(57)【要約】【課題】  コイルアンテナエレメントのインダクタンス及び誘起電圧を磁性体を使わないで大きくする方法を提供する。また、そのインダクタンスと誘起電圧を電子的に可変する方法を提供する。【解決手段】  コイルアンテナエレメントの両端の高周波信号の電位差を検出して増幅し、増幅した電位差をコイルアンテナエレメントの一端に帰還することによって解決する。また、差分検出器又は増幅器の利得を電子的に制御することによってコイルアンテナエレメントのインダクタンス及び誘起電圧を電子的に可変可能にする。【選択図】図１
2008283652.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルアンテナエレメント両端の高周波信号の電圧差を検出し、検出した電圧差を増幅し、増幅した電圧差を前記コイルアンテナエレメントの一端に帰還したことを特徴とするアクティブコイルアンテナエレメント。
【請求項２】
前記請求項１記載のアクティブコイルエレメントにおいて、コイルアンテナエレメント両端の高周波信号の電圧差を検出する差分検出器、又は検出した電圧差を増幅する増幅器の利得を可変可能にしたことを特徴とするインダクタンス及び誘起電圧可変型アクティブコイルアンテナエレメント。
【請求項３】
前記請求項１記載のアクティブコイルアンテナエレメント又は前記請求項２記載のインダクタンス及び誘起電圧可変型アクティブコイルアンテナエレメントにコンデンサーを接続し、アンテナ共振回路を構成したことを特徴とするアクティブコイルアンテナ。
【請求項４】
前記請求項１記載のアクティブコイルアンテナエレメントに抵抗を接続し、コイルアンテナエレメント両端の高周波信号の電圧差を検出する差分検出器、又は検出した電圧差を増幅する増幅器の利得を十分に高くしたことを特徴とする広帯域アクティブコイルアンテナ。
【請求項５】
前記請求項３又は４記載のアクティブコイルアンテナを利用したことを特徴とする放送用受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、コイルアンテナエレメントと差分検出器及び増幅器を組み合わせて、小型で感度が高いアクティブコイルアンテナを実現する手段に関するものである。【０００２】  本発明に係わるコイルアンテナエレメントとは、バー型コイルアンテナエレメント及びループ型コイルアンテナエレメントを含むものである。一般的に、バー型コイルアンテナエレメントは棒状の磁性体にコイルを巻き、コイルの直径を小さくして巻き数を多くしたものを指し、ループ型コイルアンテナエレメントはループ形状にコイルを巻き、コイルの直径を大きくしてコイルの巻き数を少なくしたものを指している。【０００３】  音声放送及び専門放送を含む放送周波数は、ＬＦ帯の３０ＫＨｚ〜３００ＫＨｚにおいては、電波時計の放送周波数として日本では４０ＫＨｚ及び６０ＫＨｚ、海外ではアメリカ合衆国と英国が６０ＫＨｚ、ドイツでは７７．５ＫＨｚがあり、その他に１５０ＫＨｚ〜２８０ＫＨｚの長波放送がある。またＭＦ帯の３００ＫＨｚ〜３ＭＨｚにおいてはＡＭ放送があり、ＨＦ帯の３ＭＨｚ〜３０ＭＨｚにおいては短波放送があり、さらに、ＶＨＦ帯の３０ＭＨｚ〜３００ＭＨｚにおいてはＦＭ放送がある。【０００４】  バー型コイルアンテナが使用されるのは主としてＬＦ帯とＭＦ帯の放送周波数で、ループ型コイルアンテナが使用されるのは主としてＨＦ帯とＶＨＦ帯の放送周波数が多い。【０００５】  図３は代表的なコイルアンテナエレメントであるバー型コイルアンテナエレメントとループ型コイルエレメントの概要を示す図である。Ａがバー型コイルアンテナエレメントで、１が線材、２が磁性体である。Ｂはループ型コイルアンテナエレメントで、１が線材である。【０００６】  しかし、バー型コイル及びループ型コイルには電気的に本質的な違いは無いので、以下においては統一してコイルアンテナと呼称する。
【背景技術】
【０００７】  図４は従来のコイルとコンデンサーで構成されるコイルアンテナを示す図で、１はインダクタンスがＬのコイルアンテナエレメント、２は抵抗値がｒのコイルアンテナエレメントの損失抵抗、３はコイルアンテナエレメントに誘起する電圧源、４はキャパシタンスがＣのコンデンサーである。【０００８】  図４において、一定強度の電磁界空間に置かれたコイルアンテナエレメントの単位インダクタンス当りに誘導する電流をｉＡとすれば、コイルアンテナエレメントの３の電圧源の誘起電圧は
【数１】
2008283652.tif 000003
で表される。従って、アンテナ共振回路に発生する電圧は
【数２】
2008283652.tif 000004
となる。ここで
【数３】
2008283652.tif 000005
である。共振すると
【数４】
2008283652.tif 000006
であるから、アンテナ共振回路に発生する共振電圧は
【数５】
2008283652.tif 000007
となる。ここでＱはコイルの良さを示す指数で、一般にコイルの線材や磁性体により決まる要素が大きい。【０００９】  従って、アンテナ共振回路に発生する共振電圧を高くするにはインダクタンスを大きくする必要がある。その結果、コイルアンテナエレメントの機械的な寸法は大きくなり、これが製品設計上の大きな問題であった。【００１０】  コイルアンテナエレメントのインダクタンスが小さくてもコンデンサーを大きくすれば所望の周波数に同調することは出来るが、その結果、感度は悪化し、帯域幅は極めて狭くなって製造上の困難や温度特性に弱いという問題を発生する。【００１１】  受信機とアンテナが一体となった機器では、受信周波数情報をアンテナに伝えることが出来るので一般的には受信機の同調回路と一緒に周波数が変わる同調型アンテナが使われる。しかし、受信機とアンテナが分離している機器では、アンテナと受信機が別々に販売されるので、アンテナに受信周波数情報を伝える機能は通常持たない。従って、アンテナは広帯域特性を有する必要がある。【００１２】  図７は従来の広帯域コイルアンテナを示す図で、１はインダクタンスがＬのコイルアンテナエレメント、２は抵抗値がｒのコイルアンテナエレメントの損失抵抗、３はコイルアンテナエレメントに誘起した電圧源、４は抵抗値がＲの抵抗である。【００１３】  図７において、
【数６】
2008283652.tif 000008
となる。ここで
【数７】
2008283652.tif 000009
とすれば
【数８】
2008283652.tif 000010
となる。これは図８に示すような高域通過特性である。回路が低域通過特性でありながら逆になるのは、電圧源が角周波数とコイルアンテナエレメントのインダクタンスに比例している為である。遮断角周波数は
【数９】
2008283652.tif 000011
である。従って、この遮断角周波数より高域では
【数１０】
2008283652.tif 000012
であるから
【数１１】
2008283652.tif 000013
となって、周波数特性のない広帯域コイルアンテナとなる。【００１４】  抵抗値Ｒを大きくすればアンテナ出力が大きくなるように思えるが、数式９から明らかなように広帯域特性の下限が高域に移動する。即ち、使用角周波数の下限とアンテナ出力は交換条件になり両立しない。従って、アンテナ出力を大きくするには出来るだけコイルを巻く以外に方法がなく、共振型コイルアンテナよりさらに大きなコイルアンテナにならざるを得なかった。【００１５】  ただ単にインダクタンスを大きくすれば良いのであれば、閉磁路の形状にした磁性体を用いれば可能であるが、閉磁路であるが故に自由空間電磁界とのインターフェイス回路であるアンテナとしては不適当であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】  本発明が解決しようとする課題は、従来のコイルアンテナが持つこれらの諸問題を根本的に解決し、小型で、感度の高いアクティブコイルアンテナを実現する手段を提供することである。【００１７】  請求項１記載の発明は、小さなコイルアンテナエレメント両端の高周波信号の電圧差を検出し、検出した電圧差を増幅し、増幅した電圧差を前記コイルアンテナエレメントの一端に帰還することによって、大きなコイルエレメントと等価なコイルアンテナエレメントに変換したアクティブコイルアンテナエレメントを実現する手段を提供するものである。【００１８】  請求項２記載の発明は、前記請求項１記載のアクティブコイルアンテナエレメンにおいて、コイルアンテナエレメント両端の高周波信号の電圧差を検出する差分検出器、又は検出した電圧差を増幅する増幅器の利得を可変可能にしてインダクタンス及びアンテナ誘起電圧可変型コイルアンテナエレメントを実現する手段を提供するものである。【００１９】  請求項３の記載発明は、前記請求項１記載のアクティブコイルアンテナエレメント又は請求項２記載のインダクタンス及び誘起電圧可変型アクティブコイルアンテナエレメントにコンデンサーを接続してアンテナ共振回路を構成し、小型で、極めて高感度のアクティブコイルアンテナを実現する手段を提供するものである。【００２０】  請求項４記載の発明は、前記請求項１記載のアクティブコイルアンテナエレメントに抵抗を接続し、さらにコイルアンテナエレメント両端の高周波信号の電圧差を検出する差分検出器、又は検出した電圧差を増幅する増幅器の利得を十分に高くすることによって広帯域アクティブコイルアンテナを実現する手段を提供するものである。【００２１】  請求項５記載の発明は、前記請求項３又は４記載のアクティブコイルアンテナを利用した放送用受信機を実現する手段を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】  請求項１記載のアクティブコイルアンテナエレメントについて説明する。【００２３】  図１において、１はインダクタンスがＬのコイルアンテナエレメント、２は抵抗値がｒのコイルアンテナエレメントの損失抵抗、３はコイルアンテナエレメントに誘起した電圧源、４は差分検出器、５は増幅器である。【００２４】  図１において、コイルの両端の電圧をｖ、ｖＧとし、４の差分検出器の利得をＡ１とすれば、４の差分検出器の出力は
【数１２】
2008283652.tif 000014
となる。また、５の増幅器の利得をＡ２とすれば、５の増幅器の出力は
【数１３】
2008283652.tif 000015
となる。これがｖＧと等しいから
【数１４】
2008283652.tif 000016
となって
【数１５】
2008283652.tif 000017
となる。ここで
【数１６】
2008283652.tif 000018
である。【００２５】  コイルアンテナエレメントに流れる電流は
【数１７】
2008283652.tif 000019
である。従って、仮想損失抵抗及び仮想インダクタンスは
【数１８】
2008283652.tif 000020
となる。ここで差分検出器又は増幅器の利得を高くすれば、小さなコイルアンテナエレメントの損失抵抗とインダクタンスは拡大され、大きなコイルアンテナエレメントと等価になる。【００２６】  次に、増幅器の入力側から見たコイルアンテナエレメントの仮想誘起電圧を求めると
【数１９】
2008283652.tif 000021
であるから
【数２０】
2008283652.tif 000022
となる。ここで差分検出器又は増幅器の利得を高くすれば、小さなコイルアンテナエレメントの誘起電圧は拡大され、大きなコイルアンテナエレメントと等価になる。【００２７】  数式１８及び２０により、図１の等価回路は図２になり、小さなコイルアンテナエレメント両端の高周波信号の電圧差を検出し、検出した電圧差を増幅し、増幅した電圧差を前記コイルアンテナエレメントの一端に帰還することによって、一端を接地された大きなコイルエレメントと等価なコイルアンテナエレメントに変換できることになる。【００２８】  図２において、１は数式１８で表されるアクティブコイルアンテナエレメントの仮想インダクタンス、２は数式１８で表されるアクティブコイルアンテナエレメントの仮想損失抵抗、３は数式２０で表されるアクティブコイルアンテナエレメントの仮想誘起電圧源である。【００２９】  これは非常に大きな発見で、これを利用すれば、非常に小さなコイルアンテナエレメントで大きなコイルアンテナエレメントと同じインダクタンスと誘起電圧を有するアクティブコイルアンテナエレメントを実現することが可能である。【００３０】  ここで、コイルアンテナエレメントに接続する差分検出器の入力インピーダンスが十分に高くない場合はコイルアンテナエレメントと並列に損失抵抗が接続されたことになり、増幅器の出力インピーダンスが十分に低くない場合は、コイルアンテナエレメントに直列に損失抵抗が接続されたことになって、いずれの場合もコイルアンテナの感度を悪くするものである。【００３１】  またコイルアンテナエレメントの良さを表すＱは、実在のものと仮想のものにおいても
【数２１】
2008283652.tif 000023
となって変わらない。【００３２】  請求項２記載のインダクタンス及び誘起電圧可変型コイルアンテナエレメントは、差分検出器又は増幅器の利得を機械的又は電子的に可変することによって容易に実現できる。【００３３】  請求項３記載の共振型アクティブコイルアンテナについて説明する。図５は請求項１記載のアクティブアンテナコイルエレメントと並列にコンデンサーを接続して共振回路を構成しアクティブコイルアンテナとしたものである。図５において、１は請求項１記載のアクティブコイルアンテナエレメント、２はキャパシタンスがＣのコンデンサーである。【００３４】  この場合、差分検出器と増幅器によってコンデンサーのキャパシタンスは
【数２２】
2008283652.tif 000024
となる。図２を使って共振回路の電圧を求めると
【数２３】
2008283652.tif 000025
となる。【００３５】  共振角周波数は
【数２４】
2008283652.tif 000026
で、共振電圧は
【数２５】
2008283652.tif 000027
となる。【００３６】  従来のアンテナ共振回路の数式３及び数式５と比較して分かるように、共振角周波数は同じであるが、共振電圧は差分検出器又は増幅器の利得を高くすると、それに比例して大きくなる。【００３７】  図６は、コイルの入力端子に一端を接地したコンデンサーを接続して共振回路を構成しアクティブコイルアンテナとしたものである。図６において、１は請求項１又は２記載のアクティブコイルアンテナエレメント、２はキャパシタンスがＣのコンデンサーである。【００３８】  図２を使って共振回路の電圧を求めると
【数２６】
2008283652.tif 000028
となる。これを解くと
【数２７】
2008283652.tif 000029
となる。従って、共振角周波数は
【数２８】
2008283652.tif 000030
となり、差分検出器や増幅器の電圧利得を可変することによって共振角周波数を可変することも可能である。【００３９】  また、共振電圧は
【数２９】
2008283652.tif 000031
となる。【００４０】  この場合は差分検出器や増幅器の利得を高くするに従って共振角周波数は無限に低く、共振電圧は無限に高くすることが出来る極めて高性能なアンテナ共振回路となる。しかもイングクタンスの不足は差分検出器や増幅器の利得を高くすることによって補うことが出来る。このことは、コイルの小型化が可能なことを意味している。【００４１】  次に請求項４記載の広帯域アクティブコイルアンテナについて説明する。図９は、請求項１記載のアクティブアンテナコイルエレメントと並列に抵抗を接続して広帯域アクティブコイルアンテナとしたものである。図９において、１は請求項１記載のアクティブコイルアンテナエレメント、２は抵抗値がＲの抵抗である。【００４２】  この場合、差分検出器と増幅器の作用によって仮想抵抗値は
【数３０】
2008283652.tif 000032
となる。図２を使って電圧を求めると
【数３１】
2008283652.tif 000033
となる。ここで
【数３２】
2008283652.tif 000034
とすれば
【数３３】
2008283652.tif 000035
となって、前述と同様に高域通過特性になる。遮断角周波数は
【数３４】
2008283652.tif 000036
である。遮断角周波数より高域では
【数３５】
2008283652.tif 000037
であるから
【数３６】
2008283652.tif 000038
となって、周波数特性のない広帯域コイルアンテナとなる。【００４３】  この場合は、遮断角周波数は従来のものと同じであるが、差分検出器や増幅器の利得を無限に大きくするとアンテナ出力を無限に大きくできる。【００４４】  図１０は、コイルの入力端子に一端を接地した抵抗を接続して広帯域アクティブコイルアンテナとしたものである。図１０において、１は請求項１記載のアクティブコイルアンテナエレメント、２は抵抗値がＲの抵抗である。【００４５】  図２を使って電圧を求めると
【数３７】
2008283652.tif 000039
となる。ここで
【数３８】
2008283652.tif 000040
とすれば
【数３９】
2008283652.tif 000041
となって、前述と同様に高域通過特性になる。遮断角周波数は
【数４０】
2008283652.tif 000042
である。遮断角周波数より高域では
【数４１】
2008283652.tif 000043
であるから
【数４２】
2008283652.tif 000044
となって、周波数特性のない広帯域コイルアンテナとなる。【００４６】  この場合は、アンテナ出力は従来のものと同じであるが、差分検出器や増幅器の利得を高くすると広帯域特性の下限の遮断角周波数を無限に低くできる。【００４７】  今までの数式において、図７、９及び１０のコイルアンテナエレメントの損失抵抗、インダクタンス、抵抗値及び電圧利得はすべて同じ値で展開している。しかし、前述したように、広帯域特性の下限の遮断角周波数とアンテナ出力は交換条件になっているので、遮断周波数を同じにすればアンテナ出力も同じになり、図９及び１０の回路の特性は全く同じになる。【００４８】  差分検出器や増幅器の利得を無限に高くすると、コイルアンテナエレメントのインダクタンスが無限大になる。本発明は、無限大になるということは、コイルとコンデンサーで共振した状態と等価であると考え、それを利用すれば、共振状態と同等の感度を有する小型の広帯域コイルアンテナが実現できることを発見したものである。【００４９】  請求項１記載のアクティブコイルアンテナエレメントは帰還回路を構成している。帰還回路は一定の条件を満たさない限り安定に動作しない。本発明のアクティブコイルアンテナエレメントは安定であることをナイキストの判別法で証明する。【００５０】  図１１は、請求項１及び２記載のアクティブコイルアンテナエレメントの差分検出器と増幅器及び帰還路を示す図である。１は帰還路、２は差分検出器及び増幅器である。【００５１】  図１１において、帰還路の伝達函数βは
【数４３】
2008283652.tif 000045
である。従って、ループ利得は
【数４４】
2008283652.tif 000046
となる。これをナイキスト軌跡で表すと図１２の黒点になる。【００５２】  図１２からナイキスト軌跡は点（１，ｊ０）を内側には含まない。故に、ナイキストの判定法からこの帰還ループは安定であると言える。【００５３】  また、請求項３記載の共振型アクティブコイルアンテナは安定であることをナイキストの判別法で証明する。【００５４】  図１３は、請求項３記載のアクティブコイルアンテナの差分検出器と増幅器及び帰還路を示す図である。１は帰還路、２は差分検出器及び増幅器である。【００５５】  図１３において、帰還路の伝達函数βは
【数４５】
2008283652.tif 000047
である。ここで
【数４６】
2008283652.tif 000048
【数４７】
2008283652.tif 000049
である。従って、ループ利得は
【数４８】
2008283652.tif 000050
となる。これをナイキスト軌跡で表すと図１４になる。【００５６】  図１４からナイキスト軌跡は点（１，ｊ０）を内側には含まない。故に、ナイキストの判定法からこの帰還ループは安定であると言える。【００５７】  さらに、請求項４記載の広帯域アクティブコイルアンテナは安定であることをナイキストの判別法で証明する。【００５８】  図１５は、請求項４記載のアクティブコイルアンテナの差分検出器と増幅器及び帰還路を示す図である。１は帰還路、２は差分検出器及び増幅器である。【００５９】  図１５において、帰還路の伝達函数βは
【数４９】
2008283652.tif 000051
である。従って、ループ利得は
【数５０】
2008283652.tif 000052
となる。これをナイキスト軌跡で表すと図１６になる。【００６０】  図１６からナイキスト軌跡は点（１，ｊ０）を内側には含まない。故に、ナイキストの判定法からこの帰還ループは安定であると言える。【００６１】  次にアンテナ出力の信号対雑音比について述べる。アンテナに誘起する起電力が大きくても信号対雑音比が悪いのでは意味がない。本発明のアクティブコイルアンテナは、ナイキストの判定法で安定な帰還回路であることが証明された。そのことは同時に雑音特性に問題がないことを意味している。しかし、ここで別途アクティブコイルアンテナの信号対雑音特性を吟味してみる。【００６２】  図１７は共振型アクティブコイルアンテナの信号対雑音特性を説明する為の図である。図中の雑音電圧源ｖｎと雑音電流源ｉｎは差分検出器の正転端子と反転端子の等価入力雑音源を一つの入力端子に纏めたもので
【数５１】
2008283652.tif 000053
【数５２】
2008283652.tif 000054
である。これから全雑音電圧Ｎは
【数５３】
2008283652.tif 000055
で表される。ここでｋはボルツマン定数、Ｔは絶対温度、Ｂは雑音帯域幅、Ｒは共振回路の共振インピーダンスで
【数５４】
2008283652.tif 000056
である。【００６３】  一方信号電圧Ｓは数式２９から
【数５５】
2008283652.tif 000057
となる。これに数式２８を代入すると
【数５６】
2008283652.tif 000058
となる。さらにこれに数式５４を代入すると
【数５７】
2008283652.tif 000059
となる。【００６４】  従って、数式５３と数式５７から信号対雑音比は
【数５８】
2008283652.tif 000060
となる。【００６５】  これは図４に示す従来のパッシブコイルアンテナにインピーダンス変換の増幅器を接続した場合と全く同じである。【００６６】  共振回路のＱが非常に高い場合は共振インピーダンスＲが非常に高くなるから
【数５９】
2008283652.tif 000061
となる。【００６７】  図１８は広帯域アクティブコイルアンテナの信号対雑音特性を説明する為の図である。信号電圧は数式４２で表され、雑音電圧は数式５３と同じであるから、信号対雑音比は数式５８と全く同じになる。そして差分検出器や増幅器の利得を十分に高くすると抵抗Ｒを大きく出来るので数式５９になり、前述したように、共振型アクティブコイルアンテナと全く同じ性能になる。
【発明の効果】
【００６８】  請求項１記載のアクティブコイルアンテナエレメントは、差分検出器や増幅器の利得を高くすれば、小さなコイルアンテナエレメントの特性が大きなパッシブコイルアンテナエレメントと同等になることを示したもので、それを利用すれば、設計上の自由度が高い小型で携帯に便利なコイルアンテナを実現することができる。【００６９】  通常コイルアンテナのインダクタンス及び誘起電圧を大きくする手段としては、コイルを棒状の磁性体に巻くことによって実現してきた。しかし、この方法での小型化も限界が生じてこれ以上の発展は望めないのが現状である。【００７０】  本発明によるコイルアンテナは、差分検出器や増幅器を使用することにより、数式１８や２０に示すように等価的に透磁率を高めるのと同じ効果になることを利用して小型化を図るものである。差分検出器や増幅器の利得は無限に高くすることが出来るので、結果的にコイルアンテナの小型化には限界がない。【００７１】  また、請求項１又は２記載のアクティブコイルアンテナエレメントをコンデンサーと組み合わせて共振回路を構成すれば、非常に小型で且つ高性能のアンテナ共振回路を提供できる。【００７２】  請求項４記載の広帯域アクティブコイルアンテナは、差分検出器や増幅器の利得を十分に高くすることによって、従来のように大型のコイルを必要とすることなく、周波数特性の無い広帯域コイルアンテナを提供できる。
【実施例】
【００７３】  図１９は請求項１及び２記載のアクティブコイルアンテナエレメントの実施例を示す図で、１は差分検出器、１１は可変抵抗、２は増幅器、３はコイルアンテナエレメントである。１１の抵抗を可変することにより差分検出器の利得が変化し、それに応じてコイルアンテナエレメントのインダクタンス及び誘起電圧が変化する。電源電圧はトランジスターのベース・エミッター間電圧ＶＢＥの４倍の電圧で動作させることが出来る極めて便利な回路である。【００７４】  例えばこの差分検出器の利得を１００とすれば、コイルアンテナエレメントは、機械的な寸法を大きくすることなく、１００倍のインダクタンスと誘起電圧を持ったコイルアンテナエレメントに変換できる。【００７５】  図２０は広帯域コイルアンテナに使用する請求項１記載のアクティブコイルアンテナエレメントの実施例を示す図で、１は差分検出器、２は高利得増幅器、３はコイルアンテナエレメントである。【００７６】  本実施例の高利得増幅器は、車載用のＬＷからＳＷ帯までの広帯域バー型コイルアンテナを意識したもので、差分検出器及び増幅器の一段当りの利得はおよそ４０ｄＢであるから４段で合計１６０ｄＢは確保できる。従って、この差分検出器と増幅器にインダクタンスが１μＨのコイルアンテナエレメントを組み合わせれば１００Ｈのインダクタンスになり、同時に誘起電圧を１０の８乗倍にすることが出来る。この非常に大きなインダクタンスは、例えば１５０ＫＨｚの受信周波数においても、９０ＭΩという大きなインピーダンスになり、十分な広帯域特性を持ったアクティブコイルアンテナが実現可能である。【００７７】  図２１は請求項３記載の共振型アクティブコイルアンテナの実施例を示す図で、１は差分検出器、２は増幅器、３はコイルアンテナエレメント、４は可変コンデンサーである。この場合は、増幅器の利得を変えても、数式２４に示すように共振角周波数は変わらないので可変型コンデンサーを使用する必要がある。【００７８】  図２２も請求項３記載の共振型アクティブコイルアンテナの実施例を示す図で、１は差分検出器、１１は可変抵抗、２は増幅器、３はコイルアンテナエレメント、４はコンデンサーである。１１の可変抵抗を調整することにより差分検出器の利得が変化し、それに応じてコイルアンテナの共振角周波数が変化する。本実施例が最も高性能で実用性が高いものである。【００７９】  図２３は請求項４記載の広帯域アクティブコイルアンテナの実施例を示す図で、１は差分検出器、２は高利得増幅器、３はコイルアンテナエレメント、４は抵抗である。【００８０】  図２４も請求項４記載の広帯域アクティブコイルアンテナの実施例を示す図で、１は差分検出器、２は高利得増幅器、３はコイルアンテナエレメント、４は抵抗である。
【産業上の利用可能性】
【００８１】  本発明を利用すれば、磁性体を用いるよりもさらに小型のコイルアンテナが実現可能なので、非常に小さなコイルアンテナを要求される電波ウオッチや携帯ラジオ等の小型受信機に応用すれば、産業上の利用効果が極めて大きいものである。【００８２】  図２５は請求項３記載のアクティブコイルアンテナを利用した電波ウオッチのフロントエンド回路の実施例を示す図である。【００８３】  １は差分検出器及び増幅器、１１は周波数調整用抵抗で、この抵抗を切り替えることによって４０ＫＨｚ、６０ＫＨｚ及び７７．５ＫＨｚの周波数に対応する。１２はコイルアンテナエレメント、１３はコンデンサー、１４は次段のＲＦミキサー回路の利得を決める抵抗である。【００８４】  ２はＲＦミキサー回路で、２１はＰＬＬシンセサイザーから供給される局部信号の入力端子である。【００８５】  ３は差分検出器及び増幅器、３１は可変抵抗、３２はＩＦコイル、３３はコンデンサーである。３１の可変抵抗を調整することによって差分検出器の利得が変わり、ＩＦ同調回路の周波数を調整できる。【００８６】  図２６は請求項５記載の電波ウオッチ用受信機の実地例を示す図で、１は請求項３記載のアクティブコイルアンテナ、２は受信機である。受信した信号にもとづいてアクセサリードライブ信号を出し、秒、分、時、日、月表示用のモーターを駆動する。【００８７】  図２７は請求項５記載の電波ウオッチ用受信機の他の実地例を示す図で、１は請求項４記載の広帯域アクティブコイルアンテナ、２は受信機である。受信した信号にもとづいてアクセサリードライブ信号を出し、秒、分、時、日、月表示用のモーターを駆動する。【００８８】  請求項４記載の広帯域アクティブコイルアンテナを電波ウオッチに利用すれば、全ての受信周波数に無調整で対応できるので、全世界対応の電波ウオッチには最適なアンテナとなる。【００８９】  図２８は請求項３記載の広帯域に周波数を可変できる放送用受信機のアクティブコイルアンテナの実施例を示す図で、１は差分検出器、２は利得可変増幅器、２１は利得制御信号入力端子、３はコイルアンテナエレメント、４はコンデンサーである。２１に入力する制御信号によってアクティブコイルアンテナの同調周波数を広帯域に可変できる。【００９０】  図２９は請求項３記載のアクティブコイルアンテナを利用した携帯用ラジオの実施例を示す図で、１は請求項３記載のアクティブコイルアンテナ、２はＲＦアンプ、３はインダクタンス可変型同調回路、４はＲＦミキサー回路、５は局部信号発生器、６はアクティブコイルアンテナと同調回路の周波数制御信号、７はＩＦフィルター、８はＩＦアンプ、９は検波器、１０はＡＧＣ信号発生器、１１はＡＧＣ信号、１２はオーディオアンプ、１３はスピーカー、１４はＰＬＬシンセサイザー、１５は水晶発振器である。【００９１】  １のアクティブコイルアンテナと３のインダクタンス可変型同調回路は全く同じ回路でコイルアンテナを同調用コイルに置き換えたもので実現できる。【００９２】  また、請求項４記載の広帯域アクティブコイルアンテナを利用すれば、全ての車載用放送受信機と互換性を有する車載用広帯域アンテナが実現可能になり、産業上の利用可能性が極めて大きい。【００９３】  図３０は請求項５記載の車載用ＡＭ／ＦＭ放送受信機の実施例を示す図で、１は請求項４記載のＡＭ放送用の広帯域アクティブコイルアンテナ、２は請求項４記載のＦＭ放送用の広帯域アクティブコイルアンテナ、３は同軸ケーブル、４はＡＭ放送受信機、５はＦＭ放送受信機である。【００９４】  従来車載用アンテナは後部ガラスのデフォッガーラインを併用しているので、受信機が設置されている前部座席のダッシュボードまで長い同軸ケーブルで配線しなければならない。しかし、本発明の広帯域アクティブコイルアンテナは小型軽量なので前部ガラスに設置できる可能性があり、同軸ケーブルによる配線を短くすることが出来る利点がある。【００９５】  また従来のデフォッガーラインアンテナは、チョークコイルを使用してデフォッガーラインを高インピーダンスに保たなければならない。このチョークコイルは、１０Ａ以上の大電流を流す必要から非常に重量のあるコモンモードのチョークコイルを使用している。請求項４記載のアクティブコイルアンテナを使用すれば、この重いチョークコイルを使用する必要がなく、車の軽量化に貢献するものである。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】  請求項１及び２記載のアクティブコイルアンテナエレメントを示す図
【図２】  図１の等価回路図
【図３】  代表的なコイルアンテナエレメントを示す図
【図４】  従来の共振型コイルアンテナを示す図
【図５】  請求項３記載のアンテナ共振回路を示す図
【図６】  請求項３記載の他のアンテナ共振回路を示す図
【図７】  従来の広帯域コイルアンテナを示す図
【図８】  広帯域コイルアンテナの特性を示す図
【図９】  請求項４記載の広帯域アクティブコイルアンテナを示す図
【図１０】  請求項４記載の他の広帯域アクティブコイルアンテナを示す図
【図１１】  請求項１及び２記載のアクティブコイルアンテナエレメントの帰還路を示す図
【図１２】  請求項１及び２記載のアクティブコイルアンテナエレメントのナイキスト軌跡を示す図
【図１３】  請求項３記載のアクティブコイルアンテナの帰還路を示す図
【図１４】  請求項３記載のアクティブコイルアンテナのナイキスト軌跡を示す図
【図１５】  請求項４記載のアクティブコイルアンテナの帰還路を示す図
【図１６】  請求項４記載のアクティブコイルアンテナのナイキスト軌跡を示す図
【図１７】  請求項３記載の共振型アクティブコイルアンテナの等価雑音源を示す図
【図１８】  請求項４記載の広帯域アクティブコイルアンテナの等価雑音源を示す図
【図１９】  請求項１及び２記載のアクティブコイルアンテナエレメントの実施例を示す図
【図２０】  請求項１記載のアクティブコイルアンテナエレメントの実施例を示す図
【図２１】  請求項３記載のアクティブコイルアンテナの実施例を示す図
【図２２】  請求項３記載のアクティブコイルアンテナの他の実施例を示す図
【図２３】  請求項４記載の広帯域アクティブコイルアンテナの実施例を示す図
【図２４】  請求項４記載の広帯域アクティブコイルアンテナの他の実施例を示す図
【図２５】  請求項５記載の電波ウオッチのフロントエンド回路の実施例を示す図
【図２６】  請求項５記載の電波ウオッチの実施例を示す図
【図２７】  請求項５記載の電波ウオッチの他の実施例を示す図
【図２８】  請求項３記載の周波数可変型アクティブコイルアンテナの実施例を示す図
【図２９】  請求項５記載の携帯用ラジオの実施例を示す図
【図３０】  請求項５記載の車載用ＡＭ／ＦＭ放送受信機の実施例を示す図
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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