JPH06209204A

JPH06209204A - アンテナ装置

Info

Publication number: JPH06209204A
Application number: JP1927693A
Authority: JP
Inventors: Fujio Ishibashi; 富士男石橋; Hiroshi Haga; 寛羽賀; Tatsuo Kuwayama; 達雄桑山; Kanemi Sasaki; 金見佐々木
Original assignee: Kokusai Electric Corp
Current assignee: Kokusai Electric Corp
Priority date: 1993-01-11
Filing date: 1993-01-11
Publication date: 1994-07-26

Abstract

(57)【要約】【目的】引出し型棒状アンテナが装備された携帯電話
等の携帯用無線機で通話を行う際に、棒状アンテナを無
線機筺体に収納したままで送受信できるエリアを拡大す
る。【構成】棒状アンテナ１を筺体２内に引込んだとき頭
部のつまみ１０が当接して所定の長さＬ₁だけ筺体の外
側に出た状態で停止させる絶縁性ストッパ９と、アンテ
ナ１の下部が挿入されるアース電位の金属製パイプ６と
を設け、パイプ６の上端縁７からアンテナ頭部までの長
さＬ₃が約λ／４になるようにしてアンテナを引込んだ
ときの放射効率の低下を少なくした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、携帯用無線機のアンテ
ナ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、携帯用無線機、例えば、携帯用
ラジオやトランシーバ等に装備されているアンテナは伸
縮自在の構造である。このような携帯用無線機のアンテ
ナは、通信を行わない時は筺体内に引込めて収納し、通
信を行う時引き出して用いられる。しかし、最近では公
衆通信の分野において、自動車電話，携帯電話，無線呼
出し等が実用化されている。これらのシステムにおける
携帯用無線機（移動機）のアンテナは小型でアンテナ利
得の大きい構成のものが用いられ、例えば、自動車電話
用には垂直偏波で無指向性が容易に得られるホイップ，
スリーブ等の棒状アンテナが主として用いられている。
また、携帯無線機用には、板状逆Ｆ形または微小ループ
等の小型アンテナを用いることにより、無線機筺体への
内蔵を実現している。

【０００３】しかし、携帯電話機の場合、移動機の回路
部品の小形化に対するアンテナの小形化が遅れており、
内蔵アンテナだけでは送信の放射電力及び受信感度が不
足するため、引出し，引込み可能な棒状アンテナ（ロッ
ドアンテナ）が併用されている。図３は従来の移動機の
アンテナ部分を示す部分断面側面図である。図３におい
て、１は移動機の筺体２に取付けられた引出し，引込み
自在の棒状アンテナである。移動機がそのゾーンの基地
局に近い位置にいるときは、棒状アンテナ１を筺体２内
に引込めて無線機回路３を内蔵アンテナ１１にスイッチ
Ｓを切替え接続して通信を行い、基地局から離れた位置
では、棒状アンテナ１を引出してスイッチＳを切替え無
線機回路３に接続して通信を行う。４は筺体２の内壁に
設けられたアース板である。棒状アンテナ１を筺体２内
に引込んで収納したときこのアース板４によって棒状ア
ンテナ１のインピーダンスが変化し、無線機回路３との
インピーダンス不整合損失が大きくなり棒状アンテナ１
による送受信が不能になる。そのため棒状アンテナ１を
筺体内に収納したときは、アース板４によるインピーダ
ンス不整合を改善するため内蔵アンテナ１１への切替え
によって送受信が行われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】基地局を有する移動通
信では、基地局の電波の到達する地帯（ゾーン）内の移
動機が基地局を介して他の移動機あるいは公衆回線の電
話機と通信を行うように構成されている。例えば、携帯
電話の場合、移動機（携帯電話機）をポケットあるいは
かばん等に入れて携行するときは、アンテナを引込めて
待ち受け状態にしておき、着呼音によって電話がかかっ
てきたことを知り、移動機を取り出し、アンテナを引出
して通話を開始する。

【０００５】このように、基地局から移動機への下り回
線の電波は、ゾーン内の移動機がアンテナを引込めた状
態あるいは内蔵アンテナでも十分に受信することができ
るが、移動機から基地局への上り回線では、移動機が基
地局の近くにいるときは通話可能な送信出力を出すこと
ができるが、基地局から離れたゾーンの周辺地域では送
信出力が十分でなくアンテナを引出して通話する必要が
ある。いいかえれば、上り回線のサービスエリアは下り
回線のサービスエリア（ゾーン）より小さいのが実状で
ある。

【０００６】一方、携帯電話機の使用者からみれば、使
い勝手の点から突起物となる引出しアンテナがなく内蔵
アンテナが理想的であるが、放射効率のよい内蔵アンテ
ナがまだ実用化されていない。このような実状から、ア
ンテナを引込めた状態での上り回線サービスエリアが広
い携帯電話機が望まれ、携帯電話機の評価を比較する要
素にもなっている。

【０００７】以上のように、従来の携帯用無線機では、
放射効率のよい内蔵アンテナがなく、引出し型アンテナ
と内蔵アンテナが装備されているため、無線機の全容積
のうちアンテナの実装容積の占める割合が大きく小形化
に対する大きな問題点となっている。さらに、内蔵アン
テナを実装しない場合、引出し引込み自在のアンテナを
引込んで筺体内に収納したとき、アンテナの放射効率が
大幅に低下して送受信ができなくなる場合があるという
欠点がある。

【０００８】本発明の目的は、内蔵アンテナをなくして
無線機の小形化を図り、引出し引込み自在のアンテナを
引込んで無線機の筺体に収納したときも、大幅なアンテ
ナ利得の低下が少ない携帯用無線機のアンテナ装置を提
供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のアンテナ装置
は、携帯用無線機の筐体上部のアンテナ貫通口を貫通し
て装備された引出し引込み自在のアンテナ装置におい
て、頭部に引出し用つまみが設けられた棒状アンテナ
と、該棒状アンテナを前記筐体内に引込んだとき該アン
テナの上部が所定の長さだけ前記筐体の外側に出た状態
で前記つまみが当接して停止するように前記アンテナ貫
通口の外側に設けられた電気的絶縁製ストッパと、前記
棒状アンテナを前記筐体内に引込んだとき該アンテナの
下部が挿入され前記ストッパによって停止した状態の該
棒状アンテナの頭部から挿入端までの長さが約λ／４と
なるように配置されたアース電位の金属製パイプとを備
えたことを特徴とするものである。

【００１０】

【実施例】図１は本発明の実施例を示す側面図である。
図１において、１〜４は図３の従来の部分と同じ部分を
示す。５はローディングコイル、６は例えば、銅等の金
属パイプ、７は金属パイプ６の上端部、８はアンテナ給
電点、９は絶縁物で形成されたストッパ、１０はつまみ
である。金属パイプ６はアース板４と同じアース電位で
ある。

【００１１】図１は（Ａ）は棒状アンテナ１を無線機の
筺体２から最大に引出した状態を示す側面図である。
（Ｂ）は棒状アンテナ１を筺体２内に引込んで収納した
状態を示す側面図であり、棒状アンテナ１を引込んだと
き棒状アンテナ１の下端部分が金属パイプ６の中に挿入
され、棒状アンテナ１の頭部つまみ１０がストッパ９の
上端部に当接した位置で停止する。本発明の主要な特徴
は、棒状アンテナ１を引込み収納したとき、ストッパ９
によって棒状アンテナ１の上部の長さＬ₁の部分がアー
ス面４より外に出ていることと、棒状アンテナ１の下部
の長さＬ₂の部分がアース電位の金属パイプ６に挿入さ
れ、その上端部７から棒状アンテナ１の頭部までの長さ
Ｌ₃がほぼλ／４になるようにしたことである。

【００１２】次に、本発明の作用について説明する。無
線機回路３（信号源）からローディングコイル５を通し
てアンテナ１をみたときのインピーダンスＺ_Aは、信号
源の出力インピーダンスに等しいことが要求され、アン
テナ引出し時にインピーダンス整合がとられている。従
来の装置ではアンテナ収納時にアンテナインピーダンス
が変化して不整合状態となってアンテナの放射効率が大
幅に低下する。これに対して本発明はアンテナ収納時
に、アンテナ１の上端部分が外側に残り、下端部分が銅
パイプ６の中に挿入されて交流的にアース電位になるた
め、アンテナ引出し時に比べてインピーダンスの変化が
極めて小さい。

【００１３】一般的に、λ／４線路の先端を短絡する
と、反対側からその線路をみたときのインピーダンスＺ
_Aは次式で示される。

【数１】ここでＬは線路長、λは波長を示す。Ｌ＝λ／４とする
と、インピーダンスＺ_Aは無限大となる。即ち、全反射
するためλ／４線路に進行する波は全て反射されること
になる。図１の銅パイプ６の長さあるいは長さ方向の配
置位置を調整することで、銅パイプ６の上端縁７が終端
点となり、給電点８からアンテナ下部とみたときのイン
ピーダンスが大きくなってアンテナ下部へ進行する電波
が全反射しアンテナ上部へ導かれて効率的な電波の放射
が行われるようにすることができる。

【００１４】実際の例によれば、アンテナ収納時の銅パ
イプ６の上端部７から頭部までの長さＬ₃をλ／４にし
たとき最大のアンテナ利得が得られた。８００ＭＨｚ帯
の周波数で波長λが約３３ｃｍ、λ／４が約８ｃｍのと
き、棒状アンテナ１のアース板４から頭部までの長さＬ
₁は、ストッパ９によって決められるが、本実験では約
２５ｍｍで良好な結果が得られた。この長さＬ₁は無線
機の突起物になるので、使い勝手を考慮して実験的に求
められた必要最小限の長さに設定される。一方、銅パイ
プ６の長さは約７０ｍｍに設定され、その内径は棒状ア
ンテナ１の下方部分がゆるやかに挿入できる程度でよ
く、棒状アンテナ１が挿入されたとき銅パイプ６との間
の浮遊容量によりアース電位になり、銅パイプ６の上端
部７がアンテナの終端点となる。

【００１５】図２はアンテナ放射の水平面パターンを示
すアンテナ指向図である。最も外側の実測値ａは棒状ア
ンテナ１を引き出したときの特性を示す。実測値ｂは従
来の構成における棒状アンテナ１の収納時の特性であ
り、特性ａに対してピーク値で約１３ｄＢその他の方向
については１３ｄＢ以上の大幅な劣化がみられる。これ
に対して、実測値ｃは本発明の構成における棒状アンテ
ナ１の収納時の特性であり、特性ａに対する劣化量は全
方向について僅かに約５ｄＢであり、従来に比べて著し
く改善されていることが明らかである。図からも明らか
なように、本発明によるアンテナ利得改善量は、ピーク
値で８ｄＢ、平均利得で約１６ｄＢである。この改善量
を送信電力に換算するとピーク値で６．３倍、平均値で
４０倍に相当する。

【００１６】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明を実
施することにより、内蔵アンテナが不要になって無線機
の小形化に大きく寄与することができる。さらに、アン
テナを収納した状態での上り回線のサービスエリアが拡
大され、使い勝手の改善効果が極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す側面図である。

【図２】アンテナ指向特性例図である。

【図３】従来のアンテナの側面図である。

【符号の説明】

１棒状アンテナ２無線機筺体３無線機回路４アース板５ローディングコイル６金属パイプ７上端部８給電点９ストッパ１０つまみ１１内蔵アンテナ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐々木金見東京都港区虎ノ門二丁目３番13号国際電気株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】携帯用無線機の筐体上部のアンテナ貫通
口を貫通して装備された引出し引込み自在のアンテナ装
置において、頭部に引出し用つまみが設けられた棒状アンテナと、該棒状アンテナを前記筐体内に引込んだとき該アンテナ
の上部が所定の長さだけ前記筐体の外側に出た状態で前
記つまみが当接して停止するように前記アンテナ貫通口
の外側に設けられた電気的絶縁製ストッパと、前記棒状アンテナを前記筐体内に引込んだとき該アンテ
ナの下部が挿入され前記ストッパによって停止した状態
の該棒状アンテナの頭部から挿入端までの長さが約λ／
４となるように配置されたアース電位の金属製パイプと
を備えたことを特徴とするアンテナ装置。