JPH08242113A - 広帯域アンテナ - Google Patents

広帯域アンテナ

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JPH08242113A
JPH08242113A JP4182495A JP4182495A JPH08242113A JP H08242113 A JPH08242113 A JP H08242113A JP 4182495 A JP4182495 A JP 4182495A JP 4182495 A JP4182495 A JP 4182495A JP H08242113 A JPH08242113 A JP H08242113A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型で携帯性に優れ、しかも、1つのアンテ
ナで広帯域の受信が可能な広帯域アンテナを提供する。 【構成】 広帯域アンテナ1は、支持体2で電気的に連
結されたアンテナエレメント3と、3本のラジアル4,
5,6とを備えている。具体的には、アンテナエレメン
ト3は、支持体2の連結部21に固着された基管31
と、基管31に出し入れ自在に連結された7本の導電性
の管32〜38とで構成されている。一方、各ラジアル
4(5,6)は、連結部22(23,24)にヒンジ2
5を介して連結された基管41(51,61)と、基管
41(51,61)に出し入れ自在に連結された6本の
導電性の管42〜47(52〜57,62〜67)とで
構成されてる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、無線送受信機に使用さ
れる広帯域アンテナに関するものである。
【0002】
【従来の技術】最近、無線送受信機に使用される情報無
線電波の周波数帯は、300MHz帯以上のUHFに集
中してきている。このUHF帯域で用いられるアンテナ
としては、例えば、ダイポールアンテナ,バイコニカル
アンテナ,ディスコーンアンテナ等が知られている。
【0003】図18は、UHF帯域用アンテナの従来例
を模式的に示した図である。ダイポールアンテナ110
は、図18の(a)に示すように、円柱誘導棒の一部に
ギャップを設け、その部分に給電する構造になってい
る。このダイポールアンテナ110は、例えば、タクシ
ー無線等の業務用として用いられており、UHF帯にお
いては、約300〜1500MHzの周波数帯で使用さ
れ、長さ240〜50mm程度の大きさとなる。また、
ダイポールアンテナ110の形状は、円柱構造に限るも
のではなく、円錐形であってもよく、直径を大きくする
ことにより、入力インピーダンスの周波数を広帯域化す
ることができる。
【0004】バイコニカルアンテナ120は、図18の
(b)に示すように、円錐の頂点をギャップを開けて配
置し、その部分に給電する構造になっている。このバイ
コニカルアンテナ120は、例えば、アマチュア無線用
として用いられており、主に430MHz又は1200
MHzで使用され、直径約170mmで長さが約300
ミリ又は直径約120ミリで長さが約220ミリ程度の
大きさとなる。
【0005】ディスコーンアンテナ130は、図18の
(c)に示すように、ダイポールアンテナ110の一方
を円板状にし、他方を円錐形にし、同軸線路によって給
電する構造になっている。主として、VHF,UHF帯
における垂直偏波広帯域アンテナとして用いられる。な
お、このディスコーンアンテナ130は、バイコニカル
アンテナ120の一方を円板状にしたものと考えること
もできる。このディスコーンアンテナ130において、
UHF帯はVHF帯のものと兼用されたものしかなく、
VHF帯をカバーするには、ディスコーンアンテナ13
0が、長さ2m程度と非常に大きなものになってしま
う。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】UHFは、波長が短い
という性質上、同調範囲が狭いので、そのアンテナは、
どうしても鋭い同調特性となり、1つのアンテナで、U
HFの広帯域受信を行うことは困難であった。このた
め、前述したように、図18に示す複数種類のアンテナ
を周波数帯域毎に分けて使用していた。しかし、これら
のアンテナは、図18に示すように、円筒,円錐又は円
板等の部分を有する形態であるので、構造が複雑となり
また大型化してしまい、持ち運ぶことができないという
問題があった。
【0007】本発明の目的は、小型で携帯性に優れ、し
かも、1つのアンテナで広帯域の受信が可能な広帯域ア
ンテナを提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項1の発明に係る広帯域アンテナは、基線方向
に伸縮可能な主アンテナロッドと、前記主アンテナロッ
ドの基部に、折曲可能及び伸縮可能に連結された複数の
副アンテナロッドとを備えることを特徴としている。
【0009】請求項2の発明は、請求項1に記載の広帯
域アンテナにおいて、前記主アンテナロッドを、導電性
ある基管と、この基管に出し入れ自在に取り付けられた
導電性ある複数の管とで形成し、前記副アンテナロッド
を、前記主アンテナロッドの基管側にヒンジを介して連
結された導電性ある基管と、この基管に出し入れ自在に
取り付けられた導電性ある複数の管とで形成したことを
特徴としている。
【0010】
【作用】請求項1の発明においては、主アンテナロッド
を基線方向に伸縮させて、その長さを設定し、複数の副
アンテナロッドを基線に対して垂直方向を向くように位
置させると共にその方向に伸縮して、その長さを設定す
ることで、広帯域アンテナにブラウンアンテナの特性を
もたせることができる。また、基線に垂直な複数の副ア
ンテナロッドのいずれかを基線に所定角度で折り曲げ、
伸縮してその長さを設定することで、ブラウンアンテナ
の特性とスリーブアンテナの特性とを兼ね備えた広帯域
アンテナを形成することができる。
【0011】請求項2の発明においては、基管から複数
の管を出し入れすることで、主アンテナロッドの長さを
調整することができる。また、ヒンジを介して、基管を
折り曲げ、基管から複数の管を出し入れすることで、副
アンテナロッドの基線に対する傾き角度と長さとを調整
することができる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1は、本発明の一実施例に係る広帯域ア
ンテナを示す斜視図である。図1において、広帯域アン
テナ1は、支持体2で電気的に連結されたアンテナエレ
メント3(主アンテナロッド)と、3本のラジアル4,
5,6(副アンテナロッド)とを備えている。
【0013】支持体2は、アンテナエレメント3と3本
のラジアル4,5,6とを電気的に連結すると共にこれ
らを支持するためのものであり、導電性部材で形成され
ている。この支持体2の上面中央部には、アンテナエレ
メント3を取り付けるための連結部21が基線Zに沿っ
て突設され、支持体2の周面の径方向には、ラジアル
4,5,6を取り付けるたのめの3つの連結部22,2
3,24が突設されている。これら連結部22,23,
24は、支持体2の中心で点対称の120度間隔で突設
されている。なお、支持体2の表面は、図示しない絶縁
性部材で被覆されている。
【0014】アンテナエレメント3は、下端部が支持体
2の連結部21に固着された導電性の基管31と、この
基管31に順次出し入れ自在に連結された7本の導電性
の管32〜38とで構成されている。すなわち、このア
ンテナエレメント3は、管32〜38を基管31に対し
て出し入れすることにより、基線Z方向に伸縮すること
ができるようになっている。このようなアンテナエレメ
ント3の基管31の長さは、例えば100mm程度に設
定され、各管32〜38の長さは、例えば75mm程度
に設定されている。
【0015】一方、ラジアル4(5,6)は、下端部が
支持体2の連結部22(23,24)にヒンジ25を介
して回転自在に連結された導電性の基管41(51,6
1)と、この基管41(51,61)に順次出し入れ自
在に連結された6本の導電性の管42〜47(52〜5
7,62〜67)とで構成されてる。すなわち、ラジア
ル4(5,6)は、連結部22(23,24)に対して
折り曲げることができ、また、管42〜47(52〜5
7,62〜67)は、基管41(51,61)に対して
出し入れして、各方向に伸縮することができるようにな
っている。このようなラジアル4(5,6)の基管41
(51,61)の長さは、例えば75mm程度に設定さ
れ、各管42〜47(52〜57,62〜67)の長さ
は、例えば50mm程度に設定されている。
【0016】次に、本実施例の広帯域アンテナの使用例
について説明する。図2は、受信機への広帯域アンテナ
の取付状態を示す斜視図である。広帯域アンテナ1を受
信機8に取り付ける際には、支持体2下面に設けられた
図示しないネジ溝に変換コネクタ7を螺入し、この変換
コネクタ7を受信機8の取付部9に接続することにより
行う。しかる後、アンテナエレメント3とラジアル4,
5,6との形態を変えて、各受信ジャンルの電波を受信
する。以下、各受信ジャンルの受信形態について具体的
に説明する。ここでは、受信機8のインピーダンスが5
0Ωである場合を想定し、このインピーダンスと受信し
ようとする周波数とにマッチングがとれるように、広帯
域アンテナ1をブラウンタイプアンテナ,スリーブタイ
プアンテナの形態にして使用する。
【0017】(第1使用例)図3は、第1使用例に係る
広帯域アンテナ1の形態を示す模式図であり、図4はそ
の受信特性図である。なお、図4における「−dB」
は、広帯域アンテナ1のインピーダンスが50Ωにどれ
程正確に近付いたかを示す数値であり、「−5dB」よ
りも「−20dB」の方がマッチングが正確にとれてい
ることを示す。また、アンテナとして実用的な値は「−
5dB」以上であり、この実用可能範囲は斜線で示され
ている。
【0018】第1使用例においては、アンテナエレメン
ト3を基線Z方向に垂直に立て、ラジアル4,5を水平
に延出させる。このとき、基管31,管32〜37を伸
ばして、アンテナエレメント3全体を7段構成にする。
また、ラジアル4(5)においては、基管41(5
1),管42〜44(52〜54)を伸ばして、4段構
成とする。これにより、地線4段のブラウンタイプのア
ンテナを形成する。また、ラジアル6においては、基管
61,管62〜64を伸ばして、4段構成とすると共
に、連結部24(図1参照)の先端で上方に折り曲げ、
ラジアル6が基線Zに対して30m/mだけ傾斜するよ
うする。
【0019】かかる形態で、受信周波数を測定したとこ
ろ、図4に示すような特性結果を得た。この特性結果に
よれば、広帯域アンテナ1を図3に示す形態にすると、
図4のaの斜線で示すように、140〜175MHz
帯,360〜400MHz帯,860〜920MHz帯
で正確に受信することができる。すなわち、広帯域アン
テナ1を図3に示す形態にすることで、「消防,救急,
防災行政,簡易無線,アマチュア無線,電力,ガス」で
使用される140〜175MHz帯,「コードレス電
話,盗聴発見」で使用される360〜400MHz帯,
「携帯電話,自動車電話」で使用される860〜920
MHz帯の3バンド受信が可能となっている。
【0020】なお、図4のb及びcによると、図3の形
態での360〜400MHz帯の中心周波数は380M
Hzである。しかし、使用状況によって、この中心周波
数を変更したい場合が生じる。このような場合には、水
平なラジアル4,5の段数を変えることで、図5に示す
ように、中心周波数を変更することができる。図5にお
いて、曲線Bは、中心周波数が380MHzの特性曲線
であり、ラジアル4,5を4段とした場合である。この
状態から、ラジアル4,5を3段とすることで、中心周
波数がほぼ374MHzの特性曲線Aを得ることがで
き、また、ラジアル4,5を5段とすることで、中心周
波数がほぼ389MHzの特性曲線Cを得ることができ
る。すなわち、ラジアル4,5の段数を減らすことで、
中心周波数を小さくするように調整することができ、ラ
ジアル4,5の段数を増やすことで、中心周波数を大き
くするように調整することができる。
【0021】また、図4のaによると、図3の形態で
は、「携帯電話,自動車電話」において、860〜92
0MHz帯で受信可能であるが、図6に示すように、ア
ンテナエレメント3の段数とラジアル4,5,6の段数
及び傾きを変化さることにより、図7に示すように、受
信周波数帯を変更することができる。具体的には、アン
テナエレメント3を3段構成とし、水平なラジアル4,
5を1段構成とすると共に、ラジアル6を、最上段の管
65の長さが20m/mの5段構成とする。そして、ア
ンテナエレメント3の最上段(管33)の長さを変化さ
せる。例えば、アンテナエレメント3の最上段の長さを
45.5m/mに設定したところ、図7の特性曲線Aに
示すように、約860MHzの中心周波数を有する84
0〜880MHzの帯域で実用的な受信が可能となっ
た。また、アンテナエレメント3の最上段の長さを40
m/mに設定したところ、図7の特性曲線Bに示すよう
に、約870MHzの中心周波数を有する850〜89
0MHzの帯域で実用的な受信が可能となった。さら
に、アンテナエレメント3の最上段の長さを36.5m
/mに設定したところ、図7の特性曲線Cに示すよう
に、約880MHzの中心周波数を有する860〜91
0MHzの帯域で実用的な受信が可能となった。
【0022】(第2使用例)図8は、第2使用例に係る
広帯域アンテナ1の形態を示す模式図であり、図9はそ
の受信特性図である。第2使用例においては、アンテナ
エレメント3の基管31,管32〜34を基線Zに沿っ
て伸ばして、アンテナエレメント3を4段構成にする。
また、ラジアル4,5,6は、基管41,51,61、
管42〜43,52〜53,62〜63を伸ばして、3
段構成とし、ラジアル4,5,6を共に基線Z方向に折
り曲げる。かかる広帯域アンテナ1で形態で、受信周波
数を測定したところ、図9の斜線で示すように、230
〜360MHz帯で正確に受信することができた。すな
わち、広帯域アンテナ1を図8に示す形態にすること
で、「軍用エアーバンド」で使用される230〜360
MHz帯での受信が可能となった。その他の使用事項に
ついては前述した第1使用例と同様であるので、その記
載は省略する。
【0023】(第3使用例)図10は、第3使用例に係
る広帯域アンテナ1の形態を示す模式図であり、図11
はその受信特性図である。第3使用例においては、アン
テナエレメント3の基管31,管32を伸ばし、最先端
の管38のみを延出させて、3段構成とし、また、ラジ
アル4(5)においては、基管41(51),管42
(52)を水平に伸ばして、2段構成とする。さらに、
ラジアル6においては、基管61,管62〜67を伸ば
して、7段構成とすると共に、基線Zに対して45°だ
け傾斜するようする。
【0024】かかる広帯域アンテナ1で形態で、受信周
波数を測定したところ、図11の斜線で示すように、2
52〜295MHz帯で正確に受信することができた。
すなわち、広帯域アンテナ1を図10に示す形態にする
ことで、「沿岸船舶無線電話」で使用される252〜2
95MHz帯での受信が可能となった。その他の使用事
項については前述した第1及び第2使用例と同様である
ので、その記載は省略する。
【0025】(第4使用例)図12は、第4使用例に係
る広帯域アンテナ1の形態を示す模式図であり、図13
はその受信特性図である。第4使用例においては、アン
テナエレメント3の基管31,管32〜37を伸ばし
て、7段構成とする。また、ラジアル4(5)において
は、基管41(51),管42〜46(52〜56)を
伸ばして、6段構成とすると共に、水平面に対して50
°の角度で折り曲げる(基線Zに対して40°で折り曲
げる)。さらに、ラジアル6においては、基管61,管
62〜66を伸ばして、6段構成とすると共に、水平面
に対して50°だけ傾斜するように折り曲げる。
【0026】かかる広帯域アンテナ1で形態で、受信周
波数を測定したところ、図13の斜線で示すように、1
45〜180MHz帯と360〜400MHz帯とで正
確に受信することができた。すなわち、広帯域アンテナ
1を図12に示す形態にすることで、「鉄道,バス,警
備,消防,救急,防災,電力,ガス,マスコミ,道路公
団」で使用される145〜180MHz帯及び360〜
400MHz帯での受信が可能となった。その他の使用
事項については前述した第1ないし第3使用例と同様で
あるので、その記載は省略する。
【0027】(第5使用例)図14は、第5使用例に係
る広帯域アンテナ1の形態を示す模式図であり、図15
はその受信特性図である。第5使用例においては、アン
テナエレメント3の基管31,管32〜35を伸ばし、
最先端の管38のみを47m/mだけ延出させて、6段
構成とした。また、ラジアル4,5,6は、基管41,
51,61、管42〜43,52〜53,62〜63を
伸ばして、3段構成とし、ラジアル4,5,6を共に基
線Z方向に折り曲げた。
【0028】かかる広帯域アンテナ1で形態で、受信周
波数を測定したところ、図15のa斜線で示すように、
410〜480MHz帯で正確に受信することができ
た。すなわち、広帯域アンテナ1を図14に示す形態に
することで、「タクシー,業務無線,消防署活,マスコ
ミ,簡易・特定小電力無線,430アマチュア無線」で
使用される410〜480MHz帯での受信が可能とな
った。
【0029】また、図14の形態では、図15のbに示
すように、450MHzの中心周波数を有する410〜
480MHz帯の特性曲線Bを得ることができ、「タク
シー無線」の周波数にベストマッチングとなる。しか
し、アンテナエレメント3の最上段の管38の長さを変
化さることにより、使用無線に対応した周波数帯に変更
することができる。
【0030】例えば、アンテナエレメント3の最上段の
管38の長さを68m/mに設定することで、図15の
bの特性曲線Aに示すように、約433MHzの中心周
波数を有する約370〜470MHzの帯域で実用的な
受信が可能となる。すなわち、広帯域アンテナ1をこの
ような形態にすることで、「430アマチュア無線」の
周波数にベストマッチングさせることができる。また、
例えば、アンテナエレメント3の最上段の管38の長さ
を19m/mに設定することで、図15のbの特性曲線
Cに示すように、約470MHzの中心周波数を有する
約400〜530MHzの帯域で実用的な受信が可能と
なった。すなわち、広帯域アンテナ1をこのような形態
にすることで、「消防署活」の周波数にベストマッチン
グさせることができる。その他の使用事項については前
述した第1ないし第4使用例と同様であるので、その記
載は省略する。
【0031】(第6使用例)図16は、第6使用例に係
る広帯域アンテナ1の形態を示す模式図であり、図17
はその受信特性図である。第6使用例においては、アン
テナエレメント3の基管31,管32〜38を伸ばし
て、8段構成とする。また、ラジアル4(5)において
は、基管41(51),管42〜47(52〜57)を
伸ばして、7段構成とすると共に、水平面に対して50
°の角度で折り曲げる。さらに、ラジアル6において
は、基管61,管62〜64を伸ばして、4段構成とす
ると共に、基線Z方向に折り曲げる。
【0032】かかる広帯域アンテナ1で形態で、受信周
波数を測定したところ、図17のa,b,cの斜線で示
すように、130〜170MHz帯と320〜365M
Hz帯とで正確に受信することができた。すなわち、広
帯域アンテナ1を図16に示す形態にすることで、「1
44アマチュア無線,鉄道,マスコミ,警察署活」で使
用される周波数帯での受信が可能となった。その他の使
用事項については前述した第1ないし第5使用例と同様
であるので、その記載は省略する。
【0033】以上、第1ないし第6使用例で説明したよ
うに、本実施例の広帯域アンテナ1によれば、アンテナ
エレメント3の段数とラジアル4,5,6の角度や段数
を種々設定することにより、種々の受信ジャンルで正確
な周波数マッチングを行うことができ、1の広帯域アン
テナ1で広帯域の受信が可能となっている。また、アン
テナエレメント3を基管31とこの基管31から出し入
れ自在の管32〜38とで構成し、ラジアル4(5,
6)を折曲げ自在の基管41(51,61)とこの基管
41(51,61)から出し入れ自在の管42〜47
(52〜57,62〜67)とで構成したので、広帯域
アンテナ1を小型にすることができ、この結果、携帯性
の向上を図ることができる。
【0034】なお、本発明は、以上説明した実施例に限
定されず、種々の変形や変更が可能であって、それらも
本発明に含まれる。例えば、本実施例では、アンテナエ
レメント3の基管31に7本の管32〜38を取り付
け、ラジアル4(5,6)の基管41(51,61)に
6本の管42〜47(52〜57,62〜67)と取り
付けたが、これに限らず、その本数は使用状況によっ
て、任意に設定することができることは勿論である。ま
た、本実施例では、広帯域アンテナ1を第1使用例から
第6使用例に示す形態で使用する例を示したが、これに
限らず、使用状況に応じて、広帯域アンテナ1を種々の
形態にすることができることは勿論である。
【0035】
【発明の効果】以上詳しく説明したように、請求項1の
発明によれば、主アンテナロッドと複数の副アンテナロ
ッドの形態をブラウンアンテナ,スリーブアンテナに近
似させることができる。しかも、主アンテナロッドの長
さを調整し、複数の副アンテナロッドの基線に対する角
度や長さを調整することで、種々の帯域の周波数を受信
可能な形態にすることができるので、1つのアンテナで
広帯域の受信が可能なアンテナを提供するできるという
効果がある。また、スペース面積を取らない主アンテナ
ロッドと複数の副アンテナロッドとで構成したので、ア
ンテナの小型化を図ることができる。
【0036】請求項2の発明によれば、主アンテナロッ
ドを基管とこの基管から出し入れ自在の複数の管とで構
成し、副アンテナロッドをヒンジを介して折曲可能な基
管とこの基管から出し入れ自在の複数の管とで構成した
ので、広帯域受信の可能性と小型化とを図ることができ
るだけでなく、非使用時には、基管内に複数の管を入れ
込んで小さくすることができ、携帯性に優れたアンテナ
を提供することができるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る広帯域アンテナを示す
斜視図である。
【図2】図1の広帯域アンテナを受信機へ取り付ける状
態を示す斜視図である。
【図3】第1使用例に係る広帯域アンテナの形態を示す
模式図である。
【図4】図3の形態での受信特性図である。
【図5】中心周波数の変化を示す特性曲線図である。
【図6】図3の形態の変形例を示す模式図である。
【図7】受信周波数帯の変化を示す特性曲線図である。
【図8】第2使用例に係る広帯域アンテナの形態を示す
模式図である。
【図9】図8の形態での受信特性図である。
【図10】第3使用例に係る広帯域アンテナの形態を示
す模式図である。
【図11】図10の形態での受信特性図である。
【図12】第4使用例に係る広帯域アンテナの形態を示
す模式図である。
【図13】図12の形態での受信特性図である。
【図14】第5使用例に係る広帯域アンテナの形態を示
す模式図である。
【図15】図14の形態での受信特性図である。
【図16】第6使用例に係る広帯域アンテナの形態を示
す模式図である。
【図17】図16の形態での受信特性図である。
【図18】UHF帯域用アンテナの従来例を模式的に示
した図である。
【符号の説明】
1 広帯域アンテナ 2 支持体 3 アンテナエレメント 4,5,6 ラジアル 25 ヒンジ 31,41,51,61 基管 32〜38,42〜47,52〜57,62〜67 管

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基線方向に伸縮可能な主アンテナロッド
    と、 前記主アンテナロッドの基部に、折曲可能及び伸縮可能
    に連結された複数の副アンテナロッドと、 を備えることを特徴とした広帯域アンテナ。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の広帯域アンテナにおい
    て、 前記主アンテナロッドを、導電性ある基管と、この基管
    に出し入れ自在に取り付けられた導電性ある複数の管と
    で形成し、 前記副アンテナロッドを、前記主アンテナロッドの基管
    側にヒンジを介して連結された導電性ある基管と、この
    基管に出し入れ自在に取り付けられた導電性ある複数の
    管とで形成した、 ことを特徴とする広帯域アンテナ。
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JP2016111399A (ja) * 2014-12-02 2016-06-20 日本放送協会 放送用アンテナ

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