JP4792183B2 - 無線通信装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、送信機、受信機または送受信機のような無線通信装置に関し、特にそれに使用されているアンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯型の無線通信機では、それのデザインや携帯性の観点から、ケースの内部にアンテナを内蔵した内蔵アンテナを搭載することが増えている。しかし、内蔵型のアンテナを使用した無線通信機器では、アンテナ効率が悪く、近距離通信では問題がないが、遠距離通信を行う場合に、電波を良好に送受信することができない。この問題を解決するために、例えば特開平７−９４９２３号公報には、内蔵アンテナを必要なときだけケースから引き出して使用するものが提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、近距離通信のみに使用するのであれば、本来、アンテナを引き延ばすための構成は不要である。一方、アンテナを引き延ばせなければ、通信可能距離は短くなってしまう。また、アンテナをケースから引き延ばせる構成とするためには、ケース内に複雑な構成が必要になる。
【０００４】
本発明は、簡単な構成で、遠距離及び近距離通信が共に良好に行える無線通信機を提供することを目的とする。
【０００５】
本発明による無線通信装置は、無線通信手段が内蔵された本体部を有している。無線通信手段としては、送信手段、受信手段または送受信手段のいずれかを使用することができる。本体部は携帯可能な大きさとすることができる。この本体部に直線状の第１アンテナが内蔵され、無線通信手段に給電点を介して接続されている。本体部の外部に設けた装着具を介して前記本体部の外部に直線状の第２アンテナが着脱自在に設けられている。第２アンテナは、第１アンテナに対してほぼ対向する位置にほぼ並行に配置され、第１アンテナと電界結合している。電界結合としては、放射電界による結合または正殿会による正殿結合のいずれかを使用することができる。第１アンテナの一端が前記給電点であり、第２アンテナは、前記本体部への装着状態において、第２アンテナの一端が第１アンテナの一端に対応する位置にあり、第２アンテナの他端は、本体部よりも突出している。
【０００６】
本発明の一態様の無線通信装置では、近距離通信を行う場合には、第２アンテナを取り付けず、第１アンテナのみによって通信を行う。従って、本体部を携帯しながら使用する場合に、アンテナが嵩張ることがない。例えば本体部を特定の位置に固定して、遠距離通信を行う場合には、第２アンテナを本体部に装着する。このとき、第１アンテナと第２アンテナが電界結合する。第１アンテナと第２アンテナとを平行に配置しているので、最も電界結合が大きくなっている。従って、例えば通信手段が送信手段の場合、送信手段からの出力が第１アンテナから第２アンテナに供給され、第２アンテナから送信される。第２アンテナには、第１アンテナよりも長いものを使用しているので、第１アンテナよりも長い第２アンテナの方が電波の到達距離が長く、遠距離通信が可能である。なお、第２アンテナは無給電で、かつ第１アンテナに対して第２アンテナを電界結合されているので、第１アンテナと第２アンテナとを切り換えて、通信手段に接続する必要がない。従って、アンテナ切換回路等を本体部に設ける必要が無く、本体部内の構成を簡略化することができる。
【０００８】
上記の態様の無線通信装置において、前記第１アンテナは、前記無線通信手段において使用する電波の波長の約１／４の奇数倍の長さを有し、前記第２アンテナは、前記波長の奇数倍または整数倍の長さを有しているものとすることができる。第１及び第２アンテナは、ホイップアンテナとすることができる。前記装着具を前記第２のアンテナの一端部に設けることができる。この場合、前記装着具は導電性であり、前記本体部内の接地電位点に接続されている。或いは、前記装着具を絶縁性とすることができる。この場合、前記第２のアンテナの両端が開放されている。また、前記第２のアンテナを前記第１のアンテナに対して向きを変更可能に設けることもできる。
【００１０】
上記の態様の無線通信装置において、上述したのと同様に、第１アンテナを約１／４波長の奇数倍の長さの直線状アンテナとし、第２アンテナを約１／４の波長の長さの偶数倍の長さで、第１アンテナよりも長い直線状アンテナとするか、第２のアンテナを前記波長の約１／４の奇数倍の長さを有し、第１のアンテナよりも長く、一端が接地されたものとする。さらに、前記装着状態において第１及び第２のアンテナを、接近させて直交して配置する。
【００１１】
これらのように構成した場合、両アンテナをなんら特別な素子を使用せずに、静電結合することができる。
【００１２】
【発明の実施形態】
本発明の１実施形態の無線通信装置は、図１（ａ）乃至（ｄ）に示すように本体部２を有している。この本体部２は、扁平な直方体状に形成され、携帯可能な大きさに形成されている。この本体部２内に、図示していないが、受信手段、送信手段または送受信手段が設けられている。
【００１３】
本体部２には、第１のアンテナ、例えば直線状のアンテナ、具体的にはホイップアンテナ４が設けられている。このホイップアンテナ４は、送受信しようとする電波の波長λの約１／４の奇数倍の長さ、例えばλ／４を有し、本体部２内に配置されている無指向性のものである。様々な方向に電波を送受信する上から、無指向性のアンテナを第１アンテナとして使用することが望ましい。図１（ａ）に黒丸で示すように、ホイップアンテナ４の一端が給電点とされ、受信手段、送信手段または送受信手段に接続されている。
【００１４】
従って、本体部２内に送信手段が設けられている場合、送信手段からの電流がホイップアンテナ４に流れ、ホイップアンテナ４から電波が放射される。アンテナの可逆性により、本体部内に受信手段が設けられている場合でも、上述したのと逆に、ホイップアンテナ４で電波が受信され、受信手段に電流が流れる。送受信手段の場合、送信手段と受信手段とが組み合わされたものであるので、詳細な説明は省略する。このように、ホイップアンテナ４単独で、内蔵アンテナとして機能する。
【００１５】
本体部２の外部に着脱自在に、第２アンテナ、例えば直線状のアンテナ、具体的にはホイップアンテナ６が設けられている。ホイップアンテナ６は、両端が開放されたもので、装着状態においても、送信手段、受信手段または送受信手段とは直接に結合されて無く、無給電のものである。このホイップアンテナ６は、長さがλ／４の偶数倍で、ホイップアンテナ４よりも長い、例えば約λ／２で、本体部２に装着された状態においてホイップアンテナ４と平行にかつ接近した状態に配置されている。しかも、その先端部から約λ／４の長さの部分が本体部２よりも外方に位置している。第２のアンテナも無指向性アンテナとすることが望ましい。両者は、両者が静電結合するように接近させて配置されている。ホイップアンテナ６は、例えば本体部２を天井等に固定して使用する場合に、本体部２に装着される。このホイップアンテナ６としては、針金や銅線のような比較的低コストのものを使用できる。特に、天井裏等の外部から見えにくい場所に設置する場合、美観上の問題を考慮する必要がなく、針金や銅線等の安価なものを使用する。
【００１６】
ホイップアンテナ６を使用する場合であって、送信手段が本体部２内に設けられていると、送信手段からホイップアンテナ４に電流が供給され、ホイップアンテナ４の周囲に非常に強い静電界が発生する。ホイップアンテナ６は、ホイップアンテナ４と非常に接近して配置されているので、ホイップアンテナ４による非常に強い静電界中に存在し、両者は強固に静電結合し、ホイップアンテナ４に流れた電流は、ホイップアンテナ６にも流れ、ホイップアンテナ６から空中に電波が放射される。この場合、ホイップアンテナ６が本体部２の外部にあるので、本体部２が電波の送受信の障害となることはなく、しかも、その長さがλ／２であり、約λ／４の部分が本体部２よりも外方に突出しているので、ホイップアンテナ４よりも電波の到達距離を長くすることができる。従って、ホイップアンテナ６を取り付けることによって、遠距離通信が可能となる。受信手段または送受信手段を使用する場合も同様であるので、詳細な説明は省略する。
【００１７】
ホイップアンテナ６の着脱を自在とするために、図１（ｂ）に示すように、ホイップアンテナ６の一端には、装着具８が一体に形成されている。この装着具８には、ホイップアンテナ６の長さ方向に垂直に伸びた円柱状の脚部１０が形成されている。この脚部１０が、本体部２の一面に形成した円形孔（図示せず）に挿入される。また、ホイップアンテナ６の中途にも同様な装着具８ａが形成され、この装着具８ａの脚部１０ａが、やはり本体部２の一面に形成した円形孔（図示せず）に挿入される。このように脚部１０、１０ａを円形孔に挿入することによって、ホイップアンテナ６を本体部２に装着することができ、脚部１０、１０ａを円形孔から抜くことによって、ホイップアンテナ６を本体部２から外すことができる。
【００１８】
なお、装着具８、８ａを絶縁体製とすることで、ホイップアンテナ６の両端を開放することができる。装着具８、８ａ及び脚部１０、１０ａを導電性とし、脚部１０、１０ａを本体部２内の接地電位点に接続し、装着具８、８ａ間の距離、及び脚部１０、１０ａ間の距離を、例えばλ／２とし、ホイップアンテナ６の全長をλ／２の整数倍（λ／４の偶数倍）とすることもできる。即ち、ホイップアンテナ６の全長をホイップアンテナ４よりも長く、且つλ／４の偶数倍の長さｎとし、その一端と、その一端からλ／４の偶数倍の長さｍ（ｍ＜ｎ）の箇所とで、ホイップアンテナ６を接地することもできる。
【００１９】
本発明の参考例の無線通信装置を図２（ａ）、（ｂ）に示す。この無線通信装置も、上記の実施形態の無線通信装置と同様に、扁平な直方体状の本体部２内に、λ／４の長さのホイップアンテナを有している。このホイップアンテナ４の一端が給電点とされて、本体部２内の受信手段、送信手段または送受信手段に接続されている。本体部２の外部に第２アンテナとして、λ／２の長さのホイップアンテナ６が着脱自在に設けられている。
【００２０】
ホイップアンテナ６は、装着状態において、ホイップアンテナ４と直交するように配置されている。両者の距離は、両者が静電界結合するように接近させられている。ホイップアンテナ６は、ホイップアンテナ４の長さ方向の中央付近で、ホイップアンテナ４と交差している。このホイップアンテナ６は、本体部２の一面に間隔をあけて１つの直線に沿って取り付けられた２つの保持具１２、１２ａによって本体部２に装着されている。これら保持具１２、１２ａは、絶縁体、例えば可撓性を有する合成樹脂等によって形成され、本体部２の一面から立ち上がり、ホイップアンテナ６をそれの両側から把持するほぼＹ字状に形成されている。なお、ホイップアンテナ６は、装着状態において、それの長さ方向に沿って移動可能であり、ホイップアンテナ４との交差位置を変更することができる。
【００２１】
この無線通信装置でも、本体部２を携帯する場合には、ホイップアンテナ６を取り付けずに、内蔵のホイップアンテナ４によって送信または受信を行う。また、この無線通信装置を天井等に固定して使用する場合、ホイップアンテナ６を保持具１２、１２を用いて本体部２に取り付ける。このとき、ホイップアンテナ４、６が静電結合し、第１の実施の形態の無線通信装置と同様にホイップアンテナ６から送信または受信が行われる。両ホイップアンテナ４、６を直交させているので、それぞれのホイップアンテナ４、６の放射インピーダンスが、もう１つのホイップアンテナの放射インピーダンスに対して干渉して無く、放射インピーダンスの影響を殆ど受けず、近接して両者を設けていても、結合損失が大きくなることがない。なお、送受信状態を良好にするために、ホイップアンテナ６をその長さ方向に沿って移動させても良い。
【００２２】
上記実施形態及び参考例では、装着具８、８ａ、保持具１２、１２ａを絶縁体製としたので、ホイップアンテナ６は両端開放型であり、λ／４の偶数倍の長さを持つものとした。しかし、ホイップアンテナ６の一端を固定するための装着具８、これが装着される脚部１０、ホイップアンテナ６の一端を固定するための保持具１２を、導電性として、脚部１０、保持具１２を、例えば本体部２内に形成した接地電位点に接続しておけば、ホイップアンテナ６の一端が接地されるので、ホイップアンテナ６の長さをλ／４の奇数倍とすることもできる。但し、この場合でも、ホイップアンテナ６の全長は、ホイップアンテナ４よりも長く選択する。
【００２３】
上記実施形態及び参考例では、ホイップアンテナ４、６は、静電結合させたが、両ホイップアンテナの間隔を広げて、放射電界結合するように構成することもできる。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、第２のアンテナを本体部に対して着脱自在に設けたので、簡単な構成で、遠距離通信と近距離通信にそれぞれ対応した無線通信機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の１実施形態の無線通信装置の第２アンテナを除去した状態の部分破断正面図、第２アンテナを取り付けた状態の正面図、側面図及び部分省略底面図である。
【図２】 本発明の参考例の無線通信装置の第２アンテナを除去した状態の部分破断正面図と取り付けた状態の正面図である。
【符号の説明】
２ 本体部
４ ホイップアンテナ（第１アンテナ）
６ ホイップアンテナ（第２アンテナ）

Claims (6)

1. 無線通信手段が内蔵された本体部と、
   この本体部に内蔵され、前記無線通信手段に給電点を介して接続された直線状の第１アンテナと、
   前記本体部の外部に設けた装着具を介して前記本体部の外部に着脱自在に設けられ、装着状態において前記第１アンテナに対してほぼ対向する位置にほぼ平行に配置され、前記第１アンテナと電界結合し、第１アンテナよりも長い直線状の第２アンテナとを、
   具備し、前記第１アンテナの一端が前記給電点であり、前記第２アンテナは前記装着状態において一端が前記第１アンテナの一端に対応する位置にあり、他端は前記本体部よりも突出している無線通信装置。
2. 請求項１記載の無線通信装置において、前記第１アンテナは、前記無線通信手段において使用する電波の波長の約１／４の奇数倍の長さを有し、前記第２アンテナは、前記波長の奇数倍または整数倍の長さを有している無線通信装置。
3. 請求項１または２記載の無線通信装置において、前記第１及び第２アンテナはホイップアンテナである無線通信装置。
4. 請求項１記載の無線通信装置において、前記装着具が前記第２のアンテナの一端部に設けられ、かつ導電性であり、前記本体部内の接地電位点に接続されている無線通信装置。
5. 請求項１記載の無線通信装置において、前記装着具が絶縁性であり、前記第２のアンテナの両端が開放されている無線通信装置。
6. 請求項１記載の無線通信装置において、前記第２のアンテナが前記第１のアンテナに対して向きを変更可能に設けられている無線通信装置。

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