JPH1032424A

JPH1032424A - 無給電アンテナ

Info

Publication number: JPH1032424A
Application number: JP8208998A
Authority: JP
Inventors: Susumu Yoshikawa; 進吉川
Original assignee: Toa Corp
Current assignee: Toa Corp
Priority date: 1996-07-18
Filing date: 1996-07-18
Publication date: 1998-02-03

Abstract

(57)【要約】【課題】結合損失の少ない無給電アンテナを提供す
る。【解決手段】無給電アンテナ２は、第１及び第２のア
ンテナ２１、２２と、これらを接続する給電線２３とに
よって構成されている。第１のアンテナ２１は、無線機
１のアンテナ１１に対して、近接した状態で静電結合さ
れている。即ち、無線機１が送信機として機能する場合
は、アンテナ１１に供給された電流は、上記静電結合を
介して無給電アンテナ２へと流れる。一方、無線機１が
受信機として機能する場合には、他の無線機から送られ
てくる電波が、無給電アンテナ２によって受信され、こ
れにより電圧が誘起され、この電圧の誘起によって流れ
る電流は、上記静電結合を介して無線機１へと供給され
る。なお、第１のアンテナ２１と無線機１のアンテナ１
１とは、互いに直交しているので、それぞれが、互いの
放射インピーダンスに干渉し合うことはない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば特定小電力
無線局等のように給電線を有しない無線機の通信範囲を
拡張するのに用いる無給電アンテナに関し、特に、ホイ
ップアンテナ等のような直線状のアンテナを備えた無線
機に用いるのに適した無給電アンテナに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】上記特定小電力無線局は、電波法によ
り、「給電線及び接地装置を有しないこと」と規定され
ている（無線設備規則第４９条の１４）。このように、
給電線及び接地装置を用いることのできない無線機にお
いて、その通信範囲を拡張する装置として、従来、例え
ば図７に示すようなものがある。

【０００３】同図において、１は、例えば特定小電力無
線局の無線機で、この無線機１は、直線状の例えばホイ
ップアンテナ１１を有している。そして、この無線機１
のアンテナ１１とは別の２本の直線状の例えばホイップ
アンテナ２１、２２を有する無給電アンテナ２を設けて
いる。この無給電アンテナ２は、上記２本のアンテナ２
１、２２の各一端を、互いに給電線２３を介して接続し
たものである。そして、上記２本のアンテナ２１、２２
のうちの一方、例えば第１のアンテナ２１は、無線機１
のアンテナ１１と略平行に、即ちそれぞれ同じ方向に沿
って伸延する状態に、かつ所定の間隔ｄを隔てて配置さ
れている。

【０００４】なお、無給電アンテナ２を構成する各アン
テナ２１、２２は、共に、無線機１のアンテナ１１と略
同じ実効長さＬを有している。そして、これら各アンテ
ナ２１、２２を相互に結合する給電線２３は、例えば同
軸ケーブルにより形成されている。

【０００５】上記図７の構成において、今、例えば無線
機１のアンテナ１１から、放射電界による電磁波（以
下、電波と称する。）が発射されたとする。このように
無線機１のアンテナ１１から電波が発射されると、電波
は、一旦、無給電アンテナ２の第１のアンテナ２１で受
信され、これによりこの第１のアンテナ２１に数１に示
すような電圧Ｖが誘起される。

【０００６】

【数１】

【０００７】なお、この数１において、Ｅは、第１のア
ンテナ２１が受ける放射電界〔Ｖ／ｍ〕、Ｌは、この第
１のアンテナ２１の実効長さ〔ｍ〕である。

【０００８】この第１のアンテナ２１に上記電圧Ｖが誘
起されることにより流れる電流は、給電線２３を経て第
２のアンテナ２２に供給される。これによって、この第
２のアンテナ２２から、放射電界による電波が発生し、
空中に発射される。

【０００９】また、上記とは反対に、無線機１に対して
これとは別の無線機（図示せず）から送られてくる電波
を、無給電アンテナ２を介して受信することもできる。
即ち、上記別の無線機から送られてくる電波を、一旦、
無給電アンテナ２の第２のアンテナ２２で受信する。こ
れにより、第２のアンテナ２２には、上記数１で表され
る電圧Ｖが誘起される。そして、この電圧Ｖが誘起され
ることにより流れる電流は、給電線２３を経て第１のア
ンテナ２１に供給される。これによって、第１のアンテ
ナから、放射電界による電波が発射され、この電波を、
無線機１のアンテナ１１で受信することになる。

【００１０】即ち、この図７に示す構成によれば、無給
電アンテナ２を用いることによって、無線機１のアンテ
ナ１１を延長するのと略等価な状態を形成することがで
き、これにより無線機１の通信範囲を拡張することがで
きる。また、通信する相手方の無線機が、例えば電波が
遮蔽された空間内にある場合や、或いは電波到達範囲外
にある場合等でも、無給電アンテナ２の第２のアンテナ
２２を必要なところに配置することによって、上記相手
方の無線機との通信が可能となる。

【００１１】なお、上述したように、無給電アンテナ２
の第１のアンテナ２１を、無線機１のアンテナ１１に対
して略平行に設けたのは、これら各アンテナ１１、２１
の放射電界によって発射される電波を、互いに効率良く
受信するためである。即ち、上記各アンテナ１１、２１
のような直線状のアンテナから発射される電波は、アン
テナの伸延方向に沿う平面波であるので、これを同様の
直線状のアンテナで効率良く受信するためには、この受
信側のアンテナを上記平面波に沿う方向に伸延させれば
よい。例えば、地面に対して水平に設置されたアンテナ
からは、放射電界によって水平偏波の電波が発射される
ので、これを効率よく受信するためには、受信側のアン
テナを水平に設置する。これと同様に、地面に対して垂
直に設置されたアンテナからは、放射電界によって垂直
偏波の電波が発射されるので、これを効率よく受信する
ためには、受信側のアンテナを垂直に設置する。

【００１２】また、図７に示す装置全体の出力を大きく
する、即ち無給電アンテナ２の第２のアンテナ２２から
発射される電波（放射電界強度）を強くするには、第１
のアンテナ２１に誘起される電圧Ｖを大きくする必要が
ある。これを実現するためには、上述した数１から判る
ように、第１のアンテナ２１が無線機１のアンテナ１１
から受ける放射電界強度Ｅを大きくすればよく、そのた
めには第１のアンテナ２１を無線機１のアンテナ１１に
近づければよい（間隔ｄを狭くすればよい）。なぜな
ら、上記放射電界強度Ｅは、無線機１のアンテナ１１と
第１のアンテナ２１との間隔ｄに反比例するからであ
る。このように、無線機１のアンテナ１１と無給電アン
テナ２の第１のアンテナ２１との間隔ｄを狭くすること
によって、この図７の装置全体の出力を向上させること
ができると共に、この装置全体の受信感度も向上する。

【００１３】ところで、上記図７に示す構成において
は、無線機１のアンテナ１１のインピーダンスＺは、一
般に、次の数２で表されることが知られている。

【００１４】

【数２】

【００１５】なお、この数２において、〔実効定数〕と
は、アンテナ１１を形成する線路自体の導体損やインダ
クタンス等、固有のインピーダンスである。また、〔放
射インピーダンス〕とは、アンテナ１１から電波が空間
に放射されることに対応するインピーダンスである。そ
して、〔相互放射インピーダンス〕とは、アンテナ１１
を含む２本以上のアンテナが近接して設けられたとき、
各アンテナが、それぞれの放射インピーダンスに相互に
干渉し合うことにより生じるインピーダンスである。

【００１６】通常、無線機１は、そのアンテナ１１の近
傍に、例えば上記第１のアンテナ２１のような他のアン
テナが存在しない状態にあるときに、アンテナ１１から
効率良く電波が放射されるよう設計されており、即ち上
記数２における〔相互放射インピーダンス〕は殆ど存在
しないものとして設計されている。従って、無線機１の
アンテナ１１と無給電アンテナ２の第１のアンテナ２１
とを近づけ過ぎると、上記相互放射インピーダンスが増
加して、無線機１のアンテナ端子（アンテナ１１が接続
されている端子）の出力インピーダンスと、アンテナ１
１のインピーダンスとのマッチング（整合）が取れなく
なってしまう。これによって、無線機１のアンテナ１１
と第１のアンテナ２１との結合損失が増大して、無線機
１の出力効率が低下し、ひいては無給電アンテナ２の第
２のアンテナ２２から発射される電波（放射電界強度）
が弱くなってしまうという不具合が生じる。

【００１７】従って、上記図７に示すような構成におい
ては、無線機１のアンテナ１１と無給電アンテナ２の第
１のアンテナ２１とを近づけることによる放射電界強度
Ｅの増大と、上記相互放射インピーダンスの増加に伴う
上記各アンテナ１１、２１間における結合損失の増大と
のバランスを考慮しながら、各アンテナ１１、２１間の
距離ｄを決定する必要がある。例えば、無線機１の使用
周波数ｆが、特定小電力無線局で使用されている周波数
のうちの一つであるｆ＝４３０ＭＨｚであるとき、上記
間隔ｄをｄ＝約１０ｃｍに設定することにより、上記結
合損失を最小の約１０ｄＢに抑えることができ、このと
き第２のアンテナ２２から発射される電波（放射電界）
の強度が最大になる。また、このときに装置全体の受信
感度も最大になる。なお、上記間隔ｄを、ｄ＝１０ｃｍ
という値から増減させても、上記結合損失は増大するだ
けで、上記１０ｄＢという値よりも小さくなることはな
い。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
においては、無線機１のアンテナ１１と無給電アンテナ
２の第１のアンテナ２１との間隔ｄをｄ＝１０ｃｍに設
定することによって、上記各アンテナ１１、２１間にお
ける結合損失を最小に抑えることができるというもの
の、上記１０ｄＢという結合損失は、決して小さい値で
あるとは言い難い。特に、本例のように、無線機１が、
出力の小さい特定小電力無線局である場合においては、
上記１０ｄＢという結合損失は、非常に大きい値であ
る。従って、無線機１の通信範囲を拡張するために無給
電アンテナ２を用いたにも係わらず、その効果を十分に
発揮することができないという問題がある。

【００１９】そこで、本発明は、上記結合損失を更に小
さくすることによって、従来よりも無線機１の通信範囲
を拡張することのできる無給電アンテナを提供すること
を目的とするものである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために、本発明のうちで請求項１に記載の発明は、無線
機のアンテナに近接して設けられた第１のアンテナと、
この第１のアンテナに給電線を介して接続された第２の
アンテナと、を具備し、上記第１のアンテナが、上記無
線機のアンテナに対して静電結合され、かつ、上記第１
のアンテナ及び上記無線機のアンテナが、これら各アン
テナの各放射インピーダンスに相互に干渉するのを回避
する状態に、即ち上記各アンテナが互いに上述した相互
放射インピーダンスの影響を殆ど受けない状態に構成さ
れたことを特徴とするものである。

【００２１】即ち、一般に、電波を発射しているアンテ
ナの周辺には、放射電界、誘導電界、及び静電界という
３つの電界が存在することが知られている。そして、こ
れら３つの電界のうち、放射電界は、アンテナからの距
離に反比例し、誘導電界は、アンテナからの距離の自乗
に反比例し、静電界は、アンテナからの距離の３乗に反
比例することが知られている。従って、アンテナからの
距離が短くなるほど、放射電界に比べて誘導電界が大き
くなり、更に誘導電界に比べて静電界が大きくなる。

【００２２】そこで、本請求項１に記載の発明は、アン
テナからの距離が短くなるほど飛躍的に増大するという
上記静電界を利用して、無線機及び無給電アンテナ間に
おける信号伝達を実現しようとするものである。即ち、
無線機のアンテナと無給電アンテナの第１のアンテナと
を近接させている。これによって、例えば無線機が送信
機として機能している場合には、無線機のアンテナによ
り生じる非常に強い静電界中に、第１のアンテナを配置
することができる。これとは逆に、無線機が、例えば受
信機として機能している場合には、第１のアンテナによ
り生じる非常に強い静電界中に、無線機のアンテナを配
置することができる。このように、無線機のアンテナ及
び第１のアンテナを、互いに近接した状態で、かつ非常
に強い静電界中に置くことにより、この両者を、強固に
静電結合させることができる。

【００２３】上記のように、無線機のアンテナと無給電
アンテナ（第１のアンテナ）とが静電結合されている状
態において、例えば、今、無線機が送信機として機能し
ているとする。この場合、無線機から、そのアンテナに
対して電流（高周波電流）が供給されるが、この電流
は、上記静電結合を介して第１のアンテナ、即ち無給電
アンテナ側に流れる。その後、給電線を介して第２のア
ンテナに流れ、これによって第２のアンテナから電波が
発射される。

【００２４】一方、上記無線機が、例えば受信機として
機能する場合は、別の無線機から送られてきた電波は、
まず無給電アンテナの第２のアンテナで受信される。こ
れにより第２のアンテナに電圧が誘起され、この電圧の
誘起によって流れる電流は、給電線、第１のアンテナ及
び上記静電結合を介して無線機のアンテナに流れ、これ
により上記電波が無線機によって受信されることにな
る。

【００２５】つまり、上述した従来技術においては、無
線機１のアンテナ１１と無給電アンテナ１（第１のアン
テナ２１）との間で、放射電界による電波の受け渡しを
行っているが、本請求項１に記載の発明によれば、電波
を受け渡しするのではなく、無線機のアンテナ及び無給
電アンテナの一方に流れる電流を、上記静電結合を介し
て他方に供給することになる。

【００２６】なお、第１のアンテナ及び無線機のアンテ
ナは、それぞれの放射インピーダンスに相互に干渉し合
わないように構成されている。従って、これら各アンテ
ナは、互いに近接しているものの、上述した相互放射イ
ンピーダンスの影響を殆ど受けない。

【００２７】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の無給電アンテナにおいて、上記第１のアンテナ及び無
線機のアンテナが直線状のものであって、上記第１のア
ンテナが、上記無線機のアンテナと略直交する状態に設
けられたことを特徴とするものである。このように、第
１のアンテナと無線機のアンテナとを直交させることに
よって、これら各アンテナのうちの一方から放射電界に
よる電波が発射されても、この電波を他方のアンテナに
よって受信し難くすることができ、即ち上記相互放射イ
ンピーダンスの影響を受け難くすることができる。

【００２８】なお、ここで言う直線状のアンテナとして
は、例えばホイップアンテナ等の所謂モノポールアンテ
ナ（ユニポールアンテナ）がある。

【００２９】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の無給電アンテナにおいて、上記第１のアンテナが、そ
の実効長さの略中心を、上記無線機のアンテナの実効長
さの略中心に交差させる状態に設けられたことを特徴と
するものである。

【００３０】即ち、実験により、第１のアンテナの実効
長さの中心と、無線機のアンテナの実効長さの中心とを
交差させることによって、各アンテナ間における結合損
失を最も小さくできるという結果が得られた。

【００３１】請求項４に記載の発明は、請求項１、２又
は３に記載の無給電アンテナにおいて、上記第１のアン
テナを支持する支持手段を上記無線機に設けたことを特
徴とするものである。

【００３２】即ち、無給電アンテナの第１のアンテナ
は、支持手段を介して無線機に支持されている。よっ
て、この第１のアンテナ、ひいては無給電アンテナを、
あたかも無線機に直接接続したのと等価な状態になる。

【００３３】

【発明の実施の形態】本発明に係る無給電アンテナの実
施の形態について、その一例を図１から図４を参照して
説明する。

【００３４】なお、本実施の形態についての詳細を説明
する前に、まず、本発明の着目点（技術的発想）につい
て、図２を参照して説明する。同図は、アンテナを考え
る上で基本となるヘルツダイポール（微小ダイポール）
３が、自由空間に置かれている状態を示す図である。同
図において、ヘルツダイポール３が任意の点Ｐに作る電
界強度Ｅ₀〔Ｖ／ｍ〕は、放射電界、誘導電界及び静電
界という３つの電界の和であることが知られており、こ
れら各電界は、次の数３によって表される。

【００３５】

【数３】

【００３６】ここで、Ｉは、ダイポール３に流れる電流
〔Ａ〕、Ｌ₀は、ダイポール３の実効長さ〔ｍ〕、λ
は、上記電流の波長〔ｍ〕、ｄ₀は、ダイポール３から
点Ｐまでの距離〔ｍ〕である。また、θは、∠ＰＯＸ
（Ｘは、ダイポール３の中心Ｏを通り、かつダイポール
３の伸延方向と直角を成す軸である。）、ｔは、時間
〔ｓ〕、ｃは、電波の伝搬速度〔ｍ／ｓ〕である。

【００３７】この数３から、放射電界（第１項）は、ダ
イポール３からの距離ｄ₀に反比例し、誘導電界は、上
記距離ｄ₀の自乗に反比例し、静電界は、上記距離ｄ₀
の３乗に反比例するということが判る。従って、ダイポ
ール３からの距離ｄ₀が短くなるほど、放射電界に比べ
て誘導電界が大きくなり、更に誘導電界に比べて静電界
が大きくなることになる。この関係は、上述した図７に
示す無線機１のアンテナ１１と、無給電アンテナ２の第
１のアンテナ２１との間においても成立する。

【００３８】そこで、上記数３を簡潔に表すために、こ
の数３において、各項の共通部分を、例えば次の数４に
示すように、Ａという１つの係数にまとめる。

【００３９】

【数４】

【００４０】そして、この数４を上記数３に代入して、
これを整理すると、上記数３は、次の数５のように簡潔
に表される。

【００４１】

【数５】

【００４２】ここで、この数５における距離ｄ₀を、上
記図７における各アンテナ１１、２１間の距離ｄに置き
換えると共に、この距離ｄとして、例えばｄ＝１
〔ｍ〕、０．１〔ｍ〕、０．０１〔ｍ〕という値を代入
する。そして、上記数５における波長λとして、例えば
特定小電力無線局で使用されている周波数ｆの一つであ
るｆ＝４３０ＭＨｚという周波数に対応する波長、即ち
λ＝ｃ／ｆ＝（３×１０^-8）／（４３０×１０）≒０．
７０〔ｍ〕という値を代入する。そして、これらの各値
を上記数５に代入することにより得られる計算結果を、
表１に示す。

【００４３】

【表１】

【００４４】この表１からも明らかなように、上記各ア
ンテナ１１、２１が互いに離れている状態、例えば上記
距離ｄがｄ＝１〔ｍ〕の状態においては、放射電界、誘
導電界及び静電界のうち、放射電界が最も大きい。そし
て、上記距離ｄが短くなるほど、放射電界に比べて誘導
電界が大きくなり、更に誘導電界に比べて静電界が大き
くなる。そして、上記各アンテナ１１、２１が互いに近
接している状態、例えば上記距離ｄがｄ＝０．０１
〔ｍ〕の状態においては、上記３つの電界のうち静電界
が最大となり、その値は、他の放射電界及び誘導電界に
比べて桁違いに大きい値となる。

【００４５】そこで、本発明は、アンテナ１１、２１を
近づけることによって、上記のように静電界が桁違いに
大きくなる点に着目し、この静電界を利用して、上記各
アンテナ１１、２１を結合させようとするものである。
以下に、本発明に係る実施の形態について、その詳細を
説明する。

【００４６】図１（ａ）に、本実施の形態の概略構成を
示す。同図に示すように、この装置は、上述した図７に
示す従来の装置において、無線機１のアンテナ１１と無
給電アンテナ２の第１のアンテナ２１との間隔ｄを、上
記図７よりも更に狭くして両者を近接させると共に、こ
れら各アンテナ１１、２１を互いに直交させたものであ
る。なお、上記間隔ｄは、例えばｄ＝５〔ｍｍ〕とされ
ている。これ以外の構成については、上記図７と同様で
あるので、同一部分については同一符号を付して、その
詳細な説明を省略する。

【００４７】即ち、無線機１のアンテナ１１と無給電ア
ンテナ２の第１のアンテナ２１とが近接しているので、
例えば無線機１が送信機として機能する場合には、この
無線機１のアンテナ１１により生じる非常に強い静電界
中に、第１のアンテナ２１が置かれることになる。これ
とは逆に、無線機１が受信機として機能する場合には、
第１のアンテナ２１により生じる非常に強い静電界中
に、無線機１のアンテナ１１が置かれることになる。こ
のように、上記各アンテナ１１、２１を、互いに近接し
た状態で、かつ非常に強い静電界中に置くことにより、
両者を、互いに強固に静電結合させることができる。

【００４８】このように、無線機１のアンテナ１１と無
給電アンテナ２（第１のアンテナ２１）とが静電結合さ
れている状態において、例えば、今、無線機１が送信機
として機能しているとする。この場合、無線機１から、
アンテナ１１に対して電流（高周波電流）が供給される
が、この電流は、上記静電結合を介して、第１のアンテ
ナ２１、即ち無給電アンテナ２側に流れる。その後、給
電線２３を介して第２のアンテナ２２に流れ、これによ
って第２のアンテナ２２から電波が発射される。

【００４９】一方、上記無線機１が受信機として機能す
る場合は、例えば図示しない別の無線機から送られてき
た電波は、まず無給電アンテナ２の第２のアンテナ２２
で受信される。これにより第２のアンテナ２２に電圧が
誘起され、この電圧の誘起によって流れる電流は、給電
線２３、第１のアンテナ２１及び上記静電結合を介し
て、無線機１のアンテナ１１に流れ、これにより上記電
波が無線機１によって受信されることになる。

【００５０】上記のように、本実施の形態によれば、無
線機１のアンテナ１１及び第１のアンテナ２１には、通
信を行うことによってそれぞれ電流が発生するが、この
電流を、上記静電結合を介して相互に供給している。

【００５１】また、無線機１のアンテナ１１と第１のア
ンテナ２１とは、近接しているものの、互いに直交して
いるので、これら各アンテナ１１、２１から放射電界に
よる電波が発射されても、この電波は、相対するアンテ
ナ２１、１１によっては受信され難い。即ち、各アンテ
ナ１１、２１は、それぞれの放射インピーダンスに対し
て相互に干渉しておらず、つまり上述した相互放射イン
ピーダンスの影響を殆ど受けない。従って、上記各アン
テナ１１、２１を近接して設けても、従来のように結合
損失が極端に大きくなるようなことはなく、よって無線
機１の出力効率や受信感度が低下することもない。

【００５２】ここで、無線機１のアンテナ１１と第１の
アンテナ２１との交差位置関係を、図１（ｂ）に示す。
同図において、ｘは、無線機１のアンテナ１１の先端か
ら第１のアンテナ２１との交差部分までの距離で、ｙ
は、第１のアンテナ２１の先端から無線機１のアンテナ
１１との交差部分までの距離である。実験により、この
距離ｘ、ｙを変化させて無線機１の出力効率を測定した
ところ、ｙを一定としてｘを変化させると、ｘがアンテ
ナ１１の実効長さＬの半分（ｘ＝Ｌ／２）となる点で、
最大効率が得られた。一方、ｘを一定としてｙを変化さ
せると、ｙが第１のアンテナ２１の実効長さＬの半分
（ｙ＝Ｌ／２）となる点で、最大効率が得られた。即
ち、上記ｘ、ｙを、共に、各アンテナ１１、２１の実効
長さＬの半分としたとき、つまりは各アンテナ１１、２
１の実効長さＬの各中心を交差させたときに、無線機１
の出力効率が最も高くなるという結果が得られた。な
お、本実施の形態においても、最大の出力効率が得られ
るように、各アンテナ１１、２１は、それぞれの実効長
さＬの各中心を互いに交差させた状態で設けられてい
る。

【００５３】ところで、上述したように、無線機１のア
ンテナ１１と第１のアンテナ２１とは静電結合している
が、この静電結合を実現するためには、上記各アンテナ
１１、２１間に静電容量が必要となる。本実施の形態に
おいては、上記各アンテナ１１、２１間に挟まれた部
分、即ち両者が交差している部分に静電容量が生じ、こ
の静電容量によって上記静電結合が実現されている。逆
に言うと、上記各アンテナ１１、２１のうち、互いに交
差しない部分、例えば第１のアンテナ２１においては、
図１（ｂ）に斜線で示す部分は、上記静電容量に寄与し
ない部分である。従って、第１のアンテナ２１の代わり
に、例えば上記交差部分と同程度の面積を有する小さい
電極を無線機１のアンテナ１１の近傍に設けることによ
っても、上記静電容量を生じさせる、即ち静電結合を実
現することができる。

【００５４】しかし、第１のアンテナ２１は、上記静電
結合を実現するという機能の他に、第２のアンテナ２２
とのインピーダンスのマッチングを取る、詳しくは、第
２のアンテナ２２を接続するアンテナ端子２４の出力イ
ンピーダンスと、第２のアンテナ２２のインピーダンス
とのマッチングを取るという機能も有している。従っ
て、この第１のアンテナ２１に代えて、例えば上記小さ
い電極等を設けた場合には、上記第２のアンテナ２２と
のインピーダンスのマッチングがとれなくなってしま
い、これにより十分な出力効率及び受信感度が得られな
くなってしまうという不具合が生じる。よって、この第
１のアンテナ２１は、無線機１のアンテナ１１との静電
結合を実現すること、及び第２のアンテナ２２とのイン
ピーダンスのマッチングを取ること、という非常に重要
な役割を担っている。

【００５５】上記のように、本実施の形態によれば、無
線機１のアンテナ１１と第２のアンテナ２１とを近接さ
せ、かつ直交させることによって、両者を互いに強固に
静電結合させると共に、互いに相互放射インピーダンス
の影響を殆ど受けないように構成されている。従って、
各アンテナ１１、２１間における結合損失を上述した従
来技術よりも小さくすることができ、例えば、上記図１
に示す構成により、結合損失を３ｄＢに抑えることがで
きる。この３ｄＢという値は、上述した従来技術におけ
る１０ｄＢという値に比べて遙に小さい値（５分の１）
である。よって、第２のアンテナ２１から発射させる電
波の強度を従来よりも遙に高めることができると共に、
無線機１の受信感度も遙に向上する。従って、従来より
も無線機１の通信範囲を遙に拡張することができるとい
う効果がある。この技術は、無線機１として、例えば特
定小電力無線局等のように出力の小さい装置を使用する
場合に、特に有効である。

【００５６】また、この技術は、通信する相手方の無線
機が、例えば電波の遮蔽された空間内にある場合や、或
いは電波到達範囲外にある場合等に、非常に有効であ
る。例えば、相手方の無線機が、電波の遮蔽された空間
内にある場合について、図３を参照して説明する。

【００５７】即ち、同図において、無線機１は、例えば
据置型のものであり、この無線機１が設置された空間と
は別の空間に、例えば２台の携帯型の無線機３、４が配
置されている。そして、無線機１が接地された空間と、
携帯型の無線機３、４が配置された空間とは、相互に電
波が伝搬しないよう遮蔽されている。このような場合、
無給電アンテナ２の第２のアンテナ２２を、無線機３、
４が設置された空間に配置することにより、無線機１の
アンテナ１１を、あたかも無線機３、４が配置された空
間まで延長したのと等価な状態が形成され、これによっ
て、無線機１と、無線機３、４との通信が可能となる。
また、同図のように、相手方の無線機３、４が複数存在
し、更には、これら複数の無線機３、４が広い範囲で配
置されていたとしても、従来よりも通信範囲の広い本実
施の形態によれば、無線機１と各無線機３、４との間で
十分に電波を送受信することができる。

【００５８】図４は、本実施の形態の別の例を示す図
で、（ａ）は、無線機１の正面斜視図、（ｂ）は、その
背面斜視図である。この無線機１は、第１のアンテナ２
１を支持する支持金具２５を、無線機１に設けたもので
ある。

【００５９】即ち、第１のアンテナ２１は、無線機１の
アンテナ１１に近接され、かつ両者が互いに直交する状
態に、上記支持金具２５によって無線機１の背面に取り
付けられている。これにより、第１のアンテナ２１、ひ
いては無給電アンテナ２を、あたかも無線機１に直接接
続したのと等価な状態を形成することができる。従っ
て、無線機１を保管したり、或いは無給電アンテナ２と
共に持ち運ぶ際等に、非常に便利である。なお、この支
持金具２５は、無線機１に対して容易に着脱可能とされ
ている。

【００６０】なお、図４においては、第１のアンテナ２
１が、Ｌの字状に形成されているが、この第１のアンテ
ナ２１及び無線機１のアンテナ１１が、それぞれの放射
インピーダンスに相互に干渉せず、かつ両者が互いに静
電結合されるのであれば、第１のアンテナ２１は、直線
状以外にも、上記Ｌの字状のような形状でも構わない。
また、この第１のアンテナ２１に限らず、無線機１のア
ンテナ１１及び第２のアンテナ２２についても、直線状
以外のアンテナを用いてもよい。

【００６１】本実施の形態においては、本技術を特定小
電力無線局に応用した場合について説明したが、これ
は、本技術が、特に特定小電力無線局に有効であるとい
うことを意味するものである。従って、特定小電力無線
局以外の無線局（装置）についても、勿論、本技術を適
用できる。

【００６２】また、無線機１のアンテナ１１、及び無給
電アンテナ２１の各アンテナ２１、２２を形成する直線
状のアンテナとしては、例えば図５に示すようなものも
含む。即ち、このアンテナ１１（２１、２２）は、同図
に示すように、螺旋状に形成された導線１２を全体的に
概略直線状に伸延させ、これに例えば絶縁性外皮１３を
被覆したものである。なお、外皮１３の被覆されていな
い導線１２のみのものについても、上記直線状のアンテ
ナに含む。

【００６３】更に、図６に示すように、無給電アンテナ
２を形成する給電線２３に、特にこの給電線２３の第２
のアンテナ２２側に、整合回路２６を設けてもよい。こ
の整合回路２６を設けることによって、アンテナ端子２
４の出力インピーダンスと第２のアンテナ２２のインピ
ーダンスとのマッチングを、より微妙にかつ高精度に調
整することができ、ひいては通信範囲をより拡張するこ
とができる。

【００６４】

【発明の効果】本発明のうち請求項１に記載の発明の無
給電アンテナは、その第１のアンテナを無線機のアンテ
ナに近接させることにより、これら各アンテナが互いに
影響し合う静電界を増大させており、このように各アン
テナを強い静電界中に置くことによって、両者を互いに
強固に静電結合させている。そして、上記各アンテナが
互いに近接されていても、これら各アンテナが、互いに
相互放射インピーダンスの影響を殆ど受けないように構
成されている。従って、上記各アンテナ間における結合
損失を、上述した従来技術よりも小さくすることがで
き、これにより、従来よりも無線機の通信範囲を拡張す
ることができるという効果がある。この技術は、例えば
特定小電力無線局等のように出力の小さい無線機を使用
する場合に、特に有効である。

【００６５】請求項２に記載の発明によれば、上記第１
のアンテナ及び無線機のアンテナが直線状のアンテナで
あるとき、これら各アンテナを互いに直交させることに
より、上記相互放射インピーダンスの影響を抑制してい
る。よって、第１のアンテナ及び無線機のアンテナが直
線状のものであるときに、上記請求項１に記載の発明と
同様の効果を奏する。

【００６６】請求項３に記載の発明によれば、第１のア
ンテナの実効長さの中心と、無線機のアンテナの実効長
さの中心とを交差させることによって、各アンテナ間に
おける結合損失を最も小さくしている。従って、無線機
の通信範囲をより拡張することができるという効果があ
る。

【００６７】請求項４に記載の発明によれば、支持手段
を介して第１のアンテナを無線機に取り付けることによ
って、無給電アンテナを無線機に直接接続したのと等価
な状態を形成することができる。従って、無線機を保管
したり、或いは携帯する際等に、非常に便利であるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る無給電アンテナの一実施の形態を
示す図で、（ａ）は、無給電アンテナの使用状態を示す
概略構成図、（ｂ）は、無給電アンテナと無線機のアン
テナとの結合部分を拡大した図である。

【図２】同実施の形態の基本となるヘルツダイポールの
説明図である。

【図３】同実施の形態の応用例を示す図である。

【図４】同実施の形態の別の例を示す図で、（ａ）は、
無線機の正面斜視図、（ｂ）は、背面斜視図である。

【図５】同実施の形態における各アンテナの別の形態を
示す図である。

【図６】同実施の形態に整合回路を設けた図である。

【図７】従来の無給電アンテナの使用状態を示す概略構
成図である。

【符号の説明】

１無線機２無給電アンテナ１１アンテナ２１第１のアンテナ２２第２のアンテナ２３給電線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】無線機のアンテナに近接して設けられた
第１のアンテナと、この第１のアンテナに給電線を介し
て接続された第２のアンテナと、を具備し、上記第１のアンテナが、上記無線機のアンテナに対して
静電結合され、かつ、上記第１のアンテナ及び上記無線
機のアンテナが、これら各アンテナの各放射インピーダ
ンスに相互に干渉するのを回避する状態に構成されたこ
とを特徴とする無給電アンテナ。
【請求項２】上記第１のアンテナ及び無線機のアンテ
ナが直線状のものであって、上記第１のアンテナが、上
記無線機のアンテナと略直交する状態に設けられたこと
を特徴とする請求項１に記載の無給電アンテナ。
【請求項３】上記第１のアンテナが、その実効長さの
略中心を、上記無線機のアンテナの実効長さの略中心に
交差させる状態に設けられたことを特徴とする請求項２
に記載の無給電アンテナ。
【請求項４】上記第１のアンテナを支持する支持手段
を上記無線機に設けたことを特徴とする請求項１、２又
は３に記載の無給電アンテナ。