JPH11145721A

JPH11145721A - 多周波数帯用短縮ダイポールアンテナ

Info

Publication number: JPH11145721A
Application number: JP9318927A
Authority: JP
Inventors: Shingo Fujisawa; 伸悟藤沢
Original assignee: DX Antenna Co Ltd
Current assignee: DX Antenna Co Ltd
Priority date: 1997-11-04
Filing date: 1997-11-04
Publication date: 1999-05-28

Abstract

(57)【要約】【課題】ＶＨＦ帯以上の周波数帯とＨＦ帯とで、共用
できる短縮ダイポールアンテナを提供する。【解決手段】ＶＨＦ帯用の中央給電される短縮ダイポ
ールアンテナ36の給電端部と、ＨＦ帯用の中央給電され
る短縮ダイポールアンテナ32、34との給電端部が、給電
部44の給電点A 、B に接続され、この給電点A 、B に同
軸ケーブル46が接続されている。給電部44は、コンデン
サ48とインダクタ54との並列回路56と、この並列回路56
と共に直列回路を形成しているＨＦ帯でのマッチング用
のコンデンサ50とを具備し、並列回路56のコンデンサ52
とインダクタ54は、ＨＦ帯で実質的に短絡し、かつＶＨ
Ｆ帯で実質的に開放される定数を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＶＨＦ帯とＨＦ帯
との共用短縮ダイポールアンテナに関し、例えばアマチ
ュア無線等において使用するものに関する。

【０００２】

【従来の技術】アマチュア無線に許可されている周波数
帯には、３．５ＭＨｚ、７ＭＨｚ、２１ＭＨｚ、２８Ｍ
Ｈｚ帯のＨＦ帯がある。これらＨＦ帯用のアンテナとし
て、それぞれが約１／４波長の長さの２本のアンテナエ
レメントを中央給電するダイポールアンテナを使用した
場合、使用周波数帯の波長が大きいので、アンテナは大
型になる。そこで、ローディングコイルを用いることに
よって、アンテナエレメントを短縮することが行われて
いる。しかし、アンテナエレメントの短縮率が大きくな
るに連れて、アンテナの給電点でのインピーダンスが低
くなる。そこで、２つのアンテナエレメントの給電点
と、送受信機に接続された同軸ケーブルとを接続する給
電部において、２つのアンテナエレメントの給電点間に
コンデンサを設けて、マッチングをとることが行われて
いる。

【０００３】ところで、アマチュア無線には、ＨＦ帯の
他に、例えば５０ＭＨｚ帯や１４４ＭＨｚ帯のＶＨＦ帯
の使用も許可されている。ＶＨＦ帯においても、ダイポ
ールアンテナや、短縮ダイポールアンテナを使用するこ
とがある。さらに、ＨＦ帯の短縮ダイポールアンテナを
含む多数の周波数帯の短縮アンテナを、１つの給電部に
接続することがある。この場合、給電部がＶＨＦ帯及び
ＨＦ帯で送受信することができる送受信機に同軸ケーブ
ルを介して接続される。この状態を、図４に示す。

【０００４】即ち、例えば７ＭＨｚ用の短縮されたダイ
ポールアンテナエレメント２ａ、２ｂが、ローディング
コイル４ａ、４ｂを介して、給電部６に接続されてい
る。同様に、例えば２１ＭＨｚ帯の短縮されたダイポー
ルアンテナエレメント８ａ、８ｂが、ローディングコイ
ル１０ａ、１０ｂを介して、給電部６に接続されてい
る。さらに、例えば５０ＭＨｚ帯の短縮されたダイポー
ルアンテナエレメント１２ａ、１２ｂが、ローディング
コイル１４ａ、１４ｂを介して、給電部６に接続されて
いる。給電部６では、各ローディングコイル４ａ、１０
ａ、１４ａが、給電点ａに接続され、各ローディングコ
イル４ｂ、１０ｂ、１４ｂが、給電点ｂに接続されてい
る。ＨＦ帯でのマッチング用の、例えば数十乃至数百Ｐ
Ｆのコンデンサ１６が、給電点ａ、ｂ間に接続され、こ
れに並列に平衡−不平衡変換バラン１８が接続され、こ
のバラン１８に同軸ケーブル２０が接続される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このようにＶ
ＨＦ帯及びＨＦ帯の共用短縮ダイポールアンテナを構成
した場合、ＨＦ帯では、コンデンサ１６によってマッチ
ングがとれるが、ＶＨＦ帯では、コンデンサ１６のイン
ピーダンスが非常に小さくなり、ＶＨＦ帯のアンテナエ
レメント１２ａ、１２ｂに接続されているローディング
コイル１４ａ、１４ｂが、インピーダンスが小さくなっ
たコンデンサ１６によって実質的に短絡された状態にな
り、マッチングをとることができない。従って、従来、
ＨＦ帯の共用短縮ダイポールアンテナは存在したが、Ｈ
Ｆ帯とＶＨＦ帯との共用短縮ダイポールアンテナは存在
していなかった。

【０００６】本発明は、ＶＨＦ帯以上の周波数帯とＨＦ
帯とで、共用できる短縮ダイポールアンテナを提供する
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１記載の発明は、ＶＨＦ帯以上の周波数帯
用の中央給電されるダイポールアンテナと、ＨＦ帯用の
中央給電される短縮ダイポールアンテナと、上記ダイポ
ールアンテナの給電端部と、上記短縮ダイポールアンテ
ナの給電端部が、それぞれ両端部に接続され、この両端
部に同軸ケーブルが接続される給電部とを、具備してい
る。ＶＨＦ帯以上の周波数帯用のダイポールアンテナ
は、ローディングコイルを備えていない通常のダイポー
ルアンテナとすることも、ローディングコイルを備え
て、長さを短縮させたダイポールアンテナとすることも
できる。この給電部は、第１のコンデンサとインダクタ
との並列回路と、この並列回路と共に直列回路を形成し
ている上記ＨＦ帯でのマッチング用の第２のコンデンサ
とを具備し、上記並列回路の第１のコンデンサとインダ
クタは、上記ＨＦ帯で実質的に短絡し、かつ上記ＶＨＦ
帯以上の周波数帯で実質的に開放される定数を有してい
る。

【０００８】請求項１記載の発明によれば、ＨＦ帯で
は、給電部の並列回路は実質的に短絡しているので、Ｈ
Ｆ帯でのマッチング用の第２のコンデンサが、ＨＦ帯用
の短縮ダイポールアンテナの両給電端部に接続される。
従って、ＨＦ帯でのマッチングをとることができる。一
方、ＶＨＦ帯以上の周波数帯では、給電部の並列回路
は、実質的に開放されている。従って、並列回路と直列
にＨＦ帯以上の周波数帯でのマッチング用の第２のコン
デンサが接続されていても、ＶＨＦ帯以上の周波数帯の
ダイポールアンテナの給電端部間は、開放されている。
元々、ＶＨＦ帯以上の周波数帯では、たとえ短縮ダイポ
ールアンテナが使用されていても、インピーダンスの低
下は殆ど生じてなく、マッチングをとるために、コンデ
ンサ等を接続する必要はない。よって、ＶＨＦ帯以上の
周波数帯のダイポールアンテナの給電端部間を開放する
だけで、この周波数帯においてマッチングをとることが
できる。

【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の多
周波数帯用短縮ダイポールアンテナにおいて、上記並列
回路の共振周波数が、上記ＶＨＦ帯以上の周波数帯用ア
ンテナの使用周波数帯内に存在するものである。

【００１０】請求項２記載の発明によれば、並列回路の
共振周波数は、ＶＨＦ帯以上の周波数帯用アンテナの使
用周波数帯内に存在するので、この使用周波数帯におい
て並列共振回路のインピーダンスは理論上、無限大とな
る。従って、この使用周波数帯では、ＶＨＦ帯以上の周
波数帯用アンテナの両給電端部間は、開放される。ま
た、並列回路の共振周波数が、ＶＨＦ帯以上の周波数帯
用アンテナの使用周波数帯内に存在するので、ＨＦ帯で
は、並列共振回路のインピーダンスは、非常に低下して
おり、実質的に短絡しているとみなせる。従って、ＨＦ
帯用の短縮ダイポールアンテナの給電端部間は、ＨＦ帯
でのマッチング用の第２のコンデンサによって実質的に
接続されている。

【００１１】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の多周波数帯用短縮ダイポールアンテナにおいて、
上記ＨＦ帯用の短縮ダイポールアンテナと上記ＶＨＦ帯
以上の周波数帯用のダイポールアンテナとが、それぞれ
伸縮自在に形成されている。

【００１２】請求項３記載の発明によれば、ＨＦ帯用の
短縮ダイポールアンテナとＶＨＦ帯以上の周波数帯用の
ダイポールアンテナとが、それぞれ伸縮自在に形成され
ているので、これらのアンテナを伸縮させることがで
き、これらアンテナの共振周波数をそれぞれ変化させる
ことができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の１実施の形態の多周波数
帯用短縮ダイポールアンテナ３０は、図２に示すよう
に、７ＭＨｚ帯用の短縮ダイポールアンテナ３２、２１
ＭＨｚ帯用の短縮ダイポールアンテナ３４、５０ＭＨｚ
帯用の短縮ダイポールアンテナ３６を有している。

【００１４】これら短縮ダイポールアンテナ３２、３
４、３６は、それぞれ伸縮自在なロッドアンテナ３２
ａ、３２ｂ、３４ａ、３４ｂ、３６ａ、３６ｂを、アン
テナエレメントとして有している。これらアンテナエレ
メント３２ａ、３２ｂ、３４ａ、３４ｂ、３６ａ、３６
ｂの根元には、ケース内に収容されたローディングコイ
ル３８ａ、３８ｂ、４０ａ、４０ｂ、４２ａ、４２ｂ
が、それぞれ設けられている。

【００１５】これらローディングコイル３８ａ、３８
ｂ、４０ａ、４０ｂ、４２ａ、４２ｂの一端は、アンテ
ナエレメント３２ａ、３２ｂ、３４ａ、３４ｂ、３６
ａ、３６ｂに、それぞれ接続されている。ローディング
コイル３８ａ、３８ｂは、アンテナエレメント３２ａ、
３２ｂが７ＭＨｚ帯で、ローディングコイル４０ａ、４
０ｂは、、アンテナエレメント３４ａ、３４ｂが２１Ｍ
Ｈｚ帯で、ローディングコイル４２ａ、４２ｂは、アン
テナエレメント３６ａ、３６ｂが、５０ＭＨｚ帯で、そ
れぞれ共振するように、異なる値に設定されている。

【００１６】これらローディングコイル３８ａ、３８
ｂ、４０ａ、４０ｂ、４２ａ、４２ｂが収容されたケー
スは、給電部４４に固定されている。これによって、各
アンテナエレメント３２ａ、３２ｂ、３４ａ、３４ｂ、
３６ａ、３６ｂは、同一平面内に配置されている。２１
ＭＨｚ帯のエレメント３４ａ、３４ｂは、給電部４４の
中央を通る線分上に位置するように配置され、エレメン
ト３２ａ、３２ｂはエレメント３４ａ、３４ｂに対して
鋭角をなすように、エレメント３６ａ、３６ｂはエレメ
ント３４ａ、３４ｂに対して鋭角をなすように、エレメ
ント３４ａ、３４ｂの両側に配置されている。

【００１７】図１に示すように、ローディングコイル３
８ａ、４０ａ、４２ａの他端は、給電部４４の給電点Ａ
に電気的に接続され、ローディングコイル３８ｂ、４０
ｂ、４２ｂの他端は、給電点Ｂに電気的に接続されてい
る。これら給電点Ａ、Ｂ間には、平衡−不平衡バラン４
５が接続され、このバラン４５は、同軸ケーブル４６を
介して７ＭＨｚ、２１ＭＨｚ、５０ＭＨｚにおいて送受
信が可能な１台の送受信機に接続されている

【００１８】また、給電点Ａ、Ｂ間には、マッチング回
路４８も接続されている。マッチング回路４８は、ＨＦ
帯である７ＭＨｚ、２１ＭＨｚ用の短縮ダイポールアン
テナ３２、３４が、短縮したアンテナエレメント３４
ａ、３４ｂ、３６ａ、３６ｂを使用しているために、こ
れらアンテナ３２、３４で生じるインピーダンスの低下
を補うためのマッチング用コンデンサ５０を有してい
る。このコンデンサ５０は、例えば数十乃至数百ｐＦの
容量のものである。

【００１９】また、マッチング回路４８は、コンデンサ
５２とインダクタ５４とからなる並列回路５６も有して
いる。この並列回路５６の共振周波数が、ＶＨＦ帯であ
る５０ＭＨｚ帯、即ち５０ＭＨｚから５４ＭＨｚ内に存
在するように、コンデンサ５２の容量と、インダクタ５
４のインダクタンスとが、選択されている。

【００２０】これらコンデンサ５０と並列回路５６と
が、直列に接続され、給電点Ａ、Ｂ間に接続されてい
る。

【００２１】このように構成された多周波数帯用短縮ダ
イポールアンテナ３０を、７ＭＨｚ帯または２１ＭＨｚ
帯のＨＦ帯で使用する場合、この周波数帯は、並列回路
５６の共振周波数（ＶＨＦ帯）よりも周波数が低いの
で、並列回路のインピーダンスは非常に小さい。従っ
て、給電点Ａ、Ｂ間には、ＨＦ帯のマッチング用コンデ
ンサ５０のみが接続されているのと実質的に等価とな
る。従って、ＨＦ帯のアンテナ３２のローディングコイ
ル３８ａ、３８ｂまたはＨＦ帯のアンテナ３４のローデ
ィングコイル４０ａ、４０ｂが、ＨＦ帯のマッチング用
コンデンサ５０を介して接続されるので、マッチングが
とれる。

【００２２】また、この多周波数帯用短縮ダイポールア
ンテナ３０を、５０ＭＨｚ帯のＶＨＦ帯で使用する場
合、この周波数帯に、並列回路５６の共振周波数が存在
するので、並列回路のインピーダンスは非常に大きい。
従って、給電点Ａ、Ｂ間は、実質的に開放されているの
と等価となる。よって、ＨＦ帯のマッチング用のコンデ
ンサ５０によって、ＶＨＦ帯のアンテナ３６のローディ
ングコイル４２ａ、４２ｂが短絡されることはなく、Ｖ
ＨＦ帯のアンテナのマッチングがとれる。即ち、ＶＨＦ
帯のアンテナでは、その周波数帯が高いので、たとえロ
ーディングコイルを用いてエレメント長を短縮している
としても、その短縮率は、ＨＦ帯のアンテナ３２、３４
よりもかなり小さく、給電端部におけるインピーダンス
の低下は殆ど生じず、マッチングをとるための素子は不
要である。従って、ローディングコイル４２ａ、４２ｂ
間が開放されていることで、充分にマッチングをとれ
る。

【００２３】図３（ａ）乃至（ｃ）は、この多周波数帯
用短縮ダイポールアンテナ３０の７ＭＨｚ、２１ＭＨｚ
及び５０ＭＨｚ帯におけるＶＳＷＲ特性を、示したもの
である。いずれの周波数帯においても、最もＶＳＷＲが
小さくなる共振点が生じており、この共振点、即ち最も
マッチングがとれる周波数が、各使用帯域内またはそれ
の周辺周波数に存在する。上述した図４に示したよう
な、コンデンサ１６のみを設けた給電部６を使用した場
合、５０ＭＨ帯では、全く共振点が生じず、マッチング
がとれていない。また、各共振点でのＶＳＷＲは、いず
れの周波数帯でも１．１前後である。通常、ＶＳＷＲは
１．５以下であれば充分に実用になる。そして、これら
共振点は、アンテナエレメント３２ａ、３２ｂ、３４
ａ、３４ｂ、３６ａ、３６ｂの長さを変更することによ
って、調整することができる。従って、最もＶＳＷＲの
小さい、マッチングの取れた周波数を、このアンテナの
各使用周波数帯内の所望の周波数に設定することができ
る。

【００２４】特に、アンテナエレメント３２ａ、３２
ｂ、３４ａ、３４ｂ、３６ａ、３６ｂには、ロッドアン
テナを使用しているので、アンテナエレメント３２ａ、
３２ｂ、３４ａ、３４ｂ、３６ａ、３６ｂの長さの調
整、特に微妙な長さの調整を頻繁に行う場合でも、その
調整が容易に行える。例えば、アンテナエレメントを伸
縮して長さを調整する技術としては、１本のアンテナエ
レメントの中にその長さ方向に沿って進退可能に他のア
ンテナエレメントを挿通し、他のエレメントを上記１本
のエレメントに対して進退させて、両方のエレメントの
全長が所望の長さになったとき、ねじ止めするものが考
えられる。この技術では、いちいちねじ止めしなければ
ならないので、長さの微妙な調整を頻繁に行う場合、ね
じ止めが面倒である。しかし、この実施の形態では、ロ
ッドアンテナを用いているので、頻繁に微妙な長さの調
整を行う場合でも、容易に行える。

【００２５】上記の実施例では、ＶＨＦ帯の短縮ダイポ
ールアンテナ３６を使用したが、ＶＨＦ帯のダイポール
アンテナとしては、非短縮のダイポールアンテナを使用
することもできる。また、ＶＨＦ帯の他の周波数、例え
ば１４４ＭＨｚ帯において使用することもできるし、Ｕ
ＨＦ帯の４３０ＭＨｚ帯や１２００ＭＨｚ帯のダイポー
ルアンテナを使用することもできる。また、ＨＦ帯で
は、７ＭＨｚ帯と２１ＭＨｚ帯用の短縮ダイポールアン
テナ３２、３４を使用したが、これらのいずれか一方の
みを使用することもできるし、３．５ＭＨｚ、７ＭＨ
ｚ、１４ＭＨｚ、２１ＭＨｚ及び２８ＭＨｚ帯用の短縮
ダイポールアンテナのうち選択した１つまたは複数のも
のを使用することもできる。また、上記の実施の形態で
は、アマチュア無線用のアンテナを対象としたが、これ
に限ったものではなく、ＨＦ帯と、ＶＨＦ帯以上の周波
数帯で使用するアンテナであれば、どのような用途のア
ンテナにも本発明は適用できる。

【００２６】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、ＨＦ帯ではＨＦ帯用の短縮ダイポールアンテナの
給電点間が、ＨＦ帯でのマッチング用の第２のコンデン
サによって接続され、ＨＦ帯でのマッチングをとること
ができる。一方、ＶＨＦ帯以上の周波数帯では、給電部
の並列回路は、実質的に開放されているので、ＶＨＦ帯
以上の周波数帯のダイポールアンテナの給電端部間は、
開放され、ＨＦ帯でのマッチング用の第２のコンデンサ
によってＶＨＦ帯以上の周波数帯のダイポールアンテナ
の給電端部間が短絡されることがなく、ＶＨＦ帯以上の
周波数帯においてもマッチングをとることができる。即
ち、請求項１記載の発明による多周波数帯用短縮ダイポ
ールアンテナは、ＶＨＦ帯以上の周波数帯とＨＦ帯とで
共用できる。

【００２７】請求項２記載の発明によれば、並列回路の
共振周波数は、上記ＶＨＦ帯以上の周波数帯用アンテナ
の使用周波数帯内に存在するので、この使用周波数帯に
おいて、並列共振回路のインピーダンスは理論上、無限
大となり、ＶＨＦ帯以上の周波数帯用アンテナの両給電
端部間は、開放される。、ＨＦ帯では、並列共振回路の
インピーダンスは、非常に低下しており、実質的に短絡
しているとみなせる。従って、ＨＦ帯用の短縮ダイポー
ルアンテナの給電端部間は、ＨＦ帯でのマッチング用の
第２のコンデンサによって実質的に接続されている。従
って、請求項２記載の多周波数帯用短縮ダイポールアン
テナも、ＶＨＦ帯以上の周波数帯とＨＦ帯とで共用でき
る。

【００２８】請求項３記載の発明によれば、ＨＦ帯用の
短縮ダイポールアンテナとＶＨＦ帯以上の周波数帯用の
ダイポールアンテナとが、それぞれ伸縮自在に形成され
ているので、これらのアンテナを伸縮させることがで
き、これらアンテナの共振周波数をそれぞれ変化させる
ことができる。よって、ダイポールアンテナの長さを調
整することによって、実際に使用する周波数におけるマ
ッチングが最も良好にとれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施の形態の多周波数帯用短縮ダイ
ポールアンテナの回路図である。

【図２】図１の多周波数帯用短縮ダイポールアンテナの
平面図である。

【図３】図１の多周波数帯用短縮ダイポールアンテナの
ＶＳＷＲ特性図である。

【図４】従来の多周波数帯用短縮ダイポールアンテナの
回路図である。

【符号の説明】

３２３４ＨＦ帯用の短縮ダイポールアンテナ３６ＶＨＦ帯以上の周波数帯用のダイポールアンテナ４４給電部５０第２のコンデンサ５２第１のコンデンサ５４インダクタ５６並列回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＶＨＦ帯以上の周波数帯用の中央給電さ
れるダイポールアンテナと、ＨＦ帯用の中央給電される短縮ダイポールアンテナと、上記ダイポールアンテナの給電端部と、上記短縮ダイポ
ールアンテナの給電端部が、それぞれ両端部に接続さ
れ、この両端部に同軸ケーブルが接続される給電部と
を、具備し、この給電部は、第１のコンデンサとインダクタとの並列回路と、この並
列回路と共に直列回路を形成している上記ＨＦ帯でのマ
ッチング用の第２のコンデンサとを具備し、上記並列回
路の第１のコンデンサとインダクタは、上記ＨＦ帯で実
質的に短絡し、かつ上記ＶＨＦ帯以上の周波数帯で実質
的に開放される定数を有する多周波数帯用短縮ダイポー
ルアンテナ。
【請求項２】請求項１記載の多周波数帯用短縮ダイポ
ールアンテナにおいて、上記並列回路の共振周波数が、
上記ＶＨＦ帯以上の周波数帯用のアンテナの使用周波数
帯内に存在する多周波数帯用短縮ダイポールアンテナ。
【請求項３】請求項１または２記載の多周波数帯用短
縮ダイポールアンテナにおいて、上記ＨＦ帯用の短縮ダ
イポールアンテナと上記ＶＨＦ帯以上の周波数帯用のダ
イポールアンテナとが、それぞれ伸縮自在に形成されて
いる多周波数帯用短縮ダイポールアンテナ。