JP2007251819A

JP2007251819A - アンテナ

Info

Publication number: JP2007251819A
Application number: JP2006075356A
Authority: JP
Inventors: Kazuto Nakamura; 和人中村; Yuichi Ishikawa; 雄一石川
Original assignee: Kansai Research Institute KRI Inc
Current assignee: Kansai Research Institute KRI Inc
Priority date: 2006-03-17
Filing date: 2006-03-17
Publication date: 2007-09-27

Abstract

【課題】小型化が容易で耐衝撃性に優れ、電波強度の大きさによらず安定して高感度な電波時計用アンテナを提供する。
【解決手段】表面を絶縁処理した磁性ワイヤ１を複数本有し、これらの磁性ワイヤ１を両端で接続する第一短絡部材２・第二短絡部材３と、高周波パルス電流を前記磁性ワイヤ１に通流する手段と、磁性ワイヤ１のインピーダンス検出手段とを含み、ＭＩ効果を利用してアクティブアンテナを実現する。前記複数の磁性ワイヤ１の少なくともいずれかは、ピックアップコイル４が巻線されてなり、磁性ワイヤ１の電極間の電圧を検出する電圧検出手段を備えてなる。
【選択図】図７

Description

本発明は、複数のアモルファス薄膜またはワイヤ等の長尺磁性体を用いて、ＭＩ効果（Magneto-Impedance effect）による透磁率の増大を行うアンテナに関する。

電波時計は、電波による時刻修正という利点からその適用は増大しつつあるが、最近では腕時計に実装され提供されている。しかしながら、周波数が４０ｋＨｚおよび６０ｋＨｚという長波帯であるため、アンテナの小型化と高感度化は難しく、様々な工夫がなされてきた。

たとえば、フェライトによるバーアンテナの構造を長手方向に分割し、中間に永久磁石を配置することで磁界が通過する部分の透磁率を向上させ、小型化と感度向上を目標にしたアンテナ装置が知られている（特許文献１参照）。また、磁界によるホール素子の抵抗変化による電圧変化を増幅して、従来のバーアンテナを小型化し表面状に校正するホール素子型小型アンテナも知られている（特許文献２参照）。さらには、アモルファス薄膜を積層することで、材料による高い透磁率を得ることとフェライトに対する耐衝撃性を得ることを特徴にしたアンテナの磁芯部材や（特許文献３参照）、バーアンテナ等において特に弱磁界強度において共振周波数が標準電波の４０ｋＨｚ、６０ｋＨｚに共振することにより小型化したアンテナ装置も知られている（特許文献４参照）。また、バーアンテナの両端の開放面積を大きくすることで磁界の吸収量を増大させ、小型で感度向上を目指すバーアンテナも知られており（特許文献５〜６参照）、さらには、腕時計の円形の構造を利用してソレノイド状コイルアンテナを形成して、腕時計の円形面を通過する磁界を捕らえる構成も知られている（特許文献７参照）。この構成では、通過面積が大きいため高感度化が期待でき、直線状のバーアンテナに対して時計内部の専有面積が小さくなると思われる。
特開２００４−１０４４３０号公報特開平１０−６８７８５号公報特開２００３−１１０３４１号公報特開２００４−１２０２６１号公報特開２００４−１２５６０６号公報特開２００４−２７４６０９号公報特開平６−３３１７５９号公報

上記のように様々なアプローチがなされているが、前述の特許文献１においては永久磁石を配置する必要があり、組み立てが複雑になるほか耐衝撃性が不十分である可能性がある。特許文献２における記載内容のホール素子型アンテナは、小型化は有効であるが、高感度化を実現するためには磁界を受けるホール素子面積を大きくする必要があり、さらに受信時にはホール電流を流す必要があり電池の消耗に対する不安要素があった。

特許文献３では、アンテナの磁芯材料をアモルファス積層構造としているが、小型のアンテナにおいては、積層構造にした場合の占積率が大きく取れず、コイル断面積に対する磁束通過の有効面積が低減し、透磁率の高いアモルファスを用いたとしても効果が半減する可能性がある。

特許文献４の「アンテナ装置およびそれを用いた電波時計」では、特に微弱磁界条件で共振周波数が標準電波周波数になるように設計していることを特徴としているが、利得が０．０２μＴ〜１μＴで最大になる。このため、小型化が図れるものの、共振条件以外の磁界強度で感度が得られない場合が存在すると思われる。特許文献５〜６のバーアンテナの両端の面積を増加させたものは、基本的に構造が大型化することが懸念される。また特許文献７においては、感度向上と時計構造内部の有効利用が測れるが腕時計の円周上筐体内への埋め込みが必要で、製造上のコストアップや実装精度などの問題がある。
このように、上記特許出願等における従来の電波時計用のアンテナでは、小型化と高感度化において、種々の問題点を有している。

一方、日本における標準電波は４０ｋＨｚおよび６０ｋＨｚの２種類の周波数があり、電波時計用アンテナではこの２種の電波に対して感度を有する必要があるため、１つの共振周波数に対して最適設計が行いにくい問題点がある。さらには、既存材料のみでは、高い透磁率が得られないという問題点を有している。

本発明は以上のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電波感度に優れ、小型化が可能なアンテナを提供することにある。

本願発明者等は、上記目的を達成するために鋭意検討した。その結果、表面層に飽和磁束密度の高い磁性層を形成したアモルファス磁性体またはナノ結晶から構成される磁性体からなるワイヤまたは薄膜を、それぞれ表面を絶縁して束ね、あるいは積層して高周波パルス電流を流してＭＩ効果による前記アモルファスワイヤまたは薄膜の表面微細磁区を制御することで、外部磁界の通過による前記アモルファスワイヤまたは薄膜の磁気インピーダンス効果による両端の電圧変化あるいは巻線の出力電圧変化を電波信号として捕らえることで、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
ＭＩ効果によって高周波電流を流したときの材料の円周表面方向の透磁率を向上させ、かつ高周波電流を流したときの材料表面の透磁率向上をより一層高めるため、アンテナのコア材料として、たとえば、Fe, Coを主成分としたB含有のアモルファスまたはナノ結晶を含んだ材料を用いる。これにより、表面には飽和磁束密度の高い磁性層からなる薄材やワイヤ材料等の長尺磁性体を用い、かつ周波数に同期して高周波電流を増減させ透磁率を可変させることで標準電波に同調させることができる。
磁気インピーダンス効果( Magneto-Impedance Effect：ＭＩ効果 ) は、1MHz 以上の高周波電流をアモルファス磁性ワイヤ( FeCoSiB 、CoSiB ) に通電した時にワイヤ両端のインピーダンス( インダクタンスと抵抗) が数Oe から数十Oe という低外部磁界印加に対して10%から80%もの大きな変化が生ずる現象である。ＭＩ効果における磁気インピーダンスの変化を次式に示す。

ここで、Ｚ：ワイヤのインピーダンス、a：ワイヤの直径、ρ：比抵抗（Ωｍ）、Hex：外部磁界（A/m）
Ｒ_ＤＣ：直流抵抗（Ω）、ω_μ：通電電流の角周波数（rad/sec）、μ：円周方向の透磁率（H/m）

請求項１記載のアンテナは、上記の課題を解決するために、表面が絶縁された複数本の長尺磁性体と、前記複数の長尺磁性体が長手方向両端部またはその近傍でそれぞれ接続された電極構造と、前記複数の長尺磁性体に対し高周波パルス電流を通流する高周波パルス通流手段と、前記両端部電極構造のインピーダンスを検出するインピーダンス検出手段と、を備えたことを特徴としている。

上記の構成によれば、交流電流の通電時には長尺磁性体表面の円周方向の磁区が整列され、電流通流方向の微弱な磁界によって、円周方向の磁界ベクトルと、それと直角な磁界ベクトルの合成ベクトル方向によりワイヤ両端のインピーダンス変化が大きく、アンテナとして有効に機能する。

請求項２記載のアンテナは、上記の課題を解決するために、前記長尺磁性体の少なくともいずれかは、ピックアップコイルが巻線されてなり、長尺磁性体の電極間の電圧を検出する電圧検出手段を備えたことを特徴としている。

上記の構成によれば、ＭＩ効果により、電波による磁界強度をピックアップコイルの電圧で検出することができ、複数のピックアップコイルを直列に接続した場合大きな出力を得ることができる。

請求項３記載のアンテナは、上記の課題を解決するために、長尺磁性体が、Fe及び／又はCoを主成分として含んだアモルファスまたはナノ結晶構造体からなる第一磁性層をコア材料とし、かつ、表面に前記コア材料よりも飽和磁束密度の高い第二磁性層を備えたワイヤまたは薄膜リボンであることを特徴としている。
上記の構成によれば、長尺磁性体のコア材料としてアモルファス磁性体やナノ結晶磁性体のワイヤを用いることで、ワイヤ表面の円周方向の磁区が整列される。また、電流通流方向の微弱な磁界によってもワイヤ両端のインピーダンス変化が大きく、アンテナとして有効に機能する。また、長尺磁性体として薄膜リボンの磁性体を用いる場合は、ワイヤに対してさらに占積率が高くなりアンテナ開口部面積に対して通過する磁界の有効利用を図ることができ、感度向上が可能である。

この際、飽和磁束密度のより高い第二磁性層を、第一磁性層の外側に形成することにより、中心のコア材と磁気交換相互作用によりコア材と表面の磁性層は強い相互作用を形成し、長尺磁性体の特性としては、表面の磁性層の単独特性よりもコア材の特性を反映した磁気特性を示すものとなる。ここで、長尺磁性体の表面に飽和磁束密度の高い層を形成して、コア材料にアモルファス磁性体やナノ結晶磁性体を用いた例を示したが、磁性層の厚みや組成によっては、中心に飽和磁束密度の高い磁性層を有し、表面にアモルファス磁性体やナノ結晶磁性体の層を形成することの方が良い場合も生じる。また、上記二種類の磁性層の形成の仕方として、重ねる方法と、蒸着や電気鍍金等による層の形成方法がある。

本発明のように、飽和磁束密度がより高い第二磁性層を形成することにより、ピックアップコイルに出力される電圧が大きく取れる効果が得られる。
アモルファス磁性体とナノ結晶磁性体の比較としては、アモルファス体の場合には飽和磁気特性が劣り、また最大透磁率も低いが、アモルファス磁性体の場合には磁化方向に対する磁歪がないために、微弱な磁界に対する磁化がされやすいという傾向を持つ。このため、電波時計のアンテナのように非常に小さい磁界の場合にはアモルファス磁性体をコア材に用いて、表面にはアモルファス磁性層を熱処理により結晶化させたナノ結晶層を形成したものであることが望ましい。前述のように組み合わせとして、表面にアモルファス磁性層、中心のコア材としてナノ結晶磁性層にした場合でも同様な特性が得られる。

前記長尺磁性体の第一磁性層を構成するコア材料、及び、第二磁性層としては、Fe及び／又はCoを主成分とする合金からなる磁性体であれば特に限定されないが、必要に応じ、Ｎｄ、Ｂ、Ｓｉが含まれていてもよい。これらのうち、Ｂが適当量含まれていることがより好ましい。

第一磁性層と第二磁性層の形成状態としては、たとえば、長尺状の第一磁性層をコアとし、その周囲を筒状の第二磁性層が覆う構造が最も好ましい。

請求項４に記載のアンテナは、上記の課題を解決するために、前記電圧検出手段は、第一の周波数（たとえば、４０ｋＨｚ）及び第二の周波数（たとえば、６０ｋＨｚ）の２種のフィルタを介して電圧を検出するとともに、前記２種のフィルタの出力値を比較する出力比較手段と、前記出力値の大きさを判断する出力値判定手段と、前記出力値判定手段からの信号によって切り換えられる信号切換手段と、前記信号切換手段からの出力を検波・増幅する検波・増幅手段と、前記信号切替手段から出力された信号の大きさによって高周波パルス信号のピーク値を変調する変調手段と、を備えたことを特徴としている。

上記の構成によればアンテナ自身に共振的機能を持たせ、耐雑音性に優れた小型アンテナを得ることができる。また、ＭＩ効果における検出磁束密度の感度は高いが飽和値も小さいため、電波による磁束密度が高く飽和をきたした場合は信号が検出できない。このため、ピックアップコイルの出力がＭＩ効果における飽和磁束密度以内であるように、高周波パルス電流の大きさを変調させ、あるいは高周波パルス電流の変調では飽和磁束密度以内に制御できない場合は、検出した周波数に同期させた外部コイル電流によって磁束そのものを減衰させ、最終的に飽和を生じないようにできる。従って、上記構成によれば、どのような電波の強さの環境においても安定した受信電波が得られる。

請求項５に記載のアンテナは、上記の課題を解決するために、ピックアップコイルの出力の大きさを判断するピックアップコイル出力値判定手段と、変調された高周波パルス信号のゲインを調整する調整手段または磁界印加コイルと、を備えたことを特徴としている。

本発明のアンテナは、以上のように、複数のアモルファスワイヤあるいはリボンなどからなる長尺磁性体をそれぞれ端部で結合して、その複数のアモルファスワイヤやリボンに高周波パルス電流を流す。

こうすることで、ＭＩ効果による磁気インピーダンス効果を発生させ、電波による磁界の変化を高感度に捕らえる構成とする。また、ワイヤの長手方向を比較的短く構成し、束ねるワイヤ数を増せば、磁界が通過する面積が増すため、感度が向上する。また、従来の棒状バーアンテナの構造から平面状のアンテナを形成でき、小型化の他薄型化も可能である。また、微細加工によるマイクロコイルを製作すればひとつひとつのアモルファスワイヤやリボンに一体加工ができるので、従来のバーアンテナのようにポリウレタン絶縁電線でコイルを巻線するような複雑で信頼性を低下させる要因の多い工程が不要となる。
また、製造が簡易になるほか、断線や絶縁皮膜破損による短絡等による信頼性劣化も防止でき製造コストも低減できる。さらに、供給する高周波パルス電流のピーク値を電波の検出強度に同期させて変化させることで選択的に同期受信するアクティブアンテナとなる。さらに、ＭＩ効果による飽和磁束密度は比較的低いので、磁束密度が高い場合は受信した電波波形が飽和しないように、高周波パルス電流の強度を調整したり、別のコイルから電波信号と同期した磁束を発生させて、受信する磁束密度を飽和磁束密度内に一定に保つフィードバック回路を設けることもできる。こうすることで、どのような電波の強度でも安定して高感度が保てるような効果を得られ、小型で耐雑音性、感度の安定性、妨害比に優れた標準電波用アンテナを提供できる。

本発明の一実施形態について、図面に基づいて説明すれば以下のとおりである。
本発明のアンテナは、磁性ワイヤと、該磁性ワイヤを両端で電気的に接続し束ねる機構と、前記磁性ワイヤに高周波パルス電流を通流する回路と前記磁性ワイヤ接続端電圧を検出する回路を含んでいる。

〔実施例１〕
図１に、本発明のアンテナに用いられる磁性ワイヤ（長尺磁性体）１の模式図を示す。図１〜図２に示すように、磁性ワイヤ１は、それぞれ絶縁されて両端部で第一短絡部材２、第二短絡部材３によって電気的に結合されている。当然のことであるが、磁性ワイヤ１は、必ずしもワイヤ状である必要はなく、磁性リボンなどの断面が矩形のものでもかまわないし、材料に関しても所望の磁気インピーダンス効果を得られるものであれば代替できることは言うまでもない。図１〜図２では、短絡部材を用いているが必ずしも両端部で短絡する必要はなく、それぞれの磁性ワイヤ１に高周波パルス電流通電できる構成であれば、それでかまわない。また、図２に示すように、磁性ワイヤ１の長手方向を比較的短く構成し、束ねるワイヤ数を増すことで、磁界が通過する面積が増すため、感度が向上するとともに、従来の棒状バーアンテナの構造から平面状のアンテナを形成でき、小型化の他薄型化も可能である。

図３は、磁性ワイヤ１に、ピックアップコイル４を施した状態を示す模式図である。図中、矢線５は、外部より印加される磁界の磁束の方向を示している。ＭＩ効果の検出は、原理的には磁性ワイヤ１の両端のインピーダンス変化で検出できるが、一般にこのようにピックアップコイル４によるセンシングが行われている。ピックアップコイルを用いて誘導電圧を検出すれば、数１の虚数部のみを検出することになり、磁界方向の正負判別も可能で出力特性も直線性がある。

図４は、ピックアップコイル４を施した磁性ワイヤ１を図１、図２に示したと同様に複数本接続した模式図であり、高周波パルス電源６から、全ての磁性ワイヤ１にパルス電流が通電されるようになっている。

図５は、本発明の一実施の形態を示す説明図であり、複数の磁性ワイヤ１のピックアップコイル４が、並列接続されて増幅器７に接続され、増幅器７の出力は、第１バンドパスフィルタ８および第２バンドパスフィルタ９に接続されている。第１バンドパスフィルタ８と第２バンドパスフィルタ９の出力は、切替スイッチ１１の入力と比較器兼切替スイッチ制御装置１０に接続され、比較器兼切替スイッチ制御装置１０の出力が切替スイッチ１１に接続されている。切替スイッチ１１の出力は、検波回路１２を経て受信装置１３に入力される。検波回路１２の出力は、図示しない波形処理回路２６を介して加算器１８の一つの負入力に接続され、加算器１８の正入力には、加算信号設定器１７の出力が接続されている。加算器１８の出力は、ＰＩ調節器１４を介して乗算器１５の一入力に、高周波パルス電源６の出力は乗算器１５のもう一つの入力に接続され、乗算器１５の出力は増幅器１６を通してすべての磁性ワイヤ１に通電されるようになっている。

図９は、標準電波の変調に関する模式図である。標準電波は、周波数1Hzで、パルス幅がそれぞれ０．２S、０．５S、０．８Sのパルス信号で１０％〜１００％まで、４０ｋHzまたは６０ｋHzの信号が変調されて発信されている。図中、波形２９（タイムコードパルスで変調された電波波形の模式波形）で示された電波波形模式図が磁性ワイヤ１を通過してピックアップコイルに誘起される。ここでは、増幅器７は、これを増幅しそれぞれ４０ｋＨｚ、６０ｋＨｚの通過周波数をもつ第１バンドパスフィルタ８、第２バンドパスフィルタ９に入力する。比較器兼スイッチ制御装置は、バンドパスフィルタ８および９の出力のうち、受信した周波数の出力が強い方のバンドパスフィルタへ切替スイッチ１１を切り替える。切替スイッチを経た出力信号は、検波回路１２内部で検波がなされて、図９の波形２８（タイムコードパルスの一部波形）に示したタイムコードパルスが得られる。タイムコードパルスは、図５に示す受信装置１３の内部で処理され、年月日時刻データとして受信装置に接続される時計などで時刻標準信号として時刻の校正に用いられる。一方、検波回路１２の出力であるタイムコードパルス波形は、波形処理回路２６を介して、加算信号設定器１７の信号と加算器１８で加え合わされＰＩ調節器１４に入力される。ここで１４は、ＰＩ調節器と表現されているが、基本的な動作においては積分要素はほとんどなく、比例成分のみの動作と考えて差し支えない。すなわち、タイムコードパルスというディジタル信号に、加算信号設定器で適切なアナログ量を加算して、それに比例した出力をＰＩ調節器が出力し、アナログ量として乗算器１５の一入力に入力され、乗算器１５の一方の入力に接続された高周波パルス電源を変調した値が、乗算器１５から出力され、増幅器１６で増幅されて第１短絡部材２および第２短絡部材３を介して磁性ワイヤ１に高周波パルスが通電される。この働きによって、１秒ごとに送信されるパルスを受信する時のみ磁性ワイヤ１は高周波パルスで励振されるため、不要な電力損失がなくなるほか雑音による誤受信等も回避されるというメリットがある。

図７は、図５の動作のうち高周波パルスによるアモルファスワイヤの励振を受信信号によって変調することは行わない。磁性ワイヤ１の通過磁束がのうち特に低周波磁束が大きくなって飽和を生じないように、外部に空芯コイル２４を設け、検波回路１２で出力されるタイムコードパルスに同期して低周波の外部磁界をキャンセルさせようとするものである。加算信号設定器１７の出力は一般的にゼロに保持され、ＰＩ調節器１４の目標値がゼロと言うことになる。すなわち、ローパスフィルタ２７の出力が低周波成分の検出値でありこれをゼロにするような成分をＰＩ調節器１４が出力し、形成されるフィードバックループが作動して空芯コイル２４を励磁して低周波成分をキャンセルすることになる。乗算器１９は、空芯コイルが常時励磁されて電力消費が増大するのを防止するため、検波回路１２の出力信号のタイムコードパルスが出力しているときのみ励磁するように構成されている。波形処理回路２６は、タイムパルスコードがないときのオフセット電圧がゼロになるよう調整したり、パルスの立ち上がりや立ち下がりを遅らせて乗算器１９などの動作をスムーズにするためのものである。

〔実施例２〕
図６は、基本的動作は図５と同じであるが、ピックアップコイルの出力を直列にしたため増幅器７に入力される信号の電圧が高くなり、回路的に高いＳ／Ｎ比が得られるメリットがある。

図６では、ピックアップコイル４は、実施例１とは違って、それぞれの磁性ワイヤ１のピックアップコイル４が直列に接続されている。この直列接続は、必ずしも全ての磁性ワイヤ１を直列にしなくとも、何本かの磁性ワイヤ１のピックアップコイルを直列接続したものを並列接続してもかまわない。その他の接続は、実施例１と同様である。

〔実施例３〕
図７は、本発明の異なる実施例であり、複数の磁性ワイヤ１のピックアップコイル４が、直列接続されて増幅器７に接続され、増幅器７の出力は、第１バンドパスフィルタ８および第２バンドパスフィルタ９に接続され、第１バンドパスフィルタ８と第２バンドパスフィルタ９の出力は、切替スイッチ１１の入力と比較器兼切替スイッチ制御装置１０に接続され、比較器兼切替スイッチ制御装置１０の出力が切替スイッチ１１に接続されている。切替スイッチ１１の出力は、検波回路１２を経て受信装置１３に入力される。検波回路１２の出力は、波形処理回路２６を介して乗算器１９の一方の入力に接続される。増幅器７の出力は、ローパスフィルタ２７を介して加算器１８の負入力に接続され、加算器１８の正入力には加算信号設定器１７の出力が接続されている。加算器１８の出力は、ＰＩ調節器１４を介して、乗算器１９の一方の入力に接続される。乗算器１９の出力は増幅器２３を通して空芯コイル２４のコイル２５に接続されている。高周波パルス電源６の出力は、増幅器１６を介して第１短絡部材２および第２短絡部材３を経て磁性ワイヤに通電される。

図８は、磁性ワイヤ１ａ、１ｂに高周波パルス電流を通電するための具体的な発振回路を示したもので、直列接続されたインバータ２１ａ、２１ｂと、インバータ２１ａに並列接続された抵抗器２０ａと、インバータ２１ａとインバータ２１ｂの直列回路に並列接続されたコンデンサ２２ａとから発振回路が構成され、インバータ２１ｂの出力はインバータ２１ｃとインバータ２１ｄを介してコンデンサ２２ｃと抵抗器２０ｃの直列回路でプルアップ接続されている。コンデンサ２２ｂと抵抗器２０ｂの接続点からインバータ２１ｅ、２１ｆの入力に接続され、インバータ２１ｅ、インバータ２１ｆの出力は、それぞれ抵抗器２０ｄ、２０ｅを介して磁性ワイヤ１ａ、１ｂにそれぞれ接続された後、接地されている。インバータ２１ｂの出力は、コンデンサ２２ｂと抵抗器２０ｂの直列回路で電源にプルアップ接続され、コンデンサ２２ｂと抵抗器２０ｂの接続点がインバータ２１ｅに入力され、本図面では示さないが、ピックアップコイルの増幅部との検波タイミング信号として用いられる。ここで、インバータ２１ａとインバータ２１ｂで構成された発振回路すなわち高周波パルス電源は他の構成をとってもよい。

図１０は、本発明の他の実施の形態に係る磁性ワイヤ５１の概略構成を示す説明図である。同図に示すように磁性ワイヤ５１は、アモルファス磁性体またはナノ結晶磁性体からなるコア材料３０（第一磁性層）の表面に表面材料３１（第二磁性層）を配した二層構造から構成される。このような構成とすることにより、より大きな電圧を出力することができる。

本発明のアンテナの用途としては、電波時計、特に腕時計に内蔵される電波時計用アンテナとしての用途等が挙げられる。腕時計用のアンテナには、小型であること、耐衝撃性が大きいことが必要であるが、４０ｋHz、６０ｋHzの標準電波周波数は長波であり波長が長いため従来のフェライトなどを用いたバーアンテナでは小型化が難しかったが、アモルファスワイヤを励振してＭＩ効果を得るタイプの本発明のアンテナを用いることで、小型で耐衝撃性の高い高感度アンテナが実現できる。同様な特徴が不可欠なアンテナの用途にも適用できる。

本発明の一実施の形態に係る磁性ワイヤの構成例模式図である。本発明の一実施の形態に係る磁性ワイヤの異なる構成例模式図である。本発明の一実施の形態に係る磁性ワイヤの模式図である。本発明の一実施の形態に係る磁性ワイヤの構成模式図である。本発明の一実施の形態を示すブロック図である。本発明の異なる実施の形態のブロック図である。本発明の一実施の形態を示すブロック図である。磁性ワイヤの高周波パルス発振回路の例である。標準電波の変調に関する模式図である。本発明の他の実施の形態に係る磁性ワイヤの概略構成を示す説明図である。

符号の説明

１磁性ワイヤ（長尺磁性体）
１ａ〜１ｂ磁性ワイヤ
２第一短絡部材
３第二短絡部材
４ピックアップコイル
６高周波パルス電源
７増幅器
８第１バンドパスフィルタ
９第２バンドパスフィルタ
１０比較器兼切替スイッチ制御装置
１１切替スイッチ
１２検波回路
１３受信装置
１４ＰＩ調節器
１５乗算器
１６増幅器
１７加算信号設定器
１８加算器
１９乗算器（ゲイン調節器）
２０ａ〜２０ｅ抵抗器
２１ａ〜２１ｅインバータ
２２ａ〜２２ｃコンデンサ
２３増幅器
２４空芯コイル
２５コイル
２６波形処理回路
２７ローパスフィルタ
２８波形
２９タイムコードパルスで変調された電波波形の模式波形
３０コア材料（第一磁性層）
３１表面材料（第二磁性層）

Claims

表面が絶縁された複数本の長尺磁性体と、前記複数の長尺磁性体が長手方向両端部またはその近傍でそれぞれ接続された電極構造と、前記複数の長尺磁性体に対し高周波パルス電流を通流する高周波パルス通流手段と、前記電極構造のインピーダンスを検出するインピーダンス検出手段と、を備えたことを特徴とするアンテナ。
前記長尺磁性体の少なくともいずれかは、ピックアップコイルが巻線されてなり、前記長尺磁性体の電極間の電圧を検出する電圧検出手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のアンテナ。
長尺磁性体が、Fe及び／又はCoを主成分として含んだアモルファスまたはナノ結晶構造体からなる第一磁性層をコア材料とし、かつ、表面に前記コア材料よりも飽和磁束密度の高い第二磁性層を備えたワイヤまたは薄膜リボンであることを特徴とする請求項１または２記載のアンテナ。
前記電圧検出手段は、第一の周波数及び第二の周波数の２種のフィルタを介して電圧を検出するとともに、前記２種のフィルタの出力値を比較する出力比較手段と、前記出力値の大きさを判断する出力値判定手段と、前記出力値判定手段からの信号によって切り換えられる信号切換手段と、前記信号切換手段からの出力を検波・増幅する検波・増幅手段と、前記信号切替手段から出力された信号の大きさによって高周波パルス信号のピーク値を変調する変調手段と、を備えたことを特徴とする請求項２または３項記載のアンテナ。
ピックアップコイルの出力の大きさを判断するピックアップコイル出力値判定手段と、変調された高周波パルス信号のゲインを調整する調整手段または磁界印加コイルと、を備えたことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項記載のアンテナ。