JP2510035B2 - Ungrounded ultra-high frequency antenna - Google Patents
Ungrounded ultra-high frequency antennaInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えばセルラー方式の無線電話システムに
適用されるハンディタンプの無線電話機用アンテナとし
て好ましい非接地型極超短波アンテナに関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a non-grounded ultra-high frequency antenna preferably used as an antenna for a handy-tamped wireless telephone applied to, for example, a cellular wireless telephone system.
［従来の技術］ セルラー方式の無線電話システムに適用されるハンデ
ィタイプの無線電話機は、従来にも増してセットの小型
化，軽量化，が要望されるに至っている。併せて性能の
向上，取扱いの容易さ，等がデザインの斬新さと共に強
く要請されている。[Prior Art] A handy type wireless telephone applied to a cellular type wireless telephone system is required to be smaller and lighter in weight than ever before. At the same time, improvements in performance, ease of handling, etc. are strongly demanded along with novel design.
ハンディタイプの無線電話機用アンテナとしては、使
用時あるいは非使用時に関係なく、その性能を一定に保
つために、非接地型アンテナまたはそれに近いものが要
求される。また無線電話機は、双方向性通信手段である
が故に、相手側からの呼び出し信号を常時受信可能であ
ることが必要である。As a handy type wireless telephone antenna, a non-grounded antenna or a similar one is required to keep its performance constant regardless of whether it is used or not used. Further, since the wireless telephone is a bidirectional communication means, it is necessary to be able to always receive the calling signal from the other party.
このため初期のハンディタイプの無線電話機用アンテ
ナとしては、常に一定レベル以上の受信感度を維持する
ために、アンテナ素子を無線電話機セット外へ常時突出
した状態のまま固定化した形態のものが使用されてい
た。しかしながら上記構成のものは、無線電話機セット
と同じ長さのアンテナ素子が常に固定化された状態で突
出しているため、非使用時において甚だ邪魔になる。し
たがって取扱い上は、使用し終わったらアンテナ素子を
無線電話機セット内に収納できる型式のものが好ましい
といえる。しかるに単にアンテナ素子を無線電話機セッ
ト内に収納した状態にすると、当然のことながらアンテ
ナの三大要素である利得，指向性，インピーダンス，の
すべてが大幅に低減してしまう。このため相手側からの
呼び出し信号を受信できなくなる虞れが多分にある。For this reason, as an early handheld type wireless phone antenna, in order to always maintain a certain level or more of receiving sensitivity, the antenna element that is fixed in a state of always protruding outside the wireless phone set is used. Was there. However, in the case of the above configuration, since the antenna element having the same length as the wireless telephone set always projects in a fixed state, it becomes a great obstacle when not in use. Therefore, in terms of handling, it is preferable to use a type in which the antenna element can be housed in the wireless telephone set after use. However, if the antenna element is simply housed in the wireless telephone set, naturally, all of the three major elements of the antenna, that is, gain, directivity, and impedance, are greatly reduced. Therefore, there is a possibility that the calling signal from the other party may not be received.
かかる問題を解決すべく、挿脱自在な主たるアンテナ
素子とは別に、無線電話機セット内部に予め収納され、
かつ収納された状態でも一定レベルの受信感度が得られ
るように構成された内臓アンテナ素子を別設しておき、
微小切換えスイッチにより上記主アンテナ素子と内臓ア
ンテナ素子とを、アンテナの使用状態および非使用状態
に応じて切換える方式のアンテナが提案されている。In order to solve this problem, in addition to the main antenna element that can be inserted and removed, it is stored in advance inside the wireless telephone set,
In addition, a built-in antenna element configured to obtain a certain level of receiving sensitivity even in the housed state is separately provided,
There is proposed an antenna of a type in which the main antenna element and the built-in antenna element are switched by a minute changeover switch according to the use state and non-use state of the antenna.
また他の方式のものとして、主アンテナ素子の収納時
に生じる容量性をキャンセルすることによってアンテナ
の性能低下を抑制すべく、無線電話機セット内に誘導性
の補助エレメントを設けておき、主アンテナ素子が収納
されたときその末端に上記エレメントが自動的に接続さ
れる如く構成されたものが提案されている。As another method, an inductive auxiliary element is provided in the wireless telephone set in order to suppress the performance deterioration of the antenna by canceling the capacitance generated when the main antenna element is housed, and the main antenna element is It is proposed that the above-mentioned element is automatically connected to its end when it is stored.
［発明が解決しようとする課題］ 上記した改良提案うち、前者はアンテナの性能および
ユーザーの要求にある程度は応え得る可能性を有してい
る。しかし微小切換えスイッチおよびこの微小切換えス
イッチを切換え操作るためのメカニズムを必要とするた
め、無線電話機セットが大型化，複雑化することが懸念
される。しかも微小切換えスイッチを極超短波伝送路に
介在させる結果、十分な性能保証を得がたいという本質
的な欠陥を有している。かくして長期使用に際しての信
頼性に欠ける等の問題が新たに生じる。[Problems to be Solved by the Invention] Among the above-mentioned proposals for improvement, the former has a possibility of being able to meet the performance of the antenna and the requirements of the user to some extent. However, since a minute changeover switch and a mechanism for switching the minute changeover switch are required, there is concern that the wireless telephone set may become large and complicated. Moreover, as a result of interposing the minute changeover switch in the ultra-high frequency transmission line, there is an essential defect that it is difficult to obtain a sufficient performance guarantee. Thus, problems such as lack of reliability in long-term use newly occur.
また後者は、放置状態（非使用状態）においては、あ
る程度の受信感度が得られる。しかし補助エレメントの
配設位置が丁度無線電話機セットを手で持つときの手の
位置とならざると得ないため、無線電話機セットを手に
持っている状態では所要機能が十分に発揮されないこと
になる。In the latter case, a certain level of receiving sensitivity can be obtained in the abandoned state (non-used state). However, the position where the auxiliary element is arranged must be exactly the position of the hand when the wireless telephone set is held by hand, so that the required functions cannot be fully exerted when the wireless telephone set is held in the hand. .
そこで本発明の目的は、挿脱自在な主たるアンテナ素
子と内臓アンテナ素子とが、主たるアンテナ素子の挿脱
操作に伴って自動的にかつ無接点的に切換えられ、使用
状態と非使用状態とに応じて最適なしかも広帯域なアン
テナ特性が発揮されるうえ、アンテナ素子切換えのため
のメカニズムが全く不要であり、無線電話機セットの容
積占有率を増大させる虞がなく、長期に亘って信頼性の
高い動作が期待でき、加えて無線電話機セットを手で持
ったときの悪影響が殆どない非接地型極超短波アンテナ
を提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to insert and remove the main antenna element and the built-in antenna element automatically and contactlessly in accordance with the insertion and removal operation of the main antenna element, and to use state and non-use state. Accordingly, the optimum and wide-band antenna characteristics are exhibited, and a mechanism for switching the antenna elements is not required at all, and there is no fear of increasing the volume occupation rate of the wireless telephone set, and the reliability is high over a long period of time. Another object of the present invention is to provide a non-grounded ultra-high frequency antenna that can be expected to operate and has almost no adverse effects when the wireless telephone set is held by hand.
［課題を解決するための手段］ 本発明は、上記課題を解決し目的を達成するために次
のような手段を講じた。無線電話機ケースに設けたアン
テナ素子収納部に対し、挿脱自在に収納される棒状のア
ンテナ素子であって、使用周波数帯の電波の波長をλと
したとき、λ/2未満の電気長を有する誘導性のアンテナ
素子と、 このアンテナ素子に静電結合する如く、前記アンテナ
素子収納部の入り口近傍において上記アンテナ素子に近
接して配設された静電結合子と、 この静電結合子と一端が接続され、他端が前記アンテ
ナ素子の軸心とは直交する方向へ延長された細長形状の
第１金属部材と、 この第１金属部材と所定の間隙をもって平行に配設さ
れ、一端が上記第１金属部材と接続されたλ/4の電気長
を有する第２金属部材と、 この第２金属部材と前記第１金属部材との接続点近傍
に一端を接続された給電線と、 前記アンテナ素子を伸長させた状態で、前記第1,第２
の金属部材間の静電容量と前記第１金属部材のインダク
タンスとが、使用周波数帯に対して並列共振する如く設
定する手段と、 前記アンテナ素子収納部内の静電結合子からλ/4だけ
離れた位置に設けられ上記アンテナ素子が上記収納部内
に収納されたとき、上記アンテナ素子の基端を直接的ま
たは間接的に接地し、前記静電結合子をアイソレータと
して機能させ、前記第１金属部材を変形逆Ｆ形内蔵アン
テナ素子として作動させる接地片と、 を備えた。[Means for Solving the Problems] The present invention has taken the following means in order to solve the above problems and achieve the object. A rod-shaped antenna element that can be inserted into and removed from the antenna element housing provided in the wireless telephone case, and has an electrical length of less than λ / 2 where λ is the wavelength of radio waves in the operating frequency band. An inductive antenna element, an electrostatic coupler arranged near the entrance of the antenna element housing portion so as to be electrostatically coupled to the antenna element, and in proximity to the antenna element; Are connected to each other, the other end of which is elongated in a direction orthogonal to the axis of the antenna element, and an elongated first metal member, which is arranged in parallel with the first metal member with a predetermined gap, and one end of which is A second metal member connected to the first metal member and having an electric length of λ / 4; a power supply line having one end connected to a vicinity of a connection point between the second metal member and the first metal member; With the element stretched, 1, the second
Means for setting the capacitance between the metal members and the inductance of the first metal member so as to resonate in parallel with the frequency band used, and a distance of λ / 4 from the electrostatic coupler in the antenna element housing. When the antenna element is provided in a different position and is housed in the housing portion, the base end of the antenna element is directly or indirectly grounded, and the electrostatic coupler functions as an isolator. And a grounding piece that operates as a modified inverted F-shaped built-in antenna element.
［作用］ 上記手段を講じた結果、次のような作用が生じる。[Operation] As a result of taking the above means, the following operation occurs.
アンテナ素子を伸長させた状態では、第1,第２の金属
部材間の静電容量と第１金属部材のインダクタンスと
が、使用周波数帯に対して並列共振することになるの
で、アンテナ素子が高インピーダンスとなり、非接地型
アンテナが実現される。そして給電線は第１金属部材と
第２金属部材との接続点近傍に一端を接続されるので、
その接続点位置を所要位置に設定するすることにより、
アンテナ素子と給電線とのインピーダンスマッチングが
簡単に得られる。なお使用周波数の略λ/4の電気長を有
する第２金属部材を地線とするので、アンテナ基端部の
設置スペースはそれほど大きくなくてもよい。そしてア
ンテナ素子収納部内に収納されたアンテナ素子は、静電
結合子からλ/4だけ離れた位置に設けた接地片を介して
直接的または間接的に接地されるので、アンテナ素子が
上記収納部内に収納されたとき、上記アンテナ素子が有
するインダクタンスとアンテナ素子・収納部内壁面間の
静電容量とによる並列共振現象が解消される。また無線
電話機セット内部に対する不要輻射を防止できる。そし
てアンテナ素子を収納状態にすると、アンテナ素子の残
留インダクタンスが変化するため、定Ｋ型帯域フィルタ
は成立しなくなる。このため前記静電結合部はアイソレ
ータとなり、第１金属部材は内臓された変形逆Ｆ形アン
テナ素子として働くことになる。In the extended state of the antenna element, the capacitance between the first and second metal members and the inductance of the first metal member resonate in parallel with the frequency band used, so that the antenna element is high. It becomes impedance and a non-grounded antenna is realized. Since one end of the power supply line is connected near the connection point between the first metal member and the second metal member,
By setting the connection point position to the required position,
Impedance matching between the antenna element and the feeder can be easily obtained. Since the second metal member having an electrical length of approximately λ / 4 of the operating frequency is used as the ground wire, the installation space at the base end of the antenna need not be so large. Since the antenna element housed in the antenna element housing portion is directly or indirectly grounded via the grounding piece provided at a position λ / 4 away from the electrostatic coupler, the antenna element is housed in the housing portion. When it is housed in, the parallel resonance phenomenon due to the inductance of the antenna element and the capacitance between the antenna element and the inner wall surface of the housing portion is eliminated. Further, it is possible to prevent unnecessary radiation to the inside of the wireless telephone set. When the antenna element is placed in the housed state, the residual inductance of the antenna element changes, and the constant K band filter cannot be established. Therefore, the electrostatic coupling portion serves as an isolator, and the first metal member serves as a deformed inverted F-shaped antenna element.
［実施例］ 第１図（ａ）（ｂ）は本発明の一実施例に係る非接地
型極超短波アンテナの主要部を分解して示す斜視図およ
び外観を示す斜視図である。第２図は同実施例のアンテ
ナ素子を収納部内に収納した状態を示す要部断面図、第
３図は静電結合子の変形例を示す斜視図、第４図は第２
金属部材の変形例を示す斜視図である。[Embodiment] FIGS. 1 (a) and 1 (b) are an exploded perspective view and a perspective view showing an external appearance of a main part of a non-grounded ultra-high frequency antenna according to an embodiment of the present invention. 2 is a cross-sectional view of a main part showing a state where the antenna element of the embodiment is housed in a housing part, FIG. 3 is a perspective view showing a modified example of the electrostatic coupler, and FIG.
It is a perspective view which shows the modification of a metal member.
第１図（ａ）（ｂ）および第２図において、10は棒状
のアンテナ素子であって、使用周波数帯の電波の波長を
λとしたとき、λ/2未満の電気長を有する誘導性のアン
テナ素子である。このアンテナ素子10は、上部および下
部の無線電話機ケース50a,50bに設けたアンテナ素子収
納部（溝53など）に対し、挿脱自在に収納されるもので
ある。1 (a) (b) and FIG. 2, 10 is a rod-shaped antenna element, which is an inductive element having an electrical length of less than λ / 2, where λ is the wavelength of the radio wave in the operating frequency band. It is an antenna element. The antenna element 10 is removably housed in an antenna element housing portion (such as the groove 53) provided in the upper and lower wireless telephone cases 50a and 50b.
なお上部ケース50aは、アンテナ整合部および内臓ア
ンテナを収容するケースであり、外部への電波放射を行
なう必要があることから、プラスチック製となってい
る。また下部ケース50bは、電気回路を収容しているケ
ースであり、外部へ不要電波が放射されるのを防止する
と共に、アンテナ素子10からの放射電波が内部へ侵入す
るのを防止するために、完全シールド構造の金属製とな
っている。The upper case 50a is a case that houses the antenna matching section and the built-in antenna, and is made of plastic because it is necessary to radiate radio waves to the outside. Further, the lower case 50b is a case accommodating an electric circuit, and in order to prevent unnecessary radio waves from being radiated to the outside and to prevent radiated radio waves from the antenna element 10 from entering the inside, It is made of metal with a completely shielded structure.
アンテナ素子10の上端部には、上端接触部11が設けて
あり、下端部には下端接触部12が設けてある。さらに上
端接触部11には、アンテナ素子引き出しの際に指でつま
むためのアンテナトップ13が取り付けてある。また下端
接触部12にはアンテナ素子抜けどめストッパ14が取り付
けてある。また上端接触部11と下端接触部12との中間に
位置するアンテナ素子外周には、第２図に示すように、
アンテナ素子10の保護および絶縁を計ると共にデザイン
上も考慮して絶縁物15が被せてある。An upper end contact portion 11 is provided at the upper end portion of the antenna element 10, and a lower end contact portion 12 is provided at the lower end portion. Further, an antenna top 13 is attached to the upper end contact portion 11 for pinching with a finger when the antenna element is pulled out. Further, an antenna element removal stopper 14 is attached to the lower end contact portion 12. In addition, as shown in FIG. 2, on the outer circumference of the antenna element located between the upper end contact portion 11 and the lower end contact portion 12,
The antenna element 10 is covered and covered with an insulator 15 in consideration of design and protection.
アンテナ素子10は、アンテナ保持体16に嵌挿されてい
る。このアンテナ保持体16は、金属部材にて筒状に形成
されており、その外周には無線電話機上部ケース50aの
ねじ部51に対して螺合固定するためのねじ部17が形成さ
れている。そしてアンテナ保持体16の先端には弾性部18
が設けられている。この弾性部18は、アンテナ素子10を
引き出したり、収納したりする際、適当な摺動力をもっ
てアンテナ素子外周面に摺接する機能を有している。ま
た弾性部18は、アンテナ素子10の伸長時においては、下
端接触部12と接触して電気的な導通を行なうと共に、ア
ンテナ素子10が自重等で降下しないように保持する保持
機能を有している。またアンテナ素子10の収納時におい
ては、上端接触部11と接触して電気的な導通を行なうと
共に、アンテナ素子10が振動等で勝手に外へ飛び出さな
いように保持する機能を有している。The antenna element 10 is fitted in the antenna holder 16. The antenna holder 16 is formed of a metal member in a cylindrical shape, and has a threaded portion 17 for screwing and fixing it to the threaded portion 51 of the radio telephone upper case 50a on the outer periphery thereof. The elastic portion 18 is attached to the tip of the antenna holder 16.
Is provided. The elastic portion 18 has a function of slidingly contacting the outer peripheral surface of the antenna element 10 with an appropriate sliding force when the antenna element 10 is pulled out or stored. When the antenna element 10 is extended, the elastic portion 18 has a holding function of contacting the lower end contact portion 12 to electrically conduct the antenna element 10 and holding the antenna element 10 from falling due to its own weight or the like. There is. Further, when the antenna element 10 is housed, it has a function of coming into contact with the upper end contact portion 11 for electrical conduction and holding the antenna element 10 so as not to jump out by vibration or the like. .
20は細長形状の第１金属部材であって、その一端21の
近傍には例えばリング状（平板状のもの等であってもよ
い）をなす静電結合子22が一体的に設けられている。こ
の静電結合子22は、アンテナ素子10に静電結合する如
く、本実施例においては前記アンテナ素子収納部の入り
口近傍、すなわちアンテナ保持体16が配設されている位
置において、上記アンテナ素子10を同軸的に囲む如く配
設されている。なお静電結合子22の中には、第３図に示
すように絶縁リング25を介挿させるようにしてもよい。Reference numeral 20 denotes an elongated first metal member, and an electrostatic coupler 22 having, for example, a ring shape (may be a flat plate shape) is integrally provided near one end 21 of the first metal member. . In this embodiment, the electrostatic coupler 22 is electrostatically coupled to the antenna element 10 in the vicinity of the entrance of the antenna element housing portion, that is, at the position where the antenna holder 16 is arranged. Are arranged coaxially. An insulating ring 25 may be inserted in the electrostatic coupler 22 as shown in FIG.
第１金属部材20の他端部位23は、前記アンテナ素子10
の軸心とは直交する方向へ延長され、その延長端が次に
述べる第２金属部材30の一端と接続されている。第１金
属部材20の他端部位23の近傍には、この第１金属部材20
に所要のインダクタンスL2を持たせるためのジグザグ状
の切り込み24が設けられている。The other end portion 23 of the first metal member 20 has the antenna element 10
Is extended in a direction orthogonal to the axis of the, and the extended end is connected to one end of the second metal member 30 described below. In the vicinity of the other end portion 23 of the first metal member 20, the first metal member 20
A zigzag-shaped notch 24 is provided to have a required inductance L2.
第２金属部材30は、λ/4の電気長を有する金属部材で
あって、ブラウンアンテナの地線に相当する部分であ
る。この第２金属部材30は前記第１金属部材20と所定の
間隙（数mm）をもって平行に配設されている。そして一
端が上記第１金属部材20の他端と接続され、かつ後述す
るように給電線の外部導体等を介して接地されている。
第２金属部材30の略中央には、第１金属部材20と同様
に、アンテナ輻射効率向上のためのジグザグ状の切り込
み31が、部材長手方向とは直交する方向に沿って設けら
れている。このジグザグ状の切り込み31を設ける事によ
って、この第２金属部材30にL3なるインダクタンスを有
するローディングコイルが得られることになる。なお第
２金属部材30の両側はＬ形に折曲されている。これは第
２金属部材30の長さに対する幅を広くしてＱを低くする
ことにより、使用周波数における帯域を広くすることに
寄与している。勿論、機械的強度の向上にもつながる。
同様の措置を第１金属部材20にも講じるようにしても良
い。また第４図に示すように、上記同様の折曲部を部材
の長手方向端部にも施すようにしても良い。このように
すると、広帯域化が計られるのみならず、短縮率も向上
し、効率が改善される。The second metal member 30 is a metal member having an electric length of λ / 4 and is a portion corresponding to the ground wire of the Brown antenna. The second metal member 30 is arranged in parallel with the first metal member 20 with a predetermined gap (several mm). One end is connected to the other end of the first metal member 20 and is grounded via an external conductor of the power supply line or the like as described later.
Similar to the first metal member 20, a zigzag-shaped cut 31 for improving the antenna radiation efficiency is provided substantially in the center of the second metal member 30 along the direction orthogonal to the member longitudinal direction. By providing the zigzag-shaped notch 31, a loading coil having an inductance L3 can be obtained in the second metal member 30. Both sides of the second metal member 30 are bent in an L shape. This contributes to widening the band at the used frequency by widening the width of the second metal member 30 with respect to the length and lowering Q. Of course, it also leads to improvement of mechanical strength.
Similar measures may be taken for the first metal member 20. Further, as shown in FIG. 4, a bent portion similar to the above may be provided on the longitudinal end portion of the member. In this way, not only the wide band can be achieved, but also the shortening rate is improved and the efficiency is improved.
60は同軸ケーブルからなる給電線であって、第２金属
部材30と前記第１金属部材20との接続点近傍にその一端
が接続されている。すなわち給電線60の芯線は第１金属
部材20のタップ位置Ｐに接続され、上記給電線60の外部
導体は第２金属部材30の一部Ｑに接続されている。Reference numeral 60 denotes a power supply line formed of a coaxial cable, one end of which is connected near the connection point between the second metal member 30 and the first metal member 20. That is, the core wire of the power supply line 60 is connected to the tap position P of the first metal member 20, and the outer conductor of the power supply line 60 is connected to a part Q of the second metal member 30.
アンテナ素子10の側から信号源側をみたインピーダン
スZ0を、アンテナ入力インピーダンス50Ωに整合させる
には、第１金属部材20の前記タップ位置Ｐの位置を変え
ればよい。すなわち上記したように、給電線60の芯線が
第１金属部材20に接続されるタップ位置Ｐを、所要位置
に調整設定するすることにより、アンテナ素子10と給電
線60とのインピーダンス整合は比較的容易に得られる。In order to match the impedance Z0 when the signal source side is viewed from the antenna element 10 side with the antenna input impedance 50Ω, the tap position P of the first metal member 20 may be changed. That is, as described above, the impedance matching between the antenna element 10 and the power supply line 60 is relatively made by adjusting and setting the tap position P at which the core wire of the power supply line 60 is connected to the first metal member 20 to the required position. Easily obtained.
第２金属部材30の下面は適当な厚みを有する誘電体40
を介して下部エース50bの上面52上に固定される。この
とき第１金属部材20と第２金属部材30との間には静電容
量C2が存在しており、第２金属部材30の下面と下部ケー
ス50bの上面52との間には構造上ストレーキャパシティC
3が発生する。このストレーキャパシティC3は、地線の
並列共振周波数を低くする作用がある。したがって使用
周波数で共振させるため第２金属部材30の電気長を短縮
できる効果を有す。すなわち において、 を一定とするなら、Ｃが大きくなると、Ｌが小さくな
る。この為、地線つまり第２金属部材30の長さを短縮で
きる。The lower surface of the second metal member 30 has a dielectric 40 having an appropriate thickness.
It is fixed on the upper surface 52 of the lower ace 50b via. At this time, a capacitance C2 exists between the first metal member 20 and the second metal member 30, and a structural stray is formed between the lower surface of the second metal member 30 and the upper surface 52 of the lower case 50b. Capacity C
3 occurs. This stray capacity C3 has the effect of lowering the parallel resonance frequency of the ground wire. Therefore, since it resonates at the used frequency, the electric length of the second metal member 30 can be shortened. Ie At If C is constant, L increases as C increases. Therefore, the length of the ground wire, that is, the second metal member 30 can be shortened.
かくして前記アンテナ素子10を伸長させた状態で、前
記第１金属部材20と第２の金属部材30との間の静電容量
C2と、前記第１金属部材20のインダクタンスL2とが、使
用周波数帯に対して並列共振する如く設定されている。
したがって、非接地型アンテナが構成される。Thus, the capacitance between the first metal member 20 and the second metal member 30 with the antenna element 10 extended.
C2 and the inductance L2 of the first metal member 20 are set so as to resonate in parallel with the operating frequency band.
Therefore, a non-grounded antenna is constructed.
一方、前記アンテナ素子10と静電結合子22とからなる
静電結合部における静電容量C1と、λ/2より若干短い電
気長を有する前記アンテナ素子10の残留インダクタンス
Laとが、使用周波数帯に対して定Ｋ型帯域フィルタを形
成するように構成されている。したがって広帯域化が計
られている。On the other hand, the electrostatic capacitance C1 in the electrostatic coupling portion consisting of the antenna element 10 and the electrostatic coupler 22, and the residual inductance of the antenna element 10 having an electrical length slightly shorter than λ / 2.
La and La are configured to form a constant K band filter for the frequency band used. Therefore, a wider band is being measured.
第５図〜第７図は上記した電気関係を明確に示す図で
あり、第５図は本アンテナの電気的構成を示す図、第６
図は第５図の等価回路を示す図、第７図は本アンテナの
特性を示す図である。5 to 7 are diagrams clearly showing the above-mentioned electrical relationship, and FIG. 5 is a diagram showing an electrical configuration of the present antenna, and FIG.
FIG. 7 is a diagram showing an equivalent circuit of FIG. 5, and FIG. 7 is a diagram showing characteristics of the present antenna.
アンテナ素子10の電気長は、第７図に示すように、λ
/4とλ/2との中間、すなわちλ/2−αしてある。これに
よりアンテナ素子10を並列同調点よりも少し短くして広
帯域，高性能の特性を持たせている。The electrical length of the antenna element 10 is λ as shown in FIG.
It is between / 4 and λ / 2, that is, λ / 2−α. As a result, the antenna element 10 is made slightly shorter than the parallel tuning point and has wideband and high performance characteristics.
上記アンテナ素子10の長さは、このアンテナ素子10を
収納部に収納した場合、下部ケース50bの下方にある電
池収納部には到達しない長さである。つまりアンテナ素
子10の容積占有率は極めて僅かである。The length of the antenna element 10 is such that when the antenna element 10 is housed in the housing, it does not reach the battery housing below the lower case 50b. That is, the volume occupancy of the antenna element 10 is extremely small.
アンテナ素子10をセット内に収容した場合、第２図示
の如くアンテナ保持体16と上端接触部11とが導通し、ア
ンテナ素子10,絶縁物15,下端接触部12はケース50b内に
設けられたアンテナ素子収納溝53内に収納される。上記
溝53の内面は、下端接触部12がアンテナ素子収納時に不
完全接触等を起こしてして雑音その他の不快感を伴なう
現象を発生させるのを防止するために、絶縁部材54で覆
われている。When the antenna element 10 is housed in the set, the antenna holder 16 and the upper end contact portion 11 are electrically connected to each other as shown in the second illustration, and the antenna element 10, the insulator 15 and the lower end contact portion 12 are provided in the case 50b. It is housed in the antenna element housing groove 53. The inner surface of the groove 53 is covered with an insulating member 54 in order to prevent the lower end contact portion 12 from causing incomplete contact or the like when the antenna element is housed and causing a phenomenon accompanied by noise or other unpleasant feeling. It is being appreciated.
アンテナ素子収納溝53内の静電結合子22からλ/4だけ
離れた位置には、接地片55が設けられており、上記アン
テナ素子10が上記収納溝53内に収納されたとき、上記ア
ンテナ素子10の基端すなわち下端接触部12と接触し、上
記アンテナ素子10を直接的または間接的に接地するもの
となっている。なお接地片55はケース50bの金属部に接
続されている。A grounding piece 55 is provided at a position λ / 4 apart from the electrostatic coupler 22 in the antenna element storage groove 53, and when the antenna element 10 is stored in the storage groove 53, the antenna The element 10 is in contact with the base end, that is, the lower end contact portion 12, and directly or indirectly grounds the antenna element 10. The ground piece 55 is connected to the metal part of the case 50b.
かくしてアンテナ素子10が上記収納部溝53に収納され
たとき、上記アンテナ素子10が有するインダクタンスLa
と、アンテナ素子・収納溝内壁面間のストレーキャパシ
ティとによる並列共振現象が解消される。また無線電話
機セット内部に対する不要輻射を防止できる。さらにア
ンテナ素子収納時のVSWRの保持にも役立つ。そしてアン
テナ素子10を収納状態にすると、アンテナ素子10の伸長
時の残留インダクタンスLaが変化する。このため、前記
定Ｋ型帯域フィルタは成立しなくなる。したがって第１
金属部材20の端部23からアンテナ素子側をみたインピー
ダンスは高くなり、前記静電結合部はアイソレータに変
化する。したがって第１金属部材20は内臓された変形逆
Ｆ形アンテナ素子として働くことになる。すなわち、第
１金属部材20と第２金属部材30との接続点近傍、すなわ
ち第１金属部材20の他端23は接地されており、第１金属
部材20のインダクタンスL2のタップＰから給電される逆
Ｆ形アンテナ素子となる。つまり主たるアンテナ素子10
を収納した状態での送受信を可能ならしめる内臓アンテ
ナとなる。Thus, when the antenna element 10 is housed in the housing groove 53, the inductance La of the antenna element 10 is
The parallel resonance phenomenon due to the stray capacity between the antenna element and the inner wall surface of the storage groove is eliminated. Further, it is possible to prevent unnecessary radiation to the inside of the wireless telephone set. It is also useful for holding VSWR when storing the antenna element. When the antenna element 10 is put into the housed state, the residual inductance La when the antenna element 10 is extended changes. Therefore, the constant K type bandpass filter cannot be realized. Therefore the first
The impedance when the antenna element side is viewed from the end portion 23 of the metal member 20 becomes high, and the electrostatic coupling portion changes to an isolator. Therefore, the first metal member 20 functions as a built-in deformed inverted F-shaped antenna element. That is, the vicinity of the connection point between the first metal member 20 and the second metal member 30, that is, the other end 23 of the first metal member 20 is grounded, and power is supplied from the tap P of the inductance L2 of the first metal member 20. It becomes an inverted F type antenna element. That is, the main antenna element 10
It becomes a built-in antenna that makes it possible to send and receive while housing.
第８図（ａ）（ｂ）は上記実施例におけるアンテナ伸
長時のSWR特性およびインピーダンス特性の実験データ
を示す図である。SWRは全帯域において1.5以下であり、
広帯域特性を示している。実施例での使用周波数帯は87
0〜960MHzである。FIGS. 8 (a) and 8 (b) are graphs showing experimental data of SWR characteristics and impedance characteristics when the antenna is extended in the above embodiment. SWR is less than 1.5 in all bands,
It shows wideband characteristics. The frequency band used in the example is 87.
0 to 960 MHz.
第９図（ａ）（ｂ）は上記実施例におけるアンテナ収
納時のSWR特性およびインピーダンス特性の実験データ
を示す図である。SWRは全帯域で3.0以下で良好な特性を
示している。9 (a) and 9 (b) are graphs showing experimental data of SWR characteristics and impedance characteristics when the antenna is housed in the above-mentioned embodiment. The SWR shows good characteristics at 3.0 or less in all bands.
第10図（ａ）（ｂ）は上記実施例におけるアンテナ伸
長時の電波垂直面パターンを示す図で、その利得は使用
周波数帯域において標準ダイポールアンテナ比で、０±
1.5dBdの範囲にあり、放射最大方向は全方向に対し、ほ
ぼ水平方向に向いている。FIGS. 10 (a) and 10 (b) are diagrams showing a radio wave vertical plane pattern when the antenna is extended in the above-mentioned embodiment, and its gain is 0 ±± 0 in the standard dipole antenna ratio in the used frequency band.
It is in the range of 1.5 dBd, and the maximum emission direction is almost horizontal with respect to all directions.
第11図（ａ）（ｂ）は上記実施例におけるアンテナ収
納時の電波垂直面パターンを示す図で、その利得は使用
周波数帯域において標準ダイポールアンテナ比で、−７
〜−11dBdの範囲にあり、放射最大方向は全方向に対
し、ほぼ水平方向に向いている。FIGS. 11 (a) and 11 (b) are diagrams showing a radio wave vertical plane pattern when the antenna is housed in the above embodiment, and its gain is -7 in the standard dipole antenna in the frequency band used.
It is in the range of -11 dBd, and the maximum radiation direction is almost horizontal with respect to all directions.
上記のようにインピーダンス特性、利得においても実
用に供し得ることが確認できた。また容積占有率におい
ても、従来方式の1/2或いはそれ以下となし得、さらに
重さにおいても従来方式以下のものを実現可能であるこ
とが分かった。As described above, it was confirmed that the impedance characteristic and the gain can be put to practical use. It was also found that the volume occupancy rate could be 1/2 or less than that of the conventional method, and that the weight of the conventional method could be realized.
上記実験に供したアンテナの第１金属部材20、第２金
属部材30、誘電体40の概略の大きさは45L×14W×7Hであ
る。The approximate sizes of the first metal member 20, the second metal member 30, and the dielectric 40 of the antenna used in the above experiment are 45 L × 14 W × 7 H.
なお本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であ
るのは勿論である。The present invention is not limited to the above embodiment,
Needless to say, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、挿脱自在な主
たるアンテナ素子と内臓アンテナ素子とが、主たるアン
テナ素子の挿脱操作に伴って自動的にかつ無接点的に切
換えられ、使用状態と比使用状態とに応じて最適なしか
も広帯域なアンテナ特性が発揮されるうえ、アンテナ素
子切換えのためのメカニズムが全く不要であり、無線電
話機セットの容積占有率を増大させる虞がなく、長期に
亘って信頼性の高い動作が期待でき、加えて無線電話機
セットを手で持ったときの悪影響が殆どない非接地型極
超短波アンテナを提供できる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the main antenna element that can be freely inserted and removed and the built-in antenna element are automatically and contactlessly switched in accordance with the operation of inserting and removing the main antenna element. In addition, the optimum antenna characteristic in a wide band is exhibited according to the usage state and the specific usage state, and the mechanism for switching the antenna element is completely unnecessary, which may increase the volume occupation rate of the wireless telephone set. In addition, it is possible to provide a non-grounded ultra-high frequency antenna which can be expected to operate with high reliability for a long period of time and which has almost no adverse effect when the wireless telephone set is held by hand.
第１図（ａ）（ｂ）〜第11図（ａ）（ｂ）は本発明の一
実施例を示す図であり、第１図（ａ）（ｂ）は本発明に
係る非接地型極超短波アンテナの主要部を分解して示す
斜視図および外観を示す斜視図、第２図はアンテナ素子
を収納部内に収納した状態を示す要部断面図、第３図は
静電結合誌の部分の変形例を示す斜視図、第４図は第２
金属部材の一部変形例を示す斜視図、第５図は本アンテ
ナの電気的構成を示す図、第６図は第５図の等価回路を
示す図、第７図は本アンテナの特性を示す図、第８図
（ａ）（ｂ）〜第11図（ａ）（ｂ）は本実施例に係わる
アンテナの特性実験データを示す図である。 10……アンテナ素子、20……第１金属部材、22……リン
グ状の静電結合子、24,31……ジグザグ状の切り込み、3
0……第２金属部材、50a,50b……上部，下部ケース、53
……アンテナ素子収納溝、55……接地片、60……給電線1 (a) (b) to 11 (a) (b) are views showing an embodiment of the present invention, and FIGS. 1 (a) (b) are non-grounded electrodes according to the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing a disassembled main part of the ultra-high-frequency antenna and a perspective view showing its appearance. FIG. 2 is a cross-sectional view of an essential part showing a state where an antenna element is housed in a housing part. FIG. 4 is a perspective view showing a modified example and FIG.
FIG. 5 is a perspective view showing a partially modified example of the metal member, FIG. 5 is a diagram showing an electrical configuration of the present antenna, FIG. 6 is a diagram showing an equivalent circuit of FIG. 5, and FIG. 7 is a characteristic of the present antenna. FIGS. 8 (a) and 8 (b) to FIGS. 11 (a) and 11 (b) are diagrams showing characteristic experimental data of the antenna according to the present embodiment. 10 ... Antenna element, 20 ... First metal member, 22 ... Ring-shaped electrostatic coupler, 24, 31 ... Zigzag notch, 3
0 …… Second metal member, 50a, 50b …… Upper and lower cases, 53
...... Antenna element housing groove, 55 ...... Grounding piece, 60 ...... Feed line
Claims (1)
納部に対し、挿脱自在に収納される棒状のアンテナ素子
であって、使用周波数帯の電波の波長をλとしたとき、
λ/2未満の電気長を有する誘導性のアンテナ素子と、 このアンテナ素子に静電結合する如く、前記アンテナ素
子収納部の入り口近傍において上記アンテナ素子に近接
して配設された静電結合子と、 この静電結合子と一端が接続され、他端が前記アンテナ
素子の軸心とは直交する方向へ延長された細長形状の第
１金属部材と、 この第１金属部材と所定の間隙をもって平行に配設さ
れ、一端が上記第１金属部材と接続されたλ/4の電気長
を有する第２金属部材と、 この第２金属部材と前記第１金属部材との接続点近傍に
一端を接続された給電線と、 前記アンテナ素子を伸長させた状態で、前記第1,第２の
金属部材間の静電容量と前記第１金属部材のインダクタ
ンスとが、使用周波数帯に対して並列共振する如く設定
する手段と、 前記アンテナ素子収納部内の静電結合子からλ/4だけ離
れた位置に設けられ上記アンテナ素子が上記収納部内に
収納されたとき、上記アンテナ素子の基端を直接的また
は間接的に接地し、前記静電結合子をアイソレータとし
て機能させ、前記第１金属部材を変形逆Ｆ形内蔵アンテ
ナ素子として作動させる接地片と、 を備えたことを特徴とする非接地型極超短波アンテナ。1. A rod-shaped antenna element that is removably accommodated in an antenna element accommodating portion provided in a radio telephone case, where λ is a wavelength of a radio wave in a frequency band used.
An inductive antenna element having an electrical length of less than λ / 2, and an electrostatic coupler arranged close to the antenna element near the entrance of the antenna element housing so as to be electrostatically coupled to the antenna element. And an elongated first metal member having one end connected to the electrostatic coupler and the other end extending in a direction orthogonal to the axis of the antenna element, and a predetermined gap with the first metal member. A second metal member arranged in parallel and having an electric length of λ / 4, one end of which is connected to the first metal member, and one end of which is located near the connection point between the second metal member and the first metal member. In the extended state of the connected feed line and the antenna element, the capacitance between the first and second metal members and the inductance of the first metal member cause parallel resonance with respect to the operating frequency band. Means for setting as described above, and the antenna element When the antenna element is provided at a position separated by λ / 4 from the electrostatic coupler in the storage portion and the antenna element is stored in the storage portion, the base end of the antenna element is directly or indirectly grounded, and the electrostatic An ungrounded ultra-high frequency antenna comprising: a grounding piece that causes the coupler to function as an isolator and actuates the first metal member as a deformed inverted F-shaped built-in antenna element.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2170996A JP2510035B2 (en) | 1990-06-28 | 1990-06-28 | Ungrounded ultra-high frequency antenna |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2170996A JP2510035B2 (en) | 1990-06-28 | 1990-06-28 | Ungrounded ultra-high frequency antenna |
Publications (2)
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|---|---|
| JPH0458603A JPH0458603A (en) | 1992-02-25 |
| JP2510035B2 true JP2510035B2 (en) | 1996-06-26 |
Family
ID=15915185
Family Applications (1)
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| JP2170996A Expired - Lifetime JP2510035B2 (en) | 1990-06-28 | 1990-06-28 | Ungrounded ultra-high frequency antenna |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP2510035B2 (en) |
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|---|---|---|---|---|
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1990
- 1990-06-28 JP JP2170996A patent/JP2510035B2/en not_active Expired - Lifetime
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