JP4188888B2 - 八木・宇田式アンテナ装置 - Google Patents
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Description
また,妨害波信号の影響を軽減する方法として,素子数の多いアンテナを使用して指向性を鋭くする方法がとられていた。(例えば,特許文献2参照)。
少なくとも前記放射器を構成する第一のアンテナ素子の両端に,それぞれ,当該第一のアンテナ素子との間でなす角度が140度〜160度または200度〜220度となるよう,第一の移相器および第二の移相器を介して,妨害波受信用の第二のアンテナ素子および第三のアンテナ素子を延設し,
前記第二のアンテナ素子および前記第三のアンテナ素子にて受信される妨害波信号が,それぞれ,前記第一のアンテナ素子にて希望波信号と共に受信される妨害波信号とほぼ同レベルとなるよう,前記第二のアンテナ素子および前記第三のアンテナ素子の長さを,前記第一のアンテナ素子の長さよりも短くし,
前記第二のアンテナ素子および前記第三のアンテナ素子にて受信された妨害波信号が,それぞれ,前記第一のアンテナ素子にて受信された妨害波信号と逆位相となるよう,前記第一の移相器および前記第二の移相器の移相量を設定すると共に,
前記反射器に第二の給電部を設け,該第二の給電部を前記第一の給電部に接続してなることを特徴とする。
そして,この第二アンテナ素子および第三アンテナ素子にて受信される妨害波信号が,それぞれ,第一のアンテナ素子にて希望波信号と共に受信される妨害波信号とほぼ同レベルとなるように,第二のアンテナ素子および第三のアンテナ素子の長さが,第一のアンテナ素子の長さよりも短くなっている。
また,第一の移相器および第二の移相器の移相量は,それぞれ,第二のアンテナ素子および第三のアンテナ素子にて受信された妨害波信号が第一のアンテナ素子にて受信された妨害波信号と逆位相となるように設定されている。
このため,請求項1に記載の八木・宇田式アンテナ装置によれば,放射器を構成する第一のアンテナ素子と,これに接続される第二のアンテナ素子および第三のアンテナ素子とにより,指向特性のメインロープを絞り,サイドローブを小さくすることができる。
よって,本発明によれば,一つのアンテナでもって鋭い指向性を実現でき,妨害波信号の影響を軽減できると共に,小型で,広い設置場所を必要とせず,設置工事が容易な八木・宇田式アンテナ装置を提供することができる。
また,本発明の八木・宇田式アンテナ装置においては,放射器だけでなく,反射器にも給電部(第二の給電部)が設けられており,しかも,この第二の給電部が第一の給電部に接続されることから,当該アンテナ装置の前後比を大きくすることができる。
放射器6,導波器7はそれぞれ第一のアンテナ素子6a・7a,第二のアンテナ素子6b・7b,第三のアンテナ素子6c・7cで構成されている。なお,70は導波器であり第一のアンテナ素子70aのみで構成されている。
8は第一の移相器,9は第二の移相器である。また,60は第一の給電部,50は第二の給電部である。
そして第一のアンテナ素子6aは希望波信号Dの放射器として動作するようにその長さL1は受信する電波の波長の約2分の1に設定してある。また,第一のアンテナ素子6aは希望波信号Dの到来方向に対してほぼ直交する方向で希望波信号Dの偏波面と一致する状態で備えさせてある。
減衰係数とは,第一のアンテナ素子6aで受信した妨害波信号U1に対する受信電力と,上記第二のアンテナ素子6bの位置に上記第一のアンテナ素子6aと同じ長さL1のアンテナ素子で受信した妨害波信号U1に対する受信電力との比を表したものである。換言すると,上記第一のアンテナ素子6aで妨害波信号U1を受信する場合,上記第一のアンテナ素子6aは希望波信号に対して直交する位置に設置されているため,妨害波信号に対しては最高感度で受信できなくなる。一方,上記第二のアンテナ素子6bは妨害波信号の到来方向に対して直交する位置に設置されているため最大感度で受信することになる。このレベル差を補正するために上記第二のアンテナ素子6bの長さL2は,第一のアンテナ素子6aの長さL1より短くなるように設定しているのである。θ1は希望波信号Dの到来方向に対する妨害波信号U1の到来方向を示す角度である。また,ほぼ同一平面とはマイナス20度〜プラス20度程度の範囲を指す。
まず,第一の移相器8aは上記第二のアンテナ素子6bで受信した妨害波信号U1に対する受信電力の位相を調整するためのものであり,上記第一のアンテナ素子6aで受信した妨害波信号U1に対する受信電力の位相と逆位相すなわち位相差が180度になるように調整している。
また,第二の移相器9aは上記第三のアンテナ素子6cで受信した妨害波信号U2に対する受信電力の位相を調整するためのものであり,上記第一のアンテナ素子6aで受信した妨害波信号U2に対する受信電力の位相と逆位相すなわち位相差が180度になるように調整している。
八木・宇田式アンテナ装置1の第一の給電部60には八木・宇田式アンテナ装置1で受信したテレビ信号を端末機器としてのテレビ受像機まで伝送するための伝送線(本実施例では同軸ケーブル)が接続されている。
希望波信号Dは第一のアンテナ素子7aで第一のアンテナ素子6aに導波されると共に,第一のアンテナ素子5aで第一のアンテナ素子6aに反射され,第一のアンテナ素子6aで受信する。受信した希望波信号Dは第一のアンテナ素子6aに備えた第一の給電部60を介して,上記テレビ受像機まで伝送され,当該テレビ受像機から映像及び音声が出力される。
また,妨害波信号U2は,第一のアンテナ素子7aで受信されると共に,第三のアンテナ素子7cでも受信され,第一のアンテナ素子7aと第三のアンテナ素子7cの間に設けた移相器9bの働きにより相互に合成されて,妨害波信号は除去され放射器には導波されないようになっている。また,放射器6も同様に構成されているので,妨害波信号U2は放射器6に設けた第一の給電部60からは出力されないようになっている。
図3(B)は図3(A)と同一の素子数における本発明の八木・宇田式アンテナ装置1の指向特性を示している。図からわかるように,半値角度θ4は本実施例では45度であった。
このようにアンテナの全長を長くすることなく指向特性を急峻にすることが可能となる。換言すると,同一の指向特性を得る場合,アンテナの素子数を減らすことが可能となり,電波到来方向のアンテナの長さを短くできる。
また,放射器6と反射器5を電気的に接続し,反射器5にも給電するようにしたので,アンテナ装置1の前後比(アンテナ装置の前方から到来する電波を受信するメインビームの感度と,メインビームとは逆方向,すなわち,後方から到来する妨害電波を受信する感度の比を示したもので,この値は大きいほど良いアンテナといえる。)が改善されている。
本実施例のアンテナ装置1では図3(B)に示すように,図3(A)の従来のアンテナ装置の前後比(F1/B1)に比べて,本発明のアンテナ装置1の前後比(F2/B2)の方が大きくなっていることがわかる。
さらに,上記角度θ1およびθ2が140度〜160度(すなわち,前記第二のアンテナ素子および前記第三のアンテナ素子の自由端部が反射器側を向くように設置する)の場合は,導波器のすべてに第2,第3のアンテナ素子を設置した場合であっても,アンテナ装置の電波到来方向のアンテナ装置の長さが長くなることがなく,アンテナ装置の小型化が可能となる。
また,第一の給電部60,第一の給電部50は絶縁材料である合成樹脂材料を用いた防滴ケース内に収納されている。またケースの表面には第1の給電部と第2の給電部を電気的に接続するための接続部が備えられている。また,第一の給電部60のケース表面には出力端子の一部が露出させてあり,伝送線と接続できるようになっている。なお,給電点60a・60bと前記出力端子間には整合器が介在されている。
たとえば,上記実施例では第一のアンテナ素子としてダイポールアンテナを使用した例を示したが,これに限定されるものではなく,たとえばループアンテナや双ループアンテナを使用してもよい。この場合,ダイポールアンテナを使用した放射器6より高いアンテナゲインを得ることができる。
また,本実施例では第二アンテナ素子及び第三アンテナ素子の両方を用いて構成したが妨害波信号が単一方向から到来する場合は当該妨害波信号を除去できる一方のアンテナ素子のみ備えさせてもよい。
また,本実施例では,導波器,放射器に第二アンテナ素子,第三アンテナ素子を備えさせた例を説明したが,少なくとも導波器・放射器のうち,いずれか1つに備えさせてもよい。
Claims (2)
- 第一の給電部を有する放射器と,該放射器を挟んで配置される導波器及び反射器と,を備えた八木・宇田式アンテナ装置において,
少なくとも前記放射器を構成する第一のアンテナ素子の両端に,それぞれ,当該第一のアンテナ素子との間でなす角度が140度〜160度または200度〜220度となるよう,第一の移相器および第二の移相器を介して,妨害波受信用の第二のアンテナ素子および第三のアンテナ素子を延設し,
前記第二のアンテナ素子および前記第三のアンテナ素子にて受信される妨害波信号が,それぞれ,前記第一のアンテナ素子にて希望波信号と共に受信される妨害波信号とほぼ同レベルとなるよう,前記第二のアンテナ素子および前記第三のアンテナ素子の長さを,前記第一のアンテナ素子の長さよりも短くし,
前記第二のアンテナ素子および前記第三のアンテナ素子にて受信された妨害波信号が,それぞれ,前記第一のアンテナ素子にて受信された妨害波信号と逆位相となるよう,前記第一の移相器および前記第二の移相器の移相量を設定すると共に,
前記反射器に第二の給電部を設け,該第二の給電部を前記第一の給電部に接続してなることを特徴とする八木・宇田式アンテナ装置。 - 前記第二のアンテナ素子および前記第三のアンテナ素子は,それぞれ,当該アンテナ素子の自由端部が反射器側を向くよう,前記第一のアンテナ素子の両端に延設されていることを特徴とする請求項1に記載の八木・宇田式アンテナ装置。
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