JP4246363B2

JP4246363B2 - Ｕｈｆアンテナ

Info

Publication number: JP4246363B2
Application number: JP2000270665A
Authority: JP
Inventors: 寛至松原; 徹坂本
Original assignee: Maspro Denkoh Corp
Current assignee: Maspro Denkoh Corp
Priority date: 2000-09-06
Filing date: 2000-09-06
Publication date: 2009-04-02
Anticipated expiration: 2020-09-06
Also published as: JP2002084131A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地上波放送を送受信するアンテナに関し、特にＵＨＦ周波数帯の地上デジタル放送を受信するＵＨＦアンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＵＨＦテレビ電波を受信する地上放送受信アンテナとしては、棒状の給電素子に平行に、前方に導波器、後方に反射器を設けた八木・宇田式アンテナが広く利用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
２００３年に放送開始が予定されている地上デジタル放送は、周波数帯が４７０ＭＨｚ〜６９０ＭＨｚであり、従来のアナログ放送のＵＨＦ周波数帯と同一のであるにも拘わらず、アナログ信号のように電波の強度に応じて受信状態が変化することがなく、受信さえできれば鮮明な映像を提供できるため、受信アンテナはある一定レベルの電波を受信できればよい。そのため、従来のアンテナに比べて小型で扱いやすい形状のアンテナが期待されている。
【０００４】
しかし、上記八木・宇田式アンテナは、受信波長で決まる各素子の長さや形状等を大きく変更することはできず、相変わらず細長い棒状導体を複数使用しなければならないし、特に受信電波方向である前後方向が長く大きなものとなっている。また、素子数も多いため組み立てが面倒であり、各素子の端部が尖っているため取り扱い難い。そのため、設置作業も面倒であり、風圧荷重も大きく台風等で破損することが多かった。
【０００５】
そのため、本発明は上記問題点に鑑み、小型で組み立てが容易であって、突起部位が無く扱いやすいＵＨＦアンテナを提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明者は小型化が可能なスロットアンテナに注目し、地上波放送、特に地上デジタル放送の受信に利用できないか実験を重ねた結果、良好な特性を有するアンテナを得るに至ったものである。
【０００７】
そこで、請求項１の発明は、縦長の略半円筒形状で背部が開放された放射導体と、該放射導体と同一中心軸を有し、放射導体を後方から覆うよう配置された前部が開放された略半円筒形状の反射導体とから成るＵＨＦアンテナであって、前記放射導体は、正面に上下に伸びた開口窓を少なくとも１つ有し、該開口窓の中心部左右壁部に給電点を設けたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、反射導体は、放射導体の開口窓と対向する背部に上下伸びた開口窓を有することを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、受信或いは送信波長をλとすると、放射導体の円周方向の長さが０．１λ〜０．３λ、曲率半径が０．１λ〜０．１５λであり、反射導体の円周方向の長さが０．３λ〜０．５λ、曲率半径が０．２５λ〜０．５λであることを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れかの発明において、放射導体は、同一中心軸を有する上下２個の半円筒導体から成り、夫々の正面中央に上下に伸びた開口窓を有することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係るＵＨＦアンテナの一例を示す斜視説明図であり、曲率の異なる半円筒形状の２個の導体板をその中心軸Ｍが一致するように互いに向き合わせて形成されている。
【００１２】
放射導体１は、電波を放射或いは受信する放射器であり、樹脂製の略半円筒形状の誘電体支持材１ｂの前面全体にシート状の導体板１ａを貼着して形成され、支持材１ｂは背部が中心軸に平行に切り取られて開放されている。そして前面側中央である正面位置に、導体板１ａを削除した縦長の窓３が形成され、その窓３の中央部左右壁面には給電点４が設けられている。各部の寸法の一例を示すと、例えば円筒状の放射導体を広げた状態で幅Ｗ１が１２０ｍｍ、高さＨ１が３００ｍｍであり、円筒の直径Ｄ１は５５ｍｍ（曲率半径は２７．５ｍｍ）である。また窓の長さＬ１が２２０ｍｍ、幅Ｌ２が１０ｍｍである。
【００１３】
尚、これらの寸法は受信或いは送信周波数をλとすると、幅Ｗ１を０．１λ〜０．３λ、高さＨ１を０．４５λ〜０．９λ、円筒直径Ｄ１を０．２λ〜０．３λ、窓の長さＬ１を０．３λ〜０．６λ、窓の幅Ｌ２を０．０１λ〜０．１λとすると良い。また、ここではλを４７０ＭＨｚ〜６９０ＭＨｚとして寸法を示している。
【００１４】
反射導体２は、放射導体１の開放された背部を後方から覆うように、前部を開放して形成した樹脂製の誘電体支持材２ｂの背面全体をシート状の導体板２ａを貼着して形成され、寸法の一例を示すと、幅Ｗ２が２２０ｍｍ、高さＨ２が３００ｍｍの四角形導体板２ａを、直径Ｄ２が１５０ｍｍ（曲率半径は７５ｍｍ）の樹脂製半円筒体２ｂの背面全体に導体板２ａを貼着して形成されている。尚、この反射導体２の寸法は、幅Ｗ２を０．３λ〜０．５λ、高さＨ２を０．４５λ〜０．９λ、直径Ｄ２を０．５λ〜１．０λとすると良い。また、反射導体の高さＨ２を放射導体の高さＨ１と同一寸法としているが同一でなくとも良い。
このように形成したアンテナは、突起部のない縦長の略円筒形状となるため、小型であり取付場所を選ばずベランダ等に容易に設置でき、方向調整もし易く扱いやすい。また、突起部位が無く組み立てが容易であるし、風圧荷重も小さくできる。
【００１５】
放射導体１及び反射導体２の作成は、図１では窓３を打ち抜き形成したシート状の導電性板体を所定の曲率に折り曲げた誘電体支持材に貼着して形成しているが、アルミ板等の金属板や金属メッシュ板に窓を打ち抜き等で形成して所定の曲率で折り曲げても良いし、夫々の直径の樹脂製円筒体を金属メッキして、放射導体１，反射導体２を直接形成することもできる。尚、放射導体１と反射導体２の間に誘電体を介在させることで双方の間隔を小さくすることができる。
【００１６】
上記図１のアンテナの特性を図２〜図５に示す。図２（ａ）は動作利得、図２（ｂ）は定在波比、図２（ｃ）は前後比の各周波数特性を示し、また図３は４７０ＭＨｚでの水平偏波水平面指向性能図、図４は５６０ＭＨｚでの水平偏波水平面指向性能図、図５は６８０ＭＨｚでの水平偏波水平面指向性能図を示している。これらの特性図に示すように、図１のアンテナは、４７０ＭＨｚ〜６９０ＭＨＺにおいて良好な特性を有していることがわかる。
【００１７】
図６は本発明の他の形態を示している。図示するように放射導体１は上記図１と同一形状であるが、中心軸Ｍに対して放射導体１の窓３に対向する位置となる反射導体７の中央、即ち導体板２ａの中央に、縦長の窓８を上下２箇所に打ち抜き形成してある。
この場合の特性を図７〜図１０に示す。図７（ａ）は動作利得、図７（ｂ）は定在波比、図７（ｃ）は前後比の各周波数特性を示し、図８は４７０ＭＨｚでの水平偏波水平面指向性能図、図９は５６０ＭＨｚでの水平偏波水平面指向性能図、図１０は６８０ＭＨｚでの水平偏波水平面指向性能図を示している
このように、反射導体に窓を設けても良く、そうすることで指向性を鋭くすることができる。
【００１８】
また、このアンテナの水平偏波垂直面指向性能図を図１１に、八木・宇田式アンテナの代表的水平偏波垂直面指向性能図を図１４に示す。この性能図から垂直面指向性が八木・宇田式アンテナに比べて向上していることがわかる。
【００１９】
図１２は本発明の他の形態を示すアンテナの斜視説明図である。１０は放射導体、１１は反射導体であり、放射導体１０や反射導体１１の幅や曲率は上記図１の構成と同一であるが、高さＨ３を図１のアンテナの略２倍として、放射導体１０に上下２箇所に窓３を設け、夫々の中央部に給電点４を設けてある。
このように、上下方向が長くなるだけで前後或いは左右方向を拡大することがなく、設置スペースが広くなる事無く実質２個のアンテナを設けることもでき、アンテナ特性を向上させることができる。
尚、このように放射導体をアレー状に形成する場合は、図１３の斜視説明図に示すように各放射導体１３を完全に分離して形成しても良い。
【００２０】
図１５から図１８は上記アンテナを具体的に設置した状態を示している。図１５は建築物の壁面等に取り付けた状態を示し、アンテナ２０の背面に取付用治具２１を装着することで壁面に容易に取り付けできる。また、アンテナ２０の底部に棒状の治具２２を装着すれば、図１６に示すように軒先に設置することもできる。更に、アンテナ２０の上部に軒下取付治具２３を装着すれば、図１７に示すように軒下に取り付けることも容易であるし、ベランダ等にパラボラアンテナ２５が設置されていれば、その取付ポール２４を利用して図１８に示すようにアンテナ２０を取り付けても良い。
このように、本発明のアンテナは突出部位が無く小型であるため、取付場所を選ばず、設置し易い場所に容易に取り付けることができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１，３の発明によれば、小型であるので取付場所を選ばずベランダや軒下等に容易に設置でき、方向調整もし易く扱いやすい。また、突起部位が無く組み立てが容易であるし、風圧荷重も小さい。更に、垂直面の指向性も鋭い。
【００２２】
請求項２の発明によれば、請求項１の効果に加えて指向性を鋭くできる。また、請求項４の発明によれば、請求項１乃至３の何れかの効果に加えて、アンテナの特性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示すＵＨＦアンテナの斜視説明図である。
【図２】（ａ）は図１のアンテナの動作利得特性図であり、（ｂ）は定在波比特性図であり、（ｃ）は前後比特性図である。
【図３】図１のアンテナの４７０ＭＨｚでの水平偏波水平面指向性能図である。
【図４】図１のアンテナの５６０ＭＨｚでの水平偏波水平面指向性能図である。
【図５】図１のアンテナの６８０ＭＨｚでの水平偏波水平面指向性能図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態を示す斜視説明図である。
【図７】（ａ）は図６のアンテナの動作利得特性図であり、（ｂ）は定在波比特性図であり、（ｃ）は前後比特性図である。
【図８】図６のアンテナの４７０ＭＨｚでの水平偏波水平面指向性能図である。
【図９】図６のアンテナの５６０ＭＨｚでの水平偏波水平面指向性能図である。
【図１０】図６のアンテナの６８０ＭＨｚでの水平偏波水平面指向性能図である。
【図１１】図６のアンテナの水平偏波垂直面指向性能図である。
【図１２】本発明の第３の実施の形態を示す斜視説明図である。
【図１３】本発明の他の実施の形態を示す斜視説明図である。
【図１４】八木・宇田式アンテナの水平偏波垂直面指向性能図である。
【図１５】本発明のアンテナを壁面に取り付けた状態を示す外観図である。
【図１６】本発明のアンテナを軒先に取り付けた状態を示す外観図である。
【図１７】本発明のアンテナを軒下に取り付けた状態を示す外観図である。
【図１８】本発明のアンテナをパラボラアンテナ取付ポールに装着した状態を示す側面図である。
【符号の説明】
１・・放射導体、１ａ・・導体板、２・・反射板、２ａ・・導体板、３・・窓、４・・給電点、７・・反射導体、８・・窓、１０・・放射導体、１１・・反射導体、１３・・放射導体。

Claims

縦長の略半円筒形状で背部が開放された放射導体と、該放射導体と同一中心軸を有し、放射導体を後方から覆うよう配置された前部が開放された略半円筒形状の反射導体とから成るＵＨＦアンテナであって、
前記放射導体は、正面に上下に伸びた開口窓を少なくとも１つ有し、該開口窓の中心部左右壁部に給電点を設けたことを特徴とするＵＨＦアンテナ。
反射導体は、放射導体の開口窓と対向する背部に上下伸びた開口窓を有する請求項１記載のＵＨＦアンテナ。
受信或いは送信波長をλとすると、放射導体の円周方向の長さが０．１λ〜０．３λ、曲率半径が０．１λ〜０．１５λであり、反射導体の円周方向の長さが０．３λ〜０．５λ、曲率半径が０．２５λ〜０．５λである請求項１又は２記載のＵＨＦアンテナ。
放射導体は、同一中心軸を有する上下２個の半円筒導体から成り、夫々の正面中央に上下に伸びた開口窓を有する請求項１乃至３の何れかに記載のＵＨＦアンテナ。