JP2824791B2 - 広帯域ループアンテナ - Google Patents
広帯域ループアンテナInfo
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- JP2824791B2 JP2824791B2 JP25315889A JP25315889A JP2824791B2 JP 2824791 B2 JP2824791 B2 JP 2824791B2 JP 25315889 A JP25315889 A JP 25315889A JP 25315889 A JP25315889 A JP 25315889A JP 2824791 B2 JP2824791 B2 JP 2824791B2
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- Japan
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- antenna
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- loop antenna
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は広帯域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。
窓ガラスアンテナとして用いて好適なものである。
絶縁面上に設けた多重ループアンテナの導体間を短絡
し、寄生閉ループを高次共振によるインピーダンスの劣
化が使用帯域内に生じないようにした広帯域ループアン
テナである。
し、寄生閉ループを高次共振によるインピーダンスの劣
化が使用帯域内に生じないようにした広帯域ループアン
テナである。
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。
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。
したがって、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。
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。
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。しか
し、ループアンテナの場合も共振周波数は１つなので単
一ループでは所要の帯域特性を満足させることはできな
い。そこで、所要帯域内において異なる共振周波数を有
する複数のループアンテナを並列に接続し、広帯域化す
ることが考えられる。
アンテナとしてループアンテナが知られている。しか
し、ループアンテナの場合も共振周波数は１つなので単
一ループでは所要の帯域特性を満足させることはできな
い。そこで、所要帯域内において異なる共振周波数を有
する複数のループアンテナを並列に接続し、広帯域化す
ることが考えられる。
ところが実際には、複数のループアンテナを並列に接
続すると、所要の帯域内にインピーダンスの劣化点が生
じ、理論的に予測した程の広帯域性能が得られなかっ
た。
続すると、所要の帯域内にインピーダンスの劣化点が生
じ、理論的に予測した程の広帯域性能が得られなかっ
た。
本発明は上述の問題点にかんがみ、多重ループアンテ
ナのインピーダンス劣化を補償して広帯域の周波数特性
が得られるようにすることを目的とする。
ナのインピーダンス劣化を補償して広帯域の周波数特性
が得られるようにすることを目的とする。
本発明の広帯域ループアンテナは、絶縁面（窓ガラス
１）上に多重ループを成すように設けられていると共
に、共通給電点４に並列接続された複数のループ状アン
テナ導体２、３と、各ループ状アンテナ導体２、３を上
記並列接続以外の位置において短絡結合する短絡線10、
11とを具備している。
１）上に多重ループを成すように設けられていると共
に、共通給電点４に並列接続された複数のループ状アン
テナ導体２、３と、各ループ状アンテナ導体２、３を上
記並列接続以外の位置において短絡結合する短絡線10、
11とを具備している。
共振周波数が異なる複数のループアンテナ２、３をガ
ラス面上に並列に設け、周波数特性を広帯域化する。ま
た、隣接するループアンテナ２、３同志を短絡線10、11
によって短絡し、隣接するループアンテナ２、３間に形
成される閉ループ７を分断して、その高次共振点を使用
帯域外に移動させる。これによりインピーダンス特性を
劣化させる共振電流が使用帯域内において発生するのが
阻止される。
ラス面上に並列に設け、周波数特性を広帯域化する。ま
た、隣接するループアンテナ２、３同志を短絡線10、11
によって短絡し、隣接するループアンテナ２、３間に形
成される閉ループ７を分断して、その高次共振点を使用
帯域外に移動させる。これによりインピーダンス特性を
劣化させる共振電流が使用帯域内において発生するのが
阻止される。
第１図は本発明の一実施例を示す自動車の後方窓ガラ
スの正面図である。この後方窓ガラス１の内面上にアン
テナ導体が付設され、FM放送受信用のガラスアンテナと
して用いられる。実施例では、後方窓ガラス１の縁部に
ほぼ沿って印刷配線を行ない、後方窓ガラス１と相似形
状のループアンテナ２、３を二重に付設している。すな
わち、実施例の後方窓ガラス１は横長の長方形に近い形
であり、外側ループアンテナ２及び内側ループアンテナ
３は両方共これに相似した長方形ループとなっている。
スの正面図である。この後方窓ガラス１の内面上にアン
テナ導体が付設され、FM放送受信用のガラスアンテナと
して用いられる。実施例では、後方窓ガラス１の縁部に
ほぼ沿って印刷配線を行ない、後方窓ガラス１と相似形
状のループアンテナ２、３を二重に付設している。すな
わち、実施例の後方窓ガラス１は横長の長方形に近い形
であり、外側ループアンテナ２及び内側ループアンテナ
３は両方共これに相似した長方形ループとなっている。
外側ループアンテナ２及び内側ループアンテナ３で誘
起される受信電力を外部に取り出すための給電点４を後
方窓ガラス１面上に設けている。なお、日本国内におけ
るFM放送波は水平偏波なので、給電点４を長辺の中央に
設けて受信電力の取り出し効率を上げている。
起される受信電力を外部に取り出すための給電点４を後
方窓ガラス１面上に設けている。なお、日本国内におけ
るFM放送波は水平偏波なので、給電点４を長辺の中央に
設けて受信電力の取り出し効率を上げている。
なお、このようにガラス面上に印刷配線してガラスア
ンテナを構成した場合、アンテナ導体を流れる高周波電
流の伝播速度はガラスの誘電率の影響で低下する。した
がって、外側ループアンテナ２及び内側ループアンテナ
３を流れる高周波電流の波長は、真空中に置かれた導体
を流れる同一周波数の高周波電流の波長に比べて短くな
っている。したがって、ガラスアンテナを設計する場合
には短縮率を考慮する必要があるが、説明を容易にする
ために真空中の導体の長さに換算した数種で実施例を説
明する。
ンテナを構成した場合、アンテナ導体を流れる高周波電
流の伝播速度はガラスの誘電率の影響で低下する。した
がって、外側ループアンテナ２及び内側ループアンテナ
３を流れる高周波電流の波長は、真空中に置かれた導体
を流れる同一周波数の高周波電流の波長に比べて短くな
っている。したがって、ガラスアンテナを設計する場合
には短縮率を考慮する必要があるが、説明を容易にする
ために真空中の導体の長さに換算した数種で実施例を説
明する。
第１図において、外側ループアンテナ２の各部の長さ
は、長辺ａ＝1,250mm、短辺ｂ＝625mmとなっている。ま
た、内側ループアンテナ３の各部の長さは、長辺ｃ＝1,
130mm、短辺ｄ＝505mmに形成されている。各アンテナ
２、３は給電点４の両側、すなわち、各ループアンテナ
２、３の両端部において短絡されていて、給電点４にお
いて共通の給電線８に接続されている。
は、長辺ａ＝1,250mm、短辺ｂ＝625mmとなっている。ま
た、内側ループアンテナ３の各部の長さは、長辺ｃ＝1,
130mm、短辺ｄ＝505mmに形成されている。各アンテナ
２、３は給電点４の両側、すなわち、各ループアンテナ
２、３の両端部において短絡されていて、給電点４にお
いて共通の給電線８に接続されている。
外側ループアンテナ２と内側ループアンテナ３とをこ
のように短絡した場合、第２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、これら２
つのループアンテナ２、３の間に第３の閉ループ７が寄
生的に生じていることが分った。この第３の閉ループ７
のループ長は、主ループ５及び副ループ６の合計にほぼ
等しく、約7140mmである。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計算上の
共振周波数は84MHzとなり、この高次共振により主ルー
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
ンピーダンス特性の劣化点が生じる。
のように短絡した場合、第２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、これら２
つのループアンテナ２、３の間に第３の閉ループ７が寄
生的に生じていることが分った。この第３の閉ループ７
のループ長は、主ループ５及び副ループ６の合計にほぼ
等しく、約7140mmである。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計算上の
共振周波数は84MHzとなり、この高次共振により主ルー
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
ンピーダンス特性の劣化点が生じる。
このような不都合を防止するために、実施例では第１
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と内側ループアンテナ３との間を短絡し、第３のル
ープ７のループ長を短くしている。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３ループ７の第２高調波共振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。
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と内側ループアンテナ３との間を短絡し、第３のル
ープ７のループ長を短くしている。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３ループ７の第２高調波共振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。
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を、特
性インピーダンスが200（Ω）の給電線８に接続して入
力反射の周波数変化を測定した結果を第３図に示す。第
３図において、実線で示す特性曲線Ａは第１図に示した
実施例のガラスアンテナの特性を示し、破線で示した特
性曲線Ｂは第２図のアンテナパターンで構成したガラス
アンテナの特性を示している。
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を、特
性インピーダンスが200（Ω）の給電線８に接続して入
力反射の周波数変化を測定した結果を第３図に示す。第
３図において、実線で示す特性曲線Ａは第１図に示した
実施例のガラスアンテナの特性を示し、破線で示した特
性曲線Ｂは第２図のアンテナパターンで構成したガラス
アンテナの特性を示している。
第３図の曲線Ｂにおける谷部f5、f6は、第２図の主ル
ープ５及び副ループ６の共振点であり、山部f7は第３ル
ープ７の第２高調波共振によって生じたインピーダンス
の劣化部分である。この山部f7では、反射が異常に大き
く、電圧定在波比VSWRが２以上となってアンテナとして
使用することができない。
ープ５及び副ループ６の共振点であり、山部f7は第３ル
ープ７の第２高調波共振によって生じたインピーダンス
の劣化部分である。この山部f7では、反射が異常に大き
く、電圧定在波比VSWRが２以上となってアンテナとして
使用することができない。
第３図の曲線Ａにおける谷部f5′、f6′は、曲線Ｂの
f5、f6に対応する主ループ５及び副ループ６の共振点で
ある。短絡線10、11を設けたために、第３ループ７の第
２高調波共振点が帯域外に移動した結果、谷部f5′、
f6′の間のVSWRは２以下となっている。
f5、f6に対応する主ループ５及び副ループ６の共振点で
ある。短絡線10、11を設けたために、第３ループ７の第
２高調波共振点が帯域外に移動した結果、谷部f5′、
f6′の間のVSWRは２以下となっている。
従って第１図の構成の短絡二重ループアンテナによる
と、73〜100MHz以上の帯域でVSWRが２以下の広帯域特性
が得られた。比帯域の実測値は30％であり、これは単一
ループアンテナの比帯域5.3％の約６倍である。従って
実施例の短絡二重ループアンテナは、FM放送帯の受信ア
ンテナとして十分な性能を有している。
と、73〜100MHz以上の帯域でVSWRが２以下の広帯域特性
が得られた。比帯域の実測値は30％であり、これは単一
ループアンテナの比帯域5.3％の約６倍である。従って
実施例の短絡二重ループアンテナは、FM放送帯の受信ア
ンテナとして十分な性能を有している。
次に、本発明をUHF帯TV放送受信用アンテナに適用し
た例を第４図のアンテナパターン図に示す。UHF帯では
波長が短いのでアンテナを小型に構成することができ、
設置に必要な面積が小さくて済む。第４図の例はサイド
窓ガラス上に設けるようにした例を示し、短絡二重三角
ループアンテナとして構成している。この場合、外側ル
ープアンテナ15は一辺の長さL1＝250mmの正三角形であ
り、内側ループアンテナ16は一辺の長さL2＝166mmの正
三角形である。単独では、外側のループアンテナ15は40
0MHzの電波に共振し、内側のループアンテナ16は600MHz
の電波に共振する。
た例を第４図のアンテナパターン図に示す。UHF帯では
波長が短いのでアンテナを小型に構成することができ、
設置に必要な面積が小さくて済む。第４図の例はサイド
窓ガラス上に設けるようにした例を示し、短絡二重三角
ループアンテナとして構成している。この場合、外側ル
ープアンテナ15は一辺の長さL1＝250mmの正三角形であ
り、内側ループアンテナ16は一辺の長さL2＝166mmの正
三角形である。単独では、外側のループアンテナ15は40
0MHzの電波に共振し、内側のループアンテナ16は600MHz
の電波に共振する。
各ループアンテナ15、16に共通の給電点４を、第４図
において下側に位置する頂点に設けている。また、給電
点４と対向する辺の両端と、給電点４の両側の辺の中央
部の合計４個所において、外側ループアンテナ15と内側
ループアンテナ16とを短絡線17〜20により短絡してい
る。
において下側に位置する頂点に設けている。また、給電
点４と対向する辺の両端と、給電点４の両側の辺の中央
部の合計４個所において、外側ループアンテナ15と内側
ループアンテナ16とを短絡線17〜20により短絡してい
る。
このように構成した短絡二重三角ループアンテナの入
力入射は、第５図に示すようになっていて、470MHz〜77
0MHzのUHF帯のテレビ放送帯域の略全域にわたって良好
な性能が得られた。
力入射は、第５図に示すようになっていて、470MHz〜77
0MHzのUHF帯のテレビ放送帯域の略全域にわたって良好
な性能が得られた。
上述の実施例では矩形及び正三角形ループアンテナに
ついて説明したが、例えば円形などのような他のループ
形状にすることもできる。
ついて説明したが、例えば円形などのような他のループ
形状にすることもできる。
また、第６図のアンテナパターン図に示すように、外
側ループアンテナ22及び内側ループアンテナ23を、1/10
0波長よりも狭い一定の間隔の２本の線で構成してもよ
い。この場合、外側及び内側の各ループアンテナ22、23
の各内側導体を無給電閉ループとし、各外側導体の端部
を給電線８に並列接続する。短絡線10、11は各アンテナ
22、23の外側導体どおしを結合する。このようにする
と、２本の線の間隔を選択することにより、単一線でル
ープを構成したものと異なる入力インピーダンス値が得
られ、例えば50Ωの給電線８を用いても良好な帯域特性
が得られる。
側ループアンテナ22及び内側ループアンテナ23を、1/10
0波長よりも狭い一定の間隔の２本の線で構成してもよ
い。この場合、外側及び内側の各ループアンテナ22、23
の各内側導体を無給電閉ループとし、各外側導体の端部
を給電線８に並列接続する。短絡線10、11は各アンテナ
22、23の外側導体どおしを結合する。このようにする
と、２本の線の間隔を選択することにより、単一線でル
ープを構成したものと異なる入力インピーダンス値が得
られ、例えば50Ωの給電線８を用いても良好な帯域特性
が得られる。
なお、給電点はアンテナを使用する状態に合わせて種
々選択すればよい。例えば、長方形ループアンテナの場
合は、第７図（ａ）〜（ｃ）の長方形ループアンテナに
おける給電点説明図に示すように、給電位置は第７図
（ａ）の短辺給電、第７図（ｂ）の頂点給電、第７図
（ｃ）の長辺給電の３種類あるので、この中から最適な
給電位置を選択すればよい。なお、他の形状のループア
ンテナの場合についても、入力インピーダンスの周波数
特性が最適となるように給電点の位置を決定することが
できる。
々選択すればよい。例えば、長方形ループアンテナの場
合は、第７図（ａ）〜（ｃ）の長方形ループアンテナに
おける給電点説明図に示すように、給電位置は第７図
（ａ）の短辺給電、第７図（ｂ）の頂点給電、第７図
（ｃ）の長辺給電の３種類あるので、この中から最適な
給電位置を選択すればよい。なお、他の形状のループア
ンテナの場合についても、入力インピーダンスの周波数
特性が最適となるように給電点の位置を決定することが
できる。
本発明は上述した如く、多重ループアンテナに形成さ
れる寄生ループを分断する短絡線を設けたので、寄生ル
ープの高次共振点を使用帯域外に移すことができる。し
たがって、上記高次共振によって使用帯域内のアンテナ
インピーダンスが劣化するのを軽減して広帯域の多重ル
ープアンテナが得られる。
れる寄生ループを分断する短絡線を設けたので、寄生ル
ープの高次共振点を使用帯域外に移すことができる。し
たがって、上記高次共振によって使用帯域内のアンテナ
インピーダンスが劣化するのを軽減して広帯域の多重ル
ープアンテナが得られる。
第１図は本発明の一実施例を示す自動車窓ガラスの正面
図、第２図は隣り合う２つのループアンテナによって形
成される種々の閉ループを説明するためのアンテナパタ
ーン図、第３図は第１図のガラスアンテナのFM放送帯に
おける反射特性図、第４図は第１図と異なる実施例を示
すアンテナパターン図、第５図は第４図のアンテナパタ
ーンに形成されたガラスアンテナのUHF帯のテレビ放送
帯域における反射特性図、第６図は一定間隔の２本線を
用いて１つのループアンテナを構成した例を示すアンテ
ナパターン図、第７図は給電点説明図である。 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……短絡線 11……短絡線 である。
図、第２図は隣り合う２つのループアンテナによって形
成される種々の閉ループを説明するためのアンテナパタ
ーン図、第３図は第１図のガラスアンテナのFM放送帯に
おける反射特性図、第４図は第１図と異なる実施例を示
すアンテナパターン図、第５図は第４図のアンテナパタ
ーンに形成されたガラスアンテナのUHF帯のテレビ放送
帯域における反射特性図、第６図は一定間隔の２本線を
用いて１つのループアンテナを構成した例を示すアンテ
ナパターン図、第７図は給電点説明図である。 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……短絡線 11……短絡線 である。
Claims (1)
- 【請求項１】絶縁面上に多重ループを成すように設けら
れていると共に、共通給電点に並列接続されている複数
のループ状アンテナ導体と、 各ループ状アンテナ導体を上記並列接続以外の位置にお
いて短絡結合する短絡線とを具備する広帯域ループアン
テナ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25315889A JP2824791B2 (ja) | 1989-09-28 | 1989-09-28 | 広帯域ループアンテナ |
| US07/581,893 US5198826A (en) | 1989-09-22 | 1990-09-13 | Wide-band loop antenna with outer and inner loop conductors |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25315889A JP2824791B2 (ja) | 1989-09-28 | 1989-09-28 | 広帯域ループアンテナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03114303A JPH03114303A (ja) | 1991-05-15 |
| JP2824791B2 true JP2824791B2 (ja) | 1998-11-18 |
Family
ID=17247340
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25315889A Expired - Fee Related JP2824791B2 (ja) | 1989-09-22 | 1989-09-28 | 広帯域ループアンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2824791B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006033408A1 (ja) * | 2004-09-22 | 2006-03-30 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | ループアンテナユニット及び無線通信媒体処理装置 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4679950B2 (ja) * | 2005-04-11 | 2011-05-11 | 日本アンテナ株式会社 | ループアンテナ |
| JP4858971B2 (ja) * | 2006-12-14 | 2012-01-18 | 株式会社ヨコオ | 広帯域化ループアンテナ |
| JP4948181B2 (ja) * | 2007-01-12 | 2012-06-06 | 富士通テン株式会社 | アンテナ、アンテナ装置、及びアンテナ装置を備える処理装置 |
| US20100164816A1 (en) * | 2007-03-27 | 2010-07-01 | Honda Motor Co., Ltd. | Antenna structure of rectangular loop antenna |
| JP4893889B2 (ja) * | 2007-07-09 | 2012-03-07 | 勝部 利夫 | ２重ループアンテナ |
| JP2012209619A (ja) * | 2011-03-29 | 2012-10-25 | Toyota Central R&D Labs Inc | 指向性可変アンテナ |
| JP2018201080A (ja) | 2017-05-25 | 2018-12-20 | 富士通株式会社 | アンテナ装置、及び、電子機器 |
| DK3499913T3 (da) | 2017-12-14 | 2021-02-01 | Gn Hearing As | Multiarmdipolantenne til høreinstrument |
-
1989
- 1989-09-28 JP JP25315889A patent/JP2824791B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| WO2006033408A1 (ja) * | 2004-09-22 | 2006-03-30 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | ループアンテナユニット及び無線通信媒体処理装置 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPH03114303A (ja) | 1991-05-15 |
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