JP3763032B2 - Extendable and fully retractable antenna support / connection method and apparatus - Google Patents

Extendable and fully retractable antenna support / connection method and apparatus Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アンテナを無線機のケースに対して伸縮摺動可能に支承する際、該アンテナを機械的に支持するとともに、電気的に接続する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
小形の移動通信機、特に携帯無線電話機においては、携帯に便利なようにアンテナが伸縮することが望まれ、さらに、収縮状態においても着呼の検知が可能であることを必要とする。すなわち、収納状態においては正常な使用状態ほどの感度は無くても良いが、或る程度の感度を維持していることが要望される。
こうした要請を満たすものとして内蔵アンテナを設ける技術が公知であるが、該内蔵アンテナと伸縮式アンテナとを切り替えるスイッチ手段を設けなければならないことや、内蔵アンテナから放射される高周波が他の実装品に影響を及ぼさないようにする手段を併設しなければならないことや、携帯無線電話機を握った手によって内蔵アンテナの受信電波を遮らないようにする工夫が必要であることの為に、内蔵アンテナの使用は種々の制約を受ける。
【０００３】
内蔵アンテナを用いることなく、伸縮式のアンテナが、収納時にも着呼を検知するための技術として、ヘリカルアンテナと線条アンテナとを直列に接続して導通させてなるヘリカルトップ方式のアンテナを用いることが公知である。
ヘリカルトップアンテナを適用すれば、収納姿勢においてもヘリカルアンテナ部分を携帯無線電話機のケース外に突出させておくことにより、着呼検知が可能である。そして、線条アンテナ部分をケース外へ伸長させることにより、安定した通話が得られるようになる。
ヘリカルトップ方式のアンテナを携帯無線電話機のケースに対して伸縮摺動可能に支持するとともに、該アンテナを携帯無線電話機の高周波回路に対して電気的に接続するための最近の技術として、特開平６−１９６９１２号公報に開示されたアンテナ、および、米国特許Ｎｏ．５，２０４，６８７号（Ａｐｒ．２０．１９９３）が公知である。
本発明において導通とは、電気の導体同士が接触することによってオーム抵抗が少なくなる、直流的な結合を言う。また、電気的接続という時は上記の導通のみでなく、電磁感応により高周波的に結合されることも含めた広い意味である。
すなわち、（電気的接続）＝（直流的導通）＋（高周波的結合）である。
【０００４】
次に、図５および図６を順次に参照しつつ、上記の公知技術を説明する。図５は特開平６−１９６９１２号公報に開示された公知のアンテナを示し、（Ａ）は線条アンテナ部分の大半をケース外に引き出して伸長させた状態を模式的に描いた垂直断面図、（Ｂ）は線条アンテナ部分をケース内に押し込んで収納してヘリカルアンテナ部分のみをケース外に突出せしめた状態を模式的に描いた垂直断面図である。
１は携帯無線電話機のケース、２はヘリカルトップ形の複合アンテナである。
上記複合アンテナ２は、電気的長さ１／４波長の線条アンテナ２ａの上端に電気的長さ１／４波長のヘリカルアンテナ２ｂを機械的に接続するとともに電気的に導通させてなり、前記のケース１に貫通固着されたスリーブ状の導通端子３に挿通されている。
電気的長さ１／４波長とは、１／４波長で共振する意であって、以下λ／４と略記する。後述するλ／２も同様に、１／２波長で共振する意である。
【０００５】
上記複合アンテナ２が図５（Ａ）のように上方へ引き出された伸長姿勢は、通話に使用される正常使用状態であって、この時、該複合アンテナ２の基端部を回路基板４に導通させるため、前記λ／４線条アンテナ２ａの下端部に、前記スリーブ状導通端子３と密に嵌合する下方導通部２ｃが形成されている。
また、図５（Ｂ）のように下方へ押し込まれた収納姿勢は携帯時に使用される状態であって、λ／４ヘリカルアンテナ部分２ｂがケース１外に突出しているので着呼検知が可能である。この状態で複合アンテナ２を回路基板４に導通させるため、λ／４線条アンテナ２ａの上端部に、前記スリーブ状導通端子３と密に嵌合する上方導通部２ｄが形成されている。そして、上記の収納姿勢においてλ／４線条アンテナ２ａの下端部を接地する（詳しくは、回路基板４のアース回路に導通させる）アース接片５が設けられている。
【０００６】
前記の米国特許に係るヘリカルトップアンテナの接続構造は、外見的には上述した図５のアンテナに類似しているが、電気的導通状態は基本的に異なる。図６は米国特許Ｎｏ．５，２０４，６８７に係るヘリカルトップ形アンテナの接続構造を示し、（Ａ）は複合アンテナの線条アンテナ部分を上方に引き出した状態を模式的に描いてあって、図５に示した公知例の（Ａ）に対応する垂直断面図であり、（Ｂ）は線条アンテナ部分をケース内に収納した状態を模式的に描いてあって、図５に示した公知例の収納状態を描いた（Ｂ）に対応する、一部を破断した垂直断面図である。
この図６の構成を、前掲の図５と対照・比較して差異を考察すると、
線条アンテナ６ａとヘリカルアンテナ６ｃとが電気絶縁体６ｅを介して機械的に接続されており、電気的には導通していない。
上記電気絶縁体６ｅの一部は線条アンテナ６ｅを包んでいる。
複合アンテナ６が図６（Ａ）のように伸長したとき、線条アンテナ６ａを回路基板４に導通させるため、該線条アンテナ６ａの下端部に大径の線条アンテナ導通部６ｄを形成して、スリーブ状導通端子３と密に嵌合するようにした構造は前掲の図５におけると類似の構造である。
複合アンテナ６が図６（Ｂ）のように収縮したとき、ヘリカルアンテナ６ｃを基板４に導通させるため、ヘリカルアンテナ導通部６ｄが該ヘリカルアンテナ６ｃに固着，導通されていて、このヘリカルアンテナ導通部６ｄがスリーブ状導通端子３と密に嵌合するようになっている。
この図６（Ｂ）の状態で、線条アンテナ６ａはスリーブ状導通端子３に導通していないので、該線条アンテナ６ａを接地する手段（図５のアース接片５に対応する部材）は設けられていない。
【０００７】
ヘリカルトップ方式の複合アンテナを摺動可能に支持した構造によって、内蔵アンテナを用いることなく、収納姿勢においても着呼の検知を可能ならしめるとともに、伸長姿勢において良好な受信感度を得るという基本的な技術は公知公用である。しかし乍ら、このヘリカルトップ方式の複合アンテナを、どのようにして機械的に支持し、どのようにして電気的に接続するかによって、その特性が変化する。
従って、これを携帯式無線電話機に適用しようとすると、携帯式無線電話機として要求される種々の特性を、いかにして最大限に満たすかということが、技術的な改良，工夫の焦点に浮かび上がってくる。要請される特性の主たるものとしては、
イ. アンテナの収納，伸長に伴って電気接点に導通不良を発生しないこと。
ロ. 機械的強度が充分で耐久性に優れていること。
ハ. 静電耐圧性に優れていること。
ニ. なるべく高い利得が得られること。
ホ. 製造コストが安価であること。
が挙げられる。これらの全項目を完全に満たすことは、現実の問題として恐らく不可能に近いほど困難であろうと考えられるが、携帯無線電話機のアンテナ関係の技術者は、可能な限り多くの項目について、少しでもより完全に近い特性を得ようとして試験，研究を重ねている。先に述べた公知の二つの発明は、それぞれ技術的進歩の先駆的な創作として高い価値を有するものであるが、更に改善の余地を探究するため、前記イ〜ホの各項目について上記２発明の特性を考察すると次のごとくである。
【０００８】
イ. 導通不良の虞れについて、
図５の発明も、図６の発明も、（Ａ）図の伸長状態と（Ｂ）図の収納状態との導通切り換えが、スリーブ状導通端子３に対する機械的な接触による導通に依存しているので、発錆や異物噛み込みによる導通不良の絶無を期し難し。
ロ. 機械的強度について、
図６の発明に係る複合アンテナ６は、ヘリカルアンテナ導通部６ｄと線条アンテナ６ａとを電気絶縁体６ｅを介して機械的に接続しているので機械的強度が充分でなく、特に、曲げ外力を受けたとき折損し易い。
また、図５の発明においては、伸長・収納の中間状態において、スリーブ状導通端子３と線状アンテナ２ａとの嵌合に大きい遊隙を生じてガタつくので、取扱いが余程慎重でないと損傷を被り易い。
ハ. 静電耐圧について、
図６の発明は電気絶縁体６ｅが設けられているので、スリーブ状導通端子３を絶縁物で覆うことによって静圧耐圧をとることができるが、構造上工夫が必要である。
ニ. 利得について、
ヘリカルアンテナの電気的長さがλ／４であり、線状アンテナの電気的長さもλ／４であるため、機械的な形状を小形に構成できる利点は有るが、利得を上げることについては限界が有る。
【０００９】
前記イ〜ニ各項の不具合を解消して、導通不良の虞れ無く、機械的強度に優れ静電耐圧が高く、高利得の伸縮アンテナを構成するため、
電気的長さが約１／２波長である線条アンテナの片方の端に、電気的長さ約１／２のヘリカルアンテナを接続し、機械的に直接接触させるとともに電気的に導通せしめてヘリカルトップ形の複合アンテナ素子を構成し、
上記ヘリカルアンテナをケース外に位置せしめて、線条アンテナをケースの壁に貫通せしめて摺動可能に支承し、
前記の線条アンテナを高周波回路に対して機械的に直接接触させることなく、電気的にも導通させずに対向せしめて、静電容量を介して電磁的に結合し、
かつ、上記線条アンテナが高周波回路に対して量結合されている個所から、
「線条アンテナにヘリカルアンテナが接続された片方」の反対方向を見たとき、インピーダンスがアンテナ側のインピーダンスよりも格段に高くなる手段を設けた構造が好適である。
以上に述べた技術は本発明者が創作して別途出願中の公知の発明（特開平８−２３７０１６号）であって、以下、これを先願の発明という。
【００１０】
図７は、先願の発明に係るアンテナ接続構造の１実施例を示し、（Ａ）は複合アンテナをケース外に引き出して通常の通話状態とした伸長姿勢における模式的な要部断面図、（Ｂ）は上記複合アンテナの線条アンテナ部分をケース内に押し込んで、ヘリカルアンテナ部分をケース外に突出させた収納姿勢における模式的な要部断面図である。
１はケースであって、その中に高周波回路を形成した回路基板４が設置されている。
７はヘリカルトップ形の複合アンテナ素子であって、電気的長さλ／２の線条アンテナ７ａの片方の端に、電気的長さλ／２のヘリカルアンテナ７ｂが固着，導通されている。
本図７（Ａ）は、携帯無線電話機の通常の操作状態を描いてある。同図（Ｂ）は携行状態であるから、上下、左右の姿勢は定まらない。しかし、説明の便宜上、（Ａ）図の姿勢および（Ｂ）図に示した姿勢における上方を「上」と呼び、図の下方を「下」と呼ぶことにする。従って、前記λ／２ヘリカルアンテナ７ｂは、λ／２線条アンテナ７ａの上端に固着，導通されていることになる。
【００１１】
上記線条アンテナ７ａを上下方向の摺動自在に支承する合成樹脂製のガイドスリーブ８が、前記ケース１の頂壁を貫通して固着されるとともに、該ガイドスリーブ８の中に防水用のＯリングが取り付けられている。前記複合アンテナ素子７の線条アンテナ７ａが上記Ｏリングと密に嵌合して挿通されており、これによって防水機能が果たされ、かつ、複合アンテナ素子７の上下摺動に適度の摩擦抵抗が与えられて操作フィーリングが良くなるとともに、伸長状態の複合アンテナ素子７がその位置を保持し、意識的に押し込まない限り通常の取扱いによっては収縮する虞れが無い。
前記の複合アンテナ素子７は上下に移動するが、その上下動ストロークの全域にわたってλ／２線条アンテナ７ａと対向するように位置せしめて、かつ、該線条アンテナと接触して導通しないように離間させて、λ／４で共振する励振器１０が設置されている。本実施例のλ／４励振器１０は、当該携帯無線電話機の高周波回路が設けられている回路基板４の上にジグザグ形に形成されている。図８は上掲の図７に示した実施例について、該図７に描かれた部分の周辺を含めて模式的に描いた斜視図である。ただし、図面に簡潔ならしめるため適宜に省略図法を用いて描いてある。
【００１２】
図８に示した１２は無線機本体を形成している高周波ユニットであって、シールドケース１４で覆われて隠れている高周波回路が、回路基板４上に形成されている。上記回路基板４の片面に、前記高周波ユニット１２の地板１２ｂが成層されているが、この地盤１２ｂは回路基板４の全面を覆っていない。地盤１２ｂが設けられていない区域に、前記のλ／４励振器１０が、ジグザグ形の導通パターンとして形成されている。そして、上記λ／４励振器１０の開放端１０ａが、λ／２線条アンテナ７ａに対向・離間して静電結合容量ｃが形成されている。
上記の結合静電容量ｃを介して、複合アンテナ素子７は、伸長状態（図７（Ａ）参照）においても収納状態（図７（Ｂ）参照）においても、また、これらの中間の状態においても、高周波ユニット１２に対して電磁誘導的に接続されて、アンテナとして機能し、特に、伸長状態（図７（Ａ）参照）においては最大利得となる。さらに、前記複合アンテナ素子７はλ／４励振器１０に対して直流的には導通することなく絶縁されているので、基本的構造上、静電耐圧が確保されている。
前記の結合静電容量ｃの値は、設計計算によって所望のごとく設定することもでき、実験的に測定したり増減調節することもできる。この値を臨界結合状態に調整すると優れたアンテナ特性が得られ、特に、複合アンテナ素子７を図７（Ｂ）に示した収納状態にしたときも、伸長状態（Ａ図）に近い利得が得られる。
【００１３】
（図８参照）回路基板４の「地板１２ｂが成層されていない区域」に、ジグザグ形の導通パターンとして形成されているλ／４励振器１０の給電端１０ｂは、「前記回路基板４の、地板１２ｂに対向する反対側の面」に形成されたマイクロストリップ線路１３によって高周波ユニット１２の出力端１２ａに導通されている。本例の構成によると、λ／４励振器１０や、その導通結線が、回路基板上に導通パターンを焼付・現像・定着する操作の一環として形成され、部品コストや組立コストが著しく低減される。
図７（Ａ），（Ｂ）に示されているように、ガイドスリーブ８と同心に揃えて、その下方に金属管１１が設置されていて、（Ｂ）図に示した収納姿勢になるとき複合アンテナ素子７の線条アンテナ７ａが該金属管１１に接触・導通しないように収納される。収納されたλ／２線条アンテナ７ａが金属管１１に接触して導通しないよう、本例においては該金属管１１内に電気絶縁性材料で形成された絶縁管１２′が嵌着されている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
前述した先願の発明（図７，図８）は、接触不良による導通不良を生じる虞れが無く、アンテナの伸長・収縮が円滑であって、静電耐圧が高く、優れたアンテナ特性（特に広帯域性）を示し、非常に優れた発明であるが、さらに改善の努力を重ねるべき課題として、図７（Ｂ）に示すように収納姿勢においてヘリカルアンテナがケース１の上方に突出しているので、この突出部分が残らないように完全収納できれば非常に好ましい。
上記のように突出部を残さずに完全収納できたならば、携行時の取扱いが容易であり、不用意に突出部分を外部物体に衝突させて破損する虞れが無いといった純技術面の実用的効果が多大であるのみでなく、意匠的に優れたものになって商品価値を高め、さらに、包装・梱包が容易になって流通コストを低減させるという派生的効果も少なくない。
本発明は上述の事情に鑑みて為されたものであって、前述した先願に係る発明（特開平８−２３７０１６号）の効果であるところの（ａ）導通不良を生じる虞れの無いこと、（ｂ）伸長，収納操作が円滑であること、（ｃ）静電耐圧が高いこと、および（ｄ）広帯域特性といった長所を損うことなく、しかも収納した状態でアンテナ素子の一部がケース外に突出しないように改良し、併せて、図７（Ａ）に示されている絶縁管１２′および金属管１１より成るシールド機構を設けなくても良いようにして、アンテナ構造を簡単にすることを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために創作した本発明の基本的な原理について、その実施形態に対応する図１を参照しつつ略述すると、ケース１６に対して伸縮摺動させるメインアンテナ組立体１５は、２種類のアンテナ素子を接続した複合アンテナとすることなく、収縮時は同図１（Ｂ）のように完全収納する。この状態において着呼検知が充分に可能で、電波状態が良ければ送受信も出来るように、ケース１６の壁にサブアンテナ（本例では角形スパイラル）２０を設け、かつ、前記のメインアンテナおよびサブアンテナのそれぞれを、アンテナ励振器（略称・励振器）１９の開放端に対して静電結合させる。
複合アンテナでなく、単一のアンテナ素子で構成されたメインアンテナを伸縮させるので、機械的強度が大きく、伸縮操作フィーリングが良い。収納時にはサブアンテナで着呼検知するので、メインアンテナは完全収納（図１（Ｂ）参照）できる。メインアンテナもサブアンテナも、励振器に対して静電結合しているので、接触不良による導通不良のトラブルを発生しない。
【００１６】
以上に説明した原理に基づいて本願の請求項１に係る発明方法は、λ／４で共振するアンテナ励振器の入力端を高周波回路の出力端に接続するとともに、その開放端に対向・離間せしめてλ／２で共振するサブアンテナ素子の入力端を配設して静電容量Ｃ２で静電結合せしめ、
前記アンテナ励振器の開放端に対向離間せしめてλ／２で共振するメインアンテナ素子を、上下摺動可能に支承し、
上記メインアンテナ素子を上方へ伸長摺動せしめたとき、該メインアンテナ素子の下端部近傍を前記アンテナ励振器の開放端に対して、前記静電容量Ｃ２よりも大きい静電容量１で静電静電結合せしめて、無線機出力の大半をメインアンテナ素子へ導くとともに、該無線機出力の１部分をサブアンテナ素子へ導き、
上記メインアンテナ素子を下方へ収納摺動させたとき、該メインアンテナ素子の上端部を前記アンテナ励振器の開放端よりも下方へ離間せしめて、該メインアンテナ素子の上端部とアンテナ励振器との間の静電容量を無視し得る程度に減少せしめて、メインアンテナ素子をアンテナ励振器から電気的に切り離して、前記無線機出力をサブアンテナ素子へ導くことを特徴とする。
【００１７】
請求項２に係る発明方法の構成は前記請求項１の発明方法の構成要件に加えて、前記メインアンテナ素子の上端に、これと同心に電気絶縁性の柱状部材を取り付けるとともに、該メインアンテナ素子の下端に導電性の静電結合用端子部材を取り付けてメインアンテナ組立体を構成し、
前記の電気絶縁性柱状部材に手動操作力を加えてメインアンテナ組立体を下方に収納摺動せしめたとき、該電気絶縁性柱状部材を前記アンテナ励振器の開放端に対向せしめてメインアンテナ素子を該開放端から下方へ離間させ、
前記の電気絶縁性柱状部材の上端付近に手動操作力を加えてメインアンテナ組立体を上方へ伸長摺動せしめたとき、前記の静電結合用端子部材をアンテナ励振器の開放端に対向離間せしめて結合容量を形成することを特徴とする。
以上に説明した請求項２の発明方法によると、メインアンテナ組立体を下方へ収納摺動せしめたとき、メインアンテナ素子の上端に取り付けられている電気絶縁性柱状部材をアンテナ励振器の開放端に対向せしめることにより、該メインアンテナ素子とアンテナ励振器開放端との間の静電容量を、実用上無視できる程度に減少せしめることが確実に行なわれる。
また、メインアンテナ組立体を上方へ伸長摺動せしめたとき、静電結合用端子部材をアンテナ励振器開放端に対向離間せしめることにより、臨界結合状態を現出するに必要な静電容量値を確実に形成することができる。
【００１８】
請求項３に係る発明方法の構成は前記請求項１もしくは同２の発明方法の構成要件に加えて、前記のメインアンテナ素子としてテレスコピックアンテナ素子、もしくはヘリカルアンテナ素子を用いることにより、その電気的長さに比してメインアンテナ素子の収納時における機械的長さ寸法を短からしめることを特徴とする。
以上に説明した請求項３の発明方法によると、メインアンテナ素子を収納位置に移動せしめたとき、その電気的長さ（λ／２）に比して機械的な長さ寸法を短縮することができるので、このアンテナ支持・接続方法を適用した小形移動通信機全体をコンパクトならしめることができる。
【００１９】
請求項４に係る発明方法の構成は前記請求項１ないし同３の発明方法の構成要件に加えて、前記のサブアンテナ素子として平面的なスパイラルアンテナ素子、もしくは立体的なヘリカルアンテナ素子、または平面的なジグザグアンテナ素子を用いることにより、その電気的長さに比してサブアンテナの機械的長さ寸法を短からしめることを特徴とする。
以上に説明した請求項４の発明方法によると、本発明に係るアンテナの支持・接続方法を適用する対象である小形移動通信機に固定的に設置するサブアンテナの機械的な長さ寸法が、その電気的長さ（λ／２）よりも短くなるので、上記小形移動通信機をコンパクトに構成することができる。
【００２０】
請求項５に係る発明装置の構成は、無線機ケースに対して上方へ伸長摺動，下方へ収納摺動可能に支承された電気的長さλ／２のメインアンテナ素子と、上記メインアンテナ素子の上端に同心状に固着された絶縁柱と、該メインアンテナ素子の下端に同心状に固着された静電結合端子とによってメインアンテナ組立体が構成されており、
前記無線機ケースに対して固定的に設置された電気的長さλ／４のアンテナ励振器の入力端が高周波回路の出力端に接続されるとともに、該アンテナ励振器の開放端が前記メインアンテナ組立体に対向，離間しており、
前記無線機ケースの壁に沿って設置された電気的長さλ／２のサブアンテナの入力端が、前記アンテナ励振器の開放端近傍に対向離間して静電容量Ｃ２が形成されていて、
前記メインアンテナ組立体が上方へ伸長摺動されると該メインアンテナ組立体の静電結合端子がアンテナ励振器の開放端に対向離間して、前記静電容量Ｃ２よりも大きい静電容量Ｃ１で静電結合され、該メインアンテナ組立体が下方へ収納摺動されると該メインアンテナ組立体の絶縁柱がアンテナ励振器の開放端に対向して前記の静電結合が消失するようになっていることを特徴とする。
以上に説明した請求項５の発明装置によると、伸長・収納摺動可能に支承されたメインアンテナ素子に絶縁柱と静電結合端子とが固着されてメインアンテナ組立体が構成され、かつ、該メインアンテナ組立体がアンテナ励振器に対向離間していて、上方に伸長摺動したとき静電結合端子がアンテナ励振器に静電結合されるので、機械的な接点を必要とせず、接触不良に困るトラブルを生じる虞れが無い。
一方、サブアンテナはアンテナ励振器に対して常時静電結合されているので、伸長状態のメインアンテナはサブアンテナと協働して広域特性を発揮する。
前記メインアンテナ組立体が収納摺動すると、絶縁柱がアンテナ励振器に対向して結合容量を（実用上）消失せしめるので、常時静電結合されているサブアンテナの機能によって着呼検知が充分なアンテナ利得が維持される。
上述のように、メインアンテナ組立体は、アンテナ励振器に対して電気的に切り離される位置まで下降摺動して収納されるようになっているので、収納状態においてメインアンテナ素子が無線機ケースから突出している必要が無く、完全収納が可能である。
【００２１】
請求項６に係る発明装置の構成は前記請求項５の発明装置の構成要件に加えて、前記のメインアンテナ素子が線条アンテナ素子、もしくは多段のテレスコピックアンテナ素子によって構成されていることを特徴とする。
以上に説明した請求項６の発明装置によると、メインアンテナが作動する状態におけるメインアンテナ素子が直線状をなしているので、電波を有効に捕えて高いアンテナ利得が得られる上に、アンテナ励振器およびサブアンテナと協働して広帯域特性が得られる。
【００２６】
請求項７に係る発明装置の構成は前記請求項５の発明装置の構成要件に加えて、前記のサブアンテナが、平板状の電気絶縁材料製コア部材に導電線を巻きつけた形状の平板ヘリカルアンテナ素子によって構成されていることを特徴とする。
以上に説明した請求項７の発明装置によると、サブアンテナの機械的長さが電気的長さ（λ／２）に比して短く、平板に近い形状をしているので無線機ケースに対する取り付けが容易である上に、アンテナ素子の実質部分に触れないでコア部材を無線機ケースに固定すれば良いので組立作業性が良い。
その上、サブアンテナ用の部材が単品として、コアに巻回された構造であるから、格別に細心の注意を払わなくても変形させる虞れが無い。このため、アンテナ部品製造工場から小形通信機組立工場までの搬送が容易であり、無線機工業全体の中でアンテナ工業の分業化を容易ならしめ、分業によると専門技術の向上や、分業によるコスト低減にも有利である。
【００２８】
請求項８に係る発明装置の構成は前記請求項５ないし同７の発明の構成要件に加えて、前記サブアンテナが、正常な使用状態における無線機ケースの頂部に相当する壁，もしくは、上記無線機ケースに操作盤が形成されている面の背後部に相当する壁に設けられていて、正常な使用状態において該ケースを掌に握ったとき前記サブアンテナが人体の影響を受け難いようになっていることを特徴とする。
以上に説明した請求項８の発明装置によると、無線機ケースを手で握ったとき、掌によってサブアンテナを覆ってしまう虞れが無く、掌で電波を遮ったり減衰させたりしないので、本来のアンテナ特性が損われず、その長所（高利得，広帯域）が充分に発揮される。
【００２９】
請求項９に係る発明装置の構成は前記請求項８の発明装置の構成要件に加えて、前記のサブアンテナがケース壁の外側面もしくは内側面に固定的に装着されており、または合成樹脂製ケースの壁にインサート成形されていることを特徴とする。
以上に説明した請求項９の発明装置によると、サブアンテナが邪魔にならない状態でケースの壁に固定されるので、該サブアンテナの入力端とアンテナ励振器の開放端との相対的な位置関係が安定する。
【００３０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る伸長・完全収納可能なアンテナの支持・接続方法を実施するために構成したアンテナの支持・接続装置の１実施形態を示し、（Ａ）はメインアンテナを伸長させた通常の使用状態を模式的に描いた斜視図、（Ｂ）はメインアンテナを収縮させて無線機のケース内へ完全に収納した状態を模式的に描いた斜視図である。
無線機のケース１６の内部に回路基板１７が設置され、該回路基板１７上に高周波回路（シンボルマークで示す）１８が形成されている。上記回路基板１７上にアンテナ励振器（以下、紛らわしくない場合は単に励振器と略称する）１９が形成されていて、該励振器１９の入力端は前記高周波回路１８の出力端に接続導通されている。
【００３１】
一方、図示の１５はメインアンテナ組立体であって、電気的長さλ／２の線条メインアンテナ素子１５ａの上端に、絶縁性材料で柱状に形成された絶縁柱１５ｂが同心状に固着されている。上記絶縁柱１５ｂの上端に、ツマミとして機能する傘状頭部１５ｃが取り付けられている。本実施形態においては前記絶縁柱１５ｂと傘状頭部１５ｃとを合成樹脂材で一体に成形してある。
前記線条メインアンテナ素子１５ａの下端に、導電性材料で構成された静電結合端子１５ｄが同心状に固着されて導通している。本図１（Ａ）のようにメインアンテナ組立体１５が上方に引き上げられた伸長姿勢になったとき、前記の静電結合端子１５ｄが励振器１９の開放端に対向離間してメインアンテナ静電結合部Ｃ1を形成している。本実施形態においてはこの静電結合部Ｃ1の静電容量が臨界結合容量（最も望ましいアンテナ特性が得られる静電容量値）となるように構成されている。
一方、ケース１６の頂面には、電気的長さλ／２の角形スパイラルアンテナ素子から成るサブアンテナ２０が固定的に設置されている。この角形スパイラルサブアンテナ２０の入力端は励振器１９の開放端近傍に対向離間してサブアンテナ静電結合部Ｃ2を形成している。
【００３２】
前記の傘状頭部１５ｃに手動操作力を加えて押し下げると、メインアンテナ組立体１５が下方に収縮摺動して本図１（Ｂ）に示した収納姿勢となる。前記の傘状頭部１５ｃは、下降摺動のストロークエンドでストッパとして作用する。また、この傘状頭部１５ｃは、メインアンテナ組立体１５を引き上げる際にはツマミとして機能し、この上昇伸長ストロークエンドでは前述の静電結合端子１５ｄがストッパとして作用する。
（Ｂ）図の状態でメインアンテナ組立体１５は、その絶縁柱１５ｂが励振器１９の開放端に対向し、線条メインアンテナ素子１５ａは励振器９の開放端から離され下降しており、前掲の（Ａ）図におけるメインアンテナ静電結合部Ｃ1は消失している。
（Ｂ）図に示したメインアンテナの収納状態において、傘状頂部１５ｃは、ケース１６の頂面と、ほぼ同一面に位置し、ケース頂面に突出していない。この（Ｂ）図の状態においても、角形スパイラルサブアンテナ素子２０の入力端は、サブアンテナ静電結合部Ｃ2を介して励振器１９の開放端に対して静電結合している。
【００３３】
本実施形態において、角形スパイラルサブアンテナ素子２０は無線機ケース１６の頂面に設置されている。このようにケース１６の頂面にサブアンテナを配設すると、該ケース１６を掌の中に握ったとき、掌によって電波を遮られるなどして人体の影響を受けることが無いので好都合である。こうした観点からサブアンテナの配置個所として望ましい個所は無線機ケースの頂部の壁か背部の壁である。ただし、頂部とは本図１（Ａ）のように正常な使用状態における頂部をいい、背部とは「無線機ケースに設けられている操作盤の反対側」をいう。上記の操作盤とは、独立した部材に限らず、スイッチボタン類が配列されている面の意である。
本実施形態における角形スパイラルサブアンテナ素子２０は、金属薄板をプレスで打ち抜いて構成して無線機ケース１６の頂壁外側面に貼着したが、本発明を実施する際、頂壁の内側に貼着しても良い。スパイラル形のアンテナ素子は平面的な形状であるから頂壁もしくは背壁の外側に取り付けても著しく膨出せず、内側に取り付けても内部空間を狭めない。また、無線機ケースを合成樹脂材料で構成する際、サブアンテナ素子をインサート成形することもできる。
【００３４】
図２は、前掲の図１に示した実施形態のアンテナ支持・接続装置の作用を説明するために示したもので、（Ａ）はメインアンテナを収納した状態を描いた模式図であり、（Ｂ）はメインアンテナを伸長せしめてサブアンテナを協働させた状態を描いた模式図である。
前掲の図１（Ｂ）について説明したようにメインアンテナ組立体１５を下方に収納摺動させると静電容量が消失してメインアンテナ素子が励振機１９から電気的に切り離されるので、本図２（Ａ）にはメインアンテナを描いていない。この状態で、無線機出力エネルギーの全部が、サブアンテナ静電結合部Ｃ２を経てサブアンテナ２０′に流れる。また、受信の際はサブアンテナ２０′によって着呼検知が果たされる。
メインアンテナ組立品が伸長されると、前掲の図１（Ａ）について説明したようにメインアンテナ静電結合部Ｃ１が形成されて、本図２（Ｂ）に示したようにメインアンテナ１５′の入力端が励振器１９の開放端に対して静電結合される。この状態でメインアンテナ１５′の放射抵抗がサブアンテナ２０′の放射抵抗よりも大きい。さらに最適結合容量値の大小関係が、メインアンテナ静電結合部Ｃ1＞サブアンテナ静電結合部Ｃ2であるから、無線機出力エネルギーの大半がメインアンテナ１５′に流れ、その一部分がサブアンテナ２０′に流れる。
これらの図２（Ａ），図２（Ｂ）それぞれの状態で、後に図９を参照して説明するように、優れたアンテナ特性（特に広帯域性）が得られる。
【００３５】
図３は、前掲の図１と異なる実施形態を示し、（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ互いに異なる実施形態を模式的に描いた斜視図である。
前掲の図１に示した実施例においては平面的な角形スパイラルアンテナ素子２０によってサブアンテナを構成していた。この変形例として、角形の四隅に丸味を付すなどした角形スパイラルアンテナに類似したスパイラルアンテナを用いても、電気的長さに比して機械的長さが短いのでケース１６をコンパクトに構成できるという効果、および、サブアンテナが平面的形状であるからケース１６の壁から膨出したりケース１６の内部スペースを狭めたりしないとう効果は同様である。
これに比して図３（Ａ）の実施形態は、ヘリカル形のアンテナ素子２１によってサブアンテナを構成した。
この図３（Ａ）の実施形態においても、励振器とサブアンテナとの間の静電容量Ｃ２よりも、励振器とメインアンテナとの間の静電容量Ｃ１を大きく設定して、無線機出力エネルギーの大半をメインアンテナに導く。
ヘリカルアンテナ素子はスパイラルアンテナ素子に比して立体的な形状であるが、巻径を比較的小さくすることによって邪魔にならないように形成することができる上に、その機械的な長さ寸法を電気的長さに比して著しく短くすることができる。
ケース１６の壁は当然に若干の厚さを有しているので、ヘリカルサブアンテナ素子２１の巻き径の寸法を上記ケース壁の厚さ寸法とほぼ等しからしめて、該ヘリカルサブアンテナ素子をケース壁内へインサート成形し、もしくは適宜な手段で壁に嵌め込むと、該ヘリカルサブアンテナ素子２１の形状が平面的でなくて立体的であることに因る不具合は実用上のデメリットとして顕在化させないことができる。
以上の考察から理解されるように、ヘリカルアンテナ素子に類似したアンテナ素子、すなわち、導電線を螺旋に類似した形状に屈曲させたアンテナ素子によってサブアンテナを構成することもでき、ヘリカル形サブアンテナを設けた場合と同様の効果が得られる。
【００３６】
図３（Ｂ）に示した実施形態においては、平板状の電気絶縁性コアに導電線を巻回してなる平板ヘリカルサブアンテナ素子２２によってサブアンテナが構成されている。
この図３（Ｂ）の実施形態においても、励振器とサブアンテナとの間の静電容量Ｃ２よりも、励振器とメインアンテナとの間の静電容量Ｃ１を大きく設定して、無線機出力エネルギーの大半をメインアンテナに導く。
この例のように、平板状のコアに導電線を巻回した構造のサブアンテナ用素子を形成すると、該平板状コアの形状，寸法を規制することによって所定の電気的長さと所定のインダクタンスとを有するサブアンテナが容易に高精度で構成される。
その上、平板状のコアに巻成されたアンテナ素子は、これをケース１６の壁に取り付ける際、導電線には触れることなくコアをケースの壁に固着することによってアンテナ素子の実体部分をケースに対して位置決め固定することができるので組立作業性が良く、かつ確実に固定することができる。
さらに、平板状コアに巻成されたアンテナ素子は平面的形状に近いと言い得るほど厚さ寸法が薄いので、これをケース壁の外側面に装着しても該ケース壁を著しく膨出せしめる虞れが無く、またケース壁の内面に装着してもケース内スペースを著しく狭めることがない。また、平板状コアに巻成されたアンテナ素子をケースの壁体内にインサート成形する場合、成形型に対して平板状コアを位置決めして取り付けることにより、容易に、高能率で、高精度にインサート成形作業を遂行することができる。
【００３７】
図４は前記とさらに異なる実施形態に係るアンテナの支持・接続構造を示し、（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ互いに異なる実施形態を対比せしめて模式的に描いた概要的な斜視図である。
図４（Ａ）の実施形態においてはメインアンテナ素子としてテレスコピックアンテナ素子２３ａを用い、その上端に絶縁柱２３ｂと傘状頭部２３ｃを固着するとともに、その下端に静電結合端子を連絡・導通させてメインアンテナ組立体２３が構成されている。これらの構成部材の中で、テレスコピックメインアンテナ素子２３ａ以外の絶縁柱，傘状頭部１５ｃ，および静電結合端子は、前掲の図１に示した実施形態および図３に示した実施形態におけるメインアンテナ組立体１５を構成している絶縁柱１５ｂ，傘状頭部，および静電結合端子１５ｄと同様ないし類似の構成部分である。従って本実施形態（図４（Ａ））におけるメインアンテナ組立体２３が前述の実施形態（図１，図３）におけるメインアンテナ組立体１５に比して異なるところは、テレスコピックアンテナ素子２３ａを用いたことである。
本実施形態のようにテレスコピックアンテナ素子を用いると、これを伸長せしめてメインアンテナとして作動せしめるときは前述の実施形態における線条メインアンテナ素子１５ａと電気的に等価な機能を示し、収縮させたときは機械的長さが著しく減少する。この実施形態を実施する場合、テレスコピックアンテナ素子は２段テレスコピックであっても、それ以上の多段テレスコピックであっても良い。多段に構成すれば多段に構成するほど収納時の機械的長さ寸法は短くなって、無線機ケースを小型化することができる。しかし、無線機ケースの最小寸法を定める要素はメインアンテナの収納スペースのみではないから、テレスコピックメインアンテナ素子２３ａを過度に多段化することは実用的価値が無く、余り好ましいこととは考え難い。
【００３８】
本図４（Ａ）の実施形態においては上述したようにテレスコピックアンテナ素子２３ａを用いてメインアンテナ組立体２３を構成したことと併せて、サブアンテナとして電気的長さλ／２のジグザグ形アンテナ素子２５を用いた。該ジグザグ形サブアンテナ素子２５の入力端を、サブアンテナ静電結合部Ｃ2を介してλ／４アンテナ励振器１９の開放端に静電結合したことは前記の実施形態（図１）におけると同様ないし類似の構成である。
この図４（Ａ）の実施形態においても、励振器とサブアンテナとの間の静電容量Ｃ２よりも、励振器とメインアンテナとの間の静電容量Ｃ１を大きく設定して、無線機出力エネルギーの大半をメインアンテナに導く。
ジグザグ形のアンテナ素子は平面的な形状であるため、これを無線機ケース１６の壁に取り付けたとき、外側面に膨出したりケース内スペースを狭めたりする量は実用上無視し得る程度に僅少である。また、ジグザグ形アンテナ素子は平面的な形状であるから、これを無線機ケースの壁の中にインサート成形によって埋設するにも好適である。
【００３９】
本実施形態のジグザグ形サブアンテナ素子２５は金属薄板をプレスで打ち抜いて構成したが、針金を曲げて構成しても良く、また、小形の回路基板の上に導通パターンとして形成しても良い。回路基板の導通パターンとしてジグザグ形のアンテナ素子を構成すると、公知のプリント回路技術を適用して低コストで、高精度のジグザグ形アンテナ素子を大量に工業的に生産することができる。その上、このジグザグ型アンテナ素子を無線機ケースの壁に取り付ける際に、導電性の構成部分に触れないで、回路基板の非導電性部分をケース壁面に装着することにより、アンテナ素子をケース壁に位置決め固定することができるので組立作業性に優れている。
また、該ジグザグ形アンテナ素子が小形の回路基板上に形成されていると、このジグザグ形アンテナ素子を無線機ケースの壁の中にインサート成形によって埋設する場合、回路基板を成形型にセットすることにより高精度の位置決めを容易に、かつ迅速に行なうことができる。さらに、導通パターンが基板面上に固着されているので、インサート成形に際して溶融した合成樹脂材料が激しく流動してもアンテナ素子部材が変形したり位置ずれしたりする虞れが無く、製品の品質が安定する。
【００４０】
先に図３（Ｂ）に示したように平板状のコアに巻成したコイル状部材として構成したアンテナ素子、または上述のように小型回路基板上に導通パターンとして形成したアンテナ素子は、これを単品として取り扱う場合に変形させたり折損したりする虞れが無い（コア無しで針金を曲げた部材と比較して考えれば容易に理解できる）。このため、コアもしくは小形回路基板で補強された構造のサブアンテナ素子は、製造が容易であるのみならず、包装，梱包，刻印，輸送，計数，保管が容易であり、独立した商品としての流通性を有している。こうした特性は、アンテナ専門メーカーによる分業生産を促進する無形の要素であり、生産・品質管理の専門化による低コスト高品質が得られて無線機器産業の発展に寄与するところ多大である。こうした効果から明らかなように、平板状コアにアンテナ素子を巻成してサブアンテナを構成するという技術的思想、および、小形回路基板上の導通パターンとしてサブアンテナを構成するという技術的思想は、単なる公知技術の応用ではない。
【００４１】
図４（Ｂ）に示した実施形態のメインアンテナ組立体２４は、ヘリカルメインアンテナ素子２４ａの上端に電気絶縁性の絶縁柱２４ｂおよび傘状頭部２４ｃを取り付けるとともに、その下端に静電結合端子２４ｄを取付・導通されている。
この図４（Ｂ）の実施形態においても、励振器とサブアンテナとの間の静電容量Ｃ２よりも、励振器とメインアンテナとの間の静電容量Ｃ１を大きく設定して、無線機出力エネルギーの大半をメインアンテナに導く。
このようにヘリカルアンテナ素子を用いると、その電気的長さ（λ／２）に比して機械的長さが短いので、これを収納すべき無線機ケース１６の上下方向寸法が短くて足り、当該携帯無線機全体のコンパクト化に有効である。
本実施形態のヘリカルメインアンテナ素子２４ａは、柔軟な電気絶縁性のチューブ状アンテナカバー２４ｅを被せて保護されている。
【００４２】
図４（Ａ），（Ｂ）を比較して理解されるように、ヘリカルメインアンテナ素子２４ａを用いたメインアンテナ組立体２４は全体的にフレキシブルであり、外部障害物の衝突を受けたとき弾性的に変形して緩衝されるので折損したり永久歪を生じたりする虞れが無い。
ヘリカルメインアンテナ素子の応用的変形として、必ずしも幾何学的に正確なヘリカル形状でなくても、弾性を有する金属線を細長い立体的な非直線形状に成形することによって同様の効果（機械的長さが電気的長さよりも短く、フレキシブルで破損しにくい）が得られる。また、ヘリカルメインアンテナ素子２４ａの形状は必ずしも全長にわたって同一の巻き径でなくても良く、全長にわたって同一のピッチでなくても良い。
【００４３】
前掲の図１，図３，図４に示したメインアンテナ組立品（１５，２３，２４）は、いずれも単一の素材によって構成されたものではなく、電気絶縁性部材と導電性部材とを相互に結合されている。しかし、先行技術に係る図５〜図８に示されている複合アンテナ（２，６，７）とは基本的に異なる構造の部材である。すなわち、上記複合アンテナが２種類のアンテナ素子（例えばヘリカルアンテナ素子と線条アンテナ素子）を連結，導通して成る部材であるのに比して、本発明に係るメインアンテナ組立体においてはアンテナとして機能する１個の素子によって１本のメインアンテナ組立体が構成されている。例えば図６に示した先行技術に係る複合アンテナ６は、２個の剛性の柱状部材を電気絶縁体６ｅによって接続した構造であるから、この電気絶縁体６ｅの中央部もしくは両端で折損しやすいが、本発明に係るメインアンテナ組立体はそのような脆弱性を有しておらず、機械的な強度が大きい。
【００４４】
先に図１の実施形態について、メインアンテナ組立体１５を押し下げて収納摺動させると絶縁柱１５ｂがアンテナ励振器１９の開放端に対向してメインアンテナ静電結合部Ｃ1の静電容量が消失して、線条メインアンテナ素子１５ａが電気的に切り離される作用について述べたが、上述の作用は図４に示した実施形態においてもほぼ同様である（図３の実施形態のメインアンテナ組立体１５は、図１に示したメインアンテナ組立体と同一の構成部材であるから、当然に同様に作用する）。すなわち、図４（Ａ）のメインアンテナ組立体２３を下方に押し下げると絶縁柱２３ｂがアンテナ励振器１９の開放端に対向するようになって、テレスコピックメインアンテナ素子２３ａが電気的の切り離される。また図４（Ｂ）のメインアンテナ組立体２４を下方に押動して収納すると絶縁柱２４ｂがアンテナ励振器１９の開放端に対向するようになってヘリカルメインアンテナ素子２４ａが電気的に切り離される。
以上に説明したように、本発明装置の何れの実施形態においてもメインアンテナ組立体を押し下げて納収状態にすると自動的にメインアンテナ素子が電気的に切り離されて図２（Ａ）に示した状態になってサブアンテナ２０′による着呼検知が行なわれるようになる（周辺の条件が良ければ通信も可能）。
【００４５】
また、本発明装置の何れの実施形態においても、前記メインアンテナ組立体を引き上げて伸長させると、その下端部に設けられている静電結合端子が上昇摺動のストッパとして機能するとともに、アンテナ励振器１９の開放端に対向離間してメインアンテナ静電結合部Ｃ1を形成し、図２（Ｂ）に示した通信状態となって優れたアンテナ性能が得られる。
上述のように、何れの実施形態においてもメインアンテナ組立体を押し下げて収納するとメインアンテナ素子が電気的に切り離されるので、先行技術を示した図７の構成における金属管１１に相当するシールド機構を設ける必要が無い。これにより、本発明装置を適用すると上記の先行技術に比して無線機ケース内部構造が簡単になる。
【００４６】
図９は、前掲の図１に示した実施形態に係るアンテナの支持・接続構造におけるアンテナのＶＳＷＲ特性を示し、（Ａ）はメインアンテナを伸長したとき、（Ｂ）は同じく収納したときを表している。
本発明に係るアンテナ構造を適用すると、高いアンテナ利得が得られ、かつ、伸長時，収納時共に広帯域特性が得られる。そして、本発明の構成要件の範囲内で主要構成部材の形状，寸法を設計的に変化させ、もしくは実験的に変化させると、高利得・広帯域特性を保ちつつアンテナ特性が変化する。本図９に示した図表は、８２０ＭＨｚ付近と９５０ＭＨｚ付近に送，受信周波数を設定して構成したアンテナ装置の１例における特性であるが、携帯無線電話機用として実用性の有る簡単なアンテナ装置によって、これほどの優れたＶＳＷＲ特性が得られたのは本発明によって初めて能く為し得たところである。
【００４７】
【発明の効果】
以上に本発明の実施形態を挙げてその構成・機能を明らかならしめたように、請求項１の発明方法によると、メインアンテナ素子を上方へ伸長摺動せしめたとき該メインアンテナ素子下端部近傍がアンテナ励振器の開放端に静電結合されるので、λ／２のアンテナとして作用する。このように、直接接触導通せずにアンテナが高周波回路に対して容量結合されるので、接触不良に関するトラブルを生じる虞れが無く、伸長収納操作が円滑に行なわれて操作フィーリングが良く、接触導通していないので静電耐圧が高い。そしてメインアンテナがアンテナ励振器およびサブアンテナと協働して広帯域特性が得られる。このようにして、先願の発明における種々の長所を損うことが無い。
さらに、メインアンテナを下方へ収納摺動させると、該メインアンテナがアンテナ励振器から離間して下方に移動し、電気的に切り離されるので、サブアンテナが単独で作用して着呼検知に充分なアンテナ利得が得られる。このように、メインアンテナをアンテナ励振器よりも下方へ下降摺動させるので、該メインアンテナの上端をアンテナ励振器よりも上方に残すことなく完全収納することが可能になる。そして、アンテナ励振器とメインアンテナとの間の静電容量を消失させて電気的に切り離すので、切り離して収納されたメインアンテナをシールドするための手段を必要としない。
【００４８】
請求項２の発明方法によると、メインアンテナ組立体を下方へ収納摺動せしめたとき、メインアンテナ素子の上端に取り付けられている電気絶縁性柱状部材をアンテナ励振器の開放端に対向せしめることにより、該メインアンテナ素子とアンテナ励振器開放端との間の静電容量を、実用上無視できる程度に減少せしめることが確実に行なわれる。
また、メインアンテナ組立体を上方へ伸長摺動せしめたとき、静電結合用端子部材をアンテナ励振器開放端に対向離間せしめことにより、臨界結合状態を現出するに必要な静電容量値を確実に形成することができる。
【００４９】
請求項３の発明方法によると、メインアンテナ素子を収納位置に移動せしめたとき、その電気的長さに比して機械的な長さを短縮することができるので通信機全体をコンパクトならしめることができる。
請求項４の発明方法によっても同様に通信機全体をコンパクトにできる。
請求項５の発明装置によると、伸長・収納摺動可能に支承されたメインアンテナ素子上方に伸長摺動したとき静電結合端子がアンテナ励振器に静電結合されるので、機械的な接点を必要とせず、接触不良に因るトラブルを生じない。
メインアンテナ組立体が下降摺動して電気的に切り離された状態（収納状態）においてサブアンテナが作動して着呼検知するので、前記メインアンテナ組立体は収納状態においてケース外に突出している必要が無く、完全収納が可能である。
【００５０】
請求項６の発明装置によると、メインアンテナが作動する状態におけるメインアンテナ素子が直線状をなしているので、電波を有効に捕えて高いアンテナ利得および広帯域特性が得られる。
【００５１】
請求項７の発明装置によると、サブアンテナの素子がその電気的長さに比して機械的長さが短いので好都合である上に、平板状コアに巻回された構造であるから厚さ寸法が小さく、かつ、取扱いが容易で組立作業性が良い。
請求項８の発明装置によると、無線機ケースを手で握ったとき人体の影響を受けることが無い。
請求項９の発明装置によると、サブアンテナが邪魔にならない状態でケースの壁に固定されるので、該サブアンテナの入力端とアンテナ励振器の開放端との相対的な位置関係が安定する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る伸長・完全収納可能なアンテナの支持・接続方法を実施するために構成したアンテナの支持・接続装置の１実施形態を示し、（Ａ）はメインアンテナを伸長させた通常の使用状態を模式的に描いた斜視図、（Ｂ）はメインアンテナを収縮させて無線機のケース内へ完全に収納した状態を模式的に描いた斜視図である。
【図２】前掲の図１に示した実施形態のアンテナ支持・接続装置の作用を説明するために示したもので、（Ａ）はメインアンテナを収納した状態を描いた模式図であり、（Ｂ）はメインアンテナを伸長せしめてサブアンテナを協働させた状態を描いた模式図である。
【図３】前掲の図１と異なる実施形態を示し、（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ互いに異なる実施形態を模式的に描いた斜視図である。
【図４】前記とさらに異なる実施形態に係るアンテナの支持・接続構造を示し、（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ互いに異なる実施形態を対比せしめて模式的に描いた概要的な斜視図である。
【図５】特開平６−１９６９１２号公報に開示された公知のアンテナを示し、（Ａ）は線条アンテナ部分の大半をケース外に引き出して伸長させた状態を模式的に描いた垂直断面図、（Ｂ）は線条アンテナ部分をケース内に押し込んで収納してヘリカルアンテナ部分のみをケース外に突出せしめた状態を模式的に描いた垂直断面図である。
【図６】米国特許Ｎｏ．５，２０４，６８７に係るヘリカルトップ形アンテナの接続構造を示し、（Ａ）は複合アンテナの線条アンテナ部分を上方に引き出した状態を模式的に描いてあって、図５に示した公知例の（Ａ）に対応する垂直断面図であり、（Ｂ）は線条アンテナ部分をケース内に収納した状態を模式的に描いてあって、図５に示した公知例の収納状態を描いた（Ｂ）に対応する、一部を破断した垂直断面図である。
【図７】先願の発明に係るアンテナ接続構造の１実施例を示し、（Ａ）は複合アンテナをケース外に引き出して通常の通話状態とした伸長姿勢における模式的な要部断面図、（Ｂ）は上記複合アンテナの線条アンテナ部分をケース内に押し込んで、ヘリカルアンテナ部分をケース外に突出させた収納姿勢における模式的な要部断面図である。
【図８】上掲の図７に示した実施例について、該図７に描かれた部分の周辺を含めて模式的に描いた斜視図である。ただし、図面を簡潔ならしめるため適宜に省略図法を用いて描いてある。
【図９】前掲の図１に示した実施形態に係るアンテナの支持・接続構造におけるアンテナのＶＳＷＲ特性を示し、（Ａ）はメインアンテナを伸長したとき、（Ｂ）は同じく収納したときを表している。
【符号の説明】
１…ケース、２…複合アンテナ、２ａ…λ／４線条アンテナ、２ｂ…λ／４ヘリカルアンテナ、２ｃ…下方導通部、２ｄ…上方導通部、３…スリーブ状導通端子、４…回路基板、５…アース接片、６…複合アンテナ、６ａ…線条アンテナ、６ｂ…線条アンテナ導通部、６ｃ…λ／４ヘリカルアンテナ、６ｄ…ヘリカルアンテナ導通部、６ｅ…電気絶縁体、７…複合アンテナ、７ａ…λ／２線条アンテナ、７ｂ…λ／２ヘリカルアンテナ、８…ガイドスリーブ、９…Ｏリング、１０…λ／４励振器、１０ａ…開放端、１０ｂ…給電端、１１…金属管、１２…無線機本体高周波ユニット、１２ａ…無線機本体高周波ユニット出力端、１２ｂ…地板、１３…マイクロストリップ線路、１４…シールドケース、１５…メインアンテナ組立体、１５ａ…線条アンテナ素子、１５ｂ…絶縁柱、１５ｃ…傘状頭部、１５ｄ…静電結合端子、１６…無線機ケース、１７…回路基板、１８…高周波回路、１９…アンテナ励振器、２０…角形スパイラルサブアンテナ素子、２１…ヘリカルサブアンテナ素子、２２…平板ヘリカルサブアンテナ素子、２３…メインアンテナ組立体、２３ａ…テレスコピックメインアンテナ素子、２４…メインアンテナ組立体、２４ａ…ヘリカルメインアンテナ素子、２５…ジグザグ形サブアンテナ素子。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a technique for mechanically supporting and electrically connecting an antenna when the antenna is supported so as to be extendable and slidable with respect to a case of a radio device.
[0002]
[Prior art]
In a small mobile communication device, particularly a portable radio telephone, it is desired that the antenna expands and contracts for convenience of carrying, and it is necessary that an incoming call can be detected even in a contracted state. That is, in the housed state, the sensitivity may not be as high as in the normal use state, but it is desired to maintain a certain level of sensitivity.
A technology for providing a built-in antenna is known to satisfy these requirements. However, it is necessary to provide a switch means for switching between the built-in antenna and the telescopic antenna, and the high frequency radiated from the built-in antenna is different from other mounted products. The use of the built-in antenna is necessary because there must be a means to prevent it from being affected, and it is necessary to devise measures to prevent the received radio wave from the built-in antenna from being blocked by the hand holding the mobile radio telephone. Are subject to various constraints.
[0003]
Without using the built-in antenna, the telescopic antenna uses a helical top antenna that connects the helical antenna and the line antenna in series and conducts as a technology for detecting incoming calls even when stored. It is known.
If the helical top antenna is applied, the incoming call can be detected by protruding the helical antenna portion out of the case of the portable radio telephone even in the stored posture. A stable call can be obtained by extending the filament antenna portion out of the case.
As a recent technology for supporting a helical top antenna so as to be slidable with respect to a case of a portable radio telephone and electrically connecting the antenna to a high-frequency circuit of the portable radio telephone, Japanese Patent Laid-Open No. 6-1994 -196912 and the antenna disclosed in U.S. Pat. No. 5,204,687 (Apr. 20.0.1993) is known.
In the present invention, conduction refers to direct current coupling in which ohmic resistance is reduced by contact between electrical conductors. The term “electrical connection” has a broad meaning including not only the above-described conduction but also high-frequency coupling due to electromagnetic sensitivity.
That is, (electrical connection) = (direct current conduction) + (high frequency coupling).
[0004]
Next, the known technique will be described with reference to FIGS. 5 and 6 in order. FIG. 5 shows a known antenna disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-196912, and (A) is a vertical sectional view schematically showing a state in which most of the wire antenna part is drawn out of the case and extended. (B) is a vertical cross-sectional view schematically illustrating a state in which the filament antenna portion is pushed into the case and housed, and only the helical antenna portion protrudes from the case.
Reference numeral 1 is a case of a portable radio telephone, and 2 is a helical top type composite antenna.
The composite antenna 2 is formed by electrically connecting and electrically connecting a helical antenna 2b having an electrical length of ¼ wavelength to the upper end of a linear antenna 2a having an electrical length of ¼ wavelength, Is inserted into a sleeve-like conduction terminal 3 which is fixedly penetrated to the case 1.
The electrical length ¼ wavelength means resonance at ¼ wavelength, and is hereinafter abbreviated as λ / 4. Similarly, λ / 2, which will be described later, is intended to resonate at ½ wavelength.
[0005]
The extended posture in which the composite antenna 2 is drawn upward as shown in FIG. 5 (A) is a normal use state used for a call. At this time, the base end of the composite antenna 2 is connected to the circuit board 4. In order to conduct, a lower conducting portion 2c that fits closely with the sleeve-like conducting terminal 3 is formed at the lower end of the λ / 4 wire antenna 2a.
Further, the storage posture pushed downward as shown in FIG. 5B is a state used when carrying, and the λ / 4 helical antenna portion 2b protrudes out of the case 1 so that an incoming call can be detected. is there. In order to conduct the composite antenna 2 to the circuit board 4 in this state, an upper conducting portion 2d that fits closely with the sleeve-like conducting terminal 3 is formed at the upper end portion of the λ / 4 wire antenna 2a. The ground contact piece 5 is provided to ground the lower end portion of the λ / 4 wire antenna 2a in the above-mentioned storage position (specifically, to connect to the ground circuit of the circuit board 4).
[0006]
The connection structure of the helical top antenna according to the aforementioned US patent is similar in appearance to the antenna of FIG. 5 described above, but the electrical conduction state is basically different. FIG. 5 shows a connection structure of a helical top type antenna according to No. 5,204,687, and FIG. It is a vertical sectional view corresponding to (A) of (B), (B) is drawing the state where the filament antenna part was stored in the case typically, and drawn the storage state of the publicly known example shown in FIG. It is the vertical sectional view which fractured partially corresponding to (B).
The configuration of FIG. 6 is compared and compared with FIG.
The filament antenna 6a and the helical antenna 6c are mechanically connected via the electrical insulator 6e and are not electrically connected.
A part of the electrical insulator 6e surrounds the filament antenna 6e.
When the composite antenna 6 extends as shown in FIG. 6 (A), a large-diameter wire antenna conducting portion 6d is formed at the lower end portion of the wire antenna 6a in order to make the wire antenna 6a conductive to the circuit board 4. The structure in which the sleeve-like conductive terminal 3 is closely fitted is similar to that shown in FIG.
When the composite antenna 6 contracts as shown in FIG. 6B, the helical antenna conducting portion 6d is fixed and conducted to the helical antenna 6c in order to make the helical antenna 6c conductive to the substrate 4, and this helical antenna conducting portion. 6d is closely fitted to the sleeve-like conductive terminal 3.
In this state of FIG. 6B, the wire antenna 6a is not conducted to the sleeve-like conducting terminal 3, so that means for grounding the wire antenna 6a (a member corresponding to the ground contact piece 5 in FIG. 5) is used. Not provided.
[0007]
The structure that slidably supports the composite antenna of the helical top system makes it possible to detect incoming calls even in the stowed position without using the built-in antenna, and to obtain good reception sensitivity in the extended position. The technology is publicly known. However, the characteristics change depending on how the helical top type composite antenna is mechanically supported and how it is electrically connected.
Therefore, when this is applied to a portable radio telephone, how to satisfy the various characteristics required for the portable radio telephone to the maximum emerges from the focus of technical improvement and innovation. Come. The main characteristics required are:
B. Do not cause continuity failure in electrical contacts as the antenna is stored and extended.
B. Mechanical strength is sufficient and durability is excellent.
C. Excellent electrostatic resistance.
D. To obtain as high a gain as possible.
E. Manufacturing cost is low.
Is mentioned. It is considered that it is probably difficult to meet all of these items completely as a practical matter, but the antenna technicians of mobile radiotelephones have to do as little as possible with as many items as possible. Tests and research are being repeated in an attempt to obtain characteristics that are closer to perfection. The two known inventions described above have high value as pioneering creations of technological progress, but in order to further explore the room for improvement, the above two inventions for each of the items i to e are described. Considering the characteristics of, it is as follows.
[0008]
B. About the possibility of poor continuity
In both the invention of FIG. 5 and the invention of FIG. 6, the conduction switching between the extended state of FIG. 5A and the storage state of FIG. 6B depends on conduction by mechanical contact with the sleeve-like conduction terminal 3. Therefore, it is hard to expect continuity failure due to rusting or foreign object biting.
B. Regarding mechanical strength,
The composite antenna 6 according to the invention of FIG. 6 is mechanically connected to the helical antenna conducting portion 6d and the linear antenna 6a via the electrical insulator 6e, so that the mechanical strength is not sufficient. It is easy to break when receiving.
Further, in the invention of FIG. 5, in the intermediate state of extension and storage, a large play is generated in the fitting between the sleeve-like conductive terminal 3 and the linear antenna 2a, and thus it is damaged unless handled with care. It is easy to suffer.
C. About electrostatic withstand voltage
Since the electrical insulator 6e is provided in the invention of FIG. 6, the static pressure withstand voltage can be obtained by covering the sleeve-like conductive terminal 3 with an insulator, but a device is required in terms of structure.
D. About gain
Since the electrical length of the helical antenna is λ / 4 and the electrical length of the linear antenna is also λ / 4, there is an advantage that the mechanical shape can be made small, but there is a limit to increasing the gain. There is.
[0009]
In order to eliminate the problems in the above items (i) to (d), there is no fear of poor conduction, and the mechanical strength is excellent, the electrostatic withstand voltage is high, and a high gain telescopic antenna is configured.
A helical antenna having an electrical length of approximately 1/2 is connected to one end of a linear antenna having an electrical length of approximately 1/2 wavelength, and the helical antenna is brought into direct mechanical contact and electrical conduction. Construct a top-shaped composite antenna element,
The helical antenna is positioned outside the case, the linear antenna is passed through the case wall, and is slidably supported.
Without the direct contact with the high frequency circuit mechanically, the wire antenna is opposed electrically without being electrically connected, and electromagnetically coupled through a capacitance,
And from the point where the above-mentioned filament antenna is quantitatively coupled to the high frequency circuit,
A structure provided with means for making the impedance much higher than the impedance on the antenna side when viewed in the opposite direction to “one side in which the helical antenna is connected to the wire antenna” is preferable.
The technique described above is a known invention (Japanese Patent Laid-Open No. 8-237016) that has been created by the present inventor and has been filed separately. Hereinafter, this is referred to as the invention of the prior application.
[0010]
FIG. 7 shows one embodiment of the antenna connection structure according to the invention of the prior application, and FIG. 7A is a schematic cross-sectional view of the main part in an extended posture in which the composite antenna is pulled out of the case and brought into a normal talking state. FIG. 5B is a schematic cross-sectional view of the main part in a storage posture in which the filament antenna portion of the composite antenna is pushed into the case and the helical antenna portion is protruded out of the case.
Reference numeral 1 denotes a case in which a circuit board 4 on which a high-frequency circuit is formed is installed.
Reference numeral 7 denotes a helical top-type composite antenna element, and a helical antenna 7b having an electrical length λ / 2 is fixedly connected to one end of a linear antenna 7a having an electrical length λ / 2.
FIG. 7A depicts a normal operation state of the mobile radio telephone. Since FIG. (B) is in the carrying state, the vertical and horizontal postures are not determined. However, for convenience of explanation, the upper position in the posture shown in FIG. 5A and the posture shown in FIG. Therefore, the λ / 2 helical antenna 7b is fixedly connected to the upper end of the λ / 2 wire antenna 7a.
[0011]
A synthetic resin guide sleeve 8 that slidably supports the linear antenna 7a in the vertical direction passes through the top wall of the case 1 and is fixed in the guide sleeve 8 for waterproofing. A ring is attached. The filament antenna 7a of the composite antenna element 7 is inserted in close contact with the O-ring so that a waterproof function is achieved and the composite antenna element 7 has an appropriate frictional resistance for sliding up and down. As a result, the extended composite antenna element 7 maintains its position and there is no risk of contraction due to normal handling unless it is pushed in consciously.
The composite antenna element 7 moves up and down, but is positioned so as to face the λ / 2 linear antenna 7a over the entire vertical movement stroke, and does not contact with the linear antenna and become conductive. An exciter 10 that is spaced apart and resonates at λ / 4 is installed. The λ / 4 exciter 10 of this embodiment is formed in a zigzag shape on the circuit board 4 on which the high-frequency circuit of the portable radio telephone is provided. FIG. 8 is a perspective view schematically showing the embodiment shown in FIG. 7 including the periphery of the portion shown in FIG. However, in order to simplify the drawing, it is appropriately drawn using an abbreviated drawing method.
[0012]
Reference numeral 12 shown in FIG. 8 denotes a high-frequency unit forming a radio main body, and a high-frequency circuit that is covered and hidden by a shield case 14 is formed on the circuit board 4. The ground board 12b of the high-frequency unit 12 is stratified on one surface of the circuit board 4. The ground 12b does not cover the entire surface of the circuit board 4. In the area where the ground 12b is not provided, the λ / 4 exciter 10 is formed as a zigzag conductive pattern. The open end 10a of the λ / 4 exciter 10 is opposed to and separated from the λ / 2 wire antenna 7a, thereby forming an electrostatic coupling capacitance c.
Through the coupling capacitance c, the composite antenna element 7 can be in the extended state (see FIG. 7A), in the housed state (see FIG. 7B), or in an intermediate state between them. Also, it is electromagnetically connected to the high-frequency unit 12 and functions as an antenna. In particular, the maximum gain is obtained in the extended state (see FIG. 7A). Further, since the composite antenna element 7 is insulated from the λ / 4 exciter 10 without being conducted in a direct current, an electrostatic withstand voltage is secured in terms of the basic structure.
The value of the coupling capacitance c can be set as desired by design calculation, and can be experimentally measured or increased or decreased. When this value is adjusted to the critical coupling state, excellent antenna characteristics can be obtained. In particular, even when the composite antenna element 7 is in the stowed state shown in FIG. 7B, a gain close to the extended state (FIG. A) is obtained. It is done.
[0013]
(See FIG. 8) The feeding end 10b of the λ / 4 exciter 10 formed as a zigzag-shaped conduction pattern in the “area where the ground plane 12b is not stratified” of the circuit board 4 is “the circuit board 4, The microstrip line 13 formed on the “opposite surface facing the ground plane 12 b” is electrically connected to the output end 12 a of the high-frequency unit 12. According to the configuration of this example, the λ / 4 exciter 10 and its conductive connection are formed as part of the operation of printing, developing, and fixing the conductive pattern on the circuit board, and the parts cost and assembly cost are significantly reduced. .
As shown in FIGS. 7A and 7B, when the metal tube 11 is installed concentrically with the guide sleeve 8 and below the guide sleeve 8, the storage posture shown in FIG. 7B is obtained. The linear antenna 7a of the composite antenna element 7 is accommodated so as not to contact and conduct to the metal tube 11. In this example, an insulating tube 12 ′ made of an electrically insulating material is fitted in the metal tube 11 so that the housed λ / 2 filament antenna 7 a does not contact with the metal tube 11 to be conductive. .
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
The above-mentioned inventions of the prior application (FIGS. 7 and 8) have no risk of poor conduction due to poor contact, smooth expansion and contraction of the antenna, high electrostatic withstand voltage, and excellent antenna characteristics (particularly As a problem to be further improved, as shown in FIG. 7B, the helical antenna protrudes above the case 1 in the stowed position. It is very preferable if it can be completely stored so that this protruding portion does not remain.
If it can be completely stored without leaving any protrusions as described above, it is easy to handle when carrying it, and it is practical in terms of pure technology that there is no risk of accidental collision of the protrusions with external objects. Not only is the productive effect great, but there are also many derivative effects that increase the value of the product by making it excellent in design, and further facilitate packaging and packaging and reduce distribution costs.
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and (a) there is no possibility of causing poor conduction, which is the effect of the invention according to the above-mentioned prior application (Japanese Patent Laid-Open No. 8-237016). (B) Smooth extension and storage operations, (c) High electrostatic withstand voltage, and (d) A case where a part of the antenna element is stored without losing the advantages such as wideband characteristics. The antenna structure is simplified by improving so that it does not protrude outward, and by eliminating the need to provide a shield mechanism composed of the insulating tube 12 'and the metal tube 11 shown in FIG. For the purpose.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The basic principle of the present invention created to achieve the above object will be briefly described with reference to FIG. 1 corresponding to the embodiment. Instead of a composite antenna in which two types of antenna elements are connected, the antenna is completely stored as shown in FIG. In this state, a sub-antenna (in this example, a square spiral) 20 is provided on the wall of the case 16 so that incoming call detection can be sufficiently performed and transmission / reception can be performed if the radio wave condition is good, and the main antenna and sub-antenna described above are provided. Are electrostatically coupled to the open end of an antenna exciter (abbreviation: exciter) 19.
Since the main antenna composed of a single antenna element is expanded and contracted instead of the composite antenna, the mechanical strength is high and the expansion / contraction operation feeling is good. Since the incoming call is detected by the sub antenna when stored, the main antenna can be completely stored (see FIG. 1B). Since both the main antenna and the sub-antenna are electrostatically coupled to the exciter, the trouble of poor conduction due to poor contact does not occur.
[0016]
  Based on the principle described above, the method according to claim 1 of the present application connects the input end of an antenna exciter that resonates at λ / 4 to the output end of a high-frequency circuit, and faces and separates the open end from the open end. The input terminal of the sub-antenna element that resonates at λ / 2 is disposed and electrostatically coupled by the capacitance C2,
  A main antenna element that resonates at λ / 2 by being opposed to and separated from the open end of the antenna exciter is supported so as to be slidable vertically.
  When the main antenna element is extended and slid upward, the vicinity of the lower end of the main antenna element is the open end of the antenna exciter.On the other hand, with a capacitance 1 larger than the capacitance C2.Electrostatic and electrostatic coupling, Leading most of the radio output to the main antenna element, and leading a portion of the radio output to the sub-antenna element,
  When the main antenna element is housed and slid downward, the upper end of the main antenna element is spaced below the open end of the antenna exciter, and the upper end of the main antenna element and the antenna exciter are The main antenna element is electrically disconnected from the antenna exciter by reducing the capacitance between them to a negligible level.And leading the radio output to the sub-antenna elementIt is characterized by that.
[0017]
In addition to the constituent features of the inventive method of claim 1, the configuration of the inventive method according to claim 2 is provided with an electrically insulating columnar member concentrically attached to the upper end of the main antenna element, and the main antenna element A conductive antenna coupling terminal member is attached to the lower end of the main antenna assembly,
When the main antenna assembly is housed and slid downward by applying a manual operating force to the electrically insulating columnar member, the main antenna element is placed so that the electrically insulating columnar member faces the open end of the antenna exciter. Spaced downward from the open end,
When the main antenna assembly is extended and slid upward by applying a manual operating force near the upper end of the electrically insulating columnar member, the electrostatic coupling terminal member is opposed to and separated from the open end of the antenna exciter. Forming a coupling capacitance.
According to the invention method of claim 2 described above, when the main antenna assembly is housed and slid downward, the electrically insulating columnar member attached to the upper end of the main antenna element is connected to the open end of the antenna exciter. By making them face each other, the capacitance between the main antenna element and the open end of the antenna exciter is surely reduced to a practically negligible level.
Further, when the main antenna assembly is extended and slid upward, the electrostatic coupling terminal member is separated from the open end of the antenna exciter so as to obtain a capacitance value necessary to reveal the critical coupling state. It can be reliably formed.
[0018]
The configuration of the inventive method according to claim 3 is obtained by using a telescopic antenna element or a helical antenna element as the main antenna element in addition to the structural requirements of the inventive method according to claim 1 or 2. Compared to this, the mechanical length dimension of the main antenna element when stored is shortened.
According to the method of the invention of claim 3 described above, when the main antenna element is moved to the storage position, the mechanical length dimension can be shortened compared to the electrical length (λ / 2). Therefore, the entire small mobile communication device to which this antenna support / connection method is applied can be made compact.
[0019]
The configuration of the inventive method according to claim 4 is a planar spiral antenna element, a three-dimensional helical antenna element, or a planar plane as the sub-antenna element in addition to the constituent features of the inventive method of the first to third aspects. By using a typical zigzag antenna element, the mechanical length dimension of the sub-antenna is shortened compared to its electrical length.
According to the method of the invention of claim 4 described above, the mechanical length dimension of the sub-antenna fixedly installed in the small mobile communication device to which the antenna support / connection method according to the present invention is applied, Since it becomes shorter than the electrical length (λ / 2), the small mobile communication device can be configured compactly.
[0020]
  The structure of the inventive device according to claim 5 is the main antenna element of electrical length λ / 2 supported so as to be slidable upward and slidable downward relative to the radio case, and the main antenna element. A main antenna assembly is constituted by an insulating column fixed concentrically to the upper end of the main body and an electrostatic coupling terminal fixed concentrically to the lower end of the main antenna element,
  An input end of an antenna exciter having an electrical length of λ / 4 fixedly attached to the radio case is connected to an output end of a high frequency circuit, and an open end of the antenna exciter is connected to the main antenna. Facing and spaced apart from the assembly,
  The input end of the sub-antenna of electrical length λ / 2 installed along the wall of the radio case is opposed and separated in the vicinity of the open end of the antenna exciter.C2Is formed,
  When the main antenna assembly is extended and slid upward, the electrostatic coupling terminal of the main antenna assembly is opposed and separated from the open end of the antenna exciter,Capacitance C1 larger than the capacitance C2When the main antenna assembly is electrostatically coupled and the main antenna assembly is housed and slid downward, the insulating pillar of the main antenna assembly faces the open end of the antenna exciter and the electrostatic coupling disappears. It is characterized by being.
  According to the apparatus of the invention described in claim 5 described above, the main antenna assembly is configured by fixing the insulating pillar and the electrostatic coupling terminal to the main antenna element supported so as to be slidable and retractable. When the main antenna assembly is opposed to and separated from the antenna exciter, and the electrostatic coupling terminal is electrostatically coupled to the antenna exciter when it slides upward, mechanical contact is not required, resulting in poor contact. There is no risk of trouble.
  On the other hand, since the sub-antenna is always electrostatically coupled to the antenna exciter, the extended main antenna exhibits wide-area characteristics in cooperation with the sub-antenna.
  When the main antenna assembly is housed and slid, the insulating pillar opposes the antenna exciter and the coupling capacity is lost (in practice), so that the function of the sub-antenna that is always electrostatically coupled sufficiently detects the incoming call. Antenna gain is maintained.
  As described above, the main antenna assembly is housed by being slid down to the position where it is electrically disconnected from the antenna exciter. There is no need to protrude and complete storage is possible.
[0021]
The configuration of the inventive device according to claim 6 is characterized in that, in addition to the configuration requirements of the inventive device of claim 5, the main antenna element is constituted by a linear antenna element or a multistage telescopic antenna element. To do.
According to the invention device of claim 6 described above, since the main antenna element in a state in which the main antenna operates is linear, it is possible to capture radio waves effectively and obtain a high antenna gain, and to provide an antenna exciter. In addition, broadband characteristics can be obtained in cooperation with the sub-antenna.
[0026]
  Claim7In addition to the constituent features of the inventive device of claim 5, the sub-antenna is configured by a flat helical antenna element having a shape in which a conductive wire is wound around a flat core member made of an electrically insulating material. It is configured.
  Claims described above7According to the inventive device, the mechanical length of the sub-antenna is shorter than the electrical length (λ / 2) and has a shape close to a flat plate, so that it can be easily attached to the radio case. Assembly workability is good because the core member may be fixed to the radio case without touching the substantial part of the antenna element.
  In addition, since the sub-antenna member is structured as a single product and wound around the core, there is no possibility of deformation without particular care. This facilitates transportation from the antenna component manufacturing plant to the small communication device assembly plant, facilitating the division of the antenna industry within the entire radio equipment industry, improving the specialized technology according to the division of labor, and the cost of division of labor. It is also advantageous for reduction.
[0028]
  Claim8The configuration of the inventive device according to claim 57In addition to the configuration requirements of the invention, the sub-antenna corresponds to a wall corresponding to the top of the radio case in a normal use state or a rear portion of the surface on which the operation panel is formed on the radio case. The sub-antenna is provided on a wall so that the sub-antenna is hardly affected by a human body when the case is held in a palm in a normal use state.
  Claims described above8According to the invention device, when holding the radio case by hand, there is no possibility of covering the sub-antenna with the palm, and since the radio wave is not blocked or attenuated by the palm, the original antenna characteristics are not impaired, Its advantages (high gain, wide bandwidth) are fully demonstrated.
[0029]
  Claim9The configuration of the inventive device according to claim 18In addition to the structural requirements of the inventive device, the sub-antenna is fixedly mounted on the outer surface or the inner surface of the case wall, or is insert-molded on the wall of the synthetic resin case. .
  Claims described above9According to the inventive device, since the sub antenna is fixed to the wall of the case in an unobstructed state, the relative positional relationship between the input end of the sub antenna and the open end of the antenna exciter is stabilized.
[0030]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows an embodiment of an antenna supporting / connecting device configured to implement an extending / completely retractable antenna supporting / connecting method according to the present invention, and FIG. FIG. 5B is a perspective view schematically illustrating a state in which the main antenna is contracted and completely accommodated in the case of the wireless device.
A circuit board 17 is installed inside the case 16 of the wireless device, and a high-frequency circuit (indicated by a symbol mark) 18 is formed on the circuit board 17. An antenna exciter (hereinafter simply abbreviated as an exciter if not confusing) 19 is formed on the circuit board 17, and the input end of the exciter 19 is connected to the output end of the high-frequency circuit 18. Yes.
[0031]
On the other hand, 15 shown in the figure is a main antenna assembly, and an insulating column 15b formed in a columnar shape with an insulating material is concentrically fixed to the upper end of a linear main antenna element 15a having an electrical length of λ / 2. ing. An umbrella head 15c that functions as a knob is attached to the upper end of the insulating column 15b. In this embodiment, the insulating column 15b and the umbrella-shaped head portion 15c are integrally formed of a synthetic resin material.
An electrostatic coupling terminal 15d made of a conductive material is concentrically fixed to the lower end of the linear main antenna element 15a and is conductive. As shown in FIG. 1A, when the main antenna assembly 15 is in the extended posture in which the main antenna assembly 15 is pulled upward, the electrostatic coupling terminal 15d faces and separates from the open end of the exciter 19, and the main antenna electrostatic Joint C1Is forming. In the present embodiment, this electrostatic coupling portion C1Is configured to have a critical coupling capacitance (capacitance value that provides the most desirable antenna characteristics).
On the other hand, a sub-antenna 20 composed of a square spiral antenna element having an electrical length λ / 2 is fixedly installed on the top surface of the case 16. The input end of the square spiral sub-antenna 20 is opposed to and spaced from the vicinity of the open end of the exciter 19 so that the sub-antenna electrostatic coupling portion C2Is forming.
[0032]
When a manual operating force is applied to the umbrella-shaped head portion 15c and pushed down, the main antenna assembly 15 contracts and slides downward to assume the storage posture shown in FIG. The umbrella head 15c acts as a stopper at the stroke end of the downward sliding. The umbrella-shaped head portion 15c functions as a knob when the main antenna assembly 15 is pulled up, and the electrostatic coupling terminal 15d acts as a stopper at the end of the rising / extending stroke.
(B) In the state shown in the figure, the main antenna assembly 15 has its insulating column 15b opposed to the open end of the exciter 19, and the filament main antenna element 15a is separated from the open end of the exciter 9 and is lowered. Main antenna electrostatic coupling portion C in FIG.1Has disappeared.
(B) In the housed state of the main antenna shown in the figure, the umbrella-shaped top portion 15c is positioned substantially on the same plane as the top surface of the case 16, and does not protrude from the top surface of the case. Even in the state of FIG. 5B, the input end of the square spiral sub antenna element 20 is connected to the sub antenna electrostatic coupling portion C.2Is electrostatically coupled to the open end of the exciter 19.
[0033]
In the present embodiment, the rectangular spiral sub-antenna element 20 is installed on the top surface of the radio device case 16. Providing the sub-antenna on the top surface of the case 16 in this manner is advantageous because when the case 16 is held in the palm, the radio wave is blocked by the palm and the human body is not affected. From this point of view, a desirable place for the sub antenna is the top wall or the back wall of the radio case. However, the top means the top in a normal use state as shown in FIG. 1A, and the back means “the opposite side of the operation panel provided in the radio case”. The above-mentioned operation panel is not limited to an independent member but means a surface on which switch buttons are arranged.
The rectangular spiral sub-antenna element 20 in the present embodiment is configured by stamping a metal thin plate with a press and pasting it on the outer surface of the top wall of the radio device case 16. You may wear it. Since the spiral antenna element has a planar shape, it does not bulge significantly even if attached to the outside of the top wall or the back wall, and does not narrow the internal space even if attached to the inside. Further, when the radio case is made of a synthetic resin material, the sub antenna element can be insert-molded.
[0034]
  FIG. 2 is a view for explaining the operation of the antenna support / connection device of the embodiment shown in FIG. 1, and FIG. 2 (A) is a schematic diagram illustrating a state in which the main antenna is housed. B) is a schematic diagram illustrating a state in which the main antenna is extended and the sub antennas cooperate with each other.
  As described above with reference to FIG. 1B, when the main antenna assembly 15 is housed and slid downward, the capacitance disappears and the main antenna element is electrically disconnected from the exciter 19, so that FIG. (A) Does not depict the main antenna. In this state, all of the radio output energy flows to the sub antenna 20 'through the sub antenna electrostatic coupling portion C2. When receiving, the incoming call is detected by the sub-antenna 20 '.
  When the main antenna assembly is extended, the main antenna electrostatic coupling portion as described with reference to FIG.C1As shown in FIG. 2B, the input end of the main antenna 15 ′ is electrostatically coupled to the open end of the exciter 19. In this state, the radiation resistance of the main antenna 15 'is larger than that of the sub antenna 20'. Further, since the magnitude relationship of the optimum coupling capacitance value is that the main antenna electrostatic coupling portion C1> the sub-antenna electrostatic coupling portion C2, most of the radio output energy flows to the main antenna 15 ', and a part thereof is the sub-antenna 20'. Flowing into.
  In these states of FIGS. 2A and 2B, excellent antenna characteristics (particularly broadband) can be obtained as will be described later with reference to FIG.
[0035]
  FIG. 3 shows an embodiment different from FIG. 1 described above, and (A) and (B) are perspective views schematically showing different embodiments.
  In the embodiment shown in FIG. 1, the sub-antenna is constituted by the planar square spiral antenna element 20. As a modification, even if a spiral antenna similar to a square spiral antenna with rounded corners is used, the case 16 can be made compact because the mechanical length is shorter than the electrical length. The effect and the effect that the sub antenna does not bulge out from the wall of the case 16 or narrow the internal space of the case 16 are the same.
  In contrast to this, in the embodiment of FIG. 3A, a helical antenna element 21 constitutes a sub-antenna.
  Also in the embodiment of FIG. 3A, the capacitance C1 between the exciter and the main antenna is set larger than the capacitance C2 between the exciter and the sub-antenna, and the radio output Leads most of the energy to the main antenna.
  The helical antenna element has a three-dimensional shape compared to the spiral antenna element, but it can be formed so as not to get in the way by making the winding diameter relatively small, and its mechanical length dimension is electrically It can be remarkably shortened compared to the target length.
  Naturally, the wall of the case 16 has a slight thickness. Therefore, the winding diameter of the helical sub-antenna element 21 is approximately equal to the thickness dimension of the case wall, and the helical sub-antenna element is placed in the case. When insert molding into the wall or fitting into the wall by an appropriate means, the trouble caused by the shape of the helical sub antenna element 21 being not three-dimensional but three-dimensional is not revealed as a practical demerit. be able to.
  As can be understood from the above considerations, the sub-antenna can be configured by an antenna element similar to a helical antenna element, that is, an antenna element in which a conductive wire is bent into a shape similar to a spiral. The same effect as when provided is obtained.
[0036]
  In the embodiment shown in FIG. 3B, a sub-antenna is constituted by a flat helical sub-antenna element 22 formed by winding a conductive wire around a flat electric insulating core.
  Also in the embodiment of FIG. 3B, the capacitance C1 between the exciter and the main antenna is set larger than the capacitance C2 between the exciter and the sub-antenna, and the radio output Leads most of the energy to the main antenna.
  When a sub-antenna element having a structure in which a conductive wire is wound around a flat core as in this example is formed, a predetermined electrical length and a predetermined inductance are obtained by regulating the shape and dimensions of the flat core. The sub-antenna having the is easily configured with high accuracy.
  In addition, when the antenna element wound on the flat core is attached to the wall of the case 16, the core of the antenna element is fixed to the case wall without touching the conductive wire. Therefore, the assembling workability is good and can be surely fixed.
  Furthermore, since the antenna element wound around the flat core is thin enough to be said to be close to a planar shape, there is a risk that the case wall will bulge significantly even if it is attached to the outer surface of the case wall. There is no crack, and even if it is attached to the inner surface of the case wall, the space in the case is not significantly reduced. In addition, when an antenna element wound around a flat core is insert-molded into the wall of the case, the flat core is positioned and attached to the mold so that it can be easily inserted with high efficiency and high accuracy. The molding operation can be performed.
[0037]
FIG. 4 shows an antenna support / connection structure according to an embodiment further different from the above, and FIGS. 4A and 4B are schematic perspective views schematically depicting different embodiments.
In the embodiment of FIG. 4A, a telescopic antenna element 23a is used as a main antenna element, and an insulating column 23b and an umbrella-shaped head 23c are fixed to the upper end thereof, and an electrostatic coupling terminal is connected to and connected to the lower end thereof. Thus, the main antenna assembly 23 is configured. Among these components, the insulating columns other than the telescopic main antenna element 23a, the umbrella-shaped head portion 15c, and the electrostatic coupling terminal are the main components in the embodiment shown in FIG. 1 and the embodiment shown in FIG. This is the same or similar component as the insulating column 15b, the umbrella-shaped head, and the electrostatic coupling terminal 15d constituting the antenna assembly 15. Therefore, the main antenna assembly 23 in the present embodiment (FIG. 4A) differs from the main antenna assembly 15 in the above-described embodiment (FIGS. 1 and 3) using a telescopic antenna element 23a. That is.
When a telescopic antenna element is used as in the present embodiment, when the telescopic antenna element is extended and operated as a main antenna, it shows a function electrically equivalent to the filament main antenna element 15a in the above-described embodiment, and is contracted. Significantly reduces the mechanical length. When this embodiment is implemented, the telescopic antenna element may be a two-stage telescopic or a multi-stage telescopic higher than that. If it is configured in multiple stages, the mechanical length dimension when stored becomes shorter as it is configured in multiple stages, and the radio equipment case can be reduced in size. However, since the element that determines the minimum dimension of the wireless device case is not only the storage space for the main antenna, it is difficult to think that excessively multistage telescopic main antenna element 23a has practical value and is not preferable.
[0038]
  In the embodiment of FIG. 4A, the main antenna assembly 23 is configured using the telescopic antenna element 23a as described above, and a zigzag antenna element having an electrical length of λ / 2 is used as a sub-antenna. 25 was used. The input end of the zigzag sub-antenna element 25 is electrostatically coupled to the open end of the λ / 4 antenna exciter 19 via the sub-antenna electrostatic coupling portion C2, as in the above embodiment (FIG. 1). Or a similar configuration.
  Also in the embodiment of FIG. 4A, the capacitance C1 between the exciter and the main antenna is set larger than the capacitance C2 between the exciter and the sub-antenna, and the radio output Leads most of the energy to the main antenna.
  Since the zigzag antenna element has a planar shape, when it is attached to the wall of the radio case 16, the amount of bulging to the outer surface or narrowing the space in the case is so small that it can be ignored in practice. It is. Moreover, since the zigzag antenna element has a planar shape, it is also suitable for embedding it in the wall of the radio case by insert molding.
[0039]
The zigzag sub-antenna element 25 of the present embodiment is configured by punching a thin metal plate with a press, but may be configured by bending a wire, or may be formed as a conductive pattern on a small circuit board. When a zigzag antenna element is configured as the conductive pattern of the circuit board, a high-precision zigzag antenna element can be industrially produced in large quantities at a low cost by applying a known printed circuit technology. In addition, when this zigzag antenna element is attached to the wall of the radio case, the antenna element is attached to the case wall by attaching the non-conductive part of the circuit board to the case wall without touching the conductive components. As a result, the assembly workability is excellent.
In addition, when the zigzag antenna element is formed on a small circuit board, when the zigzag antenna element is embedded in the wall of the radio case by insert molding, the circuit board is set in a molding die. Therefore, highly accurate positioning can be performed easily and quickly. Furthermore, since the conductive pattern is fixed on the substrate surface, there is no possibility of the antenna element member being deformed or displaced even if the molten synthetic resin material flows violently during insert molding, and the product quality is improved. Stabilize.
[0040]
As shown in FIG. 3B, the antenna element configured as a coiled member wound around a flat core or the antenna element formed as a conductive pattern on a small circuit board as described above There is no risk of deformation or breakage when handled as a single item (it can be easily understood when compared with a member obtained by bending a wire without a core). For this reason, sub-antenna elements reinforced with a core or small circuit board are not only easy to manufacture, but also easy to wrap, pack, stamp, transport, count, and store, and are distributed as independent products. It has sex. These characteristics are an intangible factor that promotes the division of labor production by specialized antenna manufacturers, and it contributes to the development of the wireless equipment industry by obtaining low-cost and high-quality by specializing in production and quality control. As is apparent from these effects, the technical idea of configuring a sub-antenna by winding an antenna element around a flat core, and the technical idea of configuring a sub-antenna as a conductive pattern on a small circuit board, It is not just an application of known technology.
[0041]
  The main antenna assembly 24 of the embodiment shown in FIG. 4B has an electrically insulating insulating column 24b and an umbrella-shaped head 24c attached to the upper end of a helical main antenna element 24a, and an electrostatic coupling terminal at the lower end. 24d is attached and conducted.
  Also in the embodiment of FIG. 4B, the capacitance C1 between the exciter and the main antenna is set larger than the capacitance C2 between the exciter and the sub-antenna, and the radio output Leads most of the energy to the main antenna.
  When the helical antenna element is used in this way, the mechanical length is shorter than the electrical length (λ / 2). This is effective for downsizing the entire portable radio.
  The helical main antenna element 24a of the present embodiment is protected by being covered with a flexible electrically insulating tubular antenna cover 24e.
[0042]
As can be understood by comparing FIGS. 4A and 4B, the main antenna assembly 24 using the helical main antenna element 24a is entirely flexible and elastic when subjected to a collision with an external obstacle. Therefore, there is no fear of breaking or permanent distortion.
As an applied modification of the helical main antenna element, a similar effect (mechanical length can be obtained by forming an elastic metal wire into an elongated three-dimensional non-linear shape, even if it is not necessarily a geometrically accurate helical shape. Is shorter than the electrical length and is flexible and not easily damaged. Further, the shape of the helical main antenna element 24a does not necessarily have the same winding diameter over the entire length, and does not necessarily have the same pitch over the entire length.
[0043]
The main antenna assemblies (15, 23, 24) shown in FIGS. 1, 3, and 4 are not made of a single material, but include an electrically insulating member and a conductive member. Are connected to each other. However, it is a member having a structure fundamentally different from the composite antennas (2, 6, 7) shown in FIGS. That is, in the main antenna assembly according to the present invention, the antenna is used as an antenna as compared to the composite antenna in which two types of antenna elements (for example, a helical antenna element and a linear antenna element) are connected and connected. One main antenna assembly is constituted by one functioning element. For example, since the composite antenna 6 according to the prior art shown in FIG. 6 has a structure in which two rigid columnar members are connected by an electrical insulator 6e, the composite antenna 6e is easily broken at the center or both ends of the electrical insulator 6e. The main antenna assembly according to the present invention does not have such vulnerability and has high mechanical strength.
[0044]
In the embodiment of FIG. 1, when the main antenna assembly 15 is pushed down and housed and slid, the insulating column 15b faces the open end of the antenna exciter 19 and the main antenna electrostatic coupling portion C1The operation of the wire main antenna element 15a being electrically disconnected has been described, but the above-described operation is substantially the same in the embodiment shown in FIG. 4 (the embodiment of FIG. 3). The main antenna assembly 15 is the same component as the main antenna assembly shown in FIG. That is, when the main antenna assembly 23 of FIG. 4A is pushed down, the insulating pillar 23b faces the open end of the antenna exciter 19, and the telescopic main antenna element 23a is electrically disconnected. Further, when the main antenna assembly 24 of FIG. 4B is pushed downward and stored, the insulating pillar 24b faces the open end of the antenna exciter 19, and the helical main antenna element 24a is electrically disconnected. .
As described above, in any embodiment of the apparatus of the present invention, when the main antenna assembly is pushed down to be in the stowed state, the main antenna element is automatically electrically disconnected, as shown in FIG. In this state, the incoming call is detected by the sub-antenna 20 '(communication is possible if the surrounding conditions are good).
[0045]
In any of the embodiments of the device of the present invention, when the main antenna assembly is pulled up and extended, the electrostatic coupling terminal provided at the lower end of the main antenna assembly functions as a stopper for ascending and sliding the antenna. Main antenna electrostatic coupling C1The antenna is in the communication state shown in FIG. 2B, and excellent antenna performance can be obtained.
As described above, in any of the embodiments, when the main antenna assembly is pushed down and stored, the main antenna element is electrically disconnected. Therefore, a shield mechanism corresponding to the metal tube 11 in the configuration of FIG. 7 showing the prior art is provided. There is no need to provide it. Thereby, when the device of the present invention is applied, the internal structure of the radio case is simplified as compared with the above prior art.
[0046]
FIG. 9 shows the VSWR characteristics of the antenna in the antenna support / connection structure according to the embodiment shown in FIG. 1, wherein (A) shows the state when the main antenna is extended, and (B) shows the case where the antenna is also stored. ing.
When the antenna structure according to the present invention is applied, a high antenna gain can be obtained, and a broadband characteristic can be obtained both when extended and when stored. If the shape and dimensions of the main constituent members are changed in design or experimentally within the range of the constituent requirements of the present invention, the antenna characteristics change while maintaining high gain and wideband characteristics. The chart shown in FIG. 9 shows the characteristics of an example of an antenna device configured by setting the transmission and reception frequencies around 820 MHz and 950 MHz. The VSWR characteristics as excellent as this were obtained for the first time by the present invention.
[0047]
【The invention's effect】
As described above, the configuration and function of the embodiment of the present invention have been clarified. According to the invention method of claim 1, when the main antenna element is extended and slid upward, the vicinity of the lower end of the main antenna element is obtained. Is electrostatically coupled to the open end of the antenna exciter, thus acting as a λ / 2 antenna. In this way, since the antenna is capacitively coupled to the high frequency circuit without direct contact conduction, there is no risk of trouble related to poor contact, the extension and storage operation is performed smoothly, the operation feeling is good, and the contact is good. Since it is not conductive, the electrostatic withstand voltage is high. The main antenna cooperates with the antenna exciter and the sub-antenna to obtain broadband characteristics. In this way, various advantages of the invention of the prior application are not impaired.
Further, when the main antenna is housed and slid downward, the main antenna moves away from the antenna exciter and is electrically disconnected, so that the sub-antenna operates alone and is sufficient for incoming call detection. Antenna gain is obtained. Thus, since the main antenna is slid downward from the antenna exciter, it is possible to completely store the main antenna without leaving the upper end of the main antenna above the antenna exciter. Further, since the capacitance between the antenna exciter and the main antenna is eliminated and electrically separated, no means for shielding the main antenna separated and stored is required.
[0048]
According to the second aspect of the invention, when the main antenna assembly is housed and slid downward, the electrically insulating columnar member attached to the upper end of the main antenna element is made to face the open end of the antenna exciter. Thus, the capacitance between the main antenna element and the open end of the antenna exciter is reliably reduced to a practically negligible level.
Further, when the main antenna assembly is extended and slid upward, the electrostatic coupling terminal member is opposed to and separated from the open end of the antenna exciter, thereby obtaining a capacitance value necessary to bring about a critical coupling state. It can be reliably formed.
[0049]
According to the invention of claim 3, when the main antenna element is moved to the storage position, the mechanical length can be shortened compared to the electrical length, so that the entire communication device can be made compact. Can do.
The communication apparatus as a whole can also be made compact by the invention method of claim 4.
According to the fifth aspect of the present invention, since the electrostatic coupling terminal is electrostatically coupled to the antenna exciter when it is extended and slid above the main antenna element that is supported so as to be able to extend and retract, the mechanical contact is provided. No need for troubles due to poor contact.
Since the sub-antenna operates to detect an incoming call when the main antenna assembly is slid downward and electrically disconnected (stored state), the main antenna assembly needs to protrude outside the case in the stored state. There is no, and complete storage is possible.
[0050]
  According to the sixth aspect of the invention, since the main antenna element in a state where the main antenna is operated is linear, high antenna gain and wide band characteristics can be obtained by effectively capturing radio waves.The
[0051]
  According to the inventive device of claim 7, the sub-antenna element is advantageous in that it has a mechanical length shorter than its electrical length, and is advantageous in that it has a structure wound around a flat core. Small size, easy handling and good assembly workabilityYes.
  Claim8According to the invention device, when the radio case is held by hand, it is not affected by the human body.
  Claim9According to the inventive device, since the sub antenna is fixed to the wall of the case in an unobstructed state, the relative positional relationship between the input end of the sub antenna and the open end of the antenna exciter is stabilized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows an embodiment of an antenna support / connection apparatus configured to carry out an extension / completely retractable antenna support / connection method according to the present invention, in which (A) is an extension of a main antenna; FIG. 5B is a perspective view schematically illustrating a normal use state, and FIG. 5B is a perspective view schematically illustrating a state in which the main antenna is contracted and completely accommodated in the case of the wireless device.
FIG. 2 is a view for explaining the operation of the antenna supporting / connecting device of the embodiment shown in FIG. 1, and FIG. 2 (A) is a schematic diagram depicting a state in which the main antenna is housed; B) is a schematic diagram illustrating a state in which the main antenna is extended and the sub antennas cooperate with each other.
3 shows an embodiment different from FIG. 1 described above, and (A) and (B) are perspective views schematically showing different embodiments.
FIGS. 4A and 4B show an antenna support / connection structure according to an embodiment different from the above, and FIGS. 4A and 4B are schematic perspective views schematically depicting different embodiments. .
FIG. 5 shows a known antenna disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. Hei 6-196912, and FIG. 5A is a vertical sectional view schematically showing a state in which most of the wire antenna portion is pulled out of the case and extended. (B) is a vertical sectional view schematically showing a state in which the linear antenna portion is pushed into the case and housed, and only the helical antenna portion is protruded outside the case.
FIG. 5 shows a connection structure of a helical top type antenna according to No. 5,204,687, and FIG. It is a vertical sectional view corresponding to (A) of (B), (B) is drawing the state where the filament antenna part was stored in the case typically, and drawn the storage state of the publicly known example shown in FIG. It is the vertical sectional view which fractured partially corresponding to (B).
FIG. 7 shows an embodiment of the antenna connection structure according to the invention of the prior application. FIG. 7A is a schematic cross-sectional view of the main part in an extended posture in which the composite antenna is pulled out of the case and brought into a normal talking state. FIG. 5B is a schematic cross-sectional view of the main part in a storage posture in which the filament antenna portion of the composite antenna is pushed into the case and the helical antenna portion is protruded out of the case.
8 is a perspective view schematically showing the embodiment shown in FIG. 7 including the periphery of the portion shown in FIG. 7; FIG. However, in order to simplify the drawing, the drawing is appropriately drawn using an abbreviated drawing method.
9A and 9B show the VSWR characteristics of the antenna in the antenna support / connection structure according to the embodiment shown in FIG. 1, wherein FIG. 9A shows when the main antenna is extended, and FIG. ing.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Case, 2 ... Composite antenna, 2a ... (lambda) / 4 filament antenna, 2b ... (lambda) / 4 helical antenna, 2c ... Lower conduction part, 2d ... Upper conduction part, 3 ... Sleeve-like conduction terminal, 4 ... Circuit board, DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 ... Ground contact piece, 6 ... Composite antenna, 6a ... Linear antenna, 6b ... Linear antenna conduction | electrical_connection part, 6c ... (lambda) / 4 helical antenna, 6d ... Helical antenna conduction | electrical_connection part, 6e ... Electrical insulator, 7 ... Composite antenna , 7a ... λ / 2 wire antenna, 7b ... λ / 2 helical antenna, 8 ... guide sleeve, 9 ... O-ring, 10 ... λ / 4 exciter, 10a ... open end, 10b ... feed end, 11 ... metal tube , 12: Radio unit high-frequency unit, 12a: Radio unit high-frequency unit output end, 12b ... Ground plane, 13 ... Microstrip line, 14 ... Shield case, 15 ... Main antenna assembly, 15a ... Line Antenna element 15b Insulating column 15c Umbrella head 15d Electrostatic coupling terminal 16 Radio case 17 Circuit board 18 High frequency circuit 19 Antenna exciter 20 Square spiral subantenna Element 21 ... Helical sub antenna element 22 ... Flat plate helical sub antenna element 23 ... Main antenna assembly 23a ... Telescopic main antenna element 24 ... Main antenna assembly 24a ... Helical main antenna element 25 ... Zigzag sub Antenna element.

Claims (9)

λ／４で共振するアンテナ励振器の入力端を高周波回路の出力端に接続するとともに、その開放端に対向・離間せしめてλ／２で共振するサブアンテナ素子の入力端を配設して静電容量Ｃ２で静電結合せしめ、
前記アンテナ励振器の開放端に対向離間せしめてλ／２で共振するメインアンテナ素子を、上下摺動可能に支承し、
上記メインアンテナ素子を上方へ伸長摺動せしめたとき、該メインアンテナ素子の下端部近傍を前記アンテナ励振器の開放端に対して、前記静電容量Ｃ２よりも大きい静電容量１で静電静電結合せしめて、無線機出力の大半をメインアンテナ素子へ導くとともに、該無線機出力の１部分をサブアンテナ素子へ導き、
上記メインアンテナ素子を下方へ収納摺動させたとき、該メインアンテナ素子の上端部を前記アンテナ励振器の開放端よりも下方へ離間せしめ、該メインアンテナ素子の上端部とアンテナ励振器との間の静電容量を無視し得る程度に減少せしめて、メインアンテナ素子をアンテナ励振器から電気的に切り離し、前記無線機出力をサブアンテナ素子へ導くことを特徴とする、伸長・完全収納可能なアンテナの支持・接続方法。The input end of the antenna exciter that resonates at λ / 4 is connected to the output end of the high-frequency circuit, and the input end of the sub-antenna element that resonates at λ / 2 is disposed opposite to and spaced from the open end of the antenna exciter. It is electrostatically coupled with the capacitance C2,
A main antenna element that resonates at λ / 2 by being opposed to and separated from the open end of the antenna exciter is supported so as to be slidable vertically.
When allowed extension slide the main antenna element upwards, the main the vicinity of the lower end portion of the antenna element for the open end of the antenna exciter, electrostatic electrostatic a large capacitance 1 than the electrostatic capacitance C2 Electrically coupled , leading most of the radio output to the main antenna element, and leading one part of the radio output to the sub-antenna element,
When was housed sliding the main antenna element downwardly, because Shi was separated upper portion of the main antenna element downward from the open end of the antenna exciter, the upper end portion and the antenna exciter of the main antenna element and allowed to decrease to a negligible electrostatic capacitance between the electrically disconnect City main antenna element from the antenna exciter, characterized in that directing the radio output to the sub antenna elements, expansion and full Support and connection method for retractable antenna. 前記メインアンテナ素子の上端に、これと同心に電気絶縁性の柱状部材を取り付けるとともに、該メインアンテナ素子の下端に導電性の静電結合用端子部材を取り付けてメインアンテナ組立体を構成し、
前記の電気絶縁性柱状部材に手動操作力を加えてメインアンテナ組立体を下方に収納摺動せしめたとき、該電気絶縁性柱状部材を前記アンテナ励振器の開放端に対向せしめてメインアンテナ素子を該開放端から下方へ離間させ、
前記の電気絶縁性柱状部材の上端付近に手動操作力を加えてメインアンテナ組立体を上方へ伸長摺動せしめたとき、前記の静電結合用端子部材をアンテナ励振器の開放端に対向離間させて結合容量を形成することを特徴とする、請求項１に記載した伸長・完全収納可能なアンテナの支持・接続方法。At the upper end of the main antenna element, an electrically insulating columnar member is attached concentrically therewith, and a conductive electrostatic coupling terminal member is attached to the lower end of the main antenna element to constitute a main antenna assembly.
When the main antenna assembly is housed and slid downward by applying a manual operating force to the electrically insulating columnar member, the main antenna element is placed so that the electrically insulating columnar member faces the open end of the antenna exciter. Spaced downward from the open end,
When the main antenna assembly is extended and slid upward by applying a manual operating force near the upper end of the electrically insulating columnar member, the electrostatic coupling terminal member is opposed to and separated from the open end of the antenna exciter. The method for supporting / connecting an extendable / completely retractable antenna according to claim 1, wherein a coupling capacitor is formed. 前記のメインアンテナ素子としてテレスコピックアンテナ素子、もしくはヘリカルアンテナ素子を用いることにより、その電気的長さに比してメインアンテナ素子の収納時における機械的長さ寸法を短からしめることを特徴とする、請求項１もしくは請求項２に記載した伸長・完全収納可能なアンテナの支持・接続方法。  By using a telescopic antenna element or a helical antenna element as the main antenna element, the mechanical length dimension when storing the main antenna element is shortened compared to its electrical length, A method of supporting and connecting an antenna according to claim 1 or 2, wherein the antenna can be extended and completely stored. 前記のサブアンテナ素子として平面的なスパイラルアンテナ素子、もしくは立体的なヘリカルアンテナ素子、または平面的なジグザグアンテナ素子を用いることにより、その電気的長さに比してサブアンテナの機械的長さ寸法を短からしめることを特徴とする、請求項１ないし請求項３の何れか一つに記載した伸長・完全収納可能なアンテナの支持・接続方法。  By using a planar spiral antenna element, a three-dimensional helical antenna element, or a planar zigzag antenna element as the sub-antenna element, the mechanical length dimension of the sub-antenna is compared to its electrical length. 4. The method for supporting and connecting an extendable and completely retractable antenna according to any one of claims 1 to 3, wherein the antenna is shortened. 無線機ケースに対して上方へ伸長摺動，下方へ収納摺動可能に支承された電気的長さλ／２のメインアンテナ素子と、上記メインアンテナ素子の上端に同心状に固着された絶縁柱と、該メインアンテナ素子の下端に同心状に固着された静電結合端子とによってメインアンテナ組立体が構成されており、
前記無線機ケースに対して固定的に設置された電気的長さλ／４のアンテナ励振器の入力端が高周波回路の出力端に接続されるとともに、該アンテナ励振器の開放端が前記メインアンテナ組立体に対向，離間しており、
前記無線機ケースの壁に沿って設置された電気的長さλ／２のサブアンテナの入力端が、前記アンテナ励振器の開放端近傍に対向離間して静電容量Ｃ２が形成されていて、
前記メインアンテナ組立体が上方へ伸長摺動されると該メインアンテナ組立体の静電結合端子がアンテナ励振器の開放端に対向離間して、前記静電容量Ｃ２よりも大きい静電容量Ｃ１で静電結合され、該メインアンテナ組立体が下方へ収納摺動されると該メインアンテナ組立体の絶縁柱がアンテナ励振器の開放端に対向して前記の静電結合が消失するようになっていることを特徴とする、伸長・完全収納可能なアンテナの支持・接続装置。A main antenna element of electrical length λ / 2 supported so as to extend and slide upward and slide downward relative to the radio case, and an insulating column concentrically fixed to the upper end of the main antenna element And a main antenna assembly is constituted by the electrostatic coupling terminal concentrically fixed to the lower end of the main antenna element,
An input end of an antenna exciter having an electrical length of λ / 4 fixedly attached to the radio case is connected to an output end of a high frequency circuit, and an open end of the antenna exciter is connected to the main antenna. Facing and spaced apart from the assembly,
The capacitance C2 is formed by the input end of the sub-antenna of electrical length λ / 2 installed along the wall of the radio case facing and spaced apart near the open end of the antenna exciter,
When the main antenna assembly is extended and slid upward, the electrostatic coupling terminal of the main antenna assembly is opposed to and separated from the open end of the antenna exciter, and the capacitance C1 is larger than the capacitance C2. When the main antenna assembly is electrostatically coupled and the main antenna assembly is housed and slid downward, the insulating pillar of the main antenna assembly faces the open end of the antenna exciter and the electrostatic coupling disappears. An antenna supporting / connecting device that can be extended and completely stored. 前記のメインアンテナ素子が線条アンテナ素子、もしくは多段のテレスコピックアンテナ素子によって構成されていることを特徴とする、請求項５に記載した伸長・完全収納可能なアンテナの支持・接続装置。  6. The apparatus for supporting and connecting an extendable / completely retractable antenna according to claim 5, wherein the main antenna element is constituted by a linear antenna element or a multistage telescopic antenna element. 前記のサブアンテナが、平板状の電気絶縁材料製コア部材に導電線を巻きつけた形状の平板ヘリカルアンテナ素子によって構成されていることを特徴とする、請求項５に記載した伸長・完全収納可能なアンテナの支持・接続装置。  6. The extendable and completely retractable structure according to claim 5, wherein the sub-antenna is constituted by a flat helical antenna element having a shape in which a conductive wire is wound around a flat core member made of an electrically insulating material. Antenna support and connection device. 前記のサブアンテナが、正常な使用状態における無線機ケースの頂部に相当する壁、もしくは、上記無線機ケースに操作盤が形成されている面の背後部に相当する壁に設けられていて、正常な使用状態において該ケースを掌に握ったとき前記サブアンテナが人体の影響を受け難いようになっていることを特徴とする、請求項５ないし請求項７の何れか一つに記載した伸長・完全収納可能なアンテナの支持・接続装置。The sub-antenna is provided on the wall corresponding to the top of the radio case in a normal use state or on the wall corresponding to the back of the surface on which the operation panel is formed on the radio case. The extension / reduction unit according to any one of claims 5 to 7 , wherein the sub-antenna is not easily affected by a human body when the case is held in a palm in a different use state. Fully retractable antenna support and connection device. 前記のサブアンテナがケース壁の外側面もしくは内側面に固定的に装着されており、または合成樹脂材料製ケースの壁にインサート成形されていることを特徴とする、請求項８に記載した伸長・完全収納可能なアンテナの支持・接続装置。The extension / subtraction according to claim 8 , wherein the sub-antenna is fixedly mounted on an outer surface or an inner surface of the case wall, or is insert-molded on the case wall made of a synthetic resin material. Fully retractable antenna support and connection device.
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