JP2006033693A - アンテナ装置及びこれを備えた受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単にゲインの切り換えができるアンテナ装置を提供する。
【解決手段】 複数の導電部材１〜４を備え、複数の導電部材１〜４が回動することでアンテナ形状が可変するアンテナ装置であって、第１のアンテナ形状の状態と、第１のアンテナ形状の状態よりもゲインが高く外形サイズが大きい第２のアンテナ形状の状態とをとり得るアンテナ装置。第１のアンテナ形状の状態では、複数の導電部材１〜４が略同一直線上に位置する。第２のアンテナ形状の状態では、二つの導電部材１、２と二つの導電部材３、４とがそれぞれ略「く」の字形状となり、互いに対称に対向して位置する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、アンテナ装置及びこれを備えた受信装置（送受信装置を含む）に関する。

通常、携帯受信装置には携帯するのに邪魔にならない小型の棒状アンテナや伸縮可能なロッドアンテナが取り付けられている（例えば、特許文献１参照）。なお、これらのアンテナは無指向性である。従来の携帯受信装置の一例として、ここでは小型の棒状アンテナを備えた従来の携帯受信装置について説明する。

小型の棒状アンテナを備えた従来の携帯受信装置の要部構成を図４に示す。なお、図４において棒状アンテナ１１とアンテナホルダ１２とは縦断面を図示している。棒状アンテナ１１の下端部１１Ａは、アンテナホルダ１２の内壁に沿って摺動可能である。棒状アンテナ１１、アンテナホルダ１２、及びアンテナ端子１３は導電性部材からなり電気的に接続されている。そして、アンテナ端子１３は受信回路１４に電気的に接続されている。また、アンテナホルダ１２は、絶縁性部材からなる筐体（図示せず）の内壁に固定ビス１５によって固定されている。
特開平６−２１７１０号公報

従来の携帯受信装置に通常取り付けられているアンテナは、上述したように、小型の棒状アンテナや伸縮可能なロッドアンテナである。小型の棒状アンテナや伸縮可能なロッドアンテナは、ゲインの低いアンテナであるので、電波が届きにくい場所では、従来の携帯受信装置の受信が困難になるという問題があった。

本発明は、上記の問題に鑑み、簡単にゲインの切り換えができるアンテナ装置及びこれを備えた受信装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明に係るアンテナ装置は、複数の導電部材を備え、前記複数の導電部材の一部又は全部が可動することでアンテナ形状が可変するアンテナ装置であって、第１のアンテナ形状の状態と、第１のアンテナ形状の状態よりもゲインが高く外形サイズが大きい第２のアンテナ形状の状態とをとり得るようにしている。

本発明に係るアンテナ装置によると、複数の導電部材の一部又は全部を可動させることで簡単にゲインの切り換えを行うことができる。本発明に係るアンテナ装置では、第２のアンテナ形状の状態の方が第１のアンテナ形状の状態よりもゲインが高く外形サイズが大きくなるので、電波の状態が良い場合は、本発明に係るアンテナ装置を第１のアンテナ形状の状態にしてアンテナ装置が邪魔にならないようにするとよく、電波の状態が悪い場合は、本発明に係るアンテナ装置を第２のアンテナ形状の状態にしてゲインを高くするとよい。

また、第１のアンテナ形状の状態であるときに非平衡型アンテナになり、第２のアンテナ形状の状態であるときに前記非平衡型アンテナよりもインピーダンスが高い平衡型アンテナになるようにしてもよい。例えば、第１の出力端子、第２の出力端子、及び第３の出力端子を備え、第１のアンテナ形状の状態であるときに、前記複数の導電部材全てが略同一直線上に位置し、前記複数の導電部材全てが第１の出力端子に電気的に接続され、第２のアンテナ形状の状態であるときに、前記複数の導電部材が、それぞれ略「く」の字形状となり、互いに対称に対向して位置することになる第１のアンテナ部と第２のアンテナ部を形成し、第１のアンテナ部が第２の出力端子に電気的に接続され、第２のアンテナ部が第３の出力端子に電気的に接続されるようにしてもよい。

本発明に係る受信装置（送受信装置を含む）は、上記記載の本発明に係るアンテナ装置を備える構成である。

また、本発明に係るアンテナ装置が、第１のアンテナ形状の状態であるときに非平衡型アンテナになり、第２のアンテナ形状の状態であるときに前記非平衡型アンテナよりもインピーダンスが高い平衡型アンテナになる場合、本発明に係るアンテナ装置と無線回路との間のインピーダンス整合及び平衡不平衡の整合を行う整合回路を本発明に係る受信装置に設けるとよい。このように本発明に係る受信装置に整合回路を設けることで、本発明に係るアンテナ装置が非平衡型低インピーダンスアンテナとして機能する第１のアンテナ形状の状態であっても平衡型高インピーダンスアンテナとして機能する第２のアンテナ形状の状態であっても、本発明に係るアンテナ装置と無線回路との間のインピーダンス整合及び平衡不平衡の整合が行われる。

また、本発明に係る受信装置において、前記アンテナ装置と前記アンテナ装置が接続される受信装置本体とがプラグインジャック方式で接続されるようにしてもよい。これにより、本発明に係るアンテナ装置が受信装置本体部分に対してプラグを軸として３６０°回転可能となる。通常、本発明に係るアンテナ装置は、高ゲインとなる第２のアンテナ形状の状態であるときに指向性を有する。このため、本発明に係るアンテナ装置が第２のアンテナ形状の状態である場合、ユーザは、本発明に係るアンテナ装置を指で持って、本発明に係るアンテナ装置を受信装置本体部分に対してプラグを軸として回転させ、受信状態が最良となる位置に本発明に係るアンテナ装置を向けるとよい。

本発明によると、簡単にゲインの切り換えができるアンテナ装置及びこれを備えた受信装置を実現することができる。

本発明の一実施形態について図面を参照して以下に説明する。本発明に係るアンテナ装置は、第１のアンテナ形状の状態と、第１のアンテナ形状の状態よりもゲインが高く外形サイズが大きい第２のアンテナ形状の状態とをとり得るアンテナ装置である。

第２のアンテナ形状の状態である場合の本発明に係るアンテナ装置の外観斜視図を図１（ａ）に示し、第２のアンテナ形状の状態である場合の本発明に係る受信装置の要部構成を図１（ｂ）に示す。なお、図１（ｂ）においては電気的接続関係を明確にするために基材６の図示を省略している。

本発明のアンテナ装置は、板形状の導電部材１〜４と、導電性のストッパ５ａ〜５ｄと、絶縁性のストッパ５ｅ〜５ｈと、絶縁性の基材６と、三極プラグ７と、導電性のピンＳ１及びＳ２とを備えている。ストッパ５ａはプラグ端子７Ａに電気的に接続され、ストッパ５ｂはプラグ端子７Ｂに電気的に接続され、ストッパ５ｃ及び５ｄはプラグ端子７Ｃに電気的に接続される（図１（ｂ）参照）。

導電部材１及び２は、基材６側から導電部材２、導電部材１の順で並んでおり、ピンＳ１によって基材６にピン留めされる。また、導電部材１及び２はピンＳ１を介して電気的に接続されている。

導電部材３及び４は、基材６側から導電部材４、導電部材３の順で並んでおり、ピンＳ２によって基材６にピン留めされる。また、導電部材３及び４はピンＳ２を介して電気的に接続されている。

ここで、図３を参照して導電部材１〜４とストッパ５ａ〜５ｈとの位置関係を説明する。なお、図３は、ピンＳ１、Ｓ２の軸に対して垂直な方向から観た本発明のアンテナ装置の部分模式図であり、図３において図１と同一の部分には同一の符号を付す。

ストッパ５ａ〜５ｄは導電部材１又は３を挟み込むための挟み部を有する。ストッパ５ａ〜５ｄの挟み部の高さｈ１は、ストッパ５ｅ〜５ｈの高さｈ２よりも高い。

導電部材１、３の下面高さｈ３はストッパ５ｅ〜５ｈの高さｈ２よりも高いので、導電部材１の回動により導電部材１がストッパ５ｅ、５ｇに接触することはなく、導電部３の回動により導電部材３がストッパ５ｆ、５ｈに接触することはない。一方、導電部材２、４の下面高さｈ４はストッパ５ｅ〜５ｈの高さｈ２よりも低いので、導電部材２の回動により導電部材２がストッパ５ｅ、５ｇに接触し、導電部材４の回動により導電部材４がストッパ５ｆ、５ｈに接触する。

また、導電部材１の回動により導電部材１がストッパ５ａ、５ｃの挟み部に挟み込まれ、導電部材３の回動により導電部材３がストッパ５ｂ、５ｄの挟み部に挟み込まれるようにストッパ５ａ〜５ｄの挟み部の高さｈ１が設定されている。導電部材１がストッパ５ａ、５ｃの挟み部に挟み込まれる構成であるので、導電部材１とストッパ５ａ、５ｃとの電気的接続は強固である。また、導電部材３がストッパ５ｂ、５ｄの挟み部に挟み込まれる構成であるので、導電部材３とストッパ５ｂ、５ｄとの電気的接続は強固である。

再び、図１（ａ）に戻って説明を続ける。上述した導電部材１〜４とストッパ５ａ〜５ｈとの位置関係から、導電部材１〜４の可動範囲は以下のようになる。

導電部材１は、ピンＳ１を支軸として、ストッパ５ａとストッパ５ｃの間で回動可能である。導電部材２は、ピンＳ１を支軸として、ストッパ５ｅとストッパ５ｇの間で回動可能である。導電部材３は、ピンＳ２を支軸として、ストッパ５ｂとストッパ５ｄの間で回動可能である。導電部材４は、ピンＳ２を支軸として、ストッパ５ｆとストッパ５ｈの間で回動可能である。

図１（ａ）においては、導電部材１がストッパ５ａに挟み込まれる位置に保持され、導電部材２がストッパ５ｅに接触する位置に保持され、導電部材３がストッパ５ｂに挟み込まれる位置に保持され、導電部材４がストッパ５ｆに接触する位置に保持される。これにより、導電部材１、２はストッパ５ａを介してプラグ端子７Ａに電気的に接続され、導電部材３、４はストッパ５ｂを介してプラグ端子７Ｂに電気的に接続される。また、二つの導電部材１、２と二つの導電部材３、４とがそれぞれ略「く」の字形状となり、互いに対称に対向して位置することになる。

したがって、本発明に係るアンテナ装置は、第２のアンテナ形状の状態である場合、ＡＷＸ（All Wave X-type）アンテナとして機能する。ＡＷＸアンテナは、略「Ｘ」の字形状であるので外形サイズが大きくなるが、高ゲインかつ広帯域なアンテナである。また、ＡＷＸアンテナは、略「Ｘ」の字形状の真正面方向とその反対方向の２方向に指向性を有し、平衡型で高インピーダンス（数百Ω）である。

第２のアンテナ形状の状態である場合の本発明に係るアンテナ装置の帯域特性について説明する。四つの導電体１〜４のそれぞれの長さをＬとし、受信電波の波長をλとすると、Ｌ＝０．２５×λを満たす電波周波数が高ゲインを得ることができる下限周波数である。そして、Ｌ＝０．６３×λを満たす電波周波数が高ゲインを得ることができる上限周波数である。上限周波数と下限周波数との比は０．６３と０．２５の比となるので約２．５である。すわなち、本発明に係るアンテナ装置は、第２のアンテナ形状の状態である場合に広帯域（帯域上下限比約２．５）で高いゲイン（３〜６ｄB）を得ることができるアンテナとなる。

例えば、ＵＨＦのテレビの放送帯４７０〜７７０ＭＨｚの４７０ＭＨｚを帯域下限周波数に設定すれば、その２．５倍となる帯域上限周波数は１１７５ＭＨｚとなる。携帯電話装置の周波数帯は８００〜９００ＭＨｚ帯であり１１７５ＭＨｚより低いので、本発明に係るアンテナ装置を、第２のアンテナ形状の状態にすることで、テレビ放送受信と携帯電話通話の両方のアンテナ受信性能を向上または保持することができる。

続いて、図１（ｂ）を参照して、本発明に係る受信装置について説明する。本発明に係る受信装置は、上述した本発明に係るアンテナ装置と、ジャック８と、バルン９と、受信回路１０とを備えている。

ジャック８と本発明に係るアンテナ装置のプラグ７とが接続されると、プラグ端子７Ａ〜７Ｃがそれぞれジャック端子８Ａ〜８Ｃに電気的に接続される。バルン９はバルン端子９ａ〜９ｆを有している。バルン端子９ａはジャック端子８Ｂに電気的に接続され、バルン端子９ｂはジャック端子８Ｃに電気的に接続され、バルン端子９ｄはジャック端子８Ａに電気的に接続される。そして、バルン端子９ａ−９ｄ間の中間タップであるバルン端子９ｃは接地される。また、バルン端子９ｅは受信回路１０に電気的に接続され、バルン端子９ｆは受信回路１０に電気的に接続されるともに接地される。

本発明に係るアンテナ装置が第２のアンテナ形状の状態である場合、図１（ｂ）から明らかなように、導電部材１、２はバルン端子９ｄに電気的に接続され、導電部材３、４はバルン端子９ａに電気的に接続される。本発明に係るアンテナ装置が第２のアンテナ形状の状態である場合、当該アンテナ装置は平衡型で高インピーダンスであるがバルン端子９ａ−９ｄ間（平衡・高インピーダンス用端子間）に電気的に接続されるため、バルン９により本発明に係るアンテナ装置と受信回路１０との間のインピーダンス整合及び平衡不平衡の整合が行われる。

次に、第１のアンテナ形状の状態である場合の本発明に係るアンテナ装置の外観斜視図を図２（ａ）に示し、第１のアンテナ形状の状態である場合の本発明に係る受信装置の要部構成を図２（ｂ）に示す。なお、図２において図１と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。また、図２（ｂ）においては電気的接続関係を明確にするために基材６の図示を省略している。

図２（ａ）においては、導電部材１がストッパ５ｃに挟み込まれる位置に保持され、導電部材２がストッパ５ｇに接触する位置に保持され、導電部材３がストッパ５ｄに挟み込まれる位置に保持され、導電部材４がストッパ５ｈに接触する位置に保持される。これにより、導電部材１、２はストッパ５ｃを介してプラグ端子７Ｃに電気的に接続され、導電部材３、４はストッパ５ｄを介してプラグ端子７Ｃに電気的に接続される。また、四つの導電部材１〜４は、略同一直線上に位置することになる。

したがって、本発明に係るアンテナ装置は、第１のアンテナ形状の状態である場合、棒状アンテナとして機能する。棒状アンテナは、低ゲインかつ狭帯域なアンテナであるが、外形サイズは小さい。また、棒状アンテナは、無指向性であり、非平衡型で低インピーダンス（数十Ω）である。

続いて図２（ｂ）を参照して、本発明に係る受信装置について説明する。本発明に係るアンテナ装置が第１のアンテナ形状の状態である場合、図２（ｂ）から明らかなように、導電部材１〜４はバルン端子９ｂに電気的に接続される。本発明に係るアンテナ装置が第１のアンテナ形状の状態である場合、当該アンテナ装置は非平衡型で低インピーダンスであるがバルン端子９ｂ−９ｃ間（非平衡・低インピーダンス用端子間）に電気的に接続されるため、バルン９により本発明に係るアンテナ装置と受信回路１０との間のインピーダンス整合及び平衡不平衡の整合が行われる。

上述したように本発明に係るアンテナ装置では、第２のアンテナ形状の状態の方が第１のアンテナ形状の状態よりもゲインが高く外形サイズが大きくなる。したがって、電波の状態が良い場合は、本発明に係るアンテナ装置を第１のアンテナ形状の状態にしてアンテナ装置が邪魔にならないようにするとよく、電波の状態が悪い場合は、本発明に係るアンテナ装置を第２のアンテナ形状の状態にしてゲインを高くするとよい。

本発明に係るアンテナ装置における第１のアンテナ形状の状態から第２のアンテナ形状の状態への切り換え手順は以下の通りである。まず、導電部材１がストッパ５ａの挟み部に挟み込まれるまで、ピンＳ１を支軸として導電部材１を時計回りに回動させる。次に、導電部材２がストッパ５ｅに接触するまで、ピンＳ１を支軸として導電部材２を時計回りに回動させる。続いて、導電部材３がストッパ５ｂの挟み部に挟み込まれるまで、ピンＳ２を支軸として導電部材３を反時計回りに回動させる。最後に、導電部材４がストッパ５ｆに接触するまで、ピンＳ２を支軸として導電部材４を反時計回りに回動させる。

また、本発明に係る受信装置では、本発明に係るアンテナ装置と受信装置本体部分とがプラグインジャック式で接続されているため、本発明に係るアンテナ装置が受信装置本体部分に対してプラグを軸として３６０°回転可能である。本発明に係るアンテナ装置は、第２のアンテナ形状の状態であるときにプラグの軸に垂直な特定の二方向に指向性を有する。このため、本発明に係るアンテナ装置が第２のアンテナ形状の状態である場合、ユーザは、本発明に係るアンテナ装置の基材６を指で持って、本発明に係るアンテナ装置を受信装置本体部分に対してプラグを軸として回転させ、受信状態が最良となる位置に本発明に係るアンテナ装置を向けるとよい。

なお、本発明は受信装置の一種である送受信装置（例えば、携帯電話装置）にも適用することができる。この場合、図１及び図２における受信回路１０を送受信回路に置換するとよい。

は、第２のアンテナ形状の状態である場合の本発明に係るアンテナ装置及び受信装置の概略構成例を示す図である。 は、第１のアンテナ形状の状態である場合の本発明に係るアンテナ装置及び受信装置の概略構成例を示す図である。 は、本発明のアンテナ装置の部分模式図である。 は、従来の携帯受信装置の要部構成例を示す図である。

符号の説明

１〜４ 導電部材
５ａ〜５ｈ ストッパ
６ 基材
７ 三極プラグ
７Ａ〜７Ｃ プラグ端子
８ ジャック
８Ａ〜８Ｃ ジャック端子
９ バルン
９ａ〜９ｆ バルン端子
１０ 受信回路
Ｓ１、Ｓ２ ピン

Claims (6)

1. 複数の導電部材を備え、前記複数の導電部材の一部又は全部が可動することでアンテナ形状が可変するアンテナ装置であって、
   第１のアンテナ形状の状態と、第１のアンテナ形状の状態よりもゲインが高く外形サイズが大きい第２のアンテナ形状の状態とをとり得ることを特徴とするアンテナ装置。
2. 第１のアンテナ形状の状態であるときに非平衡型アンテナになり、第２のアンテナ形状の状態であるときに前記非平衡型アンテナよりもインピーダンスが高い平衡型アンテナになる請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 第１の出力端子、第２の出力端子、及び第３の出力端子を備え、
   第１のアンテナ形状の状態であるときに、前記複数の導電部材全てが略同一直線上に位置し、前記複数の導電部材全てが第１の出力端子に電気的に接続され、
   第２のアンテナ形状の状態であるときに、前記複数の導電部材が、それぞれ略「く」の字形状となり、互いに対称に対向して位置することになる第１のアンテナ部と第２のアンテナ部を形成し、第１のアンテナ部が第２の出力端子に電気的に接続され、第２のアンテナ部が第３の出力端子に電気的に接続される請求項２に記載のアンテナ装置。
4. 請求項１に記載のアンテナ装置を備えることを特徴とする受信装置。
5. 請求項２または請求項３に記載のアンテナ装置と、無線回路と、前記アンテナ装置と前記無線回路との間のインピーダンス整合及び平衡不平衡の整合を行う整合回路とを備えることを特徴とする受信装置。
6. 前記アンテナ装置と前記アンテナ装置が接続される受信装置本体とがプラグインジャック方式で接続される請求項４又は請求項５に記載の受信装置。

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