JPH09139618A

JPH09139618A - アンテナ装置

Info

Publication number: JPH09139618A
Application number: JP7298297A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Uchino; 晃彦内野
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1995-11-16
Filing date: 1995-11-16
Publication date: 1997-05-27

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の、異なる２周波数帯域で動作するアンテ
ナ装置は、寸法の大きいホイップアンテナでしか実現さ
れない、機械強度が弱い、機構部品が多くなりケース内
の占有スペースが大きい、整合回路が複雑になり損失が
増大するなどの課題がある。【解決手段】直列共振型アンテナ素子（たとえば４分の
１波長ヘリカルコイル）と、前記アンテナ素子の給電点
付近に設けられた第１の整合回路と、前記給電点とＲＦ
回路を結び、使用周波数の２分の１波長以上の長さを有
する伝送線路と、前記伝送線路を介して前記第１の整合
回路より使用周波数の２分の１波長以上の間隔を設けら
れた第２の整合回路を備えることで、前記課題を解決す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は携帯用無線機、特に
アナログ携帯電話、ディジタル携帯電話等、送信周波数
帯域と受信周波数帯域が異なる無線機に関する。あるい
は、特に、異なる通信サービスに対応可能な、異なる２
つの周波数帯域を有するデュアルモード無線機に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、２つの周波数帯で使用可能なアン
テナとしては、ホイップアンテナ素子内に共振回路を設
けて２つの周波数帯で共振するように構成したものや、
ホイップアンテナ素子の給電点付近の整合回路にて２つ
の周波数帯で整合可能とするもの、または、ホイップア
ンテナ素子とヘリカルコイルの２つの共振素子を持ち、
さらにインピーダンス変換回路を介して給電されるもの
等がある。

【０００３】図１０は、ホイップアンテナ素子５１内に
共振回路４１を設けて２つの周波数帯で共振するように
構成された従来例である。また、ＲＦ回路１６とアンテ
ナ素子５１との間には、インピーダンス整合回路４２が
設けられている。

【０００４】図１１は、ホイップアンテナ素子５１の給
電点付近の整合回路４３にて２つの周波数帯で整合を取
るように構成された従来例である。

【０００５】図１２は、ホイップアンテナ素子５１とヘ
リカルコイル４４の２つの共振素子を持ち、さらにイン
ピーダンス変換素子４５を介して給電されるように構成
された従来例である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図１０に示す従来例で
は、整合回路４２は簡単になるが、ホイップアンテナ素
子５１の中間部分に共振回路４１が挿入されるので機械
的な構造が複雑になり部品点数の増加を招くばかりか、
この部分でアンテナ素子５１が折れ曲がり易くなる、ホ
イップアンテナ径が大きくなり筐体内に収納時したとき
の占有スペースが大きい、という欠点がある。図１１に
示す従来例では、整合回路の構成が複雑（通常、Ｌ・Ｃ
で４素子以上）となり、損失が大きくなるという欠点が
ある。図１２に示す従来例は、インピーダンス変換素子
４５が大きく、筐体内の占有スペースが大きくなるとい
う欠点がある。

【０００７】更に、上記３つの従来例では、伸長収納型
のアンテナの場合、伸長状態に限って、２つの周波数帯
で動作可能となるのであって、収納状態では２つの周波
数帯で動作可能とはならない。

【０００８】本発明はこのような課題を解決するために
行われたものであり、伸長状態でも収納状態でも２つの
周波数帯で動作可能で、構造が単純で、損失の小さいア
ンテナ装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、直列共振型ア
ンテナ素子２１と、前記アンテナ素子の給電点２２付近
に設けられた第１の整合回路２３と、前記給電点２２と
ＲＦ回路１６を結び、使用周波数の２分の１波長以上の
長さを有する伝送線路２４と、前記伝送線路２４を介し
て前記第１の整合回路２３より使用周波数の２分の１波
長以上の間隔を設けられた第２の整合回路２６を備える
ことを特徴とする。また、伸長収納型のアンテナの場合
は、前記直列共振型アンテナ素子２１の上方に、非接触
にて第２のアンテナ３２を配置し、前記直列共振型アン
テナ素子２１と電磁界結合するようにする。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明について、図面を参照しな
がら詳細に説明する。図１（ａ）は本発明の実施例であ
る。なお、説明には８２０ＭＨｚ付近に受信帯域を有
し、９５０ＭＨｚ付近に送信帯域を有する通信サービス
に使用される携帯無線機を用いる。送受信機１１が収め
られているケース１５の頂面に突起部１４が設けられて
いる。その突起部１４には、直列共振型アンテナ素子で
ある４分の１波長ヘリカルコイル２１が配置される。給
電点２２のごく近くには第１の整合回路となる並列のキ
ャパシタ２３がある。給電点２２とＲＦ回路１６を結ぶ
役目をする同軸ケーブル２４がケース内側に沿ってケー
ス底面１６まで伸びている。ケース底面付近には第２の
整合回路となる並列のキャパシタ２３があり、その先に
はＲＦ回路１６が存在する。アンテナに関する機構上の
構成はごく簡単である。また、機構設計上の特別な工夫
も要らないため、筐体内部のスペースを占有することも
ない。また、整合用のＬ・Ｃ素子は２つの使用にとどま
っており、同軸ケーブルによる損失は非常に小さい。よ
って、アンテナ素子２１以外での損失は非常に小さく抑
えられている。また、図１（ｂ）は本実施例における回
路構成図である。次に、スミス図表を用いて、インピー
ダンス整合を行う方法について説明する。図２（ａ）
は、給電点２２からアンテナ素子側を見たときの反射係
数、（ｂ）はＶＳＷＲ特性（横軸は周波数）である。ヘ
リカルコイル２１を使用したアンテナは直列共振回路で
周波数特性があらわされるため、スミス図表中の抵抗一
定の円上に反射係数の軌跡６１が描かれる。ここで実軸
を横切る点（ＶＳＷＲ最小の点）で示される周波数をｆ
０とする。この場合、ｆ０を８８５ＭＨｚ付近に設定
し、８２０ＭＨｚにおけるＶＳＷＲと９５０ＭＨｚにお
けるＶＳＷＲがほぼ一致するようにしている。ｆ０は、
ヘリカルコイル２１の巻き数を適当に決定することで所
望の値が実現される。図３（ａ）は、アンテナ素子に並
列のキャパシタ２３を付加したときの反射係数、（ｂ）
はＶＳＷＲ特性である。この場合、キャパシタの容量を
２ｐＦとしている。図４（ａ）は、同軸ケーブルの末端
２５からアンテナ側を見たときの反射係数、（ｂ）はＶ
ＳＷＲ特性である。図３（ａ）の反射係数を観測する位
置を徐々に同軸ケーブルの末端側にずらしていくと、反
射係数は原点を中心に時計回りに２β・ｌ（単位はラジ
アン）だけ回転する。ここで β：着目する周波数における真空中での波数ｌ：観測点をずらした距離を真空中の距離に換算したも
のである。なお、同軸ケーブルの特性インピーダンスは５
０Ωとする。８２０ＭＨｚにおける反射係数１が回転す
る様子と、９５０ＭＨｚにおける反射係数２が回転する
様子を比較する。８２０ＭＨｚにおける波数よりも９５
０ＭＨｚにおける波数の方が若干大きいので、ずらした
単位長さ当たりの回転量は９５０ＭＨｚにおける反射係
数２のほうが若干大きい。よって、両反射係数の位相差
は小さくなる方向である。このように観測する位置をず
らしていき、真空中で約８７０ｐｓの距離からアンテナ
側を見たときが、図４の特性となる。このとき、８２０
ＭＨｚにおける反射係数１も、９５０ＭＨｚにおける反
射係数２も、スミス図表（アドミタンス図表）中のコン
ダクタンス一定の円上に位置している。図５（ａ）は、
同軸ケーブル末端２５付近に、並列のキャパシタ２６を
付加したときの反射係数、（ｂ）はＶＳＷＲ特性であ
る。この場合、コンデンサの容量を３ｐＦとしている。
これにより、８２０ＭＨｚの反射係数１と９５０ＭＨｚ
の反射係数２を同時に５０Ω付近に移動できる。この結
果、８２０ＭＨｚ近辺と９５０ＭＨｚ近辺の両帯域で低
ＶＳＷＲとなり、アンテナとしての良好な動作が可能と
なる。

【００１１】図６（ａ）は、このアンテナ装置にホイッ
プアンテナを組み合わせて伸長収納型アンテナとしたと
きの実施例である。この実施例はホイップ３１を引きだ
した状態に対応している。ヘリカルコイル２１の上方に
２分の１波長の長さを有する第２のアンテナ素子３２が
組み合わせられる。ヘリカルコイル２１と第２のアンテ
ナ素子３２は電気的に非接触であり、電磁界的に結合さ
れている。図６（ｂ）は本実施例における回路構成図で
ある。図７（ａ）は、位置Ｄからアンテナ側を見た、引
き出し時のアンテナ装置の反射係数、（ｂ）はＶＳＷＲ
特性である。第２のアンテナ素子３２を適当に調整する
ことで、８２０ＭＨｚ近辺と９５０ＭＨｚ近辺の両帯域
で低ＶＳＷＲとなり、アンテナとしての良好な動作が可
能となる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の他の実施例を、図面に基づい
て説明する。図８は、図１に示した実施例と構成はほぼ
同じであるが、第２の整合回路に直列のインダクタ２７
を使用している。これは、２つの周波数帯域でのアンテ
ナ素子の反射係数の位相差を小さくするために、給電点
から同軸ケーブル方向に観測位置をずらしていったとこ
ろ、抵抗一定の円上でかつ容量性（インピーダンスの虚
数成分が負）の場所で位相が追いついてしまった場合に
利用できる。

【００１３】図９は、第１の整合回路と第２の整合回路
に、ともにスタブ回路２８、２９を用いたものであり、
両整合回路間の距離は基板上のマイクロストリップライ
ン３０によって形成されている。このような構成でも、
発明の実施の形態にて説明したのと全く同じ原理で、異
なる２つの周波数帯で良好な動作が可能となるアンテナ
装置を構成することができる。

【００１４】

【発明の効果】以上述べてきたように本発明によれば、
１つの直列共振アンテナで異なる２つの周波数帯域にお
ける良好な動作を実現できる。また、これにホイップア
ンテナを組み合わせた伸長収納型アンテナの伸長時にお
いても同時に、異なる２つの周波数帯域での良好な動作
を実現できる。しかも、整合回路の構成を簡単に出来る
ので損失が少なく、利得の大きなアンテナを得ることが
出来る。さらに、伸長収納型のホイップを設けた場合、
機構的にも簡単な構成となるため、折れや曲がりの心配
も無く、ケース内に特別な機構部品も要らないため占有
スペースが小さくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）本発明の実施例を示す図。（ｂ）本発明
の実施例の回路構成図

【図２】（ａ）本発明の実施例の、位置Ａからアンテナ
側を見た反射係数。（ｂ）本発明の実施例の、位置Ａか
らアンテナ側を見たＶＳＷＲ。

【図３】（ａ）本発明の実施例の、位置Ｂからアンテナ
側を見た反射係数。（ｂ）本発明の実施例の、位置Ｂか
らアンテナ側を見たＶＳＷＲ。

【図４】（ａ）本発明の実施例の、位置Ｃからアンテナ
側を見た反射係数。（ｂ）本発明の実施例の、位置Ｃか
らアンテナ側を見たＶＳＷＲ。

【図５】（ａ）本発明の実施例の、位置Ｄからアンテナ
側を見た反射係数。（ｂ）本発明の実施例の、位置Ｄか
らアンテナ側を見たＶＳＷＲ。

【図６】（ａ）本発明の伸長収納型アンテナの伸長時の
実施例を示す図。（ｂ）本発明の伸長収納型アンテナの
伸長時の実施例の回路構成図。

【図７】（ａ）本発明の伸長時の実施例の、位置Ｄから
アンテナ側を見た反射係数。（ｂ）本発明の伸長時の実
施例の、位置Ｄからアンテナ側を見たＶＳＷＲ。

【図８】本発明の他の実施例の図。

【図９】本発明のさらに他の実施例の図。

【図１０】従来の、アンテナ素子に共振回路を接続し２
共振を得る場合の構成例を示す図。

【図１１】従来の、整合回路により２共振特性を得る場
合の構成例を示す図。

【図１２】従来の、２つの共振アンテナ素子を有しイン
ピーダンス変換回路を介して給電される場合の構成例を
示す図。

【符号の説明】

１８２０ＭＨｚでの特性２９５０ＭＨｚでの特性１１送受信機１２ケース頂面１３ケース底面１４ケース突起部１５ケース１６ＲＦ回路部２１ヘリカルコイル（直列共振アンテナ）２２給電点２３並列キャパシタ（第１の整合回路部）２４同軸ケーブル（伝送線路）２５ケーブル末端部２６並列キャパシタ（第２の整合回路部）２７直列インダクタ（第２の整合回路部）２８スタブ回路（第１の整合回路部）２９スタブ回路（第２の整合回路部）３０マイクロストリップライン３１ホイップアンテナ（伸長式）３２第２のアンテナ素子（２分の１波長）４１共振回路４２整合回路４３整合回路４４ヘリカルコイル（共振素子）４５インピーダンス変換回路部５１ホイップアンテナ６１反射係数の軌跡

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直列共振型アンテナ素子と、前記アンテナ
素子の給電点付近に設けられた第１の整合回路と、前記
給電点とＲＦ回路を結び、使用周波数の２分の１波長以
上の長さを有する伝送線路と、前記伝送線路を介して前
記第１の整合回路より使用周波数の２分の１波長以上の
間隔を設けられた第２の整合回路を備えることを特徴と
するアンテナ装置。
【請求項２】前記直列共振型アンテナ素子の上方に、非
接触にて第２のアンテナを配置し、前記直列共振型アン
テナ素子と電磁界結合するようにした請求項１記載のア
ンテナ装置。