JP2000244227A - Wire antenna - Google Patents
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- Input Circuits Of Receivers And Coupling Of Receivers And Audio Equipment (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はラジオの受信などに
用いられるAM波およびFM波を受信する線状アンテナ
に関するものである。さらに詳しくは、自動車やAM/
FMラジオ、ラジカセなどに用いられるアンテナで、小
形化および性能向上が図られた線状アンテナに関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a linear antenna for receiving an AM wave and an FM wave used for radio reception and the like. For more details,
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a linear antenna that is used for FM radios, boomboxes, and the like, and is downsized and has improved performance.
【0002】[0002]
【従来の技術】この種のAM・FM帯受信用のアンテナ
は、たとえば図2に構成図が示されるように、FM帯帯
域通過フィルタ52と、AM帯帯域通過フィルタを構成
するコイル53およびキャパシタ54とがアンテナ素子
51に並列に接続され、アンテナ素子51で受信した信
号をAM帯とFM帯に分離し、それぞれFM増幅回路5
5、AM増幅回路56で増幅を行い、増幅された受信信
号をそれぞれFM受信部またはAM受信部に送るか、ま
たは図2に示されるように、増幅された受信信号を出力
合成回路57により再び合成し、出力端子58よりAM
・FM受信機に送り、AM・FM受信を行う構成になっ
ている。2. Description of the Related Art An AM / FM band receiving antenna of this type includes an FM band bandpass filter 52, a coil 53 and a capacitor constituting an AM band bandpass filter, as shown in FIG. 54 are connected in parallel to the antenna element 51 to separate the signal received by the antenna element 51 into an AM band and an FM band.
5. Amplification is performed by the AM amplification circuit 56, and the amplified reception signal is sent to the FM reception unit or the AM reception unit, respectively, or the amplified reception signal is again output by the output synthesis circuit 57 as shown in FIG. Combine and output from terminal 58
-It is configured to send to the FM receiver and perform AM / FM reception.
【0003】このアンテナ素子51は、通常のモノポー
ルの線状アンテナが用いられ、受信信号の波長の1/4
の長さに形成されれば整合が取れ、次段の増幅器などへ
少ない減衰で受信信号を送ることができる。FM帯は、
70〜110MHzの帯域で、100MHzの1/4波
長の長さは75cm程度となる。しかし、AM帯では、
500kHz〜1.7MHzと周波数が低く、1MHz
の場合でも、1/4波長の長さが75mとなり、とても
自動車用などのアンテナとして実用的に用いることがで
きない。また、アンテナ素子もAM帯増幅回路も共に容
量性インピーダンスであり、共役整合を取ることもでき
ない。そのため、従来は、FM帯に対して1/4波長の
電気長またはそれに近い長さのアンテナ素子が用いられ
ているが、AM帯に対しては、充分に整合が取れず、ア
ンテナ素子から見たAM増幅回路側の静電容量を低減
し、AM増幅回路に入力される受信信号の振幅が低下し
ないようにすることにより、必要な受信感度を得てい
る。なお、AM帯の増幅素子としては、この帯域におい
て入力インピーダンスが高く、入力容量が小さく、しか
も雑音の少ないジャンクション型電界効果トランジスタ
が多く用いられている。As this antenna element 51, a normal monopole linear antenna is used, and 1 / of the wavelength of a received signal is used.
If the length is formed, matching can be achieved, and the received signal can be transmitted to the next-stage amplifier or the like with little attenuation. FM band is
In the band of 70 to 110 MHz, the length of a quarter wavelength of 100 MHz is about 75 cm. However, in the AM band,
Low frequency of 500 kHz to 1.7 MHz, 1 MHz
In this case, the length of the 1/4 wavelength becomes 75 m, and it cannot be used practically as an antenna for automobiles. In addition, both the antenna element and the AM band amplifier circuit have a capacitive impedance, and conjugate matching cannot be achieved. For this reason, conventionally, an antenna element having an electrical length of 1/4 wavelength or a length close to it has been used for the FM band. The required receiving sensitivity is obtained by reducing the capacitance of the AM amplifier circuit side so that the amplitude of the received signal input to the AM amplifier circuit does not decrease. Note that, as an AM band amplifying element, a junction field effect transistor having a high input impedance, a small input capacitance, and a low noise in this band is often used.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】前述のように、AM帯
およびFM帯の両方を受信するアンテナとしては、FM
帯の1/4波長に近い電気的長さ(物理的長さはコイル
状にすることによりある程度短くすることができる)の
アンテナ素子が用いられ、AM帯に対してはインピーダ
ンスの高いアンテナ素子となり、高価なジャンクション
型のFETを用いてもマッチングを取ることができず、
感度よく受信することができないという問題がある。As described above, as an antenna for receiving both the AM band and the FM band, an FM antenna is used.
An antenna element having an electrical length close to a quarter wavelength of the band (the physical length can be shortened to some extent by forming a coil) is used, and an antenna element having a high impedance is used for the AM band. , Even if expensive junction type FETs are used, matching cannot be obtained.
There is a problem that reception cannot be performed with high sensitivity.
【0005】さらに、FM帯の1/4波長に近い電気的
長さにしても、70〜100cm程度の長さになり、近
年の電子機器の軽薄短小化に伴い、アンテナも小形化が
要求されること、アンテナ素子の長さが長いと、自動車
などに搭載した場合に、車体からの突出が大きく、アン
テナの破損や安全上の問題があること、などからより一
層のアンテナの小形化が要求されている。しかし、アン
テナ素子を短くすると、アンテナの受信感度はアンテナ
素子の長さの比の2乗に比例して低下する(たとえば従
来1mの長さのアンテナ素子を15cmにすると、(1
5/100)2=2.3%に減少する)ため、アンテナ素
子の縮小化はその感度に非常に大きく影響する。また、
この損失の大きい受信信号を増幅して回復しようとする
と、アンテナ素子の近傍に低雑音増幅器を設ける必要が
あり(ノイズを拾ってSN比が低下する前に増幅する必
要がある)、高価になると共に、アンテナ素子の近傍に
電源が必要となる。そこで、アンテナの縮小化に伴う感
度の低下を補うため、アンテナ素子とその後ろに接続さ
れる増幅器などとのマッチングを改良して、ロスを一層
少なくすることが要求されている。Further, even if the electrical length is close to a quarter wavelength of the FM band, the length becomes about 70 to 100 cm. With the recent reduction in the size and weight of electronic devices, it is required to reduce the size of antennas. If the length of the antenna element is long, it will protrude from the vehicle body when mounted on a car, etc., causing damage to the antenna and safety issues. Have been. However, when the antenna element is shortened, the receiving sensitivity of the antenna decreases in proportion to the square of the ratio of the length of the antenna element (for example, if the antenna element having a length of 1 m is 15 cm, (1
(5/100) 2 = 2.3%), the reduction in the size of the antenna element has a very large effect on its sensitivity. Also,
In order to amplify and recover the received signal with a large loss, it is necessary to provide a low-noise amplifier near the antenna element (it is necessary to amplify the noise before picking up the S / N ratio), which is expensive. In addition, a power source is required near the antenna element. Therefore, in order to compensate for the decrease in sensitivity due to the reduction in the size of the antenna, there is a demand for improving the matching between the antenna element and an amplifier connected behind the antenna element to further reduce the loss.
【0006】本発明は、このような問題を解決するため
になされたもので、AM帯・FM帯受信用アンテナをア
ンテナ素子の近傍に増幅器などの能動素子を設けること
なく受信感度を向上させることができる線状アンテナを
提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve such a problem. An object of the present invention is to improve the receiving sensitivity of an AM / FM band receiving antenna without providing an active element such as an amplifier near the antenna element. It is to provide a linear antenna which can be used.
【0007】本発明の他の目的は、アンテナ素子を電気
長で1/4波長より短くしても、FM帯およびAM帯の
両方ともを、感度よく受信することができるAM・FM
受信用の線状アンテナを提供することにある。Another object of the present invention is to provide an AM / FM capable of receiving both the FM band and the AM band with high sensitivity even if the antenna element is shorter than a quarter wavelength in electrical length.
An object of the present invention is to provide a linear antenna for reception.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明によるAM・FM
受信用の線状アンテナは、アンテナ素子と、該アンテナ
素子の一端側に並列に接続されるFM帯共振用に直列接
続されるコイルおよびキャパシタからなるFM帯共振素
子およびAM帯信号のインピーダンスを変換するトラン
スとからなっている。SUMMARY OF THE INVENTION An AM / FM according to the present invention is provided.
The receiving linear antenna converts the impedance of the FM band resonance element and the AM band signal, which are composed of an antenna element, a coil and a capacitor connected in series for FM band resonance connected in parallel to one end of the antenna element, and a capacitor. And a transformer.
【0009】ここにFM帯共振素子とは、FM帯におい
てアンテナ素子と共に直列共振をし得るようにキャパシ
タおよびコイルが直列に接続されたものを意味する。Here, the FM band resonance element means an element in which a capacitor and a coil are connected in series so as to be able to perform series resonance with the antenna element in the FM band.
【0010】この構造にすることにより、FM帯の受信
側では、コイルとキャパシタが直列共振をするように挿
入されているため、FM帯に対しては殆ど減衰すること
なく増幅器側に進み、他のAM帯などに対しては、イン
ピーダンスが大きくなり通過しない。また、AM帯の受
信側では、トランスが挿入されて、1/4波長より遥か
に短いことによるアンテナ素子の高インピーダンスをト
ランスにより低インピーダンスにしているため、後段に
接続される増幅器などとのミスマッチングによる損失が
発生せず、従来のミスマッチングによる損失とアンテナ
素子を短くすることによる損失とを相殺することがで
き、アンテナ素子を短くしても従来と同程度の感度の受
信をすることができる。With this structure, on the receiving side of the FM band, the coil and the capacitor are inserted so as to cause series resonance, so that the FM band proceeds to the amplifier side with almost no attenuation. For the AM band and the like, the impedance becomes large and the band does not pass. On the receiving side of the AM band, since a transformer is inserted and the high impedance of the antenna element due to the fact that it is much shorter than 1 / wavelength is reduced to a low impedance by the transformer, there is a mistake with an amplifier connected to the subsequent stage. Loss due to matching does not occur, and the loss due to conventional mismatching and the loss due to shortening the antenna element can be offset. Even if the antenna element is shortened, reception with the same level of sensitivity as conventional can be achieved. it can.
【0011】前記アンテナ素子が、前記FM帯の1/4
波長より短い電気的長さに形成されても直列共振および
トランスの作用により、従来のアンテナに比べて受信感
度を低下させることはない。アンテナ素子の電気長は5
0cm以下、さらにはFM帯の1/8波長程度以下にす
ることもできる。The antenna element is 1 / of the FM band.
Even if it is formed to have an electrical length shorter than the wavelength, the receiving sensitivity is not reduced as compared with the conventional antenna by the action of the series resonance and the transformer. The electrical length of the antenna element is 5
0 cm or less, and further, about 1/8 wavelength or less of the FM band.
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】つぎに、図面を参照しながら本発
明のAM・FM受信用の線状アンテナについて説明をす
る。Next, a linear antenna for AM / FM reception of the present invention will be described with reference to the drawings.
【0013】本発明の線状アンテナは、図1にその構成
説明図が示されるように、アンテナ素子1の給電部側の
一端部1aに、FM帯共振用のコイル21およびキャパ
シタ22からなるFM帯共振素子2およびAM帯の受信
信号のインピーダンスを変換する(極めてインピーダン
スの大きい電圧源を出力インピーダンスの小さい電流源
に変換する)トランス3とが並列に接続されている。こ
れらの出力端は共に接続されて出力端子4が形成され、
FM帯やAM帯の信号を増幅する増幅器などに接続され
るようになっている。なお、FM帯共振素子2の出力端
とトランス3の出力端とを接続する前にそれぞれFM帯
の帯域フィルタ、AM帯の帯域フィルタなどを接続し
て、FM帯またはAM帯以外の周波数帯の信号をシャッ
トアウトすることもできる。As shown in FIG. 1, the linear antenna of the present invention has an FM element including an FM band resonance coil 21 and a capacitor 22 at one end 1 a on the feeder side of the antenna element 1. A band resonance element 2 and a transformer 3 for converting the impedance of a reception signal in the AM band (for converting a voltage source having an extremely large impedance into a current source having a small output impedance) are connected in parallel. These output terminals are connected together to form an output terminal 4,
It is designed to be connected to an amplifier that amplifies signals in the FM band and AM band. Before connecting the output terminal of the FM band resonance element 2 and the output terminal of the transformer 3, a band filter of the FM band, a band filter of the AM band, and the like are connected, respectively, so that a frequency band other than the FM band or the AM band is connected. You can also shut out the signal.
【0014】アンテナ素子1は、通常のアンテナ素子と
同様の銅などの電気伝導の良好な金属からなる線、板状
または棒状の線状アンテナ(ロッドアンテナ)が用いら
れ、相互間の影響がない程度のコイル状に巻回されて、
物理的長さを短くすることもできる。通常のFM帯およ
びAM帯用のアンテナ素子では、FM帯の波長域の1/
4波長程度の長さ(たとえば70〜100cm程度)に
形成されるが、本発明では、それより短く50cm以
下、たとえば30cm程度に短く形成されている。As the antenna element 1, a linear, plate-like or rod-like linear antenna (rod antenna) made of a metal having good electrical conductivity, such as copper, similar to a normal antenna element, is used, and there is no mutual influence. Wound into a coil of a degree,
The physical length can also be reduced. In a normal FM band and AM band antenna element, 1/1 of the FM band wavelength range is used.
Although it is formed to have a length of about four wavelengths (for example, about 70 to 100 cm), in the present invention, it is formed to be shorter than 50 cm or less, for example, about 30 cm.
【0015】FM帯共振素子2は、直列共振用のコイル
21とキャパシタ22が直列接続されている。このコイ
ル21とキャパシタ22とは、アンテナ素子1と共に、
そのインダクタンスLとキャパシタンスCとがFM帯の
周波数ωに対して、ω=(LC)-1/2となるように設定
されればよいが、キャパシタ22は、AM帯に対して充
分に高いインピーダンスとなるような値に設定される。
これは、AM帯の信号がFM帯側に入り込まないように
するためである。たとえばコイル21が0.8〜1.2μ
H、キャパシタ22が30〜40pF程度になるように
形成される。このコイル21は、通常の銅線をコイル状
に巻くことによりインダクタンスを形成すればよい。ま
た空心コイルでもよいがコイルの巻枠にフェライトを装
荷するフェライト装荷型コイルを用いると、コイルの巻
数も少なくてすみ小形化できて好ましい。The FM band resonance element 2 has a series resonance coil 21 and a capacitor 22 connected in series. The coil 21 and the capacitor 22 together with the antenna element 1
The inductance L and the capacitance C may be set so that ω = (LC) −1/2 with respect to the frequency ω in the FM band, but the capacitor 22 has a sufficiently high impedance for the AM band. It is set to a value such that
This is to prevent AM band signals from entering the FM band side. For example, if the coil 21 is 0.8 to 1.2 μm
H, the capacitor 22 is formed so as to be about 30 to 40 pF. This coil 21 may form an inductance by winding a normal copper wire in a coil shape. Although an air-core coil may be used, it is preferable to use a ferrite loading type coil in which ferrite is loaded on a winding frame of the coil since the number of turns of the coil can be reduced and the coil can be reduced in size.
【0016】トランス3は、その1次コイル31が、F
M帯に対して充分に高いインピーダンスとなるように、
インダクタンスで320μH程度の巻線に形成されてア
ースに接続される。2次コイル32側は後段に接続され
る増幅器などのインピーダンスと整合するように、出力
インピーダンスが50〜75Ω程度になるように形成さ
れる。すなわち、アンテナ素子1がAM帯に対して1/
4波長より遥かに短いため、高インピーダンスとなり、
増幅器などとのインピーダンス整合が取れないため、イ
ンピーダンス変換用にトランス3が設けられている。こ
のインピーダンス変換トランス3は、フェライトコアに
1次巻線、2次巻線、あるいはタップ付巻線を用いたト
ランスにすることで、小形化することができるため好ま
しい。The transformer 3 has a primary coil 31
In order to have a sufficiently high impedance for the M band,
It is formed in a winding of about 320 μH with inductance and connected to the ground. The secondary coil 32 is formed to have an output impedance of about 50 to 75Ω so as to match the impedance of an amplifier or the like connected in the subsequent stage. That is, the antenna element 1 is 1 /
Because it is much shorter than 4 wavelengths, it has high impedance,
Since impedance matching with an amplifier or the like cannot be performed, the transformer 3 is provided for impedance conversion. This impedance conversion transformer 3 is preferable because it can be downsized by using a transformer using a primary winding, a secondary winding, or a tapped winding for a ferrite core.
【0017】図1に示される例では、主要部のみの説明
図しか示されていないが、これらの例の部品などには限
定されない。たとえば、この出力端子4に増幅器などの
信号処理回路が接続され、FM帯やAM帯の所望の周波
数帯の電波のみを受信することができるようになってい
る。また、通常静電気に対する破壊防止の素子が設けら
れ、また実際のコイルは周波数特性を有しているため、
複数個のコイルの組み合せで必要な特性が得られるよう
に構成されるが、本発明でも同様に行われることは言う
までもない。また、アンテナ素子側からFM帯共振用の
キャパシタとコイルの順で設けられているが、この接続
順に限定されるものではなく、逆でもよい。要は、FM
帯で直列共振するようにキャパシタとコイルが直列接続
されていればよい。さらに、FM帯とAM帯との出力を
合成して出力端子としないで、それぞれ別々に直接FM
受信部、AM受信部に接続して増幅し、信号処理をして
もよいことは言うまでもない。In the example shown in FIG. 1, only the main parts are illustrated, but the parts are not limited to these examples. For example, a signal processing circuit such as an amplifier is connected to the output terminal 4 so that only an electric wave of a desired frequency band such as an FM band or an AM band can be received. In addition, since an element for preventing destruction against static electricity is usually provided, and the actual coil has frequency characteristics,
Although the configuration is such that required characteristics can be obtained by a combination of a plurality of coils, it goes without saying that the same is performed in the present invention. Further, although the capacitor and the coil for FM band resonance are provided in this order from the antenna element side, the connection order is not limited thereto, and may be reversed. In short, FM
It is sufficient that the capacitor and the coil are connected in series so as to resonate in series with the band. Further, the output of the FM band and the output of the AM band are not combined and used as an output terminal, but each of the FM
It goes without saying that it may be connected to a receiver and an AM receiver for amplification and signal processing.
【0018】本発明によれば、FM帯とAM帯の両方を
受信することができるアンテナにおいて、FM帯の受信
側にFM帯でアンテナ素子と共に直列共振をするように
キャパシタとコイルが直列接続されているため、共振型
アンテナとなり、その性能が非常に向上する。また、A
M帯ではアンテナ素子の長さが1/4波長より遥かに短
いためインピーダンスが非常に高くなるが、AM帯側に
は、受信したAM帯の高インピーダンスの電圧源を低イ
ンピーダンスの電流源に変換するトランスが設けられて
いるため、その後段に接続される増幅器などとのインピ
ーダンス整合が取れ、ミスマッチによる損失がなくな
り、非常に感度が向上する。また、インピーダンスが低
下しているため、高インピーダンス用の特別のジャンク
ション型FETを用いることなく通常の増幅器を用いる
ことができる。その結果、FM帯およびAM帯共に感度
が向上し、アンテナ素子をさらに短くして感度が低下し
てもその低下分を補うことができ、短いアンテナ素子で
AM帯・FM帯受信用の線状アンテナを得ることができ
る。According to the present invention, in an antenna capable of receiving both the FM band and the AM band, a capacitor and a coil are connected in series on the receiving side of the FM band so as to perform series resonance with the antenna element in the FM band. Therefore, the antenna becomes a resonance type antenna, and its performance is greatly improved. Also, A
In the M band, the impedance becomes very high because the length of the antenna element is much shorter than 1/4 wavelength, but on the AM band side, the received high impedance voltage source in the AM band is converted into a low impedance current source. Is provided, impedance matching with an amplifier or the like connected in the subsequent stage is achieved, loss due to mismatch is eliminated, and sensitivity is greatly improved. Further, since the impedance is lowered, a normal amplifier can be used without using a special junction FET for high impedance. As a result, the sensitivity is improved in both the FM band and the AM band, and even if the antenna element is further shortened to lower the sensitivity, the decrease can be compensated for. Antenna can be obtained.
【0019】[0019]
【発明の効果】本発明によれば、アンテナ素子の近傍に
増幅器などの電源を必要とする能動素子を設けることな
く、受信感度を向上させることができる。そのため、安
価に高感度のAM帯・FM帯受信用の線状アンテナを得
ることができる。一方、感度が向上するため、従来と同
程度の感度を売るためには、アンテナ素子をさらに短く
することができ、電気機器の軽薄短小化に伴って小形化
が要求されるアンテナにおいても、非常に小形化を達成
することができる。According to the present invention, the reception sensitivity can be improved without providing an active element such as an amplifier which requires a power supply near the antenna element. Therefore, it is possible to obtain a highly sensitive linear antenna for AM and FM band reception at low cost. On the other hand, since the sensitivity is improved, the antenna element can be further shortened in order to sell the same level of sensitivity as the conventional one. In addition, miniaturization can be achieved.
【図1】本発明のAM・FM受信用の線状アンテナの一
実施形態の主要部の構成説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a configuration of a main part of an embodiment of a linear antenna for AM / FM reception of the present invention.
【図2】従来のAM・FM受信用アンテナの一例の構成
説明図である。FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of an example of a conventional AM / FM receiving antenna.
1 アンテナ素子 2 FM帯共振素子 3 トランス 21 コイル 22 キャパシタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Antenna element 2 FM band resonance element 3 Transformer 21 Coil 22 Capacitor
Claims (2)
側に並列に接続されるFM帯共振用に直列接続されるコ
イルおよびキャパシタからなるFM帯共振素子、および
AM帯信号のインピーダンスを変換するトランスとから
なるAM・FM帯受信用の線状アンテナ。1. An antenna element, an FM band resonance element including a coil and a capacitor connected in series for FM band resonance connected in parallel to one end of the antenna element, and a transformer for converting the impedance of an AM band signal. And a linear antenna for AM / FM band reception.
4波長より短い電気的長さに形成されてなる請求項1記
載の線状アンテナ。2. The antenna device according to claim 1, wherein said antenna element is one-fourth of said FM band.
2. The linear antenna according to claim 1, wherein the linear antenna has an electrical length shorter than four wavelengths.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11046330A JP2000244227A (en) | 1999-02-24 | 1999-02-24 | Wire antenna |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11046330A JP2000244227A (en) | 1999-02-24 | 1999-02-24 | Wire antenna |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000244227A true JP2000244227A (en) | 2000-09-08 |
Family
ID=12744148
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11046330A Pending JP2000244227A (en) | 1999-02-24 | 1999-02-24 | Wire antenna |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000244227A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007125850A1 (en) * | 2006-04-27 | 2007-11-08 | Panasonic Corporation | Antenna device and electronic device using the same |
JP2010074797A (en) * | 2008-09-22 | 2010-04-02 | Alps Electric Co Ltd | Communication system |
-
1999
- 1999-02-24 JP JP11046330A patent/JP2000244227A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2007125850A1 (en) * | 2006-04-27 | 2007-11-08 | Panasonic Corporation | Antenna device and electronic device using the same |
JP2010074797A (en) * | 2008-09-22 | 2010-04-02 | Alps Electric Co Ltd | Communication system |
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