JP2000500315A

JP2000500315A - 携帯無線通信機用小型アンテナ及びそのスイッチレスアンテナ接続手段

Info

Publication number: JP2000500315A
Application number: JP9518800A
Authority: JP
Inventors: カーツ、ハンス、ピーター; ジヨンソン、ハワード、ウィリアム
Original assignee: アルゴン・アーベー
Priority date: 1995-11-15
Filing date: 1996-11-15
Publication date: 2000-01-11
Also published as: US6075500A; KR19990067637A; WO1997018600A1; EP0861508A1; AU7660696A

Abstract

(57)【要約】携帯無線装置用アンテナ手段であって、平坦な形状であり完全に折れ曲がっていないジグザグ状の第１放射素子及びジグザグ状、螺旋状、矩形または直線状の第２放射素子を含む。これら第１及び第２放射素子は１つまたはそれ以上のモードでアンテナを作用させるために相互作用し、第１素子は少なくとも１つの作用モードで第２素子を給電する。さらに補助アンテナに本発明のアンテナ手段を外部接続させるための接続手段及び伸長自在で且つ収納可能な第２素子を開示する。

Description

【発明の詳細な説明】携帯無線通信機用小型アンテナ及びそのスイッチレスアンテナ接続手段発明の分野本発明は携帯電話、小型コンピューター及び無線通信機能を有する端末及びこれらに類似の装置などの移動または携帯用通信機用の小型アンテナに関する。本発明はまたこのアンテナを別の補助アンテナまたは他の信号源に接続を可能にするために通信伝送線に外部接続するための接続手段に関する。アンテナの電気的長さと物理的長さは、異なる。米国で使用されている携帯電話のようにいくつかの電気通信機器は、８２４ＭＨｚ周波帯から８９４ＭＨｚ周波帯で作動する。広帯域幅アンテナは、単一の周波帯で作動する通信装置または多機能型である場合、多周波帯で作動する通信装置に必要とされる。１/４波長ダイポールとは、ダイポールの半分の電気的長さがダイポールアンテナ用の波長の１/４であるということを意味する。１ＧＨｚの周波数では、自由空間の波長は約３０センチメートルであり、これは１／４波長ダイポールの各端部が約７．５センチメートルであることを意味している。電気的に１／４波長の長さを有するアンテナは、円筒状のダイポールとして類似の複合戻り−損失値（リターン− ロス）を有する。円筒状ダイポールの複合Ｓ−１１パラメータについて「Ｊasik ，Ａntenna Ｅngineering Ｈandbook」などの多くの書籍で説明されている。アンテナの物理的長さは円筒状ダイポール（例えばワイヤ）を螺旋状あるいはジグザグ状に巻回することによって短くすることが可能である。またアンテナの断面形状を丸型から平坦形状などいかなる形にすることが可能である。良好なＳ−１１値を有するということの他にアンテナは、水平利得特性を有することを要求される。アンテナの電気的水平利得特性は、その電気的長さが最大１／２波長になるまで増加する。一方、リターン−ロス値（Ｓ−１１パラメータ値とも呼ばれる）は整合回路が使用されていない場合、約１/４波長で最適な電気的長さを有する。従って多くのアンテナ装置には、整合回路を使用せず１／４波長アンテナが用いられている。アンテナと送受信自動切換え（duplexer）装置の間に整合回路を有する他のアンテナ装置の場合、３／８波長または１／２波長アンテナが使用される。ほとんどの電気機器はＲＧ５８同軸線（coaxline）のような５００オームあるいは２００オームの抵抗を有する伝送線を使用している。通常、現時点では上述のアンテナが作動する周波数帯は１００ＭＨｚから３ＧＨｚの間である。多くの場合、電気通信機器のプラスチック製のハウジングは電気的伝導を遮蔽することによって通信機器の電気的干渉または混信から保護している。このように遮蔽することによって通信機器の内部装置を望ましくない外部からの電磁波から保護し且つ通信機器の近くにある電気製品を通信機器自身が発生する電気的干渉から保護することができる。この遮蔽機能はダイポールアンテナの一部として利用可能である。またこのその遮蔽機能（ハウジング）はその大きさによって電気的接地面としても機能する。先行技術の説明米国特許公報第4,868,576号、同第5,446,469号、同第5,479,178号、同第5,504 ,494号、同第5,262,792号、国際公開公報第95/08853号及びヨーロッパ特許公報第059053469号の先行技術文献にはヘリカルアンテナ構造を含むアンテナ装置が開示されている。しかしながら、ヘリカルアンテナ構造は直線状アンテナよりも小型であるが、利得及び帯域幅が小さいことに原因するいくつかの欠点を有している。さらにヘリックスが充分なアンテナ機能を果たすために比較的大きな半径を必要とするので、ヘリカルアンテナに占められる装置内の容積を無視することができない。ヘリックスの容積は次の計算式で表される r×r×pi×h ここでｒは半径をｈは高さを表す。半径を小さくすると高さが実用的な限度を超えるかあるいはアンテナの電気的長さが変わってしまう、即ち１／４波長よりも長くまたは短くなってしまうので半径を小さくすることはできない。ＧＳＭシステム用のヘリックスの容積は通常３ｍｍ×３ｍｍ×ｐｉ×１８ｍｍ＝５０８．９ｍｍ³である。さらにヘリックスの大きな直径により携帯電話に取り付けられたヘリカルアンテナは上方に突出し、薄い直線状アンテナのように使用者の頭部から離して位置させることができないという問題点がある。従ってヘリカルアンテナからの放射のほとんどが使用者の頭部によって吸収されるか影響を受けてしまう。伸長可能なアンテナは使用者の頭までの距離を長くすることによって、頭部による利得の遮蔽率を減らし且つ人体特に頭によるエネルギー吸収率を減少させるという２つの利点を有している。電話からアンテナを離隔するための解決策が米国特許公報第5,524,284号に示されており、該公報には携帯電話を伝送線及び別の離れた場所に位置するアンテナに接続するためのスイッチレスアンテナ用アダプターが開示されている。しかしながら、この公報に記載されているアダプターでは電話に取り付けられたアンテナを取り外さずに別の離れたアンテナに電話を接続することができない。発明の概要従って本発明の目的は広い周波数域及び高利得を有し且つ非常に小型で大量生産に向き、さらに色々なデザイン形状に適応可能なアンテナ連結手段を提供することである。また本発明はアンテナの性能を高める位置に移動且つその位置の外に移動可能な少なくとも１つの放射手段を含むアンテナを提供することをも目的としている。さらに本発明はアンテナと伝送線及びまたは補助アンテナ間の接続を切り替え手段を用いずに行えるアンテナ接続手段を提供することも目的としている。これら及び他の目的は添付の特許請求請求の範囲に記載されているアンテナ及びアンテナ接続手段によって達成される。放射手段間の結合距離は良好な利得特性を得るために伸長部材に高電量を送り込むために最小にする必要がある。ヘリカル構造の場合、ヘリックスの半径に限界があるため電気的長さを意図した値から逸脱しないようにまたは利用者に好まれる高さを超えないようにヘリックスの大きさを最小化することができない。第１放射手段が蛇行形状である場合、第１放射手段及び第２放射手段間の結合距離は必要であれば２，３ミクロン程度に減少させることが可能である。本発明のいくつかの利点を以下に示す。蛇行形状またはジグザグ形状のアンテナはスペースを取らない。総体積は式ｌ×ｗ×ｔで算出され、ｌは長さ、ｗは幅そしてｔは伝導部材の厚さを表す。ＧＳＭシステム用の銅箔を使用したジグザグアンテナの総体積は、０．４ｍｍ×４０ｍｍ×１８ｍｍ＝２８．８ｍｍ³となる。ここで言う「完全に折り曲がっていないジグザク形状」とは放射手段の幾何学的形状を定義するために用いられ、この放射手段は通常平坦であるがいろいろな湾曲形状に曲げることが可能でしかも薄く携帯移動電話のシャシーの湾曲面に対応可能な弾性フィルム基板状のプリント回路として使用されるものである。さらに詳述すると少なくともいくつかの作動モードにおいて基本的な放射機能を付与するためにヘリカル構造を排除することは、本発明が提示した問題点の有効な解決策である。本発明で使用される第１ジグザグ状放射手段は、好ましくは整合回路が設けられていない標準モードアンテナとして使用される。これにより製造コストの削減及び装置内で場所を取らなくなり、整合回路内の電気的損失が避けられる。第２ジグザク放射手段は好ましくは半波長であり、アンテナ装置の第１放射手段と容量的に結合するために移動可能に取りつけられ、これによりアンテナのＳ−１１パラメータに非常に広い周波帯特性を与えている。完全周波数帯の４０％以上で −１０ｄＢ以下のＳ−１１パラメータを達成することが可能である。この広いＳ１１パラメータ周波帯は、２周波帯、即ち異なる周波帯、例えばＤＥＣＴ及びＧＳＭで電話を作動させることが可能となる。伸長容量結合モードにおける利得は、非常に良好である。実験では、ＰＣＳ周波数帯の典型的な周波数帯以上で＋２ｄＢが、得られた。伸長部分を使用者の頭から最大距離で携帯電話に取りつけられるので、従来のアンテナよりも人体への影響が少ない。この結果、低ＳＬＲとなり、使用者の健康を損なうことなく且つアンテナの性能を向上させることとなる。上述のように第１放射手段に正しく約１／４波長の有効長が与えられていれば、インピーダンス整合回路を必要としない。また第２放射手段が約半波長である場合、第１及び第２放射手段が作動している時は整合回路を省略してもよい。本発明のアンテナ装置は切り替え手段及び他の接続手段を第１及び第２放射手段の結合に使用されないので、構造が単純である。この単純構造によってアンテナ装置を極端に小型化することが可能となる。もしさらなる小型化が必要であれば、アンテナ性能に著しく影響を与えずに公知の方法で誘導素子を用いることができる。産業デザイン的にもアンテナの技術分野は重要になっており、本発明のアンテナは新しいデザインにも対応できるような柔軟性を有している。第１放射素子を本発明の接続手段によって伝導線または伝導線の一部に変形させてもよい。これはたった２つの結合ポイント、好ましくは伝導接触させることによって達成され、滑動自在のコネクターを用いてもよい。通常、電話は外部アンテナが電話と接続される時オフになっていなければならない。本発明では、第１放射素子がすぐに類似の導線、伝送線と平行になり組み合わせられるので、電話をオフの状態にしておく必要がない。本発明では切り替え手段を必要としない。従って小型化が可能で作動性及び通信回路及びそれから離れて配されたアンテナまたは他の信号源間の信号の送信効率に優れている。収納可能な素子を含む本発明のアンテナ装置とアンテナ接続手段と組み合わせることによってインピーダンス整合手段、一時的（通話時）に性能を向上させる手段及び外部連結接続手段などの従来の携帯電話に使用されていた部品を省略することが可能である。図面の簡単な説明図１及び２は本発明の外部接続手段を形成するコネクター（Ｉ）、放射手段用アンテナ装置（ＩＩ）及びアンテナ手段の給電部（ＩＩＩ）の組み合わせを示す。図３及び４はアンテナ手段の実施態様及び関連の図１及び２に示した給電部分の変形例を示す。図５は図３及び４のアンテナ手段用で図１及び２のコネクターの変形例を示す。図６は移動電話回路を含むシステム用の公知の構成を示す。図７は図６との比較をするめに本発明の構成を示す。図８は本発明のアンテナ手段の一実施例を示し、ここではアンテナ装置は携帯電話のストラップに配されされている。図９は本発明のアンテナ手段の別の実施例を示し、ここではアンテナ装置は携帯電話のシャシーの内側及び取り外し自在な部材に配されている。図１０は本発明のアンテナ手段の別の実施例を示し、ここではアンテナ装置は携帯電話のシャシーの内側及び折り曲げ可能であって且つ直立可能な部材に配されている。図１１は本発明のアンテナ手段の別の実施例の分解図であり、アンテナ手段は電話のシャシーに機械的且つ電気的に外部接続される。図１２は伸長状態にある本発明のアンテナ手段の別の実施例を示し、ここではアンテナ手段は伸長及び収納可能な素子及び電話に固定される素子との組み合わせからなる。図１３は収納状態にある本発明のアンテナ手段の別の実施例を示し、ここではアンテナ手段は伸長及び収納可能な素子及び電話に固定される素子との組み合わせからなる。図１４は図１２及び１３の素子を伸長及び収納状態で示す。図１５は本発明のアンテナ手段の構成を示し、ここでは図１２〜１４の固定されたアンテナ素子が接続手段と組み合わされた状態で示され、この接続手段は電話が伝送線を介して補助アンテナに接続されるアンテナ素子を支持することができるようにするものである。図１６ａ、１６ｂ及び１７は図１５の態様を詳細に示し、ここでは伸長及び収納可能なアンテナ素子が含まれている。図１８は図１６ａ、１６ｂ及び１７に示す態様をより詳細に示す。図１９は本発明の別の実施例を示し、ここではアンテナ手段が無線通信機能を有するノート型コンピューターの上側に組み込まれている。図２０から２２は本発明の他の実施例を示し、アンテナ手段は無線通信機能を有するノート型コンピューターの上部に折り曲げ自在に接続されている。図２３及び２４は本発明の別の実施例を示し、ここではアンテナ手段は無線通信機能を有するノート型コンピューターに一部折りたたみ自在に一部一体に接続されている。図２５は図１９と類似の本発明のアンテナ手段の別の実施例を示し、ここではアンテナ手段はコンピュータの手提げハンドル部分に配されている。図２６は電話がジグザグ形状のアンテナ素子を伝送線を介して補助アンテナに接続されるように支持することできるようにする本発明の接続手段の応用についての実験結果を示す図である。図２７はアンテナ手段及びアンテナ接続手段を組み合わせて示した図である。図２８は本発明の伸長且つ収納可能な直線状放射手段を示した図である。実施例図１はスライディング（滑動）コネクター（I）及びアンテナ（II）及び（III ）の断面図である。スライディングコネクター（I）は、同軸に配された例えばピン、ソケットなどのコネクター（１ｂ）を有する同軸導線（１ａ）、テフロンなどの絶縁材（２）、この外方に配された弾性の編組鋼線のような同軸導線（３）及びこれらを覆うプラスチック材（４）を有する同軸線から構成される。外方同軸導線（３）は、導電性の管状のコネクター（５）に接続される。この同軸線（１ａ）、（２）、（３）及び（４）の他端は、外部アンテナ（図示せず）または信号を利用できる装置に接続される。外部アンテナはその位置及び良好なアンテナ特性により装置に取り付けられたアンテナを普通とした場合、それより強い電気信号を発生させる。アンテナ部分（ＩＩ）は巻き線（６ａ）、導電ベースコネクターとの連結部（６ｂ）及び好ましくはプラスチック製物質からなる非導電カバー（８）から構成される。アンテナ部（ＩＩＩ）は、アンテナの同心コネクタ部分を示す。この部分はコネクター（１ｂ）がはめ込まれる端部（９ｂ）を有する導電性中央ピンを有する。このアンテナ部はまた噛み合い端部（９ｃ）及び絶縁部（１０）を有する。この実施例では、導電性ベースコネクタ（７ａ）はまた図面では符号（７ｂ）として示されているねじやまが設けられた外径部を有する。このアンテナ部（ＩＩＩ）を送受信装置（図示せず）の送受信ラインジャック内にねじ込みすることが可能である。送受信装置の内側でこのジャックが電気的送受切替回路または送受信回路（これらも図示せず）と接続する。図２は図１に示した滑動コネクタ部（Ｉ）がアンテナ部（ＩＩ，ＩＩＩ）にはめ込まれた状態を示している。つまりこの滑動コネクタ部（Ｉ）がアンテナ（ＩＩ）内に滑り嵌合された状態にある。導電性管状コネクタ（５）はアンテナ部（ＩＩ）の巻き線（６ｂ）全てと接続し、従ってそれらを短絡させ且つ導電性ベースコネクタ（７ａ、７ｂ）を外方同軸導線と動電接続させる。このようにコネクタ部（Ｉ）をアンテナ部に挿入することによって直流（ガルヴァーニ）コネクタ（１ｂ）は導電性中央ピン（９ａ）の噛み合い端部（９ｂ）と噛み合い、これにより導電性中央ピンと中央同軸導線（１ａ）間にガルヴァーニ接続が得られる。上述の部材を接続することによりアンテナをオフにし同軸線（及び同軸線の他端の装置）がアンテナが供給されている内部回路に対してオンに切り替えられる。図３は図１及び２に示したアンテナ部（ＩＩ，ＩＩＩ）の別の実施例を示している。ここではヘリカルアンテナを用い、また同軸線がアンテナ内に容易に差し込むことができる構造を採用している。アンテナによって送信されていた送信エネルギーは、ここでは同軸線内に送られる同軸線によって保持される。導電性ベースコネクター（７ａ）は、ここでは同軸線からの信号を受ける。アンテナは導電性ベースコネクタと電気的に接続する螺旋状の巻き線（６ａ）を有する。この螺旋状の巻き線（６ａ）はその外径が覆われ、つまり非導電性材（８）で覆われており、この非導電性物材の覆いの内側は中空で、巻き線（６ａ）の内径は非導電性材の覆い（８）の内径より小さくなっている。この装置の底部には導電性ワッシャー（１４）及び所定の角度に曲げられ、このワッシャーの固定された導電性中央ピン（９ａ）が設けられ、これによりピン（９）及びワッシャー（１４）間にガルヴァーニ接続が得られる。非導電性材からなる覆いはまたワッシャー（１４）及びピン（９ａ）を巻き線（６ａ）及びコネクタ（７ａ、７ｂ）から絶縁する。図４は図３のアンテナの横断面を示し、さらにばね製の指部（１７）を用いた接地装置として作用する垂直方向下方に延びた導電性中央ピン（９ａ）が設けられている。ばねからなる指部（１７）は電話内部のアースと接続される。この接続はＰＣボードまたはコネクタ（７ａ、７ｂ）がねじ込みされる送受信装置のケースの内側の導電プリントにも可能である。螺旋状の巻き線（６ａ）は１／４波長の電気的長さを有するものが好ましい。図５は図３及び４のアンテナ内に挿入される滑動コネクタを示す。外方同軸導線（３）は導電性管状コネクタ（５）に接続される。同軸線（１ａ、２，３，４）の中央同軸導線（３）は、ガルヴァーニコネクタ（１６）に接続される（この実施例ではコネクタ（１６）は導電性の管である）。ガルヴァーニコネクタ（１６）を安定させ部材（３，５）から部材（１６，１ａ）を絶縁するために非導電性絶縁物（２８）が使用される。同軸線（１ａ、２，３，４）を装置が受信及びまたは送信する周波数に適したシールド並列伝送線または並列伝送線などの他の伝送線に代えてもよい。滑動コネクタ（図５）がアンテナ（図３及び４）と共に滑動する際、ガルヴァーニコネクタ（１６）はアンテナの螺旋状の巻線（６ａ）を短絡させる。ガルヴァーニコネクタ（１６）の底部（３２）は導電性管状コネクタ（５）の底部が導電性ワッシャー（１４）とガルヴァーニ接続している間、導電性ベースコネクタ（７ａ）とガルヴァーニ接触する。このような接続によりアンテナは電気的機能を失い、滑動コネクタとアンテナが所望の（Ｆeldwellenwiderstand）伝送線抵抗（５０Ｏｈｍ）を有する伝送線となる。図６は電話の送受切り替え器から始まる公知のアンテナシステムを示す。このシステムはさらに切り替え器、整合回路、シールド、２つの放射器及び車載アンテナを含む。図７は本発明でいかに図６のシステムが簡素化されているかを示している。このシステムは送受切り替え器、シールド、内部及び外部蛇行形状素子、接続ポイント及び車載アンテナから構成されている。図８は電話のキャリングストラップに２つのアンテナ部を組み込んだ実施例を示している。第１アンテナ部（３９）は電話の内側の送受切り替え器及び送受信器にガルヴァーニ接続されている。第２アンテナ部（４０）はアンテナとしての波長の１０％以下の間隙を置いて第１アンテナ部（３９）と容量結合する。この間隙はできるだけ小さいほうが好ましく、これにより結合が強くなり、第２アンテナ部（４０）の電流増幅度が大きくなる。容量結合は図８から明らかなように第１アンテナ部と第２アンテナ部の端部間あるいは第１アンテナ部と第２アンテナ部を部分的にまたは全体的に重ね合わせることによって得られる。第２アンテナ部（４０）は所望の周波数の約半分の電気的長さを有する。第２アンテナ部（４０）は半波長であり、従って第１アンテナ部（３９）より電気的に長いので第２アンテナ部（４０）の電流増幅度がアンテナの利得に大きく作用する。第１アンテナ部（３９）は所望の周波数の約１／４波長であることが好ましい。図９は電話または類似の送受信装置の背部を示す。電気的にはこの実施例のものは（アンテナが上方に延びた位置にあるとき）２つの容量結合アンテナ部（図８の３９，４０）を有する図８を参照して説明した装置と同じである。ここでは第１アンテナ部は電話のハウジング内に収容されており、ジグザグ形状を取っている。第２アンテナ部（４０）はアンテナストラップ（４２）内に位置する。第２アンテナ部（４０）は長さ＞幅＞厚さという関係が得られればジグザグ状、螺旋状または長方形状に形成することができ、円筒状形状にすることも可能である。これら形状の選択は第２アンテナが収容される空間の大きさ、所望の帯域幅及びアンテナの周波数レンジによって決まる。ストラップ（４２）は図７を参照して説明したものと同じ材質のものを使用してもよい。第１アンテナ部（３９）は導電性箔、導電性金属またはワイヤからあるいは導電性ペイントを施すことによって製することができる。これら２つのアンテナ部は容量結合される。従って送受信装置のケースを介したガルヴァーニ接続は必要としない（この実施例では送受信装置は電話である）。これはケースを介して電気的ガルヴァーニ接続を必要としないので、アンテナ装置とコネクタの防水性が得られる。この実施例ではアンテナストラップ（４２）は２つの位置を取ることが可能である。図９に示すように上下に位置せしめることができる。ストラップが下に位置するときは折りたたまれ電話にスナップ止めされる。このスナップ機構（４３，４４）は通常洋服などに用いられるスナップ、または他のスナップフック装置あるいはフックループファスナーであってもよい。ストラップ（４２）及びスナップ（４３，４４）はアンテナが使用者に把持手段、ベルトに通すループ及びハンドルとしての機能を提供できるように頑丈でなければならない。この実施例ではアンテナストラップはその底部近傍に穴（２０）を有し、この穴を介してストラップを固定するねじ（２１）がねじ山が設けられた穴（１９）に挿入され、ねじ止めされる。図１０は図９に示した電話に類似する電話の２つの異なる側面を示す。破線（３９，４０）は２つのアンテナ部を表す。ケースの内側に位置する第１アンテナ部（３９）は電気的に導電性の箔で製したり、電話のケースの内側に導電性塗料を塗布したり、プリント回路基板の一部に設けられたものであってもよい。図１０ａはアンテナ部が上方に延びた状態、図１０ｂは下方に向けられストラップとして機能している状態をそれぞれ示している。この下方に向いた状態では、ストラップ（４２）が折り曲げられ、第２アンテナ部（４０）は第１アンテナ部（３９）とは周辺的に結合しているだけであるが、シールドとは容量結合している。この場合、アンテナ（３９，４０）は１／４波長ジグザグアンテナのように機能する。図１１は第１及び第２アンテナ部が２つの弾性部材（５２，５３）の内側に配されたアンテナの分解図である。これらの弾性部材はポリウレタンなどのプラスチック材からなるシート材あるいは押し出し成形品、ポリウレタンに積層されたナイロンなどのスクリム及びプラスチック材の複合物またはアンテナの外装に適した他の弾性及び強度を有する材質であってもよい。弾性部材（５２，５３）がこれらの接触面上にポリウレタンを含む場合、これらをＲＦ溶接、熱溶接または超音波溶接等によって溶接してもよい。これらの弾性部材はのり付けまたは逢着してもよい。また他の構造（図示せず）では、アンテナ部（３９，４０）を覆い且つ保護するために折りまげられた１枚のシートから２つの弾性部材（５２，５３）を構成してもよい。導電性アンテナ素子（３９，４０）は接合される弾性部（５２，５３）によって覆われる。この実施例では第１アンテナ部（３９）はねじ（３８）またはワッシャー（図示せず）とガルヴァーニ接続するのに充分な表面を有する底端部に接触部（５４）が設けられている。このねじは装置（図示せず）のケースにアンテナを構成する部材（３９，４０，５２，５３，５４）を取り付けるためのものであり且つ電話の内側に位置する送受信素子と電気的に接続する。この実施例において保持手段（３７）はアンテナを所定の位置に保持するためのものである。図示していないが弾性部材（３９，４０）に代えて非導電性メッシュ（ファイバーグラス、プラスチック等）でアンテナ部（３９，４０）を懸架し、これらの部材とメッシュをプラスチック材で成形（ニ液型室温硬化ポリウレタンを使用する成形）する態様も可能である。このメッシュはプラスチック材の表面間で懸架しプラスチック材が過度に延伸するのを防ぐためのスクリムとして作用する。このメッシュを利用したプラスチック成形方法によって２つの別個の弾性部材が必要無くなり、これら２つの弾性部材を組み合わせるための結合、糊付け，溶接または逢着工程を行う必要がなくなる。図１２は容量結合したアンテナ装置を有する電話（５６）（コンピューター、ポケットベルあるいは他の送受信装置でもよい）を示す。第１アンテナ部（３９）は送受切り替え器または送受信装置と電気的に接続している。第２アンテナ部（４０）は電話のケースから延ばしたりケース内に収納できるように取り付けられている。アンテナ部が延びた状態ではアンテナ部の底端部は電話（５６）の内側に位置する第１アンテナ部（３９）の最も低い所に位置する部分より高くなる。非導電性弾性または半弾性材からなるカバー（５９）はポリウレタンなどのプラスチックまたはスクリム及びプラスチック（図１１を参照して説明した成形体）を含む複合体から製することができる。カバー（５９）の下方端部にはアンテナ止め（５８）が位置している。このアンテナ止めはアンテナがケースから完全に引き抜かれないようにするために設けられ、アンテナが完全に延びた状態であること及びまたは完全に収納された状態にあることを示す役割を果たす。アンテナ止め（５８）はカバー（５９）に一体に成形されるかまたは他の通常使用される手段によって固定してもよい。図１３は図１２に示した電話と類似しているが、アンテナ部材（４０，５８，５９）が収納された状態を示している。アンテナ部材（４０，５８，５９）はケース内（図示していないが他の態様ではケースの側部に沿ったある地点まで）にスライドさせて収納される。第２アンテナ部（４０）の上方端部を第１アンテナ部（３９）の底部より低くすることができ、これにより２つのアンテナ部の結合が解除される。他の態様では第２アンテナ部（４０）を第１アンテナ部（３９）の底部より高くし、２つのアンテナ部（３９，４０）が並行に位置し、これにより第２アンテナ部（４０）が電話のシールド及び第１アンテナ部（３９）と容量結合する。図１４は図１２及び１３で示した第１及び第２アンテナ部を示している。図１４ａ）はアンテナが延びた状態、図１４ｂ）は収納された状態を示している。図１５は第１アンテナ部（３９ａ、３９ｂ、３９ｃ）を有する移動電話などの電気通信装置（６１）を示している。車載アンテナのような外部装置を装置（６１）にプラグ接続することができ、既存のアンテナ（３９ａ、３９ｂ、３９ｃ）を自動的にオフに切り替えられる。第１アンテナ部（３９ｃ）の底部は送受切り替え器または送受信回路に接続される。導電性のジグザグ状部材（６４ａ，６４ｂ、６４ｃ）は伝送線（５７）の１つの導線の１つの端部と符号（６４ｂ）の位置で接続する。同じ端部で伝送線（５７）の他の導線はガルヴァーニ導線（６４）に接続している。伝送線（５７）は同軸伝送線またはシールドされた並列伝送線であってもよい。ジグザグ形状のプラグ（６５，６４ａ、６４ｂ、６４ｃ）が装置（６１）の上部に差し込まれると、２つのガルヴァーニ接続が完結する。第１の接続はガルヴァーニコネクタ（６５）と第１アンテナ部（３９ａ，３９ｂ，３９ｃ）の部分（３９ａ）との接続で、第２の接続はジグザグ状プラグ（６４ａ，６４ｂ，６４ｃ、６５）の底部（６４ｃ）と接地遮蔽部（６２）との接続である。第１アンテナ部はここでは最早アンテナではなく、並列伝送線の一部として機能する。ジグザグ状プラグと第１アンテナ部との距離及びこれら２つの部材間の誘電率はアンテナ規格のハンドブックに掲載されている伝送線に関する式を用いて算出され、これにより並列伝送線に所望の伝送線抵抗特性（例えば５０オーム）を与えることができる。特定の用途において混信が問題になる場合、ジグザグ状のプラグをシールド並列伝送線と電気的に類似の導電性材料で遮蔽することも可能である。図１６ａは図１３の電話の上部を示し、ジグザグ状プラグ（６４ａ、６４ｂ、６４ｃ，６５）が電話に接続された時に自動的に並列伝送線にアンテナが切り替えられるようになっている。破線は内部第１アンテナ部（３９ｂ、３９ｃ）を示している。符号（３９ａ）の部分で内部第１アンテナ部は電話の外装を介してガルヴァーニ接続する。このことは図１５を参照して説明した第１ガルヴァーニ接続を実施するために必要となる。ガルヴァーニ接地及び遮蔽接続部（６９）は図１５を参照して説明した第２ガルヴァーニ接続を行うものである。接続部（６９）は電話の接地及び遮蔽部にガルヴァーニ接続され、図１５を参照して説明したジグザグ状プラグの底部（６４ｃ）と接触する。図１６ｂは図１５を参照して説明したジグザグ状プラグ（６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６５）及び伝送線（５７）の態様を図１６ａの電話を用いて例示したものである。第１アンテナ部（図１６ａの３９ａ，３９ｂ，３９ｃ）はオフに切り替えられ、並列伝送線の一部として作用する。図１７は図１６ｂの拡大図であり、図１６ａ、１６ｂ、１５及び１４の電話、アンテナ、伝送線及びジグザグ状プラグがはめ込まれた状態を示している。図１８はジグザグ状プラグ（６４ａ，６４ｂ，６５）に挿入された伝送線（５７）の端部、ガルヴァーニコネクタ（６５）を拡大し、図１７に示したものの変形例を示している。伝送線（５７）の１つの導線（７１）（この実施例では同軸伝送線上に編組されたものを使用）が導電性ジグザグ状プラグ（６４ａ，６４ｂ，６４ｃ）に接続されている。他の導線（７３）（この実施例では同軸伝送線の中央に位置する導線）はガルヴァーニコネクタ（６５）に接続されている。ガルヴァーニコネクタ（６５）は図１６ａに示すように内部第１アンテナ部の露出した頂部と接続する。図１９は小型、ラップトップ、ノート型コンピューターまたは類似の装置（７５）を示す。第１アンテナ部（３９）の底部は装置（７５）の内側に位置する送受信装置または送受切り替え器と接続する伝送線に接続されている。第２アンテナ部（４０）は第１アンテナ部（３９）と容量結合している。装置（７５）の内部に整合回路が設けられていない場合、第１アンテナ部の電気的長さは約１／４波長であり、第２アンテナ部（４０）の電気的長さは半波長となる。第１アンテナ及び第２アンテナ部のための弾性部材を必要としないので、いくつかの用途において箔または鋼線の代わりに導電性塗料を塗布することも可能である。図２０はノート型コンピューターまたは類似の通信装置（７８）を示す。装置（７８）の頂部の角に水平方向に折りたたまれた折りたたたみ自在の部材（７９）が設けられている。この折りたたみ自在の部材はその内部に第１アンテナ部（３９）及び第２アンテナ部（４０）を有している。第１アンテナ部の左端は装置（７８）の内部に設けられた送受信装置及び送受切り替え器と接続する伝送線と接続している。図２１は図２０に示した装置（７８）の左頂側部を示している。図２２は図２１と同じ態様を示しているが、折りたたみ部材（７９）が折りたたまれた状態を示している。図２３は図２０に示した装置の変形例を示している。第１アンテナ部（３９）は装置（８０）の内側に位置している。第２アンテナ部（４０）は装置（８０）のケース上に位置する折りたたみ可能な部材の内部に取り付けられており、折りたたみ部材（７９）が垂直に起立した状態にある時、第１アンテナ部（３９）に容量結合する。図２４は図２３のアンテナ領域の拡大図である。図２５は第１及び第２アンテナ部（３９，４０）の異なる態様を示している。これらアンテナ部の接続及び電気的長さについては図１９を参照した上述の説明に記載されている。図２６は１／４波長アンテナの極座標及び対数座標におけるＳ１１パラメータの測定結果を示している。双方のグラフで印のついていない線は、３０ｋＨｚから１．５ＧＨｚまでの周波数帯域のアンテナのリターンロス値を表す。アンテナは１５．５ｃｍ×５ｃｍ×１ｃｍの遮蔽されたケースに取り付けられた。ジグザグアンテナは０．５ｍｍ直径の銅線であり、Ｚ字状に３ヶ所折り曲げられた。このＺ字状のアンテナの幅は３．６ｃｍ、厚さ０．５ｍｍそして高さは１ｃｍであった。対数図表では印のついていない帯域は約９００ＭＨｚで最小値を示し、これはアンテナが周波数９００ＭＨｚで１／４波長の電気的長さを有していることを意味する。印のついている線はジグザグアンテナが給電点から始まってジグザグの最高点までの垂直接続によって短絡された後の同じ周波数帯域におけるリターン−ロス（Ｓ１１）値を表す。この線から電気的長さが著しく減少し、これによりＳ１１値を増加させ、且つ９００ＭＨｚ及びその周辺の周波数で送られるエネルギーの量を著しく減少させるということが明らかである。このことは非常に低いパーセンテージの９００ＭＨｚの信号エネルギーが送られ、従って殆ど全てのエネルギーが図１，２，３，４及び５の装置で実施されるように伝送線に送ることが可能になる。図１及び２の変形例（図示せず）として上記のように短絡するジグザグアンテナにすることも可能である。短絡導線は伝送線の１つの導線と接続し、この間この短絡導線と並列する別の導線がシールドと接触し且つ伝送線の他の導線に接続される。図２７は図１５の第１アンテナ部の１つの応用例を詳細に示している。図２８は図１２乃至１４に類似の態様を示している。しかしながら、ここでは螺旋状の第２アンテナ素子の代わりに直線状または円筒状の鋼線が用いられている。上述の実施例は本発明を例示的に説明しているに過ぎず、従ってさらなる変形例及び応用例も添付の特許請求の範囲で定義されている本発明の範囲内で可能である。図２６の上段及び下段の図表は極及び対数座標におけるＳ-１１パラメータをそれぞれ示している。上段の図表では符号Ａは９３３．１４ｍＶ,−４４．９０７°、８００ＭＨｚ、符号Ｂは８７３．５７ｍＶ,−５２．５６３°、９００ＭＨｚ、符号Ｃは８６４．１８ｍＶ,−６２．３４１°、１ＧＨｚ符号Ｄは６９５．１４ｍＶ,−１０４．３１°、１，２５１，５４５，０２４ＭＨｚにそれぞれ対応する。下方の図表では、符号Ａ'は−．６０１０ｄＢ,８００ＭＨｚ、符号Ｂ 'は−１．１７４２ｄＢ,９００ＭＨｚ、符号Ｃ'は−１．２６７８ｄＢ、１ＧＨｚ、符号Ｄ'は−３．１５８ｄＢ，１，２５１．５４５，０２４ＭＨｚにそれぞれ対応する。垂直方向における参照値は−１０ｄＢであり、１目盛り２ｄＢである。図２７では、符号（８１）は接地接触部、符号（８２）は内部ジグザグ接触部、符号（８３）は外部ジグザグ部、符号（８４）は磁力接地接触部、符号（８５）は磁力熱接触部、符号（８６）は車載アンテナ（図示せず）に並列に位置する伝送線を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims

【特許請求の範囲】１．携帯通信装置の放射素子を伝送線に切り替え手段を用いずに接続せしめるアンテナ接続手段において、前記接続手段が１)伝送線を接続することができる伝送線接続手段と、２)第１端部及び前記伝送線接続手段に接続される第２端部を有し且つ前記伝送線接続手段を介して伝送線に接続可能せしめるために前記放射素子と実質的に同じ幾何学形状に形成された伝送線素子と、３)前記第２端部は前記放射素子の地電位に前記伝送線の第１端部を結合させるために設けられた接地接続部材と、４)前記放射素子の自由端に前記伝送線接続手段を結合するために設けられた信号接続手段と、からなることを特徴とするアンテナ接続手段。２．前記伝送線素子が完全に折れ曲がっていないジグザグ形状を有することを特徴とする請求項１記載のアンテナ接続手段。３．前記伝送線素子が平面であることを特徴とする請求項１または２記載のアンテナ接続手段。４．携帯通信装置の放射素子を伝送線に切り替え手段を用いずに接続せしめるアンテナ接続手段において、前記接続手段が１)伝送線を接続することができる伝送線接続手段と、２)第１端部及び前記伝送線接続手段に接続される第２端部を有し且つ前記伝送線接続手段を介して伝送線に接続される前記放射手段を短絡させることができる形状に設けられた伝送線素子と、３)前記第２端部は前記放射素子の地電位に前記伝送線接続手段を結合させるために設けられた接地接続部材と、４)前記放射素子の自由端に前記伝送線接続手段を結合するために設けられた信号接続手段とからなることを特徴とするアンテナ接続手段。５．前記伝送線素子が螺旋形状を有することを特徴とする請求項４記載のアンテナ接続手段。６．長手方向に延びる第１軸、それぞれ第１給電ポイント及び第１開放端である第１及び第２端部を有し、完全に折れ曲がっていない放射第１素子からなる携帯通信機用アンテナ手段において、前記アンテナ手段はさらに長手方向に延びる第２軸、それぞれ第２及び第３開放端である第３及び第４端部を有する放射第２素子を含み、前記放射第１及び第２素子が少なくとも１つのアンテナ操作モードを提供するために相互作用し、前記放射第２素子の第２開放端が前記少なくとも１つの操作モードにおいて第１放射素子の第１開放端によって給電されるように構成されていることを特徴とするアンテナ手段。７．前記第１放射素子が前記アンテナ手段が作用する波長の約１／４の長さを有し、前記第２放射素子が前記波長の半分の長さを有することを特徴とする請求項６記載のアンテナ装置。８．前記第１及び第２長手方向軸が前記少なくとも１つの作用モードで並列であることを特徴とする請求項６または７記載のアンテナ手段。９．前記第１及び第２長手方向軸が前記少なくとも１つの作用モードで実質的に同一であることを特徴とする請求項６乃至８いずれか１項記載のアンテナ手段。１０．前記第１及び第２放射素子が前記少なくとも１つの作用モードにおいて携帯電話の１側部と並列し、この電話の反対に位置する側部は通信時、使用者の方に向いていることを特徴とする請求項６乃至９いずれか１項に記載のアンテナ手段。１１．前記第２放射素子が前記アンテナ手段がその第１の作用モードで作用する第１位置と前記第２放射素子が第１放射素子から減結合される第２の位置の間で可動であり、前記アンテナ手段が前記第１放射素子が単独でアンテナ機能を果たす第２の作用モードで作用することを特徴とする請求項６乃至１０いずれか１項記載のアンテナ手段。１２．前記第２放射素子が前記第１放射素子と共通の面で直線的に可動であることを特徴とする請求項１１記載のアンテナ手段。１３．前記第２放射素子が携帯通信装置のシャシー内に収納され且つシャシーの外へ伸長可能にその第１位置及び第２位置に設けられていることを特徴とする請求項１１または１２記載のアンテナ手段。１４．第２放射素子が前記第１及び第２軸間で角度を変えるために回転自在に可動であることを特徴とする請求項１１記載のアンテナ手段。１５．前記第２放射素子が完全に折れ曲がっていないジグザグ形状であることを特徴とする請求項６乃至１４いずれか１項記載のアンテナ手段。１６．前記第２放射素子が完全に折れ曲がっていない螺旋形状であることを特徴とする請求項６乃至１４いずれか１項記載のアンテナ手段。１７．前記第２放射素子が矩形形状であることを特徴とする請求項６乃至１４いずれか１項記載のアンテナ手段。１８．前記第２放射素子が円筒状であることを特徴とする請求項６乃至１４いずれか１項記載のアンテナ手段。