JP2005347799A

JP2005347799A - Antenna system

Info

Publication number: JP2005347799A
Application number: JP2004161617A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Ozawa; 裕小澤
Original assignee: Maspro Denkoh Corp
Current assignee: Maspro Denkoh Corp
Priority date: 2004-05-31
Filing date: 2004-05-31
Publication date: 2005-12-15
Anticipated expiration: 2024-05-31
Also published as: JP4198090B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an antenna system with a small size and an excellent broadband characteristic. <P>SOLUTION: In the antenna system comprising multi-elements wherein a reflector, a radiator, and a waveguide device are arranged to an antenna support lever, the radiator comprises a loop antenna, and the loop antenna is provided with: a short-circuit wire provided to positions in parallel with a direction between feeding points that are two points at both ends of the antenna conductors configuring the loop antenna to short-circuit the two points of the loop antenna; and a main body case provided with a fixed part extended in a feeding point direction from almost a center axis of the loop antenna and in a direction of both ends of the short-circuit wire and freely removably fixed to the antenna support lever inserted to nearly the center axis of the loop antenna. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は，アンテナ装置に関し，詳しくは広帯域特性有した小型で高利得なアンテナ装置を実現する構造に関し，特にテレビ受信用アンテナ装置として用いて好適なものである。
The present invention relates to an antenna device, and more particularly to a structure for realizing a small and high gain antenna device having a wideband characteristic, and is particularly suitable for use as a television receiving antenna device.

一般的にループアンテナは，簡単な構成である割には比較的帯域が広いアンテナである。しかし，ループアンテナの場合も共振周波数は１つなので単一ループでは所要の帯域特性を得ることができない場合がある。そこで，所要帯域内において異なる共振周波数を有する複数のループアンテナを並列に接続して広帯域化することが考えられる。ところが，複数のループアンテナを並列に接続すると，所要の帯域内にインピーダンスの劣化点が生じることがあり，必要な広帯域特性を得ることができなかった。この多重ループアンテナにおけるインピーダンス劣化を補償して広帯域の周波数特性が得られるようにするために，給電点に並列接続された複数のループアンテナと，各ループアンテナを上記並列接続以外の位置において短絡結合する短絡線を具備させることによって短絡させ，隣接するループアンテナ間に形成される閉ループを分断して，その高次共振点を使用帯域外に移動させることによって，インピーダンス特性を劣化させる共振電流が使用帯域内において発生するのが防止されるよう構成されたループアンテナが提供されている。
（例えば，特許文献１参照）
In general, a loop antenna is an antenna having a relatively wide band for a simple configuration. However, even in the case of a loop antenna, there is a case where a required frequency characteristic cannot be obtained with a single loop since there is only one resonance frequency. Therefore, it is conceivable to increase the bandwidth by connecting a plurality of loop antennas having different resonance frequencies within the required band in parallel. However, when a plurality of loop antennas are connected in parallel, the impedance degradation point may occur in the required band, and the necessary broadband characteristics could not be obtained. In order to compensate for impedance degradation in this multi-loop antenna and obtain a wideband frequency characteristic, a plurality of loop antennas connected in parallel to the feed point and each loop antenna are short-circuited at a position other than the parallel connection. Uses a resonant current that degrades impedance characteristics by short-circuiting by providing a short-circuiting wire, breaking a closed loop formed between adjacent loop antennas, and moving the higher-order resonance point out of the use band A loop antenna is provided that is configured to be prevented from occurring in the band.
(For example, see Patent Document 1)

特許公報第２８２４７９１号Patent Publication No. 2824791

しかし，従来の広帯域化を目指した多重ループアンテナによると，所要の広帯域特性を得るためには，更に異なる共振数波数を有するループアンテナを複数個並列に接続する必要があると共に，インピーダンス劣化を防止するために前記短絡線において所定位置を短絡させるというように構成が複雑化した。この事は製品の部品点数が増えたり，生産工程が複雑化するといったことになり，延いては製品のコストアップとなるといった問題があった。
更には，このような多重ループアンテナを放射器として，反射器と導波器を備えた多素子アンテナを構成する場合においても，組立の工程が複雑化すると共に，部品点数が多くなることによって製品のコストアップとなったり，更には製品自体の重量も重くなったりして，製品の強度的な面から言っても問題があった。
そこで本願においては，こうした問題点を解決するためになされたものであり，
その目的は，広帯域・高利得な周波数特性を有するアンテナ装置を提供することにある。
他の目的は，特性の良いアンテナ装置を提供することにある。
他の目的は，簡単な構造で広帯域特性を有するアンテナ装置を提供することにある。
他の目的は，１つのループアンテナを用いた放射器を用いて，広帯域特性に優れたアンテナ装置を提供することにある。
However, according to the conventional multi-loop antenna aiming at wider bandwidth, it is necessary to connect a plurality of loop antennas having different resonant wavenumbers in parallel in order to obtain the required broadband characteristics, and to prevent impedance degradation. In order to do so, the configuration is complicated such that a predetermined position is short-circuited in the short-circuit line. This has the problem that the number of parts of the product increases and the production process becomes complicated, which in turn increases the cost of the product.
Furthermore, even when such a multi-loop antenna is used as a radiator and a multi-element antenna comprising a reflector and a director is constructed, the assembly process becomes complicated and the number of parts increases. There was a problem even in terms of the strength of the product.
Therefore, in this application, it was made to solve these problems.
The purpose is to provide an antenna device having a wide band and high gain frequency characteristics.
Another object is to provide an antenna device with good characteristics.
Another object is to provide an antenna device having a simple structure and a wide band characteristic.
Another object is to provide an antenna device having excellent broadband characteristics using a radiator using one loop antenna.

請求項１の発明は，アンテナ支持杆に反射器と放射器と導波器とを配設した多素子からなるアンテナ装置において，前記放射器はループアンテナからなり，このループアンテナには，前記ループアンテナの２点間を短絡結合する短絡線であって，前記ループアンテナを構成するアンテナ導体の両端側の２点を給電点とした時に，前記短絡線の両端部と前記ループアンテナとの接続部が，前記給電点間の配列方向と平行位置に配設された短絡線と，
当該短絡線と，前記ループアンテナの給電点を覆うように，ループアンテナの略中心から給電点方向及び短絡線の両端方向に延設されると共に，前記アンテナ支持杆に着脱自在に固着可能な固着部を具備した本体ケースとを備えるように構成される。
The invention of claim 1 is a multi-element antenna device in which a reflector, a radiator, and a director are disposed on an antenna support rod, wherein the radiator is a loop antenna, and the loop antenna includes the loop antenna. A short-circuit wire for short-circuit coupling between two points of an antenna, and when two points on both ends of the antenna conductor constituting the loop antenna are used as feeding points, a connection portion between both ends of the short-circuit wire and the loop antenna Are short-circuit wires arranged in parallel with the arrangement direction between the feeding points,
The short-circuit wire and the loop antenna are fed from the approximate center of the loop antenna in the direction of the feed point and both ends of the short-circuit wire so as to cover the feed point of the loop antenna. And a main body case provided with a portion.

請求項２の発明は，請求項１に記載のアンテナ装置において，前記短絡線の両端部と前記ループアンテナとの接続部の配列方向の線上に,前記ループアンテナの略中心位置がくるように前記短絡線を配設する。
According to a second aspect of the present invention, in the antenna device according to the first aspect, the loop antenna has a substantially center position on a line in an arrangement direction of both ends of the short-circuit line and the connection portion of the loop antenna. Provide a short-circuit wire.

請求項３の発明は，請求項１又は請求項２に記載のアンテナ装置において，前記ループアンテナをアンテナ支持杆に取付けた時に，ループアンテナの中心軸とアンテナ支持杆の中心軸とが同一軸線上に配設されるように，本体ケースの固着部を形成した。
The invention according to claim 3 is the antenna device according to claim 1 or 2, wherein the center axis of the loop antenna and the center axis of the antenna support rod are on the same axis when the loop antenna is attached to the antenna support rod. The fixing part of the main body case was formed so as to be disposed in

請求項４の発明は，請求項１乃至請求項３の何れかに記載のアンテナ装置において，当該アンテナ装置の使用周波数帯域が４７０〜７７０ＭＨｚ帯であるように構成される。
According to a fourth aspect of the present invention, in the antenna device according to any one of the first to third aspects, the use frequency band of the antenna device is in a 470 to 770 MHz band.

請求項１の発明によれば，アンテナ支持杆に反射器と放射器と導波器とを配設した多素子からなるアンテナ装置において，前記放射器はループアンテナからなり，このループアンテナには，前記ループアンテナの２点間を短絡結合する短絡線であって，前記ループアンテナを構成するアンテナ導体の両端側の２点を給電点とした時に，前記短絡線の両端部と前記ループアンテナとの接続部が，前記給電点間の配列方向と平行位置に配設された短絡線と，当該短絡線と，前記ループアンテナの給電点を覆うように，ループアンテナの略中心から給電点方向及び短絡線の両端方向に延設されると共に，前記アンテナ支持杆に着脱自在に固着可能な固着部を具備した本体ケースとを備えるように構成したので，
簡単な構成且つ小型であっても，広帯域にわたってインピーダンス劣化が少なく，周波数特性の良い放射器を有するアンテナ装置を提供できると共に，デザイン的にも優れたアンテナ装置を提供できる。
According to the first aspect of the present invention, in the multi-element antenna device in which a reflector, a radiator, and a director are disposed on an antenna support rod, the radiator is a loop antenna. A short-circuit line that short-circuits between two points of the loop antenna, and when the two points on both ends of the antenna conductor constituting the loop antenna are used as feeding points, the both ends of the short-circuit line and the loop antenna A short circuit line disposed at a position parallel to the arrangement direction between the feeding points, and the short circuit line and the feeding point direction and the short circuit from the approximate center of the loop antenna so as to cover the feeding point of the loop antenna. Since it is configured to include a main body case that extends in both ends of the wire and includes a fixing portion that can be detachably fixed to the antenna support rod,
Even with a simple configuration and a small size, it is possible to provide an antenna device having a radiator with low impedance degradation and good frequency characteristics over a wide band, and an antenna device having an excellent design.

請求項２の発明によれば，請求項１に記載のアンテナ装置において，前記短絡線の両端部と前記ループアンテナとの接続部の配列方向の線上に,前記ループアンテナの略中心位置がくるように前記短絡線を配設したので，
簡単な構成且つ小型であっても，広帯域にわたってインピーダンス劣化等が無く，更に周波数特性の良いアンテナ装置を提供できる。
According to a second aspect of the present invention, in the antenna device according to the first aspect, the substantially center position of the loop antenna is positioned on a line in the arrangement direction of the connection portion between the both ends of the short-circuit line and the loop antenna. Since the short-circuit wire is arranged in
Even with a simple configuration and a small size, it is possible to provide an antenna device that has no impedance deterioration over a wide band and has better frequency characteristics.

請求項３の発明によれば，請求項１又は請求項２に記載のアンテナ装置において，前記ループアンテナをアンテナ支持杆に取付けた時に，ループアンテナの中心軸とアンテナ支持杆の中心軸とが同一軸線上に配設されるように，本体ケースの固着部を形成したので，
アンテナ装置の特性が最適化されると共に，デザイン的にも優れたアンテナ装置を提供することができるのである。
According to the invention of claim 3, in the antenna device according to claim 1 or 2, when the loop antenna is attached to the antenna support rod, the center axis of the loop antenna and the center axis of the antenna support rod are the same. Since the fixing part of the main body case is formed so as to be arranged on the axis,
In addition to optimizing the characteristics of the antenna device, it is possible to provide an antenna device having an excellent design.

請求項４の発明によれば，請求項１乃至請求項３の何れかに記載のアンテナ装置において，当該アンテナ装置の使用周波数帯域が４７０〜７７０ＭＨｚ帯であるように構成したので，
従来の１４エレメントからなるＵＨＦアンテナ装置の略半分の長さで，同等の特性を有する小型で軽量のアンテナが実現でき，設置の容易性や安全性の面で優れたアンテナ装置が提供できるとともに，小型で軽量であるために設置場所が限定されること無く，ベランダ等にも設置可能な汎用性の高い，地上アナログ放送波ばかりでなく地上ディジタル放送波を受信するのに最適なアンテナ装置を提供できる。
According to the invention of claim 4, in the antenna device according to any one of claims 1 to 3, the use frequency band of the antenna device is configured to be a 470 to 770 MHz band.
While it is approximately half the length of a conventional 14-element UHF antenna device, a small and lightweight antenna having equivalent characteristics can be realized, and an antenna device excellent in terms of ease of installation and safety can be provided. Because it is small and lightweight, it can be installed on a veranda without limiting the installation location. It provides an antenna device that is ideal for receiving not only analog terrestrial broadcast waves but also digital terrestrial broadcast waves. it can.

以下に，本発明を具体化した実施形態の例を，図面を基に詳細に説明する。
図１は本発明に係るアンテナ装置に具備した放射器であるループアンテナの構成を示す概略図である。図２はループアンテナの構成を異ならせた時の周波数特性である。図３は図２に示すループアンテナを放射器とした５素子アンテナの周波数特性である。図４は放射器の具体的な実施例を示す概略断面図と側面図である。図５は本発明に係るアンテナ装置の側面図である。図６は本願に係るアンテナ装置の正面図である。
Hereinafter, an example of an embodiment embodying the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a loop antenna which is a radiator provided in an antenna apparatus according to the present invention. FIG. 2 shows frequency characteristics when the structure of the loop antenna is varied. FIG. 3 shows frequency characteristics of a five-element antenna using the loop antenna shown in FIG. 2 as a radiator. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view and a side view showing a specific embodiment of the radiator. FIG. 5 is a side view of the antenna device according to the present invention. FIG. 6 is a front view of the antenna device according to the present application.

図１において，２はループアンテナであって，アンテナ導体として例えばアルミパイプをループ状に押し曲げ加工した物である。ループアンテナの長さは，使用数波数帯の波長をλとした時にＬ＝１λが理論値として示されるのであるが，本願の実施例では使用周波数帯が４７０〜７７０ＭＨｚにおいて，ループアンテナの直径が略１８５ｍｍであり，長さは略５８１ｍｍであるように構成されている。この長さは上記使用周波数帯域において０．７〜１．６λの範囲において適宜最適な寸法に設定することも可能である。このループアンテナの両端部である２ａ，２ｂは給電点である。
尚，ループアンテナ２のアンテナ導体として，前述のアルミパイプばかりでなく，肉厚の薄い金属材料をプレス加工したものでも良いし，導電材料を備えたフレキシブル基板で形成しても良いし，導電性のある線材を加工して用いても良い事は言うまでもない。
In FIG. 1, reference numeral 2 denotes a loop antenna, which is an antenna conductor formed by, for example, pressing and bending an aluminum pipe in a loop shape. As for the length of the loop antenna, L = 1λ is shown as a theoretical value when the wavelength of the used wavenumber band is λ, but in the embodiment of the present application, the diameter of the loop antenna is 470 to 770 MHz. The length is approximately 185 mm, and the length is approximately 581 mm. This length can be appropriately set to an optimum dimension in the range of 0.7 to 1.6λ in the above-described use frequency band. 2a and 2b which are both ends of this loop antenna are feeding points.
Note that the antenna conductor of the loop antenna 2 is not limited to the aluminum pipe described above, but may be formed by pressing a thin metal material, or may be formed of a flexible substrate provided with a conductive material. Needless to say, it is also possible to process and use a wire having a certain length.

３はループアンテナを短絡結合する短絡線であり，本願の実施例においては，短絡線３は前記給電点２ａ，２ｂ間を結ぶ配列方向に並行であって，前記ループアンテナ２のアンテナ導体２０と前記短絡線３との接続点を結んだ軸線が，前記ループアンテナの略中心を通過する位置に配設させてある。
本願の実施例によれば，この短絡線３は夫々の端部を前記ループアンテナ２のアンテナ導体２０と任意の方法でもって接続することによって，ループアンテナ２の左右の中央部相互間を短絡するようにしてある。
本願によれば，この短絡線３によって短絡結合する位置は，ループアンテナの左右の中央部を相互に短絡するように構成されているが，この接続位置は，アンテナ装置の特性が所定の規格を満足するのであれば上下方向にオフセットして配置しても良い。加えて前記短絡線３の形状は図１に示すように直線的に形成されてなくてもよく，後述するような略く字形状でもよく実施例に限定されるものではない。
この短絡線３は導電材料で形成されたものであり，本願の実施例のようにステンレス等の金属材料をプレス加工したものであっても良いし，線材を用いて接続してもよい。また，ループアンテナと同様にフレキシブルなプリント基板を用いて形成しても良い。
Reference numeral 3 denotes a short-circuit line for short-circuiting the loop antenna. In the embodiment of the present application, the short-circuit line 3 is parallel to the arrangement direction connecting the feeding points 2a and 2b, and is connected to the antenna conductor 20 of the loop antenna 2. An axis connecting the connection point with the short-circuit wire 3 is disposed at a position passing through the approximate center of the loop antenna.
According to the embodiment of the present application, the short-circuit line 3 short-circuits the left and right central portions of the loop antenna 2 by connecting the respective end portions to the antenna conductor 20 of the loop antenna 2 by an arbitrary method. It is like that.
According to the present application, the position of the short-circuit coupling by the short-circuit line 3 is configured to short-circuit the left and right central portions of the loop antenna, but this connection position has a predetermined standard for the characteristics of the antenna device. If satisfied, they may be arranged offset in the vertical direction. In addition, the shape of the short-circuit line 3 does not have to be linearly formed as shown in FIG. 1, and may be a substantially square shape as described later, and is not limited to the embodiment.
The short-circuit wire 3 is formed of a conductive material, and may be formed by pressing a metal material such as stainless steel as in the embodiment of the present application, or may be connected using a wire. Moreover, you may form using a flexible printed circuit board similarly to a loop antenna.

次にループアンテナについて実験的に得られたデータに基づいて説明する。図２はループアンテナの構成を変更した時の入力反射の周波数変化を測定したものであり，この図において，Ａは従来のループアンテナの入力反射の周波数変化を示したものである。Ｂは外側のループアンテナと内側のループアンテナとで二重ループにしたときの入力反射の周波数変化を示したものである。Ｃは二重ループを短絡線で短絡したときの入力反射の周波数特性を示す。Ｄは本願に係るループアンテナの入力反射の周波数特性を示すものである。
Next, the loop antenna will be described based on experimentally obtained data. FIG. 2 shows the frequency change of the input reflection when the configuration of the loop antenna is changed. In FIG. 2, A shows the frequency change of the input reflection of the conventional loop antenna. B shows the frequency change of the input reflection when the outer loop antenna and the inner loop antenna are double looped. C shows the frequency characteristic of input reflection when the double loop is short-circuited with a short-circuit wire. D shows the frequency characteristics of the input reflection of the loop antenna according to the present application.

図２−Ａは，ループアンテナが１つから構成される場合の入力反射の周波数特性を示しており，この結果からは５００ＭＨｚ近傍でＶＳＷＲが２を僅かに越えるものの，４７０〜７７０ＭＨｚの範囲において，ＶＳＷＲは１．６〜２．１が得られた。
FIG. 2-A shows the frequency characteristics of input reflection when a single loop antenna is configured. From this result, although VSWR slightly exceeds 2 in the vicinity of 500 MHz, in the range of 470 to 770 MHz, A VSWR of 1.6 to 2.1 was obtained.

次に図２−Ｂは，ループアンテナを２つ用いて二重ループアンテナを構成した場合の入力反射の周波数特性を示しており，この結果からは５００ＭＨｚ近傍のＶＳＷＲ特性は僅かに改善され，更には例えば７７０ＭＨｚのＶＳＷＲが１．８から１．４に改善するように高域側のＶＳＷＲ特性の改善がなされている。しかしながら６００ＭＨｚ近傍において，ＶＳＷＲが急激に劣化するポイントがあり，外側のループアンテナと内側のループアンテナとが結合することにより共振して，特性の悪いアンテナとなっている。
Next, FIG. 2-B shows the frequency characteristics of input reflection when a double loop antenna is configured using two loop antennas. From this result, the VSWR characteristics near 500 MHz are slightly improved. For example, the VSWR characteristics on the high frequency side are improved so that the 770 MHz VSWR is improved from 1.8 to 1.4. However, in the vicinity of 600 MHz, there is a point where the VSWR rapidly deteriorates, and the antenna is resonated by coupling the outer loop antenna and the inner loop antenna, resulting in an antenna having poor characteristics.

図２−Ｃは前記図２−Ｂに示す二重ループアンテナの特性を改善したものであり，外側のループアンテナと内側のループアンテナとを短絡線で接続した時のものであり，この結果によると，５００ＭＨｚ近傍のＶＳＷＲ特性は上記実施例と殆ど同じであるのに対して，例えば７７０ＭＨｚのＶＳＷＲ特性が１．３となったように，高域側の特性の改善が見られる。
FIG. 2-C is an improvement of the characteristics of the double loop antenna shown in FIG. 2-B, and is obtained when the outer loop antenna and the inner loop antenna are connected by a short-circuit wire. On the other hand, the VSWR characteristic near 500 MHz is almost the same as that of the above-mentioned embodiment, but the improvement of the characteristic on the high frequency side can be seen, for example, as the VSWR characteristic at 770 MHz becomes 1.3.

次に本願に実施例であるループアンテナの特性を図２−Ｄに示す。この実施例によれば，周波数帯域の全帯域に渡ってＶＳＷＲが改善され，４７０〜７７０ＭＨｚの範囲において１．２〜１．８程度の２以下となり優れた特性のループアンテナが構成されている。
このように，本願のループアンテナによれば，１つのループアンテナを用い，当該ループアンテナを短絡線で短絡するといった簡単な構成で，二重ループアンテナより特性の良いループアンテナが構成されていることが分かる。
Next, the characteristics of the loop antenna according to the present embodiment are shown in FIG. According to this embodiment, the VSWR is improved over the entire frequency band, and a loop antenna having an excellent characteristic is obtained with a frequency of 470 to 770 MHz, which is about 1.2 to 1.8 or less.
Thus, according to the loop antenna of the present application, a loop antenna having a characteristic better than that of the double loop antenna is configured with a simple configuration in which one loop antenna is used and the loop antenna is short-circuited with a short-circuit wire. I understand.

次に本願のループアンテナ２を用いて多素子のアンテナ装置を構成した例について図４，５，６を参照して説明する。尚，以下の説明では，上述のループアンテナ２と同様の構成要素については同一符号を付与し，特に明記しない限り詳細な説明は省略する。
Next, an example in which a multi-element antenna device is configured using the loop antenna 2 of the present application will be described with reference to FIGS. In the following description, the same components as those of the loop antenna 2 described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted unless otherwise specified.

図４はループアンテナ２の具体的な実施例について説明されたものである。アンテナ導体２０には，給電点２ａと２ｂとの配列方向に平行位置であって，ループアンテナ２の左右の中心部に接続部３ｃ，３ｃを有した短絡線３が備えられている。この実施例では，短絡線３は例えばステンレスの板材をプレス加工したものであり，中央部を湾曲させた形状に形成されていると共に，この短絡線３に形成された湾曲部３ａ両側の短絡部３ｂ，３ｂの軸線が同一直線上に配置するように形成されている。更に短絡線３の両端部とアンテナ導体２０との接続部３ｃ，３ｃを配列方向の線上中央が，ループアンテナ２の中央を通過するように配設されている。
FIG. 4 illustrates a specific embodiment of the loop antenna 2. The antenna conductor 20 is provided with a short-circuit wire 3 having connection portions 3c and 3c at the center on the left and right sides of the loop antenna 2 at a position parallel to the arrangement direction of the feeding points 2a and 2b. In this embodiment, the short-circuit wire 3 is formed by pressing, for example, a stainless steel plate, and is formed in a shape in which the central portion is curved. The axes 3b and 3b are formed so as to be arranged on the same straight line. Furthermore, the connection portions 3 c and 3 c between the both ends of the short-circuit wire 3 and the antenna conductor 20 are arranged so that the center on the line in the arrangement direction passes through the center of the loop antenna 2.

アンテナ導体２０の両端部２ａ，２ｂは給電部であり，螺子棒やリベット等でもってプリント基板２１と接続されている。このプリント基板２１は剛性のある導電材料で形成されたケース２２に任意の方法で固着されている。このケース２２にはＦ型コネクター２３が取付けられており，前記プリント基板２１を介して，前記アンテナ導体２０と前記Ｆ型コネクター２３とが接続されることになって給電部を構成している。
前記短絡線３と給電部は，１０に示す本体ケースに収納されている。この本体ケース１０はループアンテナの中心部を中心として短絡線方向に延設した短絡線収納部１１，１１と，給電点２ａ，２ｂ方向に延設した給電点収納部１２とからなる。この本体ケース１０は樹脂材料を用いて前記短絡線収納部１１，１１と給電点収納部１２とを一体的に成形したものである。
Both end portions 2a and 2b of the antenna conductor 20 are power feeding portions, and are connected to the printed circuit board 21 by screw rods, rivets or the like. The printed circuit board 21 is fixed to a case 22 formed of a rigid conductive material by an arbitrary method. An F-type connector 23 is attached to the case 22, and the antenna conductor 20 and the F-type connector 23 are connected via the printed circuit board 21 to constitute a power feeding unit.
The short-circuit wire 3 and the power feeding unit are housed in a main body case 10. The main body case 10 includes short-circuit wire storage portions 11 and 11 that extend in the short-circuit direction around the center of the loop antenna, and a feed point storage portion 12 that extends in the direction of the feed points 2a and 2b. The main body case 10 is formed by integrally molding the short-circuit wire storage portions 11 and 11 and the feeding point storage portion 12 using a resin material.

この本体ケース１０について詳細に説明する。短絡線収納部１１，１１の端部には，前記アンテナ導体２０と短絡線３との接続部３ｃ，３ｃの近傍を収納すると共に，アンテナ導体２０と短絡線３を保持するように構成されている。
また，本体ケース１１の中心部には凹部１３が形成されている。この凹部１３の下方向に形成された曲面を形成している中心位置は，ループ状の前記アンテナ導体２０の中心と同じ位置になるように構成されている。この凹部１３は図５，６に示すようにループアンテナ２を放射器として導波器３０と反射器４０を備えた多素子アンテナ装置１を構成するときに，前記放射器２，導波器３０，反射器４０を支持するアンテナ支持杆１ａを嵌着するためのものであり，その内周面は，アンテナ支持杆１ａの外周面の一部に当接するような形状になっている。
尚，この凹部１３は，アンテナ支持杆１ａ形状に合わせて形成されるものであり，本願の実施例においては，断面が円形のアンテナ支持杆に対応させてあるが，例えば断面が４角形状のアンテナ支持杆に対応するように形成しても良いことは言うまでもない。
The main body case 10 will be described in detail. The ends of the short-circuit wire storage portions 11 and 11 are configured to store the vicinity of the connection portions 3c and 3c between the antenna conductor 20 and the short-circuit wire 3 and hold the antenna conductor 20 and the short-circuit wire 3. Yes.
A recess 13 is formed at the center of the main body case 11. The center position forming the curved surface formed in the downward direction of the recess 13 is configured to be the same position as the center of the loop-shaped antenna conductor 20. As shown in FIGS. 5 and 6, the concave portion 13 is used for the radiator 2 and the waveguide 30 when the multi-element antenna device 1 including the waveguide 30 and the reflector 40 is formed using the loop antenna 2 as a radiator. The antenna support rod 1a for supporting the reflector 40 is fitted, and the inner peripheral surface thereof is shaped so as to contact a part of the outer peripheral surface of the antenna support rod 1a.
The recess 13 is formed in accordance with the shape of the antenna support rod 1a. In the embodiment of the present application, the cross section corresponds to the antenna support rod having a circular shape. Needless to say, it may be formed so as to correspond to the antenna support rod.

この凹部１３の底部には挿通孔が備えられており，この挿通孔の同一軸線上であって本体ケース内部にはナット１４が取付けられている。このナット１４はループアンテナからなる放射器２を前記アンテナ支持杆１ａに取付ける為のものであり，アンテナ支持杆１ａに設けられ，前記ナット１４の軸線に対向する位置に形成した貫通孔（図示されていない。）に螺子棒１６を挿通し，当該螺子棒１６を前記ナット１４に螺合させることによってループアンテナ２をアンテナ支持杆１ａに着脱自在に固着するのである。これによってアンテナ支持杆１ａはループ状のアンテナ導体２０の中心位置となるように固着される。尚，この凹部１３，ナット１４等で請求項に記載の固着部１５を構成している。
An insertion hole is provided at the bottom of the recess 13, and a nut 14 is attached to the inside of the main body case on the same axis line of the insertion hole. The nut 14 is for attaching the radiator 2 comprising a loop antenna to the antenna support rod 1a. The nut 14 is provided in the antenna support rod 1a, and is formed in a through hole (not shown) formed at a position facing the axis of the nut 14. The loop antenna 2 is detachably fixed to the antenna support rod 1a by inserting the screw rod 16 through the nut 14 and screwing the screw rod 16 into the nut 14. As a result, the antenna support rod 1a is fixed so as to be positioned at the center of the loop-shaped antenna conductor 20. The concave portion 13, the nut 14 and the like constitute the fixing portion 15 described in the claims.

更に，この固着部１５の下方には給電点収納部１２が形成されている。この給電点収納部１２には挿着孔１２ａ，１２ｂが形成されており，当該挿着孔に前記アンテナ導体２０の両端部を挿入することによって，前記アンテナ導体２０を給電点収納部に取付けている。
更にこのアンテナ導体２０の両端部は螺子棒，リベット当の固着手段によって給電点収納部１２に固着されており，夫々給電部２ａ，２ｂを構成している。
これらの給電点２ａ，２ｂと給電線とを接続する方法として，本願においては，プリント配線板２１介して接続する方法が取られている。このプリント配線板２１と前記給電点２ａ，２ｂとの接続は，前記固着手段を用いて行っても良いし，給電点２ａ，２ｂとプリント配線板２１との間を線材や，金属材料をプレス加工して成形した接続棒を用いて接続するように構成しても良い。
Further, a feeding point storage portion 12 is formed below the fixing portion 15. Insertion holes 12a and 12b are formed in the feeding point storage portion 12, and the antenna conductor 20 is attached to the feeding point storage portion by inserting both ends of the antenna conductor 20 into the insertion holes. Yes.
Further, both end portions of the antenna conductor 20 are fixed to the feeding point storage portion 12 by fixing means such as screw rods and rivets, and constitute feeding portions 2a and 2b, respectively.
As a method for connecting these feed points 2a, 2b and the feed line, in the present application, a method of connecting via the printed wiring board 21 is employed. The connection between the printed wiring board 21 and the feeding points 2a and 2b may be performed using the fixing means, or a wire or metal material is pressed between the feeding points 2a and 2b and the printed wiring board 21. You may comprise so that it may connect using the connecting rod processed and shape | molded.

前記プリント配線板２１は，例えば金属材料のような剛性を有する材料で形成されたケース２２に任意の方法で固着されている。またケース２２の底面にはＦ型コネクター２３が固着されており，本願のループアンテナ２の給電点２ａ，２ｂとはプリント配線板２１を介して接続端子２３と接続された構成になっている。
更にこのケース２２は任意の方法で給電点収納部１２の内部に収納されるのであるが，このときケース本体１０の底面には，挿通孔が形成されており当該挿通孔から前記Ｆ型コネクターの他方側の端部が突設するように取付けられている。またこの挿通孔の近傍には水抜き孔２４が少なくとも１つ形成されている。

The printed wiring board 21 is fixed to a case 22 made of a rigid material such as a metal material by an arbitrary method. Further, an F-type connector 23 is fixed to the bottom surface of the case 22, and the feeding points 2 a and 2 b of the loop antenna 2 of the present application are connected to the connection terminal 23 via the printed wiring board 21.
Further, the case 22 is housed inside the feeding point housing portion 12 by an arbitrary method. At this time, an insertion hole is formed in the bottom surface of the case body 10 and the F-type connector is inserted into the insertion hole. The other end is attached so as to project. Further, at least one drain hole 24 is formed in the vicinity of the insertion hole.

また，給電点収納部１２の内部には，前記給電部を覆うように逆Ｕ字形に下方を開放するように形成された隔壁２５が形成されている。この隔壁２５の左右にある側壁２５ａ，２５ａの下端部には，外側が前記側壁の外径寸法よりやや大きく，内側が前記開口部の内寸よりやや大きくなるように階段状に突設形成した水切り部２６，２６が形成されており，例えば本体ケースに例えば水が浸入した場合であっても，水は前記隔壁２５の上面にそって側壁２５ａ方向に流れ落ちる。ケース２２と水切り部２５との間には，所定の間隔が形成されることとなるので，水は隔壁の先端部を伝ってケース２２方向にいくことなく，前記水切り部２６から給電点収納部の内壁へ落ちる。更には給電部の底面には前記水抜き孔２４が形成されているので，本体ケースに進入した水分はケースの外部に排水されるのである。
尚，本体ケース１０は少なくとも本体１０ａと蓋体１０ｂとからなるように形成されており，前記ナット１４の収納部や前記隔壁２５等は相対向する位置に夫々形成されており，蓋体１０ｂを本体１０ａに被せることによって夫々密着して嵌合するように形成されている。
In addition, a partition wall 25 is formed inside the feeding point storage unit 12 so as to open the lower side in an inverted U shape so as to cover the feeding unit. The lower ends of the side walls 25a and 25a on the left and right sides of the partition wall 25 are formed in a stepped manner so that the outside is slightly larger than the outer diameter of the side wall and the inner side is slightly larger than the inner dimension of the opening. For example, even when water enters the main body case, water flows down in the direction of the side wall 25a along the upper surface of the partition wall 25. Since a predetermined interval is formed between the case 22 and the draining portion 25, the water does not travel in the direction of the case 22 through the tip of the partition wall, but from the draining portion 26 to the feeding point storage portion. Falls to the inner wall. Further, since the drain hole 24 is formed in the bottom surface of the power feeding portion, the moisture that has entered the main body case is drained to the outside of the case.
The main body case 10 is formed to include at least a main body 10a and a lid body 10b, and the accommodating portion of the nut 14, the partition wall 25, and the like are formed at positions facing each other. By covering the main body 10a, they are formed so as to be in close contact with each other.

次に図５，図６を用いて本願に係るアンテナ装置の実施例について説明する。この図においてアンテナ支持杆１ａには導波器３０ａ，３０ｂ，３０ｃと放射器２と反射器４０が取付けられており，本願のアンテナ装置１を構成している。
導波器３０は，前記アンテナ支持杆１ａの上下方向からアンテナ支持杆１ａを挟み込むように，図示されていない螺子棒とナットで持って取付けられたエレメントホルダー３２，３２と，各エレメントホルダーに夫々２つずつ取付けられた４つのエレメント３１，３１，３１，３１とからなる４段構成の導波器を３組配設して構成されている。
尚，本願の実施例によれば前記エレメントホルダー３２は合成樹脂材で形成されたものである。また，エレメントはアルミパイプを所定寸法に成型したものであり，夫々圧入する等の方法で固着されている。
また，本願の実施例は，小型で且つ広帯域にわたって特性の良好なアンテナ装置を得るために，導波器を３つ備えた構成例を示したが，特に外形寸法を問わないのであれば，導波器を更に増やしてもよいことは言うまでもない。
Next, an embodiment of the antenna device according to the present application will be described with reference to FIGS. In this figure, the antenna support rod 1a is provided with the directors 30a, 30b, 30c, the radiator 2, and the reflector 40, and constitutes the antenna device 1 of the present application.
The director 30 includes element holders 32 and 32 attached by screw rods and nuts (not shown) so as to sandwich the antenna support rod 1a from above and below the antenna support rod 1a, and each element holder. Three sets of four-stage waveguides composed of four elements 31, 31, 31, 31 attached two by two are arranged.
According to the embodiment of the present application, the element holder 32 is formed of a synthetic resin material. The element is formed by molding an aluminum pipe to a predetermined size, and is fixed by a method such as press fitting.
Further, in the embodiment of the present application, in order to obtain an antenna device having a small size and good characteristics over a wide band, a configuration example having three waveguides has been shown. It goes without saying that the number of wavers may be increased.

放射器２は，当該放射器であるループアンテナ２を前記アンテナ支持杆１ａに挿通させる。その後アンテナ支持杆１ａを本体ケース１０に形成した固着部１５に取付けるのであるが，このときアンテナ支持杆１ａに形成された図示されていない放射器２の取付用の貫通孔を，前記固着部１５に備えた挿通孔１３と嵌合させてから，螺子棒１６を羅合させるのである。
The radiator 2 inserts the loop antenna 2 which is the radiator into the antenna support rod 1a. After that, the antenna support rod 1a is attached to the fixing portion 15 formed in the main body case 10. At this time, a through-hole for attaching the radiator 2 (not shown) formed in the antenna support rod 1a is used as the fixing portion 15. The screw rod 16 is assembled after the insertion hole 13 is fitted.

反射器４０は，本願の実施例では，反射器エレメント４３を反射器エレメント支持杆４１，４２とからなる。反射器エレメントは金属性の棒状線材を加工したものであり，当該反射器エレメントの中央部を，例えば前記反射器エレメント支持杆４２に圧入等の方法によって固着すると共に，両端部には反射エレメント支持杆４１を溶接等の方法で固着してある。
尚，本願の実施例では，反射エレメント支持杆４２は，例えば金属材料をプレス等によって折り曲げ加工したものであり，反射器エレメント支持杆４１は金属性の棒状線材を加工したものを用いたが，この実施例に限定されるものでなく，反射エレメント支持杆は合成樹脂材料を用いても良い。
In the embodiment of the present application, the reflector 40 includes a reflector element 43 and reflector element support rods 41 and 42. The reflector element is obtained by processing a metallic rod-like wire, and the central portion of the reflector element is fixed to the reflector element support rod 42 by a method such as press-fitting, and the reflector elements are supported at both ends. The flange 41 is fixed by a method such as welding.
In the embodiment of the present application, the reflection element support rod 42 is formed by bending, for example, a metal material with a press or the like, and the reflector element support rod 41 is a metal rod-shaped wire processed. The present invention is not limited to this embodiment, and the reflective element support rod may be made of a synthetic resin material.

５０はアンテナ取付金具を示しており，アンテナ支持杆１ａはアンテナ支持杆取付金具５１に形成した取付孔５２に螺子棒５３とナット５４とで固着されている。この取付金具５１は，前記反射器エレメント支持杆４２に固着されると共に，アンテナマスト６０に当接させる固定金具５５にとも固着する構成となっている。
アンテナマスト６０には，前記固定金具５５と断面略コ字状に形成された当付金具５６を挟み込むように当付け，Ｕ字ボルト５７とナット５８とでもって挟持する構成となっている。
尚，本願のアンテナ装置取付金具は１実施例であり，本願の構成に限定されるものではない。
Reference numeral 50 denotes an antenna mounting bracket, and the antenna support rod 1 a is fixed to a mounting hole 52 formed in the antenna support rod mounting bracket 51 with a screw rod 53 and a nut 54. The mounting bracket 51 is fixed to the reflector element support rod 42 and also to a fixing bracket 55 that is brought into contact with the antenna mast 60.
The antenna mast 60 is affixed so as to sandwich the affixing metal 55 formed in a substantially U-shaped cross section with the fixing metal 55, and is clamped by a U-shaped bolt 57 and a nut 58.
Note that the antenna device mounting bracket of the present application is one embodiment and is not limited to the configuration of the present application.

このように本願に示した実施例のアンテナ装置１における周波数特性について図３に示す実験結果に基づいて説明する。この図において，Ａは従来のループアンテナを放射器として用いた５素子アンテナの入力反射の周波数変化を示したものである。Ｂは外側のループアンテナと内側のループアンテナとで二重ループにした放射器を用いた５素子アンテナの入力反射の周波数変化を示したものである。Ｃは二重ループを短絡線で短絡した放射器を用いた５素子アンテナの入力反射の周波数特性を示す。Ｄは本願に係るループアンテナを放射器に用いた５素子アンテナの入力反射の周波数特性を示すものである。
Thus, the frequency characteristic in the antenna apparatus 1 of the Example shown to this application is demonstrated based on the experimental result shown in FIG. In this figure, A shows the frequency change of input reflection of a five-element antenna using a conventional loop antenna as a radiator. B shows the frequency change of the input reflection of the 5-element antenna using a radiator in which the outer loop antenna and the inner loop antenna are double looped. C shows the frequency characteristics of the input reflection of a five-element antenna using a radiator in which a double loop is short-circuited with a short-circuit wire. D shows the frequency characteristics of input reflection of a five-element antenna using the loop antenna according to the present application as a radiator.

図３−Ａでは1つのループアンテナからなる放射器を用いた，４７０〜７７０ＭＨｚの全帯域にわたってＶＳＷＲが１．８〜２．８程度であり，良好な周波数特性は得られていない。次に放射器を二重ループにしたときの周波数特性である図３−Ｂについてみると，上記本願の実施例で用いた二重ループアンテナの特性の劣化点である６００ＭＨｚ近傍が，やはり特性が一番劣化していることが分かる。次にこの対策として二重ループアンテナに短絡線を接続すると，低域においてＶＳＷＲが２．３以下となったが，中域〜高域にかけてＶＳＷＲが２以下となりほぼ良好な特性が得られている。更に図３−Ｄに示す，本願の放射器を用いた５素子アンテナの周波数特性では，全帯域に渡ってＶＳＷＲが２以下である，１．１〜１．８となり，他の実施例に比べて良好な周波数特性が得られていることが分かる。
このように本願の実施例によれば，簡単な特性で良好な周波数特性の得られる多素子アンテナが提供できるのである。
In FIG. 3A, a radiator composed of one loop antenna is used, and the VSWR is about 1.8 to 2.8 over the entire band of 470 to 770 MHz, and a good frequency characteristic is not obtained. Next, regarding FIG. 3B, which shows the frequency characteristics when the radiator is made into a double loop, the vicinity of 600 MHz, which is the deterioration point of the characteristics of the double loop antenna used in the embodiment of the present application, is also characteristic. It turns out that it has deteriorated most. Next, as a countermeasure, when a short-circuit wire is connected to the double loop antenna, the VSWR is 2.3 or less in the low range, but the VSWR is 2 or less in the mid to high range, and almost good characteristics are obtained. . Further, in the frequency characteristic of the five-element antenna using the radiator of the present application shown in FIG. 3D, VSWR is 2 or less over the entire band, which is 1.1 to 1.8, which is compared with the other embodiments. It can be seen that good frequency characteristics are obtained.
As described above, according to the embodiment of the present application, it is possible to provide a multi-element antenna capable of obtaining good frequency characteristics with simple characteristics.

本発明に係るループアンテナの放射器の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the radiator of the loop antenna which concerns on this invention. ループアンテナの構成の違いによる入力反射の周波数変化を測定したものである。The frequency change of the input reflection due to the difference in the configuration of the loop antenna is measured. 図２におけるループアンテナを放射器として用いた５素子のアンテナ装置における入力反射の周波数変化を測定したものである。FIG. 3 is a measurement of frequency change of input reflection in a five-element antenna device using the loop antenna in FIG. 2 as a radiator. 放射器の具体的な実施例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the specific Example of a radiator. 本願に係るアンテナ装置の放射器の側面図である。It is a side view of the radiator of the antenna device concerning this application. 本願に係るアンテナ装置の正面図である。It is a front view of the antenna device concerning this application.

Explanation of symbols

１…アンテナ装置，２…ループアンテナ，３…短絡線，３ａ…湾曲部，３ｂ…短絡部，３ｃ…接続部，１０…本体ケース，１０ａ…本体，１０ｂ…蓋体，１１…短絡線収納部，１２…給電点収納部，１２ａ，１２ｂ…挿着孔，１３…凹部，１４…ナット，１５…固着部，１６…螺子棒，２０…アンテナ導体，２１…プリント配線板，２２…ケース，２３…接続端子，２４…水抜き孔，２５…隔壁，２５ａ…側壁，２６…水切り部，３０…導波器，３１…エレメント，３２…エレメントホルダー，４０…反射器，４１，４２…反射エレメント支持杆，５０…アンテナ取付金具，５１…アンテナ支持杆取付金具，５２取付孔，５３…螺子棒，５４ナット，５５…固定金具，５６…当付金具，５７…Ｕ字ボルト，５８…ナット，６０…アンテナマスト
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Antenna apparatus, 2 ... Loop antenna, 3 ... Short circuit wire, 3a ... Curved part, 3b ... Short circuit part, 3c ... Connection part, 10 ... Main body case, 10a ... Main body, 10b ... Cover body, 11 ... Short circuit wire storage part , 12 ... Feeding point storage part, 12a, 12b ... Insertion hole, 13 ... Recess, 14 ... Nut, 15 ... Fastening part, 16 ... Screw rod, 20 ... Antenna conductor, 21 ... Printed wiring board, 22 ... Case, 23 ... Connection terminal, 24 ... Drain hole, 25 ... Partition wall, 25a ... Side wall, 26 ... Draining part, 30 ... Director, 31 ... Element, 32 ... Element holder, 40 ... Reflector, 41, 42 ... Reflective element support杆, 50 ... Antenna mounting bracket, 51 ... Antenna support bracket mounting bracket, 52 mounting hole, 53 ... Screw rod, 54 nut, 55 ... Fixing bracket, 56 ... Fixing bracket, 57 ... U-bolt, 58 ... Nut, 60 ... antenna mass

Claims

In a multi-element antenna device in which a reflector, a radiator, and a director are arranged on an antenna support rod,
The radiator comprises a loop antenna,
The loop antenna is a short-circuited wire that is short-circuited between two points of the loop antenna, and when the two points on both ends of the antenna conductor constituting the loop antenna are used as feeding points, both ends of the short-circuited wire And a connection portion between the loop antenna and a short-circuit wire disposed at a position parallel to the arrangement direction between the feeding points,
The short-circuit wire and the loop antenna are fed from the approximate center of the loop antenna in the direction of the feed point and both ends of the short-circuit wire so as to cover the feed point of the loop antenna. An antenna device comprising a main body case having a portion.

2. The short circuit wire according to claim 1, wherein the short circuit wire is arranged so that a substantially center position of the loop antenna comes on a line in an arrangement direction of a connection portion between the both ends of the short circuit wire and the loop antenna. Antenna device.

The fixing part of the main body case is formed so that the central axis of the loop antenna and the central axis of the antenna support rod are arranged on the same axis when the loop antenna is attached to the antenna support rod. The antenna device according to claim 1 or 2.

The antenna device according to any one of claims 1 to 3, wherein a used frequency band is a 470 to 770 MHz band.