JP2002330016A

JP2002330016A - 携帯無線機用アンテナ

Info

Publication number: JP2002330016A
Application number: JP2001087583A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Otomo; 信一大友
Original assignee: NEC Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 2001-03-02
Filing date: 2001-03-26
Publication date: 2002-11-15

Abstract

(57)【要約】【課題】複数のアンテナエレメントからなり、携帯無
線機の筐体から引き出したり収納したりして使用するア
ンテナについて、その長さを短縮し、無線機筐体におけ
るアンテナの収納スペースを減少すること。【解決手段】二つのアンテナエレメントを有する従来
の分離型アンテナにおける、アンテナを無線機筐体に固
定するホルダーの内部に、第３のアンテナエレメントを
設け、無線機筐体からアンテナを引き出した状態と収納
した状態で、第３のアンテナエレメントをそれぞれ別個
のアンテナエレメントに接続することで、第１、第２の
アンテナエレメントの電気的長さを短縮する。また、各
アンテナエレメントの電気的長さを別個に設定すること
で、アンテナ全体の電気的長さを、複数の周波数帯域に
対応させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯無線機に用い
られるアンテナに関し、特に携帯無線機筐体内のアンテ
ナ収納スペースの減少が可能な構造を具備したアンテナ
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】携帯電話を代表とする携帯無線機には、
その使用周波数帯域に応じた電気的長さを有するアンテ
ナが取り付けてある。これらの携帯無線機への小型軽量
化の要求は、一層強くなりつつあり、アンテナの収納ス
ペースについても更に縮小すべき状況にある。

【０００３】図７は、従来の携帯無線機用の、分離型ア
ンテナの例を示した図である。このアンテナは、一端に
ストッパー７４が設けられ、プラスチックからなる外被
を有する棒状の第１のアンテナエレメント７２と、第１
のアンテナエレメント７２の他端に、プラスチックから
なるジョイント部７５と導電性スリーブ７６を介して取
り付けられた、コイル形状の第２のアンテナエレメント
７１、及び無線機筐体に固定され、給電部として機能す
るホルダー７３からなる。

【０００４】そして、アンテナを無線機筐体から引き出
した状態では、ストッパー７４とホルダー７３の給電部
との電気的接続により、第１のアンテナエレメント７２
がアンテナとして機能し、アンテナを無線機筐体に収納
した状態では、導電性スリーブ７６とホルダー７３の給
電部との電気的接続により、第２のアンテナエレメント
７１がアンテナとして機能する。

【０００５】図６は、このようなアンテナの電気的長さ
を模式的に示したもので、図６（ａ）は引き出した場
合、図６（ｂ）は収納した場合を示す。このように、従
来のアンテナでは、第１のアンテナエレメント、第２の
アンテナエレメントのそれぞれがλ／４の電気的長さを
有し、個別にアンテナとして機能する。

【０００６】このような構造のアンテナを用いた場合で
は、特に、使用しない際に中央部で折りたたむタイプの
携帯電話などにおいては、アンテナの収納スペースの確
保が、設計の上で困難を極めている。これに対応するた
め、折りたたむタイプの携帯電話では、多段式アンテナ
も用いられている。

【０００７】しかしながら、このような多段式アンテナ
は、通常のホイップアンテナに比較して部材の点数増加
が避けられず、かつ、組み立て工数も増加することにな
り、結果的に高価なものとなっているのが現状である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来技術
によるアンテナでは、小型化軽量化の要求の強い携帯電
話への適用に限界があり、もう一つの市場からの要求で
ある低価格化にも、十分な対応ができないのが現状であ
る。従って、本発明の技術的な課題は、アンテナ長の短
縮と、製造工程の簡略化、ひいては低価格化が可能なア
ンテナを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題を
解決するために、従来の二つのアンテナエレメントから
なる携帯無線機用アンテナの構造を再検討した結果なさ
れたものである。

【００１０】即ち、本発明は、棒状の第１のアンテナエ
レメントと、第１のアンテナエレメントの一端に絶縁性
プラスチックからなるジョイント部を介して取り付けら
れた導電性スリーブと、導電性スリーブに接続され、第
１のアンテナエレメントと電気的に容量結合される第２
のアンテナエレメントと、第１のアンテナエレメントの
他端に設けられた導電性のストッパーと、携帯無線機の
筐体に固着され、第１のアンテナエレメントもしくは第
２のアンテナエレメントへの給電部を有するホルダーを
備えてなる携帯無線機用アンテナにおいて、ホルダーと
一体に設けられた略円筒状の絶縁部材の内部に第３のア
ンテナエレメントが配置されてなることを特徴とする携
帯無線機用アンテナである。

【００１１】また、本発明は、前記の携帯無線機用アン
テナにおいて、第３のアンテナエレメントは導体の線材
からなるコイルであり、少なくとも一端が、絶縁部材の
内周側に露出して、接続端子を形成してなることを特徴
とする携帯無線機用アンテナである。

【００１２】また、本発明は、前記の携帯無線機用アン
テナにおいて、ホルダーと一体に設けられた略円筒状の
絶縁部材が、第２のアンテナエレメント側に設けられ、
第３のアンテナエレメントの接続端子の一方は、給電部
側に延長され、かつ、外力を受けない状態では給電部に
接触しない位置に配置されてなることを特徴とする携帯
無線機用アンテナである。

【００１３】また、本発明は、前記の携帯無線機用アン
テナにおいて、第１のアンテナエレメントを携帯無線機
の筐体から引き出した状態では、ストッパーとホルダー
に設けられた給電部との接触により、第１のアンテナエ
レメントとホルダーが電気的に接続されて、第１のアン
テナエレメント、及び第１のアンテナエレメントと容量
結合された第２のアンテナエレメントがアンテナとして
機能することを特徴とする携帯無線機用アンテナであ
る。

【００１４】また、本発明は、前記の携帯無線機用アン
テナにおいて、第１のアンテナエレメントを携帯無線機
の筐体内に収納した状態では、導電性スリーブに、ホル
ダーと一体に設けられた略円筒状の絶縁部材が嵌合する
ことで、給電部側に配置された第３のアンテナエレメン
トの接続端子が、ジョイント部により給電部に押し付け
られ、第３のアンテナエレメントの他方の接続端子が導
電性スリーブに接触して、第２のアンテナエレメント及
び第３のアンテナエレメントが電気的に接続することに
より、アンテナとして機能することを特徴とする携帯無
線機用アンテナである。

【００１５】また、本発明は、前記の携帯無線機用アン
テナにおいて、第１のアンテナエレメントを携帯無線機
の筐体内に収納した状態では、ジョイント部に、ホルダ
ーと一体に設けられた略円筒状の絶縁部材が嵌合するこ
とで、給電部側に配置された第３のアンテナエレメント
の接続端子が、ジョイント部により給電部に押し付けら
れ、第３のアンテナエレメントの他方の接続端子がジョ
イント部に接触して、第２のアンテナエレメントと第３
のアンテナエレメントが容量結合することにより、アン
テナとして機能することを特徴とする携帯無線機用アン
テナである。

【００１６】また、本発明は、前記の携帯無線機用アン
テナにおいて、第３のアンテナエレメントは、ばね材料
からなることを特徴とする携帯無線機用アンテナであ
る。

【００１７】また、本発明は、前記の携帯無線機用アン
テナにおいて、第１のアンテナエレメント、第２のアン
テナエレメント、第３のアンテナエレメントの電気的長
さがそれぞれ異なることを特徴とする携帯無線機用アン
テナである。

【００１８】また、本発明は、前記の携帯無線機用アン
テナにおいて、導電性スリーブの第１のアンテナエレメ
ント側の端部と、第１のアンテナエレメントの導電性ス
リーブ側の端部との距離が、０〜５ｍｍであることを特
徴とする携帯無線機用アンテナである。

【００１９】また、本発明は、前記の携帯無線機用アン
テナにおいて、第１のアンテナエレメントと第２のアン
テナエレメントを容量結合させた場合と、第２のアンテ
ナエレメントと第３のアンテナエレメントを電気的に接
続もしくは容量結合させた場合のそれぞれが、異なる電
気的長さを有することを特徴とする携帯無線機用アンテ
ナである。

【００２０】また、本発明は、前記の携帯無線機用アン
テナにおいて、第１、第２、第３の各アンテナエレメン
トの接続状態の相違によって得られる、アンテナ全体の
異なる電気的長さを、複数の周波数帯域に対応させるこ
とを特徴とする携帯無線機用アンテナである。

【００２１】また、本発明は、前記の携帯無線機用アン
テナにおいて、第１のアンテナエレメントは、円筒状の
第１の部材の中空部に摺動可能な棒状の第２の部材を収
納した、２段式であることを特徴とする携帯無線機アン
テナである。

【００２２】

【作用】本発明の携帯無線機用アンテナにおいては、従
来のアンテナの二つのアンテナエレメントに加え、無線
機筐体にアンテナを固定するホルダー内に第３のアンテ
ナエレメントを設けたことで、アンテナ全体の長さを短
縮することが可能となる。

【００２３】また、第３のアンテナエレメントは、導体
の線材をコイル状に成形して端部を接続端子としてい
る。この接続端子を適宜導電性スリーブや給電部に接触
させることで、接続端子には、言わば切り替えスイッチ
の機能を付与しているので、線材には、弾性変形の繰り
返しが可能なばね材料が望ましい。しかも、高い導電性
が必要なので、その材質にはリン青銅などを用いること
ができる。

【００２４】また、第１のアンテナエレメントと導電性
スリーブとの距離の設定により、第１のアンテナエレメ
ントと第２のアンテナエレメントの容量結合特性を、一
定範囲内で調整することが可能である。この調整法に加
え、それぞれのアンテナエレメントの電気的長さを別個
に設定することにより、各アンテナの接続状態により、
アンテナ全体としての電気的長さを変えることも可能
で、本発明による携帯無線機用アンテナを、複数の周波
数帯域に対応させることができる。

【００２５】更に、第１のアンテナエレメントとして、
円筒状の部材の中に摺動可能な棒状の第２の部材を取り
付けた２段式アンテナを用いることにより、アンテナ全
体を一層コンパクト化できる。

【００２６】

【発明の実施の形態】次に、本発明の形態について、具
体的な例を挙げ、図を参照して説明する。

【００２７】図１は、本発明の携帯無線機用アンテナの
一例を示した概略図である。この図に示したように、こ
のアンテナは、プラスチックチューブ２１で被覆された
棒状の第１のアンテナエレメント１０と、第１のアンテ
ナエレメント１０の一端に絶縁性プラスチックからなる
ジョイント部１１を介して取り付けられた導電性スリー
ブ１２と、導電性スリーブ１２に接続され第１のアンテ
ナエレメント１０と電気的に容量結合される第２のアン
テナエレメント２０と、第１のアンテナエレメント１０
の他端に設けられた導電性のストッパー１３と、アンテ
ナ全体を携帯無線機の筐体（図示せず）に固定する機能
を併せ持つ給電部１６を有するホルダー１４を有する。

【００２８】ホルダー１４の給電部１６は金属からな
り、外部に無線機筐体に固定するためのネジが設けら
れ、内部にストッパー１３、ジョイント部１１もしくは
導電性スリーブ１２に、ホルダーを嵌合した際に保持に
用いる、導電性のばね材料からなる可撓性部材１８が設
けられている。

【００２９】また、本図における左側、即ち第２のアン
テナエレメント２０の側には、プラスチックからなる略
円筒形の絶縁部材１５が一体に設けられている。絶縁部
材１５の内部には、第３のアンテナエレメント２２とし
て、リン青銅の線材のコイルが配置されていて、コイル
の両端が絶縁部材の内部に露出して接続端子１９を形成
している。そして、図における給電部側の接続端子１９
は、外力を受けない状態では、給電部１６の表面からは
一定の距離を置いた状態に配置され、給電部１６とは接
触しない。

【００３０】図２（ａ）は、本発明の携帯無線機用アン
テナを無線機筐体から引き出した状態を示す図である。
この状態では、ストッパー１３が給電部１６と電気的に
接続し、第１のアンテナエレメント１０と、第１のアン
テナエレメント１０と容量結合された第２のアンテナエ
レメント２０がアンテナとして機能する。この際、第３
のアンテナエレメント２２は、図における右側の接続端
子１９が、ストッパー１３と接触しないので、アンテナ
として機能しない。

【００３１】また、ここでは具体的な図を示さないが、
第３のアンテナエレメント２２の電気的長さを、携帯無
線機を含む各種機器に影響を及ぼさない周波数に設定す
るにより、給電部側の接続端子１９を常時給電部１６に
接続してもよい。このような構造とした場合、接続端子
１９を１箇所に減らすことができるので、信頼性向上を
図ることができる。

【００３２】図２（ｂ）は、本発明の携帯無線機用アン
テナを筐体に収納した状態を示す図である。この状態で
は、図における左側の接続端子１９が導電スリーブ１２
に接触し、図における右側の接続端子１９がジョイント
部１１により給電部１６に押し付けられて接触し、第２
のアンテナエレメント２０と第３のアンテナエレメント
２２が電気的に接続して、アンテナとして機能する。こ
の場合も、給電部側の接続端子１９を常時給電部１６に
接続した状態にすることで、前記と同様の効果が得られ
る。

【００３３】また、具体的に図示しないが、第３のアン
テナエレメント２２の、図のおける左側の接続端子１９
をジョイント部に接触させた状態では、第２のアンテナ
エレメント第３のアンテナエレメントが容量結合して、
アンテナとして機能する。また、スリーブ部とジョイン
ト部の両方に接触させても良いが、この場合はスリーブ
部のみに接触させたものに近くなる。更に、これも具体
的に図示しないが、図における左側の接続端子１９がな
い構造とすることで、同様に第２のアンテナエレメント
と第３のアンテナエレメントを、容量結合させた状態で
アンテナとして機能させることも可能であるが、この場
合も接続端子を減らすことで、信頼性向上を図ることが
できる。

【００３４】なお、これも具体的に図示しないが、第１
のアンテナエレメントとして、従来用いられている２段
式アンテナ、即ち、円筒状の部材の中に摺動可能な棒状
の第２の部材を取り付けた構造のアンテナを用いること
により、アンテナの収納スペース減少や、アンテナを引
き出した状態での特性向上を図ることができる。

【００３５】また、図３は、従来の携帯無線機用アンテ
ナと本発明の携帯無線機アンテナの長さを比較するため
の模式図である。図３（ａ）は第１のアンテナエレメン
トとして、２段式アンテナを用いた例、図３（ｂ）は第
１のアンテナエレメントとして、通常のロッドアンテナ
を用いた例、図３（ｃ）は本発明の例を示す。本発明の
携帯無線機用アンテナにおいては、第３のアンテナエレ
メントを設けてあるため、各アンテナエレメントの電気
的長さを１／２にすることが可能なので、全体の長さも
従来品に比較して約半分とすることができる。

【００３６】図４は、本発明の携帯無線機用アンテナの
電気的長さを模式的に示したもので、図４（ａ）は引き
出した場合、図４（ｂ）は収納した場合を示す。図４
（ａ）は電気的長さがλ／８の第１のアンテナエレメン
ト４２と、やはり電気的長さがλ／８の第２アンテナエ
レメント４１が容量結合し、全体の電気的長さがλ／４
となっていることを示す。図４（ｂ）は、電気的長さが
λ／８の第３のアンテナエレメント４３と、第２のアン
テナエレメント４１が接続し、アンテナ全体の電気的長
さがλ／４となっていることを示す。

【００３７】ここでは、各アンテナエレメントの電気的
長さをλ／８に設定してあるが、アンテナ全体としての
電気的長さが、送受信に用いる周波数帯域に対応してい
れば、必ずしも同一の電気的長さに設定する必要がな
い。

【００３８】また、ここに示した例では、第１のアンテ
ナエレメントと第２のアンテナエレメントの距離を１ｍ
ｍとしているが、この長さを適宜変えることで、送受信
特性を調整することができる。なお、この距離を５ｍｍ
以下に限定したのは、５ｍｍ以上の範囲では、所要の容
量結合特性が得られなくなるからである。

【００３９】図５は、第１のアンテナエレメント５２
と、第２のアンテナエレメント５１と、第３のアンテナ
エレメント５３の電気的長さを、それぞれλ_１／８、λ
_２／８、λ_３／８とした場合について、各アンテナエレ
メントの接続状態における、アンテナ全体の電気的長さ
を模式的に示したものである。

【００４０】図５（ａ）は、第１のアンテナエレメント
５２と第２のアンテナエレメント５１を容量結合させた
場合を示し、その電気的長さはλ_４／４となる。また、
図５（ｂ）は、第１のアンテナエレメント５２と第３の
アンテナエレメント５３を電気的に接続させた場合を示
し、その電気的長さはλ_５／４となる。このように各ア
ンテナエレメントの電気的長さを別個に設定することに
より、アンテナ全体の電気的長さを、複数の周波数帯域
に対応させることが可能となる。

【００４１】更に、第１のアンテナエレメントを無線機
筐体に収納した状態では、第２のアンテナエレメントと
第３のアンテナエレメントの接続状態により、容量結
合、電気的な接続のいずれにも設定可能で、アンテナ全
体の電気的長さを変えることもできるので、これによっ
ても、アンテナの対応周波数帯域を変えることができ
る。

【００４２】

【発明の効果】以上、具体的に示したように、本発明に
よれば、携帯無線機用のアンテナを従来に比較して大幅
にコンパクト化することができる。これによって、特に
非使用時に中央部で折りたたむ構造の携帯電話などで
は、アンテナの収納スペースが減少するので、設計の自
由度が増大する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の携帯無線機用アンテナの概略図。

【図２】本発明の携帯無線機用アンテナの概略図で、図
２（ａ）は無線機筐体から引き出した状態、図２（ｂ）
は無線機筐体に収納した状態。

【図３】携帯無線機用アンテナの従来例と本発明の例を
示す模式図で、図３（ａ）、図３（ｂ）は従来例を示す
図、図３（ｃ）は本発明の例を示す図。

【図４】本発明の携帯無線機用アンテナの電気的長さを
模式的に示した図で、図４（ａ）は引き出した場合を示
す図、図４（ｂ）は収納した場合を示す図。

【図５】本発明の携帯無線機用アンテナにおける、各ア
ンテナエレメントの電気的長さを別個に設定した場合
の、アンテナ全体電気的長さを模式的に示した図で、図
５（ａ）は引き出した場合を示す図、図５（ｂ）は収納
した場合を示す図。

【図６】従来の携帯無線機用アンテナの電気的長さを模
式的に示した図で、図６（ａ）は引き出した場合を示す
図、図６（ｂ）は収納した場合を示す図。

【図７】携帯無線機用アンテナの従来例の概略図。

【符号の説明】１０，３２，３５，３８，４２，５２，７２第１の
アンテナエレメント１１，７５ジョイント部１２，７６導電性スリーブ１３，７４ストッパー１４，３３，３６，３９，７３ホルダー１５絶縁部材１６給電部１７，７７プラスチックカバー１８可撓性部材１９接続端子２０，３１，３４，３７，４１，５１，７１第２の
アンテナエレメント２１プラスチックチューブ２２，４３，５３第３のアンテナエレメント

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】棒状の第１のアンテナエレメントと、第
１のアンテナエレメントの一端に絶縁性プラスチックか
らなるジョイント部を介して取り付けられた導電性スリ
ーブと、導電性スリーブに接続され、第１のアンテナエ
レメントと電気的に容量結合される第２のアンテナエレ
メントと、第１のアンテナエレメントの他端に設けられ
た導電性のストッパーと、携帯無線機の筐体に固着さ
れ、第１のアンテナエレメントもしくは第２のアンテナ
エレメントへの給電部を有するホルダーを備えてなる携
帯無線機用アンテナにおいて、ホルダーと一体に設けら
れた略円筒状の絶縁部材の内部に第３のアンテナエレメ
ントが配置されてなることを特徴とする携帯無線機用ア
ンテナ。
【請求項２】請求項１に記載の携帯無線機用アンテナ
において、第３のアンテナエレメントは導体の線材から
なるコイルであり、少なくとも一端が、絶縁部材の内周
側に露出して、接続端子を形成してなることを特徴とす
る携帯無線機用アンテナ。
【請求項３】請求項１もしくは請求項２のいずれかに
記載の携帯無線機用アンテナにおいて、ホルダーと一体
に設けられた略円筒状の絶縁部材が、第２のアンテナエ
レメント側に設けられ、第３のアンテナエレメントの接
続端子の一方は、給電部側に延長され、かつ、外力を受
けない状態では給電部に接触しない位置に配置されてな
ることを特徴とする携帯無線機用アンテナ。
【請求項４】請求項１ないし請求項３のいずれかに記
載の携帯無線機用アンテナにおいて、第１のアンテナエ
レメントを携帯無線機の筐体から引き出した状態では、
ストッパーとホルダーに設けられた給電部との接触によ
り、第１のアンテナエレメントとホルダーが電気的に接
続されて、第１のアンテナエレメント、及び第１のアン
テナエレメントと容量結合された第２のアンテナエレメ
ントがアンテナとして機能することを特徴とする携帯無
線機用アンテナ。
【請求項５】請求項１ないし請求項４のいずれかに記
載の携帯無線機用アンテナにおいて、第１のアンテナエ
レメントを携帯無線機の筐体内に収納した状態では、導
電性スリーブに、ホルダーと一体に設けられた略円筒状
の絶縁部材が嵌合することで、給電部側に配置された第
３のアンテナエレメントの接続端子が、ジョイント部に
より給電部に押し付けられ、第３のアンテナエレメント
の他方の接続端子が導電性スリーブに接触して、第２の
アンテナエレメント及び第３のアンテナエレメントが電
気的に接続することにより、アンテナとして機能するこ
とを特徴とする携帯無線機用アンテナ。
【請求項６】請求項１ないし請求項４のいずれかに記
載の携帯無線機用アンテナにおいて、第１のアンテナエ
レメントを携帯無線機の筐体内に収納した状態では、ジ
ョイント部に、ホルダーと一体に設けられた略円筒状の
絶縁部材が嵌合することで、給電部側に配置された第３
のアンテナエレメントの接続端子が、ジョイント部によ
り給電部に押し付けられ、第３のアンテナエレメントの
他方の接続端子がジョイント部に接触して、第２のアン
テナエレメントと第３のアンテナエレメントが容量結合
することにより、アンテナとして機能することを特徴と
する携帯無線機用アンテナ。
【請求項７】請求項１ないし請求項６のいずれかに記
載の携帯無線機用アンテナにおいて、第３のアンテナエ
レメントは、ばね材料からなることを特徴とする携帯無
線機用アンテナ。
【請求項８】請求項１ないし請求項７のいずれかに記
載の携帯無線機用アンテナにおいて、第１のアンテナエ
レメント、第２のアンテナエレメント、第３のアンテナ
エレメントの電気的長さがそれぞれ異なることを特徴と
する携帯無線機用アンテナ。
【請求項９】請求項１ないし請求項８のいずれかに記
載の携帯無線機用アンテナにおいて、導電性スリーブの
第１のアンテナエレメント側の端部と、第１のアンテナ
エレメントの導電性スリーブ側の端部との距離は、０〜
５ｍｍであることを特徴とする携帯無線機用アンテナ。
【請求項１０】請求項１ないし請求項９に記載の携帯
無線機用アンテナにおいて、第１のアンテナエレメント
と第２のアンテナエレメントを容量結合させた場合と、
第２のアンテナエレメントと第３のアンテナエレメント
を電気的に接続もしくは容量結合させた場合のそれぞれ
が、異なる電気的長さを有することを特徴とする携帯無
線機用アンテナ。
【請求項１１】請求項１０に記載の携帯無線機用アン
テナにおいて、第１、第２、第３の各アンテナエレメン
トの接続方法の相違によって得られる、アンテナ全体の
異なる電気的長さを、複数の周波数帯域に対応させるこ
とを特徴とする携帯無線機用アンテナ。
【請求項１２】請求項１ないし請求項１１のいずれか
に記載の携帯無線機用アンテナにおいて、第１のアンテ
ナエレメントは、円筒状の第１の部材の中空部に摺動可
能な棒状の第２の部材を収納した、２段式であることを
特徴とする携帯無線機アンテナ。