JP2009005167A - アンテナ装置及び水平偏波用水平面無指向性アンテナ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】アンテナ装置は、金属板の板面に、スリットS1、S2を所定の間隔を空けて平行に形成し、更に、各スリットS1、S2の中心を結ぶ第3スリットS3を形成することにより作製された板状の放射素子1からなり、この放射素子1を、第3スリットS3に平行な中心軸M周りに円形に湾曲させることで構成される。放射素子1は、所謂スケルトンスロットアンテナとして機能するが、給電点2a、2bの上下に形成されるループL1、L2の長さが異なるように、スリットS1、S2の大きさ・形状を設定する。この結果、アンテナ装置の広帯域化を図ることができ、UHF帯のテレビ放送電波を再送信するギャップフィラー用の広帯域アンテナを容易に実現できる。
【選択図】図2
Description
1)金属板に、長尺状の第1スリット及び第2スリットを所定の間隔を空けて平行に形成すると共に、各スリットの中心部分を互いに連結する第3スリットを形成することにより、第1スリット及び第2スリットの周りにダイポールを有する板状放射素子を形成し、
2)更に、この板状放射素子を、連結用の第3スリットに平行な中心軸周りに6角形状に折り曲げ形成したものが提案されている(例えば、特許文献1等、参照)。
(第1実施形態)
図1は、本発明が適用された第1実施形態のアンテナ装置10の構成を表す斜視図であり、図2は、本実施形態のアンテナ装置10を構成する放射素子の構成及びその製造工程を表す説明図である。
次に、このように形成された板状の放射素子1は、図2(b)に示すように、第3スリットS3(換言すれば金属板の両辺)に平行な中心軸M周りに、所定の半径Rで円形に曲げ加工される。この結果、本実施形態のアンテナ装置10の放射素子1は、図2(a)に示した板状の放射素子1を、所定の曲率で、間隙tを有する円弧状に湾曲させた、略筒状に形成されることになる。
(第2実施形態)
図3は第2実施形態のアンテナ装置15の構成を表す説明図であり、(a)はアンテナ装置15の斜視図、(b)はアンテナ装置15の側面図、(c)はアンテナ装置15を上方からみた平面図である。
(第3実施形態)
次に、図4は、第1実施形態のアンテナ装置10を2個使用して構成した第3実施形態の水平偏波用水平面無指向性アンテナ(以下、単に水平面無指向性アンテナという)20の構成を表す斜視図であり、図5は本実施形態において2個のアンテナ装置10を互いに接続する接続部材6と平衡不平衡変換回路7の配置状態を表す斜視図である。
なお、図6は、接続部材6の要部を拡大した斜視図であり、(a)は接続部材6をアンテナ装置10の内側から見た分解斜視図であり、(b)は接続部材6をアンテナ装置10の外側から見た組み付け状態を表す斜視図である。
また更に、本実施形態では、2つのアンテナ装置10の間隔dは、約0.23λであるものとして説明したが、この間隔dは、水平面無指向性アンテナ20全体の放射特性を劣化させることのない範囲内で適宜変更すればよい。そして、本願発明者らが実験等で間隔dの適正範囲を求めたところ、間隔dは、0.1λ〜0.4λの範囲内にて設定すればよいことがわかった。
(第4実施形態)
次に、図8は、第4実施形態の水平面無指向性アンテナ25の構成を表す斜視図である。
(第5実施形態)
図9は第5実施形態の水平面無指向性アンテナ30の外観を表す斜視図であり、図10は、その内部構成を表す斜視図である。
(第6実施形態)
図11は第6実施形態の水平面無指向性アンテナ35の構成を表す斜視図である。
(実験例1)
以上、本発明を適用したアンテナ装置10、15及び水平面無指向性アンテナ20、25、30、35について説明したが、本願発明者らは、本願発明の効果を確認するために、第2実施形態のアンテナ装置15を用いて第3実施形態の水平面無指向性アンテナ20を構成したものを試料A、給電点2a、2bを挟んで上下に形成されるループL1、L2の経路長が一致するように第1スリットS1と第2スリットS2を同一寸法にした従来の放射素子1を使って第3実施形態の水平面無指向性アンテナ20を構成したものを試料Bとして、各試料A、BのアンテナのVSWR、及び、水平面指向特性を測定した。
まず、図12は、各試料A、BのアンテナのVSWRを測定した測定結果を表しているが、この図から明らかなように、第2実施形態のアンテナ装置15を使用した試料Aの水平面無指向性アンテナによれば、従来のアンテナ装置を使用した試料Bの水平面無指向性アンテナに比べ、UHF帯のテレビ放送周波数領域全領域でVSWRを改善できることがわかった。
(実験例2)
また次に、本願発明者らは、第2実施形態のアンテナ装置15に設けられている無給電素子21、22による指向特性の改善効果を確認するために、第1実施形態のアンテナ装置10を用いた第3実施形態の水平面無指向性アンテナ20を試料Cとして、この試料Cに無給電素子21、22を設けない場合(つまり、第3実施形態のアンテナ)と、この試料Cに無給電素子21、22を設けた場合とで、それぞれ、水平面指向特性を測定した。
Claims (8)
- 金属板に長尺状の第1スリット及び第2スリットを所定の間隔を空けて並設することにより、第1スリット及び第2スリットでそれぞれ分離され、しかも、各スリットの両端で互いに連結された3つの導体部を形成すると共に、該3つの導体部のうち、前記各スリットに挟まれる中間導体部には、第1スリット及び第2スリットを各スリットの略中央で連結する第3スリットを形成してなる板状放射素子からなり、
該板状放射素子を、前記第3スリットに略平行な中心軸周りに多角形若しくは円形に湾曲させ、前記第3スリットで分離された2つの中間導体部の対向端部に一対の給電点を形成してなるアンテナ装置であって、
前記各給電点から前記各中間導体部を通って前記第1スリット及び第2スリットの周りにそれぞれ形成されるループの長さが、互いに異なることを特徴とするアンテナ装置。 - 前記放射素子の周囲には、前記放射素子を前記中心軸方向から見たとき前記放射素子の一部を所定の間隔を空けて給電点側から囲み、しかも、前記放射素子を前記中心軸とは直交する方向から見たとき前記2本のスリットよりも外側の導体部を囲むように、第1無給電素子が設けられていることを特徴とする請求項1に記載のアンテナ装置。
- 前記放射素子の中心軸方向一端側には、前記放射素子を前記中心軸方向から見たとき、前記一対の給電点を結ぶ直線と略平行となり、しかも、前記中心軸を通るように、長尺状の第2無給電素子が設けられていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のアンテナ装置。
- 請求項1〜請求項3の何れかに記載のアンテナ装置と、
該アンテナ装置の放射素子の中心軸が垂直方向となるよう、該アンテナ装置を支持する支持部材と、
前記アンテナ装置の放射素子を構成する金属板の内側空間内に配置され、前記アンテナ装置の一対の給電点と同軸ケーブルとを接続する平衡不平衡変換回路と、
を備えたことを特徴とする水平偏波用水平面無指向性アンテナ。 - 請求項1〜請求項3の何れかに記載のアンテナ装置を偶数個備えると共に、
該偶数個のアンテナ装置を、それぞれ、放射素子の中心軸を一致させて垂直方向に配置する支持部材と、
該支持部材により垂直方向に配列された偶数個のアンテナ装置のうち、上下2個のアンテナ装置を一組として、各アンテナ装置の給電点同士を接続する平衡線路と、
前記アンテナ装置の放射素子を構成する金属板の内側空間内若しくは2つのアンテナ装置の間の空間内に配置され、前記平衡線路と同軸ケーブルとを接続する平衡不平衡変換回路と、
を備えたことを特徴とする水平偏波用水平面無指向性アンテナ。 - 前記支持部材は、
筒状に形成されて前記アンテナ装置を収納可能な保護部材と、
該保護部材の中心軸が垂直方向となるよう、前記保護部材をアンテナ支持用の構造体に固定する取付部材と、
を備えたことを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の水平偏波用水平面無指向性アンテナ。 - 前記アンテナ支持用の構造体は、支柱であり、前記取付部材は、前記保護部材の下端部と前記支柱の上端部とを連結する連結部材からなることを特徴とする請求項6に記載の水平偏波用水平面無指向性アンテナ。
- 前記支持部材により支持されたアンテナ装置の上端部には避雷突針が突設されており、前記アンテナ装置の放射素子を構成する金属板の内側空間内には、前記避雷突針に接続された避雷導体が設けられていることを特徴とする請求項4〜請求項7の何れかに記載の水平偏波用水平面無指向性アンテナ。
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