JP2583380B2 - スリーブアンテナ、およびスリーブアンテナの構成方法 - Google Patents

スリーブアンテナ、およびスリーブアンテナの構成方法

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JP2583380B2 JP4288949A JP28894992A JP2583380B2 JP 2583380 B2 JP2583380 B2 JP 2583380B2 JP 4288949 A JP4288949 A JP 4288949A JP 28894992 A JP28894992 A JP 28894992A JP 2583380 B2 JP2583380 B2 JP 2583380B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、無線通信機用アンテナ
として好適なスリーブ型アンテナに関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば1.9GHzといった準マイクロ
波を使用する無線通信機用に好適なアンテナとして、ス
リーブアンテナが公知である。図4はスリーブアンテナ
の基本的構成を示す模式図であって、1aは同軸ケーブ
ル1の中心導体、1bは同じく外部導体を示しており、
両者の間には管状の電気絶縁物が充填されている。上記
の中心導体1aに導通されたλ/4アンテナ素子1a′
を形成し、使用周波数帯における波長λの約1/4に設
定される。前記同軸ケーブル1の外部導体1bに対して
中心パイプ2aが導通され、この中心パイプ2aと同心
状に離間してスリーブ型アンテナ素子2bが外嵌され、
ショートリング3を介して導通される。同軸ケーブル1
のインピーダンスZ0は一般に50Ωである。一方、矢
印Zaで示された点から見たアンテナインピーダンス
は、通常70〜90Ωである。そして、前記スリーブ型
アンテナ素子2bで覆われた中心パイプ2aと、その中
を通っている導線6とによりλ/4インピーダンス変換
回路が形成される。その作動原理について、図5を参照
して略述する。前記のインピーダンスZaは、図5に付
記した(1)式のごとく、 Za=Ra+jXa であるが、共振したときは虚数成分が無くなってZa=
Raとなり、例えば約85Ωになる。λ/4インピーダ
ンス変換回路のZmは、図5に付記した(2)式のごと
く、 Zm=√(Z0・Ra) である。
【0003】図4,図5に示した構成のスリーブ型アン
テナの実用構造(従来例)は図6のごとくである。同軸
ケーブル1に同軸コネクタ4′が取り付けられるととも
に、これに結合される同軸コネクタ4が中心パイプ2a
に外嵌固着して導通されている。上記中心パイプ2aに
絶縁外筒5bが外嵌固着されるとともに、該絶縁外筒5
bにスリーブ型アンテナ素子2bが外嵌固着されてい
る。上記中心パイプ2aとスリーブ型アンテナ素子2b
のそれぞれが絶縁外筒5bに固着されている端部の反対
側の端はショートリング3を介して相互に固定・導通さ
れている。図示の導線6は、前記同軸コネクタ4の中央
端子を延長した形に構成されていて、同軸ケーブル1の
中心導体と導通されるようになっており、この導線6は
絶縁内筒5aを介して前記中心パイプ2aと同心をなす
ように支持されている。前記ショートリング3に絶縁筒
7が固着され、該絶縁筒の内周にλ/4アンテナ素子8
が嵌合固着され、前記の導線6と導通している。9はア
ンテナ素子のキャップである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】図6に示した従来例の
スリーブアンテナは、準マイクロ波を用いる携帯形通信
機のアンテナとして優れたアンテナ特性を有している
が、構造が複雑で構成部品点数が多い。構造が複雑で構
成部品点数が多いと、部品コストが高価になり、しかも
組立作業の所要工数が多いので組立コストも高価にな
る。その上、構造が複雑で構成部品が多いと、技術的ト
ラブルを発生しやすく、信頼性が低くなる。アンテナ本
体と給電用同軸ケーブル1とが、同軸コネクタ4を介し
て接続される構造であることは、便利な場合も有る反
面、接続の手数を要し、接続不良といったトラブルを発
生する要因となる。この従来例の構造では、アンテナ本
体を細くすることが容易でない。経済性を著しく害する
ことが無く、実用性を有する範囲内では最小限、直径7
mmであった。本発明は上述の事情に鑑みて為されたも
のであって、構造が簡単で構成部品点数が少なく、従っ
て安価で、しかも信頼性が高く、その上、格段に細く構
成することのできるスリーブアンテナ、およびその構成
方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに創作された本発明に係るスリーブアンテナ(その実
施例に対応する図1参照)の構成は、無線通信機の回路
に接続するための同軸ケーブルを具備したスリーブアン
テナであって、スリーブ型アンテナ素子(10b)の中
に挿入され、その一端を相互に固定・導通された中心パ
イプ(10a)と、片方の端に同軸コネクタ(14)が
接続されるとともに、他端部の長さλ/2の区間の外部
導体を除去され、かつ、上記除去部に隣接していた部分
の外部導体(1c)が外周を覆う形に折り返すなどして
外周に露出された同軸ケーブル(1)とを有し、上記の
外部導体を除去されたλ/2区間の内の先端側λ/4部
分の中心導体を中心パイプ(10a)から突出せしめ
て、これに隣接するλ/4部分が該中心パイプ内に挿入
されていて、前記外部導体の露出部(1c)が該中心パ
イプ内に位置せしめられており、かつ、前記中心パイプ
(10a)が前記外部導体露出部(1c)に対向してい
る部分の外周面に圧力を加えてカシメ付けられているこ
とを特徴とする。
【0006】また、上記の発明に係るスリーブアンテナ
の構成技術と表裏一体をなし、該スリーブアンテナを合
理的にかつ工業的に生産するために創作した本発明に係
るスリーブアンテナの構成方法は、スリーブ型アンテナ
素子(10b)と中心パイプ(10a)とを、ショート
リングで同心状に固定して導通せしめる工程と、一端に
同軸コネクタ(14)が取り付けられる同軸ケーブル
(1)の他端部の約λ/2区間について外部導体を除去
するとともに、除去した区間に隣接している部分の外部
導体(1c)を同軸ケーブルの外側に折り返すなどして
外周部に露出させる工程と、上記の、外部導体のλ/2
を除去して、該除去部に隣接する外部導体を外周部に露
出させた同軸ケーブルを前記中心パイプ(10a)に挿
通して、外部導体を除去したλ/2区間の内の先端側λ
/4部分を中心パイプ(10a)から突出せしめるとと
もに、前記の露出させた外部導体(1c)を該中心パイ
プ内に位置せしめる工程と、上記中心パイプ(10a)
が外部導体の露出部(1c)に対向している個所の外周
面を加圧してカシメ付ける工程とを有し、前記同軸ケー
ブルの外部導体を除去したλ/2区間の内、中心パイプ
から突出せしめたλ/4部分の中心導体によってλ/4
アンテナを構成するとともに、中心パイプから突出せし
めなった残りλ/4部分の中心導体と前記中心パイプと
の間でλ/4インピーダンス変換器を構成することを特
徴とする。
【0007】
【作用】本発明の実施例に対応する図1を参照して以上
に説明した本発明に係るスリーブアンテナの分解図を図
2に示す。この図2の実施例における構成部品の点数は
7個である。従来例を示した図6の構成部品点数が11
個であるのに比して著しく少なく、構造が簡単である。
従って製造コストが安く、小径に構成することができ、
信頼性が高い。
【0008】
【実施例】図1は本発明に係るスリーブアンテナの1実
施例を示す断面図であり、図2は上記実施例の分解図で
ある。図2に表わされているように、スリーブ型アンテ
ナ素子(10b)と中心パイプ10aとを同心状に嵌め
合わせて配置し、金属製のショートリング11を介して
相互に固定する。一方、同軸ケーブル1の一端に同軸コ
ネクタ14を接続するとともに、その他端のλ/2の区
間について同軸ケーブルの外部導体を除去し、その除去
した区間(λ/2)に隣接している部分の外部導体1c
を、同軸ケーブルの外周へ重ねる形に折り返して外周部
に露出させる。上記のようにして外部導体を除去して露
出させた長さλ/2の中心導体1a′を、矢印aのよう
に絶縁スペーサリング11,中心パイプ10a,および
絶縁スペーサパイプ13に、順次に挿通し、図1に示す
ように中心パイプ10aの先端からλ/4だけ突出させ
る。その結果、残りλ/4は中心パイプ10a内に位置
する。そして、前記外部導体の露出部1cを中心パイプ
10a内に位置せしめ、該中心パイプ10aの外周面の
外側に向けて押圧し、塑性変形させてカシメ12を施
す。17はアンテナカバーである。これにより、長さλ
/4だけ中心パイプ10aから突出した部分の中心導体
1a′はλ/4アンテナ素子として作用し、中心パイプ
10a内に挿入されているλ/4の部分と該中心パイプ
との間にλ/4インピーダンス変換器が構成される。
【0009】次に、図3を参照してインピーダンス制御
について説明する。(A)図に示したように、同軸ケー
ブル1の中心導体と中心パイプ10aとがインピーダン
ス変換回路を形成している区間の特性インピーダンスZ
mは、 Zm=√(Za・Z0) ……(3) となる。而して、図5について説明したようにZ0は一
般に50Ωであるから、図示の寸法d,Dを適宜に設定
してZmを所望の値(本例では85Ω)ならしめる。上
記の寸法Dを小さくするため、および、Zmを所望の値
に調整するため、図3(B)に示すように管状の調整用
誘電体16を構成して、中心導体1a′に外嵌し、中心
パイプ10a内に挿入する。上記調整用誘電体の誘電率
をεとすると、該調整用誘電体16を設けた場合の特性
インピーダンスZm′は、 Zm′=(138/√ε)log10(D/d) ……(4) となる。
【0010】例えばポリエチレンによって前記調整用誘
電体16を構成すると、この場合、ε=2.4であるか
ら、 √ε=√2.4≒1.5 1倍ないし1.5倍の間でZm′の値を調整できる。1
倍ないし1.5倍の1倍とは、前記管状の調整用誘電体
16の管肉厚を極度に薄くした場合を意味し、また、1
倍ないし1.5倍の1.5倍とは、中心導体1a′と中
心パイプ10aとの間の空間を誘電体(今の場合はポリ
エチレン)で完全に充填した場合を意味するものであ
る。以上の説明から容易に理解できるように、前記管状
の調整用誘電体の材質もしくは管肉厚を変えることによ
って特性インピーダンスが所望の値となるように制御す
ることができる。
【0011】
【発明の効果】以上に実施例を挙げて説明したように、
本発明の方法を使用して本発明に係るスリーブアンテナ
を構成すると、少数の構成部材により、安価に、信頼性
の高いスリーブ型アンテナを小形に(アンテナ本体部の
直径寸法を小さく)構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るスリーブ型アンテナの1実施例を
示し、中心線に沿って切断した断面図である。
【図2】上記実施例のスリーブ型アンテナの組立方法を
説明するための、構成部品の分解図である。
【図3】(A)および(B)はそれぞれ、上記実施例に
おけるインピーダンス制御の説明図である。
【図4】スリーブ型アンテナの原理的な構成を説明する
ための、模式的に描いた断面図である。
【図5】スリーブアンテナの原理的な作用を説明するた
めの、模式的に描いた断面図である。
【図6】スリーブアンテナの従来例を示し、中心線を含
む面で切断して描いた断面図である。
【符号の説明】
1…同軸ケーブル、1a,1a′…中心導体、1b…外
部導体、1c…外部導体露出部、2a…中心パイプ、2
b…スリーブ型アンテナ素子、3…ショートリング、4
…同軸コネクタ、5a…絶縁内筒、5b…絶縁外筒、6
…導線、7…絶縁筒、8…λ/4アンテナ素子、9…キ
ャップ、10a…中心パイプ、10b…スリーブ型アン
テナ素子、11…ショートリング、12…カシメ、13
…絶縁スペーサパイプ、14…同軸コネクタ。

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 無線通信機の回路に接続するための同軸
    ケーブルを具備したスリーブアンテナであって、 スリーブ型アンテナ素子(10b)の中に挿入され、そ
    の一端を相互に固定・導通された中心パイプ(10a)
    と、 片方の端に同軸コネクタ(14)が接続されるととも
    に、他端部の長さλ/2の区間の外部導体を除去され、
    かつ、上記除去部に隣接していた部分の外部導体(1
    c)が外周部に露出された同軸ケーブル(1)とを有
    し、 上記の外部導体を除去されたλ/2区間の内の先端側λ
    /4部分の中心導体を中心パイプ(10a)から突出せ
    しめて、これに隣接するλ/4部分が該中心パイプ内に
    挿入されていて、前記外部導体の露出部(1c)が該中
    心パイプ内に位置せしめられており、かつ、 前記中心パイプ(10a)が前記外部導体露出部(1
    c)に対向している部分の外周面に圧力を加えてカシメ
    付けられていることを特徴とする、スリーブアンテナ。
  2. 【請求項2】 前記のスリーブ型アンテナ素子(10
    b)の一端が、導電性のショートリング(11)に外嵌
    固定されるとともに、前記中心パイプ(10a)の一端
    が上記ショートリングに挿入固定されており、かつ、 上記スリーブ型アンテナ素子(10b)の他端が絶縁ス
    ペーサリング(15)に外嵌固着されるとともに、前記
    中心パイプ(10a)の他端が該絶縁スペーサリングに
    挿入固定されて、上記スリーブ型アンテナ素子と中心パ
    イプとが同心状に相互に固定・導通されていることを特
    徴とする、請求項1に記載したスリーブアンテナ。
  3. 【請求項3】 前記中心パイプ(10a)の長さ寸法
    が、前記スリーブ型アンテナ素子(10b)の長さ寸法
    よりも大であって、該中心パイプは前記の絶縁スペーサ
    リング(15)よりも同軸コネクタ(14)に近い方に
    向けて突出していることを特徴とする、請求項2に記載
    したスリーブアンテナ。
  4. 【請求項4】 管状の調整用誘電体(16)が、前記中
    心パイプ(10a)に外嵌されてスリーブ型アンテナ素
    子(10b)の中に収納されていることを特徴とする、
    請求項1に記載したスリーブアンテナ。
  5. 【請求項5】 無線通信機の回路に接続するための同軸
    ケーブルを具備したスリーブ型アンテナを構成する方法
    において、 スリーブ型アンテナ素子(10b)と中心パイプ(10
    a)とを、ショートリング(11)同心状に固定して導
    通せしめる工程と、 一端に同軸コネクタ(14)が取り付けられる同軸ケー
    ブル(1)の他端部の約λ/2区間について外部導体を
    除去するとともに、除去した区間に隣接している部分の
    外部導体(1c)を同軸ケーブルの外周に露出させる
    程と、 上記の、外部導体を除去し、除去部に隣接する外部導体
    を露出させた同軸ケーブルを前記中心パイプ(10a)
    に挿通して、外部導体を除去したλ/2区間の内の先端
    側λ/4部分を中心パイプ(10a)から突出せしめる
    とともに、前記の露出させた外部導体(1c)を該中心
    パイプ内に位置せしめる工程と、 上記中心パイプ(10a)が外部導体の露出部(1c)
    に対向している個所の外周面を加圧してカシメ付ける工
    程とを有し、 前記同軸ケーブルの外部導体を除去したλ/2区間の
    内、中心パイプから突出せしめたλ/4部分の中心導体
    によってλ/4アンテナ素子を構成するとともに、 中心パイプから突出せしめなかった残りλ/4部分の中
    心導体と前記中心パイプとの間でλ/4インピーダンス
    変換器を構成することを特徴とする、スリーブアンテナ
    の構成方法。
  6. 【請求項6】 外部導体を除去されてλ/4インピーダ
    ンス変換器を形成している部分の同軸ケーブルの、中心
    導体を包んでいる絶縁物を除去し、 上記中心導体の直径寸法dと、前記中心パイプ(10
    a)の内径寸法Dとを適宜に設定して、上記部分の特性
    インピーダンスを所望の値ならしめることを特徴とす
    る、請求項5に記載したスリーブアンテナの構成方法。
  7. 【請求項7】 前記中心導体と中心パイプとの間の空間
    に管状の誘電体を同心状に介装し、該誘電体の種類と管
    肉厚寸法とを制御して特性インピーダンスを所望の値な
    らしめることを特徴とする、請求項6に記載したスリー
    ブアンテナの構成方法。
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