TWI427859B - antenna - Google Patents

Description

天線

本發明係有關於一種天線，尤其係有關於一種可以未採用專用天線單元之簡易構成而實現之天線。

先前，作為接收電視轉播或FM轉播等之各種無線電波之天線，使用有各種形態之天線。例如，電視轉播或FM轉播之接收用途之天線中，大多採用偶極天線或八木宇田天線等。另一方面，該等各種無線電波或者載入無線電波之信號，在室內或車內、或者徒步移動中接收之機會亦不斷增加。作為用於如此情形之天線，要求組裝或安裝等之操作具有便利性。例如專利文獻1中，記載有以單一結構實現天線單元之單極天線之情況。

先前技術文獻 專利文獻

專利文獻1：日本專利特開2004-328364號公報

然而，包括專利文獻1中記載之單極天線在內，先前之天線中，必定需要用以接收電波之天線單元。換而言之，至今為止尚不存在不具備用以接收電波之專用之天線單元之天線。

本發明之目的在於提供一種由不採用專用之天線單元之簡易機構實現之天線。

發明人等亦於該研究過程中偶然發現一種無需具備專用之天線單元故而零件件數較少機構亦簡易之天線。

本發明之天線具備：具有自起點起至折返點為止之第1線路長度之第1導體，以及具有自折返點朝向起點方向之第2線路長度、且於折返點與第1導體電性連接之第2導體。而且，本發明之天線，係由相當於第1線路長度和第2線路長度加起來的長度之第1天線長度之導體來接收第1頻率之第1接收信號。又，本發明之天線係構成為，第2頻率之第2接收信號由相當於第1線路長度和第2線路長度中之僅任一者之長度之第2天線長度之導體加以接收。

因如此構成，使得起點成為饋電點，且藉由第1導體與第2導體，而使第1頻率或第2頻率之兩個電波可由1個天線接收。

又，可使接收所需之長度，短於先前認為該接收所需之天線長度，故而可實現小型化。

根據本發明，可由未採用專用天線單元之簡易機構來構成天線。

以下，對用以實施發明之形態(以下亦稱作本例)進行說明。再者，說明係按照以下之順序進行。

1.　天線之基本構成以及基本原理之說明 2.　第1實施形態(使用高頻衰減構件決定天線長度之情形之構成例) 3.　第2實施形態(未使用高頻衰減構件之情形之構成例) 4.　第1實施形態或第2實施形態之各種變形例 <1.天線之基本構成以及基本原理之說明> [天線之基本構成例]

圖1係表示作為本發明之天線之一實施形態的使用同軸線(同軸電纜)之電纜天線之構成例。圖1所示之電纜天線10係僅由與連接於未圖示之接收設備之連接器1連接的同軸線2所構成。作為連接器1，較理想的是選擇高頻信號之損失較少者。同軸線2之與連接器1連接一側為相反側之前端部3係藉由彈性體等樹脂進行模型成形而成。而且，於其內部，將保護被覆2a以及屏蔽線2b(第1或第2導體)去除，而露出磁心材2c(感應體)與芯線2d(第1或第2導體)。而且，利用焊接等而將自磁心材2c延伸之芯線2d之前端部分連接於屏蔽線2b。

自前端部3朝向連接器1側，於特定長度之位置上，構成有中繼部4。中繼部4亦與前端部3相同由模型形成。於其內部，將同軸線2之保護被覆2a以及屏蔽線(外部導體)2b去除，而成為露出磁心材2c(感應體)之狀態。而且，該部分成為本例之電纜天線10之饋電點Fp。因如此之構成，自作為起點之饋電點Fp起至作為折返點之前端部3之間的同軸線2(詳細而言，屏蔽線2b與芯線2d)，便作為天線單元發揮功能。又，連接於連接器1側之同軸線2之屏蔽線2b作為地線(以下，稱為GND)發揮功能，且該部分中，將流入影像電流(電子影像電流)。亦即，由天線單元及該電子影像而構成λ/2偶極天線。

此時，於作為天線單元發揮功能之部分之屏蔽線2b與芯線2d之間，遍及自起點起至折返點之間等效地存在有阻抗連接，且其阻抗值對於低頻率(第1頻率)與高頻率(第2頻率)互不相同。圖示之構成係對應於潛在性容抗(電容成分)，頻率高一側以高頻連接(短路：電容耦合)，而相對地成為低阻抗。其結果，存在有對應於2種頻率之2種天線長度(2種共振)。以下，參照圖2，對作為天線單元發揮功能之部分中等效存在之高頻阻抗連接與天線長度之關係進行說明。圖2係以實線表示電纜天線10中作為天線發揮功能之單元，且以2點之‧(實心圓)表示前端部3中之折返部分之圖。

首先，於接收高頻率(第2頻率)之情形時，如圖1及圖2之上圖所示，於上述阻抗連接部(高頻連接部)中，在屏蔽線2b與芯線2d之間，將引起高頻電容耦合。因產生如此之電容耦合，自饋電點Fp起至折返點為止之線路長度即第1線路長度L1成為天線長度(第2天線長度)，從而接收電波。該第1線路長度L1，係與自作為上述GND發揮功能之部分之屏蔽線2b之接縫起，至作為天線單元發揮功能之部分之前端部3之折返點為止之長度相等。

另一方面，於接收低頻率(第1頻率)之情形時，對應於該頻率，電容耦合變小，阻抗連接部之阻抗變高。因此，如圖1及圖2之下圖所示，第1線路長度L1、與在折返點折返之部分之線路長度(第2線路長度)L2加起來的之線路長度，成為天線長度(第1天線長度)。第2線路長度L2，係與自前端部3之折返點起，至中繼部4內作為天線單元發揮功能之部分之屏蔽線2b之接縫為止之長度相等。

於如此構成之電纜天線10中，可藉由基於需要接收之電波頻率之波長決定第1線路長度與第2線路長度，而接收2個不同之任意頻率之電波。再者，圖1係列舉使用同軸線2構成電纜天線10構成之例，但並非僅限於此。例如，即便使用饋電線等大致並列配置有2個導線(導體)之其他線材，亦可製成相同之電纜天線10。

[天線之設計例]

其次，參照圖3，對根據需要接收之2個頻率，決定電纜天線10之實際之線路長度之方法進行說明。於圖3中，為便於說明，而將同軸線2之保護被覆2a(參照圖1)之圖示省略。又，圖3中，為便於說明，磁心材2c以由同軸線2之中央部分截斷之方式進行圖示，但作為磁心材2c而言，先前如圖1所示延伸至前端部3之中途為止。

於圖3所示之例中，將需要接收之2個頻率之波長，分別設為波長λ1、波長λ2，且將波長之長度設為波長λ1>波長λ2。亦即，例如於接收100 MHz與200 MHz之電波之情形時，則波長λ1=3 m且波長λ2=1.5 m。

其次，規定用以接收波長λ1與波長λ2之天線長度。具體而言，以波長λ1與波長λ2各自之共振長度達到λ/4之方式，決定作為天線單元發揮功能之部分之長度(第1線路長度)(參照圖3之上圖)。由於波長λ1為3 m，故波長λ1之共振長度(第1天線長度)變為0.75 m，且由於波長λ2為1.5 m，故波長λ2之共振長度(第2天線長度)變為0.375 m。亦即，若使第1線路長度為0.75 m，則該部分將與100 MHz之電波進行共振，若使第1線路長度為0.375 m，則將與200 MHz之電波進行共振。

然而，如上所述，本例之電纜天線10，係於接收頻率高之第2頻率之情形時，將於作為天線單元發揮功能之部分中產生高頻電容耦合，而於接收頻率低之第1頻率之情形時則不產生電容耦合。考慮到該特性，若將第2天線長度(0.375 m)作為第1線路長度L1，且自折返點使第1天線長度(0.75 m)減去第2天線長度(0.375 m)所得之長度折返，則可以第1線路長度L1之長度接收2個頻率。(參照圖3之下圖)藉此，即便以第1天線長度之一半長度即第2天線長度構成第1線路長度，亦可接收到第1天線長度所能接收之第1頻率。亦即，可使接收波長較長且頻率較低之電波所需之線路長度，變為一般認為必需之線路長度之1/2之長度。

再者，較理想的是，作為GND發揮功能之部分之長度為第1頻率之波長λ1之1/4以上。亦即，於圖3所示之例中，較佳為0.75 m以上。此時，雖可以1/4λ1嚴格地截斷作為GND發揮功能之部分之同軸線2之長度，但亦可無需截斷而保持此長度。

圖4及圖5，係表示本例之電纜天線10以圖3之下圖所示之方式構成之情形時的電纜天線10之等效電路。圖4係與具有波長λ1之第1頻率進行共振之情形之等效電路圖，圖5係與具有波長λ2之第2頻率進行共振之情形之等效電路圖。於以電纜天線10接收第1頻率之情形時，如圖4之上圖所示，天線折返部分中之高頻電容耦合較少。因此，如圖4之下圖所示，使折返部分伸長之線路長度(=1/4λ1)、與作為GND發揮功能之1/4λ1之線路長度加起來的之長度(1/2λ1)，將與具有波長λ1之第1頻率進行共振。

另一方面，於接收頻率較高之第2頻率之情形時，則藉由如圖5之上圖所示使天線折返之部分之高頻電容耦合，而如圖5之下圖所示，第1線路長度L1(1/4λ2)、與作為GND發揮功能之1/4λ1之線路長度加起來的之長度(1/2λ2)，將與具有波長λ2之第2頻率進行共振。

再者，圖3~圖5，係列舉第2天線長度正好達到第1天線長度之一半(波長λ1與波長λ2為1:2之關係)之例，但並非僅限於此。即便波長λ1與波長λ2為1:2以外之關係，亦可藉由使第2天線長度為第1線路長度L1，且自折返點將第1天線長度減去第2天線長度所得之長度折返，而構成本例之電纜天線10。於如此之情形時，第1線路長度L1，將成為1/2λ或3/4λ等之長度而並非成為1/4λ。又，實際之第1線路長度或者第2線路長度、或作為GND發揮功能之部分之線路長度，可藉由所用設備之GND尺寸來進行調整。

<2.第1實施形態> [天線之構成例]

其次，作為本例之第1實施形態，將參照圖6對使用高頻衰減構件決定天線長度之情形之電纜天線10之構成例進行說明。再者，於圖6中，對與圖1對應之部位標註同一符號，且省略詳細之說明。圖6所示之例，係使用鐵氧體磁心5作為高頻衰減構件。由於使該鐵氧體磁心5，自饋電點Fp(中繼部4)起朝向連接器1之方向，配置於第1頻率λ1之1/4以上之長度之預期之位置上，故電波將不載入自鐵氧體磁心5起至連接器1之間之同軸線2上。藉此，無需考慮自鐵氧體磁心5起至連接器1為止之線路長度便可決定天線長度。

[天線特性之驗證]

發明人等為驗證本發明理論之正確性，而實施如下實驗，即，於如此構成之電纜天線10中將自饋電點Fp起至鐵氧體磁心5為止之長度(線路長度)L11固定，並在使第1線路長度L1之長度保持可變之基礎上接收電波。首先，對於第1線路長度L1不變為第1天線長度之一半長度(=第2天線長度)，而基於第1天線長度來決定之情形時之特性進行驗證。理論上，第1線路長度L1+線路長度L11將與1個頻率進行共振，而第1線路長度L1+第2線路長度L2+線路長度L11將與另外之頻率進行共振。該實驗，因將與85 MHz進行共振作為目的，故將自饋電點Fp起至鐵氧體磁心5為止之長度L11固定為98 cm。

圖7，係表示使第1線路長度L1為83 cm、及70 cm之情形時之共振點之位置。圖7之橫軸係表示頻率(MHz)，縱軸係表示駐波比(以下，稱為SWR：Standing Wave Ratio)。使第1線路長度L1為83 cm時之SWR以實線表示，使第1線路長度L1為70 cm時之SWR以虛線表示。使第1線路長度L1為83 cm之情形時，可知於約54 MHz與約84 MHz之處SWR變為4以下，並獲得共振。又，使第1線路長度L1為70 cm之情形時，可知於約64 MHz與約96 MHz之處SWR變為4以下，並獲得共振。亦即，由同軸線2構成之電纜天線10，經驗證與2個不同之頻率進行共振。

其次，亦對使第1線路長度L1為第1天線長度之一半長度(=第2天線長度)時之特性進行確認。圖8，係表示該情形時之電纜天線10之構成例之圖。於圖8中，對於與圖1或圖6對應之部位標註同一符號，並省略重複之說明。圖8所示之電纜天線10，係與圖7所示之例相同，使線路長度L11為98 cm，且使第1線路長度L1為45 cm。亦即，使第1線路長度L1變成認為接收85 MHz所需之83 cm的約一半之長度。

圖9之上圖，係表示以圖8所示之方式構成之電纜天線10中，垂直極化波以及水平極化波中之尖峰增益之圖表。橫軸係表示頻率(MHz)，縱軸係表示尖峰增益(dBd)。測定對象之頻帶，係設為FM/VHF頻帶(70 MHz~220 MHz)。垂直極化波係由虛線表示，水平極化波係由實線表示。於圖9之中圖及圖9之下圖中，表示圖9之上圖所示之圖表中之各測定點之值。圖9之中圖係表示垂直極化波中之尖峰增益值，圖9之下圖係表示水平極化波之尖峰增益值。再者，於圖9之中圖及圖9之下圖中，僅表示圖9之上圖橫軸所示之頻率中之76 MHz~107 MHz之間之頻率中之測定值。

如圖9之上圖及圖9之中圖所示，於85 MHz附近，垂直極化波之尖峰增益於86 MHz處為-11.90 dBd，且於95 MHz處為-6.85 dBd。水平極化波之尖峰增益亦如圖9之上圖及圖9之下圖所示，於86 MHz處為-16.70 dBd，且於95 MHz處為-13.05 dBd。亦即，可知藉由該等頻率附近之共振，可使本例之電纜天線10於FM/VHF頻帶中，接收垂直極化波與水平極化波之兩者。

[第1實施形態之效果]

根據上述實施形態，同軸線2之保護被覆2a以及屏蔽線2b經去除之部分成為饋電點Fp，且由在前端部3與屏蔽線2b連接之芯線2d以及屏蔽線2b接收電波接收。因此，由於其結構簡易，無需使用專用之天線單元或連接用之基板等，故可構成價廉之天線。

又，上述實施形態，係根據接收之頻率，使至折返點(前端部3)為止之第1線路長度L1、與折返部分經伸長之線路長度(第1線路長度+第2線路長度)分別與其他頻率共振。具體而言，於接收波長較長之第1頻率之情形時，第1線路長度+第2線路長度成為第1天線長度，而於接收波長較短之第2頻率之情形時，則第1線路長度成為第2天線長度。亦即，可藉由折返之構成，而以相當於第1線路長度之電纜長度，依據頻率之高低而構成2個不同之天線長度(第1天線長度/第2天線長度)，從而可接收2種頻率之電波。亦即，即便在需要接收低頻率(第1頻率)之情形時，亦可使該接收所需之長度(電纜長度)，成為實際所需之天線長度(第1線路長度+第2線路長度)之一半長度(第1線路長度)。亦即，可實現天線之小型化。

又，可藉由調整第1線路長度與第2線路長度之長度、或折返點上之折縫長度，而將接收頻率變更為任意之頻率。

進而，於饋電點Fp與連接器1之間之預期位置上，由於安裝鐵氧體磁心5作為高頻屏蔽構件，故電波不會載入自鐵氧體磁心5起至連接器1之間。亦即，於天線長度之設計時，可不必考慮自鐵氧體磁心5起至連接器1之間之同軸線2之長度。藉此，便可將自鐵氧體磁心5起至連接器1之間之同軸線2之長度設定為任意值，故而，可提昇本例之電纜天線10或接收裝置之配置位置的自由度。

又，於饋電點Fp與連接器1之間之預期之位置，可藉由安裝鐵氧體磁心5，而使鐵氧體磁心5發揮高頻屏蔽構件之功能，因此，可防止接收裝置中產生之雜訊載入天線部分。

<3.第2實施形態> [天線之構成例]

其次，作為本例之第2實施形態，參照圖10，對未使用高頻衰減構件而決定天線長度時之電纜天線10之構成例進行說明。於圖10中，對與圖1、圖6、及圖8對應之部位標註同一符號，並省略重複之說明。如圖10所示，於未使用高頻衰減構件之情形時，電波將載入同軸線2之整體中。因此，作為GND發揮功能之部分之長度，較佳為以λ單位分割。圖10所示之電纜天線10中，由於主動地使電波亦載入作為GND發揮功能之部分(線路長度L11)，因此，相對於使作為天線單元發揮功能之第1線路長度L1為1/4λ，使線路長度L11為3/4λ。此處，使第1線路長度為83 cm，以使具有第2天線長度(僅使用第1線路長度之)之導體與85 MHz進行共振。因此，線路長度L11之長度達到216 cm。

圖11，係表示電纜天線10以圖10所示之方式構成時之電壓駐波比(以下，稱為VSWR：Voltage Standing Wave Ratio)。橫軸係表示頻率(MHz)，縱軸係表示VSWR。又，圖11之上圖所示之圖表上複數個測定點之頻率與VSWR值，係如圖11之下圖所示。

如圖11之上圖及圖11之下圖所示，可知於測定點MK2(80 MHz)處VSWR達到2.33，電纜天線10與80 MHz進行共振。又，即便於單點鏈線所示之UHF頻帶(470 MHz~770 MHz)中，尤其測定點MK6(570 MHz)~測定點MK7(770 MHz)中VSWR亦達到3以下。亦即，可知即便相當於FM/VHF頻帶之高諧波之UHF頻帶，電纜天線10亦進行共振。

圖12及圖13，係表示圖10所示之天線構成之電纜天線10中垂直極化波以及水平極化波中之尖峰增益之圖表。圖12係表示FM/VHF頻帶中之尖峰增益值，圖13係表示UHF頻帶中之尖峰增益值。圖12之上圖及圖13之上圖，係取橫軸為頻率(MHz)，取縱軸為尖峰增益(dBd)之圖表，且垂直極化波由虛線表示，水平極化波由實線表示。圖12之中圖及圖13之中圖，係表示圖12之上圖或者圖13之上圖所示之圖表中之各測定點之值的表格。再者，於圖12之中圖，僅表示圖12之上圖橫軸所示之頻率中76 MHz~107 MHz之間(圖12之上圖中縱虛線所示之範圍)之頻率中的測定值。

於圖12之上圖及圖12之中圖所示之FM/VHF頻帶中尤其76 MHz~107 MHz之間，垂直極化波及水平極化波均為尖峰增益達到-15 dB以下。又，即便圖13之上圖及圖13之中圖所示之UHF頻帶中，垂直極化波及水平極化波亦均為尖峰增益達到約-15 dB以下。亦即，可知藉由該等頻率附近之共振，而可使本例之電纜天線10於FM/VHF頻帶與UHF頻帶之兩頻帶中，接收垂直極化波與水平極化波兩者。

於因電視轉播接收用途而將天線設置於建築物房頂等之情形時，該天線配置於例如可看見東京塔等電波塔之位置。於該情形時，由於電波塔與天線之間不存在障礙物，故而不會發生自電波塔發送之電波之偏向方向中途改變之情形。相對於此，傳遞至室內或車內、或者便攜型終端中使用之天線的電波，大多會被與電波塔之間存在之建築物等障礙物反射。因此，對於如此之環境下使用之天線，要求能夠接收垂直極化波與水平極化波之兩者。亦即，本例之電纜天線10滿足此要件。

圖14及圖15，係表示為UHF頻帶之電波即500 MHz接收用途而設計之先前之偶極天線中各頻帶之尖峰增益之測定結果之圖。圖14係表示FM/VHF頻帶之尖峰增益值，圖15係表示UHF頻帶之尖峰增益值。圖14之上圖及圖15之上圖係橫軸表示頻率(MHz)，縱軸表示尖峰增益(dBd)之圖表，且垂直極化波由虛線表示，水平極化波由實線表示。圖14之中圖及圖15之中圖，係表示圖14之上圖或者圖15之上圖所示之圖表中之各測定點上之值的表格。再者，於圖14之中圖，僅表示圖14之上圖之橫軸所示之頻率中76 MHz~107 MHz之間(圖14之上圖中縱虛線所示之範圍)的頻率中之測定值。

如此般，為500 MHz接收用途而設計之偶極天線，如圖14之上圖及圖14之中圖所示，於VHF頻帶中垂直極化波及水平極化波均為尖峰增益值達到-20 dB以上，故可知未能獲得天線增益。即便如此之偶極天線中，若使天線長度變長，則VHF頻帶中亦可進行接收，但該情形時無法避免天線自身之大型化。

又，於UHF頻帶中，如圖15之上圖及圖15之中圖所示，可知實線所示之水平極化波可相對較好地進行接收，而虛線所示之垂直極化波則各頻帶中之尖峰增益為-15 dB以下，故未能進行接收。

其次，參照圖16及圖17，對圖10所示之天線構成之電纜天線10中之指向性特性進行說明。圖16係表示FM/VHF頻帶中之指向性特性，圖17係表示UHF頻帶中之指向性特性。於圖16及圖17中，以虛線表示垂直極化波之指向性特性，並以實線表示水平極化波之指向性特性。

首先，參照圖16，對FM/VHF頻帶中之電纜天線10之指向性特性進行說明。16a係表示頻率76 MHz之情形時之發射圖案，16b係表示頻率78.5 MHz之情形時之發射圖案，16c係表示頻率81 MHz之情形時之發射圖案，16d係表示頻率83.5 MHz之情形時之發射圖案。又，16e係表示頻率86 MHz之情形時之發射圖案，16f係表示頻率95 MHz之情形時之發射圖案，16g係表示頻率101 MHz之情形時之發射圖案，16h係表示頻率107 MHz之情形時之發射圖案。又，於16i中，表示16a~16h所示之垂直極化波中之尖峰增益(dBd)以及平均增益(dBd)之值。於16j中，表示16a~16h所示之水平極化波之尖峰增益(dBd)以及平均增益(dBd)之值。

FM/VHF頻帶之頻率係為包含折返部分之第1天線長度進行共振之頻率。而且，可知其指向性特性如16a~16h所示，於垂直面中成為圓形，於水平方向中則描繪為清晰的8字形。

其次，參照圖17，對UHF頻帶中之電纜天線10之指向性特性進行說明。17a係表示頻率470 MHz之情形時之發射圖案，17b係表示頻率520 MHz之情形時之發射圖案，17c係表示頻率570 MHz之情形時之發射圖案，17d係表示頻率620 MHz之情形時之發射圖案。又，17e係表示頻率670 MHz之情形時之發射圖案，17f係表示頻率720 MHz之情形時之發射圖案，17g係表示頻率770 MHz之情形時之發射圖案，17h係表示頻率906 MHz之情形時之發射圖案。又，於17i中，表示17a~17h所示之垂直極化波中之尖峰增益(dBd)以及平均增益(dBd)之值。於17j中，表示17a~17h所示之水平極化波中之尖峰增益(dBd)以及平均增益(dBd)之值。

UHF頻帶之頻率係為未包含折返部分之第2天線長度進行共振之頻率(實際上存在包含以相對第1天線長度之共振頻率之高諧波接收之部分之可能性，但以下說明中予以忽視)。而且，如17a~17h所示，可知未獲得增益之角度於垂直極化波與水平極化波中並不相同。亦即，垂直極化波之增益較少之角度中，水平極化波之增益變高，相反地，水平極化波之增益較少之角度中，垂直極化波之增益變高。藉此，即便無法收集垂直極化波之角度中，亦可收集水平極化波，而無法收集水平極化波之角度中，亦可收集垂直極化波。因此，即便於因建築物等反射而使電波之極化波方向變化的室內等使用電纜天線10，亦能獲得相對良好之接收特性。

再者，圖16及圖17中例示之指向性特性，於第1實施形態中之電纜天線10中亦可獲得。

[第2實施形態之效果]

根據上述實施形態，即便未使用高頻屏蔽構件而構成電纜天線10，亦可對應著頻率之高低，以相當於第1線路長度之電纜長度，構成第1天線長度或第2天線長度，且與不同之頻率進行共振。亦即，可獲得與第1實施形態中所得之效果相等之效果。

<4.第1實施形態或第2實施形態之各種變形例> (1)　變形例1(對接收其他頻帶之天線之應用例)

再者，上述實施形態，係設想將天線拉出至接收設備之外，以接收作為電視轉播之頻率之VHF頻帶及UHF頻帶，但並非僅限於此。例如，亦可藉由同樣之同軸線之構成，而構成接收1.575GHz頻帶之GPS之天線等。於該情形時，使作為天線發揮功能之部分(天線單元部)為2.38cm，並使作為GND發揮功能之部分(同軸線部)為4.75cm以上即可。又，亦可應用於無線LAN之天線，例如構成接收2.4GHz頻帶之天線之情形時，使天線單元部為1.6cm，並使同軸線部為3.1cm以上即可。

而且，亦可將如此構成之天線組裝於筆記型PC等便攜式接收設備本體(組件)。圖18，係表示將電纜天線10組裝於組件之情形時之構成例。圖18A係表示組裝於電視接收機之情形時之例，圖18B係表示組裝於便攜式終端之情形時之例。圖18A及圖18B係以實線表示電纜天線10。如此般，藉由以圍繞畫面之周圍之方式安裝電纜天線10，而形成偶極天線。亦即，形成無需依存於組件之地線之平衡型天線。因此，可構成便於調整且對來自設備之雜訊極具耐受性之天線。作為組裝有電纜天線10之對象之設備，可考慮電視接收機、個人電腦之監視器、可攜式媒體播放器、及平板型便攜式終端等。

(2)變形例2(便攜式終端裝載之天線之應用例)

於圖19中，表示將上述各實施形態中之天線，裝載於行動電話終端機等便攜式終端之情形之構成例。圖19之左圖係以立體圖表示作為天線單元發揮功能之部分，圖19之右圖則以剖面圖進行表示。如圖19之左圖所示，天線20之作為天線單元發揮功能之部分係由筒狀金屬體21構成，且於其中心穿過芯線22。芯線22係與組件24連接，其前端部分 折返而與金屬體21連接。於芯線22與筒狀金屬體21之間，如圖19之右圖所示，填充有樹脂等絕緣材料23。如圖19之左圖所示，使金屬體21不與組件24接觸，而略微空出間隔，藉此，組件24與金屬體21之間露出芯線22之部分便成為饋電點Fp。藉由如此之構成，而使自饋電點Fp起至前端部分為止之第1線路長度L1、與自前端之折返部分起至金屬體21之饋電點Fp側之端部為止之第2線路長度L2成為天線長度，進行電波之接收。本例係由整面形成有地線圖案之基板構成組件24，且其尺寸設定為縱9.5cm且橫4.5cm。又，筒狀金屬體21之長度設為6cm。

圖20之上圖，係表示圖19所示之天線20之垂直極化波及水平極化波中之尖峰增益之圖表。橫軸係表示頻率(MHz)，縱軸係表示尖峰增益(dBd)。測定對象之頻帶係設為UHF頻帶。垂直極化波係由虛線表示，水平極化波係由實線表示。圖20之中圖及圖20之下圖中，表示圖20之上圖所示之圖表中各測定點之值。圖20之中圖係表示垂直極化波中之尖峰增益值，圖20之下圖係表示水平極化波中之尖峰增益值。

如圖20之上圖及圖20之中圖所示，垂直極化波中之尖峰增益於570MHz處成為-14.95dBd，而於720MHz處成為-10.40dBd。水平極化波中之尖峰增益，亦如圖20之上圖及圖20之下圖所示，於570MHz處成為-2.55dBd，而於720MHz處成為-4.75dBd。亦即，可知藉由該等頻率附近之共振，而可使圖19所示之天線20於UHF頻帶中，接收垂 直極化波與水平極化波之兩者。

先前於構成接收UHF頻帶之天線之情形時，該天線長度必需設為12cm左右。因此，例如支援單段之行動電話終端機，大多採用可伸縮之棒狀天線。然而，根據本例之天線，則即便以所需之天線長度之一半長度構成天線，亦可接收所應接收之頻率(本例中為UHF頻帶)。亦即，由於亦可無需採用將天線之前端部分伸長使用之棒狀天線，故而亦便於使用者之使用方便性。

(3)變形例3(對偶極天線之應用例)

於圖21中，表示將上述各實施形態中之天線應用於偶極天線之情形之構成例。於偶極天線30之與連接器1連接之同軸線2之另一端之前端部分，插入有作為高頻衰減構件之鐵氧體磁心5。在鐵氧體磁心5之前面部分，分別由銅線6拉出同軸線2之芯線2d與屏蔽線2b，且各銅線6連接於在相反方向(圖中為上下方向)上打開之2條同軸線2之芯線2d。在該2條同軸線2之前端部分，使芯線2d與屏蔽線2b連接，且同軸線2之基端部分，將保護被覆以及屏蔽線2b去除，而使磁心材2c與芯線2d露出。藉由如此之構成，使基端之部分成為饋電點Fp，由2條同軸線2發揮天線單元之功能。圖21中以折返之實線表示作為天線單元發揮功能之部分。天線單元部分之長度合計為1m。

圖22之上圖表示圖21所示之偶極天線30中之垂直極化波及水平極化波之尖峰增益之圖表。橫軸表示頻率(MHz)，縱軸表示尖峰增益(dBd)。測定對象之頻帶設為FM/VHF頻 帶。垂直極化波由虛線表示，水平極化波係實線表示。於圖22之中圖及圖22之下圖，係表示圖22之上圖所示之圖表中之各測定點之值。圖22之中圖係表示垂直極化波之尖峰增益值，圖22之下圖係表示水平極化波之尖峰增益值。再者，於圖22之中圖及圖22之下圖，僅表示圖22之上圖橫軸所示之頻率中76MHz~107MHz之間之頻率的測定值。

如圖22之上圖以及下圖所示，尤其於水平極化波中，尖峰增益在較多之頻帶中成為-15dB以下。進而，可知於155MHz附近與95MHz附近之2個部位獲得共振。先前，構成接收FM/VHF頻帶之天線之情形時，該天線長度必需設為2m左右。然而，根據本例之偶極天線，則可以其一半長度之1m接收FM/VHF頻帶。進而，以由需要接收之電波波長而定之天線長度之一半長度，不僅可接收先前需要接收之頻率，而且可接收更低之頻率。

(4)變形例4(設置複數個折返結構之例)

於上述各實施形態中，列舉了僅設置一處於同軸線2之前端部分使芯線2d連接於屏蔽線2b之「折返結構」之例，但亦可多處設置該「折返結構」。可藉由如此構成，而以一個天線進而接收更多之頻帶之電波。首先，參照圖23~圖25，對具有複數個折返結構之天線之複共振原理進行說明，其次，參照圖26~圖31進行驗證資料之說明。

圖23，係圖示折返結構設於2個部位之天線40之構成例。圖23所示之電纜天線40亦僅由同軸線2α形成，但折返結構設於2個部位，因此，可以具有2個屏蔽線之方式構成。亦即，於覆蓋磁心材2αc-1之屏蔽線2αb-1之外側，進而設有磁心材2αc-2，且於該外側捲繞有屏蔽線2αb-2。屏蔽線2αb-2之外側係由保護被覆2αa覆蓋。圖22之右側所示之同軸線2α之前端部分(前端部3)、及自前端部分朝向另一端特定長度之位置(中繼部4)，使覆蓋芯線2αd-1之磁心材2αc-1露出。而且，露出之各部位，係藉由彈性體等樹脂而模型成形。

由模型成形之前端部3之內部，使芯線2αd與內側之屏蔽材2αb-1連接，中繼部4利用銅線6使內側之屏蔽材2αb-1與外側之屏蔽材2αb-2連接。亦即，於同軸線2α之前端部分、及自前端朝向另一端特定長度之位置之2個部位，設置有折返結構。

藉由如此構成，而使自作為饋電點Fp之中繼部4起至前端部3之折返點為止之線路長度即第1線路長度L1成為第2天線長度，且接收共振頻率f1(波長：λ10)之電波。又，自前端之折返點起至饋電點Fp為止之線路長度即第2線路長度L2、與第1線路長度L1加起來的之長度成為第1天線長度，且接收共振頻率f2(波長：λ10×2)之電波。進而，自饋電點Fp起至前端部分中之屏蔽線2αb-2一端為止之線路長度即第3線路長度L3、與第1線路長度L1及第2線路長度L2加起來的之長度成為第3天線長度，且接收共振頻率f3(波長：λ10×3)之電波。亦即，圖23所示之電纜天線40所能接收之各頻率之大小，成為共振頻率f1>共振頻率f2>共振頻率f3之關係。

再者，圖23係以折返結構設於2個部位之情形為例進行說明，但亦可將折返結構設於3個部位或4個部位等多個部位。可藉由設置較多之折返結構，而接收更多頻帶之電波。

參照圖24，對設置有複數個折返結構之天線與複數個不同頻帶之電波進行共振之原理進行說明。圖24係以實線表示具有複數個折返結構之天線中作為天線單元發揮功能之部分。為便於進行說明，圖24係以設置3個折返結構為例者。

於設置有折返結構之各部位，如上所述，遍及自起點起至折返點之間等效地存在阻抗連接。圖24中，係於該阻抗連接部分，亦即線路長度L1與L2之間之部分、線路長度L2與L3之間之部分，及線路長度L3與L4之間之部分形成有靜電電容部。該等靜電電容部之靜電電容係表示為靜電電容C1、靜電電容C2、及靜電電容C3。距離芯線2d越遠(沿徑向越朝向外側)，則同軸線2α之直徑變得越大，使得位於芯線與屏蔽線之間或屏蔽線與屏蔽線之間之磁心材(絕緣體)之體積增加，因此，阻抗連接部中之靜電電容亦隨著朝向同軸線2α之外側而變大。亦即，靜電電容C1~靜電電容C3之大小，成為靜電電容C1<靜電電容C2<靜電電容C3之關係。

因此，於通過靜電電容C1之較高程度之共振頻率f1之情形時，由靜電電容C2與靜電電容C3所示之靜電電容部呈現短路狀態，以圖23之例加以說明，即僅利用第1線路長度L1之天線長度(第2天線長度)進行接收。又，於略低於共振頻率f1且靜電電容C3呈現出短路之程度之共振頻率f2之情形時，則利用第1線路長度L1+第2線路長度L2之天線長度(第1天線長度)進行接收。於略低於共振頻率f2之共振頻率f3之情形時，則利用第1線路長度L1+第2線路長度L2+第3線路長度L3之天線長度(第3天線長度)進行接收。亦即，根據頻率之高低，構成一條同軸線2α之各線路長度不同之部分成為天線長度，故而，可接收高低不同之複數個頻率之電波。

圖25，係模式性表示電纜天線40之頻率特性。圖25係橫軸表示頻率(MHz)，縱軸表示VSWR。就原理而言，電纜天線40係如圖25所示，於波長為λ10之共振頻率f1、波長為λ10之2倍之共振頻率f2、波長為λ10之3倍之共振頻率f3之3個部位獲得共振。

為證明該原理之正確性，發明人等製成評估用天線進行VSWR之測定。作為評估用天線，係使用偶極天線。其原因在於，由於偶極天線係使左右導線之長度一致，故可認為能夠獲得更正確之資料。作為評估用偶極天線，準備有未設有折返結構者、1個部位設有折返結構者、及2個部位設有折返結構之3個種類。該等評估用天線係使用線間阻抗為50Ω之同軸線2而製成。

圖26所示之評估用偶極天線，係未設有折返結構者。亦即，圖26所示之評估用偶極天線係與先前之偶極天線相同之構成。於圖26中，對於與圖21對應之部位標註同一符號，且省略重複之說明。同軸線2之芯線2d與屏蔽線2b分別由銅線6拉出，且各銅線6沿相反方向打開。於作為天線單元之2條銅線6與同軸線2之間，插入有平衡-不平衡轉換器7。作為天線單元之2條銅線6之長度，總計達到15 cm。圖27，係表示圖26所示之評估用偶極天線之天線特性之圖表。橫軸係表示頻率(MHz)，縱軸係表示VSWR。於圖27中，顯示在接近計算所得之500 MHz的480 MHz之處獲得了共振。

圖28之上圖所示之評估用偶極天線，係折返結構設於1個部位者。於圖28中，對於與圖21及圖27對應之部位標註同一符號，且省略重複之說明。與圖21所示之構成相同，由同軸線2構成天線單元部分，且於兩前端部分使芯線2d與屏蔽線2b連接。藉由如此之構成，自饋電點Fp起至折返處為止之線路長度即實線所示之第1線路長度L1、與自折返處起至饋電點Fp為止之線路長度即虛線所示之第2線路長度L2發揮天線單元之功能。具體而言，如圖28之下圖所示，第1線路長度L1與共振頻率f1進行共振，且以第1線路長度L1與第2線路長度L2加起來的之長度與共振頻率f2進行共振。

圖29，係表示圖28之上圖所示之評估用偶極天線之天線特性之圖表。橫軸係表示頻率(MHz)，縱軸係表示VSWR。於圖29中，係表示以15 cm之天線長度不僅於先前能夠接收之450 MHz附近之頻率中，而且於更低之240 MHz附近亦能獲得共振。亦即，可知圖28所示之第1線路長度L1係與450 MHz附近之頻率(共振頻率f1)進行共振，且第1線路長度L1+第2線路長度L2係與240 MHz附近之頻率(共振頻率f2)進行共振。

圖30之上圖所示之評估用偶極天線，係折返結構設於2個部位者。於圖30之上圖中，對於與圖23對應之部位標註同一符號，且省略重複之說明。與圖23所示之電纜天線40相同，使屏蔽線為雙重，且於前端部分使芯線2αd-1連接於內側之屏蔽線2αb-1。又，饋電點Fp之部分中，連接有內側之屏蔽線2αb-1與外側之屏蔽線2αb-2。亦即，於同軸線2α之前端部分與饋電點Fp之部分之2個部位設置有折返結構。藉由如此構成，而不僅使由實線所示之第1線路長度L1與由虛線所示之第2線路長度L2，進而使自折返之部分之饋電點Fp起至前端為止之線路長度即由單點鏈線所示之第3線路長度L3亦成為天線長度進行電波之接收。具體而言，如圖30之下圖所示，第1線路長度L1係與共振頻率f1進行共振，且以第1線路長度L1與第2線路長度L2加起來的之長度與共振頻率f2進行共振，以第1線路長度L1、第2線路長度L2及第3線路長度L3加起來的之長度與共振頻率f3進行共振。

圖31係表示圖30之上圖所示之評估用偶極天線之天線特性之圖表。橫軸係表示頻率(MHz)，縱軸係表示VSWR。於圖31中，係表示以15 cm之天線長度不僅於先前能夠接收之450 MHz附近之頻率中，而且於更低之240 MHz附近，並於進而更低之210 MHz附近獲得共振。亦即，可知圖30所示之評估用天線之第1線路長度L1係與450 MHz附近之頻率(共振頻率f1)進行共振，且以第1線路長度L1+第2線路長度L2與240 MHz附近之頻率(共振頻率f2)進行共振。而且，進而可知第1線路長度L1+第2線路長度L2+第3線路長度L3係與210 MHz附近之頻率(共振頻率f3)進行共振。

再者，可藉由調整天線所被覆之介電質之介電常數等，而於由原理推論可獲得之共振點與更近之點獲得共振。

如此般，根據折返結構設於複數個部位之本申請案發明之變形例即電纜天線40，則僅由一條同軸線2α，便可接收與折返結構之數量對應之複數個不同頻帶之電波。

又，可藉由於天線之前端部分以及/或者饋電點Fp之部分設置折返結構，而將作為天線單元發揮功能之部分之實質長度縮短。例如，於以1/2波長天線接收FM頻帶之電波之情形時，該天線長度必需達到2 m左右。然而，若以設有2個折返結構之電纜天線40之第1線路長度L1+第2線路長度L2+第3線路長度L3之線路長度接收FM頻帶之電波，則可將天線長度縮短1/3成為67 cm左右。又，例如，若於使用VHF頻帶之電波在行動電話終端機進行映像傳送之多媒體轉播用天線中，採用本發明之電纜天線40，則可構成小型但可接收寬頻電波之天線。

1．．．連接器

2．．．同軸線

2a、2αa．．．保護被覆

2b、2αb-1、2αb-2．．．屏蔽線

2c、2αc-1、2αc-2．．．磁心材

2d、2αd-1．．．芯線

3．．．前端部

4．．．中繼部

5．．．鐵氧體磁心

6．．．銅線

7．．．平衡-不平衡轉換器

10．．．電纜天線

16a、16b、16c、16d、16e、16f、16g、16h、17a、17b、17c、17d、17e、17f、17g、17h．．．發射圖案

16i、17i．．．垂直極化波中之尖峰增益(dBd)及平均增益(dBd)值

16j、17j．．．水平極化波中之尖峰增益(dBd)及平均增益(dBd)值

20．．．天線

21．．．金屬體

22．．．芯線

23．．．絕緣材料

24．．．組件

30．．．偶極天線

40．．．天線

C1~C3．．．靜電電容

Fp．．．饋電點

L1．．．第1線路長度

L2．．．第2線路長度

L3．．．第3線路長度

L11．．．線路長度

f1~f3．．．共振頻率

圖1係表示本發明之電纜天線之構成例之說明圖。

圖2係表示本發明之電纜天線之原理之說明圖。

圖3係表示本發明之電纜天線之設計例之說明圖。

圖4係表示本發明之電纜天線與第2頻率之電波進行共振之情形時之等效電路之說明圖。

圖5係表示本發明之電纜天線與第1頻率之電波進行共振之情形時之等效電路之說明圖。

圖6係表示本發明第1實施形態之電纜天線之構成例之說明圖。

圖7係表示本發明第1實施形態之電纜天線之共振頻率之例之圖表。

圖8係表示使本發明第1實施形態之電纜天線之第1線路長度為一半長度之情形時之構成例之說明圖。

圖9係表示本發明第1實施形態之電纜天線之FM/VHF頻帶中之尖峰增益測定結果之圖表及表格。

圖10係表示本發明第2實施形態之電纜天線之構成例之說明圖。

圖11係表示本發明第2實施形態之電纜天線之FM/VHF頻帶中之VSWR特性例之圖表及表格。

圖12係表示本發明第2實施形態之電纜天線之FM/VHF頻帶中之尖峰增益之測定結果之圖表及表格。

圖13係表示本發明第2實施形態之電纜天線之UHF頻帶中之尖峰增益之測定結果之圖表及表格。

圖14係表示先前之偶極天線之FM/VHF頻帶中之尖峰增益之測定結果之圖表及表格。

圖15係表示先前之偶極天線之UHF頻帶中之尖峰增益之測定結果之圖表及表格。

圖16係表示本發明第2實施形態之電纜天線之FM/VHF頻帶中之尖峰增益以及平均增益之測定結果之圖表及表格。

圖17係表示本發明第2實施形態之電纜天線之UHF頻帶中之尖峰增益以及平均增益之測定結果之圖表及表格。

圖18A係表示本發明變形例1之電纜天線設備組裝於本體中之情形時之構成例之說明圖。

圖18B係表示本發明變形例1之電纜天線設備組裝於本體中之情形時之構成例之說明圖。

圖19係表示本發明變形例2之便攜式終端裝載天線之構成例之說明圖。

圖20係表示本發明變形例2之便攜式終端裝載天線之UHF頻帶中之尖峰增益之測定結果之圖表及表格。

圖21係表示本發明變形例3之偶極天線之構成例之說明圖。

圖22係表示本發明變形例3之偶極天線之FM/VHF頻帶中之尖峰增益之測定結果之圖表及表格。

圖23係表示本發明變形例4之電纜天線之構成例之說明圖。

圖24係表示本發明變形例4之電纜天線之線路長度之說明圖。

圖25係模式性表示本發明變形例4之電纜天線所接收之電波之頻帶之說明圖。

圖26係表示評估用偶極天線(無折返)之構成例之說明圖。

圖27係表示評估用偶極天線(無折返)之VSWR特性之圖表。

圖28係表示評估用偶極天線(折返1次)之構成例之說明圖。

圖29係表示評估用偶極天線(折返1次)之VSWR特性之圖表。

圖30係表示評估用偶極天線(折返2次)之構成例之說明圖。

圖31係表示評估用偶極天線(折返2次)之VSWR特性之圖表。

1．．．連接器

2．．．同軸線

2a．．．保護被覆

2b．．．屏蔽線

2c．．．磁心材

2d．．．芯線

3．．．前端部

4．．．中繼部

10．．．電纜天線

Fp．．．饋電點

L1．．．第1線路長度

L2．．．第2線路長度

Claims (8)

1. 一種天線，其包括：具有自起點起至折返點為止之第1線路長度之第1導體，及具有自上述折返點朝向上述起點方向之第2線路長度、且於上述折返點與上述第1導體電性連接之第2導體，且第1頻率之第1接收信號係由相當於上述第1線路長度和上述第2線路長度加起來的長度之第1天線長度之導體加以接收，第2頻率之第2接收信號係由相當於上述第1線路長度和上述第2線路長度中之任一者之長度之第2天線長度之導體加以接收，上述第1導體與上述第2導體之其中一者係同軸線之芯線，另一者係上述同軸線之外部導體。
2. 如請求項1之天線，其中阻抗值相對於上述第1頻率與上述第2頻率互不相同之阻抗連接，係等效存在於上述第1導體與上述第2導體之其中一者之上述起點側端附近與另一者之間。
3. 如請求項2之天線，其中上述阻抗連接係為高頻電容耦合。
4. 如請求項1至3之任一項之天線，其中於上述起點上，上述同軸線之保護被覆及上述外部導體已予去除。
5. 如請求項1至3之任一項之天線，其中上述第1線路長度係為上述第2頻率之波長之λ/4~3λ/4。
6. 如請求項1至3之任一項之天線，其中自上述起點，朝與上述折返點所在方向相反之方向，於與上述第1線路長度為同等以上長度之位置上，配置有使高頻電流衰減之高頻衰減構件。
7. 如請求項1至3之任一項之天線，其中上述天線更具備於上述起點上與上述第2導體電性連接、且具有自上述起點朝向上述折返點之方向之第3線路長度之第3導體，且第3頻率之第3接收信號係由相當於上述第1線路長度、上述第2線路長度及上述第3線路長度加起來的長度之第3天線長度之導體予以接收。
8. 如請求項7之天線，其中阻抗值相對於上述第1頻率、上述第2頻率及上述第3頻率互不相同之阻抗連接，存在於上述第1導體與上述第2導體之其中一者之上述起點側端附近與另一者之間、及上述第2導體與上述第3導體之其中一者之上述起點側端附近與另一者之間，且存在於上述第1導體與上述第2導體之其中一者之上述起點側端附近與另一者之間的阻抗連接部分之靜電電容之大小係小於存在於上述第2導體與上述第3導體之其中一者之上述起點側端附近與另一者之間的阻抗連接部分之靜電電容。