JPH0471368B2 - - Google Patents

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JPH0471368B2
JPH0471368B2 JP59208627A JP20862784A JPH0471368B2 JP H0471368 B2 JPH0471368 B2 JP H0471368B2 JP 59208627 A JP59208627 A JP 59208627A JP 20862784 A JP20862784 A JP 20862784A JP H0471368 B2 JPH0471368 B2 JP H0471368B2
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portable radio
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Katsuharu Kimura
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    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0421—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with a shorting wall or a shorting pin at one end of the element

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  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
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  • Details Of Aerials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、広帯域アンテナを内蔵した携帯無線
機に関する。
〔従来の技術〕
携帯無線機に用いるアンテナとしては、従来
λ／４（λは伝搬波長）ホイツプアンテナまたは
スリーブアンテナが多く用いられてきたが、これ
らのアンテナはきよう体から著しく突出した構造
であるため携帯性に劣り、さらに携帯時に破損し
やすい問題がある。一方これらの欠点を取り除い
たアンテナとして、第３図に示すような内蔵アン
テナを用いた携帯無線機が知られている。
第３図は従来例の携帯無線機の構成図である。
第３図において、４０はきよう体であり、放射導
体板５１と接続導体板５２とからアンテナ５０が
構成されている。また５３はアンテナの給電点で
ある。このように第３図に示す従来例の携帯無線
機はきよう体に大きな突出部を持たず、携帯性に
優れた携帯無線機である。
第４図は従来例の携帯無線機の指向性を示す図
である。第４図において、実線はEθ成分（垂直
偏波）を示し、破線はEφ成分（水平偏波）を示
す。従来例の携帯無線機の指向性は第４図に示す
ように、ブロードで水平垂直両偏波成分を放射す
る特性を有しており、アンテナの向きやきよう体
の保持角度によらず良好な通話を行うことができ
る。
第５図は片側短絡形方形マイクロストリツプア
ンテナの構成図である。第６図はその等価回路図
である。第７図はその構造寸法と選択度との関係
を示す図である。第３図に示す携帯無線機のアン
テナ５０は、第５図に示す片側短絡形方形マイク
ロストリツプアンテナ６０にローデイングを行つ
たものであると考えることができる。すなわち、
従来例の携帯無線機のアンテナ５０は第５図の接
続導体板６２の幅を狭くすることにより、接続導
体板６２のインダクタンスを大きくし、放射導体
板６１の長さLgを短縮したものである。
片側短絡形方形マイクロストリツプアンテナ６
０の等価回路は第６図に示すように、LCR並列
共振回路とインダクタンスLfとの直列回路で表す
ことができる。ここでインダクタンスLfは主に給
電ピン６５がインダクタンス分として動作するこ
とによるものである。共振周波数f0（f0は１／2π
√）はほぼ放射導体板６１の長さLgにより決
り、Lgは約λ／４である。また抵抗Ｒは給電位
置により変化する値であり、給電位置が接続導体
板６２より離れる程大きな値を示す。さらに選択
度Ｑは放射導体板６１の幅Ｗおよび放射導体板６
１とグランド板７０との距離ｔにより決定される
値で、選択度Ｑはほぼ幅Ｗと距離ｔの積に反比例
する。この関係を図示すると第７図のようにな
る。
第３図に示すアンテナ５０はすでに述べたよう
にローデイング装荷の片側短絡形方形マイクロス
トリツプアンテナ６０であるので両者はよく類似
した特性を示す。したがつて狭帯域な装置で用い
る携帯無線機では、第７図からも明らかなよう
に、幅Ｗまたは距離ｔの小さな小型アンテナで良
く、その結果携帯無線機も小型で携帯性の良いも
のが実現できる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、従来例の携帯無線機では多チヤンネル
システムのような広帯域なシステムで用いる場合
には、幅Ｗおよび距離ｔの増加を伴いアンテナが
大型にある。例えば第３図の携帯無線機におい
て、電圧定在波比（voltage standing wave
ratio、以下、VSWRという。）が２以下で８％程
度の帯域を確保するためには、アンテナ５０は全
体の約６％の体積を占有し、アンテナ５０を覆う
カバーも含めると約10％に達する。
このようにアンテナ体積が大きくなると、携帯
無線機を構成する上で、きよう体内部に含まれる
電気回路や電源等に割当てられる体積が削減さ
れ、携帯無線機の実現が困難になる場合も生じる
欠点があつた。
本発明は以上の欠点を解決するもので、小型で
広帯域のアンテナを装置内部に内蔵する携帯無線
機を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、内部を遮蔽する導電性のきよう体
と、このきよう体の側面に取付けられた送受話器
と、この送受話器が取付けられた側面以外の上記
きよう体の側面であつてそのきよう体の表面から
突出しない上部の位置に取付けられたアンテナと
を備え、上記きよう体には、このきよう体に内蔵
された送受信部を含み、上記アンテナには、上記
きよう体の側面に対向する放射導体板と、この放
射導体板を上記きよう体に接続する接続導体板
と、上記放射導体板上の給電点と送受信部とを接
続する伝送線路とを含む携帯無線機において、上
記放射導体板は、２個の放射導体板からなり、こ
の放射導体板の長さは所定の二つの共振周波数に
それぞれ共振する寸法に形成され、上記接続導体
板は、２個の接続導体板からなり、上記放射導体
板の上側の辺で最も外側に配置され、上記伝送線
路は、２個の伝送線路からなり、その一端はそれ
ぞれ上記２個の放射導体板上の給電点に接続さ
れ、他端は互いに並列接続されて上記送受信部に
接続されたことを特徴とする。
本発明は、接続導体板の幅がそれぞれ対応する
放射導電体の幅以下で、この接続導体板の中心線
間距離が上記２個の放射導体板の幅の和の1/2以
上であることができる。
〔作用〕
本発明は、携帯無線機のきよう体の送受話器が
取付けられた側面以外の側面に、きよう体の表面
から突出しないできよう体のほぼ上部に、２個の
放射導体板をきよう体の側面に対向するように一
方がきよう体に接続された接続導体で取付けられ
る。放射導体板の長さは所定の二つの共振周波数
にそれぞれ共振する寸法に形成される。接続導体
板の幅はそれぞれ対応する放射導体の幅以下に
し、接続導体板の中心線間距離は２個の放射導体
板の幅の和の1/2以上とし、放射導体板の上側の
辺で最も外側に配置される。２個の放射導体板の
給電点を２個の伝送線路でそれぞれ送受信部に接
続する。上述のことにより、小型でかつ広帯域の
アンテナを装置内部に内蔵することができる。
〔実施例〕
次に、本発明の実施例について図面を参照して
説明する。
第１図は本発明一実施例携帯無線機の構成図で
ある。第１図において、放射導体板１１および接
続導体板１２によりアンテナ１０、または放射導
体板１２および接続導体板２２によりアンテナ２
０がそれぞれ構成されており、両アンテナ１０，
２０の二つの共振周波数f1，f2は互いに等しくな
らないように放射導体板１１，２１の長さが設定
される。また１４はアンテナ１０に接続される伝
送線路、また２４はアンテナ２０に接続される伝
送線路である。この実施例では、これらの伝送線
路１４，２４は同軸ケーブルを用いて構成されて
おり、外皮はきよう体４０に接続されている。ま
たきよう体４０は内部に収容される電気回路をシ
ールドするため、金属で構成されている。３０は
伝送線路１４，２４の並列接続点で、この並列接
続点３０が直接またはアンテナ共用器等の回路素
子を介して送受信機に接続される。
このような構成の携帯無線機の動作について説
明する。
第２図は本発明の携帯無線機のアンテナ部の等
価回路図である。アンテナ１０，２０の等価回路
は第５図に示す片側短絡形方形マイクロストリツ
プアンテナ６０と同様に、第６図に示すように表
すことができるので、この発明の携帯無線機のア
ンテナ１０，２０は第２図に示す等価回路で表さ
れる。第２図においても、l1は伝送線路１４の長
さおよびl2は伝送線路２４の長さである。アンテ
ナ１０，２０はLCR並列共振回路で表せるので、
伝送線路長l1，l2を適当な長さに選ぶことにより、
並列接続点３０よりアンテナ１０，２０側を見た
インピーダンス特性Z0を、近似的にLCR直列共
振回路のインピーダンス特性に変換することがで
きる。ここで、λ0を伝送線路７，８内の伝搬波長
とすると、給電ピン１５，２５の影響によるイン
ダクタンスLf1，Lf2のため、伝搬線路長l1，l2は
約 λ0／８＋nλ0／２ （ｎ＝０，１，２，……の整数） となる。このとき共振周波数f1における並列接続
点３０よりアンテナ２０側を見たインピーダンス
と共振周波数f2における並列接続点３０よりアン
テナ１０側を見たインピーダンスとは、両者の共
振周波数f1，f2が離れた周波数であるため大きな
虚部を有し、ハイインピーダンスとなる。このた
めこの本発明の携帯無線機では、共振周波数f1付
近ではアンテナ１０のインピーダンス、共振周波
数f2付近ではアンテナ２０のインピーダンスが現
れる２共振性のインピーダンス特性を示す。すな
わちこの携帯無線機では、周波数が共振周波数f1
付近ではアンテナ１０、共振周波数f2付近ではア
ンテナ２０が主に動作すると考えることができ
る。
第８図は本発明携帯無線機と従来例の携帯無線
機とのアンテナの反射損特性を示す図であり、実
線は本発明の携帯無線機または破線は従来例の携
帯無線機のアンテナの反射損特性を示す。この携
帯無線機のアンテナ１０，２０は上述の説明のと
おり２共振特性を示していることがわかる。この
アンテナでは二つの共振周波数f1，f2の間隔を広
くとる程f1＜ｆ＜f2なる周波数ｆでのVSWRは悪
化する。また共振点でのVSWRは第２図の抵抗
R1，R2、すなわち給電点１３，２３の位置を変
えることにより調整できる。そこでこの携帯無線
機ではf1＜ｆ＜f2なる周波数ｆで許容VSWRを超
えない程度にアンテナ１０，２０の共振周波数
f1，f2の間隔を選びさらに給電点１３，２３の位
置を適当に調整することにより、より広帯域なア
ンテナが実現できる。
以上は、アンテナ１０とアンテナ２０との間の
相互結合を無視して説明を行つたが、実際にはア
ンテナ１０とアンテナ２０との間に相互結合が存
在するためアンテナ１０とアンテナ２０との設置
を行う上でアンテナ間隙ｇの値に制限が生じる。
これは両アンテナ１０，２０をきわめて接近させ
て配置すると、相互結合が大きいために、それぞ
れのアンテナ１０，２０の共振周波数f1，f2を独
立に設定することが困難になるためである。そこ
で相互結合が小さくなるように二つのアンテナ間
隙ｇを設けなければならないが、接続導体板１
２，２２の中心線間距離ｓを大きくとる程相互結
合が小さくすることができる。したがつて両アン
テナ１０，２０の接続導体板１２，２２を互いに
遠ざけて配置する程アンテナ間隙ｇを小さくする
ことができる。実験的にはこのようなアンテナ間
隙ｇの値は、接続導体板１２，２２の中心線間距
離ｓを二つの放射導体板の幅Ｗの和の1/2程度以
上に選べばほぼ一定となる。そこで通常接続導体
板１２，２２の中心線間距離ｓはこの値以上に選
ばれる。
この実施例では、接続導体板１２，２２を放射
導体板１１，２１の上側の辺で最も外側に配置
し、アンテナ間隙ｇも狭くするように配慮してい
る。このためこの実施例ではアンテナ間隙ｇは約
λ／100となり両アンテナ１０，２０をきわめて
接近して配置させることができる。
第８図において、従来例のアンテナ５０の共振
周波数f0は約（f1＋f2）／２としており、またア
ンテナ５０の体積とアンテナ１０，２０の合計し
た体積はほぼ等しくしている。この結果から、帯
域幅をVSWR３で評価すると、この実施例の
アンテナ１０，２０が従来例のアンテナ５０に比
較し約1.5倍の帯域が得られることがわかる。
第９図は本発明の携帯無線機のアンテナの指向
性を示す図である。第９図において、実線はEθ
成分（垂直偏波）を示し、破線はEφ成分（水平
偏波）を示す。このアンテナ１０，２０はすでに
説明したように、主に動作するアンテナが周波数
により異なるが、指向性は周波数を変化させても
ほぼ一定で、第９図に示す指向性が得られてい
る。またこのアンテナの指向性は、第３図に示す
従来例のアンテナの指向性と比較して、ほぼ同等
の特性が得られており、アンテナを二つに分割し
たことによる指向性への影響はほとんどない。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明は、携帯無線機の
きよう体の同一面上に放射導体板と接続導体板と
からなる二つのアンテナを、接続導体板を互いに
遠ざけて、かつきよう体のほぼ上部に位置するよ
うに設置し、各々のアンテナに伝送線路を接続
し、これらの伝送線路の他端を並列接続して送受
信機に接続することにより、従来の携帯無線機に
対し、約1.5倍に広帯域化したアンテナを内蔵し
た携帯無線機を実現することができる優れた効果
がある。これにより広帯域なシステムで用いる携
帯無線機でも、アンテナは従来例に比較して小型
にできるので、きよう体内部に収容される電気回
路等の許容体積が大きくなり、携帯無線機の実現
が容易になる利点を有している。
またこの発明ではアンテナの広帯域化に伴う指
向性の乱れを生じず、従来の携帯無線機同様アン
テナの向きや携帯無線機の保持角度の影響をあま
り受けず良好な通話が可能である。
なおこの発明の携帯無線機のアンテナでは、二
つの共振周波数はそれぞれ二つのアンテナの共振
周波数とだいたい同じであり、これらは自由に設
定することができる。この特徴を生かすことによ
り、不連続な二つの帯域でVSWRを許容値以下
とする、いわゆる２周波共用アンテナとして動作
させることも可能である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明一実施例携帯無線機の構成図、
第２図は本発明の携帯無線機のアンテナの等価回
路図、第３図は従来例の携帯無線機の構成図、第
４図は従来例の携帯無線機のアンテナの指向性を
示す図、第５図は片側短絡形方形マイクロストリ
ツプアンテナの構成図、第６図は片側短絡形方形
マイクロストリツプアンテナの等価回路図、第７
図は片側短絡形方形マイクロストリツプアンテナ
の構造寸法と選択度との関係を示す図、第８図は
本発明の携帯無線機と従来例の携帯無線機とのア
ンテナの反射損特性を示す図、第９図は本発明の
携帯無線機のアンテナの指向性を示す図。 １０，２０，５０……アンテナ、１１，２１，
５１，６１……放射導体板、１２，２２，５２，
６２……接続導体板、１３，２３，６３……給電
点、１４，２４……伝送線路、１５，２５，６５
……給電ピン、３０……並列接続点、４０……携
帯無線機のきよう体、６０……片側短絡形方形マ
イクロストリツプアンテナ、７０……グランド
板、Ｃ，C1，C2……コンデンサ、f0，f1，f2……
共振周波数、ｇ……アンテナ間隙、Ｌ，L1，L2，
Lf，Lf1，Lf2……インダクタンス、Lg……放射導
体板長さ、l1，l2……伝送線路の長さ、Ｑ……選
択度、Ｒ，R1，R2……抵抗、ｓ……接続導体板
の中心線間距離、ｔ……放射導体板とグランド板
との距離、Ｗ……放射導体板幅、λ，λ0……伝搬
波長。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 内部を遮蔽する導電性のきよう体と、 このきよう体の側面に取付けられた送受話器
    と、 この送受話器が取付けられた側面以外の上記き
    よう体の側面であつてそのきよう体の表面から突
    出しない上部の位置に取付けられたアンテナと を備え、 上記きよう体には、 このきよう体に内蔵された送受信部を含み、 上記アンテナには、 上記きよう体の側面に対向する放射導体板と、 この放射導体板を上記きよう体に接続する接続
    導体板と、 上記放射導体板上の給電点と送受信部とを接続
    する伝送線路と を含む携帯無線機において、 上記放射導体板は、 ２個の放射導体板からなり、この放射導体板の
    長さは所定の二つの共振周波数にそれぞれ共振す
    る寸法に形成され、 上記接続導体板は、 ２個の接続導体板からなり、上記放射導体板の
    上側の辺で最も外側に配置され、 上記伝送線路は、 ２個の伝送線路からなり、その一端はそれぞれ
    上記２個の放射導体板上の給電点に接続され、他
    端は互いに並列接続されて上記送受信部に接続さ
    れた ことを特徴とする携帯無線機。 ２ 接続導体板の幅がそれぞれ対応する放射導電
    体の幅以下で、この接続導体板の中心線間距離が
    上記２個の放射導体板の幅の和の1/2以上である
    特許請求の範囲第１項に記載の携帯無線機。
JP59208627A 1984-10-04 1984-10-04 携帯無線機 Granted JPS6187434A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
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JP59208627A JPS6187434A (ja) 1984-10-04 1984-10-04 携帯無線機

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Publication Number Publication Date
JPS6187434A JPS6187434A (ja) 1986-05-02
JPH0471368B2 true JPH0471368B2 (ja) 1992-11-13

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EP (1) EP0177362B1 (ja)
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AU (1) AU574630B2 (ja)
CA (1) CA1235752A (ja)
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