JP7279137B1 - アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アンテナ出力の損失を抑制しつつ、簡易な構造によって装置の大型化を抑制可能なアンテナ装置を提供する。
【解決手段】本発明のアンテナ装置は、所定の電波を反射する反射器と、導波器と、放射器と、筐体と、同軸コネクタと、を備えるアンテナ装置である。アンテナ装置は、筐体内部に収容された給電回路を備える。給電回路は、放射器に電気的に接続された導電部と、同軸コネクタに電気的に接続された伝送部と、導電部と伝送部との間で導電部および伝送部に電気的に接続されたバラン部と、を有し、放射器と同軸コネクタとの間でインピーダンスを整合する。導電部、伝送部、およびバラン部は、一体をなす板金部材である。
【選択図】図４

Description

本発明は、アンテナ装置に関する。

近年、ＵＨＦアンテナ等の屋外に設置されるアンテナ装置として、アンテナ装置を構成する各機構（反射器、導波器、放射器、伝送部、同軸コネクタ（アンテナ出力端）等）を箱状の筐体の内部に収容したものがある（特許文献１）。同軸コネクタは、伝送部および放射器と電気的に接続されている。また、同軸コネクタには筐体の外部から同軸ケーブルを電気的に接続可能である。同軸ケーブルは、同軸コネクタと筐体の外部に設けられた外部装置とを電気的に接続し、放射器で受信した電波を、電気信号として外部装置に送信する。

特許文献１のアンテナ装置は、放射器のインピーダンス（１５０Ω）と、同軸コネクタのインピーダンス（７５Ω）とが異なる値となっている。特許文献１には、放射器と同軸コネクタとの間でインピーダンスの整合を行う合成回路を備えたアンテナ装置も開示されている（特許文献１の図１０、図１１参照）。合成回路は、放射器と、インピーダンス変換器と、同軸コネクタとによって構成されている。インピーダンス変換器は、放射器および同軸コネクタに複数の導線を用いて電気的に接続されている。

特開２００６―２１１６４３号公報

ところで、特許文献１の放射器のインピーダンスは比較的低い値（１５０Ω）に設定されており、アンテナ出力の損失が比較的大きなものとなる。アンテナ出力の損失を抑制する一般的な手法として比較的高インピーダンスの放射器を採用する場合がある。しかし、高インピーダンスの放射器を用いた場合、同軸コネクタのインピーダンスと放射器のインピーダンスとの差が比較的大きくなる。すると、インピーダンスの均衡が崩れ、同軸コネクタに接続された同軸ケーブルにノイズ（コモンノードノイズ）が生じる。このため、アンテナ出力の損失を解消することが困難となる。このコモンノードノイズを抑制すべく上述した合成回路を配置する場合、合成回路を筐体の内部に収容する必要がある。このため、筐体内に複数の導線やインピーダンス変換器を配線する必要があり、装置の大型化や回路の構成の複雑化に繋がるおそれがある。そこで、本発明は、アンテナ出力の損失を抑制しつつ、簡易な構造によって装置の大型化を抑制可能なアンテナ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明に係るアンテナ装置は、反射器と、導波器と、放射器と、筐体と、同軸コネクタと、を備え、同軸コネクタに同軸ケーブルを接続することで放射器から外部装置に電波を伝送可能なアンテナ装置である。反射器は、所定の電波が到来する到来方向と反対方向に電波を反射する。導波器は、反射器の、電波の到来方向の上流側に配置されている。放射器は、到来方向に対して導波器と反射器との間に隙間をあけて配置されている。筐体は、反射器、導波器、および放射器を内部に収容する。同軸コネクタは、放射器に電気的に接続され、かつ筐体の外部から、筐体の外部に設けられた外部装置に接続された同軸ケーブルを電気的に接続可能となっている。アンテナ装置は、放射器に電気的に接続された導電部と、同軸コネクタに電気的に接続された伝送部と、導電部と伝送部との間で導電部および伝送部に電気的に接続されたバラン部と、を有し、放射器と同軸コネクタとの間でインピーダンスを整合する、筐体の内部に収容された給電回路を備える。導電部、伝送部、およびバラン部は、一体をなす板金部材である。

また、上記第１の構成のアンテナ装置において、同軸コネクタは、端部に形成された第１端子部を有し、伝送部は、第１端子部に接触して伝送部と同軸コネクタとを電気的に接続する第２端子部と、バラン部の厚み方向と直交する反射器の長手方向に沿って、第２端子部から互いに逆方向に分岐する第１伝送部および第２伝送部と、を含んで構成され、バラン部は、第１伝送部に接続される第１バラン部と、第２伝送部に接続される第２バラン部と、を含んで構成され、導電部は、第１バラン部に接続される第１導電部と、第２バラン部に接続される第２導電部と、を含んで構成され、放射器は、第１導電部に接続される第１放射器と、第２導電部に接続される第２放射器と、を含んで構成され、給電回路は、第１バラン部および第１導電部からなる部分と第２バラン部および第２導電部からなる部分とが、第２端子部を中心として長手方向に対称形状をなす構成（第２の構成）であってもよい。

また、上記第２の構成のアンテナ装置において、第１端子部は、同軸コネクタの端部から伝送部に向かって突出し、第２端子部は、伝送部の厚み方向に貫通する貫通孔であり、第１端子部に外挿されて接触し、反射器は、バラン部とバラン部の厚み方向に所定の隙間を介して対向する平面部と、平面部の長手方向に沿った側端部から到来方向の上流側に立ち上がった側壁部と、を有し、側壁部を貫通し、同軸コネクタが挿入されて、同軸コネクタを第１端子部と第２端子部とが接触する接触位置で位置決めする位置決め孔が形成されている構成（第３の構成）であってもよい。

また、上記第２、第３の構成のアンテナ装置において、導波器は、第１放射器と到来方向に対向する複数の第１導波器と、第２放射器と到来方向に対向する複数の第２導波器と、を含んで構成された構成（第４の構成）であってもよい。

また、上記第２～第４の構成のアンテナ装置において、平面部と第１バラン部および第２バラン部との厚み方向の間隔は、３ｍｍ以上、かつ５ｍｍ以下である構成（第５の構成）であってもよい。

また、上記第１～第５の構成のアンテナ装置において、放射器のインピーダンスは、同軸コネクタのインピーダンスの３．５倍以上、かつ４．５倍以下である構成（第６の構成）であってもよい。

本発明の第１の構成によれば、給電回路によって放射器と同軸コネクタとの間でインピーダンスの整合が可能になる。このため、比較的インピーダンスの高い放射器を用いた場合でも、同軸コネクタに接続される同軸ケーブルと放射器とのインピーダンスの均衡を保つことが可能となり、同軸ケーブルのコモンノードノイズを抑制することができる。また、給電回路を構成する導電部、伝送部、およびバラン部は、板金部材により一体的に形成されている。このため、給電回路は、比較的薄く省スペースな形状とすることができる。従って、アンテナ出力の損失を抑制しつつ、簡易な構造によって装置の大型化を抑制可能なアンテナ装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係るアンテナ装置の全体を示す斜視図 上カバーを取り外した状態のアンテナ装置を示す斜視図 図１に示すＡ－Ａ断面線の位置でｙ―ｚ平面に沿ってアンテナ装置を切断した断面を示す断面図 アンテナ装置の内部の各部位（反射器、導波器、放射器、給電回路）を展開した斜視図 図３に示すＢ－Ｂ断面線で切断したアンテナ装置の断面を示す断面図 第２端子部の周辺を拡大して示す斜視図 同軸ケーブルと放射器との伝送経路を示す給電回路の斜視図 本発明と比較例の利得を示すグラフ 本発明と比較例のＶＳＷＲの値を示すグラフ 本発明と比較例の前後比を示すグラフ 本発明と比較例の半値幅を示すグラフ

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。本発明の実施形態に係るアンテナ装置１は、ＵＨＦ（Ｕｌｔｒａ Ｈｉｇｈ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯（３００～３０００ＭＨｚの周波数帯）の電波を受信するアンテナである。より詳細には、アンテナ装置１は、４７０～７１０ＭＨｚの電波を受信することを目的としたアンテナである。図１は、本発明の実施形態に係るアンテナ装置１の全体を示す斜視図である。図２は、上カバー８を取り外した状態のアンテナ装置１を示す斜視図である。図３は、図１に示すＡ－Ａ断面線の位置でｙ―ｚ平面（図に示す矢印ｙおよび矢印ｚに平行な平面）に沿ってアンテナ装置１を切断した断面を示す断面図である。なお、各図に示すｘ―ｘ´方向を幅方向とする。また、ｙ―ｙ´矢印に沿った方向を前後方向とし、アンテナ装置１のｙ側を前面側（前方ともいう）、アンテナ装置１のｙ´側を背面側（後方ともいう）とする。また、ｚ－ｚ´方向を上下方向とし、矢印Ｚ側を上方、矢印Ｚ´側を下方とする。

図１、図２に示すように、アンテナ装置１は、筐体２と、筐体２に収容される反射器３、導波器４、放射器５、および給電回路６と、同軸コネクタ７とを備える。同軸コネクタ７には同軸ケーブル４８を接続可能である。アンテナ装置１は同軸コネクタ７に同軸ケーブル４８を接続した状態で、同軸ケーブル４８を介して、筐体２の外部に配置された装置（分配器やテレビ受像機等）に電気信号を伝送可能である。

筐体２は、上カバー８と下カバー９とから構成された、内部に空間を有する箱状体である。上カバー８と下カバー９とは上下方向に対向し、固定手段（スナップフィット構造、ねじ部材による締結等）により互いに連結している。

図３に示すように、筐体２の背面（図３に示す筐体２の右側の端面）には、マスト固定部１０が取り付けられている。マスト固定部１０は、筐体２の背面に当接するベース部１１と、ベース部１１より後方に位置し、ベース部１１と前後方向に対向する取付プレート１２とを有する。マスト固定部１０は、棒状のマスト部材１３をベース部１１と取付プレート１２との間に挟み込んで挟持可能である。マスト固定部１０は、ねじ部材１４ａ、１４ｂが取付プレート１２の後方（矢印ｙ´側）からベース部１１を貫通するようにして筐体２の背面にねじ込まれて固定されている。ねじ部材１４ａ、１４ｂの締結力によって、マスト部材１３をベース部１１との間で挟持しつつ、マスト固定部１０を筐体２に固定可能である。マスト部材１３を屋外に設けられた構造物（不図示）に固定することで、アンテナ装置１を設置することができる。

図４は、アンテナ装置１の内部の各部位（反射器３、導波器４、放射器５、給電回路６）を展開した斜視図である。図４に示すように、反射器３は、金属材料によって形成された板状体である。反射器３は、アンテナ装置１の前方から後方に向かって進む所定の電波を、前方に向けて反射する。この電波が反射器３に到来する方向（前後方向に沿ってアンテナ装置１の前方から後方に向かって進む方向）を、到来方向とする。反射器３は接地状態にある。反射器３は、平面部１５と、側壁部１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄを有する。

平面部１５は、前後方向に直交する矩形状の板状体である。平面部１５は、上述した所定の電波を反射する。側壁部１６ａ～１６ｄは平面部１５の各縁に連接する矩形状の板状体である。側壁部１６ａは平面部１５の上端縁に、側壁部１６ｂは平面部１５の下端縁に、側壁部１６ｃは平面部１５の右側縁（図４の右側の側縁）に、側壁部１６ｄは平面部１５の左側縁（図４の左側の側縁）に、それぞれ連接している。側壁部１６ａ～１６ｄは、平面部１５から前方に向かって折り曲げられている。平面部１５と側壁部１６ａ～１６ｄは、一枚の板状材料が折り曲げられて形成された、一体をなす板状体である。

図２、図４に示すように、放射器５は、反射器３の前方に複数（ここでは２つ）配置されている。各放射器５は幅方向に所定の間隔をあけて並んでいる。以下、各放射器５のうち、幅方向の一方（ここでは図２の右側に位置する方）に配置されたものを第１放射器５ａと、幅方向の他方（ここでは図２の左側に位置する方）に配置されたものを第２放射器５ｂと称する。第１放射器５ａと第２放射器５ｂとは、前後方向に対して重なる位置にある。第１放射器５ａと第２放射器５ｂとは同一形状の同一部材を採用することができる。そこで、以下、第１放射器５ａについて詳細に説明し、第２放射器５ｂについては説明を省略する。

第１放射器５ａは、金属材料によって形成された板状体である。第１放射器５ａは、幅方向および上下方向に対称な形状をなしている。図３、図４に示すように、第１放射器５ａは、正面部１７と、一対の側面部１８とを有する。正面部１７は、幅方向および上下方向に平行な平面を有する。正面部１７は、反射器３の平面部１５と前後方向に所定の間隔をあけて対向している。正面部１７は平面部１５と平行に配置されている。

側面部１８は、正面部１７の幅方向の両端縁に連接する板状体である。側面部１８は、正面部１７から後方に延びている。第１放射器５ａは、一枚の板状体であり、曲げ加工によって正面部１７と側面部１８とが形成されている。第１放射器５ａのインピーダンスは、３００Ωである。

図５は、図３に示すＢ－Ｂ断面線で切断したアンテナ装置１の断面を示す断面図である。図３、図５に示すように、第１放射器５ａは、上カバー８の底面１９（筐体２の内周面のうちの上方に位置する面）に設けられた上側位置決め部２０と、下カバー９の底面５０に設けられた下側位置決め部２１とによって、前後方向に位置決めされている。上側位置決め部２０は、幅方向に並んだ複数の上側前面リブ２２と、幅方向に並んだ複数の上側背面リブ２３とから構成されている（図３参照）。下側位置決め部２１は、幅方向に並ぶ複数の下側前面リブ２４と、幅方向に並ぶ複数の下側背面リブ２５とから構成されている（図３、図５参照）。

上側前面リブ２２および下側前面リブ２４は、正面部１７の前方に配置されている。上側前面リブ２２および下側前面リブ２４は、正面部１７に対して前方から当接して、正面部１７が前方に移動するのを規制している。上側背面リブ２３および下側背面リブ２５は、正面部１７の後方に配置されている。上側背面リブ２３および下側背面リブ２５は、正面部１７に対して後方から当接して、正面部１７が後方に移動するのを規制している。上側前面リブ２２および下側前面リブ２４と、上側背面リブ２３および下側背面リブ２５との間に正面部１７が差し込まれることで、第１放射器５ａは前後方向に位置決めされる。

図２から図４に示すように、第１放射器５ａは、正面部１７から後方に屈曲して形成された接点部２６ａ、２６ｂを有する。接点部２６ａ、２６ｂは、正面部１７と直交する矩形状の板状体である。接点部２６ａ、２６ｂは下カバー９の底面５０から上方に向かって突出する固定用リブ２７の上面と重ね合わせて配置される（図３参照）。また、接点部２６ａ、２６ｂと固定用リブ２７の上面との間には、後述する給電回路６の導電部３４が配置されている。接点部２６ａ、２６ｂと導電部３４とが電気的に接続した状態で、接点部２６ａ、２６ｂは固定用リブ２７にねじ部材１４ｃによって固定されている。これにより、第１放射器５ａは下カバー９に固定される。

図２から図４に示すように、放射器５の前方には、複数の導波器４が配置されている。導波器４は、導電性を有する金属材料等によって形成された矩形状の板状体である。各導波器４は前後方向と直交するように配置されている。複数の導波器４のうち、第１放射器５ａと前後方向に対向するものを第１導波器４ａ、第２放射器５ｂと前後方向に対向するものを第２導波器４ｂとする。以下、第１導波器４ａについて詳細に説明し、第２導波器４ｂについては説明を省略する。

ここでは、第１導波器４ａは５つ配置されている。各第１導波器４ａは、前後方向に隙間をあけて３列に並んでいる。最前列には１枚の第１導波器４ａが配置され、その他の列には、上下に並んだ２枚の第１導波器４ａが配置されている。

第１導波器４ａは、導波器固定部２８によって前後方向に固定されている。導波器固定部２８は、上カバー８の底面１９と下カバー９の底面５０に設けられている。上述した２列目および３列目の各第１導波器４ａのうち、上方に配置されたものは上カバー８に設けられた導波器固定部２８により固定され、下方に配置された第１導波器４ａは下カバー９に設けられた導波器固定部２８によって固定されている。

導波器固定部２８は、前面側リブ２９、背面側リブ３０、および爪部３１を有する。上カバー８に設けられた導波器固定部２８の前面側リブ２９、背面側リブ３０、および爪部３１は、底面１９から下方に向かって突出している。反対に、下カバー９に設けられた導波器固定部２８の前面側リブ２９、背面側リブ３０、および爪部３１は、底面５０から上方に向かって突出している。

前面側リブ２９は第１導波器４ａの前方に位置し、第１導波器４ａに対して前方から当接することで第１導波器４ａが前方に移動するのを規制している。背面側リブ３０は第１導波器４ａの後方に位置し、第１導波器４ａに対して後方から当接することで第１導波器４ａが後方に移動するのを規制している。爪部３１は第１導波器４ａの前方に位置している。爪部３１の上端部は、後方に向かって先細り形状に突出している。爪部３１の上端部が第１導波器４ａに形成された固定用孔３２に差し込まれ、第１導波器４ａと導波器固定部２８とがスナップフィット構造によって固定される。

図４、図５に示すように、給電回路６は、伝送部３３と、導電部３４と、バラン部３５と、を含んで構成されている。伝送部３３は、第２端子部３７、第１伝送部３３ａ、第２伝送部３３ｂ、第１突出部５１、および第２突出部５２から構成されている。第２端子部３７は、伝送部３３から前方に向かって突出している。第２端子部３７は、幅方向に対して伝送部３３の中央部（幅方向に対して筐体２の中央部）に位置している。第２端子部３７の前後方向および幅方向の中央部には、伝送部３３の厚み方向に貫通する貫通孔３６が形成されている（図６参照）。

第１伝送部３３ａは、伝送部３３の、幅方向に対して第２端子部３７より第１放射器５ａに近い側（図５に示す右側）の部分である。第２伝送部３３ｂは、伝送部３３の、幅方向に対して第２端子部３７より第２放射器５ｂに近い側（図４に示す左側）の部分である。上述の通り第２端子部３７は伝送部３３の幅方向の中央部に位置している。このため、第１伝送部３３ａの長さは第２伝送部３３ｂの長さと等しい。第１伝送部３３ａと第２伝送部３３ｂとは、幅方向に対称形状をなす。

第１伝送部３３ａの幅方向の外側（図５における左側）の端部には、上方に向かって突出する第１突出部５１が連接している。第２伝送部３３ｂの幅方向の外側（図５における右側）の端部には、上方に向かって突出する第２突出部５２が連接している。

図４、図５に示すように、導電部３４は、第１放射器５ａに接続される第１導電部３４ａ、３４ｂと、第２放射器５ｂに接続される第２導電部３４ｃ、３４ｄとから構成されている。第１導電部３４ａは幅方向に対して第１導電部３４ｂよりも外側に位置している。第１導電部３４ａの一端は、第１突出部５１に接続され、他端は第１放射器５ａの接点部２６ａに接続されている。第１導電部３４ｂの一端は後述する第１バラン部３５ａの端部に連接し、他端は第１放射器５ａの接点部２６ｂに接続されている。

第２導電部３４ｃは幅方向に対して第２導電部３４ｄよりも内側に位置している。第２導電部３４ｃの一端は第２突出部５２に接続され、他端は第２放射器５ｂの接点部２６ａに接続されている。第２導電部３４ｄの一端は、後述する第２バラン部３５ｂの端部に連接し、他端は第２放射器５ｂの接点部２６ｂに接続されている。

図４、図５に示すように、バラン部３５は、第１伝送部３３ａと連接する第１バラン部３５ａと、第２伝送部３３ｂと連接する第２バラン部３５ｂとから構成されている。第１バラン部３５ａおよび第２バラン部３５ｂの厚みの方向は、前後方向と平行になっている。第１バラン部３５ａおよび第２バラン部３５ｂは、第１伝送部３３ａおよび第２伝送部３３ｂに垂直な板状体である。第１バラン部３５ａおよび第２バラン部３５ｂは、反射器３の平面部１５と、前後方向（第１バラン部３５ａおよび第２バラン部３５ｂの厚みの方向）に所定の隙間（好ましくは３ｍｍ以上、かつ５ｍｍ以下、より好ましくは、３．５ｍｍ以上、かつ４．５ｍｍ以下の隙間）を介して対向している。また、バラン部３５と反射器３との間に、バラン部３５および反射器３以外の部品を介した導通経路は存在しない。すなわち、反射器３とバラン部３５とは電気的に接続していない。

第１バラン部３５ａの一端は、第１突出部５１の端部に重ね合わされて第１突出部５１と電気的に接続した状態で、第１突出部５１と共に筐体２に対して固定されている。上述したとおり、第１バラン部３５ａの他端は、第１導電部３４ｂに連接している。第１バラン部３５ａは、第１伝送部３３ａとの接続箇所から第１導電部３４ｂとの連接箇所まで、複数の直線状の部分が上下方向または左右方向に直進方向を変位させながら延びるように形成されている。第１バラン部３５ａと第１導電部３４ａ、３４ｂとは一体をなす同一体であり、連接箇所で折り曲げられて形成されている。

第２バラン部３５ｂは第１バラン部３５ａと同一形状に形成されている。第２バラン部３５ｂの一端は、第２突出部５２の端部に重ね合わされて第２突出部５２と電気的に接続した状態で、第２突出部５２と共に筐体２に対して固定されている。上述したとおり、第２バラン部３５ｂの他端は、第２導電部３４ｄに連接している。第２バラン部３５ｂと第２導電部３４ｃ、３４ｄとは一体をなす同一体であり、連接箇所で折り曲げられて形成されている。

給電回路６を構成する伝送部３３、導電部３４、およびバラン部３５は、１つの板金部材（導電性を有する板状の金属材料）から切り出され、かつ複数回の曲げ加工によって形成されている。すなわち、第１伝送部３３ａ、第２伝送部３３ｂ、第１導電部３４ａ、３４ｂ、第２導電部３４ｃ、３４ｄ、第１バラン部３５ａ、および第２バラン部３５ｂは、互いに一体的に連続した同一体である。給電回路６は、伝送部３３、導電部３４、およびバラン部３５の幅が変化するように形成され、この幅の変化によって、給電回路６に接続される放射器５と同軸コネクタ７とのインピーダンスの整合が可能となっている。

伝送部３３の第２端子部３７には、同軸コネクタ７が電気的に接続されている。同軸コネクタ７は、電気信号等を伝送可能な金属製の芯線を内部に有する。同軸コネクタ７は、筐体２の外部に一部が露出しており、その露出部分に後述する同軸ケーブル４８を接続可能なケーブル接続端子４２が形成されている。放射器５のインピーダンスは、同軸コネクタ７のインピーダンスの３．５倍以上、かつ４．５倍以下が好ましい。ここでは、同軸コネクタ７のインピーダンスを７５Ωとしており、第１放射器５ａおよび第２放射器５ｂのインピーダンスを上述のとおり３００Ωとしている。同軸ケーブル４８のインピーダンスは、同軸コネクタ７のインピーダンスと同一の値（７５Ω）としている。

図６は、第２端子部３７の周辺を拡大して示す斜視図である。図６に示すように、同軸コネクタ７は、位置決め部４３と、第１端子部４４とを有する。位置決め部４３の外周面は、前後方向に並ぶ一対の曲面部４５と、幅方向に並ぶ一対の水平部４６とから構成されている。水平部４６は、幅方向に直交する直線状の面を有する。

幅方向に対して側壁部１６ｂの中央の位置には、側壁部１６ｂを貫通する位置決め孔４７が形成されている。同軸コネクタ７の位置決め部４３は、位置決め孔４７に挿入される。位置決め孔４７の内周面は、位置決め部４３の外周面の形状（一対の曲面部４５および一対の水平部４６からなる外周面）に沿った形状となっている。すなわち、位置決め部４３が位置決め孔４７に挿入された状態で、位置決め孔４７の内周面と位置決め部４３の外周面とは平行になる。

この状態で同軸コネクタ７が前後方向または幅方向に移動しようとすると、位置決め部４３の外周面が位置決め孔４７の内周面に当接し、同軸コネクタ７の移動が規制される。また、この状態で同軸コネクタ７が回転しようとすると、位置決め部４３の水平部４６が位置決め孔４７の内周面に当接し、同軸コネクタ７の回転が規制される。このように、同軸コネクタ７は、位置決め孔４７によって前後方向、幅方向、および回転方向に位置決め可能となっている。アンテナ装置１を組み立てる際には、同軸コネクタ７を位置決め孔４７によって位置決めした状態でボルト、ナット等の締結部材（図示省略）によって側壁部１６ｂに固定可能である。

第１端子部４４は、位置決め部４３の上端から伝送部３３に向かって突出した、同軸コネクタ７の内部の芯線の上端部である。第１端子部４４は、比較的薄く、かつ比較的幅の狭い矩形状の板状体に形成されている。第１端子部４４は、同軸コネクタ７が位置決めされた状態で第２端子部３７の貫通孔３６内に挿入され、貫通孔３６の内周面の一部（第２端子部３７の一部）に接触する。この接触により、同軸コネクタ７の芯線と第２端子部３７とが電気的に接続する。同軸コネクタ７の芯線はケーブル接続端子４２内に露出している（図示省略）。

図２に戻って、同軸ケーブル４８は、電気信号等を伝送可能な金属製の電線を内部に有し、その電線の外周をポリエチレン等の絶縁体で被覆し、絶縁体の外周を外部動体および被膜で被覆したケーブルである。同軸ケーブル４８の端部には、同軸コネクタ７のケーブル接続端子４２に接続可能な第３端子部４９を有する。同軸ケーブル４８の内部の電線は、第３端子部４９と電気的に接続している。第３端子部４９を同軸コネクタ７のケーブル接続端子４２に接続することで、同軸コネクタ７の芯線と同軸ケーブル４８の電線とが電気的に接続する。これにより、給電回路６と同軸ケーブル４８とが電気的に接続する。

図７は、同軸コネクタ７と放射器５との伝送経路を示す給電回路６の斜視図である。ここで、図７の破線矢印で示すように、第１伝送部３３ａ、第１突出部５１、第１導電部３４ａを通過して第１放射器５ａに導通する経路を第１経路３８とし、第１伝送部３３ａ、第１突出部５１、第１バラン部３５ａ、第１導電部３４ｂを通過して第１放射器５ａに導通する経路を第２経路３９とする。また、第２伝送部３３ｂ、第２突出部５２、第２導電部３４ｃを通過して第２放射器５ｂに導通する経路を第３経路４０とし、第２伝送部３３ｂ、第２突出部５２、第２バラン部３５ｂ、第２導電部３４ｄを通過して第２放射器５ｂに導通する経路を第４経路４１とする。

第１経路３８の長さは、第３経路４０の長さと等しい。また、第２経路３９の長さは、第４経路４１の長さと等しい。上述のとおり、第１伝送部３３ａの長さと第２伝送部２２ｂの長さは等しいため、給電回路６の、第１バラン部３５ａおよび第１導電部３４ａ、３４ｂからなる部分と、第２バラン部３５ｂおよび第２導電部３４ｃ、３４ｄからなる部分とは、幅方向（給電回路６の長手方向）に対称形状に形成され、かつ第１突出部５１と第２突出部５２の形状（長さおよび幅）は互いに等しいのが好ましい。

第１経路３８では、第１伝送部３３ａから第１放射器５ａに直接接続されている。一方、第２経路３９は、第１伝送部３３ａと第１導電部３４ａとの連接箇所におおいて第１経路３８から分岐し、第１バラン部３５ａを経由して第１放射器５ａに接続されている。また、第３経路４０では、第２伝送部３３ｂから第２放射器５ｂに直接接続されている。他方、第４経路４１では、第２伝送部３３ｂと第２導電部３４ｃとの連接箇所において第３経路４０から分岐し、第２バラン部３５ｂを経由して第２放射器５ｂに接続されている。第１バラン部３５ａおよび第２バラン部３５ｂは、同軸コネクタ７（同軸ケーブル４８）のインピーダンス（７５Ω）と第１放射器５ａのインピーダンス（３００Ω）を整合する。すなわち、給電回路６は、同軸コネクタ７（同軸ケーブル４８）と放射器５との間で、１：４のインピーダンス変換が可能である。

実施形態に係る本発明のアンテナ装置１は、上述の通り、給電回路６によって放射器５と同軸コネクタ７（同軸ケーブル４８）との間でインピーダンスの整合が可能になる。このため、比較的インピーダンスの高い放射器５を用いた場合でも、同軸ケーブル４８と放射器５とのインピーダンスの均衡を保つことができ、同軸ケーブル４８に生じるコモンノードノイズを抑制できる。給電回路６を構成する導電部３４、伝送部３３、およびバラン部３５は、板金部材により一体的に形成されている。このため、給電回路６は、比較的薄く省スペースな形状とすることができる。

ところで、近年、屋外に設置されるアンテナ装置は、設置箇所周辺の急激な環境の変化（集中豪雨や大型台風の到来等）に対応すべく、装置全体の小型化の要請がある。従来のアンテナ装置では、放射器と同軸ケーブルとのインピーダンスを整合する合成回路を筐体内に配置するために、合成回路を構成する導線やインピーダンス変換器を筐体内に配線する必要があった。このため、装置全体の大型化に繋がって上述の要請に反するものになったり、構造が複雑化して製造コストが増大したりするおそれがあった。これに対して、本発明の実施形態に係るアンテナ装置１は、インピーダンスの整合を行う給電回路６が、上述した通り板金部材によって一体に形成されている。このため、従来の合成回路のような配線が不要となり、省スペース化させつつ、放射器５と同軸コネクタ７（同軸ケーブル４８）とのインピーダンスの整合が可能になる。すなわち、高インピーダンスの放射器５を採用した場合でも、装置の大型化を抑制しつつインピーダンスの整合が可能となる。従って、アンテナ出力の損失を抑制しつつ、簡易な構造によって装置の大型化を抑制可能なアンテナ装置１を提供することができる。

また、本発明のアンテナ装置１は、上記実施形態に係る給電回路６を採用することで、従来のアンテナ装置に比べ、筐体２の寸法を小さくすることができる。具体的には、筐体２の高さ方向の寸法を従来のアンテナ装置の２／３以下（より詳細には、１７／２７以下）に小さくすることができる。すなわち、従来のアンテナ装置の筐体は、上下方向の両端間の寸法が１３５ｍｍであったが、本発明のアンテナ装置１の筐体２は、上下方向の両端間の寸法を８５ｍｍとすることができた。これにより、本発明のアンテナ装置１は、従来のアンテナ装置に比べて風に対する抵抗が小さい形状となっている。

また、上述の通り、給電回路６の、第１バラン部３５ａおよび第１導電部３４ａ、３４ｂからなる部分と、第２バラン部３５ｂおよび第２導電部３４ｃ、３４ｄからなる部分とが、幅方向（給電回路６の長手方向）に対称形状に形成された構成を採用することで、第１経路３８、第２経路３９、第３経路４０、および第４経路４１の長さがより近似したものとなる。すると、放射器５のインピーダンスと同軸コネクタ７（同軸ケーブル４８）のインピーダンスとをより好適に整合することができる。

また、上述の通り、位置決め部４３が位置決め孔４７に挿入されることで、給電回路６は前後方向、幅方向、および回転方向に位置決めされる。このため、前後方向に対して、第１バラン部３５ａおよび第２バラン部３５ｂと反射器３の平面部１５との間に、所定の間隔をあけた状態で、給電回路６を固定することが可能になる。これにより、複雑な構成を用いることなく、バラン部３５と反射器３とが電気的に接続されないようにアンテナ装置１を組み立てることができ、アンテナ装置１の製造コストの増大を抑制可能となる。また、バラン部３５（第１バラン部３５ａおよび第２バラン部３５ｂ）と平面部１５との前後方向の隙間を３．０ｍｍ以上、かつ５．０ｍｍ以下とすることで、接地状態にある反射器３に対してバラン部３５が電気的に接続されない状態で、反射器３とバラン部３５との距離を近づけたものとなっており、アンテナ装置１を小型化することができる。

以下、実施例により本発明の効果についてさらに詳細に説明する。

本発明に係るアンテナ装置１について、アンテナ性能を試験により調査した。試験は、ネットワークアナライザを給電回路６の第２端子部３７に接続し、周波数をテレビ放送に用いられる周波数帯である４７０ＭＨｚから７１０ＭＨｚの間で３０ＭＨｚずつ増加させ、各周波数でのアンテナ性能を評価している。評価対象となるアンテナ性能は、利得［ｄＢ］、ＶＳＷＲ（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｓｔａｎｄｉｎｇ Ｗａｖｅ Ｒａｔｉｏ）（電圧定在波比）、前後比［ｄＢ］、半値幅［ｄｅｇ］である。

試験は、上述した給電回路６を備える本発明のアンテナ装置１（以下、単に「本発明」とも称する）と、比較例として従来のアンテナ装置（以下、単に「比較例」とも称する）とを用いて行う。比較例のアンテナ装置は、本実施形態に係るアンテナ装置１から給電回路６を取り外し、かつ第１放射器５ａおよび第２放射器５ｂをインピーダンスが１５０Ωの放射器に置換えたものである。比較例のアンテナ装置１は、各放射器と伝送部３３とを直接接続している。その結果を、図８から図１１を用いて説明する。図８から図１１のグラフでは、本発明の結果を●、比較例の結果を○として示している。

図８は、本発明と比較例の利得を示すグラフである。図８に示すように、４７０ＭＨｚから７１０ＭＨｚの全ての周波数において、本発明の利得は、比較例の利得よりも高くなっている。このため、本発明に係るアンテナ装置１は、比較例のアンテナ装置１に比べ、より微弱な電波を受信可能なものとなっている。

図９は、本発明と比較例のＶＳＷＲの値を示すグラフである。ここで、一般に、ＶＳＷＲの値が２以下であれば実用面で問題がないとされている。図９に示すように、４７０ＭＨｚから７１０ＭＨｚの全ての周波数において、本発明のアンテナ装置１のＶＳＷＲの値は、２以下となっている。このため、本発明のアンテナ装置１は、実用面で問題がないものである。

図１０は、本発明と比較例の前後比を示すグラフである。図１０に示すように、周波数が４７０ＭＨｚから６２０ＭＨｚとなる区間では、本発明の前後比が比較例の前後比よりも高くなっている。特に周波数が５９０ＭＨｚの状態では、本発明の前後比は、比較例の前後比よりも１１．８４ｄＢ大きい。すなわち、テレビ放送の周波数帯（４７０ＭＨｚから７１０ＭＨｚ）のうちの広範囲の周波数帯において、本発明は比較例よりも前後比が高いものとなっており、より好適にテレビ放送の電波を受信しやすいものとなっている。

図１１は、本発明と比較例の半値幅を示すグラフである。一般的に、半値幅が低い場合にはアンテナ装置１の指向性が高いことになる。アンテナ装置１の指向性が高い場合には、建造物等の壁面等に反射して通常の電波（発信源から直接放射器５に到達する電波）の進行方向と異なる方向で進行する電波（以下反射波と称する）を受信しにくくなる。反射波は通常の電波よりも遅延して放射器５に到達するため、アンテナ装置１の指向性が低く反射波を受信しやすい場合、反射波と通常の電波とのずれによって生じるマルチパス現象の発生につながるおそれがある。ここで、図１１に示すように、４７０ＭＨｚから７１０ＭＨｚの全ての周波数において、本発明の半値幅が比較例の半値幅よりも低い。このことから、本発明は比較例よりも指向性の高いものとなっていることが分かる。従って、本発明のアンテナ装置１を採用することで、マルチパス現象の発生を抑制することができる。

以上の結果から、給電回路６を配置することで、比較的高インピーダンス（３００Ω）の放射器５を採用した場合でも、アンテナ出力の損失（アンテナ性能の低下）を抑制可能であることが確認できた。これにより、アンテナ性能の低下を抑制しつつ、アンテナ装置１の小型化が可能であることが確認できた。

また、上記実施形態の給電回路６について、第１放射器５ａ、第２放射器５ｂを同等の抵抗値を有する単なる抵抗器に置換えて、上記の周波数帯（４７０ＭＨｚから７１０ＭＨｚ）でリターンロス［ｄＢ］を測定した。すると、４７０ＭＨｚでのリターンロスは－２２．６４ｄＢ、７１０ＭＨｚでのリターンロスは－２３．７ｄＢであった。また４７０ＭＨｚから７１０ＭＨｚの他の全ての周波数において、リターンロスは－２０ｄＢ以下であった。一般的に、リターンロスが－２０ｄＢ程度よりも小さい場合、アンテナ出力の損失が比較的小さなものと言える。従って、上記実施形態に係る給電回路６を採用することで、アンテナ出力の損失を抑制することができる。

本明細書中に開示されている種々の技術的特徴は、上記実施形態のほか、その技術的創作の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記実施形態のアンテナ装置１はＵＨＦの電波を受信するアンテナとしたが、ＵＨＦ以外の種々の電波（例えば、ＡＭ、ＦＭ、ＶＨＦ等の電波）を受信するアンテナに採用することができる。この場合、受信する周波数帯に合わせてアンテナサイズを変更する。

また上記実施形態では、第１放射器５ａおよび第２放射器５ｂをインピーダンスが３００Ωのものとしたが、インピーダンスを１５０Ωとする放射器や、３００Ω以上のものを採用してもよい。すなわち、上記実施形態の給電回路６は１：４のインピーダンス変換を可能としているが、１：２のインピーダンス変換や、さらに異なる比率の変換をするものとすることができる。この場合、第１伝送部３３ａ、第２伝送部３３ｂ、第１導電部３４ａ、３４ｂ、第２導電部３４ｃ、３４ｄ、第１バラン部３５ａ、第２バラン部３５ｂの幅を変更した種々の給電回路６を選択することで、変換の比率を調整可能である。

１ アンテナ装置
２ 筐体
３ 反射器
４ 導波器
４ａ 第１導波器
４ｂ 第２導波器
５ 放射器
５ａ 第１放射器
５ｂ 第２放射器
６ 給電回路
７ 同軸コネクタ
１５ 平面部
１６ａ～１６ｄ 側壁部
３３ 伝送部
３３ａ 第１伝送部
３３ｂ 第２伝送部
３４ 導電部
３４ａ、３４ｂ 第１導電部
３４ｃ、３４ｄ 第２導電部
３５ バラン部
３５ａ 第１バラン部
３５ｂ 第２バラン部
３７ 第２端子部
４４ 第１端子部
４７ 位置決め孔
４８ 同軸ケーブル

Claims (6)

1. 所定の電波が到来する到来方向と反対方向に前記電波を反射する反射器と、
   前記反射器の、前記電波の到来方向の上流側に配置された導波器と、
   前記到来方向に対して前記導波器と前記反射器との間に隙間をあけて配置された放射器と、
   前記反射器、前記導波器、および前記放射器を内部に収容する筐体と、
   前記放射器に電気的に接続され、かつ前記筐体の外部から、前記筐体の外部に設けられた外部装置に接続された同軸ケーブルを電気的に接続可能な同軸コネクタと、
   を備え、前記同軸コネクタに前記同軸ケーブルを接続することで前記放射器から前記外部装置に前記電波を伝送可能なアンテナ装置において、
   前記放射器に電気的に接続された一対の導電部と、前記同軸コネクタと一対の前記導電部の一方とに電気的に接続された伝送部と、一対の前記導電部の他方と前記伝送部との間で一対の前記導電部の他方および前記伝送部に電気的に接続されたバラン部と、を有し、前記放射器と前記同軸コネクタとの間でインピーダンスを整合する、前記筐体の内部に収容された給電回路を備え、
   一対の前記導電部、前記伝送部、および前記バラン部は、一体をなす板金部材であることを特徴とするアンテナ装置。
2. 前記同軸コネクタは、端部に形成された第１端子部を有し、
   前記伝送部は、前記第１端子部に接触して前記伝送部と前記同軸コネクタとを電気的に接続する第２端子部と、前記バラン部の厚み方向と直交する前記反射器の長手方向に沿って、前記第２端子部から互いに逆方向に分岐する第１伝送部および第２伝送部と、を含んで構成され、
   前記放射器は、第１放射器と、第２放射器と、を含んで構成され、
   一対の前記導電部は、前記第１放射器と電気的に接続される一対の第１導電部と、前記第２放射器と電気的にに接続される一対の第２導電部と、を含んで構成され、
   前記バラン部は、前記第１伝送部及び一対の前記第１導電部の一方と電気的に接続される第１バラン部と、前記第２伝送部及び一対の前記第２導電部の一方と電気的に接続される第２バラン部と、を含んで構成され、
   一対の前記第１導電部の他方は、前記第１伝送部と電気的に接続され、
   一対の前記第２導電部の他方は、前記第２伝送部と電気的に接続され、
   前記給電回路は、前記第１バラン部および一対の前記第１導電部からなる部分と前記第２バラン部および一対の前記第２導電部からなる部分とが、前記第２端子部を中心として前記長手方向に対称形状をなす請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記第１端子部は、前記同軸コネクタの端部から前記伝送部に向かって突出し、
   前記第２端子部は、前記伝送部の厚み方向に貫通する貫通孔であり、前記第１端子部に外挿されて接触し、
   前記反射器は、前記バラン部と前記バラン部の厚み方向に所定の隙間を介して対向する平面部と、前記平面部の前記長手方向に沿った側端部から前記到来方向の上流側に立ち上がった側壁部と、を有し、前記側壁部を貫通し、前記同軸コネクタが挿入されて、前記同軸コネクタを前記第１端子部と前記第２端子部とが接触する接触位置で位置決めする位置決め孔が形成されている請求項２に記載のアンテナ装置。
4. 前記平面部と前記第１バラン部および前記第２バラン部との前記厚み方向の間隔は、３
   ｍｍ以上、かつ５ｍｍ以下である請求項３に記載のアンテナ装置。
5. 前記導波器は、前記第１放射器と前記到来方向に対向する複数の第１導波器と、前記第２放射器と前記到来方向に対向する複数の第２導波器と、を含んで構成されている請求項２から４のいずれかに記載のアンテナ装置。
6. 前記放射器のインピーダンスは、前記同軸コネクタのインピーダンスの３．５倍以上、かつ４．５倍以下である請求項１から５のいずれかに記載のアンテナ装置。

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