JPWO2005015684A1

JPWO2005015684A1 - アンテナ

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Publication number: JPWO2005015684A1
Application number: JP2005512955A
Authority: JP
Inventors: 和廣柴田
Original assignee: Shinko Sangyo Co Ltd
Current assignee: Shinko Sangyo Co Ltd
Priority date: 2003-08-06
Filing date: 2004-08-05
Publication date: 2006-10-05
Anticipated expiration: 2024-08-05
Also published as: JP4263722B2; US20060208953A1; CA2533401A1; KR20060112643A; EP1653558A1; CN1833336A; WO2005015684A1; EP1653558A4

Abstract

【課題】水平面方向の指向性がない無指向性であって、広帯域の電波が受信可能で、とくに数ＧＨｚに渡る広帯域の信号の受信が可能な広帯域型のアンテナを提供する。【解決手段】例えば直径が１０ｍｍの真鍮製の球殻のアンテナ素子１１を上下の貫通孔２１によって直径が２．５ｍｍの真鍮製のロッド１２上に串刺し状に取り付けるとともに、このロッド１２を円板状の導電円形板１３の中心部に装着されたナイロン樹脂製の絶縁ブッシュ２３によって立設し、ロッド１２が芯線に、導電円形板１３がシールド線にそれぞれ接続されるように導電円形板１３の下面に設けられたコネクタスリーブ１４に同軸ケーブル１５をコネクタ１６によって接続する。

Description

本発明はアンテナに係り、とくに水平面上における指向性がなく、広帯域型のアンテナに関する。

本願発明者は特開平１０−６５４２５号公報によって、無指向性のアンテナを提案している。このアンテナは、中心部に立設されているロッドの外周側に半径方向外周側に向って凸になるようにほぼ円弧状に湾曲された複数枚の湾曲板を配列するようにしたものであって、とくに複数枚の湾曲板によってあらゆる方向からの電波の受信を可能にし、指向性を有さず、あらゆる方向からの電波を効率的に受信することができるようにしたアンテナ装置である。

ところがこのアンテナ装置は、複数枚の湾曲板をロッドの外周側に配列するように組立てる構造を採用しているために、部品点数が増加するとともに、組立てが面倒であって、このために高コストのアンテナになる。しかもこのアンテナは、複数枚の湾曲板が受ける電磁波によって電流を生ずるために、利得が低い欠点がある。
特開平１０−６５４２５号公報

本願発明の課題は、部品点数が少なく、組立てが容易で、低コストのアンテナを提供することである。

本願発明の別の課題は、高い利得が得られるアンテナを提供することである。

本願発明の別の課題は、水平面上における指向性がなく、あらゆる方向からの電波を受信することが可能なアンテナを提供することである。

本願発明のさらに別の課題は、広帯域であってとくに数ＧＨｚに渡る広帯域の電波を確実に受信することが可能なアンテナを提供することである。

本願発明の上記の課題および別の課題は、以下に述べる本願発明の技術思想およびその実施の形態によって明らかにされる。

本願の主要な発明は、ほぼ球状をなすアンテナ素子と、上記アンテナ素子を貫通するとともに、該アンテナ素子と導通される導体ロッドと、上記導体ロッドの基端側に上記導体ロッドとほぼ直交するように配される導体から成る導電円形板とを具備し、上記導体ロッドの基端側と上記導電円形板とが交わる部分に給電点を設けることを特徴とするアンテナに関するものである。

ここで上記アンテナ素子が導体金属によって構成される中空の球殻であることが好ましい。また上記球殻に上記導体ロッドの軸線方向とほぼ平行なスリットが形成されることが好ましい。また上記球殻が絶縁材料から成る支持体の外表面上に形成される導電層であることが好ましい。また上記支持体が合成樹脂製の球体であって、その表面にメッキによって導電層が形成されることが好ましい。また上記導電層に上記導体ロッドの軸線方向とほぼ平行なスリットが形成されることが好ましい。

さらには上記導体ロッドに複数のアンテナ素子が取り付けられることが好ましい。また上記導電円形板のほぼ中央部に絶縁ブッシュが装着されるとともに、該絶縁ブッシュの中心孔に上記導体ロッドが立設されることが好ましい。また上記導電円形板の上記導体ロッドが立設される表面とは反対側の表面にコネクタスリーブが連設されるか取り付けられ、該コネクタスリーブに同軸ケーブルのコネクタが螺着され、上記同軸ケーブルの芯線が上記導体ロッドに接続されるとともに、シールド線が上記導電円形板に接続されることが好ましい。また、上記アンテナ素子は上記導体ロッドに摺動自在に取り付けられ、上記導電円形板から上記アンテナ素子までの距離を可変できるようにすることが好ましい。

また、本願発明は、パラボラ状の反射板と、上記反射板の焦点に取り付けられた一次放射器とからなるアンテナにおいて、上記一次放射器は、ほぼ球状をなすアンテナ素子と、上記アンテナ素子を貫通するとともに、該アンテナ素子と導通される導体ロッドと、上記導体ロッドの基端側に上記導体ロッドとほぼ直交するように配される導電円形板とを具備することを特徴とする。

本願発明は、誘電体レンズと、上記誘電体レンズの焦点に取り付けられた一次放射器とからなるアンテナにおいて、上記一次放射器は、ほぼ球状をなすアンテナ素子と、上記アンテナ素子を貫通するとともに、該アンテナ素子と導通される導体ロッドと、上記導体ロッドの基端側に上記導体ロッドとほぼ直交するように配される導電円形板とを具備することを特徴とする。

なお本願の上記発明における球殻または球体とは、完全な球に限定されるものではなく、球状またはそれに類似する形体であればよく、多少歪んだ形状や変形した形状をも含むものである。

本願の主要な発明は、ほぼ球状のアンテナ素子と導体ロッドと導電円形板とから構成され、導体ロッドの基端側と導電円形板とが交わる部分に給電点を設けるようにしたものである。アンテナ素子それ自体が球状をなし、この球状のアンテナ素子を貫通するように導体ロッドを組み合わせた構造を有しているために、アンテナ素子の表面積が大きくなり、水平面上における指向性がなく、極めて広帯域になる。また、導電円形板を設けると共に、アンテナ素子を導電ロッドに対して摺動自在とすることで、導電円形板からアンテナ素子までの距離を自在に変更でき、良好なマッチングをとることができる。このことは、実験により確かめられている。またアンテナ素子を球状にしているために、球殻から構成することによってその部品点数を大幅に削減することが可能になる。

また、本願発明は、パラボラ状の反射板と、上記反射板の焦点に取り付けられた一次放射器とからなるアンテナにおいて、上記一次放射器は、ほぼ球状をなすアンテナ素子と、上記アンテナ素子を貫通するとともに、該アンテナ素子と導通される導体ロッドと、上記導体ロッドの基端側に上記導体ロッドとほぼ直交するように配される導電円形板とを具備することにより、高速ディジタルデータの伝送に好適なアンテナが実現できる。また、本願発明は、誘電体レンズと、上記誘電体レンズの焦点に取り付けられた一次放射器とからなるアンテナにおいて、上記一次放射器は、ほぼ球状をなすアンテナ素子と、上記アンテナ素子を貫通するとともに、該アンテナ素子と導通される導体ロッドと、上記導体ロッドの基端側に上記導体ロッドとほぼ直交するように配される導電円形板とを具備することにより、高速ディジタルデータの伝送に好適なアンテナが実現できる。

図１および図２は本発明の一実施の形態に係るアンテナの全体の構造を示しており、こ
こでは直径が１０ｍｍで肉厚が０．２ｍｍの真鍮の球殻から成るアンテナ素子１１が用いられる。アンテナ素子１１は例えば直径が２．５ｍｍの真鍮のロッド１２上に貫通するように配される。そしてロッド１２は直径が３０ｍｍの円板状をなす真鍮の導電円形板１３上に立設されて取り付けられる。上記導電円形板１３の下面にはコネクタスリーブ１４が一体に連設され、このコネクタスリーブ１４に同軸ケーブル１５がコネクタ１６を介して接続される。

真鍮の球殻から成るアンテナ素子１１はその外周面上に円周方向に沿って６０度間隔で幅が０．５ｍｍのスリット２０が形成されている。このスリット２０はアンテナ素子１１の縦方向であってロッド１２と平行な方向に形成される。そしてアンテナ素子１１の上下にそれぞれ形成される直径が２．５ｍｍの貫通孔２１によってアンテナ素子１１がロッド１２に串刺し状に取り付けられる。よって、アンテナ素子１１はロッド１２に対して摺動自在に取り付けられており、アンテナ素子１１をロッド１２に対して摺動させることで、導電円形板１３からアンテナ素子１１までの距離を可変することができる。導電円形板１３からアンテナ素子１１までの距離を動かすことで、マッチングをとるための調整を行うことができる。なお、アンテナの調整を行った後は、貫通孔２１の部分におけるアンテナ素子１１とロッド１２との接続を確実にするために、この部分を半田付けすることが好ましい。

導電円形板１３は例えば真鍮から構成され、その表面に腐蝕を防止するメッキが施される。そして導電円形板１３の中心部にナイロン樹脂製の絶縁ブッシュ２３が圧入によって組込まれるとともに、この絶縁ブッシュ２３の中心孔２４を上記ロッド１２が貫通する。上記絶縁ブッシュ２３はロッド１２と導電円形板１３とを互いに絶縁する役割を果す。

上記コネクタスリーブ１４の外周面上には雄ねじ２７が形成される。そしてこの雄ねじ２７によって接続が行われるコネクタ１６は図２に示すように、金属製のリング２８と、このリング２８に回転自在に取り付けられる袋ナット２９とを備えている。そしてリング２８の中心部には合成樹脂製の絶縁保持体３０が設けられている。この絶縁保持体３０がピン３１をその中心部に保持している。そしてピン３１は同軸ケーブル１５の芯線３２と接続されている。

これに対して上記コネクタ１６のリング２８の円周方向の所定の位置には切込み３３が形成され、この切込み３３に同軸ケーブル１５のシールド線３４が半田付けされている。従って袋ナット２９がコネクタスリーブ１４の雄ねじ２７に螺着されると、シールド線３４が導電円形板１３に接続される。これに対して同軸ケーブル１５の芯線３２と接続されたピン３１はロッド１２の下端に形成されている中心孔３６内に圧入される。なおこのときにピン３１が中心孔３６の内周面と弾性的に圧着するように、ロッド１２の下端であって中心孔３６の外周側の部分にはすり割り３５が形成される。

このようなアンテナは、ロッド１２の基端側と導電円形板１３とが交わる部分の位置が給電点になる。つまり、ロッド１２の基端側と導電円形板１３とが交わる部分の位置で、コネクタスリーブ１４およびコネクタ１６により、同軸ケーブル１５の芯線３２がロッド１２の基端側に接続され、同軸ケーブル１５のシールド線が導電円形板１３の中心部分に接続される。このようなアンテナでは、アンテナ素子１１は球形である。モノポールアンテナでは、アンテナ素子の直径や表面積が大きい方が、共振・整合する帯域を広くとれることが知られている。よって、アンテナ素子１１を球形にすることで、アンテナ素子の表面積が大きくなり、広帯域化が図れると考えられる。そして、アンテナ素子１１をロッド１２に摺動自在に取り付けることで、導電円形板１３からアンテナ素子１１までの距離を可変できる。導電円形板１３からアンテナ素子１１までの距離を可変することでインピーダンスが変わり、マッチングの調整が行えるとが考えられる。

またこのようなアンテナは、とくにアンテナ素子１１として球殻を用いているために、反射波の発生が少ないと考えられる。すなわち、導電円形板と円錐とを組み合わせたアンテナであって、とくに円錐の頂点が導電円形板の中心部に対接されるように配されたアンテナ素子の場合には、上端側であって円錐の最大の直径をなす端部において反射波が発生し、このような反射波がアンテナの性能を損う原因になっている。ところが球形のアンテナ素子を用いると、円錐の最大直径のエッジが存在しないために、反射波が殆ど発生せず、これによって良好な特性が得られると考えられる。

図３および図４は、直径１０ｍｍの球殻に幅が０．５ｍｍのスリットを６０度間隔で６本形成したアンテナ素子１１を用い、このアンテナ素子１１の下端と導電円形板１３の表面との間の距離（Ｌ）をパラメータとして、リターンロスを測定した結果を示している。図３および図４において、横軸が周波数を示し、縦軸がリターンロスを示す。図３は、アンテナ素子１１の下端と導電円形板１３の表面との間の距離（Ｌ）が、６ｍｍ、８ｍｍ、１０ｍｍ、１２ｍｍの場合の測定結果を示し、図４は、アンテナ素子１１の下端と導電円形板１３の表面との間の距離（Ｌ）が、１４ｍｍ、１６ｍｍ、１８ｍｍ、２０ｍｍの場合の測定結果を示す。この測定結果から、ロッド１２上における導電円形板１３からアンテナ素子１１までの距離を調整することで、マッチング調整が行え、リターンロスが改善できることが判明した。例えば、図４に示すように、アンテナ素子１１と導電円形板１３との間の距離が１８ｍｍの場合に、８〜１０ＧＨｚの広帯域において、リターンロスが−１０ｄＢ以下になり、電圧定在波比（Ｖｏｌｔａｇｅｓｔａｎｄｉｎｇｗａｖｅｒａｔｉｏ、ＶＳＷＲ）が２以下になる良好な結果が得られている。

図５および図６は、アンテナ素子１１として６０度毎に円周方向の６０度にわたってスリットが３つ形成されるアンテナ素子１１を用いて同様の測定を行った結果を示している。図５は、アンテナ素子１１の下端と導電円形板１３の表面との間の距離（Ｌ）が、８ｍｍ、１０ｍｍ、１２ｍｍ、１４ｍｍの場合の測定結果を示し、図４は、アンテナ素子１１の下端と導電円形板１３の表面との間の距離（Ｌ）が、１６ｍｍ、１８ｍｍ、２０ｍｍの場合の測定結果を示す。この形式のアンテナ素子１１においても、ロッド１２上における導電円形板１３からアンテナ素子１１までの距離を調整することで、マッチング調整が行え、リターンロスが改善できることが確認されている。この場合も、アンテナ素子１１の導電円形板１３からの取付け高さが１８ｍｍの場合に、図６に示すように８ＧＨｚ以上の帯域において良好な結果が得られている。

次にロッド１２の軸線を含む垂直面における指向性を測定したところ、図７〜図９に示す結果が得られている。すなわち２．４ＧＨｚでの垂直面指向性が図７に示され、５ＧＨｚでの垂直面指向性が図８に示され、８．５ＧＨｚにおける垂直面指向性が図９に示される。なおこれらのデータは何れも、アンテナ素子１１の導電円形板１３からの取付け高さが１８ｍｍの場合での測定である。これらの指向性に関する測定の結果から、正面（軸方向）でヌルができる通常のモノポールと同等の指向性が確認されている。また周波数が高い８．５ＧＨｚにおいては、導電円形板１３の半径が波長に比べて大きくなるために指向性のピークが水平方向、すなわち９０度および２７０度に対して約５０度傾いた位置においてピークが現われる特性になっている。

また、指向性がピークを示す方向におけるホーンアンテナとのレベル差から算出したアンテナの利得は次の通りである。

またこのアンテナは、その構造から明らかなように、水平面方向には指向性がなく、無指向性になっている。従ってこのことから、水平方向に無指向性であってしかも広帯域型のアンテナが得られることが確認されている。

次に別の実施の形態を図１０によって説明する。この実施の形態はロッド１２上に複数のアンテナ素子１１を上下に並べて配列したものである。ここでは直径が８ｍｍのアンテナ素子１１と直径が１０ｍｍのアンテナ素子１１とをそれらの間の端間距離が５ｍｍになるようにロッド１２上に取り付けている。なおアンテナ素子１１の構造は上記第１の実施の形態と同様に真鍮製の球殻から構成されており、円周方向に沿って６０度間隔で縦方向にスリット２０を形成した構造になっている。

複数のアンテナ素子１１をロッド１２上に離して取り付けると、それぞれのアンテナ素子１１が受信動作あるいは送信動作を導電円形板１３と共働して行う。従って単一のアンテナ素子１１を用いた場合よりもさらに広帯域化が図れると考えられる。

次にさらに別の実施の形態を図１１および図１２によって説明する。この実施の形態はアンテナ素子１１として、真鍮の球殻を用いる代りに、合成樹脂製またはセラミック製の球体を用いたものである。すなわち合成樹脂成形体またはセラミックから成る球体によって絶縁体４０を成形し、その表面に所定のパターンでメッキ層４１を形成する。なおメッキ層４１は、絶縁体４０の表面であってその所定の位置に予め選択的に形成された導電層の上に形成することによってアンテナ素子１１とすることができる。あるいはまた球体から成る絶縁体４０の外表面の全面にメッキ層４１を形成するとともに、スリット２０に対応する部分のメッキ層４１をエッチング等の方法で除去することによって形成してもよい。また絶縁体４０には軸線方向に貫通するように貫通孔２１が形成され、この貫通孔２１にロッド１２が挿通される。

このような絶縁体４０の外表面にメッキ層４１を形成したアンテナ素子１１は図１２に示すように、導電円形板１３の中心部に取り付けられた絶縁ブッシュ２３によって立設されるロッド１２に串刺し状に取り付けられる。そしてロッド１２と導電円形板１３とがそれぞれ送受信器４２の両極に接続される。

このような構造によると、アンテナ素子１１として、合成樹脂製またはセラミック製の絶縁体４０の表面に所定のパターンでメッキ層４１を形成することによって形成され、とくにアンテナ素子１１のコストを大幅に削減することが可能になる。これによって軽量でかつ低コストのアンテナ素子が得られるようになる。

図１３は、パラボラアンテナの一次放射器として、本発明のアンテナを取り付けるようにしたものである。図１３において、パラボラ状の反射器５１の焦点に、本発明が適用されたアンテナが配置される。この例では、アンテナ素子１１を合成樹脂製またはセラミッ
ク製の絶縁体４０の表面に形成されたメッキ層４１によって構成するとともに、導電円形板１３を合成樹脂の成形体４５の表面に導電層４６を形成して構成している。なお、アンテナ素子１１および導電円形版１３を金属によって形成するようにしてもよい。

図１４は、ルネベルグレンズを用いたアンテナの一次放射器として、本発明が適用されたアンテナを取り付けるようにしたものである。ルネベルグレンズは、誘電体レンズの一種で、球状誘電体の中心からの距離に応じて比誘電率を変化させることにより、入射した電波の進行方向を変えることができ、あらゆる方向の電波に対して均一特性のアンテナとして作用するものである。

図１４において、反射板６２上に、半球状のルネベルグレンズ６１が配置される。このルネベルグレンズ６１の焦点に、本発明が適用されたアンテナが配置される。この例では、アンテナ素子１１を合成樹脂製またはセラミック製の絶縁体４０の表面に形成されたメッキ層４１によって構成するとともに、導電円形板１３を合成樹脂の成形体４５の表面に導電層４６を形成して構成している。なお、アンテナ素子１１および導電円形版１３を金属によって形成するようにしてもよい。

高速のディジタル信号の送受信では、占有する帯域が非常に広く、広帯域通信が要求される。また、ディジタル衛星放送やディジタル衛星通信では、パラボラアンテナや、ルネベルグレンズを用いたレンズアンテナのような超指向性暗転を使って、電波を効率的に送受信することが望まれる。上述のように、パラボラアンテナの一次放射器として、または、ルネベルグレンズを用いたレンズアンテナの一次放射器として、本発明のアンテナを用いるようにすれば、ディジタル衛星放送やディジタル衛星通信で、高速ディジタル信号を伝送するのに利用できる。

図１５〜図１９は、図１４に示したルネベルグレンズを用いたアンテナの一次放射器として本発明が適用されたアンテナを取り付けるようにした場合の、垂直面指向特性および水平面指向特性を示すものである。図１５は周波数５ＧＨｚの場合の垂直面指向特性および水平面指向特性を示し、図１６は周波数７ＧＨｚの場合の垂直面指向特性および水平面指向特性を示し、図１７は周波数９ＧＨｚの場合の垂直面指向特性および水平面指向特性を示し、図１８は周波数１１ＧＨｚの場合の垂直面指向特性および水平面指向特性を示し、図１９は周波数１３ＧＨｚの場合の垂直面指向特性および水平面指向特性を示している。

図１５〜図１９の指向性の特性図から明らかなように、本発明のアンテナでは無指向性となるため、ルネベルグレンズを用いたアンテナの一次放射器として本発明のアンテナを取り付けるようにすると、指向性が弱まる。パラボラアンテナやレンズアンテナは、指向性が強すぎて、自動車のような移動体のアンテナとしては使用し難い。これに対して、本発明のアンテナを一次放射器として用いると、指向性が弱まり、自動車のような移動体のアンテナとして用いるのに好都合である。

本願発明に係るアンテナは、無線通信用のアンテナとして利用可能であって、とくに広帯域のディジタル信号の送受信のための無線通信に好適に用いられ、テレビジョン放送用の映像のディジタル信号の受信に好適である。

［図１］本発明の第１の実施の形態のアンテナの斜視図である。
［図２］本発明の第１の実施形態の縦断面図である。
［図３］本発明の第１の実施形態のアンテナのリターンロス特性を示すグラフである。
［図４］本発明の第１の実施形態のアンテナのリターンロス特性を示すグラフである。
［図５］本発明の第１の実施形態の別のタイプのリターンロス特性を示すグラフである。
［図６］本発明の第１の実施形態の別のタイプのリターンロス特性を示すグラフである。
［図７］本発明の第１の実施形態の指向性の測定結果のグラフである。
［図８］本発明の第１の実施形態の指向性の測定結果のグラフである。
［図９］本発明の第１の実施形態の指向性の測定結果のグラフである。
［図１０］本発明の別の実施の形態のアンテナの縦断面図である。
［図１１］本発明のさらに別の実施の形態のアンテナ素子の要部斜視図である。
［図１２］本発明のさらに別の実施形態のアンテナ素子を用いたアンテナ装置の縦断面図である。
［図１３］本発明をパラボラアンテナの一次放射器として用いた実施形態の縦断面図である。
［図１４］本発明をルネベルグレンズアンテナの一次放射器として用いた実施形態の縦断面図である。
［図１５］本発明をルネベルグレンズアンテナの一次放射器として用いた実施形態の指向性の測定結果のグラフである。
［図１６］本発明をルネベルグレンズアンテナの一次放射器として用いた実施形態の指向性の測定結果のグラフである。
［図１７］本発明をルネベルグレンズアンテナの一次放射器として用いた実施形態の指向性の測定結果のグラフである。
［図１８］本発明をルネベルグレンズアンテナの一次放射器として用いた実施形態の指向性の測定結果のグラフである。
［図１９］本発明をルネベルグレンズアンテナの一次放射器として用いた実施形態の指向性の測定結果のグラフである。

符号の説明

１１アンテナ素子
１２ロッド
１３導電円形板
１４コネクタスリーブ
１５同軸ケーブル
１６コネクタ
２０スリット
２１貫通孔
２３絶縁ブッシュ
２４中心孔
２７雄ねじ
２８リング
２９袋ナット
３０絶縁保持体
３１ピン
３２芯線
３３切込み
３４シールド線
３５すり割り
３６中心孔
４０絶縁体
４１メッキ層
４２送受信器
４５成形体
４６導電層
５１反射器
６１ルネベルグレンズ
６２反射板

本願の主要な発明は、合成樹脂製からなる球体の外表面にメッキにより導電層が形成され、その中心に貫通孔を有するアンテナ素子と、上記アンテナ素子の貫通孔に貫通されるとともに、該アンテナ素子と導通される導体ロッドと、上記導体ロッドの基端側に上記導体ロッドと直交するように配される導電円形板と、上記導電円形板の中央部に装着され、その中心孔に上記導体ロッドが立設され、上記導電円形板と上記導体ロッドとの間を絶縁する絶縁ブッシュと、上記導電円形板の上記導体ロッドが立設される表面とは反対側の表面に取り付けられたコネクタスリーブとを具備し、上記アンテナ素子の貫通孔に上記導体ロッドを串刺し状に摺動自在に挿入し、上記導電円形板から上記アンテナ素子までの距離を可変できるようにし、上記コネクタスリーブに同軸ケーブルのコネクタを装着し、上記同軸ケーブルの芯線を上記導体ロッドに電気的に接続し、上記同軸ケーブルのシールド線を上記導電円形板に電気的に接続し、上記導体ロッドの基端側と上記導電円形板とが交わる部分を給電点とするアンテナに関するものである。

好ましくは、上記導体ロッドに複数のアンテナ素子が取り付けられることを特徴とする。

また、本願発明は、パラボラ状の反射板と、上記反射板の焦点に取り付けられた一次放射器とからなるアンテナにおいて、上記一次放射器は、合成樹脂製からなる球体の外表面にメッキにより導電層が形成され、その中心に貫通孔を有するアンテナ素子と、上記アンテナ素子の貫通孔に貫通されるとともに、該アンテナ素子と導通される導体ロッドと、上記導体ロッドの基端側に上記導体ロッドと直交するように配される導電円形板と、上記導電円形板の中央部に装着され、その中心孔に上記導体ロッドが立設され、上記導電円形板と上記導体ロッドとの間を絶縁する絶縁ブッシュと、上記導電円形板の上記導体ロッドが立設される表面とは反対側の表面に取り付けられたコネクタスリーブとを具備し、上記アンテナ素子の貫通孔に上記導体ロッドを串刺し状に摺動自在に挿入し、上記導電円形板から上記アンテナ素子までの距離を可変できるようにし、上記コネクタスリーブに同軸ケーブルのコネクタを装着し、上記同軸ケーブルの芯線を上記導体ロッドに電気的に接続し、上記同軸ケーブルのシールド線を上記導電円形板に電気的に接続し、上記導体ロッドの基端側と上記導電円形板とが交わる部分を給電点とすることを特徴とする。

また、本願発明は、誘電体レンズと、上記誘電体レンズの焦点に取り付けられた一次放射器とからなるアンテナにおいて、上記一次放射器は、合成樹脂製からなる球体の外表面にメッキにより導電層が形成され、その中心に貫通孔を有するアンテナ素子と、上記アンテナ素子の貫通孔に貫通されるとともに、該アンテナ素子と導通される導体ロッドと、上記導体ロッドの基端側に上記導体ロッドと直交するように配される導電円形板と、上記導電円形板の中央部に装着され、その中心孔に上記導体ロッドが立設され、上記導電円形板と上記導体ロッドとの間を絶縁する絶縁ブッシュと、上記導電円形板の上記導体ロッドが立設される表面とは反対側の表面に取り付けられたコネクタスリーブとを具備し、上記アンテナ素子の貫通孔に上記導体ロッドを串刺し状に摺動自在に挿入し、上記導電円形板から上記アンテナ素子までの距離を可変できるようにし、上記コネクタスリーブに同軸ケーブルのコネクタを装着し、上記同軸ケーブルの芯線を上記導体ロッドに電気的に接続し、上記同軸ケーブルのシールド線を上記導電円形板に電気的に接続し、上記導体ロッドの基端側と上記導電円形板とが交わる部分を給電点とすることを特徴とする。

本願の主要な発明は、合成樹脂製からなる球体の外表面にメッキにより導電層が形成され、その中心に貫通孔を有するアンテナ素子と、上記アンテナ素子の貫通孔に貫通されるとともに、該アンテナ素子と導通される導体ロッドと、上記導体ロッドの基端側に上記導体ロッドと直交するように配される導電円形板と、上記導電円形板の中央部に装着され、その中心孔に上記導体ロッドが立設され、上記導電円形板と上記導体ロッドとの間を絶縁する絶縁ブッシュと、上記導電円形板の上記導体ロッドが立設される表面とは反対側の表面に取り付けられたコネクタスリーブとを具備し、上記アンテナ素子の貫通孔に上記導体ロッドを串刺し状に摺動自在に挿入し、上記導電円形板から上記アンテナ素子までの距離を可変できるようにし、上記コネクタスリーブに同軸ケーブルのコネクタを装着し、上記同軸ケーブルの芯線を上記導体ロッドに電気的に接続し、上記同軸ケーブルのシールド線を上記導電円形板に電気的に接続し、上記導体ロッドの基端側と上記導電円形板とが交わる部分を給電点とするようにしたものである。アンテナ素子それ自体が球状をなし、この球状のアンテナ素子を貫通するように導体ロッドを組み合わせた構造を有しているために、アンテナ素子の表面積が大きくなり、水平面上における指向性がなく、極めて広帯域になる。また、導電円形板を設けると共に、アンテナ素子を導電ロッドに対して摺動自在とすることで、導電円形板からアンテナ素子までの距離を自在に変更でき、良好なマッチングをとることができる。このことは、実験により確かめられている。またアンテナ素子を球状にしているために、球殻から構成することによってその部品点数を大幅に削減することが可能になる。

また、本願発明は、パラボラ状の反射板と、上記反射板の焦点に取り付けられた一次放射器とからなるアンテナにおいて、上記一次放射器は、合成樹脂製からなる球体の外表面にメッキにより導電層が形成され、その中心に貫通孔を有するアンテナ素子と、上記アンテナ素子の貫通孔に貫通されるとともに、該アンテナ素子と導通される導体ロッドと、上記導体ロッドの基端側に上記導体ロッドと直交するように配される導電円形板と、上記導電円形板の中央部に装着され、その中心孔に上記導体ロッドが立設され、上記導電円形板と上記導体ロッドとの間を絶縁する絶縁ブッシュと、上記導電円形板の上記導体ロッドが立設される表面とは反対側の表面に取り付けられたコネクタスリーブとを具備し、上記アンテナ素子の貫通孔に上記導体ロッドを串刺し状に摺動自在に挿入し、上記導電円形板から上記アンテナ素子までの距離を可変できるようにし、上記コネクタスリーブに同軸ケーブルのコネクタを装着し、上記同軸ケーブルの芯線を上記導体ロッドに電気的に接続し、上記同軸ケーブルのシールド線を上記導電円形板に電気的に接続し、上記導体ロッドの基端側と上記導電円形板とが交わる部分を給電点とすることにより、高速ディジタルデータの伝送に好適なアンテナが実現できる。また、本願発明は、誘電体レンズと、上記誘電体レンズの焦点に取り付けられた一次放射器とからなるアンテナにおいて、上記一次放射器は、合成樹脂製からなる球体の外表面にメッキにより導電層が形成され、その中心に貫通孔を有するアンテナ素子と、上記アンテナ素子の貫通孔に貫通されるとともに、該アンテナ素子と導通される導体ロッドと、上記導体ロッドの基端側に上記導体ロッドと直交するように配される導電円形板と、上記導電円形板の中央部に装着され、その中心孔に上記導体ロッドが立設され、上記導電円形板と上記導体ロッドとの間を絶縁する絶縁ブッシュと、上記導電円形板の上記導体ロッドが立設される表面とは反対側の表面に取り付けられたコネクタスリーブとを具備し、上記アンテナ素子の貫通孔に上記導体ロッドを串刺し状に摺動自在に挿入し、上記コネクタスリーブに同軸ケーブルのコネクタを装着し、上記同軸ケーブルの芯線を上記導体ロッドに電気的に接続し、上記同軸ケーブルのシールド線を上記導電円形板に電気的に接続し、上記導体ロッドの基端側と上記導電円形板とが交わる部分を給電点とすることにより、高速ディジタルデータの伝送に好適なアンテナが実現できる。

Claims

ほぼ球状をなすアンテナ素子と、
前記アンテナ素子を貫通するとともに、該アンテナ素子と導通される導体ロッドと、
前記導体ロッドの基端側に前記導体ロッドとほぼ直交するように配される導電円形板と、
を具備し、前記導体ロッドの基端側と前記導電円形板とが交わる部分に給電点を設けることを特徴とするアンテナ。
前記アンテナ素子が導体金属によって構成される中空の球殻であることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
前記球殻に前記導体ロッドの軸線方向とほぼ平行なスリットが形成されることを特徴とする請求項２に記載のアンテナ。
前記球殻が絶縁材料から成る支持体の外表面上に形成される導電層であることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
前記支持体が合成樹脂製の球体であって、その表面にメッキによって導電層が形成されることを特徴とする請求項４に記載のアンテナ。
前記導電層に前記導体ロッドの軸線方向とほぼ平行なスリットが形成されることを特徴とする請求項４または請求項５に記載のアンテナ。
前記導体ロッドに複数のアンテナ素子が取り付けられることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
前記導電円形板のほぼ中央部に絶縁ブッシュが装着されるとともに、該絶縁ブッシュの中心孔に前記導体ロッドが立設されることを特徴とする請求項１または請求項７に記載のアンテナ。
前記導電円形板の前記導体ロッドが立設される表面とは反対側の表面にコネクタスリーブが連設されるか取り付けられ、該コネクタスリーブに同軸ケーブルのコネクタが螺着され、前記同軸ケーブルの芯線が前記導体ロッドに接続されるとともに、シールド線が前記導電円形板に接続されることを特徴とする請求項１または請求項７に記載のアンテナ。
前記アンテナ素子は前記導体ロッドに摺動自在に取り付けられ、前記導電円形板から前記アンテナ素子までの距離を可変できるようにしたことを特徴とする請求項１または請求項７に記載のアンテナ。
パラボラ状の反射板と、前記反射板の焦点に取り付けられた一次放射器とからなるアンテナにおいて、
前記一次放射器は、ほぼ球状をなすアンテナ素子と、前記アンテナ素子を貫通するとともに、該アンテナ素子と導通される導体ロッドと、前記導体ロッドの基端側に前記導体ロッドとほぼ直交するように配される導電円形板とを具備することを特徴とするアンテナ。
誘電体レンズと、前記誘電体レンズの焦点に取り付けられた一次放射器とからなるアンテナにおいて、
前記一次放射器は、ほぼ球状をなすアンテナ素子と、前記アンテナ素子を貫通するとともに、該アンテナ素子と導通される導体ロッドと、前記導体ロッドの基端側に前記導体ロ
ッドとほぼ直交するように配される導電円形板とを具備することを特徴とするアンテナ。