JP2009117948A - ヘリカルアンテナ - Google Patents

Abstract

【課題】 広帯域な利得特性を示すと共に長さ方向に小型化することのできる低姿勢のヘリカルアンテナとする。
【解決手段】 ヘリカルアンテナ１のヘリカル部１０は、先端が同軸ケーブル１１に対してほぼ垂直に折り曲げられている接続部１０ａと同軸ケーブル１１の周囲にヘリカル状に巻回されているヘリカル素子１０ｂとから構成されている。同軸ケーブル１１の中心導体１１ａと、ヘリカル素子１０ｂとは接続部１０ａを介して電気的に接続されている。また、ヘリカル素子１０ｂの巻回中心から偏心する位置に同軸ケーブル１１が配置されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、広帯域な特性を示し長さ方向に小型化することができるヘリカルアンテナに関するものである。

従来の広帯域で動作する広帯域板状アンテナ（特許文献１参照）は、グランドプレーンとされるアース板と、矩形状の励振板と、励振板に対向するよう配置された矩形状の導体板とを備えている。また、広帯域板状アンテナに給電する給電ケーブルが設けられており、給電ケーブルの芯線は励振板の端縁に接続され、給電ケーブルの外部導体とされる編組線は導体板の端縁に接続されている。また、給電ケーブルはアース板を貫通するように設けられており、給電ケーブルの他端は信号源に接続されている。この広帯域板状アンテナでは、電圧定在波比（ＶＳＷＲ）が２以下で約１５％、ＶＳＷＲが３以下で約２９％の比周波数帯域が得られるようになる。
特開平１０−３２２１２４号公報

地上デジタル放送の周波数帯域は４７０ＭＨｚ〜７１０ＭＨｚとされており、その中心周波数は５９０ＭＨｚとなり帯域幅は２４０ＭＨｚとなる。しかしながら、従来のアンテナでは、中心周波数が５９０ＭＨｚで帯域幅が２４０ＭＨｚの周波数帯域を確保することが困難となり、地上デジタル放送受信用のアンテナとして適したアンテナとすることができなかった。
そこで、地上デジタル放送受信用のアンテナとして特願２００６−３３８０３７のアンテナが提案されている。このアンテナの構成を図３２に示す。図３２に示すＬ型アンテナ２００は、同軸ケーブル２０２の先端部分の外被が除去されており、外部導体である編組線が若干露出している。さらに、編組線も先端部分において除去されて絶縁部が若干露出している。さらにまた、絶縁部も先端部分において除去されており中心導体が露出している。この中心導体の先端に、Ｌ字状に折曲されたＬ型素子２０１の端部が接続されている。Ｌ型素子２０１は同軸ケーブル２０２に対して折り返されるようになると共に、同軸ケーブル２０２にほぼ平行になるように延伸される。Ｌ型素子１１の長さはＬ型アンテナ２００を動作させる周波数帯の中心周波数にほぼ共振する長さとされ、例えば中心周波数の波長をλとした際に約λ／４の長さとされる。また、同軸ケーブル２０２とＬ型素子２０１との間隔は約０．００９λ以上とされる。

このＬ型アンテナ２００では、４７０ＭＨｚ〜７１０ＭＨｚの周波数帯域において良好な電気的特性を得ることができ、この場合のアンテナ２００の寸法は、高さが約１０．２ｍｍとされ、Ｌ型素子２０１の長さが中心周波数５９０ＭＨｚの波長λの約０．２５λに相当する約１２７．１ｍｍとなる。このように、Ｌ型アンテナ２００においては、同軸ケーブル２０２を含めたアンテナ高が約１２ｍｍと低姿勢な形状であるにもかかわらず、最大利得０ｄＢｄ以上が得られる比周波数帯域が４０％以上となり、非常に広帯域なアンテナを実現することができる。しかしながら、Ｌ型アンテナ２００はアンテナ高を低姿勢に構成することができ、広帯域な特性を実現することができるが、長さ方向にはＬ型素子２０１の長さとしてλ／４の長さを必要とすることから、これ以上長さ方向の小型化をすることができないという問題点があった。

そこで、本発明は、広帯域な利得特性を示すと共に長さ方向に小型化することのできる低姿勢のヘリカルアンテナを提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明のヘリカルアンテナは、同軸ケーブルの中心導体の先端に接続され、同軸ケーブルの周囲に巻回されているヘリカル素子を備え、ヘリカル素子の巻回中心から偏心する位置に同軸ケーブルが配置されていることを最も主要な特徴としている。

本発明のヘリカルアンテナは、同軸ケーブルの中心導体の先端に接続され、同軸ケーブルの周囲に巻回されているヘリカル素子を備え、ヘリカル素子の巻回中心から偏心する位置に同軸ケーブルが配置されていることで、長さ方向に小型化することができる。また、広帯域な利得特性を示すと共に低姿勢とすることができ、地上デジタル放送受信用のアンテナとして好適なヘリカルアンテナとすることができる。

本発明の第１実施例にかかるヘリカルアンテナの構成を図１、図２に示す。図１は、第１実施例のヘリカルアンテナの構成を示す正面図であり、図２は第１実施例のヘリカルアンテナの構成を示す側面図である。
これらの図に示す第１実施例にかかるヘリカルアンテナ１は、同軸ケーブル１１の先端部分の外被が除去されており、外部導体である編組線１１ｃが若干露出している。さらに、編組線１１ｃも先端部分において除去されて絶縁部１１ｂが若干露出している。さらにまた、絶縁部１１ｂも先端部分において除去されており中心導体１１ａが露出している。ヘリカル部１０は、先端が同軸ケーブル１１に対してほぼ垂直に折り曲げられている接続部１０ａと同軸ケーブル１１の周囲にヘリカル状に巻回されているヘリカル素子１０ｂとから構成される。同軸ケーブル１１の中心導体１１ａと、ヘリカル素子１０ｂとは接続部１０ａを介して電気的に接続されている。

同軸ケーブル１１の周囲に巻回されているヘリカル素子１０ｂの巻き径はＤとされ、軸方向の長さがＬとされている。そして、ヘリカル素子１０ｂの巻回中心から偏心する位置に同軸ケーブル１１が配置されており、同軸ケーブル１１の外周面とヘリカル素子１０ｂとの径方向の最も短かくされている間隔がＧＳとされ、最も長くなっている間隔がＧＬとされている。間隔ＧＬは、接続部１０ａの長さにほぼ等しくなる。このように、ヘリカル部１０の巻回中心から偏心する位置に同軸ケーブル１１を配置することにより、例えば４７０ＭＨｚ〜７１０ＭＨｚの地上デジタル放送の周波数帯域において第１実施例のヘリカルアンテナ１のＶＳＷＲ特性が後述するように良好になる。

次に、本発明の第２実施例にかかるヘリカルアンテナ２の構成を図３、図４に示す。図３は、第２実施例のヘリカルアンテナ２の構成を示す正面図であり、図４は第２実施例のヘリカルアンテナ２の構成を示す側面図である。
これらの図に示す第２実施例にかかるヘリカルアンテナ２は、同軸ケーブル２１の先端部分の外被が除去されており、外部導体である編組線２１ｃが若干露出している。さらに、編組線２１ｃも先端部分において除去されて絶縁部２１ｂが若干露出している。さらにまた、絶縁部２１ｂも先端部分において除去されており中心導体２１ａが露出している。ヘリカル部２０は、先端が同軸ケーブル２１に対してほぼ垂直に折り曲げられている接続部２０ａと同軸ケーブル２１の周囲にヘリカル状に巻回されているヘリカル素子２０ｂとから構成される。同軸ケーブル２１の中心導体２１ａと、ヘリカル素子２０ｂとは接続部２０ａを介して電気的に接続されている。

同軸ケーブル２１の周囲に巻回されているヘリカル素子２０ｂの巻き径はＤとされ軸方向の長さがＬとされている。そして、ヘリカル素子２０ｂの巻回中心から偏心する位置に同軸ケーブル２１が配置されており、同軸ケーブル２１の外周面とヘリカル素子２０ｂとの径方向の最も短かくされている間隔がＧＳとされ、最も長くなっている間隔がＧＬとされている。間隔ＧＳは、接続部２０ａの長さにほぼ等しくなる。このように、接続部２０ａの長さを短くして第１実施例のヘリカルアンテナ１とは逆方向に偏心する位置に同軸ケーブル２１を配置するようにしても、例えば４７０ＭＨｚ〜７１０ＭＨｚの地上デジタル放送の周波数帯域において良好な第２実施例のヘリカルアンテナ２のＶＳＷＲ特性が得られる。

次に、第１実施例のヘリカルアンテナ１および第２実施例のヘリカルアンテナ２を、例えば地上デジタル放送受信用のアンテナとして動作させる場合の具体的な寸法の一例を次に示す。地上デジタル放送の周波数は４７０ＭＨｚ〜７１０ＭＨｚであり、その中心周波数５９０ＭＨｚの自由空間の波長λは約５０８．５ｍｍとなる。
第１実施例のヘリカルアンテナ１および第２実施例のヘリカルアンテナ２は同様の寸法とされ、ヘリカル素子１０ｂ、２０ｂの直径Ｄが約８ｍｍ、ヘリカル素子１０ｂ、２０ｂと同軸ケーブル１１，２１の径方向の最も広い間隔ＧＬが約３ｍｍ、ヘリカル素子１０ｂ、２０ｂと同軸ケーブル１１，２１の径方向の最も狭い間隔ＧＳが約２ｍｍ、ヘリカル素子１０ｂ、２０ｂの軸方向の長さＬが約５０．８ｍｍ、ヘリカル素子１０ｂ、２０ｂの巻数が３．５ターンとされる。

ヘリカル素子１０ｂ、２０ｂは直径約０．６ｍｍの弾性を有するりん青銅線材を使用しており、同軸ケーブル１１，２１は直径約３ｍｍの１．５Ｃケーブルを使用している。なお、ヘリカル素子１０ｂ、２０ｂは、りん青銅線材に限らず他の線材でも良いが弾性を有する線材が好適とされ、直径約０．６ｍｍ以外のものでもよい。同軸ケーブル１１，２１は、特性インピーダンスが７５Ωの１．５Ｃケーブルだけでなく、特性インピーダンスが５０Ωの１．５Ｄケーブルやそれ以外の特性インピーダンスの同軸ケーブルを使用してもよい。また、フレキシブルな同軸ケーブルだけでなく、セミリジットの同軸ケーブルなどを使用してもよい。

次に、本発明の第１実施例にかかるヘリカルアンテナ１および第２実施例のヘリカルアンテナ２の電圧定在波比（ＶＳＷＲ）の周波数特性は同様の特性となりその周波数特性をを図６、図７、図８に示す。ここでは、同軸ケーブル１１，２１とヘリカル部１０，２０との最も狭い間隔ＧＳを約２ｍｍに固定し、同軸ケーブル１１，２１の直径を約３ｍｍとして、同軸ケーブル１１，２１とヘリカル素子１０ｂ、２０ｂとの最も広い間隔ＧＬおよびヘリカル素子１０ｂ、２０ｂの長さＬをパラメータとしている。また、地上デジタル放送の周波数帯域で動作させるものとして周波数帯域を４７０ＭＨｚ〜７１０ＭＨｚとして、その中心周波数５９０ＭＨｚの自由空間の波長λを約５０８．５ｍｍとしている。さらに、ヘリカルアンテナ１，２は、車両に設置されるものとして車両のフロントガラス上部の位置に設置し、フロントガラスの左側から約５０ｍｍ、フロントガラスの上側から約１５ｍｍの位置に配置されている。この場合、同軸ケーブル１１，２１は、フロントガラス左端の金属フレームに沿って這わされているものとする。

図６に示すＶＳＷＲの周波数特性は、同軸ケーブル１１，２１とヘリカル素子１０ｂ、２０ｂとの最も広い間隔ＧＬを約０．００６λ（約３．１ｍｍ）としたときに、ヘリカル素子１０ｂ、２０ｂの長さＬをパラメータとして、約０．０２λ（約１０．２ｍｍ）、約０．０４λ（約２０．３ｍｍ）、約０．０６６λ（約３３．６ｍｍ）、約０．２λ（１０１．７ｍｍ）に変化させた際の４７０ＭＨｚ〜７１０ＭＨｚにおけるヘリカルアンテナ１，２のＶＳＷＲの変化を示している。図６を参照すると、ヘリカル素子１０ｂ、２０ｂの長さＬが約０．０２λのときには約５２５ＭＨｚ以下の周波数帯域および約６２５ＭＨｚ以上の周波数帯域においてＶＳＷＲが３．０以上となる。また、ヘリカル素子１０ｂ、２０ｂの長さＬが約０．０４λのときには約５１０ＭＨｚ以下の周波数帯域および約６３０ＭＨｚ以上の周波数帯域においてＶＳＷＲが３．０以上となってしまう。しかし、ヘリカル素子１０ｂ、２０ｂの長さＬが約０．０６６λおよび約０．２λのときには全周波数帯域において３．０以下のＶＳＷＲ特性が得られるようになる。

ここで、波長λで表した間隔ＧＬと、波長λで表したヘリカル素子１０ｂ、２０ｂの長さＬとの積を１００００倍した値Ｑを考えてみる。間隔ＧＬが約０．０２λとされているときの値Ｑは約１．２となり、間隔ＧＬが約０．０４λとされているときの値Ｑは約２．４となる。そして、間隔ＧＬが約０．０６６λとされているときの値Ｑは約４．０となり、間隔ＧＬが約０．２λとされているときの値Ｑは約１２となる。すなわち、値Ｑが４以上とされている場合に全周波数帯域において３．０以下のＶＳＷＲ特性が得られることになる。一般に、ＶＳＷＲが３．０以下であればアンテナとして十分機能することから、動作周波数帯域においてＶＳＷＲが３．０以下を満足するように本発明にかかるヘリカルアンテナを設計するものとする。この場合の設計式は次の（１）式のように表せる。
Ｑ＝ＧＬ［λ］×Ｌ［λ］×１００００≧４ （１）
ただし、（１）式においてＧＬ［λ］およびＬ［λ］は波長で表した値であり、間隔ＧＳは固定値とされている。

図７に示すＶＳＷＲの周波数特性は、同軸ケーブル１１，２１とヘリカル素子１０ｂ、２０ｂとの最も広い間隔ＧＬを約０．０２λ（約１０．２ｍｍ）としたときに、ヘリカル素子１０ｂ、２０ｂの長さＬをパラメータとして、約０．０２λ（約１０．２ｍｍ）、約０．０４λ（約２０．３ｍｍ）、約０．１λ（約５０．８ｍｍ）、約０．２λ（１０１．７ｍｍ）に変化させた際の４７０ＭＨｚ〜７１０ＭＨｚにおけるヘリカルアンテナ１，２のＶＳＷＲの変化を示している。図７を参照すると、ヘリカル素子１０ｂ、２０ｂの長さＬが約０．０２λ、約０．０４λ、約０．１λ、約０．２λと変化させても、全周波数帯域において３．０以下のＶＳＷＲ特性が得られている。このときの値Ｑは、長さＬが約０．０２λのときに約４．０、長さＬが約０．０４λのときに約８．０、長さＬが約０．１λのときに約２０、長さＬが約０．２λのときに約４０となり、いずれの場合も値Ｑは４以上となっていることがわかる。

図８に示すＶＳＷＲの周波数特性は、同軸ケーブル１１，２１とヘリカル素子１０ｂ、２０ｂとの最も広い間隔ＧＬを約０．０３λ（約１５．３ｍｍ）としたときに、ヘリカル素子１０ｂ、２０ｂの長さＬをパラメータとして、約０．０２λ（約１０．２ｍｍ）、約０．０４λ（約２０．３ｍｍ）、約０．１λ（約５０．８ｍｍ）、約０．２λ（１０１．７ｍｍ）に変化させた際の４７０ＭＨｚ〜７１０ＭＨｚにおけるヘリカルアンテナ１，２のＶＳＷＲの変化を示している。図８を参照すると、ヘリカル素子１０ｂ、２０ｂの長さＬが約０．０２λ、約０．０４λ、約０．１λ、約０．２λと変化させても、全周波数帯域において３．０以下のＶＳＷＲ特性が得られている。このときの値Ｑは、長さＬが約０．０２λのときに約６．０、長さＬが約０．０４λのときに約１２、長さＬが約０．１λのときに約３０、長さＬが約０．２λのときに約６０となり、いずれの場合も値Ｑは４以上となっていることがわかる。

以上のことから、動作させる周波数帯域を設定し、その中心周波数の波長をλとおいたとき、全周波数帯域においてＶＳＷＲ３．０以下を得るためには、間隔ＧＬ［λ］と、ヘリカル素子の長さＬ［λ］との積を１００００倍した値Ｑを４以上とすればよいことがわかる。
また、本発明の第１実施例のヘリカルアンテナ１における平均利得の周波数特性を図３２に示す従来のＬ型アンテナ２００の平均利得の周波数特性と対比して図９に示す。図９においては、平均利得の周波数特性が第１実施例のヘリカルアンテナ１では実線で示され、従来のＬ型アンテナ２００では破線で示されており、利得は従来のＬ型アンテナ２００の最大値を０ｄＢとして正規化して表示している。図９を参照すると、周波数帯域の低域側と中域から高域にかけて若干利得が低下しているが、ほぼ同等の利得の周波数特性が得られていることがわかる。また、本発明の第２実施例のヘリカルアンテナ２における平均利得の周波数特性も図９に示す実線の特性と同様となる。

次に、本発明の第３実施例にかかるヘリカルアンテナ３の構成を示す斜視図を図５に示す。
この図に示す第３実施例のヘリカルアンテナ３は、第１実施例のヘリカルアンテナ１を保護ケース１２に収納し、保護ケース１２から同軸ケーブル１１が導出されている。保護ケース１２は、外部圧力からの保護やアンテナ構造の安定化、取り付け時の接着面の確保などを目的としてヘリカルアンテナ３に備えられている。この保護ケース１２は直方体の形状を半截して構成されており、半截されたケースの一方にヘリカル部１０と同軸ケーブル１１の中心導体１１ａ、絶縁部１１ｂおよび編組線１１ｃを含む前部を収納して、一方のケースに他方のケースを貼り合わせたりネジで固着することにより、保護ケース１２内にヘリカル部１０および同軸ケーブル１１の前部が収納されるようになる。

保護ケース１２の寸法の一例を挙げると、幅Ｗ１が約１２ｍｍ、高さＨ１が約１２ｍｍ、長さＬ２が約５５ｍｍとされている。このように、第３実施例のヘリカルアンテナ３は、簡単な構造とすることができると共に、非常に低姿勢なアンテナとすることができる。また、第１実施例のヘリカルアンテナ１と同様の電気特性を示すことから、広帯域な周波数特性が得られ、地上デジタル放送受信用のアンテナとして好適なヘリカルアンテナとすることができる。また、保護ケース１２の一面を被支持体に貼着することによりヘリカルアンテナ３を取り付けることができるようになる。
なお、保護ケース１２は誘電体とされることから、その影響を受けてヘリカルアンテナ３の電気長が短縮される場合は、所望のＶＳＷＲ特性が得られるように、ヘリカル素子の直径や長さ、巻数を適宜調整する。すなわち、波長が短縮される場合は前述した波長λを波長の短縮率を勘案した波長に置き換えて前記（１）式を演算するようにすればよい。また、第２実施例のヘリカルアンテナ２を保護ケース１２内に収納するようにしてもよい。

上記したように、本発明の第１実施例のヘリカルアンテナ１および第２実施例のヘリカルアンテナ２においては、ヘリカル部１０，２０の巻回中心から偏心する位置に同軸ケーブル１１，２１を配置すると共に、上記（１）式を満足するように同軸ケーブル１１，２１の外周面とヘリカル素子１０ｂ，２０ｂとの径方向の最も長くなっている間隔ＧＬと、ヘリカル素子１０ｂ，２０ｂの長さＬを定めることにより、地上デジタル放送の周波数帯域において３．０以下となるＶＳＷＲ特性を得ることができる。また、第３実施例のヘリカルアンテナ３においても同様のＶＳＷＲ特性を得ることができる。このように、軸方向の長さを短くしてもＶＳＷＲ３．０以下が得られる比周波数帯域は４０．７％となる。また、本発明にかかるヘリカルアンテナは低姿勢で簡易な構造とすることができる。

次に、第１実施例のヘリカルアンテナ１ないし第３実施例のヘリカルアンテナ３として示した本発明にかかるヘリカルアンテナの動作原理を図１０ないし図１５を参照して以下に説明する。
図１０（ａ）は１／４波長の長さとされたホイップアンテナ１００の構成を示す正面図であり、図１０（ｂ）はホイップアンテナ１００の構成を示す側面図である。図１０（ａ）（ｂ）に示すホイップアンテナ１００は、従来から一般に用いられているアンテナであり、同軸ケーブル１０１の中心導体の先端に１／４波長（λ／４）の長さのホイップ素子１００ａが同軸ケーブル１０１に対し垂直になるように接続されている。この場合、ホイップアンテナ１００は地上デジタル放送を受信するものとされ、ホイップ素子１００ａの長さは約１３０ｍｍの長さとされている。

図１１（ａ）はセンター給電のヘリカルアンテナ１１０の構成を示す正面図であり、図１１（ｂ）はヘリカルアンテナ１１０の構成を示す側面図である。
図１１（ａ）（ｂ）に示すヘリカルアンテナ１１０は、同軸ケーブル１１１の先端部分の外被、外部導体である編組線、絶縁部１１ｂがそれぞれ所定部分ずつ除去されて中心導体が露出している。ヘリカル部１１０は、先端が同軸ケーブル１１１に対してほぼ垂直に折り曲げられている接続部１１０ａと同軸ケーブル１１１の周囲に巻回されているヘリカル素子１１０ｂとから構成される。同軸ケーブル１１１の中心導体と、ヘリカル素子１１０ｂとは接続部１１０ａを介して電気的に接続されている。ヘリカル部１１０の巻き径はＤとされ、軸方向の長さがＬとされている。そして、ヘリカル部１１０の巻回中心に同軸ケーブル１１１が配置されており、同軸ケーブル１１１の外周面とヘリカル部１１０との径方向の間隔ＧＳと間隔ＧＬとは同じ長さとなっている。ヘリカルアンテナ１１０は地上デジタル放送を受信するものとされ、ヘリカル部１１０の直径Ｄが約２０ｍｍ、ヘリカル部１１０の軸方向の長さＬが約２０ｍｍ、ヘリカル部１１０の巻数が２．２５ターン、間隔ＧＬと間隔ＧＳとが約８．５ｍｍとされている。

図１２は、図１１（ａ）（ｂ）に示すヘリカルアンテナ１１０においてヘリカル部１１０の巻数を２ターンとした車両設置でセンター給電のヘリカルアンテナ１１０−１を、車両窓１５０の左側から約５０ｍｍ、車両窓１５０の上側から約１５ｍｍの位置に取り付けた態様を示す図である。なお、同軸ケーブルは車両窓１５０の左端の金属フレームに沿って這わされている。
図１３は、図１１（ａ）（ｂ）に示すヘリカルアンテナ１１０においてヘリカル部１１０の巻数を２ターンとすると共に間隔ＧＳを約２ｍｍ、間隔ＧＬを約１５ｍｍとした車両設置でオフセット給電の本発明にかかるヘリカルアンテナ１２０を、車両窓１５０の左側から約５０ｍｍ、車両窓１５０の上側から約１５ｍｍの位置に取り付けた態様を示す図である。なお、同軸ケーブルは車両窓１５０の左端の金属フレームに沿って這わされている。
また、ホイップ素子１００ａおよびヘリカル部１１０は、例えば直径約０．６ｍｍのりん青銅線材を使用しており、同軸ケーブル１０１，１１１は直径約３ｍｍの１．５Ｃケーブルを使用している。

図１４は、４７０ＭＨｚ〜７１０ＭＨｚにおけるホイップアンテナ１００、ヘリカルアンテナ１１０、ヘリカルアンテナ１１０−１、ヘリカルアンテナ１２０のレジスタンスの最大値（Ｍａｘ）と最小値（Ｍｉｎ）を示すグラフであり、図１５は４７０ＭＨｚ〜７１０ＭＨｚにおける上記アンテナのリアクタンスの最大値（Ｍａｘ）と最小値（Ｍｉｎ）を示すグラフである。
図１４および図１５において、横軸に示す（１）は図１０（ａ）（ｂ）に示す構成のホイップアンテナ１００を自由空間に設置した場合を示しており、上記周波数帯域においてレジスタンスは約１４０Ω〜約３８０Ωに変化し、リアクタンスは約−１３０Ω〜約＋１４０Ωに変化するようになり、高抵抗でリアクタンスも大きいためＶＳＷＲが高くなる。この場合のＶＳＷＲの最大値は約５と計算される。
図１４および図１５において、横軸に示す（２）は図１１（ａ）（ｂ）に示す構成のヘリカルアンテナ１１０を自由空間に設置しセンター給電した場合を示しており、上記周波数帯域においてレジスタンスは約１８Ω〜約８５Ωに変化し、リアクタンスは約−１２０Ω〜約＋１１０Ωに変化するようになって、低抵抗となるためＶＳＷＲが高くなる。ＶＳＷＲの最大値は約１２と計算される。

図１４および図１５において、横軸に示す（３）は図１２に示す構成のヘリカルアンテナ１１０−１を車両設置でセンター給電した場合を示しており、上記周波数帯域においてレジスタンスは約５５Ω〜約２８０Ωに変化し、リアクタンスは約−１２５Ω〜約＋９２Ωに変化するようになって、リアクタンスが大きいためＶＳＷＲが高くなる。ＶＳＷＲの最大値は約４．８と計算される。
図１４および図１５において、横軸に示す（４）は図１３に示す構成の本発明にかかるヘリカルアンテナ１２０を車両設置でオフセット給電した場合を示しており、上記周波数帯域においてレジスタンスが約６４Ω〜約２１０Ωに変化し、リアクタンスは約−８０Ω〜約＋６０Ωに変化して抵抗もリアクタンスも好適な値となる。この時のＶＳＷＲの最大値は約２．５と計算される。

以上のことから、図１１（ａ）（ｂ）に示すヘリカルアンテナ１１０のように同軸ケーブルの周囲に素子をヘリカル状に巻回することで図１４に示すようにレジスタンスが図１０に示すホイップアンテナ１００より低下する。また、図１２に示すヘリカルアンテナ１１０−１のように車両窓１５０の金属フレームに近接させることで、図１４に示すように下がりすぎたレジスタンスを回復させることができる。さらに、図１３に示すヘリカルアンテナ１２０のように同軸ケーブルをヘリカル素子に対して偏心設置させると共に、車両窓１５０の金属フレームに近接させることで、図１４および図１５に示すように適切なインピーダンスを広帯域にわたり示すようになるので、広帯域において良好なインピーダンス特性を得ることができる。これが、軸方向に短く低姿勢でありながら良好な電気的特性を示す本発明にかかるヘリカルアンテナの動作原理である。

次に、本発明にかかる第３実施例のヘリカルアンテナ３を車両の室内に装着した装着例の構成を図１６に示す。
図１６に示す装着例では、フロントガラスとされる車両窓１５０の上部にヘリカルアンテナ３が取り付けられている。ヘリカルアンテナ３は、図５に示すようにヘリカル部１０が保護ケース１２に収納されており、保護ケース１２の一面に両面テープや吸盤などの貼着手段を設け、車両窓１５０の上部に貼着している。また、バックミラー１５１の背面にヘリカルアンテナ３を貼着したり、ねじ止め等により固着するようにしても良い。さらに、バックミラー１５１内に第１実施例のヘリカルアンテナ１ないし第３実施例のヘリカルアンテナ３のいずれかを内蔵するようにしても良い。バックミラー１５１に貼着する場合も、保護ケース１２の一面に両面テープなどの貼着手段を設け、バックミラー１５１の背面に貼着する。この場合、ヘリカルアンテナ３から導出されている同軸ケーブル１１は、取り付けられたヘリカルアンテナ３近傍のルーフライニング（天井内張り）やピラーガーニッシュ（ピラー室内カバー）に挿入され、車室内に設置されているチューナーに接続できるように配線する。

また、車両のダッシュボード１５２の上面や内部にヘリカルアンテナ３を取り付ける場合も同様にして、保護ケース１２の一面に両面テープや吸盤などの貼着手段を設け、ダッシュボード１５２の上面に貼着する。あるいは、保護ケース１２に固定部品を取り付けて、ダッシュボード１５２に用意された取付部分に固着する。そして、同軸ケーブル１１を車室内に設置されているチューナーに接続できるように配線する。

次に、本発明にかかる第３実施例のヘリカルアンテナ３を車両の室内に装着した他の装着例の構成を図１７に示す。図１７に示す装着例は、ダイバーシティ受信する場合のヘリカルアンテナ３の設置例とされている。
ダイバーシティ受信においては、複数のアンテナを約λ／２の間隔で配置するのが一般的とされている。λは動作周波数帯域の中心周波数の波長である。図１７に示す２つのヘリカルアンテナ３は、車両窓１５０の上部の左右に所定間隔離隔されてそれぞれ配置されている。この場合、それぞれのヘリカルアンテナ３の保護ケース１２の一面に両面テープなどの貼着手段を設け、車両窓１５０の上部の所定箇所に貼着すればよい。２つのヘリカルアンテナ３から導出されている同軸ケーブル１１は、車両窓１５０の近傍のルーフライニング（天井内張り）やピラーガーニッシュ（ピラー室内カバー）に挿入して、車室内に設置されているチューナーに接続できるように配線する。この場合、２つのヘリカルアンテナ３の間隔はλ／２とするのが好適とされるが、車両の寸法等の制約がある場合はこれに限ることはない。また、２つのヘリカルアンテナ３を、車両窓１５０以外の場所に配置するようにしてもよいし、水平設置に限らず垂直方向やその他の方向に設置してもよい。

次に、本発明にかかる第４実施例のヘリカルアンテナ４の構成を図１８（ａ）（ｂ）に示す。図１８（ａ）は第４実施例のヘリカルアンテナの構成を示す斜視図であり、図１８（ｂ）は第４実施例のヘリカルアンテナ４の構成を示す側面図である。
図１８（ａ）（ｂ）に示す第４実施例のヘリカルアンテナ４は、受信信号を増幅する増幅手段を備える構成とされている。第４実施例のヘリカルアンテナ４において、同軸ケーブル４１の先端部分の外被が除去されており、外部導体である編組線４１ｃが若干露出している。さらに、編組線４１ｃも先端部分において除去されて絶縁部４１ｂが若干露出している。さらにまた、絶縁部４１ｂも先端部分において除去されており中心導体４１ａが露出している。基板４２の一面にはアンプ４３が設けられており、アンプ４３の出力端に中心導体４１ａが接続されている。ヘリカル部４０は、先端が基板４２に対してほぼ垂直に折り曲げられている接続部４０ａと、基板４２および同軸ケーブル４１の周囲にヘリカル状に巻回されているヘリカル素子４０ｂとから構成される。アンプ４３の入力端には、接続部４０ａの一端が接続されており、接続部４０ａの他端にはヘリカル素子４０ｂの端部が接続されている。ヘリカル素子４０ｂは、接続部４０ａの長さが長くなる方向あるいは短くなる方向に同軸ケーブル４１に対して偏心して設置されている。基板４２には、アンプ４３の他にヘリカル部４０のインピーダンス整合回路など他の機能をもった回路を共に設けるようにしてもよい。なお、アンプ４３には、同軸ケーブル４１を介してチューナーから同軸ケーブル４１に重畳された電力が動作電源として供給される。

ヘリカル素子４０ｂでは、同軸ケーブル４１の外周面とヘリカル素子４０ｂとの径方向の最も長くなっている間隔ＧＬと、ヘリカル素子４０ｂの長さＬは上記した（１）式を満足するように設計される。図１８に示すヘリカルアンテナ４は、ヘリカルアンテナ１，２の利得特性にアンプ４３の特性を加味した良好な最大利得の周波数特性を示すようになることから、非常に広帯域なアンテナを実現することができる。本発明にかかる第４実施例のヘリカルアンテナ４においても、簡単な構造とすることができると共に、非常に低姿勢なアンテナとすることができ、広帯域な利得特性が得られることから、地上デジタル放送受信用のアンテナとして好適なアンテナとすることができる。

次に、本発明の第５実施例にかかるヘリカルアンテナ５の構成を示す斜視図を図１９に示す。
この図に示す第５実施例のヘリカルアンテナ５は、第４実施例のヘリカルアンテナ４を保護ケース４４に収納し、保護ケース４４から同軸ケーブル４１が導出されている。保護ケース４４は、外部圧力からの保護やアンテナ構造の安定化、取り付け時の接着面の確保などを目的としてヘリカルアンテナ５に備えられている。この保護ケース４４は直方体の形状を半截した蓋部４４ａとケース部４４ｂとから構成されており、半截されたケース部４４ｂにヘリカル部４０と同軸ケーブル４１の中心導体４１ａ、絶縁部４１ｂおよび編組線４１ｃを含む前部と、アンプ４３が設けられた基板４２を収納して、ケース部４４ｂに蓋部４４ａを貼り合わせたりネジで固着することにより保護ケース４４内にヘリカル部４０、同軸ケーブル４１の前部およびアンプ４３が設けられた基板４２が収納されるようになる。この場合、基板４２およびヘリカル部４０を保持する保持部をケース部４４ｂおよび蓋部４４ａの内側に形成して、この保持部に基板４２およびヘリカル部４０を保持させるようにしてもよい。

次に、本発明にかかる第４実施例のヘリカルアンテナ４におけるヘリカル部４０の変形例の構成を図２０ないし図２３に示す。
図２０に示す第１の変形例においては、アンプ４３の入力端に接続されている接続部４０ａ−１を基板４２にほぼ平行に引き出してヘリカル部４０−１におけるヘリカル素子に接続されている。この場合、同軸ケーブル４１はヘリカル部４０−１の巻回中心から偏心して配置されていることから、接続部４０ａ−１はヘリカル部４０−１の巻回中心を通ることなく図２０に示すように配置される。また、基板４２は垂直に配置される。図示する例では、基板４２がヘリカル部４０−１に近接するように偏心されているが、逆に同軸ケーブル４１がヘリカル部４０−１に近接するように偏心させても良い。第１の変形例では、接続部４０ａ−１を基板４２にほぼ平行に設置しているため、量産時の接続部４０ａ−１の取付状態のばらつきを抑えることができる。

また、図２１に示す第２の変形例においては、ヘリカル部４０−２の形状が上下につぶされた楕円形状とされている。アンプ４３の入力端に接続されている接続部４０ａ−２は、ヘリカル部４０−２の短軸上にほぼ位置して同軸ケーブル４１はヘリカル部４０−２の長軸に対してずらせて設置されている。この場合、同軸ケーブル４１をヘリカル部４０−２の長軸上に位置させ、接続部４０ａ−２をヘリカル部４０−２の短軸を通らないようにずらせて設置するようにしてもよい。第２の変形例では、ヘリカル部４０−２の高さを抑えることができ、より低姿勢なヘリカルアンテナとすることができる。

さらに、図２２に示す第３の変形例においては、ヘリカル部４０−３の形状が三角形の形状とされている。アンプ４３の入力端に接続されている接続部４０ａ−３は、三角形状のヘリカル部４０−３の頂点に接続されている。三角形状のヘリカル部４０−３の底面とされる直線部に近接するように基板４２が配置されることにより、同軸ケーブル４１がヘリカル部４０−３に対して偏心して配置される。第３の変形例では、三角形状のヘリカル部４０−３の直線部が底面とされるので、ヘリカル部４０−３の形状が変形しにくくなり、量産時のばらつきによる規格外製品を減少させることができる。

さらにまた、図２３に示す第４の変形例においては、ヘリカル部４０−４の形状が四角形の形状とされている。アンプ４３の入力端に接続されている接続部４０ａ−４は四角形状のヘリカル部４０−４の一辺に接続されている。この場合、四角形状のヘリカル部４０−４の四角形の頂点に接続部４０ａ−４を接続するようにしてもよい。また、四角形状のヘリカル部４０−４の底面とされる直線部に近接するように基板４２が配置されることにより、同軸ケーブル４１がヘリカル部４０−４に対して偏心して配置されているが、四角形状のヘリカル部４０−４の上面とされる直線部に近接するように同軸ケーブル４１が配置されることにより、同軸ケーブル４１がヘリカル部４０−４に対して偏心して配置するようにしてもよい。第４の変形例では、ヘリカル部４０−４における直線部が底面とされ、三角形状よりも鈍角な頂点形状となるので、加工しやすく強度を増すことができ、量産時のばらつきによる規格外製品を減少させることができる。
以上の変形例においては、ヘリカル部の形状が楕円形状、三角形状、四角形状とされていたが、これに限ることはなくヘリカル部の形状を多角形としても良い。
また、以上のヘリカル部の変形例は第４実施例に適用されることから第５実施例のヘリカルアンテナ５にも適用することができる。さらに、第１実施例ないし第３実施例のヘリカルアンテナ１ないしヘリカルアンテナ３におけるヘリカル部１０に適用することができる。

次に、本発明にかかる第６実施例のヘリカルアンテナの構成を示す斜視図を図２４（ａ）に示し、第６実施例のヘリカルアンテナにおける円筒部の構成を示す斜視図を図２４（ｂ）に示す。
図２４（ａ）に示す第６実施例のヘリカルアンテナ６は、断面が円形とされる円筒状の誘電体で構成されている円筒部４５を備え、円筒部４５の外周面にヘリカル部４０’が設けられている。円筒部４５は、図２４（ｂ）に示すように外周面にヘリカル溝４５ａが形成されており、このヘリカル溝４５ａにヘリカル部４０’を構成するヘリカル素子４０ｂ’が嵌入される。リン青銅等の線材により作成された弾性を有するヘリカル素子４０ｂ’は、誘電体とされる円筒部４５の外周面のヘリカル溝４５ａに嵌入されることで、円筒部４５に保持されるようになる。これにより、ヘリカル素子４０ｂ’の内径が円筒部４５におけるヘリカル溝４５ａの外径によって規制されるため、量産時の電気的なばらつきを抑制することができる。

第６実施例のヘリカルアンテナ６においては、アンプ４３が一面に設けられた基板４２と同軸ケーブル４１の中心導体４１ａ、絶縁部４１ｂ、編組線４１ｃを含む前部が、円筒部４５の貫通孔４５ｂ内に配置されており、基板４２の先端部から導出されている接続部４０ａが円筒部４５の外周面に保持されているヘリカル素子４０ｂ’の一端に接続されている。なお、アンプ４３の出力端に同軸ケーブル４１の中心導体４１ａが接続されており、アンプ４３の入力端には、接続部４０ａの一端が接続されている。ヘリカル素子４０ｂ’は、接続部４０ａの長さが長くなる方向あるいは短くなる方向に同軸ケーブル４１に対して偏心して設置されている。なお、誘電体とされる円筒部４５の誘電率により波長が短縮されるため、ヘリカルアンテナ６をより小型化することができる。また、波長が短縮されることから波長λを波長の短縮率を勘案した波長に置き換えて前記（１）式を演算することにより、前記した間隔ＧＬ［λ］およびヘリカル素子４０ｂ’の長さＬ［λ］を求めるようにする。

次に、本発明にかかる第７実施例のヘリカルアンテナの構成を示す斜視図を図２５（ａ）に示し、第７実施例のヘリカルアンテナにおける円筒部の構成を示す斜視図を図２５（ｂ）に示す。
図２５（ａ）に示す第７実施例のヘリカルアンテナ７は、断面が円形とされる円筒状の誘電体で構成されている円筒部４６を備え、円筒部４６の外周面にヘリカル部４０”が設けられている。また、円筒部４６の先端部に接続金具４７が取り付けられている。円筒部４６は、図２５（ｂ）に示すように外周面にヘリカル溝４６ａが形成されて、ヘリカル溝４６ａ内に導電材が蒸着されることによりヘリカル素子４０ｂ”が形成されている。円筒部４６には貫通孔４６ｃが全体にわたり形成されており、先端部の肉厚が薄くされることにより外径が若干小さくされた突出部４６ｂが形成されている。突出部４６ｂの表面には、ヘリカル素子４０ｂ”と接続されるよう導電材が蒸着されている。金属製の接続金具４７は、断面がほぼ円形のキャップ状とされ突出部４６ｂに嵌合可能な嵌合部４７ａを有し、前面に基板４２が挿通可能な矩形状挿通孔４７ｂが形成されている。矩形状挿通孔４７ｂの周囲は前方へ突出するよう形成されている。

第７実施例のヘリカルアンテナ７においては、アンプ４３が一面に設けられた基板４２と同軸ケーブル４１の中心導体４１ａ、絶縁部４１ｂ、編組線４１ｃを含む前部が、円筒部４５の貫通孔４５ｂ内に収納されており、基板４２の先端部が接続金具４７の矩形状挿通孔４７ｂに挿通されて保持されている。また、接続金具４７の嵌合部４７ａを円筒部４６における突出部４６ｂに嵌合することにより、円筒部４６の外周面に形成されているヘリカル素子４０ｂ”は接続金具４７に接続される。そして、アンプ４３の入力端は基板４２に形成されているプリント配線に接続されており、矩形状挿通孔４７ｂに挿入された基板４２のプリント配線をハンダ付けすることにより、アンプ４３にヘリカル素子４０ｂ”で受信された受信信号が入力されるようになる。なお、アンプ４３の出力端には同軸ケーブル４１の中心導体４１ａが接続されている。ヘリカル素子４０ｂ”は、同軸ケーブル４１に対して偏心して設置されている。また、ヘリカル素子４０ｂ”は円筒部４６の外周面に蒸着されて形成されているため、その寸法は規制されるため、量産時の電気的なばらつきを抑制することができる。さらに、円筒部４６の誘電率により波長が短縮されるため、ヘリカルアンテナ７をより小型化することができる。また、波長が短縮されることから波長λを波長の短縮率を勘案した波長に置き換えて前記（１）式を演算することにより、前記した間隔ＧＬ［λ］およびヘリカル素子４０ｂ”の長さＬ［λ］を求めるようにする。
。なお、ヘリカル溝４６ａを設けることなく円筒部４６の外周面にヘリカル素子４０ｂ”を蒸着により形成するようにしても良い。

次に、本発明にかかる第８実施例のヘリカルアンテナの構成を示す斜視図を図２６に示す。
図２６に示す第８実施例のヘリカルアンテナ８では、細長く形成されている基板４２’に設けられたマイクロストリップライン４８を介して、アンプ４３の出力端が同軸ケーブル４１の中心導体４１ａに接続されている。マイクロストリップライン４８は、高周波特性の良好なガラスエポキシ基板やテフロン基板などの基板４２’上に、銅箔などの導電性の蒸着材料を用いて同軸ケーブル４１とほぼ同じ特性インピーダンスを有するように形成されている。このマイクロストリップライン４８は線路部と、線路部を両側から挟んでいるグランド部とから構成されている。そして、線路部には同軸ケーブル４１の絶縁部４１ｂから導出されている中心導体４１ａが接続され、両側のグランド部には同軸ケーブル４１の外部導体である編組線４１ｃが接続されていると共に、スルーホールによって基板４２’の裏面の全面に形成されているグランド部と接続されている。

ヘリカル部４０は、先端が基板４２’に対してほぼ垂直に折り曲げられている接続部４０ａと基板４２’の周囲にヘリカル状に巻回されているヘリカル素子４０ｂとから構成される。アンプ４３の入力端には、接続部４０ａの一端が接続されており、接続部４０ａの他端にはヘリカル素子４０ｂの端部が接続されている。ヘリカル素子４０ｂは、接続部４０ａの長さが長くなる方向あるいは短くなる方向に同軸ケーブル４１に対して偏心して設置されている。マイクロストリップライン４８を介して同軸ケーブル４１と接続されることにより、同軸ケーブル４１がヘリカル部４０内に入り込まなくなるため、組み立てやすい構造になると共に、同軸ケーブル４１がぐらつかないため電気特性が安定するなど、量産化が容易となる。さらに、マイクロストリップライン４８の線幅比を変えて、インピーダンス整合やバラン機能を持たせたりしてもよい。さらにまた、マイクロストリップライン４８をコプレナーラインとすると、コストダウンを図ることもできる。

次に、本発明にかかる第９実施例のヘリカルアンテナの構成を示す斜視図を図２７に示す。
図２７に示す第９実施例のヘリカルアンテナ９は、図２４（ｂ）に示す構成の断面が円形とされる円筒状の誘電体で構成されている円筒部４５内に、細長く形成されている図２６に示す構成の基板４２’が収納されている。すなわち、円筒部４５の外周面にヘリカル溝４５ａが形成されており、このヘリカル溝４５ａにヘリカル部４０’を構成するヘリカル素子４０ｂ’が嵌入されている。また、アンプ４３の出力端が細長く形成されている基板４２’に設けられたマイクロストリップライン４８を介して同軸ケーブル４１の中心導体４１ａに接続されている。マイクロストリップライン４８の線路部には同軸ケーブル４１の中心導体４１ａが接続され、両側のグランド部には同軸ケーブル４１の編組線４１ｃが接続されていると共に、スルーホールによって基板４２’の裏面の全面に形成されているグランド部と接続されている。

第９実施例のヘリカルアンテナ９においては、アンプ４３およびマイクロストリップライン４８が一面に設けられた細長い基板４２’が、円筒部４５の貫通孔４５ｂ内に配置されており、基板４２’の先端部から導出されている接続部４０ａが円筒部４５の外周面に保持されているヘリカル素子４０ｂ’の一端に接続されている。なお、アンプ４３の入力端には、接続部４０ａの一端が接続されている。ヘリカル素子４０ｂ’は、接続部４０ａの長さが長くなる方向あるいは短くなる方向に同軸ケーブル４１に対して偏心して設置されている。なお、誘電体とされる円筒部４５の誘電率により波長が短縮されるため、ヘリカルアンテナ９をより小型化することができる。また、波長が短縮されることから波長λを波長の短縮率を勘案した波長に置き換えて前記（１）式を演算することにより、前記した間隔ＧＬ［λ］およびヘリカル素子４０ｂ’の長さＬ［λ］を求めるようにする。

次に、本発明にかかる第４実施例のヘリカルアンテナ４の変形例の構成を示す斜視図を図２８に示す。
図２８に示す第４実施例のヘリカルアンテナ４の変形例においては、同軸ケーブル４１の所定位置に導電性のケーブルリング４９が装着されている。ケーブルリング４９の内径は同軸ケーブル４１の外径とほぼ等しく、ケーブルリング４９の形状は円形となっている。ケーブルリング４９は、圧着ダイスなどにより変形させて同軸ケーブル４１に固定される。この変形例のヘリカルアンテナ４を車両窓１５０に取り付けた態様を図２９に示す。この図に示すように、ケーブルリング４９の同軸ケーブル４１上の取り付け位置は、ヘリカルアンテナ４が取り付けられている車両窓１５０の周囲のボディフレーム１５３に接する位置とされている。ケーブルリング４９のボディフレーム１５３への固定は、粘着テープなどで行う。例えば、ヘリカルアンテナ９を車両窓１５０に固定して同軸ケーブル４１をボディフレーム１５３に這わせる位置に最適値がある場合、このケーブルリング４９が位置決めの役割を果たすことから、取り付け作業が簡易化され、電気特性を安定させることができる。

次に、本発明にかかる第４実施例のヘリカルアンテナ４の他の変形例の構成を示す斜視図を図３０に示す。
図３０に示す第４実施例のヘリカルアンテナ４の変形例においては、同軸ケーブル４１の所定位置に導電性のケーブル板５０が装着されている。ケーブル板５０はリング部を有し、リング部をカシメることにより同軸ケーブル４１にケーブル板５０が固定される。この他の変形例のヘリカルアンテナ４を車両窓１５０に取り付けた態様を図３１に示す。この図に示すように、ケーブル板５０の同軸ケーブル４１上の取り付け位置は、ヘリカルアンテナ４が取り付けられている車両窓１５０の周囲のボディフレーム１５３に接する位置とされている。ケーブル板５０の設置面積は大きくされていることからボディフレーム１５３への固定強度を増すことができる。ケーブル板５０のボディフレーム１５３への固定は、粘着テープやネジ止めなどで行う。ケーブル板５０は位置決めの機能を有しており、取り付け作業を簡易化して、電気特性を安定させることができる。
なお、ケーブルリング４９やケーブル板５０は第４実施例のヘリカルアンテナ４に適用されることに限るものではなく、上記説明した他の実施例のヘリカルアンテナに適用することができ、それらの同軸ケーブルの所定位置に取り付けることができる。

以上説明した本発明にかかるヘリカルアンテナの実施例においては、地上デジタル放送用のヘリカルアンテナとして説明したがこれに限るものではなく、使用周波数帯域が広帯域とされる低姿勢のアンテナに適用することができる。

本発明にかかる第１実施例のヘリカルアンテナの構成を示す正面図である。 本発明にかかる第１実施例のヘリカルアンテナの構成を示す側面図である。 本発明にかかる第２実施例のヘリカルアンテナの構成を示す正面図である。 本発明にかかる第２実施例のヘリカルアンテナの構成を示す側面図である。 本発明の第３実施例にかかるヘリカルアンテナの構成を示す斜視図である。 本発明の第１実施例および第２実施例のヘリカルアンテナのＶＳＷＲの周波数特性を示す図である。 本発明の第１実施例および第２実施例のヘリカルアンテナのパラメータを変えたＶＳＷＲの周波数特性を示す図である。 本発明の第１実施例および第２実施例のヘリカルアンテナのさらにパラメータを変えたＶＳＷＲの周波数特性を示す図である。 本発明の第１実施例のヘリカルアンテナにおける平均利得の周波数特性を従来のＬ型アンテナの平均利得の周波数特性と対比して示す図である。 １／４波長の長さとされたホイップアンテナの構成を示す正面図および側面図である。 センター給電のヘリカルアンテナの構成を示す正面図および側面図である。 車両設置でセンター給電のヘリカルアンテナを車両窓に設置した態様を示す図である。 本発明にかかる車両設置でオフセット給電のヘリカルアンテナを車両窓に設置した態様を示す図である。 図１０ないし図１３に示すアンテナにおいて、４７０ＭＨｚ〜７１０ＭＨｚにおけるレジスタンスの最大値（Ｍａｘ）と最小値（Ｍｉｎ）を示すグラフである。 図１０ないし図１３に示すアンテナにおいて、４７０ＭＨｚ〜７１０ＭＨｚにおけるリアクタンスの最大値（Ｍａｘ）と最小値（Ｍｉｎ）を示すグラフである。 本発明にかかる第３実施例のヘリカルアンテナを車両の室内に装着した装着例の構成を示す図である。 本発明にかかる第３実施例のヘリカルアンテナを車両の室内に装着した他の装着例の構成を示す図である。 本発明にかかる第４実施例のヘリカルアンテナの構成を示す斜視図および側面図である。 本発明にかかる第５実施例のヘリカルアンテナの構成を示す斜視図である。 本発明にかかる第４実施例のヘリカルアンテナにおけるヘリカル部の第１の変形例の構成を示す図である。 本発明にかかる第４実施例のヘリカルアンテナにおけるヘリカル部の第２の変形例の構成を示す図である。 本発明にかかる第４実施例のヘリカルアンテナにおけるヘリカル部の第３の変形例の構成を示す図である。 本発明にかかる第４実施例のヘリカルアンテナにおけるヘリカル部の第４の変形例の構成を示す図である。 本発明にかかる第６実施例のヘリカルアンテナの構成を示す斜視図および第６実施例のヘリカルアンテナにおける円筒部の構成を示す斜視図である。 本発明にかかる第７実施例のヘリカルアンテナの構成を示す斜視図および第７実施例のヘリカルアンテナにおける円筒部および接続金具の構成を示す斜視図である。 本発明にかかる第８実施例のヘリカルアンテナの構成を示す斜視図である。 本発明にかかる第９実施例のヘリカルアンテナの構成を示す斜視図である。 本発明にかかる第４実施例のヘリカルアンテナの変形例の構成を示す斜視図である。 本発明にかかる第４実施例の変形例のヘリカルアンテナを車両窓に取り付けた態様を示す図である。 本発明にかかる第４実施例のヘリカルアンテナの他の変形例の構成を示す斜視図である。 本発明にかかる第４実施例の他の変形例のヘリカルアンテナを車両窓に取り付けた態様を示す図である。 従来の地上デジタル放送受信用のアンテナの構成を示す図である。

符号の説明

１ ヘリカルアンテナ、２ ヘリカルアンテナ、３ ヘリカルアンテナ、４ ヘリカルアンテナ、５ ヘリカルアンテナ、６ ヘリカルアンテナ、７ ヘリカルアンテナ、８ ヘリカルアンテナ、９ ヘリカルアンテナ、１０ ヘリカル部、１０ａ 接続部、１０ｂ ヘリカル素子、１１ 同軸ケーブル、１１ａ 中心導体、１１ｂ 絶縁部、１１ｃ 編組線、１２ 保護ケース、２０ ヘリカル部、２０ａ 接続部、２０ｂ ヘリカル素子、２１ 同軸ケーブル、２１ａ 中心導体、２１ｂ 絶縁部、２１ｃ 編組線、４０ ヘリカル部、４０ａ 接続部、４０ｂ ヘリカル素子、４１ 同軸ケーブル、４１ａ 中心導体、４１ｂ 絶縁部、４１ｃ 編組線、４２ 基板、４３ アンプ、４４ 保護ケース、４４ａ 蓋部、４４ｂ ケース部、４５ 円筒部、４５ａ ヘリカル溝、４５ｂ 貫通孔、４６ 円筒部、４６ａ ヘリカル溝、４６ｂ 突出部、４６ｃ 貫通孔、４７ 接続金具、４７ａ 嵌合部、４７ｂ 矩形状挿通孔、４８ マイクロストリップライン、４９ ケーブルリング、５０ ケーブル板、１００ ホイップアンテナ、１００ａ ホイップ素子、１０１ 同軸ケーブル、１１０ ヘリカルアンテナ、１１０ ヘリカル部、１１０ａ 接続部、１１０ｂ ヘリカル素子、１１１ 同軸ケーブル、１２０ ヘリカルアンテナ、１５０ 車両窓、１５１ バックミラー、１５２ ダッシュボード、１５３ ボディフレーム、２００ アンテナ、２００ Ｌ型アンテナ、２０１ Ｌ型素子、２０２ 同軸ケーブル

Claims (9)

1. 同軸ケーブルと、
   前記同軸ケーブルの中心導体の先端に接続され、前記同軸ケーブルの周囲に巻回されているヘリカル素子とを備え、
   前記ヘリカル素子の巻回中心から偏心する位置に前記同軸ケーブルが配置されていることを特徴とするヘリカルアンテナ。
2. 同軸ケーブルと、
   ヘリカル素子と、
   基板上に設けられており、前記同軸ケーブルの中心導体が出力端に接続され、前記ヘリカル素子が入力端に接続されている増幅手段とを備え、
   前記ヘリカル素子は、前記同軸ケーブルおよび前記基板の周囲に巻回されていると共に、前記ヘリカル素子の巻回中心から偏心する位置に前記同軸ケーブルおよび前記基板が配置されていることを特徴とするヘリカルアンテナ。
3. 前記ヘリカル素子の周形状が、円形、楕円形、三角形あるいは四角形のいずれかとされていることを特徴とする請求項１または２記載のヘリカルアンテナ。
4. 前記ヘリカル素子が、絶縁性の円筒部の周面に形成されたヘリカル溝内に巻回されており、前記同軸ケーブルが前記円筒部内に挿入されていることを特徴とする請求項１記載のヘリカルアンテナ。
5. 前記ヘリカル素子が、絶縁性の円筒部の周面に形成されたヘリカル溝内に巻回されており、前記同軸ケーブルおよび前記増幅手段が前記円筒部内に挿入されていることを特徴とする請求項２または３記載のヘリカルアンテナ。
6. 前記ヘリカル素子が、絶縁性の円筒部の周面に導電性の蒸着材料を蒸着することにより形成されており、前記同軸ケーブルが前記円筒部内に挿入されていることを特徴とする請求項１記載のヘリカルアンテナ。
7. 前記ヘリカル素子が、絶縁性の円筒部の周面に導電性の蒸着材料を蒸着することにより形成されており、前記同軸ケーブルおよび前記増幅手段が前記円筒部内に挿入されていることを特徴とする請求項２または３記載のヘリカルアンテナ。
8. 前記同軸ケーブルの所定の位置に取付位置を示すマーキング手段が設けられていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載のヘリカルアンテナ。
9. 前記ヘリカル素子に対して偏心して配置されている前記同軸ケーブルにおいて、前記同軸ケーブルの外周面と前記ヘリカル素子との径方向の最も短かくされている間隔を固定とした際に、前記同軸ケーブルの外周面と前記ヘリカル素子との径方向の最も長くなる間隔を動作周波数帯域の中心周波数の波長で表した値ＧＬと、前記ヘリカル素子の軸方向の長さを動作周波数帯域の中心周波数の波長で表した値Ｌとの積を１００００倍した値Ｑが、約４以上とされていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載のヘリカルアンテナ。

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