【考案の詳細な説明】
この考案は、例えばビデオテープレコーダ（以
下、VTRと略称する）等の信号を非接触でテレ
ビジヨン受像機に効率よく結合するための微小ダ
イポール形アンテナに関する。
VTRの録画内容をテレビに映し出して見るに
は、VTRの出力信号をテレビジヨン受像機に直
接接続するのが一般的である。この際、受信アン
テナからのテレビジヨン受像機への給電線である
平行フイーダ又は同軸ケーブルを外して、VTR
の出力信号をテレビジヨン受像機に接続しなけれ
ばならない。テレビジヨン受像機の接続端子は、
一般にテレビジヨン受像機の裏側にあり、またテ
レビジヨン受像機は室の角に、しかも壁に接近し
て配置してある。このためテレビ端子への接続換
えは非常に煩雑であり、極めて不便である。
それ故、近年ではこの接続換えの煩雑さをなく
すため、第１図に示す如く、VTR１の出力信号
を増幅器２により適当なレベルに増幅して、小形
アンテナ３に導びき、この小形アンテナをテレビ
ジヨン受像機の給電線である平行フイーダ４に接
近させることにより、空間結合６を得る方法があ
る。すなわち、VTR１の出力信号を非接触でテ
レビジヨン受像機５に結合し、その録画内容をテ
レビジヨン受像機５に映し出して見る方法であ
る。この場合の小形アンテナ３としては、例えば
テレビ受信用の室内アンテナが考えられ、専用形
としては第２図ａ，ｂに示すような折返し形のダ
イポールアンテナ１０が考えられる。
第２図ａにおいて、１１は同軸ケーブル、１２
はその外被、１３は整合用インピーダンス変換
器、１４は折返し形ダイポールである。又、第２
図ｂはこのダイポールアンテナ１０の外形側面を
表わしたもので、１５はダイポールアンテナ１０
を収納する筐体、１６はこの筐体１５に設けられ
た吸着板であり、この吸着板１６により例えばテ
レビジヨン受像機等に固定できるようになつてい
る。l1，Ｗはダイポール１４の寸法で、例えば
VHF帯ではl1＝1m、Ｗ＝0.1m程度である。イン
ピーダンス変換器１３は、通常同軸ケーブル１１
のインピーダンス75Ω、折返しダイポール１４の
インピーダンスは300Ωで、両者には大きな差が
あり不整合が生ずるので、これを整合するもので
ある。
しかしながら、この種のアンテナでは、その形
状寸法が大きく、テレビジヨン受像機５の給電線
に十分接近させることが難かしく、したがつてよ
り密にVTR１の出力信号を結合させることがで
きない。しかるに、より密にVTR１の出力信号
をテレビジヨン受像機５の給電線に結合させるた
めにはこのアンテナへの給電電力をより大きくし
なければならない。そうすれば、このアンテナか
らの空間への放射電力がより大きくなり近所への
電波妨害を引き起したり又電波法での規定値を守
れないと云う問題がある。
この考案は上記実情に鑑みてなされたもので、
その目的は、小型かつ放射効率がよく、VTR等
の出力信号を容易にテレビジヨン受像機に結合で
きる微小ダイポール形アンテナを提供することに
ある。
この考案は、アンテナの放射特性において、ア
ンテナのより近傍における電界強度が著しく強力
であることに着目し、アンテナを平行フイーダに
より近接させ結合効率を著しく高めるため、アン
テナの寸法を著しく小さくし、かつアンテナ自体
に強磁性材料を併用することによりアンテナの放
射効率を高めるようにしたものである。従つて、
平行フイーダとアンテナとの結合をより密にで
き、アンテナへの供給電力を著しく少なくでき、
その分だけ周囲に及ぼす影響を少なくすることが
できる。又、電波法の規定値を越えることもな
い。
以下、図面を参照してこの考案の一実施例を磁
気的微小ダイポール形アンテナについて説明す
る。第３図において、２１は同軸ケーブルであ
り、２２はこの同軸ケーブル２１の外被、２３は
同外導体、２４は同絶縁体、２５は同中心導体で
ある。上記中心導体２５によりループ２５ａが形
成され、その先端部は外導体２３に接続されてい
る。中心導体２５のループ２５ａにはフエライト
コア２６が貫通して設けられている。このフエラ
イトコア２６は高透磁率を有する材料で形成され
たいわゆる強磁性体であり、その寸法、比透磁率
は例えばl2＝３cm、D2＝１cm、μ＝400となつて
いる。従つて、このフエライトコア２６には磁力
線が集中し、中心導体２５のループ２５ａにより
多くの磁力線が集束貫通するように作用する。
第４図はこの磁気的微小ダイポール形アンテナ
（以下、微小ダイポールと略称する）２７を平行
フイーダ２８に近接して配置し、その電気信号の
結合の様子を表わしたものである。平行フイーダ
２８は紙面に対して垂直に配設されており、第４
図にはその断面が示されている。２９はこの平行
フイーダ２８の絶縁体、３０，３１は同導体であ
る。これら導体３０，３１には互いに逆方向の電
流が流れているため、導体３０，３１の周囲には
磁力線Ａで示すような磁界が発生する。しかし
て、この磁力線Ａは前述のようなフエライトコア
２６の働きにより、中心導体２５のループ２５ａ
内を貫通し、これにより微小ダイポール２７と平
行フイーダ２８は磁界により結合された状態とな
る。
第５図はこの微小ダイポール２７と平行フイー
ダ２８との間隔Ｌと両者の結合状態（相対電界結
合量）との関係を測定した結果を示すものであ
る。
これによると、微小ダイポール２７と平行フイ
ーダ２８が近接している状態では、極めて強い結
合が得られるが、間隔Ｌが大きくなるに従つて急
激に両者の結合が弱くなつている。これは、微小
ダイポール２７からの電力の放射は、電界につい
てみると（磁界についても同様）、○イ放射電界に
よるものE1、○ロ誘導電界によるものE2、○ハ静電
界によるものE3の合成であり、このうち誘導電
界と静電界によるものは、間隔Ｌが大きくなると
より急激に減少するためである。すなわち、間隔
Ｌが波長に比べ、十分大きな値の場合は放射電界
によるもののみとなつている。これら電界の比を
示すと次のようになる。
｜E1｜：｜E2｜：｜E3｜
＝１：λ／2πL：（λ／2πL）2 （λ：波長）
すなわち、E1に対してE2は間隔Ｌに、又E3は
間隔Ｌの自乗にそれぞれ逆比例し、間隔Ｌが波長
λよりも大きくなる領域ではより急速に減少す
る。
このことは、平行フイーダ２８と微小ダイポー
ル２７をより接近させると、両者の結合がより密
に（大きく）とれ、その分だけ微小ダイポール２
７への供給電力を少なくできることを意味してい
る。微小ダイポール２７はその寸法が極めて小さ
いので、平行フイーダ２８に数cm以下に接近させ
ることは容易であり、十分密な結合が得られる。
第５図によると、平行フイーダ２８と微小ダイポ
ール２７の間隔がＬ＝10cmの場合、100の結合量
が得られるが、第２図に示したようなダイポール
アンテナ１０は、VHF帯においてその寸法が、
Ｌ≒1m，Ｗ≒0.1mと大きいため、これを平行フ
イーダ２８に手軽にしかも最良結合がとれるよう
に接近させることは困難である。このため普通の
接近状態で得られる結合量はせいぜい５程度であ
り、微小ダイポール２７に比べて著しく少ない。
すなわち、平行フイーダ２８へ十分接近させ得る
微小ダイポール２７は通常の半波長ダイポールに
比較し20倍も大きく結合がとれ、従つて微小ダイ
ポール２７への供給電力は1/20でよいことにな
る。
このような構成であるので、この微小ダイポー
ル２７にあつては同軸ケーブル２１に供給された
電力はフエライトコア２６を有する中心導体２５
から比較的効率よく空間へ放射される。測定の結
果、VHF帯において、フエライトコア２６があ
る場合とない場合とでは利得に10dB以上の差が
見られた。放射の具体的メカニズムについては、
一般空中線の理論として周知であるので省略す
る。
なお、微小ダイポール２７は、図示しないが適
当なプラスチツク筐体に収納され、さらには吸着
板等が設けられ、テレビジヨン受像機の筐体等に
容易に固定できる構造になつている。又、絶縁体
２４、ループ２５ａを有する中心導体２５、フエ
ライトコア２６等は例えば接着剤により適宜固定
され、機械的振動等に十分耐え得るようになつて
いる。
上記実施例においては、ループ２５ａは中心導
体２５により形成するようにしたが、他の導体に
よりループを作り、これに中心導体２５及び外導
体２３を接続する構造としてもよいことは勿論で
ある。又、上記実施例においては、フエライトコ
ア２６を用いたが、他の高透磁率の材料であつて
もよく、形状、寸法においても円柱状に限らず楕
円性、角柱状のものであつてもよい。寸法的に
は、使用波長に比較して十分小さければ良い。例
えば、フエライトコア２６の長さ換算で波長の1/
１０〜1/100程度で満足な結果が得られる。
以上のようにこの考案によれば、波長に比較し
て十分小さい特殊空中線、すなわち微小ダイポー
ル形アンテナを強磁性体又は強誘電体を併用構成
することにより、その放射（結合）効率を著しく
高めたので、例えばこの微小ダイオール形アンテ
ナをVTRとテレビジヨン受像機との電気信号の
結合に適用することにより、いわゆる微弱電波に
より非接触で十分な結合が得られ、すぐれたＳ／
Ｎ比の画面を以つて、VTRの録画内容をテレビ
ジヨン受像機に映し出して見ることができる。又
この微小ダイポール形アンテナは、テレビジヨン
受像機の平行フイーダにより接近できるためその
電気的結合を著しく密にできる。従つて、微小ダ
イポールアンテナへの供給電力が極めて少なくで
き、近所に対する電波妨害もなく又電波法の規定
を越えるようなこともない。 [Detailed Description of the Invention] This invention relates to a minute dipole antenna for efficiently coupling signals from, for example, a video tape recorder (hereinafter abbreviated as VTR) to a television receiver in a non-contact manner. In order to display the recorded contents of a VTR on a television, it is common to connect the output signal of the VTR directly to a television receiver. At this time, remove the parallel feeder or coaxial cable that is the power line from the receiving antenna to the television receiver, and
output signal must be connected to a television receiver. The connection terminal of the television receiver is
It is generally located behind the television receiver, and the television receiver is placed in a corner of the room, close to the wall. Therefore, changing the connection to the TV terminal is very complicated and extremely inconvenient. Therefore, in recent years, in order to eliminate the complexity of changing connections, the output signal of the VTR 1 is amplified to an appropriate level by an amplifier 2 and guided to a small antenna 3, as shown in Fig. 1. There is a method of obtaining the spatial coupling 6 by bringing the parallel feeder 4 close to the parallel feeder 4, which is the feeder line of the receiver. In other words, the output signal of the VTR 1 is connected to the television receiver 5 in a non-contact manner, and the recorded contents are projected on the television receiver 5 for viewing. In this case, the small antenna 3 may be, for example, an indoor antenna for television reception, and a dedicated type may be a folded dipole antenna 10 as shown in FIGS. 2a and 2b. In Figure 2a, 11 is a coaxial cable, 12
13 is a matching impedance converter, and 14 is a folded dipole. Also, the second
Figure b shows the outer side of this dipole antenna 10, and 15 is a side view of the dipole antenna 10.
Reference numeral 16 is a suction plate provided on the housing 15, and the suction plate 16 allows the device to be fixed to, for example, a television receiver. l 1 , W are the dimensions of the dipole 14, for example
In the VHF band, l 1 =1m and W = about 0.1m. The impedance converter 13 is usually connected to the coaxial cable 11
The impedance of the folded dipole 14 is 75Ω, and the impedance of the folded dipole 14 is 300Ω, and since there is a large difference between the two and a mismatch occurs, this is to be matched. However, this type of antenna has a large shape and dimensions, making it difficult to place it sufficiently close to the feed line of the television receiver 5, and therefore making it impossible to more closely couple the output signals of the VTR 1. However, in order to more closely couple the output signal of the VTR 1 to the feed line of the television receiver 5, the power fed to this antenna must be increased. If this happens, the power radiated into the space from this antenna will become larger, causing radio wave interference in the neighborhood, and there will be problems in that it will not be possible to comply with the prescribed values in the Radio Law. This idea was made in view of the above circumstances,
The purpose is to provide a small dipole antenna that is compact, has good radiation efficiency, and can easily couple output signals from a VTR or the like to a television receiver. This idea focuses on the fact that the electric field strength near the antenna is extremely strong in terms of the radiation characteristics of the antenna, and in order to bring the antenna closer to the parallel feeder and significantly increase the coupling efficiency, the size of the antenna is significantly reduced. The radiation efficiency of the antenna is increased by using a ferromagnetic material in the antenna itself. Therefore,
The coupling between the parallel feeder and the antenna can be made tighter, and the power supplied to the antenna can be significantly reduced.
The influence on the surroundings can be reduced accordingly. Moreover, it does not exceed the specified value of the Radio Law. An embodiment of this invention will be described below with reference to the drawings regarding a magnetic minute dipole antenna. In FIG. 3, 21 is a coaxial cable, 22 is an outer jacket of the coaxial cable 21, 23 is an outer conductor, 24 is an insulator, and 25 is a concentric conductor. The center conductor 25 forms a loop 25a, the tip of which is connected to the outer conductor 23. A ferrite core 26 is provided to pass through the loop 25a of the center conductor 25. This ferrite core 26 is a so-called ferromagnetic material made of a material having high magnetic permeability, and its dimensions and relative magnetic permeability are, for example, l 2 =3 cm, D 2 =1 cm, and μ=400. Therefore, the lines of magnetic force are concentrated on this ferrite core 26, and more lines of magnetic force are focused on and penetrate the loop 25a of the center conductor 25. FIG. 4 shows how this magnetic minute dipole antenna (hereinafter abbreviated as minute dipole) 27 is placed close to the parallel feeder 28 and the electrical signals are coupled. The parallel feeder 28 is arranged perpendicularly to the plane of the paper, and the fourth
The figure shows its cross section. 29 is an insulator of this parallel feeder 28, and 30 and 31 are conductors thereof. Since currents flow in opposite directions to these conductors 30 and 31, a magnetic field as shown by magnetic lines of force A is generated around the conductors 30 and 31. Therefore, due to the action of the ferrite core 26 as described above, this line of magnetic force A is caused by the loop 25a of the center conductor 25.
As a result, the micro dipole 27 and the parallel feeder 28 are coupled by a magnetic field. FIG. 5 shows the results of measuring the relationship between the distance L between the micro dipole 27 and the parallel feeder 28 and the coupling state (relative electric field coupling amount) between the two. According to this, when the micro dipole 27 and the parallel feeder 28 are close to each other, an extremely strong coupling is obtained, but as the distance L increases, the coupling between the two suddenly becomes weaker. This means that the power radiation from the minute dipole 27 is caused by the electric field (the same applies to the magnetic field): ○A is due to the radiated electric field E 1 ○B is due to the induced electric field E 2 ○C is due to the static electric field E 3 This is because the induced electric field and the electrostatic field decrease more rapidly as the distance L increases. That is, when the distance L is a sufficiently large value compared to the wavelength, the radiation is caused only by the electric field. The ratio of these electric fields is shown as follows. |E 1 |: |E 2 |: |E 3 | = 1: λ/2πL: (λ/2πL) 2 (λ: wavelength) In other words, for E 1 , E 2 is the distance L, and E 3 is It is inversely proportional to the square of the distance L, and decreases more rapidly in the region where the distance L is larger than the wavelength λ. This means that when the parallel feeder 28 and the minute dipole 27 are brought closer together, the coupling between them becomes tighter (larger), and the minute dipole 27 increases by that amount.
This means that the power supplied to 7 can be reduced. Since the minute dipole 27 is extremely small in size, it is easy to bring it close to the parallel feeder 28 within several centimeters, and a sufficiently tight coupling can be obtained.
According to FIG. 5, when the distance between the parallel feeder 28 and the minute dipole 27 is L=10 cm, a coupling amount of 100 is obtained.However, the dipole antenna 10 as shown in FIG. ,
Since the lengths are large, L≒1 m and W≈0.1 m, it is difficult to easily bring this close to the parallel feeder 28 so as to obtain the best connection. Therefore, the amount of coupling obtained in a normal close state is about 5 at most, which is significantly smaller than that of the micro dipole 27 .
That is, the minute dipole 27 that can be brought sufficiently close to the parallel feeder 28 can achieve a coupling 20 times greater than that of a normal half-wavelength dipole, and therefore the power supplied to the minute dipole 27 can be 1/20. With this configuration, in the case of this minute dipole 27 , the power supplied to the coaxial cable 21 is transmitted through the central conductor 25 having the ferrite core 26.
is radiated into space relatively efficiently. As a result of the measurement, a difference of 10 dB or more in gain was observed in the VHF band between the cases with and without the ferrite core 26. Regarding the specific mechanism of radiation,
Since this is well known as the theory of general antennas, it will be omitted here. The micro dipole 27 is housed in a suitable plastic housing (not shown), and is further provided with a suction plate, etc., so that it can be easily fixed to the housing of a television receiver, etc. Further, the insulator 24, the center conductor 25 having the loop 25a, the ferrite core 26, etc. are appropriately fixed with adhesive, for example, so that they can sufficiently withstand mechanical vibrations and the like. In the above embodiment, the loop 25a is formed by the center conductor 25, but it is of course possible to form a loop using another conductor and connect the center conductor 25 and the outer conductor 23 to the loop. Further, in the above embodiment, the ferrite core 26 is used, but it may be made of other high magnetic permeability materials, and the shape and dimensions are not limited to cylindrical, but may also be elliptic or prismatic. good. In terms of dimensions, it is sufficient if it is sufficiently small compared to the wavelength used. For example, the length of the ferrite core 26 is 1/1 of the wavelength.
Satisfactory results can be obtained with a ratio of 10 to 1/100. As described above, according to this invention, by configuring a special antenna that is sufficiently small compared to the wavelength, that is, a micro dipole antenna, in combination with a ferromagnetic material or a ferroelectric material, its radiation (coupling) efficiency is significantly increased. Therefore, for example, by applying this micro diole antenna to the coupling of electrical signals between a VTR and a television receiver, sufficient coupling can be obtained without contact using so-called weak radio waves, resulting in excellent S/
With the N-ratio screen, you can view the recorded content of your VTR by projecting it onto a television receiver. Furthermore, since this minute dipole antenna can be closer to the parallel feeder of the television receiver, the electrical coupling can be made extremely tight. Therefore, the power supplied to the small dipole antenna can be extremely small, and there is no radio wave interference to nearby areas, and the regulations of the Radio Law are not exceeded.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
第１図はVTRとテレビジヨン受像機との結合
方法を示すブロツク図、第２図ａ，ｂは上記方法
に用いられる半波長ダイポール形アンテナを示す
もので、ａは内部構成図、ｂは外形側面図、第３
図はこの考案の一実施例に係る磁気的微小ダイポ
ール形アンテナを示す斜視図、第４図は上記磁気
的微小ダイポール形アンテナと平行フイーダとの
結合の様子を示す図、第５図は上記磁気的微小ダ
イポール形アンテナと平行フイーダの間隔と相対
電界結合量との関係を示す図である。
２１……同軸ケーブル、２３……外導体、２５
……中心導体、２５ａ……ループ、２６……フエ
ライトコア、２７……磁気的微小ダイポール形ア
ンテナ、２８……平行フイーダ。
Figure 1 is a block diagram showing the method of coupling a VTR and television receiver, and Figures 2 a and b show a half-wavelength dipole antenna used in the above method, where a is an internal configuration diagram and b is an external diagram. Side view, 3rd
The figure is a perspective view showing a magnetic micro-dipole antenna according to an embodiment of the invention, FIG. 4 is a diagram showing how the magnetic micro-dipole antenna is coupled to a parallel feeder, and FIG. FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the distance between a micro dipole antenna and a parallel feeder and the relative electric field coupling amount. 21... Coaxial cable, 23... Outer conductor, 25
...Center conductor, 25a...Loop, 26...Ferrite core, 27 ...Magnetic minute dipole antenna, 28...Parallel feeder.