(57)【要約】【課題】全体を小型化し、なおかつ、高性能なアンテナを提供する。【解決手段】アンテナ１は、延伸された導体からなり少なくとも一部に電磁波を送受信する電磁界プローブ部１１を有する本体部１００を備えている。そして本体部１００は、少なくとも電磁界プローブ部１１において、冷媒が流通するための冷媒流通用管路が管状に形成されている。【選択図】図１
2014163909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
延伸された導体からなり、少なくとも一部に電磁波を送受信する電磁界プローブ部を有する本体部を備え、
前記本体部は、
少なくとも前記電磁界プローブ部において、冷媒が流通するための冷媒流通用管路が管状に形成されている
ことを特徴とするアンテナ。
【請求項２】
前記本体部の少なくとも一部を囲む絶縁体からなる絶縁被膜部と、当該絶縁被膜部を囲む導体からなる外導体部と、
を備え、
前記本体部の一部、前記絶縁被膜部の少なくとも一部及び前記外導体部は、同軸ケーブルを構成し、
前記本体部の一部が前記外導体部から延伸して、当該外導体部に電気的に短絡することで前記電磁界プローブ部が構成される
ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】
前記電磁界プローブ部は、
ループ状に形成されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアンテナ。
【請求項４】
前記本体部は、
超伝導材料を含んで構成される
ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載のアンテナ。
【請求項５】
前記本体部は、
前記延伸された導体と、当該導体を囲む前記超伝導材料からなる超伝導被膜部で構成される
ことを特徴とする請求項４に記載のアンテナ。
【請求項６】
前記本体部を囲む断熱材からなる断熱被膜部と、
を備えることを特徴とする請求項１から請求項５の何れか一項に記載のアンテナ。
【請求項７】
請求項１から請求項６の何れか一項に記載のアンテナと、
前記アンテナの本体部に形成された前記冷媒流通用管路を流通する冷媒と、
前記冷媒を流通させる冷媒流通器と、
を備えることを特徴とするアンテナシステム。
【請求項８】
高周波信号出力装置を備えるとともに、
請求項１から請求項６の何れか一項に記載のアンテナを複数備え、
前記アンテナ各々の間隔が、当該アンテナに入力する高周波信号の波長と比較して小さくなるように並べて配置され、かつ、一の前記アンテナに第一の高周波信号が入力され、他の前記アンテナに前記第一の高周波信号に対し位相が反転した第二の高周波信号が入力される
ことを特徴とするアンテナシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁波を送受信するアンテナ及びアンテナシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話などの移動体通信機器の小型化、複雑化に伴い、回路基板上に実装された電子部品、プリント配線基板等が互いに接近して過密な状態となっている場合が多い。その結果、通信機器の回路基板等から、製作者が意図しない電磁波が放射され、電磁干渉や共振現象を引き起こす電磁ノイズ障害が問題となっている。
【０００３】
また、近年の移動体通信機器はその機能が多様化しており、一台の通信機器が、帯域が異なる何種類もの電磁波の発生源となるのが一般化しつつある。このような状況において、過密に実装された回路基板が電磁波の影響で誤動作しないかどうかを綿密に検査するために、より分解能が高くかつ感度の良い電磁界プローブアンテナが望まれている。
【０００４】
分解能が高い電磁界プローブアンテナを実現するためには、その検出領域を細かく特定する必要があり、検出部（一般的にはループコイル）そのものを小型化する必要がある。そうすると、そのアンテナから検出できる磁界は必然的に微弱なものとなり、当該検出した微弱な信号は雑音電力（いわゆるノイズ）に埋もれて検出精度が低下する。しかし、この雑音電力は温度Ｔ［Ｋ］に比例することが知られている。したがってアンテナ全体を冷却し、その温度Ｔを低下させることで検出精度を改善させた高感度な電磁界プローブアンテナを実現することができる。
【０００５】
一方、通信機器の小型化、あるいは基地局の設置容積の制約などから、アンテナの小型化の要請が増している。しかしながら、放射または受信素子そのものが波長に比べて小さな微小アンテナや、各アンテナ素子の間隔が波長に比べて狭い超指向性アレイアンテナにおける放射抵抗は極めて低くなるため、アンテナ素子や整合回路、給電回路等の各種周辺回路におけるわずかな損失抵抗によって放射または受信効率が著しく低下することが知られている。そのため、アンテナの小型化・高効率化を実現する方法として、微小放射素子及び整合・給電回路の超伝導化、さらに、超伝導アンテナによる超指向性アレイ化が試みられている。
【０００６】
例えば、液体窒素温度（７７Ｋ）以上の超伝導遷移温度を示すＹＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ材料で形成した小型ヘリカルアンテナを２素子、波長に比べ狭い間隔で並べて配置した超指向性アレイアンテナが作製されている（非特許文献１）。このように、超伝導材料を用いて損失抵抗を低下させることで、超指向性を有するアンテナの放射効率を向上させることができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】伊藤  圭一郎，他５名、「高温超伝導小型放射素子を用いた超指向性アレーアンテナ」、電子情報通信学会技術研究報告  ９２巻  ６号  ｐ．５１−５７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、アンテナ素子の材料として高温超伝導材料を用いた場合、その超伝導特性を発現させるためには、冷媒として用いられる液体窒素を貯留したり、アンテナ素子の結露を防止したりするための専用の装置（クライオスタット）等でアンテナ素子及び周辺回路全体を取り囲む必要が生じる。このような大掛かりな装置を必須とすることは、アンテナの小型化という要求に相反するものである。したがって、超伝導材料を用いて損失抵抗を低下させることで放射効率を向上させたとしても、そのアンテナを実用可能なレベルまで小型化できないという問題があった。
【０００９】
また、アンテナを構成する導体の一部分のみに冷媒を接触させ、伝熱作用でアンテナ全体を冷却する試みも考えられる。しかし、この手法では超伝導材料で形成されたアンテナ全体を均一に、超伝導発現温度以下まで冷却させることは難しい。また上述したような微小電磁界プローブアンテナは一般的に導体線が長く引き回されて形成されるため、その導体線の一部分のみに冷媒を接触させたとしてもその伝熱作用は限定的となり、アンテナ全体を冷却させる効果は得にくい。
【００１０】
そこでこの発明は、上述の問題を解決することのできるアンテナ及びアンテナシステムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上述の課題を解決すべくなされたもので、延伸された導体からなり、少なくとも一部に電磁波を送受信する電磁界プローブ部を有する本体部を備え、前記本体部は、少なくとも前記電磁界プローブ部において、冷媒が流通するための冷媒流通用管路が管状に形成されていることを特徴とするアンテナである。
【００１２】
また本発明は、上述のアンテナにおいて、前記本体部の少なくとも一部を囲む絶縁体からなる絶縁被膜部と、当該絶縁被膜部を囲む導体からなる外導体部と、を備え、前記本体部の一部、前記絶縁被膜部の少なくとも一部及び前記外導体部は、同軸ケーブルを構成し、前記本体部の一部が前記外導体部から延伸して、当該外導体部に電気的に短絡することで前記電磁界プローブ部が構成されることを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、上述のアンテナにおいて、前記電磁界プローブ部が、ループ状に形成されていることを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、上述のアンテナにおいて、前記本体部が、超伝導材料を含んで構成されることを特徴とする。
【００１５】
また本発明は、上述のアンテナにおいて、前記本体部が、前記延伸された導体と、当該導体を囲む前記超伝導材料からなる超伝導被膜部で構成されることを特徴とする。
【００１６】
また本発明は、上述のアンテナにおいて、前記本体部を囲む断熱材からなる断熱被膜部と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
また本発明は、上述のアンテナと、前記アンテナの本体部に形成された前記冷媒流通用管路を流通する冷媒と、前記冷媒を流通させる冷媒流通器と、を備えることを特徴とするアンテナシステムである。
【００１８】
また本発明は、高周波信号出力装置を備えるとともに、上述のアンテナを複数備え、前記アンテナ各々の間隔が、当該アンテナに入力する高周波信号の波長と比較して小さくなるように並べて配置され、かつ、一の前記アンテナに第一の高周波信号が入力され、他の前記アンテナに前記第一の高周波信号に対し位相が反転した第二の高周波信号が入力されることを特徴とするアンテナシステムである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、全体を小型化し、なおかつ、高性能なアンテナ及びアンテナシステムを提供することができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第一の実施形態によるアンテナの構造を示す図である。
【図２】本発明の第一の実施形態による本体部の構造を示す図である。
【図３】本発明の第一の実施形態によるアンテナを利用したアンテナシステムの構成を示す図である。
【図４】本発明の第一の実施形態による電磁界プローブ部の構造を示す図である。
【図５】本発明の第二の実施形態によるアンテナシステムの構成を示す図である。
【図６】本発明の第二の実施形態によるアンテナの指向性を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
＜第一の実施形態＞
以下、本発明の第一の実施形態によるアンテナを、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第一の実施形態によるアンテナの構造を示す図である。この図において、符号１はアンテナである。
アンテナ１は、同軸ケーブル１０と、電磁界プローブ部１１と、で構成され、計測器までの引き回しに用いられる測定器用同軸ケーブル２０に接続されている。図１に示すように、同軸ケーブル１０は、電圧、電流に基づく電気信号が伝搬する内導体からなる本体部１００と、本体部１００を囲む絶縁体からなる絶縁被膜部（図示せず）と、さらに当該絶縁被膜部を囲んで、内導体である本体部１００を伝搬する電気信号を外部から遮蔽する外導体部１０１で構成される。
【００２２】
図１に示すように、電磁界プローブ部１１は、同軸ケーブル１０の外導体部１０１の端部Ａ（図１）からループ状に延伸した本体部１００の一部で構成される。なお電磁界プローブ部１１を構成する本体部１００の一部は、絶縁被膜部で囲まれていてもよい。そして、電磁界プローブ部１１は、本体部１００がループ状に延伸した先で、外導体部１０１の端部Ａと電気的に短絡されるように構成される。なお図１に示すように、本体部１００は、外導体部１０１と短絡状態を保ったまま外導体の他端（端部Ａ’）まで延伸している。
【００２３】
電磁界プローブ部１１は、上記のような構成により、直径がおよそ１ｃｍ程度のループ状に形成される小型電磁界センサである。本実施形態によるこの電磁界プローブ部１１はＧＨｚオーダーの電磁波を想定して構成されているが、当該電磁界プローブ部１１はこの態様に限定されず、例えば計測しようとする電磁波の周波数に合わせてその大きさが適宜変更されるものであってもよい。
【００２４】
電磁界プローブ部１１は、そのループの内側の領域（電磁界検出領域）を貫く磁束に応じて発生する誘導電流が本体部１００に流れることで、当該電磁界検出領域における電磁波を検出することができる。なお、図１に示した電磁界プローブ部１１は本体部１００が一巻きのみで形成されているが、本実施形態においてはこの態様に限定されない。すなわち電磁界プローブ部１１は、本体部１００が複数回巻かれて形成されるものであってもよい。このようにすれば、電磁界検出領域を貫く磁束に応じて発生する誘導電流が巻き数に応じて増加するため、より精度よく電磁波を計測することができる。
また図１に示した電磁界プローブ部１１は、その形状をループ状として表されているが、本実施形態による電磁界プローブ部１１は、ループ状の形状に限定されることはない。例えば、電磁界プローブ部１１はその形状が矩形状に形成されていてもよい。
【００２５】
一方、本体部１００は、接続点Ｂにおいて測定器用同軸ケーブル２０の内導体と電気的に接続されており、同様に外導体部１０１は、接続点Ｂ’において測定器用同軸ケーブル２０の外導体と接続されている。本体部１００を伝搬する電気信号は、接続点Ｂを介して測定器用同軸ケーブル２０の内導体を伝搬し、図示しない計測器に入力される。なお、外導体部１０１は測定器用同軸ケーブル２０を介して接地されている。
【００２６】
なお同軸ケーブル１０は、通常の同軸ケーブルと同等の材質で構成されるものであってよい。例えば、本体部１００及び外導体部１０１は、軟銅線などの一般的な導電材料で形成されるものであってよい。また絶縁体被膜部は、ポリエチレンや塩化ビニルなどの絶縁材料で形成されるものであってよい。
【００２７】
また詳細は後述するが、図１に示すように、本体部１００はその一端である端部Ｃから冷媒が流入される。そして、その冷媒は電磁界プローブ部１１の内部を流通して他方の端部Ｃ’から流出する。このようにアンテナ１を構成する本体部１００の内部を冷媒が流れることで当該本体部１００が低温化する。
【００２８】
図２は、本発明の第一の実施形態による本体部の構造を示す図である。
上述したように、本体部１００はその内部を冷媒が流れる構造となっている。具体的には外導体部１０１とともに同軸ケーブル１０を構成する本体部１００は、図２に示すように、その内部に冷媒流通用管路１００１が管状に形成されている。つまり、中空構造に形成されている。本体部１００は、断面の外径が約１ｍｍ程度またはそれ以下で構成され、その内部に設けられた冷媒流通用管路１００１の直径は０．５ｍｍ程度またはそれ以下で構成される。冷媒は、本体部１００の一端である端部Ｃから流入し、電磁界プローブ部１１を構成する本体部１００の中を流れ、他端Ｃ’（図１）から流出する。
【００２９】
なお冷媒には、通常の冷却材であるアンモニア水や、水と臭化リチウム組み合わせたもの、その他、液体高分子材料を用いることができる。このような冷媒を本体部１００の内部に流すことで、その温度を最大で−５０℃程度まで冷却することができる。ところで、銅などの導体で形成されたアンテナを常温で用いる場合、その導体に生じる雑音電力はｋＴＢで与えられる。ここで、Ｔは絶対温度、ｋはボルツマン定数、Ｂは送受信する電磁波の帯域幅である。すなわち絶対温度Ｔ［Ｋ］が低下するほど雑音電力を低下させることができる。
【００３０】
なお一般的に、電気信号の雑音電力ＰＮに対する電力ＰＳの比をＳＮ比と呼び、伝達させる信号の品質を示す指標とされる。したがって、本実施形態によるアンテナ１は、本体部１００を冷媒により冷却することで雑音電力ＰＮを低減し、結果としてＳＮ比を高めることを実現している。
【００３１】
図３は、本発明の第一の実施形態によるアンテナを利用したアンテナシステムの構成を示す図である。
図３に示すように、アンテナシステム４はアンテナ１と、測定器２及び冷媒流通器３を備えている。測定器２は、入力される電気信号の時間的変化、または周波数成分等を計測する計測器であり、例えばオシロスコープやスペクトラムアナライザ等である。測定器２は、電磁界検出領域を貫く磁束に基づいて電磁界プローブ部１１に流れる誘導電流を、測定器用同軸ケーブル２０を介して入力する。
【００３２】
冷媒流通器３は、冷媒を循環させることで対象物を冷却する冷却システムである。
図３に示すように送出用チューブ３２は、冷媒送出口３０とアンテナ１の本体部１００端部Ｃを接続している。同様に送入用チューブ３３は、冷媒送入口３１とアンテナ１の本体部１００の端部Ｃ’を接続する構成となっている。冷媒流通器３は、冷媒送出口３０から冷媒を送出し、送出用チューブ３２を介してアンテナ１に冷媒を流入する。本体部１００の端部Ｃから流入した冷媒は、図３に示すように、電磁界プローブ部１１（本体部１００内部に形成された冷媒流通用管路１００１）を流れ、本体部１００の端部Ｃ’から流出する。そして冷媒流通器３は、送入用チューブ３３を介して端部Ｃ’から流出した冷媒を冷媒送入口３１から取り込む。冷媒流通器３は、内部に有するコンプレッサ等により、アンテナ１等を流通する間に吸熱して温度が上昇した冷媒を冷却し、再び冷媒送出口３０から冷却された冷媒を送出する。このように、冷媒流通器３は、アンテナ１の熱量を吸熱する冷媒を冷却しながら循環させることでアンテナ１の熱を奪い、全体として冷却することができる。
【００３３】
このように、本実施形態によるアンテナ１によれば、アンテナ１を冷却することで検出信号のＳＮ比が向上し、検出感度を改善することができる。また、アンテナ１を冷却する冷媒が、そのアンテナ１を構成する導体（本体部１００）の内部を流動する仕組みとなっているため、アンテナ１のサイズが増大するようなことはない。さらに、図１、図３に示したように、アンテナ１及びアンテナシステム４は簡素な構成であるため、測定者がアンテナ１を手に取って動かしながら測定作業を行う場合において、その使い勝手が悪化することはない。
【００３４】
また本実施形態によるアンテナ１は、本体部１００のうち少なくともアンテナとして機能する部分（すなわち電磁界プローブ部１１）の内部を冷媒が一様に流通する構成としている。したがって、アンテナ１は、冷媒による温度ムラ（アンテナの位置によって大きい温度分布が生じている状態）が生じにくい構成となっている。ここで、アンテナの部分ごとに温度が異なる温度ムラが生じると、当該アンテナの指向性や検出精度に影響を与える場合がある。したがって、本実施形態によるアンテナ１は、アンテナとして機能する部分を一様に冷却することができ、その結果、アンテナ特性を安定的に維持したまま測定感度を向上させることができる。
以上、本発明によれば、全体を小型化し、なおかつ、高性能なアンテナを提供することができる。
【００３５】
なお本実施形態によるアンテナ１は、さらに以下に示すような構成を有していてもよい。
【００３６】
図４は、本発明の第一の実施形態による電磁界プローブ部の構成を示す図である。
図４に示すように、電磁界プローブ部１１は、その表面に超伝導材料からなる超伝導被膜部１０２が形成されている。超伝導被膜部１０２は、液体窒素温度（７７Ｋ）以上で超伝導状態に転移する銅酸化物系の高温超伝導材料で形成される。ここで、一般的に化合物を焼結することで生成される高温超伝導材料は、その後粉砕し、加工・塗布するなどして所望の形状に仕上げることができる。
【００３７】
なお超伝導被膜部１０２（高温超伝導材料）を電磁界プローブ部１１の表面に形成する場合、アンテナ１に流入させる冷媒には液体窒素を用いることとなる。冷媒流通器３が液体窒素をアンテナ１に流入させ、電磁界プローブ部１１（に塗布された超伝導被膜部１０２）の温度が液体窒素温度以下まで低下した場合、その電気抵抗はゼロとなる。このとき、電磁界検出領域を貫く磁束により発生した誘導電流は抵抗損失を受けないためＳＮ比が増加し、アンテナ１の検出感度をさらに高めることができる。
【００３８】
また、本実施形態によるアンテナ１は、冷媒が本体部１００のうち少なくともアンテナとして機能する部分（電磁界プローブ部１１）の全ての内部を流通することを特徴としているため、電磁界プローブ部１１を構成する本体部１００を均一に冷却することができる。このようにすることで、電磁界プローブ部１１が部分的に十分に冷却されず、超伝導状態に遷移しないために検出精度が悪くなるような事態を防止することができる。
【００３９】
また、高周波信号が伝搬する際に生じる表皮効果により、超伝導被膜部１０２は電磁界プローブ部１１の最表面に形成されるのみで上記効果を十分に得ることができる。ただし本実施形態によるアンテナ１はこの態様に限定されず、例えば本体部１００の全てが超伝導被膜部１０２のみで形成される態様であっても構わない。
【００４０】
また、本実施形態による本体部１００は、その表面（超伝導被膜部１０２が形成されている場合はさらにその表面）に、断熱材からなる断熱被膜部で囲まれる構成となっていてもよい。このようにすることで、本体部１００は低温化に基づいて生じ得る結露を防止することができる。なお断熱被膜部に用いる断熱材は、例えば一般的に用いられる発砲断熱材を用いることができる。
【００４１】
なお、本実施形態によるアンテナ１及びアンテナシステム４は、図１~図４に示した構成に限定されない。例えば、本実施形態によるアンテナ１は、電磁界プローブ部１１をループ状に形成することで、特に電磁波発生源の近傍界において、そのループ内（電磁界検出領域）を貫く磁束（磁界強度）を精度よく検出できる構成としている。しかし、本実施形態によるアンテナ１の電磁界プローブ部１１は、このループ状の形状に限定されることはなく、その目的に応じて様々な形状に形成されるものであってもよい。例えば、電磁波発生源からある程度離れた遠方界の電界強度を計測したい場合、電磁界プローブ部１１はダイポールアンテナ（棒状）の形状に形成されてもよい。
【００４２】
＜第二の実施形態＞
以下、本発明の第二の実施形態によるアンテナシステムを、図面を参照して説明する。
図５は、本発明の第二の実施形態によるアンテナシステムの構成を示す図である。この図において、符号６はアンテナシステムである。なお本実施形態によるアンテナシステム６の説明において、第一の実施形態によるアンテナ１及びアンテナシステム４と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略または簡略化する。
【００４３】
図５に示すように、アンテナシステム６は、第一の実施形態によるアンテナ１が二つ並べて配置された構成となっている。またアンテナシステム６は、種々の周波数及び出力強度の高周波信号を複数出力できる高周波信号出力装置５を備えている。なおアンテナ１は、図１で示したように、同軸ケーブル１０と、電磁界プローブ部１１と、で構成されている。アンテナシステム６は、ループ状に形成された二つの電磁界プローブ部１１が同一平面上（図５においてＸ−Ｙ平面）に配置されるような構成となっている。なお電磁界プローブ部１１は、本実施形態によるアンテナシステム６においては、空間に電磁波を放射する電磁波放射部の役割を果たすこととなる。
【００４４】
図５においては図示を省略するが、第一の実施形態によるアンテナ１は、同軸ケーブル１０が、電圧、電流に基づく電気信号が伝搬する本体部１００と、本体部１００を囲む絶縁体からなる絶縁被膜部と、さらに当該絶縁被膜部を囲んで本体部１００を伝搬する電気信号を外部から遮蔽する外導体部１０１で構成される。そして図２に示したように、本体部１００の内部には冷媒流通用管路１００１が形成されており、冷媒流通用管路１００１の中を冷媒が流れる仕組みとなっている。また各アンテナ１は、図３で示したように、各々が冷媒流通器３と送出用チューブ３２、送入用チューブ３３を介して冷媒流通器３と接続されている（図５には図示せず）。またアンテナ１は、同軸ケーブル１０からさらに高周波入力用同軸ケーブル５１を介して高周波信号出力装置５に接続されている。
【００４５】
高周波信号出力装置５からアンテナ１に入力される高周波信号は、アンテナ１の電磁界プローブ部１１（電磁波放射部）から電磁波として放射され空間を伝搬する。ここで、アンテナ１に入力される高周波信号の波長λと比較して、二つのアンテナ１の間隔ｄが十分に小さい場合（例えばｄ＜０．１λの条件を満たす場合）に、入力される高周波信号に応じて、二つのアンテナ１は小型で、かつ、鋭い指向性を有するスーパーゲインアンテナとして機能する。
【００４６】
図６は、本発明の第二の実施形態によるアンテナの指向性を説明する図である。
二つのアンテナ１の一方に入力する第一の高周波信号の位相をθ１、他方のアンテナ１に入力する第二の高周波信号の位相をθ２とする。高周波信号出力装置５がθ１＝θ２の条件を満たすような高周波信号（同相の高周波信号）を入力すると、二つのアンテナ１を合わせたものの指向性は図６の“Ａ”に示すようなものとなる。すなわち二つのアンテナ１の指向性は、Ｙ−Ｚ平面で八の字を描くような、一つの通常のループアンテナとほぼ同一の指向性を有する。
【００４７】
一方、各アンテナ１に入力する第一の高周波信号に対し第二の高周波信号の位相を反転させた場合、すなわち高周波信号出力装置５がθ１＝−θ２の条件を満たすような高周波信号（逆相の高周波信号）を入力すると、二つのアンテナ１を合わせたものの指向性は、図６の“Ｂ”に示すように、ｙ軸方向の指向性が鋭くなる特性を示す（第一の高周波信号及び第二の高周波信号の振幅は等しいものとする）。ただし通常のループアンテナに対して逆相の第一、第二の高周波信号を入力した場合、アンテナの損失抵抗に基づいて放射効率が著しく低下してしまうことが分かっている。
【００４８】
ここで、本実施形態によるアンテナシステム６を構成するアンテナ１は、上述したように、第一の実施形態によるアンテナシステム４と同様、冷媒流通器３に接続されている（図５には図示せず）。そして冷媒流通器３が冷媒を各アンテナ１の本体部１００の内部を流通させることで、各アンテナ１が冷却され、損失抵抗を低減させることができる。そうすると、アンテナシステム６における二つのアンテナ１は、逆相の高周波信号が入力された場合においても放射効率が改善され、小型かつ超指向性を有するスーパーゲインアンテナとして機能することができる。
【００４９】
なお本実施形態によるアンテナシステム６を構成する各アンテナ１は、第一の実施形態によるアンテナ１で説明したような各種構成を備えていても構わない。すなわち、各アンテナ１の電磁界プローブ部１１は超伝導被膜部１０２で囲まれている構造であってよく、さらに、結露防止のための断熱被膜部で囲まれている構造であってもよい。
【００５０】
また本実施形態によるアンテナシステム６を構成する各アンテナ１は、スーパーゲインアンテナとして機能する上で、上述した態様に限定されない。例えば、アンテナシステム６は、アンテナ１がアレイ状に三つ以上並べて配置される構成であっても構わない。またこの場合、アンテナシステム６において目的とする指向性を得るために、各アンテナ１に入力する高周波信号の振幅及び位相が適宜変更されたものであっても構わない。
【００５１】
例えば、アンテナシステム６がアンテナ１を三つアレイ状に並べて配置するものであった場合、中央に位置するアンテナ１に入力する第一の高周波信号に対し、その両端のアンテナ１に入力する第二の高周波信号の位相を反転し、さらにその振幅を第一の高周波信号の１／１０または１／１００程度に低減する。このようにしても、小型かつ高い指向性を有するスーパーゲインアンテナを実現することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１・・・アンテナ
１０・・・同軸ケーブル
１００・・・本体部
１００１・・・冷媒流通用管路
１０１・・・外導体部
１０２・・・超伝導被膜部
１１・・・電磁界プローブ部
２・・・測定器
２０・・・測定器用同軸ケーブル
３・・・冷媒流通器
３０・・・冷媒送出口
３１・・・冷媒送入口
３２・・・送出用チューブ
３３・・・送入用チューブ
５・・・高周波信号出力装置
４、６・・・アンテナシステム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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