方向探知アンテナ
【課題】 小型で設置が容易な、指向性切替型の方向探知アンテナを提供する。
【解決手段】アンテナ素子と９０度の角度で接する導体板を配置して、指向性を得るための複数のアンテナ素子を接地型の垂直アンテナに近似した構成にすることにより、ダイポール型の素子の片方を省略可能にして、小型で設置し易い構造を実現する。
指向性を切り替えるスイッチ素子を制御する信号は、受信機から給電線で送り、その信号に対応してスイッチ素子をオンオフすることで、制御信号の配線を省略して、受信機と方向探知アンテナ間は給電線１本だけの接続で構成可能にする。
【解決手段】アンテナ素子と９０度の角度で接する導体板を配置して、指向性を得るための複数のアンテナ素子を接地型の垂直アンテナに近似した構成にすることにより、ダイポール型の素子の片方を省略可能にして、小型で設置し易い構造を実現する。
指向性を切り替えるスイッチ素子を制御する信号は、受信機から給電線で送り、その信号に対応してスイッチ素子をオンオフすることで、制御信号の配線を省略して、受信機と方向探知アンテナ間は給電線１本だけの接続で構成可能にする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信する電波の到来方向を探知する装置に使用するアンテナの構成に関する技術である。
【背景技術】
【０００２】
電波の到来方向を探知する方法の１つで、八木アンテナのような指向性を有するアンテナ装置を回転することにより、最も強く信号を受信する方位を測定して到来方向を探知する方式がある。
この方式に使用する受信機は、信号の強さを比較して表示する機能があれば可能であり、比較的単純な電子回路で構成できる。
前記方法で自動的に方向を探知するには、アンテナを回転する機構が必要であり、電波の到来方向を速く探知するには機械的に速くアンテナを回転しなければならないが、アンテナを高速に回転すると寿命が縮まる短所があった。
その欠点を改良して、機械的回転の代わりに電気的にアンテナを回転させる自動方向探知装置が考案され、高速に方位を表示する装置が実用されている。
【先行技術文献】
【０００３】
「自動電波方向探知機の試作」ハムジャーナル１９９１／１、２月号
【０００４】
【特許文献】
【特許文献】 特許公開平６−２２２１２４ 電波発信位置測定装置 特許公開平６−２８１７１５ 電波到来方向測定装置
【０００５】
【非特許文献】
【非特許文献】 アンテナハンドブック ＣＱ出版社
【発明の概要】
【０００６】
受信機に接続するアンテナ素子と、八木アンテナの反射器または導波器に該当する素子を組み合わせて指向性を切り替えるアンテナ装置を構成する方法において、各素子と垂直に接する導体板を組み合わせることにより、各素子をダイポールアンテナの構造ではなく、接地型の垂直アンテナに近似した構造にして、片側の素子を省略する。
また、指向性を切り替える制御信号を受信機から給電線へ出力して、アンテナ素子をオンオフするスイッチ素子を切り替えることにより、アンテナと受信機の接続線を給電線の１本だけにできる。
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の技術によると、指向性を得るために配置する複数のアンテナ素子はダイポール型であり、上下共に波長の４分の１前後の長さが必要で、アンテナを設置する場所は広い空間を確保しなければならない。
【０００８】
また、指向性を得るために周囲へ配置する各アンテナ素子には、インピーダンスを切り替えるスイッチ素子があり、各々のスイッチ素子をオンオフする制御線を受信機との間で接続しなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
課題を解決するため請求項１の発明は、導体板を配置して、指向性を得るための複数のアンテナ素子を接地型の垂直アンテナに近似した構成とすることにより、ダイポール型の素子の片方を省略可能にする。
【００１０】
請求項２の発明は、前記導体板の構造を格子状とすることにより、前記導体板の質量が大きくなる欠点を改善する。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２の方向探知アンテナを構成する時に、スイッチ素子を制御する信号を受信機から給電線で送り、その信号に対応してスイッチ素子をオンオフする方法により、制御信号の配線を省略する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明による方向探知アンテナは、従来のダイポール型アンテナ素子の片方を省略できて、使用する時の所要空間が半分に抑えられることと、導体板より下側へのアンテナ素子を省略できることから、金属製の建造物や自動車の屋根等へ密着しても指向性への影響が少ないので、設置が容易になる効果がある。
更に、人が持ち歩きながら使用する場合にも、比較的低い持ち方で使用可能。
【００１３】
導体板が重い場合は、板の形を格子状にすると質量の増加が抑えられる。
【００１４】
指向性を制御する信号は給電線を利用して送ることにより、受信機と方向探知アンテナ間を給電線だけの配線で済み、使用上の利便性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】 本発明による方向探知アンテナの実施例。
【図２】 本発明による方向探知アンテナを構成する導体板の形状例。
【図３】 本発明による方向探知アンテナの制御信号電圧波形の例。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明による方向探知アンテナを実施するための形態について説明する。
図１は本発明による方向探知アンテナの実施例を示したものである。
アンテナ素子１（符号１０）は給電線で受信機（８０）へ接続する。
受信機から出力される制御信号（９０）は、アンテナ素子切替制御部（１１）で制御信号を判定して、該当するスイッチ素子２〜５（２１〜５１）を順次１つずつオンさせる。
その結果、各アンテナ素子２〜５（２０〜５０）は導体板との間で順次オンオフを繰り返す。
各アンテナ素子２〜５（２０〜５０）は、オンした時にアンテナ素子１（１０）に対して２素子八木アンテナとしての効果を有しており、順次オンオフを繰り返すことにより２素子の八木アンテナを回転したのと同じ効果を得る。
【００１７】
従来の技術によると、アンテナ素子２〜５（２０〜５０）はダイポール型で上下に同じ長さの素子が必要であったが、本発明では導体板（６０）を各素子と概ね９０度の角度で接するように配置して、ダイポール型素子の片方を省略して小型にできる効果がある。
【００１８】
図２は導体板の形状を示す。
板の輪郭は多角形や円形でも可であり、内側は格子状等にして完全平面でなくても良く、空隙部分の大きさは受信する電波の波長より充分小さければ性能に影響が少なく、質量を小さくして製作可能である。
【００１９】
各スイッチ素子２〜５（２１〜５１）を順次オンオフする制御信号は、受信機から各々のスイッチ素子へ接続して直接制御しても可であるが、本発明のように給電線を利用して制御信号を受信機から送り込むことで、受信機と方向探知アンテナ間の制御線を省略して給電線１本だけの接続により構成可能となる。
アンテナ素子切替制御部が動作するに必要な電源は、制御信号電圧を整流して直流電源として利用できる。
図３の制御信号電圧波形は、階段波状の電圧波形で制御する場合を記載したが、コード化したシリアルデータで出力しても良い。
給電線には受信信号と制御信号が混在するが、周波数成分が異なるので、容易に分離できる。
【００２０】
本発明を航空機等へ適用する場合、図１の上下を逆にして実施しても良い。
【符号の説明】
【００２１】
１０ アンテナ素子１
１１ アンテナ素子切替制御部
２０ アンテナ素子２
２１ スイッチ素子２
３０ アンテナ素子３
３１ スイッチ素子３
４０ アンテナ素子４
４１ スイッチ素子４
５０ アンテナ素子５
５１ スイッチ素子５
６０ 導体板
６１ 導体板の外形例１
６２ 導体板の外形例２
６３ 導体板の外形例３
７０ 給電線
８０ 受信機
９１ 制御信号電圧波形
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信する電波の到来方向を探知する装置に使用するアンテナの構成に関する技術である。
【背景技術】
【０００２】
電波の到来方向を探知する方法の１つで、八木アンテナのような指向性を有するアンテナ装置を回転することにより、最も強く信号を受信する方位を測定して到来方向を探知する方式がある。
この方式に使用する受信機は、信号の強さを比較して表示する機能があれば可能であり、比較的単純な電子回路で構成できる。
前記方法で自動的に方向を探知するには、アンテナを回転する機構が必要であり、電波の到来方向を速く探知するには機械的に速くアンテナを回転しなければならないが、アンテナを高速に回転すると寿命が縮まる短所があった。
その欠点を改良して、機械的回転の代わりに電気的にアンテナを回転させる自動方向探知装置が考案され、高速に方位を表示する装置が実用されている。
【先行技術文献】
【０００３】
「自動電波方向探知機の試作」ハムジャーナル１９９１／１、２月号
【０００４】
【特許文献】
【特許文献】 特許公開平６−２２２１２４ 電波発信位置測定装置 特許公開平６−２８１７１５ 電波到来方向測定装置
【０００５】
【非特許文献】
【非特許文献】 アンテナハンドブック ＣＱ出版社
【発明の概要】
【０００６】
受信機に接続するアンテナ素子と、八木アンテナの反射器または導波器に該当する素子を組み合わせて指向性を切り替えるアンテナ装置を構成する方法において、各素子と垂直に接する導体板を組み合わせることにより、各素子をダイポールアンテナの構造ではなく、接地型の垂直アンテナに近似した構造にして、片側の素子を省略する。
また、指向性を切り替える制御信号を受信機から給電線へ出力して、アンテナ素子をオンオフするスイッチ素子を切り替えることにより、アンテナと受信機の接続線を給電線の１本だけにできる。
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の技術によると、指向性を得るために配置する複数のアンテナ素子はダイポール型であり、上下共に波長の４分の１前後の長さが必要で、アンテナを設置する場所は広い空間を確保しなければならない。
【０００８】
また、指向性を得るために周囲へ配置する各アンテナ素子には、インピーダンスを切り替えるスイッチ素子があり、各々のスイッチ素子をオンオフする制御線を受信機との間で接続しなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
課題を解決するため請求項１の発明は、導体板を配置して、指向性を得るための複数のアンテナ素子を接地型の垂直アンテナに近似した構成とすることにより、ダイポール型の素子の片方を省略可能にする。
【００１０】
請求項２の発明は、前記導体板の構造を格子状とすることにより、前記導体板の質量が大きくなる欠点を改善する。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２の方向探知アンテナを構成する時に、スイッチ素子を制御する信号を受信機から給電線で送り、その信号に対応してスイッチ素子をオンオフする方法により、制御信号の配線を省略する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明による方向探知アンテナは、従来のダイポール型アンテナ素子の片方を省略できて、使用する時の所要空間が半分に抑えられることと、導体板より下側へのアンテナ素子を省略できることから、金属製の建造物や自動車の屋根等へ密着しても指向性への影響が少ないので、設置が容易になる効果がある。
更に、人が持ち歩きながら使用する場合にも、比較的低い持ち方で使用可能。
【００１３】
導体板が重い場合は、板の形を格子状にすると質量の増加が抑えられる。
【００１４】
指向性を制御する信号は給電線を利用して送ることにより、受信機と方向探知アンテナ間を給電線だけの配線で済み、使用上の利便性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】 本発明による方向探知アンテナの実施例。
【図２】 本発明による方向探知アンテナを構成する導体板の形状例。
【図３】 本発明による方向探知アンテナの制御信号電圧波形の例。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明による方向探知アンテナを実施するための形態について説明する。
図１は本発明による方向探知アンテナの実施例を示したものである。
アンテナ素子１（符号１０）は給電線で受信機（８０）へ接続する。
受信機から出力される制御信号（９０）は、アンテナ素子切替制御部（１１）で制御信号を判定して、該当するスイッチ素子２〜５（２１〜５１）を順次１つずつオンさせる。
その結果、各アンテナ素子２〜５（２０〜５０）は導体板との間で順次オンオフを繰り返す。
各アンテナ素子２〜５（２０〜５０）は、オンした時にアンテナ素子１（１０）に対して２素子八木アンテナとしての効果を有しており、順次オンオフを繰り返すことにより２素子の八木アンテナを回転したのと同じ効果を得る。
【００１７】
従来の技術によると、アンテナ素子２〜５（２０〜５０）はダイポール型で上下に同じ長さの素子が必要であったが、本発明では導体板（６０）を各素子と概ね９０度の角度で接するように配置して、ダイポール型素子の片方を省略して小型にできる効果がある。
【００１８】
図２は導体板の形状を示す。
板の輪郭は多角形や円形でも可であり、内側は格子状等にして完全平面でなくても良く、空隙部分の大きさは受信する電波の波長より充分小さければ性能に影響が少なく、質量を小さくして製作可能である。
【００１９】
各スイッチ素子２〜５（２１〜５１）を順次オンオフする制御信号は、受信機から各々のスイッチ素子へ接続して直接制御しても可であるが、本発明のように給電線を利用して制御信号を受信機から送り込むことで、受信機と方向探知アンテナ間の制御線を省略して給電線１本だけの接続により構成可能となる。
アンテナ素子切替制御部が動作するに必要な電源は、制御信号電圧を整流して直流電源として利用できる。
図３の制御信号電圧波形は、階段波状の電圧波形で制御する場合を記載したが、コード化したシリアルデータで出力しても良い。
給電線には受信信号と制御信号が混在するが、周波数成分が異なるので、容易に分離できる。
【００２０】
本発明を航空機等へ適用する場合、図１の上下を逆にして実施しても良い。
【符号の説明】
【００２１】
１０ アンテナ素子１
１１ アンテナ素子切替制御部
２０ アンテナ素子２
２１ スイッチ素子２
３０ アンテナ素子３
３１ スイッチ素子３
４０ アンテナ素子４
４１ スイッチ素子４
５０ アンテナ素子５
５１ スイッチ素子５
６０ 導体板
６１ 導体板の外形例１
６２ 導体板の外形例２
６３ 導体板の外形例３
７０ 給電線
８０ 受信機
９１ 制御信号電圧波形
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給電線を経由して受信機へ接続される線状アンテナ素子と、前記アンテナ素子と同方向で概ね等間隔に周囲へ配置した複数の線状アンテナ素子と、前記各素子と概ね９０度の角度で接する導体板から成る構造のアンテナ装置において、受信機と接続する給電線の接地側を導体板へ接続して、周囲へ配置した前記の各アンテナ素子と前記導体板とが接する途中に設けた当該素子のインピーダンスを変化させるスイッチ素子と、各スイッチ素子をオンオフして指向性を制御する手段とから成る方向探知アンテナ。
【請求項２】
前記導体板が格子状であることを特徴とする請求項１記載の方向探知アンテナ。
【請求項３】
受信機と方向探知アンテナ間は給電線１本だけで接続して、受信機から制御信号を前記給電線へ出力する手段と、前記制御信号に対応して前記の各スイッチ素子をオンオフすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の方向探知アンテナ。
【請求項１】
給電線を経由して受信機へ接続される線状アンテナ素子と、前記アンテナ素子と同方向で概ね等間隔に周囲へ配置した複数の線状アンテナ素子と、前記各素子と概ね９０度の角度で接する導体板から成る構造のアンテナ装置において、受信機と接続する給電線の接地側を導体板へ接続して、周囲へ配置した前記の各アンテナ素子と前記導体板とが接する途中に設けた当該素子のインピーダンスを変化させるスイッチ素子と、各スイッチ素子をオンオフして指向性を制御する手段とから成る方向探知アンテナ。
【請求項２】
前記導体板が格子状であることを特徴とする請求項１記載の方向探知アンテナ。
【請求項３】
受信機と方向探知アンテナ間は給電線１本だけで接続して、受信機から制御信号を前記給電線へ出力する手段と、前記制御信号に対応して前記の各スイッチ素子をオンオフすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の方向探知アンテナ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−２７０３０（Ｐ２０１３−２７０３０Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６９６３８（Ｐ２０１１−１６９６３８）
【出願日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【出願人】（５９２０７７５４５）株式会社西無線研究所 (4)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【出願人】（５９２０７７５４５）株式会社西無線研究所 (4)
【Ｆターム（参考）】
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