JP2009182457A - アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】給電部の接栓に無線機側からの給電用同軸ケーブルを直接接続でき、信頼性の向上及びコストの低下を図り得るアンテナ装置を提供する。
【解決手段】八木式アンテナにおいて、放射素子２の給電部３０は、給電部本体３１及びＮ−Ｊ形接栓６からなり、給電部支持台３２にボルト３３により取付ける。給電部支持台３２は、アンテナアーム１にボルト３４及びナット３５により固定する。この場合、給電部３０は、ボルト３３を緩めることにより、給電部本体３１を給電部支持台３２に対して回転できるように構成する。給電部本体３１を給電部支持台３２に対して回転可能に取付けることにより、給電部３０のＮ−Ｊ形接栓６に無線機からの給電用同軸ケーブル３７を直接接続し、防水処理を施すことが可能になる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、八木式アンテナにおいて、放射器をアンテナアームに対して回転可能に構成したアンテナ装置に関する。

従来、例えば固定局と移動局との通信あるいはＴＶ放送波の送受信に八木式アンテナが使用されている（例えば、特許文献１参照。）
上記通信用の八木式アンテナは、図５及び図６に示すように構成されている。図５は５素子の八木式アンテナの構成例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。図６は図５における放射素子及び給電部の構成を示し、（ａ）は放射素子及び給電部を水平方向に断面して示す平面断面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は正面図である。

図５において、１はアンテナアームで、このアンテナアーム１上に放射素子２が設けられると共に、放射素子２の前方に導波素子３ａ〜３ｃ、放射素子２の後方に反射素子４が設けられる。上記放射素子２、導波素子３ａ〜３ｃ、反射素子４は、約λ／４（λは使用周波数の波長）の間隔で設けられる。上記放射素子２としては、例えばダイポール素子が用いられる。

また、上記放射素子２の給電点には、給電部５が設けられる。この給電部５は、図６に示すようにＮ−Ｊ形接栓６及び取付台７からなり、Ｎ−Ｊ形接栓６が取付台７にネジ８により取付けられる。上記放射素子２は取付台７を介してアンテナアーム１に取付けられる。この場合、放射素子２はロー付け等により取付台７に固定され、取付台７はボルト２４及びナット２５によりアンテナアーム１に取付けられる。

上記給電部５のＮ−Ｊ形接栓６には、給電用リードケーブル１０が予め装着される。この給電用リードケーブル１０は、同軸ケーブル１１の両端にＮ−Ｐ形接栓１２及びＮ−Ｊ接栓１３が設けられており、Ｎ−Ｐ形接栓１２が上記給電部５のＮ−Ｊ形接栓６に装着され、Ｎ−Ｊ接栓１３に無線機側の給電用同軸ケーブル（図示せず）が接続される。上記給電部５のＮ−Ｊ形接栓６と給電用リードケーブル１０のＮ−Ｐ形接栓１２との接続部は、例えばビニールテープ等の絶縁テープ１４を巻いて防水処理を施している。また、上記給電用リードケーブル１０の中間部は、ケーブル押え２７及び固定ネジ２８によりアンテナアーム１に固定される。

上記放射素子２は、図６に示すようにマイナス側放射素子２ａとプラス側放射素子２ｂからなり、上記放射素子２ａ、２ｂ間が絶縁基部１５により絶縁される。上記マイナス側放射素子２ａは、プラス側放射素子２ｂより長く形成されている。上記絶縁基部１５の中心部には、導電部材により円柱状に形成された調整部サポート１６が放射素子２の中心軸に沿って設けられる。この場合、調整部サポート１６は、絶縁基部１５に対して左右に突出して設けられ、絶縁基部１５から右側に突出した部分にプラス側放射素子２ｂの左端部がリング状の接続部材１７を介して装着される。

また、絶縁基部１５は、左端部が放射素子２の内径に合わせて形成されており、この左側端部にマイナス側放射素子２ａの右端部が嵌め込まれて固定される。

上記調整部サポート１６には、中心軸に沿って透孔が設けられており、この透孔に導電性部材により棒状に形成されたインピーダンス調整用バー１８が挿入され、放射素子２の中心軸に沿って位置するように保持される。このインピーダンス調整用バー１８の左側先端には、インピーダンス調整部材１９がロー付等によって固着される。このインピーダンス調整部材１９は、外側がマイナス側放射素子２ａの内側面に当接するように形成されており、その当接位置を外部から調節することにより、アンテナインピーダンスを調整できるように構成されている。

そして、放射素子２の中央部、すなわち、マイナス側放射素子２ａの右端近傍に上記したように給電部５のＮ−Ｊ形接栓６が取付台７を介してネジ８により取付けられる。Ｎ−Ｊ形接栓６の中心導体６ａは、マイナス側放射素子２ａに設けられた穴２１から素子内に挿入され、その先端が調整部サポート１６に設けられた透孔２２内に圧入される。これによりＮ−Ｊ形接栓６の中心導体６ａが調整部サポート１６に電気的に接続される。

また、上記取付台７には、導波素子３ｃ方向にアーム取付部７ａが突出して設けられ、このアーム取付部７ａの略中央部にアーム固定穴２３が設けられている。上記取付台７は、上記アーム取付部７ａに設けられたアーム固定穴２３を利用してボルト２４及びナット２５によりアンテナアーム１に取付けられる。この場合、アンテナアーム１とナット２５との間には、アーム当て板２６が介在される。また、取付台７は、アンテナアーム１に当接する部分が円弧状に形成され、アンテナアーム１に対して放射素子２が直交する位置に固定されるようになっている。

上記のように構成された給電部５は、Ｎ−Ｊ形接栓６の中心導体６ａが調整部サポート１６及び接続部材１７を介してプラス側放射素子２ｂに接続され、Ｎ−Ｊ形接栓６の外導体６ｂが取付台７を介してマイナス側放射素子２ａに接続されて給電される。
特開昭６２−２９３８０４号公報

上記従来の八木式アンテナは、放射素子２が取付台７を介してアンテナアーム１に取付けられるが、取付台７は放射素子２をアンテナアーム１に対して直交するように、すなわち導波素子３ａ〜３ｃ及び反射素子４に平行する状態に固定して保持し、放射素子２を回転できない構造となっている。

また、放射素子２の給電部５に設けられるＮ−Ｊ形接栓６が反射素子４の側に向いており、放射素子２と反射素子４との間隔が約λ／４となっている。従って、使用周波数が約４００ＭＨｚ帯以上の場合は素子間隔が２００ｍｍ以下となり、また、高所作業であるので、給電部５のＮ−Ｊ形接栓６に無線機側からの給電用同軸ケーブルを直接取付けることは非常に困難である。また、使用周波数が８００ＭＨｚ帯では素子間隔が１００ｍｍ以下となるので、給電部５のＮ−Ｊ形接栓６に無線機側からの給電用同軸ケーブルを直接取付けたり、絶縁テープによる防水処理を行うことは不可能である。

このため従来では、図５に示したように給電部５のＮ−Ｊ形接栓６に予め給電用リードケーブル１０を取付け、絶縁テープ１４を巻いて防水処理を施している。

上記のように従来の八木式アンテナでは、給電部５に予め高価な給電用リードケーブル１０を接続して防水処理を施す必要があり、部品点数が増加すると共に作業工程が複雑になり、コストが高くなる。また、給電部５に給電用リードケーブル１０を接続することにより接続点が多くなるので、ノイズが発生する原因となり、信頼性が低下するという問題があった。

本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、給電部の接栓に無線機側からの給電用同軸ケーブルを直接取付けることができ、高所であっても取付け作業及び絶縁テープによる防水処理を容易に行うことができ、給電用リードケーブルを取付ける必要が無く、接続点を少なくして信頼性を向上し得ると共に安価に構成し得るアンテナ装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、アンテナアームに導波素子、放射素子及び反射素子を所定の間隔で設けてなる八木式アンテナ装置において、前記放射素子を保持すると共に前記反射素子側に給電用接栓が設けられた給電部本体と、前記アンテナアームの前記放射素子配置部分に固定して設けられ、前記給電部本体をボルトにより回転可能に支持する給電部支持台とを具備し、前記給電部本体は、前記ボルトを緩めた状態で正規の位置から任意角度回転させて前記給電用接栓に無線機からの給電用同軸ケーブルを直接接続できるように構成したことを特徴とする。

第２の発明は、前記第１の発明に係るアンテナ装置において、前記給電部支持台は、前記反射素子が前記導波素子及び反射素子に平行する正規の位置で前記給電部本体の回転を停止させるストッパを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、給電部の接栓に無線機からの給電用同軸ケーブルを直接接続できると共に防水処理についても容易に施すことができ、ノイズの発生原因となる接続点を減少して品質及び信頼性を向上することができる。また、従来必要としていた給電用リードケーブルが不要となり、部品点数を少なくして部品管理及び作業工程を簡易化でき、コストの低下を図ることができる。

また、前記給電部支持台にストッパを設けることにより、放射素子が前記導波素子及び反射素子に平行する正規の位置で前記給電部本体の回転を停止させることができる。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る５素子八木式アンテナの全体の構成例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。なお、図５及び図６に示した従来例と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図１において、１はアンテナアームで、このアンテナアーム１上に例えばダイポール素子を用いた放射素子２が設けられると共に、放射素子２の前方に導波素子３ａ〜３ｃ、放射素子２の後方に反射素子４が設けられる。上記放射素子２、導波素子３ａ〜３ｃ、反射素子４は、約λ／４（λは使用周波数の波長）の間隔で設けられる。

また、上記放射素子２の給電点には、給電部３０が設けられる。この給電部３０は、給電部本体３１及びＮ−Ｊ形接栓６からなり、給電部支持台３２にボルト３３により取付けられる。給電部支持台３２は、アンテナアーム１にボルト３４及びナット３５により固定される。上記アンテナアーム１とナット３５との間にアーム当て板３６が介在される。

上記給電部３０は、ボルト３３を緩めることにより、給電部本体３１を給電部支持台３２に対して回転できるように構成されるもので、その詳細については後述する。

上記のように給電部本体３１を給電部支持台３２に対して回転可能に取付けることにより、給電部３０のＮ−Ｊ形接栓６に無線機からの給電用同軸ケーブル３７を直接接続することが可能になる。すなわち、給電用同軸ケーブル３７の取付けに際しては、ボルト３３を緩め、放射素子２がアンテナアーム１と平行となる方向に給電部本体３１を回転させることで、給電部３０のＮ−Ｊ形接栓６に無線機からの給電用同軸ケーブル３７を直接接続することができる。上記給電用同軸ケーブル３７は、同軸ケーブル３８の先端にＮ−Ｐ形接栓３９が装着されており、このＮ−Ｐ形接栓３９が上記給電部３０のＮ−Ｊ形接栓６に接続される。上記Ｎ−Ｊ形接栓６と給電用同軸ケーブル３７のＮ−Ｐ形接栓３９との接続部は、例えばビニールテープ等の絶縁テープ４０によりテーピング処理され、防水処理が施される。

図２は上記放射素子２及び給電部３０の構成を示し、（ａ）は放射素子２及び給電部３０を水平方向に断面して示す平面断面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は給電部支持台３２を取外して示す正面図、（ｅ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図である。

放射素子２は、マイナス側放射素子２ａとプラス側放射素子２ｂからなり、上記放射素子２ａ、２ｂ間が絶縁基部１５により絶縁されると共に、マイナス側放射素子２ａと絶縁基部１５との間に給電部３０の給電部本体３１が設けられる。

上記絶縁基部１５の中心部には、導電部材により円柱状に形成された調整部サポート１６が放射素子２の中心軸に沿って設けられる。この場合、調整部サポート１６は、絶縁基部１５に対して左右に突出して設けられ、絶縁基部１５から右側に突出した部分にプラス側放射素子２ｂの左端部がリング状の接続部材１７を介して装着される。

そして、上記給電部３０の給電部本体３１には、Ｎ−Ｊ形接栓６がネジ８により取付けられる。Ｎ−Ｊ形接栓６の中心導体６ａは、詳細を後述するように給電部本体３１に設けられたＮ−Ｊ形接栓取付穴５３から素子内に挿入され、その先端が調整部サポート１６に設けられた透孔２２内に圧入される。この場合、Ｎ−Ｊ形接栓６の中心導体６ａには、先端にすり割りが形成されており、調整部サポート１６の透孔２２内に圧入された際に調整部サポート１６に確実に接続されるようになっている。

次に、上記給電部本体３１及び給電部支持台３２の詳細な構成について説明する。

図３は給電部支持台３２の詳細な構成を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図である。給電部支持台３２は、アーム固定部４１及び給電部保持部４２からなり、アーム固定部４１の厚さより給電部保持部４２の厚さが数ｍｍ厚く形成されている。アーム固定部４１の上面には、中心部に支持台固定用穴４３が設けられると共に、給電部保持部４２に接する右隅にストッパ４４が設けられる。このストッパ４４は、給電部保持部４２より更に上方に突出して設けられる。また、給電部支持台３２の下面、すなわちアーム固定部４１及び給電部保持部４２の下面には、アンテナアーム１の径に対応させた円弧状部４５が形成される。

また、給電部保持部４２の上面には、中心部に給電部固定用のタップ穴４６が設けられる。

上記のように構成された給電部支持台３２は、図２に示すように支持台固定用穴４３を使用してアンテナアーム１にボルト３４及びナット３５により固定される。この場合、アンテナアーム１とナット３５との間には、アーム当て板３６が介在される。

また、給電部支持台３２の給電部保持部４２には、タップ穴４６を使用して給電部３０の給電部本体３１がボルト３３により取付けられる。この場合、ボルト３３を緩めると、給電部支持台３２に対して給電部本体３１を回転できるようになっている。また、給電部本体３１を正規の位置に回転したとき、すなわち、放射素子２がアンテナアーム１に対して直交する位置に回転したとき、給電部本体３１がストッパ４４に当接してその位置が保持されるようにしている。

図４は給電部本体３１の詳細な構成を示し、（ａ）は給電部本体３１を水平方向に断面して示す平面断面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は上面図である。

給電部本体３１は、内部が中空に形成されており、左側にマイナス側放射素子固定穴５１、右側に絶縁基部挿入穴５２、反射素子側の側部にＮ−Ｊ形接栓取付穴５３、導波素子側の側部に支持台取付板５４が設けられる。

また、給電部本体３１には、Ｎ−Ｊ形接栓取付穴５３の周囲に４つのタップ穴５５が設けられる。支持台取付板５４の中心部には、給電部固定穴５６が設けられる。この給電部固定穴５６は、Ｎ−Ｊ形接栓取付穴５３の中心線上に設けられる。給電部本体３１は、給電部固定穴５６から給電部支持台３２のタップ穴４６にボルト３３が挿入され、締め付けて固定される。

また、上記給電部本体３１の底部には、アーム取付部５７が突出して設けられる。このアーム取付部５７の底面は、アンテナアーム１の径に対応させた円弧状部５８が形成される。この円弧状部５８の幅は、給電部支持台３２の底面に形成された円弧状部４５の幅より狭く形成され、上記ボルト３３を緩めた際にアーム取付部５７の円弧状部５８とアンテナアーム１との結合が外れ、給電部本体３１を回転できるようになっている。

上記のように構成された給電部本体３１は、マイナス側放射素子固定穴５１に図２に示したようにマイナス側放射素子２ａの右端が挿入され、ロー付け等により固定される。また、絶縁基部挿入穴５２には、絶縁基部１５がプラス側放射素子２ｂ及び調整部サポート１６と共に挿入されて取付けられる。

更に給電部本体３１のＮ−Ｊ形接栓取付穴５３の部分には、Ｎ−Ｊ形接栓６がタップ穴５５を使用してネジ８により取付けられる。このときＮ−Ｊ形接栓６は、図２に示したように中心導体６ａがＮ−Ｊ形接栓取付穴５３から内部に挿入され、先端部が調整部サポート１６に接続される。

そして、上記放射素子２及びＮ−Ｊ形接栓６等が取付けられた給電部本体３１は、支持台取付板５４に設けた給電部固定穴５６から給電部支持台３２のタップ穴４６にボルト３３が挿入され、締め付けて固定される。

上記給電部本体３１は、ボルト３３を緩めた状態では、給電部支持台３２に対して回転可能な状態となっているので、放射素子２が導波素子３ａ〜３ｃ及び反射素子４と平行となるように回転させる。このとき放射素子２が導波素子３ａ〜３ｃ及び反射素子４と平行となるように給電部本体３１を回転させると、給電部本体３１が給電部支持台３２のストッパ４４に当接して停止するので、その位置でボルト３３を締め付けて給電部本体３１を給電部支持台３２に固定する。

そして、上記アンテナの設置時において、図１に示すように給電部３０のＮ−Ｊ形接栓６に無線機からの給電用同軸ケーブル３７を接続する場合は、ボルト３３を緩め、放射素子２がアンテナアーム１と平行となる方向に給電部本体３１を回転させる。この状態で、給電部３０のＮ−Ｊ形接栓６に無線機からの給電用同軸ケーブル３７を接続し、その接続部を絶縁テープ４０によりテーピング処理して防水処理を施す。

上記のように放射素子２がアンテナアーム１と平行となる方向に給電部本体３１を回転、この場合の例では反時計方向に回転させることで、Ｎ−Ｊ形接栓６と反射素子４との間隔が広くなり、給電部３０のＮ−Ｊ形接栓６に無線機からの給電用同軸ケーブル３７を容易に接続することができる。また、上記接続部のテーピング処理を行う際も、アンテナアーム１が邪魔にならないので、容易に防水処理を施すことができる。

上記給電用同軸ケーブル３７の接続及び防水処理を終了した後、給電部本体３１を時計方向に回転させると、放射素子２が導波素子３ａ〜３ｃ及び反射素子４と平行になる正規の位置で給電部本体３１が給電部支持台３２のストッパ４４にと当接して停止するので、この位置でボルト３３を締め付けて給電部本体３１を給電部支持台３２に固定する。

上記実施形態によれば、給電部３０のＮ−Ｊ形接栓６に無線機からの給電用同軸ケーブル３７を直接接続できると共に、防水処理についても容易に施すことができ、ノイズの発生原因となる接続点を減少して品質及び信頼性を向上することができる。また、従来必要としていた給電用リードケーブル１０が不要となり、部品点数を少なくして部品管理及び作業工程を簡易化でき、コストの低下を図ることができる。

なお、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できるものである。

本発明の一実施形態に係る５素子八木式アンテナの全体構成を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 同実施形態における放射素子及び給電部の構成を示し、（ａ）は放射素子及び給電部を水平方向に断面して示す平面断面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は給電部支持台３２を取外して示す正面図、（ｅ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図である。 同実施形態における給電部支持台の詳細な構成を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図である。 同実施形態における給電部本体の詳細な構成を示し、（ａ）は給電部本体を水平方向に断面して示す平面断面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は上面図である。 従来の５素子の八木式アンテナの構成例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 図５における放射素子及び給電部の構成を示し、（ａ）は放射素子及び給電部を水平方向に断面して示す平面断面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は正面図である。

符号の説明

１…アンテナアーム、２…放射素子、２ａ…マイナス側放射素子、２ｂ…プラス側放射素子、３ａ〜３ｃ…導波素子、４…反射素子、６…Ｎ−Ｊ形接栓、６ａ…Ｎ−Ｊ形接栓の中心導体、６ｂ…Ｎ−Ｊ形接栓の外導体、１５…絶縁基部、１６…調整部サポート、１７…接続部材、１８…インピーダンス調整用バー、１９…インピーダンス調整部材、２１…穴、２２…透孔、２３…アーム固定穴、２４…ボルト、２５…ナット、２６…アーム当て板、３０…給電部、３１…給電部本体、３２…給電部支持台、３３、３４…ボルト、３５…ナット、３６…アーム当て板、３７…給電用同軸ケーブル、３８…同軸ケーブル、３９…Ｎ−Ｐ形接栓、４０…絶縁テープ、４１…アーム固定部、４２…給電部保持部、４３…支持台固定用穴、４４…ストッパ、４５…円弧状部、４６…タップ穴、５１…マイナス側放射素子固定穴、５２…絶縁基部挿入穴、５３…Ｎ−Ｊ形接栓取付穴、５４…支持台取付板、５５…タップ穴、５６…給電部固定穴、５７…アーム取付部、５８…円弧状部。

Claims (2)

1. アンテナアームに導波素子、放射素子及び反射素子を所定の間隔で設けてなる八木式アンテナ装置において、
   前記放射素子を保持すると共に前記反射素子側に給電用接栓が設けられた給電部本体と、前記アンテナアームの前記放射素子配置部分に固定して設けられ、前記給電部本体をボルトにより回転可能に支持する給電部支持台とを具備し、
   前記給電部本体は、前記ボルトを緩めた状態で正規の位置から任意角度回転させて前記給電用接栓に無線機からの給電用同軸ケーブルを直接接続できるように構成したことを特徴とするアンテナ装置。
2. 前記給電部支持台は、前記放射素子が前記導波素子及び反射素子に平行する正規の位置で前記給電部本体の回転を停止させるストッパを備えたことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。

Images