JP2008048004A - アンテナ - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で小型アンテナを実現する。
【解決手段】 前記反射器は，偏波の方向に対して平行する線上に平行配置した複数の前記開口窓を１組として，前記反射器の偏波の方向に対して直交する軸線上に所定間隔を有して複数組の開口窓を備え，前記反射器の大きさは該反射器の偏波の方向に対して略直交する側辺と側辺の間隔が使用周波数における最大周波数の波長の略２分の１であると共に，前記反射器の偏波の方向に対して略直交する側辺と平行配置された複数の開口窓の内の最も外側に位置する開口窓の前記側辺側に位置する長辺との間の寸法の合計と，隣り合う開口窓の相対向する長片の間の寸法の合計と，全開口窓の全周の合計の略２分の１の寸法と，の総合計寸法が使用周波数における最小周波数の波長と略等しくなるように，前記開口窓の開口寸法を形成してなる。

【選択図】 図４

Description

本発明は，主にテレビ受信に利用されるアンテナに関し，詳しくはＵＨＦ帯のテレビ電波を受信するＵＨＦアンテナの構成に関する。

従来，平面状導体で形成した反射器（即ち，平面反射器）を備え，その前方に近接して配置したダイポール素子を備えたアンテナが知られている。一般的にこの種のアンテナの反射器が有効に働くための寸法は，ダイポール素子によって誘起される電流の主要分布範囲と同程度又はそれ以上必要とされている。
（例えば，特許文献１参照）

特開２００１−２０３５３０号公報

ところで，近年広がりつつある地上ディジタル放送は，一定レベル以上の電波を受信できれば，ディジタル放送の持つその優れた特性によって綺麗な画像を受信することが出来ることから，従来のアナログ放送受信用アンテナで一般的であった八木・宇多式アンテナばかりでなく，ベランダでも屋内であっても簡単に取付ができ，しかも邪魔にならないような小型で軽量，且つデザイン性にも優れたアンテナが求められるようになった。このようなアンテナの例として前記ダイポール素子として示される放射素子と，該放射素子に対面して所定間隔だけ離して配置された前記平面反射器を備えた反射板付平面アンテナも地上ディジタル放送受信用アンテナとして利用できるものである。ところがこのように構成されたアンテナであっても，電気的特性を劣化させることなく，平面反射器と放射素子の間隔や，平面反射板の大きさを出来うる限り小さくするなどにより，更なる小型化，軽量化を実現したアンテナが望まれている。
しかしながら，電気的特性を維持したまま従来のような平面反射器を更に小型化するには限度があった。また，従来のアンテナを構成する平面状導体は，例えば金属板を金型等を使って打ち抜き加工すれば製作できると言った生産工程上の容易性はあるものの，電気的特性の安定化のために所定の板厚の平面状導体を使って反射器を形成するために反射器の重量が重くなり，延いてはアンテナが重くなると言った問題があった。
そこで本発明に係るアンテナは上記問題を解決するためになされたものであり，
その目的は，小型で軽量なアンテナを提供することを課題とする。
他の目的は，簡単な構成で小型化を実現できるアンテナを提供することを課題とする。
他の目的は，小型で軽量で有っても高性能なアンテナを提供することを課題とする。
他の目的は，地上ディジタル放送受信用として好適なアンテナを提供することを課題とする。

上記課題を解決するために，請求項１の発明は，少なくとも，放射器と反射器を備えるアンテナにおいて，
前記反射器は板体で形成され，該板体には偏波の方向に対して直交する方向に長手方向を有する１または複数の開口窓を形成した。

請求項２の発明は，請求項１に記載のアンテナにおいて，前記反射器は，偏波の方向に対して平行する線上に前記開口窓の長手方向の中心点を夫々一致させるように平行配置した複数の前記開口窓を備えるように構成される。

請求項３の発明は，請求項２に記載のアンテナにおいて，前記反射器は，偏波の方向に対して平行する線上に平行配置した複数の前記開口窓を１組として，前記反射器の偏波の方向に対して直交する軸線上に所定間隔を有して複数組の開口窓を備えるように構成される。

請求項４の発明は，請求項２または請求項３に記載のアンテナにおいて，前記反射器の大きさは該反射器の偏波の方向に対して略直交する側辺と側辺の間隔が使用周波数における最大周波数の０．４５波長から１．２波長であると共に，平行配置された１組の開口窓の配列方向の寸法であって，前記反射器の偏波の方向に対して略直交する側辺と平行配置された複数の開口窓の内の最も外側に位置する開口窓の前記側辺側に位置する長辺との間の寸法の合計と，隣り合う開口窓の相対向する長片の間の寸法の合計と，全開口窓の全周の合計の略２分の１の寸法と，の総合計寸法が使用周波数における最小周波数の０．４５波長から１．２波長となるように，前記開口窓の開口寸法を形成した。

請求項５の発明は，請求項１から請求項４の何れか一項に記載のアンテナにおいて，前記放射器と前記反射器は，偏波の方向に対して平行する方向に短辺を有し偏波面の方向に対して直交する方向に充分に長い長辺を有する外形略四角形状に構成されており，このうち前記反射器は，偏波の方向に対して直交する方向に充分に長い長辺を有する第１の反射器と，該第１の反射器を挟んで両長辺側を夫々前記放射器方向に折曲部において折り曲げ形成した第２の反射器と，前記第１の反射器に形成した前記開口窓からなるように構成される。

請求項６の発明は，請求項１から請求項４の何れか一項に記載のアンテナにおいて，前記放射器と前記反射器は，偏波の方向に対して平行する方向に短辺を有し，偏波面の方向に対して直交する方向に充分に長い長辺を有する外形略四角形状に構成されており，このうち前記反射器は，その両長辺側を前記放射器方向に向かって湾曲形成した第１の反射器と，該第１の反射器に形成した前記開口窓からなるように構成される。

請求項７の発明は，請求項５または請求項６の何れか一項に記載のアンテナにおいて，前記第１の反射器がなす投影面の外形の大きさは，前記放射器がなす平面の投影面の外形と同じか僅かに大きく形成した。

請求項８の発明は，請求項５から請求項７の何れか一項に記載のアンテナにおいて，前記反射器の両長辺側の先端と導波器との間の寸法が使用周波数を代表する周波数の略０．０５から０．１波長となる位置に配設される。

請求項９の発明は，請求項５から請求項８の何れか一項に記載のアンテナにおいて，前記放射器はスケルトンスロットから構成される。

請求項１０の発明は，請求項１から請求項９の何れか一項に記載のアンテナにおいて，前記使用周波数はＵＨＦ帯であるように構成される。

請求項１から４に示される構成のアンテナによれば，反射器を放射器の外形と比べて僅かに大きい形状で構成し，更にこの反射器には，受信する信号の偏波に直交する方向に長手方向を有する開口窓を所定数形成することによって，反射器の外形寸法が放射器より僅かに大きい形状であっても前後比を劣化させることがないアンテナを提供できる。そして，反射器を小さくすることによってアンテナ全体の形状を小さくできるばかりでなく，反射器に複数の開口窓が形成されることによって反射器自体の重量が軽くなると言った効果も有することとなり，この反射器を用いたアンテナは高性能な特性を維持しつつ小型化および軽量化が実現できる。
更に，この小型軽量化に伴い，設置場所の省スペース化が図られ，屋内であってもアンテナ支柱への取付けであっても，壁面やベランダ等への取付けであってもその設置が容易にできる有用性の高いアンテナを提供できるのである。
また，請求項５から請求項９に示される構成のアンテナによれば，偏波の方向に対して平行する方向に短辺を有し偏波面の方向に対して直交する方向に充分に長い長辺を有する外形略四角形状に構成した放射器と反射器とでアンテナを構成することによってスリムなアンテナが構成されるのであるが，前記反射器に形成された開口窓の効果と合わせて，極めてスリムに構成されたアンテナであっても電気的特性の優れたアンテナを提供できる。しかも，スリム化によりアンテナの周囲に突設する部分が殆どなくなるので，アンテナの小型軽量化だけでなく，設置の設置スペースの更なる省スペース化が可能となる。
そして請求項１０に示される構成のように，このアンテナをＵＨＦ帯に対応するように構成すれば，屋内であってもアンテナ支柱への取付けであっても，壁面やベランダ等への取付けであっても簡単に取付けができる地上ディジタル放送受信用に適した利便性の高いＵＨＦアンテナを提供することができる。

以下に，本発明を具体化した実施形態の例を，図面を基に詳細に説明する。
図１は本発明に係るアンテナの第１実施例を示す概略斜視図であり，図２（ａ）は図１に示されるアンテナを構成する反射器を拡大した正面図であり，（ｂ）は反射器と同じ倍率で示される放射器の正面図である。図３は第１実施例のアンテナの概略断面図である。図４は本発明に係るアンテナの第２実施形態を示す概略斜視図であり，（ａ）は正面側から見た斜視図であり，（ｂ）は背面側から見た斜視図である。図５は第２実施例のアンテナを構成する放射器の概略構成を示す正面図である。図６は第２実施例のアンテナを構成する反射器の拡大したものであり，（ａ）は正面図，（ｂ）は背面図，（ｃ）は右側面図，（ｄ）は上面図を示す。図７（ａ）は反射器の一部を破断した背面部分拡大図であり，（ｂ）は上面拡大図である。図８は第２実施例のアンテナの使用例を示す概略図である。図９は第２実施形態のアンテナにおいて，反射器の形状を変化させたときの電気的特性の変化のデータを示す。

（第１の実施例）
本発明に係るアンテナの第１実施例の構成を図１および図２を用いて説明する。図１に示される１は本願の第１実施例のアンテナであり，水平偏波の電波を受信するように構成たものである。この実施例によれば１０に示される放射器を挟んで対向するように，前方に導波器２，後方に反射器２０を配設したアンテナ構成となっている。
図２（ｂ）に良く示されるように，前記放射器１０は水平方向に直交する方向に略平行配置される側辺１０ｂ，１０ｃと，該側片の上下両端側に前記側辺を挟むように配設される上辺１０ｄおよび下辺１０ｅと，その側辺１０ｂ，１０ｃの夫々の略中央から放射器１０の中心に向かって対向するように前記上辺１０ｄおよび下辺１０ｅと略平行に突設した，その先端部に給電点１０ａ，１０ａを備える中辺１０ｆとを備えた外形略四角形状に構成されている。
同様に，図１に示される前記導波器２は，水平方向に直交する方向に略平行配置される側辺２ｂ，２ｃと，該側片の上下両端側に前記側片を挟むように配設される上辺２ｄおよび下辺２ｅと，その側辺２ｂ，２ｃの夫々の略中央を接続する前記上辺１０ｄおよび下辺１９ｅと略平行に配設される中辺２ｆとを備えた外形略四角形状に構成されており，前記放射器１０と前記導波器２はそれぞれスケルトンスロットアンテナとされるアンテナを構成している。
尚，本願の実施例に示す放射器１０および導波器２は，何れも金属材料を金型等によって所定の寸法に打ち抜き成形する事によって形成されているが，この実施例に限定されるものではなく，例えば，導電材を備えたプリント配線板をエッチングすることで放射素子および反射素子を構成しても良いし，導電シートを所定寸法に加工するように構成してもよい。

次に反射器２０について説明する。本発明に示される反射器２０は図２（ａ）に示されるように，前記放射器１０および導波器２と同様に外形略四角形状に形成された反射板２１と，該反射板２１に複数形成された受信する電波の偏波方向に直交する方向（本発明の実施例では水平偏波の信号を受信するように構成されているので図に示される上下方向）に長手方向を有する開口窓２２（２２ａ，２２ｂ，・・・）から構成されている。尚，本発明の実施例における開口窓２２は受信する電波の偏波方向に略平行な線上に，それぞれ中心点を一致させて８個平行配置したものを１組として，反射器２０の上下に２組配列するように形成されている。

一般的に八木・宇田式アンテナにおいては放射器と反射器の間隔は使用周波数の中心周波数の略４分の１波長の間隔が必要とされており，反射器の大きさとしては放射器に誘起される電流の主要分布範囲と同程度又はそれ以上必要とされている。従ってアンテナを小型化するためには，一番大きくなる反射器の外形を小さくしたり，反射器と放射器の間隔を狭めたりする必要が生じ，それに合わせるように放射器を最適化していく必要がある。しかしながら，反射器を小型化するにしろ，放射器と反射器の間隔を狭めるにしろ，アンテナが所定の電気的特性を維持したまま小型化するには夫々の最適化にも限界が生じる。図２（ａ），（ｂ）に示される反射器２０と放射器１０は，発明人が最適化実験をすることによって得られた構成例を示すものである。尚，ここに示す例はＵＨＦ帯の信号を受信するように構成されたものの実施例を示すものであるが，特に実施例の周波数帯に限定されるものではない。
図２（ｂ）に示される放射器１０は，中辺１０ｆの幅等について実験を繰り返し最適化し得られた結果を示している。これによれば放射器１０は，側片１０ｂ（１０ｃ）の長さ（図におけるＨ２）が略１１５ｍｍ，上辺（下辺）の長さ（図におけるＷ２）が略２１５ｍｍの矩形をしている。中辺１０ｆの突出寸法Ｌ６＝略１００ｍｍであり，その元部の幅Ｌ７＝略５０ｍｍであり，先端部から元部に向かって略５０ｍｍは幅Ｌ９＝略６５ｍｍの先太となるように形成されており，その先太部には給電点１０ａを有する。また，上辺１０ｄおよび下辺１０の幅Ｌ８＝略２０ｍｍであり，側辺１０ｂおよび１０ｃの幅は略１０ｍｍである。

これに対応する反射器２０が図２（ａ）に示されている。これによるとこの反射器２０の側辺２０ｂ（側辺２０ｃ）の寸法（図におけるＨ１）は放射器１０の側辺１０ｂ（１０ｃ）の寸法より僅かに大きくなるように形成されているのであるが，その側辺２０ｂと２０ｃとの間の寸法（図におけるＷ１）は次の条件に当てはまるように形成されている。即ち，反射器２０の偏波の方向に対して略直交する側辺２０ｂと側辺２０ｃとの間隔（即ち，図における経路Ｒ２の長さ）が，使用周波数における最大周波数の波長をλ２とすると，０．４５λ２から１．２λ２であるように構成されると共に，前記反射器２０の偏波の方向に対して略直交する側辺２０ｂおよび２０ｃと平行配置された１組の開口窓２２ａ，２２ｂ，・・・２２ｈの内の最も外側に位置する開口窓（図における２２ａおよび２２ｈ）の前記側辺側に位置する長辺との間の寸法（図におけるＬ３）の合計と，隣り合う開口窓の相対向する長片の間の寸法（図におけるＬ４）の合計と，全開口窓の全周の合計｛８×（２×Ｌ１＋２×Ｌ２）｝の略２分の１の寸法（８×Ｌ１＋８×Ｌ２）と，の総合計寸法（即ち，図における経路Ｒ１の長さ）が，使用周波数における最小周波数の波長をλ１とすると，０．４５λ１から１．２λ１になるように，前記開口窓２２の開口寸法が形成され配置されている。
この結果によれば，反射器の大きさは側辺２０ｂ（２０ｃ）の長さＨ１＝略１３０ｍｍで，側辺間の長さＷ１＝略２４５ｍｍの矩形であり，開口窓の開口寸法（Ｌ１×Ｌ２）は５５ｍｍ×１０ｍｍの大きさに形成されている。そしてＬ３＝略３０ｍｍ，Ｌ４＝略１５ｍｍである。
尚，開口窓の開口寸法，開口窓の形成数は一例を示すものであり，必要とする電気的特性が得られるのであれば，特に実施例に示されるものに限定されるものではない。

このように構成された放射器１０，導波器２，反射器２０を用いたアンテナの構造について図３を用いて説明する。図における５は合成樹脂材等から形成されている化粧ケースでありケース本体６と蓋体７とから構成されている。ケース本体６は内部に各素子を収納する空間を有し一方を開放した箱状に形成されている。アンテナの組み立て手順として，先ず導波器２をケース本体６の底部（アンテナとしては前方となる位置）に形成された導波器支持脚６ａに組付ける。次に，ケース本体６の中間位置に形成された反射器支持脚６ｂに反射器を組付ける。本発明においては導波器２と反射器１０との間隔は略４５ｍｍとなるように支持脚の間隔が決められている。
ケース本体６の下面であって，放射器１０を取付けた位置からケース本体６の開口部との間には，ケース本体６内部と外部とを接続するアンテナ出力端子であるＦ型接栓座１１が設けられており，放射器１０を組付けた後に，この放射器１０の給電点１０ａと出力端子１１との間に，平衡線路１２，平衡不平衡変換部１３等を接続する。

次に，反射器２０を蓋体７に周知の組付け手段によって組付ける。そして，導波器２と放射器１０と出力端子１１との接続が完了したケース本体６の開口部を反射器２０が組み付けられた蓋体７で閉塞することによってアンテナ１は組付けが完了する。
尚，本発明の実施例においてはケース本体６に導波器２と放射器１０を備えさせる例を示したが，ケース本体６には導波器２を備え，放射器１０と反射器２０を蓋体７に組付けるようにしてもよい。この場合アンテナ出力端子１１は蓋体７側に備えさせれば良い。更に増幅部内蔵のアンテナにする場合は，この増幅部をアンテナの特性に影響のない場所に設置すればよい。また，アンテナ支柱や建造物に取付ける為の図には示されていないアンテナ支持具は，蓋体の後方に備えさせればよい。

以上本発明に係る第１実施例のアンテナによれば，反射器２０を放射器１０の外形より僅かに大きい形状で構成し，更にこの反射器には，受信する信号の偏波に直交する方向に長手方向を有する開口窓を所定数形成することによって，反射器２０の外形寸法が放射器１０とより僅かに大きい大きさであっても前後比を劣化させることがないのでアンテナの形状を小さくできばかりでなく，反射器２０に複数の開口窓が形成されることによって反射器２０自体の重量が軽くなると言った効果も有することとなり，この反射器を用いたアンテナは高い電気的特性を維持しつつ，小型化および軽量化を実現したアンテナを提供できる。
更に，この小型軽量化に伴い，設置場所の省スペース化が図られ，加えて高性能であることから，屋内であってもアンテナ支柱への取付けであっても，壁面やベランダ等への取付けであっても，何れの設置においても好適な汎用性の高いアンテナを提供できるのである。

（第２の実施例）
次に本発明に係るアンテナの第２の実施形態として図４から図７および図９を参照して説明する。図４は本発明に係るアンテナの第２実施例を示す概略の斜視図であり，（ａ）は正面（放射器）側から見た斜視図，（ｂ）は背面（反射器）側から見た斜視図である。本発明の第２の実施例のアンテナは図４に１００に示されている。この実施例によるアンテナは受信する電波の偏波方向に平行に短辺を有し，偏波方向に直交する方向に充分長い長辺を有する縦長のアンテナ構成をしており，放射器５０と反射器６０とから構成されている。

図４および図５に示されるように，放射器５０は水平方向に直交する方向に略平行配置される側辺５１ｂ，５１ｃと，該側片の上下両端側に前記側片を挟むように配設される上辺５１ｄおよび下辺５１ｅからなる縦長形状に形成された第１の放射素子５１と，その第１の放射素子５１のループ内部にあって，水平方向に直交する方向に略平行配置される側辺５２ｂ，５２ｃと，該側片の上下両端側に前記側片を挟むように配設される上辺５２ｄおよび下辺５２ｅからなる縦長形状に形成された第２の放射素子５２とを備え，第１の放射素子と第２の放射素子は夫々の側辺の略中央から放射器５０の中心に向かって対向するように突設され，その先端部に給電点５０ａ，５０ａを備える共通の中辺５０ｆによって接続されており，この第１の放射素子５１と第２の放射素子５２はそれぞれスケルトンスロットアンテナを多重に配置した構成となっている。

第１の放射素子５１の所定位置には放射素子の間を接続して短絡するための第１のショートバー５３が形成されている。本発明の第２の実施例における第１ショートバー５３は中辺５０ｆと略平行に側辺５１ｂと側辺５１ｃとの間を接続するように構成されており，中辺５０ｆを挟んで放射器の上下対称となる位置にそれぞれ配設（５３ｄ，５３ｅ）されている。この第１のショートバー５３は第１の放射素子の広帯域化を実現するためのものである。
また，第１の放射素子５１と第２の放射素子５２との間の所定位置には，第１の放射素子５１と第２の放射素子５２を接続して短絡するための第２のショートバー５４が形成されている。この第２のショートバーは第１の放射素子５１と第２の放射素子５２とが相互に干渉して特性が悪くなるのを防止するためのものである。
尚，本発明に係る第２の実施例における第１のショートバー５３と第２のショートバー５４は，放射器５０の構成に合わせて，必要とする電気的特性が得られる所定の位置に設ければよいのであるが，この実施例においては第１のショートバー５３と第２のショートバー５４は，それぞれ第２の放射素子５２の上辺５２ｄ，下辺５２ｅと重合される位置に配設されており，図には上下にそれぞれ一本ずつのショートバーとして示されている。
これによれば放射器５０の第１の放射素子５１は，線幅１５ｍｍの金属導体で側片５１ｂ（５１ｃ）の長さ（図におけるＨ１１）が略５６０ｍｍ，上辺（下辺）の長さ（図におけるＷ１１）が略１００ｍｍの矩形となるように形成されている。第２の放射素子５２は，線幅５ｍｍの金属導体で側片５２ｂ（５２ｃ）の長さが略３３０ｍｍ，上辺（下辺）の長さが略３０ｍｍの矩形となるように形成されている。第１の放射素子５１と第２の放射素子の左右方向の略２０ｍｍ離して配設されている。中辺５０ｆの突出寸法は略３０ｍｍ，幅略１０ｍｍであり，その先端部には給電点５０ａを有する。

次に反射器６０について説明する。本発明の第２の実施例に示される反射器６０は図４および図６に示されている。反射器６０の大きさは，前記放射器５０がなす平面の投影面の外形と同じか僅かに大きく形成した縦長の外形略四角形状に形成された第１の反射板６１と，該第１の反射器６１を挟んで両長辺側を夫々前記放射器５０方向に折曲部６０ｂ，６０ｃにおいて折り曲げ形成した第２の反射器６２，６２と，前記第１の反射器６１に複数形成された受信する電波の偏波方向に直交する方向（本発明の実施例では水平偏波の信号を受信するように構成されているので図に示される上下方向）に長手方向を有する開口窓６３（６３ａ，６３ｂ，・・・）から構成されている。本発明における開口窓６３は反射板の水平方向に７個平行配置したものを１組として，第１の反射器６１の上下方向に５組配列するように形成されている。

次にこの例に示される反射器６０の寸法について図７を用いて詳しく説明する。尚，図７（ａ）における第２の反射器６２は，以降の説明が明確になるように，第１の反射器６１と同一平面上になるように両側に開いた状態（折り曲げ形成する前の状態）で示されている。
第１の反射器６１は上述のように放射器５０がなす平面の投影面の外形（図に示すＨ１１×Ｗ１１）と同じか僅かに大きく形成されているのであるが，第２の反射器６２，６２を含めた寸法は次の条件に当てはまるように形成されている。即ち，第１の反射器６１の短辺（図７（ｂ）に示されるＷ２２）と第２の反射器６２の短辺（図７（ａ）に示されるＬ１５）の合計寸法（図に示す経路Ｒ２０の長さであり，第２の反射器６２の先端から先端までのコ字状に形成された反射器の寸法）が使用周波数における最大周波数の波長λ２に対して０．４５λ２から１．２λ２であるように構成されると共に，平行配置された１組の開口窓６３の配列方向の寸法であって，前記第２の反射器の短辺寸法（図におけるＬ１５）の合計と，前記折曲部６０ｂ，６０ｃと前記開口窓の内の最も外側に配置された前記開口窓（図における６２ａ，６２ｇ）の折曲部側に位置する長辺との間の寸法（図におけるＬ１３）の合計と，隣り合う開口窓の相対向する長辺の間の寸法（図におけるＬ１４）の合計と，全開口窓の全周の合計｛７×（２×Ｌ１＋２×Ｌ２）｝の略２分の１の寸法（７×Ｌ１＋７×Ｌ２）と，の総合計寸法（即ち，図における経路Ｒ１０の長さ）が使用周波数における最小周波数の波長λ１に対して０．４５λ１から１．２λ１となるように，前記開口窓６３の開口寸法が形成されている。
これによれば反射器６０は第１の反射器６１の大きさが略５６０×１００ｍｍであり，開口窓の開口寸法は９５×７ｍｍである。また第２の反射器６２の短辺の寸法は略４５ｍｍである。
尚，開口窓の開口寸法，開口窓の形成数は一例を示すものであり，必要とする電気的特性が得られるのであれば，特に実施例に示されるものに限定されるものではない。

ここで本発明に係るアンテナの反射器の効果について図９を用いて説明する。図９に示されるデータは反射器の形状を変化させたり，開口窓６３を備えたりしたときのデータ変化を示すものである。図９において反射器Ａで示されるのは，反射器の大きさが５６０×１９０ｍｍの，一般的にアンテナに使われる平板状（つまり，第２の反射器６２が第１の反射器６１と同一平面上になるように両側に開いた状態（折り曲げ形成する前の状態）であり，開口窓は形成されていない状態。この場合，経路Ｒ２０は直線となりその寸法は１９０ｍｍとなる。）である時のデータである。(即ち，反射器Ａ＝平板状)。
図９において反射板Ｂで示されるのは，平板状である反射板Ａの第１の反射器６１に当たる部分に，開口寸法が９５×７ｍｍである開口窓６３を，第１の反射板６１の水平方向に７個平行配置したものを１組として，第１の反射器６１の上下方向に５組配列した場合のデータである。この場合も経路Ｒ２０は直線となりその寸法は１９０ｍｍとなる。(即ち，反射器Ｂ＝平板状＋開口窓)。
図９において反射器Ｃで示されるのは，本発明に係る実施例に示される反射器であり，図７（ｂ）によく示されるように反射器６０は第１の反射器６１の両端側から第２の反射器６２を放射器方向に折り曲げ形成した断面略コ字状に形成されており，第１の反射器６１には上記開口窓６３が形成されている場合のデータである。この場合，経路Ｒ２０は直線ではなく，第１の反射器６１が１００ｍｍであり第２の反射器が４５ｍｍ×２であるから，そのコ字状の寸法は上記反射器Ａおよび反射器Ｂと同じ１９０ｍｍとなる。(即ち，反射器Ｃ＝コ字状＋開口窓)。

本発明の主たる目的はアンテナの小型化であるが，中でも反射器はアンテナを構成するエレメントの中でも最も大きくなるため，その反射器の形状を小型化することは，アンテナの形状を小さくする上で極めて重要である。しかしながら図９に示される反射器Ａのように平板状のままで形状を小さくしても電気的特性が十分な値が得られない。そこで次に，反射器Ａの大きさはそのままで，第１の反射器６１に当たる部分に本発明において示されている条件を満たす開口窓６３を形成した反射器Ｂを用いて電気的特性を測定すると，平板状の反射器Ａに比べて，動作利得においては高域の一部を除いて最大で約４ｄｂの改善が見られ，定在波比および前後比も高域を除いてほぼ全帯域で改善が見られる。半値角も低域の一部を除いてわずかに改善されており，平板状の反射器を小型に形成しても，本発明において示される条件で形成された開口窓を備えることによって良好な電気的特性が得られアンテナを小型にできることがわかる。
次に，反射器Ｂを本発明の実施例のように断面略コ字状に折り曲げ形成した反射器Ｃを用いて電気的特性を測定すると，動作利得においては高域ではわずかに利得が低下するものの，低域においては利得の改善が見られ，全帯域に亘って暗転した動作利得が得られている。前後比においては反射器Ｂより劣化するものの，反射器Ａに比較しても全帯域に渡って改善が見られる。定在波比および半値角においては反射器Ｂよりさらに改善されており，反射器の幅をさらに狭くすることができるのである。
つまり，本発明の実施例における反射器の幅，即ち，前記第１の反射器６１がなす投影面の外形の大きさは前記放射器がなす平面の投影面の外形と同じ１００ｍｍ程度であっても，電気的特性を劣化させることがないので，本発明のように構成することによって反射器を小型でスリムにでき，延いてはアンテナを小型でスリムに構成できるのである。

このように構成された放射器５０と反射器６０は図８（ａ）に示すように化粧ケース９９の内部に所定の間隔を保持して収納されてアンテナ１００が形成される。尚，アンテナ出力端子１０１は前記化粧ケース９９の底部から下方に突設するように構成すればすっきりとした配線が可能になる。そして，このアンテナを屋内で使用する場合は図８（ｂ）に示されるようにアンテナ下部を支えるアンテナ支持台１０２を備えることで自立させることができるし，図８（ｃ）に示されるようにアンテナ１００がアンテナ支持台１０２に対して回転可能になっておればアンテナ１００の方向調整が簡単にできる。尚，図に示される１０３は同軸ケーブルである。また図８（ｄ）に示されるように屋外に取付ける場合は，方向調整機構付のアンテナ取付金具１０４を備えさせればよい。そして，このアンテナ構成によれば断面形状が略正方形となるから，アンテナの前後に何も突出する部分がなくなり，屋内に設置しても場所を取らないし，ベランダに設置しても簡単に取付けができる。また，特に壁面１０５に取付ければ突設寸法が極めて小さいことから目立たずスッキリと設置ができる。図８（ｅ）は壁面に取付けたときのアンテナ１００の方向調整の状態を示す上面図である。
尚，本発明の実施例では放射器５０と反射器６０を構成する第２の反射器６２の先端との間隔は略３５ｍｍである。

以上本発明に係る第２実施例のアンテナによれば，反射器６０を放射器５０の外形と同じ大きさか僅かに大きい第１の反射器６１と，第１の反射器６１の両側から放射器５０方向に折り曲げ形成した第２の反射器６２とで構成し，前記第１の反射器には，受信する信号の偏波に直交する方向に長手方向を有する開口窓を所定数形成することによって，反射器６０の（投影面の）外形寸法が放射器５０と略同じ大きさであっても電気的特性を劣化させることがないのでアンテナの形状を小さくできばかりでなく，反射器６０に複数の開口窓が形成されることによって反射器６０の重量が軽くなると言った効果も有することとなり，スリムであっても高性能で小型・軽量化を実現したアンテナを提供できる。
更に，スリム化によってアンテナの全周に亘って不要に突設する部分がないので，設置場所の省スペース化が図られ，屋内であってもアンテナ支柱への取付けであっても，壁面やベランダ等への取付けであってもその設置場所を選ばない汎用性の高いアンテナを提供できるのである。

尚，本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく，化粧ケース内部に増幅器を内蔵するなど，本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各部の構成を適宜に変更して実施することも可能である。

本発明に係るアンテナの第１実施例を示す概略斜視図である。 （ａ）は図１に示されるアンテナを構成する反射器を拡大した正面図であり，（ｂ）は反射器と同じ倍率で示される放射器の正面図である。 第１実施例のアンテナの概略断面図である。 は本発明に係るアンテナの第２実施形態を示す概略斜視図であり，（ａ）は正面側から見た斜視図であり，（ｂ）は背面側から見た斜視図である。 は第２実施例のアンテナを構成する放射器の概略構成を示す正面図である。 はは第２実施例のアンテナを構成する反射器の拡大したものであり，（ａ）は正面図，（ｂ）は背面図，（ｃ）は右側面図，（ｄ）は上面図を示す。 （ａ）は反射器の一部を破断した背面部分拡大図であり，（ｂ）は上面拡大図である。 第２実施形態のアンテナの具体的な使用例を示す。 第２実施形態のアンテナにおいて，反射器の形状を変化させたときの電気的特性の変化のデータを示す。

符号の説明

１…アンテナ，２…導波器，２ｂ・２ｃ…側辺，２ｄ…上辺，２ｅ…下辺，２ｆ…中辺，５…化粧ケース，６…ケース本体，７…蓋体，１０…放射器，１０ａ…給電点，１０ｂ・１０ｃ…側辺，１０ｄ…上辺，１０ｅ…下辺，１０ｆ…中辺，２０…反射器，２１…反射板，２２…開口窓，５０…放射器，５０ａ…給電点，５０ｆ…中辺，５１…第１の放射器，５１ｂ・５１ｃ…側辺，５１ｄ…上辺，５１ｅ…下辺，５２…第２の放射器，５２ｂ・５２ｃ…側辺，５２ｄ…上辺，５２ｅ…下辺，５３…第１のショートバー，５４…第２のショートバー，６０…反射器，６０ｂ・６０ｃ…折曲部，６１…第１の反射器，６２…第２の反射器，６３…開口窓，９９…化粧ケース，１００…アンテナ，１０１…アンテナ出力端子，１０２…アンテナ支持台，１０３…同軸ケーブル，１０９…アンテナ取付金具。

Claims (10)

1. 少なくとも，放射器と反射器を備えるアンテナにおいて，
   前記反射器は板体で形成され，該板体には偏波の方向に対して直交する方向に長手方向を有する１または複数の開口窓を形成したことを特徴としたアンテナ。
   
2. 前記反射器は，偏波の方向に対して平行する線上に前記開口窓の長手方向の中心点を夫々一致させるように平行配置した複数の前記開口窓を備えたことを特徴とした請求項１に記載のアンテナ。
   
3. 前記反射器は，偏波の方向に対して平行する線上に平行配置した複数の前記開口窓を１組として，前記反射器の偏波の方向に対して直交する軸線上に所定間隔を有して複数組の開口窓を備えたことを特徴とした請求項２に記載のアンテナ。
   
4. 前記反射器の大きさは該反射器の偏波の方向に対して略直交する側辺と側辺の間隔が使用周波数における最大周波数の０．４５波長から１．２波長であると共に，平行配置された１組の開口窓の配列方向の寸法であって，前記反射器の偏波の方向に対して略直交する側辺と平行配置された複数の開口窓の内の最も外側に位置する開口窓の前記側辺側に位置する長辺との間の寸法の合計と，隣り合う開口窓の相対向する長片の間の寸法の合計と，全開口窓の全周の合計の略２分の１の寸法と，の総合計寸法が使用周波数における最小周波数の０．４５波長から１．２波長となるように，前記開口窓の開口寸法を形成してなることを特徴とした請求項２または請求項３に記載のアンテナ。
   
5. 前記放射器と前記反射器は，偏波の方向に対して平行する方向に短辺を有し，偏波面の方向に対して直交する方向に充分に長い長辺を有する外形略四角形状に構成されており，このうち前記反射器は，偏波の方向に対して直交する方向に充分に長い長辺を有する第１の反射器と，該第１の反射器を挟んで両長辺側を夫々前記放射器方向に折曲部において折り曲げ形成した第２の反射器と，前記第１の反射器に形成した前記開口窓からなることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載のアンテナ。
   
6. 前記放射器と前記反射器は，偏波の方向に対して平行する方向に短辺を有し，偏波面の方向に対して直交する方向に充分に長い長辺を有する外形略四角形状に構成されており，このうち前記反射器は，その両長辺側を前記放射器方向に向かって湾曲形成した第１の反射器と，該第１の反射器に形成した前記開口窓からなることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載のアンテナ。
   
7. 前記第１の反射器がなす投影面の外形の大きさは，前記放射器がなす平面の投影面の外形と同じか僅かに大きく形成したことを特徴とした請求項５または請求項６の何れか一項に記載のアンテナ。
   
8. 前記反射器の両長辺側の先端と導波器との間の寸法が使用周波数を代表する周波数の略０．０５から０．１波長となる位置に配設されたことを特徴とした請求項５から請求項７の何れか一項に記載のアンテナ。
   
9. 前記放射器はスケルトンスロットからなることを特徴とした請求項５から請求項８の何れか一項に記載のアンテナ。
   
10. 前記使用周波数はＵＨＦ帯であることを特徴とした請求項１から請求項９の何れか一項に記載のアンテナ。
    

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