JP2000091834A - ループアンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 入力インピーダンスを大幅に変化させること
なく、複数の方向の受信感度を改善することのできるル
ープアンテナを提供する。 【解決手段】 長方形のループアンテナ１０の端部を折
り曲げ、非平行なループ面を有する第１ループ及び第２
ループを形成する。また、屈曲部位から第２ループ上の
給電点２４ｂまで導体片を装荷すれば、さらに入力イン
ピーダンスの変化を抑えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はループアンテナに関
し、特に、複数方向に対する受信感度を良好に得ること
のできるループアンテナに関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は、ページャ等の無線機に内蔵され
る従来のループアンテナを示す斜視図である。同図に示
す従来のループアンテナ１００は、プリント基板１０２
の端部に立設されていて、ループ面は基板面に対して垂
直となっている。すなわち、同図においては、ループの
長辺１０４ａ，１０４ｂがＺ方向に、短辺１０６ａ，１
０６ｂ，１０６ｃがＸ方向に配置されていて、ループ面
はＺＸ面と平行となっている。また、このループアンテ
ナ１００は短辺１０６ｂ，１０６ｃのプリント基板１０
２への取付部分に給電部１０８ａ，１０８ｂを有する。

【０００３】同図に示すようにしてループアンテナ１０
０をプリント基板１０２に実装すれば、本来のループモ
ードに加え、アンバランスの電流によりＺ方向ダイポー
ルモード（Ｚ方向電流）が励振される。そして、Ｚ方向
ダイポールのＸＹ面におけるＥθ偏波放射特性は円形状
であることから、同図に示すループアンテナ１００では
ＸＹ面におけるＹ方向の受信感度が改善される。かかる
技術は、「Small Antenna」（K. Fujimoto, A. Henders
on et al.:Research Studies Press Ltd., UK,1987）で
既に検討されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ようにループアンテナ１００を基板に実装したとしても
ＸＹ面におけるＹ方向の受信感度は未だ十分ではない。

【０００５】これに対し、実公平７−２０９６２号公報
にはループアンテナの先端にインダクタンスを接続して
ループ面に直交する方向（図７でいうＹ方向）の受信感
度を改善する技術が開示されている。

【０００６】図８は、このループアンテナの構成を示す
回路図である。同図に示すループアンテナ１１０では、
ループ導体１１２の基部が夫々マッチングコンデンサ１
１４，１１６を介して接地されており、一方、先端部は
インダクタンスコイル１１８を介して接地されている。
そして、ＲＦ回路１２２がループ経路の一点からマッチ
ングコンデンサ１２０を介し受信信号を取得している。
かかるループアンテナ１１０によれば、インダクタンス
コイル１１８によってループの長辺方向に生じるダイポ
ールモードが強化されるため、ループ面に直交する方向
の受信感度が大幅に改善される。

【０００７】しかしながら、このループアンテナ１１０
では入力インピーダンスも大幅に変化して、マッチング
回路の調整が必要となると考えられる。また、ループの
長辺方向のダイポールモードがＥθ偏波しか持っておら
ず、この方向のダイポールモードだけを強化すると、他
の偏波、特にループ面におけるＥΦ偏波の受信感度を改
善することができないどころか、却って劣化させる可能
性さえある。

【０００８】本発明は上記課題に鑑みてなされたもので
あって、その目的は、入力インピーダンスを大幅に変化
させることなく、複数の方向の受信感度を改善すること
のできるループアンテナを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、第１ループと第２ループとを含み、前記
第２ループは、前記第１ループに対してループ面が非平
行であり、前記第１ループに連結されることを特徴とす
る。こうすれば、第２ループは第１ループに対して直列
インダクタンスと同様に機能し、入力インピーダンスの
変化を抑えつつ、第１ループにおけるループ方向のダイ
ポールモードが強化される。このため、第１ループのル
ープ面を貫く向きの受信感度を改善することができる。
また、第２ループは第１ループとは異なる偏波を有する
ので、第１ループのループ面におけるＥΦ偏波の受信感
度を低下させずに済む。

【００１０】また、本発明の一態様では、前記第２ルー
プは閉ループである。たとえば、第２ループの第１ルー
プへの連結部分に導体が装架されて、第２ループが閉ル
ープとされる。こうすれば、第２ループは第１ループの
短辺に対して並列インダクタンスと同様に機能する。こ
のため、入力インピーダンスの変化を更に抑えつつ、第
１ループにおけるループ方向のダイポールモードを強化
し、第１ループのループ面を貫く向きの受信感度を改善
することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について図面に基づき詳細に説明する。

【００１２】（１）第１の実施の形態 図１は、本発明の第１の実施の形態に係るループアンテ
ナを示す斜視図である。同図に示すように、本ループア
ンテナ１０ではループ導体の一部がＬ字状に形成され、
水平導体片１２ａ，１２ｂを含むＬ字導体片１２がプリ
ント基板１４から一定距離離れた位置に基板面と平行に
配置されている。そして、そのＬ字導体片１２の両端に
プリント基板１４を垂直に貫く垂直導体片１６，１８が
繋がっている。

【００１３】さらに、垂直導体片１６には前記Ｌ字導体
片１２の一辺である水平導体片１２ａに平行する直線状
のループ導体片２０が続いており、その端部は起曲され
てプリント基板１４に取り付けられている。そして、そ
の取付部位に給電点２４ａが設けられている。

【００１４】また、他方の垂直導体片１８には前記Ｌ字
導体片１２の他辺である水平導体片１２ｂに平行なルー
プ導体片２２が続いており、その端部もまた起曲されて
プリント基板１４に取り付けられている。そして、その
取付部位にもう一方の給電点２４ｂが設けられている。

【００１５】こうして、本ループアンテナでは、Ｌ字状
ループ導体片１２に含まれる水平導体片１２ａと垂直導
体片１６とループ導体片２０とでＣ字状の第１ループが
構成され、Ｌ字ループ導体片１２の他辺である水平導体
片１２ｂと垂直導体片１８とループ導体片２２とで左右
逆Ｃ字状の第２ループが構成される。そして、両ループ
が直列に連結され、本ループアンテナが構成されてい
る。

【００１６】図２は、以上の構成を有するループアンテ
ナの電流分布を示す図である。同図では、横軸がループ
導体片２０の端部に設けられた給電点２４ａからのルー
プに沿った距離を表しており、縦軸がその位置を流れる
電流振幅を表している。同図に示されるように、ループ
導体片２０と該ループ導体片２０に平行する水平導体片
１２ａとでは、流れる電流振幅が異なる。このため、Ｚ
方向のダイポールモードが励振され、ＸＹ面におけるＹ
方向の受信感度が改善される。

【００１７】また、本発明者らの検討により、上記ルー
プアンテナ１０においては、第１ループに関するループ
モード及びＺ方向ダイポールモード以外に、第２ループ
モードに関してループモードとＹ方向ダイポールモード
が存在していることが分かった。第１ループに関するル
ープモードとＺ方向ダイポールモードはＸＺ面における
ＥΦ偏波に寄与しない。また、Ｙ方向ダイポールモード
のＸＺ面におけるＥΦ偏波放射特性は円形状であり、第
２ループに関するループモードのＸＺ面におけるＥΦ偏
波放射特性は８の字状である。したがって、上記ループ
アンテナはＸＺ面におけるＥΦ偏波の受信感度を劣化し
ない。

【００１８】（２）第２の実施の形態 図３は、本発明の第２の実施の形態に係るループアンテ
ナの構成を示す斜視図である。同図に示すループアンテ
ナ３０の構成において、第１の実施の形態に係るループ
アンテナ１０に対応する構成があるものについては、そ
れらに対応する符号を付し、ここでは説明を省略する。

【００１９】まず同図に示すループアンテナ３０は、上
記第１の実施の形態に係るループアンテナ１０と比し
て、第１ループと第２ループとの連結部分に導体片３２
が装架された点に特徴を有する。すなわち、第２ループ
側に設けられた給電点２４ｂとＬ字ループ導体片１２の
屈曲部３４との間に導体片３２が設けられている。こう
して、第２ループは水平導体片１２ｂと垂直導体片１８
とループ導体片２２と導体片３２とから構成される閉ル
ープになっている。こうすることで、第１ループに対し
て第２ループを並列インダクタンスと等価な回路と看做
すことができ、第１の実施の形態に係るループアンテナ
１０に比して入力インピーダンスの変化を更に小さくす
ることができる。

【００２０】（３）効果 下記の表１は、モーメント法を用いた数値計算により得
られた、図７に示す従来のループアンテナ１００、及び
第１並びに第２の実施の形態に係るループアンテナ１
０，３０の入力インピーダンスを比較して示すものであ
る。

【００２１】

【表１】 この表に示されるように、第１及び第２の実施の形態に
係るループアンテナ１０，３０によれば、第２ループを
設けてもアンテナの放射抵抗をほとんど増加させること
はない。そして、第１の実施の形態に係るループアンテ
ナ１０ではリアクタンスが２０Ω程度増加する。このた
め、第１の実施の形態に係るループアンテナでは第２ル
ープが第１ループに対して直列インダクタンスと等価な
ものと看做すことができることがわかる。

【００２２】一方、第２の実施の形態に係るループアン
テナではリアクタンスがほとんど変化しない。このた
め、第２の実施の形態に係るループアンテナでは第２ル
ープが第１ループの短辺に対して並列インダクタンスと
等価なものと看做せることがわかる。

【００２３】図４は、以上説明した第１及び第２の実施
の形態に係るループアンテナ１０，３０のＸＹ面の実測
受信感度を示す図である。同図により、第１及び第２の
実施の形態に係るループアンテナ１０，３０によれば、
Ｘ方向の受信感度を劣化させることなく、Ｙ方向の受信
感度を約８ｄＢ改善できることが分かる。

【００２４】また、図５は、第１の実施の形態に係るル
ープアンテナ１０の３つの座標面（ＸＹ，ＹＺ，ＺＸ）
における放射パターンを示す図である。さらに、図６
は、図８に示した従来のループアンテナ１１０の３つの
座標面における放射パターンを示す図である。これらの
図に示す放射パターンはモーメント法を用いた数値計算
により得られたものである。これらの図に示される放射
パターンを比較して分かるように、第１の実施の形態に
係るループアンテナ１０によれば、ＸＹ面におけるＥΦ
偏波の放射特性を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１の実施の形態に係るループアンテナを示
す斜視図である。

【図２】 第１の実施の形態に係るループアンテナの電
流分布を示す図である。

【図３】 第２の実施の形態に係るループアンテナを示
す斜視図である。

【図４】 第１及び第２の実施の形態に係るループアン
テナの受信感度の実測値を示す図である。

【図５】 第１の実施の形態に係るループアンテナの放
射パターンを示す図である。

【図６】 図８に示すループアンテナの放射パターンを
示す図である。

【図７】 従来技術に係るループアンテナを示す斜視図
である。

【図８】 従来技術に係る他のループアンテナの回路構
成を示す図である。

【符号の説明】

１０，３０ ループアンテナ、１２ Ｌ字ループ導体
片、１４ プリント基板、２４ 給電点、３２ 導体
片。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１ループと第２ループとを含み、 前記第２ループは、前記第１ループに対してループ面が
   非平行であり、前記第１ループに連結されることを特徴
   とするループアンテナ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のループアンテナにおい
   て、 前記第２ループは閉ループであることを特徴とするルー
   プアンテナ。