JP2005236539A - 携帯送受信機用アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 周囲の電波状況や携帯送受信機の使用目的に応じて最適なアンテナ利得が得られるようにした携帯送受信機用アンテナ装置を構成する。
【解決手段】 アンテナ素子１１と、そのアンテナ素子１１に導通して、またはその給電線１２に導通して給電用信号を入出力するプラグ１４とを備えて着脱アンテナ１００を構成する。一方、プラグ１４を挿入するジャック２０を携帯送受信機本体に設けておく。このジャック２０と送受信回路２００との間に平衡・不平衡変換を行うと共にインピーダンス整合をとる平衡・不平衡変換器３０を設け、本体側アンテナ取り付け部１１０を構成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、放送波または通信波である電磁波を送信または受信する携帯送受信機のアンテナ装置に関するものである。

従来、放送波または通信波を送信または受信する送受信装置において、携帯用の装置では小型で棒状の無指向性アンテナが設けられている。

図４はその構成例を示す図である。図４の例では、ホイップアンテナまたはロッドアンテナと呼ばれる棒状のアンテナ素子１１が伸縮自在に設けられている。このアンテナの基部は送受信機本体の内部にアンテナ固定ネジ１６によって固定されている。そしてアンテナ端子１５が送受信回路２００に給電線で接続されている。

図４に示したようなアンテナはモノポールアンテナとして作用させる場合、アンテナ素子１１を引き出した状態でアンテナ素子１１の全長が送受信すべき信号のλ／４（１／４波長）となるように設計されている。

また、特許文献１には、λ／４のアンテナロッドを引き出している状態で、λ／４のアンテナロッドとλ／４ヘリカルアンテナとが並列接続されてアンテナ入出力回路に結合されるようにし、λ／４のアンテナロッドを挿入している状態でλ／４ヘリカルアンテナのみがアンテナ入出力回路に結合されるようにしたものが示されている。
特表平８−５０３８３０号公報

図４に示したような従来の携帯送受信機用のアンテナでは、アンテナが送受信機本体内に固定されているため、通常の使用状態で着脱できない。このことは特許文献１についても同様である。

ところがこのような従来の携帯送受信機用のアンテナ装置では、全体の小型化や意匠を優先してアンテナ装置が設計される場合が多く、一般にその利得は高くない。そのため弱電界地域や電波の届きにくくなったエリアでは送受信や通信をあきらめざるを得ない場合も生じる。特許文献１に開示されているアンテナ装置ではアンテナロッドを引き出すことによって利得を向上させることができるが、さほど大きな利得向上は望めない。

この発明の目的は、周囲の電波状況や携帯送受信機の使用目的に応じて最適なアンテナ利得が得られるようにして、上述の問題を解消した携帯送受信機用アンテナ装置を提供することにある。

この発明の携帯送受信機用アンテナ装置は次のように構成する。

（１）アンテナ素子と、該アンテナ素子に導通して、または該アンテナ素子の給電線に導通して、給電用信号を入出力するプラグを備えた着脱アンテナと、プラグが挿入されるジャックと、該ジャックの端子に導通して、着脱アンテナと送受信回路との間のインピーダンス整合を行う整合回路とを備えた本体側アンテナ取り付け部とによって構成する。

（２）（１）において、プラグは円柱状の複数の電極を備え、ジャックはプラグが挿入された状態でプラグの電極と導通したままそのプラグを回転自在に支持するように構成する。

（３）（１），（２）において、整合回路を平衡・不平衡変換回路で構成し、整合回路によってインピーダンス整合と平衡・不平衡変換を同時に行うものとする。

（４）（３）において、平衡型アンテナ素子を備える着脱アンテナのプラグが前記ジャックに挿入された状態で、平衡型アンテナの平衡信号が整合回路の平衡端子に導通し、不平衡型アンテナ素子を備える着脱アンテナのプラグがジャックに挿入された状態で、不平衡型アンテナの不平衡信号が整合回路の不平衡端子に導通するように、プラグとジャックの電極およびジャックの端子と整合回路との接続関係を定める。

（１）目的に応じて、複数種の着脱アンテナを予め用意しておくことができ、状況に応じて所望の着脱アンテナのプラグをジャックに挿入することによって容易に交換可能となり、例えば弱電界地域や電波の届きにくいエリアに入った場合でも良好な送受信状態を確保できるようになる。

（２）プラグの電極を円柱状とし、プラグをジャックに差し込んだ状態で回転自在としたことによって、例えば高利得を得るために指向性を持たせた着脱アンテナを挿入して、送受信状態が最良となるように指向性の向きを合わせられるようになる。

（３）前記整合回路を平衡・不平衡変換回路で構成したことにより、平衡型で給電を行う着脱アンテナを用いる場合と、不平衡型で給電を行う着脱アンテナを用いる場合とで、最適なインピーダンス整合をとることができ、送信時の電力効率を高めることができる。また受信時の利得を高めることができる。

（４）平衡型アンテナ素子を備える着脱アンテナのプラグをジャックに挿入した状態で平衡型で入出力が行われるようになり、不平衡型アンテナ素子を備える着脱アンテナのプラグをジャックに挿入した状態で不平衡で入出力が行われるようになるため、着脱アンテナを装着するだけで、最適なインピーダンス整合のもとで利用できるようになる。

第１の実施形態に係る携帯送受信機をアンテナ装置の構成を図１を基に説明する。
図１においてアンテナ素子１１またはアンテナ素子に導通する給電線１２は、その端部のみを図示している。このアンテナ素子１１または給電線１２の端部には補強部１３を介してプラグ１４を設けている。プラグ１４には円柱形状の３つの電極１４ａ，１４ｂ，１４ｃを形成している。このプラグ１４とアンテナ素子１１を含む部分を着脱アンテナ１００として構成している。

携帯送受信機本体側にはジャック２０を取り付けネジ２３によって取り付けている。ジャック２０の上部には上記プラグ１４を挿入するプラグ挿入口２１を設けている。送受信回路２００の入出力部には平衡・不平衡変換器３０によるインピーダンス整合回路を設けている。ジャック２０の端子２２ａ，２２ｂ，２２ｃは平衡・不平衡変換器３０の一次側の３つの端子Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３にそれぞれ接続していて、二次側の端子Ｔ４，Ｔ５を送受信回路２００に接続している。このジャック２０と平衡・不平衡変換器３０を含む部分で本体側アンテナ取り付け部１１０を構成している。

ジャック２０のプラグ挿入口２１は携帯送受信機を通常使用する状態で上面側に位置するように設けている。そのため、着脱アンテナ１００は携帯送受信機の上方に突出（立設）することになり、高いアンテナ利得を確保できる。また着脱アンテナ１００と携帯送受信機との電気的接続と機械的接合を、プラグ１４のジャック２０に対する挿入によって同時に行うことができ、その着脱が極短時間に行えるようになる。その結果、通信中の回線接続を実質上中断することなく電界強度低下に対応できるようになる。

次に、第２の実施形態に係る携帯送受信機用アンテナ装置について図２を基に説明する。
図２は不平衡型アンテナ素子を備える着脱アンテナと平衡・不平衡変換器との電気的接続の関係を示している。ここでアンテナ素子１１はλ／４のモノポールアンテナの素子である。このアンテナ素子１１の基部はプラグ１４の電極１４ｂに電気的に接続している。この着脱アンテナのプラグ１４を携帯送受信機のジャックに挿入した状態で、プラグ１４の３つの電極１４ａ，１４ｂ，１４ｃはジャック側の端子２２ａ，２２ｂ，２２ｃにそれぞれ電気的に導通する。この例ではプラグ１４の電極１４ｂに導通するジャック側の端子２２ｂが平衡・不平衡変換器３０の端子Ｔ１に導通する。λ／４のモノポールアンテナは約３７Ω程度の低インピーダンスの不平衡型であるので、平衡・不平衡変換器３０の端子Ｔ１−Ｔ２間（不平衡、低インピーダンス入力）で受けてインピーダンスマッチングし、端子Ｔ４−Ｔ５で平衡型で入出力する。

次に、第３の実施形態に係る携帯送受信機用アンテナ装置について図３を基に説明する。
この例では、各素子長が０．５〜０．６λのアンテナ素子１１ａ〜１１ｄによっていわゆるＡＷＸアンテナを構成している。このＡＷＸアンテナの給電部とプラグ１４との間を給電線１２で接続している。給電線１２の端部はプラグ１４の電極１４ａ，１４ｂにそれぞれ接続している。

ＡＷＸアンテナは数百Ωの高インピーダンスの平衡型アンテナであるので、平衡・不平衡変換器３０の端子Ｔ１−Ｔ３間（平衡、高インピーダンス入力）で受けてインピーダンスマッチングし、端子Ｔ４−Ｔ５で平衡型で入出力する。

このようにして平衡・不平衡変換器３０で平衡・平衡型変換を行うとともにインピーダンス整合を行う。

このＡＷＸアンテナは「８の字」型の指向性パターンを備えているので、そのプラグ１４をジャックに挿入したまま水平面内で回転させることによって利得が変化し、最大利得が得られる位置で使用できるようになる。

尚、以上に示した各実施形態では３つの電極を備えたプラグ（３極プラグ）を用いたが、４極以上の電極を備えたプラグおよびジャックを用いて、更に多種類の着脱アンテナを選択利用可能にしてもよい。

第１の実施形態に係る携帯送受信機をアンテナ装置の構成を示す図 第２の実施形態に係る携帯送受信機をアンテナ装置の構成を示す図 第３の実施形態に係る携帯送受信機をアンテナ装置の構成を示す図 従来のアンテナ装置の構成を示す図

符号の説明

１１−アンテナ素子
１２−給電線
１３−補強部
１４−プラグ
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ−電極
１５−アンテナ端子
１６−アンテナ固定ネジ
２０−ジャック
２１−プラグ挿入口
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ−端子
２３−取り付けネジ
３０−平衡・不平衡変換器（整合回路）
１００−着脱アンテナ
１１０−本体側アンテナ取り付け部

Claims (4)

1. 放送波または通信波である電磁波を送信または受信する携帯送受信機のアンテナ装置であって、
   アンテナ素子と、該アンテナ素子に導通して、または該アンテナ素子の給電線に導通して、給電用信号を入出力するプラグを備えた着脱アンテナと、
   前記プラグが挿入されるジャックと、該ジャックの端子に導通して、前記着脱アンテナと送受信回路との間のインピーダンス整合を行う整合回路とを備えた本体側アンテナ取り付け部と、
   から成る携帯送受信機用アンテナ装置。
2. 前記プラグは円柱状の複数の電極を備え、前記ジャックは前記プラグが挿入された状態で、前記プラグの電極と導通したまま該プラグを回転自在に支持するものである請求項１に記載の携帯送受信機用アンテナ装置。
3. 前記整合回路を平衡・不平衡変換回路で構成し、該整合回路によってインピーダンス整合と平衡・不平衡変換を同時に行うようにした請求項１または２に記載の携帯送受信機用アンテナ装置。
4. 平衡型アンテナ素子を備える着脱アンテナのプラグが前記ジャックに挿入された状態で、該平衡型アンテナの平衡信号が前記整合回路の平衡端子に導通し、不平衡型アンテナ素子を備える着脱アンテナのプラグが前記ジャックに挿入された状態で、該不平衡型アンテナの不平衡信号が前記整合回路の不平衡端子に導通するように、前記プラグと前記ジャックの電極および該ジャックの端子と前記整合回路との接続関係を定めた請求項３に記載の携帯送受信機用アンテナ装置。

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