JP2005039608A

JP2005039608A - アンテナおよび受信装置

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Publication number: JP2005039608A
Application number: JP2003275447A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiro Sato; 信博佐藤; Yuichi Kato; 雄一加藤
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 2003-07-16
Filing date: 2003-07-16
Publication date: 2005-02-10
Also published as: WO2005008830A2; WO2005008830A3; EP1646107A4; EP1646107A2; US20060220971A1

Abstract

【課題】ＦＭ帯域における受信感度が良好で小型化できるアンテナと、このアンテナを備えて装置の小型化が図れる受信装置を提供する。
【解決手段】アンテナ１００は、フェライトからなるコア１０１と、コア１０１の外周をほぼ１周して巻く形で設けられるアンテナ銅板１０２によって構成される。コア１０１の長さＬ１＝アンテナ銅板１０２の長さＬ２であり、コア１０１の幅Ｗ１＝アンテナ銅板１０２の幅Ｗ２である。また、コア１０１の高さＨ１とアンテナ銅板１０２の高さＨ２は、必要な受信特性に応じて一致あるいは一方が他方に対して大きく（または小さく）設定する。
【選択図】図１

Description

この発明は、電波を受信するアンテナとこのアンテナを備えた受信装置にかかり、特に、ＦＭ帯域における受信感度が良好で小型化できるアンテナと、このアンテナを備えて小型化できる受信装置に関する。

従来１００ＭＨｚ程度（例えば７６〜１０８ＭＨｚ）のＦＭ帯域におけるアンテナとしては、受信装置のアンテナ端子に接続される外部アンテナや、伸縮自在なロッドアンテナがある。このようなアンテナを小型化する技術としては、フェライト棒に金属板を巻き付けたフェライトアンテナがある（例えば、下記特許文献１参照。）。

また、簡易構造のアンテナとしては、信号コードに沿ってコード状のアンテナを配設したものがある（例えば、下記特許文献２参照。）。コード状のアンテナは、携帯型のラジオやヘッドホンプレーヤーなどのヘッドホンコードに沿って配設されたものもある。

実開昭６２−３２６１３号公報特開平１１−２８４４２２号公報

しかしながら、従来の小型化したＦＭ帯域のアンテナは、簡易構造であるため、比較的低周波なＦＭ帯域において実用的に十分な感度を得ることができなかった。近年では受信装置自体が小型化されてきており、このように小型化された受信装置は、実用に耐える感度を有し十分に小型なアンテナが必要とされる。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、感度が良好で小型化を図ることができるアンテナおよび受信装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１の発明にかかるアンテナは、磁性体部材と、前記磁性体部材の外周面をほぼ１周巻いて設けられるアンテナ銅板と、を備えることを特徴とする。

この請求項１の発明によれば、アンテナ銅板の内部に磁性体部材を設けることにより、全体の大きさを変えることなく、アンテナ銅板単体時よりも感度の向上を図ることができる。

また、請求項２の発明にかかるアンテナは、ＦＭ帯域の周波数を受信するアンテナにおいて、所定の長さ、幅および高さを有する略直方体形状の磁性体部材と、前記磁性体部材の長さ方向および幅方向に連続する外周面をほぼ１周巻いて設けられ、前記磁性体部材の高さに対して所定の比の高さを有してなるアンテナ銅板と、を備えることを特徴とする。

この請求項２の発明によれば、アンテナ銅板の内部に磁性体部材を設け、アンテナ銅板の高さに対して磁性体部材の高さを所定の比を有して設定することにより、大型化することなくＦＭ帯域の周波数を感度良く受信することができる。

また、請求項３の発明にかかるアンテナは、請求項２に記載の発明において、前記アンテナ銅板の高さは、前記磁性体部材の高さに一致することを特徴とする。

この請求項３の発明によれば、アンテナ銅板の内部に磁性体部材を収納することができ、大型化することなくＦＭ帯域の周波数を感度良く受信することができる。

また、請求項４の発明にかかるアンテナは、請求項２に記載の発明において、前記アンテナ銅板の高さは、前記磁性体部材の高さより薄いことを特徴とする。

この請求項４の発明によれば、アンテナ銅板の高さに対して磁性体部材の高さが大きくアンテナ銅板からやや磁性体部材が突出するだけで、小型化しつつＦＭ帯域の周波数をより感度良く受信できるようになる。

また、請求項５の発明にかかるアンテナは、請求項２に記載の発明において、前記アンテナ銅板の高さは、前記磁性体部材の高さより厚いことを特徴とする。

この請求項５の発明によれば、アンテナ銅板の内部に磁性体部材を収納することができ、大型化することなくＦＭ帯域の周波数を感度良く受信することができる。また、磁性体部材の高さが薄くなるため、全体重量の軽量化を図ることができる。

また、請求項６の発明にかかるアンテナは、請求項２に記載の発明において、前記アンテナ銅板の高さに対して、前記磁性体部材が有する高さの前記比は、１〜２であることを特徴とする。

この請求項６の発明によれば、アンテナ銅板の高さと磁性体部材の高さの比を、ＦＭ帯域の周波数を感度良く受信できるよう設定することができる。

また、請求項７の発明にかかるアンテナは、請求項６に記載の発明において、前記アンテナ銅板の高さに対して、前記磁性体部材が有する高さの前記比は、１．２〜１．３であることを特徴とする。

この請求項７の発明によれば、アンテナ銅板の高さと磁性体部材の高さの比を、ＦＭ帯域の周波数を最も感度良く受信できるよう設定することができる。

また、請求項８の発明にかかるアンテナは、請求項１〜７のいずれか一つに記載の発明において、前記磁性体は、ＦＭ帯域の周波数における透磁率μ１が２０以下であり、透磁率μ２が０．０３以下となる材質からなることを特徴とする。

この請求項８の発明によれば、ＦＭ帯域の周波数を最も感度良く受信できる。

また、請求項９の発明にかかるアンテナは、請求項１〜８のいずれか一つに記載の発明において、前記磁性体は、酸化鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）および酸化ニッケル（ＮｉＯ）を主成分としてなることを特徴とする。

この請求項９の発明によれば、ＦＭ帯域の周波数を最も感度良く受信できる。

また、請求項１０の発明にかかる受信装置は、磁性体部材と、前記磁性体部材の外周面をほぼ１周巻いて設けられるアンテナ銅板と、前記アンテナのアンテナ端子に接続される受信手段と、を備えることを特徴とする。

この請求項１０の発明によれば、アンテナ銅板の内部に磁性体部材を設けた小型のアンテナにより、装置全体の大きさを小型化しつつ感度の向上を図ることができる。

また、請求項１１の発明にかかる受信装置は、ＦＭ帯域の周波数を受信するアンテナにおいて、所定の長さ、幅および高さを有する略直方体形状の磁性体部材と、前記磁性体部材の長さ方向および幅方向に連続する外周面をほぼ１周巻いて設けられ、前記磁性体部材の高さに対して所定の比の高さを有してなるアンテナ銅板と、前記アンテナのアンテナ端子に接続される受信手段と、を備えることを特徴とする。

この請求項１１の発明によれば、アンテナ銅板の高さに対して磁性体部材の高さを所定の比を有して設定した小型のアンテナにより、装置全体の大きさを小型化しつつＦＭ帯域の周波数を感度良く受信することができる。

また、請求項１２の発明にかかる受信装置は、請求項１１に記載の発明において、前記アンテナ銅板の高さは、前記磁性体部材の高さに一致することを特徴とする。

この請求項１２の発明によれば、アンテナ銅板の内部に磁性体部材を収納した小型のアンテナにより、装置全体の大きさを小型化しつつＦＭ帯域の周波数を感度良く受信することができる。

また、請求項１３の発明にかかる受信装置は、請求項１１に記載の発明において、前記アンテナ銅板の高さは、前記磁性体部材の高さより薄いことを特徴とする。

この請求項１３の発明によれば、アンテナ銅板の高さに対して磁性体部材の高さが大きくアンテナ銅板からやや磁性体部材が突出するだけで、装置全体の大きさをできるだけ小型化しつつＦＭ帯域の周波数をより感度良く受信できるようになる。

また、請求項１４の発明にかかる受信装置は、請求項１１〜１３のいずれか一つに記載の発明において、前記アンテナは、前記受信手段の回路基板に直接接続されてなり、前記アンテナを通過する磁束が前記回路基板を通過しないよう配置してなることを特徴とする。

この請求項１４の発明によれば、アンテナを通過する磁束が受信手段の回路基板を通過しないため、アンテナを回路基板に直接接続しても受信感度が低下せず、良好な受信感度を得ることができる。

また、請求項１５の発明にかかる受信装置は、請求項１１〜１４のいずれか一つに記載の発明において、前記受信手段は、ＦＭ文字多重放送の受信電波を受信および復調出力する復調手段と、前記復調手段が出力する文字情報を表示する表示手段と、を備えることを特徴とする。

この請求項１５の発明によれば、ＦＭ文字多重放送による文字情報を得ることができるようになる。

また、請求項１６の発明にかかる受信装置は、請求項１１〜１５のいずれか一つに記載の発明において、前記アンテナ、前記受信手段および前記表示手段を備えた装着型の腕時計からなることを特徴とする。

この請求項１６の発明によれば、装着型の小型な腕時計で感度良く電波を受信できるようになる。

本発明にかかるアンテナによれば、ＦＭ帯域の受信電波を良好な受信感度を有しつつアンテナを小型化することができる。また、この発明の受信装置は、この小型なアンテナにより良好な受信感度を有し、装置の大きさを容易に小型化できるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかるアンテナおよび受信装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。

この発明にかかるアンテナは、ＦＭ帯域の周波数を受信するものである。また、この実施形態において説明する受信装置は、ＦＭ文字多重放送の電波を受信し、この受信した電波を復調して文字情報を表示するものである。このＦＭ文字多重放送は、音声放送と同じチャンネル（ＣＨ）に文字情報データを重ねて伝送する方式である。

図１は、この発明にかかるアンテナを示す斜視図である。アンテナ１００は、磁性体部材、例えばフェライトからなるコア１０１と、このコア１０１の外周をほぼ１周して巻く形で設けられるアンテナ銅板１０２によって構成されている。アンテナ１００の両端はアンテナ端子１０２ａ，１０２ｂであり、受信装置の受信部に接続される。

図２は、この発明のアンテナの分解斜視図である。図２記載の構成は、図１と構成が一部相違しているが、基本構成は同一である。図示のようにコア１０１は、長さＬ１，幅Ｗ１，高さＨ１を有する直方体形状である。

アンテナ銅板１０２は、金属板を折り曲げ形成してなり、長さＬ２，幅Ｗ２，高さＨ２，板厚ｄを有する。図示のように、コア１０１の外周にアンテナ銅板１０２を巻き付けた構成であるため、コア１０１の長さＬ１＝アンテナ銅板１０２の長さＬ２であり、コア１０１の幅Ｗ１＝アンテナ銅板１０２の幅Ｗ２である。後述するが、コア１０１の高さＨ１とアンテナ１０２の高さＨ２は、必要な受信特性に応じて一致あるいは一方が他方に対して大きく（または小さく）形成される。

また、図２に示すように、アンテナ端子１０２ａ，１０２ｂは、アンテナ銅板１０２の端部１０２ｃと平行な切り込み１０２ｄを設け、９０度折り曲げてなる。これにより、アンテナ銅板１０２の底面１０２ｅとアンテナ端子１０２ａ，１０２ｂとの間に所定高さｈ３の隙間が形成される。この隙間部分に後述する受信装置に設けられる受信部の回路基板２００を配置でき、アンテナ端子１０２ａ，１０２ｂと受信部との接続を容易化できる。また、アンテナ端子１０２ａ，１０２ｂと受信部の隙間を無くすよう形成でき、図示の幅Ｗ方向の寸法を小型化することができる。

このように、アンテナ１００を直接、受信部の回路基板２００に接続した状態で、回路基板２００とアンテナ１００が並列状に配置されることになる。このように、回路基板２００とアンテナ１００が近接して配置される構成のとき、アンテナ１００に対して磁束Ｂが通過する方向は、回路基板２００を通過しないように設定する必要がある。このため、図示のように、アンテナ１００の磁束Ｂの通過方向は、回路基板２００の面と同一方向となるように設定する。この設定を行わないとき、例えば、アンテナ１００の磁束Ｂの方向が回路基板２００の面と直交する方向としたときには、磁束Ｂの一方が回路基板２００に向くこととなり、受信感度が低下する。

次に、上記構成のアンテナ１００を備えた受信装置について説明する。図３は、この発明の受信装置の全体構成を示すブロック図である。

受信装置３００は、アンテナ端子１０２ａ，１０２ｂが接続され、ＦＭ帯域の受信信号を受信し、ベースバンド信号を出力するＲＦ受信部３０１と、ベースバンド信号に基づきＦＭ帯域に含まれる音声あるいは、文字情報を復調出力する復調部３０２と、これらＲＦ受信部３０１と復調部３０２を制御する制御部３０３と、制御部３０３の制御処理用のプログラム、および復調した情報を格納するメモリー３０４と、受信装置３００を操作するための操作部３０５と、受信ＣＨや受信状態、受信情報などを表示する表示部３０６とを備えている。

ＲＦ受信部３０１は、図示しないが、ＬＮＡ（ローノイズアンプ）、ミキサ、中間増幅器、フィルター等を備えてベースバンド信号を出力する。復調部３０２は、選択した受信ＣＨの音声および文字情報を出力する。制御部３０３は、受信したＦＭ文字多重放送の受信データに含まれる文字情報をメモリー３０４に一時格納し、表示部３０６に表示する。

アンテナ１００のアンテナ端子１０２ａ，１０２ｂの間には、並列にトリマコンデンサ３０７が接続され、受信装置３００（ＲＦ受信部３０１）と、アンテナ１００を接続したときに、最大のアンテナゲイン（利得）が得られるよう容量を可変することができる。

次に、上記説明したアンテナ１００のコア１０１およびアンテナ銅板１０２の利得調整を最適化するための、これらコア１０１と、アンテナ１０２の寸法設定について説明する。

図４は、アンテナのアンテナ銅板の寸法を一定とし、コアの寸法を可変させたときの感度の変化状態を示す図表である。コア１０１の長さＬ１＝アンテナ銅板１０２の長さＬ２＝２９ｍｍ，コア１０１の幅Ｗ１＝アンテナ銅板１０２の幅Ｗ２＝９ｍｍである。また、アンテナ銅板１０２の厚みｄ＝０．７ｍｍである。

横軸は、コア１０１の高さＨ１とアンテナ銅板１０２の高さＨ２の比（コア１０１の高さＨ１／アンテナ銅板１０２の高さＨ２）であり、縦軸は、コア１０１を設けずアンテナ銅板１０２だけで構成したとき（コア１０１の高さＨ１＝０）のときの感度を基準（０）としたときの感度増加（ｄＢ）である。例えば、横軸の「１」は、コア１０１の高さＨ１とアンテナ銅板１０２の高さＨ２が一致した高さである。

横軸が「１」を超える領域Ａは、アンテナ銅板１０２の高さＨ２よりもコア１０１の高さＨ１が大きい場合であり、例えば、「２」であれば、コア１０１の高さＨ１がアンテナ銅板１０２の高さＨ２に比して２倍の高さである。一方、横軸が「１」よりも小さい領域Ｂは、アンテナ銅板１０２の高さＨ２よりもコア１０１の高さＨ１が小さい場合である。

そして、アンテナ銅板１０２の高さＨ２が２，３，４，６，７ｍｍとし、コア１０１の高さＨ１を０（なし），３，４，５，６，７，９ｍｍとしたときの感度の変化状態を示してある。図示のように、アンテナ銅板１０２の高さＨ２が大きいほど（同時にコア１０１の高さＨ１が大きいほど）、感度増加する。また、アンテナ銅板１０２の高さＨ２が一定のとき、このアンテナ銅板１０２の内部に設けられるコア１０１の高さＨ１が大きいほど、感度増加する傾向となった。

そして、領域Ａにおいて、最も感度増加が大きい範囲は、横軸におけるコア１０１の高さＨ１とアンテナ銅板１０２の高さＨ２の比が「１〜２」の範囲であった。この範囲は、アンテナ銅板１０２の高さＨ２に対してコア１０１の高さＨ１が２倍までの範囲であり、アンテナ１００として小型化を達成するに適した範囲である。

領域Ｂについては、アンテナ銅板１０２の高さＨ２が６，７ｍｍ以上の場合に限り、感度増加の変化が大きいが、このような寸法設定では、アンテナ１００の高さが大きくなるため、小型化に適さない。

次に、図５は、アンテナのコアの寸法を一定とし、アンテナ銅板の寸法を可変させたときの感度の変化状態を示す図表である。コア１０１の長さＬ１＝アンテナ銅板１０２の長さＬ２＝２９ｍｍ，コア１０１の幅Ｗ１＝アンテナ銅板１０２の幅Ｗ２＝９ｍｍである。また、アンテナ銅板１０２の厚みｄ＝０．７ｍｍである。

横軸は、コア１０１の高さＨ１とアンテナ銅板１０２の高さＨ２の比（コア１０１の高さＨ１／アンテナ銅板１０２の高さＨ２）であり、縦軸は、コア１０１を設けずアンテナ銅板１０２だけで構成したとき（コア１０１の高さＨ１＝０）のときの感度を基準（０）としたときの感度増加（ｄＢ）である。例えば、横軸の「１」は、コア１０１の高さＨ１とアンテナ銅板１０２の高さＨ２が一致する。

そして、コア１０１の高さＨ１を０（なし），３，４，５，６，７，９ｍｍとし、アンテナ銅板１０２の高さＨ２が３，４，５，６，７ｍｍとしたときの感度の変化状態を示してある。図示のように、コア１０１の高さＨ１が大きいほど（同時に、アンテナ銅板１０２の高さＨ２が大きいほど）、感度増加する。しかし、コア１０１の高さＨ１が一定のとき、このコア１０１に巻かれているアンテナ銅板１０２の高さＨ２との比を見ると、領域Ａにおいて、最も感度増加が大きい範囲は、横軸におけるコア１０１の高さＨ１とアンテナ銅板１０２の高さＨ２の比が「１〜２」の範囲であった。

この範囲は、アンテナ銅板１０２の高さＨ２に対してコア１０１の高さＨ１が２倍までの範囲であり、アンテナ１００として小型化を達成するに適した範囲である。特に、コア１０１の高さＨ１とアンテナ銅板１０２の高さＨ２の比が１．２あるいは１．３が感度増加のピークとなった。また、領域Ｂについては、いずれも領域Ａのピークより低い値となった。

以上の図４，図５の結果により、小型化に最適な範囲は、領域Ａにおけるコア１０１の高さＨ１とアンテナ銅板１０２の高さＨ２の比が「１〜２」の範囲となった。特に、コア１０１の高さＨ１とアンテナ銅板１０２の高さＨ２の比が１．３の付近が最も感度が良好であった。例えば、コア１０１の高さＨ１＝４ｍｍのとき、アンテナ銅板１０２の高さＨ２＝４×１．３＝５．２ｍｍが最も感度が良好となる。

なお、領域Ｂの設定は、アンテナ銅板１０２の高さＨ２より、コア１０１の高さＨ１の方が小さく、アンテナ銅板１０２の内部にコア１０１を納めることができるため、コア１０１の高さＨ１を薄くして軽量化を図るために、この領域Ｂの設定を用いることも考えられる。

また、アンテナ銅板１０２の板厚ｄについては、上記０．７ｍｍの他に、０．１，０．３，０．５，１．０ｍｍ等があるが、高周波の基本的な性質（表皮効果）ではこの板厚ｄは導電率に大きな影響を及ぼさないとされている。しかしながら、板厚ｄが０．１ｍｍおよび０．３ｍｍの場合に比べて板厚ｄが０．７ｍｍのときには２ｄＢ程度の感度増加を得ることができた。

次に、コア１０１に用いる磁性体の特性について説明する。コア１０１として用いる軟磁性体（フェライト）は、使用するＦＭ帯域において、Ｑ値が高いものが望ましい。図６は、ある磁性体材料の周波数−Ｑ特性を示す図である。図示のように、使用する周波数１００ＭＨｚ付近においてＱ値が高い、例えばＱ値が１００以上である材質のものを用いる必要がある。

また、コア１０１として用いる磁性体については、使用する周波数に適した透磁率が必要となる。一般に、コア１０１に用いる磁性体は、磁束密度Ｂ＝μＨ（μ：透磁率，Ｈ：交番磁界）であり、このとき、μ＝μ１−ｊμ２である（μ１＝μ’，μ２＝μ”である）。透磁率μ１，μ２は、周波数によって値が変化する。

図７は、この発明で扱う周波数帯域に用いて適当なコアの透磁率の周波数特性を示す図である。使用する周波数（１００ＭＨｚ付近）において、透磁率μ１がほぼ平坦であり、かつ透磁率μ２ができるだけ小さい値となる材質が好ましい。したがって、図中点線に示す如く、使用する周波数付近で既に透磁率が高い透磁率μ２Ｘを有する材質は好ましくない。透磁率μ２として示した特性線の如く、使用する周波数（１００ＭＨｚ付近）において透磁率μ２の値が小さい材質を用いることが望ましい。具体的には、使用する周波数（１００ＭＨｚ付近）において、透磁率μ１が１０以下、透磁率μ２が０．０３以下の材質のものを用いることが好ましい。

以上説明したように、この発明において用いる磁性体は、使用するＦＭ帯域の周波数（１００ＭＨｚ）付近においてＱ値が高く、透磁率μ１がほぼ平坦であり、透磁率μ２ができるだけ小さい値となる材質のものを用いることが望ましい。

図８は、この発明のコアに用いることができる材質の一例を示す図表である。図示の材質例は、コア１については、酸化鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）を主成分とし、これに酸化銅（ＣｕＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含む組成のものである。コア２については、酸化鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）を主成分とし、これに酸化マンガン（ＭｎＯ）を含むものである。なお、コア１，コア２は、いずれも棒形状でありそれぞれの長さと幅と高さは、コア１が２７×７×３ｍｍ，コア２は２１×５×３ｍｍの大きさである。

これらコア１，コア２は、いずれも酸化鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）を主成分とし、これに酸化銅（ＣｕＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化マンガン（ＭｎＯ）を組み合わせた組成からなる。このような組成のコア１０１を用いることにより、図６に示したように、使用するＦＭ帯域の周波数（１００ＭＨｚ）付近においてＱ値が高く、また、図７に示したように、透磁率μ１がほぼ平坦であり、透磁率μ２ができるだけ小さい値となり、アンテナ１００のコア１０１として良好な特性を得ることができる。

次に、図１に示したアンテナの感度特性（図４，図５参照）を測定した測定環境について説明する。図９は、この発明のアンテナの感度測定環境を示す図である。アンテナ１００の感度は、３ｍ法で用いられる電波暗室９００内部で行い、９７．３ＭＨｚの周波数で地上高ｈ＝１．５ｍのダイポールアンテナを送信アンテナ９０１として用いた。受信側であるこの発明のアンテナ１００を備えた受信装置（小型受信機）３００も、同様に地上高１．５ｍに設け、送信アンテナ９０１とアンテナ１００の距離ｌ＝３．０ｍである。

エンコーダー９１０および信号発生器９１１は、上記の周波数９７．３ＭＨｚで送信パケットを生成し、送信アンテナ９０１を介して送信する。受信装置３００は、バッテリーにより駆動されるものであり、図３に示した各構成部を有している。感度特性の測定のために、図３に示した復調部３０２は受信パケットに対するパケットエラーの個数を出力し、制御部３０３はこのパケットエラーの個数をカウントする構成とした。そして、制御部３０３は、ある一定時間の受信期間における受信パケット数と、パケットエラー個数を表示部３０６に表示するようになっている。

これら受信パケット数と、パケットエラー個数の割合に基づいて図４，図５に示した受信感度を得る。受信パケット数に対してパケットエラーが１０％となる電界強度を受信感度として測定する。なお、この感度測定時には、前述したように、最大のアンテナゲインが得られる状態となるよう、トリマコンデンサ３０７を調整しておく。

以上のように構成されたアンテナ１００は、図４，図５に示した感度特性に基づいてコア１０１と、アンテナ銅板１０２の寸法設定を最適に設定することにより、小型で高感度なアンテナとして用いることができる。ＦＭ周波数の受信電波は、良好に受信するためには所定の受信感度が必要である。ある種の通信サービスの規格では、電界強度が４７（ｄＢμＶ／ｍ）以上が適切である。この電界強度を満たすようにコア１０１およびアンテナ銅板１０２の寸法を設定すれば良い。

具体的には、図５に示した例では、コア１０１の長さＬ１＝アンテナ銅板１０２の長さＬ２＝２９ｍｍ，コア１０１の幅Ｗ１＝アンテナ銅板１０２の幅Ｗ２＝９ｍｍ，アンテナ銅板１０２の厚みｄ＝０．７ｍｍとしたとき、コア１０１の高さＨ１＝５ｍｍとし、アンテナ銅板１０２の高さＨ２＝（Ｈ１／Ｈ２＝１〜１．５）＝約３．３３〜５ｍｍであり、中でもアンテナ銅板１０２の高さＨ２の最適値はＨ１／Ｈ２＝１．２（４．１６ｍｍ）、あるいはＨ１／Ｈ２＝１．３（３．８５ｍｍ）としたとき、ほぼこの通信サービスの規格値を満たすことができる。

次に、このアンテナ１００を用いた受信装置３００の具体的構成例について説明する。この発明のアンテナは、十分に小型化して感度が良好なものであるため、各種機器に組み込むことができる。特に、ノートＰＣやＰＤＡ、小型ラジオ、携帯型ＣＤ／ＤＶＤプレーヤーなどの携帯型機器や、装着用の時計等の小型機器や、車載用のラジオ、ＣＤ／ＤＶＤプレーヤー、ナビゲーション装置等に組み込むことができる。

図１０および図１１は、この発明のアンテナおよび受信装置を備えた装着用の腕時計を示す図である。図１０は正面から見た斜視図、図１１は裏面から見た斜視図である。この腕時計１０００は、表示画面１００１上に時刻、日付等の表示を行う。また、前述したアンテナ１００と、時計機能および受信装置３００の回路構成を備えた回路基板２００が内蔵されている。

アンテナ１００と回路基板２００との間は、図２を用いて説明したように隙間なく接続することができ、全体を小型化できる。なお、図３に示した操作部３０５は、側面に配置された複数のボタン１００３が用いられ、表示部３０６は、表示画面１００１が用いられる。表示画面１００１上には、ＦＭ文字多重放送を受信したときの表示画面として文字が表示された例を図示してある。

図示のように、腕時計１０００の上部には、樹脂製のカバー１００４が設けられ、このカバー１００４内部にアンテナ１００が収容されている。このカバー１００４を通過してアンテナ１００がＦＭ帯域の周波数の電波を受信する。また、図１１に示すように、腕時計１０００の裏面側は、全面に渡って金属製のベースプレート１００５となっている。アンテナ１００に位置するベースプレート１００５部分には、開口穴１００５ａが形成され、樹脂製の閉塞部材によって塞がれている。これにより、アンテナ１００に対する受信電波は、図１０に示す正面側と、この正面側に対向する図１１の裏面側との間を通過でき（仮想線Ｃに示す方向）、所定の受信感度を得ることができるようになっている。

また、図１２は、この発明のアンテナおよび受信装置を備えた装着用のペンダント型時計を示す正面図である。このペンダント型時計１２００は、チェーン１２０１によって首に吊して持ち運ぶことができる等、装着用途として十分に小型化されている。そして、このペンダント型時計１２００は、アンテナ１００を収容する樹脂製のトップケース１２０２と、金属製のボトムケース１２０３によって構成されている。トップケース１２０２は、アンテナ１００が受信するＦＭ周波数帯域の電波の感度を落とさない構造であれば、例えば裏面側に金属製のものを一部あるいは全体に用いることができる。

図１３は、ペンダント型時計の操作状態を示す正面図である。図示のように、トップケース１２０２に対してボトムケース１２０３がスライド可能である。ボトムケース１２０３をスライドさせることにより、表示画面１２０４および操作ボタン１２０５を表出させることができる。このようなペンダント型時計１２００においても、図１０に示したアンテナ１００と受信装置３００を同様に内蔵し、ＦＭ文字多重放送の内容を見ることができる。図示しないヘッドホンジャックあるいは裏面等にスピーカを設けることによりＦＭ放送を視聴することもできる。

次に、以上説明したアンテナ１００の形状変更例について説明する。図１４は、アンテナ１００の変形例を示す正面図である。図示の例は、コア１０１の一部（４角のうち外側の２角部分）を削った形の傾斜部１０１ａを形成したものである。傾斜部１０１ａの形状に合わせて、このコア１０１の外周に巻かれるアンテナ銅板１０２も傾斜部１０２ｆを有する。このようにアンテナ１００の角部を削った形として不要な突起を無くし小型化することもできる。

例えば、図１２に示したペンダント型時計１２００はトップケース１２０２の外形が円弧状に形成されている。このように、アンテナ１００が収納されるトップケース１２０２の形状に対応させるために、図１４に示した傾斜部１０１ａを有するアンテナ１００を設けることができる。図１２には、図１４に示したアンテナ１００を記載してある。このように、アンテナ１００は、直方体や棒形状に限らず、一部を削ったり丸める形状にすることもできる。

以上説明したように、本実施の形態にかかるアンテナによれば、ＦＭ帯域の周波数において良好な受信感度を得ることができ、十分に小型化することができる。このアンテナを用いた受信装置も小型化することができ、携帯型機器に対する組み込みも容易に行うことができる。

以上のように、本発明にかかるアンテナおよび受信装置は、ＦＭ帯域の周波数を受信するアンテナおよび受信装置に有用であり、特に、アンテナを小型化できるため携帯型や装着用の受信装置に適している。

この発明にかかるアンテナを示す斜視図である。この発明のアンテナの分解斜視図である。受信装置の全体構成を示すブロック図である。アンテナのコアの寸法を一定とし、アンテナ銅板の寸法を可変させたときの感度の変化状態を示す図表である。アンテナのアンテナ銅板の寸法を一定とし、コアの寸法を可変させたときの感度の変化状態を示す図表である。ある磁性体材料の周波数−Ｑ特性を示す図である。この発明で扱う周波数帯域に用いて適当なコアの透磁率の周波数特性を示す図である。この発明のコアに用いることができる材質の一例を示す図表である。この発明のアンテナの感度測定環境を示す図である。この発明のアンテナおよび受信装置を備えた腕時計を正面から見た斜視図である。この発明のアンテナおよび受信装置を備えた腕時計を裏面から見た斜視図である。この発明のアンテナおよび受信装置を備えたペンダント型時計を示す正面図である。ペンダント型時計の操作状態を示す正面図である。アンテナの変形例を示す正面図である。

符号の説明

１００アンテナ
１０１コア
１０２アンテナ銅板
１０２ａ，１０２ｂアンテナ端子
２００回路基板
３００受信装置
３０１ＲＦ受信部
３０２復調部
３０３制御部
３０４メモリー
３０５操作部
３０６表示部
３０７トリマコンデンサ
１０００腕時計
１２００ペンダント型時計

Claims

磁性体部材と、
前記磁性体部材の外周面をほぼ１周巻いて設けられるアンテナ銅板と、
を備えることを特徴とするアンテナ。
ＦＭ帯域の周波数を受信するアンテナにおいて、
所定の長さ、幅および高さを有する略直方体形状の磁性体部材と、
前記磁性体部材の長さ方向および幅方向に連続する外周面をほぼ１周巻いて設けられ、前記磁性体部材の高さに対して所定の比の高さを有してなるアンテナ銅板と、
を備えることを特徴とするアンテナ。
前記アンテナ銅板の高さは、前記磁性体部材の高さに一致することを特徴とする請求項２に記載のアンテナ。
前記アンテナ銅板の高さは、前記磁性体部材の高さより薄いことを特徴とする請求項２に記載のアンテナ。
前記アンテナ銅板の高さは、前記磁性体部材の高さより厚いことを特徴とする請求項２に記載のアンテナ。
前記アンテナ銅板の高さに対して、前記磁性体部材が有する高さの前記比は、１〜２であることを特徴とする請求項２に記載のアンテナ。
前記アンテナ銅板の高さに対して、前記磁性体部材が有する高さの前記比は、１．２〜１．３であることを特徴とする請求項６に記載のアンテナ。
前記磁性体は、ＦＭ帯域の周波数における透磁率μ１が２０以下であり、透磁率μ２が０．０３以下となる材質からなることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載のアンテナ。
前記磁性体は、酸化鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）および酸化ニッケル（ＮｉＯ）を主成分としてなることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載のアンテナ。
磁性体部材と、
前記磁性体部材の外周面をほぼ１周巻いて設けられるアンテナ銅板と、
前記アンテナのアンテナ端子に接続される受信手段と、
を備えることを特徴とする受信装置。
ＦＭ帯域の周波数を受信するアンテナにおいて、
所定の長さ、幅および高さを有する略直方体形状の磁性体部材と、
前記磁性体部材の長さ方向および幅方向に連続する外周面をほぼ１周巻いて設けられ、前記磁性体部材の高さに対して所定の比の高さを有してなるアンテナ銅板と、
前記アンテナのアンテナ端子に接続される受信手段と、
を備えることを特徴とする受信装置。
前記アンテナ銅板の高さは、前記磁性体部材の高さに一致することを特徴とする請求項１１に記載の受信装置。
前記アンテナ銅板の高さは、前記磁性体部材の高さより薄いことを特徴とする請求項１１に記載の受信装置。
前記アンテナは、前記受信手段の回路基板に直接接続されてなり、前記アンテナを通過する磁束が前記回路基板を通過しないよう配置してなることを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか一つに記載の受信装置。
前記受信手段は、ＦＭ文字多重放送の受信電波を受信および復調出力する復調手段と、
前記復調手段が出力する文字情報を表示する表示手段と、
を備えることを特徴とする請求項１１〜１４のいずれか一つに記載の受信装置。
前記アンテナ、前記受信手段および前記表示手段を備えた装着型の腕時計からなることを特徴とする請求項１１〜１５のいずれか一つに記載の受信装置。