JPH0770896B2 - 伸張可能なアンテナシステムおよびこれを用いた携帯用無線機 - Google Patents

伸張可能なアンテナシステムおよびこれを用いた携帯用無線機

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JPH0770896B2
JPH0770896B2 JP1273921A JP27392189A JPH0770896B2 JP H0770896 B2 JPH0770896 B2 JP H0770896B2 JP 1273921 A JP1273921 A JP 1273921A JP 27392189 A JP27392189 A JP 27392189A JP H0770896 B2 JPH0770896 B2 JP H0770896B2
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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、一般的には携帯用無線機のアンテナに関し、
より詳細には携帯セルラ電話のための改良された伸張可
能なアンテナに関する。
（従来の技術） 携帯用無線機に取り付けられかつ無線周波数信号を送信
および受信する従来技術のアンテナは典型的には1/2波
長の受動素子（parasitic element）を用いる。そのよ
うな従来技術の放射素子は携帯用無線機において実際に
使用するにはあまりにも長すぎる。この問題は部分的に
は米国特許第4,121,218号に示されかつ記載されてお
り、参照のためここに導入されるもののような自在に伸
縮する（telescoping）金属放射素子を用いることによ
り解決されてきた。しかしながら、そのような伸縮自在
のアンテナはやや長いのみならず使用者が適切な動作の
ために完全に伸張させることが困難であり、しかも容易
に曲がりかつ壊れる。
さらに、スタイリングの点からアンテナが携帯用無線機
ハウジングに対し適正な比例関係にあることが要求さ
れ、1/2波長の受動素子の全長は、感覚的な点から、一
般的にはよく見えない。無線機ハウジングの各サイズに
対し、ハウジングに対し適正な比例関係にある1/2波長
の受動素子の物理的な長さは１つだけである。
従来技術のアンテナによって経験される他の問題は携帯
用無線機がオペレータによって保持されかつ使用される
時に経験される放射の劣化である。従来技術のアンテナ
は典型的にはグランド放射器として携帯用無線機の金属
ハウジングを用いる。放射の劣化は典型的にはオペレー
タが彼の手を金属ハウジングの回りに置く時従来技術の
アンテナにおいて経験され、それによりグランド放射器
の放射効率の劣化を引き起こす。
グランド放射器の放射効率の劣化は少なくとも１つの従
来技術の携帯用セルラ電話において1/4波長のグランド
放射器を使用することにより最小化されたが、この1/4
波長グランド放射器は1/4波長放射器に隣接するハウジ
ングの端部に配置される。この1/4波長グランド放射器
は完全に1/4波長の長さを有するワイヤ放射器である。1
/4波長グランド放射器はやや長いのみならず、この従来
技術のセルラ携帯用無線機の1/4波長放射器は上述のす
べての問題および欠点を有している。前述の理由によ
り、オペレータによって保持されかつ使用される時劣化
を生じない小さなかつ効率のよい放射器を含む携帯用無
線機のための改良されたアンテナの必要性が存在する。
（発明が解決しようとする課題） この発明は上述の問題を解決するものでありかつ伝統的
な1/2波長アンテナより長さにおいて短い携帯用セルラ
電話のための改良された伸張可能なアンテナシステムを
提供するよう構成され、それにより自在伸縮素子を用い
ることなく携帯用セルラ電話のハウジング内に引き込む
ことができるアンテナを実現するものである。
本発明はまた、携帯用セルラ電話がオペレータによって
保持されかつ使用される時最小の放射効率のロスを達成
する携帯用セルラ電話のための改良された伸張可能なア
ンテナシステムを提供することを目的としている。
（課題を解決するための手段） 添付の第１図には、本発明を実施した伸張可能なアンテ
ナシステムを含む携帯用セルラ電話100の部分断面図が
示されている。この伸張可能なアンテナシステムは伸張
可能な1/2波長放射器102、らせん（helical）コイル10
4、1/4波長放射器106、送受切換器（duplexer）112、無
線送信機114、そして無線受信機116を含んでいる。本発
明の特徴によれば、伸張可能なアンテナシステムの素子
102,104,106,112,114および116は携帯用セルラ電話100
のハウジング120〜122内に取り付けられている。本発明
の伸張可能なアンテナシステムの概念は無線周波数信号
の送信および／または受信を必要とする任意の電子的製
品に好適に用いることができる。
（作用） 好ましい実施例においては、本発明に係わるアンテナシ
ステムは824〜849MHzおよび860〜894MHzの間の周波数を
有する無線周波信号の送信および受信のためのセルラ電
話に用いられている。使用時には、オペレータは典型的
にはいったん所望の電話番号のダイヤルが完了しあるい
は入電話呼に応えるためにセルラ電話100を彼の手で保
持する。セルラ電話100は任意の商業的に入手可能なセ
ルラ電話でよく、例えば、アメリカ合衆国イリノイ州60
196、シャンバーグ、イースト・アルゴンクイン・ロー
ド1313、モトローラ・インコーポレーテッドのＣ＆Ｅパ
ーツから発行されかつ入手可能な「DYNATACセルラ携帯
用電話」と題するモトローラ社インストラクションマニ
ュアル第68P81046E60に詳細に示されかつ記述されてい
るモトローラ携帯用セルラ電話のようなものでよい。
（発明の実施例および効果） 次に第１図を参照すると、放射器102はそれぞれ縮めら
れかつ伸張された時アンテナハウジング121の中子（tan
g）132および134と係合する２つのもどり止め（deten
t）204および212を含む。中子132および134はもどり止
め204および212内にパチンとはまり込みオペレータに放
射器102がそれぞれ完全に収められあるいは伸張された
ことを触覚的にフィードバックする。放射器102はらせ
んコイル104を通りスライドすることにより、アンテナ
ハウジング121の内部にかつ外部にスライドする。
第１図を参照すると、放射器102がより詳細に示されて
いる。放射器102は保護用頭部端キャップ202、もどり止
め204を有する頭部206、コイル209を有する中間部208、
もどり止め212を有する底部210、そして底部端キャップ
214を含んでいる。放射器102は好ましくは「デルリン
（Delryn）」のような、柔軟性あるプラスチックで構成
され、かつコイル209は好ましくは13ミル（約0.33mm）
の直径を有する銀メッキされたベリリウムカッパー線で
構成される。従って、本発明の特徴によれば、放射器10
2は弾性スプリングとして作用する。コイル209は柔軟な
プラスチック内にモールドされ100ミル（約2.54mm）の
外径を有する放射器102を構成する。コイル209はらせん
状に巻かれているため、その電気的長さは1/2波長（one
−half wavelength）であるが、一方その物理的長さは1
/2波長よりもずっと短く、かつそれはスプリングとして
作用する。好ましい実施例においては、コイル209は91
回巻かれかつ53ミル（約1.35mm）の外径を有している。
その結果、コイル209は2.6インチ（約66mm）の物理的長
さを有しかつ850MHzにおいて1/2波長の電気的長さを有
する。これは物理的長さが７インチ（約177.8mm）の長
さのフルサイズの1/2波長の電気的長さに等価である。
放射器102の全体の長さは５インチ（約127mm）であり、
ここで頭部206は1.2インチ（約30.5mm）、中央部208は
2.6インチ（約66mm）、そして底部210は1.2インチ（約3
0.5mm）である。
さらに第１図を参照すると、らせんコイル104は無線信
号を送信および受信するために放射器102と容量的に結
合している。好ましい実施例においては、コイル104は
６回巻かれかつ280ミル（約7.1mm）の外径を有してい
る。その結果コイル104は0.7インチ（約17.8mmの物理的
長さおよび850MHzにおいて1/4波長の電気的長さを有し
ている。これは3.5インチ（約88.9mm）の物理的長さを
有するフルサイズの1/4波長の電気的長さと等価であ
る。無線信号はコイル104の底部端にかつ伝送ライン110
の中心導体に結合されたコネクタ109によりらせんコイ
ル104にかつらせんコイル104から結合される。好ましい
実施例においては、伝送ライン110はプリント回路基板
上のストリップライン伝送線によって実施される。伝送
ライン110は送受切換器（duplexer）112に結合されてお
り、該送受切換器112は無線送信機114からの送信信号を
コイル104に結合しかつコイル104からの受信信号を無線
受信機116に結合する。無線送信機114および受信機116
は底部ハウジング122内にかつグランド金属部124に囲ま
れて配置されている。好ましい実施例においては、頭
部、アンテナおよび底部ハウジング120〜122はプラスチ
ックで構成されかつグランド金属部124は底部ハウジン
グ122の内部を導電性コーティングすることにより構成
される。
使用時には、底部ハウジング122はオペレータの手によ
って実質的に囲まれかつさらにオペレータの頭および関
連する携帯電話の電池によってシールドされ、その結果
先に述べた米国特許第4,121,218号に示されるもののよ
うな従来技術のアンテナにおいては放射効率がかなり低
下した。放射効率の問題を実質的に最小化するため、本
発明のアンテナシステムは底部ハウジングのグランド金
属部124からアンテナ電流を転流させるためグランド放
射器106を含んでおり、それによりオペレータによって
引い起こされる放射効率の損失をかなり減少している。
グランド放射器106は1/4波長の電気的長さを有しかつ携
帯用電話100の頭部ハウジング120に配置され、それによ
りオペレータの手がそれを囲まないようにされている。
グランド放射器106は底部ハウジングのグランド金属部1
24から無線信号電流を非結合（decouple）とするがこれ
は放射器106が底部ハウジング122が給電点で示すものよ
りより低いインピーダンスを示すからである。そのよう
なグランド放射器の設計は参照のためここに導入され
る、米国特許第4,700,194号にさらに詳細に述べられて
いる。
さらに第１図を参照すると、グランド放射器106の好ま
しい実施例が図示されている。放射器106は曲がりくね
った伝送ライン302がその上に配置されたフレキシブル
回路基板310または他の適切な基板を含んでいる。伝送
ライン302が曲がりくねった形状となっている（serpent
ined）ため、その電気的長さは1/4波長であるが、一方
その物理的長さは1/4波長より短い。伝送ライン302の給
電点304はコネクタ108により伝送ライン110のグランド
側シールドに結合されている。回路基板310は好ましく
は「キャプトン（Kapton）」のような柔軟性ある材料に
より構成されかつにかわあるいは他の適切な接着剤によ
り頭部ハウジング120の表面に接着される。
要約すると、携帯用セルラ電話のためのユニークな伸張
可能なアンテナは伝統的な1/2波長アンテナよりも長さ
が短く、従って伸縮自在素子を用いることなく携帯用セ
ルラ電話ハウジング内に収めることができるアンテナが
構成できる。改良された伸張可能なアンテナはまたセル
ラ電話がオレペータによって保持されかつ使用される時
最小の放射効率の損失を達成する。本発明を用いること
により、小型かつ最小の放射損失の双方が手持時に極め
て勝れた放射効率を維持する携帯用アンテナシステム内
に組込まれた。本発明のアンテナシステムは小型化およ
び手で引き起こされる放射損失に対する耐性が要望され
る任意の携帯用無線機の用途に都合よく用いることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の１実施例に係わる伸張可能なアンテ
ナシステムを含む携帯用セルラ電話の部分的断面図であ
る。 100:携帯用セルラ電話、 102:1/2波長放射器、 104:らせんコイル、 106:1/4波長放射器、 112:送受切換器、 114:無線送信機、 116:無線受信機、 132,134:中子、 204,212:もどり止め、 120,121,122:ハウジング、 202:頭部端キャップ、 206:頭部、 208:中間部、 209:コイル、 210:底部、 214:底部端キャップ、 302:波形伝送ライン、 304:給電点、 310:フレキシブル回路基板。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】頭部および底部を有し該底部（122）は導
    電面を有するハウジング手段（120,121,122）に収容さ
    れた携帯用無線送受信機のための伸張可能なアンテナシ
    ステムであって、該伸張可能なアンテナシステムは、 前記ハウジング手段の頭部（121）に配置されかつ前記
    送受信機に結合された第１の端部および第２の端部を有
    するらせん状巻線を含むらせんアンテナ手段（104）、 非導電性の頭部と底部（206,210）および導電性の中央
    部（208）を有し、前記らせん状巻線を通って伸びてい
    る伸張可能な1/2波長放射手段（102）であって、前記伸
    張可能な1/2波長放射手段の導電性部分は前記ハウジン
    グ手段の頭部から伸張されたとき前記らせん状巻線の第
    ２の端部に容量的に結合されかつ前記ハウジング手段の
    底部に引っ込められたとき実質的にこれと非結合になる
    もの、そして 前記ハウジング手段の頭部（120）内に前記らせんアン
    テナ手段に関しほぼ直角に配置されかつ前記送受信機の
    グランドおよび前記ハウジング手段の前記導電面に結合
    された実質的に1/4波長の電気的長さを有する曲がりく
    ねった導電体で構成される1/4波長放射手段（106）、 を具備することを特徴とする伸張可能なアンテナシステ
    ム。
  2. 【請求項２】前記伸張可能な1/2波長放射手段の導電性
    中央部分（206）は所定数の巻線を有するコイル式スプ
    リング（209）を備えていることを特徴とする請求の範
    囲第１項に記載の伸張可能なアンテナシステム。
  3. 【請求項３】前記伸張可能な1/2波長放射手段の前記頭
    部および底部（206,210）はプラスチックでありかつ前
    記1/2波長放射手段の前記コイル式スプリング（209）は
    プラスチックに包含されていることを特徴とする請求の
    範囲第２項に記載の伸張可能なアンテナシステム。
  4. 【請求項４】前記1/4波長放射手段（106）は柔軟性ある
    基板手段（310）に接合された金属導体（302）で構成さ
    れていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の伸
    張可能なアンテナシステム。
  5. 【請求項５】送信機手段（114）、 受信機手段（116）、 第１および第２の端部を有する伝送ライン手段（11
    0）、 前記送信機手段および前記受信機手段を前記伝送ライン
    手段の第１の端部に結合するための送受切換手段（11
    2）、 頭部および底部を有するハウジング手段（120,121,12
    2）であって、該ハウジング手段の底部（122）は前記送
    信機手段、前記受信機手段および前記送受切換手段を囲
    む導電面を有するもの、そして 伸張可能なアンテナシステム、 を具備し、該伸張可能なアンテナシステムは、 前記ハウジング手段の頭部（121）に配置されかつ第１
    および第２の端部を有するらせん巻線を含むらせんアン
    テナ手段（104）であって、前記らせん巻線の第１の端
    部は前記伝送ライン手段の第２の端部に結合されている
    もの、 非導電性頭部および底部（206,210）および導電性中央
    部（208）を有しかつ前記らせん巻線を通って伸びてい
    る伸張可能な1/2波長放射手段（102）であって、前記伸
    張可能な1/2波長放射手段の導電性部分は前記ハウジン
    グ手段の部分から伸張されたとき前記らせん巻線の第２
    の端部と容量的に結合されかつ前記ハウジング手段の底
    部内に引き込まれたときそれに対して実質的に非結合と
    されるもの、そして 前記ハウジング手段の頭部（120）に前記らせんアンテ
    ナ手段に関しほぼ直角に配置されかつ送受信機のグラン
    ドおよび前記ハウジング手段の導電面に結合された実質
    的に1/4波長の電気的長さを有する曲がりくねった導電
    体で構成される1/4波長放射手段（106）、 を具備することを特徴とする携帯用無線機。
  6. 【請求項６】前記伸張可能な1/2波長放射手段の導電性
    中央部（208）は所定数の巻線を有するコイル式スプリ
    ング（209）で構成されていることを特徴とする請求の
    範囲第５項に記載の携帯用無線機。
  7. 【請求項７】前記伸張可能な1/2波長放射手段の前記頭
    部および底部（206,210）はプラスチックでありかつ前
    記1/2波長放射手段の前記コイル式スプリング（209）は
    プラスチック内に包含されていることを特徴とする請求
    の範囲第６項に記載の携帯用無線機。
  8. 【請求項８】前記1/4波長放射手段（106）は柔軟性ある
    基板手段（310）に接合された金属導体（302）で構成さ
    れていることを特徴とする請求の範囲第５項に記載の携
    帯用無線機。
JP1273921A 1988-11-02 1989-10-23 伸張可能なアンテナシステムおよびこれを用いた携帯用無線機 Expired - Lifetime JPH0770896B2 (ja)

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US07/266,423 US4868576A (en) 1988-11-02 1988-11-02 Extendable antenna for portable cellular telephones with ground radiator

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JPH02271701A JPH02271701A (ja) 1990-11-06
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JP (1) JPH0770896B2 (ja)
KR (1) KR930001074B1 (ja)
AT (1) ATE125646T1 (ja)
AU (1) AU610439B2 (ja)
BR (1) BR8907142A (ja)
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DE (1) DE68923598T2 (ja)
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