(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸周りを囲むように螺旋状に巻回されたコイル部、及び、前記コイル部の一端に設けられた前記軸に沿った立ち上がり部、から構成された線状のモノポールアンテナ本体を有するモノポールアンテナにおいて、
前記モノポールアンテナ本体のコイル部側に前記軸方向に離間して配置された前記軸周りを囲むように螺旋状に巻回された線状の無給電コイルを有し、
前記モノポールアンテナ本体及び前記無給電コイルを有するモノポールアンテナの共振周波数が、前記モノポールアンテナが有するモノポールアンテナ本体だけの共振周波数よりも低周波側にシフトし、使用周波数に近づいている
ことを特徴とするモノポールアンテナ。
【請求項２】
前記コイル部及び前記無給電コイルが各々、密巻きコイル状に設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載のモノポールアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モノポールアンテナに係り、特に、軸周りを囲むように螺旋状に巻回されたコイル部、及び、前記コイル部の一端に設けられた前記軸に沿った立ち上がり部、から構成された線状のモノポールアンテナ本体を有するモノポールアンテナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、モノポールアンテナは、アンテナ長がλ0／４（λ0：使用波長）の直線状の導体から構成されている。このようなモノポールアンテナは、使用周波数が低いと使用波長λ0が長くなりアンテナ長が長くなる、という問題があった。そこで、例えば、図５に示すように、アンテナ長Ｌ1を短縮するために、モノポールアンテナ１００の一部にコイル部１０１を形成する構成が提案されている。
【０００３】
しかしながら、図５に示すように小型化のためにアンテナ長Ｌ1を大幅に短縮すると、モノポールアンテナ１００のインピーダンス特性が劣化して、インピーダンス整合が取れなくなる、という問題があった。即ち、使用周波数ｆ0（＝光速／λ0）で共振してインピーダンス整合が良好になるようにモノポールアンテナ１００を構成する導体の長さをλ0／４としても、モノポールアンテナ１００にコイル部１０１を設けると、図６に示すように、使用周波数ｆ0からズレた周波数で共振してしまい、使用周波数ｆ0付近で良好なインピーダンス整合を取ることができない。
【０００４】
上述した共振周波数の使用周波数ｆ0からのズレはコイル部１０１の長さに応じて変動する。このため、従来のモノポールアンテナ１００では、使用周波数ｆ0で共振してインピーダンス整合が良好になるように共振周波数を調整することが非常に困難である、という問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は、上記のような問題点に着目し、インピーダンス特性を改善すると共振周波数を簡単に調整することができるモノポールアンテナを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、インピーダンス特性を改善すると共に共振周波数を簡単に調整することができるモノポールアンテナを得るべく検討を重ねた結果、コイル部を設けたモノポールアンテナ本体のコイル部側に軸方向に離間して無給電コイルを配置すると、インピーダンス特性が改善されて、共振周波数を使用周波数に近づけることができることを見出した。また、モノポールアンテナ本体と無給電コイルとの距離を調整することにより、共振周波数の調整が可能になることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
即ち、請求項１記載の発明は、軸周りを囲むように螺旋状に巻回されたコイル部、及び、前記コイル部の一端に設けられた前記軸に沿った立ち上がり部、から構成された線状のモノポールアンテナ本体を有するモノポールアンテナにおいて、前記モノポールアンテナ本体のコイル部側に前記軸方向に離間して配置された前記軸周りを囲むように螺旋状に巻回された線状の無給電コイルを有し、前記モノポールアンテナ本体及び前記無給電コイルを有するモノポールアンテナの共振周波数が、前記モノポールアンテナが有するモノポールアンテナ本体だけの共振周波数よりも低周波側にシフトし、使用周波数に近づいていることを特徴とするモノポールアンテナに存する。
【０００８】
請求項２記載の発明は、前記コイル部及び前記無給電コイルが各々、密巻きコイル状に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のモノポールアンテナに存する。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明したように請求項１記載の発明によれば、軸周りを囲むように螺旋状に巻回された線状の無給電コイルがモノポールアンテナ本体のコイル部側に軸方向に離間して配置されているので、インピーダンス特性を改善すると共振周波数を簡単に調整することができる。
【００１０】
請求項２記載の発明によれば、アンテナをより一層小型化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。図１及び図２に示すように、モノポールアンテナ１は、モノポールアンテナ本体２と、無給電コイル３と、を有している。モノポールアンテナ本体２は、使用波長λ0（＝光速／使用周波数ｆ0）／４の長さの導線から構成されている。モノポールアンテナ本体２は、図１中の一点鎖線で示す軸Ｚ周りを囲むように螺旋状に巻回されたコイル部２１と、コイル部２１の一端に設けられた軸Ｚに沿った立ち上がり部２２と、から構成されている。
【００１２】
上記立ち上がり部２２は、平板状の導体板４と直交するようにその端部が導体板４に接続されている。コイル部２１を設けることにより、モノポールアンテナ本体２のアンテナ長Ｌ1は、λ0／４より短くすることができ、小型化を図ることができる。無給電コイル３は、軸Ｚ周りを囲むように螺旋状に巻回された導線から構成されている。無給電コイル３は、モノポールアンテナ本体２のコイル部２１側に軸Ｚ方向に距離Ｌ2だけ離間して配置されている。
【００１３】
無給電コイル３は、その半径Ｒ1がコイル部２１と同じになるように巻回されている。また、上記コイル部２１及び無給電コイル３は各々、密巻きコイル状に設けられている。ここで、密巻きコイルとは、図１に示すように、導線が軸Ｚ方向に隙間無く巻回されたコイルのことをいう。上述したコイル部２１及び無給電コイル３内には、図示しない円筒状の誘電体箔の外周に巻回されて電磁界への影響の小さい粘着テープで固定されている。
【００１４】
次に、本発明者は、後述する図１に示す本発明品Ａ及びＢと、図５に示す従来品と、をそれぞれ作製して、周波数に対応するＶＳＷＲ特性を測定した。結果を、図３、図４及び図６に示す。なお、本発明品Ａは、立ち上がり部２２の長さＬ3＝０．５mm、コイル部２１及び密巻きコイル３の直径Ｒ1＝１１．７mm、コイル部２１の巻き数Ｎ1＝４回、密巻きコイル３の巻き数Ｎ2＝４．２５回としている。本発明品Ｂは、Ｌ3、Ｒ1、Ｎ1については本発明品Ａと同じ寸法とし、Ｎ2＝１回としている。従来品は、本発明品Ａ及びＢのモノポールアンテナ本体２と同じ寸法としている。また、モノポールアンテナ本体２及び無給電コイル３を構成する導線としては、例えば直径１．２mmのエナメル線を用いている。また、導体板４としては、２００mm×２００mmの銅板を用いている。
【００１５】
図６に示すように、共振周波数の使用周波数ｆ0からズレは、従来品が＋９０ＭＨｚであるのに対して、図３に示すように本発明品Ａがほぼ０であり、図４に示すように本発明品Ｂでも＋１２ＭＨｚ程度と低減できることが分かった。即ち、本発明品Ａ、Ｂのように無給電コイル３を設けることにより、共振周波数を使用周波数ｆ0に近づけてインピーダンス特性を改善できることが分かった。また、無給電コイル３の巻き数Ｎ2をコイル部２１の巻き数Ｎ1に近づけるほど、共振周波数が使用周波数ｆ0に近づいてインピーダンス特性を改善できることが分かった。
【００１６】
また、図６に示すように、共振周波数でのＶＳＲＷは、従来品が６．５であるのに対して、巻き数Ｎ2＝１回の本発明品Ｂが図４に示すように７と低減できないものの巻き数Ｎ2を増やしてコイル部２１の巻き数Ｎ1に近づけた本発明品Ａが図３に示すように１．３と低減できることが分かった。即ち、無給電コイル３の巻き数Ｎ2をコイル部２１の巻き数Ｎ1に近づけることにより、ＶＳＷＲを低減できることが分かった。
【００１７】
また、本発明者は、距離Ｌ2がそれぞれ異なる図１に示す本発明品をそれぞれ作製して、周波数に対応するＶＳＲＷ特性を測定した。結果、距離Ｌ2を変えることにより共振周波数を変動できることが分かった。よって、使用周波数ｆ0を変更したい場合、距離Ｌ2を変えるだけで簡単に共振周波数を使用周波数ｆ0に調整することができる。
【００１８】
上述したモノポールアンテナによれば、軸Ｚ周りを囲むように螺旋状に巻回された線状の無給電コイル３がモノポールアンテナ本体２のコイル部２１側に軸Ｚ方向に離間して配置されているので、インピーダンス特性を改善すると共振周波数を簡単に調整することができる。
【００１９】
また、上述したモノポールアンテナによれば、コイル部２１及び無給電コイル３が各々、密巻きコイル状に設けられている。これにより、疎巻きコイルに比べてモノポールアンテナ本体２及び無給電コイル３を構成する導線を容易に小型に収めることができる。また、コイル部２１及び無給電コイル３を疎巻きコイル状にすると、コイル部２１と無給電コイル３との相互の結合が十分に得られ難くなりなり、共振周波数の使用周波数ｆ0からのズレも大きくなり、ＶＳＷＲもあまり低減できなくなる。また、コイル部２１から直接放射される成分（電波）が多くなり使用周波数ｆ0でのＶＳＷＲ特性が低下する。これに対して、コイル部２１及び無給電コイル３を密巻きコイル状にすることにより、コイル部２１と無給電コイル３との相互の結合が十分に得られ、共振周波数の使用周波数ｆ0からのズレも小さくなり、ＶＳＷＲも低減することができる。また、コイルから直接放射される成分を少なくして、本来の電気的特性を得ることができる。
【００２０】
なお、上述した実施形態では、コイル部２１及び無給電コイル３は密巻きコイル状に設けられていたが、本発明はこれに限ったものではない。コイル部２１及び無給電コイル３としては、螺旋状に設けられていればよく、疎巻きコイル状に設けてもよい。
【００２１】
また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明のモノポールアンテナの一実施の形態を示す斜視図である。
【図２】（ａ）は図１に示すモノポールアンテナを構成する無給電コイルの上面図であり、（ｂ）は図１に示すモノポールアンテナを構成するモノポールアンテナ本体の下面図である。
【図３】本発明品Ａの周波数に対するＶＳＷＲを示すグラフである。
【図４】本発明品Ｂの周波数に対するＶＳＷＲを示すグラフである。
【図５】従来のモノポールアンテナの一例を示す斜視図である。
【図６】図５に示す従来品であるモノポールアンテナの周波数に対するＶＳＷＲを示すグラフである。
【符号の説明】
【００２３】
１    モノポールアンテナ
２    モノポールアンテナ本体
３    無給電コイル
２１  コイル部
２２  立ち上がり部
【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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