JP2005204194A - ループアンテナ - Google Patents

Abstract

【課題】広帯域で整合する略平面形状で小形のアンテナを実現し、かつ、その金属配線の太さを細くしたり、そのループ数を小さくしたりすること。
【解決手段】２次元領域Ｐ₁₀を囲むワイヤーｐ₁₀は開曲線を構成しており、その２つの端点は給電部Ｏ₁₀の所で互いに接近している。ｐ₁₀の部分ｐｐ₁₀は、２次元領域Ｑ₁₀，Ｒ₁₀の各周を形成するワイヤーｑ₁₀、ワイヤーｒ₁₀とをつないでいる。ワイヤーｐ₁₀とワイヤーｑ₁₀とは、互いに一部分ｓ₁₀を共有している。共有部ｓ₁₀の一部分ｓｓ₁₀と共有部ｔ₁₀の一部分ｔｔ₁₀とは、略平行に対峙部している。ワイヤーｐ₁₀は給電部Ｏ₁₀を備えたフォールデッドダイポールを形成している。また、上記のワイヤーｐ₁₀、ワイヤーｑ₁₀、ワイヤーｒ₁₀から、上記の共有部ｓ₁₀，共有部ｔ₁₀を除いた残りの部位は、目的のループアンテナにおけるループを構成している。
【選択図】図１

Description

本発明は、金属配線から構成された略平面形状のループアンテナに関する。
このアンテナは、電波を受信或いは送信するための、略平面状の小形アンテナを構成する場合に大いに有用なものである。

図９、図１０に、配線パターンが略平面上に展開された従来のループアンテナの平面図を例示する。図９のループアンテナ１１０は、金属配線Ｌ₁₁₁ ，Ｌ₁₁₂ ，Ｌ₁₁₃ ，Ｌ₁₁₄ を用いて、アンテナのループを４重にすることにより、利用可能な通信帯域を広帯域化したものである。
また、図１０のループアンテナ１２０は、この様な多線化構成と略同様の効果を得るために、配線パターン（金属配線Ｌ₁₂₁ ）の配線幅を広く確保したものである。

また、これらの広帯域化技法を組み合わせて利用した従来のループアンテナとしては、例えば下記の特許文献１に記載されているものなどが一般にも広く知られている。この特許文献１には、板状の絶縁体の表面に幅広の帯状の金属線を多重のループ状に配置して固定したループアンテナが開示されている。
特開２０００−２６９７２４

しかしながら、上記の様な多重ループ化や配線パターンの幅広化などによる従来の広帯域化技法を採用すれば、以下の問題が回避し難くなる。
（問題点１）例えばガラスや樹脂などの透光性の絶縁体に、目的のループアンテナを固定する場合に、その絶縁体の透光性が阻害される。
（問題点２）特に、上記の絶縁体が車両の窓ガラスなどである場合には、乗員の視界の確保や、車両の美観などの点で不利になる。

本発明は、上記の課題を解決するために成されたものであり、その目的は、広帯域で整合する略平面形状で小形のアンテナを実現し、かつ、その金属配線の太さを細くしたり、そのループ数を小さくしたりすることである。

上記の課題を解決するためには、以下の手段が有効である。
即ち、本発明の第１の手段は、略平面上に展開された金属配線から構成されるループアンテナにおいて、２点１組の給電点からなる１つの給電部Ｏと、この給電部Ｏを備えた最外周ループＺと、略平行形状の金属配線を有して成るフォールデッドダイポールとを備え、このフォールデッドダイポールと最外周ループＺとに、互いに一部分の金属配線を共有させ、最外周ループＺに共有されないフォールデッドダイポールの他の金属配線を、最外周ループＺの内側に配置された、互いの交点や接点を持たない２本の線路ｓ，ｔから構成し、フォールデッドダイポールの共振周波数ｆ₂ と最外周ループＺの共振周波数ｆ₁ とを包括する一連の周波数帯域で整合させることである。

また、本発明の第２の手段は、上記の第１の手段によって構成されるループアンテナを、互いに接近した２つの端点を有する１本の開曲線を形成する金属配線ｐと、１本の単純閉曲線を形成する金属配線ｑと、１本の単純閉曲線を形成する金属配線ｒとから形成し、金属配線ｐと金属配線ｑとに互いに線路ｓを共有させ、金属配線ｐと金属配線ｒとに互いに線路ｔを共有させ、金属配線ｑと金属配線ｒを互いに離して配置し、上記の２つの端点で給電部Ｏを構成し、金属配線ｑと金属配線ｒの間に位置する金属配線ｐの部分ｐｐに給電部Ｏを備え、かつ、この部分ｐｐにより給電部Ｏを介して金属配線ｑと金属配線ｒとをつなぎ、金属配線ｐでフォールデッドダイポールを形成し、金属配線ｐ，ｑ，ｒから線路ｓと線路ｔとを除いた残りの部分で最外周ループＺを形成することである。

また、本発明の第３の手段は、上記の第１または第２の手段において、給電部Ｏ寄りに位置する線路ｓの一部分ｓｓと、給電部Ｏ寄りに位置する線路ｔの一部分ｔｔとを距離Ｄ₁ だけ離して互いに対峙させて配置することである。

また、本発明の第４の手段は、上記の第３の手段において、共振周波数ｆ₂ に対応する波長λ₂ に対して、０．００５λ₂ ≦Ｄ₁ ≦０．０５λ₂ が成立する様に、距離Ｄ₁ を設定することである。

また、本発明の第５の手段は、上記の第１乃至第４の何れか１つの手段において、ループアンテナを構成する金属配線を何れも、給電部Ｏを通る１本の中心線に対して略線対称形に形成することである。

また、本発明の第６の手段は、上記の第１乃至第５の何れか１つの手段において、上記の共振周波数ｆ₂ を共振周波数ｆ₁ よりも大きくすることである。

また、本発明の第７の手段は、上記の第１乃至第６の何れか１つの手段において、最外周ループＺに、内側に凹んだ迂回路を設けることである。

また、本発明の第８の手段は、上記の第１乃至第７の何れか１つの手段において、フォールデッドダイポールを形成する略平行形状の金属配線の間隔Ｄ₂ を、共振周波数ｆ₂ に対応する波長λ₂ に対して、０．０１λ₂ ≦Ｄ₂ ≦０．２λ₂ が成り立つ様に設定することである。

また、本発明の第９の手段は、上記の第１乃至第８の何れか１つの手段を用いて形成される上記のループアンテナを車両の窓ガラスに対して、埋め込み、嵌め込み、貼り付け、溶着、または塗布によって固定することである。
以上の本発明の手段により、前記の課題を効果的、或いは合理的に解決することができる。

以上の本発明の手段によって得られる効果は以下の通りである。
即ち、本発明の第１の手段によれば、従来よりも短い金属配線で、広帯域で整合する略平面形状の小形アンテナを構成することが可能となる。
ループアンテナとダイポールアンテナとでは共振モードが異なるため、本発明の構成に従えば、上記の共振周波数ｆ₁ とｆ₂ とを独立に制御することができる。即ち、上記の各共振周波数ｆ₁ 、ｆ₂ に関連するアンテナの各部の形状や長さなどの設計パラメータを独立に設けることができる。したがって、本発明の構成に従えば、広帯域にわたって整合するループアンテナを構成することができる。
更に、上記の構成に従えば、ループアンテナを構成する上記の１本のループに対して、上記の線路ｓ，ｔを付加しただけの構成でアンテナ全体を形成することができる。

これらの事情により、同一幅の受信帯域（又は送信帯域）を有するアンテナを金属配線などで形成する時、上記の構成では、上記の線路ｓと線路ｔの長さの和は、同一の周波数帯域で略同等レベルの特性を与える従来の多重ループ構造において最外周のループよりも内側に配置する必要があったループのループ長の和よりも短くすることができる。
したがって、本発明によれば、従来よりも少ないループ数又はより短い配線長で、広帯域で整合する略平面形状の小形アンテナを構成することができるので、前述の問題点１や問題点２の何れをも解決することができる。

即ち、本発明により以下の効果をも同時に得ることができる。
（１）透光性の絶縁体に、目的のループアンテナを固定する場合には、その絶縁体の透光性が阻害されにくい。
（２）特に、上記の絶縁体が車両の窓ガラスなどである場合には、乗員の視界の確保や、車両の美観などの点で有利となる。
また、本発明の構成に従えば、ループアンテナの固定形態の如何に係わらず、金属線の材料コストを効果的に抑制することができる。

また、本発明の第２の手段によれば、本発明のループアンテナを更に具体的かつ確実に構成することができる。
ただし、ここで言う開曲線や単純閉曲線は、金属配線の中心線などと解釈すれば良い。この金属配線は、実際には金属ワイヤー等の周知の金属導体で形成するものであるので、勿論、厳密に言及すれば太さや体積を有する。
この第２の手段は、上記の第１の手段を、周知の開曲線や単純閉曲線等の既成概念（イメージ）を利用して、より具体的に分かり易く説明（再定義）するものである。

また、本発明の第３の手段によれば、距離Ｄ₁ の調整によって、上記のフォールデッドダイポールの入力インピーダンスを調整することができる。したがって、上記の構成に従えば、距離Ｄ₁ の調整によって、上記のフォールデッドダイポールの共振周波数ｆ₂ における電圧定在波比（ＶＳＷＲ）を容易に抑制（最小化）することができる。
この時の距離Ｄ₁ の適正範囲は、０．００５λ₂ ≦Ｄ₁ ≦０．０５λ₂ である（本発明の第４の手段）。

上記のアンテナ構造は、必ずしも線対称形に形成する必要はない。しかしながら、本発明の第５の手段によれば、アンテナ配線の形状の自由度を小さくできるので、アンテナの配線パターンの設計作業を簡潔にすることができる。即ち、本発明のループアンテナは、左右非対称形にすることによって受信特性（又は送信特性）における特段の効果が期待できるものではなく、逆に、配線パターンを左右対称とすることにより設計時の受信特性（又は送信特性）の予測などが実施し易くなる。
ただし、ループアンテナの配線パターンは、最終的には、設置場所の形状や面積や、更には視覚的な効果などをも総合的に考慮して決定することがより望ましい。

また、本発明の第６の手段によれば、受信帯域（又は送信帯域）の帯域幅を効果的に広く確保することができる。
共振周波数の差（ｆ₂ −ｆ₁ ＞０）を受信帯域（又は送信帯域）が２つに分離されない範囲内においてできるだけ大きく設定すれば、目的の受信帯域（又は送信帯域）の帯域幅を効果的に広く確保することができる。この差は、受信帯域（又は送信帯域）が２つに分離されない範囲内においてできるだけ大き方が望ましい。

また、本発明の第７の手段によれば、より小さな設置面積で、より長いループ長を確保することができる。このことは、アンテナの小型化と広い受信帯域幅（又は送信帯域幅）の確保の少なくとも何れか一方に効果的に寄与する。

また、本発明の第８の手段によれば、距離Ｄ₂ の調整によって、上記のフォールデッドダイポールの入力インピーダンスを調整することができる。したがって、上記の構成に従えば、距離Ｄ₂ の調整によって、上記のフォールデッドダイポールの共振周波数ｆ₂ における電圧定在波比（ＶＳＷＲ）を容易に抑制（最小化）することができる。この時の距離Ｄ₂ の適正範囲は、０．０１λ₂ ≦Ｄ₂ ≦０．２λ₂ である。

また、本発明のループアンテナでは、使用する金属配線の配線長を従来よりも短く抑制したり、或いは細くしたりすることができるので、このループアンテナを自動車の窓ガラスに配設した場合には、乗員の視野の確保や車両の美観の点で有利である（本発明の第９の手段）。

以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。
ただし、本発明の実施形態は、以下に示す個々の実施例に限定されるものではない。また、以下の各実施例では、受信用のアンテナを中心に具体的な実施例を開示するが、本発明のループアンテナが送信用のアンテナとしても利用できることは言うまでもない。

図１に本実施例１のループアンテナ１０の平面図を示す。ワイヤーｐｐ₁₀とは、図１の右下の拡大図中に図示されている給電部Ｏ₁₀の右側に位置して端点αと図１の略中央に図示されている点ｋとをつなぐ金属配線部分（ｐｐ₁₀右部）と、給電部Ｏ₁₀の左側に位置して端点βと点ｈとをつなぐ金属配線部分（ｐｐ₁₀左部）との総称である。この端点αから出発して、左回りに順次角部ａ，ｂ，ｃ，ｄを巡回し、最後に上記のｐｐ₁₀左部の端点βに戻る順路上に、最外周ループＺが金属ワイヤーで形成されている。また、線路ｓ₁₀は、この最外周ループＺで囲まれた矩形の内部領域上のみを通って、最外周ループＺ上の図示する２点ｇ，ｈをつなぐ線路であり、最外周ループＺ上には位置しない。同様に線路ｔ₁₀は、最外周ループＺの内側（矩形の内部領域上）を通って、この最外周ループＺ上の２点ｊ，ｋをつなぐ線路である。線路ｓ₁₀と線路ｔ₁₀とは、互いに交点も接点も有していない。

上記のワイヤーｐｐ₁₀の左右両端点α，βをつないだ線分と上記の最外周ループＺとで囲まれる２次元領域をＵとする。即ち、この２次元領域Ｕは、点ａ，ｂ，ｃ，ｄを各頂点とする上記の矩形の内部領域と一致する。したがって、２次元領域Ｕを点の集合と考えれば、例えばＵ⊃ｓ₁₀，ｔ₁₀と書くことができる。線路ｓ₁₀，ｔ₁₀は上記の通り、最外周ループＺで囲まれた矩形の内部領域上を通る金属配線だからである。

更に詳しく説明すると、この２次元領域Ｕは、図１に図示された３つの２次元領域Ｐ₁₀，Ｑ₁₀，Ｒ₁₀の和領域と、上記の２本の線路ｓ₁₀，ｔ₁₀から構成される。ただし、Ｐ₁₀，Ｑ₁₀，Ｒ₁₀，ｓ₁₀，ｔ₁₀は何れも互いに交わらない。即ち、Ｕ＝Ｐ₁₀∪Ｑ₁₀∪Ｒ₁₀∪ｓ₁₀∪ｔ₁₀であり、かつ、「∀Ａ∈｛Ｐ₁₀，Ｑ₁₀，Ｒ₁₀，ｓ₁₀，ｔ₁₀｝，∀Ｂ∈｛Ｐ₁₀，Ｑ₁₀，Ｒ₁₀，ｓ₁₀，ｔ₁₀｝、かつ、Ａ≠Ｂ」⇒「Ａ∩Ｂ＝φ」である。
そして、この２次元領域Ｐ₁₀を囲む開曲線を形成する金属配線（：ワイヤーｐ₁₀）と、２次元領域Ｑ₁₀の周（：単純閉曲線）を成す金属配線（：ワイヤーｑ₁₀）とは、一部の金属配線（：線路ｓ₁₀）を共有している。同様に、２次元領域Ｐ₁₀を囲む金属配線（：ワイヤーｐ₁₀）と、２次元領域Ｒ₁₀の周（：単純閉曲線）を成す金属配線（：ワイヤーｒ₁₀）とは、一部の金属配線（：線路ｔ₁₀）を共有している。

ワイヤーｐ₁₀とは、上記の点α，βを２つの端点とし、図１中の略Ｔ字型の２次元領域Ｐ₁₀を過不足なくちょうど囲む金属配線の部分を言い、このワイヤーｐ₁₀は、給電部Ｏ₁₀を備えた略Ｔ字型のフォールデッドダイポールを形成している。
符号Ｄ₂ は、このフォールデッドダイポールの略平行形状の２線の間隔を表している。即ち、このフォールデッドダイポールは、横手方向（：ｘ軸方向）に長手方向を有しており、縦軸方向（：ｙ軸方向）よりも３〜４倍程度横手方向に長い。Ｔ字の左側の端部は、点ｃよりも先の部分がｙ軸方向の負の向きに直角に折り曲げられており、Ｔ字の右側の端部は、点ｂよりも先の部分がｙ軸方向の負の向きに直角に折り曲げられている。また、給電部Ｏ₁₀はこのＴ字の足（：最下部）の略中央に設けられている。

言い換えれば、この略Ｔ字型の２次元領域Ｐ₁₀を囲むワイヤーｐ₁₀は開曲線を構成しており、この開曲線の２つの端点が上記の給電部Ｏ₁₀（図１の拡大図）に置かれた上記のワイヤーｐｐ₁₀の左右両端点α，βに相当する。即ち、２次元領域Ｐ₁₀を囲む開曲線を形成するワイヤーｐ₁₀の２つの端点α，βは、給電部Ｏ₁₀の所で互いに対峙して接近している。そして、この給電部Ｏ₁₀を備えたワイヤーｐ₁₀の部分ｐｐ₁₀は、２次元領域Ｑ₁₀の周（：単純閉曲線）を形成するワイヤーｑ₁₀上の点ｈと、２次元領域Ｒ₁₀の周（：単純閉曲線）を形成するワイヤーｒ₁₀上の点ｋとを、給電部Ｏ₁₀を介してつないでいる。

また、上記のワイヤーｐ₁₀、ワイヤーｑ₁₀、ワイヤーｒ₁₀から、上記の線路ｓ₁₀，線路ｔ₁₀を除いた残りの部位は、３つの２次元領域Ｐ₁₀，Ｑ₁₀，Ｒ₁₀の和領域を囲んだ、略長方形の開曲線を形成している。勿論、この開曲線が上記の最外周ループＺに相当する部位であり、これにより、目的のループアンテナにおけるループの部分が形成されている。

線路ｓ₁₀の一部分ｓｓ₁₀は、線路ｔ₁₀の一部分ｔｔ₁₀と平行に対峙している。言い換えれば、線路ｓ₁₀の部分で、線路ｔ₁₀の一部と平行に対峙する部位をｓｓ₁₀と呼び、線路ｔ₁₀の部分で、線路ｓ₁₀の一部と平行に対峙する部位をｔｔ₁₀と呼ぶ。
これらの部分を以下、対峙部ｓｓ₁₀、ｔｔ₁₀、或いは根元部ｓｓ₁₀、ｔｔ₁₀などと呼ぶことがある。また、この対峙部ｓｓ₁₀と対峙部ｔｔ₁₀とを合わせて、以下、スタブ（ｓｓ₁₀，ｔｔ₁₀）と呼ぶことがある。距離Ｄ₁ は、ｓｓ₁₀とｔｔ₁₀との間隔を表しており、この距離Ｄ₁ を以下、スタブ（ｓｓ₁₀，ｔｔ₁₀）の幅などと言う。このスタブ（根元部ｓｓ₁₀，ｔｔ₁₀）は、給電に寄与する。

上記のスタブの幅Ｄ₁ （：ワイヤーｓｓ₁₀とｔｔ₁₀との間隔）の適正範囲は、０．００５λ₂ ≦Ｄ₁ ≦０．０５λ₂ であり、スタブの幅Ｄ₁ はこの適正範囲で、共振周波数ｆ₂ における給電点Ｏ₁₀での電圧定在波比（ＶＳＷＲ）が最小化される様に、或いは電圧定在波比（ＶＳＷＲ）が２以下となる受信帯域（又は送信帯域）の幅が最大化される様に、最適化されている。
また、上記のフォールデッドダイポールの２線の間隔Ｄ₂ の適正範囲は、０．０１λ₂ ≦Ｄ₂ ≦０．２λ₂ であり、間隔Ｄ₂ はこの適正範囲で、共振周波数ｆ₂ における電圧定在波比（ＶＳＷＲ）が最小化される様に、或いは電圧定在波比（ＶＳＷＲ）が２以下となる受信帯域（又は送信帯域）の幅が最大化される様に、最適化されている。

図２に、本実施例１のループアンテナ１０の給電点Ｏ₁₀における反射特性（ＶＳＷＲ）を例示する。周波数ｆ₁ は、上記の目的のループアンテナにおけるループの共振周波数であり、周波数ｆ₂ は、上記のフォールデッドダイポールの共振周波数である。ループによって最も感度よく受信される電波の波長λ₁ は、ループの一周の長さＬ₁ に略一致する。したがって、共振周波数ｆ₁ とループ長Ｌ₁ との積は、光速ｃに略一致する。また、フォールデッドダイポールによって最も感度よく受信される電波の波長λ₂ は、フォールデッドダイポールの全長の倍の長さ２Ｌ₂ に略一致する。したがって、共振周波数ｆ₂ とフォールデッドダイポールの全長Ｌ₂ との積は、光速ｃの半値に略一致する。
ただし、図２では、周波数ｆ₁ ，ｆ₂ は、両者の間にある適当な周波数ｆ₀ を用いて規格化して表現してある。本図２の周波数ｆ₀ は、電圧定在波比（ＶＳＷＲ）が２以下となる周波数帯域（受信帯域又は送信帯域）における中心周波数に略一致している。

本図２からも判る様に、本実施例１のループアンテナ１０は、最外周ループＺに線路ｓ₁₀と線路ｔ₁₀とを付け加えただけの簡単な配線構造によって形成されており、かつ、使用しているワイヤーの長さの総和は、上記の波長λ₁ ，λ₂ に対して比較的短いにも係わらず、ループアンテナ１０の受信帯域又は送信帯域（：電圧定在波比が２以下となる周波数帯域）は非常に広くなっている。この帯域幅は、中心周波数ｆ₀ の約４１％（０．８０〜１．２１）にも達している。

したがって、例えば上記のループアンテナ１０のｙ軸方向の全長を６ｃｍ，ｘ軸方向の全長を２３ｃｍとすれば、λ₁ ≒５８ｃｍ，ｆ₁ ≒５２０ＭＨｚ，ｆ₀ ≒５９０ＭＨｚとなり、受信帯域の帯域幅は約２４２ＭＨｚとなる。即ち、この場合、上記のループアンテナ１０を用いれば、４６９ＭＨｚ〜７１１ＭＨｚの周波数帯域のテレビ放送が受信可能となる。即ち、本発明に基づく上記の構成に従えば、１台のアンテナ（上記のループアンテナ１０）で、我が国における地上波デジタルテレビ放送の合計４０チャンネルを全て受信することができる。

図３−Ａ，Ｂ，Ｃは、ループアンテナ１０の各周波数（ｆ＝0.８ｆ₀ ／ｆ₀ ／1.２ｆ₀ ）での受信感度（放射パターン）を例示するグラフである。この図３からも判る様に、ループアンテナ１０は、受信帯域内（0.８ｆ₀ 〜1.２１ｆ₀ ）の何れの周波数においても、ｙ軸方向に略８の字型の指向性を示す。

また、本実施例１のループアンテナ１０では、配線が少ない或いは短いので、埋め込み、嵌め込み、又は張り付けなどによって、このアンテナを窓ガラスなどに固定した場合には、従来の多重ループのループアンテナの場合よりも、透光性をより良好に確保することができる。
このため、本実施例１のループアンテナ１０は、特に、車両等の窓ガラスに配設する場合などに、乗員の視界の確保や車両の美観の点などで非常に有利である。また、この優位性は、車両などにおける移動体通信をアダプティブ受信、或いはダイバーシチ受信により実施する場合に、アンテナを複数用意しなければならないことなどから、特に顕著となる。

図４は、本実施例２のループアンテナ２０の平面図である。このループアンテナ２０は、前述の実施例１のループアンテナ１０の最外周ループＺに対して、迂回路を設けることにより、ループアンテナ１０を変形したものである。したがって、その他の構成は、実施例１のループアンテナ１０によく似ている。

即ち、線路ｓ₂₀は最外周ループＺの内側（内部領域上）においてこの最外周ループＺ上の２点ｇ，ｈをつなぐ線路であり、同様に、線路ｔ₂₀は最外周ループＺの内側においてこの最外周ループＺ上の２点ｊ，ｋをつなぐ線路である。

また、実施例１と同様に、給電部Ｏ₂₀上に配置されているワイヤーｐｐ₂₀の２つの端点をつなぐ線分と、上記の最外周ループＺとで囲まれる２次元領域をＵとする。この時、この２次元領域Ｕは、図示する３つの２次元領域Ｐ₂₀，Ｑ₂₀，Ｒ₂₀の和領域と、上記の２本の線路ｓ₂₀，ｔ₂₀から構成される。ただし、Ｐ₂₀，Ｑ₂₀，Ｒ₂₀，ｓ₂₀，ｔ₂₀は何れも互いに交わらない。

更に、ループアンテナ２０においては、２次元領域Ｐ₂₀を囲むワイヤーｐ₂₀の長さは、ループアンテナ１０のワイヤーｐ₁₀の長さと略一致し、２次元領域Ｑ₂₀を囲むのワイヤーｑ₂₀の長さは、ループアンテナ１０のワイヤーｑ₁₀の長さと略一致し、２次元領域Ｒ₂₀を囲むのワイヤーｒ₂₀の長さは、ループアンテナ１０のワイヤーｒ₁₀の長さと略一致している。

また、ループアンテナ２０のスタブ（ｓｓ₂₀，ｔｔ₂₀）の幅は、ループアンテナ１０のスタブ（ｓｓ₁₀，ｔｔ₁₀）の幅Ｄ₁ に略一致しており、更に、ループアンテナ２０の略平行形状のフォールデッドダイポールの２線の間隔も、ループアンテナ１０の略平行形状のフォールデッドダイポールの２線の間隔Ｄ₂ に略一致している。

このため、本実施例２のループアンテナ２０の整合／放射特性は、図２、図３に例示したループアンテナ１０の整合／放射特性に略一致している。
しかしながら、２次元領域Ｑ₂₀の周を形成しているワイヤーｑ₂₀の一部分であるワイヤーｑｑ₂₀は、その２次元領域Ｑ₂₀の周を内側に凹ますことにより最外周ループＺを迂回させる迂回路を形成している。同様に、２次元領域Ｒ₂₀の周を形成しているワイヤーｒ₂₀の一部分であるワイヤーｒｒ₂₀は、その２次元領域Ｒ₂₀の周を内側に凹ますことにより最外周ループＺを迂回させる迂回路を形成している。そして、これらの２つの迂回路（ｑｑ₂₀，ｒｒ₂₀）の設置は、ループアンテナ２０の小型化に寄与している。即ち、この様な迂回路を設けることにより、ループアンテナ２０は、実施例１のループアンテナ１０の整合／放射特性を概ね維持したまま、更にその設置面積を縮小させている。
この様に、ループを内側に凹ませて迂回路を形成すれば、ループアンテナの設置面積を効果的に縮小させることができる。

図５は、本実施例３のループアンテナ３０の平面図である。このループアンテナ３０は、実施例１のループアンテナ１０を変形したもので、このループアンテナ３０の最外周ループＺは、略楕円形になっており、略Ｔ字型の２次元領域Ｐ₃₀を囲む金属ワイヤーｐ₃₀（⊃（ｓ₃₀∪ｐｐ₃₀∪ｔ₃₀））で形成された略Ｔ字型のフォールデッドダイポールは、この楕円形に沿って湾曲した形状に変形されている。

即ち、線路ｓ₃₀は最外周ループＺの内側において図中の最外周ループＺ上の２点ｇ，ｈをつなぐ線路であり、同様に、線路ｔ₃₀は最外周ループＺの内側において最外周ループＺ上の２点ｊ，ｋをつなぐ線路である。また、実施例１と同様に、給電部Ｏ₃₀上に配置されているワイヤーｐｐ₃₀の２つの端点を線分でつなぐ時、この線分と最外周ループＺとで囲まれる２次元領域をＵとする。この時、この２次元領域Ｕは、図示する３つの２次元領域Ｐ₃₀，Ｑ₃₀，Ｒ₃₀の和領域と、上記の２本の線路ｓ₃₀，ｔ₃₀から構成される。ただし、Ｐ₃₀，Ｑ₃₀，Ｒ₃₀は何れも互いに交わらない。

そして、このループアンテナ３０においても、略Ｔ字型の２次元領域Ｐ₃₀を囲むワイヤーｐ₃₀の長さは、ループアンテナ１０のワイヤーｐ₁₀の長さと略一致し、２次元領域Ｑ₃₀を囲むのワイヤーｑ₃₀の長さは、ループアンテナ１０のワイヤーｑ₁₀の長さと略一致し、２次元領域Ｒ₃₀を囲むのワイヤーｒ₃₀の長さは、ループアンテナ１０のワイヤーｒ₁₀の長さと略一致している。

また、このループアンテナ３０のスタブ（ｓｓ₃₀，ｔｔ₃₀）の幅は、ループアンテナ１０のスタブ（ｓｓ₁₀，ｔｔ₁₀）の幅Ｄ₁ に略一致しており、更に、ループアンテナ３０の略平行形状のフォールデッドダイポールの２線の間隔も、ループアンテナ１０の略平行形状のフォールデッドダイポールの２線の間隔Ｄ₂ に略一致している。

このため、本実施例３のループアンテナ３０の整合／放射特性は、図２、図３に例示したループアンテナ１０の整合／放射特性に略一致している。
そして、図５にその形状を具体的に例示する様に、本発明のループアンテナの配線パターン（ワイヤーｐ₃₀，ｑ₃₀，ｒ₃₀）の任意の部分は、曲線で構成することも可能である。図形の角張った部位は、視覚的に人の注意を引き易く、目立ち易いが、アンテナの配線形状に極力曲線を取り入れることにより、角張った部分の箇所数を削減することができるので、これにより、視覚的により無視し易い形状のループアンテナを形成することが可能となる。したがって、この様なループアンテナを例えば車両の窓ガラス等に配設すれば、乗員の視界をより良好に確保し易くしたり、車両の美観が損なわれ難くしたりすることができる。

〔その他の変形例〕
本発明の実施形態は、上記の形態に限定されるものではなく、その他にも以下に例示される様な変形を行っても良い。この様な変形や応用によっても、本発明の作用に基づいて本発明の効果を得ることができる。

（変形例１）
例えば、上記の実施例１〜３では、給電部Ｏ₁₀の位置を、フォールデッドダイポールの共振部分（：略平行で距離Ｄ₂ だけ離れた２線）から最も離れた所（下部）に選んだが、給電部Ｏ₁₀の位置は、アンテナの下部、中央、上部の何れにも選ぶことができる。

図６−Ａは、本発明に基づいて形成されたループアンテナ４１の平面図である。このループアンテナ４１では、線路ｓ₄₁と線路ｔ₄₁とがワイヤーｐｐ₄₁でつながれており、かつ、これらのワイヤー（ｓ₄₁，ｔ₄₁，ｐｐ₄₁）は、一直線上に配置されている。このため、ループアンテナ４１においては、その給電部Ｏ₄₁は、アンテナのループ内の上部に配置されている。また、ワイヤーｐｐ₄₁は、ループの迂回路の一部を形成しており、給電部Ｏ₄₁は、その迂回路の中間点に位置している。また、線路ｓ₄₁，ｔ₄₁はそれぞれ何れも対峙部を有していない。

図６−Ｂは、本発明に基づいて形成されたループアンテナ４２の平面図である。このループアンテナ４２では、対峙部ｓｓ₄₂と対峙部ｔｔ₄₂とが非平行に対峙している。また、ワイヤーｐｐ₄₂はその右側が給電部Ｏ₄₂よりも下方に曲がっている。また、ワイヤーｐ₄₂で形成されるフォールデッドダイポールの左右両端の形状も左右非対称になっている。即ち、ループアンテナ４２のフォールデッドダイポールの右端には屈曲部が設けられていない。

図６−Ｃは、本発明に基づいて形成されたループアンテナ４３の平面図である。このループアンテナ４３においても、対峙部ｓｓ₄₃と対峙部ｔｔ₄₃とが非平行に対峙している。また、単純閉曲線を形成するワイヤーｑ₄₃では、左下の部分が閉曲線の内側へ凹んでいるが、この様な窪みの形成によってもループ長を維持したまま、アンテナの占有面積を小さくすることができる。
また、上記のループアンテナ４１〜４３には何れも、ループアンテナのループ上に、給電部を通過する迂回路が形成されている。

（変形例２）
図７−Ａ，Ｂ，Ｃのループアンテナ５１〜５３は、ループ長を増大させる迂回路を２つ以上有し、かつ、給電部近傍のワイヤー（ｐｐ₅₁／ｐｐ₅₂／ｐｐ₅₃）の形状が左右非対称に変形されている例である。また、ループ長を増大させる各迂回路の位置又は形状も、ループアンテナ５１〜５３では、左右非対称に形成されている。

（変形例３）
図８−Ａ，Ｂ，Ｃのループアンテナ６１〜６３は、ループ長を増大させる迂回路をループの側方から設けたものである。各迂回路（ｑｑ₆₁，ｒｒ₆₁／ｑｑ₆₂，ｒｒ₆₂／ｑｑ₆₃，ｒｒ₆₃）は、何れも左右対称に形成されている。

また、ループアンテナ６３では、ループ長を増大させる迂回路を計５箇所に設けているが、この様な迂回路の数は任意である。また、ループアンテナ６３では、ワイヤーｐ₆₃によって形成されるフォールデッドダイポールの左右両端に屈曲部を設けていないが、屈曲部の有無や長さは任意で良い。
例えば以上の様な任意の変形を実施した場合においても、本発明の構成に基づいて、本発明の作用・効果を得ることができる。

また、配線パターン（金属配線）のループ数や線幅などの減少、削減に伴って必然的に生じる配線パターン（金属配線）の材料コストの抑制効果は、例えばそのアンテナを透光性の絶縁体に固定する等々の、本発明のループアンテナの固定形態の如何に係わらず、本発明の手段に基づいて得られる基本的な効果である。

本発明のループアンテナは、例えば窓ガラス等の透明な絶縁体に配設すると、その優位性が特に顕著となる構成を有するが、しかしながら、本発明のループアンテナは、上記の用途や使用形態（例えば固定形態など）に何ら限定されることなく、通信に使用可能な任意の周波数の電波の送受信に、任意の使用形態で利用することができるものである。

実施例１のループアンテナ１０の平面図 実施例１のループアンテナ１０の反射特性を例示するグラフ ループアンテナ１０のｆ＝0.８ｆ₀ での受信感度を例示するグラフ ループアンテナ１０のｆ＝１ｆ₀ での受信感度を例示するグラフ ループアンテナ１０のｆ＝1.２ｆ₀ での受信感度を例示するグラフ 実施例２のループアンテナ２０の平面図 実施例３のループアンテナ３０の平面図 その他の変形例（ループアンテナ４１）の平面図 その他の変形例（ループアンテナ４２）の平面図 その他の変形例（ループアンテナ４３）の平面図 その他の変形例（ループアンテナ５１）の平面図 その他の変形例（ループアンテナ５２）の平面図 その他の変形例（ループアンテナ５３）の平面図 その他の変形例（ループアンテナ６１）の平面図 その他の変形例（ループアンテナ６２）の平面図 その他の変形例（ループアンテナ６３）の平面図 従来のループアンテナ１１０の平面図 従来のループアンテナ１２０の平面図

符号の説明

１０，２０，
３０ ： ループアンテナ
Ｏ ： 給電部
ｐ ： ワイヤー（開曲線を形成する）
ｑ ： ワイヤー（単純閉曲線を形成する）
ｒ ： ワイヤー（単純閉曲線を形成する）
ｓ ： ｐとｑとの共有部
ｔ ： ｐとｒとの共有部
ｐｐ ： ｐの部分（給電部Ｏの近傍）
ｓｓ ： ｓの一部分（ｔｔとの対峙部）
ｔｔ ： ｔの一部分（ｓｓとの対峙部）
Ｄ₁ ： ｓｓとｔｔとの距離
Ｄ₂ ： 略平行形状のフォールデッドダイポールの２線の間隔

Claims (9)

1. 略平面上に展開された金属配線から構成されるループアンテナであって、
   ２点１組の給電点からなる１つの給電部Ｏと、
   前記給電部Ｏを備えた最外周ループＺと、
   略平行形状の金属配線を有して成るフォールデッドダイポールと
   を有し、
   前記フォールデッドダイポールと前記最外周ループＺとは、
   互いに一部分の金属配線を共有し、
   前記最外周ループＺに共有されない前記フォールデッドダイポールの他の金属配線は、
   前記最外周ループＺの内側に配置された、互いの交点や接点を持たない２本の線路ｓ，ｔから成り、
   前記フォールデッドダイポールの共振周波数ｆ₂ と前記最外周ループＺの共振周波数ｆ₁ とを包括する一連の周波数帯域で整合する
   ことを特徴とするループアンテナ。
2. 互いに接近した２つの端点を有する１本の開曲線を形成する金属配線ｐと、
   １本の単純閉曲線を形成する金属配線ｑと、
   １本の単純閉曲線を形成する金属配線ｒと
   から成り、
   前記金属配線ｐと前記金属配線ｑは、互いに前記線路ｓを共有し、
   前記金属配線ｐと前記金属配線ｒは、互いに前記線路ｔを共有し、
   前記金属配線ｑと前記金属配線ｒは、互いに離れて配置され、
   ２つの前記端点は、前記給電部Ｏを構成し、
   前記金属配線ｑと前記金属配線ｒの間に位置する前記金属配線ｐの部分ｐｐは、
   前記給電部Ｏを備え、かつ、
   前記給電部Ｏを介して、前記金属配線ｑと前記金属配線ｒとをつなぎ、
   前記金属配線ｐは、
   前記フォールデッドダイポールを形成し、
   前記金属配線ｐ，ｑ，ｒから前記線路ｓと前記線路ｔとを除いた残りの部分は、
   前記最外周ループＺを形成している
   ことを特徴とする請求項１に記載のループアンテナ。
3. 前記給電部Ｏ寄りに位置する前記線路ｓの一部分ｓｓと、
   前記給電部Ｏ寄りに位置する前記線路ｔの一部分ｔｔは、
   距離Ｄ₁ だけ離れて互いに対峙させて配置されている
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のループアンテナ。
4. 前記距離Ｄ₁ は、
   前記共振周波数ｆ₂ に対応する波長λ₂ に対して、
   ０．００５λ₂ ≦Ｄ₁ ≦０．０５λ₂
   を満たす様に設定されている
   ことを特徴とする請求項３に記載のループアンテナ。
5. 前記ループアンテナを構成する金属配線は何れも、
   前記給電部Ｏを通る１本の中心線に対して略線対称形に形成されている
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載のループアンテナ。
6. 前記共振周波数ｆ₂ は、
   前記共振周波数ｆ₁ よりも大きい
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載のループアンテナ。
7. 前記最外周ループＺは、
   内側に凹んだ迂回路を有する
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載のループアンテナ。
8. 前記フォールデッドダイポールを形成する略平行形状の金属配線の間隔Ｄ₂ は、
   前記共振周波数ｆ₂ に対応する波長λ₂ に対して、
   ０．０１λ₂ ≦Ｄ₂ ≦０．２λ₂
   を満たす様に設定されている
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載のループアンテナ。
9. 車両の窓ガラスに対して、埋め込み、嵌め込み、貼り付け、溶着、または塗布によって固定されている
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか１項に記載のループアンテナ。

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