JP2007134773A - アンテナ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】アンテナ装置のマッチングを確実にとるとともに、マッチング部の構成の簡素化、調整作業の容易化を図る上で有利なアンテナ装置を提供する。
【解決手段】マッチング部26は、同軸ケーブル20の端部とアンテナ本体28の端部とを接続し、同軸ケーブル20の特性インピーダンスに対してアンテナ本体28のインピーダンスの整合をとるものであり、マッチング部26は、接合部2602と、マッチング導体2604と、接合部絶縁体2606と、カバー2608とを備えている。マッチング導体2604は、第1の絶縁体2204から突出した内部導体2202の部分を覆い、かつ、内部導体2202との間に誘電体2612を隔てて配設され、マッチング導体26は半径方向内側に塑性変形可能な導電材料から形成されている。マッチング導体26は同軸ケーブル20の外部導体2206に電気的に接続されている。
【選択図】 図3
【解決手段】マッチング部26は、同軸ケーブル20の端部とアンテナ本体28の端部とを接続し、同軸ケーブル20の特性インピーダンスに対してアンテナ本体28のインピーダンスの整合をとるものであり、マッチング部26は、接合部2602と、マッチング導体2604と、接合部絶縁体2606と、カバー2608とを備えている。マッチング導体2604は、第1の絶縁体2204から突出した内部導体2202の部分を覆い、かつ、内部導体2202との間に誘電体2612を隔てて配設され、マッチング導体26は半径方向内側に塑性変形可能な導電材料から形成されている。マッチング導体26は同軸ケーブル20の外部導体2206に電気的に接続されている。
【選択図】 図3
Description
本発明はアンテナ装置に関する。
無線機にアンテナ装置を接続して電波の送受信を行う場合、アンテナ装置から効率よく電波を送信するためには、無線機とアンテナ装置との間にマッチング部を設け、無線機側の特性インピーダンスに対してアンテナ装置のインピーダンスを合致させることでインピーダンスの整合をとる(マッチングをとる)必要がある。
従来、この種のマッチング部として、誘電体の誘電率を変えるもの(特許文献1参照)、可変コンデンサを調整するもの(特許文献2参照)などが提案されている。
特開平5−347508号公報
特開2000−295025号公報
従来、この種のマッチング部として、誘電体の誘電率を変えるもの(特許文献1参照)、可変コンデンサを調整するもの(特許文献2参照)などが提案されている。
しかしながら、上述した何れのアンテナ装置においても、マッチング部の構成が複雑で部品点数も多く調整作業が繁雑でコストがかかるという不利があった。
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、アンテナ装置のマッチングを確実にとるとともに、マッチング部の構成の簡素化、調整作業の容易化を図る上で有利なアンテナ装置を提供することにある。
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、アンテナ装置のマッチングを確実にとるとともに、マッチング部の構成の簡素化、調整作業の容易化を図る上で有利なアンテナ装置を提供することにある。
上述の目的を達成するため、本発明は、内部導体と、前記内部導体を被覆する第1の絶縁体と、前記第1の絶縁体の外側を覆う外部導体とを有し、通信装置に接続される同軸ケーブルと、導線と前記導線を被覆する第2の絶縁体とを有し線状に形成されたアンテナ本体と、前記同軸ケーブルの端部と前記アンテナ本体の端部とを接続し、前記同軸ケーブルの特性インピーダンスに対して前記アンテナ本体のインピーダンスの整合をとるマッチング部とを有するアンテナ装置であって、前記マッチング部は、前記同軸ケーブルの端部において前記第1の絶縁体から突出した前記内部導体と、前記アンテナ本体の端部において前記第2の絶縁体から突出した前記導線とを電気的に接続した接合部と、前記第1の絶縁体から突出した前記内部導体の部分を覆い、かつ、前記内部導体の部分との間に誘電体を隔てて配設された導電材料からなる筒状のマッチング導体とを備え、前記マッチング導体の軸方向の一端は前記外部導体に電気的に接続され、前記マッチング導体は、その半径方向内側に塑性変形可能な材料で形成されていることを特徴とする。
本発明によれば、内部導体の部分を覆い、かつ、半径方向内側に塑性変形可能な導電材料で形成された筒状のマッチング導体を設けたので、マッチング部によるインピーダンスの整合を、例えば、指により、あるいは、工具により、あるいは、ロボットにより、マッチング導体に変形部を設けることで簡単に行うことができる。
次に本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
本発明に係るアンテナ装置を説明する前に、そのアンテナ装置が接続される無線機について説明する。
図1は本実施の形態におけるアンテナ装置20が接続される無線機10(特許請求の範囲の通信装置に相当)の構成を示すブロック図である。
本実施の形態では、無線機はワイヤレスマイク装置である。
無線機10はケース12を備え、ケース12には、マイクロフォン14、音声信号処理部16、無線信号処理部18が設けられている。
マイクロフォン14は、ケース12の外方に臨む箇所に設けられ、無線機10を携帯しているユーザやその周辺の音声を収音してアナログ信号としての音声信号として出力するように構成されている。
音声信号処理部16は、マイクロフォン14から供給される音声信号を信号処理することにより所定のデータ圧縮方式に基づいて圧縮されたデジタル信号として出力するように構成されている。
無線信号処理部18は、音声信号処理部16から供給されるデジタル信号としての音声信号を所定の無線通信方式の電波(無線信号)に変調して本発明に係るアンテナ装置20を介して送信させるように構成されている。
無線信号処理部18には、アンテナ装置20のコネクタ24(図2参照)が装脱される不図示のコネクタが設けられており、前記電波は前記コネクタを介してアンテナ装置20に与えられるように構成されている。
なお、アンテナ装置20から送信された電波は不図示の受信装置に設けられた受信アンテナで受信され、受信装置は受信した電波を音声信号に復調し、復調した音声信号を用いてスピーカから音声を発生させ、あるいは、音声信号を所定の記録媒体に記録する。
本発明に係るアンテナ装置を説明する前に、そのアンテナ装置が接続される無線機について説明する。
図1は本実施の形態におけるアンテナ装置20が接続される無線機10(特許請求の範囲の通信装置に相当)の構成を示すブロック図である。
本実施の形態では、無線機はワイヤレスマイク装置である。
無線機10はケース12を備え、ケース12には、マイクロフォン14、音声信号処理部16、無線信号処理部18が設けられている。
マイクロフォン14は、ケース12の外方に臨む箇所に設けられ、無線機10を携帯しているユーザやその周辺の音声を収音してアナログ信号としての音声信号として出力するように構成されている。
音声信号処理部16は、マイクロフォン14から供給される音声信号を信号処理することにより所定のデータ圧縮方式に基づいて圧縮されたデジタル信号として出力するように構成されている。
無線信号処理部18は、音声信号処理部16から供給されるデジタル信号としての音声信号を所定の無線通信方式の電波(無線信号)に変調して本発明に係るアンテナ装置20を介して送信させるように構成されている。
無線信号処理部18には、アンテナ装置20のコネクタ24(図2参照)が装脱される不図示のコネクタが設けられており、前記電波は前記コネクタを介してアンテナ装置20に与えられるように構成されている。
なお、アンテナ装置20から送信された電波は不図示の受信装置に設けられた受信アンテナで受信され、受信装置は受信した電波を音声信号に復調し、復調した音声信号を用いてスピーカから音声を発生させ、あるいは、音声信号を所定の記録媒体に記録する。
本実施の形態では、無線信号処理部18の無線通信方式として、例えばBluetooth方式を用いている。
Bluetooth方式は無線通信方式の一種であり、2.4GHzの周波数帯域を用いた周波数変調を行うものである。
一般的に2.4GHzの帯域を用いた無線通信では、周囲の環境にもよるが電波の到達距離を数十m以上確保することが可能であり、従来のFM電波(例えば80MHzの帯域)を用いたワイヤレスマイク装置では電波の到達距離が数mであったのに比較して極めて有利である。
なお、無線通信方式(変調方式)としては、Bluetooth方式に限定されるものではなく、従来公知の様々な方式を採用可能であり、例えば、無線LANで広く用いられているCCK(Complementary Code Keying)変調方式やOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)変調方式などを用いることができる。
Bluetooth方式は無線通信方式の一種であり、2.4GHzの周波数帯域を用いた周波数変調を行うものである。
一般的に2.4GHzの帯域を用いた無線通信では、周囲の環境にもよるが電波の到達距離を数十m以上確保することが可能であり、従来のFM電波(例えば80MHzの帯域)を用いたワイヤレスマイク装置では電波の到達距離が数mであったのに比較して極めて有利である。
なお、無線通信方式(変調方式)としては、Bluetooth方式に限定されるものではなく、従来公知の様々な方式を採用可能であり、例えば、無線LANで広く用いられているCCK(Complementary Code Keying)変調方式やOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)変調方式などを用いることができる。
次にアンテナ装置20について説明する。
図2はアンテナ装置20の構成を示す図である。
アンテナ装置20は、同軸ケーブル22と、同軸ケーブル22の一端に設けられたコネクタ24と、同軸ケーブル22の他端に接続されるマッチング部26と、マッチング部26に接続されるアンテナ本体28とを備えている。
図2はアンテナ装置20の構成を示す図である。
アンテナ装置20は、同軸ケーブル22と、同軸ケーブル22の一端に設けられたコネクタ24と、同軸ケーブル22の他端に接続されるマッチング部26と、マッチング部26に接続されるアンテナ本体28とを備えている。
図3はアンテナ装置20の構造を示す断面図である。
同軸ケーブル22は、導電材料で形成された内部導体2202と、絶縁材料で形成され内部導体2202を被覆する第1の絶縁体2204と、導電材料で形成され第1の絶縁体2204の外側を覆う外部導体2206と、絶縁材料で形成され外部導体2206を被覆する外側絶縁体2208とを有し、可撓性を有している。
アンテナ本体28は、導電材料で形成された導線2802と、絶縁材料で形成され導線2802を被覆する第2の絶縁体2804とを有し、線状に形成され、可撓性を有している。
同軸ケーブル22は、導電材料で形成された内部導体2202と、絶縁材料で形成され内部導体2202を被覆する第1の絶縁体2204と、導電材料で形成され第1の絶縁体2204の外側を覆う外部導体2206と、絶縁材料で形成され外部導体2206を被覆する外側絶縁体2208とを有し、可撓性を有している。
アンテナ本体28は、導電材料で形成された導線2802と、絶縁材料で形成され導線2802を被覆する第2の絶縁体2804とを有し、線状に形成され、可撓性を有している。
マッチング部26は、同軸ケーブル20の端部とアンテナ本体28の端部とを接続し、同軸ケーブル20の特性インピーダンスに対してアンテナ本体28のインピーダンスの整合をとるものである。
具体的に説明すると、マッチング部26は、接合部2602と、マッチング導体2604と、接合部絶縁体2606と、カバー2608とを備えている。
接合部2602は、同軸ケーブル22の端部において第1の絶縁体2204から突出した内部導体2202と、アンテナ本体28の端部において第2の絶縁体2804から突出した導線2802とを電気的に接続した部分であり、本実施の形態では、半田付けされた部分によって接合部2602が形成されている。
したがって、本実施の形態では、第1の絶縁体2204から突出した内部導体2202の部分と、第2の絶縁体2804から突出した導線2802の部分と、接合部2602とにより導体部分2610が構成されている。
具体的に説明すると、マッチング部26は、接合部2602と、マッチング導体2604と、接合部絶縁体2606と、カバー2608とを備えている。
接合部2602は、同軸ケーブル22の端部において第1の絶縁体2204から突出した内部導体2202と、アンテナ本体28の端部において第2の絶縁体2804から突出した導線2802とを電気的に接続した部分であり、本実施の形態では、半田付けされた部分によって接合部2602が形成されている。
したがって、本実施の形態では、第1の絶縁体2204から突出した内部導体2202の部分と、第2の絶縁体2804から突出した導線2802の部分と、接合部2602とにより導体部分2610が構成されている。
本実施の形態では、接合部絶縁体2606は、導体部分2610の全域を覆うように第1の絶縁体2204の端部から第2の絶縁体2804の端部とにわたって筒状に設けられ、導体部分2610に近接する方向に(半径方向内側に)塑性変形可能な絶縁材料から形成されている。
詳細に説明すると、接合部絶縁体2606の軸方向の一端は、第1の絶縁体2204の外周面に嵌合されて取着され、接合部絶縁体2606の軸方向の他端は、第2の絶縁体2804の外周面に嵌合されて取着されている。そして、導体部分2610の外周面とこの導体部分2610を覆う接合部絶縁体2606の部分の内周面との間に環状の隙間が確保され、この環状の隙間に誘電体2612が介在している。本実施の形態では、誘電体2612は空気で形成されている。
詳細に説明すると、接合部絶縁体2606の軸方向の一端は、第1の絶縁体2204の外周面に嵌合されて取着され、接合部絶縁体2606の軸方向の他端は、第2の絶縁体2804の外周面に嵌合されて取着されている。そして、導体部分2610の外周面とこの導体部分2610を覆う接合部絶縁体2606の部分の内周面との間に環状の隙間が確保され、この環状の隙間に誘電体2612が介在している。本実施の形態では、誘電体2612は空気で形成されている。
マッチング導体2604は、内部導体2202を覆い、かつ、導体部分2610との間に誘電体2612を隔てて配設され、内部導体2202(導体部分2610)に近接する方向に(半径方向内側に)塑性変形可能な導電材料から形成されている。
本実施の形態では、マッチング導体2604は、接合部絶縁体2606の外周面から内部導体2202および接合部2602を覆い、かつ、導体部分2610との間に接合部絶縁体2606および誘電体2612を隔てて配設されている。言い換えると、接合部絶縁体2606はマッチング導体2604の内周面に密着して設けられている。
なお、マッチング導体2604は、接合部絶縁体2606の外周面から導体部分2610の全域を覆っていてもよい。
詳細に説明すると、マッチング導体2604の軸方向の一端は、同軸ケーブル22の外部導体2206に電気的に接続されて取着され、マッチング導体2604が外部導体2206に取着されている部分を除く部分は、接合部絶縁体2606の外周面を覆うように接合部絶縁体2606に取着されている。したがって、マッチング導体2604と導体部分2610とが接合部絶縁体2606によって絶縁されており、これによりマッチング導体2604と導体部分2610とのショートが防止されている。
また、導体部分2610を覆うマッチング導体2604の部分に、その半径方向内側に塑性変形された変形部2614が設けられ、変形部2614を覆う接合部絶縁体2606にも、その半径内側に塑性変形された変形部2616が設けられている。
本実施の形態では、マッチング導体2604は導電性を有し塑性変形可能な材料で形成され、このような材料として、例えば、銅テープあるいは銅箔が使用可能である。
カバー2608は絶縁材料から形成され、外側絶縁体2208と第2の絶縁体2804との間にわたって設けられマッチング導体2604の外周面の全域を覆うように構成されている。したがって、マッチング導体2604の外周面がカバー2608によって絶縁されており、これによりマッチング導体2604と外部の導体などとのショートが防止されている。
本実施の形態では、マッチング導体2604は、接合部絶縁体2606の外周面から内部導体2202および接合部2602を覆い、かつ、導体部分2610との間に接合部絶縁体2606および誘電体2612を隔てて配設されている。言い換えると、接合部絶縁体2606はマッチング導体2604の内周面に密着して設けられている。
なお、マッチング導体2604は、接合部絶縁体2606の外周面から導体部分2610の全域を覆っていてもよい。
詳細に説明すると、マッチング導体2604の軸方向の一端は、同軸ケーブル22の外部導体2206に電気的に接続されて取着され、マッチング導体2604が外部導体2206に取着されている部分を除く部分は、接合部絶縁体2606の外周面を覆うように接合部絶縁体2606に取着されている。したがって、マッチング導体2604と導体部分2610とが接合部絶縁体2606によって絶縁されており、これによりマッチング導体2604と導体部分2610とのショートが防止されている。
また、導体部分2610を覆うマッチング導体2604の部分に、その半径方向内側に塑性変形された変形部2614が設けられ、変形部2614を覆う接合部絶縁体2606にも、その半径内側に塑性変形された変形部2616が設けられている。
本実施の形態では、マッチング導体2604は導電性を有し塑性変形可能な材料で形成され、このような材料として、例えば、銅テープあるいは銅箔が使用可能である。
カバー2608は絶縁材料から形成され、外側絶縁体2208と第2の絶縁体2804との間にわたって設けられマッチング導体2604の外周面の全域を覆うように構成されている。したがって、マッチング導体2604の外周面がカバー2608によって絶縁されており、これによりマッチング導体2604と外部の導体などとのショートが防止されている。
マッチング導体2604と導体部分2610とは分布定数で構成された静電容量で結合されている。したがって、マッチング導体2604の内周面と導体部分2610との間の距離を調節することで前記静電容量は調整可能であり、マッチング部26によるインピーダンスの整合は静電容量を調整することでなされる。
すなわち、マッチング部26によるインピーダンスの整合は、マッチング導体2604の内周面と導体部分2610との間の距離を調節することでなされ、本実施の形態では、マッチング部26によるインピーダンスの整合が変形部2614で行われている。
また、本実施の形態では、同軸ケーブル22のインピーダンスは50Ωであり、マッチング部26による静電容量は1pF以内である。
すなわち、マッチング部26によるインピーダンスの整合は、マッチング導体2604の内周面と導体部分2610との間の距離を調節することでなされ、本実施の形態では、マッチング部26によるインピーダンスの整合が変形部2614で行われている。
また、本実施の形態では、同軸ケーブル22のインピーダンスは50Ωであり、マッチング部26による静電容量は1pF以内である。
次に、アンテナ装置20の組み立て調整について説明する。
図4はマッチング導体2604が装着された状態を示す図、図5はマッチング導体2604に変形部2614が形成された状態を示す図、図6はアンテナ装置20の入力信号の周波数に対する電圧定在波比の変化を示す線図である。
まず、図4に示すように、同軸ケーブル22の内部導体2202と、アンテナ本体28の導線2802とを半田付けにより電気的に接続して接合部2602を形成する。
そして、接合部絶縁体2606を第1の絶縁体2204の端部から第2の絶縁体2804の端部とにわたって取着して接合部2602の全域を覆う。
次に、マッチング導体2604を接合部絶縁体2606の外周面に取着して導体部分2610を覆う。すなわち、内部導体2202、あるいは、内部導体2202および接合部2602の双方、あるいは、内部導体2202、接合部2602および導線2802の全部を覆う。
次に、図6に示すように、同軸ケーブル22のコネクタ24を電圧定在波比測定用の測定装置に接続し、測定装置からアンテナ装置20に所定の周波数の入力信号を供給し、電圧定在波比を測定する。
図6では、横軸に入力信号の周波数を示し、縦軸に電圧定在波比(VSWR:voltage standing wave ratio)を示す。
電圧定在波比はその値が1に近いほど、効率よく電波が送信されていることになる。
したがって、電圧定在波比を測定しつつ、その値が1に近づくように、マッチング導体2604の外周面を、指により、あるいは、工具により、あるいは、ロボットなどにより押圧して図5に示すように導体部分2610に近接する方向に塑性変形させる。
電圧定在波比が1に近い値となったならば、マッチング導体2604に対する押圧を中止し、図3に示すように、外側絶縁体2208と第2の絶縁体2804との間にわたってカバー2608を装着し、カバー2608でマッチング導体22を覆うことでマッチング導体2204を保護する。
以上でアンテナ装置20の組み立てが完了する。
図4はマッチング導体2604が装着された状態を示す図、図5はマッチング導体2604に変形部2614が形成された状態を示す図、図6はアンテナ装置20の入力信号の周波数に対する電圧定在波比の変化を示す線図である。
まず、図4に示すように、同軸ケーブル22の内部導体2202と、アンテナ本体28の導線2802とを半田付けにより電気的に接続して接合部2602を形成する。
そして、接合部絶縁体2606を第1の絶縁体2204の端部から第2の絶縁体2804の端部とにわたって取着して接合部2602の全域を覆う。
次に、マッチング導体2604を接合部絶縁体2606の外周面に取着して導体部分2610を覆う。すなわち、内部導体2202、あるいは、内部導体2202および接合部2602の双方、あるいは、内部導体2202、接合部2602および導線2802の全部を覆う。
次に、図6に示すように、同軸ケーブル22のコネクタ24を電圧定在波比測定用の測定装置に接続し、測定装置からアンテナ装置20に所定の周波数の入力信号を供給し、電圧定在波比を測定する。
図6では、横軸に入力信号の周波数を示し、縦軸に電圧定在波比(VSWR:voltage standing wave ratio)を示す。
電圧定在波比はその値が1に近いほど、効率よく電波が送信されていることになる。
したがって、電圧定在波比を測定しつつ、その値が1に近づくように、マッチング導体2604の外周面を、指により、あるいは、工具により、あるいは、ロボットなどにより押圧して図5に示すように導体部分2610に近接する方向に塑性変形させる。
電圧定在波比が1に近い値となったならば、マッチング導体2604に対する押圧を中止し、図3に示すように、外側絶縁体2208と第2の絶縁体2804との間にわたってカバー2608を装着し、カバー2608でマッチング導体22を覆うことでマッチング導体2204を保護する。
以上でアンテナ装置20の組み立てが完了する。
なお、本実施の形態では、同軸ケーブル22の全長が約10cm、マッチング部26の全長が約5cm、アンテナ本体28の全長が約20cm乃至50cmである場合に、筒部2604に変形部2614を形成することにより、図6に示すように、2.40GHz乃至2.48GHzの範囲で電圧定在波比を1.5以下とすることができた。
次に、アンテナ装置20の使用例について説明する。
図7はアンテナ装置20を人体の頸部に掛止して使用した状態を示す説明図である。
アンテナ本体28の端部と、同軸ケーブル22の部分とが不図示の結合部材によって接続されることにより、人間の頸部に掛止可能な大きさの環状体30が形成されており、環状体30に無線機10が取着されている。
なお、無線機10から送信される電波の周波数帯域は2.4GHzとする。
本実施の形態では、環状体30が頸部に掛止された状態で、アンテナ本体28は、頸部が後方に臨む箇所から頸部の左右両側を通って上半身の前方に延在しているので、無線機40からアンテナ装置20に電波が供給されると、頸部の後方に位置するアンテナ本体28箇所からは頸部の後方に向かって電波が放射され、頸部の左右両側に位置するアンテナ20箇所からは頸部の左右両側に向かって電波が放射され、上半身の前方に位置するアンテナ本体28箇所からは前方に電波が放射される。
そのため、ユーザの上半身を中心としてその周囲全周にわたって満遍なく電波が送信される。
したがって、人体の影響を受けることなく、周囲全周にわたって電波の送信を安定して確実に行う上で有利となる。
図7はアンテナ装置20を人体の頸部に掛止して使用した状態を示す説明図である。
アンテナ本体28の端部と、同軸ケーブル22の部分とが不図示の結合部材によって接続されることにより、人間の頸部に掛止可能な大きさの環状体30が形成されており、環状体30に無線機10が取着されている。
なお、無線機10から送信される電波の周波数帯域は2.4GHzとする。
本実施の形態では、環状体30が頸部に掛止された状態で、アンテナ本体28は、頸部が後方に臨む箇所から頸部の左右両側を通って上半身の前方に延在しているので、無線機40からアンテナ装置20に電波が供給されると、頸部の後方に位置するアンテナ本体28箇所からは頸部の後方に向かって電波が放射され、頸部の左右両側に位置するアンテナ20箇所からは頸部の左右両側に向かって電波が放射され、上半身の前方に位置するアンテナ本体28箇所からは前方に電波が放射される。
そのため、ユーザの上半身を中心としてその周囲全周にわたって満遍なく電波が送信される。
したがって、人体の影響を受けることなく、周囲全周にわたって電波の送信を安定して確実に行う上で有利となる。
図8はアンテナ装置20を用いた場合の電波の放射強度の測定結果の一例を示す図であり、アンテナ装置20から放射される電波の放射強度の分布を示しており、中心はユーザの上半身の中心を示し、中心からの距離で放射強度を示している。すなわち、中心からの距離(径方向の距離)が大きいほど放射強度が強く、中心からの距離(径方向の距離)が小さいほど放射強度が弱いことを示している。
図8に示されているように、ユーザの中心に対してその周囲360度にわたって電波が満遍なく放射されていることがわかる。
図8に示されているように、ユーザの中心に対してその周囲360度にわたって電波が満遍なく放射されていることがわかる。
次に、比較例について説明する。
図9は比較例のアンテナ装置の使用状態の説明図、図10は比較例における電波の放射強度の測定結果の一例を示す図である。
図9に示す比較例では、無線機10に設けられたアンテナ装置60がモノポールアンテナや逆Fアンテナをプリント基板上に導電体のパターンで形成した平面アンテナや、プリント基板上にチップ部品として実装した極めて小型のアンテナなどで構成されている。
そのため、アンテナ装置60から放射される2.4GHz帯域の電波が上半身で遮蔽されてしまう。
したがって、図10に示すように、第1の比較例では、人体の前方における2.4GHz帯域の電波の放射強度は確保できるものの、人体の後方における2.4GHz帯域の電波の放射強度はほとんどゼロに留まっている。
これに対して本実施の形態のように、アンテナ装置20によって環状体30を形成した場合には、人体の後方においても2.4GHz帯域の電波の放射強度を確保でき、人体の影響を受けることなく、周囲全周にわたって電波の送信を安定して確実に行う上でより有利となっている。
図9は比較例のアンテナ装置の使用状態の説明図、図10は比較例における電波の放射強度の測定結果の一例を示す図である。
図9に示す比較例では、無線機10に設けられたアンテナ装置60がモノポールアンテナや逆Fアンテナをプリント基板上に導電体のパターンで形成した平面アンテナや、プリント基板上にチップ部品として実装した極めて小型のアンテナなどで構成されている。
そのため、アンテナ装置60から放射される2.4GHz帯域の電波が上半身で遮蔽されてしまう。
したがって、図10に示すように、第1の比較例では、人体の前方における2.4GHz帯域の電波の放射強度は確保できるものの、人体の後方における2.4GHz帯域の電波の放射強度はほとんどゼロに留まっている。
これに対して本実施の形態のように、アンテナ装置20によって環状体30を形成した場合には、人体の後方においても2.4GHz帯域の電波の放射強度を確保でき、人体の影響を受けることなく、周囲全周にわたって電波の送信を安定して確実に行う上でより有利となっている。
本実施の形態のアンテナ装置20によれば、マッチング部26の導体部分2610を覆い、かつ、導体部分2610との間に誘電体2612を隔てて配設され導体部分2610に近接する方向に(半径方向内側に)塑性変形可能な導電材料で形成されたマッチング導体2604を設けたので、マッチング部26によるインピーダンスの整合を、例えば、指により、あるいは、工具により、あるいは、ロボットにより、マッチング導体2604に変形部2614を設けることで簡単に行うことができる。
したがって、アンテナ装置20の整合を確実にとるとともに、マッチング部26の構成の簡素化、調整作業の容易化を図る上で有利となる。
また、本実施の形態のアンテナ装置20では、アンテナ本体28の長さに応じてインピーダンスの整合を簡単に行うことができる有利である。
したがって、アンテナ装置20の整合を確実にとるとともに、マッチング部26の構成の簡素化、調整作業の容易化を図る上で有利となる。
また、本実施の形態のアンテナ装置20では、アンテナ本体28の長さに応じてインピーダンスの整合を簡単に行うことができる有利である。
なお、本実施の形態では、導体部分2610の外周面とこの導体部分2610を覆うマッチング導体2604の部分の内周面との間に空気からなる誘電体2612が介在している場合について説明したが、誘電体2612は空気以外の材料であってもよい。
ただし、誘電体2612として空気を用いると、誘電率εが1であるため、誘電率εが1よりも大きい誘電体を用いる場合に比べて次のような利点がある。
まず、マッチング部26で形成される静電容量を単純化されたモデルで考える。すなわち、マッチング導体2604と導体部分2610との間に形成される静電容量をCとし、マッチング導体2604と導体部分2610との間の距離をd、マッチング導体2604と導体部分2610とが互いに対面する部分の面積をSとした場合、静電容量Cは式(1)で示される。
C=Sε/d (1)
したがって、面積Sが同一であれば、距離dの変化による静電容量Cの変化量は、誘電率εの大きさに比例する。すなわち、距離dの僅かな変化で静電容量Cが大きく変化してしまい、静電容量Cを精密に調整する上で不利となる。
これに対して、誘電率εが1であれば、距離dの変化に対して静電容量Cの変化が小さいので、静電容量Cを精密に調整する上で有利となる。
なお、本実施の形態のように、導体部分2610の外周面とこの導体部分2610を覆うマッチング導体2604の部分の内周面との間に空気からなる誘電体2612に加えて接合部絶縁体2606が介在している場合には、厳密には接合部絶縁体2606の誘電率εを考慮する必要があるが、誘電体2612を空気で構成することによって静電容量Cを精密に調整する上で有利となる。
ただし、誘電体2612として空気を用いると、誘電率εが1であるため、誘電率εが1よりも大きい誘電体を用いる場合に比べて次のような利点がある。
まず、マッチング部26で形成される静電容量を単純化されたモデルで考える。すなわち、マッチング導体2604と導体部分2610との間に形成される静電容量をCとし、マッチング導体2604と導体部分2610との間の距離をd、マッチング導体2604と導体部分2610とが互いに対面する部分の面積をSとした場合、静電容量Cは式(1)で示される。
C=Sε/d (1)
したがって、面積Sが同一であれば、距離dの変化による静電容量Cの変化量は、誘電率εの大きさに比例する。すなわち、距離dの僅かな変化で静電容量Cが大きく変化してしまい、静電容量Cを精密に調整する上で不利となる。
これに対して、誘電率εが1であれば、距離dの変化に対して静電容量Cの変化が小さいので、静電容量Cを精密に調整する上で有利となる。
なお、本実施の形態のように、導体部分2610の外周面とこの導体部分2610を覆うマッチング導体2604の部分の内周面との間に空気からなる誘電体2612に加えて接合部絶縁体2606が介在している場合には、厳密には接合部絶縁体2606の誘電率εを考慮する必要があるが、誘電体2612を空気で構成することによって静電容量Cを精密に調整する上で有利となる。
また、本実施の形態では、接合部絶縁体2606を導体部分2610の全域を覆うように第1の絶縁体2204の端部から第2の絶縁体2804の端部とにわたって設けた場合について説明したが、接合部絶縁体2606を省略してもよい。
ただし、本実施の形態のように接合部絶縁体2606を設けると、マッチング導体2604と導体部分2610とのショートを確実に防止でき有利となる。
また、本実施の形態では、カバー2608をマッチング導体2604の外周面の全域を覆うように外側絶縁体2208と第2の絶縁体2804との間にわたって設けた場合について説明したが、カバー2608を省略してもよい。
ただし、本実施の形態のようにカバー2608を設けると、マッチング導体2604と外部の導体などとのショートを確実に防止でき有利となる。
ただし、本実施の形態のように接合部絶縁体2606を設けると、マッチング導体2604と導体部分2610とのショートを確実に防止でき有利となる。
また、本実施の形態では、カバー2608をマッチング導体2604の外周面の全域を覆うように外側絶縁体2208と第2の絶縁体2804との間にわたって設けた場合について説明したが、カバー2608を省略してもよい。
ただし、本実施の形態のようにカバー2608を設けると、マッチング導体2604と外部の導体などとのショートを確実に防止でき有利となる。
また、本実施の形態では、アンテナ装置20が接続される無線機10がワイヤレスマイク装置を構成している場合について説明したが、本発明のアンテナ装置20が接続される無線機10はこれに限定されるものではなく、ハードディスクや半導体メモリなどの記憶装置を内蔵し、これら記憶装置に記録されている音声データ、画像データ、あるいは、その他のデータなどを送信し、あるいは、それらデータを外部の無線機から受信して記憶装置に記録するものであってもよい。
また、本実施の形態では、アンテナ装置20によって送受信する電波の周波数帯域が2.4GHzである場合について説明したが、アンテナ装置20によって送受信する電波の周波数帯域は2.4GHzに限定されるものではないことは無論である。
また、本実施の形態では、アンテナ装置20によって送受信する電波の周波数帯域が2.4GHzである場合について説明したが、アンテナ装置20によって送受信する電波の周波数帯域は2.4GHzに限定されるものではないことは無論である。
20……アンテナ装置、22……同軸ケーブル、2202……内部導体、2204……第1の絶縁体、2206……外部導体、26……マッチング部、2602……接合部、2604……マッチング導体、2606……接合部絶縁体、2610……導体部分、2612……誘電体28……アンテナ本体、2802……導線、2804……第2の絶縁体。
Claims (11)
- 内部導体と、前記内部導体を被覆する第1の絶縁体と、前記第1の絶縁体の外側を覆う外部導体とを有し、通信装置に接続される同軸ケーブルと、
導線と前記導線を被覆する第2の絶縁体とを有し線状に形成されたアンテナ本体と、
前記同軸ケーブルの端部と前記アンテナ本体の端部とを接続し、前記同軸ケーブルの特性インピーダンスに対して前記アンテナ本体のインピーダンスの整合をとるマッチング部とを有するアンテナ装置であって、
前記マッチング部は、
前記同軸ケーブルの端部において前記第1の絶縁体から突出した前記内部導体と、前記アンテナ本体の端部において前記第2の絶縁体から突出した前記導線とを電気的に接続した接合部と、
前記第1の絶縁体から突出した前記内部導体の部分を覆い、かつ、前記内部導体の部分との間に誘電体を隔てて配設された導電材料からなる筒状のマッチング導体とを備え、
前記マッチング導体の軸方向の一端は前記外部導体に電気的に接続され、
前記マッチング導体は、その半径方向内側に塑性変形可能な材料で形成されている、
ことを特徴とするアンテナ装置。 - 前記マッチング導体は、前記内部導体の部分および前記接合部を覆い、かつ、前記内部導体の部分および前記接合部との間に前記誘電体を隔てて配設されていることを特徴とする請求項1記載のアンテナ装置。
- 前記第1の絶縁体から突出した前記内部導体の部分と、前記第2の絶縁体から突出した前記導線の部分と、前記接合部とで導体部分が構成され、前記導体部分を覆い、かつ、前記導体部分との間に誘電体を隔てて筒状の接合部絶縁体が設けられ、前記接合部絶縁体は、前記導体部分に近接する方向に塑性変形可能な絶縁材料で形成され、前記接合部絶縁体は前記マッチング導体の内周面に密着して設けられていることを特徴とする請求項1記載のアンテナ装置。
- 前記第1の絶縁体から突出した前記内部導体の部分と、前記第2の絶縁体から突出した前記導線の部分と、前記接合部とで導体部分が構成され、前記導体部分を覆う前記マッチング導体の部分に、その半径方向内側に塑性変形された変形部が設けられていることを特徴とする請求項1記載のアンテナ装置。
- 前記第1の絶縁体から突出した前記内部導体の部分と、前記第2の絶縁体から突出した前記導線の部分と、前記接合部とで導体部分が構成され、前記第1の絶縁体から突出した前記内部導体の部分と、前記第2の絶縁体から突出した前記導線の部分と、前記接合部とからなる導体部分を覆い、かつ、前記導体部分との間に誘電体を隔てて筒状の接合部絶縁体が設けられ、前記接合部絶縁体は、前記導体部分に近接する方向に塑性変形可能な絶縁材料で形成され、前記マッチング導体の前記一端を除く部分は前記接合部絶縁体の外周面を覆うように取着され、前記接合部絶縁体を介して前記導体部分を覆う前記マッチング導体の部分に、その半径方向内側に塑性変形された変形部が設けられ、前記変形部を覆う前記接合部絶縁体部分に、その半径方向内側に組成変形された変形部が設けられていることを特徴とする請求項1記載のアンテナ装置。
- 前記第1の絶縁体から突出した前記内部導体の部分と、前記第2の絶縁体から突出した前記導線の部分と、前記接合部とで導体部分が構成され、前記マッチング導体と前記導体部分とが分布定数で構成された静電容量で結合され、前記マッチング部による前記整合は、前記マッチング導体の内周面と前記導体部分との間の距離を調節することでなされることを特徴とする請求項1記載のアンテナ装置。
- 前記同軸ケーブルは前記外部導体を被覆する外側絶縁体を有し、前記外側絶縁体と前記第2の絶縁体との間にわたって設けられ前記マッチング導体を覆う絶縁材料からなるカバーを備えることを特徴とする請求項1記載のアンテナ装置。
- 前記誘電体は空気であることを特徴とする請求項1記載のアンテナ装置。
- 前記アンテナ本体は可撓可能に構成されていることを特徴とする請求項1記載のアンテナ装置。
- 前記マッチング導体は銅テープあるいは銅箔で形成されていることを特徴とする請求項1記載のアンテナ装置。
- 前記アンテナ本体と前記同軸ケーブルとが接続されることにより、人間の頸部に掛止可能な大きさの環状体が形成されることを特徴とする請求項1記載のアンテナ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005323374A JP2007134773A (ja) | 2005-11-08 | 2005-11-08 | アンテナ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005323374A JP2007134773A (ja) | 2005-11-08 | 2005-11-08 | アンテナ装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007134773A true JP2007134773A (ja) | 2007-05-31 |
Family
ID=38156098
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005323374A Pending JP2007134773A (ja) | 2005-11-08 | 2005-11-08 | アンテナ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2007134773A (ja) |
-
2005
- 2005-11-08 JP JP2005323374A patent/JP2007134773A/ja active Pending
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