JPH0644216U - 平面アンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 数ＧＨｚ以上の周波数帯の放送を少なくとも
一部が金属部分に覆われた移動体中で平面アンテナによ
り受信するに当り、放送が金属により遮断されることな
く、かつ最大限にアンテナの受信感度を高くすることを
目的とする。 【構成】 移動体の誘電体部分に平面アンテナを設置し
て、かつ衛星放送や航空機からの放送の最大出力角度に
合わせ、また、放射素子表面での透過を最も高くする傾
きとする傾斜手段と誘電体部分に固定するための固定手
段を平面アンテナに持たせる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は高周波信号、特にＰＣＭ音声放送、衛星放送等の数十ＧＨｚの信号を 受信する平面アンテナに関する。

【０００２】

【従来の技術】

現在、携帯型の通信機器が普及し、列車内や自動車内での無線受信が頻繁に行 われている。

【０００３】 今や列車内や自動車内でのラジオ受信やテレビ受信が当り前となり、その受信 手段は広く研究されているところであり、情報収集にとって必要不可欠なもので ある。

【０００４】 この種の携帯ラジオ或るいはアンテナとしてはイヤホンと受信機との間のコー ドをアンテナとして用いた構成があった（実開昭６２−１３３４４１号公報）。

【０００５】 上記の構成のアンテナは小型軽量でＡＭ放送を受信するには簡便であったが、 移動体の方向によってＦＭ放送を聞くには少し困難な場合があった。

【０００６】 これは高周波数になるに連れて、式１のように回折時の回折角が小さくなり、 放送が一方向から送られてくるようになるからである。

【０００７】 ｄ（ｓｉｎα＋ｓｉｎβ）＝ｍλ−−−−−−−−−−−−−−−−式１ ここで、ｄ：回折格子のピッチ、α：入射角、β：回折角、ｍ：次数、λ：波 長である。

【０００８】 受信に適した方向が存在する放送の場合、アンテナに大きさが有れば受信面と 送信源との角度が重要になる。

【０００９】 受信に最適なアンテナの受信面と地上の水平面との成す角度の内、小さい角度 の方を仰角という。

【００１０】 衛星放送の場合、放送衛星と受信する場所の緯度によりアンテナの最適仰角の 角度が異なり、北海道の札幌におけるＮＨＫの受信に適したアンテナの仰角は約 ３０°である。

【００１１】 北海道より南に移動するに従って、アンテナの仰角は大きくなりアンテナの面 はより上を向くことになる。

【００１２】 衛星放送は指向性が高いものの、１２ＧＨｚ帯の周波数を利用して、２７ＭＨ ｚという広帯域で映像放送を行うため、高品質な映像放送である。

【００１３】 同様にＰＣＭ音声放送は１２．５〜１２．７５ＧＨｚ帯を利用しているので、 ＦＭ放送で少し発生する元信号の劣化が皆無となる。

【００１４】 電車や自動車で移動しながら数十ＧＨｚ以上の周波数の放送を受信する場合、 移動体中心部での受信は金属製の車体によって電波が遮蔽されやすいといった欠 点があった。

【００１５】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は移動体通信において、金属製の移動体上での高周波放送の受信をたや すく行うことを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】

本考案は誘電体基板と、誘電体基板上に所定の導体パターンと、誘電体基板の 貫通穴に設けられた導電パターンに接続された給電部とを備えた平面アンテナに おいて、平面アンテナを設置される面に対して傾斜して取り付け、送信源から最 も効率良く信号を受信できるようにしたものである。

【００１７】

【作用】

大気中から平面アンテナ上の導電パターンである放射素子に入る割合、即ち、 透過係数Ｔは式２で表現される。

【００１８】 Ｔ＝２ζ₂ｃｏｓθ_t／（ζ₁ｃｏｓθ_i＋ζ₂ｃｏｓθ_t） ＝２ζ₂ｃｏｓθ_i／［ζ₁ｃｏｓθ_i＋ζ₂√｛１−（ｎ₁／ｎ₂）²ｓｉｎ²√ θ_i｝］−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−式２ ここで、ζ₂：導電パターンの電波インピーダンス、θ_t：屈折角、ζ₁：空気 の電波インピーダンス、θ_i：入射角、ｎ₁＝√ε₁μ₁、ｎ₂＝√ε₂μ₂である。

【００１９】 θ_iが０の場合、Ｔ＝２ζ₂／（ζ₁＋ζ₂）、θ_iがブリュースター角の場合、 Ｔ＝ζ₂／ζ₁となる。

【００２０】 数十ＧＨｚ帯において、２ζ₂／ζ₁＞ζ₂／ζ₁≧２ζ₂／（ζ₁＋ζ₂）となる 。

【００２１】 それ故、平面アンテナの受信面を信号源に対して略垂直とすることで、衛星放 送は導電パターンの表面で反射されることなく効率良く平面アンテナに伝播され ることになる。

【００２２】 また、平面アンテナの指向性に合わせて、最も受信感度が高くなる角度に設定 される。

【００２３】

【実施例】

図１に平面アンテナが電車或いは自動車等の交通機関のガラス窓に設置された 断面図を示す。

【００２４】 図１において、斜線で引いた部分が平面アンテナ１であり、ガラス窓２に対し て傾き仰角を有している。

【００２５】 回転により平面アンテナ１の角度を調整するネジ３と、押圧によりガラス窓２ に固定される吸盤４とにより平面アンテナ１は支えられている。

【００２６】 図１に示すように穿孔の有る平面アンテナ１と角度を調整するネジ３とを板で 接続しても良いし、平面アンテナに貫通穴を設けて、ネジを直接貫通穴に通して も良い。

【００２７】 平面アンテナを固定する媒体はガラス窓に限らず、メタクリル酸メチルなどの 合成樹脂の誘電体であれば良い。

【００２８】 そして、平面アンテナを支持するネジまたは吸盤は金属製よりＡＢＳ樹脂など の弾性変形可能な誘電体が望ましい。

【００２９】 地上を南北に移動する移動体中で信号を受信する場合、非金属部分において緯 度に応じた仰角にネジで平面アンテナを調整すれば良い。

【００３０】 図２に平面アンテナの支持部分の詳細断面図を示す。

【００３１】 図２において、平面アンテナ１の周辺にネジ切りの施された穴が設置されてい る。

【００３２】 平面アンテナ１に重畳している板５と平面アンテナとを、穴に固定ネジ６をネ ジ込むことで固定する。

【００３３】 板５の一方はネジ３で支えられており、ネジ３を右に回せばその隅の平面アン テナが浮き上がり、左に回せば逆に平面アンテナが沈む。

【００３４】 ネジ３の一端は吸盤４に嵌合させられており、吸盤４はガラス窓２に吸着して いる。

【００３５】 図３に放射素子を平面内に含む平面アンテナの取付平面図を示す。

【００３６】 図３において、ガラス窓２に吸盤４により平面アンテナ１が固定されており、 平面アンテナの四隅に設けられたネジ３の回転により最も受信し易い方向に平面 アンテナを設置する。

【００３７】 平面アンテナ上の放射素子の形状によっては、ネジでなくても複数の括れた部 分と弾力の有る柱状体により荒い角度調整を行っても良い。

【００３８】 図４に平面アンテナの放射素子の有る面の平面図を示す。

【００３９】 図４の平面アンテナは直並列共平面給電方式の八素子円形パッチ型平面アンテ ナである。

【００４０】 比誘電率２．６の誘電体７上に金により八個の放射素子８が設けられており、 各放射素子の重みを等しくするため、給電線９と放射素子８とを接続する部分の インピーダンスは各放射素子毎に変えてある。

【００４１】 パッチ型の直線偏波放射素子は垂直偏波、水平偏波共に受信できるように４５ °傾けてある。

【００４２】 給電線９の一部に給電点１０が有り、裏面の略全面に及ぶ導体平面に接続され ている。

【００４３】 図５に平面アンテナの導体平面の有る面の平面図を示す。

【００４４】 誘電体上の略全面に導体平板１１が覆っており、誘電体を貫通する給電点１０ が設置されている。

【００４５】 誘電体の大きさは縦８０ｍｍ、横４５ｍｍ、厚さ０．８ｍｍと小型であり、重 量も数ｇと軽い。

【００４６】 図６に受信機と平面アンテナとを備えた高周波受信機の斜視図を示す。

【００４７】 図６において、平面アンテナ１は受信回路基板１２から平面アンテナの貫通穴 に嵌合されたニッケルの下地に金メッキした直径０．５ｍｍの鉄製のピンにより 固定されている。

【００４８】 ピンはまた、平面アンテナ及び受信回路基板とケ−ス１３との間隔を一定に保 つ働きをする。

【００４９】 ケース１３は厚さ１．５ｍｍのポリカーボネートから構成され、内部に収納さ れた平面アンテナ１及び受信回路基板１２と約１ｍｍほど離れている。

【００５０】 ケースに穴を開けて、角度調整できる機構に取り付けできるのは言うまでも無 い。

【００５１】 放送も衛星からの放送に限定されるものではなく、飛行機からの高周波信号で あっても良い。

【００５２】

【考案の効果】

以上に述べたように、本考案は数ＧＨｚ以上の高周波放送を誘電体部分で傾け て受信することにより、金属の遮蔽による信号の減衰を避けることができ、放送 を最も高感度に受信することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の平面アンテナの取付断面図である。

【図２】本考案の平面アンテナの取付部の断面図であ
る。

【図３】本考案の平面アンテナの取付平面図である。

【図４】平面アンテナの放射素子側平面図である。

【図５】平面アンテナの導体平板側平面図である。

【図６】受信機付き平面アンテナの斜視図である。

【符号の説明】

１ 平面アンテナ ２ ガラス窓 ３ ネジ ４ 吸盤 ５ 板 ６ 固定ネジ ７ 誘電体 ８ 放射素子 ９ 給電線 １０ 給電点 １１ 導体平板 １２ 受信回路基板 １３ ケース

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘電体基板と、誘電体基板上に所定の導
   体パターンと、誘電体基板の貫通穴に設けられた導電パ
   ターンに接続された給電部とを備えた平面アンテナにお
   いて、平面アンテナが設置される面に対して傾斜して取
   りつけられることを特徴とする平面アンテナ。