JP2001036328A - Am・fm帯受信用アンテナ - Google Patents
Am・fm帯受信用アンテナInfo
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Abstract
ケーブルにより接続する場合に、AM帯の信号も反射損
失を非常に少なくし、かつ、ハイインピーダンスのまま
で信号処理回路側に伝送することができるAM・FM帯
受信用アンテナを提供する。 【解決手段】 アンテナ素子1の一端部1aにAM帯お
よびFM帯の分岐回路部6が接続されている。その分岐
回路部6の出力端6a側に同軸ケーブル7が接続されて
いる。そして、分岐回路部6は、FM帯に対してローイ
ンピーダンスとなりAM帯に対してハイインピーダンス
となるFM帯通過回路20と、AM帯信号をアンテナ素
子1の容量および同軸ケーブル7の容量と共に並列共振
させるAM帯並列共振回路30とが並列接続されること
により構成されている。
Description
受信などに用いられるAM波およびFM波を受信する線
状のアンテナに関するものである。さらに詳しくは、と
くに自動車に用いられる場合のように、アンテナ素子部
と信号処理回路とが離れていて、長い同軸ケーブル(2
〜5m)で接続されるような場合でも、受信感度が低下
しないようなAM・FM帯受信用のアンテナに関するも
のである。
は、たとえば図5に構成図が示されるように、FM帯帯
域通過フィルタ52と、AM帯帯域通過フィルタを構成
するコイル53およびキャパシタ54とがアンテナ素子
51に並列に接続され、アンテナ素子51で受信した信
号をAM帯とFM帯に分離し、それぞれFM増幅回路5
5、AM増幅回路56で増幅を行い、増幅された受信信
号をそれぞれFM受信部またはAM受信部に送るか、ま
たは図5に示されるように、増幅された受信信号を出力
合成回路57により再び合成し、出力端子58よりAM
・FM受信機に送り、AM・FM受信を行う構成になっ
ている。
ルの線状アンテナが用いられ、FM帯は受信信号の1/
4波長の長さに形成されれば整合が取れ、次段の信号処
理回路などへ少ない減衰で受信信号を送ることができ
る。この場合、FM帯は、76〜108MHzの帯域
で、100MHzの1/4波長の長さは75cm程度と
なる。しかし、AM帯では、500kHz〜1.7MH
z程度と周波数が低く、1MHzの場合でも、1/4波
長の長さが75mとなり、とても自動車用などのアンテ
ナとして実用的に用いることができない。また、アンテ
ナ素子もAM帯増幅回路も共に容量性インピーダンスで
あり、共役整合を取ることもできない。
波長の電気長またはそれに近い長さのアンテナ素子が用
いられ、共振特性が得られるが、AM帯に対しては、電
気長が1/4波長より遥かに短いアンテナ素子が用いら
れ、電圧検出を行う素子として動作する。そのため、A
M帯に対しては、アンテナ素子のインピーダンスが大き
く、アンテナ素子から見たAM信号処理回路側の静電容
量を低減し、AM信号処理回路に入力される受信信号の
振幅が低下しないようにすることにより、必要な受信感
度を得ている。なお、AM帯の増幅素子としては、この
帯域において入力インピーダンスが高く、入力容量が小
さく、しかも雑音の少ないジャンクション型電界効果ト
ランジスタが多く用いられている。
アンテナ素子と信号処理回路との距離が離れている場
合、その間を同軸ケーブルにより接続しなければならな
い。同軸ケーブルは、50Ω程度のインピーダンスであ
るため、FM帯のようにアンテナ素子で共振させる場合
には、同軸ケーブルとほぼインピーダンス整合がとれ、
損失少なく伝送することができるが、AM帯のようにア
ンテナ素子を電圧検出素子として使用する場合には、そ
のハイインピーダンスと同軸ケーブルのローインピーダ
ンスとが整合しない。そのため、AM帯信号をトランス
などでローインピーダンスに変換することもできるが、
AM帯に対しては、従来からハイインピーダンスとして
信号処理回路を構成している場合には、AM帯に対して
はハイインピーダンスで信号処理回路に送られることが
好ましい。
のアンテナのように、アンテナ素子と信号処理回路側と
の距離が離れており、同軸ケーブルで連結しなければな
らないような場合、AM帯に対しては、同軸ケーブルが
大きな容量として働き、アンテナ素子の容量との分配が
効率的に行われず、反射損が大きくなる。一方、アンテ
ナ素子と信号処理回路側との距離が大きい場合には、と
くにFM帯の場合、同軸ケーブルなどを介しないと整合
がとれず損失が大きくなるという問題がある。さらに、
従来の信号処理回路をそのまま使用するためには、AM
帯の信号はハイインピーダンスとして送信されることが
好ましい。
になされたもので、アンテナ素子と信号処理回路側との
間を同軸ケーブルにより接続する場合に、AM帯の信号
も反射損失を非常に少なくし、かつ、ハイインピーダン
スのままで信号処理回路側に伝送することができるAM
・FM帯受信用アンテナを提供することにある。
帯受信用アンテナは、アンテナ素子と、該アンテナ素子
の一端側に接続されるAM帯およびFM帯の分岐回路部
と、該分岐回路部の出力端側に接続される同軸ケーブル
とからなり、前記分岐回路部が、FM帯に対してローイ
ンピーダンスとなりAM帯に対してハイインピーダンス
となるFM帯通過回路と、AM帯信号を前記アンテナ素
子の容量および前記同軸ケーブルの容量と共に並列共振
させるAM帯並列共振回路とが並列接続されることによ
り構成されている。
をFM帯に対して共振し得るように形成することによ
り、FM帯に対してはそのまま同軸ケーブルなどとイン
ピーダンス整合を取ることができ、AM帯に対しては、
1/4波長より遥かに短いことによるアンテナ素子のハ
イインピーダンスを維持しながら、同軸ケーブルと並列
共振をさせることにより、反射損を少なくして効率よく
伝送することができる。しかも、同軸ケーブルからのA
M帯の出力は、ハイインピーダンスで、従来のハイイン
ピーダンス入力用のAM帯信号処理回路にそのまま接続
することができる。その結果、AM帯およびFM帯の両
方に対して、同軸ケーブルに少ない反射損で結合するこ
とができ、感度よく受信することができる。
子からなり、該ヘリカルアンテナ素子の前記一端側(基
底部)が密巻きに形成されていることにより、FM受信
帯域を広帯域にすることができる。
素子の一端側に1次側コイルの一端部が接続され、前記
FM帯通過回路の出力側に2次側コイルの一端部が接続
されるトランスと、該トランスの前記1次側コイルの他
端部と前記2次側コイルの他端部とが接続され、該接続
される部分とアースとの間に接続される第3のコイルと
を有し、前記トランスの1次側コイルおよび2次側コイ
ルと前記第3のコイルが前記アンテナ素子の容量および
前記同軸ケーブルの容量とにより前記AM帯の範囲にお
ける2つの周波数で共振点を有するようにしながらAM
帯の所定の範囲内で並列共振するように設定されている
ことにより、AM帯の受信帯域の広い範囲に亘って並列
共振回路を形成することができる。
とトランスの1次側コイルによりAM帯の高い周波数領
域で並列共振をし、主として、同軸ケーブルの容量とト
ランスの2次側コイルおよび第3のコイルとによりAM
帯の低い周波数領域で並列共振をする、2共振回路を構
成することにより、AM帯の広い範囲に亘ってなだらか
な並列共振をする。もちろん、高い周波数領域でも同軸
ケーブルの容量や2次側コイルおよび第3のコイルも並
列共振に寄与し、低い周波数領域でもアンテナ素子の容
量や1次側コイルも並列共振に寄与するが、トランスを
用いることにより、共振回路の並列接続を構成すること
ができ、高い周波数および低い周波数の2点で共振領域
を形成することができる。
コイルが前記アンテナ素子の一端側と前記1次側コイル
の一端部との間に接続され、AM帯を通過させFM帯を
遮断する第2のコイルが前記FM帯通過回路の出力側と
前記2次側コイルの一端部との間に接続されていること
により、トランスのインダクタンスを考慮することなく
FM帯を遮断することができるため、トランスのコイル
をAM帯の共振に合せて調整することができるため好ま
しい。
M帯を遮断するキャパシタからなることにより、FM帯
をAM帯から容易に分離することができる。
とからなり、前記アンテナ素子と共にFM帯で直列共振
をするようにFM帯共振回路が形成されることにより、
アンテナ素子の電気長が1/4波長より短くても、FM
帯で共振特性を得ることができる。
明のAM・FM帯受信用アンテナについて説明をする。
本発明のAM・FM帯受信用アンテナは、図1にその構
成説明図が示されるように、アンテナ素子1の一端部1
aにAM帯およびFM帯の分岐回路部6が接続されてい
る。その分岐回路部6の出力端6a側に同軸ケーブル7
が接続されている。そして、分岐回路部6は、FM帯に
対してローインピーダンスとなりAM帯に対してハイイ
ンピーダンスとなるFM帯通過回路20と、AM帯信号
をアンテナ素子1の容量および同軸ケーブル7の容量と
共に並列共振させるAM帯並列共振回路30とが並列接
続されることにより構成されている。
同様の銅などの電気伝導の良好な金属からなる線、板状
または棒状の線状アンテナ(ロッドアンテナ)が用いら
れ、相互間の影響がない程度のコイル状に巻回されて、
物理的長さを短くすることができる。通常のFM帯およ
びAM帯用のアンテナ素子では、FM帯における波長域
の1/4波長程度の長さ(たとえば電気長が70〜10
0cm程度)に形成されるが、本発明では、物理的長さ
がそれより短く20〜50cm程度、たとえば30cm
程度に短く形成されている。このアンテナ素子1は、コ
イル状に巻回されたヘリカルアンテナ素子が、その物理
的長さを短くすることができるため好ましく、その場合
でも、図1に示されるように、とくに基底部、すなわち
給電端部1a側に密巻き部1bが形成されることによ
り、FM帯の帯域幅を広くすることができるため好まし
い。すなわち、基底部側を密にすることにより、FM帯
の共振帯域を低い方に広げることができ、広帯域化する
ことができる。
では、キャパシタ25のみからなっている。しかし、後
述するように、キャパシタとコイルとを直列に接続し、
アンテナ素子1と共にFM帯で直列共振をするように形
成されることにより、アンテナ素子1自身が1/4波長
の電気長で共振しなくてもよく、アンテナ素子1の物理
的長さをさらに短くすることができる。このキャパシタ
25は、AM帯の信号がFM帯側に入り込まないように
するためのもので、AM帯に対して充分に高いインピー
ダンスとなるような値、たとえばキャパシタ25が68
〜100pF程度になるように形成される。
る例では、アンテナ素子1の一端1a側に接続され、A
M帯を通過させFM帯を遮断する第1のコイル35と、
その第1のコイル35に1次側コイル31の一端部が接
続されるトランス3と、そのトランス3の2次側コイル
32の一端部とFM帯通過回路20の出力端20aとの
間に接続され、AM帯を通過させFM帯を遮断する第2
のコイル36と、トランス3の1次側コイル31の他端
部と2次側コイル32の他端部とが接続され、その接続
点3aとアースとの間に接続される第3のコイル37と
を有している。この第1および第2のコイル35、36
は、AM帯を殆ど減衰させないで通過させFM帯を遮断
するためのもので、たとえば0.19〜0.2μH程度の
ものが使用され、共振回路を構成するものではない。
側コイル32と第3のコイル37がアンテナ素子1の容
量および同軸ケーブル7の容量とによりAM帯の範囲に
おける2つの周波数で共振点を有する(複共振をする)
ようにしながらAM帯の所定の範囲内で並列共振するよ
うに設定されている。すなわち、帯域の広いAM帯の高
い周波数領域では、主としてトランス3の1次側コイル
のインダクタンスとアンテナ素子1の容量とにより並列
共振回路を構成するように設定され、AM帯の低い周波
数領域では、主として2次側コイル32および第3のコ
イル37のインダクタンスと同軸ケーブル7の容量とに
より並列共振回路を構成するように調整することによ
り、AM帯の受信帯域の広い範囲に亘って並列共振をす
る回路が形成されている。
イル32、第3のコイル37や同軸ケーブル7の容量な
ども影響し、また、低い周波数に対しても1次側コイル
31、アンテナ素子1のインダクタンスや容量なども影
響する。しかし、アンテナ素子1と同軸ケーブル7の容
量が1pF程度と150pF程度(2m程度の長さの同
軸ケーブル)と相当異なり、トランス3によりアンテナ
素子1および1次側コイル31の共振回路と、同軸ケー
ブル7および2次側コイル32と第3のコイル37の共
振回路とが、並列に接続された構造になっているため、
それぞれを高い周波数と低い周波数で共振点を有するよ
うに並列共振をさせることができるようになり、AM帯
域の全体で並列共振をさせることができるようになる。
3や第3のコイル37の巻数などを設定することによ
り、図3に示されるように、1300〜1500kHz
近辺と700〜900kHz近辺で共振点を有し、AM
帯のほぼ全域で共振をする並列共振回路が得られる。こ
のときの1次側コイル31は、たとえば0.4〜0.45
mH程度の巻線に形成され、2次側コイル32は、たと
えば83μH程度に、第3のコイル37は、たとえば1
20μH程度になるように調整されている。なお、1次
側コイル31の巻数と2次側コイル32の巻数の比は、
18:8であった。また、トランス3は、フェライトコ
アに1次側および2次側の巻線を設けることにより、小
型化することができる。
ついて、図2に示される等価回路図を参照しながら説明
する。図2に示されるように、アンテナ素子1は、容量
CAと抵抗RAとの直列接続と考えられ、同軸ケーブル7
は、FM帯に対しては、50Ωのインピーダンスとして
作用するが、AM帯に対しては、図2に示されるよう
に、アースとの間に接続される容量CCとみなせる。前
述のAM帯並列共振回路30の第1、第2および第3の
コイル35、36、37のインダクタンスをそれぞれL
1、L2、L3、トランス3の1次側コイル31および2
次側コイル32のインダクタンスをそれぞれM1、M2と
すると図2に示されるような等価回路となる。
素子1の容量性リアクタンスが0となり、抵抗RAはほ
ぼ50Ωとなり、同軸ケーブル7とほぼ同じインピーダ
ンスとなるため、直接接続しても反射損を生じない。こ
こで、インダクタンスL1、L2はFM帯ではハイインピ
ーダンスであるため、AM帯並列共振回路30側を通過
することができない。したがって、FM帯の信号は、キ
ャパシタC1を通り同軸ケーブル7に効率よく伝達され
る。
の容量CAは1〜2pFとして働き、同軸ケーブル7
は、5m程度の長さで約300pFの容量として働く。
そのため、このアンテナ素子1と同軸ケーブル7とを直
接接続すると、アンテナ素子1の容量CAとケーブル7
の容量CCによる電圧の分割が生じ、ケーブル7の容量
C Cには殆ど電圧が発生しない。この問題を解消すべ
く、図1に示されるように、AM帯並列共振回路30が
接続されることにより、インダクタンスM1、M2、L 3
によりAM帯で複並列共振をし、アンテナ素子1で発生
した電圧を同軸ケーブル7の高い電圧として取り出すこ
とができる。ここで、インダクタンスL1、L2は、FM
帯の遮断用のコイルであるため、上記の共振には殆ど寄
与しない。また、キャパシタC1は、AM帯に対しては
充分に高いインピーダンスであるため、AM帯では無視
できる。その結果、AM帯の信号はAM帯並列共振回路
30側のみを通過し、トランスの相互誘導結合されたコ
イルM1、M2により複共振をして同軸ケーブル7に高い
電圧として伝達される。
れば、上述の動作説明のように、FM帯の信号は、アン
テナ素子の共振特性を利用して共振型アンテナとなり、
直接同軸ケーブルなどに損失なく伝送される。また、A
M帯ではアンテナ素子の電気長が1/4波長より遥かに
短いためインピーダンスが非常に高くなるが、AM帯側
には、トランスが設けられてAM帯の2点で複共振(並
列共振)をするように調整されているため、AM帯のほ
ぼ全域で高い電圧として同軸ケーブルなどに伝送され、
ミスマッチによる損失がなくなり、非常に感度が向上す
る。
振するように形成されており、FM帯通過回路20は、
AM帯を阻止するキャパシタ25のみで構成されてい
た。しかし、図4に示されるように、キャパシタ22と
コイル21とを直列接続してアンテナ素子1と共に直列
共振をするように構成することにより、アンテナ素子1
の電気長を1/4波長より短くして、アンテナ素子1だ
けでは共振特性が得られない場合でも、FM帯通過回路
20のキャパシタ22とコイル21とを利用して、FM
帯に対して共振特性を得ることができる。すなわち、ア
ンテナ素子1の長さをさらに短くすることができる。な
お、この場合もAM帯に対しては、トランス3により複
共振をさせて図示しない同軸ケーブルなどに損失なく伝
達される。
M帯共振用のコイル21およびキャパシタ22からなる
FM帯共振素子2を用い、このFM帯共振素子2および
AM帯並列共振回路を構成するトランス3とが並列に接
続されている。これらの出力端は共に接続されて出力端
子4が形成され、FM帯やAM帯の信号を前述の同軸ケ
ーブル7などに接続されるようになっている。なお、F
M帯共振素子2の出力端とトランス3の出力端とを接続
する前にそれぞれFM帯の帯域フィルタ、AM帯の帯域
フィルタなどを接続して、FM帯またはAM帯以外の周
波数帯の信号をシャットアウトすることもできる。
コイル21とキャパシタ22とは、アンテナ素子1と共
に、そのインダクタンスLとキャパシタンスCとがFM
帯の周波数ωに対して、ω=(LC)-1/2となるように
設定されればよいが、キャパシタ22は、AM帯に対し
て充分に高いインピーダンスとなるような値に設定され
る。AM帯の信号がFM帯側に入り込まないようにする
ためである。たとえばコイル21が0.8〜1.2μH、
キャパシタ22が40〜30pF程度になるように形成
される。このコイル21は、通常の銅線をコイル状に巻
くことによりインダクタンスを形成すればよい。また空
心コイルでもよいがコイルの巻枠にフェライトを装荷す
るフェライト装荷型コイルを用いると、コイルの巻数も
少なくてすみ小形化できて好ましい。
が、図4に示される例では、並列共振回路30がトラン
ス3のみで構成されているため、その1次側コイル31
が、FM帯に対して充分に高いインピーダンスとなるよ
うにインダクタンスで320μH程度の巻線に形成され
るが、前述の例のように、トランス3を構成するコイル
とは別にFM帯遮断用の第1および第2のコイル35、
36を設ければ、トランス3の特性のみを考慮して自由
に設定することができる。
みの説明図しか示されていないが、これらの例の部品な
どには限定されない。たとえば、同軸ケーブル7、また
は図4の出力端子4に増幅器などの信号処理回路が接続
され、FM帯やAM帯における所望の周波数帯の電波の
みを受信することができるようになっている。また、通
常静電気に対する破壊防止の素子が設けられ、また実際
のコイルは周波数特性を有しているため、複数個のコイ
ルの組合せで必要な特性が得られるように構成される
が、本発明でも同様に行われることは言うまでもない。
うに、アンテナ素子と信号処理回路との間が離れてい
て、その間を同軸ケーブルにより接続しなければならな
いような場合でも、FM帯およびAM帯の両方共を損失
なく伝送することができて、受信感度を向上させること
ができる。そのため、高精度の増幅器などを設ける必要
がなく、安価に高感度のAM帯・FM帯受信用アンテナ
を得ることができる。
形態の構成説明図である。
を示す図である。
施形態の構成説明図である。
成説明図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 アンテナ素子と、該アンテナ素子の一端
側に接続されるAM帯およびFM帯の分岐回路部と、該
分岐回路部の出力端側に接続される同軸ケーブルとから
なり、前記分岐回路部が、FM帯に対してローインピー
ダンスとなりAM帯に対してハイインピーダンスとなる
FM帯通過回路と、AM帯信号を前記アンテナ素子の容
量および前記同軸ケーブルの容量と共に並列共振させる
AM帯並列共振回路とが並列接続されることにより構成
されてなるAM・FM帯受信用アンテナ。 - 【請求項2】 前記アンテナ素子が、ヘリカルアンテナ
素子からなり、該ヘリカルアンテナ素子の前記一端側が
密巻きに形成されてなる請求項1記載のAM・FM帯受
信用アンテナ。 - 【請求項3】 前記AM帯並列共振回路が、前記アンテ
ナ素子の一端側に1次側コイルの一端部が接続され、前
記FM帯通過回路の出力側に2次側コイルの一端部が接
続されるトランスと、該トランスの前記1次側コイルの
他端部と前記2次側コイルの他端部とが接続され、該接
続される部分とアースとの間に接続される第3のコイル
とを有し、前記トランスの1次側コイルおよび2次側コ
イルと前記第3のコイルが前記アンテナ素子の容量およ
び前記同軸ケーブルの容量とにより前記AM帯の範囲に
おける2つの周波数で共振点を有するようにしながらA
M帯の所定の範囲内で並列共振するように設定されてな
る請求項1または2記載のAM・FM帯受信用アンテ
ナ。 - 【請求項4】 AM帯を通過させFM帯を遮断する第1
のコイルが前記アンテナ素子の一端側と前記1次側コイ
ルの一端部との間に接続され、AM帯を通過させFM帯
を遮断する第2のコイルが前記FM帯通過回路の出力側
と前記2次側コイルの一端部との間に接続されてなる請
求項3記載のAM・FM帯受信用アンテナ。 - 【請求項5】 前記FM帯通過回路がFM帯を通過しA
M帯を遮断するキャパシタからなる請求項1、2、3ま
たは4記載のAM・FM帯受信用アンテナ。 - 【請求項6】 前記FM帯通過回路がキャパシタとコイ
ルとからなり、前記アンテナ素子と共にFM帯で直列共
振をするようにFM帯共振回路が形成されてなる請求項
1、2、3または4記載のAM・FM帯受信用アンテ
ナ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11206715A JP2001036328A (ja) | 1999-07-21 | 1999-07-21 | Am・fm帯受信用アンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11206715A JP2001036328A (ja) | 1999-07-21 | 1999-07-21 | Am・fm帯受信用アンテナ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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JP11206715A Pending JP2001036328A (ja) | 1999-07-21 | 1999-07-21 | Am・fm帯受信用アンテナ |
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