JP3851463B2

JP3851463B2 - Ｕ／ｖ共用ｔｖ受信用アンテナ

Info

Publication number: JP3851463B2
Application number: JP03380899A
Authority: JP
Inventors: 昭彦永富; 敏夫藤田
Original assignee: Ｄｘアンテナ株式会社
Priority date: 1999-02-12
Filing date: 1999-02-12
Publication date: 2006-11-29
Anticipated expiration: 2019-02-12
Also published as: JP2000232316A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＵＨＦ帯域素子部（ダイポールアンテナまたはファンダイポールアンテナ）とＶＨＦ帯域素子部を組み合わせた無指向性アンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、レジャー用の自動車の中で、走行中に、地上波のテレビ放送を視聴するため、車載用のテレビ受像器およびＴＶ受信用アンテナの要求が高まってきている。自動車は、道路に沿って移動方向を変えながら移動するので、該ＴＶ受信用アンテナは、無指向性であることが必要である。また、アウトドアで、地上波のテレビ放送を視聴しようと、放送塔の位置を調査し、地図に照らしてＴＶ受信用アンテナを配置し、方位角の調整をすることは、一般的には困難なので、この場合にも、前記ＴＶ受信用アンテナは無指向性でなければならない。
【０００３】
また、移動する範囲が広範囲に達し、複数の放送区域にまたがるので、全てのテレビ放送周波数をカバーするＵ／Ｖ共用のＴＶ受信用アンテナが必要になる。
【０００４】
これに関し、従来、八木アンテナを３方または４方に向けて配置し、出力信号をスイッチ切換えで選択的に使用することにより対応が可能だった。しかし、八木アンテナは、比較的大型であり、３基または４基を前述のように配置すると、一般車輌の幅を越え、実用的ではなかった。
【０００５】
また、前記の構成で、スイッチ切換えではなく、八木アンテナの各出力の位相差合成を行うことも可能であるが、正面方向の利得が高い反面、正面から４５度の方向にヌルが発生し、４方向指向性アンテナとなり、無指向性アンテナとはなりにくい問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記問題に鑑み、本発明は、Ｕ／Ｖ共用で、小型で、無指向性のＴＶ受信用アンテナを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のＵ／Ｖ共用ＴＶ受信用アンテナは、同一構成で、同一点を中心点とし、直交するように配置される第１アンテナ部および第２アンテナ部と、９０度位相差を有して、前記第１アンテナ部および第２アンテナ部に給電する回路部とからなる。第１アンテナ部および第２アンテナ部はそれぞれ、ＵＨＦ帯域素子部と、該ＵＨＦ帯域素子部の軸方向両端にそれぞれ設けられる一対のＶＨＦ帯域素子部とからなる。該第１アンテナ部におけるＶＨＦ帯域素子部は、第２アンテナ部のＵＨＦ帯域の導波素子として機能し、該第２アンテナ部におけるＶＨＦ帯域素子部は、第１アンテナ部のＵＨＦ帯域の導波素子として機能する。前記ＵＨＦ帯域素子部の軸方向先端および前記ＶＨＦ帯域素子部の軸方向内端は、ローディングコイルで接続する。さらに、９０度位相差を有して、前記第１アンテナ部および第２アンテナ部に給電する回路部を有する。
【０００８】
該回路部の具体的な構成としては、第１アンテナ部の出力に接続する９０度位相器と、該９０度位相器の出力および第２アンテナ部の出力同士を合成する合成器とから構成される。
【０００９】
あるいは、前記回路部は、第１アンテナ部に接続され、２つ以上の周波数帯域信号を得る第１分波器と、第１分波器の各出力に接続する周波数帯域毎の９０度位相器と、第２アンテナ部に接続され、第１分波器と同じ第２分波器と、同一周波数帯域用の前記９０度位相器の出力および第２分波器の出力同士を合成する周波数帯域毎の合成器と、各合成器の出力を混合する混合器とから構成される。
【００１０】
また、前記ＶＨＦ帯域素子部が、前記ＵＨＦ帯域素子部軸上の軸方向に伸縮可能な機構を有するとよい。
【００１１】
前記ＶＨＦ帯域素子部は、ＶＨＦ高域用素子と、ＶＨＦ低域用素子と、該ＶＨＦ高域用素子およびＶＨＦ低域用素子を接続するローディングコイルとからなり、軸方向の同一軸上に、前記ＶＨＦ高域用素子、ローディングコイル、ＶＨＦ低域用素子の順に配置されるとよい。
【００１２】
前記ＵＨＦ帯域素子部は、ダイポールアンテナか、ファンダイポールアンテナであることが好ましい。
【００１３】
具体的な構造として、前記第１アンテナ部および第２アンテナ部が、同一面状に形成される金属または合金からなり、少なくとも一方の側に保護膜を有する構造のフィルムアンテナとすることが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明のＵ／Ｖ共用ＴＶ受信用アンテナの一実施例を示す平面図である。給電回路は、回路構成図で示した。
【００１５】
本発明のＵ／Ｖ共用ＴＶ受信用アンテナは、同一構成で、同一点を中心点とし、直交するように配置される第１アンテナ部１０および第２アンテナ部２０と、給電回路部３０とからなる。
【００１６】
第１アンテナ部１０は、ＵＨＦ帯域素子部１１（図では、中央に給電点を有し、ほぼ一直線状のダイポールアンテナを、等角度間隔に３本並べた構成のファンダイポールアンテナの例を示している）と、該ＵＨＦ帯域素子部１１の軸方向両端に設け、同一構成の２つのＶＨＦ帯域素子部１２、１３と、前記ＵＨＦ帯域素子部１１の軸方向先端および前記ＶＨＦ帯域素子部１２、１３の軸方向内端を接続するローディングコイル１４、１５とからなる。第２アンテナ部２０も同様の構成である。
【００１７】
ＵＨＦ帯域素子部１１、２１は、図示したように３本のダイポールアンテナで扇状に構成したファンダイポールアンテナである。ファンダイポールアンテナとすることにより、ＵＨＦ帯の広帯域にわたり、利得の上昇が望める。
【００１８】
第２アンテナ部２０の先端のＶＨＦローディング素子２２ａ、２３ａの長さを調節することにより、該ＶＨＦローディング素子２２ａ、２３ａを、第１アンテナ部１０のＵＨＦ導波器として動作させることができる。同様に、ＶＨＦローディング素子１２ａ、１３ａは、第２アンテナ部２０のＵＨＦ導波器として動作させることができる。
【００１９】
このように、ローディング素子１２ａ、１３ａ、２２ａ、２３ａを、ＵＨＦ帯域では導波器として機能させ、ＶＨＦ帯域では、ローディング素子として機能させることができるので、Ｕ／Ｖ共用ＴＶ受信用アンテナの機能、特性を損なうことなく、小型化することができる。
【００２０】
ローディングコイル１４、１５、２４、２５の定数は、ＶＨＦ帯域素子部１２、１３、２２、２３にＵＨＦ信号が流れないように、かつＶＨＦ信号に対しては、延長コイルとして動作するように、周知技術に基づき設計される。
【００２１】
前記給電回路部３０は、９０度位相差を有して第１アンテナ部１０および第２アンテナ部２０に給電する。
【００２２】
詳しくは、第１アンテナ部１０に接続され、ＵＨＦ、ＶＨＦ（Ｈ）、ＶＨＦ（Ｌ）の各周波数帯域信号を得る第１分波器３４と、第１分波器３４の各出力に接続する周波数帯域毎の９０度位相器３２Ｕ、３２Ｈ、３２Ｌと、第２アンテナ部２０に接続され、第１分波器３４と同じ第２分波器３５と、前記９０度位相器３２Ｕ、３２Ｈ、３２Ｌの出力および第２分波器３５の出力をそれぞれ合成する各周波数帯域毎の合成器３３Ｕ、３３Ｈ、３３Ｌと、各合成器３３Ｕ、３３Ｈ、３３Ｌの出力を混合する混合器３６と、出力端子３７とからなる。
【００２３】
このように構成した本発明のＵ／Ｖ共用ＴＶ受信用アンテナにより、１本の出力端子３７から、ＵＨＦ、ＶＨＦ（Ｈ）、ＶＨＦ（Ｌ）のそれぞれの帯域の信号を無指向性アンテナの出力として得ることができる。
【００２４】
第１アンテナ部１０および第２アンテナ部２０を構成する素子は、一般的な３５μｍ厚の銅箔であり、少なくとも一方に配置する保護膜２９で保護される。素子の形成方法は、前記保護膜２９上に銅箔を形成し、エッチング加工などで素子形状にする。あるいは、銅または銅合金を、切削加工やプレス加工をして素子形状にしてから、前記保護膜２９に圧着、または接着してもよい。いずれにおいても、フィルムアンテナを製作する周知技術に基づいて形成すればよい。あるいは、保護膜２９を使用しない方法でもよく、また、アルミパイプを用いた構成でもよい。
【００２５】
以上のように、本発明のＵ／Ｖ共用ＴＶ受信用アンテナは、４方向に対称的で、円形状に構成することで、アンテナ取り付けの際に方向性がなく、電気的にも無指向性になる。現行の放送帯域に合致する実用的な大きさとしては、最大外形が４５０ｍｍの円形となり、比較的小型でもあり、自動車用アンテナとして適している。また、ＵＨＦ受信のみを目的とすれば、さらに小型化が可能である。
【００２６】
図２は、異なる一実施例を示す平面図である。給電回路は、回路構成図で示した。
【００２７】
本実施例は、ＵＨＦ帯域素子部１１、２１をダイポールアンテナで構成し、給電回路を周波数帯域毎に構成していない他は、図１に示した実施例と同じである。これらの構成の違いは、必要とする周波数帯域特性に基づいて、任意に選択する。
【００２８】
本実施例の給電回路部３０の詳しい構成は、第１アンテナ部１０に接続される９０度位相器３２と、９０度位相器３２の出力および第２アンテナ部２０の出力同士を合成する合成器３３と、出力端子３７とからなり、回路構成が簡単であり、安価に製造することができる。
【００２９】
このように構成した本発明のＵ／Ｖ共用ＴＶ受信用アンテナにより、１本の出力端子３７から、ＵＨＦ、ＶＨＦ（Ｈ）、ＶＨＦ（Ｌ）帯域の信号を無指向性アンテナの出力として得ることができる。
【００３０】
図３は、異なる一実施例を示す平面図である。給電回路は、回路構成図で示した。
【００３１】
図１に示した実施例と異なる点は、ＶＨＦ帯域素子部１２、１３、２２、２３が、ＵＨＦ帯域で機能する第２導波器１２ｂ、１３ｂ、２２ｂ、２３ｂおよび第１導波器１２ａ、１３ａ、２２ａ、２３ａと、ローディングコイル１２ｄ、１３ｄ、２２ｄ、２３ｄと、ＶＨＦ低域用素子１２ｃ、１３ｃ、２２ｃ、２３ｃとからなる点であり、それぞれが同一軸上に順に配置される。そして、例えば第１導波器１２ａ、１３ａ、２２ａ、２３ａは、給電点を中心とする円弧形状とする。
【００３２】
ローディングコイル１２ｄ、１３ｄ、２２ｄ、２３ｄの定数は、ローディングコイル１４、１５、２４、２５の定数の設計方法と同様で、ＶＨＦ低域用素子１２ｃ、１３ｃ、２２ｃ、２３ｃにＵＨＦ信号が流れないように、かつＶＨＦ信号に対しては、延長コイルとして動作するように、周知技術に基づき設計される。
【００３３】
本実施例では、設計しうる定数が多く存在し、必要な特性を容易に実現できる特徴を有する。保護膜２９は、任意の形状とすることが可能であり、本実施例のように四角形とすることで小型化してもよい。
【００３４】
図４は、異なる一実施例を示す平面図である。給電回路は、回路構成図で示した。
【００３５】
図１に示した実施例と異なる点は、ＶＨＦ帯域素子部１２、１３、２２、２３が、軸方向に伸縮可能な機構１２ｅ、１３ｅ、２２ｅ、２３ｅを有する点である。
【００３６】
詳しくは、ＶＨＦ帯域素子部１２、１３、２２、２３を、ロッドアンテナ１２ｅ、１３ｅ、２２ｅ、２３ｅと、導波素子１２ａ、１３ａ、２２ａ、２３ａとで構成する。ロッドアンテナ１２ｅ、１３ｅ、２２ｅ、２３ｅは、例えば溶接や半田付けなどの周知技術に基づく方法により取り付ける。あるいは、保護膜２９などに接着してから、導線により接続してもよい。
【００３７】
ＶＨＦ（Ｌ）周波数帯域の受信時に利得が不足する場合には、ロッドアンテナ１２ｅ、１３ｅ、２２ｅ、２３ｅを伸ばし、ＵＨＦ周波数帯域の受信時は、ロッドアンテナ１２ｅ、１３ｅ、２２ｅ、２３ｅを縮めるようにして使用する。本実施例の構成により、移動体用のアンテナとしての機動性が高まる。
【００３８】
いずれの実施例の態様においても、給電回路を、アンテナの保護膜と一体に形成しても良いし、別個に設けても良い。
【００３９】
ＵＨＦ帯域素子部は、図２に示したようなダイポールアンテナでもよいが、図１、３、４に示したようなファンダイポールアンテナとすることにより、広帯域で利得を高めることができる。
【００４０】
図５〜７は、図１に示した形状および回路構成のＵ／Ｖ共用ＴＶ受信用アンテナについて、測定周波数を変化させて測定した指向特性図である。図５は５９０ＭＨｚで測定した結果、図６は１９１ＭＨｚで測定した結果、図７は８３ＭＨｚで測定した結果のそれぞれの指向特性図である。
【００４１】
図５〜７により、本発明のＵ／Ｖ共用ＴＶ受信用アンテナが無指向性で、ヌルと認識できる方位はほとんどみられず、全方位に特性が安定していることが分かる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明のＵ／Ｖ共用ＴＶ受信用アンテナによれば、指向特性が広帯域において安定であり、無指向性で、ヌルが極めて小さい。
【００４３】
また、日本で採用される地上波デジタル放送は、ＵＨＦ帯域で放送され、ゴーストの発生原因に対して影響されにくい方式であり、無指向性のＴＶ受信用アンテナが特に有効であることが知られている。
【００４４】
従って、広範囲を移動し、絶えず向きが変化する移動体においても、本発明のＵ／Ｖ共用ＴＶ受信用アンテナを使用することにより、安定した状態でＴＶ受信が可能になるという顕著な効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＵ／Ｖ共用ＴＶ受信用アンテナの一実施例を示す平面図である。
【図２】本発明のＵ／Ｖ共用ＴＶ受信用アンテナの一実施例を示す平面図である。
【図３】本発明のＵ／Ｖ共用ＴＶ受信用アンテナの一実施例を示す平面図である。
【図４】本発明のＵ／Ｖ共用ＴＶ受信用アンテナの一実施例を示す平面図である。
【図５】本発明の一実施例の特性を、５９０ＭＨｚで測定した指向特性図である。
【図６】本発明の一実施例の特性を、１９１ＭＨｚで測定した指向特性図である。
【図７】本発明の一実施例の特性を、８３ＭＨｚで測定した指向特性図である。
【符号の説明】
１０第１アンテナ部
１１、２１ＵＨＦ帯域素子部
１２、１３、２２、２３ＶＨＦ帯域素子部
１２ａ、１３ａ、２２ａ、２３ａ第１導波器
１２ｂ、１３ｂ、２２ｂ、２３ｂ第２導波器
１２ｃ、１３ｃ、２２ｃ、２３ｃＶＨＦ低域用素子
１２ｄ、１３ｄ、２２ｄ、２３ｄローディングコイル
１２ｅ、１３ｅ、２２ｅ、２３ｅロッドアンテナ
１４、１５、２４、２５ローディングコイル
２０第２アンテナ部
２９保護膜
３０給電回路部
３２、３２Ｕ、３２Ｈ、３２Ｌ９０度位相器
３３、３３Ｕ、３３Ｈ、３３Ｌ合成器
３４第１分波器
３５第２分波器
３６混合器
３７出力端子

Claims

同一構成で、同一点を中心点とし、直交するように配置される第１アンテナ部および第２アンテナ部と、９０度位相差を有して、前記第１アンテナ部および第２アンテナ部に給電する回路部とからなるＵ／Ｖ共用ＴＶ受信用アンテナであって、第１アンテナ部および第２アンテナ部はそれぞれ、ＵＨＦ帯域素子部と、該ＵＨＦ帯域素子部の軸方向両端にそれぞれ設けられる一対のＶＨＦ帯域素子部とからなり、該第１アンテナ部におけるＶＨＦ帯域素子部は、第２アンテナ部のＵＨＦ帯域の導波素子として機能し、該第２アンテナ部におけるＶＨＦ帯域素子部は、第１アンテナ部のＵＨＦ帯域の導波素子として機能し、前記ＵＨＦ帯域素子部の軸方向先端および前記ＶＨＦ帯域素子部の軸方向内端をローディングコイルで接続することを特徴とするＵ／Ｖ共用ＴＶ受信用アンテナ。
前記回路部が、第１アンテナ部に接続され、２つ以上の周波数帯域信号を得る第１分波器と、第１分波器の各出力に接続する周波数帯域毎の９０度位相器と、第２アンテナ部に接続され、第１分波器と同じ第２分波器と、同一周波数帯域用の前記９０度位相器の出力および第２分波器の出力同士を合成する周波数帯域毎の合成器と、各合成器の出力を混合する混合器とからなることを特徴とする請求項１に記載のＵ／Ｖ共用ＴＶ受信用アンテナ。
前記ＶＨＦ帯域素子部が、前記ＵＨＦ帯域素子部軸上の軸方向に伸縮可能な機構を有することを特徴とする請求項１または２に記載のＵ／Ｖ共用ＴＶ受信用アンテナ。