JPH07283651A - 無指向性アンテナ、無指向性vhfアンテナ、無指向性uhfアンテナおよび無指向性vhf/uhfアンテナ - Google Patents
無指向性アンテナ、無指向性vhfアンテナ、無指向性uhfアンテナおよび無指向性vhf/uhfアンテナInfo
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- JPH07283651A JPH07283651A JP6097944A JP9794494A JPH07283651A JP H07283651 A JPH07283651 A JP H07283651A JP 6097944 A JP6097944 A JP 6097944A JP 9794494 A JP9794494 A JP 9794494A JP H07283651 A JPH07283651 A JP H07283651A
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Abstract
VHF帯およびUHF帯で動作する無指向性のVHF/
UHFアンテナを提供すること。 【構成】 4はVHFアンテナ2を構成するVHFアン
テナ素子であり、折り返しダイポールを円形上に折曲し
て構成され、折り返された素子の中央部にはコイル8が
接続されて2周波で動作している。VHFアンテナ素子
14の先端部の近傍に配された無給電素子9により水平
面内指向特性が改善されている。UHFアンテナ素子5
はV型ダイポールとされて、絶縁性の基板12上に作製
され、その先端は内側に折り曲げられて小型化されてい
ると共に、VHFアンテナ2と所定間隔離隔して配置さ
れる。
Description
のテレビジョン放送等を受信する無指向性のアンテナに
関するものであり、特に船舶等に用いて好適なものであ
る。
びUHF帯のテレビジョン放送等を受信する無指向性の
アンテナとしては、図12に示すアンテナが知られてい
る。この図において、101はUHF帯(13cH〜6
2cH)受信用のクロスダイポールアンテナからなるU
HFアンテナであり、102はVHFハイバンド(4c
H〜12cH)受信用のクロスダイポールアンテナから
なるVHFハイバンドアンテナであり、103はFM帯
とVHFローバンド(1cH〜3cH)受信用のトップ
ローディング方式のクロスダイポールアンテナからなる
FM/VHFローバンドアンテナである。
ポールのUHFアンテナ101の一方のダイポールアン
テナに対し、他方のダイポールアンテナに90゜の給電
位相差を与えている。105も位相器であり、クロスダ
イポールのVHFハイバンドアンテナ102の一方のダ
イポールアンテナに対し、他方のダイポールアンテナに
90゜の給電位相差を与えている。106も位相器であ
り、クロスダイポールのFM/VHFローバンドアンテ
ナ103の一方のダイポールアンテナに対し、他方のダ
イポールアンテナに90゜の給電位相差を与えている。
このように、UHFアンテナ101、VHFハイバンド
アンテナ102およびFM/VHFローバンドアンテナ
103を構成している一方のダイポールアンテナと他方
のダイポールアンテナとの給電位相が90゜とされてい
るため、これらのアンテナは、いわゆるターンスタイル
アンテナとして動作している。
テナ101、VHFハイバンドアンテナ102およびF
M/VHFローバンドアンテナ103よりの受信信号を
混合して出力しており、108は混合信号を増幅するブ
ースタであり、109はブースタ108を使用しない場
合のスルーラインである。
アンテナ102およびFM/VHFローバンドアンテナ
103は前記したようにターンスタイルアンテナとされ
ているため、その水平面内の指向性は無指向性である。
そして、これらの3本のアンテナがスタックされて一体
型のアンテナとされているため、移動体に設置するマル
チバンドアンテナとして好適な無指向性アンテナとされ
る。すなわち、このようにして一体化した無指向性アン
テナを船舶に設置すると、FM,VHFおよびUHFテ
レビジョン用のアンテナとして好適なものとなる。
のマルチバンドの無指向性アンテナにおいては、ケーブ
ル長を変えることにより移相量を変えるようにした位相
器としていたため、製造時に個々のダイポールアンテナ
にケーブルを接続し、ケーブル長を調整することにより
クロスダイポール間の位相差調整を行わなければなら
ず、製造が煩雑になるという問題があった。また、3つ
のバンドの各々のアンテナからの受信信号を混合器によ
り混合していることからケーブル本数が多くなり、一体
化したアンテナを覆うカバー内にケーブルを収納する作
業が大変であると共に、カバーが大型となるため大型の
アンテナとなってしまっていた。さらに、ケーブル長に
より位相差を調整していたため、個々のアンテナの帯域
幅が狭くなるという問題もあった。
性アンテナ、特にVHF帯あるいはUHF帯で動作する
テレビジョン用の無指向性、かつ、小型のアンテナを提
供することを目的としている。さらに本発明は、位相器
が不必要であると共に、小型化されたVHF帯およびU
HF帯で動作する無指向性のVHF/UHFアンテナを
提供することを目的としている。
に、本発明の無指向性アンテナは、折り返しダイポール
からなるアンテナ素子が、その先端部が前記アンテナ素
子の給電点に対向するよう屈曲されていると共に、動作
周波数帯域のハイバンドにおいて高インピーダンスとな
るインピーダンス素子を折り返し部の中央部に接続し
て、2周波において動作するアンテナ素子とされ、さら
に、前記給電点と前記アンテナ素子との間であって、前
記給電点と対向する前記アンテナ素子先端部近傍に、前
記給電点と対向するよう無給電素子を配置するようにし
たものであり、具体的には、前記屈曲されたアンテナ素
子の形状が、円形、楕円形、菱形、多角形のいずれかの
形状としたものであると共に、VHF帯テレビジョン放
送信号を受信できる帯域で動作する寸法としたものであ
る。
1/2波長のV型ダイポールからなるアンテナ素子の先
端部を内側に折り曲げるようにしたものであり、具体的
には、前記アンテナ素子を構成する導体が絶縁基板上に
形成されているものであると共に、UHF帯テレビジョ
ン放送信号を受信できる帯域で動作する寸法としたもの
である。
ンテナは、前記VHF帯の無指向性アンテナから所定間
隔離して、前記UHF帯の無指向性アンテナを配置する
と共に、前記無指向性VHFアンテナの給電点と、前記
無指向性UHFアンテナの給電点とを直交するよう配置
したものである。
イポールからなるアンテナ素子の先端部を給電点に対向
するよう屈曲すると共に、さらに無給電素子を配するよ
うにしたため広帯域の無指向性のアンテナとすることが
できる。この無指向性アンテナをVHF帯のローバンド
とハイバンドのテレビジョン放送受信用のアンテナとす
ると、小型のVHFアンテナとすることができる。ま
た、本発明はV型ダイポールアンテナの先端部を内側に
折り曲げるようにして構成したため、小型で広帯域の無
指向性アンテナとすることができ、無指向性のUHF帯
のテレビジョン放送のアンテナとして好適なアンテナと
することができる。
HFアンテナと、前記UHF帯で動作する無指向性UH
Fアンテナとスタックして一体化することにより、小型
の無指向性VHF/UHFアンテナとすることができる
と共に、位相器が不必要なためケーブル数を少なくする
ことができると共に、ケーブル長を調整する必要がない
ので製造を容易に行うことができる。
と、本発明の無指向性のUHFアンテナとを組み合わせ
た本発明のVHF/UHFアンテナの全体図を示す。こ
の図において、1は無指向性のVHFアンテナ2と無指
向性のUHFアンテナ3とを組み合わせたVHF帯(1
cH〜12cH)およびUHF帯(13cH〜62c
H)のテレビジョン放送を受信できるアンテナであり、
2は90〜222MHzのVHF帯のテレビジョン放送
を受信する無指向性のアンテナであり、3は470〜7
70MHzのUHF帯のテレビジョン放送を受信する無
指向性のアンテナである。
ンテナ素子であり、後述するように折り返しダイポール
を円形状に折曲して構成されている。このVHFアンテ
ナ素子4は固定板13と固定板14とにその両側が固着
され、さらに、固定板13,14はアーム10により支
持されている。そして、固定板13上に固着されている
VHFアンテナ素子4の端部がVHF給電点6とされ、
さらにVHFアンテナ素子4の折り返された直線状の素
子の中央部にはインピーダンス素子であるコイル8が接
続されて固定板13上に固着されている。
され固定板14に固着されているVHFアンテナ素子4
の先端部の近傍には、無給電素子9が配されており、こ
の無給電素子9はブラケットによりアーム10に固着さ
れている。なお、無給電素子9の先端は小型化を達成す
るために、VHFアンテナ素子4に沿って折り曲げられ
ている。
縁性の基板12上に導体を貼着あるいは蒸着等により導
電薄膜を形成することにより作製されている。UHFア
ンテナ素子5はV型ダイポールにより構成されており、
その先端は内側に折り曲げられて小型化されている。こ
のUHFアンテナ素子5が形成された基板12は、前記
VHFアンテナ2と所定間隔離隔して配置されるよう、
垂直のアーム11によりアーム10に支持されている。
さらに、UHFアンテナ素子5端部のUHF給電点7
は、前記VHF給電点6と直交するように配置されてい
る。
びUHFアンテナ3を詳細に説明する。本発明のVHF
アンテナ2を図2ないし図7を参照しながら説明する。
図2(a)には折曲する前の折り返しダイポールからな
るVHFアンテナ素子4を示しており、その長さは約1
300mmとされている。折り返された直線状のVHF
アンテナ素子4の中央部にはコイル8が端部16間に接
続されている。このコイル8は、VHF帯のローバンド
においてはインピーダンスが低く折り返し部の端部16
間を等価的に接続するようにし、VHF帯のハイバンド
においてはインピーダンスが高くなり、等価的に折り返
し部の端部16間の整合をとっているものである。これ
により、VHFアンテナ素子4はVHF帯のローバンド
とハイバンドの2周波において動作することができるよ
うになる。このコイル8は、例えば直径8mmで6〜8
ターンされたコイルとされている。
なるVHFアンテナ素子4を円形状に折曲した上面図を
同図(b)に示し、その側面図を同図(c)に示す。こ
のように折り返しダイポールを折曲すると、円形状のV
HFアンテナ素子4から電波が空間にむけて放射される
ため、水平面内の放射特性が円形に近くなり、水平面内
指向特性が無指向性となる。しかしながら、VHF帯の
テレビジョン放送の帯域は90〜222MHzと広く、
しかもローバンドとハイバンドとに分割されており、そ
の波長とVHFアンテナ素子4の長さとの関係等によ
り、VHF帯全体域にわたって良好な無指向特性とする
ことは困難である。
に無給電素子9を配することにより、VHF帯のローバ
ンドおよびハイバンドにおいて良好な無指向特性を実現
できることの知見を、実験により得ることができた。本
発明のVHFアンテナ2はこの知見に基づいてなされた
ものである。すなわち、VHF帯のローバンドのアンテ
ナとする場合は、図3に示すように直径約460mmの
円形状に折曲されたVHFアンテナ素子4の中央部に、
長さ約850mmの無給電素子Aを図示するよう配する
と、VHF帯のローバンドにおいて水平面内指向特性を
円形に近付けることができる。この様子を図4(b)に
示すが、無給電素子Aを設けない場合の実線で示す水平
面内指向特性が、無給電素子Aを設けるようにすると破
線で示す水平面内指向特性に改善されるのである。
6と対向する側から約70mm内側に約400mmの長
さの無給電素子Bを設けると、VHF帯のハイバンドに
おいて水平面内指向性を円形に近付けることができると
いう改善効果がある。この様子を図4(a)に示すが、
無給電素子Bを設けない場合の実線で示す水平面内指向
特性が、無給電素子Bを設けるようにすると破線で示す
水平面内指向特性に改善されるのである。なお、無給電
素子Bの長さ約400mmはVHF帯のハイバンドの波
長の約1/4波長の長さであり、無給電素子Aの長さ約
850mmはVHF帯のローバンドの約1/4波長より
若干長い長さであるが、これらの長さはシビアとする必
要はない。
を図3に図示する無給電素子Aの位置に配置すると、V
HF帯のハイバンドに置ける水平面内指向特性を改善す
ることができるが、帯域内の1ポイントの水平面内指向
特性は悪化する。してみると、VHF帯のローバンドお
よびハイバンドのオールバンドにおいて水平面内指向特
性を改善するには、無給電素子Bを図3に示す位置に配
設することが必要となる。なお、無給電素子Bを給電点
6側あるいは両側に配置すると、かえって指向特性を乱
すようになる。
の最終構造を図5に示す。この図において、無給電素子
9の先端がVHFアンテナ4内に収まるよう折り曲げら
れているが、これはVHFアンテナ2の全体構造を小型
化するためである。この無給電素子9の長さは略400
mmとVHF帯のハイバンドの波長の約1/4波長とさ
れており、給電点6と対向する側から約70mm以内の
間隔で配置されている。なお、VHFアンテナ素子4の
直径は約460mmとされている。VHFアンテナ2は
以上説明したように構成されているが、VHFアンテナ
素子4の形状は円形と限らず、楕円形、菱形あるいは多
角形でも良く、またVHFアンテナ2のアンテナ導体を
リード線で構成してもよいが、絶縁基板上にアンテナ導
体を貼着あるいは蒸着等により形成することにより、V
HFアンテナ2を作製するようにしても良い。
利得特性および水平面内指向特性を図6ないし図7に示
す。図6は利得特性であり、90〜108MHzのロー
バンドにおいて約−8〜−10dBとされ、170〜2
22MHzのハイバンドにおいて約−3〜−4dBとさ
れ、VHF帯のオールバンドにおいて良好な特性とされ
ている。図7(a)は90〜108MHzのローバンド
における水平面内指向特性の一例であり、同図(b)は
170〜222MHzのハイバンドにおける水平面内指
向特性の一例であり、VHF帯のオールバンドにおいて
良好な特性とされている。なお、図5に示すVHFアン
テナ2の寸法を変えることにより他の周波数においても
動作させることができる。
図8に示す。UHFアンテナ3は図示するようにV型ダ
イポールを基本としており、その先端部が内側に折り曲
げられた構造とされている。その寸法の一例を示すと、
UHFアンテナ素子5を構成するV型ダイポールの給電
点7から折り曲げられるまでの長さは約147mmとさ
れ、その先の折り曲げ部の長さは約45mmとされてい
る。また、V型ダイポールを伸ばしていって互いにクロ
スする点から約20mm前においてV型ダイポールを切
り取るようにしてUHFアンテナ素子5は形成されてい
る。更に、UHFアンテナ3のなす角度は約90°とさ
れている。
12上に導体を貼着あるいは蒸着等により導電性の薄膜
を形成することにより作製されている。なお、UHFア
ンテナ素子5の先端部が折り曲げられているのは、小型
化するためでもあるが、V型ダイポールの先端部を折り
曲げることにより水平面内指向特性が改善されるためで
ある。
平面内指向特性を図9および図10に示す。図9に示す
UHFアンテナ3の利得特性において、470MHz〜
770MHzのUHF帯において−4.5〜−2.0d
Bの良好な特性とされている。図10(a)は470M
Hz〜590MHzのUHF帯のローバンドにおける水
平面内指向特性の一例であり、同図(b)は650MH
z〜770MHzのUHF帯のハイバンドにおける水平
面内指向特性の一例であり、UHF帯のオールバンドに
おいて良好な特性とされている。なお、図8に示すUH
Fアンテナ3の寸法を変えることにより、他の周波数に
おいても動作させることができる。
と、本発明のUHFアンテナ3とを組み合わせるとVH
F帯およびUHF帯のテレビジョン放送受信用アンテナ
とすることができるが、組み合わせる場合にはお互いの
アンテナが干渉しないように組み合わせなければならな
い。そこで、本発明のVHFアンテナ2と、本発明のU
HFアンテナ3とを組み合わせた態様を図11を用いて
説明する。
ンテナ1の上面図であり、VHFアンテナ2の中心部に
その中心部が重なるようにUHFアンテナ3が配置され
ている。同図(b)はVHF/UHFアンテナ1の側面
図であり、VHFアンテナ2とUHFアンテナ3とは約
225mm離隔して配置されている。しかしながら、V
HFアンテナ2とUHFアンテナ3とを約225mm離
隔して配置するだけでは互いにアンテナ同士が干渉し合
い、水平面内指向特性が単独の場合に比較して悪化する
ようになる。そこで、本発明は図11(a)に示すよう
に、VHFアンテナ2のVHF給電点6とUHFアンテ
ナ3のUHF給電点7とを直交させて配置することによ
り、良好な水平面内指向特性が得られるようにしている
のである。
UHFアンテナ1の全体図は、前記図1に示した通りで
ある。本発明のVHF/UHFアンテナ1の利得特性お
よび水平面内指向特性は、前記したVHFアンテナ2と
UHFアンテナ3の単独の利得特性および水平面内指向
特性とほぼ同じ良好な特性とされている。なお、図1に
示すVHF/UHFアンテナ1は小型化されているた
め、その全体をカバーで覆うようにして防水アンテナと
することができ、船舶には好適なVHF/UHFアンテ
ナとすることができる。なお、各アンテナの寸法を変え
ることにより、他のマルチバンドで動作するアンテナと
することもできる。
折り返しダイポールのアンテナエレメントの先端部を給
電点に対向するよう屈曲すると共に、さらに無給電素子
を配するようにしたため、広帯域において無指向性のア
ンテナとすることができる。この無指向性アンテナはV
HF帯のローバンドとハイバンドのテレビジョン放送の
アンテナとして動作させることができ、小型のVHFア
ンテナとすることができる。
内側に折り曲げるようにしたため小型で広帯域の無指向
性アンテナとすることができ、UHF帯のテレビジョン
放送のアンテナとして好適なアンテナとすることができ
る。
のVHFアンテナと、前記UHF帯で動作する無指向性
のUHFアンテナとをスタックして一体化することによ
り、無指向性の小型のVHF/UHFアンテナとするこ
とができると共に、ケーブルで構成する位相器が不必要
なことからケーブル本数が少なく、さらに、ケーブル長
を調整する必要がないのでアンテナの製造を容易に行う
ことができる。
る。
ある。
るための図である。
平面内指向特性が改善される様子を示す図である。
る。
である。
示す図である。
る。
である。
を示す図である。
よび側面図である。
図である。
Claims (7)
- 【請求項1】折り返しダイポールからなるアンテナ素子
が、その先端部が前記アンテナ素子の給電点に対向する
よう屈曲されていると共に、動作周波数帯域のハイバン
ドにおいて高インピーダンスとなるインピーダンス素子
が折り返し部の中央部に接続されることにより、2周波
において動作するアンテナ素子とされ、さらに、前記給
電点と前記アンテナ素子との間であって、前記給電点と
対向する前記アンテナ素子先端部近傍に、前記給電点と
対向するよう無給電素子を配置することを特徴とする無
指向性アンテナ。 - 【請求項2】前記屈曲されたアンテナ素子の形状が、円
形、楕円形、菱形、多角形のいずれかの形状とされてい
ることを特徴とする請求項1記載の無指向性アンテナ。 - 【請求項3】請求項1あるいは2記載の無指向性アンテ
ナが、VHF帯テレビジョン放送信号を受信できる帯域
で動作する寸法とされていることを特徴とする無指向性
VHFアンテナ。 - 【請求項4】略1/2波長のV型ダイポールからなるア
ンテナ素子の先端部を内側に折り曲げるようにしたこと
を特徴とする無指向性アンテナ。 - 【請求項5】前記アンテナ素子を構成する導体が、絶縁
基板上に形成されていることを特徴とする請求項4記載
の無指向性アンテナ。 - 【請求項6】請求項4あるいは5記載の無指向性アンテ
ナが、UHF帯テレビジョン放送信号を受信できる帯域
で動作する寸法とされていることを特徴とする無指向性
UHFアンテナ。 - 【請求項7】請求項3記載の無指向性VHFアンテナか
ら所定間隔離して、請求項6記載の無指向性UHFアン
テナを配置すると共に、前記無指向性VHFアンテナの
給電点と、前記無指向性UHFアンテナの給電点とが直
交するよう配置したことを特徴とする無指向性VHF/
UHFアンテナ。
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