JP5528830B2

JP5528830B2 - アンテナ装置

Info

Publication number: JP5528830B2
Application number: JP2010015481A
Authority: JP
Inventors: 清隆楯川; 要二鈴木
Original assignee: Ｄｘアンテナ株式会社
Priority date: 2010-01-27
Filing date: 2010-01-27
Publication date: 2014-06-25
Anticipated expiration: 2030-01-27
Also published as: JP2011155471A

Description

本発明は、アンテナ装置に関し、特に、直流電源供給ラインと共通化したものに関する。

従来、直流電源供給ラインと共通化したアンテナ装置としては、例えば特許文献１に開示されたようなものがある。特許文献１に開示された技術では、送信回路が構成された回路基板において、送信回路に電源電圧を供給するための電源ラインが回路基板に設けられ、電源ラインの一部の範囲の一端が直流阻止コイルを介して接地され、他端が高周波阻止コイルを介して電源ラインの他の部分に接続され、送信回路のアンテナ接続端が直流阻止コンデンサを介して前記電源ラインの一部の範囲に接続されている。

この構成では、直流電源供給ラインの他の部分に供給された直流電流は高周波阻止コイルを介して電源ラインの前記一部の範囲に流れる。一方、送信回路のアンテナ接続端に生じた高周波信号は直流阻止コンデンサを介して電源ラインの前記一部の範囲内の一点に供給され、この一部の範囲から送信される。即ち、直流電源供給ラインの前記一部の範囲が逆Ｆアンテナとして使用されている。なお、電源ラインの前記一部の範囲の長さは、送信しようとする電波の波長λの１／１０乃至１／４である。

特開２００５−３２３２４９号公報

特許文献１の技術によれば、直流電源供給ラインの前記一部の範囲をアンテナとして動作させるために、前記一部の範囲を直流電源供給ラインから電気的に絶縁した上に、直流阻止コンデンサ及び高周波阻止コイルを設けなければならない。また、このアンテナとして動作させる部分から送信回路の一部の回路であるパワーアンプに直流動作電流を供給するために、このアンテナとして動作させる部分を高周波阻止コイルを介してパワーアンプの電源端子に接続している。これらが相まって構成が複雑になっていた。更に、前記一部の範囲の長さが１／１０乃至１／４λであるので、使用周波数が低い周波数側である場合、前記一部の範囲が長くなり、折角、直流電源供給ラインの一部をアンテナと共用することにより、回路基板を小型化しようとしたことが減殺されていた。

本発明は、構成が簡単であり、また小型化できる直流電源供給ラインと共用化したアンテナ装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様のアンテナ装置は、直流電源供給ラインを有し、この直流電源供給ラインは、一端が基準電位に接続され、他端が第１のスイッチ手段を介して負荷用電源に接続されている。この直流電源供給ラインの前記一端側に負荷が設けられている。この直流電源供給ライン中に少なくとも１つのアンテナパターンが介在している。前記アンテナパターンは、使用しようとする、例えば送信または受信しようとする電波の波長よりも全長が短いものである。使用しようとする電波としては、例えば受信用アンテナの場合、比較的周波数が低く、波長の１／１０乃至１／４でもかなりの長さとなる周波数、例えば１００ＭＨｚよりも低く、送信電力が大きいもの、例えばＦＭ放送信号や低域アナログテレビジョン放送信号がある。アンテナパターンと前記負荷との間に直流阻止手段を介して高周波信号処理手段が接続されている。高周波信号処理手段としては、このアンテナ装置を送信アンテナまたは受信アンテナいずれとして使用する場合でも、高周波増幅手段を使用することもできるし、このアンテナ装置を受信アンテナとして使用する場合、周波数変換手段を高周波信号処理手段として使用することもできるし、このアンテナ装置を送信アンテナとして使用する場合には、パワー増幅手段を高周波信号処理手段として使用することもできる。前記高周波信号処理手段の電源端子と前記高周波信号処理手段に対する電源との間に、開閉される第２のスイッチ手段が接続されている。第２のスイッチ手段は、前記第１のスイッチ手段が閉成されたとき開放され、前記第１のスイッチ手段が開放されたとき閉成される。

上記の態様において、前記直流電源供給ライン中に別の負荷を設けることができる。この場合、この別の負荷に並列に高周波バイパス手段が設けられる。高周波バイパス手段としては、例えば容量手段、具体的にはコンデンサを使用することができる。

前記直流阻止手段と前記高周波信号処理手段との間に、少なくとも１つの別のアンテナパターンを設けることもできる。

前記負荷、前記直流電源供給ライン及び前記少なくとも１つのアンテナパターンは、基板上に設けることができる。上述した少なくとも１つの別のアンテナパターンや別の負荷も基板上に設けることができる。

前記負荷は発光素子とすることができる。別の負荷も同様に発光素子とすることができる。

以上のように、本発明によれば、直流電源供給ラインと共用化したアンテナ装置を、簡単な構成で、かつ小型化することができる。

本発明によるアンテナ装置の一実施形態の回路図である。図１のアンテナ装置の直流電源供給ラインとアンテナパターンとの配置を示す図である。

本発明の一実施形態のアンテナ装置は、例えば緊急告知放送の受信装置において、ＦＭラジオ放送を受信するために緊急告知装置の受信装置に内蔵されるものである。このアンテナ装置は、図１に示すように、複数、例えば４つのアンテナパターン２ａ乃至２ｄを有している。これらアンテナパターン２ａ乃至２ｄのうちアンテナパターン２ａ、２ｃは直線状であり、アンテナパターン２ｂ、２ｄは波状であり、これらの長さは、受信しようとするＦＭラジオ放送の波長と比較して短いものである。これらアンテナパターン２ａ乃至２ｄは、複数の負荷、例えば２個の発光素子、具体的には２個のＬＥＤ４ａ、４ｂへの直流電源供給ライン６中に介在している。

即ち、直流電源供給ライン６の一端は正の直流電圧＋Ｖに接続され、他端が接地され、この直流電源供給ライン６中に、ＬＥＤ４ａ、４ｂのアノード側を直流電源供給ラインの一端側に、カソード側を他端側に位置させて、直列にＬＥＤ４ａ、４ｂが接続されている。この直流電源供給ライン６中には、ＬＥＤ４ａ、４ｂの保護抵抗器８も直列に接続されている。この直流電源供給ライン６中に、間隔をおいてアンテナパターン２ａ、２ｂが直列に接続され、ＬＥＤ４ｂのアノード側から分岐してアンテナパターン２ｃ、２ｄが接続されている。

直流電源供給ライン６の中途に位置するＬＥＤ４ａの両端には、高周波バイパス手段、例えばコンデンサ１０が、ＬＥＤ４ａと並列に接続されている。また、直流電源供給ライン６の他端側にあるＬＥＤ４ｂのアノードとアンテナパターン２ｂとの接続点（ＬＥＤ４ｂのアノード側の分岐）には、直流阻止手段、例えばコンデンサ１２の一端が接続され、その他端が、アンテナパターン２ｃ、２ｄを介して高周波信号処理手段、例えば高周波増幅器１４の入力側に接続されている。

この高周波増幅器１４の電源端子には、開閉手段、例えば常閉接点１６を介して正の直流電圧＋Ｖが供給されている。また、直流電源供給ライン６の一端側には開閉手段、例えば常開接点１８が直列に接続されている。常閉接点１６及び常開接点１８は、図示しない制御手段、例えば制御回路から供給される制御信号によって制御される。即ち、制御信号は第１及び第２の状態に、例えばレベルを変化し、第１の状態では、常閉接点１６が閉じられ、かつ常開接点１８が開いている。第２の状態では、常閉接点１６が開かれ、かつ常開接点１８が閉じている。

従って、制御信号が第１の状態では、直流電源供給ライン６には直流電流が流れず、ＬＥＤ４ａ、４ｂは非点灯である。一方、コンデンサ１０、１２によって高周波的に結合されたアンテナパターン２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄで受信されたＦＭラジオ放送信号は、高周波増幅器１４に供給され、増幅され、図示していない周波数変換手段、中間周波増幅手段、復調手段及び低周波増幅手段によって音声信号に変換される。

第２の状態では、高周波増幅器１４は動作して無く、アンテナパターン２ａ乃至２ｄで受信されたＦＭラジオ放送信号は、高周波増幅器１４によって増幅されず、結局音声信号には変換されない。一方、直流電源供給ライン６には直流電流が流れ、これが抵抗器８、アンテナパターン２ａ、ＬＥＤ４ａ、アンテナパターン２ｂ、ＬＥＤ４ｂと流れ、ＬＥＤ４ａ、４ｂが点灯する。これによって、ＦＭラジオ放送を受信していない状態であることを報知する。

図２は、アンテナパターン２ａ乃至２ｄと、直流電源供給ライン６を構成する電源ライン６ａ、６ｂを、プリント基板２０上に配置した状態を示している。基板２０は１対の平行な長辺２０ａ、２０ｂと、これらと直交する１対の平行な短辺２０ｃ、２０ｄとを有する矩形に形成されている。

その一方の長辺２０ａの近傍に、この長辺２０ａに沿って互いに接続されたアンテナパターン２ｃ、２ｄが配置されている。アンテナパターン２ｄが短辺２０ｄ側に位置し、アンテナパターン２ｃが短辺２０ｃ側に位置している。アンテナパターン２ｃは短辺２０ｃとの角部付近まで伸びている。短辺２０ｃの近傍に、短辺２０ｃに沿ってアンテナパターン２ｂが、短辺２０ｃ及び長辺２０ａの角部付近と、短辺２０ｃ及び長辺２０ｂの角部付近との間に配置されている。長辺２０ｂの近傍に、長辺２０ｂに沿って短辺２０ｃ及び長辺２０ｂの角部付近と、長辺２０ｂ及び短辺２０ｄの角部付近との間にアンテナパターン２ａが配置されている。

長辺２０ａと短辺２０ｃとの角部付近にＬＥＤ４ｂが配置され、ＬＥＤ４ｂのアノードがアンテナパターン２ｂの他端の接点ｃに接続され、カソードが、ＬＥＤ４ｂの近傍に形成された接地電位に接続されている。この接地用のラインが直流電源供給ライン６の一部６ａをなしている。接点ｃは、コンデンサ１２を介してアンテナパターン２ｃの一端に接続されている。アンテナパターン２ｄにおけるアンテナパターン２ｃと非接続の端部が、その近傍に設けられた高周波増幅器１４の入力に接続されている。高周波増幅器１４の電源端子に常閉接点１６が接続されている。

短辺２０ｃと長辺２０ｂとの角部付近にＬＥＤ４ａが配置され、そのカソードがアンテナパターン２ｂの一端の接点ｂに接続され、アノードがアンテナパターン２ａの他端の接点ａに接続されている。ＬＥＤ４ａに並列に、即ち接点ａ、ｂ間にコンデンサ１０が接続されている。

アンテナパターン２ａの一端に抵抗器８と直流電源ライン６の一部をなす直流電源供給ライン６ｂを介して常開接点１８が直列に接続されている。

アンテナパターン２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄよりも内側のプリント基板２０上に、高周波増幅器１４やコンデンサ１０、１２の他に、マイクロコンピュータや、このマイクロコンピュータで処理されたデータを表示する表示パネルなどの電子部品が位置している。

このように直流電源供給ライン６ａ、６ｂからなる直流電源供給ライン６中に、アンテナパターン２ａ、２ｂを介在させているので、直流電源供給ライン６とアンテナパターンとを別個に基板２０上に配置する必要が無く、基板２０の面積を有効活用することができる。また、アンテナパターン２ａ乃至２ｄの配置の自由度が高く、例えば図２に示すように直交する長辺２０ａに沿ってアンテナパターン２ｃ、２ｄ、短辺２０ｃに沿ってアンテナパターン２ｂ、長辺２０ｂに沿ってアンテナパターン２ａを配置することができ、受信感度を高めることができるように、これらアンテナパターンを配置することができる。特に、ＦＭラジオ放送の波長の１／４波長よりも短い長さにしかアンテナパターン２ａ乃至２ｄそれぞれの長さを設定できないような場合でも、感度を高めることができる。また、直流電源ライン６とアンテナパターン２ａ、２ｂを別々に設けている場合でも、ＬＥＤ４ａ、４ｂの保護用に抵抗器８は必要であり、また、高周波増幅器１４の入力側にはコンデンサ１２を設けるのが一般的であるので、直流電源ライン６とアンテナパターン２ａ、２ｂを共通化するために新たに必要な部品は、ＬＥＤ４ａに並列に接続したコンデンサ１０程度であり、部品点数の増加もわずかである。

上記の実施形態では、２つのＬＥＤ４ａ、４ｂを使用したが、ＬＥＤ４ａのみを使用することもできるし、３つ以上のＬＥＤを使用することもできる。例えばアンテナパターン２ａ中に新たなＬＥＤを介在させることができる。この場合、新たなＬＥＤの両端間に高周波バイパス用のコンデンサを設ける。また、４つのアンテナパターン２ａ乃至２ｄを使用したが、その数は任意に変更できるし、直線状に形成したアンテナパターン２ａ、２ｃを波状に形成することもできるし、逆に、波状のアンテナパターン２ｂ、２ｄを直線状とすることもできる。また、常閉接点１６及び常開接点１８を使用したが、これらを除去し、常に直流電源ライン６に電流を供給してＬＥＤ４ａ、４ｂを点灯し、かつ高周波増幅器１４の電源端子に常に電流を供給して、高周波増幅器１４を常に動作させることもできる。また、高周波増幅器１４を使用したが、これに代えて他の高周波信号処理手段、例えば周波数変換器を使用することもできる。さらに、負荷としてＬＥＤ４ａ、４ｂを使用したが、これに代えて他の発光素子を負荷として使用することもできるし、緊急告知装置の受信装置で使用する他の電子部品を負荷として使用することもできる。また、このアンテナ装置を緊急告知装置の受信装置に実施したが、これに限ったものではなく、アンテナを使用する他の機器、例えば緊急告知受信装置の受信装置以外の受信装置や送信装置に実施することもできる。

２ａ乃至２ｄアンテナパターン
４ａ、４ｂＬＥＤ（負荷）
１０コンデンサ（高周波バイパス手段）
１２コンデンサ（直流阻止手段）
１４高周波増幅器（高周波信号処理手段）
２０プリント基板（基板）

Claims

一端が基準電位に接続され、他端が第１のスイッチ手段を介して負荷用電源に接続された直流電源供給ラインと、
この直流電源供給ラインの前記一端側に設けられ、電源が非供給の状態で非動作の負荷と、
前記第１のスイッチ手段と前記負荷との間の前記直流電源供給ライン中に介在する少なくとも１つのアンテナパターンと、
前記アンテナパターンと前記負荷との間に直流阻止手段を介して高周波的に接続された高周波信号処理手段と、
前記高周波信号処理手段の電源端子と前記高周波信号処理手段に対する電源との間に接続され、前記第１のスイッチング手段が閉成されるとき開放され、前記第１のスイッチング手段が開放されるとき閉成される第２のスイッチ手段とを、
具備し、前記アンテナパターンは、使用しようとする電波の波長よりも全長が短いアンテナ装置。
請求項１記載のアンテナ装置において、前記直流電源供給ライン中に別の負荷を設け、この別の負荷に並列に高周波バイパス手段を設けたアンテナ装置。
請求項１または２記載のアンテナ装置において、前記直流阻止手段と前記高周波信号処理手段との間にも、少なくとも１つの別のアンテナパターンを設けたアンテナ装置。
請求項１記載のアンテナ装置において、前記負荷、前記直流電源供給ライン、前記少なくとも１つのアンテナパターンは、基板上に設けられているアンテナ装置。
請求項１記載のアンテナ装置において、前記負荷は発光素子であるアンテナ装置。