JP2015177196A - magnetic antenna device - Google Patents
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Description
本発明は無線通信用アンテナに関する。特に、無線通信用アンテナを商業地域、住宅地域のマンション、アパート、ビル等で使用する場合に適するアンテナを提供する。 The present invention relates to an antenna for wireless communication. In particular, an antenna suitable for use in a commercial area, a condominium, an apartment, a building, or the like in a commercial area or a residential area is provided.
従来、磁気アンテナとしては、
一方、微小ループアンテナは放射抵抗が極めて小さく、放射器に流れる電流は非常に大きいので、インダクタンス成分をキャンセルするためのキャパシタンスには電流容量が大きく、損失の小さいコンデンサが必要とされている。また、放射器に直接接続されるために、アンテナの構造が複雑となり、防水対策も必要とされ、コスト高の要因ともなっていた。
本発明の目的は、商業地域、住宅地域のマンション、アパート、ビル等のアンテナの設置場所が限られている環境で無線通信を行う場合に用いられるループ状の磁気アンテナであって、キャパシタンスの必要のない磁気アンテナを提供することにある。
On the other hand, since the radiation resistance of the micro loop antenna is extremely small and the current flowing through the radiator is very large, a capacitor having a large current capacity and a small loss is required for the capacitance for canceling the inductance component. In addition, since it is directly connected to the radiator, the structure of the antenna is complicated, waterproof measures are required, and this is a factor of high cost.
An object of the present invention is a loop-shaped magnetic antenna used when wireless communication is performed in an environment where an antenna is installed in a limited area such as a condominium, an apartment, or a building in a commercial area or a residential area, and requires a capacitance. It is to provide a magnetic antenna without the above.
以下の方法で上記の課題を解決する。
両端が解放された巻線の開口面の形状が円形、楕円形、多角形、またはそれらの合成、あるいはそれらをゆがめた形状の線状導体または板状導体であって、巻線の巻数が1を含まずに1より大きくすることにより、巻線を無線周波数において共振させ、コンデンサを不要とする。巻線は螺旋状、渦巻状とすることもできる。
The above problem is solved by the following method.
A wire or plate-like conductor having a circular, oval, polygonal shape, or a combination thereof, or a distorted shape of the open surface of the winding with both ends open, and the number of turns of the winding is 1. By making it larger than 1 without including the capacitor, the winding is resonated at a radio frequency, and a capacitor is unnecessary. The winding may be spiral or spiral.
開口面の形状が円形、楕円形、多角形、またはそれらの合成、あるいはそれらをゆがめた形状の閉ループの一部に端点が端点A、端点Bである切込みをいれたn個(nは2以上)の並行に配置した複数の線状導体または板状導体(導体nという。以下同じ。)を、切込み部分を最も近接して配置し、隣接する導体(n−1)の端点Aと導体nの端点Bを全てのnについて接続することによっても、巻線を無線周波数において共振させ、コンデンサを不要とすることができる。 N pieces (n is 2 or more) where the end points are the end points A and B in a part of the closed loop whose shape of the opening surface is circular, elliptical, polygonal, or a combination thereof, or a distorted shape thereof ) Are arranged in parallel with each other, and the end portions A of the adjacent conductors (n-1) and the conductors n are arranged with the cut portions closest to each other. By connecting the end points B for all n, the winding can be resonated at the radio frequency and a capacitor can be dispensed with.
また、開口面の形状が円形、楕円形、多角形、またはそれらの合成、あるいはそれらをゆがめた形状の閉ループの一部に端点が端点A、端点Bである切込みをいれたn個(nは2以上)の複数の大きさの異なる相似形状の線状導体または板状導体(導体nという。以下同じ。)を、切込み部分を最も近接して中心を一致させて配置し、隣接する導体(n−1)の端点Aと導体nの端点Bを全てのnについて接続することによっても、巻線を無線周波数において共振させ、コンデンサを不要とすることができる。 In addition, n pieces (n is an incision in which the end points are the end points A and B are formed in a part of the closed loop having a circular shape, an elliptical shape, a polygonal shape, or a combination thereof, or a distorted shape thereof) 2 or more) linear conductors or plate conductors (similar to the conductor n, hereinafter the same) having different sizes of different sizes are arranged with the notch portions closest to each other with their centers aligned, and adjacent conductors ( By connecting the end point A of n-1) and the end point B of the conductor n for all n, the winding can resonate at the radio frequency and the capacitor can be made unnecessary.
線状導体または板状導体が螺旋状であって、端点1と端点2を有する請求項2または請求項4記載の線上導体または板状導体において、上記線上導体または板状導体上の点(点3という。以下同じ)であって端点1から点3にいたる線状導体または板状導体の形状と、端点2から点3にいたる線状導体または板状導体の形状を同じとすることにより減衰の少ない給電点を得やすくすることができる。
5. The line conductor or plate conductor according to
本発明によるアンテナへの給電については、送受信装置との間のフィーダの特性インピーダンスと整合をとるために、インピーダンス変換方法として、以下で説明する偏給電による方法、ヘアピンマッチ、あるいはヘアピンマッチ類似の方法、独立閉ループを用いた方法等がある。 As for the power feeding to the antenna according to the present invention, in order to match the characteristic impedance of the feeder with the transmission / reception device, as an impedance conversion method, a method based on partial feeding described below, a hairpin match, or a method similar to a hairpin match And a method using an independent closed loop.
本発明により、コンデンサが不要である微小ループによる小型磁界アンテナをマンション等の集合住宅・商業施設等に設置することができる。 According to the present invention, a small magnetic field antenna using a micro loop that does not require a capacitor can be installed in an apartment house or commercial facility such as an apartment.
1.本発明によるアンテナの実施形態
図1〜図12に本発明による磁気アンテナの実施形態を示す。図1は両端が解放された螺旋状の巻線の開口面の形状が円形の線状導体であって、巻線の巻数が5回の磁界アンテナである。101は螺旋状の巻線の線状導体、102、103は給電点である。本実施形態では、給電点は線状導体の中心部に設定しているが、給電点の位置により給電点からアンテナを見込んだインピーダンスを調整することができる。給電点については以下の図2〜図4については同様である。
1. Embodiment of Antenna According to the Present Invention FIGS. 1 to 12 show an embodiment of a magnetic antenna according to the present invention. FIG. 1 shows a magnetic field antenna in which the shape of the opening surface of a spiral winding with both ends released is a circular linear conductor, and the number of winding turns is five. 101 is a linear conductor of a spiral winding, and 102 and 103 are feeding points. In this embodiment, the feeding point is set at the center of the linear conductor, but the impedance of the antenna from the feeding point can be adjusted by the position of the feeding point. The feed point is the same for the following FIGS.
図2は両端が解放された螺旋状の巻線の開口面の形状が四角形の線状導体であって、巻線の巻数が3回の磁界アンテナである。201は螺旋状の巻線の線状導体、202、203は給電点である。 FIG. 2 shows a magnetic field antenna in which the shape of the opening surface of the spiral winding with both ends released is a linear conductor having a quadrangular shape and the number of turns of the winding is three. 201 is a linear conductor of a spiral winding, and 202 and 203 are feeding points.
図3はN=3個の並行に配置した、開口面の形状が円形の閉ループの一部に、それぞれ切込みをいれ、それぞれの導体上の端点を接続した本発明による磁界アンテナを示す。図3において、301、302、303はそれぞれ、開口面の形状が円形の線状導体1、線状導体2、線状導体3であり、304、313はそれぞれ線状導体間を接続する導体、305、306は給電点であり、307、308は円形の線状導体1(301)に切込みを入れた場合の端点A1、端点B1であり、309、310は円形の線状導体2(302)に切込みを入れた場合の端点A2、端点B2であり、311、312は円形の線状導体3(303)に切込みを入れた場合の端点A3、端点B3である。端点B1(308)と端点A2(309)を線状導体304で接続し、端点B2(310)と端点A3(311)を線状導体304で接続している。
FIG. 3 shows a magnetic field antenna according to the present invention in which N = 3 parallel arrangements, each of which is cut into a part of a closed loop having a circular opening surface and the end points on each conductor are connected. In FIG. 3, 301, 302, and 303 are a
図4はN=3個の並行に配置した、開口面の形状が円形の閉ループの一部に、それぞれ切込みをいれ、それぞれの導体上の端点を接続した本発明による磁界アンテナを示す。図4において、401、402、403はそれぞれ、開口面の形状が円形の線状導体1、線状導体2、線状導体3であり、404、413はそれぞれ線状導体間を接続する導体、405、406は給電点であり、407、408は円形の線状導体1(401)に切込みを入れた場合の端点A1、端点B1であり、409、410は円形の線状導体2(402)に切込みを入れた場合の端点A2、端点B2であり、411、412は円形の線状導体3(403)に切込みを入れた場合の端点A3、端点B3である。端点B1(408)と端点A2(409)を線状導体304で接続し、端点B2(410)と端点A3(411)を線状導体404で接続している。
FIG. 4 shows a magnetic field antenna according to the present invention in which N = 3 parallel arrangements, each of which is cut into a part of a closed loop having a circular opening surface and the end points on each conductor are connected. In FIG. 4, 401, 402, and 403 are the
図1〜図4は、線状導体の巻き始めの位置(端点1)から給電点の形状と、線状導体の巻終わりの位置(端点2)から給電点の形状が同一であり、給電点が線状導体の真ん中に位置してため、給電点を線状導体の中央に容易に設定することができる。給電点をアンテナの中央に設定することは、給電ケーブルにおけるコモンモード電流を除去し、給電ケーブルからの電磁波輻射を抑圧するために重要である。 1 to 4, the shape of the feeding point from the winding start position (end point 1) of the linear conductor is the same as the shape of the feeding point from the winding end position (end point 2) of the linear conductor. Is located in the middle of the linear conductor, the feeding point can be easily set at the center of the linear conductor. Setting the feeding point at the center of the antenna is important for removing the common mode current in the feeding cable and suppressing electromagnetic radiation from the feeding cable.
図5は両端が解放された渦巻状の巻線の開口面の形状が円形の線状導体であって、巻線の巻数が4回の磁界アンテナである。501は渦巻状の巻線の線状導体、502、503は給電点である。504は整合用閉ループ導体であり、送受信機からの信号を磁気結合により整合をとりながらアンテナに伝送する。 FIG. 5 shows a magnetic field antenna in which the shape of the opening of the spiral winding with both ends released is a linear conductor having a circular shape and the number of winding turns is four. Reference numeral 501 denotes a linear conductor of a spiral winding, and 502 and 503 denote feeding points. Reference numeral 504 denotes a matching closed-loop conductor, which transmits a signal from the transceiver to the antenna while matching by magnetic coupling.
図6は両端が解放された渦巻状の巻線の開口面の形状が四角形の線状導体であって、巻線の巻数が4回の磁界アンテナである。601は渦巻状の巻線の線状導体、602、603は給電点である。604は整合用閉ループインダクターであり、送受信機からの信号を磁気結合により整合をとりながらアンテナに伝送する。 FIG. 6 shows a magnetic field antenna in which the shape of the opening of the spiral winding with both ends released is a linear conductor having a quadrangular shape and the number of winding turns is four. Reference numeral 601 denotes a linear conductor of a spiral winding, and reference numerals 602 and 603 denote feeding points. Reference numeral 604 denotes a matching closed-loop inductor, which transmits a signal from the transceiver to the antenna while matching by magnetic coupling.
図7において、701、702、703、704はそれぞれ大きさの異なる円形の線状導体、705は線状導体702と703間を接続する導体(線状導体701と702、線状導体703と704を接続する導体があるが図面では省略する。)706、707は給電点、708、709は円形の線状導体701に切込みを入れた場合の端点A、端点B(線状導体702、703、704も同様の切り込み及び端点A、端点Bがあるが図面では省略する。)である。図7に示すアンテナは開口面の形状が円形の閉ループの一部に端点A(708)、端点B(709)である切込みをいれたN=4個の並行に配置した線状導体1(701)、線状導体2(702)、線状導体3(703)、線状導体4(704)を、切込み部分を最も近接して配置し、線状導体i(i=1〜4)の端点A(図中711はi=2の場合)と線状導体(i+1)の端点B(図中712はi=3の場合)を接続している。すなわち、線状導体1の端点Aと線状導体2の端点Bを接続し、線状導体2の端点Aと線状導体3の端点Bを接続し、線状導体3の端点Aと線状導体4の端点Bを接続した磁界アンテナである。710は整合用閉ループ導体であり、送受信機からの信号を整合をとりながら磁気結合によりアンテナに伝送する。
In FIG. 7, reference numerals 701, 702, 703, and 704 denote circular linear conductors having different sizes, and 705 denotes a conductor that connects the linear conductors 702 and 703 (linear conductors 701 and 702, linear conductors 703 and 704). 706 and 707 are feeding points, and 708 and 709 are end points A and B when the circular linear conductor 701 is cut (linear conductors 702, 703, 704 also has the same notch and end point A and end point B, which are omitted in the drawing. The antenna shown in FIG. 7 has N = 4 linear conductors 1 (701) arranged in parallel at the end A (708) and the end B (709) in a part of a closed loop having a circular opening surface. ), The linear conductor 2 (702), the linear conductor 3 (703), and the linear conductor 4 (704) are arranged with the cut portions closest to each other, and the end points of the linear conductor i (i = 1 to 4) A (when 711 is i = 2 in the figure) is connected to the end point B of the linear conductor (i + 1) (when 712 is i = 3 in the figure). That is, the end point A of the
図8において、801、802、803、804はそれぞれ大きさの異なる四角形の線状導体、805は線状導体802と803間を接続する導体806(線状導体801と802、線状導体803と804を接続する導体があるが図面では省略する。)、807は給電点、808、809は四角形の線状導体801に切込みを入れた場合の端点A、端点B(線状導体802、803、804も同様の切り込み及び端点A、端点Bがあるが図面では省略する。)である。図8に示すアンテナは開口面の形状が円形の閉ループの一部に端点A(808)、端点B(809)である切込みをいれたN=4個の並行に配置した線状導体1(801)、線状導体2(802)、線状導体3(803)、線状導体4(804)を、切込み部分を最も近接して配置し、線状導体i(i=1〜4)の端点A(図中811はi=2の場合)と線状導体(i+1)の端点B(図中812はi=3の場合)を接続している。すなわち、線状導体1の端点Aと線状導体2の端点Bを接続し、線状導体2の端点Aと線状導体3の端点Bを接続し、線状導体3の端点Aと線状導体4の端点Bを接続した磁界アンテナである。810は整合用閉ループ導体であり、送受信機からの信号を整合をとりながら磁気結合によりアンテナに伝送する。
In FIG. 8, 801, 802, 803, and 804 are quadrangular linear conductors having different sizes, and 805 is a conductor 806 that connects between the linear conductors 802 and 803 (linear conductors 801 and 802,
図9は両端が解放された螺旋状の巻線の開口面の形状が円形の線状導体であって、巻線の巻数が(1+α)回(0<α<1)の磁界アンテナである。901は螺旋状の巻線の線状導体、902は給電点、903は給電点に接続した導線からなる閉ループであり、給電点からアンテナを見込んだインピーダンスを送受信装置との間のフィーダの特性インピーダンスと同等の値としたことを特徴とする。 FIG. 9 shows a magnetic field antenna in which the shape of the opening surface of the spiral winding with both ends released is a circular linear conductor, and the number of turns of the winding is (1 + α) times (0 <α <1). 901 is a linear conductor of a spiral winding, 902 is a feeding point, 903 is a closed loop made of a conductive wire connected to the feeding point, and the impedance expected from the feeding point to the antenna is the characteristic impedance of the feeder between the transmission and reception devices It is characterized by having the same value as.
図10は両端が解放された螺旋状の巻線の開口面の形状が円形の線状導体であって、巻線の巻数が(1+α)回(0<α<1)の磁界アンテナである。1001は螺旋状の巻線の線状導体、1002は給電点、1003は給電点を挟んだ線状導体または板状導体上の2つの点P、Qを接続した導体であり、給電点からアンテナを見込んだインピーダンスを送受信装置との間のフィーダの特性インピーダンスと同等の値としたことを特徴とする。 FIG. 10 shows a magnetic field antenna in which the shape of the opening surface of the spiral winding with both ends released is a circular linear conductor, and the number of turns of the winding is (1 + α) times (0 <α <1). 1001 is a linear conductor of a spiral winding, 1002 is a feeding point, 1003 is a conductor connecting two points P and Q on a linear conductor or a plate-like conductor sandwiching the feeding point, and an antenna from the feeding point The characteristic impedance is set to a value equivalent to the characteristic impedance of the feeder with the transmission / reception device.
図11は両端が解放された螺旋状の巻線の開口面の形状が円形の線状導体であって、巻線の巻数が(1+α)回(0<α<1)の磁界アンテナである。1101は螺旋状の巻線の線状導体、1102は給電点、1103は線状導体1101の中心点を挟んだ線状導体または板状導体上の距離Aである2つの点P、Qを長さBである導線で接続した給電点を含む導体であり、給電点からアンテナを見込んだインピーダンスを送受信装置との間のフィーダの特性インピーダンスと同等の値としたことを特徴とする。 FIG. 11 shows a magnetic field antenna in which the shape of the opening surface of the spiral winding with both ends opened is a circular linear conductor, and the number of winding turns is (1 + α) (0 <α <1). 1101 is a linear conductor of a spiral winding, 1102 is a feeding point, 1103 is a length of two points P and Q which are distances A on a linear conductor or a plate-like conductor sandwiching the center point of the linear conductor 1101 This is a conductor including a feeding point connected by a conductive wire having a length B, and the impedance of the antenna from the feeding point is set to a value equivalent to the characteristic impedance of the feeder between the transmission and reception devices.
図12は両端が解放された螺旋状の巻線の開口面の形状が円形の線状導体であって、巻線の巻数が(1+α)回(0<α<1)の磁界アンテナである。1201は螺旋状の巻線の線状導体、1202、1203は給電点、1204は給電点を有する閉ループ状の導線であって、線状導体1201の巻線の内部に配置され、給電点からアンテナを見込んだインピーダンスを送受信装置との間のフィーダの特性インピーダンスと同等の値としたことを特徴とする。 FIG. 12 shows a magnetic field antenna in which the shape of the opening surface of the spiral winding with both ends opened is a circular linear conductor, and the number of winding turns is (1 + α) (0 <α <1). 1201 is a linear conductor of a spiral winding, 1202 and 1203 are feeding points, and 1204 is a closed-loop conductive wire having a feeding point, which is arranged inside the winding of the linear conductor 1201 and extends from the feeding point to the antenna. The characteristic impedance is set to a value equivalent to the characteristic impedance of the feeder with the transmission / reception device.
図13は給電点を有しない円形の渦巻状の導体1301(図中1305である点Aから1306である点Bに至る導体)のアンテナの外部に、給電点1303、1304を有する渦巻状の導体1302(図中1307である点Cから1308である点Dに至る導体)を、前記アンテナの外側に配置する。導体1301は磁気アンテナ本体、導体1302は磁気アンテナ本体と磁気結合してアンテナと送受信機間の整合器である。導体1301、1302は円形の渦巻状でなくとも四角形の渦巻状、螺旋状等様々な形状のもので実現可能である。
2.本発明によるアンテナの放射抵抗特性・共振周波数特性
2.1線状導体が螺旋形状の場合
FIG. 13 shows a spiral conductor having feeding points 1303 and 1304 outside the antenna of a circular spiral conductor 1301 having no feeding point (a conductor extending from point A 1305 to point B 1306 in the figure). 1302 (a conductor extending from point C, 1307 to point D, 1308) is arranged outside the antenna. The conductor 1301 is a magnetic antenna main body, and the conductor 1302 is a matching unit between the antenna and the transceiver by being magnetically coupled to the magnetic antenna main body. The conductors 1301 and 1302 can be realized in various shapes such as a square spiral shape and a spiral shape instead of a circular spiral shape.
2. 2. Radiation resistance characteristic / resonance frequency characteristic of antenna according to the present invention 2.1 When the linear conductor is spiral
図1の形態による半径と巻数の関係、放射抵抗および効率を
図16に図14に示すアンテナの共振周波数一定の場合の巻数nと波長比率半径rとの関係を示す。本図において、共振周波数はf=c/λ=20.83MHzとし、横軸の波長比率半径r=Ra/λにより算出した。図17に図14に示すアンテナと図15に示すアンテナの波長比率半径と放射抵抗の関係を示す。 FIG. 16 shows the relationship between the number of turns n and the wavelength ratio radius r when the resonance frequency of the antenna shown in FIG. 14 is constant. In this figure, the resonance frequency was f = c / λ = 20.83 MHz, and the calculation was performed with the wavelength ratio radius r = Ra / λ on the horizontal axis. FIG. 17 shows a relationship between the wavelength ratio radius and the radiation resistance of the antenna shown in FIG. 14 and the antenna shown in FIG.
本図において、共振周波数は、f=c/λ=7.0MHzとした。本発明によるアンテナと従来の磁気ループアンテナの放射抵抗はループ半径が同じであればほとんど変わらない値を有することがわかる。図18は、図14および図15に示すアンテナの波長比率半径と放射効率の関係を示す。放射効率η[%]は、線状導体が無損失の場合のアンテナの放射抵抗をRf、線状導体を銅線とした場合のアンテナ入力インピーダンスをRsとしたとき、η=Rf/Rs*100により算出する。これについても同一半径の場合に本発明によるアンテナと従来のアンテナの効率はほぼ同じ値となる。
2.2線状導体が同心円の渦巻形状の場合
In this figure, the resonance frequency was set to f = c / λ = 7.0 MHz. It can be seen that the radiation resistances of the antenna according to the present invention and the conventional magnetic loop antenna have almost the same value if the loop radius is the same. FIG. 18 shows the relationship between the wavelength ratio radius and the radiation efficiency of the antenna shown in FIGS. The radiation efficiency η [%] is η = Rf / Rs * 100, where Rf is the radiation resistance of the antenna when the linear conductor is lossless, and Rs is the antenna input impedance when the linear conductor is a copper wire. Calculated by In this case, the efficiency of the antenna according to the present invention and that of the conventional antenna are almost the same when the radius is the same.
2.2 When the linear conductor has a concentric spiral shape
図20に、図19に示す本発明によるアンテナの共振周波数特性を示す。図19は、中心を一致させて配置した、大きさが異なる、一部に切れ込みを有する同心円状の線状導体1901〜1909が、導線1910、1913〜1919により図に示す様にそれぞれが接続されている。閉ループ形状の導線1912に給電点1911が配置され、共振周波数を測定する。線状導体1901が最外部に配置され、半径はRcmax=280mmである。線状導体の半径はΔRc=28mmずつ減少し、1909が最内部に配置され、半径はRcmic=56mmである。図20のグラフの横軸は巻数を表し、次の通りである。
FIG. 20 shows the resonance frequency characteristics of the antenna according to the present invention shown in FIG. FIG. 19 shows concentric linear conductors 1901 to 1909 which are arranged with their centers coincided and which have different sizes and are partially cut, as shown in the figure by
(1)線状導体1901〜1909を全て接続:9回
(2)1901を端点から半周分除去、1902〜1909を全て接続:8.5回
(3)1901を端点から除去、線状導体1902〜1909を全て接続:8回
(4)1901を端点から除去、線状導体1902を端点から半周除去、1903〜1909を全て接続:7.5回
(5)1901、1902を端点から除去、線状導体1903〜1909を全て接続:7回
(6)1901、1902を端点から除去、線状導体1903を端点から半周除去、1904〜1909を全て接続:6.5回
(7)1901〜1903を端点から除去、線状導体1804〜1809を全て接続:6回
(8)1901〜1903を端点から除去、線状導体1904を端点から半周除去、1905〜1909を全て接続:5.5回
(9)1901〜1904を端点から除去、線状導体1905〜1909を全て接続:5回
(10)1901〜1904を端点から除去、線状導体1905を端点から半周除去、1906〜1909を全て接続:4.5回
(11)1901〜1905を端点から除去、線状導体1906〜1909を全て接続:4回
(12)1901〜1905を端点から除去、線状導体1906を端点から半周除去、1907〜1909が全て接続:3.5回
(13)1901〜1906を端点から除去、線状導体1907〜1909を全て接続:3回
3.本発明によるアンテナの実施例
(1) All the linear conductors 1901 to 1909 are connected: 9 times (2) 1901 is removed from the end point by a half circumference, all 1902 to 1909 are connected: 8.5 times (3) 1901 is removed from the end point, the linear conductor 1902 -1909 are all connected: 8 times (4) 1901 is removed from the end points, the linear conductor 1902 is removed from the end points, and 1903 to 1909 are all connected: 7.5 times (5) 1901, 1902 are removed from the end points, lines Connect all the conductors 1903 to 1909: 7 times (6) 1901, 1902 are removed from the end points, the linear conductor 1903 is removed half a circle from the end points, 1904 to 1909 are all connected: 6.5 times (7) 1901-1903 Remove from end point, connect all linear conductors 1804 to 1809: 6 times (8) Remove 1901-1903 from end point, remove linear conductor 1904 from end point, 1905-190 9 all connected: 5.5 times (9) 1901-1904 removed from the end points, linear conductors 1905-1909 all connected: 5 times (10) 1901-1904 removed from the end points, linear conductor 1905 removed from the end points Half-round removal, 1906 to 1909 all connected: 4.5 times (11) 1901 to 1905 removed from end points, linear conductors 1906 to 1909 all connected: 4 times (12) 1901 to 1905 removed from end points, linear 2. Remove the conductor 1906 from the end point halfway, connect all 1907 to 1909: 3.5 times (13) Remove 1901-1906 from the end point, connect all linear conductors 1907 to 1909: 3 times Examples of antennas according to the invention
図21〜図24に本発明によるアンテナの実施例を示す。図21は28MHz用の磁気アンテナであり、線状導体2101、2102は10mmφのアルミパイプで、それぞれ半径がR1=285mm、R2=255mmである円形状で、中心を一致させて配置し、図に示すように導線2103で接続されている。給電点は閉ループ状の導線2105上にあり、給電点にバラン2106を接続して送受信装置との間のフィーダ2107に接続する。閉ループ状の導線2105は3mmφの銅線であり、閉ループ2105の半径は40mmでその中心は線状導体2102の位置で、かつその間の距離はほぼ0(接触はしていない)である。導体2104は周波数調整用の10mmφのアルミパイプであり、点Aで線状導体2102と接触し、接触点をずらすことで周波数の調整を行う。本アンテナのVSWR特性を図25に示す。
21 to 24 show an embodiment of the antenna according to the present invention. FIG. 21 shows a magnetic antenna for 28 MHz, and the
図22は14MHz用の磁気アンテナであり、2201および2202は幅が40mm、厚さ0.1mmの銅の板状導体Rmin=56mm、Rmid=266mm、Rmax=308mm、ΔR=28mmの巻数6.5回の渦巻状の導体である。また、A−A断面図に示すように、隣り合う板状導体で垂線が共通となる面の面積が少なくなるように、巻階層毎に交互に配置されている。隣接効果による損失を極力小さくするためである。導体1201は磁気アンテナ本体で、2202は給電点2203、2204を有する整合器である。2209はバラン、2210はアンテナと送受信装置を接続するフィーダである。図26にVSWR特性を示す。 FIG. 22 shows a magnetic antenna for 14 MHz. 2201 and 2202 are copper plate conductors having a width of 40 mm and a thickness of 0.1 mm, Rmin = 56 mm, Rmid = 266 mm, Rmax = 308 mm, ΔR = 28 mm, and the number of turns is 6.5. It is a spiral conductor. Moreover, as shown to AA sectional drawing, it arrange | positions alternately for every winding hierarchy so that the area of the surface where a perpendicular | vertical line may be common between adjacent plate-shaped conductors decreases. This is to minimize the loss due to the adjacent effect. A conductor 1201 is a magnetic antenna body, and 2202 is a matching unit having feeding points 2203 and 2204. Reference numeral 2209 denotes a balun, and 2210 denotes a feeder for connecting the antenna and the transmission / reception apparatus. FIG. 26 shows the VSWR characteristics.
図23に144MHz用の本発明による磁界アンテナの実施例を示す。図23は開口面の形状が円形の閉ループの一部に端点が端点A、端点Bである切込みをいれた5個の中心を一致させて並行に配置した複数の、幅が12mmである銅製の板状導体(導体i(i=1、・・・、5)という。また、導体iの端点A、Bをそれぞれ端点Ai、端点Biという。)を、切込み部分を近接して配置し、隣接する導体(i−1)の端点A(i−1)と導体iの端点Biをi=2、・・・、5について接続したものである。本図において2301〜2305は半径が40mm、幅が12mmの銅板による同心円形状で、間隔1mmで並行に配置されている。2306〜2309は上下の同心円を接続する導線、2310は周波数調整用に板状導体2305に接続された導体、2311は整合用に板状導体2303に接続された導体で、長さは55mmであり、Yマッチ(デルタマッチ)と同様の効果を有する。 FIG. 23 shows an embodiment of a magnetic field antenna according to the present invention for 144 MHz. FIG. 23 shows a plurality of copper pieces having a width of 12 mm, which are arranged in parallel by aligning five centers, in which the end points are the end points A and B, in a part of a closed loop having a circular opening surface shape. A plate-like conductor (referred to as conductor i (i = 1,..., 5). Also, end points A and B of conductor i are referred to as end point Ai and end point Bi, respectively), and the notch portions are arranged close to each other. The end point A (i-1) of the conductor (i-1) and the end point Bi of the conductor i are connected for i = 2,. In this figure, reference numerals 2301 to 2305 are concentric circles made of a copper plate having a radius of 40 mm and a width of 12 mm, and are arranged in parallel at an interval of 1 mm. 2306 to 2309 are conductive wires connecting the upper and lower concentric circles, 2310 is a conductor connected to the plate-like conductor 2305 for frequency adjustment, 2311 is a conductor connected to the plate-like conductor 2303 for matching, and the length is 55 mm. , Has the same effect as Y match (delta match).
2312、2313は板状導体2303上の給電点、2314はバラン、2315は送受信機との接続用フィーダである。板状導体2301、2305は切込みを大きくとっており、これにより共振周波数の大まかな調整を行う。本実施例では、円形の板状導体の1/4に相当する長さを切りとっている。さらに2310により共振周波数を目的の周波数に調整し、板状導体2305に固定する。図27に本アンテナのVSWR特性を示す。 Reference numerals 2312 and 2313 denote feeding points on the plate-like conductor 2303, reference numeral 2314 denotes a balun, and reference numeral 2315 denotes a feeder for connection with a transceiver. The plate-like conductors 2301 and 2305 have large cuts, thereby roughly adjusting the resonance frequency. In this embodiment, a length corresponding to ¼ of a circular plate conductor is cut off. Further, the resonance frequency is adjusted to a target frequency by 2310 and fixed to the plate-like conductor 2305. FIG. 27 shows the VSWR characteristics of this antenna.
図24に開口面の形状が円形で螺旋状の線状導体の本発明による磁界アンテナの実施例を示す。2401は螺旋状の線状導体で、直径Bが65mmである円形、線状導体の線径は3mmφ、巻数は1を超え、巻数1回を超える部分(図24中のAの部分)の長さは30mm(中心角で約53°)、巻数1回を超える部分の線状導体中心間の距離は4mm、2402は整合用の導体でAの反対側に半田付けされ、図中Cの長さは25mm、Dの長さは10mmである。2403はバラン、2404は送受信機に接続されるフィーダである。図28に本アンテナのVSWR特性を示す。 FIG. 24 shows an embodiment of the magnetic field antenna according to the present invention in which the shape of the opening surface is circular and the shape is a spiral linear conductor. Reference numeral 2401 denotes a spiral linear conductor having a circular shape with a diameter B of 65 mm, the wire diameter of the linear conductor being 3 mmφ, the number of turns exceeding 1, and the length of the part exceeding the number of turns (part A in FIG. 24) The length is 30 mm (center angle is about 53 °), the distance between the centers of the linear conductors over the number of turns is 4 mm, 2402 is a matching conductor, and is soldered to the opposite side of A. The length is 25 mm, and the length of D is 10 mm. Reference numeral 2403 denotes a balun, and 2404 denotes a feeder connected to the transceiver. FIG. 28 shows the VSWR characteristics of this antenna.
円形螺旋状の線状導体 101、901、1001、1101、1201、1401、2401
四角形螺旋状の線状導体 201
円形の線状導体 301、302、303、701、702、703、704、1901、1902、1903、1904、1905、1906、1907、1908、1909、2101、2102
四角形の線状導体 401、402、403、801、802、803、804
円形渦巻状の線状導体 501、1301、2201
四角形渦巻き状の線状導体 601
給電点 102、103、202、203、305、306、405、406、502、503、602、603、706、707、807、808、902、1002、1102、1202、1203、1303、1304、1402、1502、1911、2203、2204、2312、2313
閉ループを切り欠いた際の端点 307、308、309、310、311、312、407、408、409、410、411、412、708、709、711、712、808、809、811、812
端点を接続する導線 304、313、404、413、705、805、1910、1913、1914、1915、1916、1917、1918、1919、2103、2306、2307、2308、2309
整合用の線状導体 504、604、710、810、903、1003、1103、1204、1302、1912、2105、2202、2311、2402
整合用の線状導体とアンテナとの接続点 1004、1005
渦巻状の線状導体の端点 1305、1306、2205、2206
整合用の線状導体の端点 1307、1308、2207、2208
円形ループ状の線状導体 1501
磁気ループアンテナの整合用コンデンサ 1503
周波数調整用の導体 2104、2310
バラン 2106、2209、2314、2403
フィーダ 2107、2210、2315、2404
円形の板状導体 2301、2302、2303、2304、2305
Circular spiral linear conductor 101, 901, 1001, 1101, 1201, 1401, 2401
Square spiral
Circular
Square
Circular spiral
Rectangular spiral linear conductor 601
Feeding points 102, 103, 202, 203, 305, 306, 405, 406, 502, 503, 602, 603, 706, 707, 807, 808, 902, 1002, 1102, 1202, 1203, 1303, 1304, 1402, 1502, 1911, 2032, 2204, 2312, 2313
End point when notched
Matching
Connection points 1004 and 1005 between the linear conductor for matching and the antenna
End points of spiral wire conductors 1305, 1306, 2205, 2206
Linear conductor end points 1307, 1308, 2207, 2208 for matching
Circular loop-shaped linear conductor 1501
Magnetic loop antenna matching capacitor 1503
Balun 2106, 2209, 2314, 2403
Feeder 2107, 2210, 2315, 2404
Circular plate-shaped conductors 2301, 2302, 2303, 2304, 2305
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