JPH0687524B2 - 平面アンテナ - Google Patents

平面アンテナ

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JPH0687524B2
JPH0687524B2 JP27106387A JP27106387A JPH0687524B2 JP H0687524 B2 JPH0687524 B2 JP H0687524B2 JP 27106387 A JP27106387 A JP 27106387A JP 27106387 A JP27106387 A JP 27106387A JP H0687524 B2 JPH0687524 B2 JP H0687524B2
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幹生 小松
利夫 安彦
実 神田
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Matsushita Electric Works Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 [技術分野] 本発明は、衛星放送を受信する平面アンテナに関するも
のである。
[背景技術] 一般に、衛星放送を受信する受信システムは、第5図に
示すように、平面アンテナ本体1およびダウンコンバー
タ2よりなる平面アンテナ3と、チューナ4と、テレビ
ジョン受像機5とで構成されている。ここに、テレビジ
ョン受像機5で再生される受信画像の状態は、チューナ
4に入力される入力信号レベル対雑音比(C/N)によっ
て大きな影響を受け、第6図に示すように、入力信号レ
ベル対雑音比(C/N)が9dB(スレッショルドレベル)以
下になると総合SN比が急激に劣化して画像が極端に悪く
なる。この関係は、 C/N=G/T+EIRP−51.5[dB]で導かれる。ここに、EIRP
は、放送衛星の送信電力と、受信点方向への送信アンテ
ナの利得との積で表される数値(受信電界強度)であ
り、アンテナ性能指数G/Tは、 の関係式で表され、Gは平面アンテナ本体1の利得、Ta
/lはアンテナ自身のもつアンテナ雑音、(1−1/l)290
は給電線から出る給電線雑音、(NF−1)×290はダウ
ンコンバータ2の発生するコンバータ雑音である。
以上の関係式から明らかなように、チューナ4に入力さ
れる入力信号レベル対雑音比(C/N)を高くしようとす
れば、アンテナ利得Gを大きくするか、各雑音(アンテ
ナ雑音、給電線雑音、コンバータ雑音)を小さくすれば
良いことが分かる。ところが、アンテナ雑音(Ta/l)
は、アンテナの種類(パラボラ型、アレー型など)によ
ってほぼ決定され、給電線雑音((1−1/l)×290)は
使用材料によって決定されるので、満足できる受信画像
を得るためには、アンテナの受信面積を広くしてアンテ
ナ利得Gを大きくするか、ダウンコンバータ2の雑音指
数NFを小さくしてコンバータ雑音を少なくするしかな
い。
例えば、満足できる受信画像を得るために入力信号レベ
ル対雑音比C/N=14dBが必要である場合には、雑音指数N
F、アンテナ利得Gのいずれかが決定されれば、他方も
決まることになる。ここに、アンテナ利得Gは、第7図
(但し、パラボラアンテナの直径Dとアンテナ利得Gの
関係)に示すように、アンテナの直径Dが大きくなる
(平面アンナテの場合はアレー数を多くして受信面積を
広くする)にしたがって高くなるが、アンテナの受信面
積が広くなると、アンテナ本体が大形化して重量が大き
くなってアンテナの設置工事が面倒になり、一般家庭で
の使用に不都合が生じる。したがって、アンテナの受信
面積はできるだけ小さいものが望まれ、その分だけダウ
ンコンバータ2の雑音指数NFを低くすることが要求され
る。
ところで、ダウンコンバータ2は複数の能動回路によっ
て構成されるが、第8図に示すようにn個の能動回路
C1,C2……Cnが直列接続されている場合には、その装置
全体の雑音指数NFは NF=F1+(F2−1)/G1+(F3−1)/G1G2+… …(Fn−1)/G1G2…Gn となり、装置全体のNFは初段の能動回路C1のNFによって
大きく左右され、初段の能動回路C1までの損失が小さい
方が装置全体のNFが小さくなる。したがって、受信面積
の小さい平面アンテナ本体1を用いて同じ入力信号レベ
ル対雑音比C/Nを得るためには、雑音指数NFの小さい初
段の能動回路(特に、フロントエンドの増幅デバイス)
C1を損失の少ない状態で使用するのが望ましいことが分
かる。しかしながら、従来例にあっては、第9図に示す
ように、平面アンテナ本体1と、ダウンコンバータ2と
をコネクタ2aを介して接続しており、しかも、ダウンコ
ンバータ2のフロントエンドの増幅デバイス(例えば、
GaAsFET)が最小の雑音指数NFで動作するような使用状
態が実現されていなかったので、受信面積の小さい平面
アンテナ本体1を用いた場合には、満足できる受信画像
を得るための受信性能が得られないという問題があっ
た。
すなわち、コネクタ2aの特性インピーダンスは一般に50
Ωとなっているので、平面アンテナ本体1の出力インピ
ーダンスおよびダウンコンバータ2の入力インピーダン
スを共に50Ωとしてコネクタ接続部での反射損失が生じ
ないようにしているが、ダウンコンバータ2のフロント
エンドのローノイズアンプに用いる増幅デバイス(GaAs
FET)の雑音指数特性(NF特性)は第10図に示すように
なっており、最良点(NF=1.2dB)は50Ω付近(中央
部)ではなく、かなりずれた位置(ほぼ20+j20Ω)に
なっている。したがって、従来例にあっては、ダウンコ
ンバータ2のフロントエンドの信号入力部にインピーダ
ンス整合を行うインピーダンス整合回路を付加していた
が、コネクタ2aによる損失に加えてインピーダンス整合
回路による損失が発生して雑音指数(NF)の劣化を招く
という問題があった。例えば、12GHz付近で雑音指数NF
が1.2dB程度の低雑音の増幅デバイスを用いた場合にあ
っても、実質的にダウンコンバータ2の雑音指数NFは1.
6dB以上に悪化してしまい、ハイビジョンなどの高画質
の受信画像を得ようとした場合には、平面アンテナ本体
1の受信面積を大きくしてアンテナ利得Gを高くしなけ
ればならなくなってしまうという問題があった。
一方、上述のような問題点を解決するために、ダウンコ
ンバータ2のフロントエンドのローノイズアンプを平面
アンテナ本体1内に組み込んでコネクタ接続をなくすこ
とも考えられるが、この場合、平面アンテナ本体1の製
造時に電子回路部品を組み込まなければならず、製造工
程が複雑になってしまうという問題があった。
[発明の目的] 本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、その目
的とするところは、ダウンコンバータの増幅デバイスを
雑音指数が最小の状態で動作させることができ、平面ア
ンテナ本体の受信面積を小さくした場合にあっても十分
な受信性能を得ることができるとともに、製造が容易に
できる平面アンテナを提供することにある。
[発明の開示] (構成) 本発明は、接地導体と、給電回路パターンが形成された
給電回路板と、放射回路パターンが形成された放射回路
板とを適宜間隔をもって積層してサスペンデッドトリプ
レート型の平面アンテナ本体を形成し、上記接地導体の
給電点に対応する部分に開口を設けるとともに、上記開
口に挿入される突部を有するケースに回路部品が収納さ
れ該突部の先端面にフロントエンドの増幅デバイスの信
号入力端子が露出するようにダウンコンバータを形成
し、上記ダウンコンバータの突部を平面アンテナ本体の
接地導体の開口に挿入することにより増幅デバイスの信
号入力端子を給電回路パターンの給電点に接続すること
により、ダウンコンバータの増幅デバイスを雑音指数が
最小に状態で動作させることができ、平面アンテナ本体
の受信面積を小さくした場合にあっても十分な受信性能
を得ることができるとともに、製造が容易にできる平面
アンテナを提供するものである。
(実施例1) 第1図および第2図は本発明一実施例を示すもので、平
面アンテナ本体1と、アンテナ出力を増幅して低周波数
に変換するダウンコンバータ2とを一体化しものであ
り、平面アンテナ本体1は、第1図に示すように、接地
導体10と、給電回路パターンが形成された給電回路板11
と、放射回路パターンが形成された放射回路板12とを適
宜間隔13a,13bをもって積層したサスペンデッドトリプ
レート型となっている。また、給電回路板11および放射
回路板12は、それぞれ回路パターンの導体11a,12aを絶
縁基板上に形成するとともに、導体11a,12a上に絶縁シ
ートを覆着して形成されている。また、平面アンテナ本
体1の接地導体10の給電点に対応する部分には、開口16
が設けられている。一方、ダウンコンバータ2は、上記
開口16に挿入される突部18を有するケース17に回路部品
が収納され該突部18の先端面にフロントエンドの増幅デ
バイス15の信号入力端子であるゲート端子15gが露出す
るように形成されており、このダウンコンバータ2の突
部18を平面アンテナ本体1の接地導体10の開口16に挿入
して増幅デバイス15のゲート端子15gを給電回路パター
ンの給電点に接続するようになっている。このとき、給
電回路の給電点に接続される増幅デバイス15のゲート端
子15gは、給電回路板11の給電点部分の絶縁シートを剥
離して露出された導体11aに半田付けにて接続される。
なお、給電点の絶縁層を剥離せずに、給電点の導体11a
にゲート端子15gを絶縁基板を介して対向させ、静電誘
導結合によってゲート端子15gを給電点に接続するよう
にしても良い。また、増幅デバイス15のゲート端子15g
には負のバイアス電圧が印加され、ドレイン端子15dに
は正のバイアス電圧が印加されるようになっており、両
バイアス電圧は増幅デバイス15が雑音指数NFの最も低い
値で動作するように設定される。さらにまた、GaAsFET
よりなる増幅デバイス15の雑音指数NFが最低で動作する
点の入力インピーダンスは、(20+j20)Ω付近になっ
ているため、給電回路の給電点のインピーダンスを予め
上記入力インピーダンスになるように給電回路パターン
を設計(必要に応じてインピーダンス変換パターンを形
成)している。図中、19aは混合回路、中間周波アンプ
などを実装した主プリント基板、19bは増幅デバイス15
を含むローノイズアンプが実装された補助プリント基板
である。
いま、実施例にあっては、増幅デバイス15の信号入力端
子であるゲート端子15gを給電回路の給電点にコネクタ
を使用せずに直接接続しているので、コネクタ接続して
いる従来例に比べて損失が少なくなり、しかも、コネク
タの特性インピーダンスに合わせるためのインピーダン
ス整合回路が不要になるので、ダウンコンバータ2のフ
ロントエンドの増幅デバイス15を雑音指数NFが最小の状
態で動作させることができるようになっている。したが
って、平面アンテナ本体1の受信面積を小さくした場合
にあっても良好な受信画像を得ることができ、受信性能
の向上を図ることができるようになっている。さらに、
実施例にあっては、平面アンテナ本体1と、ダウンコン
バータ2とを別個に製造し、平面アンテナ本体1の接地
導体10に形成された開口16を介してダウンコンバータの
突部18を挿入して増幅デバイス15のゲート端子15gを給
電点に接続することにより容易に組み立てを行うことが
でき、平面アンテナ本体の製造時にダウンコンバータ2
の回路部品を組み込む場合に比較して製造が容易に行え
るようになっている。
(実施例2) 第3図および第4図は他の実施例を示すもので、補助プ
リント基板19bを垂直に配置したものであり、他の構成
は実施例1と全く同一である。なお、第4図(a)
(b)は増幅デバイス15のゲート端子15gの給電点への
接続例を示すもので、同図(a)は給電点の絶縁層を剥
離してゲート端子15gを導体11aに半田付けしたものであ
る。また、同図(b)は、給電点の絶縁層を剥離せず
に、ゲート端子15gを給電点の導体11aに対向させて静電
誘導結合したものを示しており、この場合、突部18の突
出高さを適当に設定し、ダウンコンバータ2を平面アン
テナ本体1に挿着したときにゲート端子15aを給電点の
下面に絶縁層に密着させるようにする必要がある。
[発明の効果] 本発明は上述のように、接地導体と、給電回路パターン
が形成された給電回路板と、放射回路パターンが形成さ
れた放射回路板とを適宜間隔をもって積層してサスペン
デッドトリプレート型の平面アンテナ本体を形成し、上
記接地導体の給電点に対応する部分に開口を設けるとと
もに、上記開口に挿入される突部を有するケースに回路
部品が収納され該突部の先端面にフロントエンドの増幅
デバイスの信号入力端子が露出するようにダウンコンバ
ータを形成し、上記ダウンコンバータの突部を平面アン
テナ本体の接地導体の開口に挿入することにより増幅デ
バイスの信号入力端子を給電回路パターンの給電点に接
続することにより、ダウンコンバータの増幅デバイスを
雑音指数が最小の状態で動作させることができ、平面ア
ンテナ本体の受信面積を小さくした場合にあっても十分
な受信性能を得ることができるとともに、製造が容易に
できる平面アンテナを提供することができるという効果
がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明一実施例の要部拡大断面図、第2図は同
上の要部分解斜視図、第3図は他の実施例の要部拡大断
面図、第4図(a)(b)は同上の要部拡大断面図、第
5図は衛星放送受信システムの概略構成図、第6図乃至
第8図は同上の動作説明図、第9図は従来例の概略構成
図、第10図は同上の動作説明図である。 1は平面アンテナ本体、2はダウンコンバータ、3は平
面アンテナ、10は接地導体、11は給電回路板、12は放射
回路板、13a,13bは間隙、15は増幅デバイス、15sは接地
端子(ソース端子)、15gは信号入力端子(ゲート端
子)、16は開口、17はケース、18は突部である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】接地導体と、給電回路パターンが形成され
    た給電回路板と、放射回路パターンが形成された放射回
    路板とを適宜間隔をもって積層してサスペンデッドトリ
    プレート型の平面アンテナ本体を形成し、上記接地導体
    の給電点に対応する部分に開口を設けるとともに、上記
    開口に挿入される突部を有するケースに回路部品が収納
    され該突部の先端面にフロントエンドの増幅デバイスの
    信号入力端子が露出するようにダウンコンバータを形成
    し、上記ダウンコンバータの突部を平面アンテナ本体の
    接地導体の開口に挿入することにより増幅デバイスの信
    号入力端子を給電回路パターンの給電点に接続したこと
    を特徴とする平面アンテナ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6413935U (ja) * 1987-07-15 1989-01-24
JP2004040699A (ja) * 2002-07-08 2004-02-05 Dx Antenna Co Ltd 地上デジタル放送受信システム
JP2010016518A (ja) * 2008-07-02 2010-01-21 Yagi Antenna Co Ltd テレビ受信用ブースタ

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