(57)【要約】【課題】閉ループ型アンテナにおいてボディエフェクト等の外部の影響を可及的に抑制するとともに、給電線とソレノイドコイルとのカップリングを解消ないし低減し、さらに形状の変形自由度が大きいコイルアンテナを提供すること【解決手段】コイルアンテナ１０Ａは、中心軸に沿った給電線路穴ｈを備えた誘電体１１と、誘電体１１の表面に前記中心軸と同軸に形成されたソレノイドコイル１２と、前記ソレノイドコイル１２の一方端から、前記給電線路穴ｈを挿通して当該ソレノイドコイル１２の他方端側に引き出された給電線１３とを備え、給電線１３の引き出し先端と、ソレノイドコイル１２の他方端とが閉ループ端子ａ，ｂを構成する。【選択図】　　　図２
2004048205.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸に沿った給電線路穴を備えた誘電体と、
前記誘電体の表面に前記中心軸と同軸に形成されたソレノイドコイルと、
前記ソレノイドコイルの一方端から、前記給電線路穴を挿通して当該ソレノイドコイルの他方端側に引き出された給電線とを備え、
前記給電線の引き出し先端と、前記ソレノイドコイルの他方端とが閉ループ端子を構成することを特徴とするコイルアンテナ。
【請求項２】
前記給電線は、前記ソレノイドコイルの前記一方端から、発光回路を介して、前記給電線路穴を挿通して前記ソレノイドコイルの他方端側に引き出されていることを特徴とする請求項１に記載のコイルアンテナ。
【請求項３】
前記誘電体として可撓性材料を採用したこと特徴とする請求項１または２に記載のコイルアンテナ。
【請求項４】
端部のシース及び外部導体が所定の長さ除去された同軸ケーブルと、
当該シース及び外部導体が所定の長さ除去された端部部分の絶縁体に形成され、一方端が前記同軸ケーブルの先端から引き出された中心導体に接続され、他方端が前記同軸ケーブルの外部導体に接続されたソレノイドコイルとを備え、
前記同軸ケーブルの前記ソレノイドコイルに接続されていない側の中心導体と外部導体とが閉ループ端子を構成することを特徴とするコイルアンテナ。
【請求項５】
前記同軸ケーブルのシース及び外部導体が所定の長さ除去された端部の先端から引き出された中心導体は、発光回路を介して、前記ソレノイドコイルの一方端に接続されていることを特徴とする請求項４に記載のコイルアンテナ。
【請求項６】
ソレノイドコイルと、
そのソレノイドコイルの一方端から、ソレノイドコイル内空間を挿通して前記ソレノイドコイルの他方端側に引き出された給電線とを備え、
前記給電線の引き出し先端と、前記ソレノイドコイルの他方端とが閉ループ端子ａ，ｂを構成することを特徴とするコイルアンテナ。
【請求項７】
前記給電線は、前記ソレノイドコイルの前記一方端から、発光回路を介して、前記給電線路穴を挿通して前記ソレノイドコイルの他方端側に引き出されていることを特徴とする請求項６に記載のコイルアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、密巻状態のソレノイドコイルをアンテナとして利用し、給電線とソレノイドコイルとの間に生じる電界への外部からの影響を低減し、さらに形状変形自由度が大きいコイルアンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１（ａ），（ｂ）に示すように、モノポールアンテナ１やヘリカルアンテナ２は、グランドプレートＧＮＤに垂直に配置された構成をとっている（例えば、特開２００１−２３０６１７号公報参照）。これらのアンテナ１，２では、グランドプレートＧＮＤとの間に電磁界が発生し、当該アンテナ１，２から電波が放射される。そして、モノポールアンテナ１やヘリカルアンテナ２は、一端が開放された構成となっているので、コイルの一端への給電で済む。このため、給電線の引き回しによるアンテナ特性への影響が生じにくく、給電線との接続が容易である。
【０００３】
ところが、これらのアンテナは、上述したようにグランドプレートＧＮＤが必要となるといった制限がある他、周囲環境の影響（例えば、携帯型アンテナに特有のボディエフェクト等の影響）を受け易いという問題を有する。
【０００４】
このようなことから、リモートコントローラ等の小型（携帯型）無線機のアンテナや、車室内に設置する車載アンテナには、グランドプレートＧＮＤが不要な閉ループアンテナを使用するのが好ましい。従来、この種の閉ループアンテナとしては、ＡＭ放送用のバーアンテナが知られている。係るバーアンテナは、フェライトをコアとしたボビンに、エレメント（導線）をコイル状に巻いたものであり、可変コンデンサとともにコイルとして働くものである。また、閉ループアンテナの別の構成としては、プリント基板にパターンアンテナを形成したものも携帯型無線機等に使用されている。
【０００５】
ところで、バーアンテナは、ソレノイドコイル内を磁界が通過する際にコイルに電圧が発生することによって動作するもので、その両端から給電を行わねばならない。このため、給電を同軸回路部品（同軸ケーブル，同軸コネクタ等の同軸接合部品）により行い、かつ同軸ケーブルとアンテナとの間でのインピーダンスマッチングをとる必要がある。しかも、バーアンテナにおけるソレノイドコイルの感度は、コイルの巻き数とコイルのＬ成分とＣによる同調周波数により決定されるので、実用的な電圧を得るためには多くコイルを巻く必要があり、それに伴い大型化してしまう。
【０００６】
また、パターンアンテナにおいてはパターンをアンテナとして機能させるためにはその長さを波長に応じて長くする必要があり、低い周波数においては実用に適さない。
【０００７】
なおまた、従来の閉ループアンテナでは、一方の給電線をコイルアンテナの一方端から接続点まで配線する必要があり、その給電線とコイルアンテナとの間に電界が発生し、外部の金属，人体等からの影響を受け易いという問題がある。
【０００８】
図１（ｃ），（ｄ）は、従来の閉ループアンテナの例を示している。図１（ｃ）に示すアンテナ３は、１巻のループアンテナであり、一方端を同軸回路部品９の一方端子（中心導体）に接続し、他方端を同軸回路部品９の他方端子（外部導体）に接続している。このアンテナは、利得が極めて低い。そこで、高利得を得るためには、図１（ｄ）に示すコイルアンテナが使用される。このアンテナ４でも、コイルの一方端を同軸回路部品９の一方端子（中心導体）に接続し、他方端を同軸回路部品９の他方端子（外部導体）に接続している。
【０００９】
しかし、図１（ｄ）のコイルアンテナ４では、上記のようにコイル両端から同軸回路部品に引き回して配線することで、その給電線とコイルアンテナとの間に電界を発生させる構成をとっている。このため、引き回した給電線の固定も容易ではないうえ、外部からの電界の影響を受け易いという問題がある。
【００１０】
さらにまた、従来のコイルアンテナでは、形状安定性を確保するためには、ボビンにエレメント（導線）を巻回することでコイルを構成するが、この場合に、ボビンを可撓性のものとすると、配線形状の変化等のために、給電線とコイルとの関係が崩れるためアンテナの特性が変化してしまうという問題も生じる。
【００１１】
本発明は、上記した背景に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、給電線とコイルとの間に発生する電界を安定させるとともに外部からの影響を可及的に抑制することができ、かつ充分なアンテナ感度を得ることができる小型のコイルアンテナを提供することにある。さらに本発明の他の目的は、アンテナの特性への影響を低減しかつ形状の変形自由度が大きいコイルアンテナを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するため、本発明の第１態様のコイルアンテナは、中心軸に沿った給電線路穴を備えた誘電体と、前記誘電体の表面に前記中心軸と同軸に形成されたソレノイドコイルと、前記ソレノイドコイルの一方端から、前記給電線路穴を挿通して当該ソレノイドコイルの他方端側に引き出された給電線とを備え、前記給電線の引き出し先端と、前記ソレノイドコイルの他方端とが閉ループ端子を構成するようにした。
【００１３】
ここでソレノイドコイルとは円筒状に加工されたコイルの通称であるが、本明細書中においては円筒状に限定することなく、コイルにより中央に閉じられた空間が存在するものであれば円筒状には限定されない。
【００１４】
この第１態様では、ソレノイドコイルの内側（すなわち、誘電体の給電線路穴）に給電線を配置しているので、コイルと給電線との間に発生する電界のコイルアンテナの外部への漏れを少なくできる。また、給電線がコイルの外にある場合においては発生した電界が漏れるだけではなく、周囲に存在する金属，人体等からの影響を受けないようにできる（ないし、影響を大幅に低減できる）ので、安定した電界を発生させることができる。
【００１５】
さらに本発明のコイルアンテナでは、コイルを密巻きにすることで、外部への電界の漏れ，外部からの電界の影響を解消乃至より低減することができる。なお、閉ループ構成となっていることから、密巻きにしても静電容量が給電線とコイルとの容量が増大するといった不都合は生じない。
【００１６】
また、閉ループ端子を一方方向に形成できる形状であるため、容易に同軸回路部品に接続することができ、給電線の固定も容易となる。したがって、外部の影響を受けにくいコイルアンテナが提供される。
【００１７】
また、誘電体として低損失のものを使用することで、ソレノイドコイル内で安定した分布定数を形成することができる。給電線と、ソレノイドを構成する各コイルとの位置関係はコイルと給電線の全ての部分の距離が一定となるかたち、すなわち円筒状のソレノイドコイルの中心に給電線があることが理想的である。
【００１８】
さらに、本発明のコイルアンテナでは、誘電体の誘電率を適宜選択することにより、波長短縮率を大きくすることができ、コイルに巻く線の長さを短くすることができる。さらにヘリカルアンテナのようなスペースを持たせた巻き方ではなく密巻であるため相乗効果によりコイルアンテナの長さを可及的に短くすることができる。しかも、第１態様のコイルアンテナは、回路基板に直接取り付けることができ、同軸ケーブル等を介して回路基板に取り付けることもできる。
【００１９】
通常、コイルアンテナには、同軸ケーブルや同軸コネクタ等の同軸回路部品を介して給電がなされる。第１態様のコイルアンテナでは、同軸回路部品の中心導体を誘電体の内部（コイル内部）から引き出された給電線に接続し、同軸回路部品の外部導体を、コイル内部の給電線が当該コイルに接続される側とは反対側の端子に接続する。これによりソレノイドコイルと給電線との間に安定した電界を発生させることができ配線やグランドパターンへの影響も少ないため、回路パターンの設計が柔軟となる。
【００２０】
また、本発明の第２態様のコイルアンテナは、端部のシース及び外部導体が所定の長さ除去され絶縁体が露呈してなる同軸ケーブルと、当該露呈された絶縁体に形成され、一方端が前記同軸ケーブルの先端から引き出された中心導体に接続され、他方端が前記同軸ケーブルの外部導体に接続されたソレノイドコイルとを備え、前記同軸ケーブルの前記ソレノイドコイルに接続されていない側の中心導体と外部導体とが閉ループ端子を構成するようにした。
【００２１】
第２態様のコイルアンテナは、同軸ケーブルを用いて製造できるため、製造コストがより低減することができる。また、同軸ケーブルのシース及び外部導体を除去した部分（中心導体と外部導体との間の誘電体部分）にソレノイドコイルを形成（巻回）するので、ソレノイドコイルと給電線との接続を簡素化でき小型化が可能となり、しかも信号損失が極めて少なくなる。また、第２態様のコイルアンテナでも、第１態様のコイルアンテナと同様、ソレノイドコイルと給電線との間の電界の発生が外部に影響することなく安定する。しかも、給電線はコイルの中心部に配置されているので、コイルと給電線の間に均一な分布定数を発生させることができ、所定の周波数に対しするインピーダンス特性の構築が容易になる。すなわち、インピーダンスマッチングが容易となり、ひいては回路パターンの設計に際して、配線やグランドパターンへの影響を解消ないし極く僅かにできる。
【００２２】
一般的に、コイルアンテナを小型化するためには、エレメント（ソレノイドコイルの巻線となる導体）として細い線材を用いてこれを密巻にすることが好ましいが、空芯とした場合には、形状保持ができない場合がある。第１態様及び第２態様のコイルアンテナでは、誘電体（絶縁体）がボビンと同様の役割をなすこともできるので、特別なボビンを必要としない。したがって、製造コストの低減、小型化が可能となる。なお、コイルアンテナは、誘電体（絶縁体）に直接巻回してもよいし、円筒状に形成したソレノイドコイルを誘電体（絶縁体）に挿着するようにしてもよい。
【００２３】
また、第１態様及び第２態様のコイルアンテナでは、エレメントにエナメル線，ＵＥＷ（ポリウレタン銅線）等の絶縁導線を用いることができる。この場合にはコイルアンテナ自体を、外皮（例えば、チューブ）で被覆しないようにもできるし、見栄えをよくするために適宜の外皮で被覆することもできる。また、同軸ケーブル等の給電線を使用しない場合、すなわち、リモートコントロール等により、送受信回路から直接アンテナに接続する場合でも、ヘリカルアンテナ（或いはホイップアンテナ）のように、アンテナ全体または一部を機器から引き出すことができる。
【００２４】
前述したように、ヘリカルアンテナやホイップアンテナでは、グランドプレートが必要である。小型のリモートコントローラではグランド面積が小さいためアンテナ効率が低下するし、金属が近傍にある場合にはアンテナ効率が変動してしまう。また、近傍に人間のような非金属体がある場合、その影響（ボディエフェクト等）を受け易い。
【００２５】
第１態様及び第２態様では、アンテナは閉ループを構成するため、グランドプレートは不要である。したがって、小型の筐体でも効率のよいアンテナを構成することができる。また第１態様及び第２態様のコイルアンテナは、閉ループ型（すなわち磁界型）であるので、周囲の物体（例えば、非金属体）の影響（ボディエフェクト等）を受けにくく、しかも、金属が近傍にある場合でもアンテナ利得への影響が可及的に抑制される。
【００２６】
一方、車両用等のアンテナでは、安全の観点等から、受信動作を知らせるためにアンテナ先端を発光部品により点滅或いは点灯させることがある（例えば、特開平６−１６４２２４号公報参照）。一般に、発光素子を点滅或いは点灯させるためには、電磁波を検出して当該電磁波を発光のための電力として使用したり、別途発光用の配線を施したり、或いは光源光を導光機構によりアンテナ先端に導いたりする必要がある。ところが、電磁波を検出する方法では、受信電波はエネルギーが小さいため発光はできない。また、別途発光用の配線をアンテナ付近に設ける場合には、配線がアンテナとがカップリングするためアンテナの性能低下することがある。さらに、光ファイバー等の導光機構により発光素子を点滅・点灯させる場合には機器の構造が複雑となり当該機器の小型化が阻害される。
【００２７】
第１態様及び第２態様のコイルアンテナでは、上記の不都合を生じさせることなくアンテナに発光回路を設けることができる。つまり、第１態様では、給電線は、ソレノイドコイルの一方端から、給電線路穴を挿通してソレノイドコイルの他方端側に引き出される。また、第２態様では、同軸ケーブルの先端から引き出された中心導体は、発光回路を介して、ソレノイドコイルの一方端に接続される。そして、発光回路は、発光ダイオードと高周波パス用のコンデンサとから構成することができる。発光ダイオードは、通常はＤＣバイアスにより発光する。また、コンデンサは高周波をパスすることができるので、発光回路を設けたことによるアンテナ効率の低下等の不都合は生じない。
【００２８】
第２態様のコイルアンテナは、細い線材を密巻することにより撓むことができる。また、第１態様のコイルアンテナの誘電体として可撓性があるものを採用することにより、撓むように構成できる。これらの場合、コイルアンテナを撓ませたとしても、アンテナの電気的な特性は線材が細く、また密巻されているためソレノイドコイルの巻き線間隔が変化しにくい。これにより、アンテナを機器から引き出して使用するときに、力が加えられても折れ曲がったりすることはないし、アンテナ特性への影響も少ない。またコイルアンテナは、作成後に、撓ませた状態で機器に取り付けることもできる。また、アンテナの形状に幅を持たせることができるので、機器デザインの自由度が高くなる。
【００２９】
本発明の第３態様のコイルアンテナでは、ソレノイドコイル内に誘電体（絶縁体）を有しない。すなわち、第３態様のコイルアンテナは、ソレノイドコイルと、ソレノイドコイルの一方端から、ソレノイドコイル内を挿通して当該ソレノイドコイルの他方端側に引き出された給電線とを備え、前記給電線の引き出し先端と、前記ソレノイドコイルの他方端とが閉ループ端子を構成することができる。さらに、このコイルアンテナの先端に発光回路を設けることができ、この場合には、ソレノイドコイルとその内部を挿通する給電線との接続点は、発光回路を介して接続されるように構成される。
【００３０】
【発明の実施の形態】
図２は、本発明の第１の実施の形態（本発明の第１態様にかかる実施の形態）を示す説明図であり、図２（ａ）はコイルアンテナ１０Ａが同軸ケーブル２０に接続された状態を示す回路図、図２（ｂ）はコイルアンテナ１０Ａの外観図および一部断面図である。
【００３１】
図２（ａ）に示すように、コイルアンテナ１０Ａは、中心軸に沿った給電線路穴ｈを備えた誘電体１１と、この誘電体１１の表面に中心軸と同軸に形成（巻回）されたソレノイドコイル１２と、このソレノイドコイル１２の一方端から、給電線路穴ｈを挿通してソレノイドコイル１２の他方端側に引き出された給電線１３とを備える。そして、給電線１３の引き出し先端と、ソレノイドコイル１２の他方端とが、それぞれ閉ループ端子ａ，ｂを構成する。なお、給電線と誘電体は密着していることが好ましいため給電線路穴ｈの径と給電線１３の径との関係が給電線と誘電体が密着関係になるように設定することが好ましいが、給電線路穴ｈの径が給電線１３の径よりも大きくてもよい。
【００３２】
コイルアンテナ１０Ａの他端（下端）には、同軸ケーブル２０の一端が接続されており、同軸ケーブル２０（典型的には、線路インピーダンスは５０Ω）の中心導体２２は端子ａに（すなわち給電線１３に）、外部導体２１は端子ｂに（ソレノイドコイル１２に）接続されている。また、同軸ケーブル２０の他端には同軸コネクタ２５が接続されている。
【００３３】
なお、コイルアンテナ１０Ａを、同軸ケーブル２０を介すことなく直接同軸コネクタ２５（或いは、同軸ケーブル２０や同軸コネクタ２５以外の同軸回路部品）に接続することもできる。さらに、コイルアンテナ１０Ａは、直接基板に取り付けることもでき、或いは接続線を介して基板に取り付けることもできる。
【００３４】
第１の実施の形態では、コイルアンテナ１０Ａの誘電体１１として、同軸ケーブル２０の絶縁体２１の材料と同様のポリエチレン，テフロン（４フッ化エチレン樹脂の商品名：米国ＤＵＰＯＮＴ社の登録商標）等の高周波絶縁材料が使用されている。
【００３５】
ソレノイドコイル１２は、図２（ｂ）に示すように誘電体１１の表面に１波長の長さで密巻きされている。実際には１波長分の長さは誘電体を空気としたときを１とする波長短縮率に比べて、誘電体にポリエチレンを利用した場合は波長短縮率が大きくなり約２／３の長さを１波長分の長さとすることができる。しかも、ソレノイドコイルは密巻されているため、ソレノイドコイルの線長を短くできたこととの相乗効果により可及的にコイルアンテナの長さを短くすることができる。例えば、前記条件において周波数を３００ＭＨｚとした場合、直径３．５ｍｍ，全長５ｃｍ程度のアンテナとすることができた。一方、従来の小型アンテナの代表的なヘリカルアンテナではその性格上コイルの巻き間隔を充分取る必要があり、アンテナ長を短くしようとするとコイルの直径を太くする必要があるためこのような小型化を行うことはできなかった。また、前述したように、給電線はソレノイドコイルの中心部に置かれているためソレノイドコイルと給電線の間に均一な分布定数を発生させることができ、所定の周波数に対するインピーダンス特性の構築が容易になる。実験的にはソレノイドコイルの長さを１波長としたときに良好なインピーダンス特性を得ることができたが、１波長に限定されるものではない。
【００３６】
中心導体２２と給電線１３との接続、及び外部導体２１とソレノイドコイル１２との接続には、例えば同軸コネクタを用いることもでき、またハンダ等の接合材を用いることもできる。かかる構成によれば、密巻されたソレノイドコイルからは外部への電界の漏れが発生しにくいため外部の影響を受ける等の不都合を可及的に防ぐことができる。図２（ｂ）には、誘電体内での電界Ｅを両向き矢印で模式的に示してある。
【００３７】
第１の実施の形態では、誘電体１１の径，誘電体１１に形成された給電線路穴ｈの径，給電線１３の径，誘電体１１の比誘電率ε等からアンテナのインピーダンスを同軸ケーブル２０のインピーダンスに近づけたり、一致させたりすることができる。なお、アンテナのインピーダンスを同軸ケーブル２０のインピーダンスに近づけ、インピーダンスマッチング回路により、同軸ケーブル２０とコイルアンテナ１０Ａとのインピーダンスマッチングを一致させることもできる。
【００３８】
図３は、本発明の第２の実施の形態（本発明の第２態様に係る実施の形態）を示す説明図であり、図３（ａ）はコイルアンテナ１０Ｂがコネクタ２に接続された状態を示す回路図、図３（ｂ）はコイルアンテナ１０Ｂの外観図である。
【００３９】
図３（ａ）に示すように、コイルアンテナ１０Ｂは、端部のシース及び外部導体が所定の長さ除去された同軸ケーブル４０と、シース及び外部導体が除去された部分の絶縁体４１に形成（巻回）され、一方端が同軸ケーブル４０の先端から引き出された中心導体４３に接続され、他方端が同軸ケーブル４０の外部導体４４に接続されたソレノイドコイル４２とを備えている。そして、同軸ケーブル４０のソレノイドコイル４２に接続されていない側の端部の中心導体４３と外部導体４４が端子ａ，ｂを構成する。なお、同軸ケーブル４０の他端には同軸コネクタ２５が接続されている。第２の実施の形態では、ソレノイドコイル４２をまず作成し、これを絶縁体４１に挿通してアンテナコイル１０Ｂを作成する。
【００４０】
第２の実施の形態では、コイルアンテナ１０Ｂの誘電体として、同軸ケーブル４０の絶縁体４１がそのまま使用されるので、アンテナコイルと別個に同軸ケーブルを用意する必要はない。第２の実施の形態でも、コイル４２は、図３（ｂ）に示すように絶縁体（誘電体）４１の表面に１波長の長さで密巻されている。
【００４１】
図３（ｂ）では、同軸ケーブル４０の外部導体４４は、シース４５に折り返され、ソレノイドコイル４２とハンダにより接続している。第２の実施の形態においても、コイルアンテナ１０Ｂでは、配線の引き回しの必要がないので、電界の発生が外部の影響を受けるといった不都合は生じない。
【００４２】
図４は、本発明の第３の実施の形態（本発明の第１態様に係る発光回路付きコイルアンテナの実施の形態）のコイルアンテナ１０Ｃを示す説明図であり、図３（ａ）は発光回路５０が第１の実施の形態のコイルアンテナ１０Ａの先端に接続された状態を示す回路図、図３（ｂ）は同じく外観図である。
【００４３】
図４に示すように、誘電体１１の給電線路穴ｈ内に挿通された給電線１３の先端と、ソレノイドコイル１２の一方端との間には、発光回路５０が直列に設けられている。そして、発光回路５０は、並列接続された発光ダイオード５１と、高周波パス用コンデンサ５２とからなる。給電信号の直流成分により発光ダイオード５１は発光し、高周波成分はコンデンサ５２をパスする（すなわち、給電線１３の先端とソレノイドコイル１２の一方端とを短絡する）ことができる。
【００４４】
なお、図示はしないが、図３に示す第２の実施の形態のコイルアンテナ１０Ｂの同軸ケーブル４０の先端から引き出された中心導体４３と、ソレノイドコイル４２の一方端との間に、図４に示した発光回路５０を設けることもできる。
【００４５】
図５〜図１４に、本発明のコイルアンテナの特性試験結果を示す。図５，図７，図９，図１１，図１３における（ａ）は、周波数とアンテナインピーダンスとの関係を示すスミスチャート、各図（ｂ）は試験対象としたアンテナの構成図であり、図６，図８，図１０，図１２，図１４は、対応する各コイルアンテナのＳ１１特性図（定在波比ＳＷＲと周波数との関係を示す図）である。
【００４６】
各図において、▲１▼は２００ＭＨｚ、▲２▼は３００ＭＨｚ、▲３▼は３１４．９５ＭＨｚ、▲４▼は４００ＭＨｚにおける利得及びＳＷＲを示しており、共振周波数が、▲３▼の３１４．９５ＭＨｚ（波長λ＝０．９５２ｍ）となるようにソレノイドコイルを設計するものとする。なお、図１５〜図１８には、従来アンテナの比較試験結果を示す。
【００４７】
図５〜図８は、図２に示した第１の実施の形態のコイルアンテナ１０Ａに対応する特性試験結果であり、コイルアンテナ１０Ａを同軸コネクタ２５に直接接続して試験を行った場合を示している。誘電体１１として、比誘電率εが２．３、径が１．６φのものを用いた。また、ソレノイドコイル１２として、０．５φのＵＥＷを径が１．７φとなるように密巻して使用した。
【００４８】
λ（試験対象波の波長）＝０．９５２ｍの短縮率は、１／ｓｑｒｔ（ε）＝０．６５９であるので、ソレノイドコイル巻線長は、λ×（短縮率）＝０．６２ｍとして決定される。図５〜図８からわかるように、コイルアンテナ１０Ａは、共振周波数３１４．９５ＭＨｚ付近での定在波比が小さくなる。なお、図５，図６は、コイルアンテナ１０Ａを図示しないチューブで被覆した場合の特性試験結果を示し、図７，図８はコイルアンテナ１０Ａをチューブで被覆しない場合の特性試験結果を示している。上述したように、ソレノイドコイル１２の巻線長，ソレノイドコイル１２の内径，誘電体１１の誘電率をパラメータとして変化させることで、コイルアンテナ１０Ａのインピーダンスを同軸インピーダンス（例えば５０Ω）に容易に近づけることができる。
【００４９】
図９，図１０は、図３に示した第２の実施の形態のコイルアンテナ１０Ｂに対応する特性試験結果であり、コイルアンテナ１０Ｂを同軸コネクタ２５に直接接続して試験を行った場合を示している。このときに使用した同軸ケーブル４０は１．５Ｄ２Ｖであり、コイルアンテナ１０Ｂを含む同軸ケーブル４０の全長を２ｍとした。また、同軸ケーブル４０の絶縁体４１（中心導体４３と外部導体４４との間の誘電体）の比誘電率εは２．３であり、絶縁体４１の径は１．６φである。また、ソレノイドコイル４２として、０．５φのＵＥＷを、径が１．７φとなるように密巻して使用した。図４及び図５で説明したと同様、この場合にもソレノイドコイルの巻線長は、λ×（短縮率）＝０．６２ｍとして決定される。図９，図１０からわかるように、コイルアンテナ１０Ｂは、共振周波数３１４．９５ＭＨｚ付近での定在波比が小さくなる。この場合には、ソレノイドコイル４２の巻線長、ソレノイドコイル４２の内径をパラメータとして変化させることで、コイルアンテナ１０Ｂのインピーダンスを同軸インピーダンス（例えば５０Ω）に容易に近づけることができる。
【００５０】
図１１〜図１４は、図４に示した第３の実施の形態のコイルアンテナ１０Ｃに対応する特性試験結果であり、コイルアンテナ１０Ｃを同軸コネクタ２５に直接接続して試験を行った場合を示している。図１１，図１２（または図１３，図１４）では、コイルアンテナ１０Ｃの発光回路５０の高周波パス用のコンデンサ５２により、図５，図６（または図７，図８）と同様の特性結果が得られ、コイルアンテナ１０Ｃは、共振周波数３１４．９５ＭＨｚ付近での定在波比が小さくなる。
【００５１】
図１５，図１６は、図１（ｂ）示した従来のアンテナ２の特性試験結果であり、図１７，図１８は図１（ｃ）に示したアンテナ３の特性試験結果である。図１５，図１６からわかるように、従来のアンテナ２では、共振周波数３１４．９５ＭＨｚ付近での定在波比ＳＷＲがやや小さくなるものの、特性は極めて悪い。また、図１７，図１８からわかるようにアンテナ３では、共振周波数３１４．９５ＭＨｚ付近での定在波比は、レンジオーバとなり検出にはかからないほど特性が悪い。なお、これらの図１５〜図１８において、▲１▼は２００ＭＨｚ、▲２▼は３００ＭＨｚ、▲３▼は３１４．９５ＭＨｚ、▲４▼は４００ＭＨｚにおける利得及びＳＷＲを示しており、共振周波数が、▲３▼の３１４．９５ＭＨｚ（波長λ＝０．９５２ｍ）となるようにソレノイドコイルを設計するものとする。
【００５２】
図１９は、本発明のコイルアンテナ（図２（ａ），（ｂ）に示したコイルアンテナ）の指向性を、基準ダイポールアンテナとを比較試験した結果を示す特性図である。このときの試験は、１．５ｍ長のコイルアンテナおよび基準ダイポールアンテナについて、周波数３１４．９５ＭＨｚ、ＳＧ出力−４０ｄＢｍで送信試験を行った。
【００５３】
図１９から、本発明のコイルアンテナの指向性は、基準ダイポールアンテナと同様電界強度のバランスがよく、かつ感度もダイポールアンテナとほぼ同じとなっていることがわかる。
【００５４】
図２０は、本発明の第４の実施の形態（本発明の第３態様にかかる実施の形態）を示しており、図２０（ａ）は空芯のコイルアンテナが同軸ケーブルに接続された状態を示す回路図、図２０（ｂ）はそのコイルアンテナの外観図および一部断面図である。コイルアンテナ１０Ｄは、ソレノイドコイル６２と、ソレノイドコイル６２の一方端から、ソレノイドコイル内空間６１を挿通してソレノイドコイル６２の他方端側に引き出された給電線６３とを備えて構成される。給電線６３の引き出し先端と、ソレノイドコイル６２の他方端とは閉ループ端子ａ，ｂを構成している。この閉ループ端子ａ，ｂは、同軸コネクタ２５との接続点となっている。この構成では、上記した各実施の形態と相違して、ソレノイドコイル内空間６１に誘電体が存在しないため、同一の特性を得るために必要なソレノイドコイル６２の径は各実施の形態よりも大きくなる。そのため、アンテナ全体が大型化するばかりでなく、ソレノイドコイル部分の剛性も増すため湾曲させにくくなる。さらに、空芯状態となることから、ソレノイドコイル６２の保形成の問題もあり、ソレノイドコイル６２に用いる芯線の径も太いものを用いる必要があり、係る点からもさらに剛性が増加してしまう。これらの点で、第１〜第３の実施の形態のものに比べると性能が低下するが、図１に示した従来の各アンテナに比べると、高特性が得られる。なお、図２０（ｂ）には、誘電体内での電界Ｅを両向き矢印で模式的に示してある。
【００５５】
図２１は、本発明の第５の実施の形態（本発明の第３態様にかかる発光回路付きアンテナコイルの実施の形態）を示している。本実施の形態では、図２０に示したコイルアンテナ（図２１では符号１０Ｅで示す）の先端に第３の実施の形態で説明した発光回路５０を設けた構成となっている。この場合には、ソレノイドコイル６２とその内部を挿通する給電線６３との接続点は、発光回路５０を介して接続されるように構成されている。
【００５６】
本実施の形態においても、発光回路５０は、並列接続された発光ダイオード５１と高周波パス用コンデンサ５２とからなり、給電信号の直流成分により発光ダイオード５１が発光し、高周波成分はコンデンサ５２をパスすることができるようになっている。
【００５７】
【発明の効果】
本発明のコイルアンテナによれば、給電線路を密巻された１波長の長さのソレノイドコイル内部に挿通することにより、給電線とソレノイドコイルとの間に生じる電界の外部への漏洩を可及的に低減することができる。これにより、給電線とソレノイドコイルとのカップリングを解消ないし極く僅かとすることができる。また、ソレノイドコイル先端に接続される給電線をソレノイドコイル外部から引き回す必要がなく、しかも給電線とソレノイドコイルとの接続構造は極めて簡易にできるので、コイルアンテナの小型化が可能となる。
【００５８】
また、アンテナ先端に発光回路を設ける場合に、発光素子に高周波パス用のコンデンサを並列接続することで、アンテナ特性の劣化を防止することができる。
【００５９】
さらに、ソレノイドコイル内部の誘電体として、同軸ケーブルの絶縁体（中心導体と外部導体との間の誘電体）として可撓性のものを採用することで、形状の変形自由度が大きく、指向性等の特性にも優れたコイルアンテナが実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】
（ａ）は、モノポールアンテナの構成を示す図である。
（ｂ）は、ヘリカルアンテナの構成を示す図である。
（ｃ）は、１巻のループアンテナを示す図である。
（ｄ）は、コイルアンテナを示す説明図である。
【図２】
（ａ）は、本発明の第１の実施の形態を示す説明図であり、コイルアンテナが同軸ケーブルに接続された状態を示す回路図である。
（ｂ）は、外観図である。
【図３】
（ａ）は、本発明の第２の実施の形態を示す説明図であり、同軸ケーブルの絶縁体にソレノイドコイルが挿通されたコイルアンテナが同軸ケーブルに接続された状態を示す回路図である。
（ｂ）はその外観図である。
【図４】
（ａ）は、本発明の第３の実施の形態を示す説明図であり、同軸ケーブルの絶縁体にソレノイドコイルが挿通され、先端に発光回路を有するコイルアンテナが同軸ケーブルに接続された状態を示す回路図である。
（ｂ）は、その外観図である。
【図５】
第１の実施の形態におけるコイルアンテナがチューブで被覆されていない場合の特性試験結果を示す図であり、（ａ）は周波数とアンテナインピーダンスとの関係を示すスミスチャート（ｂ）は試験対象としたアンテナの構成図である。
【図６】
図５に示す構成におけるコイルアンテナの定在波比を示す図である。
【図７】
第１の実施の形態におけるコイルアンテナがチューブで被覆されている場合の特性試験結果を示す図であり、（ａ）は周波数とアンテナインピーダンスとの関係を示すスミスチャート、（ｂ）は試験対象としたアンテナの構成図である。
【図８】図７に示す構成におけるコイルアンテナの定在波比を示す図である。
【図９】第２の実施の形態におけるコイルアンテナがチューブで被覆されている場合の特性試験結果を示す図であり、（ａ）は周波数とアンテナインピーダンスとの関係を示すスミスチャート、（ｂ）は試験対象としたアンテナの構成図である。
【図１０】図９に示す構成におけるコイルアンテナの定在波比を示す図である。
【図１１】第３の実施の形態における発光回路付きのコイルアンテナがチューブで被覆されていない場合の特性試験結果を示す図であり、（ａ）は周波数とアンテナインピーダンスとの関係を示すスミスチャート、（ｂ）は試験対象としたアンテナの構成図である。
【図１２】図１１に示す構成におけるコイルアンテナの定在波比を示す図である。
【図１３】第３の実施の形態における発光回路付きのコイルアンテナがチューブで被覆されている場合の特性試験結果を示す図であり、（ａ）は周波数とアンテナインピーダンスとの関係を示すスミスチャート、（ｂ）は試験対象としたアンテナの構成図である。
【図１４】図１２に示す構成におけるコイルアンテナの定在波比を示す図である。
【図１５】図１（ｂ）に示した従来のアンテナの特性試験結果を示す図であり、（ａ）は周波数とアンテナインピーダンスとの関係を示すスミスチャート、（ｂ）は試験対象としたアンテナの構成図である。
【図１６】図１５に示す構成におけるコイルアンテナの定在波比を示す図である。
【図１７】図１（ｃ）に示した従来のアンテナの特性試験結果を示す図であり、（ａ）は周波数とアンテナインピーダンスとの関係を示すスミスチャート、（ｂ）は試験対象としたアンテナの構成図である。
【図１８】図１７に示す構成におけるコイルアンテナの定在波比を示す図である。
【図１９】本発明のコイルアンテナの指向性を、基準ダイポールアンテナと比較試験した結果を示す特性図である。
【図２０】（ａ）は、本発明の第４の実施の形態における空芯のコイルアンテナが同軸ケーブルに接続された状態を示す回路図である。
（ｂ）はそのコイルアンテナの外観図である。
【図２１】（ａ）は、本発明の第５の実施の形態を示す説明図であり、先端に発光回路を有するコイルアンテナ空芯のコイルアンテナが同軸ケーブルに接続された状態を示す回路図である。
（ｂ）はその外観図である。
【符号の説明】
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ　コイルアンテナ
１１　誘電体
１２　ソレノイドコイル
１３　給電線
２０　同軸ケーブル
２１　外部導体
２２　中心導体
２５　同軸コネクタ
４０　同軸ケーブル
４１　絶縁体
４２　ソレノイドコイル
４３　中心導体
４４　外部導体
５０　発光回路
５１　発光ダイオード
５２　高周波パス用コンデンサ
６１　ソレノイドコイル内空間
６２　ソレノイドコイル
６３　給電線
ａ，ｂ　閉ループ端子
ｈ　給電線路穴
【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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