JP5949200B2 - 折り畳みアンテナ装置 - Google Patents

Description

本開示は、複数の異なる周波数帯の電波の受信に共用できる折り畳みアンテナ装置に関する。

マルチメディア放送の周波数帯として、７００ＭＨｚ帯と９００ＭＨｚ帯が割り当てられ、携帯電話等の通信に使うことが検討されている。また、旧アナログテレビジョン放送に使われていたＶＨＳのハイバンド帯である２００ＭＨｚ帯をマルチメディア放送に使うことも既に実施されている。

従来、室内でＶＨＦとＵＨＦの両周波数帯を受信するためのアンテナとしては、いわゆる兎の耳をしたラビットアンテナ（rabbit ears antenna）や、折り返しダイポールアンテナの折り返し部分を円形にしたループアンテナとロッドアンテナを組み合わせたものが利用されている。ロッドアンテナはＶＨＦ帯を受信するためのアンテナとして利用され、ループアンテナはＵＨＦ帯を受信するためのアンテナとして利用される。

また、従来から使われているアンテナとして、ロッドアンテナとグランド（ＧＮＤ）で構成される移動体通信用の無指向性のアンテナがある。このような従来型アンテナでアンテナ性能を得ようとすると、ロッドアンテナとＧＮＤ部とを合わせて１／２波長の長さが必要である。特にＶＨＦ帯のハイバンドである２００ＭＨｚ帯における１／２波長は７０ｃｍ以上になり、持ち運びには不便であった。

なお、本開示の技術と関連する先行技術としては、アンテナの収納時と伸張時で異なる周波数帯の電波（例えば、８００ＭＨｚ帯と１．５ＧＨｚ帯）を受信できるようにした携帯電話機用のデュアルバンド用アンテナがある（特許文献１参照）。

特開２００３−２８３２２４号公報

特許文献１に記載のアンテナは、アンテナを収納したときに、給電部に電気的に接続される第１の金属部と、アンテナを伸長したときに給電部に電気的に接続される第２の金属部が設けられている。そしてアンテナ特性を調整するための棒状金属部が、第１の金属部と第２の金属部の間に設けられている。
しかし、特許文献１に記載の技術では、アンテナゲインはアンテナの長さに依存しているので、受信する電波の１／２波長が、筐体の長さとロッドアンテナの長さの和を超えるような低い周波数の電波（例えばＶＨＦのハイバンド帯）を受信することはできない。

また、携帯電話端末のような小型の端末でＶＨＦ帯の電波を受信するためには、アンテナゲインを高くしなければならない。更に、携帯用として持ち運びができるという利便性も要求される。発明者らは、従来から車載アンテナを含む小型のアンテナの設計及び製作に取り組んできたが、その応用として、今回コンパクトで薄型のアンテナを考案した。

本開示は、ＶＨＦのハイバンド帯（２００ＭＨｚ帯）を含む複数の異なる周波数帯の電波を受信可能とした折り畳みアンテナ装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本開示の折り畳みアンテナ装置は、ロッドアンテナからなる第１のアンテナが取り付けられる第１の筐体と、この第１のアンテナと電気長が略等しい同軸線によって形成される第２のアンテナが取り付けられ、第１の筐体を入れ子として収納可能にした凹部を有する第２の筐体と、第１の筐体と第２の筐体とを開閉可能に支持するヒンジ部と、を備える。
なお、第１のアンテナは、第１の筐体内に設けられる第１の基板に接続され、第１の筐体に収納される状態と、第１の筐体から伸長された状態の２つの状態を取り、第２のアンテナは、第２の筐体内に設けられる第１の基板に接続され、第２の筐体に収納される状態と、第２の筐体から伸長された状態の２つの状態を取る。
そして、第１のアンテナが第１の筐体に収納され、第２のアンテナが第２の筐体に収納された状態では、第１の周波数帯の電波を受信し、第１のアンテナが第１の筐体から引き出され、第２のアンテナが第２の筐体から引き出された状態にすると、第１の周波数帯よりも周波数の低い第２の周波数帯の電波を受信するようにしている。

本開示によれば、省スペースでアンテナゲイン特性の良いアンテナを実現できる。また、ＵＨＦ帯とＶＨＦのハイバンド帯（２００ＭＨｚ帯）を含む複数の異なる周波数帯の電波を受信することができる。

本開示の第１の実施形態例である折り畳みアンテナの概略構成を示す図である。 本開示の第１の実施形態例に用いられるアンテナと内部の回路構成を示す図である。 本開示の折り畳みアンテナに用いられるバランの例を示す図である。 本開示の第１の実施形態例に用いられる折り畳みアンテナを１８０°開いたときの外観図（Ａ）とその内部構造（Ｂ）を示す図である。 本開示の第１の実施形態例のアンテナと筐体内の基板との接続関係を示す図である。 本開示の第１の実施形態例である折り畳みアンテナの第１筐体と第２筐体を１８０°に開き、ロッドアンテナを伸長したときのＶＨＦ帯とＵＨＦ帯の周波数−ピークゲイン特性を示す図である。 本開示の第１の実施形態例である折り畳みアンテナの第１筐体と第２筐体を１８０°に開き、ロッドアンテナを収納したときのＶＨＦ帯とＵＨＦ帯の周波数−ピークゲイン特性を比較例として示す図である。 本開示の第１の実施形態例である折り畳みアンテナを第１筐体と第２筐体を略９０°Ｌ字に開き、ロッドアンテナを伸長したときのＶＨＦ帯とＵＨＦ帯の周波数−ピークゲイン特性を示す図である。 本開示の第１の実施形態例である折り畳みアンテナを第１筐体と第２筐体を略９０°Ｌ字に開き、ロッドアンテナを収納したときのＶＨＦ帯とＵＨＦ帯の周波数−ピークゲイン特性を示す図である。 図２の回路構成において、同軸ケーブル長を１５ｃｍとしてバランを入れたとき（Ａ）と、バランを入れないとき（Ｂ）のノイズフロア特性、及び同軸ケーブル長を７５ｃｍとしてバランを入れたとき（Ｃ）のノイズフロア特性を示す図である。 本開示の第２の実施形態例である折り畳みアンテナの概略構成を示す図である。 本開示の第２の実施形態例である折り畳みアンテナに用いられる１個のロッドアンテナと同軸ケーブルの接続関係を示す図である。 本開示の第２の実施形態例である折り畳みアンテナを第１筐体と第２筐体を１８０°に開き、ロッドアンテナを伸長したときのＶＨＦ帯とＵＨＦ帯の周波数−ピークゲイン特性を示す図である。 本開示の第２の実施形態例である折り畳みアンテナを第１筐体と第２筐体を９０°Ｌ字に開き、ロッドアンテナを伸長したときのＶＨＦ帯とＵＨＦ帯の周波数−ピークゲイン特性を示す図である。

以下、図面を参照して、本開示の実施形態に係る折り畳みアンテナについて、図１〜図１４を参照して説明する。説明の順序は以下のとおりである
＜１．第１の実施形態例の説明＞
［第１の実施形態例の折り畳みアンテナの構造］
［第１の実施形態例の折り畳みアンテナの周波数−ピークゲイン特性］
［第１の実施の形態例の折り畳みアンテナのノイズ特性］
＜２．第２の実施形態例の説明＞
［第２の実施形態例の折り畳みアンテナの構造］
［第２の実施形態例の折り畳みアンテナの周波数−ピークゲイン特性］

＜１．第１の実施形態例の説明＞
以下、図１、図２を参照して、本開示の折り畳みアンテナの第１の実施形態例（以下、「本例」ということもある）について説明する。

［折り畳みアンテナの構造］
図１は、本例の折り畳みアンテナの構造の概略を示している。図１に示すように、本例の折り畳みアンテナは、折り畳み可能とした第１の筐体１０と第２の筐体２０から構成される。すなわち、第１の筐体１０と第２の筐体２０はヒンジ部３０を中心に０°〜１８０°まで開閉できるようになっている。そして、第１の筐体１０と第２の筐体２０は、その角度が９０°と１８０°のときに不図示の係止部材によって係止されるようになっている。また、第２の筐体２０には、第１の筐体１０が入れ子として収納できるような凹部２４が形成されている。このように、二つの筐体１０、２０を入れ子構造にした折り畳みアンテナは、厚みを薄くすることができるので、携帯用のアンテナとして小型化することができる。

また、第１の筐体１０及び第２の筐体２０には、それぞれ基板１２、２２が収納されており、この基板１２、２２もアンテナの一部として機能するようになっている。この基板１２と基板２２は、それぞれが収納される筐体１０、２０の大きさに対応するサイズに形成されており、この基板１２、２２のサイズも含めて、全体のアンテナ特性が定まる。ただし、第１の筐体１０と第２の筐体２０とを入れ子構造にしたため、第１の筐体１０内に設けられる基板１２のサイズは、第２の筐体２０内に設けられる基板２２のサイズと比べて小さくなる。ここでは、基板１２を第１の基板とし、基板２２を第２の基板とする。

図１には図示されていないが、第１の筐体１０の端部には、ロッドアンテナ１１が収納されるスペースが設けられている。また、第２の筐体２０の端部にも、ロッドアンテナ２１が収納されるスペースが設けられている。このロッドアンテナ１１がダイポールアンテナの第１のアンテナエレメント（第１のアンテナ）を構成し、ロッドアンテナ２１が第２のアンテナエレメント（第２のアンテナ）を構成する。

ロッドアンテナ１１及びロッドアンテナ２１は、複数段の入れ子状に構成されており、伸縮可能になっている。そして、ロッドアンテナ１１及びロッドアンテナ２１の中の、入れ子状の初段（筐体側）には、そのロッドアンテナ１１、２１の方向を３６０°自在に回転できるように自在継手（ユニバーサルジョイント）１３と２３が設けられている。

本例の折り畳みアンテナを構成する各部のサイズは、例えば、以下のようなサイズに設定することができる。第１の筐体１０を第２の筐体２０の凹部２４に収納した筐体のサイズは、例えば、縦６０ｍｍ、横９９．５ｍｍ、高さ１４．５ｍｍである。また、ロッドアンテナ１１及び２１は、伸長された状態で、それぞれの筺体端からアンテナ先端までの長さが１４０ｍｍである。また、図１に示すように、第２の筐体２０には、φ２．５ｍｍの高周波コネクタ２８が設けられている。このコネクタは主にオーディオ用途に使われるコネクタである。

ここで、第１の筐体１０と第２の筐体２０を１８０°に開き、１４０ｍｍのロッドアンテナ１１と２１を伸長すると、アンテナの全長（物理長）が約４８０ｍｍになる。この値は、２００ＭＨｚの１／２波長に相当する７５０ｍｍよりもかなり短い。４８０ｍｍの長さで何故ＶＨＦ帯のハイバンド（２００ＭＨｚ）が受信できるかの詳細な理由については後述するが、これを実現することができたのは、ロッドアンテナと同軸ケーブルの間にローディングコイル（図２参照）を挿入したことによる。

図２は、本例の折り畳みアンテナに用いられる第１の筐体１０と第２の筐体２０の内部回路図である。この回路自体は、通常のアンテナの回路図とほぼ同じものであり、本例の折り畳みアンテナに特有のものではない。
上述したように、本例の折り畳みアンテナは、ロッドアンテナ１１とロッドアンテナ２１によってダイポールアンテナを構成している。ロッドアンテナ１１、２１にはそれぞれローディングコイル１５、２５が接続されている。ローディングコイル１５は、入れ子となる第１の筐体１０内に設けられるもので、そのインダクタンスは１３０ｎＨである。ローディングコイル２５は、第２の筐体２０内に設けられるものであり、ローディングコイル１５よりやや小さい１２０ｎＨのインダクタンスとされている。

このローディングコイル１５、２５は、延長コイルとも言われ、ダイポールアンテナの各アンテナエレメントの途中に挿入されており、アンテナの物理的長さを短縮する機能を持っている。短縮のためのコイルなのに何故延長コイルというかは、短縮された物理的な長さを電気的に延長する機能を有するからである。この電気的に延長した長さは電気長と呼ばれている。

ローディングコイル１５のインダクタンスを１３０ｎＨとし、ローディングコイル２５のインダクタンスを１２０ｎＨとしてその値を変えているのは、第１の筐体１０内に配置される第１の基板１２と第２の筐体２０内に配置される第２の基板２２のサイズが異なるからである。基板１２、２２のサイズとそれに接続されるローディングコイル１５、２５を含め、物理的な長さを電気長に変換した場合に、ダイポールアンテナを構成する各エレメントの電気長が、受信する電波の略１／４波長になるように、ローディングコイル１５、２５の値が定められる。

また、図２に示すように、ロッドアンテナ１１、２１にはバラン２６が接続され、バラン２６は直流カット用コンデンサ２７を介して、不図示の同軸線に接続される端子２８に接続されている。バラン２６は平衡側のアンテナと、端子２８に接続される不平衡側の同軸線を接続するための平衡−不平衡変換器であり、ソータバランまたはフロートバランとも言われる。バラン２６を省略すると、同軸線を構成する一方の導体がアンテナとして動作することがあるため、指向性が乱れたり、利得が低下したりする場合がある。

このように、バラン２６は、同軸線を介してアンテナに繋がるセット端末からのノイズを抑制する機能を持っている。つまり、バラン２６を接続することによって、セット筺体からの不平衡(コモンモード)ノイズがアンテナに誘起されるのを抑制することができる。これは不平衡側の同軸線及び基板１２，２２からの信号が、不平衡−平衡変換されてアンテナ側に伝わるからである。

このようにバラン２６を使用すると、同軸線側の不平衡がアンテナ側の平衡に効率よく変換することができる。例えば、ダイポールアンテナを直接同軸線に接続する場合には、アンテナ給電側で同軸線のグランド側と芯線側に、平衡信号が誘起される。そして、この誘起された平衡信号が同軸線を伝搬していき、機器を接続する同軸線の部分（機器接続点）において不平衡信号になる。この機器接続点が同軸線の真のＧＮＤ点となり、この真のＧＮＤ点からアンテナ給電点に向かって被覆部のＧＮＤに誘起される信号振幅が大きくなっていく。つまり、同軸線の機器接続点からアンテナ給電点に向かって対ＧＮＤに対するインピーダンスが上がって行く。
（角田コメント：ここのところはバランが必ずしも必須の構成にはならないことを説明したものです。自信のないところなので、チェック及び修正をお願いします。）

このように同軸線自体も、平衡−不平衡変換機能を持っているため、図２のバラン２６は、本例の折り畳みアンテナを構成する上で必ずしも必須の構成ではない。しかし、図２に示すようにバラン２６を挿入した方がアンテナの特性が良くなることは明らかであり、本例では、平衡−不平衡変換器としての機能を持った巻線数１対１のバラン２６（ソータバラン）を用いている。なお、バランの一例を図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すが、バランには様々な構造を持つものが知られており、これらのバランの中から、用途に応じて最適なバランが選択される。例えば、図３（Ａ）のソータバランは、コモンモードノイズの除去を主眼とする場合に用いられるが、接続する回路のインピーダンスの大きさに応じてインピーダンス変換を行う必要がある場合には、図３（Ｂ）（Ｃ）に示すバランが主として用いられる。

図４は、本例の折り畳みアンテナの第１の筐体１０と第２の筐体２０を１８０°開いた状態の外観（Ａ）と、各筐体の内部構造（Ｂ）を示す図である。第１の筐体１０内には、ロッドアンテナ１１、基板１２、及びローディングコイル１５が配置され、これらが電気的に接続されている。また、第２の筐体２０内にも、基板２２が配置され、ロッドアンテナ２１とローディングコイル２５（図２参照）が接続されている。また、ローディングコイル２５はバラン２６に接続されている。バラン２６は第２の筐体２０内の基板２２に接続されている。

図４では、ロッドアンテナ１１、２１を筐体１０、２０に収納した状態を示しているが、これを伸張させると、ロッドアンテナ１１の先端からロッドアンテナ２１の先端までの物理的な長さは約４８０ｍｍになる。一方、図４に示すようにロッドアンテナ１１、２１を収納した状態では、第１の筐体１０の先端から第２の筐体２０の先端までの長さは、約２００ｍｍである。

この第１の筐体１０と第２の筐体２０内の基板１２、２２とロッドアンテナ１１、２１の間に、延長コイルとして機能するローディングコイル１５、２５を挿入すると電気長が延びる。そして、図６に後述するように、ロッドアンテナ１１、２１を収納した状態でＵＨＦ帯を受信し、ロッドアンテナ１１、２１を伸長した状態でＶＨＦ帯のハイバンド（２００ＭＨｚ帯）を受信することができる。

図５（Ａ）〜（Ｃ）は、本例の折り畳みアンテナにおいて、図４に示すように第１の筐体１０と第２の筐体２０を１８０°開いたときの、基板１２と基板２２の接続、及びバラン２６、コンデンサ２７、高周波コネクタ２８の電気的な接続関係を示した図である。図５（Ｃ）は、図５（Ｂ）の黒○印の部分を拡大して示した図である。
図５（Ａ）〜（Ｃ）では基板１２、２２の一方の面（これを「表面」と呼ぶ）を１２ａ、２２ａで示し、基板１２、２２の他方の面（これを「裏面」と呼ぶ）を１２ｂ、２２ｂで示している。基板１１、２２の表面１２ａ、２２ａと裏面１２ｂ、２２ｂは電気的に接続されている。

図５（Ａ）（Ｂ）に示すように、第１の筐体１０内に配置される基板１２と、第２の筐体２０内に配置される基板２２は、ヒンジ部３０を介して導線によって接続されている。また、図５（Ｃ）に示すように、第２の基板２２は、バラン２６とコンデンサ２７を介して、Φ２．５ｍｍ高周波コネクタ２８に接続されている。このように接続することで、後述するように、第１の筐体１０と第２の筐体２０とは、それぞれの内部に配置される基板１２、２２とロッドアンテナ１１、２１を合わせた状態でアンテナとしての機能を持つことになる。

＜本例の折り畳みアンテナの周波数−ピークゲイン特性＞
［筐体を１８０°開いたときの周波数−ピークゲイン特性］
図６（Ａ）、（Ｂ）及び表１、表２は、本例の折り畳みアンテナの第１の筐体１０と第２の筐体２０を１８０°開いた状態で、かつロッドアンテナ１１と２１を伸長したときのアンテナの周波数−ピークゲイン特性を示したものである。表１と図６（Ａ）は、ＶＨＦ帯の周波数−ピークゲイン特性を示し、表２と図６（Ｂ）は、ＵＨＦ帯の周波数−ピークゲイン特性を示す。なお、図６（Ａ）、（Ｂ）で、実線は水平偏波Ｈを示し、破線は垂直偏波Ｖを示している。

図６（Ａ）及び表１から分かるように、ＶＨＦ帯のハイバンドである１７０〜２２０ＭＨｚ近辺では、主たる偏波である水平偏波Ｈで−１０ｄＢｄ以上のゲインが得られている。ここで単位（ｄＢｄ）は、完全半波長のダイポールアンテナと比較したときのデシベル値である。
また、図６（Ｂ）及び表２から、４７０〜９００ＭＨｚのＵＨＦ帯の全帯域に亘って、水平偏波Ｈで−１０ｄＢｄ以上のゲインが確保されていることが分かる。そして、垂直偏波Ｖでも６７０〜７７０ＭＨｚ近辺で、高いゲインが得られることが分かる。

図７（Ａ）、（Ｂ）及び表３、表４は、本例の折り畳みアンテナの第１の筐体１０と第２の筐体２０を１８０°開いた状態に置き、ロッドアンテナ１１と２１をそれぞれの筐体１０、２０内に収納したときのアンテナの周波数−ピークゲイン特性を比較例として示したものである。
図７（Ａ）及び表３はＶＨＦ帯、図７（Ｂ）及び表４はＵＨＦ帯の周波数−ピークゲイン特性である。

図７（Ａ）及び表３から分かるように、ロッドアンテナ１１、２１をそれぞれの筐体１０、２０内に収納すると、ＶＨＦ帯では水平偏波Ｈ、垂直偏波Ｖとも−１０ｄＢｄ以上のゲインは得られない。一方、図７（Ｂ）及び表４から、ロッドアンテナ１１、２１を各筐体１０、２０内に収納しても、ＵＨＦ帯では水平偏波Ｈの全帯域幅で−１０ｄＢｄ以上のゲインが得られていることが分かる。また、垂直偏波Ｖでも６７０ＭＨｚ〜７２０ＭＨｚでは、−１０ｄＢｄ以上のゲインが得られている。

このことから、本例の折り畳みアンテナでは、ロッドアンテナ１１、２１をそれぞれの筐体１０、２０から引き出すと、ＵＨＦ帯とＶＨＦ帯の両方が受信可能となることが分かる。しかし、ロッドアンテナ１１、２１をそれぞれの筐体１０、２０に収納すると、ＵＨＦ帯の電波は受信できるが、ＶＨＦ帯の電波の受信はできなくなることもわかった。

［９０°Ｌ字に開いたときの周波数―ピークゲイン特性］
図８（Ａ）、（Ｂ）及び表５、表６は、本例の折り畳みアンテナの第１の筐体１０と第２の筐体２０を９０°Ｌ字に開放した状態で、かつロッドアンテナ１１と２１を伸長したときのアンテナの周波数−ピークゲイン特性を示したものである。図８（Ａ）と表５は、ＶＨＦ帯の周波数−ピークゲイン特性、図８（Ｂ）と表６は、ＵＨＦ帯の周波数−ピークゲイン特性を示す。

図８（Ａ）（Ｂ）及び表５、表６から、第１の筐体１０と第２の筐体２０の角度を略９０°Ｌ字に配置すると、ＶＨＦ帯、ＵＨＦ帯とも水平偏波Ｈと垂直偏波Ｖの周波数特性が極めて類似することが分かる。図８（Ａ）及び表５から分かることは、ＶＨＦ帯のハイバンドである特に２００〜２２０ＭＨｚ付近で、水平偏波Ｈ、垂直偏波Ｖとも−１０ｄＢｄ以上のゲインが確保できていることである。また、図８（Ｂ）及び表６から、４７０〜９００ＭＨｚのＵＨＦ帯の全帯域に亘って、水平偏波Ｈ及び垂直偏波Ｖとも略−１０ｄＢｄ以上のゲインが確保されていることが分かる。

図９（Ａ）、（Ｂ）及び表７、表８は、本例の折り畳みアンテナの第１の筐体１０と第２の筐体２０を９０°Ｌ字に開いた状態で、かつロッドアンテナ１１と２１を筐体内に収納したときのアンテナの周波数−ピークゲイン特性を示したものである。図９（Ａ）と表７は、ＶＨＦ帯の周波数−ピークゲイン特性、図９（Ｂ）と表８は、ＵＨＦ帯の周波数−ピークゲイン特性を示す。

図９（Ａ）（Ｂ）をみると分かるように、この場合も水平偏波Ｈと垂直偏波Ｖの周波数−ピークゲイン特性は類似する傾向になる。そして、図９（Ａ）及び表７から分かるように、ロッドアンテナ１１、２１をそれぞれの筐体１０、２０内に収納すると、ＶＨＦ帯では−１０ｄＢｄ以上のゲインは得られない。一方、図９（Ｂ）及び表８から、ロッドアンテナ１１、２１を各筐体１０、２０内に収納しても、ＵＨＦ帯では水平偏波Ｈと垂直偏波Ｖともその全帯域に亘って略−１０ｄＢｄ以上のゲインが得られている。

この図９からも、ロッドアンテナ１１、２１を伸長すると、ＵＨＦ帯とＶＨＦ帯の両方が受信可能となり、ロッドアンテナ１１、２１をそれぞれの筐体１０、２０に収納すると、ＵＨＦ帯は受信可能であるが、ＶＨＦ帯の電波の受信はできなくなることが分かる。

＜第１の実施の形態例の折り畳みアンテナのノイズ特性＞
図１０（Ａ）〜（Ｃ）は、無信号状態における、アンテナ出力でのノイズフロア特性を示す図である。縦軸は雑音レベル（ｄＢｍ）を示し、横軸は周波数を示している。ここで、ノイズフロアとは、信号が入力されていないときの、雑音のレベルのことである。縦軸の単位ｄＢｍは１ｍＷの出力に対する０ｄＢｍ＝１ｍＷである。したがって、−１２０ｄＢｍは、雑音レベルが１ｍＷの１／１２０になっていることを意味する。

図１０（Ａ）は、バラン２６を挿入しないときの雑音レベルを示し、図１０（Ｂ）はバランを挿入したときの雑音レベルを示す。いずれも同軸線の長さは１５０ｍｍとしている。

図１０（Ｃ）は同軸線の長さを７５０ｍｍとし、かつバラン２６を挿入して測定した雑音レベルである。図１０（Ｂ）（Ｃ）に示すように、バラン２６を挿入することによって、ノイズフロアが下がっていることがわかる。このように、バラン２６を挿入してノイズフロアを下げると、信号のダイナミックレンジを大きくとることができ、信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）が向上するので、結果的にアンプのゲインを上げたことと等価になる。

バラン２６を挿入しない図１０（Ａ）では、破線で示した雑音レベルが−１２２〜−１２３ｄＢｍとなっている。これに対して、バランを挿入した図１０（Ｂ）と図（Ｃ）では、実線の雑音レベルが−１２６〜−１２７ｄＢｍとなっている。このことから、図１０（Ｂ）（Ｃ）では、図１０（Ａ）のバランを挿入しない場合に比べて、３〜４ｄＢｍだけノイズ特性が改善されていることが分かる。

なお、図１０（Ｃ）に示すように、ケーブル長が７５０ｍｍと長くなっても、ノイズフロア特性は殆ど劣化しないので、バランを挿入した効果を充分に確認することができる。このように、アンテナゲインを稼ぐだけでなく、ノイズを抑制することは、より良い受信感度を得るためにも極めて重要である。

＜２．第２の実施形態例の説明＞
次に、図１１〜図１２を参照して、本開示の折り畳みアンテナの第２の実施形態例について説明する。
図１１に示す第２の実施形態例が、図１に示す第１の実施形態例と異なる点は、第２の筐体２０に収納するロッドアンテナ２１の代わりに、それと同等の長さを持つ同軸線３１を用いるようにした点である。図１と同じ構成部分は同一符号を付している。
したがって、第２の実施形態例では、ロッドアンテナ１１は１本になる。一般的にロッドアンテナは値段が高価なので、第２の実施形態例の折り畳みアンテナでは、第１の実施形態例の折り畳みアンテナに比べて、コスト削減が可能になる。

［第２の実施形態例の折り畳みアンテナの構造］
図１１に示すように、第２の実施形態例では、図１に示した第２の筐体２０の端部に設けられたロッドアンテナ２１の代わりに、同軸線３１とフェライトコア３２が設けられている。つまり、第２の実施形態例では、第２の筺体２０の端部からフェライトコア３２までの外皮３１ｂが図１のロッドアンテナ２１の代わりの役割を果たしている。この第２の実施形態例では、第２の筐体２０の筺体端とフェライトコア３２までの長さを略１４０ｍｍとした。この長さは、図１のロッドアンテナ２１を引き延ばしたときの筐体端からの長さと同じである。同軸線の他端は同軸コネクタ３３に接続されている。他の構成は図１に示した第１の実施形態例のアンテナ構造と同じなので、ここでは説明を省略する。

ここで、フェライトコア３２と１４０ｍｍの同軸線３１が、図１のロッドアンテナ２１と同様な機能を持つ理由は、次のように考えることができる。すなわち、フェライトコア３２は、高周波インピーダンスが高いので、フェライトコア３２までの同軸線３１は、フェライトコア３２より先の同軸線とは高周波的に遮断されていると考えられる。このため、第２の筐体２０の端部からフェライトコア３２までの同軸線３１の外皮３１ｂにあたる金属導体がダイポールアンテナを構成する一方のアンテナエレメントに相当する機能を持ち、実質的にロッドアンテナ２１の代わりになる。なお、同軸線３１の芯線３１ａは、信号を伝送する線路として利用されることは言うまでもない。

図１２は、図１１の第２の実施形態例の内部回路を簡略化して示したものである。ロッドアンテナ１１には、ローディングコイル３５が接続され、このローディングコイル３５の他端が直流分阻止用のコンデンサ３６を介して同軸線３１の芯線３１ａに接続されている。図１２では、バラン２６（図２参照）を設けていないが、図１２においてもバランを設けてよいことは言うまでもない。ここで、図１２では、ロッドアンテナ１１に接続されるローディングコイル３５のインダクタンスを１６０ｎＨとした。このインダクタンス値は、一方のアンテナエレメントを構成するロッドアンテナ１１の電気長と、他方のアンテナエレメントを構成する同軸線３１（筐体端からフェライトコア３２まで）の電気長を略等しくするために、設計上設定した値である。

[折り畳みアンテナの周波数−ピークゲイン特性]
図１３、図１４及び表９〜１２は、第２の実施形態例のアンテナ特性を示したものである。以下に説明するように、ＶＨＦ帯、ＵＨＦ帯ともに実用で十分に使用可能な特性となっていることが分かる。

図１３（Ａ）及び表９は、図１１に示すような同軸線３１を使用し、２つの筐体を１８０°開いたときのＶＨＦ帯における周波数−ピークゲイン特性を示すものである。ここで同軸線（同軸ケーブル）は４芯同軸で実験したが、これに限定される訳ではなく、通常の１芯同軸でも得られる周波数−ピークゲイン特性は変わらない。

図１３（Ｂ）及び表１０は、同じく同軸線３１を使用し、２つの筐体を１８０°開いたときのＵＨＦ帯における周波数−ピークゲイン特性を示す。

図１３（Ａ）及び表９から分かるように、ＶＨＦ帯のハイバンドである１８０〜２２０ＭＨｚ近辺では、主たる偏波である水平偏波Ｈで−１０ｄＢｄ以上のゲインが得られている。
また、図１３（Ｂ）及び表１０から、４７０〜９００ＭＨｚのＵＨＦ帯の全帯域に亘って、水平偏波Ｈで略−１０ｄＢｄ以上のゲインが確保されていることが分かる。このことから、第１の実施形態例で用いた第２筐体２０のロッドアンテナ２１の代わりに同軸線３１にした場合でも、多少のゲインの劣化が認められるものの、十分に実用に耐えられることが分かった。

図１４（Ａ）及び表１１は、同じく同軸線３１を使用し、２つの筐体を９０°Ｌ字に開いき、ロッドアンテナ１１を伸長したときのＶＨＦ帯における周波数−ピークゲイン特性を示すものである。
また、図１４（Ｂ）及び表１２は、ＵＨＦ帯の周波数−ピークゲイン特性である。フェライトコア３２の位置、及びローディングコイル３５のインダクタの値は図１３の場合と同じ１６０ｎＨである。

図１４（Ａ）及び表１１から分かることは、ＶＨＦ帯のハイバンドである特に２００〜２２０ＭＨｚ付近で、水平偏波Ｈ、垂直偏波Ｖとも−１０ｄＢｄ以上のゲインが確保できていることである。しかし、同軸線３１をアンテナとして利用して受信した水平偏波Ｈよりも、ロッドアンテナ３４をアンテナとして受信した垂直偏波Ｖの方が幾分周波数−ピークゲイン特性が良好であることが確認された。

また、図１４（Ｂ）及び表１２から、４７０〜９００ＭＨｚのＵＨＦ帯のうち、７００ＭＨｚ程度の帯域までは、水平偏波Ｈ及び垂直偏波Ｖとも略−１０ｄＢｄ以上のゲインが確保されていることが分かる。しかし、７００ＭＨｚ以上の帯域になると、ピークゲイン特性が−１０ｄＢｄ以下になることが分かった。

なお、図１４（Ａ）及び表１１から、第１の筐体１０と第２の筐体の角度を略９０°Ｌ字に開くと、ＶＨＦ帯では水平偏波Ｈと垂直偏波Ｖの周波数−ピークゲイン特性が似た特性となることが分かる。しかし、図１４（Ａ）及び表１２から、ＵＨＦ帯では水平偏波Ｈと垂直偏波Ｖの周波数−ピークゲイン特性が異なってくることが判明した。この違いは、垂直偏波Ｖを受信するロッドアンテナ３４には、ローディングコイル３５が接続されているのに対し、同軸線３１にはローディングコイルが接続されていないことに、起因しているものと考えられる。しかし、水平偏波Ｈの周波数−ピークゲイン特性も４７０〜７００ＭＨｚまでは、−１０ｄＢｄのゲインを維持しており、十分に実用に耐えられるものとなっている。

なお、本開示の第１及び第２の実施形態例では、第１の筐体１０と第２の筐体２０を入れ子構造として説明しているが、必ずしも入れ子構造にする必要はない。
また、本開示の第１及び第２の実施形態例では、直流カット用のコンデンサを設けているが、同軸の信号線に直流電圧がかからない場合には、このコンデンサは不要である。
更に、インピーダンスマッチングを最適にするために、ロッドアンテナ等のアンテナエレメントの直近にマッチング素子を挿入してもよい。

また、本開示の第１及び第２の実施形態例では、ＶＨＦとＵＨＦの両方でアンテナ特性を確保するため、ローディングコイルを設けているが、このローディングコイルは必ず必要であると言うことではない。
本開示の第１及び第２の実施形態例では、ロッドアンテナは収縮され、筐体内に収納可能としたが、ロッドアンテナを伸縮させて、筐体内に収納可能とする必要はない。
また、本開示の第１及び第２の実施形態例では、ＶＨＦの２００ＭＨｚ帯とＵＨＦ帯の両方を受信可能とするアンテナとして説明したが、サイズを変更して他の周波数帯を受信する構成とすることもできる。

以上、本開示の実施形態例について説明したが、本開示は上述した実施形態例に限られることなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限り、種々の変形例と応用例を含むものである。

なお、本開示は以下のような構成も取ることができる。
（１）
第１のアンテナが取り付けられる第１の筐体と、
第２のアンテナが取り付けられる第２の筐体と、
前記第１の筐体と前記第２の筐体とを開閉可能に支持するヒンジ部と、
を備える折り畳みアンテナ装置。
（２）
前記第１のアンテナは、前記第１の筐体に収納される状態と、前記第１の筐体から伸長された状態の２つの状態を取る、（１）に記載の折り畳みアンテナ装置。
（３）
前記第２のアンテナは、前記第１の筐体に収納される状態と、前記第１の筐体から伸長された状態の２つの状態を取る、（２）に記載の折り畳みアンテナ装置。
（４）
前記第１のアンテナが前記第１の筐体に収納され、前記第２のアンテナが前記第２の筐体に収納された状態で、第１の周波数帯の電波を受信し、
前記第１のアンテナが前記第１の筐体から引き出され、前記第２のアンテナが前記第２の筐体から引き出された状態で、前記第１の周波数帯よりも周波数の低い第２の周波数帯の電波を受信する、（２）または（３）に記載の折り畳みアンテナ装置。
（５）
前記第１の周波数帯は、ＵＨＦ帯であり、前記第２の周波数帯はＶＨＦのハイバンド帯である、（４）に記載の折り畳みアンテナ装置。
（６）
前記第２の筐体は、前記第１の筐体を入れ子として収納可能にした凹部を備える、（１）〜（５）のいずれかに記載の折り畳みアンテナ装置。
（７）
前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナは、複数段の入れ子構造にしたロッドアンテナである、（１）〜（６）のいずれかに記載の折り畳みアンテナ装置。
（８）
前記第１のアンテナはロッドアンテナであり、前記第２のアンテナは電気第１のアンテナと電気長が略等しい同軸線によって形成される、（１）〜（７）のいずれかに記載の折り畳みアンテナ装置。
（９）
前記第１のアンテナは前記第１の筐体内に設けられる第１の基板に接続され、前記第２のアンテナは前記第２の筐体内に設けられる第２の基板に接続される、（１）〜（８）のいずれかに記載の折り畳みアンテナ装置。
（１０）
前記第１のアンテナと前記第２のアンテナのそれぞれは、ローディングコイルを介して、前記第１の基板または前記第２の基板に取り付けられる、（９）に記載の折り畳みアンテナ装置。
（１１）
前記第１のアンテナと前記第２のアンテナのそれぞれは、バランを経由して前記第１の基板または前記第２の基板に取り付けられる、（９）または（１０）に記載の折り畳みアンテナ装置。
（１２）
前記第１の基板または前記第２の基板は、前記第１の筐体または前記第２の筐体のサイズに対応するサイズに成形される、（９）〜（１１）のいずれかに記載の折り畳みアンテナ装置。

１０・・・第１の筐体、２０・・・第２の筐体、１１、２１、３４・・・ロッドアンテナ、１２，２２・・・基板、１３，２３・・・自在継手（ユニバーサルジョイント）、１５、２５、３５・・・ローディングコイル、２４・・・凹部、２６・・・バラン（平衡−不平衡変換器）、２７、３６・・・直流カット用コンデンサ、２８・・・２．５Φｍｍ高周波コネクタ、３０・・・ヒンジ部、３１・・・同軸線、３２・・・フェライトコア、３３・・・同軸コネクタ、２７、３６・・・直流カット用コンデンサ

Claims (6)

1. ロッドアンテナからなる第１のアンテナが取り付けられる第１の筐体と、
   前記第１のアンテナと電気長が略等しい同軸線によって形成される第２のアンテナが取り付けられ、前記第１の筐体を入れ子として収納可能にした凹部を有する第２の筐体と、
   前記第１の筐体と前記第２の筐体とを開閉可能に支持するヒンジ部と、
   を備え、
   前記第１のアンテナは、前記第１の筐体内に設けられる第１の基板に接続され、前記第１の筐体に収納される状態と、前記第１の筐体から伸長された状態の２つの状態を取り、
   前記第２のアンテナは、前記第２の筐体内に設けられる第２の基板に接続され、前記第２の筐体に収納される状態と、前記第２の筐体から伸長された状態の２つの状態を取り、
   前記第１のアンテナが前記第１の筐体に収納され、前記第２のアンテナが前記第２の筐体に収納された状態で、第１の周波数帯の電波を受信し、
   前記第１のアンテナが前記第１の筐体から引き出され、前記第２のアンテナが前記第２の筐体から引き出された状態で、前記第１の周波数帯よりも周波数の低い第２の周波数帯の電波を受信する、
   折り畳みアンテナ装置。
2. 前記第１の周波数帯は、ＵＨＦ帯であり、前記第２の周波数帯はＶＨＦ帯である、
   請求項１に記載の折り畳みアンテナ装置。
3. 前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナは、複数段の入れ子構造にしたロッドアンテナである、
   請求項１に記載の折り畳みアンテナ装置。
4. 前記第１のアンテナと前記第２のアンテナのそれぞれは、ローディングコイルを介して、前記第１の基板または前記第２の基板に取り付けられる、
   請求項１に記載の折り畳みアンテナ装置。
5. 前記第１のアンテナと前記第２のアンテナのそれぞれは、バランを経由して前記第１の基板または前記第２の基板に取り付けられる、
   請求項１に記載の折り畳みアンテナ装置。
6. 前記第１の基板または前記第２の基板は、前記第１の筐体または前記第２の筐体のサイズに対応するサイズに成形される、
   請求項１に記載の折り畳みアンテナ装置。