JP2009290408A - Monopole antenna - Google Patents
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Description
本発明は、モノポールアンテナに係り、特に、軸周りを囲むように螺旋状に巻回されたコイル部、及び、前記コイル部の一端に設けられた前記軸に沿った立ち上がり部、から構成された線状のモノポールアンテナ本体を有するモノポールアンテナに関するものである。 The present invention relates to a monopole antenna, and in particular, includes a coil portion spirally wound around an axis and a rising portion along the axis provided at one end of the coil portion. The present invention relates to a monopole antenna having a linear monopole antenna body.
一般的に、モノポールアンテナは、アンテナ長がλ0/4(λ0:使用波長)の直線状の導体から構成されている。このようなモノポールアンテナは、使用周波数が低いと使用波長λ0が長くなりアンテナ長が長くなる、という問題があった。そこで、例えば、図5に示すように、アンテナ長L1を短縮するために、モノポールアンテナ100の一部にコイル部101を形成する構成が提案されている。
Typically, the monopole antenna, the antenna length of λ 0/4: and a linear conductor (lambda 0 the wavelength used). Such a monopole antenna has a problem that when the frequency used is low, the wavelength λ 0 is increased and the antenna length is increased. Therefore, for example, as shown in FIG. 5, a configuration in which a
しかしながら、図5に示すように小型化のためにアンテナ長L1を大幅に短縮すると、モノポールアンテナ100のインピーダンス特性が劣化して、インピーダンス整合が取れなくなる、という問題があった。即ち、使用周波数f0(=光速/λ0)で共振してインピーダンス整合が良好になるようにモノポールアンテナ100を構成する導体の長さをλ0/4としても、モノポールアンテナ100にコイル部101を設けると、図6に示すように、使用周波数f0からズレた周波数で共振してしまい、使用周波数f0付近で良好なインピーダンス整合を取ることができない。
However, as shown in FIG. 5, when the antenna length L 1 is greatly shortened for miniaturization, the impedance characteristic of the
上述した共振周波数の使用周波数f0からのズレはコイル部101の長さに応じて変動する。このため、従来のモノポールアンテナ100では、使用周波数f0で共振してインピーダンス整合が良好になるように共振周波数を調整することが非常に困難である、という問題があった。
The deviation of the resonance frequency from the use frequency f 0 varies according to the length of the
そこで、本発明は、上記のような問題点に着目し、インピーダンス特性を改善すると共振周波数を簡単に調整することができるモノポールアンテナを提供することを課題とする。 Accordingly, the present invention pays attention to the above-described problems, and an object thereof is to provide a monopole antenna that can easily adjust the resonance frequency by improving the impedance characteristics.
本発明者は、インピーダンス特性を改善すると共に共振周波数を簡単に調整することができるモノポールアンテナを得るべく検討を重ねた結果、コイル部を設けたモノポールアンテナ本体のコイル部側に軸方向に離間して無給電コイルを配置すると、インピーダンス特性が改善されて、共振周波数を使用周波数に近づけることができることを見出した。また、モノポールアンテナ本体と無給電コイルとの距離を調整することにより、共振周波数の調整が可能になることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of repeated studies to improve the impedance characteristics and to easily adjust the resonance frequency, the present inventor has made a study in the axial direction toward the coil portion side of the monopole antenna body provided with the coil portion. It has been found that when the parasitic coil is arranged apart from each other, the impedance characteristic is improved and the resonance frequency can be brought close to the use frequency. Further, it has been found that the resonance frequency can be adjusted by adjusting the distance between the monopole antenna body and the parasitic coil, and the present invention has been completed.
即ち、請求項1記載の発明は、軸周りを囲むように螺旋状に巻回されたコイル部、及び、前記コイル部の一端に設けられた前記軸に沿った立ち上がり部、から構成された線状のモノポールアンテナ本体を有するモノポールアンテナにおいて、前記モノポールアンテナ本体のコイル部側に前記軸方向に離間して配置された前記軸周りを囲むように螺旋状に巻回された線状の無給電コイルを有することを特徴とするモノポールアンテナに存する。
That is, the invention according to
請求項2記載の発明は、前記コイル部及び前記無給電コイルが各々、密巻きコイル状に設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載のモノポールアンテナに存する。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the monopole antenna according to the first or second aspect, wherein the coil portion and the parasitic coil are each provided in a closely wound coil shape.
以上説明したように請求項1記載の発明によれば、軸周りを囲むように螺旋状に巻回された線状の無給電コイルがモノポールアンテナ本体のコイル部側に軸方向に離間して配置されているので、インピーダンス特性を改善すると共振周波数を簡単に調整することができる。 As described above, according to the first aspect of the present invention, the linear parasitic coil wound spirally so as to surround the axis is separated in the axial direction on the coil portion side of the monopole antenna body. Since it is arranged, the resonance frequency can be easily adjusted by improving the impedance characteristics.
請求項2記載の発明によれば、アンテナをより一層小型化することができる。 According to the second aspect of the present invention, the antenna can be further reduced in size.
以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。図1及び図2に示すように、モノポールアンテナ1は、モノポールアンテナ本体2と、無給電コイル3と、を有している。モノポールアンテナ本体2は、使用波長λ0(=光速/使用周波数f0)/4の長さの導線から構成されている。モノポールアンテナ本体2は、図1中の一点鎖線で示す軸Z周りを囲むように螺旋状に巻回されたコイル部21と、コイル部21の一端に設けられた軸Zに沿った立ち上がり部22と、から構成されている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIGS. 1 and 2, the
上記立ち上がり部22は、平板状の導体板4と直交するようにその端部が導体板4に接続されている。コイル部21を設けることにより、モノポールアンテナ本体2のアンテナ長L1は、λ0/4より短くすることができ、小型化を図ることができる。無給電コイル3は、軸Z周りを囲むように螺旋状に巻回された導線から構成されている。無給電コイル3は、モノポールアンテナ本体2のコイル部21側に軸Z方向に距離L2だけ離間して配置されている。
The rising portion 22 is connected to the
無給電コイル3は、その半径R1がコイル部21と同じになるように巻回されている。また、上記コイル部21及び無給電コイル3は各々、密巻きコイル状に設けられている。ここで、密巻きコイルとは、図1に示すように、導線が軸Z方向に隙間無く巻回されたコイルのことをいう。上述したコイル部21及び無給電コイル3内には、図示しない円筒状の誘電体箔の外周に巻回されて電磁界への影響の小さい粘着テープで固定されている。
The
次に、本発明者は、後述する図1に示す本発明品A及びBと、図5に示す従来品と、をそれぞれ作製して、周波数に対応するVSWR特性を測定した。結果を、図3、図4及び図6に示す。なお、本発明品Aは、立ち上がり部22の長さL3=0.5mm、コイル部21及び密巻きコイル3の直径R1=11.7mm、コイル部21の巻き数N1=4回、密巻きコイル3の巻き数N2=4.25回としている。本発明品Bは、L3、R1、N1については本発明品Aと同じ寸法とし、N2=1回としている。従来品は、本発明品A及びBのモノポールアンテナ本体2と同じ寸法としている。また、モノポールアンテナ本体2及び無給電コイル3を構成する導線としては、例えば直径1.2mmのエナメル線を用いている。また、導体板4としては、200mm×200mmの銅板を用いている。
Next, the inventor manufactured the present invention products A and B shown in FIG. 1 described later and the conventional product shown in FIG. 5, and measured the VSWR characteristics corresponding to the frequency. The results are shown in FIG. 3, FIG. 4 and FIG. The product A of the present invention has a length L 3 = 0.5 mm of the rising portion 22, a diameter R 1 of the coil portion 21 and the closely
図6に示すように、共振周波数の使用周波数f0からズレは、従来品が+90MHzであるのに対して、図3に示すように本発明品Aがほぼ0であり、図4に示すように本発明品Bでも+12MHz程度と低減できることが分かった。即ち、本発明品A、Bのように無給電コイル3を設けることにより、共振周波数を使用周波数f0に近づけてインピーダンス特性を改善できることが分かった。また、無給電コイル3の巻き数N2をコイル部21の巻き数N1に近づけるほど、共振周波数が使用周波数f0に近づいてインピーダンス特性を改善できることが分かった。
As shown in FIG. 6, the deviation of the resonance frequency from the use frequency f 0 is +90 MHz in the conventional product, whereas the product A of the present invention is almost 0 as shown in FIG. 3, and as shown in FIG. It was also found that the present invention product B can be reduced to about +12 MHz. That is, it was found that by providing the
また、図6に示すように、共振周波数でのVSRWは、従来品が6.5であるのに対して、巻き数N2=1回の本発明品Bが図4に示すように7と低減できないものの巻き数N2を増やしてコイル部21の巻き数N1に近づけた本発明品Aが図3に示すように1.3と低減できることが分かった。即ち、無給電コイル3の巻き数N2をコイル部21の巻き数N1に近づけることにより、VSWRを低減できることが分かった。
Further, as shown in FIG. 6, the VSRW at the resonance frequency is 6.5 for the conventional product, whereas the product B of the present invention B with the number of turns N 2 = 1 is 7 as shown in FIG. Although it cannot be reduced, it was found that the product A of the present invention in which the number of turns N 2 was increased to approach the number of turns N 1 of the coil portion 21 could be reduced to 1.3 as shown in FIG. That is, it was found that the VSWR can be reduced by bringing the number of turns N 2 of the
また、本発明者は、距離L2がそれぞれ異なる図1に示す本発明品をそれぞれ作製して、周波数に対応するVSRW特性を測定した。結果、距離L2を変えることにより共振周波数を変動できることが分かった。よって、使用周波数f0を変更したい場合、距離L2を変えるだけで簡単に共振周波数を使用周波数f0に調整することができる。 In addition, the present inventor manufactured the products of the present invention shown in FIG. 1 having different distances L 2 and measured the VSRW characteristics corresponding to the frequency. Result, it was found that can vary the resonance frequency by changing the distance L 2. Therefore, when it is desired to change the use frequency f 0 , the resonance frequency can be easily adjusted to the use frequency f 0 simply by changing the distance L 2 .
上述したモノポールアンテナによれば、軸Z周りを囲むように螺旋状に巻回された線状の無給電コイル3がモノポールアンテナ本体2のコイル部21側に軸Z方向に離間して配置されているので、インピーダンス特性を改善すると共振周波数を簡単に調整することができる。
According to the above-described monopole antenna, the linear
また、上述したモノポールアンテナによれば、コイル部21及び無給電コイル3が各々、密巻きコイル状に設けられている。これにより、疎巻きコイルに比べてモノポールアンテナ本体2及び無給電コイル3を構成する導線を容易に小型に収めることができる。また、コイル部21及び無給電コイル3を疎巻きコイル状にすると、コイル部21と無給電コイル3との相互の結合が十分に得られ難くなりなり、共振周波数の使用周波数f0からのズレも大きくなり、VSWRもあまり低減できなくなる。また、コイル部21から直接放射される成分(電波)が多くなり使用周波数f0でのVSWR特性が低下する。これに対して、コイル部21及び無給電コイル3を密巻きコイル状にすることにより、コイル部21と無給電コイル3との相互の結合が十分に得られ、共振周波数の使用周波数f0からのズレも小さくなり、VSWRも低減することができる。また、コイルから直接放射される成分を少なくして、本来の電気的特性を得ることができる。
Moreover, according to the monopole antenna mentioned above, the coil part 21 and the
なお、上述した実施形態では、コイル部21及び無給電コイル3は密巻きコイル状に設けられていたが、本発明はこれに限ったものではない。コイル部21及び無給電コイル3としては、螺旋状に設けられていればよく、疎巻きコイル状に設けてもよい。
In the above-described embodiment, the coil portion 21 and the
また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。 Further, the above-described embodiments are merely representative forms of the present invention, and the present invention is not limited to the embodiments. That is, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
1 モノポールアンテナ
2 モノポールアンテナ本体
3 無給電コイル
21 コイル部
22 立ち上がり部
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記モノポールアンテナ本体のコイル部側に前記軸方向に離間して配置された前記軸周りを囲むように螺旋状に巻回された線状の無給電コイルを有する
ことを特徴とするモノポールアンテナ。 A monopole having a linear monopole antenna body composed of a coil portion spirally wound around an axis and a rising portion along the axis provided at one end of the coil portion In the antenna
A monopole antenna having a linear parasitic coil wound spirally so as to surround the axis and spaced apart in the axial direction on the coil portion side of the monopole antenna body .
ことを特徴とする請求項1に記載のモノポールアンテナ。 The monopole antenna according to claim 1, wherein the coil portion and the parasitic coil are each provided in a closely wound coil shape.
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