JPH11330840A

JPH11330840A - アンテナ

Info

Publication number: JPH11330840A
Application number: JP13942198A
Authority: JP
Inventors: Shingo Fujisawa; 伸悟藤澤
Original assignee: DX Antenna Co Ltd
Current assignee: DX Antenna Co Ltd
Priority date: 1998-05-21
Filing date: 1998-05-21
Publication date: 1999-11-30
Anticipated expiration: 2018-05-21
Also published as: JP3929598B2

Abstract

(57)【要約】【課題】いずれの方向から到来する電波でも、１つの
アンテナで良好に受信する。【解決手段】矩形状の基板６の一平面上に平面的に複
数の八木アンテナ81乃至84を配置し、これら八木アンテ
ナ81乃至84を位相差給電して、八木アンテナ81乃至84の
長さ方向に直角な指向性を、その指向性の両側に45度ず
つ合計９０度の範囲で可変可能とし、基板６の長辺６ａ
を回転軸として１８０度回転させ、短辺６ｃを回転軸と
して１８０度回転させ、長辺６ａ及び短辺６ｃをそれぞ
れ回転軸として１８０度回転させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アンテナに関し、
特にその指向性を可変することができるものに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、家屋の美観上の観点から屋根の上
にテレビジョン受信用のアンテナを建てることが好まれ
なくなっている。そのため、屋根の棟内にアンテナを設
けることが提案されている。しかし、屋根棟の方向とテ
レビ電波の到来方向が一致することはまれであるので、
屋根棟内のアンテナの指向性を可変できることが重要で
ある。しかし、屋根棟内のスペースは小さいので、アン
テナの指向性を機械的に変化させるためのスペースが存
在しないことが多い。従って、電気的に指向性を変化さ
せる必要がある。

【０００３】電気的にアンテナの指向性を変化させる場
合、複数のアンテナを位相差給電することがある。その
場合、複数のアンテナとしては、図５（ａ）に示すよう
な複数のアンテナの配列方向に直角な方向に指向性が生
じるブロードサイドアレーまたは、同図（ｂ）に示すよ
うな複数のアンテナの配列方向に指向性が生じるエンド
ファイヤアレーが使用されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらのブロ
ードサイドアレーまたはエンドファイヤーアレーにおい
て、位相差給電を行って、指向性を変化させる場合、図
５（ａ）、（ｂ）に示すように、位相差給電を行わない
場合の指向性の方向（最大利得方向）に対して約±２０
度乃至３０度の範囲でしか、テレビジョン放送信号を良
好に受信できる利得が得られなかった。たとえ±４５度
の範囲で、テレビジョン放送信号を良好に受信できたと
しても、±９０度の方向（ブロードサイドアレーの場
合、複数のアンテナの配列方向、エンドファイヤーアレ
ーの場合、複数のアンテナの配列方向に直角な方向）か
ら到来するテレビジョン放送信号を良好に受信すること
はできない。そこで、どのような方向から電波が到来し
ても良好に受信するためには、位相差給電を行わない場
合の指向性の方向が９０度の角度をなすように配置した
ブローサイドアレーとエンドファイヤーアレーのような
２組のアンテナを、棟内に配置しなけれならなかった。

【０００５】本発明は、１組のアンテナだけでどのよう
な方向から電波が到来しても、良好に受信することがで
きることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本第１の発明は、基部と、この基部に設けられた
可変指向性アンテナとを備えている。この可変指向性ア
ンテナは、基準指向性方向の両側にそれぞれ約４５度の
指向性の可変範囲を有している。前記基部は、前記指向
性の可変範囲が存在する面内において前記基準指向性方
向に対して約４５度の角度をなす第１の軸と、前記面内
において前記基準指向性方向に対して約４５度の角度を
なし、かつ第１の軸に対して約９０度をなす第２の軸と
の回りに、回転可能である。第１及び第２の軸それぞれ
の回りに非回転の第１の状態と、第１の軸の回りに約１
８０度回転した第２の状態と、第２の軸の回りに約１８
０度回転した第３の状態と、第１及び第２の軸の回りに
それぞれ約１８０度回転した第４の状態とのいずれか
に、前記基部は選択される。

【０００７】本第１の発明によれば、可変指向性アンテ
ナは、第１乃至第４のいずれの状態においても、合計９
０度の指向性可変範囲を有している。そして、第１及び
第２の軸が存在する面内において、第１及び第２の軸の
交点を原点として考えると、第２の状態は、可変指向性
アンテナを第１の状態から９０度機械的に回転した位置
にあり、第３の状態は第２の状態から９０度機械的に回
転した位置にあり、第４の状態は、第３の状態から９０
度機械的に回転した位置にある。従って、第１乃至第４
の状態のいずれかを選択し、指向性を変化させることに
よっていずれの方向から到来する電波でも、良好に受信
することができる。

【０００８】本第１の発明では、前記指向性可変範囲を
水平面内にできる。これによって、水平方向のいずれの
方向から到来する電波でも良好に受信できる。

【０００９】本第１の発明は、前記基部が、裏返し可能
な平板状にできる。前記可変指向性アンテナは、その指
向性を、電気的に可変可能であり、かつ前記平板状の基
部の一面に、平面状に形成されたアンテナ素子を有する
ものとできる。

【００１０】基部が裏返し可能な平板状であるので、第
１乃至第４のいずれの状態にも容易に変更できる。ま
た、アンテナが基部に形成された平面状のアンテナ素子
を有するので、スペースをとらない。また、指向性を電
気的に変化させるので、その変更が容易である。

【００１１】本第２の発明は、平板状の基板と、この基
板の一平面に設けられた複数の平面状アンテナ素子と
を、有している。これらアンテナ素子は、それの長さ方
向に直角な方向に指向性を有し、前記アンテナ素子は、
それらの指向性の方向を同一として前記基板上に配置さ
れ、前記各アンテナ素子は、位相差を調整可能に位相差
給電されている。

【００１２】本第２の発明によれば、平板状の基板にア
ンテナ素子を設けたものであるので、基板を容易に裏返
すことができ、１つの平面上における９０度ずつ異なっ
た位置に容易に変更できる。そして、各アンテナ素子
は、位相差を調整可能に位相差給電されているので、指
向性を変化させることができる。よって、９０度ずつ異
なった位置のいずれかに基板を配置した状態において、
指向性を変化させることによって、前記１つの平面上に
おける広い範囲内のいずれの方向から到来する電波でも
受信できる。

【００１３】なお、本第２の発明において、各アンテナ
素子は、前記位相差給電されたとき、前記指向性の方向
の両側それぞれ約４５度の範囲で指向性が可変にでき
る。この場合、前記１つの平面のいずれの方向から到来
する電波でも受信できる。

【００１４】また、これに加えて、前記基板は水平に配
置され、前記各アンテナ素子は、前記基板の一平面上に
描き得る一直線に対して約４５度の角度をなすように配
置されているものにできる。これによって、この一直線
に対して９０度の角度をなす範囲内において指向性を可
変でき、基板を種々に裏返すことによって、水平面内の
どのような方向から到来する電波でも良好に受信するこ
とができる。

【００１５】本第３の発明は、矩形状の基板と、この基
板の一平面上に平面的に配置され、電気的に指向性が約
９０度の範囲で可変可能な指向性可変アンテナとを、有
している。該指向性可変アンテナは、前記指向性可変範
囲を４５度ずつに２分割する分割線が前記矩形上の一辺
に対して約４５度をなしている。なお、この基板は、屋
根の棟内に水平に配置することができる。

【００１６】本第３の発明によれば、指向性の可変範囲
は、基板の一辺とこれと直角な他の一辺との間にある。
この基板は容易に裏返すことができ、この基板を前記一
辺を回転軸として１８０度回転させるか、他の一辺を回
転軸として１８０度回転させるか、両辺をそれぞれ回転
軸として１８０度回転させると、前記一辺と他の一辺と
の交点を原点とする座標上でそれぞれ９０度ずつ回転し
た４つの位置のいずれかを、基板がとる。そして、指向
性を可変させると、前記原点の回りの３６０度のいずれ
の方向からの電波でも、良好に受信できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の１実施の形態のアンテナ
２は、図３に示すように一般家庭の屋根の棟４内に配置
されるもので、例えば１３乃至６２チャンネルのＵＨＦ
水平偏波の電波を受信するためのものである。

【００１８】このアンテナ２は、図１（ａ）に示すよう
に、基部、例えば矩形に形成された基板６を有してい
る。この基板６の一方の面に、平面的に複数のアンテナ
素子、例えば４つの八木アンテナ８１乃至８４が、基板
６の長さ方向に沿って等間隔に形成されている。八木ア
ンテナ８１乃至８４は、例えば一方の面に金属箔が被着
されているプリント基板をエッチングすることによって
形成されている。

【００１９】これら八木アンテナ８１乃至８４は、いず
れも放射器８ａと反射器８ｂとを有するものである。こ
れら放射器８ａと反射器８ｂとは、基板の一辺、例えば
長辺６ａに対して約４５度の角度をなすように配置され
ている。これら八木アンテナ８１乃至８４は、放射器８
ａが基板６の長辺６ａに対して直角な短辺６ｂ側に位置
し、反射器８ｂが、短辺６ｂと反対側の短辺６ｃ側に位
置している。従って、各八木アンテナ８１乃至８４は、
図１（ａ）に矢印で示すように、放射器８ａ、反射器８
ｂの長さ方向に直角（矩形６の長辺６ａに対して４５度
の角度をなす方向）で放射器８ａの配置方向側に、いず
れも指向性（最大利得方向）を有している。

【００２０】これら各八木アンテナ８１乃至８４は、図
２に原理を示す位相差給電によって給電されている。図
２において、各アンテナＡ１乃至Ａ４の間隔をｄとする
と、これらアンテナＡ１乃至Ａ４の総合指向性を正面方
向からθだけ傾ける場合、正面方向からθだけ傾いた方
向から到来する電波は、各アンテナＡ１乃至Ａ４の配列
方向に対してθだけ傾いた方向において同相である。こ
れら同相の電波が同時に各アンテナＡ１乃至Ａ４に入射
するようにすれば、指向性を正面方向からθだけ傾ける
ことができる。

【００２１】そのため、アンテナＡ４の給電線の電気長
Ｌ４が、アンテナＡ１の給電線の電気長Ｌ１よりも３ｄ
ｓｉｎθだけ短く、アンテナＡ３の給電線の電気長Ｌ３
が、Ｌ１よりも２ｄｓｉｎθ短く、アンテナＡ２の給電
線の電気長Ｌ２がＬ１よりもｄｓｉｎθ短くなるよう
に、各電気長Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を設定し、各アン
テナＡ１乃至Ａ４の受信信号を、混合器、例えば４分配
器１０によって混合すればよい。

【００２２】即ち指向性をθだけ傾ける場合、Ｌ４を基
準とすると、Ｌ１乃至Ｌ４は、数１のような長さとす
る。

【００２３】

【数１】Ｌ１＝Ｌ＋３ΔＬＬ２＝Ｌ＋２ΔＬＬ３＝Ｌ＋ΔＬＬ４＝Ｌ

【００２４】θを変更する場合には、ΔＬの長さを変更
すればよい。実際には、電気長を変更する代わりに、各
アンテナＡ１乃至Ａ４と４分配器１０との間に、それぞ
れ移相器を挿入して、数１と等価になるように各移相器
を調整して、４分配器１０に供給される各アンテナＡ１
乃至Ａ４からの信号が同相にする。このような位相差給
電を図１（ａ）に示す八木アンテナ８１乃至８４に実施
して、基準指向性、例えば正面方向の両側にそれぞれ４
５度ずつ、合計９０度の範囲で、指向性を可変してい
る。

【００２５】図４は、受信周波数を４７０ＭＨｚとし
て、ΔＬの長さを変化させることによって指向性を図１
（ａ）において変化させた場合を示し、同図（ａ）はΔ
Ｌが零の場合、同図（ｂ）はΔＬが８ｃｍ、同図（ｃ）
はΔＬが１８ｃｍ、同図（ｄ）はΔＬが２０ｃｍの場合
である。図４からΔＬの長さを長くすることによって、
反時計方向に指向性が回転していることが分かる。逆に
ΔＬの長さを負にすると時計方向に指向性が回転する。

【００２６】このアンテナ２は、基板６上に平面型の八
木アンテナ８１乃至８４を形成したものであるので、こ
のアンテナ２を容易に裏返すことができる。例えば、図
１（ｂ）に示す第１の状態では、位相差給電を行ってい
ないとき、その指向性は、符号ｄ１で示すように、放射
器８ａの方向に長辺６ａに対して４５度をなす角度にあ
る。

【００２７】第１の状態から、第１の軸、例えば長辺６
ａに平行な軸の回りに基板６を回転させた第２の状態と
すると、位相差給電を行っていないとき、指向性は同図
（ｄ）に示すように、基板６の平面上においてｄ１方向
から９０度だけ反時計方向に回転したｄ２方向となる。

【００２８】第１の状態から、第２の軸、例えば短辺６
ｃに平行な軸の回りに１８０度だけ回転させた第３の状
態では、位相差給電を行っていないと、指向性は同図
（ｃ）に示すように、基板６の平面上においてｄ１方向
から９０度時計方向に回転したｄ３方向となる。

【００２９】第１の状態から、長辺６ａに平行な軸の回
りに１８０度だけ回転させ、短辺６ｃに平行な軸の回り
に１８０度だけ回転させた第４の状態では、位相差給電
を行っていないと、指向性は、基板６の平面上において
ｄ１方向から時計方向または反時計方向に１８０度だけ
回転したｄ４方向となる。

【００３０】これら第１乃至第４のいずれの状態におい
ても、位相差給電を行うことによって指向性を、各指向
性の方向ｄ１乃至ｄ４の両側にそれぞれ４５度ずつ回転
させることができる。従って、長辺６ａと短辺６ｃの頂
点を原点として基板６に平行な面内においてアンテナ２
の指向性は任意の方向に向けることができる。

【００３１】従って、図３に示すような屋根の棟４内
に、基板６を水平に配置した場合、ＵＨＦの電波がどの
方向から到来する場合でも、図１（ｂ）乃至（ｄ）に示
す第１乃至第４の状態のうち、その到来する電波が指向
性の可変範囲内に含まれるものとなるように基板６を回
転させ、位相差給電を調整することによって、到来電波
の方向に指向性を向けることができる。

【００３２】このように１つのアンテナ２によって、ど
の方向からの電波でも良好に受信することができ、複数
のアンテナを使用する必要はない。さらに、アンテナ２
自体は基板６上に八木アンテナ８１乃至８４を平面的に
設けたものであるので、この基板６の回転も、スペース
の小さい棟４内においても容易に行える。

【００３３】また、長辺６ａまたは短辺６ｃに平行な各
軸の回りに基板６を回転させ、位相差給電することによ
って、いずれの方向からの電波でも良好に受信できるの
で、調整が非常に簡単である。これは、八木アンテナ８
１乃至８４を長辺６ａに対して４５度の角度をなすよう
に配置し、かつ位相差給電していない状態の指向性の両
側にそれぞれ４５度ずつ指向性を可変できる範囲を有し
ているからである。

【００３４】仮に、八木アンテナ８１乃至８４が長辺６
ｃに対して４５度以外の角度をなして配置されている
と、長辺６ａまたは短辺６ｃの回り、または長辺６ａ及
び短辺６ａの回りに１８０度回転させた場合、指向性を
９０度の範囲内で回転させても、カバーできない領域が
かならずでき、この領域の方から到来する電波を良好に
受信できなくなる。しかし、このアンテナ２では、上述
したように、いずれの方向から到来した電波でも、良好
に受信できる。

【００３５】上記のアンテナ２では、八木アンテナとし
て、放射器８ａと反射器８ｂとを備えるものを用いた
が、放射器と導波器とを備えるもの、放射器と反射器と
１本以上の導波器とを備えたものを使用することもでき
る。

【００３６】また、八木アンテナ以外にも、ダイポール
アンテナを使用することもできる。ダイポールアンテナ
を使用した場合、アンテナエレメントの長さ方向の両側
にそれぞれ指向性を持つので、アンテナエレメントを長
辺６ａの長さ方向に対して４５度の角度をなすように配
置しておけば、例えば短辺６ｃの回りに１８０度だけ基
板を回転させるだけでよく、長辺６ａの回りに回転させ
る必要はない。

【００３７】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、１つの
アンテナでありながら、広い範囲内のいずれの方向から
到来する電波であっても良好に受信することができる。
特に、指向性をその基準指向性の両側に４５度ずつ可変
可能とし、この基準指向性と同一面内において基準指向
性とそれぞれ約４５度の角度をなし、かつ互いに９０度
をなす２つの軸の回りに、それぞれ１８０度ずつ回転可
能とすると、どの方向から到来する電波でも、１つのア
ンテナによって良好に受信することができる。また、平
面的なアンテナであるので、その設置にスペースをとら
ない。従って、このアンテナは、家屋の棟内に使用する
のに適したアンテナである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施の形態のアンテナの平面図と、
その使用状態を示す図である。

【図２】図１のアンテナで使用されている位相差給電の
説明図である。

【図３】図１のアンテナを家屋の棟に設置した状態の平
面図である。

【図４】図１のアンテナの指向性を可変させた状態を示
す図である。

【図５】家屋の棟に従来取り付けられていたアンテナを
示す平面図である。

【符号の説明】

２アンテナ６基板（基部）６ａ長辺（第１の軸）６ｃ短辺（第２の軸）８１乃至８４八木アンテナ（可変指向性アンテナ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０１Ｑ 21/22 Ｈ０１Ｑ 21/22

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基部と、この基部に設けられ、基準指向
性方向の両側にそれぞれ約４５度の指向性の可変範囲を
有する可変指向性アンテナとを、有し、前記基部は、前
記指向性の可変範囲が存在する面内において前記基準指
向性方向に対して約４５度の角度をなす第１の軸と、前
記面内において前記基準指向性方向に対して約４５度の
角度をなし、かつ第１の軸に対して約９０度をなす第２
の軸との回りに、回転可能であり、第１及び第２の軸そ
れぞれの回りに非回転の第１の状態と、第１の軸の回り
に約１８０度回転した第２の状態と、第２の軸の回りに
約１８０度回転した第３の状態と、第１及び第２の軸の
回りにそれぞれ約１８０度回転した第４の状態とのいず
れかに選択されたアンテナ。
【請求項２】前記指向性可変範囲が水平面内にある請
求項１記載のアンテナ。
【請求項３】前記基部は、裏返し可能な平板状であ
り、前記可変指向性アンテナは、電気的に指向性が可変
可能であり、かつ前記平板状の基部の一面に、平面状に
形成されたアンテナ素子を有する、請求項１記載のアン
テナ。
【請求項４】平板状の基板と、この基板の一平面に設けられた複数の平面状アンテナ素
子とを、有し、これらアンテナ素子は、それの長さ方向に直角な方向に
指向性を有し、前記アンテナ素子は、それらの指向性の方向を同一とし
て前記基板上に配置され、前記各アンテナ素子は、位相差を調整可能に位相差給電
されているアンテナ。
【請求項５】前記各アンテナ素子は、前記位相差給電
されたとき、前記指向性の方向の両側それぞれ約４５度
の範囲で指向性が可変である請求項４記載のアンテナ。
【請求項６】前記基板は水平に配置され、前記各アン
テナ素子は、前記基板の一平面上に描き得る一直線に対
して約４５度の角度をなすように配置されている請求項
５記載のアンテナ。
【請求項７】矩形状の基板と、この基板の一平面上に平面的に配置され、電気的に指向
性が約９０度の範囲で可変可能な指向性可変アンテナと
を、有し、該指向性可変アンテナは、前記指向性可変範
囲を４５度ずつに２分割する分割線が前記矩形上の一辺
に対して約４５度をなすように配置されているアンテ
ナ。