JP2002111363A - アンテナ - Google Patents

アンテナ

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JP2002111363A
JP2002111363A JP2000297604A JP2000297604A JP2002111363A JP 2002111363 A JP2002111363 A JP 2002111363A JP 2000297604 A JP2000297604 A JP 2000297604A JP 2000297604 A JP2000297604 A JP 2000297604A JP 2002111363 A JP2002111363 A JP 2002111363A
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伊市 若生
Nobuyuki Matsui
信幸 松井
Yoshiaki Fukuda
佳昭 福田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】磁束を電圧に変換するコイルの巻き回数を共振
周波数の低下をきたすことなく増加でき、電圧感度が高
いアンテナを実現する。 【解決手段】アンテナを構成する磁束収束手段１は、導
体板２のほぼ中央に対象とする電磁波の波長より十分小
さい穴３を設けると共に、この穴３から周辺部に達する
切欠き４を設ける。そして、導体板２に対し、外周辺、
穴３及び切欠き４に沿って渦電流流路面積を拡大する帯
状の立上り導体８を垂直に結合させる。また、コイル１
１を備えた増幅器チップ１０は、コイル１１が導体板２
の穴３に一致するように配置し、絶縁層を介して導体板
２の下側に密着して固定する。電磁界収束手段２０は、
導体板２１のほぼ中央にスロット２２を設けると共に、
このスロット２２の周辺に沿って渦電流流路面積を拡大
する帯状の立上り導体２３をほぼ垂直に結合させ、磁束
収束手段１の上に積層する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電磁波を送受する
アンテナに係り、特に中波帯から超短波、極超短波に利
用できるアンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のアンテナの動作原理は次の５種に
大別できる。第１は直線、あるいはその類似形状の導電
体に電界の作用により電圧を生ぜしめるもの、第２は環
状導体を貫通する電磁波により該導体の始端と終端の両
端に電圧を生ぜしめるもの、第３は導電体の開口周囲に
生ずる渦電流を利用して概開口部に電磁波を収束せしめ
るもの、第４は高周波磁性体により磁束を収束し、電気
巻線（コイル）により磁束を電圧に変換するもの、第５
は回転放物線面状の導電体表面における反射を利用して
電磁波を収束するものである。
【０００３】上記アンテナの具体的な名称を示すと、第
１は短波以下の周波数帯で利用される逆Ｌアンテナ、同
じ周波数帯、あるいはそれ以上の周波数で用いられるダ
イポールアンテナ及びモノポールアンテナである。ＦＭ
放送やＴＶ信号の受信に利用される八木式アンテナはダ
イポールアンテナに導波器と反射器を設けたものであ
る。第２はループアンテナである。第３はスロットアン
テナと呼ばれるものであり、携帯電話の地上局、衛星放
送受信用平面アンテナなどに応用されている。第４はフ
ェライトアンテナ、あるいはバーアンテナと称されるも
のであり、高周波磁性体としてフェライトコアが使用さ
れる。第５はパラボラアンテナであり、超短波以上の電
波の送受信、あるいはレーダーのアンテナとして用いら
れている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記第１と第３のアン
テナの出力電圧最大値は電界強度とアンテナ長の積であ
り、大きなアンテナ利得を期待できないという欠点を持
っている。この欠点を補うため、第３のアンテナの場
合、複数のアンテナを並列に接続することにより、低イ
ンピーダンスの負荷に対して大きな出力電力を得る使用
方法が取られている。
【０００５】第２のループアンテナは、コイルが張る面
を通過する磁束を検出するものであり、コイルの面積を
大きくし、更にコイルの巻き回数を増すことにより出力
電圧を高めることが可能である。しかし、面積の大きな
コイルの巻き回数を増すとコイルのインダクタンスとコ
イル線間の浮遊キャパシタンスが増加し、コイルの共振
周波数が低下する。該共振周波数は、送・受信を目的と
する周波数より高く選ぶ必要があるため、コイルの面積
及び巻き回数が制約されるという欠点を持っている。
【０００６】第４のフェライトアンテナは、フェライト
コアで磁束を収束することによってコイル面積を縮小可
能にしたものであり、コイル巻き回数を高めることが出
来るので中波領域の高感度アンテナとして広く採用され
ている。しかし、１ＭＨｚ以上の周波数ではフェライト
磁性材料の透磁率が周波数にほぼ反比例して低下し、更
に磁性材料の動作周波数上限が約１０ＧＨｚであるため
超短波領域以上の周波数に適用できない欠点を持ってい
た。
【０００７】第５のパラボラアンテナは、対象とする電
磁波の波長より外形寸法が大きな回転放物線面の反射鏡
を用いて電磁波を収束するため高いアンテナ利得を得ら
れるが、指向性が強いため主として固定局に利用され
る。
【０００８】本発明は上記の課題を解決するためになさ
れたもので、共振周波数の低下をきたすことなくコイル
の巻き回数を増加でき、電圧感度が高く、かつ適用周波
数範囲の広いアンテナを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】第１の発明に係るアンテ
ナは、電磁波を導電体によって収束する磁束収束手段
と、この手段により収束された磁束を電圧に変換する電
圧変換手段とを具備したことを特徴とする。
【００１０】第２の発明に係るアンテナは、導体板の略
中央に対象とする電磁波の波長より十分小さい穴を設け
ると共に、この穴から外周縁辺に連結する切欠きを設け
てなる磁束収束手段と、上記導体板の穴に対応して設け
られ、上記穴内に収束された磁束を電圧に変換するコイ
ルからなる電圧変換手段と、上記磁束収束手段に積層し
て設けられ、電磁波を収束して上記磁束収束手段に供給
する電磁界収束手段とを具備したことを特徴とする。
【００１１】第３の発明に係るアンテナは、電磁波を導
電体によって収束する磁束収束手段と、この手段により
収束された磁束を電圧に変換する電圧変換手段とからな
るアンテナ素子を複数配列したことを特徴とする。
【００１２】（作用）本発明は、特定形状を持つ導体板
の渦電流効果を利用して磁束を収束することにより高周
波の磁束を微小な領域に収束する点が第１の特徴であ
る。更に、収束された磁束を面積が小さく、共振周波数
が高い多回巻き検出コイルで電圧に変換する点が第２の
特徴である。本発明は上記の手段により高周波領域で高
い受信感度のアンテナを実現するものである。
【００１３】従来、導電体による磁界収束手段は、文献
｛K. Bessho、et al.“A HIGH MAGNETIC FIELD GENERAT
OR BASED ON THE EDDY-CURRENT EFFECT”, IEEE TRANSA
CTIONS ON MAGNETICS, VOL.2２, NO.5, pp. 970−pp. 9
72, JULY 1986 及び、K. Bessho、et al. “ANALYSIS O
F A NOVEL LAMINATED COILUSING EDDY CURRENS FOR AC
HIGH MAGNETIC FIELD”, IEEE TRANSACTIONS ON MAGNET
ICS, VOL.25, NO.4, pp. 2855−pp. 2857, JULY 1989｝
に見られるように、商用周波数（５０Ｈｚあるいは６０
Ｈｚ）近辺の低周波で利用され、主として電磁ポンプな
どの電気機械に応用されている。
【００１４】上記文献に示された磁束収束手段は、中央
に穴を持つ導電体円板の外周とこの穴にまたがる細い切
り欠きを設け、渦電流の作用により円板面の垂直に与え
られた交番磁束を上記穴に収束するものである。
【００１５】上記文献は励磁コイルが発生する交番磁束
を収束する応用について記述したものであり、電磁波中
の磁束成分の収束に関する記述は見られない。
【００１６】本発明の磁界収束手段の作用は、基本的に
上記文献に示されている導体板（Conductive Plate）と
同一であるが、本発明の磁界収束手段は数百ｋＨｚない
し数ＧＨｚの極めて高い周波数範囲で使用する点も上記
文献と異なる。
【００１７】以下、上記導体板を用いた磁界収束手段の
作用について、図１及び図２を参照して説明する。図１
は磁界収束手段１の外観構成を示す斜視図、図２は同断
面図で交番磁束の流れを示したものである。上記磁束収
束手段１は、正方形の導体板２の中央に穴３を設けると
共に、この穴３から周辺部に達する切欠き４を設けたも
のである。
【００１８】高周波の電磁界中に該電磁界進行方向と垂
直に導体板２を置くと、図１に示すように導体板２の周
辺に渦電流５が生じる。この渦電流５は、電磁界が導体
板２へ進入することを妨げるように作用する。この場
合、上記したように導体板２に穴３及び切欠き４を設け
ることにより、穴３と切欠き４の周囲には周辺部と逆向
きに渦電流５が流れるので、この部分の電流は磁束を収
束する作用をなす。
【００１９】図２に示した交番磁束６の流れから、導体
板２に設けた穴３の直径にほぼ等しい領域に磁束が収束
されることが理解できる。従って、穴３の中心と一致す
るように、該穴３の直径より僅かに小さな直径を持つコ
イルを設置すれば、収束された磁束を電圧に変換するこ
とができる。一般に、コイルのインダクタンスＬは、コ
イル巻数の２乗とコイル面積に比例することは周知であ
る。同時にコイルの線間寄生キャパシタンスは、コイル
の電線長にほぼ比例するので、コイル直径の低減により
該キャパシタンスを低減できる。
【００２０】上記磁界収束手段１を適用することにより
コイルの面積を低減できる。このため上述の理由により
同一巻き回数でもインダクタンスとキャパシタンスを低
減でき、共振周波数を高めることが出来る。逆にコイル
面積を縮小すれば、巻き回数を増しても同一の共振周波
数にすることが出来る。従って、同一の電磁界強度に対
して大きな受信電圧を得ることが出来る。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。 （第１実施形態）図３は本発明の第１実施形態に係るア
ンテナの分解斜視図、図４は同断面図で磁束の流れを示
している。
【００２２】本発明に係るアンテナは、磁束収束手段
１、増幅器チップ１０及び電磁界収束手段２０からなっ
ている。上記磁束収束手段１は、正方形の導体板２の略
中央に穴３を設けると共に、この穴３から周辺部に達す
る切欠き４を設けている。上記穴３の半径は、対象とす
る電磁波の波長より十分小さな値に設定される。そし
て、導体板２に対し、外周辺、穴３及び切欠き４に沿っ
て帯状の立上り導体８を垂直に結合させる。この立上り
導体８は、導体板２の渦電流が集中して流れる部分に、
渦電流流路面積を拡大するために設けたものである。
【００２３】上記増幅器チップ１０は、半導体集積回路
により構成したもので、上面中央部にコイル１１を形成
している。上記増幅器チップ１０は、コイル１１が導体
板２の穴３に一致するように配置され、例えば絶縁層を
介して導体板２の下側に密着して固定される。
【００２４】また、電磁界収束手段２０は、導体板２に
比較して十分に大きい導体板２１のほぼ中央にスロット
２２を設けている。更に、上記導体板２１の上側には、
渦電流が集中して流れるスロット２２の周辺に沿って帯
状の立上り導体２３をほぼ垂直に結合させる。この立上
り導体２３は、渦電流流路面積を拡大するために設けた
ものである。
【００２５】上記磁束収束手段１の外側、つまり立上り
導体８の外側と電磁界収束手段２０のスロット２２の内
側の寸法は、対象とする電磁波の波長のほぼ２分の１に
設定され、等しい正方形に形成される。上記電磁界収束
手段２０は、磁束収束手段１の上に絶縁した状態で積層
して設けられる。なお、上記の例では、磁束収束手段１
の導体板２及び電磁界収束手段２０のスロット２２を正
方形に形成した場合について示したが、少なくとも一辺
が対象とする電磁波の波長のほぼ２分の１に設定されて
いれば良く、正方形に限定されるものではない。すなわ
ち、磁束収束手段１の導体板２及び電磁界収束手段２０
のスロット２２の形状は、偏波の種類等に応じて任意に
設定することが可能である。また、上記磁束収束手段１
及び電磁界収束手段２０における導体は、超伝導体を用
いても通常の導体と同様の効果が得られるものである。
【００２６】次に上記実施形態の動作を説明する。上記
アンテナ全体の動作を図３の断面である図４で考える。
但し，図４では外部交番磁束が与えられる方向を図１、
図２と上下逆に示している。
【００２７】均一とみなせる電磁波がアンテナに到達す
ると、最初に電磁界収束手段２０によって収束される。
電磁界収束手段２０は従来のスロットアンテナと同様の
動作原理であり、寸法が電磁波波長の１／２であるスロ
ット２２の周囲を流れる渦電流により電磁界がスロット
２２内部に収束される。スロット２２の周囲に設けた立
上り導体２３は渦電流に対する電気抵抗を低減する目的
で設けたものであり、磁束収束手段１に設けた立上り導
体８と同一の動作を行なう。
【００２８】更に、磁界収束手段１により受信する電磁
波の波長と無関係にかつ波長より十分小さな半径を持つ
穴３の領域内に磁束を収束する。この動作は上記図１及
び図２において説明した通りである。
【００２９】本発明では、磁束収束手段１の渦電流を増
すために導体板２に対して立上り導体８を設けている
が、この動作を以下に説明する。
【００３０】渦電流は周波数が高くなるにつれ、表皮効
果により導体板２の縁辺部に集中する。この集中幅は表
皮浸透深さｓと呼ばれ、次式（１）で与えられる。
【００３１】 ｓ＝√（２ρ／ωμ） ・・・（１） 但し、ρ：導体板の抵抗率、ω：角速度、μ：導体板の
透磁率 非磁性導体の透磁率μは真空の透磁率とほぼ等しく、４
π×１０−７Ｈ／ｍであり、導電率ρは導体板材料が銅
であるとき１．６×１０−８Ω・ｍである。これらの値
を適用すると１００ＭＨｚにおける表皮浸透深さｓの値
は約６．４μｍとなる。
【００３２】渦電流の流路全体の長さをＬed、導体板２
の厚みをＴとするとき渦電流に対する該導体板２の電気
抵抗Ｒedは次式（２）で与えられる。
【００３３】 Ｒed ＝（ρ×Ｌed／ｓ×Ｔ） ・・・（２） 但し、ρ：導体材料の抵抗率。銅を利用する場合、１．
６×１０−８Ω・ｍ すなわち、導体板２の抵抗Ｒedは、表皮浸透深さｓと導
体板厚みＴに反比例する。これらの変数で、角速度（周
波数）ωと導体板２の抵抗率ρが定められている場合を
考慮すると、表皮浸透深さｓは固定の値となる。渦電流
路長さＬedは、電磁波の波長（すなわち周波数の逆数）
にほぼ比例して定まるので大きく縮小できないことは明
らかである。これに対して導体板２の厚さＴは大きな選
択範囲を持つ。従って、導体板２の厚さＴを大きくする
ことにより導体板２の抵抗Ｒedを縮小できる。しかし、
導体板２の厚さＴは、渦電流が流れる部分だけ厚くすれ
ば目的を達成できるので、図３に示した磁束収束手段１
における導体板２の周囲のみ高く形成した立上り導体
８、あるいは電磁界収束手段２０のスロット２２の周囲
のみ高く形成した立上り導体２３のような形状で良いこ
とは明らかである。
【００３４】立上り導体８あるいは立上り導体２３の厚
みは表皮浸透深さｓより厚ければ良く、その数値は先に
述べたように数μｍで良いため電気メッキ、あるいは無
電解メッキなどの手法を用いて実現できる。例えば有機
樹脂材料で作られた雌型の内面にメッキなどで銅などの
導電性材料を堆積させることにより、図３に示したよう
に複雑な形状を持つ磁束収束手段１及び電磁界収束手段
２０を大量にかつ安価に製造することが可能である。
【００３５】また、上記製造方法を応用すれば磁束収束
手段１の穴３の直径を１ｍｍ以下にすることも容易であ
る。更に、周波数が高い領域では磁束収束手段１及び電
磁界収束手段２０の寸法が小さくなり、より微細な雌型
が必要になる。例えば３０ＧＨｚの電磁波に適用する場
合、磁束収束手段１の一辺は５ｍｍとなり、穴３の直径
は数十μｍないし数百μｍの寸法に仕上げなければなら
ない。この場合、プリント配線板の製造に利用される感
光性樹脂フィルムを利用して写真蝕刻法を適用すれば目
的を満たすことが出来る。
【００３６】以上の説明から明らかなように磁界収束手
段１の導体板２に立上り導体８を設け、同様に電磁界収
束手段２０の導体板２１に立上り導体２３を設けること
により、磁束収束手段１と電磁界収束手段２０に流れる
渦電流を増すことが出来、これらの効果を高めることが
出来る。
【００３７】上記したように磁束収束手段１の穴３に磁
束が収束される。この収束された磁束がコイル１１を貫
通し、該コイル１１の両端子間に電圧を発生させる。コ
イル１１を半導体集積回路上に形成することにより、次
の２つの利点が得られることは明らかである。
【００３８】第１の利点はコイル１１を小さく出来るこ
とである。周知のように半導体集積回路上に幅１μｍ以
下の配線を容易に形成できるためである。第２の利点は
コイル１１の端子と増幅回路、あるいは整流回路などの
電子回路との電気的接続を半導体集積回路の形成プロセ
ス内で行えることである。コイル１１と電子回路を別個
に形成した場合、それらを電気的に接続するために一辺
が少なくとも１００μｍ以上の接続パッドが必要であ
り、該パッドの浮遊静電容量が発生し、コイル１１の共
振周波数を低下させる悪影響をもたらす。従って、コイ
ル１１を半導体集積回路上に形成することにより、電気
接続にかかる作業を省略できるだけでなく、本発明のア
ンテナをより高周波まで適用可能にする効果が得られ
る。
【００３９】次に、電気的な動作について図５を参照し
て説明する。図５は磁束収束手段１とコイル１１の電気
的等価回路である。ループＡ，ループＢは、磁束収束手
段１の渦電流の流路に相当するものである。すなわち、
ループＡは該磁束収束手段１における導体板２の外周、
ループＢは導体板２の穴３に対応するものとする。図４
から理解できるようにループＢとコイル１１は磁気的に
結合されているので、ループＢとコイル１１は変圧器と
等価的な動作をすることは明らかである。このとき、１
次巻線となるループＢは巻き回数が１であり、コイル１
１の巻き回数をＮとすればループＢの電圧に対してコイ
ル１１の両端子間電圧はＮ倍になる。従って、コイル１
１の巻き回数Ｎを大きく選べばアンテナとしての感度を
高めることが出来る。
【００４０】ところが巻き回数Ｎを無制限に増すことは
出来ない。何故ならば、アンテナが受信すべき周波数ｆ
ｒよりコイル１１のインダクタンスＬと該コイル１１自
身及び該コイル１１を含む電気回路に寄生する浮遊静電
容量３１のキャパシタンスＣによる共振周波数ｆｃを高
くしなければならないからである。コイル１１のインダ
クタンスＬはコイル巻き回数Ｎの２乗とコイル内部の面
積の積に比例することは周知である。一方、浮遊静電容
量３１のキャパシタンスＣのうちコイル１１の線間容量
はおよそ「（線の長さ）×｛（Ｎ−１）／Ｎ｝」に比例
するので、巻き回数Ｎが１より十分大きい場合は線の長
さにほぼ比例する。また、コイル１１が図３及び図４に
示すように導体板２の表面に近接して形成されている場
合、該コイル１１と導体板２の浮遊静電容量３１は、コ
イル１１の線の長さに比例する。従って、浮遊静電容量
３１の総キャパシタンスＣの値は線の長さに比例するも
のと近似して考える。なお、図５において、３２は負荷
抵抗で、例えば増幅回路の入力インピーダンスである。
【００４１】コイル１１が半径ｒの円形である場合、コ
イル面積は半径ｒの２乗に比例し、線の長さは「ｒ×
Ｎ」に比例する。すなわち、コイル１１のインダクタン
スＬは「Ｎ×ｒ」の２乗に比例し、浮遊静電容量３１の
キャパシタンスＣは「Ｎ×ｒ」に比例する。従って、共
振周波数ｆｃは次式（３）に示すようにコイル１１の巻
き回数Ｎと半径ｒの積の３／２乗に反比例する。この結
果は巻き回数Ｎが大きなコイル１１の共振周波数ｆｃを
高めるには該コイル１１の半径ｒを小さくしなければな
らないことを示す。
【００４２】
【数１】
【００４３】上記の説明から明らかなように本発明のア
ンテナは、磁束収束手段１の穴３の径を受信する電磁波
波長よりはるかに小さく選べるので、コイル１１の共振
周波数ｆｃを低下させることなく該コイル１１の巻き回
数Ｎを増すことができる。
【００４４】（第２実施形態）上記第１実施形態では電
気的に連続した１個の導体板２からなる構造の磁束収束
手段１を応用したアンテナについて説明したが、本発明
の主旨はこれに限定されるものではなく、図６に示すよ
うに導体板２を電気的に分割したものを利用しても良い
ことは明らかである。
【００４５】図６（ａ）は１／２波長×１／４波長の導
体板２’を２個対称的に配置した例を示す。この場合、
２つの導体板２’の相互に近接する辺の中央部を内側に
窪まして等価的な穴３’を形成する。
【００４６】図６（ａ）に示すように渦電流５は、２つ
の導体板２’に対して同一向きに流れるので、それぞれ
の窪みが対向した個所が等価的な穴３’として作用する
ことは明らかである。
【００４７】また、図１と比較すれば明らかなように、
図６（ａ）の実施形態では渦電流５の流路長が短縮され
るため、渦電流５に対する抵抗Ｒedを低減できる利点が
ある。更に、図６（ｂ）に示すように一辺が１／４波長
の導体板２”を４個配列することにより渦電流の流路が
更に短縮され、抵抗Ｒedを更に低減できる。この場合、
４個の導体板２”の中心に位置する角部をそれぞれ内側
に窪まして等価的な穴３”を形成する。
【００４８】（第３実施形態）次に本発明の第３実施形
態について説明する。この第３実施形態は、上記本発明
のアンテナを図７に示すように複数配列して利用するも
のである。上記図７は、複数のアンテナを接続した場合
の電気的等価回路である。
【００４９】従来、図３に示した電磁界収束手段２０の
スロット２２に対応した位置にパッチと呼ばれる平板電
極を配置したアンテナを一組とし、複数組のアンテナを
配列したものが例えば人工衛星放送受信用などに利用さ
れることがある。この場合、各々のパッチ電圧を加算す
ることが出来ないので、インピーダンスが低い負荷に大
きな電力を供給する目的で並列接続していた。
【００５０】しかし、本発明のアンテナにおけるコイル
１１は、接地面電位に独立に動作するので、図７に示す
ように複数のアンテナのコイル１１及び１１’を直列接
続することにより、それぞれが発生した電圧を加算でき
る。電圧を加算する場合、コイル１１、１１’から電圧
を加算する点までの位相遅れを一致させる必要がある。
一つの方法はコイル１１、１１’から電圧を加算する点
までの配線長さを一致させることである。他の方法は図
７に示すように遅延線３３を介して接続し、遅れが無い
コイル出力に対して遅延線３３を利用して位相を３６０
度ずらした後、加算するものである。
【００５１】通常、プリント配線板における配線中の信
号伝播速度は、光速度の１／２よりやや大きい。一方、
磁束収束手段１の大きさは１／２波長であるので、磁束
収束手段１とコイル１１を１／２波長より僅か大きな間
隔で配列し、プリント配線板で電気的に接続すれば目的
を満たすことが出来る。また、コイル１１、１１’の巻
方向を逆にすれば位相が１８０度ずれるので、遅延線３
３は位相を１８０度だけずらせるものを利用すればよ
い。
【００５２】
【実施例】市販のＵＨＦ帯域用八木式アンテナの導波器
を残し、ダイポールアンテナを本発明の磁束収束手段１
と置き換え、２回巻のコイル１１を用いて検出した結
果、市販の八木式アンテナに対して５．７ｄＢ（すなわ
ち１．８倍）の電圧感度を得た。標準の八木式アンテナ
のダイポールアンテナは１回巻コイルと見なすことが出
来るので、コイル巻き回数の増加にほぼ比例した感度の
増大が達成されていることが理解できる。
【００５３】上記実験結果例からも明らかなように電磁
界収束手段２０は図３に示した平面構造に限られること
なく標準の八木式アンテナに利用されている導波器であ
っても良い。
【００５４】また、図３に示した増幅器チップ１０は、
増幅作用を持たない単なるコイル１１の支持体であって
も本発明の本質を変更しないことは明らかである。ま
た、近年、マイクロ波による電力伝送が試みられてい
る。この目的の場合、増幅器チップ１０を整流ダイオー
ドあるいは整流ダイオードブリッジが形成された半導体
チップに置き換えれば良いことは明らかである。
【００５５】
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、電
磁波を導体板からなる磁束収束手段によって収束し、こ
の収束した磁束をコイルによって電圧に変換して取り出
すようにしたので、コイルの面積を縮小でき、このため
共振周波数の低下をきたすことなくコイルの巻き回数を
増加でき、電圧感度が高いアンテナを実現することがで
きる。また、磁束収束手段に磁性材料を利用せず、広い
周波数範囲で現われる導体の渦電流効果を利用している
ので、数百ｋＨｚから数十ＧＨｚの周波数範囲まで適用
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における磁束収束原理を説明するための
導体板の斜視図。
【図２】本発明における磁束収束原理を説明するための
導体板の断面図。
【図３】本発明の第１実施形態に係るアンテナの分解斜
視図。
【図４】同実施形態におけるアンテナの断面図。
【図５】同実施形態における磁束収束手段とコイルの電
気的等価回路を示す図。
【図６】本発明の第２実施形態に係るアンテナの磁束収
束手段を示す平面図。
【図７】本発明の第３実施形態に係る複数のアンテナを
接続した場合の電気的等価回路を示す図。
【符号の説明】
１ 磁束収束手段 ２ 導体板 ３ 穴 ４ 切欠き ５ 渦電流 ８ 立上り導体 １０ 増幅器チップ １１、１１’ コイル ２０ 電磁界収束手段 ２１ 導体板 ２２ スロット ２３ 立上り導体 ３１、３１’ 浮遊静電容量 ３２ 負荷抵抗 ３３ 遅延線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 若生 伊市 埼玉県大宮市蓮沼1406番地 八木アンテナ 株式会社大宮工場内 (72)発明者 松井 信幸 静岡県浜松市三方原843−２ (72)発明者 福田 佳昭 栃木県下都賀郡壬生町至宝３−６−８

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電磁波を導電体によって収束する磁束収
    束手段と、この手段により収束された磁束を電圧に変換
    する電圧変換手段とを具備したことを特徴とするアンテ
    ナ。
  2. 【請求項２】 上記磁束収束手段は、導体板の中央に穴
    を設けると共に、この穴から外周縁辺に連結する切り欠
    きを設け、上記穴内に磁束を収束することを特徴とする
    請求項１記載のアンテナ。
  3. 【請求項３】 上記磁束収束手段は、導体板の少なくと
    も縁辺において電流に対する抵抗を低減する手段を設け
    たことを特徴とする請求項２記載のアンテナ。
  4. 【請求項４】 上記磁束収束手段は、導体板を複数に分
    割して構成したことを特徴とする請求項２又は３記載の
    アンテナ。
  5. 【請求項５】 上記電圧変換手段は、コイルにより構成
    したことを特徴とする請求項１記載のアンテナ。
  6. 【請求項６】 上記電圧変換手段は、対象とする電磁波
    波長と比較して十分小さいことを特徴とする請求項１又
    は５記載のアンテナ。
  7. 【請求項７】 上記電圧変換手段を構成するコイルは、
    巻き回数が２以上であることを特徴とする請求項５記載
    のアンテナ。
  8. 【請求項８】 上記電圧変換手段は、増幅素子あるいは
    整流素子を含む半導体素子上に形成したことを特徴とす
    る請求項１又は５記載のアンテナ。
  9. 【請求項９】 導体板の略中央に対象とする電磁波の波
    長より十分小さい穴を設けると共に、この穴から外周縁
    辺に連結する切欠きを設けてなる磁束収束手段と、 上記導体板の穴に対応して設けられ、上記穴内に収束さ
    れた磁束を電圧に変換するコイルからなる電圧変換手段
    と、 上記磁束収束手段に積層して設けられ、電磁波を収束し
    て上記磁束収束手段に供給する電磁界収束手段とを具備
    したことを特徴とするアンテナ。
  10. 【請求項１０】 上記磁束収束手段は、導体板の縁辺と
    穴及び切欠きに沿って立上り導体を設けたことを特徴と
    する請求項９記載のアンテナ。
  11. 【請求項１１】 上記電磁界収束手段は、導体板の中央
    にスロットを設けると共に、このスロットの周辺に沿っ
    て立上り導体を設けたことを特徴とする請求項９記載の
    アンテナ。
  12. 【請求項１２】 上記磁束収束手段の導体板及び電磁界
    収束手段のスロットは、少なくとも一辺を対象とする電
    磁波の波長のほぼ２分の１に設定したことを特徴とする
    請求項１１記載のアンテナ。
  13. 【請求項１３】 電磁波を導電体によって収束する磁束
    収束手段と、この手段により収束された磁束を電圧に変
    換する電圧変換手段とからなるアンテナ素子を複数配列
    したことを特徴とするアンテナ。
  14. 【請求項１４】 各アンテナ素子の電圧変換手段を出力
    電圧が加算されるように接続したことを特徴とする請求
    項１３記載のアンテナ。
  15. 【請求項１５】 各アンテナ素子の電圧変換手段を出力
    電力が加算されるように接続したことを特徴とする請求
    項１３記載のアンテナ。
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