(57)【要約】【課題】アンテナ素子を低温状態に保持し、その電気抵抗成分を０Ωに近い値にまで下げることにより、受信感度或いは送信効率を著しく向上させ、給電線を無くすことにより熱伝導を抑制する極低温アンテナを提供する。【解決手段】低誘電率、耐極低温材料より成る耐極低温容器１を具備し、アンテナ素子３と共に整合回路６、或いはミキサー９および局部発信器１０、或いはレーザダイオード１２より成るミキサー９、或いは光変調器１４を耐極低温容器１内に収容し、１対の電磁結合素子１１を耐極低温容器１の内外側に相対向して相互に非接触で取り付け、ミキサー９および局部発信器１０に電磁結合給電し、レーザダイオード１２、光変調器１４と外部との間の信号のやりとりをする光ファイバを具備する極低温アンテナ。【選択図】　図５
2004140532.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低誘電率、耐極低温材料より成る耐極低温容器を具備し、
アンテナ素子と共にアンテナ素子と給電線との間の整合回路を耐極低温容器に収容したことを特徴とする極低温アンテナ。
【請求項２】
低誘電率、耐極低温材料より成る耐極低温容器を具備し、
アンテナ素子と共にミキサーおよび局部発信器を耐極低温容器に収容したことを特徴とする極低温アンテナ。
【請求項３】
請求項２に記載される極低温アンテナにおいて、
１対の電磁結合素子を耐極低温容器の内外側に相対向して相互に非接触で取り付け、ミキサーおよび局部発信器に電磁結合給電することを特徴とする極低温アンテナ。
【請求項４】
低誘電率、耐極低温材料より成る耐極低温容器１を具備し、アンテナ素子と共にレーザダイオードより成るミキサーを耐極低温容器に収容し、
レーザダイオードに対する信号の伝送をする光ファイバを具備し、
１対の電磁結合素子を耐極低温容器の内外側に相対向して相互に非接触で取り付けたことを特徴とする極低温アンテナ。
【請求項５】
低誘電率、耐極低温材料より成る耐極低温容器を具備し、
アンテナ素子と共に光変調器を耐極低温容器に収容し、
光変調器と外部との間の信号のやりとりをする光ファイバを具備することを特徴とする極低温アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、極低温アンテナに関し、特に、アンテナを極低温状態に保持することによりアンテナ素子の電気抵抗成分を０Ωに近い状態とし、常温の場合と比較して大きな電流をアンテナ素子に流して受信感度或いは送信効率を向上した極低温アンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、テレビジョン放送、移動電話その他の様々の形態の無線通信が開発、実施されることに伴って意図的に放射された電磁波、或いは高速コンピュータ、電子レンジ、自動車の如き機器が動作して非意図的に発生放射される電磁波が日常生活の場において充満している。これに対応して、広い周波数範囲に亘って電磁波を測定し、その分布状態を効率よく克明に把握することが要請されている。他方において、日常生活の場に存在する電磁波に起因して電子機器が誤動作することがあり、電子機器が誤動作する周囲の電磁波のレベルをテストする要求も高まり、法制化されつつある。このテストはイミュニティテストと称されているが、このイミュニティテストのために電磁波を効率よく発生させる要求も高まっている。この発明は、結局、無線通信により放射される電磁波、電子機器の動作中に発生する電磁波に対する電磁気環境適合性（ＥＭＣ）の要求に関わる発明であるということができる。
【０００３】
各種の電子機器から発生する電磁波は１００ｋＨｚ〜１８ＧＨｚの周波数帯域に分布するといわれている。この電磁波を測定する場合、或いはイミュニティのテストを実施する場合、所要の周波数帯域を受信或いは送信することができる周波数帯域毎に分割した数種の広帯域アンテナを使用しなければならない。測定作業の効率を向上するには、受信或いは送信することができる周波数帯域をでき得る限り広くした広帯域アンテナを開発することを要請されている。更に、従来の広帯域アンテナの内には、受信感度或いは送信効率が極端に悪くなる領域をもつものがあり、所期の目的を達成することができないという問題があり、更に受信感度、送信効率を向上させたいという要請もある。
【０００４】
これらの問題および要請に対応するに、従来よりアンテナの形状、材質を改良したり、整合回路を改良する試みがなされているが、アンテナの受信感度と周波数帯域幅の積、或いは送信効率と周波数帯域幅の積を拡大することには限界があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図７を参照するに、電磁波を誘起或いは放射するダイポールアンテナ素子の如きアンテナ素子３を極低温容器１内に収容固定して極低温に保持し、アンテナ素子３の電気抵抗成分を小さくする極低温アンテナが知られている。アンテナ素子３を極低温状態にして、アンテナ素子３の電気抵抗成分を小さくすることにより、アンテナ素子３の受信感度或いは送信効率は向上し、アンテナの送受信周波数帯域を広帯域化することができることがわかった。
しかし、極低温アンテナを動作状態にしている中に、アンテナ素子を内部に収容固定する耐極低温容器の内部に外部から伝導により多量の熱が進入して、耐極低温容器内の温度を極低温状態に保持することが困難であるという問題に直面する。
【０００６】
この発明は、耐極低温容器の外部から内部に熱伝導により進入する熱量を極力少なくして耐極低温容器内部の低温状態を良好に保持することができる、上述の要請に応えると共に問題を解消した極低温アンテナを提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
低誘電率、耐極低温材料より成る耐極低温容器１を具備し、アンテナ素子３と共にアンテナ素子３と給電線７との間の整合回路６を耐極低温容器１に収容した極低温アンテナを構成した。
そして、低誘電率、耐極低温材料より成る耐極低温容器１を具備し、アンテナ素子３と共にミキサー９および局部発信器１０を耐極低温容器１に収容した極低温アンテナを構成した。
また、直前の極低温アンテナにおいて、１対の電磁結合素子１１を耐極低温容器１の内外側に相対向して相互に非接触で取り付け、ミキサー９および局部発信器１０に電磁結合給電する極低温アンテナを構成した。
【０００８】
更に、低誘電率、耐極低温材料より成る耐極低温容器１を具備し、アンテナ素子３と共にレーザダイオード１２より成るミキサー９を耐極低温容器１に収容し、レーザダイオード１２に対する信号の伝送をする光ファイバ１３を具備し、１対の電磁結合素子１１を耐極低温容器１の内外側に相対向して相互に非接触で取り付けた極低温アンテナを構成した。
また、低誘電率、耐極低温材料より成る耐極低温容器１を具備し、アンテナ素子３と共に光変調器１４を耐極低温容器１に収容し、光変調器１４と外部との間の信号のやりとりをする光ファイバ１３、１５を具備する極低温アンテナを構成した。
【０００９】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図の実施例を参照して説明する。
図１において、１は耐極低温容器であり、ガラス、テフロン（登録商標）の如き低誘電率、耐極低温材料により構成される。この耐極低温容器１内に、同調型或いは非同調型のダイポールアンテナ素子３を、支持棒５により支持固定する。６はダイポールアンテナ素子３と給電線７との間に介在して両者のマッチングをとる整合回路である。整合回路６に接続する給電線７は、ハーメチックシール４を介して容器外部に導出される。給電線７は、受信機に接続されるか、或いは送信機に接続される。実際に受信動作或いは送信動作させるに先だって、注入孔２を介して耐極低温容器１に液体ヘリュウム、液体窒素の如き極低温媒体８を注入し、ダイポールアンテナ素子３を極低温状態にして受信動作或いは送信動作させる。簡易的には、ドライアイスを使用する。動作中に蒸発するガスは先の注入孔２を介して放出或いは回収する。この実施例はダイポールアンテナ素子３と共にこれに接続する整合回路６を含めて耐極低温容器１内に収容固定している。
【００１０】
図２は広帯域送受信に対応する短縮ダイポール等方向性アンテナ３０をこの発明の耐極低温容器１内に収容固定した実施例を示す図である。
図３はダイポールアンテナ素子３と共にミキサー９および局部発信器１０を含めて耐極低温容器１内に収容固定した実施例を示す図である。これにより、信号周波数が低周波に移行するために容器外での常温での伝送損失が軽減される。
図４は、図３の実施例において、ミキサー９および局部発信器１０に対して電源線を使用しない電磁結合給電をする実施例である。この場合、１対の電磁結合素子１１は、耐極低温容器１の内外側に相対向して相互に非接触で取り付ける。電磁結合素子１１を相互に非接触で電源供給を実施することにより、外部から耐極低温容器１の内部に伝導により熱が進入することを阻止することができる。
【００１１】
図５は、ダイポールアンテナ素子３と共に耐極低温容器１に収容されるミキサー９をレーザダイオード（ＬＤ）１２により構成して光変換する実施例を示す図である。この実施例も図４の実施例と同様に、電磁結合により非接触電力供給をする。ＬＤ１２に対する信号の伝送は光ファイバ１３を使用する光伝送であるところから、銅線を使用する電気信号の伝送と比較して、耐極低温容器１の内部に対する外部からなされる熱伝導を少なくすることができる。これは、耐極低温容器１内部の低温状態の保持上好適である。電磁結合により非接触電力供給すると共に、ミキサー９をＬＤ１２により構成してこれに対する信号の伝送を光ファイバ１３を使用して実施することにより、耐極低温容器１内部の低温状態は更に良好に保持される。
【００１２】
図６はダイポールアンテナ素子３と共に光変調器（ＭＯＤ）１４を含めて耐極低温容器１内に収容固定した実施例を示す図である。この実施例は電源を必要としない。供給される光キャリアを受信電波で変調している。光変調器１４と外部との間の信号のやりとりは光ファイバ１３、１５を介して行われるので、銅線を使用する場合と比較して、外部から内部に対する熱伝導は小さく抑制される。
【００１３】
【発明の効果】
以上の通りであって、この発明に依れば、受信感度、送信効率に寄与するアンテナ素子と関連する整合回路とを極低温状態にしてその抵抗成分を０Ωに近い状態にし、受信感度或いは送信効率を飛躍的に向上させ、アンテナの受信感度と周波数帯域幅の積或いは送信効率と周波数帯域幅の積を拡大することができた。この受信感度或いは送信効率の向上は、同調型のダイポールアンテナのみならず、広帯域化を目的とした短縮ダイポールアンテナその他のアンテナにも認識され、受信感度と周波数帯域幅の積を或いは送信効率と周波数帯域幅の積を拡大することができる。更に、ミキサー、光変調器を極低温容器内に収容し、外部との間の信号のやりとりを光ファイバを介して行う構成を採用して、銅線を使用する場合と比較して、外部から内部に対する熱伝導は小さく抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施例を説明する図。
【図２】第２の実施例を説明する図。
【図３】第３の実施例を説明する図。
【図４】第４の実施例を説明する図。
【図５】第５の実施例を説明する図。
【図６】第６の実施例を説明する図。
【図７】従来例を説明する図。
【符号の説明】
１　極低温容器　　　　　　２　注入孔
３　アンテナ素子　　　　　４　ハーメチックシール
５　支持棒　　　　　　　　６　整合回路
７　給電線　　　　　　　　８　極低温媒体
９　ミキサー　　　　　　１０　局部発信器
１１　電磁結合素子　　　　１２　レーザダイオード
１３　光ファイバ　　　　　１４　光変調器
１６　光ファイバ　　　　　３０　短縮ダイポール等方向性アンテナ
【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】
2004140532.tif 000008
【図７】
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