JP2001308628A - Multiwinding loop antenna - Google Patents

Multiwinding loop antenna

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JP2001308628A
JP2001308628A JP2000155442A JP2000155442A JP2001308628A JP 2001308628 A JP2001308628 A JP 2001308628A JP 2000155442 A JP2000155442 A JP 2000155442A JP 2000155442 A JP2000155442 A JP 2000155442A JP 2001308628 A JP2001308628 A JP 2001308628A
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Japan
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loop antenna
loop
wire
antenna
multiwinding
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Japanese (ja)
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Mitsuru Haraoka
充 原岡
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a multiwinding loop antenna that can be used not only for transmission but also for reception, despite its being a compact unit. SOLUTION: The multiwinding loop antenna is constituted of a wire, of which effective diameter is set in the range of 3.2 to 15 millimeters, the circumferential length per loop being formed as to be equal to 0.03 to 1.2 millimeter wavelength, so that it becomes the same as that of the operating frequency, and the number of loop is set in the range of 2 to 8. Such a constitution enables the antenna to be used for both transmitting and receiving purposes.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、主としてアマチュ
ア無線に用いる多巻きループアンテナ(枠型アンテナ)
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-turn loop antenna (frame antenna) mainly used for amateur radio.
About.

【0002】[0002]

【従来の技術】これまでに知られている多巻きループア
ンテナとして、直径1ミリメートル程度の線材を直径1
メートルに数回巻き、このループアンテナの両先端に整
合装置を介して送受信機を接続するように構成されたも
のがある。
2. Description of the Related Art As a conventional multi-turn loop antenna, a wire rod having a diameter of about 1 mm is used.
Some loops are wound several meters, and a transceiver is connected to both ends of the loop antenna via a matching device.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとするする課題】しかしながら、上
記ループアンテナを使用して発明者が行った実験によれ
ば、整合装置の働きにより送受信機との間の整合(マッ
チング)はとれたものの、アマチュア無線に使用できる
周波数帯においては受信専用であるならばともかく送受
信双方用としては殆ど使用することができなかった。本
発明が解決しようとする課題は、小型であるにもかかわ
らず、受信だけでなく、送信にも使用可能なループアン
テナを提供することにある。
However, according to an experiment conducted by the inventor using the above-mentioned loop antenna, the matching between the transmitter and the receiver was achieved by the operation of the matching device, but the matching was achieved with the amateur. In a frequency band that can be used for radio, if it is dedicated to reception, it can hardly be used for both transmission and reception. The problem to be solved by the present invention is to provide a loop antenna that can be used not only for reception but also for transmission despite its small size.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために実験を重ねた発明者は、線材の線径、ループ―巻
きの長さ(周囲長)や線材間の距離等を一定の範囲内に
限定することにより、ループアンテナが送受信用に使用
可能となることを突き止めた。その詳しい構成について
は、次項において説明する。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention who have conducted experiments in order to solve the above-mentioned problems have set the wire diameter of the wire, the length of the loop-winding (perimeter), the distance between the wires, and the like within a certain range. It was found that by limiting to within, the loop antenna could be used for transmission and reception. The detailed configuration will be described in the next section.

【0005】請求項1に記載した発明の構成 すなわち、請求項1に記載した発明に係る多巻きループ
アンテナ(以下、「請求項1のループアンテナ」とい
う)は、線材を矩形(正方形)に複数回巻いて成るアン
テナである。前記線材が、実質的線径が3.2〜15.
0ミリメートルであり、前記線材―巻きの周囲長が、使
用周波数の0.03〜1.2波長と等しく形成されてお
り、各ループ間の距離が、5〜50ミリメートルに設定
されており、巻き数が、2〜8回である、ことを特徴と
する。ループ面は、垂直が一般的であるが、水平でもよ
いし、傾斜していてもよい。ループアンテナの給電点と
送受信機の間に使用周波数毎に自動的にインピーダンス
整合することのできる自動整合装置(オートアンテナチ
ューナー)を設けることが好ましい。
[0005] The configuration of the invention described in claim 1, that is, the multi-turn loop antenna according to the invention described in claim 1 (hereinafter referred to as "the loop antenna of claim 1"), comprises a plurality of wire rods in a rectangular shape (square). It is an antenna that is wound. The wire material has a substantial wire diameter of 3.2 to 15.
0 mm, the circumference of the wire-winding is formed equal to the used frequency of 0.03 to 1.2 wavelength, the distance between each loop is set to 5 to 50 mm, the winding The number is 2 to 8 times. The loop surface is generally vertical, but may be horizontal or inclined. It is preferable to provide an automatic matching device (auto antenna tuner) between the feeding point of the loop antenna and the transceiver that can automatically perform impedance matching for each used frequency.

【0006】請求項1に記載した発明の作用効果 請求項1のループアンテナを使用して、使用周波数帯に
おける送受信が可能となる。自動整合装置を設けておく
と、広い周波数帯の中で、また、複数の周波数帯におい
て自動的にインピーダンスを整合することができるので
効率よく、かつ、便利にループアンテナを使用すること
ができる。
According to the first aspect of the present invention, the use of the loop antenna according to the first aspect enables transmission and reception in a used frequency band. If the automatic matching device is provided, the impedance can be automatically matched in a wide frequency band and in a plurality of frequency bands, so that the loop antenna can be used efficiently and conveniently.

【0007】請求項2に記載した発明の構成 請求項2に記載した発明に係る多巻きループアンテナ
(以下、「請求項2のループアンテナ」という)は、請
求項1のループアンテナの構成に限定が加わり、前記ル
ープは、ほぼ正方形に形成されていることを特徴とす
る。
The configuration of the invention described in claim 2 The multi-turn loop antenna according to the invention described in claim 2 (hereinafter referred to as "loop antenna of claim 2") is limited to the configuration of the loop antenna of claim 1. Is added, and the loop is formed in a substantially square shape.

【0008】請求項2に記載した発明の作用効果 請求項2のループアンテナを使用すると、請求項1のル
ープアンテナの作用効果と同様な作用効果を基本的に得
ることができる。これに加え、ほぼ正方形に形成するこ
とにより、たとえば、円形に形成した場合に比べ、機械
的強度を高くすることができる。
According to the second aspect of the present invention, when the loop antenna of the second aspect is used, basically the same operational effects as those of the loop antenna of the first aspect can be obtained. In addition to this, the mechanical strength can be increased by forming a substantially square shape, for example, as compared with a case of forming a circular shape.

【0009】請求項3に記載した発明の構成 請求項3に記載した発明に係る多巻きループアンテナ
(以下、「請求項3のループアンテナ」という)は、請
求項1又は2のループアンテナの構成に限定が加わり、
ループ面が垂直設置可能に構成されていることを特徴と
する。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a multi-turn loop antenna according to the third aspect of the present invention (hereinafter referred to as a "loop antenna of the third aspect"). Is limited,
The loop surface is configured to be vertically installed.

【0010】請求項3に記載した発明の作用効果 請求項3のループアンテナは指向性を有することが確認
された。これにより、請求項1又は2のループアンテナ
の作用効果に加え、この指向特性に応じた送受信を行う
ことができる。
[0010] Loop antennas operational effects claim 3 of the invention described in claim 3 has been confirmed to have a directivity. Thereby, in addition to the effects of the loop antenna according to claim 1 or 2, transmission and reception according to the directional characteristics can be performed.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】次に、各図を参照しながら、本発
明の実施の形態(以下、「本実施形態」という)につい
て説明する。図1は、ループアンテナの斜視図である。
図2は、図1の部分拡大図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, an embodiment of the present invention (hereinafter, referred to as "the present embodiment") will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of a loop antenna.
FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG.

【0012】ループアンテナの概略構成 図1及び2に基づいて、ループアンテナ1の概略構成に
ついて説明する。ループアンテナ1は、エレメント部3
とエレメント部3を垂直に支持するための支持部5と、
から概略構成されている。符号11は、エレメント部3
の給電点と送受信機15との間に設けられた自動整合装
置を示している。エレメント部3の巻き数は、2〜8回
の範囲、好ましくは、4〜6回の範囲で適宜選択するこ
とができる。
Schematic Configuration of Loop Antenna The schematic configuration of the loop antenna 1 will be described with reference to FIGS. The loop antenna 1 includes an element 3
A support part 5 for vertically supporting the element part 3 and
It is roughly constituted from. Reference numeral 11 denotes an element portion 3
3 shows an automatic matching device provided between the power feeding point of FIG. The number of turns of the element portion 3 can be appropriately selected in a range of 2 to 8 times, preferably in a range of 4 to 6 times.

【0013】エレメント部の構成 エレメント部3は、線材を正方形(矩形)に5回巻き
(すなわち、ループ3eが5個形成される)することに
よって構成され、この線材の始端と終端とによって給電
部4が構成されている。線材の線径は、3.2〜15.
0ミリメートルの範囲、好ましくは、3.5〜5.5ミ
リメートルの範囲で選択するとよい。本実施形態では、
線径は、4ミリメートルのアルミニウム線材を用いてい
る。アルミニウム線材を選択したのは、これが、錆びに
くく軽量であり、かつ、安価で入手が比較的容易である
からである。しかし、アルミニウム線材に限る必要はな
く、たとえば、銅線材やステンレス線材等を用いること
ができる。また、これらの材質からなる細い線材を撚っ
たり束ねたりすることにより、実質的に上記した線径を
形成するようしてもよい。また、これと同様にパイプ材
を用いることにより、上記の実質的線径を形成するよう
にしてもよい。線材は、これを裸線で構成してもよい
が、経年劣化を緩和する等のためにこれを被覆してもよ
い。
[0013] Configuration element portion 3 of the element portion 5 turns the wire square (rectangle) (i.e., the loop 3e are five form) is constituted by, feeding unit by the beginning and end of the wire 4 are configured. The wire diameter of the wire rod is 3.2 to 15.
It is good to select in the range of 0 mm, preferably in the range of 3.5 to 5.5 mm. In this embodiment,
The wire diameter is an aluminum wire having a diameter of 4 mm. The reason why the aluminum wire was selected is that it is not easily rusted, is lightweight, is inexpensive, and is relatively easy to obtain. However, the material is not limited to the aluminum wire, and for example, a copper wire or a stainless steel wire can be used. Further, the above-described wire diameter may be substantially formed by twisting or bundling thin wires made of these materials. Similarly, the above-described substantial wire diameter may be formed by using a pipe material. The wire may be composed of a bare wire, but may be coated to alleviate aging deterioration or the like.

【0014】エレメント部3を構成する線材―巻きの周
囲長L(図1では1/4Lと表示)は、使用周波数、す
なわち、使用しようとする周波数のうち一番低い周波数
(使用最低周波数)の0.03波長以上で同周波数のう
ち一番高い周波数(使用最高周波数)の1.2波長以下
と同じ長さとなるように、好ましくは、0.05〜0.
5波長と同じ長さとなるように設定する。たとえば、
3.5メガヘルツ(MHz)を使用最低周波数とする
と、この周波数の波長は約85.7メートルであるか
ら、ここで周囲長を0.04波長に設定すると、周囲長
約3.4メートルを得る。また、使用最高周波数を、た
とえば、50メガヘルツとすると、その波長は6メート
ルである。ここで、周囲長3.4メートルと波長6メー
トルとを比べると0.56波長の関係となる。0.56
波長は、1.2波長以下であるから、上記した設定範囲
内に収まっている。
The circumference length L (shown as 1 / 4L in FIG. 1) of the wire material constituting the element portion 3 is used frequency, that is, the lowest frequency (lowest used frequency) of the frequencies to be used. Preferably, the wavelength is equal to or less than 0.05 to 0.
It is set so as to have the same length as five wavelengths. For example,
Assuming that 3.5 megahertz (MHz) is the lowest frequency used, the wavelength of this frequency is about 85.7 meters. Therefore, if the perimeter is set to 0.04 wavelength here, the perimeter of about 3.4 meters is obtained. . If the highest frequency used is, for example, 50 MHz, the wavelength is 6 meters. Here, a comparison between the circumference of 3.4 meters and the wavelength of 6 meters results in a relationship of 0.56 wavelengths. 0.56
Since the wavelength is 1.2 wavelengths or less, it falls within the above-mentioned set range.

【0015】エレメント部3を構成する各線材3eは、
後述する支持アーム25,25,..にストッパ26,
26,...よって、線間間隔Gを介して等間隔に配置
固定されている。この線間間隔Gは、5〜50ミリメー
トル、好ましくは、15〜30ミリメートルに設定する
と好結果を得られることがわかった。なお、本実施形態
におけるエレメント部3は、ほぼ正方形に形成されてい
るが、これ以外の形状、たとえば、円形や正方形以外の
多角形に形成されていてもよい。
Each wire 3e constituting the element portion 3 is
Support arms 25, 25,. . Stopper 26,
26,. . . Therefore, they are arranged and fixed at equal intervals via the line interval G. It has been found that good results can be obtained by setting the line interval G to 5 to 50 mm, preferably 15 to 30 mm. Although the element portion 3 in the present embodiment is formed in a substantially square shape, the element portion 3 may be formed in a shape other than this, for example, a circle or a polygon other than a square.

【0016】支持部の構成 引き続き図1及び2を参照しながら、支持部5の構成に
ついて詳説する。支持部5は、エレメント部3の中心に
位置するほぼ十字形をした連結パイプ(連結部材)19
と、この連結パイプ19に差込固定された水平アーム2
1,21と垂直アーム23,23及び各アームから同方
向に突き出る支持アーム25,25,..と、を備えて
いる。本実施形態では、強度を考慮して連結パイプ19
だけを金属製とし、絶縁性を考慮して各アームを合成樹
脂製としている。下方の垂直アーム23は、支柱9に連
結され、支柱9は、ローテーター7によりその上部がル
ープアンテナ1とともに水平方向に回転するように構成
されている。図1に示すように、本実施形態では、エレ
メント部3のループ面が垂直方向に向くように支持部5
が構成されているが、このループ面が水平となるように
構成してもよい。
The structure of the support 5 will be described in detail with reference to FIGS. The support portion 5 includes a substantially cross-shaped connection pipe (connection member) 19 located at the center of the element portion 3.
And the horizontal arm 2 inserted and fixed in the connecting pipe 19.
1, 21 and the vertical arms 23, 23 and the support arms 25, 25,. . And In the present embodiment, the connection pipe 19
Only the arm is made of metal, and each arm is made of synthetic resin in consideration of insulation. The lower vertical arm 23 is connected to the support 9, and the support 9 is configured such that the upper portion thereof is rotated by the rotator 7 in the horizontal direction together with the loop antenna 1. As shown in FIG. 1, in the present embodiment, the support portion 5 is arranged such that the loop surface of the element portion 3 is oriented vertically.
Is configured, but the loop surface may be configured to be horizontal.

【0017】ループアンテナの使用結果 線径4ミリメートルのアルミニウム線材を周囲長Lを
3.8メートル(1/4L=0.95m)に、また、線
間間隔Gを22ミリメートルに設定し、この線材をほぼ
正方形に5回巻いて構成したループアンテナを地上8メ
ートルに垂直設置して使用したところ、次の結果が得ら
れた。また、6回巻きとした場合も、ほぼ同様な結果が
得られた。なお、これらの実験では、自動整合装置とし
て、アイコム株式会社製のオートアンテナチューナ(A
H−4)を使用した。
Using the loop antenna The aluminum wire having a wire diameter of 4 mm was set to have a circumference L of 3.8 m (1 / 4L = 0.95 m) and the line interval G of 22 mm. When a loop antenna constituted by winding 5 times into a substantially square shape was used by being vertically installed 8 meters above the ground, the following results were obtained. In addition, almost the same result was obtained when the film was wound six times. In these experiments, an automatic antenna tuner (A
H-4) was used.

【0018】まず、ループアンテナの指向性であるが、
ループ面と平行方向の方が垂直方向より良好な結果が得
られたので、このループアンテナは、ループ面とほぼ平
行方向(水平アームの長さ方向)に8の字特性を有する
ことが確認された。次に、周波数帯による使用結果であ
るが、3.5〜28メガヘルツまでのアマチュア無線用
の各周波数帯(3.5,7,10,14,18,21,
28)において、内外国のアマチュア無線局と交信(受
信及び送信)することができ、少なくともアマチュア無
線の交信用アンテナとして充分な性能を備えていること
がわかった。また、ループアンテナであるから、その設
置のための占有面積もダイポールアンテナ等に比べ、小
さくてすむという利点も有している。なお、このループ
アンテナを水平設置したところ、無指向特性であること
が確認された。
First, regarding the directivity of the loop antenna,
Since better results were obtained in the direction parallel to the loop surface than in the vertical direction, it was confirmed that this loop antenna had a figure-eight characteristic in a direction substantially parallel to the loop surface (the length direction of the horizontal arm). Was. Next, the results of use by frequency band are as follows. Each frequency band (3.5, 7, 10, 14, 18, 21, 21) for amateur radio up to 3.5 to 28 MHz.
28), it was possible to communicate (receive and transmit) with domestic and foreign amateur radio stations, and it was found that the antenna had at least sufficient performance as an amateur radio communication antenna. In addition, since the antenna is a loop antenna, there is an advantage that an occupied area for installation is smaller than that of a dipole antenna or the like. When this loop antenna was horizontally installed, it was confirmed that the antenna had omnidirectional characteristics.

【0019】[0019]

【発明の効果】本発明にかかる多巻きループアンテナに
よれば、小型であるにもかかわらず、受信だけでなく、
送信にも使用することができる。
According to the multi-turn loop antenna according to the present invention, not only reception,
It can also be used for transmission.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 ループアンテナの斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a loop antenna.

【図2】 図1の部分拡大図である。FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ループアンテナ 3 エレメント部 4 給電部 5 支持部 7 ローテーター 9 支柱 11 自動整合装置 15 送受信機 19 連結部材(連結パイプ) 21 水平アーム 23 垂直アーム 25 支持アーム 26 ストッパ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Loop antenna 3 Element part 4 Feeding part 5 Support part 7 Rotator 9 Post 11 Automatic matching device 15 Transceiver 19 Connecting member (connecting pipe) 21 Horizontal arm 23 Vertical arm 25 Support arm 26 Stopper

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 線材を複数回巻いて成る多巻きループア
ンテナにおいて、 前記線材が、実質的線径が3.2〜15ミリメートルで
あり、 各線材―巻きの周囲長が、使用周波数の0.03〜1.
2波長と等しく形成されており、 各ループ間の距離が、5〜50ミリメートルに設定され
ており、 巻き数が、2〜8回である、ことを特徴とする多巻きル
ープアンテナ。
1. A multi-turn loop antenna formed by winding a wire a plurality of times, wherein the wire has a substantial wire diameter of 3.2 to 15 millimeters, and the circumference of each wire-turn is equal to 0. 03-1.
A multi-turn loop antenna, which is formed equal to two wavelengths, the distance between each loop is set to 5 to 50 mm, and the number of turns is 2 to 8 times.
【請求項2】 前記ループは、ほぼ正方形に形成されて
いることを特徴とする請求項1に記載した多巻きループ
アンテナ。
2. The multi-turn loop antenna according to claim 1, wherein the loop is formed in a substantially square shape.
【請求項3】 ループ面が垂直設置可能に構成されてい
ることを特徴とする請求項1又は2に記載した多巻きル
ープアンテナ。
3. The multi-turn loop antenna according to claim 1, wherein the loop surface is configured to be vertically installed.
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