JPS58136112A - 地平面形アンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、接地面の上方へ画直に延びる基部４分のｌ波
長放射棒と、嵌地圓と放射棒の゛上端との間に配設され
る一対の入力潮干と、人力１子の一端に碩続される短ｍ
伝送ラインとを有する地平面形アンテナＬ　ｇｒｏｕｎ
ｄ−ｐｌａｎ＠ａｎｔ＠ｎｎａ　）に関する。

地平面形アンテナは、電気通信技術の分野、特に２０か
ら２００　ｈｍｓｏ範囲の同波数の電気通信技術の分１
ｆｆＫ、おいて広く使用ちれている。地平印形アンテナ
は、実際の接地面、まえは仮層の嵌地−の上方に生球状
に放射するように配置延れる垂直の４分の１ｔＩＬ長放
射（至）を有する。このようなアンテナの利得はＯｄＢ
である。放射器は通常はその基点において給電され、同
軸線路に整合されている。

従来の地平歯形アンテナの放射器は地面から隔ｓ烙れ、
この隔離によυ直ｔｉＬＰ５縁も行なわれてい友。この
ような構成においては、放射器に静電荷がたまりやすく
、アンテナに藷合される電子装置を雷撃の危険から保謙
する手段も十分に安全であるとはいえない。放射器とし
て折返しユニポール体を使用することにより放射器の直
流接地を行なうと好都合であるが、この場合に、接地の
こととは別に、アンテナは増大名五九基点インピーダン
スをもつ、折返しユニポール体は、直ａｍ地が９総であ
るという利点Ｆｉ有するが、アンテナの兼さが２本の平
行棒の閾の距離の１０倍以上となるので、雷撃による損
傷を安全に防ぐことはできず、フラッシュオーバーがア
ンテナのペースにおいて発生する可能性がめる。雷撃を
受けている間、２本の平行棒を渡れる電流はきわめて大
きくなり、それに伴なう動的作用によりアンテナは変形
し、損Ｓｔ被る。

そこで、Ｍ、Ｇ、Ｂｒｏｗｎは、アンテナを短絡ライン
部分を介して嶺地することをｍｌ！ｍｌた。この場合、
短絡ライン部分の電気的長さ１４分の１波艮に等しく、
短軸２１４分は放射状の下方へ−直に延びている。この
ような短絡ライン部分を設けることにより、アンテナの
基点イ／ピーダ／スは影響を受け、七の結果、帯域幅は
ごくわずかに広くなる。

地平歯形アンテナの帯域幅は、主に、接地面を模擬的に
形成する平衡鍾用棒体の構成と、放射棒の細さによって
決まる。放射棒の直径を大きくすることにより帯域幅を
広げることはできるが、これに対応する関数は対数関数
でるり、放射棒の直径をかなり大きくしても、帯域幅は
わずかじか広くならない。現在使用されている地平面形
アンテナの相対帯域幅は約１〜３−である。

機械的構成という点からは、放射棒が通常絶縁体によｐ
支持されている点が問題となる。アースに対する基点キ
ャノ９シタンスを減少させる九めに使用される絶縁体に
は、きわめて大きな曲げモーメントか加わる。絶縁材料
は竪＜、曲げにくいもので、曲げモーメントに対する’
ｊｌＫはかな９＠られているため、地平面形アンテナ全
体のｌｆｌを考える上で、適切な支持体を設計すること
は非常に重畳な縄題である。

電気通僅システムの帯域−を必要な値まで広げる丸めに
は、５〜１０−という高い相対帯域幅を有するアンテナ
を使用する必要がめる。従来の地平山形アンテナは、い
くつかの好ましい特徴を備えてはいるが、このように高
い相対帯域幅を必要とする用途には適さない。

本発明の目的は、広い帯域で動作することができ且つ従
来の地平面形アンテナの前述の欠点をすべて除去し九改
Ｊｌされ丸地平面形アンテナを提供することである。

本発明は、放射棒が中空の管で形成されている場合には
短絡ライン部分を放射棒の内部に配設でき、この短絡ラ
イン部分の蔦長としてオーブンなライン部分を使用する
ことができるという考えに基づいている。これら２つの
ライン部分を組合わせて、一端で開放され且つ他燗で短
絡された、り、グをＭする単一のフィン部分として考え
ることがで自る。アンテナの給電点すなわち人力点な工
、この組合せライン部分のタッグ点に結合される。

タッグ点の位置を適切に選択することにより、組合せラ
イン部分が示す電気的サセグタンスの太き１特性および
周波数特性で、アンテナの基点サセグタンスを広い周波
数範囲内で補償することができる。この補償効果により
、アンテナはより広い帯域幅にわたって好ましい定在波
比を有するようになる。

本発明においては、接地面の上方へ垂直に延びる共振４
分の１波長放射棒と、接地面と放射棒の下端との間にお
いて規定逼れる一対の入力端子と、一端において短絡さ
れ該入力端子に結合されるライン部分とを有する地平面
形アンテナにおいて、咳短絡ライン部分は該放射棒の軸
に沿って中心的に延びる管状の接地棒と、咳接地棒の端
部と該放射棒の内壁とを相互接読する短絡部材と、該ラ
イン部分の延長として設けられ且つ該入力端子の両端に
結合纒れるオーノンなライン部分とを具備することを特
徴とする地平面形アンテナが盪供芒れる・ 本発明の好ましい実施例においては、放射棒の下端は縮
重ラインの内部導体と、オーノンなライン部分の内部導
体とＶｃｌｉ続され、給電ラインおよびオーノンなライ
ン部分の外１Ｉｌ１４電被覆は接地棒Ｏ丁酉と、嶽地ｌ
とＩＣ接続される。

短絡ライン部分と、オーブンなライン部分とを組合わせ
九と龜の電気的長嘔は±２５−の許容誤差の範Ｓ円で４
分の１波長に等しい。開放嘔れたフィン部分は同軸ケー
ブルの一部により形成す、る・、のが好ましい。

機械的構成の点では、本発明による地平面形アンテナは
、肩部分が形成された中心孔を雨足する金属Ｎｏアンテ
ナｊｉｌＩＳと、肩部分に幽扱し、中心孔内に配置され
、給電ラインの外１ｉｌｌ被覆およびオーノンなフィン
部分の外１ｌ１１４ｉ１４１１にｉＩ枕され且つ中心領
域において接地棒の下端にもＭｋ絖される円板と、円４
［を放射棒から絶縁する絶縁材料から成るス（−ナスリ
ーグと、放射棒の下１４ｉｉｓの同門に配設嘔れて、１
Ｉｉ１ｔライ／の内部導体およびオーブンなライン部分
の内部導体に黴絖されるフラングと、アンテナ頭部の中
心孔内に配設されて放射伸會支持する支持スリーブとを
具備するのが好ましい。

雷撃に対する保譲効釆を高めるためには、支持スリーブ
の上層がアンテナａｍの上面よシ上万へ突出し且つ放射
棒を囲繞する支持スリーブの上端の直上位置にリングが
装着されて、アンテナ頭部の上端面との間に火花間隙を
形成するのが好ましい・ 前述の原理にｆニー）て構１成嘔れる地平面形アンテナ
は従来の地平面形アンテナの帯域幅の約５倍の帯域幅を
有し、帯域外の特性にもすぐれ、１１寧に対する保醜と
いう点でも改善されている。本発明による地平山形アン
アナの構造は簡単で、帯域幅が広いにもかかわらず細い
放射棒を使用でき、その信頼性も改善されている。

以下、妹付の図面を参照して本発明の実施例をよシ絆細
に説明する。

第１図に示される地平面形アンテナは、金属管からＨ，
９且つ４分の１ｒＩＬ長にほぼ彎しい長δを有する画直
の放射棒ｌを有する。放射棒ｌは、実際の、ま九は仮想
の接地面２の上方に配置される。

纂１１１１の夷總真においては、倣地１２は４本の千禽
鍾用棒体３の作用によｐ形成される。これらの平禽鍾用
棒体３は下向きに傾斜し、七〇＆瓶は４分のｌａｌ長に
ほぼ等しい・ 地平山形アンテナは一対Ｑ人カ潮干４および５を有し、
入力端子４は放射棒ｌの下（温）端と、給電ライン１７
の中心導体と、一端が開放されているライン部分１６の
中心導体とに接続される。

他方の入力端子５は、接地面と、給電ライン１７の外儒
砿覆と、一端が開放されているライン部分１６の上層の
外儒被櫃と、放射線ｌの中心線に沿って軸方向に延出す
る接地棒７の下端とに接続される。接地棒７の上端は、
中空の管から成る放射棒ｌの内ａｍに短Ｍ部材６、を介
して結合される。

接地棒７は、短Ｊ１１部材６お、よび放射ｓｉの円筒形
の内Ｊ１１向と共に、４分の１波蚤よシ短く且つ下端が
開放されている短絡ライン部分を形成する。

−熾が開放されているライン部分１６は、この短絡ライ
ン部分の実際の、または仮想の延長部として設けられる
。一端が開放されているライン部分１６の電気的な儀式
も４分の１波長より短く、このライン部分１６を同時ケ
ー！ルの一部により形成するのが好ましい。

放射棒ｌ内を嬌出し、上端で短絡されている短絡ライン
部分は、これにＩｉ！絖された一部が開放さｎているラ
イン部分１６と組合わせて考えたとき、上端で短絡され
且つ底面で開放されている単一のライン部分としてみな
すことができる。このように組合わされ九ライン部分は
接地［ｌｌ１２の高さにタッグを有し、このタップにお
いて、地平面形アンテナの入力端子４および５に並列に
接続される。

このようなタッグを有する組合せライン部を設は九こと
により、地平面形アンテナの特注はかなり大きな影４Ｉ
を受ける。ライン部分は、タッグ点において、実際に純
粋なサセプタンスを示し、このサセプタンスは地平画形
アンテナの基点アドミタンスの無効成分に加えられる。

ライン部分のタッグ点に塊われるサセプタンスは同波数
の変化について変動し、この変動の楊度は、ライン部分
内におけるタッグ点の位置によって決まる。サセプタン
スの大きさは、ライン部分の全長と、取付は漂遊キャ・
臂シタンスにょ夛決定嘔れるアンテナペースによシ示逼
れるキヤ・９シタンスとによって決まる。組合せライン
部分の長さは４分の１ｔＩＬ長に近く、タップ点の位置
は、短絡部材６の位置と、一端が開放されているライン
部分１６の長さとを同時に調節することにょｐｙＡ節す
ることができる。この調節の間、組合せライン部分の長
さをほぼ一定に保持しておくべきでるる。

タッグ点の位置を適切に定めれば、組合せライン部分が
示すサセプタンスによシ、アンテナの基点インピーダン
スの無効成分の変化をかなシ広い綱渡数帯域内で補償す
ることができ、その結果として、広い帯域内においてア
ンテナの定在波比がかなシ改善されることは経験により
わがっている。

地平面形アンテナの動作帯域幅は広くなるが、ライン部
分がタラｆされている丸めに動作帯域外で高いサセプタ
ンスが示されるようになシ、その結果、アンテナ線業質
的に短絡される。この作用により、アンテナＶＣＷ１合
ちれる受信機の入力趨は動作帯域外で受信される高レベ
ルの妨害信号の影響を受けないように保睡される。アン
テナが発偏機に結合される場合には、前述の作用によシ
、送信機の禦似Ｍ号の放射が有効に阻止されるので、前
述の作用は好ましいものである。

組合せライン部分を使用することによシ、放射棒１と接
地電位との間に動電気的な微絖が成立するので、地平面
形アンテナの静電荷の充電は阻止される。折返しユニポ
ールアンテナとは異なり、接地棒７は放射棒ｌの内部に
被覆頂れ良状態で配設され、雷撃の動的作用によシアン
テナ構造が大きな損Ｓを受けることはありえない。

纂３図は、本発明に恢って構成され、３３から３８　Ｍ
Ｈｌの周波数で動作する地平−形アンテナの定在波比と
同波数との関係を嵌わす曲！Ｉを示す。

この曲線かられかるように、相対帯域幅が１４％となる
５　ＭＨＩの帯域におけるアンテナの定仕波比は１．５
より艮い。この帯域′嘱は、従来の地平面形アンテナの
帯域幅の５倍の値である。

帯域幅が広くなること、放射棒が動電気的に接地されて
いること、および帯域外特性がすぐれていることに加え
て、本発明の地平面形アンテナは、さらにいくつかの特
徴を備えている。以下、これらの特徴についてｌｌ３ｖ
Ａに示嘔れを実施例を参照して説明する。

ＪＩｇ３図に示される実施例において、アンテナ組立体
は金属製のアンテナ頭部１１により保持される。このア
ンテナ１１部１１には、平衡鍾用棒体３を受容する丸め
の、軸が傾斜しているねじ山付きメルトがＷＩ＆けられ
ている。アンテナ頭部１１には底の開い友中心孔が形成
され、この中心孔に肩部分が設けられている。金属製の
円板１４は、ねじ山付きがルトにより肩部分に装着され
て、これに当接する０円１［１４は接地棒７の下端に電
気接続される。放射棒ｌの下端蝶、絶縁材料から成るス
ペーサスリーブ１３によシ円板１４から絶縁石れるＯ 支持スリーブｌＯはアンテナ１１部１１の中心孔の上方
部分に配設され、支持ス’）−７’ｌ（Ｊの上層はアン
テナ１１部１１の上向から約２−突出している。放射棒
１は支持スリーブ１０の中心孔に挿入され、支持スリー
ブ１０ｄ放射棒ｌｔ機械的に支持する働Ｉをする。風の
負荷により放射棒ｌに曲げモーメントが加わる場合に、
支持スリーブ１０には圧力負荷のみが加わることがわか
る。絶縁材料はこの機の負荷に容易に耐えることができ
る。

圧力ｊＩＬ荷のみを受ける絶縁材料から成るスリーブを
使用することにより、主に曲げ応力を受ける従来の絶縁
スリーブに比べて、ゲランドグレーンアンテナの構造は
着しく改良され友。

支持スＩＪ−ｆｌＯは、曲げ負荷を受けるように設計さ
れた従来の絶縁スリーブの場合より高いキャパシタンス
をアンテナペースに形成させるが、組合せライン部分の
サセグタンスにより、この形成されたキヤ・母シタンス
を補償することができるので、本発明の実施例に支持ス
リーブ１０ｔ−設けても、不利な影響を与えることはな
い。

一端が開放されているライン部分１６の上層と、給電ラ
イン１７の上端とは共に、ライン部分１６および給電ラ
イン１７を構成するケーブルの被覆が各々のケーブル保
持部１５ｍおよび１５ｂにより円板１４に結合されるよ
うに円板１４に接続される。これら２本のケーブルの中
心導体は、放射棒ｌの下ｍｖｉｂｏｍ囲に取付けられる
クラン７”１２に嶽絖される。非対称形のコネクタソク
ット１８が給電フィン１７の下端に取付けられており、
地平面形アンテナに使用式れるケーブルを着脱自在にＩ
ＩＩ絖することができる。−燗が開放されているライン
部分１６の下端は、ゴムキャ、７”ｌ　９により閉鎖さ
れ且つ保−されている。

環状の火花間隙式避雷器９は放射棒ｌに固定され、支持
スリー！１０の上面に痛接すると共に、アンテナｉｌｌ
＠１１の鎮状の上面に対問するように配設される。間隙
式避雷器９とアンテナ頭部１１の上面との間の火花間隙
により、アンテナは雷撃から有効に、確実に保護される
。第２図に示される＠成を採用すれば、給電機ライ／は
雷撃の有害な作用から十分に保護される。

放射棒ｌの外ｔ１４１１ｓ分の下部はベル状体８により
密封され、円板１４の上方の空間に水や、温気が入シ込
まないようになっている０しかしながら、この空間を１
１ｔ脂で充填する方がより好ましい。キヤ、グ２１は放
射棒１の上端上密閉するために使用される。

８４２図に示す構成においては、円板１４をこれに関連
するライン部分ケーブルと組立て、それとは別個に放射
棒ｌを組立てて、あらかじめ各々のユニ、トとして製造
することができるので、この構成はアンテナを組立てる
上で好都合である。アンテナ頭部１１はアンテナ用の支
柱の頂部に取付けやすいように設計され、一対のＩシト
２０によシ固定することができる。給電２イア１７およ
び一端が開放されているライン部分１６は、共に、アン
テナ支柱の中空の内部へ引込むことができる。

本発明による地平面形アンテナはすぐれた性能を示し、
容易に装着することができ、雷撃の作用から充分に保護
され、従来の地平面形アンテナと比値したと龜、破壊中
損傷の＃ｉ、険が少なく、過−の氷が付着することも少
ないといり特注を有し、信頼性の上で改豐され九構成ｔ
＊−ｒる〇タッグを設けた組合せライン部分ｔ−便用す
ることによシ帯域幅が広くなったため、必要な帯域幅を
確保する丸めに直径の大きな峨射伸を使用する必要はな
い０従って１帯域幅力ｔｆニー１１−３も力為力為わら
ず、アンテナの構造はコン・臂クーでｔｐ）Ｆ）　、そ
の結果として、風による負荷は低減し、氷がアンテナ表
面に被榎嘔れる危険も少なくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、理解しやすくなるためアンテナベースの領域
を長手方向くゆがめた縮尺で吸水した、本発明の一実施
例による地平面形アンテナを示す図、 第２図は、別の実施例の、部分的に断面でめられされた
正面図、 □ 第３図は、纂２図に示６れる実施例における定在波比と
周波数との関係を表わす特性図である。 ｌ・・・放射棒、２・・・接地面、３・・平衡端層棒体
、４．５・・・入力燗子、６・・・短ＩＩｓ部材、７・
・・微延伸、８・・・ベル状体、９・・・避雷器、ｌＯ
・・・支持スリーブ、１１・・・アンテナ頭部、１２・
・・クラン！、１３・・・スペーサスリー！、１４・・
・円板、１５　ａ　＋　ｌ　Ｏｂ・・・ケーブル保持部
、１６・・・ライン部分、１７・・・給電ライン、１８
・・・コネクタソケット、１９・・・コ゛ムキャップ、
２０・・・メルト、２１・・・キヤ、！。 特許出願人 ！ダペスティ　ラｆイオテクニカイ　ジャール特許出願
代理人 弁理士　　青　木　　　朗 弁理士　西―和之 弁理士　松下　操 弁理士　　山　口　昭　之 １’　”’ｌｌｌｌ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、接地面の上方へ喬直に延びる共振４分の１波長放射
   棒と、接地面と放射棒の下端との間において規定される
   一対の人力端子と、−喝において短絡され該入カ抱子に
   結合されるライン部分とを有する地平面形ア゛ンテナに
   おいて、鎖短ｍライン鄭分は皺放射棒（１）の軸Ｋａっ
   て中心的に延びる管状の接堆棒（７）と、＠接地棒（７
   ）の端部と諌放射棒（１）の内壁とを相互接続する短絡
   部材（６）と、峡ライン部分の延長として設けられ且つ
   該人力端子（４゜５）の一端に結合されるオーブンなラ
   イン部分（１６）とを具備することを特徴とする地平面
   形アンテナ。 ２、給電ライン（１７）を嘔らに具備し、鋏給電ライン
   （１７）の内部導体は誼放射棒（１’）の下端と、鋏オ
   ーブンなツイン部分（１６）の内部導体とに蛍絖され、
   諌給電フィン（１７）の被覆および販オーブンなライン
   部分（１６）の＊ａｉは諌撤地棒（７）の下端と咳接地
   向（２）とに接続されることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項にｆｆ１ｌ＠の地平面形アンテナ。 事、咳短絡ライン部分と、該オーブンなフィン部分（１
   ６）とを組合わせたときの電気的長さは４分の１波長の
   士？５ｓの許１１誤差範囲内にめることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項または第２項に記載の地平ｆａ形ア
   ンテナ。 ４、該オーブンなライン部分（１６）は同軸ケーブルの
   一部によｐ形成されることを特徴とする特許饋求Ｏ＠囲
   第１〜第３項のいずれかに記載の地平ｉｆｉ潜アンテナ
   。 ５、肩部分が形成され大中心孔を限定する金属製のアン
   テナＩＩＩＥ（１１）と、該肩部分に当誉し、腋給電Ｉ
   Ｉ（１７）の外側被覆および咳オーブンな部分（１６）
   の外側被４１１Ｋｌｉ＊され且つ中心部分において咳景
   地棒（７）の下端にも接続される金属製の円板（１４）
   と、該放射棒（１）の下端部に位置して、該放射棒（１
   ）を咳円板（１４）から絶縁するスペーサスリーブ（１
   ３）と、咳放射棒（１）に固着括れ且つ該給電ライン（
   １７）の内ｌ１４体および咳オーブンなライン部分（１
   ６）の内側導体に接続されるフラング（１２）と、絶縁
   材料から成り且つ咳アンテナ頭部（１１）の中心孔内に
   配設されて諌放射捧（１）を外側から支持する支持スリ
   ーｆ（１０）とをさらに具備することを特徴とする特許
   請求の範囲Ｉ１１〜第１〜第４ずれかに記載の地平面形
   アンテナ。 ６、鋏支持スリーｆ（１０）の上Ｉ２１ｍは、咳アンテ
   ナ１ｌｌＩ１１（ｌｌ）の環状の上燗面より上方へ突出
   し、間隙式避雷器（９）は該放射棒（１）上で、咳支持
   スリー！（ｌＯ）の上端の直上の位置に固定逼れること
   ｔ＊＊とする特許請求の範囲第５項に記載の地平面形ア
   ンテナ。 ７、　　ｍＭ用ノベル状体（８）Ｕ線放射１１１（１）
   に取付けられ、鎖アンテナ頭部（１１）の上部と係合す
   ることを特徴とする特許請求の範１１ＪＩＩ６ｆｊ４に
   紀−の地平面形アンテナ。 ８、骸アンテナｌｌｉ部（１１）は、鎮優地圓（２２を
   形成するａＳＯ共振４分Ｏｆ波長平賀―用欅体（３）Ｏ
   端ｉ１を固定するえりの複数のねじ山付自の孔を有する
   ことをＩｆＩ７１１ｋとする轡許−求の範囲第５〜第７
   項のいずれかに記載の地平歯形アンテナ。