八木形アンテナ
【課題】 小型の八木形アンテナを実現する。
【解決手段】 先端負荷４ｄを有する折り返しループアンテナからなる放射器４から所定距離だけ隔てて、放射器４とほぼ平行に反射器６を配置してある。放射器４の長さＬ１は、受信しようとする電波の波長の１／２よりも短い。反射器６は、その長さ方向の両端が放射器４側に折り曲げられた折り返し部６ａとされている。折り曲げ部６ａ間の長さＬ４が前記電波の波長の１／２よりも短い。
【解決手段】 先端負荷４ｄを有する折り返しループアンテナからなる放射器４から所定距離だけ隔てて、放射器４とほぼ平行に反射器６を配置してある。放射器４の長さＬ１は、受信しようとする電波の波長の１／２よりも短い。反射器６は、その長さ方向の両端が放射器４側に折り曲げられた折り返し部６ａとされている。折り曲げ部６ａ間の長さＬ４が前記電波の波長の１／２よりも短い。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、八木形アンテナに関し、特に、放射器と反射器とを備えたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、八木形アンテナとしては、例えば特許文献１に開示されているようなものがある。特許文献１の八木形アンテナは、放射器と、反射器とを備えている。反射器は板状である。放射器と反射器とは、所定の間隔を隔てて互いに平行に配置されている。反射器は、その高さ方向の両端部が放射器側にそれぞれ折り曲げられている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−４８０１４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の技術によれば、反射器の高さ方向の両端を折り曲げているので、八木形アンテナの高さ寸法を短くすることはできる。しかし、反射器の長さ寸法を短くすることはできない。また、放射器としては、通常のものを使用しているので、放射器も長さを短くすることはできない。
【０００５】
本発明は、長さ寸法を短くして小型化した八木形アンテナを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様の八木形アンテナは、放射器と反射器とを備えている。放射器は、先端負荷型の折り返しループアンテナからなっている。この折り返しループアンテナは、例えばプリント基板上に折り返しパターンを形成することによって形成することができるし、棒状とすることもできる。反射器は、放射器から所定距離だけ隔てて、前記反射器とほぼ平行に配置されている。反射器は、棒状のものとすることもできるし、板状のものとすることもできる。放射器の長さは、受信しようとする電波の波長の１／２よりも短い。反射器は、その長さ方向の両端が放射器側に折り曲げられており、その折り曲げ部間の長さが前記電波の波長の１／２よりも短い。
【０００７】
この八木形アンテナでは、放射器は、先端負荷型の折り返しループアンテナであるので、その長さは、受信しようとする電波の波長の１／２よりも短くできる。更に、反射器は、その両端が放射器側に折り曲げられているので、折り曲げ端部間の長さは、受信しようとする電波の波長の１／２よりも短くできる。このように、反射器及び放射器の長さを共に短くすることができるので、小型の八木形アンテナを実現することができる。
【０００８】
この八木形アンテナにおいて、放射器と反射器とは、１つの筐体内に収容することができる。上述したように、この八木形アンテナは、小型化されているので、１つの筐体に収容するのも容易である。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように、本発明による八木形アンテナによれば、反射器及び放射器の長さ寸法をそれぞれ短くすることによって小型化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の第１の実施態様の八木形アンテナ２は、例えばＵＨＦ帯の電波、具体的には例えばＲＦＩＤからの３００ＭＨｚ帯の３００乃至３２０ＭＨｚの電波を受信するためのものである。この八木形アンテナ２は、図１に示すように放射器４と反射器６とを備えている。
【００１１】
放射器４は、誘電体製の基板８の一方の表面にパターン９を形成したもので、図３に示すように、給電側の直線状素子４ａと、これに平行に間隔をおいて配置した直線状の折り返し素子４ｂとを有し、これら素子４ａ、４ｂの先端間を接続部４ｃ、４ｃによって接続した折り返しループアンテナにおいて、これら素子４ａ、４ｂの先端間にコ字状の先端負荷４ｄ、４ｄを設けたものである。先端負荷４ｄ、４ｄは、接続部４ｃ、４ｃのほぼ中間に、内側を向いて設けられている。この折り返しループアンテナの長さＬ１は、受信しようとする電波の中心周波数３１０ＭＨｚの波長λの１／２よりも短く、例えば３８０ｍｍである。また、先端負荷４ｄ、４ｄの長さＬ２は１２０ｍｍである。なお、素子４ａと先端負荷４ｄとの間隔Ｗ１、素子４ｂと先端負荷４ｄとの間隔Ｗ３及び先端負荷４ｄの幅Ｗ２は、それぞれ１５ｍｍである。素子４ａ、４ｂ、接続部４ｃ及び先端負荷４ｄの幅寸法ｄは、５ｍｍである。
【００１２】
反射器６は、例えば金属製の板状体で、その一表面が、放射器４が形成されているプリント基板８の面とほぼ平行になるように配置されている。反射器６と放射器４とは、図１に示すように所定距離Ｄ、例えば受信しようとする電波の中心周波数３１０ＭＨｚの波長λの１／４よりも短い、例えば１７０ｍｍの距離を隔てて位置している。この反射器６は、高さ寸法Ｈ１がプリント基板８の高さ寸法よりも大きく、例えば１１０ｍｍである。この反射器６は、全長が受信しようとする電波の中心周波数３１０ＭＨｚの波長λの１／２よりも若干長い、例えば５３０ｍｍとされ、その長さ方向の両端部が、放射器４側に所定長さ、例えば受信しようとする電波の中心周波数３１０ＭＨｚの波長λの１／１０よりも短い距離Ｌ３、例えば６０ｍｍ折り返されて、折り返し部６ａ、６ａとされている。この折り返し部６ａ、６ａ間の距離Ｌ４は、受信しようとする電波の中心周波数３１０ＭＨｚの波長λの１／２よりも短い、例えば４１０ｍｍとされている。
【００１３】
このように構成された放射器４及び反射器６は、図２に示すような細長い筐体１０内に全体が収容されている。この筐体１０は、例えば合成樹脂製である。
【００１４】
この八木形アンテナ２の周波数対利得、周波数対ＶＳＷＲ特性を図４に示す。また、この八木形アンテナ２の指向特性図を図５に示す。図４から、八木形アンテナ２では利得が約４乃至５ｄＢの利得があり、ＶＳＷＲが約１．８乃至２とほぼ一定であり、充分に実用となる。また、図５から、八木形アンテナ２では、単一指向性を示し、前後比が１５．２ｄＢあり、充分に実用となる。また、八木形アンテナ２では、その半値幅が７３．６度と比較的広い。
【００１５】
同じ周波数帯の放射器及び反射器によって構成された２素子の一般的な八木形アンテナでは、放射器の全長が約４６０ｍｍ、反射器の全長は約５００ｍｍ、反射器と放射器との間隔は約２６０ｍｍとなる。従って、八木形アンテナ２の方が、一般的な２素子の八木形アンテナよりも寸法を小さくすることができ、小型化することができる。
【００１６】
本発明の第２の実施形態の八木形アンテナの放射器４０のパターン９０を図６に示す。この八木形アンテナでは、放射器４０のパターン９０が異なる以外、第１の実施形態と同様に構成されている。パターン９０では、給電側素子４０ａと、これと間隔をおいて平行に配置された折り返し素子４０ｂとが設けられ、折り返し素子４０ｂを挟んで給電側素子４０ａと反対側において、折り返し素子４０ｂの両先端側に、折り返し素子４０ｂと平行に、コ字状の先端負荷４０ｄ、４０ｄが内側を向いて配置されている。これら先端側負荷４０ｄ、４０ｄは、長短２本の接続部４１ｃ、４２ｃを介して給電側素子４０ａの先端及び折り返し側素子４０ｂの先端に接続されている。この折り返しループアンテナの長さＬ１０は３５０ｍｍで、先端負荷４０ｄの長さＬ１２は１４０ｍｍで、先端負荷４０ｄの幅寸法Ｗ１０は１５ｍｍで、給電側素子４０ａと先端負荷４０ｄにおける給電側素子４０ａから最も離れた部分との距離Ｗ１１は５０ｍｍで、長短接続部４１ｃ、４２ｃ間の距離Ｌ１３、給電側素子４０ａと折り返し側素子４０ｂとの間隔Ｌ１４、先端負荷４０ｄの２本の平行な素子の間隔Ｌ１５は、それぞれ１５ｍｍで、素子４０ａ、４０ｂ、接続部４１ｃ、４２ｃ及び先端負荷４９ｄの幅寸法ｄは、５ｍｍである。
【００１７】
このパターン９０を使用した八木形アンテナにおいても、第１の実施形態の八木形アンテナと同様な特性が得られる。
【００１８】
上記の第１及び第２の実施形態では、放射器４、４０はプリント基板８上に構成したが、プリント基板８を用いずに、例えば金属パイプ等を用いて、放射器４を構成することもできる。また、反射器６は、金属製の平板状のものを使用したが、これに代えて、金属パイプを使用することもできる。また、反射器６は、平板状部の両端部のみを折り返したが、反射器６をＶ字状に構成し、その両端を放射器４側に折り返してもよい。なお、上記の第１及び第２の実施形態では、折り返し部６ａ、６ｂは、反射器６に対して９０度をなすように折り返したが、これに限らず１８０度以外の角度、例えば３０度、６０度、１２０度、１５０度等にすることもできる。また、上記の第１及び第２の実施形態では、放射器４、４０と反射器６とによって八木形アンテナ２を構成したが、これに導波器を加えて、三素子以上の八木形アンテナとすることもできる。この場合、導波器も先端負荷を設けて、その長さを短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態の八木形アンテナの斜視図である。
【図２】図１の八木形アンテナを筐体に収容した状態の斜視図である。
【図３】図１の八木形アンテナの放射器を示す図である。
【図４】図１の八木形アンテナの利得対周波数特性及びＶＳＷＲ対周波数特性を示す図である。
【図５】図１の八木形アンテナの指向特性図である。
【図６】本発明の第２の実施形態の八木形アンテナの放射器を示す図である。
【符号の説明】
【００２０】
２ 八木形アンテナ
４ ４０ 放射器
４ｄ ４０ｄ、 先端負荷
６ 反射器
６ａ 折り返し部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、八木形アンテナに関し、特に、放射器と反射器とを備えたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、八木形アンテナとしては、例えば特許文献１に開示されているようなものがある。特許文献１の八木形アンテナは、放射器と、反射器とを備えている。反射器は板状である。放射器と反射器とは、所定の間隔を隔てて互いに平行に配置されている。反射器は、その高さ方向の両端部が放射器側にそれぞれ折り曲げられている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−４８０１４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の技術によれば、反射器の高さ方向の両端を折り曲げているので、八木形アンテナの高さ寸法を短くすることはできる。しかし、反射器の長さ寸法を短くすることはできない。また、放射器としては、通常のものを使用しているので、放射器も長さを短くすることはできない。
【０００５】
本発明は、長さ寸法を短くして小型化した八木形アンテナを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様の八木形アンテナは、放射器と反射器とを備えている。放射器は、先端負荷型の折り返しループアンテナからなっている。この折り返しループアンテナは、例えばプリント基板上に折り返しパターンを形成することによって形成することができるし、棒状とすることもできる。反射器は、放射器から所定距離だけ隔てて、前記反射器とほぼ平行に配置されている。反射器は、棒状のものとすることもできるし、板状のものとすることもできる。放射器の長さは、受信しようとする電波の波長の１／２よりも短い。反射器は、その長さ方向の両端が放射器側に折り曲げられており、その折り曲げ部間の長さが前記電波の波長の１／２よりも短い。
【０００７】
この八木形アンテナでは、放射器は、先端負荷型の折り返しループアンテナであるので、その長さは、受信しようとする電波の波長の１／２よりも短くできる。更に、反射器は、その両端が放射器側に折り曲げられているので、折り曲げ端部間の長さは、受信しようとする電波の波長の１／２よりも短くできる。このように、反射器及び放射器の長さを共に短くすることができるので、小型の八木形アンテナを実現することができる。
【０００８】
この八木形アンテナにおいて、放射器と反射器とは、１つの筐体内に収容することができる。上述したように、この八木形アンテナは、小型化されているので、１つの筐体に収容するのも容易である。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように、本発明による八木形アンテナによれば、反射器及び放射器の長さ寸法をそれぞれ短くすることによって小型化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の第１の実施態様の八木形アンテナ２は、例えばＵＨＦ帯の電波、具体的には例えばＲＦＩＤからの３００ＭＨｚ帯の３００乃至３２０ＭＨｚの電波を受信するためのものである。この八木形アンテナ２は、図１に示すように放射器４と反射器６とを備えている。
【００１１】
放射器４は、誘電体製の基板８の一方の表面にパターン９を形成したもので、図３に示すように、給電側の直線状素子４ａと、これに平行に間隔をおいて配置した直線状の折り返し素子４ｂとを有し、これら素子４ａ、４ｂの先端間を接続部４ｃ、４ｃによって接続した折り返しループアンテナにおいて、これら素子４ａ、４ｂの先端間にコ字状の先端負荷４ｄ、４ｄを設けたものである。先端負荷４ｄ、４ｄは、接続部４ｃ、４ｃのほぼ中間に、内側を向いて設けられている。この折り返しループアンテナの長さＬ１は、受信しようとする電波の中心周波数３１０ＭＨｚの波長λの１／２よりも短く、例えば３８０ｍｍである。また、先端負荷４ｄ、４ｄの長さＬ２は１２０ｍｍである。なお、素子４ａと先端負荷４ｄとの間隔Ｗ１、素子４ｂと先端負荷４ｄとの間隔Ｗ３及び先端負荷４ｄの幅Ｗ２は、それぞれ１５ｍｍである。素子４ａ、４ｂ、接続部４ｃ及び先端負荷４ｄの幅寸法ｄは、５ｍｍである。
【００１２】
反射器６は、例えば金属製の板状体で、その一表面が、放射器４が形成されているプリント基板８の面とほぼ平行になるように配置されている。反射器６と放射器４とは、図１に示すように所定距離Ｄ、例えば受信しようとする電波の中心周波数３１０ＭＨｚの波長λの１／４よりも短い、例えば１７０ｍｍの距離を隔てて位置している。この反射器６は、高さ寸法Ｈ１がプリント基板８の高さ寸法よりも大きく、例えば１１０ｍｍである。この反射器６は、全長が受信しようとする電波の中心周波数３１０ＭＨｚの波長λの１／２よりも若干長い、例えば５３０ｍｍとされ、その長さ方向の両端部が、放射器４側に所定長さ、例えば受信しようとする電波の中心周波数３１０ＭＨｚの波長λの１／１０よりも短い距離Ｌ３、例えば６０ｍｍ折り返されて、折り返し部６ａ、６ａとされている。この折り返し部６ａ、６ａ間の距離Ｌ４は、受信しようとする電波の中心周波数３１０ＭＨｚの波長λの１／２よりも短い、例えば４１０ｍｍとされている。
【００１３】
このように構成された放射器４及び反射器６は、図２に示すような細長い筐体１０内に全体が収容されている。この筐体１０は、例えば合成樹脂製である。
【００１４】
この八木形アンテナ２の周波数対利得、周波数対ＶＳＷＲ特性を図４に示す。また、この八木形アンテナ２の指向特性図を図５に示す。図４から、八木形アンテナ２では利得が約４乃至５ｄＢの利得があり、ＶＳＷＲが約１．８乃至２とほぼ一定であり、充分に実用となる。また、図５から、八木形アンテナ２では、単一指向性を示し、前後比が１５．２ｄＢあり、充分に実用となる。また、八木形アンテナ２では、その半値幅が７３．６度と比較的広い。
【００１５】
同じ周波数帯の放射器及び反射器によって構成された２素子の一般的な八木形アンテナでは、放射器の全長が約４６０ｍｍ、反射器の全長は約５００ｍｍ、反射器と放射器との間隔は約２６０ｍｍとなる。従って、八木形アンテナ２の方が、一般的な２素子の八木形アンテナよりも寸法を小さくすることができ、小型化することができる。
【００１６】
本発明の第２の実施形態の八木形アンテナの放射器４０のパターン９０を図６に示す。この八木形アンテナでは、放射器４０のパターン９０が異なる以外、第１の実施形態と同様に構成されている。パターン９０では、給電側素子４０ａと、これと間隔をおいて平行に配置された折り返し素子４０ｂとが設けられ、折り返し素子４０ｂを挟んで給電側素子４０ａと反対側において、折り返し素子４０ｂの両先端側に、折り返し素子４０ｂと平行に、コ字状の先端負荷４０ｄ、４０ｄが内側を向いて配置されている。これら先端側負荷４０ｄ、４０ｄは、長短２本の接続部４１ｃ、４２ｃを介して給電側素子４０ａの先端及び折り返し側素子４０ｂの先端に接続されている。この折り返しループアンテナの長さＬ１０は３５０ｍｍで、先端負荷４０ｄの長さＬ１２は１４０ｍｍで、先端負荷４０ｄの幅寸法Ｗ１０は１５ｍｍで、給電側素子４０ａと先端負荷４０ｄにおける給電側素子４０ａから最も離れた部分との距離Ｗ１１は５０ｍｍで、長短接続部４１ｃ、４２ｃ間の距離Ｌ１３、給電側素子４０ａと折り返し側素子４０ｂとの間隔Ｌ１４、先端負荷４０ｄの２本の平行な素子の間隔Ｌ１５は、それぞれ１５ｍｍで、素子４０ａ、４０ｂ、接続部４１ｃ、４２ｃ及び先端負荷４９ｄの幅寸法ｄは、５ｍｍである。
【００１７】
このパターン９０を使用した八木形アンテナにおいても、第１の実施形態の八木形アンテナと同様な特性が得られる。
【００１８】
上記の第１及び第２の実施形態では、放射器４、４０はプリント基板８上に構成したが、プリント基板８を用いずに、例えば金属パイプ等を用いて、放射器４を構成することもできる。また、反射器６は、金属製の平板状のものを使用したが、これに代えて、金属パイプを使用することもできる。また、反射器６は、平板状部の両端部のみを折り返したが、反射器６をＶ字状に構成し、その両端を放射器４側に折り返してもよい。なお、上記の第１及び第２の実施形態では、折り返し部６ａ、６ｂは、反射器６に対して９０度をなすように折り返したが、これに限らず１８０度以外の角度、例えば３０度、６０度、１２０度、１５０度等にすることもできる。また、上記の第１及び第２の実施形態では、放射器４、４０と反射器６とによって八木形アンテナ２を構成したが、これに導波器を加えて、三素子以上の八木形アンテナとすることもできる。この場合、導波器も先端負荷を設けて、その長さを短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態の八木形アンテナの斜視図である。
【図２】図１の八木形アンテナを筐体に収容した状態の斜視図である。
【図３】図１の八木形アンテナの放射器を示す図である。
【図４】図１の八木形アンテナの利得対周波数特性及びＶＳＷＲ対周波数特性を示す図である。
【図５】図１の八木形アンテナの指向特性図である。
【図６】本発明の第２の実施形態の八木形アンテナの放射器を示す図である。
【符号の説明】
【００２０】
２ 八木形アンテナ
４ ４０ 放射器
４ｄ ４０ｄ、 先端負荷
６ 反射器
６ａ 折り返し部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端負荷型の折り返しループアンテナからなる放射器と、
この放射器から所定距離だけ隔てて、前記放射器とほぼ平行に配置された反射器とを、
具備し、前記放射器の長さは、受信しようとする電波の波長の１／２よりも短く、前記反射器は、その長さ方向の両端が前記放射器側に折り曲げられており、その折り曲げ部間の長さが前記電波の波長の１／２よりも短い八木形アンテナ。
【請求項２】
請求項１記載の八木形アンテナにおいて、前記放射器と前記反射器とが、１つの筐体内に収容されている八木形アンテナ。
【請求項１】
先端負荷型の折り返しループアンテナからなる放射器と、
この放射器から所定距離だけ隔てて、前記放射器とほぼ平行に配置された反射器とを、
具備し、前記放射器の長さは、受信しようとする電波の波長の１／２よりも短く、前記反射器は、その長さ方向の両端が前記放射器側に折り曲げられており、その折り曲げ部間の長さが前記電波の波長の１／２よりも短い八木形アンテナ。
【請求項２】
請求項１記載の八木形アンテナにおいて、前記放射器と前記反射器とが、１つの筐体内に収容されている八木形アンテナ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−１６４６０（Ｐ２０１０−１６４６０Ａ）
【公開日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１７２３３７（Ｐ２００８−１７２３３７）
【出願日】平成２０年７月１日（２００８．７．１）
【出願人】（０００１０９６６８）ＤＸアンテナ株式会社 (394)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月１日（２００８．７．１）
【出願人】（０００１０９６６８）ＤＸアンテナ株式会社 (394)
【Ｆターム（参考）】
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