JPH11345708A - Antenna for medium wave broadcasting - Google Patents
Antenna for medium wave broadcastingInfo
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- JPH11345708A JPH11345708A JP10150315A JP15031598A JPH11345708A JP H11345708 A JPH11345708 A JP H11345708A JP 10150315 A JP10150315 A JP 10150315A JP 15031598 A JP15031598 A JP 15031598A JP H11345708 A JPH11345708 A JP H11345708A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はAMラジオ等に内蔵
される磁性体アンテナとして好適であり、アンテナの小
型化を実現できるようにした中波放送用アンテナに関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a medium-wave broadcasting antenna suitable for use as a magnetic antenna incorporated in an AM radio or the like and capable of realizing a compact antenna.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より中波受信用のAMラジオには、
Ni-ZnフェライトやMg-Cu-Znフェライト等の
フェライト材を磁心材料とした磁性体アンテナが使用さ
れているが、近年、携帯ラジオやラジオ付携帯カセット
レコーダーの小型化が進み、それに伴って磁性体アンテ
ナの小型化が要求されている。ところで、この種の磁性
体アンテナの感度を表すSN比と受信電力との関係は、
Prをreceived power 受信電力(W)と設定し、kをボ
ルツマン係数(=1.38×10-23JK-1)と設定し、
Tsys≒Ts (温度:K)と設定し、Δfをバンド幅と
設定した場合に以下の(1)式で示される。 S(信号)/N(ノイズ)=Pr/k・Tsys・Δf ・・・(1)2. Description of the Related Art Conventionally, AM radios for medium wave reception include:
Magnetic antennas using a ferrite material such as Ni-Zn ferrite or Mg-Cu-Zn ferrite as a magnetic core material have been used. In recent years, portable radios and portable cassette recorders with radios have been reduced in size. There is a demand for miniaturization of the body antenna. By the way, the relationship between the SN ratio indicating the sensitivity of this type of magnetic antenna and the received power is as follows.
Pr is set to received power (W), k is set to Boltzmann coefficient (= 1.38 × 10 −23 JK −1 ),
When Tsys ≒ Ts (temperature: K) is set and Δf is set as the bandwidth, it is expressed by the following equation (1). S (signal) / N (noise) = Pr / k · Tsys · Δf (1)
【0003】続いてPtをトランスミッタの電力(power
of transmitter:W)と設定し、Aetを伝送アンテナ
の実効面積(effective aperture of transmitting ant
enna:m2)と設定し、Aerを受信アンテナの実効面積
(effective aperture of receivng antenna:m2)と
設定し、rを距離(m)と設定すると、受信電力Prは
以下の(2)式でも表すことができる。 Pr=(Pt・Aet・Aer)/r2・λ2 (W) ・・・(2) ここで、Aerの値は、kを放射効率係数(radiation ef
ficiency factor)とすると、以下の(3)式で表すこ
とができる。 Aer=(1.5・λ2・k)/4π ・・・(3) 以上のことから、S/N ∝ k と仮定することがで
き、放射効率係数kがアンテナの感度であるSN比に関
係していることが分る。Subsequently, Pt is used as the power of the transmitter (power).
of transmitter: W), and Aet is the effective aperture of transmitting antenna.
enna: m 2 ), Aer is set to the effective area of the receiving antenna (m 2 ), and r is set to the distance (m), the received power Pr becomes the following equation (2). Can also be represented. Pr = (Pt · Aet · Aer) / r 2 · λ 2 (W) (2) where k is a radiation efficiency coefficient (radiation ef)
ficiency factor), it can be expressed by the following equation (3). Aer = (1.5 · λ 2 · k) / 4π (3) From the above, it can be assumed that S / N∝k, and the radiation efficiency coefficient k is equal to the SN ratio which is the sensitivity of the antenna. You can see that they are related.
【0004】そこで、放射効率係数kについて考察する
と、Rrを放射抵抗とし、RLをコイルの銅損とし、R
fをアンテナ構成材料のフェライトの鉄損とすると、以
下の(4)式が成立する。 k=Rr/(Rr+RL+Rf) ・・・(4) ここで、μerを実効透磁率、nをアンテナ外周に巻き
付けた導線の巻数、Aをフェライトコアの断面積とする
と以下の(5)式が成立する。 Rr=31200・μer2・n2・(A/λ2)2 ・・・(5)Considering the radiation efficiency coefficient k, Rr is the radiation resistance, RL is the copper loss of the coil, R
If f is the iron loss of the ferrite of the antenna constituent material, the following equation (4) is satisfied. k = Rr / (Rr + RL + Rf) (4) Here, if μer is the effective magnetic permeability, n is the number of turns of the conductor wound around the antenna, and A is the cross-sectional area of the ferrite core, the following equation (5) is established. I do. Rr = 31200 · μer 2 · n 2 · (A / λ 2 ) 2 (5)
【0005】以上のことから、k ∝ Rr ∝ μer2・
A2の関係が導かれ、この関係により、SN比は実効透
磁率μerの2乗に比例することが分る。また、一般にR
rとRLはRfに比べて小さい値を示すことによりRf ∝
1/Qの関係から、kは概略、磁性材料の品質係数Qに
比例すると考えて良いことが明らかになる。From the above, k∝Rr∝μer 2 ·
The relationship of A 2 is derived, and it is understood from this relationship that the SN ratio is proportional to the square of the effective magnetic permeability μer. In general, R
Since r and RL show smaller values than Rf, Rf ∝
From the relationship of 1 / Q, it becomes clear that k can be considered to be roughly proportional to the quality factor Q of the magnetic material.
【0006】また、実効透磁率(μer)は下記式(6)
で表される。 μer=μr・(1+N・μr−N)-1 ・・・(6)The effective magnetic permeability (μer) is given by the following equation (6).
It is represented by μer = μr · (1 + N · μr-N) -1 (6)
【0007】ここで、μrはアンテナ材料の比透磁率、
Nは磁性材料の形状によって決まる反磁界係数をそれぞ
れ表す。Here, μr is the relative magnetic permeability of the antenna material,
N represents a demagnetizing factor determined by the shape of the magnetic material.
【0008】このように、μerを大きくするためにはN
を小さくすること、すなわち磁性材料の形状を細長くす
ることが有効である。Thus, in order to increase μer, N
, That is, making the shape of the magnetic material elongated is effective.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
磁心材料として用いられていたNi-Znフェライトあ
るいはMg-Cu-Znフェライトは、AMラジオの周波
数帯において透磁率μrが低いために、実効透磁率μer
が小さく、また、品質係数Qが小さいために、鉄損 R
fが大きく、アンテナの放射効率計数kも十分に大きく
することはできなかった。このため、アンテナの断面積
Aが小さいとSN比が小さくなり、アンテナの感度が悪
くなるという問題が生じていた。そこで、これを防止す
るために、アンテナに用いられる磁性材料のAMラジオ
の放送周波数帯域である0.5〜1.7MHz(500k
Hz〜1700kHz)における透磁率μrおよび品質
係数Qが高い磁心材料の開発が望まれるとともに、占有
サイズが小さく、小型ラジオ等に搭載しても邪魔になら
ない小型高性能のアンテナが望まれている。However, Ni-Zn ferrite or Mg-Cu-Zn ferrite, which has been used as a conventional magnetic core material, has a low magnetic permeability μr in the frequency band of AM radio, so that the effective magnetic permeability is low. μer
And the quality factor Q is small, the iron loss R
f was large, and the radiation efficiency coefficient k of the antenna could not be made sufficiently large. For this reason, when the cross-sectional area A of the antenna is small, the SN ratio becomes small, causing a problem that the sensitivity of the antenna deteriorates. Therefore, in order to prevent this, the broadcasting frequency band of 0.5 to 1.7 MHz (500 k
(Hz to 1700 kHz), a magnetic core material having a high magnetic permeability μr and a high quality factor Q is desired, and a small and high-performance antenna which has a small occupation size and does not hinder mounting on a small radio or the like is desired.
【0010】よって、この発明における課題は、AMラ
ジオ等の放送周波数帯域における磁性材料の透磁率(μ
r)および磁性材料の品質係数(Q)が高く、小型化し
ても良好な感度が得られるとともに、小型携帯機器に搭
載可能な大きさにした場合であっても適度な機械強度と
良好な感度を有するようにした中波放送用アンテナを提
供することにある。Therefore, an object of the present invention is to provide a magnetic material having a magnetic permeability (μ) in a broadcasting frequency band such as AM radio.
r) and the quality factor (Q) of the magnetic material is high, so that good sensitivity can be obtained even if the size is reduced, and even if the size is small enough to be mounted on a small portable device, appropriate mechanical strength and good sensitivity are obtained. It is an object of the present invention to provide a medium wave broadcasting antenna having the following.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明は、Fe2O3とMnOとZnOとを主成分と
し、平均結晶粒径4μm以下のMn-Znフェライトか
らなり、1.7MHzの実効透磁率を40以上とした棒
状または板状の磁心とコイルを具備してなることを特徴
とする。更に本発明は、Fe2O3 52〜57mol
%、MnO 23〜45mol%、およびZnO 5〜
20mol%を主成分とし、平均結晶粒径4μm以下の
Mn-Znフェライトからなり、1.7MHzの実効透磁
率を40以上とした棒状または板状の磁心とコイルを具
備してなることを特徴とするものでも良い。According to the present invention, there is provided a Mn-Zn ferrite comprising Fe 2 O 3 , MnO and ZnO as main components and having an average crystal grain size of 4 μm or less. It is characterized by comprising a rod-shaped or plate-shaped magnetic core and an coil having an effective magnetic permeability of 7 MHz of 40 or more. The present invention further, Fe 2 O 3 52~57mol
%, MnO 23-45 mol%, and ZnO 5-5
It is made of Mn-Zn ferrite having 20 mol% as a main component and having an average crystal grain size of 4 μm or less, and is provided with a rod-shaped or plate-shaped magnetic core and an coil having an effective magnetic permeability of 1.7 MHz of 40 or more. What you do.
【0012】本発明によれば、適切な組成のMn-Zn
フェライト材料を選ぶことによって透磁率を高めること
ができる。また、平均結晶粒径を微細化することによっ
て、磁壁共鳴の周波数をAMラジオの周波数帯より高周
波側にシフトさせることができ、これによりAMラジオ
の放送周波数帯域における磁壁共鳴による損失を低減さ
せることができる。したがって、AMラジオの放送周波
数帯域における磁性材料の品質係数が高いMn-Znフ
ェライトが得られる。更に、棒状または板状に成形して
なる磁心にコイルを設けることによって、小型であって
も、AMラジオの放送周波数帯域において良好な感度を
有するアンテナを得ることができる。According to the present invention, Mn--Zn having an appropriate composition
By selecting a ferrite material, the magnetic permeability can be increased. In addition, by reducing the average crystal grain size, the frequency of domain wall resonance can be shifted to a higher frequency side than the frequency band of AM radio, thereby reducing loss due to domain wall resonance in the broadcast frequency band of AM radio. Can be. Therefore, a Mn-Zn ferrite having a high quality factor of the magnetic material in the AM radio broadcast frequency band can be obtained. Further, by providing a coil on a magnetic core formed in a rod shape or a plate shape, it is possible to obtain an antenna having good sensitivity in a broadcast frequency band of AM radio even if it is small.
【0013】次いで前述の構造において、前記棒状また
は板状の磁心の反磁界係数が0.03以下であることが
好ましい。更に、前記棒状または板状の磁心の周波数5
00kHz〜1.7MHzの帯域において、初透磁率が
700以上であり、かつ、1/tanδが20以上であ
ることとが好ましい。更に、SiO2 0.01〜0.0
3wt%、CaO 0.01〜0.1wt%、およびTa
2O5 0.02〜0.2wt%からなる群から選ばれる少
なくとも1種の添加物を含んでなることが好ましい。Next, in the above-described structure, it is preferable that the rod-shaped or plate-shaped magnetic core has a demagnetizing factor of 0.03 or less. Further, the frequency of the rod-shaped or plate-shaped core 5
In the band of 00 kHz to 1.7 MHz, it is preferable that the initial magnetic permeability is 700 or more and 1 / tan δ is 20 or more. Furthermore, SiO 2 0.01 to 0.0
3 wt%, CaO 0.01-0.1 wt%, and Ta
It preferably comprises at least one additive selected from the group consisting of 2 O 5 0.02~0.2wt%.
【0014】更に本発明において、前記Mn-Znフェ
ライトの原料として、水熱合成法によって製造されたF
e2O3とMnOとZnOを主成分とした原料粉末が用い
られてなることが好ましい。これら元素の添加により、
フェライトの電気抵抗を増大させ、渦電流損失を低減す
ることができる。またフェライト主成分相の欠陥中にこ
れらの添加剤元素が固溶することによって、フェライト
中の格子欠陥が減少し、磁気特性が向上する。本発明に
おいて前記棒状または板状の磁心の長さが30〜80m
m、厚さまたは幅が1〜5mmの範囲であることが好ま
しい。Further, in the present invention, as a raw material of the Mn-Zn ferrite, Fn produced by a hydrothermal synthesis method is used.
It is preferable to use a raw material powder containing e 2 O 3 , MnO and ZnO as main components. By adding these elements,
The electric resistance of the ferrite can be increased, and the eddy current loss can be reduced. Further, when these additive elements are dissolved in the defects of the ferrite main component phase, lattice defects in the ferrite are reduced, and the magnetic properties are improved. In the present invention, the length of the rod-shaped or plate-shaped core is 30 to 80 m.
Preferably, m, thickness or width is in the range of 1 to 5 mm.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳しく説明する。
本発明に係る中波用アンテナを構成するMn-Znフェ
ライトは、Fe2O3、MnO、ZnOを主成分とし、平
均結晶粒径が4μm以下、好ましくは3.5μm以下の
ものである。この組成のMn-Znフェライトを棒状ま
たは板状に加工し、その棒状体あるいは板状体に巻線を
施して形成したコイルを具備するアンテナ構造とされ
る。前記Mn-Znフェライトにおいては、Fe2O35
2〜57mol%、MnO23〜45mol%、および
ZnO 5〜20mol%の範囲の組成であることが好
ましく、更に、Fe2O352〜55mol%、MnO
35〜41mol%、およびZnO 7〜10mol%
の組成であることがより好ましい。このようなMn-Z
nフェライトは、Fe2O3、MnOおよびZnOを主成
分とする原料粉末を混合し、乾燥させて、仮焼成を行っ
た後造粒した後、所定の型を用いて成形し、得られた成
形体を本焼成する工程を経ることによって好ましくは製
造される。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail.
The Mn-Zn ferrite constituting the medium wave antenna according to the present invention contains Fe 2 O 3 , MnO, and ZnO as main components and has an average crystal grain size of 4 μm or less, preferably 3.5 μm or less. An antenna structure having a coil formed by processing Mn-Zn ferrite of this composition into a rod or plate, and applying a winding to the rod or plate. In the Mn-Zn ferrite, Fe 2 O 3 5
2~57mol%, MnO23~45mol%, and is preferably in the composition in the range of ZnO 5 to 20 mol%, further, Fe 2 O 3 52~55mol%, MnO
35-41 mol%, and ZnO 7-10 mol%
More preferably, the composition is Such Mn-Z
The n ferrite was obtained by mixing raw material powders containing Fe 2 O 3 , MnO and ZnO as main components, drying, calcining, granulating, and then molding using a predetermined mold. It is preferably manufactured through a step of firing the molded body.
【0016】本発明で用いられるFe2O3、MnO、お
よびZnOを主成分とする原料粉末は、水熱合成法によ
り製造されたものが好ましい。ここで水熱合成法とは、
液相からの粉末合成における溶液法の一種で、粗大な固
着粒子の形成が比較的少ない粉末の製造法として知られ
ているもので、アルカリ懸濁液を高温、高圧下で水熱反
応処理することにより粉末粒子を製造するものである。
この方法では、溶液や固体の酸化物など二種類以上の化
合物が関与して反応が進み、所望の化合物が合成される
もので、このようにして反応が起こる場合、一方の化合
物は溶液として存在しているアルカリ金属イオンなどが
多用される。The raw material powder mainly containing Fe 2 O 3 , MnO and ZnO used in the present invention is preferably produced by a hydrothermal synthesis method. Here, the hydrothermal method is
A type of solution method for synthesizing powder from the liquid phase, known as a method for producing powder with relatively small formation of coarse fixed particles, in which an alkaline suspension is subjected to a hydrothermal reaction at high temperature and pressure. Thus, powder particles are produced.
In this method, two or more types of compounds such as a solution and a solid oxide participate in the reaction, and a desired compound is synthesized. When the reaction occurs in this manner, one of the compounds exists as a solution. Alkali metal ions are frequently used.
【0017】水熱合成法によりMn-Znフェライトの
原料粉末を製造するには、例えば、まずMn、Zn、F
eを所定量含む金属化合物水溶液を調製する。これらの
元素の化合物としては種々の水溶性化合物を使用するこ
とができるが、好ましくは塩化物、硝酸塩などが用いら
れる。そして金属化合物水溶液に、例えばNaOH、K
OH、NH3OHなどの水溶液を接触、混合して、アル
カリ懸濁液とする。次に、このアルカリ懸濁液をオ-ト
クレーブなどの圧力容器中に入れて、120〜250℃
で水熱反応処理してフェライト沈殿物を生成させる。そ
して得られたフェライト沈殿物を水洗後、乾燥させて、
所望の原料粉末を得る。In order to produce a raw powder of Mn-Zn ferrite by a hydrothermal synthesis method, for example, first, Mn, Zn, F
A metal compound aqueous solution containing a predetermined amount of e is prepared. As the compounds of these elements, various water-soluble compounds can be used, but chlorides, nitrates and the like are preferably used. Then, for example, NaOH, K
An aqueous solution of OH, NH 3 OH or the like is contacted and mixed to form an alkaline suspension. Next, this alkali suspension is placed in a pressure vessel such as an autoclave, and is heated at 120 to 250 ° C.
To produce a ferrite precipitate. And after washing the obtained ferrite precipitate with water, it is dried,
Obtain the desired raw material powder.
【0018】また、本発明に係るMn-Znフェライト
は、SiO2、CaO、Ta2O5から選ばれる少なくと
も1種以上の添加剤(添加物)が添加されていることが
好ましい。これらの添加剤は、フェライト主成分の粒成
長を抑えて、電気抵抗を増加させ、渦電流損失を低減す
る効果を奏するものである。また、フェライト主成分相
の欠陥中にこれらの添加剤元素が固溶することによりフ
ェライト中の格子欠陥が減少し、磁気特性が向上する効
果が得られる。これらの添加剤は、原料粉末中に不純物
として含まれている場合もあるが、積極的に適量添加し
てもよい。Further, the Mn-Zn ferrite according to the present invention is preferably added with at least one additive (additive) selected from SiO 2 , CaO and Ta 2 O 5 . These additives have an effect of suppressing grain growth of the main component of ferrite, increasing electric resistance, and reducing eddy current loss. In addition, since these additive elements form a solid solution in defects of the main phase of ferrite, lattice defects in ferrite are reduced, and an effect of improving magnetic properties is obtained. These additives may be contained as impurities in the raw material powder, but may be positively added in appropriate amounts.
【0019】SiO2およびCaOはフェライトの結晶
粒界に偏析あるいは析出して電気抵抗を増加させるのに
特に効果がある。しかし、これらの添加剤の過剰な添加
は異常粒成長を引き起こすために添加量には限度があ
る。フェライトの高抵抗化の効果が十分に発揮され、異
常粒成長が起こらない添加量の範囲は、SiO2の場合
で0.01〜0.03wt%、CaOの場合で0.01〜0.
1wt%である。Ta2O5はフェライトの結晶粒径に偏析
して電気抵抗を増加させるとともに結晶粒を微細化する
効果がある。しかし、Ta2O5の過剰な添加は電気抵抗
を逆に減少させてしまうため添加量には限度がある。電
気抵抗の増加と結晶の微細化の効果が十分に発揮され、
電気抵抗の減少が起こらない添加量の範囲は0.02〜
0.2wt%である。SiO 2 and CaO are particularly effective in segregating or precipitating at grain boundaries of ferrite to increase electric resistance. However, excessive addition of these additives causes abnormal grain growth, so that the amount of addition is limited. Effect of increase in the resistance of the ferrite is sufficiently exhibited, the range of the abnormal grain growth does not occur amount added, 0.01~0.03Wt% in the case of SiO 2, in the case of CaO .01 to 0.
1 wt%. Ta 2 O 5 has the effect of increasing the electrical resistance by segregating to the crystal grain size of the ferrite and making the crystal grains finer. However, an excessive addition of Ta 2 O 5 adversely reduces the electric resistance, so that the addition amount is limited. The effect of increasing the electrical resistance and making the crystal finer is fully exhibited,
The range of the amount of addition in which the decrease in electric resistance does not occur is from 0.02 to
0.2 wt%.
【0020】本発明において、これらの添加剤を添加す
る場合は、最初に原料粉末を混合する工程で添加し、非
酸化性雰囲気中で仮焼成して主成分相の結晶中に添加剤
元素を固溶させた後、造粒して成形し、本焼成すること
が好ましい。ここで非酸化性雰囲気とは、加熱時にフェ
ライト粉末中のフェライト主成分に還元反応が生じるよ
うな雰囲気を言い、例えばN2雰囲気、真空雰囲気、A
r雰囲気などである。また、仮焼成時の温度は高すぎる
と焼結が進み、結晶粒の成長を招き、特性劣化を引き起
こす。また低すぎると還元反応が進まず、添加元素の固
溶が阻害される。したがって、フェライトに添加元素を
十分に固溶させ、粒成長を抑えるためには、仮焼成の温
度は700〜930℃程度が好ましい。In the present invention, when these additives are added, they are first added in a step of mixing the raw material powders, and are temporarily calcined in a non-oxidizing atmosphere to add the additive elements to the crystals of the main component phase. After the solid solution is formed, it is preferable to granulate, shape, and perform main firing. Here, the non-oxidizing atmosphere means an atmosphere in which a reduction reaction occurs in the main component of ferrite in the ferrite powder at the time of heating, for example, an N 2 atmosphere, a vacuum atmosphere,
r atmosphere. On the other hand, if the temperature at the time of pre-firing is too high, sintering proceeds, which leads to growth of crystal grains and causes deterioration of characteristics. On the other hand, if it is too low, the reduction reaction does not proceed, and the solid solution of the added element is hindered. Therefore, in order to sufficiently dissolve the additive element in ferrite and suppress grain growth, the temperature of the preliminary firing is preferably about 700 to 930 ° C.
【0021】本発明に係るアンテナに用いるMn-Zn
フェライトによれば、周波数が500〜1700kHz
において、500以上の高い透磁率によってみかけの透
磁率を向上させることができる。また、平均結晶粒子径
を4μm以下、好ましくは3.5μm以下に微細化する
ことによって、磁気共鳴の周波数を3〜12MHzの高
周波数側にシフトさせることができる。そして、これに
よりAMラジオの放送周波数帯域を含む0.5〜1.9M
Hzにおける磁性材料の品質係数Qを10以上という高
い値で達成することができ、AMラジオのアンテナの磁
心材料として優れた特性のフェライト材が得られる。よ
って、このような高いμとQの値を有するMn-Znフ
ェライトを棒状または板状に成形し、これを磁心として
その周囲に巻線を施してコイルとすることによって、小
型であっても良好な感度を有するアンテナが得られる。Mn-Zn used for the antenna according to the present invention
According to ferrite, frequency is 500 ~ 1700kHz
In the above, the apparent magnetic permeability can be improved by the high magnetic permeability of 500 or more. Further, by reducing the average crystal grain size to 4 μm or less, preferably 3.5 μm or less, the frequency of magnetic resonance can be shifted to a high frequency side of 3 to 12 MHz. Then, 0.5 to 1.9M including the broadcast frequency band of AM radio is thereby obtained.
The quality factor Q of the magnetic material at Hz can be achieved at a high value of 10 or more, and a ferrite material having excellent characteristics as a core material of an AM radio antenna can be obtained. Therefore, the Mn-Zn ferrite having such high μ and Q values is formed into a rod shape or a plate shape, and this is used as a magnetic core to form a coil by winding around the core. An antenna having high sensitivity can be obtained.
【0022】次に、前述のMn-Znフェライトを棒状
あるいは板状に加工してアンテナを構成する場合、長さ
が30〜80mm、厚さまたは幅を1〜5mmにするこ
とが好ましく、厚さまたは幅は1〜4mmの範囲とする
ことがより好ましい。前述のMn-Znフェライトを用
いた場合であっても、長さが30mmを下回るようであ
ると、後述する実施例から明らかなように満足する受信
特性を得ることができず、80mmよりも長く形成する
と、アンテナとしての性能は向上するものの、フェライ
ト材料が本来有する機械的な脆さから折損の心配が増加
するとともに小型携帯機器への搭載の面から不利であ
る。また、厚さまたは幅において1mmを下回るようで
あると長さの場合と同様に折損の心配があり、従来のア
ンテナよりも小型化することを課題とするので5mm以
下の大きさとすることが好ましく、本願に関係する前述
の組成のMn-Znフェライトの高い透磁率を利用でき
るので小型化ができる特長を有する。以上のことを鑑
み、アンテナとして機械強度と感度を高いレベルで両立
させるためには、長さ40〜60mm、厚さまたは幅を
2〜3mmとすることが最も好ましい。Next, when the above-mentioned Mn-Zn ferrite is processed into a rod shape or a plate shape to form an antenna, the length is preferably 30 to 80 mm, and the thickness or width is preferably 1 to 5 mm. Alternatively, the width is more preferably in the range of 1 to 4 mm. Even when the above-described Mn-Zn ferrite is used, if the length is less than 30 mm, satisfactory receiving characteristics cannot be obtained as is apparent from the examples described later, and the length is longer than 80 mm. When formed, the performance as an antenna is improved, but the risk of breakage increases due to the mechanical brittleness inherent to the ferrite material, and it is disadvantageous in terms of mounting on a small portable device. Also, if the thickness or width is less than 1 mm, there is a risk of breakage as in the case of the length, and the problem is to make the antenna smaller than a conventional antenna. Since the high magnetic permeability of the Mn-Zn ferrite having the above-described composition related to the present invention can be used, the size of the Mn-Zn ferrite can be reduced. In view of the above, it is most preferable that the length be 40 to 60 mm and the thickness or width be 2 to 3 mm in order to achieve both mechanical strength and sensitivity at a high level as an antenna.
【0023】次に、前述のMn-Znフェライトにおい
て結晶粒径を制御するには、成形したフェライト粉末の
圧粉体を焼成する温度および最高温度に保持する時間を
制御する方法を用いれば良く、これによって0.9〜1
0μm程度の平均結晶粒径のMn-Znフェライトを容
易に得ることができる。Next, in order to control the crystal grain size in the above-mentioned Mn-Zn ferrite, a method of controlling the temperature at which the green compact of the formed ferrite powder is fired and the time for maintaining the temperature at the maximum temperature may be used. This makes 0.9-1
Mn—Zn ferrite having an average crystal grain size of about 0 μm can be easily obtained.
【0024】[0024]
【実施例】まず水熱合成法により、Mn、Zn、Feを
含む原料粉末を製造した。すなわち、Mn、Zn、およ
びFeを所定量含むアルカリ懸濁液を加熱処理してフェ
ライト沈殿物を得、次いでこの沈殿物を水洗、乾燥させ
て、Fe2O3 53.5mol%、MnO 39.5mo
l%、およびZnO 7.0mol%なる組成のフェラ
イト原料粉末を得た。得られた原料粉末に、SiO2
0.02wt%,CaO 0.02wt%、Ta2O5
0.04wt%を添加しボールミルで混合したスラリー
を乾燥した後、 N2雰囲気中で、900℃にて3時間仮
焼成を行った。仮焼成後の粉体を粉砕し、乾燥した後、
棒状に圧密して成形体を作製した。そして、この成形体
を真空中で本焼成を行なってMn-Znフェライトから
なる長さ50mm、幅3mm、厚さ2mmの棒状の磁心
を得た。本焼成時の操作条件は、1050℃、4時間保
持、昇温速度180℃/時間とした。本焼成後に得られ
たMn-Znフェライトの平均結晶粒径は1.0μmで
あった。EXAMPLE First, a raw material powder containing Mn, Zn, and Fe was produced by a hydrothermal synthesis method. That is, a ferrite precipitate is obtained by subjecting an alkaline suspension containing predetermined amounts of Mn, Zn, and Fe to heat treatment, and then the precipitate is washed with water and dried to obtain 53.5 mol% of Fe 2 O 3 and 39. 5mo
A ferrite raw material powder having a composition of 1% and 7.0 mol% of ZnO was obtained. SiO 2 was added to the obtained raw material powder.
0.02 wt%, CaO 0.02 wt%, Ta 2 O 5
After the slurry obtained by adding 0.04 wt% and mixing with a ball mill was dried, the slurry was calcined at 900 ° C. for 3 hours in an N 2 atmosphere. After crushing and drying the powder after calcination,
A compact was produced by compacting into a rod. Then, the molded body was subjected to main firing in a vacuum to obtain a rod-shaped magnetic core made of Mn-Zn ferrite having a length of 50 mm, a width of 3 mm, and a thickness of 2 mm. The operation conditions at the time of the main firing were 1050 ° C. for 4 hours, and the temperature increasing rate was 180 ° C./hour. The average crystal grain size of the Mn-Zn ferrite obtained after the main firing was 1.0 μm.
【0025】比較例としてMg-Cu-Znフェライト製
の棒状磁心(長さ34mm、幅8mm、厚さ2mm)を
用意した。このものの組成は、Fe2O3 39.2mol
%、MgO 37.6mol%、ZnO 15.1mol%、C
uO 8.1mol%であり、平均結晶粒径は3.7μmで
あった。As a comparative example, a rod-shaped magnetic core (length 34 mm, width 8 mm, thickness 2 mm) made of Mg-Cu-Zn ferrite was prepared. Its composition is 39.2 mol of Fe 2 O 3
%, MgO 37.6 mol%, ZnO 15.1 mol%, C
uO was 8.1 mol%, and the average crystal grain size was 3.7 μm.
【0026】上記で得られたMn-Znフェライト磁心
および比較例のMg-Cu-Znフェライト磁心につい
て、磁気特性を測定した。ここで、一般的に透磁率μr
を表すには、透磁率μrの実数部(μ’)および虚数部
(μ”)の2つの値があり、アンテナの磁心材料としては
実数部(μ’)が高く、虚数部(μ”)が低い方が好まし
い。そして、品質係数Qは(μ’)/(μ”)で表され、こ
のQの値が大きい方がアンテナの磁心材料として好まし
い。下記表1に、上記実施例および比較例のフェライト
磁心について、実効透磁率μerおよび品質係数Qを測定
した結果を示す。実効透磁率の測定は、空心コイルとフ
ェライト磁心を入れたコイルのインダクタンス値を、周
波数500kHz、1MHz(1000kHz)、1.
5MHz(1500kHz)において測定し、その変化
率から求めた。The magnetic properties of the Mn-Zn ferrite core obtained above and the Mg-Cu-Zn ferrite core of the comparative example were measured. Here, in general, the magnetic permeability μr
Is expressed by the real part (μ ') and the imaginary part of the permeability μr.
There are two values of (μ ″), and the magnetic core material of the antenna preferably has a high real part (μ ′) and a low imaginary part (μ ″). The quality factor Q is expressed by (μ ′) / (μ ″), and the larger the value of Q is, the more preferable the core material of the antenna is. As shown in Table 1 below, the ferrite cores of the above Examples and Comparative Examples The results of measurement of the effective magnetic permeability μer and the quality factor Q. The measurement of the effective magnetic permeability is performed by measuring the inductance values of the air-core coil and the coil containing the ferrite core at a frequency of 500 kHz, 1 MHz (1000 kHz), and 1.
It was measured at 5 MHz (1500 kHz) and was determined from the rate of change.
【0027】「表1」 実施例磁心 比較例磁心 μer 500kHz 54 20 1MHz 54 20 1.5MHz 54 20 Q 500kHz 110 39 1MHz 96 58 1.5MHz 72 62"Table 1" Example core Comparative example core μer 500 kHz 54 201 MHz 54 20 1.5 MHz 54 20 Q 500 kHz 110 39 1 MHz 96 58 1.5 MHz 72 62
【0028】この結果より、AMラジオの放送主要周波
数帯域である500〜1700kHz(1.7MHz)
の中波帯域において、実施例のMn-Znフェライト磁
心は比較例のMg-Cu-Znフェライト磁心に比べ、μ
erの値、Qの値ともに高くなっており、中波用アンテナ
として優れていることが認められる。From these results, it can be seen that 500 to 1700 kHz (1.7 MHz) which is the main frequency band of AM radio broadcasting.
In the mid-wave band, the Mn-Zn ferrite core of the example has a μ value compared to the Mg-Cu-Zn ferrite core of the comparative example.
Both the value of er and the value of Q are high, and it is recognized that the antenna is excellent as a medium wave antenna.
【0029】図1は、上記実施例および比較例の棒状フ
ェライト磁心について、周波数100〜2000kHz
における、μer、Qの周波数依存性を示したものであ
る。ここでQ(磁性材料の品質係数)は、一般的にフェ
ライトの性能を表す値として用いられるもので、アンテ
ナ材としてはこの値が大きい方が好ましい。磁気特性の
測定は上記と同様の条件で行った。図中、●は実施例、
△は比較例をそれぞれ示す。FIG. 1 shows the rod-shaped ferrite cores of the above embodiment and comparative example at a frequency of 100 to 2000 kHz.
2 shows the frequency dependence of μer and Q in FIG. Here, Q (quality factor of the magnetic material) is generally used as a value indicating the performance of ferrite, and it is preferable that this value is large as an antenna material. The magnetic properties were measured under the same conditions as above. In the figure, ● represents an example,
Δ indicates a comparative example.
【0030】この図1の結果より、AMラジオの主要放
送周波数帯域である500〜1700kHzの範囲(図
1の鎖線で挟んだ範囲)において、実施例で得られたM
n-Znフェライトの棒状磁心は、比較例の棒状磁心よ
りもQの値が高く、アンテナ用のフェライト磁心として
優れた特性を有していることが認められた。From the results shown in FIG. 1, in the range of 500 to 1700 kHz which is the main broadcast frequency band of AM radio (the range between the chain lines in FIG. 1), the M obtained in the embodiment is obtained.
The rod core of n-Zn ferrite had a higher Q value than the rod core of the comparative example, and it was recognized that the rod core had excellent characteristics as a ferrite core for an antenna.
【0031】図2は、実施例および比較例の棒状フェラ
イト磁心について、周波数100〜5000kHzにお
ける、μ”の周波数依存性を示したものである。磁気特
性の測定は上記と同様の条件で行った。図中、●は実施
例の測定結果、○は比較例の測定結果をそれぞれ示す。FIG. 2 shows the frequency dependence of μ ″ for the bar-shaped ferrite cores of the example and the comparative example at a frequency of 100 to 5000 kHz. The measurement of the magnetic characteristics was performed under the same conditions as described above. In the figure, ● shows the measurement result of the example, and ○ shows the measurement result of the comparative example.
【0032】図2の結果より、比較例のフェライト磁心
は、損失を示すμ”の値が約2000kHzで最大とな
っているのに対して、実施例のものはμ”が5000k
Hz以上で最大となっており、μ”のピークが高周波側
にシフトしている。このことは、結晶粒径の細かい実施
例のフェライト磁心の磁気共鳴の周波数が比較例のフェ
ライト磁心の磁気共鳴の周波数よりも高周波側にシフト
していることを示している。From the results shown in FIG. 2, the ferrite magnetic core of the comparative example has the maximum value of μ ″ indicating the loss at about 2000 kHz, whereas the ferrite magnetic core of the embodiment has a μ ″ of 5000 kHz.
Hz, and the peak of μ ″ is shifted to the high frequency side. This indicates that the frequency of the magnetic resonance of the ferrite core of the example having a small crystal grain size is lower than that of the ferrite core of the comparative example. This indicates that the frequency is shifted to a higher frequency side than the frequency.
【0033】このため図1において、品質係数Q(=
μ’/μ”)については、実施例のフェライト磁心が比
較例に比べて大幅に高い値を示している。これらの結果
より、Mn-Znフェライトの平均結晶粒径を2.4μ
mと微細化することにより、磁気共鳴の周波数を高周波
域とすることができ、AMラジオの放送周波数帯域であ
る0.5〜1.7MHzの範囲で品質係数Qが10以上の
良好な特性が得られることがわかる。Therefore, in FIG. 1, the quality factor Q (=
μ ′ / μ ″), the ferrite core of the example shows a significantly higher value than the comparative example. From these results, the average crystal grain size of the Mn—Zn ferrite is 2.4 μm.
By reducing the size to m, the frequency of magnetic resonance can be set to a high frequency range, and good characteristics with a quality factor Q of 10 or more in the range of 0.5 to 1.7 MHz, which is the broadcast frequency band of AM radio, can be obtained. It can be seen that it can be obtained.
【0034】次に、上記実施例のフェライトについて相
対損失係数tanδ/μ'の周波数依存性を測定した。
相対損失係数tanδ/μ'は、品質係数Q=(μ')/
(μ'')の逆数であるtanδをμ'で割った数値で、
材料が同じであれば形状が変っても変化しない数値であ
り、材料固有の数値である。この相対損失係数tanδ
/μ'は小さければ小さいほど、材料固有の損失が小さ
いこととなる。図3に測定結果を示す。図3において、
実施例の測定結果は●で示され、測定結果◆で示すもの
は、実施例と同じ組成のフェライトを製造する際に10
00℃、4時間保持後、昇温速度180℃で本焼成して
得た、平均結晶粒径0.9μmの試料であり、他の実施
例に相当する。更に図3において比較例の測定結果は□
で他の比較例(実施例と同じ組成であるが、本焼成時に
1200℃で焼成して平均結晶粒径を10μmとした試
料)の測定結果は△で示す。Next, the frequency dependence of the relative loss coefficient tan δ / μ ′ was measured for the ferrite of the above example.
The relative loss factor tan δ / μ ′ is represented by a quality factor Q = (μ ′) /
(Μ ″) is the reciprocal of tan δ divided by μ ′,
If the material is the same, it is a numerical value that does not change even if the shape changes, and is a numerical value specific to the material. This relative loss coefficient tanδ
The smaller the value of / μ ', the smaller the material-specific loss. FIG. 3 shows the measurement results. In FIG.
The measurement results of the examples are indicated by ●, and those indicated by the measurement results Δ are 10% when a ferrite having the same composition as that of the example is manufactured.
A sample having an average crystal grain size of 0.9 μm obtained by main firing at a temperature increasing rate of 180 ° C. after holding at 00 ° C. for 4 hours and corresponds to another example. Further, in FIG.
The measurement results of other comparative examples (samples having the same composition as the example, but firing at 1200 ° C. at the time of main firing and having an average crystal grain size of 10 μm) are indicated by Δ.
【0035】図3より、周波数0.5〜1.5MHz(5
00〜1500kHz)において、各実施例のフェライ
トは各比較例のフェライトと比較して相対損失係数ta
nδ/μ'が小さくなっている。従って、周波数0.5〜
1.5MHzにおいて実施例のフェライトは、材料固有
の損失が小さく、アンテナの形状を最適化するならば、
損失が小さいアンテナを作成することが可能となること
がわかる。FIG. 3 shows that the frequency is 0.5 to 1.5 MHz (5 MHz).
(1500 kHz to 1500 kHz), the ferrite of each example was compared with the ferrite of each comparative example in terms of the relative loss coefficient ta.
nδ / μ ′ is small. Therefore, the frequency 0.5
At 1.5 MHz, the ferrite of the embodiment has a small material-specific loss, and if the shape of the antenna is optimized,
It can be seen that an antenna with small loss can be created.
【0036】図4は先の実施例のフェライト磁心と先の
比較例のフェライト磁心をAMラジオに搭載した場合の
S/N比の周波数特性を示す。図4に示す測定結果か
ら、500〜1700kHzの中波帯域において実施例
のフェライト磁心の方が比較例のフェライト磁心よりも
磁心の体積は約1/2であるにもかかわらず、5〜6d
BもS/N比が向上していることが明らかである。FIG. 4 shows the frequency characteristics of the S / N ratio when the ferrite core of the previous embodiment and the ferrite core of the comparative example are mounted on an AM radio. From the measurement results shown in FIG. 4, in the mid-wave band of 500 to 1700 kHz, the ferrite core of the example has a volume of about 1/2 that of the ferrite core of the comparative example, although the volume of the ferrite core is about 5〜.
It is clear that B also has an improved S / N ratio.
【0037】図5は実施例のフェライト磁心の厚さを2
mmに固定し、長さと幅を増減した場合の実効透磁率曲
線を示す。測定した周波数はAMラジオのほぼ中央の値
である1MHzである。ただし、図1の実効透磁率の周
波数特性からわかるように、実効透磁率は0.1〜2M
Hzまでほぼ一定値を示すため、図5のデータはAMラ
ジオで使用する周波数すべてに対応する。フェライト磁
心の長さを20〜70mm、幅を1〜8mmの範囲で調
整することで種々の実効透磁率を示すフェライトバーア
ンテナを製造できることがわかる。図5において曲線a
1は従来例磁心(2×8×34mmサイズの従来磁心)
と同一感度ラインを示し、曲線a2は従来例磁心と同一
体積ラインを示すが、図5において曲線a1よりも下側
の領域は感度低下領域であり、この領域に相当する長さ
と幅でアンテナ磁心を製造した場合に従来磁心(2×8
×34mmサイズの従来磁心)と比べても感度が低下す
る領域であり、図5において曲線a2よりも上の領域は
体積増大領域であり、この領域に相当する長さと幅でア
ンテナを製造した場合に、従来磁心(2×8×34mm
サイズの従来磁心)よりも体積が大きくなって小型化で
きない領域である。以上のことから、本発明のアンテナ
を製造する場合に、曲線a1と曲線a2とで挟まれる領域
のサイズでアンテナを製造することで従来の磁心よりも
体積が小さく、感度の高いアンテナを得られることが明
らかである。加えて、実効透磁率を40以上とする場合
は、数値の40を記入した曲線よりも上側の領域でアン
テナの幅と長さを設定すれば良い。以上のことから、実
行透磁率を40以上としてアンテナ感度を高め、形状の
工夫により良好なアンテナ感度を有し、更に機械強度も
考慮すると、棒状または板状の磁心の長さは30〜80
mmの範囲、磁心の厚さと幅は1〜5mmの間の範囲
(図5においては曲線a1と曲線a2と実行透磁率40を
示す曲線で囲まれた領域)で設定すると良いことが明ら
かである。FIG. 5 shows that the thickness of the ferrite core of the embodiment is 2
7 shows an effective magnetic permeability curve when the length and width are fixed to mm. The measured frequency is 1 MHz, which is approximately the center value of AM radio. However, as can be seen from the frequency characteristics of the effective magnetic permeability shown in FIG.
Since it shows a substantially constant value up to Hz, the data in FIG. 5 corresponds to all frequencies used in AM radio. It can be seen that a ferrite bar antenna having various effective magnetic permeability can be manufactured by adjusting the length of the ferrite core in the range of 20 to 70 mm and the width in the range of 1 to 8 mm. In FIG. 5, curve a
1 is a conventional core (2x8x34mm size conventional core)
5, the curve a2 shows the same volume line as that of the conventional magnetic core. In FIG. 5, the area below the curve a1 is the sensitivity reduction area, and the antenna core has a length and width corresponding to this area. When a conventional magnetic core (2 × 8
This is a region where the sensitivity is lower than that of the conventional magnetic core having a size of × 34 mm, and a region above the curve a2 in FIG. 5 is a region where the volume is increased, and the antenna is manufactured with a length and width corresponding to this region. The conventional magnetic core (2 × 8 × 34mm
This is a region where the volume is larger than that of the conventional magnetic core and cannot be reduced in size. From the above, when manufacturing the antenna of the present invention, by manufacturing the antenna with the size of the region sandwiched between the curves a1 and a2, it is possible to obtain an antenna having a smaller volume and a higher sensitivity than the conventional magnetic core. It is clear that. In addition, when the effective magnetic permeability is set to 40 or more, the width and length of the antenna may be set in a region above the curve in which the numerical value 40 is entered. From the above, the antenna sensitivity is increased by setting the effective magnetic permeability to 40 or more, the antenna sensitivity is improved by devising the shape, and the length of the rod-shaped or plate-shaped core is 30 to 80 in consideration of the mechanical strength.
It is clear that the range of mm and the thickness and width of the magnetic core should be set in the range of 1 to 5 mm (in FIG. 5, the area surrounded by the curves a1 and a2 and the curve indicating the effective magnetic permeability 40). .
【0038】図5において曲線a3は従来例磁心に対し
て1/2体積ラインであり、曲線a4は従来例磁心に対
して3倍の感度ラインであるが、曲線a1と曲線a3との
間の領域で長さと幅を設定してアンテナを製造するなら
ば、従来例磁心に対して体積は1/2以下、従来例磁心
に対して感度は優れたアンテナを得ることができる。ま
た、曲線a2と曲線a4との間の領域で長さと幅を設定し
てアンテナを製造するならば、従来例磁心よりも3倍以
上の感度を有し、体積は従来例磁心よりも少ないアンテ
ナを得られることがわかる。In FIG. 5, the curve a3 is a half volume line for the conventional magnetic core, and the curve a4 is a sensitivity line three times as large as the conventional magnetic core. If the antenna is manufactured by setting the length and width in the region, it is possible to obtain an antenna having a volume equal to or less than 1/2 with respect to the conventional magnetic core and having excellent sensitivity with respect to the conventional magnetic core. If the antenna is manufactured by setting the length and width in the region between the curve a2 and the curve a4, the antenna has three times or more the sensitivity and the volume is smaller than that of the conventional core. It turns out that it can obtain.
【0039】図6は実施例のフェライト磁心の厚さを2
mmに固定し、長さと幅を増減した場合の放射効率の値
を示す。フェライト磁心の長さを20〜70mm、幅を
1〜8mmの範囲で調整することで種々の放射効率を示
すフェライトバーアンテナを製造できることがわかる。
図6において、曲線a6は従来例磁心(2×8×34m
mサイズの従来磁心)と同一放射効率ライン、曲線a7
は従来例磁心と同一体積ライン、曲線a8は従来例磁心
に対して1/2体積ライン、曲線a9は従来例磁心の3
倍放射効率ラインを各々示すので、従来例磁心よりも体
積を小さくするためには図6において曲線a7よりも下
側の領域で長さと幅を設定する必要があり、従来例磁心
よりも高い放射効率を得るためには図6において曲線a
6よりも上側の領域で長さと幅を設定する必要があり、
従来例磁心よりも体積において1/2以下にするために
は図6において曲線a8よりも下側の領域で長さと幅を
設定する必要がある。すなわち、本実施例で作製したフ
ェライト磁心を用いた場合において、目標体積、感度を
与えるフェライト磁心の寸法を求めることができる。た
とえば、従来例磁心に対して1/2体積でかつ放射効率
が2倍、すなわち2倍感度となるには、フライト磁心の
幅が3.3mm以下でかつ長さが41mm以上必要であ
ることがわかる。FIG. 6 shows that the thickness of the ferrite core of the embodiment is 2
It shows the value of the radiation efficiency when the length and width were fixed and fixed to mm. It can be seen that a ferrite bar antenna exhibiting various radiation efficiencies can be manufactured by adjusting the length of the ferrite core in the range of 20 to 70 mm and the width in the range of 1 to 8 mm.
In FIG. 6, a curve a6 represents a conventional magnetic core (2 × 8 × 34 m
Same radiation efficiency line as m-size conventional magnetic core), curve a7
Is the same volume line as that of the conventional core, curve a8 is a half volume line of the conventional core, and curve a9 is 3 of the conventional core.
In order to make the volume smaller than that of the conventional magnetic core, it is necessary to set the length and width in a region below the curve a7 in FIG. To obtain efficiency, curve a in FIG.
It is necessary to set the length and width in the area above 6
In order to reduce the volume to 1 / or less of the volume of the conventional magnetic core, it is necessary to set the length and width in a region below the curve a8 in FIG. That is, when the ferrite core manufactured in the present embodiment is used, a target volume and a dimension of the ferrite core that gives sensitivity can be obtained. For example, it can be seen that the width of the flight core needs to be 3.3 mm or less and the length needs to be 41 mm or more in order to achieve 1/2 the volume and twice the radiation efficiency, that is, twice the sensitivity, of the conventional core.
【0040】図7は実施例のフェライト磁心の厚さを2
mmに固定し、長さと幅を増減した場合の反磁界係数の
値を示す。フェライト磁心の長さを20〜70mm、幅
を1〜8mmの範囲で調整することで種々の反磁界係数
を示すフェライトバーアンテナを製造できることがわか
る。図7において、曲線a10は従来例磁心(2×8×3
4mmサイズの従来磁心)と同一反磁界係数ライン、曲
線a11は従来例磁心と同一体積ライン、曲線a12は従来
例磁心に対して1/2体積ライン、曲線a13は従来例磁
心の3倍反磁界係数ラインを各々示すので、従来例磁心
よりも体積を小さくするためには図7において曲線a11
よりも下側の領域で長さと幅を設定する必要があり、従
来例磁心よりも高い反磁界係数を得るためには図7にお
いて曲線a10よりも上側の領域で長さと幅を設定する必
要があり、従来例磁心よりも体積において1/2以下に
するためには図7において曲線a12よりも下側の領域で
長さと幅を設定する必要があるとともに、従来例磁心よ
りも3倍以上の感度を得るためには図7において曲線a
13よりも上側の領域で長さと幅を設定する必要があり、
更に反磁界係数を0.03以上とするために図7に示す
0.03の曲線の上になるようにMn-Znフェライトの
長さと幅を設定すれば良い。また図7から、従来例磁心
に対して1/2体積で2倍感度となる反磁界係数Nが
0.024であることがわかる。このN=0.024の
形状でかつμerが40以上であれば、従来例磁心に比べ
て、約2倍の感度が期待できる。フェライトの透磁率μ
rはμr=μer(1+μrN−N)で表わすことができ、
このときのμrは700となる。さらに、図3に示され
ている比較例のtanδ/μ'の最小値である9×10-5よ
りも小さいことがフェライト材料として望ましいことか
ら、1/tanδの値としては20以上あることが必要と
なる。FIG. 7 shows that the thickness of the ferrite core of the embodiment is 2
The value of the demagnetizing coefficient when the length and width are fixed to mm is shown. It can be seen that by adjusting the length of the ferrite core in the range of 20 to 70 mm and the width in the range of 1 to 8 mm, ferrite bar antennas exhibiting various demagnetizing coefficients can be manufactured. In FIG. 7, a curve a10 represents a conventional magnetic core (2 × 8 × 3).
The same demagnetizing factor line as that of the conventional magnetic core of 4 mm size, the curve a11 is the same volume line as that of the conventional core, the curve a12 is a 1/2 volume line with respect to the conventional core, and the curve a13 is the triple demagnetizing field of the conventional core. Since the coefficient lines are shown, in order to make the volume smaller than that of the conventional magnetic core, the curve a11 in FIG.
It is necessary to set the length and the width in the region below, and to obtain a higher demagnetizing factor than the conventional magnetic core, it is necessary to set the length and the width in the region above the curve a10 in FIG. There is a need to set the length and width in a region below the curve a12 in FIG. 7 in order to make the volume less than half the volume of the conventional core, and more than three times the conventional core. To obtain sensitivity, curve a in FIG.
You need to set the length and width in the area above 13
Further, in order to set the demagnetizing factor to 0.03 or more, the length and width of the Mn-Zn ferrite may be set so as to be on the curve of 0.03 shown in FIG. FIG. 7 also shows that the demagnetizing factor N, which is twice as sensitive in a half volume as the conventional magnetic core, is 0.024. If the shape of N is 0.024 and μer is 40 or more, about twice the sensitivity can be expected as compared with the conventional magnetic core. Ferrite permeability μ
r can be represented by μr = μer (1 + μrN−N),
Μr at this time is 700. Furthermore, since it is desirable for the ferrite material to be smaller than 9 × 10 −5 which is the minimum value of tan δ / μ ′ in the comparative example shown in FIG. 3, the value of 1 / tan δ may be 20 or more. Required.
【0041】以上の如く図5と図6と図7に示す測定結
果から、従来例磁心を超える実効透磁率と放射効率と反
磁界係数を得るためには、棒状または板状磁心の長さを
30〜70mm、厚さまたは幅を5mm以下の範囲とす
ることが好ましいことが明らかである。但し、長さに関
して言えば、長い方がアンテナとしての特性を得易いの
で、80mmまでは許容することができるが、80mm
を超えて長いアンテナとするとフェライトの本来する脆
さから折損のおそれを生じ、長さが30mm未満ではア
ンテナとしての感度が低くなるので長さは30〜80m
mの範囲が好ましい。更に、厚さと幅においては従来例
磁心を考慮して5mm以下の範囲が好ましいのである
が、1mmを下回る厚さと幅では折損のおそれがあるの
で、1〜5mmの範囲が好ましい。これらの範囲内にお
いても、アンテナとしての機械的強度と感度を両立する
ために更に好ましいのは、長さ40〜60mm、厚さま
たは幅が2〜3mmの範囲である。As described above, from the measurement results shown in FIGS. 5, 6 and 7, in order to obtain an effective magnetic permeability, radiation efficiency and demagnetizing coefficient exceeding the conventional core, the length of the rod-shaped or plate-shaped core is required. It is clear that it is preferable to set the thickness to 30 to 70 mm and the thickness or the width to 5 mm or less. However, in terms of the length, the longer the antenna, the easier it is to obtain the characteristics as an antenna.
If the length of the antenna is longer than 30 mm, there is a risk of breakage due to the inherent brittleness of the ferrite, and if the length is less than 30 mm, the sensitivity as an antenna is reduced.
The range of m is preferred. Further, the thickness and the width are preferably in the range of 5 mm or less in consideration of the conventional magnetic core, but the thickness and the width of less than 1 mm are liable to breakage, so that the range of 1 to 5 mm is preferable. Even within these ranges, a range of 40 to 60 mm in length and a thickness or width of 2 to 3 mm is more preferable for achieving both mechanical strength and sensitivity as an antenna.
【0042】図8は実施例のアンテナの磁心を構成する
Mn-Znフェライトにおける透磁率の実数部(μ’)
の結晶粒径依存性と、tanδ/μの値の結晶粒径依存
性を示す。アンテナにおいて放射抵抗の向上と銅損の低
減には実効透磁率を高めることが必要である。また、鉄
損の低減にはtanδの低減が必要である。従って材料
特性としてはμが高く、tanδの値が小さいことが必
要になる。つまり、tanδ/μの値が小さいほど良好
であると言える。図8に示す結晶粒径依存性から本発明
に用いるMn-Znフェライトのtanδ/μの値は結
晶粒径の微細化により減少する傾向があり、結晶粒径約
5μmで従来のMg-Cu-Znフェライトと同程度の値
となることがわかる。FIG. 8 shows the real part (μ ′) of the magnetic permeability of the Mn—Zn ferrite constituting the magnetic core of the antenna of the embodiment.
And the dependence of the value of tan δ / μ on the crystal grain size. In the antenna, it is necessary to increase the effective magnetic permeability in order to improve the radiation resistance and reduce the copper loss. In addition, reduction of tan δ is necessary for reduction of iron loss. Therefore, it is necessary that the material properties have a high μ and a small value of tan δ. In other words, it can be said that the smaller the value of tan δ / μ, the better. From the crystal grain size dependence shown in FIG. 8, the value of tan δ / μ of the Mn—Zn ferrite used in the present invention tends to decrease due to the refinement of the crystal grain size. It can be seen that the value is about the same as that of Zn ferrite.
【0043】図8に示す結晶粒径依存性から従来磁心よ
りも良好なtanδ/μの値を得るためには、結晶粒径
を4μm以下にすることが必要であり、従来磁心の1/
2レベル以下にするためには、平均結晶粒径を3.5μ
m以下にする必要があることが判明した。また、tan
δ/μの値の最低値は結晶粒径2μmにあり、それ以上
粒径を小さくしても逆にtanδ/μの値は上昇する傾
向にあるので、粒径4μm以下の範囲においても0.5
〜3.5μmの範囲が好ましい。In order to obtain a better value of tan δ / μ than the conventional magnetic core from the crystal particle size dependency shown in FIG. 8, the crystal particle size must be 4 μm or less, which is 1/1 of the conventional magnetic core.
To reduce the average crystal grain size to 3.5 μm or less,
m was found to be necessary. Also, tan
The minimum value of δ / μ is at the crystal grain size of 2 μm, and the value of tan δ / μ tends to increase even if the particle size is further reduced. 5
The range is preferably from 3.5 to 3.5 μm.
【0044】[0044]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、F
eOとMnOとZnOを主成分とするか、Fe2O3 5
2〜57mol%、MnO 23〜45mol%、およ
びZnO 5〜20mol%を主成分とし、平均結晶粒
径4μm以下のMn-Znフェライトからなり、1.7M
Hzの実効透磁率を40以上とした棒状または板状の磁
心とコイルを具備してなるので、従来のNi-Znフェ
ライトやNi-Cu-Znフェライト等の従来材料からな
るアンテナより高い透磁率が得られ、また、平均結晶粒
径を4μm以下に微細化することによって、磁壁共鳴の
周波数を中波域よりも高周波側にするとともに、AMラ
ジオの放送周波数帯域における鉄損が低減されたアンテ
ナが得られる。このアンテナを構成するMn-Znフェ
ライトはAMラジオの放送周波数帯域を含む周波数0.
5〜1.9MHzにおける磁性材料の品質係数Qが十分
に高いものであり、小型化しても良好な感度が得られる
という利点を有している。As described above, according to the present invention, F
eO, MnO and ZnO as main components or Fe 2 O 3 5
It is composed of Mn-Zn ferrite having a main component of 2 to 57 mol%, 23 to 45 mol% of MnO, and 5 to 20 mol% of ZnO and having an average crystal grain size of 4 μm or less.
Since it is equipped with a rod-shaped or plate-shaped core and a coil having an effective magnetic permeability of 40 or more in Hz, the magnetic permeability is higher than that of an antenna made of a conventional material such as a conventional Ni-Zn ferrite or Ni-Cu-Zn ferrite. Further, by reducing the average crystal grain size to 4 μm or less, the antenna in which the domain wall resonance frequency is set to a higher frequency side than the medium wave range and the iron loss in the broadcast frequency band of AM radio is reduced. can get. The Mn-Zn ferrite constituting this antenna has a frequency of 0.1 including the broadcast frequency band of AM radio.
The quality factor Q of the magnetic material at 5 to 1.9 MHz is sufficiently high, and has an advantage that a good sensitivity can be obtained even if the size is reduced.
【0045】次に、磁心の反磁界係数が0.03である
ならば、中波放送用として良好な感度を有するアンテナ
を提供することができる。本発明のアンテナを構成する
Mn-Znフェライトとして水熱合成法で得られた原料
粉末から製造されたものであるならば、結晶粒径を微細
化することが容易にできるので、tanδの値を小さく
して鉄損を少なくすることができ、これにより放射効率
係数を良好な値として感度の優れたアンテナを得ること
ができる。従って本発明によれば、小型携帯機器用の中
波放送用アンテナとして小型で感度の良好なものを提供
することができる効果がある。Next, if the demagnetizing factor of the magnetic core is 0.03, it is possible to provide an antenna having good sensitivity for medium wave broadcasting. If the Mn-Zn ferrite constituting the antenna of the present invention is manufactured from a raw material powder obtained by a hydrothermal synthesis method, the crystal grain size can be easily reduced, so that the value of tan δ is reduced. It is possible to reduce the iron loss by making the antenna smaller, thereby obtaining an antenna with excellent sensitivity with a good radiation efficiency coefficient. Therefore, according to the present invention, there is an effect that it is possible to provide a small-sized antenna having good sensitivity as a medium-wave broadcasting antenna for a small portable device.
【図1】 実施例および比較例のアンテナ用フェライト
磁心の透磁率μer、品質係数Qの周波数依存性を示した
グラフである。FIG. 1 is a graph showing frequency dependence of permeability μer and quality factor Q of ferrite cores for antennas of an example and a comparative example.
【図2】 実施例および比較例のアンテナ用フェライト
磁心の透磁率μ”の周波数依存性を示したグラフであ
る。FIG. 2 is a graph showing the frequency dependence of the magnetic permeability μ ″ of the ferrite cores for antennas of the example and the comparative example.
【図3】 実施例および比較例のアンテナ用フェライト
磁心の相対損失係数の周波数依存性を示したグラフであ
る。FIG. 3 is a graph showing the frequency dependence of the relative loss coefficient of the ferrite cores for antennas of the example and the comparative example.
【図4】 実施例および比較例のアンテナのS/N比の
周波数特性を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing frequency characteristics of S / N ratios of the antennas of the example and the comparative example.
【図5】 実施例のアンテナ用フェライト磁心において
厚さを2mmに固定した場合の実効透磁率に対する長さ
と幅の依存性を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the dependency of the length and width on the effective magnetic permeability when the thickness is fixed to 2 mm in the ferrite core for an antenna of the example.
【図6】 実施例のアンテナ用フェライト磁心において
厚さを2mmに固定した場合の放射効率に対する長さと
幅の依存性を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the dependence of the length and width on the radiation efficiency when the thickness is fixed at 2 mm in the ferrite core for an antenna of the example.
【図7】 実施例のアンテナ用フェライト磁心において
厚さを2mmに固定した場合の反磁界係数に対する長さ
と幅の依存性を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing the dependence of the length and width on the demagnetizing factor when the thickness is fixed to 2 mm in the ferrite core for an antenna of the example.
【図8】 実施例のアンテナ用フェライト磁心において
μ’とtanδ/μの値の結晶粒径依存性を示すグラフ
である。FIG. 8 is a graph showing the crystal grain size dependence of μ ′ and tan δ / μ in the ferrite core for an antenna of the example.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 牧野 彰宏 東京都大田区雪谷大塚町1番7号 アルプ ス電気株式会社内 (72)発明者 中川 昇 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Akihiro Makino 1-7 Yukitani Otsuka-cho, Ota-ku, Tokyo Alps Electric Co., Ltd. (72) Inventor Noboru Nakagawa 6-7-35 Kitashinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Sony Corporation
Claims (7)
し、平均結晶粒径4μm以下のMn-Znフェライトか
らなり、1.7MHzの実効透磁率を40以上とした棒
状または板状の磁心とコイルを具備してなることを特徴
とする中波放送用アンテナ。1. A rod-shaped or plate-shaped core made of Mn-Zn ferrite having Fe 2 O 3 , MnO, and ZnO as main components and having an average crystal grain size of 4 μm or less, and having an effective magnetic permeability of 1.7 MHz of 40 or more. And a coil.
23〜45mol%、およびZnO 5〜20mol
%を主成分とし、平均結晶粒径4μm以下のMn-Zn
フェライトからなり、1.7MHzの実効透磁率を40
以上とした棒状または板状の磁心とコイルを具備してな
ることを特徴とする中波放送用アンテナ。 2. 52 to 57 mol% of Fe 2 O 3 , MnO
23-45 mol%, and ZnO 5-20 mol
% As a main component and Mn—Zn having an average crystal grain size of 4 μm or less.
Made of ferrite, the effective permeability of 1.7MHz is 40
A medium wave broadcasting antenna comprising the above-described rod-shaped or plate-shaped magnetic core and a coil.
が0.03以下であることを特徴とする請求項1に記載
の中波放送用アンテナ。3. The medium wave broadcasting antenna according to claim 1, wherein the bar-shaped or plate-shaped magnetic core has a demagnetizing factor of 0.03 or less.
0kHz〜1.7MHzの帯域において、初透磁率が7
00以上であり、かつ、1/tanδが20以上である
ことを特徴とする請求項1または2記載の中波放送用ア
ンテナ。4. A frequency 50 of the rod-shaped or plate-shaped magnetic core.
In the band of 0 kHz to 1.7 MHz, the initial permeability is 7
The antenna for medium wave broadcasting according to claim 1 or 2, wherein 1 / tan δ is 20 or more.
aO 0.01〜0.1wt%、およびTa2O5 0.0
2〜0.2wt%からなる群から選ばれる少なくとも1
種の添加物を含んでなることを特徴とする請求項1〜3
のいずれかに記載の中波放送用アンテナ。5. SiO 2 0.01-0.03 wt%, C
aO 0.01 to 0.1 wt%, and Ta 2 O 5 0.0
At least one selected from the group consisting of 2 to 0.2 wt%
4. A method according to claim 1, wherein said additive comprises a seed additive.
The medium wave broadcast antenna according to any one of the above.
て、水熱合成法によって製造されたFe2O3とMnOと
ZnOを主成分とした原料粉末が用いられてなることを
特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の中波用アン
テナ。6. A raw material powder of Fe 2 O 3 , MnO, and ZnO produced by a hydrothermal synthesis method as a main material of the Mn—Zn ferrite. The antenna for medium waves according to any one of claims 1 to 5.
〜80mm、厚さまたは幅が1〜5mmであることを特
徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の中波用アンテ
ナ。7. The rod-shaped or plate-shaped magnetic core has a length of 30.
The medium wave antenna according to any one of claims 1 to 6, wherein the antenna has a thickness of 1 to 80 mm and a thickness or a width of 1 to 5 mm.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10150315A JPH11345708A (en) | 1998-05-29 | 1998-05-29 | Antenna for medium wave broadcasting |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10150315A JPH11345708A (en) | 1998-05-29 | 1998-05-29 | Antenna for medium wave broadcasting |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11345708A true JPH11345708A (en) | 1999-12-14 |
Family
ID=15494345
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10150315A Pending JPH11345708A (en) | 1998-05-29 | 1998-05-29 | Antenna for medium wave broadcasting |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11345708A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1624526A1 (en) * | 2004-08-06 | 2006-02-08 | Kaschke KG GmbH & Co. | Antenna device comprising a magnetisable core |
JP2006332729A (en) * | 2005-05-23 | 2006-12-07 | Neomax Co Ltd | Antenna |
JP2007043621A (en) * | 2005-08-05 | 2007-02-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Antenna device and manufacturing method thereof |
-
1998
- 1998-05-29 JP JP10150315A patent/JPH11345708A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1624526A1 (en) * | 2004-08-06 | 2006-02-08 | Kaschke KG GmbH & Co. | Antenna device comprising a magnetisable core |
JP2006332729A (en) * | 2005-05-23 | 2006-12-07 | Neomax Co Ltd | Antenna |
JP4631536B2 (en) * | 2005-05-23 | 2011-02-16 | 日立金属株式会社 | antenna |
JP2007043621A (en) * | 2005-08-05 | 2007-02-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Antenna device and manufacturing method thereof |
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