JPH11340731A

JPH11340731A - 無給電アンテナ

Info

Publication number: JPH11340731A
Application number: JP14613598A
Authority: JP
Inventors: Susumu Yoshikawa; 進吉川
Original assignee: Toa Corp
Current assignee: Toa Corp
Priority date: 1998-05-27
Filing date: 1998-05-27
Publication date: 1999-12-10

Abstract

(57)【要約】【課題】無線機との間での結合損失の少ない無給電ア
ンテナを提供する。【解決手段】アンテナ１１を内蔵した無線機１は、無
給電アンテナ２を介して電波の送受信を行う。なお、無
給電アンテナ２は、第１及び第２の２本のアンテナ２
１、２２と、これらを相互に接続する給電線２３と、か
ら成る。そして、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とは、それぞれループアン
テナにより構成されており、これら各アンテナ１１、２
１は、互いに強固に誘導結合される状態に近接して設け
られている。従って、無線機１のアンテナ１１と第１の
アンテナ２１との間では、上記誘導結合による電磁誘導
作用によって、電波の受け渡しが行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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】上記のような無給電アンテナとして、一
般に、図７に示すようなものが知られている。これは、
同図に示すように、直線状の例えばホイップアンテナ１
１１を備えた無線送受信機（以下、単に無線機と言
う。）１０１に適用することを前提とするもので、２本
のホイップアンテナ１２１、１２２と、これら各アンテ
ナ１２１、１２２を互いに接続する給電線１２３と、か
ら成る。なお、この無給電アンテナ１０２を構成する上
記各アンテナ１２１、１２２のうちの一方、例えば第１
のアンテナ１２１は、無線機１のアンテナ１１１と略平
行にかつ所定の間隔ｄ _１を隔てて配置され、他方の所
謂第２のアンテナ１２２は、第１のアンテナ１２１より
も無線機１０１から離れた場所に配置される。

【０００３】この図７の構成によれば、無線機１０１の
アンテナ１１１から電磁波（以下、単に電波と言う。）
が発射されると、この電波の放射電界により、無給電ア
ンテナ１０２の第１のアンテナ１２１に、上記放射電界
の強度に比例する電圧が誘起される（厳密には、第１の
アンテナ１２１には、上記電波の放射電磁界により上記
電圧が誘起されるのであるが、一般に、放射電磁界を構
成する放射電界と放射磁界とは一対のものとして考える
ことができるので、ここでは、放射電界のみを代表して
述べ、放射磁界については省略する）。そして、この誘
起電圧により第１のアンテナ１２１内に電流が流れ、こ
の電流が、給電線１２３を介して第２のアンテナ１２２
に供給され、これによって、第２のアンテナ１２２から
電波が発射される。

【０００４】一方、無線機１０１に対して図示しない別
の無線機から電波が送られてきた場合、この電波は、一
旦、無給電アンテナ１０２の第２のアンテナ１２２によ
り受信される。即ち、上記別の無線機から送られてくる
電波の放射電界によって、第２のアンテナ１２２に、上
記電波の放射電界強度に比例する電圧が誘起される。そ
して、この誘起電圧により第２のアンテナ１２２内に流
れる電流が、給電線１２３を介して第１のアンテナ１２
１に供給され、これによって、第１のアンテナ１２１か
ら電波が発射される。そして、この電波の放射電界強度
に比例する電圧が、無線機１０１のアンテナ１１１に誘
起され、この誘起電圧によりアンテナ１１１内に流れる
電流が無線機１０１内（詳しくは無線機１０１内の図示
しない受信回路）に入力される。

【０００５】このように、図７の構成によれば、無線機
１０１のアンテナ１１１により送受信する電波を、無給
電アンテナ１０２を介して送受信することができる。従
って、無線機１０１のアンテナ１１１を給電線１２３の
長さ分だけ離れた位置に配置したのと略等価な効果が得
られる。よって、無線機１０１の通信相手となる無線機
が、例えば電波の遮蔽された空間内にあったり、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１０
２の第２のアンテナ１２２を適宜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。これ
は、上述した特定小電力無線局のように、給電線を有せ
ずかつ送信出力の小さい無線機において、通信範囲を拡
張するのに、特に有効である。

【０００６】ところで、図７の構成において、無線機１
０１を含むこの構成全体の電波送信出力及び電波受信感
度を向上させるには、無線機１０１のアンテナ１１１と
無給電アンテナ１０２との間、詳しくは第１のアンテナ
１２１との間、で成される電波の送受信（受け渡し）の
効率を向上させることが重要となる。従って、このよう
な構成においては、各アンテナ１１１、１２１間の距離
ｄ_１を極力短くするのが一般的である。これは、各ア
ンテナ１１１、１２１の一方から発射される電波が他方
に与える放射電界強度が、これら各アンテナ１１１、１
２１間の距離ｄ _１の逆数に比例するためである。

【０００７】ところが、上記各アンテナ１１１、１２１
間の距離ｄ_１を近づけ過ぎると、各アンテナ１１１、
１２１の放射インピーダンスが増大することが知られて
いる。この場合、各アンテナ１１１、１２１の結合損失
が増大し、却って、各アンテナ１１１、１２１間で成さ
れる電波の送受信効率が低下することになる。従って、
各アンテナ１１１、１２１間の距離ｄ_１を近づけるの
には限界がある。例えば、無線機１０１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一つで
あるｆ＝４３０ＭＨｚのとき、上記間隔ｄ_１をｄ_１
＝約１０ｃｍにしたときに、各アンテナ１１１、１２１
間での電波の送受信効率（無線機１０１を含む図７の構
成全体の送信出力及び受信感度）が最も高くなる。しか
し、このときの各アンテナ１１１、１２１間での結合損
失Ｃは、Ｃ＝約１０ｄＢとなり、送信出力の小さい特定
小電力無線局にとっては、決して小さい値とは言えな
い。

【０００８】そこで、上記結合損失Ｃを極力抑えること
のできる無給電アンテナ１０２として、従来、例えば特
開平１０−３２４２４号公報に開示されたものがある。

【０００９】これは、アンテナから発射される電波が、
放射電界、誘導電界及び静電界という３つの電界の和か
ら成り、アンテナに近い空間程、上記各電界のうち静電
界が最も顕著に増大することを利用したものである。即
ち、図８に示すように、無線機１０１のアンテナ１１１
と第１のアンテナ１２１との間の距離ｄ_１を、ｄ_１＝
数ｍｍ程度と極めて短くすることによって、これら各ア
ンテナ１１１、１２１を、それぞれの発射する電波の静
電界中に互いに位置させる。これによって、各アンテナ
１１１、１２１は、互いに強固に静電結合するので、各
アンテナ１１１、１２１にそれぞれ流れる電流（信号）
は、上記静電結合を介して相互に伝送される。

【００１０】なお、上記各アンテナ１１１、１２１間の
距離ｄ_１を単に短くしただけでは、上述したように放
射インピーダンスの影響により両者間での結合損失Ｃが
増大する。従って、この放射インピーダンスの影響を受
け難くするために、図８に示すように、各アンテナ１１
１、１２１を略直交させる。

【００１１】このように、図８の構成によれば、各アン
テナ１１１、１２１が互いに強固に静電結合されるの
で、上記図７の構成に比べて、各アンテナ１１１、１２
１間における結合損失Ｃを抑えられる。また、各アンテ
ナ１１１、１２１間での放射インピーダンスの影響が回
避されるので、この放射インピーダンスにより上記結合
損失Ｃが悪化することはない。従って、無線機１０１を
含むこの構成全体の電波送信出力及び電波受信感度が向
上する。なお、この図８の構成において、例えば、無線
機１０１の周波数ｆがｆ＝４３０ＭＨｚのとき、上記各
アンテナ１１１、１２１間の距離ｄ_１をｄ_１＝約５
ｍｍとすることによって、これら両者間での結合損失Ｃ
を、Ｃ＝約３ｄＢという上記図７の構成よりも極めて小
さい値に抑えることができる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記図８の従
来技術においては、上記のように、無線機のアンテナ１
１１と無給電アンテナ１０２の第２のアンテナ１２１と
の間の結合損失Ｃを抑えることができるものの、これら
各アンテナ１１１、１２１間の距離ｄ_１をｄ_１＝約５
ｍｍ程度と極めて近接させなければならない。従って、
無線機１０１のアンテナ１１１が、例えば無線機１０１
の筐体内に内蔵されている場合、この無線機１０１に内
蔵されているアンテナ１１１に、無線機１０１の外部に
ある第１のアンテナ１２１を、上記のようにｄ_１＝５
ｍｍという極めて短い間隔で近接させるのは困難であ
る。即ち、上記図８の従来技術では、これを、アンテナ
１１１を内蔵した所謂アンテナ内蔵型の無線機に適用す
るのは殆ど不可能であるという問題がある。

【００１３】そこで、本発明は、アンテナ内蔵型の無線
機についても適用でき、かつ上記結合損失Ｃを十分に抑
える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。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記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
アンテナとの間で電波の受け渡しを行う第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、上記無線機のアンテナ及び
第１のアンテナが、それぞれループ状の所謂ループアン
テナであって、これら両者間で上記電波の受け渡しを行
う際に、主に上記電波の誘導電磁界によりこの電波の受
け渡しを行う状態に、即ち、これら各アンテナを互いに
誘導結合させる状態に、これら各アンテナを、それぞれ
のループ開口部を互いに略平行に対向させた状態で近接
させたものである。

【００１５】上述したように、アンテナから発射される
電波は、放射電界、誘導電界及び静電界の和から成る。
そして、これら各電界のうち、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
からの距離が長くなるほど、放射電界に比べて誘導電界
が顕著に減少し、更にこの誘導電界よりも静電界が顕著
に減少する。よって、この静電界を利用して、無線機１
０１のアンテナ１１１と無給電アンテナ１０２の第１の
アンテナ１２１とを強固に静電結合させた上記図８の従
来技術では、これら各アンテナ１１、１２１間の距離ｄ
_１を少しでも大きくすると、互いの静電界が極端に減
少して静電結合が解消されるので、上述したように両者
間の距離ｄ_１を大きく取ることができない。

【００１６】そこで、本請求項１に記載の発明では、上
記各電界のうち、誘導電界に着目する。即ち、或るアン
テナから発射される電波の誘導電界は、アンテナからの
距離が長くなるほど減少するものの、その減少の度合い
は、静電界の減少度合いよりも小さい。また、アンテナ
から比較的に近い空間においては、誘導電界の方が、放
射電界よりも大きい。従って、アンテナからのある程度
近い空間においては、上記図８の従来技術のように静電
界を利用することはできなくても、誘導電界を放射電界
よりも効果的に取り出すことができる。

【００１７】上記誘導電界を効果的に取り出すために、
本請求項１に記載の発明においては、無線機のアンテナ
と第１のアンテナとを、それぞれループアンテナとす
る。そして、これらアンテナの各ループ開口部を互いに
対向させると共に、少なくとも一方のアンテナの発射す
る電波の誘導電界が、この電波の放射電界よりも、他方
のアンテナに対して大きく作用する距離にまで、各アン
テナを互いに近接させる。この構成により、一方のアン
テナの発射する電波の強い誘導電界中に、他方のアンテ
ナが位置するので、これらアンテナは互いに強固に誘導
結合し、即ち変圧器の一次側巻線と二次側巻線との関係
と略同様な状態が形成される。この誘導電界を利用し
て、無線機のアンテナと無給電アンテナの第１のアンテ
ナとを互いに強固に誘導結合させ、この誘導結合を介し
て上記各アンテナ間での電波の受け渡しを実現する。

【００１８】従って、上記構成において、無線機のアン
テナ及び第１のアンテナの一方から電波が発射される
と、この電波の誘導電界（厳密には、誘導電磁界のこと
を言うが、一般に、この誘導電磁界を構成する誘導電界
と誘導磁界とは常に一対のものとして考えることができ
るので、ここでは、誘導電界のみを代表して述べ、誘導
磁界については省略する）による電磁誘導作用により、
他方のアンテナに電圧が誘起され、即ち、一方のアンテ
ナから他方のアンテナへの電波（信号）の受け渡しが実
現される。また、他方のアンテナから電波が発射された
場合も、この電波の誘導電界による電磁誘導作用によ
り、一方のアンテナに電圧が誘起され、即ち、他方のア
ンテナから一方のアンテナへの電波の受け渡しが実現さ
れる。そして、この電磁誘導作用による電波の受け渡し
によれば、放射電界により電波の受け渡しを行うという
上述した図７の構成よりも、各アンテナ間の結合損失を
抑えることができる。

【００１９】なお、上記無線機のアンテナと第１のアン
テナとの距離を、例えば上述した図８の従来技術におけ
る距離ｄ_１よりも若干大きくしても、これら各アンテ
ナ間の誘導電界（詳しくは、一方のアンテナが発射する
電波によって他方のアンテナに作用する誘導電界の大き
さ）は、静電界ほど極端には減少しない。従って、上記
各アンテナ間における強固な誘導結合は維持される。

【００２０】ところで、本請求項１に記載の発明では、
上記図８の構成ほどではないものの、無線機のアンテナ
と第１のアンテナとを近接させている。従って、これら
各アンテナが互いの放射インピーダンスの影響を受け合
い、これによって、上述した図７の構成と同様に、各ア
ンテナ間の結合損失が悪化するのではないかと懸念され
る。しかし、実験では、各アンテナの放射インピーダン
スによって、各アンテナ間の結合損失が悪化すると思わ
れる現象は確認されなかった。この実験結果によれば、
各アンテナを構成するループアンテナは、互いの放射イ
ンピーダンスの影響を受け難いのではないかと考えられ
る。

【００２１】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、上記無線機のアンテナ及び
第１のアンテナを、略同一形状かつ略同一寸法のループ
アンテナとしたことを特徴とするものである。

【００２２】即ち、無線機のアンテナと第１のアンテナ
とを、それぞれ略同一形状かつ略同一寸法とすることに
よって、これら各アンテナ間における誘導結合をより強
固にすることができる。

【００２３】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載の無給電アンテナにおいて、上記無線機のアン
テナ及び第１のアンテナを、それぞれのループ開口部の
中央を略同一軸上に位置させる状態に設けたことを特徴
とするものである。

【００２４】即ち、無線機のアンテナと第１のアンテナ
とを、それぞれのループ開口部の各中央を略同一軸上に
位置させることによって、これら各アンテナ間における
誘導結合をより強固にすることができる。

【００２５】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、第１のアンテナ
を支持する支持手段を無線機に設けたことを特徴とする
ものである。

【００２６】即ち、無給電アンテナの第１のアンテナ
は、支持手段により無線機に支持される。従って、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略等価な状態になる。

【００２７】

【発明の実施の形態】本実施の形態の詳細について説明
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Ｅ_０〔Ｖ／ｍ〕は、上述したように、放射電
界、誘導電界及び静電界という３つの電界の和から成
り、これら各電界は、次の数１によって表される。

【００２８】

【数１】

【００２９】ここで、Ｉは、ダイポール３に流れる電流
〔Ａ〕、Ｌ_０は、ダイポール３の実効長さ〔ｍ〕、λ
は、上記電流の波長〔ｍ〕、ｄ_０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（３×１０^８）〔ｍ／
ｓ〕である。

【００３０】数１から、放射電界（第１項）は、ダイポ
ール３からの距離ｄ_０に反比例し、誘導電界（第２
項）は、上記距離ｄ_０の自乗に反比例し、静電界（第
３項）は、上記距離ｄ_０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ｄ_０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。この関係
は、上述した図７及び図８における無線機１０１のアン
テナ１１１と、無給電アンテナ１０２の第１のアンテナ
１２１との関係においても成立する。

【００３１】即ち、上述した図８の従来技術は、上記の
ようにダイポール３に極めて近い空間では静電界が極端
に大きいということを利用して、無線機１０１のアンテ
ナ１１１と無給電アンテナ１０２の第１のアンテナ１２
１とを極めて近接させ、これによって各アンテナ１１
１、１２１を互いに強固に静電結合させたものである。
しかし、上記数１の関係によれば、ダイポール３からの
距離ｄ_０が長くなるほど、放射電界に比べて誘導電界
が顕著に減少し、更にこの誘導電界に比べて静電界が顕
著に減少することになる。従って、図８の従来技術で
は、上記各アンテナ１１１、１２１間の距離ｄ_１を少
しでも大きくすると、互いの静電界が極端に減少して静
電結合が解消されるので、上述したように両者間の距離
ｄ_１を大きく取ることができない。

【００３２】そこで、本発明では、上記各電界のうち、
誘導電界に注目する。即ち、上記数１の関係によれば、
誘導電界は、ダイポール３からの距離ｄ_０が長くなる
ほど減少するものの、その減少の度合いは、静電界の減
少度合いよりも小さい。また、ダイポール３からの距離
ｄ_０がある程度短い空間においては、誘導電界は、放
射電界よりも大きい。従って、ダイポール３からの距離
ｄ_０がある程度短ければ、即ち電波を発射しているア
ンテナからの距離がある程度短ければ、上記図８の従来
技術のように静電界を利用することはできなくても、誘
導電界を放射電界よりも効果的に利用することができ
る。以下に、本発明の一実施の形態の詳細を説明する。

【００３３】図１（ａ）は、本実施の形態の概略構成を
示す図である。同図に示すように、本実施の形態は、ア
ンテナ１１としてループ型の所謂ループアンテナを有す
る無線機１に適用することを前提とするものである。な
お、本実施の形態における無線機１は、上記ループアン
テナ１１をその筐体１２内に内蔵した所謂アンテナ内蔵
型のものであって、筐体１２は、例えば硬質樹脂等の電
磁波透過性の材料により形成されている。そして、上記
ループアンテナ１１は、そのループ開口部（面）の形状
が概略方形のものであって、このループ開口部を無線機
１の筐体１２の或る一側壁面（同図における右方の側壁
面）に平行に沿わせ、かつその一側壁面に近接させた状
態で配置されている。

【００３４】一方、無給電アンテナ２は、上述した図７
及び図８における無給電アンテナ１０２と同様に、第１
及び第２の２本のアンテナ２１、２２と、これら各アン
テナ２１、２２間を相互に接続する給電線２３と、によ
って構成されている。ただし、本実施の形態において
は、無線機１のアンテナ１１との間で電波の受け渡しを
行う第１のアンテナ２１を、上記無線機１のアンテナ１
１と略同一形状かつ略同一寸法のループアンテナとして
いる。そして、無線機１の通信相手である図示しない別
の無線機との間で電波の受け渡しを行う第２のアンテナ
２２については、例えばホイップアンテナ構成とし、こ
れら各アンテナ２１、２２間を接続する給電線２３につ
いては、例えば同軸ケーブル構成としている。

【００３５】ところで、上記第１のアンテナ２１は、無
線機１内に内蔵されたアンテナ１１との間で電波の受け
渡しを行うために、そのループ開口部（面）を、無線機
１の筐体１２の上記或る一側壁を介して、無線機１のア
ンテナ１１のループ開口部（面）に略平行に対向させか
つ近接させた状態で、配置されている。更に、この第１
のアンテナ２１は、図１（ｂ）の拡大図に示すように、
そのループ開口部の中央を、無線機１のアンテナ１１の
ループ開口部の中央と略同一軸１３上に位置させると共
に、その給電部２１ａを、無線機１のアンテナ１１給電
部１１ａと同一の方向（同図の紙面の表面側に向かう方
向）に向けている。なお、本実施の形態では、無線機の
アンテナ１１と第１のアンテナ２１との間の距離ｄを、
上述した図８の従来技術における距離ｄ_１よりも若干
大きいｄ＝１０ｍｍ程度としている。

【００３６】更に、上記第１のアンテナ２１の給電部２
１ａには、第２のアンテナ２２との整合性（マッチン
グ）を取るために、図３に示すように、整合回路２１ｂ
が設けられている。なお、この整合回路２１ｂは、第１
のアンテナ２１のループの一端に直列に接続されたコン
デンサ２１ｃと、このコンデンサ２１ｃを介して第１の
アンテナ２１のループの両端間に直列に接続されたコン
デンサ２１ｄと、から成る。

【００３７】また、無線機１のアンテナ１１の給電部１
１ａにも、上記整合回路２１ｂと同様の整合回路１１ｂ
が設けられている。即ち、この整合回路１１ｂもまた、
アンテナ１１のループの一端に直列に接続されたコンデ
ンサ１１ｃと、このコンデンサ１１ｃを介してアンテナ
１１のループの両端間に直列に接続されたコンデンサ１
１ｄと、から成り、この整合回路１１ｂによって、無線
機１内の図示しない送受信回路との整合性が取られる。

【００３８】上記の構成において、例えば、今、無線機
１のアンテナ１１から電波が発射されるものとする。こ
の場合、無線機１のアンテナ１１から発射される電波に
よって、無給電アンテナ２の第１のアンテナ２１には、
上述したように、放射電界、誘導電界及び静電界が作用
する。しかし、本実施の形態においては、これら各アン
テナ１１、１２間の距離ｄを、上述した図８の従来技術
における距離ｄ_０よりも大きくしているので、上記第
１のアンテナ１１に作用する各電界のうち、静電界につ
いては、上記図８の従来技術において各アンテナ１１
１、１２１間に作用する静電界に比べて極端に小さくな
る。従って、本実施の形態では、上記図８の従来技術と
は異なり、無線機１のアンテナ１１と第１のアンテナ１
２との間の電波（信号）の受け渡しに、静電界を効果的
に利用することはできない。

【００３９】しかし、上記のように各アンテナ１１、２
１間の距離ｄを長くしたとしても、その距離ｄは、ｄ＝
１０ｍｍと非常に短い。従って、無給電アンテナ２の第
１のアンテナ２１に作用する上記各電界のうち、放射電
界及び誘導電界については、上記静電界のように極端に
は減少しない。そして、これら放射電界と誘導電界とを
比較すると、放射電界に比べて誘導電界の方が、第１の
アンテナ２１に対して遙に大きく作用する。従って、第
１のアンテナ２１は、無線機１のアンテナ１１から発射
される電波によって、非常に強い誘導電界中に置かれる
ことになる。

【００４０】このような状態にある各アンテナ１１、２
１を、本実施の形態では、上記のように、それぞれルー
プアンテナとしている。そして、これら各アンテナ１
１、２１の各ループ開口部を、互いに略平行に対向させ
かつ近接させている。従って、これら各アンテナ１１、
２１は、言わば変圧器の一次側巻線と二次側巻線との関
係と同様、互いに誘導結合した状態となる。よって、無
線機１のアンテナ１１から電波が発射されると、その電
波の誘導電界による電磁誘導作用により、その誘導電界
の大きさに応じた電圧が、第１のアンテナ２１に誘起さ
れ、即ち無線機１のアンテナ１１から第１のアンテナ２
１への電波の受け渡しが実現される。そして、この誘起
電圧により第１のアンテナ２１内に電流が流れ、この電
流が、給電線２３を介して第２のアンテナ２２に供給さ
れることによって、第２のアンテナ２３から電波が発射
される。

【００４１】一方、無線機１により、この無線機１とは
別の図示しない無線機から送られてくる電波を、無給電
アンテナ２を介して受信する場合にも、この無給電アン
テナ２の第１のアンテナ２１と無線機１のアンテナ１１
との間では、上記と同様の作用により、電波の受け渡し
が行われる。即ち、上記別の無線機から送られてきた電
波は、一旦、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
起されて、この第２のアンテナ２２に電流が流れる。そ
して、この電流は、給電線２３を介して、第１のアンテ
ナ２１に供給され、これによって第１のアンテナ２１か
ら電波が発射される。

【００４２】上記のように第１のアンテナ２１から電波
が発射されると、無線機１のアンテナ１１には、その電
波による非常に強い誘導電界が作用する。そして、この
誘導電界による電磁誘導作用によって、その誘導電界の
大きさに応じた電圧が、無線機１のアンテナ１１に誘起
され、即ち第１のアンテナ２１から無線機１のアンテナ
１１への電波の受け渡しが実現される。そして、この誘
起電圧によりアンテナ１１内に電流が流れ、この電流
は、無線機１内の受信回路に入力される。

【００４３】なお、無線機１のアンテナ１１と第１のア
ンテナ２１との間では、厳密には、上記誘導電界以外の
静電界及び放射電界によっても電波（信号）の受け渡し
が行われているものと思われる。しかし、本実施の形態
においては、上記各電界のうち誘導電界が最も大きく作
用するよう各アンテナ１１、２１を構成している（これ
ら両者間の距離ｄを設定している）ので、これら各アン
テナ１１、２１間においては、主に、誘導電界による電
磁誘導作用によって、電波の受け渡しが成されるものと
考えられる。

【００４４】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１のアンテナ２１とを強固に
誘導結合させ、この強固な誘導結合による電磁誘導作用
によって、各アンテナ１１、２１間での電波の受け渡し
を行っている。従って、放射電界により電波の受け渡し
を行うという上述した図７の構成に比べて、各アンテナ
１１、２１間における結合損失Ｃを抑えることができ、
非常に効率の良い電波の受け渡しを実現できる。

【００４５】ここで、上記各アンテナ１１、２１間にお
ける結合損失Ｃを測定した実験データを、図４に示す。
なお、この図４のデータは、無線機１及び無給電アンテ
ナ２として、それぞれ上述した特定小電力無線局用に設
計したもののデータで、例えば各アンテナ１１、２１の
ループ長Ｌを、Ｌ＝６０ｍｍとし、ループ幅（ループの
一辺の長さ）Ｄを、Ｄ＝１５ｍｍとしたもののデータで
ある。そして、各アンテナ１１、２１間の距離ｄを、ｄ
＝１０ｍｍとすると共に、各アンテナ１１、２１間にお
ける無線周波数ｆを変化させて、これを横軸（Ｘ）軸に
表し、この無線周波数ｆに対する各アンテナ１１、２１
間の結合損失Ｃを測定して、これを縦（Ｙ）軸に表した
ものである。

【００４６】同図から明らかなように、本実施の形態に
よれば、特定小電力無線局用に割り当てられている周波
数帯域の一部であるｆ＝４５０ＭＨｚ（波長λ＝約０．
６７ｍ）付近において、各アンテナ１１、２１間の結合
損失Ｃが極めて小さいことが判る。例えば、周波数ｆ＝
４５０ＭＨｚにおける結合損失Ｃは、Ｃ＝０．４２ｄＢ
であり、上述した図７の構成による結合損失Ｃ＝１０ｄ
Ｂという値は元より、図８の従来技術による結合損失Ｃ
＝３ｄＢという値よりも更に小さい。即ち、本実施の形
態によれば、各アンテナ１１、２１間において、非常に
効率の良い電波の受け渡しを行うことができるという実
験結果が得られた。

【００４７】なお、本実施の形態においては、無線機１
のアンテナ１１と第１のアンテナ２１とを近接させてい
るので、これら両者の放射インピーダンスによる上記結
合損失Ｃへの影響が懸念される。しかし、上記図４の実
験結果によれば、各アンテナ１１、２１の放射インピー
ダンスによって、これら両者間の結合損失Ｃが悪化する
と思われるような現象は確認されない。このことから、
各アンテナ１１、２１を構成するループアンテナは、上
記図７及び図８における各アンテナ１１１、１２１を構
成するホイップアンテナ等に比べて、上記放射インピー
ダンスの影響を受け難いアンテナではないかと考えられ
る。

【００４８】そして、本実施の形態によれば、上記図８
の従来技術における各アンテナ１１１、１２１間の距離
ｄ_１比べて、上記各アンテナ１１、２１間の距離ｄを
大きく取ることができる。従って、本実施の形態の無線
機１のように、アンテナ１１を内蔵した無線機１に対し
ても、本技術を十分に適用できる。

【００４９】なお、本実施の形態においては、特定小電
力無線局を例に挙げて説明したが、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。

【００５０】また、無線機１のアンテナ１１と第１のア
ンテナ２１とを、それぞれ略同一形状かつ同一寸法とし
たが、必ずしも、これに限定されるものではない。ただ
し、各アンテナ１１、２１間における結合損失Ｃを極力
抑制するには、これら各アンテナ１１、２１を、それぞ
れ略同一形状かつ略同一寸法とするのが望ましい。

【００５１】そして、上記各アンテナ１１、２１を、そ
れぞれのループ開口部の中央が略同一軸１３上に位置す
るよう配置したが、これに限らない。なお、これについ
ても、各アンテナ１１、２１間における結合損失Ｃを極
力抑制するには、それぞれのループ開口部の中央を同一
軸１３上に位置させるのが望ましいということは言うま
でもない。

【００５２】また、上記各アンテナ１１、２１を、概略
方形型るループアンテナとしたが、例えば円形ループ等
の、他の形状のループアンテナ構成としてもよい。

【００５３】そして、無線機１については、その筐体１
２内にアンテナ１１を内蔵した所謂アンテナ内蔵型のも
のとしたが、筐体１２の外方にアンテナ１１を設けたも
のにも本技術を適用できることは言うまでもない。

【００５４】また、上記各アンテナ１１、２１間の距離
ｄをｄ＝１０ｍｍとしたが、これに限らない。即ち、こ
のｄ＝１０ｍｍという値は、無線周波数ｆがｆ＝４５０
ＭＨｚ付近のときに、各アンテナ１１、２１間の結合損
失Ｃを極小に抑えることのできるという所謂距離ｄの最
適値であって、本の一例である。従って、この距離ｄ
は、必ずしもこれを上記最適値（本実施の形態において
はｄ＝１０ｍｍという値）に合わせなければならないと
いうものではなく、例えば、上記結合損失Ｃを希望する
程度にまで抑制できる場合には、この距離ｄを長くした
り或いは短くしてもよい。なお、この距離ｄの最適値
は、無線周波数ｆ（波長λ）によって異なることは言う
までもない。また、この距離ｄは、各アンテナ１１、２
１の形状や大きさ、或いは互いの位置関係、筐体１２の
材質等によっても影響される。

【００５５】更に、本実施の形態では、無給電アンテナ
２の第１のアンテナ２１の給電部２１ａに、第２のアン
テナ２２との整合性を取るための整合回路２１ｂを設け
たが、これに限らない。例えば、図５に示すように、第
２のアンテナ２２側に、別途整合回路２４を設けてもよ
い。

【００５６】また、第２のアンテナ２２については、こ
れをホイップアンテナ構成としたが、これに限らない。
例えば、第１のアンテナ２１と同様のループアンテナ
等、他の形式のアンテナにより第２のアンテナ２２を構
成してもよい。

【００５７】そして、図６に示すように、例えば無線機
１の筐体１２に、第１のアンテナ２１を支持するための
支持金具２５を設けてもよい。このように、支持金具２
５を介して第１のアンテナ２１を無線機１に取り付ける
ことによって、あたかも、第１のアンテナ２１（無給電
アンテナ２）を無線機１に直接接続したのと等価な構成
とすることができる。この構成によれば、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、非常に都合がよい。なお、支持金具２５は、無線機
１（筐体１２）に対して容易に着脱可能な構成としても
よい。

【００５８】

【発明の効果】本発明のうち請求項１に記載の発明の無
給電アンテナによれば、この無給電アンテナの第１のア
ンテナと無線機のアンテナとを誘導結合させ、この誘導
結合による電磁誘導作用によって、これら各アンテナ間
での電波の受け渡しを実現している。従って、放射電界
により電波の受け渡しを行うという上述した図７の構成
に比べて、各アンテナ間の結合損失を抑えることができ
るという効果がある。

【００５９】また、無線機のアンテナと第１のアンテナ
との距離を、例えば上述した図８の従来技術における各
アンテナ１１１、１２１間の距離ｄ_１より若干大きく
しても、上記各アンテナ間の強固な誘導結合は解消され
ず、これら各アンテナ間の結合損失を抑えた無給電アン
テナを提供できる。従って、アンテナ内蔵型の無線機等
のように、無線機のアンテナと第１のアンテナとの間隔
を大きく取らざるを得ない無線機についても、本請求項
１に記載の発明を適用でき、即ち上記各アンテナ間にお
ける結合損失の小さい無給電アンテナを提供できるとい
う効果がある。

【００６０】請求項２に記載の発明の無給電アンテナに
よれば、無線機のアンテナと第１のアンテナとを、それ
ぞれ略同一形状かつ略同一寸法とすることによって、こ
れら各アンテナ間における誘導結合をより強固にしてい
る。従って、上記各アンテナ間における結合損失を更に
抑制でき、ひいては無線機の通信範囲をより拡張できる
という効果がある。

【００６１】請求項３に記載の発明の無給電アンテナに
よれば、無線機のアンテナと第１のアンテナとのループ
開口部の各中央を略同一軸上に位置させることによっ
て、これら各アンテナ間における誘導結合をより強固に
している。従って、上記各アンテナ間における誘導結合
を更に抑制でき、ひいては無線機の通信範囲を更に拡張
できるという効果がある。

【００６２】請求項４に記載の発明の無給電アンテナに
よれば、無線機に支持手段を介して第１のアンテナを取
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できる。従って、無線機
を保管したり、或いは携帯するのに、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、無線機のアンテナと無給電アン
テナとの結合部分を拡大した図である。

【図２】同実施の形態を考える上で基本となるヘルツダ
イポールの説明図である。

【図３】同実施の形態における無線機のアンテナと無給
電アンテナとの回路図である。

【図４】同実施の形態の実験結果を表す図で、無線機の
アンテナと無給電アンテナとの間で無線周波数を変化さ
せたときのこれら各アンテナ間の結合損失を測定したグ
ラフである。

【図５】同実施の形態の別の例を示す図である。

【図６】図５とは別の例を示す図である。

【図７】一般に知られている無給電アンテナの使用状態
を示す概略構成図である。

【図８】上記図７の無給電アンテナを改良した従来技術
の概略構成図である。

【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】無線機のアンテナとの間で電磁波の受け
渡しを行う第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、上記無線機のアンテナ及び第１のアンテナが、それぞれ
ループ状のものであって、これら両者間で上記電磁波の
受け渡しを行う際に、主に上記電磁波の誘導電磁界によ
りこの電波の受け渡しを行う状態に、これら各アンテナ
を、それぞれのループ開口部を互いに対向させた状態で
近接させた無給電アンテナ。
【請求項２】上記無線機のアンテナ及び第１のアンテ
ナを、略同一形状かつ略同一寸法としたことを特徴とす
る請求項１に記載の無給電アンテナ。
【請求項３】上記無線機のアンテナ及び第１のアンテ
ナを、それぞれのループ開口部の中央を略同一軸上に位
置させる状態に設けたことを特徴とする請求項１または
２に記載の無給電アンテナ。
【請求項４】上記無線機に上記第１のアンテナを支持
する支持手段を設けたことを特徴とする請求項１、２ま
たは３に記載の無給電アンテナ。