(57)【要約】  【課題】１つの１波長ループアンテナ１０を用いて、デフォガライン２０の間に配設できる程度の幅の狭い寸法とした広帯域化ループアンテナを提供する。  【解決手段】菱形で上下方向の対称軸に対して線対称に１波長ループアンテナ１０を形成する。線対称となる２つの給電点１２と、この給電点１２より１／４波長の電気長の位置にある２つの線対称となる隅部１４とに、１波長ループアンテナ１０の内側で、線対称に２本の広帯域化エレメント１６を９０度に折り曲げてその両端をそれぞれ接続する。広帯域化エレメント１６に平行で、線対称に所望の周波数の１／４波長の無給電エレメント１８を設ける。菱形の上下方向の外形寸法を、１波長ループアンテナ１０の１／２０波長とする。【選択図】  図２０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナエレメントが線対称となるように１波長ループアンテナを形成し、前記１波長ループアンテナの線対称位置にある２つの給電点に２本の広帯域化エレメントの一端をそれぞれ接続し、前記１波長ループアンテナの内側で、前記アンテナエレメントの前記給電点から１／４波長の電気長となる付近の２つの線対称にある位置に、２本の前記広帯域化エレメントの他端をそれぞれ接続し、しかも前記２本の広帯域化エレメントを線対称となるように設けて構成したことを特徴とする広帯域化ループアンテナ。
【請求項２】
アンテナエレメントが線対称となるように１波長ループアンテナを形成し、前記１波長ループアンテナの線対称位置にある２つの給電点に２本の広帯域化エレメントの一端をそれぞれ接続し、前記１波長ループアンテナの内側で、前記アンテナエレメントの前記給電点から１／４波長の電気長となる付近の２つの線対称にある位置に、２本の前記広帯域化エレメントの他端をそれぞれ近接させて配設し、しかも前記２本の広帯域化エレメントを線対称となるように設けて構成したことを特徴とする広帯域化ループアンテナ。
【請求項３】
請求項１記載の広帯域化ループアンテナにおいて、２本の前記広帯域化エレメントを、前記線対称の対称軸と平行な部分と、これが９０度折り曲げられて前記対称軸と直交する方向の部分とで形成し、前記広帯域化エレメントの前記対称軸と直交する方向の前記部分に平行に無給電エレメントを配設し、前記無給電エレメントを線対称でしかも所望の周波数の１／４波長に設定して構成したことを特徴とする広帯域化ループアンテナ。
【請求項４】
請求項１記載の広帯域化ループアンテナにおいて、２本の前記広帯域化エレメントを、前記線対称の対称軸と平行な部分と、これが９０度折り曲げられて前記対称軸と直交する方向の部分とで形成し、前記広帯域化エレメントの前記対称軸と平行な前記部分の間隔を前記１波長ループアンテナの共振周波数の１／２０波長以下に設定して構成したことを特徴とする広帯域化ループアンテナ。
【請求項５】
請求項１ないし４記載のいずれかの広帯域化ループアンテナにおいて、前記１波長ループアンテナを、上下方向の前記対称軸と直交する対称軸に対しても線対称となるように形成して構成したことを特徴とする広帯域化ループアンテナ。
【請求項６】
請求項１ないし５記載のいずれかの広帯域化ループアンテナにおいて、前記１波長ループアンテナを菱形に形成して構成したことを特徴とする広帯域化ループアンテナ。
【請求項７】
請求項１ないし５記載のいずれかの広帯域化ループアンテナにおいて、前記１波長ループアンテナを多角形に形成して構成したことを特徴とする広帯域化ループアンテナ。
【請求項８】
請求項１ないし５記載のいずれかの広帯域化ループアンテナにおいて、前記１波長ループアンテナを円形または楕円形に形成して構成したことを特徴とする広帯域化ループアンテナ。
【請求項９】
請求項１ないし５記載のいずれかの広帯域化ループアンテナにおいて、前記１波長ループアンテナを前記線対象の対称軸方向の寸法が前記対称軸と直交する方向の寸法より短い長方形に形成して構成したことを特徴とする広帯域化ループアンテナ。
【請求項１０】
請求項３記載の広帯域化ループアンテナにおいて、前記１波長ループアンテナを菱形に形成し、しかも前記対称軸の方向の外形寸法を、前記１波長ループアンテナの１／２０波長に形成して構成したことを特徴とする広帯域化ループアンテナ。
【請求項１１】
請求項１記載の広帯域化ループアンテナにおいて、前記アンテナエレメントと前記広帯域化エレメントとで囲まれた部分を覆うように、広帯域化導電金属板または広帯域化導電金属薄膜を配設して構成したことを特徴とする広帯域化ループアンテナ。
【請求項１２】
アンテナエレメントが線対称となるように１波長ループアンテナを形成し、前記１波長ループアンテナの線対称位置にある２つの給電点から前記給電点から１／４波長の電気長となる付近の２つの線対称にある位置までの間の前記アンテナエレメントを、前記１波長ループエレメントの内側に、その面積をそれぞれ広げて広帯域化導電金属部を形成し、しかも２つの前記広帯域化導電金属部を線対称となるように設けて構成したことを特徴とする広帯域化ループアンテナ。
【請求項１３】
請求項１２記載の広帯域化ループアンテナにおいて、前記広帯域化導電金属部が、前記線対称の対称軸と平行な縁と前記対称軸と直交する方向の縁とを備えて構成したことを特徴とする広帯域化ループアンテナ。
【請求項１４】
外形が１波長ループアンテナであって、前記１波長ループアンテナの線対称位置にある２つの給電点から前記給電点より１／４波長の電気長となる付近の２つの線対称にある位置までの縁を有するとともに前記一波長ループアンテナの内側に面積を広げた広帯域化導電金属板または広帯域化導電金属薄膜を設け、しかも２つの前記広帯域化導電金属板または広帯域化導電金属薄膜を線対称となるようにし、２つの前記給電点より１／４波長の電気長となる付近の２つの線対称にある前記位置の間を導電金属線または導電金属薄膜線で接続して形成し、前記広帯域化導電金属板または広帯域化導電金属薄膜の前記縁と前記導電金属線または導電金属薄膜線で前記１波長ループアンテナの外形を構成したことを特徴とする広帯域化ループアンテナ。
【請求項１５】
請求項１４記載の広帯域化ループアンテナにおいて、前記広帯域化導電金属板または広帯域化導電金属薄膜が、前記線対称の対称軸と平行な縁と前記対称軸と直交する方向の縁とを備えて構成したことを特徴とする広帯域化ループアンテナ。
【請求項１６】
請求項１４または１５記載の広帯域化ループアンテナにおいて、前記１波長ループアンテナの外形を菱形に形成して構成したことを特徴とする広帯域化ループアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１つの１波長ループアンテナを用いて広帯域化した広帯域化ループアンテナに関するものである。また、１波長ループアンテナを幅の狭い寸法で構成することの出来る広帯域化ループアンテナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車用窓ガラスアンテナとして用いる広帯域化を目的とするループアンテナの技術が、特開平０３−１０８９０３号公報に示されている。この公報に示された技術は、自動車の窓ガラス面の周縁に沿って２つのループアンテナを２重に配設したものである。外側ループアンテナは、一例としてＦＭ放送帯の低い周波数帯の電波に共振し、内側ループアンテナはＦＭ放送帯の高い周波数帯の電波に共振するように設定される。共振周波数の異なる２つのループアンテナを用いて、広帯域化するものである。
【特許文献１】特開平０３−１０８９０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述した特許文献１記載の技術は、自動車の窓ガラスの周縁部に配設するために、その外形はかなり大きく、取付作業等が容易でない。また、特許文献１記載の技術にあっては、自動車のリアー窓ガラス等のデフォガラインが配設されていない部分の周縁部に配設しなければならず、車種によりリアー窓ガラスの形状寸法が相違するのに応じて、アンテナの形状寸法を適宜に設定しなければならい。しかも、リアー窓ガラスの形状寸法によりアンテナの大きさが相違し、２重に配設した外側ループアンテナおよび内側ループアンテナを、所望の周波数帯の電波に共振するように必ずしも設定出来るとは限られない。
【０００４】
本発明は、かかる特許文献１記載の技術の事情に鑑みてなされたもので、１つの１波長ループアンテナを用いて広帯域化した広帯域化ループアンテナを提供することを目的とする。また、デフォガラインの間に配設出来る程度の幅の狭い寸法で構成することの出来る広帯域化ループアンテナを提供することを目的とする。  
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かかる目的を達成するために、本発明の広帯域化ループアンテナは、アンテナエレメントが線対称となるように１波長ループアンテナを形成し、前記１波長ループアンテナの線対称位置にある２つの給電点に２本の広帯域化エレメントの一端をそれぞれ接続し、前記１波長ループアンテナの内側で、前記アンテナエレメントの前記給電点から１／４波長の電気長となる付近の２つの線対称にある位置に、２本の前記広帯域化エレメントの他端をそれぞれ接続し、しかも前記２本の広帯域化エレメントを線対称となるように設けて構成されている。
【０００６】
また、アンテナエレメントが線対称となるように１波長ループアンテナを形成し、前記１波長ループアンテナの線対称位置にある２つの給電点に２本の広帯域化エレメントの一端をそれぞれ接続し、前記１波長ループアンテナの内側で、前記アンテナエレメントの前記給電点から１／４波長の電気長となる付近の２つの線対称にある位置に、２本の前記広帯域化エレメントの他端をそれぞれ近接させて配設し、しかも前記２本の広帯域化エレメントを線対称となるように設けて構成することもできる。
【０００７】
そして、２本の前記広帯域化エレメントを、前記線対称の対称軸と平行な部分と、これが９０度折り曲げられて前記対称軸と直交する方向の部分とで形成し、前記広帯域化エレメントの前記対称軸と直交する方向の前記部分に平行に無給電エレメントを配設し、前記無給電エレメントを所望の周波数の１／４波長に設定して構成しても良い。
【０００８】
さらに、前記１波長ループアンテナを菱形に形成し、しかも前記対称軸の方向の外形寸法を、前記１波長ループアンテナの１／２０波長に形成して構成することもできる。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１記載の広帯域化ループアンテナにあっては、アンテナエレメントが線対称となるように形成された１波長ループアンテナの電流最大点となる給電点と、電圧最大点となる給電点から１／４波長の電気長の位置に、広帯域化エレメントの両端をそれぞれ接続し、しかも広帯域化エレメントを線対称に形成したことで、広帯域化エレメントに１波長ループアンテナのアンテナエレメントに流れる電流と異なる位相の電流が流れ、電位差を生じることで電界を生じる。この電界は並列のキャパシタンスと等価に作用すると考えられる。また、広帯域化エレメント自体にも電流が分布し、この電流分布は直列のインダクタンスと等価に作用すると考えられる。よって、これらの並列のキャパシタンスと直列のインダクタンスとにより、広帯域化が図られていると考えられる。
【００１０】
また、請求項２記載の広帯域化ループアンテナにあっては、電圧最大点となる給電点から１／４波長の電気長の位置に、広帯域化エレメントの一端を近接して配設したので、広帯域化エレメントの一端がキャパシタンスを直列に介して給電点から１／４波長の電気長の位置に接続されたのと等価の回路となり、請求項１の構成と同様にして広帯域化が図られていると考えられる。
【００１１】
そして、請求項３記載の広帯域化ループアンテナにあっては、広帯域化エレメントの対称軸と直交する方向の部分に平行に無給電エレメントを配設し、この無給電エレメントを線対称でしかも所望の周波数の１／４波長に設定したので、請求項１の構成による広帯域化に加えて、無給電エレメントが所望の周波数に共振することにより、所望の周波数付近の特性が改善されて、より広帯域化がなされる。
【００１２】
さらに、請求項１０記載の広帯域化ループアンテナにあっては、１波長ループアンテナを菱形に形成し、しかも対称軸の方向の外形寸法を、１波長ループアンテナの１／２０波長に形成したので、例えば、４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚの帯域を用いる地上波デジタルテレビ用アンテナとして設計した場合に、その対称軸の方向の外形寸法を２５ｃｍ以下と短くしてアンテナ全体の幅っを短くすることができ、自動車のリアー窓ガラスに配設されるデフォガラインの一般的な間隔である３０ｃｍの間に、デフォガラインを跨ぐことなしに、配設することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の第１実施例を図１ないし図９を参照して説明する。図１は、本発明の広帯域化ループアンテナの第１実施例の図である。図２は、図１の広帯域化ループアンテナのＶＳＷＲ特性図である。図３は、図１の広帯域化ループアンテナのスミスチャートである。図４は、本発明の広帯域化ループアンテナの第１実施例の変形例の図である。図５は、図４の広帯域化ループアンテナの第１実施例の変形例のＶＳＷＲ特性図である。図６は、図４の広帯域化ループアンテナの第１実施例の変形例のスミスチャートである。図７は、第１実施例と同じ形状の従来の１波長ループアンテナの図である。図８は、図７の従来の１波長ループアンテナのＶＳＷＲ特性図である。図９は、図７の従来の１波長ループアンテナのスミスチャートである。
【００１４】
まず、本発明の広帯域化ループアンテナの第１実施例の構造を、図１を参照して説明する。図１において、１波長ループアンテナ１０は、アンテナエレメントが図面上で上下方向の対称軸とこれに直交する左右方向の対称軸に対してそれぞれ線対称となる菱形に形成されている。２つの給電点１２、１２は、上下方向の対称軸を挟んで線対称となる位置に配設されている。この１波長ループアンテナ１０にあっては、４辺が全て１／４波長の電気長であるとともに上下方向の寸法が１／４波長であり、給電点１２、１２が電流最大点であり、給電点１２、１２より１／４波長の電気長となる左右の線対称の位置にある隅部１４、１４が電圧最大点である。そして、給電点１２、１２と隅部１４、１４に、１波長ループアンテナ１０の内側で、広帯域化エレメント１６、１６の両端がそれぞれ接続される。しかも、これらの広帯域化エレメント１６、１６は、上下方向の対称軸に平行な部分１６ａ、１６ａとこれららが９０°折り曲げられて上下方向の対称軸に直交する左右方向の部分１６ｂ、１６ｂとからなり、２本の広帯域化エレメント１６、１６が上下方向の対称軸に対して線対称となるように配設される。なお、広帯域化エレメント１６、１６の上下方向の対称軸に平行な部分１６ａ、１６ａの間隔は、１／２０波長以下に設定される。一例として、本発明の広帯域化ループアンテナは、６２０ＭＨｚに対して１波長となるように設定され、そのＶＳＷＲ特性を測定すると、図２に示すごとく、５３０〜８３０ＭＨｚの約３００ＭＨｚの広い範囲でＶＳＷＲが２以下の優れた特性が得られた。また、スミスチャートにあっては、図３に示すごとく、中心周波数では、約５０Ωと低い入出力インピーダンスが得られており、受信機等との整合が容易である。
【００１５】
ここで、図７に示す従来の１波長ループアンテナ１０単体を、本発明と同様に、６２０ＭＨｚに設定して測定した結果のＶＳＷＲ特性は、図８に示すごとく、５４５〜５７０ＭＨｚと７３０ＭＨｚでＶＳＷＲが３以下となるにすぎず、またスミスチャートも、図９に示すごとく、１００〜２００Ωと１波長ループアンテナの典型的な特徴である高い入出力インピーダンスとなっている。
【００１６】
よって、図７に示す従来の１波長ループアンテナ１０単体に比較して、図１に示す本発明の広帯域化ループアンテナにあっては、広帯域化が著しく、また入出力インピーダンスが低くて整合が容易であることが明らかである。これは、広帯域化エレメント１６、１６を設けることで、この広帯域化エレメント１６、１６に１波長ループアンテナ１０のアンテナエレメントに流れる電流と位相が異なる電流が流れ、電位差を生ずることで電界を生ずることに起因している。この電界は並列のキャパシタンスと等価に作用すると考えられる。また、広帯域化エレメント１６、１６自体に分布する電流は直列のインダクタンスと等価に作用すると考えられる。そこで、本発明の広帯域化ループアンテナの第１実施例にあっては、１波長ループアンテナ１０に並列のキャパシタンスと直列のインダクタンスとが、適宜に接続されたもののように広帯域化が図られるとともに、入出力インピーダンスの低いものが得られる。
【００１７】
さらに、発明者らは、図４に示すごとき第１実施例の変形例を作成して、その特性を測定した。図４に示す変形例は、１波長ループアンテナ１０の給電点１２、１２に広帯域化エレメント１６、１６の一端をそれぞれ接続し、他端を電圧最大点である隅部１４、１４に接続することなく近接して配設したものである。そして、そのＶＳＷＲ特性は、図５に示すごとく、５４５〜６６０ＭＨｚの広い範囲でＶＳＷＲが２以下であり、しかもスミスチャートは、図６に示すごとく、約５０Ωとはならないものの低い入出力インピーダンスが得れた。この図４に示す変形例にあっては、広帯域化エレメント１６、１６の他端が
キャパシタンスを直列に介して電圧最大点の隅部１４、１４に接続されごとき等価回路が形成されるものと考えられる。
【００１８】
なお、広帯域化エレメント１６、１６は、上記実施例のごとく、上下方向の対称軸に平行な部分１６ａ、１６ａとこれらが９０°折り曲げられて上下方向の対称軸に直交する方向の部分１６ｂ、１６ｂとからなるものに限られず、上下方向の対称軸に対して線対称となるように配設されれば、曲線で形成されても良いことが、発明者らの実験により確認されている。また、広帯域化エレメント１６、１６の他端は、上記実施例のごとく、電圧最大点の隅部１４、１４に接続または近接して配設するものに限られず、電圧最大点の隅部１４、１４の付近に接続または近接して配設しても良いことが確認されている。さらに、図４に示す変形例にあっては、広帯域化エレメント１６、１６の一端を給電点１２、１２に接続し、他端が隅部１４、１４に接続されずに近接して配設されているが、これに限られず、広帯域化エレメント１６、１６の一端を給電点１２、１２に接続せずに近接して配設し、他端が隅部１４、１４に接続されても良い。そして、広帯域化エレメント１６、１６の両端を給電点１２、１２と隅部１４、１４にそれぞれ接続し、広帯域化エレメント１６、１６の中間を切断し、その切断した端部が互いに対向するようにして近接して配設されても良い。
【００１９】
次に、本発明の第２実施例を図１０ないし図２０を参照して説明する。図１０は、本発明の広帯域化ループアンテナの第２実施例の図である。図１１は、図１０の広帯域化ループアンテナのＶＳＷＲ特性図である。図１２は、図１０の広帯域化ループアンテナのスミスチャートである。図１３は、本発明の広帯域化ループアンテナの第２実施例から無給電エレメントを省いた変形例の図である。図１４は、図１３の広帯域化ループアンテナの第２実施例の変形例のＶＳＷＲ特性図である。図１５は、図１３の広帯域化ループアンテナの第２実施例の変形例のスミスチャートである。図１６は、第２実施例と同じ形状の従来の１波長ループアンテナの図である。図１７は、図１６の従来の１波長ループアンテナのＶＳＷＲ特性図である。図１８は、図１７の従来の１波長ループアンテナのスミスチャートである。図１９は、本発明の広帯域化ループアンテナの第２実施例を自動車の窓ガラスに配設した例を示す図である。図２０は、本発明の広帯域化ループアンテナの第２実施例をデフォガラインの間に配設出来ることを示す図である。図１０ないし図２０において、図１ないし図９と同じまたは均等な部材には、同じ符号を付して重複する説明を省略する。
【００２０】
図１０に示す本発明の広帯域化ループアンテナの第２実施例の構造で、図１に示す第１実施例と相違するところは、１波長ループアンテナ１０の上下方向の寸法が１／２０波長と極めて幅が狭く形成され、また広帯域化エレメント１６、１６の上下方向の対称軸に直交する方向の部分１６ｂ、１６ｂと平行に１本の無給電エレメント１８が上下方向の対称軸に対して線対称となるように配設される。そして、この無給電エレメント１８の長さは、１波長ループアンテナ１０の共振周波数よりも高い周波数の１／４波長の長さに等しく設定される。一例として、本発明の広帯域化ループアンテナの第２実施例は、６２０ＭＨｚに対して１波長となるように設定され、無給電エレメント１８も６２０ＭＨｚの１／４波長に設定される。かかる構成の広帯域化ループアンテナのＶＳＷＲ特性を測定すると、図１１に示すごとく、４３０〜７００ＭＨｚの広い範囲でＶＳＷＲが２．５以下の優れた特性が得られた。また、スミスチャートにあっては、図１２に示すごとく、約５０Ωに近接する低い入出力インピーダンスが得られており、受信機等との整合が容易である。
【００２１】
さらに、発明者らは、図１３に示すごとき第２実施例の変形例を作成して、その特性を測定した。図１３に示す変形例は、無給電エレメント１８を省いたものである。かかる変形例にあっては、そのＶＳＷＲ特性は、図１４に示すごとく、図１１に示すものに比べて悪化しており、しかもスミスチャートは、図１５に示すごとく、図１２に示すものに比べて入出力インピーダンスが少し高いものとなっている。よって、無給電エレメント１８が、大きく特性の改善に寄与していることが確認できた。
【００２２】
ここで、図１６に示すごとく、従来の１波長ループアンテナ１０単体を本発明の第２実施例と同様に設定し、ＶＳＷＲ特性を測定すると、図１７に示すごとく、図１１および図１４に示すものに比べて更に悪化しており、またスミスチャートも、図１８に示すごとく、図１２および図１５に示すものに比べて、１波長ループアンテナの特徴である、より高い入出力インピーダンスとなっている。
【００２３】
よって、図１０に示す本発明の広帯域化ループアンテナの第２実施例にあっては、極めて幅の狭い形状でありながらも、図１６に示す従来の１波長ループアンテナ１０単体に比べて、広帯域化が著しく、また入出力インピーダンスが低くて整合が容易であることが明らかである。これは、広帯域化エレメント１６、１６および無給電エレメント１８を設けることで、達成されている。
【００２４】
このように図１０に示す本発明の広帯域化ループアンテナの第２実施例にあっては、極めて幅が狭い形状で高いアンテナ性能が得られることから、図１９に示すごとく、自動車の窓ガラスのいかなる所にも視界を妨げることなしに配設出来る。図１９において、ａはフロント窓ガラスの上部に配設したものであり、ｂはリヤー窓ガラスの上部に配設したものであり、ｃはサイドの窓ガラスの上部に配設したものである。
【００２５】
さらに、図１０に示す本発明の広帯域化ループアンテナの第２実施例にあっては、例えば、４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚの帯域を用いる地上波デジタルテレビ用アンテナとして設計した場合に、上下方向の寸法が１／２０波長であって、ガラスの誘電体としての作用による波長短縮効果も含めて、約２５ｃｍ程度に形成できる。そこで、図２０に示すごとく、リヤー窓ガラスに設けられるデフォガライン２０、２０…の間に、デフォガライン２０、２０…を跨ぐことなく配設することが出来る。
【００２６】
さらに、本発明の第３実施例を図２１ないし図２９を参照して説明する。図２１は、本発明の広帯域化ループアンテナの第３実施例の図である。図２２は、図２１の広帯域化ループアンテナのＶＳＷＲ特性図である。図２３は、図２１の広帯域化ループアンテナのスミスチャートである。図２４は、本発明の広帯域化ループアンテナの第３実施例から無給電エレメントを省いた変形例の図である。図２５は、図２４の広帯域化ループアンテナの第２実施例の変形例のＶＳＷＲ特性図である。図２６は、図２４の広帯域化ループアンテナの第２実施例の変形例のスミスチャートである。図２７は、第３実施例と同じ形状の従来の１波長ループアンテナの図である。図２８は、図２７の従来の１波長ループアンテナのＶＳＷＲ特性図である。図２９は、図２７の従来の１波長ループアンテナのスミスチャートである。図２１ないし図２９において、図１ないし図２０と同じまたは均等な部材には、同じ符号を付して重複する説明を省略する。
【００２７】
図２１に示す本発明の広帯域化ループアンテナの第３実施例の構造で、図１に示す第１実施例と相違するところは、１波長ループアンテナ１０が長方形に形成されたことにある。上下方向の寸法は共振周波数の１／８波長とされている。そして、給電点１２、１２と給電点より１／４波長の位置にある中間点２２、２２に、１波長ループアンテナ１０の内側で、広帯域化エレメント１６、１６の両端がそれぞれ接続される。しかも広帯域化エレメント１６、１６の上下方向の対称軸に直交する方向の部分１６ｂ、１６ｂと平行に１本の無給電エレメント１８が上下方向の対称軸に対して線対称となるように配設される。そして、この無給電エレメント１８は、１波長ループアンテナ１０の共振周波数よりも高い周波数の１／４波長に設定される。一例として、本発明の広帯域化ループアンテナの第３実施例は、６２０ＭＨｚに対して１波長となるように設定され、無給電エレメント１８は７７０ＭＨｚの１／４波長に設定される。かかる構成の広帯域化ループアンテナのＶＳＷＲ特性を測定すると、図２２に示すごとく、５００〜８００ＭＨｚの３００ＭＨｚの広い範囲でＶＳＷＲがほぼ２以下の優れた特性が得られた。また、スミスチャートにあっては、図２３に示すごとく、中心周波数の６２０ＭＨｚで約５０Ωに近接する低い入出力インピーダンスが得られており、受信機等との整合が容易である。
【００２８】
さらに、発明者らは、図２４に示すごとき第３実施例の変形例を作成して、その特性を測定した。図２４に示す変形例は、無給電エレメント１８を省いたものである。かかる変形例にあっては、そのＶＳＷＲ特性は、図２５に示すごとく、図２２に示すものに比べて、５００〜７００ＭＨｚでＶＳＷＲが２．５以下とやや悪化しており、しかもスミスチャートも、図２６に示すごとく、図２３に示すものに比べて入出力インピーダンスが少し高いものとなっている。よって、第３実施例にあっても、無給電エレメント１８が、大きく特性の改善に寄与していることが確認できた。
【００２９】
ここで、図２７に示すごとく、従来の１波長ループアンテナ１０単体を本発明の第３実施例と同様に長方形に設定し、ＶＳＷＲ特性を測定すると、図２８に示すごとく、図２２および図２５に示すものに比べて更に悪化しており、またスミスチャートも、図２９に示すごとく、図２３および図２６に示すものに比べて１波長ループアンテナの特徴であるより高い入出力インピーダンスとなっている。
【００３０】
よって、図２１に示す本発明の広帯域化ループアンテナの第３実施例にあっては、図２７に示す従来の１波長ループアンテナ１０単体に比べて、極めて広帯域化が著しく、また入出力インピーダンスが低くて整合が容易であることが明らかである。なお、第３実施例において、その長方形の形状は、上記実施例に限られない。また、無給電エレメント１８は、改善が必要な所望の周波数の１／４波長に設定すれば良い。
【００３１】
また、本発明の第４実施例を図３０ないし図３５を参照して説明する。図３０は、本発明の広帯域化ループアンテナの第４実施例の図である。図３１は、図３０の広帯域化ループアンテナのＶＳＷＲ特性図である。図３２は、図３０の広帯域化ループアンテナのスミスチャートである。図３３は、第４実施例と同じ形状の従来の１波長ループアンテナの図である。図３４は、図３３の従来の１波長ループアンテナのＶＳＷＲ特性図である。図３５は、図３３の従来の１波長ループアンテナのスミスチャートである。図３０ないし図３５において、図１ないし図２９と同じまたは均等な部材には、同じ符号を付して重複する説明を省略する。
【００３２】
図３０に示す本発明の広帯域化ループアンテナの第４実施例の構造で、図１に示す第１実施例と相違するところは、１波長ループアンテナ１０が正六角形に形成されたことにある。なお、この正六角形は上下方向に角部があり、その角部に上下方向の対称軸に線対称の位置で給電点１２、１２が設けられている。そして、給電点１２、１２と給電点より１／４波長の位置にある中間点２２、２２に、１波長ループアンテナ１０の内側で、広帯域化エレメント１６、１６の両端がそれぞれ接続される。本発明の広帯域化ループアンテナの第４実施例は、６２０ＭＨｚに対して１波長となるように設定される。かかる構成の広帯域化ループアンテナのＶＳＷＲ特性を測定すると、図３１に示すごとく、５００〜８００ＭＨｚの広い範囲でＶＳＷＲがほぼ３．５以下の特性が得られた。また、スミスチャートにあっては、図３２に示すごとく、５０Ωに近接する低い入出力インピーダンスが得られている。
【００３３】
ここで、図３３に示すごとく、従来の１波長ループアンテナ１０単体を本発明の第４実施例と同様の正六角形に設定し、ＶＳＷＲ特性を測定すると、図３４に示すごとく、図３１に示すものに比べて悪化しており、またスミスチャートも、図３５に示すごとく、図３２に示すものに比べてより高い入出力インピーダンスとなっている。
【００３４】
よって、図３０に示す本発明の広帯域化ループアンテナの第４実施例にあっても、図３３に示す従来の１波長ループアンテナ１０単体に比べて、広帯域化エレメント１６、１６を配設することで、広帯域化が著しく、また入出力インピーダンスが低くて整合が容易であることが明らかである。なお、第４実施例において、正六角形に限られず、正五角形や正八角形等であっても良い。
【００３５】
そして、本発明の第５実施例を図３６ないし図４１を参照して説明する。図３６は、本発明の広帯域化ループアンテナの第５実施例の図である。図３７は、図３６の広帯域化ループアンテナのＶＳＷＲ特性図である。図３８は、図３６の広帯域化ループアンテナのスミスチャートである。図３９は、第５実施例と同じ形状の従来の１波長ループアンテナの図である。図４０は、図３９の従来の１波長ループアンテナのＶＳＷＲ特性図である。図４１は、図３９の従来の１波長ループアンテナのスミスチャートである。図３６ないし図４１において、図１ないし図３５と同じまたは均等な部材には、同じ符号を付して重複する説明を省略する。
【００３６】
図３６に示す本発明の広帯域化ループアンテナの第５実施例の構造で、図１に示す第１実施例と相違するところは、１波長ループアンテナ１０が円形に形成されたことにある。そして、上下方向の対称軸に線対称の位置で給電点１２、１２が設けられ、給電点１２、１２と給電点より１／４波長の電気長の位置にある中間点２２、２２に、１波長ループアンテナ１０の内側で、広帯域化エレメント１６、１６の両端がそれぞれ接続される。本発明の広帯域化ループアンテナの第５実施例は、６２０ＭＨｚに対して１波長となるように設定される。かかる構成の広帯域化ループアンテナのＶＳＷＲ特性を測定すると、図３７に示すごとく、５００〜８００ＭＨｚの広い範囲でＶＳＷＲがほぼ３以下の優れた特性が得られた。また、スミスチャートにあっては、図３８に示すごとく、低い入出力インピーダンスが得られている。
【００３７】
ここで、図３９に示すごとく、従来の１波長ループアンテナ１０単体を本発明の第５実施例と同様に円形に設定し、ＶＳＷＲ特性を測定すると、図４０に示すごとく、図３７に示すものに比べて更に悪化しており、またスミスチャートも、図４１に示すごとく、図３８に示すものに比べてより高い入出力インピーダンスとなっている。
【００３８】
よって、図３６に示す本発明の広帯域化ループアンテナの第５実施例にあっても、図３９に示す従来の１波長ループアンテナ１０単体に比べて、広帯域化エレメント１６、１６を配設することで、広帯域化が著しく、また入出力インピーダンスが低くて整合が容易であることが明らかである。なお、第５実施例にあっては、円形に限られず、楕円形であっても良い。
【００３９】
そして、本発明の第６実施例を図４２ないし図４４を参照して説明する。図４２は、本発明の広帯域化ループアンテナの第６実施例の図である。図４３は、図４２の広帯域化ループアンテナのＶＳＷＲ特性図である。図４４は、図４２の広帯域化ループアンテナのスミスチャートである。図４２ないし図４４において、図１ないし図４１と同じまたは均等な部材には、同じ符号を付して重複する説明を省略する。
【００４０】
図４２に示す本発明の広帯域化ループアンテナの第６実施例の構造で、図１に示す第１実施例と相違するところは、外形が菱形の１波長ループアンテナに形成され、上下方向の対称軸に線対称の位置に設けられた給電点１２、１２から、給電点１２、１２より１／４波長の電気長の位置にある隅部１４、１４までの辺と、１波長ループアンテナ１０の内側で、給電点１２、１２から上下方向の対称軸に平行な辺と、隅部１４、１４から左右方向の対称軸上の辺とで囲まれる広帯域化導電金属板２４、２４が上下方向の対称軸に対して線対称に設けられる。さらに、隅部１４、１４から菱形の外形に沿って導電金属線２６が線対称に設けられる。言い換えれば、第１実施例の給電点１２、１２と隅部１４、１４を結ぶ辺と広帯域化エレメント１６、１６で囲まれた部分を覆うように、三角形の広帯域化導電金属板２４、２４が設けられたものである。この広帯域化ループアンテナの第６実施例も、菱形の１波長ループアンテナの外形の周囲が、６２０ＭＨｚに対して１波長となるように設定される。かかる構成の広帯域化ループアンテナのＶＳＷＲ特性を測定すると、図４３に示すごとく、５５０〜８７０ＭＨｚの広い範囲でＶＳＷＲがほぼ３以下の優れた特性が得られた。また、スミスチャートにあっては、図４４に示すごとく、中心周波数付近で約５０Ωに近い低い入出力インピーダンスが得られている。
【００４１】
したがって、図４２に示すごとく、第１実施例の広帯域化エレメント１６、１６に代えて、広帯域化導電板２４、２４を設けても、広帯域化が図られるとともに、低い入出力インピーダンスが得られる。
【００４２】
ここで、図４２に示す本発明の広帯域化ループアンテナの第６実施例にあっては、広帯域化導電金属板２４、２４に代えて、広帯域化導電金属薄膜を設けても良い。フイルム面上等にアンテナを配設する際に広帯域化導電金属薄膜は有効である。また、第１実施例の給電点１２、１２と隅部１４、１４を結ぶ辺の面積を、広帯域化エレメント１６、１６が設けられる位置まで拡大して広帯域化導電金属部としたものであっても良い。さらに、第１実施例の給電点１２、１２と隅部１４、１４を結ぶ辺と広帯域化エレメント１６、１６で囲まれた部分を覆うように、三角形の広帯域化導電金属板または広帯域化導電金属薄膜が設けられたものであっても良い。
【００４３】
なお、上記実施例において、広帯域化エレメント１６、１６は、上下方向の対称軸に平行な方向の部分１６ａ、１６ａと、これと直交する方向の部分１６ｂ、１６ｂからなるが、これに限られず、上下方向の対称軸に対して線対称であれば、給電点１２、１２と隅部１４、１４を曲線で結ぶようにしても良い。さらに、広帯域化導電金属板２４、２４の上下方向の対称軸に平行な辺と、これと直交する方向の辺に代えて、上下方向の対称軸に対して線対称であれば、給電点１２、１２と隅部１４、１４を曲線で結ぶ辺を備えて形成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の広帯域化ループアンテナの第１実施例の図である。
【図２】図１の広帯域化ループアンテナのＶＳＷＲ特性図である。
【図３】図１の広帯域化ループアンテナのスミスチャートである。
【図４】本発明の広帯域化ループアンテナの第１実施例の変形例の図である。
【図５】図４の広帯域化ループアンテナの第１実施例の変形例のＶＳＷＲ特性図である。
【図６】図４の広帯域化ループアンテナの第１実施例の変形例のスミスチャートである。
【図７】第１実施例と同じ形状の従来の１波長ループアンテナの図である。
【図８】図７の従来の１波長ループアンテナのＶＳＷＲ特性図である。
【図９】図７の従来の１波長ループアンテナのスミスチャートである。
【図１０】本発明の広帯域化ループアンテナの第２実施例の図である。
【図１１】図１０の広帯域化ループアンテナのＶＳＷＲ特性図である。
【図１２】図１０の広帯域化ループアンテナのスミスチャートである。
【図１３】本発明の広帯域化ループアンテナの第２実施例から無給電エレメントを省いた変形例の図である。
【図１４】図１３の広帯域化ループアンテナの第２実施例の変形例のＶＳＷＲ特性図である。
【図１５】図１３の広帯域化ループアンテナの第２実施例の変形例のスミスチャートである。
【図１６】第２実施例と同じ形状の従来の１波長ループアンテナの図である。
【図１７】図１６の従来の１波長ループアンテナのＶＳＷＲ特性図である。
【図１８】図１７の従来の１波長ループアンテナのスミスチャートである。
【図１９】本発明の広帯域化ループアンテナの第２実施例を自動車の窓ガラスに配設した例を示す図である。
【図２０】本発明の広帯域化ループアンテナの第２実施例をデフォガラインの間に配設出来ることを示す図である。
【図２１】本発明の広帯域化ループアンテナの第３実施例の図である。
【図２２】図２１の広帯域化ループアンテナのＶＳＷＲ特性図である。
【図２３】図２１の広帯域化ループアンテナのスミスチャートである。
【図２４】本発明の広帯域化ループアンテナの第３実施例から無給電エレメントを省いた変形例の図である。
【図２５】図２４の広帯域化ループアンテナの第２実施例の変形例のＶＳＷＲ特性図である。
【図２６】図２４の広帯域化ループアンテナの第２実施例の変形例のスミスチャートである。
【図２７】第３実施例と同じ形状の従来の１波長ループアンテナの図である。
【図２８】図２７の従来の１波長ループアンテナのＶＳＷＲ特性図である。
【図２９】図２７の従来の１波長ループアンテナのスミスチャートである。
【図３０】本発明の広帯域化ループアンテナの第４実施例の図である。
【図３１】図３０の広帯域化ループアンテナのＶＳＷＲ特性図である。
【図３２】図３０の広帯域化ループアンテナのスミスチャートである。
【図３３】第４実施例と同じ形状の従来の１波長ループアンテナの図である。
【図３４】図３３の従来の１波長ループアンテナのＶＳＷＲ特性図である。
【図３５】図３３の従来の１波長ループアンテナのスミスチャートである。
【図３６】本発明の広帯域化ループアンテナの第５実施例の図である。
【図３７】図３６の広帯域化ループアンテナのＶＳＷＲ特性図である。
【図３８】図３６の広帯域化ループアンテナのスミスチャートである。
【図３９】第５実施例と同じ形状の従来の１波長ループアンテナの図である。
【図４０】図３９の従来の１波長ループアンテナのＶＳＷＲ特性図である。
【図４１】図３９の従来の１波長ループアンテナのスミスチャートである。
【図４２】本発明の広帯域化ループアンテナの第６実施例の図である。
【図４３】図４２の広帯域化ループアンテナのＶＳＷＲ特性図である。
【図４４】図４２の広帯域化ループアンテナのスミスチャートである。
【符号の説明】
【００４５】
１０  １波長ループアンテナ
１２  給電点
１４  隅部
１６  広帯域化エレメント
１８  無給電エレメント
２０  デフォガライン
２２  中間点
２４  広帯域化導電金属板
【図１】
2008153738.tif 000003
【図２】
2008153738.tif 000004
【図３】
2008153738.tif 000005
【図４】
2008153738.tif 000006
【図５】
2008153738.tif 000007
【図６】
2008153738.tif 000008
【図７】
2008153738.tif 000009
【図８】
2008153738.tif 000010
【図９】
2008153738.tif 000011
【図１０】
2008153738.tif 000012
【図１１】
2008153738.tif 000013
【図１２】
2008153738.tif 000014
【図１３】
2008153738.tif 000015
【図１４】
2008153738.tif 000016
【図１５】
2008153738.tif 000017
【図１６】
2008153738.tif 000018
【図１７】
2008153738.tif 000019
【図１８】
2008153738.tif 000020
【図１９】
2008153738.tif 000021
【図２０】
2008153738.tif 000022
【図２１】
2008153738.tif 000023
【図２２】
2008153738.tif 000024
【図２３】
2008153738.tif 000025
【図２４】
2008153738.tif 000026
【図２５】
2008153738.tif 000027
【図２６】
2008153738.tif 000028
【図２７】
2008153738.tif 000029
【図２８】
2008153738.tif 000030
【図２９】
2008153738.tif 000031
【図３０】
2008153738.tif 000032
【図３１】
2008153738.tif 000033
【図３２】
2008153738.tif 000034
【図３３】
2008153738.tif 000035
【図３４】
2008153738.tif 000036
【図３５】
2008153738.tif 000037
【図３６】
2008153738.tif 000038
【図３７】
2008153738.tif 000039
【図３８】
2008153738.tif 000040
【図３９】
2008153738.tif 000041
【図４０】
2008153738.tif 000042
【図４１】
2008153738.tif 000043
【図４２】
2008153738.tif 000044
【図４３】
2008153738.tif 000045
【図４４】
2008153738.tif 000046