特許第6672828号(P6672828)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6672828
(24)【登録日】2020年3月9日
(45)【発行日】2020年3月25日
(54)【発明の名称】ロッドアンテナ
(51)【国際特許分類】
   H01Q 1/10 20060101AFI20200316BHJP
   H01Q 9/14 20060101ALI20200316BHJP
   H01Q 9/30 20060101ALI20200316BHJP
【FI】
   H01Q1/10 Z
   H01Q9/14
   H01Q9/30
【請求項の数】7
【全頁数】8
(21)【出願番号】特願2016-9415(P2016-9415)
(22)【出願日】2016年1月21日
(65)【公開番号】特開2017-130822(P2017-130822A)
(43)【公開日】2017年7月27日
【審査請求日】2018年12月20日
(73)【特許権者】
【識別番号】000211307
【氏名又は名称】中国電力株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100107467
【弁理士】
【氏名又は名称】員見 正文
(72)【発明者】
【氏名】田村 耕一
【審査官】 佐藤 当秀
(56)【参考文献】
【文献】 実開昭51−049941(JP,U)
【文献】 実開昭53−159250(JP,U)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H01Q 1/08
H01Q 9/14
H01Q 9/30
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
最小使用周波数帯の第1の電波、中間使用周波数帯の第2の電波および最大使用周波数帯の第3の電波である3つの電波を送受信するためのロッドアンテナ(10)であって、
初段エレメント(11a)、中間段エレメント(11b)および最終段エレメント(11c)を備え、
前記中間段エレメントの外周面に、底辺が該中間段エレメントの前記最終段エレメント側の端である先端と一致された逆三角形状の印(M)が表示されており、
前記初段エレメント、前記中間段エレメントおよび前記最終段エレメントが、前記第3の電波については前記中間段エレメントおよび前記最終段エレメントを前記初段エレメントに収納した状態である最小段数状態で送受信でき、前記第1の電波については前記中間段エレメントおよび前記最終段エレメントを最大限引き出した状態である最大段数状態で送受信できるとともに、前記第2の電波については前記中間段エレメントを前記印の頂点の位置まで引き出すとともに前記最終段エレメントを前記中間段エレメントに収納した状態である中間段数状態で送受信できるような長さとされている、
ことを特徴とする、ロッドアンテナ。
【請求項2】
前記初段エレメント、前記中間段エレメントおよび前記最終段エレメントとして、最大径部の第1のエレメント(11a)、中間径部の第2のエレメント(11b)および最小径部の第3のエレメント(11c)を具備し、
前記第2のエレメントの外周面に前記印(M)が表示されており、
前記第3の電波を送受信する際には、前記第2および第3のエレメントを前記第1のエレメントに収納した状態である前記最小段数状態に長さ調整され、
前記第1の電波を送受信する際には、前記第2のエレメントを前記第1のエレメントから最大限引き出すとともに前記第3のエレメントを前記第2のエレメントから最大限引き出した状態である前記最大段数状態に長さ調整され、
前記第2の電波を送受信する際には、前記第2のエレメントを前記第1のエレメントから前記印の頂点の位置まで引き出すとともに前記第3のエレメントを前記第2のエレメントに収納した状態である前記中間段数状態に長さ調整される、
ことを特徴とする、請求項1記載のロッドアンテナ。
【請求項3】
前記第1のエレメントが、前記最大使用周波数帯に含まれる周波数の波長(λ400MHz)に応じた長さ(La)とされており、
前記第2のエレメントが、前記最大段数状態に長さ調整された前記ロッドアンテナの長さである最大長から前記第1のエレメントの長さを引いた値の半分よりも長くかつ前記第1のエレメントの長さよりも短い長さ(Lb)にされており、
前記第3のエレメントが、前記最大長から前記第1のエレメントの長さと前記第2のエレメントの長さを引いた長さ(Lc)にされている、
ことを特徴とする、請求項2記載のロッドアンテナ。
【請求項4】
前記印が、底辺が前記第2のエレメントの前記第3のエレメント側の端である先端と一致された逆三角形状とされていることを特徴とする、請求項2または3記載のロッドアンテナ。
【請求項5】
前記印の高さ(H)が、前記中間段数状態に長さ調整された前記ロッドアンテナの長さから前記第1のエレメントの長さを引いた値となるようにされていることを特徴とする、請求項2乃至4いずれかに記載のロッドアンテナ。
【請求項6】
前記ロッドアンテナで前記第1、第2および第3の電波以外に該第2の電波の周波数よりも大きい前記中間使用周波数帯の第4の電波も送受信するために前記第2のエレメントを前記第1のエレメントから引き出すとともに前記第3のエレメントを前記第2のエレメントに収納した状態に長さ調整する際に、該第2のエレメントを該第1のエレメントから引き出す位置を示すための逆三角形状の他の印(M’)が、前記第2のエレメントの外周面にさらに表示されており、
前記他の印が、前記印と底辺が一緒にされて重ね合わされた逆三角形状とされているとともに該印と色違いとされている、
ことを特徴とする、請求項2乃至5いずれかに記載のロッドアンテナ。
【請求項7】
前記他の印の高さ(H’)が、前記第2のエレメントを前記他の印の頂点の位置まで引き出すとともに前記第3のエレメントを該第2のエレメントに収納した状態に長さ調整された前記ロッドアンテナの長さから前記第1のエレメントの長さを引いた値とされていることを特徴とする、請求項6記載のロッドアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、送受信する使用周波数帯に応じた長さに調整するのに好適なロッドアンテナに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、広帯域送受信が可能なアンテナとしてロッドアンテナ(多段伸縮式アンテナ)が使用されているが、送受信する使用周波数帯に応じて長さ調整をする必要がある。
大半のロッドアンテナは、長さを周波数の波長(=λ)の長さに調整することはせずに、先端のキャップ部にコイル等が挿入されて周波数の1/2波長(=(1/2)λ)、1/4波長(=(1/4)λ)および5/8波長(=(5/8)λ)等のように短縮した実用的な長さに調整している。
【0003】
しかし、周波数の波長は光速(=3×108m/s)を周波数で割って算出する必要があるため、ロッドアンテナの長さを簡単に調整することができない。
そのため、下記の特許文献1に開示された無線機のように、長さ調整用の印をロッドアンテナのエレメント(素子)に付けたりしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2012−120113号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記の特許文献1に開示された無線機では、ロッドアンテナのエレメントの外周面に周方向に沿った横線を長さ調整用の印としているため、ロッドアンテナの長さを調整するためにエレメントを引き出していく当初はこの横線が見えないため、この横線を通り越すまでエレメントを引き出したのち、この横線の位置までエレメントを押し込んでいくので、長さ調整をし難いという問題がある。
【0006】
本発明の目的は、長さ調整を容易に行うことができるロッドアンテナを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明のロッドアンテナは、最小使用周波数帯の第1の電波、中間使用周波数帯の第2の電波および最大使用周波数帯の第3の電波である3つの電波を送受信するためのロッドアンテナ(10)であって、初段エレメント(11a)、中間段エレメント(11b)および最終段エレメント(11c)を備え、前記中間段エレメントの外周面に、底辺が該中間段エレメントの前記最終段エレメント側の端である先端と一致された逆三角形状の印(M)が表示されており、前記初段エレメント、前記中間段エレメントおよび前記最終段エレメントが、前記第3の電波については前記中間段エレメントおよび前記最終段エレメントを前記初段エレメントに収納した状態である最小段数状態で送受信でき、前記第1の電波については前記中間段エレメントおよび前記最終段エレメントを最大限引き出した状態である最大段数状態で送受信できるとともに、前記第2の電波については前記中間段エレメントを前記印の頂点の位置まで引き出すとともに前記最終段エレメントを前記中間段エレメントに収納した状態である中間段数状態で送受信できるような長さとされていることを特徴とする。
ここで、前記初段エレメント、前記中間段エレメントおよび前記最終段エレメントとして、最大径部の第1のエレメント(11a)、中間径部の第2のエレメント(11b)および最小径部の第3のエレメント(11c)を具備し、前記第2のエレメントの外周面に前記印(M)が表示されており、前記第3の電波を送受信する際には、前記第2および第3のエレメントを前記第1のエレメントに収納した状態である前記最小段数状態に長さ調整され、前記第1の電波を送受信する際には、前記第2のエレメントを前記第1のエレメントから最大限引き出すとともに前記第3のエレメントを前記第2のエレメントから最大限引き出した状態である前記最大段数状態に長さ調整され、前記第2の電波を送受信する際には、前記第2のエレメントを前記第1のエレメントから前記印の頂点の位置まで引き出すとともに前記第3のエレメントを前記第2のエレメントに収納した状態である前記中間段数状態に長さ調整されてもよい。
前記第1のエレメントが、前記最大使用周波数帯に含まれる周波数の波長(λ400MHz)に応じた長さ(La)とされており、前記第2のエレメントが、前記最大段数状態に長さ調整された前記ロッドアンテナの長さである最大長から前記第1のエレメントの長さを引いた値の半分よりも長くかつ前記第1のエレメントの長さよりも短い長さ(Lb)にされており、前記第3のエレメントが、前記最大長から前記第1のエレメントの長さと前記第2のエレメントの長さを引いた長さ(Lc)にされていてもよい。
前記印が、底辺が前記第2のエレメントの前記第3のエレメント側の端である先端と一致された逆三角形状とされていてもよい。
前記印の高さ(H)が、前記中間段数状態に長さ調整された前記ロッドアンテナの長さから前記第1のエレメントの長さを引いた値となるようにされていてもよい
前記ロッドアンテナで前記第1、第2および第3の電波以外に該第2の電波の周波数よりも大きい前記中間使用周波数帯の第4の電波も送受信するために前記第2のエレメントを前記第1のエレメントから引き出すとともに前記第3のエレメントを前記第2のエレメントに収納した状態に長さ調整する際に、該第2のエレメントを該第1のエレメントから引き出す位置を示すための逆三角形状の他の印(M’)が、前記第2のエレメントの外周面にさらに表示されており、前記他の印が、前記印と底辺が一緒にされて重ね合わされた逆三角形状とされているとともに該印と色違いとされていてもよい
前記他の印の高さ(H’)が、前記第2のエレメントを前記他の印の頂点の位置まで引き出すとともに前記第3のエレメントを該第2のエレメントに収納した状態に長さ調整された前記ロッドアンテナの長さから前記第1のエレメントの長さを引いた値とされていてもよい
【発明の効果】
【0008】
本発明のロッドアンテナは、最大使用周波数帯については最小段数にすれば長さ調整でき、最小使用周波数帯については最大段数にすれば長さ調整でき、中間使用周波数帯については逆三角形状の印を用いて長さ調整できるため、長さ調整を容易に行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0009】
図1】本発明の一実施例によるロッドアンテナ10の構成を示す図であり、(a)は150MHz帯の電波を送受信する際のロッドアンテナ10の状態を示す図であり、(b)は400MHz帯の電波を送受信する際のロッドアンテナ10の状態を示す図であり、(c)は380MHz帯の電波を送受信する際のロッドアンテナ10の状態を示す図である。
図2】長さ調整用の印M’を追加したロッドアンテナ10の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
上記の目的を、最大使用周波数帯の電波については初段エレメント以外のすべてエレメントを初段エレメントに収納した最小段数で送受信でき、最小使用周波数帯の電波については初段エレメント以外のすべてエレメントを最大限引き出した最大段数で送受信でき、中間使用周波数帯の電波については中間段エレメントを逆三角形状の印の頂点の位置まで引き出して送受信できるようにすることにより実現した。
【実施例1】
【0011】
以下、本発明のロッドアンテナの実施例について図面を参照して説明する。
本発明の一実施例によるロッドアンテナ10は、例えば電力会社の無線業務に用いられている無線機のように使用周波数帯が150MHz帯(最小使用周波数帯)、380MHz帯(中間使用周波数帯)および400MHz帯(最大使用周波数帯)の3つである場合に1/4波長の長さに調整して使用するために3段の入れ子構造とされたものであり、図1(a)に示すように、最大径部の第1のエレメント11a(初段エレメント)と、中間径部の第2のエレメント11b(中間段エレメント)と、最小径部の第3のエレメント11c(最終段エレメント)と、第3のエレメント11cの先端部に取り付けられた楕円体状のキャップ部12とを具備する。
【0012】
ここで、第2のエレメント11bの外周面には、380MHz帯の電波を送受信する際のロッドアンテナ10の長さ調整用の印として、底辺が第2のエレメント11bの先端(第3のエレメント11c側の端)と一致された逆三角形状の印Mが表示されている。
【0013】
キャップ部12の長さLd(ロッドアンテナ10の伸縮方向の長さ)=0.75cmとすると、第1乃至第3のエレメント11a〜11cの長さLa〜Lcと印Mの高さHとは、以下のようにされている。
【0014】
(1)第1のエレメント11aの長さLa=18cm
第1のエレメント11aの長さLaは、第2および第3のエレメント11b,11cを第1のエレメント11aに収納した状態(すなわち、最小段数(=1)の状態)で400MHz帯の電波を送受信するために、400MHzの波長λ400MHz=(3×108m/s)/(400×106Hz)=0.75mの1/4である0.75m/4≒0.1875m=18.75cmからキャップ部12の長さLd=0.75cmを引いた値=18.75cm−0.75cm=18cmとされている。
【0015】
(2)第2のエレメント11bの長さLb=17cm
第2のエレメント11bを第1のエレメント11aから最大限引き出すとともに第3のエレメント11cを第2のエレメント11bから最大限引き出した状態(すなわち、最大段数(=3)の状態)で150MHz帯の電波を送受信するためには、ロッドアンテナ10の最大長は、150MHzの波長λ150MHz=(3×108m/s)/(150×106Hz)=2mの1/4である2m/4=0.5m=50cmとする必要がある。
そのため、第2のエレメント11bの長さLb(第2のエレメント11bを第1のエレメント11aから最大限引き出したときの第1のエレメント11aの先端から第2のエレメント11bの先端までの長さ)は、ロッドアンテナ10の最大長=50cmから第1のエレメント11aの長さLa=18cmとキャップ部12の長さLd=0.75cmとを引いた値=50cm−(18cm+0.75cm)=31.25cmの1/2の値=31.25cm/2=15.625cmよりも長くかつ第1のエレメント11aの長さLa=18cmよりも短い長さ=17cmとされている。
【0016】
(3)第3のエレメント11cの長さLc=14.25cm
第3のエレメント11cの長さLc(第3のエレメント11cを第2のエレメント11bから最大限引き出したときの第2のエレメント11bの先端から第3のエレメント11cの先端までの長さ)は、ロッドアンテナ10の最大長=50cmから第1のエレメント11aの長さLa=18cmと第2のエレメント11bの長さLb=17cmとキャップ部12の長さLd=0.75cmとを引いた値=50cm−(18cm+17cm+0.75cm)=14.25cmとされている。
【0017】
(4)印Mの高さH=1.25cm
第2のエレメント11bを第1のエレメント11aから印Mの頂点の位置まで引き出すとともに第3のエレメント11cを第2のエレメント11bに収納した状態(すなわち、中間段数(=2)の状態)で380MHz帯の電波を送受信するためには、ロッドアンテナ10の長さは、380MHzの波長λ380MHz=(3×108m/s)/(380×106Hz)≒0.79mの1/4である0.79m/4≒0.2m=20cmとする必要がある。
そのため、印Mの高さHは、20cmから第1のエレメント11aの長さLa=18cmとキャップ部12の長さLd=0.75cmとを引いた値=20cm−(18cm+0.75cm)=1.25cmとされている。
【0018】
このように構成されたロッドアンテナ10では、150MHz帯(最小使用周波数帯)の電波を送受信する際には、必要なロッドアンテナ10の長さL150MHz=50cmであるため、作業員は、図1(a)に示すように、第2のエレメント11bを第1のエレメント11aから最大限引き出すとともに第3のエレメント11cを第2のエレメント11bから最大限引き出して、最大段数(=3)の状態にすればよい。
【0019】
また、400MHz帯(最大使用周波数帯)の電波を送受信する際には、必要なロッドアンテナ10の長さL400MHz=18.75cmであるため、作業員は、図1(b)に示すように、第2および第3のエレメント11b,11cを第1のエレメント11aに収納して、最小段数(=1)の状態にすればよい。
【0020】
さらに、380MHz帯(中間使用周波数帯)の電波を送受信する際には、必要なロッドアンテナ10の長さL380MHz=20cmであるため、作業員は、図1(c)に示すように、第3のエレメント11cを第2のエレメント11bに収納したまま第2のエレメント11bを第1のエレメント11aから逆三角形状の印Mの頂点の位置まで引き出せばよい。
このとき、第2のエレメント11bは逆三角形状の印Mの底辺側から引き出されるため、作業員は第2のエレメント11bをどの程度まで引き出せばよいかを容易に判断することができる。
【0021】
これにより、作業員は、使用周波数帯=150MHz,380MHz,400MHzに応じたロッドアンテナ10の長さ調整を容易に行うことができる。
【0022】
以上の説明では、長さ調整用の印Mを1つだけ表示させたが、例えば使用周波数帯として250MHz(中間使用周波数帯)を追加したい場合には、ロッドアンテナ10の長さは、250MHzの波長λ250MHz=(3×108m/s)/(250×106Hz)=1.2mの1/4である1.2m/4=0.3m=30cmとする必要がある。
そのため、長さ調整用の印として、高さH’が30cmから第1のエレメント11aの長さLa=18cmとキャップ部12の長さLd=0.75cmとを引いた値=30cm−(18cm+0.75cm)=11.25cmとされたかつ印Mと色違いとされた追加の逆三角形状の印M’を第2のエレメント11bの外周面に表示すればよい。
このとき、図2に示すように2つの逆三角形状の印M,M’の底辺を一緒にして重ね合わせることにより、作業員が長さ調整用の印(印M,M’)を同じ位置から見えるようにするとともに、長さ調整用の印の数が更に増えても第2のエレメント11bの外周面に表示し易くすることができる。
【0023】
また、追加される使用周波数帯によっては第3のエレメント11cの外周面に長さ調整用の逆三角形状の印を同様に表示してもよい。
【0024】
なお、以下に示すような機能を追加してもよい。
(1)第2および第3のエレメント11b,11cを引き出したのちに固定するために、傘でよく使われているバネの弾発力によって第2および第3のエレメント11b,11cから突出可能なハジキや回転締付タイプの固定具を取り付ける。
(2)1/4波長や5/8波長などの波長切替スイッチを追加することにより、任意での長さ調整を可能とする。
(3)送信回路のバイアス電圧を監視する機能を追加して、定在波が最小(反射波がない)となる長さに調整することにより、最高利得が得られるようにする。
(4)通常垂直にして使用することから、水平偏波局からの受信時に垂直で最高利得が得られる変換回路のスイッチを設けることにより、安定した送受信ができるようにする。
(5)基地局用として柱等に設置する際に支柱から1/波長だけ離した箇所で固定できるように、固定金具をスライド式とする。
【符号の説明】
【0025】
10 ロッドアンテナ
11a〜11c 第1乃至第3のエレメント
12 キャップ部
M,M’ 印
La〜Ld,L150MHz,L380MHz,L400MHz 長さ
H,H’ 高さ
λ,λ150MHz,λ250MHz,λ380MHz,λ400MHz 波長
図1
図2