JP4679950B2 - ループアンテナ - Google Patents
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Description
さらにまた、従来のループアンテナの他の例を図119に示す。図119に示す従来のループアンテナ106は、導電板を矩形状に折曲して形成されたループ素子106aを備えている。ループアンテナ105、ループアンテナ106のゲインおよび反射損失の周波数特性については図示しないが、ループアンテナ104のゲインおよび反射損失の周波数特性を超えるものではない。
また、従来の双ループ素子104aを備えるループアンテナ104においては良好なゲインおよび反射損失の周波数特性を示す周波数範囲がある程度広帯域となっているが、UHF帯におけるテレビ放送の周波数帯域は300MHzもの広帯域に亘っていることから、より広帯域において実用的に動作するループアンテナが望まれている。
これらの図に示すループアンテナ1は、金属線を矩形状に折曲して構成されたループ素子1aを備え、その1辺の中央部が切断されて外側に折曲されて延伸され、その先端が給電点1cとされている。そして、ループ素子1aの給電点1cをほぼ中心とする辺に対向すると共に、当該辺に近接して導電性の直線状とされた無給電素子1bが配置されている。本発明の第1実施例のループアンテナ1は、無給電素子1bがループ素子1aにおける給電点1cを中心とする辺に近接して配置されていることを特徴的な構成としている。無給電素子1bは、例えば金属線により構成されており、その長さはループ素子1aの幅wとほぼ等しい長さとされている。
これらの図に示すループアンテナ2は、金属線をひし形状に折曲して構成されたループ素子2aを備え、1つの頂点が切断されて外側に折曲されて延伸され、その先端が給電点2cとされている。そして、ループ素子2aの給電点2cから両側に延伸されている辺に対向すると共に、当該辺に近接して導電性のL字状に折曲された無給電素子2bが配置されている。本発明の第2実施例のループアンテナ2においては、無給電素子2bがループ素子2aにおける給電点2cの両側の辺に近接して配置されていることを特徴的な構成としている。無給電素子2bは、例えば金属線により構成されており、その長さはループ素子2aの長さの約1/4の長さとされている。
これらの図に示すループアンテナ3は、金属線を長方形状に折曲して構成されたループ素子3aを備え、短辺の1つのほぼ中央が切断されて外側に折曲されて延伸され、その先端が給電点3cとされている。そして、ループ素子3aの給電点3cをほぼ中心とする辺と当該辺から約90°折曲されて延伸している2辺に対向して、ループ素子1aに近接するよう導電性のコ字状に折曲された無給電素子3bが配置されている。本発明の第3実施例のループアンテナ3においては、無給電素子3bがループ素子3aにおける給電点3cを中心とする辺と、当該辺から延伸される2辺に近接して配置されていることを特徴的な構成としており、無給電素子3bは、例えば金属線により構成されており、その長さはループ素子3aの長さの約1/4の長さとされている。
これらの図に示すループアンテナ4は、金属線を円形状に折曲して構成されたループ素子4aを備え、ループ素子4aにおいて切断された部位が外側に折曲されて延伸され、その先端が給電点4cとされている。そして、ループ素子4aの給電点4cから両側に延伸されているループ素子4aに対向すると共に、ループ素子4aに近接して導電性の円弧状に折曲された無給電素子4bが配置されている。本発明の第4実施例のループアンテナ4においては、無給電素子4bがループ素子4aにおける給電点4cを中心とする部分に近接して配置されていることを特徴的な構成としている。無給電素子4bは、例えば金属線により構成されており、その長さはループ素子4aの長さの約1/4の長さとされている。
これらの図に示すループアンテナ5は、金属線を矩形状に折曲して構成された外側のループ素子と、金属線を矩形状に折曲して構成された外側のループ素子より小型とされて動作周波数帯域が高くされた内側のループ素子からなる双ループ素子5aを備えている。双ループ素子5aを構成している外側のループ素子と内側のループ素子とはそれぞれの中心が同じ位置となるように配置されて、各辺間の間隔はほぼ等間隔とされている。外側のループ素子と内側のループ素子における対向する辺の中央部が切断されて接続され、外側に延伸されて、その先端が給電点5cとされている。そして、双ループ素子5aの給電点5cをほぼ中心とする辺に対向すると共に、当該辺に近接して導電性の直線状とされた無給電素子5bが配置されている。本発明の第5実施例のループアンテナ5は、無給電素子5bが双ループ素子5aにおける給電点5cを中心とする辺に近接して配置されていることを特徴的な構成としている。無給電素子5bは、例えば金属線により構成されており、その長さは双ループ素子5aの幅とほぼ等しい長さとされている。
また、第5実施例のループアンテナ5において、双ループ素子5aに対向している無給電素子5bの長さを変化させるとループアンテナ5の電気的特性が変化するようになる。そこで、無給電素子5bの長さを変化させた際のループアンテナ5のゲインと反射損失の周波数特性を次に示す。
無給電素子を備える本発明のループアンテナ20は、図101に示す等価回路で表される。コイルL1、コイルL2、コンデンサC1、抵抗R1が直列接続され、給電点22を有する直列回路がループ素子20aの等価回路に相当し、直列接続されたコイルL3、コイルL4、コンデンサC2、抵抗R2からなる閉回路が無給電素子20bの等価回路に相当している。本発明のループアンテナ20において、無給電素子20bがループ素子20aに近接配置されて電磁気的に結合していることが、コイルL1とコイルL3とが結合していると共に、コイルL2とコイルL4とが結合していることで表されている。図示するようにループ素子20aと無給電素子20bとは共振回路を構成しており、これらの共振回路が相互に結合されてループアンテナ20の総合的な電気的特性となっている。そこで、共振回路とされているループ素子20aの動作周波数(共振周波数)をUHF帯の低域に設定し、共振回路とされている無給電素子20bの動作周波数(共振周波数)をUHF帯の高域に設定すると、低域において良好な特性を示すループ素子20aは、高域において劣化した特性を示すようになるが無給電素子20bが高域において良好な特性を示すことから、ループ素子20aの特性が無給電素子20bの特性により補われて周波数特性が広帯域化されるようになる。これが、本発明のループアンテナにおいて無給電素子を設けたことによりゲインおよび反射損失特性が広帯域化されることの原理と推察される。
これらの図に示すループアンテナ6は、金属線を矩形状に折曲して構成された外側のループ素子と、金属線を矩形状に折曲して構成された外側のループ素子より小型とされた内側のループ素子からなる双ループ素子6aを備えている。双ループ素子6aを構成している外側のループ素子と内側のループ素子とはそれぞれの中心が同じ位置となるように配置されて、各辺間の間隔はほぼ等間隔とされている。外側のループ素子と内側のループ素子における対向する辺の中央部が切断されて接続され、外側に延伸されて、その先端が給電点6cとされている。そして、双ループ素子6aの給電点6cをほぼ中心とする辺に対向すると共に、当該辺に近接して導電性の直線状とされた棒状の無給電素子6bが配置されている。本発明の第5実施例の変形例のループアンテナ6は、棒状の無給電素子6bが双ループ素子6aにおける給電点6cを中心とする辺に近接して配置されていることを特徴的な構成としている。無給電素子6bは、例えば金属棒や金属管により構成されており、その長さは双ループ素子6aの幅とほぼ等しい長さとされている。
これらの図に示すループアンテナ7は、金属線を矩形状に折曲して構成された外側のループ素子と、金属線を矩形状に折曲して構成された外側のループ素子より小型とされて動作周波数帯域が高くされた内側のループ素子からなる双ループ素子7aを備えている。双ループ素子7aを構成している外側のループ素子と内側のループ素子とはそれぞれの中心が同じ位置となるように配置されて、各辺間の間隔はほぼ等間隔とされている。外側のループ素子と内側のループ素子における対向する辺の中央部が切断されて接続され、外側に延伸されて、その先端が給電点7cとされている。そして、双ループ素子7aの給電点7cをほぼ中心とする辺に対向すると共に、当該辺に近接して導電性の直線状とされた棒状の無給電素子7bが配置されている。本発明の第6実施例のループアンテナ7は、板状の無給電素子7bが双ループ素子7aにおける給電点7cを中心とする辺に近接して配置されていることを特徴的な構成としている。無給電素子7bは、例えば金属板により構成されており、その長さは双ループ素子7aの幅とほぼ等しい長さとされている。
これらの図に示すループアンテナ8は、金属線を矩形状に折曲して構成された外側のループ素子と、金属線を矩形状に折曲して構成された外側のループ素子より小型とされて動作周波数帯域が高くされた内側のループ素子からなる双ループ素子8aを備えている。双ループ素子8aを構成している外側のループ素子と内側のループ素子とはそれぞれの中心が同じ位置となるように配置されて、各辺間の間隔はほぼ等間隔とされている。外側のループ素子と内側のループ素子における対向する辺のほぼ中央部が切断されて接続され、外側に延伸されて、その先端が給電点8dとされている。そして、双ループ素子8aの給電点8dをほぼ中心とする辺に対向すると共に、当該辺に近接して導電性の直線状とされた第1無給電素子8bが配置されていると共に、第1無給電素子8bの直下に並列に第2無給電素子8cが配置されている。本発明の第7実施例のループアンテナ8は、第1無給電素子8bと第2無給電素子8cが双ループ素子8aにおける給電点8dを中心とする辺に近接して配置されていることを特徴的な構成としている。第1無給電素子8bと第2無給電素子8cは、例えば金属線により構成されており、第1無給電素子8bの長さは内側のループ素子の幅とほぼ等しい長さとされ、第2無給電素子8cの長さは外側のループ素子の幅とほぼ等しい長さとされている。
これらの図に示すループアンテナ9は、金属線を矩形状に折曲して構成された外側のループ素子と、金属線を矩形状に折曲して構成された外側のループ素子より小型とされて動作周波数帯域が高くされた内側のループ素子からなる双ループ素子9aを備えている。双ループ素子9aを構成している外側のループ素子と内側のループ素子とはそれぞれの中心が同じ位置となるように配置されて、各辺間の間隔はほぼ等間隔とされている。外側のループ素子と内側のループ素子における対向する辺のほぼ中央部が切断されて結合部9bで接続されている。
これらの図に示すループアンテナ10は、金属線を矩形状に折曲して構成された外側のループ素子と、金属線を矩形状に折曲して構成された外側のループ素子より小型とされて動作周波数帯域が高くされた内側のループ素子からなる双ループ素子10aを備えている。双ループ素子10aを構成している外側のループ素子と内側のループ素子とはそれぞれの中心が同じ位置となるように配置されて、各辺間の間隔はほぼ等間隔とされている。外側のループ素子と内側のループ素子における対向する辺のほぼ中央部が切断されて結合部10bで接続されている。
これらの図に示すループアンテナ11は、金属線を矩形状に折曲して構成された外側のループ素子と、金属線を矩形状に折曲して構成された外側のループ素子より小型とされて動作周波数帯域が高くされた内側のループ素子からなる双ループ素子11aを備えている。双ループ素子11aを構成している外側のループ素子と内側のループ素子とはそれぞれの中心が同じ位置となるように配置されて、各辺間の間隔はほぼ等間隔とされている。外側のループ素子と内側のループ素子における対向する辺のほぼ中央部が切断されて結合部11bで接続されている。
これらの図に示すループアンテナ12は、金属線を矩形状に折曲して構成された外側のループ素子と、金属線を矩形状に折曲して構成された外側のループ素子より小型とされて動作周波数帯域が高くされた内側のループ素子からなる双ループ素子12aを備えている。双ループ素子12aを構成している外側のループ素子と内側のループ素子とはそれぞれの中心が同じ位置となるように配置されて、各辺間の間隔はほぼ等間隔とされている。外側のループ素子と内側のループ素子における対向する辺のほぼ中央部が切断されて結合部12bで接続されている。
これらの図に示すループアンテナ13は、金属線を矩形状に折曲して構成された外側のループ素子と、金属線を矩形状に折曲して構成された外側のループ素子より小型とされた内側のループ素子からなる双ループ素子13aを備えている。双ループ素子13aを構成している外側のループ素子と内側のループ素子とはそれぞれの中心が同じ位置となるように配置されて、各辺間の間隔はほぼ等間隔とされている。外側のループ素子と内側のループ素子における対向する辺のほぼ中央部が切断されて結合部13bで接続されている。
これらの図に示すループアンテナ14は、第8実施例のループアンテナ9(図69、図70参照)に無給電素子14cを設けた構成とされている。すなわち、金属線を矩形状に折曲して構成された外側のループ素子と、金属線を矩形状に折曲して構成された外側のループ素子より小型とされて動作周波数帯域が高くされた内側のループ素子からなる双ループ素子14aを備えている。双ループ素子14aを構成している外側のループ素子と内側のループ素子とはそれぞれの中心が同じ位置となるように配置されて、各辺間の間隔はほぼ等間隔とされている。外側のループ素子と内側のループ素子における対向する辺のほぼ中央部が切断されて結合部14bで接続されている。結合部14bの構成は、第8実施例のループアンテナ9における結合部9bと同様とされているので、その説明は省略する。
これらの図に示すループアンテナ15は、金属線を矩形状に折曲して構成された外側のループ素子と、金属線を矩形状に折曲して構成された外側のループ素子より小型とされて動作周波数帯域が高くされた内側のループ素子からなる双ループ素子15aを備えている。双ループ素子15aを構成している外側のループ素子と内側のループ素子とはそれぞれの中心が同じ位置となるように配置されて、各辺間の間隔はほぼ等間隔とされている。外側のループ素子と内側のループ素子における対向する辺のほぼ中央部が切断されて接続され、外側に延伸されて、その先端が給電点15dとされている。そして、双ループ素子15aの給電点15dをほぼ中心とする辺に対向すると共に、当該辺に近接して導電性の直線状とされた第1無給電素子15bが配置されていると共に、第1無給電素子15bの斜め下に並列に第2無給電素子15cが配置されている。
これらの図に示すループアンテナ16は、金属線を矩形状に折曲して構成された外側のループ素子と、金属線を矩形状に折曲して構成された外側のループ素子より小型とされて動作周波数帯域が高くされた内側のループ素子からなる双ループ素子16aを備えている。双ループ素子16aを構成している外側のループ素子と内側のループ素子とはそれぞれの中心が同じ位置となるように配置されて、各辺間の間隔はほぼ等間隔とされている。外側のループ素子と内側のループ素子における対向する辺のほぼ中央部が切断されて接続され、外側に延伸されて、その先端が給電点16dとされている。そして、双ループ素子16aの給電点16dをほぼ中心とする辺に対向すると共に、当該辺の一側に近接して導電性の直線状とされた第1無給電素子16bが配置されていると共に、第1無給電素子16bとで前記辺を挟持するよう前記辺の他側に近接して導電性の直線状とされた第2無給電素子16cが並列に配置されている。
これらの図に示すループアンテナ17は、金属線を矩形状に折曲して構成された外側のループ素子と、金属線を矩形状に折曲して構成された外側のループ素子より小型とされて動作周波数帯域が高くされた内側のループ素子からなる双ループ素子17aを備えている。双ループ素子17aを構成している外側のループ素子と内側のループ素子とはそれぞれの中心が同じ位置となるように配置されて、各辺間の間隔はほぼ等間隔とされている。外側のループ素子と内側のループ素子における対向する辺の中央部が切断されて接続され、外側に延伸されて、その先端が給電点17cとされている。そして、双ループ素子17aの給電点17cをほぼ中心とする辺より下方に位置すると共に、当該辺に近接して導電性の直線状とされた無給電素子17bが配置されている。
これらの図に示すループアンテナ18は、金属線を矩形状に折曲して構成された第1ループ素子18a1と、この第1ループ素子18a1と同形状の金属線を矩形状に折曲して構成された第2ループ素子18a2からなる双ループ素子を備えている。双ループ素子を構成している第1ループ素子18a1と第2ループ素子18a2とは所定の間隔で対面してほぼ平行に配置されて、各辺間の間隔はほぼ等間隔とされている。第1ループ素子18a1と第2ループ素子18a2における対向する辺のほぼ中央部が切断されて外側に延伸されて接続され、その先端が給電点18dとされている。そして、双ループ素子の給電点18dをほぼ中心とする辺に対向すると共に、第1ループ素子18a1あるいは第2ループ素子18a2の辺に近接して導電性の直線状とされた無給電素子18bが配置されている。
Claims (12)
- 使用周波数帯域の低域あるいは高域において共振する長さとされており、ほぼ中央に給電点が設けられているループ素子と、
該ループ素子の前記給電点をほぼ中心として、該ループ素子に近接して配置され、前記使用周波数帯域の高域あるいは低域において共振する長さとされている無給電素子と、
を備えることを特徴とするループアンテナ。 - 使用周波数帯域の低域あるいは高域において共振する長さとされている第1のループ素子と、該第1のループ素子より動作周波数帯域が高くなるよう一回り小さく形成されている第2のループ素子とを有し、前記第1のループ素子と前記第2のループ素子との給電点が共通とされている双ループ素子と、
該双ループ素子の前記給電点をほぼ中心として、該双ループ素子に近接して配置され、前記使用周波数帯域の高域あるいは低域において共振する長さとされている無給電素子と、
を備えることを特徴とするループアンテナ。 - 前記無給電素子が導電線により構成されていることを特徴とする請求項1または2記載のループアンテナ。
- 前記無給電素子が板状の導電体により構成されていることを特徴とする請求項1または2記載のループアンテナ。
- 前記ループ素子の前記給電点をほぼ中心として、前記無給電素子および前記ループ素子に近接して配置された第2の無給電素子が設けられていることを特徴とする請求項1または2記載のループアンテナ。
- 前記ループ素子の前記給電点をほぼ中心として、前記無給電素子および前記ループ素子に近接して配置された第2の無給電素子が設けられており、
前記無給電素子と前記ループ素子との間隔と、前記第2の無給電素子と前記ループ素子との間隔とが異なる間隔とされていることを特徴とする請求項1または2記載のループアンテナ。 - 前記無給電素子とで前記ループ素子の前記給電点をほぼ中心とする前記ループ素子を挟むよう近接して配置された第2の無給電素子が設けられていることを特徴とする請求項1または2記載のループアンテナ。
- 使用周波数帯域の低域あるいは高域において共振する長さとされている第1のループ素子と、該第1のループ素子と同形状の第2のループ素子とを有し、前記第1のループ素子と前記第2のループ素子との給電点が共通とされている双ループ素子と、
該双ループ素子の前記給電点をほぼ中心として、該双ループ素子に近接して配置され、前記使用周波数帯域の高域あるいは低域において共振する長さとされている無給電素子と、
を備えることを特徴とするループアンテナ。 - 使用周波数帯域の低域あるいは高域において共振する長さとされている第1のループ素子と、該第1のループ素子より動作周波数帯域が高くなるよう一回り小さく形成されている第2のループ素子とを有し、前記第1のループ素子と前記第2のループ素子との給電点が共通とされている双ループ素子と、
該双ループ素子の前記給電点をほぼ中心として、該双ループ素子に近接して配置され、前記使用周波数帯域の高域あるいは低域において共振する長さとされている無給電素子とを備え、
前記給電点において、前記第1のループ素子の一端と前記第2のループ素子の一端とを接続する第1接続部と、前記第1のループ素子の他端と前記第2のループ素子の他端とを接続する第2接続部とが給電点とされていると共に、前記第1接続部と前記第2接続部とが電磁気的に結合していることを特徴とするループアンテナ。 - 前記第1接続部と前記第2接続部とがコイル状に形成されて電磁気的に結合していることを特徴とする請求項9記載のループアンテナ。
- 前記第1接続部に形成された第1コイル部と、前記第2接続部に形成された第2コイル部とが対向して配置されて電磁気的に結合していることを特徴とする請求項9記載のループアンテナ。
- 前記第1接続部に形成された第1コイル部と、前記第2接続部に形成された第2コイル部とが重なるように配置されて電磁気的に結合していることを特徴とする請求項9記載のループアンテナ。
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