JP3595856B2 - 移動通信機用アンテナの接続方法、および、同接続構造 - Google Patents
移動通信機用アンテナの接続方法、および、同接続構造 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3595856B2 JP3595856B2 JP25075394A JP25075394A JP3595856B2 JP 3595856 B2 JP3595856 B2 JP 3595856B2 JP 25075394 A JP25075394 A JP 25075394A JP 25075394 A JP25075394 A JP 25075394A JP 3595856 B2 JP3595856 B2 JP 3595856B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- housing
- antenna element
- exciter
- antenna
- communication device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、移動通信機の筐体内に収納されている無線機本体に対してアンテナ素子を機械的に接触，導通させることなく電磁気的に接続する方法、および同構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
移動通信機（例えば携帯式電話機）のアンテナは、不使用時には本体ケース内に収納されていること、または、不使用時に本体ケースから突出している部分の長さ寸法の短いことが望ましいので、従来一般にテレスコピックに伸縮する構造が用いられている。傾動操作によって起立・収納する構造も併用されるが普及率は高くない。
アンテナを伸縮させることなく、若しくはアンテナの伸縮と併用して、該アンテナを回動可能に軸支して起伏させる構造にすると、次に述べるような技術的困難が有る。
ａ．〔接触，導通の維持に関する問題〕収納形のアンテナや伸縮形アンテナと通信機本体側の回路とを接続するには、何らかの形で、相互に摺動する部材の接触導通を保たなければならないが、接触不良のトラブルを生じる虞れが有る。
図９は、非テレスコピックアンテナを突出・収納可能ならしめた従来例のアンテナの支持・取付構造を示す断面図である。プリント基板１に対してスリーブ状の接続金具２が接続導通されていて、その中に絶縁被覆した杆状のアンテナ３が挿通されている。上記杆状アンテナ３の両端にはそれぞれ接続金具４，５が取り付けられていて、実線で描いた絶縁被覆アンテナ３の位置に引き出して起立させると、前記の接続金具２と接続金具４とが導通する。６は上記の導通を確実ならしめるために介装された接触スプリングである。このように機械的な接触，摺動個所が有ると、摩耗，汚損などの問題が有り、その結果として接触不良のトラブルを生じる虞れが有る。
【０００３】
ｂ．〔寸法に関する問題〕例えば８００ＭＨｚ携帯式電話機用アンテナの場合、λ／２アンテナで約１８ｃｍであり、λ／４アンテナで約９ｃｍとなり、携帯式としては長過ぎて取扱いに不便である。なお、λ／４のアンテナを用いるとアンテナの長さ寸法を小さくできるが、アースの影響を受け易いのでλ／２が望ましいとされている。
ｃ．〔半起立時の問題〕図９に示した従来例における絶縁被覆アンテナ３を、破線で示した３′のごとくケース内に収納し、いっぱいに下げると接続金具５が接続金具２に導通するが、半ば押し込み、若しくは半ば引き出した状態ではアンテナの接続導通が断たれ、全くアンテナとして機能しない。
ｄ．〔周波数帯域幅に関する問題〕図９に示したような従来例のアンテナ支持・接続構造では周波数帯域幅が狭いため、例えば自動車用電話のように広帯域性を必要とする場合には感度が低下して実用に供し得ない。
【０００４】
上記ａ〜ｄの不具合を解消するため、図１０に示すようなアンテナ支持・接続構造も提案されている。７はヘリカル型のアンテナ（λ／２放射器）であり、螺旋コイル８内に摺動自在に嵌合されている。同軸ケーブルよりなる伝送ライン１２の芯線は上記螺旋コイル８に接続され、該伝送ライン１２の外導体はλ／４放射器９に接続されている。筐体１０の内面には導電性コーティング１１が施されている。
この図１０に示された構成のアンテナ支持・接続構造においては、アンテナ（λ／２放射器）７を使用状態にしたり収納状態にしたりする操作は、該アンテナ７を矢印ａ−ｂ方向にスライドさせることに限定され、例えば往復円弧矢印ｃ−ｄのように傾動させることは出来ない。また、アンテナ７はヘリカル型のアンテナ素子に限定され、設計的自由度が小さい。
【０００５】
一方、携帯型電話器を含めて移動式通信機に関する最近の技術的研究は、第２世代コードレス電話器と通称されるデジタルコードレス電話システムの実用化に指向されている。このシステムでは、例えば１．９ＧＨｚというように、従来方式に比して２倍以上の周波数が用いられるものと予測されている。
こうした技術開発の傾向に対応して、機械的な接触による導通を必要とせず、任意の形態による収納，起立使用が容易で、１．９ＧＨｚ用に好適なアンテナの支持，接続技術として、
λ／２で共振するアンテナ素子と、
λ／４で共振して、上記アンテナ素子を給電線に結合・整合させる励振器と、を設けるとともに、
上記の励振器と給電線との接続部にλ／４の電気長を有する地板を配置し、
かつ、前記アンテナ素子と励振器との間に微小静電容量が形成される範囲内の距離を保ちつつ、該アンテナ素子が励振器に対して移動し得るように案内することが有効である。
上記の構成によると、λ／２で共振するアンテナ素子が通信機本体に対して、著しく広大な自由度を許容して案内され（押込・引出でも良く、傾倒・起立でも良い）、電気的には非接触で結合されているので接触不良による導通不良を生じる虞れが無い。しかも、小形に構成され、その上、高い周波数帯（例えば１．９ＧＨｚ近傍）において優れた同調特性が得られる。上述の技術は本発明者が創作し、本出願人によって別途出願中の発明であって、以下、先願の発明と呼ぶことにする。
【０００６】
次に、図１１および図１２を参照しつつ上記先願の発明について説明する。図１２は、先願の発明に係るアンテナの支持・接続構造の１実施例を示し、模式的に描いた斜視図である。また、図１１は先願の発明の基本的原理を説明するために示したもので、電気的な系統を描いた図である。
図１１（原理図）に示すごとく、信号源６に接続されたλ／４長さの励振器１４の解放端に対して、微小な結合容量（１．９ＧＨｚの場合例えば０．１ｐＦ）１５を介して、λ／２のアンテナ素子１３を電気的に接続すると、機械的な接触を要せず、波長λ付近で広帯域の同調特性が得られる。上記アンテナ素子１３の位置および又は姿勢を変えても、上記微小結合容量１５が存在する範囲内で、優れた同調特性が得られる。このため、該アンテナ素子１３を往復矢印ａ−ｂのごとく伸縮方向に移動させることもでき、また往復円弧矢印ｃ−ｄのように傾動させることもでき、移動，傾動の途中でもアンテナ機能を発揮し得る。
前記の微小な結合容量１５は諸条件により変化するが、１．９ＧＨｚの場合の１例として０．１ｐＦ程度で足り、この微小結合容量を形成する具体的手段について格別な困難は無い。
図１２に示した構成（先願の発明の実施例）においては、装置を小形にするため励振器１４Ａをジグザグ形とした。これにより、波長λ／４の電波に共振する励振器の外形的寸法をλ／４よりも短縮することができる。そして、上記励振器１４Ａの解放端に対して微小の静電容量を形成する距離の範囲内にアンテナ素子１３を位置せしめ、これを往復矢印ａ−ｂのように、その長手方向にスライドせしめ得るように案内する。また、上記と異なる実施例として円弧矢印ｃ−ｄのように傾動可能に案内しても良い。いずれの場合も、アンテナ素子１３と励振器１４Ａとの間に微小静電容量を保ち得るように案内する。前記アンテナ素子１３が実線で図示したように直立しているとき最良の性能が得られるが、どのような位置，姿勢であっても、前記の結合容量１５が存在していればアンテナとしての機能を果たすことができる。例えば円弧矢印ｄ方向に傾動させて、図示１３′の姿勢にしてもアンテナとして機能する。
【０００７】
同軸ケーブルよりなる給電線１６の芯線を前記励振器１４Ａに接続するとともに、該給電線１６の外導体を地板１７に接続する。この例における地板１７は、長辺の長さ寸法がλ／４の長方形の金属板である。図１３は、上記先願の発明に係る支持・接続構造の１実施例における同調特性を説明するためのＲＦＬ ＳＷＲ特性グラフである。これらのグラフにより、上記実施例が１．９はＧＨｚ付近で優れた広帯域同調性能を有していることが理解される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は、図１１〜図１３について説明した前述の先願に係る発明を出願した後、さらに実用化試験を続行するとともに工業的生産計画を遂行したところ、所期の実用的効果が発揮されることを確認し、かつ、実用状態における取扱い、操作をいっそう容易ならしめるように改良する余地が有り、さらに、生産コスト低減のための合理化改良の余地が有ることを発見した。すなわち、
〔取扱い，操作に関する問題〕 アンテナ素子を筐体（通信機ケース）の中へ押し込んだり引き出したりする操作は、不要であるに越したことは無い。特に、“受信待ち”の状態でアンテナ素子を引き出しておくことは取扱いを不便にしている。こうした面から考えると移動通信機用のアンテナは、携行状態と通信状態との間で引き出しや押し込みの操作を必要とせず、携行状態において筐体から突出している長さ寸法が短く、しかも広域の同調性能を有していることが望まれる。
【０００９】
〔生産性に関連する問題〕 先願の発明に係る図１２の実施例においては、同図に実線で描かれたアンテナ素子１３と、励振器１４Ａと、地板１７と、給電線１６とによって１組のアンテナ装置組立品が構成され、最小単位の商品として市場に供給され、流通することになる。
無線機メーカーは、同図に仮想線で描いたように、筐体２６に収められた通信機本体３１を設計，製作するとともに上記アンテナ装置組立品を購入し、地板１７および励振器１４Ａを筐体２６内に収納設置するとともにアンテナ素子１３を筐体２６に対して変位可能に支承し、かつ、給電線（同軸ケーブル）１６を通信機本体３１の出力端３０に接続する。
このようにアンテナメーカーと通信機メーカーとが分業化されていることは、近代的な工業生産形態としての長所も有り、その反面には無駄や不合理も無しとしない。先願の発明に係るアンテナ支持・接続構造に関しては、無駄や不合理と言うべき処は無いにしても、さらに合理化の余地が有る。
合理化→コスト低減の対象として検討し得べき事項について、その２つを例示すると、
イ．無線機本体３１内には、通常、図示しないプリント基板が設けられていて、万単位の大量生産でコスト効果を発揮している。このプリント基板に地板や励振器を作り込めば、著しいコスト低減を期待し得る。
ロ．上記のように、地板や励振器を通信機本体３１内に作り込めば、図１３に示した給電線１６を別体の構成部材とせず、プリント基板上の回路パターンの一部とすることも考えられる。これにより構成部品コストの低減、および組付作業の工数低減が期待される。
ハ．図１３の構成において、地板１７および励振器１４Ａは、給電線１６を介して通信機本体３１の回路（図示せず）に対して機械的に接続・導通されており、これらの部材に対してアンテナ素子１３は非接触である。従って、図１３の構成を分業生産する場合、機械的に接続・導通されている部分を通信機メーカーの分担とし、非接触部分（静電容量で結合されている部分）で切り離してアンテナ素子１３をアンテナメーカーの分担とすれば、少なくとも組立の際に導通のための工程を必要としないので合理的である。
本発明は上述の事情に鑑みて為されたものであって、上述の先願に係る発明を改良し、図１１に示した基本原理を応用して、図１３に示したアンテナ特性（広域同調性）を損なうことなく、生産性に優れ、分業化製造に適し、無線機本体およびアンテナ装置を含めた移動通信機全体として、高品質の製品を安価に生産することができ、かつ、当該移動通信機の携行状態と通信状態との間で引き出したり押し込んだりする操作を必要とせず、しかも、アンテナが通信機の筐体から突出している長さ寸法を短くすることのできる技術を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために創作された本発明方法の構成は、移動通信機の筺体内に収納されている無線機本体に対してアンテナを接続する方法において、
ほぼλ／２で共振するヘリカルアンテナ素子の大部分を筺体外に突出せしめて該ヘリカルアンテナ素子の一端付近を筺体に対して固定し、
ほぼλ／４で共振する励振器の一端を前記無線機本体の出力端に接続導通するとともに、該励振器の開放端を前記ヘリカルアンテナ素子の一端に対向・離間せしめて、両者の間に結合静電容量を形成せしめ、
上記の結合静電容量がほぼ臨界結合となるように上記の対向・離間状態を設定し、
かつ、前記の筺体内に、無線機本体の地板を成層した基板を固定し、上記基板の一部に地板で覆われていない区域を設けるとともに、該区域に前記の励振器を形成し、この励振器の給電端を無線機本体の高周波回路の出力端に対して「前記の基板に形成したマイクロストリップ線路」を介して接続導通するものである。
また本発明装置の構成は、移動通信機の筺体内に収納されている無線機本体の高周波回路に対してアンテナを電気的に接続するとともに機械的に支持する構造において、
ほぼλ／２で共振するヘリカルアンテナ素子が、その大部分を筺体外に突出せしめるとともに、その一端を筺体内に臨ましめて該筺体に対して固定されており、
ほぼλ／４で共振する励振器の開放端が上記ヘリカルアンテナ素子の一端に対向・離間せしめられていて両者の間に結合静電容量が形成されるとともに、
該結合静電容量がほぼ臨界結合となるように両者の相対的位置が設定されており、
かつ、前記の筺体内に無線機本体の基板が固定されていて、該基板上に励振器として作用する導通パターンが形成されており、
上記の基板に励振器が設けられている区域を除いて、地板として作用する導電層が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
【作用】
「λ／２で共振するアンテナ素子に対して、λ／４で共振する励振器を静電容量結合する」という構成は公知であるが、この公知技術に係るアンテナを工業的に生産する場合、本発明を適用することによって生産性が向上し、高品質のアンテナ装置を低コすとで大量生産することができる。
こうした効果を解析して具体的に述べると、
ａ．励振器が、無線機の高周波回路と同じ基板上に形成されているので、励振器を別体に作成する場合に比して製造コストが安い。
ｂ．励振器が、無線機の高周波回路と同じ基板上に形成されているので、該基板を無線機ケースに固定することにより、このケースに対して励振器が確実に位置決めされる。
ｃ．前記の基板にアンテナのグランド板が形成されているので、無線機高周波回路の地板とアンテナ装置のグランド板とが必然的に兼用され、コスト低減されるのみならず、無 線機全体の小型軽量化にも有効である。
ｄ．前記のようにして、励振器がケースに対して位置決めされるので、該ケースに対してアンテナ素子を位置決めすることによって、アンテナ素子と励振器との位置関係が規制され、両者の間に適正な静電容量が形成され、臨界結合状態が得られる。
【００１２】
図１は、本発明方法を実施するために構成した本発明に係る移動通信機用アンテナ接続構造の１例を示す模式的な斜視図である。
λ／２ヘリカルアンテナ素子３１が、移動通信機の筺体２６に対して固着され、その大部分が筺体外に突出している。このλ／２の寸法は、先に述べたように、例えば８００ＭＨｚの場合に約１８ｃｍであり、１８ｃｍの杆状部材を筺体２６から突出させておくと取り扱いに不便である。しかし、本例のヘリカルアンテナ素子３１はλ／２で共振するように構成されており、ヘリカル状に成形されているので、その実体的な長さ寸法Ｌは約４ｃｍであり、筺体２６から突出していても別段の支障を生じない。
図示の２９は無線機本体であって、無線機の基板２７の上に高周波回路（図示せず）が構成され、シールドケース２８で覆われている。２３は、上記基板２７の片面に成層された地板である。上記の基板２７の片面のうち、地板２３が形成されていない部分にジグザグ形の導通パターンより成る励振器２２が形成されている。この励振器２２はλ／４で共振するように構成されており、その開放端２２ａは前記λ／２ヘリカルアンテナ素子２２の開放端３１ａに対向・離間して、両者の間に結合静電容量２５が形成される。
前記の基板２７は筺体２６に対して固定的に装着されており、従ってλ／４励振器２２の位置は筺体２６に対して一定である。この相対的な位置関係は、前記の結合静電容量がほぼ臨界結合状態となるように設定されている。これにより、後に図８を参照して詳述するように広帯域の同調特性が得られる。
臨界結合については、アンテナに関する用語辞典類やハンドブックに掲載されているので詳細は省略するが、要約すると次のとおりである。
二つのアンテナ素子を密に電磁界結合すると双峰形の同調特性を呈し、疎に電磁界結合すると単峰形の同調特性を呈するが、両者の中間的状態では平坦な同調特性を呈する。この中間的な結合状態は臨界結合と呼ばれる。
上記のような臨界結合状態を得るに好適なヘリカルアンテナ素子２２の取付構造については、図２ないし図７に各種の実施例を示して後に詳しく述べる。
【００１３】
前記λ／２ヘルカルアンテナ素子３１にアンテナカバー３２を被せて取り付ける。上記のヘルカルアンテナ素子は元来フレキシブルな部材であるから、上記アンテナカバー３２を柔軟な材料で構成しておくと、障害物に衝突させても折れたり曲がったりせず、弾性的に復元するので取扱いが容易である。
前記λ／４励振器２２の給電端２２ｂは無線機本体２９の高周波回路の出力端に、マイクロストリップ線路２４によって接続導通されている。このマイクロストリップ線路２２は、前記の基板２７の面上に（詳しくは地板２３と反対側の面に形成した導通パターンによって構成されている。４３は、アンテナの特性を測定（要すれば調整）するために計測機を接続するための出力コネクタである。
【００１４】
図２は、上記実施例に係る移動通信機用アンテナの接続構造を実体的に描いた断面図である。ただし読図の便宜上、各構成部材の寸法関係は適宜に変形してあり、必ずしも正確な投影図形ではなく、さらに、引出線と重なる部分は破断して描いてある。
本例のアンテナカバー３２は、柔軟な合成樹脂材料によって有頂無底の筒状に成形され、λ／２ヘルカルアンテナ素子３１を圧入固定されている。ただし、本発明において「筒状」と「管状」とは同意である。
上記アンテナカバー３２の開口端（本図２において下端）から少し離れた所にフランジ３２ａが一体に成形されている。この開口端側を、筐体２６に穿たれている透孔に嵌合して貫通させ、上記のフランジ３２ａを筐体２６の壁の外側面に当接させる。そして、該アンテナカバー３２の開口側の端部が筐体２６の壁の内側に突出した部分にスナップリング３２ｂを装着して抜け止めする。
本発明を実施する際、上記の抜け止め手段は必ずしもフランジとスナップリングとでなくても良い。図示を省略するが、上記のスナップリング３２ｂに代えて楔（くさび）を用いることも推奨される。楔を用いると、スナップリングに比してアンテナカバー３２の長さ方向のガタを生じないので水密性が良くなる。
図２に示した構成によると、アンテナカバー３２の中心線方向（図において上下方向）の摺動は係止されるが、該中心線まわりの回動は係止されない。そこで、アンテナカバー３２およびこれに固着されたλ／２ヘルカルアンテナ素子３１が回動してもアンテナ特性が変化しないような手段を講じることが必要になる。これについては図７を参照して後に詳しく説明する。
【００１５】
図３は前記と異なる実施例を説明するために示したもので、要部を抽出して描いた分解斜視図であり、（Ａ）はλ／２ヘルカルアンテナ素子の取付構造部分に特徴を有する実施例、（Ｂ）は上記とさらに異なる取付構造部分を有する実施例を表している。
（図３（Ａ）参照）λ／２ヘルカルアンテナ素子３１の１端にオネジ金具３１ｂを導通固着するとともに、筐体２６にメネジ孔２６ｃを形成し、上記のオネジ金具３１ｂをメネジ孔２６ｃに螺合緊定する。
同図（Ｂ）の実施例は、筐体２６にメネジ孔２６ｃを設ける代りにナット部材２６ｂを埋設固定した。このように構成すると、筐体２６を合成樹脂材料で成形する場合の型抜きが容易であり、かつ、ネジ山強度が大きいので取付状態が確実になる。
本図３におけるアンテナカバー３２は、自由状態におけるλ／２ヘルカルアンテナ素子３１の外径寸法Ｄ１よりも小さい内径寸法Ｄ２を有する管状に構成し、該アンテナカバー３２の中へ、λ／２ヘルカルアンテナ素子３１の弾性を利用して圧入固定する。本発明者の実験によって、通常の使用状態で脱け出す虞れの無いことが確認された。
【００１６】
図４は前記とさらに異なる実施例を示す要部断面分解図であって、（Ａ），（Ｂ）は互いに類似する実施例を描いてある。
（図４（Ａ）参照）本例のアンテナカバー３３は合成樹脂材料によって有頂無底の筒状に成形され、その開口端付近にオネジ３３ａが形成されており、これに対応して筐体３４にメネジ孔３４ａが形成されている。λ／２ヘルカルアンテナ素子３１は上記アンテナカバー３３に挿入され、適宜の手段で抜け止めを施される。
上記アンテナカバー３３のオネジ３３ａがメネジ孔３４ａに螺合され、前記λ／２ヘルカルアンテナ素子３１がλ／４励振器２２に対向・離間して支持される。
同図（Ｂ）の実施例は、筐体３５に有底無頂の筒状部３５ａが一体に成形されるとともに、その内周面にメネジ３５ｂが形成されている。このように構成すると筐体を貫通するメネジ孔が無いので該筐体内の防水が完全である。
【００１７】
図５は前記とさらに異なる実施例を示し、（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ相互に類似する実施例の断面図である。
（図５（Ａ）参照）筐体３６に、アンテナカバー３６ａが一体に連設して成形されている。このアンテナカバー３６ａ内にλ／２ヘルカルアンテナ素子３１が圧入固定され、その開放端（図において下端）がλ／４励振器２２の開放端に対向・離間している。（Ｂ）図のアンテナカバー３６ｂは、λ／２ヘルカルアンテナ素子３１と緩やかに嵌合する形状，寸法に構成され、挿入されたλ／２ヘルカルアンテナ素子３１を接着剤３７で固定している。本発明を実施する際、接着剤以外の抜け止め手段を適宜に選定して用いることも出来、例えばアンテナカバー３６ｂの開口端付近を熱加締しても良い。
【００１８】
図６は前記とさらに異なるる実施例を示し、模式的に描いた分解斜視図である。
本例の筐体３８は、ケース本体３８ａとケース蓋３８ｂとによって構成され、ケース本体３８ａには切欠３８ｃが、ケース蓋３８ｂには切欠３８ｄが、それぞれ形成されている。
一方、λ／２ヘルカルアンテナ素子３１は、有頂無底筒状のアンテナカバー４０の中に収納されている。該アンテナカバー４０の下端部付近には、前記の切欠３８ｃ，３８ｄに対応する係合部が設けられている。上記のケース蓋３８ｂをケース本体３８ａに装着，固定し、その際、前記１対の切欠３８ｃ，３８ｄによってアンテナカバー４０の係合部４０ａを挟み付けて支持する。
図示を省略するが、前記のアンテナカバー４０をケース蓋３８ｂに対して固定しても良く、また、λ／２ヘルカルアンテナ素子をケース蓋３８ｂに対して固定的に取り付けても良い。前述したように、ケース本体３８ａとケース蓋３８ｂとによって通信機の筐体が構成されているので、ケース蓋に取り付けることは筐体に取り付けることになる。
【００１９】
図７は本発明におけるλ／２ヘルカルアンテナ素子がλ／４励振器に対向している個所の構成を示し、（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はそれぞれ互いに異なる実施例を描いた断面図である。
（Ａ）図の実施例は、螺旋状に成形したλ／２ヘルカルアンテナ素子３１の開放端のピッチを零にして一巻きしてある。このようにして、該λ／２ヘルカルアンテナ素子の中心線Ｚと垂直をなす仮想の面に沿って、該中心線Ｚと同心の円環状をなすゼロピッチ部３１ｃが形成される。これにより、該λ／２ヘルカルアンテナ素子３１を中心線Ｚの回りに回動させても、λ／４励振器２２との対向面が変化しない。従って、λ／２ヘルカルアンテナ素子３１の取付操作に際して回転方向の角位置について別段の考慮を必要とせず、格別の回り止め手段を必要とせず、アンテナ特性が安定する。
【００２０】
（Ｂ）図の実施例は、上述した（Ａ）図の実施例における技術的原理に基づき、中心線Ｚと直交する端面４１ａを有する端子金具４１を取り付けたものである。
（Ｃ）図の実施例は、上掲の（Ｂ）図における実施例の技術的思想を布衍したもので、端子金具４２に螺着用のオネジ４２を設けるとともに、λ／４励振器２２の開放端に対向して結合静電容量を形成するピン４２ｂを中心線Ｚと同心に形成したものである。このように構成した場合も、中心線Ｚまわりの角位置の如何に拘らず結合静電容量が一定の値となる。
上述の作用から容易に理解できるように、端子金具４２がλ／４励振器と対向する部分の形状は必ずしもピン４２ｂであることを要せず、中心線Ｚを回転軸とする回転面であれば良い。
図８は、前掲の図１に示した実施例におけるＲＦＬ ＳＷＲ特性グラフであって、先願の発明における図１３に対応する図表である。
双方の図表を対称すると、本実施例のアンテナ接続技術によっても複共振状態の現出によって著しく広範囲の同調特性が得られることが解る。
【００２１】
本発明方法を用いて本発明装置を構成すると、「収縮収納操作や伸長操作を必要としないで、筺体外に突出させておいても不具合を生じないアンテナ装置」が得られる。
すなわち、「λ／２で共振するアンテナ素子に対して、λ／４で共振する励振器を静電容量結合する」という公知技術に係るアンテナを工業的に生産する場合、本発明を適用することによって生産性が向上し、高品質のアンテナ装置を低コすとで大量生産することができる。
その効果を解析して具体的に述べると、
ａ．励振器が、無線機の高周波回路と同じ基板上に形成されているので、励振器を別体に作成する場合に比して製造コストが安い。
ｂ．励振器が、無線機の高周波回路と同じ基板上に形成されているので、該基板を無線機ケースに固定することにより、このケースに対して励振器が確実に位置決めされる。
ｃ．前記の基板にアンテナのグランド板が形成されているので、無線機高周波回路の地板とアンテナ装置のグランド板とが必然的に兼用され、コスト低減されるのみならず、無線機全体の小型軽量化にも有効である。
ｄ．前記のようにして、励振器がケースに対して位置決めされるので、該ケースに対してンテナ素子を位置決めすることによって、アンテナ素子と励振器との位置関係が規制され、両者の間に適正な静電容量が形成され、臨界結合状態が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法を実施するために構成した本発明に係る移動通信機用アンテナ接続構造の１例を示す模式的な斜視図である。
【図２】上記実施例に係る移動通信機用アンテナの接続構造を実体的に描いた断面図である。ただし読図の便宜上、各構成部材の寸法関係は適宜に変形してあり、必ずしも正確な投影図形ではなく、さらに、引出線と重なる部分は破断して描いてある。
【図３】前記と異なる実施例を説明するために示したもので、要部を抽出して描いた分解斜視図であり、（Ａ）はλ／２ヘルカルアンテナ素子の取付構造部分に特徴を有する実施例、（Ｂ）は上記とさらに異なる取付構造部分を有する実施例を表している。
【図４】前記とさらに異なる実施例を示す要部断面分解図であって、（Ａ），（Ｂ）は互いに類似する実施例を描いてある。
【図５】前記とさらに異なる実施例を示し、（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ相互に類似する実施例の断面図である。
【図６】前記とさらに異なるる実施例を示し、模式的に描いた分解斜視図である。
【図７】本発明におけるλ／２ヘルカルアンテナ素子がλ／４励振器に対向している個所の構成を示し、（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はそれぞれ互いに異なる実施例を描いた断面図である。
【図８】前掲の図１に示した実施例におけるＲＦＬ ＳＷＲ特性グラフであって、先願の発明における図１３に対応する図表である。
【図９】非テレスコピックアンテナを突出・収納可能ならしめた従来例のアンテナの支持・取付構造を示す断面図である。
【図１０】上記従来例を改良した、公知のアンテナ支持・取付構造を示す模式的な斜視図である。
【図１１】先願の発明の基本的原理を説明するために示したもので、電気的な系統を描いた図である。
【図１２】先願の発明に係るアンテナの支持・接続構造の１実施例を示し、模式的に描いた斜視図である。
【図１３】上記先願の発明に係るアンテナの支持・接続構造の１実施例における同調特性を説明するためのＲＦＬ特性グラフである。
【符号の説明】
２…従来例の接続金具、３，３′…同じく絶縁被覆アンテナ、５…同じく接続金具、６…同じく接触スプリング、７…公知例のアンテナ、８…同じく螺旋コイル、９…同じくλ／４放射器、１３…先願の発明に係るアンテナ素子、１４，１４Ａ…同じく励振器、１５…同じく結合容量、１６…同じく給電線、１７…同じく地板、、１９…無線機本体、２２…λ／４励振器、２２ａ…励振器開放端、２２ｂ…励振器給電端、２３…地板、２４…マイクロストリップ線路、２５…結合静電容量、２６…筐体、２６ｂ…ナット部材、２６ｃ…メネジ孔、２７…無線機基板、２８…シールドケース、２９…無線機本体、３１…λ／２ヘルカルアンテナ素子、３１ａ…アンテナ開放端、３１ｂ…オネジ金具、３１ｃ…ゼロピッチ部、３２…アンテナカバー、３２ａ…フランジ、３２ｂ…スナップリング、３３…アンテナカバー、３３ａ…オネジ、３４…筐体、３４ａ…メネジ孔、３５…筐体、３５ａ…有底筒状部、３５ｂ…メネジ、３６…筐体、３６ａ…筐体と一体に成形されてヘルカルアンテナ素子と密に嵌合するアンテナカバー、３６ｂ…筐体と一体に成形されてヘルカルアンテナ素子と緩やかに嵌合するアンテナカバー、３７…ヘルカルアンテナ素子を固定する接着剤、３８ａ…筐体を構成しているケース本体、３８ｂ…筐体を構成しているケース蓋、３８ｃ，３８ｄ…切欠、４０…アンテナカバー、４０ａ…係合部、４１…端子金具、４１ａ…端子金具の端面、４２…端子金具、４２ａ…オネジ、４２ｂ…ピン、Ｚ…λ／２ヘルカルアンテナ素子の中心線。
【産業上の利用分野】
本発明は、移動通信機の筐体内に収納されている無線機本体に対してアンテナ素子を機械的に接触，導通させることなく電磁気的に接続する方法、および同構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
移動通信機（例えば携帯式電話機）のアンテナは、不使用時には本体ケース内に収納されていること、または、不使用時に本体ケースから突出している部分の長さ寸法の短いことが望ましいので、従来一般にテレスコピックに伸縮する構造が用いられている。傾動操作によって起立・収納する構造も併用されるが普及率は高くない。
アンテナを伸縮させることなく、若しくはアンテナの伸縮と併用して、該アンテナを回動可能に軸支して起伏させる構造にすると、次に述べるような技術的困難が有る。
ａ．〔接触，導通の維持に関する問題〕収納形のアンテナや伸縮形アンテナと通信機本体側の回路とを接続するには、何らかの形で、相互に摺動する部材の接触導通を保たなければならないが、接触不良のトラブルを生じる虞れが有る。
図９は、非テレスコピックアンテナを突出・収納可能ならしめた従来例のアンテナの支持・取付構造を示す断面図である。プリント基板１に対してスリーブ状の接続金具２が接続導通されていて、その中に絶縁被覆した杆状のアンテナ３が挿通されている。上記杆状アンテナ３の両端にはそれぞれ接続金具４，５が取り付けられていて、実線で描いた絶縁被覆アンテナ３の位置に引き出して起立させると、前記の接続金具２と接続金具４とが導通する。６は上記の導通を確実ならしめるために介装された接触スプリングである。このように機械的な接触，摺動個所が有ると、摩耗，汚損などの問題が有り、その結果として接触不良のトラブルを生じる虞れが有る。
【０００３】
ｂ．〔寸法に関する問題〕例えば８００ＭＨｚ携帯式電話機用アンテナの場合、λ／２アンテナで約１８ｃｍであり、λ／４アンテナで約９ｃｍとなり、携帯式としては長過ぎて取扱いに不便である。なお、λ／４のアンテナを用いるとアンテナの長さ寸法を小さくできるが、アースの影響を受け易いのでλ／２が望ましいとされている。
ｃ．〔半起立時の問題〕図９に示した従来例における絶縁被覆アンテナ３を、破線で示した３′のごとくケース内に収納し、いっぱいに下げると接続金具５が接続金具２に導通するが、半ば押し込み、若しくは半ば引き出した状態ではアンテナの接続導通が断たれ、全くアンテナとして機能しない。
ｄ．〔周波数帯域幅に関する問題〕図９に示したような従来例のアンテナ支持・接続構造では周波数帯域幅が狭いため、例えば自動車用電話のように広帯域性を必要とする場合には感度が低下して実用に供し得ない。
【０００４】
上記ａ〜ｄの不具合を解消するため、図１０に示すようなアンテナ支持・接続構造も提案されている。７はヘリカル型のアンテナ（λ／２放射器）であり、螺旋コイル８内に摺動自在に嵌合されている。同軸ケーブルよりなる伝送ライン１２の芯線は上記螺旋コイル８に接続され、該伝送ライン１２の外導体はλ／４放射器９に接続されている。筐体１０の内面には導電性コーティング１１が施されている。
この図１０に示された構成のアンテナ支持・接続構造においては、アンテナ（λ／２放射器）７を使用状態にしたり収納状態にしたりする操作は、該アンテナ７を矢印ａ−ｂ方向にスライドさせることに限定され、例えば往復円弧矢印ｃ−ｄのように傾動させることは出来ない。また、アンテナ７はヘリカル型のアンテナ素子に限定され、設計的自由度が小さい。
【０００５】
一方、携帯型電話器を含めて移動式通信機に関する最近の技術的研究は、第２世代コードレス電話器と通称されるデジタルコードレス電話システムの実用化に指向されている。このシステムでは、例えば１．９ＧＨｚというように、従来方式に比して２倍以上の周波数が用いられるものと予測されている。
こうした技術開発の傾向に対応して、機械的な接触による導通を必要とせず、任意の形態による収納，起立使用が容易で、１．９ＧＨｚ用に好適なアンテナの支持，接続技術として、
λ／２で共振するアンテナ素子と、
λ／４で共振して、上記アンテナ素子を給電線に結合・整合させる励振器と、を設けるとともに、
上記の励振器と給電線との接続部にλ／４の電気長を有する地板を配置し、
かつ、前記アンテナ素子と励振器との間に微小静電容量が形成される範囲内の距離を保ちつつ、該アンテナ素子が励振器に対して移動し得るように案内することが有効である。
上記の構成によると、λ／２で共振するアンテナ素子が通信機本体に対して、著しく広大な自由度を許容して案内され（押込・引出でも良く、傾倒・起立でも良い）、電気的には非接触で結合されているので接触不良による導通不良を生じる虞れが無い。しかも、小形に構成され、その上、高い周波数帯（例えば１．９ＧＨｚ近傍）において優れた同調特性が得られる。上述の技術は本発明者が創作し、本出願人によって別途出願中の発明であって、以下、先願の発明と呼ぶことにする。
【０００６】
次に、図１１および図１２を参照しつつ上記先願の発明について説明する。図１２は、先願の発明に係るアンテナの支持・接続構造の１実施例を示し、模式的に描いた斜視図である。また、図１１は先願の発明の基本的原理を説明するために示したもので、電気的な系統を描いた図である。
図１１（原理図）に示すごとく、信号源６に接続されたλ／４長さの励振器１４の解放端に対して、微小な結合容量（１．９ＧＨｚの場合例えば０．１ｐＦ）１５を介して、λ／２のアンテナ素子１３を電気的に接続すると、機械的な接触を要せず、波長λ付近で広帯域の同調特性が得られる。上記アンテナ素子１３の位置および又は姿勢を変えても、上記微小結合容量１５が存在する範囲内で、優れた同調特性が得られる。このため、該アンテナ素子１３を往復矢印ａ−ｂのごとく伸縮方向に移動させることもでき、また往復円弧矢印ｃ−ｄのように傾動させることもでき、移動，傾動の途中でもアンテナ機能を発揮し得る。
前記の微小な結合容量１５は諸条件により変化するが、１．９ＧＨｚの場合の１例として０．１ｐＦ程度で足り、この微小結合容量を形成する具体的手段について格別な困難は無い。
図１２に示した構成（先願の発明の実施例）においては、装置を小形にするため励振器１４Ａをジグザグ形とした。これにより、波長λ／４の電波に共振する励振器の外形的寸法をλ／４よりも短縮することができる。そして、上記励振器１４Ａの解放端に対して微小の静電容量を形成する距離の範囲内にアンテナ素子１３を位置せしめ、これを往復矢印ａ−ｂのように、その長手方向にスライドせしめ得るように案内する。また、上記と異なる実施例として円弧矢印ｃ−ｄのように傾動可能に案内しても良い。いずれの場合も、アンテナ素子１３と励振器１４Ａとの間に微小静電容量を保ち得るように案内する。前記アンテナ素子１３が実線で図示したように直立しているとき最良の性能が得られるが、どのような位置，姿勢であっても、前記の結合容量１５が存在していればアンテナとしての機能を果たすことができる。例えば円弧矢印ｄ方向に傾動させて、図示１３′の姿勢にしてもアンテナとして機能する。
【０００７】
同軸ケーブルよりなる給電線１６の芯線を前記励振器１４Ａに接続するとともに、該給電線１６の外導体を地板１７に接続する。この例における地板１７は、長辺の長さ寸法がλ／４の長方形の金属板である。図１３は、上記先願の発明に係る支持・接続構造の１実施例における同調特性を説明するためのＲＦＬ ＳＷＲ特性グラフである。これらのグラフにより、上記実施例が１．９はＧＨｚ付近で優れた広帯域同調性能を有していることが理解される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は、図１１〜図１３について説明した前述の先願に係る発明を出願した後、さらに実用化試験を続行するとともに工業的生産計画を遂行したところ、所期の実用的効果が発揮されることを確認し、かつ、実用状態における取扱い、操作をいっそう容易ならしめるように改良する余地が有り、さらに、生産コスト低減のための合理化改良の余地が有ることを発見した。すなわち、
〔取扱い，操作に関する問題〕 アンテナ素子を筐体（通信機ケース）の中へ押し込んだり引き出したりする操作は、不要であるに越したことは無い。特に、“受信待ち”の状態でアンテナ素子を引き出しておくことは取扱いを不便にしている。こうした面から考えると移動通信機用のアンテナは、携行状態と通信状態との間で引き出しや押し込みの操作を必要とせず、携行状態において筐体から突出している長さ寸法が短く、しかも広域の同調性能を有していることが望まれる。
【０００９】
〔生産性に関連する問題〕 先願の発明に係る図１２の実施例においては、同図に実線で描かれたアンテナ素子１３と、励振器１４Ａと、地板１７と、給電線１６とによって１組のアンテナ装置組立品が構成され、最小単位の商品として市場に供給され、流通することになる。
無線機メーカーは、同図に仮想線で描いたように、筐体２６に収められた通信機本体３１を設計，製作するとともに上記アンテナ装置組立品を購入し、地板１７および励振器１４Ａを筐体２６内に収納設置するとともにアンテナ素子１３を筐体２６に対して変位可能に支承し、かつ、給電線（同軸ケーブル）１６を通信機本体３１の出力端３０に接続する。
このようにアンテナメーカーと通信機メーカーとが分業化されていることは、近代的な工業生産形態としての長所も有り、その反面には無駄や不合理も無しとしない。先願の発明に係るアンテナ支持・接続構造に関しては、無駄や不合理と言うべき処は無いにしても、さらに合理化の余地が有る。
合理化→コスト低減の対象として検討し得べき事項について、その２つを例示すると、
イ．無線機本体３１内には、通常、図示しないプリント基板が設けられていて、万単位の大量生産でコスト効果を発揮している。このプリント基板に地板や励振器を作り込めば、著しいコスト低減を期待し得る。
ロ．上記のように、地板や励振器を通信機本体３１内に作り込めば、図１３に示した給電線１６を別体の構成部材とせず、プリント基板上の回路パターンの一部とすることも考えられる。これにより構成部品コストの低減、および組付作業の工数低減が期待される。
ハ．図１３の構成において、地板１７および励振器１４Ａは、給電線１６を介して通信機本体３１の回路（図示せず）に対して機械的に接続・導通されており、これらの部材に対してアンテナ素子１３は非接触である。従って、図１３の構成を分業生産する場合、機械的に接続・導通されている部分を通信機メーカーの分担とし、非接触部分（静電容量で結合されている部分）で切り離してアンテナ素子１３をアンテナメーカーの分担とすれば、少なくとも組立の際に導通のための工程を必要としないので合理的である。
本発明は上述の事情に鑑みて為されたものであって、上述の先願に係る発明を改良し、図１１に示した基本原理を応用して、図１３に示したアンテナ特性（広域同調性）を損なうことなく、生産性に優れ、分業化製造に適し、無線機本体およびアンテナ装置を含めた移動通信機全体として、高品質の製品を安価に生産することができ、かつ、当該移動通信機の携行状態と通信状態との間で引き出したり押し込んだりする操作を必要とせず、しかも、アンテナが通信機の筐体から突出している長さ寸法を短くすることのできる技術を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために創作された本発明方法の構成は、移動通信機の筺体内に収納されている無線機本体に対してアンテナを接続する方法において、
ほぼλ／２で共振するヘリカルアンテナ素子の大部分を筺体外に突出せしめて該ヘリカルアンテナ素子の一端付近を筺体に対して固定し、
ほぼλ／４で共振する励振器の一端を前記無線機本体の出力端に接続導通するとともに、該励振器の開放端を前記ヘリカルアンテナ素子の一端に対向・離間せしめて、両者の間に結合静電容量を形成せしめ、
上記の結合静電容量がほぼ臨界結合となるように上記の対向・離間状態を設定し、
かつ、前記の筺体内に、無線機本体の地板を成層した基板を固定し、上記基板の一部に地板で覆われていない区域を設けるとともに、該区域に前記の励振器を形成し、この励振器の給電端を無線機本体の高周波回路の出力端に対して「前記の基板に形成したマイクロストリップ線路」を介して接続導通するものである。
また本発明装置の構成は、移動通信機の筺体内に収納されている無線機本体の高周波回路に対してアンテナを電気的に接続するとともに機械的に支持する構造において、
ほぼλ／２で共振するヘリカルアンテナ素子が、その大部分を筺体外に突出せしめるとともに、その一端を筺体内に臨ましめて該筺体に対して固定されており、
ほぼλ／４で共振する励振器の開放端が上記ヘリカルアンテナ素子の一端に対向・離間せしめられていて両者の間に結合静電容量が形成されるとともに、
該結合静電容量がほぼ臨界結合となるように両者の相対的位置が設定されており、
かつ、前記の筺体内に無線機本体の基板が固定されていて、該基板上に励振器として作用する導通パターンが形成されており、
上記の基板に励振器が設けられている区域を除いて、地板として作用する導電層が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
【作用】
「λ／２で共振するアンテナ素子に対して、λ／４で共振する励振器を静電容量結合する」という構成は公知であるが、この公知技術に係るアンテナを工業的に生産する場合、本発明を適用することによって生産性が向上し、高品質のアンテナ装置を低コすとで大量生産することができる。
こうした効果を解析して具体的に述べると、
ａ．励振器が、無線機の高周波回路と同じ基板上に形成されているので、励振器を別体に作成する場合に比して製造コストが安い。
ｂ．励振器が、無線機の高周波回路と同じ基板上に形成されているので、該基板を無線機ケースに固定することにより、このケースに対して励振器が確実に位置決めされる。
ｃ．前記の基板にアンテナのグランド板が形成されているので、無線機高周波回路の地板とアンテナ装置のグランド板とが必然的に兼用され、コスト低減されるのみならず、無 線機全体の小型軽量化にも有効である。
ｄ．前記のようにして、励振器がケースに対して位置決めされるので、該ケースに対してアンテナ素子を位置決めすることによって、アンテナ素子と励振器との位置関係が規制され、両者の間に適正な静電容量が形成され、臨界結合状態が得られる。
【００１２】
図１は、本発明方法を実施するために構成した本発明に係る移動通信機用アンテナ接続構造の１例を示す模式的な斜視図である。
λ／２ヘリカルアンテナ素子３１が、移動通信機の筺体２６に対して固着され、その大部分が筺体外に突出している。このλ／２の寸法は、先に述べたように、例えば８００ＭＨｚの場合に約１８ｃｍであり、１８ｃｍの杆状部材を筺体２６から突出させておくと取り扱いに不便である。しかし、本例のヘリカルアンテナ素子３１はλ／２で共振するように構成されており、ヘリカル状に成形されているので、その実体的な長さ寸法Ｌは約４ｃｍであり、筺体２６から突出していても別段の支障を生じない。
図示の２９は無線機本体であって、無線機の基板２７の上に高周波回路（図示せず）が構成され、シールドケース２８で覆われている。２３は、上記基板２７の片面に成層された地板である。上記の基板２７の片面のうち、地板２３が形成されていない部分にジグザグ形の導通パターンより成る励振器２２が形成されている。この励振器２２はλ／４で共振するように構成されており、その開放端２２ａは前記λ／２ヘリカルアンテナ素子２２の開放端３１ａに対向・離間して、両者の間に結合静電容量２５が形成される。
前記の基板２７は筺体２６に対して固定的に装着されており、従ってλ／４励振器２２の位置は筺体２６に対して一定である。この相対的な位置関係は、前記の結合静電容量がほぼ臨界結合状態となるように設定されている。これにより、後に図８を参照して詳述するように広帯域の同調特性が得られる。
臨界結合については、アンテナに関する用語辞典類やハンドブックに掲載されているので詳細は省略するが、要約すると次のとおりである。
二つのアンテナ素子を密に電磁界結合すると双峰形の同調特性を呈し、疎に電磁界結合すると単峰形の同調特性を呈するが、両者の中間的状態では平坦な同調特性を呈する。この中間的な結合状態は臨界結合と呼ばれる。
上記のような臨界結合状態を得るに好適なヘリカルアンテナ素子２２の取付構造については、図２ないし図７に各種の実施例を示して後に詳しく述べる。
【００１３】
前記λ／２ヘルカルアンテナ素子３１にアンテナカバー３２を被せて取り付ける。上記のヘルカルアンテナ素子は元来フレキシブルな部材であるから、上記アンテナカバー３２を柔軟な材料で構成しておくと、障害物に衝突させても折れたり曲がったりせず、弾性的に復元するので取扱いが容易である。
前記λ／４励振器２２の給電端２２ｂは無線機本体２９の高周波回路の出力端に、マイクロストリップ線路２４によって接続導通されている。このマイクロストリップ線路２２は、前記の基板２７の面上に（詳しくは地板２３と反対側の面に形成した導通パターンによって構成されている。４３は、アンテナの特性を測定（要すれば調整）するために計測機を接続するための出力コネクタである。
【００１４】
図２は、上記実施例に係る移動通信機用アンテナの接続構造を実体的に描いた断面図である。ただし読図の便宜上、各構成部材の寸法関係は適宜に変形してあり、必ずしも正確な投影図形ではなく、さらに、引出線と重なる部分は破断して描いてある。
本例のアンテナカバー３２は、柔軟な合成樹脂材料によって有頂無底の筒状に成形され、λ／２ヘルカルアンテナ素子３１を圧入固定されている。ただし、本発明において「筒状」と「管状」とは同意である。
上記アンテナカバー３２の開口端（本図２において下端）から少し離れた所にフランジ３２ａが一体に成形されている。この開口端側を、筐体２６に穿たれている透孔に嵌合して貫通させ、上記のフランジ３２ａを筐体２６の壁の外側面に当接させる。そして、該アンテナカバー３２の開口側の端部が筐体２６の壁の内側に突出した部分にスナップリング３２ｂを装着して抜け止めする。
本発明を実施する際、上記の抜け止め手段は必ずしもフランジとスナップリングとでなくても良い。図示を省略するが、上記のスナップリング３２ｂに代えて楔（くさび）を用いることも推奨される。楔を用いると、スナップリングに比してアンテナカバー３２の長さ方向のガタを生じないので水密性が良くなる。
図２に示した構成によると、アンテナカバー３２の中心線方向（図において上下方向）の摺動は係止されるが、該中心線まわりの回動は係止されない。そこで、アンテナカバー３２およびこれに固着されたλ／２ヘルカルアンテナ素子３１が回動してもアンテナ特性が変化しないような手段を講じることが必要になる。これについては図７を参照して後に詳しく説明する。
【００１５】
図３は前記と異なる実施例を説明するために示したもので、要部を抽出して描いた分解斜視図であり、（Ａ）はλ／２ヘルカルアンテナ素子の取付構造部分に特徴を有する実施例、（Ｂ）は上記とさらに異なる取付構造部分を有する実施例を表している。
（図３（Ａ）参照）λ／２ヘルカルアンテナ素子３１の１端にオネジ金具３１ｂを導通固着するとともに、筐体２６にメネジ孔２６ｃを形成し、上記のオネジ金具３１ｂをメネジ孔２６ｃに螺合緊定する。
同図（Ｂ）の実施例は、筐体２６にメネジ孔２６ｃを設ける代りにナット部材２６ｂを埋設固定した。このように構成すると、筐体２６を合成樹脂材料で成形する場合の型抜きが容易であり、かつ、ネジ山強度が大きいので取付状態が確実になる。
本図３におけるアンテナカバー３２は、自由状態におけるλ／２ヘルカルアンテナ素子３１の外径寸法Ｄ１よりも小さい内径寸法Ｄ２を有する管状に構成し、該アンテナカバー３２の中へ、λ／２ヘルカルアンテナ素子３１の弾性を利用して圧入固定する。本発明者の実験によって、通常の使用状態で脱け出す虞れの無いことが確認された。
【００１６】
図４は前記とさらに異なる実施例を示す要部断面分解図であって、（Ａ），（Ｂ）は互いに類似する実施例を描いてある。
（図４（Ａ）参照）本例のアンテナカバー３３は合成樹脂材料によって有頂無底の筒状に成形され、その開口端付近にオネジ３３ａが形成されており、これに対応して筐体３４にメネジ孔３４ａが形成されている。λ／２ヘルカルアンテナ素子３１は上記アンテナカバー３３に挿入され、適宜の手段で抜け止めを施される。
上記アンテナカバー３３のオネジ３３ａがメネジ孔３４ａに螺合され、前記λ／２ヘルカルアンテナ素子３１がλ／４励振器２２に対向・離間して支持される。
同図（Ｂ）の実施例は、筐体３５に有底無頂の筒状部３５ａが一体に成形されるとともに、その内周面にメネジ３５ｂが形成されている。このように構成すると筐体を貫通するメネジ孔が無いので該筐体内の防水が完全である。
【００１７】
図５は前記とさらに異なる実施例を示し、（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ相互に類似する実施例の断面図である。
（図５（Ａ）参照）筐体３６に、アンテナカバー３６ａが一体に連設して成形されている。このアンテナカバー３６ａ内にλ／２ヘルカルアンテナ素子３１が圧入固定され、その開放端（図において下端）がλ／４励振器２２の開放端に対向・離間している。（Ｂ）図のアンテナカバー３６ｂは、λ／２ヘルカルアンテナ素子３１と緩やかに嵌合する形状，寸法に構成され、挿入されたλ／２ヘルカルアンテナ素子３１を接着剤３７で固定している。本発明を実施する際、接着剤以外の抜け止め手段を適宜に選定して用いることも出来、例えばアンテナカバー３６ｂの開口端付近を熱加締しても良い。
【００１８】
図６は前記とさらに異なるる実施例を示し、模式的に描いた分解斜視図である。
本例の筐体３８は、ケース本体３８ａとケース蓋３８ｂとによって構成され、ケース本体３８ａには切欠３８ｃが、ケース蓋３８ｂには切欠３８ｄが、それぞれ形成されている。
一方、λ／２ヘルカルアンテナ素子３１は、有頂無底筒状のアンテナカバー４０の中に収納されている。該アンテナカバー４０の下端部付近には、前記の切欠３８ｃ，３８ｄに対応する係合部が設けられている。上記のケース蓋３８ｂをケース本体３８ａに装着，固定し、その際、前記１対の切欠３８ｃ，３８ｄによってアンテナカバー４０の係合部４０ａを挟み付けて支持する。
図示を省略するが、前記のアンテナカバー４０をケース蓋３８ｂに対して固定しても良く、また、λ／２ヘルカルアンテナ素子をケース蓋３８ｂに対して固定的に取り付けても良い。前述したように、ケース本体３８ａとケース蓋３８ｂとによって通信機の筐体が構成されているので、ケース蓋に取り付けることは筐体に取り付けることになる。
【００１９】
図７は本発明におけるλ／２ヘルカルアンテナ素子がλ／４励振器に対向している個所の構成を示し、（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はそれぞれ互いに異なる実施例を描いた断面図である。
（Ａ）図の実施例は、螺旋状に成形したλ／２ヘルカルアンテナ素子３１の開放端のピッチを零にして一巻きしてある。このようにして、該λ／２ヘルカルアンテナ素子の中心線Ｚと垂直をなす仮想の面に沿って、該中心線Ｚと同心の円環状をなすゼロピッチ部３１ｃが形成される。これにより、該λ／２ヘルカルアンテナ素子３１を中心線Ｚの回りに回動させても、λ／４励振器２２との対向面が変化しない。従って、λ／２ヘルカルアンテナ素子３１の取付操作に際して回転方向の角位置について別段の考慮を必要とせず、格別の回り止め手段を必要とせず、アンテナ特性が安定する。
【００２０】
（Ｂ）図の実施例は、上述した（Ａ）図の実施例における技術的原理に基づき、中心線Ｚと直交する端面４１ａを有する端子金具４１を取り付けたものである。
（Ｃ）図の実施例は、上掲の（Ｂ）図における実施例の技術的思想を布衍したもので、端子金具４２に螺着用のオネジ４２を設けるとともに、λ／４励振器２２の開放端に対向して結合静電容量を形成するピン４２ｂを中心線Ｚと同心に形成したものである。このように構成した場合も、中心線Ｚまわりの角位置の如何に拘らず結合静電容量が一定の値となる。
上述の作用から容易に理解できるように、端子金具４２がλ／４励振器と対向する部分の形状は必ずしもピン４２ｂであることを要せず、中心線Ｚを回転軸とする回転面であれば良い。
図８は、前掲の図１に示した実施例におけるＲＦＬ ＳＷＲ特性グラフであって、先願の発明における図１３に対応する図表である。
双方の図表を対称すると、本実施例のアンテナ接続技術によっても複共振状態の現出によって著しく広範囲の同調特性が得られることが解る。
【００２１】
本発明方法を用いて本発明装置を構成すると、「収縮収納操作や伸長操作を必要としないで、筺体外に突出させておいても不具合を生じないアンテナ装置」が得られる。
すなわち、「λ／２で共振するアンテナ素子に対して、λ／４で共振する励振器を静電容量結合する」という公知技術に係るアンテナを工業的に生産する場合、本発明を適用することによって生産性が向上し、高品質のアンテナ装置を低コすとで大量生産することができる。
その効果を解析して具体的に述べると、
ａ．励振器が、無線機の高周波回路と同じ基板上に形成されているので、励振器を別体に作成する場合に比して製造コストが安い。
ｂ．励振器が、無線機の高周波回路と同じ基板上に形成されているので、該基板を無線機ケースに固定することにより、このケースに対して励振器が確実に位置決めされる。
ｃ．前記の基板にアンテナのグランド板が形成されているので、無線機高周波回路の地板とアンテナ装置のグランド板とが必然的に兼用され、コスト低減されるのみならず、無線機全体の小型軽量化にも有効である。
ｄ．前記のようにして、励振器がケースに対して位置決めされるので、該ケースに対してンテナ素子を位置決めすることによって、アンテナ素子と励振器との位置関係が規制され、両者の間に適正な静電容量が形成され、臨界結合状態が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法を実施するために構成した本発明に係る移動通信機用アンテナ接続構造の１例を示す模式的な斜視図である。
【図２】上記実施例に係る移動通信機用アンテナの接続構造を実体的に描いた断面図である。ただし読図の便宜上、各構成部材の寸法関係は適宜に変形してあり、必ずしも正確な投影図形ではなく、さらに、引出線と重なる部分は破断して描いてある。
【図３】前記と異なる実施例を説明するために示したもので、要部を抽出して描いた分解斜視図であり、（Ａ）はλ／２ヘルカルアンテナ素子の取付構造部分に特徴を有する実施例、（Ｂ）は上記とさらに異なる取付構造部分を有する実施例を表している。
【図４】前記とさらに異なる実施例を示す要部断面分解図であって、（Ａ），（Ｂ）は互いに類似する実施例を描いてある。
【図５】前記とさらに異なる実施例を示し、（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ相互に類似する実施例の断面図である。
【図６】前記とさらに異なるる実施例を示し、模式的に描いた分解斜視図である。
【図７】本発明におけるλ／２ヘルカルアンテナ素子がλ／４励振器に対向している個所の構成を示し、（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はそれぞれ互いに異なる実施例を描いた断面図である。
【図８】前掲の図１に示した実施例におけるＲＦＬ ＳＷＲ特性グラフであって、先願の発明における図１３に対応する図表である。
【図９】非テレスコピックアンテナを突出・収納可能ならしめた従来例のアンテナの支持・取付構造を示す断面図である。
【図１０】上記従来例を改良した、公知のアンテナ支持・取付構造を示す模式的な斜視図である。
【図１１】先願の発明の基本的原理を説明するために示したもので、電気的な系統を描いた図である。
【図１２】先願の発明に係るアンテナの支持・接続構造の１実施例を示し、模式的に描いた斜視図である。
【図１３】上記先願の発明に係るアンテナの支持・接続構造の１実施例における同調特性を説明するためのＲＦＬ特性グラフである。
【符号の説明】
２…従来例の接続金具、３，３′…同じく絶縁被覆アンテナ、５…同じく接続金具、６…同じく接触スプリング、７…公知例のアンテナ、８…同じく螺旋コイル、９…同じくλ／４放射器、１３…先願の発明に係るアンテナ素子、１４，１４Ａ…同じく励振器、１５…同じく結合容量、１６…同じく給電線、１７…同じく地板、、１９…無線機本体、２２…λ／４励振器、２２ａ…励振器開放端、２２ｂ…励振器給電端、２３…地板、２４…マイクロストリップ線路、２５…結合静電容量、２６…筐体、２６ｂ…ナット部材、２６ｃ…メネジ孔、２７…無線機基板、２８…シールドケース、２９…無線機本体、３１…λ／２ヘルカルアンテナ素子、３１ａ…アンテナ開放端、３１ｂ…オネジ金具、３１ｃ…ゼロピッチ部、３２…アンテナカバー、３２ａ…フランジ、３２ｂ…スナップリング、３３…アンテナカバー、３３ａ…オネジ、３４…筐体、３４ａ…メネジ孔、３５…筐体、３５ａ…有底筒状部、３５ｂ…メネジ、３６…筐体、３６ａ…筐体と一体に成形されてヘルカルアンテナ素子と密に嵌合するアンテナカバー、３６ｂ…筐体と一体に成形されてヘルカルアンテナ素子と緩やかに嵌合するアンテナカバー、３７…ヘルカルアンテナ素子を固定する接着剤、３８ａ…筐体を構成しているケース本体、３８ｂ…筐体を構成しているケース蓋、３８ｃ，３８ｄ…切欠、４０…アンテナカバー、４０ａ…係合部、４１…端子金具、４１ａ…端子金具の端面、４２…端子金具、４２ａ…オネジ、４２ｂ…ピン、Ｚ…λ／２ヘルカルアンテナ素子の中心線。
Claims (4)
- 移動通信機の筺体内に収納されている無線機本体に対してアンテナを接続する方法において、
ほぼλ／２で共振するヘリカルアンテナ素子の大部分を筺体外に突出せしめて該ヘリカルアンテナ素子の一端付近を筺体に対して固定し、
ほぼλ／４で共振する励振器の一端を前記無線機本体の出力端に接続導通するとともに、該励振器の開放端を前記ヘリカルアンテナ素子の一端に対向・離間せしめて、両者の間に結合静電容量を形成せしめ、
上記の結合静電容量がほぼ臨界結合となるように上記の対向・離間状態を設定し、
かつ、前記の筺体内に固定される無線機本体の回路基板に地板を成層するとともに、該基板を無線機ケースに固定し、上記回路基板の一部に地板で覆われていない区域を設けるとともに、該区域に前記の励振器を形成し、この励振器の給電端を無線機本体の高周波回路の出力端に対して「前記の基板に形成したマイクロストリップ線路」を介して接続導通することを特徴とする、移動通信機用アンテナの接続方法。 - 前記ヘリカルアンテナ素子の一端にオネジ部材を固定的に取り付け、このオネジ部材を前記の筺体に対して螺着するとともに、該オネジ部材を前記励振器の開放端に対向・離間せしめて結合静電容量を形成することを特徴とする、請求項１に記載した移動通信機用アンテナの接続方法。
- 移動通信機の筺体内に収納されている無線機本体の高周波回路に対してアンテナを電気的に接続するとともに機械的に支持する構造において、
ほぼλ／２で共振するヘリカルアンテナ素子が、その大部分を筺体外に突出せしめるとともに、その一端を筺体内に臨ましめて該筺体に対して固定されており、
ほぼλ／４で共振する励振器の開放端が上記ヘリカルアンテナ素子の一端に対向・離間せしめられていて両者の間に結合静電容量が形成されるとともに、
該結合静電容量がほぼ臨界結合となるように両者の相対的位置が設定されており、
かつ、前記の筺体内に無線機本体の基板が固定されていて、
上記の基板に、励振器が設けられている区域を除いて、地板として作用する導電層が形成て作用する導通パターンが形成されていることを特徴とする、移動通信機用アンテナの接続構造。 - 前記ヘリカルアンテナ素子の一端に導電性のオネジ部材が導通固着されるとともに、前記の筺体にメネジ孔が設けられていて、上記オネジ部材がメネジ孔に螺着されることによってヘリカルアンテナ素子が筺体に対して固定され、
固定されたオネジ部材と、励振器開放端とが対向・離間して結合静電容量が形成され、
さらに、この静電容量が臨界結合状態となるように設定されていることを特徴とする、請求項３に記載した移動通信機用アンテナの接続構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25075394A JP3595856B2 (ja) | 1994-10-17 | 1994-10-17 | 移動通信機用アンテナの接続方法、および、同接続構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25075394A JP3595856B2 (ja) | 1994-10-17 | 1994-10-17 | 移動通信機用アンテナの接続方法、および、同接続構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08116206A JPH08116206A (ja) | 1996-05-07 |
| JP3595856B2 true JP3595856B2 (ja) | 2004-12-02 |
Family
ID=17212533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25075394A Expired - Fee Related JP3595856B2 (ja) | 1994-10-17 | 1994-10-17 | 移動通信機用アンテナの接続方法、および、同接続構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3595856B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11336004B2 (en) | 2016-02-12 | 2022-05-17 | Mueller International, Llc | Nozzle cap multi-band antenna assembly |
| US11342656B2 (en) | 2018-12-28 | 2022-05-24 | Mueller International, Llc | Nozzle cap encapsulated antenna system |
| US11422054B2 (en) | 2018-09-04 | 2022-08-23 | Mueller International, Llc | Hydrant cap leak detector with oriented sensor |
| US11469494B2 (en) | 2016-02-12 | 2022-10-11 | Mueller International, Llc | Nozzle cap multi-band antenna assembly |
| US11473993B2 (en) | 2019-05-31 | 2022-10-18 | Mueller International, Llc | Hydrant nozzle cap |
| US11542690B2 (en) | 2020-05-14 | 2023-01-03 | Mueller International, Llc | Hydrant nozzle cap adapter |
| US11590376B2 (en) | 2010-06-16 | 2023-02-28 | Mueller International, Llc | Infrastructure monitoring devices, systems, and methods |
| US11630021B2 (en) | 2011-08-12 | 2023-04-18 | Mueller International, Llc | Enclosure for leak detector |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000106502A (ja) * | 1998-07-27 | 2000-04-11 | Hoko Denshi Kk | 無線機用アンテナ |
| US6414638B1 (en) | 1998-07-27 | 2002-07-02 | Houkou Electric Corporation | Antenna for radio telephone |
| US11543270B2 (en) | 2013-10-01 | 2023-01-03 | Renishaw Plc | Electronic device |
-
1994
- 1994-10-17 JP JP25075394A patent/JP3595856B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11590376B2 (en) | 2010-06-16 | 2023-02-28 | Mueller International, Llc | Infrastructure monitoring devices, systems, and methods |
| US11680865B2 (en) | 2011-08-12 | 2023-06-20 | Mueller International, Llc | Leak detection in water distribution systems using acoustic signals |
| US11630021B2 (en) | 2011-08-12 | 2023-04-18 | Mueller International, Llc | Enclosure for leak detector |
| US11469494B2 (en) | 2016-02-12 | 2022-10-11 | Mueller International, Llc | Nozzle cap multi-band antenna assembly |
| US11527821B2 (en) | 2016-02-12 | 2022-12-13 | Mueller International, Llc | Nozzle cap assembly |
| US11336004B2 (en) | 2016-02-12 | 2022-05-17 | Mueller International, Llc | Nozzle cap multi-band antenna assembly |
| US11652284B2 (en) | 2016-02-12 | 2023-05-16 | Mueller International, Llc | Nozzle cap assembly |
| US11837782B2 (en) | 2016-02-12 | 2023-12-05 | Mueller International, Llc | Nozzle cap assembly |
| US11422054B2 (en) | 2018-09-04 | 2022-08-23 | Mueller International, Llc | Hydrant cap leak detector with oriented sensor |
| US11692901B2 (en) | 2018-09-04 | 2023-07-04 | Mueller International, Llc | Hydrant cap leak detector with oriented sensor |
| US11342656B2 (en) | 2018-12-28 | 2022-05-24 | Mueller International, Llc | Nozzle cap encapsulated antenna system |
| US11473993B2 (en) | 2019-05-31 | 2022-10-18 | Mueller International, Llc | Hydrant nozzle cap |
| US11624674B2 (en) | 2019-05-31 | 2023-04-11 | Mueller International, Llc | Hydrant nozzle cap with antenna |
| US11542690B2 (en) | 2020-05-14 | 2023-01-03 | Mueller International, Llc | Hydrant nozzle cap adapter |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08116206A (ja) | 1996-05-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2795825B2 (ja) | アンテナ装置 | |
| EP0613207B1 (en) | Antenna for a radio communication apparatus | |
| US8988293B2 (en) | Multiband antenna assemblies including helical and linear radiating elements | |
| JP2000500315A (ja) | 携帯無線通信機用小型アンテナ及びそのスイッチレスアンテナ接続手段 | |
| EP0734092B1 (en) | Inductive coupled extendable antenna | |
| JP2764348B2 (ja) | 携帯装置用アンテナ装置 | |
| GB2219911A (en) | Rf transceiver with movable antenna | |
| JP3595856B2 (ja) | 移動通信機用アンテナの接続方法、および、同接続構造 | |
| JPH07212117A (ja) | 収縮可能なアンテナ | |
| JP2000223928A (ja) | アンテナ装置 | |
| US6011516A (en) | Multiband antenna with a distributed-constant dielectric resonant circuit as an LC parallel resonant circuit, and multiband portable radio apparatus using the multiband antenna | |
| US6064346A (en) | Antenna assembly | |
| JP2898921B2 (ja) | アンテナおよび無線機 | |
| JPH11274828A (ja) | 携帯通信端末とそのアンテナ装置 | |
| JPH0340963B2 (ja) | ||
| JP3902550B2 (ja) | 最小周波数偏移伸縮アンテナ | |
| US20040119657A1 (en) | Stubby, multi-band, antenna having a large-diameter high frequency radiating/receiving element surrounding a small-diameter low frequency radiating/receiving element | |
| JP3300818B2 (ja) | アンテナの支持・接続方法、および同支持・接続構造 | |
| JP3481537B2 (ja) | 二周波共用ヘリカルアンテナ | |
| JP2001516976A (ja) | １／４波長−１／４波長伸縮可能アンテナと該アンテナ付き無線電話機 | |
| JPH08222927A (ja) | ヘリカルアンテナの取付方法、および、同取付構造 | |
| JP3230841B2 (ja) | 可変長ホイップアンテナ | |
| JP3223479B2 (ja) | 移動通信機用格納型アンテナ装置 | |
| JP2950459B2 (ja) | アンテナ装置 | |
| JPH06252619A (ja) | アンテナの支持・接続方法、および同支持・接続構造 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040601 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040622 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040820 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080917 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090917 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100917 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110917 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110917 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120917 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120917 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130917 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |