JPH09246828A - アンテナ装置 - Google Patents
アンテナ装置Info
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- JPH09246828A JPH09246828A JP8075222A JP7522296A JPH09246828A JP H09246828 A JPH09246828 A JP H09246828A JP 8075222 A JP8075222 A JP 8075222A JP 7522296 A JP7522296 A JP 7522296A JP H09246828 A JPH09246828 A JP H09246828A
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Abstract
動作し、アンテナ引出し時にはモノポールアンテナとし
て動作するアンテナにおいて、夫々、夫々のアンテナを
異なる電気的な長さとした場合にも、良好なマッチング
をとることができるアンテナ装置を提供する。 【解決手段】 モノポールアンテナを第1のエレメント
21と第2のエレメント24から構成し、第1のエレメ
ント21と第2のエレメント22との間を絶縁体のスペ
ーサ25を介することにより、容量結合する。アンテナ
を収納している状態ではヘリカルアンテナ11が動作
し、アンテナを引出した状態では第1のエレメント21
と第2のエレメント24とからなるモノポールアンテナ
が動作する。モノポールアンテナは、第1のエレメント
21と第2のエレメント24から構成され、第1のエレ
メント21と第2のエレメント24とが容量結合されて
いるため、ヘリカルアンテナとモノポールアンテナと異
なる電気的な長さとしても、同一の整合回路でマッチン
グをとることができる。
Description
機器に用いて好適なアンテナ装置に関するもので、特
に、アンテナを引き出した状態ではモノポールアンテナ
として動作し、アンテナを収納している状態ではヘリカ
ルアンテナとして動作するアンテナ装置に係わる。
帯無線機が急速に普及している。このような携帯無線機
では、性能や使い勝手の向上を図りつつ、携帯性を高め
るための開発が進められており、高密度LSIや高性能
電池が搭載され、機器の小型、軽量化が図られている。
アンテナが設けられている。初期の携帯無線機では、通
話時にアンテナを引き出して使用されることが前提とさ
れており、このアンテは、引き出したときに例えばλ/
4(λは波長)のモノポールアンテナとして動作するよ
うな、単純なホイップアンテナの構成とされていた。と
ころが、携帯無線機が使用される場合にアンテナが常に
引き出された状態にあるとは限らず、ユーザによって
は、アンテナを収納したまま通話を行うことも考えられ
る。また、待ち受け時には、アンテナが収納されている
ことが殆どなので、アンテナを収納しているときのアン
テナ動作特性も考慮する必要がある。単純なホイップア
ンテナでは、アンテナを収納した場合には、アンテナが
接地導体近傍に配置されることになり、入力インピーダ
ンスが上昇し、殆ど整合のとれていない状態となり、十
分なゲインを得ることができない。
ために、ホイップアンテナの上端にヘリカル部を接続し
た、所謂、トップローディングタイプのアンテナが用い
られるようになった。このアンテナの場合、アンテナ引
出し時には、ホイップアンテナとヘリカル部とを合わせ
た部分により、トップローディングのモノポールアンテ
ナが構成され、アンテナ収納時には、上端のヘリカル部
分がヘリカルアンテナとして機能する。このため、アン
テナ収納時の利得の向上が図れる。
アンテナ収納時に放射に寄与しないモノポールアンテナ
の部分が存在し、その部分がオープンスタブとして動作
することになる。このオープンスタブは、アンテナの入
力インピーダンスに影響を与え、収納スペース内での基
板との距離等から微妙に整合状態を乱す要因となってい
た。このため、この種のアンテナの動作性能はあまり良
好とはいえず、また、シールドが完璧でない場合に、収
納時のモノポールアンテナ部分から信号を拾う、若しく
は、シールド内へ信号が飛び込むといった現象の要因と
なる等、いくつかの問題を有していた。
ンテナとを有し、アンテナ引出し時にはモノポールアン
テナのみが動作し、アンテナ収納時にはヘリカルアンテ
ナのみが動作するようなアンテナが開発されている。こ
の種のアンテナでは、モノポールアンテナとヘリカルア
ンテナとが、夫々、別々に動作するため、アンテナ相互
の影響を受けず、アンテナを引き延ばしているときに
も、アンテナを収納しているときにも、満足な利得を得
ることができる。
のである。図3において、101は筐体である。筐体1
01は、非金属性の物質で構成されており、その内部に
は携帯無線機として必要な回路基板102が収納されて
いる。この回路基板102には、RF送受信回路103
が含められている。
4が形成され、このアンテナ取り付け孔104に、筐体
取り付け金具105が係合される。筐体取り付け金具1
05は、アンテナ給電ばね106を介して、アンテナ整
合回路107と電気的に接続されている。アンテナ整合
回路107は、RF送受信回路103とモノポールアン
テナ又はヘリカルアンテナとの間で、インピーダンス整
合をとるために設けられている。
アンテナカバー112の上側にヘリカル固定金具113
が嵌合され、アンテナカバー112の下側にアンテナ側
取り付け金具114が嵌合され、ヘリカル固定金具11
3とアンテナ側取り付け金具114との間に、ヘリカル
アンテナ部111が配設される。ヘリカルアンテナ部1
11の上部は、ヘリカル固定金具113と電気的に接続
される。また、ヘリカルアンテナ部111の下部は、ア
ンテナ取り付け金具114と電気的に接続される。
孔115が形成されている。また、ヘリカル固定金具1
13の中心部及びアンテナ側取り付け金具114の中心
部には、孔116及び117が形成されている。これ
ら、アンテナカバー102の上面の孔115、ヘリカル
固定金具113及びアンテナ側取り付け金具114の孔
11A及び117により、筐体101内に通じる貫通孔
が形成される。この貫通孔に、モノポールアンテナ部1
21が摺動自在に挿通される。モノポールアンテナ部1
21の上部は、絶縁体のアンテナカバー123が取り付
けられる。このアンテナカバー123の上端123A
は、アンテナ収納時のストッパ兼アンテナ引出し時のつ
まみとなっている。また、モノポールアンテナ123の
下側には、金属製のアンテナ引出しストッパ124が取
り付けられる。
は、モノポールアンテナ部121は機器本体内に収納さ
れ、モノポールアンテナ部121に取り付けられた絶縁
体のアンテナカバー123がヘリカル固定金具113及
びアンテナ取り付け金具114と接触する。このため、
ヘリカルアンテナ部111のみが例えばλ/4のヘリカ
ルアンテナとして動作する。アンテナカバー123は絶
縁体であるから、RF送受信回路103とモノポールア
ンテナ部121との間は遮断されるので、モノポールア
ンテナ部121は動作しない。
と、モノポールアンテナ部121は機器本体から突出す
る。アンテナを引き出した状態では、アンテナ引出し時
ストッパ124がヘリカル固定金具113及びアンテナ
取り付け金具114と係合し、アンテナが引き出された
状態で保持される。アンテナ引出し時ストッパ124は
導体であるため、アンテナ引出し時ストッパ124がヘ
リカル固定金具113及びアンテナ取り付け金具114
と接触すると、ヘリカルアンテナ部111の両端が短絡
され、ヘリカルアンテナ部111が動作しなくなる。R
F送受信回路103とアンテナ引出し時ストッパ124
とは、アンテナ整合回路107、アンテナ給電ばね10
6、筐体取り付け金具105、アンテナ取り付け金具1
14を介して接続されている。また、アンテナ引出し時
ストッパ124は、モノポールアンテナ部121と電気
的に接続している。このため、モノポールアンテナ部1
21とアンテナ引出し時ストッパ124とからなる部分
がλ/4のモノポールアンテナとして動作する。
来のアンテナでは、アンテナ収納時と引出し時とで、夫
々、別々のアンテナが独立して動作するようになり、ア
ンテナ収納時でも、アンテナ引出し時でも、良好な特性
を得ることができる。
/4の電気的な長さのものが最も良好な特性となると言
われている。これに対して、モノポールアンテナについ
ては、ユーザの頭部の影響を考慮すると、3λ/8或い
はλ/2程度の電気的な長さが良いと言われている。そ
こで、上述の従来のアンテナにおいて、ヘリカルアンテ
ナの電気的な長さはλ/4とし、モノポールアンテナの
電気的な長さは3λ/8或いはλ/2とすることが考え
られる。
れば、整合回路の構成が異なってくる。上述の従来例で
は、アンテナ収納時はヘリカルアンテナが動作し、アン
テナ引出し時にはモノポールアンテナが動作し、ヘリカ
ルアンテナ及びモノポールアンテナに対して共通なアン
テナ整合回路が設けられている。このように、共通のア
ンテナ整合回路が設けられているため、ヘリカルアンテ
ナの電気的な長さと、モノポールアンテナの電気的な長
さとを異なるようにすることは困難である。
収納時と引出し時とで、夫々、別々のアンテナが独立し
て動作できると共に、夫々のアンテナを異なる電気的な
長さとした場合にも、良好なマッチングをとることがで
きるアンテナ装置を提供することにある。
ンテナと、ヘリカルアンテナの内側に収納自在に設けら
れたモノポールアンテナとからなり、モノポールアンテ
ナを第1のエレメントと第2のエレメントから構成し、
第1のエレメントと第2のエレメントとの間を容量結合
するようにしたことを特徴とするアンテナ装置である。
ルアンテナの内側に収納自在に設けられたモノポールア
ンテナと、モノポールアンテナを収納している状態では
ヘリカルアンテナのみを動作させ、モノポールアンテナ
を引出した状態ではモノポールアンテナのみを動作させ
るように切り換える選択手段とを備えたアンテナ装置に
おいて、モノポールアンテナを第1のエレメントと第2
のエレメントから構成し、第1のエレメントと第2のエ
レメントとの間を容量結合するようにしたことを特徴と
するアンテナ装置である。
はヘリカルアンテナが機能し、モノポールアンテナを引
出した状態ではモノポールアンテナが機能し、ヘリカル
アンテナとモノポールアンテナとが夫々独立して動作す
る。モノポールアンテナは容量結合されているため、ヘ
リカルアンテナとモノポールアンテナと異なる電気的な
長さとしても、同一の整合回路でマッチングをとること
ができる。
いて図面を参照しながら説明する。図1は、この発明が
適用された携帯電話端末のアンテナの一例を示すもので
ある。図1において、1は筐体である。筐体1は、非金
属性の物質で構成されており、その内部には携帯無線機
として必要な回路基板2が収納されている。回路基板2
には、様々な機能の回路が構成されている。この回路基
板2には、RF送受信回路3が含められている。
され、このアンテナ取り付け孔4に、筐体取り付け金具
5が係合される。筐体取り付け金具5は、アンテナ給電
ばね6を介して、アンテナ整合回路7と電気的に接続さ
れている。アンテナ整合回路7は、RF送受信回路3と
ヘリカルアンテナ又はモノポールアンテナとの間で、イ
ンピーダンスの整合をとるために設けられている。
ンテナカバー12の上側にヘリカル固定金具13が嵌合
され、アンテナカバー12の下側にアンテナ側取り付け
金具14が嵌合される。ヘリカル固定金具13とアンテ
ナ側取り付け金具14との間に、ヘリカルアンテナ部1
1が配設される。ヘリカルアンテナ部11の電気的な長
さは、λ/4とされている。ヘリカルアンテナ部11の
上部は、ヘリカル固定金具13と電気的に接続される。
また、ヘリカルアンテナ部11の下部は、アンテナ取り
付け金具14と電気的に接続される。
15が形成されている。また、ヘリカル固定金具13の
中心部及びアンテナ取り付け金具14の中心部には、孔
16及び17が形成されている。これら、アンテナカバ
ー12の孔15、ヘリカル固定金具13及びアンテナ取
り付け金具14の孔16及び17により、筐体1内に通
じる貫通孔が形成される。この貫通孔に、モノポールア
ンテナ部21が摺動自在に挿通される。
アンテナカバー23が取り付けられる。このアンテナカ
バー23の上端23Aは、アンテナ収納時のストッパ兼
アンテナ引出し時のつまみとなる。また、モノポールア
ンテナ部21の下側には、ポリカーボネイトやABS樹
脂等からなる絶縁体のスペーサ25を介して、金属製の
アンテナ引出し時ストッパ24が取り付けられる。この
ように、モノポールアンテナ部21とアンテナ引出し時
ストッパ24との間には、絶縁体のスペーサ25が介在
される。このため、スペーサ25が誘電体となり、モノ
ポールアンテナ部21とアンテナ引出し時ストッパ24
との間が容量結合される。
である。図1Aに示すように、アンテナ収納時には、モ
ノポールアンテナ部21は機器本体内に収納され、モノ
ポールアンテナ部21の先端に取り付けられた絶縁体の
アンテナカバー23がヘリカル固定金具13及びアンテ
ナ取り付け金具14と接触する。アンテナカバー23は
絶縁体であるから、RF送受信回路3とモノポールアン
テナ部21との間は遮断される。一方、RF送受信回路
3とヘリカルアンテナ部11の一端とは、アンテナ整合
回路7、アンテナ給電ばね6、筐体取り付け金具5、ア
ンテナ取り付け金具14を介して接続される。このた
め、ヘリカルアンテナ101のみがλ/4の電気的な長
さのヘリカルアンテナとして動作する。
のである。図1Bに示すように、アンテナを引出すと、
モノポールアンテナ部21は機器本体から突出する。ア
ンテナを引き出した状態では、アンテナ引出し時ストッ
パ24がヘリカル固定金具13及びアンテナ取り付け金
具14と係合され、アンテナが引き出された状態で保持
される。アンテナ引出し時ストッパ24は導体であるた
め、アンテナ引出し時ストッパ24がヘリカル固定金具
13及びアンテナ取り付け金具14と接触すると、ヘリ
カルアンテナ部11の両端が短絡され、ヘリカルアンテ
ナ部11が動作しなくなる。
時ストッパ24の一端とは、アンテナ整合回路7、アン
テナ給電ばね6、筐体取り付け金具5、アンテナ取り付
け金具14を介して接続され、アンテナ引出し時ストッ
パ24とモノポールアンテナ部21とがスペーサ25を
介して接続される。このとき、アンテナ引出し時ストッ
パ24とモノポールアンテナ部21とを合わせた部分が
モノポールアンテナとして機能する。
ポールアンテナ部21とアンテナ引出し時ストッパ24
との間にスペーサ25が介在されているため、モノポー
ルアンテナ部21とアンテナ引出し時ストッパ24との
間が容量結合になる。このため、モノポールアンテナと
して機能する部分の電気的な長さをλ/4より長くし、
例えばλ3/8或いはλ/2としても、インピーダンス
の整合をとることができる。
を示すものである。前述したように、ヘリカルアンテナ
とモノポールアンテナとは、アンテナの収納時と引出し
時とにより切り換えられる。このアンテナの切り換え部
が等価回路においてスイッチSWで示されている。そし
て、モノポールアンテナ部21とアンテナ引出し時スト
ッパ24との間にスペーサ25を介在させたことにより
生じる容量が等価回路においてCで示されている。
した場合には、ヘリカルアンテナ部11がλ/4のヘリ
カルアンテナとして動作する。スイッチSWをモノポー
ルアンテナ側に設定した場合には、モノポールアンテナ
部21とアンテナ引出し時ストッパ24とからなるモノ
ポールアンテナが動作する。モノポールアンテナ部21
とアンテナ引出し時ストッパ24との間には、容量Cが
直列に挿入される。このため、モノポールアンテナの電
気的な長さをλ3/8或いはλ/2とした場合にも、イ
ンピーダンスの整合をとることができる。
ナ引出し時ストッパ24との間にスペーサ25を介在さ
せたことにより生じる容量Cは、モノポールアンテナ部
21とアンテナ引出し時ストッパ24の重なる部分の長
さLを変えることにより自在に設定できる。一例とし
て、モノポールアンテナ部21の線径を0.8mm、ア
ンテナ引出し時のストッパ24の長さを29mm、内径
を2.1mmとしたとき、モノポールアンテナ部21と
アンテナ引出し時ストッパ24の重なる部分の長さLを
5mmとしたときに、800MHz帯において良好な整
合がとれた。
金属製であっても良い。但し、その場合、筐体側取り付
け金具14が金属製の筐体と直接導通しないように、ス
ペーサ等を構成する必要がある。
して単純な線状のアンテナとしているが、2段若しくは
多段収納の構成としても良い。
を収納している状態ではヘリカルアンテナが機能し、モ
ノポールアンテナを引出した状態ではモノポールアンテ
ナが機能し、ヘリカルアンテナとモノポールアンテナと
が夫々独立して動作する。モノポールアンテナは容量結
合されているため、ヘリカルアンテとモノポールアンテ
ナと異なる電気的な長さとしても、同一の整合回路でマ
ッチングをとることができる。
である。
用いる等価回路図である。
・ヘリカルアンテナ部,21・・・モノポールアンテナ
部,24・・・アンテナ引出し時ストッパ,25・・・
スペーサ
Claims (5)
- 【請求項1】 ヘリカルアンテナと、 上記ヘリカルアンテナの内側に収納自在に設けられたモ
ノポールアンテナとからなり、 上記モノポールアンテナを第1のエレメントと第2のエ
レメントから構成し、上記第1のエレメントと上記第2
のエレメントとの間を容量結合するようにしたことを特
徴とするアンテナ装置。 - 【請求項2】 ヘリカルアンテナと、 上記ヘリカルアンテナの内側に収納自在に設けられたモ
ノポールアンテナと、 上記モノポールアンテナを収納している状態では上記ヘ
リカルアンテナのみを動作させ、上記モノポールアンテ
ナを引出した状態では上記モノポールアンテナのみを動
作させるように切り換える選択手段とを備えたアンテナ
装置において、 上記モノポールアンテナを第1のエレメントと第2のエ
レメントから構成し、上記第1のエレメントと上記第2
のエレメントとの間を容量結合するようにしたことを特
徴とするアンテナ装置。 - 【請求項3】 上記容量結合は、上記第1のエレメント
と、上記第2のエレメントとを絶縁体を介して結合する
ことにより形成される請求項2記載のアンテナ装置。 - 【請求項4】 上記ヘリカルアンテナの電気的な長さは
λ/4であり、上記モノポールアンテナの電気的な長さ
は3λ/8である請求項2記載のアンテナ装置。 - 【請求項5】 上記ヘリカルアンテナの電気的な長さは
λ/4であり、上記モノポールアンテナの電気的な長さ
はλ/2である請求項2記載のアンテナ装置。
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