(57)【要約】【課題】中心周波数を簡便かつ迅速に変更・調整することができるアンテナを提供する。【解決手段】アンテナ１は、アンテナ用導体３の少なくとも一部に配置された磁性体２と、磁性体２に直流磁界を印加する永久磁石６と、永久磁石６に配置された再着磁用のコイル７とを備えるものである。コイル７には、再着磁用の電流を供給する電源部８が接続され、電源部８には、電源部８を制御して直流磁界が所定の磁界強度となるように永久磁石６を再着磁する着磁制御部９が接続されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナ用導体の少なくとも一部に配置された磁性体と、該磁性体に直流磁界を印加する永久磁石と、該永久磁石を再着磁するためのコイルとを備えることを特徴とするアンテナ。
【請求項２】
前記コイルに再着磁用の電流を供給する電源部と、該電源部を制御して前記直流磁界が所定の磁界強度となるように前記永久磁石を再着磁する着磁制御部とを備えることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】
前記着磁制御部は、中心周波数を設定するために入力される周波数設定信号に基づいて、該中心周波数に対応する前記所定の磁界強度に前記永久磁石を再着磁することを特徴とする請求項２に記載のアンテナ。
【請求項４】
前記着磁制御部は、所定周期毎に、前記所定の磁界強度に前記永久磁石を再着磁することを特徴とする請求項２または３に記載のアンテナ。
【請求項５】
前記着磁制御部には、該永久磁石の温度を検出する温度センサが接続されており、該着磁制御部は、該温度センサの検出する温度に対応する前記所定の磁界強度に前記永久磁石を再着磁することを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載のアンテナ。
【請求項６】
前記着磁制御部には、前記直流磁界の磁界強度を検出する磁界強度センサが接続されており、前記着磁制御部は、前記磁界強度センサの検出する前記磁界強度が前記所望の磁界強度の許容範囲内でないときに、前記永久磁石を再着磁することを特徴とする請求項２から５のいずれかに記載のアンテナ。
【請求項７】
前記磁性体が、前記アンテナ用導体の少なくとも一部を挟み込み、又は覆っていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のアンテナ。
【請求項８】
前記磁性体が、前記アンテナ用導体の少なくとも一部の表面に膜状に付されていることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のアンテナ。
【請求項９】
アンテナ用導体の少なくとも一部に配置された磁性体と、該磁性体に直流磁界を印加する永久磁石と、該永久磁石を再着磁するためのコイルとを備えるアンテナの周波数調整方法であって、該コイルに再着磁用の電流を供給し、該直流磁界が周波数に対応する所定の磁界強度になるように該永久磁石を再着磁することを特徴とするアンテナの周波数調整方法。
【請求項１０】
所定周期毎に、前記所定の磁界強度に前記永久磁石を再着磁することを特徴とする請求項９に記載のアンテナの周波数調整方法。
【請求項１１】
前記所定の磁界強度が温度に対応するように、前記永久磁石を前記再着磁することを特徴とする請求項９または１０に記載のアンテナの周波数調整方法。
【請求項１２】
前記所定の磁界強度が許容範囲内にないときに、前記永久磁石を前記再着磁することを特徴とする請求項９から１１のいずれかに記載のアンテナの周波数調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周波数調整可能なアンテナ、およびその周波数調整方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話に代表されるように現在の無線情報通信機器には、通信・通話機能だけでなく地上波デジタルテレビ放送のうちのワンセグ（登録商標）放送受信や、Bluetooth（登録商標）無線機能など様々なサービスに対応するため、その通信周波数ごとのアンテナおよびアンテナ回路が使用されている。機器の小型化や更なる多機能化のためには、部品自体の小型化だけでなく部品点数の減少も重要である。一般的に、アンテナの送受信感度と送受信可能帯域はトレードオフの関係があるため、両方を同時に高くすることは難しい。さらに、携帯型の無線情報通信機器はバッテリーで動作するため、低消費電力化が要求されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、伝送線路と可変容量手段とを備えるアンテナが記載されている。このアンテナでは、可変容量手段の静電容量を制御して所望の中心周波数に同調させている。
【０００４】
ところが、可変容量手段を駆動する電気回路は、使用時に常に電力を消費するという課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７―１０４４９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は前記の課題を解決するためになされたもので、低消費電力でありながら中心周波数を簡便かつ迅速に変更・調整することができるアンテナおよびその周波数調整方法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】
【０００７】
前記の目的を達成するためになされた、特許請求の範囲の請求項１に記載されたアンテナは、アンテナ用導体の少なくとも一部に配置された磁性体と、該磁性体に直流磁界を印加する永久磁石と、該永久磁石を再着磁するためのコイルとを備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載されたアンテナは、請求項１に記載のものであり、前記コイルに再着磁用の電流を供給する電源部と、該電源部を制御して前記直流磁界が所定の磁界強度となるように前記永久磁石を再着磁する着磁制御部とを備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載されたアンテナは、請求項２に記載のものであり、前記着磁制御部は、中心周波数を設定するために入力される周波数設定信号に基づいて、該中心周波数に対応する前記所定の磁界強度に前記永久磁石を再着磁することを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載されたアンテナは、請求項２または３に記載のものであり、前記着磁制御部は、所定周期毎に、前記所定の磁界強度に前記永久磁石を再着磁することを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載されたアンテナは、請求項２から４のいずれかに記載のものであり、前記着磁制御部には、該永久磁石の温度を検出する温度センサが接続されており、該着磁制御部は、該温度センサの検出する温度に対応する前記所定の磁界強度に前記永久磁石を再着磁することを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載されたアンテナは、請求項２から５のいずれかに記載のものであり、前記着磁制御部には、前記直流磁界の磁界強度を検出する磁界強度センサが接続されており、前記着磁制御部は、前記磁界強度センサの検出する前記磁界強度が前記所望の磁界強度の許容範囲内でないときに、前記永久磁石を再着磁することを特徴とする。
【００１３】
請求項７に記載されたアンテナは、請求項１から６のいずれかに記載のものであり、前記磁性体が、前記アンテナ用導体の少なくとも一部を挟み込み、又は覆っていることを特徴とする。
【００１４】
請求項８に記載されたアンテナは、請求項１から７のいずれかに記載のものであり、前記磁性体が、前記アンテナ用導体の少なくとも一部の表面に膜状に付されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項９に記載されたアンテナの周波数調整方法は、アンテナ用導体の少なくとも一部に配置された磁性体と、該磁性体に直流磁界を印加する永久磁石と、該永久磁石を再着磁するためのコイルとを備えるアンテナの周波数調整方法であって、該コイルに再着磁用の電流を供給し、該直流磁界が周波数に対応する所定の磁界強度になるように該永久磁石を再着磁することを特徴とする。
【００１６】
請求項１０に記載されたアンテナの周波数調整方法は、請求項９に記載のものであり、所定周期毎に、前記所定の磁界強度に前記永久磁石を再着磁することを特徴とする。
【００１７】
請求項１１に記載されたアンテナの周波数調整方法は、請求項９または１０に記載のものであり、前記所定の磁界強度が温度に対応するように、前記永久磁石を前記再着磁することを特徴とする。
【００１８】
請求項１２に記載されたアンテナの周波数調整方法は、請求項９から１１のいずれかに記載のものであり、前記所定の磁界強度が許容範囲内にないときに、前記永久磁石を前記再着磁することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のアンテナおよびその周波数調整方法によれば、アンテナ用導体の少なくとも一部に磁性体を配置して、この磁性体に直流磁界を印加する永久磁石に再着磁用のコイルを配置することにより、このコイルに再着磁用の電流を供給し、永久磁石の磁界強度を、中心周波数に対応する所定の磁界強度に設定することでアンテナのインダクタンス成分を調整できるので、アンテナの周波数を調整することができる。永久磁石の再着磁は、電気的に短時間で行うことができるので、無線通信機器に配置した状態であっても、周波数の調整を簡便かつ迅速に行うことができる。さらに、永久磁石の再着磁は短時間に行うことができるので、電力の消費量が少なく、省エネルギーである。
【００２０】
コイルに再着磁用の電流を供給する電源部、および電源部を制御する着磁制御部を備える場合、再着磁用の電流をコイルに供給して周波数を調整することができる。なお、電源部や着磁制御部は、アンテナと一体的に配置されていてもよく、無線通信機器の電気回路内に配置されていてもよい。
【００２１】
着磁制御部が、所定周期毎に、所定の磁界強度に永久磁石を再着磁することにより、永久磁石の直流磁界が所定時間毎にリフレッシュされるので、永久磁石の直流磁界が経時変化で弱くならず一定の強度になるため、中心周波数が時間経過とともにずれることが防止され、安定した性能を維持できる。
【００２２】
着磁制御部が周波数設定信号に基づいて永久磁石を再着磁する場合、中心周波数を制御することができるので、例えば各種無線システムを利用可能な携帯電話のように複数の周波数帯域で送信や受信を行う無線機器であっても、複数のアンテナを用いることなく、一つのアンテナで対応することができる。
【００２３】
着磁制御部が温度に基づいて永久磁石を再着磁する場合、温度変動による周波数のずれを調整することができる。
【００２４】
着磁制御部が永久磁石の磁界強度が許容範囲にないときに永久磁石を再着磁する場合、経時変化などによる周波数のずれを調整することができる。
【００２５】
磁性体が、前記アンテナ用導体を挟み込み、又は覆っている場合、アンテナのインダクタンス成分の可変幅を大きくすることができるので、周波数の調整範囲を大きくすることができる。
【００２６】
磁性体が、アンテナ用導体の少なくとも一部の表面に膜状に付されている場合、アンテナが大型化せず、可及的に小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明を適用するアンテナを模式的に示す概要構成図である。
【図２】本発明を適用するアンテナの等価回路図である。
【図３】本発明を適用するアンテナの原理を説明する磁化曲線である。
【図４】本発明を適用するアンテナにおける中心周波数設定方法を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明を適用するアンテナにおける温度変化に対応する中心周波数の設定方法を説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明を適用するアンテナにおける磁界強度低下に対応する中心周波数の設定方法を説明するためのフローチャートである。
【図７】図１に示すアンテナの変形例を模式的に示す概要構成図である。
【図８】本発明を適用する他のアンテナを模式的に示す概要構成図である。
【図９】本発明を適用する他のアンテナの等価回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態例を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施形態に限定されるものではない。
【００２９】
図１に本発明を適用するアンテナの一例を示す。アンテナ１は、磁性体２、アンテナ用導体３、永久磁石６，６、コイル７，７、電源部８、着磁制御部９、磁界強度センサ２１、および温度センサ２２を備えている。同図では、磁性体２、導体３、永久磁石６，６、およびコイル７，７を分解斜視図で示している。
【００３０】
磁性体２は、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｇｄのうちの少なくとも一種を含む軟磁性体であり、例えばイットリウム−鉄−ガーネット（ＹＩＧ：Yttrium-Iron-Garnet）フェライト単結晶である。磁性体２は、一例として四角形状の薄板に形成されている。磁性体２は、例えばセラミック製などの基板上に膜状に形成されていてもよい。
【００３１】
この磁性体２の一平面（図の上側面）上には、一例としてループ形状のアンテナ用導体３が配置されている。アンテナ用導体３は、磁性体２上に直接、またはセラミック製などの基板（図示せず）上に導体パターンで膜状に形成されていてもよく、金属板で形成されていてもよい。アンテナ用導体３の一端部４ａは一例として送信回路（図示せず）の出力に接続され、他端部４ｂは、送信回路の基準電位に接続されて使用される。一端部４ａと他端部４ｂとの間には、周波数同調用のコンデンサが接続されていてもよい。また、非図示のグランド電極板が磁性体２又は、後述する永久磁石６の他平面（図の下側面）に配置されていてもよい。さらに、図７に示すように、アンテナ用導体３の向き（角度）を９０度回転させて用いてもよい。アンテナ用導体３の角度が図１の０度や図７の９０度のときが好ましいが、３０度、４５度など任意の角度に配置してもよい。このように、アンテナ用導体３の向きは、所望の放射特性（指向性）等に対応させて、任意の方向に設定することができる。また、アンテナ用導体３の付された磁性体２の主面を挟み込むように、板状の磁性体２の上面側（図の上側面）と下面側（図の下側面）とに永久磁石６，６を配置してもよい。
【００３２】
磁性体２は、等方性であってもよく、一軸磁気異方性、多軸磁気異方性を有していてもよい。一軸磁気異方性を有する場合が最も好ましく、この場合、後述する永久磁石６，６の磁界方向が磁化容易軸になっていて、永久磁石６，６の磁界方向に直行する面方向が磁化困難軸になっていることが好ましい。
【００３３】
永久磁石６は、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｇｄのうちの少なくとも一種を含む硬磁性体であり、例えば一般的なフェライト磁石である。永久磁石６は、磁性体２に直流磁界を印加するものである。一対の永久磁石６，６は、板状の磁性体２の対向し合う側端面を挟み込むように、磁性体２に所定間隔で近接または密着して配置されている。永久磁石６は、一例として磁性体２の側端面とほぼ同一形状の側端面を有する四角形状の薄板に形成されており、この側端面に直交する方向に磁化されている。永久磁石６，６は、同じ向きの磁界を磁性体２に印加する方向で、つまり、永久磁石６，６が互いに磁力で引き付き合う方向で、磁性体２に配置されている。なお、永久磁石６は、例えばセラミック製などの基板上に膜状に形成されていてもよいし、磁性体２の対向し合う側端面に膜状に形成されていてもよい。
【００３４】
コイル７は、永久磁石６を再着磁するためのものであり、コイル７の軸が永久磁石６の磁界方向と一致するように、永久磁石６に配置されている。この場合、コイル７は、永久磁石６に直接、巻回されている。コイル７，７は、同じ向きの磁界を、対応する永久磁石６，６に印加する方向で、つまり、各々の巻き方向が同方向となるように、永久磁石６，６に巻回されていて、電気的に直列接続されている。なお、永久磁石６を、基板上に膜状に形成した場合、コイル７を、基板上の永久磁石６を巻くようにパターンで形成してもよい。コイル７は、永久磁石６に直接、または永久磁石６の近傍の位置に配置することが磁界を掛ける観点から好ましいが、永久磁石６に再着磁用の磁界を掛けることができる位置であれば、永久磁石６から離れた位置に配置してもよい。コイル７は、永久磁石６に着磁することができれば、形状および配置を問わない。
【００３５】
電源部８は、コイル７，７に再着磁用の電流を供給するものであり、コイル７，７に正方向に直流電流を供給する直流電流源１１、コイル７，７に逆方向に直流電流を供給する直流電流源１２、及び、コイル７，７に接続する直流電流源１１，１２を切換えるための切換スイッチ１３を備えている。電源部８は、コイル７，７の近くにコイル７，７等と一体的に配置されていてもよいし、無線通信機器の電気回路に配置してコイル７，７に電気ケーブルで接続されていてもよい。
【００３６】
直流電流源１１、１２は、出力する直流電流値を電気的な制御で各々調整可能な可変直流定電流源であり、着磁制御部９によって制御される。直流電流源１１、１２は、公知の直流電源や電流制御回路を用いてもよく、また、コンデンサに電流値に対応する電荷を充電させ、その電荷を瞬間的に放電させるようにしたコンデンサ式の放電回路を用いてもよい。
【００３７】
切換スイッチ１３は、切換え動作を電気的に制御可能なリレーまたは半導体スイッチであり、着磁制御部９に制御される。切換スイッチ１３は、中間ポイント付きの双方向の切換スイッチであり、中心電極１３ａ、および切換電極１３ｂ、１３ｃを有している。この切換スイッチ１３は、中心電極１３ａを、切換電極１３ｂに接続、切換電極１３ｃに接続、または開放のいずれかの切換制御が可能になっている。切換スイッチ１３の中心電極１３ａには、直列接続されたコイル７，７の一端が接続されている。切換スイッチ１３の切換電極１３ｂには、直流電流源１１の正極が接続されている。また、切換スイッチ１３の切換電極１３ｃには、直流電流源１２の負極が接続されている。直流電流源１１の負極、および直流電流源１２の正極は、直列接続されたコイル７，７の他端に接続されている。
【００３８】
着磁制御部９は、電源部８を制御して、永久磁石６が磁性体２に印加する直流磁界が所定の磁界強度となるように、永久磁石６を再着磁するものである。着磁制御部９は、一例として、ＣＰＵ、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器、および入出力インタフェース回路（いずれも図示せず）などを備え、ＲＯＭに記憶されたプログラムにしたがって動作する。なお、着磁制御部９は、論理回路を組み合わせて構成したものであってもよい。着磁制御部９には、前述した直流電流源１１，１２および切換スイッチ１３の他に、磁界強度センサ２１および温度センサ２２が接続されている。さらに、着磁制御部９には、例えばアンテナ１を搭載する無線通信機器（例えば携帯電話）の制御回路（図示せず）から周波数設定信号が入力される。着磁制御部９は、アンテナ用導体３等と一体的に配置されていてもよく、無線通信機器の電気回路内に配置されていてもよい。また、着磁制御部９は、無線通信機器の制御回路と兼用されていてもよい。兼用されている場合には、内部的に発生する周波数設定信号を使用する。
【００３９】
磁界強度センサ２１は、例えば、ホール素子、磁気抵抗効果素子、磁気インピーダンス素子、ファラデー素子、直交フラックスゲート磁気センサなどである。磁界強度センサ２１は、永久磁石６に近接する位置に配置されて、永久磁石６が磁性体２に印加する直流磁界の磁界強度を検出して、着磁制御部９に出力する。温度センサ２２は、例えば、熱電対、白金測温抵抗体などであり、永久磁石６に直接または近接させて配置されて、永久磁石６の温度を検出して、着磁制御部９に出力する。
【００４０】
次に、アンテナ１の動作原理について説明する。
【００４１】
図２にアンテナ１の等価回路を示す。アンテナ１は、インダクタンスＬと静電容量ＣとのＬＣ並列共振回路で表される。このＬＣ並列共振周波数が、アンテナの中心周波数になる。インダクタンスＬは、アンテナ用導体３のインダクタンス成分である。静電容量Ｃは、アンテナ用導体３のキャパシタンス成分、またはこのキャパシタンス成分とアンテナ用導体３に同調用に接続したコンデンサとの総合の静電容量である。
【００４２】
ここで、インダクタンスＬは、導体３に配置される磁性体２の透磁率μの影響を受ける。具体的には、インダクタンスＬは、磁性体２の透磁率μが変化すると、透磁率μの大きさに比例して変化する。磁性体２の透磁率μは、磁性体２に印加される直流磁界Ｈが変化すると、直流磁界Ｈの大きさに反比例して変化する。したがって、インダクタンスＬは、磁性体２に印加される直流磁界Ｈの大きさに反比例して変化する。つまり、直流磁界Ｈの大きさを変化させると、インダクタンスＬが変化して、ＬＣ並列共振周波数、すなわちアンテナ１の中心周波数が変化する。
【００４３】
磁性体２に印加する直流磁界Ｈの大きさは、永久磁石６，６の残留磁束密度の大きさに比例する。つまり、いわゆる強い永久磁石６の場合に直流磁界Ｈが大きく、弱い永久磁石６の場合に直流磁界Ｈが小さくなる。
【００４４】
図３に、永久磁石６の磁化曲線（ＢＨカーブ）を示す。この磁化曲線は、一般的なものであり、例えば永久磁石６に正方向の大きな磁場Ｈ０を掛けると、永久磁石６が磁気飽和して、磁化曲線のａ点になる。この状態から磁場Ｈを弱くして０にすると、磁化曲線はｂ点を通り、さらに逆方向に磁場Ｈを強くしていくと磁化曲線はｃ点を通って、磁場Ｈｒのときに逆方向に磁気飽和してｄ点になる。この状態から、磁場Ｈを正方向に強くしていくと、磁化曲線はｅ点（逆方向の残留磁束密度Ｂｒ）→ｆ点→ａ点となる。このように磁化曲線はヒステリシスカーブを描く。永久磁石６を製造するときには、残留磁束密度Ｂが０の磁化前の磁石母材に、磁界Ｈ０以上の磁場を掛けて磁化させている。
【００４５】
発明者は、永久磁石６に逆方向の磁場Ｈｒを掛け、続いて磁場Ｈ１を掛けてから磁場を０に戻すと、同図に示すように磁化曲線はｄ点→ｅ点→ｓ１点→ｓ２点になり、永久磁石６が残留磁束密度Ｂ１に再着磁されることに気がついた。また同様のことを磁場Ｈ２で行うと、磁化曲線はｄ点→ｅ点→ｔ１点→ｔ２点になり、永久磁石６が残留磁束密度Ｂ２に再着磁される。つまり、永久磁石６に逆方向の磁場Ｈｒを掛けて一度リセットしてから、磁場Ｈ０、Ｈ１、Ｈ２等の所定の強度の磁場を掛けることで、永久磁石６の残留磁束密度をＢ０、Ｂ１、Ｂ２のように所望の大きさに自在に設定することが可能であることが解った。この原理を利用することで、永久磁石６の直流磁界Ｈの強さを適宜変更・調整し、磁性体２の透磁率μの値を調整して、これからインダクタンスＬを所望の値に設定することで、アンテナ１の中心周波数を変更設定することを可能とした。しかも、永久磁石６の再着磁は短時間に電気的な制御で行うことができるので、中心周波数の変更や設定を、短時間で迅速、簡便に行うことが可能である。
【００４６】
図１に示すように、磁性体２を一対の永久磁石６，６で挟み込むと、一つの永久磁石６しか配置しない場合よりも、磁性体２に均一に直流磁界が印加されるため、アンテナ１の中心周波数を安定して精度良く変更することができる。さらに、磁性体２を一対の永久磁石６，６で挟み込むと、一つの永久磁石６しか配置しない場合よりも、磁性体２に印加される直流磁界Ｈの強さの可変幅を大きくすることができる。したがって、磁性体２の透磁率μの可変幅を大きくすることができるので、インダクタンスの可変幅が大きくなり、アンテナ１の中心周波数の可変幅を大きくすることができる。なお、必要性に応じて、永久磁石６を磁性体２に１つだけ配置してもよい。
【００４７】
永久磁石６の残留磁束密度の大きさを設定するためには、磁場Ｈの大きさを制御する必要があるので、磁化曲線のｆ点からａ点までの傾きがなだらか（傾きが小）であることが好ましい。これは磁化曲線の傾きが急（傾きが大）であると、僅かに磁場Ｈを変化させただけで残留磁束密度Ｂが大きく変わってしまうので、磁場Ｈを精密に制御する必要があるためである。強力なネオジム永久磁石やサマリウムコバルト永久磁石は、磁化曲線の傾きが急であるので、磁場Ｈを精密に制御する必要がある。ストロンチウム−フェライト永久磁石やバリウム−フェライト永久磁石は、磁化曲線の傾きがなだらかであるので、磁場Ｈの制御が容易であり、好ましい。
【００４８】
次に、アンテナ１の使用方法について説明する。
【００４９】
先ず、アンテナ１の使用前の準備について説明する。
【００５０】
使用する前に予め、設定する必要のある各中心周波数に対応させて、永久磁石６，６の残留磁束密度を設定するために直流電流源１１に出力させる電流値（以下、設定電流値という）、永久磁石６，６をリセットするために直流電流源１２に出力させる電流値（以下、リセット電流値という）、及び、正常に中心周波数が設定されたときの磁界強度の許容範囲を、着磁制御部９に記憶させておく。さらに、アンテナ１の中心周波数に温度変動がある場合又は必要性に応じて、中心周波数を再設定する温度閾値、並びに各温度において最適な上記の直流電流源１１，１２の電流値及び磁界強度の許容範囲を、各中心周波数及び各温度閾値に対応させて、着磁制御部９に記憶させておく。なお、永久磁石６をリセットするための電流値は、各条件で共通であれば１つだけ記憶させておいてもよい。
【００５１】
これら予め設定する電流値等は、永久磁石６，６の残留磁束密度をパラメータとして変化させたアンテナ１の特性の取得を実験的に繰り返すことで、最適な値を選択して決定する。例えば、直流電流源１１，１２の流す電流値をパラメータとして変化させ、必要であれば周囲温度をパラメータとして変化させて、アンテナ１のインピーダンス特性をネットワークアナライザで取得して、得られた特性の中から最適な電流値等に決定する。このように得られた電流値等を、製造した複数のアンテナ１に共通して適用してもよいし、個々のアンテナ１ごとに特性を取得して、アンテナ１ごとに最適な値を適用してもよい。個々のアンテナ１ごとに最適な電流値等を求める場合には、個々の製造ばらつきを無くすことができる。以上で、使用前の準備が終了する。
【００５２】
次に、アンテナ１の中心周波数設定方法について、図１、図４を参照して説明する。
【００５３】
図１に示すアンテナ１は、無線通信機器（図示せず）の送受信回路に接続されて使用される。無線通信機器が複数の周波数帯域を切り替えて送受信を行う場合、無線通信機器を統括的に制御する制御回路（図示せず）は、アンテナ１に、中心周波数を示すための周波数設定信号を出力する。
【００５４】
図４のフローチャートに示すように、着磁制御部９は、周波数設定信号が入力されたときに（ステップＳ１１）、直流電流源１２を制御して、周波数設定信号で示された中心周波数（設定周波数）に対応するリセット電流値で電流を出力させると共に、これに連動させて切換スイッチ１３を制御して、中心電極１３ａと切換電極１３ｃとを所定時間（例えば１０μｓｅｃ）だけ接にする（ステップＳ１２）。これにより、コイル７が永久磁石６の磁界方向とは逆方向の磁場Ｈｒ（図３参照）を発生し、この磁場Ｈｒが永久磁石６に所定時間掛かり、永久磁石６が逆方向に磁気飽和後、残留磁束密度Ｂｒになって残留磁束密度がリセットされる。
【００５５】
続いて、着磁制御部９は、直流電流源１１を制御して、その中心周波数に対応する設定電流値で電流を出力させると共に、これに連動させて切換スイッチ１３を制御して中心電極１３ａと切換電極１３ｂとを所定時間（例えば１０μｓｅｃ）だけ接にする（ステップＳ１３）。これにより、コイル７が永久磁石６を再着磁する磁界方向と同方向の例えば磁場Ｈ１（図３参照）を発生し、この磁場Ｈ１が永久磁石６に所定時間掛かり、永久磁石６が設定周波数に対応する例えば残留磁束密度Ｂ１（図３参照）に再着磁する。
【００５６】
ステップＳ１２，Ｓ１３でコイル７に電流を流す所定時間は、永久磁石６を磁化させるために必要な時間であるが、通常短時間でよい。したがって、電力の消費がほとんどなく省エネルギーである。
【００５７】
続いて、着磁制御部９は、磁界強度センサ２１が検出した磁界強度を読み込んで（ステップＳ１４）、着磁制御部９に予め記憶されている磁界強度の許容範囲内であるか否か判別する（ステップＳ１５）。許容範囲内であれば周波数設定動作を終了し、許容範囲内でなければステップＳ１２に戻り、再度、永久磁石６を着磁する。許容範囲内でない場合、許容範囲内に入るように、設定電流値を増減させてステップＳ１３を行わせてもよい。
【００５８】
以上で、中心周波数の設定動作が終了し、アンテナ１の中心周波数が設定される。無線通信機器から異なる中心周波数に変更する周波数設定信号が入力されたときには、再度、中心周波数の設定動作を行って、アンテナ１を異なる中心周波数に設定する。なお、必要であれば、着磁制御部９は、ステップＳ１２を行う前に、温度センサ２２が検出した周囲温度を読み込んで、その温度及び中心周波数に対応したリセット電流値及び設定電流値でステップＳ１２，Ｓ１３を行ってもよい。また、磁界強度を検出する必要がない場合、同図中に破線で示すように、ステップＳ１３を行った後、終了してもよい。
【００５９】
着磁制御部９は、この中心周波数の設定動作を、所定周期毎に行うことが好ましい。この所定周期は、永久磁石６の残留磁束密度が経時変化で許容値よりも弱くなる時間間隔よりも短い時間間隔に設定する。
【００６０】
次に、温度変化に対応する中心周波数の設定方法について図１、図５を参照して説明する。
【００６１】
アンテナ１は無線通信機器内に配置されることが多く、送信アンプの発熱により、アンテナ１が高温になり、中心周波数が設定周波数からずれる場合がある。以下、このような中心周波数のずれを元に戻す動作について説明する。
【００６２】
図５のフローチャートに示すように、着磁制御部９は、温度センサ２２（図１参照）の検出した温度を常時または間欠的に読み込んで（ステップＳ２１）、予め記憶された温度閾値を超えるか否か判別する（ステップＳ２２）。この温度閾値は、中心周波数のずれが許容できなくなる温度に設定されている。温度閾値は、段階的に複数設定されていてもよい。また、温度閾値は、温度が上昇する場合と低下する場合とで異なる値であってもよい。温度閾値よりも高温側、および低温側の各々に対応する設定電流値、リセット電流値、および磁界強度の許容範囲が着磁制御部９に予め記憶されている。
【００６３】
ステップＳ２２で、温度閾値を超えたと判別されたときには、着磁制御部９は、直流電流源１２を制御して、その検出温度（かつそのときの設定周波数）に対応するリセット電流値で電流を出力させると共に、切換スイッチ１３を制御して中心電極１３ａと切換電極１３ｃとを所定時間だけ接にする（ステップＳ２３）。これにより、既に説明したステップＳ１２と同様に永久磁石６がリセットされる。
【００６４】
続いて、着磁制御部９は、直流電流源１１を制御して、予め記憶されたその検出温度に対応する設定電流値、つまりその検出温度で中心周波数を設定周波数に正しく設定できる設定電流値で電流を出力させると共に、切換スイッチ１３を制御して中心電極１３ａと切換電極１３ｂとを所定時間だけ接にする（ステップＳ２４）。これにより、永久磁石６がその温度に対応する残留磁束密度Ｂに再着磁する。
【００６５】
続いて、着磁制御部９は、既に説明したステップＳ１４，Ｓ１５と同様にして、ステップＳ２５、Ｓ２６を行い、磁界強度センサ２１が検出した磁界強度を確認し、磁界強度がその温度での許容範囲内にあるか確認し、必要であれば再設定して、ステップＳ２１に戻る。
【００６６】
以上で、温度変化に対応する中心周波数の設定動作が終了し、温度でずれたアンテナ１の中心周波数が設定周波数に戻る。温度が検出閾値を超えて上昇した場合、および検出閾値を超えて低下した場合に、中心周波数が再設定される。なお、磁界強度を確認する必要がない場合、同図中に破線で示すように、ステップＳ２４を行った後、ステップＳ２１に戻ってもよい。
【００６７】
次に、磁界強度低下に対応する中心周波数の再設定方法について図１、図６を参照して説明する。
【００６８】
永久磁石６の磁界強度は、その材質の種類により変化の度合いは異なるが、着磁してから時間が経過すると低下する。以下、このような磁界強度の低下による中心周波数のずれを元に戻す動作について説明する。
【００６９】
図６のフローチャートに示すように、着磁制御部９は、磁界強度センサ２１（図１参照）の検出した磁界強度を常時または間欠的に読み込んで（ステップＳ３１）、設定周波数（及び温度）に対応する磁界強度の許容範囲内であるか否か判別する（ステップＳ３２）。許容範囲内であればステップＳ３１に戻る。
【００７０】
ステップＳ３２で、許容範囲内でないと判別されたときには、着磁制御部９は、直流電流源１２を制御して設定周波数（及び温度）に対応するリセット電流値で電流を出力させると共に、切換スイッチ１３を制御して中心電極１３ａと切換電極１３ｃとを所定時間だけ接にする（ステップＳ３３）。これにより、既に説明したステップＳ１２と同様に永久磁石６がリセットされる。
【００７１】
続いて、着磁制御部９は、直流電流源１１を制御して設定周波数（及び温度）に対応する設定電流値で電流を出力させると共に、切換スイッチ１３を制御して中心電極１３ａと切換電極１３ｂとを所定時間だけ接にする（ステップＳ３４）。これにより、永久磁石６がその設定周波数に対応する残留磁束密度Ｂに着磁してステップＳ３１に戻る。
【００７２】
以上で、磁界強度低下に対応する中心周波数の再設定動作が終了し、アンテナ１の中心周波数が設定周波数に戻る。
【００７３】
図４の中心周波数設定方法、図５の温度変化に対応する中心周波数の設定方法、図６の磁界強度低下に対応する中心周波数の設定方法は、全て行ってもよいし、必要性に応じていずれか選択して行ってもよい。温度を検出しない場合、温度センサ２２は不要になり、磁界強度を検出しない場合、磁界強度センサ２１は不要になる。
【００７４】
次に、本発明を適用するアンテナの他の一例であるアンテナ１ａ，１ｂ，１ｃについて図８を参照して説明する。なお、既に説明した構成と同じ構成については同じ符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００７５】
図８（ａ）に一部断面図で示すアンテナ１ａは、永久磁石６の一平面（図の上側）上に、一対の膜状の磁性体２，２で導体３を挟み込んで配置したものである。永久磁石６の側面には、コイル７が巻回されている。コイル７には、電源部８（図１参照）が接続され、電源部８には着磁制御部９（図１参照）が接続されている。なお、磁性体２は、導体３よりも幅広に形成して導体３を覆ってもよいし、導体３を１つの磁性体２の内部に配置してもよい。また、導体３を挟み込んだ磁性体２，２の両側を一対の永久磁石６，６で挟み込んでもよい。この場合、一対の永久磁石６，６にはペアになるようにコイル７，７を配置する。
【００７６】
このように、導体３の両面側に磁性体２，２がある場合、片面側にだけ磁性体２があるときよりもインダクタンスの最大値が大きくなるので、永久磁石６の磁界強度の調整によるインダクタンスＬの可変幅が大きくなり、アンテナ１の中心周波数の可変幅を大きくすることができる。また、一対の永久磁石６，６で挟み込んだ場合、磁性体２，２の透磁率μの可変幅を大きくすることができるので、インダクタンスの可変幅が大きくなり、アンテナ１の中心周波数の可変幅を大きくすることができる。
【００７７】
図８（ｂ）に分解斜視図で示すアンテナ１ｂは、磁性体２、アンテナ用導体３、永久磁石６，６、及びコイル７，７を備えている。磁性体２は、円柱形状に形成されていて、この円柱にアンテナ用導体３がコイル状に巻回されている。この磁性体２およびアンテナ用導体３は、バーアンテナになっている。同図に示すように、磁性体２の両端部には、磁性体２と略同径の円柱形状の永久磁石６，６が、磁性体２と同軸で近接または密着させて配置されている。永久磁石６，６は、その軸方向に磁化されていて、その磁界の向きは、互いに同方向になっている。永久磁石６，６には、コイル７，７が各々同じ巻き方向で巻回されている。コイル７，７には、電源部８（図１参照）が接続され、電源部８には着磁制御部９（図１参照）が接続されている。コイル７，７には、別個の電源部８，８及び着磁制御部９，９を対応させて接続してもよい。
【００７８】
このように、バーアンテナ構造のアンテナ１ｂであっても、永久磁石６，６を再着磁して磁界強度を調整することで、アンテナ用導体３のインダクタンスを調整でき、アンテナ１ｂの中心周波数を調整することができる。
【００７９】
図８（ｃ）に一部拡大斜視図で示すアンテナ１ｃは、アンテナ用導線３の一部が、膜状の磁性体２で被覆されているものである。アンテナ用導体３は、一例として、金属製で丸棒形状に形成されている。磁性体２には、近接または密着させて、板状の永久磁石６が配置され、永久磁石６には、コイル７が巻回されている。コイル７には、電源部８（図１参照）が接続され、電源部８には着磁制御部９，９（図１参照）が接続されている。
【００８０】
このアンテナ１ｃの等価回路を図９に示す。このアンテナ１ｃは、磁性体２の付されている部分がインダクタンスＬを有し、磁性体２の付されていない部分がインダクタンスＬｏを有している。アンテナ１ｃは、インダクタンスＬとインダクタンスＬｏとが直列接続されていて、このインダクタンス（Ｌ＋Ｌｏ）と静電容量Ｃとが並列接続されて、ＬＣ並列共振回路になっている。インダクタンスＬは、永久磁石６の磁界強度の変化に伴い変化する。したがって、永久磁石６を再着磁して磁界強度を調整することで、アンテナ１ｃのインダクタンスＬを調整でき、アンテナ１ｃの中心周波数を調整することができる。磁性体２を配置するアンテナ用導体３の位置や範囲は、可変させる周波数幅などに応じて適宜設定する。同様に、アンテナ１，１ａ，１ｂでも、アンテナ用導体３の少なくとも一部に磁性体２を配置して、永久磁石６の磁界強度を調整することで、中心周波数を調整することができる。
【００８１】
なお、アンテナ用導体３のアンテナの形状（アンテナの構成、種類）は、アンテナとして機能する形状であればループ型やバーアンテナ型などに限定されない。例えば逆Ｆ型、平面型、線状型、ホイップ型、コイル型、ダイポール型、モノポール型、くし型などのアンテナや、八木・宇田アンテナ、ヘリカルアンテナなどの進行波アンテナ、位相差給電アンテナなど公知の種々の形状のアンテナに本発明を適用することができる。アンテナ用導体の少なくとも一部に磁性体を配置して、この磁性体に直流磁界を印加する永久磁石に少なくとも再着磁用のコイルが配置されているアンテナであれば、全て本発明の範囲に含まれる。
【００８２】
また、電源部８が直流電流源１１，１２を有していて、永久磁石６を再着磁させる電流（設定電流、リセット電流）が直流電流である例について説明したが、設定電流やリセット電流は、瞬間的なパルス電流であってもよいし、sin波、台形波、ノコギリ波のような交流電流であってもよい。交流電流の場合、正の波高値が設定電流値に対応し、負の波高値がリセット電流値に対応して、電源部８は、負（リセット電流）から正（設定電流）の１周期（または整数周期）の交流電流を出力する。
【符号の説明】
【００８３】
１，１ａ，１ｂ，１ｃはアンテナ、２は磁性体、３はアンテナ用導体、４ａは一端部、４ｂは他端部、６は永久磁石、７はコイル、８は電源部、９は着磁制御部、１１，１２は直流電流源、１３は切換スイッチ、１３ａは中心電極、１３ｂ，１３ｃは切換電極、２１は磁界強度センサ、２２は温度センサ、Ｃは静電容量、Ｌ，Ｌｏはインダクタンスである。
【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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