JP5846823B2 - アンテナ装置 - Google Patents

Description

本発明は、支持柱の中段に複数のコーリニアアンテナを配置し、水平面内の全方向に対する水平面指向性のレベル偏差が少なくなるようにしたアンテナ装置に関する。

従来、コーリニアアンテナを設置して水平面無指向性とするためには、取付支柱の最上段に水平面無指向性のコーリニアアンテナを１基設置している。

しかし、既に取付支柱の最上段に他のアンテナが設置されている場合には取付けスペースが無いため、他の場所に別の取付支柱を建設して、その最上段にアンテナを取付けるか、または図２０に示すように既設取付支柱１の中段にコーリニアアンテナ２を設置している。

他の場所に別の取付支柱を建設して最上段にアンテナを取付ける場合には、コーリニアアンテナ１基で水平面無指向性を実現できるが、新規に取付支柱を建設する必要があり、建設費用が掛かってしまうという問題があった。

また、既設取付支柱１の中段にコーリニアアンテナ２を設置する場合には、取付支柱自体が反射素子として作用するため指向性に影響してしまい、水平面の全方向に対してレベル偏差を少なく抑えることができなかった。

取付支柱１の中心からのアンテナ張出し距離Ｌにより指向性が変化するが、この張出し距離Ｌが約０．２５λとなる取付けの場合には、図２１の指向性に示すように半値幅が約１８０°の単一方向指向性となる。上記λはアンテナの使用周波数帯の中心周波数における波長を示している。また、図２１は、直径Ｄが約２２０ｍｍの取付支柱１に張出し距離Ｌが約０．２５λとなるようにコーリニアアンテナ２を取付けた場合の垂直偏波水平面指向性を示している。

また、直径Ｄが約２２０ｍｍの取付支柱１に対し、その中心との張出し距離Ｌが約０．５λとなるようにコーリニアアンテナ２を取付けた場合には、その指向性（垂直偏波水平面指向性）は図２２に示すようにほぼ繭形の指向性となり、水平面内の全方向に対して電波を放射することが可能であるが、レベル偏差が大きくなってしまうという問題がある。

また、本発明に関連する公知技術として、放射素子を円筒状のレドーム内に収納し、主反射素子を上記レドームに固定すると共に、２つの副反射素子を上記レドームの周方向に回動可能に支持し、該２つの副反射素子を回動させることにより、アンテナの指向性を容易に調整できるようにした可変指向性アンテナが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

また、本発明に関連する公知技術として、上下一対の平行配置の支持板の間に、放射素子と複数本の反射素子を備えた指向性アンテナにおいて、反射素子の上部に備えた大径の傘部材を上側の支持板における長溝に設けた掛合片に掛合させることにより、組立の作業性を向上させると共に、支持板に反射素子の上部を装着した後は定位置で横移動しないようにした技術が知られている（例えば、特許文献２参照。）。

特開２０１０−５０７９１号公報 特開２０１０−７４２８１号公報

上記図２０に示したように既設取付支柱１の中段に水平面無指向性コーリニアアンテナ２を設置する場合、取付支柱自体が反射素子として作用するため指向性に影響し、水平面指向性は単一方向指向性や繭形の指向性となり、水平面の全方向に対してレベル偏差を少なく抑えることができない。この場合、取付支柱１の中心からのアンテナ張出し距離Ｌを大きく設定することで、水平面内の全方向に対して電波を放射することが可能であるが、レベル偏差が大きく、水平面無指向性とすることができない。

本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、取付支柱の中段にコーリニアアンテナを設置する場合においても、水平面内の全方向に対して水平面指向性のレベル偏差を少なく抑えることが可能なアンテナ装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、取付支柱の中段にコーリニアアンテナを設置した際、混信等により特定方向のレベルを低下させる必要性が生じた場合に、段階的に特定方向のレベルを低下させ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。

第１の発明に係るアンテナ装置は、取付支柱に締設され、該取付支柱の外周に沿って略等角度で且つ前記取付支柱の中心から所定の第１張出し距離離間した位置に最大３個のコーリニアアンテナの下部を同一の高さで保持すると共に、前記各コーリニアアンテナ間の中央位置で、且つ前記コーリニアアンテナよりも長い第２張出し距離で最大３個のパターン調整素子の下部を同一の高さで着脱可能に保持する下部取付金具と、前記取付支柱に締設され、前記３個のコーリニアアンテナの上部を着脱可能に保持するためのアンテナ上部振止金具と、前記アンテナ上部振止金具より上方において前記取付支柱に締設され、前記３個のパターン調整素子の上部を着脱可能に保持するための調整素子上部振止金具と、放射部と、該放射部の下端部に設けられる取付金具支持部とを有し、前記下部取付金具と前記アンテナ上部振止金具とによって略垂直に取付けられる前記コーリニアアンテナと、前記放射部より長い全長の棒状又は管状の形状を有し、前記下部取付金具と前記調整素子上部振止金具とによって略垂直に取付けられる無給電の前記パターン調整素子と、前記各コーリニアアンテナに給電電力を同位相で等分配する給電手段とを具備し、前記コーリニアアンテナおよび前記パターン調整素子の少なくとも一方は、前記３個のうちの１個又は２個が取付けられ、前記コーリニアアンテナの第１張出し距離及び前記パターン調整素子の第２張出し距離は、水平面内の全方向に対して水平面指向性のレベル偏差が少なくなるように前記取付支柱の直径に応じて設定され、前記第２張出し距離は、１１０ｍｍから３２０ｍｍの範囲の直径の取付支柱に対し、０．１５９λ〜０．６３７λ（λはアンテナの使用周波数帯の中心周波数における波長）の範囲で設定されることを特徴とする。

第２の発明は、第１の発明に係るアンテナ装置において、前記下部取付金具および前記上部振止金具はいずれも、円筒部を略１２０度毎に分割された３つの円弧部材と、該３つの円弧部材の両端部に外方へ突出しかつ隣接するもの同士が相対向するように設けられた接合板と、該相対向する接合板同士を締結することにより前記円筒部を構成する締結具とを備えることを特徴とする。

第３の発明は、第１の発明又は第２の発明に係るアンテナ装置において、取付けられる前記コーリニアアンテナは１個又は２個であり、取付けられる前記パターン調整素子は３個であり、約９０度又は約１４０度の半値幅の単一指向性を発揮することを特徴とする。

本発明によれば、取付支柱の中段にコーリニアアンテナを設置する場合においても、水平面内の全方向に対して水平面指向性のレベル偏差を少なく抑えることができる。

また、取付支柱の中段にコーリニアアンテナを設置して水平面内の全方向に対する水平面指向性のレベル偏差を少なく抑えた場合において、混信等により特定方向のレベルを低下させる必要性が生じた場合に、特定方向のレベルを段階的に低下させて他局との混信を確実に防止することができる。

また、アンテナ装置を設置した現地にて指向性を調整できるので、特定方向にて他局との混信を生じた場合であっても迅速に対応できると共に、特定方向のレベルを低下させた別の指向性付きアンテナを製作する必要もなく、アンテナ製作に伴う費用の増加を確実に防止することができる。

本発明の実施例１に係るアンテナ装置の概略構成を示す平面図である。 実施例１に係るアンテナ装置の給電系統を示すブロック図である。 実施例１に係るアンテナ装置の具体的な構成例を示す斜視図である。 実施例１における下部取付金具の具体的な構成例を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図である。 （ａ）は調整素子上部振止金具の具体的な構成例を示す斜視図、（ｂ）はアンテナ上部振止金具の具体的な構成例を示す斜視図である。 実施例１に係るアンテナ装置の垂直偏波水平面指向性を示す図である。 実施例１に係るアンテナ装置において、３本のパターン調整素子を順次取外して特定方向のレベルを低下させる場合のコーリニアアンテナ及びパターン調整素子の配置状態を示す図である。 実施例１に係るアンテナ装置において、１本のパターン調整素子を取外して特定方向のレベルを低下させた場合の垂直偏波水平面指向性を示す図である。 実施例１に係るアンテナ装置において、２本のパターン調整素子を取外して特定方向のレベルを低下させた場合の垂直偏波水平面指向性を示す図である。 実施例１に係るアンテナ装置において、３本のパターン調整素子を取外して特定方向のレベルを低下させた場合の垂直偏波水平面指向性を示す図である。 （ａ）は実施例１に係るアンテナ装置において、１基のコーリニアアンテナを取外して特定方向のレベルを低下させる場合のコーリニアアンテナ及びパターン調整素子の配置状態を示す図、（ｂ）は２基のコーリニアアンテナへの給電系統を示すブロック図である。 （ａ）は実施例１に係るアンテナ装置において、２基のコーリニアアンテナを取外して特定方向のレベルを低下させる場合のコーリニアアンテナ及びパターン調整素子の配置状態を示す図、（ｂ）は１基のコーリニアアンテナへの給電系統を示すブロック図である。 図１１に示す１基のコーリニアアンテナを取外して特定方向のレベルを低下させた場合の垂直偏波水平面指向性を示す図である。 図１２に示す２基のコーリニアアンテナを取外して特定方向のレベルを低下させた場合の垂直偏波水平面指向性を示す図である。 （ａ）は実施例１に係るアンテナ装置において、全てのパターン調整素子を取外し、３基のコーリニアアンテナを使用して特定方向のレベルを低下させる場合のコーリニアアンテナの配置状態を示す図、（ｂ）は３基のコーリニアアンテナへの給電系統を示すブロック図である。 （ａ）は実施例１に係るアンテナ装置において、全てのパターン調整素子及び１基のコーリニアアンテナを取外して特定方向のレベルを低下させる場合のコーリニアアンテナの配置状態を示す図、（ｂ）は２基のコーリニアアンテナへの給電系統を示すブロック図である。 （ａ）は実施例１に係るアンテナ装置において、全てのパターン調整素子及び２基のコーリニアアンテナを取外して特定方向のレベルを低下させる場合のコーリニアアンテナの配置状態を示す図、（ｂ）は１基のコーリニアアンテナへの給電系統を示すブロック図である。 図１６に示す全てのパターン調整素子及び１基のコーリニアアンテナを取外して特定方向のレベルを低下させた場合の垂直偏波水平面指向性を示す図である。 図１７に示す全てのパターン調整素子及び２基のコーリニアアンテナを取外して特定方向のレベルを低下させた場合の垂直偏波水平面指向性を示す図である。 取付支柱の中段に１基のコーリニアアンテナを設置した従来のアンテナ装置の概略構成を示す平面図である。 図２０に示したアンテナ装置において、取付支柱にアンテナ張出し距離が約０．２５λとなるように１基のコーリニアアンテナを取付けた場合の垂直偏波水平面指向性を示す図である。 図２０に示したアンテナ装置において、取付支柱にアンテナ張出し距離が約０．５λとなるように１基のコーリニアアンテナを取付けた場合の垂直偏波水平面指向性を示す図である。

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、すなわち取付支柱の中段に３基のコーリニアアンテナを設置した場合の概略構成を示す平面図である。図２は実施例１に係るアンテナ装置の給電系統を示すブロック図である。

図１において、１１は鉄柱等の既設の取付支柱で、この取付支柱１１には、中段外周に沿って複数例えば３基の水平面無指向性コーリニアアンテナ１２ａ〜１２ｃが等角度、すなわち１２０°開角で、略垂直に同一の高さで取付けられる。上記各コーリニアアンテナ１２ａ〜１２ｃは、図２に示すように電波を放射する放射部１２と、この放射部１２の下端部に設けられる取付金具支持部１４からなり、詳細を後述するように取付金具支持部１４が取付金具により取付支柱１１に取付けられる。上記放射部１２は、１段あるいは多段のアンテナ素子（ダイポールアンテナ素子）が例えば合成樹脂製の筒状ケース内に収納され、取付金具支持部１４により保持される。

また、上記取付支柱１１には、上記各コーリニアアンテナ１２ａ〜１２ｃ間の中央に位置するようにパターン調整素子１３ａ〜１３ｃが配置される。すなわち、コーリニアアンテナ１２ａ〜１２ｃ及びパターン調整素子１３ａ〜１３ｃは、取付支柱１１の外周に沿って略６０°の間隔で交互に配置される。この場合、説明の便宜上、コーリニアアンテナ１２ａ〜１２ｃは、１２ａが０°方向、１２ｂが１２０°方向、１２ｃが２４０°方向に配置され、パターン調整素子１３ａ〜１３ｃは、１３ａが６０°方向、１３ｂが１８０°方向、１３ｃが３００°方向に配置されるものとする。

上記パターン調整素子１３ａ〜１３ｃの全長は、反射素子として動作するようにコーリニアアンテナ１２ａ〜１２ｃの放射部１２より少し長く設定される。上記パターン調整素子１３ａ〜１３ｃは、反射素子として動作し、隣り合うアンテナとの合成指向性のレベルを調整することで、水平面内の全方向に対して水平面指向性のレベル偏差が少なくなるように作用する。上記コーリニアアンテナ１２ａ〜１２ｃの放射部１２が１段のアンテナ素子により構成されている場合、パターン調整素子１３ａ〜１３ｃは全長をコーリニアアンテナ１２ａ〜１２ｃの放射部１２より約０．１λ以上長く設定、例えば放射部１２の長さが約０．４７λである場合、パターン調整素子１３ａ〜１３ｃを約０．５７λの長さとし、反射素子として動作するように設定する。また、放射部１２が複数段のアンテナ素子により構成されている場合には、放射部１２の構成段数に応じてパターン調整素子１３ａ〜１３ｃの全長を放射部１２より長く設定し、パターン調整素子１３ａ〜１３ｃが反射素子として動作するようにする。

また、上記コーリニアアンテナ１２ａ〜１２ｃとパターン調整素子１３ａ〜１３ｃは、水平面内の全方向に対して水平面指向性のレベル偏差を少なく抑えるために、取付支柱１１の中心から所定の距離だけ張出して取付ける必要があり、その張出し距離Ｌ１、Ｌ２の最適値は、取付ける取付支柱１１の直径Ｄに応じて次表１に示すように設定する。ただし、表１の寸法は、３５０ＭＨｚ帯での最適値を示している。この場合、パターン調整素子１３ａ〜１３ｃは、取付支柱１１の中心からの張出し距離Ｌ２をコーリニアアンテナ１２ａ〜１２ｃの張出し距離Ｌ１より長い値に設定する。

例えば取付支柱１１の直径Ｄが約２２０ｍｍであった場合、コーリニアアンテナ１２ａ〜１２ｃの張出し距離Ｌ１は約０．３２３λに設定し、パターン調整素子１３ａ〜１３ｃの張出し距離Ｌ２は約０．５７８λに設定する。上記λは使用周波数帯の中心周波数における波長を示している。

そして、上記コーリニアアンテナ１２ａ〜１２ｃは、図２に示すように３分配器１５により等分配、同位相で給電される。３分配器１５は、送信機（図示せず）から給電用同軸ケーブル１６により送られてくる送信信号（電力）を３分配（等分配）し、それぞれ同軸ケーブル１７ａ〜１７ｃを介してコーリニアアンテナ１２ａ〜１２ｃに同位相で給電する。一方、パターン調整素子１３ａ〜１３ｃへの給電は行わず、無給電の状態に保持する。

図３は、上記実施例１に係るアンテナ装置の具体的な構成例を示す斜視図である。図３に示すようにコーリニアアンテナ１２ａ〜１２ｃは、取付支柱１１の中段外周に下部取付金具２１及びアンテナ上部振止金具４０により１２０°開角で取付けられる。上記コーリニアアンテナ１２ａ〜１２ｃは、放射部１２が取付金具支持部１４により保持され、この取付金具支持部１４が下部取付金具２１により取付支柱１１に取付けられる。上記取付金具支持部１４としては、例えば金属パイプが使用される。

また、パターン調整素子１３ａ〜１３ｃは、上記各コーリニアアンテナ１２ａ〜１２ｃ間の中央に位置するように下部取付金具２１及び調整素子上部振止金具５０により１２０°開角で取付支柱１１に取付けられる。コーリニアアンテナ１２ａ〜１２ｃ及びパターン調整素子１３ａ〜１３ｃは、取付支柱１１の外周に沿って略６０°の間隔で交互に配置される。また、コーリニアアンテナ１２ａ〜１２ｃの張出し距離Ｌ１及びパターン調整素子１３ａ〜１３ｃの張出し距離Ｌ２は、上記表１に示したように取付支柱１１の直径Ｄに応じて設定される。

上記下部取付金具２１、アンテナ上部振止金具４０及び調整素子上部振止金具５０は、コーリニアアンテナ１２ａ〜１２ｃ及びパターン調整素子１３ａ〜１３ｃを容易に着脱できるように構成されるもので、その詳細については後述する。

上記コーリニアアンテナ１２ａ〜１２ｃは、任意段数のものを使用することができるが、例えば３５０ＭＨｚ帯で３段構成のアンテナを使用した場合、放射部１２の長さは約２．４λに設定され、取付金具支持部１４の長さは例えば約３００ｍｍに設定される。このときパターン調整素子１３ａ〜１３ｃとしては、例えば直径が約２０〜３０ｍｍの棒状あるいは管状で、コーリニアアンテナ１２ａ〜１２ｃの放射部１２より長いもの（例えば放射部１２より約０．６λ長い約３λのもの）を使用する。なお、図３では、パンザマスト等への取付けを想定し、取付支柱１１の直径が下側で太く、上方に行くに従って細くなるように構成した場合について示したが、その他、例えば鋼管柱等への取付けを想定し、下側及び上側で同一の直径に構成しても良いことは勿論である。図３に示したように取付支柱１１の直径が下側と上側で異なる場合は、アンテナ装着部における平均直径を取付支柱１１の直径としてコーリニアアンテナ１２ａ〜１２ｃ及びパターン調整素子１３ａ〜１３ｃの張出し距離Ｌ１、Ｌ２の最適値を求める。

また、取付支柱１１には、下部取付金具２１の下方に３分配器１５を取付け、送信機（図示せず）から給電用同軸ケーブル１６により送られてくる送信電力を３分配（等分配）し、それぞれ同軸ケーブル１７ａ〜１７ｃを介してコーリニアアンテナ１２ａ〜１２ｃに同位相で給電する。

次に、上記下部取付金具２１、アンテナ上部振止金具４０及び調整素子上部振止金具５０の詳細について説明する。

図４は下部取付金具２１の具体的な構成例を示したもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図である。下部取付金具２１は、コーリニアアンテナ１２ａ〜１２ｃ及びパターン調整素子１３ａ〜１３ｃに共通に設けられる取付金具であり、円筒部２２が略１２０°毎に３つの円筒部材２２ａ〜２２ｃに分割される。各円筒部材２２ａ〜２２ｃの両端部には、それぞれ接合板２３が外方に突出して設けられ、隣接する円筒部材の接合板２３同士が相対向して位置するようになっている。相対向する接合板２３は、上下の２個所でボルト及びナットにより固定される。上記円筒部２２は、取付支柱１１の外周に沿って取付けられ、上記ボルト及びナットを締め付けることにより取付支柱１１に固定される。

また、上記円筒部材２２ａ〜２２ｃの外側面には、それぞれ所定長さのアンテナ用アーム２５ａ〜２５ｃ及び調整素子用アーム２６ａ〜２６ｃが交互に６０°の間隔で側方に突出するように放射状に設けられる。上記円筒部材２２ａ〜２２ｃとアンテナ用アーム２５ａ〜２５ｃ及び調整素子用アーム２６ａ〜２６ｃとの接合部には、接合板２３の両側にそれぞれ補強板３２が設けられる。そして、上記アンテナ用アーム２５ａ〜２５ｃに先端側には、略Ｔ字状に形成されたアンテナ取付板２７ａ〜２７ｃがボルト及びナットにより固定される。上記アンテナ取付板２７ａ〜２７ｃには、上下にＵ字状の取付ボルト２８がナットにより取付けられ、このＵ字状の取付ボルト２８及びナットによりコーリニアアンテナ１２ａ〜１２ｃの下端部に設けられている取付金具支持部１４を固定する。この場合、取付ボルト２８に螺着したナットを緩めることにより、コーリニアアンテナ１２ａ〜１２ｃを容易に着脱できるようになっている。上記アンテナ用アーム２５ａ〜２５ｃの長さは、アンテナ取付板２７ａ〜２７ｃに取付ボルト２８により取付けられるコーリニアアンテナ１２ａ〜１２ｃの張出し距離Ｌ１が最適値となるように設定される。

また、調整素子用アーム２６ａ〜２６ｃの先端には、円筒状の調整素子固定具３１ａ〜３１ｃが取付けられる。上記調整素子固定具３１ａ〜３１ｃは、円筒部が半円筒状に２分割され、その間にパターン調整素子１３ａ〜１３ｃの下端部を介在させてボルトにより固定する。調整素子固定具３１ａ〜３１ｃは、ボルトを緩めることにより、パターン調整素子１３ａ〜１３ｃを容易に着脱できるようになっている。上記調整素子用アーム２６ａ〜２６ｃの長さは、調整素子固定具３１ａ〜３１ｃに固定されるパターン調整素子１３ａ〜１３ｃの張出し距離Ｌ２が最適値となるように設定される。

また、上記アンテナ上部振止金具４０及び調整素子上部振止金具５０は、図５に示すように構成される。図５（ａ）は調整素子上部振止金具５０の具体的な構成例を示す斜視図、同図（ｂ）はアンテナ上部振止金具４０の具体的な構成例を示す斜視図である。

コーリニアアンテナ１２ａ〜１２ｃの上端を固定するアンテナ上部振止金具４０は、図５（ｂ）に示すように、円筒部４１が略１２０°毎に３つの円筒部材４１ａ〜４１ｃに分割される。各円筒部材４１ａ〜４１ｃの両端部には、それぞれ接合板４２が外方に突出して設けられ、隣接する円筒部材の接合板４２同士が相対向して位置するようになっている。各接合板４２には、中央部にボルト穴が設けられ、このボルト穴内にそれぞれボルト４３が挿入され、その挿入先端にナット４４が螺着される。上記円筒部４１は、取付支柱１１の外周に沿って取付けられ、ボルト４３に螺着したナット４４を締め付けることにより、取付支柱１１に固定される。

上記円筒部材４１ａ〜４１ｃの外側中央部には、所定長さのアンテナ振止アーム４５ａ〜４５ｃが１２０°の間隔で側方に突出するように放射状に設けられる。上記アンテナ振止アーム４５ａ〜４５ｃの先端部には、一方の側面にアンテナ固定バンド４６ａ〜４６ｃがそれぞれボルト４７及びナット４８により取付けられる。上記アンテナ振止アーム４５ａ〜４５ｃには、アンテナ固定バンド４６ａ〜４６ｃ内にコーリニアアンテナ１２ａ〜１２ｃの上端部を位置させ、それぞれボルト４７及びナット４８により固定する。上記ボルト４７及びナット４８を緩めることにより、コーリニアアンテナ１２ａ〜１２ｃの上端部を容易に着脱することができる。上記アンテナ振止アーム４５ａ〜４５ｃの長さは、アンテナ固定バンド４６ａ〜４６ｃにより固定されるコーリニアアンテナ１２ａ〜１２ｃの張出し距離Ｌ１が最適値となるように設定される。

また、パターン調整素子１３ａ〜１３ｃの上端を固定する調整素子上部振止金具５０は、図５（ａ）に示すように、円筒部５１が略１２０°毎に３つの円筒部材５１ａ〜５１ｃに分割されている。各円筒部材５１ａ〜５１ｃの分割端部には、それぞれ接合板５２が外方に突出して設けられ、隣接する円筒部材の接合板５２同士が相対向して位置するようになっている。各接合板５２には、中央部にボルト穴が設けられ、このボルト穴内にそれぞれボルト５３が挿入され、その挿入先端にナット５４が螺着される。上記円筒部５１は、取付支柱１１の外周に沿って取付けられ、ボルト５３及びナット５４を締め付けることにより取付支柱１１に固定される。

上記円筒部材５１ａ〜５１ｃの外側中央部には、所定長さの調整素子振止アーム５５ａ〜５５ｃが１２０°の間隔で側方に突出するように放射状に設けられる。円筒部材５１ａ〜５１ｃと調整素子振止アーム５５ａ〜５５ｃとの接合部には、調整素子振止アーム５５ａ〜５５ｃの両側に略三角形状に形成された補強部材５６が設けられる。

上記調整素子振止アーム５５ａ〜５５ｃの先端部には、一方の側面に調整素子固定バンド５７ａ〜５７ｃの両端部がそれぞれボルト５８及びナット５９により取付けられる。上記調整素子振止アーム５５ａ〜５５ｃの先端部に設けた調整素子固定バンド５７ａ〜５７ｃの内側にパターン調整素子１３ａ〜１３ｃの上端部を挿入し、それぞれボルト５８及びナット５９により固定する。上記ボルト５８及びナット５９を緩めることにより、パターン調整素子１３ａ〜１３ｃの上端部を容易に着脱することができる。上記調整素子振止アーム５５ａ〜５５ｃの長さは、調整素子固定バンド５７ａ〜５７ｃにより固定されるパターン調整素子１３ａ〜１３ｃの張出し距離Ｌ２が最適値となるように設定される。

図６は、上記のように構成されたアンテナ装置において、周波数を３５０ＭＨｚ帯に設定した３基のコーリニアアンテナ１２ａ〜１２ｃ及びパターン調整素子１３ａ〜１３ｃを直径Ｄが約２２０ｍｍの取付支柱１１へ取付け、コーリニアアンテナ１２ａ〜１２ｃの張出し距離Ｌ１を約０．３２３λ、パターン調整素子１３ａ〜１３ｃの張出し距離Ｌ２を約０．５７８λに設定し、図２に示したように送信機から供給される送信信号を３分配器１５にて等分配し、同位相で給電した場合の垂直偏波水平面指向性を示している。なお、図６は、上記したように、コーリニアアンテナ１２ａ〜１２ｃが、０°方向、１２０°方向、２４０°方向に配置され、パターン調整素子１３ａ〜１３ｃが、６０°方向、１８０°方向、３００°方向に配置された場合の特性を示している。

上記実施例１に係るアンテナ装置によれば、３基のコーリニアアンテナ１２ａ〜１２ｃ及びパターン調整素子１３ａ〜１３ｃを等角度で交互に配置することにより、上記図６に示した水平面指向性からも明らかなように、水平面内の全方向に対する水平面指向性のレベル偏差を少なく抑えることができる。

次に上記実施例１に係るアンテナ装置の水平面指向特性を調整する調整手段について説明する。

上記実施例１に係るアンテナ装置を設置して実際に運用し、水平面内の全方向に対する水平面指向性のレベル偏差を少なく抑えた場合に、特定方向にて他局との混信を生じ、その方向のレベルを低下させる必要が生じた場合には、次に示す（１）〜（３）の手段によって指向性を調整する。

（１）アンテナ装置からパターン調整素子１３ａ〜１３ｃを順次取外すことにより特定方向のレベルを低下させる。

（２）アンテナ装置にパターン調整素子１３ａ〜１３ｃを取付けた状態でコーリニアアンテナ１２ｂ、１２ｃを順次取外すことにより特定方向のレベルを低下させる。

（３）アンテナ装置から全てのパターン調整素子１３ａ〜１３ｃを取外すと共にコーリニアアンテナ１２ｂ、１２ｃを順次取外すことにより特定方向のレベルを低下させる。

以下、上記（１）〜（３）に示した特定方向のレベル調整手段の詳細について説明する。

［（１）パターン調整素子によるレベル調整］
［第１段階］
上記実施例１に示したアンテナ装置において、特定方向のレベルを低下させる必要性が生じた場合、先ず、図７（ａ）に示すように、パターン調整素子１３ａ〜１３ｃの１つ例えば１８０°方向に配置されたパターン調整素子１３ｂを取外す。この１８０°方向のパターン調整素子１３ｂを取外した場合、水平面内の全方向に対してレベル偏差が少なくなるように抑えられていた水平面指向性（図６参照）が変化し、図８の垂直偏波水平面指向性に示すように０°方向、１２０°方向、２４０°方向の３方向のレベルを減衰させることができる。これにより特定方向における他局との混信を防止することができる。

［第２段階］
第２段階では、図７（ｂ）に示すように、上記１８０°方向のパターン調整素子１３ｂに追加して、６０°方向に配置されているパターン調整素子１３ａを取外す。上記１８０°方向のパターン調整素子１３ｂ及び６０°方向のパターン調整素子１３ａを取外すことにより、図９の垂直偏波水平面指向性に示すように、上記第１段階のときよりも０°方向、１２０°方向、２４０°方向の３方向のレベルを更に減衰させることができる。

［第３段階］
第３段階では、図７（ｃ）に示すように、アンテナ装置から全て（３本）のパターン調整素子１３ａ〜１３ｃを取外す。３本のパターン調整素子１３ａ〜１３ｃを取外すことにより、図１０の垂直偏波水平面指向性に示すように、上記第２段階のときよりも０°方向、１２０°方向、２４０°方向の３方向のレベルを更に減衰させることができる。

上記のようにアンテナ装置からパターン調整素子１３ａ〜１３ｃを順次取外すことにより、特定方向のレベルを段階的に減衰させることができる。

なお、レベルを低下させたい方向が、０°方向、１２０°方向、２４０°方向からずれている場合には、アンテナ装置全体を回転させてレベルを低下させたい方向を調整する。

［（２）コーリニアアンテナによるレベル調整］
次に、特定方向のレベルをコーリニアアンテナ１２ａ〜１２ｃによって調整する場合について説明する。この場合、パターン調整素子１３ａ〜１３ｃは、アンテナ装置に取付けたままの状態に保持する。

［第１段階：アンテナ２基合成］
第１段階では、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、アンテナ装置からコーリニアアンテナ１２ａ〜１２ｃの１つ例えば２４０°方向に配置されているコーリニアアンテナ１２ｃを取外し、０°方向のコーリニアアンテナ１２ａと１２０°方向のコーリニアアンテナ１２ｂの２本に給電して、２基合成のアンテナ装置とする。このとき３分配器１５に代えて等分配の２分配器１５ａを使用し、コーリニアアンテナ１２ａ、１２ｂに同位相で給電する。図１１（ａ）はアンテナ装置を取付支柱の上面から見た概略構成図、同図（ｂ）はコーリニアアンテナ１２ａ、１２ｂへの給電系統を示すブロック図である。

上記のように１基のコーリニアアンテナ１２ｃを取外すことにより、水平方向の全方向に対してレベル偏差を少なく抑えていた指向性（図６参照）から図１３の垂直偏波水平面指向性に示すように、半値幅１４０°程度の単一方向指向性へと変更することができる。

［第２段階：アンテナ単独使用］
第２段階では、図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、アンテナ装置から２４０°方向に配置されているコーリニアアンテナ１２ｃと１２０°方向に配置されているコーリニアアンテナ１２ｂを取外し、０°方向のコーリニアアンテナ１２ａのみに給電する。このとき分配器は使用せず、コーリニアアンテナ１２ａを無線機に直接接続する。図１２（ａ）はアンテナ装置を取付支柱の上面から見た概略構成図、同図（ｂ）はコーリニアアンテナ１２ａへの給電系統を示すブロック図である。

上記のようにアンテナ装置から２基のコーリニアアンテナ１２ｂ、１２ｃを取外し、１基のコーリニアアンテナ１２ａを単独使用することにより、図１４の垂直偏波水平面指向性に示すように、半値幅９０°程度の単一方向指向性とすることができる。

上記のようにアンテナ装置から１基または２基のコーリニアアンテナを取外すことにより、半値幅１４０°程度、あるいは半値幅９０°程度の単一方向指向性とすることができる。

なお、レベルを低下させたい方向が目的の方向からずれている場合には、アンテナ装置全体を回転させてレベルを低下させたい方向を調整する。

［（３）パターン調整素子及びコーリニアアンテナによるレベル調整］
次に、特定方向のレベルをパターン調整素子１３ａ〜１３ｃ及びコーリニアアンテナ１２ａ〜１２ｃによって調整する場合について説明する。

［第１段階：アンテナ３基合成］
第１段階では、図１５（ａ）、（ｂ）に示すように、アンテナ装置から全てのパターン調整素子１３ａ〜１３ｃを取外し、コーリニアアンテナ１２ａ〜１２ｃによる３基合成アンテナとする。図１５（ａ）はアンテナ装置を取付支柱の上面から見た概略構成図、同図（ｂ）はコーリニアアンテナ１２ａ〜１２ｃへの給電系統を示すブロック図である。

上記のようにアンテナ装置から全てのパターン調整素子１３ａ〜１３ｃを取外した場合、上記図７（ｃ）に示した［（１）パターン調整素子によるレベル調整］における［第３段階］の調整時と同じ構成となり、その垂直偏波水平面指向性は図１０に示したように、０°方向、１２０°方向、２４０°方向の３方向のレベルが減衰する。

［第２段階：アンテナ２基合成］
第２段階では、図１６（ａ）、（ｂ）に示すように、上記第１段階から２４０°方向に配置されたコーリニアアンテナ１２ｃを取外し、０°方向のコーリニアアンテナ１２ａと１２０°方向のコーリニアアンテナ１２ｂに給電する。このとき３分配器１５に代えて等分配の２分配器１５ａを使用し、コーリニアアンテナ１２ａ、１２ｂに同位相で給電する。図１６（ａ）はアンテナ装置を取付支柱の上面方向から見た概略構成図、同図（ｂ）はコーリニアアンテナ１２ａ、１２ｂへの給電系統を示すブロック図である。

上記のようにアンテナ装置から全てのパターン調整素子１３ａ〜１３ｃを取外すと共に、２４０°方向のコーリニアアンテナ１２ｃを取外すことにより、図１８の垂直偏波水平面指向性に示すように、半値幅６０°程度の単一方向指向性とすることができる。

［第３段階：アンテナ単独使用］
第３段階では、図１７（ａ）、（ｂ）に示すように、上記第２段階から更に１２０°方向のコーリニアアンテナ１２ｂを取外し、０°方向のコーリニアアンテナ１２ａの１基のみに給電する。このとき分配器は使用せず、コーリニアアンテナ１２ａを無線機に直接接続する。

上記のようにアンテナ装置から全てのパターン調整素子１３ａ〜１３ｃを取外すと共に、２４０°方向のコーリニアアンテナ１２ｃ及び１２０°方向のコーリニアアンテナ１２ｂを取外すことにより、図１９の垂直偏波水平面指向性に示すように、半値幅１８０°程度の単一方向指向性とすることができる。

なお、レベルを低下させたい方向が目的の方向からずれている場合には、アンテナ装置全体を回転させてレベルを低下させたい方向を調整する。

上記実施例で示したように、コーリニアアンテナ１２ａ〜１２ｃ及びパターン調整素子１３ａ〜１３ｃを等角度で交互に配置することにより、水平面内の全方向に対する水平面指向性のレベル偏差を少なく抑えることができ、かつ、アンテナ装置を設置して実際に運用した場合に、特定方向にて他局との混信を生じ、その方向のレベルを低下させる必要が生じた場合には、コーリニアアンテナ１２ａ〜１２ｃ及びパターン調整素子１３ａ〜１３ｃを段階的に取外すことで、特定方向のレベルを低下させて他局との混信を防止することができる。また、アンテナ装置を設置した現地にて指向性を調整できるので、特定方向にて他局との混信を生じた場合であっても迅速に対応できると共に、特定方向のレベルを低下させた別の指向性付きアンテナを製作する必要もなく、アンテナ製作に伴う費用の増加を確実に防止することができる。また、別の指向性付きアンテナを製作する場合には、製作を完了するまでの期間、混信状態で運用せざるを得ないが、本実施例によれば現地にて迅速に対応することが可能であるので、このような問題も解決することができる。

なお、上記実施例１、２では、３基のコーリニアアンテナ１２ａ〜１２ｃ及びパターン調整素子１３ａ〜１３ｃを設けた場合について示したが、３基以上のコーリニアアンテナ及びパターン調整素子を設ける場合であっても上記実施例１、２と同様にして実施し得るものである。

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…取付支柱、１２ａ〜１２ｃ…コーリニアアンテナ、１２…放射部、１３ａ〜１３ｃ…パターン調整素子、１４…取付金具支持部、１５…３分配器、１５ａ…２分配器、１６、１７ａ〜１７ｃ…同軸ケーブル、２１…下部取付金具、２２…円筒部、２２ａ〜２２ｃ…円筒部材、２３…接合板、２５ａ〜２５ｃ…アンテナ用アーム、２６ａ〜２６ｃ…調整素子用アーム、２７ａ〜２７ｃ…アンテナ取付板、２８…Ｕ字状の取付ボルト、３１ａ〜３１ｃ…調整素子固定具、３２…補強板、４０…アンテナ上部振止金具、４１…円筒部、４１ａ〜４１ｃ…円筒部材、４２…接合板、４３、４７…ボルト、４４、４８…ナット、４５ａ〜４５ｃ…アンテナ振止アーム、４６ａ〜４６ｃ…アンテナ固定バンド、５０…調整素子上部振止金具、５１…円筒部、５１ａ〜５１ｃ…円筒部材、５２…接合板、５３、５８…ボルト、５４、５９…ナット、５５ａ〜５５ｃ…調整素子振止アーム、５６…補強部材、５７ａ〜５７ｃ…調整素子固定バンド。

Claims (3)

1. 取付支柱に締設され、該取付支柱の外周に沿って略等角度で且つ前記取付支柱の中心から所定の第１張出し距離離間した位置に最大３個のコーリニアアンテナの下部を同一の高さで保持すると共に、前記各コーリニアアンテナ間の中央位置で、且つ前記コーリニアアンテナよりも長い第２張出し距離で最大３個のパターン調整素子の下部を同一の高さで着脱可能に保持する下部取付金具と、
   前記取付支柱に締設され、前記最大３個のコーリニアアンテナの上部を着脱可能に保持するためのアンテナ上部振止金具と、
   前記アンテナ上部振止金具より上方において前記取付支柱に締設され、前記最大３個のパターン調整素子の上部を着脱可能に保持するための調整素子上部振止金具と、
   放射部と、該放射部の下端部に設けられる取付金具支持部とを有し、前記下部取付金具と前記アンテナ上部振止金具とによって略垂直に取付けられる前記コーリニアアンテナと、
   前記放射部より長い全長の棒状又は管状の形状を有し、前記下部取付金具と前記調整素子上部振止金具とによって略垂直に取付けられる無給電の前記パターン調整素子と、
   前記各コーリニアアンテナに給電電力を同位相で等分配する給電手段と
   を具備し、
   前記コーリニアアンテナおよび前記パターン調整素子の少なくとも一方は、前記３個のうちの１個又は２個が取付けられ、
   前記コーリニアアンテナの第１張出し距離及び前記パターン調整素子の第２張出し距離は、水平面内の全方向に対して水平面指向性のレベル偏差が少なくなるように前記取付支柱の直径に応じて設定され、前記第２張出し距離は、１１０ｍｍから３２０ｍｍの範囲の直径の取付支柱に対し、０．１５９λ〜０．６３７λ（λはアンテナの使用周波数帯の中心周波数における波長）の範囲で設定される
   ことを特徴とするアンテナ装置。
2. 請求項１に記載のアンテナ装置において、前記下部取付金具および前記上部振止金具はいずれも、円筒部を略１２０° 毎に分割された３つの円弧部材と、該３つの円弧部材の両端部に外方へ突出しかつ隣接するもの同士が相対向するように設けられた接合板と、該相対向する接合板同士を締結することにより前記円筒部を構成する締結具とを備えることを特徴とするアンテナ装置。
3. 請求項１又は２に記載のアンテナ装置において、取付けられる前記コーリニアアンテナは１個又は２個であり、取付けられる前記パターン調整素子は３個であり、約９０度又は約１４０度の半値幅の単一指向性を発揮することを特徴とするアンテナ装置。

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