JP2003037409A - アンテナ装置 - Google Patents
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Abstract
も、広帯域での送受信が可能なアンテナ装置を提供す
る。 【解決手段】 絶縁インシュレータ(9)の外側面に、
ロッドアンテナ(2)の収納状態でアンテナとして作用
するヘリカルアンテナ(11)を配置し、絶縁インシュ
レータ(9)の肉厚部(9d)を介してヘリカルアンテ
ナ(11)の上端部(11b)と対向する部位に電極板
(12)を取り付ける。絶縁性の肉厚部(9d)を介し
て電極板(12)を取り付けることにより、ヘリカルア
ンテナ(11)の先端側にコンデンサ(C1)を形成
し、ヘリカルアンテナ(11)のQを低下させて、広帯
域での送受信を可能とする。
Description
に備えられるアンテナ装置に関し、特に、ロッドアンテ
ナが携帯通信機器の筺体内に出没自在に取り付けられる
アンテナ装置に関する。
用する携帯通信機器においては、移動中にできるだけコ
ンパクトな形状とするように、ロッドアンテナを携帯通
信機器の筺体内に収納させるようにしている。
収納した状態でも、呼び出し信号等を受信可能な状態と
して待機する必要があり、ロッドアンテナを筺体内に収
納した状態であっても、送受信が可能なアンテナ装置
が、例えば特許第2764349号の特許公報において
開示されている。
図7で説明する。これらの図に示すように、携帯通信機
器の筺体101の上面に、給電金具102が取り付けら
れ、給電金具102のサポート孔内に取り付けられた筒
状の弾性接触片104を通して、ロッドアンテナ103
が筺体101に対して出没できるようになっている。
使用帯域周波数fで共振する1/4波長のロッドアンテ
ナエレメントで構成される。ロッドアンテナエレメント
の上方は、絶縁被覆により覆われ、絶縁被覆の上端は、
収納ストッパーを兼ねる摘み103aとなり、また、下
方は、引き出しストッパーを兼ねる接続金具103bが
固着され、周囲が覆われてる。
07内に一体成形された螺旋状のヘリカルアンテナ10
8の基端巻線部が取り付けられている。ヘリカルアンテ
ナ108も周波数fで共振する1/4波長型のアンテナ
で、その基端巻線部が給電金具102に電気接続するこ
とにより、給電線105を介して回路基板106上の空
中線結合回路(図示せず)に、常時接続している。
において、ロッドアンテナ103を筺体101から引き
出した図6(a)に示す伸張状態では、ロッドアンテナ
103の接続金具103bが弾性接触片104に接触
し、給電金具102には、同図(b)に示すように、ロ
ッドアンテナ103とヘリカルアンテナ108が並列状
態で接続される。
内に収納した収納状態では、図7(a)に示すように、
ロッドアンテナ103の絶縁被覆された上方部分が弾性
接触片104に接触するので、ロッドアンテナ103
は、給電金具102から絶縁された状態となるが、ヘリ
カルアンテナ108は、給電金具102に常時接続して
いるので、同図(b)に示すようにヘリカルアンテナ1
08が、空中線結合回路に接続するアンテナとして作用
する。
においても、携帯通信機器の使用帯域周波数fの無線信
号を送受信することができる。
テナ装置100によれば、ロッドアンテナ103の収納
状態においても送受信が可能となるが、ヘリカルアンテ
ナ108は、ロッドアンテナ103に比べてインダクタ
ンスが大きく、帯域幅BWに対する中心周波数f 0で定
義されるアンテナのQが高くなる。
路による調整が困難となり、収納状態での使用帯域幅が
狭く、充分な利得が得られないという問題があった。
になされたもので、ロッドアンテナを収納状態であって
も、広帯域での送受信が可能なアンテナ装置を提供する
ことを目的とする。
ため、請求項1のアンテナ装置は、ロッドアンテナエレ
メントと、ロッドアンテナエレメントの上方の絶縁ロッ
ド部と、ロッドアンテナエレメントの下方に電気接続す
る接続金具とが、直線上に一体に連結されたロッドアン
テナと、携帯通信機器の筺体に取り付けられ、中央に穿
設されたサポート孔に、ロッドアンテナを挿通させて筺
体に対して出没自在とするとともに、ロッドアンテナの
伸張状態で、ロッドアンテナの接続金具に電気接続する
給電金具と、中央に穿設された挿通孔が、ロッドアンテ
ナを挿通自在とするように、挿通孔をサポート孔と同軸
上に配置して、給電金具の上方に取り付けられる絶縁イ
ンシュレータと、絶縁インシュレータの外側面に配置さ
れ、基端巻線部が給電金具に電気接続されたヘリカルア
ンテナと、絶縁インシュレータの内方に取り付けられ、
絶縁インシュレータの肉厚部を介してヘリカルアンテナ
の先端巻線部と対向する電極板とを備え、ロッドアンテ
ナが筺体内に収納される収納状態で、ヘリカルアンテナ
の先端側に、ヘリカルアンテナの先端巻線部と肉厚部と
電極板で構成されるコンデンサを形成することを特徴と
する。
ヘリカルアンテナの先端巻線部に挟まれた誘電体とな
り、ヘリカルアンテナの先端側に直列に接続されるコン
デンサが形成される。
納される収納状態において、トップロードの容量が付加
され、ヘリカルアンテナのQが低下する。その結果、ヘ
リカルアンテナによる共振周波数の帯域が広がり、イン
ピーダンスの変化が少ないので、整合も容易となる。
旋状に巻回されているので、筺体から大きく突出するこ
となく、携帯通信機器として持ち運ぶ際の障害とならな
い。
張状態では、ロッドアンテナの基端部に固着された接続
金具が給電金具に静電的インピーダンス結合、若しくは
直接動電的結合で電気接続し、給電金具に並列に接続さ
れるロッドアンテナとヘリカルアンテナが、アンテナと
して作用する。
ナの伸張状態で、接続金具は、サポート孔内に挿通する
絶縁インシュレータの基端部を介して給電金具に対向す
るとともに、絶縁インシュレータの肉厚部を介してヘリ
カルアンテナの先端巻線部に対向し、静電的インピーダ
ンス結合で、ロッドアンテナの接続金具がヘリカルアン
テナと並列に電気接続することを特徴とする。
張状態では、ロッドアンテナの接続金具は、絶縁インシ
ュレータの基端部と肉厚部の部位にコンデンサが形成さ
れるので、静電的インピーダンス結合によって、給電金
具及びヘリカルアンテナの先端巻線部に電気接続する。
位に形成される各コンデンサの容量を調整することによ
り、ロッドアンテナの特性にばらつきがあっても、アン
テナ装置全体で使用帯域周波数f0で共振するように調
整できる。
端を、絶縁インシュレータの挿通孔の内径より大径に形
成し、ロッドアンテナの引き出しストッパーとしたこと
を特徴とする。
引き出しストッパーが絶縁インシュレータに当接し、ロ
ッドアンテナが筺体から抜け出ることがない。
とによって、接続金具が、給電金具と、ヘリカルアンテ
ナの先端巻線部に対向する位置で位置決めすることがで
きるので、確実にその部位に設計値通りの容量のコンデ
ンサを形成できる。
縁インシュレータの挿通孔に沿った筒状に形成し、筒状
の電極板内に収容される接触バネを、ロッドアンテナの
外側面に弾性接触させ、ロッドアンテナを起立支持した
ことを特徴とする。
性接触するので、伸張状態で、がたつきなく起立支持さ
れる。
テナと電極板が、直接、動電的結合で電気接続するの
で、ロッドアンテナとヘリカルアンテナ間の容量は、ロ
ッドアンテナと電極板間の距離に依存して変化すること
がなく、安定した静電的インピーダンス結合で電気接続
する。
1乃至図5により説明する。
ンテナ装置1は、携帯通信機器を移動させる際に、ロッ
ドアンテナ2を、その上端部に固定した摘み(収納スト
ッパー)3を残して携帯通信機器の筺体4内に収納した
状態(以下単に収納状態という)としている。
は、図2に示すように、摘み3を引き上げ、ロッドアン
テナ2を筺体4から引き出した状態(以下単に伸張状態
という)とするものである。
携帯通信機器の送信回路、受信回路、整合回路を含む空
中線結合回路等を構成する高周波回路部品(図示せず)
が実装された回路基板であり、回路基板5の空中線結合
回路は、給電線6を介して筺体4の上面に取り付けられ
た取付リング7に電気接続している。尚、本実施の形態
において、特に、静電的インピーダンス結合と記載しな
い限り、電気接続は、直流でも電流が流れる動電的結合
を意味する。
され、給電金具8を螺着するようにしている。給電金具
8は、その外側面に設けられたフランジ部8aが筺体4
に当接するまで取付リング7にねじ込まれ、筺体4へ取
り付けられる。
設された略円筒状の金具であり、サポート孔10に、絶
縁インシュレータ9の基端部9aと、ロッドアンテナ2
を挿通させ、ロッドアンテナ2を筺体4に対して出没自
在としている。
で全体がほぼ円筒形に形成されたもので、その中心軸に
沿って挿通孔9bが形成され、ロッドアンテナ2を挿通
自在としている。図示するように、絶縁インシュレータ
9は、挿通孔9bが、サポート孔10と同軸線上に配置
されるように、給電金具8上に取り付けられるもので、
取り付けられた状態で、その基端部9aは、サポート孔
10内に嵌挿され、給電金具8のサポート孔10に露出
する内側面を覆っている。
凹部9cとなり、この電極収容凹部9c内に、後述する
電極板12と接触バネ13が収容される。
f0の無線信号を送受信する1/4波長のアンテナとな
るもので、隣青銅の線材を螺旋状に巻回してなるもので
ある。
の内径は、給電金具8の上筒部8bの外径より僅かに短
く、螺旋状の基端巻線部11aが上筒部8bの外側面に
弾性接触することにより、ヘリカルアンテナ11が起立
支持され、また、同時に基端巻線部11aと給電金具8
が直接電気接続する。
具8上の絶縁インシュレータ9の外側面に沿って配置さ
れ、位置決め支持される。このとき、ヘリカルアンテナ
11の先端巻線部11bは、内方に電極収容凹部9cが
形成された絶縁インシュレータ9の外側面に配置され
る。
は、図3に示すように、黄銅等の金属で、電極収容凹部
9cの内壁面に沿って取り付けられるように円筒状に形
成されたもので、その上端に一体に形成されたリング状
のフランジ部12aを、絶縁インシュレータ9の上面に
当接させて位置決めされる。
リカルアンテナ11の先端巻線部11bとの間で挟まれ
た絶縁インシュレータ9の肉厚部9dは、誘電体とな
り、電極板12と先端巻線部11b及びその間の肉厚部
9dで、図1(b)、図2(b)に示す所定容量c1の
コンデンサC1が形成される。
グ状の接触バネ13が嵌着される。接触バネ13は、ベ
リリウム銅等の弾性金属板で円筒状に形成されたもの
で、電極収容凹部9cの内底面と電極板12のフランジ
部12aに挟まれ、電極収容凹部9c内に位置決め収容
される。
隔で複数のバネ片が中心軸方向に向けて切り起こされ、
この複数のバネ片が、絶縁インシュレータ9の挿通孔9
bに挿通するロッドアンテナ2の外側面に、等角度間隔
の異なる位置から弾性接触するようになっている。これ
により、筺体4から引き出されたロッドアンテナ2は、
自重で筺体4内に落下することなく、起立支持される。
11、電極板12、接触バネ13等の各部品は、所定位
置に取り付けられた後、全体が截頭円錐形の絶縁カバー
14で覆われる。
等の部品を外力から保護するために合成ゴムなどの絶縁
性エラストマーで成形され、その基端側の内側面を給電
金具8の周囲に螺合させ、給電金具8のフランジ部8a
上に取り付けられる。絶縁カバー14の上面には、ロッ
ドアンテナ2の中間より大径で、摘み3より小径の貫通
孔14aが形成されている。
チタンニッケル合金のワイヤーで形成されたロッドアン
テナエレメント2aと、その上端に固着される絶縁ロッ
ド16及び摘み3と、ロッドアンテナエレメント2aの
外側面を覆う絶縁パイプ17と、ロッドアンテナエレメ
ント2aの基端の周囲を覆い固着される接続金具15と
で構成されている。
に固着される接続金具15とともに、携帯通信機器の使
用帯域周波数f0の無線信号について、1/4波長のア
ンテナとして作用するように、そのワイヤーの太さと長
さが定められている。
る摘み3は、ネジ止めして一体化されるもので、絶縁ロ
ッド16は、収納状態で、絶縁インシュレータ9の挿通
孔9bを挿通し、その下端が、絶縁インシュレータ9よ
り突出するように、その外径と長さが設定されている。
ンテナエレメント2aを挿通させるもので、ワイヤーで
可撓性のロッドアンテナエレメント2aを直線上に支持
し、また、その周囲を保護し絶縁するものである。
しい外径のロッド状に形成され、その下端は、拡径され
た引き出しストッパー15aとなっている。引き出しス
トッパー15aの外径は、絶縁インシュレータ9の挿通
孔9bの内径より大きく、また、給電金具8のサポート
孔10の内径より小さくなっている。従って、筺体4よ
り引き出されるロッドアンテナ2は、給電金具8には接
触せず、絶縁インシュレータ9の下端面に当接し、位置
決めされる。
ように、絶縁パイプ17から下方に突き出たロッドアン
テナエレメント2aの基端を絶縁パイプ17とともに加
締めて固着するもので、これにより、ロッドアンテナエ
レメント2aと電気接続している。
5は、挿通孔9b内で、上部が接触バネ13と弾性接触
し、下部が絶縁インシュレータ9の基端部9aを介して
給電金具8と対向する。
して電極板12と電気接続するので、ヘリカルアンテナ
11の先端巻線部11bとの間に、前述した容量c1の
コンデンサC1が形成される。また、接続金具15の下
部は、絶縁インシュレータ9の基端部9aを介して給電
金具8と対向するので、この間に、容量c2のコンデン
サC2が形成される。従って、伸張状態では、図2
(b)に示すように、ロッドアンテナ2は、ヘリカルア
ンテナ11と並列で、給電金具8に静電的インピーダン
ス結合により電気接続する。
状態と伸張状態における作用について説明する。
て、ロッドアンテナ2の摘み3は、絶縁カバー14に当
接し、ロッドアンテナ2は、筺体4内に収納される。
も、筺体4内に収納され、接触バネ13は、ロッドアン
テナ2の絶縁ロッド16に弾性接触するので、図1
(b)に示すように、ロッドアンテナ2は、アンテナと
して作用しない。一方、給電金具8に基端巻線部11a
を電気接続させたヘリカルアンテナ11は、給電金具8
に常時接続しているので、収納状態であっても、λ/4
型アンテナとして作用する。このヘリカルアンテナ11
には、その先端側である先端巻線部11bに、容量c1
のコンデンサC1が接続される。従って、帯域幅BWに
対する中心周波数f 0で定義されるヘリカルアンテナ1
1のQは、容量c1だけ容量が大きくなるので、低くな
り、より広い帯域で送受信が可能となる。
zとして、図4に示す従来のアンテナ装置と比較し、本
実施の形態に係るアンテナ装置1の利得を示すもので、
従来に比べて、広帯域で整合することが示されている。
従って、インピーダンスの変化が少ないので、整合回路
による調整が不要であり、ロッドアンテナ2を筺体4内
に収納した状態であっても、広帯域で良好な送受信感度
が得られる。
5の引き出しストッパー15aが絶縁インシュレータ9
に当接するまで、ロッドアンテナ2を引き出すと、図2
(a)に示すように、接続金具15の上部が接触バネ1
3と弾性接触し、下部が絶縁インシュレータ9の基端部
9aを介して給電金具8と対向する。
上部が、容量c1のコンデンサC1で、下部が、容量c
2のコンデンサC2で、それぞれ図2(b)に示すよう
に、ヘリカルアンテナ11の先端巻線部11bと給電金
具8に、静電的インピーダンス結合で電気接続し、ロッ
ドアンテナ2がλ/4型アンテナとして作用する。
1を小さくし、コンデンサC2の容量c2を大きくすれ
ば、接続金具15の下部と給電金具8間の静電的インピ
ーダンス結合が強くなり、給電金具8に対して、ロッド
アンテナ2とヘリカルアンテナ11とが、並列に電気接
続する状態に近づくので、ヘリカルアンテナ11自体は
並列に接続する補助アンテナとして作用する。
して、コンデンサC2の容量c2を小さくすれば、接続
金具15の上部とヘリカルアンテナ11の先端間の静電
的インピーダンス結合が強くなり、給電金具8に対し
て、ヘリカルアンテナ11の先端側にロッドアンテナ2
が直列に電気接続する状態に近づく。
テナ全体のインピーダンス、リアクタンスの不足分など
を、コンデンサC1とコンデンサC2の各容量を変化さ
せることにより、容易に調整することができ、量産され
るロッドアンテナ2にばらつきがあっても、電極板12
の形状等を変えるなどにより、簡単に所定の周波数f 0
で共振するように、調整できる。
となく、種々変形が可能である。例えば、上記実施の形
態において、伸張状態での接続金具15と給電金具8間
は、コンデンサを介した静電的インピーダンス結合で電
気接続する例で説明したが、接続金具15を給電金具8
に接触させるなどして、電気接続するものであってもよ
い。
9の電極収容孔9cに露出するもので説明したが、絶縁
インシュレータ9の内方にインサート成形などで埋め込
まれるものであってもよい。
エレメント2aの上方周囲を絶縁して覆うものであれ
ば、内部にロッドアンテナエレメント2aを収容するも
のであってもよく、更に、上端に取り付けられる摘み3
と一体に成形するものであってもよい。
ナ2を携帯通信機器の筺体4内に収納した収納状態で、
アンテナとして作用するヘリカルアンテナ11は、絶縁
インシュレータ9に電極板12を取り付けるだけで、そ
の先端側に、コンデンサC1が形成できる。従って、ア
ンテナのQが低下し、広帯域にわたってインピーダンス
が変化しないアンテナとなり、ヘリカルアンテナ11で
あっても、広帯域での送受信が可能となる。
アンテナ11で構成されているので、筺体4から大きく
突出することなく、携帯通信機器を収容し、持ち運ぶ際
の障害とならない。
リカルアンテナ11の先端側の2カ所の位置に形成され
るコンデンサC1、C2を介して、ロッドアンテナ2と
静電的インピーダンス結合するので、ロッドアンテナ2
のアンテナ特性を、コンデンサC1、C2の容量を変え
ることにより、容易に調整できる。
基端を、拡径するだけで、ロッドアンテナ2が筺体4か
ら抜け出ることを防止でき、引き出しストッパー15a
を別に設ける必要がなく、部品点数が増加しない。
ンシュレータに当接する位置を引き出し状態とすること
によって、引き出し状態で、接続金具15を、接触バネ
13が弾性接触するとともに、給電金具8と対向する位
置に確実に位置決めすることができる。
2の外側面に、接触バネ13が弾性接触するので、引き
出したロッドアンテナ2が筺体4内に落下することな
く、起立支持することができる。
接触し、接続金具15を電極板12に電気接続させるの
で、ロッドアンテナ2とヘリカルアンテナ11間の容量
は、ロッドアンテナ2と電極板12間の距離に依存し変
化することがなく、安定した静電的インピーダンス結合
で電気接続する。
収納状態を示し、(a)は、一部省略縦断面図、(b)
は、その等価回路図である。
一部省略縦断面図、(b)は、その等価回路図である。
面図である。
比(VSWR)をとり、収納状態での従来のアンテナ装
置によるアンテナ特性を示す周波数特性図である。
係るアンテナ装置1によるアンテナ特性を示す周波数特
性図である。
(a)は、一部省略縦断面図、(b)は、その等価回路
図である。
(a)は、一部省略縦断面図、(b)は、その等価回路
図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 ロッドアンテナエレメント(2a)と、
ロッドアンテナエレメント(2a)の上方の絶縁ロッド
部(16)と、ロッドアンテナエレメント(2a)の下
方に電気接続する接続金具(15)とが、直線上に一体
に連結されたロッドアンテナ(2)と、 携帯通信機器の筺体(4)に取り付けられ、中央に穿設
されたサポート孔(10)に、ロッドアンテナ(2)を
挿通させて筺体(4)に対して出没自在とするととも
に、ロッドアンテナ(2)の伸張状態で、ロッドアンテ
ナ(2)の接続金具(15)に電気接続する給電金具
(8)と、 中央に穿設された挿通孔(9b)が、ロッドアンテナ
(2)を挿通自在とするように、挿通孔(9b)をサポ
ート孔(10)と同軸上に配置して、給電金具(8)の
上方に取り付けられる絶縁インシュレータ(9)と、 絶縁インシュレータ(9)の外側面に配置され、基端巻
線部(11a)が給電金具(8)に電気接続されたヘリ
カルアンテナ(11)と、 絶縁インシュレータ(9)の内方に取り付けられ、絶縁
インシュレータ(9)の肉厚部(9d)を介してヘリカ
ルアンテナ(11)の先端巻線部(11b)と対向する
電極板(12)とを備え、 ロッドアンテナ(2)が筺体(4)内に収納される収納
状態で、ヘリカルアンテナ(11)の先端側に、ヘリカ
ルアンテナ(11)の先端巻線部(11b)と肉厚部
(9d)と電極板(12)で構成されるコンデンサ(C
1)を形成することを特徴とするアンテナ装置。 - 【請求項2】 ロッドアンテナ(2)の伸張状態で、接
続金具(15)は、サポート孔(10)内に挿通する絶
縁インシュレータ(9)の基端部(9a)を介して給電
金具(8)に対向するとともに、絶縁インシュレータ
(9)の肉厚部(9d)を介してヘリカルアンテナ(1
1)の先端巻線部(11b)に対向し、 静電的インピーダンス結合で、ロッドアンテナ(2)の
接続金具(15)がヘリカルアンテナ(11)と並列に
電気接続することを特徴とする請求項1記載のアンテナ
装置。 - 【請求項3】 接続金具(15)の基端を、絶縁インシ
ュレータ(9)の挿通孔(9b)の内径より大径に形成
し、ロッドアンテナ(2)の引き出しストッパー(15
a)としたことを特徴とする請求項2記載のアンテナ装
置。 - 【請求項4】 電極板(12)を、絶縁インシュレータ
(9)の挿通孔(9b)に沿った筒状に形成し、 筒状の電極板(12)内に収容される接触バネ(13)
を、ロッドアンテナ(2)の外側面に弾性接触させ、ロ
ッドアンテナ(2)を起立支持したことを特徴とする請
求項1乃至3のいずれか1項に記載のアンテナ装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001222135A JP3595518B2 (ja) | 2001-07-23 | 2001-07-23 | アンテナ装置 |
KR1020010078361A KR100766780B1 (ko) | 2001-07-23 | 2001-12-12 | 안테나 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
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