JP3460887B2 - 無線機 - Google Patents
無線機Info
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- Input Circuits Of Receivers And Coupling Of Receivers And Audio Equipment (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、広い帯域を持ち、か
つ高い利得を持つ無線機、特に携帯無線機のアンテナに
関するものである。
つ高い利得を持つ無線機、特に携帯無線機のアンテナに
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１０に従来の携帯無線機用アンテナの
一例を示す。この例はマイクロストリップアンテナ１０
０に固定コンデンサ１０３を接続し、共振周波数を調整
できる形式のアンテナを持った携帯無線機の場合を示
す。つまり、マイクロストリップアンテナ１００は放射
金属板１０１Ａと、グランド金属板１０１Ｂおよびこれ
らの間に挟み込んだ誘電体１０２とによって構成され
る。固定コンデンサ１０３は放射金属板１０１Ａとグラ
ンド金属板１０１Ｂの間に接続され、この固定コンデン
サ１０３の容量を適当に選ぶことにより、アンテナの共
振周波数を調整している。その他の構成としては１０４
は給電線、１０５は内部無線回路、１０６は筐体であ
る。
一例を示す。この例はマイクロストリップアンテナ１０
０に固定コンデンサ１０３を接続し、共振周波数を調整
できる形式のアンテナを持った携帯無線機の場合を示
す。つまり、マイクロストリップアンテナ１００は放射
金属板１０１Ａと、グランド金属板１０１Ｂおよびこれ
らの間に挟み込んだ誘電体１０２とによって構成され
る。固定コンデンサ１０３は放射金属板１０１Ａとグラ
ンド金属板１０１Ｂの間に接続され、この固定コンデン
サ１０３の容量を適当に選ぶことにより、アンテナの共
振周波数を調整している。その他の構成としては１０４
は給電線、１０５は内部無線回路、１０６は筐体であ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような構造である
ので、アンテナはマイクロストリップアンテナとして動
作し、かつ固定コンデンサ１０３によって共振周波数が
調整できる。しかしながらアンテナは、比較的利得が高
いが非常に帯域が狭く、かつ単一の周波数でしか共振し
ないという欠点をもっていた。このため、広い帯域を確
保するには、アンテナの形状をより大きくするか、利得
を低下させなければならなかった。
ので、アンテナはマイクロストリップアンテナとして動
作し、かつ固定コンデンサ１０３によって共振周波数が
調整できる。しかしながらアンテナは、比較的利得が高
いが非常に帯域が狭く、かつ単一の周波数でしか共振し
ないという欠点をもっていた。このため、広い帯域を確
保するには、アンテナの形状をより大きくするか、利得
を低下させなければならなかった。
【０００４】従って、従来のマイクロストリップアンテ
ナを有する無線機では、非常に帯域が狭く、かつ単一の
周波数でしか共振せず、広い帯域を確保するには、アン
テナの形状をより大きくするか、利得を低下させなけれ
ばならないという欠点を有していた。この発明の目的
は、広い帯域を持ち、かつ高い利得のアンテナをもつ無
線機を提供することにある。
ナを有する無線機では、非常に帯域が狭く、かつ単一の
周波数でしか共振せず、広い帯域を確保するには、アン
テナの形状をより大きくするか、利得を低下させなけれ
ばならないという欠点を有していた。この発明の目的
は、広い帯域を持ち、かつ高い利得のアンテナをもつ無
線機を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明では、互いに対
向して配置された放射金属板とグランド金属板とによっ
て構成されたマイクロストリップアンテナと、筐体内に
収納された内部無線回路と、これら内部無線回路と上記
マイクロストリップアンテナとの間を接続する給電線と
を具備して構成される無線機において、マイクロストリ
ップアンテナを構成する放射金属板とグランド金属板と
の間に、マイクロストリップアンテナの最低共振周波数
の波長の約１／４の奇数倍の長さに選定され、他端が開
放された先端開放線路の端部を接続した構成としたもの
である。
向して配置された放射金属板とグランド金属板とによっ
て構成されたマイクロストリップアンテナと、筐体内に
収納された内部無線回路と、これら内部無線回路と上記
マイクロストリップアンテナとの間を接続する給電線と
を具備して構成される無線機において、マイクロストリ
ップアンテナを構成する放射金属板とグランド金属板と
の間に、マイクロストリップアンテナの最低共振周波数
の波長の約１／４の奇数倍の長さに選定され、他端が開
放された先端開放線路の端部を接続した構成としたもの
である。
【０００６】
【作 用】この発明による無線機によれば、先端開放線
路を接続することにより、この先端開放線路はマイクロ
ストリップアンテナの最低共振波長では短絡状態に見え
るため、マイクロストリップアンテナを構成する放射金
属板とグランド金属板は短絡されて逆Ｆアンテナとして
動作する。これと共に最低共振波長の約２倍の周波数近
くでは、先端開放線路は開放状態に見える。従って、こ
の周波数ではマイクロストリップアンテナとして動作す
る。この結果、２つの共振周波数で共振し、かつその共
振周波数は可変容量素子に外部電圧を与えることにより
可変できるので、広い帯域を持ち、かつ高い利得を持つ
無線機を提供することができる。
路を接続することにより、この先端開放線路はマイクロ
ストリップアンテナの最低共振波長では短絡状態に見え
るため、マイクロストリップアンテナを構成する放射金
属板とグランド金属板は短絡されて逆Ｆアンテナとして
動作する。これと共に最低共振波長の約２倍の周波数近
くでは、先端開放線路は開放状態に見える。従って、こ
の周波数ではマイクロストリップアンテナとして動作す
る。この結果、２つの共振周波数で共振し、かつその共
振周波数は可変容量素子に外部電圧を与えることにより
可変できるので、広い帯域を持ち、かつ高い利得を持つ
無線機を提供することができる。
【０００７】
実施例１
図１はこの発明の請求項１で提案する無線機の実施例を
示す。この発明ではマイクロストリップアンテナをマイ
クロストリップ形と逆Ｆ形の両方のモードで動作させ、
さらに可変容量素子によって共振周波数を可変させるも
のである。ここで、１はマイクロストリップアンテナ、
１Ａは放射金属板、１Ｂはグランド金属板、２は誘電
体、３は先端が開放された先端開放線路、４は電圧で制
御される可変容量素子、５は給電線、６は内部回路、７
は筐体、８は先端開放線路３の放射金属板１Ａへの接続
点、９は給電線５の接続点、１０は可変容量素子に電圧
を加えて制御する電圧制御回路、１１は内部無線回路、
１２は直流阻止回路である。
示す。この発明ではマイクロストリップアンテナをマイ
クロストリップ形と逆Ｆ形の両方のモードで動作させ、
さらに可変容量素子によって共振周波数を可変させるも
のである。ここで、１はマイクロストリップアンテナ、
１Ａは放射金属板、１Ｂはグランド金属板、２は誘電
体、３は先端が開放された先端開放線路、４は電圧で制
御される可変容量素子、５は給電線、６は内部回路、７
は筐体、８は先端開放線路３の放射金属板１Ａへの接続
点、９は給電線５の接続点、１０は可変容量素子に電圧
を加えて制御する電圧制御回路、１１は内部無線回路、
１２は直流阻止回路である。
【０００８】この図において、グランド金属板は放射金
属よりやや大きな方形となっているが、これは、グラン
ド金属板の最低限必要な大きさを示したもので、この大
きさ以上であれば良く、形状も限定されるものではな
い。従って、グランド金属板が無線機全体をおおうケー
スとなっていても良い。この条件はすべての実施例にお
いて共通である。
属よりやや大きな方形となっているが、これは、グラン
ド金属板の最低限必要な大きさを示したもので、この大
きさ以上であれば良く、形状も限定されるものではな
い。従って、グランド金属板が無線機全体をおおうケー
スとなっていても良い。この条件はすべての実施例にお
いて共通である。
【０００９】このような構成とすることにより、マイク
ロストリップアンテナ１はマイクロストリップ形と逆Ｆ
形の両方のモードで動作することになる。従って、この
発明によれば２つの共振周波数で共振し、かつ可変容量
素子４に外部電圧を加えることができるので、可変容量
素子の容量を少し変えるだけで容易に共振周波数を変え
られる。従って、広い帯域を持ち、かつ高い利得のアン
テナを持つ無線機を提供できる。
ロストリップアンテナ１はマイクロストリップ形と逆Ｆ
形の両方のモードで動作することになる。従って、この
発明によれば２つの共振周波数で共振し、かつ可変容量
素子４に外部電圧を加えることができるので、可変容量
素子の容量を少し変えるだけで容易に共振周波数を変え
られる。従って、広い帯域を持ち、かつ高い利得のアン
テナを持つ無線機を提供できる。
【００１０】このことを確かめるために、実施例１のも
のについて実験を行った結果を図２に示す。これは、先
端開放線路３を接続することにより、0.８ＧHz付近とそ
の約２倍の1.７ＧHz付近で共振させることができる。さ
らにそれぞれを可変容量素子４で共振周波数を変えるよ
うにし、希望する共振周波数として0.８ＧHzと1.５ＧHz
を得ようとするものである。
のについて実験を行った結果を図２に示す。これは、先
端開放線路３を接続することにより、0.８ＧHz付近とそ
の約２倍の1.７ＧHz付近で共振させることができる。さ
らにそれぞれを可変容量素子４で共振周波数を変えるよ
うにし、希望する共振周波数として0.８ＧHzと1.５ＧHz
を得ようとするものである。
【００１１】ここで、実験を行ったアンテナの放射金属
板１Ａの寸法は３８×２７×５mm，先端開放線路３の長
さは5.５cm，可変容量素子４はバリキャップを用いた。
また可変容量素子４を図１に示すように給電線５を接続
した辺に直交する辺の中央に接続した。図２Ａは可変容
量素子４の容量を１ｐＦ，図２Ｂは0.７ｐＦ，図２Ｃは
３ｐＦとした場合である。これらの結果から明らかなよ
うに、可変容量素子４の容量を変えることにより、0.８
と1.５ＧHzで共振し、さらに0.８ＧHzではわずかな可変
容量素子４の容量Ｃの変化で共振周波数を約１０ＭHz移
動させることができることがわかる。この場合、0.８Ｇ
Hzよりも1.５ＧHzの方が可変容量素子４の容量Ｃが大き
いことが特徴である。
板１Ａの寸法は３８×２７×５mm，先端開放線路３の長
さは5.５cm，可変容量素子４はバリキャップを用いた。
また可変容量素子４を図１に示すように給電線５を接続
した辺に直交する辺の中央に接続した。図２Ａは可変容
量素子４の容量を１ｐＦ，図２Ｂは0.７ｐＦ，図２Ｃは
３ｐＦとした場合である。これらの結果から明らかなよ
うに、可変容量素子４の容量を変えることにより、0.８
と1.５ＧHzで共振し、さらに0.８ＧHzではわずかな可変
容量素子４の容量Ｃの変化で共振周波数を約１０ＭHz移
動させることができることがわかる。この場合、0.８Ｇ
Hzよりも1.５ＧHzの方が可変容量素子４の容量Ｃが大き
いことが特徴である。
【００１２】このことは、アンテナ自体ですでに0.８Ｇ
Hzと1.７ＧHz近辺で２共振をしており、可変容量素子４
の容量Ｃを大きくしていくと、図２のＢからＡに示すよ
うに、低い方（0.８ＧHz）の共振周波数が下がってい
き、さらに可変容量素子４の容量Ｃを大きくしていく
と、図２のＣのように、高い方の共振周波数が下がって
いき1.５ＧHz付近に現れると考えられる。
Hzと1.７ＧHz近辺で２共振をしており、可変容量素子４
の容量Ｃを大きくしていくと、図２のＢからＡに示すよ
うに、低い方（0.８ＧHz）の共振周波数が下がってい
き、さらに可変容量素子４の容量Ｃを大きくしていく
と、図２のＣのように、高い方の共振周波数が下がって
いき1.５ＧHz付近に現れると考えられる。
【００１３】すなわち、これは高い方の共振を作るマイ
クロストリップ形と低い方の共振を作る逆Ｆ形の両方の
モードで動作しており、さらに可変容量素子４によって
これらの共振周波数の調整が可能であるアンテナである
といえる。これは、低い周波数の波長で約１／４とした
先端開放線路３を接続していることが理由である。すな
わち、低い周波数においては、先端開放の１／４波長線
路３は短絡線路と等価であるので、図１における線路の
接続点（記号８）で、放射金属板１Ａとグランド金属板
１Ｂとの間が短絡線で結ばれているのと等価になるか
ら、この点がショートピンとなった逆Ｆアンテナとして
動作する。そして、この逆Ｆアンテナの共振周波数は可
変容量素子４の容量Ｃにより調整が可能である。
クロストリップ形と低い方の共振を作る逆Ｆ形の両方の
モードで動作しており、さらに可変容量素子４によって
これらの共振周波数の調整が可能であるアンテナである
といえる。これは、低い周波数の波長で約１／４とした
先端開放線路３を接続していることが理由である。すな
わち、低い周波数においては、先端開放の１／４波長線
路３は短絡線路と等価であるので、図１における線路の
接続点（記号８）で、放射金属板１Ａとグランド金属板
１Ｂとの間が短絡線で結ばれているのと等価になるか
ら、この点がショートピンとなった逆Ｆアンテナとして
動作する。そして、この逆Ｆアンテナの共振周波数は可
変容量素子４の容量Ｃにより調整が可能である。
【００１４】一方、低い周波数の約２倍（1.７ＧHz）の
周波数では、先端開放線路３は１／２波長線路となり、
先端開放線路３が存在しないのと等価であるので、図１
における先端開放線路３の接続点（記号８）で、放射金
属板１Ａとグランド金属板１Ｂとの間になにも存在して
いないのと等価になり、マイクロストリップアンテナと
して動作する。そして、このマイクロストリップアンテ
ナの周波数も可変容量素子４の容量により調整が可能で
ある。従って0.８ＧHzと1.５ＧHzは正確に波長が２倍に
ならないが、上記の理由により可変容量素子４の容量Ｃ
を調整して、0.８ＧHzと1.５ＧHzで共振させることがで
きる。
周波数では、先端開放線路３は１／２波長線路となり、
先端開放線路３が存在しないのと等価であるので、図１
における先端開放線路３の接続点（記号８）で、放射金
属板１Ａとグランド金属板１Ｂとの間になにも存在して
いないのと等価になり、マイクロストリップアンテナと
して動作する。そして、このマイクロストリップアンテ
ナの周波数も可変容量素子４の容量により調整が可能で
ある。従って0.８ＧHzと1.５ＧHzは正確に波長が２倍に
ならないが、上記の理由により可変容量素子４の容量Ｃ
を調整して、0.８ＧHzと1.５ＧHzで共振させることがで
きる。
【００１５】この動作を明らかにするために実施例１の
ものについてさらに実験を行った結果を図３および図４
に示す。マイクロストリップ形と逆Ｆ形の両方のモード
で動作させているのは先端開放線路３であるので、図３
では可変容量素子４の容量を１ｐＦとして、図３Ａは先
端開放線路３あり、と図３Ｂは先端開放線路３を無く
し、その点に短絡線を付けた場合、図４では可変容量素
子４の容量を３ｐＦとして、図４Ａは先端開放線路３あ
り、と図４Ｂは先端開放線路３を無くした場合である。
図３から明らかなように、図３Ａは先端開放線路３あ
り、と図３Ｂは先端開放線路３を無くし、その点に短絡
線を付けた場合とでほぼ同じ共振周波数となり、スミス
チャートでも比較的近い軌跡を描いている。ただし、本
例の場合は完全に0.８ＧHzと1.５ＧHzで波長が２倍にな
らないので、0.８ＧHzでは先端開放線路３が完全な短絡
線と見えず、やや誘導性に見えているようである。この
ため、スミスチャートの軌跡は、先端開放線路３であり
の場合が短絡線の場合に比べてやや小さくなっている。
ものについてさらに実験を行った結果を図３および図４
に示す。マイクロストリップ形と逆Ｆ形の両方のモード
で動作させているのは先端開放線路３であるので、図３
では可変容量素子４の容量を１ｐＦとして、図３Ａは先
端開放線路３あり、と図３Ｂは先端開放線路３を無く
し、その点に短絡線を付けた場合、図４では可変容量素
子４の容量を３ｐＦとして、図４Ａは先端開放線路３あ
り、と図４Ｂは先端開放線路３を無くした場合である。
図３から明らかなように、図３Ａは先端開放線路３あ
り、と図３Ｂは先端開放線路３を無くし、その点に短絡
線を付けた場合とでほぼ同じ共振周波数となり、スミス
チャートでも比較的近い軌跡を描いている。ただし、本
例の場合は完全に0.８ＧHzと1.５ＧHzで波長が２倍にな
らないので、0.８ＧHzでは先端開放線路３が完全な短絡
線と見えず、やや誘導性に見えているようである。この
ため、スミスチャートの軌跡は、先端開放線路３であり
の場合が短絡線の場合に比べてやや小さくなっている。
【００１６】一方、図４では、図４Ａは先端開放線路３
であり、と図４Ｂは先端開放線路３の無しとで、ほぼ同
じ共振周波数となり、スミスチャートでもほぼ同じ軌跡
を描いている。これは正に先端開放線路３が完全な開
放、すなわち、なにもない状態と等価であることを示し
ている。従って、この実験の結果より、先端開放線路３
は低い周波数ではほぼ短絡、高い周波数ではほぼ開放に
見えており、さらに可変容量素子４の容量Ｃを調整し
て、任意の２点で共振させることができることが実証さ
れた。
であり、と図４Ｂは先端開放線路３の無しとで、ほぼ同
じ共振周波数となり、スミスチャートでもほぼ同じ軌跡
を描いている。これは正に先端開放線路３が完全な開
放、すなわち、なにもない状態と等価であることを示し
ている。従って、この実験の結果より、先端開放線路３
は低い周波数ではほぼ短絡、高い周波数ではほぼ開放に
見えており、さらに可変容量素子４の容量Ｃを調整し
て、任意の２点で共振させることができることが実証さ
れた。
【００１７】さらに、図１に示した構成によれば、放射
金属板１Ａとグランド金属板１Ｂは直流的に切り離され
ているので、給電線５に重畳させるように直流のバイア
スをかけることができる。すなわち、全くアンテナに信
号線を接続せずに可変容量素子４の容量Ｃを可変させる
ことが可能となるので、可変容量素子４を用いたことに
よるアンテナ特性の変化がない。この例では、内部回路
６として受信機、送信機等の内部無線回路１１とバイア
ス電圧を制御する電圧制御回路１０とを設け、内部無線
回路１１はコンデンサなどの直流を切る直流阻止回路１
２を通し、電圧制御回路１０と並列に給電線５に接続し
ている。これにより使用する周波数の変化に応じてバイ
アス電圧を制御すれば、常に最も良い整合状態でアンテ
ナを動作させることができる。さらに、制御機能として
アンテナのＶＳＷＲを監視し、携帯電話のように、人が
近づいた場合などにＶＳＷＲが悪くなった場合にバイア
スを調整するようにすれば、さらにどんな場合において
も最も良い整合状態でアンテナを動作させることができ
る。
金属板１Ａとグランド金属板１Ｂは直流的に切り離され
ているので、給電線５に重畳させるように直流のバイア
スをかけることができる。すなわち、全くアンテナに信
号線を接続せずに可変容量素子４の容量Ｃを可変させる
ことが可能となるので、可変容量素子４を用いたことに
よるアンテナ特性の変化がない。この例では、内部回路
６として受信機、送信機等の内部無線回路１１とバイア
ス電圧を制御する電圧制御回路１０とを設け、内部無線
回路１１はコンデンサなどの直流を切る直流阻止回路１
２を通し、電圧制御回路１０と並列に給電線５に接続し
ている。これにより使用する周波数の変化に応じてバイ
アス電圧を制御すれば、常に最も良い整合状態でアンテ
ナを動作させることができる。さらに、制御機能として
アンテナのＶＳＷＲを監視し、携帯電話のように、人が
近づいた場合などにＶＳＷＲが悪くなった場合にバイア
スを調整するようにすれば、さらにどんな場合において
も最も良い整合状態でアンテナを動作させることができ
る。
【００１８】以上説明したように、図１に示した構成に
よれば２つの共振周波数で共振し、かつ容易に共振周波
数を外部電圧により可変できるので、広い帯域を持ち、
かつ高い利得を持つ無線機を提供できる。なお、この例
では可変容量素子４を一つとしたが、これは複数あって
も全く効果は同じである。
よれば２つの共振周波数で共振し、かつ容易に共振周波
数を外部電圧により可変できるので、広い帯域を持ち、
かつ高い利得を持つ無線機を提供できる。なお、この例
では可変容量素子４を一つとしたが、これは複数あって
も全く効果は同じである。
【００１９】実施例２
図５はこの発明の第２の実施例を示す。この例では図５
Ｂに示すように、先端開放線路３をマイクロストリップ
線路によって構成した場合を示す。マイクロストリップ
線路は、グランド金属板１Ｂの裏に絶縁材を介してメア
ンダライン状（曲がりくねった形状）に形成し、さらに
放射金属板１ＡをＬ字に折り曲げたものである。ここ
で、符号１〜７は実施例１と同様であり、３はマイクロ
ストリップ線路によって構成した先端開放線路、６は内
部回路を示す。この内部回路６の内部には電圧制御回路
１０，内部無線回路１１，直流阻止回路１２が存在する
が、この図では、これらの回路は省略してある。
Ｂに示すように、先端開放線路３をマイクロストリップ
線路によって構成した場合を示す。マイクロストリップ
線路は、グランド金属板１Ｂの裏に絶縁材を介してメア
ンダライン状（曲がりくねった形状）に形成し、さらに
放射金属板１ＡをＬ字に折り曲げたものである。ここ
で、符号１〜７は実施例１と同様であり、３はマイクロ
ストリップ線路によって構成した先端開放線路、６は内
部回路を示す。この内部回路６の内部には電圧制御回路
１０，内部無線回路１１，直流阻止回路１２が存在する
が、この図では、これらの回路は省略してある。
【００２０】この場合は、先端開放線路３をマイクロス
トリップ線路とし、アンテナの投影面積内にメアンダラ
イン状に構成してあるので、大きなスペースを取ること
がなく、コンパクトに構成できる。また、放射金属板１
ＡをＬ字に曲げてあるので、可変容量素子４をグランド
金属板１Ｂから立ち上がるよう設置できるので、他の基
板上部品と同様の工程で製造できるので製造工程が容易
になると共に、放射金属板１Ａの長さも稼ぐことができ
る。さらに、電気特性は全く変わらず、効果は同じであ
ることは明らかである。
トリップ線路とし、アンテナの投影面積内にメアンダラ
イン状に構成してあるので、大きなスペースを取ること
がなく、コンパクトに構成できる。また、放射金属板１
ＡをＬ字に曲げてあるので、可変容量素子４をグランド
金属板１Ｂから立ち上がるよう設置できるので、他の基
板上部品と同様の工程で製造できるので製造工程が容易
になると共に、放射金属板１Ａの長さも稼ぐことができ
る。さらに、電気特性は全く変わらず、効果は同じであ
ることは明らかである。
【００２１】なお、この例では先端開放線路３をマイク
ロストリップ線路とし、グランド金属板１Ｂの裏にメア
ンダライン状に構成したが、グランド金属板１Ｂの表
（放射金属板１Ａとグランド金属板１Ｂの間）に形成し
てもよい。 実施例３ 図６はこの発明の第３の実施例を示す。この例では先端
開放線路３を構成するマイクロストリップ線路を図６Ｂ
に示すように、放射金属板１Ａの表面側にメアンダライ
ン状に形成し、さらに放射金属板１ＡをＬ字に折り曲げ
た場合を示す。ここで、図６に示す符号１〜７は実施例
１と同様であり、先端開放線路３をマイクロストリップ
線路で構成する。６は内部回路であり、この内部に電圧
制御回路１０，内部無線回路１１，直流阻止回路１２が
存在する。
ロストリップ線路とし、グランド金属板１Ｂの裏にメア
ンダライン状に構成したが、グランド金属板１Ｂの表
（放射金属板１Ａとグランド金属板１Ｂの間）に形成し
てもよい。 実施例３ 図６はこの発明の第３の実施例を示す。この例では先端
開放線路３を構成するマイクロストリップ線路を図６Ｂ
に示すように、放射金属板１Ａの表面側にメアンダライ
ン状に形成し、さらに放射金属板１ＡをＬ字に折り曲げ
た場合を示す。ここで、図６に示す符号１〜７は実施例
１と同様であり、先端開放線路３をマイクロストリップ
線路で構成する。６は内部回路であり、この内部に電圧
制御回路１０，内部無線回路１１，直流阻止回路１２が
存在する。
【００２２】この場合も、先端開放線路３をマイクロス
トリップ線路とし、アンテナの投影面積内にメアンダラ
イン状に形成してあるので、大きなスペースを取ること
が無く、コンパクトに構成することができる。さらに、
電気特性は全く変わらず、効果は同じである。なお、こ
の例では先端開放線路３をマイクロストリップ線路によ
って構成し、放射金属板１Ａの表面にメアンダライン状
に形成したが、放射金属板１Ａの裏面（放射金属板１Ａ
とグランド金属板１Ｂの間）に形成してもよい。
トリップ線路とし、アンテナの投影面積内にメアンダラ
イン状に形成してあるので、大きなスペースを取ること
が無く、コンパクトに構成することができる。さらに、
電気特性は全く変わらず、効果は同じである。なお、こ
の例では先端開放線路３をマイクロストリップ線路によ
って構成し、放射金属板１Ａの表面にメアンダライン状
に形成したが、放射金属板１Ａの裏面（放射金属板１Ａ
とグランド金属板１Ｂの間）に形成してもよい。
【００２３】実施例４
図７はこの発明の第４の実施例を示す。この例では先端
開放線路３に対応するマイクロストリップ線路３′を絶
縁材２′を介して放射金属板１Ａの表面側にメアンダラ
イン状に形成し、その両端をグランド金属板１Ｂに接続
したものである。ここで、符号１〜７は実施例３と同様
であり、８，８′はマイクロストリップ線路３′の両端
の接続点である。この場合も６の内部回路に電圧制御回
路、内部無線回路、直流阻止回路が存在している。
開放線路３に対応するマイクロストリップ線路３′を絶
縁材２′を介して放射金属板１Ａの表面側にメアンダラ
イン状に形成し、その両端をグランド金属板１Ｂに接続
したものである。ここで、符号１〜７は実施例３と同様
であり、８，８′はマイクロストリップ線路３′の両端
の接続点である。この場合も６の内部回路に電圧制御回
路、内部無線回路、直流阻止回路が存在している。
【００２４】この場合、マイクロストリップ線路３′の
両端は、互いに一方からもう他方の端を見たとき、低い
周波数では両端とも放射金属板１Ａに対して短絡、その
約２倍の高い周波数では両端とも放射金属板１Ａに対し
て開放に見える。従って、低い周波数において接続点
８，８′で放射金属板１Ａとグランド金属板１Ｂは短絡
したアンテナ（Ｍ形アンテナ）となり、高い周波数では
通常のマイクロストリップアンテナとして動作する。こ
れによって低い周波数でも偏波がそろうので、単一偏波
のアンテナを構成できる。さらにこの例では、より共振
周波数の自由度を増すために可変容量素子４を２ヶ所に
設置して、その可変容量の幅を大きくしている。
両端は、互いに一方からもう他方の端を見たとき、低い
周波数では両端とも放射金属板１Ａに対して短絡、その
約２倍の高い周波数では両端とも放射金属板１Ａに対し
て開放に見える。従って、低い周波数において接続点
８，８′で放射金属板１Ａとグランド金属板１Ｂは短絡
したアンテナ（Ｍ形アンテナ）となり、高い周波数では
通常のマイクロストリップアンテナとして動作する。こ
れによって低い周波数でも偏波がそろうので、単一偏波
のアンテナを構成できる。さらにこの例では、より共振
周波数の自由度を増すために可変容量素子４を２ヶ所に
設置して、その可変容量の幅を大きくしている。
【００２５】従って、本構成によっても２つの共振周波
数で共振し、かつ容易に共振周波数を外部電圧により可
変できるので、広い帯域を持ち、かつ高い利得を持ち、
単一偏波を放射する無線機を提供できる。 実施例５ 図８はこの発明の第５の実施例を示す。この例では、先
端開放線路３に対応するマイクロストリップ線路３′を
グランド金属板１Ｂの裏面にメアンダライン状に形成
し、その両端を放射金属板１Ｂに接続し、さらに放射金
属板１Ａの両側辺に給電線５′，５″を接続したもので
ある。ここで、符号１〜７は実施例３と同様であり、
６，６′は共振周波数が異なる２つの内部無線回路、
８，８′はマイクロストリップ線路の両端の接続点、
９，９′は各周波数の給電点、１３はグランド金属板１
Ｂからほぼ垂直に立ち上がる金属板である。この場合、
６′または６″の内部回路の中に電圧制御回路、内部無
線回路、直流阻止回路が存在している。
数で共振し、かつ容易に共振周波数を外部電圧により可
変できるので、広い帯域を持ち、かつ高い利得を持ち、
単一偏波を放射する無線機を提供できる。 実施例５ 図８はこの発明の第５の実施例を示す。この例では、先
端開放線路３に対応するマイクロストリップ線路３′を
グランド金属板１Ｂの裏面にメアンダライン状に形成
し、その両端を放射金属板１Ｂに接続し、さらに放射金
属板１Ａの両側辺に給電線５′，５″を接続したもので
ある。ここで、符号１〜７は実施例３と同様であり、
６，６′は共振周波数が異なる２つの内部無線回路、
８，８′はマイクロストリップ線路の両端の接続点、
９，９′は各周波数の給電点、１３はグランド金属板１
Ｂからほぼ垂直に立ち上がる金属板である。この場合、
６′または６″の内部回路の中に電圧制御回路、内部無
線回路、直流阻止回路が存在している。
【００２６】この構成では、マイクロストリップ線路
３′の動作は図７の場合と同じであるが、各周波数、す
なわち、Ｍ形アンテナとマイクロストリップアンテナの
動作モードの違いから、最適な給電点位置が同一でない
場合、各モードで最適な給電点となる２本の給電線
５′，５″を設置したものである。この場合、各給電線
５′，５″の長さ、内部回路６′，６″のインピーダン
スを調整する。低い周波数で見た、高い周波数の給電
線、例えば５′および低高い周波数で見た、高低い周波
数の給電線６″が、それぞれ開放状態（インピーダンス
無限大でなにも接続されていないのと同じ状態）になる
ように、その電気長を調整する必要がある。
３′の動作は図７の場合と同じであるが、各周波数、す
なわち、Ｍ形アンテナとマイクロストリップアンテナの
動作モードの違いから、最適な給電点位置が同一でない
場合、各モードで最適な給電点となる２本の給電線
５′，５″を設置したものである。この場合、各給電線
５′，５″の長さ、内部回路６′，６″のインピーダン
スを調整する。低い周波数で見た、高い周波数の給電
線、例えば５′および低高い周波数で見た、高低い周波
数の給電線６″が、それぞれ開放状態（インピーダンス
無限大でなにも接続されていないのと同じ状態）になる
ように、その電気長を調整する必要がある。
【００２７】また、この場合、グランド金属板１Ｂから
小型金属板１３を立ち上げて、そこに可変容量素子４を
設置しているので、放射開口面がグランド金属板１Ｂよ
り高くなり、容易に可変容量素子４を設置できるととも
に、アンテナ効率が上昇すると考えられる。従って、こ
の構成により、２つの共振周波数で共振でき、かつ容易
に共振周波数を外部電圧により可変できるので、広い帯
域を持ち、かつ高い利得を持ち、各周波数で最適な整合
状態となる無線機を提供できる。
小型金属板１３を立ち上げて、そこに可変容量素子４を
設置しているので、放射開口面がグランド金属板１Ｂよ
り高くなり、容易に可変容量素子４を設置できるととも
に、アンテナ効率が上昇すると考えられる。従って、こ
の構成により、２つの共振周波数で共振でき、かつ容易
に共振周波数を外部電圧により可変できるので、広い帯
域を持ち、かつ高い利得を持ち、各周波数で最適な整合
状態となる無線機を提供できる。
【００２８】実施例６
図９はこの発明の第６の実施例を示す。この例では図８
に示した構成において、給電線を１本としてた場合であ
る。すなわち、Ｍ形アンテナとマイクロストリップアン
テナとして動作するが、どちらかを主体として給電線を
設置するものであり、実施例５のように給電線や、内部
回路のインピーダンスの調整は必要ない。
に示した構成において、給電線を１本としてた場合であ
る。すなわち、Ｍ形アンテナとマイクロストリップアン
テナとして動作するが、どちらかを主体として給電線を
設置するものであり、実施例５のように給電線や、内部
回路のインピーダンスの調整は必要ない。
【００２９】この例においても効果は全く同じであり、
２つの共振周波数で共振し、かつ容易に共振周波数を外
部電圧により可変できるので、広い帯域を持ち、かつ高
い利得を持つ無線機を提供できる。
２つの共振周波数で共振し、かつ容易に共振周波数を外
部電圧により可変できるので、広い帯域を持ち、かつ高
い利得を持つ無線機を提供できる。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
マイクロストリップアンテナに先端開放線路３を接続し
ただけの構成により、マイクロストリップアンテナとし
て動作する状態と、放射金属板１Ａとグンランド金属板
１Ｂの双方を電気的に短絡した逆ＦアンテナあるいはＭ
型アンテナとして動作する状態とに切り替えることがで
きる。このモード切替えによって２つの周波数で共振さ
せることができる。しかも、この２つの共振周波数を可
変容量素子４の容量を制御することによって調整するこ
とができるから、実用できる周波数帯域が広いアンテナ
を得ることができる。よって実用帯域幅が広く利得が高
いアンテナを持つ無線機を提供することができる。
マイクロストリップアンテナに先端開放線路３を接続し
ただけの構成により、マイクロストリップアンテナとし
て動作する状態と、放射金属板１Ａとグンランド金属板
１Ｂの双方を電気的に短絡した逆ＦアンテナあるいはＭ
型アンテナとして動作する状態とに切り替えることがで
きる。このモード切替えによって２つの周波数で共振さ
せることができる。しかも、この２つの共振周波数を可
変容量素子４の容量を制御することによって調整するこ
とができるから、実用できる周波数帯域が広いアンテナ
を得ることができる。よって実用帯域幅が広く利得が高
いアンテナを持つ無線機を提供することができる。
【図１】この出願の請求項１で提案する無線機の実施例
を説明するための斜視図。
を説明するための斜視図。
【図２】図１の動作を説明するための特性曲線図。
【図３】図１の動作を説明するための特性曲線図。
【図４】図３と同様の特性曲線図。
【図５】この出願の変形実施例を示すＡは斜視図および
Ｂは断面図。
Ｂは断面図。
【図６】この出願の変形実施例を示すＡは斜視図および
Ｂは断面図。
Ｂは断面図。
【図７】この出願の変形実施例を示す斜視図。
【図８】この出願の変形実施例を示すＡは斜視図、Ｂは
断面図。
断面図。
【図９】この出願の更に他の変形実施例を示す、Ａは斜
視図、Ｂは断面図。
視図、Ｂは断面図。
【図１０】従来の技術を説明するための斜視図。
１ マイクロストリップアンテナ
１Ａ 放射金属板
１Ｂ グランド金属板
２ 誘電体
３ 先端開放線路３′ 先端開放線路に対応するマイクロストリップ線路
４ 可変容量素子
５，５′，５″ 給電線
６，６′，６″ 内部回路
７ 筐体
８，８′ 接続点
９，９′ 接続点
１０ 電圧制御回路
１１ 内部無線回路
１２ 直流阻止回路
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平７−30322（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−177637（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−124605（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−308604（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−162226（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−294107（ＪＰ，Ａ)
特開 昭56−715（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−182203（ＪＰ，Ａ)
特開 昭56−714（ＪＰ，Ａ)
特開 昭58−29204（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−279704（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−81001（ＪＰ，Ａ)
実開 平７−1619（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01Q 1/24
H01Q 13/08
H04B 1/18
Claims (8)
- 【請求項１】 少なくとも一辺が互いに対向して配置さ
れた放射金属板及びグランド金属板とによって構成され
たマイクロストリップアンテナと、筐体内に収納された
内部無線回路と、上記マイクロストリップアンテナを構
成する放射金属板及びグランド金属板の互いに対向する
辺に一方の導電線と他方の導電線の各一端が接続され、
他端が上記内部無線回路に接続された給電線とを具備し
て構成される無線機において、 上記マイクロストリップアンテナを構成する放射金属板
とグランド金属板の上記給電線が接続された辺と同一の
辺のそれぞれに上記マイクロストリップアンテナの最低
共振波長の約１／４の奇数倍の長さに選定され、他端で
２線間が開放された先端開放線路の端部をそれぞれ接続
し、上記放射金属板とグランド金属板の上記給電線が接
続された辺と直交する辺において上記放射金属板とグラ
ンド金属板との間に可変容量素子を接続すると共に、上
記給電線と内部無線回路との接続点側に電圧制御回路を
接続し、この電圧制御回路によって上記可変容量素子に
与える電圧を制御し、アンテナの共振周波数を制御でき
る構成としたことを特徴とする無線機。 - 【請求項２】 請求項１記載の無線機において、上記放
射金属板及びグランド金属板の上記給電線を接続した辺
と直交する辺に近接するように、小型金属板をグランド
金属板よりほぼ直角に立ち上げ、小型金属板の一辺と、
これに近接した放射金属板の一辺に可変容量素子の両端
子を接続したことを特徴とする無線機。 - 【請求項３】 請求項１記載の無線機において、放射金
属板がＬ字形に折り曲げられて端辺がグランド金属板に
近接して配置され、この近接した辺とグランド金属板と
に可変容量素子の両端子を接続したことを特徴とする無
線機。 - 【請求項４】 請求項１乃至３記載の何れかの無線機に
おいて、上記先端開放線路を上記放射金属板の一方の面
に形成したマイクロストリップ線路によって構成したこ
とを特徴とする無線機。 - 【請求項５】 請求項１乃至３記載の何れかの無線機に
おいて、上記先端開放線路を上記グランド金属板の一方
の面に形成したマイクロストリップ線路によって構成し
たことを特徴とする無線機。 - 【請求項６】 少なくとも一辺が互いに対向して配置さ
れた放射金属板及びグランド金属板とによって構成され
たマイクロストリップアンテナと、筐体内に収納された
内部無線回路と、上記マイクロストリップアンテナを構
成する放射金属板及びグランド金属板の互いに対向する
辺に一方の導電線と他方の導電線の各一端が接続され、
他端が上記内部無線回路に接続された給電線とを具備し
て構成される無線機において、 上記マイクロストリップアンテナを構成するグランド金
属板の上記給電線が接続された辺と同一の辺に上記マイ
クロストリップアンテナの最低共振波長の約１／４の奇
数倍の長さに選定されて、上記放射金属板の一方の面に
形成されたマイクロストリップラインの一方の端部が接
続され、上記マイクロストリップラインの他方の端部を
上記グランド金属板の上記給電線を接続した辺と対向す
る辺に接続し、上記放射金属板とグランド金属板の上記
給電線を接続した辺と直交する辺において、上記放射金
属板とグランド金属板との間に可変容量素子を接続する
と共に、上記給電線と内部無線回路との接続点側に電圧
制御回路を接続し、この電圧制御回路によって上記可変
容量素子に与える電圧を制御し、アンテナの共振周波数
を制御できる構成としたことを 特徴とする無線機。 - 【請求項７】 少なくとも一辺が互いに対向して配置さ
れた放射金属板及びグランド金属板とによって構成され
たマイクロストリップアンテナと、筐体内に収納された
内部無線回路と、上記マイクロストリップアンテナを構
成する放射金属板及びグランド金属板の互いに対向する
辺に一方の導電線と他方の導電線の各一端が接続され、
他端が上記内部無線回路に接続された給電線とを具備し
て構成される無線機において、 上記マイクロストリップアンテナを構成する放射金属板
の上記給電線が接続された辺と同一の辺に上記マイクロ
ストリップアンテナの最低共振波長の約１／４の奇数倍
の長さに選定されて、上記グランド金属板の一方の面に
形成されたマイクロストリップラインの一方の端部を接
続し、上記マイクロストリップラインの他方の端部を上
記放射金属板の上記給電線を接続した辺と対向する辺に
接続し、上記放射金属板とグランド金属板の上記給電線
を接続した辺と直交する辺におい て、上記放射金属板と
グランド金属板との間に可変容量素子を接続すると共
に、上記給電線と内部無線回路との接続点側に電圧制御
回路を接続し、この電圧制御回路によって上記可変容量
素子に与える電圧を制御し、アンテナの共振周波数を制
御できる構成としたことを 特徴とする無線機。 - 【請求項８】 請求項１乃至７記載の無線機の何れかに
おいて、放射金属板の上記給電線が接続された辺と平行
する辺に第２の給電線のプラス端子を接続し、その直下
のグランド金属板にこの第２の給電線のマイナス端子が
接続され、第２の給電線の放射金属板に接続されていな
い端は第２の直流素子回路を通して第２の内部無線回路
に接続されていることを特徴とする無線機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08543995A JP3460887B2 (ja) | 1995-04-11 | 1995-04-11 | 無線機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08543995A JP3460887B2 (ja) | 1995-04-11 | 1995-04-11 | 無線機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08288726A JPH08288726A (ja) | 1996-11-01 |
| JP3460887B2 true JP3460887B2 (ja) | 2003-10-27 |
Family
ID=13858902
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08543995A Expired - Fee Related JP3460887B2 (ja) | 1995-04-11 | 1995-04-11 | 無線機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3460887B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101490901B (zh) * | 2006-07-13 | 2012-10-10 | 株式会社村田制作所 | 天线装置以及无线通信设备 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6909402B2 (en) * | 2003-06-11 | 2005-06-21 | Sony Ericsson Mobile Communications Ab | Looped multi-branch planar antennas having multiple resonant frequency bands and wireless terminals incorporating the same |
| KR100918160B1 (ko) * | 2004-07-26 | 2009-09-17 | 키오세라 와이어리스 코포레이션 | 양방향 안테나 시스템 및 방법 |
| JP2014082758A (ja) * | 2012-09-27 | 2014-05-08 | Fujikura Ltd | アンテナ装置およびアンテナ装置の設置方法 |
-
1995
- 1995-04-11 JP JP08543995A patent/JP3460887B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101490901B (zh) * | 2006-07-13 | 2012-10-10 | 株式会社村田制作所 | 天线装置以及无线通信设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08288726A (ja) | 1996-11-01 |
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