JP3472421B2 - 共用アンテナ装置およびこれを用いた携帯無線機 - Google Patents
共用アンテナ装置およびこれを用いた携帯無線機Info
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Description
特に衛星を利用した携帯無線通信と地上に設置した無線
基地局を介して行う携帯無線通信に供するアンテナ装置
とこれを用いた携帯無線機に関するものである。
社から提案されており、それらの周波数帯は、地上の携
帯電話から衛星へは1.6GHz帯が、衛星から地上の
携帯電話へは2.4GHz帯が割当てられている。また
1.6GHz帯では地上から衛星、衛星から地上の双方
向の通信に用いる周波数帯としても割当てられている。
さらに、地上通信には従来から800MHz帯、1.5
GHz帯、1.9GHz帯などが割当てられている。
地上通信の両方に共用できるアンテナを提供し、当該ア
ンテナにより衛星と地上通信の両方で通信できる携帯無
線機(携帯電話)を実現することを課題とする。
解決するため、マイクロストリップ平面アンテナに高周
波電流を供給する給電ピンの先端に容量性素子を介して
線状放射素子を付加することにより、機械的な動作を伴
わずに一体化されたアンテナを衛星通信・地上通信の両
方に使用するものである。
求の範囲に記載された手段により達成される。本発明に
よる共用アンテナは、マイクロストリップ平面アンテナ
1(以下MSAと略す)と容量性素子7と線状放射素子
8から構成される。
り、図において同じ部位は同じ符号で示し、1はマイク
ロストリップ平面アンテナ(MSA)、1aは給電ピ
ン、1bはパッチ状の放射素子、1cは誘電体基板、4
は地導体(導体板)、7は容量性素子、8は線状放射素
子である。
寸法、前記誘電体の厚み等のパラメータ、誘電体基板1
cへ貼付するパッチ状の放射素子1bの寸法、給電ピン
1aの位置等を適切に設計することにより、第1の周波
数で円偏波アンテナとして動作する。また、図2のよう
に地導体4の下方に配置したヘリカルアンテナにより、
線状放射素子8は4分の1波長の接地型直線偏波アンテ
ナとして第2の周波数で動作する。
場合について説明する。誘電体基板1cにパッチ状の放
射素子1bを例えば貼付して、1点背面給電方式のMS
A1とする。このとき、長い方の辺と短い方の辺をそれ
ぞれA、Bとすると100×A/B=102〜103%
程度になるように構成する。このとき、長い方の辺Aで
は、比較的低い周波数で共振し、楕円偏波特性を示し、
短い方の辺Bでは、比較的高い周波数で共振し、前記楕
円偏波と直交した楕円偏波特性を示し、それらの間の周
波数で円偏波アンテナとして動作する。さらに、給電線
6を給電ピン1aに接続するために、給電ピン1aの位
置を調整してインピーダンス整合をとる。すなわち、給
電ピン1aを四角形の対角線上に100×(A−B)/
A=30%程度になるように配置すればよい。
について説明する。MSA1の給電ピン1aの上端部に
コンデンサ等の容量性素子7を接続し、さらにその上部
にヘリカルアンテナ等の線状放射素子8を接続する。容
量性素子7を介することにより円偏波で動作する第1の
周波数と直線偏波で動作する第2の周波数において相互
干渉が軽減される。特に、円偏波の放射パターンが良好
となる。
平8−196038)と図1の共用アンテナを組み合わ
せて複合アンテナ12を構成した例で、MSA1の下方
に配置されるヘリカルアンテナ2はMSA1の地導体4
に線状放射素子2bが電気的に接続し給電がされる構造
を示す。本例のヘリカルアンテナ2は代表例として4線
ヘリカルアンテナを示している。図2において、図1と
同一部分は同一符号で示す。また符号2aは誘電体柱
(誘電体の支持柱)で線状放射素子2bが巻付けられ
る。符号2cは各線状放射素子2bをヘリカルアンテナ
2の下端で非接触に交差させるために介在させる絶縁体
である。符号2dは絶縁体2cで各線状放射素子2bが
非接触で交差する交差部である。さらに符号3はMSA
1とヘリカルアンテナ2の共通の給電点である。給電ピ
ン1aは誘電体基板1cを貫通し地導体4に設けた孔に
非接触で給電線(同軸線)6に接続している。また、給
電線6は上方に線状アンテナ8を容量性素子7を介して
電気的に接続している。
して携帯無線機11に搭載した例である。図4は図2と
同等な構成を用いて、1.6GHz帯と800MHz帯
で、複合アンテナ12の縦方向の断面での放射パターン
を測定したものであって、左右下方に放射されているパ
ターンは800MHz帯のもの、主に上方へ放射されて
いるパターンは1.6GHz帯のものである。図3にお
いて図2と同一部分は同一符号で示す。複合アンテナ1
2はアンテナ保持円筒13に内包されて回転軸Aを中心
に回転するように構成され、着信の待ち受け時には複合
アンテナ12を携帯無線機11の筺体側に折り畳めるよ
うにしたものである。また、携帯無線機11の筺体上面
にマイクロストリップ平面アンテナ(MSA)30を内
蔵し、複合アンテナ12と組でダイバーシティアンテナ
を構成する。MSA30は複合アンテナ12と同じ右旋
回(又は左旋回)の円偏波モードの利得を主に天頂(9
0°)方向に有する。ダイバーシティの構成は、図5に
示す複合アンテナ12と、MSA30と、無線部31
と、複合アンテナ12とMSA30の信号合成手段(ま
たは信号選択手段)32で構成される。さらに、図3に
おいて複合アンテナ12はアンテナ保持円筒13に保持
され、携帯無線機11の筺体から連通部13aの距離だ
け上方に位置しており、通話時に人体の頭部による低仰
角方向の利得損失を防ぐように工夫されている。通話を
行うとき、図3のように複合アンテナ12を立てた状態
にし、所定の右旋回(又は左旋回)の円偏波にて通信を
行う。そして待ち受け時には、複合アンテナ12を携帯
無線機11の筺体側面に密着する位置まで回転する。回
転コネクタ33によって複合アンテナ12は携帯無線機
11の筺体に対して回転する。図5の点線はこの回転に
より複合アンテナ12が折り畳まれた状態を示すもので
ある。この折り畳まれた状態では、複合アンテナ12の
向きが使用時の向きから反対になり円偏波の旋回方向が
逆になるため、複合アンテナ12の感度は著しく劣化す
る。従って、待ち受け時は、主にMSA30が機能す
る。
イクロストリップ平面アンテナに高周波電流を供給する
給電ピンの先端に容量性素子を介して線状放射素子を付
加することにより、機械的な切換動作をすることなく、
複数の無線通信サービスに対応することが可能となる。
また機械的な切換をしないので、アンテナ部、無線機本
体の信頼性が向上する。
続し複合アンテナを構成した図。
いた例を説明する図。
電話周波数帯についてその放射パターンを測定した図。
Claims (6)
- 【請求項1】板状の誘電体の一方の面にパッチ状の導体
と他方の面に地導体板と1本の給電線を備え、該給電線
の上端部が前記地導体板側から1本の給電ピンを介して
前記パッチ状の導体に給電を行う背面給電方式のマイク
ロストリップ平面アンテナと、前記給電ピンの上端部に
容量性素子を介して線状放射素子が電気的に結合される
と共に前記地導体の下端部に線状放射素子が電気的に接
続してなるヘリカルアンテナとで構成されることを特徴
とする共用アンテナ装置。 - 【請求項2】請求項1において、前記マイクロストリッ
プ平面アンテナが円偏波アンテナであって、前記ヘリカ
ルアンテナが直線偏波アンテナであることを特徴とする
共用アンテナ装置。 - 【請求項3】請求項1において、上記マイクロストリッ
プ平面アンテナと上記ヘリカルアンテナの動作周波数が
それぞれ異なる第1の周波数と第2の周波数であること
を特徴とする共用アンテナ装置。 - 【請求項4】板状の誘電体の一方の面にパッチ状の導体
と他方の面に地導体板と1本の給電線を備え、該給電線
の上端部が前記地導体板側から1本の給電ピンを介して
前記パッチ状の導体に給電を行う背面給電方式のマイク
ロストリップ平面アンテナと、前記給電ピンの上端部に
容量性素子を介して線状放射素子が電気的に結合される
と共に前記地導体の下端部に線状放射素子が電気的に接
続してなるヘリカルアンテナとを備える共用アンテナを
用いた携帯無線機。 - 【請求項5】請求項4において、前記マイクロストリッ
プ平面アンテナが円偏波アンテナであって、前記ヘリカ
ルアンテナが直線偏波アンテナであることを特徴とする
携帯無線機。 - 【請求項6】請求項4において、上記マイクロストリッ
プ平面アンテナと上記ヘリカルアンテナの動作周波数が
それぞれ異なる第1の周波数と第2の周波数であること
を特徴とする携帯無線機。
Priority Applications (1)
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JP29038896A JP3472421B2 (ja) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | 共用アンテナ装置およびこれを用いた携帯無線機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH10135734A JPH10135734A (ja) | 1998-05-22 |
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Family Applications (1)
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JP29038896A Expired - Fee Related JP3472421B2 (ja) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | 共用アンテナ装置およびこれを用いた携帯無線機 |
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1996
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