JP2003008334A - アンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型であることという要請に応える一方で、
そのゲインを高く保つことが可能なアンテナを実現す
る。 【解決手段】 乾電池１２等の導電部分を有する部材と
電磁結合するようにこの部材に近接してらせん状導体線
のらせん状アンテナ１５が配置されている。また、導電
部分を有する部材と静電結合するようにこの部材に近接
して配置された金属板１３と、この金属板の一端には給
電点１４を他端にはらせん状導体線のらせん状アンテナ
１５が配置されている。これらにより、アンテナ１１の
実効長がＬ３からＬ５へと長くなり、アンテナゲインが
向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はアンテナに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の微弱電波を使用した小型アンテナ
は、図２に示す様に、通常へリカルアンテナ（らせん状
アンテナ）２１やループアンテナ２２を用いて通信を行
っている。この場合、へリカルアンテナ２１は、縦方向
にコイルを巻いて終端は開放されている（図２
（Ａ））。このヘリカルアンテナ２１の共振周波数は、
コイルの直径、巻き数とピッチ等で決定される。また、
一般的な直列共振のループアンテナ２２の場合は、ルー
プ状の導体で構成され、終端にあるコンデンサ２３で共
振周波数が決定される（図２（Ｂ））。

【０００３】微弱電波とは、電波法で電界強度の規定が
あり、例えば３２２ＭＨｚを超え１０ＧＨｚ以下の場合
は３５μＶ／ｍ以下と定めてあり、アンテナのゲインを
上げる必要があるが、その一方で、小型化という要請も
ある。このため、へりカルアンテナ２１の場合には、同
図（Ｃ）に示すように、本来は長さＬ１だけ必要なアン
テナを、ピッチを狭くすることで、長さＬ２だけ短縮
し、長さＬ３の短縮したヘリカルアンテナ２４としてい
る（図２（Ｃ））。また、ループアンテナ２２では、人
体をアンテナの一部として利用するような構造としてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】微弱電波を使用して通
信を行う場合、アンテナゲインをできるだけ大きくする
必要があり、一般的には、ヘリカルアンテナ２１が使用
される。この場合、前述したように小型化という要請も
あるために短縮コイル化（２４）して共振させており、
どうしても、アンテナゲインの劣化を招く。この問題
は、アンテナ長を長くしてゲインの向上を図れば解決す
るが、それでは、本体の小型化という要請に応えられな
くなる。

【０００５】本発明の目的は、上記従来技術の欠点を解
消し、小型であることという要請に応える一方で、その
ゲインを高く保つことが可能なアンテナを実現すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため請求
項１のアンテナでは、導電部分を有する部材と電磁結合
するようにこの部材に近接してらせん状導体線のらせん
状アンテナが配置されている。また請求項２のアンテナ
では、導電部分を有する部材と静電結合するようにこの
部材に近接して配置された導体と、この導体の一端には
給電点を他端にはらせん状導体線のらせん状アンテナが
配置されている。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を図示実施の
形態例に基いて説明する。図１（Ａ）に、本発明の一実
施の形態例のアンテナ１１を示す。図に於て、１２は単
３や単５の乾電池である。１３は金属板で、乾電池１２
に近接して配置されている。１５は短縮したヘリカルア
ンテナで、このヘリカルアンテナ１５と金属板１３の一
端が接続され、金属板の他端は給電点１４に接続されて
いる。

【０００８】即ち、小型の微弱電波を使用した通信機器
は、一般的に乾電池１２を使用する。そこで、本発明で
は、乾電池１２のケース（外部導体）が金属製であり、
また内部に電極等導電部分が存在することに着目し、こ
れら乾電池の導電部分をアンテナ素子の一部として活用
することとする。この場合、乾電池１２には製造メーカ
により多少のバラツキが考えられる。そこで、金属板１
３は、へリカルアンテナ１５の途中に位置させておく。
なお、金属板１３は乾電池１２の近くに配置するだけな
ので、非接触となっている。

【０００９】この実施の形態例のアンテナ１１の作用で
あるが、第１には、この金属板１３と乾電池１２の金属
ケースその他の導電部分との間が、静電結合によって接
続されることである（図１（Ｂ））。等価回路は図１
（Ｂ）に示すようになる。このように乾電池１２の導電
部分が静電結合により金属板１３と接続されると、図１
（Ｃ）に示すように、金属板１３の長さＬ４は、実施の
形態例のアンテナ１１の実効長として機能することにな
る。従って、ヘリカルアンテナ１５の実効長Ｌ３とこの
金属板１３による実効長Ｌ４とを足した、長さＬ５が、
この実施の形態例のアンテナ１１の全実効長となり、金
属板１３の長さＬ４の分だけ、アンテナゲインが向上す
る。

【００１０】第２には、ヘリカルアンテナ１５と乾電池
１２の金属ケースその他の導電部分との間が、電磁結合
によって接続されることである（図１（Ｃ））。このよ
うに乾電池１２の導電部分が電磁結合によりヘリカルア
ンテナ１５と接続された場合も、図１（Ｃ）に示すよう
に、電池１２の長さＬ４が、実施の形態例のアンテナ１
１の実効長として機能することになる。従って、ヘリカ
ルアンテナ１５の実効長Ｌ３とこの電池１２による実効
長Ｌ４とを足した、長さＬ５が、この実施の形態例のア
ンテナ１１の全実効長となり、電池１２の長さＬ４の分
だけ、同じくアンテナゲインが向上する。

【００１１】実際の効果を確認するため、従来のヘリカ
ルアンテナ２４についてと、実施の形態例のアンテナ１
１についての、電界強度の測定結果を図３〜図８に示
す。これらは、実験用に製作した同一の送信回路に対し
て、従来のヘリカルアンテナ２４を装着した場合と、実
施の形態例のアンテナ１１を装着した場合との、夫々に
ついての、各種電界強度の違いを示したものである。

【００１２】具体的には、図３〜図５が、従来のヘリカ
ルアンテナ２４についてのもので、夫々、Ｘ軸、Ｙ軸、
Ｚ軸の周囲３６０度の水平偏波、垂直偏波の電界強度を
示す。また、図６〜図８が、実施の形態例のアンテナ１
１についてのもので、夫々、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の周囲３
６０度の水平偏波、垂直偏波の電界強度を示す。これら
図３〜図５と、図６〜図８を比較してみると、同一の送
信回路に装着しているにも拘らず、実施の形態例のアン
テナ１１の方が、従来のヘリカルアンテナ２４より、５
〜１０ｄＢμＶ／ｍ程度、電界強度が向上していること
が判る。これは、受信の場合のアンテナゲインもこの分
だけ向上していることを表わしている。

【００１３】なお、実施の形態例では、乾電池を例にし
たが、充電式電池その他の電池であっても勿論構わな
い。また、実施の形態例では円形電池を例に記載した
が、角形やカード形電池でも勿論構わない。更に、本願
の思想は電池に限定されるものではなく導電部分を有す
る部材で広く効果を発揮するものである。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電池のケースその他の導電部分がアンテナの一部として
活用される。従って、アンテナ実効長が長くなってアン
テナゲインが向上し、ヘリカルアンテナの部分は従来ど
おり小型である一方で、全体としてはゲインが高いとい
うアンテナを実現することができる。また、電池と金属
板とは、非接触による静電結合或いは電磁結合であるか
ら、電池の脱着によるメカニカルな劣化が全く無いとい
う利点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は実施の形態例を示す図、（Ｂ）は乾電
池と金属板との静電結合を示す斜視図及び等価回路を示
す回路図、（Ｃ）は、電磁結合により、従来のヘリカル
アンテナより実効長が増加することを説明する図。

【図２】（Ａ）はヘリカルアンテナの一例を示す図、
（Ｂ）はループアンテナの一例を示す図、（Ｃ）はヘリ
カルアンテナの短縮化を説明する図。

【図３】従来構造のアンテナ２４の電界強度（Ｘ軸）を
示す図。

【図４】従来構造のアンテナ２４の電界強度（Ｙ軸）を
示す図。

【図５】従来構造のアンテナ２４の電界強度（Ｚ軸）を
示す図。

【図６】実施の形態例のアンテナ１１の電界強度（Ｘ
軸）を示す図。

【図７】実施の形態例のアンテナ１１の電界強度（Ｙ
軸）を示す図。

【図８】実施の形態例のアンテナ１１の電界強度（Ｚ
軸）を示す図。

【符号の説明】

１１…本発明の一実施の形態例のアンテナ １２…乾電池 １３…金属板 １４…給電点 １５…短縮した
ヘリカルアンテナ ２１…へリカルアンテナ ２２…ループア
ンテナ ２３…コンデンサ ２４…短縮した
ヘリカルアンテナ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電部分を有する部材と電磁結合するよ
   うにこの部材に近接してらせん状導体線のらせん状アン
   テナが配置されていることを特徴とするアンテナ。
2. 【請求項２】 導電部分を有する部材と静電結合するよ
   うにこの部材に近接して配置された導体と、この導体の
   一端には給電点を他端にはらせん状導体線のらせん状ア
   ンテナが配置されていることを特徴とするアンテナ。