JP2009017511A - ２重ループアンテナ - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造で地上デジタルテレビの周波数帯をカバーでき、室内外で設置できる２重ループアンテナを提供する。
【解決手段】外側に線状の導体の矩形ループを配置して、中に入るように矩形ループの上辺部で１点又は２点、左・右辺部でそれぞれ１点結合した内側に線状の導体のループアンテナを配置する。そして上記内側ループアンテナの両端を平行線路で接続し、外側矩形ループ下辺の中心部の給電部で同時給電する２重ループアンテナ。
【選択図】図１

Description

本発明は室内外で受信可能なテレビ用広帯域アンテナ素子に関するものである。

テレビの室内アンテナの形状は、図４に示すように、ＵＨＦ帯については、１．０波長〜１．５波長のループが多く使用されている。（例えば特許文献１）また平面アンテナではスロットアンテナやバッチアンテナも考案されている。（例えば特許文献２参照）

特開２００５−３１１９６０号公報 特開２００６−０５０２９１号公報

解決しようとする問題点は、特許文献１にあっては、単ループアンテナで、線径も大きくならないため利得が１ｄｂ程度と少なく電波の波長（λ）により寸法が決定するため周波数帯域が狭かった。また特許文献２にあっては、スロットアンテナの平面アンテナで、広帯域であるが、利得が１〜２ｄｂと少なかった。

本発明は、従来の技術が有する上述のような問題点に鑑みてなされたもので、従来のアンテナに比べて、広帯域にテレビ電波を受信でき、利得も高く、室内での設置が容易なアンテナで反射器を付ければ室外で従来の八木アンテナに匹敵するアンテナを提供する。

本発明は次のようにして解決される。第１に、矩形のループアンテナは正方でなくて矩形の方に利得があることが知られている。これを利用して短辺（Ｗ）を約１／３波長として長辺（Ｈ）を１／２波長の矩形ループを形成する。そしてその中に入るループアンテナを上辺の中間点で１点、左・右辺部ではそれぞれに１点結合し、平行線路を下辺の中心部で外側矩形ループと同時給電する。ループは円ループにしたほうが、利得が上がる。

第２に、線状の導線で形成された矩形ループアンテナを配置して中に入るように矩形ループの上辺部で２点、左・右辺部で１点ずつ結合したループアンテナから、平行線路で接続して外側の矩形ループの下辺中心部で給電部と同時給電する。

第３に、外側矩形ループに替わり正方形とし、上部の内側ループを直線で結び三角形にして、平行線路をおろし給電点から左・右辺の結合部を結び給電部で同時給電する。

第４に、背後に反射器を配置する。

第５に、アンテナを上下に給電部同士を接合し、その背後に反射器を配置する。

第１においては、２重ループアンテナを結合すると、広帯域化ができ地上デジタルテレビの周波数帯が一つのアンテナで使用可能となる。また平面アンテナでもあるので、室内アンテナとしてインテリアや額縁等に利用可能である。
第２においては、内側のループに替わりハート型にするもので、特性は第１と変わらない。
第３においては、外側のループを方形にしたもので、利得は第１のものに比べて少ないが、広帯域となる。
第４においては、第１の２重ループアンテナに反射器を配置したものであり、利得が一方向になり、利得が上がることになる。
第５においては、第１の２重ループアンテナの上下を接合し、反射器を配置したもので、今までの八木アンテナの利得に匹敵し、主に屋外に設置をすることができる。

図１に示すのは、本発明の第１の実施形態による２重ループアンテナである。Ａは２重ループアンテナ。１は外側ループの上辺で、２は右辺、３は左辺、４は下辺である。５は内側ループで、上記上辺１、左右辺２、３と接続している。６は、内側ループ５の両端と給電点７とを結ぶ平行線路である。このアンテナは線状の導線で外側の矩形ループで形成され、横辺（Ｗ）は１６０ｍｍで縦辺（Ｈ）は２７０ｍｍの矩形となっていて、Ｂ５版より大きくなり、内側ループは円にしたほうが、利得が上がる。
線状の導線は導電性の良好な線で銅、アルミ、真鍮、ステンレスなどの線からなるのがよい。またこの材料で平板としても良い。このため薄い平面の形状のアンテナとなる。
給電点７で同時給電することにより、外側ループと内側ループが相互に働き広帯域なアンテナとして動作する。

図５は図１の実施形態による、テレビの受信周波数である４７０ＭＨＺ〜７７０ＭＨＺでのアンテナ特性値である。定在波比（ＶＳＷＲ）利得（Ｇａｉｎ）を示し、２重ループで結合されることによって広帯域化となり、単円ループのＶＳＷＲと利得の比較を示す。このように矩形２重ループアンテナは単円ループに比べると利得は１〜２ｄｂ高く広帯域である。

図２に示すのは、本発明の第２の実施形態による２重ループアンテナである。図２中、内側円ループ５の上辺部の２点で結合にした場合インテリアを考えハート型にしたものである。図１の内側ループとほぼ同じアンテナ特性となる。同様にトランプの柄を模してダイヤ（菱形）、スペード、クローバーの形を内側ループで形成すると、アンテナと見られず、アンテナがインテリアとして利用できる。

図３に示すのは、本発明の第３の実施形態による２重ループアンテナである。第１の実施形態に示すように、外側ループが正方形で、内側ループ５の両端を平行線路６で給電部７に接続すると共に、同内側ループの左右辺２、３との接続点から給電部７に線路９、１０にて接続するようにしている。広帯域で図８に示すように地上テレビ周波数帯を受信できる（ＶＳＷＲ特性図）。利得は第１の実施形態より少し劣る。

図１１は本発明の実施形態３の応用例として幅１辺４．９ｍの正方形とし、線径６ｍｍとした場合の１８ＭＨＺ〜２６ＭＨＺのＶＳＷＲ特性図である。また図１２は一辺２．５ｃｍとした場合中心周波数５０００ＭＨＺとした場合のＶＳＷＲ・利得特性図である。同図に示すように、ＵＷＢアンテナとしても使用でき使用周波数帯域が約４０％と広く、広帯域アンテナとなる。

図６に示すのは、本発明の第４の実施形態による２重ループアンテナの斜視図である。図１に示す第１実施形態の２重ループアンテナに反射器８を配置したものであり、利得が一方向になり、利得が上がることになる。

図７に示すのは、本発明の第５の実施形態による２重ループアンテナの斜視図である。給電部７を中心にして図１に示す第１実施形態の２重ループアンテナＡ１・Ａ２を上下に接合し、前後に位置して、反射器８を配置したもので、図９のＶＳＷＲと利得のアンテナ特性図（４７０ＭＨＺ〜７６０ＭＨＺ）及び図１０の６００ＭＨＺのビームパターン図に示すごとく、今までの八木アンテナに匹敵する利得を得ることができると共に、主に屋外に設置が可能となる。ＵＨＦテレビの送信アンテナにこの２重ループアンテナを使用すれば現在使用の双ループアンテナより、広帯域での利用ができる。

第１〜第５の実施形態において、給電点にはテレビ用の７５Ωの同軸を使用すると２重ループアンテナとのマッチングも良好なので、インピーダンス整合器を用いることもなく使用できる。

地上デジタルテレビの室内外のアンテナに利用できる。

本発明の実施形態１による２重ループアンテナの正面図。 本発明の実施形態２による２重ループアンテナの正面図。 本発明の実施形態３による２重ループアンテナの正面図。 従来の単ループアンテナの正面図。 本発明の実施形態１の矩形２重ループアンテナ（図１）と図４の単ループアンテナのＶＳＷＲと利得の比較。（４７０ＭＨＺ〜７６０ＭＨＺ） 本発明の実施形態４による２重ループアンテナの斜視図。 本発明の実施形態５による２重ループアンテナの斜視図。 図３の２重ループアンテナのＶＳＷＲ特性図（４７０ＭＨｚ〜７１０ＭＨＺ） 図７の２重ループアンテナの特性図（ＶＳＷＲ・Ｇａｉｎ）４７０ＭＨＺ〜７６０ＭＨＺ）。 図７の２重ループアンテナのビームパターン特性図（６００ＭＨＺ） 図３の２重ループアンテナ素子（周波数１８ＭＨＺ〜２６ＭＨＺ）のＶＳＷＲ特性図 図３の２重ループアンテナ（周波数３５００ＭＨＺ〜６５００ＭＨＺ）のＶＳＷＲと利得の特性図

符号の説明

１ 外側矩形ループの上辺
２ 外側矩形ループの右辺
３ 外側矩形ループの左辺
４ 外側矩形ループの下辺
５ 内側ループ
６ 平行線路
７ 給電部
８ 反射器
９、１０ 内側接続線路
Ａ、Ａ１，Ａ２ ２重ループアンテナ

Claims (5)

1. 線状の導線で形成された矩形ループアンテナを配置して中に入るように矩形ループの上辺部で１点、左・右辺部で１点ずつ結合したループアンテナから、平行線路で接続して外側の矩形ループの下辺中心部で給電部と同時給電する２重ループアンテナ。
2. 線状の導線で形成された矩形ループアンテナを配置して中に入るように矩形ループの上辺部で２点、左・右辺部で１点ずつ結合したループアンテナから、平行線路で接続して外側の矩形ループの下辺中心部で給電部と同時給電する２重ループアンテナ。
3. 請求項１記載の外側矩形ループに替わり正方形とし、上部の内側ループを直線で結び三角形にして、平行線路をおろし給電点から左・右辺の結合部を結び給電部で同時給電することを特徴とする２重ループアンテナ。
4. 請求項１の背後に反射器を配置したことを特徴とする２重ループアンテナ。
5. 請求項１記載のアンテナを上下に給電部同士を接合し、その背後に反射器を配置したことを特徴とする２重ループアンテナ。