JP5020881B2 - アンテナ装置 - Google Patents

Description

本発明は、２本のアンテナ素子を筺体から引き出してダイポール型アンテナとして使用可能なアンテナ装置に関する。

従来、テレビジョンチューナ用アンテナでは、２本のアンテナ素子を筺体から出し入れ可能にしたアンテナ装置がある。図９（ａ）に示すように、筺体１から２本のアンテナ素子２ａ，２ｂを引き出して互いに１８０度異なる水平方向へ傾けることにより、ダイポール型アンテナとして動作可能になり、モノポール型アンテナに比べて高いアンテナ特性（受信感度）を得ることができる。３ａ，３ｂは２本のアンテナ素子２ａ，２ｂの給電点である。一方、放送電波の強い場所では２本のアンテナ素子２ａ，２ｂでダイポール型アンテナを構成しなくても、筺体内に収納した状態のままで必要な受信感度を得ることができる。このような場合、２本のアンテナ素子２ａ，２ｂが筺体１から引き出されて水平方向に傾けられていると、占有空間が大きくなると共に他の物と接触してアンテナ素子が破損する等の恐れがある。そこで、図９（ｂ）に示すように、２本のアンテナ素子２ａ，２ｂを筺体１内に収納することができるようにしている。一般に筺体１は略直方体形状の外形をなし、アンテナ素子２ａ，２ｂは細長い棒状をなしているので、アンテナ素子２ａ，２ｂが平行に並ぶような状態で筺体１に収納される。アンテナ素子２ａ，２ｂを収納した状態でアンテナ装置として使用することになる。
特開２００６−０８６７１５号公報

しかしながら、図９（ｂ）に示すように筺体１に収納した２本のアンテナ素子２ａ，２ｂは互いに平行な状態となる。このため、２本のアンテナ素子２ａ，２ｂには互いに逆方向の電流が誘導され、受信した電波を打ち消してしまってアンテナのゲインが低下するといった問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、アンテナ素子収納時の逆方向電流の発生を防止でき、アンテナのゲイン低下を抑制してアンテナ特性の改善を図ることのできるアンテナ装置を提供することを目的とする。

本発明のアンテナ装置は、筺体と、前記筺体に収納可能であると共に前記筺体から引き出して使用可能な２本のアンテナ素子とを備え、前記２本のアンテナ素子を前記筺体に収納した状態において前記２本のアンテナ素子の互いの一部を電気的に接続可能なアンテナ装置であって、前記筐体は、前記筐体に収納された前記２本のアンテナ素子の挿入端部同士を弾接させて電気的に接続可能にするバネ部材からなる接続素子と、前記接続素子から所定距離離れた場所で前記２本のアンテナ素子をそれぞれ摺動可能に保持する保持部材と、を備え、前記接続素子と前記保持部材とで前記筐体に収納された前記２本のアンテナ素子のそれぞれを保持可能に構成されており、前記２本のアンテナ素子は、前記筺体に収納した状態でループアンテナとして動作すると共に、前記筺体から引き出した状態でダイポールアンテナとして動作することを特徴とする。

この構成によれば、２本のアンテナ素子を前記筺体に収納した状態において該２本のアンテナ素子の互いの一部が電気的に接続されるようにしたので、アンテナ素子収納時の逆方向電流の発生を防止でき、アンテナのゲイン低下を抑制できる。また、この構成により、２本のアンテナ素子を筺体から引き出してダイポールアンテナとして動作させることができ、高い受信感度を確保することができる。また、この構成により、筺体に収納した状態でループアンテナとして動作させることができ、逆方向電流が流れる平行型アンテナに比べて高い受信感度を確保することができる。また、この構成により、バネ部材からなる接続素子をアンテナ素子の双方にそれぞれ弾接させるようにしたので、アンテナ素子収納時に容易かつ確実に２本のアンテナ素子の互いの一部を電気的に接続することができる。また、この構成により、アンテナ素子収納時にアンテナ素子の双方にそれぞれ弾接する接続素子と保持部材とで２本のアンテナ素子を挟持するので、アンテナ素子収納時のアンテナ素子の固定構造と接続構造とを兼用でき構造の簡素化を図ることができる。

また本発明は、上記アンテナ装置において、前記２本のアンテナ素子は、前記筐体への収納時に互いに平行に配置されることを特徴とする。

また本発明は、地上波デジタル放送受信用のアンテナ装置として用いることができる。

本発明によれば、アンテナ素子収納時の逆方向電流の発生を防止でき、アンテナのゲイン低下を抑制してアンテナ特性の改善を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
最初に、本実施の形態に係るアンテナ装置においてアンテナ素子収納時の逆方向電流の発生を防止する原理的な構成について説明する。
図１（ａ）（ｂ）は本発明の一実施の形態に係るアンテナ装置の概念図である。図１（ａ）に示すように、２本のアンテナ素子２ａ，２ｂは平面視略長方形をなす筺体１の上部から互いに１８０度異なる左右方向（同図では水平方向）に延出可能であると共に、図１（ｂ）に示すように平行に並べて筺体１内に収納可能に構成されている。一方のアンテナ素子２ａは給電点３ａから不図示の同軸ケーブルのグランド側となるシールド層に接続され、他方のアンテナ素子２ｂは同軸ケーブルのホット側となる芯線に接続されている。

本実施の形態は、筺体１の内部に弾性材で構成された接触素子１０が設けられている。接触素子１０は、図１（ｂ）に示すように金属等の導電性のバネ部材（例えばリン青銅）を折り曲げて一対の接触片１０ａ，１０ｂを形成し、筺体１内に収納されたアンテナ素子２ａ，２ｂの各挿入端１１ａ，１１ｂに対応する接触片１０ａ，１０ｂを弾接させている。したがって、筺体１内に収納されたアンテナ素子２ａ，２ｂはアンテナ挿入端部（１１ａ，１１ｂ）が接触素子１０を介して直流的に接続される。

図１（ａ）に示すように、筺体１内から２本のアンテナ素子２ａ，２ｂを垂直上方へ引き出すことにより、アンテナ挿入端部（１１ａ，１１ｂ）が接触素子１０から離れてアンテナ挿入端部（１１ａ，１１ｂ）でのループが解除される。そして、２本のアンテナ素子２ａ，２ｂを互いに逆側に水平状態まで倒すことにより、ダイポール型アンテナとして動作することができる。

一方、図１（ａ）に示す状態から上記とは逆の手順にて２本のアンテナ素子２ａ，２ｂを筺体１の収納方向と平行な垂直状態に戻してから筺体１内に収納する。図１（ｂ）に示すように、筺体１内に収納された２本のアンテナ素子２ａ，２ｂは平行に配置されるが、アンテナ素子２ａ，２ｂはアンテナ挿入端部（１１ａ，１１ｂ）が接触素子１０の接触片１０ａ，１０ｂにそれぞれ弾接する。これにより、筺体１に収納した２本のアンテナ素子２ａ，２ｂがアンテナ挿入端部（１１ａ，１１ｂ）で接触素子１０を介して導通し、ループアンテナを形成する。ループアンテナには逆方向電流は流れないので、逆方向電流によるアンテナのゲイン低下を防止することができる。２本のアンテナ素子２ａ，２ｂに逆方向電流が流れるのを防止する目的であれば、２本のアンテナ素子２ａ，２ｂを接続する箇所はアンテナ挿入端部（１１ａ，１１ｂ）に限定されるものではない。ただし、アンテナ挿入端部（１１ａ，１１ｂ）で接続することで閉ループ面積が最大化されるのでループ型アンテナとしてのアンテナ特性を最適化することができる。

図２は図１（ｂ）に示すループアンテナと図９（ｂ）に示す平行型アンテナの感度測定結果を示している。電波暗室において、電波発生装置から放射された電波をループ型アンテナ（図１（ｂ））及び平行型アンテナ（図９（ｂ））で受信してアンテナ感度を測定した実験結果を示しており、アンテナ特性Ｔ１はループ型アンテナ（図１（ｂ））によるものであり、アンテナ特性Ｔ２は平行型アンテナ（図９（ｂ））によるものである。

電波発生装置の信号発生源（ＳＧ）で一定パワーの送信信号を生成し、当該生成信号の信号パワーを減衰器で徐々に下げていった時に受信できた最低パワー（減衰量）をプロットしたものである。同図に示すように、地上波テレビジョン放送における１３チャンネル〜６０チャンネルの範囲では、本実施の形態と同じループ型アンテナ（図１（ｂ））の方が平行型アンテナ（図９（ｂ））よりも受信感度が高いことが判る。なお、６０チャンネル以上の帯域では平行型アンテナ（図９（ｂ））の感度が上回っているが、現実には５２チャンネル以上は現在の仕様では使用しないので問題ない。

（第１の実施の形態）
第１の実施の形態は、地上波デジタル放送受信用のアンテナ装置として用いる例である。
図３は第１の実施の形態に係るアンテナ装置の斜視図であり、筺体本体から筺体カバーを取り外した状態を図示している。同図には、２本のアンテナ素子２ａ，２ｂを筺体１に収納してループ型アンテナを形成している状態を示している。長方形状をなす筺体本体１ａのアンテナ収納面の左側領域には、筺体長手方向に沿って内側ガイド部材２１が形成されると共に、該内側ガイド部材２１からアンテナ直径相当だけ外側に離れて外側ガイド部材２２が形成されている。この内側ガイド部材２１と外側ガイド部材２２とにガイドされて一方のアンテナ素子２ａが筺体１内を長手方向に移動可能になっている。同様に、筺体本体１ａのアンテナ収納面の右側領域には、筺体長手方向に沿って内側ガイド部材２３が形成されると共に、該内側ガイド部材２３からアンテナ直径相当だけ外側に離れて外側ガイド部材２４が形成されている。内側ガイド部材２３と外側ガイド部材２４とにガイドされて他方のアンテナ素子２ｂが筺体１内を移動可能になっている。

図４に示すように、内側ガイド部材２１、２３の後端部は、筺体１に完全に収納されたアンテナ素子２ａ，２ｂのアンテナ挿入端部（１１ａ，１１ｂ）に相当する位置の手前で途切れており、アンテナ挿入端部（１１ａ，１１ｂ）に相当する位置に接続端子１０が固定されている。接続端子１０は略Ｍ字形状をなしている。接続端子１０の接触片１０ａ，１０ｂは内側ガイド部材２１、２３の後端部からアンテナ側へ傾くテーパ面を形成すると共に、アンテナ挿入端部（１１ａ，１１ｂ）に相当する位置の手前で再び内側へ曲がっている。接触片１０ａ，１０ｂでアンテナ側へ最も突出した部分はアンテナ挿入端部（１１ａ，１１ｂ）のアンテナ外径よりも僅かにアンテナ軸側へ出ており、これによりアンテナ挿入端部（１１ａ，１１ｂ）に対して弾接するようになっている。

一方、筺体１の上端部では保持部材２５ａ，２５ｂにてアンテナ素子２ａ，２ｂを摺動可能に保持している。筺体１に収納されたアンテナ素子２ａ，２ｂは筺体１の上端部では保持部材２５ａ，２５ｂにて保持され、アンテナ挿入端部となる筺体１の下端部では接続端子１０の接触片１０ａ，１０ｂにて外側ガイド部材２２，２４側に付勢されて保持されている。すなわち、アンテナ素子２ａ，２ｂは筺体収納時には保持部材２５ａ，２５ｂと接触素子１０とで挟持された状態となっている。これにより、アンテナ素子２ａ，２ｂに弾接する接触素子１０の弾性力を利用することで、アンテナ素子２ａ，２ｂを挟持する構造を別途設ける必要がなくなり、構造の簡素化を図ることができる。

図５はアンテナ素子２ａ，２ｂを筺体１から垂直上方へ引き出した状態の平面図であり、筺体カバーを取り外した状態を図示している。図６は図５における筺体１上部の拡大図を示している。筺体１の上端面にはアンテナ素子２ａ，２ｂを通過させる貫通口２６ａ，２６ｂが形成されている。図６に示すように、アンテナ素子２ａ，２ｂのアンテナ挿入端部１１ａ，１１ｂの先端部２７ａ，２７ｂが貫通口２６ａ，２６ｂの直径よりも大きな直径となっていて、貫通口２６ａ，２６ｂの開口部に筺体内側から当接して抜け止めとして機能する。また、アンテナ素子２ａ，２ｂは先端部２７ａ，２７ｂが貫通口２６ａ，２６ｂに当接した状態において、アンテナ軸支点２８ａ，２８ｂが筺体１外へ出るように長さ調整している。アンテナ素子２ａ，２ｂはアンテナ軸支点２８ａ，２８ｂにて回転自在に軸支されており、アンテナ素子２ａ，２ｂを互いに１８０度異なる水平方向へ倒す際はアンテナ軸支点２８ａ，２８ｂを中心にして回動する。

図７はアンテナ素子２ａ，２ｂを筺体１へ完全に収納した際の筺体下部の平面図である。同図に示すように、アンテナ挿入端部（１１ａ，１１ｂ）に対して接触素子１０の接触片１０ａ，１０ｂが弾接して、接触素子１０を介して一方のアンテナ素子２ａのアンテナ挿入端部１１ａと他方のアンテナ素子２ｂのアンテナ挿入端部１１ｂとが直流的に接続して全体としてループ型アンテナを形成している。

このように、第１の実施の形態では、接触素子１０をバネ部材で形成することにより、アンテナ素子２ａ，２ｂを筺体１へ完全に収納した際にはアンテナ挿入端部（１１ａ，１１ｂ）に対して接触片１０ａ，１０ｂを弾接させることができ、ループ型アンテナを形成することができる。したがって、アンテナ素子２ａ，２ｂを筺体１に収納して平行に配置される状態ではループ型アンテナを形成するようにしたので、逆方向電流の発生がなく、アンテナのゲイン低下を抑制できて、アンテナ特性を改善することができる。また、アンテナ素子２ａ，２ｂを筺体１から引き出してアンテナ軸支点２８ａ，２８ｂを中心にして水平方向に倒すことでダイポール型アンテナを形成することができる。

（第２の実施の形態）
第２の実施の形態は、第１の実施の形態で用いられた接触素子１０を変形した例である。
図８は第２の実施の形態に係るアンテナ装置の接触素子部分の拡大図であり、図４の拡大図に相当する部分である。第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付している。

本実施の形態では、筺体本体１ａ側からアンテナ挿入端部（１１ａ，１１ｂ）に弾接する接触素子３０を備えている。接触素子３０は第１の実施の形態と同様に金属製のバネ部材の一体物で構成されている。筺体下端部側から上端部側へ延出する一対の平行板からなる接触片３１ａ，３１ｂを途中から折り返し、該折り返し部分が筺体上端部側から下端部側に掛けてアンテナ側へ傾いたテーパ面となるようにしている。これにより、筺体１に収納されたアンテナ素子２ａ，２ｂのアンテナ挿入端部（１１ａ，１１ｂ）に対して接触片３１ａ，３１ｂが筺体本体１ａ側から弾接するようになる。

このような本実施の形態によっても、アンテナ素子２ａ，２ｂを筺体１へ完全に収納した際にはアンテナ挿入端部（１１ａ，１１ｂ）に対して接触片３１ａ，３１ｂを弾接させることができ、ループ型アンテナを形成することができる。

本発明は、２本のアンテナ素子を筺体から引き出してダイポール型アンテナとして使用可能であると共に筺体に収納してもアンテナとして機能するアンテナ装置に適用可能である。

（ａ）一実施の形態に係るアンテナ装置の概念図であり、ダイポール形状に開いた状態を示す図、（ｂ）上記一実施の形態に係るアンテナ装置を筺体内に収納した状態を示す図 図１（ｂ）に示すループアンテナと図９（ｂ）に示す平行型アンテナの感度測定結果を示す図 第１の実施の形態に係るアンテナ装置の斜視図 図３に示すＡ領域の拡大図 第１の実施の形態においてアンテナ素子を筺体から垂直上方へ引き出した状態の平面図 図５における筺体上部の拡大図 図５における筺体下部の拡大図 第２の実施の形態に係るアンテナ装置の図３のＡ領域に相当する部分の拡大図 従来のアンテナ装置の概念図

符号の説明

１…筺体
１ａ…筺体本体
２ａ，２ｂ…アンテナ素子
３ａ，３ｂ…給電点
１０、３０…接触素子
１０ａ，１０ｂ，３１ａ，３１ｂ…接触片
１１ａ，１１ｂ…アンテナ挿入端部
２１，２３…内側ガイド部材
２２，２４…外側ガイド部材
２５ａ，２５ｂ…保持部材
２６ａ，２６ｂ…貫通口
２７ａ，２７ｂ…アンテナ端部
２８ａ，２８ｂ…軸支点

Claims (3)

1. 筺体と、前記筺体に収納可能であると共に前記筺体から引き出して使用可能な２本のアンテナ素子とを備え、前記２本のアンテナ素子を前記筺体に収納した状態において前記２本のアンテナ素子の互いの一部を電気的に接続可能なアンテナ装置であって、
   前記筐体は、前記筐体に収納された前記２本のアンテナ素子の挿入端部同士を弾接させて電気的に接続可能にするバネ部材からなる接続素子と、前記接続素子から所定距離離れた場所で前記２本のアンテナ素子をそれぞれ摺動可能に保持する保持部材と、を備え、前記接続素子と前記保持部材とで前記筐体に収納された前記２本のアンテナ素子のそれぞれを保持可能に構成されており、
   前記２本のアンテナ素子は、前記筺体に収納した状態でループアンテナとして動作すると共に、前記筺体から引き出した状態でダイポールアンテナとして動作することを特徴とするアンテナ装置。
2. 前記２本のアンテナ素子は、前記筐体への収納時に互いに平行に配置されることを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
3. 地上波デジタル放送受信用に用いることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のアンテナ装置。
   

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