JPS62290201A - 無線受信機用同調回路 - 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】 ３、発明の詳細な説明 〈産業上の利用分野〉 本発明はバーアンテナを用いた無線受信機の同調回路に
関し、特に商品としての性質上、受信機本体を一定の方
向乃至姿勢に付けたなら、バーアンテナだけを任意方向
に動かすことはできないよ−うな無線受信機、換言すれ
ば本体に対してバーアンテナが機械的に可動不能に固定
されている無線受信機に有効な同調回路に関する。

〈従来の技術〉 無線受信機における同調回路は１個々の具体的な製品に
おいてはかなり複雑に組まれたものもあるが、原理的に
はＬＣ共振回路に集約され、インダクタとキャパシタと
を並列または直列に接続し、それらインダクタンスとキ
ャパシタンスの中、いづれか一方または双方、一般には
簡単なことからキャパシタンスを可変にすることで目的
の周波数の電波を選別する。極めて特殊な受信機によっ
ては、対象とする周波数が予め定められた一波のときも
あるが、そうした場合にはもちろん。

設計の段階でキャパシタの値が選定され、以後の可変機
能は持つ必要がない、　　　　゛しかるに従来、こうし
た同調回路の当該インダクタ部分に、小型な割に高性能
なことから、直接に２・ヘーアンテナを使用したものが
出回っている。

そのようにした代表的な無線受信機がいわゆるラジオで
ある。

／ヘーアンテナ自体はもちろん周知であり、またそれを
用いた同調回路自体も周知であるが、あえて第４図にそ
うした同調回路を用いた無線受信機１０の原理的な構成
を示し説明すると、バーアンテナ２１は一般にフェライ
ト等の高透磁率材料のコア２２の周囲にコイル２３を巻
回して成り、当該コイル２３に一般に並列にキャパシタ
２４が抱かされて並列共振回路が構成され、当該キャパ
シタ２４のキャパシタンスが使用者により可変にされる
ことで複数の周波数の中の一波を選別可能な同調回路２
０が構成されている。

キャパシタ２４のキャパシタンス可変操作は、当該キャ
パシタ２４を機械的に可動ないわゆるバリコンとして構
成することでなす場合や、電子同調と呼ばれるように、
可変容量ダイオード等を用いて行なわれる場合があるが
、いづれにしても原理的には第４図に示される通りと考
えて良い。

このような同調回路２０の共振出力は、後続の検波回路
３０に入力され、ここで同ＴＡ電波中に含まれている情
報が抽出された後、適当なる増幅回路３１を介してスピ
ーカ、・イヤホン等の電気音響変換手段による音響出力
部４０から音波として使用者に伝えられて行く。

なお、同調回路２０の出力は、バーアンテナ２１の占ア
２２に巻回された二次コイルからインピータンス変換し
て取出すようにし、共振ループとは磁気的に結合させる
だけで電気的には絶縁した構成のものもあるが、これと
て等価的には第４図に示すものに置き代えて考えること
ができる。

また、例えばポケットベル等にあっては、使用者がその
都度、キャパシタ２４を可変操作する必要はないから、
そのｙＡ整ノブ等は受信機筺体内に収められていること
もあるし、さらに特殊な受信機にあっては、単一の周波
数のみを対象とするがために、キャパシタ２４は設計的
に定められた固定キャパシタとされることもある。

〈発明が解決しようとする問題点〉 上記したように、バーアンテナを用いた無線受信機にお
いては、実際上、そのバーアンテナの指向特性が問題に
なる場合が多い。

良く知られているように、この種のバーアンテナは、原
則としてバー（コア）の伸びる方向に最大感度を示し、
それに直交する方向には最低感度ないしナル点を示す８
の字型の水平面内指向特性を持つ。一方の最大感度方向
をＯｏとすれば他方は当然、　１８０”となる。

したがってこうしたバーアンテナでは、その本質から言
って、常に良好な受信状態を確保しようとするなら、当
該バーアンテナの方向ないし姿勢は、そのときどきで同
調を採った電波の到来方向に合せてその都度変えてやら
ねばならない筈である。そうでないと、同調を変える度
に受信感度が大きく変動し、極めて不愉快な思いをする
。

しかし、受信機本体に対し、八−アンテナが機械的に可
動不能に固定されている場合には、上記のことは結局、
その度毎に無線受信機自体の方向や姿勢を変えなければ
ならないことを意味し、これは実際−ヒ１面倒なだけで
なく、不可能なことすらある。

そこで従来からも、この対策として、バーアンテナを受
信機本体に対して可動にしようとの提案がなされた。受
信機本体は動かすことなく、バーアンテナのみ、方向や
姿勢が変えられるようにするのである。しかし、こうし
た対策も実際上、その受信機が商品としてどういう性質
のものであるかによって適用し得ないことが多い。

例えばその無線受信機が携帯用のラジオであったとしよ
う、した場合、上記の対策は二つの理由から採用するこ
とができない。

まず第一に、こうした携帯用のラジオは使用者が歩きな
がら身に付けて使用することも多く、そうした使用条件
下では到来電波に対する無線受信機の方向は頻繁に変動
し、したがって例え、バーアンテナが構造的に方向可変
に作られていても、−々方向を変えながら歩く等は現実
性のないものとなる。

第二に、昨今の携帯用ラジオでは、ポケットラジオとも
呼ばれるように、極めて小型なものが市場に供されてい
る。こうしたものでは、極力、外部の突出部分はなくそ
うとか、あるいはまた小型であることの印象を崩さない
ように等の意匠的な観点から、性能以前の問題として、
バーアンテナは本体に内蔵されることが必須とされがち
である。したがって当然のこととして、こうした無線受
信機においては、バーアンテナは使用者により姿勢可変
にはできないことになる。

本発明はこうした従来の実情に鑑みて成されたもので、
それ自体の性能としては優れているバーアンテナを用い
た同調回路にあって、当該バーアンテナであるかゆえの
指向特性の鋭さを補い、簡単な構成により指向特性の広
角化を図らんとしたものである。

く問題点を解決するための手段〉 本発明は上記目的を達成するため１次のような構成の無
線受信機用同調回路を提供する。

バーアンテナのコイルとキャパシタとで共振回路を構成
し、その共振出力が後続の検波回路に与えられる主同調
回路と； 該主同調回路の上記バーアンテナに対し近接して、ただ
し幾何的に角度を置いた関係で配置された第二のバーア
ンテナと、該第二のバーアンテナのコイルに接続されて
受動的な共振閉ループを構成するキャパシタとから成る
副共振回路と；を有する無線受信機用同調回路。

（作　用〉 本発明の構成による同調回路は、端的に言えば従来の同
調回路に相当する主同調回路に対し、受動素子のみから
成る副共振回路を追加したことにある。

しかるに、このような同調回路においては、主同調回路
に用いられているバーアンテナの指向特性の狭さは、副
共振回路に用いられている第二のバーアンテナがこれを
補うものとなる。

現在同調している電波の到来方向が、主同調回路のバー
アンテナの指向特性に関し望ましい方向であれば、従来
の無線受信機におけると同様、当該主同調回路が望まし
い感度を示す。その場合にはもちろん、本発明により追
加された副共振回路は特に有意の機能を示す必要がない
。

一方、現在受信している電波の到来方向が、主同調回路
のバーアンテナに関しては望ましくない方向からのもの
であった場合、当然のことながら、この主同調回路に関
しては有意の感度を見込めないことになる。

しかし、このときには、当該主同調回路中の八−アンテ
ナに対し、＊何的に角度を置いて配されている第二のバ
ーアンテナに関しては、当該電波の到来方向が少なくと
もある程度以上の感度を示す方向となり得る。

したがって、この第二のバーアンテナを含んで構成され
ている副共振回路中には共振電流が流れ、ために当該第
二のバーアンテナの周囲にはそれに伴う電磁場の変化が
生ずる。

すると、この第二のバーアンテナは、主同調回路中のバ
ーアンテナに関し近接して配されてもいるので、当該主
同調回路中のバーアンテナに誘導信号が発生し、これが
後続の検波回路に与えられるため、結果として無線受信
機全体としての実効的な指向特性が広められたことにな
る。

こうした本発明の基本作用から大れば、顕かなように、
一般に最も望ましいと考えられる二つのバーアンテナ相
互の角度関係は９０°である。一方のバーアンテナにあ
っては不惑帯ないしナル点が割り込む９０°、２７０°
方向に他方のバーアンテナの最大感度方向が位置するか
らである。

しかし、本出願人の実験によれば、確かに直交関係が最
も望ましいものの、そうでなく、もっと鋭角的ないし鈍
角的な関係においても、本発明による副共振回路の設け
られていない従来同調回路に比せば、実効的な感度指向
特性が改善されることも確認されている。したがって本
発明の要旨構成はそうした場合をも含むのである。

また、上記メカニズムからすれば、主同調回路における
同調の採り方が、最も一般的に考えられるように、バー
アンテナのコイルに並列に抱かされたキャパシタを可変
キャパシタ（いわゆるバリコン構成や電子同調を含む）
で構成し、これを調整することによりなすようにした場
合、副共振回路中に設けられる本ヤパシタも同様に可変
キャパシタで構成し、主同調回路も副共振回路も、共に
そのときどきで希望する同一の周波数にチューニングす
るのが最も望ましい。この場合、両キャパシタは連動型
となっていて、使用者は一つの摘みで双方を可変できる
のが便利であるが、独立に操作可能なものでも良い。

このようにしたときには、この種無線機における原則通
り、周波数選択度を高める意味から、主同調回路はもと
より、副共振回路の共振係数Ｑも高い方が良いと言える
。

しかし逆に、本発明において副共振回路を設けることの
意味は、上記のように受信機としての実効的な指向特性
の広角化に主としであるため、この副共振回路の共振係
数Ｑは、必ずしも主同調回路に要求される程には高くな
くて良い場合もある。

むしろより積極的に、主同調回路の同調周波数に副共振
回路のそれが逐一追随するのではなく、主同調回路の対
象周波数範囲を全体として力／ヘ一できる程度に意図的
に副共振回路のＱを下げた上で、当該副共振回路中のキ
ャパシタのキャパシタンスをある設計値に固定しても良
い。実際上、本出願人の実験によればそれで十分機能す
る場合が認められた。

さらに、受信機周波数を頻繁に変える必要のない受信機
の場合には、主同調回路における可変キャパシタの操作
ノブも、使用者は操作できない受信機筺体内に収めたり
、操作できるにしても不測にノブが動かないように、適
当なる工具等を使って始めて、キャパシタ値が可変にで
きるようにして良いことはもちろん、さらに特殊な受信
機において、特定の周波数のみを受信機対象とするよう
な場合には、当然、主同調回路のキャパシタンスも設計
的に定められたある特定の値に固定であって良い。

なお、主同調回路中のバーアンテナに対する副共振回路
中の第二バーアンテナの近接距離や位置関係等は、木質
的には設計的な事項であり、望ましい結合関係を示す位
置を見い出せば良い、ただし、要すれば第二のバーアン
テナのコイルの一部分を主同調回路のコアに巻回して、
より密な結合を図っても良い。

最後に、上記からすれば理解されるように、主同調回路
に用いられているバーアンテナと副共振回路に用いられ
ているバーアンテナとは、寸法的、特性的に全く同じで
なければならないことも必ずしもない。それらは主同調
回路と副共振回路の各々においてそれぞれのアンテナコ
イルに組合せるキャパシタのキャパシタンス等と相関の
ある設計事項である。

〈実　施　例） 第１図には本発明に即して構成された同調回路６０を有
する無線受信機５０が示されている。

本発明による同調回路６０は、主同調回路８０と副共振
回路７０とから構成されるが、主同調回路８０の構成は
実質的には先に第４図に即して説明した従来例と同様な
いし同一の構成で良い。

すなわち、望ましくはフェライト等の高透磁率材料製の
コア８２と、このコア８２に巻回されたコイル８３とで
バーアンテナ８１が構成され、さらにキャパシタ８４に
より共振回路が構成されている。

図示の場合には、これも先の従来例と同様、最も基本的
な形を簡明に示す意味から、当該主同調回路８０におけ
る同調方法は、キャパシタ８４を可変キャパシタで構成
し、これを使用者が調整することによるものとしている
。

また予め述べて置けば、この主同調回路８０からの同調
信号を処理する検波回路３０や増幅回路３１、さらにそ
の出力を音波に変換して使用者に伝えるスピーカやイヤ
ホンより成る音響出力部４０等についても、本発明がこ
れらの構成を特定するものではない。受信機の目的によ
っては音響出力部４０がなく、＃Ｌ終的な信号形態が人
の耳に訴える音波としての形を採らず、例えば電子的に
処理されるデータ信号として出力されるようなものであ
っても本発明は適用することができる。その場合当然、
増幅回路３１はその仕様に合せた回路構成とされる。

本発明により構成された同調回路６０の特徴的な部分は
、検波回路３０へ出力を送る主同調回路８０に対して追
加的に別途に設けられた副共振回路７０である、この副
共振回路７０は、望ましくはフェライト製のコア７２と
これに巻回されたコイル７３とから成る第二のバーアン
テナ７１と、当該コイル７２とあいまって閉ループ共振
回路を形成するキャパシタ７４との両受動素子のみから
構成されており、外部からの電源供給は要しない、換言
すれば、共振回路としての等測的な回路構成自体は主同
調回路８０のそれとほぼ同様であるが、電源供給のない
受動的な閉ループのみとなっている点で異なる。

副共振回路７０中の第二のバーアンテナ７１は、主同調
回路８０中のバーアンテナ８２に対し、幾何的に角度θ
を置いて配されているが、特に図示の実施例においては
、最も望ましい関係と考えられる所から、θ：９００に
選ばれている。

またこの実施例の場合、主同調回路８０中のキャパシタ
８４と副共振回路７０中のキャパシタ７４とは連動する
ものとされており１両バーアンテナの定数も同じと想定
されていて、その結果、使用者が特定の受信周波数を選
択しようとした場合には、主同調回路８０においてのみ
ならず、副共振回路７０においても当該周波数に同調が
採れるようになっている。

このような実施例においては、−次のような作用を見込
むことができる。

先にも述べたように、バーアンテナの指向特性は、水平
面内に関してのみ考えても８の字型となり、コアの伸び
る方向に対し直交する方向からの到来波に対してはほと
んど感度を示さない傾向がある。

したがって、例えば主同調回路８０のバーアンテナ８１
の方向に関し、受信すべき電波の到来方向がそうした不
感帯方向にあった場合、従来のように当該主同調回路の
みではその希望する電波を良く受信することはできない
。

しかし１本実施例のように、主同調回路のバーアンテナ
８１に関し直交した関係にある第二のバーアンテナ７１
を用いた副共振回路７０があると、このとき、当該電波
の到来方向はこの第二バーアンテナ７１に関しては望ま
しい最大感度方向からのものとなり得るため、この副共
振回路７０の共振系にて当該電波に対する共振電流を発
生させることができる。そうなると、今度は、それに伴
う電磁場の変化が主同調回路８０中の主たるバーアンテ
ナ８１に伝わり、もってこの主同調回路８０から同調信
号の出力を期待することができる。

もちろん、主同調回路８０中のバーアンテナ８１に関し
、不感帯とは言わないまでも、最大感度方向以外のある
角度方向からの到来波に関しては、副共振回路７０中の
バーアンテナ７１に関してもその角度に応じた感度は示
すため、程度の差こそあれ、やはりこのときにも主同調
回路の感度を副共振回路が補う作用をする。

しかるに、こうした実施例を例えば小型な携帯用ラジオ
に用いるときには、構造的な制約等から、主同調回路８
０のキャパシタ８４と副共振回路７０中のキャパシタ７
４とは連動構造にすることができない場合がある０本発
明の要旨構成上はそれで同等差支えなく、使用者が二つ
の摘みを独立に操作できるようにしてかまわないのであ
るが、例えばこのようにすると面白い現象が生ずるとき
もある。

それは、既述したように主同調回路や副共振回路の共振
係数Ｑの関係や相互の結合度の如何等によるが、主同調
回路である周波数に同調を採って置いた状態で、副共振
回路のキャパシタ７４を操作し、あえて異なる周波数に
同調を採るようにすると、その副共振回路で同調を採っ
た方の周波数が入感するという現象である。

これは当然、副共振回路の共振電流による電磁場変動の
影響の方が主たる共振電流よりも大きくなったがためで
あるが、上記のような理由により、使用者の操作する摘
みが二つになったのならば、むしろ、こうした−風変わ
った現象の出る、遊び心のあるラジオ等となった方が、
いわゆるファンタジー商品とかギフト商品等として商品
価値が出ることも考えられる。ただしもちろん、そうし
た製品においても、両キャパシタ共に同一の周波数に同
調させたときには、本発明の基本的な作用のままに指向
特性の広角化が得られる。

ところで、上記において二つのバーアンテナ相互の角度
関係θを８０゛としたのは、一方のバーアンテナ８１ま
たは７１にあって不感帯ないしナル点が割り込む９０°
、２７０°方向には、他方のバーアンテナ７１または８
１の最大感度方向が位置するからである。

しかし、本出願人の実験によれば、確かに直交関係が最
も望ましいものの、そうでなく、もっと鋭角的ないし鈍
角的な関係においても、本発明による副共振回路７０の
設けられていない従来同調回路２０に比せば、実効的な
感度指向特性が改善されることが確認されているので、
本発明を適用する無線受信機製作の実際に便利なように
当該角度θは選定すれば良い。

さらに１両へ−アンテナ７１　、８１にあって、上記の
ようなある設計的な角度関係θを保ちながら、両者をど
の位近接させるか、つまり第１図中に示されているｘ−
ｘ、ｙ−ｙ方向に関する距離の選定も、実際上は設計的
な事項となり、無線受信機に要求される構造的、寸法的
な制約の中でも結合効率の良い所を必ず求めることがで
きる。

また図面紙面に関し直交するｚ−ｚ方向にも、主同調回
路８０に対する相対的な副共振回路７０の最適位置を求
めても良く、ｘ−ｘ、ｙ−ｙ方向の位置の選定とあいま
って、主同調回路８０のバーアンテナ８１に対してその
上下いづれかに一部重なり合うような関係に副共振回路
７０の第二八−アンテナ７１を配すると適当なこともあ
る。

これに加えて、より積極的には、第２図に示されるよう
に、単にｘ−ｘ、ｙ−ｙ方向や上下方向の幾何的な位置
の設定に留まらず、副共振回路７０の八−アンテナ７１
に巻回されたコイル７２の一部７５を、主同調回路８０
中の八−アンテナ８１のコア８２に対し巻回する等して
、磁気的により一層の密結合を図ることもできる。

ここで視点を変え、共振回路の共振係数Ｑにつき鑑みる
と、先にも述べたように、副共振回路７０をも周波数同
調機能を有するように構成した場合、それはＱが高い方
が良い、しかし１次の第３図に示される実施例のように
、副共振回路７０は同調不能な構成にすることもでき、
した場合には一般的に言ってＱは低い方が良いこともあ
る。

第３図示の実施例においては、共振回路７０のキャパシ
タ７４は固定型のものになっている。したがって、この
共振回路７０のＱが高いと、ある特定の周波数以外には
感度を示し得ないものとなる。

そこで、こうした場合には意図的に共振回路のＱを落と
せば、主同調回路８０の受信周波数帯域を全体的にカバ
ーできる共振回路としてこの副共振回路７０を構成でき
るため、主同調回路８０が当該受信帯域中のどの周波数
に選択されていても、それなりにこの副共振回路７０は
指向特性の広角化に寄与できるものとなる。

なお、先にも述べたが、ポケットベル等、受信機周波数
を頻繁に変える必要のない受信機の場合には、主同調回
路８０における可変キャパシタ８４の操作ノブも、使用
者は操作できない受信機筐体内に収めたり、操作できる
にしても不測にノブが動かないように、適当なる工具等
を使って始めて、キャパシタ値が可変にできるよう！こ
されていて良しビ〉ｊ＋戴本スス　七ちに鈷姓か畳イ垂
虚【ごおいて、特定の周波数のみを受信機対象とするよ
うな場合には、当然、主同調回路８０のキャパシタ８４
も設計的に定められた特定の値に固定であって良い。そ
うした場合には、第３図に示されるように副共振回路７
０のキャパシタ７４も固定であっても、高いＱを求めて
差支えない。

上記したいづれの実施例の場合にも、主同調回路８０に
用いるバーアンテナ８１と副共振回路７０中に用いるバ
ーアンテナ７１とは必ずしも同じ寸法、特性のものでな
くて良い。主同調回路８０も副共振回路７０も、共に同
一の周波数に同調させる場合にも、あるいはこれと異な
り、副共振回路７０はそのＱを下げてむしろ帯域幅を広
げるようにした場合にも、それぞれに関連するキャパシ
タの値の如何等により、結果としてそれぞれの目的を達
成できるような回路定数が具現できれば良い。

本発明において追加された副共振回路７０は、もちろん
、無線受信機の際体内に主同調回路共々、内、蚊されて
いて良い。が逆に、例えば外付けとしても良く　そうし
た場合には既存の無線受信機に対して改造の可能性を示
唆することになる。

その場合、第２図に示されるように、主同調回路８０の
バーアンテナ自体に若干の改造を要する実施例を除き、
また、キャパシタの連動構成を考えなければ、他の実施
例においては副共振回路７０は全くにして独立な回路と
し得るから、これを別途なモールドハウジング等に収め
、適当なる添着手段（望ましくは取外し可能な手段）に
より、無線受信機の本体に取付けられるようにすると良
い。

実際上、このように副共振回路の部分をアダプタ化して
も、それは極めて薄く小型な箱型ハウジング内に収める
こともできるので１例えば携帯ラジオ用等としてもその
体裁を損ねないで済む。

なお、上記においては通常の中波帯を対象とするような
ラジオやそれに準するポケットベル受信機等を無線受信
機の一例としてよく取上げてきたが、本発明はそれに限
らず、従来からもバフアンテナを採用してきたような無
線周波数帯域の無線受信機であれば、各種各様のものに
それぞれ適用できるものである。

〈発明の効果〉 本発明によれば、バーアンテナを主同調回路に用いる無
線受信機において、当紡バーアンテナの指向特性を実効
的に広角化することができる。

しかもそれに要する構成は極めて簡単である。

すなわち、第二のバーアンテナと、それに接続され、共
振系を構成するキャパシタとの受動素子のみから成る閉
ループ受動回路で良く、回路構造自体が単純なばかりか
、大掛かりな周辺回路となる電源の供給を要しない。

こうしたことは結局、バーアンテナを無線受信機本体に
対して内蔵させるか、少なくとも固定にしなければなら
ない受信機にとって、従来は到来電波の方向によって受
信感度が大きく変動するのを止むなしとしなければなら
なかった所、そうした欠点を解消するか少なくとも緩和
できることを意味し、極めて有意義な結果を得ることが
できる。

そしてまた、本発明により追加された副共振回路は、無
線受信機本体に内臓させる場合はもちろん、外付けにす
る場合にも、物としての製作が極めて簡単であり、例え
ば樹脂モールド等ができるため、した場合には附随的に
湿気や塵埃等からの保護もでき、信頼性をも高めること
ができる。特に外付けとする場合には、既存の無線受信
機をほとんど何の変更もなく改造できる可能性をも提供
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例としての同調回路およびこの同
調回路を組込んだ無線受信機の概略構成図、第２図およ
び第３図は本発明の他の実施例による同調回路の概略構
成図、第４図はバーアンテナを用いた従来の同調回路お
よびそれを用いた無線受信機の概略構成図、である。 図中、５０は無線受信機、６０は本発明により構成され
た同調回路、７０は副共振回路、７１は第二のバーアン
テナ、７２はそのコア、７３は同じくそのコイル、７４
はキャパシタ、８０は主同調回路、８１はバーアンテナ
、８２はそのコア、８３は同じくそのコイル、８４はキ
ャパシタ、である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 バーアンテナのコイルとキャパシタとで共振回路を構成
   し、その共振出力が後続の検波回路に与えられる主同調
   回路と； 該主同調回路の上記バーアンテナに対し近接して、ただ
   し幾何的に角度を置いた関係で配置された第二のバーア
   ンテナと、該第二のバーアンテナのコイルに接続されて
   受動的な共振閉ループを構成するキャパシタとから成る
   副共振回路と；を有する無線受信機用同調回路。