JP2824790B2 - Two-wire loop antenna - Google Patents
Two-wire loop antennaInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は２本線ループアンテナに係り、特に自動車用
窓ガラスアンテナとして用いて好適なものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a two-wire loop antenna, and is particularly suitable for use as a window glass antenna for automobiles.
狭い間隔をあけてループ状に配設された２本のアンテ
ナ導体よりなる２本線ループアンテナを絶縁面上に構成
し、内側のアンテナ導体と外側のアンテナ導体との間隔
を使用波長の1/100以下とすることにより、特別の整合
回路を用いることなく給電線と整合させることができる
ようにした２本線ループアンテナである。A two-line loop antenna consisting of two antenna conductors arranged in a loop at a small interval is formed on an insulating surface, and the distance between the inner antenna conductor and the outer antenna conductor is set to 1/100 of the used wavelength. The following is a two-line loop antenna that can be matched with a feeder line without using a special matching circuit.
自動車の窓ガラスにアンテナ導体を付設して車載のAM
ラジオ受信機、FMラジオ受信機及びテレビ受像機等に受
信信号を供給するようにした自動車用ガラスアンテナが
知られている（例えば実公昭50−33951号、特開昭52−4
4541号等）。このようなアンテナ導体は、面積が大きい
リアー窓ガラスに設けられることが多い。しかし、リア
ー窓ガラスの中央部分は運転者が自動車の後方を視認す
るのに使用されるので、そこにアンテナ導体を付設する
のは好ましくない。また、一般に、上記中央部分には窓
ガラス面上に発生する曇りを除去するための加熱用導体
が設けられていることが多く、アンテナ導体を付設する
ことができない。このため、リアー窓ガラスにアンテナ
導体を設ける場合はその上部または下部の狭い位置に設
けていた。しかし、設置面積が狭いとアンテナ導体を複
雑に引き回して広帯域化したり、あるいは八木−宇田ア
ンテナのように無給電素子アレイを設けて広帯域化した
りすることが困難である。このため従来のガラスアンテ
ナは、例えばFM放送帯の全域にわたって良好な周波数特
性を得ることができなかった。Attaching an antenna conductor to the window glass of a car and installing the AM
2. Description of the Related Art A glass antenna for an automobile which supplies a reception signal to a radio receiver, an FM radio receiver, a television receiver, and the like is known (for example, Japanese Utility Model Publication No. 50-33951, Japanese Patent Application Laid-Open No. 52-4).
No. 4541). Such an antenna conductor is often provided on a rear window glass having a large area. However, since the central portion of the rear window glass is used by a driver to view the rear of the vehicle, it is not preferable to attach an antenna conductor thereto. In addition, generally, a heating conductor for removing fogging generated on the window glass surface is often provided in the central portion, and an antenna conductor cannot be attached. Therefore, when the antenna conductor is provided on the rear window glass, it is provided at a narrow position above or below the antenna conductor. However, if the installation area is small, it is difficult to widen the band by routing the antenna conductors in a complicated manner, or to provide a parasitic element array like the Yagi-Uda antenna to widen the band. For this reason, the conventional glass antenna could not obtain good frequency characteristics over the entire FM broadcast band, for example.
ところで、簡単な構成である割には比較的帯域が広い
アンテナとしてループアンテナが知られている。By the way, a loop antenna is known as an antenna having a relatively wide band in spite of its simple configuration.
ループアンテナはガラス面の縁部に沿って設ければよ
いので、中央部に加熱用導体がある窓ガラス上に設ける
のに都合がよい。Since the loop antenna may be provided along the edge of the glass surface, it is convenient to provide the loop antenna on a window glass having a heating conductor at the center.
一般にループアンテナは入力インピーダンスが高く、
例えばFM放送受信用に形成された横長の矩形ループアン
テナにおいて長辺給電を行うと300〔Ω〕程度の高イン
ピーダンスとなる。したがって、例えば50〔Ω〕の同軸
フィーダケーブルを給電端子に直接接続すると、インピ
ーダンスの不整合による感度低下が生じる。このため、
従来では特別な整合回路を設けてループアンテナと給電
線とを整合させなければならなかった。Generally, loop antennas have high input impedance,
For example, when feeding a long side in a horizontally long rectangular loop antenna formed for FM broadcast reception, the impedance becomes as high as about 300 [Ω]. Therefore, if a coaxial feeder cable of, for example, 50 [Ω] is directly connected to the power supply terminal, a drop in sensitivity occurs due to impedance mismatch. For this reason,
In the past, a special matching circuit had to be provided to match the loop antenna with the feed line.
本発明は上述の問題点にかんがみ、特別な整合回路を
用いることなく給電線と整合できるようにすることを目
的とする。The present invention has been made in view of the above-described problems, and has as its object to enable matching with a power supply line without using a special matching circuit.
本発明の２本線ループアンテナは、絶縁面１上にルー
プ状に配置された第１のアンテナ素子導体20と、上記第
１のアンテナ素子導体20に沿って上記絶縁面上にループ
状に配置された第２のアンテナ素子導体20aとを具備
し、上記第１のアンテナ素子導体20と上記第２のアンテ
ナ素子導体20aとの間隔を使用周波数帯の波長の100分の
１よりも狭くし、上記２つの導体20、20aにより１つの
ループアンテナを構成している。The two-wire loop antenna of the present invention includes a first antenna element conductor 20 arranged in a loop on the insulating surface 1, and a loop arranged on the insulating surface along the first antenna element conductor 20. A second antenna element conductor 20a, wherein the distance between the first antenna element conductor 20 and the second antenna element conductor 20a is narrower than one hundredth of the wavelength of the operating frequency band. One loop antenna is constituted by the two conductors 20 and 20a.
２つの導体によってそれぞれ形成される各ループの間
隔Ｓが、ループアンテナを使用する周波数帯の波長100
分の１程度まで狭くなると、各ループでの共振周波数が
接近し、各導体から導体までの寸法を線幅とする１つの
ループアンテナとして動作する。アンテナ素子の導体幅
は共振時の入力抵抗値に影響を与え、一般に導体幅が太
い程入力インピーダンスが低下する。またループアンテ
ナはその対向辺の夫々に半波長ダイポールアンテナが形
成されていると考えることができ、内側ループ導体の存
在によりこれらのダイポールアンテナの相互の結合が減
少し、相互インピーダンスが低下する。内外のアンテナ
導体20、20aの間隔Ｓを選択することにより、入力イン
ピーダンスを給電線の特性インピーダンスに合わせるこ
とが可能になる。The interval S between each loop formed by the two conductors is 100 wavelengths of the frequency band using the loop antenna.
When the width is reduced to about one-half, the resonance frequency in each loop approaches, and the antenna operates as one loop antenna having a line width between the conductors. The conductor width of the antenna element affects the input resistance value at resonance, and generally, the input impedance decreases as the conductor width increases. The loop antenna can be considered to have a half-wavelength dipole antenna formed on each of the opposing sides thereof, and the presence of the inner loop conductor reduces the mutual coupling of these dipole antennas, thereby lowering the mutual impedance. By selecting the interval S between the inner and outer antenna conductors 20 and 20a, it becomes possible to match the input impedance with the characteristic impedance of the feed line.
第１図は本発明のガラスアンテナの基本的な構成を説
明するためのアンテナパターン図を示している。第１図
の（ａ）〜（ｃ）は給電方式は異なるが導体パターンに
関しては全て同一であり、夫々長辺と短辺との比が2:1
の横長の長方形に形成されている外側ループアンテナ20
の内側に無給電ループ20aを装荷したものである。FIG. 1 shows an antenna pattern diagram for explaining the basic configuration of the glass antenna of the present invention. 1 (a) to 1 (c) are different from each other in the power supply system, but the conductor patterns are all the same, and the ratio of the long side to the short side is 2: 1.
Outer loop antenna 20 formed in a horizontally long rectangle
And a non-feeding loop 20a loaded inside.
外側ループアンテナ20は全長が3.40mに形成されてい
て、FM放送受信用アンテナとして用いられる。また、無
給電ループ20aは外側ループアンテナ20と相似な長方形
に形成されていて、外側ループアンテナ20と無給電ルー
プ20aとの間隔Ｓは全周にわたって同一になされてい
る。The outer loop antenna 20 has a total length of 3.40 m and is used as an FM broadcast receiving antenna. The parasitic loop 20a is formed in a rectangular shape similar to the outer loop antenna 20, and the interval S between the outer loop antenna 20 and the parasitic loop 20a is the same over the entire circumference.
この間隔Ｓを変化させることによって外側ループアン
テナ20の特性が変化する。第２図に間隔Ｓと共振時の入
力インピーダンスとの関係を示し、第３図に間隔Ｓと共
振周波数との関係を示す。第２図及び第３図において、
×印は第１図（ａ）に示した短辺給電の特性、△印は第
１図（ｂ）に示した頂点給電の特性、□印は第１図
（ｃ）に示した長辺給電の特性である。なお、各図にお
ける間隔Ｓは使用周波数帯の波長を基準に表わしてい
る。By changing the interval S, the characteristics of the outer loop antenna 20 change. FIG. 2 shows the relationship between the interval S and the input impedance at resonance, and FIG. 3 shows the relationship between the interval S and the resonance frequency. In FIGS. 2 and 3,
Crosses indicate the characteristics of the short side power supply shown in FIG. 1A, Δ marks indicate the characteristics of the vertex power supply shown in FIG. 1B, and □ indicates the long side power supply shown in FIG. 1C. It is the characteristic of. Note that the interval S in each drawing is based on the wavelength of the used frequency band.
第２図から明らかなように、共振時の入力インピーダ
ンスは給電方式によって異なっているが、何れの場合
も、間隔Ｓを小さくすると、すなわち、無給電ループ20
aを外側ループアンテナ20に近づけると共振時の入力イ
ンピーダンスが低下する。この場合、長辺給電の入力イ
ンピーダンス変化が顕著であり、無給電ループ20aを装
荷しないときには300〔Ω〕近くあった入力インピーダ
ンスが、間隔Ｓを1/200波長程度に小さくすると50
〔Ω〕以下まで低下する。As is apparent from FIG. 2, the input impedance at the time of resonance differs depending on the power feeding method.
When a is brought closer to the outer loop antenna 20, the input impedance at the time of resonance decreases. In this case, the input impedance of the long-side feeding is remarkable, and the input impedance which was close to 300 [Ω] when the parasitic loop 20a was not loaded is reduced by 50% when the interval S is reduced to about 1/200 wavelength.
[Ω].
長辺給電の場合には、上辺及び下辺の夫々にλ/2ダイ
ポールアンテナが形成されていると近似できる。これら
の２つのダイポールアンテナの間に無給電ループ20aを
装荷すると上辺側と下辺側の各アンテナの相互の結合が
かなり小さくなり、またアンテナ素子の導体幅が変わっ
て自己インピーダンスも低下するため、入力インピーダ
ンスが低下すると考えられる。In the case of long-side feeding, it can be approximated that a λ / 2 dipole antenna is formed on each of the upper side and the lower side. When the parasitic loop 20a is loaded between these two dipole antennas, the mutual coupling between the upper and lower antennas becomes considerably small, and the conductor width of the antenna element changes to lower the self-impedance. It is considered that the impedance decreases.
また、間隔Ｓを変えることにより共振周波数が第３図
に示すように変化する。つまり入力インピーダンスの変
化に伴い共振周波数も変化している。なお、長辺給電の
場合は間隔Ｓが3/100波長（λ）以上になると無給電ル
ープ20aによる影響は入力インピーダンスに対してだけ
となり、共振周波数は単体ループのものと同じ値に収束
する。By changing the interval S, the resonance frequency changes as shown in FIG. That is, the resonance frequency changes with the change of the input impedance. In the case of long-side power feeding, when the interval S is equal to or longer than 3/100 wavelength (λ), the effect of the parasitic loop 20a is limited only to the input impedance, and the resonance frequency converges to the same value as that of the single loop.
このように間隔Ｓを変えることによりアンテナの入力
インピーダンスを変えることができるので、特別な整合
回路を設けることなく給電線と整合させることができる
ようになる。Since the input impedance of the antenna can be changed by changing the interval S in this way, it is possible to match with the power supply line without providing a special matching circuit.
なお、第１図の例では外側ツープ20の内側に無給電ル
ープ20aを設けているが、内側に設けるループと外側ル
ープとを給電点において導線により接続し、内側のルー
プにも給電するようにしてもよい。In addition, in the example of FIG. 1, the parasitic loop 20a is provided inside the outer loop 20. However, the loop provided inside and the outer loop are connected by a conducting wire at a feeding point, and power is also supplied to the inner loop. You may.
第４図はこのような２本線ループアンテナを用いてガ
ラスアンテナを構成した一実施例を示す自動車の後方窓
ガラスの正面図である。後方窓ガラス１は横長の長方形
に近い形状に形成されていて、その縁部に略沿うように
して外側ループアンテナ２が設けられている。したがっ
て、外側ループアンテナ２の形状は後方窓ガラス１と相
似形状の横長の長方形ループとなっている。外側ループ
アンテナ２は所定の間隔t1をあけて配された２本の導線
2a、2bによって構成されていて、間隔t1は使用周波数帯
の波長の1/100以下に設定されている。導線2bは無給電
閉ループになっている。FIG. 4 is a front view of a rear window glass of an automobile showing an embodiment in which a glass antenna is constructed using such a two-wire loop antenna. The rear window glass 1 is formed in a shape close to a horizontally long rectangle, and an outer loop antenna 2 is provided substantially along the edge thereof. Therefore, the shape of the outer loop antenna 2 is a horizontally long rectangular loop similar in shape to the rear window glass 1. Two conductors are outside the loop antenna 2 arranged at a predetermined interval t 1
2a, and is composed by 2b, interval t 1 is set to 1/100 or less of the wavelength of the used frequency band. The conductor 2b is in a closed loop without power supply.
外側ループアンテナ２と同様に所定の間隔t2をあけて
配された２本の導線3a、3bよりなるループアンテナ３が
外側ループアンテナ２の内側に配されている。導線3bは
無給電閉ループになっている。これらのループアンテナ
２及び３、導線2a、3aの各端は、後方窓ガラス１の下部
中央に設けられた給電点４において同一の給電線８に接
続されている。Two conductors 3a arranged in the same manner as the outer loop antenna 2 with a predetermined interval t 2, the loop antenna 3 consisting 3b are arranged inside the outer loop antenna 2. The conducting wire 3b is a closed loop without power supply. Each end of the loop antennas 2 and 3 and the conductors 2 a and 3 a is connected to the same feed line 8 at a feed point 4 provided at the lower center of the rear window glass 1.
第４図の実施例の二重ループアンテナの各部の導体間
隔をt1＝15mm、t2＝15mmとし、50Ωの給電線８を給電点
４に接続したときの入力反射係数は第５図のようであっ
た。即ち、70〜90MHzのFM放送帯で、VSWRが２以下を示
す良好な整合性が得られた。When the conductor spacing of each part of the dual loop antenna of the embodiment of FIG. 4 is t 1 = 15 mm and t 2 = 15 mm, and the 50 Ω feed line 8 is connected to the feed point 4, the input reflection coefficient is as shown in FIG. It seemed. That is, in the FM broadcast band of 70 to 90 MHz, good consistency indicating that the VSWR is 2 or less was obtained.
なお第４図の実施例のように２つのループアンテナを
１つの給電線８に並列に接続すると、第６図の閉ループ
説明図に示すように、外側ループアンテナ２による主ル
ープ５及び内側ループアンテナ３による副ループ６の他
に、第３の閉ループ７がループアンテナ２、３の間に寄
生的に形成される。この第３の閉ループ７の長さは主ル
ープ５及び副ループ６の長さを合計した長さに略等しく
なる。When two loop antennas are connected in parallel to one feed line 8 as in the embodiment of FIG. 4, the main loop 5 and the inner loop antenna by the outer loop antenna 2 are provided as shown in the explanatory diagram of the closed loop of FIG. 3, a third closed loop 7 is parasitically formed between the loop antennas 2, 3. The length of the third closed loop 7 is substantially equal to the total length of the main loop 5 and the sub-loop 6.
すなわち、例えば第４図において記号ａ〜ｄで示す各
部の長さを、ａ＝1,250mm、ｂ＝625mm、ｃ＝1,130mm、
ｄ＝505mmとし、ガラスアンテナをFM放送受信用に構成
した場合、第３の閉ループ７の長さは約7.140mmにな
る。したがって、この第３ループ７が第２高調波アンテ
ナとして動作した場合の共振周波数は84MHzとなり、主
ループ５の共振周波数と副ループ６の共振周波数との間
にインピーダンスの劣化点が生じる。That is, for example, in FIG. 4, the lengths of the parts indicated by the symbols a to d are a = 1,250 mm, b = 625 mm, c = 1,130 mm,
When d = 505 mm and the glass antenna is configured for FM broadcast reception, the length of the third closed loop 7 is about 7.140 mm. Therefore, when the third loop 7 operates as a second harmonic antenna, the resonance frequency is 84 MHz, and a point of impedance deterioration occurs between the resonance frequency of the main loop 5 and the resonance frequency of the sub-loop 6.
このような不都合を防止するために、実施例では第４
図に示すように、短絡線10、11により外側ループアンテ
ナ２の導体2aと内側ループアンテナ３の導体3aとの間を
短絡し、第３のループ７を分断している。これにより、
第３のループ７の共振周波数が高くなり、その第２高調
波が受信帯域外に移動する。したがって、受信帯域内に
おいて第２高調波によるインピーダンス特性の劣化がな
くなり、ガラスアンテナの周波数特性を良好に広帯域化
することができる。In order to prevent such inconvenience, in the embodiment, the fourth
As shown in the figure, the third loop 7 is divided by short-circuiting between the conductor 2a of the outer loop antenna 2 and the conductor 3a of the inner loop antenna 3 by short-circuit lines 10 and 11. This allows
The resonance frequency of the third loop 7 increases, and the second harmonic moves out of the reception band. Therefore, the impedance characteristic does not deteriorate due to the second harmonic in the reception band, and the frequency characteristic of the glass antenna can be satisfactorily broadened.
短絡線10、11は単線又はより線の導線、或いはプリン
ト導体であってよい。後者の場合、導線2b上に絶縁被膜
をプリント等で形成し、その上にプリント導体を形成す
る。The shorting wires 10, 11 may be solid or stranded conductors or printed conductors. In the latter case, an insulating film is formed on the conductor 2b by printing or the like, and a printed conductor is formed thereon.
実験の結果、給電点４から短絡点までの距離ｅを312.
5mmにすることにより、良好な広帯域化が実現された。
このように構成した短絡二重矩形ループアンテナは70〜
90MHzのFM放送帯域の全域にわたって電圧定在波比VSWR
が２以下になっていて、FM放送受信用アンテナとして求
められている性能をほぼ満足した。As a result of the experiment, the distance e from the feeding point 4 to the short-circuit point was 312.
By setting it to 5 mm, a good broadband was realized.
The short-circuit double rectangular loop antenna configured in this way is 70-
Voltage standing wave ratio VSWR over the entire 90MHz FM broadcast band
Was 2 or less, which almost satisfied the performance required for an FM broadcast receiving antenna.
なお、このように多重ループアンテナを構成する場
合、三重以上にしてもよい。When a multiple loop antenna is configured as described above, the number may be triple or more.
本発明は上述したように、間隔を狭くした２本のルー
プ状アンテナ導体を絶縁面上に配設し、入力インピーダ
ンスを上記２本のアンテナ導体の間隔により任意に設定
したので、特別の整合回路を用いることなく給電線と整
合させることが可能となった。According to the present invention, as described above, two loop-shaped antenna conductors having a reduced interval are disposed on an insulating surface, and the input impedance is arbitrarily set according to the interval between the two antenna conductors. It is possible to match with the feeder line without using the.
第１図は本発明の２本線ループアンテナの動作特性を説
明するための導体パターン図、第２図及び第３図は第１
図のアンテナの特性図を示し、第２図はインピーダンス
特性図、第３図は周波数特性図、第４図は本発明の２本
線ループアンテナを用いてガラスアンテナを構成した例
を示す自動車の後方窓ガラスの正面図、第５図は第４図
のアンテナのインピーダンス特性図、第６図は２つのル
ープアンテナによって形成される閉ループの説明図であ
る。 なお図面に用いた符号において、 １……後方窓ガラス ２……外側ループアンテナ ３……内側ループアンテナ ４……給電点 ５……主ループ ６……副ループ ７……第３のループ ８……給電線 10,11……短絡線 である。FIG. 1 is a conductor pattern diagram for explaining the operating characteristics of the two-wire loop antenna of the present invention, and FIGS.
2 shows an impedance characteristic diagram, FIG. 3 shows a frequency characteristic diagram, and FIG. 4 shows an example in which a glass antenna is configured using the two-line loop antenna of the present invention. FIG. 5 is a front view of a window glass, FIG. 5 is an impedance characteristic diagram of the antenna of FIG. 4, and FIG. 6 is an explanatory diagram of a closed loop formed by two loop antennas. In addition, in the code | symbol used for drawing, 1 ... Back window glass 2 ... Outer loop antenna 3 ... Inner loop antenna 4 ... Feed point 5 ... Main loop 6 ... Sub loop 7 ... 3rd loop 8 ... ... power supply lines 10, 11 ... short-circuit lines.
Claims (2)
ンテナ素子導体と、上記第１のアンテナ素子導体に沿っ
て上記絶縁面上にループ状に配置された第２のアンテナ
素子導体とを具備し、 上記第１のアンテナ素子導体と上記第２のアンテナ素子
導体との間隔を使用周波数帯の波長の100分の１よりも
狭くし、上記２つの導体により１つのループアンテナを
構成したことを特徴とする２本線ループアンテナ。1. A first antenna element conductor arranged in a loop on an insulating surface, and a second antenna element conductor arranged in a loop on the insulating surface along the first antenna element conductor. The distance between the first antenna element conductor and the second antenna element conductor is made smaller than 1/100 of the wavelength of the used frequency band, and one loop antenna is constituted by the two conductors. A two-wire loop antenna, characterized in that:
本線ループアンテナを多数設けるとともに、各２本線ル
ープアンテナを共通給電点に並列に接続し、かつ上記各
２本線ループアンテナを上記並列接続以外の位置におい
て短絡結合したことを特徴とする請求項１に記載の２本
線ループアンテナ。2. The method as claimed in claim 2, wherein a plurality of loops are formed on the insulating surface.
2. The method according to claim 1, wherein a plurality of main line loop antennas are provided, each of the two main line loop antennas is connected in parallel to a common feeding point, and each of the two main line loop antennas is short-circuited at a position other than the parallel connection. A two-wire loop antenna as described.
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ID=17224916
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| JP25157989A Expired - Fee Related JP2824790B2 (en) | 1989-09-22 | 1989-09-27 | Two-wire loop antenna |
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-
1989
- 1989-09-27 JP JP25157989A patent/JP2824790B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006018905A1 (en) * | 2004-08-20 | 2006-02-23 | Sohdai Antenna Corporation | Antenna |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03113901A (en) | 1991-05-15 |
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