JP3950077B2

JP3950077B2 - Ｕｈｆ帯テレビジョン放送受信用アンテナ

Info

Publication number: JP3950077B2
Application number: JP2003115493A
Authority: JP
Inventors: 敏夫藤田; 義之板坂
Original assignee: Ｄｘアンテナ株式会社
Priority date: 2003-04-21
Filing date: 2003-04-21
Publication date: 2007-07-25
Anticipated expiration: 2023-04-21
Also published as: JP2004328019A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＵＨＦ帯テレビジョン放送受信用アンテナに関し、特にＵＨＦ帯テレビジョン放送の全周波数帯域において使用するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＵＨＦ帯テレビジョン放送受信用アンテナとしては、例えば特許文献１に開示されているようなものがある。
【０００３】
【特許文献１】
実公昭６１−４３２８９号公報
【０００４】
特許文献１に開示されたＵＨＦ帯テレビジョン放送受信用アンテナは、２組の放射器を有し、各組の放射器は、それぞれ２本の放射素子から構成されている。これら２組の放射器の放射素子の給電点は、２個のインダクタンス要素を介して接続され、さらにインピーダンスマッチングトランスに接続されている。インダクタンス要素としては、金属板を打ち抜き及び折り曲げしたものが使用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このＵＨＦ帯テレビジョン放送受信用アンテナでは、インダクタンス要素を製造するために、金属板の加工が必要であり、その製作が面倒である。さらに、まもなく、地上波デジタル放送が開始される。地上波デジタル放送では、ＵＨＦ帯テレビジョン放送用の周波数帯（４７０乃至７７０ＭＨｚ）のうち、低い周波数帯も使用される。この低い周波数帯においても、利得及び定在波比を改善する必要があるが、上記のような構成では、充分に改善することができなかった。
【０００６】
本発明は、製造が容易なＵＨＦ帯テレビジョン放送受信用アンテナを提供することを目的とする。本発明は、これに加えて、ＵＨＦ帯テレビジョン放送用の周波数帯の低い周波数帯においても、性能が改善されたＵＨＦ帯テレビジョン放送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】
本発明によるＵＨＦ帯テレビジョン放送受信用アンテナは、ＵＨＦ帯テレビジョン放送の全周波数帯用の放射器を有している。この放射器は、２本の放射素子からなる。複数の放射器を設けることもできる。同軸ケーブルの外部導体と、中心導体とに、電気的及び機械的に接続される固定金具が設けられている。放射器の給電点と固定金具との間に整合器が設けられている。この整合器は、前記放射器及び前記同軸ケーブルのインピーダンス変換と、平衡及び不平衡の変換とを、行う。この整合器は、放射器の２つの給電点に接続される２本のリード線を有している。これら２本のリード線は、互いに接近した分布容量線路部と、互いが離れた誘導性線路部とによって構成されている。分布容量線路部が整合器側に存在し、誘導性線路部が放射器側に存在することも可能であるし、逆に分布容量線路部が放射器側に存在し、誘導性線路部が整合器側に存在することも可能である。
【０００８】
このように構成されたＵＨＦ帯テレビジョン放送受信用アンテナでは、整合器と放射器との間に誘導性線路部に基づくインダクタンスが存在し、この線路部間に分布容量線路部に基づく容量分が存在する。これらインダクタンス及び容量によって、ＵＨＦ帯テレビジョン放送用周波数帯の低い帯域においても、利得や定在波比が改善される。しかも、利得や定在波比を改善するために使用されているのは、リード線の一部を分布容量線路部とし、残りの部分を誘導性線路部とすることによって行われているので、その製造が容易に行われる。
【０００９】
分布容量線路部の前記誘導性線路部に対する比が、約２．７乃至１．１とすることが望ましい。更に、分布容量線路部の長さを３５ｍｍ乃至７５ｍｍとし、誘導性線路部の長さを２０ｍｍ乃至５０ｍｍとすることも望ましい。
【００１０】
分布容量線路部を、前記２本のリード線に間隔をおいて拘束部材を挿通することによって形成し、前記２本のリード線の残りの部分を支持部材に接触させることによって、前記２本のリード線の残りの部分間の間隔をあけて、前記誘導性線路部を形成することもできる。支持部材は、例えば放射器が収容される筐体内に形成することができる。
【００１１】
このように構成すると、分布容量線路部及び誘導性線路部をそれぞれ容易に構成することができる。
【００１２】
整合器の固定金具側のリード線を互いに接近させて分布容量線路部を構成することもできる。このように構成すると、整合器の固定金具側に容量を持たせることができ、これによって、ＵＨＦ帯テレビジョン放送用周波数帯の低い周波数帯において、性能を改善することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の１実施形態のＵＨＦ帯テレビジョン放送受信用アンテナは、ＵＨＦ帯テレビジョン放送の全周波数帯域４７０ＭＨｚ乃至７７０ＭＨｚの広い帯域で使用するもので、図１及び図２に示すように、複数の放射器、例えば２組の放射器２、４を有している。図示していないが、この他に、反射器と複数本の導波器とを有し、八木形アンテナを構成している。
【００１４】
放射器２は、２本の放射素子２ａ、２ｂを有している。これら放射素子２ａ、２ｂは、直線状の導電性のものであって、これらが同一直線上に位置するように筐体６に取り付けられている。これら放射素子２ａ、２ｂの筐体６内の端部が、給電部８ａ、８ｂである。放射器４も、２本の放射素子４ａ、４ｂを有している。これら放射素子４ａ、４ｂは、放射素子２ａ、２ｂとは、それぞれ長さが異なり、放射素子２ａ、２ｂとそれぞれ平行に、筐体６に取り付けられている。放射素子４ａ、４ｂの筐体６内の端部が給電部１０ａ、１０ｂである。
【００１５】
同一側にある給電部８ａ、１０ａは、接続板１２によって互いに電気的に結合され、同様に同一側にある給電部８ｂ、１０ｂも、接続板１４によって電気的に結合されている。これら接続板１２、１４は、筐体６内に互いに平行に配置され、それらの端部に放射素子２ａ、２ｂ、４ａ、４ｂとの接続用タブ１２ａ、１２ｂ、１４ａ、１４ｂを有している。
【００１６】
筐体６内には、放射器２、４を不平衡線路、例えば同軸ケーブルに接続するための固定金具１６が取り付けられている。この固定金具１６は、放射器２、４の間の放射素子２ｂ、４ｂ側にあり、同軸ケーブルの外部導体が固定される外部導体固定部１６ａと、同軸ケーブルの中心導体が固定される中心導体固定部１６ｂとからなる。
【００１７】
固定金具１６の側方、例えば放射素子２ａ、４ａの間には、整合器１８が配置されている。整合器１８は、筐体６内に設けたボックス部２０内に配置されている。整合器１８は、放射器２、４のインピーダンス、例えば３００Ωを、同軸ケーブルのインピーダンス、例えば７５Ωに変換すると共に、平衡型回路である放射器２、４を、不平衡型回路である同軸ケーブルに接続するための所謂１：４バランで、メガネ型のフェライトコアに巻線を施したもので、放射器２、４に接続される２本のリード線２２、２４と、固定金具１６に接続される２本のリード線２６、２８とを有している。リード線２２、２４は、固定板１２、１４のタブ１２ｂ、１４ｂに接続され、リード線２６、２８は、外部導体固定部１６ａ、中心導体固定部１６ｂに接続されている。
【００１８】
図１に拡大して示すように、整合器１８から導出された直後、例えば整合器１８から約４ｍｍ導出された位置でリード線２２、２４双方に、１つの拘束部材、例えばビニルチューブ３０が挿通されている。このビニルチューブの長さは約８ｍｍである。また、これから離れたリード線２２、２４の部分にもビニルチューブ３２が挿通されている。リード線２２、２４の離れた位置に、ビニルチューブ３０、３２が挿通されているので、ビニルチューブ３０、３２によって被われたリード線２２、２４の部分及びビニルチューブ３０、３２間にあるリード線２２、２４の部分は互いに接触しており、分布容量線路部３４を構成している。この分布容量線路部３４の長さは、例えば４０ｍｍである。なお、符号３６で示すのは、リード線２２、２４が自由に移動することを阻止するための阻止部材、例えばピンで、ビニルチューブ３０、３２の間にあるリード線２２、２４の部分が、このピン３６に接触している。
【００１９】
ビニルチューブ３２から先のリード線２２、２４は、離れた位置にそれぞれ設けられている支持部材、例えばピン３８、４０によって両者の間隔をあけられて、接続用タブ１２ｂ、１４ｂにそれぞれ接続されている。これらピン３８、４０の間隔は約１０ｍｍであり、これらピン３８、４０の間にあるリード線２２、２４の部分が最も間隔が開いている。これらリード線２２、２４の間隔が広いので、両者の間にはごくわずかな容量しか存在せず、それぞれ誘導性線路として機能する。即ち、この部分は誘導性線路部４２である。この誘導線線路部４２の長さは、例えば約２２ｍｍに選択されている。即ち、分布容量線路部３４の誘導性線路部４２に対する長さの比は、約１．８（＝４０／２２）である。
【００２０】
また、整合器１８の不平衡側のリード線２６、２８の整合器１８から導出直後の部分にも、ビニルチューブ４４が挿通されている。リード線２６は外部導体固定部１６ａに接続され、リード線２８は、中心導体固定部１６ｂに接続され、それらの長さは約１６ｍｍの長さで、ビニルチューブ４４は約１２ｍｍの長さである。このビニルチューブ４４での拘束によって、不平衡側にも分布容量線路部４６が形成されている。図示していないが、中心導体固定部１６ｂと外部導体固定部１６ａとの間には約１．５ｐＦのコンデンサが接続されている。
【００２１】
図３に、このＵＨＦ帯テレビジョン放送受信用アンテナの放射器２、４付近の等価回路図を示す。即ち、放射器２、４の放射素子２ａ、４ａが接続板１２によって接続され、放射素子２ｂ、４ｂが接続板１４によって接続されている。接続板１２、１４の接続用タブ１２ｂ、１４ｂが、誘導線路部４２のリアクタンス４２ａ、４２ｂを介して整合器１８の平衡側に接続され、この平衡側の両端間に、分布容量線路３４に基づく容量３４ａが接続されている。整合器１８の不平衡側間には、分布容量線路４６に基づく容量４６ａが接続されている。
【００２２】
このように整合器１８の不平衡側にリアクタンス４２ａ、４２ｂ及び容量３４ａを設けているので、ＵＨＦ帯テレビジョン放送用周波数帯の低い周波数帯において、利得及び定在波比が改善される。しかも、この改善は、リード線２２、２４にチューブ３０、３２を挿通したり、ピン３８、４０にリード線２２、２４を引っかけるという簡単な作業によって行うことができ、金属板の打ち抜き等の加工を行ってインダクタンス要素を構成し、さらに、このインダクタンス要素を取り付けるというような面倒な作業が全く不要である。
【００２３】
上記のような放射器２、４において、分布容量線路部３４の長さを固定し、誘導性線路部４２の長さを異ならせた場合の利得及び定在波比対周波数特性を図４に示す。ここでは、分布容量線路部３４の長さを４０ｍｍとし、これに対応して誘導性線路部４２の長さを８、１５、２５、３５、４５と変化させた。誘導性線路部４２の長さが８ｍｍでは、ＵＨＦ帯テレビジョン放送の周波数帯の低い周波数帯で、利得が最も小さく、また定在波比も最も悪い。誘導性線路部４２の長さが４５ｍｍの場合には、低い周波数帯では利得は他のものと殆ど同じであるが、定在波比がほぼ２に近く、好ましくない。そこで、分布容量線路部３４の誘導性線路部４２に対する長さの比は、１．１（４０／３５）乃至２．７（４０／１５）程度とすることが望ましい。特に、この比を１．６（４０／２５）とした場合、低い周波数帯において定在波比も利得も良好であるので、これが最も望ましい。図５は、この放射器２、４を用いた１４素子の八木形アンテナにおいて、図４と同様に誘導線路部の長さを変化させた場合の利得及び定在波比対周波数特性を示したもので、これからも上記と同様なことが言える。
【００２４】
図６は、放射器２、４において、分布容量線部３４と誘導性線路部４２の長さを、９０ｍｍと６０ｍｍ（比率１．５）、７５ｍｍと５０ｍｍ（比率１．５）、６０ｍｍと４０ｍｍ（比率１．５）、４５ｍｍと３０ｍｍ（比率１．５）、３５ｍｍと２０ｍｍ（比率１．７５）、１０ｍｍと０ｍｍのように変化させた場合の利得及び定在波比対周波数特性を示したもので、分布容量線路部３４の長さが９０ｍｍで、誘導性線路部４２の長さが６０ｍｍの場合には、高い周波数帯において定在波比が悪化し、かつ利得も低下するし、分布容量線路部３４の長さが１０ｍｍで、誘導性線路部４２が０ｍｍの場合では、低い周波数帯及び高い周波数帯において利得の低下及び定在波比の悪化が生じる。従って、分布容量線路部３４の長さは７５ｍｍ乃至３５ｍｍで、誘導性線路部４２の長さは５０ｍｍ乃至２０ｍｍとすることが望ましい。図７は、放射器２、４を含む１４素子のＵＨＦ帯テレビジョン放送受信用の八木形アンテナにおいて、図５と同様に分布容量線路部３４及び誘導性線路部４２の長さを変化させた場合における利得及び定在波比対周波数特性図を示したもので、１４素子の場合でも、図５の場合とほぼ同様の結果が得られる。なお、各周波数特性図において、符号の末尾に符号Ｇを付してあるのが利得対周波数特性図であり、符号の末尾に符号Ｖを付してあるのが定在波比対周波数特性図である。
【００２５】
このように分布容量線路部３４及び誘導性線路部４２の長さを適切に選択することによって、ＵＨＦ帯テレビジョン放送の周波数帯における全帯域において、良好な利得及び定在波比を得ることができ、地上波デジタル放送においてＵＨＦ帯テレビジョン放送の周波数帯の低い周波数帯が使用されても、良好に地上波デジタル放送を受信することが可能となる。
【００２６】
上記の実施の形態では、２組の放射器２、４を使用したが、場合によっては１組の放射器のみを使用することもできる。また、固定金具１６としては、接栓を使用することもできる。上記の実施の形態では、支持部材として別個に形成したピン３８、４０を使用したが、これに代えて、例えばリード線２２、２４が挿通される溝を間隔をあけて形成した部材を使用することもできる。また、上記の実施の形態では、接続用タブ１２ｂにリード線２２を接続し、接続用タブ１４ｂにリード線２４を接続したが、逆に接続用タブ１２ｂにリード線２４を接続し、接続用タブ１４ｂにリード線２２を接続することも可能である。接続用タブ１２ｂ側にリード線２２を接続し、接続用タブ１４ｂにリード線２４を接続した場合と、逆に接続用タブ１２ｂにリード線２４を接続し、接続用タブ１４ｂにリード線２２を接続した場合とで、得られる特性に相違があることがあり、どちらか良好な特性が得られる接続を使用することができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によるＵＨＦ帯テレビジョン放送受信用アンテナでは、ＵＨＦ帯テレビジョン放送の周波数帯の全帯域において良好な利得と定在波比が得られ、しかも、製造が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施形態のＵＨＦ帯テレビジョン放送受信用アンテナにおける放射器近辺の拡大図である。
【図２】図１のアンテナの放射器近辺を示す部分省略平面図である。
【図３】図１のアンテナの放射器近辺の等価回路図である。
【図４】図１のアンテナの放射器において、分布容量線路部の長さを固定し、誘導性線路部の長さを異ならせた場合の利得及び定在波比対周波数特性図である。
【図５】図１の放射器を使用したアンテナにおいて、分布容量線路部の長さを固定し、誘導性線路部の長さを異ならせた場合の利得及び定在波比対周波数特性図である。
【図６】図１のアンテナの放射器において、分布容量線路部の長さ及び誘導性線路部の長さを変化させた場合の利得及び定在波比対周波数特性図である。
【図７】図１の放射器を使用したアンテナにおいて、分布容量線路部の長さ及び誘導性線路部の長さを変化させた場合の利得及び定在波比対周波数特性図である。
【符号の説明】
２４放射器
１６固定金具
１８整合器
２２２４リード線
３４分布容量線路部
４２誘導性線路部

Claims

ＵＨＦ帯テレビジョン放送の全周波数帯用の放射器と、
同軸ケーブルの外部導体と、中心導体とに、電気的及び機械的に接続される固定金具と、
前記放射器の給電点と前記固定金具との間に設けられており、前記放射器及び前記同軸ケーブルのインピーダンス変換と、平衡及び不平衡の変換とを、行う整合器とを、
具備し、前記整合器の前記放射器側の２本のリード線を、互いに接近させた分布容量線路部と、互いが離れた誘導性線路部とによって構成したＵＨＦ帯テレビジョン放送受信用アンテナ。
請求項１記載のＵＨＦ帯テレビジョン放送受信用アンテナにおいて、前記分布容量線路部の前記誘導性線路部に対する比が、約２．７乃至１．１であるＵＨＦ帯テレビジョン放送受信用アンテナ。
請求項２記載のＵＨＦ帯テレビジョン放送受信用アンテナにおいて、前記分布容量線路部の長さが３５ｍｍ乃至７５ｍｍであり、前記誘導性線路部の長さが２０ｍｍ乃至５０ｍｍであるＵＨＦ帯テレビジョン放送受信用アンテナ。
請求項１記載のＵＨＦ帯テレビジョン放送受信用アンテナにおいて、前記２本のリード線の一部に沿って間隔をおいて拘束部材を挿通することによって前記分布容量線路部を形成し、前記２本のリード線の残りの部分を支持部材に接触させることによって、前記２本のリード線の残りの部分間の間隔をあけて前記誘導性線路部を形成したＵＨＦ帯テレビジョン放送受信用アンテナ。
請求項１記載のＵＨＦ帯テレビジョン放送受信用アンテナにおいて、前記整合器の固定金具側のリード線を互いに接近させて分布容量線路部を構成したＵＨＦ帯テレビジョン放送受信用アンテナ。