JP2003060425A - 低姿勢小型アンテナおよび同構成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 数ギガサイクルの電波の送受信に適用される
内蔵アンテナを改良し、より小形ならしめ、かつ、工業
的生産に適し、しかも同調帯域を広からしめる。 【解決手段】 基板５に「λ／４で共振する板状アンテ
ナパターン６」を形成するとともに、該パターン６の一
部にジグザグ状部６ａを設ける。一方、金属フレーム７
によって前記の基板５とボビン８とを支持し、該ボビン
８に「λ／４で共振するヘリカルコイル９」を巻成す
る。前記板状アンテナパターン６とヘリカルコイル９と
の間に、静電容量ｃが形成されて、電気的に結合され
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、小型の無線通信機
用の内蔵アンテナに関するものであって、小型，軽量
で、優れた利得と広帯域の同調特性とを有し、特に、工
業的生産に適している低姿勢で小型のアンテナに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】ＧＨｚ（ギガヘルツ）クラスの電波を送
受信するアンテナとして、λ／２で共振するホイップア
ンテナが用いられている。しかし、ホイップアンテナの
機械的な長さ寸法が約１０センチメートルであると、取
扱いに不便であったりするため、これを伸縮形に構成し
たり、傾倒形に構成したりして収納・伸長可能にするこ
とが多く用いられていた。しかし、収納・伸長可能な方
式では、その操作に手数を要する上に、伸長姿勢のとき
に外部障害物と衝突して折損する虞れも有る。そこで、
λ／４程度に短縮され、伸長・収縮の手動操作を必要と
しない内蔵形のアンテナが開発された。この技術は本発
明者によって創作され、本出願人によって別途出願中
（特願２０００−２３７６２９号）のものである（以
下、未公知の先願という）。図９は、未公知の先願発明
において図１として掲げられた模式図である。全長λ／
４の板状アンテナ１は、Ｌ字状に折り曲げられ、その短
辺側の端１ａを地板２に取り付けられて支持されてい
る。一方、λ／４のアンテナ励振器３は、その入力端３
ｂを高周波回路４の出力端に接続され、かつ、その開放
端３ａが前記板状アンテナ１の開放端１ｃに対向離間し
て、静電結合容量ｃを形成している。本図９に示した未
公知の先願に係るアンテナは、その全長の電気的長さが
λ／４であって、その機械的な長さ寸法をλ／４未満に
短縮することもでき、これを内蔵式アンテナとして使用
すれば伸縮操作を必要としないので非常に便利であり、
外部障害物の衝突を受けて折損する虞れが無い。その
上、広帯域の同調性と高い利得とを有していて、アンテ
ナ特性が優れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、前記未公
知の発明を出願した後、その実用化試験研究を推進し、
実用条件の下においても所期の効果が発揮されることを
確認したが、その反面、なお改善の余地が有ることを発
見し、これを確認した。上記改善の余地について以下に
説明すると、このアンテナ装置を良好な特性で作動させ
るには、静電結合容量ｃが臨界結合状態を現出する適正
値であること、および、Ｌ字状に成形された板状アンテ
ナ１の長辺と地板２との平行度、および間隔寸法が適正
であることを必要とする。実験室的な使用条件では以上
の事項が別段の不具合を生じないが、このアンテナ（図
８）を工業的に大量生産すると、多数の製品の品質の均
一性（具体的にはアンテナ特性の均一性）を維持するこ
とが難しい。その理由は、金属板を短冊状に打ち抜いて
Ｌ字状に折り曲げた板状アンテナ１の、短辺側の端を地
板２に取り付けて、該板状アンテナ１の位置，姿勢を高
精度で規制することが容易でないからである。さらに、
アンテナ励振器３を前記板状アンテナ１に対して、高精
度で位置決めすることも容易ではない。本発明は上述の
事情に鑑みて為されたものであって、その目的とする処
は、前記未公知の先願に係るアンテナを改良して、小
形，伸縮不要，高性能（特に広帯域同調特性）という特
長を損うことなく、工業的生産における品質の均一性維
持するに適し、さらに高さ寸法（板状アンテナと地板と
の間隔寸法）をいっそう低くすることのできる技術を提
供するにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに創作した請求項１に係る発明方法の構成は、波長λ
近傍で同調するアンテナを構成する方法において、基板
の面に、λ／４で共振するアンテナパターンを形成し、
金属フレームの平板状部に対して上記の基板を対向せし
めて支持するとともに、その金属フレームによって、λ
／４で共振するヘリカルコイルを支持し、上記アンテナ
パターンの一方の端を金属フレームに対して接続，導通
せしめ、上記ヘリカルコイルの一端と、前記アンテナパ
ターンの一端とを対向させて静電容量を形成し、上記ヘ
リカルコイルの他端を高周波回路の出力端に接続して、
前記ヘリカルコイルをアンテナ励振器として作用させる
ことを特徴とする。請求項２に係る発明方法の構成は、
前記請求項１の発明の構成要件に加えて、上記ヘリカル
コイルと高周波回路の出力端を接続，導通せしめる手段
において、同軸ケーブルの芯線をヘリカルコイルの一端
に、外部導体を上記金属フレームにそれぞれ接続、導通
せしめ、前記同軸ケーブルの芯線のもう一方の端を高周
波回路の出力端に、外部導体を高周波回路の地板に、そ
れぞれ接続することを特徴とする。

【０００５】請求項３に係る発明方法の構成は、波長λ
近傍で同調するアンテナを構成する方法において、基板
の面の片端に、λ／４で共振するアンテナパターンを形
成するとともに、上記基板の他方の端付近に、λ／４で
共振する励振器パターンを形成し、前記アンテナパター
ンと励振器パターンとを対向離間させて両者の間に静電
容量を形成せしめ、前記基板に対向する平面状部分を有
する金属フレームによって、該基板を支持し、前記励振
器パターンの一端を高周波回路の出力端に接続すること
を特徴とする。請求項４に係る発明方法の構成は、前記
請求項３の発明の構成要件に加えて、上記励振器パター
ンと高周波回路を接続，導通せしめる手段において、同
軸ケーブルの芯線をλ／４励振器パターンの一端に、外
部導体を上記金属フレームにそれぞれ接続、導通せし
め、前記同軸ケーブルの芯線のもう一方の端を高周波回
路の出力端に、外部導体を高周波回路の地板に、それぞ
れ接続することを特徴とする。

【０００６】請求項５に係る発明方法の構成は、前記請
求項１もしくは請求項３の構成要件に加えて、前記アン
テナパターンは、前記基板上に形成された、長方形もし
くはジグザグ状部を有する概要的に短冊状であり、上記
基板が金属フレームによって支持されるとともに、上記
ジグザグ状部付近が上記金属フレームに接続、導通され
ることを特徴とする。

【０００７】請求項６に係る発明方法の構成は、前記請
求項１もしくは請求項３の発明の構成要件に加えて、前
記金属フレームの両端部に、取付ネジを挿通するための
孔を設けて、この孔に挿通した取付ネジを前記地板に螺
着して該金属フレームを地板に対して固定するとともに
導通せしめ、もしくは、前記金属フレームの両端部に、
「λ／４で共振するアンテナパターンを形成した基板」
と反対方向に突出する接地・取付用の端子を形成し、こ
の端子を地板に貫通させてはんだ付けすることを特徴と
する。

【０００８】請求項７に係る発明方法の構成は、前記請
求項１もしくは請求項３の発明の構成要件に加えて、前
記の金属フレームに、前記アンテナパターンを形成され
た基板とほぼ等しい長方形状の平板状部を形成し、上記
平板状部の端部付近をほぼ直角に折り曲げて立壁状部を
形成するとともに、該立壁状部の先端付近で前記アンテ
ナパターンを形成された基板を支持し、かつ、前記長方
形状の平板状部を、その長辺に沿ってほぼ直角に折り曲
げ、補強リブとして機能する補強縁を形成して、前記平
板状部の歪みを防止することを特徴とする。

【０００９】請求項８に係る発明方法の構成は、前記請
求項１の発明方法の構成要件に加えて、前記ヘリカルコ
イルを円柱状ボビンに巻き付けて形成し、該ボビンを前
記金属フレームに取り付け、前記アンテナを形成した基
板の片方の端を金属フレームに取り付けて支持するとと
もに、上記基板の他方付近を前記のボビンに取り付けて
支持することを特徴とする。

【００１０】請求項９に係る低姿勢小型アンテナの構成
は、波長λ近傍で同調するアンテナにおいて、λ／４で
共振するアンテナパターンを形成された基板と、上記基
板の片端に取り付けられて該基板を支持し、アンテナパ
ターンに接続，導通された金属フレームと、上記金属フ
レームに取り付けられたコイル用のボビンと、上記ボビ
ンに巻回成形されて、λ／４で共振するヘリカルコイル
と、上記ヘリカルコイルの一端に芯線を接続，導通され
るとともに、外部導体を金属フレームに接続，導通され
た同軸ケーブルとを具備していて、上記金属フレーム
は、地板に装着できるようになっており、前記ヘリカル
コイルの他端と、前記アンテナパターンとが対向離間し
ていて、両者の間に静電容量が形成されていることを特
徴とする。請求項１０に係る低姿勢小型アンテナの構成
は、前記請求項９の発明の構成要件に加えて、上記ヘリ
カルコイルと高周波回路の出力端を接続，導通せしめる
手段において、同軸ケーブルの芯線をヘリカルコイルの
一端に、外部導体を上記金属フレームにそれぞれ接続，
導通せしめ、前記同軸ケーブルの芯線のもう一方の端を
高周波回路の出力端に、外部導体を高周波回路の地板
に、それぞれ接続することを特徴とする。

【００１１】請求項１１の発明に係る低姿勢小型アンテ
ナの構成は、波長λ近傍で同調するアンテナにおいて、
基板の面の一端、λ／４で共振するアンテナパターンを
形成するとともに、上記基板の他端付近に、λ／４で共
振する励振器パターンとが形成されるとともに、上記双
方のパターンが対向離間して両者の間に静電容量が形成
されており、上記の基板が金属フレームによって支持さ
れるとともに、前記アンテナパターンが上記金属フレー
ムに接続，導通され、かつ、同軸ケーブルの外部導体が
上記金属フレームに接続，導通されるとともに、該同軸
ケーブルの芯線が「前記励振器パターンが前記アンテナ
パターンに対向している部分の反対側の端部付近」に接
続，導通され、前記金属フレームが高周波回路基板に形
成された地板に装着し得るようになっていることを特徴
とする。請求項１２の発明に係る低姿勢小型アンテナの
構成は、前記請求項１１の発明の構成要件に加えて、上
記励振器パターンと高周波回路を接続，導通せしめる手
段において、同軸ケーブルの芯線をλ／４励振器パター
ンの一端に、外部導体を上記金属フレームにそれぞれ接
続、導通せしめ、前記同軸ケーブルの芯線のもう一方の
端を高周波回路の出力端に、外部導体を高周波回路の地
板に、それぞれ接続することを特徴とする。請求項１３
の発明に係る低姿勢小型アンテナの構成は、前記請求項
９もしくは請求項１１の発明の構成要件に加えて、前記
アンテナパターンは、前記基板上に形成された、長方形
もしくはジグザグ状部を有する概要的に短冊状であり、
上記基板が金属フレームによって支持されるとともに、
上記ジグザグ状部付近が上記金属フレームに接続、導通
されることを特徴とする。請求項１４の発明に係る低姿
勢小型アンテナの構成は、前記請求項９もしくは請求項
１１の発明の構成要件に加えて、前記の金属フレームの
形状，寸法は、前記基板に類似する部分を有しており、
上記基板に類似している部分の長手方向の両端部が、取
付ネジにより、もしくは取付用の接地端子により、地板
に対して機械的に固定されるとともに電気的に導通され
ていることを特徴とする。

【００１２】請求項１５の発明に係る低姿勢小型アンテ
ナの構成は、前記請求項９もしくは請求項１１の発明の
構成要件に加えて、前記の金属フレームは、前記短冊状
の基板に類似した形状、寸法の平板状部分を有してお
り、上記平板状部の長手方向の端部付近がほぼ直角に折
り曲げられて立壁状部が形成されるとともに、該立壁状
部の端付近に前記短冊状の基板が取り付けられて支持さ
れており、かつ上記平板状部の長手方向の縁がほぼ直角
に折り曲げられて、該平板状部の歪みを防止する補強リ
ブとして機能し得るようになっていることを特徴とす
る。

【００１３】請求項１６の発明に係る低姿勢小型アンテ
ナの構成は、前記請求項９の発明の構成要件に加えて、
前記金属フレームに形成された平板状部に、係合用の孔
もしくは切欠が設けられるとともに、前記ボビンの片方
の端面に係合用の突起が設けられ、かつ、前記短冊状基
板の長手方向の端部付近に、係合用の孔もしくは切欠が
設けられるとともに、前記ボビンの他方の端面に係合用
の突起が設けられて、２組の「係合孔もしくは係合切欠
と係合用突起との対偶」が形成されており、前記のボビ
ンを、その中心線まわりに回動せしめることによって、
上記２組の係合対待遇が、同時に係合されたり同時に離
脱されたりするようになっていることを特徴とする。

【００１４】請求項１７の発明に係る低姿勢小型アンテ
ナの構成は、波長λ近傍で同調するアンテナにおいて、
概要的に短冊状をなし、ジグザグ状部を形成された、λ
／４で共振する板状アンテナのパターンを形成された基
板と、上記の基板の長手方向の片方の端に取り付けられ
て該基板を支持し、板状アンテナパターンのジグザグ状
部付近に接続，導通された金属フレームと、上記金属フ
レームに取り付けられたコイル用のボビンと、上記ボビ
ンに巻回成形されて、λ／４で共振するヘリカルコイル
と、上記ヘリカルコイルの一端に芯線を接続，導通され
るとともに、外部導体を金属フレームに接続，導通され
た同軸ケーブルとを具備しており、かつ、前記金属フレ
ームに、 イ．前記短冊状の基板とほぼ等しい形状，寸法を有し、
該基板に対してほぼ平行に対向している平板状部分と、 ロ．短冊状の平板状部分の長辺に隣接して、その幅方向
に同一平面に沿って延長した形状の延長部と、 ハ．前記平板状部と延長部とが一体に連接された長方形
板状部分の周囲の大半の部分が、前記基板と反対側に折
り曲げられた補強縁と、 ニ．前記延長部に穿たれた、地板取付ネジ用の透孔と、
が設けられていて、 前記ヘリカルコイルの他端と、前記板状アンテナパター
ンとが対向離間して、両者の間に静電容量が形成されて
いることを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は本発明の１実施形態を示す
模式的な斜視図であって、請求項１および請求項６に対
応し、請求項５および請求項１０の構成も表している。
符号５を付して示したのは短冊状の基板である。本発明
において短冊状とは、外見的に明らかに正方形と異なる
長方形、および、これに類似した形状をいう。上記の基
板５の片面の大半を覆って、λ／４で共振する板状アン
テナ素子のパターン６が形成されている。このアンテナ
パターン６は、基板面の長手方向の片側に寄せて配置さ
れている。Ｘ−Ｘ´は、基板５の長手方向の中心線であ
り、本例においてはλ／４板状アンテナパターン６がＸ
側に寄せられ、Ｘ´側の端部はパターンの無い区域にな
っている。上記λ／４板状アンテナパターン６の、Ｘ−
Ｘ´方向についてＸ側に片寄せてジグザグ状部６ａが設
けられている。このようにしてジグザグ状部を設ける
と、電気的長さλ／４の板状アンテナの機械的長さ寸法
をλ／４よりも短くすることができる。しかし、充分な
注意を払わないでジグザグ状部を設けるとアンテナ性能
（利得，同調帯域幅）を著しく劣化させる虞れが有る。
本実施形態のようにジグザグ状部６ａをＸ側（板状アン
テナの接地端側）に片寄せると、ジグザグ状部に因るア
ンテナ性能の劣化を軽減することができる。

【００１６】符号７を付して示したのは、基板５を支持
する金属フレームである。上記金属フレーム７には、基
板５とほぼ同形、同寸の平板状部７ａが形成されてい
る。この金属フレーム７はアンテナ性能の面からも重要
な構成部材であって、その長手方向の片方の端をほぼ直
角に折り上げて立壁状部７ｂを形成し、その上端の縁に
基板５のＸ側の端を取り付けて支持している。取付け方
法は限定されないが、本例においては基板面にパターン
を形成している金属膜にハンダ付けした。上記平板状部
７ａの長手方向の平行２辺を補強リブ状にほぼ直角に折
り曲げて補強縁７ｃを形成してある。金属フレーム７の
端部や２辺の折り曲げ角度は直角であることが望ましい
が、機構学的に等価な構造であれば、必ずしも直角でな
くても本発明の技術的範囲に属する。符号７ｄ、７ｅを
付して示したのは、それぞれ金属フレーム７の板金素材
から切り起こして形成された端子で、回路基板（図外）
の地板に挿通してハンダ付けされる。これにより，金属
フレーム７は機械的に地板に固定されるとともに、電気
的に地板と一体になる。

【００１７】ボビン８は、図２を参照して後に述べるよ
うに、上，下の端面をそれぞれ基板５と金属フレーム平
板状部７ａとに取り付けられ、支柱としての役目も兼ね
ており、λ／４で共振するヘリカルコイル９を巻回され
ている。上記ヘリカルコイル９の下端９ａに、同軸ケー
ブル１０の芯線１０ａが接続され、その外部導体１０ｂ
は金属フレーム７に接続導通されている。この同軸ケー
ブル１０の他端にはケーブルコネクタ１０ｃが接続され
ていて、高周波回路（図外）の出力端に接続導通され
る。これにより、前記ヘリカルコイル９の下端９ａは入
力端となり、その上端が出力端９ｂとなる。該出力端９
ｂと、先に述べた板状アンテナパターン６との間に静電
容量ｃが形成され、前記ヘリカルコイル９はλ／４で共
振する励振器として機能し、前記アンテナパターン６は
後に図５を参照して説明するような優れたアンテナ特性
を発揮する。本図１に示した実施形態のアンテナは、そ
の機械的な高さ寸法Ｈが低く、機械的な長さ寸法Ｌが小
さいので、移動通信機などの内蔵アンテナとして好適で
ある。その上、本図１に示した構成部材が１個のアッセ
ンブリを形成していて、市場流通性を有しているので、
分業化されたアンテナ専門メーカーにとって、商取引，
計数，包装など各種の面で実用的に好都合である。

【００１８】図２は、前掲の図１に示した実施形態の要
部分解斜視図である。金属フレーム７の平板状部７ａ
は、その長手方向の片方の端に立壁状部７ｂが形成され
ている（既述）。その他方の端付近に、係合孔７ｆが穿
たれている。これに対応してボビン８の底面には下部係
合突起８ｂが設けられている。上記ボビン８の頂面には
上部係合突起８ａが設けられていて、これに対応する係
合孔５ａが、基板５のＸ′側の端部付近に設けられてい
る。このように構成すると、ボビン８の取り付けや、ボ
ビン８による基板５の支持に関して、接着などの煩雑な
操作を必要とせず、タップ立てやネジ螺合締付といった
構造や操作を必要とせず、迅速かつ容易にボビン８を取
り付けることができ、必要に応じて脱着することもでき
る。

【００１９】図３は、前掲の図１、図２と異なる実施形
態の模式的な斜視図である。本実施形態の基板５は、前
記実施形態における基板５に対応する構成部材である
が、前記実施形態におけるよりもＸ−Ｘ´方向の長さを
長く構成してある。該基板５のＸ側に寄せて、λ／４で
共振するアンテナパターン６、およびジグザグ状部６ａ
を設けてあることは前記実施形態と類似の構成である。
基板５がＸ−Ｘ´方向に長いので、そのＸ´側寄りには
アンテナパターン６が形成されていないスペースが出来
る。このスペースに、λ／４で共振する励振器パターン
１２を構成する。そして、上記λ／４励振器パターン１
２と前記λ／４アンテナパターン６とが対向している箇
所に、静電容量ｃを形成させる。符号１１を付して示し
たのは、前記の基板５を支持する金属フレームであっ
て、該基板とほぼ同形，同寸の平板状部１１ｂが形成さ
れている。上記平板状部１１ｂの、長手方向について両
端部付近に、それぞれ立壁状部１１ｂが設けられてい
て、該立壁状部１１ｂの上端の縁付近に前記の基板５を
取り付けて支持している。前記λ／４励振器パターン１
２の「アンテナパターン６に対向している側」の反対側
の端に同軸ケーブル１０の芯線が接続されている。本図
３においては読図を容易ならしめるように模式化して、
基板５の上面側に描いてあるが、本実施形態の実物にお
いては基板５の下面側（金属フレーム平板状部１１ａと
の間）に前記同軸ケーブル１０が配線されている。上記
同軸ケーブル１０の外部導体は、前記金属フレーム１１
に接続，導通されている。本図３に示した取付ネジ挿通
孔５ａについては、図４を参照して次に説明する。

【００２０】図４は、前掲の図３に示した実施形態の縦
断面図である。基板５を支持している金属フレーム１１
は、その平板状部１１ａを地板１５ａに装着して使用に
供される。本例の地板１５ａは、無線機（図外）の回路
基板１５の面に成膜された部材である。上記金属フレー
ム平板状部１１ａの長手方向について両端付近に孔１１
ｃが穿たれていて、この孔１１ｃに挿通された取付ネジ
１３により、該金属フレーム平板状部１１ａが地板１５
ａに密着せしめられて、機械的に固定されるとともに、
電気的に一体化される。上記の取付ネジ１３を取り付け
たり締め付けたりするため、基板５に取付ネジ挿通孔５
ａが穿たれている。１４はドライバである。先に本明細
書の段落番号０００３で述べたように、本発明は未公知
の先願に係るアンテナ技術の改良であり、広義にはブル
ーツース方式のアンテナに属する。この方式のアンテナ
は、充分な接地容量を前提として良好に機能するもので
あるから、金属フレームを完全に接地させることは非常
に重要である。本図４に例示した取付ネジ１３や、前掲
の図２に示した接地・取付端子７ｄ，７ｅが、金属フレ
ーム平板状部の両端それぞれに配設されているのは、金
属フレームの平板状部を、完全なアースとして機能させ
るための構成である。図５は、図１に示した実施形態に
おけるＳＷＲ特性図表であり、図６は図３に示した実施
形態におけるＳＷＲ特性図表であって、いずれの実施例
も数ギガサイクル付近で優れた広帯域性を有しているこ
とが分かる。

【００２１】図７は、先に図１に示した実施形態の変形
例を示す模式的な斜視図である。例えば既製の回路基板
に設けられた地板、もしくは既製の通信機に内蔵されて
いる地板に、本発明に係るアンテナを装着しようとした
とき、既製の基板に「本発明に係るアンテナの金属フレ
ーム」を装着する余裕面積の無い場合も起こり得る。こ
のような場合は、本図５に示した金属フレーム７´のよ
うに、平板状部７ａを側方ヘ延長した形の取付用延長部
７ｇを形成し、この延長部にネジ孔として使用する透孔
７ｈを穿つとともに、これに対応するネジ孔１６ａを地
板１６に設け、取付ネジ１３を透孔７ｈに挿通してネジ
孔１６ａに螺合し、これを締め付ける。これによって、
地板１６に仮想線で示したエリアｅを利用して本発明に
係るアンテナを設置することができる。なお、本実施形
態（図７）に示した地板１６は、回路基板に成膜された
地板であっても良く、板金製の単独の部材であっても良
い。

【００２２】図８は前記と異なる実施形態を示す。この
実施形態は、前掲の図１に示した実施形態の改良例であ
って、基板５，アンテナパターン６，ボビン８，ヘリカ
ルコイル９，同軸ケーブルコネクタ１０ｃ，および静電
容量ｃは、前掲の図１に示した実施形態におけると同様
ないし類似の構成部分である。本実施形態（図８）の金
属フレーム１７は、地板１６に対する取付状態を良くす
るため、前記実施形態（図１）の金属フレーム７を改良
した構成部材である。上記金属フレーム１７は、基板５
に対して平行に対向する平板状の部分１７ａと延長部１
７ｂとが一体に連設されるとともに、上記平板状部分１
７ａの端部が直角に折り上げた形に延長されて立壁状部
１７ｃを形成している。この立壁状部１７ｃは、前記実
施形態（図１）における立壁状部７ｂに対応する構成部
分であって、基板５を支持している。前記平板状部分１
７ａは、短冊状の基板５とほぼ等しい形状，寸法をなし
ていて、その長辺に隣接せしめて、同一平面状に、延長
部１７ｂが設けられている。この延長部１７ｂの長辺の
長さ寸法は、前記平板状部分１７ａの長さ寸法とほぼ等
しく設定することが望ましい。また、延長部１７ｂの幅
寸法は限定されないが、平板状部分１７ａの幅寸法と同
程度に設定しておくのが適当である。

【００２３】上述のように構成された結果、一体に連設
された平板状部分１７ａと延長部１７ｂとは、ほぼ長方
形をなす。この長方形の周囲の大半の部分を図の下方
（すなわち、基板５と反対側）に折り曲げて補強縁１７
ｄを形成する。この補強縁１７ｄを設けることによっ
て、一体成形された平板状部１７ａと延長部１７ｂとの
剛性が増し、歪みにくくなるのでアンテナ性能が安定
し、かつ、後に述べるようにして地板１６に装着したと
き、機械的な支持が強固になる。本発明において「周囲
の大半を折り曲げて補強縁を形成すること」は、周囲の
全部を折り曲げて補強縁を形成することも含む意である
が、必ずしも全周でなくても良い。本図８の例において
は板金成形の都合上、立壁状部１７ｃを折り上げた箇所
は補強縁が途切れている。また、切欠１７ｅは、図外の
構成部分との干渉を避けるために設けたものであって、
この部分でも補強縁が途切れている。なお、本図８にお
いて、上記切欠１７ｅの所に補強縁の断面が現れてい
て、その形状が容易に理解される。

【００２４】前記延長部１７ｂには、取付ネジ用の透孔
１７ｆが穿たれている。取付ネジ用のメネジ孔１６ａが
穿たれている地板１６の縁を、矢印ａのように金属フレ
ームの延長部１７ｂの上に重ね合わせ、取付ネジ１３を
屈曲矢印ｂのように透孔１７ｆに挿通した後、取付ネジ
孔１６ａに螺合して締め付ける。この図８に示したよう
にして金属フレーム１７を地板１６に接続すると、取付
ネジ１３の頭部が図の下向きになる。しなわち、該頭部
が地板１６からアンテナパターン６に向けて膨出するこ
とが無い。このため、取付ネジ１３がアンテナ性能に悪
影響を及ぼさない。

【００２５】

【発明の効果】以上に本発明の実施形態を挙げてその構
成，機能を明らかならしめたように、請求項１の発明方
法によると、板状アンテナパターンが基板面に形成され
ており、かつ、該アンテナパターンが金属フレームに接
続されるので、このアンテナパターンの精密な位置決め
が容易である。その上、アンテナ励振器として作用する
ヘリカルコイルを上記の基板に対して位置決めすること
によって、該ヘリカルコイルをアンテナパターンに対し
て位置決めすることができる。このように位置決めが容
易であるから、工業的に生産した場合、多数の製品の品
質（特にアンテナ特性）を均一ならしめることができ
る。請求項２の発明方法によると、請求項１の発明に係
る低姿勢小型アンテナを、高周波回路に対して容易かつ
確実に電気的に接続することができる。請求項３の発明
方法によると、λ／４アンテナパターンとλ／４励振器
パターンとが基板の面に形成されているので、両者の相
対的な位置関係を精密に規制することができ、かつ、上
記双方のパターンを「接地された金属フレーム」に対し
て正確に位置決めすることができる。このため、工業的
に生産した場合、多数の製品の品質（特にアンテナ性
能）が均一に保たれる。請求項４の発明方法によると、
請求項３の発明に係る低姿勢小型アンテナを、高周波回
路に対して容易かつ確実に電気的に接続することができ
る。請求項５の発明方法によると、請求項１の低姿勢小
型アンテナ、もしくは請求項３の低姿勢小型アンテナの
長さ寸法をいっそう短縮することができる。請求項６の
発明方法によると、金属フレームが地板に対して確実に
固定され、かつ確実に導通される。この種のアンテナ
は、充分な地板を有することを条件として、実用に耐え
得るアンテナ性能が得られる。このため、金属フレーム
を必須の構成とする請求項１、同 の発明において、本
請求項６を適用して該金属フレームを地板に対して機械
的に固定するとともに、電気的に一体化することの実用
的価値は多大である。請求項７の発明方法によると、基
板に対向する金属フレーム平板状部の平面度が確保さ
れ、かつ、基板と平板状部との位置関係が確実に規制さ
れるので、良好なアンテナ特性が得られ、特に、工業的
に生産した場合に、多数の製品の品質の均一性が保証さ
れる。請求項８の発明方法によると、基板の両端部と金
属フレーム平板状部の両端部とが、それぞれ相互に、立
壁状部とボビンとによって確実に支持され、その電気的
性能が良好に保たれる。特に、工業的に生産した場合、
多数の製品の均一性（特に、アンテナ性能の均一性）が
保証される。

【００２６】請求項９の発明アンテナによると、板状ア
ンテナのパターンが基板に形成され、かつ、該基板が金
属フレームに取り付けられ、一方、該金属フレームに取
り付けられたボビンにヘリカルコイルが巻成されてい
て、このヘリカルコイルが励振器として作用するので、
板状アンテナと励振器（ヘリカルコイル）との位置合わ
せが容易であり、使用中に狂う虞れも無い。同様の理由
により、工業的に生産した場合、多数の製品の品質（特
にアンテナ性能）に均一性が良い。請求項１０の発明に
よると、請求項９の発明に係る低姿勢小型アンテナを、
高周波回路に対して容易かつ確実に電気的に接続するこ
とができる。請求項１１の発明を適用すると、λ／４ア
ンテナパターンと、λ／４励振器パターンとが、共通の
基板（５）に形成されているので、双方のパターンの相
対的な位置関係が容易にかつ高精度で規制され、これを
工業的に生産した場合、多数の製品の品質が（特にアン
テナ性能）の均一性が保証される。請求項１２の発明に
よると、請求項１１に係る低姿勢小型アンテナを、高周
波回路に対して容易かつ確実に、電気的に接続すること
ができる。請求項１３の発明によると、請求項９もしく
は請求項１１の低姿勢小型アンテナの長さ寸法をいっそ
う短縮することができる。請求項１４の発明によると、
金属フレームの内で基板に対向している部分（すなわ
ち、板状アンテナパターンに対向している面）が、地板
に対して確実に固定され、かつ電気的に一体化される。
λ／４アンテナパターンは、上述のようにして確保され
た充分な地板容量の存在を前提として良好なアンテ特性
を発揮することができる。請求項１５の発明によると、
金属フレームの内で基板に対向している部分の平面度が
保たれ、かつ、該対向部分の間隔が規制されるので、所
望のアンテナ特性（高利得・広帯域性）が安定して得ら
れる。請求項１６の発明によると、励振器として機能す
るヘリカルコイルのボビンによって、「金属フレームに
対して基板を支持する役目」を兼ねさせるので、簡単な
構成で強固な枠状の構造が得られ、安定したアンテナ性
能が保持され、しかも上記ボビンの組立作業性が良く、
迅速、容易に組み付けることができる。

【００２７】請求項１１の発明のアンテナによると、板
状アンテナのパターンが基板に形成され、かつ、該基板
が金属フレームに取り付けられ、一方、該金属フレーム
に取り付けられたボビンにヘリカルコイルが巻成されて
いて、このヘリカルコイルが励振器として作用するの
で、板状アンテナと励振器（ヘリカルコイル）との位置
合わせが容易であり、使用中に狂う虞れも無い。その
上、金属フレームに形成された延長部に対して地板が取
り付けられるようになっており、かつ、金属フレームの
平板状部分と延長部とを一体成形された長方形板状部材
の周囲に補強縁が形成されているので、アンテナパター
ンに対向してグランドとして機能する平板状部分が歪み
にくく、地板に対して確実かつ強固に固定される。この
ため、無線通信機に対してアンテナを組み付ける作業性
が良く、しかも、アンテナ性能が安定していて、当該無
線通信機を過って取り落とすなどして衝撃を与えても、
破損したり調整が狂ったりする虞れが無い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施形態を示す模式的な斜視図であ
って、請求項１および同６に対応し、請求項５および同
１０の構成も表している。

【図２】前掲の図１に示した実施形態の要部分解斜視図
である。

【図３】前掲の図１、図２と異なる実施形態の模式的な
斜視図である。

【図４】前掲の図３に示した実施形態の縦断面図であ
る。

【図５】前掲の図１に示した実施形態におけるＳＷＲ特
性図表である。

【図６】前掲の図３に示した実施形態におけるＳＷＲ特
性図表である。

【図７】図１に示した実施形態の変形例における分解斜
視図である。

【図８】図１に示した実施形態の改良例を描いた模式的
な斜視図である。

【図９】未公知の先願発明の原理を説明するための模式
図である。

【符号の説明】

１…片側接地板状アンテナ、２…地板、３…アンテナ励
振器、４…高周波回路５…基板、６…λ／４で共振する
板状アンテナ、６ａ…ジグザグ状部、７…金属フレー
ム、７ａ…平板状部、７ｂ…立壁状部、７ｃ…補強縁、
７ｄ、７ｅ…接地・取付端子、７ｆ…係合孔、８…ボビ
ン、８ａ…上部係合突起、８ｂ…下部係合突起、９…λ
／４で共振するヘリカルコイル、９ａ…ヘリカルコイル
入力端、９ｂ…ヘリカルコイル出力端、１０…同軸ケー
ブル、１０ａ…芯線、１０ｂ…外部導体、１１…基板を
支持する金属フレーム、１１ａ…平板状部、１１ｂ…立
壁状部、１１ｃ…孔、１２…λ／４励振器パターン、１
３…取付ネジ、１４…ドライバ、１５…回路基板、１５
ａ…地板、１６…地板、１６ａ…取付ネジ孔、１７…金
属フレーム、１７ａ…基板に対向する平板状の部分、１
７ｂ…延長部、１７ｃ…立壁状部、１７ｄ…補強縁、１
７ｅ…切欠、１７ｆ…透孔。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｑ 13/08 Ｈ０１Ｑ 13/08 (72)発明者 平林 克己 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 平早 邦明 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 仲瀬 一彦 東京都品川区荏原５丁目11番13号 三省電 機株式会社内 (72)発明者 小島 鴻太郎 東京都品川区荏原５丁目11番13号 三省電 機株式会社内 Ｆターム(参考） 5J045 AA01 AA02 AA05 AB05 DA09 EA07 HA06 NA01 5J046 AA04 AA07 AB13 PA07 5J047 AA04 AA07 AB13 FD01

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 波長λ近傍で同調するアンテナを構成す
   る方法において、 基板の面に、λ／４で共振するアンテナパターンを形成
   し、 金属フレームの平板状部に対して上記の基板を対向せし
   めて支持するとともに、その金属フレームによって、λ
   ／４で共振するヘリカルコイルを支持し、 上記アンテナパターンの一方の端を金属フレームに対し
   て接続，導通せしめ、 上記ヘリカルコイルの一端と、前記アンテナパターンの
   一端とを対向させて静電容量を形成し、上記ヘリカルコ
   イルの他端を高周波回路の出力端に接続して、前記ヘリ
   カルコイルをアンテナ励振器として作用させることを特
   徴とする、低姿勢小型アンテナの構成方法。
2. 【請求項２】 上記ヘリカルコイルと高周波回路の出力
   端を接続，導通せしめる手段において、 同軸ケーブルの芯線をヘリカルコイルの一端に、外部導
   体を上記金属フレームにそれぞれ接続、導通せしめ、 前記同軸ケーブルの芯線のもう一方の端を高周波回路の
   出力端に、外部導体を高周波回路の地板に、それぞれ接
   続することを特徴とする、請求項１に記載した低姿勢小
   型アンテナの構成方法。
3. 【請求項３】 波長λ近傍で同調するアンテナを構成す
   る方法において、 基板の面の片端に、λ／４で共振するアンテナパターン
   を形成するとともに、 上記基板の他方の端付近に、λ／４で共振する励振器パ
   ターンを形成し、 前記アンテナパターンと励振器パターンとを対向離間さ
   せて両者の間に静電容量を形成せしめ、 前記基板に対向する平面状部分を有する金属フレームに
   よって、該基板を支持し、 前記励振器パターンの一端を高周波回路の出力端に接続
   することを特徴とする、低姿勢型小型アンテナの構成方
   法。
4. 【請求項４】 上記励振器パターンと高周波回路を接
   続，導通せしめる手段において、 同軸ケーブルの芯線をλ／４励振器パターンの一端に、
   外部導体を上記金属フレームにそれぞれ接続、導通せし
   め、 前記同軸ケーブルの芯線のもう一方の端を高周波回路の
   出力端に、外部導体を高周波回路の地板に、それぞれ接
   続することを特徴とする、請求項３に記載した低姿勢小
   型アンテナの構成方法。
5. 【請求項５】 前記アンテナパターンは、前記基板上に
   形成された、長方形もしくはジグザグ状部を有する概要
   的に短冊状であり、 上記基板が金属フレームによって支持されるとともに、
   上記ジグザグ状部付近が上記金属フレームに接続、導通
   されることを特徴とする、請求項１もしくは請求項３に
   記載した低姿勢小型アンテナの構成方法。
6. 【請求項６】 前記金属フレームの両端部に、取付ネジ
   を挿通するための孔を設けて、この孔に挿通した取付ネ
   ジを前記地板に螺着して該金属フレームを地板に対して
   固定するとともに導通せしめ、 もしくは、前記金属フレームの両端部に、「λ／４で共
   振するアンテナパターンを形成した基板」と反対方向に
   突出する接地・取付用の端子を形成し、この端子を地板
   に貫通させてはんだ付けすることを特徴とする、請求項
   １もしくは請求項３に記載した低姿勢小型アンテナの構
   成方法。
7. 【請求項７】 前記の金属フレームに、前記アンテナパ
   ターンを形成された基板とほぼ等しい長方形状の平板状
   部を形成し、 上記平板状部の端部付近をほぼ直角に折り曲げて立壁状
   部を形成するとともに、該立壁状部の先端付近で前記ア
   ンテナパターンを形成された基板を支持し、 かつ、前記長方形状の平板状部を、その長辺に沿ってほ
   ぼ直角に折り曲げ、補強リブとして機能する補強縁を形
   成して、前記平板状部の歪みを防止することを特徴とす
   る、請求項１もしくは請求項３に記載した低姿勢小型ア
   ンテナの構成方法。
8. 【請求項８】 前記ヘリカルコイルを円柱状ボビンに巻
   き付けて形成し、該ボビンを前記金属フレームに取り付
   け、 前記アンテナを形成した基板の片方の端を金属フレーム
   に取り付けて支持するとともに、上記基板の他方付近を
   前記のボビンに取り付けて支持することを特徴とする、
   請求項１に記載した低姿勢小型アンテナの構成方法。
9. 【請求項９】 波長λ近傍で同調するアンテナにおい
   て、 λ／４で共振するアンテナパターンを形成された基板
   と、 上記基板の片端に取り付けられて該基板を支持し、アン
   テナパターンに接続，導通された金属フレームと、 上記金属フレームに取り付けられたコイル用のボビン
   と、 上記ボビンに巻回成形されて、λ／４で共振するヘリカ
   ルコイルと、 上記ヘリカルコイルの一端に芯線を接続，導通されると
   ともに、外部導体を金属フレームに接続，導通された同
   軸ケーブルとを具備していて、 上記金属フレームは、地板に装着できるようになってお
   り、前記ヘリカルコイルの他端と、前記アンテナパター
   ンとが対向離間していて、両者の間に静電容量が形成さ
   れていることを特徴とする、低姿勢小型アンテナ。
10. 【請求項１０】 上記ヘリカルコイルと高周波回路の出
    力端を接続，導通せしめる手段において、 同軸ケーブルの芯線をヘリカルコイルの一端に、外部導
    体を上記金属フレームにそれぞれ接続，導通せしめ、 前記同軸ケーブルの芯線のもう一方の端を高周波回路の
    出力端に、外部導体を高周波回路の地板に、それぞれ接
    続することを特徴とする、請求項９に記載した低姿勢小
    型アンテナ。
11. 【請求項１１】 波長λ近傍で同調するアンテナにおい
    て、 基板の面の一端、λ／４で共振するアンテナパターンを
    形成するとともに、 上記基板の他端付近に、λ／４で共振する励振器パター
    ンとが形成されるとともに、上記双方のパターンが対向
    離間して両者の間に静電容量が形成されており、 上記の基板が金属フレームによって支持されるととも
    に、前記アンテナパターンが上記金属フレームに接続，
    導通され、 かつ、同軸ケーブルの外部導体が上記金属フレームに接
    続，導通されるとともに、該同軸ケーブルの芯線が「前
    記励振器パターンが前記アンテナパターンに対向してい
    る部分の反対側の端部付近」に接続，導通され、 前記金属フレームが高周波回路基板に形成された地板に
    装着し得るようになっていることを特徴とする、低姿勢
    小型アンテナ。
12. 【請求項１２】 上記励振器パターンと高周波回路を接
    続，導通せしめる手段において、 同軸ケーブルの芯線をλ／４励振器パターンの一端に、
    外部導体を上記金属フレームにそれぞれ接続、導通せし
    め、 前記同軸ケーブルの芯線のもう一方の端を高周波回路の
    出力端に、外部導体を高周波回路の地板に、それぞれ接
    続することを特徴とする、請求項１１に記載した低姿勢
    小型アンテナ。
13. 【請求項１３】 前記アンテナパターンは、前記基板上
    に形成された、長方形もしくはジグザグ状部を有する概
    要的に短冊状であり、 上記基板が金属フレームによって支持されるとともに、
    上記ジグザグ状部付近が上記金属フレームに接続、導通
    されることを特徴とする、請求項９もしくは請求項１１
    に記載した低姿勢小型アンテナ。
14. 【請求項１４】 前記の金属フレームの形状，寸法は、
    前記基板に類似する部分を有しており、 上記基板に類似している部分の長手方向の両端部が、取
    付ネジにより、もしくは取付用の接地端子により、地板
    に対して機械的に固定されるとともに電気的に導通され
    ていることを特徴とする、請求項９もしくは請求項１１
    に記載した低姿勢小型アンテナ。
15. 【請求項１５】 前記の金属フレームは、前記短冊状の
    基板に類似した形状、寸法の平板状部分を有しており、 上記平板状部の長手方向の端部付近がほぼ直角に折り曲
    げられて立壁状部が形成されるとともに、該立壁状部の
    端付近に前記短冊状の基板が取り付けられて支持されて
    おり、 かつ上記平板状部の長手方向の縁がほぼ直角に折り曲げ
    られて、該平板状部の歪みを防止する補強リブとして機
    能し得るようになっていることを特徴とする、請求項９
    もしくは請求項１１に記載した低姿勢小型アンテナ。
16. 【請求項１６】 前記金属フレームに形成された平板状
    部に、係合用の孔もしくは切欠が設けられるとともに、
    前記ボビンの片方の端面に係合用の突起が設けられ、 かつ、前記短冊状基板の長手方向の端部付近に、係合用
    の孔もしくは切欠が設けられるとともに、前記ボビンの
    他方の端面に係合用の突起が設けられて、２組の「係合
    孔もしくは係合切欠と係合用突起との対偶」が形成され
    ており、 前記のボビンを、その中心線まわりに回動せしめること
    によって、上記２組の係合待遇が、同時に係合されたり
    同時に離脱されたりするようになっていることを特徴と
    する、請求項９に記載した低姿勢小型アンテナ。
17. 【請求項１７】 波長λ近傍で同調するアンテナにおい
    て、 概要的に短冊状をなし、ジグザグ状部を形成された、λ
    ／４で共振する板状アンテナのパターンを形成された基
    板と、 上記の基板の長手方向の片方の端に取り付けられて該基
    板を支持し、板状アンテナパターンのジグザグ状部付近
    に接続，導通された金属フレームと、 上記金属フレームに取り付けられたコイル用のボビン
    と、 上記ボビンに巻回成形されて、λ／４で共振するヘリカ
    ルコイルと、 上記ヘリカルコイルの一端に芯線を接続，導通されると
    ともに、外部導体を金属フレームに接続，導通された同
    軸ケーブルとを具備しており、 かつ、前記金属フレームに、 イ．前記短冊状の基板とほぼ等しい形状，寸法を有し、
    該基板に対してほぼ平行に対向している平板状部分と、 ロ．短冊状の平板状部分の長辺に隣接して、その幅方向
    に同一平面に沿って延長した形状の延長部と、 ハ．前記平板状部と延長部とが一体に連接された長方形
    板状部分の周囲の大半の部分が、前記基板と反対側に折
    り曲げられた補強縁と、 ニ．前記延長部に穿たれた、地板取付ネジ用の透孔と、
    が設けられていて、 前記ヘリカルコイルの他端と、前記板状アンテナパター
    ンとが対向離間して、両者の間に静電容量が形成されて
    いることを特徴とする、低姿勢小型アンテナ。