導体は、外部導体の内部に設けられている。第１の中心導体における第２の中心導体よりも突出している部分に第１のアンテナが取り付けられ、第１の中心導体と前記外部導体とによって給電されている。第１及び第２の中心導体の重なり合った部分に第２のアンテナが設けられている。これは、第１のアンテナとは異なる使用周波数で使用される。第２のアンテナは、第１及び第２のアンテナ素子を含み、第１のアンテナ素子は外部導体に一端が結合され、第２のアンテナ素子は、第２の中心導体に電気的に一部が接続され、かつ、この電気的接続位置とは異なる位置で外部導体に少なくとも機械的に接続されている。
【００１７】
このように構成すると、給電部が、第１及び第２の中心導体と外部導体のみから構成され、第２のアンテナを構成する２つのアンテナ素子は、共に機械的に外部導体に結合されている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の第１実施形態の多周波数共用アンテナは、２つの周波数、例えば２．４ＧＨｚ帯と５．２ＧＨｚ帯との電波を通信するためのものである。この多周波数共用アンテナは、図１に示すように、例えば円板状に形成された基板２を有している。この基板２の上面に、給電部４が形成されている。
【００１９】
給電部４は、第１の給電ライン６と第２の給電ライン８とから構成されている。第１及び第２の給電ライン６、８は、外部導体１０、１２を有している。外部導体１０、１２は、剛性の大きい導電体、例えば金属、具体的には真鍮製のもので、互いに同じ内外径を持つ円筒状に形成されている。これら外部導体１０、１２は、それらの長さ方向に沿って互いに接した状態で、基板２の上面にほぼ垂直に取り付けられている。外部導体１０、１２は、基端部が基板２の上面に位置し、外部導体１０の先端部が外部導体１２の先端部よりも基板２から離れた位置にある。即ち、外部導体１０が外部導体１２よりも長い。これら外部導体１０、１２の表面には、両者の電気的結合を強固にするために、図２に示すように、それらの長さ方向に沿って半田付けが行われている。
【００２０】
外部導体１０、１２の内部中央には、その長さ方向に沿って中心導体１４、１６が配置されている。これら中心導体１４、１６と外部導体１０、１２との間には、それぞれ誘電体１８、２０が挿入されている。これら外部導体１０、１２、中心導体１４、１６、誘電体１８、２０によって、２本の同軸ケーブルが形成されている。
【００２１】
第１の給電ライン６における第２の給電ライン８と重なっていない部分には、第１のアンテナ、例えば同軸ダイポールアンテナ２２が取り付けられている。同軸ダイポールアンテナ２２は、例えば５．２ＧＨｚ帯の通信用アンテナで、第１の給電ライン６の中心導体１４を誘電体１８から露出させた線状アンテナ素子２４を有している。この線状アンテナ素子２４の基端部よりも下方の外部導体１０を包囲するように、円筒状アンテナ素子２６が外部導体１０と同心に配置されている。この円筒状アンテナ素子２６の下端部は開放されており、その上端部が外部導体１０に電気的及び機械的に結合されている。例えば半田付けされている。この円筒状素子２６の下端部、即ち開放端部と、線状アンテナ素子２４の先端部、即ち開放端部との間の距離は、受信周波数の約λ／２（λは受信波長）の長さに選択されている。線状アンテナ素子２４と円筒状アンテナ素子２６とによって１組の同軸ダイポールアンテナが構成されている。
【００２２】
円筒状アンテナ素子２６の下方には、円筒状アンテナ素子２８が配置されている。この円筒状アンテナ素子２８は、上端部が開放されており、下端部の中心が外部導体１０と同心に配置され、外部導体１０に半田付けされている。この円筒状素子２８の下端部から円筒状素子２６の上端部までの距離は、約λに選択されている。この円筒状アンテナ素子２８の下方の外部導体１０にはスリットが形成され、このスリットを挟んで下方に、円筒状アンテナ素子３０が配置されている。この円筒状アンテナ素子３０は下端部が開放され、上端部の中心が外部導体１０と同心に配置され、外部導体１０に半田付けされている。これら円筒状アンテナ素子２８、３０によって別の１組の同軸ダイポールアンテナが形成されている。上述したスリットには、スペーサ３６が配置されている。スペーサ３６は、円筒状アンテナ素子２８、３０の間隔を一定に保持するためと、円筒状アンテナ素子２８、３０が接触することを防止するためとに設けられている。
【００２３】
アンテナ素子３０の下方には、円筒状アンテナ素子２８、３０と同様に円筒状アンテナ素子３２、３４が設けられ、さらに別の１組の同軸ダイポールアンテナが形成されている。それら円筒状アンテナ素子３２、３４の間のスリットにはスペーサ３６が設けられている。
【００２４】
このように第１のアンテナ２２は、３段に形成された同軸ダイポールアンテナによって構成されている。
【００２５】
この同軸ダイポールアンテナ２２の下方に、第２のアンテナ、例えば２組のディスコーンアンテナ３８が設けられている。このディスコーンアンテナ３８は、第１のアンテナの使用周波数よりも低い周波数、例えば２．４ＧＨｚ帯の通信用である。このディスコーンアンテナ３８は、第１のアンテナ素子、例えば円錐状アンテナ素子４０を有している。この円錐状アンテナ素子４０は、下部の径が細く、上部の径が太く、その上部は開放されている。この円錐状アンテナ素子４０の下部は、第１の筒状体、例えば円筒体４１の下端に結合されている。この円筒体４１は、第１及び第２の給電ライン６、８の外部導体１０、１２を内部に収容可能な内径を有する剛性の大きい導電体、例えば真鍮製のもので、その長さ寸法は、円錐状アンテナ素子４０の長さ寸法よりも幾分長く選択されている。この筒状体４１の内面が第１の給電ライン６の外部導体１０のうち、第２の給電ライン８の外部導体１２の先端部よりも幾分上部にある部分に、電気的及び機械的に結合されている。これによって、円錐状アンテナ素子４０の下端部も第１の給電ライン６の外部導体１０に電気的及び機械的に結合されている。円錐状アンテナ素子４０の上端部から下端部までの長さは、約２５ｍｍで、使用波長λ１の約０．２１倍である。
【００２６】
この円錐状アンテナ素子４０の下方に外部導体１０、１２に挿入された状態で、第２のアンテナ素子、例えば円錐状アンテナ素子４２が配置されている。この円錐状アンテナ素子４２は、上端部の径が細く、下端部の径が太く形成されている。この円錐状アンテナ素子４２は、上端部が円錐状アンテナ素子４０の下端部から約５ｍｍ（約０．４λ１）の位置に、第１及び第２の給電ライン６、８の外部導体１０、１２と非接触の状態で配置されている。この円錐状アンテナ素子４２の上端部から下端部までの長さは、約０．２１λ１に選択されている。この円錐状アンテナ素子４２の上端部には、第２の給電ライン８の中心導体１６が接続されている。この円錐状アンテナ素子４２と円錐状アンテナ素子４０とによって、１組のディスコーンアンテナが構成されている。
【００２７】
この円錐状アンテナ素子４２の下方に、別の第１のアンテナ素子、例えば円錐状アンテナ素子４４が設けられている。この円錐状アンテナ素子４４は、上端部の径が太く、かつ開放されており、下端部の径が細く形成され、その長さ寸法は、円錐状アンテナ素子４０、４２の長さ寸法と等しい長さ寸法を有している。円錐状アンテナ素子４２の上端部と円錐状アンテナ素子４４の下端部との間の距離が約０．６８λ１となるように、円錐状アンテナ素子４２の下端部と円錐状アンテナ素子４４の上端部との間の間隔が設定されている。
【００２８】
円錐状アンテナ素子４２、４４は、円筒体４１と同様な筒状体、例えば円筒体４５に取り付けられている。この円筒体４５は、円錐状アンテナ素子４２の上端部から円錐状アンテナ素子４４の下端部までに相当する長さを有し、その内周面が第１及び第２の給電ライン６、８の外部導体１０、１２に電気的及び機械的に結合されている。円錐状アンテナ素子４２の下端部の内周面に電気的及び機械的に結合されたショート円板４６が、円筒体４５の外周面に、電気的及び機械的に結合されている。これによって、円錐状アンテナ素子４２の給電点と異なる位置が、第１及び第２の給電ライン６、８の外部導体１０、１２に電気的及び機械的に結合されている。円錐状アンテナ素子４４の下端部が、円筒体４５の外周面に電気的及び機械的に結合されている。これによって、円錐状アンテナ素子４４も、第１及び第２の給電ライン６、８の外部導体１０、１２に電気的及び機械的に結合されている。
【００２９】
円錐状アンテナ素子４４の下方には、別の第２のアンテナ素子、例えば円錐状アンテナ素子５０が外部導体１０、１２を包囲するように配置されている。この円錐状アンテナ素子５０は、上端部の径が細く、かつ開放されており、下端部の径が太く形成されている。その長さ寸法は、他の円錐状アンテナ素子４０、４２、４４と等しい長さ寸法である。円錐状アンテナ素子５０の上端部は、円錐状アンテナ素子４４の下端部と約０．０４λ１の間隔を隔てて位置し、給電ライン６、８と非接触状態にある。さらに、円錐状アンテナ素子５０の上端部は、第２の給電ラインの中心導体１６に結合されている。この円錐状アンテナ素子５０と４４とによって、別の１組のディスコーンアンテナが構成されている。
【００３０】
円錐状アンテナ素子５０の下方には、円錐状のシュペルトップ５２が配置されている。このシュペルトップ５２は、上端部の径が太く、かつ開放され、下端部の径が細く形成され、その長さは、円錐状アンテナ素子４０、４２、４４と同一の長さを有している。
【００３１】
円錐状アンテナ素子５０、シュペルトップ５２は、円筒体４５と同様に外部導体１０、１２に内周面が接触している第２の筒状体、例えば円筒体５３の外周面に取り付けられている。即ち、円錐状アンテナ素子５０は、ショート円板５４を介して電気的及び機械的に円筒体５３に結合されている。従って、円錐状アンテナ素子５０は、外部導体１０、１２に電気的及び機械的に結合されている。また、シュペルトップ５２の下端部が円筒体５３に電気的及び機械的に結合されている。これによって、シュペルトップ５２は、外部導体１０、１２に電気的及び機械的に結合されている。円筒体４５は、円錐状アンテナ素子４２に対して第２の筒状体として、円錐状アンテナ素子４４に対して第１の筒状体として機能する。
【００３２】
第１及び第２の給電ライン６、８の中心導体１４、１６は、基板２の裏面側に導出され、伝送ライン５６、５８に接続されている。図３に示すように、これら伝送ライン５６、５８は、基板２の側方に取り付けられた同軸コネクタ６０の中心コンタクトに接続されている。また、同軸コネクタ６０の外部コンタクトは、給電ライン６、８の外部導体１０、１２に接続されている。この同軸コネクタ６０は、Ｌ型の金具６２に取り付けられており、図４に示すように、このＬ型の金具６２をＵボルト６１を介して支柱６３に取り付けることによって、この多周波数共用アンテナを取り付けることができる。
【００３３】
このように構成された多周波数共用アンテナでは、２組のディスコーンアンテナ３８における中心導体１６から給電される円錐状アンテナ素子４２、５０は、円筒体４５、５３に結合されている。これら円筒体４５、５３が外部導体１０、１２に結合されている。従って、円錐状アンテナ素子４２、５０は、円筒体４５、５３を介して外部導体１０、１２に機械的に結合されているので、その機械的強度が大きい。しかも、予め円錐状アンテナ素子４０、４２、４５、５０、シュペルトップ５２を、円筒体４１、４５、５３に取り付けておき、その後にこれら円筒体４１、４５、５３を外部導体１０、１２に取り付ければよいので、その製造が容易である。
【００３４】
図５は、ディスコーンアンテナ３８の周波数対利得特性を示したもので、最低でも３ｄＢ、最高約３．６ｄＢの利得があり、充分に実用的なレベルである。図６は、同軸ダイポールアンテナ２２の周波数対利得特性を示したもので、最低でも約４．８ｄＢの利得があり、最高約５．１ｄＢの利得があり、やはり充分に実用的なレベルである。
【００３５】
図７は、２組のディスコーンアンテナ３８の水平面指向性を示したもので、ほぼ無指向性の特性を示しており、いずれの方向から到来する電波でも受信可能である。図８は、同軸ダイポールアンテナ２２の水平面指向性を示したもので、これもほぼ無指向性の特性を示しており、いずれの方向から到来する電波でも受信可能である。
【００３６】
第２の実施の形態の多周波数共用アンテナを図９に示す。この多周波数共用アンテナは、４つの異なる周波数帯の電波を送受信可能としたもので、第１の実施の形態で使用したのと同様な長さの異なる４本の給電ライン６６、６８、７０、７２が使用されている。これらは十字状に組み合わされ、互いの外部導体が接触し、かつ半田付けによって電気的及び機械的に結合されている。
【００３７】
最も長い給電ライン６６の先端部の中心導体が所定の長さにわたって露出させられて、最も高い周波数帯用のホイップアンテナ素子７４とされている。第１の実施の形態と同様に同軸ダイポールアンテナを使用することもできる。
【００３８】
２番目に長い給電ライン６８の先端部に２番目に高い周波数帯用の円錐状アンテナ素子７６が、第１の実施の形態の円錐状アンテナ素子４２と同様に、配置されている。即ち、円錐状アンテナ素子７６の細径の上端部に、給電ライン６８の中心導体が結合され、円錐状アンテナ素子７６の太径の下端部がショート円板（図示せず）を介して各給電ライン６６、６８、７０、７２の外部導体に電気的及び機械的に結合されている。この円錐状アンテナ素子７６と共にディスコーンアンテナを構成する円錐状アンテナ素子７８の細径の下端部が、円錐状アンテナ素子７６の上端部と対向して、給電ライン６６の外部導体に電気的及び機械的に結合され、太径の上端部が開放されている。
【００３９】
同様に、３番目に長い給電ライン７０の先端部に３番目に高い周波数帯用の円錐状アンテナ素子８０が、円錐状アンテナ素子７６と同様に設けられている。即ち、円錐状アンテナ素子８０の細径の上端部に、給電ライン７０の中心導体が結合され、円錐状アンテナ素子８０の太径の下端部がショート円板（図示せず）を介して各給電ライン６６、６８、７０、７２の外部導体に電気的及び機械的に結合されている。この円錐状アンテナ素子８０と共にディスコーンアンテナを構成する円錐状アンテナ素子８２の細径の下端部が、円錐状アンテナ素子８０の下端部と対向して位置し、給電ライン６６、６８の外部導体に電気的及び機械的に結合され、太径の上端部が開放されている。
【００４０】
最も短い給電ライン７２の先端部に最も低い周波数帯用の円錐状アンテナ素子８４が、円錐状アンテナ素子８０と同様に設けられている。即ち、円錐状アンテナ素子８４の細径の上端部に、給電ライン７２の中心導体が結合され、円錐状アンテナ素子８４の太径の下端部がショート円板（図示せず）を介して各給電ライン６６、６８、７０、７２の外部導体に電気的及び機械的に結合されている。このアンテナ素子８４と共に１組のディスコーンアンテナを構成する円錐状アンテナ素子８６の細径の下端部が、円錐状アンテナ素子８４の上端部と対向して位置し、給電ライン６６、６８、７０の外部導体に電気的及び機械的に結合され、太径の上端部が開放されている。
【００４１】
さらに、円錐状アンテナ素子８４の下方には、最も低い周波数帯用のもう１組のディスコーンアンテナが設けられている。即ち、ディスコーンアンテナの一方の素子である円錐状アンテナ素子８４の下方には、円錐状アンテナ素子８８が配置され、その細径の下端部が給電ライン６６、６８、７０、７２の外部導体に電気的及び機械的に結合され、その太径の上端部が開放されている。この円錐状アンテナ素子８８の下方には、ディスコーンアンテナの他方の素子である円錐状アンテナ素子９０が設けられている。この円錐状アンテナ素子９０の細径の上端部が、給電ライン７２の中心導体に、第１の実施の形態の円錐状アンテナ素子５０と同様にして接続され、太径の下端部が、給電ライン６６、６８、７０、７２の外部導体にショート円板（図示せず）を介して電気的及び機械的に結合されている。このように２組のディスコーンアンテナを上下方向に配置することによって、スタックアンテナが構成されている。
【００４２】
このように１組のディスコーンアンテナを構成する２つの円錐状アンテナ素子は、いずれも給電ラインの外部導体に機械的に結合されているので、各円錐状アンテナ素子を強固に固定することができる。よって、各円錐状アンテナ素子の内部に複数本の給電ラインを引くことができ、多周波数共用アンテナを容易に構成することができる。
【００４３】
第３の実施の形態の多周波数共用アンテナを、図１０に示す。この多周波数共用アンテナでは、給電部が、中心導体１４、１６とそれを包囲する１つの剛性の大きい外部導体４１ａとによって構成されている。第２のアンテナにおける円錐状アンテナ素子４０、４４の下端部が外部導体４１ａに電気的及び機械的に結合されている。円錐状アンテナ素子４２、５０が、絶縁体９２、９４を介して機械的に外部導体４１ａに結合されている。他は第１の実施の形態と同様に構成されている。第１の実施の形態の各構成部品と同等部分には、同一符号を付して、その説明を省略する。
【００４４】
第４の実施の形態の多周波数共用アンテナも、図１１に示すように、給電部が中心導体１４、１６とそれを包囲する外部導体４１ａとから構成されている。円錐状アンテナ素子４０の下端部と、円錐状アンテナ素子４４ａの上端部が、外部導体４１ａに電気的及び機械的に結合されている。また、円錐状アンテナ素子４２と５０ａとが、絶縁体９２ａ、９４ａを介して機械的に外部導体４１ａに結合されている。そして、円錐状アンテナ素子４２の上端部が中心導体１６に電気的に結合され、さらに円錐状アンテナ素子５０ａとも電気的に結合するために、導電性のスリーブ９６を介して円錐状アンテナ素子４２の上端部と円錐状アンテナ素子５０ａの下端部とが結合されている。他は第１の実施の形態と同様に構成されている。第１の実施の形態の各構成部品と同等部分には、同一符号を付して、その説明を省略する。
【００４５】
第５の実施の形態の多周波数共用アンテナも、図１２に示すように、給電部が中心導体１４，１６と、外部導体４１ａとから構成されている。円錐状アンテナ素子４０の下端部と、円錐状アンテナ素子４４の下端部が、外部導体４１ａに電気的及び機械的に結合されている。また、円錐状アンテナ素子４２と５０とが、絶縁体９２ｂ、９４ｂを介して機械的に外部導体４１ａに結合されている。これら円錐状アンテナ素子４２と、５０とは、その上端部が中心導体１６に電気的に結合され、給電されている。また、これら上端部から下方に降りた円筒状のショート用スリーブ９８の下端部が外部導体４１ａに電気的に結合されている。他は第１の実施の形態と同様に構成されている。第１の実施の形態の各構成部品と同等部分には、同一符号を付して、その説明を省略する。
【００４６】
第３乃至第５の実施形態では、給電部が外部導体４１ａと中心導体１４、１６によって構成されているので、その製造が容易である。
【００４７】
上記の各実施の形態では、第２のアンテナとしてディスコーンアンテナを使用したが、これに限ったものではなく、２つのアンテナ素子の一方が給電ラインの中心導体によって給電され、他方のアンテナ素子が給電ラインの外部導体によって給電されるアンテナであれば、他のアンテナ、例えばバイコニカルアンテナを使用することもできる。
【００４８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、給電ラインの中心導体及び外部導体それぞれによって給電される第２のアンテナの各アンテナ素子が、給電部の外部導体に機械的に結合されているので、その機械的強度が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の多周波数共用アンテナの縦断側面図である。
【図２】図１の多周波数共用アンテナの第１及び第２の給電ラインの外部導体の接続状態を示す図である。
【図３】図１の多周波数共用アンテナの下部の正面図である。
【図４】図１の多周波数共用アンテナの下部の側面図である。
【図５】図１の多周波数共用アンテナの第２のアンテナの利得対周波数特性図である。
【図６】図１の多周波数共用アンテナの第１のアンテナの利得対周波数特性図である。
【図７】図１の多周波数共用アンテナの第２のアンテナの水平指向特性図である。
【図８】図１の多周波数共用アンテナの第１のアンテナの水平指向特性図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態の多周波数共用アンテナの縦断側面図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態の多周波数共用アンテナの第２のアンテナ部分の縦断面図である。
【図１１】本発明の第４の実施の形態の多周波数共用アンテナの第２のアンテナ部分の縦断面図である。
【図１２】本発明の第５の実施の形態の多周波数共用アンテナの第２のアンテナ部分の縦断面図である。
【符号の説明】
４ 給電部
６ 第１の給電ライン
８ 第２の給電ライン
１０ １２ 外部導体
１４ １６ 中心導体
２２ 第１のアンテナ
３８ 第２のアンテナ
４０ ４４ 第１のアンテナ素子
４２ ５０ 第２のアンテナ素子

Claims (7)

1. 外部導体が剛性の大きい導電体で、前記外部導体の内部に中心導体を有する第１及び第２の給電ラインを少なくとも有し、第１の給電ラインは第２の給電ラインよりも長さが長く、第１及び第２の給電ラインはそれぞれの前記外部導体が接触するように配置された給電部と、
   第１の給電ラインにおける第２の給電ラインよりも突出している部分に取り付けられ、第１の給電ラインによって給電された第１のアンテナと、
   第１及び第２の給電ラインの重なり合った部分に設けられ、第１のアンテナとは異なる使用周波数の第２のアンテナとを、
   具備し、第２のアンテナは、第１及び第２のアンテナ素子を含み、第１のアンテナ素子は、第１及び第２の給電ラインの前記外部導体に一端が結合され、第２のアンテナ素子は、第２の給電ラインの中心導体に電気的に一部が接続され、かつ、この電気的接続位置とは異なる位置で前記第１及び第２の給電ラインの前記外部導体に少なくとも機械的に接続されている
   多周波数共用アンテナ。
2. 請求項１記載の多周波数共用アンテナにおいて、前記第１のアンテナ素子の第１及び第２の給電ラインの前記外部導体への結合は、導電体で剛性の大きい第１の筒状体の内周面を第１及び第２の給電ラインの前記外部導体に接触させ、第１の筒状体の外周面に第１のアンテナ素子の一端を結合することによって行い、第２のアンテナ素子の第１及び第２の給電ラインの前記外部導体への機械的接続は、導電体で剛性の大きい第２の筒状体の内周面を第１及び第２の給電ラインの前記外部導体に接触させ、第２の筒状体の外周面に第２のアンテナ素子を少なくとも機械的に接触させることによって行っている多周波数共用アンテナ。
3. 外部導体が剛性の大きい導電体で、前記外部導体の内部に中心導体を有する第１及び第２の給電ラインを少なくとも有し、第１の給電ラインは第２の給電ラインよりも長さが長く、第１及び第２の給電ラインはそれぞれの前記外部導体が接触するように配置された給電部と、
   第１の給電ラインにおける第２の給電ラインよりも突出している部分に取り付けられ、第１の給電ラインによって給電された第１のアンテナと、
   第１のアンテナとは異なる使用周波数の第２のアンテナとを、
   具備し、第２のアンテナは、第１及び第２のアンテナ素子を含み、第１のアンテナ素子は、第１の給電ラインにおける第２の給電ラインの先端部よりも上方にある第１の給電ラインの前記外部導体に一端が結合され、第２のアンテナ素子は、第２の給電ラインの中心導体に電気的に一部が接続され、かつ、この電気的接続位置とは異なる位置で第１及び第２の給電ラインの前記外部導体に少なくとも機械的に接続されている
   多周波数共用アンテナ。
4. 請求項３記載の多周波数共用アンテナにおいて、前記第１のアンテナ素子の第１の給電ラインにおける第２の給電ラインの先端部よりも上方にある前記外部導体への結合は、導電体で剛性の大きい第１の筒状体の内周面を第１の給電ラインにおける第２の給電ラインの先端部よりも上方にある前記外部導体に接触させ、第１の筒状体の外周面に第１のアンテナ素子の一端を結合することによって行い、第２のアンテナ素子の第１及び第２の給電ラインの外部導体への機械的接続は、導電体で剛性の大きい第２の筒状体の内周面を第１及び第２の給電ラインの外部導体に接触させ、第２の筒状体の外周面に第２のアンテナ素子を機械的に接続することによって行っている多周波数共用アンテナ。
5. 請求項１乃至４いずれか記載の多周波数共用アンテナにおいて、第２のアンテナ素子が、第１及び第２の給電ラインに挿通された円錐台状に形成され、その径の細い端部が第１及び第２の給電ラインと非接触状態にあって、第２の給電ラインの中心導体に接続され、その径の太い端部が前記第１及び第２の給電ラインの前記外部導体に少なくとも機械的に接続されている多周波数共用アンテナ。
6. 外部導体が剛性の大きい導電性で、前記外部導体の内部に中心導体を有する複数本の給電ラインを有し、前記各給電ラインは長さが異なり、かつそれぞれの基端部を揃えた状態で、前記各外部導体が接触するように配置された給電部と、
   前記各給電ラインの最長のもの以外の各給電ラインの先端付近に設けられ、使用周波数がそれぞれ異なる複数のアンテナとを、
   具備し、前記各アンテナは、それぞれ第１及び第２のアンテナ素子を含み、第１のアンテナ素子は、対応する給電ラインの先端部よりも上方に位置し、対応する給電ラインよりも長い別の給電ラインに電気的及び機械的に結合され、第２のアンテナ素子は、対応する給電ラインの先端の中心導体に電気的に一部が接続され、かつ、この電気的接続位置とは異なる位置で前記各給電ラインの前記外部導体に少なくとも機械的に接続されている
   多周波数共用アンテナ。
7. 剛性の大きい導電体製の内部に、少なくとも第１及び第２の中心導体を有し、第１の中心導体は第２の中心導体よりも長さが長い給電部と、
   第１の中心導体における第２の中心導体よりも突出している部分に取り付けられ、第１の中心導体と前記外部導体とによって給電された第１のアンテナと、
   第１及び第２の中心導体の重なり合った部分に配置され、第１のアンテナとは異なる使用周波数の第２のアンテナとを、
   具備し、第２のアンテナは、第１及び第２のアンテナ素子を含み、第１のアンテナ素子は前記外部導体に一端が結合され、第２のアンテナ素子は、第２の中心導体に電気的に一部が接続され、かつ、この電気的接続位置とは異なる位置で前記外部導体に少なくとも機械的に接続されている
   多周波数共用アンテナ。

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