JP2011124922A - ループアンテナおよびこれを含む多素子ループアンテナ - Google Patents

Abstract

【課題】一つのループアンテナだけで、複数の周波数に同調させることができ、多バンドでも簡便に使用することができるループアンテナおよびこれを含む多素子ループアンテナを提供すること。
【解決手段】ケーブルがループ状に配されたループアンテナであって、前記ケーブルのループの全周長が長く配される長配置と、前記長配置に配されたときよりも前記ループの全周長が短く配される短配置とで、前記ループの配置を変更することにより、前記ループの全周長を変化させる可変機構を備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、多バンドに対応可能なループアンテナおよびこれを含む多素子ループアンテナに関する。

従来、送受信機用のアンテナとして、ループアンテナが利用されている（例えば、特許文献１参照。）。
ループアンテナは、ケーブルの両端が対向されて、全体としてループ状に配されて構成されるものである。そして、ケーブルの両端に給電されると、たとえばループの全周長を１波長とした電磁波を発することにより、送信用のアンテナとして機能する。また、たとえばループの全周長を１波長とした電磁波を受けることにより、受信用のアンテナとして機能する。

特開２００９−１１８２６８号公報

しかしながら、上記のようなループアンテナでは、多バンドで使用する場合に、一つのループアンテナで複数の周波数に同調を得ることができないという問題がある。
また、多バンドで使用するためには、全周長の異なる複数のループアンテナを用意しなければならず、アンテナ全体が大型化してしまうという問題もある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、一つのループアンテナだけで、複数の周波数に同調させることができ、多バンドでも簡便に使用することができるループアンテナおよびこれを含む多素子ループアンテナを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、ケーブルがループ状に配されたループアンテナであって、前記ケーブルのループの全周長が長く配される長配置と、前記長配置に配されたときよりも前記ループの全周長が短く配される短配置とで、前記ループの配置を変更することにより、前記ループの全周長を変化させる可変機構を備えることを特徴とする。

この発明においては、可変機構により、長配置と短配置とで、ケーブルの全周長が変化する。
これにより、一つのループアンテナだけで、複数の周波数に同調させることができ、多バンドでも簡便に使用することができる。

また、本発明は、前記可変機構が、前記長配置に配されたループ内のケーブルの一部を、前記ループからオフセットされたオフセット位置に移動させることにより、前記長配置から前記短配置へと変更し、前記短配置において前記オフセット位置に配されたケーブルの一部を、前記ループ内に移動させることにより、前記短配置から前記長配置へと変更することを特徴とする。

この発明においては、長配置に配されたループ内のケーブルの一部が、可変機構によりオフセット位置に移動して、長配置から短配置へと変更され、短配置においてオフセット位置に配されたケーブルがループ内に移動することにより、短配置から長配置へと変更される。
これにより、ケーブルの全周長を確実に変化させることができる。

また、本発明は、前記可変機構が、前記ループが前記長配置に配されるように付勢する付勢手段と、前記長配置に配されたループ内のケーブルの一部を、前記付勢手段の付勢力に抗して引っ張り、前記オフセット位置に移動させて前記短配置へと変更する移動手段と、前記移動手段によって前記オフセット位置に移動されたケーブルを保持し、前記長配置に変更するときには前記保持を解除する保持・解除手段とを備えることを特徴とする。

この発明においては、長配置に配されたループ内のケーブルの一部が、移動手段によって、付勢手段の付勢力に抗して引っ張られ、オフセット位置に移動されることにより短配置へと変更される。このとき、保持・解除手段によって、オフセット位置に移動されたケーブルが保持される。
これにより、長配置と短配置とで確実に変更することができるだけでなく、各配置を保持することができる。

また、本発明は、前記ループを支持する支柱を有し、前記付勢手段が、前記支柱に設けられ、かつ前記ループ内のケーブルを付勢する弓状の弾性部材であることを特徴とする。

この発明においては、支柱に設けられた弓状の弾性部材により、ループが長配置に配されるように付勢される。
これにより、短配置から長配置へと確実に変更することができる。

また、本発明は、前記ループが三角形状に配されており、前記三角形状の頂点が、前記支柱の長さ方向の上方部に設置され、前記三角形状の残りの２点が、前記上方部よりも下方であって、前記支柱の長さ方向に交差する方向に設置されていることを特徴とする。

これにより、ループが支柱によって確実に支持され、三角形状を保持することができる。

また、本発明は、前記弾性部材が、前記三角形状の一辺に対向して設置されており、前記弾性部材の弾性変形に応じて、前記三角形状の前記一辺からそれぞれの他辺へと前記ケーブルを案内するループ案内部材が前記弾性部材の両端部に設けられていることを特徴とする。

この発明においては、弾性部材の弾性変形に応じて、三角形状の一辺からそれぞれの他辺へと、ループ案内部材によってケーブルが案内される。
これにより、長配置と短配置とでスムーズに変更することができる。

また、本発明は、前記移動手段による前記ケーブルの移動に合わせて、前記三角形状の前記一辺を前記ループの内方に引っ張る補助機構を備えることを特徴とする。

これにより、長配置と短配置とで容易に変更することができる。

また、本発明は、前記ループから前記オフセット位置へと前記ケーブルを案内するオフセット案内部材が設けられ、前記オフセット案内部材に案内されて前記オフセット位置に配されたケーブルまたは前記ケーブルに連結された連結部材を巻き取る巻き取り手段が設けられていることを特徴とする。

この発明においては、オフセット位置に配されたケーブルまたは連結部材が、巻き取り手段によって巻き取られ、このときのケーブルの移動の際に、オフセット案内部材によって、ループからオフセット位置へとケーブルが案内される。
これにより、長配置と短配置とで容易に変更することができる。

また、本発明は、前記巻き取り手段を駆動する駆動部と、前記駆動部の駆動を制御する制御部とを備えることを特徴とする。

この発明においては、制御部によって駆動部が制御され、駆動部によって巻き取り手段が駆動される。
これにより、ループの全周長を迅速かつ高精度に変化させることができる

また、本発明は、前記ケーブルの移動の際に前記ケーブルに負荷を加える負荷手段が設けられていることを特徴とする。

これにより、ケーブルのループを強固に保持することができるだけでなく、保持による負荷を分散させることができる。

また、本発明は、前記長配置のときに、前記ケーブルの全長が前記ループの全周に配されることを特徴とする。

これにより、付勢手段からの付勢力による負荷を、ケーブル全体によって受けることができ、ループの保持力を増大させることができる。

また、本発明は、前記短配置のときに導通している前記ケーブルの一部が、前記長配置のときには絶縁される絶縁機構を備えることを特徴とする。

これにより、長配置に配されたときのみ、エクスパンディッド・クワッドとして使用することができる。

また、本発明は、請求項１から請求項１２のいずれか一つに記載のループアンテナを備えることを特徴とする多素子ループアンテナである。

これにより、請求項１から請求項１２のいずれか一つに記載のループアンテナと同様の効果を奏することができる。

本発明によれば、一つのループアンテナだけで、複数の周波数に同調させることができ、多バンドでも簡便に使用することができる。

本発明の第１の実施形態におけるループアンテナを示す全体構成図である。 図３に示す領域Ａを拡大して示す拡大図である。 図１のループアンテナにおけるケーブルが短配置に配されたときの様子を示す説明図である。 本発明の第２の実施形態におけるループアンテナを示す全体構成図である。 本発明の第３の実施形態におけるループアンテナを示す全体構成図である。 本発明の第４の実施形態におけるループアンテナを示す全体構成図である。 本発明の変形例を示す全体構成図である。 本発明の補助機構を概念的に示す説明図である。 図１のプーリ６ａの変形例を概念的に示す説明図である。 図１のプーリ６ａの他の変形例を概念的に示す説明図である。 本発明の負荷手段を示す構成図である。 本発明の絶縁機構を概念的に示す説明図である。 図１２における絶縁連結部が対をなすプーリにまたがって配される様子を示す説明図である。 本発明における多素子ループアンテナを示す斜視図である。

（実施形態１）
以下、本発明の第１の実施形態におけるループアンテナについて、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態としてのループアンテナを示したものである。
ループアンテナ１は、たとえばアルミなどの部材からなる円柱状の支柱２を備えている。
支柱２は、設置部２ａを介して、地面Ｇに着脱可能に設置することができるようになっている。そして、支柱２は、地面Ｇに設置すると、地面Ｇから鉛直方向上方に向けて立てられるようになっている。
また、支柱２の上方部２ｃには、支柱２の中心線を挟んで対向配置された一対のプーリ（オフセット案内部材）６ａが設けられている。プーリ６ａは、図１に対して奥行方向に延ばされた回転軸６ｂを中心としてそれぞれ回転するようになっている。これらプーリ６ａおよび回転軸６ｂは、金属などの導電性部材からなっている。また、これらプーリ６ａは、導電性の連結板６ｃ（図２に示す）によって連結されており、互いに導通している。
なお、上方部２ｃは、支柱２の長さ方向Ｈのうち、上端部（設置部２ａとは反対側の端部）のことをいう。

さらに、支柱２は、アンテナ用のケーブル３を支持している。ケーブル３は、底辺３ａと他辺３ｂとからなる三角形のループ状（デルタループ）に配されている。すなわち、ケーブル３のうち、三角形の頂点部３ｃが支柱２の上方部２ｃに配されている。上方部２ｃにおいては、図２に示すように、それぞれ他辺３ｂをなすケーブル３がプーリ６ａに案内されて、オフセット位置ＯＦに移動するようになっている。一方、オフセット位置ＯＦに配されたケーブル３は、プーリ６ａに案内されて、ループ上に移動するようになっている。なお、オフセット位置ＯＦは、ケーブル３のループ上から外された位置であって、ループの内方に設けられている。
さらに、図１に示すように、底辺３ａは、長さ方向Ｈと直交する幅方向Ｗに延ばされている。すなわち、三角形の頂点部３ｃが、上方部２ｃに配され、三角形の残りの２点（他点部）３ｄが、上方部２ｃよりも下方であって、支柱２の中心線から互いに幅方向Ｗに対称に延ばされた位置に配されている。

底辺３ａには、ループの外方側において底辺３ａと対向する円柱状の弾性支持部（付勢手段、弾性部材）４が設けられている。弾性支持部４は、取り付け部１０を介して、支柱２に取り付けられている。この弾性支持部４は、取り付け前の自然状態（外力が加えられていない状態）においては、直線上に延ばされているものである。そして、自然状態から、弾性支持部４の長さ方向の中心部を、取り付け部１０を介して支柱２に取り付けてから、弾性支持部４を底辺３ａ側に弾性変形させることにより、弾性支持部４は、弓状に湾曲するようになっている。したがって、弾性支持部４は、弾性変形の復元力により、直線上に戻るように付勢されている。

弾性支持部４の両端部には、絶縁部材からなるプーリ（ループ案内部材）４ａがそれぞれに設けられている。これらプーリ４ａは、図１に対して奥行方向に延ばされた回転軸４ｂを中心としてそれぞれ回転するようになっている。また、これらプーリ４ａには、ケーブル３が通されている。これにより、ケーブル３は、プーリ４ａによって、底辺３ａから他辺３ｂへと案内され、また、他辺３ｂから底辺３ａへと案内されるようになっている。さらに、ケーブル３は、弾性支持部４の復元力により、後述する長配置Ｌに配されるように付勢されている。

ケーブル３は、両端が連結リング（ケーブル連結部材）５を介して連結されている。連結リング５は、リング状に形成されており、絶縁部材からなるものである。そして、連結リング５は、支柱２を通されており、支柱２の長さ方向Ｈにスライド可能になっている。なお、ケーブル３と連結リング５との連結点が、送受信機から延びる同軸ケーブル（不図示）に接続されて給電される給電点１５となる。
また、ケーブル３の長さ方向の一部には、長尺状に延びる連結紐（連結部材）１４が連結されている。連結紐１４は、絶縁部材からなるものである。この連結紐１４は、ケーブル３の長さ方向の中心部に取り付けられており、ケーブル３の全長がすべてループ上にあるときに、頂点部３ｃに配されたケーブル３から支柱２に沿って垂下するようになっている。

支柱２の下端部２ｄのうち、取り付け部１０と設置部２ａとの間には、連結紐１４を巻き取り・解放する巻き取りドラム（移動手段、保持・解除手段、巻き取り手段）１２が設けられている。
巻き取りドラム１２は、円柱状のドラム本体部１２ａと、ハンドル１２ｂとを備えている。
ドラム本体部１２ａは、ラチェット機構により、一方向（連結紐１４を巻き取る方向）にのみ回転するようになっており、解放スイッチ（不図示）を駆動することにより、他方向（巻き取った連結紐１４を送り出す方向）にも回転するようになっている。ハンドル１２ｂは、ドラム本体部１２ａを回転させるものである。

ここで、長配置と短配置について説明する。
長配置Ｌとは、図１に示すように、ケーブル３の全長がすべてアンテナのループ上に配される位置をいうものであり、短配置Ｓ（図３に示す）よりも、ループの全周長が長く配される位置をいうものである。
一方、短配置Ｓとは、図３に示すように、長配置Ｌよりも、ループの全周長が短く配される位置をいうものである。
また、ループの全周長とは、三角形の三辺（底辺３ａと一対の他辺３ｂ）の長さの合計をいうものである。
このような構成のもと、長配置Ｌからハンドル１２ｂを一方向に回転させると、連結紐１４が巻き取られることにより、頂点部３ｃにおいてケーブル３が下方に引っ張られ、図３に示すように、ケーブル３が、長配置Ｌから短配置Ｓに配されるようになっている。

次に、このように構成された本実施形態におけるループアンテナ１の動作について説明する。
ループアンテナ１を送信用アンテナとして使用する場合、送信機から同軸ケーブル（不図示）を介して給電点１５に給電する。これにより、ループの全周長を１波長とした電磁波が発せられる。
一方、ループアンテナ１を受信用アンテナとして使用する場合、ループの全周長を１波長とした電磁波を受けることにより、起電力を発生させ、受信用のアンテナとして機能する。

このように、ループアンテナ１におけるループの全周長は、使用する電磁波の波長に適合したものである必要がある。
このループアンテナ１は、ループの形状自体を保持（相似形に保持）したまま、ループの全周長を漸次変更することができるものである。以下、ループの全周長の変更動作について説明する。
なお、図１に示すように、ケーブル３は長配置Ｌにあるものとする。
使用する電磁波によっては、より小さな波長に同調させる必要がある。
この場合、ハンドル１２ｂを介してドラム本体部１２ａを一方向に回転させると、ドラム本体部１２ａによって連結紐１４が巻き取られる。これにより、上方部２ｃにおいて、連結紐１４を介して、ケーブル３が下方に引っ張られる。そのため、図３に示すように、ケーブル３の一部は、弾性支持部４の付勢力に抗して、プーリ６ａに案内されて下方に移動し、オフセット位置ＯＦに配される。すなわち、ケーブル３は、底辺３ａからプーリ４ａを介して他辺３ｂへと移動し、他辺３ｂからプーリ６ａを介してオフセット位置ＯＦに移動する。
このとき、ケーブル３の一部が下方に引っ張られることにより、弾性支持部４の両端は、プーリ４ａを介して上方に引っ張られる。そして、弾性支持部４は、曲率半径がさらに小さくなるように弾性変形する。

これにより、ケーブル３は、長配置Ｌから短配置Ｓへと漸次変化する。すなわち、ループの三角形状が相似形を維持したまま、ループの全周長が漸次短くなる。このとき、弾性支持部４の復元力により、ケーブル３は、長配置Ｌに戻ろうと付勢されるが、巻き取りドラム１２のラチェット機構によりドラム本体部１２ａの他方向の回転が規制されるため、短配置Ｓに配された状態で保持される。ここから、ハンドル１２ｂをさらに一方向に回転させると、ループの全周長は漸次小さくなっていく。
なお、短配置Ｓに配されているときでも、プーリ６ａ、回転軸６ｂおよび連結板６ｃが導電性部材からできているので、頂点部３ｃにおける他辺３ｂ同士の導通状態は維持される。

一方、短配置Ｓから、長配置Ｌに戻すためには、上記と逆に動作させればよい。すなわち、巻き取りドラム１２の解放スイッチ（不図示）を駆動し、ドラム本体部１２ａを解放する。このとき、弾性支持部４により長配置Ｌに戻るようにケーブル３が付勢されていることから、ドラム本体部１２ａが他方向に回転して連結紐１４を送り出しながら、ケーブル３は、オフセット位置ＯＦから他辺３ｂへと移動し、他辺３ｂから底辺３ａへと移動する。これにより、ケーブル３は、短配置Ｓから、長配置Ｌに漸次変化する。なお、長配置Ｌのとき、ケーブル３の全長は、すべてループ上に配され、余剰のケーブル３はオフセット位置ＯＦには存しない。

以上より、本実施形態におけるループアンテナ１によれば、ループの全周長を変化させることにより、一つのループアンテナだけで、複数の周波数に同調させることができ、多バンドでも簡便に使用することができる。
また、ケーブル３をオフセット位置ＯＦに配することにより、ループの全周長の変化に応じて、余剰のケーブル３を吸収することができる。
また、弾性支持部４と巻き取りドラム１２とにより、巻き取りドラム１２の巻き取りと解放という簡易な動作だけで、ループの全周長を容易に変化させることができる。
また、弾性支持部４により、ケーブル３に付勢力を与えることができ、長配置Ｌと短配置Ｓとで容易に変更することができる。
また、弾性支持部４にプーリ４ａが設けられていることにより、底辺３ａと他辺３ｂとの間でケーブル３を容易に移動させることができ、ループの全周長を容易に変化させることができる。

また、上方部２ｃにプーリ６ａが設けられていることにより、オフセット位置ＯＦと他辺３ｂとの間でケーブル３を容易に移動させることができ、ループの全周長を容易に変化させることができる。
また、ケーブル３が長配置Ｌに配されたときに、ケーブル３の全長がすべてループ上に配されることから、弾性支持部４からの付勢力による負荷を、ケーブル３全体によって受けることができ、ループアンテナ１を設置したときの保持力を増大させることができる。すなわち、弾性支持部４からの付勢力による負荷が巻き取りドラム１２に集中することを防止することができ、耐久性や安定性を向上させることができる。

（実施形態２）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図４は、本発明の第２の実施形態としてのループアンテナ１Ａを示したものである。
図４において、図１から図３に記載の構成要素と同一部分については同一符号を付し、その説明を省略する。
この実施形態と上記第１の実施形態とは基本的構成は同一であり、ここでは主として異なる点について説明する。

ループアンテナ１Ａは、巻き取りドラム１２Ａと、この巻き取りドラム１２Ａを回転駆動するステッピングモーター（駆動部）２０と、このステッピングモーター２０の駆動を制御する制御装置（制御部）２１とを備えている。
巻き取りドラム１２Ａは、ドラム本体部１２ａと、このドラム本体部１２ａから延ばされた回転軸１２ｄと、この回転軸１２ｄに設けられたギア１２ｃとを備えている。そして、ギア１２ｃを回転させると、回転軸１２ｄを介して、ドラム本体部１２ａが回転するようになっている。
なお、巻き取りドラム１２Ａには、ラチェット機構は設けられておらず、回転フリーな状態になっている。

ステッピングモーター２０は、モータ本体部２０ａと、このモータ本体部２０ａから延ばされた回転軸２０ｂと、この回転軸２０ｂに設けられたギア２０ｃとを備えている。なお、ステッピングモーター２０は、ケーブル３を保持・解除する保持・解除手段として機能する。
ギア２０ｃは、ギア１２ｃと噛み合わされており、モータ本体部２０ａを駆動することにより、これらギア２０ｃ，１２ｃを介して、ドラム本体部１２ａを一方向および他方向に回転させるようになっている。
制御装置２１は、全体の動作を制御する制御部２１ｄと、この制御部２１ｄに接続された複数の入力ボタン（入力部）２１ａ，２１ｂ，２１ｃとを備えている。
入力ボタン２１ａ，２１ｂ，２１ｃは、操作者によって押下されると、それぞれのボタンに対応した指示信号を出力する。
制御部２１ｄは、入力ボタン２１ａ，２１ｂ，２１ｃから出力された指示信号を読み出し、それぞれの指示信号に対応した駆動信号を出力してステッピングモーター２０を駆動する。これにより、ドラム本体部１２ａがあらかじめ設定された所定の回転位置で停止するようになっている。

このような構成のもと、操作者が入力ボタン２１ａを押下すると、入力ボタン２１ａは、周波数３．８ＭＨｚ用の指示信号を出力する。そして、制御部２１ｄは、その指示信号を読み出し、ステッピングモーター２０を駆動して、ドラム本体部１２ａの回転位置をあらかじめ設定された所定の回転位置で停止させる。これにより、ループの全周長が３．８ＭＨｚに対して１λとなるように調整される。
また、操作者が入力ボタン２１ｂ，２１ｃを押下すると、上記と同様にして、ループの全周長がそれぞれ５．０ＭＨｚ，７．０ＭＨｚに対して１λとなるように調整される。

以上より、本実施形態におけるループアンテナ１によれば、制御装置２１を操作するだけで、ループの全周長を迅速かつ高精度に変化させることができる。

（実施形態３）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
図５は、本発明の第３の実施形態としてのループアンテナ１Ｂを示したものである。
図５において、図１から図４に記載の構成要素と同一部分については同一符号を付し、その説明を省略する。
この実施形態と上記第１の実施形態とは基本的構成は同一であり、ここでは主として異なる点について説明する。

本実施形態におけるプーリ６ａおよび回転軸６ｂは、不図示のスライド機構によって、支柱２の長さ方向Ｈに沿って移動可能に取り付けられている。さらに、プーリ６ａおよび回転軸６ｂは、支柱２の上端に固定されたコイルバネ（付勢手段）３０によって、上方（ループの外方）Ｈ１に付勢されている。
また、プーリ４ａおよび回転軸４ｂは、コイルバネ（付勢手段）３１を介して、板状に延びる支持部３３に取り付けられている。すなわち、プーリ４ａおよび回転軸４ｂは、幅方向Ｗにスライド可能な状態で支持部３３に取り付けられている。コイルバネ３１は、プーリ４ａおよび回転軸４ｂを、それぞれ幅方向（ループの外方）Ｗ１，Ｗ２に付勢している。すなわち、ケーブル３は、コイルバネ３０，３１により、長配置Ｌになるように付勢されている。
なお、支持部３３は、たとえばアルミなどの部材からなり、取り付け部３２を介して支柱２に取り付けられている。
また、ケーブル３の両端は、不図示の絶縁連結部材によって連結されている。

このような構成のもと、長配置Ｌに配された状態で、ハンドル１２ｂを介してドラム本体部１２ａを一方向に回転させると、コイルバネ３０，３１の付勢力に抗して、ケーブル３の全周長が漸次小さくなっていく。すなわち、上方部２ｃにおいて、ケーブル３が下方に引っ張られてオフセット位置ＯＦに移動することにより、プーリ６ａ，４ａおよび回転軸６ｂ，４ｂがループの内方にスライドする。そして、三角形の相似形を維持したまま、ケーブル３の全周長が漸次小さくなる。これにより、ケーブル３が長配置Ｌから短配置Ｓに変更される。
一方、短配置Ｓから、長配置Ｌに戻すためには、巻き取りドラム１２の解放スイッチ（不図示）を駆動し、上記と逆に動作させればよい。

これにより、上記第１および第２の実施形態と同様の効果を奏することができる。

（実施形態４）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
図６は、本発明の第４の実施形態としてのループアンテナ１Ｃを示したものである。
図６において、図１から図５に記載の構成要素と同一部分については同一符号を付し、その説明を省略する。
この実施形態と上記第３の実施形態とは基本的構成は同一であり、ここでは主として異なる点について説明する。

本実施形態におけるループは、四角形状に配されている。すなわち、四角形の２つの頂点が支柱２上の上下に配置され、残りの２点が、支柱２の中心線から互いに幅方向Ｗに対称に延ばされた位置に配されている。
本実施形態においては、支柱２の下方に、絶縁部材からなるプーリ３６ａおよび回転軸３６ｂが設けられている。そして、プーリ３６ａおよび回転軸３６ｂは、コイルバネ（付勢手段）３５を介して、長さ方向Ｈにスライド可能な状態で支柱２に取り付けられている。コイルバネ３５は、プーリ３６ａおよび回転軸３６ｂを、下方（ループの外方）Ｈ２に付勢している。すなわち、ケーブル３は、コイルバネ３０，３１，３５により、長配置Ｌになるように付勢されている。
そして、プーリ６ａ，４ａ，３６ａにケーブル３が通されることにより、ループの形状が四角形状に保持されている。
なお、ケーブル３の両端は、不図示の絶縁連結部材によって連結されている。

このような構成のもと、長配置Ｌに配された状態で、ハンドル１２ｂを介してドラム本体部１２ａを一方向に回転させると、コイルバネ３０，３１，３５の付勢力に抗して、ケーブル３の全周長が漸次小さくなっていく。すなわち、上方部２ｃにおいて、ケーブル３が下方に引っ張られてオフセット位置ＯＦに移動することにより、プーリ６ａ，４ａ，３６ａおよび回転軸６ｂ，４ｂ，３６ｂがループの内方にスライドする。そして、四角形の相似形を維持したまま、ケーブル３の全周長が漸次小さくなる。これにより、ケーブル３が長配置Ｌから短配置Ｓに変更される。
一方、短配置Ｓから、長配置Ｌに戻すためには、巻き取りドラム１２の解放スイッチ（不図示）を駆動し、上記と逆に動作させればよい。

これにより、弓状の弾性支持部４を利用することなく、ループの全周長を漸次変更することができるだけでなく、ループを四角形状に保持することができる。

なお、上記第１から第３の実施形態においては、ループの形状を三角形および四角形としたが、これに限ることはなく、その形状は適宜変更可能である。たとえば、図７に示すループアンテナ１Ｄのように、コイルバネ（付勢手段）４０によってループの外方に付勢された、スライド可能なループ４１ａと回転軸４１ｂとをループの周方向に増やすことにより、八角形状にすることができる。すなわち、多角形状に変更することができる。さらに、それらループ４１ａと回転軸４１ｂをループの周方向に増やすことにより、円形状に近づけることができる。

また、上記第１から第４の実施形態において、図８に示すように、補助機構４３をさらに設けることができる。
補助機構４３は、巻き取りドラム１２と連結リング５とを繋ぐ補助連結線４１と、補助プーリ４２ａと、回転軸４２ｂとを備えている。
補助連結線４１の一端は、巻き取りドラム１２に巻き取られ、他端は、連結リング５に固定されている。
補助プーリ４２ａは、補助連結線４１を巻き取りドラム１２および連結リング５へと案内するものである。
このような構成のもと、ドラム本体部１２ａを一方向に回転させると、補助連結線４１が巻き取られ、補助プーリ４２ａの案内により、連結リング５が上昇する。すなわち、ドラム本体部１２ａの一方向の回転に合わせて（同期して）、連結リング５が上昇する。
これにより、ドラム本体部１２ａを巻き取ることによる力を、ケーブル３を介することなく連結リング５に直接伝えることができ、連結リング５の昇降を容易に行うことができる。

また、上記第１から第４の実施形態において、プーリ６ａに代えて、図９に示すように、支柱２の上端に案内片（オフセット案内部材）２ｅを設けてもよい。案内片２ｅは、支柱２の径方向外方に湾曲状に延ばされており、ケーブル３を案内している。
また、図１０に示すように、プーリ６ａに代えて、円柱状の金属柱（オフセット案内部材）４５を設けてもよい。
このような変形例によれば、より簡易な構成によって、ケーブル３を案内することができる。

また、上記第１から第４の実施形態において、図１１に示すように、ケーブル３の移動をロックするロック機構（負荷手段）５０をさらに設けることもできる。
ロック機構５０は、一対のロック片５１ａが支点部５４によって回転可能に連結されたロック本体部５１を備えている。ロック片５１ａは、なだらかなクランク状に形成されている。ロック片５１ａの下端部内方には、互いの下端部を幅方向Ｗの外方に付勢するコイルバネ５３か設けられている。ロック片５１ａの外方には、押圧部５２がそれぞれ設けられている。押圧部５２は、不図示のスイッチにより、支柱２の径方向内方に延ばされ、コイルバネ５３の付勢力に抗してロック片５１ａを径方向内方に押圧するようになっている。
なお、ロック片５１ａの上端部の外壁と支柱２の内壁との間には、ケーブル３が配されるようになっている。

次いで、ロック機構５０の動作について説明する。
不図示のスイッチを駆動すると、押圧部５２が支柱２の径方向内方に延ばされ、コイルバネ５３の付勢力に抗してロック片５１ａを径方向内方に押圧する。そのため、ロック片５１ａの下端部は、互いに近づく方向に移動し、支点部５４を介して、上端部が互いに離れる方向に移動する。そして、上端部の外壁が、支柱２の内壁と接触し、さらに支柱２の内壁を径方向外方に押圧する。このとき、上端部の外壁と支柱２の内壁との間にケーブル３が配されていることから、ケーブル３は、その移動がロックされ、ループが強固に保持される。
一方、不図示のスイッチを解除すると、押圧部５２が径方向外方に戻される。そして、コイルバネ５３の付勢力により、ロック片５１ａの下端部が径方向外方に移動し、支点部５４を介して、上端部が径方向内方に移動する。そのため、上端部の外壁と支柱２の内壁とが離され、ケーブル３のロックが解除される。
これにより、ケーブル３のループを強固に保持することができるだけでなく、保持による負荷を巻き取りドラム１２やステッピングモーター２０以外に分散させることができる。

なお、負荷手段としては、プーリ６ａや金属柱４５に対するケーブル３の巻き付け回数を増やすことによっても実現できる。すなわち、巻き付けを二重、三重にすることにより、ケーブル３の移動に負荷が加わり、ケーブル３のループを強固に保持することができるだけでなく、保持による負荷を巻き取りドラム１２やステッピングモーター２０以外に分散させることができる。

また、上記第１から第４の実施形態において、図１２および図１３に示すように、絶縁機構６６を設けることもできる。絶縁機構６６は、ケーブル３を連結する長尺状の絶縁連結部６５を備えている。絶縁連結部６５は、絶縁部材からできており、ケーブル３を絶縁するものである。
このような構成のもと、図１２に示すように、ケーブル３の一部がオフセット位置ＯＦに配されているときには、プーリ６ａ、回転軸６ｂおよび連結板６ｃを介して、ループの他辺３ｂ同士が導通する。一方、図１３に示すように、ケーブル３の全長すべてがループ上に配されているときには、絶縁連結部６５が、対をなすプーリ６ａにまたがって配される。このとき、ケーブル３が絶縁連結部６５によって絶縁されており、かつ、ケーブル３が絶縁連結部６５を介してプーリ６ａからも絶縁されることから、頂点部３ｃにおいて、ケーブル３が絶縁される。
これにより、長配置Ｌに配されたときのみ、エクスパンディッド・クワッドとして使用することができる。
なお、絶縁によるインピーダンスの変化には、整合器により調整すればよい。

また、上記第１から第４の実施形態においては、一つのループアンテナとして使用しているが、図１４に示すように、これらを複数設けて、多素子ループアンテナ６０として使用することも可能である。
金属製の支柱６１に、同じく金属製の支持柱６２が直交方向に設けられ、この支持柱６２に、ループアンテナ１，１ａ，１ｂ，１ｃが設けられている。
具体的には、ループアンテナ１は、第２導波器として機能し、ループアンテナ１ａは第１導波器、ループアンテナ１ｂは輻射器、ループアンテナ１ｃは反射器として機能するものである。
なお、それぞれのループアンテナ１，１ａ，１ｂ，１ｃは、長配置Ｌのときのループの全周長が異なるのみで、その他の構成は同一である。
また、支持柱６２は、円筒状に形成されており、径の異なる複数の部材が互いにスライド可能な状態で連結されている。そのため、ループアンテナ１，１ａ，１ｂ，１ｃ同士の互いの距離が変更できるようになっている。
これにより、一つのループアンテナだけでなく、多素子ループアンテナ６０として使用することができ、利便性を向上させることができる。また、支柱６１が地面に設けられていることから、落雷などがあっても各アンテナ１，１ａ，１ｂ，１ｃから支持柱６２、支柱６２を介して、雷サージを地面Ｇに逃がすことができる。
なお、図１４に示す多素子ループアンテナ６０は、四つのループアンテナからなるものとしているが、これに限ることはなく、ループアンテナの数は適宜変更可能（たとえば、２つ、３つ、５つ、６つなど）である。
また、それぞれのループアンテナ同士の間隔なども適宜変更可能である。さらに、それぞれのループアンテナ同士が互いに平行に配されていなくてもよい。たとえば、２つのループアンテナからなり、それら２つのループアンテナの頂点部３ｃ同士が、底辺３ａ同士よりも近づけられて配されていてもよい。

なお、上記第１から第４の実施形態においては、長配置Ｌのときにケーブル３の全長すべてがループ上に配されるとしたが、これに限ることはなく、ケーブル３の全周は適宜変更可能である。すなわち、長配置Ｌのときでも、ケーブル３の一部がオフセット位置ＯＦに配されるようにしてもよい。
また、オフセット位置ＯＦがループの内方に設けられるとしたが、これに限ることはなく、ループの外方に設けてもよい。
また、オフセット位置ＯＦを設けることなく、余剰のケーブル３をループ上に沿って移動させることにより、ループの全周長を変更するようにしてもよい。
また、弾性支持部４やコイルバネ３０，３１，３５，４０が設けられるとしたが、これに限ることはなく、磁石やソレノイドなどの電磁気的機構によって付勢してもよい。
また、ケーブル３は、導線が絶縁材によって被覆されたものや、導線が露出したもの（ワイヤー）などであってもよい。
また、三角形の頂点部３ｃが、上方部２ｃに配されるとしたが、これに限ることはなく、たとえば図１から図７の紙面上における三角形の回転位置は適宜変更可能である。たとえば、図１から図７の紙面上において、９０度または１８０度回転させた位置に三角形を配することもできる。
また、給電点１５が、三角形の底辺３ａに設けられるとしたが、これに限ることはなく、その位置は適宜変更可能である。たとえば、他辺３ｂ、頂点部３ｃまたは他点部３ｄなどに設けられてもよい。
また、上記第１から第４の実施形態および種々の変形例は、それぞれ自由に組み合わせることができることは言うまでもない。
なお、本発明の技術範囲は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。

１ ループアンテナ
２ 支柱
２ｃ 上方部
３ ケーブル
４ 弾性支持部（付勢手段、弾性部材）
４ａ プーリ（ループ案内部材）
６ａ プーリ（オフセット案内部材）
１２ 巻き取りドラム（移動手段、保持・解除手段、巻き取り手段）
１４ 連結紐（連結部材）
２０ ステッピングモーター（駆動部）
２１ 制御装置（制御部）
３０ コイルバネ（付勢手段）
３１ コイルバネ（付勢手段）
３５ コイルバネ（付勢手段）
４０ コイルバネ（付勢手段）
４３ 補助機構
５０ ロック機構（負荷手段）
６０ 多素子ループアンテナ
６６ 絶縁機構
Ｌ 長配置
ＯＦ オフセット位置
Ｓ 短配置

Claims (13)

1. ケーブルがループ状に配されたループアンテナであって、
   前記ケーブルのループの全周長が長く配される長配置と、前記長配置に配されたときよりも前記ループの全周長が短く配される短配置とで、前記ループの配置を変更することにより、前記ループの全周長を変化させる可変機構を備えることを特徴とするループアンテナ。
2. 前記可変機構は、
   前記長配置に配されたループ内のケーブルの一部を、前記ループからオフセットされたオフセット位置に移動させることにより、前記長配置から前記短配置へと変更し、
   前記短配置において前記オフセット位置に配されたケーブルの一部を、前記ループ内に移動させることにより、前記短配置から前記長配置へと変更す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. 前記可変機構は、
   前記ループが前記長配置に配されるように付勢する付勢手段と、
   前記長配置に配されたループ内のケーブルの一部を、前記付勢手段の付勢力に抗して引っ張り、前記オフセット位置に移動させて前記短配置へと変更する移動手段と、
   前記移動手段によって前記オフセット位置に移動されたケーブルを保持し、前記長配置に変更するときには前記保持を解除する保持・解除手段と
   を備えることを特徴とする請求項２に記載のループアンテナ。
4. 前記ループを支持する支柱を有し、
   前記付勢手段が、前記支柱に設けられ、かつ前記ループ内のケーブルを付勢する弓状の弾性部材であ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. 前記ループが三角形状に配されており、
   前記三角形状の頂点が、前記支柱の長さ方向の上方部に設置され、
   前記三角形状の残りの２点が、前記上方部よりも下方であって、前記支柱の長さ方向に交差する方向に設置されていることを特徴とする請求項４に記載のループアンテナ。
6. 前記弾性部材が、前記三角形状の一辺に対向して設置されており、
   前記弾性部材の弾性変形に応じて、前記三角形状の前記一辺からそれぞれの他辺へと前記ケーブルを案内するループ案内部材が前記弾性部材の両端部に設けられていることを特徴とする請求項５に記載のループアンテナ。
7. 前記移動手段による前記ケーブルの移動に合わせて、前記三角形状の前記一辺を前記ループの内方に引っ張る補助機構を備えることを特徴とする請求項６に記載のループアンテナ。
8. 前記ループから前記オフセット位置へと前記ケーブルを案内するオフセット案内部材が設けられ、
   前記オフセット案内部材に案内されて前記オフセット位置に配されたケーブルまたは前記ケーブルに連結された連結部材を巻き取る巻き取り手段が設けられていることを特徴とする請求項５から請求項７のいずれか一つに記載のループアンテナ。
9. 前記巻き取り手段を駆動する駆動部と、
   前記駆動部の駆動を制御する制御部とを備えることを特徴とする請求項８に記載のループアンテナ。
10. 前記ケーブルの移動の際に前記ケーブルに負荷を加える負荷手段が設けられていることを特徴とする請求項５から請求項９のいずれか一つに記載のループアンテナ。
11. 前記長配置のときに、前記ケーブルの全長が前記ループの全周に配されることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一つに記載のループアンテナ。
12. 前記短配置のときに導通している前記ケーブルの一部が、前記長配置のときには絶縁される絶縁機構を備えることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか一つに記載のループアンテナ。
13. 請求項１から請求項１２のいずれか一つに記載のループアンテナを備えることを特徴とする多素子ループアンテナ。

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