アンテナ
【課題】専用のアンテナエレメントを用いない簡易な機構で、アンテナを構成する。
【解決手段】始点４から折り返し点３までの第１線路長を有する第１導体２ｂ（２ｄ）と、折り返し点３から始点４方向への第２線路長を有して、折り返し点３において第１導体と電気的に接続された第２導体２ｂ（２ｄ）とを含む。そして、第１周波数の第１受信信号は、第１線路長と第２線路長との双方を含む第１アンテナ長で受信し、第２周波数の第２受信信号は、第１線路長と第２線路長との一方のみを含む第２アンテナ長で受信するように構成した。
【解決手段】始点４から折り返し点３までの第１線路長を有する第１導体２ｂ（２ｄ）と、折り返し点３から始点４方向への第２線路長を有して、折り返し点３において第１導体と電気的に接続された第２導体２ｂ（２ｄ）とを含む。そして、第１周波数の第１受信信号は、第１線路長と第２線路長との双方を含む第１アンテナ長で受信し、第２周波数の第２受信信号は、第１線路長と第２線路長との一方のみを含む第２アンテナ長で受信するように構成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアンテナに関し、特に、専用のアンテナエレメントを用いない簡易な構成で実現可能なアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、テレビジョン放送やＦＭ放送等の様々な放送波を受信するアンテナとして、様々な形態のアンテナが用いられている。例えば、テレビジョン放送やＦＭ放送の受信用には、ダイポールアンテナや八木・宇田アンテナ等がよく用いられる。一方で、これらの様々な放送波又は放送波に載せられた信号を、室内や車内、あるいは徒歩での移動中に受信する機会も増えてきている。このような場合に使用するアンテナとしては、組み立てや取り付け等の取り扱いが容易であるものが求められる。例えば特許文献１には、アンテナエレメントを単純な構造で実現したモノポールアンテナについて記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３２８３６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されたモノポールアンテナを含め、従来のアンテナには、電波を受信するためのアンテナエレメントは必ず必要であった。言い換えると、電波を受信するための専用のアンテナエレメントを持たないアンテナはこれまでに存在しなかった。
【０００５】
本発明は、専用のアンテナエレメントを用いない簡易な機構で実現するアンテナを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発明者は、その研究の過程で偶然にも、専用のアンテナエレメントを持たせる必要がなく、従って部品点数が少なくて機構も簡易なアンテナを見つけ出した。
本発明のアンテナは、始点から折り返し点までの第１線路長を有する第１導体と、折り返し点から始点方向への第２線路長を有して、折り返し点において第１導体と電気的に接続された第２導体と、第１導体と前記第２導体との間に存在する誘電体とを含む。そして、本発明のアンテナは、第１周波数の第１受信信号を、第１線路長と第２線路長とを合わせた長さに相当する第１アンテナ長の導体で受信する。また、第２周波数の第２受信信号は、第１線路長と第２線路長とのいずれか一方のみの長さに相当する第２アンテナ長の導体で受信する構成とした。
【０００７】
このように構成したことで、始点が給電点となって、第１導体と第２導体とによって第１周波数又は第２周波数の電波の双方が１つのアンテナで受信されるようになる。
また、受信に要する長さを、従来その受信に必要と考えられていたアンテナ長よりも短い長さとすることができ、小型化できるようになる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、専用のアンテナエレメントを用いない簡易な機構で、アンテナを構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明のケーブルアンテナの構成例を示す説明図である。
【図２】本発明のケーブルアンテナの原理を示す説明図である。
【図３】本発明のケーブルアンテナの設計例を示す説明図である。
【図４】本発明のケーブルアンテナが第２周波数の電波に共振する場合の等価回路を示す説明図である。
【図５】本発明のケーブルアンテナが第１周波数の電波に共振する場合の等価回路を示す説明図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態によるケーブルアンテナの構成例を示す説明図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態によるケーブルアンテナの共振周波数の例を示すグラフである。
【図８】本発明の第１の実施の形態によるケーブルアンテナの第１線路長を半分の長さとした場合の構成例を示す説明図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態によるケーブルアンテナのＦＭ／ＶＨＦ帯におけるピークゲイン測定結果を示すグラフ及び表である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態によるケーブルアンテナの構成例を示す説明図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態によるケーブルアンテナのＦＭ／ＶＨＦ帯におけるＶＳＷＲ特性の例を示すグラフ及び表である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態によるケーブルアンテナのＦＭ／ＶＨＦ帯におけるピークゲインの測定結果を示すグラフ及び表である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態によるケーブルアンテナのＵＨＦ帯におけるピークゲインの測定結果を示すグラフ及び表である。
【図１４】従来のダイポールアンテナのＦＭ／ＶＨＦ帯におけるピークゲインの測定結果を示すグラフ及び表である。
【図１５】従来のダイポールアンテナのＵＨＦ帯におけるピークゲインの測定結果を示すグラフ及び表である。
【図１６】本発明の第２の実施の形態によるケーブルアンテナのＦＭ／ＶＨＦ帯におけるピークゲイン及び平均ゲインの測定結果を示すグラフ及び表である。
【図１７】本発明の第２の実施の形態によるケーブルアンテナのＵＨＦ帯におけるピークゲイン及び平均ゲインの測定結果を示すグラフ及び表である。
【図１８】本発明の変形例１による、ケーブルアンテナを機器本体へ組み込んだ場合の構成例を示す説明図である。
【図１９】本発明の変形例２による携帯端末搭載アンテナの構成例を示す説明図である。
【図２０】本発明の変形例２による携帯端末搭載アンテナのＵＨＦ帯におけるピークゲインの測定結果を示すグラフ及び表である。
【図２１】本発明の変形例３によるダイポールアンテナの構成例を示す説明図である。
【図２２】本発明の変形例３によるダイポールアンテナのＦＭ／ＶＨＦ帯におけるピークゲインの測定結果を示すグラフ及び表である。
【図２３】本発明の変形例４によるケーブルアンテナの構成例を示す説明図である。
【図２４】本発明の変形例４によるケーブルアンテナの線路長を示す説明図である。
【図２５】本発明の変形例４によるケーブルアンテナが受信する電波の周波数帯を模式的に示した説明図である。
【図２６】評価用ダイポールアンテナ（折り返しなし）の構成例を示す説明図である。
【図２７】評価用ダイポールアンテナ（折り返しなし）のＶＳＷＲ特性を示すグラフである。
【図２８】評価用ダイポールアンテナ（１回折り返し）の構成例を示す説明図である。
【図２９】評価用ダイポールアンテナ（１回折り返し）のＶＳＷＲ特性を示すグラフである。
【図３０】評価用ダイポールアンテナ（２回折り返し）の構成例を示す説明図である。
【図３１】評価用ダイポールアンテナ（２回折り返し）のＶＳＷＲ特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、発明を実施するための形態（以下、本例とも称する）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．アンテナの基本構成及び基本原理の説明
２．第１の実施の形態（高周波減衰部材を使用してアンテナ長を決定する場合の構成例）
３．第２の実施の形態（高周波減衰部材を使用しない場合の構成例）
４．第１の実施の形態又は第２の実施の形態の各種変形例
【００１１】
＜１．アンテナの基本構成及び基本原理の説明＞
［アンテナの基本構成例］
図１は、本発明のアンテナの一実施形態としての、同軸線（同軸ケーブル）を使用したケーブルアンテナの構成例を示したものである。図１に示したケーブルアンテナ１０は、図示せぬ受信機器と接続されるコネクタ１と接続された、同軸線２のみで構成される。コネクタ１としては、高周波信号の損失が少ないものを選択することが望ましい。同軸線２の、コネクタ１と接続された側と反対側の先端部３は、エラストマー等の樹脂によりモールド成形されて成る。そしてその内部においては、保護被覆２ａ及びシールド線２ｂ（第１又は第２導体）を取り除いてあり、コア材２ｃ（誘電体）と芯線２ｄ（第１又は第２導体）とが露出されている。そして、コア材２ｃから伸びた芯線２ｄの先端部分を、はんだ付け等によってシールド線２ｂに接続してある。
【００１２】
先端部３からコネクタ１側に向かって所定の長さの位置には、中継部４を構成してある。中継部４も、先端部３と同様にモールド形成されている。その内部では、同軸線２の保護被覆２ａ及びシールド線（外部導体）２ｂを取り除いてあり、コア材２ｃ（誘電体）が露出した状態となっている。そしてこの部分が、本例のケーブルアンテナ１０の給電点Ｆｐとなる。このように構成したことにより、始点としての給電点Ｆｐから折り返し点としての先端部３までの間の同軸線２（詳しくは、シールド線２ｂと芯線２ｄ）が、アンテナエレメントとして機能するようになる。また、コネクタ１側に接続された同軸線２のシールド線２ｂはグランド（以下、ＧＮＤと称する）として機能するようになり、この部分には、イメージ電流（電気影像電流）が流れる。すなわち、アンテナエレメントとその電気影像によりλ／２ダイポールアンテナが構成される。
【００１３】
このとき、アンテナエレメントとして機能する部分のシールド線２ｂと芯線２ｄとの間には、始点から折り返し点までの間にわたって等価的にインピーダンス接続が存在し、そのインピーダンス値は、低い周波数（第１周波数）と高い周波数（第２周波数）とに対して相互に異なる。図示の構成では、潜在的な容量リアクタンス（容量成分）に応じて、周波数の高い側では高周波的に接続(短絡：容量結合）され、相対的に低いインピーダンスとなる。この結果、２種類の周波数に対応する２種類のアンテナ長（２共振）が存在する。以下、図２を参照して、アンテナエレメントとして機能する部分に等価的に存在する高周波的なインピーダンス接続とアンテナ長との関係について説明する。図２は、ケーブルアンテナ１０においてアンテナとして機能するエレメントを実線で示し、先端部３での折り返し部分を２点の●（黒丸）で示した図である。
【００１４】
まず、高い周波数（第２周波数）を受信する場合には、図１及び図２（ａ）に示すように、上述のインピーダンス接続部（高周波的な接続部）において、シールド線２ｂと芯線２ｄとの間で、高周波的な容量結合が起こる。このような容量結合が生じることで、給電点Ｆｐから折り返し点までの線路長である第１線路長Ｌ１がアンテナ長（第２アンテナ長）となって、電波を受信する。この第１線路長Ｌ１は、前述のＧＮＤとして機能する部分のシールド線２ｂの切れ目から、アンテナエレメントとして機能する部分の先端部３での折り返し点までの長さに等しい。
【００１５】
一方、低い周波数（第１周波数）を受信する場合には、その周波数に対応して容量結合が小さくなって、インピーダンス接続部のインピーダンスが高くなる。このため、図１及び図２（ｂ）に示すように、第１線路長Ｌ１と、折り返し点で折り返された部分の線路長（第２線路長）Ｌ２とを足した線路長が、アンテナ長（第１アンテナ長）となる。第２線路長Ｌ２は、先端部３での折り返し点から、中継部４内のアンテナエレメントとして機能する部分のシールド線２ｂの切れ目までの長さに等しいものとなる。
【００１６】
このように構成したケーブルアンテナ１０において、第１線路長と第２線路長を受信したい電波の周波数の波長に基づいて決定することで、２つの異なる任意の周波数の電波を受信させることが可能となる。なお、図１では同軸線２を使用してケーブルアンテナ１０を構成した例を挙げたが、これに限定されるものではない。例えば、フィーダー線等の、２つの導線（導体）がほぼ並行に配置された他の線材を使用しても、同様なケーブルアンテナ１０を作成することが可能である。
【００１７】
［アンテナの設計例］
次に、図３を参照して、受信したい２つの周波数から、ケーブルアンテナ１０の実際の線路長を決定する方法について説明する。図３では、説明を簡単にするため、同軸線２の保護被覆２ａ（図１参照）の図示を省略している。また、図３では、説明を分かり易くするためにコア材２ｃを同軸線２の中央部分で切断したように図示してあるが、本来は、図１に示すように先端部３の途中までコア材２ｃが伸びているものとする。
【００１８】
図３に示した例において、受信させたい２つの周波数の波長を、それぞれ波長λ１、波長λ２とし、波長の長さは、波長λ１＞波長λ２であるものとする。すなわち、例えば１００ＭＨｚと２００ＭＨｚの電波を受信させる場合は、波長λ１＝３ｍ、波長λ２＝１．５ｍとなる。
【００１９】
次に、波長λ１と波長λ２を受信するためのアンテナ長を規定する。具体的には、波長λ１と波長λ２のそれぞれの共振長がλ／４となるように、アンテナエレメントとして機能する部分の長さ（第１線路長）を決定する（図３（ａ）参照）。波長λ１は３ｍであるため、波長λ１の共振長（第１アンテナ長）は０．７５ｍとなり、波長λ２は１．５ｍであるため、波長λ２の共振長（第２アンテナ長）は０．３７５ｍとなる。つまり、第１線路長を０．７５ｍにすればその部分が１００ＭＨｚの電波に共振し、０．３７５ｍにすれば２００ＭＨｚの電波に共振する。
【００２０】
しかし、上述したように、本例のケーブルアンテナ１０では、周波数の高い第２周波数を受信する場合にはアンテナエレメントとして機能する部分において高周波的に容量結合が発生し、周波数の低い第１周波数を受信する場合には容量結合は発生しない。この特性を考えると、第２アンテナ長（０．３７５ｍ）を第１線路長Ｌ１とし、第１アンテナ長（０．７５ｍ）から第２アンテナ長（０．３７５ｍ）を引いた長さを折り返し点から折り返せば、第１線路長Ｌ１の長さで２つの周波数を受信できる。（図３（ｂ）参照）これにより、第１アンテナ長の半分の長さである第２アンテナ長で第１線路長を構成しても、第１アンテナ長が受信すべき第１周波数を受信することができるようになる。すなわち、波長の長い低い周波数の電波を受信するために必要な線路長を、一般に必要であると考えられる線路長の１／２の長さにすることができる。
【００２１】
なお、ＧＮＤとして機能する部分の長さは、第１周波数の波長λ１の１／４以上であることが望ましい。つまり、図３に示した例においては、０．７５ｍ以上であることが好ましい。このとき、ＧＮＤとして機能する部分の同軸線２の長さをきっちり１／４λ１で切っても良いが、切らずに長いままとしてもよい。
【００２２】
図４及び図５は、本例のケーブルアンテナ１０を図３（ｂ）に示したように構成した場合の、ケーブルアンテナ１０の等価回路を示したものである。図４は、波長λ１を有する第１周波数に共振する場合の等価回路図であり、図５は、波長λ２を有する第２周波数に共振する場合の等価回路図である。ケーブルアンテナ１０で第１周波数を受信する場合には、図４（ａ）に示すように、アンテナが折り返された部分での高周波的な容量結合が少ない。このため、図４（ｂ）に示すように、折り返し分を伸ばした線路長（＝１／４λ１）と、ＧＮＤとして機能する１／４λ１の線路長とを足した長さ（１／２λ１）とが、波長λ１を有する第１周波数に共振する。
【００２３】
一方、周波数の高い第２周波数を受信する場合には、図５（ａ）に示すように、アンテナが折り返された部分での高周波的な容量結合により、図５（ｂ）に示すように、第１線路長Ｌ１（１／４λ２）と、ＧＮＤとして機能する１／４λ１の線路長とを足した長さ（１／２λ２）が、波長λ２を有する第２周波数に共振する。
【００２４】
なお、図３〜図５では、第２アンテナ長が第１アンテナ長のちょうど半分になる（波長λ１と波長λ２が１：２の関係である）例を挙げているが、これに限定されるものではない。波長λ１と波長λ２が１：２以外の関係であっても、第２アンテナ長を第１線路長Ｌ１とし、第１アンテナ長から第２アンテナ長を引いた長さを折り返し点から折り返すことで、本例のケーブルアンテナ１０を構成することができる。このような場合には、第１線路長Ｌ１が、１／４λではなく１／２λや３／４λ等の長さとなる。また、実際の第１線路長又は第２線路長やＧＮＤとして機能する部分の線路長は、使用される機器のＧＮＤサイズにより調整されるものとする。
【００２５】
＜２．第１の実施の形態＞
［アンテナの構成例］
次に、本例の第１の実施の形態として、高周波減衰部材を使用してアンテナ長を決定する場合のケーブルアンテナ１０の構成例について、図６を参照して説明する。なお、図６において図１と対応する箇所には同一の符号を付してあり、詳細な説明は省略する。図６に示した例では、高周波減衰部材としてフェライトコア５を使用している。このフェライトコア５を、給電点Ｆｐ（中継部４）からコネクタ１の方向に向かって、第１周波数λ１の１／４以上の長さの所望の位置に配置することにより、フェライトコア５からコネクタ１までの間の同軸線２には電波が載らなくなる。これにより、フェライトコア５からコネクタ１までの線路長を考慮することなくアンテナ長を決定することができるようになる。
【００２６】
［アンテナ特性の検証］
発明者は、本発明の理論の確かさを検証するため、このように構成したケーブルアンテナ１０において給電点Ｆｐからフェライトコア５までの長さ（線路長）Ｌ１１を固定し、第１線路長Ｌ１の長さを可変させた上で、電波を受信させる実験を行った。まずは、第１線路長Ｌ１を第１アンテナ長の半分の長さ（＝第２アンテナ長）にせず、第１アンテナ長に基づいて決定した場合の特性について検証した。理論上は、第１線路長Ｌ１＋線路長Ｌ１１が１つの周波数に共振し、第１線路長Ｌ１＋第２線路長Ｌ２＋線路長Ｌ１１が別の周波数に共振することになる。この実験では、８５ＭＨｚに共振することを目的としたため、給電点Ｆｐからフェライトコア５までの長さＬ１１を９８ｃｍに固定している。
【００２７】
図７は、第１線路長Ｌ１を８３ｃｍにした場合と、７０ｃｍにした場合における、共振点の位置を示したものである。図７の横軸は周波数（ＭＨｚ）を示し、縦軸は定在波比（以下、ＳＷＲ:Standing Wave Ratioと称する）を示す。第１線路長Ｌ１を８３ｃｍにした場合のＳＷＲは実線で示し、７０ｃｍとした場合のＳＷＲは破線で示してある。第１線路長Ｌ１を８３ｃｍにした場合には、約５４ＭＨｚと約８４ＭＨｚの地点でＳＷＲが４以下となっており、共振が取れていることが分かる。また、第１線路長Ｌ１を７０ｃｍにした場合には、約６４ＭＨｚと約９６ＭＨｚの地点でＳＷＲが４以下となっており、共振が取れていることが分かる。すなわち、同軸線２で構成したケーブルアンテナ１０が、２つの異なる周波数に共振していることが検証された。
【００２８】
次に、第１線路長Ｌ１を第１アンテナ長の半分の長さ（＝第２アンテナ長）にした場合の特性の確認も行った。図８は、この場合のケーブルアンテナ１０の構成例を示した図である。図８において、図１や図６と対応する箇所には同一の符号を付してあり、重複する説明は省略する。図８に示したケーブルアンテナ１０では、図７に示した例と同様に線路長Ｌ１１は９８ｃｍとし、第１線路長Ｌ１を４５ｃｍとした。すなわち、第１線路長Ｌ１を、８５ＭＨｚを受信するのに必要と考えられる８３ｃｍの、約半分の長さとした。
【００２９】
図９（ａ）は、図８に示したように構成したケーブルアンテナ１０の、垂直偏波及び水平偏波におけるピークゲインを示したグラフである。横軸は周波数（ＭＨｚ）を示し、縦軸はピークゲイン（ｄＢｄ）を示す。測定対象の周波数帯は、ＦＭ／ＶＨＦ帯（７０ＭＨｚ〜２２０ＭＨｚ）とした。垂直偏波は破線で示し、水平偏波は実線で示してある。図９（ｂ）及び図９（ｃ）に、図９（ａ）に示したグラフ中の各測定点における値を示した。図９（ｂ）は垂直偏波でのピークゲインの値を示し、図９（ｃ）は垂直偏波でのピークゲインの値を示す。なお、図９（ｂ）及び図９（ｃ）には、図９（ａ）の横軸に示した周波数のうち、７６ＭＨｚ〜１０７ＭＨｚまでの間の周波数における測定値のみを示している。
【００３０】
図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、８５ＭＨｚ付近では、垂直偏波でのピークゲインは８６ＭＨｚで−１１．９０ｄＢｄとなり、９５ＭＨｚでは−６．８５ｄＢｄとなっている。水平偏波でのピークゲインも、図９（ａ）及び図９（ｃ）に示すように、８６ＭＨｚで−１６．７０ｄＢｄとなり、９５ＭＨｚでは−１３．０５ｄＢｄとなっている。すなわち、これらの周波数近傍の共振により、本例のケーブルアンテナ１０が、ＦＭ／ＶＨＦ帯において、垂直偏波と水平偏波の両方を受信できていることが分かる。
【００３１】
［第１の実施の形態による効果］
上述した実施の形態によれば、同軸線２の保護被覆２ａ及びシールド線２ｂを取り除いた部分が給電点Ｆｐとなり、先端部３でシールド線２ｂに接続された芯線２ｄ及びシールド線２ｂとが電波を受信するようになる。従って、専用のアンテナエレメントや接続用の基板等を用いることのない簡易な構造であるから、安価にアンテナを構成することができる。
【００３２】
また上述した実施の形態では、受信する周波数に応じて、折り返し点（先端部３）までの第１線路長Ｌ１と、折り返し部分を伸ばした線路長（第１線路長＋第２線路長）とが、それぞれ別の周波数に共振する。具体的には、波長の長い第１周波数を受信する場合には第１線路長＋第２線路長が第１アンテナ長となり、波長の短い第２周波数を受信する場合は第１線路長が第２アンテナ長となる。すなわち、折り返しの構成により、第１線路長分のケーブル長で、周波数の高さに応じて２つの異なるアンテナ長（第１アンテナ長／第２アンテナ長）を構成でき、２種類の周波数の電波を受信できるようになる。つまり、低い周波数（第１周波数）を受信させたい場合にも、その受信のために要する長さ（ケーブル長）を、実際に必要なアンテナ長（第１線路長＋第２線路長）の半分の長さ（第１線路長）とすることができる。すなわち、アンテナを小型化することができるようになる。
【００３３】
また、第１線路長と第２線路長の長さや、折り返し点での折りしろの長さを調整することにより、受信周波数を任意の周波数に変更することができる。
【００３４】
さらに、給電点Ｆｐとコネクタ１との間の所望の位置に、高周波遮断部材としてフェライトコア５を取り付けることで、フェライトコア５からコネクタ１までの間に電波が載らなくなる。つまり、アンテナ長の設計時に、フェライトコア５からコネクタ１までの間の同軸線２の長さを考慮しなくてもよくなる。これにより、フェライトコア５からコネクタ１までの間の同軸線２の長さを任意の値に設定できるようになるため、本例のケーブルアンテナ１０や受信装置の配置位置の、自由度を高めることができる。
【００３５】
また、給電点Ｆｐとコネクタ１との間の所望の位置に、フェライトコア５を取り付けることにより、フェライトコア５が高周波遮断部材として機能するため、受信装置で発生したノイズがアンテナ部分に載ってしまうことを防止できる。
【００３６】
＜３．第２の実施の形態＞
［アンテナの構成例］
次に、本例の第２の実施の形態として、高周波減衰部材を使用せずにアンテナ長を決定する場合のケーブルアンテナ１０の構成例について、図１０を参照して説明する。図１０において図１、図６、図８と対応する箇所には同一の符号を付してあり、重複する説明は省略する。図１０に示すように、高周波減衰部材を使用しない場合には、同軸線２全体に電波が乗るようになる。このため、ＧＮＤとして機能する部分の長さは、λの単位で切るようにすることが好ましい。図１０に示したケーブルアンテナ１０では、ＧＮＤとして機能する部分（線路長Ｌ１１）にも積極的に電波を載せるため、アンテナエレメントとして機能する第１線路長Ｌ１を１／４λとしたのに対して、線路長Ｌ１１は３／４λとした。ここでは、第２アンテナ長（第１線路長のみを使用）を持つ導体が８５ＭＨｚに共振するように、第１線路長を８３ｃｍとした。従って、線路長Ｌ１１の長さは２１６ｃｍとなる。
【００３７】
図１１は、ケーブルアンテナ１０を図１０に示したように構成した場合における電圧定在波比（以下、ＶＳＷＲ: Voltage Standing Wave Ratioと称する）を示したものである。横軸は周波数（ＭＨｚ）を示し、縦軸はＶＳＷＲを示す。また、図１１（ａ）に示したグラフ上の複数の測定点の周波数とＶＳＷＲの値を、図１１（ｂ）示してある。
【００３８】
図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すように、測定点ＭＫ２（８０ＭＨｚ）でＶＳＷＲが２．３３となっており、ケーブルアンテナ１０が８０ＭＨｚに共振していることが分かる。また、一点鎖線で示したＵＨＦ帯（４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚ）においても、特に測定点ＭＫ６（５７０ＭＨｚ）〜測定点ＭＫ７（７７０ＭＨｚ）においてＶＳＷＲが３以下となっている。すなわち、ＦＭ／ＶＨＦ帯の高調波に相当するＵＨＦ帯でも、ケーブルアンテナ１０が共振していることが分かる。
【００３９】
図１２及び図１３は、図１０に示すアンテナ構成にしたケーブルアンテナ１０での、垂直偏波及び水平偏波におけるピークゲインを示したグラフである。図１２はＦＭ／ＶＨＦ帯でのピークゲインの値を示し、図１３はＵＨＦ帯でのピークゲインの値を示す。図１２（ａ）及び図１３（ａ）は、横軸に周波数（ＭＨｚ）、縦軸にピークゲイン（ｄＢｄ）をとったグラフであり、垂直偏波を破線で示し、水平偏波を実線で示してある。図１２（ｂ）及び図１３（ｂ）は、図１２（ａ）又は図１３（ａ）に示したグラフ中の各測定点における値を示す表である。なお、図１２（ｂ）には、図１２（ａ）の横軸に示した周波数のうち、７６ＭＨｚ〜１０７ＭＨｚまでの間（図１２（ａ）中に縦の破線で示した範囲）の周波数における測定値のみを示してある。
【００４０】
図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示したＦＭ／ＶＨＦ帯のうち、特に７６ＭＨｚ〜１０７ＭＨｚの間においては、垂直偏波、水平偏波ともにピークゲインは−１５ｄＢ以下となっている。また、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示したＵＨＦ帯においても、垂直偏波、水平偏波ともにピークゲインはおおよそ−１５ｄＢ以下となっている。すなわち、これらの周波数近傍の共振により、本例のケーブルアンテナ１０が、ＦＭ／ＶＨＦ帯とＵＨＦ帯の両方の帯域において、垂直偏波と水平偏波の両方を受信できていることが分かる。
【００４１】
テレビジョン放送受信用に建物の屋根等にアンテナが設けられる場合には、そのアンテナは、例えば東京タワー等の電波塔が見える位置に配置される。この場合は、電波塔とアンテナとの間に障害物が存在しないため、電波塔から送信された電波の偏向方向が途中で変わってしまうようなことは発生しない。これに対して、室内や車内、あるいは携帯型端末において使用されるアンテナに届く電波は、電波塔との間に存在する建物等の障害物に反射したものである場合が多い。このため、このような環境で使用されるアンテナには、垂直偏波と水平偏波の両方を受信できることが求められる。つまり、本例のケーブルアンテナ１０は、この要件を満たしていることになる。
【００４２】
図１４及び図１５は、ＵＨＦ帯の電波である５００ＭＨｚ受信用に設計された従来のダイポールアンテナでの、各周波数帯におけるピークゲインの測定結果を示した図である。図１４はＦＭ／ＶＨＦ帯でのピークゲインの値を示し、図１５はＵＨＦ帯でのピークゲインの値を示す。図１４（ａ）及び図１５（ａ）は、横軸に周波数（ＭＨｚ）、縦軸にピークゲイン（ｄＢｄ）をとったグラフであり、垂直偏波を破線で示し、水平偏波を実線で示してある。図１４（ｂ）及び図１５（ｂ）は、図１４（ａ）又は図１５（ａ）に示したグラフ中の各測定点における値を示す表である。なお、図１４（ｂ）には、図１４（ａ）の横軸に示した周波数のうち、７６ＭＨｚ〜１０７ＭＨｚまでの間（図１４（ａ）中に縦の破線で示した範囲）の周波数における測定値のみを示してある。
【００４３】
このように、５００ＭＨｚ受信用に設計されたダイポールアンテナでは、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）に示すように、ＶＨＦ帯では垂直偏波、水平偏波ともにピークゲインの値が−２０ｄＢ以上であり、アンテナゲインが取れていないことが分かる。このようなダイポールアンテナにおいても、アンテナ長を長くすればＶＨＦ帯も受信することが可能になるが、この場合はアンテナ自体の大型化を避けることができない。
【００４４】
また、ＵＨＦ帯においては、図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に示すように、実線で示した水平偏波は比較的よく受信できているが、破線で示した垂直偏波では各周波数帯でのピークゲインは−１５ｄＢ以下であり、受信できていないことが分かる。
【００４５】
次に、図１６及び図１７を参照して、図１０に示すアンテナ構成にしたケーブルアンテナ１０における指向性特性について説明する。図１６はＦＭ／ＶＨＦ帯での指向性特性を示し、図１７はＵＨＦ帯での指向性特性を示す。図１６及び図１７において、垂直偏波の指向性特性を破線で示し、水平偏波の指向性特性を実線で示している。
【００４６】
まず、図１６を参照して、ＦＭ／ＶＨＦ帯でのケーブルアンテナ１０の指向性特性について説明する。図１６（ａ）は周波数が７６ＭＨｚの場合の放射パターンを示し、（ｂ）は周波数が７８．５ＭＨｚの場合の放射パターンを示し、（ｃ）は周波数が８１ＭＨｚの場合の放射パターンを示し、（ｄ）は周波数が８３．５ＭＨｚの場合の放射パターンを示す。また、図１６（ｅ）は周波数が８６ＭＨｚの場合の放射パターンを示し、（ｆ）は周波数が９５ＭＨｚの場合の放射パターンを示し、（ｇ）は周波数が１０１ＭＨｚの場合の放射パターンを示し、（ｈ）は周波数が１０７ＭＨｚの場合の放射パターンを示す。また、図１６（ｉ）に、図１６（ａ）〜（ｈ）に示した垂直偏波でのピークゲイン（ｄＢｄ）及び平均ゲイン（ｄＢｄ）の値を示している。図１６（ｊ）には、図１６（ａ）〜（ｈ）に示した水平偏波でのピークゲイン（ｄＢｄ）及び平均ゲイン（ｄＢｄ）の値を示している。
【００４７】
ＦＭ／ＶＨＦ帯の周波数は、折り返し分を含んだ第１アンテナ長が共振する周波数である。そしてその指向性特性は、図１６（ａ）〜（ｈ）に示すように、垂直面においては円となり、水平方向においては綺麗な８の字を描いていることが分かる。
【００４８】
次に、図１７を参照して、ＵＨＦ帯でのケーブルアンテナ１０の指向性特性について説明する。図１７（ａ）は周波数が４７０ＭＨｚの場合の放射パターンを示し、（ｂ）は周波数が５２０ＭＨｚの場合の放射パターンを示し、（ｃ）は周波数が５７０ＭＨｚの場合の放射パターンを示し、（ｄ）は周波数が６２０ＭＨｚの場合の放射パターンを示す。また、図１７（ｅ）は周波数が６７０ＭＨｚの場合の放射パターンを示し、（ｆ）は周波数が７２０ＭＨｚの場合の放射パターンを示し、（ｇ）は周波数が７７０ＭＨｚの場合の放射パターンを示し、（ｈ）は周波数が９０６ＭＨｚの場合の放射パターンを示す。また、図１７（ｉ）に、図１７（ａ）〜（ｈ）に示した垂直偏波でのピークゲイン（ｄＢｄ）及び平均ゲイン（ｄＢｄ）の値を示している。図１７（ｊ）には、図１７（ａ）〜（ｈ）に示した水平偏波でのピークゲイン（ｄＢｄ）及び平均ゲイン（ｄＢｄ）の値を示している。
【００４９】
ＵＨＦ帯の周波数は、折り返し分を含まない第２アンテナ長が共振する周波数である（実際には第１アンテナ長に対する共振周波数の高調波として受信する部分が含まれる可能性もあるが、以下の説明では無視する）。そして図１７（ａ）〜（ｈ）に示すように、ゲインの得られない角度が垂直偏波と水平偏波とで異なっていることが分かる。つまり、垂直偏波のゲインが少ない角度においては水平偏波のゲインが高く、逆に、水平偏波のゲインが少ない角度においては垂直偏波のゲインが高くなっている。これにより、垂直偏波を拾えない角度においても水平偏波を拾うことができ、水平偏波を拾えない角度においても垂直偏波を拾うことができるようになる。従って、建物等に反射して電波の偏波方向が変化するような、室内等でケーブルアンテナ１０を使用する場合であっても、比較的良好な受信特性を得ることができる。
【００５０】
なお、図１６及び図１７に例を示した指向性特性は、第１の実施の形態におけるケーブルアンテナ１０においても得られるものである。
【００５１】
［第２の実施の形態による効果］
上述した実施の形態によれば、高周波遮断部材を用いずにケーブルアンテナ１０を構成した場合にも、周波数の高さに応じて、第１線路長分のケーブル長で、第１アンテナ長又は第２アンテナ長を構成して、異なる周波数に共振するようになる。すなわち、第１の実施の形態において得られる効果と同等の効果を得ることができる。
【００５２】
＜４．第１の実施の形態又は第２の実施の形態の各種変形例＞
（１）変形例１（その他の周波数帯を受信するアンテナへの適用例）
なお、上述した実施の形態では、テレビジョン放送の周波数であるＶＨＦ帯、ＵＨＦ帯の受信用として受信機器の外にアンテナを引き出した場合を想定しているが、これに限定されるものではない。例えば、同様な同軸線の構成により、１．５７５ＧＨｚ帯を受信するＧＰＳのアンテナ等を構成してもよい。この場合は、アンテナとして機能する部分（アンテナエレメント部）を２．３８ｃｍ、ＧＮＤとして機能する部分（同軸線部）を４．７５ｃｍ以上とすればよい。また、無線ＬＡＮのアンテナに適用することも可能であり、例えば２．４ＧＨｚ帯を受信するアンテナを構成する場合は、アンテナエレメント部を１．６ｃｍ、同軸線部を３．１ｃｍ以上とすればよい。
【００５３】
そして、このように構成したアンテナをノート型ＰＣ等の携帯受信機器本体（セット）へ組み込むようにしてもよい。図１８に、ケーブルアンテナ１０をセットに組み込んだ場合の構成例を示す。図１８（ａ）はテレビジョン受像器に組み込んだ場合の例を示し、図１８（ｂ）は携帯端末に組み込んだ場合の例を示している。図１８（ａ）および（ｂ）ではケーブルアンテナ１０を実線で示している。このように、ケーブルアンテナ１０を画面の周囲を囲むように取り付けることで、ダイポールアンテナが形成される。すなわち、セットのグランドに依存しない平衡型のアンテナが形成される。したがって、調整が容易であり、機器からのノイズにも非常に耐性のあるアンテナを構成することができる。ケーブルアンテナ１０を組み込む対象の機器としては、テレビジョン受像器、パーソナルコンピュータのモニタ、ポータブルメディアプレーヤ、タブレット型の携帯端末等が考えられる。
【００５４】
（２）変形例２（携帯端末に搭載のアンテナへの適用例）
図１９（ａ）及び（ｂ）に、上述した各実施の形態におけるアンテナを、携帯電話端末等の携帯端末に搭載する場合の構成例を示す。図１９（ａ）はアンテナエレメントとして機能する部分を斜視図で示してあり、図１９（ｂ）は断面図で示してある。図１９（ａ）に示すように、アンテナ２０のアンテナエレメントとして機能する部分は筒状の金属体２１で構成してあり、その中心に芯線２２を通してある。芯線２２はセット２４と接続させてあり、その先端部分は、折り返して金属体２１と接続させてある。芯線２２と筒状の金属体２１との間は、図１９（ｂ）に示すように、樹脂等の絶縁材料２３で充填している。図１９（ａ）に示すように、金属体２１をセット２４に接触させず、少し間隔を空けることで、セット２４と金属体２１との間の芯線２２が露出した部分が給電点Ｆｐとなる。このように構成することにより、給電点Ｆｐから先端部分までの第１線路長Ｌ１と、先端の折り返し部分から金属体２１の給電点Ｆｐ側の端部までの第２線路長Ｌ２とがアンテナ長となって電波を受信する。本例では、セット２４を、全面にグランドパターンを形成した基板で構成し、そのサイズは縦９．５ｃｍ、横４．５ｃｍとした。また、筒状の金属体２１の長さは６ｃｍとした。
【００５５】
図２０（ａ）は、図１９に示したアンテナ２０の、垂直偏波及び水平偏波におけるピークゲインを示したグラフである。横軸は周波数（ＭＨｚ）を示し、縦軸はピークゲイン（ｄＢｄ）を示す。測定対象の周波数帯は、ＵＨＦ帯とした。垂直偏波は破線で示し、水平偏波は実線で示してある。図２０（ｂ）及び図２０（ｃ）に、図２０（ａ）に示したグラフ中の各測定点における値を示した。図２０（ｂ）は垂直偏波でのピークゲインの値を示し、図２０（ｃ）は水平偏波でのピークゲインの値を示す。
【００５６】
図２０（ａ）及び図２０（ｂ）に示すように、垂直偏波でのピークゲインは５７０ＭＨｚで−１４．９５ｄＢｄとなり、７２０ＭＨｚでは−１０．４０ｄＢｄとなっている。水平偏波でのピークゲインも、図２０（ａ）及び図２０（ｃ）に示すように、５７０ＭＨｚで−２．５５ｄＢｄとなり、７２０ＭＨｚでは−４．７５ｄＢｄとなっている。すなわち、これらの周波数近傍の共振により、図１９に示すアンテナ２０が、ＵＨＦ帯において、垂直偏波と水平偏波の両方を受信できていることが分かる。
【００５７】
本来、ＵＨＦ帯を受信するアンテナを構成する場合には、そのアンテナ長は１２ｃｍ程度の長さとする必要がある。このため、例えばワンセグ対応の携帯電話端末では、伸縮可能なロッドアンテナが採用されることが多かった。しかし、本例のアンテナによれば、必要とされるアンテナ長の半分の長さでアンテナを構成しても、受信すべき周波数（本例ではＵＨＦ帯）を受信できるようになる。すなわち、アンテナの先端部分を伸ばして使用するロッドアンテナを採用しなくても良くなるため、ユーザの使い勝手も向上させることができる。
【００５８】
（３）変形例３（ダイポールアンテナへの適用例）
図２１に、上述した各実施の形態におけるアンテナを、ダイポールアンテナに適用する場合の構成例を示す。ダイポールアンテナ３０の、コネクタ１に接続された同軸線２の他端の先端部分には、高周波減衰部材としてのフェライトコア５を挿入してある。フェライトコア５の先の部分では、同軸線２の芯線２ｄとシールド線２ｂとをそれぞれ銅線６で引き出してあり、それぞれの銅線６を、反対方向（図では上下方向）に開いた２本の同軸線２の芯線２ｄに接続させている。この２本の同軸線２の先端部分では、芯線２ｄとシールド線２ｂとを接続させてあり、同軸線２の根本の部分では、保護被覆及びシールド線２ｂを取り除いてコア材２ｃと芯線２ｄとを露出させている。このように構成することで、根本の部分が給電点Ｆｐとなり、２本の同軸線２がアンテナエレメントとして機能する。図２１では、アンテナエレメントとして機能する部分を折り返しの実線で示している。アンテナエレメント部分の長さは、合わせて１ｍとなるようにした。
【００５９】
図２２（ａ）は、図２１に示したダイポールアンテナ３０の、垂直偏波及び水平偏波におけるピークゲインを示したグラフである。横軸は周波数（ＭＨｚ）を示し、縦軸はピークゲイン（ｄＢｄ）を示す。測定対象の周波数帯は、ＦＭ／ＶＨＦ帯とした。垂直偏波は破線で示し、水平偏波は実線で示してある。図２２（ｂ）及び図２２（ｃ）に、図２２（ａ）に示したグラフ中の各測定点における値を示した。図２２（ｂ）は垂直偏波でのピークゲインの値を示し、図２２（ｃ）は水平偏波でのピークゲインの値を示す。なお、図２２（ｂ）及び図２２（ｃ）には、図２２（ａ）の横軸に示した周波数のうち、７６ＭＨｚ〜１０７ＭＨｚまでの間の周波数における測定値のみを示している。
【００６０】
図２２（ａ）及び（ｃ）に示すように、特に水平偏波において、多くの帯域でピークゲインが−１５ｄＢ以下となっている。さらに、１５５ＭＨｚ付近と９５ＭＨｚ付近の２箇所で共振が得られていることが分かる。本来であれば、ＦＭ／ＶＨＦ帯を受信するアンテナを構成する場合には、そのアンテナ長は２ｍ程度の長さとする必要がある。しかし、本例によるダイポールアンテナによれば、その半分の１ｍでＦＭ／ＶＨＦ帯を受信することができるようになる。さらに、受信したい電波の波長から割り出したアンテナ長の半分の長さで、本来受信したい周波数だけでなく、それより低い周波数も受信することができる。
（４）変形例４（折り返し構造を複数設ける例）
上述した各実施の形態においては、同軸線２の先端部分で芯線２ｄをシールド線２ｂに接続する「折り返し構造」を一箇所のみに設けた例を挙げたが、この「折り返し構造」を複数箇所に設ける構成としてもよい。このように構成することにより、一つのアンテナでさらに多くの周波数帯の電波を受信できるようになる。まずは、図２３〜図２５を参照して、折り返し構造を複数持つアンテナによる多共振の原理を説明し、次に、図２６〜図３１を参照して検証データの説明を行う。
【００６１】
図２３は、折り返し構造を２箇所設けたアンテナ４０の構成例を図示したものである。図２３に示したケーブルアンテナ４０も同軸線２αのみで形成されるが、折り返し構造を２箇所設けるため、シールド線を２つ有するように構成している。すなわち、コア材２αｃ−１を覆うシールド線２αｂ−１の外側に、さらにコア材２αｃ−２を設けてあり、その外側にシールド線２αｂ−２を巻いてある。シールド線２αｂ−２の外側は保護被覆２αａで覆ってある。図２３の右側に示す同軸線２αの先端部分（先端部３）および、先端部分から他端に向かって所定の長さの位置（中継部４）では、芯線２αｄ−１を覆うコア材２αｃ−１を露出させてある。そして、露出されたそれぞれの箇所は、エラストマー等の樹脂によりモールド成形してある。
【００６２】
モールド成形された先端部３の内部では、芯線２αｄと内側のシールド材２αｂ−１とを接続させてあり、中継部４では、内側のシールド材２αｂ−１と外側のシールド材２αｂ−２とを銅線６で接続させてある。すなわち、同軸線２αの先端部分と、先端から他端に向かって所定の長さの位置の２箇所に、折り返し構造を設けている。
【００６３】
このように構成することで、給電点Ｆｐとなる中継部４から先端部３の折り返し点までの線路長である第１線路長Ｌ１が第２アンテナ長となり、共振周波数ｆ１（波長：λ１０）の電波を受信する。また、先端の折り返し点から給電点Ｆｐまでの線路長である第２線路長Ｌ２と第１線路長Ｌ１とを足した長さが第１アンテナ長となり、共振周波数ｆ２（波長：λ１０×２）の電波を受信する。さらに、給電点Ｆｐから、先端部分におけるシールド線２αｂ−２の端までの線路長である第３線路長Ｌ３と、第１線路長Ｌ１および第２線路長Ｌ２を足した長さが第３アンテナ長となり、共振周波数ｆ３（波長：λ１０×３）の電波を受信する。つまり、図２３に示すケーブルアンテナ４０で受信可能な各周波数の大きさは、共振周波数ｆ１＞共振周波数ｆ２＞共振周波数ｆ３の関係となる。
【００６４】
なお、図２３では折り返し構造を２箇所設けた場合を例に挙げて説明したが、３箇所や４箇所等、より多くの箇所に折り返し構造を設けるようにしてもよい。多くの折り返し構造を設けることで、さらに多くの周波数帯の電波を受信できるようになる。
【００６５】
折り返し構造が複数設けられたアンテナが、複数の異なる周波数帯の電波に共振する原理について、図２４を参照して説明する。図２４は、折り返し構造を複数有するアンテナの、アンテナエレメントとして機能する部分を、実線で示したものである。図２４では、説明の便宜上、折り返し構造を３つ設けた例を挙げている。
【００６６】
折り返し構造を設けた各箇所には、前述したように、始点から折り返し点までの間にわたって等価的にインピーダンス接続が存在する。図２４では、このインピーダンス接続部分に、すなわち線路長Ｌ１とＬ２の間の部分、線路長Ｌ２とＬ３の間の部分、および線路長Ｌ３とＬ４の間の部分に静電容量部が形成される。これらの静電容量部の静電容量を、静電容量Ｃ１、静電容量Ｃ２、静電容量Ｃ３と示している。芯線２ｄから遠くなるほど（径方向へ外側に行くほど）同軸線２αの径が大きくなって、芯線とシールド線との間又はシールド線とシールド線との間にあるコア材（絶縁体）の体積が増えるため、インピーダンス接続部における静電容量も、同軸線２αの外側に行くほど大きくなる。すなわち、静電容量Ｃ１〜静電容量Ｃ３の大きさは、静電容量Ｃ１＜静電容量Ｃ２＜静電容量Ｃ３の関係となる。
【００６７】
したがって、静電容量Ｃ１を通す程に高い共振周波数ｆ１の場合には、静電容量Ｃ２と静電容量Ｃ３で示される静電容量部は短絡して見えるため、図２３の例で説明すると第１線路長Ｌ１のみのアンテナ長（第２アンテナ長）を利用して受信する。また、共振周波数ｆ１よりわずかに低く、かつ静電容量Ｃ３が短絡して見える程度の共振周波数ｆ２の場合には、第１線路長Ｌ１＋第２線路長Ｌ２のアンテナ長（第１アンテナ長）を利用して受信する。共振周波数ｆ２より低い共振周波数ｆ３の場合には、第１線路長Ｌ１＋第２線路長Ｌ２＋第３線路長Ｌ３のアンテナ長（第３アンテナ長）を利用して受信する。すなわち、周波数の高さに応じて、一本の同軸線２αを構成する各線路長の異なる部分がアンテナ長となるため、高さの異なる複数の周波数の電波を受信できるようになる。
【００６８】
図２５は、ケーブルアンテナ４０の周波数特性を模式的に示したものである。図２５の横軸は周波数（ＭＨｚ）を示し、縦軸はＶＳＷＲを示す。原理上は、ケーブルアンテナ４０では、図２５に示すように、波長λ１０の共振周波数ｆ１と、波長がλ１０の２倍である共振周波数ｆ２と、波長がλ１０の３倍である共振周波数ｆ３の３箇所で共振が得られることになる。
【００６９】
この原理が正しいことを証明するため、発明者等は、評価用アンテナを作成してＶＳＷＲの測定を行った。評価用アンテナとしては、ダイポールアンテナを使用した。ダイポールアンテナは左右の導線の長さが一致しているため、より正確なデータが得られると考えられるためである。評価用ダイポールアンテナとしては、折り返し構造を設けていないもの、折り返し構造を一箇所だけ設けたもの、折り返し構造を２箇所設けたものの３種類を用意した。これらの評価用アンテナは、線間インピーダンスが５０Ωの同軸線２を使用して作成した。
【００７０】
図２６に示す評価用ダイポールアンテナは、折り返し構造を設けていないものである。つまり、従来のダイポールアンテナと同様の構成としたものである。図２６において図２１と対応する箇所には同一の符号を付してあり、重複する説明は省略する。同軸線２の芯線２ｄとシールド線２ｂとをそれぞれ銅線６で引き出してあり、それぞれの銅線６を、反対方向に開いている。アンテナエレメントとしての２本の銅線６と同軸線２との間には、バラン７を挿入している。アンテナエレメントとしての２本の銅線６の長さは、合わせて１５ｃｍとなるようにした。図２７は、図２６に示した評価用ダイポールアンテナのアンテナ特性を示すグラフである。横軸は周波数（ＭＨｚ）を示し、縦軸はＶＳＷＲを示す。図２７には、計算上得られる５００ＭＨｚに近い４８０ＭＨｚのあたりで共振が得られていることが示されている。
【００７１】
図２８（ａ）に示す評価用ダイポールアンテナは、折り返し構造を１箇所設けたものである。図２８において、図２１と図２７に対応する箇所には同一の符号を付してあり、重複する説明は省略する。図２１に示した構成と同様に、アンテナエレメント部分を同軸線２で構成してあり、両先端部分で芯線２ｄとシールド線２ｂとを接続してある。このように構成することで、給電点Ｆｐから折り返し地点までの線路長である実線で示した第１線路長Ｌ１と、折り返し地点から給電点Ｆｐまでの線路長である破線で示した第２線路長Ｌ２とがアンテナエレメントとして機能する。具体的には、図２８（ｂ）に示すように、第１線路長Ｌ１が共振周波数ｆ１に共振し、第１線路長Ｌ１と第２線路長Ｌ２とを合わせた長さで共振周波数ｆ２に共振する。
【００７２】
図２９は、図２８（ａ）に示した評価用ダイポールアンテナのアンテナ特性を示すグラフである。横軸は周波数（ＭＨｚ）を示し、縦軸はＶＳＷＲを示す。図２９には、１５ｃｍのアンテナ長で本来受信できる４５０ＭＨｚ付近の周波数だけでなく、それより低い２４０ＭＨｚ付近でも共振がとれていることが示されている。つまり、図２８に示した第１線路長Ｌ１が４５０ＭＨｚ付近の周波数（共振周波数ｆ１）に共振し、第１線路長Ｌ１＋第２線路長Ｌ２が２４０ＭＨｚ付近の周波数（共振周波数ｆ２）に共振していることが分かる。
【００７３】
図３０（ａ）に示す評価用ダイポールアンテナは、折り返し構造を２箇所設けたものである。図３０（ａ）において図２３と対応する箇所には同一の符号を付してあり、重複する説明は省略する。図２３に示したケーブルアンテナ４０と同様に、シールド線を二重にしてあり、先端部分において芯線２αｄ−１を内側のシールド線２αｂ−１に接続してある。また、給電点Ｆｐの部分では、内側のシールド線２αｂ−１と外側のシールド線２αｂ−２とを接続してある。すなわち、同軸線２αの先端部分と給電点Ｆｐの部分の２箇所に折り返し構造を設けている。このように構成することで、実線で示した第１線路長Ｌ１と破線で示した第２線路長Ｌ２だけでなく、さらに折り返した部分の給電点Ｆｐから先端までの線路長である、一点鎖線で示した第３線路長Ｌ３も、アンテナ長となって電波を受信する。具体的には、図３０（ｂ）に示すように、第１線路長Ｌ１が共振周波数ｆ１に共振し、第１線路長Ｌ１と第２線路長Ｌ２とを合わせた長さで共振周波数ｆ２に共振し、第１線路長Ｌ１と第２線路長Ｌ２と第３線路長Ｌ３とを合わせた長さで共振周波数ｆ３に共振する。
【００７４】
図３１は、図３０（ａ）に示した評価用ダイポールアンテナのアンテナ特性を示すグラフである。横軸は周波数（ＭＨｚ）を示し、縦軸はＶＳＷＲを示す。図３１には、１５ｃｍのアンテナ長で本来受信できる４５０ＭＨｚ付近の周波数だけでなく、それより低い２４０ＭＨｚ付近と、さらに低い２１０ＭＨｚ付近でも共振がとれていることが示されている。つまり、図３０に示した評価用アンテナの第１線路長Ｌ１が４５０ＭＨｚ付近の周波数（共振周波数ｆ１）に共振し、第１線路長Ｌ１＋第２線路長Ｌ２が２４０ＭＨｚ付近の周波数（共振周波数ｆ２）に共振していることが分かる。そしてさらに、第１線路長Ｌ１＋第２線路長Ｌ２＋第３線路長Ｌ３が２１０ＭＨｚ付近の周波数（共振周波数ｆ３）に共振していることが分かる。
【００７５】
なお、アンテナの被覆の誘電体の誘電率等を調整することで、原理上得られると想定される共振点とさらに近い点で共振を得られるようになる。
【００７６】
このように、折り返し構造を複数箇所設けた本願発明の変形例であるケーブルアンテナ４０によれば、一本の同軸線２αのみで、折り返し構造の数に応じた複数の異なる周波数帯の電波を受信することができるようになる。
【００７７】
また、アンテナの先端部分及び／又は給電点Ｆｐの部分に折り返し構造を設けることで、アンテナエレメントとして機能する部分の実質的な長さを短縮することができる。例えば、ＦＭ帯の電波を１／２波長アンテナで受信する場合には、そのアンテナ長を２ｍ程度とする必要がある。ところが、折り返し構造を２つ設けたケーブルアンテナ４０の、第１線路長Ｌ１＋第２線路長Ｌ２＋第３線路長Ｌ３の線路長でＦＭ帯の電波を受信するようにすれば、アンテナ長を１／３の６７ｃｍ程度に短縮することができる。また、例えば、ＶＨＦ帯の電波を使って携帯電話端末に映像配信を行うマルチメディア放送用のアンテナに、本発明のケーブルアンテナ４０を採用すれば、小型でありながらも広い周波数帯の電波を受信可能なアンテナを構成することができる。
【符号の説明】
【００７８】
１…コネクタ、２…同軸線、２ａ，２αａ…保護被覆、２ｂ…シールド線、２ｃ…コア材、２ｄ…芯線、３…先端部、４…中継部、５…フェライトコア、６…銅線、７…バラン、１０…ケーブルアンテナ、２０…アンテナ、２１…金属体、２２…芯線、２３…絶縁材料、２４…セット、３０ダイポールアンテナ４０…アンテナ、Ｃ１〜Ｃ３…静電容量、Ｆｐ…給電点、Ｌ１…第１線路長、Ｌ１…第１線路長、Ｌ２…第２線路長、Ｌ３…第３線路長、Ｌ１１…線路長、ｆ１〜ｆ３…共振周波数
【技術分野】
【０００１】
本発明はアンテナに関し、特に、専用のアンテナエレメントを用いない簡易な構成で実現可能なアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、テレビジョン放送やＦＭ放送等の様々な放送波を受信するアンテナとして、様々な形態のアンテナが用いられている。例えば、テレビジョン放送やＦＭ放送の受信用には、ダイポールアンテナや八木・宇田アンテナ等がよく用いられる。一方で、これらの様々な放送波又は放送波に載せられた信号を、室内や車内、あるいは徒歩での移動中に受信する機会も増えてきている。このような場合に使用するアンテナとしては、組み立てや取り付け等の取り扱いが容易であるものが求められる。例えば特許文献１には、アンテナエレメントを単純な構造で実現したモノポールアンテナについて記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３２８３６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されたモノポールアンテナを含め、従来のアンテナには、電波を受信するためのアンテナエレメントは必ず必要であった。言い換えると、電波を受信するための専用のアンテナエレメントを持たないアンテナはこれまでに存在しなかった。
【０００５】
本発明は、専用のアンテナエレメントを用いない簡易な機構で実現するアンテナを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発明者は、その研究の過程で偶然にも、専用のアンテナエレメントを持たせる必要がなく、従って部品点数が少なくて機構も簡易なアンテナを見つけ出した。
本発明のアンテナは、始点から折り返し点までの第１線路長を有する第１導体と、折り返し点から始点方向への第２線路長を有して、折り返し点において第１導体と電気的に接続された第２導体と、第１導体と前記第２導体との間に存在する誘電体とを含む。そして、本発明のアンテナは、第１周波数の第１受信信号を、第１線路長と第２線路長とを合わせた長さに相当する第１アンテナ長の導体で受信する。また、第２周波数の第２受信信号は、第１線路長と第２線路長とのいずれか一方のみの長さに相当する第２アンテナ長の導体で受信する構成とした。
【０００７】
このように構成したことで、始点が給電点となって、第１導体と第２導体とによって第１周波数又は第２周波数の電波の双方が１つのアンテナで受信されるようになる。
また、受信に要する長さを、従来その受信に必要と考えられていたアンテナ長よりも短い長さとすることができ、小型化できるようになる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、専用のアンテナエレメントを用いない簡易な機構で、アンテナを構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明のケーブルアンテナの構成例を示す説明図である。
【図２】本発明のケーブルアンテナの原理を示す説明図である。
【図３】本発明のケーブルアンテナの設計例を示す説明図である。
【図４】本発明のケーブルアンテナが第２周波数の電波に共振する場合の等価回路を示す説明図である。
【図５】本発明のケーブルアンテナが第１周波数の電波に共振する場合の等価回路を示す説明図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態によるケーブルアンテナの構成例を示す説明図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態によるケーブルアンテナの共振周波数の例を示すグラフである。
【図８】本発明の第１の実施の形態によるケーブルアンテナの第１線路長を半分の長さとした場合の構成例を示す説明図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態によるケーブルアンテナのＦＭ／ＶＨＦ帯におけるピークゲイン測定結果を示すグラフ及び表である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態によるケーブルアンテナの構成例を示す説明図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態によるケーブルアンテナのＦＭ／ＶＨＦ帯におけるＶＳＷＲ特性の例を示すグラフ及び表である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態によるケーブルアンテナのＦＭ／ＶＨＦ帯におけるピークゲインの測定結果を示すグラフ及び表である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態によるケーブルアンテナのＵＨＦ帯におけるピークゲインの測定結果を示すグラフ及び表である。
【図１４】従来のダイポールアンテナのＦＭ／ＶＨＦ帯におけるピークゲインの測定結果を示すグラフ及び表である。
【図１５】従来のダイポールアンテナのＵＨＦ帯におけるピークゲインの測定結果を示すグラフ及び表である。
【図１６】本発明の第２の実施の形態によるケーブルアンテナのＦＭ／ＶＨＦ帯におけるピークゲイン及び平均ゲインの測定結果を示すグラフ及び表である。
【図１７】本発明の第２の実施の形態によるケーブルアンテナのＵＨＦ帯におけるピークゲイン及び平均ゲインの測定結果を示すグラフ及び表である。
【図１８】本発明の変形例１による、ケーブルアンテナを機器本体へ組み込んだ場合の構成例を示す説明図である。
【図１９】本発明の変形例２による携帯端末搭載アンテナの構成例を示す説明図である。
【図２０】本発明の変形例２による携帯端末搭載アンテナのＵＨＦ帯におけるピークゲインの測定結果を示すグラフ及び表である。
【図２１】本発明の変形例３によるダイポールアンテナの構成例を示す説明図である。
【図２２】本発明の変形例３によるダイポールアンテナのＦＭ／ＶＨＦ帯におけるピークゲインの測定結果を示すグラフ及び表である。
【図２３】本発明の変形例４によるケーブルアンテナの構成例を示す説明図である。
【図２４】本発明の変形例４によるケーブルアンテナの線路長を示す説明図である。
【図２５】本発明の変形例４によるケーブルアンテナが受信する電波の周波数帯を模式的に示した説明図である。
【図２６】評価用ダイポールアンテナ（折り返しなし）の構成例を示す説明図である。
【図２７】評価用ダイポールアンテナ（折り返しなし）のＶＳＷＲ特性を示すグラフである。
【図２８】評価用ダイポールアンテナ（１回折り返し）の構成例を示す説明図である。
【図２９】評価用ダイポールアンテナ（１回折り返し）のＶＳＷＲ特性を示すグラフである。
【図３０】評価用ダイポールアンテナ（２回折り返し）の構成例を示す説明図である。
【図３１】評価用ダイポールアンテナ（２回折り返し）のＶＳＷＲ特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、発明を実施するための形態（以下、本例とも称する）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．アンテナの基本構成及び基本原理の説明
２．第１の実施の形態（高周波減衰部材を使用してアンテナ長を決定する場合の構成例）
３．第２の実施の形態（高周波減衰部材を使用しない場合の構成例）
４．第１の実施の形態又は第２の実施の形態の各種変形例
【００１１】
＜１．アンテナの基本構成及び基本原理の説明＞
［アンテナの基本構成例］
図１は、本発明のアンテナの一実施形態としての、同軸線（同軸ケーブル）を使用したケーブルアンテナの構成例を示したものである。図１に示したケーブルアンテナ１０は、図示せぬ受信機器と接続されるコネクタ１と接続された、同軸線２のみで構成される。コネクタ１としては、高周波信号の損失が少ないものを選択することが望ましい。同軸線２の、コネクタ１と接続された側と反対側の先端部３は、エラストマー等の樹脂によりモールド成形されて成る。そしてその内部においては、保護被覆２ａ及びシールド線２ｂ（第１又は第２導体）を取り除いてあり、コア材２ｃ（誘電体）と芯線２ｄ（第１又は第２導体）とが露出されている。そして、コア材２ｃから伸びた芯線２ｄの先端部分を、はんだ付け等によってシールド線２ｂに接続してある。
【００１２】
先端部３からコネクタ１側に向かって所定の長さの位置には、中継部４を構成してある。中継部４も、先端部３と同様にモールド形成されている。その内部では、同軸線２の保護被覆２ａ及びシールド線（外部導体）２ｂを取り除いてあり、コア材２ｃ（誘電体）が露出した状態となっている。そしてこの部分が、本例のケーブルアンテナ１０の給電点Ｆｐとなる。このように構成したことにより、始点としての給電点Ｆｐから折り返し点としての先端部３までの間の同軸線２（詳しくは、シールド線２ｂと芯線２ｄ）が、アンテナエレメントとして機能するようになる。また、コネクタ１側に接続された同軸線２のシールド線２ｂはグランド（以下、ＧＮＤと称する）として機能するようになり、この部分には、イメージ電流（電気影像電流）が流れる。すなわち、アンテナエレメントとその電気影像によりλ／２ダイポールアンテナが構成される。
【００１３】
このとき、アンテナエレメントとして機能する部分のシールド線２ｂと芯線２ｄとの間には、始点から折り返し点までの間にわたって等価的にインピーダンス接続が存在し、そのインピーダンス値は、低い周波数（第１周波数）と高い周波数（第２周波数）とに対して相互に異なる。図示の構成では、潜在的な容量リアクタンス（容量成分）に応じて、周波数の高い側では高周波的に接続(短絡：容量結合）され、相対的に低いインピーダンスとなる。この結果、２種類の周波数に対応する２種類のアンテナ長（２共振）が存在する。以下、図２を参照して、アンテナエレメントとして機能する部分に等価的に存在する高周波的なインピーダンス接続とアンテナ長との関係について説明する。図２は、ケーブルアンテナ１０においてアンテナとして機能するエレメントを実線で示し、先端部３での折り返し部分を２点の●（黒丸）で示した図である。
【００１４】
まず、高い周波数（第２周波数）を受信する場合には、図１及び図２（ａ）に示すように、上述のインピーダンス接続部（高周波的な接続部）において、シールド線２ｂと芯線２ｄとの間で、高周波的な容量結合が起こる。このような容量結合が生じることで、給電点Ｆｐから折り返し点までの線路長である第１線路長Ｌ１がアンテナ長（第２アンテナ長）となって、電波を受信する。この第１線路長Ｌ１は、前述のＧＮＤとして機能する部分のシールド線２ｂの切れ目から、アンテナエレメントとして機能する部分の先端部３での折り返し点までの長さに等しい。
【００１５】
一方、低い周波数（第１周波数）を受信する場合には、その周波数に対応して容量結合が小さくなって、インピーダンス接続部のインピーダンスが高くなる。このため、図１及び図２（ｂ）に示すように、第１線路長Ｌ１と、折り返し点で折り返された部分の線路長（第２線路長）Ｌ２とを足した線路長が、アンテナ長（第１アンテナ長）となる。第２線路長Ｌ２は、先端部３での折り返し点から、中継部４内のアンテナエレメントとして機能する部分のシールド線２ｂの切れ目までの長さに等しいものとなる。
【００１６】
このように構成したケーブルアンテナ１０において、第１線路長と第２線路長を受信したい電波の周波数の波長に基づいて決定することで、２つの異なる任意の周波数の電波を受信させることが可能となる。なお、図１では同軸線２を使用してケーブルアンテナ１０を構成した例を挙げたが、これに限定されるものではない。例えば、フィーダー線等の、２つの導線（導体）がほぼ並行に配置された他の線材を使用しても、同様なケーブルアンテナ１０を作成することが可能である。
【００１７】
［アンテナの設計例］
次に、図３を参照して、受信したい２つの周波数から、ケーブルアンテナ１０の実際の線路長を決定する方法について説明する。図３では、説明を簡単にするため、同軸線２の保護被覆２ａ（図１参照）の図示を省略している。また、図３では、説明を分かり易くするためにコア材２ｃを同軸線２の中央部分で切断したように図示してあるが、本来は、図１に示すように先端部３の途中までコア材２ｃが伸びているものとする。
【００１８】
図３に示した例において、受信させたい２つの周波数の波長を、それぞれ波長λ１、波長λ２とし、波長の長さは、波長λ１＞波長λ２であるものとする。すなわち、例えば１００ＭＨｚと２００ＭＨｚの電波を受信させる場合は、波長λ１＝３ｍ、波長λ２＝１．５ｍとなる。
【００１９】
次に、波長λ１と波長λ２を受信するためのアンテナ長を規定する。具体的には、波長λ１と波長λ２のそれぞれの共振長がλ／４となるように、アンテナエレメントとして機能する部分の長さ（第１線路長）を決定する（図３（ａ）参照）。波長λ１は３ｍであるため、波長λ１の共振長（第１アンテナ長）は０．７５ｍとなり、波長λ２は１．５ｍであるため、波長λ２の共振長（第２アンテナ長）は０．３７５ｍとなる。つまり、第１線路長を０．７５ｍにすればその部分が１００ＭＨｚの電波に共振し、０．３７５ｍにすれば２００ＭＨｚの電波に共振する。
【００２０】
しかし、上述したように、本例のケーブルアンテナ１０では、周波数の高い第２周波数を受信する場合にはアンテナエレメントとして機能する部分において高周波的に容量結合が発生し、周波数の低い第１周波数を受信する場合には容量結合は発生しない。この特性を考えると、第２アンテナ長（０．３７５ｍ）を第１線路長Ｌ１とし、第１アンテナ長（０．７５ｍ）から第２アンテナ長（０．３７５ｍ）を引いた長さを折り返し点から折り返せば、第１線路長Ｌ１の長さで２つの周波数を受信できる。（図３（ｂ）参照）これにより、第１アンテナ長の半分の長さである第２アンテナ長で第１線路長を構成しても、第１アンテナ長が受信すべき第１周波数を受信することができるようになる。すなわち、波長の長い低い周波数の電波を受信するために必要な線路長を、一般に必要であると考えられる線路長の１／２の長さにすることができる。
【００２１】
なお、ＧＮＤとして機能する部分の長さは、第１周波数の波長λ１の１／４以上であることが望ましい。つまり、図３に示した例においては、０．７５ｍ以上であることが好ましい。このとき、ＧＮＤとして機能する部分の同軸線２の長さをきっちり１／４λ１で切っても良いが、切らずに長いままとしてもよい。
【００２２】
図４及び図５は、本例のケーブルアンテナ１０を図３（ｂ）に示したように構成した場合の、ケーブルアンテナ１０の等価回路を示したものである。図４は、波長λ１を有する第１周波数に共振する場合の等価回路図であり、図５は、波長λ２を有する第２周波数に共振する場合の等価回路図である。ケーブルアンテナ１０で第１周波数を受信する場合には、図４（ａ）に示すように、アンテナが折り返された部分での高周波的な容量結合が少ない。このため、図４（ｂ）に示すように、折り返し分を伸ばした線路長（＝１／４λ１）と、ＧＮＤとして機能する１／４λ１の線路長とを足した長さ（１／２λ１）とが、波長λ１を有する第１周波数に共振する。
【００２３】
一方、周波数の高い第２周波数を受信する場合には、図５（ａ）に示すように、アンテナが折り返された部分での高周波的な容量結合により、図５（ｂ）に示すように、第１線路長Ｌ１（１／４λ２）と、ＧＮＤとして機能する１／４λ１の線路長とを足した長さ（１／２λ２）が、波長λ２を有する第２周波数に共振する。
【００２４】
なお、図３〜図５では、第２アンテナ長が第１アンテナ長のちょうど半分になる（波長λ１と波長λ２が１：２の関係である）例を挙げているが、これに限定されるものではない。波長λ１と波長λ２が１：２以外の関係であっても、第２アンテナ長を第１線路長Ｌ１とし、第１アンテナ長から第２アンテナ長を引いた長さを折り返し点から折り返すことで、本例のケーブルアンテナ１０を構成することができる。このような場合には、第１線路長Ｌ１が、１／４λではなく１／２λや３／４λ等の長さとなる。また、実際の第１線路長又は第２線路長やＧＮＤとして機能する部分の線路長は、使用される機器のＧＮＤサイズにより調整されるものとする。
【００２５】
＜２．第１の実施の形態＞
［アンテナの構成例］
次に、本例の第１の実施の形態として、高周波減衰部材を使用してアンテナ長を決定する場合のケーブルアンテナ１０の構成例について、図６を参照して説明する。なお、図６において図１と対応する箇所には同一の符号を付してあり、詳細な説明は省略する。図６に示した例では、高周波減衰部材としてフェライトコア５を使用している。このフェライトコア５を、給電点Ｆｐ（中継部４）からコネクタ１の方向に向かって、第１周波数λ１の１／４以上の長さの所望の位置に配置することにより、フェライトコア５からコネクタ１までの間の同軸線２には電波が載らなくなる。これにより、フェライトコア５からコネクタ１までの線路長を考慮することなくアンテナ長を決定することができるようになる。
【００２６】
［アンテナ特性の検証］
発明者は、本発明の理論の確かさを検証するため、このように構成したケーブルアンテナ１０において給電点Ｆｐからフェライトコア５までの長さ（線路長）Ｌ１１を固定し、第１線路長Ｌ１の長さを可変させた上で、電波を受信させる実験を行った。まずは、第１線路長Ｌ１を第１アンテナ長の半分の長さ（＝第２アンテナ長）にせず、第１アンテナ長に基づいて決定した場合の特性について検証した。理論上は、第１線路長Ｌ１＋線路長Ｌ１１が１つの周波数に共振し、第１線路長Ｌ１＋第２線路長Ｌ２＋線路長Ｌ１１が別の周波数に共振することになる。この実験では、８５ＭＨｚに共振することを目的としたため、給電点Ｆｐからフェライトコア５までの長さＬ１１を９８ｃｍに固定している。
【００２７】
図７は、第１線路長Ｌ１を８３ｃｍにした場合と、７０ｃｍにした場合における、共振点の位置を示したものである。図７の横軸は周波数（ＭＨｚ）を示し、縦軸は定在波比（以下、ＳＷＲ:Standing Wave Ratioと称する）を示す。第１線路長Ｌ１を８３ｃｍにした場合のＳＷＲは実線で示し、７０ｃｍとした場合のＳＷＲは破線で示してある。第１線路長Ｌ１を８３ｃｍにした場合には、約５４ＭＨｚと約８４ＭＨｚの地点でＳＷＲが４以下となっており、共振が取れていることが分かる。また、第１線路長Ｌ１を７０ｃｍにした場合には、約６４ＭＨｚと約９６ＭＨｚの地点でＳＷＲが４以下となっており、共振が取れていることが分かる。すなわち、同軸線２で構成したケーブルアンテナ１０が、２つの異なる周波数に共振していることが検証された。
【００２８】
次に、第１線路長Ｌ１を第１アンテナ長の半分の長さ（＝第２アンテナ長）にした場合の特性の確認も行った。図８は、この場合のケーブルアンテナ１０の構成例を示した図である。図８において、図１や図６と対応する箇所には同一の符号を付してあり、重複する説明は省略する。図８に示したケーブルアンテナ１０では、図７に示した例と同様に線路長Ｌ１１は９８ｃｍとし、第１線路長Ｌ１を４５ｃｍとした。すなわち、第１線路長Ｌ１を、８５ＭＨｚを受信するのに必要と考えられる８３ｃｍの、約半分の長さとした。
【００２９】
図９（ａ）は、図８に示したように構成したケーブルアンテナ１０の、垂直偏波及び水平偏波におけるピークゲインを示したグラフである。横軸は周波数（ＭＨｚ）を示し、縦軸はピークゲイン（ｄＢｄ）を示す。測定対象の周波数帯は、ＦＭ／ＶＨＦ帯（７０ＭＨｚ〜２２０ＭＨｚ）とした。垂直偏波は破線で示し、水平偏波は実線で示してある。図９（ｂ）及び図９（ｃ）に、図９（ａ）に示したグラフ中の各測定点における値を示した。図９（ｂ）は垂直偏波でのピークゲインの値を示し、図９（ｃ）は垂直偏波でのピークゲインの値を示す。なお、図９（ｂ）及び図９（ｃ）には、図９（ａ）の横軸に示した周波数のうち、７６ＭＨｚ〜１０７ＭＨｚまでの間の周波数における測定値のみを示している。
【００３０】
図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、８５ＭＨｚ付近では、垂直偏波でのピークゲインは８６ＭＨｚで−１１．９０ｄＢｄとなり、９５ＭＨｚでは−６．８５ｄＢｄとなっている。水平偏波でのピークゲインも、図９（ａ）及び図９（ｃ）に示すように、８６ＭＨｚで−１６．７０ｄＢｄとなり、９５ＭＨｚでは−１３．０５ｄＢｄとなっている。すなわち、これらの周波数近傍の共振により、本例のケーブルアンテナ１０が、ＦＭ／ＶＨＦ帯において、垂直偏波と水平偏波の両方を受信できていることが分かる。
【００３１】
［第１の実施の形態による効果］
上述した実施の形態によれば、同軸線２の保護被覆２ａ及びシールド線２ｂを取り除いた部分が給電点Ｆｐとなり、先端部３でシールド線２ｂに接続された芯線２ｄ及びシールド線２ｂとが電波を受信するようになる。従って、専用のアンテナエレメントや接続用の基板等を用いることのない簡易な構造であるから、安価にアンテナを構成することができる。
【００３２】
また上述した実施の形態では、受信する周波数に応じて、折り返し点（先端部３）までの第１線路長Ｌ１と、折り返し部分を伸ばした線路長（第１線路長＋第２線路長）とが、それぞれ別の周波数に共振する。具体的には、波長の長い第１周波数を受信する場合には第１線路長＋第２線路長が第１アンテナ長となり、波長の短い第２周波数を受信する場合は第１線路長が第２アンテナ長となる。すなわち、折り返しの構成により、第１線路長分のケーブル長で、周波数の高さに応じて２つの異なるアンテナ長（第１アンテナ長／第２アンテナ長）を構成でき、２種類の周波数の電波を受信できるようになる。つまり、低い周波数（第１周波数）を受信させたい場合にも、その受信のために要する長さ（ケーブル長）を、実際に必要なアンテナ長（第１線路長＋第２線路長）の半分の長さ（第１線路長）とすることができる。すなわち、アンテナを小型化することができるようになる。
【００３３】
また、第１線路長と第２線路長の長さや、折り返し点での折りしろの長さを調整することにより、受信周波数を任意の周波数に変更することができる。
【００３４】
さらに、給電点Ｆｐとコネクタ１との間の所望の位置に、高周波遮断部材としてフェライトコア５を取り付けることで、フェライトコア５からコネクタ１までの間に電波が載らなくなる。つまり、アンテナ長の設計時に、フェライトコア５からコネクタ１までの間の同軸線２の長さを考慮しなくてもよくなる。これにより、フェライトコア５からコネクタ１までの間の同軸線２の長さを任意の値に設定できるようになるため、本例のケーブルアンテナ１０や受信装置の配置位置の、自由度を高めることができる。
【００３５】
また、給電点Ｆｐとコネクタ１との間の所望の位置に、フェライトコア５を取り付けることにより、フェライトコア５が高周波遮断部材として機能するため、受信装置で発生したノイズがアンテナ部分に載ってしまうことを防止できる。
【００３６】
＜３．第２の実施の形態＞
［アンテナの構成例］
次に、本例の第２の実施の形態として、高周波減衰部材を使用せずにアンテナ長を決定する場合のケーブルアンテナ１０の構成例について、図１０を参照して説明する。図１０において図１、図６、図８と対応する箇所には同一の符号を付してあり、重複する説明は省略する。図１０に示すように、高周波減衰部材を使用しない場合には、同軸線２全体に電波が乗るようになる。このため、ＧＮＤとして機能する部分の長さは、λの単位で切るようにすることが好ましい。図１０に示したケーブルアンテナ１０では、ＧＮＤとして機能する部分（線路長Ｌ１１）にも積極的に電波を載せるため、アンテナエレメントとして機能する第１線路長Ｌ１を１／４λとしたのに対して、線路長Ｌ１１は３／４λとした。ここでは、第２アンテナ長（第１線路長のみを使用）を持つ導体が８５ＭＨｚに共振するように、第１線路長を８３ｃｍとした。従って、線路長Ｌ１１の長さは２１６ｃｍとなる。
【００３７】
図１１は、ケーブルアンテナ１０を図１０に示したように構成した場合における電圧定在波比（以下、ＶＳＷＲ: Voltage Standing Wave Ratioと称する）を示したものである。横軸は周波数（ＭＨｚ）を示し、縦軸はＶＳＷＲを示す。また、図１１（ａ）に示したグラフ上の複数の測定点の周波数とＶＳＷＲの値を、図１１（ｂ）示してある。
【００３８】
図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すように、測定点ＭＫ２（８０ＭＨｚ）でＶＳＷＲが２．３３となっており、ケーブルアンテナ１０が８０ＭＨｚに共振していることが分かる。また、一点鎖線で示したＵＨＦ帯（４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚ）においても、特に測定点ＭＫ６（５７０ＭＨｚ）〜測定点ＭＫ７（７７０ＭＨｚ）においてＶＳＷＲが３以下となっている。すなわち、ＦＭ／ＶＨＦ帯の高調波に相当するＵＨＦ帯でも、ケーブルアンテナ１０が共振していることが分かる。
【００３９】
図１２及び図１３は、図１０に示すアンテナ構成にしたケーブルアンテナ１０での、垂直偏波及び水平偏波におけるピークゲインを示したグラフである。図１２はＦＭ／ＶＨＦ帯でのピークゲインの値を示し、図１３はＵＨＦ帯でのピークゲインの値を示す。図１２（ａ）及び図１３（ａ）は、横軸に周波数（ＭＨｚ）、縦軸にピークゲイン（ｄＢｄ）をとったグラフであり、垂直偏波を破線で示し、水平偏波を実線で示してある。図１２（ｂ）及び図１３（ｂ）は、図１２（ａ）又は図１３（ａ）に示したグラフ中の各測定点における値を示す表である。なお、図１２（ｂ）には、図１２（ａ）の横軸に示した周波数のうち、７６ＭＨｚ〜１０７ＭＨｚまでの間（図１２（ａ）中に縦の破線で示した範囲）の周波数における測定値のみを示してある。
【００４０】
図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示したＦＭ／ＶＨＦ帯のうち、特に７６ＭＨｚ〜１０７ＭＨｚの間においては、垂直偏波、水平偏波ともにピークゲインは−１５ｄＢ以下となっている。また、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示したＵＨＦ帯においても、垂直偏波、水平偏波ともにピークゲインはおおよそ−１５ｄＢ以下となっている。すなわち、これらの周波数近傍の共振により、本例のケーブルアンテナ１０が、ＦＭ／ＶＨＦ帯とＵＨＦ帯の両方の帯域において、垂直偏波と水平偏波の両方を受信できていることが分かる。
【００４１】
テレビジョン放送受信用に建物の屋根等にアンテナが設けられる場合には、そのアンテナは、例えば東京タワー等の電波塔が見える位置に配置される。この場合は、電波塔とアンテナとの間に障害物が存在しないため、電波塔から送信された電波の偏向方向が途中で変わってしまうようなことは発生しない。これに対して、室内や車内、あるいは携帯型端末において使用されるアンテナに届く電波は、電波塔との間に存在する建物等の障害物に反射したものである場合が多い。このため、このような環境で使用されるアンテナには、垂直偏波と水平偏波の両方を受信できることが求められる。つまり、本例のケーブルアンテナ１０は、この要件を満たしていることになる。
【００４２】
図１４及び図１５は、ＵＨＦ帯の電波である５００ＭＨｚ受信用に設計された従来のダイポールアンテナでの、各周波数帯におけるピークゲインの測定結果を示した図である。図１４はＦＭ／ＶＨＦ帯でのピークゲインの値を示し、図１５はＵＨＦ帯でのピークゲインの値を示す。図１４（ａ）及び図１５（ａ）は、横軸に周波数（ＭＨｚ）、縦軸にピークゲイン（ｄＢｄ）をとったグラフであり、垂直偏波を破線で示し、水平偏波を実線で示してある。図１４（ｂ）及び図１５（ｂ）は、図１４（ａ）又は図１５（ａ）に示したグラフ中の各測定点における値を示す表である。なお、図１４（ｂ）には、図１４（ａ）の横軸に示した周波数のうち、７６ＭＨｚ〜１０７ＭＨｚまでの間（図１４（ａ）中に縦の破線で示した範囲）の周波数における測定値のみを示してある。
【００４３】
このように、５００ＭＨｚ受信用に設計されたダイポールアンテナでは、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）に示すように、ＶＨＦ帯では垂直偏波、水平偏波ともにピークゲインの値が−２０ｄＢ以上であり、アンテナゲインが取れていないことが分かる。このようなダイポールアンテナにおいても、アンテナ長を長くすればＶＨＦ帯も受信することが可能になるが、この場合はアンテナ自体の大型化を避けることができない。
【００４４】
また、ＵＨＦ帯においては、図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に示すように、実線で示した水平偏波は比較的よく受信できているが、破線で示した垂直偏波では各周波数帯でのピークゲインは−１５ｄＢ以下であり、受信できていないことが分かる。
【００４５】
次に、図１６及び図１７を参照して、図１０に示すアンテナ構成にしたケーブルアンテナ１０における指向性特性について説明する。図１６はＦＭ／ＶＨＦ帯での指向性特性を示し、図１７はＵＨＦ帯での指向性特性を示す。図１６及び図１７において、垂直偏波の指向性特性を破線で示し、水平偏波の指向性特性を実線で示している。
【００４６】
まず、図１６を参照して、ＦＭ／ＶＨＦ帯でのケーブルアンテナ１０の指向性特性について説明する。図１６（ａ）は周波数が７６ＭＨｚの場合の放射パターンを示し、（ｂ）は周波数が７８．５ＭＨｚの場合の放射パターンを示し、（ｃ）は周波数が８１ＭＨｚの場合の放射パターンを示し、（ｄ）は周波数が８３．５ＭＨｚの場合の放射パターンを示す。また、図１６（ｅ）は周波数が８６ＭＨｚの場合の放射パターンを示し、（ｆ）は周波数が９５ＭＨｚの場合の放射パターンを示し、（ｇ）は周波数が１０１ＭＨｚの場合の放射パターンを示し、（ｈ）は周波数が１０７ＭＨｚの場合の放射パターンを示す。また、図１６（ｉ）に、図１６（ａ）〜（ｈ）に示した垂直偏波でのピークゲイン（ｄＢｄ）及び平均ゲイン（ｄＢｄ）の値を示している。図１６（ｊ）には、図１６（ａ）〜（ｈ）に示した水平偏波でのピークゲイン（ｄＢｄ）及び平均ゲイン（ｄＢｄ）の値を示している。
【００４７】
ＦＭ／ＶＨＦ帯の周波数は、折り返し分を含んだ第１アンテナ長が共振する周波数である。そしてその指向性特性は、図１６（ａ）〜（ｈ）に示すように、垂直面においては円となり、水平方向においては綺麗な８の字を描いていることが分かる。
【００４８】
次に、図１７を参照して、ＵＨＦ帯でのケーブルアンテナ１０の指向性特性について説明する。図１７（ａ）は周波数が４７０ＭＨｚの場合の放射パターンを示し、（ｂ）は周波数が５２０ＭＨｚの場合の放射パターンを示し、（ｃ）は周波数が５７０ＭＨｚの場合の放射パターンを示し、（ｄ）は周波数が６２０ＭＨｚの場合の放射パターンを示す。また、図１７（ｅ）は周波数が６７０ＭＨｚの場合の放射パターンを示し、（ｆ）は周波数が７２０ＭＨｚの場合の放射パターンを示し、（ｇ）は周波数が７７０ＭＨｚの場合の放射パターンを示し、（ｈ）は周波数が９０６ＭＨｚの場合の放射パターンを示す。また、図１７（ｉ）に、図１７（ａ）〜（ｈ）に示した垂直偏波でのピークゲイン（ｄＢｄ）及び平均ゲイン（ｄＢｄ）の値を示している。図１７（ｊ）には、図１７（ａ）〜（ｈ）に示した水平偏波でのピークゲイン（ｄＢｄ）及び平均ゲイン（ｄＢｄ）の値を示している。
【００４９】
ＵＨＦ帯の周波数は、折り返し分を含まない第２アンテナ長が共振する周波数である（実際には第１アンテナ長に対する共振周波数の高調波として受信する部分が含まれる可能性もあるが、以下の説明では無視する）。そして図１７（ａ）〜（ｈ）に示すように、ゲインの得られない角度が垂直偏波と水平偏波とで異なっていることが分かる。つまり、垂直偏波のゲインが少ない角度においては水平偏波のゲインが高く、逆に、水平偏波のゲインが少ない角度においては垂直偏波のゲインが高くなっている。これにより、垂直偏波を拾えない角度においても水平偏波を拾うことができ、水平偏波を拾えない角度においても垂直偏波を拾うことができるようになる。従って、建物等に反射して電波の偏波方向が変化するような、室内等でケーブルアンテナ１０を使用する場合であっても、比較的良好な受信特性を得ることができる。
【００５０】
なお、図１６及び図１７に例を示した指向性特性は、第１の実施の形態におけるケーブルアンテナ１０においても得られるものである。
【００５１】
［第２の実施の形態による効果］
上述した実施の形態によれば、高周波遮断部材を用いずにケーブルアンテナ１０を構成した場合にも、周波数の高さに応じて、第１線路長分のケーブル長で、第１アンテナ長又は第２アンテナ長を構成して、異なる周波数に共振するようになる。すなわち、第１の実施の形態において得られる効果と同等の効果を得ることができる。
【００５２】
＜４．第１の実施の形態又は第２の実施の形態の各種変形例＞
（１）変形例１（その他の周波数帯を受信するアンテナへの適用例）
なお、上述した実施の形態では、テレビジョン放送の周波数であるＶＨＦ帯、ＵＨＦ帯の受信用として受信機器の外にアンテナを引き出した場合を想定しているが、これに限定されるものではない。例えば、同様な同軸線の構成により、１．５７５ＧＨｚ帯を受信するＧＰＳのアンテナ等を構成してもよい。この場合は、アンテナとして機能する部分（アンテナエレメント部）を２．３８ｃｍ、ＧＮＤとして機能する部分（同軸線部）を４．７５ｃｍ以上とすればよい。また、無線ＬＡＮのアンテナに適用することも可能であり、例えば２．４ＧＨｚ帯を受信するアンテナを構成する場合は、アンテナエレメント部を１．６ｃｍ、同軸線部を３．１ｃｍ以上とすればよい。
【００５３】
そして、このように構成したアンテナをノート型ＰＣ等の携帯受信機器本体（セット）へ組み込むようにしてもよい。図１８に、ケーブルアンテナ１０をセットに組み込んだ場合の構成例を示す。図１８（ａ）はテレビジョン受像器に組み込んだ場合の例を示し、図１８（ｂ）は携帯端末に組み込んだ場合の例を示している。図１８（ａ）および（ｂ）ではケーブルアンテナ１０を実線で示している。このように、ケーブルアンテナ１０を画面の周囲を囲むように取り付けることで、ダイポールアンテナが形成される。すなわち、セットのグランドに依存しない平衡型のアンテナが形成される。したがって、調整が容易であり、機器からのノイズにも非常に耐性のあるアンテナを構成することができる。ケーブルアンテナ１０を組み込む対象の機器としては、テレビジョン受像器、パーソナルコンピュータのモニタ、ポータブルメディアプレーヤ、タブレット型の携帯端末等が考えられる。
【００５４】
（２）変形例２（携帯端末に搭載のアンテナへの適用例）
図１９（ａ）及び（ｂ）に、上述した各実施の形態におけるアンテナを、携帯電話端末等の携帯端末に搭載する場合の構成例を示す。図１９（ａ）はアンテナエレメントとして機能する部分を斜視図で示してあり、図１９（ｂ）は断面図で示してある。図１９（ａ）に示すように、アンテナ２０のアンテナエレメントとして機能する部分は筒状の金属体２１で構成してあり、その中心に芯線２２を通してある。芯線２２はセット２４と接続させてあり、その先端部分は、折り返して金属体２１と接続させてある。芯線２２と筒状の金属体２１との間は、図１９（ｂ）に示すように、樹脂等の絶縁材料２３で充填している。図１９（ａ）に示すように、金属体２１をセット２４に接触させず、少し間隔を空けることで、セット２４と金属体２１との間の芯線２２が露出した部分が給電点Ｆｐとなる。このように構成することにより、給電点Ｆｐから先端部分までの第１線路長Ｌ１と、先端の折り返し部分から金属体２１の給電点Ｆｐ側の端部までの第２線路長Ｌ２とがアンテナ長となって電波を受信する。本例では、セット２４を、全面にグランドパターンを形成した基板で構成し、そのサイズは縦９．５ｃｍ、横４．５ｃｍとした。また、筒状の金属体２１の長さは６ｃｍとした。
【００５５】
図２０（ａ）は、図１９に示したアンテナ２０の、垂直偏波及び水平偏波におけるピークゲインを示したグラフである。横軸は周波数（ＭＨｚ）を示し、縦軸はピークゲイン（ｄＢｄ）を示す。測定対象の周波数帯は、ＵＨＦ帯とした。垂直偏波は破線で示し、水平偏波は実線で示してある。図２０（ｂ）及び図２０（ｃ）に、図２０（ａ）に示したグラフ中の各測定点における値を示した。図２０（ｂ）は垂直偏波でのピークゲインの値を示し、図２０（ｃ）は水平偏波でのピークゲインの値を示す。
【００５６】
図２０（ａ）及び図２０（ｂ）に示すように、垂直偏波でのピークゲインは５７０ＭＨｚで−１４．９５ｄＢｄとなり、７２０ＭＨｚでは−１０．４０ｄＢｄとなっている。水平偏波でのピークゲインも、図２０（ａ）及び図２０（ｃ）に示すように、５７０ＭＨｚで−２．５５ｄＢｄとなり、７２０ＭＨｚでは−４．７５ｄＢｄとなっている。すなわち、これらの周波数近傍の共振により、図１９に示すアンテナ２０が、ＵＨＦ帯において、垂直偏波と水平偏波の両方を受信できていることが分かる。
【００５７】
本来、ＵＨＦ帯を受信するアンテナを構成する場合には、そのアンテナ長は１２ｃｍ程度の長さとする必要がある。このため、例えばワンセグ対応の携帯電話端末では、伸縮可能なロッドアンテナが採用されることが多かった。しかし、本例のアンテナによれば、必要とされるアンテナ長の半分の長さでアンテナを構成しても、受信すべき周波数（本例ではＵＨＦ帯）を受信できるようになる。すなわち、アンテナの先端部分を伸ばして使用するロッドアンテナを採用しなくても良くなるため、ユーザの使い勝手も向上させることができる。
【００５８】
（３）変形例３（ダイポールアンテナへの適用例）
図２１に、上述した各実施の形態におけるアンテナを、ダイポールアンテナに適用する場合の構成例を示す。ダイポールアンテナ３０の、コネクタ１に接続された同軸線２の他端の先端部分には、高周波減衰部材としてのフェライトコア５を挿入してある。フェライトコア５の先の部分では、同軸線２の芯線２ｄとシールド線２ｂとをそれぞれ銅線６で引き出してあり、それぞれの銅線６を、反対方向（図では上下方向）に開いた２本の同軸線２の芯線２ｄに接続させている。この２本の同軸線２の先端部分では、芯線２ｄとシールド線２ｂとを接続させてあり、同軸線２の根本の部分では、保護被覆及びシールド線２ｂを取り除いてコア材２ｃと芯線２ｄとを露出させている。このように構成することで、根本の部分が給電点Ｆｐとなり、２本の同軸線２がアンテナエレメントとして機能する。図２１では、アンテナエレメントとして機能する部分を折り返しの実線で示している。アンテナエレメント部分の長さは、合わせて１ｍとなるようにした。
【００５９】
図２２（ａ）は、図２１に示したダイポールアンテナ３０の、垂直偏波及び水平偏波におけるピークゲインを示したグラフである。横軸は周波数（ＭＨｚ）を示し、縦軸はピークゲイン（ｄＢｄ）を示す。測定対象の周波数帯は、ＦＭ／ＶＨＦ帯とした。垂直偏波は破線で示し、水平偏波は実線で示してある。図２２（ｂ）及び図２２（ｃ）に、図２２（ａ）に示したグラフ中の各測定点における値を示した。図２２（ｂ）は垂直偏波でのピークゲインの値を示し、図２２（ｃ）は水平偏波でのピークゲインの値を示す。なお、図２２（ｂ）及び図２２（ｃ）には、図２２（ａ）の横軸に示した周波数のうち、７６ＭＨｚ〜１０７ＭＨｚまでの間の周波数における測定値のみを示している。
【００６０】
図２２（ａ）及び（ｃ）に示すように、特に水平偏波において、多くの帯域でピークゲインが−１５ｄＢ以下となっている。さらに、１５５ＭＨｚ付近と９５ＭＨｚ付近の２箇所で共振が得られていることが分かる。本来であれば、ＦＭ／ＶＨＦ帯を受信するアンテナを構成する場合には、そのアンテナ長は２ｍ程度の長さとする必要がある。しかし、本例によるダイポールアンテナによれば、その半分の１ｍでＦＭ／ＶＨＦ帯を受信することができるようになる。さらに、受信したい電波の波長から割り出したアンテナ長の半分の長さで、本来受信したい周波数だけでなく、それより低い周波数も受信することができる。
（４）変形例４（折り返し構造を複数設ける例）
上述した各実施の形態においては、同軸線２の先端部分で芯線２ｄをシールド線２ｂに接続する「折り返し構造」を一箇所のみに設けた例を挙げたが、この「折り返し構造」を複数箇所に設ける構成としてもよい。このように構成することにより、一つのアンテナでさらに多くの周波数帯の電波を受信できるようになる。まずは、図２３〜図２５を参照して、折り返し構造を複数持つアンテナによる多共振の原理を説明し、次に、図２６〜図３１を参照して検証データの説明を行う。
【００６１】
図２３は、折り返し構造を２箇所設けたアンテナ４０の構成例を図示したものである。図２３に示したケーブルアンテナ４０も同軸線２αのみで形成されるが、折り返し構造を２箇所設けるため、シールド線を２つ有するように構成している。すなわち、コア材２αｃ−１を覆うシールド線２αｂ−１の外側に、さらにコア材２αｃ−２を設けてあり、その外側にシールド線２αｂ−２を巻いてある。シールド線２αｂ−２の外側は保護被覆２αａで覆ってある。図２３の右側に示す同軸線２αの先端部分（先端部３）および、先端部分から他端に向かって所定の長さの位置（中継部４）では、芯線２αｄ−１を覆うコア材２αｃ−１を露出させてある。そして、露出されたそれぞれの箇所は、エラストマー等の樹脂によりモールド成形してある。
【００６２】
モールド成形された先端部３の内部では、芯線２αｄと内側のシールド材２αｂ−１とを接続させてあり、中継部４では、内側のシールド材２αｂ−１と外側のシールド材２αｂ−２とを銅線６で接続させてある。すなわち、同軸線２αの先端部分と、先端から他端に向かって所定の長さの位置の２箇所に、折り返し構造を設けている。
【００６３】
このように構成することで、給電点Ｆｐとなる中継部４から先端部３の折り返し点までの線路長である第１線路長Ｌ１が第２アンテナ長となり、共振周波数ｆ１（波長：λ１０）の電波を受信する。また、先端の折り返し点から給電点Ｆｐまでの線路長である第２線路長Ｌ２と第１線路長Ｌ１とを足した長さが第１アンテナ長となり、共振周波数ｆ２（波長：λ１０×２）の電波を受信する。さらに、給電点Ｆｐから、先端部分におけるシールド線２αｂ−２の端までの線路長である第３線路長Ｌ３と、第１線路長Ｌ１および第２線路長Ｌ２を足した長さが第３アンテナ長となり、共振周波数ｆ３（波長：λ１０×３）の電波を受信する。つまり、図２３に示すケーブルアンテナ４０で受信可能な各周波数の大きさは、共振周波数ｆ１＞共振周波数ｆ２＞共振周波数ｆ３の関係となる。
【００６４】
なお、図２３では折り返し構造を２箇所設けた場合を例に挙げて説明したが、３箇所や４箇所等、より多くの箇所に折り返し構造を設けるようにしてもよい。多くの折り返し構造を設けることで、さらに多くの周波数帯の電波を受信できるようになる。
【００６５】
折り返し構造が複数設けられたアンテナが、複数の異なる周波数帯の電波に共振する原理について、図２４を参照して説明する。図２４は、折り返し構造を複数有するアンテナの、アンテナエレメントとして機能する部分を、実線で示したものである。図２４では、説明の便宜上、折り返し構造を３つ設けた例を挙げている。
【００６６】
折り返し構造を設けた各箇所には、前述したように、始点から折り返し点までの間にわたって等価的にインピーダンス接続が存在する。図２４では、このインピーダンス接続部分に、すなわち線路長Ｌ１とＬ２の間の部分、線路長Ｌ２とＬ３の間の部分、および線路長Ｌ３とＬ４の間の部分に静電容量部が形成される。これらの静電容量部の静電容量を、静電容量Ｃ１、静電容量Ｃ２、静電容量Ｃ３と示している。芯線２ｄから遠くなるほど（径方向へ外側に行くほど）同軸線２αの径が大きくなって、芯線とシールド線との間又はシールド線とシールド線との間にあるコア材（絶縁体）の体積が増えるため、インピーダンス接続部における静電容量も、同軸線２αの外側に行くほど大きくなる。すなわち、静電容量Ｃ１〜静電容量Ｃ３の大きさは、静電容量Ｃ１＜静電容量Ｃ２＜静電容量Ｃ３の関係となる。
【００６７】
したがって、静電容量Ｃ１を通す程に高い共振周波数ｆ１の場合には、静電容量Ｃ２と静電容量Ｃ３で示される静電容量部は短絡して見えるため、図２３の例で説明すると第１線路長Ｌ１のみのアンテナ長（第２アンテナ長）を利用して受信する。また、共振周波数ｆ１よりわずかに低く、かつ静電容量Ｃ３が短絡して見える程度の共振周波数ｆ２の場合には、第１線路長Ｌ１＋第２線路長Ｌ２のアンテナ長（第１アンテナ長）を利用して受信する。共振周波数ｆ２より低い共振周波数ｆ３の場合には、第１線路長Ｌ１＋第２線路長Ｌ２＋第３線路長Ｌ３のアンテナ長（第３アンテナ長）を利用して受信する。すなわち、周波数の高さに応じて、一本の同軸線２αを構成する各線路長の異なる部分がアンテナ長となるため、高さの異なる複数の周波数の電波を受信できるようになる。
【００６８】
図２５は、ケーブルアンテナ４０の周波数特性を模式的に示したものである。図２５の横軸は周波数（ＭＨｚ）を示し、縦軸はＶＳＷＲを示す。原理上は、ケーブルアンテナ４０では、図２５に示すように、波長λ１０の共振周波数ｆ１と、波長がλ１０の２倍である共振周波数ｆ２と、波長がλ１０の３倍である共振周波数ｆ３の３箇所で共振が得られることになる。
【００６９】
この原理が正しいことを証明するため、発明者等は、評価用アンテナを作成してＶＳＷＲの測定を行った。評価用アンテナとしては、ダイポールアンテナを使用した。ダイポールアンテナは左右の導線の長さが一致しているため、より正確なデータが得られると考えられるためである。評価用ダイポールアンテナとしては、折り返し構造を設けていないもの、折り返し構造を一箇所だけ設けたもの、折り返し構造を２箇所設けたものの３種類を用意した。これらの評価用アンテナは、線間インピーダンスが５０Ωの同軸線２を使用して作成した。
【００７０】
図２６に示す評価用ダイポールアンテナは、折り返し構造を設けていないものである。つまり、従来のダイポールアンテナと同様の構成としたものである。図２６において図２１と対応する箇所には同一の符号を付してあり、重複する説明は省略する。同軸線２の芯線２ｄとシールド線２ｂとをそれぞれ銅線６で引き出してあり、それぞれの銅線６を、反対方向に開いている。アンテナエレメントとしての２本の銅線６と同軸線２との間には、バラン７を挿入している。アンテナエレメントとしての２本の銅線６の長さは、合わせて１５ｃｍとなるようにした。図２７は、図２６に示した評価用ダイポールアンテナのアンテナ特性を示すグラフである。横軸は周波数（ＭＨｚ）を示し、縦軸はＶＳＷＲを示す。図２７には、計算上得られる５００ＭＨｚに近い４８０ＭＨｚのあたりで共振が得られていることが示されている。
【００７１】
図２８（ａ）に示す評価用ダイポールアンテナは、折り返し構造を１箇所設けたものである。図２８において、図２１と図２７に対応する箇所には同一の符号を付してあり、重複する説明は省略する。図２１に示した構成と同様に、アンテナエレメント部分を同軸線２で構成してあり、両先端部分で芯線２ｄとシールド線２ｂとを接続してある。このように構成することで、給電点Ｆｐから折り返し地点までの線路長である実線で示した第１線路長Ｌ１と、折り返し地点から給電点Ｆｐまでの線路長である破線で示した第２線路長Ｌ２とがアンテナエレメントとして機能する。具体的には、図２８（ｂ）に示すように、第１線路長Ｌ１が共振周波数ｆ１に共振し、第１線路長Ｌ１と第２線路長Ｌ２とを合わせた長さで共振周波数ｆ２に共振する。
【００７２】
図２９は、図２８（ａ）に示した評価用ダイポールアンテナのアンテナ特性を示すグラフである。横軸は周波数（ＭＨｚ）を示し、縦軸はＶＳＷＲを示す。図２９には、１５ｃｍのアンテナ長で本来受信できる４５０ＭＨｚ付近の周波数だけでなく、それより低い２４０ＭＨｚ付近でも共振がとれていることが示されている。つまり、図２８に示した第１線路長Ｌ１が４５０ＭＨｚ付近の周波数（共振周波数ｆ１）に共振し、第１線路長Ｌ１＋第２線路長Ｌ２が２４０ＭＨｚ付近の周波数（共振周波数ｆ２）に共振していることが分かる。
【００７３】
図３０（ａ）に示す評価用ダイポールアンテナは、折り返し構造を２箇所設けたものである。図３０（ａ）において図２３と対応する箇所には同一の符号を付してあり、重複する説明は省略する。図２３に示したケーブルアンテナ４０と同様に、シールド線を二重にしてあり、先端部分において芯線２αｄ−１を内側のシールド線２αｂ−１に接続してある。また、給電点Ｆｐの部分では、内側のシールド線２αｂ−１と外側のシールド線２αｂ−２とを接続してある。すなわち、同軸線２αの先端部分と給電点Ｆｐの部分の２箇所に折り返し構造を設けている。このように構成することで、実線で示した第１線路長Ｌ１と破線で示した第２線路長Ｌ２だけでなく、さらに折り返した部分の給電点Ｆｐから先端までの線路長である、一点鎖線で示した第３線路長Ｌ３も、アンテナ長となって電波を受信する。具体的には、図３０（ｂ）に示すように、第１線路長Ｌ１が共振周波数ｆ１に共振し、第１線路長Ｌ１と第２線路長Ｌ２とを合わせた長さで共振周波数ｆ２に共振し、第１線路長Ｌ１と第２線路長Ｌ２と第３線路長Ｌ３とを合わせた長さで共振周波数ｆ３に共振する。
【００７４】
図３１は、図３０（ａ）に示した評価用ダイポールアンテナのアンテナ特性を示すグラフである。横軸は周波数（ＭＨｚ）を示し、縦軸はＶＳＷＲを示す。図３１には、１５ｃｍのアンテナ長で本来受信できる４５０ＭＨｚ付近の周波数だけでなく、それより低い２４０ＭＨｚ付近と、さらに低い２１０ＭＨｚ付近でも共振がとれていることが示されている。つまり、図３０に示した評価用アンテナの第１線路長Ｌ１が４５０ＭＨｚ付近の周波数（共振周波数ｆ１）に共振し、第１線路長Ｌ１＋第２線路長Ｌ２が２４０ＭＨｚ付近の周波数（共振周波数ｆ２）に共振していることが分かる。そしてさらに、第１線路長Ｌ１＋第２線路長Ｌ２＋第３線路長Ｌ３が２１０ＭＨｚ付近の周波数（共振周波数ｆ３）に共振していることが分かる。
【００７５】
なお、アンテナの被覆の誘電体の誘電率等を調整することで、原理上得られると想定される共振点とさらに近い点で共振を得られるようになる。
【００７６】
このように、折り返し構造を複数箇所設けた本願発明の変形例であるケーブルアンテナ４０によれば、一本の同軸線２αのみで、折り返し構造の数に応じた複数の異なる周波数帯の電波を受信することができるようになる。
【００７７】
また、アンテナの先端部分及び／又は給電点Ｆｐの部分に折り返し構造を設けることで、アンテナエレメントとして機能する部分の実質的な長さを短縮することができる。例えば、ＦＭ帯の電波を１／２波長アンテナで受信する場合には、そのアンテナ長を２ｍ程度とする必要がある。ところが、折り返し構造を２つ設けたケーブルアンテナ４０の、第１線路長Ｌ１＋第２線路長Ｌ２＋第３線路長Ｌ３の線路長でＦＭ帯の電波を受信するようにすれば、アンテナ長を１／３の６７ｃｍ程度に短縮することができる。また、例えば、ＶＨＦ帯の電波を使って携帯電話端末に映像配信を行うマルチメディア放送用のアンテナに、本発明のケーブルアンテナ４０を採用すれば、小型でありながらも広い周波数帯の電波を受信可能なアンテナを構成することができる。
【符号の説明】
【００７８】
１…コネクタ、２…同軸線、２ａ，２αａ…保護被覆、２ｂ…シールド線、２ｃ…コア材、２ｄ…芯線、３…先端部、４…中継部、５…フェライトコア、６…銅線、７…バラン、１０…ケーブルアンテナ、２０…アンテナ、２１…金属体、２２…芯線、２３…絶縁材料、２４…セット、３０ダイポールアンテナ４０…アンテナ、Ｃ１〜Ｃ３…静電容量、Ｆｐ…給電点、Ｌ１…第１線路長、Ｌ１…第１線路長、Ｌ２…第２線路長、Ｌ３…第３線路長、Ｌ１１…線路長、ｆ１〜ｆ３…共振周波数
【特許請求の範囲】
【請求項１】
始点から折り返し点までの第１線路長を有する第１導体と、
前記折り返し点から前記始点の方向への第２線路長を有して、前記折り返し点において前記第１導体と電気的に接続された第２導体と、
前記第１導体と前記第２導体との間に存在する誘電体と、
を備え、
第１周波数の第１受信信号は、前記第１線路長と前記第２線路長とを合わせた長さに相当する第１アンテナ長の導体が受信し、
第２周波数の第２受信信号は、前記第１線路長と前記第２線路長のうちいずれか一方のみの長さに相当する第２アンテナ長の導体が受信する、
アンテナ。
【請求項２】
始点から折り返し点までの第１線路長を有する第１導体と、
前記折り返し点から前記始点の方向への第２線路長を有して、前記折り返し点において前記第１導体と電気的に接続された第２導体と、
を備え、
第１周波数の第１受信信号は、前記第１線路長と前記第２線路長とを合わせた長さに相当する第１アンテナ長の導体が受信し、
第２周波数の第２受信信号は、前記第１線路長と前記第２線路長のうちいずれか一方のみの長さに相当する第２アンテナ長の導体が受信し、
前記第１導体および前記第２導体の少なくとも一方は、ケーブルを形成する導体である、
アンテナ。
【請求項３】
始点から折り返し点までの第１線路長を有する第１導体と、
前記折り返し点から前記始点の方向への第２線路長を有して、前記折り返し点において電気的接続部を介して前記第１導体と接続された第２導体と、
を備え、
第１周波数の第１受信信号は、前記第１線路長と前記第２線路長とを合わせた長さに相当する第１アンテナ長の導体が受信し、
第２周波数の第２受信信号は、前記第１線路長と前記第２線路長のうちいずれか一方のみの長さに相当する第２アンテナ長の導体が受信し、
前記電気的接続部は、ケーブルを形成する導体である、
アンテナ。
【請求項４】
前記第１導体と前記第２導体とは、前記第１導体または前記第２導体の少なくとも一方を延長して形成された電気的接続部を介して接続される、
請求項１または２に記載のアンテナ。
【請求項５】
前記第１周波数と前記第２周波数とに対して相互にインピーダンス値が異なるインピーダンス接続が、前記第１導体と前記第２導体の一方の前記始点側端近傍と他方との間に、等価的に存在する、
請求項１から４のいずれかに記載のアンテナ。
【請求項６】
前記インピーダンス接続は、高周波的な容量結合である、
請求項５に記載のアンテナ。
【請求項７】
前記第１導体と前記第２導体の一方は、同軸線の芯線であり、他方は、前記同軸線の外部導体である、
請求項１から６のいずれかに記載のアンテナ。
【請求項８】
前記始点においては、前記同軸線の保護被覆及び前記外部導体が取り除かれている、
請求項７に記載のアンテナ。
【請求項９】
前記第１線路長は、前記第２周波数の波長の略λ／４〜３λ／４λである、
請求項１から８のいずれかに記載のアンテナ。
【請求項１０】
前記始点から、前記折り返し点がある方向とは反対の方向に、前記第１線路長と同等以上の長さの位置に、高周波電流を減衰させる高周波減衰部材が配置される、
請求項１から９のいずれかに記載のアンテナ。
【請求項１１】
前記始点において前記第２導体と電気的に接続された、前記始点から前記折り返し点の方向への第３線路長を有する第３導体をさらに備え、
第３周波数の第３受信信号は、前記第１線路長と前記第２線路長と前記第３線路長とを合わせた長さに相当する第３アンテナ長の導体が受信する、
請求項１から１０のいずれかに記載のアンテナ。
【請求項１２】
前記第１周波数と前記第２周波数と前記第３周波数に対して相互にインピーダンス値が異なるインピーダンス接続が、前記第１導体と前記第２導体の一方の前記始点側端近傍と他方との間と、前記第２導体と前記第３導体の一方の前記始点側端近傍と他方との間に存在し、前記第１導体と前記第２導体の一方の前記始点側端近傍と他方との間に存在するインピーダンス接続部分の静電容量の大きさは、前記第２導体と前記第３導体の一方の前記始点側端近傍と他方との間に存在するインピーダンス接続部分の静電容量よりも小さい、
請求項１１に記載のアンテナ。
【請求項１】
始点から折り返し点までの第１線路長を有する第１導体と、
前記折り返し点から前記始点の方向への第２線路長を有して、前記折り返し点において前記第１導体と電気的に接続された第２導体と、
前記第１導体と前記第２導体との間に存在する誘電体と、
を備え、
第１周波数の第１受信信号は、前記第１線路長と前記第２線路長とを合わせた長さに相当する第１アンテナ長の導体が受信し、
第２周波数の第２受信信号は、前記第１線路長と前記第２線路長のうちいずれか一方のみの長さに相当する第２アンテナ長の導体が受信する、
アンテナ。
【請求項２】
始点から折り返し点までの第１線路長を有する第１導体と、
前記折り返し点から前記始点の方向への第２線路長を有して、前記折り返し点において前記第１導体と電気的に接続された第２導体と、
を備え、
第１周波数の第１受信信号は、前記第１線路長と前記第２線路長とを合わせた長さに相当する第１アンテナ長の導体が受信し、
第２周波数の第２受信信号は、前記第１線路長と前記第２線路長のうちいずれか一方のみの長さに相当する第２アンテナ長の導体が受信し、
前記第１導体および前記第２導体の少なくとも一方は、ケーブルを形成する導体である、
アンテナ。
【請求項３】
始点から折り返し点までの第１線路長を有する第１導体と、
前記折り返し点から前記始点の方向への第２線路長を有して、前記折り返し点において電気的接続部を介して前記第１導体と接続された第２導体と、
を備え、
第１周波数の第１受信信号は、前記第１線路長と前記第２線路長とを合わせた長さに相当する第１アンテナ長の導体が受信し、
第２周波数の第２受信信号は、前記第１線路長と前記第２線路長のうちいずれか一方のみの長さに相当する第２アンテナ長の導体が受信し、
前記電気的接続部は、ケーブルを形成する導体である、
アンテナ。
【請求項４】
前記第１導体と前記第２導体とは、前記第１導体または前記第２導体の少なくとも一方を延長して形成された電気的接続部を介して接続される、
請求項１または２に記載のアンテナ。
【請求項５】
前記第１周波数と前記第２周波数とに対して相互にインピーダンス値が異なるインピーダンス接続が、前記第１導体と前記第２導体の一方の前記始点側端近傍と他方との間に、等価的に存在する、
請求項１から４のいずれかに記載のアンテナ。
【請求項６】
前記インピーダンス接続は、高周波的な容量結合である、
請求項５に記載のアンテナ。
【請求項７】
前記第１導体と前記第２導体の一方は、同軸線の芯線であり、他方は、前記同軸線の外部導体である、
請求項１から６のいずれかに記載のアンテナ。
【請求項８】
前記始点においては、前記同軸線の保護被覆及び前記外部導体が取り除かれている、
請求項７に記載のアンテナ。
【請求項９】
前記第１線路長は、前記第２周波数の波長の略λ／４〜３λ／４λである、
請求項１から８のいずれかに記載のアンテナ。
【請求項１０】
前記始点から、前記折り返し点がある方向とは反対の方向に、前記第１線路長と同等以上の長さの位置に、高周波電流を減衰させる高周波減衰部材が配置される、
請求項１から９のいずれかに記載のアンテナ。
【請求項１１】
前記始点において前記第２導体と電気的に接続された、前記始点から前記折り返し点の方向への第３線路長を有する第３導体をさらに備え、
第３周波数の第３受信信号は、前記第１線路長と前記第２線路長と前記第３線路長とを合わせた長さに相当する第３アンテナ長の導体が受信する、
請求項１から１０のいずれかに記載のアンテナ。
【請求項１２】
前記第１周波数と前記第２周波数と前記第３周波数に対して相互にインピーダンス値が異なるインピーダンス接続が、前記第１導体と前記第２導体の一方の前記始点側端近傍と他方との間と、前記第２導体と前記第３導体の一方の前記始点側端近傍と他方との間に存在し、前記第１導体と前記第２導体の一方の前記始点側端近傍と他方との間に存在するインピーダンス接続部分の静電容量の大きさは、前記第２導体と前記第３導体の一方の前記始点側端近傍と他方との間に存在するインピーダンス接続部分の静電容量よりも小さい、
請求項１１に記載のアンテナ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１２−１３８９６６（Ｐ２０１２−１３８９６６Ａ）
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−９５７２０（Ｐ２０１２−９５７２０）
【出願日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【分割の表示】特願２０１０−２１０８５６（Ｐ２０１０−２１０８５６）の分割
【原出願日】平成２２年９月２１日（２０１０．９．２１）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【分割の表示】特願２０１０−２１０８５６（Ｐ２０１０−２１０８５６）の分割
【原出願日】平成２２年９月２１日（２０１０．９．２１）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
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