JP4005490B2

JP4005490B2 - ホイップアンテナ

Info

Publication number: JP4005490B2
Application number: JP2002356979A
Authority: JP
Inventors: 静憲藤田; 智晴鈴木
Original assignee: Yagi Antenna Co Ltd
Current assignee: Yagi Antenna Co Ltd
Priority date: 2002-12-09
Filing date: 2002-12-09
Publication date: 2007-11-07
Anticipated expiration: 2022-12-09
Also published as: JP2004193774A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＶＨＦ帯、ＵＨＦ帯で使用されるホイップアンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ホイップアンテナは、自動車のルーフトップなどに取り付けられ、基地局とのデータ通信用として使用されている。すなわち、ホイップアンテナは、一般にλ（波長）／４の長さを有し、ＶＨＦ帯、ＵＨＦ帯における垂直偏波用アンテナとして、例えば警察、消防、タクシー等の移動体通信に使用されている。
【０００３】
上記ホイップアンテナ等の垂直接地形のアンテナとしては、アンテナ素子の途中にローディングコイル（整合素子）を設け、利得を向上したものが知られている（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００４】
ホイップアンテナにおいて、アンテナ素子の途中にローディングコイルを設けたものとしては、従来、図３（ａ）、（ｂ）に示すように構成されている。
【０００５】
図３（ａ）に示したホイップアンテナは、第１アンテナ素子１と、第２のアンテナ素子２との間に別ピースで形成したローディングコイル３を設けたものである。ローディングコイル３は、その内側に誘電体コア４を備えている。また、上記アンテナ素子１、２は、ローディングコイル３側の先端にキャップ状の結合部１ａ、２ａを形成しており、この結合部１ａ、２ａをローディングコイル３に結合させ、半田付け等により電気的に接続している。
【０００６】
また、図３（ｂ）に示したホイップアンテナは、第１及び第２のアンテナ素子１、２とローディングコイル５とを１本の金属棒で形成したものである。
【０００７】
【非特許文献１】
角居洋司、吉村裕光編集「アンテナ・ハンドブック」、ＣＱ出版株式会社発行、１９８５年２月２８日、ｐ．３９０−３９１（センター・ローディング，トップ・ローディングアンテナのローディング・リアクタンスの求め方）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記図３（ａ）に示した構造の従来のホイップアンテナは、部品数が多く組込み時間が掛かると共にコストが高くなるという問題がある。
【０００９】
また、図３（ｂ）に示したようにアンテナ素子１、２及びローディングコイル５を１本の金属棒で形成する構造にすると、ローディングコイル５のばね効果により、車での走行中に受風荷重によってアンテナ素子１、２が曲がり、良好な電気特性が得られなくなるという問題がある。このような問題を解決するため、ローディングコイル５を含むアンテナ素子１、２の線形を太くすると、材料費が高価になってしまう。
【００１０】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、簡単な構造で安価に構成でき、かつ、車両に装着して走行中に受風荷重を受けてもアンテナ素子を安定に保持して良好な電気特性が得られるホイップアンテナを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るホイップアンテナは、第１のアンテナ素子と、前記第１のアンテナ素子の下側に設けられる第２のアンテナ素子と、前記第１のアンテナ素子と第２のアンテナ素子の間に設けられたローディングコイルとからなるアンテナ部と、前記アンテナ部を保持し、該アンテナ部に大きな力が加わったときに曲がるように弾力性が設定されたばね部とを具備し、前記第１、第２のアンテナ素子及びローディングコイルを１本の金属棒で形成すると共に前記ローディングコイルを硬質の誘電体で覆いばね効果をなくしたことを特徴とする。
【００１２】
上記のようにローディングコイルを誘電体で覆ってばね効果をなくすように構成することにより、例えば車両のルーフトップに取り付けて走行した際、受風荷重を受けてもアンテナが曲がることはなく、安定した良好な電気特性を得ることができる。また、第１のアンテナ素子、第２のアンテナ素子及びローディングコイルは、１本の細い金属棒を用いて構成でき、簡単な構造でコストの低下を図ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
【００１４】
図１（ａ）は本発明の一実施形態に係るホイップアンテナの構成を示す正面図、同図（ｂ）は同底面図である。図１において、１１は底面が開口の円筒状の基台で、この基台１１の下部内側にヨーク１２がネジ等により固定され、このヨーク１２に円板状のマグネット１３が例えば接着材等により固着される。上記マグネット１３には、中央部に円状の穴１４が形成されている。
【００１５】
上記基台１１には、上部中央にアンテナ基部１５が装着される。このアンテナ基部１５は、図２に示すように給電部１６の外側に絶縁体１７で覆った構成となっている。上記給電部１６は、下側中央にネジ部１８を設けると共に上側中央にネジ部１９を設けており、下側のネジ部１８を基台１１及びヨーク１２の中央に設けられている透孔に挿入し、その突出先端にナット２０を螺着して固定する。
【００１６】
また、給電部１６は、側部にケーブル装着部２１を備えており、このケーブル装着部２１に給電用同軸ケーブル２２装着する。この給電用同軸ケーブル２２の心線は、ケーブル端子（図示せず）により上側のネジ部１９に電気的に接続され、給電用同軸ケーブル２２の外導体は、給電部１６の接地側に接続される。
【００１７】
そして、上記給電部１６の上部のネジ部１９にばね部２３を装着する。上記ばね部２３は、例えばコイルスプリング２４と、このコイルスプリング２４の上側に設けられる第１の素子基部２５と、コイルスプリング２４の下側に設けられる第２の素子基部２６からなり、この第２の素子基部２６にナット２７が装着されている。上記ばね部２３は、給電部１６のネジ部１９にナット２７を螺着して固定する。また、ばね部２３は、コイルスプリング２４の内側に導線に形成された編組線（図示せず）が設けられ、第１の素子基部２５と第２の素子基部２６との間を電気的に接続している。
【００１８】
また、上記第１の素子基部２５は、上側の中心部に孔２８が形成され、この孔２８内にアンテナ部３０が圧入されて保持される。上記ばね部２３は、アンテナ部３０に加わる受風荷重では曲がらず、アンテナ部３０に他の物体が圧接するなど、大きな力が加わったときに曲がるようにコイルスプリング２４の弾性力が設定される。
【００１９】
上記アンテナ部３０は、長さが約１／２λの第１のアンテナ素子３１と長さが約１／８λの第２のアンテナ素子３２との間に、ローディングコイル部３３を設けた構成となっている。上記ローディングコイル部３３は、約半波長（位相約１８０°）のローディングコイル３４を誘電体例えば硬質の合成樹脂３５で一体成形してばね効果をなくすように構成している。この場合、合成樹脂３５は、ローディングコイル３４の外側だけを覆っても、或いはローディングコイル３４の中心部まで充填しても良い。また、上記第１のアンテナ素子３１、第２のアンテナ素子３２及びローディングコイル３４は、例えば線径が約２ｍｍ位のステンレスを用いた１本の金属棒で構成している。
【００２０】
上記のように構成されたホイップアンテナは、例えば車両のルーフトップにマグネット１３の磁力を利用して装着する。そして、給電用同軸ケーブル２２から給電部１６及びばね部２３を介してアンテナ部３０に給電される。
【００２１】
上記ホイップアンテナは、１本の金属棒で第１のアンテナ素子３１、第２のアンテナ素子３２及びローディングコイル３４を形成すると共に、ローディングコイル３４を合成樹脂３５で覆って、ばね効果をなくすように構成しているので、車両の走行中に受風荷重を受けてもアンテナ部３０が曲がることはなく、安定した良好な電気特性を得ることができる。従って、アンテナ部３０を構成する第１のアンテナ素子３１、第２のアンテナ素子３２及びローディングコイル３４は、線径が約２ｍｍ程度の１本の細い金属棒を用いて構成でき、素子の線径を太くする必要がないと共に簡単な構造でコストの低下を図ることができる。
【００２２】
また、第１のアンテナ素子３１と第２のアンテナ素子３２との間にローディングコイル部３３を設けることにより、１／４λのホイップアンテナに比較して高利得のビームを放射することができる。
【００２３】
また、車両が例えば線路下の高さ制限のあるガード等を通行する際に、アンテナ部３０がガードの天井部位に当たるような場合には、ばね部２３が曲がるので、アンテナの損傷を防止することができる。
【００２４】
上記ホイップアンテナは、約１５０ＭＨｚ〜８００ＭＨｚの周波数帯で、垂直偏波用として使用される。
【００２５】
なお、上記実施形態では、基台１１の下側にマグネット１３を設け、このマグネット１３の磁力を利用して車両のルーフトップに取り付けるようにしたが、マグネット１３の代わりに取り付け金具を設けて他の物体に取り付けるようにしても良い。
【００２６】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明によれば、第１のアンテナ素子と第２のアンテナ素子との間にローディングコイルを形成すると共に、該ローディングコイルを誘電体で覆ってばね効果を無くすように構成することにより、車両の走行中に受風荷重を受けてもアンテナ部が曲がることはなく、安定した良好な電気特性を得ることができる。また、アンテナ部を構成する第１のアンテナ素子、第２のアンテナ素子及びローディングコイルは、１本の細い金属棒を用いて構成でき、簡単な構造でコストの低下を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の一実施形態に係るホイップアンテナの構成を示す正面図、（ｂ）は同底面図。
【図２】同実施形態におけるアンテナ基部の詳細を示す断面図。
【図３】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ従来のローディングコイルを備えたホイップアンテナの構成例を示す図。
【符号の説明】
１１…基台
１２…ヨーク
１３…マグネット
１４…穴
１５…アンテナ基部
１６…給電部
１７…絶縁体
１８、１９…ネジ部
２０…ナット
２１…ケーブル装着部
２２…給電用同軸ケーブル
２３…ばね部
２４…コイルスプリング
２５…第１の素子基部
２６…第２の素子基部
２７…ナット
２８…孔
３０…アンテナ部
３１…第１のアンテナ素子
３２…第２のアンテナ素子
３３…ローディングコイル部
３４…ローディングコイル
３５…合成樹脂

Claims

第１のアンテナ素子と、前記第１のアンテナ素子の下側に設けられる第２のアンテナ素子と、前記第１のアンテナ素子と第２のアンテナ素子の間に設けられたローディングコイルとからなるアンテナ部と、
前記アンテナ部を保持し、該アンテナ部に大きな力が加わったときに曲がるように弾力性が設定されたばね部とを具備し、
前記第１、第２のアンテナ素子及びローディングコイルを１本の金属棒で形成すると共に前記ローディングコイルを硬質の誘電体で覆いばね効果をなくしたことを特徴とするホイップアンテナ。
基台と、この基台上に設けられる給電部を備えたアンテナ基部と、前記アンテナ基部上に設けられるばね部と、前記ばね部に保持され、前記給電部より前記ばね部を介して給電されるアンテナ部とを具備し、
前記ばね部は、前記アンテナ部に大きな力が加わったときに曲がるように弾力性を設定し、
前記アンテナ部は、第１のアンテナ素子と、前記第１のアンテナ素子の下側に設けられる第２のアンテナ素子と、前記第１のアンテナ素子と第２のアンテナ素子の間に設けられたローディングコイルとからなり、前記第１、第２のアンテナ素子及びローディングコイルを１本の金属棒で形成すると共に前記ローディングコイルを硬質の誘電体で覆いばね効果をなくしたことを特徴とするホイップアンテナ。
前記第１のアンテナ素子の長さを約１／２λ、第２のアンテナ素子の長さを約１／８λに設定したことを特徴とする請求項１又は２に記載のホイップアンテナ。