ノーマルモードヘリカルアンテナ
【課題】アンテナのサイズの制約を受けることなく、要求される入力インピーダンスを実現可能なノーマルモードヘリカルアンテナを提供する。
【解決手段】第１の導線を螺旋状に巻回することにより形成されるコイルと、給電点が中央部に設けられ、前記第１の導線よりも長さが短い第２の導線と、を備え、前記コイルの中央部の外周側に、前記第１の導線と離間して、前記第２の導線が、前記第１の導線に沿って巻回され、前記第２の導線の両端部が、前記第１の導線に短絡されてなることを特徴とするノーマルモードヘリカルアンテナに関する。
【解決手段】第１の導線を螺旋状に巻回することにより形成されるコイルと、給電点が中央部に設けられ、前記第１の導線よりも長さが短い第２の導線と、を備え、前記コイルの中央部の外周側に、前記第１の導線と離間して、前記第２の導線が、前記第１の導線に沿って巻回され、前記第２の導線の両端部が、前記第１の導線に短絡されてなることを特徴とするノーマルモードヘリカルアンテナに関する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユビキタス通信の小形無線タグや生体埋め込み用の小形無線センサーなどに用いられ、給電部に高周波電圧を印加することにより導体部より電波を空間に放射する機能を有するノーマルモードヘリカルアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
ユビキタス通信においては、販売現場で扱われている商品などに、電波により識別される荷札（ＲＦＩＤ；Radio Frequency IDentification）を貼り付け、商品の流通に役立てようとする試みが成されている。ここで重要になるのは、ＲＦＩＤを如何に小形化してかつ電波に対する応答感度を高くできるかである。このため様々な小形アンテナが開発されている。
【０００３】
この用途に適したアンテナとして、ノーマルモードヘリカルアンテナが利用されている（例えば特許文献１、非特許文献１参照）。図１に示すように、ノーマルモードヘリカルアンテナ２００の基本構造は、細い導線１００をコイル状に巻いたヘリカル構造である（以下、単にヘリカル構造、あるいは基本構造とも記す）。ヘリカル構造では、コイルの中央部に設けられる給電点１１０で給電される。ここで、ヘリカル構造のアンテナ長をＨ、半径をa、導線１００の半径をｄ、巻き数をNとしている。
【０００４】
ノーマルモードヘリカルアンテナ２００の特徴は、アンテナの小形化により発生する大きな容量性リアクタンスを、コイルの誘導性リアクタンスにより打ち消し、純抵抗の入力インピーダンスを実現できることである。従って、ノーマルモードヘリカルアンテナ２００は、アンテナの物理寸法が動作波長の数十分の１以下となる超小形アンテナとして好適である。なお、入力インピーダンスが純抵抗になる状態は、自己共振と呼ばれる。このためには、アンテナ長（H）、アンテナ直径（2a）、アンテナ巻き数（N）の関係を適切に選ぶ必要がある。
【０００５】
また、図２に示すように、ヘリカル構造２００を並列に配置し、両端を導線で接続した構造が提案されており、折り返し構造のノーマルモードヘリカルアンテナ２１０（以下、単に折り返し構造とも記す）と呼ばれている（非特許文献２参照）。
【０００６】
図１に示すヘリカル構造２００および図２に示す折り返し構造２１０において、H＝0.025λ、2a＝0.016λ、Ｎ＝10とし、導線１００の直径（2d）を0.16mmとした際の入力インピーダンスの計算結果を図３に示す。ここに、λは波長を表している。ヘリカル構造２００及び折り返し構造２１０ともに、周波数が900MHzの点で共振し、アンテナの入力インピーダンスが純抵抗となる。またヘリカル構造２００では2.146Ωであった抵抗値が、折り返し構造２１０では5.334Ωと大きくなっており、折り返し構造２１０を採用することにより、アンテナの入力インピーダンスを給電線のインピーダンス（５０Ω）に近づけることができる。しかし、抵抗値は両構造とも、給電線のインピーダンスに対して非常に小さな値である。
【０００７】
これらの小さな抵抗値を給電線のインピーダンスに整合させる方法として、図４（Ａ）に示すタップ給電構造のノーマルモードヘリカルアンテナ２２０（以下、単にタップ給電構造とも記す）が提案されている（非特許文献３参照）。図４（Ａ）では、アンテナの下半分が導体板１２０で終端されており、図４（Ｂ）の構造と等しい電気特性となる。
【０００８】
非特許文献３に記載されている例を基に、H＝120mm、2a＝13mm、Ｎ＝12で導線直径を0.2mmとして求めた入力インピーダンスを図５に示す。タップ給電構造２２０ではない場合に10Ω程度であった入力インピーダンスを、タップ給電構造２２０にすることにより40Ω程度に大きくでき、給電線のインピーダンスに近い値を達成できる。なお、この場合、L1=20mm、L2=40mmをタップ寸法としている。また自己共振周波数は、タップ給電構造２２０ではない場合に393MHzであったものが、タップ給電構造２２０を採用することにより493MHzに変化している。ここで、アンテナの動作波長としてf=493MHzを用いると、H=120mmはH=0.197λのアンテナ長に相当し、ノーマルモードヘリカルアンテナとしては長い部類に属する。L2を大きくすることにより、入力インピーダンスを給電線のインピーダンスである50Ωに一致させることも可能である。
【０００９】
ここで、図４(Ｂ)に示す構造において、タップ給電を行うことによる入力インピーダンス改善の効果は、図６(Ａ)の伝送線路モデルを用いることにより近似的に評価できる。以下に評価のための計算式を示す（非特許文献４参照）。
【００１０】
まず、アンテナとタップに流れる電流の比(α)は次式(1)で求めることができる。
ここで、aおよびa’はアンテナ部とタップ部の導線の半径である。
次に、伝達線路のインピーダンスZiは、タップ部の終端までの線路長であるl1／２を用いて次式(2)で表される。
ここで、Ｚ０は半径ａ、ａ’及び間隔ｓの伝送線路の特性インピーダンスで、次式(3)で与えられる。
結局、入力インピーダンスＺinは次式(4)となる。
ここで、Zaはタップ無しのアンテナの入力インピーダンスである。
【００１１】
図４(Ｂ)の構造の各部寸法とZa=10.5Ωを用いて、式(4)のＲinを求めた結果を、図６(Ｂ)に示す。三角印とＸ印は電磁界シミュレータを用いた計算値を示す。式(1)から式(4)による計算値と電磁界シミュレータを用いた値は良い対応を示している。図６（Ｂ）から分かることは、アンテナの入力抵抗を給電線のインピーダンスである50Ω程度に大きくするためには、給電点間の距離(l)を40mm以上と、可なり大きく取る必要のあることである。
【特許文献１】特開２００１−９４３３３号公報
【非特許文献１】Klaus Finkenzeller著、ソフト工学研究所訳、「ＲＦＩＤハンドブック」第２版、日刊工業新聞社、２００２、ｐｐ．１２−１３
【非特許文献２】鄭、道下、山田、“高効率な超小形ノーマルモードヘリカルアンテナの性能”、信学技報、Sept.2005, AP2005-69, pp.25-30
【非特許文献３】J. D. Klaus, Antennas second edition, McGraw-Hill, 1988, p.337
【非特許文献４】C.A.Balanis, Antenna Theory, Analysis and Design, Second Edition, J.Wiley and Sons Inc., 1982, pp.472-475
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
以上に示したタップ構造を0.05波長の超小形ノーマルモードヘリカルアンテナに適用してみる。図１に示したヘリカル構造２００にタップ給電した構造を図７(Ａ)に示す。タップ給電による入力インピーダンス改善の効果を図７(Ｂ)に示す。ここで、L1=20mmでL2=20mmとしている。タップ給電により入力インピーダンスは僅かに増加しているが、タップ給電をしない場合の値が2.146Ωと非常に小さいため、タップ給電を行っても入力インピーダンスは5Ω程度にしかなっていない。
【００１３】
Ｌ1やＬ2を大きくすれば、入力インピーダンスを大きくすることが期待できるが、アンテナの寸法が50mm程度であることを考えると、タップ部寸法が過大となることが憂慮される。また、数値的にも、給電線の50Ωにまで増大させることは極めて困難である。つまり、従来のタップ給電構造では、0.05波長以下の超小形ノーマルモードヘリカルアンテナの入力インピーダンスを増加させることは困難であり、給電線との効果的なインピーダンス整合を行うことができない。
【００１４】
このように、長さが0.2波長程度のノーマルモードヘリカルアンテナにおいては、タップ部の長さを可なり長く取ることができるため、入力インピーダンスを50Ω給電線に整合させることは比較的容易であるのに対し、長さが0.05波長以下の超小形ノーマルモードヘリカルアンテナにおいては、タップ部を長くとることが困難なため、十分な抵抗値の増加を達成することができず、50Ω給電線への整合は不可能である。このように、ノーマルモードヘリカルアンテナにおいては、アンテナのサイズの制約により、要求される入力インピーダンスを実現することが困難な場合がある。
【００１５】
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、アンテナのサイズの制約を受けることなく、要求される入力インピーダンスを実現可能なノーマルモードヘリカルアンテナを提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、第１の導線を螺旋状に巻回することにより形成されるコイルと、給電点が中央部に設けられ、前記第１の導線よりも長さが短い第２の導線と、を備え、前記コイルの中央部の外周側に、前記第１の導線と離間して、前記第２の導線が、前記第１の導線に沿って巻回され、前記第２の導線の両端部が、前記第１の導線に短絡されてなることを特徴とするノーマルモードヘリカルアンテナに関する。
このように、アンテナのヘリカル構造の周囲に沿ってタップを設けるようにすることにより、タップ部の長さを必要に応じて大きく取ることができるようになるため、ノーマルモードヘリカルアンテナのサイズに制約されることなく、タップ部の長さを決めることが可能となる。そして、タップ部の長さを調節することにより、アンテナのサイズの制約を受けずに、アンテナの入力インピーダンスを様々に設定することが可能となる。これにより、アンテナのサイズの大小を問わず、ノーマルモードヘリカルアンテナの入力インピーダンスを給電線のインピーダンスに整合させることも可能となるため、高いアンテナ効率を実現できる。またこれにより、アンテナの通信距離の拡大を達成することもできる。
【００１７】
また請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のノーマルモードヘリカルアンテナであって、前記コイルの長さをＬとし、当該アンテナでの動作波長をλとした場合に、Ｌ／λの値が０．０５以下であることを特徴とするノーマルモードヘリカルアンテナに関する。
このような態様によって、特にＬ／λが０．０５以下という超小形のノーマルモードヘリカルアンテナにおいて、入力インピーダンスを給電線のインピーダンスに整合させることが可能となる。これにより、超小形のノーマルモードヘリカルアンテナにおいても、高いアンテナ効率を実現でき、アンテナの通信距離の拡大を達成できるという利点がある。
【００１８】
また請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のノーマルモードヘリカルアンテナであって、前記コイルである第１のコイル、及び第３の導線を螺旋状に巻回することにより形成される第２のコイルが、前記第１のコイル及び前記第２のコイルの各巻回軸が平行になるように互いに面対称となる位置に配置され、前記第１のコイルの各端部が、前記各端部と面対称な位置にある前記第２のコイルの各端部とそれぞれ短絡されてなることを特徴とするノーマルモードヘリカルアンテナに関する。
このような態様によって、アンテナ効率をより向上させることが可能となる。
【００１９】
また請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のノーマルモードヘリカルアンテナであって、前記第１のコイル及び前記第２のコイルの各コイル長が略等しく、前記第１のコイル及び前記第２のコイルの各コイル長をＬとし、当該アンテナでの動作波長をλとした場合に、Ｌ／λの値が０．０５以下であることを特徴とするノーマルモードヘリカルアンテナに関する。
このような態様によって、特にＬ／λが０．０５以下という超小形のノーマルモードヘリカルアンテナにおいても、入力インピーダンスを給電線のインピーダンスに整合させることが可能となると共に、アンテナ効率をより向上させることが可能となる。
【００２０】
また請求項５に記載の発明は、請求項１に記載のノーマルモードヘリカルアンテナであって、前記第２の導線は、前記第１の導線に沿って、前記第１の導線と一定の間隔を保つように巻回されてなることを特徴とするノーマルモードヘリカルアンテナに関する。
このような態様によって、タップが螺旋状に巻回されるため、タップ給電に伴うアンテナのサイズの増大を最小限に抑えることが可能となる。
【００２１】
また請求項６に記載の発明は、請求項１に記載のノーマルモードヘリカルアンテナであって、前記第２の導線は、前記第１の導線に沿って、直線部分を有するように巻回される
ことを特徴とするノーマルモードヘリカルアンテナに関する。
このような態様によって、アンテナの製造容易化を図ることが可能となる。
【００２２】
その他、本願が開示する課題、及びその解決方法は、発明を実施するための最良の形態の欄、及び図面により明らかにされる。
【発明の効果】
【００２３】
アンテナのサイズの制約を受けることなく、要求される入力インピーダンスを実現可能なノーマルモードヘリカルアンテナを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態につき図面とともに説明する。
【００２５】
本実施の形態に係るノーマルモードヘリカルアンテナ２５０を図８に示す。
図８に示すように、本実施の形態に係るノーマルモードヘリカルアンテナ２５０は、第１の導線１００を螺旋状に巻回することにより形成されるコイルと、給電点１１０が中央部に設けられ、第１の導線１００よりも長さが短い第２の導線１４０と、を備え、コイルの中央部の外周側に、第１の導線１００と離間して、第２の導線１４０が、第１の導線１００に沿って巻回され、第２の導線１４０の両端部が、第１の導線１００に短絡されて構成される。ノーマルモードヘリカルアンテナ２５０を構成する導線１００に沿ってタップ線１４０が配置されている。
【００２６】
なお図８において、アンテナ２５０への給電点をＡ及びＡ’で示しており、給電点間の幅をl1で示す。タップ給電の基本構造は図８に示すように、第２の導線１４０が、第１の導線１００に沿って、第１の導線１００と一定の間隔を保つように巻回されてなるものであるが、図９の構造２６０を用いることもできる。
【００２７】
図９の構造２６０は、第２の導線１４０が、第１の導線１００に沿って、直線部分を含むように巻回されるものである。このような構造にすることにより、アンテナの製作を簡便化することが可能となる。
【００２８】
図９の構造２６０における電気特性の解析を、モーメント法による電磁界シミュレータ(FEKO)により行った。検討の周波数は300MHzであり、Ｈ＝54ｍｍ、2a=19mm、N=10、導線直径2dは1 mmにした。
【００２９】
図９の構造２６０において、給電点の幅(l1)の変化による入力インピーダンス変化を図１０に示す。図１０中のCはコイルの1巻き分の長さであり、l1をC/4から1.5Cまで変化させた。各インピーダンス軌跡において周波数は298MHz〜302MHzにとっており、黒丸印は300MHzの点を示している。l1=Cとなる様にタップを構成すると、入力インピーダンスが2.38Ωであったものを42.14Ωに増大させることができた。このとき、L1=L2=30mmである。
【００３０】
次に、図１１に示す折り返し構造２７０について、タップ給電の効果を計算した。図１１に示す折り返し構造２７０は、第１の導線１００を螺旋状に巻回することにより形成される第１のコイル、及び第３の導線１００を螺旋状に巻回することにより形成される第２のコイルが、第１のコイル及び第２のコイルの各巻回軸が平行になるように互いに面対称となる位置に配置され、第１のコイルの各端部が、各端部と面対称な位置にある第２のコイルの各端部とそれぞれ短絡されて構成される。
【００３１】
折り返し構造２７０におけるタップ給電の結果を図１２に示す。なお、折り返し構造２７０で自己共振となる様にコイルの間隔(P)を適宜設定して20mmとした。またタップの構造を図9のものと同一の寸法とした。折り返し構造２７０では、タップ給電なしの場合に入力インピーダンスが8.42Ωであったものが、タップ給電により57.26Ωの値に増大させることができる。
【００３２】
また、図１５に示すように、第２のコイルを複数配置することも可能である。このようにすることにより、アンテナの入力インピーダンスがより増大することが期待できる。
【００３３】
次に、基本構造２６０と折り返し構造２７０について、タップ給電の有無による入力インピーダンス（Ｒin）とアンテナ効率（η）およびアンテナ利得（Gr）の変化を表１に示す。ここで、入力インピーダンス（Ｒin）は放射抵抗(Rr)と導体抵抗(Rl)の和の値である。
【００３４】
[表１]
【００３５】
基本構造２６０では、タップ給電によりRrの増大がRlの増大より大きくなっており、アンテナ効率（η）が1dB増大した。一方折り返し構造２７０では、RrとRlの増大量がほぼ等しくなっている。両構造ともに50Ωの給電線との整合が取られるようになり、アンテナ利得（Gr）はアンテナ効率（η）と等しい値が得られるようになった。
【００３６】
次に、基本構造２６０及び折り返し構造２７０のそれぞれについて、アンテナを作成して性能を測定した結果を図１３及び図１４に示す。作成したアンテナの性能と比較することにより、シミュレーションによる計算結果の実現性を確認することができる。
【００３７】
試作したアンテナの構造諸元は、図９に示したアンテナ及び図１１に示したアンテナと同一とした。折り返し構造２７０において、並列に配置した各コイルの巻き方向は逆になっている。給電の同軸ケーブルには、平衡不平衡変換のためにシュペルトップ形バランを装着している。
【００３８】
まず、試作したアンテナの入力インピーダンスの測定結果を図１３に示す。図１３(Ａ)は基本構造２６０、図１３(Ｂ)は折り返し構造２７０についてのものである。実測時の自己共振周波数は300MHzより若干ずれているが、入力インピーダンスの軌跡は計算値と測定値でほとんど一致している。
【００３９】
次に、試作したアンテナの放射特性の測定結果を図１４に示す。図１４（Ａ）は基本構造２６０、図１４（Ｂ）は折り返し構造２７０についてのものである。ここで、実測値は、半波長ダイポールアンテナと比較したdBdで示している。基本構造２６０の指向性ではＥθ、Ｅφ共に計算値と実測結果は良く一致している。一方、折り返し構造２７０では、Ｅθについては計算値と測定値とは良く合うものの、Ｅφについては、計算値よりも測定値の方が高くなっている。この理由は、折り返し構造２７０では並列に配置された各コイルは逆巻きのため、計算ではＥφが非常に小さくなっており、実測では交さ偏波測定の充分な設定精度が得られなかったためと考えられる。
【００４０】
次に、基本構造２６０及び折り返し構造２７０の各導体抵抗(Rl)の値を評価するため、液体窒素による冷却時の入力インピーダンスを測定した。室温時の入力インピーダンス（Rin(h)）は、基本構造２６０と折り返し構造２７０でそれぞれ42.95Ωと55.75Ωの値であった。冷却時の温度は-145℃で、入力インピーダンス（Rin(l)）は基本構造２６０と折り返し構造２７０でそれぞれ37.3Ωと47.5Ωの値が得られた。室温時と冷却時の入力インピーダンスをRin(h)とRin(l)とすると、次式(5)の関係が成り立つ。
式(5)において、0.54は、温度が-145℃の場合の銅線の電気抵抗率である。Rin(h)とRin(l)とが実測値であるため、式(5)よりRr(h)とRl(h)を求めることができる。実験により求まるRrとRlの値を表２に示す。
【００４１】
[表２]
【００４２】
表２には基本構造２６０及び折り返し構造２７０の各電気特性の計算値と実験結果の対応をまとめて示す。RrとRlについては、基本構造２６０と折り返し構造２７０ともに、計算値と実験値は良く一致している。またアンテナ利得Grについては、実験値がやや低くなっているが、ほぼ良い対応を示している。この結果より、タップ給電により、期待した効果の得られることが確認できた。
【００４３】
以上説明したように、本実施の形態に係るノーマルモードヘリカルアンテナにおいては、ヘリカル構造の周囲に沿ってタップを設けることにより、タップ部の長さを自由に大きく取ることができる。そしてこれにより、アンテナのサイズの制約を受けることなく、要求される入力インピーダンスを実現することが可能となる。
【００４４】
なお、本実施の形態に係るノーマルモードヘリカルアンテナは、タップ給電の伝送線路的動作機構が従来のアンテナと異なるが、アンテナとして機能することを、電磁界シミュレーションによる電気特性の検証及び試作により確認した。
【００４５】
本実施の形態に係るノーマルモードヘリカルアンテナによれば、超小形ノーマルモードヘリカルアンテナにおいて、入力インピーダンスを給電線の50Ωに整合させることができ、高いアンテナ効率を実現でき、アンテナの通信距離の拡大を達成することも可能となる。
【００４６】
以上発明を実施するための最良の形態について説明したが、上記実施の形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物も含まれる。例えば、導線にはエナメル線のような一般的な線材の他、プリント基板上にエッチング技術により形成された配線パターン、蒸着技術や薄膜形成技術、半導体プロセス技術により形成された配線パターン等、導体を線状又はパターン状に形成したもの一般が含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】基本構造のノーマルモードヘリカルアンテナを示す図である。
【図２】折り返し構造のノーマルモードヘリカルアンテナを示す図である。
【図３】ノーマルモードヘリカルアンテナの入力インピーダンス特性を示す図である。
【図４】タップ給電構造のノーマルモードヘリカルアンテナを示す図である。
【図５】タップ給電による入力インピーダンス特性の効果を示す図である。
【図６】タップ給電による伝送線路モデルを示す図である。
【図７】タップ給電された超小形ノーマルモードヘリカルアンテナ及びその入力インピーダンスを示す図である。
【図８】本実施の形態に係る基本構造のノーマルモードヘリカルアンテナを示す図である。
【図９】本実施の形態に係る基本構造のノーマルモードヘリカルアンテナを示す図である。
【図１０】本実施の形態に係る基本構造のノーマルモードヘリカルアンテナの入力インピーダンスを示す図である。
【図１１】本実施の形態に係る折り返し構造のノーマルモードヘリカルアンテナを示す図である。
【図１２】本実施の形態に係る折り返し構造のノーマルモードヘリカルアンテナの入力インピーダンスを示す図である。
【図１３】本実施の形態に係る基本構造及び折り返し構造の各ノーマルモードヘリカルアンテナの入力インピーダンスを示す図である。
【図１４】本実施の形態に係る基本構造及び折り返し構造の各ノーマルモードヘリカルアンテナのアンテナ放射特性を示す図である。
【図１５】本実施の形態に係る折り返し構造のノーマルモードヘリカルアンテナを示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１００ 導線
１１０ 給電点
１２０ 導体板
１４０ 導線
２００ 基本構造のノーマルモードヘリカルアンテナ
２１０ 折り返し構造のノーマルモードヘリカルアンテナ
２２０ タップ給電構造のノーマルモードヘリカルアンテナ
２３０ タップ給電構造のノーマルモードヘリカルアンテナ
２４０ タップ給電構造のノーマルモードヘリカルアンテナ
２５０ タップ給電構造のノーマルモードヘリカルアンテナ
２６０ タップ給電構造のノーマルモードヘリカルアンテナ
２７０ 折り返し構造のタップ給電構造ノーマルモードヘリカルアンテナ
２８０ 折り返し構造のタップ給電構造ノーマルモードヘリカルアンテナ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユビキタス通信の小形無線タグや生体埋め込み用の小形無線センサーなどに用いられ、給電部に高周波電圧を印加することにより導体部より電波を空間に放射する機能を有するノーマルモードヘリカルアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
ユビキタス通信においては、販売現場で扱われている商品などに、電波により識別される荷札（ＲＦＩＤ；Radio Frequency IDentification）を貼り付け、商品の流通に役立てようとする試みが成されている。ここで重要になるのは、ＲＦＩＤを如何に小形化してかつ電波に対する応答感度を高くできるかである。このため様々な小形アンテナが開発されている。
【０００３】
この用途に適したアンテナとして、ノーマルモードヘリカルアンテナが利用されている（例えば特許文献１、非特許文献１参照）。図１に示すように、ノーマルモードヘリカルアンテナ２００の基本構造は、細い導線１００をコイル状に巻いたヘリカル構造である（以下、単にヘリカル構造、あるいは基本構造とも記す）。ヘリカル構造では、コイルの中央部に設けられる給電点１１０で給電される。ここで、ヘリカル構造のアンテナ長をＨ、半径をa、導線１００の半径をｄ、巻き数をNとしている。
【０００４】
ノーマルモードヘリカルアンテナ２００の特徴は、アンテナの小形化により発生する大きな容量性リアクタンスを、コイルの誘導性リアクタンスにより打ち消し、純抵抗の入力インピーダンスを実現できることである。従って、ノーマルモードヘリカルアンテナ２００は、アンテナの物理寸法が動作波長の数十分の１以下となる超小形アンテナとして好適である。なお、入力インピーダンスが純抵抗になる状態は、自己共振と呼ばれる。このためには、アンテナ長（H）、アンテナ直径（2a）、アンテナ巻き数（N）の関係を適切に選ぶ必要がある。
【０００５】
また、図２に示すように、ヘリカル構造２００を並列に配置し、両端を導線で接続した構造が提案されており、折り返し構造のノーマルモードヘリカルアンテナ２１０（以下、単に折り返し構造とも記す）と呼ばれている（非特許文献２参照）。
【０００６】
図１に示すヘリカル構造２００および図２に示す折り返し構造２１０において、H＝0.025λ、2a＝0.016λ、Ｎ＝10とし、導線１００の直径（2d）を0.16mmとした際の入力インピーダンスの計算結果を図３に示す。ここに、λは波長を表している。ヘリカル構造２００及び折り返し構造２１０ともに、周波数が900MHzの点で共振し、アンテナの入力インピーダンスが純抵抗となる。またヘリカル構造２００では2.146Ωであった抵抗値が、折り返し構造２１０では5.334Ωと大きくなっており、折り返し構造２１０を採用することにより、アンテナの入力インピーダンスを給電線のインピーダンス（５０Ω）に近づけることができる。しかし、抵抗値は両構造とも、給電線のインピーダンスに対して非常に小さな値である。
【０００７】
これらの小さな抵抗値を給電線のインピーダンスに整合させる方法として、図４（Ａ）に示すタップ給電構造のノーマルモードヘリカルアンテナ２２０（以下、単にタップ給電構造とも記す）が提案されている（非特許文献３参照）。図４（Ａ）では、アンテナの下半分が導体板１２０で終端されており、図４（Ｂ）の構造と等しい電気特性となる。
【０００８】
非特許文献３に記載されている例を基に、H＝120mm、2a＝13mm、Ｎ＝12で導線直径を0.2mmとして求めた入力インピーダンスを図５に示す。タップ給電構造２２０ではない場合に10Ω程度であった入力インピーダンスを、タップ給電構造２２０にすることにより40Ω程度に大きくでき、給電線のインピーダンスに近い値を達成できる。なお、この場合、L1=20mm、L2=40mmをタップ寸法としている。また自己共振周波数は、タップ給電構造２２０ではない場合に393MHzであったものが、タップ給電構造２２０を採用することにより493MHzに変化している。ここで、アンテナの動作波長としてf=493MHzを用いると、H=120mmはH=0.197λのアンテナ長に相当し、ノーマルモードヘリカルアンテナとしては長い部類に属する。L2を大きくすることにより、入力インピーダンスを給電線のインピーダンスである50Ωに一致させることも可能である。
【０００９】
ここで、図４(Ｂ)に示す構造において、タップ給電を行うことによる入力インピーダンス改善の効果は、図６(Ａ)の伝送線路モデルを用いることにより近似的に評価できる。以下に評価のための計算式を示す（非特許文献４参照）。
【００１０】
まず、アンテナとタップに流れる電流の比(α)は次式(1)で求めることができる。
ここで、aおよびa’はアンテナ部とタップ部の導線の半径である。
次に、伝達線路のインピーダンスZiは、タップ部の終端までの線路長であるl1／２を用いて次式(2)で表される。
ここで、Ｚ０は半径ａ、ａ’及び間隔ｓの伝送線路の特性インピーダンスで、次式(3)で与えられる。
結局、入力インピーダンスＺinは次式(4)となる。
ここで、Zaはタップ無しのアンテナの入力インピーダンスである。
【００１１】
図４(Ｂ)の構造の各部寸法とZa=10.5Ωを用いて、式(4)のＲinを求めた結果を、図６(Ｂ)に示す。三角印とＸ印は電磁界シミュレータを用いた計算値を示す。式(1)から式(4)による計算値と電磁界シミュレータを用いた値は良い対応を示している。図６（Ｂ）から分かることは、アンテナの入力抵抗を給電線のインピーダンスである50Ω程度に大きくするためには、給電点間の距離(l)を40mm以上と、可なり大きく取る必要のあることである。
【特許文献１】特開２００１−９４３３３号公報
【非特許文献１】Klaus Finkenzeller著、ソフト工学研究所訳、「ＲＦＩＤハンドブック」第２版、日刊工業新聞社、２００２、ｐｐ．１２−１３
【非特許文献２】鄭、道下、山田、“高効率な超小形ノーマルモードヘリカルアンテナの性能”、信学技報、Sept.2005, AP2005-69, pp.25-30
【非特許文献３】J. D. Klaus, Antennas second edition, McGraw-Hill, 1988, p.337
【非特許文献４】C.A.Balanis, Antenna Theory, Analysis and Design, Second Edition, J.Wiley and Sons Inc., 1982, pp.472-475
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
以上に示したタップ構造を0.05波長の超小形ノーマルモードヘリカルアンテナに適用してみる。図１に示したヘリカル構造２００にタップ給電した構造を図７(Ａ)に示す。タップ給電による入力インピーダンス改善の効果を図７(Ｂ)に示す。ここで、L1=20mmでL2=20mmとしている。タップ給電により入力インピーダンスは僅かに増加しているが、タップ給電をしない場合の値が2.146Ωと非常に小さいため、タップ給電を行っても入力インピーダンスは5Ω程度にしかなっていない。
【００１３】
Ｌ1やＬ2を大きくすれば、入力インピーダンスを大きくすることが期待できるが、アンテナの寸法が50mm程度であることを考えると、タップ部寸法が過大となることが憂慮される。また、数値的にも、給電線の50Ωにまで増大させることは極めて困難である。つまり、従来のタップ給電構造では、0.05波長以下の超小形ノーマルモードヘリカルアンテナの入力インピーダンスを増加させることは困難であり、給電線との効果的なインピーダンス整合を行うことができない。
【００１４】
このように、長さが0.2波長程度のノーマルモードヘリカルアンテナにおいては、タップ部の長さを可なり長く取ることができるため、入力インピーダンスを50Ω給電線に整合させることは比較的容易であるのに対し、長さが0.05波長以下の超小形ノーマルモードヘリカルアンテナにおいては、タップ部を長くとることが困難なため、十分な抵抗値の増加を達成することができず、50Ω給電線への整合は不可能である。このように、ノーマルモードヘリカルアンテナにおいては、アンテナのサイズの制約により、要求される入力インピーダンスを実現することが困難な場合がある。
【００１５】
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、アンテナのサイズの制約を受けることなく、要求される入力インピーダンスを実現可能なノーマルモードヘリカルアンテナを提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、第１の導線を螺旋状に巻回することにより形成されるコイルと、給電点が中央部に設けられ、前記第１の導線よりも長さが短い第２の導線と、を備え、前記コイルの中央部の外周側に、前記第１の導線と離間して、前記第２の導線が、前記第１の導線に沿って巻回され、前記第２の導線の両端部が、前記第１の導線に短絡されてなることを特徴とするノーマルモードヘリカルアンテナに関する。
このように、アンテナのヘリカル構造の周囲に沿ってタップを設けるようにすることにより、タップ部の長さを必要に応じて大きく取ることができるようになるため、ノーマルモードヘリカルアンテナのサイズに制約されることなく、タップ部の長さを決めることが可能となる。そして、タップ部の長さを調節することにより、アンテナのサイズの制約を受けずに、アンテナの入力インピーダンスを様々に設定することが可能となる。これにより、アンテナのサイズの大小を問わず、ノーマルモードヘリカルアンテナの入力インピーダンスを給電線のインピーダンスに整合させることも可能となるため、高いアンテナ効率を実現できる。またこれにより、アンテナの通信距離の拡大を達成することもできる。
【００１７】
また請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のノーマルモードヘリカルアンテナであって、前記コイルの長さをＬとし、当該アンテナでの動作波長をλとした場合に、Ｌ／λの値が０．０５以下であることを特徴とするノーマルモードヘリカルアンテナに関する。
このような態様によって、特にＬ／λが０．０５以下という超小形のノーマルモードヘリカルアンテナにおいて、入力インピーダンスを給電線のインピーダンスに整合させることが可能となる。これにより、超小形のノーマルモードヘリカルアンテナにおいても、高いアンテナ効率を実現でき、アンテナの通信距離の拡大を達成できるという利点がある。
【００１８】
また請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のノーマルモードヘリカルアンテナであって、前記コイルである第１のコイル、及び第３の導線を螺旋状に巻回することにより形成される第２のコイルが、前記第１のコイル及び前記第２のコイルの各巻回軸が平行になるように互いに面対称となる位置に配置され、前記第１のコイルの各端部が、前記各端部と面対称な位置にある前記第２のコイルの各端部とそれぞれ短絡されてなることを特徴とするノーマルモードヘリカルアンテナに関する。
このような態様によって、アンテナ効率をより向上させることが可能となる。
【００１９】
また請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のノーマルモードヘリカルアンテナであって、前記第１のコイル及び前記第２のコイルの各コイル長が略等しく、前記第１のコイル及び前記第２のコイルの各コイル長をＬとし、当該アンテナでの動作波長をλとした場合に、Ｌ／λの値が０．０５以下であることを特徴とするノーマルモードヘリカルアンテナに関する。
このような態様によって、特にＬ／λが０．０５以下という超小形のノーマルモードヘリカルアンテナにおいても、入力インピーダンスを給電線のインピーダンスに整合させることが可能となると共に、アンテナ効率をより向上させることが可能となる。
【００２０】
また請求項５に記載の発明は、請求項１に記載のノーマルモードヘリカルアンテナであって、前記第２の導線は、前記第１の導線に沿って、前記第１の導線と一定の間隔を保つように巻回されてなることを特徴とするノーマルモードヘリカルアンテナに関する。
このような態様によって、タップが螺旋状に巻回されるため、タップ給電に伴うアンテナのサイズの増大を最小限に抑えることが可能となる。
【００２１】
また請求項６に記載の発明は、請求項１に記載のノーマルモードヘリカルアンテナであって、前記第２の導線は、前記第１の導線に沿って、直線部分を有するように巻回される
ことを特徴とするノーマルモードヘリカルアンテナに関する。
このような態様によって、アンテナの製造容易化を図ることが可能となる。
【００２２】
その他、本願が開示する課題、及びその解決方法は、発明を実施するための最良の形態の欄、及び図面により明らかにされる。
【発明の効果】
【００２３】
アンテナのサイズの制約を受けることなく、要求される入力インピーダンスを実現可能なノーマルモードヘリカルアンテナを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態につき図面とともに説明する。
【００２５】
本実施の形態に係るノーマルモードヘリカルアンテナ２５０を図８に示す。
図８に示すように、本実施の形態に係るノーマルモードヘリカルアンテナ２５０は、第１の導線１００を螺旋状に巻回することにより形成されるコイルと、給電点１１０が中央部に設けられ、第１の導線１００よりも長さが短い第２の導線１４０と、を備え、コイルの中央部の外周側に、第１の導線１００と離間して、第２の導線１４０が、第１の導線１００に沿って巻回され、第２の導線１４０の両端部が、第１の導線１００に短絡されて構成される。ノーマルモードヘリカルアンテナ２５０を構成する導線１００に沿ってタップ線１４０が配置されている。
【００２６】
なお図８において、アンテナ２５０への給電点をＡ及びＡ’で示しており、給電点間の幅をl1で示す。タップ給電の基本構造は図８に示すように、第２の導線１４０が、第１の導線１００に沿って、第１の導線１００と一定の間隔を保つように巻回されてなるものであるが、図９の構造２６０を用いることもできる。
【００２７】
図９の構造２６０は、第２の導線１４０が、第１の導線１００に沿って、直線部分を含むように巻回されるものである。このような構造にすることにより、アンテナの製作を簡便化することが可能となる。
【００２８】
図９の構造２６０における電気特性の解析を、モーメント法による電磁界シミュレータ(FEKO)により行った。検討の周波数は300MHzであり、Ｈ＝54ｍｍ、2a=19mm、N=10、導線直径2dは1 mmにした。
【００２９】
図９の構造２６０において、給電点の幅(l1)の変化による入力インピーダンス変化を図１０に示す。図１０中のCはコイルの1巻き分の長さであり、l1をC/4から1.5Cまで変化させた。各インピーダンス軌跡において周波数は298MHz〜302MHzにとっており、黒丸印は300MHzの点を示している。l1=Cとなる様にタップを構成すると、入力インピーダンスが2.38Ωであったものを42.14Ωに増大させることができた。このとき、L1=L2=30mmである。
【００３０】
次に、図１１に示す折り返し構造２７０について、タップ給電の効果を計算した。図１１に示す折り返し構造２７０は、第１の導線１００を螺旋状に巻回することにより形成される第１のコイル、及び第３の導線１００を螺旋状に巻回することにより形成される第２のコイルが、第１のコイル及び第２のコイルの各巻回軸が平行になるように互いに面対称となる位置に配置され、第１のコイルの各端部が、各端部と面対称な位置にある第２のコイルの各端部とそれぞれ短絡されて構成される。
【００３１】
折り返し構造２７０におけるタップ給電の結果を図１２に示す。なお、折り返し構造２７０で自己共振となる様にコイルの間隔(P)を適宜設定して20mmとした。またタップの構造を図9のものと同一の寸法とした。折り返し構造２７０では、タップ給電なしの場合に入力インピーダンスが8.42Ωであったものが、タップ給電により57.26Ωの値に増大させることができる。
【００３２】
また、図１５に示すように、第２のコイルを複数配置することも可能である。このようにすることにより、アンテナの入力インピーダンスがより増大することが期待できる。
【００３３】
次に、基本構造２６０と折り返し構造２７０について、タップ給電の有無による入力インピーダンス（Ｒin）とアンテナ効率（η）およびアンテナ利得（Gr）の変化を表１に示す。ここで、入力インピーダンス（Ｒin）は放射抵抗(Rr)と導体抵抗(Rl)の和の値である。
【００３４】
[表１]
【００３５】
基本構造２６０では、タップ給電によりRrの増大がRlの増大より大きくなっており、アンテナ効率（η）が1dB増大した。一方折り返し構造２７０では、RrとRlの増大量がほぼ等しくなっている。両構造ともに50Ωの給電線との整合が取られるようになり、アンテナ利得（Gr）はアンテナ効率（η）と等しい値が得られるようになった。
【００３６】
次に、基本構造２６０及び折り返し構造２７０のそれぞれについて、アンテナを作成して性能を測定した結果を図１３及び図１４に示す。作成したアンテナの性能と比較することにより、シミュレーションによる計算結果の実現性を確認することができる。
【００３７】
試作したアンテナの構造諸元は、図９に示したアンテナ及び図１１に示したアンテナと同一とした。折り返し構造２７０において、並列に配置した各コイルの巻き方向は逆になっている。給電の同軸ケーブルには、平衡不平衡変換のためにシュペルトップ形バランを装着している。
【００３８】
まず、試作したアンテナの入力インピーダンスの測定結果を図１３に示す。図１３(Ａ)は基本構造２６０、図１３(Ｂ)は折り返し構造２７０についてのものである。実測時の自己共振周波数は300MHzより若干ずれているが、入力インピーダンスの軌跡は計算値と測定値でほとんど一致している。
【００３９】
次に、試作したアンテナの放射特性の測定結果を図１４に示す。図１４（Ａ）は基本構造２６０、図１４（Ｂ）は折り返し構造２７０についてのものである。ここで、実測値は、半波長ダイポールアンテナと比較したdBdで示している。基本構造２６０の指向性ではＥθ、Ｅφ共に計算値と実測結果は良く一致している。一方、折り返し構造２７０では、Ｅθについては計算値と測定値とは良く合うものの、Ｅφについては、計算値よりも測定値の方が高くなっている。この理由は、折り返し構造２７０では並列に配置された各コイルは逆巻きのため、計算ではＥφが非常に小さくなっており、実測では交さ偏波測定の充分な設定精度が得られなかったためと考えられる。
【００４０】
次に、基本構造２６０及び折り返し構造２７０の各導体抵抗(Rl)の値を評価するため、液体窒素による冷却時の入力インピーダンスを測定した。室温時の入力インピーダンス（Rin(h)）は、基本構造２６０と折り返し構造２７０でそれぞれ42.95Ωと55.75Ωの値であった。冷却時の温度は-145℃で、入力インピーダンス（Rin(l)）は基本構造２６０と折り返し構造２７０でそれぞれ37.3Ωと47.5Ωの値が得られた。室温時と冷却時の入力インピーダンスをRin(h)とRin(l)とすると、次式(5)の関係が成り立つ。
式(5)において、0.54は、温度が-145℃の場合の銅線の電気抵抗率である。Rin(h)とRin(l)とが実測値であるため、式(5)よりRr(h)とRl(h)を求めることができる。実験により求まるRrとRlの値を表２に示す。
【００４１】
[表２]
【００４２】
表２には基本構造２６０及び折り返し構造２７０の各電気特性の計算値と実験結果の対応をまとめて示す。RrとRlについては、基本構造２６０と折り返し構造２７０ともに、計算値と実験値は良く一致している。またアンテナ利得Grについては、実験値がやや低くなっているが、ほぼ良い対応を示している。この結果より、タップ給電により、期待した効果の得られることが確認できた。
【００４３】
以上説明したように、本実施の形態に係るノーマルモードヘリカルアンテナにおいては、ヘリカル構造の周囲に沿ってタップを設けることにより、タップ部の長さを自由に大きく取ることができる。そしてこれにより、アンテナのサイズの制約を受けることなく、要求される入力インピーダンスを実現することが可能となる。
【００４４】
なお、本実施の形態に係るノーマルモードヘリカルアンテナは、タップ給電の伝送線路的動作機構が従来のアンテナと異なるが、アンテナとして機能することを、電磁界シミュレーションによる電気特性の検証及び試作により確認した。
【００４５】
本実施の形態に係るノーマルモードヘリカルアンテナによれば、超小形ノーマルモードヘリカルアンテナにおいて、入力インピーダンスを給電線の50Ωに整合させることができ、高いアンテナ効率を実現でき、アンテナの通信距離の拡大を達成することも可能となる。
【００４６】
以上発明を実施するための最良の形態について説明したが、上記実施の形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物も含まれる。例えば、導線にはエナメル線のような一般的な線材の他、プリント基板上にエッチング技術により形成された配線パターン、蒸着技術や薄膜形成技術、半導体プロセス技術により形成された配線パターン等、導体を線状又はパターン状に形成したもの一般が含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】基本構造のノーマルモードヘリカルアンテナを示す図である。
【図２】折り返し構造のノーマルモードヘリカルアンテナを示す図である。
【図３】ノーマルモードヘリカルアンテナの入力インピーダンス特性を示す図である。
【図４】タップ給電構造のノーマルモードヘリカルアンテナを示す図である。
【図５】タップ給電による入力インピーダンス特性の効果を示す図である。
【図６】タップ給電による伝送線路モデルを示す図である。
【図７】タップ給電された超小形ノーマルモードヘリカルアンテナ及びその入力インピーダンスを示す図である。
【図８】本実施の形態に係る基本構造のノーマルモードヘリカルアンテナを示す図である。
【図９】本実施の形態に係る基本構造のノーマルモードヘリカルアンテナを示す図である。
【図１０】本実施の形態に係る基本構造のノーマルモードヘリカルアンテナの入力インピーダンスを示す図である。
【図１１】本実施の形態に係る折り返し構造のノーマルモードヘリカルアンテナを示す図である。
【図１２】本実施の形態に係る折り返し構造のノーマルモードヘリカルアンテナの入力インピーダンスを示す図である。
【図１３】本実施の形態に係る基本構造及び折り返し構造の各ノーマルモードヘリカルアンテナの入力インピーダンスを示す図である。
【図１４】本実施の形態に係る基本構造及び折り返し構造の各ノーマルモードヘリカルアンテナのアンテナ放射特性を示す図である。
【図１５】本実施の形態に係る折り返し構造のノーマルモードヘリカルアンテナを示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１００ 導線
１１０ 給電点
１２０ 導体板
１４０ 導線
２００ 基本構造のノーマルモードヘリカルアンテナ
２１０ 折り返し構造のノーマルモードヘリカルアンテナ
２２０ タップ給電構造のノーマルモードヘリカルアンテナ
２３０ タップ給電構造のノーマルモードヘリカルアンテナ
２４０ タップ給電構造のノーマルモードヘリカルアンテナ
２５０ タップ給電構造のノーマルモードヘリカルアンテナ
２６０ タップ給電構造のノーマルモードヘリカルアンテナ
２７０ 折り返し構造のタップ給電構造ノーマルモードヘリカルアンテナ
２８０ 折り返し構造のタップ給電構造ノーマルモードヘリカルアンテナ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の導線を螺旋状に巻回することにより形成されるコイルと、
給電点が中央部に設けられ、前記第１の導線よりも長さが短い第２の導線と、
を備え、
前記コイルの中央部の外周側に、前記第１の導線と離間して、前記第２の導線が、前記第１の導線に沿って巻回され、
前記第２の導線の両端部が、前記第１の導線に短絡されてなる
ことを特徴とするノーマルモードヘリカルアンテナ。
【請求項２】
請求項１に記載のノーマルモードヘリカルアンテナであって、
前記コイルの長さをＬとし、当該アンテナでの動作波長をλとした場合に、Ｌ／λの値が０．０５以下であることを特徴とするノーマルモードヘリカルアンテナ。
【請求項３】
請求項１に記載のノーマルモードヘリカルアンテナであって、
前記コイルである第１のコイル、及び第３の導線を螺旋状に巻回することにより形成される第２のコイルが、前記第１のコイル及び前記第２のコイルの各巻回軸が平行になるように互いに面対称となる位置に配置され、
前記第１のコイルの各端部が、前記各端部と面対称な位置にある前記第２のコイルの各端部とそれぞれ短絡されてなる
ことを特徴とするノーマルモードヘリカルアンテナ。
【請求項４】
請求項３に記載のノーマルモードヘリカルアンテナであって、
前記第１のコイル及び前記第２のコイルの各コイル長が略等しく、
前記第１のコイル及び前記第２のコイルの各コイル長をＬとし、当該アンテナでの動作波長をλとした場合に、Ｌ／λの値が０．０５以下であることを特徴とするノーマルモードヘリカルアンテナ。
【請求項５】
請求項１に記載のノーマルモードヘリカルアンテナであって、
前記第２の導線は、前記第１の導線に沿って、前記第１の導線と一定の間隔を保つように巻回されてなる
ことを特徴とするノーマルモードヘリカルアンテナ。
【請求項６】
請求項１に記載のノーマルモードヘリカルアンテナであって、
前記第２の導線は、前記第１の導線に沿って、直線部分を有するように巻回される
ことを特徴とするノーマルモードヘリカルアンテナ。
【請求項１】
第１の導線を螺旋状に巻回することにより形成されるコイルと、
給電点が中央部に設けられ、前記第１の導線よりも長さが短い第２の導線と、
を備え、
前記コイルの中央部の外周側に、前記第１の導線と離間して、前記第２の導線が、前記第１の導線に沿って巻回され、
前記第２の導線の両端部が、前記第１の導線に短絡されてなる
ことを特徴とするノーマルモードヘリカルアンテナ。
【請求項２】
請求項１に記載のノーマルモードヘリカルアンテナであって、
前記コイルの長さをＬとし、当該アンテナでの動作波長をλとした場合に、Ｌ／λの値が０．０５以下であることを特徴とするノーマルモードヘリカルアンテナ。
【請求項３】
請求項１に記載のノーマルモードヘリカルアンテナであって、
前記コイルである第１のコイル、及び第３の導線を螺旋状に巻回することにより形成される第２のコイルが、前記第１のコイル及び前記第２のコイルの各巻回軸が平行になるように互いに面対称となる位置に配置され、
前記第１のコイルの各端部が、前記各端部と面対称な位置にある前記第２のコイルの各端部とそれぞれ短絡されてなる
ことを特徴とするノーマルモードヘリカルアンテナ。
【請求項４】
請求項３に記載のノーマルモードヘリカルアンテナであって、
前記第１のコイル及び前記第２のコイルの各コイル長が略等しく、
前記第１のコイル及び前記第２のコイルの各コイル長をＬとし、当該アンテナでの動作波長をλとした場合に、Ｌ／λの値が０．０５以下であることを特徴とするノーマルモードヘリカルアンテナ。
【請求項５】
請求項１に記載のノーマルモードヘリカルアンテナであって、
前記第２の導線は、前記第１の導線に沿って、前記第１の導線と一定の間隔を保つように巻回されてなる
ことを特徴とするノーマルモードヘリカルアンテナ。
【請求項６】
請求項１に記載のノーマルモードヘリカルアンテナであって、
前記第２の導線は、前記第１の導線に沿って、直線部分を有するように巻回される
ことを特徴とするノーマルモードヘリカルアンテナ。
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図１０】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１】
【図２】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１１】
【図１５】
【図４】
【図５】
【図６】
【図１０】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１】
【図２】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１１】
【図１５】
【公開番号】特開２００７−１９５０６９（Ｐ２００７−１９５０６９Ａ）
【公開日】平成１９年８月２日（２００７．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１３１５０（Ｐ２００６−１３１５０）
【出願日】平成１８年１月２０日（２００６．１．２０）
【出願人】（５０５０５４５３１）
【出願人】（５０５０５３９７０）
【出願人】（５０４３８５７０８）マイティカード株式会社 (11)
【公開日】平成１９年８月２日（２００７．８．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月２０日（２００６．１．２０）
【出願人】（５０５０５４５３１）
【出願人】（５０５０５３９７０）
【出願人】（５０４３８５７０８）マイティカード株式会社 (11)
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