JP2919024B2 - 携帯無線機用アンテナ - Google Patents

携帯無線機用アンテナ

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JP2919024B2 JP2226196A JP22619690A JP2919024B2 JP 2919024 B2 JP2919024 B2 JP 2919024B2 JP 2226196 A JP2226196 A JP 2226196A JP 22619690 A JP22619690 A JP 22619690A JP 2919024 B2 JP2919024 B2 JP 2919024B2
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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、アンテナに関し、特に携帯電話等の携帯無
線機のアンテナに関する。
〔従来の技術〕
携帯電話等の携帯無線機において、送受信が行われな
いとき、あるいは低レベルの送受信が行われるときに
は、正規のアンテナが無線機の筐体内等に収納されて無
線機の外形寸法が小さくされると、持ち運びに便利であ
る。従来、このアンテナの収納方法として、種々の方法
が考案されている。
アンテナ収納の第1の方法は、携帯無線機からアンテ
ナを取り外す方法である。その結果、無線機は全体の長
さが短くされて持ち運びに便利である。しかしこの方法
は、アンテナの取り外し及び取り付けの作業が煩雑であ
り、また取り外されたアンテナが紛失しやすいという欠
点がある。更に、アンテナが取り外された状態では、無
線機は全く送受信ができないという欠点がある。
第2の方法は、アンテナを短く折りたたむことによっ
て、携帯無線機の長さを短くする方法である。しかし、
アンテナが折りたたまれた状態では、一般的に無線機の
内部にあるシールド構造やプリント基板の影響によっ
て、アンテナの放射特性が影響を受け、無線機の適切な
送受信が困難になる。また、アンテナが常に無線機の外
に露出しているので、美観の上から好ましくないという
欠点がある。
第3の方法は、補正部材が運用されないときまたは低
レベルの状態で運用されるときには、正規のアンテナを
無線機の筐体内に収納し、アンテナを内蔵アンテナに切
替える方法である。しかし、この方法は、無線機に2つ
の独立したアンテナとアンテナ切替え用のスイッチを必
要とする。そして、アンテナ切替動作を連動させる機構
も含めた場所が必要となり、無線機の小型化に支障が生
じる。同時に、信号の高周波損失が、追加されたスイッ
チ等によって増加する。更に、無線機の構造が複雑とな
り、コストアップとなるという欠点がある。
第4の方法は、テレスコープ型のアンテナを使用する
方法である。アンテナ利用が少なくてよいときは、アン
テナは携帯無線機の筐体内に縮められた状態で使用され
る。しかし、この方法は、アンテナの先端が細くなって
いるため、アンテナ強度が弱いという欠点がある。ま
た、無線機の筐体内にアンテナを収納するための場所が
必要であるため小型化に支障があり、更にアンテナが縮
められた状態ではアンテナの放射特性が大きく劣化する
という欠点がある。
〔発明が解決しようとする課題〕
このように、従来の携帯無線機用アンテナには種々の
欠点があった。
そこで、本発明の第1の目的は、携帯無線機からアン
テナを取り外すことなしに無線機を小型かつ持ち運びを
容易とすることができる、携帯無線機用アンテナを提供
することにある。
本発明の第2の目的は、アンテナが持ち運びやすい状
態とされたときでもアンテナの放射特性が優れている携
帯無線機用アンテナを提供することにある。
本発明の第3の目的は、美観の優れている携帯無線機
用アンテナを提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕 このような目的を達成するため、本発明の携帯無線機
用アンテナは、携帯無線機の筐体に可動的に取り付けら
れ、前記筐体角部に設けられた凹部に収納されたときに
前記携帯無線器の外形に一部となるように露出し、かつ
前記携帯無線機の筐体の少なくとも一つの表面とほぼ連
続した面を形成する表面を有する構成としてある。ここ
で、前記アンテナの少なくと一つの露出面を誘電体物質
で構成することが好ましい。
また、本発明の携帯無線機用アンテナは、携帯無線機
の筐体の内部に設けられた地板と、前記携帯無線機の筐
体の少なくとも一つの表面とほぼ連続した面となる第1
の状態および前記携帯無線機の外形から突出する第2の
状態を取ることを可能にする可動機構を有し、内部にア
ンテナエレメントが収容されたアンテナ構成体と、前記
アンテナ構成体が前記第1の状態にあるときに前記アン
テナ構成体のアンテナ放射特性を補正する、前記地板に
固定されて前記筐体内部に設けられた補正部材とを備え
た構成としてある。ここで、前記地板は、前記携帯無線
機の内部にあるシールド構造またはプリント基板であっ
て、接地電位の部位を有する構成としてある。
〔実施例〕
第1図(a),(b)および第2図を参照すると、本
発明の第一の実施例による携帯無線機は、筐体11の凹部
に可動的に取り付けられ、筐体の角部に設けられた凹部
に収納されたアンテナ構成体12を有する。アンテナ構成
体12は、携帯無線機用アンテナの主要素であり、アンテ
ナ放射体の主な要素であるアンテナエレメント13および
アンテナ放射体の一部としても働く可動機構14を含んで
いる。
このアンテナ構成体12が、筐体11の凹部に収納される
と、筐体11とアンテナ構成体12の少なくとも一つの表面
(本実施例では二つの面)がほぼ連続した面を形成す
る。
筐体11の内部には、送受信機15と、送受信機15と可動
機構14とを接続する給電線16と、地板17と、地板17に固
定された補正部材18とが含まれている。送受信機15は、
一般にアンテナ共用器19と、送信部20と、受信部21と、
送信部20および受信部21を制御する制御部22とを含んで
いる。また、携帯無線機には、図示されない電源部、ダ
イヤル装置等が含まれることがある。
第1図(a)に示す、筐体11とアンテナ構成体12の少
なくとも一つの表面がほぼ連続した面を形成する第1の
状態において、アンテナ構成体12は、図から明らかなよ
うに、デザイン上の観点から見て携帯無線機の筐体11を
主要な要素とする外形の一部を形成している。このアン
テナエレメント13が筐体11内の接地電位を持つ地板17に
接近した状態において補正部材18がないときは、携帯無
線機のアンテナ特性,即ち、アンテナ利得、放射インピ
ーダンス等が、アンテナエレメント13が自由空間中にあ
ると見なされるときの特性から変化し、損なわれる。補
正部材18は、この損われるアンテナ特性を補正するため
の素子であり、適正な補正がされるように、その位置お
よび形状・寸法が決定され、地板17の上に固定される。
第1図(b)に示す、筐体11の外形からアンテナ構成
体12が突出する第2の状態において、アンテナ構成体12
は、公知の回転軸を有する可動機構14により回転し、携
帯無線機の筐体11の外形から突出した状態とされてい
る。尚、この図では、見やすくするために筐体11の内部
の図示が省略されているが、一方、アンテナ構成体12の
内部のアンテナエレメント13の一例が示されている。
アンテナエレメント13は、金属線によって構成された
ヘリカルホイップ構造として示されている。この図の状
態においては、アンテナエレメント13と、補正部材18と
はその間の距離が離れるため、相互の電気的な結合が少
なくなる。従って、携帯無線機のアンテナ特性は、ほぼ
アンテナエレメント13の特性によって決定される。そし
て、第1図(b)の状態におけるアンテナ特性は、補正
部材18の特性とは無関係に決定されてよい。
第3図を参照すると、携帯無線機用アンテナの主要特
性を決定するアンテナ構成体12と補正部材18および地板
17の詳細が示されている。アンテナ構成体12は、金属の
線によって構成されたアンテナエレメント13とそれを保
護するプラスチック等の誘電体物質で作られたカバー23
および可動機構14を含んでいる。プラスチックス等で作
られる筐体11は、アンテナ構成体12と、地板17および補
正部材18を隔てるように位置している。
尚、可動機構14は筐体11に結合されており、給電線16
の一端は可動機構14の一端に、アンテナ共用器19(第2
図)に他の一端が接続されている。アンテナエレメント
13はヘリカル形状に形成されており、その展開長と可動
機構14の長さと合わせて、使用周波数における波長のほ
ぼ1/4の長さとされる。そしてアンテナ構成体12が第1
図(b)の状態とされたとき、アンテナ特性がほぼ最良
になるように調整される。
尚、筐体11およびカバー23は、それが損失少なく且つ
厚さが薄ければ、アンテナ特性に大きな影響は与えな
い。一方、アンテナ構成体12が倒され、地板17に接近し
た状態では、アンテナ特性は大きく影響を受ける。補正
部材18が設けられていないときには、この状態のアンテ
ナ利得が自由空間中と比べて20dB以上減少する。この理
由としては、アンテナエレメント13が地板17へ接近する
ことによる両者の間の容量増加によって、放射インピー
ダンスが低下するためと考えられることもできる。
補正部材18は、地板17に一端が接続された金属線であ
り、アンテナ構成体12の整合が取られるように、所要の
周波数やその帯域を考慮して、その位置,形状,長さ等
が設定される。一例として、補正部材18は、アンテナエ
レメント13の開放端の位置付近に、方形の輪状に形成さ
れる。輪状にするのは地板17とアンテナ構成体12との距
離を短くして携帯無線機を小型にするためである。補正
部材18は、プラスチックス等の固定具によって地板17に
固定されてよい。このように構成することにより、補正
部材18は、インダクタンス素子を構成し、アンテナエレ
メント13が地板17に接近することにともなって生じた、
容量成分を補正することができる。
尚、補正部材18の構造および電気的特性は、上述した
例に限られるものではなく、アンテナ構成体12の特性,
所要のアンテナ特性にしたがって選ばれてよい。また、
地板17はシールド構造またはプリント基板であってもよ
く、その一部をアンテナ構成体12の構造体としてもよ
い。
第4図(a)及び(b)それぞれは、第1図(a)及
び(b)の状態における測定例である。測定周波数962M
Hzにおいて、第4図(a)の場合の平均化利得Gavは−
4.8(dBd)(dBdは、ダイポールアンテナ利得によって
正規化されたアンテナ利得)、第4図(b)の場合の平
均化利得Gavは−3.5(dBd)であった。このように、第
1図の実施例において、アンテナ構成体12が携帯無線機
の外観の一部と見なされる状態とされても、アンテナ利
得の低下は1.3dBに抑えることができた。
第5図(a)には、本発明の第二の実施例による携帯
無線機用アンテナの主要部を構成するアンテナ構成体51
が無線機の筐体52に収納された状態、(b)図にはアン
テナ51が筐体52から突出した状態が示されている。アン
テナ構成体51には、一例として折り曲げられた板状のア
ンテナエレメント53が含まれている。アンテナ構成体51
は、公知のスライド機構54により、筐体52に収納された
第1の状態と、筐体52の外形から突出した第2の状態の
二つの状態をとりうる。
第6図を参照すると、携帯無線機用アンテナの主要特
性を決定するアンテナ構成体51と補正部材55および地板
56の詳細が示されている。アンテナ構成体51は、アンテ
ナエレメント53と、それを保護するプラスチックスのカ
バー57およびスライド機構54の一方を含んでいる。補正
部材55と地板56は、筐体52によってアンテナ構成体51と
隔てられている。給電線58の一端は、板状のアンテナエ
レメント53の辺近くに接続されている。アンテナエレメ
ント53の辺の合計の長さは、使用周波数における波長の
ほぼ1/2の長さとされる。そして、補正部材55は、給電
線58の接続された位置に最も近いアンテナエレメント53
の辺の位置からほぼ1/4波長の距離にある地板56上に固
定され接続されている。即ち、この位置は板状アンテナ
の開放端に相当し、最もアンテナ整合がとりやすい位置
である。補正部材55は、第7図に示された補正部材18と
同様の構成であり、インダクタンス素子を形成する輪状
の金属線によって構成されている。そして、アンテナエ
レメント53が地板56に接近することに伴なって生じた容
量成分を補償し、携帯無線機用アンテナのアンテナ利得
の低下を防ぐことができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、第1のアンテナを取り
外したりせずに携帯無線機を持ち運びやすい大きさにで
きる効果がある。
第2に本来アンテナには利用されていなかった筐体の
外周の一部を可動とすることにより、アンテナ全体を筐
体の内部に収納する構造に比較して小型化に有利である
という効果がある。
第3に筐体の外部へ折りたたむ方式のアンテナに比較
して、デザイン的な観点(美観)からして優れていると
いう効果がある。
第4に第1のアンテナ構成体が携帯無線機の外形の一
部となる状態にされたときも、補正部材の働きによりア
ンテナとしての特性を大きく損なうことなく送受信が可
能であるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図(a),(b)は本発明の第一の実施例による携
帯無線機の2つの状態を示す斜視図、第2図は第1図の
実施例による携帯無線機の回路ブロック図、第3図は第
1図の実施例におけるアンテナ部の詳細を示す一部載欠
した斜視図、第4図(a),(b)は第1図の実施例に
おけるアンテナ放射特性を示す図、第5図(a),
(b)は本発明の第二の実施例による携帯無線機の2つ
の状態を示す斜視図、第6図は第5図の実施例における
アンテナ部の詳細を示す一部載欠した斜視図である。 11,52……筐体 12,51……アンテナ構成体 13,53……アンテナエレメント 14……可動機構 15……送受信機 16,58……給電線 17,56……地板 18,55……補正部材 19……アンテナ共用器 20……送信部 21……受信部 22……制御部 23,57……カバー
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−176003(JP,A) 実開 昭61−119413(JP,U) 実開 昭58−107640(JP,U) 実開 昭62−196407(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01Q 1/24

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】携帯無線機の筐体に可動的に取り付けら
    れ、前記筐体角部に設けられた凹部に収納されたときに
    前記携帯無線器の外形の一部となるように露出し、かつ
    前記携帯無線機の筐体の少なくとも一つの表面とほぼ連
    続した面を形成する表面を有する携帯無線機用アンテ
    ナ。
  2. 【請求項2】請求項1記載の携帯無線機用のアンテナに
    おいて、前記アンテナの少なくとも一つの露出面を誘電
    体物質で構成することを特徴とする携帯無線機用アンテ
    ナ。
  3. 【請求項3】携帯無線機の筐体の内部に設けられた地板
    と、 前記携帯無線機の筐体の少なくとも一つの表面とほぼ連
    続した面となる第1の状態および前記携帯無線機の外形
    から突出する第2の状態を取ることを可能にする可動機
    構を有し、内部にアンテナエレメントが収容されたアン
    テナ構成体と、 前記アンテナ構成体が前記第1の状態にあるときに前記
    アンテナ構成体のアンテナ放射特性を補正する、前記地
    板に固定されて前記筐体内部に設けられた補正部材と を備えたことを特徴とする携帯無線機用アンテナ。
  4. 【請求項4】前記地板は、前記携帯無線機の内部にある
    シールド構造またはプリント基板であって、接地電位の
    部位を有することを特徴とする請求項3記載の携帯無線
    機用アンテナ。
  5. 【請求項5】前記アンテナ構成体が前記第1の状態にお
    いて前記補正部材に近接することにより、前記アンテナ
    構成体のアンテナ放射特性を補正することを特徴とする
    請求項3または4記載の携帯無線機用アンテナ。
  6. 【請求項6】前記アンテナ構成体が前記第1の状態にお
    いて前記補正部材に近接することにより、前記アンテナ
    構成体の整合特性を補正することを特徴とする請求項3
    または4記載の携帯無線機用アンテナ。
  7. 【請求項7】前記補正部材は、前記第1の状態における
    前記アンテナエレメントの開放端付近に位置する前記地
    板に設けられていることを特徴とする請求項3または4
    記載の携帯無線機用アンテナ。
  8. 【請求項8】前記アンテナエレメントは、ヘリカルホイ
    ップ状のアンテナエレメントであることを特徴とする請
    求項3または4記載の携帯無線機用アンテナ。
  9. 【請求項9】前記アンテナエレメントは、板状のアンテ
    ナエレメントであることを特徴とする請求項3または4
    記載の携帯無線機用アンテナ。
  10. 【請求項10】前記補正部材は、輪状の金属線を有する
    ことを特徴とする請求項3または4記載の携帯無線機用
    アンテナ。
  11. 【請求項11】前記補正部材はインダクタンス素子であ
    り、前記アンテナ構成体と接地導体との間の容量成分を
    補償することを特徴とする請求項3または4記載の携帯
    無線機用アンテナ。
  12. 【請求項12】前記可動機構は、前記アンテナ構成体の
    一端を軸として回転する機構であることを特徴とする請
    求項3または4記載の携帯無線機用アンテナ。
  13. 【請求項13】前記可動機構は、前記アンテナ構成体を
    滑動させて前記筐体に収容させることを特徴とする請求
    項3または4記載の携帯無線機用アンテナ。
  14. 【請求項14】送信部と受信部とアンテナ共用部とが組
    み込まれた筐体と、 前記筐体の内部に設けられた地板と、 前記筐体の少なくとも一つの表面とほぼ連続した面とな
    る第1の状態および前記携帯無線機の外形から突出する
    第2の状態を取ることを可能にする可動機構を有し、内
    部にアンテナエレメントが収納されたアンテナ構成体
    と、 前記アンテナ構成体が前記第1の状態にあるときに前記
    アンテナ構成体のアンテナ放射特性を補正する、前記地
    板に固定されて前記筐体内部に設けられた補正部材とを
    有し、 前記アンテナ構成体が前記アンテナ共用器を介して前記
    送信部および前記受信部と接続されていることを特徴と
    する携帯無線機。
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