JPS6359105A

JPS6359105A - 多周波数帯用小形アンテナ

Info

Publication number: JPS6359105A
Application number: JP61201560A
Authority: JP
Inventors: Kazutaka Hidaka; 一孝日高
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-08-29
Filing date: 1986-08-29
Publication date: 1988-03-15

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】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は多周波数帯層小形ループアンテナの改良に関す
る。

（従来の技術）従来、多周波数帯用の小形ループアンテナとして特開昭
５７−１４２００２に記載されているようなアンテナが
知られている。このアンテナは、一部が切り離されたル
ープ状の導体と、その切り離された部分に接続された容
量素子とを備えたループアンテナにおいて、前記容量素
子の共振周波数ｆ。

と、このアンテナの入力アドミタンスが最小となる共振
周波数ｆｍとの比（ｆ０／ｆ−）が、０．５≦’ｏ／’
ｍ≦４．０となるように前記ループ状導体のループ面積
１周団長１等価半径を設計したアンテナである。

一方、この種のアンテナを改良したアンテナとして特開
昭５７−１９６６０２に記載された複数給電点小形ルー
プアンテナがある。これは、前記アンテナに給電点を複
数個設けるという改良を加えたものである。

ところでこれらの公知のアンテナにおいては、ある１つ
のループ導体に対し、可変容量素子の容量が充分大きく
変化できれば通常は問題はない。

しかし、実際にはバラクタダイオード等の容量の変化範
囲に制限があるので１例えばテレビジョン放送のＶＨＦ
帯の低域および高域を１つのアンテナで受信できるよう
にするには、技術的検討を加えねばならない。さらに、
テレビシロン放送のＵＨＰ帯才でを含めて１つのアンテ
ナで受信できるようにするには、−層の技術的検討が要
求される。

解決するひとつの方法として、前記公知技術によるルー
プアンテナを使用帯域ごとにループ直径を変えて複数個
作り１例えば上記の帯域に合せて３個作った場合を例に
とると、ＵＨＦ帯を受信する最も小さいループを最も内
側に１次にＶＨＦ帯高域の周波数帯のループを中間に、
最も低いＶＨＦ帯低域の周波数帯のループを最も外側に
配置する方法がある。このようにすれば、同一平面上に
裏作でき、プリント基板によって簡単に作れる長所があ
る。しかし問題点がある。重要な問題点のひとつとして
、ループ間には相互結合があって、そのループ間の電気
的結合によりアンテナ効率が低下する現象があげられる
。小形アンテナで最も重要な性能はアンテナ効率であり
、その低下は好ましくない。さらに、上記の例では給電
点が３箇所となり、それらをどのようにして損失の少な
い合成回路で合成するかという問題がある。又、バラク
タダイオードが３個必要になるという欠点もある。特に
、テレビジョン放送帯域にあって、ＶＨＦ帯の低域と高
域に加えて、ＵＨＦ帯の受信を可能としたことが、ＶＨ
Ｆ帯の特性を低下させたのでは意味ない。又、逆に、Ｖ
ＨＦ帯を受信する部分がＵＨＦ帯の特性を低下させても
目的は達せられない。この点は、多周波数帯用小形アン
テナを発明する際、充分考慮しなければならない事項で
ある。

（発明が解決しようとする問題点）このように従来の多周波数帯用小形アンテナにおいては
、アンテナ効率の低下現象やバラクタダイオードが３個
必要であるなどの問題があった。

本発明は、上述した従来の欠点を改良したもので、１個
の可変容量を用い、一方の給電点端子から低い側に属す
る複数の周波数帯域の信号を取出すとともに、その周波
数帯域の性能を低下させることなく別の給電点端子から
高い側の周波数帯の信号を効率よく取出すことのできる
小形アンテナを提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段）本発明は上記のような目的を達成するために。

一部が切り離されたループ状の導体と、その切り離され
た部分に接続された可変容量素子と、ループ導体の一部
に設けられた給電点とを備えたループアンテナにおいて
、前記可変容量素子を接続する部分を除いた残りのルー
プ導体の途中の異なる２点間に接続され該２点を選択的
に短絡可能なスイッチを設け、さらに前記ループ導体に
Ｔ整合回路用導体を設けそのＴ整合回路用導体の一端を
給電端とすることを特徴とした多周波数帯用小形アンテ
ナを提供するものである。

（作用）このような本発明のアンテナによれば、スイッチを閉じ
た時は実効的にループ面積が小さくなりインダクタンス
が小さくなって高い周波数帯に同一可変容量素子で同調
できる。またスイッチを開いた時はループ面積が大きく
なり、インダクタンスが大きくなって低い周波数帯に同
調できる。従って１個の可変容量により一方の給電点か
ら低い側に属する複数の周波数帯の信号を取出せる。さ
らに前記周波数帯よりも更に高い周波数帯に対しては上
記ループ導体上にＴ整合回路導体を設けその出力端子か
ら出力を取出せる。

（実施例）本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。第１
図は我が国のＶＨＦおよびＵＨＦテレビジョン受信用に
設計した本発明のアンテナの一実施例である。説明を解
り易くするため第１図の等何回路を第２図に示す。

第１図（ａ）において、１は導体、２は可変容量素子と
してのバラクタダイオード、３ａ　、３ｂはスイッチと
して用いるピンダイオードである。４は低雑音増幅器で
ある。これらは、１枚のプリント基板の上に構成される
。５ａ　、５ｂおよび６ａ。

６ｂはループ導体１と一体に形成されているが、短絡用
導体である。

１０ａおよび１０ｂはＴ整合回路用導体であり。

ＵＨＦ帯における給電端子がｌｌａ、ｌｌｂである。

第１図（ｂ）は、第１図（ａ）のＵ　ＨＦ帯の部分を解
り易く説明するために横から見た図であり、１０ａ。

１０ｂがＴ整合回路用導体、ｌｌａ、ｌｌｂが給電端子
である。

第２図（ａ）の等価回路は、ＶＨＦ帯の高域および低域
で動作する時の各部のインダクタンスと抵抗を第１図の
構成に合せて図示してあり、Ｓ、、Ｓ。

は８ｇ１図のピンダイオード３ａ、３ｂを表している。

この等価回路では低雑音増幅器は省略しである。

第２図（ａ）から分るように、スイッチＳ、、Ｓ、で示
すピンダイオードがＯＦＦの時は外側のパスを流れる電
流によってループアンテナが形成され、低い周波数帯域
用として動作する。ピンダイオードがＯＮのときは、主
として内側のパスを流れる電流によってアンテナが形成
され、高い周波数帯用として動作する。第１図（ａｌか
ら分るように、ループへの給電点は、板状導体の途中か
ら平衡系で引出し、受信信号はバランを通して低雑音増
幅器に入力される。バランは低雑音増幅器（ＬＮＡ）内
に組込まれている。

この実施例は、Ｖ　ＨＦテレビジョン受信用の低域で動
作する時のループ最大寸法を３０副以下におさえるとい
う制約条件の下で設計しである。

第１図（ａ）の中に書き入れたように、低域で動作する
外側のループは３０　ｃｍ　Ｘ　２５　ｃｍ以下、主と
して高域で動作する内側のループはＩ２３ＸＩＱｍ以下
となっている。プリント基板の一平面上にエツチングに
よりループ導体等が構成されており。

導体幅は２．５副とした。

次に、ＵＨＦ帯で第１図（ａ）およびＩｂ）に示すアン
テナの動作は、第３図のように等価表現できる。

これを等価回路として第２図（ｂ）に示した。Ｙｂは第
１図（ｂ）に示すＴ整合回路の片側だけの平衡アドミタ
ンスである。有は電流分配率と呼ばれ、アンテナ導体の
構造で快走される定数である。へ・Ｂａは第３図におい
て変成器を通さないで直接に放射素子の給電点から見た
入力アドミタンス（Ｙｉｎ＝＝Ｇ、＋ｊＢａ）である。

以上のような実施例に対する本発明のアンテナは、半波
長ダイポールに対するＶＨＦ帯の利得は増幅器を付けな
い場合に対して低域（９０〜１０８ＭＨｚ）が−４〜−
１２ｄＢ、高域（１７０〜２２２ＭＨｚ）が−４〜−８
ｄＢであった５、増幅器を付けた場合の利得は低域で１
．０−２．０ｄＢ、高域で１〜５ｄＢを得た。ＶＳＷＲ
，は増幅器出力で低域が１．８以下、高域が１．６以下
を得た。増幅器を付けない場合のＶＳＷＲは約２．０以
下を得た。指向性は完全な円ではなく、だ円に近い指向
性が得られた。

低雑音増幅器はアンテナが形成されている同一基板上に
構成し、その雑音指数は２．０ｄＢ以下で容易に製作で
きる。

Ｕ　ＨＦ帯では、増幅器が付いておらず、Ｍ　Ｈ帯域（
５７８〜７７０ＭＨｚ　ｃｈ３１−ｃｈ６２　）（７）
中心周波数の利得は半波長ダイポールとはゾ等しく、広
帯域にわたって一３ｄＢ以上が得られる。また。

ＶＳＷＲは３．５以下が得られる。

その結果、充分良好な画質の画像が得られるテレビ受信
用卓上形アンテナが実現できる。

以上の実施例の説明から分るように、極めて簡単な構成
により、ＶＨＦおよびＵＨＦの全テレビジョン帯域を受
信できる小形アンテナが得られ。

そして前記の効果が得られる。Ｔ整合回路用導体１０ａ
　、　１０ｂは、プリント基板の裏面にエツチングによ
り形成させることもできるし、別の板状導体で形成させ
ることもでき、種々の方法により容易に形成し得る。

第４図は、低雑音増幅器４をループの内側に配置した例
であり、動作原理は第１図と同じである。

Ｍ４図の場合は、アンテナ給電点が内側に設けられてい
るため、同一面積のプリント基板を使った場合、ループ
面積が大きくとれ、効惠が向上する利点がある。

第５図は、Ｔ整合回路用導体１０ａ、１０ｂをループ導
体１と同一面上に形成した例であり、金属平板または片
面銅張積層板などにより製作できる利点がある。

第６図は、スイッチを８１．Ｓ、以外に、Ｓｓ、Ｓ４を
設けた場合である。第１図および第２図の場合よりもル
ープモードで動作する周波数帯域を多く分割することが
できる利点がある。

以上の説明では、平衡形ですべて説明したが。

平衡形のダイポールに対し不平衡形のモノポールがある
ように１本アンテナに対しても不平衡形で利用できるこ
とは轟然であり、本発明の範囲に含まれる。その場合の
構成例を第７図に示す。第７図は、第５図を不平衡形に
書きかえたものである。

〔発明の効果〕

本発明によって達成し得た固有の効果は次の通りである
。ＶＨＦおよびＵ　ＨＦテレビジョン帯域のように非常
に広い周波数帯域に対して、その電波を受信できる小形
アンテナが実現できる。ＶＨＦ帯は低域と高域に分れて
いるが１個の可変容量でそれらの両帯域に同調をとるこ
とができる。それ故、ただ１個の可変容量素子の制御で
よいから。

制御回路も簡単となり、操作性も向上する。その時、高
域および低域の両帯域によってスイッチを開閉する必要
があるが、複数の可変容量素子をそれぞれコントロール
する構成より、スイッチのＯＮ、ＯＦＦの方が簡単であ
る。

ＶＨＦ帯の高域と低域の給電点は１個でよいから出力の
合成回路は必要でなくなる。そのため回路損失が少ない
。

他方、ＵＨＦ帯は、テレビジョン受信機の入力端子も現
状ではＶＨＦ端子とは別になっているから１本発明の端
子が別ｊζなっていることは、システム的にも合致して
いる。ＵＨＦ帯で動作するアンテナ導体等の部分がＶＨ
Ｆ帯に対して電気的に性能を劣化させない。又ＶＨＦ帯
で動作するアンテナ導体等の部分がＵＨＦ帯に対して悪
影響を及ぼさず、ＵＨＦ帯で効率のよい放射系となって
いる。

複数の帯域のうち、本実施例ではスイッチをＯＮまたは
ＯＦＦ　シた時、それぞれその時用いている帯域のルー
プしか′電気的に存在せず、相互作用による性能の低下
がない。

ＶＨＦ帯の高域と低域はループモードであるのに対し、
ＵＨＦ帯はダイポールモードであり、偏波面が一致して
いる。そのため、テレビジ翠ン放送波に合致している。

本発明によると、ＵＨＦ帯域ではほぼ半波長に近い動作
をするからアンテナ効率は高く１次にＶＨＦ帯では低域
周波数帯でループ面積は大きくなり高域周波数帯で実効
的なループ面積は小さくなる。その結果、ＶＨＦ帯では
アンテナ効率の変化すなわち利得の変化が少ない。ＵＨ
Ｆ帯では室内へ入る電波の減衰はＶＨＦ帯より大きいこ
とを考慮して利得は高くなっておりバランスがとれてい
る。尚、構造の単純性から低価格化に寄与し。

帯域は上記の３帯域に限る必要はない。ＶＨＦ帯とＵＨ
Ｆ帯の端子は分波器を用いればその出力端子の１端子化
が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す図、第２図は第１図に
示す実施例の等両回略図、第３図はダイポールモードの
動作の説明図、第４図から第７図は他の実施例を示す図
である。１：ループ導体、２：可変容量素子、３ａ。３ｂ：ピンダイオード、５　ａ　、　５　ｂ　＃　６　
ａｔ　６　ｂ。７ａ、７ｂ：短絡用導体、４：低雑音増幅器、１０ａ、
１０ｂ：Ｔ整合回路用導体、ｌｌａ。１１ｂ：給電点。代理人　弁理士　則　近　憲　佑同　　　　竹　花　喜久男（ａ）（ｂ）第１図Ｆｅｅ　ｄρｏｉｎｔ　　　　　　　　Ｆｅｅｄ　ρ０
ｉｎｔ第２図第３図（ｂ）（ａ）第４図第５図第６図第７図

Claims

【特許請求の範囲】

一部が切り離されたループ状の導体と、その切り離され
た部分に接続された可変容量素子と、前記ループ導体の
一部に設けられた給電点とを備えたループアンテナにお
いて、前記可変容量素子を接続する部分を除いた残りの
ループ導体の途中の異なる２点に接続され該２点を選択
的に短絡可能なスイッチを設け、さらに前記ループ導体
にＴ整合回路用導体を設けそのＴ整合回路用導体の一端
を給電端とすることを特徴とする多周波数帯用小形アン
テナ。