JP7056889B2 - アンテナ装置及び受信装置 - Google Patents

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Description

本技術は 例えば地上波デジタルテレビジョン放送を受信する室内用アンテナに対して適用されるアンテナ装置及び受信装置に関する。
地上波デジタルテレビジョン用アンテナに必要な機能は、テレビジョン放送が行われている広い周波数帯域（ＶＨＦ(Very High Frequency)帯、ＵＨＦ(Ultra High Frequency)帯）において、高いアンテナゲインを得られることが必要である。すなわち、広帯域性とアンテナ性能の両立が求められている。特に、ＵＨＦ帯で地上波デジタルテレビジョン用の帯域は、４７０ＭＨｚ～８００ＭＨｚであり、受信比帯域が４０％以上を超えるので、非常に広帯域なアンテナが必要とされる。したがって、広帯域性とアンテナ性能の両立が難しかった。
さらに、このＵＨＦ帯に加え、ＶＨＦ帯のテレビジョン放送を受信しようとした場合は、更にアンテナサイズも非常に大きくなる。例えば、ＶＨＦ帯のハイバンドの２００ＭＨｚの周波数の場合、受信するには、λ／２の長さが必要であり、約７５cmもの長さになってしまい室内に配置できないものとなってしまう。さらに、ＶＨＦ帯のハイバンドとＵＨＦ帯の両方に対応しなくてならないので、アンテナの設計が難しいものとなっていた。
室内用の地上波デジタルテレビジョン用受信アンテナとしては、ボウタイアンテナを使用したものが実用化されている。ボウタイアンテナは、ダイポールアンテナの放射素子を二等辺三角形の板状にした構成を有する。さらに、下記の特許文献１には、ボウタイアンテナ素子と、モノポールアンテナ素子と、接地導体板とを有するアンテナ装置によってマルチバンドアンテナを構成することが記載されている。
特開２０１５－２１１４２５号公報
特許文献１に記載のものは、ボウタイアンテナ素子及びモノポールアンテナ素子を組合せるものであり、アンテナの特性及び小型化の点で不十分であった。また、特許文献１の記載中の平衡アンテナの例では、同軸ケーブルを接続する場合にバランを使用している。しかしながら、バラン自体が比較的高価であるため、アンテナ装置のコストが高くなる問題があった。
したがって、本技術の目的は、広い周波数に対応し、高いアンテナゲインを得ることができ、コストが低いアンテナ装置及び受信装置を提供することにある。
本技術は、一端に不平衡伝送路が接続される平衡伝送路と、
平衡伝送路の両側にそれぞれ設けられたアンテナエレメントを備え、
少なくとも一方のアンテナエレメントは、
平衡伝送路の一端側の位置から平衡伝送路に対してほぼ直交する方向に離間した第１のポイントと、平衡伝送路の他端側の位置から平衡伝送路に対してほぼ直交する方向に離間した第２のポイントを設定した場合に、
平衡伝送路の他端側と第１のポイントを結んだ斜めの線又は辺と第２のポイントを含んで構成される三角状を有し、
平衡伝送路の他端側とアンテナエレメントの頂点部分が電気的に接続され、
アンテナエレメントの第１のポイントの位置から平衡伝送路の一端側に向かって伸び、平衡伝送路の一端側と電気的に接続されていない線状エレメントが設けられ、
アンテナエレメント及び線状エレメントが導体で構成されている
アンテナ装置である。
さらに、本技術は、かかるアンテナ装置を使用する受信装置である。
少なくとも一つの実施形態によれば、本技術は、不平衡回路とアンテナ装置を接続する場合にバランを不要とできる。また、本技術によるアンテナ装置は、小型とでき、広帯域化されたものである。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果又はそれらと異質な効果であっても良い。
図１は、本技術の第１の実施の形態によるアンテナ装置の略線図である。 図２は、第１の実施の形態の説明に用いる略線図である。 図３は、シミュレーションにより求められた第１の実施の形態の実施例のＶＳＷＲの周波数特性を示すグラフである。 図４Ａは、シミュレーションにより求められた第１の実施の形態の実施例のＶＨＦ帯のゲインの周波数特性を示すグラフであり、図４Ｂは、ゲインのデータを示す表である。 図５Ａは、シミュレーションにより求められた第１の実施の形態の実施例のＵＨＦ帯のゲインの周波数特性を示すグラフであり、図５Ｂは、ゲインのデータを示す表である。 図６は、本技術の第２の実施の形態によるアンテナ装置の略線図である。 図７は、シミュレーションにより求められた第２の実施の形態の実施例のＶＳＷＲの周波数特性を示すグラフである。 図８Ａは、シミュレーションにより求められた第２の実施の形態の実施例のＶＨＦ帯のゲインの周波数特性を示すグラフであり、図８Ｂは、ゲインのデータを示す表である。 図９Ａは、シミュレーションにより求められた第２の実施の形態の実施例のＵＨＦ帯のゲインの周波数特性を示すグラフであり、図９Ｂは、ゲインのデータを示す表である。 図１０は、本技術の第３の実施の形態によるアンテナ装置の略線図である。 図１１は、シミュレーションにより求められた第３の実施の形態の実施例のＶＳＷＲの周波数特性を示すグラフである。 図１２は、シミュレーションにより求められた第３の実施の形態のゲインの周波数特性を示すグラフである。 図１３は、本技術の第４の実施の形態によるアンテナ装置の略線図である。 図１４は、シミュレーションにより求められた第４の実施の形態の実施例のＶＳＷＲの周波数特性を示すグラフである。 図１５は、シミュレーションにより求められた第４の実施の形態のゲインの周波数特性を示すグラフである。 図１６は、本技術の第５の実施の形態によるアンテナ装置の略線図である。 図１７は、シミュレーションにより求められた第５の実施の形態の実施例のＶＳＷＲの周波数特性を示すグラフである。 図１８は、シミュレーションにより求められた第５の実施の形態のゲインの周波数特性を示すグラフである。 図１９は、本技術の第６の実施の形態によるアンテナ装置の略線図である。 図２０は、シミュレーションにより求められた第６の実施の形態の実施例のＶＳＷＲの周波数特性を示すグラフである。 図２１は、シミュレーションにより求められた第６の実施の形態のゲインの周波数特性を示すグラフである。 図２２は、本技術の第７の実施の形態によるアンテナ装置の略線図である。 図２３は、シミュレーションにより求められた第７の実施の形態の実施例のＶＳＷＲの周波数特性を示すグラフである。 図２４は、シミュレーションにより求められた第７の実施の形態のゲインの周波数特性を示すグラフである。 図２５は、本技術の変形例の説明に用いる略線図である。 図２６は、本技術の変形例の説明に用いる略線図である。 図２７は、本技術の変形例の説明に用いる略線図である。 図２８は、本技術の応用例の説明に用いるブロック図である。
以下に説明する実施の形態は、本技術の好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定が付されている。しかしながら、本技術の範囲は、以下の説明において、特に本技術を限定する旨の記載がない限り、これらの実施の形態に限定されないものとする。
なお、本技術の説明は、下記の順序にしたがってなされる。
＜１．第１の実施の形態＞
＜２．第２の実施の形態＞
＜３．第３の実施の形態＞
＜４．第４の実施の形態＞
＜５．第５の実施の形態＞
＜６．第６の実施の形態＞
＜７．第７の実施の形態＞
＜８．変形例＞
＜９．応用例＞
＜１．第１の実施の形態＞
図１を参照して本技術の第１の実施の形態について説明する。絶縁基板１上に平衡伝送路として、平行に２本の線２及び線３が設けられている。線２の一端が同軸ケーブル４の中心導体（芯線）と接続され、線３の一端が同軸ケーブル４の外部導体（編み組み銅線）と接続されている。同軸ケーブル４は、図示しないが受信装置例えばテレビジョン受信装置のチューナと接続されている。
平衡伝送路の両側にそれぞれアンテナエレメント４０及び５０が設けられている。アンテナエレメント４０が線２の他端部に接続され、アンテナエレメント５０が線３の他端部に接続されている。平衡伝送路（線２及び３）の一端の位置から平衡伝送路に対してほぼ直交する方向に所定距離だけ離間した第１のポイントＰ１と、平衡伝送路の他端の位置から平衡伝送路に対してほぼ直交する方向に所定距離だけ離間した第２のポイントＰ２を設定する。平衡伝送路の線２の他端部の位置にポイントＰ３を設定する。
ポイントＰ１及びＰ２の間を結ぶ直線上に線材又はロッド（以下、単に線状エレメントという。）４１を設ける。線状エレメント４１は、平衡伝送路（線２及び３）と平行して絶縁基板５上に設けられている。また、第１のポイントＰ１及び第３のポイントＰ３を結ぶ斜めの線上に、線状エレメント４２が設けられている。第２のポイントＰ２及び第３のポイントＰ３を結ぶ線上に線状エレメント４３が設けられている。
したがって、線状エレメント４１及び４２の端部同士、線状エレメント４１及び４３の端部同士、並びに、線状エレメント４２及び４３の端部同士が接続されることによって三角状（直角三角形）のアンテナエレメントが形成される。すなわち、第１のポイントＰ１と第３のポイントＰ３を結んだ斜めの線から第２のポイントＰ２に向かって隆起した三角状のアンテナエレメントが形成される。また、線状エレメント４２及び４３で形成される頂点部分が平衡伝送路の線２の他端に例えばはんだ付けで接続される。なお、本明細書において「三角状」は、三角形以外の形状を含む意味として使用している。
さらに、三角状のアンテナエレメントの第１のポイントＰ１の位置で線状エレメント４１と接続され、平衡伝送路の線２の一端部に向かって伸びる（又は折り返す）線状エレメント４４が設けられる。線状エレメント４４の延長端は、絶縁基板１上に固定される。但し、線状エレメント４４の線２側の一端は線２とは接続されていない。このように線状エレメント４４が三角状の部分とは独立した折り返しエレメントの状態であるので、線状エレメント４４の長さＬ４に対応した周波数に対応することが可能となる。平衡伝送路及び線状エレメント４４によってインピーダンス整合をしている。
線状エレメント４１、４２、４３及び４４のそれぞれの長さをＬ１、Ｌ２、Ｌ３及びＬ４と表記する。長さＬ１が平衡伝送路の長さとほぼ等しく設定され、また、（Ｌ３＝Ｌ４）と設定されている。これらの長さは、受信周波数に応じて設定されている。線状エレメント４１～４４は、銅、銀、鉄、アルミニウムなどの導電性のある物質で構成されたものである。さらに、絶縁基板１及び５は、ガラスエポキシやセラミック等のプリント回路基板や、ＦＰＣ(Flexible Printed Circuit)、ガラス、成型樹脂等のプラスチックである。さらに、絶縁基板１及び５の全体を樹脂などのケースで覆うようにしてもよい。
平衡伝送路の反対側のアンテナエレメント５０について説明する。平衡伝送路の線３をほぼ等分割する位置から線３と直交する方向に伸びる、５本の線状エレメント５１、５２、５３、５４及び５５が設けられている。これらの線状エレメント５１～５５の端部が線状エレメント５６と接続される。線状エレメント５６は、線３と平行して絶縁基板５７上に設けられている。線状エレメント５１～５６の材料及び絶縁基板５７の材料は、上述した線状エレメント４１～４４及び絶縁基板１及び５と同様である。
５本の線状エレメント５１～５５を平行に配することによって、線状エレメント間が高周波帯域では容量結合し、種々の電流を流すことができ、面と同様に動作することができる。アンテナ装置として受信できる帯域を拡げることができる。
例えば絶縁基板１、５及び５７がプリント回路基板で構成され、それぞれの上に線２及び３、線状エレメント４１及び線状エレメント５６がプリント配線パターンとして形成される。基板上に構成すると誘電率が変わるので、誘電率を調整することでアンテナ形状を小さく構成することができる。以下、本明細書中において、誘電率などを考慮して線状エレメントの長さが短縮される割合を波長短縮率と称する。
アンテナエレメント５０は、アンテナエレメント４０に対して破線で示すような接地導体として機能する。本技術の第１の実施の形態において、アンテナ装置に対する給電点１００が平衡伝送路（線２及び３）の他端側となり、平衡伝送路を適切に設定することによってバランを使用しないで、不平衡伝送路（同軸ケーブル４）を平衡負荷（アンテナ装置）に接続することができる。図２に示すように、終端開放線路において、終端開放端（Ａ－Ａ'）からλ／４離れた位置において、上部導体を上側に折り曲げ、下部導体を下側に折り曲げると、折り曲げた部分で電流の向きがそろう。したがって、放射の打ち消しが起こらず、空間に電磁波が放射される。折り曲げ部分の長さを半波長（λ／２）とした場合、共振して入力インピーダンスが純抵抗となるので、整合をとりやすい。すなわち、平衡伝送路を介することによって位相の調整をして、広帯域化を実現することができる。
このようなアンテナ性能を実現するためには、平衡伝送路はその特性インピーダンスと長さを設定する必要がある。その値は下記のように設定される。
アンテナ受信周波数帯、平衡負荷（アンテナ装置）のインピーダンス、接続される不平衡伝送路のインピーダンスを鑑みて、平衡伝送路の線（導体）２及び３の構造、その導体間の距離および絶縁物の誘電率の組合せを設定することにより、平衡伝送路の特性インピーダンスが決定し、それを考慮した上で長さを設定する。
〔実施例１〕
本技術の第１の実施の形態によれば、広帯域化を実現することができる。具体的には、テレビジョン放送のＶＨＦ帯のハイバンド（２００ＭＨｚ帯）を受信するために、（Ｌ３＋Ｌ１＋Ｌ４）又は（Ｌ２＋Ｌ４）の長さが当該周波数帯域の波長（λ１）の約（１／４）例えば約３８cmに設定される。また、ＵＨＦ帯の地上波デジタルテレビジョン放送の帯域（４７０Ｈｚ～８００ＭＨｚ）を受信するために、Ｌ３又はＬ２の長さが当該周波数帯域の波長（λ２）の約（１／４）例えば約１６cmに設定される。これらの長さＬ１～Ｌ４は、波長短縮率を含めた値である。
一例として、（Ｌ１＝９cm）（Ｌ３＝１７cm）（Ｌ４＝１７cm）とした。合計の長さが４３cmとなる。また、アンテナエレメント５０は、アンテナエレメント４０に準じた外形とされる。一例として線状エレメント５１～５５のそれぞれの長さが１７cm、線状エレメント５６の長さが９cmとされる。
実施例１のシミュレーション結果としてＶＳＷＲ(Voltage Standing Wave Ratio：電圧定在波比）を図３に示す。（ＶＳＷＲ＝１）が完全整合、最良の状態を意味し、（ＶＳＷＲ＝∞）が完全反射、最悪の状態を意味する。被覆材による影響、また、アンテナエレメントを折り返して、同軸ケーブル４及び平衡伝送路の接続箇所の近くに持ってきているので、結合の影響が存在する。したがって、実際とは、異なる部分もあるが、ほぼ理論値に近い形で実現でき、ＶＨＦ帯のハイバンド及びＵＨＦ帯の両方を受信できる。但し、厳密には、材料によっては波長短縮率も異なるので特性が変化することもある。
図４は、実施例１のＶＨＦ帯のハイバンドにおけるアンテナゲインのグラフとデータであり、図５は、実施例１のＵＨＦ帯におけるアンテナゲインのグラフとデータである。図４Ａ及び図５Ａがゲインの周波数特性を示すグラフであり、図４Ｂ及び図５Ｂがデータを示す。図４Ａ及び図５Ａにおける横軸が周波数（ＭＨｚ）を示し、縦軸がピークゲイン（ｄＢｄ）を示す。ｄＢｄは、ダイポールアンテナとの比較の値である。（ｄＢｄ＝２．１５ｄＢｉ）の関係にある。ｄＢｉは、アンテナ利得（絶対利得）である。グラフ中、「Ｈ偏波」と付された線が水平偏波受信時の周波数－ゲイン特性を示し、「Ｖ偏波」と付された線が垂直偏波受信時の周波数－ゲイン特性を示す。この図４及び図５からも、ＶＨＦ帯のハイバンド及びＵＨＦ帯の両方を受信できることがわかる。
＜２．第２の実施の形態＞
図６を参照して本技術の第２の実施の形態について説明する。第１の実施の形態と同様に、絶縁基板１上に平衡伝送路として、平行に２本の線２及び線３が設けられている。線２の一端が同軸ケーブル４の中心導体（芯線）と接続され、線３の一端が同軸ケーブル４の外部導体（編み組み銅線）と接続されている。同軸ケーブル４は、図示しないが受信装置例えばテレビジョン受信装置のチューナと接続されている。
平衡伝送路の両側にそれぞれアンテナエレメント４０及び６０が設けられている。アンテナエレメント４０が線２の他端部に接続され、アンテナエレメント６０が線３の他端部に接続されている。アンテナエレメント４０は、上述した第１の実施の形態と同様の構成とされている。すなわち、線状エレメント４１及び４２の端部同士、線状エレメント４１及び４３の端部同士、並びに、線状エレメント４２及び４３の端部同士が接続されることによって三角状のアンテナエレメントが形成される。
アンテナエレメント６０も同様に、線状エレメント６１及び６２の端部同士、線状エレメント６１及び６３の端部同士、並びに、線状エレメント６２及び６３の端部同士が接続されることによって三角状のアンテナエレメントが形成される。線状エレメント６２及び６３の端部で形成される頂点部分が平衡伝送路の線３の他端に接続される。
さらに、三角状のアンテナエレメントの線状エレメント６１と接続され、平衡伝送路の線３の一端部に向かって伸びる（又は折り返す）線状エレメント６４が設けられる。線状エレメント６４の延長端は、絶縁基板１上に固定される。但し、線状エレメント６４の線３側の一端は線３とは接続されていない。平衡伝送路及び線状エレメント６４によってインピーダンス整合をしている。
線状エレメント４１、４２、４３及び４４のそれぞれの長さ（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３及びＬ４）と線状エレメント６１、６２、６３及び６４のそれぞれの長さが互いに等しいものに設定されている。これらの長さは、上述したように、受信周波数に応じて設定されている。線状エレメント６１～６４は、銅、銀、鉄、アルミニウムなどの導電性のある物質で構成されたものである。さらに、絶縁基板６５は、ガラスエポキシやセラミック等のプリント回路基板や、ＦＰＣ(Flexible Printed Circuit)、ガラス、成型樹脂等のプラスチックからなる板である。
アンテナエレメント６０は、アンテナエレメント４０とともにダイポールアンテナを構成する。また、第２の実施の形態においても、アンテナ装置に対する給電点１００が平衡伝送路（線２及び３）の他端側となり、平衡伝送路の長さを適切に設定することによってバランを使用しないで、不平衡伝送路（同軸ケーブル４）を平衡負荷（アンテナ装置）に接続することができる。平衡伝送路を介することによって位相の調整をして、広帯域化を実現することができる。
〔実施例２〕
本技術の第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様に、アンテナエレメント６０の線状エレメントのそれぞれの長さを受信周波数に応じた値に設定することによって広帯域化を実現することができる。具体的には、ＶＨＦ帯のハイバンド（２００ＭＨｚ帯）を受信するために、（Ｌ３＋Ｌ１＋Ｌ４）又は（Ｌ２＋Ｌ４）の長さが当該周波数帯域の波長（λ１）の約（１／４）例えば約３８cmに設定される。また、ＵＨＦ帯の地上波デジタルテレビジョンの帯域（４７０Ｈｚ～８００ＭＨｚ）を受信するために、Ｌ３又はＬ２の長さが当該周波数帯域の波長（λ２）の約（１／４）例えば約１６cmに設定される。これらの長さＬ１～Ｌ４は、波長短縮率を含めた値である。一例として実施例１における長さと等しいものに設定される。
実施例２のシミュレーション結果（ＶＳＷＲ）を図７に示す。（ＶＳＷＲ＝１）が完全整合、最良の状態を意味し、（ＶＳＷＲ＝∞）が完全反射、最悪の状態を意味する。被覆材による影響、また、アンテナエレメントを折り返して、同軸ケーブル４及び平衡伝送路の接続箇所の近くに持ってきているので、結合の影響がある。したがって、実際とは、異なる部分もあるが、ほぼ理論値に近い形で実現でき、ＶＨＦ帯のハイバンド及びＵＨＦ帯の両方を受信できる。
図８は、実施例２のＶＨＦ帯のハイバンドにおけるアンテナゲインのグラフとデータであり、図９は、実施例２のＵＨＦ帯におけるアンテナゲインのグラフとデータである。図８Ａ及び図９Ａがゲインの周波数特性を示すグラフであり、図８Ｂ及び図９Ｂがデータを示す。図８Ａ及び図９Ａにおける横軸が周波数（ＭＨｚ）を示し、縦軸がピークゲイン（ｄＢｄ）を示す。ｄＢｄは、ダイポールアンテナとの比較の値である。（ｄＢｄ＝２．１５ｄＢｉ）としている。ｄＢｉは、アンテナ利得（絶対利得）である。グラフ中、「Ｈ偏波」と付された線が水平偏波受信時の周波数－ゲイン特性を示し、「Ｖ偏波」と付された線が垂直偏波受信時の周波数－ゲイン特性を示す。この図８及び図９からも、ＶＨＦ帯のハイバンド及びＵＨＦ帯の両方を受信できることがわかる。
＜３．第３の実施の形態＞
図１０は、本技術の第３の実施の形態を示す。第１の実施の形態（図１参照）と同様のアンテナ装置をプリント回路基板１１上に形成するようにしたものである。平衡伝送路の線２の同軸ケーブルとの接続部分の導電パターンが幅狭とされてパターン欠如部２ａが設けられている。このパターン欠如部２ａにおいて線状エレメント４４の折り曲げ端がプリント回路基板１１上に固定される。図１と対応する部分に同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。但し、図１０の例では、図１と比較してグランド側のアンテナエレメント５０の平行な線状エレメントの本数が１本多いものとされている。
プリント回路基板１１上にアンテナ装置を構成すると、プリント回路基板１１の厚みや誘電率によって、線状エレメントの必要な長さを短縮することができアンテナ形状を小さく構成することができる。また、基板上に構成すると線形状を自由に構成することができ、多くの周波数に対応した電流線路が形成して広帯域アンテナを形成できる。
〔実施例３〕
本技術の第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様に、広帯域化を実現することができる。具体的には、各線状エレメントの長さを実施例１と同様に設定する。一例として、（Ｌ１＝９cm）（Ｌ３＝１８cm）（Ｌ４＝１８cm）とした。合計の長さが４５cmとなる。また、アンテナエレメント５０は、アンテナエレメント４０に準じた外形とされる。一例として線状エレメント５１～５５と５８のそれぞれの長さが１８cm、線状エレメント５６の長さが９cmとされる。プリント回路基板１１として厚みが１mmのガラスエポキシの基板を使用した。この基板の比誘電率は約４である。他のプリント回路基板としてより厚みが大きいもの、誘電率が高いものを使用した場合には、長さをより短くして小型化が可能となる。
実施例３のシミュレーション結果（ＶＳＷＲ）を図１１に示す。図１１からわかるように、ＶＨＦ帯のハイバンド及びＵＨＦ帯の両方を受信できる。但し、厳密には、プリント回路基板１１の材料、厚みなどによっては波長短縮率が異なり、特性も図１１に示すものと異なる場合もある。
図１２は、実施例３のＶＨＦ帯のハイバンド及びＵＨＦ帯におけるアンテナゲインのグラフである。図１２は、例えば水平偏波受信時の周波数－ゲイン特性を示している。また、縦軸の表記はｄＢｉである。この図１２からも、ＶＨＦ帯のハイバンド及びＵＨＦ帯の両方を受信できることがわかる。
＜４．第４の実施の形態＞
図１３は、本技術の第４の実施の形態を示す。第２の実施の形態（図６参照）と同様のアンテナ装置の全体をプリント回路基板１１上に形成するようにしたものである。平衡伝送路の線２及び線３の同軸ケーブルとの接続部分の導電パターンが幅狭とされてパターン欠如部２ａ及び３ａが設けられている。このパターン欠如部２ａ及び３ａにおいて線状エレメント４４及び６４のそれぞれの折り曲げ端がプリント回路基板１１上に固定される。図３と対応する部分に同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。プリント回路基板１１上にアンテナ装置を構成することによって、第３の実施の形態と同様の利点がある。
〔実施例４〕
プリント回路基板１１として厚みが１mmのガラスエポキシの基板を使用した。この基板の比誘電率は約４である。他のプリント回路基板としてより厚みが大きいもの、誘電率が高いものを使用した場合には、長さをより短くして小型化が可能となる。各線状エレメントの長さを（Ｌ１＝９cm）に設定し、また、長さＬ３（＝Ｌ４）の値を１５cm、１６cm、１７cm及び１８cmと変化させた。
実施例４のシミュレーション結果（ＶＳＷＲ）を図１４に示す。図１４において、Ｒ１５は（Ｌ３＝１５cm）の場合のグラフであり、Ｒ１６は（Ｌ３＝１６cm）の場合のグラフであり、Ｒ１７は（Ｌ３＝１７cm）の場合のグラフであり、Ｒ１８は（Ｌ３＝１８cm）の場合のグラフである。図１４からわかるように、ＶＨＦ帯のハイバンド及びＵＨＦ帯の地上波デジタルテレビジョンの帯域の両方を受信できる。但し、厳密には、プリント回路基板１１の材料、厚みなどによっては波長短縮率が異なり、特性も図１４に示すものと異なる場合もある。
図１５は、実施例４のＶＨＦ帯のハイバンド及びＵＨＦ帯の地上波デジタルテレビジョンの帯域におけるアンテナゲインのグラフである。図１５は、例えば水平偏波受信時の周波数－ゲイン特性を示している。Ｇ１５は（Ｌ３＝１５cm）の場合のグラフであり、Ｇ１６は（Ｌ３＝１６cm）の場合のグラフであり、Ｇ１７は（Ｌ３＝１７cm）の場合のグラフであり、Ｇ１８は（Ｌ３＝１８cm）の場合のグラフである。また、縦軸の表記はｄＢｉである。この図１５からも、ＶＨＦ帯のハイバンド及びＵＨＦ帯の両方を受信できることがわかる。
＜５．第５の実施の形態＞
図１６は、本技術の第５の実施の形態を示す。第２の実施の形態（図６参照）における三角状のアンテナエレメントを直角三角形の面１５及び面１６としてプリント回路基板１１上に形成するようにしたものである。プリント回路基板１１上に形成せずに絶縁板として構成してもよい。第５の実施の形態では、面１５が辺７１、７２及び７３を有する直角三角形とされ、面１６が辺８１、８２及び８３を有する直角三角形とされている。
さらに、線状エレメント４４及び６４とそれぞれ対応して線状エレメント７４及び８４がプリント回路基板１１上に形成されている。かかる面によってアンテナエレメントを構成することによっても、第２の実施の形態と同様に広帯域のアンテナ装置を実現することができる。また、平板を構成することによって多くの周波数に対応した電流線路を形成することができ、広帯域アンテナを形成することができる。
〔実施例５〕
プリント回路基板１１として厚みが１mmのガラスエポキシの基板を使用した。この基板の比誘電率は約４である。他のプリント回路基板としてより厚みが大きいもの、誘電率が高いものを使用した場合には、長さをより短くして小型化が可能となる。辺７１及び８１の長さを（Ｌ１＝９cm）に設定し、また、辺７３及び８３のそれぞれの長さＬ３（＝Ｌ４）の値を１８cmに設定した。
実施例５のシミュレーション結果（ＶＳＷＲ）を図１７に示す。図１７からわかるように、ＶＨＦ帯のハイバンド及びＵＨＦ帯の両方を受信できる。但し、厳密には、プリント回路基板１１の材料、厚みなどによっては波長短縮率が異なり、特性も図１７に示すものと異なる場合もある。
図１８は、実施例５のＶＨＦ帯のハイバンド及びＵＨＦ帯におけるアンテナゲインのグラフである。図１８は、例えば水平偏波受信時の周波数－ゲイン特性を示している。グラフの縦軸の表記はｄＢｉである。この図１８からも、ＶＨＦ帯のハイバンド及びＵＨＦ帯の両方を受信できることがわかる。
＜６．第６の実施の形態＞
図１９は、本技術の第６の実施の形態を示す。三角状のアンテナエレメント４０は、第１の実施の形態（図１参照）におけるアンテナエレメントと同様であり、線状エレメント４１～４４を有している。第１の実施の形態におけるアンテナエレメント５０を矩形の面９０の構成としたものである。矩形の面９０は、辺９１、９３及び９４を有する。これらのアンテナエレメント４０及び矩形の面９０の全体は、共通のプリント回路基板１１上に形成されている。
〔実施例６〕
プリント回路基板１１として厚みが１mmのガラスエポキシの基板を使用した。この基板の比誘電率は約４である。他のプリント回路基板としてより厚みが大きいもの、誘電率が高いものを使用した場合には、長さをより短くして小型化が可能となる。線状エレメント４１及び矩形の面９０の線状エレメント４１と平行な辺９１の長さを（Ｌ１＝９cm）に設定し、また、線状エレメント４３及び辺９３（辺９４）のそれぞれの長さＬ３（＝Ｌ４）の値を１８cmに設定した。
実施例６のシミュレーション結果（ＶＳＷＲ）を図２０に示す。図２０からわかるように、ＶＨＦ帯のハイバンド及びＵＨＦ帯の両方を受信できる。但し、厳密には、プリント回路基板１１の材料、厚みなどによっては波長短縮率が異なり、特性も図２０に示すものと異なる場合もある。
図２１は、実施例６のＶＨＦ帯のハイバンド及びＵＨＦ帯におけるアンテナゲインのグラフである。図２１は、例えば水平偏波受信時の周波数－ゲイン特性を示している。グラフの縦軸の表記はｄＢｉである。この図２１からも、ＶＨＦ帯のハイバンド及びＵＨＦ帯の両方を受信できることがわかる。
＜７．第７の実施の形態＞
図２２は、本技術の第７の実施の形態を示す。第４の実施の形態（図１３参照）と同様のアンテナ装置の全体をプリント回路基板１１上に形成し、さらに、線状エレメント４５及び線状エレメント６５を追加したものである。線状エレメント４１及び４３の接続箇所（直角三角形の直角部分）と、線状エレメント４２の中間位置の付近とを結ぶ線状エレメント４５が形成される。同様に、線状エレメント６１及び６３の接続箇所（直角三角形の直角部分）と線状エレメント６２の中間位置の付近とを結ぶ線状エレメント６５が形成される。図１３と対応する部分に同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。プリント回路基板１１上にアンテナ装置を構成することによって、第４の実施の形態と同様の利点がある。
〔実施例７〕
プリント回路基板１１として厚みが１mmのガラスエポキシの基板を使用した。この基板の比誘電率は約４である。他のプリント回路基板としてより厚みが大きいもの、誘電率が高いものを使用した場合には、長さをより短くして小型化が可能となる。線状エレメント４１及び６１の長さを（Ｌ１＝９cm）に設定し、また、線状エレメント４３及び６３（線状エレメント４４及び６４）の長さＬ３（＝Ｌ４）の値を１８cmに設定した。
実施例７のシミュレーション結果（ＶＳＷＲ）を図２３に示す。図２３からわかるように、ＶＨＦ帯のハイバンド及びＵＨＦ帯の両方を受信できる。但し、厳密には、プリント回路基板１１の材料、厚みなどによっては波長短縮率が異なり、特性も図２３に示すものと異なる場合もある。
図２４は、実施例７のＶＨＦ帯のハイバンド及びＵＨＦ帯の地上波デジタルテレビジョン放送の帯域におけるアンテナゲインのグラフである。図２４は、例えば水平偏波受信時の周波数－ゲイン特性を示している。グラフの縦軸の表記はｄＢｉである。この図２４からも、ＶＨＦ帯のハイバンド及びＵＨＦ帯の両方を受信できることがわかる。また、線状エレメント４５及び６５を追加することによって、多くの周波数に対応した電流線路が形成でき、広帯域アンテナを構成することができる。
＜８．変形例＞
上述した実施の形態では、三角状のアンテナエレメントが直角三角形を形成していたが、直角三角形に限定されるものではない。例えば第２の実施の形態と同様に両側にアンテナエレメント４０Ａ及び６０Ａを設ける例において、図２５に示すように、線状エレメント４３ａ及び線状エレメント４１ａを連続した線材で形成し、線状エレメント４１ａが円弧を形成するようにしてもよい。この場合には、直角三角形よりも台形に近い形状となる。他方のアンテナエレメント６０Ａも同様の形状とされる。また、図２６に示すように，線状エレメント４１ｂが外側に張り出すような半円を描くものとしてもよい。
さらに、図２７に示すように、一方のアンテナエレメント４０Ｃにおいて、線状エレメント４１ｃ及び４３ｃを連続した線材で構成し、張り出した先端部が直角ではなく、ある曲率半径の曲線を描くようにしてもよい。他方のアンテナエレメント６０Ｃも同様である。図２５、図２６及び図２７にそれぞれ示す例では、所定の幅で線状エレメントの形状に沿って形成された帯状のプリント回路基板上又は絶縁板上に線状エレメントのそれぞれが形成される。このプリント回路基板又は絶縁板の強度を高くすることによって、アンテナ装置を自立させることができる。
以上、本技術の一実施の形態について具体的に説明したが、本技術は、上述の一実施の形態に限定されるものではなく、本技術の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、本技術は、テレビジョン放送の受信アンテナに限らず、携帯電話用のアンテナ装置、無線ＬＡＮのアンテナ装置などに適用することができる。また、上述の実施形態において挙げた構成、方法、工程、形状、材料及び数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料及び数値などを用いてもよい。
＜９．応用例＞
図２８に示すように、例えば、ＶＨＦ帯を使用するデジタルラジオやテレビジョンチューナ、ＵＨＦ帯を受信するテレビジョンチューナのような２つのチューナを組合せて使う場合において、本技術による室内テレビジョンアンテナの出力が同軸ケーブル、コネクタ、低雑音増幅器（Low Noise Amplifier：ＬＮＡ）（図示を省略）を介して、弾性表面波フィルタ（ＳＡＷＦ）１０１に供給される。弾性表面波フィルタ１０１は、不要な信号成分を除去するものである。弾性表面波フィルタ１０１の出力がハイパスフィルタ１０２及びローパスフィルタ１０３に供給される。ハイパスフィルタ１０２の出力がチューナ及びデコーダ１０４のＵＨＦ入力に供給され、ローパスフィルタ１０３の出力がチューナ及びデコーダ１０４のＶＨＦ－Ｈ（ＶＨＦ帯ハイバンド）入力に供給される。
チューナ及びデコーダ１０４は、入力される各帯域の信号を中間周波信号に周波数変換する。中間周波信号がデコーダに供給され、デコーダによってトランスポートストリーム（ＴＳ）が復調される。トランスポートストリームが図示しないが、復号され、映像信号及び音声信号が得られる。ユーザの操作等に対応して切り換え信号（図示せず）がチューナ及びデコーダ１０４に供給され、切り換え信号と対応してＵＨＦ入力及びＶＨＦ－Ｈの一方のバンドのトランスポートストリームが選択的に出力される。なお、ＶＨＦ帯テレビジョン受信装置及びＵＨＦ帯テレビジョン受信装置の双方を受信する受信装置の場合のアンテナ装置としても本技術を使用することができる。
なお、本技術は、以下のような構成も取ることができる。
（１）
不平衡回路をある一定の長さの平衡回路を介して給電点に接続し、インピーダンス整合及び位相調整をするようにしたアンテナ装置。
（２）
一端に不平衡伝送路が接続される平衡伝送路と、
前記平衡伝送路の両側にそれぞれ設けられたアンテナエレメントとを備え、
少なくとも一方の前記アンテナエレメントは、
前記平衡伝送路の一端側の位置から前記平衡伝送路に対してほぼ直交する方向に離間した第１のポイントと、前記平衡伝送路の他端側の位置から前記平衡伝送路に対してほぼ直交する方向に離間した第２のポイントを設定した場合に、
前記平衡伝送路の他端側と前記第１のポイントを結んだ斜めの線又は辺と前記第２のポイントを含んで構成される形状を有し、
前記平衡伝送路の他端側と前記アンテナエレメントの頂点部分が接続され、
前記アンテナエレメントの前記第１のポイントの位置から前記平衡伝送路の一端側に向かって伸びる線状エレメントが設けられ、
前記アンテナエレメント及び前記線状エレメントが導体で構成されている
アンテナ装置。
（３）
前記斜めの線又は辺と前記第２のポイントを含んで構成される形状が三角状である（２）に記載のアンテナ装置。
（４）
前記三角状のアンテナエレメントが、面又は線で構成されている（３）に記載のアンテナ装置。
（５）
前記三角状のアンテナエレメントの一部の線又は辺が曲線で構成されている（３）に記載のアンテナ装置。
（６）
前記三角状のアンテナエレメントの張り出した先端部が曲線で構成されている（３）に記載のアンテナ装置。
（７）
前記三角状のエレメントの線又は辺の長さが、波長短縮率を含め、受信したい周波数に応じて設定されている（３）から（６）までのいずれかに記載のアンテナ装置。
（８）
前記三角状のエレメントの線又は辺の長さと前記線状エレメントの長さの合計、又は前記斜めの線又は辺の長さと前記線状エレメントの長さの合計が、波長短縮率を含め、受信したい第１の周波数のおおよそλ／４の長さに設定され、
前記線状エレメントの長さが、波長短縮率を含め、受信したい第２の周波数のおおよそλ／４の長さに設定されている（３）から（７）までのいずれかに記載のアンテナ装置。
（９）
前記平衡伝送路の片側に設けられた他のアンテナエレメントが（２）に記載のアンテナエレメントと同じ形状とされた（２）から（８）までのいずれかに記載のアンテナ装置。
（１０）
前記他のアンテナエレメントが、多角形又は円状の導電性の面で構成された（９）に記載のアンテナ装置。
（１１）
前記他のアンテナエレメントが、線状エレメントによって構成された（９）に記載のアンテナ装置。
（１２）
一端に不平衡伝送路が接続される平衡伝送路と、
前記平衡伝送路の両側にそれぞれ設けられたアンテナエレメントとを備え、
少なくとも一方の前記アンテナエレメントは、
前記平衡伝送路の一端側の位置から前記平衡伝送路に対してほぼ直交する方向に離間した第１のポイントと、前記平衡伝送路の他端側の位置から前記平衡伝送路に対してほぼ直交する方向に離間した第２のポイントを設定した場合に、
前記平衡伝送路の他端側と前記第１のポイントを結んだ斜めの線又は辺と前記第２のポイントを含んで構成される形状を有し、
前記平衡伝送路の他端側と前記アンテナエレメントの頂点部分が接続され、
前記アンテナエレメントの前記第１のポイントの位置から前記平衡伝送路の一端側に向かって伸びる線状エレメントが設けられ、
前記アンテナエレメント及び前記線状エレメントが導体で構成され、
前記斜めの線又は辺と前記第２のポイントを含んで構成される形状のアンテナエレメントが、絶縁板上に構成されているアンテナ装置。
（１３）
受信アンテナと、前記受信アンテナからの高周波信号を増幅及び復調する復調部とを有する受信装置であって、
前記受信アンテナが（２）から（１１）までのいずれかに記載の構成とされた受信装置。
１・・・絶縁基板、２・・・平衡伝送路の一方の線、３・・・平衡伝送路の他方の線、
４・・・同軸ケーブル、５・・・絶縁基板、１１・・・プリント回路基板、
４０，５０，６０，・・・アンテナエレメント

Claims (11)

  1. 一端に不平衡伝送路が接続される平衡伝送路と、
    前記平衡伝送路の両側にそれぞれ設けられたアンテナエレメントを備え、
    少なくとも一方の前記アンテナエレメントは、
    前記平衡伝送路の一端側の位置から前記平衡伝送路に対してほぼ直交する方向に離間した第１のポイントと、前記平衡伝送路の他端側の位置から前記平衡伝送路に対してほぼ直交する方向に離間した第２のポイントを設定した場合に、
    前記平衡伝送路の他端側と前記第１のポイントを結んだ斜めの線又は辺と前記第２のポイントを含んで構成される三角状を有し、
    前記平衡伝送路の他端側と前記アンテナエレメントの頂点部分が電気的に接続され、
    前記アンテナエレメントの前記第１のポイントの位置から前記平衡伝送路の一端側に向かって伸び、前記平衡伝送路の一端側と電気的に接続されていない線状エレメントが設けられ、
    前記アンテナエレメント及び前記線状エレメントが導体で構成されている
    アンテナ装置。
  2. 前記三角状のアンテナエレメントが、面又は線で構成されている請求項１に記載のアンテナ装置。
  3. 前記三角状のアンテナエレメントの一部の線又は辺が曲線で構成されている請求項１に記載のアンテナ装置。
  4. 前記三角状のアンテナエレメントの張り出した先端部が曲線で構成されている請求項１に記載のアンテナ装置。
  5. 前記三角状のエレメントの線又は辺の長さが、波長短縮率を含め、受信したい周波数に応じて設定されている請求項１に記載のアンテナ装置。
  6. 前記三角状のエレメントの線又は辺の長さと前記線状エレメントの長さの合計、又は前記斜めの線又は辺の長さと前記線状エレメントの長さの合計が、波長短縮率を含め、受信したい第１の周波数のおおよそλ／４の長さに設定され、
    前記線状エレメントの長さが、波長短縮率を含め、受信したい第２の周波数のおおよそλ／４の長さに設定されている請求項５に記載のアンテナ装置。
  7. 前記平衡伝送路の片側に設けられた他のアンテナエレメントが請求項１に記載のアンテナエレメントと同じ形状とされた請求項１に記載のアンテナ装置。
  8. 前記平衡伝送路の片側に設けられた他のアンテナエレメントが、多角形又は円状の導電性の面で構成された請求項１に記載のアンテナ装置。
  9. 前記平衡伝送路の片側に設けられた他のアンテナエレメントが、線状エレメントによって構成された請求項１に記載のアンテナ装置。
  10. 前記三角状のアンテナエレメントが、絶縁板上に構成されている請求項１に記載のアンテナ装置。
  11. 受信アンテナと、前記受信アンテナからの高周波信号を増幅及び復調する復調部とを有する受信装置であって、
    前記受信アンテナが請求項１に記載の構成とされた受信装置。
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