JP2000278014A

JP2000278014A - 無線機用アンテナ

Info

Publication number: JP2000278014A
Application number: JP11079233A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Oshiyama; 正押山
Original assignee: Yokowo Co Ltd; Yokowo Mfg Co Ltd
Current assignee: Yokowo Co Ltd
Priority date: 1999-03-24
Filing date: 1999-03-24
Publication date: 2000-10-06

Abstract

(57)【要約】【課題】無線機筐体に対して引き出し収納自在なアンテ
ナで、その収納寸法が短くて足りる無線機用アンテナを
提供する。【解決手段】無線機筐体に外方に突出して送受信周波数
に対して１／８波長のボトムローディングエレメント１
０を設け、同軸上に１／２波長の可動エレメント１２を
無線機筐体に引き出し収納自在に設ける。引き出し状態
で、ボトムローディングエレメント１０の先端に可動エ
レメント１２の基端を電気的接続して直列接続し、５／
８波長のアンテナとして作用させる。収納状態で、ボト
ムローディングエレメント１０と可動エレメント１２が
電気的接続されず、ボトムローディングエレメント１０
のみが１／８波長のアンテナとして作用する。可動エレ
メント１２が１／２波長と短いので、収納するための寸
法が短くて足り、無線機筐体を小型化できる。また、引
き出しおよび収納状態で、アンテナ入出力インピ−ダン
スがほぼ同じである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無線機筐体に対し
て引き出し収納自在なアンテナであって、その収納寸法
が短くて足りるようにした無線機用アンテナに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来の携帯電話機などに汎用されている
無線機用アンテナの一例を図７を参照して簡単に説明す
る。図７は、従来の並列動作方式と称される無線機用ア
ンテナの一例の構造図であり、（ａ）は引き出し状態を
示す図であり、（ｂ）は収納状態を示す図である。図７
において、無線機筐体の外方に突出してヘリカルコイル
アンテナエレメントで形成されたボトムローディングエ
レメント１０が固定配設され、その軸方向に無線機筐体
に対して引き出し収納自在にホイップアンテナエレメン
トで形成された可動エレメント１２が設けられる。そし
て、（ａ）のごとく、引き出し状態では、可動エレメン
ト１２の基端とボトムローディングエレメント１０の基
端が共に給電部１４に電気的接続され、可動エレメント
１２とボトムローディングエレメント１０が並列接続し
たアンテナとして作用する。また、（ｂ）のごとく、収
納状態では、可動エレメント１２はボトムローディング
エレメント１０および給電部１４に電気的接続されず、
ボトムローディングエレメント１０のみが給電部１４に
電気的接続されて、ボトムローディングエレメント１０
単独でアンテナとして作用する。ここで、送受信周波数
に対して、ボトムローディングエレメント１０および可
動エレメント１２のアンテナ実効長の一例は、いずれも
５／８波長に設定される。そこで、引き出し状態および
収納状態のいずれであっても、５／８波長のアンテナと
して作用する。

【０００３】また、従来の携帯電話機などに汎用されて
いる無線機用アンテナの他の一例を図８を参照して簡単
に説明する。図８は、従来のセパレート方式と称される
無線機用アンテナの他の一例の構造図であり、（ａ）は
引き出し状態を示す図であり、（ｂ）は収納状態を示す
図である。図８において、可動エレメント１２の先端に
絶縁部１６を介してヘリカルコイルアンテナエレメント
で形成されるトップローディングエレメント１８が同軸
上に一体的に配設される。なお、絶縁部１６により、可
動エレメント１２の先端とトップローディングエレメン
ト１８の基端は直流的にも容量的にも電気的接続されな
いように形成される。このトップローディングエレメン
ト１８が一体的に固定された可動エレメント１２が、無
線機筐体に対して引き出し収納自在に配設される。そし
て、（ａ）のごとく、引き出し状態では、可動エレメン
ト１２の基端が給電部１４に電気的接続され、可動エレ
メント１２が単独でアンテナとして作用する。また、
（ｂ）のごとく、収納状態では、可動エレメント１２は
給電部１４に電気的接続されず、トップローディングエ
レメント１８が無線機筐体の外方に突出されてその基端
が給電部１４に電気的接続され、トップローディングエ
レメント１８単独でアンテナとして作用する。ここで、
送受信周波数に対して、可動エレメント１２およびトッ
プローディングエレメント１８のアンテナ実効長の一例
は、いずれも５／８波長に設定される。そこで、引き出
し状態および収納状態のいずれであっても、５／８波長
のアンテナとして作用する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述の図７に示す並列
動作方式の無線機用アンテナにあっては、引き出し状態
で５／８波長のアンテナとして作用するには、可動エレ
メント１２は５／８波長の長さを必要とし、この可動エ
レメント１２を収納するための無線機筐体の寸法は５／
８波長以上でなければならない。

【０００５】また、図８に示すセパレート方式の無線機
用アンテナにあっては、並列動作方式と同様に、引き出
し状態で５／８波長のアンテナとして作用するには、可
動エレメント１２は５／８波長の長さを必要とし、この
可動エレメント１２を収納するための無線機筐体の寸法
は５／８波長以上でなければならない。また、引き出し
状態では、可動エレメント１２と絶縁部１６およびトッ
プローディングエレメント１８を加算した寸法のものが
無線機筐体から外方に突出されることとなり、引き出し
寸法が長く、この長い分だけ破損され易い。さらに、可
動エレメント１２とトップローディングエレメント１８
を機械的に接続する絶縁部１６は、絶縁樹脂などで形成
されており、破損され易いものであった。

【０００６】ところで、携帯電話機などの携帯用無線機
は、小型軽量のものが望ましく、無線機筐体の寸法が少
しでも短いことが望まれる。そこで、この無線機筐体に
収納される無線機用アンテナも、収納状態で収納に必要
とされ寸法が少しでも短いことが強く要請されている。

【０００７】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
ので、収納状態で収納に必要とされ寸法を短くすること
ができるようにした無線機用アンテナを提供することを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明の無線機用アンテナは、無線機筐体に外
方に突出してボトムローディングエレメントを設け、可
動エレメントを前記無線機筐体に引き出し収納自在に設
け、引き出し状態で前記ボトムローディングエレメント
の先端に前記可動エレメントの基端が電気的接続して直
列接続するようになし、収納状態で前記ボトムローディ
ングエレメントと前記可動エレメントが電気的接続され
ないように構成されている。

【０００９】そして、送受信周波数に対して、引き出し
状態で前記可動エレメントと前記ボトムローディングエ
レメントの直列接続によるアンテナ実効長のインピーダ
ンスと、収納状態で前記ボトムローディングエレメント
単独のアンテナ実効長のインピーダンスとが同じになる
ように構成しても良い。

【００１０】また、前記ボトムローディングエレメント
をヘリカルコイルアンテナエレメントで形成し、前記可
動エレメントをホイップアンテナエレメントで形成して
構成しても良い。

【００１１】さらに、前記可動エレメントのアンテナ実
効長を送受信周波数の１／２波長とし、前記ボトムロー
ディングエレメントのアンテナ実効長を１／８、１／
４、３／８、１／２波長のいずれかに設定して構成して
も良い。

【００１２】さらにまた、前記可動エレメントのアンテ
ナ実効長を送受信周波数の１／８波長とし、前記ボトム
ローディングエレメントのアンテナ実効長を１／８、１
／４、３／８、１／２波長のいずれかに設定して構成し
ても良い。

【００１３】そしてまた、前記ボトムローディングエレ
メントを折り返しアンテナエレメントで形成し、前記可
動エレメントをホイップアンテナエレメントで形成して
構成しても良い。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施例を図１
ないし図３を参照して説明する。図１は、本発明の無線
機用アンテナの第１実施例の引き出し状態の縦断面図で
ある。図２は、第１実施例の収納状態の縦断面図であ
る。図３は、第１実施例の構造図であり、（ａ）は引き
出し状態を示す図であり、（ｂ）は収納状態を示す図で
ある。

【００１５】図１および図２において、ヘリカルコイル
アンテナエレメントからなるボトムローディングエレメ
ント１０の基端部に導電性金属からなる取付金具２０が
固定されるとともに電気的接続され、先端部に導電性金
属からなるホルダー金具２２が固定されるとともに電気
的接続される。そして、ボトムローディングエレメント
１０と取付金具２０の内方に絶縁樹脂からなる収納チュ
ーブ２４が挿入配設される。さらに、取付金具２０の先
端部とボトムローディングエレメント１０およびホルダ
ー金具２２の外側に、絶縁樹脂からなる支持部材２６が
設けられ、取付金具２０とホルダー金具２２がそれぞれ
に固定されて、ボトムローディングエレメント１０のコ
イルピッチなどが変化しないようになされる。図にあっ
ては、螺合による固定構造が採用されているが、支持部
材２６をインサート成形などで一体成形しても良い。さ
らに、取付金具２０の基端側は、無線機筐体（図示せ
ず）に螺合などにより挿入固定され、無線機筐体内に突
出した基端部に導電性バネ材からなる給電部１４が弾接
して電気的接続がなされている。給電部１４が図示しな
い無線機回路に電気的接続されることは勿論である。

【００１６】また、収納チューブ２４内には、ホイップ
アンテナエレメントからなる可動エレメント１２が引き
出し収納自在に配設される。この可動エレメント１２の
基端部に、導電性金属からなるストッパー２８が固定さ
れるとともに電気的接続され、このストッパー２８によ
り引き出しの際に、引き出し方向の移動が規制されて抜
けが阻止される。また、可動エレメント１２の先端部に
は、絶縁樹脂などからなる先端絶縁部３０を介してトッ
プ３２が設けられる。このトップ３２は、引き出す際の
ツマミであるとともに、収納の際に収納方向の移動を規
制するように作用する。さらに、先端絶縁部３０の先端
側に導電性金属からなるスリーブ３４が設けられる。そ
してまた、可動エレメント１２の中間部は、絶縁樹脂か
らなる絶縁チューブ３６が被せられる。なお、収納チュ
ーブ２４の終端部は、閉塞されて収納チューブ２４内に
侵入する虞のある雨水などが無線機筐体内に侵入しない
ようにしても良く、また終端部を無線機筐体の側壁外方
にに適宜に連通開口させて、収納チューブ２４内に侵入
する虞のある雨水などが無線機筐体外に排出されるよう
にしても良い。

【００１７】そして、可動エレメント１２の引き出し状
態でストッパー２８に弾接し、収納状態でスリーブ３４
に弾接するように、導電性と弾力性とを有するベリリウ
ム銅などからなる接触バネ３８が、ホルダー金具２２内
に軸方向に移動しないように配設される。

【００１８】かかる構成において、アンテナの引き出し
状態では、可動エレメント１２の基端が、ストッパー２
８と接触バネ３８とホルダー金具２２を順次に介してボ
トムローディングエレメント１０の先端に電気的接続さ
れる。しかも、このボトムローディングエレメント１０
の基端が、取付金具２０を介して給電部１４に電気的接
続される。そこで，可動エレメント１２とボトムローデ
ィングエレメント１０が直列接続され、この直列接続体
がアンテナとして作用する。また、収納状態では、スリ
ーブ３４が接触バネ３８とホルダー金具２２を介してボ
トムローディングエレメント１０の先端に電気的接続さ
れる。ここで、可動エレメント１２は、先端絶縁部３０
によりホルダー金具２２および取付金具２０から離さ
れ、ホルダー金具２２および取付金具２０に対して直流
的にも容量的にも電気的接続されない。そこで、ボトム
ローディングエレメント１０単独でアンテナとして作用
する。実際的には、ボトムローディングエレメント１０
の先端に電気的接続されるホルダー金具２２およびスリ
ーブ３４もアンテナとして作用することは勿論である。
そこで、ボトムローディングエレメント１０から突出す
るスリーブ３４などの長さも考慮して、ボトムローディ
ングエレメント１０のアンテナ実効長が適宜に設定され
る。そして、外観的にボトムローディングエレメント１
０の物理的長さを短くすることができる。

【００１９】したがって、送受信周波数に対して、可動
エレメント１２のアンテナ実効長を１／２波長とし、ボ
トムローディングエレメント１０のアンテナ実効長を１
／８波長とするならば、引き出し状態で５／８波長のア
ンテナとして作用し、収納状態で１／８波長のアンテナ
として作用する。ここで、５／８波長と１／８波長のア
ンテナ実効長のアンテナ入出力インピーダンスは、ほぼ
同じである。そこで、整合回路が必要であっても、引き
出し状態と収納状態とで同じ整合回路を用いることがで
きる。しかも、図３（ａ）に示すごとく、引き出し状態
でそのアンテナ実効長を５／８波長とするならば、本発
明の可動エレメント１２は１／２波長であり、図３
（ｂ）に示すごとく、収納状態では従来のものよりもそ
の収納に必要とされる寸法が短くて足りる。そこで、こ
れを収納する無線機筐体を小型化するのに好適である。

【００２０】図４は、本発明の無線機用アンテナにおい
て、第１実施例に対してボトムローディングエレメント
のアンテナ実効長を相違させた第２実施例の構造図であ
る。図４に示す第２実施例では、可動エレメント１２と
ボトムローディングエレメント１０のいずれもが１／２
波長に設定されている。かかる構成で、引き出し状態で
はアンテナ実効長が１波長のアンテナとして作用し、収
納状態では１／２波長のアンテナとして作用する。第１
実施例と同様に、収納寸法が短くて足りるとともに、引
き出し状態と収納状態とでアンテナ入出力インピーダン
スがほぼ同じである。しかも、引き出し状態にあって
は、１波長であるにもかかわらず、ボトムローディング
エレメント１０のコイルにより逆相成分が短縮されて入
るので、ほぼ１／２波長の放射特性が得られる。そこ
で、水平方向に利得のヌルポイントが生ぜず、携帯電話
機などの垂直偏波を用いる通信に好適である。

【００２１】なお、上記第１実施例と第２実施例におい
て、ボトムローディングエレメント１０のアンテナ実効
長は、上記実施例に限られず、１／４、３／８波長など
に設定して構成されても良い。

【００２２】図５は、本発明の無線機用アンテナにおい
て、第１実施例に対してボトムローディングエレメント
と可動エレメントのアンテナ実効長を相違させた第３実
施例の構造図である。図５に示す第３実施例では、可動
エレメント１２は１／８波長と極めて短くされ、ボトム
ローディングエレメント１０が１／４波長に設定され
る。かかる構成で、引き出し状態ではアンテナ実効長が
３／８波長のアンテナとして作用し、収納状態では１／
４波長のアンテナとして作用する。そして、第１実施例
と比較しても、収納寸法が極めて短くて足りる。ここ
で、引き出し状態と収納状態とでアンテナ入出力インピ
ーダンスが相違するが、適宜に広帯域の整合回路を用い
れば、充分に実用し得る。なお、この第３実施例におい
て、ボトムローディングエレメント１０のアンテナ実効
長は、上記実施例に限られず、１／８、３／８、１／２
波長などのいずれかに設定して構成されても良い。

【００２３】図６は、本発明の無線機用アンテナの第４
実施例の引き出し状態の構造図である。図６に示す第４
実施例では、ボトムローディングエレメント４０は、折
り返しアンテナエレメントが用いられ、可動エレメント
１２としてホイップアンテナエレメントが用いられてい
る。そして、引き出し状態でボトムローディングエレメ
ント４０の先端に可動エレメント１２の基端が電気的接
続されるように構成される。この折り返しアンテナエレ
メントは、特開平１１−６８４４１号公報にその一例が
示されている。簡単に説明するならば、円筒状に曲げら
れるフレキシブル基板に導電パターンが軸方向で折り返
されてジグザグ状に配設され、軸方向の一端部にエレメ
ントとしての導電パターンの基端が設けられるとともに
他端部にエレメントとしての導電パターンの先端が設け
られている。そして、このフレキシブル基板を円筒状と
してその内側で軸方向に可動エレメント１２を引き出し
収納自在に配設して、本発明の第４実施例が構成されて
いる。

【００２４】なお、上記実施例では、可動エレメント１
２としてホイップアンテナエレメントを用いているが、
これに限られず、巻き径の小さなヘリカルコイルアンテ
ナエレメントを用いても良い。また、ボトムローディン
グエレメント１０としてヘリカルコイルアンテナエレメ
ントまたは折り返しアンテナエレメントに限られず、引
き出し状態でボトムローディングエレメント１０の先端
に可動エレメント１２の基端が電気的接続されて直列接
続されるように構成されるならば、ボトムローディング
エレメント１０はいかなるアンテナエレメントが用いら
れていても良い。さらに、引き出し状態および収納状態
におけるアンテナ実効長は、上記実施例に限られず、１
／８波長の整数倍であれば良く、さらには１／１６波長
の整数倍であっても良い。そしてまた、引き出し状態に
よる直列接続体のアンテナ実効長が３／８波長または１
／２波長であるならば、無線機筐体内のアースに流れる
電流が小さく、アンテナに人体を近づけてもその影響が
少ない。そこで、特に人体に近づけて使用される携帯電
話機のアンテナとして最適である。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の無線機用
アンテナは構成されているので、以下のごとき格別な効
果を奏する。

【００２６】請求項１記載の無線機用アンテナにあって
は、引き出し状態で可動エレメントとボトムローディン
グエレメントが直列接続されるので、可動エレメントの
アンテナ実効長は引き出し状態の直列接続体のアンテナ
実効長よりも短くでき、それだけ収納状態において、収
納に必要とされる寸法が短くなる。もって、これを収納
する無線機筐体を小型化することができる。

【００２７】請求項２記載の無線機用アンテナにあって
は、引き出し状態と収納状態とで、アンテナ入出力イン
ピーダンスがほぼ同じとなるので、整合回路が必要であ
っても、引き出し状態と収納状態とで同じ整合回路を接
続して整合を図ることができ、その構造が簡単なものと
なる。

【００２８】請求項３記載の無線機用アンテナにあって
は、ヘリカルコイルアンテナエレメントとホイップアン
テナエレメントを用いているので、その構成が簡単であ
る。

【００２９】請求項４または５記載のいずれの無線機用
アンテナにあっても、ボトムローディングエレメントお
よび可動エレメントのアンテナ実効長を適宜に設定で
き、設計上の自由度が大きい。

【００３０】請求項６記載の無線機用アンテナにあって
は、ボトムローディングエレメントとして折り返しアン
テナエレメントを用いているので、ワイヤなどで形成し
たヘリカルコイルアンテナエレメントを用いるものに比
較して、ボトムローディングエレメントを軽量化できる
とともに量産に好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の無線機用アンテナの第１実施例の引き
出し状態の縦断面図である。

【図２】第１実施例の収納状態の縦断面図である。

【図３】第１実施例の構造図であり、（ａ）は引き出し
状態を示す図であり、（ｂ）は収納状態を示す図であ
る。

【図４】本発明の無線機用アンテナにおいて、第１実施
例に対してボトムローディングエレメントのアンテナ実
効長を相違させた第２実施例の構造図である。

【図５】本発明の無線機用アンテナにおいて、第１実施
例に対してボトムローディングエレメントと可動エレメ
ントのアンテナ実効長を相違させた第３実施例の構造図
である。

【図６】本発明の無線機用アンテナの第４実施例の引き
出し状態の構造図である。

【図７】従来の並列動作方式と称される無線機用アンテ
ナの一例の構造図であり、（ａ）は引き出し状態を示す
図であり、（ｂ）は収納状態を示す図である。

【図８】従来のセパレート方式と称される無線機用アン
テナの他の一例の構造図であり、（ａ）は引き出し状態
を示す図であり、（ｂ）は収納状態を示す図である。

【符号の説明】

１０、４０ボトムローディングエレメント１２可動エレメント１４給電部２０取付金具２２ホルダー金具２６支持部材３８接触バネ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】無線機筐体に外方に突出してボトムロー
ディングエレメントを設け、可動エレメントを前記無線
機筐体に引き出し収納自在に設け、引き出し状態で前記
ボトムローディングエレメントの先端に前記可動エレメ
ントの基端が電気的接続して直列接続するようになし、
収納状態で前記ボトムローディングエレメントと前記可
動エレメントが電気的接続されないように構成したこと
を特徴とする無線機用アンテナ。
【請求項２】請求項１記載の無線機用アンテナにおい
て、送受信周波数に対して、引き出し状態で前記可動エ
レメントと前記ボトムローディングエレメントの直列接
続によるアンテナ実効長のインピーダンスと、収納状態
で前記ボトムローディングエレメント単独のアンテナ実
効長のインピーダンスとが同じになるように構成したこ
とを特徴とする無線機用アンテナ。
【請求項３】請求項１記載の無線機用アンテナにおい
て、前記ボトムローディングエレメントをヘリカルコイ
ルアンテナエレメントで形成し、前記可動エレメントを
ホイップアンテナエレメントで形成して構成したことを
特徴とする無線機用アンテナ。
【請求項４】請求項１記載の無線機用アンテナにおい
て、前記可動エレメントのアンテナ実効長を送受信周波
数の１／２波長とし、前記ボトムローディングエレメン
トのアンテナ実効長を１／８、１／４、３／８、１／２
波長のいずれかに設定して構成したことを特徴とする無
線機用アンテナ。
【請求項５】請求項１記載の無線機用アンテナにおい
て、前記可動エレメントのアンテナ実効長を送受信周波
数の１／８波長とし、前記ボトムローディングエレメン
トのアンテナ実効長を１／８、１／４、３／８、１／２
波長のいずれかに設定して構成したことを特徴とする無
線機用アンテナ。
【請求項６】請求項１記載の無線機用アンテナにおい
て、前記ボトムローディングエレメントを折り返しアン
テナエレメントで形成し、前記可動エレメントをホイッ
プアンテナエレメントで形成して構成したことを特徴と
する無線機用アンテナ。