JPH11345708A - 中波放送用アンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、ＡＭラジオ等の放送周波数帯域に
おける磁性材料の透磁率（μr）および磁性材料の品質
係数（Ｑ）が高く、小型化しても良好な感度が得られる
とともに、小型携帯機器に搭載可能な大きさにした場合
であっても適度な機械強度と良好な感度を有するように
した中波放送用アンテナを提供することにある。 【解決手段】 本発明は、Ｆｅ₂Ｏ₃とＭｎＯとＺｎＯを
主成分とし、平均結晶粒径４μｍ以下のＭｎ-Ｚｎフェ
ライトからなり、１.７ＭＨｚの実効透磁率を４０以上
とした棒状または板状の磁心とコイルを具備してなるこ
とを特徴とする。ここで前記のフェライトは、Ｆｅ₂Ｏ₃
５２〜５７ｍｏｌ％、ＭｎＯ ２３〜４５ｍｏｌ％、
およびＺｎＯ ５〜２０ｍｏｌ％を主成分とするもので
も良い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はＡＭラジオ等に内蔵
される磁性体アンテナとして好適であり、アンテナの小
型化を実現できるようにした中波放送用アンテナに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より中波受信用のＡＭラジオには、
Ｎｉ-ＺｎフェライトやＭｇ-Ｃｕ-Ｚｎフェライト等の
フェライト材を磁心材料とした磁性体アンテナが使用さ
れているが、近年、携帯ラジオやラジオ付携帯カセット
レコーダーの小型化が進み、それに伴って磁性体アンテ
ナの小型化が要求されている。ところで、この種の磁性
体アンテナの感度を表すＳＮ比と受信電力との関係は、
Ｐrをreceived power 受信電力（Ｗ）と設定し、ｋをボ
ルツマン係数（＝１.３８×１０^-23ＪＫ^-1）と設定し、
Ｔsys≒Ｔs （温度：Ｋ）と設定し、Δｆをバンド幅と
設定した場合に以下の（１）式で示される。 Ｓ（信号）／Ｎ（ノイズ）＝Ｐr／ｋ・Ｔsys・Δｆ ・・・（１）

【０００３】続いてＰtをトランスミッタの電力（power
of transmitter：Ｗ）と設定し、Ａetを伝送アンテナ
の実効面積（effective aperture of transmitting ant
enna：ｍ²）と設定し、Ａerを受信アンテナの実効面積
（effective aperture of receivng antenna：ｍ²）と
設定し、ｒを距離（ｍ）と設定すると、受信電力Ｐrは
以下の（２）式でも表すことができる。 Ｐr＝（Ｐt・Ａet・Ａer）／ｒ²・λ² （Ｗ） ・・・（２） ここで、Ａerの値は、ｋを放射効率係数（radiation ef
ficiency factor）とすると、以下の（３）式で表すこ
とができる。 Ａer＝（１.５・λ²・ｋ）／４π ・・・（３） 以上のことから、Ｓ／Ｎ ∝ ｋ と仮定することがで
き、放射効率係数ｋがアンテナの感度であるＳＮ比に関
係していることが分る。

【０００４】そこで、放射効率係数ｋについて考察する
と、Ｒｒを放射抵抗とし、ＲLをコイルの銅損とし、Ｒ
ｆをアンテナ構成材料のフェライトの鉄損とすると、以
下の（４）式が成立する。 ｋ＝Ｒｒ／（Ｒｒ＋ＲL＋Ｒｆ） ・・・（４） ここで、μｅｒを実効透磁率、ｎをアンテナ外周に巻き
付けた導線の巻数、Ａをフェライトコアの断面積とする
と以下の（５）式が成立する。 Ｒｒ＝３１２００・μer²・ｎ²・（Ａ／λ²）² ・・・（５）

【０００５】以上のことから、ｋ ∝ Ｒｒ ∝ μer²・
Ａ²の関係が導かれ、この関係により、ＳＮ比は実効透
磁率μerの２乗に比例することが分る。また、一般にＲ
rとＲLはＲfに比べて小さい値を示すことによりＲf ∝
１／Ｑの関係から、ｋは概略、磁性材料の品質係数Ｑに
比例すると考えて良いことが明らかになる。

【０００６】また、実効透磁率（μer）は下記式（６）
で表される。 μer＝μｒ・（１＋Ｎ・μｒ−Ｎ）^-1 ・・・（６）

【０００７】ここで、μrはアンテナ材料の比透磁率、
Ｎは磁性材料の形状によって決まる反磁界係数をそれぞ
れ表す。

【０００８】このように、μerを大きくするためにはＮ
を小さくすること、すなわち磁性材料の形状を細長くす
ることが有効である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
磁心材料として用いられていたＮｉ-Ｚｎフェライトあ
るいはＭｇ-Ｃｕ-Ｚｎフェライトは、ＡＭラジオの周波
数帯において透磁率μrが低いために、実効透磁率μer
が小さく、また、品質係数Ｑが小さいために、鉄損 Ｒ
fが大きく、アンテナの放射効率計数ｋも十分に大きく
することはできなかった。このため、アンテナの断面積
Ａが小さいとＳＮ比が小さくなり、アンテナの感度が悪
くなるという問題が生じていた。そこで、これを防止す
るために、アンテナに用いられる磁性材料のＡＭラジオ
の放送周波数帯域である０.５〜１.７ＭＨｚ（５００ｋ
Ｈｚ〜１７００ｋＨｚ）における透磁率μrおよび品質
係数Ｑが高い磁心材料の開発が望まれるとともに、占有
サイズが小さく、小型ラジオ等に搭載しても邪魔になら
ない小型高性能のアンテナが望まれている。

【００１０】よって、この発明における課題は、ＡＭラ
ジオ等の放送周波数帯域における磁性材料の透磁率（μ
r）および磁性材料の品質係数（Ｑ）が高く、小型化し
ても良好な感度が得られるとともに、小型携帯機器に搭
載可能な大きさにした場合であっても適度な機械強度と
良好な感度を有するようにした中波放送用アンテナを提
供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明は、Ｆｅ₂Ｏ₃とＭｎＯとＺｎＯとを主成分と
し、平均結晶粒径４μｍ以下のＭｎ-Ｚｎフェライトか
らなり、１.７ＭＨｚの実効透磁率を４０以上とした棒
状または板状の磁心とコイルを具備してなることを特徴
とする。更に本発明は、Ｆｅ₂Ｏ₃ ５２〜５７ｍｏｌ
％、ＭｎＯ ２３〜４５ｍｏｌ％、およびＺｎＯ ５〜
２０ｍｏｌ％を主成分とし、平均結晶粒径４μｍ以下の
Ｍｎ-Ｚｎフェライトからなり、１.７ＭＨｚの実効透磁
率を４０以上とした棒状または板状の磁心とコイルを具
備してなることを特徴とするものでも良い。

【００１２】本発明によれば、適切な組成のＭｎ-Ｚｎ
フェライト材料を選ぶことによって透磁率を高めること
ができる。また、平均結晶粒径を微細化することによっ
て、磁壁共鳴の周波数をＡＭラジオの周波数帯より高周
波側にシフトさせることができ、これによりＡＭラジオ
の放送周波数帯域における磁壁共鳴による損失を低減さ
せることができる。したがって、ＡＭラジオの放送周波
数帯域における磁性材料の品質係数が高いＭｎ-Ｚｎフ
ェライトが得られる。更に、棒状または板状に成形して
なる磁心にコイルを設けることによって、小型であって
も、ＡＭラジオの放送周波数帯域において良好な感度を
有するアンテナを得ることができる。

【００１３】次いで前述の構造において、前記棒状また
は板状の磁心の反磁界係数が０.０３以下であることが
好ましい。更に、前記棒状または板状の磁心の周波数５
００ｋＨｚ〜１.７ＭＨｚの帯域において、初透磁率が
７００以上であり、かつ、１／ｔａｎδが２０以上であ
ることとが好ましい。更に、ＳｉＯ₂ ０.０１〜０.０
３ｗｔ％、ＣａＯ ０.０１〜０.１ｗｔ％、およびＴａ
₂Ｏ₅ ０.０２〜０.２ｗｔ％からなる群から選ばれる少
なくとも１種の添加物を含んでなることが好ましい。

【００１４】更に本発明において、前記Ｍｎ-Ｚｎフェ
ライトの原料として、水熱合成法によって製造されたＦ
ｅ₂Ｏ₃とＭｎＯとＺｎＯを主成分とした原料粉末が用い
られてなることが好ましい。これら元素の添加により、
フェライトの電気抵抗を増大させ、渦電流損失を低減す
ることができる。またフェライト主成分相の欠陥中にこ
れらの添加剤元素が固溶することによって、フェライト
中の格子欠陥が減少し、磁気特性が向上する。本発明に
おいて前記棒状または板状の磁心の長さが３０〜８０ｍ
ｍ、厚さまたは幅が１〜５ｍｍの範囲であることが好ま
しい。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳しく説明する。
本発明に係る中波用アンテナを構成するＭｎ-Ｚｎフェ
ライトは、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＭｎＯ、ＺｎＯを主成分とし、平
均結晶粒径が４μｍ以下、好ましくは３.５μｍ以下の
ものである。この組成のＭｎ-Ｚｎフェライトを棒状ま
たは板状に加工し、その棒状体あるいは板状体に巻線を
施して形成したコイルを具備するアンテナ構造とされ
る。前記Ｍｎ-Ｚｎフェライトにおいては、Ｆｅ₂Ｏ₃５
２〜５７ｍｏｌ％、ＭｎＯ２３〜４５ｍｏｌ％、および
ＺｎＯ ５〜２０ｍｏｌ％の範囲の組成であることが好
ましく、更に、Ｆｅ₂Ｏ₃５２〜５５ｍｏｌ％、ＭｎＯ
３５〜４１ｍｏｌ％、およびＺｎＯ ７〜１０ｍｏｌ％
の組成であることがより好ましい。このようなＭｎ-Ｚ
ｎフェライトは、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＭｎＯおよびＺｎＯを主成
分とする原料粉末を混合し、乾燥させて、仮焼成を行っ
た後造粒した後、所定の型を用いて成形し、得られた成
形体を本焼成する工程を経ることによって好ましくは製
造される。

【００１６】本発明で用いられるＦｅ₂Ｏ₃、ＭｎＯ、お
よびＺｎＯを主成分とする原料粉末は、水熱合成法によ
り製造されたものが好ましい。ここで水熱合成法とは、
液相からの粉末合成における溶液法の一種で、粗大な固
着粒子の形成が比較的少ない粉末の製造法として知られ
ているもので、アルカリ懸濁液を高温、高圧下で水熱反
応処理することにより粉末粒子を製造するものである。
この方法では、溶液や固体の酸化物など二種類以上の化
合物が関与して反応が進み、所望の化合物が合成される
もので、このようにして反応が起こる場合、一方の化合
物は溶液として存在しているアルカリ金属イオンなどが
多用される。

【００１７】水熱合成法によりＭｎ-Ｚｎフェライトの
原料粉末を製造するには、例えば、まずＭｎ、Ｚｎ、Ｆ
ｅを所定量含む金属化合物水溶液を調製する。これらの
元素の化合物としては種々の水溶性化合物を使用するこ
とができるが、好ましくは塩化物、硝酸塩などが用いら
れる。そして金属化合物水溶液に、例えばＮａＯＨ、Ｋ
ＯＨ、ＮＨ₃ＯＨなどの水溶液を接触、混合して、アル
カリ懸濁液とする。次に、このアルカリ懸濁液をオ-ト
クレーブなどの圧力容器中に入れて、１２０〜２５０℃
で水熱反応処理してフェライト沈殿物を生成させる。そ
して得られたフェライト沈殿物を水洗後、乾燥させて、
所望の原料粉末を得る。

【００１８】また、本発明に係るＭｎ-Ｚｎフェライト
は、ＳｉＯ₂、ＣａＯ、Ｔａ₂Ｏ₅から選ばれる少なくと
も１種以上の添加剤（添加物）が添加されていることが
好ましい。これらの添加剤は、フェライト主成分の粒成
長を抑えて、電気抵抗を増加させ、渦電流損失を低減す
る効果を奏するものである。また、フェライト主成分相
の欠陥中にこれらの添加剤元素が固溶することによりフ
ェライト中の格子欠陥が減少し、磁気特性が向上する効
果が得られる。これらの添加剤は、原料粉末中に不純物
として含まれている場合もあるが、積極的に適量添加し
てもよい。

【００１９】ＳｉＯ₂およびＣａＯはフェライトの結晶
粒界に偏析あるいは析出して電気抵抗を増加させるのに
特に効果がある。しかし、これらの添加剤の過剰な添加
は異常粒成長を引き起こすために添加量には限度があ
る。フェライトの高抵抗化の効果が十分に発揮され、異
常粒成長が起こらない添加量の範囲は、ＳｉＯ₂の場合
で０.０１〜０.０３wt％、ＣａＯの場合で０.０１〜０.
１wt％である。Ｔａ₂Ｏ₅はフェライトの結晶粒径に偏析
して電気抵抗を増加させるとともに結晶粒を微細化する
効果がある。しかし、Ｔａ₂Ｏ₅の過剰な添加は電気抵抗
を逆に減少させてしまうため添加量には限度がある。電
気抵抗の増加と結晶の微細化の効果が十分に発揮され、
電気抵抗の減少が起こらない添加量の範囲は０.０２〜
０.２wt％である。

【００２０】本発明において、これらの添加剤を添加す
る場合は、最初に原料粉末を混合する工程で添加し、非
酸化性雰囲気中で仮焼成して主成分相の結晶中に添加剤
元素を固溶させた後、造粒して成形し、本焼成すること
が好ましい。ここで非酸化性雰囲気とは、加熱時にフェ
ライト粉末中のフェライト主成分に還元反応が生じるよ
うな雰囲気を言い、例えばＮ₂雰囲気、真空雰囲気、Ａ
ｒ雰囲気などである。また、仮焼成時の温度は高すぎる
と焼結が進み、結晶粒の成長を招き、特性劣化を引き起
こす。また低すぎると還元反応が進まず、添加元素の固
溶が阻害される。したがって、フェライトに添加元素を
十分に固溶させ、粒成長を抑えるためには、仮焼成の温
度は７００〜９３０℃程度が好ましい。

【００２１】本発明に係るアンテナに用いるＭｎ-Ｚｎ
フェライトによれば、周波数が５００〜１７００ｋＨｚ
において、５００以上の高い透磁率によってみかけの透
磁率を向上させることができる。また、平均結晶粒子径
を４μｍ以下、好ましくは３.５μｍ以下に微細化する
ことによって、磁気共鳴の周波数を３〜１２ＭＨｚの高
周波数側にシフトさせることができる。そして、これに
よりＡＭラジオの放送周波数帯域を含む０.５〜１.９Ｍ
Ｈｚにおける磁性材料の品質係数Ｑを１０以上という高
い値で達成することができ、ＡＭラジオのアンテナの磁
心材料として優れた特性のフェライト材が得られる。よ
って、このような高いμとＱの値を有するＭｎ-Ｚｎフ
ェライトを棒状または板状に成形し、これを磁心として
その周囲に巻線を施してコイルとすることによって、小
型であっても良好な感度を有するアンテナが得られる。

【００２２】次に、前述のＭｎ-Ｚｎフェライトを棒状
あるいは板状に加工してアンテナを構成する場合、長さ
が３０〜８０ｍｍ、厚さまたは幅を１〜５ｍｍにするこ
とが好ましく、厚さまたは幅は１〜４ｍｍの範囲とする
ことがより好ましい。前述のＭｎ-Ｚｎフェライトを用
いた場合であっても、長さが３０ｍｍを下回るようであ
ると、後述する実施例から明らかなように満足する受信
特性を得ることができず、８０ｍｍよりも長く形成する
と、アンテナとしての性能は向上するものの、フェライ
ト材料が本来有する機械的な脆さから折損の心配が増加
するとともに小型携帯機器への搭載の面から不利であ
る。また、厚さまたは幅において１ｍｍを下回るようで
あると長さの場合と同様に折損の心配があり、従来のア
ンテナよりも小型化することを課題とするので５ｍｍ以
下の大きさとすることが好ましく、本願に関係する前述
の組成のＭｎ-Ｚｎフェライトの高い透磁率を利用でき
るので小型化ができる特長を有する。以上のことを鑑
み、アンテナとして機械強度と感度を高いレベルで両立
させるためには、長さ４０〜６０ｍｍ、厚さまたは幅を
２〜３ｍｍとすることが最も好ましい。

【００２３】次に、前述のＭｎ-Ｚｎフェライトにおい
て結晶粒径を制御するには、成形したフェライト粉末の
圧粉体を焼成する温度および最高温度に保持する時間を
制御する方法を用いれば良く、これによって０．９〜１
０μｍ程度の平均結晶粒径のＭｎ-Ｚｎフェライトを容
易に得ることができる。

【００２４】

【実施例】まず水熱合成法により、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｆｅを
含む原料粉末を製造した。すなわち、Ｍｎ、Ｚｎ、およ
びＦｅを所定量含むアルカリ懸濁液を加熱処理してフェ
ライト沈殿物を得、次いでこの沈殿物を水洗、乾燥させ
て、Ｆｅ₂Ｏ₃ ５３.５ｍｏｌ％、ＭｎＯ ３９.５ｍｏ
ｌ％、およびＺｎＯ ７.０ｍｏｌ％なる組成のフェラ
イト原料粉末を得た。得られた原料粉末に、ＳｉＯ₂
０．０２ｗｔ％，ＣａＯ ０．０２ｗｔ％、Ｔａ₂Ｏ₅
０．０４ｗｔ％を添加しボールミルで混合したスラリー
を乾燥した後、 Ｎ₂雰囲気中で、９００℃にて３時間仮
焼成を行った。仮焼成後の粉体を粉砕し、乾燥した後、
棒状に圧密して成形体を作製した。そして、この成形体
を真空中で本焼成を行なってＭｎ-Ｚｎフェライトから
なる長さ５０ｍｍ、幅３ｍｍ、厚さ２ｍｍの棒状の磁心
を得た。本焼成時の操作条件は、１０５０℃、４時間保
持、昇温速度１８０℃／時間とした。本焼成後に得られ
たＭｎ-Ｚｎフェライトの平均結晶粒径は１．０μｍで
あった。

【００２５】比較例としてＭｇ-Ｃｕ-Ｚｎフェライト製
の棒状磁心（長さ３４ｍｍ、幅８ｍｍ、厚さ２ｍｍ）を
用意した。このものの組成は、Ｆｅ₂Ｏ₃ ３９.２mol
％、ＭｇＯ ３７.６mol％、ＺｎＯ １５.１mol％、Ｃ
ｕＯ ８.１mol％であり、平均結晶粒径は３.７μｍで
あった。

【００２６】上記で得られたＭｎ-Ｚｎフェライト磁心
および比較例のＭｇ-Ｃｕ-Ｚｎフェライト磁心につい
て、磁気特性を測定した。ここで、一般的に透磁率μr
を表すには、透磁率μrの実数部(μ’)および虚数部
(μ”)の２つの値があり、アンテナの磁心材料としては
実数部(μ’)が高く、虚数部(μ”)が低い方が好まし
い。そして、品質係数Ｑは(μ’)／(μ”)で表され、こ
のＱの値が大きい方がアンテナの磁心材料として好まし
い。下記表１に、上記実施例および比較例のフェライト
磁心について、実効透磁率μerおよび品質係数Ｑを測定
した結果を示す。実効透磁率の測定は、空心コイルとフ
ェライト磁心を入れたコイルのインダクタンス値を、周
波数５００ｋＨｚ、１ＭＨｚ（１０００ｋＨｚ）、１.
５ＭＨｚ（１５００ｋＨｚ）において測定し、その変化
率から求めた。

【００２７】「表１」 実施例磁心 比較例磁心 μer ５００ｋＨｚ ５４ ２０ １ＭＨｚ ５４ ２０ １.５ＭＨｚ ５４ ２０ Ｑ ５００ｋＨｚ １１０ ３９ １ＭＨｚ ９６ ５８ １.５ＭＨｚ ７２ ６２

【００２８】この結果より、ＡＭラジオの放送主要周波
数帯域である５００〜１７００ｋＨｚ（１.７ＭＨｚ）
の中波帯域において、実施例のＭｎ-Ｚｎフェライト磁
心は比較例のＭｇ-Ｃｕ-Ｚｎフェライト磁心に比べ、μ
erの値、Ｑの値ともに高くなっており、中波用アンテナ
として優れていることが認められる。

【００２９】図１は、上記実施例および比較例の棒状フ
ェライト磁心について、周波数１００〜２０００ｋＨｚ
における、μer、Ｑの周波数依存性を示したものであ
る。ここでＱ（磁性材料の品質係数）は、一般的にフェ
ライトの性能を表す値として用いられるもので、アンテ
ナ材としてはこの値が大きい方が好ましい。磁気特性の
測定は上記と同様の条件で行った。図中、●は実施例、
△は比較例をそれぞれ示す。

【００３０】この図１の結果より、ＡＭラジオの主要放
送周波数帯域である５００〜１７００ｋＨｚの範囲（図
１の鎖線で挟んだ範囲）において、実施例で得られたＭ
ｎ-Ｚｎフェライトの棒状磁心は、比較例の棒状磁心よ
りもＱの値が高く、アンテナ用のフェライト磁心として
優れた特性を有していることが認められた。

【００３１】図２は、実施例および比較例の棒状フェラ
イト磁心について、周波数１００〜５０００ｋＨｚにお
ける、μ”の周波数依存性を示したものである。磁気特
性の測定は上記と同様の条件で行った。図中、●は実施
例の測定結果、○は比較例の測定結果をそれぞれ示す。

【００３２】図２の結果より、比較例のフェライト磁心
は、損失を示すμ”の値が約２０００ｋＨｚで最大とな
っているのに対して、実施例のものはμ”が５０００ｋ
Ｈｚ以上で最大となっており、μ”のピークが高周波側
にシフトしている。このことは、結晶粒径の細かい実施
例のフェライト磁心の磁気共鳴の周波数が比較例のフェ
ライト磁心の磁気共鳴の周波数よりも高周波側にシフト
していることを示している。

【００３３】このため図１において、品質係数Ｑ（＝
μ’／μ”）については、実施例のフェライト磁心が比
較例に比べて大幅に高い値を示している。これらの結果
より、Ｍｎ-Ｚｎフェライトの平均結晶粒径を２．４μ
ｍと微細化することにより、磁気共鳴の周波数を高周波
域とすることができ、ＡＭラジオの放送周波数帯域であ
る０.５〜１.７ＭＨｚの範囲で品質係数Ｑが１０以上の
良好な特性が得られることがわかる。

【００３４】次に、上記実施例のフェライトについて相
対損失係数ｔａｎδ／μ'の周波数依存性を測定した。
相対損失係数ｔａｎδ／μ'は、品質係数Ｑ＝（μ'）／
（μ''）の逆数であるｔａｎδをμ'で割った数値で、
材料が同じであれば形状が変っても変化しない数値であ
り、材料固有の数値である。この相対損失係数ｔａｎδ
／μ'は小さければ小さいほど、材料固有の損失が小さ
いこととなる。図３に測定結果を示す。図３において、
実施例の測定結果は●で示され、測定結果◆で示すもの
は、実施例と同じ組成のフェライトを製造する際に１０
００℃、４時間保持後、昇温速度１８０℃で本焼成して
得た、平均結晶粒径０.９μｍの試料であり、他の実施
例に相当する。更に図３において比較例の測定結果は□
で他の比較例（実施例と同じ組成であるが、本焼成時に
１２００℃で焼成して平均結晶粒径を１０μｍとした試
料）の測定結果は△で示す。

【００３５】図３より、周波数０.５〜１.５ＭＨｚ（５
００〜１５００ｋＨｚ）において、各実施例のフェライ
トは各比較例のフェライトと比較して相対損失係数ｔａ
ｎδ／μ'が小さくなっている。従って、周波数０.５〜
１.５ＭＨｚにおいて実施例のフェライトは、材料固有
の損失が小さく、アンテナの形状を最適化するならば、
損失が小さいアンテナを作成することが可能となること
がわかる。

【００３６】図４は先の実施例のフェライト磁心と先の
比較例のフェライト磁心をＡＭラジオに搭載した場合の
Ｓ／Ｎ比の周波数特性を示す。図４に示す測定結果か
ら、５００〜１７００ｋＨｚの中波帯域において実施例
のフェライト磁心の方が比較例のフェライト磁心よりも
磁心の体積は約１／２であるにもかかわらず、５〜６ｄ
ＢもＳ／Ｎ比が向上していることが明らかである。

【００３７】図５は実施例のフェライト磁心の厚さを２
ｍｍに固定し、長さと幅を増減した場合の実効透磁率曲
線を示す。測定した周波数はＡＭラジオのほぼ中央の値
である１ＭＨｚである。ただし、図１の実効透磁率の周
波数特性からわかるように、実効透磁率は０．１〜２Ｍ
Ｈｚまでほぼ一定値を示すため、図５のデータはＡＭラ
ジオで使用する周波数すべてに対応する。フェライト磁
心の長さを２０〜７０ｍｍ、幅を１〜８ｍｍの範囲で調
整することで種々の実効透磁率を示すフェライトバーア
ンテナを製造できることがわかる。図５において曲線ａ
1は従来例磁心（２×８×３４ｍｍサイズの従来磁心）
と同一感度ラインを示し、曲線ａ2は従来例磁心と同一
体積ラインを示すが、図５において曲線ａ1よりも下側
の領域は感度低下領域であり、この領域に相当する長さ
と幅でアンテナ磁心を製造した場合に従来磁心（２×８
×３４ｍｍサイズの従来磁心）と比べても感度が低下す
る領域であり、図５において曲線ａ2よりも上の領域は
体積増大領域であり、この領域に相当する長さと幅でア
ンテナを製造した場合に、従来磁心（２×８×３４ｍｍ
サイズの従来磁心）よりも体積が大きくなって小型化で
きない領域である。以上のことから、本発明のアンテナ
を製造する場合に、曲線ａ1と曲線ａ2とで挟まれる領域
のサイズでアンテナを製造することで従来の磁心よりも
体積が小さく、感度の高いアンテナを得られることが明
らかである。加えて、実効透磁率を４０以上とする場合
は、数値の４０を記入した曲線よりも上側の領域でアン
テナの幅と長さを設定すれば良い。以上のことから、実
行透磁率を４０以上としてアンテナ感度を高め、形状の
工夫により良好なアンテナ感度を有し、更に機械強度も
考慮すると、棒状または板状の磁心の長さは３０〜８０
ｍｍの範囲、磁心の厚さと幅は１〜５ｍｍの間の範囲
（図５においては曲線ａ1と曲線ａ2と実行透磁率４０を
示す曲線で囲まれた領域）で設定すると良いことが明ら
かである。

【００３８】図５において曲線ａ3は従来例磁心に対し
て１／２体積ラインであり、曲線ａ4は従来例磁心に対
して３倍の感度ラインであるが、曲線ａ1と曲線ａ3との
間の領域で長さと幅を設定してアンテナを製造するなら
ば、従来例磁心に対して体積は１／２以下、従来例磁心
に対して感度は優れたアンテナを得ることができる。ま
た、曲線ａ2と曲線ａ4との間の領域で長さと幅を設定し
てアンテナを製造するならば、従来例磁心よりも３倍以
上の感度を有し、体積は従来例磁心よりも少ないアンテ
ナを得られることがわかる。

【００３９】図６は実施例のフェライト磁心の厚さを２
ｍｍに固定し、長さと幅を増減した場合の放射効率の値
を示す。フェライト磁心の長さを２０〜７０ｍｍ、幅を
１〜８ｍｍの範囲で調整することで種々の放射効率を示
すフェライトバーアンテナを製造できることがわかる。
図６において、曲線ａ6は従来例磁心（２×８×３４ｍ
ｍサイズの従来磁心）と同一放射効率ライン、曲線ａ7
は従来例磁心と同一体積ライン、曲線ａ8は従来例磁心
に対して１／２体積ライン、曲線ａ9は従来例磁心の３
倍放射効率ラインを各々示すので、従来例磁心よりも体
積を小さくするためには図６において曲線ａ7よりも下
側の領域で長さと幅を設定する必要があり、従来例磁心
よりも高い放射効率を得るためには図６において曲線ａ
6よりも上側の領域で長さと幅を設定する必要があり、
従来例磁心よりも体積において１／２以下にするために
は図６において曲線ａ8よりも下側の領域で長さと幅を
設定する必要がある。すなわち、本実施例で作製したフ
ェライト磁心を用いた場合において、目標体積、感度を
与えるフェライト磁心の寸法を求めることができる。た
とえば、従来例磁心に対して１／２体積でかつ放射効率
が２倍、すなわち２倍感度となるには、フライト磁心の
幅が３．３ｍｍ以下でかつ長さが４１ｍｍ以上必要であ
ることがわかる。

【００４０】図７は実施例のフェライト磁心の厚さを２
ｍｍに固定し、長さと幅を増減した場合の反磁界係数の
値を示す。フェライト磁心の長さを２０〜７０ｍｍ、幅
を１〜８ｍｍの範囲で調整することで種々の反磁界係数
を示すフェライトバーアンテナを製造できることがわか
る。図７において、曲線ａ10は従来例磁心（２×８×３
４ｍｍサイズの従来磁心）と同一反磁界係数ライン、曲
線ａ11は従来例磁心と同一体積ライン、曲線ａ12は従来
例磁心に対して１／２体積ライン、曲線ａ13は従来例磁
心の３倍反磁界係数ラインを各々示すので、従来例磁心
よりも体積を小さくするためには図７において曲線ａ11
よりも下側の領域で長さと幅を設定する必要があり、従
来例磁心よりも高い反磁界係数を得るためには図７にお
いて曲線ａ10よりも上側の領域で長さと幅を設定する必
要があり、従来例磁心よりも体積において１／２以下に
するためには図７において曲線ａ12よりも下側の領域で
長さと幅を設定する必要があるとともに、従来例磁心よ
りも３倍以上の感度を得るためには図７において曲線ａ
13よりも上側の領域で長さと幅を設定する必要があり、
更に反磁界係数を０.０３以上とするために図７に示す
０.０３の曲線の上になるようにＭｎ-Ｚｎフェライトの
長さと幅を設定すれば良い。また図７から、従来例磁心
に対して１／２体積で２倍感度となる反磁界係数Ｎが
０．０２４であることがわかる。このＮ＝０．０２４の
形状でかつμerが４０以上であれば、従来例磁心に比べ
て、約２倍の感度が期待できる。フェライトの透磁率μ
ｒはμr＝μer（１＋μrＮ−Ｎ）で表わすことができ、
このときのμrは７００となる。さらに、図３に示され
ている比較例のtanδ／μ'の最小値である９×１０^-5よ
りも小さいことがフェライト材料として望ましいことか
ら、１／tanδの値としては２０以上あることが必要と
なる。

【００４１】以上の如く図５と図６と図７に示す測定結
果から、従来例磁心を超える実効透磁率と放射効率と反
磁界係数を得るためには、棒状または板状磁心の長さを
３０〜７０ｍｍ、厚さまたは幅を５ｍｍ以下の範囲とす
ることが好ましいことが明らかである。但し、長さに関
して言えば、長い方がアンテナとしての特性を得易いの
で、８０ｍｍまでは許容することができるが、８０ｍｍ
を超えて長いアンテナとするとフェライトの本来する脆
さから折損のおそれを生じ、長さが３０ｍｍ未満ではア
ンテナとしての感度が低くなるので長さは３０〜８０ｍ
ｍの範囲が好ましい。更に、厚さと幅においては従来例
磁心を考慮して５ｍｍ以下の範囲が好ましいのである
が、１ｍｍを下回る厚さと幅では折損のおそれがあるの
で、１〜５ｍｍの範囲が好ましい。これらの範囲内にお
いても、アンテナとしての機械的強度と感度を両立する
ために更に好ましいのは、長さ４０〜６０ｍｍ、厚さま
たは幅が２〜３ｍｍの範囲である。

【００４２】図８は実施例のアンテナの磁心を構成する
Ｍｎ-Ｚｎフェライトにおける透磁率の実数部（μ’）
の結晶粒径依存性と、ｔａｎδ／μの値の結晶粒径依存
性を示す。アンテナにおいて放射抵抗の向上と銅損の低
減には実効透磁率を高めることが必要である。また、鉄
損の低減にはｔａｎδの低減が必要である。従って材料
特性としてはμが高く、ｔａｎδの値が小さいことが必
要になる。つまり、ｔａｎδ／μの値が小さいほど良好
であると言える。図８に示す結晶粒径依存性から本発明
に用いるＭｎ-Ｚｎフェライトのｔａｎδ／μの値は結
晶粒径の微細化により減少する傾向があり、結晶粒径約
５μｍで従来のＭｇ-Ｃｕ-Ｚｎフェライトと同程度の値
となることがわかる。

【００４３】図８に示す結晶粒径依存性から従来磁心よ
りも良好なｔａｎδ／μの値を得るためには、結晶粒径
を４μｍ以下にすることが必要であり、従来磁心の１／
２レベル以下にするためには、平均結晶粒径を３.５μ
ｍ以下にする必要があることが判明した。また、ｔａｎ
δ／μの値の最低値は結晶粒径２μｍにあり、それ以上
粒径を小さくしても逆にｔａｎδ／μの値は上昇する傾
向にあるので、粒径４μｍ以下の範囲においても０.５
〜３.５μｍの範囲が好ましい。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、Ｆ
ｅＯとＭｎＯとＺｎＯを主成分とするか、Ｆｅ₂Ｏ₃ ５
２〜５７ｍｏｌ％、ＭｎＯ ２３〜４５ｍｏｌ％、およ
びＺｎＯ ５〜２０ｍｏｌ％を主成分とし、平均結晶粒
径４μｍ以下のＭｎ-Ｚｎフェライトからなり、１.７Ｍ
Ｈｚの実効透磁率を４０以上とした棒状または板状の磁
心とコイルを具備してなるので、従来のＮｉ-Ｚｎフェ
ライトやＮｉ-Ｃｕ-Ｚｎフェライト等の従来材料からな
るアンテナより高い透磁率が得られ、また、平均結晶粒
径を４μｍ以下に微細化することによって、磁壁共鳴の
周波数を中波域よりも高周波側にするとともに、ＡＭラ
ジオの放送周波数帯域における鉄損が低減されたアンテ
ナが得られる。このアンテナを構成するＭｎ-Ｚｎフェ
ライトはＡＭラジオの放送周波数帯域を含む周波数０.
５〜１.９ＭＨｚにおける磁性材料の品質係数Ｑが十分
に高いものであり、小型化しても良好な感度が得られる
という利点を有している。

【００４５】次に、磁心の反磁界係数が０.０３である
ならば、中波放送用として良好な感度を有するアンテナ
を提供することができる。本発明のアンテナを構成する
Ｍｎ-Ｚｎフェライトとして水熱合成法で得られた原料
粉末から製造されたものであるならば、結晶粒径を微細
化することが容易にできるので、ｔａｎδの値を小さく
して鉄損を少なくすることができ、これにより放射効率
係数を良好な値として感度の優れたアンテナを得ること
ができる。従って本発明によれば、小型携帯機器用の中
波放送用アンテナとして小型で感度の良好なものを提供
することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例および比較例のアンテナ用フェライト
磁心の透磁率μer、品質係数Ｑの周波数依存性を示した
グラフである。

【図２】 実施例および比較例のアンテナ用フェライト
磁心の透磁率μ”の周波数依存性を示したグラフであ
る。

【図３】 実施例および比較例のアンテナ用フェライト
磁心の相対損失係数の周波数依存性を示したグラフであ
る。

【図４】 実施例および比較例のアンテナのＳ／Ｎ比の
周波数特性を示すグラフである。

【図５】 実施例のアンテナ用フェライト磁心において
厚さを２ｍｍに固定した場合の実効透磁率に対する長さ
と幅の依存性を示すグラフである。

【図６】 実施例のアンテナ用フェライト磁心において
厚さを２ｍｍに固定した場合の放射効率に対する長さと
幅の依存性を示すグラフである。

【図７】 実施例のアンテナ用フェライト磁心において
厚さを２ｍｍに固定した場合の反磁界係数に対する長さ
と幅の依存性を示すグラフである。

【図８】 実施例のアンテナ用フェライト磁心において
μ’とｔａｎδ／μの値の結晶粒径依存性を示すグラフ
である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 牧野 彰宏 東京都大田区雪谷大塚町１番７号 アルプ ス電気株式会社内 (72)発明者 中川 昇 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｆｅ₂Ｏ₃とＭｎＯとＺｎＯを主成分と
   し、平均結晶粒径４μｍ以下のＭｎ-Ｚｎフェライトか
   らなり、１.７ＭＨｚの実効透磁率を４０以上とした棒
   状または板状の磁心とコイルを具備してなることを特徴
   とする中波放送用アンテナ。
2. 【請求項２】 Ｆｅ₂Ｏ₃ ５２〜５７ｍｏｌ％、ＭｎＯ
   ２３〜４５ｍｏｌ％、およびＺｎＯ ５〜２０ｍｏｌ
   ％を主成分とし、平均結晶粒径４μｍ以下のＭｎ-Ｚｎ
   フェライトからなり、１.７ＭＨｚの実効透磁率を４０
   以上とした棒状または板状の磁心とコイルを具備してな
   ることを特徴とする中波放送用アンテナ。
3. 【請求項３】 前記棒状または板状の磁心の反磁界係数
   が０.０３以下であることを特徴とする請求項１に記載
   の中波放送用アンテナ。
4. 【請求項４】 前記棒状または板状の磁心の周波数５０
   ０ｋＨｚ〜１.７ＭＨｚの帯域において、初透磁率が７
   ００以上であり、かつ、１／ｔａｎδが２０以上である
   ことを特徴とする請求項１または２記載の中波放送用ア
   ンテナ。
5. 【請求項５】 ＳｉＯ₂ ０.０１〜０.０３ｗｔ％、Ｃ
   ａＯ ０.０１〜０.１ｗｔ％、およびＴａ₂Ｏ₅ ０.０
   ２〜０.２ｗｔ％からなる群から選ばれる少なくとも１
   種の添加物を含んでなることを特徴とする請求項１〜３
   のいずれかに記載の中波放送用アンテナ。
6. 【請求項６】 前記Ｍｎ-Ｚｎフェライトの原料とし
   て、水熱合成法によって製造されたＦｅ₂Ｏ₃とＭｎＯと
   ＺｎＯを主成分とした原料粉末が用いられてなることを
   特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の中波用アン
   テナ。
7. 【請求項７】 前記棒状または板状の磁心の長さが３０
   〜８０ｍｍ、厚さまたは幅が１〜５ｍｍであることを特
   徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の中波用アンテ
   ナ。