JP4904895B2

JP4904895B2 - アンテナ装置

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Publication number: JP4904895B2
Application number: JP2006109603A
Authority: JP
Inventors: 裕二木村; 功高吉野; 幸市向; 千智小森
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2006-04-12
Filing date: 2006-04-12
Publication date: 2012-03-28
Anticipated expiration: 2026-04-12
Also published as: JP2007288232A; CN101055936A; CN101055936B; US7907095B2; US20080122711A1

Description

本発明は、放送波受信用のアンテナ装置に係り、特に、人体に装着して使用される携帯機器で地上デジタル放送を受信するためのアンテナ装置に関する。

さらに詳しくは、本発明は、イヤホンへ音声信号を伝送するケーブルを活用して構成されるアンテナ装置に係り、特に、ＶＨＦ帯とＵＨＦ帯の双方において良好なアンテナ特性を同時に満たすアンテナ装置に関する。

２００３年１２月１日から、関東・近畿・中京の３大広域圏で地上波のＵＨＦ帯（４７０ＭＨｚ〜８９０ＭＨｚ）を使用する地上デジタル放送のサービスが開始された。地上デジタル放送では、デジタル・ハイビジョンの高画質・高音質番組に加えて、双方向番組を提供することが可能となる。地上デジタル・テレビ放送は、ＵＨＦアンテナで受信でき、また、走行している電車やバスなどに設置したテレビでもチラツキがなくきれいに受信・視聴することが可能になる。また、携帯情報端末などで、簡易動画やデータ放送、音声放送を受信・視聴するサービスも予定されている（例えば、非特許文献１を参照のこと）。

地上デジタル放送は６メガヘルツの帯域を１３のセグメントに分けて送る放送方式であるが、１３の真中のセグメント１つだけで携帯電話・移動体端末向けの映像、音声、データを配信する１セグメント部分受信サービスすなわち「ワンセグ」が２００６年４月１日（土）から開始される予定であり、注目を集めている。ワンセグの番組サービスは基本的に１２セグメントを使って配信される通常のテレビ受信機向けの番組と同じ内容であり、普段は家庭内の設置テレビで見慣れた人気番組を外出先でも享受することができる。受信端末としては、携帯電話の他、カーナビ、パソコン、専用ポータブルテレビなど多種多様な受信機が登場すると予想されている。

また、２００３年１０月１０日から地上波デジタル・ラジオ放送が開始されている。地上波デジタル・ラジオ放送の配信方式の１つに、現状のＶＨＦ帯７チャネル（１８８ＭＨｚ〜２００ＭＨｚ）を８セグメントに分割し、このうち３セグメントで１チャネルを構成する３セグメント対応デジタル放送が挙げられる。この方式によれば、音声、簡易動画、並びにデータ放送という多彩のサービスが可能であり、また、屋内での受信はもとより、カーラジオなどの車載受信機やポケットタイプなどの携帯受信機でもクリアな受信が可能となる（例えば、非特許文献２を参照のこと）。

比較的小型の放送波受信機器向けの受信アンテナとしては、ロッド・アンテナが広く利用されており、伸縮型のロッド・アンテナやヘリカル・アンテナなどが知られている。携帯機器向けの地上デジタル放送が普及すると、さまざまな視聴形態に柔軟に対応して高感度な受信性能を確保する必要がある。とりわけ、ＶＨＦ帯を使用するＦＭラジオ放送とＵＨＦ帯を使用する地上デジタルＴＶ放送といったように、所要周波数帯が異なる多重チューナを携帯機器が搭載している場合には、受信アンテナの構成方法が１つの重要な技術的課題になると本発明者らは思料する。

当業界では、イヤホン・ケーブルをアンテナ回路と結合して、イヤホン・ケーブルを携帯無線機器のワイヤ・アンテナとして用いることが知られている。この種のイヤホン・アンテナによれば、比較的単純な構成により携帯性の高い放送受信用アンテナを実現することができ、軽量、小型、携帯性といった要求を阻害することなく、且つ、目立たないデザインでアンテナを搭載することができる。

例えば、イヤホン・マイクロホンと携帯電話機を接続するコードが音響信号線とグランド線の対からなる並行２芯ケーブルで構成される場合に、グランド線をアンテナとして活用することで、イヤホン・ケーブル全体をアンテナとしたイヤホン・マイクロホンについて提案がなされている（例えば、特許文献１を参照のこと）。

また、ダイポール・アンテナとして機能し、広帯域にわたって高利得を得ることができるイヤホン・アンテナについて提案がなされている（例えば、特許文献２を参照のこと）。このイヤホン・アンテナは、一端が多極コネクタを介して無線機本体に接続されるシールド・ケーブルと、シールド・ケーブルの他端で接続ブロックを介して接続されるイヤホン・ケーブルで構成される。イヤホン・ケーブルは、イヤホンに音声信号を供給する２本の絶縁被覆された信号線で構成される。また、シールド・ケーブルは、高周波信号を通す中心導体を絶縁体で被覆しさらにシールド線で被覆した同軸線と、それぞれ絶縁被覆された音声信号用の信号線及びグランド線と、これらの外側に絶縁材を介してシールド線で被覆した構造を持つ。音声信号用の信号線とグランド線は、それぞれ音声信号の周波数領域では低インピーダンスで高周波信号の周波数領域では高インピーダンスとなる高周波チョークを介してイヤホン・ケーブルに接続して、音声信号の伝送路が形成される。一方、イヤホン・アンテナとしては、イヤホン・ケーブル及びシールド・ケーブルを被覆しているシールド線を同軸線にバランを介して接続してイヤホン・ケーブルとシールド線を空中線として使用し、その線路長で共振するダイポール・アンテナ構造とし、ＶＨＦ帯の１００ＭＨｚを受信するように各々長さを調整している。

このイヤホン・アンテナは、同軸線の特性インピータンスを７５Ωとし、シールド・ケーブルの長さを７０ｃｍとし、各イヤホン・ケーブルの長さを５０ｃｍとして調整すると、１００ＭＨｚで共振し、２００ＭＨｚでは１λアンテナとして受信できる。また、ＵＨＦ帯では、１００ＭＨｚ及び２００ＭＨｚの高調波励振（３倍波、５倍波、７倍波）を利用すればよいが、基本的にはＶＨＦ帯に対応したアンテナ素子である。ＶＨＦ帯とＵＨＦ帯は周波数軸上でかなり離れており、それぞれのアンテナ特性を同時に満たすことは困難である。

あるいは、シールド・ケーブル内の同軸線の中心導体をイヤホン・ケーブルの一方の信号線に接続するとともに、音声信号の周波数領域では高インピーダンスで高周波信号の周波数領域では低インピーダンスとなるコンデンサを介してイヤホン・ケーブルの他方の信号線に接続する。シールド・ケーブル側の音声信号用の信号線を音声信号の周波数領域では低インピーダンスで高周波信号の周波数領域では高インピーダンスとなる高周波チョークを介してイヤホン・ケーブル側の２本の信号線にそれぞれ接続することで、音声信号の伝送路を形成する。一方、シールド・ケーブル内の同軸線と音声信号線の外側を被覆するシールド線をグランドに接続して、イヤホン・ケーブルとシールド線を空中線として使用して、その線路長で共振するスリーブ・アンテナ構造とし、ＶＨＦ帯の１００ＭＨｚを受信できるように各々長さを調整する（例えば、特許文献３を参照のこと）。

例えば、ＶＨＦ帯用の受信アンテナとＵＨＦ帯用の受信アンテナをともに装備することもできるが、省スペース化や小型化の課題を解決することはできない。各受信アンテナを着脱式に構成し、ユーザが適宜交換して使用することもできるが、付け替えやアンテナの携行が面倒である。また、複数のアンテナ若しくは単数のアンテナのスイッチ後の整合回路による部品点数が必要となり、実装面積の拡大やコスト増大を招来する。

また、複数の放送受信回路を備え、復調信号の品質が高い方を選択することで、どのような使用状況においても高い受信感度を得ることができる携帯電話機について提案がなされている（例えば、特許文献４を参照のこと）。この携帯電話機は、ループ素子を上部筐体のヒンジ部近傍に配置し、整合回路を通して放送受信回路に接続している。そして、イヤホン・ケーブルが取り外された場合には、イヤホン・コネクタにおいてヘリカル素子が選択されるように構成されており、イヤホン・コネクタで選択されたアンテナの受信信号を放送受信回路に入力するようになっている。しかしながら、この携帯電話機は、複数の所要周波数帯で放送波の受信動作を行なうものではない。

特開２００５−３５４２７５号公報特開２００５−３３３６１３号公報特開２００５−３４８２５２号公報特開２００６−４１８２６号公報ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｄ−ｐａ．ｏｒｇｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｄ−ｒａｄｉｏ．ｊｐ

本発明の目的は、人体に装着して使用される携帯機器で地上デジタル放送を受信するための優れたアンテナ装置を提供することにある。

本発明のさらなる目的は、イヤホンへ音声信号を伝送するケーブルを活用して構成される、優れたアンテナ装置を提供することにある。

本発明のさらなる目的は、ＶＨＦ帯とＵＨＦ帯の双方において良好なアンテナ特性を同時に満たすことができる、優れたアンテナ装置を提供することにある。

本発明は、上記課題を参酌してなされたものであり、その第１の側面は、第１の所要周波数帯及び第２の所要周波数帯においてそれぞれ放送波の受信動作を行なうアンテナ装置であって、
音声信号線とグランド線を含んだイヤホン・ケーブルと、
先端において中継基板を介して前記イヤホン・ケーブルを接続するとともに、基端においてアンテナ切替回路を介してチューナが搭載されている機器に接続され、芯線を絶縁体で被覆しさらに外皮導体で被覆した同軸線と、音声信号線を含むアンテナ・エレメント・ケーブルを備え、
前記中継基板は、前記同軸線の芯線を前記イヤホン・ケーブル側のグランド線に接続するとともに、前記同軸線の外皮導体を非接続にし、
前記アンテナ切替回路は、第１の所要周波数帯で受信を行なう動作モードでは、前記同軸線の芯線に高周波信号を伝送させるように切り替えて、前記イヤホン・ケーブル及び前記同軸線の芯線を空中線として使用して、その線路長で共振するスリーブ・アンテナ構造とし、第２の所要周波数帯で受信を行なう動作モード下では、前記同軸線の外皮導体に高周波信号を伝送させるように切り替えて、前記同軸線の外皮導体を空中線として使用して、その線路長で共振するモノポール・アンテナ構造とする、
ことを特徴とするアンテナ装置である。

地上デジタル放送による携帯機器向けのサービス開始に伴い、携帯機器用の受信アンテナの構成方法が１つの重要な技術的課題になる。例えば、イヤホン・ケーブルをアンテナ回路と結合して構成される、イヤホン・アンテナが知られており、軽量、小型、携帯性といった要求を阻害することなく、且つ、目立たないデザインでアンテナを搭載することができる。

携帯機器向けのサービスを提供する地上デジタル放送には、ＶＨＦ帯を使用するＦＭラジオ放送とＵＨＦ帯を使用する地上デジタルＴＶ放送があるが、ＶＨＦ帯とＵＨＦ帯は周波数軸上でかなり離れており、イヤホン・アンテナがそれぞれのアンテナ特性を同時に満たすことは困難である。

これに対し、本発明に係るアンテナ装置は、音声信号線とグランド線を含んだイヤホン・ケーブルと、同軸ケーブルを利用したアンテナ・エレメント・ケーブルを中継基板で接続して構成され、第１の所要周波数帯及び第２の所要周波数帯のいずれを受信するかに応じてアンテナ・エレメント・ケーブルへの給電点を切り替えることによって、スリーブ・アンテナ構造又はモノポール・アンテナ構造に選択的に動作するようになっている。

具体的には、前記中継基板において前記同軸線の芯線を前記イヤホン・ケーブル側のグランド線に接続するとともに前記同軸線の外皮導体を非接続にしており、前記アンテナ切替回路は、前記同軸線の芯線又は外皮導体のいずれか一方に選択的に高周波信号を伝送させる。すなわち、第１の所要周波数帯で受信を行なう動作モードでは、前記同軸線の芯線に高周波信号を伝送させるように切り替えて、前記イヤホン・ケーブル及び前記同軸線の芯線を空中線として使用して、その線路長で共振するスリーブ・アンテナ構造とする。一方、第２の所要周波数帯で受信を行なう動作モード下では、前記同軸線の外皮導体に高周波信号を伝送させるように切り替えて、前記同軸線の外皮導体を空中線として使用して、その線路長で共振するモノポール・アンテナ構造とする。

前記第１の所要周波数帯はＵＨＦ帯であり、スリーブ・アンテナ構造のイヤホン・アンテナによって良好なアンテナ特性を得ることができる。また、前記第２の所要周波数帯はＶＨＦ帯であり、モノポール・アンテナ構造のイヤホン・アンテナによって良好なアンテナ特性を得ることができる。

ここで、前記中継基板は、音声信号の周波数帯では低インピーダンスで高周波信号の周波数帯では高インピーダンスとなる高周波チョークを音声信号線に装荷することによって、高周波成分を除去した良好な音声信号用の伝送路を形成することができる。フェライト・ビーズは、フェライトと金属の複合化合物であるフェライト材料のインピーダンス成分の周波数特性を利用して、放射雑音の発生源となる信号を低減させるＥＭＩ対策部品として広く知られている（フェライト材料は周波数が高くなればなるほどインピーダンス成分が大きくなる）。

また、前記アンテナ切替回路は、前記同軸線の芯線及び外皮導体の各信号線に音声信号の周波数帯では高インピーダンスで第１又は第２の所要周波数帯では低インピーダンスとなるコンデンサをそれぞれ装荷して前記チューナ側に接続するので、スリーブ・アンテナ構造及びモノポール・アンテナ構造のいずれでイヤホン・アンテナを使用する場合であっても良好な空中線となる。

また、前記アンテナ・エレメント・ケーブル内では、前記音声信号線は、前記同軸ケーブルの外側に配設してもよい。例えば、同軸ケーブルの外周に巻設するようにしてもよい。あるいは、記アンテナ・エレメント・ケーブル内では、前記音声信号線は、絶縁被覆された信号線として、前記芯線とともに前記絶縁体及び前記外皮導体で被覆された同軸ケーブルとして構成することもできる。

また、本発明の第２の側面は、
芯線を絶縁体で被覆しさらに外皮導体で被覆した同軸線と、前記同軸線の芯線を前記イヤホン・ケーブル側のグランド線に接続するとともに前記同軸線の外皮導体を非接続にした中継回路を介して音声信号線を含み、音声信号線とグランド線を含んだイヤホン・ケーブルを先端に接続してなるアンテナ・エレメント・ケーブルを着脱可能に装着する装着部と、
第１及び第２の所要周波数帯で受信動作を行なう各チューナと、
いずれのチューナで受信動作を行なうかに応じて前記装着部における給電位置を切り替えて、前記イヤホン・ケーブルと前記アンテナ・エレメント・ケーブルで構成されるアンテナの構成を変更するアンテナ切替回路と、
を具備することを特徴とする受信端末である。

本発明に係るアンテナ装置の具体的な製作方法として、イヤホン・アンテナの基端を多極プラグで構成して、アンテナ・ケーブル側の中継基板に配設される多極ジャックに対して着脱可能にするとともに、アンテナ・ケーブルの基端を多極プラグで構成する。そして、第１及び第２の所要周波数帯で受信動作を行なう各チューナを搭載した受信端末にアンテナ切替回路を内蔵して、アンテナ・ケーブルを受信端末に着脱可能に装着する。

このような場合、チューナ機器に内蔵されたアンテナ切替回路において、共振すべき所要周波数帯に応じて多極プラグへの給電位置を勝手に切り替えることで、スリーブ・アンテナ構造あるいはモノポール・アンテナ構造のいずれかを構成することができ、ユーザはアンテナ・エレメント・ケーブルとイヤホン・ケーブルを接続する以外は全く意識する必要はない。

また、スリーブ・アンテナのエレメントとなるイヤホン・ケーブル部分は一般的な構成なので、ユーザは、好きなイヤホン・ケーブルをアンテナ・エレメント・ケーブルに取り付けることができる。

また、アンテナ構成を切り替えるためのアンテナ切替回路をイヤホン・ケーブル上やアンテナ・エレメント・ケーブル上に配設せず、チューナ機器に内蔵することで、装置外観の見栄えがよくなる。

本発明によれば、イヤホンへ音声信号を伝送するケーブルを空中線として活用して、人体に装着して使用される携帯機器で地上デジタル放送を受信することができる優れたアンテナ装置を提供することができる。

また、本発明によれば、１本のイヤホン・アンテナとして構成され、ＶＨＦ帯とＵＨＦ帯の双方において良好なアンテナ特性を同時に満たすことができる、優れたアンテナ装置を提供することにある。

本発明に係るアンテナ装置によれば、１本のアンテナ・エレメントで２通りの所要周波数帯についてアンテナ特性を得ることができ、また整合回路などを必要としないので、携帯電話機などの移動端末に要求される省スペース化、薄型化、コスト削減に貢献することができる。

また、本発明に係るアンテナ装置のうち、アンテナ切替回路をチューナ機器に内蔵し、チューナ機器側で共振すべき所要周波数帯に応じて給電位置を勝手に切り替えることで、スリーブ・アンテナ構造あるいはモノポール・アンテナ構造のいずれかを構成することができる。ユーザは、チューナのチャネル切り替えの際に、アンテナ・エレメント・ケーブルとイヤホン・ケーブルを接続する以外は全く意識する必要はなく、好きなものを取り付けることができる。

本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳解する。

図１には、本発明を適用したアンテナ装置のアンテナ・エレメント部分の基本構成を模式的に示している。図示のアンテナ部分は、イヤホン・ケーブルと、アンテナ・エレメント・ケーブルの２部品で構成され、イヤホンは基端に３極プラグを備えており、アンテナ・エレメント・ケーブルの先端には、この３極プラグを受容する３極ジャックを含んだ中継基板が配設されている。また、アンテナ・エレメント・ケーブルの基端は４極プラグで構成され、チューナを搭載した受信端末（後述）の４極ジャックに差し込むことができる。

図２には、図１に示したアンテナ装置及びその周辺の回路構成の一例を示している。

イヤホン・ケーブルは、左右のイヤホンに音声信号を供給する２本の絶縁被覆された音声信号線と、グランド線という３本の並走する信号線を束ねて構成される。イヤホン・ケーブルの基端では、グランド線並びに右左の音声信号線が３極プラグのピン＃１、＃２、＃３にそれぞれ割り当てられている。

アンテナ・エレメント・ケーブル１０は、芯線１１を内側絶縁体１２で被覆し、さらに外皮導体１３で被覆した同軸ケーブルと、左右の音声信号用となる２本の音声信号線１４〜１５を含む複数の信号線と、これら同軸ケーブル及び複数の信号線の外側を被覆する外皮絶縁材１７で構成される。音声信号線を含む複数の信号線１４〜１６は、絶縁電線で構成され、例えば同軸ケーブル回りに巻設されている。また、未使用となる信号線１６は両端で非接続（ＮＣ）にされる。例えば、特開２００５−１２２９３７号公報に開示されているシールド・ケーブルをアンテナ・エレメント・ケーブル１０本体として使用することができる。

アンテナ・エレメント・ケーブル１０の先端には、イヤホン・ケーブルの３極プラグを受容するための３極ジャックを含んだ中継基板２０が配設されている。この中継基板２０は、３極プラグのピン＃１〜＃２に接続される左右の音声信号線上に、音声信号の周波数領域では低インピーダンスで高周波信号の周波数領域では高インピーダンスとなる高周波チョーク２１Ｌ及び２１Ｒを装荷している。高周波チョークは、例えば、フェライト・ビーズ（ＦＢ）で構成することができる。フェライト・ビーズは、フェライトと金属の複合化合物であるフェライト材料のインピーダンス成分の周波数特性を利用して、放射雑音の発生源となる信号を低減させるＥＭＩ（電磁波障害）対策部品として広く知られている。フェライト材料は周波数が高くなればなるほどインピーダンス成分が大きくなる。また、中継基板２０では、同軸ケーブルの芯線１１を３極プラグのピン＃３を介してイヤホン・ケーブル側に接続するとともに、同軸ケーブルの外皮導体１３を中継基板２０では非接続（ＮＣ）とする。

同軸ケーブルは、減衰の少ない７５Ω又は５０Ωの特性インピーダンスを有すること、低周波信号と高周波信号が干渉しない構造であること、所定の屈曲特性の基準を満たすことなどから、イヤホン・ケーブルを兼用するアンテナ・エレメント・ケーブルに適していると本発明者らは考えている。

同軸ケーブルの芯線１１に高周波信号を伝送させるように給電位置を設定した場合、イヤホン・ケーブル内のグランド信号線及び同軸ケーブルの芯線１１を合せて空中線として使用して、その線路長で共振するスリーブ・アンテナ構造として動作し、ＵＨＦ帯（４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚ）を受信することができる。

一方、同軸ケーブルの外皮導体１３に高周波信号を伝送させるように給電位置を切り替えた場合、同軸ケーブルの外皮導体１３を空中線として使用して、その線路長で共振するモノポール・アンテナ構造として動作し、ＶＨＦ帯若しくはＦＭラジオ帯（７０ＭＨｚ〜９０ＭＨｚ）を受信することができる。この場合、音声信号が伝送される２０ｋＨｚ程度の低周波数帯域ではシールド効果を発揮して同軸ケーブルの芯線１１がイヤホン・ケーブルに対する良好なグランドとして動作する一方、外皮導体１３は受信した放送波を伝送する７０ＭＨｚ以上のＶＨＦ帯域ではアンテナとして動作することができる。モノポール・アンテナは、ダイポール・アンテナに比べ半分の長さ（すなわちλ／４）と、比較的小型に構成することができる。

アンテナ・エレメント・ケーブル１０の基端には、受信端末すなわちチューナ側に差し込むための４極プラグ３０が配設されている。４極プラグ３０のピン＃４、＃３、＃２は、左右の音声信号線並びにグランド線としての同軸ケーブルの芯線１１がそれぞれ割り当てられている。そして、イヤホン・ケーブルの３極プラグに対し余剰となるピン＃２には、同軸ケーブルの外皮導体１３が割り当てられている。スリーブ・アンテナとして動作するときには同軸ケーブルの芯線１１及びイヤホン・ケーブルのグランド線がアンテナ・エレメントとなり、モノポール・アンテナとして動作するときには同軸ケーブルの外皮導体１３がアンテナ・エレメントとなる。

図３には、図２に示したアンテナ・エレメントを装着可能な受信端末のチューナ周辺回路の構成例を示している。

チューナを搭載した受信端末側は、アンテナ・エレメント・ケーブル１０をその基端の４極プラグ３０を受容するための４極ジャック５０を備えている。この４極ジャック５０は、イヤホン・ケーブルが差し込まれた際に、その３極プラグのピン＃１〜＃３が持つグランド線及び右左の音声信号及びグランド線を接続するためのピン＃４、＃３、＃１を割り当てるとともに、残りのピン＃２はアンテナ・エレメント・ケーブル１０が差し込まれた際のアンテナ素子に割り当てられている。

また、チューナ側では、左右の音声信号線及びグランド線の伝送路上に、音声信号の周波数領域では低インピーダンスで高周波信号の周波数領域では高インピーダンスとなる高周波チョーク（フェライト・ビーズ：ＦＢ）をそれぞれ装荷している。また、芯線１１及び外皮導体１３から受け取ったアンテナ受信信号の伝送路上に、音声信号の周波数領域では高インピーダンスで高周波信号の周波数領域では低インピーダンスとなるコンデンサＣをそれぞれ装荷している。そして、４極ジャック５０において、４極プラグ３０のピン＃１又はピン＃４のいずれをアンテナ・エレメントの給電点にするかによって、図２に示したアンテナ・エレメントをスリーブ・アンテナ構造又はモノポール・アンテナ構造に切り替えることができる。

受信端末は、ＵＨＦ帯を使用する地上デジタル放送波を受信処理するデジタル・チューナ６０と、ＶＨＦ帯を使用するＦＭラジオ放送波を受信処理するＦＭチューナ７０と、４極ジャック５０においてアンテナ・エレメント・ケーブル１０に対する給電位置を切り替える高周波切替スイッチ８０と、高周波切替スイッチ８０の切替動作を制御する切替制御部６１及び７１を備えている。

受信端末側では、切替制御部６１及び７１がデジタル・チューナ６０又はＦＭチューナ７０の受信動作状態に応じて４極プラグ３０への給電位置を勝手に切り替えることで、スリーブ・アンテナ構造あるいはモノポール・アンテナ構造のいずれかを構成することができ、ユーザはアンテナ・エレメント・ケーブルとイヤホン・ケーブルを接続する以外は全く意識する必要はない。

デジタル・チューナ６０が受信動作を行なう場合、切替制御部６１は、４極プラグ３０のピン＃１をアンテナ給電点とするように高周波切替スイッチ８０を切替制御する。この場合、イヤホン・ケーブル内のグランド信号線及び同軸ケーブルの芯線１１を合せて空中線として使用して、その線路長で共振するスリーブ・アンテナ構造として動作し、デジタル・チューナ６０が同軸ケーブルの芯線１１からＵＨＦ帯の高周波信号を入力することができる。

一方、ＦＭチューナ７０が受信動作を行なう場合、切替制御部７１は、４極プラグ４０のピン＃２をアンテナ給電点とするように高周波切替スイッチ８０を切替制御する。この場合、同軸ケーブルの外皮導体１３を空中線として使用して、その線路長で共振するモノポール・アンテナ構造として動作し、ＦＭチューナ７０が同軸ケーブルの外皮導体１３からＦＭラジオ帯（７０ＭＨｚ〜９０ＭＨｚ）の高周波信号を入力することができる。

図４には、本実施形態に係るアンテナ装置がスリーブ・アンテナを構成した場合の動作を示している。この場合、イヤホン・ケーブルとアンテナ・エレメント・ケーブルで構成されるスリーブ・アンテナと、受信端末本体で形成される電界で受信動作が行なわれる。

また、図５には、本実施形態に係るアンテナ装置がモノポール・アンテナを構成した場合の動作を示している。この場合、アンテナ・エレメント・ケーブルで構成されるモノポール・アンテナと受信端末本体で形成される電界で受信動作が行なわれる。

図３に示したチューナ側の構成では、デジタル・チューナ６０とＦＭチューナ７０のいずれか一方のみが受信動作し、高周波切替スイッチ８０ではアンテナ給電位置を択一的に設定するようになっている。しかしながら、デジタル・チューナ６０とＦＭチューナ７０が同時並行して受信動作するようにしてもよい。図６には、この場合の受信端末のチューナ周辺回路の構成例を示している。

チューナ側では、左右の音声信号線及びグランド線の伝送路上に、音声信号の周波数領域では低インピーダンスで高周波信号の周波数領域では高インピーダンスとなる高周波チョーク（フェライト・ビーズ：ＦＢ）をそれぞれ装荷している。また、芯線１１及び外皮導体１３から受け取ったアンテナ受信信号の伝送路上に、音声信号の周波数領域では高インピーダンスで高周波信号の周波数領域では低インピーダンスとなるコンデンサＣをそれぞれ装荷している。

そして、各アンテナ受信信号線は、それぞれＵＨＦ帯及びＶＨＦ帯を通過させる通過帯域フィルタ６２及び７２を介してデジタル・チューナ６０及びＦＭチューナ７０に入力される。

また、図７には、アンテナ・エレメントについての他の構成例を示している。

イヤホン・ケーブルは、左右のイヤホンに音声信号を供給する２本の絶縁被覆された音声信号線と、グランド線という３本の並走する信号線を束ねて構成される。イヤホン・ケーブルの基端では、グランド線並びに右左の音声信号線が３極プラグのピン＃１、＃２、＃３にそれぞれ割り当てられている（同上）。

アンテナ・エレメント・ケーブル１０は、絶縁被覆された左右の音声信号用の信号線１４〜１５及び音声信号用のグランド線１８を撚り線構造とした中心軸線を、内側絶縁体１２で被覆し、さらに外皮導体１３で被覆した同軸ケーブルで構成される。同軸ケーブルは、イヤホン・ケーブルを兼用するアンテナ・エレメント・ケーブルに適していると本発明者らは考えている（同上）。

アンテナ・エレメント・ケーブル１０の先端には、イヤホン・ケーブルの３極プラグを受容するための３極ジャックを含んだ中継基板２０が配設されている。この中継基板２０は、３極プラグのピン＃１〜＃２に接続される左右の音声信号線１４〜１５上に、音声信号の周波数領域では低インピーダンスで高周波信号の周波数領域では高インピーダンスとなる、フェライト・ビーズなどで構成される高周波チョーク２１Ｌ及び２１Ｒを装荷している（同上）。また、中継基板２０では、イヤホン・ケーブル側の音声信号用グランド線を、３極プラグのピン＃３を介してグランド信号線１８に接続している。また、同軸ケーブルの外皮導体１３は、中継基板２０では非接続（ＮＣ）とする。

音声信号用のグランド線１８に高周波信号を伝送させるように給電位置を設定した場合、イヤホン・ケーブル及びアンテナ・エレメント・ケーブルのグランド線を合せて空中線として使用して、その線路長で共振するスリーブ・アンテナ構造として動作し、ＵＨＦ帯（４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚ）を受信することができる。

一方、同軸ケーブルの外皮導体１３に高周波信号を伝送させるように給電位置を切り替えた場合、同軸ケーブルの外皮導体１３を空中線として使用して、その線路長で共振するモノポール・アンテナ構造として動作し、ＶＨＦ帯若しくはＦＭラジオ帯（７０ＭＨｚ〜９０ＭＨｚ）を受信することができる。

アンテナ・エレメント・ケーブル１０の基端には、受信端末すなわちチューナ側に差し込むための３極プラグ３０が配設されている。３極プラグ３０のピン＃３、＃２には左右の音声信号線１７〜１８が割り当てられている。また、ピン＃１には外皮導体１３及びグランド線１９が割り当てられている。スリーブ・アンテナとして動作するときには同軸ケーブルのグランド線１９及びイヤホン・ケーブルのグランド線がアンテナ・エレメントとなり、モノポール・アンテナとして動作するときには同軸ケーブルの外皮導体１３がアンテナ・エレメントとなる。

図８には、図７に示したアンテナ・エレメントを装着可能な受信端末のチューナ周辺回路の構成例を示している。

チューナを搭載した受信端末側は、アンテナ・エレメント・ケーブル１０をその基端の３極プラグ３０を受容するための３極ジャックを備えている。左右の音声信号線の伝送路上に、音声信号の周波数領域では低インピーダンスで高周波信号の周波数領域では高インピーダンスとなる高周波チョーク（フェライト・ビーズ：ＦＢ）をそれぞれ装荷している。そして、左右いずれか一方の音声信号の伝送路（図示の例では左側）を分岐して、音声信号の周波数領域では高インピーダンスで高周波信号の周波数領域では低インピーダンスとなるコンデンサＣを装荷している。また、同軸ケーブル内のグランド線１８及び外皮導体１３から受け取ったアンテナ受信信号の伝送路上に、音声信号の周波数領域では高インピーダンスで高周波信号の周波数領域では低インピーダンスとなるコンデンサＣを装荷している。

受信端末は、ＵＨＦ帯を使用する地上デジタル放送波を受信処理するデジタル・チューナ６０と、ＶＨＦ帯を使用するＦＭラジオ放送波を受信処理するＦＭチューナ７０を備えている。デジタル・チューナ６０は、コンデンサＣを介して左側の音声信号からＵＨＦ帯の高周波信号を入力することができる。また、ＦＭチューナ７０は、コンデンサＣを介して同軸ケーブル内のグランド線１８及び外皮導体１３からＦＭラジオ帯の高周波信号を入力することができる。

以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。

本明細書では、地上デジタル放送とＦＭラジオ放送を多重チューニングする受信端末に適用される実施形態を中心に説明してきたが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、その他の所要周波数帯の組み合わせにおいても同様に本発明を適用することができる。

要するに、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、特許請求の範囲を参酌すべきである。

図１は、本発明を適用したアンテナ装置のアンテナ・エレメント部分の基本構成を模式的に示した図である。図２は、図１に示したアンテナ装置及びその周辺の回路構成の一例を示した図である。図３は、図２に示したアンテナ・エレメントを装着可能な受信端末のチューナ周辺回路の構成例を示した図である。図４は、図２に示したアンテナ装置がスリーブ・アンテナを構成した場合の動作を示した図である。図５は、図２に示したアンテナ装置がモノポール・アンテナを構成した場合の動作を示した図である。図６は、デジタル・チューナ６０とＦＭチューナ７０が同時並行して受信動作するように構成されたチューナ周辺回路の構成例を示した図である。図７は、アンテナ・エレメントについての他の構成例を示した図である。図８は、図７に示したアンテナ・エレメントを装着可能な受信端末のチューナ周辺回路の構成例を示した図である。

符号の説明

１０…アンテナ・エレメント・ケーブル
１１…芯線
１２…内側絶縁体
１３…外皮導体
１４…音声信号線Ｌ
１５…音声信号線Ｒ
１６…信号線
１７…外皮絶縁材
１８…グランド信号線
２０…中継基板
２１…高周波チョーク
３０…４極プラグ
５０…４極ジャック
６０…デジタル・チューナ
６１…切替制御部
６２…通過帯域フィルタ
７０…ＦＭチューナ
７１…切替制御部
７２…通過帯域フィルタ
８０…高周波切替スイッチ

Claims

第１の所要周波数帯及び第２の所要周波数帯においてそれぞれ放送波の受信動作を行なうアンテナ装置であって、
音声信号線とグランド線を含んだイヤホン・ケーブルと、
先端において中継回路を介して前記イヤホン・ケーブルを接続するとともに、基端においてアンテナ切替回路を介してチューナが搭載されている機器に接続され、芯線を絶縁体で被覆しさらに外皮導体で被覆した同軸線と、音声信号線を含むアンテナ・エレメント・ケーブルを備え、
前記中継回路は、前記同軸線の芯線を前記イヤホン・ケーブル側のグランド線に接続するとともに、前記同軸線の外皮導体を非接続にし、
前記アンテナ切替回路は、
第１の所要周波数帯で受信を行なう動作モードでは、前記同軸線の芯線に高周波信号を伝送させるように切り替えて、前記イヤホン・ケーブル及び前記同軸線の芯線を空中線として使用して、その線路長で共振するスリーブ・アンテナ構造とし、
第２の所要周波数帯で受信を行なう動作モード下では、前記同軸線の外皮導体に高周波信号を伝送させるように切り替えて、前記同軸線の外皮導体を空中線として使用して、その線路長で共振するモノポール・アンテナ構造とする、
ことを特徴とするアンテナ装置。
前記中継回路は、音声信号の周波数帯では低インピーダンスで高周波信号の周波数帯では高インピーダンスとなる高周波チョークを音声信号線に装荷する、
ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
前記アンテナ切替回路は、前記同軸線の芯線及び外皮導体の各信号線に音声信号の周波数帯では高インピーダンスで第１又は第２の所要周波数帯では低インピーダンスとなるコンデンサをそれぞれ装荷して前記チューナ側に接続する、
ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
前記アンテナ・エレメント・ケーブル内では、前記音声信号線は、前記同軸ケーブルの外側に配設されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
前記アンテナ・エレメント・ケーブル内では、前記音声信号線は、絶縁被覆された信号線として、前記芯線とともに前記絶縁体及び前記外皮導体に被覆されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
前記第１の所要周波数帯はＵＨＦ帯であり、前記第２の所要周波数帯はＶＨＦ帯である、
ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
前記イヤホン・アンテナの基端を多極プラグで構成して前記アンテナ・ケーブル側の中継回路に配設される多極ジャックに対して着脱可能にするとともに、前記アンテナ・ケーブルの基端を多極プラグで構成して前記アンテナ切替回路を内蔵したチューナ機器に対して着脱可能にする、
ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
芯線を絶縁体で被覆しさらに外皮導体で被覆した同軸線及び音声信号線を含むアンテナ・エレメント・ケーブルを着脱可能に装着する装着部と、
第１及び第２の所要周波数帯で受信動作を行なう各チューナと、
いずれのチューナで受信動作を行なうかに応じて前記装着部における給電位置を切り替えて、音声信号線とグランド線を含んだイヤホン・ケーブルと前記アンテナ・エレメント・ケーブルで構成されるアンテナの構成を変更するアンテナ切替回路と、
を具備し、
前記アンテナ・エレメント・ケーブルの先端には、音声信号線とグランド線を含んだイヤホン・ケーブルが中継回路を介して接続され、
前記アンテナ・エレメント・ケーブルの基端は前記アンテナ切替回路に接続され、
前記中継回路は、前記同軸線の芯線を前記イヤホン・ケーブル側のグランド線に接続するとともに、前記同軸線の外皮導体を非接続にする、
ことを特徴とする受信端末。
前記アンテナ切替回路は、
第１の所要周波数帯で受信を行なう動作モードでは、前記同軸線の芯線に高周波信号を伝送させるように切り替えて、前記イヤホン・ケーブル及び前記同軸線の芯線を空中線として使用して、その線路長で共振するスリーブ・アンテナ構造とし、
第２の所要周波数帯で受信を行なう動作モード下では、前記同軸線の外皮導体に高周波信号を伝送させるように切り替えて、前記同軸線の外皮導体を空中線として使用して、その線路長で共振するモノポール・アンテナ構造とする、
ことを特徴とする請求項８に記載の受信端末。
前記アンテナ切替回路は、前記同軸線の芯線及び外皮導体の各信号線に音声信号の周波数帯では高インピーダンスで第１又は第２の所要周波数帯では低インピーダンスとなるコンデンサをそれぞれ装荷して前記チューナ側に接続する、
ことを特徴とする請求項８に記載の受信端末。
前記第１の所要周波数帯はＵＨＦ帯であり、前記第２の所要周波数帯はＶＨＦ帯である、
ことを特徴とする請求項８に記載の受信端末。
芯線を絶縁体で被覆しさらに外皮導体で被覆した同軸線と、前記同軸線の芯線を前記イヤホン・ケーブル側のグランド線に接続するとともに前記同軸線の外皮導体を非接続にした中継回路を介して音声信号線を含み、音声信号線とグランド線を含んだイヤホン・ケーブルを先端に接続した、アンテナ・エレメント・ケーブルを着脱可能に装着する装着部と、
第１及び第２の所要周波数帯で受信動作を行なう第１及び第２のチューナと、
前記イヤホン・ケーブル及び前記同軸線の芯線を空中線として使用するスリーブ・アンテナと第１のチューナ間に装荷された、第１の所要周波数帯を通過させる第１の通過帯域フィルタと、
前記同軸線の外皮導体を空中線として使用するモノポール・アンテナと第２のチューナ間に装荷された、第２の所要周波数帯を通過させる第２の通過帯域フィルタと、
を具備することを特徴とする受信端末。
前記第１の所要周波数帯はＵＨＦ帯であり、前記第２の所要周波数帯はＶＨＦ帯である、
ことを特徴とする請求項１２に記載の受信端末。