JPH09284028A - 平面輻射アンテナ素子とそれを利用したアンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 いわゆるヘンテナと称する無線通信用受信ア
ンテナの従来の欠点、例えば、実効インピーダンスが低
く、電流量が増加しにくく、雪降りの環境に出力が低下
したり、特定周波数に感度が集中し易い等を解消する平
面輻射アンテナ素子とそれを利用したアンテナの提供。 【解決手段】 長辺と短辺の長さの比率が２乃至３対１
の導電性帯状金属よりなる長方形枠部材と該長辺の所定
部位に設けた給電点と長辺の内方の所定部位に互に対向
して突出する導電経路板とが一体に形成された平面輻射
アンテナ素子において、長方形枠部材の全周囲を断面コ
字状に二重に形成した該長方形枠部材と導電経路板に給
電ボックスと給電ケーブルを設けた複合アンテナを構成
した平面輻射アンテナ素子とそれを利用したアンテナを
提出した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は高周波電流と電磁波
との間のエネルギー変換に係わる無線アンテナに関する
もので、特にいわゆるヘンテナと称される平面輻射アン
テナ素子とそれを利用したアンテナに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】本発明に係わる従来の技術については、
種々の試みがなされた記事の公知文献が見られ、例え
ば、アンテナ・ハンドブック、〔１９９４年５月３０日
第１５版、ＣＱ出版株式会社発行、〕第１８５頁〜第１
８６頁、及び第３６０頁〜第３６２頁には、ヘンテナが
記載されている。この記載によればこのアンテナは、１
９７３年ごろからおもに５０ＭＨｚバンドで、日本のア
マチュア無線家いわゆるハムの間で使用されているアン
テナで、図８に示すような併合ループアンテナの変形
で、給電点Ｆを含むａ−ｂ間のエレメントを、外周ルー
プに対して非対称な位置にずらした矩形の併合ループア
ンテナである。このように、給電アームを距離Ｓをずら
せることにより、アンテナの共振周波数が変化するとと
もに、給電点インピーダンスも変化するので、エレメン
トの寸法を適当に選んであれば、希望動作周波数バンド
で、簡単に５０Ωから７５Ωの同軸ケーブル、あるいは
２００Ωの平衡フィーダーとマッチングすることができ
るという効果を有するものである。構造が簡単な割りに
はゲインが高く、指向性は８字特性であることが示され
ている。

【０００３】移動局用アンテナとして高利得な全方向性
アンテナに関する本出願の共同出願人である発明者の発
明した特願平２−２９４２４３（特公平４−１６７７０
７）、〔発明の名称、全方向性アンテナ〕に記載された
ものがある。この発明は、図９に示すように縦２分の１
波長、横６分の１波長を基本とする長方形状に形成され
た金属導線の長辺１′の基端から約６分の１波長付近に
電気的整合のための調整点を設け、この調整点からとり
出した給電点３からの給電線を結合した枠型アンテナの
単体Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを単一水平面に９０度間隔で４個配
設し、各枠型アンテナの単体を４分の１サイクル間隔で
同時励振させるアンテナエレメントを保持することを特
徴とする全方向アンテナを構成し、該発明の全体構成が
平面上におさまる構造であり、単体のヘンテナが標準ア
ンテナに比べ高いゲインを持つことに加え、４個のエレ
メントによって電波が相加的に放射されると共に、位相
の整合によって相互の抑圧を防止するため、確実にゲイ
ンを増強させ得る等の効果を有する発明が示されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ループ系アンテナであ
り、スロットアンテナの機能を有するヘンテナと称する
ＦＣＺ系アンテナ（以下アンテナと称す）が受信時に特
定周波数とその倍数に極度に敏感であり、送信時に垂直
アンテナに比べて定在波比が低い範囲が充分広くなく指
向特性の８の字型の平面放射パターンを有しているな
ど、実用アンテナとして全方向アンテナ又は指向性アン
テナとして用いるＴＶアンテナに使用するのに難点があ
った。

【０００５】又、概アンテナは実効インピーダンスが低
く、受信に使用した場合増幅時に発振を起こしやすいの
みならず、雪降りの環境などに不適であるという欠点を
有していた。

【０００６】これらの欠点に対しては種々な改良が試み
られ、従来、発明もなされて来た。即ち素子が導電線で
あったものを太い環状の構造に変更したり、平面化し、
導電材を太くして、電流量を増加することを試みたり、
廣帯域化し、さらには、コーナーレフレクターを使用し
て指向性を持たせ、さらに、コーナーレフレクターの反
射板の開放角度を変化し指向性を加減するように試みた
り、９０度間隔で位相差給電を行い全方向特性を持たせ
ること、同一の素子を用いて、２対の給電点をとるこ
と、素子本体の一部又は全部をコイル状に代えて、リア
クタンス効果をもたらすこと等がなされている。

【０００７】しかしながら、特に受信時において電圧感
度に優れる反面、実効インピーダンスが低く、電流量が
増加しにくい問題、雪に弱く、雪降りの環境に出力が低
下したり、特定周波数に感度が集中し易い等の問題には
充分な解決がなされてない欠点があった。

【０００８】この為、ヘンテナ、即ち平面輻射型のアン
テナを、八木アンテナに代わってＴＶの受信に使用する
ことは困難とされてきた。

【０００９】そこで本発明の解決しようとする課題は、
前記のヘンテナの欠点を解消して、一般社会の放送受
信、通信、放送等に適するヘンテナに係る平面輻射アン
テナ素子とそれらを利用したアンテナを提供することに
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１において、長辺
と短辺の長さの比率が２乃至３対１の導電性帯状金属よ
りなる長方形枠部材と該長辺の所定部位に設けた給電点
と長辺の内方の所定部位に互に対向して突出する導電経
路板とが一体に形成された平面輻射アンテナ素子におい
て、長方形枠部材の全周囲を断面コ字状に二重に形成し
た該長方形枠部材と導電経路板に給電ボックスと給電ケ
ーブルを設けて複合アンテナ素子を構成したことを特徴
とする平面輻射アンテナ素子を提供した。

【００１１】請求項２において、電波の偏波面が水平偏
波面となるように配置された請求項１の平面輻射アンテ
ナ素子とその背後に１２０度、９０度及び６０度の開放
角を設定する手段を有するコーナーレフレクター１１を
配設し、該平面輻射アンテナ素子の長辺１とコーナーレ
フレクター１１の中心付け根との距離を所定長さ変更す
る手段を有する保持手段を設け、該手段により指向性の
レベルを調節することを特徴とするテレビアンテナを提
供した。

【００１２】請求項３において、電波の偏波面が垂直偏
波面となるよう配置された請求項１の平面輻射アンテナ
素子とその背後に所定の開放角を設定する手段を有する
コーナーレフレクター１１を配設し、該平面輻射アンテ
ナ素子の短辺とコーナーレフレクター１１の中心付け根
との距離を所定長さ変更する手段を有する保持手段を設
け、該所定長さを変更することにより通信状況の設定条
件を変換することを特徴とする通信アンテナを提供し
た。

【００１３】請求項４において、支柱１２の上端部に設
けられ、該部位から下向に向いて、所定寸法で頂角９０
度に形成された四角錐部材９と、該四角錐部材９の４面
に、請求項１の平面輻射アンテナ素子を配設し、夫々の
素子を位相差給電で励振し全方向特性を有する通信・放
送用アンテナを提供した。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明のアンテナ素子は一定の所
定寸法の大きさを有する帯状の一対に形成した同形の平
面輻射アンテナが同時に使用できるに加え、それらを電
気的に一体の外周経路が結合された構造であり、補強さ
れているので電流量を増大することが可能であり、大ル
ープと小ループに分割された電波の放射、吸収がなさ
れ、小ループ側はその調整回路として動作し、給電点の
位置を変更することによってインピーダンス調整が可能
である。最も外側に位置する帯状のアンテナもスロット
アンテナとして動作し、内側に縁取り形状の一体同形の
平面輻射アンテナが同時に動作協力し３重の複合アンテ
ナとして一体的に動作することになる。

【００１５】さらに、前記平面輻射アンテナ素子を利用
してテレビアンテナ、通信アンテナ及び通信・放送用ア
ンテナが実施例に記載されるように実施の形態を有す
る。

【００１６】

【実施例】本発明の一実施例を図面と共に説明する。図
１〜４は本発明の実施例の請求項１の平面輻射アンテナ
素子の図であり、図１は正面図、図２は図１の実施例の
一部切欠いた平面図、図３は図１の実施例の一部切欠い
た側面図、図４は図１の実施例の一部切欠いた部分斜視
図である。

【００１７】各図において、１は長辺、１−１は長辺１
の外縁、１−２は長辺１の端部外縁、１−３は長辺１の
他の外縁、２は短辺、２−１は短辺２の外縁、２−２は
短辺２の端部外縁、２−３は短辺２の他の外縁である。
３は給電点、４は導電経路板、５は給電ボックス、６は
給電ケーブル、１０は長方形枠部材である。

【００１８】本発明の平面輻射アンテナ素子は、図１の
正面図に示すように、長辺１と短辺２の長さの比率が２
乃至３対１の所定寸法の導電性帯状金属よりなる長方形
枠部材１０と該長辺１の所定部位に設けた２個所の給電
点３と長辺１の内方の所定部位に互に対向して突出する
２個所の導電経路部４とが一体に形成された平面輻射ア
ンテナ素子において、長方形枠部材１０の全周囲を断面
コ字状に二重に形成した長方形枠部材１０と導電経路板
４に給電ボックス５と給電ケーブル６を設けた複合平面
輻射アンテナ素子を構成した。

【００１９】本発明の平面輻射アンテナ素子を前記の通
り構成したので、ループアンテナに係る欠点、即ち従来
のヘンテナが受信時においての実効インピーダンスが低
く電流量が増加しにくい問題、雪に弱く雪降り環境に出
力が低下したり、特定周波数に感度が集中し易い等の問
題を解消することができ高利得性、広帯域性にすぐれ、
又、前記の通り長方形枠部材１０を全周囲を断面コ字状
に二重に形成し一体化したため、周波数特性のわずかに
異なる３つの平面輻射アンテナを並列に合体使用してい
ることにより、実効電流量が約３倍に増加でき、周波数
の有効範囲も大幅に広がった。

【００２０】図２、図３の一部切り欠いた図に示すよう
に、全周囲は断面コ字状に二重に形成されている。又図
４の一部切り欠いた部分斜視図は、更に本発明の素子の
周面の断面コ字状、例えば外縁１−１，２−１端部外縁
１−２，２−２、及び他の外縁１−３，２−３の形状を
部分斜視図で示した。

【００２１】図５は、本発明の実施例の請求項１の平面
輻射アンテナ素子を利用して構成した本発明の実施例の
請求項２のテレビアンテナの構成の概要を示す斜視図で
ある。図示するように、平面輻射アンテナ素子は、電波
の偏波面が水平偏波面となるように配置されており、そ
の背後に公知の方法で１２０度、９０度及び６０度の開
放角を設定する手段を有するコーナーレフレクター１１
を配置し、該平面輻射アンテナ素子の長辺１とコーナー
レフレクター１１の中心付け根との距離を所定長さ変更
する公知の手段を有する保持手段を設け、該手段により
指向性のレベルを調節するように構成したテレビアンテ
ナである。

【００２２】図６は、本発明の実施例の請求項１の平面
輻射アンテナを利用して構成した本発明の実施例の請求
項３の通信アンテナの構成概要を示す斜視図である。図
示するように平面輻射アンテナ素子は、電波の偏波面が
垂直偏波面となるように配置されており、その背後に公
知の方法で所定の開放角を設定手段を有するコーナーレ
フレクター１１を配設し、該平面輻射アンテナ素子の短
辺２とコーナーレフレクター１１の中心付け根との距離
を所定長さ変更する公知の手段を有する保持手段を設
け、該手段により通信状況の設定条件を調節するように
構成した通信アンテナである。

【００２３】図７は、本発明の実施例の請求項１の平面
輻射アンテナ素子を利用して構成した本発明の実施例の
請求項４の通信・放送用のアンテナの概要構成を示す斜
視図である。図７に示すように、支柱１２の上端部に下
方に向い所定寸法で頂角９０度に形成した四角錐部材９
が設けられており、該四角錐部材９の４面に、前記平面
輻射アンテナ素子１０の短辺２が所定の手段で取着さ
れ、夫々の素子を位相差給電で励振し全方向特性を有す
る通信・放送用アンテナである。

【００２４】

【発明の効果】本発明は前記の通り公知のヘンテナの欠
点を解消して、放送受信、通信、放送等に適するヘンテ
ナを実現する効果があり次のような効果を発揮する。即
ち請求項１の平面輻射アンテナ素子は、高利得性に優
れ、高帯域性に優れ、電流量が八木アンテナ同様充分と
れる、信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）が良く映像の伝送に用
いて良好な再生ができる、雪の影響を減少することがで
き、放送の受信、通信に用いて冬季の雪害に対処でき
る、構造が丈夫で、風圧に対抗する能力がある等の効果
がある。

【００２５】請求項２のテレビアンテナは、電波反射板
と連携で特定のチャンネルに過敏になる傾向を解消する
ことができ、調整、取りつけが容易になり、完全なオー
ルチャンネル性を発揮でき、ゴーストが発生しない。請
求項１の平面輻射アンテナ素子の効果が活用され、２０
素子八木アンテナに比して３分の１の全長で同一の性能
が得られるという効果がある。

【００２６】請求項３の通信アンテナは、アマチュア無
線を含む通信用アンテナに用いて、高利得性と方向選択
性に優れ、放射中心の位置に応じてコーナーレフレック
スの前後位置を調節して完全なペンシルビーム型指向性
アンテナとして動作させることができる、又２０素子八
木アンテナに相当する利得性能を発揮するという効果が
ある。

【００２７】請求項４の通信・放送用アンテナは、夫々
の素子を位相差給電で励振し全方向特性を有するという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の請求項１の平面輻射アンテナ
素子の正面図。

【図２】図１の実施例の一部切り欠いた平面図。

【図３】図１の実施例の一部切り欠いた側面図。

【図４】図１の実施例の一部切り欠いた部分斜視図。

【図５】本発明の実施例の請求項２のテレビアンテナの
概念斜視図。

【図６】本発明の実施例の請求項３の通信アンテナの概
念斜視図。

【図７】本発明の実施例の請求項４の通信、放送用アン
テナの概念斜視図。

【図８】従来のヘンテナの説明用平面図。

【図９】従来の全方向アンテナの１例の説明図。

【符号の説明】

１，１′ 長辺 １−１ 外縁 １−２ 端部外縁 １−３ 他の外縁 ２，２′ 短辺 ２−１ 外縁 ２−２ 端部外縁 ２−３ 他の外縁 ３ 給電点 ４ 導電経路部 ５ 給電ボックス（給電結束点） ６ 給電ケーブル ７ 反射板 ８ 留具 １０ 長方形枠部材 １１ コーナーレフレクター １２ 支柱 １３ 保持部材 １４ 四角錐部材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長辺（１）と短辺（２）の長さの比率が
   ２乃至３対１の導電性帯状金属よりなる長方形枠部材
   （１０）と該長辺（１）の所定部位に設けた給電点
   （３）と長辺（１）の内方の所定部位に互に対向して突
   出する導電経路板（４）とが一体に形成された平面輻射
   アンテナ素子において、 長方形枠部材の全周囲を断面コ字状に二重に形成した該
   長方形枠部材（１０）と導電経路板（４）に給電ボック
   ス（５）と給電ケーブル（６）を設けて複合アンテナ素
   子を構成したことを特徴とする平面輻射アンテナ素子。
2. 【請求項２】 電波の偏波面が水平偏波面となるように
   配置された請求項１の平面輻射アンテナ素子とその背後
   に１２０度、９０度及び６０度の開放角を設定する手段
   を有するコーナーレフレクター（１１）を配設し、該平
   面輻射アンテナ素子の長辺（１）とコーナーレフレクタ
   ー（１１）の中心付け根との距離を所定長さ変更する手
   段を有する保持手段を設け、該手段により指向性のレベ
   ルを調節することを特徴とするテレビアンテナ。
3. 【請求項３】 電波の偏波面が垂直偏波面となるよう配
   置された請求項１の平面輻射アンテナ素子とその背後に
   所定の開放角を設定する手段を有するコーナーレフレク
   ター（１１）を配設し、該平面輻射アンテナ素子の短辺
   （２）とコーナーレフレクター（１１）の中心付け根と
   の距離を所定長さ変更する手段を有する保持手段を設
   け、該所定長さを変更することにより通信状況の設定条
   件を調節することを特徴とする通信アンテナ。
4. 【請求項４】 支柱（１２）の上端部に設けられ、該部
   位から下面に向いて、所定寸法で頂角９０度に形成され
   た四角錐部材（９）と、該四角錐部材（９）の４面に請
   求項１の平面輻射アンテナ素子を配設し、夫々の素子を
   位相差給電で励振し全方向特性を有することを特徴とす
   る通信・放送用アンテナ。