JP2006332729A

JP2006332729A - アンテナ

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Publication number: JP2006332729A
Application number: JP2005149120A
Authority: JP
Inventors: Yukiaki Ito; 進朗伊藤; Toshitaka Tsurutome; 敏孝鶴留
Original assignee: Neomax Co Ltd
Current assignee: Hitachi Metals Ltd
Priority date: 2005-05-23
Filing date: 2005-05-23
Publication date: 2006-12-07
Anticipated expiration: 2025-05-23
Also published as: JP4631536B2

Abstract

【課題】通信可能な周波数帯域を広くするとともに、温度安定性を向上することが可能なアンテナを提供する。
【解決手段】このアンテナ１は、コイル３と、コイル３が巻かれるフェライト部材２とを備え、フェライト部材２は、所定の複素比透磁率μを有し、所定の複素比透磁率μの実数部分および虚数部分をそれぞれμ′およびμ″として、複素比透磁率μを、μ＝μ′−ｉμ″と表わす場合に、複素比透磁率の虚数部分μ″が極大となる周波数ｆ１以上の周波数ｆ２を使用周波数として用いる。
【選択図】図１

Description

この発明は、アンテナに関し、特に、フェライト部材を備えたアンテナに関する。

従来、アンテナとして、ロッドアンテナ、ループアンテナ、および、フェライト部材の回りにコイルを巻いたフェライトバーアンテナなどが知られている。このロッドアンテナおよびループアンテナは、小型化するのが困難であるという不都合がある。これに対して、フェライト部材の回りにコイルを巻いたフェライトバーアンテナでは、複素比透磁率の大きいフェライトを用いるので、アンテナの受信効率を向上させることが可能である。これにより、受信効率を向上するためにアンテナを大型化する必要がないので、小型化することが可能である。しかしながら、従来のフェライトバーアンテナでは、温度によるフェライト部材の複素比透磁率の変化率が大きいので、アンテナの特性の温度安定性が低下するという不都合があった。

そこで、従来では、上記の不都合を解消するために、温度による複素比透磁率の変化率の小さいフェライト部材を備えたアンテナが知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１に開示されたアンテナのフェライト部材では、主成分としてのＦｅ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、ＮｉＯおよびＣｕＯと、副成分としてのＢｉ_２Ｏ_３、Ｃｏ_３Ｏ_４とをそれぞれ所定の量含有することによって、温度による複素比透磁率の変化率を小さくしている。また、上記特許文献１に開示されたアンテナでは、上記のように、主成分としてのＦｅ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、ＮｉＯおよびＣｕＯと、副成分としてのＢｉ_２Ｏ_３、Ｃｏ_３Ｏ_４とによって、通信時の感度を向上させるためにＱ値を大きくしている。なお、Ｑ値とは、振動系の共振の鋭さを表わす量であり、Ｑ値が大きくなることによって、アンテナの感度が向上するとともに、通信時の消費電力が低減する一方、通信可能な周波数帯域が狭くなる。

特開２００１−３４８２２６号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示されたフェライト部材を用いたアンテナでは、通信時の感度を向上させるためにＱ値を大きくしているので、通信可能な周波数帯域が狭くなるという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、通信可能な周波数帯域を広くするとともに、温度安定性を向上させることが可能なアンテナを提供することである。

課題を解決するための手段および発明の効果

上記目的を達成するために、この発明の一の局面によるアンテナは、コイルと、コイルが巻かれるフェライト部材とを備え、フェライト部材は、所定の複素比透磁率μを有し、所定の複素比透磁率μの実数部分および虚数部分をそれぞれμ′およびμ″として、複素比透磁率μを、μ＝μ′−ｉμ″と表わす場合に、複素比透磁率の虚数部分μ″が極大となる周波数ｆ１以上の周波数ｆ２を使用周波数として用いる。なお、本発明における複素比透磁率μは、複素透磁率を真空の透磁率μ_０で除した値である。

この発明の一の局面によるアンテナでは、上記のように、複素比透磁率の虚数部分μ″が極大となる周波数ｆ１以上の周波数ｆ２を使用周波数として用いることによって、通信時におけるフェライト部材の複素比透磁率の虚数部分μ″を大きくすることができるので、相対損失係数ｔａｎδ／μ′（＝μ″／（μ′）^２）および損失係数ｔａｎδ（＝μ″／μ′）を大きくすることができる。これにより、損失係数ｔａｎδの逆数であるＱ値（＝μ′／μ″）を小さくすることができるので、通信可能な周波数帯域を広くすることができる。また、複素比透磁率の虚数部分μ″が極大となる周波数ｆ１以上の周波数ｆ２を使用周波数として用いることによって、温度による複素比透磁率の実数部分μ′および虚数部分μ″の変化率を小さくすることができるので、アンテナの特性の温度安定性を向上させることができる。これらにより、温度安定性に優れ、かつ、通信可能な周波数帯域の広い車載用などに適したアンテナを実現することができる。

上記一の局面によるアンテナにおいて、好ましくは、フェライト部材は、ＭｎＯ、ＮｉＯ、ＣｕＯ、ＺｎＯ、ＭｇＯおよびＬｉ_２Ｏからなるグループより選択される少なくとも１つと、Ｆｅ_２Ｏ_３とを含有する。このように構成すれば、本発明のアンテナに用いるフェライト部材を容易に得ることができる。

上記一の局面によるアンテナにおいて、好ましくは、使用周波数として用いる周波数ｆ２は、複素比透磁率の実数部分μ′と複素比透磁率の虚数部分μ″とが実質的に同一となる周波数ｆ３の近傍以上の周波数である。このように構成すれば、温度によるフェライト部材の複素比透磁率の変化率をより小さくすることができるので、アンテナの特性の温度安定性をより向上させることができる。

この場合に、好ましくは、使用周波数として用いる周波数ｆ２は、周波数ｆ３の近傍の周波数である。このように構成すれば、温度によるフェライト部材の複素比透磁率の変化率を容易に小さくすることができるので、アンテナの特性の温度安定性を容易に向上させることができる。

上記一の局面によるアンテナにおいて、好ましくは、フェライト部材は、６０ｍｏｌ％以下のＦｅ_２Ｏ_３と、２０ｍｏｌ％以上のＺｎＯとを含有し、使用周波数として用いる周波数ｆ２は、１３．６ＭＨｚ近傍の周波数である。このように、２０ｍｏｌ％以上のＺｎＯを含有することによって、フェライト部材の複素比透磁率の虚数部分μ″が極大となる周波数ｆ１が、１３．６ＭＨｚ近傍よりも大きくなるのを抑制することができるので、容易に、１３．６ＭＨｚ近傍の周波数ｆ２を使用周波数として用いることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施形態によるアンテナの構造を概略的に示した斜視図である。図２および図３は、一般的なフェライトの磁気特性を説明するための図である。まず、図１を参照して、本発明の一実施形態によるアンテナ１の構造について説明する。

本発明の一実施形態によるアンテナ１は、車載用として使用されるとともに、図１に示すように、フェライト部材２と、コイル３と、コイル３に接続されたインピーダンス調製用の回路部４とを備えている。また、フェライト部材２は、約２０ｍｍ×約１０ｍｍ×約５ｍｍの直方体の形状を有している。また、本実施形態では、フェライト部材２は、２０ｍｏｌ％以上のＺｎＯと、６０ｍｏｌ％以下のＦｅ_２Ｏ_３とを含有している。なお、フェライト部材２は、ＺｎＯおよびＦｅ_２Ｏ_３以外に、ＭｎＯ、ＮｉＯ、ＣｕＯ、ＺｎＯ、ＭｇＯおよびＬｉ_２Ｏを含有していてもよい。また、フェライト部材２は、所定の複素比透磁率μ（＝μ′−ｉμ″）を有している。なお、μ′は、複素比透磁率μの実数部分を表わしている。また、μ″は、複素比透磁率μの虚数部分を表わしている。なお、本発明における複素比透磁率μは、複素透磁率を真空の透磁率μ_０で除した値である。

ここで、本実施形態によるアンテナ１は、フェライト部材２の複素比透磁率μの虚数部分μ″の値が極大となる周波数ｆ１（図２参照）以上の周波数ｆ２（図２参照）を使用周波数として用いて通信されるように構成されている。また、アンテナ１は、フェライト部材２の複素比透磁率μの実数部分μ′と複素比透磁率μの虚数部分μ″とが実質的に同一となる周波数ｆ３（図２参照）の近傍以上の周波数ｆ２を使用周波数として用いるのがより好ましい。なお、従来のアンテナでは、損失を小さくして消費電力を小さくするために、損失成分としてのフェライト部材の複素比透磁率μの虚数部分μ″が実質的に０である周波数以下の周波数ｆ４（図２参照）を用いて通信されるのが一般的である。

また、本実施形態によるアンテナ１のコイル３は、銅線により形成されているとともに、フェライト部材２に約１０周巻きつけられている。

本実施形態では、上記のように、複素比透磁率μの虚数部分μ″が極大となる周波数ｆ１以上の周波数ｆ２を使用周波数として用いることによって、図２に示すように、通信時におけるフェライト部材２の複素比透磁率μの虚数部分μ″を大きくすることができるので、相対損失係数ｔａｎδ／μ′（＝μ″／（μ′）^２）および損失係数ｔａｎδ（＝μ″／μ′）を大きくすることができる。これにより、損失係数ｔａｎδの逆数であるＱ値（＝μ′／μ″）を小さくすることができるので、通信可能な周波数帯域を広くすることができる。本実施形態では、このように通信可能な周波数帯域を広くすることができる反面、上記のようにフェライト部材２の損失成分としての虚数部分μ″が大きくなる。しかし、本実施形態によるアンテナ１は、バッテリなどにより電源の確保が容易な車載用などであるので、損失が大きいために消費電力が大きくなった場合にもそれほど問題にはならない。また、複素比透磁率μの虚数部分μ″が極大となる周波数ｆ１以上の周波数ｆ２を使用周波数として用いることによって、この周波数ｆ２では、図３に示すように、温度による複素比透磁率μの実数部分μ′および虚数部分μ″の変化率を小さくすることができるので、アンテナ１の特性の温度安定性を向上させることができる。これらにより、本実施形態では、温度安定性に優れ、かつ、通信可能な周波数帯域の広い車載用などに適したアンテナ１を実現することができる。

また、本実施形態では、複素比透磁率μの実数部分μ′と複素比透磁率μの虚数部分μ″とが実質的に同一となる周波数ｆ３の近傍以上の周波数ｆ２を使用周波数として用いる場合には、アンテナ１の特性の温度安定性をより向上させることができる。すなわち、一般的なフェライト部材では、図３に示すように、たとえば、周波数ｆ１（１３０℃）における複素比透磁率μの実数部分μ′の温度による変化量（たとえば、２５℃に対する１３０℃の複素比透磁率μの実数部分μ′の変化量Ｌ１）に比べて、周波数ｆ３（１３０℃）の近傍以上における複素比透磁率μの実数部分μ′の温度による変化量（周波数ｆ３（１３０℃）における２５℃に対する１３０℃の複素比透磁率μの実数部分μ′の変化量Ｌ２）が小さくなるとともに、周波数ｆ１（１３０℃）における複素比透磁率μの虚数部分μ″の温度による変化量（たとえば、２５℃に対する１３０℃の複素比透磁率μの虚数部分μ″の変化量Ｌ３）に比べて、周波数ｆ３（１３０℃）の近傍以上における複素比透磁率μの虚数部分μ″の温度による変化量（周波数ｆ３（１３０℃）における２５℃に対する１３０℃の複素比透磁率μの虚数部分μ″の変化量Ｌ４）が小さくなるので、周波数ｆ３の近傍以上の周波数ｆ２を使用周波数として用いることにより、温度によるフェライト部材２の複素比透磁率μの変化率をより小さくすることができる。これにより、アンテナ１の特性の温度安定性をより向上させることができる。なお、１３０℃以外の、たとえば、８０℃、２５℃および−４５℃においても、図３に示したように、周波数ｆ１における複素比透磁率μの実数部分μ′および虚数部分μ″の温度による変化率に比べて、周波数ｆ３における複素比透磁率μの実数部分μ′および虚数部分μ″の温度による変化率がそれぞれ小さくなる。

また、本実施形態では、フェライト部材２は、６０ｍｏｌ％以下のＦｅ_２Ｏ_３と、２０ｍｏｌ％以上のＺｎＯとを含有し、約１３．６ＭＨｚ近傍の周波数ｆ２を使用周波数として用いる。このように、２０ｍｏｌ％以上のＺｎＯを含有することによって、フェライト部材２の複素比透磁率μの虚数部分μ″が極大となる周波数ｆ１が、１３．６ＭＨｚ近傍よりも大きくなるのを抑制することができるので、容易に、約１３．６ＭＨｚ近傍の周波数ｆ２を使用周波数として用いることができる。

（実施例）
次に、上記した一実施形態によるアンテナの効果を確認するために行った比較実験について説明する。まず、アンテナに用いるフェライト部材の磁気特性に関する比較実験について説明する。なお、この比較実験では、本実施形態に対応する実施例１〜３による試料Ａ〜Ｃと、比較例１および２による試料ＤおよびＥとを作製するとともに、それらの作製した試料Ａ〜Ｅについて磁気特性を評価した。

（実施例１）
この実施例１では、４９ｍｏｌ％のＦｅ_２Ｏ_３と、２２ｍｏｌ％のＮｉＯと、６ｍｏｌ％のＣｕＯと、２３ｍｏｌ％のＺｎＯとを含有するＮｉＺｎ系スピネルフェライトを用いて試料Ａを作製した。また、試料Ａは、８ｍｍの外径と２ｍｍの厚みとを有するとともに、中央に４ｍｍの内径の円形の空洞部を有するリング形状に形成した。

（実施例２）
実施例２では、４９ｍｏｌ％のＦｅ_２Ｏ_３と、２５ｍｏｌ％のＮｉＯと、６ｍｏｌ％のＣｕＯと、２０ｍｏｌ％のＺｎＯとを含有するＮｉＺｎ系スピネルフェライトを用いて試料Ｂを作製した。これ以外は、上記実施例１による試料Ａと同様にして、試料Ｂを作製した。

（実施例３）
実施例３では、６０ｍｏｌ％のＦｅ_２Ｏ_３と、７ｍｏｌ％のＬｉ_２Ｏと、５ｍｏｌ％のＭｎＯと、２８ｍｏｌ％のＺｎＯとを含有するＬｉＺｎ系スピネルフェライトを用いて試料Ｃを作製した。これ以外は、上記実施例１による試料Ａと同様にして、試料Ｃを作製した。

（比較例１）
比較例１では、５３ｍｏｌ％のＦｅ_２Ｏ_３と、３１ｍｏｌ％のＮｉＯと、６ｍｏｌ％のＣｕＯと、１０ｍｏｌ％のＺｎＯとを含有するＮｉＺｎ系スピネルフェライトを用いて試料Ｄを作製した。これ以外は、上記実施例１による試料Ａと同様にして、試料Ｄを作製した。

（比較例２）
比較例２では、６６ｍｏｌ％のＦｅ_２Ｏ_３と、１０ｍｏｌ％のＬｉ_２Ｏと、６ｍｏｌ％のＭｎＯと、１８ｍｏｌ％のＺｎＯとを含有するＬｉＺｎ系スピネルフェライトを用いて試料Ｅを作製した。これ以外は、上記実施例１による試料Ａと同様にして、試料Ｅを作製した。

上記のように作製した試料Ａ〜Ｅを、恒温槽中で２５℃の温度で保持した。その後、２５℃の温度で保持した試料Ａ〜Ｅについて、１ＭＨｚ〜１００ＭＨｚの範囲で周波数を変化させて複素比透磁率μ（＝μ′−ｉμ″）を測定した。この測定結果が図４〜図８に示されている。なお、複素比透磁率μの測定には、アジレントテクノロジー社製のインピーダンスアナライザＥ４９９１Ａを用いた。

また、−４５℃、２５℃および１３０℃で保持した試料Ａ〜Ｅについて、１３．６ＭＨｚの周波数で測定した複素比透磁率μの実数部分μ′および虚数部分μ″を用いて、各試料Ａ〜Ｅの相対損失係数ｔａｎδ／μ′（＝μ″／（μ′）^２）を算出した。そして、算出した２５℃で保持した試料Ａ〜Ｅの１３．６ＭＨｚにおける相対損失係数ｔａｎδ／μ′に対する、−４５℃および１３０℃で保持した試料Ａ〜Ｅの１３．６ＭＨｚの周波数における相対損失係数ｔａｎδ／μ′の変化率Δｔａｎδ／μ′（％）を算出した。また、２５℃で保持した試料Ａ〜Ｅの１３．６ＭＨｚの周波数における複素比透磁率μの実数部分μ′に対する、−４５℃および１３０℃で保持した試料Ａ〜Ｅの１３．６ＭＨｚの周波数における複素比透磁率μの実数部分μ′の変化率Δμ′（％）を算出した。

また、２５℃で保持した試料Ａ〜Ｅについて周波数を変化させて測定した複素比透磁率μ（＝μ′−ｉμ″）を用いて、複素比透磁率μの虚数部分μ″が極大となる周波数ｆ１、および、複素比透磁率μの実数部分μ′と虚数部分μ″とが実質的に同一となる周波数ｆ３を算出した。

上記した複素比透磁率μ（＝μ′−ｉμ″）の測定結果と、相対損失係数ｔａｎδ／μ′、周波数ｆ１および周波数ｆ３の算出結果とが以下の表１に示されている。また、相対損失係数ｔａｎδ／μ′の変化率Δｔａｎδ／μ′（％）、および、複素比透磁率μの実数部分μ′の変化率Δμ′（％）が以下の表２に示されている。

上記表１を参照して、２５℃で保持した実施例１〜３、比較例１および２の１３．６ＭＨｚの周波数における複素比透磁率μの実数部分μ′は、それぞれ、１６６、１６１、１６４、９３および１６８であった。また、２５℃で保持した実施例１〜３、比較例１および２の１３．６ＭＨｚの周波数における複素比透磁率μの虚数部分μ″は、それぞれ、１９４、１０３、１５８、５および３６であった。

また、図４〜図８および表１を参照して、本実施形態に対応する実施例１〜３では、１３．６ＭＨｚの周波数は、複素比透磁率μの虚数部分μ″が極大となる周波数ｆ１以上である一方、比較例１および２では、１３．６ＭＨｚの周波数は、複素比透磁率μの虚数部分μ″が極大となる周波数ｆ１よりも小さくなることが判明した。具体的には、本実施形態に対応する実施例１〜３、比較例１および２の複素比透磁率μの虚数部分μ″が極大となる周波数ｆ１は、それぞれ、８ＭＨｚ、１３ＭＨｚ、１０ＭＨｚ、４０ＭＨｚおよび２５ＭＨｚであった。これは、実施例１〜３では、フェライトに２０ｍｏｌ％以上のＺｎＯを含有することによって、複素比透磁率μの虚数部分μ″が極大となる周波数ｆ１が大きくなるのが抑制されたためであると考えられる。

また、本実施形態に対応する実施例１（試料Ａ）では、図４および表１に示すように、１３．６ＭＨｚの周波数は、複素比透磁率μの実数部分μ′と虚数部分μ″とが同一になる周波数ｆ３（１０ＭＨｚ）以上の周波数であることが判明した。また、本実施形態に対応する実施例３（試料Ｃ）では、図６および表１に示すように、１３．６ＭＨｚの周波数は、複素比透磁率μの実数部分μ′と虚数部分μ″とが同一になる周波数ｆ３（１４ＭＨｚ）の近傍の周波数であることが判明した。これに対して、本実施形態に対応する実施例２（試料Ｂ）では、図５および表１に示すように、１３．６ＭＨｚの周波数は、複素比透磁率μの実数部分μ′と虚数部分μ″とが同一になる周波数ｆ３（２５ＭＨｚ）以下の周波数であることが判明した。また、比較例１（試料Ｄ）では、図７および表１に示すように、１３．６ＭＨｚの周波数は、複素比透磁率μの実数部分μ′と虚数部分μ″とが同一になる周波数ｆ３（７５ＭＨｚ）以下の周波数であることが判明した。また、比較例２（試料Ｅ）では、図８および表１に示すように、１３．６ＭＨｚの周波数は、複素比透磁率μの実数部分μ′と虚数部分μ″とが同一になる周波数ｆ３（２８ＭＨｚ）以下の周波数であることが判明した。

また、上記表１を参照して、本実施形態に対応する実施例１〜３の相対損失係数ｔａｎδ／μ′（＝μ″／（μ′）^２）（実施例１：７０４０×１０^−６、実施例２：３９７４×１０^−６、実施例３：５８７４×１０^−６）は、比較例１および２の相対損失係数ｔａｎδ／μ′（＝μ″／（μ′）^２）（比較例１：５７８×１０^−６、比較例２：１２７６×１０^−６）に比べて大きくなることが判明した。これにより、実施例１〜３では、Ｑ値を小さくすることが可能となるので、通信可能な周波数帯域を広くすることが可能であることがわかる。

また、上記表２を参照して、２５℃における複素比透磁率μの実数部分μ′に対する１３０℃および−４５℃における複素比透磁率μの実数部分μ′の変化率Δμ′は、実施例１では、８．３％および１６．９％であり、実施例２では、４．３％および−２．０％であり、実施例３では、−１．３％および１３．４％であり、本実施形態に対応する実施例１〜３では、変化率Δμ′は、２５％以下になることが判明した。これに対して、比較例１では、４１．７％および−２７．８％であり、比較例２では、０．４％および−３２．９％であり、比較例１および２では、変化率Δμ′は、２５％以上になることが判明した。これにより、本実施形態に対応する実施例１〜３の複素比透磁率μの実数部分μ′の変化率Δμ′の絶対値は、比較例１および２の複素比透磁率μの実数部分μ′の変化率Δμ′の絶対値よりも小さくなることが判明した。これは、以下の理由によるものと考えられる。すなわち、本実施形態に対応する実施例１〜３では、使用周波数としての１３．６ＭＨｚの周波数（ｆ２）は、複素比透磁率μの虚数部分μ″が極大となる周波数ｆ１以上であるので、複素比透磁率μの温度による変化率を小さくすることができたためであると考えられる。

また、表２から、１３０℃および−４５℃における相対損失係数ｔａｎδ／μ′の変化率Δｔａｎδ／μ′は、実施例１では、−４％および−３５％であり、実施例２では、５１％および−５０％であり、実施例３では、１５％および−４２％であり、本実施形態に対応する実施例１〜３では、変化率Δｔａｎδ／μ′は、１００％以下になることが判明した。これに対して、比較例１では、５７５％および−９５％であり、比較例２では、２９１％および−８５％であり、比較例１および２では、変化率Δｔａｎδ／μ′は、１００％よりも大きくなることが判明した。これにより、本実施形態に対応する実施例１〜３の相対損失係数ｔａｎδ／μ′の変化率Δｔａｎδ／μ′は、比較例１および２の相対損失係数ｔａｎδ／μ′の変化率Δｔａｎδ／μ′よりも小さくなることが判明した。これは、以下の理由によるものと考えられる。すなわち、本実施形態に対応する実施例１〜３では、使用周波数としての１３．６ＭＨｚの周波数（ｆ２）は、複素比透磁率μの虚数部分μ″が極大となる周波数ｆ１以上であるので、上記した複素比透磁率μの実数部分μ′の変化率の場合と同様、複素比透磁率μの温度による変化率を小さくすることができたためであると考えられる。

次に、アンテナ性能を評価した比較実験について説明する。この比較実験では、上記実施例１〜３にそれぞれ対応する実施例４〜６による試料Ｆ〜Ｈと、上記比較例１および２にそれぞれ対応する比較例３および４による試料ＩおよびＪとを作製してアンテナ性能の評価を行った。

実施例４〜６、比較例３および４に対応する試料Ｆ〜Ｊは、図１に示したアンテナ１と同様に作製した。具体的には、試料Ｆ〜Ｊのアンテナ１に用いるフェライト部材２は、それぞれ、上記実施例１〜３、比較例１および２に対応する試料Ａ〜Ｅと同様の組成比で作製した。そして、試料Ｆ〜Ｊでは、フェライト部材２にコイル３を１０周巻き付けるとともに、インピーダンス調整用の回路部４をコイル３に接続した。その後、２５℃において、インピーダンスアナライザにより１３．６ＭＨｚで受信側であるアンテナ１と受信機とのインピーダンスを同じにするとともに、発信側であるループアンテナと送信機とのインピーダンスを同じにすることにより、インピーダンスマッチングを行った。このようにして、アンテナ性能を評価する試料として、実施例４〜６、比較例３および４に対応する試料Ｆ〜Ｊを作製した。

上記のように作製した試料Ｆ〜Ｊのアンテナについて、恒温槽中で１３０℃、２５℃および−４５℃で保持した後、ＶＳＷＲ（電圧定在波比）を測定した。このＶＳＷＲ（電圧定在波比）の測定は、試料Ｆ〜Ｊを受信側として行った。また、発信側には、発信機が接続された５００ｍｍの直径を有するループアンテナを用いるとともに、そのループアンテナを試料Ｆ〜Ｊのアンテナから２００ｍｍの距離を隔てて配置した。なお、ＶＳＷＲ（電圧定在波比）とは、インピーダンスの整合の度合を示す指標であり、ＶＳＷＲが１に近い程、受信側のアンテナ（試料Ｆ〜Ｊ）の電波の受信効率が良いことを表わす。この測定結果を、以下の表３に示す。なお、一般的に、アンテナのＶＳＷＲは、２以下であることが必要である。

上記表３を参照して、１３０℃、２５℃および−４５℃におけるＶＳＷＲは、実施例４では、１．１６、１．０２および１．３９であり、実施例５では、１．５４、１．０２および１．６０であり、実施例６では、１．６９、１．０１および１．３７であり、本実施形態に対応する実施例４〜６では、ＶＳＷＲは、２以下になることが判明した。これに対して、比較例３では、１５．１４、１．０３および７．１０であり、比較例４では、２．７４、１．０５および５．７４であり、比較例３および４では、ＶＳＷＲは、２よりも大きくなることが判明した。

また、実施例４〜６、比較例３および４に対応する試料Ｆ〜Ｊのアンテナを受信側として、発信側から発信した電波の周波数が、１３．１ＭＨｚ、１３．６ＭＨｚおよび１４．１ＭＨｚの場合における受信電力を測定した。なお、受信電力とは、アンテナ１が電波を受信することにより、コイル３に発生する電力である。そして、１３．６ＭＨｚにおける受信電力を基準として、１３．１ＭＨｚおよび１４．１ＭＨｚにおける受信電力の変化度を算出した。この結果を、表４に示す。

上記表４を参照して、１３．６ＭＨｚにおける受信電力を基準とする１３．１ＭＨｚおよび１４．１ＭＨｚにおける受信電力の変化度は、実施例４では、−１５．９ｄｂおよび−１６．４ｄｂであり、実施例５では、−１６．７ｄｂおよび−１８．２ｄｂであり、実施例６では、−１５．６ｄｂおよび−１６．４ｄｂであり、実施例４〜６では、受信電力の変化度（低下度）の絶対値が１９ｄｂ以下であることが判明した。これに対して、比較例３では、−２０．８ｄｂおよび−２２．０ｄｂであり、比較例４では、−１９．１ｄｂおよび−１９．１ｄｂであり、比較例３および４では、受信電力の変化度（低下度）の絶対値は、１９ｄｂよりも大きいことが判明した。この結果から、本実施形態に対応する実施例４〜６では、比較例３および４よりも、１３．１ＭＨｚおよび１４．１ＭＨｚにおける受信電力の低下が抑制されることが分かる。これにより、実施例４〜６によるアンテナでは、１３．１ＭＨｚ〜１４．１ＭＨｚにかけての周波数帯域の電波の受信性能を向上させることが可能であることが分かった。また、本実施形態に対応する実施例４〜６によるアンテナでは、１３．６ＭＨｚを中心とする１３．１ＭＨｚ〜１４．１ＭＨｚにかけての周波数帯域の電波の受信性能が向上するのに伴って、通信可能な周波数帯域を拡大することが可能であると考えられる。

なお、今回開示された実施形態および実施例は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態および実施例の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等などの意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、使用周波数としての周波数ｆ２を約１３．６ＭＨｚとした例を示したが、本発明はこれに限らず、使用周波数としての周波数ｆ２を約１３．６ＭＨｚ以外の、たとえば、ＨＦ（ＨｉｇｈＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯（３ＭＨｚ〜３０ＭＨｚ）〜ＵＨＦ（ＵｌｔｒａＨｉｇｈＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯（３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ）の周波数にしてもよい。この場合には、ＨＦ帯やＵＨＦ帯において、使用周波数としての周波数ｆ２を、複素比透磁率の虚数部分μ″が極大となる周波数ｆ１以上に設定すればよい。

また、上記実施形態では、フェライト部材に６０ｍｏｌ％以下のＦｅ_２Ｏ_３を含有させた例を示したが、本発明はこれに限らず、フェライト部材に６０ｍｏｌ％よりも多くのＦｅ_２Ｏ_３を含有させてもよい。

また、上記実施形態では、フェライト部材に２０ｍｏｌ％以上のＺｎＯを含有させた例について説明したが、本発明はこれに限らず、フェライト部材に２０ｍｏｌ％よりも少ないＺｎＯを含有させてもよい。また、フェライト部材にＺｎＯを含有させなくてもよい。

また、上記実施形態では、本発明によるアンテナを受信側に用いた例について説明したが、本発明はこれに限らず、本発明によるアンテナを発信側に用いてもよい。

本発明の一実施形態によるアンテナの構造を概略的に示した斜視図である。一般的なフェライトの磁気特性を説明するための図である。一般的なフェライトの磁気特性を説明するための図である。実施例１（試料Ａ）の磁気特性を評価した実験結果を示した図である。実施例２（試料Ｂ）の磁気特性を評価した実験結果を示した図である。実施例３（試料Ｃ）の磁気特性を評価した実験結果を示した図である。比較例１（試料Ｄ）の磁気特性を評価した実験結果を示した図である。比較例２（試料Ｅ）の磁気特性を評価した実験結果を示した図である。

符号の説明

１アンテナ
２フェライト部材
３コイル
４回路部

Claims

コイルと、
前記コイルが巻かれるフェライト部材とを備え、
前記フェライト部材は、所定の複素比透磁率μを有し、
前記所定の複素比透磁率μの実数部分および虚数部分をそれぞれμ′およびμ″として、前記複素比透磁率μを、μ＝μ′−ｉμ″と表わす場合に、前記複素比透磁率の虚数部分μ″が極大となる周波数ｆ１以上の周波数ｆ２を使用周波数として用いる、アンテナ。
前記フェライト部材は、ＭｎＯ、ＮｉＯ、ＣｕＯ、ＺｎＯ、ＭｇＯおよびＬｉ_２Ｏからなるグループより選択される少なくとも１つと、Ｆｅ_２Ｏ_３とを含有する、請求項１に記載のアンテナ。
前記使用周波数として用いる周波数ｆ２は、前記複素比透磁率の実数部分μ′と前記複素比透磁率の虚数部分μ″とが実質的に同一となる周波数ｆ３の近傍以上の周波数である、請求項１または２に記載のアンテナ。
前記使用周波数として用いる周波数ｆ２は、前記周波数ｆ３の近傍の周波数である、請求項３に記載のアンテナ。
前記フェライト部材は、６０ｍｏｌ％以下のＦｅ_２Ｏ_３と、２０ｍｏｌ％以上のＺｎＯとを含有し、
前記使用周波数として用いる周波数ｆ２は、１３．６ＭＨｚ近傍の周波数である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のアンテナ。