JPH06318810A - 伸縮式アンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】より小型化された伸縮式アンテナを提供すると
ともに、この伸縮式アンテナの放射特性の向上を目的と
する。 【構成】給電線５の中心導体５ａに給電点７を有する１
／４波長螺旋状アンテナ素子１と、給電点７の近傍９の
給電線５の外皮導体５ｂに接続される１／４波長ラジア
ル素子３と、１／４波長螺旋状アンテナ素子１との電磁
界結合がされる伸縮自在にされた１／２波長アンテナ素
子２とから構成され、１／２波長アンテナ素子２は、伸
長時には１／４波長螺旋状アンテナ素子１の頭部より上
方の所定位置に、短縮時に１／４波長螺旋状アンテナ素
子１の頭部から下方の位置で、かつ上端部分が前記１／
４波長螺旋状アンテナ素子１内部空間内にあって電磁界
結合する所定位置に配置されることを特徴とする伸縮式
アンテナである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、携帯電話に代表される
小型無線機等において、筺体のシールド構造の外側に取
り付けられるアンテナに係り、特に、携帯性を良くする
ために、通常はアンテナを無線機内部に収納した状態に
て使用し、電波状態が悪い場所においてはアンテナを無
線機内部から外に引き出して使用するようにされた伸縮
式アンテナに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、人間が携行あるいは装着して使用
する伸縮式アンテナとして、例えば特開平２−２７１７
０１号が提案されている。このようなアンテナの例を示
す図４において、１／４波長螺旋状アンテナ素子１は、
同軸給電線５によって中心導体５ａの給電点７から給電
される。また、給電線５の外皮導体５ｂは給電点７近傍
１０にて無線機筺体の金属部（あるいは回路基板の接地
導体）８に接続され、さらにこの位置に１／４波長ラジ
アル素子３が接続されている。この１／４波長ラジアル
素子３は１／４波長螺旋状アンテナ素子１から略直角に
横に伸びている。また、１／２波長アンテナ素子２は同
図（ａ）のように１／４波長螺旋状アンテナ素子１の内
部空間内を通って無線機外に引き出された伸長状態で
は、１／４波長螺旋状アンテナ素子１と一定の距離をお
いて電磁界結合をするが、同図（ｂ）のように１／４波
長螺旋状アンテナ素子１の内部空間内を通って無線機内
に押し込まれた短縮状態では、１／４波長螺旋状アンテ
ナ素子１の下方にあって電磁界結合しない十分な距離だ
け離された位置に配置される。従って、図４（ａ）の伸
長時には、１／４波長螺旋状アンテナ素子１、１／２波
長アンテナ素子２、１／４波長ラジアル素子３とでアン
テナが構成され、図４（ｂ）の短縮時には、１／４波長
螺旋状アンテナ素子１と１／４波長ラジアル素子３とで
アンテナが構成される。

【０００３】なお、引き出し部６は非導電性の材質から
なり、図４（ｂ）のようにアンテナ短縮時には頭部を残
して１／４波長螺旋状アンテナ素子１内を貫通して、１
／２波長アンテナ素子２を１／４波長螺旋状アンテナ素
子１の下方に十分な距離だけ離すようにされている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
伸縮式アンテナは、短縮時に１／２波長アンテナ素子２
と１／４波長螺旋状アンテナ素子１とを電磁界結合させ
ないために引き出し部６を長くしてアンテナ素子同士を
充分離す構造にしているため、伸長時に全長が引き出し
部６の分だけより長くなってしまい、短縮時には無線機
内の収納スペースがより広く必要になってしまう。

【０００５】また、１／４波長ラジアル素子３が給電線
５の外皮導体５ｂに給電点７の近傍１０の位置で接続さ
れ、さらに給電線５の外皮導体５ｂはこの給電点７の近
傍１０の位置で無線機筺体の金属部（あるいは回路基板
の接地導体）８に接続されるものであるが、無線機筺体
の金属部（あるいは回路基板の接地導体）８は１／４波
長ラジアル素子３よりもはるかに面積が広く高周波電流
が乗りやすい。このため、図５に示す短縮時のアンテナ
放射特性パターンのように、アンテナ放射特性パターン
が歪んで水平方向にほとんど放射せず、利得も劣化する
という問題がある。

【０００６】本発明の第１の目的は、上記従来技術の課
題を解決するために、取り付けられる無線機内のアンテ
ナ収納スペースが少なく、アンテナ伸長時のアンテナ全
長も短くできる伸縮式アンテナを提供することである。

【０００７】また、本発明の第２の目的は、第１の目的
を達成した伸縮式アンテナの短縮時におけるアンテナ放
射パターンを改善する伸縮式アンテナを提供することで
ある。

【０００８】

【問題点を解決するための手段】上記従来技術の課題を
解決するために第１の目的を達成する本発明は、給電線
の中心導体に給電点を有する１／４波長螺旋状アンテナ
素子と、前記１／４波長螺旋状アンテナ素子との間に電
磁界結合がされる伸縮自在にされた１／２波長アンテナ
素子とが具備される伸縮式アンテナにおいて、前記１／
２波長アンテナ素子が、前記１／４波長螺旋状アンテナ
素子の内部空間内を移動して伸縮自在に配設され、伸長
時には前記１／４波長螺旋状アンテナ素子の頭部より上
方にあって電磁界結合する所定位置に配置され、短縮時
には前記１／４波長螺旋状アンテナ素子の頭部から下方
で、かつ上端部分が前記内部空間内にあって電磁界結合
する所定位置に配置される伸縮式アンテナである。

【０００９】また、第２の目的を達成する本発明は、第
１の目的を達成した上述の伸縮式アンテナにおいて、前
記給電点の近傍位置の外皮導体に１／４波長ラジアル素
子が接続され、さらに前記給電点から１／４波長離れた
位置で無線機筺体の金属部あるいは回路基板の接地導体
に接続される伸縮式アンテナである。

【００１０】また、前記給電線は同軸給電線を対象にし
たものであるが、同軸給電線の代わりにトリプレート線
路またはマイクロストリップ線路の一つで構成されるも
のであっても構わない。この場合、トリプレート線路ま
たはマイクロストリップ線路の信号線が前記中心導体に
相当し、これら線路の形成されたグランドが前記外皮導
体に相当する。

【００１１】

【実施例】以下図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。図１は本発明の一実施例を示す第１実施例の概略図
であり、各図において（ａ）は伸長時の概略図、（ｂ）
は短縮時の概略図で、同じ部位は同じ符号で示してい
る。

【００１２】図１において携帯型の無線機に取り付けら
れた伸縮式アンテナは、給電点７にて給電線５の中心導
体５ａより１／４波長螺旋状アンテナ素子１に接続さ
れ、給電点７近傍９の給電線５の外皮導体５ｂに１／４
波長ラジアル素子３が接続される。さらに、給電点７か
ら１／４波長離れた位置４において給電線５の外皮導体
５ｂが無線機の筺体金属部（あるいは回路基板の接地導
体）８に接続される。

【００１３】このように、図１（ａ）に示す伸長時には
１／２波長アンテナ素子２が、１／４波長螺旋状アンテ
ナ素子１の内部空間内を通って１／４波長螺旋状アンテ
ナ素子１の頭部より上方にて一定の距離をおいて電磁界
結合をする。一方、同図（ｂ）に示す短縮時には、１／
２波長アンテナ素子２は１／４波長螺旋状アンテナ素子
１の頭部から下方に位置することにより、１／２波長ア
ンテナ素子２の下方においては無線機筐体に収納され
る。このため、１／２波長アンテナ素子２が筐体モール
ド等の誘電体に近づくとともに筺体金属部（あるいは回
路基板の接地導体）８とも近づくため１／２波長素子の
容量性が増し共振周波数が低下する。１／２波長アンテ
ナ素子２の上端部分が１／４波長螺旋状アンテナ素子１
の内部空間内に非接触で配置して、この内部空間での１
／２波長アンテナ素子２の上下位置を少し動かすと前記
共振周波数が整合をとるように調整できる。すなわち短
縮時において、１／２波長アンテナ素子２と１／４波長
螺旋状アンテナ素子１とが電磁界結合をされながら整合
をとることができるため、従来技術のように１／２波長
アンテナ素子２を１／４波長螺旋状アンテナ素子１の下
方に充分に離して配置する必要が無く、これによって、
筺体内の不要スペ−スが最小限で済み、しかも非導電性
の材料から成る引出し部６が短くできるので伸長時のア
ンテナ長が短くて済むという利点がある。

【００１４】また、給電点７から１／４波長離れた位置
４において、給電線５の外皮導体５ｂが筺体金属部（あ
るいは回路基板の接地導体）８に接続することにより、
筺体金属部（あるいは回路基板の接地導体）８に高周波
電流が乗る前に、１／４波長ラジアル素子３に高周波電
流が乗るために、図２の短縮時のアンテナ放射特性パタ
ーンに示すように、アンテナ放射特性パターンの歪が改
善されて最大放射方向が水平面近くに向くようになる。
また利得の劣化も抑えることができる。これに対して、
図４に示した従来技術では給電点７近傍１０にて１／４
波長ラジアル素子３及び給電線５の外皮導体５ｂを筺体
金属部（あるいは回路基板の接地導体）８に接続してい
るため、１／４波長ラジアル素子３よりも筺体金属部
（あるいは回路基板の接地導体）８のほうがはるかに面
積が大きく筺体金属部（あるいは回路基板の接地導体）
８に電流が流れて、１／４波長ラジアル素子３を取り付
けた効果がほとんど表れない。

【００１５】さらに、１／４波長ラジアル素子３が１／
４波長螺旋状アンテナ素子１から略直線の反対方向に配
置されることにより、電界が垂直方向に１／４波長ラジ
アル素子３に沿って乗りやすくなるため垂直偏波が主と
することができ、垂直偏波を主とする移動体等の無線機
に適している。

【００１６】図３は本発明の第２実施例を示し、（ａ）
は伸長時の概略図、（ｂ）は短縮時の概略図で、図１の
ものと同じ部位は同じ符号で示している。マイクロスト
リップ線路１１を給電線として実現した例であり、給電
点７より１／４波長離れた位置４において筺体金属部
（あるいは回路基板の接地導体）８にマイクロストリッ
プ線路１１の裏面接地部が接続されており、回路基板等
に直接接続することができる。

【００１７】以上の実施例において、１／４波長ラジア
ル素子３は、一部または全体が矩形、波型、ジグザグ
型、または螺旋型とすることにより、筺体を手で握った
ときに１／４波長ラジアル素子３が手によって隠れるこ
とが避けられるため、特性の劣化を抑えることが可能で
ある。１／４波長ラジアル素子３の幅方向を長くするた
めに筐体モールド部の内側に設けた導電材料によって、
前記幅方向を筐体の全周にて構成することにより極めて
放射抵抗の高いラジアル素子とすることも可能である。
また、１／２波長アンテナ素子２は螺旋状とすることに
より素子の全長を短くすることができる。

【００１８】

【発明の効果】請求項１記載の本発明によれば、１／２
波長アンテナ素子が１／４波長螺旋状アンテナ素子の内
部空間内を移動して伸縮自在にされ、短縮時に前記１／
４波長螺旋状アンテナ素子の頭部から下方で、かつ上端
部分が前記１／４波長螺旋状アンテナ内部空間内にあっ
て電磁界結合する所定位置に配置されるのでより小型に
なり、伸縮式アンテナが取り付けられる無線機内部のア
ンテナ収納スペースが少なく、しかもアンテナを引き出
すための引き出し部をより短くできるので伸長時の全長
も短くできる。

【００１９】また、請求項２記載の本発明によれば、前
記給電線が、前記給電点から１／４波長離れた位置で外
皮導体を無線機筺体の金属部あるいは回路基板の接地導
体に接続されるので、高周波電流が１／４波長ラジアル
素子に乗りやすくなり、アンテナ放射特性パターンの歪
が改善され、最大放射方向が水平面近くに向くようにな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示すもので、（ａ）は伸
長時の無線機概略図、（ｂ）は短縮時の無線機概略図で
ある。

【図２】図１（ｂ）の短縮時のアンテナ放射特性パター
ンである。

【図３】本発明の第２実施例を示すもので、（ａ）は伸
長時の無線機概略図、（ｂ）は短縮時の無線機概略図で
ある。

【図４】従来技術を示すもので、（ａ）は伸長時の無線
機概略図、（ｂ）は短縮時の無線機概略図である。

【図５】図４（ｂ）の短縮時のアンテナ放射特性パター
ンである。

【符号の説明】

１ １／４波長螺旋状アンテナ素子 ２ １／２波長アンテナ素子 ３ １／４波長ラジアル素子 ４ 給電点７から１／４波長離れた位置 ５ 給電線 ５ａ 中心導体 ５ｂ 外皮導体 ６ 引き出し部 ７ 給電点 ８ 無線機の筺体金属部あるいは回路基板の接地導体 ９、１０ 給電点７の近傍 １１ マイクロストリップ線路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】給電線の中心導体に給電点を有する１／４
   波長螺旋状アンテナ素子と、前記１／４波長螺旋状アン
   テナ素子との間に電磁界結合がされる伸縮自在にされた
   １／２波長アンテナ素子とが具備される伸縮式アンテナ
   において、前記１／２波長アンテナ素子は、前記１／４
   波長螺旋状アンテナ素子の内部空間内を移動して伸縮自
   在に配設され、伸長時には前記１／４波長螺旋状アンテ
   ナ素子の頭部より上方にあって電磁界結合する所定位置
   に配置され、短縮時には前記１／４波長螺旋状アンテナ
   素子の頭部から下方で、かつ上端部分が前記１／４波長
   螺旋状アンテナ素子内部空間内にあって電磁界結合する
   所定位置に配置されることを特徴とする伸縮式アンテ
   ナ。
2. 【請求項２】前記給電点の近傍位置の外皮導体に１／４
   波長ラジアル素子が接続され、さらに前記給電点から１
   ／４波長離れた位置で無線機筺体の金属部あるいは回路
   基板の接地導体に接続されることを特徴とする請求項１
   記載の伸縮式アンテナ。