JP4264466B2 - アンテナ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、適切な装置と接続すると、主に電磁場の磁気部に感度の良い送受信するアンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
アンテナ理論は、しばしば、それ自体、シングルダイポールアンテナに基づき、そして、シングルダイポールアンテナは、文献中で、”ヘルツダイポール”アンテナと称されている。このタイプのアンテナは、電磁場での波長に関してとても短い。ダイポールアンテナの電磁放射は、アンテナの主要な軸に関して、問題となっている方向に大きく依存する。このようにして、ダイポールアンテナは、指向性のアンテナである。全ての方向に等しく放射する仮想のアンテナに関して、比較すると、ダイポールアンテナは、同一の電力入力で、損失を考慮しないで、ある方向には仮想のアンテナよりも大きな放射を有し、そして、他の方向にはより小さな放射を有する。指向性アンテナの最大放射強度と、仮想アンテナの一定の放射強度との間の関係は、ゲインと称され、そして、アンテナの方向性感度の指標である。
【０００３】
しかしながら、現実のアンテナは、全ての入力を放射しない。放射された電力に相当するアンテナ抵抗、アンテナの発熱等による電力損失に相当するオーム抵抗、そして、アンテナに接続された伝送装置に入力の一部を戻すアンテナの能力に相当する反射インピーダンスが直列に接続された回路として、アンテナを見るのが通例である。フェライトが過熱すると、その磁気特性が変化してしまうので、アンテナにおけるオーム損失により、例えば、送信アンテナにフェライトを使用するのに大きな制限がある。その磁気特性故に、フェライトは受信用アンテナにおいて広く使用されている。
【０００４】
電磁場が、発見されて以来ずっと、アンテナの開発は、アンテナにおける抵抗の種類の間の比を改善すること、伝送装置のインピーダンスを改善し、および/または、適合させること、そして、使用周波数帯にアンテナを適合させることが中心であった。
【０００５】
電磁場は、電気と磁気との場を含んでいる。良く知られているアンテナは、電界を起こし/電界に感度の良いという点で、ほとんど純粋な電気的アンテナである。ある種のアンテナである、磁気ループアンテナは、電磁場の磁界部分、を起こし/磁界部分にのみ基本的に敏感である。この種のアンテナの基本的な異なるいくつかの型は、知られている。ある種のものは、アンテナコンダクターが、磁気ロッドの周囲に巻きつけられているアンテナを含む。送信の際、磁界が形成され、その磁界は、巻き付けの中心軸に沿っている。この解決法は、それ自体本質的にとてもよいのであるが、上記したように、オーム損失に起因して、送信に適してはいない。しかし、主な不利な点が大きな指向依存性であるラジオ受信機のＡＭアンテナとして、広く、用いられている。
【０００６】
電磁場の電界での主に感度がよいアンテナは、アンテナを囲む多くの電界によって、影響される。これら場は、例えば、ラジオ回路に深刻な妨害を引き起こす可能性がある。磁気アンテナは、この種の妨害を同程度に受けるものではない。
【０００７】
本発明の目的は、公知の技術の否定的な側面を改善することにある。
【０００８】
その目的は、以下の記述と、付け加えられた請求項中の特徴的な記述によって、本発明に応じて、達成される。
【０００９】
その基本的な構成において、アンテナは、接続ケーブルの一方のコンダクターが、コイルの一端に接続され、そして、接続ケーブルの他方のコンダクターが、コイルの両端の間の点で、コイルに接続された、コイルを含む。２つの接続点間のコイルの巻き数は、アンテナが作動する周波数帯域に適応されねばならない。接続点間に位置するコイルの部分は、アンテナのフィーダー部を構成する。フィーダーの巻線の延長部分にあり、アンテナの巻線の残りの部分である、共振部は、キャパシターまたは他の同調装置なしで、アンテナを共振させるのに十分な捲回数を必要とする。共振部の巻線は、自由端で終わる。つまり、例えば、基本構成におけるアンテナワイヤの端が電気的に接続されていない。実験は、前記接続点から数えて最初の方の共振コイルの巻線は、コイルの加熱を避けるために、ある相互の間隔を持たなければならないことを示している。共振部巻線の残りの部分は密接させて捲回してもよい。
【００１０】
固定または移動のフェライト棒、あるいはフェライト管が、コイルの内側にコイルの中心軸に平行に位置するのがよい。この目的は、アンテナのアンテナ抵抗を増加させることである。移動フェライト棒を使用することによって、アンテナの共鳴範囲は、変更されるのがよく、そして、適切な電磁場の周波数に合致させるのがよい。
【００１１】
フェライト材料をアンテナによりカバーされる周波数帯に適応させることが必要である。比較的に低周波数である場合には、使用は、中波受信器で用いられるようなフェライト棒で作られるのがよい。より高周波数である場合には、低い透磁率を有するフェライトロッドが、用いられるべきであり、好ましくは、粉末技術を通して製造されるのがよい。最大周波数で操作するアンテナでは、望む透磁率のフェライト材料を得ることを証明することが困難である、おそらく、そのような材料は、大きな需要がないからである。一般の法則は、より高い周波数帯は、低い透磁率を有することをフェライト棒に要求することである。アンテナが受信アンテナとしてのみ用いられる際に、従来のフェライト棒アンテナにおいて見られたものと同じ材料を使用すれば十分である。
【００１２】
本発明によるアンテナは、小さなゲインを表す基本構成によってそれ自身を区別する；放射パターンの観点で、アンテナが、おおよそ同位体であり、そして、それは、方向性志向を変えないことを意味する。低オーム性等価抵抗は、送信アンテナとして、また、かなりの送信電力で、用いられるフェライト棒を含むアンテナを認める。さらに、アンテナは、直ちに、特別な調整回路の使用をすることなく、調整されるのがよいという、大きな利点がある。実行された試験は、アンテナは、主に、磁気アンテナであることを示している。他の磁気送信アンテナと比較して、本発明によるアンテナは、かなり小さな物理的サイズと重さを有している。
【００１３】
アンテナの基本構成は、多くの方法で、特別な目的に適応させるために、修正されてもよい。このいくつかの例は、明細書中に記載され、そして、その言及は、加えられている図面でなされている。
【００１４】
次に、アンテナの可能な修正のいくつかの例といっしょに、アンテナの基本構成の好適な態様の制限のない例を記述している。その態様は、加えられている図面に記されている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図中において、符号１は、固定または移動するフェライト棒４を囲むコイルコンダクター２を含む本発明に係るアンテナを示している。送信機または受信機（図示しない）に接続される接続線１０の一方のコンダクター１２は、電気的に、コイル２の一端部分２aに接続されている。接続線１０の他方のコンダクター１４は、コイルコンダクター２のポイント２ｂに電気的に接続され、ポイント２ｂは、コイルコンダクターの両端２aおよび２ｃの間のどこかに位置する。この基本構成において、端部分２ｃは、電気的に接続されていない。ポイント２aおよび２ｃの間に位置するコイル部分は、アンテナ１の送電線部を構成し、一方、ポイント２ｂおよび２ｃの間に位置するコイル部分は、アンテナ１の共鳴部を構成する。アンテナ１は、またフェライト棒４を用いることなく、機能する。フェライト棒４は、ことによると、図１０参照の異なる形状、および透磁率を備える、そして、ことによると、中間または接続された１もしくは１以上の他の材料から作られた部分を備える、１もしくは１以上のフェライト部分Ｘa、Ｘb、Ｘc、およびＸdを含んでも良い。
【００１６】
フィーダーポイント２aの方向に、フェライト棒４をコイル１の中心軸３に沿って動かすことによって、コイルコンダクター２の一部は、フェライト棒４の外側に出る。このようにして、アンテナの共鳴周波数が変更され、異なる周波数帯に適応するアンテナを与えている。
【００１７】
態様において、固定されたフェライト棒４に関して、図２参照のポイント２ｂおよび２ｃに接続されたキャパシター５によって、アンテナを調整することが可能である。図２から図８の全てで、アンテナ１を調整するために設計されたいずれかの態様を示している。図３において、キャパシター５は、コイル６によって、アンテナ１と誘導的に接続されている。コイル６は、コイルコンダクター２の間または、超えて巻きつけられるのがよい。コイル２および６が同じ方向に巻きつけられる回路の作用が重要である。回路の利点は、図３に示されるように、板の間の小さな空間を備えるキャパシター５の使用を認めるキャパシター電圧が比較的低いことである。図４において、コイル６は、アンテナ１の送電線部によって、配置されている。この態様において、コイル２および６が同じ方向に巻きつけられていることは、また重要である。図５において、コイル６は、コイルコンダクター２の隣に、フェライト棒を取り囲むようにして巻きつけられている。図６において、キャパシターは、コイルの端部分２aおよび２ｃの間に接続されている。
【００１８】
図７は、態様を示している従来のコンダクター７が、コイルコンダクター２の端部分２ｃに接続され、そして、コンダクター７の長さが、コンダクター７の長さを変えることによって、もしくは、コイル２を共鳴させる組合わせにするか、または、上記の図面に示されるキャパシター５によって、もしくは、フェライト棒４をコイル２の内側か外側に動かすことによって、アンテナ１を調整するために用いられても良い
【００１９】
図８において、コイルコンダクター２の端部分２ｃは、キャパシタンス蓋８に接続される。この態様は、空間を大きく占有しないアンテナを望む場合に、特に適している。共振は、図７に記載されたように生み出されるのがよい。
【００２０】
示されている２つまたは２以上の態様は、特別な目的のために、アンテナを適応させるために、組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、概略的に、アンテナの基本構成を示している。
【図２】図２は、概略的に、接続されたチューニングキャパシターを備える図１のアンテナを示している。
【図３】図３は、概略的に、チューニングキャパシターおよびアンテナの共鳴部に巻きつけられた分割コイルを備える図１のアンテナを示している。
【図４】図４は、概略的に、チューニングキャパシターおよびアンテナの送電線部分に巻きつけられた分割コイルを備える図１のアンテナを示している。
【図５】図５は、概略的に、チューニングキャパシターおよびアンテナコイルの隣に巻きつけられた分割コイルを備える図１のアンテナを示している。
【図６】図６は、概略的に、コイルコンダクターの両端に接続されたチューニングキャパシターを備える図１のアンテナを示している。
【図７】図７は、概略的に、コイルコンダクターの自由端部分に接続されたコンダクターを備える図１のアンテナを示している。
【図８】図８は、概略的に、コイルコンダクターの自由端部分に接続されたキャパシター蓋を備える図１のアンテナを示している。
【図９】図９は、概略的に、コイルの巻き付きのピッチは、異なっている図１のアンテナを示している。
【図１０】図１０は、フェライト棒の異なる部分が、異なる透磁率を有するアンテナのフェライト棒の態様を示している。

Claims (5)

1. コイルコンダクター（２）がフェライト棒／管（４）の周囲に捲回されているアンテナ装置（１）であって、接続ケーブル（１０）のいずれか一方のコンダクター（１２）が電気的にアンテナ（１）のコイルコンダクター（２）の第１端部（２ａ）に接続され、前記接続ケーブルの他方のコンダクター（１４）が電気的に接続ポイント（２ｂ）に接続され、前記接続ポイント（２ｂ）が前記コイルコンダクターの両端部分（２ａと２ｃ）の間の前記コイルコンダクター（２）上に位置し、コイルコンダクター（２）の第２端部（２ｃ）が電気的に接続されていないことを特徴とするアンテナ装置。
2. 前記アンテナ装置（１）が送受信用であることを特徴とする、請求項１に記載のアンテナ装置。
3. キャパシター（５）と電気的に接続されたコイル（６）が、前記コイルコンダクター（２）と同軸である位置に配置されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載のアンテナ装置。
4. コイルコンダクター（２）がフェライト棒／管（４）の周囲に捲回されているアンテナ装置（１）であって、接続ケーブル（１０）のいずれか一方のコンダクター（１２）が電気的にアンテナ（１）のコイルコンダクター（２）の第１端部（２ａ）に接続され、前記接続ケーブルの他方のコンダクター（１４）が電気的に接続ポイント（２ｂ）に接続され、前記接続ポイント（２ｂ）が前記コイルコンダクターの両端部分（２ａと２ｃ）の間の前記コイルコンダクター（２）上に位置し、キャパシター（５）が、前記接続ポイント（２ｂ）と前記コイルコンダクター（２）の第２端部（２ｃ）とに電気的に接続されていることを特徴とするアンテナ装置。
5. 前記アンテナ装置（１）が送受信用であることを特徴とする、請求項４に記載のアンテナ装置。

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