JP5449016B2

JP5449016B2 - アンテナ装置

Info

Publication number: JP5449016B2
Application number: JP2010107582A
Authority: JP
Inventors: 敦金子
Original assignee: Hitachi Kokusai Yagi Solutions Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Yagi Solutions Inc
Priority date: 2010-05-07
Filing date: 2010-05-07
Publication date: 2014-03-19
Anticipated expiration: 2030-05-07
Also published as: JP2011239095A

Description

本発明は、例えば地上デジタル放送や無線通信等に使用されるアンテナ装置に関する。

地上デジタル（テレビジョン）放送（ISTB-T：Terrestrial Integrated Services Digital Broadcasting）は、２００３年１２月から関東、近畿及び中京広域圏で放送が開始され、２０１０年には普及の過渡期を迎えている。上記地上デジタル放送は、ＵＨＦ帯の電波が使用され、その周波数帯域は４７０〜７７０ＭＨｚ（１３〜６２チャンネル）が使用され、主に水平偏波が用いられている。このような背景の中、アンテナの多様化が進み、小型化の要求が高まってきており、特に水平偏波受信の設置状態における小型化が求められている。

ＵＨＦ帯の電波を受信する水平偏波受信用のアンテナにおいて、幅方向を小型化するアンテナとしては、図５に示すループ型アンテナが知られている。

図５はループ型アンテナを用いたＵＨＦ帯受信用アンテナの外観構成を示す斜視図である。従来のループ型アンテナは、金属板を用いてループ状に形成したループ長が約１λａ（λａは使用周波数帯の下端周波数における波長）の放射素子１１及びループ長が約１．２λａの反射素子１２により構成され、放射素子１１及び反射素子１２は４隅に設けたサポート材１３ａ〜１３ｄによって所定の間隔に保持される。上記サポート材１３ａ〜１３ｄは絶縁体で構成され、放射素子１１と反射素子１２との間をネジ１４ａ〜１４ｄにより固定する。

上記放射素子１１には、下側中央に給電部１５が設けられる。放射素子１１は下側中央位置がスリットにより左右に分割され、この分割部分において上記スリットの左右に給電点が形成される。上記給電部１５は絶縁部材からなる保持基材１６によって給電用同軸ケーブル１７を保持し、この給電用同軸ケーブル１７の中心導体及び外導体を上記放射素子１１の給電点に接続する。

上記放射素子１１の高さＨａ１、横幅Ｌａ１、反射素子１２の高さＨａ２、横幅Ｌａ２、放射素子１１と反射素子１２との間隔Ｄａ、放射素子１１及び反射素子１２の導体部の幅Ｗａは、次のように設定される。

Ｈａ１：約０．３５λａ
Ｈａ２：約０．３５λａ
Ｌａ１：約０．１５λａ
Ｌａ２：約０．２２λａ
Ｄａ：約０．０７８λａ
Ｗａ：約０．０３１λａ
上記ループ型アンテナは、放射素子１１及び反射素子１２をループ状に形成することで、横幅（電界面方向）が小型化されることが一般に知られている。上記放射素子１１のループ長は約１λａ、反射素子１２のループ長は約１．２λａ程度必要である。アンテナを小型化するために放射素子１１の高さＨａ１及び反射素子１２の高さＨｂ１を同一サイズとすると、放射素子１１の横幅Ｌａ１に対して反射素子１２の横幅Ｌａ２の方が自ずと長くなってしまい、小型化を図る場合に問題となっている。

また、本発明に関連する公知技術として、略長方形に形成された板状の一対のダイポール素子の中央部に空隙を設けると共に、上記ダイポール素子の背面に所定の間隔を保って板状の反射板を設けてなるＵＨＦ帯用広帯域アンテナが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００５−２４４９２６号公報

上記のように従来のループ型アンテナは、小型化するために放射素子１１の高さＨａ１及び反射素子１２の高さＨａ２を同一サイズとすると、放射素子１１の横幅Ｌａ１に対して反射素子１２の横幅Ｌａ２の方が広くなってしまい、小型化を図る場合に問題となっている。

本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、反射素子を備えたループ型アンテナにおいて、充分な利得を確保しながら正面から見た反射素子の横幅を小さくして小型化を図ることができるアンテナ装置を提供することを目的とする。

本発明に係るアンテナ装置は、平面状に形成された所定ループ長のループ状放射素子と、前記放射素子に設けられた給電部と、前記放射素子の背面側に所定の間隔で設けられ、前記放射素子より長いループ長で平面状に形成され、前記放射素子と略同じ高さに設定されて両側導体部が後方に折り曲げられた反射素子とを具備し、前記反射素子は、前記後方に折り曲げられた両側導体部に縦長のホールを設けたことを特徴とする。

本発明によれば、反射素子を備えたループ型アンテナにおいて、後方に折り曲げた反射素子の両側導体部に縦長のホールを設けることにより、動作周波数が高域へシフトすることを防止し、充分な利得を確保しながら正面から見た反射素子の横幅を放射素子と略同じ値に設定して小型化を図ることができる。

本発明の実施例１に係るアンテナ装置の外観構成を示す斜視図である。同実施例１に係るアンテナ装置及び従来のアンテナ装置の利得特性図である。本発明の実施例２に係るアンテナ装置の外観構成を示す斜視図である。同実施例２に係るアンテナ装置及び従来のアンテナ装置の利得特性図である。従来のループ型アンテナを用いたＵＨＦ帯受信用アンテナの外観構成を示す斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は本発明の実施例１に係るアンテナ装置の外観構成を示す斜視図である。この実施例１は、ループ型アンテナを用いたＵＨＦ帯（水平偏波）受信用アンテナに実施した場合の例を示している。

図１において、２１はループ長が約１λａ（λａは使用周波数帯の下端周波数における波長）のループ状の放射素子で、この放射素子２１の背面側にループ長が約１．２λａのループ状の反射素子２２が設けられる。上記放射素子２１及び反射素子２２は、導体板を用いて平板状に形成され、ループ状導体部の幅がＷｂに設定される。

上記放射素子２１及び反射素子２２は、４隅に設けたサポート材２３ａ〜２３ｄによって所定の間隔Ｄｂに保持される。上記サポート材２３ａ〜２３ｄは、絶縁体で構成され、放射素子２１と反射素子２２との間を例えばネジ２４ａ〜２４ｄにより固定する。

上記放射素子２１は高さがＨｂ１、横幅がＬｂ１に設定され、反射素子２２は高さがＨｂ２、横幅がＬｂ２に設定される。

上記放射素子２１には、下側中央に給電部２５が設けられる。放射素子２１は下側中央位置がスリットにより左右に分割され、この分割部分において上記スリットの左右に給電点が形成される。上記給電部２５は絶縁部材からなる保持基材２６によって給電用同軸ケーブル２７を保持し、この給電用同軸ケーブル２７の中心導体及び外導体を上記放射素子２１の給電点に接続する。

また、反射素子２２には、左右両側の側部導体部２２ａ、２２ｂにそれぞれ垂直方向に例えば角形に形成したホール３１ａ、３１ｂが設けられる。このホール３１ａ、３１ｂは、高さがＨｃ、横幅がＬｃに設定される。

上記放射素子２１の高さＨｂ１、横幅Ｌｂ１、反射素子２２の高さＨｂ２、横幅Ｌｂ２、放射素子２１と反射素子２２との間隔Ｄｂ、放射素子２１の側部導体部２１ａ、２１ｂ及び反射素子２２の側部導体部２２ａ、２２ｂの幅Ｗｂ、反射素子２２のホール３１ａ、３１ｂの高さＨｃ及び横幅Ｌｃは、例えば次のように設定される。

Ｈｂ１：約０．３５λａ
Ｈｂ２：約０．３５λａ
Ｌｂ１：約０．１５λａ
Ｌｂ２：約０．２２λａ
Ｄｂ：約０．０７８λａ
Ｗｂ：約０．０３１λａ
Ｈｃ：約０．３１λａ
Ｌｃ：約０．０１５λａ
図２は上記実施例１に係るアンテナ装置の利得特性であり、横軸に周波数（ＭＨｚ）をとり、縦軸に指向性利得（ｄＢｉ）をとって示した。図２において、符号Ａで示す特性は実施例１に係るアンテナ装置の利得特性であり、符号Ｂで示す特性は図５に示した従来のアンテナ装置の利得特性である。

上記実施例１に係るアンテナ装置は、図２に示したように同一サイズの従来のアンテナ装置に比較し、１〜２ｄＢｉ程度高利得化することが可能である。このことから実施例１に係るアンテナ装置の利得を従来のアンテナ装置と同程度の利得に設定することで、小型化することができる。

次に本発明の実施例２に係るアンテナ装置について説明する。

図３は本発明の実施例２に係るアンテナ装置の外観構成を示す斜視図である。この実施例２に係るアンテナ装置は、上記実施例１に係るアンテナ装置において、反射素子２２の側部導体部２２ａ、２２ｂを後方、すなわち放射素子２１と反対方向に側部導体部２２ａ、２２ｂの幅Ｗｂで略９０°折り曲げて形成したものである。この折曲げた反射素子２２の側部導体部２２ａ、２２ｂには、実施例１で示したように高さＨｃ及び横幅Ｌｃのホール３１ａ、３１ｂを設けている。また、側部導体部２２ａ、２２ｂを後方に折り曲げた反射素子２２の正面から見た横幅Ｌｂ３は約０．１５８λａに設定される。その他の構成及び各部の寸法等は、実施例１に係るアンテナ装置と同じであるので、詳細な説明は省略する。

図４は上記実施例２に係るアンテナ装置の利得特性であり、横軸に周波数（ＭＨｚ）をとり、縦軸に指向性利得（ｄＢｉ）をとって示した。図４において、符号Ｃで示す特性は実施例２に係るアンテナ装置の利得特性であり、符号Ｂで示す特性は図５に示した従来のアンテナ装置の利得特性である。

反射素子２２の側部導体部２２ａ、２２ｂを後方に折り曲げて正面から見た反射素子２２の幅を狭く形成した場合、一般的には動作周波数が高域へシフトし、５００ＭＨｚ以下の低域周波数の利得が低下するが、実施例２で示したように後方に折り曲げた反射素子２２の側部導体部２２ａ、２２ｂにホール３１ａ、３１ｂを形成することにより、図４の利得特性に示したように動作周波数が高域へシフトすることを防止でき、使用周波数帯域の下端周波数である４７０ＭＨｚ近傍における利得を従来のアンテナ装置の利得と略同じ値に保持することができる。すなわち、反射素子２２の側部導体部２２ａ、２２ｂにホール３１ａ、３１ｂを形成することにより、側部導体部２２ａ、２２ｂにはホール３１ａ、３１ｂの周囲にループ状導体部が形成されて５００ＭＨｚ以下の低域周波数に共振する。このため反射素子２２の側部導体部２２ａ、２２ｂを後方に折り曲げて横幅Ｌｂ３を狭く設定しても、動作周波数が高域へシフトすることを防止することが可能となる。

上記実施例２に示したように反射素子２２の側部導体部２２ａ、２２ｂにホール３１ａ、３１ｂを形成することにより、動作周波数が高域へシフトすることを防止して従来のアンテナ装置と略同じ利得を保持でき、また、反射素子２２の側部導体部２２ａ、２２ｂを後方に折り曲げることにより、正面から見たアンテナの横幅Ｌｂ３を約０．１５８λａに設定でき、図５に示した従来のアンテナ装置の横幅Ｌａ２（約０．２２λａ）に比較して約０．０６２λａの幅だけ狭く形成することができる。

なお、上記実施例１、２では、反射素子２２の側部導体部２２ａ、２２ｂに角形のホール３１ａ、３１ｂを設けた場合について示したが、ホール３１ａ、３１ｂの形状は角形に限らず、その他の形状に形成することが可能である。

また、放射素子２１及び反射素子２２の各部の寸法は、上記実施例１、２に示した値に限定されるものではなく、要望されるアンテナの特性等に応じて任意の値に設定し得るものである。

また、本発明は、上記実施の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。

１１…放射素子、１２…反射素子、１３ａ〜１３ｄ…サポート材、１４ａ〜１４ｄ…ネジ、１５…給電部、１６…保持基材、１７…給電用同軸ケーブル、２１…放射素子、２１ａ、２１ｂ…放射素子の側部導体部、２２…反射素子、２２ａ、２２ｂ…反射素子の側部導体部、２３ａ〜２３ｄ…サポート材、２４ａ〜２４ｄ…ネジ、２５…給電部、２６…保持基材、２７…給電用同軸ケーブル、３１ａ、３１ｂ…縦長のホール。

Claims

平面状に形成された所定ループ長のループ状放射素子と、前記放射素子に設けられた給電部と、前記放射素子の背面側に所定の間隔で設けられ、前記放射素子より長いループ長で平面状に形成され、前記放射素子と略同じ高さに設定されて両側導体部が後方に折り曲げられた反射素子とを具備し、
前記反射素子は、前記後方に折り曲げられた両側導体部に縦長のホールを設けたことを特徴とするアンテナ装置。