JP2001196823A - ２周波アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 地上系の携帯電話装置に使用される周波数帯
域と衛星系の携帯電話装置に使用される周波数帯域を１
個にてカバーする２周波アンテナ装置を提供する。 【解決手段】 第１周波用ヘリカルアンテナ２１と、第
１周波用ロッドアンテナ３１と、第１周波用ロッドアン
テナ３１の周囲に同軸となるように設けられた第２周波
用ヘリカルアンテナ４１と、全アンテナ２１、３１、４
１を収容する円筒状筐体１０と、円筒状筐体１０の表面
に設けられた第１周波用ヘリカルアンテナ２１に給電す
るための収納時用接点２３と、円筒状筐体１０の表面に
設けられた第１周波用ロッドアンテナ３１に給電するた
めの伸張時用接点３３と、からなり、第２周波用ヘリカ
ルアンテナ４１は、２周波アンテナ装置２の携帯電話装
置本体１への収納あるいは伸張に係わらずに給電可能な
長さ寸法を有し且つ柔軟性を有する給電ケーブル４５と
接続される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話装置本体
内に対する収納と引き出しが自在であり、且つ、周波数
帯域の異なる２周波の通信に使用できるアンテナ装置の
構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のセルラー電話あるいはＰＨＳ電話
等の携帯電話用のアンテナ装置においては、待ち受け用
のヘリカルアンテナと本通話用のロッドアンテナとを組
み合わせている。そのようなアンテナとしては、携帯電
話装置本体にヘリカルアンテナを固定してロッドアンテ
ナを収納あるいは引き出し自在に設置する構造や、携帯
電話装置本体から収納あるいは引き出し自在に設置され
たロッドアンテナの先端部にヘリカルアンテナを設ける
構造が知られている。また、例えば、８００ＭＨｚと
１．５ＧＨｚとの組み合わせ、あるいは、８００ＭＨｚ
とＰＨＳ用の１．９ＧＨｚとの組み合わせ等の携帯電話
用の２周波数帯域を送受信するために用いられるマルチ
バンドアンテナ（デュアルアンテナ）が知られている。
そのようなアンテナは、例えば、小径のヘリカルアンテ
ナと大径のヘリカルアンテナを同心円状に配置し給電部
を共通化した構造等となっている。一方、最近になって
イリジウム計画等の衛星系電話システムが実用化される
ようになり、衛星を介して通信する携帯電話装置が知ら
れるようになった。そのような衛星系携帯電話装置で
は、例えば、誘電体材料により形成された直線状の管の
外周に４線のヘリカルアンテナを設けたアンテナ装置が
使用されている。また、この４線ヘリカルアンテナの直
径は従来の携帯電話用ヘリカルアンテナの直径よりも大
きくなっている。また、地上系の携帯電話装置は、一般
的に基地局側の効率が追求されるために使用者が多い
（人口密度が高い）地域をターゲットとしてサービスエ
リアあるいは基地局が設定されるシステムであり、例え
ば、山間部や海上、あるいは、海外等において使用地域
が限定されるシステムである。それに対して衛星系の携
帯電話装置は、地上系の携帯電話装置のサービスエリア
も通話可能範囲としてカバーするものの、どちらかとい
えば地上系の携帯電話装置のサービスエリア外、すなわ
ち、海上や山頂等の人口密度の低い地域、あるいは、海
外をターゲットとしており、電波遮蔽物が周囲に無い場
合にはサービスエリア（使用地域）が限定されないシス
テムである。また、衛星系の携帯電話装置は、地震や火
災等の災害時にも基地局の倒壊等がありえないため通信
が可能であり、地上に設置される基地局との距離を考慮
する必要が無いため、船舶上や飛行機内での通信が可能
である。従って、サービスエリア（使用地域）的に判断
した場合、地上系の携帯電話装置と衛星系の携帯電話装
置とは補完し合う関係となる。また、サービスエリア
（使用地域）的に補完し合うことから、常時通信可能な
接続相手先として考慮する場合にも、地上系の携帯電話
装置と衛星系の携帯電話装置とは、補完し合う関係とな
る。そのため、地上系の携帯電話装置と衛星系の携帯電
話装置とを同一使用者が所持する需要が発生している。
例えば、上記したイリジウム計画では、イリジウムサー
ビス用として、衛星系の携帯電話装置に設けた装着孔内
に地上系の携帯電話装置を着脱自在に装着するようにし
た携帯電話装置が知られている。しかし、この携帯電話
装置では、地上系の携帯電話装置と衛星系の携帯電話装
置とが別個に構成されており、アンテナ装置も個別に設
置されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、地上系の携
帯電話装置の構成部品は急速に小型化あるいは軽量化が
進んでおり、衛星系の携帯電話装置用の構成部品も小型
化あるいは軽量化が進んでいる。また、上記したように
両者は使用地域の点で補完し合い、また、常時通信可能
な接続相手先が常時通信可能であるように保持する携帯
電話として補完し合う関係なので両者を同一の携帯電話
装置の筐体内に配置すべき旨の需要がある。従って、ア
ンテナ装置についても両者の周波数帯域（バンド）を１
個のアンテナ装置にて実現可能なものが求められてい
る。しかしながら、地上系の携帯電話装置に使用される
アンテナ装置と衛星系の携帯電話装置に使用されるアン
テナ装置とを一体化し、一個のアンテナ装置にて両方の
周波数帯域（バンド）に対応できる２周波アンテナ装置
は存在しなかった。本発明は、上述した如き従来の問題
を解決するためになされたものであって、地上系の携帯
電話装置に使用される周波数帯域と衛星系の携帯電話装
置に使用される周波数帯域を１個にてカバーする２周波
アンテナ装置を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、請求項１に記載の本発明の２周波アンテナ装置は、
第１周波用ヘリカルアンテナと、該第１周波用ヘリカル
アンテナの螺旋中心軸と同軸延長上に設けられた第１周
波用ロッドアンテナと、前記第１周波用ロッドアンテナ
の周囲に同軸となるように設けられた第２周波用ヘリカ
ルアンテナと、前記全てのアンテナを収容する円筒状筐
体と、からなり、携帯電話装置本体に収納および引き出
し自在に設置される２周波アンテナ装置であって、前記
円筒状筐体の表面には、２周波アンテナ装置を携帯電話
装置本体に収納した場合に前記第１周波用ヘリカルアン
テナに給電するための収納時用接点と、２周波アンテナ
装置を携帯電話装置本体から引き出した場合に前記第１
周波用ロッドアンテナに給電するための伸張時用接点
と、が設けられ、前記第２周波用ヘリカルアンテナは、
２周波アンテナ装置の携帯電話装置本体への収納あるい
は伸張に係わらずに給電可能な長さ寸法を有し且つ柔軟
性を有する給電ケーブルと接続されることを特徴とし、
該２周波アンテナ装置により、携帯電話装置本体にて第
１周波を使用する時には、第１周波用ヘリカルアンテナ
あるいは第１周波用ロッドアンテナを使用し、携帯電話
装置本体にて第２周波を使用する時には、第２周波用ヘ
リカルアンテナを使用することができる。請求項２の２
周波アンテナ装置は、請求項１に記載する２周波アンテ
ナ装置において、前記第１周波用ロッドアンテナの先端
部は、前記収納時用接点に導電接続されることを特徴と
する。請求項３の２周波アンテナ装置は、請求項２に記
載する２周波アンテナ装置において、前記第１周波用ロ
ッドアンテナには、アンテナ長を短縮可能なコイル部が
設けられることを特徴とし、２周波アンテナ装置の全長
をさらに短縮化することができる。請求項４の２周波ア
ンテナ装置は、請求項２または３に記載する２周波アン
テナ装置において、前記第１周波 用ロッドアンテナの
先端部近傍には、第１周波用ヘリカルアンテナと第１周
波用ロッドアンテナ間を高周波的に分断するためのチョ
ークコイルが設けられることを特徴とし、第１周波用ヘ
リカルアンテナと第１周波用ロッドアンテナ間の各アン
テナ相互の影響を押さえ込むことができる。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示した実施形態
に基づいて説明する。図１（ａ）、（ｂ）は、本発明の
第１の実施形態の２周波アンテナ装置を携帯電話装置に
実装した場合の概略構成の伸張時（ａ）及び収納時
（ｂ）を示す図であり、図２は、第１の実施形態の２周
波アンテナ装置の構成を示す側面図であり、図３（ａ）
〜（ｃ）は、第１の実施形態の２周波アンテナ装置の外
観（ａ）及び内部構成（ｂ）、（ｃ）を示す斜視図であ
る。図１（ａ）、（ｂ）に示す様に、本実施形態の２周
波アンテナ装置２は、携帯電話装置本体１に収納および
引き出し自在に設置される。携帯電話装置本体１内に
は、例えば、ＧＳＭ（グローバルシステム フォーモー
ビル コミュニケーションズ）サービスのような地上系
の携帯電話システム用の第１周波用無線回路５１と、例
えば、ＩＣＯ（インターミディエート サーキュラー
オービット：中軌道周回衛星）サービスのような衛星系
の携帯電話システム用の第２周波用無線回路６１と、が
不図示の音声回路あるいは電池等と共に収納されてい
る。第１周波用無線回路５１は第１周波用給電接点５３
と接続されており、この第１周波用給電接点５３を介し
て２周波アンテナ２内の後述する第１周波用ヘリカルア
ンテナ２１あるいは第１周波用ロッドアンテナ３１に給
電することができる。第２周波用無線回路６１には、給
電ケーブル４５が接続されており、この給電ケーブル４
５を介して後述する第２周波用ヘリカルアンテナ４１に
給電することができる。給電ケーブル４５は、２周波ア
ンテナ装置２の携帯電話装置本体１への収納あるいは伸
張に係わらずに給電可能な長さ寸法を有し且つ柔軟性を
有している。給電ケーブル４５としては、例えば、テフ
ロン被覆線のようにアンテナ収納時の挟み込み等の機械
的な衝撃に強く摺動磨耗が少ない線が望ましい。本実施
形態の２周波アンテナ装置２は、図２及び図３（ａ）〜
（ｃ）に示すように、地上系携帯電話システム用の第１
周波用ヘリカルアンテナ２１と、第１周波用ヘリカルア
ンテナ２１の螺旋中心軸と同軸延長上に設けられた第１
周波用ロッドアンテナ３１と、第１周波用ロッドアンテ
ナ３１の周囲に同軸となるように設けられた衛星系携帯
電話システム用の第２周波用ヘリカルアンテナ４１と、
全てのアンテナ２１、３１および４１を収容する円筒状
筐体（レドーム）１０と、から構成される。円筒状筐体
１０は、図３（ａ）に示すように、ＡＢＳ樹脂あるいは
ポリカーボネート樹脂のような誘電体を用いて、筐体上
端部１０ａ側が閉じられると共に筐体下端部１０ｂ側が
開放された筒型形状に形成される。円筒状筐体１０の表
面には、２周波アンテナ装置２を携帯電話装置本体１に
収納した場合に第１周波用ヘリカルアンテナ２１に給電
するための収納時用接点２３と、２周波アンテナ装置２
を携帯電話装置本体１から引き出した場合に第１周波用
ロッドアンテナ３１に給電するための伸張時用接点３３
と、が設けられている。従って、円筒状筐体１０上に収
納時用接点２３が設けられる位置は、図１（ｂ）のよう
に２周波アンテナ装置２を携帯電話装置本体１内に収納
した場合に第１周波用給電接点５３と円筒状筐体１０が
接触する位置である。また、円筒状筐体１０上に伸張時
用接点３３が設けられる位置は、図１（ａ）のように２
周波アンテナ装置２を携帯電話装置本体１から引き出し
た場合に第１周波用給電接点５３と円筒状筐体１０が接
触する位置である。なお、本実施形態では、図３（ｃ）
に示すように、収納時用接点２３および伸張時用接点３
３は、円筒状筐体１０の表面を１周するようにリング状
あるいは円盤状に形成されているが、この形状は、図１
（ａ）、（ｂ）に示す携帯電話装置１側の第１周波用給
電接点５３と接触できる形状であれば他の形状でも良
い。

【０００６】第１周波用ヘリカルアンテナ２１は、図３
（ｃ）に示すように、銅線等の良導電体の線材を螺旋
（コイル）形状に巻いたアンテナであり、地上系携帯電
話システム用の第１周波の無線電波を良好に送受信でき
るように第１周波の１／２波長あるいは１／４波長等に
て共振する長さ寸法に基づいて形成され、その下端２１
ａは、図２あるいは図３（ｃ）に示すように、収納時用
接点２３と半田等により接続される。第１周波用ロッド
アンテナ３１は、図３（ｃ）に示すように、銅線等の良
導電体の線材を直線状にして用いるアンテナであり、地
上系携帯電話システム用の第１周波の無線電波を良好に
送受信できるように第１周波の１／２波長あるいは１／
４波長等にて共振する長さ寸法に形成され、その下端３
１ｂは、図２あるいは図３（ｃ）に示すように、伸張時
用接点３３と半田等により接続される。なお、本実施形
態では、伸張時用接点３３を円盤状としたため、伸張時
用接点３３の一部には、後述する第２周波用ヘリカルア
ンテナ４１の第２周波用接続部４３または給電ケーブル
４５を通過させるための開口部３３ａが設けられてい
る。また、通常の地上系携帯電話装置に用いられるロッ
ドアンテナ（ホイップアンテナ）は、対折れ曲げ性が必
要なため、柔軟な形状記憶合金等が用いられているが、
本実施形態では、アンテナ筐体１０により保護されてい
ることから折れ曲がる可能性がないので、銅線等の一般
材料を使用することができる。第２周波用ヘリカルアン
テナ４１は、図３（ｂ）に示すように、誘電体により形
成された筒状ボビン４１ａの周囲に銅箔等の４本の導電
体線４１ｂを巻き回した４線ヘリカルアンテナであり、
衛星系携帯電話システム用の第２周波の無線電波を良好
に送受信できるように第２周波の１／２波長あるいは１
／４波長等にて共振する長さ寸法に基づいて形成され、
その下端に設けられた第２周波用接続部４３において給
電ケーブル４５と接続される。本実施形態では、上記の
ように２周波アンテナ装置を構成することにより、本実
施形態の２周波アンテナ装置１個にて、地上系の携帯電
話装置に使用される周波数帯域と衛星系の携帯電話装置
に使用される周波数帯域をカバーすることができる。

【０００７】図４は、本発明の第２の実施形態の２周波
アンテナ装置の構成を示す側面図である。第２の実施形
態と第１の実施形態との相違点は、第１周波用ロッドア
ンテナ３１の上端（先端部）３１ａが、収納時用接点２
３と半田接続等により導電接続されている点である。そ
の他の構成については、上記した第１の実施形態と同様
である。本実施形態の構成でも、第１周波用ヘリカルア
ンテナ２１および第１周波用ロッドアンテナ３１の長さ
寸法を、第１周波の１／２波長あるいは１／４波長等に
て共振する長さ寸法に基づいて決定する。その際に、第
１周波用ヘリカルアンテナ２１と第１周波用ロッドアン
テナ３１との間を接続することにより、第１周波用ヘリ
カルアンテナ２１と第１周波用ロッドアンテナ３１との
間の絶縁物が不要になり、本実施形態の２周波アンテナ
装置３の全長寸法Ｌ２を、第１の実施形態の２周波アン
テナ装置２の全長寸法Ｌ１よりも短くすることができ
る。本実施形態の場合にも、上記のように２周波アンテ
ナ装置を構成することにより、本実施形態の２周波アン
テナ装置１個にて、地上系の携帯電話装置に使用される
周波数帯域と衛星系の携帯電話装置に使用される周波数
帯域をカバーすることができる。また、２周波アンテナ
装置の全長寸法の短縮化が可能となる。図５は、本発明
の第３の実施形態の２周波アンテナ装置の構成を示す側
面図である。第３の実施形態と第２の実施形態との相違
点は、第１周波用ロッドアンテナ３１には、アンテナ長
を短縮可能なコイル部３５が形成されており、また、コ
イル部３５と上端（先端部）３１ａとの間にチョークコ
イル３７および３９が挿入されている点にある。その他
の構成については、上記した第１の実施形態と同様であ
る。本実施形態のように構成した場合には、チョークコ
イル３７および３９により、第１周波用ヘリカルアンテ
ナと第１周波用ロッドアンテナ間の高周波が遮断される
ことにより、第１周波用ヘリカルアンテナ２１および第
１周波用ロッドアンテナ３１の各アンテナ相互の影響は
押さえ込まれるので、長さ寸法を、単純に第１周波の１
／２波長あるいは１／４波長等にて共振する長さ寸法に
基づいて決定できるようになり、且つ、コイル部３５に
より本実施形態の２周波アンテナ装置４の全長寸法Ｌ３
を、第１の実施形態の２周波アンテナ装置２の全長寸法
Ｌ１よりも短くすることができる。

【０００８】本実施形態では、第１周波用ヘリカルアン
テナ２１と第１周波用ロッドアンテナ３１間の高周波を
遮断するために、２個のチョークコイル３７および３９
を用いているが、これは、チョークコイル３７が第１周
波用ヘリカルアンテナ２１から第１周波用ロッドアンテ
ナ３１に向かって流出しようとする高周波を遮断するも
のであり、チョークコイル３９が第１周波用ロッドアン
テナ３１から第１周波用ヘリカルアンテナ２１に向かっ
て流出しようとする高周波を遮断するものである。例え
ば、第１周波用ヘリカルアンテナ２１と第１周波用ロッ
ドアンテナ３１とが双方とも第１周波の１／４波長にて
共振するタイプのアンテナである場合には、チョークコ
イル３７が設置される位置は、第１周波用ヘリカルアン
テナ２１から第１周波用ロッドアンテナ３１に向かって
測定した長さ寸法が第１周波の１／４波長に相当する位
置である。また、チョークコイル３８が設置される位置
は、第１周波用ロッドアンテナ３１から第１周波用ヘリ
カルアンテナ２１に向かって測定した長さ寸法が第１周
波の１／４波長に相当する位置である。このように、チ
ョークコイル３７と３８により、第１周波用ヘリカルア
ンテナ２１から流出しようとする高周波と、第１周波用
ロッドアンテナ３１から流出しようとする高周波とを個
別に遮断して両アンテナ２１、３１を高周波的に分断す
ることにより、両アンテナ２１、３１及び両アンテナ２
１、３１間の距離等を設計する際の自由度を増加させる
ことができる。設計する際の自由度が増加する例とし
て、例えば、本実施形態では第１周波用ロッドアンテナ
３１の一部にコイル部３５を設けて全長寸法Ｌ３を全長
寸法Ｌ１よりも短縮させていることから、コイル部３５
の巻き数等を変更する場合を考える。その場合には、第
１周波用ロッドアンテナ３１側から測定した長さ寸法が
第１周波の１／４波長に相当する位置にチョークコイル
３８を配置すればよく、第１周波用ヘリカルアンテナ２
１から測定した長さ寸法により束縛されることはない。
また、本実施形態では、上記した２個のチョークコイル
３７と３８を１個に統合することができる。その際に１
個のチョークコイルが設置される位置は、第１周波用ヘ
リカルアンテナ２１から第１周波用ロッドアンテナ３１
に向かって測定した長さ寸法が第１周波の１／４波長に
相当し、且つ、第１周波用ロッドアンテナ３１から第１
周波用ヘリカルアンテナ２１に向かって測定した長さ寸
法が第１周波の１／４波長に相当する位置となる。本実
施形態の場合にも、上記のように２周波アンテナ装置を
構成することにより、本実施形態の２周波アンテナ装置
１個にて、地上系の携帯電話装置に使用される周波数帯
域と衛星系の携帯電話装置に使用される周波数帯域をカ
バーすることができる。また、２周波アンテナ装置の全
長寸法の短縮化が可能となる。

【０００９】

【発明の効果】上記のように本発明では、２周波アンテ
ナ装置１個にて、地上系の携帯電話装置に使用される周
波数帯域と衛星系の携帯電話装置に使用される周波数帯
域をカバーすることができ、２周波アンテナ装置の全長
寸法を短縮させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の第１の実施形態の２周波アン
テナ装置を携帯電話装置に実装した場合の概略構成の伸
張時を示す図であり、（ｂ）は本発明の第１の実施形態
の２周波アンテナ装置を携帯電話装置に実装した場合の
概略構成の収納時を示す図である。

【図２】第１の実施形態の２周波アンテナ装置の構成を
示す側面図である。

【図３】（ａ）は第１の実施形態の２周波アンテナ装置
の外観を示す斜視図であり、（ｂ）、（ｃ）は第１の実
施形態の２周波アンテナ装置の内部構成を示す斜視図で
ある。

【図４】本発明の第２の実施形態の２周波アンテナ装置
の構成を示す側面図である。

【図５】本発明の第３の実施形態の２周波アンテナ装置
の構成を示す側面図である。

【符号の説明】

１・・・携帯電話装置本体、２・・・２周波アンテナ、
１０・・・円筒状筐体、１０ａ・・・筐体上端部、１０
ｂ・・・筐体下端部、２１・・・第１周波用ヘリカルア
ンテナ、２１ａ・・・ヘリカルアンテナ下端、２３・・
・収納時用接点、３１・・・第１周波用ロッドアンテ
ナ、３１ａ・・・ロッドアンテナ上端、３１ｂ・・・ロ
ッドアンテナ下端、３３・・・伸張時用接点、４３・・
・第２周波用接続部、４５・・・給電ケーブル、５１・
・・第１周波用無線回路、５３・・・第１周波用給電接
点、６１・・・第２周波用無線回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１周波用ヘリカルアンテナと、該第１
   周波用ヘリカルアンテナの螺旋中心軸と同軸延長上に設
   けられた第１周波用ロッドアンテナと、前記第１周波用
   ロッドアンテナの周囲に同軸となるように設けられた第
   ２周波用ヘリカルアンテナと、前記全てのアンテナを収
   容する円筒状筐体と、からなり、携帯電話装置本体に収
   納および引き出し自在に設置される２周波アンテナ装置
   であって、 前記円筒状筐体の表面には、２周波アンテナ装置を携帯
   電話装置本体に収納した場合に前記第１周波用ヘリカル
   アンテナに給電するための収納時用接点と、２周波アン
   テナ装置を携帯電話装置本体から引き出した場合に前記
   第１周波用ロッドアンテナに給電するための伸張時用接
   点と、が設けられ、 前記第２周波用ヘリカルアンテナは、２周波アンテナ装
   置の携帯電話装置本体への収納あるいは伸張に係わらず
   に給電可能な長さ寸法を有し且つ柔軟性を有する給電ケ
   ーブルと接続されることを特徴とする２周波アンテナ装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載する２周波アンテナ装置
   において、前記第１周波用ロッドアンテナの先端部は、
   前記収納時用接点に導電接続されることを特徴とする２
   周波アンテナ装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載する２周波アンテナ装置
   において、前記第１周波用ロッドアンテナには、アンテ
   ナ長を短縮可能なコイル部が設けられることを特徴とす
   る２周波アンテナ装置。
4. 【請求項４】 請求項２または３に記載する２周波アン
   テナ装置において、前記第１周波用ロッドアンテナの先
   端部近傍には、第１周波用ヘリカルアンテナと第１周波
   用ロッドアンテナ間を高周波的に分断するためのチョー
   クコイルが設けられることを特徴とする２周波アンテナ
   装置。