(57)【要約】【課題】  高周波帯域において良好な無指向性が得られる広帯域無指向性アンテナを提供する。【解決手段】  広帯域無指向性アンテナは、２つのコーン同士が接続されたアンテナエレメント１と、コーン間の間隙に配置されたループエレメント２と、光ファイバケーブル３からの光信号を電気信号に変換する光電変換器４と、この電気信号を増幅してループエレメント２の一端に供給する増幅器５とを備え、アンテナエレメント１は、その軸から離れるほどコーン間の間隙が指数関数的に広くなるものである。【選択図】図１
2006173910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つのコーン同士が接続されたアンテナエレメントと、コーン間の間隙に配置されたループエレメントとを備え、
前記アンテナエレメントは、
このアンテナエレメントの軸から離れるほどコーン間の間隙が指数関数的に広くなるものであることを特徴とする広帯域無指向性アンテナ。
【請求項２】
光信号を電気信号に変換する光電変換器と、この電気信号を増幅して前記ループエレメントの一端に供給する増幅器とをコーン内に備えたことを特徴とする請求項１記載の広帯域無指向性アンテナ。
【請求項３】
前記ループエレメントの一端から供給される電気信号を増幅する増幅器と、増幅された電気信号を光信号に変換する光電変換器とをコーン内に備えたことを特徴とする請求項１記載の広帯域無指向性アンテナ。
【請求項４】
前記ループエレメントの他端が、
前記アンテナエレメントに直接にまたは抵抗を介して終端されたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の広帯域無指向性アンテナ。
【請求項５】
コーンが略球形状をなしていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の広帯域無指向性アンテナ。
【請求項６】
２つのコーン同士が接続されたアンテナエレメントと、コーン間の間隙に配置されたループエレメントとを備え、
前記アンテナエレメントは、
このアンテナエレメントの軸から離れるほどコーン間の間隙が指数関数的に広くなるものであり、
光信号を電気信号に変換する光電変換器と、この電気信号を増幅して前記ループエレメントの一端に供給する増幅器とをコーン内に備え、
発振器と、この発振器からの電気信号を光信号に変換し、ループエレメントに供給する光電変換器とコーン外に備えることを特徴とする信号送信システム。
【請求項７】
２つのコーン同士が接続されたアンテナエレメントと、コーン間の間隙に配置されたループエレメントとを備え、
前記アンテナエレメントは、
このアンテナエレメントの軸から離れるほどコーン間の間隙が指数関数的に広くなるものであり、
前記ループエレメントの一端から供給される電気信号を増幅する増幅器と、増幅された電気信号を光信号に変換する光電変換器とをコーン内に備え、
前記ループエレメントから供給される光信号を電気信号に変換する光電変換器と、変換された電気信号を受信する受信器とをコーン外に備えることを特徴とする信号受信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波帯域において良好な無指向性が得られる広帯域無指向性アンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電子機器の電磁シールド効果を評価する場合には、アンテナから電磁波を発生させて、シールド部材がある場合とない場合における電界強度または磁界強度の差分を測定する。
【０００３】
８の字特性などの指向性つまり放射方向の依存性があるアンテナは、ある方向には電磁波を多く放射する一方、ある方向には電磁波をほとんど放射しない。そのため、アンテナの向きや位置を変化させて、電磁シールド効果を評価する。
【０００４】
アンテナの向きや位置を変化させずに、電磁シールド効果を評価できるアンテナ、つまり無指向性のアンテナとして、図７に示すループアンテナがある。
【０００５】
図７のループアンテナに電流Ｉを流すと、ループアンテナ面に対して垂直方向に磁界Ｈが発生し、そのとき、水平面内に等方的な電界Ｅが発生する。ループアンテナはその構造から、理想的な無指向性アンテナである。
【非特許文献１】J.K.KRAUS,"ANTENNAS, "McGRAW-HILL, 1950 p.372-373"
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、図７のループアンテナでは、エレメント長が波長より長くなると共振現象や定在波が発生することから、数１０ＭＨｚ以上の高周波帯域では必ずしも良好な無指向性が得られない。また、ループアンテナでは、信号線に同軸ケーブルが使用されることから、同軸ケーブルからの電磁波の漏洩や散乱により数ｄＢ〜１０数ｄＢの測定誤差が生じてしまう。
【０００７】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高周波帯域において良好な無指向性が得られる広帯域無指向性アンテナを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、請求項１の本発明は、２つのコーン同士が接続されたアンテナエレメントと、コーン間の間隙に配置されたループエレメントとを備え、前記アンテナエレメントは、このアンテナエレメントの軸から離れるほどコーン間の間隙が指数関数的に広くなるものであることを特徴とする広帯域無指向性アンテナをもって解決手段とする。
【０００９】
請求項２の本発明は、光信号を電気信号に変換する光電変換器と、この電気信号を増幅して前記ループエレメントの一端に供給する増幅器とをコーン内に備えたことを特徴とする請求項１記載の広帯域無指向性アンテナをもって解決手段とする。
【００１０】
請求項３の本発明は、前記ループエレメントの一端から供給される電気信号を増幅する増幅器と、増幅された電気信号を光信号に変換する光電変換器とをコーン内に備えたことを特徴とする請求項１記載の広帯域無指向性アンテナをもって解決手段とする。
【００１１】
請求項４の本発明は、前記ループエレメントの他端が、前記アンテナエレメントに直接にまたは抵抗を介して終端されたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の広帯域無指向性アンテナをもって解決手段とする。
【００１２】
請求項５の本発明は、コーンが略球形状をなしていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の広帯域無指向性アンテナをもって解決手段とする。
【００１３】
請求項６の本発明は、２つのコーン同士が接続されたアンテナエレメントと、コーン間の間隙に配置されたループエレメントとを備え、前記アンテナエレメントは、このアンテナエレメントの軸から離れるほどコーン間の間隙が指数関数的に広くなるものであり、光信号を電気信号に変換する光電変換器と、この電気信号を増幅して前記ループエレメントの一端に供給する増幅器とをコーン内に備え、発振器と、この発振器からの電気信号を光信号に変換し、ループエレメントに供給する光電変換器とコーン外に備えることを特徴とする信号送信システムをもって解決手段とする。
【００１４】
請求項７の本発明は、２つのコーン同士が接続されたアンテナエレメントと、コーン間の間隙に配置されたループエレメントとを備え、前記アンテナエレメントは、このアンテナエレメントの軸から離れるほどコーン間の間隙が指数関数的に広くなるものであり、前記ループエレメントの一端から供給される電気信号を増幅する増幅器と、増幅された電気信号を光信号に変換する光電変換器とをコーン内に備え、前記ループエレメントから供給される光信号を電気信号に変換する光電変換器と、変換された電気信号を受信する受信器とをコーン外に備えることを特徴とする信号受信システムをもって解決手段とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、アンテナエレメントを、このアンテナエレメントの軸から離れるほどコーン間の間隙が指数関数的に広くなるものとしたことで、共振現象や定在波の発生を防止でき、よって、高周波帯域において良好な無指向性を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１７】
［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態に係る広帯域無指向性アンテナの構成図である。
【００１８】
第１の実施の形態の広帯域無指向性アンテナは、送信アンテナであり、導電性を有する２つのコーン同士が接続されたアンテナエレメント１と、コーン間の間隙に配置されたループエレメント２と、例えばコーン内に設けられ、光ファイバケーブル３からの光信号を電気信号に変換する光電変換器４と、同様にコーン内に設けられ、変換された電気信号を増幅してループエレメント２の一端に供給する増幅器５とを備える。
【００１９】
アンテナエレメント１は、その軸から離れるほどコーン間の間隙が指数関数的に広くなるものである。
【００２０】
図２は、一方のコーンにおける一部を示す断面図であり、他方のコーンも同様の形状を有する。
【００２１】
各コーンは円錐形状を基本形としているが、他方のコーンに直接的に向き合っている部分つまりコーン間の間隙の長さを決定する部分は、図２に示すように、コーン間の接続点を原点とした指数関数で描かれる形状を有している。これにより、コーン間の間隙はアンテナエレメント１の軸から離れるほど指数関数的に広くなっている。
【００２２】
また、図１に示すように、各コーンは、球面に近い形状のフタが取り付けられることで、略球形状をなしている。なお、フタは、例えば平らなものであってもよい。フタは必ず必要ではないが、図１に示すように、光電変換器４や増幅器５などをコーン内に収納するときには、フタを取り付けるのが好適である。
【００２３】
コーン間の間隙に配置されたループエレメント２は、コーン同士の接続部から離れて配置されている。増幅器５の出力は同軸ケーブル５Ａでアンテナエレメント１の表面まで引き出され、同軸ケーブル５Ａの外導体はアンテナエレメント１に接続され、同軸ケーブル５Ａの中心導体はループエレメント２の一端に接続されている。ループエレメント２の他端は、同軸ケーブル５Ａの外導体に対し直接にまたは抵抗を介して終端されている。
【００２４】
第１の実施の形態では、アンテナエレメント１のコーン間の間隙に配置されたループエレメント２に光ファイバケーブル３から電流が供給され、この電流により水平方向の電界Ｅが発生し、これによりアンテナエレメント１が、あらゆる方向に電磁波を放射する。また、軸から離れるほどコーン間の間隙を指数関数的に広くして、特性インピーダンスを緩やかに変化させることで、共振現象や定在波の発生を防止でき、よって、高周波帯域において良好な無指向性を得ることができる。
【００２５】
なお、図３に示すように、ループエレメント２の他端を、アンテナエレメント１に直接にまたは抵抗を介して終端することで、共振現象や定在波の発生を防止し、これにより、高周波帯域において良好な無指向性を得ることができる。
【００２６】
図４は、図１や図３の広帯域無指向性アンテナを用いた信号送信システムの構成図である。ここでは、図１等に示した構成要素と同様なものには同一符号を付し、重複説明を省略する。
【００２７】
図４の信号送信システムは、図１等の広帯域無指向性アンテナに加え、発振器６と、この発振器６からの電気信号を光信号に変換し、光ファイバケーブル３を介してループエレメント２に供給する光電変換器７とを例えばコーン外に備える。
【００２８】
図１等の広帯域無指向性アンテナや図４の信号送信システムでは、軸から離れるほどコーン間の間隙を指数関数的に広くすることで、共振現象や定在波の発生を防止でき、信号送信の場合の高周波帯域において良好な無指向性を得ることができる。
【００２９】
［第２の実施の形態］
図５は、第２の実施の形態に係る広帯域無指向性アンテナの構成図である。ここでは、図１等に示した構成要素と同様なものには同一符号を付し、重複説明を省略する。
【００３０】
第２の実施の形態の広帯域無指向性アンテナは、受信アンテナであり、アンテナエレメント１およびループエレメント２と、例えばコーン内に設けられ、ループエレメント２から一端から供給される電気信号を増幅する増幅器８と、同様にコーン内に設けられ、増幅された電気信号を光信号に変換し、光ファイバケーブル３に供給する光電変換器９とを備える。
【００３１】
アンテナエレメント１は、第１の実施の形態の場合と同様に、その軸から離れるほどコーン間の間隙が指数関数的に広くなるものであり、これ以外の詳細な構成も第１の実施の形態の場合と同様である。
【００３２】
第２の実施の形態では、アンテナエレメント１が電磁波をあらゆる方向から受信し、これにより、アンテナエレメント１のコーン間の間隙に水平方向の電界Ｅが発生し、この電界Ｅをループエレメント２が電流に変換し、光ファイバケーブル３に供給する。また、軸から離れるほどコーン間の間隙を指数関数的に広くして、特性インピーダンスを緩やかに変化させることで、共振現象や定在波の発生を防止でき、高周波帯域において良好な無指向性を得ることができる。
【００３３】
図６は、図５の広帯域無指向性アンテナを用いた信号受信システムの構成図である。ここでは、図５に示した構成要素と同様なものには同一符号を付し、重複説明を省略する。  図６の信号送信システムは、図５の広帯域無指向性アンテナに加え、ループエレメント２から光ファイバケーブル３を介して供給される光信号を電気信号に変換する光電変換器１０と、変換された電気信号を受信する受信器１１とを例えばコーン外に備える。
【００３４】
図５の広帯域無指向性アンテナや図６の信号受信システムでは、軸から離れるほどコーン間の間隙を指数関数的に広くすることで、共振現象や定在波の発生を防止でき、信号受信の場合の高周波帯域において良好な無指向性を得ることができる。
【００３５】
なお、上記の各実施の形態では、光ファイバケーブル３を用いたことで、電磁波の漏洩や散乱、擾乱がなく、よって測定誤差の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】第１の実施の形態に係る広帯域無指向性アンテナの構成図である。
【図２】一方のコーンにおける一部を示す断面図である。
【図３】第１の実施の形態に係る他の広帯域無指向性アンテナの構成図である。
【図４】図１等の広帯域無指向性アンテナを用いた信号送信システムの構成図である。
【図５】第２の実施の形態に係る広帯域無指向性アンテナの構成図である。
【図６】図５の広帯域無指向性アンテナを用いた信号受信システムの構成図である。
【図７】従来の無指向性アンテナであるループアンテナの構成図である。
【符号の説明】
【００３７】
１…アンテナエレメント
２…ループエレメント
３…光ファイバケーブル
４…光電変換器
５…増幅器
５Ａ…同軸ケーブル
６…発振器
７…光電変換器
８…増幅器
９…光電変換器
１０…光電変換器
１１…受信器
【図１】
2006173910.tif 000003
【図２】
2006173910.tif 000004
【図３】
2006173910.tif 000005
【図４】
2006173910.tif 000006
【図５】
2006173910.tif 000007
【図６】
2006173910.tif 000008
【図７】
2006173910.tif 000009