(57)【要約】【課題】アンテナ利得を低下させることなく、電気ノイズの影響を抑えることができるアンテナ、通信装置及びアンテナ製造方法を提供すること。【解決手段】このアンテナ１００は、一端がグランドに対して短絡されるか又は開放され、他端に高周波信号が印加された際に電流の定在波が立つように形成されたコイル３１を備え、コイル３１は、高周波信号に対応した周波数の磁界の定在波を発生させることにより、周波数を有する電磁波を検出又は放射する。【選択図】図１１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端がグランドに対して短絡されるか又は開放され、他端に高周波信号が印加された際に電流の定在波が立つように形成されたコイルを備え、
前記コイルは、前記高周波信号に対応した周波数の磁界の定在波を発生させることにより、前記周波数を有する電磁波を検出又は放射することを特徴とする、アンテナ。
【請求項２】
前記コイルは、前記電流の定在波の４分の１波長の整数倍の実効長を有す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】
前記コイルの巻線は、前記電流の定在波が立った際に前記コイル内部に発生する磁界の向きが同一となる回転方向に巻き付けられ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】
前記コイルの巻線は、前記磁界の定在波における節を境界として反転した回転方向に巻き付けられることを特徴とする、請求項３に記載のアンテナ。
【請求項５】
前記コイルの一端は、グランドに対して短絡され、
前記コイルは、前記電流の定在波の２分の１波長の実効長を有し、
前記コイルの巻線は、当該巻線の全長の半分の点を境界として反転した回転方向に巻き付けられることを特徴とする、請求項４に記載のアンテナ。
【請求項６】
前記コイルの巻線は、高透磁率を有するコアの表面に巻き付けられるか、又は、前記コアの内部に埋め込まれることを特徴とする、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項７】
前記コイルの巻線の長さは、前記高周波信号が印加された際に前記電流の定在波が立つ長さに調整されることを特徴とする、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項８】
一端がグランドに対して短絡されるか又は開放され、他端に高周波信号が印加された際に電流の定在波が立つように形成されたコイルを備え、
前記コイルは、前記高周波信号に対応した周波数の磁界の定在波を発生させることにより、前記周波数を有する電磁波を検出又は放射することを特徴とする、通信装置。
【請求項９】
放射エレメントとしてのコイルの一端を、グランドに対して短絡させるか又は開放させ、
前記コイルの他端に、高周波信号を印加し、
当該高周波信号により前記コイルに電流の定在波が立つように、前記コイルの巻線の長さを調整することを特徴とする、アンテナ製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ、通信装置及びアンテナ製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、様々な周波数帯域を使用する無線通信が行われている。無線通信では、ノイズを低減させてゲイン（利得）を向上させることが重要である。一方、様々な電子機器が開発され使用されている。この電子機器内部を伝達される信号のクロックは、高周波数化している。この高周波数化に伴い、電子機器内部からも様々な電気ノイズが発生している。これらの電気ノイズは、無線通信をも妨害しうる。また、電気ノイズは、無線通信を行う通信装置の外部から到来するだけでなく、通信装置自身の内部でも発生している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一般に、通信装置内のノイズの発生源は、受信する信号の送信側の通信装置や、他のノイズの発生源よりも近くにある。よって、通信装置は、内部で発生するノイズの影響を受けやすい。例えばＧＰＳ（Global Positioning System）などで使用される人工衛星からの信号は、レベルが低く、電気ノイズの影響を無視できない。
【０００４】
一方、電気ノイズのような妨害波が通信に使用される周波数帯域であれば、通常のアンテナやフィルタを使用しても、妨害電波による受信信号のノイズを除去することは困難である。この場合、アンテナの利得は悪くないにもかかわらず、通信信号を上手く受信できない状態が発生する。
【０００５】
通常、通信装置内で発生する電気ノイズの評価は、通信装置を組み立てた後の開発工程の最終段階になるまで行えないことが多い。それまでは、アンテナの設計等と、通信装置の他の回路の回路設計は独立して別々に進められる。よって、通信装置の開発の最終段階で、アンテナと他の回路などとを組み立てて、フィールドテストを行い、始めてこの問題が発覚する場合が多く、それから対策を立てて性能を改善させることは、日程的に困難である。対策が立案されたとしても、設計変更等が発生し、開発コストが嵩む。上記の事情を勘案すると、既に市販されているＧＰＳレシーバでも装置内の干渉により性能が低下している可能性があることが予想される。
【０００６】
他方、電気ノイズの影響を受けにくいアンテナとして、磁流アンテナが挙げられる。磁流アンテナは、送信された電磁波のうち磁界を検出する。装置内部で発生させる電気ノイズによる影響は、主に電界が原因であることが予想される。磁流アンテナは、磁界を検出するので、電界が原因である電気ノイズの影響を受けにくいと考えられる。磁流アンテナとしては、例えば微小ループアンテナが挙げられる。
【０００７】
しかしながら、例えば微小ループアンテナなどの磁流アンテナは、放射エレメントが、波長に比べて非常に小さく、入力抵抗に対する放射抵抗の割合が低い。従って、他のアンテナと比べて、磁流アンテナは、アンテナ系全体の効率が極めて悪い。よって、磁流アンテナは、電気ノイズの影響を受けにくいものの、アンテナ効率の低下により所望の信号の受信感度も低下してしまう。
【０００８】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、アンテナ利得を低下させることなく、電気ノイズの影響を抑えることが可能な、新規かつ改良されたアンテナ、通信装置及びアンテナ製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、一端がグランドに対して短絡されるか又は開放され、他端に高周波信号が印加された際に電流の定在波が立つように形成されたコイルを備え、コイルは、高周波信号に対応した周波数の磁界の定在波を発生させることにより、周波数を有する電磁波を検出又は放射することを特徴とする、アンテナが提供される。
【００１０】
この構成によれば、コイルが受信装置に使用される場合、コイルには、送信側から送信された信号（電磁波）の磁界により、その周波数の磁界の定在波が立つ。磁界の定在波は、コイルに電流の定在波を発生させる。電流の定在波は、コイルの他端より出力される。つまり、コイルは、例えば電流を利用したダイポールアンテナがゲインを高めつつ電界を検出するように、ゲインを高めつつ磁界を検出することができる。また、コイルが送信装置に使用される場合、上記とは逆に磁界を放出することができる。
【００１１】
また、コイルは、電流の定在波の４分の１波長の整数倍の実効長を有してもよい。
この構成によれば、コイルには、電磁波の電流により、４分の１波長の整数倍の定在波が立つ。
【００１２】
また、コイルの巻線は、電流の定在波が立った際にコイル内部に発生する磁界の向きが同一となる回転方向に巻き付けられてもよい。
この構成によれば、コイルに電流の定在波が立った際に発生する磁界の向きを揃えることができる。よって、コイル内部に発生する磁界を強めることができる。
【００１３】
また、コイルの巻線は、磁界の定在波における節を境界として反転した回転方向に巻き付けられてもよい。
この構成によれば、コイル内部の磁界の向きを揃えることができる。
【００１４】
また、コイルの一端は、グランドに対して短絡され、コイルは、電流の定在波の２分の１波長の実効長を有し、コイルの巻線は、当該巻線の全長の半分の点を境界として反転した回転方向に巻き付けられてもよい。
この構成によれば、２分の１波長のアンテナを作成することができる。
【００１５】
また、コイルの巻線は、高透磁率を有するコアの表面に巻き付けられるか、又は、コアの内部に埋め込まれてもよい。
【００１６】
また、コイルの巻線の長さは、高周波信号が印加された際に電流の定在波が立つ長さに調整されてもよい。
この構成によれば、コイルの内部に磁界の定在波を発生させることができる。
【００１７】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、一端がグランドに対して短絡されるか又は開放され、他端に高周波信号が印加された際に電流の定在波が立つように形成されたコイルを備え、コイルは、高周波信号に対応した周波数の磁界の定在波を発生させることにより、周波数を有する電磁波を検出又は放射することを特徴とする、通信装置が提供される。
この構成によれば、ゲインを高めつつ磁界を検出することができる。
【００１８】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、放射エレメントとしてのコイルの一端を、グランドに対して短絡させるか又は開放させ、コイルの他端に、高周波信号を印加し、当該高周波信号によりコイルに電流の定在波が立つように、コイルの巻線の長さを調整することを特徴とする、アンテナ製造方法が提供される。
この構成によれば、ゲインを高めつつ磁界を検出するアンテナを製造することができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように本発明によれば、アンテナ利得を低下させることなく、電気ノイズの影響を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２１】
まず、各実施形態に係るアンテナについて説明する前に、関連技術に係るアンテナが有する改善すべき点を説明し、その点を如何に改善するのかについて、本発明の発明者らが鋭意研究を行った結果得られた考察について説明する。
【００２２】
（関連技術に係るアンテナについて）
関連技術に係るアンテナについて説明するために、本発明の各実施形態に係るアンテナが適用される通信システムの一例として、ＧＰＳ（Global Positioning System）を挙げて以下では説明する。しかしながら、この例は、本発明の各実施形態に係るアンテナの適用先を限定するものではない。本発明の各実施形態に係るアンテナは、様々な通信システムに適用されうる。
【００２３】
図１は、本発明の各実施形態に係るアンテナの適用例であるＧＰＳについて説明するための説明図である。
【００２４】
図１に示すように、ＧＰＳでは、人工衛星１０が信号（電磁波）を送信する。この電磁波は、遠方界では電界Ｅと磁界Ｈの波として見なすことができる。一方、アンテナは、受信原理から、例えば、電界Ｅを検出する電流アンテナ１１（例えばダイポールアンテナなど）と、磁界Ｈを検出する磁流アンテナ１２（例えば微小ループアンテナなど）に大別される。
【００２５】
電流アンテナ１１は、電磁波の電界Ｅを受信すると共に、その電流アンテナ１１自身が組み込まれる通信装置の内部回路１３からの電気ノイズＮをも受信してしまう。一方、磁流アンテナ１２は、電磁波の磁界Ｈを受信するが、電気ノイズＮは受信しにくい。
【００２６】
この理由についてより詳細に説明する。
電気ノイズＮは、内部回路１３中を流れる電流に起因する。よって、電気ノイズＮは主として電界ノイズであり、磁流ノイズは少ない。
【００２７】
一方、電流アンテナ１１が発生する電磁界を、微小電気ダイポールとして近似すると、この電磁界は、下記数式１Ａ〜数式１Ｃで表される。
なお、数式１Ａ〜数式１Ｃにおいて、ｒは、ダイポールからの距離、θは、ダイポールの軸方向からの角度、φは、ダイポールの軸を中心とした回転角、εは、誘電率、ｌは、ダイポールの長さ、Ｑは、電流ダイポールを構成する電荷の振幅、ωは、角振動数、ｋは、波数をそれぞれ表す。
また、電界Ｅｒは、ダイポールから発せられる縦波の電界、電界Ｅθは、ダイポールから発せられる横波の電界、磁界Ｈφは、ダイポール周りに発生する横波の磁界をそれぞれ表す。
【００２８】
【数１】
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【００２９】
この数式１Ａ〜数式１Ｃが示すように、電界Ｅｒ及び電界Ｅθは、距離ｒの三乗で減衰する項を有すものの、磁界Ｈφは、距離ｒの三乗で減衰する項を有さない。微小電気ダイポールが発生する電磁界は、そのまま微小電気ダイポールの電磁波の受信感度を示すとも考えられる。してみると数式１Ａ〜数式１Ｃからは、電流アンテナ１１は、電界Ｅｒ及び電界Ｅθに対して近傍界での受信感度が高く、磁界Ｈφに対しては近傍界での受信感度が低いことが判る。
【００３０】
同様に、磁流アンテナ１２が発生する電磁界を、微小磁気ダイポールとして近似すると、この電磁界は、下記数式２Ａ〜数式２Ｃで表される。
なお、数式２Ａ〜数式２Ｃにおいて、ｒは、ダイポールからの距離、θは、ダイポールの軸（コイル軸）方向からの角度、φは、ダイポールの軸を中心とした回転角、μは、透磁率、Ｓは、コイルの断面積、Ｉは、コイルに流れる電流、ωは、角振動数、ｋは、波数をそれぞれ表す。
また、磁界Ｈｒは、ダイポールから発せられる縦波の磁界、磁界Ｈθは、ダイポールから発せられる横波の磁界、電界Ｅφは、ダイポール周りに発生する横波の電界をそれぞれ表す。
【００３１】
【数２】
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【００３２】
この数式２Ａ〜数式２Ｃが示すように、磁界Ｈｒ及び磁界Ｈθは、距離ｒの三乗で減衰する項を有すものの、電界Ｅφは、距離ｒの三乗で減衰する項を有さない。微小電気ダイポールが発生する電磁界は、そのまま微小電気ダイポールの電磁波の受信感度を示すとも考えられる。してみると数式２Ａ〜数式２Ｃからは、磁流アンテナ１２は、磁界Ｈｒ及び磁界Ｈθに対して近傍界での受信感度が高く、電界Ｅφに対しては近傍界での受信感度が低いことが判る。
【００３３】
以上の微小ダイポールによる近似で判るように、磁流アンテナ１２は、電流アンテナ１１に比べて電場に対する近傍界での受信感度が低い。従って、磁流アンテナ１２は、遠方界の電波を受信するが、近傍界の電気ノイズ（電界）に対しては感度が低いことが予想される。
【００３４】
しかしながら、磁流アンテナ１２の一例である微小ループアンテナは、放射エレメントが波長に比べて非常に小さく、入力抵抗に対する放射抵抗の割合が低い。よって、微小ループアンテナのアンテナ系全体の効率は低い。
【００３５】
そこで、磁流を利用することにより電気ノイズの影響を低減させつつ、通常の電流ダイポールアンテナと同様に、半波長の放射エレメントを有する磁流アンテナを作成することができれば、ゲインを高めてアンテナ系全体の効率を高められることができる。通常の電流ダイポールアンテナでは、「電流を作る電荷（電子）」と「電流が流れる電気導体」とが実在することを利用して、電場や電流の波長を定め、かかる波長を元に放射エレメントが作成される。しかしながら、「電流をつくる電荷（電子）」に相当する「磁流をつくる磁荷」は、物理的に実在してはおらず（少なくとも知られていない。）、かつ、「電流がながれる電気導体」に相当する「磁流がながれる磁気導体」も、物理的には実在していない。従って、どのような物質で放射エレメントを構成し、どのように波長を決めたらよいのかが不明である。
【００３６】
本発明者らは、上記関連技術に係るアンテナが有する問題点等を解明して、上記のような特性が得られるアンテナについて鋭意研究を行った結果、本発明の各実施形態に係るアンテナに想到した。そこで、次に、本発明者らが鋭意研究を行って完成させたアンテナについて説明する。
【００３７】
（本発明の各実施形態に係るアンテナについて）
まず、図２Ａ及び図２Ｂを参照しつつ、上述のように「磁流をつくる磁荷」や「磁流がながれる磁気導体」が実在しないことについて、本発明者らが行った研究の結果について説明する。
【００３８】
図２Ａ及び図２Ｂは、本発明の各実施形態に係るアンテナを作成する際に使用する変位磁流について説明するための説明図である。
【００３９】
図２Ａに示すように、コンデンサ２１に交流電源２２から交流電圧を印加すると、交流電流が流れるが、実際にはコンデンサ２１間に電荷の授受は発生しない。そこで、交流電流について説明するために、コンデンサ２１の電極間には、変位電流ＩＥが流れると考えることができる。ただし、変位電流ＩＥは、実際に電荷が移動している訳ではなく、電場Ｄｎ及び電極の面積Ｓより下記数式３のように定義される。
【００４０】
【数３】
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【００４１】
一方、図２Ｂに示すように、コイル２３に交流電源２２から交流電圧を印可すると、交流電流が流れ、コイル２３には、磁界が発生して磁流が流れると考えることができる。そこで、上記変位電流ＩＥと同様に磁流を説明するために、コイル２３の内部には、変位磁流ＩＨが流れると考える。そして、磁場Ｂｎにより、変位磁流ＩＨを下記数式４Ａのように定義する。すると、変位磁流ＩＨは、下記数式４Ｂのように計算することができる。なお、数式４Ｃにおいて、Ｎは、コイル２３の巻数、Ｒは、コイル２３の半径を表す。
【００４２】
【数４】
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【００４３】
この数式４Ｃからは、コイル２３に高周波電圧を印加して高周波電流を入力すると、コイルの内部に電流Ｉの変化率に比例する変位磁流ＩＨが発生することが判る。
【００４４】
そこで、図３Ａに示すようなコイル２３を用意して、当該コイル２３の特性を測定した。その測定結果を、図３Ｂ〜図３Ｄに示す。
【００４５】
図３Ａは、本発明の各実施形態に係るアンテナを作成する際に特性を測定したコイルについて説明するための説明図である。図３Ｂ〜図３Ｄは、図３Ａに示すコイルの特性の測定結果を示す図面である。
【００４６】
図３Ａに示すコイル２３は、コイル内径φを１ｍｍとし、巻数を３６回とし、コイル長を１５ｍｍとして形成した。コイル２３を、下面に平板状のグランド２４が形成された基板２５の上面に配置した。この基板２５の厚みは０．８ｍｍとした。そして、このコイル２３の入力端子（給電点）及び出力端子として、ポートＰ１，Ｐ２をマイクロストリップ線路で形成した。そして、コイル２３の特性を測定するために、ポートＰ１，Ｐ２を基準面としてＳパラメータを測定した。なお、図３Ａにおいて、ｘ１は、コイル２３のポートＰ１側の端部を表し、ｘ２は、ポートＰ２側の端部を表す。
【００４７】
有限長のコイル２３は集中定数回路ではなく分布定数回路のように振舞い、ポートＰ１とポートＰ２とでは位相が異なる。図３Ｂ〜図３Ｃに示すように、Ｓパラメータの測定結果から、周波数ｆ０において、コイル２３のポートＰ１とポートＰ２と位相が、半波長分（１８０°）回転していることが判る。
【００４８】
ポートＰ２、すなわちコイルの端部ｘ２をグランドに短絡したとき、周波数ｆ０では、ｘ１及びｘ２を固定端とする電圧Ｖの２分の１波長の定在波が発生する。コイル２３中に発生する電圧Ｖ、電流Ｉ、電流の変化率ｄＩ／ｄｔ、変位磁流ＩＨを概念的に図３Ａに示した。なお、各波形は、所定の時点における波形を示し、各波形の時点は、同じではない（以下で説明する特性の測定結果も同様である。）。この定在波により、電流Ｉも２分の１波長の定在波を形成する。ただし、電流Ｉの定在波は、ｘ１及びｘ２が自由端となる。また、ｘ１における電流Ｉ１と、ｘ２における電流Ｉ２とは、位相が反転している。電流の変化率ｄＩ／ｄｔは、電流Ｉの定在波の腹で一番大きくなり、節では０となる。よって、電流の変化率ｄＩ／ｄｔは、電流Ｉと同様にｘ１及びｘ２が自由端となる２分の１波長の定在波を形成する。上述の通り、変位磁流ＩＨは、電流の変化率ｄＩ／ｄｔに比例する。よって、変位磁流ＩＨも、ｘ１及びｘ２が自由端となる２分の１波長の定在波を形成すると考えられる。
【００４９】
つまり、上記のように形成され配置されたコイル２３は、周波数ｆ０における変位磁流ＩＨについて、２分の１波長に相当するエレメント長を有すると見なすことができる。この周波数ｆ０を、磁流についての共振周波数と定義する。
【００５０】
（コイルのサイズと共振周波数との関係）
上述のように磁流の共振周波数ｆ０を定義するが、次に、共振周波数ｆ０を所望の周波数とするために、コイル２３のサイズをどのように決定したらよいかが問題になる。このコイル２３のサイズを決定するために行った測定結果を、図４Ａ及び図４Ｂに示す。
【００５１】
図４Ａ及び図４Ｂは、本発明の各実施形態に係るアンテナの共振周波数について説明するための説明図である。
【００５２】
共振周波数ｆ０は、例えばコイル２３を形成する巻線の材質や太さにも依存することが予想されるが、ここでは、コイル２３のサイズが共振周波数ｆ０にどのような影響を与えるかを測定した。コイル２３の巻線２６として、太さ０．３ｍｍの銅線を使用した。そして、巻線２６を、円筒に巻き付けて、コイル２３を作成した。コイル２３の内径をφとして、φ＝１．０、１．５、２．０ｍｍのコイル２３に対して共振周波数ｆ０を上述の測定方法により測定した。ここで、コイル２３の内径φとは、巻線２６を巻き付けた円筒の直径を表す。また、コイルのピッチは、０．４ｍｍに設定した。また、図４Ａに示すように、巻線２６の全長Ｌを変更しつつ、共振周波数ｆ０を測定した。かかる共振周波数ｆ０の測定結果を、図４Ｂに示す。図４Ｂから判るように、共振周波数ｆ０は、コイル２３の内径φにはあまり依存しない一方、巻線２６の全長Ｌに大きく依存することが判る。そして、この測定結果からは、所望の共振周波数に対応する実効長を有するコイル２３を作成するためには、下記数式５を満たすように、巻線２６の全長Ｌを調整して決定すればよいことが判る。
【００５３】
【数５】
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【００５４】
以下では、所望の共振周波数ｆ０、つまり、無線通信に使用したい共振周波数は、ＧＰＳなどで使用される１５７５ＭＨｚであるとして説明する。共振周波数ｆ０が１５７５ＭＨｚの場合、図４Ｂからは、巻線２６の全長Ｌは、約１３７ｍｍ程度であることが判る。この長さは、１５７５ＭＨｚの電磁波の自由空間での半波長９５ｍｍの約１．４倍である。なお、この共振周波数ｆ０は、もちろん１５７５ＭＨｚに限定されるものではなく、例えば、アンテナが適用される無線通信で使用される周波数に設定することが可能であることは言うまでもない。
【００５５】
なお、数式５の分母の定数（２１６）の値は、巻線の材質・太さ・コイルのピッチにも依存する。従って、コイル２３のサイズ（巻線２６の全長Ｌ）は、上記の例に限定されるものではなく、かかる測定結果より適宜決定される。
【００５６】
（４分の１波長の磁流アンテナ）
以上で説明したように、本発明者らの研究成果により、所望の共振周波数ｆ０に対応する実効長を有するコイル２３を作成することが可能となった。そこで、この研究成果を基に、４分の１波長の実効長を有する磁流アンテナと、２分の１波長の実効長を有する磁流アンテナの作成について説明する。
【００５７】
図５Ａ〜図５Ｃは、本発明の各実施形態に係る４分の１波長のアンテナの共振状態を説明するための説明図である。
【００５８】
図５Ａに示すように、コイル２３の一端（ポートＰ２）をグランド２４に対して開放（Ｏｐｅｎ）し、他端（ポートＰ１）から高周波信号を入出力した。先端ｘ２がオープンしている場合、ｘ２は、電圧Ｖに対して自由端になり、電流Ｉに対して固定端となる。よって、電流の変化率ｄＩ／ｄｔ及び磁流ＩＨに対しても、ｘ２は、固定端となる。一方、入出力ポートｘ１は、共振周波数ｆ０で、電圧Ｖに対して固定端となり、他の電流Ｉ、電流の変化率ｄＩ／ｄｔ及び磁流ＩＨに対しては、自由端となる。従って、かかるコイル２３に立つ定在波は、４分の１波長の奇数倍のモードとなる。この共振周波数ｆ０の測定結果を、図５Ｂ及び図５Ｃに示す。図５Ｂ及び図５Ｃには、Ｓパラメータのうち入出力ポートＰ１を基準面にしたＳ１１（ＬｏｇＭａｇとＰｈａｓｅ）の測定結果を示す。
【００５９】
図５Ｂ及び図５Ｃからは、先端ｘ２がオープンしている場合、基本波（周波数ｆＡの波）の奇数倍の高次で共振していることが判り、コイル２３は、アンテナの放射エレメントとして動作して、共振周波数ｆＡなどの電磁波を外部に放射していることが判る。つまり、４分の１波長の実効長を有する磁流アンテナを作成するためには、先端をオープンにして、基本波の共振を利用すればよいことが判る。
【００６０】
（２分の１波長の磁流アンテナ）
一方、今度は、２分の１波長の磁流アンテナを作成することを考える。
【００６１】
図６Ａ〜図６Ｃは、本発明の各実施形態に係る２分の１波長のアンテナの共振状態を説明するための説明図である。
【００６２】
図６Ａに示すように、コイル２３の一端（ポートＰ２）をグランド２４に対して短絡させ（Ｓｈｏｒｔ）、他端（ポートＰ１）から高周波信号を入出力した。先端ｘ２がショートしている場合、ｘ２は、電圧Ｖに対して固定端になり（常に０Ｖ）、電流Ｉに対して自由端となる。よって、電流の変化率ｄＩ／ｄｔ及び磁流ＩＨに対しても、ｘ２は、自由端となる。また、入出力ポートｘ１は、共振周波数ｆ０で、電圧Ｖに対して固定端となり、他の電流Ｉ、電流の変化率ｄＩ／ｄｔ及び磁流ＩＨに対しては、自由端となる。従って、かかるコイル２３に立つ定在波は、２分の１波長の整数倍のモードとなる。この共振周波数ｆ０の測定結果を、図５Ｂ及び図５Ｃに示す。図５Ｂ及び図５Ｃには、Ｓパラメータのうち入出力ポートＰ１を基準面にしたＳ１１（ＬｏｇＭａｇとＰｈａｓｅ）の測定結果を示す。
【００６３】
図５Ｂ及び図５Ｃからは、先端ｘ２がショートしている場合、基本波（周波数ｆＤの波）の整数倍の高次で共振していることが判り、コイル２３は、アンテナの放射エレメントとして動作して、共振周波数ｆＤなどの電磁波を外部に放射していることが判る。つまり、２分の１波長の実効長を有する磁流アンテナを作成するためには、先端をショートさせて、基本波の共振を利用すればよいことが判る。
【００６４】
（２分の１波長の磁流アンテナの入力インピーダンス）
そこで、図７Ａに示すように、１５７５ＭＨｚで共振する２分の１波長の磁流アンテナ（コイル２３）を作成して、このコイル２３の特性を測定した。このコイル２３は、全長Ｌが１３７ｍｍの銅線を巻き付けて作成した。また、内径φ＝１．０、１．５、２．０ｍｍのコイル２３について、それぞれ特性を測定した。このコイル２３の一端（ポートＰ２）を短絡し、他端を給電点として、１５７５ＭＨｚの高周波信号を入力したとき、コイル２３には定在波が発生する（図６Ａ参照。）よって、コイル２３は、半波長（２分の１波長の整数倍）で共振する磁流エレメントとなる。この際の給電点から見た入力インピーダンスと定在波比の測定結果を、図７Ｂ及び図７Ｃに示す。
【００６５】
図７Ｃから判るように、共振周波数ｆ０である１５７５ＭＨｚ近傍において、ＶＳＷＲ（定在波比、Voltage Standing Wave Ratio）が小さくなるものの、一般にアンテナとして動作する値、ＶＳＷＲ＝２よりは大きい。図７Ｂからは、給電点（ポートＰ１）からみた入力インピーダンスは、この１５７５ＭＨｚで５０Ωよりもかなり小さくなっていることが判る。
【００６６】
また、コイル２３を磁流アンテナの放射エレメントとして使用するためには、給電点（ポート１）に高周波信号線を接続する必要がある。例えば同軸ケーブルなどのような高周波信号線は、インピーダンスが約５０Ω程度である。そこで、コイル２３と信号線との間でインピーダンスマッチングを行い、リターンロスを低減する必要がある。かかるインピーダンスマッチングを行うために、図８Ａに示すマッチング回路２７を給電点に接続した。マッチング回路２７を接続した後の給電点から見た入力インピーダンスと定在波比の測定結果を、図８Ｂ及び図８Ｃに示す。なお、この際、コイル２３の直径φは、２．６ｍｍを使用して、コイル２３の長さは、８ｍｍ（１８回巻き）に設定した。また、グランド基板のサイズは、２０ｍｍ×２０ｍｍとし、基板の厚みを０．８ｍｍとした。
【００６７】
図８Ｃから判るように、共振周波数ｆ０である１５７５ＭＨｚ近傍におけるＶＳＷＲがマッチング前に比べて更に小さくなり、放射効率は向上する。そして、図８Ｂからは、給電点（ポートＰ１）からみた入力インピーダンスが、この１５７５ＭＨｚでほぼ５０Ωに設定できたことが判る。また、上記コイル２３のサイズ等からも判るように、この磁流アンテナは、通常の電流アンテナ（半波長ダイポールアンテナ、自由空間中の半波長で９５ｍｍの長さになる。）に比べると、非常に小型に形成することができる。
【００６８】
なお、ここで示したマッチング回路２７（図８Ａ参照。）は、あくまで一例であり、マッチングを行うことができる如何なる回路をも使用することができることは言うまでもない。また、マッチング回路２７は、以下では説明の便宜上、図示しないが、以下で説明する測定時にはマッチング回路２７が給電点に接続されているものとする。
【００６９】
（２分の１波長の磁流アンテナの放射利得）
次に、上記のように作成した磁流アンテナの放射利得について説明する。
【００７０】
図９Ａは、本発明の各実施形態に係るアンテナを作成する際に放射利得を測定したコイルについて説明するための説明図である。図９Ｂ〜図９Ｅは、図９Ａに示すコイルの放射利得の測定結果を示す図面である。
【００７１】
図９Ａに示すように、上記のように作成したコイル２３のコイル軸を垂直にしてＺ軸とし、基板２５から垂直にコイル２３に向かう方向をＸ軸とし、Ｚ軸及びＸ軸に垂直な方向をＹ軸として放射効率を測定した。その結果、コイル２３は、放射エレメントして動作して、図９Ｂ〜図９Ｅに示すように共振周波数ｆ０（１５７５ＭＨｚ）の電磁波を放射することができることが判る。しかし、本発明者らは、この放射効率（図９Ｃ〜図９Ｅに示す、ＸＹ，ＹＺ，ＺＸの３面の平均利得）を更に向上させることを考えた。
【００７２】
図１０は、本発明の各実施形態に係る２分の１波長のアンテナの磁流の向きを説明するための説明図である。
【００７３】
図１０に示すように、先端が短絡した２分の１波長のコイルに定在波が立った場合、コイル２３が発生する磁流ＩＨは、２分の１波長の波形を有する。そして、コイル２３の先端ｘ１，ｘ２は、磁流ＩＨの腹（anti-node）となり、コイル２３の中心０は、磁流ＩＨの節（node）となる。磁流ＩＨの向きは節を境に反転している。従って、この磁流ＩＨは、コイル２３の中心Ｏを境に上半分と下半分とで打消し合っているものと考えられる。
【００７４】
通常の電流アンテナ（例えばダイポールアンテナ）では、相互に打消し合わないように、一部の電流の流れる向きを反転させることは難しい。しかしながら、本発明者らは、本発明の各実施形態に係る磁流アンテナが、コイル２３の回転方向（巻線２６の巻方向）により磁流ＩＨの向きを制御することができることに想到して、コイル２３の更なる改良を行って、本発明の第１実施形態に係るアンテナ１００を作成した。次に、このアンテナ１００について説明する。
【００７５】
＜第１実施形態に係るアンテナ１００＞
図１１Ａは、本発明の第１実施形態に係るアンテナ１００について説明するための説明図である。図１１Ｂは、図１１Ａに示すアンテナ１００の定在波比の測定結果を示す図面である。
【００７６】
図１１Ａに示すように、本発明の第１実施形態に係るアンテナ１００は、コイル３１と、マッチング回路３２とを有する。
【００７７】
コイル３１は、２分の１波長の実効長を有するように、上述のコイル２３と同様に、一端（ポートＰ２側）が短絡されて、巻線２６の全長Ｌが決定される。そして、他端には、マッチング回路３２が接続される。マッチング回路３２は、上述のマッチング回路２７と同様にコイル３１の入力インピーダンスを調整するように作成される。
【００７８】
このコイル３１は、上記コイル２３と同様にグランド２４を裏面に備える基板２５上に配置され、一端をマイクロストリップ線路で形成されたポートＰ１に接続される（図示せず。）。
【００７９】
また、コイル３１は、放射効率を上記コイル２３よりも更に高めるために、上記コイル２３とは異なり、コイル３１の中央Ｏ、つまり、巻線２６の半分の点を境界として反転した回転方向に巻線２６を巻き付けることにより形成される。つまり、コイル３１は、回転方向がコイル３１の中央で反転して形成される。つまり、図１０の上記コイル２３の巻数は、１８回で、かつ、巻線２６の回転方向は全て同一であった。一方、本実施形態に係るコイル３１は、コイル３１の巻数を１８回とした場合、回転方向を、例えば、半分の９回は時計回り、残りの半分の９回は反時計回りとして、巻線２６を巻き付けて形成される。換言すれば、図１０に示すコイル２３において、磁流ＩＨの定在波の節の位置を境界として、コイル２３の巻方向を反転させることにより、コイル３１は形成される。なお、この際、コイル３１は、回転方向が反転された２つのコイルを直列に接続することによっても形成可能である。ただし、接続する際、２つのコイルは、各コイル軸が同一直線上となるように接続さえることが好ましい。
【００８０】
コイル３１には、給電点から共振周波数ｆ０（例えば１５７５ＭＨｚ）の高周波信号を入力した場合、上記コイル２３と同様に磁流ＩＨの定在波が立つ。この定在波における磁流ＩＨの向き（つまり、磁界Ｈの向き）は、回転方向が反転されていることにより、図１１Ａに示すようにコイル３１の内部において等しくなる。つまり、コイル３１の回転方向を磁流ＩＨの節の位置を境として反転させることにより、磁流ＩＨの向きを揃えることができる。従って、このコイル３１によれば、コイル３１の内部の磁流ＩＨが打消し合うことを防ぐことができるので、放射効率を更に高めることができる。
【００８１】
また、図１１Ｂから判るように、共振周波数ｆ０（１５７５ＭＨｚ）において、ＶＳＷＲが小さくなることは変化しない。つまり、コイルの回転方向を反転させても、共振周波数ｆ０は変化しないことが判る。
【００８２】
なお、通常、電流アンテナを、電流の向きが金属板に平行になるように金属板（例えばグランド２４）に近づけて配置すると、金属板上に電流アンテナの動作を妨げるような電流が流れて特性が悪化する。一方、このアンテナ１００は、磁流ＩＨを利用する。よって、アンテナ１００は、磁流ＩＨの向きが金属板に平行になるように金属板に近づけて配置しても、金属板上に磁流は流れず、アンテナの動作を妨げることはない。従って、アンテナ１００は、平行にグランド２４に近づけて配置することができる。よっって、アンテナ１００は、装置全体の構成を小型化することも可能である。
【００８３】
（本実施形態に係る２分の１波長のアンテナ１００の放射利得）
次に、本実施形態に係るアンテナ１００の放射利得について説明する。
【００８４】
図１２Ａは、本発明の第１実施形態に係るアンテナ１００の放射利得測定時の配置について説明するための説明図である。図１２Ｂ〜図１２Ｅは、図１１Ａに示すアンテナ１００の放射利得の測定結果を示す図面である。
【００８５】
図９Ａに示すように、本実施形態に係るアンテナ１００が有するコイル３１のコイル軸を垂直にしてＺ軸とし、基板２５から垂直にコイル３１に向かう方向をＸ軸とし、Ｚ軸及びＸ軸に垂直な方向をＹ軸として放射効率を測定した。その結果、コイル３１も、放射エレメントして動作して、図１２Ｂ〜図１２Ｅに示すように共振周波数ｆ０（１５７５ＭＨｚ）の電磁波を放射することができることが判る。そして、図１２Ｂや、図１２Ｃ〜図１２Ｅを図９Ｃ〜図９Ｅと比較すれば判るように、コイル３１は、コイルの回転方向を中心で反転さえることにより、コイル２３に比べて放射利得を４〜５ｄＢも向上させることができる。
【００８６】
本発明者らは、本実施形態に係るアンテナ１００の放射利得を更に向上させるべく、更に鋭意研究を行った結果、本発明の第２実施形態に係るアンテナ２００を作成した。次に、このアンテナ２００について説明する。
【００８７】
＜第２実施形態に係るアンテナ２００＞
図１３Ａは、本発明の第２実施形態に係るアンテナ２００について説明するための説明図である。図１３Ｂは、図１３Ａに示すアンテナ２００の定在波比の測定結果を示す図面である。
【００８８】
図１３Ａに示すように、本発明の第２実施形態に係るアンテナ２００は、コイル４１と、マッチング回路４２とを有する。
【００８９】
コイル４１は、上記第１実施形態に係るアンテナ１００が有するコイル３１のコイル長ｌ（つまりエレメント長、図４Ａ参照。）を、引き伸ばすことにより作成される。つまり、コイル４１は、コイルの内径φは変更せずに、コイル３１のピッチを広げて放射エレメントを長くして作成される。そのために、コイル４１の巻数は１６回とした（コイル３１は１８回）。つまり、コイル３１は、回転方向を、例えば、半分の８回は時計回り、残りの半分の８回は反時計回りとして、巻線２６を巻き付けて形成される。また、マッチング回路４２は、上記のマッチング回路２７と同様にコイル４１の入力インピーダンスを調整するように作成される。
【００９０】
本実施形態に係るアンテナ２００の他の構成は、上記第１実施形態に係るアンテナ１００の構成と同様であるため、詳しい説明は省略する。
【００９１】
また、図１３Ｂから判るように、共振周波数ｆ０（１５７５ＭＨｚ）において、ＶＳＷＲが小さくなることは変化しない。
【００９２】
（本実施形態に係る２分の１波長のアンテナ２００の放射利得）
次に、本実施形態に係るアンテナ２００の放射利得について説明する。
【００９３】
図１４Ａは、本発明の第２実施形態に係るアンテナ２００の放射利得測定時の配置について説明するための説明図である。図１４Ｂ〜図１４Ｅは、図１４Ａに示すアンテナ２００の放射利得の測定結果を示す図面である。
【００９４】
図１４Ａに示すように、本実施形態に係るアンテナ２００が有するコイル４１のコイル軸を垂直にしてＺ軸とし、基板２５から垂直にコイル４１に向かう方向をＸ軸とし、Ｚ軸及びＸ軸に垂直な方向をＹ軸として放射効率を測定した。その結果、コイル４１も、放射エレメントして動作して、図１４Ｂ〜図１４Ｅに示すように共振周波数ｆ０（１５７５ＭＨｚ）の電磁波を放射することができることが判る。そして、図１４Ｂや、図１４Ｃ〜図１４Ｅを図１２Ｃ〜図１２Ｅと比較すれば判るように、コイル４１は、コイル３１のコイル長ｌを１．５倍にすることにより、コイル３１に比べて放射利得を２〜３ｄＢも向上させることができる。
【００９５】
＜本実施形態に係るアンテナ２００の性能＞
このように作成した本実施形態に係るアンテナ２００の性能を測定すべく、実際の市販のＧＰＳレシーバにアンテナ２００を搭載し、このＧＰＳレシーバが元々有していた関連技術に係るパッチアンテナとの性能の比較実験を行った。
【００９６】
ＧＰＳレシーバにアンテナ２００を搭載した場合、ＧＰＳレシーバが遮蔽物として働くなどの影響により、放射利得は変化した。この際の放射利得を、図１５Ａ及び図１５Ｂに示す。なお、アンテナ２００は、ＧＰＳレシーバに搭載するために、コイル４１を横に倒し、コイル軸方向が水平方向（Ｘ軸方向）になるように配置した。一方、ＧＰＳレシーバが元々有していたパッチアンテナの放射利得を、図１６Ａ及び図１６Ｂに示す。
【００９７】
図１５Ａ及び図１５Ｂと、図１６Ａ及び図１６Ｂとを比較すると、アンテナ２００は、パッチアンテナに対してピーク利得及び平均利得ともに同等の性能を保っており、放射効率は低下していないことが判る。
【００９８】
次に、アンテナ２００のノイズフロアを測定した。
まず、アンテナを接続せずに、５０Ωの終端と、Ｇａｉｎが２３．７ｄＢでＮＦ（Noise Figure）が１．４ｄＢのＬＮＡ（Low Noise Amplifier）と、スペクトラムアナライザとを直列に接続し、１５７５．４ＭＨｚでのスペクトラムアナライザのノイズフロアを測定したところ、ノイズフロアは、−１１７ｄＢｍであった。この構成のうち５０Ωの終端に代えて、アンテナ２００又はパッチアンテナを接続して、同じくスペクトラムアナライザのノイズフロアを測定した。すると、パッチアンテナの場合、−１１４ｄＢｍであったノイズフロアが、アンテナ２００の場合では、−１１６ｄＢｍとなった。この結果から、アンテナ２００は、背景ノイズの感度をパッチアンテナよりも２ｄＢ改善することができていることが判る。
【００９９】
また、更にアンテナ２００又はパッチアンテナにＧＰＳレシーバ本体を接続して、かつ、ＧＰＳレシーバ本体の電源をＯＮした状態で、同様にスペクトラムアナライザのノイズフロアを測定した。すると、パッチアンテナの場合、−１０９ｄＢｍであったノイズフロアが、アンテナ２００の場合では、−１１５ｄＢｍとなった。この結果から、アンテナ２００は、機器内の電気ノイズを含む背景ノイズの感度をパッチアンテナよりも６ｄＢ改善することができていることが判る。
【０１００】
つまり、以上のノイズフロアの測定から、アンテナ２００は、パッチアンテナに比べてノイズフロアの上昇が少ないことが判る。換言すれば、アンテナ２００は、電気ノイズによる影響が少ないと言える。
【０１０１】
また、電気ノイズを定量的に測定することは難しい。よって、ＧＰＳレシーバにアンテナ２００を繋いだ場合と、同じＧＰＳレシーバに関連技術に係るパッチアンテナを繋いだ場合とで、現在地の測位に要する時間を測定することにより、人工衛星１０からの信号の受信性能を評価した。その結果を図１７に示す。
【０１０２】
図１７の（５）狭い交差点、（６）高圧線の下などでの測定結果に示すように、アンテナ２００は、パッチアンテナに比べて現在地の測位に要する時間を短縮することができることが判る。また、図１７の（１）交差点に示すように、アンテナ２００は、パッチアンテナでは人工衛星１０を捕捉できない位置でも、人工衛星１０を捕捉することができる。
【０１０３】
一方、アンテナ２００は、パッチアンテナと放射利得がほぼ同等であったため、この図１７に示す測定結果からも、アンテナ２００が、パッチアンテナに比べて電気ノイズによる影響が少ないことが判る。
【０１０４】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１０５】
＜第１の変更例＞
例えば、２分の１波長の実効長を有するアンテナとして、例えば図１８に示すようなアンテナ３００を作成することも可能である。このアンテナ３００は、２つのコイル５１Ａ，５１Ｂを有する。コイル５１Ａ，５１Ｂは、それぞれ共振周波数ｆ０に対して４分の１波長の実効長を有する。各コイル５１Ａ，５１Ｂは、上記コイル２３で説明した方法により作成される。そして、コイル５１Ａ，５１Ｂは、給電点側から見て相互に回転方向が反転しており、コイル軸が同一直線上になるように接続される。このアンテナ３００の給電点は、コイル５１Ａ，５１Ｂ同士の接続点になる。また、コイル５１Ａ，５１Ｂの給電点とは反対の端部はグランド２４に対して開放されている。
【０１０６】
このような構成によっても、磁流ＩＨの２分の１波長の定在波を立たせることができる。よって、コイル５１Ａ，５１Ｂは、磁流ＩＨの２分の１波長の実効長を有する放射エレメントとして動作することができる。なお、コイル５１Ａ，５１Ｂは、ここでは、別体に形成されて接続されるとしたが、一体に形成されてもよいことは言うまでもない。
【０１０７】
＜第２の変更例＞
また、上記各実施形態では、２分の１波長の実効長を有するアンテナ１００，２００について説明したが、例えば図１９に示すような４分の１波長の実効長を有するアンテナ４００を作成することも可能である。このアンテナ４００は、コイル５１Ａを有する。このコイル５１Ａは、共振周波数ｆ０に対して４分の１波長の実効長を有する。この場合、磁流ＩＨの向きは、コイル５１Ａ内で一定であるため、コイルの回転方向を反転させる必要はない。
【０１０８】
このような構成によれば、磁流ＩＨの４分の１波長の定在波を立たせることができる。よって、コイル５１Ａは、磁流ＩＨの４分の１波長の実効長を有する放射エレメントとして動作することができる。
【０１０９】
＜第３の変更例＞
また、図２０Ａに示すように、１波長の実効長を有するアンテナ５００を作成することも可能である。このアンテナ５００は、コイル６１を有する。コイル６１は、上記コイル２３で説明した方法により、共振周波数ｆ０において１波長の実効長を有するように作成される。そして、コイル６１は、回転方向毎に６１Ａ〜６１Ｃに分けられる。つまり、コイル６１Ｂが一の回転方向（例えば時計回り）を有する場合、コイル６１Ａ，６１Ｃは他の回転方向（例えば反時計回り）を有する。換言すれば、コイル６１の回転方向は、磁流ＩＨの節を境界として反転される。なお、コイル６１Ａ〜６１Ｃをそれぞれ別体に作成して、直列に接続することにより、コイル６１を作成することも可能である。
【０１１０】
このような構成によれば、磁流ＩＨの１波長の定在波を立たせることができる。よって、コイル６１は、磁流ＩＨの１波長の実効長を有する放射エレメントとして動作することができ、かつ、この際磁流ＩＨが打消し合うことも防ぐことができる。
【０１１１】
なお、通常の電流アンテナの場合、図２０Ｂに示すように１波長の放射エレメント７１を作成使用とすると、電流Ｉが打消し合い、放射利得が低下する。この電流Ｉの向きを、打消し合わないように部分的に反転させることは困難である。上記第３の変更例に係るアンテナ５００は、磁流ＩＨが打消し合うことを防ぐと共に、放射エレメントを長くすることが可能であるため、更に放射利得を向上させることができる。
【０１１２】
＜第４の変更例＞
また、上記各実施形態では、コイルが空芯である場合について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、図２１Ａに示すように、透磁率の高い材質で形成されたコア３３に巻線２６を巻き付けることによりコイル４１を形成してもよい。また、図２１Ｂに示すように、透磁率の高い材質で形成されたコア３４に巻線２６を埋め込むことによりコイル４１を形成してもよい。コイル４１で発生する変位磁流ＩＨの大きさは、コアの透磁率に比例する。よって、このような構成にすることにより、アンテナ２００の利得を更に向上させることができる。なお、図２１Ａ及び図２１Ｂでは、第２実施形態に係るコイル４１を例に示したが、他の実施形態及び他の変形例のコイルであっても同様に形成することができる。
【０１１３】
また、上記各実施形態及び上記各変更例では、アンテナは、受信装置（通信装置の一例）に使用される場合を中心に説明したが、これらのアンテナは、送信装置（通信装置の一例）に使用可能であることは言うまでもない。
【０１１４】
また、上記各実施形態及び上記各変更例では、コイルの巻線２６は、銅線であるとして説明したが、この巻線２６の表面を絶縁体で被覆して、コイルを形成してもよい。このように巻線２６を被覆することにより、放射エレメント（コイル）が途中で短絡して共振周波数が変化するのを防ぐことができる。
【０１１５】
また、上記各実施形態及び上記各変更例では、コイルは、グランド２４が裏面に形成された基板２５上に配置されるとした。しかし、本発明はかかる例に限定されず、例えば、コイルを、基板２５を介さずに直接グランド２４上に配置することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本発明の各実施形態に係るアンテナの適用例であるＧＰＳについて説明するための説明図である。
【図２Ａ】本発明の各実施形態に係るアンテナを作成する際に使用する変位磁流について説明するための説明図である。
【図２Ｂ】本発明の各実施形態に係るアンテナを作成する際に使用する変位磁流について説明するための説明図である。
【図３Ａ】本発明の各実施形態に係るアンテナを作成する際に特性を測定したコイルについて説明するための説明図である。
【図３Ｂ】図３Ａに示すコイルの特性の測定結果を示す図面である。
【図３Ｃ】図３Ａに示すコイルの特性の測定結果を示す図面である。
【図３Ｄ】図３Ａに示すコイルの特性の測定結果を示す図面である。
【図４Ａ】本発明の各実施形態に係るアンテナの共振周波数について説明するための説明図である。
【図４Ｂ】本発明の各実施形態に係るアンテナの共振周波数について説明するための説明図である。
【図５Ａ】本発明の各実施形態に係る４分の１波長のアンテナの共振状態を説明するための説明図である。
【図５Ｂ】本発明の各実施形態に係る４分の１波長のアンテナの共振状態を説明するための説明図である。
【図５Ｃ】本発明の各実施形態に係る４分の１波長のアンテナの共振状態を説明するための説明図である。
【図６Ａ】本発明の各実施形態に係る２分の１波長のアンテナの共振状態を説明するための説明図である。
【図６Ｂ】本発明の各実施形態に係る２分の１波長のアンテナの共振状態を説明するための説明図である。
【図６Ｃ】本発明の各実施形態に係る２分の１波長のアンテナの共振状態を説明するための説明図である。
【図７Ａ】本発明の各実施形態に係るアンテナを作成する際に入力インピーダンスを測定したコイルについて説明するための説明図である。
【図７Ｂ】図７Ａに示すコイルの入力インピーダンスの測定結果を示す図面である。
【図７Ｃ】図７Ａに示すコイルの定在波比の測定結果を示す図面である。
【図８Ａ】本発明の各実施形態に係るアンテナを作成する際に入力インピーダンスを測定したマッチング後のコイルについて説明するための説明図である。
【図８Ｂ】図８Ａに示すマッチング後のコイルの入力インピーダンスの測定結果を示す図面である。
【図８Ｃ】図８Ａに示すマッチング後のコイルの定在波比の測定結果を示す図面である。
【図９Ａ】本発明の各実施形態に係るアンテナを作成する際に放射利得を測定したコイルについて説明するための説明図である。
【図９Ｂ】図９Ａに示すコイルの放射利得の測定結果を示す図面である。
【図９Ｃ】図９Ａに示すコイルの放射利得の測定結果を示す図面である。
【図９Ｄ】図９Ａに示すコイルの放射利得の測定結果を示す図面である。
【図９Ｅ】図９Ａに示すコイルの放射利得の測定結果を示す図面である。
【図１０】本発明の各実施形態に係る２分の１波長のアンテナの磁流の向きを説明するための説明図である。
【図１１Ａ】本発明の第１実施形態に係るアンテナについて説明するための説明図である。
【図１１Ｂ】図１１Ａに示すアンテナの定在波比の測定結果を示す図面である。
【図１２Ａ】同実施形態に係るアンテナの放射利得測定時の配置について説明するための説明図である。
【図１２Ｂ】図１２Ａに示すアンテナの放射利得の測定結果を示す図面である。
【図１２Ｃ】図１２Ａに示すアンテナの放射利得の測定結果を示す図面である。
【図１２Ｄ】図１２Ａに示すアンテナの放射利得の測定結果を示す図面である。
【図１２Ｅ】図１２Ａに示すアンテナの放射利得の測定結果を示す図面である。
【図１３Ａ】本発明の第２実施形態に係るアンテナについて説明するための説明図である。
【図１３Ｂ】図１３Ａに示すアンテナの定在波比の測定結果を示す図面である。
【図１４Ａ】同実施形態に係るアンテナの放射利得測定時の配置について説明するための説明図である。
【図１４Ｂ】図１４Ａに示すアンテナの放射利得の測定結果を示す図面である。
【図１４Ｃ】図１４Ａに示すアンテナの放射利得の測定結果を示す図面である。
【図１４Ｄ】図１４Ａに示すアンテナの放射利得の測定結果を示す図面である。
【図１４Ｅ】図１４Ａに示すアンテナの放射利得の測定結果を示す図面である。
【図１５Ａ】同実施形態に係るアンテナをＧＰＳ受信機器に搭載した場合の放射利得の測定結果を示す図面である。
【図１５Ｂ】同実施形態に係るアンテナをＧＰＳ受信機器に搭載した場合の放射利得の測定結果を示す図面である。
【図１６Ａ】関連技術に係るＧＰＳ受信機が有するパッチアンテナの放射利得の測定結果を示す図面である。
【図１６Ｂ】関連技術に係るＧＰＳ受信機が有するパッチアンテナの放射利得の測定結果を示す図面である。
【図１７】同実施形態に係るアンテナをＧＰＳ受信機器に搭載した場合の受信性能の測定結果を説明するための説明図である。
【図１８】本発明の各実施形態に係るアンテナの第１の変更例について説明するための説明図である。
【図１９】本発明の各実施形態に係るアンテナの第２の変更例について説明するための説明図である。
【図２０Ａ】本発明の各実施形態に係るアンテナの第３の変更例について説明するための説明図である。
【図２０Ｂ】１波長の実効長を有するダイポールアンテナを説明するための説明図である。
【図２１Ａ】本発明の各実施形態に係るアンテナの第４の変更例について説明するための説明図である。
【図２１Ｂ】本発明の各実施形態に係るアンテナの第４の変更例について説明するための説明図である。
【符号の説明】
【０１１７】
１０              人工衛星
１１              電流アンテナ
１２              磁流アンテナ
１３              内部回路
Ｎ                ノイズ
Ｅ                電界
Ｈ                磁界
２１              コンデンサ
２２              交流電源
２３              コイル
２４              グランド
２５              基板
２６              巻線
２７              マッチング回路
３１，４１        コイル
３３              コア
３４              コア
５１Ａ，５１Ｂ    コイル
６１，６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ            コイル
３２，４２                              マッチング回路
１００，２００，３００，４００，５００  アンテナ
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図９Ｅ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１２Ｅ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１４Ｄ】
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【図１４Ｅ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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