JP3267871B2 - アンテナ装置 - Google Patents
アンテナ装置Info
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- JP3267871B2 JP3267871B2 JP23463496A JP23463496A JP3267871B2 JP 3267871 B2 JP3267871 B2 JP 3267871B2 JP 23463496 A JP23463496 A JP 23463496A JP 23463496 A JP23463496 A JP 23463496A JP 3267871 B2 JP3267871 B2 JP 3267871B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は携帯電話機、移動無
線機等に使用されるアンテナ装置に関し、特に待ち受け
時および人体使用（通話）時とも良好なアンテナ放射特
性を有するアンテナ装置に関するものである。
線機等に使用されるアンテナ装置に関し、特に待ち受け
時および人体使用（通話）時とも良好なアンテナ放射特
性を有するアンテナ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、携帯電話機や移動無線機等の需要
が急激に高まってきている。以下、従来の携帯電話機用
アンテナについて説明する。
が急激に高まってきている。以下、従来の携帯電話機用
アンテナについて説明する。
【０００３】図２及び図３は、従来の携帯電話で使用さ
れているホイップアンテナを示しており、先端ヘリカル
アンテナ付き収納時切り放しタイプのホイップアンテナ
を使用した無線機用アンテナ装置の例である。前記アン
テナ装置は、モノポールアンテナ１と、接続バネ２と、
整合回路３と、無線回路４と、無線機筐体５と、ヘリカ
ルアンテナ６と、スリーブ７と、絶縁体８とから構成さ
れている。
れているホイップアンテナを示しており、先端ヘリカル
アンテナ付き収納時切り放しタイプのホイップアンテナ
を使用した無線機用アンテナ装置の例である。前記アン
テナ装置は、モノポールアンテナ１と、接続バネ２と、
整合回路３と、無線回路４と、無線機筐体５と、ヘリカ
ルアンテナ６と、スリーブ７と、絶縁体８とから構成さ
れている。
【０００４】ヘリカルアンテナ６はスリーブ７と電気的
に接続されており、スリーブ７とモノポールアンテナ１
は一体成形されて形成されるものであり、絶縁体８によ
り電気的には切断されている。整合回路３は整合回路３
からモノポールアンテナ１を見た時のインピーダンスを
Ｚ１とし、モノポールアンテナ１から整合回路３を見た
時のインピーダンスをＺ２とし、またヘリカルアンテナ
６から整合回路３を見た時のインピーダンスをＺ３と
し、整合回路３からヘリカルアンテナ６を見た時のイン
ピーダンスをＺ４とした場合、Ｚ１≒Ｚ２≒Ｚ３≒Ｚ４
となるように構成する。
に接続されており、スリーブ７とモノポールアンテナ１
は一体成形されて形成されるものであり、絶縁体８によ
り電気的には切断されている。整合回路３は整合回路３
からモノポールアンテナ１を見た時のインピーダンスを
Ｚ１とし、モノポールアンテナ１から整合回路３を見た
時のインピーダンスをＺ２とし、またヘリカルアンテナ
６から整合回路３を見た時のインピーダンスをＺ３と
し、整合回路３からヘリカルアンテナ６を見た時のイン
ピーダンスをＺ４とした場合、Ｚ１≒Ｚ２≒Ｚ３≒Ｚ４
となるように構成する。
【０００５】以上の構成より、アンテナ装置のホイップ
アンテナを伸長した時には、図２の無線回路４から整合
回路３を通じ、接続バネ２を介してモノポールアンテナ
１のみが給電され、１／４波長、３／８波長、１／２波
長といった実質等価電気長をもつモノポールアンテナと
して動作する。また、アンテナ装置のホイップアンテナ
を収納した時には、図３の無線回路４から整合回路３を
通じ、接続バネ２を介してヘリカルアンテナ６のみが給
電され、１／４波長の実質等価電気長をもつヘリカルア
ンテナとして動作する。
アンテナを伸長した時には、図２の無線回路４から整合
回路３を通じ、接続バネ２を介してモノポールアンテナ
１のみが給電され、１／４波長、３／８波長、１／２波
長といった実質等価電気長をもつモノポールアンテナと
して動作する。また、アンテナ装置のホイップアンテナ
を収納した時には、図３の無線回路４から整合回路３を
通じ、接続バネ２を介してヘリカルアンテナ６のみが給
電され、１／４波長の実質等価電気長をもつヘリカルア
ンテナとして動作する。
【０００６】また、先にも述べたが、携帯電話機等の移
動無線機の急激な需要の増加により、移動無線端末の小
形化がはかられている。この小形化に伴い、筐体すなわ
ち地板の長さが１／２波長以下となりここに流れる電流
の影響が大きくなって筐体もアンテナの一つとして動作
してきている。一方、移動無線機等には、従来から１／
４波長の実質等価電気長を持つアンテナが用いられてき
た。
動無線機の急激な需要の増加により、移動無線端末の小
形化がはかられている。この小形化に伴い、筐体すなわ
ち地板の長さが１／２波長以下となりここに流れる電流
の影響が大きくなって筐体もアンテナの一つとして動作
してきている。一方、移動無線機等には、従来から１／
４波長の実質等価電気長を持つアンテナが用いられてき
た。
【０００７】しかしながら、一般的に１／４波長アンテ
ナは給電点付近での電流が最大となり、筐体電流の影響
が大きく人が手に持ったときに電流分布が乱れてしまう
といった要因により、携帯無線機に使用すると、自由空
間上に置いた状態では利得の良いアンテナでも実際の通
話状態ではアンテナ特性が大きく劣化する。
ナは給電点付近での電流が最大となり、筐体電流の影響
が大きく人が手に持ったときに電流分布が乱れてしまう
といった要因により、携帯無線機に使用すると、自由空
間上に置いた状態では利得の良いアンテナでも実際の通
話状態ではアンテナ特性が大きく劣化する。
【０００８】このような背景の中で、アース電流がなる
べく少なく、かつ共振しやすいモードということで、主
に３／８波長や５／８波長の実質等価電気長のモノポー
ルアンテナが携帯無線機用に用いられている。
べく少なく、かつ共振しやすいモードということで、主
に３／８波長や５／８波長の実質等価電気長のモノポー
ルアンテナが携帯無線機用に用いられている。
【０００９】３／８波長モードで動作するアンテナは、
１／４波長モードで動作するアンテナほどではないが、
同様の理由によりアンテナ放射特性が劣化する。
１／４波長モードで動作するアンテナほどではないが、
同様の理由によりアンテナ放射特性が劣化する。
【００１０】以上のようなことから、整合の取りやす
さ、筐体電流の影響等のバランスが前記の両者を比較し
て取りやすい３／８波長アンテナが現在では使用されて
いる。
さ、筐体電流の影響等のバランスが前記の両者を比較し
て取りやすい３／８波長アンテナが現在では使用されて
いる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】移動無線機等には、従
来から１／４波長、１／２波長といった実質等価電気長
を持つアンテナが用いられてきた。一般的に１／４波長
アンテナは給電点付近での電流が最大となり、インピー
ダンスのリアクタンス成分が０となるため整合が取りや
すく広帯域であるが、筐体電流の影響が大きく手が筐体
上の電流分布を乱すといった要因により、携帯無線機に
使用すると、自由空間上に置いた状態では利得の良いア
ンテナでも実際の通話状態ではアンテナ特性が大きく劣
化する。これは、筐体に多くの電流が流れるアンテナで
は人が手に持ったときに筐体上の電流分布が乱れてしま
い、インピーダンスが変化し、放射効率の低下が生じる
ためである。
来から１／４波長、１／２波長といった実質等価電気長
を持つアンテナが用いられてきた。一般的に１／４波長
アンテナは給電点付近での電流が最大となり、インピー
ダンスのリアクタンス成分が０となるため整合が取りや
すく広帯域であるが、筐体電流の影響が大きく手が筐体
上の電流分布を乱すといった要因により、携帯無線機に
使用すると、自由空間上に置いた状態では利得の良いア
ンテナでも実際の通話状態ではアンテナ特性が大きく劣
化する。これは、筐体に多くの電流が流れるアンテナで
は人が手に持ったときに筐体上の電流分布が乱れてしま
い、インピーダンスが変化し、放射効率の低下が生じる
ためである。
【００１２】また、１／２波長アンテナは給電点付近で
の電流は０となり、インピーダンスが略無限大となるた
め筐体電流の影響は少ない。人体使用時の利得劣化は１
／４波長アンテナと比較するとその影響は少ないが、現
行の１／２波長相当の実質等価電気長をもつアンテナで
は、その帯域が非常に狭く、インピーダンス整合も非常
に取りにくいものとなっている。
の電流は０となり、インピーダンスが略無限大となるた
め筐体電流の影響は少ない。人体使用時の利得劣化は１
／４波長アンテナと比較するとその影響は少ないが、現
行の１／２波長相当の実質等価電気長をもつアンテナで
は、その帯域が非常に狭く、インピーダンス整合も非常
に取りにくいものとなっている。
【００１３】したがって、本発明の目的は、前記課題を
解決することであり、自由空間および人体使用時とも良
好なアンテナ放射特性を有するアンテナ装置を提供する
ことである。
解決することであり、自由空間および人体使用時とも良
好なアンテナ放射特性を有するアンテナ装置を提供する
ことである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明のアンテナ装置は、携帯型移動無線端末に用い
られるアンテナにおいて、その形状をモノポールアンテ
ナ状に構成し、またその動作モードを１／２波長＋α
（αは、１／２波長の１％より大で１０％未満内の適当
な値）とすることにより、前記モノポールアンテナから
放射される放射特性パターンを上向きにし、かつ筺体電
流が流れにくくなるようにすることで、待ち受け時、通
話時とも良好なアンテナ放射特性を得る。
に本発明のアンテナ装置は、携帯型移動無線端末に用い
られるアンテナにおいて、その形状をモノポールアンテ
ナ状に構成し、またその動作モードを１／２波長＋α
（αは、１／２波長の１％より大で１０％未満内の適当
な値）とすることにより、前記モノポールアンテナから
放射される放射特性パターンを上向きにし、かつ筺体電
流が流れにくくなるようにすることで、待ち受け時、通
話時とも良好なアンテナ放射特性を得る。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１記載の発明は、
携帯型移動無線端末に用いられるアンテナにおいて、そ
の形状をモノポールアンテナ状に構成し、またモノポー
ルアンテナのアンテナエレメントの長さを１／２波長＋
α（αは、１／２波長の１％より大で１０％未満内の適
当な値）とすることにより、１／２波長アンテナに比べ
てインピーダンス整合がとり易く、帯域も広くとれると
いう作用を有する。また、給電点付近での電流分布は１
／２波長アンテナと比べてほとんど変わらないため、筺
体に流れる電流分布は１／２波長同様少なくでき、人が
手に持つことによる筺体電流の乱れが少なくなるためイ
ンピーダンスの変化も少なくできるとういう作用を有す
る。また、アンテナの放射特性は、１／２波長＋α（α
は、１／２波長の１％より大で１０％未満内の適当な
値）とすることにより、その主ローブは割れ初め、かつ
上向きとなる。このため人が手に持つことにより、主ロ
ーブは人の手により覆い隠される部分が他のモードで動
作するアンテナより少なくなり、自由空間、人体使用時
ともにアンテナ放射指向性が先の他のモードで動作する
アンテナと比較して良好な特性を得るという作用を有す
る。
携帯型移動無線端末に用いられるアンテナにおいて、そ
の形状をモノポールアンテナ状に構成し、またモノポー
ルアンテナのアンテナエレメントの長さを１／２波長＋
α（αは、１／２波長の１％より大で１０％未満内の適
当な値）とすることにより、１／２波長アンテナに比べ
てインピーダンス整合がとり易く、帯域も広くとれると
いう作用を有する。また、給電点付近での電流分布は１
／２波長アンテナと比べてほとんど変わらないため、筺
体に流れる電流分布は１／２波長同様少なくでき、人が
手に持つことによる筺体電流の乱れが少なくなるためイ
ンピーダンスの変化も少なくできるとういう作用を有す
る。また、アンテナの放射特性は、１／２波長＋α（α
は、１／２波長の１％より大で１０％未満内の適当な
値）とすることにより、その主ローブは割れ初め、かつ
上向きとなる。このため人が手に持つことにより、主ロ
ーブは人の手により覆い隠される部分が他のモードで動
作するアンテナより少なくなり、自由空間、人体使用時
ともにアンテナ放射指向性が先の他のモードで動作する
アンテナと比較して良好な特性を得るという作用を有す
る。
【００１６】本発明の請求項２記載の発明は、携帯型移
動無線端末に用いられるアンテナにおいて、アンテナ伸
張時には、モノポールアンテナが動作し、アンテナ収納
時には、ヘリカルアンテナが動作するように構成し、ヘ
リカルアンテナのアンテナエレメントのインピーダンス
を１／２波長＋α（αは、１／２波長の１％より大で１
０％未満内の適当な値）の前記請求項１記載のモノポー
ルアンテナと同じようにすることにより、インピーダン
ス整合もとり易く、給電点付近で筐体に流れる電流分布
を少なくできるという作用を有する。その結果、インピ
ーダンスの変化も少ない。このため、人が手に持つこと
による電流分布の乱れが少なくなる。また、アンテナ放
射特性は、その主ローブが上向きとなり、人が手に持つ
ことにより、主ローブは人の手により覆い隠される部分
が他のモードで動作するアンテナより少なくなり、自由
空間、人体使用時ともにアンテナ放射指向性が先の他の
モードで動作するアンテナと比較して良好な特性を得る
という作用を有する。
動無線端末に用いられるアンテナにおいて、アンテナ伸
張時には、モノポールアンテナが動作し、アンテナ収納
時には、ヘリカルアンテナが動作するように構成し、ヘ
リカルアンテナのアンテナエレメントのインピーダンス
を１／２波長＋α（αは、１／２波長の１％より大で１
０％未満内の適当な値）の前記請求項１記載のモノポー
ルアンテナと同じようにすることにより、インピーダン
ス整合もとり易く、給電点付近で筐体に流れる電流分布
を少なくできるという作用を有する。その結果、インピ
ーダンスの変化も少ない。このため、人が手に持つこと
による電流分布の乱れが少なくなる。また、アンテナ放
射特性は、その主ローブが上向きとなり、人が手に持つ
ことにより、主ローブは人の手により覆い隠される部分
が他のモードで動作するアンテナより少なくなり、自由
空間、人体使用時ともにアンテナ放射指向性が先の他の
モードで動作するアンテナと比較して良好な特性を得る
という作用を有する。
【００１７】本発明の請求項３記載の発明は、携帯型移
動無線端末に用いられるアンテナにおいて、その形状を
螺旋アンテナ状に構成し、螺旋アンテナのアンテナエレ
メントのインピーダンスを１／２波長＋α（αは、１／
２波長の１％より大で１０％未満内の適当な値）の前記
請求項１記載のモノポールアンテナと同じようにするこ
とにより、インピーダンス整合もとり易く、給電点付近
で筐体に流れる電流分布を少なくできるという作用を有
する。その結果、インピーダンスの変化も少ない。この
ため、人が手に持つことによる電流分布の乱れが少なく
なる。また、アンテナ放射特性は、その主ローブが上向
きとなり、人が手に持つことにより、主ローブは人の手
により覆い隠される部分が他のモードで動作するアンテ
ナより少なくなり、自由空間、人体使用時ともにアンテ
ナ放射指向性が先の他のモードで動作するアンテナと比
較して良好な特性を得るという作用を有する。
動無線端末に用いられるアンテナにおいて、その形状を
螺旋アンテナ状に構成し、螺旋アンテナのアンテナエレ
メントのインピーダンスを１／２波長＋α（αは、１／
２波長の１％より大で１０％未満内の適当な値）の前記
請求項１記載のモノポールアンテナと同じようにするこ
とにより、インピーダンス整合もとり易く、給電点付近
で筐体に流れる電流分布を少なくできるという作用を有
する。その結果、インピーダンスの変化も少ない。この
ため、人が手に持つことによる電流分布の乱れが少なく
なる。また、アンテナ放射特性は、その主ローブが上向
きとなり、人が手に持つことにより、主ローブは人の手
により覆い隠される部分が他のモードで動作するアンテ
ナより少なくなり、自由空間、人体使用時ともにアンテ
ナ放射指向性が先の他のモードで動作するアンテナと比
較して良好な特性を得るという作用を有する。
【００１８】
【００１９】以下、本発明の実施の形態について、図面
を用いて詳細に説明する。
を用いて詳細に説明する。
【００２０】（第１の実施の形態）図１は、第１の実施
の形態のアンテナ装置の構成を示したものである。アン
テナ装置は、モノポールアンテナ１と、接続バネ２と、
整合回路３と、無線回路４と、無線機筐体５とから構成
されている。モノポールアンテナ１は無線回路４から整
合回路３を通じ、接続バネ２を介して給電される。な
お、実測で使用した筐体は123mm×36mmの導体板であ
り、中心周波数が1920MHzの時である。
の形態のアンテナ装置の構成を示したものである。アン
テナ装置は、モノポールアンテナ１と、接続バネ２と、
整合回路３と、無線回路４と、無線機筐体５とから構成
されている。モノポールアンテナ１は無線回路４から整
合回路３を通じ、接続バネ２を介して給電される。な
お、実測で使用した筐体は123mm×36mmの導体板であ
り、中心周波数が1920MHzの時である。
【００２１】図７は、本発明に係るモノポールアンテナ
１が１／２波長＋αの時のインピーダンス特性およびＶ
ＳＷＲ特性を示したものである。ここで、１／２波長＋
αのαの範囲は、１％＜α＜１０％程度である。
１が１／２波長＋αの時のインピーダンス特性およびＶ
ＳＷＲ特性を示したものである。ここで、１／２波長＋
αのαの範囲は、１％＜α＜１０％程度である。
【００２２】(a)はインピーダンス特性、(b)はＶＳＷＲ
特性である。同様に図４はエレメント長が1／４波長の
時の、図５は３／８波長の時の、図６は1／２波長の時
の、図８は、５／８波長の時のインピーダンス特性、Ｖ
ＳＷＲ特性を示したものである。図４、図５、図６およ
び図８は、従来構成のアンテナ装置についてのものであ
る。第４図乃至第８図を比較すると、１／４波長の時の
帯域幅が一番広く、以下順に５／８波長、３／８波長、
１／２波長＋α、１／２波長とアンテナエレメントが１
／２波長に近づく程その帯域が狭くなっていることがわ
かる。これを表にまとめてみると、以下の表１に示すよ
うになる。
特性である。同様に図４はエレメント長が1／４波長の
時の、図５は３／８波長の時の、図６は1／２波長の時
の、図８は、５／８波長の時のインピーダンス特性、Ｖ
ＳＷＲ特性を示したものである。図４、図５、図６およ
び図８は、従来構成のアンテナ装置についてのものであ
る。第４図乃至第８図を比較すると、１／４波長の時の
帯域幅が一番広く、以下順に５／８波長、３／８波長、
１／２波長＋α、１／２波長とアンテナエレメントが１
／２波長に近づく程その帯域が狭くなっていることがわ
かる。これを表にまとめてみると、以下の表１に示すよ
うになる。
【００２３】
【表１】
【００２４】表１によれば、実質等価電気長が１／２波
長の時、その帯域が一番狭く230MHzであるのに対し、１
／２波長＋αの時280MHzとその帯域は１／２波長と比較
して50MHz拡がっており、従来用いられている３／８波
長と比較して、その帯域はほぼ同じであることがわか
る。
長の時、その帯域が一番狭く230MHzであるのに対し、１
／２波長＋αの時280MHzとその帯域は１／２波長と比較
して50MHz拡がっており、従来用いられている３／８波
長と比較して、その帯域はほぼ同じであることがわか
る。
【００２５】図９乃至図１３は、各実質等価電気長の自
由空間時のアンテナ放射パターンを示したものである。
実線はｘ-ｙ平面、破線はｙ-ｚ平面、一点鎖線はｚ-ｘ
平面の垂直偏波成分であり、二点鎖線はｙ-ｚ平面、点
線はｚ-ｘの水平偏波成分である。
由空間時のアンテナ放射パターンを示したものである。
実線はｘ-ｙ平面、破線はｙ-ｚ平面、一点鎖線はｚ-ｘ
平面の垂直偏波成分であり、二点鎖線はｙ-ｚ平面、点
線はｚ-ｘの水平偏波成分である。
【００２６】それぞれ、図９は１／４波長、図１０は３
／８波長、図１１は１／２波長、図１２は１／２波長＋
α、図１３が５／８波長である。図１２は本発明に係る
アンテナ装置についてのものであるが、図９、図１０、
図１１および図１３は従来構成のアンテナ装置について
のものである。なお、測定周波数は1900MHzである。
／８波長、図１１は１／２波長、図１２は１／２波長＋
α、図１３が５／８波長である。図１２は本発明に係る
アンテナ装置についてのものであるが、図９、図１０、
図１１および図１３は従来構成のアンテナ装置について
のものである。なお、測定周波数は1900MHzである。
【００２７】実質等価電気長が１／４波長、３／８波
長、５／８波長の放射パターンは切れ込みがあり複雑な
パターンをしている。これは図１９乃至図２３に示した
自由空間における筐体に流れる電流分布からもわかるよ
うに、実質等価電気長が１／４波長、３／８波長、５／
８波長では１／２波長、１／２波長＋αの筺体電流分布
と比較して、筐体に大きな電流が流れるために生じるも
のである。
長、５／８波長の放射パターンは切れ込みがあり複雑な
パターンをしている。これは図１９乃至図２３に示した
自由空間における筐体に流れる電流分布からもわかるよ
うに、実質等価電気長が１／４波長、３／８波長、５／
８波長では１／２波長、１／２波長＋αの筺体電流分布
と比較して、筐体に大きな電流が流れるために生じるも
のである。
【００２８】１／２波長の場合、その放射パターンは８
の字形であり、水平面無指向性であるため、携帯電話に
は良好な放射パターンであるといわれている。１／２波
長＋αの場合はさらに各方面の放射パターンも非常に大
きいことがわかる。
の字形であり、水平面無指向性であるため、携帯電話に
は良好な放射パターンであるといわれている。１／２波
長＋αの場合はさらに各方面の放射パターンも非常に大
きいことがわかる。
【００２９】各実質等価電気長でのアンテナの利得は図
２４に示すとおりであり、同図より１／２波長＋αのア
ンテナが自由空間において従来から使用されている１／
４波長や３／８波長といった実質等価電気長を持つアン
テナより、アンテナ利得が高いことがわかる。
２４に示すとおりであり、同図より１／２波長＋αのア
ンテナが自由空間において従来から使用されている１／
４波長や３／８波長といった実質等価電気長を持つアン
テナより、アンテナ利得が高いことがわかる。
【００３０】次に実際に使用したことを想定して、人が
持った際のアンテナの放射特性を示したものが、図１４
乃至図１８である。実線は水平面での垂直偏波成分であ
り、破線は水平偏波成分である。また、図１４は１／４
波長、図１５は３／８波長、図１６は１／２波長、図１
７は１／２波長＋α、図１８が５／８波長のものであ
る。図１７は本発明にかかるアンテナ装置についてのも
のであるが、図１４、図１５、図１６および図１８は、
従来構成のアンテナ装置についてのものである。人体使
用時におけるアンテナの放射特性の評価は、水平面（ｘ
-ｙ面）でのアンテナの放射利得の平均値（ＰＡＧ）で
評価する。
持った際のアンテナの放射特性を示したものが、図１４
乃至図１８である。実線は水平面での垂直偏波成分であ
り、破線は水平偏波成分である。また、図１４は１／４
波長、図１５は３／８波長、図１６は１／２波長、図１
７は１／２波長＋α、図１８が５／８波長のものであ
る。図１７は本発明にかかるアンテナ装置についてのも
のであるが、図１４、図１５、図１６および図１８は、
従来構成のアンテナ装置についてのものである。人体使
用時におけるアンテナの放射特性の評価は、水平面（ｘ
-ｙ面）でのアンテナの放射利得の平均値（ＰＡＧ）で
評価する。
【００３１】図１４は、１／４波長の時の人体使用時の
アンテナの放射特性であるが、頭部がある方には、ほと
んど電波は放射されず、またその放射パターンも人体に
よって吸収され、放射パターンが水平、垂直両偏波成分
で自由空間と比較して非常に小さくなっていることわか
る。これは図１９より、筐体上に流れる電流分布の振幅
が他の実質等価電気長の場合より大きいために、筐体電
流が人体の手によって乱れ、かつ吸収され、人体頭部に
よってアンテナの放射電力が遮蔽されたためである。
アンテナの放射特性であるが、頭部がある方には、ほと
んど電波は放射されず、またその放射パターンも人体に
よって吸収され、放射パターンが水平、垂直両偏波成分
で自由空間と比較して非常に小さくなっていることわか
る。これは図１９より、筐体上に流れる電流分布の振幅
が他の実質等価電気長の場合より大きいために、筐体電
流が人体の手によって乱れ、かつ吸収され、人体頭部に
よってアンテナの放射電力が遮蔽されたためである。
【００３２】図１５は、３／８波長の時の人体使用時の
アンテナ放射特性である。図２０を見るとわかるが、筐
体電流の影響が少なくなったために、１／４波長の時の
人体使用時と比較してアンテナの放射パターンも大きく
なっている。
アンテナ放射特性である。図２０を見るとわかるが、筐
体電流の影響が少なくなったために、１／４波長の時の
人体使用時と比較してアンテナの放射パターンも大きく
なっている。
【００３３】図１６は、１／２波長の時の人体使用時の
アンテナの放射特性である。図２１を見るとわかるが、
３／８波長と比較してさらに筐体電流の影響が生じない
ため、人体の無い方向(0-180°)の放射はほぼ８の字形
が残っているが、頭部方向のパターンは手と頭部の遮蔽
によって歪んでいることがわかる。
アンテナの放射特性である。図２１を見るとわかるが、
３／８波長と比較してさらに筐体電流の影響が生じない
ため、人体の無い方向(0-180°)の放射はほぼ８の字形
が残っているが、頭部方向のパターンは手と頭部の遮蔽
によって歪んでいることがわかる。
【００３４】図１７は、１／２波長＋αの時の人体使用
時のアンテナ放射特性を示してものである。図２２よ
り、１／２波長と同様に筐体電流の影響がほとんど無い
ため、電流分布の乱れもなく自由空間において、その放
射パターンの主ローブが上向きであるため、そのアンテ
ナの放射パターンは手や頭部による歪みがほとんど生じ
ていないことがわかる。これらの結果より、１／４波長
アンテナと比較して約4dBd、１／２波長アンテナと比較
して約2dBdの利得改善となった。
時のアンテナ放射特性を示してものである。図２２よ
り、１／２波長と同様に筐体電流の影響がほとんど無い
ため、電流分布の乱れもなく自由空間において、その放
射パターンの主ローブが上向きであるため、そのアンテ
ナの放射パターンは手や頭部による歪みがほとんど生じ
ていないことがわかる。これらの結果より、１／４波長
アンテナと比較して約4dBd、１／２波長アンテナと比較
して約2dBdの利得改善となった。
【００３５】図１８は、５／８波長の時の人体使用時の
アンテナ放射特性である。図２３を見るとわかるが、筐
体電流の影響が１／４波長と同等なレベルとなってお
り、アンテナ放射パターンは全体的に小さくなってい
る。しかしながら、１／２波長＋αと同様にアンテナ放
射パターンは上向きであるため、パターンのひずみは比
較的生じていない。
アンテナ放射特性である。図２３を見るとわかるが、筐
体電流の影響が１／４波長と同等なレベルとなってお
り、アンテナ放射パターンは全体的に小さくなってい
る。しかしながら、１／２波長＋αと同様にアンテナ放
射パターンは上向きであるため、パターンのひずみは比
較的生じていない。
【００３６】以上の結果を図２４に示すと、自由空間、
人体使用時とも実質等価電気長が１／２波長＋αの時に
アンテナの放射利得が一番大きいことがわかる。
人体使用時とも実質等価電気長が１／２波長＋αの時に
アンテナの放射利得が一番大きいことがわかる。
【００３７】（第２の実施の形態）図２５は、第２の実
施の形態のアンテナ装置の構成を示したものであり、前
記第１の実施の形態のモノポールアンテナ収納時にアン
テナの形状をヘリカルアンテナにしたものである。第２
の実施の形態のヘリカルアンテナのインピーダンス特性
を、第１の実施の形態のモノポールアンテナのインピー
ダンス特性（図７参照）と同インピーダンス特性を持つ
ヘリカルアンテナを構成することにより、従来例で説明
した収納時切り放し式ホイップアンテナと同様に、先端
ヘリカルアンテナとしてホイップアンテナ収納時におい
ても自由空間ではその放射パターンは８の字に近く、メ
インローブはやや上向きになり、各面の放射指向性も非
常に大きくなる。また人体使用時には、アンテナの放射
パターンが手や頭部によってほとんど歪まないヘリカル
アンテナを構成できる。
施の形態のアンテナ装置の構成を示したものであり、前
記第１の実施の形態のモノポールアンテナ収納時にアン
テナの形状をヘリカルアンテナにしたものである。第２
の実施の形態のヘリカルアンテナのインピーダンス特性
を、第１の実施の形態のモノポールアンテナのインピー
ダンス特性（図７参照）と同インピーダンス特性を持つ
ヘリカルアンテナを構成することにより、従来例で説明
した収納時切り放し式ホイップアンテナと同様に、先端
ヘリカルアンテナとしてホイップアンテナ収納時におい
ても自由空間ではその放射パターンは８の字に近く、メ
インローブはやや上向きになり、各面の放射指向性も非
常に大きくなる。また人体使用時には、アンテナの放射
パターンが手や頭部によってほとんど歪まないヘリカル
アンテナを構成できる。
【００３８】（第３の実施の形態）図２６は、第３の実
施の形態のアンテナ装置の構成を示したものであり、前
記第１の実施の形態のモノポールアンテナを螺旋状にし
エレメント長を短縮化したものである。その構成は、AB
S等の樹脂に帯状のテープを巻き付けるといった簡単な
構成法で実現でき、かつ図２６のように緩やかな螺旋を
描いた螺旋アンテナではそのインピーダンス特性は、前
記第１の実施の形態のモノポールアンテナとほぼ同等で
あるため、自由空間ではその放射パターンは８の字に近
く、メインローブはやや上向きになり、各面の放射指向
性も非常に大きくなる。また人体使用時には、アンテナ
の放射パターンが手や頭部によってほとんど歪まない螺
旋アンテナを構成できる。
施の形態のアンテナ装置の構成を示したものであり、前
記第１の実施の形態のモノポールアンテナを螺旋状にし
エレメント長を短縮化したものである。その構成は、AB
S等の樹脂に帯状のテープを巻き付けるといった簡単な
構成法で実現でき、かつ図２６のように緩やかな螺旋を
描いた螺旋アンテナではそのインピーダンス特性は、前
記第１の実施の形態のモノポールアンテナとほぼ同等で
あるため、自由空間ではその放射パターンは８の字に近
く、メインローブはやや上向きになり、各面の放射指向
性も非常に大きくなる。また人体使用時には、アンテナ
の放射パターンが手や頭部によってほとんど歪まない螺
旋アンテナを構成できる。
【００３９】（第４の実施の形態）図２７は、第４の実
施の形態のアンテナ装置の構成を示したものである。80
0MHz帯などの低い周波数のシステムにおいて１／２波長
＋αのアンテナを使用すると、そのエレメント長は約18
cm程度と長くなり、現在の小形化された携帯電話には収
まらないといった問題が生じるため、アンテナエレメン
トの中間にインダクタンスを装荷することで短縮化し、
かつ利得の向上がはかれるようにする。またそのインピ
ーダンス特性を前記第１の実施の形態のモノポールアン
テナと同等にすることによって、自由空間ではその放射
パターンは８の字に近く、メインローブはやや上向きに
なり、各面の放射指向性も非常に大きくなる。また人体
使用時には、アンテナの放射パターンが手や頭部によっ
てほとんど歪まないインダクタンス装荷アンテナを構成
できる。
施の形態のアンテナ装置の構成を示したものである。80
0MHz帯などの低い周波数のシステムにおいて１／２波長
＋αのアンテナを使用すると、そのエレメント長は約18
cm程度と長くなり、現在の小形化された携帯電話には収
まらないといった問題が生じるため、アンテナエレメン
トの中間にインダクタンスを装荷することで短縮化し、
かつ利得の向上がはかれるようにする。またそのインピ
ーダンス特性を前記第１の実施の形態のモノポールアン
テナと同等にすることによって、自由空間ではその放射
パターンは８の字に近く、メインローブはやや上向きに
なり、各面の放射指向性も非常に大きくなる。また人体
使用時には、アンテナの放射パターンが手や頭部によっ
てほとんど歪まないインダクタンス装荷アンテナを構成
できる。
【００４０】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、携帯電
話等の移動体通信端末のアンテナとして、その実質等価
電気長が１／２波長＋α（αは、１／２波長の１％より
大で１０％未満内の適当な値）を有するモノポールアン
テナを用いたことで、筐体に流れる電流分布を軽減させ
ることができ、さらにアンテナ放射パターンが上向きで
あるため、自由空間、人体使用時とも良好なアンテナ放
射特性を得ることができるという効果を有する。
話等の移動体通信端末のアンテナとして、その実質等価
電気長が１／２波長＋α（αは、１／２波長の１％より
大で１０％未満内の適当な値）を有するモノポールアン
テナを用いたことで、筐体に流れる電流分布を軽減させ
ることができ、さらにアンテナ放射パターンが上向きで
あるため、自由空間、人体使用時とも良好なアンテナ放
射特性を得ることができるという効果を有する。
【図１】本発明の第１の実施の形態における伸長時のア
ンテナ装置の構成を示す図、
ンテナ装置の構成を示す図、
【図２】従来例であるホイップアンテナの伸長時の構成
を示す図、
を示す図、
【図３】従来例であるホイップアンテナの収納時の構成
を示す図、
を示す図、
【図４】従来例である１／４波長ホイップアンテナのイ
ンピーダンス特性、ＶＳＷＲ特性を示す図、
ンピーダンス特性、ＶＳＷＲ特性を示す図、
【図５】従来例である３／８波長ホイップアンテナのイ
ンピーダンス特性、ＶＳＷＲ特性を示す図、
ンピーダンス特性、ＶＳＷＲ特性を示す図、
【図６】従来例である１／２波長ホイップアンテナのイ
ンピーダンス特性、ＶＳＷＲ特性を示す図、
ンピーダンス特性、ＶＳＷＲ特性を示す図、
【図７】本発明の第１の実施の形態における１／２波長
＋αホイップアンテナのインピーダンス特性、ＶＳＷＲ
特性を示す図、
＋αホイップアンテナのインピーダンス特性、ＶＳＷＲ
特性を示す図、
【図８】従来例である５／８波長ホイップアンテナのイ
ンピーダンス特性、ＶＳＷＲ特性を示す図、
ンピーダンス特性、ＶＳＷＲ特性を示す図、
【図９】従来例である１／４波長ホイップアンテナの自
由空間におけるアンテナ放射パターンを示す図、
由空間におけるアンテナ放射パターンを示す図、
【図１０】従来例である３／８波長ホイップアンテナの
自由空間におけるアンテナ放射パターンを示す図、
自由空間におけるアンテナ放射パターンを示す図、
【図１１】従来例である１／２波長ホイップアンテナの
自由空間におけるアンテナ放射パターンを示す図、
自由空間におけるアンテナ放射パターンを示す図、
【図１２】本発明の第１の実施の形態における１／２波
長＋αホイップアンテナの自由空間におけるアンテナ放
射パターンを示す図、
長＋αホイップアンテナの自由空間におけるアンテナ放
射パターンを示す図、
【図１３】従来例である５／８波長ホイップアンテナの
自由空間におけるアンテナ放射パターンを示す図、
自由空間におけるアンテナ放射パターンを示す図、
【図１４】従来例である１／４波長ホイップアンテナの
人体使用時におけるアンテナ放射パターンを示す図、
人体使用時におけるアンテナ放射パターンを示す図、
【図１５】従来例である３／８波長ホイップアンテナの
人体使用時におけるアンテナ放射パターンを示す図、
人体使用時におけるアンテナ放射パターンを示す図、
【図１６】従来例である１／２波長ホイップアンテナの
人体使用時におけるアンテナ放射パターンを示す図、
人体使用時におけるアンテナ放射パターンを示す図、
【図１７】本発明の第１の実施の形態における１／２波
長＋αホイップアンテナの人体使用時におけるアンテナ
放射パターンを示す図、
長＋αホイップアンテナの人体使用時におけるアンテナ
放射パターンを示す図、
【図１８】従来例である５／８波長ホイップアンテナの
人体使用時におけるアンテナ放射パターンを示す図、
人体使用時におけるアンテナ放射パターンを示す図、
【図１９】従来例である１／４波長ホイップアンテナの
自由空間における電流分布を示す図、
自由空間における電流分布を示す図、
【図２０】従来例である３／８波長ホイップアンテナの
自由空間における電流分布を示す図、
自由空間における電流分布を示す図、
【図２１】従来例である１／２波長ホイップアンテナの
自由空間における電流分布を示す図、
自由空間における電流分布を示す図、
【図２２】本発明の第１の実施の形態における１／２波
長＋αホイップアンテナの自由空間における電流分布を
示す図、
長＋αホイップアンテナの自由空間における電流分布を
示す図、
【図２３】従来例である５／８波長ホイップアンテナの
自由空間における電流分布を示す図、
自由空間における電流分布を示す図、
【図２４】実質等価電気長に対するアンテナの放射利得
特性を示す図、
特性を示す図、
【図２５】本発明の第２の実施の形態におけるアンテナ
装置の構成を示す図、
装置の構成を示す図、
【図２６】本発明の第３の実施の形態におけるアンテナ
装置の構成を示す図、
装置の構成を示す図、
【図２７】本発明の第４の実施の形態におけるアンテナ
装置の構成を示す図である。
装置の構成を示す図である。
１ モノポールアンテナ ２ 接続バネ ３ 整合回路 ４ 無線回路 ５ 無線機筐体 ６ ヘリカルアンテナ ７ スリーブ ８ 絶縁体 ９ 螺旋アンテナ 10 装荷コイル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−288413（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−131847（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−291711（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−251923（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−111415（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01Q 9/00 H01Q 1/24 H01Q 11/08
Claims (3)
- 【請求項１】 携帯型移動無線端末に用いられるアンテ
ナにおいて、その形状をモノポールアンテナ状に構成
し、またその動作モードを１／２波長＋α（αは、１／
２波長の１％より大で１０％未満内の適当な値）で動作
させることにより、前記モノポールアンテナから放射さ
れる放射パターンを上向きにし、かつ筐体電流が流れに
くくなるようにすることで、待ち受け時、通話時とも良
好な放射特性を得ることを特徴とするアンテナ装置。 - 【請求項２】 携帯型移動無線端末に用いられるアンテ
ナにおいて、アンテナ伸張時には、モノポールアンテナ
が動作し、アンテナ収納時には、ヘリカルアンテナが動
作するように構成し、またそのインピーダンス特性を１
／２波長＋α（αは、１／２波長の１％より大で１０％
未満内の適当な値）で動作する前記モノポールアンテナ
と同じようにすることにより、前記ヘリカルアンテナか
ら放射される放射パターンを上向きにし、かつ筐体電流
が流れにくくなるようにすることで、待ち受け時、通話
時とも良好な放射特性を得ることを特徴とする請求項１
記載のアンテナ装置。 - 【請求項３】 携帯型移動無線端末に用いられるアンテ
ナにおいて、その形状を螺旋アンテナ状に構成し、また
そのインピーダンス特性を１／２波長＋α（αは、１／
２波長の１％より大で１０％未満内の適当な値）で動作
する前記モノポールアンテナと同じようにすることによ
り、前記螺旋アンテナから放射される放射パターンを上
向きにし、かつ筐体電流が流れにくくなるようにするこ
とで、待ち受け時、通話時とも良好な放射特性を得るこ
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 |
|---|---|---|---|
| JP23463496A JP3267871B2 (ja) | 1996-08-19 | 1996-08-19 | アンテナ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23463496A JP3267871B2 (ja) | 1996-08-19 | 1996-08-19 | アンテナ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1065436A JPH1065436A (ja) | 1998-03-06 |
| JP3267871B2 true JP3267871B2 (ja) | 2002-03-25 |
Family
ID=16974115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23463496A Expired - Fee Related JP3267871B2 (ja) | 1996-08-19 | 1996-08-19 | アンテナ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3267871B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0997978B1 (en) * | 1998-10-27 | 2002-07-24 | Robert Bosch Gmbh | Radiation patterns for mobile phone |
| JP2001267823A (ja) * | 2000-03-16 | 2001-09-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | アンテナ装置 |
| JP2004064312A (ja) * | 2002-07-26 | 2004-02-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 携帯無線機用アンテナ装置 |
-
1996
- 1996-08-19 JP JP23463496A patent/JP3267871B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1065436A (ja) | 1998-03-06 |
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