(57)【要約】【課題】従来アンテナをコイル等を使用して短縮すると効率の劣化を招くことは避けられなかった。輻射インピーダンスは短縮率の自乗に比例して低下するため短縮手段であるコイル内での消費が短縮率が大きくなると飛躍的に増大する。本発明によればこの非効率性を劇的に改善させることが出来る。【解決手段】コイル（１）の近傍に導体（２）を設置し誘導電流又は二次電流を発生させ（１）に流れる電流による磁界と（２）に流れる誘導電流又は二次電流による磁界との相互作用により（２）の全体に渡り遅延を伴う電流を発生させることにより輻射インピーダンスの大幅な増加が見込める。そのためにコイル内での消費電力の割合を減らし電磁波になるエネルギー成分の割合が増えるために効率を向上させることができる。【選択図】図１
2008125040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
短縮アンテナの利得向上を目的とする技術に於いて、高周波電流を流すことやそれに伴いインピーダンス変換或いは共振回路の構成要素としてのコイル１から発せられる磁界によりその磁束が交錯し誘導電流又は二次電流が発生可能な位置に導体２が設置されることにより、結果的に導体２による電磁波の輻射において大きな輻射抵抗を発生させ高効率なる短縮アンテナを実現すること可能な構成。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
【０００２】この発明は主に短縮されたアンテナの利得向上を実現する技術に関する。
【背景技術】
【０００３】従来短縮アンテナに於いて、如何に利得向上を計るかということが研究実施されてきた。多くの場合短縮のためコイルを挿入するのが一般的手法であり相当研究されている。コイルの挿入位置や容量冠との組合せたもの等が実施されてきた。しかしながらアンテナ長を半波長の１０％程度にまで短くすると極度に輻射抵抗が小さくなり短縮用コイル内での消費電力の割合が飛躍的に増大し実用的でなくなる。【０００４】しかしながら短波帯及びそれより低い周波数を使用する通信では、依然アンの小型化に根強い要請がある。これらの周波数帯でのアンテナはやはり大型化しやすく持ち運びが困難か不可能な場合も珍しくない。その上設置さえ困難な場合も多々ある。【０００５】このような要請に応えるためには、全くことなる原理に基づくアンテナを開発する必要がある。
【非特許文献１】アンテナ設計法  ＣＱ出版社  ７９〜８６項
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
【０００７】従来より短縮アンテナ利得向上法が考案されているが特に短縮率が大きいと利得の低下が著しく実用的でなくなる。この問題が本発明で解決しようとする課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
【０００９】請求項１の共振コイル１を導体２の近くに位置し、１より発せられた磁束に交錯するように設置してあると２には誘導電流又は二次電流が流れる。【００１０】この誘導電流又は二次電流に比し１に流れる電流は非常に小さく出来１で消費される電力を少なく抑えることができる。すなわち輻射抵抗を大きく出来るために結果的に半波長の１０分の１以下短縮された小型アンテナにもかかわらず非常に効率の良いアンテナとなる。波長に関係無く短縮できるものである。
【発明の効果】
【００１１】
【００１２】とりわけ短縮された小型アンテナの効率を向上させ短縮されていない大型アンテナと同等の性能に出来ること。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
【００１４】以下、本発明の第１実施の形態に係るアンテナ利得向上機構１を、図１及至図２より説明する。図１は実施例の典型である。導体２、コイル１、導体３は共振回路を構成する。【００１５】短縮されたアンテナの輻射インピーダンスは短縮されていないアンテナに比し非常に小さく効率の低下をまねくものである。なぜなら一般的にアンテナを短縮するにコイルを利用するがそのＱに限りがあるため供給電力のうち多くがコイルに消費されてしまうからである。【００１６】そこでコイル１の近傍に導体２を設置し、さらに２に間隔を設けて導体３を設置する。２と３との間に形成される静電容量と１は共振回路を形成することになる。【００１７】２は１による磁界が十分に交錯する位置に設置されているため、共振周波数付近の高周波電力を同軸ケーブル５と結合コンデンサ４を通して供給すると２に大きな誘導電流又は二次電流を生じさせることになる。【００１８】この誘導電流又は二次電流による磁界は１による磁界を相殺するように発生するためそれを補うために１にはさらに大きな電流を流すことになる。これは変圧器の二次側を短絡した場合と同様であるが、本発明の場合は高周波を対象にしていることから漏れインダクタンスのために所謂変圧器程一次側には大きな電流は流れないが、この効果は非常に大きく２に流れる誘導電流又は二次電流はさらに大きな電流を供給出来ることになる。また相対的に１に流れる電流は小さくてすむ。このことは非常に重要で１で消費される電力は小さく効率が高いことを意味する。【００１９】２に流れる誘導電流又は二次電流７は１に流れる電流による磁界のため２全体に渡って発生することになる。いわば電流の輪が２全体に広がっていると考えられる。捲き数を非常に多くしたコイルに似ている。一つの電流の輪当たりのポインチング・ベクトルは小さくまた輻射抵抗も非常に小さい。２の下側と上側とでは時間的遅れが発生しているので、小さな輻射抵抗が直列につがっていると等価である。ひとつ輪による輻射抵抗の数千万倍にも違する。全体として大きな輻射抵抗が得られることになる。【００２０】従来のアンテナは長い導線上に共振電流を流しその電磁界によって動作するものであったが、本発明では共振コイルと共振容量と二次電流発生機構によるもので本質的な相違がある。【００２１】この動作について図３で説明する。供電用同軸ケーブル５に高周波電源を接続すると１に電流が流れ磁界８が発生する。【００２２】次に導体２を１の近傍に設置すると２には７の誘導電流又は二次電流が流れる。この二次電流による磁束は８を相殺する方向に発生するので、これを補うために５はさらに大きな電流を供給することになる。【００２３】１に流れる電流はに２比し非常に小さくすむために１で消費される電力もまた小さくてすむことになり高効率といえる。【００２３】７は磁界８のため２全体に渡り発生することになり大きなポインチング電力と輻射抵抗が生成されることになる。２の下側と上側とでは時間的遅れが生じているため６は長い道のりを流れるのと等価になりこのことが大きな輻射抵抗を生み出す理由である。何故なら輻射抵抗の大小は長い物理的距離に小電流を流すか、短い物理的距離を大電流を流すかで決まるからである。【００２４】この輻射抵抗の増加は数千万倍にも達することが実験的に確認されている。【００２５】導体２及び３は円筒状のアルミニュームや銅を使用する。空隙を設けて静電容量を形成させることが目的である。【００２６】１から３に至るまで直線上に配列させるのがつくりやすい。これらの支持には塩化ビニール製パイプ等の樹脂製をつかう。【００２７】コンデンサ４は高周波電力用コンデンサを使う。マイカコンデンサやチタンコンデンサが適当である。４は必ずしも必要ではない。【００２８】コイルは直径２ｍｍ程度の太さのエナメル線を捲いた物を使う。【００２９】図２は第２実施例である。２と３で形成される静電容量の代わりに固定コンデンサ６を付加したものである。３が無い分より小型化が可能である。またこの場合には１と２は電気的に接続する必要はない。１の捲き数が十分に多く線間容量による自己共振周波数を利用出来る場合は６を省くことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】実施例１を示す構成図
【図２】実施例２を示す構成図
【図３】原理図
【符号の説明】
【００３２】１  共振コイル
２  二次電流発生用導体
３  共振容量形成導体
４  結合コンデンサ
５  給電用同軸ケーブル
６  共振用固定コンデンサ
７  二次電流の様子
８  コイル１により発生した磁界の様子
【図１】
2008125040.tif 000003
【図２】
2008125040.tif 000004
【図３】
2008125040.tif 000005