JP4620559B2 - 室内用及び屋外用アンテナ - Google Patents

Description

本発明は、例えばＵＨＦ帯の地上放送波の受信、通信等に使用される室内用及び屋外用アンテナに関する。

地上デジタル（テレビジョン）放送（ISTB-T：Terrestrial Integrated Services Digital Broadcasting）は、ＵＨＦ帯の電波が使用され、その周波数帯は４７０〜７７０ＭＨｚ（１３〜６２チャンネル）が使用される。また、７７０ＭＨｚの以上の周波数帯においても需要が見込まれている。

ＵＨＦ帯の電波を受信する室内用アンテナとしては、従来、ループアンテナやダイポールアンテナが使用されている（例えば、特許文献１参照。）。このダイポールアンテナは、導体パイプにより構成したもので、広帯域性、高利得性が一般に知られているが、全長が下端周波数の０．５λ（波長）程度必要であり、また、放射特性は単一指向性である。

また、ＵＨＦ帯の電波を受信する屋外用アンテナとしては、八木式アンテナ、反射板付ダイポールアンテナに代表される単一指向性アンテナが使用されており、特定方向の受信に対して良好な受信性能を示している。

しかし、上記屋外用アンテナは、占有面積が大きく、また、単一指向性であるので、到来電波の方向が放送局によって異なる場合には、各到来電波の方向に向けて別個にアンテナを設置する必要がある。

図２１は、到来方向が異なる電波に対応させて２つの八木式アンテナを設置した場合の例を示したものである。
１ａ、１ｂは水平偏波用の八木式アンテナで、アンテナマスト２の頂部に所定の間隔で装着される。この場合、２つの八木式アンテナ１ａ、１ｂは、それぞれ到来電波の方向に向けて設置される。上記八木式アンテナ１ａ、１ｂの給電部３ａ、３ｂには、それぞれ給電ケーブル４ａ、４ｂが接続される。この給電ケーブル４ａ、４ｂは、アンテナマスト２に沿って保持され、該アンテナマスト２の途中に取付けた混合器５に接続される。この混合器５にて八木式アンテナ１ａ、１ｂの受信信号が混合され、出力ケーブル６により家屋内のＴＶ受像機に供給される。なお、上記アンテナマスト２の基部には、このアンテナマスト２を例えば屋根等に固定するための保持部材７が取付けられている。

上記のように単一指向性アンテナの場合、到来電波の方向が放送局によって異なる場合には、複数のアンテナを設置する必要があり、混合器の設置やケーブル配線が複雑になるなど、工事が非常に面倒である。

また、最近では、上記八木式アンテナやダイポールアンテナに代わって、スリット構造を持つ板状放射素子と板状反射素子で構成される広帯域アンテナが使用されるようになってきている（例えば、特許文献２参照。）。

図２２は、従来の広帯域アンテナ１０の構成例を示したもので、（ａ）は一部を断面して示す斜視図、（ｂ）は設置スペース投影面を示す図（平面図）である。上記広帯域アンテナ１０は、スリット構造を有する板状放射素子１１と、その背面に所定の間隔で設けられる板状反射素子１２からなり、樹脂カバー１３内に収納される。そして、図２３に示すように、例えば上記樹脂カバー１３の背面側に取付金具１４が装着され、この取付金具１４が更にベランダ金具１５を介してベランダ１６等に取付けられる。

上記広帯域アンテナ１０は、ＵＨＦ帯の地上デジタル放送を受信でき、広帯域、高利得の特性を有しているが、電界面長さ（横幅）が使用帯域における下端周波数の０．５λ程度必要であり、図２２（ｂ）に示すように投影面積Ｓｂが大きくなる。
特開平７−２４９９２２号公報 意匠登録第１２３５６７４号公報

上記従来の広帯域アンテナ１０は、広帯域に亘って利得や前後比など、安定した電気的特性を有しているが、電界面方向の投影長さが下端周波数の０．５λ程度必要であり、投影面積Ｓｂが大きい。このため設置スペースに余裕がないと設置が困難で、設置の自由度が少ないという問題があった。また、上記広帯域アンテナ１０は、単一指向性であるので、設置した際に、図２３に示すように取付金具１４の部分においてアンテナ本体を回転させ、最良受信状態が得られるよう調整している。図２３において、１７はアンテナ本体を回転させたときの専有面積を示している。従来の広帯域アンテナ１０は、電界面方向の投影長さが０．５λ程度必要であるので、調整時におけるアンテナ回転半径が大きくなり、ベランダ金具１５も大型のものが必要であった。

また、上記広帯域アンテナ１０は、上部投影面積が大きいので、雪が積もり易く、積雪による電気的影響や積雪加重に耐えるためにアンテナ自体の強度を増す必要があった。

また、従来の室内用アンテナは、指向性を有しているので、良好な受信状態を得るためにアンテナ本体を回転させて調整する必要があり、最良受信状態を探すのに時間がかかると共に、テレビ受像機の脇等に設置する場合、最良受信の方向がテレビ受像機の向きと同じにならず、美観を大きく損ねていた。しかも、単一指向性のアンテナは、ある誘電率を持った物体、例えば人などが近付くと大幅に受信レベルが低下するという問題があった。

また、従来の八木式アンテナや広帯域アンテナは、単一指向性を有しているので、到来電波の方向が放送局によって異なる場合には、各到来電波の方向に向けて複数のアンテナを設置する必要があり、設置場所が限られる共に設置費用が高価になるという問題があった。

本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、簡単な構成で小型化が可能であり、設置スペースが狭い場合であっても容易に設置でき、また、複数の方向から電波が到来する場合であっても１つのアンテナで対応でき、且つ屋外、室内用アンテナへの利用が可能な室内用及び屋外用アンテナを提供することを目的とする。

第１の発明に係る室内用アンテナは、基台と、前記基台上に設けられ、１枚の略長方形の金属板を四角形以上の多角形又は円形に折り曲げ形成した垂直方向にスリットを有する板状放射素子からなり、前記スリットの両側近傍に１対の給電点を備えた水平偏波用の無指向性アンテナと、前記アンテナを覆う筒状のカバーと、前記アンテナにより受信された信号を外部に出力する手段とを具備し、
前記筒状のカバーは、偏波面の長さより交差偏波面側を長く構成し、前記スリットは、前記板状放射素子の左右中央に上下両端部の少なくとも一方の端部を残して設け、該スリットの左右に板状ダイポール素子を形成したことを特徴とする。

第２の発明に係る屋外用アンテナは、１枚の略長方形の金属板を四角形以上の多角形又は円形に折り曲げ形成した垂直方向にスリットを有する板状放射素子からなり、前記スリットの両側近傍に１対の給電点を備えた水平偏波用の無指向性アンテナと、前記アンテナを覆う筒状のカバーと、前記カバーに直接あるいは支持部材を介して装着される屋外用取付金具と、前記アンテナにより受信された信号を外部に出力する手段とを具備し、
前記筒状のカバーは、偏波面の長さより交差偏波面側を長く構成し、前記スリットは、前記板状放射素子の左右中央に上下両端部の少なくとも一方の端部を残して設け、該スリットの左右に板状ダイポール素子を形成したことを特徴とする。

第３の発明に係る室内・屋外兼用アンテナは、１枚の略長方形の金属板を四角形以上の多角形又は円形に折り曲げ形成した垂直方向にスリットを有する板状放射素子からなり、前記スリットの両側近傍に１対の給電点を備えた水平偏波用の無指向性アンテナと、前記アンテナを覆う筒状のカバーと、前記カバーに一体あるいは連結して設けられ、室内設置用の基台と屋外用取付金具とを選択的に取付けできる機構を備えた支持部材と、前記アンテナにより受信された信号を外部に出力する手段とを具備し、
前記筒状のカバーは、偏波面の長さより交差偏波面側を長く構成し、前記スリットは、前記板状放射素子の左右中央に上下両端部の少なくとも一方の端部を残して設け、該スリットの左右に板状ダイポール素子を形成したことを特徴とする。

本発明によれば、略長方形の金属板を四角形以上の多角形又は円形に折り曲げ形成した板状放射素子を使用して無指向性アンテナを構成することにより、アンテナのカバーを偏波面の長さより交差偏波面側を長く構成することができるので、室内用アンテナとして使用する場合の設置スペースを従来の室内用アンテナに比較して非常に小さくでき、設置の自由度が大きく、狭い場所であっても容易に設置することが可能となる。

また、水平面の指向性が無指向性であるので、アンテナを回転させて受信特性を調整する必要がなく、調整時間を大幅に減らすことができる。また、無指向性とすることで反射波を受信し易くなり、直接波方向が遮蔽されても反射波を受信することで、受信レベルの低下を避けることができる。

更に、室内用アンテナをテレビ受像機の脇等に設置する場合、電波環境によらない受信性能を発揮でき、テレビ受像機の向きとアンテナの向きを同一として美観を保つことができ、しかも、人が近付いたときの指向性の変化が小さく、受信レベルの低下量を従来の単一指向性のアンテナに比較して軽減することができる。

また、屋内外共用機能を備えることにより、室内設置時にテレビ放送電波を良好に受信できない場合でも、屋内設置用の基台を屋外用取付金具に交換することによって屋外に取付けることができ、アンテナを返品する手間や再度アンテナを買いに行く手間を省くことができる。また、到来電波の方向が放送局によって異なる場合であっても、１本のアンテナで対応でき、従来のように複数本のアンテナを設置する必要がない。このためケーブル配線も容易であり、アンテナ設置工事を短時間で完了することができる。

また、室内・屋外兼用アンテナをベランダにベランダ金具を介して取付けた場合、アンテナ本体を回転させて最良受信状態を得る場合、回転半径がアンテナ本体の寸法と変わらないため、ベランダ金具も小型になり、必要な設置スペースを小さくすることができる。

また、積雪地方に設置した場合、上部投影面積が小さいので、積雪面積が大幅に小さくなり、アンテナ上部に雪が積もっても積雪加重を大幅に軽減することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
（第１実施形態）
図１は本発明を室内用アンテナ２０Ａに実施した場合の構成例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は断面図である。

図１において、２１は例えば合成樹脂により例えば円状に形成した基台で、この基台２１上に支持筒２２を介して第１のアンテナ本体３０Ａが装着され、更に、この第１のアンテナ本体３０Ａの上に支持筒２３を介して第２のアンテナ本体３０Ｂが装着される。

上記基台２１は、直径が約０．２２λ（約１４０ｍｍ）程度に設定される。基台２１には、底板２４が例えばネジにより着脱可能に設けられており、内部に混合基板２５が配設される。この混合基板２５には、第１のアンテナ本体３０Ａ及び第２のアンテナ本体３０Ｂの受信信号を混合する混合回路が設けられ、その混合出力が出力ケーブル２６を介して基台２１の外部に導出される。上記出力ケーブル２６の先端には、出力用接栓２７が装着されている。この出力用接栓２７は、室内に設置されているテレビ受像機（図示せず）のアンテナ端子に接続される。

上記第１のアンテナ本体３０Ａは、合成樹脂を用いて円筒状に形成したアンテナカバー３１ａと、このアンテナカバー３１ａ内に設けられる広帯域アンテナ３２ａにより構成され、アンテナカバー３１ａが上記支持筒２２の上部に装着される。上記広帯域アンテナ３２ａは、給電点３３ａが給電ケーブル３４ａを介して上記基台２１内の混合基板２５に半田付け等により接続される。

上記広帯域アンテナ３２ａは、詳細を後述するように例えば略長方形の金属板を四角形以上の多角形又は円形に折り曲げ形成した無指向性の板状放射素子を用いて構成され、ＵＨＦ帯のＴＶ放送電波を受信する。

また、第２のアンテナ本体３０Ｂは、第１のアンテナ本体３０Ａと同様に合成樹脂を用いて円筒状に形成したアンテナカバー３１ｂと、このアンテナカバー３１ｂ内に設けられる広帯域アンテナ３２ｂにより構成され、アンテナカバー３１ｂが上記支持筒２３を介して第１のアンテナ本体３０Ａのアンテナカバー３１ｂ上に装着される。上記広帯域アンテナ３２ｂの給電点３３ｂには、給電ケーブル３４ｂが接続される。この給電ケーブル３４ｂは、第１のアンテナ本体３０Ａ内の中心部を通り、上記基台２１内の混合基板２５に接続される。また、上記アンテナカバー３１ｂの上部開口部には、蓋３５が固定あるいは着脱可能に設けられる。上記広帯域アンテナ３２ａ、３２ｂは、詳細を後述するように偏波面の最大長さが約０．１６λに設定される。上記λは使用周波数帯における下端周波数の波長を示している。

上記アンテナカバー３１ａ、３１ｂは、偏波面側の長さ（電界方向投影長さ）ｄａ、この場合の例では直径が上記広帯域アンテナ３２ａ、３２ｂの偏波面の最大長さ０．１６λより若干長く例えば約０．１７λに設定される。また、アンテナカバー３１ａ、３１ｂの長さＬ、即ち交差偏波面側の長さは、偏波面側の長さｄａより長い値となっている。

上記のようにアンテナ本体３０Ａ、３０Ｂは、略長方形の金属板を四角形以上の多角形に折り曲げて広帯域アンテナ３２ａ、３２ｂを構成することにより、アンテナカバー３１ａ、３１ｂの偏波面側の長さｄａを略０．１７λ程度として、交差偏波面側の長さＬより短く形成でき、基台２１の直径を約０．２２λ（約１４０ｍｍ）程度に小さく設定することができるので、その占有面積が従来の広帯域アンテナに比較してかなり小さくなり、狭いスペースに設置することが可能となっている。

なお、上記実施形態では、アンテナカバー３１ａ、３１ｂを円筒状に形成した場合について示したが、その他、例えば六角形や八角形等の多角形、あるいは円錐形や多角錐等の形状に形成しても良い。

また、上記室内用アンテナ２０Ａは、一般的に室内の床や畳の上、あるいは台の上などに載置して使用するが、その他、例えば図２（ａ）に示すように天井３６に取付けたり、図２（ｂ）に示すように家の軒下３７に取付けて使用することも可能である。この場合、室内用アンテナ２０Ａは、上下を反転させて基台２１を室内の天井３６あるいは家の軒下３７に取付ける。

（第２実施形態）
図３は本発明の第２実施形態に係る室内アンテナ２０Ｂの構成例を示し、（ａ）は外観構成を示す斜視図、（ｂ）は基台２１ａ部分を含む要部の構成を示す一部断面図である。

上記第１実施形態では、第１のアンテナ本体３０Ａと第２のアンテナ本体３０Ｂに対し、それぞれ別個のアンテナカバー３１ａ、３１ｂを設け、該アンテナカバー３１ａ、３１ｂ間を支持筒２３により連結した場合について示したが、この第２実施形態ではアンテナ本体３０を１つのアンテナカバー３１で保護している。このアンテナカバー３１は、例えば半円筒状に形成したカバー素子３１１、３１２を合わせ、その中央部においてネジ３１３により固定している。また、アンテナカバー３１は、上端部を傾斜させて形成している。

上記アンテナ本体３０は、アンテナカバー３１の下端部が小径に形成され、基台２１ａに着脱可能に設けられる。なお、第２実施形態では、アンテナ本体３０側に混合基板２５を設けると共にアンテナ本体３０の下端部に接栓４３を設けている。また、基台２１ａに出力用接栓２７を直接装着している。

上記アンテナカバー３１内には、第１実施形態で示した広帯域アンテナ３２ａ、３２ｂが設けられ、その給電点が給電ケーブルを介して混合基板２５の混合回路に接続される。そして、この混合回路で混合された信号が接栓４３から給電ケーブル（図示せず）を介して出力用接栓２７へ送られる。その他の構成は、第１実施形態に示した室内アンテナ２０Ａと同様の構成であるので、詳細な説明は省略する。

上記のように構成された室内アンテナ２０Ｂは、第１実施形態に係る室内アンテナ２０Ａと同様の効果を得ることができる。また、上記第２実施形態に係る室内アンテナ２０Ｂにおいても、図２（ａ）、（ｂ）に示したように天井３６に取付けたり、家の軒下３７に取付けて使用することができる。

（第３実施形態）
図４は本発明の第３実施形態に係る室内・屋外兼用アンテナ２０Ｃの構成例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は断面図である。

この第３実施形態は、第１実施形態における基台２１及び支持筒２２部分が異なるだけであり、その他は第１実施形態と同様の構成であるので、同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図４において、２１ｂは室内設置用の基台で、支持筒２２に対して着脱可能に設けられる。例えば基台２１ｂと支持筒２２との間はロック式の構造で、支持筒２２に対して基台２１ｂを所定角度回動することにより着脱できるようになっている。また、基台２１ｂに設けられた出力ケーブル２６には、基台２１ｂ内に挿入された先端に接栓４１が装着される。

一方、支持筒２２内に混合基板２５が設けられ、この混合基板２５と広帯域アンテナ３２ａ、３２ｂの給電点３３ａ、３３ｂとの間が給電ケーブル３４ａ、３４ｂにより接続される。また、上記混合基板２５には、混合出力側に給電ケーブル４２が接続され、この給電ケーブル４２の先端に接栓４３が装着される。この接栓４３は、例えば支持筒２２の底板４４の中央部に保持される。

そして、上記支持筒２２に対して基台２１ｂを装着する場合に、接栓４３に出力ケーブル２６側の接栓４１を接続する。

また、上記支持筒２２は、基台２１ｂを取り外した状態で、図５に示すように屋外用取付金具５１を装着できるようになっている。図５（ａ）は、室内・屋外兼用アンテナ２０Ｃの正面図、同図（ｂ）は底面図、同図（ｃ）は側面図、同図（ｄ）は室内・屋外兼用アンテナ２０Ｃをアンテナマストに取付けた状態を示す断面図である。

上記屋外用取付金具５１は、取付基板５２の両側に棒状の取付部材５３ａ、５３ｂが固定して設けられ、この取付部材５３ａ、５３ｂの先端にネジ部が形成される。上記取付部材５３ａ、５３ｂの先端に押え金具５４を介在して例えば蝶型のナット５５ａ、５５ｂが螺着される。上記取付基板５２は、支持筒２２にボルトによって固着される。

上記屋外用取付金具５１は、図５（ｄ）に示すように取付基板５２と押え金具５４との間にアンテナマスト５６を介在させ、ナット５５ａ、５５ｂを締め付けることにより、室内・屋外兼用アンテナ２０Ｃをアンテナマスト５６に取付ける。

そして、支持筒２２の底板４４に保持されている接栓４３に対して出力ケーブル５７の接栓５８を接続する。上記出力ケーブル５７は、アンテナマスト５６に沿って保持されると共に屋内に導入されてテレビ受像機のアンテナ端子に接続される。

上記のように構成された室内・屋外兼用アンテナ２０Ｃを室内用アンテナとして利用する場合は、図４に示したように支持筒２２に室内設置用の基台２１ｂを取付ける。このとき基台２１ｂ内に挿入されている出力ケーブル２６の接栓４１を支持筒２２側の接栓４３に接続する。これによりアンテナ本体３０Ａ、３０Ｂの広帯域アンテナ３２ａ、広帯域アンテナ３２ｂで受信された信号が給電ケーブル３４ａ、３４ｂにより基台２１ｂ内の混合基板２５に導かれて混合され、その混合出力が出力ケーブル２６によりテレビ受像機へ送られる。

上記のように支持筒２２に室内設置用の基台２１ｂを取付けることにより、アンテナ本体３０Ａ、３０Ｂを基台２１ｂで垂直状態に保持でき、室内用アンテナとして使用することができる。

また、室内・屋外兼用アンテナ２０Ｃを屋外用アンテナとして利用する場合は、支持筒２２から室内設置用の基台２１ｂを取り外した後、図５（ａ）〜（ｃ）に示したように支持筒２２に屋外用取付金具５１を装着する。そして、図５（ｄ）に示したように室内・屋外兼用アンテナ２０Ｃを屋外用取付金具５１によりアンテナマスト５６に取付ける。このとき支持筒２２の底板４４に保持されている接栓４３に対して出力ケーブル５７の接栓５８を接続する。これによりアンテナ本体３０Ａ、３０Ｂの広帯域アンテナ３２ａ、広帯域アンテナ３２ｂで受信された信号が給電ケーブル３４ａ、３４ｂにより支持筒２２内の混合基板２５に導かれて混合され、その混合出力が出力ケーブル５７によりテレビ受像機へ送られる。

上記のように支持筒２２に屋外用取付金具５１を装着することにより、アンテナ本体３０Ａ、３０Ｂをアンテナマスト５６に取付けることができ、屋外用アンテナとして使用することができる。

なお、上記図５（ｄ）では、室内・屋外兼用アンテナ２０Ｃをアンテナマスト５６に取付けた場合について示したが、その他、例えば図６に示すようにベランダ８１に取付けたベランダ金具８２に対し、室内・屋外兼用アンテナ２０ＣをＢＳ・ＣＳアンテナ８３と共に取付けることも可能である。この場合、ベランダ金具８２の途中にＢＳ・ＣＳアンテナ８３を取付け、ベランダ金具８２の頂部に室内・屋外兼用アンテナ２０Ｃを取付けている。

（第４実施形態）
図７は本発明の第４実施形態に係る室内・屋外兼用アンテナ２０Ｄの構成例を示す分解斜視図である。
この第４実施形態は、上記第２実施形態で示したアンテナ本体３０を使用して室内・屋外兼用アンテナ２０Ｄを構成したものである。この室内・屋外兼用アンテナ２０Ｄは、アンテナ本体３０に対して室内設置用の基台２１ａと屋外設置用の基台２１ｃが着脱可能に設けられる。例えばアンテナ本体３０と基台２１ａ、２１ｃとの間はロック式の構造で、アンテナ本体３０に対して室内設置用の基台２１ａ、屋外設置用の基台２１ｃを所定角度回動することにより着脱できるようになっている。

そして、アンテナ本体３０の下端部中央に接栓４３が設けられると共に、基台２１ａの内側中央に接栓４１が設けられ、アンテナ本体３０を基台２１ａに装着した際に接栓４３と接栓４１が接続されるようになっている。この接栓４１は、給電ケーブルを介して出力用接栓２７に接続されている。

また、屋外設置用の基台２１ｃは、円筒状部材４６により構成され、この円筒状部材４６の外側に屋外用取付金具５１が取付けられる。この屋外用取付金具５１は、第３実施形態で示したものと同様の構成であるので、同一部部には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図８（ａ）はアンテナ本体３０に屋外設置用の基台２１ｃを装着した状態を示す斜視図、同図（ｂ）は基台２１ｃを装着した部分の一部断面図である。屋外設置用の基台２１ｃは、下側が開口しており、アンテナ本体３０に基台２１ｃを装着した場合、アンテナ本体３０の下端部に設けた接栓４３が基台２１ｃの下部開口部分に位置する。従って、この開口部分において、接栓４３に外部接続用の同軸ケーブルを接続することができる。

上記のように構成された室内・屋外兼用アンテナ２０Ｄは、室内アンテナとして使用する場合はアンテナ本体３０に室内設置用の基台２１ａを装着し、また、屋外アンテナとして使用する場合はアンテナ本体３０に屋外設置用の基台２１ｃを装着する。

また、室内・屋外兼用アンテナ２０Ｄを屋外アンテナとして使用する場合、上記第３実施形態の図５（ｄ）に示したように屋外用取付金具５１によりアンテナマスト５６に取付け、あるいは図６に示したようにベランダ８１に取付けたベランダ金具８２に対し、ＢＳ・ＣＳアンテナ８３と共に取付けることが可能である。

次に、上記第１及び第２実施形態におけるアンテナ本体３０Ａ、３０Ｂの広帯域アンテナ３２ａ、３２ｂの構成例について説明する。

（第１構成例）
図９は、基本となる広帯域アンテナ３２−１について示したもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。図１０は上記広帯域アンテナ３２−１を平面状に展開して示す正面図である。

図９及び図１０において、６１は例えば略長方形の金属板を使用した板状放射素子で、略四角形、例えばコの字状に折り曲げ形成している。上記金属板の厚さは、例えば約０．００２λ以下のものが使用される。上記板状放射素子６１は、中央部において、下側から上側近傍まで第１のスリット６２が垂直に設けられ、左右に板状のダイポール素子６３ａ、６３ｂが形成される。また、上記板状放射素子６１には、左端近傍から右端近傍まで、上辺と平行に第２のスリット６４が設けられ、上部に折返し素子６５が形成される。

上記板状放射素子６１は、例えば全長（横幅）Ｌが約０．３５λ、前面の幅Ｌ１及び側面の幅Ｌ２が約０．１２λ、高さＨが約０．０５λ以上、第１のスリット６２の間隔Ｄ１及び第２のスリット６４の間隔Ｄ２が約０．０１λに設定される。λは上記したように使用周波数帯における下端周波数の波長を示している。また、第２のスリット６４は、側面における長さＬ３が約０．０９λに設定される。上記板状放射素子６１は、前面の幅Ｌ１及び側面の幅Ｌ２が約０．１２λであるので、偏波面における最大長さ（素子の対角線の長さ）は約０．１６λである。

また、上記ダイポール素子６３ａ、６３ｂには、相対向する側、すなわち第１のスリット６２側の下端部を下方に所定長さ突出してなる給電用突部７６ａ、７６ｂが形成され、この給電用突部７６ａ、７６ｂに給電点６７ａ、６７ｂが設けられる。

上記図９に示した広帯域アンテナ３２−１において、給電部よりダイポール素子６３ａ、６３ｂの給電点６７ａ、６７ｂに給電されると、図１０に矢印ａで示したように、給電点６７ａ、６７ｂからダイポール素子６３ａ、６３ｂの周縁に沿って給電電流が流れるようになり、２線式折返しダイポールと同様の動作が行なわれる。この結果、２線式折返しダイポールと同様の効果を発揮し、広帯域化を図ると共にインピーダンスを補正することができる。このためアンテナの小型化を図りながら良好なＶＳＷＲ（電圧定在波比）特性を実現することができる。

（第２構成例）
図１１は、第２構成例に係る広帯域アンテナ３２−２を示したもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。上記第１構成例に係る広帯域アンテナ３２−１が板状放射素子６１をコの字状に折曲げ形成したものであるのに対し、この第２構成例に係る広帯域アンテナ３２−２は板状放射素子６１を略六角形状に折曲げ形成したものである。この場合、板状放射素子６１の各辺の幅Ｌ４を約０．０７λに設定すると共に、背面側に位置する辺の幅Ｌ５を約０．０３λとし、ダイポール素子６３ａ、６３ｂの先端、すなわち背面側の端部間に所定の間隔を設けている。その他の構成及び寸法は、図９に示したアンテナと同様であるので詳細な説明は省略する。

上記したように板状放射素子６１を略六角形状に折曲げ形成することにより、コの字状に折曲げ形成した場合に比較してヌルを小さくして指向性の偏差を少なくすることができる。

なお、上記図１１の例では、板状放射素子６１を略六角形状に折曲げ形成した場合について示したが、八角形等の多角形に形成しても、また、円形に形成しても良い。

（第３構成例）
図１２は、第３構成例に係る広帯域アンテナ３２−３を示したもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。この第３構成例は、図９に示したコの字状に形成した広帯域アンテナ３２−１を２つ上下対称に配置し、これを１枚の金属板からなる板状放射素子６１ａによりアンテナを構成したものである。この場合、板状放射素子６１ａは、高さＨを図９における板状放射素子６１の２倍の約０．１λ以上とし、中央の給電用突部７６ａ、７６ｂを残して左右に水平方向のスリット７１を設け、上部アンテナと下部アンテナを形成している。そして、上記給電用突部７６ａ、７６ｂに給電点６７ａ、６７ｂを設けている。また、上記板状放射素子６１ａの上辺及び下辺に平行してそれぞれ第２のスリット６４を設けて折返し素子６５を形成している。

また、板状放射素子６１ａは、第２のスリット６４の長さを第１構成例の場合より短くし、第２のスリット６４の側面における長さＬ３を約０．０３５λに設定している。その他の各部の寸法は、図９の第１構成例に示したアンテナと同じである。

上記のように板状放射素子６１ａの高さＨを図９に示した板状放射素子６１の約２倍とし、その中央に設けた給電点６７ａ、６７ｂから給電するセンター給電方式を用いることにより、１つの板状放射素子６１ａ上に上部アンテナと下部アンテナを構成してスタック効果を得ることができる。

（第４構成例）
図１３は、第４構成例に係る広帯域アンテナ３２−４を示したもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。この第４構成例に係る広帯域アンテナ３２−４は、上記図１２に示した第３構成例の広帯域アンテナ３２−３において、板状放射素子６１ａの中央に設けられているスリット７１を省略したものである。このアンテナの各部の寸法は、図１２に示したアンテナと同様である。

（第５構成例）
図１４は、第５構成例に係る広帯域アンテナ３２−５を示したもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。この第５構成例は、図１２に示した第３構成例に係る広帯域アンテナ３２−３において、板状放射素子１１ａを図１１に示した広帯域アンテナ３２−２と同様に略六角形状に折曲げ形成したもので、前面及び左右の辺の幅Ｌ４は約０．０７λ、背面側に位置する辺の幅Ｌ５は約０．０３λである。その他の構成は、図１２に示した広帯域アンテナ３２−３と同様の構成であるので、同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

なお、上記各構成例における給電点６７ａ、６７ｂは、上記各実施形態における広帯域アンテナ３２ａ、３２ｂの給電点３３ａ３３ｂにそれぞれ対応している。

図１５は、上記第５構成例に係る広帯域アンテナ３２−５の４７０ＭＨｚの周波数における水平偏波水平面指向性、図１６は同６８０ＭＨｚの周波数における水平偏波水平面指向性、図１７は同８９０ＭＨｚの周波数における水平偏波水平面指向性を示したものである。

上記広帯域アンテナ３２−５を使用することにより、水平面指向性を無指向性とすることができる。また、上記第１ないし第４構成例に示した広帯域アンテナ３２−１〜３２−４においても、水平面指向性を無指向性とすることができる。

なお、上記第５構成例に示した広帯域アンテナ３２−５において、第４構成例の広帯域アンテナ３２−４と同様に、板状放射素子６１ａの中央に設けられているスリット７１を省略しても良い。

また、上記第２及び第５構成例では、板状放射素子６１、６１ａを六角形状に折曲げて広帯域アンテナ３２−２、３２−５を構成した場合について示したが、更には八角形等の多角形に形成しても良い。

上記各実施形態では、広帯域アンテナ３２ａ、３２ｂとして上記図１４に示した第５構成例に係る広帯域アンテナ３２−５を使用した場合を例としているが、第１ないし第４構成例に係る広帯域アンテナ３２−１〜３２−４を使用しても良いことは勿論である。

上記第１ないし第５構成例に係る広帯域アンテナ３２−１〜３２−５では、前面の幅Ｌ１及び側面の幅Ｌ２が約０．１２λ、偏波面の最大長さが約０．１６λである。従って、各実施形態におけるアンテナカバー３１ａ、３１ｂの偏波面側の長さ、すなわち横幅ｄａを図１に示すように約０．１７λに設定することができる。

この結果、各実施形態に示した室内用アンテナ２０Ａ、２０Ｂ及び室内・屋外兼用アンテナ２０Ｃ、２０Ｄにおいて、室内アンテナ用の基台２１、２１ａ、２１ｂの直径を約０．２２λ（約１４０ｍｍ）程度に小さく設定することができる。

図１（ａ）に示す室内用アンテナ２０Ａ（２０Ｂ）の設置スペースの投影面積Ｓａは、例えば図２２に示した従来の広帯域アンテナ１０の投影面積Ｓｂに比較して約２５％である。これは第３、第４実施形態に係る室内・屋外兼用アンテナ２０Ｃ、２０Ｄを室内用アンテナとして使用する場合においても同じである。

上記のように第１、第２実施形態に係る室内用アンテナ２０Ａ、２０Ｂの設置スペース、及び第３、第４実施形態に係る室内・屋外兼用アンテナ２０Ｃ、２０Ｄを室内用アンテナとして使用する場合の設置スペースは、従来のアンテナに比較して非常に小さいので、設置の自由度が大きく、狭い場所であっても容易に設置することが可能である。

図１８は、上記第１実施形態に係る室内用アンテナ２０Ａ及び従来の広帯域アンテナ１０を同じ高さの基台８５上に設置した場合の電波受信状態を比較して示したものである。
一般に室内の電界強度は、横方向及び縦方向ともに位置によって大きく異なっている。横方向の電界強度の変化については、アンテナの設置場所を電界強度の強い所に移動することで対応が可能である。しかし、上記従来の広帯域アンテナ１０は、高さが低いので、設置場所の影響を大きく受け、安定した受信を行なうことが困難になる。例えば電糧強度が５０ｄＢμＶであった場合、従来の広帯域アンテナ１０では約３０ｄＢμＶの信号出力しか得ることができない。

これに対し本発明の第１実施形態に係る室内用アンテナ２０Ａは、第１のアンテナ３０Ａ及び第２のアンテナ３０Ｂがそれぞれ従来の広帯域アンテナ１０の２倍程度の長さを有し、全体では従来の広帯域アンテナ１０の４〜５倍の長さとなる。このため一方のアンテナの電界強度が低くても、他方のアンテナの電界強度が強くなる確率が高く、安定した受信を行なうことが可能になる。例えば第１のアンテナ本体３０Ａにおける電界強度が５０ｄＢμＶであっても、第２のアンテナ本体３０Ｂにおける電界強度が７０ｄＢμＶであれば、約４０ｄＢμＶの信号出力が得られ、安定した受信を行なうことが可能になる。このため一方のアンテナの受信レベルが低下しても、他方のアンテナの受信レベルが保持されていれば、急激な受信レベルの低下を防ぐことができる。また、他の実施形態に係る室内アンテナ２０Ｂ、室内・屋外兼用アンテナ２０Ｃ、２０Ｄにおいても、同様の効果を得ることができる。

更に、アンテナの指向性を無指向性とすることで反射波を受信し易くなり、直接波方向が遮蔽されても反射波を受信することで、受信レベルの低下を避けることができる。

また、本発明の各実施形態に係る室内用アンテナ２０Ａ、２０Ｂ及び室内・屋外兼用アンテナ２０Ｃ、２０Ｄは、無指向性であるので、アンテナを回転させて受信特性を調整する必要がなく、調整時間を大幅に減らすことができる。また、アンテナ形状が円形、あるいは円形に近い形状であるので、受信特性を微調整するためにアンテナを回転させたとしても設置スペースが変化することはない。

また、無指向性アンテナは、室内で人が近付いたときの指向性の変化が小さく、受信レベルの低下量を従来の単一指向性のアンテナに比較して軽減することができる。

また、室内用アンテナ２０Ａ、２０Ｂ及び室内・屋外兼用アンテナ２０Ｃ、２０Ｄをテレビ受像機の脇等に設置する場合、無指向性であるので、電波環境によらない受信性能を発揮でき、テレビ受像機の向きとアンテナの向きを同一として美観を保つことができる。

また、本発明の第３、第４実施形態に係る室内・屋外兼用アンテナ２０Ｃ、２０Ｄは、屋内外共用機能を備えているので、室内設置時にテレビ放送電波を良好に受信できない場合でも、屋内設置用の基台２１ａ、２１ｂを交換することによって屋外に取付けることができ、アンテナを返品する手間や再度アンテナを買いに行く手間を省くことができる。

また、上記室内・屋外兼用アンテナ２０Ｃ、２０Ｄを屋外に設置する場合、到来電波の方向が放送局によって異なる場合であっても、無指向性であるので１本のアンテナで対応でき、従来のように複数本のアンテナを設置する必要がない。このため混合器を新たに設置する必要がなく、ケーブル配線も容易であり、アンテナ設置工事を短時間で完了することができる。

また、上記室内・屋外兼用アンテナ２０Ｃ、２０Ｄを屋外用とし、図１９に示すように例えば壁面あるいはベランダ８１にベランダ金具８２を介して取付けた場合、アンテナ本体を回転させて最良受信状態を得る場合、回転半径がアンテナ本体の寸法と変わらないため、ベランダ金具８２も小型になり、必要な設置スペースを小さくすることができる。

また、上記室内・屋外兼用アンテナ２０Ｃ、２０Ｄを図２０に示すように屋外用とし、積雪地方においてベランダ８１にベランダ金具８２を介して取付けて使用した場合、図２２に示した従来の広帯域アンテナ１０と比較して上部投影面積が小さいので、積雪面積が大幅に小さくなり、アンテナ上部に積雪８４があった場合、積雪加重が大幅に軽減される。また、アンテナ放射器自体がアンテナカバー３１ａ、３１ｂ（３１）で覆われており、また、アンテナカバー３１ａ、３１ｂ（３１）が垂直になっているなど着雪し難い構造になっているので、着雪による電気的影響が軽減される。この際、アンテナカバー３１ａ、３１ｂ（３１）に撥水塗料を塗ることで、着雪防止の効果を増すことができる。

また、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できるものである。

本発明の第１実施形態に係る室内用アンテナの構成例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は断面図である。 同実施形態に係る室内用アンテナを天井及び家の軒下に取付けた場合の例を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る室内用アンテナの構成例を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は要部を一部断面して示す図である。 本発明の第３実施形態に係る室内・屋外兼用アンテナの構成例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は断面図である。 同実施形態に係る室内・屋外兼用アンテナを屋外用アンテナとして使用する場合の構成例を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は底面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）はアンテナマストに取付けた状態を示す断面図である。 同実施形態に係る室内・屋外兼用アンテナをＢＳ・ＣＳアンテナと共用してベランダに取付けた場合の例を示す図である。 本発明の第４実施形態に係る室内・屋外兼用アンテナの構成例を示分解斜視図である。 同実施形態に係る室内・屋外兼用アンテナを屋外用アンテナとして使用する場合の構成例を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は要部を一部断面して示す図である。 上記各実施形態で使用される広帯域アンテナの第１構成例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。 図９における広帯域アンテナを平面状に展開して示す正面図である。 各実施形態で使用される広帯域アンテナの第２構成例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。 各実施形態で使用される広帯域アンテナの第３構成例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。 各実施形態で使用される広帯域アンテナの第４構成例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。 各実施形態で使用される広帯域アンテナの第５構成例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。 上記第５構成例に係る広帯域アンテナの４７０ＭＨｚの周波数における水平偏波水平面指向性を示す図である。 上記第５構成例に係る広帯域アンテナの６８０ＭＨｚの周波数における水平偏波水平面指向性を示す図である。 上記第５構成例に係る広帯域アンテナの８９０ＭＨｚの周波数における水平偏波水平面指向性を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る室内用アンテナ及び従来の広帯域アンテナを同じ高さの基台上に設置した場合の電波受信状態を比較して示す図である。 本発明の第３実施形態に係る室内・屋外兼用アンテナをベランダに設置した状態を示す図である。 本発明の第３実施形態に係る室内・屋外兼用アンテナを屋外に設置した場合におけるアンテナへの積雪状態を示す図である。 到来方向が異なる電波に対応させて２つの八木式アンテナを設置した場合の例を示す図である。 従来の広帯域アンテナの構成例を示し、（ａ）は一部を断面して示す斜視図、（ｂ）は平面図である。 従来の広帯域アンテナをベランダに装着した場合の例を示す図である。

符号の説明

１０…広帯域アンテナ、１１、１１ａ…板状放射素子、１２…板状反射素子、１３…樹脂カバー、１４…取付金具、１５…ベランダ金具、１６…ベランダ、２０Ａ、２０Ｂ…室内アンテナ、２０Ｃ、２０Ｄ…室内・屋外兼用アンテナ、２１、２１ａ〜２１ｃ…基台、２２、２３…支持筒、２４…底板、２５…混合基板、２６…出力ケーブル、２７…出力用接栓、３０、３０Ａ、３０Ｂ…アンテナ本体、３１ａ、３１ｂ…アンテナカバー、３２、３２ａ、３２ｂ…広帯域アンテナ、３３ａ、３３ｂ…給電点、３４ａ、３４ｂ…給電ケーブル、３５…蓋、３６…天井、３７…軒下、４１…接栓、４２…給電ケーブル、４３…接栓、４４…底板、４６…円筒状部材、５１…屋外用取付金具、５２…取付基板、５３ａ、５３ｂ…取付部材、５４…金具、５５ａ、５５ｂ…ナット、５６…アンテナマスト、５７…出力ケーブル、５８…接栓、６１、６１ａ…板状放射素子、６２…第１のスリット、６３ａ、６３ｂ…ダイポール素子、６４…第２のスリット、６５…折返し素子、６７ａ、６７ｂ…給電点、７１…スリット、７６ａ、７６ｂ…給電用突部、８１…ベランダ、８２…ベランダ金具、８３…ＢＳ・ＣＳアンテナ、８４…積雪、８５…基台、３１１、３１２…カバー素子、３１３…ネジ。

Claims (3)

1. 基台と、前記基台上に設けられ、１枚の略長方形の金属板を四角形以上の多角形又は円形に折り曲げ形成した垂直方向にスリットを有する板状放射素子からなり、前記スリットの両側近傍に１対の給電点を備えた水平偏波用の無指向性アンテナと、前記アンテナを覆う筒状のカバーと、前記アンテナにより受信された信号を外部に出力する手段とを具備し、
   前記筒状のカバーは、偏波面の長さより交差偏波面側を長く構成し、
   前記スリットは、前記板状放射素子の左右中央に上下両端部の少なくとも一方の端部を残して設け、該スリットの左右に板状ダイポール素子を形成したことを特徴とする室内用アンテナ。
2. １枚の略長方形の金属板を四角形以上の多角形又は円形に折り曲げ形成した垂直方向にスリットを有する板状放射素子からなり、前記スリットの両側近傍に１対の給電点を備えた水平偏波用の無指向性アンテナと、前記アンテナを覆う筒状のカバーと、前記カバーに直接あるいは支持部材を介して装着される屋外用取付金具と、前記アンテナにより受信された信号を外部に出力する手段とを具備し、
   前記筒状のカバーは、偏波面の長さより交差偏波面側を長く構成し、
   前記スリットは、前記板状放射素子の左右中央に上下両端部の少なくとも一方の端部を残して設け、該スリットの左右に板状ダイポール素子を形成したことを特徴とする屋外用アンテナ。
3. １枚の略長方形の金属板を四角形以上の多角形又は円形に折り曲げ形成した垂直方向にスリットを有する板状放射素子からなり、前記スリットの両側近傍に１対の給電点を備えた水平偏波用の無指向性アンテナと、前記アンテナを覆う筒状のカバーと、前記カバーに一体あるいは連結して設けられ、室内設置用の基台と屋外用取付金具とを選択的に取付けできる機構を備えた支持部材と、前記アンテナにより受信された信号を外部に出力する手段とを具備し、
   前記筒状のカバーは、偏波面の長さより交差偏波面側を長く構成し、
   前記スリットは、前記板状放射素子の左右中央に上下両端部の少なくとも一方の端部を残して設け、該スリットの左右に板状ダイポール素子を形成したことを特徴とする室内・屋外兼用アンテナ。

Images