JP3202690B2 - 携帯無線機用アンテナ - Google Patents
携帯無線機用アンテナInfo
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Description
特に携帯電話等の携帯無線機のアンテナに関する。
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。
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。
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。
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容し、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。
を使用する方法である。アンテナ利得が少なくてよいと
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。
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。
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、前記筐体に設けられた
凹部とほぼ同一の外形を有し、前記凹部に収納されたと
きに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の状態をとり、前記凹部から取り出されたと
きに前記筐体の外形から突出する第二の状態をとる、ア
ンテナエレメントを内部に収納するアンテナ構成体と、
前記携帯無線機の筐体内に配設された地板上に固定さ
れ、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補正
部材とを備えた構成としてある。そして、好ましくは、
前記補正部材を前記凹部に近接して配置することによ
り、前記アンテナ構成体が前記第1の状態となったとき
に前記アンテナ構成体のアンテナ放射特性を補正する構
成としてある。また、前記補正部材を前記凹部に近接し
て配置することにより、前記アンテナ構成体が前記第1
の状態となったときに前記アンテナ構成体の整合特性を
補正する構成としてある。
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の角部に設けられた凹部に可動的に取り
付けら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、その
外形は筐体11に設けられた凹部とほぼ同一の外形から
なる角柱状をしていて、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。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。
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。本実施形態では、
筐体11の角部に設けられた凹部に近接した筐体内部に
補正部材18が固定されている。
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1
4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1
3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。
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。
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。
は、この状態のアンテナ利得は自由空間中と比べて20
dB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。
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1
7に接近することにともなって生じた、容量成分を補償
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、補正部材18は、プリント基板の
影響によるアンテナ放射特性の影響も、地板17による
影響の場合と同様にして補償することができる。
図(a)及び(b)の状態における測定例である。測定
周波数962MHz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。
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。角柱状をしたアンテナ構成体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。
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。
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。
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2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3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。
る携帯無線機の2つの状態を示す斜視図である。
ク図である。
す一部載欠した斜視図である。
テナ放射特性を示す図である。
る携帯無線機の2つの状態を示す斜視図である。
す一部載欠した斜視図である。
Claims (7)
- 【請求項1】 携帯無線機の筐体に可動的に取り付けら
れ、前記筐体に設けられた凹部とほぼ同一の外形を有
し、前記凹部に収納されたときに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の状態をとり、
前記凹部から取り出されたときに前記筐体の外形から突
出する第二の状態をとる、アンテナエレメントを内部に
収納するアンテナ構成体と、 前記携帯無線機の筐体内に配設された地板上に固定さ
れ、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。 - 【請求項2】 前記補正部材を前記凹部に近接して配置
することにより、前記アンテナ構成体が前記第1の状態
となったときに前記アンテナ構成体のアンテナ放射特性
を補正することを特徴とする請求項1記載の携帯無線機
用アンテナ。 - 【請求項3】 前記補正部材を前記凹部に近接して配置
することにより、前記アンテナ構成体が前記第1の状態
となったときに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1記載の携帯無線機用アンテ
ナ。 - 【請求項4】 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1,2または3記載の携帯無線機用アンテナ。 - 【請求項5】 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1,2ま
たは3記載の携帯無線機用アンテナ。 - 【請求項6】 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1,2または3記載の携帯無線
機用アンテナ。 - 【請求項7】 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1〜5または6記載の
携帯無線機用アンテナ。
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