JP4893889B2

JP4893889B2 - ２重ループアンテナ

Info

Publication number: JP4893889B2
Application number: JP2007180271A
Authority: JP
Inventors: 勝部利夫
Original assignee: 勝部利夫
Priority date: 2007-07-09
Filing date: 2007-07-09
Publication date: 2012-03-07
Anticipated expiration: 2027-07-09
Also published as: JP2009017511A

Description

本発明は室内外で受信可能なテレビ用広帯域アンテナ素子に関するものである。

テレビの室内アンテナの形状は、図１１に示すように、ＵＨＦ帯については、１．０波長〜１．５波長のループが多く使用されている。（例えば特許文献１）また平面アンテナではスロットアンテナやバッチアンテナも考案されている。（例えば特許文献２参照）

特開２００５−３１１９６０号公報特開２００６−０５０２９１号公報

解決しようとする問題点は、特許文献１にあっては、単ループアンテナで、線径も大きくならないため利得が１ｄｂ程度と少なく電波の波長（λ）により寸法が決定するため周波数帯域が狭かった。また特許文献２にあっては、スロットアンテナの平面アンテナで、広帯域であるが、利得が１〜２ｄｂと少なかった。

本発明は、従来の技術が有する上述のような問題点に鑑みてなされたもので、従来のアンテナに比べて、広帯域にテレビ電波を受信でき、利得も高く、室内での設置が容易なアンテナで反射器を付ければ室外で従来の八木アンテナに匹敵するアンテナを提供する。

本発明は次のようにして解決される。
第１に、線状の導線で形成された外側ループアンテナと、その内側に配置した内側ループアンテナからなる２重ループアンテナであって、
上記外側ループアンテナは、下辺中心部に給電部を有する矩形状のループアンテナから構成する一方、
上記内側ループアンテナは、上記矩形状の外側ループアンテナの上辺部中央及び左・右辺部で各１点ずつ内接したループ部と、同ループ部の下部両端を上記外側ループアンテナの下辺中心部に設けた給電部に接続する平行線路部とで構成してなり、
上記外側ループアンテナの下辺中心部に設けた給電部より同外側ループアンテナと内側ループアンテナに同時給電するようしにした２重ループアンテナ。
例えば、矩形のループアンテナは正方でなくて矩形の方に利得があることが知られている。これを利用して上記矩形状の外側ループアンテナは、その短辺（Ｗ）を約１／３波長として長辺（Ｈ）を１／２波長とする。また、内側ループアンテナのループ部は、円ループにしたほうが、利得が上がる。

第２に、上記第１の矩形状の外側ループアンテナを方形状と成し、左右辺の中央部で平行線路を下辺に向けて形成し、
この方形状の外側ループアンテナの左右辺の内側ループアンテナとの内接点と下辺中央部の給電部とを第２の接続線で接続するようにした２重ループアンテナ。
例えば、上部の内側ループ部を直線で結び三角形にして、中央部で平行線路をおろし給電点に接続すると共に、内外側ループアンテナの左右内接点と給電部を別途第２接続線で接続して同時給電する。

第１においては、２重ループアンテナを結合すると、広帯域化ができ地上デジタルテレビの周波数帯が一つのアンテナで使用可能となる。また平面アンテナでもあるので、室内アンテナとしてインテリアや額縁等に利用可能である。
第２においては、外側ループアンテナを方形状にしたもので、利得は第１のものに比べて少ないが、第１と同様広帯域となる。

図１に示すのは、本発明の第１の実施形態による２重ループアンテナである。Ａは２重ループアンテナ本体で、矩形状の外側ループアンテナＢと、その内側に配置された内側ループアンテナＣとから概略構成している。
上記外側ループアンテナＢは、その下辺４中心部に給電部を有し、短辺（Ｗ）となる上辺部１と下辺部４を約１／３波長に、長辺（Ｈ）となる右辺部２及び左辺部３を１／２波長としている。
一方、内側ループアンテナＣは、上記矩形状の外側ループアンテナＢの上辺部１の中央及び左・右辺部２、３の各１点ずつ内接したループ部５と、同ループ部５の下部両端を上記外側ループアンテナＢの下辺部４中心部に設けた給電部に接続する平行線路部６を有している。なお、ループ部５は例えば図１に示すように円ループとし、各上点と左右点を外側ル−プアンテナＢの上辺１、左右辺２，３に内接するように形成している。
これにより、給電部７から外側ループアンテナＢと内側ループアンテナＣに同時給電するようにしている。
この２重ループアンテナは線状の導線で形成され、矩形状の外側ループアンテナＢの大きさは、横辺（Ｗ）は１６０ｍｍで縦辺（Ｈ）は２７０ｍｍの矩形となっていて、Ｂ５版より大きくなり、内側ループは円にしたほうが、利得が上がる。
線状の導線は導電性の良好な線で銅、アルミ、真鍮、ステンレスなどの線からなるのがよい。またこの材料で平板としても良い。このため薄い平面の形状のアンテナとなる。
給電点７で同時給電することにより、外側ループアンテナＢと内側ループアンテナＣが相互に働き広帯域なアンテナとして動作する。

図２は図１の第1の実施形態による、テレビの受信周波数である４７０ＭＨＺ〜７７０ＭＨＺでのアンテナ特性値である。定在波比（ＶＳＷＲ）利得（Ｇａｉｎ）を示し、２重ループで結合されることによって広帯域化となり、単円ループのＶＳＷＲと利得の比較を示す。このように矩形２重ループアンテナは単円ループに比べると利得は１〜２ｄｂ高く広帯域である。

図３に示すのは、本発明の第２の実施形態による２重ループアンテナである。外側ループアンテナＢは正方形とする一方、内側ループアンテナＣは外側ループアンテナ上辺部１中央と左右辺部２、３と直線で接続して内接且つ三角形としたループ部５とし、左・右辺から中央部で平行線路を下辺に形成し、平行線路６で給電部７に接続している。さらに、上記外側ループアンテナＢの左右辺２、３と内側ループアンテナＣとの内接点と給電部７とを第２接続線９、１０にて接続するようにしている。これにより、広帯域で図４に示すように地上テレビ周波数帯を受信できる（ＶＳＷＲ特性図）。利得は第１の実施形態より少し劣る。

図５は本発明の第２の実施形態の応用例として、幅１辺４．９ｍの正方形とし、線径６ｍｍとした場合の１８ＭＨＺ〜２６ＭＨＺのＶＳＷＲ特性図である。また図６は一辺２．５ｃｍとした場合中心周波数５０００ＭＨＺとした場合のＶＳＷＲ・利得特性図である。同図に示すように、ＵＷＢアンテナとしても使用でき使用周波数帯域が約４０％と広く、広帯域アンテナとなる。

図７に示すのは、本発明の第１の実施形態の応用例を示す２重ループアンテナの斜視図である。図１に示す第１の実施形態の２重ループアンテナ本体Ａに反射器８を配置したものであり、利得が一方向になり、利得が上がることになる。

図８に示すのは、本発明の第１の実施形態の他の応用例を示す２重ループアンテナの斜視図である。給電部７を中心にして図１に示す第１の実施形態の２重ループアンテナ本体Ａ１・Ａ２を上下に接合し、前後に位置して、反射器８を配置したもので、図９のＶＳＷＲと利得のアンテナ特性図（４７０ＭＨＺ〜７６０ＭＨＺ）及び図１０の６００ＭＨＺのビームパターン図に示すごとく、今までの八木アンテナに匹敵する利得を得ることができると共に、主に屋外に設置が可能となる。ＵＨＦテレビの送信アンテナにこの２重ループアンテナを使用すれば現在使用の双ループアンテナより、広帯域での利用ができる。

上記各実施形態において、給電点にはテレビ用の７５Ωの同軸を使用すると２重ループアンテナとのマッチングも良好なので、インピーダンス整合器を用いることもなく使用できる。

地上デジタルテレビの室内外のアンテナに利用できる。

本発明の第１の実施形態による２重ループアンテナの正面図。本発明の第１の実施形態の２重ループアンテナと従来の単ループアンテナのＶＳＷＲと利得の比較。（４７０ＭＨＺ〜７６０ＭＨＺ）本発明の第２の実施形態による２重ループアンテナの正面図。本発明の第２の実施形態による２重ループアンテナのＶＳＷＲ特性図（４７０ＭＨｚ〜７１０ＭＨＺ）本発明の第２の実施形態による２重ループアンテナの（周波数１８ＭＨＺ〜２６ＭＨＺ）のＶＳＷＲ特性図図３の２重ループアンテナ（周波数３５００ＭＨＺ〜６５００ＭＨＺ）のＶＳＷＲと利得の特性図本発明の第１の実施形態の応用例の一例を示す２重ループアンテナの斜視図。本発明の第１の実施形態の他の応用例の一例を示す２重ループアンテナの斜視図。図８の２重ループアンテナの特性図（ＶＳＷＲ・Ｇａｉｎ）４７０ＭＨＺ〜７６０ＭＨＺ）。図８の２重ループアンテナのビームパターン特性図（６００ＭＨＺ）従来の単ループアンテナの正面図。

Ａ、２重ループアンテナ本体
Ｂ外側ループアンテナ
Ｃ内側ループアンテナ
１外側ループアンテナの上辺部
２外側ループアンテナの右辺部
３外側ループアンテナの左辺部
４外側ループアンテナの下辺部
５ループ部
６平行線路
７給電部
８反射器
９、１０第２接続線

Claims

線状の導線で形成された外側ループアンテナと、その内側に配置した内側ループアンテナからなる２重ループアンテナであって、上記外側ループアンテナは、下辺中心部に給電部を有する矩形状のループアンテナから構成する一方、上記内側ループアンテナは、上記矩形状の外側ループアンテナの上辺部中央及び左・右辺部で各１点ずつ内接したループ部と、同ループ部の下部両端を上記外側ループアンテナの下辺中心部に設けた給電部に接続する平行線路部とで構成してなり、上記外側ループアンテナの下辺中心部に設けた給電部より同外側ループアンテナと内側ループアンテナに同時給電するようにしたことを特徴とする２重ループアンテナ。
請求項１に記載の２重ループアンテナにおいて、上記矩形状の外側ループアンテナを方形状と成し、また左・右辺を中央部で平行線路を下辺に向けて形成し、
この方形状の外側ループアンテナの左右辺の内側ループアンテナとの内接点と下辺中央部の給電部とを第２の接続線で接続するようにしたことを特徴とする２重ループアンテナ。