JPH09223994A - 携帯無線機 - Google Patents
携帯無線機Info
- Publication number
- JPH09223994A JPH09223994A JP8026979A JP2697996A JPH09223994A JP H09223994 A JPH09223994 A JP H09223994A JP 8026979 A JP8026979 A JP 8026979A JP 2697996 A JP2697996 A JP 2697996A JP H09223994 A JPH09223994 A JP H09223994A
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- JP
- Japan
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- polarized wave
- elevation angle
- antenna means
- wave antenna
- antenna
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Abstract
(57)【要約】
【課題】衛星通信用の携帯無線機が、全天周方向に安定
した通信感度を得ること。 【解決手段】本発明は、高仰角に指向性のある円偏波ア
ンテナ手段２１と低仰角に指向性のある直線偏波（垂直
偏波）アンテナ手段１１を組み合わせ携帯無線機１の上
端部近傍にともに配置することにより全天周方向に飛翔
する通信衛星と安定した通信が可能となる。
した通信感度を得ること。 【解決手段】本発明は、高仰角に指向性のある円偏波ア
ンテナ手段２１と低仰角に指向性のある直線偏波（垂直
偏波）アンテナ手段１１を組み合わせ携帯無線機１の上
端部近傍にともに配置することにより全天周方向に飛翔
する通信衛星と安定した通信が可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、衛星通信に用いる
携帯無線機に有効なアンテナ装置に関するものである。
携帯無線機に有効なアンテナ装置に関するものである。
【０００２】
【従来技術およびその課題】近年、通信衛星を用いた中
軌道、低軌道の周回衛星を用いた携帯電話の構想が各社
から提案されており、それらの周波数帯は、地上の携帯
電話から通信衛星へは１．６ＧＨｚ帯が、通信衛星から
地上の携帯電話へは２．４ＧＨｚ帯が割当てられてお
り、また１．６ＧＨｚ帯は地上から通信衛星、通信衛星
から地上の双方向の通信に用いる周波数帯としても割当
てられている。これらの通信には、回線品質を確保する
ために円偏波を用いることが多い。
軌道、低軌道の周回衛星を用いた携帯電話の構想が各社
から提案されており、それらの周波数帯は、地上の携帯
電話から通信衛星へは１．６ＧＨｚ帯が、通信衛星から
地上の携帯電話へは２．４ＧＨｚ帯が割当てられてお
り、また１．６ＧＨｚ帯は地上から通信衛星、通信衛星
から地上の双方向の通信に用いる周波数帯としても割当
てられている。これらの通信には、回線品質を確保する
ために円偏波を用いることが多い。
【０００３】アンテナ構成としては、たとえば、図４よ
り、衛星通信には送信用マイクロストリップライン平面
アンテナ２０２と受信用マイクロストリップライン平面
アンテナ２０３を用いる折りたたみアンテナアレイ２０
４（ＩＴＵ研究 世界の非静止衛星通信システム No.2
61/262 新日本ITU 協会 １９９３年８月刊行 Ｐ．３
６）を携帯電話２０１に取り付けたものが提案されてい
る。これにより、主ビーム方向を携帯電話２０１と折り
たたみアンテナアレイ２５とのなす折りたたみ角αで若
干変更できるので、折りたたみ角αを調節し衛星通信の
通信感度を向上できるが、全天周方向に対して通信感度
を保つことは困難である。
り、衛星通信には送信用マイクロストリップライン平面
アンテナ２０２と受信用マイクロストリップライン平面
アンテナ２０３を用いる折りたたみアンテナアレイ２０
４（ＩＴＵ研究 世界の非静止衛星通信システム No.2
61/262 新日本ITU 協会 １９９３年８月刊行 Ｐ．３
６）を携帯電話２０１に取り付けたものが提案されてい
る。これにより、主ビーム方向を携帯電話２０１と折り
たたみアンテナアレイ２５とのなす折りたたみ角αで若
干変更できるので、折りたたみ角αを調節し衛星通信の
通信感度を向上できるが、全天周方向に対して通信感度
を保つことは困難である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、高仰角指向性
のある円偏波アンテナと低仰角に指向性のある直線偏波
アンテナ（垂直偏波）を組合わせることにより全天周方
向に対して通信感度を保つようにする。
のある円偏波アンテナと低仰角に指向性のある直線偏波
アンテナ（垂直偏波）を組合わせることにより全天周方
向に対して通信感度を保つようにする。
【０００５】
【発明の実施の形態】動作周波数ｆ１の導体線を円筒ま
たは円錐状に巻いた円偏波のらせん状アンテナ手段また
は動作周波数ｆ１の円偏波のマイクロストリップライン
平面アンテナ手段と動作周波数ｆ１の直線偏波の線状ア
ンテナ手段とを組み合わせる。らせん状アンテナ手段の
ほぼ同軸上に線状アンテナ手段を配設し、外観を一本の
アンテナ形状に構成できて、らせん状アンテナ手段の指
向性を高仰角方向に持たせ、線状アンテナ手段の指向性
を低仰角方向に持たせることができる。
たは円錐状に巻いた円偏波のらせん状アンテナ手段また
は動作周波数ｆ１の円偏波のマイクロストリップライン
平面アンテナ手段と動作周波数ｆ１の直線偏波の線状ア
ンテナ手段とを組み合わせる。らせん状アンテナ手段の
ほぼ同軸上に線状アンテナ手段を配設し、外観を一本の
アンテナ形状に構成できて、らせん状アンテナ手段の指
向性を高仰角方向に持たせ、線状アンテナ手段の指向性
を低仰角方向に持たせることができる。
【０００６】以下、図面により本発明の一実施形態を説
明する。図１に示すように、アンテナ手段の一方を円偏
波アンテナ手段２１とし、このアンテナの同軸上に他方
のアンテナ手段として直線偏波アンテナ手段１１（垂直
偏波アンテナ手段）を配置すると、円偏波アンテナ手段
２１の放射方向は高仰角方向にあり、直線偏波アンテナ
手段１１の放射方向は低仰角方向にある。２つのアンテ
ナの動作周波数は所望する同一周波数帯（ｆ１）に合わ
せる。円偏波アンテナ２１と直線偏波アンテナ１１を携
帯無線機１の上端部に配置する。これらのアンテナは放
射方向が異なる。これにより、通信衛星が、地上のユー
ザから見て、低仰角にあろうと、高仰角にあろうと良好
な通信が可能となる。以下に、本発明の一実施形態を詳
細に説明する。
明する。図１に示すように、アンテナ手段の一方を円偏
波アンテナ手段２１とし、このアンテナの同軸上に他方
のアンテナ手段として直線偏波アンテナ手段１１（垂直
偏波アンテナ手段）を配置すると、円偏波アンテナ手段
２１の放射方向は高仰角方向にあり、直線偏波アンテナ
手段１１の放射方向は低仰角方向にある。２つのアンテ
ナの動作周波数は所望する同一周波数帯（ｆ１）に合わ
せる。円偏波アンテナ２１と直線偏波アンテナ１１を携
帯無線機１の上端部に配置する。これらのアンテナは放
射方向が異なる。これにより、通信衛星が、地上のユー
ザから見て、低仰角にあろうと、高仰角にあろうと良好
な通信が可能となる。以下に、本発明の一実施形態を詳
細に説明する。
【０００７】図１は本発明の実施の形態を示す。図にお
いて同じ部位は同じ符号で示し、１１は直線偏波アンテ
ナ手段、２１は円偏波アンテナ手段、１は携帯無線機
（携帯電話）である。
いて同じ部位は同じ符号で示し、１１は直線偏波アンテ
ナ手段、２１は円偏波アンテナ手段、１は携帯無線機
（携帯電話）である。
【０００８】まず、直線偏波アンテナ手段１１は、垂直
ダイポールアンテナで、第１の放射素子１２、給電点１
３、導体のスリーブよりなる第２の放射素子１４、同軸
線（給電線）１５から構成される。垂直ダイポールはア
ンテナ軸を中心としたドーナツ型の無指向性アンテナと
なる。
ダイポールアンテナで、第１の放射素子１２、給電点１
３、導体のスリーブよりなる第２の放射素子１４、同軸
線（給電線）１５から構成される。垂直ダイポールはア
ンテナ軸を中心としたドーナツ型の無指向性アンテナと
なる。
【０００９】次に、円偏波アンテナ手段２１はヘリカル
アンテナで、給電点２２、放射素子となる同軸線２３、
導線２４、誘電体円筒２５から成り、２６はアンテナ素
子の巻き終り端である。円偏波アンテナ手段２１は誘電
体円筒２５の面上に２本の導体線で構成される。すなわ
ち、導体線の一方は導線２４と、導体線の他方であると
ころの放射素子となる同軸線２３とは給電点２２におい
て同軸線２３の中心導体２９と電気的に接続される。２
本の導体線は給電点２２から下方に向かって同一方向に
同一ピッチで巻きつけられ、導線２４と同軸線の外部導
体２７を円偏波アンテナ２１の巻き終り端２６で電気的
に接続する。円偏波アンテナ２１を流れる高周波電流は
給電点２２から導線２４の下方に向かって流れ、巻終り
端２６から同軸線の外部導体２７の外表面を上方に向か
って流れる。このとき同軸線の外部導体２７の内壁面に
も高周波電流が下方に流れている。従って、互いに逆向
きの高周波電流によって発生する電界が打ち消し合うの
で、同軸線の外部導体２７には見かけ上高周波電流は流
れない。すなわち、巻終り端２６からは同軸線の中心導
体２９の高周波電流が、下方から給電点２２の方向に流
れる。このループ電流が螺旋状に流れ円偏波を発生させ
る。図２は本発明を説明するための電波の放射方向の相
対電力を示す図で、（ａ）は円偏波アンテナ、（ｂ）は
直線偏波アンテナのものであり、両アンテナを組み合わ
せることにより（ｃ）の特性が得られる。
アンテナで、給電点２２、放射素子となる同軸線２３、
導線２４、誘電体円筒２５から成り、２６はアンテナ素
子の巻き終り端である。円偏波アンテナ手段２１は誘電
体円筒２５の面上に２本の導体線で構成される。すなわ
ち、導体線の一方は導線２４と、導体線の他方であると
ころの放射素子となる同軸線２３とは給電点２２におい
て同軸線２３の中心導体２９と電気的に接続される。２
本の導体線は給電点２２から下方に向かって同一方向に
同一ピッチで巻きつけられ、導線２４と同軸線の外部導
体２７を円偏波アンテナ２１の巻き終り端２６で電気的
に接続する。円偏波アンテナ２１を流れる高周波電流は
給電点２２から導線２４の下方に向かって流れ、巻終り
端２６から同軸線の外部導体２７の外表面を上方に向か
って流れる。このとき同軸線の外部導体２７の内壁面に
も高周波電流が下方に流れている。従って、互いに逆向
きの高周波電流によって発生する電界が打ち消し合うの
で、同軸線の外部導体２７には見かけ上高周波電流は流
れない。すなわち、巻終り端２６からは同軸線の中心導
体２９の高周波電流が、下方から給電点２２の方向に流
れる。このループ電流が螺旋状に流れ円偏波を発生させ
る。図２は本発明を説明するための電波の放射方向の相
対電力を示す図で、（ａ）は円偏波アンテナ、（ｂ）は
直線偏波アンテナのものであり、両アンテナを組み合わ
せることにより（ｃ）の特性が得られる。
【００１０】ここで図３を用いて仰角の違いによるアン
テナの使い分けについて説明する。図３の９３ａは高仰
角方向に飛翔している通信衛星９１と通信する場合であ
る。通信衛星９１から送られてくる電波は円偏波であ
り、アンテナ軸方向に主に通信感度を有している。一
方、図３の９３ｂは低仰角方向に飛翔している通信衛星
９１と通信する場合である。通信衛星９１から送られて
くる電波は円偏波であるが、携帯無線機１の２つのアン
テナのうち直線偏波アンテナ１１の方が効率的に動作す
る。円偏波を直線偏波アンテナで受信すると約３ｄＢ受
信電力が落ちることが知られている。そのため、低仰角
の通信衛星９１に備えた円偏波アンテナからの電波を地
上９５の直線偏波アンテナ１１で受信すると若干効率の
劣化は生じるが、円偏波アンテナ２１の場合、低仰角で
は１０ｄＢ以上の受信電力の効率劣化が生じているの
で、低仰角では直線偏波アンテナ（垂直アンテナ）１１
を用いる方が有利である。
テナの使い分けについて説明する。図３の９３ａは高仰
角方向に飛翔している通信衛星９１と通信する場合であ
る。通信衛星９１から送られてくる電波は円偏波であ
り、アンテナ軸方向に主に通信感度を有している。一
方、図３の９３ｂは低仰角方向に飛翔している通信衛星
９１と通信する場合である。通信衛星９１から送られて
くる電波は円偏波であるが、携帯無線機１の２つのアン
テナのうち直線偏波アンテナ１１の方が効率的に動作す
る。円偏波を直線偏波アンテナで受信すると約３ｄＢ受
信電力が落ちることが知られている。そのため、低仰角
の通信衛星９１に備えた円偏波アンテナからの電波を地
上９５の直線偏波アンテナ１１で受信すると若干効率の
劣化は生じるが、円偏波アンテナ２１の場合、低仰角で
は１０ｄＢ以上の受信電力の効率劣化が生じているの
で、低仰角では直線偏波アンテナ（垂直アンテナ）１１
を用いる方が有利である。
【００１１】以上の２種類の指向性アンテナの異なるア
ンテナを組合わせ、通信衛星の位置が高仰角か低仰角か
によってアンテナを切り替えるアンテナの切り換え装置
３を用いたり、あるいは両アンテナ電力を合成する電力
合成装置（図示せず）により安定した通信感度が得られ
ることになる。
ンテナを組合わせ、通信衛星の位置が高仰角か低仰角か
によってアンテナを切り替えるアンテナの切り換え装置
３を用いたり、あるいは両アンテナ電力を合成する電力
合成装置（図示せず）により安定した通信感度が得られ
ることになる。
【００１２】発明の実施の形態において、ヘリカルアン
テナと垂直ダイポールをあげたが、高仰角方向に指向性
のある円偏波アンテナと低仰角方向に指向性のある直線
偏波アンテナの組み合わせならば、アンテナの種類は問
わない。円偏波アンテナは平面アンテナや反射板を備え
たヘリカルアンテナ、４線ヘリカルアンテナ等でもよ
い。また直線偏波アンテナ（垂直偏波アンテナ）は４分
の１波長の接地型アンテナ、２分の１波長垂直ダイポー
ル等を用いて適宜、アンテナの放射方向の電磁波エネル
ギーが全天周方向に行き渡るようにアンテナの組み合わ
せを選択すればよい。
テナと垂直ダイポールをあげたが、高仰角方向に指向性
のある円偏波アンテナと低仰角方向に指向性のある直線
偏波アンテナの組み合わせならば、アンテナの種類は問
わない。円偏波アンテナは平面アンテナや反射板を備え
たヘリカルアンテナ、４線ヘリカルアンテナ等でもよ
い。また直線偏波アンテナ（垂直偏波アンテナ）は４分
の１波長の接地型アンテナ、２分の１波長垂直ダイポー
ル等を用いて適宜、アンテナの放射方向の電磁波エネル
ギーが全天周方向に行き渡るようにアンテナの組み合わ
せを選択すればよい。
【００１３】
【発明の効果】本発明は、高仰角に指向性のある円偏波
アンテナと低仰角に指向性のある直線偏波アンテナ（垂
直偏波）を組合わせることにより全天周方向に対して通
信感度を保つことが可能となる。
アンテナと低仰角に指向性のある直線偏波アンテナ（垂
直偏波）を組合わせることにより全天周方向に対して通
信感度を保つことが可能となる。
【００１４】さらに、通信衛星の地上から見た仰角にか
かわらず、良好な通信感度が容易に得られる。さらに、
低仰角でのハンドオーバーが円滑に行える。
かわらず、良好な通信感度が容易に得られる。さらに、
低仰角でのハンドオーバーが円滑に行える。
【図１】本発明の実施の形態で、円偏波アンテナ手段と
直線偏波アンテナ手段を組み合わせた携帯無線機の図。
直線偏波アンテナ手段を組み合わせた携帯無線機の図。
【図２】本発明を説明するための電波の放射方向の相対
電力を示す図で、（ａ）は円偏波アンテナ、（ｂ）は直
線偏波アンテナ、（ｃ）は（ａ）と（ｂ）とを合成した
図。
電力を示す図で、（ａ）は円偏波アンテナ、（ｂ）は直
線偏波アンテナ、（ｃ）は（ａ）と（ｂ）とを合成した
図。
【図３】本発明を説明するための衛星通信の概念図。
【図４】従来例を示す衛星通信用携帯電話の外観図。
１ ：携帯無線機 ２ ：無線回路 ３ ：切り換え装
置 １１：直線偏波アンテナ手段 １２：第１の放射素子 １３：給電点 １４：第２の放
射素子 １５：直線偏波アンテナ手段の給電線となる同軸線 １６：同軸線１５の外部導体 １７：同軸線１５の絶縁
体 １８：同軸線１５の中心導体 ２１：円偏波アンテナ手段（ヘリカルアンテナ） ２２：給電点 ２３：放射素子となる同軸線 ２４：導
線 ２５：誘電体円筒 ２６：ヘリカルアンテナの巻き終り
端 ２７：同軸線２３の外部導体 ２８：同軸線２３の絶縁
体 ２９：同軸線２３の中心導体 ９１：通信衛星 ９３ａ：高仰角通信衛星との衛星通信 ９３ｂ：低仰角
通信衛星との衛星通信 ９５：地上（地球） ２０１：携帯無線機（携帯電話） ２０２：送信用マイクロストリップライン平面アンテナ ２０３：受信用マイクロストリップライン平面アンテナ ２０４：表示部 ２０５：受話器 ２０６：操作部 ２
０７：送話器 ２０８：ヒンジ
置 １１：直線偏波アンテナ手段 １２：第１の放射素子 １３：給電点 １４：第２の放
射素子 １５：直線偏波アンテナ手段の給電線となる同軸線 １６：同軸線１５の外部導体 １７：同軸線１５の絶縁
体 １８：同軸線１５の中心導体 ２１：円偏波アンテナ手段（ヘリカルアンテナ） ２２：給電点 ２３：放射素子となる同軸線 ２４：導
線 ２５：誘電体円筒 ２６：ヘリカルアンテナの巻き終り
端 ２７：同軸線２３の外部導体 ２８：同軸線２３の絶縁
体 ２９：同軸線２３の中心導体 ９１：通信衛星 ９３ａ：高仰角通信衛星との衛星通信 ９３ｂ：低仰角
通信衛星との衛星通信 ９５：地上（地球） ２０１：携帯無線機（携帯電話） ２０２：送信用マイクロストリップライン平面アンテナ ２０３：受信用マイクロストリップライン平面アンテナ ２０４：表示部 ２０５：受話器 ２０６：操作部 ２
０７：送話器 ２０８：ヒンジ
Claims (3)
- 【請求項１】動作周波数ｆ１の円偏波アンテナ手段と同
じ動作周波数ｆ１の直線偏波アンテナ手段とを共に具備
し、前記円偏波アンテナ手段が放射方向を高仰角方向に
設定され、直線偏波アンテナ手段が放射方向を低仰角方
向に設定されたことを特徴とする携帯無線機。 - 【請求項２】導体線をらせん状に巻いて円偏波を放射す
る動作周波数ｆ１の円偏波アンテナ手段と、該円偏波ア
ンテナ手段とほぼ同軸上に同じ動作周波数ｆ１の線状の
直線偏波アンテナ手段を具備することにより、前記円偏
波アンテナ手段が放射方向を高仰角方向に設定され、直
線偏波アンテナ手段が放射方向を低仰角方向に設定され
たことを特徴とする携帯無線機。 - 【請求項３】前記円偏波アンテナ手段と直線偏波アンテ
ナ手段を切り換える切り換え装置もしくは両アンテナ受
信電力を合成する合成装置を備えたことを特徴とする請
求項１又は２記載の携帯無線機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8026979A JPH09223994A (ja) | 1996-02-14 | 1996-02-14 | 携帯無線機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8026979A JPH09223994A (ja) | 1996-02-14 | 1996-02-14 | 携帯無線機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09223994A true JPH09223994A (ja) | 1997-08-26 |
Family
ID=12208287
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8026979A Pending JPH09223994A (ja) | 1996-02-14 | 1996-02-14 | 携帯無線機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09223994A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6297780B1 (en) | 1998-04-23 | 2001-10-02 | Nec Corporation | Mobile apparatus with plurality of antennas having different directivities |
| JP2002151926A (ja) * | 2000-10-02 | 2002-05-24 | Emtac Technology Corp | アンテナ |
| CN109923733A (zh) * | 2017-01-31 | 2019-06-21 | 松下知识产权经营株式会社 | 无线通信装置 |
-
1996
- 1996-02-14 JP JP8026979A patent/JPH09223994A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6297780B1 (en) | 1998-04-23 | 2001-10-02 | Nec Corporation | Mobile apparatus with plurality of antennas having different directivities |
| JP2002151926A (ja) * | 2000-10-02 | 2002-05-24 | Emtac Technology Corp | アンテナ |
| CN109923733A (zh) * | 2017-01-31 | 2019-06-21 | 松下知识产权经营株式会社 | 无线通信装置 |
| CN109923733B (zh) * | 2017-01-31 | 2021-06-01 | 松下知识产权经营株式会社 | 无线通信装置 |
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