反射板付きアンテナ
【課題】単体指向性におけるメインローブの裾部分の広がりを抑制することができる反射板付きアンテナを提供する。
【解決手段】ループアンテナ１０の反射板１４は、所定の幅を有する主反射板１４ａと、主反射板１４ａの幅方向両端部において主反射板１４ａに垂直な面Ｓに対して所定の傾斜角度φで互いに離反するように斜め前方へ延びる一対の副反射板１４ｂとを備える。主反射板１４ａの幅Ｗは、設計中心周波数の波長λに対して１．４４λ〜１．８８λの長さ範囲に設定され、副反射板１４ｂの傾斜角度φは、３０〜４５°の角度範囲に設定される。
【解決手段】ループアンテナ１０の反射板１４は、所定の幅を有する主反射板１４ａと、主反射板１４ａの幅方向両端部において主反射板１４ａに垂直な面Ｓに対して所定の傾斜角度φで互いに離反するように斜め前方へ延びる一対の副反射板１４ｂとを備える。主反射板１４ａの幅Ｗは、設計中心周波数の波長λに対して１．４４λ〜１．８８λの長さ範囲に設定され、副反射板１４ｂの傾斜角度φは、３０〜４５°の角度範囲に設定される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＵＨＦ帯の放送電波を送信する反射板付きアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、放送電波を送信するアンテナとして、双ループアンテナやダイポールアンテナ等が知られている。一般にこれらのアンテナは、指向性利得を高めるためにループ素子やダイポール素子等のアンテナ素子を反射板に取り付けて使用される（例えば特許文献１及び２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１５２４２４号公報
【特許文献２】特開２００３−３１８６３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記の反射板付きアンテナでは、その単体指向性においてメインローブの裾部分の広がりを抑制することができないため、サービスエリアの干渉が起こるという問題があった。
本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、単体指向性におけるメインローブの裾部分の広がりを抑制することができる反射板付きアンテナを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１）本発明の反射板付きアンテナは、アンテナ素子が反射板の前方に所定間隔をあけて配置された反射板付きアンテナであって、前記反射板は、所定の幅を有する主反射板と、前記主反射板の幅方向両端部において当該主反射板に垂直な面に対して所定の傾斜角度で互いに離反するように斜め前方へ延びる一対の副反射板とを有し、前記主反射板の幅が、設計中心周波数の波長λに対して１．４４λ〜１．８８λの長さ範囲に設定され、前記副反射板の傾斜角度が、３０〜４５°の角度範囲に設定されていることを特徴とする。
【０００６】
本発明によれば、主反射板の幅を周波数帯域の設計周波数の波長λに対して１．４４λ〜１．８８λの長さ範囲に設定するとともに、副反射板の傾斜角度を３０〜４５°の角度範囲に設定したので、反射板付きアンテナの単体指向性においてメインローブの裾部分の広がりを抑制することができる。
【０００７】
（２）また、前記主反射板の幅は、１．４４λ〜１．６１λの長さ範囲に設定されていることが好ましい。この場合は、反射板付きアンテナの単体指向性において、サービスエリアを狭くすることなくメインローブの左右６０〜９０°方向の裾部分の広がりを抑制することができる。
【０００８】
（３）また、前記副反射板の傾斜角度は、３１〜４１°の角度範囲に設定されていることが好ましい。この場合は、反射板付きアンテナの単体指向性において、ループアンテナの取付位置が制限されることなくメインローブの左右６０〜９０°方向の裾部分の広がりを抑制することができる。
【０００９】
（４）また、前記主反射板の幅は、１．７５λ〜１．８８λの長さ範囲に設定されていることが好ましい。この場合は、反射板付きアンテナの４面合成指向性のリップルを抑制することができる。また、反射板付きアンテナを増加することなく前記リップルを抑制することができるため、反射板付きアンテナの製造コストを抑制することができるとともに、鉄塔等の反射板付きアンテナの取り付け部において荷重負荷が増大するのを抑制することができる。
【００１０】
（５）また、前記副反射板の前方側端部は、前記アンテナ素子よりも前方に突出していることが好ましい。この場合は、反射板付きアンテナの単体指向性において、メインローブの裾部分の広がりを効果的に抑制することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、反射板付きアンテナの単体指向性においてメインローブの裾部分の広がりを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るループアンテナが搭載された鉄塔の正面図である。
【図２】ループアンテナの正面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】ループ素子から放射される放射ビームを示す概略説明図である。
【図５】上記ループアンテナと主反射板の幅を１．４０λに設定したループアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。
【図６】上記ループアンテナと主反射板の幅を１．４４λに設定したループアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。
【図７】上記ループアンテナと主反射板の幅を１．６１λに設定したループアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。
【図８】上記ループアンテナと主反射板の幅を１．７４λに設定したループアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。
【図９】上記ループアンテナと副反射板の傾斜角度を２９°に設定したループアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。
【図１０】上記ループアンテナと副反射板の傾斜角度を３１°に設定したループアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。
【図１１】上記ループアンテナと副反射板の傾斜角度を４１°に設定したループアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。
【図１２】上記ループアンテナと、副反射板の傾斜角度を４３°に設定したループアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。
【図１３】上記ループアンテナと副反射板の前方側端部をループ素子よりも後方に位置させたループアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態に係るダイポールアンテナの正面図である。
【図１５】図１４のＢ−Ｂ断面図である。
【図１６】上記ダイポールアンテナと主反射板の幅を１．８８λに設定したダイポールアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。
【図１７】上記ダイポールアンテナと主反射板の幅を１．９４λに設定したダイポールアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。
【図１８】上記ダイポールアンテナと副反射板の傾斜角度を３０°に設定したダイポールアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。
【図１９】上記ダイポールアンテナと副反射板の傾斜角度を４５°に設定したダイポールアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。
【図２０】上記ダイポールアンテナと副反射板の傾斜角度を５２°に設定したダイポールアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。
【図２１】上記ダイポールアンテナと副反射板の前方側端部をダイポール素子よりも後方に位置させたダイポールアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。
【図２２】上記ダイポールアンテナと主反射板の幅を１．６８λに設定したダイポールアンテナとを比較した４面合成指向性を示す図である。
【図２３】上記ダイポールアンテナと主反射板の幅を１．７５λに設定したダイポールアンテナとを比較した４面合成指向性を示す図である。
【図２４】上記ダイポールアンテナと主反射板の幅を１．８８λに設定したダイポールアンテナとを比較した４面合成指向性を示す図である。
【図２５】上記ダイポールアンテナと主反射板の幅を１．９４λに設定したダイポールアンテナとを比較した４面合成指向性を示す図である。
【図２６】上記ダイポールアンテナと副反射板の傾斜角度を２２°に設定したダイポールアンテナとを比較した４面合成指向性を示す図である。
【図２７】上記ダイポールアンテナと副反射板の傾斜角度を３０°に設定したダイポールアンテナとを比較した４面合成指向性を示す図である。
【図２８】上記ダイポールアンテナと副反射板の傾斜角度を４５°に設定したダイポールアンテナとを比較した４面合成指向性を示す図である。
【図２９】上記ダイポールアンテナと副反射板の傾斜角度を５２°に設定したダイポールアンテナとを比較した４面合成指向性を示す図である。
【図３０】上記ダイポールアンテナと副反射板の前方側端部をダイポール素子よりも後方に位置させたダイポールアンテナとを比較した４面合成指向性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔第１の実施形態〕
図１は本発明の第１の実施形態に係る反射板付きアンテナが搭載された鉄塔１の正面図である。図１に示すように、この鉄塔１は、鉄骨製のトラス構造物であり、例えば、給電設備を有する建物２の天井部分に立設されている。この鉄塔１は、下から順に、第１トラス部３、第２トラス部４、第３トラス部５、及び支柱６を備えている。第３トラス部５には、反射板付きアンテナであるループアンテナ１０が取り付けられている。また、支柱６には、ターンスタイルアンテナ３等の無指向性の送信アンテナ７が取り付けられている。
【００１４】
ループアンテナ１０は、ＵＨＦ帯（４０ｃｈ）の放送電波を送信する４Ｌ双ループアンテナであり、第３トラス部５の周囲において９０°間隔で４面配置されている。図２はループアンテナの正面図であり、図３は図２のＡ−Ａ断面図である。図２及び図３において、ループアンテナ１０は、アンテナ素子であるループ素子１１と、ループ素子１１に電力を供給する給電部１２と、給電部１２からループ素子１１側に向けて延びる給電線路１３と、ループ素子１１が前方（図３の上方）に所定間隔をあけて配置された反射板１４と、この反射板１４にループ素子１１を支持する支持器１５と、ループ素子１１を覆うカバー１６とを備えている。
【００１５】
ループ素子１１は、金属板によりループ状に形成されている。給電部１２は、金属棒からなり、一端部は反射板１４に固定され、他端部は給電線路１３に接続されている。各給電線路１３は、一対の金属板からなり、ループ素子１１に接続されている。これにより、給電部１２は、給電線路１３を介してループ素子１１に電力を供給することができる。
【００１６】
図３において、反射板１４は、所定の幅Ｗを有する主反射板１４ａと、この主反射板１４ａの幅方向両端部において斜め前方に延びる副反射板１４ｂとによって構成されている。主反射板１４ａは金属板により形成されており、その幅Ｗは設計中心周波数の波長λに対して１．４４λ〜１．６１λの長さ範囲に設定されている。本実施形態では、設計中心周波数は６３５ＭＨｚ、波長λは４７２ｍｍであり、上記幅Ｗは７０８ｍｍ（＝１．５０λ）に設定されている。主反射板１４ａの前面の幅方向両端部にはそれぞれ一対の調整板１４ｃが立設されている。
【００１７】
一対の副反射板１４ｂは、主反射板１４ａに垂直な面である仮想垂直面Ｓに対して所定の傾斜角度φで、互いに離反するように斜め前方へ延びている。この傾斜角度φは、３１〜４１°の角度範囲に設定されており、本実施形態では３５°に設定されている。また、各副反射板１４ｂの前方側端部１４ｂ１は、ループ素子１１よりも前方に突出している。本実施形態では、各副反射板１４ｂの長さＬは２１０ｍｍに設定されており、前記前方側端部１４ｂ１はループ素子１１よりも前方に３０ｍｍ突出している。
【００１８】
図４はループ素子１１から放射される放射ビームを示す概略説明図である。図４において、ループ素子１１から所定の方位角θの方向へ放射される放射ビームには、ループ素子１１から前方へ直接放射される第１ビームＢ１と、ループ素子１１から後方に放射されて主反射板１４ａにより反射される第２ビームＢ２と、ループ素子１１から後方に放射されて副反射板１４ｂにより反射される第３ビームＢ３とがある。
【００１９】
第１ビームＢ１〜第３ビームＢ３を合成した合成レベルは、第１ビームＢ１と第２ビームＢ２との光路差、及び第１ビームＢ１と第３ビームＢ３との光路差等から演算により求めることができる。このうち、第１ビームＢ１と第３ビームＢ３との光路差は、主反射板１４ａの幅Ｗと副反射板１４ｂの傾斜角度φをパラメータとして算出することができる（図３参照）。したがって、上記幅Ｗ及び傾斜角度φを適宜設定することにより、ループアンテナ１０の指向性を調整することができる。
【００２０】
［ループアンテナの指向性］
図５〜図１３は、本実施形態のループアンテナと、主反射板の幅Ｗ又は副反射板の傾斜角度φ若しくは長さＬを変更したループアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。以下、各図について詳しく説明する。
【００２１】
図５は、本実施形態のループアンテナと、比較例として主反射板の幅Ｗを１．４０λに設定したループアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。この比較例のループアンテナは、本実施形態のループアンテナよりもメインローブの左右６０〜９０°（６０〜９０°及び２７０〜３００°）方向の裾部分が広がっている。
【００２２】
図６は、本実施形態のループアンテナと、本発明の変形例として主反射板の幅Ｗを１．４４λに設定したループアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。図６の変形例のループアンテナは、図５の比較例のループアンテナよりも前記裾部分の広がりが抑制されている。具体的には、図６の変形例のループアンテナはメインローブの左右７０°（７０°及び２９０°）方向のレベルが−２０ｄＢ未満であるのに対して、図５の比較例のループアンテナはメインローブの左右７０°方向のレベルが−２０ｄＢ以上であり、図６の変形例のループアンテナは、図５の比較例のループアンテナよりも前記裾部分の広がりが抑制されている。図５及び図６より、本実施形態のループアンテナは、主反射板の幅Ｗが１．４４λ以上であれば、メインローブの左右６０〜９０°方向の裾部分の広がりが抑制されることが分かる。
【００２３】
図７は、本実施形態のループアンテナと、本発明の変形例として主反射板の幅Ｗを１．６１λに設定したループアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。この変形例のループアンテナは、本実施形態のループアンテナよりもメインローブの左右６０〜９０°方向の裾部分の広がりが抑制されている。
【００２４】
図８は、本実施形態のループアンテナと、本発明の変形例として主反射板の幅Ｗを１．７４λに設定したループアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。図８の変形例と図７の変形例とを比較すると、図７の変形例のループアンテナはメインローブの左右４５°（４５°及び３１５°）方向のレベルが−７ｄＢ以上であるのに対して、図８の変形例のループアンテナはメインローブの左右４５°方向のレベルが−７ｄＢ未満となっている。メインローブの左右４５°方向のレベルが−７ｄＢ未満になった場合、単体のループアンテナではメインローブが細くなり、サービスエリアが狭くなるという問題が生じる。したがって、図７及び図８より、本実施形態のループアンテナは、主反射板の幅Ｗが１．６６λ以下であれば、サービスエリアを狭くすることなくメインローブの左右６０〜９０°方向の裾部分の広がりが抑制されることが分かる。
【００２５】
図９は、本実施形態のループアンテナと、比較例として副反射板の傾斜角度φを２９°に設定したループアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。この比較例のループアンテナは、本実施形態のループアンテナよりもメインローブの左右６０〜９０°方向の裾部分が広がっている。
【００２６】
図１０は、本実施形態のループアンテナと、本発明の変形例として副反射板の傾斜角度φを３１°に設定したループアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。図１０の変形例のループアンテナは、図９の比較例のループアンテナよりも前記裾部分の広がりが抑制されている。具体的には、図１０の変形例のループアンテナはメインローブの左右７０°方向のレベルが−２０ｄＢ未満であるのに対して、図９の比較例のループアンテナはメインローブの左右７０°方向のレベルが−２０ｄＢ以上であり、図１０の変形例のループアンテナは、図９の比較例のループアンテナよりも前記裾部分の広がりが抑制されている。図９及び図１０より、本実施形態のループアンテナは、副反射板の傾斜角度φが３１°以上であれば、メインローブの左右６０〜９０°方向の裾部分の広がりが抑制されることが分かる。
【００２７】
図１１は、本実施形態のループアンテナと、本発明の変形例として副反射板の傾斜角度φを４１°に設定したループアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。この変形例のループアンテナは、本実施形態のループアンテナよりもメインローブの左右６０〜９０°方向の裾部分の広がりが抑制されている。
【００２８】
図１２は、本実施形態のループアンテナと、本発明の変形例として副反射板の傾斜角度φを４３°に設定したループアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。図１２の変形例のループアンテナは、図１１の変形例のループアンテナと同程度の性能を有しているが、副反射板の傾斜角度φが大きくなるため、ループアンテナを鉄塔に４面配置する際に、隣接するループアンテナの副反射板同士が干渉し易くなり、ループアンテナの取り付け位置が制限されるという問題が生じる。したがって、図１１及び図１２より、本実施形態のループアンテナは、副反射板の傾斜角度φが４１°以下であれば、その取付位置が制限されることなくメインローブの左右６０〜９０°方向の裾部分の広がりが抑制されることが分かる。
【００２９】
図１３は、本実施形態のループアンテナと、比較例として副反射板の長さＬを１２０ｍｍに設定し、その前方側端部をループ素子よりも４０ｍｍ後方に位置させたループアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。本実施形態のループアンテナは、比較例のループアンテナよりもメインローブの左右７０°方向のレベルが−２０ｄＢ以上であり、裾部分の広がりが抑制されている。これにより、副反射板の前方側端部をループ素子よりも前方に突出させたループアンテナは、ループ素子よりも後方に位置するループアンテナよりも前記裾部分の広がりが抑制されることが分かる。
【００３０】
〔第２の実施形態〕
図１４は本発明の第２の実施形態に係る反射板付きアンテナであるダイポールアンテナを示す正面図であり、図１５は図１４のＢ−Ｂ断面図である。このダイポールアンテナ２０は、ＵＨＦ帯（１４ｃｈ）の放送電波を送信する４ダイポールアンテナであり、ループアンテナ１０と同様に、鉄塔１の第３トラス部５の周囲において９０°間隔で４面配置されている。ダイポールアンテナ２０は、アンテナ素子である２対のダイポール素子２１と、ダイポール素子２１に電力を供給する給電部２２と、給電部２２からダイポール素子２１側に向けて延びる給電線路２３と、ダイポール素子２１が前方（図１５の上方）に所定間隔をあけて配置された反射板２４と、この反射板２４にダイポール素子２１を支持する支持器２５と、ダイポール素子２１を覆うカバー２６とを備えている。
【００３１】
図１５において、反射板２４は、所定の幅Ｗを有する主反射板２４ａと、この主反射板２４ａの幅方向両端部において斜め前方に延びる副反射板２４ｂとによって構成されている。主反射板２４ａは金属板により形成されており、その幅Ｗは設計中心周波数の波長λに対して１．７５λ〜１．８８λの長さ範囲に設定されている。本実施形態では、設計中心周波数は４７９ＭＨｚ、波長λは６２６ｍｍであり、上記幅Ｗは１１３９ｍｍ（≒１．８２λ）に設定されている。主反射板２４ａの前面の幅方向両端部には一対の調整板２４ｃが立設されている。
【００３２】
一対の副反射板２４ｂは、主反射板２４ａに垂直な面である仮想垂直面Ｓに対して所定の傾斜角度φで、互いに離反するように斜め前方へ延びている。この傾斜角度φは、３０〜４５°の角度範囲に設定されており、本実施形態では３７°に設定されている。また、各副反射板２４ｂの前方側端部２４ｂ１は、ダイポール素子２１よりも前方に突出している。本実施形態では、各副反射板２４ｂの長さＬは３００ｍｍに設定されており、前記前方側端部２４ｂ１はダイポール素子２１よりも前方に９４ｍｍ突出している。本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、上記幅Ｗ及び傾斜角度φを適宜設定することにより、ダイポールアンテナ２０の指向性を調整することができる。
【００３３】
［ダイポールアンテナの指向性］
図１６〜図２４は、本実施形態のダイポールアンテナと、主反射板の幅Ｗ又は副反射板の傾斜角度φ若しくは長さＬを変更したダイポールアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。以下、各図について詳しく説明する。
【００３４】
図１６は、本実施形態のダイポールアンテナと、本発明の変形例として主反射板の幅Ｗを１．８８λに設定したダイポールアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。図１７は、本実施形態のダイポールアンテナと、比較例として主反射板の幅Ｗを１．９４λに設定したダイポールアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。図１６の変形例と図１７の比較例とを比較すると、図１６の変形例のダイポールアンテナは、図１７の比較例のダイポールアンテナよりもメインローブの裾部分の広がりが抑制されている。図１６及び図１７より、本発明の反射板付きアンテナは、主反射板の幅Ｗが１．８８λ以下であれば、メインローブの裾部分の広がりが抑制されることが分かる。
【００３５】
図１８は、本実施形態のダイポールアンテナと、本発明の変形例として副反射板の傾斜角度φを３０°に設定したダイポールアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。変形例のダイポールアンテナは、本実施形態のダイポールアンテナよりもメインローブの裾部分の広がりが抑制されている。上述の図９及び図１８より、本発明の反射板付きアンテナは、副反射板の傾斜角度φが３０°以上であれば、メインローブの裾部分の広がりが抑制されることが分かる。
【００３６】
図１９は、本実施形態のダイポールアンテナと、本発明の変形例として副反射板の傾斜角度φを４５°に設定したダイポールアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。図２０は、本実施形態のダイポールアンテナと、比較例として副反射板の傾斜角度φを５２°に設定したダイポールアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。図１９の変形例と図２０の比較例とを比較すると、図１９の変形例のダイポールアンテナは、図２０の比較例のダイポールアンテナよりもメインローブの裾部分の広がりが抑制されている。図１９及び図２０より、本発明の反射板付きアンテナは、副反射板の傾斜角度φが４５°以下であれば、メインローブの裾部分の広がりが抑制されることが分かる。
【００３７】
図５、図６、図９、図１６〜図２０より、本発明の反射板付きアンテナは、主反射板の幅Ｗを１．４４λ〜１．８８λの長さ範囲に設定するとともに、副反射板の傾斜角度φを３０〜４５°の角度範囲に設定することにより、反射板付きアンテナの単体指向性において、メインローブの裾部分の広がりが効果的に抑制されることが分かる。
【００３８】
図２１は、本実施形態のダイポールアンテナと、比較例として副反射板の長さＬを１３３ｍｍに設定し、その前方側端部をダイポール素子よりも３０ｍｍ後方に位置させたダイポールアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。本実施形態のダイポールアンテナは、比較例のダイポールアンテナよりもメインローブの裾部分の広がりが抑制されている。これにより、副反射板の前方側端部をダイポール素子よりも前方に突出させたダイポールアンテナは、ダイポール素子よりも後方に位置するダイポールアンテナよりもメインローブの裾部分の広がりが抑制されることが分かる。
【００３９】
図２２〜図３０は、本実施形態のダイポールアンテナと、主反射板の幅Ｗ又は副反射板の傾斜角度φ若しくは長さＬを変更したダイポールアンテナとを比較した４面合成指向性を示す図である。以下、各図について詳しく説明する。
【００４０】
図２２は、本実施形態のダイポールアンテナと、本発明の変形例として主反射板の幅Ｗを１．６８λに設定したダイポールアンテナとを比較した４面合成指向性を示す図である。本実施形態のダイポールアンテナの４面合成指向性のリップル（落ち込み）は−２ｄＢ以上に抑制されているのに対して、変形例のダイポールアンテナの４面合成指向性のリップルは−３ｄＢ付近まで落ち込んでいる。
【００４１】
図２３は、本実施形態のダイポールアンテナと、本発明の変形例として主反射板の幅Ｗを１．７５λに設定したダイポールアンテナとを比較した４面合成指向性を示す図である。この変形例のダイポールアンテナの４面合成指向性のリップルは−２ｄＢ以上に抑制されている。図２２及び図２３より、本実施形態のダイポールアンテナは、主反射板の幅Ｗが１．７５λ以上であれば、４面合成指向性のリップルが抑制されることが分かる。
【００４２】
図２４は、本実施形態のダイポールアンテナと、本発明の変形例として主反射板の幅Ｗを１．８８λに設定したダイポールアンテナとを比較した４面合成指向性を示す図である。この変形例のダイポールアンテナの４面合成指向性のリップルは−２ｄＢ以上に抑制されている。
【００４３】
図２５は、本実施形態のダイポールアンテナと、比較例として主反射板の幅Ｗを１．９４λに設定したダイポールアンテナとを比較した４面合成指向性を示す図である。この比較例のダイポールアンテナの４面合成指向性のリップルは−３ｄＢ付近まで落ち込んでいる。図２４及び図２５より、本実施形態のダイポールアンテナは、主反射板の幅Ｗが１．８８λ以下であれば、４面合成指向性のリップルが抑制されることが分かる。
【００４４】
図２６は、本実施形態のダイポールアンテナと、比較例として副反射板の傾斜角度φを２２°に設定したダイポールアンテナとを比較した４面合成指向性を示す図である。この比較例のダイポールアンテナの４面合成指向性のリップルは−３ｄＢ付近まで落ち込んでいる。
【００４５】
図２７は、本実施形態のダイポールアンテナと、本発明の変形例として副反射板の傾斜角度φを３０°に設定したダイポールアンテナとを比較した４面合成指向性を示す図である。この変形例のダイポールアンテナの４面合成指向性のリップルは−２ｄＢ以上に抑制されている。図２６及び図２７より、本実施形態のダイポールアンテナは、副反射板の傾斜角度φが３０°以上であれば、４面合成指向性のリップルが抑制されることが分かる。
【００４６】
図２８は、本実施形態のダイポールアンテナと、本発明の変形例として副反射板の傾斜角度φを４５°に設定したダイポールアンテナとを比較した４面合成指向性を示す図である。この変形例のダイポールアンテナの４面合成指向性のリップルは−２ｄＢ以上に抑制されている。
【００４７】
図２９は、本実施形態のダイポールアンテナと、比較例として副反射板の傾斜角度φを５２°に設定したダイポールアンテナとを比較した４面合成指向性を示す図である。比較例のダイポールアンテナの４面合成指向性のリップルは−３ｄＢ付近まで落ち込んでいる。図２８及び図２９より、本実施形態のダイポールアンテナは、副反射板の傾斜角度φが４５°以下であれば、４面合成指向性のリップルが抑制されることが分かる。
【００４８】
図３０は、本実施形態のダイポールアンテナと、比較例として副反射板の長さＬを１３３ｍｍに設定し、その前方側端部をダイポール素子よりも３０ｍｍ後方に位置させたダイポールアンテナとを比較した４面合成指向性を示す図である。本実施形態のダイポールアンテナの４面合成指向性のリップルは−２ｄＢ以上に抑制されているのに対して、比較例のダイポールアンテナの４面合成指向性のリップルは−４ｄＢ付近まで落ち込んでいる。これにより、副反射板の前方側端部をダイポール素子よりも前方に突出させたダイポールアンテナは、ダイポール素子よりも後方に位置するダイポールアンテナよりも４面合成指向性のリップルが抑制されることが分かる。
【００４９】
以上、本発明の反射板付きアンテナによれば、主反射板１４ａ，２４ａの幅Ｗを１．４４λ〜１．８８λの長さ範囲に設定するとともに、副反射板１４ｂ，２４ｂの傾斜角度φを３０〜４５°の角度範囲に設定したので、反射板付きアンテナの単体指向性において、メインローブの裾部分の広がりを抑制することができる。
【００５０】
また、副反射板１４ｂ，２４ｂの前方側端部１４ｂ１，２４ｂ１をアンテナ素子（ループ素子１１，ダイポール素子２１）よりも前方に突出させているため、反射板付きアンテナの単体指向性において、メインローブの裾部分の広がりを効果的に抑制することができる。
【００５１】
本発明の第１の実施形態に係るループアンテナ１０によれば、主反射板１４ａの幅Ｗを１．４４λ〜１．６１λの長さ範囲に設定したので、ループアンテナ１０の単体指向性において、サービスエリアを狭くすることなくメインローブの左右６０〜９０°方向の裾部分の広がりを抑制することができる。
【００５２】
また、副反射板１４ｂの傾斜角度φを３１〜４１°の角度範囲に設定したので、ループアンテナ１０の単体指向性において、ループアンテナ１０の取付位置が制限されることなくメインローブの左右６０〜９０°方向の裾部分の広がりを抑制することができる。
【００５３】
本発明の第２の実施形態に係るダイポールアンテナ２０によれば、主反射板２４ａの幅Ｗを１．７５λ〜１．８８λの長さ範囲に設定するとともに、副反射板２４ｂの傾斜角度φを３０〜４５°の角度範囲に設定したので、ダイポールアンテナ２０の４面合成指向性のリップルを抑制することができる。
【００５４】
また、本実施形態のようにダイポールアンテナ２０を第３トラス部５に取り付ける場合、第３トラス部５は鉄塔１の鉛直方向に延びる中心軸に対して水平方向外側に大きく張り出しているため、従来は、多面アンテナ等を構成することにより、前記リップルが大きくなるのを抑制していた。これに対して本実施形態では、ダイポールアンテナ２０の前記幅Ｗや前記傾斜角度φを適宜設定することにより、ダイポールアンテナ２０を増加することなく前記リップルを抑制することができる。したがって、本実施形態に係るダイポールアンテナ２０によれば、従来に比べてその製造コストを抑制することができるとともに、鉄塔１においてダイポールアンテナ２０の荷重負荷が増大するのを抑制することができる。
【００５５】
また、副反射板２４ｂの前方側端部２４ｂ１をダイポール素子２１よりも前方に突出させているため、ダイポールアンテナ２０の４面合成指向性のリップルを効果的に抑制することができる。
【００５６】
［その他の変形例］
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００５７】
例えば、上記第１の実施形態では、ループアンテナを用いているが、ダイポールアンテナや他の反射板付きアンテナを用いてもよい。また、上記第２の実施形態では、ダイポールアンテナを用いているが、ループアンテナや他の反射板付きアンテナを用いてもよい。
【００５８】
また、ループアンテナ及びダイポールアンテナの設計中心周波数は、それぞれ６３５ＭＨｚ及び４７９ＭＨｚに設定されているが、その他の周波数に設定されていてもよい。さらに、ループアンテナ及びダイポールアンテナは、ＵＨＦ帯の放送電波を送信しているが、ＶＨＦ帯の放送電波を送信するものであってもよい。
【００５９】
さらに、副反射板の前方側端部を、アンテナ素子よりも前方に突出させているが、主反射板の幅や副反射板の傾斜角度を適宜設定することによってメインローブの裾部分の広がりを抑制することができれば、必ずしも前方に突出させる必要はない。
【符号の説明】
【００６０】
１０ ループアンテナ（反射板付きアンテナ）
１１ ループ素子（アンテナ素子）
１４ 反射板
１４ａ 主反射板
１４ｂ 副反射板
１４ｂ１ 前方側端部
２０ ダイポールアンテナ（反射板付きアンテナ）
２１ ダイポール素子（アンテナ素子）
２４ 反射板
２４ａ 主反射板
２４ｂ 副反射板
２４ｂ１ 前方側端部
Ｓ 仮想垂直面
Ｗ 幅
λ 波長
φ 傾斜角度
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＵＨＦ帯の放送電波を送信する反射板付きアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、放送電波を送信するアンテナとして、双ループアンテナやダイポールアンテナ等が知られている。一般にこれらのアンテナは、指向性利得を高めるためにループ素子やダイポール素子等のアンテナ素子を反射板に取り付けて使用される（例えば特許文献１及び２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１５２４２４号公報
【特許文献２】特開２００３−３１８６３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記の反射板付きアンテナでは、その単体指向性においてメインローブの裾部分の広がりを抑制することができないため、サービスエリアの干渉が起こるという問題があった。
本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、単体指向性におけるメインローブの裾部分の広がりを抑制することができる反射板付きアンテナを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１）本発明の反射板付きアンテナは、アンテナ素子が反射板の前方に所定間隔をあけて配置された反射板付きアンテナであって、前記反射板は、所定の幅を有する主反射板と、前記主反射板の幅方向両端部において当該主反射板に垂直な面に対して所定の傾斜角度で互いに離反するように斜め前方へ延びる一対の副反射板とを有し、前記主反射板の幅が、設計中心周波数の波長λに対して１．４４λ〜１．８８λの長さ範囲に設定され、前記副反射板の傾斜角度が、３０〜４５°の角度範囲に設定されていることを特徴とする。
【０００６】
本発明によれば、主反射板の幅を周波数帯域の設計周波数の波長λに対して１．４４λ〜１．８８λの長さ範囲に設定するとともに、副反射板の傾斜角度を３０〜４５°の角度範囲に設定したので、反射板付きアンテナの単体指向性においてメインローブの裾部分の広がりを抑制することができる。
【０００７】
（２）また、前記主反射板の幅は、１．４４λ〜１．６１λの長さ範囲に設定されていることが好ましい。この場合は、反射板付きアンテナの単体指向性において、サービスエリアを狭くすることなくメインローブの左右６０〜９０°方向の裾部分の広がりを抑制することができる。
【０００８】
（３）また、前記副反射板の傾斜角度は、３１〜４１°の角度範囲に設定されていることが好ましい。この場合は、反射板付きアンテナの単体指向性において、ループアンテナの取付位置が制限されることなくメインローブの左右６０〜９０°方向の裾部分の広がりを抑制することができる。
【０００９】
（４）また、前記主反射板の幅は、１．７５λ〜１．８８λの長さ範囲に設定されていることが好ましい。この場合は、反射板付きアンテナの４面合成指向性のリップルを抑制することができる。また、反射板付きアンテナを増加することなく前記リップルを抑制することができるため、反射板付きアンテナの製造コストを抑制することができるとともに、鉄塔等の反射板付きアンテナの取り付け部において荷重負荷が増大するのを抑制することができる。
【００１０】
（５）また、前記副反射板の前方側端部は、前記アンテナ素子よりも前方に突出していることが好ましい。この場合は、反射板付きアンテナの単体指向性において、メインローブの裾部分の広がりを効果的に抑制することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、反射板付きアンテナの単体指向性においてメインローブの裾部分の広がりを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るループアンテナが搭載された鉄塔の正面図である。
【図２】ループアンテナの正面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】ループ素子から放射される放射ビームを示す概略説明図である。
【図５】上記ループアンテナと主反射板の幅を１．４０λに設定したループアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。
【図６】上記ループアンテナと主反射板の幅を１．４４λに設定したループアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。
【図７】上記ループアンテナと主反射板の幅を１．６１λに設定したループアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。
【図８】上記ループアンテナと主反射板の幅を１．７４λに設定したループアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。
【図９】上記ループアンテナと副反射板の傾斜角度を２９°に設定したループアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。
【図１０】上記ループアンテナと副反射板の傾斜角度を３１°に設定したループアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。
【図１１】上記ループアンテナと副反射板の傾斜角度を４１°に設定したループアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。
【図１２】上記ループアンテナと、副反射板の傾斜角度を４３°に設定したループアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。
【図１３】上記ループアンテナと副反射板の前方側端部をループ素子よりも後方に位置させたループアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態に係るダイポールアンテナの正面図である。
【図１５】図１４のＢ−Ｂ断面図である。
【図１６】上記ダイポールアンテナと主反射板の幅を１．８８λに設定したダイポールアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。
【図１７】上記ダイポールアンテナと主反射板の幅を１．９４λに設定したダイポールアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。
【図１８】上記ダイポールアンテナと副反射板の傾斜角度を３０°に設定したダイポールアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。
【図１９】上記ダイポールアンテナと副反射板の傾斜角度を４５°に設定したダイポールアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。
【図２０】上記ダイポールアンテナと副反射板の傾斜角度を５２°に設定したダイポールアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。
【図２１】上記ダイポールアンテナと副反射板の前方側端部をダイポール素子よりも後方に位置させたダイポールアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。
【図２２】上記ダイポールアンテナと主反射板の幅を１．６８λに設定したダイポールアンテナとを比較した４面合成指向性を示す図である。
【図２３】上記ダイポールアンテナと主反射板の幅を１．７５λに設定したダイポールアンテナとを比較した４面合成指向性を示す図である。
【図２４】上記ダイポールアンテナと主反射板の幅を１．８８λに設定したダイポールアンテナとを比較した４面合成指向性を示す図である。
【図２５】上記ダイポールアンテナと主反射板の幅を１．９４λに設定したダイポールアンテナとを比較した４面合成指向性を示す図である。
【図２６】上記ダイポールアンテナと副反射板の傾斜角度を２２°に設定したダイポールアンテナとを比較した４面合成指向性を示す図である。
【図２７】上記ダイポールアンテナと副反射板の傾斜角度を３０°に設定したダイポールアンテナとを比較した４面合成指向性を示す図である。
【図２８】上記ダイポールアンテナと副反射板の傾斜角度を４５°に設定したダイポールアンテナとを比較した４面合成指向性を示す図である。
【図２９】上記ダイポールアンテナと副反射板の傾斜角度を５２°に設定したダイポールアンテナとを比較した４面合成指向性を示す図である。
【図３０】上記ダイポールアンテナと副反射板の前方側端部をダイポール素子よりも後方に位置させたダイポールアンテナとを比較した４面合成指向性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔第１の実施形態〕
図１は本発明の第１の実施形態に係る反射板付きアンテナが搭載された鉄塔１の正面図である。図１に示すように、この鉄塔１は、鉄骨製のトラス構造物であり、例えば、給電設備を有する建物２の天井部分に立設されている。この鉄塔１は、下から順に、第１トラス部３、第２トラス部４、第３トラス部５、及び支柱６を備えている。第３トラス部５には、反射板付きアンテナであるループアンテナ１０が取り付けられている。また、支柱６には、ターンスタイルアンテナ３等の無指向性の送信アンテナ７が取り付けられている。
【００１４】
ループアンテナ１０は、ＵＨＦ帯（４０ｃｈ）の放送電波を送信する４Ｌ双ループアンテナであり、第３トラス部５の周囲において９０°間隔で４面配置されている。図２はループアンテナの正面図であり、図３は図２のＡ−Ａ断面図である。図２及び図３において、ループアンテナ１０は、アンテナ素子であるループ素子１１と、ループ素子１１に電力を供給する給電部１２と、給電部１２からループ素子１１側に向けて延びる給電線路１３と、ループ素子１１が前方（図３の上方）に所定間隔をあけて配置された反射板１４と、この反射板１４にループ素子１１を支持する支持器１５と、ループ素子１１を覆うカバー１６とを備えている。
【００１５】
ループ素子１１は、金属板によりループ状に形成されている。給電部１２は、金属棒からなり、一端部は反射板１４に固定され、他端部は給電線路１３に接続されている。各給電線路１３は、一対の金属板からなり、ループ素子１１に接続されている。これにより、給電部１２は、給電線路１３を介してループ素子１１に電力を供給することができる。
【００１６】
図３において、反射板１４は、所定の幅Ｗを有する主反射板１４ａと、この主反射板１４ａの幅方向両端部において斜め前方に延びる副反射板１４ｂとによって構成されている。主反射板１４ａは金属板により形成されており、その幅Ｗは設計中心周波数の波長λに対して１．４４λ〜１．６１λの長さ範囲に設定されている。本実施形態では、設計中心周波数は６３５ＭＨｚ、波長λは４７２ｍｍであり、上記幅Ｗは７０８ｍｍ（＝１．５０λ）に設定されている。主反射板１４ａの前面の幅方向両端部にはそれぞれ一対の調整板１４ｃが立設されている。
【００１７】
一対の副反射板１４ｂは、主反射板１４ａに垂直な面である仮想垂直面Ｓに対して所定の傾斜角度φで、互いに離反するように斜め前方へ延びている。この傾斜角度φは、３１〜４１°の角度範囲に設定されており、本実施形態では３５°に設定されている。また、各副反射板１４ｂの前方側端部１４ｂ１は、ループ素子１１よりも前方に突出している。本実施形態では、各副反射板１４ｂの長さＬは２１０ｍｍに設定されており、前記前方側端部１４ｂ１はループ素子１１よりも前方に３０ｍｍ突出している。
【００１８】
図４はループ素子１１から放射される放射ビームを示す概略説明図である。図４において、ループ素子１１から所定の方位角θの方向へ放射される放射ビームには、ループ素子１１から前方へ直接放射される第１ビームＢ１と、ループ素子１１から後方に放射されて主反射板１４ａにより反射される第２ビームＢ２と、ループ素子１１から後方に放射されて副反射板１４ｂにより反射される第３ビームＢ３とがある。
【００１９】
第１ビームＢ１〜第３ビームＢ３を合成した合成レベルは、第１ビームＢ１と第２ビームＢ２との光路差、及び第１ビームＢ１と第３ビームＢ３との光路差等から演算により求めることができる。このうち、第１ビームＢ１と第３ビームＢ３との光路差は、主反射板１４ａの幅Ｗと副反射板１４ｂの傾斜角度φをパラメータとして算出することができる（図３参照）。したがって、上記幅Ｗ及び傾斜角度φを適宜設定することにより、ループアンテナ１０の指向性を調整することができる。
【００２０】
［ループアンテナの指向性］
図５〜図１３は、本実施形態のループアンテナと、主反射板の幅Ｗ又は副反射板の傾斜角度φ若しくは長さＬを変更したループアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。以下、各図について詳しく説明する。
【００２１】
図５は、本実施形態のループアンテナと、比較例として主反射板の幅Ｗを１．４０λに設定したループアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。この比較例のループアンテナは、本実施形態のループアンテナよりもメインローブの左右６０〜９０°（６０〜９０°及び２７０〜３００°）方向の裾部分が広がっている。
【００２２】
図６は、本実施形態のループアンテナと、本発明の変形例として主反射板の幅Ｗを１．４４λに設定したループアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。図６の変形例のループアンテナは、図５の比較例のループアンテナよりも前記裾部分の広がりが抑制されている。具体的には、図６の変形例のループアンテナはメインローブの左右７０°（７０°及び２９０°）方向のレベルが−２０ｄＢ未満であるのに対して、図５の比較例のループアンテナはメインローブの左右７０°方向のレベルが−２０ｄＢ以上であり、図６の変形例のループアンテナは、図５の比較例のループアンテナよりも前記裾部分の広がりが抑制されている。図５及び図６より、本実施形態のループアンテナは、主反射板の幅Ｗが１．４４λ以上であれば、メインローブの左右６０〜９０°方向の裾部分の広がりが抑制されることが分かる。
【００２３】
図７は、本実施形態のループアンテナと、本発明の変形例として主反射板の幅Ｗを１．６１λに設定したループアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。この変形例のループアンテナは、本実施形態のループアンテナよりもメインローブの左右６０〜９０°方向の裾部分の広がりが抑制されている。
【００２４】
図８は、本実施形態のループアンテナと、本発明の変形例として主反射板の幅Ｗを１．７４λに設定したループアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。図８の変形例と図７の変形例とを比較すると、図７の変形例のループアンテナはメインローブの左右４５°（４５°及び３１５°）方向のレベルが−７ｄＢ以上であるのに対して、図８の変形例のループアンテナはメインローブの左右４５°方向のレベルが−７ｄＢ未満となっている。メインローブの左右４５°方向のレベルが−７ｄＢ未満になった場合、単体のループアンテナではメインローブが細くなり、サービスエリアが狭くなるという問題が生じる。したがって、図７及び図８より、本実施形態のループアンテナは、主反射板の幅Ｗが１．６６λ以下であれば、サービスエリアを狭くすることなくメインローブの左右６０〜９０°方向の裾部分の広がりが抑制されることが分かる。
【００２５】
図９は、本実施形態のループアンテナと、比較例として副反射板の傾斜角度φを２９°に設定したループアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。この比較例のループアンテナは、本実施形態のループアンテナよりもメインローブの左右６０〜９０°方向の裾部分が広がっている。
【００２６】
図１０は、本実施形態のループアンテナと、本発明の変形例として副反射板の傾斜角度φを３１°に設定したループアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。図１０の変形例のループアンテナは、図９の比較例のループアンテナよりも前記裾部分の広がりが抑制されている。具体的には、図１０の変形例のループアンテナはメインローブの左右７０°方向のレベルが−２０ｄＢ未満であるのに対して、図９の比較例のループアンテナはメインローブの左右７０°方向のレベルが−２０ｄＢ以上であり、図１０の変形例のループアンテナは、図９の比較例のループアンテナよりも前記裾部分の広がりが抑制されている。図９及び図１０より、本実施形態のループアンテナは、副反射板の傾斜角度φが３１°以上であれば、メインローブの左右６０〜９０°方向の裾部分の広がりが抑制されることが分かる。
【００２７】
図１１は、本実施形態のループアンテナと、本発明の変形例として副反射板の傾斜角度φを４１°に設定したループアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。この変形例のループアンテナは、本実施形態のループアンテナよりもメインローブの左右６０〜９０°方向の裾部分の広がりが抑制されている。
【００２８】
図１２は、本実施形態のループアンテナと、本発明の変形例として副反射板の傾斜角度φを４３°に設定したループアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。図１２の変形例のループアンテナは、図１１の変形例のループアンテナと同程度の性能を有しているが、副反射板の傾斜角度φが大きくなるため、ループアンテナを鉄塔に４面配置する際に、隣接するループアンテナの副反射板同士が干渉し易くなり、ループアンテナの取り付け位置が制限されるという問題が生じる。したがって、図１１及び図１２より、本実施形態のループアンテナは、副反射板の傾斜角度φが４１°以下であれば、その取付位置が制限されることなくメインローブの左右６０〜９０°方向の裾部分の広がりが抑制されることが分かる。
【００２９】
図１３は、本実施形態のループアンテナと、比較例として副反射板の長さＬを１２０ｍｍに設定し、その前方側端部をループ素子よりも４０ｍｍ後方に位置させたループアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。本実施形態のループアンテナは、比較例のループアンテナよりもメインローブの左右７０°方向のレベルが−２０ｄＢ以上であり、裾部分の広がりが抑制されている。これにより、副反射板の前方側端部をループ素子よりも前方に突出させたループアンテナは、ループ素子よりも後方に位置するループアンテナよりも前記裾部分の広がりが抑制されることが分かる。
【００３０】
〔第２の実施形態〕
図１４は本発明の第２の実施形態に係る反射板付きアンテナであるダイポールアンテナを示す正面図であり、図１５は図１４のＢ−Ｂ断面図である。このダイポールアンテナ２０は、ＵＨＦ帯（１４ｃｈ）の放送電波を送信する４ダイポールアンテナであり、ループアンテナ１０と同様に、鉄塔１の第３トラス部５の周囲において９０°間隔で４面配置されている。ダイポールアンテナ２０は、アンテナ素子である２対のダイポール素子２１と、ダイポール素子２１に電力を供給する給電部２２と、給電部２２からダイポール素子２１側に向けて延びる給電線路２３と、ダイポール素子２１が前方（図１５の上方）に所定間隔をあけて配置された反射板２４と、この反射板２４にダイポール素子２１を支持する支持器２５と、ダイポール素子２１を覆うカバー２６とを備えている。
【００３１】
図１５において、反射板２４は、所定の幅Ｗを有する主反射板２４ａと、この主反射板２４ａの幅方向両端部において斜め前方に延びる副反射板２４ｂとによって構成されている。主反射板２４ａは金属板により形成されており、その幅Ｗは設計中心周波数の波長λに対して１．７５λ〜１．８８λの長さ範囲に設定されている。本実施形態では、設計中心周波数は４７９ＭＨｚ、波長λは６２６ｍｍであり、上記幅Ｗは１１３９ｍｍ（≒１．８２λ）に設定されている。主反射板２４ａの前面の幅方向両端部には一対の調整板２４ｃが立設されている。
【００３２】
一対の副反射板２４ｂは、主反射板２４ａに垂直な面である仮想垂直面Ｓに対して所定の傾斜角度φで、互いに離反するように斜め前方へ延びている。この傾斜角度φは、３０〜４５°の角度範囲に設定されており、本実施形態では３７°に設定されている。また、各副反射板２４ｂの前方側端部２４ｂ１は、ダイポール素子２１よりも前方に突出している。本実施形態では、各副反射板２４ｂの長さＬは３００ｍｍに設定されており、前記前方側端部２４ｂ１はダイポール素子２１よりも前方に９４ｍｍ突出している。本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、上記幅Ｗ及び傾斜角度φを適宜設定することにより、ダイポールアンテナ２０の指向性を調整することができる。
【００３３】
［ダイポールアンテナの指向性］
図１６〜図２４は、本実施形態のダイポールアンテナと、主反射板の幅Ｗ又は副反射板の傾斜角度φ若しくは長さＬを変更したダイポールアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。以下、各図について詳しく説明する。
【００３４】
図１６は、本実施形態のダイポールアンテナと、本発明の変形例として主反射板の幅Ｗを１．８８λに設定したダイポールアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。図１７は、本実施形態のダイポールアンテナと、比較例として主反射板の幅Ｗを１．９４λに設定したダイポールアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。図１６の変形例と図１７の比較例とを比較すると、図１６の変形例のダイポールアンテナは、図１７の比較例のダイポールアンテナよりもメインローブの裾部分の広がりが抑制されている。図１６及び図１７より、本発明の反射板付きアンテナは、主反射板の幅Ｗが１．８８λ以下であれば、メインローブの裾部分の広がりが抑制されることが分かる。
【００３５】
図１８は、本実施形態のダイポールアンテナと、本発明の変形例として副反射板の傾斜角度φを３０°に設定したダイポールアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。変形例のダイポールアンテナは、本実施形態のダイポールアンテナよりもメインローブの裾部分の広がりが抑制されている。上述の図９及び図１８より、本発明の反射板付きアンテナは、副反射板の傾斜角度φが３０°以上であれば、メインローブの裾部分の広がりが抑制されることが分かる。
【００３６】
図１９は、本実施形態のダイポールアンテナと、本発明の変形例として副反射板の傾斜角度φを４５°に設定したダイポールアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。図２０は、本実施形態のダイポールアンテナと、比較例として副反射板の傾斜角度φを５２°に設定したダイポールアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。図１９の変形例と図２０の比較例とを比較すると、図１９の変形例のダイポールアンテナは、図２０の比較例のダイポールアンテナよりもメインローブの裾部分の広がりが抑制されている。図１９及び図２０より、本発明の反射板付きアンテナは、副反射板の傾斜角度φが４５°以下であれば、メインローブの裾部分の広がりが抑制されることが分かる。
【００３７】
図５、図６、図９、図１６〜図２０より、本発明の反射板付きアンテナは、主反射板の幅Ｗを１．４４λ〜１．８８λの長さ範囲に設定するとともに、副反射板の傾斜角度φを３０〜４５°の角度範囲に設定することにより、反射板付きアンテナの単体指向性において、メインローブの裾部分の広がりが効果的に抑制されることが分かる。
【００３８】
図２１は、本実施形態のダイポールアンテナと、比較例として副反射板の長さＬを１３３ｍｍに設定し、その前方側端部をダイポール素子よりも３０ｍｍ後方に位置させたダイポールアンテナとを比較した単体指向性を示す図である。本実施形態のダイポールアンテナは、比較例のダイポールアンテナよりもメインローブの裾部分の広がりが抑制されている。これにより、副反射板の前方側端部をダイポール素子よりも前方に突出させたダイポールアンテナは、ダイポール素子よりも後方に位置するダイポールアンテナよりもメインローブの裾部分の広がりが抑制されることが分かる。
【００３９】
図２２〜図３０は、本実施形態のダイポールアンテナと、主反射板の幅Ｗ又は副反射板の傾斜角度φ若しくは長さＬを変更したダイポールアンテナとを比較した４面合成指向性を示す図である。以下、各図について詳しく説明する。
【００４０】
図２２は、本実施形態のダイポールアンテナと、本発明の変形例として主反射板の幅Ｗを１．６８λに設定したダイポールアンテナとを比較した４面合成指向性を示す図である。本実施形態のダイポールアンテナの４面合成指向性のリップル（落ち込み）は−２ｄＢ以上に抑制されているのに対して、変形例のダイポールアンテナの４面合成指向性のリップルは−３ｄＢ付近まで落ち込んでいる。
【００４１】
図２３は、本実施形態のダイポールアンテナと、本発明の変形例として主反射板の幅Ｗを１．７５λに設定したダイポールアンテナとを比較した４面合成指向性を示す図である。この変形例のダイポールアンテナの４面合成指向性のリップルは−２ｄＢ以上に抑制されている。図２２及び図２３より、本実施形態のダイポールアンテナは、主反射板の幅Ｗが１．７５λ以上であれば、４面合成指向性のリップルが抑制されることが分かる。
【００４２】
図２４は、本実施形態のダイポールアンテナと、本発明の変形例として主反射板の幅Ｗを１．８８λに設定したダイポールアンテナとを比較した４面合成指向性を示す図である。この変形例のダイポールアンテナの４面合成指向性のリップルは−２ｄＢ以上に抑制されている。
【００４３】
図２５は、本実施形態のダイポールアンテナと、比較例として主反射板の幅Ｗを１．９４λに設定したダイポールアンテナとを比較した４面合成指向性を示す図である。この比較例のダイポールアンテナの４面合成指向性のリップルは−３ｄＢ付近まで落ち込んでいる。図２４及び図２５より、本実施形態のダイポールアンテナは、主反射板の幅Ｗが１．８８λ以下であれば、４面合成指向性のリップルが抑制されることが分かる。
【００４４】
図２６は、本実施形態のダイポールアンテナと、比較例として副反射板の傾斜角度φを２２°に設定したダイポールアンテナとを比較した４面合成指向性を示す図である。この比較例のダイポールアンテナの４面合成指向性のリップルは−３ｄＢ付近まで落ち込んでいる。
【００４５】
図２７は、本実施形態のダイポールアンテナと、本発明の変形例として副反射板の傾斜角度φを３０°に設定したダイポールアンテナとを比較した４面合成指向性を示す図である。この変形例のダイポールアンテナの４面合成指向性のリップルは−２ｄＢ以上に抑制されている。図２６及び図２７より、本実施形態のダイポールアンテナは、副反射板の傾斜角度φが３０°以上であれば、４面合成指向性のリップルが抑制されることが分かる。
【００４６】
図２８は、本実施形態のダイポールアンテナと、本発明の変形例として副反射板の傾斜角度φを４５°に設定したダイポールアンテナとを比較した４面合成指向性を示す図である。この変形例のダイポールアンテナの４面合成指向性のリップルは−２ｄＢ以上に抑制されている。
【００４７】
図２９は、本実施形態のダイポールアンテナと、比較例として副反射板の傾斜角度φを５２°に設定したダイポールアンテナとを比較した４面合成指向性を示す図である。比較例のダイポールアンテナの４面合成指向性のリップルは−３ｄＢ付近まで落ち込んでいる。図２８及び図２９より、本実施形態のダイポールアンテナは、副反射板の傾斜角度φが４５°以下であれば、４面合成指向性のリップルが抑制されることが分かる。
【００４８】
図３０は、本実施形態のダイポールアンテナと、比較例として副反射板の長さＬを１３３ｍｍに設定し、その前方側端部をダイポール素子よりも３０ｍｍ後方に位置させたダイポールアンテナとを比較した４面合成指向性を示す図である。本実施形態のダイポールアンテナの４面合成指向性のリップルは−２ｄＢ以上に抑制されているのに対して、比較例のダイポールアンテナの４面合成指向性のリップルは−４ｄＢ付近まで落ち込んでいる。これにより、副反射板の前方側端部をダイポール素子よりも前方に突出させたダイポールアンテナは、ダイポール素子よりも後方に位置するダイポールアンテナよりも４面合成指向性のリップルが抑制されることが分かる。
【００４９】
以上、本発明の反射板付きアンテナによれば、主反射板１４ａ，２４ａの幅Ｗを１．４４λ〜１．８８λの長さ範囲に設定するとともに、副反射板１４ｂ，２４ｂの傾斜角度φを３０〜４５°の角度範囲に設定したので、反射板付きアンテナの単体指向性において、メインローブの裾部分の広がりを抑制することができる。
【００５０】
また、副反射板１４ｂ，２４ｂの前方側端部１４ｂ１，２４ｂ１をアンテナ素子（ループ素子１１，ダイポール素子２１）よりも前方に突出させているため、反射板付きアンテナの単体指向性において、メインローブの裾部分の広がりを効果的に抑制することができる。
【００５１】
本発明の第１の実施形態に係るループアンテナ１０によれば、主反射板１４ａの幅Ｗを１．４４λ〜１．６１λの長さ範囲に設定したので、ループアンテナ１０の単体指向性において、サービスエリアを狭くすることなくメインローブの左右６０〜９０°方向の裾部分の広がりを抑制することができる。
【００５２】
また、副反射板１４ｂの傾斜角度φを３１〜４１°の角度範囲に設定したので、ループアンテナ１０の単体指向性において、ループアンテナ１０の取付位置が制限されることなくメインローブの左右６０〜９０°方向の裾部分の広がりを抑制することができる。
【００５３】
本発明の第２の実施形態に係るダイポールアンテナ２０によれば、主反射板２４ａの幅Ｗを１．７５λ〜１．８８λの長さ範囲に設定するとともに、副反射板２４ｂの傾斜角度φを３０〜４５°の角度範囲に設定したので、ダイポールアンテナ２０の４面合成指向性のリップルを抑制することができる。
【００５４】
また、本実施形態のようにダイポールアンテナ２０を第３トラス部５に取り付ける場合、第３トラス部５は鉄塔１の鉛直方向に延びる中心軸に対して水平方向外側に大きく張り出しているため、従来は、多面アンテナ等を構成することにより、前記リップルが大きくなるのを抑制していた。これに対して本実施形態では、ダイポールアンテナ２０の前記幅Ｗや前記傾斜角度φを適宜設定することにより、ダイポールアンテナ２０を増加することなく前記リップルを抑制することができる。したがって、本実施形態に係るダイポールアンテナ２０によれば、従来に比べてその製造コストを抑制することができるとともに、鉄塔１においてダイポールアンテナ２０の荷重負荷が増大するのを抑制することができる。
【００５５】
また、副反射板２４ｂの前方側端部２４ｂ１をダイポール素子２１よりも前方に突出させているため、ダイポールアンテナ２０の４面合成指向性のリップルを効果的に抑制することができる。
【００５６】
［その他の変形例］
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００５７】
例えば、上記第１の実施形態では、ループアンテナを用いているが、ダイポールアンテナや他の反射板付きアンテナを用いてもよい。また、上記第２の実施形態では、ダイポールアンテナを用いているが、ループアンテナや他の反射板付きアンテナを用いてもよい。
【００５８】
また、ループアンテナ及びダイポールアンテナの設計中心周波数は、それぞれ６３５ＭＨｚ及び４７９ＭＨｚに設定されているが、その他の周波数に設定されていてもよい。さらに、ループアンテナ及びダイポールアンテナは、ＵＨＦ帯の放送電波を送信しているが、ＶＨＦ帯の放送電波を送信するものであってもよい。
【００５９】
さらに、副反射板の前方側端部を、アンテナ素子よりも前方に突出させているが、主反射板の幅や副反射板の傾斜角度を適宜設定することによってメインローブの裾部分の広がりを抑制することができれば、必ずしも前方に突出させる必要はない。
【符号の説明】
【００６０】
１０ ループアンテナ（反射板付きアンテナ）
１１ ループ素子（アンテナ素子）
１４ 反射板
１４ａ 主反射板
１４ｂ 副反射板
１４ｂ１ 前方側端部
２０ ダイポールアンテナ（反射板付きアンテナ）
２１ ダイポール素子（アンテナ素子）
２４ 反射板
２４ａ 主反射板
２４ｂ 副反射板
２４ｂ１ 前方側端部
Ｓ 仮想垂直面
Ｗ 幅
λ 波長
φ 傾斜角度
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナ素子が反射板の前方に所定間隔をあけて配置された反射板付きアンテナであって、
前記反射板は、所定の幅を有する主反射板と、前記主反射板の幅方向両端部において当該主反射板に垂直な面に対して所定の傾斜角度で互いに離反するように斜め前方へ延びる一対の副反射板とを有し、
前記主反射板の幅が、設計中心周波数の波長λに対して１．４４λ〜１．８８λの長さ範囲に設定され、
前記副反射板の傾斜角度が、３０〜４５°の角度範囲に設定されていることを特徴とする反射板付きアンテナ。
【請求項２】
前記主反射板の幅が、１．４４λ〜１．６１λの長さ範囲に設定されている請求項１に記載の反射板付きアンテナ。
【請求項３】
前記副反射板の傾斜角度が、３１〜４１°の角度範囲に設定されている請求項２に記載の反射板付きアンテナ。
【請求項４】
前記主反射板の幅が、１．７５λ〜１．８８λの長さ範囲に設定されている請求項１に記載の反射板付きアンテナ。
【請求項５】
前記副反射板の前方側端部が、前記アンテナ素子よりも前方に突出している請求項１〜４のいずれか一項に記載の反射板付きアンテナ。
【請求項１】
アンテナ素子が反射板の前方に所定間隔をあけて配置された反射板付きアンテナであって、
前記反射板は、所定の幅を有する主反射板と、前記主反射板の幅方向両端部において当該主反射板に垂直な面に対して所定の傾斜角度で互いに離反するように斜め前方へ延びる一対の副反射板とを有し、
前記主反射板の幅が、設計中心周波数の波長λに対して１．４４λ〜１．８８λの長さ範囲に設定され、
前記副反射板の傾斜角度が、３０〜４５°の角度範囲に設定されていることを特徴とする反射板付きアンテナ。
【請求項２】
前記主反射板の幅が、１．４４λ〜１．６１λの長さ範囲に設定されている請求項１に記載の反射板付きアンテナ。
【請求項３】
前記副反射板の傾斜角度が、３１〜４１°の角度範囲に設定されている請求項２に記載の反射板付きアンテナ。
【請求項４】
前記主反射板の幅が、１．７５λ〜１．８８λの長さ範囲に設定されている請求項１に記載の反射板付きアンテナ。
【請求項５】
前記副反射板の前方側端部が、前記アンテナ素子よりも前方に突出している請求項１〜４のいずれか一項に記載の反射板付きアンテナ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【公開番号】特開２０１１−２５４３８８（Ｐ２０１１−２５４３８８Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２８００４（Ｐ２０１０−１２８００４）
【出願日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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