JP3575012B1 - Broadband antenna element and wideband indoor antenna - Google Patents

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Abstract

【課題】簡単な構造で広帯域に亘る周波数の電波を受信するアンテナ素子を提供すること、並びに
、このアンテナ素子を適用した、小型で室内への設置が容易な室内アンテナを提供する。
【解決手段】四辺形に形成された導電性の導体板2と、この導体板2のほぼ中央に位置し、互いに対向する辺縁部6同士の距離が漸増もしくは漸減する形状の開口部よりなる切抜き孔3と、この切抜き孔3に連接して開口し前記導体板2の一辺へ到達する連通孔4と、この連通孔4を挟む近傍にそれぞれ設けられた一対の給電点5とを有し、前記導体板2にて受信した電波を前記給電点5に電気信号として給電する。
【選択図】 図1
Provided is an antenna element for receiving a radio wave of a frequency over a wide band with a simple structure, and a small-sized indoor antenna to which the antenna element is applied and which can be easily installed in a room.
The conductive plate includes a conductive plate formed in a quadrilateral shape, and an opening which is located substantially at the center of the conductive plate and has a shape in which a distance between edges facing each other gradually increases or decreases. It has a cutout hole 3, a communication hole 4 connected to the cutout hole 3 and opened to reach one side of the conductor plate 2, and a pair of feed points 5 provided in the vicinity of the communication hole 4. The electric wave received by the conductor plate 2 is supplied to the feed point 5 as an electric signal.
[Selection diagram] Fig. 1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特にUHF帯域などの電波の受信に適用して好適なアンテナ素子および室内アンテナに関する。
【0002】
【従来の技術】
この種のアンテナ、特に高周波帯域の電波を送信あるいは受信するためのスロットアンテナは、通信機器において用いられている。スロットアンテナは、導電性の良好な金属板などからなる導体板にスロットを設けたもので、このスロットの形状は、使用する電波の周波数の波長から導き出された寸法に基づいて決定されている。例えば、使用する電波の波長をλとすると、スロットの開口部長さは、λ/2やλ/4などに設定されている(例えば特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開平11−186836号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のスロットを有するアンテナでは、使用する電波の波長λに応じてスロットの寸法が決定されるので、周波数が広帯域に亘る用途への適用は難しかった。
【0005】
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、簡単な構造で広帯域に亘る周波数の電波を受信しうるアンテナ素子を提供すること、並びに、このアンテナ素子を適用した、小型で室内への設置が容易な室内アンテナを提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明によると、上記課題は、次のようにして解決される。
【0007】
(1) 四辺形に形成された導電性の導体板と、この導体板のほぼ中央に位置して、四辺形の一方の中心線を対称軸とし、その対称軸を挟んで互いに対向する辺縁部同士の距離が、四辺形の中央に向けて漸増するとともに、軸線方向の長さが互いに異なる2つの楔形状、およびその両楔形状の拡幅部が向き合った部分を平行に連結する平行部、ならびに軸線方向の長さが長い方の楔形状の狭幅部において、軸線と直交して角部を截頭した辺部からなる切抜き孔と、軸線方向の長さが短い方の楔形状の狭幅部において、軸線と直交して角部を截頭し、その截頭した辺部の両端を、対称軸に沿って前記導体板の一辺へ到達するまで平行に延出した連通孔と、この連通孔を挟む近傍にそれぞれ設けられた一対の給電点を備えることにより。
【0008】
(2) 導体板の縦と横の長さを、それぞれ200mm、厚さを0.1mmとし、一方の楔形状における軸線方向の長さを84mm、拡幅部の長さを88mm、狭幅部における截頭した辺部の長さを12mmとし、他方の楔形状における軸線方向の長さを54mm、拡幅部の長さを88mm、狭幅部における截頭した辺部の長さを10mmとし、両楔形状の拡幅部を連結する平行部の幅を88mm、軸線方向の長さを12mmとし、軸線方向の長さが短い方の楔形状と導体板の一辺を連結する連通孔の幅を10mm、長さを40mmとした。
【0009】
(3) 床上に配置された支持台より上方に向けて垂直に固設された脚部と、板面を水平方向に向けて前記脚部と板状に一体をなしてその脚部に支持された板状の支持部とを備え、この支持部材は、四辺形に形成された導電性の導体板と、この導体板のほぼ中央に位置して、四辺形の一方の中心線を対称軸とし、その対称軸を挟んで互いに対向する辺縁部同士の距離が、四辺形の中央に向けて漸増するとともに、軸線方向の長さが互いに異なる2つの楔形状、およびその両楔形状の拡幅部が向き合った部分を平行に連結する平行部、ならびに軸線方向の長さが長い方の楔形状の狭幅部において、軸線と直交して角部を截頭した辺部からなる切り抜き孔と、軸線方向の長さが短い方の楔形状の狭幅部において、軸線と直交して角部を截頭し、その截頭した辺部の両端を、対称軸に沿って前記導体板の一辺へ到達するまで平行に延出した連通孔と、この連通孔を挟む近傍にそれぞれ設けられた一対の給電点とを有するアンテナ素子を、所定位置および形状に保持することにより。
【発明の実施の形態】
【0010】
図1に示すのは、本発明の第1の実施の形態によるアンテナ素子(1)である。
このアンテナ素子(1)は、四辺形に形成された導電性の導体板 ( ) と、この導体板 ( ) のほぼ中央に位置して、四辺形の一方の中心線(X−X)を対称軸(x−x)とし、その対称軸(x−x)を挟んで互いに対向する辺縁部 (3a) (3a) (3b) (3b) 同士の距離が、中心に向けて漸増するとともに、対称軸(x−x)方向の距離(L a )(L b )が互いに異なる2つの扇形形状 ( 3A )( 3B ) 、およびその両楔形状 ( 3A )( 3B ) の拡幅部が向き合った中心部分を平行に連結する平行部 ( 3C ) 、ならびに対称軸(x−x)方向の距離(L a )が長い方の楔形状 ( 3A ) の狭幅部において、対称軸(x−x)と直交して角部を截頭した截頭辺部 (6a) からなる切抜き孔 ( ) と、対称軸(x−x)方向の距離(L b )が短い方 の楔形状 ( 3B ) の狭幅部において、対称軸(x−x)と直交して角部を截頭し、その截頭辺部 (6b) の両端を、対称軸(x−x)に沿って前記導体板 ( ) の下方の横辺 (2a) へ到達するまで平行に延出した連通孔 ( ) と、この連通孔 ( ) を挟む近傍にそれぞれ設けられた一対の給電点 ( )( ) とを備えている。
【0011】
導体板(2)は、導電性の良好な金属板などにより実現可能であり、金属板は銅、アルミ、真鍮、ステンレスなどの金属板からなるのがよい。この導体板(2)の厚さは、本実施の形態においては0.1mmとしている。また実施の形態においては、導体板(2)は、縦辺 (2b) および横辺 (2a) の長さ ( ) および ( ) 、ともに200mmの正四角形としている。
【0012】
前記切抜き孔(3)は、対称軸(x−x)に沿って、上方に楔形状 ( 3A ) を、下方に楔形状 ( 3B ) を、中央に平行部 ( 3C ) を連結した、やや縦長の菱形に形成されている。中央において平行部 ( 3C ) をなす、それの横幅(a)は、88mm、同じく上下の楔形状 ( 3A )( 3B ) における截頭辺部 (6a)(6b) 間の距離をなす縦幅(b)は、150mmとしてあり、かつ、この縦幅(b)の長さ150mmは、導体板(2)におけるもう一方の中心線(Y−Y)をなす、縦辺 (2b)の中央を基準にして図面上方向に90mm、図面下方向に60mmずつになるようにしてある。同様に、切抜き孔(3)における平行部 ( 3C )の横幅(a)の中央は、導体板(2)の横辺(2a)の中央、すなわち前記中心線(X−X)及び対称線(x−x)と合致しており、横幅(a)の長さ88mmは、この中央を基準にして左右に44mmずつになるようにしてある。
【0013】
切抜き孔(3)は、前述の如く、楔形状 ( 3A )( 3B ) を形成するべく、4つの辺縁部(3a)(3a)(3b)(3b)を有し、このうち楔形状 ( 3A ) 辺縁部(3a)(3a)同士は、対称軸(x−x)に沿って、図面の上から下の中心に向けて互いの間隔が漸増し離れていくように配置されている。また、楔形状 ( 3B ) 辺縁部(3b)(3b)同士は、下から上の中心に向けて互いの間隔が漸増し離れていくように配置されている。こうして、これら4つの辺縁部(3a)(3a)(3b)(3b)により2つの向き合った楔形状 ( 3A )( 3B ) が形成されている。さらに、切抜き孔(3)を略菱形の開口をするときの角部には、それぞれの角部を截頭するような形で、平行部 ( 3C ) の両辺部分に相当する截頭辺部 (6c)(6c) と、楔形状 ( 3A ) の狭幅部の截頭辺部 (6a) との3箇所に、切抜き孔角辺(6)(6)(6)が設けられている。この切抜き孔角辺(6)の長さは、本実施の形態においては12mmとしている。これにより、上方の楔形状 ( 3A ) の対称軸(x−x)方向の距離(L a )は、84mmとなり、下方の楔形状 ( 3B ) の対称軸(x−x)方向の距離(L b )は、54mmとなる。
【0014】
略菱形における残る1つの角部、すなわち下方の楔形状 ( 3B ) の狭幅部には、その角部を截頭して形成した截頭辺部 (6b) の両端を、対称軸(x−x)に沿って前記導体板 ( ) の下方の横辺 (2a) へ到達するまで平行に延出した連通孔(4)が連接している。この連通孔(4)は、切抜き孔(3)の開口から連なって設けられており、横辺(2a)にまで達している。連通孔(4)が横辺 (2a)に達した部分の連通孔幅(c)は、10mmとしている。連通孔(4)の近傍には、導体板(2)上に給電点(5)(5)が設けてあり、アンテナ素子(1)が電波を受信して電気信号に変換する際の信号出力端子を構成している。
【0015】
図2は、アンテナ素子(1)にて、水平偏波による電波を受信した結果を、表にして示している。受信の条件として、比較対象に標準ダイポールアンテナを用い、受信環境は電波暗室にて行った。また、送信電波は発振器にて生成した信号を送信機にて送信している。この表には、左の欄から順に、周波数の割り当てチャンネル(CH)、チャンネルごとの周波数(単位はMHz)、標準ダイポールアンテナによる受信感度(単位はdB)、本実施の形態によるアンテナ素子(1)の受信感度(単位はdB)、標準ダイポールアンテナとアンテナ素子(1)とのゲイン差(単位はdB)が示されている。
【0016】
この表において、チャンネルは13、20、27,34,41,48、55,62の代表的な8つのチャンネルにての結果が示され、UHF帯域によるTV放送を例としてアンテナ素子(1)の受信感度を測定している。例えば、UHF帯域によるTV放送電波のうち、13チャンネルに相当する周波数である473MHzの水平偏波の受信では、比較対象とした標準ダイポールアンテナが68dBであるのに対し、アンテナ素子(1)のゲイン(利得)は67dBである。よって両者のゲイン差は-1dBである。
【0017】
同様に、20チャンネルから62チャンネルまでのそれぞれのゲイン差は、順に-1dB,0dB、−2dB、1dB、-1dB、-3dB、1dBとなっている。この測定結果から、アンテナ素子(1)の水平偏波での受信においては、標準ダイポールアンテナの受信感度とほぼ同等の受信感度を示すことがわかる。
【0018】
図3は、アンテナ素子(1)にて、垂直偏波による電波を受信した結果を表にして示している。図3に示す表は、図2と同様に、左の欄から順に周波数の割り当てチャンネル(CH)、チャンネルごとの周波数(単位はMHz)、標準ダイポールアンテナによる受信感度(単位はdB)、本実施の形態によるアンテナ(1)の受信感度(単位はdB)、標準ダイポールアンテナとアンテナ素子(1)とのゲイン差(単位はdB)が示されている。
【0019】
この表において、チャンネルは図2と同様に13、20、27,34,41,48、55,62チャンネルにての結果が示され、UHF帯域によるTV放送を例にアンテナ素子(1)の受信感度を測定している。例えば、13チャンネルに相当する周波数である473MHzの水平偏波の受信では、比較対象とした標準ダイポールアンテナが68dBであるのに対し、アンテナ素子(1)のゲイン(利得)は63dBである。よって両者のゲイン差は-5dBである。
【0020】
同様に、20チャンネルから62チャンネルまでのそれぞれのゲイン差は、順に2dB,-3dB、2dB、2dB、-3dB、2dB、-1dBとなっている。この測定結果から、アンテナ素子(1)の垂直偏波での受信においては、水平偏波による電波の受信と同様に、標準ダイポールアンテナの受信感度とほぼ同等の受信感度を示している。
【0021】
図4〜図6は、470MHzから770MHzまでの帯域の電波を受信する条件で、アンテナ(1)の定在波比(VSWR:Voltage Standing Wave Ratio)に基づいて描かれた、定在波比特性曲線(7)(8)(9)(10)を示している。一般に、アンテナの性能評価の基準として、評価対象となるアンテナに固有の定在波比を測定して数値で表し、この数値同士の比較により、アンテナの性能を評価することが行われている。そこで、本発明のアンテナ(1)の性能評価を行うために、定在波比の測定を実施した。
【0022】
図4〜図6において、定在波比特性曲線(7)はアンテナ素子(1)の定在波比の測定結果を示している。この定在波比特性曲線(7)に比較して、定在波比特性曲線(8)は470MHzに近い比較的に低い周波数帯域において、定在波比の上昇が観測される。この定在波比特性曲線(8)を示すのは、アンテナ素子(1)の導体板(2)の厚みを0.1mmに替えて3mmとした場合の定在波比の測定結果である。
【0023】
この結果から、導体板(2)の厚みは薄くなるにつれて低い周波数帯域の定在波比が改善されることが解る。第1の実施の形態による導体板(2)は0.1mmの厚みとしたが、さらに薄い厚みとしてもよく、例えば基板上にエッチングにて形成した導体板や、あるいは印刷、蒸着などによる薄膜で導体板を形成してもよい。
【0024】
図5に示す定在波比特性曲線(9)は、横辺 (2a) の長さ ( )を16cm(WL)にした場合のアンテナ素子(1)の定在波比特性曲線である。この場合は、図4の場合と同様に470MHzに向けて比較的低い周波数帯域において、定在波比の上昇が著しい。導体板(2)の厚みは0.1mmのままであるので、低い周波数帯域における定在波比特性曲線への寄与率は、すくなくとも導体板(2)の横辺(2a) の長さ(W)が多く影響している。
【0025】
図6に示す定在波比特性曲線(10)は、横辺(2a) の長さ ( )を32cm(WH)にした場合のアンテナ素子(1)の定在波比特性曲線である。この場合は、図4の場合と同様に470MHzに向けて比較的低い周波数帯域において、定在波比の上昇が著しい。さらに、図5に示した定在波比特性曲線(9)に比べても、770MHz帯の比較的高周波帯域に向けても、定在波比の劣化が観測される。このことからも、UHF帯域における定在波比特性曲線への寄与率は、すくなくとも導体板(2)の横辺(2a) の長さ ( )が多く影響している。
【0026】
図7は、本発明の第2の実施の形態による広帯域室内アンテナ(11)の斜視図を示している。この室内アンテナ (11) は、床上に配置された支持台 (15) より上方に向けて垂直に固設された脚部 (14) と、板面を水平方向に向けて前記脚部 (14) と板状に一体をなしてその脚部 (14) に支持された板状の支持部材 (12) とを備え、この支持部材 (12) は、前記アンテナ素子 ( ) を所定位置および形状に保持し、もって室内において電波の受信を可能とした広帯域室内アンテナを構成している。
【0027】
アンテナ素子(1)は、支持部材(12)の内部にモールド部材(13)によって保持されている。アンテナ素子(1)を所定位置に保持するために、モールド部材(13)に替えて、支持部材(12)の全体を樹脂成型などにより製作し、この成型過程においてアンテナ素子(1)を同時に埋め込んでもよい。この室内アンテナ(11)は、支持台(15)と脚部(14)により床上に一体をなして自立するので、たとえば室内に設置されたTV受像機の背後や、あるいは近傍に設置することができる。また、アンテナ素子 ( ) を内蔵した板状の電波受信部の外形を、他の形にデザインすることで、意匠的にも良好な室内アンテナ(11)を形成することができる。
【0028】
導体板(2)に設けられた給電点(5)(5)には、給電線(16)(16)が接続されており、この給電線(16)(16)の図示しない端部にはTV受像機などが接続される。給電線(16)(16)は、2本を用いることなく高周波用の同軸ケーブルを用いてもよい。この場合、同軸ケーブルのインピーダンスが75オームのものを用いると、アンテナ素子(1)に対するインピーダンスマッチングも良好に保つことができる。インピーダンスマッチングが良好なことで、定在波比の劣化を招くことを防止できる。
【0029】
なお、アンテナ素子(1)の連通孔幅(c)の長さを10mmとしたが、この幅を調整することにより同軸ケーブルとのインピーダンスマッチングを調整することができる。連通孔幅(c)が10mmにおいて、インピーダンスがほぼ75オームになる。このためインピーダンス整合器を用いることなく、同軸ケーブルを接続することができる。
【0030】
【発明の効果】
(A) 請求項1記載の発明によると、薄い導電体に設けた切抜き孔を、拡幅部を中央に向けて、平行部を介して向き合わせた2つの楔形とし、その両楔形の軸線方向の長さを異ならせるとともに、切り抜き孔と導電体の外周辺を連結する平行幅で幅狭の連通孔を設けることにより、広帯域に亘る周波数の電波を受信する、広帯域特性を向上することができ、しかも簡単な構造で、かつ形状も小型にでき、設置も容易なアンテナ素子を提供することができる。
【0031】
(B) 請求項2記載の発明によると、テレビ周波数の13ch〜62chに亘る広帯域の周波数において定在波比特性を良好に保つことができ、同軸ケーブルとのインピーダンスマッチングを良好に行うことができるアンテナ素子を提供することができる。
【0032】
(C) 請求項3記載の発明によると、簡単な構造で広帯域に亘る周波数の電波を受信することができ、かつ形状も小型で電波受信部を脚と一体的に板状にでき、床上に自立させて容易に設置可能な広帯域室内アンテナを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態によるアンテナを説明するための正面図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態によるアンテナの垂直偏波における受信感度を示す表である。
【図3】本発明の第1の実施の形態によるアンテナの水平偏波における受信感度を示す表である。
【図4】本発明の第1の実施の形態によるアンテナの定在波比特性曲線の比較を示す表である。
【図5】本発明の第1の実施の形態によるアンテナの定在波比特性曲線の比較を示す表である。
【図6】本発明の第1の実施の形態によるアンテナの定在波比特性曲線の比較を示す表である。
【図7】本発明の第2の実施の形態によるアンテナの斜視図である。
【符号の説明】
(1)アンテナ
(2)導体板
(2a)横辺
(2b)縦辺
(3)切抜き孔
( 3A )( 3B ) 楔形状
( 3C ) 平行部
(3a)(3b)辺縁部
(4)連通孔
(5)給電点
(6)切抜き孔角辺
(6a)(6b)(6c) 截頭辺部
(7)(8)(9)(10)定在波比特性曲線
(11)アンテナ
(12)支持部
(13)モールド部材
(14)脚部
(15)支持台
(16)給電線
(H)縦辺の長さ
(W)横辺の長さ
(a)横幅
(b)縦幅
(c)連通孔幅
中心線(X−X)
中心線(Y−Y)
対称軸(x−x)
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an antenna element and an indoor antenna particularly suitable for receiving radio waves in the UHF band or the like.
[0002]
[Prior art]
This type of antenna, particularly a slot antenna for transmitting or receiving radio waves in a high frequency band, is used in communication equipment. The slot antenna is provided with a slot in a conductive plate made of a metal plate or the like having good conductivity, and the shape of the slot is determined based on a dimension derived from a wavelength of a radio wave frequency to be used. For example, assuming that the wavelength of the radio wave to be used is λ, the opening length of the slot is set to λ / 2, λ / 4, or the like (for example, see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-186836
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional antenna having a slot, since the size of the slot is determined according to the wavelength λ of the radio wave to be used, it has been difficult to apply the antenna to an application having a wide frequency band.
[0005]
The present invention has been made in view of the above-described problems of the conventional technology, and provides an antenna element capable of receiving radio waves of a wide frequency band with a simple structure as compared with a conventional antenna. It is another object of the present invention to provide a small-sized indoor antenna to which this antenna element is applied and which can be easily installed in a room.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, the above-mentioned problem is solved as follows.
[0007]
(1) A conductive plate formed in a quadrilateral shape, and edges located substantially at the center of the conductive plate and having one center line of the quadrilateral as a symmetry axis and facing each other with the symmetry axis interposed therebetween. The distance between the portions gradually increases toward the center of the quadrilateral, and two wedge shapes having different axial lengths from each other, and a parallel portion connecting in parallel the portions where the widened portions of both wedge shapes face each other, And a cutout hole formed of a side portion having a truncated corner perpendicular to the axis and a wedge-shaped narrow portion having a shorter length in the axial direction. In the width portion, a corner portion is truncated perpendicular to the axis, and both ends of the truncated side portion are extended along the symmetry axis to a communication hole extending in parallel until reaching one side of the conductor plate. By providing a pair of feeding points provided respectively near the communication hole.
[0008]
(2) The length and width of the conductor plate are 200 mm and the thickness is 0.1 mm, respectively. The length of one wedge in the axial direction is 84 mm, the length of the widened portion is 88 mm, and the width of the narrowed portion is 88 mm. The length of the truncated side was 12 mm, the length of the other wedge in the axial direction was 54 mm, the length of the widened portion was 88 mm, and the length of the truncated side in the narrow portion was 10 mm. The width of the parallel portion connecting the wedge-shaped widened portion is 88 mm, the length in the axial direction is 12 mm, and the width of the communication hole connecting the shorter side of the wedge shape and one side of the conductor plate is 10 mm, The length was 40 mm.
[0009]
(3) A leg fixed vertically upward from a support table arranged on the floor, and the legs are supported by the legs in a plate-like shape with the plate surface oriented horizontally. and a plate-shaped support portion, the support member is an electrically conductive conductor plate formed in a quadrilateral, and located in the center of the conductive plate, one of the center line of a quadrilateral symmetrical axis The distance between the edges facing each other across the axis of symmetry gradually increases toward the center of the quadrilateral, and the two wedge shapes having different axial lengths, and the widened portions of the two wedge shapes A parallel portion connecting the facing portions in parallel, and a wedge-shaped narrow portion having a longer length in the axial direction, a cutout hole formed by a side portion having a truncated corner perpendicular to the axis, and an axis. In the narrow part of the wedge shape with the shorter length in the direction, the corner is truncated perpendicular to the axis, It has a communication hole extending in parallel at both ends of the truncated side portion until it reaches one side of the conductor plate along the axis of symmetry, and a pair of feeding points respectively provided near the communication hole. By holding the antenna element in a predetermined position and shape.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[0010]
FIG. 1 shows an antenna element (1) according to a first embodiment of the present invention.
The antenna element (1), the conductor plate of conductivity formed in a quadrilateral and (2), located approximately in the center of the conductive plate (2), one of the center line of the quadrilateral (X-X) Is the axis of symmetry (xx), and the distance between the edges (3a) and (3a) , (3b) and (3b) facing each other with the axis of symmetry (xx) toward the center And the two fan-shaped shapes ( 3A ) and ( 3B ) having different distances (L a ) and (L b ) in the direction of the symmetry axis (xx ) , and the widening of both wedge shapes ( 3A ) and ( 3B ) . parallel portion in parallel to connect the central portion section is opposed (3C), and the symmetry axis (x-x) at the narrow portion of the direction of the distance (L a) is longer wedge shape (3A), symmetry axis ( x-x) perpendicular to truncated sides that truncated corners in a (cut-out hole made of 6a) (3), the symmetry axis (x-x) direction of the distance (L b) is shorter wedge the narrow portion of (3B) There are, perpendicular to the axis of symmetry (x-x) of the corner was truncated, the truncated side portions at both ends of the (6b), the lower axis of symmetry said conductor plate along (x-x) (2) includes a communication hole extending in parallel to reach the horizontal side (2a) of (4), and a pair of feed points respectively provided in the vicinity of sandwiching the communication hole (4) (5) (5) I have.
[0011]
The conductive plate (2) can be realized by a metal plate having good conductivity, and the metal plate is preferably made of a metal plate such as copper, aluminum, brass, and stainless steel. The thickness of the conductor plate (2) is 0.1 mm in the present embodiment. Also in the embodiments, the conductive plate (2) is a vertical side (2b) and the length of the lateral side (2a) (H) and (W) has both a positive square 200 mm.
[0012]
The cutout hole (3) has a slightly vertically elongated wedge shape ( 3A ) , a lower wedge shape ( 3B ) , and a parallel portion ( 3C ) connected in the center along the symmetry axis (xx). Is formed in the shape of a rhombus. The horizontal width (a) of the parallel portion ( 3C ) at the center is 88 mm, and the vertical width (3A) of the upper and lower wedges ( 3A ) ( 3B ) is the distance between the truncated sides (6a) (6b). b) is 150 mm, and the length 150 mm of the vertical width (b) is based on the center of the vertical side (2b) which forms the other center line (YY ) of the conductor plate (2) . The length is set to 90 mm upward in the drawing and 60 mm downward in the drawing. Similarly, the center of the width of the parallel portion of the cut-out hole (3) (3C) (a), the conductive plate central horizontal side of (2a) in (2), i.e. the center line (X-X) and the line of symmetry ( xx), and the length (88 mm) of the width (a) is set to be 44 mm left and right with respect to the center.
[0013]
Cut-out hole (3), as described above, to form a wedge shape (3A) (3B), has four edges and (3a) (3a) (3b) (3b), these wedge-shaped ( The edges (3a) and (3a) of 3A ) are arranged so that the distance between them gradually increases along the axis of symmetry (xx) from the top to the bottom of the drawing and away from each other. I have. Also, edge portions of the wedge-shaped (3B) (3b) (3b ) to each other are arranged so that their spacing toward the center of the upper from below moves away gradually increases. Thus, two opposed wedge shapes ( 3A ) and ( 3B ) are formed by these four edges (3a) (3a) (3b) (3b) . Further, the corner portion when the cut-out hole (3) is the opening of the substantially rhombic, each corner in a way that truncated, truncated side portions corresponding to both sides portions of the parallel portion (3C) ( 6c) and (6c), the three truncated sides of the narrow portion of the wedge-shaped (3A) and (6a), cut-out hole angle side (6) (6) (6) is provided. In this embodiment, the length of the cutout hole corner (6) is 12 mm. As a result, the distance (L a ) in the direction of the symmetry axis (xx ) of the upper wedge shape ( 3A ) is 84 mm, and the distance (L a ) in the direction of the symmetry axis (xx ) of the lower wedge shape ( 3B ). b ) is 54 mm.
[0014]
One corner which remains in the substantially rhombic, i.e. the narrow portion of the wedge-shaped (3B) of the lower, truncated sides formed by truncated the corners at both ends of the (6b), the symmetry axis (x- A communication hole (4) extending in parallel until reaching the horizontal side (2a) below the conductor plate ( 2 ) along x) is connected. The communication hole (4) is provided continuously from the opening of the cutout hole (3), and reaches the side (2a). The width (c) of the communication hole at the portion where the communication hole (4) reaches the side (2a ) is 10 mm. Feeding points (5) and (5) are provided on the conductor plate (2) near the communication hole (4), and a signal output when the antenna element (1) receives a radio wave and converts it into an electric signal. Make up the terminals.
[0015]
FIG. 2 is a table showing the results of reception of radio waves with horizontal polarization by the antenna element (1). As a receiving condition, a standard dipole antenna was used as a comparison object, and the receiving environment was performed in an anechoic chamber. As for the transmission radio wave, a signal generated by an oscillator is transmitted by a transmitter. In this table, from the left column, in order from the left column, a frequency allocation channel (CH), a frequency for each channel (unit: MHz), reception sensitivity by a standard dipole antenna (unit: dB), and an antenna element (1 ) Shows the receiving sensitivity (unit is dB), and the gain difference (unit is dB) between the standard dipole antenna and the antenna element (1).
[0016]
In this table, the results of eight representative channels of 13, 20, 27, 34, 41, 48, 55, and 62 are shown, and the TV of the UHF band is used as an example for the antenna element (1). Measuring reception sensitivity. For example, in the reception of a horizontally polarized wave of 473 MHz, which is a frequency corresponding to 13 channels, of a TV broadcast wave in the UHF band, the standard dipole antenna to be compared is 68 dB, whereas the gain of the antenna element (1) is (Gain) is 67 dB. Therefore, the gain difference between the two is -1 dB.
[0017]
Similarly, the respective gain differences from the 20th channel to the 62nd channel are −1 dB, 0 dB, −2 dB, 1 dB, −1 dB, −3 dB, and 1 dB, respectively. From this measurement result, it can be seen that the reception sensitivity of the antenna element (1) with the horizontally polarized wave is almost the same as the reception sensitivity of the standard dipole antenna.
[0018]
FIG. 3 is a table showing the results of reception of a vertically polarized radio wave by the antenna element (1). As shown in FIG. 2, the table shown in FIG. 3 shows, in order from the left column, frequency allocation channels (CH), frequencies for each channel (unit: MHz), reception sensitivity by a standard dipole antenna (unit: dB), and this embodiment. 2 shows the reception sensitivity (unit is dB) of the antenna (1) and the gain difference (unit is dB) between the standard dipole antenna and the antenna element (1) according to the embodiment.
[0019]
In this table, the results for channels 13, 20, 27, 34, 41, 48, 55, and 62 are shown in the same manner as in FIG. 2, and the reception of the antenna element (1) is described using a TV broadcast in the UHF band as an example. The sensitivity is being measured. For example, in the case of receiving 473 MHz horizontally polarized wave which is a frequency corresponding to 13 channels, the standard dipole antenna to be compared is 68 dB, whereas the gain of the antenna element (1) is 63 dB. Therefore, the gain difference between the two is -5 dB.
[0020]
Similarly, the respective gain differences from the 20th channel to the 62nd channel are 2 dB, −3 dB, 2 dB, 2 dB, −3 dB, 2 dB, and −1 dB, respectively. From this measurement result, the reception sensitivity of the antenna element (1) in the vertical polarization is almost the same as the reception sensitivity of the standard dipole antenna, similarly to the reception of the radio wave by the horizontal polarization.
[0021]
4 to 6 show standing wave ratio characteristics drawn based on a standing wave ratio (VSWR: Voltage Standing Wave Ratio) of the antenna (1) under the condition of receiving radio waves in a band from 470 MHz to 770 MHz. Curves (7), (8), (9) and (10) are shown. Generally, as a criterion for performance evaluation of an antenna, a standing wave ratio specific to an antenna to be evaluated is measured and expressed as a numerical value, and the performance of the antenna is evaluated by comparing these numerical values. Therefore, in order to evaluate the performance of the antenna (1) of the present invention, the standing wave ratio was measured.
[0022]
4 to 6, the standing wave ratio characteristic curve (7) shows the measurement result of the standing wave ratio of the antenna element (1). Compared with the standing wave ratio characteristic curve (7), the standing wave ratio characteristic curve (8) shows an increase in the standing wave ratio in a relatively low frequency band near 470 MHz. The standing wave ratio characteristic curve (8) is a measurement result of the standing wave ratio when the thickness of the conductor plate (2) of the antenna element (1) is 3 mm instead of 0.1 mm.
[0023]
From this result, it is understood that the standing wave ratio in a low frequency band is improved as the thickness of the conductor plate (2) is reduced. Although the conductor plate (2) according to the first embodiment has a thickness of 0.1 mm, it may have a smaller thickness. For example, a conductor plate formed by etching on a substrate, or a thin film formed by printing, vapor deposition, or the like. A conductor plate may be formed.
[0024]
A standing wave ratio characteristic curve (9) shown in FIG. 5 is a standing wave ratio characteristic curve of the antenna element (1) when the length ( W ) of the horizontal side (2a ) is 16 cm (WL). In this case, as in the case of FIG. 4, the standing wave ratio increases significantly in a relatively low frequency band toward 470 MHz. Since the thickness of the conductor plate (2) remains at 0.1 mm, the contribution to the standing wave ratio characteristic curve in the low frequency band is at least the length (W ) of the side ( 2a) of the conductor plate (2). ) Has a lot to do.
[0025]
A standing wave ratio characteristic curve (10) shown in FIG. 6 is a standing wave ratio characteristic curve of the antenna element (1) when the length ( W ) of the horizontal side (2a) is set to 32 cm (WH). In this case, as in the case of FIG. 4, the standing wave ratio increases significantly in a relatively low frequency band toward 470 MHz. Further, the deterioration of the standing wave ratio is observed even when compared to the standing wave ratio characteristic curve (9) shown in FIG. 5 and toward the relatively high frequency band of the 770 MHz band. From this, the contribution rate to the standing wave ratio characteristic curve in the UHF band is at least largely influenced by the length ( W ) of the horizontal side ( 2a) of the conductor plate (2).
[0026]
FIG. 7 is a perspective view of a wideband indoor antenna (11) according to a second embodiment of the present invention. The indoor antenna (11), a support base arranged on the floor (15) than the fixed vertically upward the legs (14), said legs toward the plate surface in a horizontal direction (14) And a plate-shaped support member (12) integrally formed in a plate shape and supported by its legs (14) . The support member (12) moves the antenna element ( 1 ) to a predetermined position and shape. A wideband indoor antenna that holds and thus enables reception of radio waves indoors.
[0027]
The antenna element (1) is held by a mold member (13) inside the support member (12). In order to hold the antenna element (1) at a predetermined position, the entire support member (12) is manufactured by resin molding or the like instead of the mold member (13) , and the antenna element (1) is simultaneously embedded in the molding process. May be. Since the indoor antenna (11) is independent on the floor by the support base (15) and the legs (14), it can be installed, for example, behind or near a TV set installed indoors. it can. In addition, by designing the outer shape of the plate-shaped radio wave receiving section incorporating the antenna element ( 1 ) in another shape, it is possible to form the indoor antenna (11) having a good design.
[0028]
Provided the feeding point to the conductive plate (2) to (5) (5), feed line (16) (16) is connected to the end (not shown) of the feed line (16) (16) A TV receiver or the like is connected. Instead of using two feed lines (16) and (16) , a high-frequency coaxial cable may be used. In this case, if the impedance of the coaxial cable is 75 ohms, good impedance matching with the antenna element (1) can be maintained. Good impedance matching can prevent the standing wave ratio from deteriorating.
[0029]
Although the length of the communication hole width (c) of the antenna element (1) is set to 10 mm, impedance matching with a coaxial cable can be adjusted by adjusting the width. When the communication hole width (c) is 10 mm, the impedance becomes approximately 75 ohms. Therefore, a coaxial cable can be connected without using an impedance matching device.
[0030]
【The invention's effect】
(A) According to the first aspect of the present invention, the cutout hole provided in the thin conductor is formed into two wedges facing each other via a parallel portion with the widened portion facing the center, and the cutout holes in the axial direction of the two wedges are formed. By making the length different, and by providing a narrow communication hole with a parallel width connecting the cutout hole and the outer periphery of the conductor, it is possible to receive a radio wave of a frequency over a wide band, and improve the wide band characteristic, Moreover, it is possible to provide an antenna element having a simple structure, a small size , and easy installation.
[0031]
(B) According to the second aspect of the present invention, the standing wave ratio characteristic can be kept good in a wide frequency range of 13 to 62 channels of the television frequency, and the impedance matching with the coaxial cable can be performed well. An antenna element can be provided.
[0032]
(C) According to the third aspect of the invention, it is possible to receive a radio wave of a wide band frequency with a simple structure, and it is small in shape, and the radio wave receiving unit can be formed in a plate shape integrally with the leg, so that it can be placed on the floor. A broadband indoor antenna that can be installed independently and easily installed can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view for explaining an antenna according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a table showing reception sensitivity of the antenna according to the first embodiment of the present invention in vertical polarization.
FIG. 3 is a table showing reception sensitivity of the antenna according to the first embodiment of the present invention in horizontal polarization.
FIG. 4 is a table showing a comparison of standing wave ratio characteristic curves of the antenna according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a table showing a comparison of standing wave ratio characteristic curves of the antenna according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a table showing a comparison of standing wave ratio characteristic curves of the antenna according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a perspective view of an antenna according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
(1) Antenna
(2) Conductor plate
(2a) Side
(2b) Vertical side
(3) Cutout hole
( 3A ) ( 3B ) wedge shape
( 3C ) Parallel part
(3a) (3b) Edge
(4) Communication hole
(5) Feeding point
(6) Square corner of cutout hole
(6a) (6b) (6c) Truncated side
(7) (8) (9) (10) Standing wave ratio characteristic curve
(11) Antenna
(12) Support section
(13) Mold member
(14) Leg
(15) Support base
(16) Feed line
(H) Length of vertical side
(W) Length of side
(a) Width
(b) Vertical width
(c) Communication hole width
Center line (XX)
Center line (Y-Y)
Symmetry axis (xx)

Claims (3)

四辺形に形成された導電性の導体板と、この導体板のほぼ中央に位置して、四辺形の一方の中心線を対称軸とし、その対称軸を挟んで互いに対向する辺縁部同士の距離が、四辺形の中央に向けて漸増するとともに、軸線方向の長さが互いに異なる2つの楔形状、およびその両楔形状の拡幅部が向き合った部分を平行に連結する平行部、ならびに軸線方向の長さが長い方の楔形状の狭幅部において、軸線と直交して角部を截頭した辺部からなる切抜き孔と、軸線方向の長さが短い方の楔形状の狭幅部において、軸線と直交して角部を截頭し、その截頭した辺部の両端を、対称軸に沿って前記導体板の一辺へ到達するまで平行に延出した連通孔と、この連通孔を挟む近傍にそれぞれ設けられた1対の給電点を備えることを特徴とする広帯域アンテナ素子。A conductive conductor plate formed in a quadrilateral, and one center line of the quadrilateral, which is located at substantially the center of the conductor plate, has a center line as a symmetry axis, and the edges facing each other with the symmetry axis interposed therebetween. The distance gradually increases toward the center of the quadrilateral, and two wedge shapes having different axial lengths from each other, and a parallel portion connecting in parallel the portions where the widened portions of the two wedge shapes face each other, and an axial direction In the wedge-shaped narrow portion having a longer length, a cutout hole formed of a side portion having a truncated corner perpendicular to the axis and a wedge-shaped narrow portion having a shorter length in the axial direction. A communication hole extending perpendicularly to the axis and truncating a corner, and extending both ends of the truncated side in parallel until reaching one side of the conductor plate along the axis of symmetry; broadband antenna, characterized in that it comprises a feeding point pair respectively provided in the vicinity of the sandwich Element. 導体板の縦と横の長さを、それぞれ200mm、厚さを0.1mmとし、一方の楔形状における軸線方向の長さを84mm、拡幅部の長さを88mm、狭幅部における截頭した辺部の長さを12mmとし、他方の楔形状における軸線方向の長さを54mm、拡幅部の長さを88mm、狭幅部における截頭した辺部の長さを10mmとし、両楔形状の拡幅部を連結する平行部の幅を88mm、軸線方向の長さを12mmとし、軸線方向の長さが短い方の楔形状と導体板の一辺を連結する連通孔の幅を10mm、長さを40mmとした請求項1記載の広帯域アンテナ素子。 The length and width of the conductor plate were 200 mm and the thickness was 0.1 mm, respectively. The length of one wedge in the axial direction was 84 mm, the length of the widened portion was 88 mm, and the truncated portion was cut off at the narrow portion. The length of the side portion is 12 mm, the length in the axial direction of the other wedge shape is 54 mm, the length of the wide portion is 88 mm, the length of the truncated side portion in the narrow portion is 10 mm, and both wedge shapes are formed. The width of the parallel portion connecting the widened portion is 88 mm, the length in the axial direction is 12 mm, the width of the communication hole connecting the wedge shape with the shorter length in the axial direction and one side of the conductor plate is 10 mm, and the length is 10 mm. 2. The broadband antenna element according to claim 1, wherein the width is 40 mm . 床上に配置された支持台より上方に向けて垂直に固設された脚部と、板面を水平方向に向けて前記脚部と板状に一体をなしてその脚部に支持された板状の支持部とを備え、この支持部材は、四辺形に形成された導電性の導体板と、この導体板のほぼ中央に位置して、四辺形の一方の中心線を対称軸とし、その対称軸を挟んで互いに対向する辺縁部同士の距離が、四辺形の中央に向けて漸増するとともに、軸線方向の長さが互いに異なる2つの楔形状、およびその両楔形状の拡幅部が向き合った部分を平行に連結する平行部、ならびに軸線方向の長さが長い方の楔形状の狭幅部において、軸線と直交して角部を截頭した辺部からなる切り抜き孔と、軸線方向の長さが短い方の楔形状の狭幅部において、軸線と直交して角部を截頭し、その截頭した辺部の両端を、対称軸に沿って前記導体板の一辺へ到達するまで平行に延出した連通孔と、この連通孔を挟む近傍にそれぞれ設けられた一対の給電点とを有するアンテナ素子を、所定位置および形状に保持することを特徴とする広帯域室内アンテナ。A leg fixed vertically upward from a support table arranged on the floor, and a plate-like plate that is integrally formed with the leg with the plate surface oriented horizontally and supported by the leg. The supporting member comprises: a conductive conductor plate formed in a quadrilateral; and a substantially center line of the conductive plate , one center line of the quadrilateral having a symmetric axis, The distance between the edges facing each other across the axis gradually increased toward the center of the quadrilateral, and the two wedge shapes having different axial lengths and the widened portions of both wedge shapes faced each other. A cutout hole consisting of a side portion having a truncated corner perpendicular to the axis in a parallel portion connecting the portions in parallel, and a wedge-shaped narrow portion having a longer length in the axial direction; In the narrower wedge-shaped narrow part, the corner is cut off at right angles to the axis, The ends of the side portions, and a communication hole extending in parallel to reach the said conductor plate of one side along the axis of symmetry, antenna element and a pair of feed points respectively provided in the vicinity of sandwiching the communication hole a wideband indoor antenna, characterized in that the holding in position and shape.
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