(57)【要約】【課題】プリント基板の導体パターンで形成され、全方向に均等な放射特性を有する小型ループアンテナを提供する。【解決手段】  一対の給電部のそれぞれから略１／４波長離れた位置で、導体パターンが交差せずに互いに沿うように二重に折返した一対の折返し部を形成し、前記一対の折返し部は、所定の間隔で近接して配置され、前記一対の折返し部を含む互いに沿うように形成された導体パターンが円形または多角形の形状を成す。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント基板の少なくともひとつの導体張付け面上に導体パターンで形成され、互いに近接して配置された一対の給電部を有するループ長が１波長に略等しいループアンテナであり、前記一対の給電部のそれぞれから略１／４波長離れた位置で、前記導体パターンが交差せずに互いに沿うように二重に折返した一対の折返し部を形成することで、前記一対の給電部のそれぞれから前記一対の折返し部のそれぞれまでの導体パターンを流れる電流の向きと、前記一対の折返し部の間を接続している導体パターンを流れる電流の向きが同じになり、前記一対の折返し部は、所定の間隔で近接して配置され、前記一対の折返し部を含む互いに沿うように形成された導体パターンが円形または多角形の形状を成すことで全方向に略均等な放射特性を示すことを特徴とするループアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、小型無線機器に搭載するアンテナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】  携帯電話や無線リモコン等の小型無線通信機器においてアンテナは、機器の筐体内に内蔵されることが多い。アンテナは、電波を効率よく空中へ放射することが重要な特性であるが、携帯通信機器の場合使い勝手やデザイン上の観点よりアンテナが筐体から突き出すのは好まれない。【０００３】  屋内の天井や壁に設置される複数の火災警報器を無線通信で接続し、離れた部屋の火災でも全室で一斉に警報を鳴らす機器が考案されているが、室内の景観を考慮すればこのようなワイヤレス火災警報器においてもアンテナが筐体内に内蔵されていることが望まれる。【０００４】  加えてワイヤレス火災警報器の場合、複数の警報器が屋内の各部屋の天井や壁に設置されるため、設置したすべての警報器に安定して電波を伝達させる必要があるので、アンテナは全方向に均等に放射特性を持つことが要求される。【０００５】  機器内に内蔵できる小型アンテナとしては、微小ループアンテナがある。これは、使用する電波の１波長よりも充分短いループ長を有するアンテナで、磁界アンテナの特性である周囲の導体や誘電体の影響を受けにくい特徴を持つ。またプリント基板上に導体パターンで形成することも可能なので安価にできる。ただしダイポールアンテナと同様に８の字形の放射特性を有するため、ワイヤレス火災警報器に内蔵するには不向きである。【０００６】  アンテナを小型化する他の方法としては、アンテナ素子に流れる電流の向きに着目してアンテナ素子を折曲げる方法が特開２００４−２１５０６１号公報に開示されている。これは、アンテナ素子上の電流分布が１／４波長周期で変化する特性を利用してループアンテナを折曲げてアンテナを小型化するものである。ただし一般的にループアンテナを折返しただけでは全方向の放射特性は得られず、前記の先行技術にもその記述は見られない。
【特許文献】特開２００４−２１５０６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  本発明が解決しようとする課題は、プリント基板の導体パターンで形成され、全方向に均等な放射特性を有する小型ループアンテナを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  本発明では、次に示す手段をもって上記課題を解決する。
プリント基板の少なくともひとつの導体張付け面上に導体パターンで形成され、互いに近接して配置された一対の給電部を有するループ長が１波長に略等しいループアンテナであり、前記一対の給電部のそれぞれから略１／４波長離れた位置で、前記導体パターンが交差せずに互いに沿うように二重に折返した一対の折返し部を形成することで、前記一対の給電部のそれぞれから前記一対の折返し部のそれぞれまでの導体パターンを流れる電流の向きと、前記一対の折返し部の間を接続している導体パターンを流れる電流の向きが同じになり、前記一対の折返し部は、所定の間隔で近接して配置され、前記一対の折返し部を含む互いに沿うように形成された導体パターンが円形または多角形の形状を成すことで全方向に略均等な放射特性を示すループアンテナとする。
【発明の効果】
【０００９】  本発明は、一般的なガラスエポキシ材プリント基板の少なくともひとつの導体張付け面上の導体パターンで形成することが可能であるため安価で、アンテナと無線回路を一体化することが容易であり、装置の小型化が可能になる。【００１０】  略１波長の導体パターンを二重に折返すことでアンテナが小型化でき、折返し部を含む導体パターンを円形または多角形とすることで全方向に均等な放射特性が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【実施例】
【００１１】  図１は、本発明による折返しループアンテナの導体パターンを示したものである。基板７上の一つの面に導体パターン５で形成され、一対の給電部である給電部ａ１と給電部ｂ２は近接して配置され、無線回路６に接続されている。給電部ａ１から円弧を描く導体パターン上の略１／４波長の位置で折返し部ａ３を形成し、同様に給電部ｂ２から円弧を描く導体パターン上の略１／４波長の位置で折返し部ｂ４を形成している。一対の折返し部である折返し部ａ３と折返し部ｂ４は、所定の間隔をもって配置されている。【００１２】  前記折返し部ａ３と折返し部ａ４を接続する導体パターンは、前記給電部ａ１と折返し部ａ３および前記給電部ｂ２と折返し部ｂ４を接続する円弧を描く導体パターンに沿うように形成されており、給電部ａ１−折返し部ａ３−折返し部ｂ４−給電部ｂ２で一巡するループは、導体パターン長が略１波長である円形に形成されている。【００１３】  図２は、本発明のループアンテナを流れる電流の向きを示している。ここでは時計回りの方向をプラスとして表現している。図３には、ループアンテナを直線状に開いたアンテナエレメント（導体パターン）上の電流分布を表している。図２および図３に記載された符号は、同じ位置を示すものである。【００１４】  ループアンテナを流れる電流の分布が１／４波長毎に大きさと向きが変わることは、知られている。給電部ａ１から折返し部ａ３までの略１／４波長の導体パターンを流れる電流の向きはプラス（時計回り）で、同じく折返し部ｂ４から給電部ｂ２までの略１／４波長の導体パターンを流れる電流の向きもプラス（時計回り）である。折返し部ａ３から折返し部ｂ４までの電流の向きは、マイナス（反時計回り）となるが、本発明の折返しループアンテナのパターン形状では、この部分の導体パターンが折返されたことで、給電部ａ１から折返し部ａ３までの導体パターンおよび折返し部ｂ４から給電部ｂ２までの導体パターンと向きが逆になっているために電流の向きは時計回りになっている。このように本発明の折返しループアンテナでは、アンテナのほぼ全周に渡って時計回りに電流が流れており、アンテナのパターン形状が円形なので全周囲に均等な放射特性が得られる。【００１５】  図４は、小型機器に実装した本発明による折返しループアンテナの放射特性を示したものである。図５には、比較のために１波長ループアンテナの放射特性を示す。図４および図５は、主偏波のみを表している。図４および図５における放射特性の測定面（ＸＹ平面、ＺＸ平面、ＺＹ平面）は、図６に示すとおりである。【００１６】  １波長ループアンテナは、給電部から１／４波長の位置で電流がゼロになり、それを境にして電流方向が逆になるため、１／２波長ダイポールアンテナとほぼ同様な放射特性をもつことが知られている。すなわち図５に示すように主偏波が測定面と水平になるＸＹ平面とＺＹ平面では８の字の放射特性をもち、主偏波が測定面に垂直となるＺＸ平面のみ全方向に略均等な放射特性をもつ。８の字の放射特性にはヌル（電波を放射しない）方向が存在するため、この方向に通信ができない領域ができてしまう。【００１７】  本発明の折返しループアンテナでは、前述のようにアンテナの全周���渡って同一方向に電流が流れているため、ＸＹ平面を大地と仮定したときＸＹ平面、ＺＸ平面およびＺＹ平面は、水平偏波において全方向にほぼ均一な放射特性が得られている。このように本発明の折返しループアンテナにはヌル方向が存在せず、本アンテナを内蔵した無線機器は、いかなる方向にも安定して通信を行うことが可能となる。【００１８】  本発明の折返しループアンテナでは、折返し部ａ３と折返し部ｂ４の間隔を変えることでアンテナの全長と折返し位置を可変できるので同調周波数を調整できる。全方向に均等な放射特性を得るための導体パターンの形状は、円形であることが望ましいが、多角形であっても同様の効果を得ることは可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】  本発明による折返しループアンテナの導体パターン形状
【図２】  本発明による折返しループアンテナの電流の向き
【図３】  １波長ループアンテナの電流分布
【図４】  小型機器に実装された本発明による折返しループアンテナの放射特性
【図５】  １波長ループアンテナの放射特性
【図６】  放射特性の測定面の説明図
【符号の説明】
【００２０】        １  給電部ａ
２  給電部ｂ
３  折返し部ａ
４  折返し部ｂ
５  導体パターン
６  無線回路
７  基板
【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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