JPH05259725A - 携帯無線機用ダイバーシチアンテナ - Google Patents

携帯無線機用ダイバーシチアンテナ

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JPH05259725A
JPH05259725A JP5799192A JP5799192A JPH05259725A JP H05259725 A JPH05259725 A JP H05259725A JP 5799192 A JP5799192 A JP 5799192A JP 5799192 A JP5799192 A JP 5799192A JP H05259725 A JPH05259725 A JP H05259725A
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JP
Japan
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antenna
diversity antenna
inverted
wireless device
portable wireless
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Application number
JP5799192A
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English (en)
Inventor
Saburo Adachi
三郎 安達
Kunio Sawatani
邦男 澤谷
Kazuhisa Igari
和久 猪狩
Junji Tada
順次 多田
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 水平面内の広い範囲で所望の利得を得ること
ができ、かつ人体(無線機の所持者)の影響を受けにく
い携帯無線機用のダイバーシチアンテナを提供する。 【構成】 携帯無線機用のダイバーシチアンテナであっ
て、各々が広帯域特性、指向性を有する2つの板状逆F
型アンテナを含み、板状逆F型アンテナAおよびBの各
々は、その主放射方向に携帯無線機の所持者が存在しな
いように、携帯無線機の上面に配置される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、携帯無線機用ダイバ
ーシチアンテナに関し、特により高い周波数での送受信
を可能にするためのアンテナ素子の配置に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】最近の通信技術の進展に伴い、無線機が
小型化され、携帯電話機などが市場に供されている。こ
れらの携帯無線機に用いられる小型のアンテナとして
は、モノポール型のλ/2ホイップアンテナやいわゆる
逆F型アンテナがある。特に、逆F型アンテナは、素子
の長さを1/4波長にでき、給電点を素子の途中にする
ことができるので、小型化するのに好都合である。さら
に、逆F型アンテナを板状にすることにより、広帯域特
性を持たせることができるので、送信と受信とを別々の
周波数を用いて行なう携帯電話機に最適である。
【0003】ところで、板状逆F型アンテナは、携帯無
線機の筺体への取付位置によって、その放射電界パター
ンはあまり変化しないと考えられていた。すなわち、板
状逆F型アンテナは、箱状の筺体の上面、側面などいず
れの面に設けても所望の垂直偏波を発生すると考えられ
ていた。
【0004】しかし、これは現在の携帯無線機に用いら
れる800MHz帯の話であって、将来的に使用される
であろう1〜3GHzの準マイクロ波帯では、アンテナ
の取付位置によって水平偏波がかなり発生し、水平面内
の利得が著しく低下する。この現象は、以下に述べる本
件発明者の実験によって明らかにされる。
【0005】図9はこのような実験に使用した板状逆F
型アンテナと筺体とを示す斜視図である。図9に示す逆
F型アンテナは、アンテナ素子1、接地プレート2、給
電線3および給電点4を含む。
【0006】アンテナ素子1は、長方形状の金属導体で
構成され、長方形の辺1aと辺1bの長さは、電波の波
長と帯域幅に基づいて概略的に決定される。
【0007】接地プレート2は、金属導体であり、アン
テナ素子1を携帯無線機の筺体5に接地する。また、接
地プレート2は、コイルとしての役割を果たすように、
その幅はアンテナ素子1の辺1bの長さよりも短くされ
る。
【0008】給電線3は、準マイクロ波電流を給電点4
に与えて、アンテナ素子1を励振する。
【0009】給電点4は、アンテナ素子1に最も大きい
電流を供給できる点である。筺体5は、箱状であり、上
面、右側面、左側面をそれぞれ5U、5R、5Lとす
る。なお、6は上面5Uの短辺であり、7は上面5Uの
長辺である。
【0010】本件発明者は、図9のアンテナ素子1を箱
状の筺体の上面および上部各側面に設けて中心周波数、
比帯域、電界強度を測定した。図10ないし図12は、
本件発明者の行なった実験のうちの代表的なアンテナ配
置例およびアンテナと筺体の寸法を示す図である。
【0011】図10は、アンテナ素子1を筺体5の上面
5Uに平行に、かつ接地プレート2を上面5Uの辺6に
取付けた例である。
【0012】図11は、接地プレート2を筺体の右側面
5Rに取付け、アンテナ素子1を右側面と平行に配置し
た例である。
【0013】図12は、接地プレート2を右側辺に取付
けて、アンテナ素子1を右側面と平行に配置した例であ
る。
【0014】図10ないし図12について、それぞれア
ンテナの中心周波数、比帯域(VSWR<2)について
測定した結果、表1のようになった。
【0015】
【表1】
【0016】図9ないし図11のいずれのアンテナ配置
においても、比帯域は10%以下であり、携帯無線機と
して十分に動作させることができる帯域幅が得られるこ
とがわかる。また、図9ないし図11のアンテナ配置を
用いて電界強度の測定を行なった。
【0017】図13は、図11のアンテナ配置における
電界強度の測定結果を示す利得パターンである。ただ
し、0dBの点線は半波長ダイポールを用いたときの最
大放射方向における利得を表わす。図13において、実
線で描かれる曲線は垂直偏波成分であり、破線で描かれ
る曲線は、水平偏波成分である。図13の(a)はxz
面パターン、図13の(b)はyz面パターン、図13
の(c)はxy面パターンである。そのうち最も重要な
のはxyパターンであるが、図13の(c)では、水平
偏波成分が大きくなり、水平面内の利得が著しく低下す
ることがわかる。
【0018】図10および図12のアンテナ配置につい
ても利得パターンの測定を行なった結果、水平偏波成分
が大きくなり、水平面内の利得が著しく低下することが
明らかとなった。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
図10ないし図12のアンテナ配置では、板状の逆F型
アンテナを準マイクロ波帯に適用させた寸法にしても、
水平偏波の影響が大きく水平面内の広い範囲において十
分な利得を得ることができない。
【0020】それゆえに、この発明は、上述の問題を解
消するためになされたものであり、水平面内の広い範囲
において十分な利得を得ることができ、かつ人体の影響
を受けにくい携帯無線機用ダイバーシチアンテナを提供
することである。
【0021】
【課題を解決するための手段】この発明に係る携帯無線
機用ダイバーシチアンテナは、各々が広帯域特性を有す
るとともに、ある方向に対して放射電界強度が強くされ
た少なくとも2つのアンテナを含み、前記少なくとも2
つのアンテナの各々は、前記或る方向に携帯無線機の所
持者が存在しないように前記携帯無線機のある側面に配
置されることを特徴とする。
【0022】
【作用】この発明では、各々が広帯域特性および指向性
を有する少なくとも2つのアンテナを設けているので、
単一のアンテナよりも広い範囲において所望の電界強度
で電波を放射することができる。
【0023】また、電界強度が強くなる方向に無線機の
所持者が存在しないようにアンテナを配置することによ
り、人体の影響を受けにくくすることができる。
【0024】
【実施例】図1は、この発明の携帯無線機用ダイバーシ
チアンテナの一実施例を示す斜視図である。図1を参照
して、この携帯無線機用アンテナは、板状の逆F型アン
テナ素子AおよびBを備える。その他のエレメントにつ
いては、図9と同様であり、同一符号を付しその説明は
適宜省略する。なお、8は筺体の上面5Uの右辺であ
る。
【0025】逆F型アンテナ素子Aは、上面5Uの左側
に設けられ、逆F型アンテナ素子Bは上面5Uの右側に
設けられる。逆F型アンテナ素子Aは、放射用プレート
1A、接地プレート2A、給電線3Aおよび給電点4A
からなる。逆F型アンテナ素子Bは、放射用プレート1
B、接地プレート2B、給電線3Bおよび給電点4Bか
らなる。放射用プレート1Aおよび1Bのx方向の長さ
は、使用する電波の1/4波長に基づいて概略的に定め
られ、放射用プレート1Aおよび1Bのy方向の長さは
帯域幅との関係に基づいて概略的に定められる。ただ
し、筺体5の上面5Uの寸法によって中心周波数、比帯
域、電界強度パターン(指向性)が変わるため、アンテ
ナ素子A,Bの寸法は最終的には実験によって定められ
る。この実施例の放射プレート1Aおよび1Bのy方向
の長さは、筺体5の上面5Uの辺6と同じ長さにされ
る。
【0026】図2は、図1に示した携帯無線機用ダイバ
ーシチアンテナの寸法を示す図である。図2を参照し
て、筺体5の上面5Uの面積は、58(mm)×20
(mm)、放射用プレート1A,1Bは、18(mm)
×20(mm)、接地プレート2A,2Bは、5(m
m)×2(mm)である。なお、この寸法は一例であ
り、筺体5の寸法(上面5Uの面積)などによって変え
てもよいことは言うまでもない。
【0027】次に、図2に示した寸法のダイバーシチア
ンテナを用い、中心周波数、比帯域、2つのアンテナ素
子A,Bの素子間の相互結合(S12)、電界強度の測定
を行なった。なお、中心周波数、比帯域は、一方のアン
テナ素子を50Ωで終端したときの入力インピーダンス
から求めた。この測定結果は表2に示される。
【0028】
【表2】
【0029】表2から図1に示した携帯無線機用ダイバ
ーシチアンテナは、十分な帯域幅を有し、素子間相互結
合も−13dB以下であり、準マイクロ波帯でのアンテ
ナとして優れていることがわかる。
【0030】図3は、図1に示した携帯無線機用ダイバ
ーシチアンテナの動作利得パターンを示す図である。た
だし、0dBの点線は半波長ダイポールを用いたときの
最大放射方向における利得を表わす。図3において、実
線は垂直偏波成分、破線は水平偏波成分である。図3の
(a)はxz面パターン、図3の(b)はyz面パター
ン、図3の(c)はxy面パターンである。図3の
(c)からわかるように、図1のアンテナ配置による
と、図14の(c)よりも広い範囲で高い利得を得るこ
とができる。
【0031】図4は、図1のダイバーシチアンテナを人
体に装着し、水平面内の放射電界強度を測定した結果で
ある。図4の(a)は、逆F型アンテナ素子Aによる利
得パターンであり、図4の(b)は、逆F型アンテナ素
子Bによる動作利得パターンである。図4の(a)およ
び(b)からわかるように、2つのアンテナ素子Aおよ
びBにより、水平面内の±xの両方向において、指向性
が補完される。これにより、指向性ダイバシチとしての
効果が期待でき、かつ人体装着時の利得低下が低減され
る。
【0032】図5は、この発明のもう1つの実施例を示
す斜視図である。図5を参照して、この携帯無線機用ダ
イバーシチアンテナが、図1の携帯無線機用ダイバーシ
チアンテナと異なるところは、逆F型アンテナ素子Aお
よびBの接地プレート2A,2Bが上面5Uの長辺7に
取付けられ、主放射方向がy方向であることである。
【0033】図6は、図5に示した携帯無線機用ダイバ
ーシチアンテナの寸法例である。図6の寸法にした携帯
無線機用ダイバーシチアンテナの中間周波数、比帯域お
よび素子間相互結合(S12)の測定結果を表3に示す。
【0034】
【表3】
【0035】表3から、図5のアンテナ配置によっても
中心周波数、被帯域共に良好な結果が得られた。また、
素子間相互結合は、−6.2dBであり、図1の素子間
相互結合よりも劣るが、携帯無線機用ダイバーシチアン
テナとして使用可能な範囲である。
【0036】図7は、図5のアンテナ配置における電界
強度の測定結果を示す動作利得パターンである。図7に
おいて、実線で描かれる曲線は垂直偏波成分であり、破
線で描かれる曲線は水平偏波成分である。図7の(a)
はxz面パターン、図7の(b)はyz面パターン、図
7の(c)はxy面パターンである。図7の利得パター
ンから、そのアンテナ配置例では、水平面内において十
分な利得が得られるが、−y方向の利得がy方向に対し
て小さい。このため、あらゆる方向に対しては十分な利
得を得ることができない。しかしながら、このアンテナ
配置では−y方向に所持者が存在するようにアンテナを
配置することにより、人体による影響を受けにくくする
ことができる。
【0037】図8は、図5のダイバーシチアンテナを人
体に装着し、水平面内の放射電界強度を測定した結果で
ある。図8の(a)は、逆F型アンテナ素子Aによる動
作利得パターンである。図8の(b)は、逆F型アンテ
ナ素子Bによる動作利得パターンである。図8の(a)
および(b)からわかるように、2つのアンテナ素子A
およびBにより水平面内の±Xの方向において、指向性
が補完される。これにより、指向性ダイバーシチアンテ
ナとしての効果が期待できる。また、図1のアンテナ配
置に比べて利得がやや劣るものの、人体装着時の利得低
下が低減されている。
【0038】
【発明の効果】以上のこの発明によれば、少なくとも2
つのアンテナにより、水平面内において従来のアンテナ
よりも広い範囲で所望の利得を得ることができる。ま
た、電界強度が強い方向に携帯無線機の所持者が存在し
ないようにアンテナ配置をしたので、人体による影響を
受けにくいという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の携帯無線機用ダイバーシチアンテナ
の一実施例を示す斜視図である。
【図2】図1に示した携帯無線機用ダイバーシチアンテ
ナの寸法を示す図である。
【図3】図1の携帯無線機用ダイバーシチアンテナの動
作利得パターンである。
【図4】図1の携帯無線機用ダイバーシチアンテナを人
体に装着し、水平面内の動作利得を測定した図である。
【図5】この発明のもう1つの実施例を示す斜視図であ
る。
【図6】図5に示した携帯無線機用ダイバーシチアンテ
ナの寸法である。
【図7】図5の携帯無線機用ダイバーシチアンテナの動
作利得パターンである。
【図8】図5の携帯無線機用ダイバーシチアンテナを人
体に装着し、水平面内の動作利得を測定した図である。
【図9】従来の逆F型アンテナと筺体とを示す斜視図で
ある。
【図10】実験に用いたアンテナ配置図である。
【図11】実験に用いたアンテナ配置図である。
【図12】実験に用いたアンテナ配置図である。
【図13】図10のアンテナ配置における動作利得パタ
ーンを示す図である。
【符号の説明】
A,B 板状逆F型アンテナ素子 1A,1B 放射用プレート 2A,2B 接地プレート 3A,3B 給電線 4A,4B 給電点 5 筐体 5U 上面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 多田 順次 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 各々が広帯域特性を有するとともに、あ
    る方向に対して放射電界強度が強くされた少なくとも2
    つのアンテナを含み、 前記少なくとも2つのアンテナの各々は、前記或る方向
    に携帯無線機の所持者が存在しないように前記携帯無線
    機のある側面に配置されることを特徴とする、携帯無線
    機用ダイバーシチアンテナ。
  2. 【請求項2】 前記少なくとも2つのアンテナの各々
    は、板状の逆F型アンテナを含み、 前記板状の逆F型アンテナは、使用する周波数および使
    用する帯域幅に応じて寸法が決定される、前記請求項1
    記載の携帯無線機用ダイバーシチアンテナ。
  3. 【請求項3】 前記使用する周波数は、準マイクロ波帯
    である、前記請求項2記載の携帯無線機用ダイバーシチ
    アンテナ。
  4. 【請求項4】 前記少なくとも2つのアンテナは、相互
    結合が小さくなるように配置される、請求項1記載の携
    帯無線機用ダイバーシチアンテナ。
JP5799192A 1992-03-16 1992-03-16 携帯無線機用ダイバーシチアンテナ Pending JPH05259725A (ja)

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Effective date: 19980616