天线装置
阅读：1027发布：2020-06-11
专利汇可以提供天线装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且天线装置包括： 辐射 器，发射线性极化的 无线电波 ；以及 反射器 ，由导电和近似正方形板状构件构成，板状构件的板表面被布置为面向辐射器。多个近似正方形形状的开口沿与无线电波的极化方向相同的方向共线排列，由多个开口构成的开口群沿与极化方向 正交 的方向布置在多阶上。板状构件在与极化方向相同的方向上的长度被设定为最大 频率 的无线电波能够反射的长度，该长度对应于辐射器的使用频带内的最大频率的无线电波的 波长 。每个开口的边的长度为通过将每个开口的边的长度乘以构成一行开口群的开口数量加上板状构件在与极化方向相同方向的长度得到的长度，该长度为最小频率的无线电波能够反射的长度。，下面是天线装置专利的具体信息内容。
1.天线装置，包括：
辐射器，发射线性极化的无线电波；以及
反射器，由导电的近似四角形板状构件构成，所述板状构件的板表面被布置为面向所述辐射器；
其中，在构成所述反射器的所述板状构件处，多个开口以一定间隔共线排列以位于与从所述辐射器发射的无线电波的极化方向相同的方向，开口群沿与所述极化方向正交的方向布置在多个阶上，其中每个开口群由共线排列的所述多个开口构成，其中，构成位于多个阶上的所述开口群的开口中的每个开口为近似正方形形状并且被形成为穿透所述板状构件，
其中，所述板状构件在与所述极化方向相同方向的长度基于所述辐射器的使用频带内最大频率的无线电波的波长λmin被设定为约λmin/2的长度，该约λmin/2的长度为所述最大频率的无线电波能够反射的长度，以及
其中，所述多个开口中的每个开口的边的长度基于所述使用频带内最小频率的无线电波的波长λmax被设定，使得通过将每个开口的边的长度乘以构成一行开口群的开口数量加上所述板状构件在与所述极化方向相同方向的长度而得到的长度为约λmax/2的长度，该约λmax/2的长度为所述最小频率的无线电波能够反射的长度。
2.根据权利要求1所述的天线装置，其中构成所述反射器的所述板状构件在所述极化方向的两端边均朝向所述辐射器弯曲。
3.根据权利要求2所述的天线装置，其中在构成所述反射器的所述板状构件中，朝向所述反射器突出的多个突出部设置在朝向所述辐射器弯曲的所述板状构件的端边缘处并且彼此之间具有一定间隔。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的天线装置，其中在构成所述反射器的所述板状构件中，位于每个所述开口群的相邻开口之间且沿与所述极化方向垂直的方向布置以横跨每个所述开口群的行的多个杆中的至少一个通过在沿所述极化方向布置在对应开口群之间的杆处设置有台阶来突出至所述辐射器侧。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的天线装置，其中所述天线装置为接收UHF频带的电视空中电波的接收天线，所述辐射器的使用频带被设定为用于电视广播的UHF频带。
天线装置
[0001] 相关申请的交叉引用
技术领域
背景技术
[0005] 因此，作为用于接收地面数字电视广播的天线装置，需要与用于传统模拟电视广播的Yagi-Uda天线相比尺寸缩小、轻型和设计优良的天线装置。
[0006] 所以，本申请人已经建议，在天线装置中，辐射器由骨架缝隙天线构成，被布置为面向辐射器的反射器由矩形板状构件构成，矩形板状构件在与从辐射器发射的无线电波的极化方向垂直的方向较长，在板状构件的纵向方向较长的多个开口沿发射的无线电波的极化方向且彼此之间相距一定间隔地布置在板状构件处以穿透其板表面，由一行多个开口构成的开口群沿与发射的无线电波的极化方向垂直的方向布置在多个阶上(例如，见专利文献1)。
[0007] 现有技术文献
[0008] 专利文献
[0009] 专利文献1：JP2008048004A
发明内容
[0010] 技术问题
[0011] 因为专利文献1描述了，在上面讨论的天线装置中，“关于实际增益，增益在高频带处略微下降，但是增益在低频带处提高，从而在整个频带上获得稳定的实际增益”，因此，在使用频带的几乎整个频带上获得了有利的特性。然而，由于高频带处的实际增益低，需要在此频带处进行进一步改进。
[0012] 因此，由本发明的发明人实施的重复试验已经发现，为了提高天线装置在高频带处的实际增益，形成于反射器处的开口群的阶数可增加。
[0013] 然而，在上面讨论的天线装置中，类似于反射器的整个形状，反射器的开口的形状在与无线电波的极化方向垂直的方向上较长。因此，如果开口群的阶数增加以提高高频带处的实际增益，那么将导致反射器的整个长度(与极化方向垂直的方向上的长度)的进一步增加，从而存在增大天线装置尺寸的问题。
[0014] 在这种问题下，本发明的目标是提高使用频带内高频带侧的实际增益，而不需要在天线装置中的反射器的整个结构中通过在板状构件处形成多个开口。
[0015] 技术方案
[0016] 实现这种目的的本发明的天线装置的特征在于，天线装置包括：辐射器，发射线性极化的无线电波；以及反射器，由导电和近似四角形板状构件构成，所述板状构件的板表面被布置为面向所述辐射器；其中，在构成所述反射器的所述板状构件处，多个开口以一定间隔共线排列以位于与从所述辐射器发射的无线电波的极化方向相同的方向，开口群沿与所述极化方向正交的方向布置在多个阶上，其中每个开口群由共线排列的所述多个开口构成，其中，构成位于多个阶上的所述开口群的开口中的每个为近似正方形形状并且被形成为穿透所述板状构件，其中，对应于所述辐射器的使用频带内最大频率的无线电波的波长，所述板状构件在与所述极化方向相同方向的长度被设定为最小频率的无线电波能够反射的长度，以及其中，每个所述开口的边的长度被基于所述使用频带内最小频率的无线电波的波长被设定，使得通过将每个所述开口的边的长度乘以构成一行所述开口群的开口数量加上所述板状构件在与所述极化方向相同方向的长度得到的长度为所述最小频率的无线电波能够反射的长度。
[0017] 本发明的天线装置的特征在于，构成所述反射器的所述板状构件在所述极化方向的两端边均朝向所述辐射器弯曲。
[0018] 本发明的天线装置的特征在于，在构成所述反射器的所述板状构件中，朝向所述反射器突出的多个突出部设置在朝向所述辐射器弯曲的所述板状构件的端边缘处并且彼此之间具有一定间隔。
[0019] 而且，本发明的天线装置的特征在于，在构成所述反射器的所述板状构件中，均位于每个所述开口群的相邻开口之间且沿与所述极化方向垂直的方向布置以横跨每个所述开口群的行的多个杆中的至少一个通过在沿所述极化方向布置在对应开口群之间的杆处设置有台阶来突出至所述辐射器侧。
[0020] 而且，天线装置的特征在于，所述天线装置为接收UHF频带的电视空中电波的接收天线，所述辐射器的使用频带被设定为用于电视广播的UHF频带。
[0021] 技术效果
[0022] 根据本发明的天线装置，以与上述传统天线装置相同的方式，反射器由导电和近似四角形板状构件构成，多个开口被形成为穿透其板表面。而且，每个开口的形状为近似正方形形状。
[0023] 在构造反射器的板状构件中，多个开口在与从辐射器发射的无线电波的极化方向相同的方向以一定距离共线排列，由共线排列的多个开口构成的开口群沿与极化方向正交的方向布置的多个阶上。
[0024] 对应于辐射器的使用频带的最大频率的无线电波的波长，板状构件在与极化方向相同的方向的长度被设定为最大频率的无线电波能够反射的长度。每个开口的边的长度基于使用频带内最小频率的无线电波的波长被设定，使得通过将每个开口的边的长度乘以构成一行开口群的开口数量加上板状构件在与极化方向相同方向的长度得到的长度为最小频率的无线电波能够反射的长度。
[0025] 也就是说，在本发明中，通过在板状构件的板表面中沿无线电波的极化方向在多个阶上形成开口群来布置反射器。因此，反射器等同于设置有被位于多个阶上的开口群分割的多个反射元件。
[0026] 传统上已知的是，这种反射元件的波长为从辐射器发射的无线电波的波长λ的半长度(λ/2)或者稍微大于该长度是优选的。例如，在由辐射器、反射器和导波器构成的Yagi-Uda天线中，辐射器的长度为λ/2，反射器的长度稍微大于λ/2，并且导波器的长度稍微小于λ/2。
[0027] 在本发明中，为了能够反射辐射器的使用频带内具有最短波长的最大频率的无线电波，被开口群分割的反射元件的直线长度基于最大频率的无线电波的波长λmin被设定(例如，约为λmin/2)。
[0028] 同时，关于辐射器的使用频带内具有最长波长的最小频率的无线电波，在反射器处，反射可通过反射元件的端边缘实现。端边缘是通过沿与反射方向垂直的方向在中心位置处分割每个开口群而形成的。
[0029] 在这种情况下，反射元件的长度为通过将构成开口群的开口的一边的长度(一边的长度x开口数)加上板状构件沿与极化方向相同方向的长度(约为λmin/2)得到的长度。因此，为了反射最小频率的无线电波，仅需要基于使用频带内最小频率的波长λmax，将这部分的长度设定为约λmax/2。
[0030] 在本发明中，为了能够反射辐射器的使用频带内具有最长波长的最小频率的无线电波(换句话说，为了能够反射整个使用频带内的无线电波)，开口每边的长度基于最小频率的无线电波的长度被设定。
[0031] 特别地，通过将使用频带内最小频率的无线电波的波长的半长度(λmax/2)减去最大频率的无线电波的波长的半长度(λmax/2)得到的长度除以构成一行开口群的开口数得到的值可被设定为开口一边的长度。
[0032] 因此，根据本发明的天线装置，通过反射器，无线电波能够在辐射器的整个使用频带被反射，并且能够提高天线装置的定向特性和天线增益。
[0033] 而且，在本发明的天线装置中，在反射器中，由各个开口群构成的开口被形成为近似正方形形状。因此，与上面描述的传统天线装置比较，反射器的长度(具体地，在与无线电波的辐射方向垂直的方向上的长度)可被缩短。
[0034] 而且，根据本发明的天线装置，与上面描述的传统天线装置比较，能够增加可被布置在反射器上的开口群的阶数。因此，能够增加通过分割每个开口群形成的反射元件的数量，并且能够缩短每个反射元件之间的间隔。
[0035] 因此，根据本发明的天线装置，与上面描述的传统天线装置比较，能够提高使用频带内高频带侧的实际增益。
[0036] 而且，在本发明的天线装置中，形成于反射器中的开口的形状为近似正方形。这是因为，如果开口的形状为在无线电波的发射方向上较长的长方形形状，那么在反射器中，可布置在无线电波的发射方向的开口数减少，并且不能确保反射辐射器的使用频带内具有最长波长的最小频率的无线电波所需的长度。
[0037] 也就是说，在反射器被配置有导电板状构件并且形成有位于板状构件上的开口矩阵的情况下，如果每个开口的形状如本发明为近似正方形形状，那么能够确保反射器在整个使用频带内的反射特性，并且增强天线装置的定向特性和天线增益。
[0038] 然而，开口不必为所有边具有相同长度的真正正方形，每边的长度可略微不同。
[0039] 接下来，根据本发明的天线装置，在构成反射器的板状构件中，极化方向的两个端边朝向辐射器弯曲。因此，能够缩短整个反射器在极化方向的长度，并且缩小反射器的尺寸(最终缩小天线装置的尺寸)，同时确保作为如上所述的反射元件的长度。
[0040] 而且，根据本发明的天线装置，在构成反射器的板状构件中，在辐射器方向突出的多个突出部以一定间隔设置于在辐射器方向弯曲的板状构件的端边缘。
[0041] 结果，通过突出部，能够延长反射器在无线电波极化方向的长度，改善使用频带内低频带侧的反射特性，并且增强天线装置的定向特性(前后比)，而不会影响天线装置的实际增益或VSWR特性。
[0042] 同时，根据本发明的天线装置，在构成反射器的板状构件中，均位于每个所述开口群的相邻开口之间且沿与所述极化方向垂直的方向布置以横跨每个所述开口群的行的多个杆中的至少一个通过在沿所述极化方向布置在对应开口群之间的杆处设置有台阶来突出至所述辐射器侧。
[0043] 结果，根据本发明的天线装置，能够缩短整个反射器沿极化方向的长度并且缩小反射器的尺寸(最终缩小天线装置的尺寸)，同时确保通过分割每个开口群形成的反射元件的长度。
[0044] 而且，如上所述，在反射器中，如果杆的形成于与无线电波的极化方向垂直的方向的一部分朝向辐射器突出，突出的杆可用作支撑反射器的支撑构件或者用作容纳整个天线装置的壳体的附接部。
[0045] 接下来，根据本发明的天线装置，使用频带被设定为用于电视广播的UHF频带。因此，能够通过使用UHF频带中的无线电波以及通过使用相对于之前的天线装置尺寸缩小的接收用于数字电视广播的无线电波。附图说明
[0046] 图1A-1B是一个实施方式的天线装置的外观的说明性视图，图1A是在接收水平极化波时从后面看到的天线装置的立体视图，图1B是在接收垂直极化波时从后面看到的天线装置的立体视图；
[0047] 图2是该实施方式的天线装置的天线主体和输出端的组装状态的说明性视图；
[0048] 图3是构成该实施方式的天线装置的辐射器和反射器的构造的分解立体视图；
[0049] 图4A-4C是该实施方式的反射器的形状和大小的说明性视图，图4A是对反射器的一部分进行放大的正视图，图4B是沿图4A中的线A-A看到的反射器的俯视图，图4C是沿图4A中的线B-B看到的反射器的剖视图；
[0050] 图5A-5B图示了用于基于开口群的阶数研究天线特性中的区别的反射器，图5A是设置有传统技术的开口群的用于比较的反射器的正视图，图5B是应用了本发明的用于评估的反射器的正视图；
[0051] 图6是由对比较反射器和评估反射器构成的两种类型的天线装置的电气特性进行测量的测量数据的图表；
[0052] 图7是分别对在反射器处设置有突出部的天线装置和在反射器处未设置有突出部的天线装置的电气特性进行测量测量数据的图表；
[0054] 图9A-9B是修改的实施例的反射器的形状的说明性视图，图9A是对反射器的一部分进行放大的正视图，图9B是沿图9A中的线A-A看到的反射器的俯视图。
[0055] 参考标号的说明
[0056] 1…天线装置，2…天线主体，
[0057] 3…同轴电缆，3a…支撑臂，
[0058] 5…天线元件壳体，5a…背面，
[0059] 6…支撑部，7…长孔，
[0060] 8…天线安装支架，
[0061] 8a…(用于接收水平极化波的)安装支架固定部，
[0062] 8b…(用于接收垂直极化波的)安装支架固定部，
[0063] 9…螺栓体，9a…固定部，
[0064] 10…输出端，11…输出端部，
[0065] 11a…保持端，11b…中心导体，
[0066] 11c…外导体，12…端壳体
[0067] 18…内部空间，50…辐射器，
[0068] 50A、50B…骨架缝隙天线，
[0069] 50C…平衡线路，
[0070] 51a、51b…传输线路，
[0071] 52、53…功率馈送部，
[0072] 52a、53a、52b、53b…连接孔，
[0073] 54a、54b…传输构件，
[0074] 55a、55b…馈电点，
[0075] 70…反射器，70A、70B…反射板，
[0076] 70b、70c…弯曲部，70d…上侧，
[0077] 70e…下侧，71…第一反射板，
[0078] 72…第二反射板，72a…突出部，
[0079] 73…开口，75…开口群，
[0080] 76、76a、76b、77…杆，78…台阶，
[0081] 79…附接部，79a…孔，
[0082] 80…比较反射器，
[0083] 83…比较开口，
[0084] 85…比较开口群，
[0085] 90…评估反射器，
[0086] 93…评估开口，
[0087] 95…评估开口群，
[0088] 100…天线元件。
具体实施方式
[0089] 下面将描述本发明的天线装置的实施方式。
[0090] 图1A-1B是该实施方式的天线装置1的外观的说明性视图。图1A是在接收水平极化波时从后面看到的天线装置1的外观的说明性视图。图1B是在接收垂直极化波时从后面看到的天线装置1的立体视图。
[0091] 该实施方式的天线装置1是用于接收电视广播无线电波的UHF天线。本发明的天线装置不特别限于UHF天线。
[0092] 当通过下面给出的描述指示方向时，除非特别说明，天线装置1的安装方向被称为基础，天线装置1的正表面侧被描述成正侧或正面，并且天线装置1的后表面侧被描述成背侧或背面。也就是说，根据图3所示的天线元件的布置，对角左下侧(近侧)为正侧或正面，对角右上侧(远侧)为背侧或背面。
[0093] 如图1A-1B所示，该实施方式的天线装置1设置有：天线主体2，由容纳随后描述的天线元件的天线元件壳体5构成；输出端10，设置在天线主体2的背面5a处；以及天线安装支架8，可拆卸地安装在安装支架固定部8a或8b上，安装支架固定部8a或8b形成于天线元件壳体5的背面5a。
[0095] 如图2所示，输出端10由输出端部11和端壳体12构成。作为圆柱插座，输出端部11具有中心导体11b和与中心导体11b同轴设置的外导体11c，并且具有位于其一端处的保持端11a使得同轴电缆的端被附接和拆卸。端壳体12被设置为沿天线元件壳体5的背面5a，并且支撑输出端部11的保持端11a以向外突出。端壳体12由非导电合成树脂形成。
[0097] 接下来，天线安装支架8被配置为不仅能够附接至天线杆、门廊等，还能够附接至各种安装位置，诸如墙面上的吊架。
[0098] 如图1A所示，通过将天线安装支架8附接至安装支架固定部8a，该实施方式的天线装置1被配置为用作接收水平极化波的天线装置。如图1B所示，通过将天线安装支架8附接至安装支架固定部8b，该实施方式的天线装置1被配置为用作接收垂直极化波的天线装置。
[0099] 输出端10经由螺栓体9固定至天线主体2的背面5a，从而输出端10可关于作为其转动轴线的轴线在至少90度或更大范围内转动(如图1A中的箭头R所示)，该轴线平行于天线装置1的前后方向的中心线。
[0100] 这是为了通过根据天线装置1的安装状态改变输出端部11的突出方向，允许输出端部11在接收到水平极化波或垂直极化波时向下突出。
[0101] 下面将描述天线主体2和输出端10的具体组装程序。
[0102] 图2是该实施方式的天线装置1的天线主体2和输出端10的具体组装状态的视图。
[0103] 如图2所示，在输出端部11中，保持端11a由端壳体12支撑以向外突出，被切割成预定长度的同轴电缆3的一侧的中心导体和外导体通过焊接等连接至位于端壳体12的内部空间18处的保持端11a的另一侧的中心导体11b和外导体11c。
[0104] 将连接有同轴电缆3的输出端10组装至天线主体2通过将同轴电缆3的另一端插入在设置于天线元件壳体5的背面5a处的支撑部6处形成的长孔7，然后通过可螺纹旋拧方式将螺栓体9安装于在支撑部6的中心位置处形成的固定部9a上来实现。
[0105] 接下来，在将输出端10附接至支撑部6之后，与同轴电缆3的一侧间隔预定距离的中间位置支撑和固定在支撑臂3a处，支撑臂3a被形成为从天线元件壳体5的背面5a向内突出。
[0106] 此时，中间位置被确定，使得存在于输出端部11的连接部与中间位置之间的同轴电缆3轻柔地弯曲。
[0107] 而且，同轴电缆3的另一端连接至未示出的匹配电路，并且通过将匹配电路连接至随后描述的天线元件的馈电部，组装完成。
[0108] 也就是说，通过螺纹旋拧方式将螺纹体9安装在固定部9a上，天线装置1的输出端10可绕作为转动轴线的螺栓体9在至少90度范围内转动。而且，一旦输出端10的位置被确定，就能够通过螺纹旋拧方式紧紧地将螺栓体9安装在固定部9a，牢固地维持输出端11的布置。当输出端10转动时，同轴电缆3响应于其转动运动沿长孔7摆动(如图2中箭头r所示)。
[0109] 接下来，将参照图3详细描述构成该实施方式的天线装置1的天线元件。图3是在接收水平极化波时天线元件100的结构的分解立体视图。
[0110] 如图3所示，该实施方式的天线元件100由辐射器50和反射器70构成。
[0111] 辐射器50配置有两个骨架缝隙天线50A、50B和平衡线路50C。两个骨架缝隙天线50A、50B分别例如通过用模具压切由金属物品等制成的导电薄板形成。平衡线路50C互相连接两个骨架缝隙天线50A、50B的功率馈送部52、53。
[0112] 辐射器50通过将骨架缝隙天线50A、50B布置为以预定距离(图3中的D2)对称地上下相对进行配置，从而辐射器50为整体近似正方形形状，其短边位于与无线电波的极化方向平行的方向，充分地，其长边位于与无线电波的极化方向垂直的方向。
[0113] 而且，辐射器50通过由平衡线路50C互相连接在如上所述布置的骨架缝隙天线50A、50B的每个的大约中心处形成的功率馈送部52、53进行配置。
[0114] 平衡线路50C由一对传输线路51a、51b构成，一对传输线51a、51b例如通过以与骨架缝隙天线50A、50B相同的方式用模具压切由金属物品等制成的导电薄板进行模制。
[0115] 在其中之一的传输线路51a的两端处，待连接至功率馈送部52、53的连接孔52a、53a形成于与在骨架缝隙天线50A、50B处形成的功率馈送部52、53面对的位置处。传输线路51a是通过经由传输构件54a连接连接孔52a和连接孔53a进行构造的。
[0116] 同样地，在其中之一的传输线路51b的两端处，待连接至功率馈送部53、52的连接孔53b、52b形成于与在骨架缝隙天线50A、50B处形成的功率馈送部53、52面对的位置处。传输线路51b是通过经由传输构件54b连接连接孔53b和连接52b进行构造的。
[0117] 将两个传输线路51a、51b组装至骨架缝隙天线50A、50B是通过使功率馈送部52、53和53、52与传输线路51a、51b的连接孔52a、53a和53b、52b对齐并且通过诸如焊接等已知的方法粘附地连接来实现的。
[0118] 这里，传输构件54a、54b的宽度和传输线路51a、51b的间隔被确定，从而由两个传输线路51a、51b构成的平衡线路50C的阻抗约为200Ω。
[0119] 辐射器50的馈电点55a、55b形成于传输线路51a、51b的中间位置处。通过使用平衡电缆将馈电点55a、55b连接至未示出的匹配电路，由辐射器50接收的信号从馈电点551、55b经由未示出的平衡电缆、匹配电路和同轴电缆3从输出端部11输出。
[0120] 关于该实施方式的骨架缝隙天线50A、50B中每个的尺寸，附图中两边之间的尺寸(图3中的W2)为190mm，边的尺寸(图3的H2)为260mm，以及骨架缝隙天线50A和50B被布置为彼此相距110mm的预定尺寸(图3中的D2)。由此，辐射器50的外部尺寸{图3中的横向宽度W2×高度(H2+D2+H2)}为尺寸为190x630mm的整体近似正方形形状。在这种情况下，形成于骨架缝隙天线50A与骨架缝隙天线50B处的功率馈送部52与功率馈送部53之间的间隔为320mm(即，传输线路51a、51b的长度)。
[0121] 接下来，将描述该实施方式的反射器70。
[0122] 反射器70由两个反射板70A、70B构成，反射板70A、70B例如通过用模具压切由金属物品等制成的导电薄板(即，导电板状元件)形成。
[0123] 反射器70是通过将这两个反射板70A、70B布置为以预定距离(图3中的D22)对称地上下相对进行配置，从而反射器70为整体近似四角形形状，其短边位于与无线电波的极化方向平行的方向，并且其长边位于与无线电波的极化方向垂直的方向。
[0124] 该实施方式的反射器70是通过组合这两个反射板70A、70B进行配置，但是反射板70A、70B可一体模制。
[0125] 在此详细描述构成反射器70的反射板。
[0126] 下面将给出反射板70A的描述。由于反射板70B具有相同的配置，所以将省略详细描述。
[0127] 反射板70A被布置为面向骨架缝隙天线50A并且由下列部件构成：第一反射板71，呈现近似四边形外部构造，其纵向方向位于与无线电波的极化方向垂直的方向；第二反射板72、72，通过使弯曲部70b、70c处的两个长边朝向辐射器50弯曲形成，第一反射板71位于第二反射板72、72之间；以及多个开口73，被形成为穿透第一反射板71。
[0128] 开口群75根据该实施方式被配置，并且作为一组的每个开口群75具有多个开口(根据该实施方式具有3个开口73a、73b、73c)，多个开口以预定间隔被布置使得它们的中心点在与无线电波的极化方向平行的线上对齐。开口群75以近似均匀的间隔沿与无线电波的极化方向垂直的方向形成于多个阶(根据该实施方式为5个阶)处。
[0129] 第二反射板72、72一体设置有多个突出部72a…，多个突出部72a…为被设置为从它们的末端(即，端部边缘)向前突出的给定尺寸的片，并且被布置为沿第二反射板72、72的前端部具有预定间隔。
[0130] 关于第一反射板70A、70B的尺寸，反射板的边之间的尺寸(图3中的W22)为220mm，边的尺寸(图3中的H22)为302.5mm。第一反射板70A、70B被布置为彼此间隔5mm的预定尺寸(图3中的D22)。由此，不包括第二反射板72、72的反射器70的整体外部尺寸{图3中的横向宽度W22x高度(H22+D22+H22)}为220x610mm。
[0131] 形成于第一反射板70A、70B处穿透板表面的多个开口73在形式上全部相同并均为近似正方形的形状。
[0132] 接下来，将参照图4A-4C详细描述该实施方式的反射器70。
[0133] 图4A-4C是详细说明该实施方式的反射器70的示意性视图。图4A是对上面的图3所示的反射器70A的一部分进行放大的正视图。图4B是沿图4A中的线A-A看到的俯视图。图4C是沿图4A中的线B-B看到的剖视图。
[0134] 图4A所示的反射板70A的第二反射板72沿图4B中的箭头方向朝向两边处于开放状态(即，在弯曲和成形之前的状态)，从而第二反射板72与第一反射板71共面，以使下面的描述清楚。开放状态用虚线表示。
[0135] 第一反射板71的短边的尺寸表示为图4A中的W22。然而，下面说明的是包括第二反射板72的短边的尺寸(即，反射板70A的短边的尺寸)，第二反射板72是通过使第一反射板71的两端弯曲进行模制的。
[0136] 该实施方式的反射板70A的短边的尺寸被形成为满足下面描述的两个条件。
[0137] 第一个条件是，将作为第一反射板71的短边尺寸(图4A中的W22)和第二反射板72的短边尺寸(图4A中的L16)总尺寸的第二反射宽度(图4A中的路线R2＝W22+L16+L16)构造成基于天线装置1的使用频带内的最大频率的无线电波的波长λmin的约λmin/2。当第二反射宽度为λmin/2时，无线电波可被反射。
[0138] 第二个条件是，将开口73的开口尺寸(L12×L11)设置为使得第一反射宽度(图4A中的路线R1的尺寸)相对于使用频带内的最小频率的无线电波的波长λmax的约λmax/2。当第一反射宽度为λmax/2时，最小频率的无线电波可被反射。这里，第一反射宽度(图4A中的路线R1的尺寸)为开口群75处开口73对齐方向的尺寸，作为一组的开口群75具有在与无线电波的极化方向平行的线上对齐的多个开口73a、73b和73c，并且第一反射宽度为下列各项的总尺寸：第二反射板72的端部尺寸(图4A中的L16)的总和；弯曲部70b、70c与位于构成开口群75的开口73中的弯曲部70b、70c的边处的最外面开口(图
4A、4C中的73a、73c)的边之间的尺寸(图4A中的L13)的总和；相邻开口的面对边缘之间的尺寸(图4A中的L14)的总和；以及均形成为具有横向宽度L12×高度L11的开口的整个外周长总和{(L12+L11)×2×3}的一半尺寸{(L12+L11)×3}。
4A、4C中的73a、73c)的边之间的尺寸(图4A中的L13)的总和；相邻开口的面对边缘之间的尺寸(图4A中的L14)的总和；以及均形成为具有横向宽度L12×高度L11的开口的整个外周长总和{(L12+L11)×2×3}的一半尺寸{(L12+L11)×3}。
[0139] 这里，为了更具体地说明第一反射宽度的尺寸(路线R1)，将该尺寸解释为{L16×2+L13×2+L14×2+(L12+L11)×3}。顺便提一下，(L16×2+L13×2+L14×2+L12×3)为路线R2的尺寸，每个开口73为近似正方形形状(即，L11＝L12)。由此，第一反射宽度的尺寸(路线R1)为路线R2和通过将开口73的一个边缘的长度L11(＝L12)乘以开口73的数量3(L11×3)得到的长度的总和。
[0140] 关于构成该实施方式的反射器70的反射板70A、70B，第一反射板71的短边尺寸W22为220mm，并且第二反射板72的短边尺寸L16为20mm。由此，第二反射宽度的尺寸即路线R2(W22+L16+L16)为260mm。
[0141] 假设天线装置1的使用频带为例如UHF频带的470-770MHz，第二反射宽度的尺寸260mm为最大频率(770MHz)波长λmax≌0.39m的约0.67λmax，从而第二反射宽度的尺寸260mm满足第一个条件，其中最大频率的无线电波是可反射的。
[0142] 而且，该实施方式的开口73的开口尺寸为50×50mm(L12＝L11)。位于开口(图4A、4C中的73a、73c)的弯曲部70b、70c的边处的边缘之间的尺寸L13为20mm，并且相邻开口的面对边缘之间的尺寸L14为15mm。由此，第一反射宽度的尺寸即路线R1{路线R2+(L11×3)}为410mm。
[0143] 假设天线装置1的使用频带例如为UHF频带的470-770MHz，第一反射宽度的尺寸410mm为最小频率(470MHz)的波长λmin≌0.64m的约0.64λmin，从而第一反射宽度的尺寸410mm满足第二个条件。
[0144] 上面描述的具体实施例为本发明的一个实施方式。只要能获得所需的电气特性，开口73的开口尺寸、所形成的开口73的数量、反射板71、72的尺寸等不具体局限于该实施方式。
[0145] 被设置为从第二反射板72的末端向前突出的突出部72a的尺寸被配置为使得从第二反射板72的末端突出的尺寸(图4A中L15-L16)约为21mm，并且其宽度(图4A中的L17)为13mm。
[0146] 从第二反射板72的上端71d的边开始，如图3上方所示在第二反射板72处设置有4个突出部，4个突出部相互之间具有相对于使用频带内的最小频率(470MHz)的波长λmin≌0.64m的0.08λmin-1.02λmin的预定间隔(图4A中的L18)。同样地，从第二反射板72的下端71e的边开始，如图3下方所示4个突出部设置在第二反射板72处，4个突出部具有与如上所述的间隔相同的间隔。
[0147] 而且，构成该实施方式的反射器70的反射板70A、70B均通过使第二反射板72、72在弯曲部70b、70c朝向辐射器50弯曲而形成，从而第一反射板71的横向宽度为W22，并且一个突出部72a与另一个突出部72a之间的间隔为W24，如图4B所示。
[0148] 因此，该实施方式的反射器70的外部尺寸(投影面的尺寸)为短边尺寸(第一反射板的横向宽度W22+第二反射板的投影面的横向宽度)×长边尺寸(H22+D22+H22)。
[0149] 特别地，根据该实施方式，突出部72a通过弯曲形成使得一个突出部72a与另一个突出部72a之间的间隔W24为240mm。因此，包括第一反射板和第二反射板的反射器70的尺寸(投影面的尺寸)为240mm×610mm。这里，第一反射板71与突出部72a的末端之间的尺寸(图4B中的D24)约为40mm。
[0150] 这里，对在专利文献1中描述的反射器60和该实施方式的反射器70进行比较和讨论。
[0151] 构成在专利文献1中描述的反射器60的第一反射器611的尺寸(短边尺寸×长边尺寸)约为100×560mm(包括第二反射器的尺寸约为190×560mm)。在第一反射器61处设置多个开口63，多个开口63被形成为具有7×95mm的开口尺寸(短边尺寸×长边尺寸)，从而纵向方向为与无线电波的极化方向垂直的方向。
[0152] 假设作为开口群，一组多个开口(该实施方式的7个开口63a…63g)被布置为平行使得开口63的中心点位于与无线电波的极化方向平行的线上，在传统技术的第一反射器61中，开口群被布置在5个阶上以在与无线电波的极化方向垂直的轴线上具有预定间隔。
[0153] 如果第一反射器61的长边尺寸560mm变成与本实施方式的反射器70的长边尺寸相等的610mm，那么开口群可在数学上再添加一阶，因此阶的总数可为6。
[0154] 同时，根据本实施方式，第一反射板的尺寸(短边尺寸×长边尺寸)总计为220×610mm，并且开口73均被形成为具有尺寸50×50mm的正方形。由此，第一反射板上布置有位于10阶上的10个开口群75。每个开口群75具有一组3个开口73a、73b和73c。关注层叠的开口群的阶数，具有该实施方式的开口73的开口群75可布置在比传统技术的阶数多出4个的阶上。
[0155] 在此，参照图5A、5B和6在堆叠的开口群的阶数与电气特性之间的关系方面描述由申请人实施的实验及其结果。
[0156] 图5A-5B是说明用于该实验以研究层叠的开口群的阶数与电气特性之间关系的反射器的示意图。图5A是用于比较并设置有由传统开口构成的开口群的反射器。图5B是用于评估并设置有由本实施方式的开口构成的开口群的反射器。
[0157] 图6比较设置有图5A的反射器(虚线)的天线装置的特性与设置有图5B的反射器(实线)的天线装置的特性。
[0158] 用于此实验的反射器为图5A和图5B中的反射器80、90，每个反射器80、90为被形成为具有250×660mm的尺寸的平板(在用于此实验的反射器处未设置有与第二反射板对应的弯曲部)。短边尺寸250mm(第二反射宽度，即，路线R200的长度)为使用频带内的最大频率(770MHz)的波长λmax≌0.39m的约0.64λmax。因此，图5A、5B中反射器80、90均满足第一条件。
[0159] 如图5A所示，在具有根据传统技术被形成为纵向长的被形成为竖向长(每个为10×90mm)的用于比较的传统开口的用于比较的反射器80处，作为一组具有3个比较开口(83a、83b、83c)的开口组85堆叠在5个阶上。
[0160] 根据此较反射器80，基于{(路线R200+(L11×3)}(假设L11为与无线电波的极化方向垂直的边的尺寸)，第一反射宽度的尺寸(即，如图所示的路线R100)为250+90×3＝520mm。因此，第一反射宽度的尺寸为使用频带中的最小频率(470MHz)的波长λmin≌0.64的约0.81λmin，从而第一反射宽度满足第二条件。
[0161] 如图5B所示，评估反射器90具有根据该实施方式被形成为正方形(每个为50×50mm)的用于评估的开口，作为一组具有3个评估开口(93a、93b、93c)的开口群95堆叠在10个阶上。
[0162] 根据此评估反射器90，第一反射宽度的尺寸(即，路线R110)为250+50堆叠在3＝400mm。因此，第一反射宽度的尺寸为使用频带中的最小频率(470MHz)的波长λmin≌0.64m的约0.63λmin，从而第一反射宽度满足第二条件。
[0163] 图6示出了由比较反射器80构成的天线装置的实验数据(虚线)和由评估反射器90构成的天线装置的实验数据(实线)。比较反射器80如图5A所示进行配置，并且用于此实验和已经描述的辐射器50。评估反射器90如图5B所示进行配置，并且用于此实验和已经描述的辐射器50。
[0164] 关注此实验数据的实际增益，与设置有如图5A所示配置的比较反射器80的天线装置相比，设置有如图5B所示配置的评估反射器90的天线装置具有从使用频带内的中频带至宽频带至多提高至2dB的实际增益。
[0165] 也就是说，实验数据证明，从使用频带内的中频带至宽频带的实际增益可通过增加层叠的开口群的阶数来提高，只要满足如下条件：形成为至少平面的反射器的短边(图中的横向宽度)被形成为具有与第一条件对应的尺寸；反射器被形成为具有开口，开口的开口尺寸满足第二条件；反射器被形成为具有开口群，该开口群作为一组具有多个开口(在该实验中为3个开口)，多个开口被平行布置从而使开口的中心点位于与无线电波的极化方向平行的线上。
[0166] 即使比较反射器80和评估反射器90均被配置为满足第一和第二条件，并且被形成为该实施方式的正方形的评估开口93(50×50mm)和具有位于与无线电波的极化方向垂直的方向上的纵向方向的比较开口83(10×90mm)均被形成为具有相同尺寸(100mm)的整个开口外周，除了第一和第二条件之外通过增加一个限制条件“传统技术的开口93的形状为与无线电波的极化方向平行的边的尺寸与无线电波的极化方向垂直的边的尺寸相同的近似正方形形状”，可置于反射器处的评估开口群95的阶数可增加由根据传统技术被形成为矩形形状的比较开口83构成的比较开口群85。结果，认为从使用频带内的中频带至宽频带，实际增益已经提高。
[0167] 下面将参照图7描述对突出部72a的评估及其结果。
[0168] 用于此评估的为：天线装置，由已经作为该实施方式的第一实施方式描述的辐射器50和具有突出部72a的反射器70构成；以及用于比较的天线装置，具有辐射器50和通过从反射器70移除突出部72a获得反射器。
[0169] 也就是说，尽管在存在突出部72a与缺少突出部72a之间存在区别，但是用于此评估的每个天线装置的反射器是已经在该实施方式中描述的反射器70。除了被布置为面向辐射器50的第一反射板和开口群75堆积在与第一反射板中的无线电波极化方向垂直的轴线上的10阶上之外，反射器设置有第二反射板，第二反射板将第一反射板夹在中间并且通过沿辐射器50的方向在弯曲部分别弯曲两个长边来形成。由此，反射器连同辐射器50被优化以获得作为天线装置的预定电气特性。使用优化的反射器70进行突出部72a的评估。因此，如在图6中的实验数据(设置有平面形状反射器的天线装置)与图7的实验数据(设置有由第一平面反射板和第二反射板构成的优化的反射器70的天线装置)之间的比较看到，不管突出部72a是否存在，该实施方式的天线装置1，即设置有优化的反射器70的天线装置1，可具有从使用频带的中频带至宽频带提高的实际增益。而且，该实施方式的天线装置1可在使用频带的整个频带上具有良好的电压驻波比(VSWR)。由此，不需要增大天线装置的外部尺寸，看到电气特性可以低成本容易地进一步提高。
[0170] 根据该实施方式，突出部72a被形成为薄且细长，并且被布置为具有预定间隔，使得突出部72a的存在不会在突出部72a的前端部接近辐射器50时对实际增益和VSWR特性产生影响。只要获得预定特性，突出部72a的大小和位置不限于上面的实施方式。
[0171] 下面描述设置在如上所述优化的反射器70处的突出部72a存在与否情况下的评估。
[0172] 在图7所示的数据中，虚线表示不存在突出部72a时的电气特性，实线表示存在突出部72a时的电气特性。
[0173] 这些数据证明，突出部72a的存在与否不会显著影响实际增益或VSWR。
[0174] 然而，当关于前后比时，看到在突出部72a存在的情况与突出部72a不存在的情况比较中，前后比在使用频带的低频带侧提高几个dB(2-5dB)。
[0175] 也就是说，如上所述，通过布置被形成为长度为21mm、宽度为13mm的薄且细长突出部72a以分别沿反射板72、72的前端部具有预定间隔，能够在使用频带的低频带侧实现前后比特性的进一步提高，而不影响实际增益和VSWR特性。
[0176] 而且，通过使设置有按如上所述配置的反射器70的天线装置1适于用于接收使用UHF频带实现的地面数字电视广播，能够以低成本容易地提高电气特性并且优选地接收地面数字电视广播，而不需要增大天线装置1的外部尺寸。
[0177] 虽然上面描述了本发明的实施方式，但是本发明不限于上面的实施方式并且可在本发明的技术范围内采用各种形式。
[0178] 例如，根据该实施方式，反射器70由两个反射板70A和70B构成，反射板70A和70B被布置为面向一对骨架缝隙天线50A和50B。然而，只要天线装置包括由骨架缝隙天线等构成的辐射器，作为抵靠辐射器的反射器，提供一个反射板70A或70B就足够了。
[0179] 而且，例如，在由反射板70A、70B构成的第一反射板71中，通过在沿极化方向布置在各个开口群75之间的杆77处提供台阶78，位于构成各个开口群75的开口73之间且沿与无线电波的极化方向垂直的方向布置以横跨各个开口群75的行的多个杆76(附图中为两个杆76a、76b)的至少一个可朝向辐射器突出(具体地，朝向骨架缝隙天线50A、50B突出)。
[0180] 以这种方式，能够缩短物理尺寸(图8中的W22)而无需改变第一反射板71的边之间的电气尺寸，并且能够缩小反射器70的尺寸(从而最终缩小天线装置1的尺寸)。
[0181] 以这种方式，在第一反射板71中，通过使杆76的形成于与无线电波的极化方向垂直的方向的一部分突出，能够使用突出的杆76作为对于天线元件壳体5的固定部分。
[0182] 在这种情况下，如图9A-9B所示，仅需要一体形成附接部79，每个附接部79具有孔79a以在朝向辐射器突出的杆76a、76b处通过螺纹旋拧方式安装在天线元件壳体5的支撑部上，或者需要直接形成通过螺纹旋拧方式安装在天线元件壳体5的支撑部上的孔79a。
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