JP2005027008A

JP2005027008A - Loop antenna

Info

Publication number: JP2005027008A
Application number: JP2003190124A
Authority: JP
Inventors: Osamu Shizutani; 治静谷
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-07-02
Filing date: 2003-07-02
Publication date: 2005-01-27

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a loop antenna that is matched to a cable impedance over a wide range of frequencies with a simple structure and emits radio waves efficiently. <P>SOLUTION: Parallel lines 21 that exhibit an intermediate impedance between an antenna emitting impedance of a loop antenna element and an impedance of a connecting cable and whose distance is fixed are connected with an output portion of the loop antenna element 11. By making the lengths of the parallel lines 21 equal to an approximately fourth wavelength of a frequency received, an output impedance of the antenna is matched to an impedance of a transmission cable. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＵＨＦ帯のテレビ電波を受信するのに用いられ、室内アンテナを広帯域で高利得に実現するループアンテナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ループアンテナエレメントの形状寸法とその使用周波数での性能特性は、基本アンテナエレメントとして良く知られている（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００３】
ループアンテナエレメントの出力特性は平衡出力であるが、自動車電話の様に狭帯域周波数で使用される従来事例のループアンテナでは、直接同軸ケーブルを接続されていた（例えば、特許文献１参照。）。図７は前記特許文献１に記載されているループアンテナを示すものである。
【０００４】
図７において、ループアンテナエレメント１１はその出力端に給電コネクタ１２を設け、直接に伝送ケーブル１４の外部導体端と同軸中心導体１３に接続していた。
【０００５】
テレビ電波受信用として実現されている室内アンテナは、ループアンテナエレメントの出力特性が平衡出力であるので、平衡不平衡変換器を介してケーブル接続されていた。また、機器に直結して用いられるループアンテナの場合にも、平衡不平衡変換器を介して接続する必要があった（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
図８は前記特許文献２に記載されているループアンテナを示すものである。
【０００７】
図８（ａ）において、ループアンテナエレメント１１の平衡出力は、平衡不平衡変換器１５を介して不平衡出力としているループアンテナ例を示している。また図８（ｂ）は、前記平衡不平衡変換器１５の実現例で、伝送ケーブル１４の同軸端に同軸外皮の不要電流を阻止するシュベルトップ１７を備えアンテナ平衡出力に接続して用いる。また、図８（ｃ）は、インピーダンス変換器を兼ねた前記平衡不平衡変換器１５の機能をもち、平衡入力１８に接続された信号は不平衡出力端１９より取り出され、出力インピーダンスが接続されたインピーダンスの１／４に小さくなるタイプの実現例である。
【０００８】
【非特許文献１】
アンテナ工学ハンドブック、編者、電子通信学会、オーム社、昭和５５年、ＰＰ．５９〜６１、図２・８
【特許文献１】
特許第３１８１３２７号公報（第３頁、第２図）
【特許文献２】
特許第３３３４０７９号公報（第４頁、第６図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図７に示す前記従来の同軸ケーブルに直結したループアンテナの構成では、ループアンテナの平衡出力を直接外部導体が接地導体となる伝送ケーブルに接続すると、アンテナエレメントと前記接地導体間の電磁界作用のため、ループアンテナとして理想的特性として動作せず、アンテナの受信指向性と出力インピーダンスが不安定になっていた。
【００１０】
一方、ループアンテナの出力インピーダンスは、非特許文献１に解説されているように、概ね１００〜２００Ωであり、一般的に使用される同軸ケーブルインピーダンス７５Ωと大きくずれており、特許文献２に見られる図８に示す従来事例の平衡不平衡変換器を用いたループアンテナの場合、不整合特性による放射効率の悪いアンテナ特性を示していた。また、テレビ受信用室内アンテナでは図８（ｃ）に示す４：１のインピーダンス変換器を兼ねた平衡不平衡変換器を用いることもあるが、この場合は、出力インピーダンスが小さくなりすぎ、同様に不整合特性によるアンテナ効率の悪いものであった。
【００１１】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、ループアンテナを単純な構造で広帯域の周波数に渡りケーブルインピーダンスに整合せしめ、放射効率の良いループアンテナを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明のループアンテナは、ループアンテナエレメントの出力部にループアンテナエレメントのアンテナ放射インピーダンスＺａと接続ケーブルインピーダンスとの中間インピーダンスを示す間隔に固定された平行線を接続し、前記平行線の長さを受信する周波数の概ね１／４波長にて、アンテナ出力インピーダンスを伝送ケーブルのインピーダンスに整合せしめることで、ループアンテナを実現している。
【００１３】
本構成によって、１／４波長の平衡線路はインピーダンス変換器と平衡不平衡変換器の作用をしており、接続ケーブルのインピーダンスである７５オームに整合させるとともにアンテナ部とケーブル外部導体の電磁界結合を打ち消すことができ、理想的なアンテナ放射指向性と放射効率の良いループアンテナが実現できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるダイポールアンテナの構成図である。図１において、図７および図８と同じ構成要素については、同じ符号を用い説明を省略する。
【００１６】
図１において、ループアンテナ２０は、外周長が使用する周波数の波長λに近いループアンテナエレメント１１と長さＬが波長λの１／４なる平行線路２１とが前記ループアンテナエレメント１１の出力部２２でつながっており、さらに、前記平行線路２１を所要の間隔に保持する支持具２３が前記ループアンテナエレメント出力部２２に少なくとも一箇所接して配置し、平行線路２１のインピーダンスを一定値ＺＬに保った構造からなっている。
【００１７】
アンテナとしての電磁界放射は、図９のループアンテナエレメント１１の全長が１波長に近いループでは、非特許文献１に示されているように、ループ軸方向Ｚに最大放射指向性をもつアンテナとなる。また、ループアンテナエレメントの出力部でのアンテナインピーダンスＺａは全長が１波長に近いループでは約１００オームで共振しその出力は平衡出力となる。
【００１８】
実測例として、ＵＨＦテレビ帯域（４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚ）のループアンテナエレメントの出力インピーダンス特性Ｚａを図２の７５Ω基準のスミスチャートに示す。共振周波数より離れた４７０ＭＨｚ及び７７０ＭＨｚの両端の周波数では、ＶＳＷＲ２の円より大きく離れている。通常使う７５Ωインピーダンスの伝送ケーブルに接続すると、インピーダンスが大きく異なるのでアンテナ効率が低下する。
【００１９】
アンテナエレメントの出力インピーダンスＺａを伝送ケーブルのインピーダンス７５オームに整合するには、１／４λ長の平行線路２１を接続し平行線路インピーダンスＺＬをＺＬ^２＝７５×Ｚａの関係が成り立つ７５オームとＺａの中間値になるよう平行線路の間隔をｄに設定する。ここで、平行線路インピーダンスＺＬは線路間隔ｄとは平行線路２２の導体径ａとすると、
【００２０】
【数１】

【００２１】
で理論値として求まる。
【００２２】
実施の形態１による構成のループアンテナをテレビＵＨＦ帯で実現し、出力インピーダンスの実測例を図２に特性値Ｚｒとして示す。平衡線路インピーダンスＺＬはテレビの帯域周波数の両端を考慮し１３０オームを選んでいる。
【００２３】
一方、伝送ケーブル２４は不平衡入力であるので図７の如くアンテナ放射電磁界とケーブル外皮の接地導体間で電磁界作用し、ループアンテナより不要放射が起こり理想的アンテナとして働かず、受信指向性と出力インピーダンスが不安定になる。
【００２４】
しかし、平行線路２１によるインピーダンス変換を１／４波長の長さで実現することにより、アンテナの平衡出力は不平衡ケーブルに接続してもループアンテナエレメントの平衡度に影響を与えない。
【００２５】
この原理を図３で説明すると、分布定数回路の性質より、図３（ａ）の一本の線路の片側が短絡された地点より１／４波長離れた端子は開放端となる。また同様に、平行２線を両端子接続した図３（ｂ）の場合にも、短絡された地点より１／４波長離れた開放端には、不平衡モードの起電力Ｅ’による電流は流れない。また、片方を短絡した図３（ｃ）でも他方から見たインピーダンスは無限大とみなせる。さらに、図３（ｄ）では信号位相が反転するが、アンテナインピーダンスＺｒに平行線路側インピーダンスに整合しておれば、信号源Ｅｒからの電力は全て負荷Ｒへと伝達される。
【００２６】
すなわち、本発明の実施の形態１では、平行線路を１／４波長にしていることにより平衡不平衡変換機能をインピーダンス整合と同時に実現して、伝送ケーブル２４に接続できるアンテナ端子を持つループアンテナを構成している。
【００２７】
なお、ループアンテナエレメント出力部２２接して配置される支持具２３は、平行線路のインピーダンスを一定値の保持する作用ばかりでなく、特に、ループ形状と平行線路を導体線で一体構造にした場合にループ形状も含め強固に固定する重要な役割も持つ。
【００２８】
また、ループアンテナエレメント１１の線径Ｗと平行線路線径ａと同一にすることは、量産観点での加工の同時処理等で利点がある。
【００２９】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２におけるループアンテナの構成図である。図４において、図１および図７と同じ構成要素については、同じ符号を用い説明を省略する。
【００３０】
図４において、アンテナエレメント１１は使用波長の１／４の長さよりなる平行線路２１とアンテナエレメント１１の面と角度θを持たせ接続されている。平行線路２１の出力端は伝送ケーブル２４の端子部に接続されケーブル保持部２６とカバー２５で覆われる構造になっている。アンテナ構造保持部２７は、アンテナ基台２８と勘合することにより、前記全周長が波長の長さとなるループアンテナエレメント１１の形状の固定と平行線路２１の線路間隔を一定寸法に保持せしめている。また、導電体よるなるアンテナの反射エレメント２９はアンテナ利得を改善する必要に応じケ−ブル接続保持部に近接して固定される。さらに伝送ケーブル２４の一方の端には接続コネクタ３０を設けることで、テレビセットに接続するテレビ受信用の室内アンテナとしてのループアンテナを構成している。
【００３１】
かかる構成によれば、平行線路２１をループアンテナエレメント面より折り返すことでループアンテナの全長が短くなり、さらに、アンテナ利得を大きくするための反射エレメント２９をケーブル保持部に容易に取り付けることができる。
【００３２】
ループアンテナから波長の１／４近く離れた位置に反射板を取り付けることでアンテナ利得が大きくなることは良く知られているが、反射板の取り付構造を含めた構造寸法が大きくなる欠点を持っていた。
【００３３】
本実施の形態２では、反射板の代わりに反射エレメント２１として導電棒を用いているが、ループアンテナエレメント面より使用周波数の波長の１／４近く離れた位置に、折り返した平行線路２１と接続する位置に伝送ケーブル保持部で容易に反射エレメント２１も保持できる。
【００３４】
なお、反射エレメント２１は使用下限周波数の波長の１／２よりやや長めに選ぶことで使用周波数全帯域で反射器として働き、最小寸法でアンテナの放射特性利得の前後比を８ｄＢ程度に広帯域に実現できる。また、反射エレメントの保持構造の強度を配慮し、反射エレメントを上下に複数本配置すればアンテナ利得と放射特性前後比はさらに向上する。
【００３５】
さらに、反射エレメント２９を、例えばパイプ構造による伸縮機能を持たせれば、受信電波の状況に応じ最適受信を調整することもできる。
【００３６】
すなわち、小型で可搬性の要求される高利得のテレビ室内アンテナに要望される構造を提供している。
【００３７】
なお、アンテナ構造保持部２７は実施の形態１の支持具２３と同様のアンテナ性能を確保維持する重要な機能役割を持っている。
【００３８】
（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３におけるループアンテナの構成図である。図において、図１および図７と同じ構成要素については、同じ符号を用い説明を省略する。
【００３９】
図５において、ループアンテナエレメント１１ａとループアンテナエレメント１１ｂを直交して配置し、それぞれの出力端子に使用周波数長の１／４の長さの整合させるに必要インピーダンス特性を持つ平行ラインケーブル３１ａ、３１ｂを接続し、さらに同軸ケーブル３２ａと長さの異なる同軸ケーブル３２ｂにより、９０度位相差を持たせて信号合成させて混合器として動作する分配器３３の出力端子１６にて信号を取り出す構造を持つループアンテナである。
【００４０】
平行ラインケーブル３１ａ、３１ｂは、実施の形態１の平行線路２１と同一の電気的機能のがあるが、本実施の形態３ではループアンテナエレメント出力部の接続構造に自由度を持たせる為に機械的柔軟性を備えている。
【００４１】
かかる構成によれば、２つのアンテナのループ軸方向の水平面に無指向性のアンテナが実現できる。
【００４２】
図６は、従来クロスダイポールアンテナとして知られる水平面に無指向性の放射特性を持つアンテナで、ケーブル長の異なる伝送ケーブル３７と伝送ケーブル３８により９０度の位相差で給電される２つの直交したダイポールアンテナエレメント３４ａと３４ｂと平衡不平衡変換器３６よりなるダイポールアンテナとダイポールアンテナエレメント３５ａと３５ｂと平衡不平衡変換器３６よりなるダイポールアンテナからなる。前記クロスダイポールアンテナの放射指向性は、直交した８の字放射電磁界の合成として指向性が求められる。本発明の実施の形態３では、図６に示されたダイポールアンテナ部がループアンテナに置き換わった動作特性を持ち、ループ軸方向の水平面にクロスダイポールと同じ指向性を示す。
【００４３】
一方、ダイポールアンテナとループアンテナと指向性と利得を比較した場合、ループアンテナは、図９のＺ―Ｙ面ではダイポールアンテナと同じ８の字特性であるが、Ｚ−Ｘ面ではＸの上下方向で抑圧された特性となる。ダイポールアンテナの長手方向をＹ軸に置くと、Ｚ−Ｘ面では円形の無指向特性であり、ループアンテナの方がＺ−Ｙ面で利得が高くなる。すなわち、ダイポールアンテナより利得の高いループアンテナを用いた本発明による実施の形態３のループアンテナによる無指向性アンテナは、従来クロスダイポールより利得の高い無指向性のアンテナが実現できる。
【００４４】
なお、ループ頂点部に設けられた絶縁体４０は２つのループアンテナエレメントの電気的分離とループ形状の機構的形状固定の働きを持つ。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように本発明は、複雑な整合回路なしに、アンテナの受信指向性が安定で、同軸ケーブルインピーダンスに整合した放射効率の良い広帯域周波数特性のアンテナが構成部材の少ない簡単な構成で実現することができるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１におけるループアンテナの構成図
【図２】本発明の実施の形態１の特性例図
【図３】１／４波長の長さの平行線路の特性説明図
【図４】本発明の実施の形態２におけるループアンテナの構成図
【図５】本発明の実施の形態３におけるループアンテナの構成図
【図６】クロスダイポールアンテナの構成図
【図７】従来のループアンテナの構成図
【図８】従来のループアンテナの構成図
【図９】ループアンテナエレメント動作原理の説明図
【符号の説明】
１１ループアンテナエレメント
１２給電コネクタ
１３同軸中心導体
１４伝送ケーブル
１５平衡不平衡変換
１６出力端子
１７シュベルトップ
１８平衡入力
１９不平衡出力端子
２０ループアンテナ
２１平行線路
２２ループアンテナエレメント出力部
２３支持具
２４伝送ケーブル
２５カバー
２６ケーブル保持部
２７アンテナ構造保持部
２８アンテナ基台
２９反射エレメント
３０接続コネクタ
３１ａ、３１ｂ平行ラインケーブル
３２ａ、３２ｂ伝送ケーブル
３３分配器
３４ａ、３４ｂダイポールアンテナエレメント
３５ａ、３５ｂダイポールアンテナエレメント
３６平衡不平衡変換器
３７伝送ケーブル
３８伝送ケーブル
３９分配器
４０絶縁体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a loop antenna that is used to receive a UHF band television wave and realizes a wide-band indoor antenna with high gain.
[0002]
[Prior art]
The shape and dimensions of the loop antenna element and the performance characteristics at the used frequency are well known as basic antenna elements (see, for example, Non-Patent Document 1).
[0003]
Although the output characteristic of the loop antenna element is a balanced output, a coaxial cable is directly connected to a loop antenna of a conventional example that is used at a narrow band frequency like an automobile phone (for example, see Patent Document 1). FIG. 7 shows a loop antenna described in Patent Document 1.
[0004]
In FIG. 7, the loop antenna element 11 is provided with a power supply connector 12 at its output end, and is directly connected to the outer conductor end of the transmission cable 14 and the coaxial central conductor 13.
[0005]
The indoor antenna realized for TV radio wave reception is cable-connected via a balanced / unbalanced converter because the output characteristic of the loop antenna element is balanced output. In addition, in the case of a loop antenna that is directly connected to a device, it is necessary to connect via a balanced / unbalanced converter (see, for example, Patent Document 2).
[0006]
FIG. 8 shows a loop antenna described in Patent Document 2.
[0007]
8A shows an example of a loop antenna in which the balanced output of the loop antenna element 11 is an unbalanced output via the balanced / unbalanced converter 15. FIG. 8B shows an implementation example of the balanced / unbalanced converter 15, which includes a shovel top 17 that blocks unnecessary current in the coaxial outer sheath at the coaxial end of the transmission cable 14 and is connected to an antenna balanced output. Further, FIG. 8C has the function of the balanced / unbalanced converter 15 also serving as an impedance converter, and the signal connected to the balanced input 18 is taken out from the unbalanced output terminal 19 and the output impedance is connected. This is an example of realizing a type that is reduced to ¼ of the impedance.
[0008]
[Non-Patent Document 1]
Antenna Engineering Handbook, Editor, IEICE, Ohmsha, 1980, PP. 59-61, Figures 2 and 8
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 3181327 (page 3, FIG. 2)
[Patent Document 2]
Japanese Patent No. 3334079 (page 4, FIG. 6)
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the configuration of the loop antenna directly connected to the conventional coaxial cable shown in FIG. 7, when the balanced output of the loop antenna is directly connected to the transmission cable whose outer conductor is the ground conductor, the electromagnetic field between the antenna element and the ground conductor Due to the action, it did not operate as an ideal characteristic as a loop antenna, and the reception directivity and output impedance of the antenna were unstable.
[0010]
On the other hand, as described in Non-Patent Document 1, the output impedance of the loop antenna is approximately 100 to 200Ω, which is greatly different from the commonly used coaxial cable impedance of 75Ω, and is found in Patent Document 2. In the case of the loop antenna using the balanced / unbalanced converter of the conventional example shown in FIG. 8, the antenna characteristics with poor radiation efficiency due to mismatch characteristics were shown. In addition, the TV reception indoor antenna may use a balanced / unbalanced converter that also serves as a 4: 1 impedance converter shown in FIG. 8C, but in this case, the output impedance becomes too small, The antenna efficiency is poor due to mismatch characteristics.
[0011]
An object of the present invention is to solve the above-described conventional problems, and to provide a loop antenna having a high radiation efficiency by matching a loop antenna with a cable impedance over a wide band frequency with a simple structure.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned conventional problems, the loop antenna of the present invention has parallel lines fixed at intervals indicating an intermediate impedance between the antenna radiation impedance Za of the loop antenna element and the connection cable impedance at the output portion of the loop antenna element. A loop antenna is realized by connecting and matching the antenna output impedance to the impedance of the transmission cable at approximately ¼ wavelength of the frequency at which the length of the parallel line is received.
[0013]
With this configuration, the 1/4 wavelength balanced line acts as an impedance converter and a balanced / unbalanced converter, and is matched to 75 ohms, which is the impedance of the connection cable, and the electromagnetic coupling between the antenna unit and the cable external conductor. And a loop antenna with ideal antenna radiation directivity and radiation efficiency can be realized.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0015]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a configuration diagram of a dipole antenna according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, the same components as those in FIGS. 7 and 8 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0016]
In FIG. 1, the loop antenna 20 includes an output portion 22 of the loop antenna element 11 including a loop antenna element 11 whose outer peripheral length is close to the wavelength λ of the frequency used and a parallel line 21 whose length L is ¼ of the wavelength λ. Furthermore, a support 23 for holding the parallel line 21 at a predetermined interval is disposed in contact with the loop antenna element output unit 22 at least one place, and the impedance of the parallel line 21 is maintained at a constant value ZL. It consists of a structure.
[0017]
As shown in Non-Patent Document 1, an electromagnetic field radiation as an antenna is an antenna having a maximum radiation directivity in the loop axis direction Z in a loop having a total length of the loop antenna element 11 of FIG. Become. Further, the antenna impedance Za at the output portion of the loop antenna element resonates at about 100 ohms in a loop having a total length close to one wavelength, and the output becomes a balanced output.
[0018]
As an actual measurement example, an output impedance characteristic Za of a loop antenna element in the UHF television band (470 MHz to 770 MHz) is shown in a Smith chart based on 75Ω in FIG. The frequencies at both ends of 470 MHz and 770 MHz far from the resonance frequency are far away from the circle of VSWR2. When connected to a 75 Ω impedance transmission cable that is normally used, the antenna efficiency decreases because the impedance differs greatly.
[0019]
In order to match the output impedance Za of the antenna element to the impedance of 75 ohms of the transmission cable, the parallel line 21 of ¼λ length is connected, and the parallel line impedance ZL of 75 ohms and Za satisfying the relationship of ZL ² = 75 × Za is established. The interval between the parallel lines is set to d so as to be an intermediate value. Here, when the parallel line impedance ZL is the conductor distance a of the parallel line 22 with the line interval d,
[0020]
[Expression 1]

[0021]
Is obtained as a theoretical value.
[0022]
A loop antenna having the configuration according to the first embodiment is realized in the television UHF band, and an actual measurement example of output impedance is shown as a characteristic value Zr in FIG. The balanced line impedance ZL is selected to be 130 ohms considering both ends of the TV band frequency.
[0023]
On the other hand, since the transmission cable 24 is an unbalanced input, it acts as an electromagnetic field between the antenna radiated electromagnetic field and the ground conductor of the cable sheath as shown in FIG. And output impedance becomes unstable.
[0024]
However, by realizing the impedance conversion by the parallel line 21 with a length of ¼ wavelength, even if the balanced output of the antenna is connected to the unbalanced cable, the balance of the loop antenna element is not affected.
[0025]
This principle will be described with reference to FIG. 3. Due to the nature of the distributed constant circuit, a terminal that is 1/4 wavelength away from the point where one side of one line in FIG. 3A is short-circuited becomes an open end. Similarly, in the case of FIG. 3B in which two parallel wires are connected to both terminals, current due to the electromotive force E ′ in the unbalanced mode flows to the open end that is a quarter wavelength away from the short-circuited point. Absent. Further, in FIG. 3C in which one side is short-circuited, the impedance viewed from the other side can be regarded as infinite. Further, in FIG. 3D, the signal phase is inverted, but if the antenna impedance Zr is matched with the parallel line side impedance, all the electric power from the signal source Er is transmitted to the load R.
[0026]
That is, in the first embodiment of the present invention, a loop antenna having an antenna terminal that can be connected to the transmission cable 24 by realizing a balanced / unbalanced conversion function simultaneously with impedance matching by setting the parallel line to ¼ wavelength. It is composed.
[0027]
Note that the support 23 arranged in contact with the loop antenna element output unit 22 not only acts to maintain a constant impedance of the parallel line, but particularly when the loop shape and the parallel line are integrated with a conductor line. It also has an important role to fix firmly including the loop shape.
[0028]
Further, making the wire diameter W of the loop antenna element 11 equal to the wire diameter a of the parallel line has an advantage in simultaneous processing of processing from the viewpoint of mass production.
[0029]
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a configuration diagram of a loop antenna according to Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 4, the same components as those in FIGS. 1 and 7 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0030]
In FIG. 4, the antenna element 11 is connected with an angle θ between the parallel line 21 having a length of ¼ of the wavelength used and the surface of the antenna element 11. An output end of the parallel line 21 is connected to a terminal portion of the transmission cable 24 and is covered with a cable holding portion 26 and a cover 25. The antenna structure holding unit 27 is fixed to the antenna base 28 to hold the shape of the loop antenna element 11 whose total circumference is the length of the wavelength and hold the line spacing of the parallel lines 21 at a constant dimension. . Also, the antenna reflection element 29 made of a conductor is fixed close to the cable connection holding portion as necessary to improve the antenna gain. Further, by providing a connection connector 30 at one end of the transmission cable 24, a loop antenna as an indoor antenna for television reception connected to the television set is configured.
[0031]
According to such a configuration, the entire length of the loop antenna is shortened by folding the parallel line 21 from the loop antenna element surface, and the reflection element 29 for increasing the antenna gain can be easily attached to the cable holding portion.
[0032]
Although it is well known that the antenna gain increases by attaching a reflector at a position that is a quarter of the wavelength away from the loop antenna, it has the disadvantage that the structural dimensions including the reflector mounting structure are large. It was.
[0033]
In the second embodiment, a conductive rod is used as the reflecting element 21 instead of the reflecting plate. However, the folded parallel line 21 is connected to a position that is separated from the loop antenna element surface by a quarter of the wavelength of the operating frequency. The reflective element 21 can be easily held by the transmission cable holding portion at the position where the transmission cable is held.
[0034]
The reflection element 21 is selected to be slightly longer than 1/2 of the wavelength of the lower limit frequency of use, so that it acts as a reflector in the entire frequency band of use and realizes the antenna radiation characteristic gain front-to-back ratio in a wide band of about 8 dB with minimum dimensions. it can. In consideration of the strength of the holding structure of the reflecting element, if a plurality of reflecting elements are arranged vertically, the antenna gain and the ratio before and after the radiation characteristics can be further improved.
[0035]
Furthermore, if the reflecting element 29 has an expansion / contraction function by a pipe structure, for example, the optimum reception can be adjusted according to the state of the received radio wave.
[0036]
That is, a structure required for a small-sized and high-gain television indoor antenna that is required to be portable is provided.
[0037]
The antenna structure holding unit 27 has an important function role for ensuring and maintaining the same antenna performance as the support member 23 of the first embodiment.
[0038]
(Embodiment 3)
FIG. 5 is a configuration diagram of a loop antenna according to Embodiment 3 of the present invention. In the figure, the same components as those in FIG. 1 and FIG.
[0039]
In FIG. 5, loop antenna elements 11a and 11b are arranged orthogonally, and parallel line cables 31a, 31b having impedance characteristics necessary for matching the output frequency length to 1/4 of the length of the used frequency. And a signal is extracted at the output terminal 16 of the distributor 33 operating as a mixer by synthesizing signals with a phase difference of 90 degrees using a coaxial cable 32b having a different length from the coaxial cable 32a. It is a loop antenna.
[0040]
The parallel line cables 31a and 31b have the same electrical function as that of the parallel line 21 of the first embodiment. However, in the third embodiment, the mechanical structure is provided in order to provide flexibility in the connection structure of the loop antenna element output section. Flexibility.
[0041]
According to this configuration, an omnidirectional antenna can be realized on the horizontal plane in the loop axis direction of the two antennas.
[0042]
FIG. 6 shows an antenna having a non-directional radiation characteristic on a horizontal plane, which is conventionally known as a cross dipole antenna, and two orthogonal dipoles fed by a transmission cable 37 and a transmission cable 38 having different cable lengths with a phase difference of 90 degrees. The

antenna elements

34a and 34b and a dipole antenna comprising a balanced / unbalanced converter 36, the dipole antenna elements 35a and 35b, and a dipole antenna comprising a balanced / unbalanced converter 36 are included. Radiation directivity of the cross dipole antenna is required to be a combination of orthogonal 8-shaped radiated electromagnetic fields. In Embodiment 3 of the present invention, the dipole antenna portion shown in FIG. 6 has an operation characteristic in which it is replaced with a loop antenna, and exhibits the same directivity as a cross dipole on the horizontal plane in the loop axis direction.
[0043]
On the other hand, when the directivity and gain are compared between the dipole antenna and the loop antenna, the loop antenna has the same figure-eight characteristic as the dipole antenna in the ZY plane of FIG. 9, but the vertical direction of X in the ZX plane. It becomes the characteristic suppressed by. When the longitudinal direction of the dipole antenna is placed on the Y axis, the ZX plane has a circular omnidirectional characteristic, and the loop antenna has a higher gain on the ZY plane. That is, the omnidirectional antenna using the loop antenna according to the third embodiment of the present invention using a loop antenna having a higher gain than a dipole antenna can realize an omnidirectional antenna having a higher gain than that of a conventional cross dipole.
[0044]
The insulator 40 provided at the top of the loop functions to electrically separate the two loop antenna elements and to fix the mechanical shape of the loop shape.
[0045]
【The invention's effect】
As described above, the present invention realizes an antenna having a wideband frequency characteristic with a stable radiation directivity and a good radiation efficiency matched to the coaxial cable impedance, with a simple configuration with few components, without a complicated matching circuit. An excellent effect that it can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a loop antenna according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a characteristic example diagram of a first embodiment of the present invention. 4 is a configuration diagram of a loop antenna according to a second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a configuration diagram of a loop antenna according to a third embodiment of the present invention. FIG. 6 is a configuration diagram of a cross dipole antenna. Configuration diagram of loop antenna [Fig. 8] Configuration diagram of conventional loop antenna [Fig. 9] Illustration of operation principle of loop antenna element [Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Loop antenna element 12 Feed connector 13 Coaxial center conductor 14 Transmission cable 15 Balance / unbalance conversion 16 Output terminal 17 Schwertop 18 Balance input 19 Unbalanced output terminal 20 Loop antenna 21 Parallel line 22 Loop antenna element output part 23 Support 24 Transmission cable 25 Cover 26 Cable holding part 27 Antenna structure holding part 28 Antenna base 29 Reflective element 30 Connector 31a, 31b Parallel line cable 32a, 32b Transmission cable 33

Divider

34a, 34b Dipole antenna element 35a, 35b Dipole antenna element 36 Balance-unbalance converter 37 Transmission cable 38 Transmission cable 39 Divider 40 Insulator

Claims

A loop antenna element that radiates radio waves, a parallel line having a length of approximately ¼ wavelength of the reception frequency, and a support that fixes the interval between the parallel lines to an intermediate impedance between the transmission cable impedance and the radiation impedance of the loop antenna element. A loop antenna comprising an antenna output terminal, wherein the support tool is in contact with a loop antenna element output section.

The loop antenna according to claim 1, wherein the loop antenna element is connected to a parallel line at an angle with respect to the surface of the loop antenna element.

The loop antenna according to claim 2, wherein a reflection element made of a conductor having a length of ½ wavelength or more and a transmission cable connection end are arranged on the cable holding portion.

The loop antenna according to claim 1, wherein two loop antenna elements are arranged orthogonally and two distribution signals are fed to each loop antenna element with a phase difference of 90 degrees.