JP2005176120A - 多周波数帯アンテナ - Google Patents

Abstract

【課題】 ＵＨＦ及びＶＨＦ帯電波を受信する場合、ＶＨＦ帯低域側も良好に受信し、ＵＨＦ帯電波受信に悪影響を与えない。
【解決手段】 ダイポールアンテナ４ａの両端から外方に向かって延長素子２４ａ、２６ａが伸びている。ダイポールアンテナ４ａの全長は、ＵＨＦ電波を受信可能な長さに選択され、延長素子２４ａ、２６ａとダイポールアンテナ４ａの全長は、ＶＨＦ帯高域を受信可能な長さに選択されている。ダイポールアンテナ４ａの両端と延長素子２４ａ、２６ａとの間に、ＵＨＦ帯電波受信時に開放され、ＶＨＦ帯高域受信時に閉成される開閉素子３０ａ、３８ａが設けられている。ＶＨＦ帯の低域電波を受信可能な短縮形のダイポールアンテナ４００ａは、ダイポールアンテナ４ａと平行に配置され、長さがＵＨＦ帯において非放射器、非導波器及び非反射器として動作する長さに選択された複数の素子を含む。ＵＨＦ帯及びＶＨＦ帯高域受信時にダイポールアンテナ４ａの受信信号を出力し、ＵＨＦ帯低域受信時にダイポールアンテナ４００の受信信号を帯域切換部４６４ａが出力する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、複数の周波数帯の電波を受信可能な多周波数帯アンテナに関する。

従来、上記のような多周波数帯アンテナとしては、特許文献１に開示されているようなものがある。特許文献１の技術では、ＵＨＦ帯とＶＨＦ帯との２つの周波数帯の電波を受信可能としたもので、ＵＨＦ帯用として１つの筐体内に指向性が互いに９０度異なるように４つの八木形アンテナを設け、ＶＨＦ帯用として同じ筐体内に、４本の伸縮可能なロッドアンテナを十字状に配置し、これらロッドアンテナのうち同一直線上に位置するものを組み合わせてダイポールアンテナを構成したり、隣接するものを組み合わせてＶ字状アンテナを構成したりしている。

特開２００１−３６３２７号公報

特許文献１の技術では、ＶＨＦ帯用として伸縮可能なロッドアンテナを使用しているので、ＶＨＦ帯において、特にＶＨＦ帯の低域においても充分に実用となる利得が得られる。しかし、ロッドアンテナを本体内に収容できるように構成する必要があり、本体が大型になるという問題点がある。これを解決するために、例えば予め定めた大きさの本体内に収容可能な長さのダイポールアンテナをＶＨＦ帯用のアンテナとして使用することも考えられる。しかし、この場合、ダイポールアンテナの長さが制限されるので、例えばＶＨＦ帯の低域において実用的な利得を得られない。また、これらダイポールアンテナを設置したことにより、ＵＨＦ帯の電波の受信に影響がでる可能性がある。

本発明は、第１の周波数帯、これよりも低い周波数帯である第２の周波数帯の電波及び第２の周波数帯の電波よりも低い周波数帯である第３の周波数帯の電波を受信する多周波数帯アンテナにおいて、第３の周波数帯においても良好に受信することができ、しかも、そのために第１の周波数帯の電波の受信に悪影響を与えない多周波数帯アンテナを提供することを目的とする。

本発明の１態様による多周波数帯アンテナは、第１及び第２周波数帯兼用アンテナを備えている。第１及び第２周波数帯兼用アンテナは、第１ダイポールアンテナを含んでいる。第１ダイポールアンテナは、一直線上に配置されている。第１ダイポールアンテナの両端それぞれから、少なくとも２本の第１延長素子が、前記一直線に沿って外方に向かって伸びている。第１ダイポールアンテナの全長は、第１周波数帯の電波、例えばＵＨＦ帯の電波を受信可能な長さに選択されている。第１延長素子と第１ダイポールアンテナ素子との全長は、第１周波数帯よりも低い周波数帯である第２周波数帯、例えばＶＨＦ帯の高域電波を受信可能な長さに選択されている。第１ダイポールアンテナの両端と２本の第１延長素子との間には、例えば第１周波数帯の電波の受信時に開閉され、第２周波数帯受信時に開放される開閉素子が設けられている。この開閉素子としては、例えば制御信号が供給されたとき導通し、制御信号が供給されていないとき非導通となる半導体スイッチング素子、具体的にはＰＩＮダイオードを使用することができるし、或いは第１周波数帯において高インピーダンスを呈して、第１ダイポールアンテナ素子と第１延長素子とを非接続状態とし、第２周波数帯及び第３周波数帯では低インピーダンスを呈して、第１ダイポールアンテナ素子と第１延長素子とを接続するコイルを使用することもできる。第１及び第２周波数帯兼用アンテナの他に、第３周波数帯専用ダイポールアンテナが設けられている。この第３周波数帯専用ダイポールアンテナは、第１ダイポールアンテナと平行に配置され、それぞれの長さが第１周波数帯において非放射器、非導波器及び非反射器として動作する長さに選択された複数の素子を含み、第２の周波数帯よりも低い第３の周波数帯、例えばＶＨＦ帯低域の電波を受信可能な短縮形である。例えば、上記各素子は、第１周波数帯の電波の約０．３波長の長さとすることができる。さらに、帯域切換手段も、設けられている。この帯域切換手段は、第１周波数帯及び第２周波数帯の電波を受信時に第１ダイポールアンテナの受信信号を出力し、第３周波数帯電波を受信時に第３周波数帯専用ダイポールアンテナの受信信号を出力する。

このように構成された多周波数帯アンテナでは、第３の周波数帯専用のダイポールアンテナを設けているので、第３周波数帯においても充分実用となる利得を得ることができる。しかも、第３の周波数帯専用のダイポールアンテナは、短縮形であるので、例えば筐体に設ける場合でも大きなスペースを占めず、この多周波数帯アンテナを小型化することができる。さらに、この短縮形の第３の周波数帯専用のダイポールアンテナは、第１周波数帯において非放射器、非導波器及び非反射器として動作する長さに選択された複数の素子を含むものであるので、第１周波数帯の電波を受信しているときに、これら素子が、第１の周波数帯の電波の受信に影響を与えることがなく、第１周波数帯の電波も良好に受信することができる。

第１及び第２周波数帯兼用アンテナは、第１ダイポールアンテナと同一構成の第２ダイポールアンテナと、第１延長素子と同一構成でかつ同一に配置された第２延長素子と、第２ダイポールアンテナの両端と２本の第２延長素子との間に設けられた第２開閉素子とを含むことがある。この場合、第２ダイポールアンテナと第２延長素子は、第１ダイポールアンテナ及び第１延長素子に対して、第１の周波数帯の電波の１／４波長よりも短い間隔を隔てて平行に配置され、第３周波数帯専用ダイポールアンテナは、第１及び第２ダイポールアンテナの間に配置される。更に、第１及び第２ダイポールアンテナの受信信号を第１合成手段が合成する。第１ダイポールアンテナと前記合成手段との間に可変位相手段が配置されている。可変位相手段は、第１及び第２ダイポールアンテナにほぼ垂直な第１及び第２の方向のうち、第１の方向からの受信信号をほぼ同相で第１合成手段に供給し、第１及び第２ダイポールアンテナにおいて受信された第１の方向と反対の第２の方向からの信号をほぼ逆相で第１合成手段に供給するように第１ダイポールアンテナの受信信号の位相を調整する第１の状態と、第１及び第２ダイポールアンテナで受信された第１の方向からの電波をほぼ逆相で第１合成手段に供給し、第１及び第２ダイポールアンテナで受信された第２の方向からの信号をほぼ同相で第１合成手段に供給するように第１ダイポールアンテナの受信信号の位相を調整する第２の状態とのうち、選択されたものに切換可能である。

このように構成すると、第１の周波数帯及び第２の周波数帯の電波のうち、第１の方向及び第２の方向のいずれかから到来する電波のみを受信することができる。しかも、第１及び第２のダイポールアンテナの間隔は、第１周波数帯の電波の１／４波長よりも短くされているので、この多周波数帯アンテナを小型化することができる。無論、第３周波数帯専用ダイポールアンテナが、第１周波数帯の電波の受信に影響を与えることはない。

このような多周波数帯アンテナからそれぞれがなる第１及び第２のアンテナを含み、第１及び第２のアンテナが直交配置されたアンテナ群を設けることができる。この場合、第１及び第２のレベル調整手段が、第１のアンテナの帯域切換手段からの信号と第２のアンテナの帯域切換手段からの信号をそれぞれレベル調整する。第１及び第２のレベル調整手段の出力信号を第２合成手段が合成する。

このように構成した場合、第１及び第２のレベル調整手段によって適切にレベル調整を行うことによって、多周波数帯アンテナの指向性を変更することができる。しかも、この指向性の変更は、第１周波数帯、第２周波数帯及び第３周波数帯それぞれについて、共通に第１及び第２のレベル調整手段を使用することによって行える。

本発明の他の態様の多周波数帯アンテナでは、上記の態様と同様に第１及び第２周波数帯兼用アンテナが設けられている。この第１及び第２周波数帯兼用アンテナのダイポールアンテナと平行に少なくとも２本の第３周波数帯用延長素子が配置されている。しかも、少なくとも２本の第３周波数帯用延長素子の外方端が、各第２周波数帯用延長素子の外方端よりもそれぞれ外方に位置し、長さが第１周波数帯において非放射器、非導波器及び非反射器として動作する長さに選択されている。各第２周波数帯用延長素子の外方端と各第２周波数帯延長素子の内方端とをそれぞれコイルが接続し、これらコイルは、第３周波数帯において第３周波数帯用延長素子、第２周波数帯用延長素子及び前記ダイポールアンテナによって第２周波数帯の電波を受信可能とする値に選択されている。コイルに代えて開閉素子を使用することもできる。

このように構成された多周波数帯アンテナでは、上述した態様の多周波数帯アンテナと同様に、第３周波数帯においても充分実用となる利得を得ることができ、しかも、この多周波数帯アンテナを小型化することができ、さらに、この短縮形の第３の周波数帯専用のダイポールアンテナが第１の周波数帯の電波の受信に影響を与えることがなく、第１周波数帯の電波も良好に受信することができる上に、第３周波数帯専用ダイポールアンテナではなく、第３周波数帯用延長素子のみを設けているので、更に、この多周波数帯アンテナを小型化することができる。

このような多周波数帯アンテナからそれぞれがなる第１及び第２のアンテナを含み、第１及び第２のアンテナが直交配置されたアンテナ群を設けることができる。この場合、第１及び第２のレベル調整手段が、第１のアンテナからの信号と第２のアンテナからの信号とをそれぞれレベル調整する。第１及び第２のレベル調整手段の出力信号を第２合成手段が合成する。

このように構成した場合、第１及び第２のレベル調整手段によって適切にレベル調整を行うことによって、多周波数帯アンテナの指向性を変更することができる。しかも、この指向性の変更は、第１周波数帯、第２周波数帯及び第３周波数帯それぞれについて、共通に第１及び第２のレベル調整手段を使用することによって行える。

以上のように、本発明によれば、第３の周波数帯の電波も良好に受信することができる上に、第１の周波数帯の電波の受信に悪影響が生じることがない。

本発明の１実施形態の多周波数帯アンテナは、第１の周波数帯、例えばＵＨＦ帯の電波と、第２の周波数帯、例えばＶＨＦ帯の高域の電波と、第３の周波数帯、例えばＶＨＦ帯低域の電波とを受信可能としたものである。ＵＨＦ帯としては、例えば４７０ＭＨｚ乃至８９０ＭＨｚの周波数帯を使用することができる。ＶＨＦ帯としては、低域、例えば５４ＭＨｚ乃至８８ＭＨｚと、高域１７０ＭＨｚ乃至２２０ＭＨｚとの２つの領域を使用することができる。この多周波数帯アンテナは、ＶＨＦ帯のいずれの領域においても、良好に電波を受信することができるものである。さらに、この多周波数帯アンテナは、その指向性を、ＵＨＦ帯及びＶＨＦ帯において所定角度、例えば２２．５度ごとに、多段階、例えば１６段階に変更することができる。

この多周波数帯アンテナは、図１及び図２に示すように、本体１を有している。この本体１は、その平面形状が概略八角形状のものである。

この本体１内に、第１周波数帯及び第２周波数帯高域兼用アンテナ２ａを有している。第１周波数帯及び第２周波数帯高域兼用アンテナ２ａは、第１ダイポールアンテナ４ａと、第２ダイポールアンテナ６ａとを有している。

第１ダイポールアンテナ４ａは、１つの直線上に配置されたダイポールアンテナ素子８ａ、１０ａを有している。これらアンテナ素子８ａ、１０ａは、同じ長さであり、例えばＵＨＦ帯の所定波長λの約１／４の長さとなるようにそれぞれ形成されている。ダイポールアンテナ素子８ａは、図３に示すように、平行に配置された２条の導体１２ａ、１４ａを有している。両導体１２ａ、１４ａ間には、図示していないが、複数のコンデンサが所定間隔ごとに接続され、両者は高周波的に接続され、両者は高周波的に同電位とされている。ダイポールアンテナ素子１０ａも、同様に平行に配置された２条の導体１８ａ、２０ａを有している。これら導体１８ａ、２０ａも所定間隔ごとに設けられた複数のコンデンサによって高周波的に接続され、両者は高周波的に同電位とされている。これらダイポールアンテナ素子８ａ、１０ａを併せた第１のダイポールアンテナ４ａの全長は、上記波長λの約１／２の長さである。

ダイポールアンテナ素子８ａの外方端に、ダイポールアンテナ素子８ａと同一直線上に位置し、外方に伸びるように第１の延長素子２４ａが配置されている。同様にダイポールアンテナ素子１０ａの外方端にも、ダイポールアンテナ素子１０ａと同一直線上に位置し、外方に伸びるように、第１の延長素子２６ａが配置されている。ダイポールアンテナ素子８ａと第１の延長素子２４ａとの全長は、ＶＨＦ帯の所定波長、例えばＶＨＦ帯高域の所定波長λ１の約１／４よりも短く、かつ本体１から突出しない長さに選択され、ダイポールアンテナ素子１０ａと第１延長素子２６ａの全長も、同様に選択されている。これらダイポールアンテナ素子８ａ、１０ａ、延長素子２４ａ、２６ａは、例えば１つのプリント基板上に形成することができる。

ダイポールアンテナ素子８ａの導体１４ａと延長素子２４ａとの間には、開閉素子、例えばＰＩＮダイオード２８ａが接続されている。この接続では、ＰＩＮダイオード２８ａのアノードが延長素子２４ａ側に、カソードが導体１４ａ側に接続されている。導体１２ａと延長素子２４ａとの間には、直流経路兼開閉素子、例えばコイル３０ａが接続されている。従って、導体１２ａ側を正極に、導体１４ａ側を負極とする状態で、導体１２ａ、１４ａ間に直流電圧を供給すると、ＰＩＮダイオード２８ａが導通する。このとき、延長素子２４ａと導体１２ａ、１４ａとが電気的に接続され、しかも導体１２ａ、１４ａは、高周波的に接続されているので、高周波的に並列接続された導体１２ａ、１４ａと、延長素子２４ａとが並列に接続される。上記電圧を供給していないときには、ＰＩＮダイオード２８ａは非導通であり、延長素子２４ａと、導体１２ａ、１４ａとは、高周波的に非接続状態である。

但し、コイル３０ａは、ＵＨＦ帯の周波数では、延長素子２４ａと、導体１２ａ、１４ａとを実質的に非接続状態とし、ＶＨＦ帯の周波数では、延長素子２４ａと、導体１２ａ、１４ａとが実質的に接続状態とし、かつダイポールアンテナ素子８ａと延長素子２４ａとの電気長がＶＨＦ帯の所定波長λ１の約１／４の長さとなる値に選択されている。従って、ＶＨＦ帯の周波数では、ＰＩＮダイオード２８ａが非導通状態でも、延長素子２４ａと、導体１２ａ、１４ａとは、実質的に接続状態である。

ダイポールアンテナ素子１０ａの導体１８ａ、２０ａと、延長素子２６ａとの間にも、上述したのと同様に、ＰＩＮダイオード３４ａ、コイル３８ａが接続されている。延長素子２６ａの長さは延長素子２４ａと同様に選択され、コイル３８ａの値もコイル３０ａと同様に選択されている。

第２のダイポールアンテナ６ａも、上述した第１のダイポールアンテナ４ａと同一の構成であって、ダイポールアンテナ素子４２ａ、４４ａを含んでいる。これらダイポールアンテナ素子４２ａ、４４ａは、導体４６ａ、４８ａ、５０ａ、５２ａから構成されている。導体４６ａ、４８ａは複数の図示しないコンデンサによって高周波的に接続され、導体５０ａ、５２ａも複数の図示しないコンデンサによって高周波的に接続されている。さらに、ダイポールアンテナ素子４２ａ、４４ａの外方には、第１の延長素子５８ａ、６０ａが設けられている。ダイポールアンテナ素子４２ａと延長素子との間には、ＰＩＮダイオード６２ａ、コイル６６ａが接続されている。同様にダイポールアンテナ素子４４ａと延長素子６０ａとの間には、ＰＩＮダイオード７０ａ、コイル７４ａが接続されている。延長素子５８ａ、６０ａの長さは、延長素子２４ａ、２６ａと同様に選択され、コイル６６ａ、７４ａの値も、コイル３０ａ、３８ａと同様に選択されている。

第２のダイポールアンテナ６ａは、第１のダイポールアンテナ４ａと平行に、本体１内に配置され、両者の間隔は、ＵＨＦ帯の波長λの１／４よりも短く選択されている。

第１のダイポールアンテナ４ａのダイポールアンテナ素子８ａ、１０ａの内方端部が給電点とされ、導体１４ａ、２０ａの内方端部が整合器、例えばバラン７８ａに接続されている。同様に、第２のダイポールアンテナ６ａのダイポールアンテナ素子４２ａ、４４ａの内方端部が給電点とされ、導体４６ａ、５０ａの内方端部が、整合器、例えばバラン８０ａに接続されている。但し、バラン７８ａの出力が、バラン８０ａの出力とが逆相となるように両バラン７８ａ、８０ａは構成されている。

導体１２ａ、４８ａ間には、直列に高周波阻止コイル８２ａ、８４ａが接続され、両者の接続点と基準電位点との間には、コンデンサ８６ａ、８８ａが接続されている。さらに、これらコイル８２ａ、８４ａの接続点には、ＰＩＮダイオード２８ａ、６２ａを導通させるために正電圧が供給される電圧供給部９０ａが設けられている。導体１８ａ、５２ａ間にも、同様に高周波阻止コイル９２ａ、９４ａが接続されている。これらの接続点と基準電位点との間にコンデンサ９６ａ、９８ａが接続され、これらの接続点には、ＰＩＮダイオード３４ａ、７０ａを導通させるための電圧供給部１００ａが設けられている。なお、バラン７８ａ、８０ａには、基準電位点に接続されている箇所があるので、電圧供給部９０ａまたは１００ａに正電圧が印加されると、電流がバラン７８ａ、８０ａから基準電位点に流れる。

第２のアンテナ２ｂは、第１のアンテナ２ａと実質的に同一の構成であって、同等部分には同一符号の添え字ａをｂに変更した符号を付して、その説明を省略する。第２のアンテナ２ｂは、それの中心が、第１のアンテナ２ａの中心と重なった状態、即ち、第１のアンテナ２ａとほぼ直交させた状態で、かつ図２に示すように、上下方向に間隔をあけて非接触状態に本体１内に収容されている。

図１に示すように、第１のアンテナ２ａの第１及び第２のダイポールアンテナ４ａ、６ａの間には、第２周波数帯低域専用ダイポールアンテナ、例えばＶＨＦ帯低域ダイポールアンテナ４００ａが設けられている。このＶＨＦ帯低域ダイポールアンテナ４００ａは、第１及び第２のダイポールアンテナ４ａ、６ａに平行に配置され、図３に示すように、ダイポールアンテナ素子４０２ａ、４０４ａを有している。

ダイポールアンテナ素子４０２ａは、複数、例えば３つの素子４０６ａ、４０８ａ、４１０ａをそれぞれ微少な間隔をおいて一直線状に配置したものである。これら素子４０６ａ、４０８ａ、４１０ａの長さは、これら素子４０６ａ、４０８ａ、４１０ａが、ＵＨＦ帯の受信時に、ＵＨＦ帯受信用のダイポールアンテナ４ａ、６ａに対して導波器、反射器及び放射器の何れとしても機能することが無いような長さ寸法、例えば約０．３λの長さに選択されている。例えば、素子４０６ａは４７ｍｍ、素子４０８ａは８８ｍｍ、素子４１０ａは１００ｍｍの長さに選択されている。なお、素子４１０ａは、その外方端が本体１から外方に突出している。そのため、素子４１０ａはアルミニウム製の棒状に構成されているが、他の素子４０６ａ、４０８ａは本体１内に収容されているので、プリント基板によって構成されている。

素子４０６ａと素子４０８ａとは、コイル４１２ａによって接続され、素子４０８ａと素子４１０ａとは、コイル４１４ａによって接続されている。これらコイル４１２ａ、４１４ａは、ＶＨＦ帯低域の所定周波数の電波の波長の１／４の電気長を持つものとしてダイポール素子４０２ａが機能し、かつＵＨＦ帯ではハイインピーダンスを呈し、各素子４０４ａ、４０６ａ、４０８ａが電気的に切り離されているのと等価となるインダクタンスを持っている。

ダイポールアンテナ素子４０４ａも、ダイポールアンテナ素子４０２ａと同一の素子４１６ａ、４１８ａ、４２０ａを有し、これらの間には、コイル４２２ａ、４２４ａが設けられている。コイル４２２ａ、４２４ａも、コイル４１２ａ、４１４ａと同じ値を有している。

第２のアンテナ２ｂの第１及び第２のダイポールアンテナ４ｂ、６ｂの間に、ＶＨＦ帯低域ダイポールアンテナ４００ｂが設けられている。このダイポールアンテナ４００ｂは、ダイポールアンテナ４００ａに対して直交するように配置されている以外、ダイポールアンテナ４００ａと同一の構成である。従って、ダイポールアンテナ４００ａの構成要素に付した符号の末尾の添え字をａからｂに代えた符号を、ダイポールアンテナ４００ｂの対応する構成要素に付して、その説明を省略する。

ダイポールアンテナ素子４００ａ、４０２ａの内方端部が給電点とされ、整合器例えばバラン４２６ａに接続されている。同様に、ダイポールアンテナ素子４００ｂ、４０２ｂの内方端部が給電点とされ、整合器、例えばバラン４２６ｂに接続されている。

ＶＨＦ帯低域ダイポールアンテナ４００ａは、これの長さ方向に垂直な方向に８の字指向性を有している。即ち、ダイポールアンテナ４ａ側を前方、ダイポールアンテナ６ａ側を後方、ダイポールアンテナ４ｂ側を右側、ダイポールアンテナ６ｂ側を左側とすると、ＶＨＦ帯低域ダイポールアンテナ４００ａは前後方向に８の字指向性を有し、ＶＨＦ帯低域ダイポールアンテナ４００ｂは左右方向に８の字指向性を有している。

図３に示すように、第１のアンテナ２ａのバラン７８ａ、８０ａの出力信号は、本体１内に設けた増幅器１０２ａ、１０４ａによって増幅され、図４に示す可変位相器１０６ａに供給されている。

この可変位相器１０６ａにおいて、増幅器１０２ａの出力信号は、第１の位相回路に供給されている。この第１の位相回路は、固定位相器１０７ａ、１０８ａ、１０９ａを有している。これら固定位相器１０７ａ、１０８ａ、１０９ａは、例えば遅延線路、具体的には同軸ケーブルまたはマイクロストリップラインによって構成することができる。これら固定位相器１０７ａ、１０８ａ、１０９ａを同軸ケーブルによって構成する場合、その長さがそれぞれ異なったものとされている。固定位相器１０７ａの一端に増幅器１０２ａの出力信号が供給され、固定位相器１０７ａの他端側に開閉素子、例えばＰＩＮダイオード１１０ａのカソードが接続され、そのアノードが可変位相器１０８ａの一端に接続されている。可変位相器１０８ａの他端には、開閉素子、例えばＰＩＮダイオード１１２ａのアノードが接続され、カソードが固定位相器１０９ａの一端に接続されている。固定位相器１０９ａの他端は、合成手段、例えば合成器１１８ａに接続されている。

また、固定位相器１０７ａの他端には、開閉素子、例えばＰＩＮダイオード１１４ａのカソードが接続され、それのアノードは、別の開閉素子、例えばＰＩＮダイオード１１６ａのアノードに接続されている。このＰＩＮダイオード１１６ａのカソードは固定位相器１０９ａの一端に接続されている。

従って、ＰＩＮダイオード１１０ａ、１１２ａが導通し、ＰＩＮダイオード１１４ａ、１１６ａが非導通の状態では、固定位相器１０７ａ、１０８ａ、１０９ａが直列に接続され、増幅器１０２ａの出力信号は、これら固定位相器１０７ａ、１０８ａ、１０９ａによって位相が変化させられる。また、ＰＩＮダイオード１１４ａ、１１６ａが導通し、ＰＩＮダイオード１１０ａ、１１２ａが非導通の状態では、固定位相器１０７ａ、１０９ａが直列に接続され、増幅器１０２ａの出力信号は、固定位相器１０７ａ、１０９ａによって位相が変化させられる。

ＰＩＮダイオード１１０ａ、１１２ａを導通させるために、ＰＩＮダイオード１１０ａのアノード（このアノードは固定位相器１０８ａを介してＰＩＮダイオード１１２ａのアノードに接続されている。）は、抵抗器１２０ａを介して電圧供給部１２２ａに接続され、かつＰＩＮダイオード１１０ａ、１１２ａのカソードは、高周波阻止コイル１２４ａ、１２６ａを介して基準電位点に接続されている。同様にＰＩＮダイオード１１４ａ、１１６ａを導通させるために、ＰＩＮダイオード１１４ａ、１１６ａのアノードは、抵抗器１２８ａを介して電圧供給部１３０ａに接続されている。また、ＰＩＮダイオード１１４ａ、１１６ａのカソードは、高周波阻止コイル１２４ａ、１２６ａを介して基準電位点に接続されている。

可変位相器１０６ａにおいて、増幅器１０４ａの出力信号は、第２の位相回路を構成する２つの固定位相器１３２ａ、１３２ａと減衰器１３４ａを介して合成器１１８ａに供給されている。固定位相器１３２ａも、固定位相器１０７ａ、１０８ａ、１０９ａと同様に、同軸ケーブルまたはマイクロストリップラインによって構成されている。

固定位相器１３２ａ、１３２ａの遅延量は、これによって増幅器１０４ａの出力信号が受ける遅延量と、固定位相器１０７ａ、１０８ａ、１０９ａ、１３２ａ、１３２ａの遅延量は次のように決定されている。

今、ダイポールアンテナ４ａ側を前方、ダイポールアンテナ６ａ側を後方とすると、前方から到来した電波は、ダイポールアンテナ４ａ、６ａで受信され、バラン７８ａ、８０ａに出力を生じる。しかし、ダイポールアンテナ６ａの受信信号によるバラン７８ａの出力は、ダイポールアンテナ４ａの受信信号によるバラン８０ａの出力よりも、両ダイポールアンテナ４ａ、６ａの間隔（１／４λよりも小さい）に基づいて遅延量Ｄだけ遅延し、かつバラン７８ａ、８０ａの構成の相違によって位相が反転している。従って、バラン８０ａの出力信号は、バラン７８ａの出力信号よりも（Ｄ＋λ／２）だけ遅延している。そこで、前方から到来しダイポールアンテナ４ａで受信された受信信号に基づくバラン７８ａの出力信号を固定位相器１０７ａ、１０９ａによって遅延量Ｄ１だけ遅延させる。一方前方から到来し、ダイポールアンテナ６ａで受信された受信信号に基づくバラン８０ａの出力を固定位相器１３２ａ、１３２ａによって遅延量Ｄ２だけ遅延させる。ここで、（Ｄ＋λ／２＋Ｄ２）とＤ１との差がほぼ等しくなるようにＤ１、Ｄ２を選択してある。従って、合成器１１８ａの入力側においてダイポールアンテナ６ａの受信信号をダイポールアンテナ４ａの受信信号とほぼ同相とすることができる。一方、後方から到来する電波も、ダイポールアンテナ４ａ、６ａにおいて受信される。後方から到来し、ダイポールアンテナ４ａで受信された受信信号に基づくバラン７８ａの出力信号は、後方から到来し、ダイポールアンテナ６ａで受信された受信信号に基づくバラン８０ａの出力信号よりも、両アンテナ４ａ、６ａの間隔に基づいてＤだけ遅延し、かつバラン７８ａ、８０ａの構成の相違により位相が反転している。即ち、Ｄ−λ／２だけバラン７８ａの出力信号はバラン８０ａの出力信号よりも遅延している。そこで、バラン８０ａの出力信号を固定位相器１３２ａ、１３２ａでＤ２だけ遅延させ、バラン７８ａの出力信号を固定位相器１０７ａ、１０９ａでＤ１だけ遅延させる。ここでＤ２と（Ｄ−λ／２＋Ｄ１）との差が約λ／２となるようにもＤ１、Ｄ２を選択してある。従って、後方から到来し、ダイポールアンテナ４ａ、６ａで受信された受信信号は合成器１１８ａの入力側において実質的に逆相となる。これによって、ダイポールアンテナ４ａ、６ａによって構成された第１のアンテナ２ａは、前方に指向性を持ち、後方に指向性を持たないアンテナとなる。このように制御できるように、固定位相器１０７ａ、１０９ａの遅延量Ｄ１、固定位相器１３２ａ、１３２ａの遅延量Ｄ２が決定されている。

従って、前方に指向性を持たせる場合、ＰＩＮダイオード１１４ａ、１１６ａを導通させ、ＰＩＮダイオード１１０ａ、１１２ａを非導通とする。

一方、後方に指向性を持たせる場合、後方から到来し、ダイポールアンテナ６ａで受信された受信信号は、固定位相器１３２ａ、１３２ａによって遅延量Ｄ２の遅延を受ける。また、後方から到来し、ダイポールアンテナ４ａで受信された受信信号は、後方から到来し、ダイポールアンテナ６ａで受信された受信信号よりもＤだけ遅延し、かつバラン７８ａ、８０ａの構成の相違によって位相が反転する。さらに、バラン７８ａの信号は、固定位相器１０７ａ、１０９ａでＤ１だけ遅延され、かつ固定位相器１０８ａによってＤ３だけ遅延される。従って、Ｄ２と、（Ｄ−λ／２＋Ｄ１＋Ｄ３）との差が実質的に零になれば、第１のアンテナ２ａは後方に指向性を持つ。また、前方から到来し、ダイポールアンテナ４ａで受信された受信信号に基づくバラン７８ａの出力信号は、固定位相器１０７ａ、１０８ａ、１０９ａによって（Ｄ１＋Ｄ３）の遅延を受ける。前方から到来し、ダイポールアンテナ６ａで受信された受信信号に基づくバラン８０ａの出力信号は、ダイポールアンテナ４ａの受信信号よりもＤだけ遅延し、バラン７８ａ、８０ａの構成の相違によって反転し、さらに固定位相器１３２ａ、１３２ａによってＤ２だけ遅延される。従って、（Ｄ＋λ／２＋Ｄ２）とＤ１＋Ｄ３との差がほぼλ／２となると、第１のアンテナ２ａは、後方に指向性を持つ。このように制御できるように、固定位相器１０８ａの遅延量Ｄ３が決定されている。

従って、後方に指向性を持たせる場合、ＰＩＮダイオード１１４ａ、１１６ａを非導通とし、ＰＩＮダイオード１１０ａ、１１２ａを導通させる。

このようにＰＩＮダイオード１１０ａ、１１２ａ、１１４ａ、１１６ａの切換によって、第１のアンテナ２ａの指向性を前方または後方に変更することができる。

第２のアンテナ２ｂの受信信号も、可変位相器１０６ｂにおいて、同様に処理されて、図４における右側または左側に指向性を切り換えることができる。可変位相器１０６ｂの構成は、可変位相器１０６ａと同一であるので、同等部分には同一符号の末尾の添え字ａをｂに変更した符号を付して、その説明を省略する。

図３に示すようにＶＨＦ帯低域ダイポールアンテナ４００ａのバラン４２６ａの出力信号は、本体１内に設けられた増幅器４２８ａによって増幅された後、図４に示すように、極性切換部４３０ａに供給されている。この極性切換部４３０ａは、例えば図５に示すように、入力端子４３２ａを有し、これは直流阻止コンデンサ４３４ａを介して非反転回路に接続されている。非反転回路は、開閉素子、例えばＰＩＮダイオード４３６ａ、４３８ａを有し、ＰＩＮダイオード４３６ａのカソードが直流阻止コンデンサ４３４ａに接続され、アノードがＰＩＮダイオード４３８ａのアノードに接続されている。ＰＩＮダイオード４３８ａのカソードは、直流阻止コンデンサ４４０ａを介して出力端子４４２ａに接続されている。従って、ＰＩＮダイオード４３６ａ、４３８ａが導通しているとき、入力端子４３２ａに供給された増幅器４２８ａの信号は、そのまま出力される。

極性切換部４３０ａは、反転回路も有している。この反転回路は、直流阻止コンデンサ４３４ａを介して入力端子４３２ａに接続されたバラン４４４ａを有し、このバラン４４ａの出力側が極性を反転させて、別のバラン４４６ａに供給されている。このバラン４４６ａの出力側が、開閉素子、例えばＰＩＮダイオード４４８ａ、４５０ａ、直流阻止コンデンサ４４０ａを介して出力端子４４２ａに接続されている。即ち、ＰＩＮダイオード４４８ａのカソードがバラン４４６ａの出力側に接続され、アノードがＰＩＮダイオード４５０ａのアノードに接続され、カソードが直流阻止コンデンサ４４０ａに接続されている。従って、ＰＩＮダイオード４４８ａ、４５０ａが導通したとき、入力端子４３２ａに供給された増幅器４２８ａの信号は、バラン４４４ａ、４４６ａによって極性が反転され、ＰＩＮダイオード４４８ａ、４５０ａを介して出力端子４４２ａに出力される。

ＰＩＮダイオード４３６ａ、４３８ａを制御するために、これらのアノードの接続点は、抵抗器４５２ａを介して電圧供給部４５４ａに接続され、ＰＩＮダイオード４４８ａ、４５０ａを制御するために、これらのアノードの接続点は、抵抗器４５６ａを介して電圧供給部４５８ａに接続されている。また、これら電圧供給部４５４ａ、４５８ａに電圧が供給されたとき、ＰＩＮダイオード４３６ａ、４３８ａ、４５４ａ、４５８ａを導通させるために、高周波阻止コイル４６０ａ、４６２ａが設けられている。

図４に示すように、極性切換部４３０ａからの信号（ＶＨＦ帯低域信号）と、合成器１１８ａの信号（ＶＨＦ帯高域またはＵＨＦ帯信号）は、帯域切換部４６４ａに供給されている。帯域切換部４６４ａは、図６に示すように、合成器１１８ａからの信号が入力される入力端子４６６ａと、極性切換部４３０ａからの信号が供給される入力端子４６８ａとを有している。入力端子４６６ａと出力端子４７０ａとの間に開閉手段、例えばＰＩＮダイオード４７２ａ、４７４ａが接続されている。即ちＰＩＮダイオード４７２ａのカソードは直流阻止コンデンサ４７６ａを介して入力端子４６６ａに接続され、アノードはＰＩＮダイオード４７４ａのアノードに接続され、カソードは直流阻止コンデンサ４７５を介して出力端子４７０ａに接続されている。同様に入力端子４６８ａと出力端子４７０ａとの間に、開閉手段、例えばＰＩＮダイオード４８０ａ、４８２ａが接続されている。即ち、ＰＩＮダイオード４８０ａのカソードは直流阻止コンデンサ４８４ａを介して入力端子４６８ａに接続され、そのアノードはＰＩＮダイオード４８２ａのアノードに接続され、そのカソードは直流阻止コンデンサ４７８ａを介して出力端子４７０ａに接続されている。ＰＩＮダイオード４７２ａ、４７４ａを導通させるために、抵抗器４８４ａ、電圧供給部４８６ａ、高周波阻止コイル４８８ａ、４９０ａが設けられている。ＰＩＮダイオード４８０ａ、４８２ａを導通させるために、抵抗器４９２ａ、電圧供給部４９４ａ、高周波阻止コイル４９６ａ、４９０ａが設けられている。

ＰＩＮダイオード４７２ａ、４７４ａが導通したとき、合成器１１８ａからのＶＨＦ帯高域またはＵＨＦ帯信号が出力端子４７０ａを介して出力され、ＰＩＮダイオード４８０ａ、４８２ａが導通したとき、極性切換部４３０ａからのＶＨＦ帯低域信号が出力端子４７０ａを介して出力される。

この多周波数帯アンテナは、帯域切換部４６４ｂも有している。これは、帯域切換部４６４ａと同様に構成されているので、その構成の詳細な説明は省略する。

帯域切換部４６４ａ、４６４ｂから前方または後方に指向性を持つＵＨＦ帯またはＶＨＦ帯高域の信号が出力されているとき、これら信号の指向性を適切に選択し、かつこれら信号をレベル調整手段、例えば可変減衰器１３６ａ、１３６ｂによって適切に調整して合成すれば、任意の方向に指向性を向けることができる。同様に、帯域切換部４６４ａ、４６４ｂから８の字指向性を持つＶＨＦ帯低域の信号が出力されているとき、これら信号の極性を適切に選択し、かつこれらの信号を可変減衰器１３６ａ、１３６ｂによって適切に調整して合成すると、任意の方向に８の字指向性を向けることができる。

そのため、可変減衰器１３６ａ、１３６ｂでは、減衰量を多段階、例えば０ｄＢ、７ｄＢ及び∞の３段階のうち選択されたものに調整可能に構成されている。そして、ＵＨＦ帯またはＶＨＦ帯高域の信号の場合には指向性の調整と、可変減衰器１３６ａ、１３６ｂの減衰量の調整とによって、ＶＨＦ帯低域の信号の場合には極性の調整と可変減衰器１３６ａ、１３６ｂの減衰量の調整とによって、前方を０度とし、所定角度間隔、例えば２２．５度間隔に合計１６段階に指向性を調整できる。

そのため、可変減衰器１３６ａは、帯域切換部４６４ａと合成器１３８との間に直列に接続された開閉素子、例えばＰＩＮダイオード１４０ａ、１４２ａを有している。ＰＩＮダイオード１４０ａのカソードが帯域切換部４６４ａの出力に接続され、ＰＩＮダイオード１４０ａ、１４２ａのアノードが相互に接続され、ＰＩＮダイオード１４２ａのカソードが合成器１３８の入力側に接続されている。ＰＩＮダイオード１４０ａ、１４２ａのアノードは、抵抗器１４４ａを介して電圧供給部１４６ａに接続され、ＰＩＮダイオード１４０ａ、１４２ａのカソードは、高周波阻止コイル１４８ａ、１５０ａを介して基準電位点に接続されている。従って、電圧供給部１４６ａに正の電圧が供給されたとき、ＰＩＮダイオード１４０ａ、１４２ａが導通し、帯域切換部４６４ａの信号は減衰されずに、合成器１３８に供給される。

可変減衰器１３６ａは、固定減衰器、例えばＴ形減衰器１５４ａも有している。この減衰器１５４ａは、３本の抵抗器１５２ａからなり、減衰量が７ｄＢである。この減衰器１５４ａの入力側に開閉素子、例えばＰＩＮダイオード１５６ａのアノードが接続され、カソードはＰＩＮダイオード１４０ａのカソードに接続されている。同様に、可変減衰器１５４ａの出力側に、開閉素子、例えばＰＩＮダイオード１５８ａのアノードが接続され、カソードはＰＩＮダイオード１４２ａのカソードに接続されている。Ｔ形減衰器１５４ａの３本の抵抗器の相互接続点は、抵抗器１６０ａを介して電圧供給部１６２ａに接続されている。従って、電圧供給部１６２ａに正の電圧を供給すると、ＰＩＮダイオード１５６ａ、１５８ａが導通し、Ｔ形減衰器１５４ａが帯域切換部４６４ａ、合成器１３８間に接続され、帯域切換部４３０ａからの信号は、７ｄＢの減衰を受ける。

可変減衰器１３６ａは、更に、第１のアンテナ２ａのインピーダンスに等しいインピーダンスを持つ整合用抵抗器１６４ａを有し、その一端は基準電位点に接続され、その他端は、開閉素子、例えばＰＩＮダイオード１６６ａのアノードに直流阻止コンデンサ１７０ａを介して接続されている。このＰＩＮダイオード１６６ａのカソードは、ＰＩＮダイオード１４０ａのカソードに接続されている。また、ＰＩＮダイオード１６６ａのアノードは、抵抗器１７２ａを介して電圧供給部１７４ａに接続されている。従って、電圧供給部１７４ａに正の電圧を供給すると、ＰＩＮダイオード１６６ａが導通し、合成器１１８ａの出力側が整合用抵抗器１６４ａを介して基準電位点に接続され、無限大に減衰させられる。

可変減衰器１３６ｂも、可変減衰器１３６ａと同様に構成されているので、同等部分には同一符号の添え字をａからｂに変更した符号を付して、その説明を省略する。

この多周波数帯アンテナにおいて指向性を可変するために、この多周波数帯アンテナは、図７に示すように制御装置を備えている。この制御装置は、１６方位スイッチ１７６を有している。このスイッチ１７６は、０度から２２．５度間隔に合計１６個の方位に対応した出力信号を発生するように構成されている。この出力信号は、エンコーダ１７８に供給され、図８、図９及び図１０に示すように各方位に対応した「００００」から「１１１１」までの４ビットのコード信号に変換され、制御部１８０に供給される。制御部１８０は、入力されたコード信号と、帯域切換部１８１からの帯域切換指示信号とに基づいて、図８、図９または図１０に示すように、各電圧供給部１２２ａ、１３０ａ、１２２ｂ、１３０ｂ、１４６ａ、１６２ａ、１７４ａ、１４６ｂ、９０ａ、９０ｂ、１００ａ、１００ｂ、１６２ｂ、１７４ｂ、４５４ａ、４５８ａ、４８６ａ、４９４ａ、４８６ｂ、４９４ｂに電圧を供給する。図８乃至図１０において、Ａは電圧供給部１３０ａに、ａは同１２２ａに、Ｂは同１３０ｂに、ｂは同１２２ｂに、Ｃは同１４６ａに、Ｄは同１６２ａに、Ｅは同１７４ａに、Ｆは同１４６ｂに、Ｇは同１６２ｂに、Ｈは同１７４ｂに、Ｉは同９０ａに、Ｊは同１００ａに、Ｋは同９０ｂに、Ｌは同１００ｂに、Ｍは同４５４ａに、Ｎは同４５８ａに、Ｐは同４８６ａ、４８６ｂに、Ｑは同４９４ａ、４９４ｂに、それぞれ対応する。図８乃至図１０におけるＡ乃至Ｑの欄に示す「１」は正の電圧を供給することを意味し、「０」は電圧非供給を示す。なお、図８は、ＵＨＦ帯での指向性変化、図９はＶＨＦ帯高域での指向性変化、図１０はＶＨＦ帯低域での指向性変化を示す。

ＵＨＦ帯、ＶＨＦ帯高域、ＶＨＦ帯低域のいずれの場合でも、方位角が０度から４５度までの間には、可変減衰器１５４ａは減衰が０であるが、６７．５度から９０度までは７ｄＢ、無限大と減衰量が増加し、１２．５度から１３５度までは７ｄＢと減衰量が減少し、１５７．５度から２２５度までは減衰量は０を維持する。２４７．５度から２７０度までは７ｄＢ、無限大と減衰量が増加し、２９２．５度から３１５度まで減衰量は７ｄＢ、０と減少し、３３７．５度では減衰量は０となる。

一方、可変減衰器１５４ｂでは、方位角が０度から４５度までは減衰量が無限大から７ｄＢ、０と減少し、６７．５度から１３５度までは減衰量０を維持する。方位角１５７．５度から１８０度までは減衰量が７ｄＢ、無限大と増加し、２０２．５度から２２５度までは減衰量が７ｄＢ、０と減少する。２４７．５度から３１５度までは減衰量０を維持、３３７．５度では７ｄＢの減衰量となる。このように一方の減衰量が０であるとき、他方の減衰量は増加または減少する。

ＶＨＦ帯高域及びＵＨＦ帯の受信の場合には、図８、図９に示すように、帯域切換部４６４ａ、４６４ｂがＶＨＦ帯高域またはＵＨＦ帯の信号を出力する。ＶＨＦ帯低域の受信の場合には、図１０に示すように、帯域切換部４６４ａ、４６４ｂがＶＨＦ帯低域の信号を出力する。ＶＨＦ帯高域受信の場合には、コイル３０ａ、３０ｂ、３８ａ、３８ｂ、６６ａ、６６ｂ、７４ａ、７４ｂの作用によって、延長素子２４ａ、２４ｂ、２６ａ、２６ｂ、５８ａ、５８ｂ、６０ａ、６０ｂは、対向するダイポールアンテナ素子８ａ、８ｂ、１０ａ、１０ｂ、４２ａ、４２ｂ、４４ａ、４４ｂに接続されている。

ＵＨＦ帯において第１及び第２のアンテナ２ａ、２ｂのダイポールアンテナ４ａ、６ａ、４ｂ、６ｂの間隔をそれぞれλ／４よりも小さくしている関係上、その指向特性は、ダイポールアンテナ４ａ、６ａ、４ｂ、６ｂの間隔をそれぞれλ／４とした場合よりも鋭くなっている。そのため上述したように合成した場合、０度、９０度、１８０度、２７０度以外の角度に指向性を向けた場合に、これら角度の位置で指向性が歪むことが判った。

この点を改善するために、ＵＨＦ帯の受信において、ダイポールアンテナ４ａ、６ａに対して片側の延長素子を接続し、いわゆる非対称給電装荷ダイポールアンテナとして、指向性を傾斜させ、合成している。そのため、図８のＩ、Ｊ、Ｋ、Ｌのように電圧を供給し、延長素子２４ａ、２６ａ、５８ａ、６０ａを接続している。

ＶＨＦ帯低域を受信する場合には、図１０にＰ、Ｑとして示すように電圧が供給され、帯域切換部４６４ａ、４６４ｂがＶＨＦ帯低域の信号を出力する。また、極性切換部４３０ａにおいて図１０にＭ、Ｎで示すように電圧が供給され、０度から６７．５度、１８０度から２４７．５度までは、ダイポールアンテナ４００ａの極性非反転のＶＨＦ帯低域の信号が出力され、９０度から１５７．５度、２７０度から３３７．５度までは、ダイポールアンテナ４００ａの極性反転のＶＨＦ帯低域の信号が出力され、これらがダイポールアンテナ４００ｂのＶＨＦ帯低域の信号と合成され、８の字指向性が回転させられる。

このように、この多周波数帯アンテナでは、ＶＨＦ帯低域用にダイポールアンテナ４００ａ、４００ｂを設けているので、図１１（ａ）、（ｂ）に実線で示すようにＶＨＦ帯低域である５４乃至８８ＭＨｚにおいて充分に実用となる利得を示している。なお、同図に点線で示すのは、ダイポールアンテナ４ａ、６ａと延長素子２４ａ、２４ｂ、２６ａ、２６ｂ、５８ａ、５８ｂ、６０ａ、６０ｂとを使用した場合のＶＨＦ帯低域での利得である。この両者の比較から明らかなように、５乃至１０ｄＢの利得が向上している。なお、同図に一点鎖線で示すのは、素子４０６ａ、４０６ｂ、４０８ａ、４０８ｂ、４１０ａ、４１０ｂの他にそれぞれもう１つずつ外側に素子を設け、順に、４７ｍｍ、４７ｍｍ、８８ｍｍ、８８ｍｍ、８５ｍｍ、８５ｍｍ、８５ｍｍ、８５ｍｍとした場合の利得である。この場合には、さらに利得が向上している。また、各素子は、ＵＨＦ帯の受信に影響を与えていない。

上記の実施の形態は、種々に改変することができる。例えば図１２に示すように、ＶＨＦ帯低域用ダイポールアンテナ４００ａ、４００ｂに代えて、第１及び第２のアンテナ４ａ、６ａ、４ｂ、６ｂの間に、本体１から先端が突出するように素子５００ａ、５０２ａ、５００ｂ、５０２ｂを設け、これらの内方端をコイル５０４ａ、５０６ａ、５０８ａ、５１０ａ、５０４ｂ、５０６ｂ、５０８ｂ、５１０ｂを介して第１及び第２のアンテナ４ａ、６ａ、４ｂ、６ｂの先端に接続して、アンテナ２ａ’、２ｂ’を構成することもできる。この場合、コイル５０４ａ、５０６ａ、５０８ａ、５１０ａ、５０４ｂ、５０６ｂ、５０８ｂ、５１０ｂは、ＶＨＦ帯低域において、素子５００ａ、５０２ａ、５００ｂ、５０２ｂを第１及び第２のアンテナ４ａ、６ａ、４ｂ、６ｂの先端に接続するように低インピーダンスを呈し、ＶＨＦ帯高域及びＵＨＦ帯において、素子５００ａ、５０２ａ、５００ｂ、５０２ｂを第１及び第２のアンテナ４ａ、６ａ、４ｂ、６ｂの先端と非接続とするように高インピーダンスを呈するものに選択する。

この場合、図１３に示すように、第１のダイポールアンテナ４ａと第２のダイポールアンテナ６ａとの間隔は、ＶＨＦ帯低域の中心周波数の波長の１／１６乃至１／３２（約０．０１）の長さである。第１のダイポールアンテナ４ｂと第２のダイポールアンテナ６ｂとの間隔も同様である。

また、増幅器４２８ａ、４２８ｂは除去され、図１４に示すように、極性切換部４３０ａ、帯域切換部４６４ａ、４６４ｂが除去されている。その代わりに、極性切換部４３０ａと同一の構成である極性切換部５１２ａ、５１２ｂ、５１６が設けられている。即ち、極性切換部５１２ａは、固定位相器１３２ａと合成器１１８ａとの間に設けられ、極性切換部５１２ｂは、固定位相器１３２ｂと合成器１１８ｂとの間に設けられている。また、極性切換部５１６が合成器１１８ａと可変減衰器１３６ａとの間に設けられている。極性切換部５１２ａ、５１２ｂは、電圧供給部５１８ａ、５１８ｂ、５２０ａ、５２０ｂを有し、電圧供給部５１８ａ、５１８ｂに電圧が供給されたとき、入力された固定位相器１３２ａの出力をその位相を反転させて出力し、電圧供給部５２０ａ、５２０ｂに電圧が供給されたとき、入力された固定位相器１３２ａの出力をその位相をそのまま出力する。極性切換部５１６も電圧供給部５２２、５２４を有し、電圧供給部５２２に電圧が供給されているとき、合成器１１８ａの出力をそのまま出力し、電圧供給部５２４に電圧が供給されたとき、合成器１１８ａの出力を反転させて出力する。

ＵＨＦ帯及びＶＨＦ帯高域の電波を受信する場合には、図１５、図１６にＭ、Ｎで示すように、極性切換部５１２ａ、５１２ｂの電圧供給部５１８ａ、５１８ｂには電圧が供給されず、電圧供給部５２０ａ、５２０ｂに電圧が供給される。その結果、合成器１１８ａでは、第１のダイポールアンテナ２ａ、２ｂと第２のダイポールアンテナ４ａ、４ｂとの出力は逆相で合成される。また、また、Ｐ、Ｑで示すように極性切換部５１６の電圧供給部５２４には電圧が供給されず、電圧供給部５２２に電圧が供給される。その結果、合成器１１８ａの出力は、反転されずに可変減衰器１３６ａに供給される。なお、ＶＨＦ帯高域受信の場合には、図１６にＩ、Ｊ、Ｋ、Ｌで示すように電圧供給部９０ａ、９０ｂ、１００ａ、１００ｂに電圧が供給されず、ＰＩＮダイオード２８ａ、２８ｂ、３４ａ、３４ｂ、６２ａ、６２ｂ、７０ａ、７０ｂが全て導通していない。

ＶＨＦ帯低域の電波を受信する場合にも、図１７にＩ、Ｊ、Ｋ、Ｌで示すように電圧供給部９０ａ、９０ｂ、１００ａ、１００ｂに電圧が供給されず、コイル３０ａ、３０ｂ、３８ａ、３８ｂ、６２ａ、６２ｂ、７４ａ、７４ｂによって、第１及び第２のダイポールアンテナ４ａ、４ｂ、６ａ、６ｂと延長素子２４ａ、２４ｂ、２６ａ、２６ｂ、５８ａ、５８ｂ、６０ａ、６０ｂが接続され、さらに、コイル５０４ａ、５０４ｂ、５０６ａ、５０６ｂ、５０８ａ、５０８ｂ、５１０ａ、５１０ｂによって、素子５００ａ、５０２ａ、５００ｂ、５０２ｂが、延長素子２４ａ、２４ｂ、２６ａ、２６ｂ、５８ａ、５８ｂ、６０ａ、６０ｂに接続されている。

また、ＶＨＦ帯低域の電波を受信する場合、同図にＡ、ａ、Ｂ、ｂで示すように電圧供給部１３０ａ、１３０ｂに常に電圧が供給されている。また、同図にＭ、Ｎで示すように極性切換部５１２ａ、５１２ｂの電圧供給部５１８ａ、５１８ｂに常に電圧が供給されている。従って、合成器１１８ａには、第１のダイポールアンテナ４ａ、第２のダイポールアンテナ６ａの出力がそれぞれ同相で供給され、合成器１１８ｂには、第１のダイポールアンテナ４ｂ、第２のダイポールアンテナ６ｂの出力がそれぞれ同相で供給されている。同図にＰ、Ｑで示すように極性切換部５１６では、指向性を０度、２２．５度、４５度、６７．５度とする場合には、電圧供給部５２２にのみ電圧を供給する。９０度、１１２．５度、１３５度、１５７．５度とする場合には、電圧供給部５２４のみに電圧を供給する。また、１８０度、２０２．５度、２２５度、２４７．５度、２７０度とする場合には、電圧供給部５２２にのみ電圧を供給する。また、２９２．５度、３１５度、３３７．５度とする場合には、電圧供給部５２４のみに電圧を供給する。これによって、第１及び第２のダイポールアンテナ４ａ、６ａからなる第１のアンテナ２ａの出力の位相が、そのまま、反転、そのまま、反転の状態で、可変減衰器１３６ａに供給されている。

他の実施形態としては、図１８に示すように、コイル５０４ａ、５０６ａ、５０８ａ、５１０ａ、５０４ｂ、５０６ｂ、５０８ｂ、５１０ｂに代えて、例えばＰＩＮダイオードからなる開閉素子５１２ａ、５１４ａ、５１６ａ、５１８ａ、５１２ｂ、５１４ｂ、５１６ｂ、５１８ｂを使用することもできる。この場合、開閉素子５１２ａ、５１４ａ、５１６ａ、５１８ａ、５１２ｂ、５１４ｂ、５１６ｂ、５１８ｂは、ＵＨＦ帯及びＶＨＦ帯高域の受信時には開放し、ＶＨＦ帯低域の場合に閉成する。

本発明の１実施形態の多周波数帯アンテナの平面図である。 図１の多周波数帯アンテナの正面図である。 図１の多周波数アンテナの詳細な回路の一部を示す図である。 図１の多周波数アンテナの詳細な回路の残りの部分を示す図である。 図１の多周波数帯アンテナにおいて使用する極性切換部の回路図である。 図１の多周波数帯アンテナにおいて使用する帯域切換部の回路図である。 図１の多周波数帯アンテナにおいて使用する制御部の回路図である。 図１の多周波数帯アンテナにおけるＵＨＦ帯での指向性の制御状態を示す図である。 図１の多周波数帯アンテナにおけるＶＨＦ帯高域での指向性の制御状態を示す図である。 図１の多周波数帯アンテナにおけるＶＨＦ帯低域での指向性の制御状態を示す図である。 図１の多周波数帯アンテナにおけるＶＨＦ帯低域での利得対周波数特性図である。 図１の多周波数帯アンテナの第１の変形例の平面図である。 図１２の変形例の詳細な回路の一部を示す図である。 図１２の変形例の詳細な回路の残りの部分を示す図である。 図１２の変形例におけるＵＨＦ帯での指向性の制御状態を示す図である。 図１２の変形例におけるＶＨＦ帯高域での指向性の制御状態を示す図である。 図１２の変形例におけるＶＨＦ帯低域での指向性の制御状態を示す図である。 図１の多周波数帯アンテナの第２の変形例の平面図である。

符号の説明

１ 本体
２ａ 第１のアンテナ
２ｂ 第２のアンテナ
４ａ、４ｂ ６ａ ６ｂ 第１及び第２のダイポールアンテナ（第１及び第２周波数帯兼用アンテナ）
２４ａ ２４ｂ ２６ａ ２６ｂ ５８ａ ５８ｂ ６０ａ ６０ｂ 延長素子（第１及び第２周波数帯兼用アンテナ）
４００ａ ４００ｂ ＶＨＦ帯低域ダイポールアンテナ（第２周波数帯専用アンテナ）

Claims (9)

1. 一直線上に配置された第１ダイポールアンテナと、第１ダイポールアンテナの両端それぞれから前記一直線に沿って外方に向かって伸びた少なくとも２本の第１延長素子とを、含み、第１ダイポールアンテナの全長は、第１周波数帯の電波を受信可能な長さに選択され、前記延長素子と第１ダイポールアンテナとの全長は、第１周波数帯よりも低い周波数帯である第２周波数帯の電波を受信可能な長さに選択され、第１ダイポールアンテナの両端と２本の第１延長素子との間には、第１開閉素子が設けられた第１及び第２周波数帯兼用アンテナと、
   第１ダイポールアンテナと平行に配置され、それぞれの長さが第１周波数帯において非放射器、非導波器及び非反射器として動作する長さに選択された複数の素子を含み、第２周波数帯よりも低い周波数帯である第３周波数帯の電波を受信可能な短縮形の第３周波数帯専用ダイポールアンテナと、
   第１周波数帯及び第２周波数帯受信時に第１ダイポールアンテナの受信信号を出力し、第３周波数帯受信時に第３周波数帯専用ダイポールアンテナの受信信号を出力する帯域切換手段とを、
   具備する多周波数帯アンテナ。
2. 請求項１記載の多周波数帯アンテナにおいて、第１及び第２周波数帯兼用アンテナは、第１ダイポールアンテナと同一構成の第２ダイポールアンテナと、第１延長素子と同一構成でかつ同一に配置された第２延長素子と、第２ダイポールアンテナの両端と２本の第２延長素子との間に設けられた第２開閉素子とを含み、第２ダイポールアンテナと第２延長素子は、第１ダイポールアンテナ及び第１延長素子と第１の周波数帯の電波の１／４波長よりも短い間隔を隔てて平行に配置され、第３周波数帯域専用ダイポールアンテナは、第１及び第２ダイポールアンテナの間に配置され、更に、
   第１及び第２ダイポールアンテナの受信信号を合成する第１合成手段と、
   第１ダイポールアンテナと前記合成手段との間に配置され、第１及び第２ダイポールアンテナにほぼ垂直な第１の方向からの受信信号をほぼ同相で第１合成手段に供給し、第１及び第２ダイポールアンテナにおいて受信された第１の方向と反対の第２の方向からの信号をほぼ逆相で第１合成手段に供給するように第１ダイポールアンテナの受信信号の位相を調整する第１の状態と、第１及び第２ダイポールアンテナで受信された第１の方向からの電波をほぼ逆相で第１合成手段に供給し、第１及び第２ダイポールアンテナで受信された第２の方向からの信号をほぼ同相で第１合成手段に供給するように第１ダイポールアンテナの受信信号の位相を調整する第２の状態とのうち、選択されたものに切換可能な可変位相手段とを、
   具備する多周波数帯アンテナ。
3. 請求項２記載の多周波数帯アンテナからそれぞれがなる第１及び第２のアンテナを含み、第１及び第２のアンテナが直交配置されたアンテナ群と、
   第１のアンテナの前記帯域切換手段からの信号と第２のアンテナの前記帯域切換手段からの信号をそれぞれレベル調整する第１及び第２のレベル調整手段と、
   第１及び第２のレベル調整手段の出力信号を合成する第２合成手段とを、
   具備する多周波数帯アンテナ。
4. 請求項１記載の多周波数帯アンテナにおいて、第３周波数帯専用ダイポールアンテナの各素子は、第１周波数帯の電波の約０．３波長の長さである多周波数帯アンテナ。
5. 一直線上に配置されたダイポールアンテナと、このダイポールアンテナの両端それぞれから前記一直線に沿って外方に向かって伸びた少なくとも２本の第２周波数帯用延長素子とを、含み、前記ダイポールアンテナの全長は、第１周波数帯の電波を受信可能な長さに選択され、前記第２周波数帯用延長素子と前記ダイポールアンテナ素子との全長は、第１周波数帯よりも低い周波数帯である第２周波数帯の電波を受信可能な長さに選択され、前記ダイポールアンテナの両端と２本の第２周波数帯用延長素子との間には、第１開閉素子が設けられた第１及び第２周波数帯兼用アンテナと、
   前記ダイポールアンテナと平行に配置され、かつ外方端が各第２周波数帯用延長素子の外方端よりもそれぞれ外方に位置し、長さが第１周波数帯において非放射器、非導波器及び非反射器として動作する長さに選択された少なくとも２本の第３周波数帯用延長素子と、
   各第２周波数帯用延長素子の外方端と各第３周波数帯用延長素子の内方端とをそれぞれ接続し、第２周波数帯よりも低い周波数帯である第３周波数帯において第２周波数帯用延長素子、第３周波数帯用延長素子及び前記ダイポールアンテナによって第３周波数帯の電波を受信可能とする値に選択されたコイルとを、
   具備する多周波数帯アンテナ。
6. 一直線上に配置されかつ互いに平行に配置された第１及び第２ダイポールアンテナと、これら第１及び第２ダイポールアンテナの両端それぞれから前記一直線に沿って外方に向かって伸びた少なくとも２本の第１及び第２の第２周波数帯用延長素子とを、含み、前記第１及び第２のダイポールアンテナの全長は、第１周波数帯の電波を受信可能な長さに選択され、前記第１及び第２の第２周波数帯用延長素子と第１及び第２ダイポールアンテナ素子とのそれぞれの全長は、第１周波数帯よりも低い周波数帯である第２周波数帯の電波を受信可能な長さに選択され、第１及び第２ダイポールアンテナの両端と第１及び第２の第２周波数帯用延長素子との間には、第２開閉素子が設けられた第１及び第２周波数帯兼用アンテナと、
   第１及び第２のダイポールアンテナの間に、これらと平行に配置され、かつ外方端が各第２周波数帯用延長素子の外方端よりもそれぞれ外方に位置し、長さが第１周波数帯において非放射器、非導波器及び非反射器として動作する長さに選択された少なくとも２本の第３周波数帯用延長素子と、
   各第２周波数帯用延長素子の外方端と各第３周波数帯延長素子の内方端とをそれぞれ接続し、第２周波数帯よりも低い周波数帯である第３周波数帯において第１及び第２の第２周波数帯用延長素子、第３周波数帯用延長素子及び第１及び第２のダイポールアンテナによって第３周波数帯の電波を受信可能とする値にそれぞれが選択されたコイルと、
   第１及び第２のダイポールアンテナの出力信号を合成する合成手段とを、
   具備する多周波数帯アンテナ。
7. 一直線上に配置されたダイポールアンテナと、このダイポールアンテナの両端それぞれから前記一直線に沿って外方に向かって伸びた少なくとも２本の第２周波数帯用延長素子とを、含み、前記ダイポールアンテナの全長は、第１周波数帯の電波を受信可能な長さに選択され、前記第２周波数帯用延長素子と前記ダイポールアンテナ素子との全長は、第１周波数帯よりも低い周波数帯である第２周波数帯を受信可能な長さに選択され、前記ダイポールアンテナの両端と２本の第２周波数帯用延長素子との間には、第１開閉素子が設けられた第１及び第２周波数帯兼用アンテナと、
   前記ダイポールアンテナと平行に配置され、かつ外方端が各第２周波数帯用延長素子の外方端よりもそれぞれ外方に位置し、長さが第１周波数帯において非放射器、非導波器及び非反射器として動作する長さに選択された少なくとも２本の第３周波数帯用延長素子と、
   各第２周波数帯用延長素子の外方端と各第３周波数帯用延長素子の内方端との間に設けられ、第２周波数帯よりも低い周波数帯である第３周波数帯の電波の受信時に閉成される第３開閉素子とを、
   具備する多周波数帯アンテナ。
8. 一直線上に配置されかつ互いに平行に配置された第１及び第２ダイポールアンテナと、これら第１及び第２ダイポールアンテナの両端それぞれから前記一直線に沿って外方に向かって伸びた少なくとも２本の第１及び第２の第２周波数帯用延長素子とを、含み、前記第１及び第２のダイポールアンテナの全長は、第１周波数帯の電波を受信可能な長さに選択され、前記第１及び第２の第２周波数帯用延長素子と第１及び第２ダイポールアンテナ素子とのそれぞれの全長は、第１周波数帯よりも低い周波数帯である第２周波数帯の電波を受信可能な長さに選択され、第１及び第２ダイポールアンテナの両端と第１及び第２の第２周波数帯用延長素子との間には、第２開閉素子が設けられた第１及び第２周波数帯兼用アンテナと、
   第１及び第２のダイポールアンテナの間に、これらと平行に配置され、かつ外方端が各第２周波数帯用延長素子の外方端よりもそれぞれ外方に位置し、長さが第１周波数帯において非放射器、非導波器及び非反射器として動作する長さに選択された少なくとも２本の第３周波数帯用延長素子と、
   各第３周波数帯用延長素子の外方端と各第２周波数用延長素子の内方端との間にそれぞれ設けられ、第２周波数帯よりも低い周波数帯である第３周波数帯の電波を受信時に閉成される第３開閉素子と、
   第１及び第２のダイポールアンテナの出力信号を合成する合成手段とを、
   具備する多周波数帯アンテナ。
9. 請求項６または８記載の多周波数帯アンテナからそれぞれがなる第１及び第２のアンテナを含み、第１のアンテナと第２のアンテナとは直交配置されたアンテナ群と、
   第１のアンテナの合成手段からの出力信号と第２のアンテナの合成手段からの出力信号とをそれぞれレベル調整する第１及び第２レベル調整手段と、
   第１及び第２レベル調整手段の出力信号を合成する合成手段とを、
   具備する多周波数帯アンテナ。

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