衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ
【課題】本発明は、簡易な構造で、設置場所の制限が少ない衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナを提供する。
【解決手段】回転放物面状の反射面２ａで衛星放送信号を反射する反射鏡２と、反射面２ａの焦点位置に配置され、反射鏡２が反射した衛星放送信号を受信する放射器３と、衛星放送信号と地上デジタル放送信号とを混合する混合回路４とを備える衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１において、反射鏡２は、反射面２ａに所定長さで形成されたスリット２ｂと、スリット２ｂの近傍に設けられた給電点２ｃに接続された給電線２ｄによって地上デジタル放送信号を受信する給電部２ｅとを備え、混合回路４は、放射器３が受信した衛星放送信号と、給電部２ｅが受信した地上デジタル放送信号とを混合する。
【解決手段】回転放物面状の反射面２ａで衛星放送信号を反射する反射鏡２と、反射面２ａの焦点位置に配置され、反射鏡２が反射した衛星放送信号を受信する放射器３と、衛星放送信号と地上デジタル放送信号とを混合する混合回路４とを備える衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１において、反射鏡２は、反射面２ａに所定長さで形成されたスリット２ｂと、スリット２ｂの近傍に設けられた給電点２ｃに接続された給電線２ｄによって地上デジタル放送信号を受信する給電部２ｅとを備え、混合回路４は、放射器３が受信した衛星放送信号と、給電部２ｅが受信した地上デジタル放送信号とを混合する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衛星放送信号と地上デジタル放送信号とを受信可能な衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地上デジタル放送への完全移行をふまえ、地上デジタル放送を容易に受信できるように、地上デジタル放送用の簡易なアンテナが強く要望されている。このとき、地上デジタル放送用のアンテナを新規に購入することは、ユーザの経済的な負担になると共に、設置場所を新たに確保する必要もあり、地上デジタル放送への完全移行を妨げる原因となる。
【０００３】
そこで、既に普及しているパラボラアンテナ９で地上デジタル放送を受信することが考えられる。一般的に、パラボラアンテナ９は、図１３に示すように、衛星放送信号を集波する反射鏡２と、反射鏡２が集波した衛星放送信号を受信する放射器（一次放射器）３とを備え、衛星放送信号を集波させて高い利得を得ることができる。一方、パラボラアンテナ９では、反射鏡２上に何らかの構造物を配置すると、衛星放送信号の集波を妨害することになり、好ましくない。なお、図１３では、説明のために、パラボラアンテナ９の一部を省略して図示した。
【０００４】
このため、例えば、特許文献１に記載の発明が提案されている。特許文献１に記載の発明は、衛星放送信号を受信するパラボラアンテナ９の背面から延設されたアーム部に地上デジタル放送信号（ＵＨＦ放送信号）を受信するループアンテナ（ＵＨＦアンテナ）を装着し、衛星放送信号と地上デジタル放送とを受信できるようにしたものである。これによって、特許文献１に記載の発明では、ＵＨＦアンテナの小型化を図り、容易に設置可能にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１０１１１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載の発明では、パラボラアンテナとＵＨＦアンテナとを組み合わせているため、構造が複雑になり、故障が発生しやすいという問題がある。また、特許文献１に記載の発明では、ＵＨＦアンテナが狭い指向性を有するため、設定場所が放送信号を送信する送信所の北東に制限されるという問題もある。
【０００７】
そこで、本発明は、簡易な構造で、設置場所の制限が少ない衛星放送・地上デジタル放送兼用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】
【０００８】
前記した課題を解決するため、請求項１に係る衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナは、回転放物面状の反射面で衛星放送信号を反射する反射鏡と、当該反射面の焦点位置に配置され、前記反射鏡が反射した衛星放送信号を受信する放射器と、前記衛星放送信号と地上デジタル放送信号とを混合する混合回路とを備える衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナにおいて、前記反射鏡は、前記反射面に所定長さで形成されたスリットと、前記スリットの近傍に設けられた給電点に接続された給電線によって前記地上デジタル放送信号を受信する給電部とを備え、前記混合回路は、前記放射器が受信した衛星放送信号と、前記給電部が受信した地上デジタル放送信号とを混合することを特徴とする。
【０００９】
かかる構成によれば、衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナは、反射鏡上に構造物を配置していないので、衛星放送信号の集波を妨害することなく、衛星放送信号の受信に必要なアンテナ利得が得られる。また、衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナは、スリットの近傍に給電点を設けることで、給電部を地上デジタル放送信号の周波数に整合させることができる。これによって、衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナは、反射鏡が、衛星放送信号を放射器に集波するだけでなく、ＵＨＦアンテナ（地上デジタル放送用アンテナ）及び給電部として機能する。さらに、衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナは、回転放物面状の広い反射面を有する反射鏡を用いているため、従来のＵＨＦアンテナの狭指向性を改善できる。
【００１０】
また、請求項２に係る衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナは、請求項１に記載の衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナにおいて、前記スリットは、その幅が、前記反射鏡の全幅に対して０．１％以上５０％未満であることを特徴とする。
【００１１】
かかる構成によれば、衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナは、前記した範囲内の幅でスリットを形成することで、反射板にスリットを形成したことによる衛星放送信号の受信特性の劣化を最小限に抑えることができる。
【００１２】
また、請求項３に係る衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナは、請求項１又は請求項２に記載の衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナにおいて、前記給電点は、前記反射鏡の中央から外側に設けられたことを特徴とする。
【００１３】
かかる構成によれば、衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナは、給電点を反射鏡の中央から外側に設けることで、地上デジタル放送信号を受信可能な周波数帯を広くすることができる。
【００１４】
また、請求項４に係る衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナは、請求項１から請求項３の何れか一項に記載の衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナにおいて、前記反射面に対向する前記反射鏡の背面に、前記スリットの深さ方向でＬ字状となり、かつ、前記スリットの長さ方向に沿うように装着されたＬ字状金属体をさらに備えることを特徴とする。
【００１５】
かかる構成によれば、衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナは、Ｌ字状金属体を備えることで、指向性パターンを均一にして両横方向のヌル成分を低減する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、以下のような優れた効果を奏する。
請求項１に係る発明によれば、反射鏡をＵＨＦアンテナ及び給電部としても機能させてＵＨＦアンテナを省略できると共に、従来のＵＨＦアンテナの狭指向性を改善できるので、簡易な構造で、設置場所の制限を少なくできる。
【００１７】
請求項２に係る発明によれば、衛星放送信号の受信特性の劣化を最小限に抑えることができるので、衛星放送が受信できなくなる事態を低減できる。
請求項３に係る発明によれば、地上デジタル放送信号を受信可能な周波数帯を広くすることができるので、設置場所の制限をより少なくできる。
請求項４に係る発明によれば、指向性パターンを均一にして両横方向のヌル成分を低減するので、マルチパスがない電波環境下であっても極めて広い指向性を実現でき、設置場所の制限を極めて少なくできる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナの側面図であり、（ｂ）は、本発明の本実施形態に係る衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナの正面図である。
【図２】図１の衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナの斜視図である。
【図３】図１の衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナの混合回路を含む電気回路の回路図である。
【図４】本発明の第２実施形態に衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナにおいて、Ｌ字状金属体の第１例を説明する概略図であり、（ａ）は、上面図であり、（ｂ）は、（ａ）の矢印方向から見たときの側面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナにおいて、Ｌ字状金属体の第２例を説明する概略図であり、（ａ）は、上面図であり、（ｂ）は、（ａ）の矢印方向から見たときの側面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナにおいて、Ｌ字状金属体の第３例を説明する概略図であり、（ａ）は、上面図であり、（ｂ）は、（ａ）の矢印方向から見たときの側面図である。
【図７】本発明の各実施例を説明する衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナの概略図である。
【図８】本発明の実施例１に係る衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナの指向性を示す、スリットに垂直な面内での水平偏波のパターン図である。
【図９】本発明の実施例１に係る衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナの指向性を示す、スリットに平行な面内での水平偏波のパターン図である。
【図１０】本発明の各実施例に係る衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナの電圧定在波比（ＶＳＷＲ）と周波数との関係を示す図である。
【図１１】本発明の各実施例に係る衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナの利得と周波数との関係を示す図である。
【図１２】本発明の実施例４に係る衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナの指向性を示す、スリットに垂直な面内での水平偏波のパターン図である。
【図１３】従来のパラボラアンテナを説明する概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の本実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各実施形態において、同一の機能を有する手段及び同一の部材には同一の符号を付し、説明を省略した。
【００２０】
（第１実施形態）
［衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナの構成］
図１及び図２を参照し、本発明の第１実施形態に係る衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナの構成について説明する。衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１は、衛星放送信号と地上デジタル放送信号とを混合した混合信号を出力するものであり、図１及び図２に示すように、反射鏡２と、放射器３と、混合回路４と、アーム５と、支柱６と、取付部７とを備える。
【００２１】
反射鏡２は、回転放物面状の反射面２ａで衛星放送信号をこの反射面２ａの焦点位置に反射するものである（図１（ａ）の二点鎖線参照）。この衛星放送信号は、例えば、ＢＳデジタル放送信号及びＣＳ１１０°放送信号である。
【００２２】
また、反射鏡２は、反射面２ａに所定長さのスリット２ｂを形成している。ここで、スリット２ｂは、その幅Ｗが、例えば、スリット２ｂの左右を絶縁可能な値以上である。また、スリット２ｂは、例えば、その幅Ｗを広くするほど衛星放送信号の受信特性が劣化するため、その幅Ｗが、衛星放送信号の受信特性の劣化を許容できる値未満である。つまり、スリット２ｂは、その幅Ｗが、反射鏡２の全幅に対して０．１％以上５０％未満であることが好ましく、５ｍｍ以上１００ｍｍ以下であることがより好ましい。
【００２３】
また、スリット２ｂの長さＬは、受信する地上デジタル放送信号の周波数に応じて決定するものである。具体的には、スリット２ｂの長さＬは、地上デジタル放送信号の周波数を２で除算した値に波長短縮率を乗じた値とすることが好ましい。ここで、スリット２ｂの長さＬは、例えば、４００ｍｍである。このとき、例えば、反射鏡２の直径よりも短いため、スリット２ｂは、反射鏡２の中央上端部まで達していない。
【００２４】
また、スリット２ｂの深さは、反射鏡２の反射面２ａから背面までを絶縁可能な値とする。ここで、反射鏡２の全体が金属製の場合、スリット２ｂは、例えば、反射面２ａから背面まで達する深さとする。一方、反射鏡２がＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastics）製の場合、スリット２ｂは、例えば、反射鏡２の表面に形成された金属箔を削れるだけの深さとする。
【００２５】
また、スリット２ｂは、例えば、反射面２ａ側の中央下端部から中央に向けて垂直に形成する。なお、スリット２ｂは、垂直に形成することに限定されず、例えば、水平又は斜めに形成しても良い。
【００２６】
また、反射鏡２は、スリット２ｂの近傍に設けられた給電点２ｃに接続された給電線２ｄによって地上デジタル放送信号を受信する給電部２ｅを備える。ここで、反射鏡２は、給電点２ｃを、反射面２ａ上であってスリット２ｂの左右の縁に設ければ良く、図２に示すように、反射面２ａ上の中央部分であってスリット２ｂの左右の縁に設けても良い。そして、反射鏡２は、同軸ケーブル等の給電線２ｄをスリット２ｂの左側の縁に沿って配置し、給電線２ｄの一方の端を給電点２ｃに接続する。ここで、例えば、給電線２ｄの芯線は左側の給電点２ｃに接続し、給電線２ｄのアース線は右側の給電点２ｃに接続する。なお、給電線２ｄは、芯線とアース線とを左右反対にしても良い。さらに、反射鏡２は、給電線２ｄの他方の端を混合回路４に接続する。これによって、反射鏡２は、地上デジタル放送信号を受信すると共に、受信した地上デジタル信号を混合回路４に出力できる。
【００２７】
放射器（一次放射器）３は、反射面２ａの焦点位置に配置され、反射鏡２が反射した衛星放送信号を受信するものである。ここで、放射器３は、内蔵するダウンコンバータによって、受信した衛星放送信号の周波数（例えば、１０数ＧＨｚ）を数ＧＨｚの周波数にダウンコンバートした後、混合回路４に出力しても良い。
【００２８】
ここで、放射器３は、反射鏡２の背面側から反射面２ａの焦点位置近傍まで延設されたアーム５の先端に装着される。また、アーム５は、反射鏡２の背面側に取付部７が装着される。この取付部７は、ボルト等の先端で支柱６を押圧して、支柱６の上端部分に反射鏡２を支持固定するものである。
【００２９】
混合回路４は、放射器３が受信した衛星放送信号と反射鏡２が受信した地上デジタル放送信号とを混合するものである。ここで、混合回路４は、電気回路１０（図３参照）の一部として構成され、この電気回路１０を放射器３の防水ケース内に格納することとした。なお、電気回路１０は、放射器３の防水ケースに格納することに限定されず、電気回路１０のみを別の防水ケースに格納し、この防水ケースをアーム５に固定しても良い。
【００３０】
＜電気回路の詳細＞
以下、図３を参照し、電気回路１０の詳細について説明する（適宜図１，２参照）。図３に示すように、電気回路１０は、混合回路４と、バラン１３と、電極Ｔａ，Ｔｂと、入力端子Ｔｉと、出力端子Ｔｏと、コンデンサＣと、チョークコイルＬとを備える。
【００３１】
電極Ｔａ，Ｔｂは、同軸ケーブル等の給電線２ｄが接続され、反射鏡２が受信した地上デジタル放送信号をバラン１３に出力するものである。
バラン１３は、平衡なＵＨＦアンテナとして機能する反射鏡２を、不平衡な同軸ケーブル８で給電できるように平衡−不平衡変換を行うものである。そして、バラン１３は、得られた地上デジタル放送信号をＬＰＦ１１に出力する。なお、バラン１３による損失が無視できない場合、電気回路１０は、バラン１３を備えなくとも良い。
【００３２】
入力端子Ｔｉは、放射器３と接続し、放射器３がダウンコンバートした衛星放送信号を入力するものである。ここで、入力端子Ｔｉは、例えば、放射器３からの衛星放送信号を伝送する同軸ケーブル（不図示）を接続するフィッティング型の接栓であり、放射器３の防水ケース下面から突出して固定される。そして、入力端子Ｔｉは、入力された衛星放送信号を、ＨＰＦ１２に出力する。
【００３３】
混合回路４は、図３に示すように、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）１１と、ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）１２とを備える。
ＬＰＦ１１は、バラン１３からの地上デジタル放送信号のみを通過させて出力端子Ｔｏに出力するものである。ここで、ＬＰＦ１１は、例えば、カットオフ周波数が７７０ＭＨｚである。
ＨＰＦ１２は、入力端子Ｔｉからの衛星放送信号のみを通過させて出力端子Ｔｏに出力するものである。ここで、ＨＰＦ１２は、例えば、カットオフ周波数が１ＧＨｚである。
【００３４】
チョークコイルＬは、出力端子Ｔｏに接続される受信装置からの電源電圧を放射器３に供給するものであり、ＨＰＦ１２と並列に配置される。
コンデンサＣは、前記した電源電圧がＬＰＦ１１を通過してバラン１３に印加されることを防止するものであり、ＬＰＦ１１と出力端子Ｔｏとの間に直列で配置される。
出力端子Ｔｏは、ＬＰＦ１１を通過した地上デジタル放送信号と、ＨＰＦ１２を通過した衛星放送信号とを混合した混合信号を、放送受信装置に出力するものである。
【００３５】
以上のように、第１実施形態に係る衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１は、反射鏡２上に構造物を配置していないので、衛星放送信号の集波を妨害することなく、衛星放送信号の受信に必要なアンテナ利得が得られる。また、衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１は、スリット２ｂの近傍に給電点２ｃを設けることで、給電部２ｅを地上デジタル放送信号の周波数に整合させることができる。これによって、衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１は、反射鏡２が、衛星放送信号を放射器に集波するだけでなく、ＵＨＦアンテナ及び給電部として機能する。また、衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１は、回転放物面状の広い反射面を有する反射鏡２を用いるため、従来のＵＨＦアンテナの狭指向性を改善できる。従って、衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１は、簡易な構造で、設置場所の制限を少なくできる。さらに、衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１は、従来に比べて部品数が少ないことから、故障率を低くすることができる。
【００３６】
また、第１実施形態に係る衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１は、例えば、ユーザが使用しているパラボラアンテナに、スリット２ｂを形成して混合回路を付加するといった簡易な改修で実現できる。このため、第１実施形態に係る衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１は、既存のパラボラアンテナを有向活用でき、ユーザの経済的な負担も少ない。
【００３７】
また、例えば、第１実施形態に係る衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１を工場で製造する場合でも、既存のパラボラアンテナにスリットを形成して混合回路を付加するだけなので、既存のパラボラアンテナの生産ラインで製造できるため、製造コストの増加を最小限に抑えることができる。
【００３８】
（第２実施形態）
以下、図４〜図６を参照し、本発明の第２実施形態に係る衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナの構成について、第１実施形態と異なる点を主に説明する。第１実施形態に係る衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１は、従来の半波長ダイポールアンテナと同様に、８の字状の指向性によって、両横方向（９０°及び２７０°）にヌル成分を有する（図８参照）。このため、衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１は、マルチパスがない電波環境下における地上デジタル放送信号の受信に際して、この地上デジタル放送信号の受信レベルが低下することがあり、衛星放送信号を送信する衛星の方向に向けなければならない場合があった。この問題を解決するため、図４〜図６に示すように、衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１Ａは、Ｌ字状金属体２０，２１，２２を、反射鏡２の背面に装着した。
【００３９】
なお、図４〜図６では、説明を簡易にするため、衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１Ａの構成の一部を省略した。また、図４（ａ），図５（ａ），図６（ａ）において、上面から見たとき、反射鏡２に隠れるスリット２ｂは、破線で図示した。また、図４（ｂ），図５（ｂ），図６（ｂ）は、各図（ａ）の矢印方向からみたときの側面図であり、この矢印方向から見たときに、Ｌ字状金属体２０，２１，２２で隠れる部分を破線で図示した。
【００４０】
＜Ｌ字状金属体の第１例＞
以下、図４を参照し、Ｌ字状金属体２０について、詳細に説明する。Ｌ字状金属体２０は、例えば、アルミニウム、銅等の金属で形成される。そして、Ｌ字状金属体２０は、その幅Ｘを１００ｍｍ、その奥行きＹを６０ｍｍとすることが好ましい。これによって、衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１Ａは、指向性を最も広くすることができる。なお、この奥行きＹは、反射鏡２の中央付近での値、言い換えると、奥行きＹが最小となる箇所での値である。
【００４１】
また、Ｌ字状金属体２０は、図４（ｂ）に示すように、その上端から下端までの長さが、反射鏡２の中央上端部から中央下端部までの高さと等しくなる。また、Ｌ字状金属体２０は、図４（ｂ）に示すように、反射鏡２の高さ方向に円弧状の接触部（Ｌ字状金属体２０の突端）が形成され、この接触部が回転放物面状に形成された反射鏡２の背面に密着する。ここで、Ｌ字状金属体２０は、スリット２ｂの深さ方向でＬ字状となり、かつ、反射面２ａに形成されたスリット２ｂの長さ方向に沿うように、反射面２ａに対向する背面に装着される。言い換えると、Ｌ字状金属体２０は、図４（ａ）に示すように、上面方向から見たときに、Ｌ字状となるように反射鏡２の背面に装着される。
【００４２】
ここで、Ｌ字状金属体２０は、例えば、スリット２ｂが水平に形成されたときは、水平方向から見たときにＬ字状となるように反射鏡２の背面に装着される。また、Ｌ字状金属体２０は、例えば、スリット２ｂが斜め方向に形成されたときは、斜め方向から見たときにＬ字状となるように反射鏡２の背面に装着される。
【００４３】
なお、Ｌ字状金属体２０を反射鏡２に装着する方法は、特に制限されない。例えば、Ｌ字状金属体２０は、接着、溶接又はボルト・ナットを用いた組み付け等、任意の方法で反射鏡２の背面に装着できる。
【００４４】
以上のように、Ｌ字状金属体２０を装着することで、第２実施形態に係る衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１Ａは、両横方向から入射した地上デジタル放送信号を、スリット２ｂの方向に反射させて、８の字状の指向性パターンを均一にし、両横方向のヌル成分を低減する。これによって、第２実施形態に係る衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１Ａは、マルチパスがない電波環境下であっても、最大利得を落とすことなく、極めて広い指向性を実現できる。例えば、最少利得と最大利得との差が平均２７ｄＢのときに、Ｌ字状金属体２０を装着すると、第２実施形態に係る衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１Ａでは、この利得の差が４７０ＭＨｚ帯で約８ｄＢ、５６０ＭＨｚ帯で約１０ｄＢ、７７０ＭＨｚ帯で約１８ｄＢとなる。このように、第２実施形態に係る衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１Ａは、どの方向に地上デジタル放送の送信所があっても地上デジタル放送信号の受信レベルが殆ど低下せず、設置場所の制限が極めて少なくなる。このことから、第２実施形態に係る衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１Ａは、様々な地域の視聴者宅に設置することができ、地上デジタル放送への完全移行を推進することにもつながる。
【００４５】
＜Ｌ字状金属体の第２例＞
以下、図５を参照し、Ｌ字状金属体２１について、詳細に説明する。ここで、衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１Ａでは、図４のＬ字状金属体２０の代わりに、図５のＬ字状金属体２１を、反射鏡２の背面に装着しても良い。このＬ字状金属体２１は、図５（ｂ）に示すように、スリット２ｂに平行となる側壁部２１ｂをリブ構造としている。具体的には、Ｌ字状金属体２１は、スリット２ｂに平行となる側壁部２１ｂにおいて、側壁部２１ｂを水平方向に貫通する穴を、反射鏡２の高さ方向に複数個（例えば、８個）形成し、リブ構造としている。
【００４６】
このようなリブ構造とすることで、第２実施形態に係る衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１Ａは、図４のＬ字状金属体２０を装着した場合と同様の効果に加え、軽量化を実現している。
【００４７】
＜Ｌ字状金属体の第３例＞
以下、図６を参照し、Ｌ字状金属体２２について、詳細に説明する。ここで、衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１Ａでは、図４のＬ字状金属体２０又は図５のＬ字状金属体２１の代わりに、図６のＬ字状金属体２２を、反射鏡２の背面に装着しても良い。このＬ字状金属体２２は、図６（ａ）に示すように、図５のＬ字状金属体２１と支柱６とを一体構造にしたものである。
【００４８】
このような一体構造とすることで、第２実施形態に係る衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１Ａは、図５のＬ字状金属体２１を装着した場合と同様の効果に加え、省スペース化を実現している。なお、詳細な説明は省略するが、第２実施形態において、図４のＬ字状金属体２０と支柱６とを一体構造にしても良いことは、言うまでもない。
【００４９】
（実施例１〜３）
以下、図７〜図１１を参照して、本発明の第１実施形態に係る実施例１〜３について説明する（適宜図１及び図２参照）。本発明の実施例１〜３では、図７に示すように、一般的なパラボラアンテナにスリット２ｂを形成し、給電点２ｃの位置をそれぞれ変えて、衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１を試作した。ここで、スリット２ｂは、長さが４００ｍｍであり、幅が５ｍｍである。そして、この試作した衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１の性能か検証するため、各種測定を行った。ここで、以下に説明する各々の測定では、各アンテナを障害物の少ない平地に配置し、電界強度測定器を用いて測定した。
【００５０】
以下、反射面２ａの中央部分に給電点２ｃを設けたものを実施例１、実施例１から下側に２０ｍｍの位置に給電点２ｃを設けたものを実施例２、及び、実施例１から下側に３０ｍｍの位置に給電点２ｃを設けたものを実施例３として説明する。なお、図７では、説明のために、衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１の構成の一部を省略した。また、図７では、説明のために、給電点２ｃを３個図示したが、衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１は、１個の給電点２ｃを設ければ良い。
【００５１】
＜受信特性＞
反射鏡２にスリット２ｂを形成した前後で、衛星放送信号の各チャンネルのレベルとＣＮ比とを測定した。この結果を表１に示す。なお、表１では、スリット２ｂを形成する前の測定結果を参考例１として示した。
【００５２】
【表１】
【００５３】
表１に示すように、実施例１では、参考例１と比べて、レベル及びＣＮ比ともに大きな差がなく、衛星放送信号の受信特性が優れているものと考えられる。
【００５４】
また、実施例１と従来の１４素子八木アンテナとの地上デジタル放送信号（ＵＨＦ放送信号）の各チャンネルのレベルを測定した。この結果を表２に示す。なお、表２では、従来の１４素子八木アンテナの測定結果を参考例２として示した。
【００５５】
【表２】
【００５６】
表２に示すように、実施例１では、全てのチャンネルで参考例２と略同等のレベルが測定されており、地上デジタル放送信号の受信特性が優れているものと考えられる。
【００５７】
実施例１において、スリット２ｂに直角な面内での水平偏波の指向性を測定した。この結果を図８に示す。なお、図８では、各方向に対する指向性の強さをｄＢｉで図示すると共に、反射鏡２が０°の方向（図８の上方向）を向いていることとした。ここで、図８に示すように、実施例１では、反射鏡２の前後方向に指向性を有していることから、簡便なＵＨＦアンテナと遜色のない、広い指向性を有すると考えられる。
【００５８】
実施例１において、スリット２ｂに平行な面内での水平偏波の指向性を測定した。この結果を図９に示す。なお、図９では、各方向に対する指向性の強さをｄＢｉで図示すると共に、反射鏡２が９０°の方向（図９の右方向）を向いていることになる。
【００５９】
ここで、図９に示すように、実施例１では、衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１の仰角方向に指向性を有していることから、安定して地上デジタル放送信号を受信できるものと考えられる。特に、衛星放送信号を受信する際、ある程度の仰角をもってアンテナを設置する必要があるため、実施例１は、水平に伝搬するＵＨＦ帯の地上デジタル放送信号を受信しやすい利点を有する。
【００６０】
＜給電点の位置と周波数との関係＞
以下、給電点２ｃの位置と周波数との関係について説明する。
実施例１〜３において、電圧定在波比（ＶＳＷＲ）と周波数との関係を評価した。この結果を図１０に示す。なお、図１０では、実線で実施例１における電圧定在波比と周波数との関係を示し、一点鎖線で実施例２における電圧定在波比と周波数との関係を示し、破線で実施例３における電圧定在波比と周波数との関係を示した。
【００６１】
ここで、図１０に示すように、実施例１では、周波数が高くなる程に電圧定在波比が高くなり、利用可能な周波数幅がやや狭くなる。そこで、実施例２のように給電点を下側に設けると、殆どの周波数で電圧定在波比が低くなり、利用可能な周波数幅が広くなる。さらに、実施例３のように給電点を下側に設けると、約７５０ＭＨｚ以下の周波数で電圧定在波比が２．５以下となり、現在、地上デジタル放送信号で使用している周波数を問題なく受信できる。
【００６２】
実施例１〜３において、利得と周波数との関係を評価した。この結果を図１１に示す。なお、図１１では、実線で実施例１における利得と周波数との関係を示し、破線で実施例３における利得と周波数との関係を示す。ここで、図１１に示すように、実施例１では、周波数が高くなるほど利得が低下してしまう。一方、実施例３では、６５０ＭＨｚ付近の周波数帯に利得の低下が見られるが、利得を平均するとその低下はあまり大きくならない。
【００６３】
以上のように、給電点２ｃを下側に設けるほど、受信特性が良好となる。しかし、ＵＨＦ帯内での周波数が高くなると、最大放射方向が仰角を持ち始める。このため、ビームが上を向くために、図１１の実施例３（破線）に示すように、水平面の利得が低下する現象が見られる。この利得の低下は、給電点２ｃを下側に設けるほど顕著になるため、給電点２ｃの位置には限界がある。このことから、給電点２ｃは、反射鏡２の中央から下側に設けることが好ましく、反射鏡２の中央から下側３０ｍｍまでの位置に給電点２ｃを設けることがより好ましい。
【００６４】
なお、前記した実施例では、給電点２ｃを反射面２ａの中央から下側に設ける例を説明したが、これに限定されない。例えば、給電点２ｃを反射面２ａの中央から上側に設けても、スリット２ｂの近傍であれば、前記した実施例と同様の効果が得られる。言い換えると、給電点２ｃは、反射面２ａの中央から外側（反射面２ａの中央から外縁側）に設けることが好ましい。
【００６５】
（実施例４）
以下、図１２を参照し、本発明の第２実施形態に係る実施例４について説明する（適宜図４参照）。この実施例４では、前記した実施例１と同様の衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１の背面にＬ字状金属体２０を装着した。また、実施例４では、Ｌ字状金属体２０は、その幅Ｘが１００ｍｍ、その奥行きＹが６０ｍｍであり、その上端から下端までの長さが、反射鏡２の中央上端部から中央下端部までの高さと等しくなっている。
【００６６】
実施例４において、スリット２ｂに直角な面内での水平偏波の指向性を、実施例１と同様の手法にて測定した。この結果を図１２に示す。なお、図１２では、各方向に対する指向性の強さをｄＢｉで図示すると共に、反射鏡２が０°の方向（図１２の上方向）を向いていることとした。ここで、図１２に示すように、実施例４では、図８における両横方向のヌル成分を低減することから、極めて広い指向性を有すると考えられる。
【符号の説明】
【００６７】
１ 衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ
１Ａ 衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ
２ 反射鏡
２ａ 反射面
２ｂ スリット
２ｃ 給電点
２ｄ 給電線
２ｅ 給電部
３ 放射器
４ 混合回路
１０ 電気回路
１１ ＬＰＦ（ローパスフィルタ）
１２ ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）
１３ バラン
２０ Ｌ字状金属体
２１ Ｌ字状金属体
２１ｂ 側壁部
２２ Ｌ字状金属体
Ｃ コンデンサ
Ｌ チョークコイル
Ｔａ，Ｔｂ 電極
Ｔｉ 入力端子
Ｔｏ 出力端子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衛星放送信号と地上デジタル放送信号とを受信可能な衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地上デジタル放送への完全移行をふまえ、地上デジタル放送を容易に受信できるように、地上デジタル放送用の簡易なアンテナが強く要望されている。このとき、地上デジタル放送用のアンテナを新規に購入することは、ユーザの経済的な負担になると共に、設置場所を新たに確保する必要もあり、地上デジタル放送への完全移行を妨げる原因となる。
【０００３】
そこで、既に普及しているパラボラアンテナ９で地上デジタル放送を受信することが考えられる。一般的に、パラボラアンテナ９は、図１３に示すように、衛星放送信号を集波する反射鏡２と、反射鏡２が集波した衛星放送信号を受信する放射器（一次放射器）３とを備え、衛星放送信号を集波させて高い利得を得ることができる。一方、パラボラアンテナ９では、反射鏡２上に何らかの構造物を配置すると、衛星放送信号の集波を妨害することになり、好ましくない。なお、図１３では、説明のために、パラボラアンテナ９の一部を省略して図示した。
【０００４】
このため、例えば、特許文献１に記載の発明が提案されている。特許文献１に記載の発明は、衛星放送信号を受信するパラボラアンテナ９の背面から延設されたアーム部に地上デジタル放送信号（ＵＨＦ放送信号）を受信するループアンテナ（ＵＨＦアンテナ）を装着し、衛星放送信号と地上デジタル放送とを受信できるようにしたものである。これによって、特許文献１に記載の発明では、ＵＨＦアンテナの小型化を図り、容易に設置可能にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１０１１１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載の発明では、パラボラアンテナとＵＨＦアンテナとを組み合わせているため、構造が複雑になり、故障が発生しやすいという問題がある。また、特許文献１に記載の発明では、ＵＨＦアンテナが狭い指向性を有するため、設定場所が放送信号を送信する送信所の北東に制限されるという問題もある。
【０００７】
そこで、本発明は、簡易な構造で、設置場所の制限が少ない衛星放送・地上デジタル放送兼用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】
【０００８】
前記した課題を解決するため、請求項１に係る衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナは、回転放物面状の反射面で衛星放送信号を反射する反射鏡と、当該反射面の焦点位置に配置され、前記反射鏡が反射した衛星放送信号を受信する放射器と、前記衛星放送信号と地上デジタル放送信号とを混合する混合回路とを備える衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナにおいて、前記反射鏡は、前記反射面に所定長さで形成されたスリットと、前記スリットの近傍に設けられた給電点に接続された給電線によって前記地上デジタル放送信号を受信する給電部とを備え、前記混合回路は、前記放射器が受信した衛星放送信号と、前記給電部が受信した地上デジタル放送信号とを混合することを特徴とする。
【０００９】
かかる構成によれば、衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナは、反射鏡上に構造物を配置していないので、衛星放送信号の集波を妨害することなく、衛星放送信号の受信に必要なアンテナ利得が得られる。また、衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナは、スリットの近傍に給電点を設けることで、給電部を地上デジタル放送信号の周波数に整合させることができる。これによって、衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナは、反射鏡が、衛星放送信号を放射器に集波するだけでなく、ＵＨＦアンテナ（地上デジタル放送用アンテナ）及び給電部として機能する。さらに、衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナは、回転放物面状の広い反射面を有する反射鏡を用いているため、従来のＵＨＦアンテナの狭指向性を改善できる。
【００１０】
また、請求項２に係る衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナは、請求項１に記載の衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナにおいて、前記スリットは、その幅が、前記反射鏡の全幅に対して０．１％以上５０％未満であることを特徴とする。
【００１１】
かかる構成によれば、衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナは、前記した範囲内の幅でスリットを形成することで、反射板にスリットを形成したことによる衛星放送信号の受信特性の劣化を最小限に抑えることができる。
【００１２】
また、請求項３に係る衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナは、請求項１又は請求項２に記載の衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナにおいて、前記給電点は、前記反射鏡の中央から外側に設けられたことを特徴とする。
【００１３】
かかる構成によれば、衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナは、給電点を反射鏡の中央から外側に設けることで、地上デジタル放送信号を受信可能な周波数帯を広くすることができる。
【００１４】
また、請求項４に係る衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナは、請求項１から請求項３の何れか一項に記載の衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナにおいて、前記反射面に対向する前記反射鏡の背面に、前記スリットの深さ方向でＬ字状となり、かつ、前記スリットの長さ方向に沿うように装着されたＬ字状金属体をさらに備えることを特徴とする。
【００１５】
かかる構成によれば、衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナは、Ｌ字状金属体を備えることで、指向性パターンを均一にして両横方向のヌル成分を低減する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、以下のような優れた効果を奏する。
請求項１に係る発明によれば、反射鏡をＵＨＦアンテナ及び給電部としても機能させてＵＨＦアンテナを省略できると共に、従来のＵＨＦアンテナの狭指向性を改善できるので、簡易な構造で、設置場所の制限を少なくできる。
【００１７】
請求項２に係る発明によれば、衛星放送信号の受信特性の劣化を最小限に抑えることができるので、衛星放送が受信できなくなる事態を低減できる。
請求項３に係る発明によれば、地上デジタル放送信号を受信可能な周波数帯を広くすることができるので、設置場所の制限をより少なくできる。
請求項４に係る発明によれば、指向性パターンを均一にして両横方向のヌル成分を低減するので、マルチパスがない電波環境下であっても極めて広い指向性を実現でき、設置場所の制限を極めて少なくできる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナの側面図であり、（ｂ）は、本発明の本実施形態に係る衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナの正面図である。
【図２】図１の衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナの斜視図である。
【図３】図１の衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナの混合回路を含む電気回路の回路図である。
【図４】本発明の第２実施形態に衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナにおいて、Ｌ字状金属体の第１例を説明する概略図であり、（ａ）は、上面図であり、（ｂ）は、（ａ）の矢印方向から見たときの側面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナにおいて、Ｌ字状金属体の第２例を説明する概略図であり、（ａ）は、上面図であり、（ｂ）は、（ａ）の矢印方向から見たときの側面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナにおいて、Ｌ字状金属体の第３例を説明する概略図であり、（ａ）は、上面図であり、（ｂ）は、（ａ）の矢印方向から見たときの側面図である。
【図７】本発明の各実施例を説明する衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナの概略図である。
【図８】本発明の実施例１に係る衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナの指向性を示す、スリットに垂直な面内での水平偏波のパターン図である。
【図９】本発明の実施例１に係る衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナの指向性を示す、スリットに平行な面内での水平偏波のパターン図である。
【図１０】本発明の各実施例に係る衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナの電圧定在波比（ＶＳＷＲ）と周波数との関係を示す図である。
【図１１】本発明の各実施例に係る衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナの利得と周波数との関係を示す図である。
【図１２】本発明の実施例４に係る衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナの指向性を示す、スリットに垂直な面内での水平偏波のパターン図である。
【図１３】従来のパラボラアンテナを説明する概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の本実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各実施形態において、同一の機能を有する手段及び同一の部材には同一の符号を付し、説明を省略した。
【００２０】
（第１実施形態）
［衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナの構成］
図１及び図２を参照し、本発明の第１実施形態に係る衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナの構成について説明する。衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１は、衛星放送信号と地上デジタル放送信号とを混合した混合信号を出力するものであり、図１及び図２に示すように、反射鏡２と、放射器３と、混合回路４と、アーム５と、支柱６と、取付部７とを備える。
【００２１】
反射鏡２は、回転放物面状の反射面２ａで衛星放送信号をこの反射面２ａの焦点位置に反射するものである（図１（ａ）の二点鎖線参照）。この衛星放送信号は、例えば、ＢＳデジタル放送信号及びＣＳ１１０°放送信号である。
【００２２】
また、反射鏡２は、反射面２ａに所定長さのスリット２ｂを形成している。ここで、スリット２ｂは、その幅Ｗが、例えば、スリット２ｂの左右を絶縁可能な値以上である。また、スリット２ｂは、例えば、その幅Ｗを広くするほど衛星放送信号の受信特性が劣化するため、その幅Ｗが、衛星放送信号の受信特性の劣化を許容できる値未満である。つまり、スリット２ｂは、その幅Ｗが、反射鏡２の全幅に対して０．１％以上５０％未満であることが好ましく、５ｍｍ以上１００ｍｍ以下であることがより好ましい。
【００２３】
また、スリット２ｂの長さＬは、受信する地上デジタル放送信号の周波数に応じて決定するものである。具体的には、スリット２ｂの長さＬは、地上デジタル放送信号の周波数を２で除算した値に波長短縮率を乗じた値とすることが好ましい。ここで、スリット２ｂの長さＬは、例えば、４００ｍｍである。このとき、例えば、反射鏡２の直径よりも短いため、スリット２ｂは、反射鏡２の中央上端部まで達していない。
【００２４】
また、スリット２ｂの深さは、反射鏡２の反射面２ａから背面までを絶縁可能な値とする。ここで、反射鏡２の全体が金属製の場合、スリット２ｂは、例えば、反射面２ａから背面まで達する深さとする。一方、反射鏡２がＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastics）製の場合、スリット２ｂは、例えば、反射鏡２の表面に形成された金属箔を削れるだけの深さとする。
【００２５】
また、スリット２ｂは、例えば、反射面２ａ側の中央下端部から中央に向けて垂直に形成する。なお、スリット２ｂは、垂直に形成することに限定されず、例えば、水平又は斜めに形成しても良い。
【００２６】
また、反射鏡２は、スリット２ｂの近傍に設けられた給電点２ｃに接続された給電線２ｄによって地上デジタル放送信号を受信する給電部２ｅを備える。ここで、反射鏡２は、給電点２ｃを、反射面２ａ上であってスリット２ｂの左右の縁に設ければ良く、図２に示すように、反射面２ａ上の中央部分であってスリット２ｂの左右の縁に設けても良い。そして、反射鏡２は、同軸ケーブル等の給電線２ｄをスリット２ｂの左側の縁に沿って配置し、給電線２ｄの一方の端を給電点２ｃに接続する。ここで、例えば、給電線２ｄの芯線は左側の給電点２ｃに接続し、給電線２ｄのアース線は右側の給電点２ｃに接続する。なお、給電線２ｄは、芯線とアース線とを左右反対にしても良い。さらに、反射鏡２は、給電線２ｄの他方の端を混合回路４に接続する。これによって、反射鏡２は、地上デジタル放送信号を受信すると共に、受信した地上デジタル信号を混合回路４に出力できる。
【００２７】
放射器（一次放射器）３は、反射面２ａの焦点位置に配置され、反射鏡２が反射した衛星放送信号を受信するものである。ここで、放射器３は、内蔵するダウンコンバータによって、受信した衛星放送信号の周波数（例えば、１０数ＧＨｚ）を数ＧＨｚの周波数にダウンコンバートした後、混合回路４に出力しても良い。
【００２８】
ここで、放射器３は、反射鏡２の背面側から反射面２ａの焦点位置近傍まで延設されたアーム５の先端に装着される。また、アーム５は、反射鏡２の背面側に取付部７が装着される。この取付部７は、ボルト等の先端で支柱６を押圧して、支柱６の上端部分に反射鏡２を支持固定するものである。
【００２９】
混合回路４は、放射器３が受信した衛星放送信号と反射鏡２が受信した地上デジタル放送信号とを混合するものである。ここで、混合回路４は、電気回路１０（図３参照）の一部として構成され、この電気回路１０を放射器３の防水ケース内に格納することとした。なお、電気回路１０は、放射器３の防水ケースに格納することに限定されず、電気回路１０のみを別の防水ケースに格納し、この防水ケースをアーム５に固定しても良い。
【００３０】
＜電気回路の詳細＞
以下、図３を参照し、電気回路１０の詳細について説明する（適宜図１，２参照）。図３に示すように、電気回路１０は、混合回路４と、バラン１３と、電極Ｔａ，Ｔｂと、入力端子Ｔｉと、出力端子Ｔｏと、コンデンサＣと、チョークコイルＬとを備える。
【００３１】
電極Ｔａ，Ｔｂは、同軸ケーブル等の給電線２ｄが接続され、反射鏡２が受信した地上デジタル放送信号をバラン１３に出力するものである。
バラン１３は、平衡なＵＨＦアンテナとして機能する反射鏡２を、不平衡な同軸ケーブル８で給電できるように平衡−不平衡変換を行うものである。そして、バラン１３は、得られた地上デジタル放送信号をＬＰＦ１１に出力する。なお、バラン１３による損失が無視できない場合、電気回路１０は、バラン１３を備えなくとも良い。
【００３２】
入力端子Ｔｉは、放射器３と接続し、放射器３がダウンコンバートした衛星放送信号を入力するものである。ここで、入力端子Ｔｉは、例えば、放射器３からの衛星放送信号を伝送する同軸ケーブル（不図示）を接続するフィッティング型の接栓であり、放射器３の防水ケース下面から突出して固定される。そして、入力端子Ｔｉは、入力された衛星放送信号を、ＨＰＦ１２に出力する。
【００３３】
混合回路４は、図３に示すように、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）１１と、ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）１２とを備える。
ＬＰＦ１１は、バラン１３からの地上デジタル放送信号のみを通過させて出力端子Ｔｏに出力するものである。ここで、ＬＰＦ１１は、例えば、カットオフ周波数が７７０ＭＨｚである。
ＨＰＦ１２は、入力端子Ｔｉからの衛星放送信号のみを通過させて出力端子Ｔｏに出力するものである。ここで、ＨＰＦ１２は、例えば、カットオフ周波数が１ＧＨｚである。
【００３４】
チョークコイルＬは、出力端子Ｔｏに接続される受信装置からの電源電圧を放射器３に供給するものであり、ＨＰＦ１２と並列に配置される。
コンデンサＣは、前記した電源電圧がＬＰＦ１１を通過してバラン１３に印加されることを防止するものであり、ＬＰＦ１１と出力端子Ｔｏとの間に直列で配置される。
出力端子Ｔｏは、ＬＰＦ１１を通過した地上デジタル放送信号と、ＨＰＦ１２を通過した衛星放送信号とを混合した混合信号を、放送受信装置に出力するものである。
【００３５】
以上のように、第１実施形態に係る衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１は、反射鏡２上に構造物を配置していないので、衛星放送信号の集波を妨害することなく、衛星放送信号の受信に必要なアンテナ利得が得られる。また、衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１は、スリット２ｂの近傍に給電点２ｃを設けることで、給電部２ｅを地上デジタル放送信号の周波数に整合させることができる。これによって、衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１は、反射鏡２が、衛星放送信号を放射器に集波するだけでなく、ＵＨＦアンテナ及び給電部として機能する。また、衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１は、回転放物面状の広い反射面を有する反射鏡２を用いるため、従来のＵＨＦアンテナの狭指向性を改善できる。従って、衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１は、簡易な構造で、設置場所の制限を少なくできる。さらに、衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１は、従来に比べて部品数が少ないことから、故障率を低くすることができる。
【００３６】
また、第１実施形態に係る衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１は、例えば、ユーザが使用しているパラボラアンテナに、スリット２ｂを形成して混合回路を付加するといった簡易な改修で実現できる。このため、第１実施形態に係る衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１は、既存のパラボラアンテナを有向活用でき、ユーザの経済的な負担も少ない。
【００３７】
また、例えば、第１実施形態に係る衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１を工場で製造する場合でも、既存のパラボラアンテナにスリットを形成して混合回路を付加するだけなので、既存のパラボラアンテナの生産ラインで製造できるため、製造コストの増加を最小限に抑えることができる。
【００３８】
（第２実施形態）
以下、図４〜図６を参照し、本発明の第２実施形態に係る衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナの構成について、第１実施形態と異なる点を主に説明する。第１実施形態に係る衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１は、従来の半波長ダイポールアンテナと同様に、８の字状の指向性によって、両横方向（９０°及び２７０°）にヌル成分を有する（図８参照）。このため、衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１は、マルチパスがない電波環境下における地上デジタル放送信号の受信に際して、この地上デジタル放送信号の受信レベルが低下することがあり、衛星放送信号を送信する衛星の方向に向けなければならない場合があった。この問題を解決するため、図４〜図６に示すように、衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１Ａは、Ｌ字状金属体２０，２１，２２を、反射鏡２の背面に装着した。
【００３９】
なお、図４〜図６では、説明を簡易にするため、衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１Ａの構成の一部を省略した。また、図４（ａ），図５（ａ），図６（ａ）において、上面から見たとき、反射鏡２に隠れるスリット２ｂは、破線で図示した。また、図４（ｂ），図５（ｂ），図６（ｂ）は、各図（ａ）の矢印方向からみたときの側面図であり、この矢印方向から見たときに、Ｌ字状金属体２０，２１，２２で隠れる部分を破線で図示した。
【００４０】
＜Ｌ字状金属体の第１例＞
以下、図４を参照し、Ｌ字状金属体２０について、詳細に説明する。Ｌ字状金属体２０は、例えば、アルミニウム、銅等の金属で形成される。そして、Ｌ字状金属体２０は、その幅Ｘを１００ｍｍ、その奥行きＹを６０ｍｍとすることが好ましい。これによって、衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１Ａは、指向性を最も広くすることができる。なお、この奥行きＹは、反射鏡２の中央付近での値、言い換えると、奥行きＹが最小となる箇所での値である。
【００４１】
また、Ｌ字状金属体２０は、図４（ｂ）に示すように、その上端から下端までの長さが、反射鏡２の中央上端部から中央下端部までの高さと等しくなる。また、Ｌ字状金属体２０は、図４（ｂ）に示すように、反射鏡２の高さ方向に円弧状の接触部（Ｌ字状金属体２０の突端）が形成され、この接触部が回転放物面状に形成された反射鏡２の背面に密着する。ここで、Ｌ字状金属体２０は、スリット２ｂの深さ方向でＬ字状となり、かつ、反射面２ａに形成されたスリット２ｂの長さ方向に沿うように、反射面２ａに対向する背面に装着される。言い換えると、Ｌ字状金属体２０は、図４（ａ）に示すように、上面方向から見たときに、Ｌ字状となるように反射鏡２の背面に装着される。
【００４２】
ここで、Ｌ字状金属体２０は、例えば、スリット２ｂが水平に形成されたときは、水平方向から見たときにＬ字状となるように反射鏡２の背面に装着される。また、Ｌ字状金属体２０は、例えば、スリット２ｂが斜め方向に形成されたときは、斜め方向から見たときにＬ字状となるように反射鏡２の背面に装着される。
【００４３】
なお、Ｌ字状金属体２０を反射鏡２に装着する方法は、特に制限されない。例えば、Ｌ字状金属体２０は、接着、溶接又はボルト・ナットを用いた組み付け等、任意の方法で反射鏡２の背面に装着できる。
【００４４】
以上のように、Ｌ字状金属体２０を装着することで、第２実施形態に係る衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１Ａは、両横方向から入射した地上デジタル放送信号を、スリット２ｂの方向に反射させて、８の字状の指向性パターンを均一にし、両横方向のヌル成分を低減する。これによって、第２実施形態に係る衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１Ａは、マルチパスがない電波環境下であっても、最大利得を落とすことなく、極めて広い指向性を実現できる。例えば、最少利得と最大利得との差が平均２７ｄＢのときに、Ｌ字状金属体２０を装着すると、第２実施形態に係る衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１Ａでは、この利得の差が４７０ＭＨｚ帯で約８ｄＢ、５６０ＭＨｚ帯で約１０ｄＢ、７７０ＭＨｚ帯で約１８ｄＢとなる。このように、第２実施形態に係る衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１Ａは、どの方向に地上デジタル放送の送信所があっても地上デジタル放送信号の受信レベルが殆ど低下せず、設置場所の制限が極めて少なくなる。このことから、第２実施形態に係る衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１Ａは、様々な地域の視聴者宅に設置することができ、地上デジタル放送への完全移行を推進することにもつながる。
【００４５】
＜Ｌ字状金属体の第２例＞
以下、図５を参照し、Ｌ字状金属体２１について、詳細に説明する。ここで、衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１Ａでは、図４のＬ字状金属体２０の代わりに、図５のＬ字状金属体２１を、反射鏡２の背面に装着しても良い。このＬ字状金属体２１は、図５（ｂ）に示すように、スリット２ｂに平行となる側壁部２１ｂをリブ構造としている。具体的には、Ｌ字状金属体２１は、スリット２ｂに平行となる側壁部２１ｂにおいて、側壁部２１ｂを水平方向に貫通する穴を、反射鏡２の高さ方向に複数個（例えば、８個）形成し、リブ構造としている。
【００４６】
このようなリブ構造とすることで、第２実施形態に係る衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１Ａは、図４のＬ字状金属体２０を装着した場合と同様の効果に加え、軽量化を実現している。
【００４７】
＜Ｌ字状金属体の第３例＞
以下、図６を参照し、Ｌ字状金属体２２について、詳細に説明する。ここで、衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１Ａでは、図４のＬ字状金属体２０又は図５のＬ字状金属体２１の代わりに、図６のＬ字状金属体２２を、反射鏡２の背面に装着しても良い。このＬ字状金属体２２は、図６（ａ）に示すように、図５のＬ字状金属体２１と支柱６とを一体構造にしたものである。
【００４８】
このような一体構造とすることで、第２実施形態に係る衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１Ａは、図５のＬ字状金属体２１を装着した場合と同様の効果に加え、省スペース化を実現している。なお、詳細な説明は省略するが、第２実施形態において、図４のＬ字状金属体２０と支柱６とを一体構造にしても良いことは、言うまでもない。
【００４９】
（実施例１〜３）
以下、図７〜図１１を参照して、本発明の第１実施形態に係る実施例１〜３について説明する（適宜図１及び図２参照）。本発明の実施例１〜３では、図７に示すように、一般的なパラボラアンテナにスリット２ｂを形成し、給電点２ｃの位置をそれぞれ変えて、衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１を試作した。ここで、スリット２ｂは、長さが４００ｍｍであり、幅が５ｍｍである。そして、この試作した衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１の性能か検証するため、各種測定を行った。ここで、以下に説明する各々の測定では、各アンテナを障害物の少ない平地に配置し、電界強度測定器を用いて測定した。
【００５０】
以下、反射面２ａの中央部分に給電点２ｃを設けたものを実施例１、実施例１から下側に２０ｍｍの位置に給電点２ｃを設けたものを実施例２、及び、実施例１から下側に３０ｍｍの位置に給電点２ｃを設けたものを実施例３として説明する。なお、図７では、説明のために、衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１の構成の一部を省略した。また、図７では、説明のために、給電点２ｃを３個図示したが、衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１は、１個の給電点２ｃを設ければ良い。
【００５１】
＜受信特性＞
反射鏡２にスリット２ｂを形成した前後で、衛星放送信号の各チャンネルのレベルとＣＮ比とを測定した。この結果を表１に示す。なお、表１では、スリット２ｂを形成する前の測定結果を参考例１として示した。
【００５２】
【表１】
【００５３】
表１に示すように、実施例１では、参考例１と比べて、レベル及びＣＮ比ともに大きな差がなく、衛星放送信号の受信特性が優れているものと考えられる。
【００５４】
また、実施例１と従来の１４素子八木アンテナとの地上デジタル放送信号（ＵＨＦ放送信号）の各チャンネルのレベルを測定した。この結果を表２に示す。なお、表２では、従来の１４素子八木アンテナの測定結果を参考例２として示した。
【００５５】
【表２】
【００５６】
表２に示すように、実施例１では、全てのチャンネルで参考例２と略同等のレベルが測定されており、地上デジタル放送信号の受信特性が優れているものと考えられる。
【００５７】
実施例１において、スリット２ｂに直角な面内での水平偏波の指向性を測定した。この結果を図８に示す。なお、図８では、各方向に対する指向性の強さをｄＢｉで図示すると共に、反射鏡２が０°の方向（図８の上方向）を向いていることとした。ここで、図８に示すように、実施例１では、反射鏡２の前後方向に指向性を有していることから、簡便なＵＨＦアンテナと遜色のない、広い指向性を有すると考えられる。
【００５８】
実施例１において、スリット２ｂに平行な面内での水平偏波の指向性を測定した。この結果を図９に示す。なお、図９では、各方向に対する指向性の強さをｄＢｉで図示すると共に、反射鏡２が９０°の方向（図９の右方向）を向いていることになる。
【００５９】
ここで、図９に示すように、実施例１では、衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１の仰角方向に指向性を有していることから、安定して地上デジタル放送信号を受信できるものと考えられる。特に、衛星放送信号を受信する際、ある程度の仰角をもってアンテナを設置する必要があるため、実施例１は、水平に伝搬するＵＨＦ帯の地上デジタル放送信号を受信しやすい利点を有する。
【００６０】
＜給電点の位置と周波数との関係＞
以下、給電点２ｃの位置と周波数との関係について説明する。
実施例１〜３において、電圧定在波比（ＶＳＷＲ）と周波数との関係を評価した。この結果を図１０に示す。なお、図１０では、実線で実施例１における電圧定在波比と周波数との関係を示し、一点鎖線で実施例２における電圧定在波比と周波数との関係を示し、破線で実施例３における電圧定在波比と周波数との関係を示した。
【００６１】
ここで、図１０に示すように、実施例１では、周波数が高くなる程に電圧定在波比が高くなり、利用可能な周波数幅がやや狭くなる。そこで、実施例２のように給電点を下側に設けると、殆どの周波数で電圧定在波比が低くなり、利用可能な周波数幅が広くなる。さらに、実施例３のように給電点を下側に設けると、約７５０ＭＨｚ以下の周波数で電圧定在波比が２．５以下となり、現在、地上デジタル放送信号で使用している周波数を問題なく受信できる。
【００６２】
実施例１〜３において、利得と周波数との関係を評価した。この結果を図１１に示す。なお、図１１では、実線で実施例１における利得と周波数との関係を示し、破線で実施例３における利得と周波数との関係を示す。ここで、図１１に示すように、実施例１では、周波数が高くなるほど利得が低下してしまう。一方、実施例３では、６５０ＭＨｚ付近の周波数帯に利得の低下が見られるが、利得を平均するとその低下はあまり大きくならない。
【００６３】
以上のように、給電点２ｃを下側に設けるほど、受信特性が良好となる。しかし、ＵＨＦ帯内での周波数が高くなると、最大放射方向が仰角を持ち始める。このため、ビームが上を向くために、図１１の実施例３（破線）に示すように、水平面の利得が低下する現象が見られる。この利得の低下は、給電点２ｃを下側に設けるほど顕著になるため、給電点２ｃの位置には限界がある。このことから、給電点２ｃは、反射鏡２の中央から下側に設けることが好ましく、反射鏡２の中央から下側３０ｍｍまでの位置に給電点２ｃを設けることがより好ましい。
【００６４】
なお、前記した実施例では、給電点２ｃを反射面２ａの中央から下側に設ける例を説明したが、これに限定されない。例えば、給電点２ｃを反射面２ａの中央から上側に設けても、スリット２ｂの近傍であれば、前記した実施例と同様の効果が得られる。言い換えると、給電点２ｃは、反射面２ａの中央から外側（反射面２ａの中央から外縁側）に設けることが好ましい。
【００６５】
（実施例４）
以下、図１２を参照し、本発明の第２実施形態に係る実施例４について説明する（適宜図４参照）。この実施例４では、前記した実施例１と同様の衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ１の背面にＬ字状金属体２０を装着した。また、実施例４では、Ｌ字状金属体２０は、その幅Ｘが１００ｍｍ、その奥行きＹが６０ｍｍであり、その上端から下端までの長さが、反射鏡２の中央上端部から中央下端部までの高さと等しくなっている。
【００６６】
実施例４において、スリット２ｂに直角な面内での水平偏波の指向性を、実施例１と同様の手法にて測定した。この結果を図１２に示す。なお、図１２では、各方向に対する指向性の強さをｄＢｉで図示すると共に、反射鏡２が０°の方向（図１２の上方向）を向いていることとした。ここで、図１２に示すように、実施例４では、図８における両横方向のヌル成分を低減することから、極めて広い指向性を有すると考えられる。
【符号の説明】
【００６７】
１ 衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ
１Ａ 衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ
２ 反射鏡
２ａ 反射面
２ｂ スリット
２ｃ 給電点
２ｄ 給電線
２ｅ 給電部
３ 放射器
４ 混合回路
１０ 電気回路
１１ ＬＰＦ（ローパスフィルタ）
１２ ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）
１３ バラン
２０ Ｌ字状金属体
２１ Ｌ字状金属体
２１ｂ 側壁部
２２ Ｌ字状金属体
Ｃ コンデンサ
Ｌ チョークコイル
Ｔａ，Ｔｂ 電極
Ｔｉ 入力端子
Ｔｏ 出力端子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転放物面状の反射面で衛星放送信号を反射する反射鏡と、当該反射面の焦点位置に配置され、前記反射鏡が反射した衛星放送信号を受信する放射器と、前記衛星放送信号と地上デジタル放送信号とを混合する混合回路とを備える衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナにおいて、
前記反射鏡は、
前記反射面に所定長さで形成されたスリットと、前記スリットの近傍に設けられた給電点に接続された給電線によって前記地上デジタル放送信号を受信する給電部とを備え、
前記混合回路は、
前記放射器が受信した衛星放送信号と、前記給電部が受信した地上デジタル放送信号とを混合することを特徴とする衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ。
【請求項２】
前記スリットは、その幅が、前記反射鏡の全幅に対して０．１％以上５０％未満であることを特徴とする請求項１に記載の衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ。
【請求項３】
前記給電点は、前記反射鏡の中央から外側に設けられたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ。
【請求項４】
前記反射面に対向する前記反射鏡の背面に、前記スリットの深さ方向でＬ字状となり、かつ、前記スリットの長さ方向に沿うように装着されたＬ字状金属体をさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ。
【請求項１】
回転放物面状の反射面で衛星放送信号を反射する反射鏡と、当該反射面の焦点位置に配置され、前記反射鏡が反射した衛星放送信号を受信する放射器と、前記衛星放送信号と地上デジタル放送信号とを混合する混合回路とを備える衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナにおいて、
前記反射鏡は、
前記反射面に所定長さで形成されたスリットと、前記スリットの近傍に設けられた給電点に接続された給電線によって前記地上デジタル放送信号を受信する給電部とを備え、
前記混合回路は、
前記放射器が受信した衛星放送信号と、前記給電部が受信した地上デジタル放送信号とを混合することを特徴とする衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ。
【請求項２】
前記スリットは、その幅が、前記反射鏡の全幅に対して０．１％以上５０％未満であることを特徴とする請求項１に記載の衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ。
【請求項３】
前記給電点は、前記反射鏡の中央から外側に設けられたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ。
【請求項４】
前記反射面に対向する前記反射鏡の背面に、前記スリットの深さ方向でＬ字状となり、かつ、前記スリットの長さ方向に沿うように装着されたＬ字状金属体をさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の衛星放送・地上デジタル放送兼用アンテナ。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１０−２００２９２（Ｐ２０１０−２００２９２Ａ）
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１８３７３１（Ｐ２００９−１８３７３１）
【出願日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【出願人】（０００００４３５２）日本放送協会 (2,206)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【出願人】（０００００４３５２）日本放送協会 (2,206)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]