JP3625018B2 - アンテナ装置とそれを用いた携帯無線機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アンテナ装置と、それを組み込んだ携帯無線機に関し、特に、アンテナ装置の回路構成を簡素化し、携帯無線機の小型化を図るものである。
【０００２】
【従来の技術】
携帯無線機のアンテナ装置では、通話時における放射特性が、人体（使用者）の影響を強く受ける。従来の携帯無線機では、複数のアンテナを切り替えるダイバーシティアンテナを用いてアンテナの放射利得の改善を図っている。
【０００３】
図４は、従来の携帯無線機のアンテナ装置を示している。この装置は、携帯無線機の筺体２の外部に突出するアンテナ素子１と、筺体２の内部に設けられた内部アンテナ素子８と、アンテナ素子１の給電点３に電気的に接続する接続部４と、アンテナ素子１の入力インピーダンスを携帯無線機の無線回路部６に整合させる整合回路部５と、アンテナ素子１または内部アンテナ素子８を選択するスイッチ７と、アンテナ素子１及び内部アンテナ素子８で受信された電力を比較して、スイッチ７の切り替えを制御する制御部９とを備えている。
【０００４】
この装置では、スイッチ７がアンテナ素子１を選択しているとき、アンテナ素子１で受信された電力は、接続部４及び整合回路部５を介して、無線回路部６に伝送される。この無線回路部６に伝送された電力の大きさは、制御部９に記憶され、制御部９は、スイッチ７を切り替えて、内部アンテナ素子８と無線回路部６とを接続する。内部アンテナ素子８で受信された電力は、無線回路部６に伝送され、その大きさが制御部９に記憶される。
【０００５】
制御部９は、アンテナ素子１及び内部アンテナ素子８のそれぞれから受信された電力の大きさを比較し、受信電力の大きい方のアンテナ素子にスイッチ７を切り替える。そして、無線回路部６から送信される送信信号は、制御部９で選択されたアンテナ素子を通じて放射される。
【０００６】
このように、受信電力の大きさに応じてアンテナ素子を選択することにより、どちらか一方のアンテナ素子が人体に近接して放射が抑制される場合でも、他方の抑制の少ない方のアンテナ素子を通じて放射することができ、アンテナの放射特性に及ぼす人体の影響を低減することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のアンテナ装置では、アンテナ素子の切り替えにスイッチと制御部とが必要であり、回路が複雑になるという問題点があった。また、部品点数が多くなるため、携帯無線機の小型化が困難になるという問題点があった。
【０００８】
本発明は、こうした従来の問題点を解決するものであり、簡素化された回路構成で通話時のアンテナ利得の劣化を防ぐことができるアンテナ装置を提供し、また、このアンテナ装置を用いて小型化した携帯無線機を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明のアンテナ装置では、携帯無線機の筺体内部にアンテナ素子の給電点を設け、そのアンテナ素子を筐体外部に設けるとともに、筺体内部に、このアンテナ素子と同位相、且つ正極性で励振される導体素子を設け、かつ、アンテナ素子と導体素子とが同じ給電点から給電されるように構成している。
【００１０】
そのため、アンテナ素子及び導体素子の両者がアンテナとして機能し、人体への接近または接触でアンテナ素子からの放射が抑制されるときでも、導体素子からの放射が可能となり、アンテナ利得の劣化を防ぐことができる。また、このアンテナ装置は、部品点数が少なく、回路構成を簡素化できる。
【００１１】
また、このアンテナ装置を組み込んだ携帯無線機は、小型に構成することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、携帯無線機の筺体内部にアンテナ素子の給電点が設けられ、このアンテナ素子を筐体外部に備えるアンテナ装置において、筺体内部に、このアンテナ素子と同位相、且つ正極性で励振される導体素子を設け、かつ、前記アンテナ素子と前記導体素子とは同じ給電点から給電されるように構成したものであり、アンテナ素子と導体素子との両者がアンテナとして機能するため、人体への接近または接触によりアンテナ素子からの放射が抑制されるときでも、導体素子からの放射により、アンテナ利得の劣化を防ぐことができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、この導体素子を、板状または線状の導体で構成したものであり、その長さを調整して、所定のアンテナ特性への設定が行なわれる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、この導体素子を、筺体内部の任意の位置で複数回折り曲げたものであり、導体素子を小さく纏めて、アンテナ装置の小型化を図ることができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、この導電素子が、アンテナ素子の共振周波数から僅かにずれた周波数で共振するようにしたものであり、２共振アンテナとして作用し、広帯域なアンテナ特性を得ることができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一つに記載のアンテナ装置を組み込んだ携帯無線機であり、小型に構成することができる。
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００１９】
（第１の実施形態）
第１の実施形態のアンテナ装置は、図１に示すように、携帯無線機の筺体２の外部に突出するアンテナ素子１と、アンテナ素子１の給電点３に電気的に接続する接続部４と、アンテナ素子１の入力インピーダンスを携帯無線機の無線回路部６に整合させる整合回路部５と、筺体２の内部に収納された、導電性を持つ板状または線状の導体素子１０とを備えている。
【００２０】
導体素子１０は、アンテナ素子１と同じ給電点３を通じて、接続部４と電気的に接続している。接続部４は、整合回路部５を介して無線回路部６に電気的に接続し、無線回路部６からの電力をアンテナ素子１と導体素子１０とに給電する。また、整合回路部５は、給電点３から見たアンテナ素子１及び導体素子１０の入力インピーダンスを無線回路部６に整合させ、無線回路部６からの電力を、給電点３で反射させることなく、アンテナ素子１と導体素子１０とに効率よく伝送する。
【００２１】
アンテナ素子１は、ここではコイル状に巻かれたヘリカル素子を示しているが、直線状モノポールアンテナ、あるいはジグザグアンテナであってもよい。
【００２２】
この装置のアンテナ素子１の構造及び整合回路５の定数は、まず、導体素子１０がない状態の下で、所望の周波数に対して最大のアンテナ利得が得られるように設計され、アンテナ素子１はモノポールアンテナとして機能する。
【００２３】
導体素子１０は、アンテナ素子１と同じ給電点３で接続部４に接続され、アンテナ素子１の共振周波数から僅かにずれた周波数において共振が得られる長さに調整される。アンテナ素子１が０．６５波長の電気長を持つ場合、導体素子１０の長さは約０．４波長の長さとなる。
【００２４】
このとき、導体素子１０は、アンテナ素子１と同位相、正極性で励振されるアンテナとして作用する。そのため、このアンテナ装置では、アンテナ素子１の共振に加えて、導体素子１０の共振が得られるので、共振周波数を２つ持つ、所謂２共振アンテナとなり、広帯域なアンテナ特性を持つことができる。
【００２５】
導体素子１０の追加により、給電点３からアンテナ側を見た入力インピーダンスはアンテナ素子１のみの入力インピーダンスから僅かに変化するので、整合回路部５の定数を最適化し、無線回路部６との整合を図る。
【００２６】
このアンテナ装置では、アンテナ素子１及び導体素子１０の周囲に障害物が存在しない場合に、アンテナ素子１及び導体素子１０のそれぞれから電磁波が放射される。また、アンテナ素子１が人体に近接または接触した場合には、アンテナ素子１からの放射は抑制されるが、導体素子１０から電磁波は放射されるので、アンテナ素子１のみの場合に比べて、アンテナ利得の低減を防ぐことが可能となる。
【００２７】
このように、この実施形態のアンテナ装置では、筺体内部に給電点を持つアンテナ素子に対して、同じ給電点から給電され、アンテナ素子と同位相、正極性で励振される導体素子を筺体内部に追加し、導体素子の長さを調整することにより、アンテナ素子と導体素子との両者がアンテナとして機能するように構成している。
【００２８】
従って、従来の装置に比べて、部品点数が少なく、回路構成が簡素である。このアンテナ装置を携帯無線機に組み込むことにより、携帯無線機の小型化が可能となる。
【００２９】
なお、アンテナ素子１は、図１のように筺体の外部に設けたものだけでなく、筺体内部に設けたものを用いても同じ効果が得られる。
【００３０】
（第２の実施形態）
第２の実施形態のアンテナ装置は、導体素子を折り曲げることにより、小型化を可能にしている。
【００３１】
この装置は、図２または図３に示すように、任意の位置で２回以上折り曲げられた導体素子１０を備えている。この導体素子１０は、第１の実施形態と同様に、アンテナ素子１と同じ位置で給電され、アンテナ素子１と同位相、正極性で励振される。その他の構成は第１の実施形態と変わりがない。
【００３２】
この導体素子１０は、直線状のときとほぼ同じ電気長を持つように調整され、それにより、直線状のときと同じ共振状態が得られる。この共振を得ることにより、第１の実施形態と同じアンテナの放射特性を持つことができ、アンテナ素子１及び導体素子１０の周囲に障害物が存在しない場合には、アンテナ素子１及び導体素子１０のそれぞれから電磁波が放射され、また、アンテナ素子１が人体に近接または接触してアンテナ素子１からの放射が抑制される場合でも、導体素子１０から電磁波が放射されるので、アンテナ利得の低減を防ぐことができる。
【００３３】
このアンテナ装置では、導体素子１０を任意の位置で折り曲げているため、直線状の導体素子よりも更に小型に構成することができる。従って、このアンテナ装置を組み込むことにより、携帯無線機の小型化が可能となる。
【００３４】
なお、導体素子の折り曲げの方向及び折り曲げの回数は、それぞれ任意であり、図２及び図３のものにだけに限られない。
【００３５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明のアンテナ装置は、人体との接近や接触によるアンテナ利得の劣化を、少ない部品点数で、簡略化した回路構成により、防ぐことができる。
【００３６】
また、任意の位置で複数回折り曲げた導体素子を持つアンテナ装置は、小型化が可能である。
【００３７】
また、本発明の携帯無線機は、これらのアンテナ装置を組み込むことによって、小型に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるアンテナ装置の構成図、
【図２】本発明の第２の実施形態におけるアンテナ装置の構成図、
【図３】本発明の第２の実施形態における他のアンテナ装置の構成図、
【図４】従来のアンテナ装置の構成図である。
【符号の説明】
１ アンテナ素子
２ 筺体
３ 給電点
４ 接続部
５ 整合回路部
６ 無線回路部
７ スイッチ
９ 制御部
８ 内部アンテナ素子
１０ 導体素子
【発明の属する技術分野】
本発明は、アンテナ装置と、それを組み込んだ携帯無線機に関し、特に、アンテナ装置の回路構成を簡素化し、携帯無線機の小型化を図るものである。
【０００２】
【従来の技術】
携帯無線機のアンテナ装置では、通話時における放射特性が、人体（使用者）の影響を強く受ける。従来の携帯無線機では、複数のアンテナを切り替えるダイバーシティアンテナを用いてアンテナの放射利得の改善を図っている。
【０００３】
図４は、従来の携帯無線機のアンテナ装置を示している。この装置は、携帯無線機の筺体２の外部に突出するアンテナ素子１と、筺体２の内部に設けられた内部アンテナ素子８と、アンテナ素子１の給電点３に電気的に接続する接続部４と、アンテナ素子１の入力インピーダンスを携帯無線機の無線回路部６に整合させる整合回路部５と、アンテナ素子１または内部アンテナ素子８を選択するスイッチ７と、アンテナ素子１及び内部アンテナ素子８で受信された電力を比較して、スイッチ７の切り替えを制御する制御部９とを備えている。
【０００４】
この装置では、スイッチ７がアンテナ素子１を選択しているとき、アンテナ素子１で受信された電力は、接続部４及び整合回路部５を介して、無線回路部６に伝送される。この無線回路部６に伝送された電力の大きさは、制御部９に記憶され、制御部９は、スイッチ７を切り替えて、内部アンテナ素子８と無線回路部６とを接続する。内部アンテナ素子８で受信された電力は、無線回路部６に伝送され、その大きさが制御部９に記憶される。
【０００５】
制御部９は、アンテナ素子１及び内部アンテナ素子８のそれぞれから受信された電力の大きさを比較し、受信電力の大きい方のアンテナ素子にスイッチ７を切り替える。そして、無線回路部６から送信される送信信号は、制御部９で選択されたアンテナ素子を通じて放射される。
【０００６】
このように、受信電力の大きさに応じてアンテナ素子を選択することにより、どちらか一方のアンテナ素子が人体に近接して放射が抑制される場合でも、他方の抑制の少ない方のアンテナ素子を通じて放射することができ、アンテナの放射特性に及ぼす人体の影響を低減することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のアンテナ装置では、アンテナ素子の切り替えにスイッチと制御部とが必要であり、回路が複雑になるという問題点があった。また、部品点数が多くなるため、携帯無線機の小型化が困難になるという問題点があった。
【０００８】
本発明は、こうした従来の問題点を解決するものであり、簡素化された回路構成で通話時のアンテナ利得の劣化を防ぐことができるアンテナ装置を提供し、また、このアンテナ装置を用いて小型化した携帯無線機を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明のアンテナ装置では、携帯無線機の筺体内部にアンテナ素子の給電点を設け、そのアンテナ素子を筐体外部に設けるとともに、筺体内部に、このアンテナ素子と同位相、且つ正極性で励振される導体素子を設け、かつ、アンテナ素子と導体素子とが同じ給電点から給電されるように構成している。
【００１０】
そのため、アンテナ素子及び導体素子の両者がアンテナとして機能し、人体への接近または接触でアンテナ素子からの放射が抑制されるときでも、導体素子からの放射が可能となり、アンテナ利得の劣化を防ぐことができる。また、このアンテナ装置は、部品点数が少なく、回路構成を簡素化できる。
【００１１】
また、このアンテナ装置を組み込んだ携帯無線機は、小型に構成することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、携帯無線機の筺体内部にアンテナ素子の給電点が設けられ、このアンテナ素子を筐体外部に備えるアンテナ装置において、筺体内部に、このアンテナ素子と同位相、且つ正極性で励振される導体素子を設け、かつ、前記アンテナ素子と前記導体素子とは同じ給電点から給電されるように構成したものであり、アンテナ素子と導体素子との両者がアンテナとして機能するため、人体への接近または接触によりアンテナ素子からの放射が抑制されるときでも、導体素子からの放射により、アンテナ利得の劣化を防ぐことができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、この導体素子を、板状または線状の導体で構成したものであり、その長さを調整して、所定のアンテナ特性への設定が行なわれる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、この導体素子を、筺体内部の任意の位置で複数回折り曲げたものであり、導体素子を小さく纏めて、アンテナ装置の小型化を図ることができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、この導電素子が、アンテナ素子の共振周波数から僅かにずれた周波数で共振するようにしたものであり、２共振アンテナとして作用し、広帯域なアンテナ特性を得ることができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一つに記載のアンテナ装置を組み込んだ携帯無線機であり、小型に構成することができる。
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００１９】
（第１の実施形態）
第１の実施形態のアンテナ装置は、図１に示すように、携帯無線機の筺体２の外部に突出するアンテナ素子１と、アンテナ素子１の給電点３に電気的に接続する接続部４と、アンテナ素子１の入力インピーダンスを携帯無線機の無線回路部６に整合させる整合回路部５と、筺体２の内部に収納された、導電性を持つ板状または線状の導体素子１０とを備えている。
【００２０】
導体素子１０は、アンテナ素子１と同じ給電点３を通じて、接続部４と電気的に接続している。接続部４は、整合回路部５を介して無線回路部６に電気的に接続し、無線回路部６からの電力をアンテナ素子１と導体素子１０とに給電する。また、整合回路部５は、給電点３から見たアンテナ素子１及び導体素子１０の入力インピーダンスを無線回路部６に整合させ、無線回路部６からの電力を、給電点３で反射させることなく、アンテナ素子１と導体素子１０とに効率よく伝送する。
【００２１】
アンテナ素子１は、ここではコイル状に巻かれたヘリカル素子を示しているが、直線状モノポールアンテナ、あるいはジグザグアンテナであってもよい。
【００２２】
この装置のアンテナ素子１の構造及び整合回路５の定数は、まず、導体素子１０がない状態の下で、所望の周波数に対して最大のアンテナ利得が得られるように設計され、アンテナ素子１はモノポールアンテナとして機能する。
【００２３】
導体素子１０は、アンテナ素子１と同じ給電点３で接続部４に接続され、アンテナ素子１の共振周波数から僅かにずれた周波数において共振が得られる長さに調整される。アンテナ素子１が０．６５波長の電気長を持つ場合、導体素子１０の長さは約０．４波長の長さとなる。
【００２４】
このとき、導体素子１０は、アンテナ素子１と同位相、正極性で励振されるアンテナとして作用する。そのため、このアンテナ装置では、アンテナ素子１の共振に加えて、導体素子１０の共振が得られるので、共振周波数を２つ持つ、所謂２共振アンテナとなり、広帯域なアンテナ特性を持つことができる。
【００２５】
導体素子１０の追加により、給電点３からアンテナ側を見た入力インピーダンスはアンテナ素子１のみの入力インピーダンスから僅かに変化するので、整合回路部５の定数を最適化し、無線回路部６との整合を図る。
【００２６】
このアンテナ装置では、アンテナ素子１及び導体素子１０の周囲に障害物が存在しない場合に、アンテナ素子１及び導体素子１０のそれぞれから電磁波が放射される。また、アンテナ素子１が人体に近接または接触した場合には、アンテナ素子１からの放射は抑制されるが、導体素子１０から電磁波は放射されるので、アンテナ素子１のみの場合に比べて、アンテナ利得の低減を防ぐことが可能となる。
【００２７】
このように、この実施形態のアンテナ装置では、筺体内部に給電点を持つアンテナ素子に対して、同じ給電点から給電され、アンテナ素子と同位相、正極性で励振される導体素子を筺体内部に追加し、導体素子の長さを調整することにより、アンテナ素子と導体素子との両者がアンテナとして機能するように構成している。
【００２８】
従って、従来の装置に比べて、部品点数が少なく、回路構成が簡素である。このアンテナ装置を携帯無線機に組み込むことにより、携帯無線機の小型化が可能となる。
【００２９】
なお、アンテナ素子１は、図１のように筺体の外部に設けたものだけでなく、筺体内部に設けたものを用いても同じ効果が得られる。
【００３０】
（第２の実施形態）
第２の実施形態のアンテナ装置は、導体素子を折り曲げることにより、小型化を可能にしている。
【００３１】
この装置は、図２または図３に示すように、任意の位置で２回以上折り曲げられた導体素子１０を備えている。この導体素子１０は、第１の実施形態と同様に、アンテナ素子１と同じ位置で給電され、アンテナ素子１と同位相、正極性で励振される。その他の構成は第１の実施形態と変わりがない。
【００３２】
この導体素子１０は、直線状のときとほぼ同じ電気長を持つように調整され、それにより、直線状のときと同じ共振状態が得られる。この共振を得ることにより、第１の実施形態と同じアンテナの放射特性を持つことができ、アンテナ素子１及び導体素子１０の周囲に障害物が存在しない場合には、アンテナ素子１及び導体素子１０のそれぞれから電磁波が放射され、また、アンテナ素子１が人体に近接または接触してアンテナ素子１からの放射が抑制される場合でも、導体素子１０から電磁波が放射されるので、アンテナ利得の低減を防ぐことができる。
【００３３】
このアンテナ装置では、導体素子１０を任意の位置で折り曲げているため、直線状の導体素子よりも更に小型に構成することができる。従って、このアンテナ装置を組み込むことにより、携帯無線機の小型化が可能となる。
【００３４】
なお、導体素子の折り曲げの方向及び折り曲げの回数は、それぞれ任意であり、図２及び図３のものにだけに限られない。
【００３５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明のアンテナ装置は、人体との接近や接触によるアンテナ利得の劣化を、少ない部品点数で、簡略化した回路構成により、防ぐことができる。
【００３６】
また、任意の位置で複数回折り曲げた導体素子を持つアンテナ装置は、小型化が可能である。
【００３７】
また、本発明の携帯無線機は、これらのアンテナ装置を組み込むことによって、小型に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるアンテナ装置の構成図、
【図２】本発明の第２の実施形態におけるアンテナ装置の構成図、
【図３】本発明の第２の実施形態における他のアンテナ装置の構成図、
【図４】従来のアンテナ装置の構成図である。
【符号の説明】
１ アンテナ素子
２ 筺体
３ 給電点
４ 接続部
５ 整合回路部
６ 無線回路部
７ スイッチ
９ 制御部
８ 内部アンテナ素子
１０ 導体素子
Claims (5)
- 携帯無線機の筺体内部にアンテナ素子の給電点が設けられ、前記アンテナ素子を筐体外部に備えるアンテナ装置において、
前記筺体内部に、前記アンテナ素子と同位相、且つ正極性で励振される導体素子を備え、かつ、前記アンテナ素子と前記導体素子とは同じ給電点から給電されることを特徴とするアンテナ装置。 - 前記導体素子が、板状または線状の導体から成ることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
- 前記導体素子が、前記筺体内部の任意の位置で複数回折り曲げられていることを特徴とする請求項２に記載のアンテナ装置。
- 前記導体素子が、前記アンテナ素子の共振周波数から僅かにずれた周波数で共振することを特徴とする請求項１、２または３に記載のアンテナ装置。
- 前記請求項１乃至４のいずれか一つに記載のアンテナ装置が組み込まれた携帯無線機。
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| JP31161697A Expired - Fee Related JP3625018B2 (ja) | 1997-10-29 | 1997-10-29 | アンテナ装置とそれを用いた携帯無線機 |
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