JP2010239669A - 反射板付平面アンテナ - Google Patents

Abstract

【課題】 奥行きの短い小さい形状の反射板付平面アンテナとする。
【解決手段】 平面状の放射素子とされるダイポール放射素子５０の背面に平面状の反射板５１が設けられている。ダイポール放射素子５０と反射板５１との間隔は約０．０６λｃまで狭めることができる。反射板５１の両側の側部５１ｂは放射素子５０側へ折曲されており、側部５１ｂの先端縁と放射素子５０の側縁との間隔は約０．０６λｃと小さくされている。これにより、放射素子５０と反射板５１との間隔を狭めても反射板付平面アンテナ５の電気的特性を良好にすることができるようになる。
【選択図】 図２２

Description

本発明は、ＵＨＦ帯で動作可能な反射板を有する双ループアンテナに関し、特にＵＨＦ周波数帯の地上デジタル放送を受信するＵＨＦアンテナに適用して好適な反射板付平面アンテナに関する。

地上デジタル放送は、従来のアナログ放送と異なり、一定レベル以上での到来電波を受信できさえすればデジタル信号であることから鮮明な映像を得られる。従って、地上デジタル放送を受信するアンテナは必ずしも高利得である必要はない。このため、従来のアンテナに比べ、小型で扱いやすい形状のアンテナが期待されている。従来のＵＨＦ帯で動作可能なＵＨＦテレビアンテナには、八木・宇田アンテナを動作原理とする放射素子と反射素子（反射板）とを配列したアンテナが知られている。このアンテナにおいて、放射素子と反射素子（反射板）との間隔は、動作周波数帯の中心周波数の波長をλとした際に通常約λ／４とされている。このようなアンテナの一例としてスケルトンスロットアレイアンテナが知られている（非特許文献１参照）。

電子通信学会技術研究報告 Vol.87 No.3 A.P87-5 新井宏之外３名 ＵＨＦ−ＴＶ受信用スケルトンスロットアレイアンテナ （1987-4-16）

しかし、八木・宇田アンテナを原理とする非特許文献１に示すような反射板付平面アンテナにおいては、放射素子と反射素子（反射板）との間隔は周波数帯域に相応の間隔を持たせる必要があり、ＵＨＦ帯域を４７０〜７７０ＭＨｚとするとその中心周波数における波長は約４８４ｍｍとなることから少なくとも１００ｍｍ以上の間隔が必要となる。このことから、奥行きの長い大きい形状の反射板付平面アンテナになってしまうと云う問題点があった。

そこで、本発明は、奥行きを短くできる小さい形状の反射板付平面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、本発明の反射板付平面アンテナは、両端がほぼ直角に屈曲されているダイポールエレメントからなる放射素子と、前記放射素子に対面して所定間隔だけ離隔して後方に配置され、前記放射素子の両端に対向するよう両側が前記放射素子側へ屈曲されて形成されている側部を有する平面状の反射板とを備え、４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚとされた動作周波数帯の中心周波数の波長をλとした際に、前記放射素子と前記反射板との前記所定間隔が約０．０６λとされていると共に、前記反射板の前記側部の先端と前記放射素子のほぼ直角に形成されている前記両端の側縁との間隔が約０．０６λ以下とされていることを最も主要な特徴としている。

本発明によれば、放射素子と反射板との所定間隔を約０．０６λと狭められることから、奥行きの短い小型の反射板付平面アンテナとすることができる。また、奥行きの短い小型の反射板付平面アンテナとしても、反射板における両側部が放射素子側に屈曲されて反射板の両側部の先端と放射素子との間隔が約０．０６λ以下とされているため、ＵＨＦ帯とされる地上デジタル放送の周波数帯域において十分動作するアンテナとすることができるようになる。

本発明の反射板付平面アンテナの実施例１の構成を示す斜視図である。 本発明の反射板付平面アンテナの実施例１の構成を示す平面図である。 本発明の反射板付平面アンテナの実施例１の構成を示す上面図である。 本発明の反射板付平面アンテナの実施例１の構成における動作利得の周波数特性を比較アンテナと対比して示す図である。 本発明の反射板付平面アンテナの実施例１の構成におけるＶＳＷＲの周波数特性を比較アンテナと対比して示す図である。 本発明の反射板付平面アンテナと比較するための反射板付平面アンテナの構成を示す図である。 本発明の反射板付平面アンテナの実施例２の構成を示す斜視図である。 本発明の反射板付平面アンテナの実施例２の構成を示す平面図である。 本発明の反射板付平面アンテナの実施例２の構成を示す上面図である。 本発明の反射板付平面アンテナの実施例２の構成における動作利得の周波数特性を比較アンテナと対比して示す図である。 本発明の反射板付平面アンテナの実施例２の構成におけるＶＳＷＲの周波数特性を比較アンテナと対比して示す図である。 本発明の反射板付平面アンテナの実施例２の構成におけるパラメータを変更した際の動作利得の周波数特性を比較アンテナと対比して示す図である。 本発明の反射板付平面アンテナの実施例２の構成におけるパラメータを変更した際のＶＳＷＲの周波数特性を比較アンテナと対比して示す図である。 本発明の反射板付平面アンテナの実施例２の構成におけるパラメータを変更した際の動作利得の周波数特性を比較アンテナと対比して示す図である。 本発明の反射板付平面アンテナの実施例２の構成におけるパラメータを変更した際のＶＳＷＲの周波数特性を比較アンテナと対比して示す図である。 本発明の反射板付平面アンテナの実施例２の構成におけるパラメータを変更した際の動作利得の周波数特性を比較アンテナと対比して示す図である。 本発明の反射板付平面アンテナの実施例２の構成におけるパラメータを変更した際のＶＳＷＲの周波数特性を比較アンテナと対比して示す図である。 本発明の反射板付平面アンテナと比較するための反射板付平面アンテナの構成を示す図である。 本発明の実施例２にかかる反射板付平面アンテナのパラメータを変更した際の改善度を示す図表である。 本発明の反射板付平面アンテナにおいて、放射素子としてバイコニカル放射素子を用いた構成を示す斜視図である。 本発明の反射板付平面アンテナにおいて、放射素子としてループ放射素子を用いた構成を示す斜視図である。 本発明の反射板付平面アンテナにおいて、放射素子としてダイポール放射素子を用いた構成を示す斜視図である。 本発明の反射板付平面アンテナにおいて、放射素子としてスタックされたダイポール放射素子を用いた構成を示す斜視図である。 本発明の反射板付平面アンテナにおける反射板の他の構成例における第１の構成を示す斜視図である。 本発明の反射板付平面アンテナにおける反射板の他の構成例における第１の構成を示す上面図である。 本発明の反射板付平面アンテナにおける反射板のさらに他の構成例における第２の構成を示す斜視図である。 本発明の反射板付平面アンテナにおける反射板のさらに他の構成例における第２の構成を示す上面図である。 本発明の反射板付平面アンテナにおける反射板のさらに他の構成例における第３の構成を示す斜視図である。 本発明の反射板付平面アンテナにおける反射板のさらに他の構成例における第３の構成を示す上面図である。

奥行きの短い小さい形状の反射板付平面アンテナを提供するという目的を、放射素子と、この放射素子から所定間隔だけ離隔して後方に平面状の反射板が配置され、放射素子の側縁に対向するよう反射板の両側部が放射素子側に屈曲されており、動作周波数帯の中心周波数の波長をλとした際に、放射素子と反射板との所定間隔が約０．０６λとされていると共に、反射板の両側部の先端と放射素子との間隔が約０．０６λ以下とされていることにより実現した。

本発明の反射板付平面アンテナの実施例１の構成を図１ないし図３に示す。ただし、図１は本発明にかかる反射板付平面アンテナの構成を示す斜視図であり、図２は本発明にかかる反射板付平面アンテナの構成を示す平面図であり、図３は本発明にかかる反射板付平面アンテナの構成を示す上面図である。
これらの図に示すように、本発明の実施例１にかかる反射板付平面アンテナ１は、方形双ループエレメントからなる放射素子１０と、放射素子１０に対面して後方に配置された反射板１１とから構成されている。

放射素子１０は金属板を加工して矩形に作成されており、図２に示すように、矩形状の外枠を構成する右辺１０ｂ、左辺１０ｃ、上辺１０ｄ、下辺１０ｅと、略中央に横方向に形成されている中辺１０ｆとから構成されている。中辺１０ｆの中央は切断されており、切断された端部が給電点１０ａとされている。このような放射素子１０は、左辺１０ｃの上半分、上辺１０ｄ、右辺１０ｂの上半分および中辺１０ｆからなる第１方形ループ素子と、右辺１０ｂの下半分、下辺１０ｅ、左辺１０ｃの下半分および中辺１０ｆからなる第２方形ループ素子とからなる方形双ループエレメントとされている。

反射板１１は矩形の金属板の両側を対向するようほぼ直角に屈曲して形成されており、図１および図３に示すように放射素子１０に対面する正面部１１ａと、正面部１１ａの両側が放射素子１０側へ屈曲されて形成されている側部１１ｂとから構成されている。

このように構成された本発明にかかる反射板付平面アンテナ１において、図２および図３に示すように放射素子１０の横幅をＬ１、高さをＨ１、右辺１０ｂおよび左辺１０ｃの幅をＷ１、上辺１０ｄおよび下辺１０ｅの幅をＷ２、中辺１０ｆの幅をＷ３とし、反射板１１の高さをＨ２、正面部１１ａの幅をＬ２、側部１１ｂの幅をＬ３とし、放射素子１０と反射板１１における正面部１１ａとの間隔をＤ、放射素子１０の側縁と反射板１１における側部１１ｂの先端縁との間隔をαとする。ここで、放射素子１０の高さＨ１を約２８０ｍｍ、幅Ｗ１を約１０ｍｍ、幅Ｗ２を約３０ｍｍ、幅Ｗ３を約１０ｍｍとすると共に、反射板１１の高さＨ２を約２８０ｍｍ、幅Ｌ２を約１８０ｍｍ、幅Ｌ３を約４０ｍｍ、間隔Ｄを約４０ｍｍとした際に間隔αを約１０ｍｍないし約３０ｍｍとした場合に良好な電気的特性を示す反射板付平面アンテナ１とすることができる。

そこで、間隔αを約１１ｍｍとした際の反射板付平面アンテナ１の動作利得の周波数特性を図４に、電圧定在波比（ＶＳＷＲ）の周波数特性を図５に「本発明」として示す黒丸でプロットした曲線で示す。図４を参照すると、地上デジタル放送の周波数帯域である４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚにおいて４ｄＢｉ〜６ｄＢｉの良好な動作利得特性となることが分かる。また、図５を参照すると、地上デジタル放送の周波数帯域である４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚにおいて約３以下の良好なＶＳＷＲが得られていることが分かる。

また、図４および図５に示す菱形でプロットした曲線は比較アンテナの動作利得およびＶＳＷＲの周波数特性であり、本発明にかかる反射板付平面アンテナ１における反射板１１の側部１１ｂの作用を示すためにあげている。すなわち、比較アンテナは図６に示す反射板付平面アンテナ１００とされている。この反射板付平面アンテナ１００は、両側が屈曲されていない平板状の反射板１１１が、方形双ループエレメントからなる放射素子１１０に対面して配置されている。放射素子１１０は放射素子１０と同様の構成とされている。また、放射素子１１０と反射板１１１との間隔ｄは約４０ｍｍとされており、他の寸法は本発明にかかる反射板付平面アンテナ１と同様とされている。

ここで、図４を参照すると図６に反射板付平面アンテナ１００として示す比較アンテナは、地上デジタル放送の周波数帯域である４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚにおける低域において動作利得が低下していることが分かる。また、図５を参照すると、地上デジタル放送の周波数帯域である４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚにおける低域において５以上の劣化したＶＳＷＲとなっていることが分かる。

図４および図５に示す本発明にかかる反射板付平面アンテナ１の電気的特性と、図６に示す反射板１１１の両側が屈曲されていない反射板付平面アンテナ１００との電気的特性とを対比すると、反射板１１の両側を屈曲して側部１１ｂを設けるようにすると４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚにおける低域の電気的特性が良好になり、側部１１ｂが４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚにおける低域の電気的特性を良好にする作用を奏していることを理解することができる。このように側部１１ｂを設けることにより電気的特性を改善することができるのは、側部１１ｂを設けることにより放射素子１０と反射板１１との間隔Ｄを保ったまま放射素子１０の側縁と側部１１ｂの先端縁との間隔（α：図３参照）を小さくすることができることと考えられる。また、上辺１０ｄと下辺１０ｅの幅Ｗ２を広くしていることに基づいて４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚの広い周波数帯域において利得を確保することができる。なお、放射素子１０と反射板１１との間隔Ｄを小さくするほど電気的特性が劣化する傾向となり、放射素子１０と反射板１１との間隔Ｄを約３０ｍｍまでとした場合には、反射板付平面アンテナ１の電気的特性として十分な電気的特性を得ることができる。

なお、本発明にかかる反射板付平面アンテナ１を動作させるＵＨＦ帯域を４７０〜７７０ＭＨｚとするとその中心周波数における波長λｃは約４８４ｍｍとなる。本発明にかかる反射板付平面アンテナ１の第１方形ループ素子と第２方形ループ素子の外周長は、４７０ＭＨｚの波長λａに対して約０．９３λａとなり、その内周長は７７０ＭＨｚに対して約１．２λｂとなる。このように、反射板付平面アンテナ１の方形双ループエレメント（放射素子１０）の外周長を使用周波数帯域の下限周波数のほぼ波長λａの長さとし、その内周長を使用周波数帯域の上限周波数のほぼ波長λｂの長さとしている。また、反射板１１の高さＨ２は放射素子１０の高さＨ１に対して０．８６Ｈ１〜１．１５Ｈ１の高さとしても、良好な電気的特性を維持することができる。さらに、放射素子１０と反射板１１との間隔Ｄは約０．０６λｃまで狭めることができ、放射素子１０の側縁と側部１１ｂの先端縁との間隔αは、間隔Ｄ以下とされるが小さくするに従い反射板付平面アンテナ１の電気的特性が向上するようになる。

本発明の反射板付平面アンテナの実施例２の構成を図７ないし図９に示す。ただし、図７は本発明にかかる反射板付平面アンテナの構成を示す斜視図であり、図８は本発明にかかる反射板付平面アンテナの構成を示す平面図であり、図９は本発明にかかる反射板付平面アンテナの構成を示す上面図である。
これらの図に示すように、本発明の実施例２にかかる反射板付平面アンテナ２は、三角双ループエレメントからなる放射素子２０と、放射素子２０に対面して後方に配置された反射板２１とから構成されている。

放射素子２０は金属板を加工して平板状に作成されており、図８に示すように、三角状の外枠を構成する斜辺２０ｂ，２０ｃ，２０ｆ，２０ｇ、上辺２０ｄ、下辺２０ｅとから構成されている。斜辺２０ｂと斜辺２０ｇとの接続部と、斜辺２０ｃと斜辺２０ｆとの接続部が給電点２０ａとされている。このような放射素子２０は、斜辺２０ｃ、上辺２０ｄ、斜辺２０ｂからなる第１三角ループ素子と、斜辺２０ｆ、下辺２０ｅ、斜辺２０ｇからなる第２三角ループ素子とからなる三角双ループエレメントとされている。

反射板２１は矩形の金属板の両側を対向するようほぼ直角に屈曲して形成されており、図７および図９に示すように放射素子２０に対面する正面部２１ａと、正面部２１ａの両側に放射素子２０側へ屈曲されて形成されている側部２１ｂとから構成されている。

このように構成された本発明にかかる反射板付平面アンテナ２において、図８および図９に示すように放射素子２０の横幅をＬ１１、高さをＨ１１、上辺２０ｄと下辺２０ｅの幅をＷ１２、斜辺２０ｂと斜辺２０ｇとの接続部と斜辺２０ｃと斜辺２０ｆとの接続部との内側の幅をＷ１３、外側の幅をＷ１４とし、反射板２１の高さをＨ１２、正面部２１ａの幅をＬ１２、側板の幅をＬ１３とし、放射素子２０と反射板２１における正面部２１ａとの間隔をＤ２、放射素子２０の側縁と反射板２１における側部２１ｂとの間隔をα２とする。

ここで、放射素子２０の高さＨ１１を約２８０ｍｍ、横幅Ｌ１１を２２０ｍｍ、幅Ｗ１２を約５０ｍｍ、幅Ｗ１３を約１０ｍｍ、幅Ｗ１４を約４０ｍｍとすると共に、反射板２１の高さＨ１２を約２８０ｍｍ、幅Ｌ１２を約２４０ｍｍ、幅Ｌ１３を約４０ｍｍとし、間隔Ｄ２を約４０ｍｍ、間隔α２を約１０ｍｍとした際の反射板付平面アンテナ２の動作利得の周波数特性を図１０に、電圧定在波比（ＶＳＷＲ）の周波数特性を図１１に「本発明」として示す黒丸でプロットした曲線で示す。図１０を参照すると、地上デジタル放送の周波数帯域である４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚにわたり６ｄＢｉ以上の良好な動作利得特性が得られることが分かる。また、図１１を参照すると、地上デジタル放送の周波数帯域である４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚにおいて約３以下の良好なＶＳＷＲが得られていることが分かる。

また、図１０および図１１に示す菱形でプロットした曲線は比較アンテナの動作利得およびＶＳＷＲの周波数特性であり、本発明にかかる反射板付平面アンテナ２における反射板２１の側部２１ｂの作用を示すためにあげている。すなわち、比較アンテナは図１８に示す反射板付平面アンテナ２００とされている。この反射板付平面アンテナ２００は、両側が屈曲されていない平板状の反射板２２１が、三角双ループエレメントからなる放射素子２２０に対面して配置されている。放射素子２２０は放射素子２０と同様の構成とされている。また、放射素子２２０と反射板２２１との間隔ｄ２は約４０ｍｍとされており、他の寸法は本発明にかかる反射板付平面アンテナ２と同様とされている。

ここで、図１０を参照すると図１８に反射板付平面アンテナ２００として示す比較アンテナの横幅は反射板２１を折曲しなかった場合の幅である３２０ｍｍとされ、地上デジタル放送の周波数帯域である４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚにおける低域において動作利得が低下していることが分かる。また、図１１を参照すると、地上デジタル放送の周波数帯域である４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚにおける低域においてＶＳＷＲが劣化していることが分かる。

図１０および図１１に示す本発明にかかる反射板付平面アンテナ２の電気的特性と、図１８に示す反射板２２１の両側が屈曲されていない反射板付平面アンテナ２００との電気的特性とを対比すると、反射板２１の両側を屈曲して側部２１ｂを設けるようにすると４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚにおける低域の電気的特性が良好になり、側部２１ｂが４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚにおける低域の電気的特性を良好にする作用を奏していることを理解することができる。このように側部２１ｂを設けることにより電気的特性を改善することができるのは、側部２１ｂを設けることにより放射素子２０と反射板２１との間隔Ｄ２を保ったまま放射素子２０の側縁と側部２１ｂの先端縁との間隔（α２：図９参照）を小さくすることができることと考えられる。また、上辺２０ｄと下辺２０ｅの幅Ｗ１２を広くしていることに基づいて４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚの広い周波数帯域において利得を確保することができる。なお、放射素子２０と反射板２１との間隔Ｄ２を小さくするほど電気的特性が劣化する傾向となり、放射素子２０と反射板２１との間隔Ｄ２を約３０ｍｍまでとした場合には、反射板付平面アンテナ２の電気的特性として十分な電気的特性を得ることができる。

なお、本発明にかかる反射板付平面アンテナ２を動作させるＵＨＦ帯域を４７０〜７７０ＭＨｚとするとその中心周波数における波長λｃは約４８４ｍｍとなる。本発明にかかる反射板付平面アンテナ２の第１三角ループ素子と第２三角ループ素子の外周長は、４７０ＭＨｚの波長λａに対して約０．９λａとなり、その内周長は７７０ＭＨｚに対して約１．０２λｂとなる。このように、反射板付平面アンテナ２の三角双ループエレメント（放射素子２０）の外周長を使用周波数帯域の下限周波数のほぼ波長λａの長さとし、その内周長を使用周波数帯域の上限周波数のほぼ波長λｂの長さとしている。また、反射板２１の高さＨ１２は放射素子２０の高さＨ１１に対して０．８６Ｈ１１〜１．１５Ｈ１１の高さとしても、良好な電気的特性を維持することができる。さらに、放射素子２０と反射板２１との間隔Ｄ２は約０．０６λｃまで狭めることができ、放射素子２０の側縁と側部２１ｂの先端縁との間隔α２は、間隔Ｄ２以下とされるが小さくするに従い反射板付平面アンテナ２の電気的特性が向上するようになる。

次に、本発明にかかる反射板付平面アンテナ２における反射板２１の側部２１ｂの幅Ｌ１３を約０．０６λｃ（λｃは、使用周波数帯域の中心周波数の波長）に変更して測定した動作利得とＶＳＷＲの周波数特性を、図１８に示す比較アンテナの動作利得とＶＳＷＲと共に図１２および図１３に示す。
図１２および図１３を参照すると、側部２１ｂの幅を１０ｍｍ程度短くすると本発明にかかる反射板付平面アンテナ２の電気的特性は、黒丸で示すように地上デジタル放送の周波数帯域である４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚの低域において若干劣化するが、十分良好な電気的特性が得られていることが分かる。なお、比較アンテナの横幅は反射板２１を折曲しなかった場合の幅である３００ｍｍとされており、本発明にかかる反射板付平面アンテナ２より低域の電気的特性が劣化している。

次に、本発明にかかる反射板付平面アンテナ２における反射板２１の側部２１ｂの幅Ｌ１３を約０．０８λｃに戻すと共に、放射素子２０の側縁と反射板２１における側部２１ｂとの間隔をα２を約０．０６λｃ（３０ｍｍ）に変更して測定した動作利得とＶＳＷＲの周波数特性を、図１８に示す比較アンテナの動作利得とＶＳＷＲと共に図１４および図１５に示す。
図１４および図１５を参照すると、間隔α２を広げると本発明にかかる反射板付平面アンテナ２の電気的特性は、黒丸で示すように地上デジタル放送の周波数帯域である４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚにおける低域においてやや劣化するが、十分良好な電気的特性が得られていることが分かる。なお、比較アンテナの横幅は反射板２１を折曲しなかった場合の幅である３２０ｍｍとされており、本発明にかかる反射板付平面アンテナ２より低域の電気的特性が劣化している。

次に、本発明にかかる反射板付平面アンテナ２における反射板２１の側部２１ｂの幅Ｌ１３を約０．０６λｃに変更すると共に、放射素子２０の側縁と反射板２１における側部２１ｂとの間隔をα２を約０．０６λｃとして測定した動作利得とＶＳＷＲの周波数特性を、図１８に示す比較アンテナの動作利得とＶＳＷＲと共に図１６および図１７に示す。
図１７および図１８を参照すると、側部２１ｂの幅を１０ｍｍ程度短くすると共に、間隔α２を広げると本発明にかかる反射板付平面アンテナ２の電気的特性は、黒丸で示すように地上デジタル放送の周波数帯域である４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚにおける低域における劣化が若干進むが、十分良好な電気的特性が依然として得られていることが分かる。なお、比較アンテナの横幅は反射板２１を折曲しなかった場合の幅である３００ｍｍとされており、本発明にかかる反射板付平面アンテナ２より低域の電気的特性が劣化している。

次に、本発明にかかる反射板付平面アンテナ２における放射素子２０と反射板２１との間隔Ｄ２、反射板２１の側部２１ｂの幅Ｌ１３、放射素子２０の側縁と反射板２１における側部２１ｂとの間隔をα２をパラメータとして変更した際の電気的特性（ＶＳＷＲ）の改善される度合いを図１９に図表で示す。
図１９を参照すると、放射素子２０の側縁と反射板２１における側部２１ｂとの間隔α２が大きくなるほど電気的特性の改善度は低下している。また、反射板２１の側部２１ｂの幅Ｌ１３が大きくなるほど電気的特性の改善度は低下している。さらに、放射素子２０と反射板２１との間隔Ｄ２が大きくなるほど改善周波数範囲が狭くなっている。

以上説明した本発明の反射板付平面アンテナにおいては、実施例１に示す放射素子１０のように矩形双ループアンテナあるいは実施例２に示す放射素子２０のように三角双ループエレメントとした。本発明の反射板付平面アンテナにおいては、これらの放射素子に限るものではなく種々の構成の放射素子を用いることができる。本発明の反射板付平面アンテナにおいて採用可能な放射素子の構成例を図２０ないし図２３に示す。

本発明の反射板付平面アンテナにおいて、放射素子としてバイコニカル放射素子を用いた構成を示す斜視図を図２０に示す。
この図に示す本発明の実施例にかかる反射板付平面アンテナ３は、バイコニカル放射素子３０と、バイコニカル放射素子３０に対面して後方に配置された反射板３１とから構成されている。バイコニカル放射素子３０は金属板を加工して２枚の三角板状に作成されており、図２０に示すように、２枚の三角板状のエレメントの一頂点を一平面内において対向するように配置されている。対向するそれぞれのエレメントの頂点が給電点３０ａとされている。反射板３１は矩形の金属板の両側を対向するようほぼ直角に屈曲して形成されており、図２０に示すようにバイコニカル放射素子３０の面に対面する正面部３１ａと、正面部３１ａの両側にバイコニカル放射素子３０側へ屈曲されて形成されている側部３１ｂとから構成されている。また、反射板３１の高さは三角板状のバイコニカル放射素子３０の高さとほぼ同様の高さとされている。

このような反射板付平面アンテナ３においても、反射板３１における両側部がバイコニカル放射素子３０側に屈曲されていることから、ＵＨＦ帯域の中心周波数における波長λｃとした際に、バイコニカル放射素子３０と反射板３１との間隔を約０．０６λｃまで狭めることができる。また、バイコニカル放射素子３０の側縁と側部３１ｂの先端縁との間隔は約０．０６λｃ以下とすることができる。このように、バイコニカル放射素子３０を用いる反射板付平面アンテナ３においても、奥行きの短い小型の反射板付平面アンテナとすることができ、ＵＨＦ帯とされる地上デジタル放送の周波数帯域において十分動作するアンテナとすることができるようになる。

次に、本発明の反射板付平面アンテナにおいて、放射素子としてループ放射素子を用いた構成を示す斜視図を図２１に示す。
この図に示す本発明の実施例にかかる反射板付平面アンテナ４は、ループ放射素子４０と、ループ放射素子４０に対面して後方に配置された反射板４１とから構成されている。ループ放射素子４０は金属板を加工して１ターンの矩形のループ状に作成されており、図２１に示すように、矩形のループ状の巻始め端と巻き終わり端が給電点４０ａとされている。反射板４１は矩形の金属板の両側を対向するようほぼ直角に屈曲して形成されており、図２１に示すようにループ放射素子４０の面に対面する正面部４１ａと、正面部４１ａの両側にループ放射素子４０側へ屈曲されて形成されている側部４１ｂとから構成されている。また、反射板４１の高さは矩形のループ放射素子４０の高さとほぼ同様の高さとされている。

このような反射板付平面アンテナ４においても、反射板４１における両側部がループ放射素子４０側に屈曲されていることから、ＵＨＦ帯域の中心周波数における波長λｃとした際に、ループ放射素子４０と反射板４１との間隔を約０．０６λｃまで狭めることができる。また、ループ放射素子４０の側縁と側部４１ｂの先端縁との間隔は約０．０６λｃ以下とすることができる。このように、ループ放射素子４０を用いる反射板付平面アンテナ４においても、奥行きの短い小型の反射板付平面アンテナとすることができ、ＵＨＦ帯とされる地上デジタル放送の周波数帯域において十分動作するアンテナとすることができるようになる。なお、ループ放射素子４０を円形あるいは楕円形のループ放射素子としてもよい。

次に、本発明の反射板付平面アンテナにおいて、放射素子としてダイポール放射素子を用いた構成を示す斜視図を図２２に示す。
この図に示す本発明の実施例にかかる反射板付平面アンテナ５は、ダイポール放射素子５０と、ダイポール放射素子５０に対面して後方に配置された反射板５１とから構成されている。ダイポール放射素子５０は金属板を加工して両端がほぼ直角に屈曲されて作成されており、図２２に示すように、中央部が給電点５０ａとされている。反射板５１は矩形の金属板の両側を対向するようほぼ直角に屈曲して形成されており、図２２に示すように両端が屈曲されたダイポール放射素子５０の面に対面する正面部５１ａと、正面部５１ａの両側にダイポール放射素子５０側へ屈曲されて形成されている側部５１ｂとから構成されている。また、反射板５１の高さは両端が屈曲されたダイポール放射素子５０の高さとほぼ同様の高さとされている。

このような反射板付平面アンテナ５においても、反射板５１における両側部がダイポール放射素子５０側に屈曲されていることから、ＵＨＦ帯域の中心周波数における波長λｃとした際に、ダイポール放射素子５０と反射板５１との間隔を約０．０６λｃまで狭めることができる。また、ダイポール放射素子５０の側縁と側部５１ｂの先端縁との間隔は約０．０６λｃ以下とすることができる。このように、ダイポール放射素子５０を用いる反射板付平面アンテナ５においても、奥行きの短い小型の反射板付平面アンテナとすることができ、ＵＨＦ帯とされる地上デジタル放送の周波数帯域において十分動作するアンテナとすることができるようになる。なお、ダイポール放射素子５０は上側に屈曲されていても下側に屈曲されていてもよい。

次に、本発明の反射板付平面アンテナにおいて、放射素子としてスタックされたダイポール放射素子を用いた構成を示す斜視図を図２３に示す。
この図に示す本発明の実施例にかかる反射板付平面アンテナ６は、第１ダイポール放射素子６０ａと第２ダイポール放射素子６０ｃとを２段にスタックした放射素子と、スタックされたダイポール放射素子６０ａ，６０ｃに対面して後方に配置された反射板６１とから構成されている。ダイポール放射素子６０ａ，６０ｃはそれぞれ金属板を加工して両端が対向するようにほぼ直角に屈曲されて作成されており、図２３に示すように、中央部が給電点６０ｂ，６０ｄとされている。反射板６１は矩形の金属板の両側を対向するようほぼ直角に屈曲して形成されており、図２３に示すように両端が屈曲されたダイポール放射素子６０ａ，６０ｃの面に対面する正面部６１ａと、正面部６１ａの両側にダイポール放射素子６０側へ屈曲されて形成されている側部６１ｂとから構成されている。また、反射板６１の高さは両端が屈曲されてスタックされているダイポール放射素子６０ａ，６０ｃの高さとほぼ同様の高さとされている。

このような反射板付平面アンテナ６においても、反射板６１における両側部がスタックされたダイポール放射素子６０ａ，６０ｃ側に屈曲されていることから、ＵＨＦ帯域の中心周波数における波長λｃとした際に、スタックされたダイポール放射素子６０ａ，６０ｃと反射板６１との間隔を約０．０６λｃまで狭めることができる。また、スタックされたダイポール放射素子６０ａ，６０ｃの側縁と側部６１ｂの先端縁との間隔は約０．０６λｃ以下とすることができる。このようにスタックされたダイポール放射素子６０ａ，６０ｃを用いる反射板付平面アンテナ６においても、奥行きの短い小型の反射板付平面アンテナとすることができ、ＵＨＦ帯とされる地上デジタル放送の周波数帯域において十分動作するアンテナとすることができるようになる。なお、第１ダイポール放射素子６０ａは下側に屈曲され、第２ダイポール放射素子６０ｃは上側に屈曲されて小型の反射板付平面アンテナ６となるようにされている。また、ダイポール放射素子をスタックする段数を３段以上としてもよい。

以上説明した本発明の反射板付平面アンテナにおける反射板の他の構成例を図２４ないし図２９に示す。
反射板の他の構成例における第１の構成を示す斜視図を図２４に示し、その構成を示す上面図を図２５に示す。
図２４，図２５に示す反射板７１は金属板を加工してほぼ矩形に作成されており、放射素子ＥＬに対面する正面部７１ａと、正面部７１ａの両側に鈍角で屈曲された折曲部７１ｃが放射素子ＥＬに向かって形成されている。折曲部７１ｃの先端部は正面部７１ａに対してほぼ直交するよう屈曲されて側部７１ｂがそれぞれ形成されている。放射素子ＥＬは、上記説明した放射素子のいずれかとされている。このような反射板７１と放射素子ＥＬを備える反射板付平面アンテナにおいても、反射板７１における両側の側部７１ｂが放射素子ＥＬ側に屈曲されていることから、ＵＨＦ帯域の中心周波数における波長λｃとした際に、放射素子ＥＬと反射板７１との間隔を約０．０６λｃまで狭めることができる。また、放射素子ＥＬの側縁と側部７１ｂの先端縁との間隔は約０．０６λｃ以下とすることができる。このように、奥行きの短い小型の反射板付平面アンテナとすることができ、ＵＨＦ帯とされる地上デジタル放送の周波数帯域において十分動作するアンテナとすることができるようになる。

次に、反射板の他の構成例における第２の構成を示す斜視図を図２６に示し、その構成を示す上面図を図２７に示す。
図２６，図２７に示す反射板８１は金属板を加工して矩形に作成されており、ほぼ中央が鈍角で屈曲されて図２７に示すように断面が三角形に形成されている。このように、反射板８１は第１折曲部８１ａと第２折曲部８２ｂとからなり、反射板８１に対向して放射素子ＥＬが配置されている。この場合、第１折曲部８１ａと第２折曲部８２ｂの端縁が放射素子ＥＬに近接するように配置されている。放射素子ＥＬは、上記説明した放射素子のいずれかとされている。このような反射板８１と放射素子ＥＬを備える反射板付平面アンテナにおいては、反射板８１における第１折曲部８１ａと第２折曲部８２ｂの端縁が放射素子ＥＬに近接するように配置されており、ＵＨＦ帯域の中心周波数における波長λｃとした際に、放射素子ＥＬの側縁と第１折曲部８１ａと第２折曲部８２ｂの端縁との間隔を約０．０６λｃ以下とすることができる。このように、奥行きの短い小型の反射板付平面アンテナとすることができ、ＵＨＦ帯とされる地上デジタル放送の周波数帯域において十分動作するアンテナとすることができるようになる。

反射板の他の構成例における第３の構成を示す斜視図を図２８に示し、その構成を示す上面図を図２９に示す。
図２８，図２９に示す反射板９１は金属板を加工してほぼ矩形に作成されており、放射素子ＥＬに対面する正面部９１ａと、正面部９１ａの両側に丸み（Ｒ部）をつけてほぼ直交するよう屈曲されて側部９１ｂがそれぞれ形成されている。放射素子ＥＬは、上記説明した放射素子のいずれかとされている。このような反射板９１と放射素子ＥＬを備える反射板付平面アンテナにおいても、反射板９１における両側の側部９１ｂが放射素子ＥＬ側に屈曲されていることから、ＵＨＦ帯域の中心周波数における波長λｃとした際に、放射素子ＥＬと反射板９１との間隔を約０．０６λｃまで狭めることができる。また、放射素子ＥＬの側縁と側部９１ｂの先端縁との間隔は約０．０６λｃ以下とすることができる。このように、奥行きの短い小型の反射板付平面アンテナとすることができ、ＵＨＦ帯とされる地上デジタル放送の周波数帯域において十分動作するアンテナとすることができるようになる。

以上説明した本発明の実施例１および実施例２の反射板付平面アンテナにおいては、上下辺の幅が他の辺より広く形成されているものとしたが、これに限るものではなく全ての辺の幅を広く形成するようにしても良い。また、本発明の実施例１および実施例２の反射板付平面アンテナの寸法についても示したが、その寸法や寸法範囲は一例でありその寸法に限るものではなくある程度はずれた寸法としても十分アンテナとして動作する。ただし、電気的特性は若干劣化するようになる。本発明においては、反射板における両側部が放射素子側に屈曲されていることを最も主要な特徴としているのであり、各部の寸法を主要な特徴としているものではない。
また、図２０ないし図２３に示す本発明の反射板付平面アンテナの放射素子は、板状に構成したが、これに限るものではなく棒状に構成するようにしても良い。

なお、以上の説明では地上デジタル放送を受信する反射板付平面アンテナとしたが、本発明は、これに限るものではなくＵＨＦ帯を送受信する反射板付平面アンテナに適用することができるものである。

１ 反射板付平面アンテナ、２ 反射板付平面アンテナ、３ 反射板付平面アンテナ、４ 反射板付平面アンテナ、５ 反射板付平面アンテナ、６ 反射板付平面アンテナ、１０ 放射素子、１０ａ 給電点、１０ｂ 右辺、１０ｃ 左辺、１０ｄ 上辺、１０ｅ 下辺、１０ｆ 中辺、１１ 反射板、１１ａ 正面部、１１ｂ 側部、２０ 放射素子、２０ａ 給電点、２０ｂ 斜辺、２０ｃ 斜辺、２０ｄ 上辺、２０ｅ 下辺、２０ｆ 斜辺、２０ｇ 斜辺、２１ 反射板、２１ａ 正面部、２１ｂ 側部、３０ バイコニカル放射素子、３０ａ 給電点、３１ 反射板、３１ａ 正面部、３１ｂ 側部、４０ ループ放射素子、４０ａ 給電点、４１ 反射板、４１ａ 正面部、４１ｂ 側部、５０ ダイポール放射素子、５０ａ 給電点、５１ 反射板、５１ａ 正面部、５１ｂ 側部、６０ ダイポール放射素子、６０ａ 第１ダイポール放射素子、６０ｂ 給電部、６０ｃ 第２ダイポール放射素子、６０ｄ 給電点、６１ 反射板、６１ａ 正面部、６１ｂ 側部、７１ 反射板、７１ａ 正面部、７１ｂ 側部、７１ｃ 折曲部、８１ 反射板、８１ａ 第１折曲部、８２ｂ 第２折曲部、９１ 反射板、９１ａ 正面部、９１ｂ 側部、１００ 反射板付平面アンテナ、１１０ 放射素子、１１１ 反射板、２００ 反射板付平面アンテナ、２２０ 放射素子、２２１ 反射板

Claims (5)

1. 両端がほぼ直角に屈曲されているダイポールエレメントからなる放射素子と、
   前記放射素子に対面して所定間隔だけ離隔して後方に配置され、前記放射素子の両端に対向するよう両側が前記放射素子側へ屈曲されて形成されている側部を有する平面状の反射板とを備え、
   ４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚとされた動作周波数帯の中心周波数の波長をλとした際に、前記放射素子と前記反射板との前記所定間隔が約０．０６λとされていると共に、前記反射板の前記側部の先端と前記放射素子のほぼ直角に形成されている前記両端の側縁との間隔が約０．０６λ以下とされていることを特徴とする反射板付平面アンテナ。
2. ２枚の三角板状に形成されているバイコニカルエレメントからなる放射素子と、
   前記放射素子に対面して所定間隔だけ離隔して後方に配置され、前記放射素子の側縁に対向するよう両側が前記放射素子側へ屈曲されて形成されている側部を有する平面状の反射板とを備え、
   ４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚとされた動作周波数帯の中心周波数の波長をλとした際に、前記放射素子と前記反射板との前記所定間隔が約０．０６λとされていると共に、前記反射板の前記側部の先端と前記放射素子の側縁との間隔が約０．０６λ以下とされていることを特徴とする反射板付平面アンテナ。
3. 矩形のループ状に形成されているループエレメントからなる放射素子と、
   前記放射素子に対面して所定間隔だけ離隔して後方に配置され、前記放射素子の側縁に対向するよう両側が前記放射素子側へ屈曲されて形成されている側部を有する平面状の反射板とを備え、
   ４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚとされた動作周波数帯の中心周波数の波長をλとした際に、前記放射素子と前記反射板との前記所定間隔が約０．０６λとされていると共に、前記反射板の前記側部の先端と前記放射素子の側縁との間隔が約０．０６λ以下とされていることを特徴とする反射板付平面アンテナ。
4. 両端がほぼ直角に屈曲されているダイポールエレメントがスタックされたダイポールエレメントからなる放射素子と、
   前記放射素子に対面して所定間隔だけ離隔して後方に配置され、前記放射素子の両端に対向するよう両側が前記放射素子側へ屈曲されて形成されている側部を有する平面状の反射板とを備え、
   ４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚとされた動作周波数帯の中心周波数の波長をλとした際に、前記放射素子と前記反射板との前記所定間隔が約０．０６λとされていると共に、前記反射板の前記側部の先端と前記放射素子のほぼ直角に形成されている前記両端の側縁との間隔が約０．０６λ以下とされていることを特徴とする反射板付平面アンテナ。
5. 前記反射板は、前記放射素子に対面する正面部と、該正面部の両側に鈍角で屈曲された折曲部が前記放射素子に向かって形成されており、該折曲部の先端に前記正面部に対してほぼ直交するよう屈曲された前記側部が形成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の反射板付平面アンテナ。

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