JPH09307327A - 棒状アンテナおよびアンテナ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 機械的強度を強固に保持しつつ受信感度を向
上させる。 【解決手段】 複数本の棒状のフェライトコア２と、フ
ェライトコア２を直列接続して成るフェライトコア列が
収納されるパイプ３と、このパイプ３に巻かれたコイル
４とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、中波放送の受信感
度を向上させる中波用の棒状アンテナおよびアンテナ装
置に関する。

【０００２】［発明の概要］本発明は、フェライトコア
にコイルを巻いた場合に空芯と比較して１０数倍の磁界
を取り込むことができるという性質を利用したもので、
棒状アンテナの磁界に誘起された電圧を同軸ケーブルあ
るいは信号供給コイルなどにより受信機に供給し、受信
機の内蔵アンテナに比べて誘起される電圧を３〜４倍上
昇させる装置である。

【０００３】また、電波の比較的弱い地域では、広帯域
連続可変型の整合器をアンテナと併用することにより、
さらにアンテナの出力電圧を３〜４倍程度高めることが
できる。

【０００４】鉄筋構造の建物内では、室内の電界強度が
屋外に比べて１／３〜１／３０に減衰するが、本発明の
棒状アンテナを窓際やベランダ等に設置して同軸ケーブ
ルで室内に引き込んで受信電波を受信機に供給すること
によって、室内に比べてさらに誘起電圧を３〜３０倍に
高めることができる。

【０００５】また、棒状のフェライトコアを直列接続し
て使用することで、磁界を大きく取り込むことが可能と
なり、従来の外部アンテナに比べて小型のためアンテナ
の設置が容易であり、併せてアルミニュームなど非磁性
体の影響を受けにくい。また、指向特性がアンテナの軸
と直角方向が最大になるためマンションなどの窓の内
側、ベランダに置いて使用するのに適している。

【０００６】

【従来の技術】従来より中波用アンテナとしては、フェ
ライトコアアンテナやループアンテナ、ロングワイヤー
アンテナ、あるいはホイップアンテナ等が知られてい
る。

【０００７】フェライトコアアンテナは、小型に構成す
ることができるという利点を有しており、受信機の内蔵
用アンテナとして広く使用されている。反面、材質が脆
く壊れやすいので形状を大きくすることができず、外部
アンテナとしては不向きである。

【０００８】ループアンテナは、ある程度の利得を確保
することはできるものの、指向特性が８の字型であるた
め、ループ方向が最大利得になり、建物内の窓際などで
使用すると、ループアンテナ方向が壁面に直角になり、
受信電界が比較的高い窓際への設置に対しスペースが必
要となる。

【０００９】ロングワイヤーアンテナは、ある程度の利
得が確保できることから高感度アンテナとして使用され
るが、長いワイヤーを張るため、広い用地の確保が必要
であり設置が容易でないばかりか、ノイズの混入を受け
やすい。

【００１０】ホイップアンテナは、無指向性で設置スペ
ースを小さくできるので、カーラジオ等に使用されてい
るが、実効長が小さい。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、現在市販さ
れている受信機には中波のアンテナ入力端子の無いもの
が多く、家庭用のアンテナとして前述したループアンテ
ナやロングワイヤーアンテナ、ホイップアンテナ等の外
部アンテナを使用することは極めて稀である。

【００１２】また、現在、使用されている中波用受信ア
ンテナは自動車用を除き、ほとんどが受信機に内蔵され
たフェライトコアアンテナであるが、このアンテナは一
定以上の電界強度の地域で使用する限りは、実用上なん
ら問題はない。

【００１３】しかしながら、前述したようにフェライト
コアアンテナはアンテナの実効長が小さい。このため、
弱電界地域においては、受信機のアンテナ入力電圧不足
によりノイズが増加し、また、鉄筋構造の建物内では、
建物により外部からの電波が遮断されて減衰するととも
に室内の照明器具等の機器からのノイズの影響を受けて
聞き辛くなるという問題があった。

【００１４】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、機械的強度を強固に保持しつつ受
信感度を向上させることができる棒状アンテナおよびア
ンテナ装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに請求項１の発明は、複数本の棒状のフェライトコア
と、前記フェライトコアを直列接続して成るフェライト
コア列が収納されるパイプと、このパイプに巻かれたコ
イルと、を具備することを特徴とするものである。

【００１６】上記構成によれば、フェライトコア数本を
直列接続して構成することにより磁界を大きく取り込む
ことができ、フェライトコアをパイプに挿入することに
より、機械的強度が保持される。

【００１７】請求項２の発明は、請求項１記載の棒状ア
ンテナにおいて、前記コイルは中央部分が密で両端部分
が粗に巻かれていることを特徴とするものである。

【００１８】上記構成によれば、コイルの巻き方が工夫
され、中央部分が密で両端部分が粗に巻かれているの
で、弱電界地域の受信機のアンテナ入力電圧を増大させ
ることができ、微弱な電波であっても良好な受信状態を
得ることができる。

【００１９】請求項３の発明は、請求項１または２に記
載された棒状アンテナと、この棒状アンテナの一端に接
続された同軸ケーブルと、この同軸ケーブルの他端に接
続された広帯域連続可変型の整合器と、を具備すること
を特徴とするものである。

【００２０】上記構成によれば、広帯域連続可変型の整
合器により、中波帯全域に渡ってアンテナと負荷のイン
ピーダンス整合をとることができ、微弱な電波であって
もさらに良好な受信状態を得ることができる。

【００２１】請求項４の発明は、請求項３記載のアンテ
ナ装置において、前記広帯域連続可変型の整合器と受信
機との間に、この受信機に内蔵されているアンテナに近
接させて使用される信号供給コイルを設けたことを特徴
とするものである。

【００２２】上記構成によれば、信号供給コイルを受信
機内蔵のアンテナに近接させることにより棒状アンテナ
で取り込まれた磁界を受信機の内蔵アンテナに供給する
ことができるので、微弱な電波であってもさらに良好な
受信状態を得ることができる。

【００２３】上述のように構成された棒状アンテナの使
用の一例として、鉄筋構造の建物内では、周囲の影響を
受けにくい性質を有効に活用し、アンテナを窓際、屋外
に簡単に設置でき、良質の電波を建物内の受信機に供給
し、電力を使用することなく、受信機の感度を向上さ
せ、メンテナンスフリーにすることができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係る棒状アンテナ
（以下、スティックアンテナという。）の構成を示して
おり、図２はこのスティックアンテナを用いたアンテナ
装置の構成を示している。

【００２５】＜スティックアンテナ＞ 《スティックアンテナの原理》初めに、スティックアン
テナの原理について説明する。

【００２６】本発明のスティックアンテナに使用される
フェライトコアは、「材質が定まっていれば、コアの断
面積が大きく、かつ長いものほど、アンテナに誘起する
電圧を大きい」という性質を有する（参考文献：日本放
送協会編「新ラジオ技術教科書 応用編 ｐ３８５」
昭和３６年７月１５日発行）。

【００２７】図３に、複数本のフェライトコアを直列に
接続した場合と、並列に接続した場合との相対利得の実
験結果を示す。

【００２８】今回は、フェライトコアの個数が１個だけ
の場合、２個直列接続の場合、３個直列接続の場合、お
よび５個直列接続の場合と、３個並列接続の場合、およ
び５個並列接続の場合について実験した。その結果、図
３からも理解されるように、フェライトコアを直列接続
した場合には、その本数にほぼ比例して相対利得が高く
なることが判明した。また、並列接続の場合には、フェ
ライトコアの本数を多くしても、あまり利得を高くでき
ないことが判明した。

【００２９】《スティックアンテナの設計》次に、上述
のような原理に基づいたスティックアンテナの具体的な
設計について説明する。

【００３０】図１に示すスティックアンテナ１は、複数
本，例えば３本から５本のフェライトコア２を直列接続
してパイプ３に挿入し（図１（Ａ））、このフェライト
コア２が挿入されたパイプの周囲にコイル４を巻き（同
図（Ｂ）），さらに、コイル４が巻かれたパイプ３をケ
ース５に挿入して構成されたものである（同図
（Ｃ））。

【００３１】スティックアンテナ１に使用されるフェラ
イトコア２は、金属の粉を圧縮して高温で焼成して形成
されているので、材質が脆く折れやすい。そこで、この
実施の形態では、長さ１８ｃｍ、直径１．２ｃｍのフェ
ライトコア２をベークライト等のパイプ３に３〜５本
（図では３本）挿入し、接着した後、コイル４を巻き付
てケース５に収納したものである。スティックアンテナ
１の外形は直径２ｃｍ程度で長さ５０ｃｍから１ｍ程度
であり、ビニールパイプ、プラスチック製のパイプ３で
密封され、防水処理が施されている。

【００３２】これにより、フェライトコア２の磁路が長
くなり、電波を大きく捕らえることができるので、微弱
な電波状態であっても良好な感度を得ることができる。
また、フェライトコア２はパイプ３内に収納され、さら
にこのパイプ３がケース内５に収納されているので、フ
ェライトコアの折損等を確実に防止できる。

【００３３】また、コイル４の巻線ピッチは、中央部分
が密で両端部分が粗に巻かれている。具体的には、フェ
ライトコア２の両端部の巻線間隔を“２”とすると、中
心部で“１”となるように巻く。これにより、中波帯全
域の出力電圧を一定の間隔で巻くより大きくすることが
できる。

【００３４】上記のように構成されたスティックアンテ
ナ１の電気的特性を示すと、フェライトコア２を５本接
続した場合の実測値は、周波数１ＭＨｚにおいて、イン
ピーダンスは、０．６Ω＋ｊ７０Ω アンテナ利得は、−３６ｄＢ（電界強度に対して）であ
った。

【００３５】また、今回作成したスティックアンテナ１
と、従来からあるホイップアンテナの、フィールドでの
受信試験結果（端子電圧）を表１に示す。但し、表１
は、電界強度６１２ｋＨｚ…１１１ｄＢμＶ、１０１７
ｋＨｚ…１０８ｄＢμＶでの測定結果を示す。

【００３６】

【表１】

【００３７】表１からも理解できるように、電界強度６
１２ｋＨｚ…１１１ｄＢμＶ、１０１７ｋＨｚ…１０８
ｄＢμＶのいずれの場合にも、本発明のスティックアン
テナは、従来のホイップアンテナに比べて、７〜９ｄＢ
μＶ程度、感度が向上することが確認できた。

【００３８】＜アンテナ装置＞次に、上記スティックア
ンテナ１を使用したアンテナ装置について説明する。図
２に示されるように、このアンテナ装置は、図１に示し
たスティックアンテナ１と、このスティックアンテナ１
のケーブル接続端１Ａに接続された同軸ケーブル６と、
この同軸ケーブル６の他端に接続された信号供給コイル
７とを備えている。この信号供給コイル７は、受信機８
に内蔵されたフェライトバーアンテナ９に近接されて使
用される。また、必要に応じて同軸ケーブル６には広帯
域連続可変型整合器１２が介挿される。なお、図中１０
は受信機８のスピーカ、１１はチューナ部である。

【００３９】信号供給コイル７は、直径０．６ｃｍ、長
さ６ｃｍ程度のフェライトコアに直径０．５ｍｍのコイ
ルを８回程度巻いて形成されたものである。

【００４０】このコイル７を受信機８に内蔵されている
フェライトバーアンテナ９に近づけるとアンテナ出力電
圧のほとんどを電磁誘導により受信機８に供給すること
ができる。

【００４１】図４には、広帯域連続可変型整合器１２の
構成が示されている。この整合器１２のトロイダルコア
１３には、１次巻線１４と、２次巻線１５と、３次巻線
１６とが巻装されており、３次巻線１６間には可変コン
デンサ１７が介挿されて並列共振回路が形成されてい
る。

【００４２】図１に示したように、スティックアンテナ
１のケーブル接続端１Ａに同軸ケーブル６を接続し、こ
の同軸ケーブル６を整合器１２の１次巻線１４に接続
し、整合器１２の２次巻線１５を同軸ケーブル６を介し
て信号供給ケーブル７に接続すると、３次巻線１６と可
変コンデンサ１７とから成る並列共振回路により、ｊ分
が除去された信号を２次巻線１５から取り出すことがで
きる。

【００４３】このとき、出力インピーダンスＺ₂ は、

【数１】Ｚ₂ ∝Ｑ² ・Ｚ₁ （Ω） 但し、Ｚ₁ は入力インピーダンス、Ｑは並列共振回路の
負荷となる。したがって、１次巻線１４、２次巻線１
５、および３次巻線１６のそれぞれのコイルの巻数を任
意に選ぶことにより、目的のインピーダンスを得ること
ができる。

【００４４】また、共振周波数は、３次巻線１６の巻数
に応じた可変コンデンサ１７の容量を変えることによ
り、中波帯全域をカバーできるよう設定できる。

【００４５】《広帯域連続可変型整合器１２の設計》ス
ティックアンテナ１単体のインピーダンスが０．６Ω＋
ｊ７０Ω（１ＭＨｚ）であるので、アンテナに誘起した
電力を有効に受信機に供給するためには、 ｊ分を除去する。 出力インピーダンスを７５Ω程度にする。 中波帯（５３１〜１６０２ｋＨｚ）を連続的に整合
できる。 受信機の設置場所（室内）で使用できる。 小型、軽量である。 ことを考慮して設計した。

【００４６】広帯域連続可変型整合器１２は、比誘電率
が１２５程度のトロイダルコア１３に一次巻線１４を１
４回、２次巻線１５を２回、３次巻線１６を７０回巻
き、３次巻線１６に可変コンデンサ１７を接続する。こ
の可変コンデンサ１７を変化させることにより中波帯全
域に渡ってアンテナと負荷のインピーダンスを整合し、
入力信号電圧が無い場合に比較して３倍から４倍程度高
めることができる。

【００４７】図５は、本発明のスティックアンテナ（ア
ンテナ長９０ｃｍ）の利得を、広帯域連続可変型整合器
１２を使用しないダイレクトの場合と、広帯域連続可変
型整合器１２を使用した場合とで比較して示したもので
ある。広帯域連続可変型整合器１２を使用した場合には
ダイレクトの場合に比べ、１０数ｄＢ利得が向上するこ
とが確認できた。

【００４８】このように、この実施の形態におけるアン
テナ装置によれば、回路構成が簡単であることから製作
を容易にすることができる。また、増幅器等を使用して
いないことから電池を不要にして製作コストを低くする
ことができる。また、軽量、かつ小型であるので、マン
ション等の鉄筋構造の住宅にも容易に設置でき、携帯用
として屋外や、カーラジオ等に使用することもできる。
そして、電力を使用することなく、受信機の感度を向上
させることができるので、メンテナンスフリーにするこ
とができる。

【００４９】さらに、この実施の形態によれば、以下に
示すような混信防止効果を奏する。

【００５０】すなわち、スティックアンテナ１の指向特
性が８の字型なので、スティックアンテナの方向を変え
ることにより妨害波や雑音電波などを電波不感方向に落
とすことによって混信などを軽減することができる。

【００５１】また、広帯域連続可変型整合器１２を併用
する場合には、共振回路の選択度特性が加わるので、隣
接する周波数の妨害波による混信をより一層軽減するこ
とができる。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明によ
れば、小型でありながらも、機械的強度を十分に確保し
つつ受信感度を大幅に向上させることができる。

【００５３】請求項２の発明によれば、コイルの巻き方
が工夫されているので、弱電界地域の受信機のアンテナ
入力電圧を増大させることができ、微弱な電波であって
も良好な受信状態を得ることができる。

【００５４】請求項３の発明によれば、広帯域連続可変
型の整合器により、中波帯全域に渡ってアンテナと負荷
のインピーダンス整合をとることができ、微弱な電波で
あってもさらに良好な受信状態を得ることができる。

【００５５】請求項４の発明によれば、信号供給コイル
を受信機内蔵のアンテナに近接させることにより棒状ア
ンテナで取り込まれた磁界を受信機の内蔵アンテナに供
給することができるので、微弱な電波であってもさらに
良好な受信状態を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る棒状アンテナ（スティックアンテ
ナ）の構成説明図である。

【図２】本発明に係る棒状アンテナ（スティックアンテ
ナ）を使用したアンテナ装置の構成説明図である。

【図３】本発明に係る棒状アンテナ（スティックアンテ
ナ）における相対利得とフェライトコアの本数との関係
を示す説明図である。

【図４】広帯域連続可変型整合器の構成説明図である。

【図５】本発明に係る棒状アンテナ（スティックアンテ
ナ）の特性を広帯域連続可変型整合器を使用した場合と
使用しない場合とで比較して示す説明図である。

【符号の説明】

１ スティックアンテナ（棒状アンテナ） ２ フェライトコア ３ パイプ ４ コイル ５ ケース ６ 同軸ケーブル ７ 信号供給コイル ８ 受信機 ９ フェライトバーアンテナ １２ 広帯域連続可変型整合器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数本の棒状のフェライトコアと、 前記フェライトコアを直列接続して成るフェライトコア
   列が収納されるパイプと、 このパイプに巻かれたコイルと、 を具備することを特徴とする棒状アンテナ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の棒状アンテナにおいて、 前記コイルは中央部分が密で両端部分が粗に巻かれてい
   ることを特徴とする棒状アンテナ。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載された棒状アン
   テナと、 この棒状アンテナの一端に接続された同軸ケーブルと、 この同軸ケーブルの他端に接続された広帯域連続可変型
   の整合器と、 を具備することを特徴とするアンテナ装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載のアンテナ装置において、 前記広帯域連続可変型の整合器と受信機との間に、この
   受信機に内蔵されているアンテナに近接させて使用され
   る信号供給コイルを設けたことを特徴とするアンテナ装
   置。