JPS62122401A - ジグザグアンテナ導体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、ジグザグアンテナ導体に関するものである
。

（従来の技術） 従来、アンテナを小型化したいという要求は非常に強い
ものであったが、従来の直線状のアンテナ素子の概念で
は、これらの要求を満たすだけの適切な方法が見いだせ
ず、やむを得ず大きなアンテナを使用しなければならな
かった。

特に使用周波数が低い、長・中・短波帯においては波長
が長いためアンテナが大型化し、中には１００ｍを越す
ような大型のアンテナを建設する必要もあり、非常に不
経済であった。

又、その他の周波数帯域においてもアンテナの大きさが
問題になることは多いが、これまでの技術では大した小
型化はできなかった。

（発明が解決しようとする問題点） そこでこの発明は、従来の直線状のアンテナ素子の概念
を一掃し、アンテナ素子の導体をアンテナの電流が流れ
る方向に、使用電波の波長に比べ十分小さい間隔で小刻
みにジグザグ、カーブ又は矩形状に折り曲げることによ
って、アンテナ軸にそった波長が、自由空間波長に比べ
著しく短縮するという新たな性質を発見したので、その
性質を応用してアンテナの小型化を実現したものである
。

（問題点を解決するための手段） 以下、この発明の一実施例を図面に従って説明すると、
使用電波の波長に比べ十分短い間隔でジグザグ、カーブ
又は矩形に折り曲げた導体をアンテナに使用することに
よって、アンテナを小型に構成できる。

しかし、大電力送信のような特殊な場合、折り返しの幅
・間隔・導体の太さなどは、導体に流れる電流に対する
電流容量及び折り返した隣り同志の導体との電位差に対
する耐電圧などによって制約を受ける。

尚、この発明の基本形状を分かり易い形の一例として、
ダイポールアンテナの場合を示すと、ノコギリ刃型、正
弦波型、矩形波型、逆戻り矩形波型、逆戻りノコギリ刃
型、片留め型等であり、アンテナ導体の断面形状は柱状
（円柱、三角柱、四角柱）平板状、筒状（円筒、三角筒
、四角筒）、コの字状、弧状状、渦巻き状、錐体状、そ
して任意の形状であっても小型化が可能である。

また、リアクタンス挿入型のものとしてはジグザグ導体
のジグザグの一部または交互に、コイル又はコンデンサ
ーのような集中定数素子を挿入し、アンテナインピーダ
ンスの調整及び機械加工性の向上などの目的に使用する
。

（発明の効果） この発明による効果を確認するため多数の実験を行った
が、その代表的なものを示し、この発明の効果を以下説
明する。

■利得とアンテナ軸面内の指向特性 第１図は、電気長が半波長双極子になるよう調整した場
合の、この発明と従来の素子を、利得とアンテナ軸面内
の指向特性について比較したデータであるが、これによ
ると、電気的特性において従来のものとほぼ同等の特性
であるにもかかわらず、機械的長さにおいて従来のもの
に比べ大幅に小型化できることを示している。

但し、余り密に折り返すと交差偏波エネルギーが増加す
る、ヌルポイントの落ち込みが少ない、導体の抵抗損が
増える等の理由により利得が低下する。

■アンテナ軸に垂直な指向特性 この発明のアンテナ軸に垂直な指向特性は、基本的に従
来のものと同等の無指向性円形パターンであるが、ジグ
ザグの幅によっては僅かに変形する場合がある。

■入力インピーダンス 第２図は、アンテナ素子長を同じ長さに統一したこの発
明と従来のものを入カイ、ンピーダンスの周波数特性に
ついて比較したものである。

このデータから、この発明は、従来のものに比べ同調点
が著しく低い周波数に移行しておりアンテナの小型化が
可能であることを示している。

尚、この実験方法は、広い周波数帯域のデータを測定す
るため、十分広い接地板上に垂直に立てたモノボールア
ンテナから、素子単体の基本的入力インピーダンスを測
定したものであるが、これらの抵抗値を２倍すると双極
子に換算することができる。

次に、第３図は、同調周波数がほぼ同等で、素子の機械
的長さが約１／３のこの発明と、従来のものの人力イン
ピーダンスを比較したものであるが、１７４波長同調周
波数付近のインピーダンスについては、両者共はぼ同等
なインピーダンスカーブであることが分かり、アンテナ
を小型化しても従来のものと同様な扱いができることを
示している。

更に、第４図は、この発明における折り返しの幅、角度
および長さに対するアンテナの小型化の効果（短縮効果
）をグラフに示したものであるが、幅が広く密に折り返
すほどアンテナを小型化できることを示している。

■色々な形状の素子の特性 この発明は、いずれの形状においてもほぼ同様なアンテ
ナの小型化が可能であるが、リアクタンス挿入型におけ
る集中定数素子の部分においては顕著な小型化は認めら
れなかった。

■理論解析 現在のところ、明確な理論解析は確立できていないが、
次のような推論にもとすいて実験による現象の内でを利
な特性を実用化したものである。

（１）素子の機械的長さに対し導線が長いため、進行波
電流は導体にそって流れるが、放射電界は素子の軸方向
に分布したものの合成電界になる。

（２）ジグザグに折り返した隣り合った導体同志は容量
性で、ジグザグの折り返し先端部は誘導性のりアクタン
スになるので、素子全体にコンデンサーとコイルの並列
回路が分布した構成になり、見掛け上は長い線路と同等
な分布定数線路になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明と従来のものとの指向特性を比較し
た図、第２図は、アンテナ素子長を同じ長さに統一した
この発明と、従来のものを入力インピーダンスの周波数
特性について比較したグラフであり、第３図は、同調周
波数がほぼ同等で、素子の機械的長さが約１／３のこの
発明と、従来のものの入力インピーダンスを比較したグ
ラフ図、第４図は、この発明における折り返しの幅、角
度および長さに対するアンテナの小型化の効果（短縮効
果）を示したグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 使用電波の波長に比べ十分短い間隔でジグザグ、カーブ
   又は矩形に折り曲げた導体をアンテナに使用することを
   特徴とするジグザグアンテナ導体。