JP2013125998A - Loop antenna - Google Patents

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愛一郎 佐々木
Koji Fujii
孝治 藤井
Takayuki Ogasawara
隆行 小笠原
Hiroki Morimura
浩季 森村
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a loop antenna which can create sharp magnetic field distribution so that borders of a communication area is unambiguously set.SOLUTION: A loop antenna 1 comprises a first conductor loop 11, and a second conductor loop 12 encompassing the first conductor loop 11. An electric current Iin the first conductor loop 11 and an electric current Iin the second conductor loop 12 flow in directions different from each other.

Description

本発明は、通信エリアの境界を明確に設定できるようなシャープな磁界分布を作り出せるループアンテナに関するものである。   The present invention relates to a loop antenna that can create a sharp magnetic field distribution that can clearly set the boundary of a communication area.

近年では、意図的に通信エリアを限定した無線通信(エリア限定無線)に対するニーズが高まっている。例えば、下記の特許文献1に開示された「電界通信システム」は、エリア限定無線を実現するための一手段である。   In recent years, there has been an increasing need for wireless communication (area limited wireless) in which a communication area is intentionally limited. For example, the “electric field communication system” disclosed in Patent Document 1 below is one means for realizing area-limited radio.

特開2007−174570号公報JP 2007-174570 A

電界通信では、環境に設置されたアクセスポイント装置の近傍のエリアに存在する端末装置だけが、アクセスポイント装置との通信を行うことができる。しかし、アクセスポイント装置の近傍の電界分布は設置環境やユーザの姿勢などに大きく依存するため、明確な近傍のエリアを電界によって実現することが困難であった。したがって、通信すべき位置に存在している端末装置が通信できなかったり、その逆のケースも生じたり、安定で信頼性の高いエリア限定無線システムを構築することができなかった。   In electric field communication, only a terminal device existing in an area near an access point device installed in the environment can communicate with the access point device. However, since the electric field distribution in the vicinity of the access point device largely depends on the installation environment, the user's posture, and the like, it has been difficult to realize a clear nearby area with an electric field. Therefore, the terminal device existing at the position to be communicated cannot communicate, or vice versa, and a stable and highly reliable area limited wireless system cannot be constructed.

このような困難が生じる原因の一つは、通信媒体として電界を用いていることであると考えられる。なぜならば、電界分布は周囲に存在する導体や誘電体の影響を強く受けるためである。   One of the causes of such difficulty is considered to be the use of an electric field as a communication medium. This is because the electric field distribution is strongly influenced by conductors and dielectrics existing around it.

一方で、低周波(およそ10MHz以下)磁界は、人体や周囲環境との相互作用が電界と比べて著しく低いという特徴を有する。したがって、課題を解決する一つの手段として、通信媒体として低周波磁界を用いることが考えられる。   On the other hand, a low-frequency (approximately 10 MHz or less) magnetic field has a feature that the interaction with the human body and the surrounding environment is significantly lower than the electric field. Therefore, it is conceivable to use a low-frequency magnetic field as a communication medium as one means for solving the problem.

そして、通信エリアの境界で磁界強度が急激に減衰するような、「シャープな磁界分布」を作り出すことができれば、信頼性の高いエリア限定無線システムを構築することが可能である。   If a “sharp magnetic field distribution” in which the magnetic field strength sharply attenuates at the boundary of the communication area can be created, a highly reliable area limited wireless system can be constructed.

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、通信エリアの境界を明確に設定できるようなシャープな磁界分布を作り出せるループアンテナを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a loop antenna that can create a sharp magnetic field distribution that can clearly set the boundary of a communication area.

上記の課題を解決するために、第1の本発明は、第1の導体ループと、前記第1の導体ループを内包する第2の導体ループとを有し、前記第1の導体ループを流れる電流の向きと前記第2の導体ループを流れる電流の向きが相違することを特徴とするループアンテナをもって解決手段とする。   In order to solve the above-described problem, the first aspect of the present invention includes a first conductor loop and a second conductor loop that includes the first conductor loop, and flows through the first conductor loop. The solution means is a loop antenna characterized in that the direction of the current is different from the direction of the current flowing through the second conductor loop.

例えば、第1の本発明において、前記第1の導体ループを流れる電流の電流値と前記第1の導体ループに囲まれた部分の面積の積である磁気モーメントの絶対値が、前記第2の導体ループを流れる電流の電流値と前記第2の導体ループに囲まれた部分の面積の積である磁気モーメントの絶対値に等しい。   For example, in the first aspect of the present invention, the absolute value of the magnetic moment that is the product of the current value of the current flowing through the first conductor loop and the area of the portion surrounded by the first conductor loop is the second value. It is equal to the absolute value of the magnetic moment, which is the product of the current value of the current flowing through the conductor loop and the area of the portion surrounded by the second conductor loop.

例えば、第1の本発明において、前記第2の導体ループを流れる電流の電流値と前記第2の導体ループに囲まれた部分の面積の積である磁気モーメントの絶対値が、前記第1の導体ループを流れる電流の電流値と前記第1の導体ループに囲まれた部分の面積の積である磁気モーメントの絶対値より大きい。   For example, in the first aspect of the present invention, the absolute value of the magnetic moment that is the product of the current value of the current flowing through the second conductor loop and the area of the portion surrounded by the second conductor loop is the first value. It is larger than the absolute value of the magnetic moment, which is the product of the current value of the current flowing through the conductor loop and the area of the portion surrounded by the first conductor loop.

第2の本発明は、第1の導体ループと、前記第1の導体ループの周囲を囲むように配置された複数の第2の導体ループとを有し、前記第1の導体ループを流れる電流の向きと前記第2の導体ループを流れる電流の向きが相違することを特徴とするループアンテナをもって解決手段とする。   The second aspect of the present invention has a first conductor loop and a plurality of second conductor loops arranged so as to surround the first conductor loop, and a current flowing through the first conductor loop. And a direction of the current flowing through the second conductor loop is different from each other.

例えば、第2の本発明において、前記第1の導体ループを流れる電流の電流値と前記第1の導体ループに囲まれた部分の面積の積である磁気モーメントの絶対値が、前記第2の導体ループを流れる電流の電流値と前記第2の導体ループに囲まれた部分の面積の積である磁気モーメントの絶対値の総和に等しい。   For example, in the second aspect of the present invention, the absolute value of the magnetic moment that is the product of the current value of the current flowing through the first conductor loop and the area of the portion surrounded by the first conductor loop is the second value. It is equal to the sum of absolute values of magnetic moments, which is the product of the current value of the current flowing through the conductor loop and the area of the portion surrounded by the second conductor loop.

例えば、第2の本発明において、前記第2の導体ループを流れる電流の電流値と前記第2の導体ループに囲まれた部分の面積の積である磁気モーメントの絶対値の総和が、前記第1の導体ループを流れる電流の電流値と前記第1の導体ループに囲まれた部分の面積の積である磁気モーメントの絶対値より大きい。   For example, in the second aspect of the present invention, the total sum of absolute values of magnetic moments, which is the product of the current value of the current flowing through the second conductor loop and the area of the portion surrounded by the second conductor loop, is It is greater than the absolute value of the magnetic moment, which is the product of the current value of the current flowing through one conductor loop and the area of the portion surrounded by the first conductor loop.

例えば、第1、第2の本発明において、前記第1の導体ループの形状が、円形、正多角形、長方形のいずれかであり、前記第2の導体ループの形状が、円形、正多角形、長方形のいずれかである。   For example, in the first and second present inventions, the shape of the first conductor loop is any one of a circle, a regular polygon, and a rectangle, and the shape of the second conductor loop is a circle, a regular polygon. , One of the rectangles.

本発明に係るループアンテナによれば、通信エリアの境界を明確に設定できるようなシャープな磁界分布を作り出すことができる。   With the loop antenna according to the present invention, it is possible to create a sharp magnetic field distribution that can clearly set the boundaries of the communication area.

第1の実施の形態に係るループアンテナを示す図である。It is a figure which shows the loop antenna which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施の形態に係るループアンテナの説明のために使用するシングルループのループアンテナを示す図である。It is a figure which shows the loop antenna of a single loop used for description of the loop antenna which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施の形態に係るループアンテナの説明のために使用する座標系を示す図である。It is a figure which shows the coordinate system used for description of the loop antenna which concerns on 1st Embodiment. z軸上の磁界強度をシングルループと第1の実施の形態に係るループアンテナ(ダブルループ)とで比べたグラフである。It is the graph which compared the magnetic field intensity on az axis with the loop antenna (double loop) which concerns on 1st Embodiment. z軸上の磁界強度をシングルループと第2の実施の形態に係るループアンテナ(ダブルループ)とで比べたグラフである。It is the graph which compared the magnetic field intensity on az axis with the loop antenna (double loop) concerning a 2nd embodiment. 第3の実施の形態に係るループアンテナを示す図である。It is a figure which shows the loop antenna which concerns on 3rd Embodiment. 第4の実施の形態に係るループアンテナを示す図である。It is a figure which shows the loop antenna which concerns on 4th Embodiment. 第4の実施の形態に係るループアンテナの第2の導電ループ22の数を増やしたループアンテナを示す図である。It is a figure which shows the loop antenna which increased the number of the 2nd conductive loops 22 of the loop antenna which concerns on 4th Embodiment. 第4の実施の形態に係るループアンテナの第1の導電ループ21と第2の導電ループ22の距離が一定でないようにしたループアンテナを示す図である。It is a figure which shows the loop antenna which made the distance of the 1st conductive loop 21 and the 2nd conductive loop 22 of the loop antenna which concerns on 4th Embodiment not constant.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

[第1の実施の形態]
図1は、第1の実施の形態に係るループアンテナを示す図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram illustrating a loop antenna according to a first embodiment.

ループアンテナ1は、第1の導体ループ11と、第1の導体ループ11を内包する第2の導体ループ12とを有し、第1の導体ループ11を流れる電流Iの向きと第2の導体ループ12を流れる電流Iの向きが相違することを特徴とする。 The loop antenna 1 has a first conductor loop 11 and a second conductor loop 12 that encloses the first conductor loop 11, and the direction of the current I 1 flowing through the first conductor loop 11 and the second conductor loop 11. wherein the direction of the current I 2 flowing in the conductor loop 12 is different.

第1の実施の形態では、電流Iの電流値と第1の導体ループ11に囲まれた部分の面積との積である磁気モーメントmの絶対値が、電流Iの電流値と第2の導体ループ12に囲まれた部分の面積との積である磁気モーメントmの絶対値に等しくなっている。 In the first embodiment, the absolute value of the magnetic moment m 1 that is the product of the current value of the current I 1 and the area of the portion surrounded by the first conductor loop 11 is the current value of the current I 2 2 is equal to the absolute value of the magnetic moment m 2 , which is the product of the area surrounded by the two conductor loops 12.

第1、第2の導体ループ11、12の形状は、例えば、円形である。   The shapes of the first and second conductor loops 11 and 12 are, for example, circular.

一般に、図2に示すようなシングルループのループアンテナに電流Iを流すことで周囲に磁界が生成される。電流Iは直流でも交流でもよく、生成される磁界の振幅は電流I1の電流値に比例する。交流の電流Iの周波数に対応する波長が、ループの半径aに比べて十分大きければ、ループアンテナの近傍の磁界分布は周波数に依存せず、静磁界の磁界分布と一致する。 In general, a magnetic field is generated around a current I 1 flowing through a single-loop antenna as shown in FIG. The current I 1 may be direct current or alternating current, and the amplitude of the generated magnetic field is proportional to the current value of the current I 1. If the wavelength corresponding to the frequency of the alternating current I 1 is sufficiently larger than the radius a 1 of the loop, the magnetic field distribution near the loop antenna does not depend on the frequency and matches the magnetic field distribution of the static magnetic field.

ループアンテナは、磁気双極子としての性質を有し、電流Iの電流値をI、ループの面積をSとすると、式(1)で与えられる磁気モーメントmを有する。

Figure 2013125998
The loop antenna has a property as a magnetic dipole, and has a magnetic moment m given by Equation (1) where I is the current value of the current I 1 and S is the area of the loop.
Figure 2013125998

ループアンテナから生成される磁界Hは、近似的に以下の式(2)で表される。

Figure 2013125998
The magnetic field H generated from the loop antenna is approximately represented by the following equation (2).
Figure 2013125998

ここで太字はベクトルを表す。Rは観測点の位置ベクトル、nはループ面の単位法線ベクトルである。また、ループの中心は原点に配置されているとした。   Here, bold indicates a vector. R is the position vector of the observation point, and n is the unit normal vector of the loop plane. The center of the loop is assumed to be located at the origin.

式(2)は近似式であるが、下記の式(3)の条件が満たされていれば、十分に正確である。

Figure 2013125998
Expression (2) is an approximate expression, but is sufficiently accurate if the condition of the following expression (3) is satisfied.
Figure 2013125998

式(2)、(3)からわかるように、ループアンテナから十分離れた領域においては、磁界は距離Rの3乗に比例して減衰する。デシベル表示ならば、−60db/decの割合で減衰する。   As can be seen from the equations (2) and (3), the magnetic field attenuates in proportion to the cube of the distance R in a region sufficiently away from the loop antenna. If it is a decibel display, it will attenuate at a rate of -60db / dec.

一方、式(3)が満たされない領域、つまりループアンテナから十分離れているとは言えない領域では、磁界は距離Rの3乗で減衰せず、減衰は緩やかになることが知られている。   On the other hand, it is known that in a region where Expression (3) is not satisfied, that is, a region that is not sufficiently distant from the loop antenna, the magnetic field is not attenuated by the cube of the distance R, and attenuation is moderate.

以上の条件を考慮し、ループアンテナに電流を流した場合の磁界分布を考察する。   Considering the above conditions, the magnetic field distribution when a current is passed through the loop antenna will be considered.

まず、図3の座標系を設定する。すなわち、紙面に平行な面内にx−y軸をとり、紙面に垂直な方向にz軸をとる。(x、y、z)座標系は右手系であり、すなわち紙面の裏から表に向かう方向をz軸の正方向とする。   First, the coordinate system of FIG. 3 is set. That is, the xy axis is taken in a plane parallel to the paper surface, and the z axis is taken in a direction perpendicular to the paper surface. The (x, y, z) coordinate system is a right-handed system, that is, the direction from the back to the front of the page is the positive direction of the z axis.

図2に示すように、中心が座標原点と一致するような半径aの導体ループを考える。ループ状の矢印の向きは電流Iの方向を表す。便宜上、これをシングルループと呼ぶことにする。また、図1に示すように、シングルループである第1の導体ループ11の外側に、半径aの第2の導体ループ12を加えたものを、ダブルループと呼ぶことにする。外側の第2の導体ループ12を流れる電流の大きさはIであり、Iの向きはIと相違することとする。 As shown in FIG. 2, the center considers the radius a 1 of the conductor loop to match the coordinate origin. Orientation of the looped arrow represents the direction of the current I 1. For convenience, this will be referred to as a single loop. Further, as shown in FIG. 1, a structure in which a second conductor loop 12 having a radius a 2 is added to the outside of a first conductor loop 11 that is a single loop is referred to as a double loop. Magnitude of the current flowing through the second conductor loop 12 of the outer is I 2, the orientation of the I 2 thereof will be different from the I 1.

ここで例えば、ダブルループにおいて、内側に設けた第1の導体ループ11の磁気モーメントmの絶対値と、外側に設けた第2の導体ループ12の磁気モーメントmの絶対値が等しくなるようIを設定する。ただし、IとIは逆向きであるとしているので、それぞれの磁気モーメントの方向は、常に逆になる。図1の場合ならば、式(4)を満たすようにIを設定すれば良い。

Figure 2013125998
Here, for example, in a double loop, the absolute value of the magnetic moment m 1 of the first conductor loop 11 provided inside is equal to the absolute value of the magnetic moment m 2 of the second conductor loop 12 provided outside. to set the I 2. However, since I 1 and I 2 are in opposite directions, the directions of the magnetic moments are always opposite. In the case of FIG. 1, I 2 may be set so as to satisfy Expression (4).
Figure 2013125998

式(4)のような条件に設定すると、ループアンテナ1の遠方においては、第1の導体ループ11の磁気モーメントmと、外側の第2の導体ループ12の磁気モーメントmとが打ち消しあって見えるので、磁界強度は極めて小さくなると考えられる。一方で、原点付近の磁界強度に着目すると、内側の第1の導体ループ11の寄与は、外側の第2の導体ループ12の寄与に比べて優勢であると考えられる。したがって、図1のダブルループにおいて、式(4)の条件を設定した場合、ダブルループの原点近傍の磁界分布は、シングルループのそれと似ているが、ダブルループの遠方の磁界強度はシングルループのそれと比べて著しく小さくなることが予想される。 When set to the condition of Equation (4), in the distant loop antenna 1, a magnetic moment m 1 of the first conductor loop 11, there cancellation and the magnetic moment m 2 of the outer second conductor loop 12 Thus, the magnetic field strength is considered to be extremely small. On the other hand, when focusing on the magnetic field intensity near the origin, the contribution of the inner first conductor loop 11 is considered to be superior to the contribution of the outer second conductor loop 12. Therefore, when the condition of the expression (4) is set in the double loop of FIG. 1, the magnetic field distribution near the origin of the double loop is similar to that of the single loop, but the far field strength of the double loop is that of the single loop. It is expected to be significantly smaller than that.

図4は、z軸上の磁界強度をシングルループとダブルループとで比べたグラフである。ただし、ダブルループについては、式(5)の条件でプロットした。

Figure 2013125998
FIG. 4 is a graph comparing the magnetic field strength on the z-axis between a single loop and a double loop. However, the double loop was plotted under the condition of equation (5).
Figure 2013125998

z<aの領域においては、シングルループとダブルループが生成する磁界分布はほぼ等しい。一方でz>aの領域においては、ダブルループの磁界分布は急速に減衰することがわかる(−100dB/dec)。したがってダブルループにおいて、式(5)の条件を採用すれば、シングルループよりもシャープな磁界分布を作り出すことができる。 In the region of z <a 1, the magnetic field distribution generated by the single-loop and double loop are substantially equal. On the other hand, in the region of z> a 1 , it can be seen that the magnetic field distribution of the double loop attenuates rapidly (−100 dB / dec). Therefore, if the condition of Expression (5) is adopted in the double loop, a sharper magnetic field distribution than that in the single loop can be created.

[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。第2の実施の形態では、第1の実施の形態に同一または類似の構成を用い、同一または類似のものについては第1の実施の形態で使用した符号を使用して重複説明を略し、第1の実施の形態とは異なる事項を中心に説明を行う。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, the same or similar configuration is used in the first embodiment, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals used in the first embodiment, and redundant description is omitted. The description will focus on matters different from those of the first embodiment.

第2の実施の形態では、電流Iの電流値と第2の導体ループ12に囲まれた部分の面積との積である磁気モーメントの絶対値は、電流Iの電流値と第1の導体ループ11に囲まれた部分の面積との積である磁気モーメントの絶対値より大きくなっている。 In the second embodiment, the absolute value of the magnetic moment, which is the product of the current value of the current I 2 and the area of the portion surrounded by the second conductor loop 12, is the current value of the current I 1 and the first value. The absolute value of the magnetic moment, which is the product of the area of the portion surrounded by the conductor loop 11, is larger.

第1の実施の形態では、式(5)の条件を利用したが、第2の実施の形態では、例として、式(6)の条件を利用する。

Figure 2013125998
In the first embodiment, the condition of Expression (5) is used, but in the second embodiment, the condition of Expression (6) is used as an example.
Figure 2013125998

すなわち、第2の導体ループ12の磁気モーメントの絶対値mが、第1の導体ループ11の磁気モーメントの絶対値mの2倍になっている。 That is, the absolute value m 2 of the magnetic moment of the second conductor loop 12 is twice the absolute value m 1 of the magnetic moment of the first conductor loop 11.

図5は、式(6)の条件において、z軸上の磁界強度を比べたグラフである。   FIG. 5 is a graph comparing the magnetic field strength on the z-axis under the condition of equation (6).

この場合、z>>aにおける両者の差はほぼ無くなっているが、ダブルループにおいて、磁界強度は極小値をとる(窪みが現れる)ので、部分的には、第1の実施の形態のダブルループよりもシャープな磁界分布を生成することができる。また窪みが現れる位置は、電流Iの電流値や半径aを変えることによって、適当に調整することができる。 In this case, although almost exhausted difference between the z >> a 1, the double loop, the magnetic field strength takes a minimum value (depression appears), in part, a double of the first embodiment A magnetic field distribution sharper than the loop can be generated. The position at which the depression appears can be adjusted appropriately by changing the current value of the current I 2 and the radius a 2 .

磁気モーメントの絶対値mは、磁気モーメントの絶対値mの2倍に限らず、磁気モーメントの絶対値mより大きければ同様の効果を得ることができる。 The absolute value m 2 of the magnetic moment is not limited to twice the absolute value m 1 of the magnetic moment, and the same effect can be obtained if it is larger than the absolute value m 1 of the magnetic moment.

[第3の実施の形態]
次に、第3の実施の形態に係るループアンテナについて説明する。第3の実施の形態では、第1、第2の実施の形態との差異を中心に説明する。
[Third Embodiment]
Next, a loop antenna according to a third embodiment will be described. In the third embodiment, description will be made centering on differences from the first and second embodiments.

第1、第2の実施の形態においては、第1、第2の導体ループ11、12の形状は円形であるとしたが、円形に限らず、楕円、長方形、多角形など、様々な形状を利用することができる。例として、図6に示すように、第1、第2の導体ループ11、12を正方形とすることができる。   In the first and second embodiments, the shapes of the first and second conductor loops 11 and 12 are circular. However, the shape is not limited to a circle, and various shapes such as an ellipse, a rectangle, and a polygon can be used. Can be used. As an example, as shown in FIG. 6, the first and second conductor loops 11 and 12 can be square.

[第4の実施の形態]
図7は、第4の実施の形態に係るループアンテナを示す図である。
[Fourth Embodiment]
FIG. 7 is a diagram illustrating a loop antenna according to the fourth embodiment.

ループアンテナ2は、第1の導体ループ21と、第1の導体ループ21の周囲を囲むように配置された複数(4つ)の第2の導体ループ22とを有し、第1の導体ループ21を流れる電流の向きと第2の導体ループ22を流れる電流の向きが相違することを特徴とする。   The loop antenna 2 includes a first conductor loop 21 and a plurality (four) of second conductor loops 22 arranged so as to surround the first conductor loop 21, and the first conductor loop 21. The direction of the current flowing through 21 and the direction of the current flowing through the second conductor loop 22 are different.

第4の実施の形態では、第1の導体ループ21を流れる電流の電流値と第1の導体ループ21に囲まれた部分の面積との積である磁気モーメントの絶対値は、第2の導体ループ22を流れる電流の電流値と第2の導体ループ22に囲まれた部分の面積との積である磁気モーメントの絶対値の総和に等しくなっている。   In the fourth embodiment, the absolute value of the magnetic moment, which is the product of the current value of the current flowing through the first conductor loop 21 and the area of the portion surrounded by the first conductor loop 21, is the second conductor. This is equal to the sum of absolute values of magnetic moments, which is the product of the current value of the current flowing through the loop 22 and the area of the portion surrounded by the second conductor loop 22.

第1、第2の導体ループ21、22の形状は、例えば、円形である。   The shape of the first and second conductor loops 21 and 22 is, for example, a circle.

ここで、第1、第2の導体ループ21、22には電流が流れているが、電流値は、異なるものとする。   Here, current flows through the first and second conductor loops 21 and 22, but the current values are different.

第1、第2の導体ループ21、22の磁気モーメントは、ループの面積と電流に依存するが、第1の導体ループ21の磁気モーメントの絶対値をmとする。第2の導体ループ12には、第1の導体ループ21と逆向きの電流が流れている。各第2の導体ループ22の磁気モーメントの絶対値をm〜mとする。ただし、下記の条件を満たしているものとする。

Figure 2013125998
The magnetic moment of the first and second conductor loops 21 and 22 depends on the loop area and current, but the absolute value of the magnetic moment of the first conductor loop 21 is m 1 . A current in the direction opposite to that of the first conductor loop 21 flows through the second conductor loop 12. The absolute value of the magnetic moment of each second conductor loop 22 is m 2 to m 5 . However, the following conditions shall be satisfied.
Figure 2013125998

式(7)の条件を満たすように設定すると、第1の実施の形態と同様な効果が得られる。つまり、第1、第2の導体ループ21、22の磁気モーメントのベクトル和が零になるので、ループアンテナ2の遠方の磁界は急速に減衰する。一方で、第1の導体ループ21の近傍の磁界分布は、第2の導体ループ22の影響をあまり受けないので、シングルループの磁界分布とほぼ等しくなる。したがって、第1の実施の形態と同様な効果が得られ、シャープな磁界分布を形成することができる。   By setting so as to satisfy the condition of Expression (7), the same effect as that of the first embodiment can be obtained. That is, since the vector sum of the magnetic moments of the first and second conductor loops 21 and 22 becomes zero, the far magnetic field of the loop antenna 2 is rapidly attenuated. On the other hand, the magnetic field distribution in the vicinity of the first conductor loop 21 is not substantially affected by the second conductor loop 22 and is therefore almost equal to the single-loop magnetic field distribution. Therefore, the same effect as the first embodiment can be obtained, and a sharp magnetic field distribution can be formed.

なお、図7では、第2の導体ループ22の数は4つであるが、式(7)の関係を満たしていれば、任意の数であっても有効である。例えば、図8のように、任意の数の第2の導体ループ22を、第1の導体ループ21を中心とする円周上、もしくは第1の導体ループ21を中心とする正多角形の頂点上に配置するようにしてよい。   In FIG. 7, the number of second conductor loops 22 is four, but any number is effective as long as the relationship of Expression (7) is satisfied. For example, as shown in FIG. 8, an arbitrary number of second conductor loops 22 are arranged on the circumference centered on the first conductor loop 21 or the apex of a regular polygon centered on the first conductor loop 21. It may be arranged above.

また、図7、図8では、第1の導体ループ21から第2の導体ループ22までの距離が一定であるが、図9に示すように、必ずしも一定である必要はない。   In FIGS. 7 and 8, the distance from the first conductor loop 21 to the second conductor loop 22 is constant, but it is not necessarily constant as shown in FIG.

また、第1、第2の導体ループ21、22の形状は円形であるとしたが、円形に限らず、円形に限らず、楕円、長方形、多角形など、様々な形状を利用することができる。   Moreover, although the shape of the 1st, 2nd conductor loops 21 and 22 was circular, not only circular but not only circular but various shapes, such as an ellipse, a rectangle, and a polygon, can be utilized. .

[第5の実施の形態]
次に、本発明の第5の実施の形態について説明する。第5の実施の形態では、第4の実施の形態に同一または類似の構成を用い、同一または類似のものについては第4の実施の形態で使用した符号を使用して重複説明を略し、第4の実施の形態とは異なる事項を中心に説明を行う。
[Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. In the fifth embodiment, the same or similar configuration is used in the fourth embodiment, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals used in the fourth embodiment, and the redundant description is omitted. Description will be made mainly on matters different from the fourth embodiment.

第4の実施の形態では、第2の導体ループ22を流れる電流の電流値と第2の導体ループ22に囲まれた部分の面積との積である磁気モーメントの絶対値の総和が、第1の導体ループ21を流れる電流の電流値と第1の導体ループ11に囲まれた部分の面積との積である磁気モーメントの絶対値より大きくなっている。   In the fourth embodiment, the sum of the absolute values of the magnetic moments, which is the product of the current value of the current flowing through the second conductor loop 22 and the area of the portion surrounded by the second conductor loop 22, is the first value. The absolute value of the magnetic moment, which is the product of the current value of the current flowing through the conductor loop 21 and the area of the portion surrounded by the first conductor loop 11, is larger.

つまり、図7のマルチループにおいて、式(8)の条件を満たすように磁気モーメントを設定する。

Figure 2013125998
That is, the magnetic moment is set so as to satisfy the condition of Expression (8) in the multi-loop of FIG.
Figure 2013125998

これにより、第4の実施の形態のループアンテナ2が、第1の実施の形態のループアンテナ1と同様な効果を示したように、第5の実施の形態のループアンテナは、第2の実施の形態のループアンテナと同様の効果を示す。すなわち、部分的にシャープな磁界分布を形成することが可能になる。   Thereby, as the loop antenna 2 of the fourth embodiment has the same effect as the loop antenna 1 of the first embodiment, the loop antenna of the fifth embodiment is the same as the second embodiment. The same effect as that of the loop antenna of the form is shown. That is, a partially sharp magnetic field distribution can be formed.

なお、図7では、第2の導体ループ22の数は4つであるが、式(8)の関係を満たしていれば、任意の数であっても有効である。例えば、図8のように、任意の数の第2の導体ループ22を、第1の導体ループ21を中心とする円周上、もしくは第1の導体ループ21を中心とする正多角形の頂点上に配置するようにしてよい。   In FIG. 7, the number of the second conductor loops 22 is four, but any number is effective as long as the relationship of Expression (8) is satisfied. For example, as shown in FIG. 8, an arbitrary number of second conductor loops 22 are arranged on the circumference centered on the first conductor loop 21 or the apex of a regular polygon centered on the first conductor loop 21. It may be arranged above.

また、図7、図8では、第1の導体ループ21から第2の導体ループ22までの距離が一定であるが、図9に示すように、必ずしも一定である必要はない。   In FIGS. 7 and 8, the distance from the first conductor loop 21 to the second conductor loop 22 is constant, but it is not necessarily constant as shown in FIG.

また、第1、第2の導体ループ21、22の形状は円形であるとしたが、円形に限らず、円形に限らず、楕円、長方形、多角形など、様々な形状を利用することができる。   Moreover, although the shape of the 1st, 2nd conductor loops 21 and 22 was circular, not only circular but not only circular but various shapes, such as an ellipse, a rectangle, and a polygon, can be utilized. .

1、2 ループアンテナ
11、12 第1の導体ループ
21、22 第2の導体ループ
1, 2 Loop antennas 11, 12 First conductor loops 21, 22 Second conductor loops

Claims (7)

第1の導体ループと、
前記第1の導体ループを内包する第2の導体ループとを有し、
前記第1の導体ループを流れる電流の向きと前記第2の導体ループを流れる電流の向きが相違する
ことを特徴とするループアンテナ。
A first conductor loop;
A second conductor loop enclosing the first conductor loop;
The direction of the electric current which flows through the said 1st conductor loop, and the direction of the electric current which flows through the said 2nd conductor loop differ. The loop antenna characterized by the above-mentioned.
前記第1の導体ループを流れる電流の電流値と前記第1の導体ループに囲まれた部分の面積の積である磁気モーメントの絶対値が、
前記第2の導体ループを流れる電流の電流値と前記第2の導体ループに囲まれた部分の面積の積である磁気モーメントの絶対値に等しい
ことを特徴とする請求項1記載のループアンテナ。
The absolute value of the magnetic moment, which is the product of the current value of the current flowing through the first conductor loop and the area of the portion surrounded by the first conductor loop, is
2. The loop antenna according to claim 1, wherein the loop antenna is equal to an absolute value of a magnetic moment that is a product of a current value of a current flowing through the second conductor loop and an area of a portion surrounded by the second conductor loop.
前記第2の導体ループを流れる電流の電流値と前記第2の導体ループに囲まれた部分の面積の積である磁気モーメントの絶対値が、
前記第1の導体ループを流れる電流の電流値と前記第1の導体ループに囲まれた部分の面積の積である磁気モーメントの絶対値より大きい
ことを特徴とする請求項1記載のループアンテナ。
The absolute value of the magnetic moment, which is the product of the current value of the current flowing through the second conductor loop and the area of the portion surrounded by the second conductor loop,
2. The loop antenna according to claim 1, wherein the loop antenna is greater than an absolute value of a magnetic moment that is a product of a current value of a current flowing through the first conductor loop and an area of a portion surrounded by the first conductor loop.
第1の導体ループと、
前記第1の導体ループの周囲を囲むように配置された複数の第2の導体ループとを有し、
前記第1の導体ループを流れる電流の向きと前記第2の導体ループを流れる電流の向きが相違する
ことを特徴とするループアンテナ。
A first conductor loop;
A plurality of second conductor loops disposed so as to surround the first conductor loop;
The direction of the electric current which flows through the said 1st conductor loop, and the direction of the electric current which flows through the said 2nd conductor loop differ. The loop antenna characterized by the above-mentioned.
前記第1の導体ループを流れる電流の電流値と前記第1の導体ループに囲まれた部分の面積の積である磁気モーメントの絶対値が、
前記第2の導体ループを流れる電流の電流値と前記第2の導体ループに囲まれた部分の面積の積である磁気モーメントの絶対値の総和に等しい
ことを特徴とする請求項4記載のループアンテナ。
The absolute value of the magnetic moment, which is the product of the current value of the current flowing through the first conductor loop and the area of the portion surrounded by the first conductor loop, is
5. The loop according to claim 4, wherein the loop is equal to a sum of absolute values of magnetic moments, which is a product of a current value of a current flowing through the second conductor loop and an area of a portion surrounded by the second conductor loop. antenna.
前記第2の導体ループを流れる電流の電流値と前記第2の導体ループに囲まれた部分の面積の積である磁気モーメントの絶対値の総和が、
前記第1の導体ループを流れる電流の電流値と前記第1の導体ループに囲まれた部分の面積の積である磁気モーメントの絶対値より大きい
ことを特徴とする請求項4記載のループアンテナ。
The sum of absolute values of magnetic moments, which is the product of the current value of the current flowing through the second conductor loop and the area of the portion surrounded by the second conductor loop,
5. The loop antenna according to claim 4, wherein the loop antenna is larger than an absolute value of a magnetic moment that is a product of a current value of a current flowing through the first conductor loop and an area of a portion surrounded by the first conductor loop.
前記第1の導体ループの形状が、円形、正多角形、長方形のいずれかであり、
前記第2の導体ループの形状が、円形、正多角形、長方形のいずれかである
ことを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載のループアンテナ。
The shape of the first conductor loop is any one of a circle, a regular polygon, and a rectangle,
The loop antenna according to any one of claims 1 to 6, wherein the shape of the second conductor loop is any one of a circle, a regular polygon, and a rectangle.
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