JP3614459B2 - Non-grounded antenna device for wireless communication - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば携帯電話機等の無線通信セットが収容されている筐体に対して挿脱自在に取付けられる無線通信用非接地形アンテナ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、携帯無線通信機とりわけ携帯電話機においては、使用電波の周波数帯域が800MHz 帯より次第に高い帯域、たとえば1.5GHz 帯あるいは1.9GHz 帯へと移行しつつある。このような高帯域を使用する機器の中で、「第2世代コードレスホーン」と呼ばれる1.9GHz 帯を使用帯域とする携帯電話機においては、特に小形,軽量,低価格であることがユーザ側の要望として強く求められている。
【0003】
図5の(a)(b)は従来のこの種の無線通信用(携帯電話機用)アンテナ装置の一例を示す図で、(a)はアンテナ素子が携帯電話機の筐体に挿脱自在に取り付けられている状態を一部破断して示す斜視図、(b)はアンテナ取付け部の構造を分解して示す図である。
【0004】
図5の(a)に示すように、このアンテナ装置は、携帯電話機1の筐体2に対し、棒状をなすアンテナ素子3が挿脱自在に取付けられている。筐体2の内側面には内面シールド被膜4が形成されており、筐体2の内部に収納されている電子回路のシールドを行なうものとなっている。
【0005】
図5の(b)に示すように、筐体2のアンテナ取付け部には、筐体2の成形時に一体的に埋設固定した金属製インサートナット5が設けられており、これに金属製アンテナ保持管6のねじ部6aがねじ込まれ、固定化されている。この金属製アンテナ保持管6の中に、前記アンテナ素子3が摺動自在に挿着されている。7は金属製接触子であり、一端が金属製アンテナ保持管6の外周面に圧接しており、他端がインピーダンス整合器8に接続されている。9はアンテナ素子導通部であり、アンテナ素子3が筐体外部へ引き出されたとき、金属製アンテナ保持管6の中に圧挿され、アンテナ素子3と金属製アンテナ保持管6との電気的導通を計るものとなっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
このような構造を有する従来の無線通信用アンテナ装置には、次のような問題があった。
上記携帯電話機1で最も効率の良く送受信を行なうためには、アンテナ素子3の水平面内放射パターンが無指向性であって、かつ垂直面内放射パターンが図6の(a)に示すように、その最大点P,Qの方向が水平線Hに対し平行であるか僅かに上向きの傾向を示すように設定されている必要がある。
【0007】
垂直面内放射パターンの最大点P,Qの方向、即ち水平線Hに対する傾き角度±θは、筐体2の上部に取付けられるアンテナ素子3の電気長L1 と、筐体2の内部に存在しているグランド部(金属部)2aの電気長L2 との比率L1 /L2 の大きさによって左右される。
【0008】
ここで筐体2の構造上の長さは使用周波数帯域に関係なく一定と考えられる。すなわち上記筐体2の構造上の長さは携帯電話機使用時における耳と口との距離が基本となるため、主として人間工学的見地からの配慮に基づいて決定される。上記耳と口との距離は平均的には140mm〜150mmである。したがって筐体2の全長は略165mm前後に設定される。その結果、筐体2の内部に存在しているグランド部(金属部)2aの電気長L2 も約160mm程度に設定される。
【0009】
一方、アンテナ素子3の電気長L1 は、使用周波数帯域等によって変化する。アンテナ素子3の電気長L1 と筐体2の電気長(グランド部2aの電気長)L2 との比率L1 /L2 が1.0に近似しているとき、垂直面内放射パターンは水平方向を向き、その比率が1.0より小さくなるにしたがって漸次水平方向より下向きとなる。
【0010】
「例1」
・使用周波数帯域…800MHz 帯(波長λa )
・アンテナ素子3の電気長L1 …(λa /2)=約160mm
・筐体2の電気長L2 …=約160mm
この場合はL1 /L2 =約1.0となるので、垂直面内放射パターンは、図6の(b)にθo として示すように、最大点が略水平線の向きとなる。
【0011】
「例2」
・使用周波数帯域…800MHz 帯(波長λa )
・アンテナ素子3の電気長L1 …(λa /4)=約80mm
・筐体2の電気長L2 …=約160mm
この場合はL1 /L2 =約0.5となるので、垂直面内放射パターンは、図6の(c)にθ1 として示すように、最大点が水平線に対して約30°〜40°程度下向きとなる。
【0012】
「例3」
・使用周波数帯域…1.9GHz 帯(波長λb )
・アンテナ素子3の電気長L1 …(λb /4)=約38mm
・筐体2の電気長L2 …=約160mm
1.9GHz 帯の場合、前記800MHz 帯と同様に、筐体内部の金属部をグランドとして使用する接地形アンテナにすると、L1 /L2 の比率が益々小さくなる。したがって垂直面内放射パターンは図6の(d)にθ2として示すように、最大点が水平線に対して約50°〜60°程度下向きとなる。
【0013】
他方、従来のアンテナ装置では、図5の(b)に示すように筐体2のアンテナ取付け部に、金属製インサートナット5,金属製アンテナ保持管6,金属製接触子7などの金属部材が介在している。このため、例えば1.5GHz 帯や1.9GHz 帯の電波を使用すると、ストレーキャパシティがアンテナのインピーダンス特性に大きな影響を及ぼすことになり、十分なインピーダンス特性が得られない。このため通常は、インピーダンス整合器8などを設けてインピーダンス整合を取るようにしているが、周波数帯域が準マイクロ波の領域に有るため、整合方式の如何に拘らず整合機能が十分に発揮されず、結局は十分なインピーダンス整合を取ることが困難であった。
【0014】
本発明の目的は、下記のような無線通信用非接地形アンテナ装置を提供する事にある。
(1)例えば1.5GHz 帯や1.9GHz 帯の準マイクロ波帯域の電波を使用する場合であっても、垂直面内放射パターンの最大点が水平方向を向き、効率の良い送受信を行なえる小型,軽量,低価格な無線通信用非接地形アンテナ装置。
【0015】
(2)例えば1.5GHz 帯や1.9GHz 帯の準マイクロ波帯域の電波を使用する場合であっても、ストレーキャパシティによる弊害が殆どなく、十分良好なインピーダンス特性が得られる小型,軽量,低価格な無線通信用非接地形アンテナ装置。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し目的を達成するために、本発明の無線通信用非接地形アンテナ装置は以下の如く構成されている。
(1)本発明の無線通信用非接地形アンテナ装置は、内面シールド被膜を有しない無線通信セット用の筐体に、挿脱自在に取付けられた棒状の第1アンテナ素子と、
この第1アンテナ素子の先端部に絶縁部材を介して連結され、前記第1アンテナ素子が前記筐体内に収納完了された状態において、前記筐体外へ露出した状態を呈するヘリカル式の第2アンテナ素子と、
中心導体の一端が、前記第1アンテナ素子が前記筐体外へ引き出されたときは上記第1アンテナ素子の基端部と接続され、上記第1アンテナ素子が前記筐体内へ引き込まれたときは前記第2アンテナ素子の基端部と接続される如く、前記筐体内に敷設された同軸形の給電ケーブルと、
この給電ケーブルの外部導体に一端が接続され、他端部位が前記第1アンテナ素子の筐体内収納領域に隣接した領域に配設されたアンテナ地線と、
を具備している。
(2)本発明の無線通信用非接地形アンテナ装置は、上記(1)に記載の装置であって、アンテナ地線の電気長が、第1アンテナ素子の電気長と等しい値に設定されている。
(3)本発明の無線通信用非接地形アンテナ装置は、上記(1)または(2)に記載の装置であって、筐体のアンテナ取付け部における給電用接触子が、低誘電率の樹脂製ホルダーにて保持された構造となっている。
【0017】
【作用】
上記手段を講じた結果、次のような作用が生じる。
(1)本発明の無線通信用非接地形アンテナ装置においては、第1アンテナ素子が筐体外へ引き出された状態になると、第1アンテナ素子の基端部が給電ケーブルの中心導体の一端と接続され、第1アンテナ素子がアンテナ機能を発揮するものとなる。このとき第2アンテナ素子は絶縁部材の存在によりアンテナ回路から切り離された状態になっており、アンテナ地線はアンテナ素子の一部として共働することになる。このため、第1アンテナ素子が筐体外へ引き出された状態においては、上記第1アンテナ素子とアンテナ地線とで送受信アンテナが形成され、所要の無線通信を行なえるものとなる。
【0018】
また第1アンテナ素子が前記筐体内へ引き込まれた状態になると、第2アンテナ素子の基端部が給電ケーブルの中心導体の一端と接続され、第2アンテナ素子がアンテナ機能を発揮するものとなる。このとき第1アンテナ素子は絶縁部材の存在によりアンテナ回路から切り離された状態になっており、アンテナ地線はアンテナ素子の一部として共働することになる。第1アンテナ素子が前記筐体内へ引き込まれた状態においては、第2アンテナ素子とアンテナ地線とで着呼用アンテナが形成され、アンテナ素子が筐体内部に収納された状態であっても呼び出し用の信号電波を確実に受信することができ、呼び出しに対して適切に対処し得るものとなる。
(2)本発明の無線通信用非接地形アンテナ装置においては、内面シールド被膜を有しない筐体内の第1アンテナ素子収納領域に隣接した領域に配設されているアンテナ地線の電気長が、第1アンテナ素子の電気長と等しい値に設定されている結果、L1 とL2 との比率L1 /L2 が1.0となる。このため、たとえ筐体内に電気長がL2 程度の配線基板その他の金属部が存在していても、アンテナ地線の存在により、少なくとも第1アンテナ素子が筐体の外部へ引き出された状態での上記第1アンテナ素子の垂直面内放射パターンは、その最大点が水平線方向を向くことになる。したがって、例えば1.5GHz 帯や1.9GHz 帯の準マイクロ波帯域の電波を使用するような場合であっても、垂直面内放射パターンの最大点は水平方向を向くことになる。このため十分効率の良い送受信を行なうことが可能となる。
(3)本発明の無線通信用非接地形アンテナ装置においては、筐体のアンテナ取付け部における給電用接触子が、低誘電率の樹脂製ホルダーにて保持された構造となっており、上記給電用接触子の他に格別の導電部材が介在していないので、例えば1.5GHz 帯や1.9GHz 帯の準マイクロ波帯域の電波を使用する場合であっても、筐体のアンテナ取付け部におけるストレーキャパシティが、アンテナのインピーダンス特性に悪影響を及ぼす虞がなく、十分良好なインピーダンス特性が得られることになる。
【0019】
【実施例】
図1は携帯電話機に適用した本発明の一実施例に係る無線通信用非接地形アンテナ装置の構成を示す断面図であって、アンテナ素子が筐体から引き出された状態を示す図である。図2は同実施例に係る無線通信用非接地形アンテナ装置の構成を示す断面図で、アンテナ素子が筐体内に引き込まれた状態を示す図である。図3の(a)(b)は同実施例に係る無線通信用非接地形アンテナ装置の要部構成を示す図で、(a)は樹脂製ホルダーとアンテナ地線用プリント配線基板とを結合する手段の説明図、(b)はアンテナ取付け部の各部を分解して示す斜視図である。図4の(a)〜(d)は同実施例に係る無線通信用非接地形アンテナ装置の作用説明図である。
【0020】
図1〜図3において、10は第1アンテナ素子、20は第2アンテナ素子、30は無線通信セット(携帯電話機)の筐体、40はアンテナ取り付け給電機構である。
【0021】
第1アンテナ素子10は、棒状をなす導体11の外周面を樹脂12で覆うと共に、基端部に第1導電接触体13を取付けたものであり、使用周波数帯域の電波の波長をλとしたとき、その電気長をλ/4に設定されている。上記第1アンテナ素子10は、内面シールド被膜を有しない筐体30に対して、挿脱自在に取付けられている。
【0022】
第2アンテナ素子20は、第1アンテナ素子10の先端部に対し、絶縁部材すなわち前記樹脂12の一部12aを介して連結されたヘリカル式のアンテナ素子である。この第2アンテナ素子20は、ヘリカルコイル21を絶縁材からなるアンテナ素子挿脱操作用のつまみ部22の中に一体的に内臓(埋設)すると共に、つまみ部22の基端部に第2導電接触体23を機械的に結合し、かつこの第2導電接触体23とヘリカルコイル21とを電気的に接続したものとなっている。第2導電接触体23の基端部位に設けた中空部と、前記絶縁部材すなわち前記樹脂12の一部12aの細径先端部とは互いに嵌合している。
【0023】
第1導電接触体13および第2導電接触体23は、それぞれの外周面が後述する給電用接触子と電気的に導通可能な如く露出している。
かくして前記第2アンテナ素子20は、図2に明示されているように、第1アンテナ素子10が前記筐体30の内部に収納完了された状態において、前記筐体30の外部に露出した状態を呈する如く設けられている。
【0024】
筐体30は、無線通信セットである携帯電話機を内臓可能な如く、例えば硬質合成樹脂等で一体成形されたものである。この筐体30の内側面には従来設けられていた内面シールド被膜は設けられていない。
【0025】
アンテナ取り付け給電機構40は、筐体30の肩部近傍のアンテナ取付け部に設けられており、樹脂製ホルダー41と、給電用接触子42と、アンテナ地線用プリント配線板43と、給電ケーブル44とからなっている。
【0026】
図3の(b)に示すように、樹脂製ホルダー41は、例えば略四角形の箱形に形成されており、中心部に給電用接触子42を収容保持するための中空部41aを有し、頂部に筐体30のアンテナ取り付け部へ係合固定させるためのフランジ部41bを有し、頂部中央から底部中央へ達する軸心部にはアンテナ素子挿通孔41cを有している。また樹脂製ホルダー41の一側面にはアンテナ地線用プリント配線板取付け用の突起41dが設けられている。樹脂製ホルダー41の形成材料としては、低誘電率で、成形性がよく、機械的強度の大きな、例えばポリエチレン,ポリプロピレン等が好ましい。
【0027】
給電用接触子42は、例えば燐青銅等の導電性弾撥部材にて、一側面にギャップ42aを有する如く略C字状の円筒形をなす如く形成されている。この給電用接触子42の中腹部には前記第1導電接触体13および第2導電接触体23の外周面に圧摺接して電気的な導通を計り得るように、軸心方向へ突出した湾曲部42bが設けられており、上記給電用接触子42の一端縁部には接続端子42cが設けられている。
【0028】
アンテナ地線用プリント配線板43は、絶縁基板43aの長手方向に沿ってアンテナ地線AEとなる細長い導電性薄膜43bを形成したものである。絶縁基板43aの一端部位(図中上端部位)には、給電用接触子42の接続端子42cを挿通させるための挿通孔43cと、樹脂製ホルダー41の一側面に設けた突起41dに嵌合する嵌合孔43dとが設けられている。かくして上記挿通孔43cに接続端子42cを挿通させた状態で、かつ嵌合孔43dを図3の(a)に示すように前記突起41dに嵌合させ、上記嵌合孔43dから突出した突起41dの頭部を加熱圧潰することにより、アンテナ地線用プリント配線板43は樹脂製ホルダー41の一側面に対して取付け固定される。
【0029】
給電ケーブル44は、その他端部が図示しない無線通信セット(携帯電話機)に接続された同軸型の給電ケーブルであって、その中心導体44aの一端が、前記挿通孔43cに挿通され貫通突出した接続端子42cの先端部に対して接続されている。かくして給電ケーブル44の中心導体44aの一端は、第1アンテナ素子10が前記筐体30の外方へ引き出されたときは、上記第1アンテナ素子10の基端部の第1接触導体13と電気的に接続され、上記第1アンテナ素子10が前記筐体30の内部へ引き込まれたときは、前記第2アンテナ素子20の基端部の第2接触導体23と電気的に接続されるものとなっている。また給電ケーブル44の外部導体44bの一端は、前記アンテナ地線用プリント配線板43の細長い導電性薄膜43bの一端に接続されている。
【0030】
給電ケーブル44の外部導体44bに一端が接続された導電性薄膜からなるアンテナ地線AEは、その他端部位が前記第1アンテナ素子10の筐体内収納領域に対して略平行に隣接した領域に配設されることになる。上記アンテナ地線AEの電気長は、第1アンテナ素子10の電気長と等しい値すなわちλ/4に設定されている。
【0031】
上述した実施例の構成および作用効果をまとめると次の通りである。
(1)本実施例の無線通信用非接地形アンテナ装置は、内面シールド被膜を有しない無線通信セット用筐体30に、挿脱自在に取付けられた棒状の第1アンテナ素子10と、この第1アンテナ素子10の先端部に絶縁部材(樹脂12の一部12a)を介して連結され、前記第1アンテナ素子10が前記筐体30内に収納完了された状態において、前記筐体30外へ露出した状態を呈するヘリカル式の第2アンテナ素子20と、中心導体44aの一端が、前記第1アンテナ素子10が前記筐体30外へ引き出されたときは上記第1アンテナ素子10の基端部(第1導電接触体13)と接続され、上記第1アンテナ素子10が前記筐体30内へ引き込まれたときは前記第2アンテナ素子20の基端部(第2導電接触体23)と接続される如く、前記筐体30内に敷設された同軸形の給電ケーブル44と、この給電ケーブル44の外部導体44bに一端が接続され、他端部位が前記第1アンテナ素子10の筐体内収納領域に隣接した領域に配設されたアンテナ地線AEとを備えている。
【0032】
したがって本実施例の装置においては、図1および図4の(a)に示すように第1アンテナ素子10が筐体30外へ引き出された状態になると、第1アンテナ素子10の基端部(第1導電接触体13)が給電ケーブル44の中心導体44aの一端と接続される。このため第1アンテナ素子10がアンテナ機能を発揮するものとなる。このとき第2アンテナ素子20は絶縁部材の存在によりアンテナ回路から切り離された状態となっており、アンテナ地線AEはアンテナ素子の一部として共働することになる。このため、第1アンテナ素子10が筐体30の外部へ引き出された状態においては、上記第1アンテナ素子10とアンテナ地線AEとで送受信アンテナが形成され、所要の無線通信を行なえるものとなる。
【0033】
また図2および図4の(b)に示すように第1アンテナ素子10が前記筐体30の内部へ引き込まれた状態になると、第2アンテナ素子20の基端部(第2導電接触体23)が給電ケーブル44の中心導体44aの一端と接続される。このため第2アンテナ素子20がアンテナ機能を発揮するものとなる。このとき第1アンテナ素子10は絶縁部材12aの存在によりアンテナ回路から切り離された状態となっており、アンテナ地線AEはアンテナ素子の一部として共働することになる。このため、第1アンテナ素子10が前記筐体30の内部へ引き込まれた状態においては、第2アンテナ素子20とアンテナ地線AEとで着呼用アンテナが形成され、アンテナ素子が筐体内部に収納された状態であっても呼び出し用の信号電波を確実に受信することができ、呼び出しに対して適切に対処し得るものとなる。
(2)本実施例の無線通信用非接地形アンテナ装置は、上記(1)に記載の装置であって、図4の(a)〜(d)に例示するように、アンテナ地線AEの電気長が第1アンテナ素子10の電気長(λ/4)と等しい値(λ/4)に設定されている。
【0034】
このように本実施例の装置においては、内面シールド被膜を有しない筐体30内の第1アンテナ素子収納領域に隣接した領域に配設されているアンテナ地線AEの電気長が、第1アンテナ素子10の電気長(λ/4)と等しい値(λ/4)に設定されている結果、L1 とL2 との比率L1 /L2 が1.0となる。このため図4の(c)に示すように、たとえ筐体30内に電気長L2 (約160mm)の配線基板その他の金属部50が存在していても、アンテナ地線AEの存在により図4の(d)に示す構成のアンテナとして働く。その結果、少なくとも第1アンテナ素子10が筐体30の外部へ引き出された状態での上記第1アンテナ素子10の垂直面内放射パターンは、その最大点が水平線方向を向くことになる。したがって、例えば1.5GHz 帯や1.9GHz 帯の準マイクロ波帯域の電波を使用するような場合であっても、垂直面内放射パターンの最大点は水平方向を向くことになる。このため十分効率の良い送受信を行なうことが可能となる。
(3)本実施例の無線通信用非接地形アンテナ装置は、上記(1)または(2)に記載の装置であって、筐体30のアンテナ取付け部における給電用接触子42が、低誘電率の樹脂製ホルダー41にて保持された構造となっている。
【0035】
このように本実施例の装置においては、筐体30のアンテナ取付け部における給電用接触子42が、低誘電率の樹脂製ホルダー41にて保持された構造となっており、上記給電接触子42の他には格別の導電部材が介在していない。したがって例えば1.5GHz 帯や1.9GHz 帯の準マイクロ波帯域の電波を使用する場合であっても、筐体のアンテナ取付け部におけるストレーキャパシティが、アンテナのインピーダンス特性に悪影響を及ぼす虞がなく、十分良好なインピーダンス特性が得られることになる。
(4)本実施例の無線通信用非接地形アンテナ装置は、上記(1)に記載の装置であって、ヘリカル式の第2アンテナ素子20が、アンテナ素子挿脱操作用のつまみ部22の中に内蔵されている。
【0036】
このように本実施例の装置においては、ヘリカル式の第2アンテナ素子20がアンテナ素子挿脱操作用のつまみ部22の中に内臓されている為、新たに上記ヘリカル式第2アンテナ素子20の設置空間を確保する必要がない。このためアンテナの小形化,軽量化に寄与し得る上、外観上も好ましいものとなる。
(5)本実施例の無線通信用非接地形アンテナ装置は下記変形例を含んでいる。
【0037】
・第1アンテナ素子10の棒状をなす導体11の先端部が、第2アンテナ素子の基端部の第2導電接触子の中空部内に、絶縁部材を介して挿入状態となっているアンテナ素子を備えたもの(機械的強度が向上する)。
【0038】
【発明の効果】
本発明によれば下記のような無線通信用非接地形アンテナ装置を提供できる。 (1)例えば1.5GHz 帯や1.9GHz 帯の準マイクロ波帯域の電波を使用する場合であっても、垂直面内放射パターンの最大点が水平方向を向き、効率の良い送受信を行なえる小型,軽量,低価格な無線通信用非接地形アンテナ装置。
【0039】
(2)例えば1.5GHz 帯や1.9GHz 帯の準マイクロ波帯域の電波を使用する場合であっても、ストレーキャパシティによる弊害が殆どなく、十分良好なインピーダンス特性が得られる小型,軽量,低価格な無線通信用非接地形アンテナ装置。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る無線通信用非接地形アンテナ装置の構成を示す断面図で、アンテナ素子が筐体から引き出された状態を示す図。
【図2】上記実施例に係る無線通信用非接地形アンテナ装置の構成を示す断面図で、アンテナ素子が筐体内に引き込まれた状態を示す図。
【図3】上記実施例に係る無線通信用非接地形アンテナ装置の要部の構成を示す図で、(a)は樹脂製ホルダーとアンテナ地線用プリント配線基板とを結合する手段の説明図、(b)はアンテナ取付け部の各部を分解して示す斜視図。
【図4】上記実施例に係る無線通信用非接地形アンテナ装置の作用説明図。
【図5】従来例に係る無線通信用アンテナ装置の構成を示す図。
【図6】上記従来例に係る無線通信用アンテナ装置の欠点説明図。
【符号の説明】
10…第1アンテナ素子 11…棒状の導体
12…樹脂 13…第1接触導電体
20…第2アンテナ素子 21…ヘリカルコイル
22…つまみ部 23…第2接触導電体
30…筐体 40…アンテナ取付け給電機構
41…樹脂製ホルダー 42…給電用接触子
43…アンテナ地線用プリント配線板
44…同軸給電ケーブル AE…アンテナ地線[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a non-grounded antenna device for wireless communication that is detachably attached to a housing in which a wireless communication set such as a mobile phone is accommodated.
[0002]
[Prior art]
In recent years, in portable wireless communication devices, particularly mobile phones, the frequency band of radio waves used is gradually shifting to a band that is gradually higher than the 800 MHz band, for example, the 1.5 GHz band or the 1.9 GHz band. Among the devices using such a high band, in the cellular phone using the 1.9 GHz band called “second generation cordless horn”, it is particularly small, light and low in price on the user side. It is strongly demanded as a request.
[0003]
FIGS. 5A and 5B are diagrams showing an example of this type of conventional antenna device for wireless communication (for a mobile phone), and FIG. 5A is a diagram illustrating an antenna element that is detachably attached to a case of the mobile phone. FIG. 4B is a perspective view showing a partially broken state, and FIG. 5B is an exploded view showing the structure of the antenna mounting portion.
[0004]
As shown in FIG. 5A, in this antenna device, a rod-
[0005]
As shown in FIG. 5B, the antenna mounting portion of the
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional radio communication antenna apparatus having such a structure has the following problems.
In order to perform the most efficient transmission / reception with the mobile phone 1, the radiation pattern in the horizontal plane of the
[0007]
The directions of the maximum points P and Q of the vertical in-plane radiation pattern, that is, the inclination angle ± θ with respect to the horizontal line H are present in the electrical length L1 of the
[0008]
Here, the structural length of the
[0009]
On the other hand, the electrical length L1 of the
[0010]
"Example 1"
・ Frequency band used: 800 MHz band (wavelength λa)
The electrical length L1 of the antenna element 3 (λa / 2) = about 160 mm
-The electrical length L2 of the
In this case, L1 / L2 = about 1.0, so that the vertical in-plane radiation pattern has a maximum point substantially in the direction of a horizontal line as shown by θo in FIG.
[0011]
"Example 2"
・ Frequency band used: 800 MHz band (wavelength λa)
The electrical length L1 of the antenna element 3 (λa / 4) = about 80 mm
-The electrical length L2 of the
In this case, L1 / L2 = about 0.5, so that the vertical in-plane radiation pattern has a maximum point that is about 30 ° to 40 ° downward with respect to the horizontal line as indicated by θ1 in FIG. It becomes.
[0012]
"Example 3"
-Use frequency band: 1.9 GHz band (wavelength λb)
The electrical length L1 of the antenna element 3 (λb / 4) = about 38 mm
-The electrical length L2 of the
In the case of the 1.9 GHz band, as in the 800 MHz band, when a grounded antenna using the metal part inside the housing as the ground is used, the ratio of L1 / L2 becomes smaller. Accordingly, the vertical in-plane radiation pattern has a maximum point that is about 50 ° to 60 ° downward with respect to the horizontal line, as indicated by θ2 in FIG.
[0013]
On the other hand, in the conventional antenna apparatus, as shown in FIG. 5B, metal members such as a metal insert nut 5, a metal
[0014]
An object of the present invention is to provide an ungrounded antenna device for wireless communication as described below.
(1) For example, even when using a radio wave in the quasi-microwave band of 1.5 GHz band or 1.9 GHz band, the maximum point of the vertical in-plane radiation pattern faces the horizontal direction so that efficient transmission and reception can be performed. A small, lightweight, low-cost ungrounded antenna device for wireless communications.
[0015]
(2) For example, even when using radio waves in the quasi-microwave band of 1.5 GHz band or 1.9 GHz band, there is almost no adverse effect due to stray capacity, and it is small and lightweight that can provide sufficiently good impedance characteristics. Low-cost ungrounded antenna device for wireless communication.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems and achieve the object, the non-grounded antenna device for wireless communication of the present invention is configured as follows.
(1) A non-grounded antenna device for wireless communication according to the present invention includes a rod-shaped first antenna element that is detachably attached to a housing for a wireless communication set that does not have an inner shield coating;
A helical second antenna element that is connected to the tip of the first antenna element via an insulating member and that is exposed outside the casing when the first antenna element is completely housed in the casing. When,
One end of the center conductor is connected to the base end of the first antenna element when the first antenna element is pulled out of the casing, and when the first antenna element is pulled into the casing, A coaxial feeding cable laid in the housing so as to be connected to the base end of the second antenna element;
One end of the feeder cable is connected to the outer conductor, and the other end portion of the antenna is disposed in a region adjacent to the housing region of the first antenna element.
It has.
(2) The non-grounded antenna device for wireless communication according to the present invention is the device according to (1) above, wherein the electrical length of the antenna ground wire is set to a value equal to the electrical length of the first antenna element. Yes.
(3) The non-grounded antenna device for wireless communication according to the present invention is the device according to the above (1) or (2), wherein the feeding contact at the antenna mounting portion of the housing is a resin having a low dielectric constant. It is structured to be held by a holder.
[0017]
[Action]
As a result of taking the above-mentioned means, the following operation occurs.
(1) In the non-grounded antenna device for wireless communication according to the present invention, when the first antenna element is pulled out of the housing, the base end portion of the first antenna element is connected to one end of the center conductor of the feeder cable. Thus, the first antenna element exhibits an antenna function. At this time, the second antenna element is separated from the antenna circuit due to the presence of the insulating member, and the antenna ground wire cooperates as a part of the antenna element. For this reason, in a state where the first antenna element is pulled out of the housing, a transmission / reception antenna is formed by the first antenna element and the antenna ground wire, and required wireless communication can be performed.
[0018]
When the first antenna element is pulled into the housing, the base end of the second antenna element is connected to one end of the center conductor of the feeding cable, and the second antenna element exhibits an antenna function. . At this time, the first antenna element is separated from the antenna circuit due to the presence of the insulating member, and the antenna ground wire cooperates as a part of the antenna element. In a state where the first antenna element is pulled into the housing, the incoming antenna is formed by the second antenna element and the antenna ground wire, and even if the antenna element is housed in the housing, the calling is performed. Therefore, it is possible to reliably receive a signal radio wave for use and appropriately deal with a call.
(2) In the non-grounded antenna device for wireless communication according to the present invention, the electrical length of the antenna ground wire disposed in the region adjacent to the first antenna element storage region in the housing having no inner shield coating is: As a result of being set to a value equal to the electrical length of the first antenna element, the ratio L1 / L2 between L1 and L2 is 1.0. For this reason, even if there is a wiring board or other metal part having an electrical length of about L2 in the casing, at least the first antenna element is pulled out of the casing due to the presence of the antenna ground wire. The maximum point of the vertical in-plane radiation pattern of the first antenna element is directed in the horizontal direction. Therefore, for example, even when a radio wave in the quasi-microwave band of 1.5 GHz band or 1.9 GHz band is used, the maximum point of the vertical in-plane radiation pattern is directed in the horizontal direction. For this reason, sufficiently efficient transmission / reception can be performed.
(3) The non-grounded antenna device for wireless communication according to the present invention has a structure in which the contact for feeding in the antenna mounting portion of the housing is held by a resin holder having a low dielectric constant. Since there is no special conductive member in addition to the contact for use, for example, even in the case of using a quasi-microwave band of 1.5 GHz band or 1.9 GHz band, There is no possibility that the stray capacity adversely affects the impedance characteristics of the antenna, and a sufficiently good impedance characteristic can be obtained.
[0019]
【Example】
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a non-grounded antenna device for wireless communication according to an embodiment of the present invention applied to a mobile phone, and shows a state where an antenna element is pulled out from a casing. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the non-grounded antenna device for wireless communication according to the embodiment, and shows a state in which the antenna element is drawn into the housing. FIGS. 3A and 3B are diagrams showing the main configuration of the non-grounded antenna device for wireless communication according to the embodiment, and FIG. 3A is a combination of a resin holder and a printed wiring board for antenna ground wire. FIG. 4B is an exploded perspective view showing parts of the antenna mounting portion. FIGS. 4A to 4D are operation explanatory views of the non-grounded antenna device for wireless communication according to the embodiment.
[0020]
1 to 3,
[0021]
The
[0022]
The
[0023]
The first
Thus, as clearly shown in FIG. 2, the
[0024]
The
[0025]
The antenna mounting
[0026]
As shown in FIG. 3 (b), the
[0027]
The
[0028]
The antenna ground wire printed
[0029]
The
[0030]
The antenna ground wire AE made of a conductive thin film having one end connected to the
[0031]
The configuration and operational effects of the above-described embodiment are summarized as follows.
(1) The non-grounded antenna device for wireless communication of this embodiment includes a rod-shaped
[0032]
Therefore, in the apparatus of the present embodiment, when the
[0033]
As shown in FIGS. 2 and 4B, when the
(2) The non-grounded antenna device for wireless communication according to the present embodiment is the device described in (1) above, and as illustrated in (a) to (d) of FIG. The electrical length is set to a value (λ / 4) equal to the electrical length (λ / 4) of the
[0034]
Thus, in the apparatus of the present embodiment, the electrical length of the antenna ground wire AE disposed in the region adjacent to the first antenna element storage region in the
(3) The non-grounded antenna device for wireless communication according to the present embodiment is the device according to the above (1) or (2), in which the
[0035]
Thus, in the apparatus of the present embodiment, the
(4) The non-grounded antenna device for wireless communication according to the present embodiment is the device described in (1) above, in which the helical
[0036]
Thus, in the apparatus of the present embodiment, the helical
(5) The non-grounded antenna device for wireless communication of the present embodiment includes the following modifications.
[0037]
The antenna element in which the distal end portion of the rod-shaped conductor 11 of the
[0038]
【The invention's effect】
According to the present invention, the following non-grounded antenna device for wireless communication can be provided. (1) For example, even when using a radio wave in the quasi-microwave band of 1.5 GHz band or 1.9 GHz band, the maximum point of the vertical in-plane radiation pattern faces the horizontal direction so that efficient transmission and reception can be performed. A small, lightweight, low-cost ungrounded antenna device for wireless communications.
[0039]
(2) For example, even when using radio waves in the 1.5 GHz band or 1.9 GHz band quasi-microwave band, there is almost no adverse effect due to stray capacity. Low-cost ungrounded antenna device for wireless communication.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a non-grounded antenna device for wireless communication according to a first embodiment of the present invention, and shows a state in which an antenna element is pulled out from a housing.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the non-grounded antenna device for wireless communication according to the embodiment, and shows a state where the antenna element is pulled into the housing.
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a main part of the non-grounded antenna device for wireless communication according to the embodiment, wherein (a) is an explanatory diagram of means for coupling a resin holder and an antenna grounding printed wiring board; (B) is a perspective view which decomposes | disassembles and shows each part of an antenna attachment part.
FIG. 4 is an operation explanatory view of the non-grounded antenna device for wireless communication according to the embodiment.
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a wireless communication antenna device according to a conventional example.
FIG. 6 is an explanatory diagram of defects of the wireless communication antenna device according to the conventional example.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (4)
この第1アンテナ素子の先端部に絶縁部材を介して連結され、前記第1アンテナ素子が前記筐体内に収納完了された状態において、前記筐体外へ露出した状態を呈するヘリカル式の第2アンテナ素子と、
中心導体の一端が、前記第1アンテナ素子が前記筐体外へ引き出されたときは上記第1アンテナ素子の基端部と接続され、上記第1アンテナ素子が前記筐体内へ引き込まれたときは前記第2アンテナ素子の基端部と接続される如く、前記筐体内に敷設された同軸形の給電ケーブルと、
この給電ケーブルの外部導体に一端が接続され、他端部位が前記第1アンテナ素子の筐体内収納領域に隣接した領域に配設されたアンテナ地線と、を具備したことを特徴とする無線通信用非接地形アンテナ装置。A rod-shaped first antenna element detachably attached to a wireless communication set housing having no inner shield coating;
A helical second antenna element that is connected to the tip of the first antenna element via an insulating member and that is exposed outside the casing when the first antenna element is completely housed in the casing. When,
One end of the center conductor is connected to the base end of the first antenna element when the first antenna element is pulled out of the casing, and when the first antenna element is pulled into the casing, A coaxial feeding cable laid in the housing so as to be connected to the base end of the second antenna element;
An antenna ground wire having one end connected to the outer conductor of the feeder cable and the other end portion disposed in a region adjacent to the housing region of the first antenna element. Non-grounded antenna device.
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