JPH10163731A - 共用アンテナおよびこれを用いた携帯無線機 - Google Patents
共用アンテナおよびこれを用いた携帯無線機Info
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- JPH10163731A JPH10163731A JP8324194A JP32419496A JPH10163731A JP H10163731 A JPH10163731 A JP H10163731A JP 8324194 A JP8324194 A JP 8324194A JP 32419496 A JP32419496 A JP 32419496A JP H10163731 A JPH10163731 A JP H10163731A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/30—Combinations of separate antenna units operating in different wavebands and connected to a common feeder system
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- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
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- H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、衛星通信と地上通信とに用いる携帯
無線機用の共用アンテナに関するもので、共用アンテナ
のインピーダンス整合と放射パターンを良好にすること
を課題とする。 【解決手段】本発明は、マイクロストリップ平面アンテ
ナの給電ピン上端近傍に空間的な広がりを有する折れ線
状の放射素子を容量性素子を介して電気的に結合する。
無線機用の共用アンテナに関するもので、共用アンテナ
のインピーダンス整合と放射パターンを良好にすること
を課題とする。 【解決手段】本発明は、マイクロストリップ平面アンテ
ナの給電ピン上端近傍に空間的な広がりを有する折れ線
状の放射素子を容量性素子を介して電気的に結合する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、通信分野に懸か
り、特に衛星を利用した携帯無線通信と地上に設置した
無線基地局を介して行う携帯無線通信に供する共用アン
テナとこれを用いた携帯無線機に関するものである。
り、特に衛星を利用した携帯無線通信と地上に設置した
無線基地局を介して行う携帯無線通信に供する共用アン
テナとこれを用いた携帯無線機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、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
帯電話から衛星へは１．６ＧＨｚ帯が、衛星から地上の
携帯電話へは２．４ＧＨｚ帯が割当てられている。また
１．６ＧＨｚ帯では地上から衛星、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る。
社から提案されており、それらの周波数帯は、地上の携
帯電話から衛星へは１．６ＧＨｚ帯が、衛星から地上の
携帯電話へは２．４ＧＨｚ帯が割当てられている。また
１．６ＧＨｚ帯では地上から衛星、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る。
【０００３】さらに、地上通信には従来から８００ＭＨ
ｚ帯、１．５ＧＨｚ帯、１．９ＧＨｚ帯などが割当てら
れている。特に、前記地上通信の８００ＭＨｚ帯、１．
５ＧＨｚ帯では携帯電話から基地局への送信周波数と基
地局から携帯電話への送信周波数の隔たりが７２ＭＨｚ
〜１５０ＭＨｚ（送信、受信周波数の下限から上限ま
で）ある。一般に、偏波形式は衛星通信では円偏波が、
地上通信では直線偏波（垂直偏波）が使用される。
ｚ帯、１．５ＧＨｚ帯、１．９ＧＨｚ帯などが割当てら
れている。特に、前記地上通信の８００ＭＨｚ帯、１．
５ＧＨｚ帯では携帯電話から基地局への送信周波数と基
地局から携帯電話への送信周波数の隔たりが７２ＭＨｚ
〜１５０ＭＨｚ（送信、受信周波数の下限から上限ま
で）ある。一般に、偏波形式は衛星通信では円偏波が、
地上通信では直線偏波（垂直偏波）が使用される。
【０００４】このような通信に使用するアンテナに関連
して、本出願人は特願平８−２９０３８８号によりマイ
クロストリップ平面アンテナの給電ピンの上端部近傍に
容量性素子を介して線状放射素子を電気的に結合するよ
うにしたものを提案した。図７は特願平８−２９０３８
８号の共用アンテナの構成例を示す斜視図で、１はマイ
クロストリップ平面アンテナ（ＭＳＡ）、１ａは給電ピ
ン、１ｂはパッチ状の放射素子、１ｃは誘電体基板、３
は給電点、４は地導体（導体板）、６は給電線（同軸
線）、７は容量性素子、８は線状放射素子（単線ヘリカ
ルアンテナ）を示し、全体で共用アンテナを構成する。
図７の通り給電ピン１ａの上端部に容量性素子７を介し
て線状放射素子８を具備する。
して、本出願人は特願平８−２９０３８８号によりマイ
クロストリップ平面アンテナの給電ピンの上端部近傍に
容量性素子を介して線状放射素子を電気的に結合するよ
うにしたものを提案した。図７は特願平８−２９０３８
８号の共用アンテナの構成例を示す斜視図で、１はマイ
クロストリップ平面アンテナ（ＭＳＡ）、１ａは給電ピ
ン、１ｂはパッチ状の放射素子、１ｃは誘電体基板、３
は給電点、４は地導体（導体板）、６は給電線（同軸
線）、７は容量性素子、８は線状放射素子（単線ヘリカ
ルアンテナ）を示し、全体で共用アンテナを構成する。
図７の通り給電ピン１ａの上端部に容量性素子７を介し
て線状放射素子８を具備する。
【０００５】図８は本出願人の特願平８−１９６０３８
号に特願平８−２９０３８８号の共用アンテナを組み合
わせて全方位に利得を有する複合型の共用アンテナ１２
を構成した例で、ＭＳＡ１の下方に配置されるヘリカル
アンテナ２はＭＳＡ１の地導体４に線状放射素子２ｂが
電気的に接続し給電がされる構造を示す。本例のヘリカ
ルアンテナ２は代表例として４線ヘリカルアンテナを示
す。線状放射素子２ｂは誘電体柱（誘電体の支持柱）２
ａに巻き付けられている。符号２ｃは各線状放射素子２
ｂをヘリカルアンテナ２の下端で非接触に交差させるた
めに介在させる絶縁体である。符号２ｅは絶縁体２ｃに
より各線状放射素子２ｂが非接触で交差する交差部であ
る。給電点３はＭＳＡ１とヘリカルアンテナ２の共通の
給電点である。
号に特願平８−２９０３８８号の共用アンテナを組み合
わせて全方位に利得を有する複合型の共用アンテナ１２
を構成した例で、ＭＳＡ１の下方に配置されるヘリカル
アンテナ２はＭＳＡ１の地導体４に線状放射素子２ｂが
電気的に接続し給電がされる構造を示す。本例のヘリカ
ルアンテナ２は代表例として４線ヘリカルアンテナを示
す。線状放射素子２ｂは誘電体柱（誘電体の支持柱）２
ａに巻き付けられている。符号２ｃは各線状放射素子２
ｂをヘリカルアンテナ２の下端で非接触に交差させるた
めに介在させる絶縁体である。符号２ｅは絶縁体２ｃに
より各線状放射素子２ｂが非接触で交差する交差部であ
る。給電点３はＭＳＡ１とヘリカルアンテナ２の共通の
給電点である。
【０００６】図９は円柱形にしたＭＳＡ１の下方にヘリ
カルアンテナ２を電気的に接続して形成する複合型の共
用アンテナ１２を携帯無線機１１に搭載した様子を示
す。複合型の共用アンテナ１２はアンテナ保持円筒１３
内に保持される。携帯無線機１１から給電線６の連通部
１３ａを通り、さらにヘリカルアンテナ２内を通り中心
導体は給電ピン１ａに接続し外部導体は地導体４に接続
する。なお、符号３０は、携帯電話機１１の上面に配置
した別のマイクロストリップ平面アンテナ（ＭＳＡ）
で、これは複合型の共用アンテナ１２との組み合わせで
ダイバーシティアンテナを形成するとともに、アンテナ
保持円筒１３を軸Ａを中心に回転（３３は回転コネク
タ）して携帯電話機１１側に折り畳んだ状態にあると
き、主として着信用のアンテナとして機能する。その
他、１１ａは受話部、１１ｂは表示部、１１ｃは操作
部、１１ｄは送話部である。なお、図１０は図８に準拠
した複合型の共用アンテナを単体で測定した例で、衛星
通信周波数と地上の携帯電話周波数について測定した放
射パターンである。
カルアンテナ２を電気的に接続して形成する複合型の共
用アンテナ１２を携帯無線機１１に搭載した様子を示
す。複合型の共用アンテナ１２はアンテナ保持円筒１３
内に保持される。携帯無線機１１から給電線６の連通部
１３ａを通り、さらにヘリカルアンテナ２内を通り中心
導体は給電ピン１ａに接続し外部導体は地導体４に接続
する。なお、符号３０は、携帯電話機１１の上面に配置
した別のマイクロストリップ平面アンテナ（ＭＳＡ）
で、これは複合型の共用アンテナ１２との組み合わせで
ダイバーシティアンテナを形成するとともに、アンテナ
保持円筒１３を軸Ａを中心に回転（３３は回転コネク
タ）して携帯電話機１１側に折り畳んだ状態にあると
き、主として着信用のアンテナとして機能する。その
他、１１ａは受話部、１１ｂは表示部、１１ｃは操作
部、１１ｄは送話部である。なお、図１０は図８に準拠
した複合型の共用アンテナを単体で測定した例で、衛星
通信周波数と地上の携帯電話周波数について測定した放
射パターンである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、衛星通信と
地上通信の両方に共用できるアンテナを提供し、当該ア
ンテナにより衛星通信と地上通信の両方で通信できる携
帯無線機（携帯電話）を提供するものであり、先の特願
平８−２９０３８８号発明の改良に関し特に所望の周波
数におけるインピーダンス整合とアンテナ利得と放射パ
ターンとを同時に満足させることを課題とする。
地上通信の両方に共用できるアンテナを提供し、当該ア
ンテナにより衛星通信と地上通信の両方で通信できる携
帯無線機（携帯電話）を提供するものであり、先の特願
平８−２９０３８８号発明の改良に関し特に所望の周波
数におけるインピーダンス整合とアンテナ利得と放射パ
ターンとを同時に満足させることを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上述の課題は特許請求の
範囲に記載された手段により達成されるものであり、本
発明は、上記の課題を解決するため、マイクロストリッ
プ平面アンテナに高周波電流を供給する給電ピンの先端
近傍に容量性素子を介して空間的に広がりを有する折れ
線状放射素子を付加してある。
範囲に記載された手段により達成されるものであり、本
発明は、上記の課題を解決するため、マイクロストリッ
プ平面アンテナに高周波電流を供給する給電ピンの先端
近傍に容量性素子を介して空間的に広がりを有する折れ
線状放射素子を付加してある。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、図面により本発明の共用ア
ンテナに関する説明を行う。図１〜図６は本発明に関す
るもので、従来技術と同一部位には同一の符号を付し、
原則的に従来と同様の場合には説明を省略する。
ンテナに関する説明を行う。図１〜図６は本発明に関す
るもので、従来技術と同一部位には同一の符号を付し、
原則的に従来と同様の場合には説明を省略する。
【００１０】本発明の共用アンテナの概略構成を示す図
１（ａ）（ｂ）は、マイクロストリップ平面アンテナ１
（以下ＭＳＡと略す）と容量性素子７と空間的に広がり
を有する折れ線状放射素子９、１０から構成されるもの
である。図１（ａ）は本発明の一実施形態を示す共用ア
ンテナの斜視図、図１（ｂ）は図１（ａ）の共用アンテ
ナの側面図である。マイクロストリップ平面アンテナ
（ＭＳＡ）１は、給電ピン１ａ、パッチ状の放射素子１
ｂ、誘電体基板１ｃ、誘電体基板１ｃの裏面（他方の
面）に設けられた地導体（導体板）４からなる。給電ピ
ン１ａ上端にはその近傍に容量性素子７が接続される。
第１の折れ線状放射素子９は容量性素子７を介して給電
ピン１ａに接続される。同じく第２の折れ線状放射素子
１０は容量性素子７を介して給電ピン１ａに接続され
る。第１の折れ線状放射素子９と第２の折れ線状放射素
子１０は後述する理由によりそれぞれ容量性素子７の上
端から水平方向にさらに垂直方向にも数回折り曲げられ
てＭＳＡ１上の空間にあって広がりを有している。
１（ａ）（ｂ）は、マイクロストリップ平面アンテナ１
（以下ＭＳＡと略す）と容量性素子７と空間的に広がり
を有する折れ線状放射素子９、１０から構成されるもの
である。図１（ａ）は本発明の一実施形態を示す共用ア
ンテナの斜視図、図１（ｂ）は図１（ａ）の共用アンテ
ナの側面図である。マイクロストリップ平面アンテナ
（ＭＳＡ）１は、給電ピン１ａ、パッチ状の放射素子１
ｂ、誘電体基板１ｃ、誘電体基板１ｃの裏面（他方の
面）に設けられた地導体（導体板）４からなる。給電ピ
ン１ａ上端にはその近傍に容量性素子７が接続される。
第１の折れ線状放射素子９は容量性素子７を介して給電
ピン１ａに接続される。同じく第２の折れ線状放射素子
１０は容量性素子７を介して給電ピン１ａに接続され
る。第１の折れ線状放射素子９と第２の折れ線状放射素
子１０は後述する理由によりそれぞれ容量性素子７の上
端から水平方向にさらに垂直方向にも数回折り曲げられ
てＭＳＡ１上の空間にあって広がりを有している。
【００１１】ＭＳＡ１は誘電体基板１ｃの比誘電率・寸
法、前記誘電体の厚み等のパラメータ、誘電体基板１ｃ
の上面へ貼付するパッチ状の放射素子１ｂの寸法、給電
ピン１ａの位置等を適切に設計することにより、第１の
周波数ｆ１で円偏波アンテナとして動作する。このＭＳ
Ａ１は本出願人が特願平８−２９５３１６号で出願した
ものであって、パッチ状の導体が４角形（ＡＢＣＤ）
で、少なくとも３つの辺の長さが異なることを特徴とす
るマイクロストリップ平面アンテナで構成した。このパ
ッチ形状をとることで、円偏波の発生に必要な複共振
と、効率よく電波を送・受信するためのインピーダンス
整合をはかることが容易になる。もちろん、従来の長方
形のパッチ状の放射素子を用いたＭＳＡを用いてもよい
ことは言うまでもない。
法、前記誘電体の厚み等のパラメータ、誘電体基板１ｃ
の上面へ貼付するパッチ状の放射素子１ｂの寸法、給電
ピン１ａの位置等を適切に設計することにより、第１の
周波数ｆ１で円偏波アンテナとして動作する。このＭＳ
Ａ１は本出願人が特願平８−２９５３１６号で出願した
ものであって、パッチ状の導体が４角形（ＡＢＣＤ）
で、少なくとも３つの辺の長さが異なることを特徴とす
るマイクロストリップ平面アンテナで構成した。このパ
ッチ形状をとることで、円偏波の発生に必要な複共振
と、効率よく電波を送・受信するためのインピーダンス
整合をはかることが容易になる。もちろん、従来の長方
形のパッチ状の放射素子を用いたＭＳＡを用いてもよい
ことは言うまでもない。
【００１２】また、図２は本出願人の特願平８−１９６
０３８号に図１の共用アンテナを組み合わせて全方位に
利得を有する複合型の共用アンテナ１２を構成するもの
である。図２に示す複合型の共用アンテナ１２は、第１
の折れ線状放射素子９と第２の折れ線状放射素子１０と
はＭＳＡ１の下方に配置（地導体４に電気的に接続）し
たヘリカルアンテナ２と連携して、それぞれ第２の周波
数ｆ２と第３の周波数ｆ３で共振する４分の１波長（１
／４λ）接地型アンテナとして動作する。ヘリカルアン
テナ２は前述の従来技術と同様である。この構成により
ＭＳＡ１とヘリカルアンテナ２で円偏波アンテナ（動作
周波数ｆ１）となり、ヘリカルアンテナ２と第１の折れ
線状放射素子９で直線偏波アンテナ（動作周波数ｆ
２）、ヘリカルアンテナ２と第２の折れ線状放射素子１
０で直線偏波アンテナ（動作周波数ｆ３）となる。
０３８号に図１の共用アンテナを組み合わせて全方位に
利得を有する複合型の共用アンテナ１２を構成するもの
である。図２に示す複合型の共用アンテナ１２は、第１
の折れ線状放射素子９と第２の折れ線状放射素子１０と
はＭＳＡ１の下方に配置（地導体４に電気的に接続）し
たヘリカルアンテナ２と連携して、それぞれ第２の周波
数ｆ２と第３の周波数ｆ３で共振する４分の１波長（１
／４λ）接地型アンテナとして動作する。ヘリカルアン
テナ２は前述の従来技術と同様である。この構成により
ＭＳＡ１とヘリカルアンテナ２で円偏波アンテナ（動作
周波数ｆ１）となり、ヘリカルアンテナ２と第１の折れ
線状放射素子９で直線偏波アンテナ（動作周波数ｆ
２）、ヘリカルアンテナ２と第２の折れ線状放射素子１
０で直線偏波アンテナ（動作周波数ｆ３）となる。
【００１３】発明の実施形態に準拠して作製した共用ア
ンテナの諸元は以下の通りである。図１に示すＭＳＡ１
の誘電体基板１ｃのサイズは２８ｍｍ角、基板の厚さは
１２ｍｍ，比誘電率は約２０、ＭＳＡのパッチ状の放射
素子１ｂの４辺の長さは辺ＡＢ＝２０．０ｍｍ，辺ＢＣ
＝１９．０ｍｍ，辺ＣＤ＝１８．３ｍｍ、ＤＡ＝１６．
７ｍｍとした。図１のアンテナを用いて図２のアンテナ
を構成したところ、複共振の中心周波数は１．６５１Ｇ
Ｈｚとなった。直線偏波アンテナの第１の折れ線状放射
素子９は８つの辺からなり、それぞれの辺の長さは容量
性素子７の上端から順に３、１４、１２、１０、１７、
１０、１６、１１ｍｍで、それらの和は９３ｍｍであ
る。直線偏波アンテナの第２の折れ線状放射素子は９つ
の辺からなり、それぞれの辺の長さは容量性素子７の上
端から順に５、１１、１０、１２、１０、１０、１２、
１３、４ｍｍで、それらの和は８７ｍｍである。容量性
素子７の容量は数ｐＦ（ピコファラッド）であり、素子
の長さはリード線を含めて１２ｍｍである。容量性素子
７は直線偏波アンテナの整合に寄与するとともに、前記
直線偏波アンテナと円偏波アンテナとの相互干渉を緩和
するものである。第１の折れ線状放射素子９と第２の折
れ線状放射素子１０はＭＳＡ１と約２ｍｍの距離を保っ
て配置した。
ンテナの諸元は以下の通りである。図１に示すＭＳＡ１
の誘電体基板１ｃのサイズは２８ｍｍ角、基板の厚さは
１２ｍｍ，比誘電率は約２０、ＭＳＡのパッチ状の放射
素子１ｂの４辺の長さは辺ＡＢ＝２０．０ｍｍ，辺ＢＣ
＝１９．０ｍｍ，辺ＣＤ＝１８．３ｍｍ、ＤＡ＝１６．
７ｍｍとした。図１のアンテナを用いて図２のアンテナ
を構成したところ、複共振の中心周波数は１．６５１Ｇ
Ｈｚとなった。直線偏波アンテナの第１の折れ線状放射
素子９は８つの辺からなり、それぞれの辺の長さは容量
性素子７の上端から順に３、１４、１２、１０、１７、
１０、１６、１１ｍｍで、それらの和は９３ｍｍであ
る。直線偏波アンテナの第２の折れ線状放射素子は９つ
の辺からなり、それぞれの辺の長さは容量性素子７の上
端から順に５、１１、１０、１２、１０、１０、１２、
１３、４ｍｍで、それらの和は８７ｍｍである。容量性
素子７の容量は数ｐＦ（ピコファラッド）であり、素子
の長さはリード線を含めて１２ｍｍである。容量性素子
７は直線偏波アンテナの整合に寄与するとともに、前記
直線偏波アンテナと円偏波アンテナとの相互干渉を緩和
するものである。第１の折れ線状放射素子９と第２の折
れ線状放射素子１０はＭＳＡ１と約２ｍｍの距離を保っ
て配置した。
【００１４】このとき第１の共振周波数は８９８ＭＨｚ
でＶＳＷＲは２．４、第２の共振周波数は９６０ＭＨｚ
でＶＳＷＲは２．１、ピーク利得は基準ダイポール（２
分の１波長）比で表すと−２〜−３ｄＢｄであり実用レ
ベルにある。
でＶＳＷＲは２．４、第２の共振周波数は９６０ＭＨｚ
でＶＳＷＲは２．１、ピーク利得は基準ダイポール（２
分の１波長）比で表すと−２〜−３ｄＢｄであり実用レ
ベルにある。
【００１５】ここで、真空中の光の速度を３０万ｋｍ／
ｓとすると、第１の折れ線状放射素子９の共振周波数ｆ
２は８０６ＭＨｚ、第２の折れ線状の放射素子１０の共
振周波数ｆ３は８６２ＭＨｚと計算できるが、測定結果
はそれぞれ、８９８ＭＨｚ、９６０ＭＨｚであり約１０
０ＭＨｚ高くなっている。これは容量性素子７や折れ線
形状による効果と考えられる。ただし、共振周波数ｆ２
とｆ３の差に関しては計算値と測定値ともに約６０ＭＨ
ｚになり非常に良い相関を示している。折れ線形状を図
１のようにしたのは、インピーダンス整合をとりつつ、
２つの離れた周波数帯域において、垂直偏波の無指向性
を維持したいがためと、小型化にある。ちなみに、ＰＤ
Ｃ８００（日本における８００ＭＨｚ帯のセル式無線電
話の１つ）の受信周波数は８１０〜８３０ＭＨｚ、送信
周波数は９４０ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚである。折れ線状
放射素子の最適化により、共振周波数ｆ２、ｆ３の調整
と定在波比（ＶＳＷＲ）の改善が可能である。
ｓとすると、第１の折れ線状放射素子９の共振周波数ｆ
２は８０６ＭＨｚ、第２の折れ線状の放射素子１０の共
振周波数ｆ３は８６２ＭＨｚと計算できるが、測定結果
はそれぞれ、８９８ＭＨｚ、９６０ＭＨｚであり約１０
０ＭＨｚ高くなっている。これは容量性素子７や折れ線
形状による効果と考えられる。ただし、共振周波数ｆ２
とｆ３の差に関しては計算値と測定値ともに約６０ＭＨ
ｚになり非常に良い相関を示している。折れ線形状を図
１のようにしたのは、インピーダンス整合をとりつつ、
２つの離れた周波数帯域において、垂直偏波の無指向性
を維持したいがためと、小型化にある。ちなみに、ＰＤ
Ｃ８００（日本における８００ＭＨｚ帯のセル式無線電
話の１つ）の受信周波数は８１０〜８３０ＭＨｚ、送信
周波数は９４０ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚである。折れ線状
放射素子の最適化により、共振周波数ｆ２、ｆ３の調整
と定在波比（ＶＳＷＲ）の改善が可能である。
【００１６】ＭＳＡ１の地導体４の下方に配置したヘリ
カルアンテナ２の諸元は次の通りである。円筒（誘電体
柱）２ａは直径３０ｍｍのアクリル樹脂（肉厚２ｍｍ）
からなり、その表面に幅４．５ｍｍの銅箔テープ（線状
放射素子２ｂ）を４本、ヘリカル状に高さ１３３ｍｍの
間を１８０度巻下げて、円筒２ａ下端に於いては絶縁体
２ｃを間に介在させて向かいあった銅箔テープ２ｂ同志
を被覆導線で電気的に結合したものである。また下端部
で交差した被覆導線は直流的には接続しない。ヘリカル
状の放射素子２ｂである銅箔テープと地導体４は直接接
続させず約８ｍｍの辺縁部２ｄ（導体部）を設けて互い
に電気的に接続するようにしている。給電線６（同軸
線）は円筒２内を通じて地導体４に設けた貫通孔（図示
せず）に至らしめ、給電線６の中心導体が給電ピン１ａ
に接続しパッチ状の放射素子１ｂに給電する。また給電
線６の外部導体は地導体４に接続する。本例により、Ｍ
ＳＡ１単体よりも円偏波アンテナ（第１の周波数＝１．
６ＧＨｚ帯）低仰角の利得が向上し、低仰角から天頂方
向への全方位に指向性を有し、軸比を３ｄＢ程度にする
ことが可能となる。
カルアンテナ２の諸元は次の通りである。円筒（誘電体
柱）２ａは直径３０ｍｍのアクリル樹脂（肉厚２ｍｍ）
からなり、その表面に幅４．５ｍｍの銅箔テープ（線状
放射素子２ｂ）を４本、ヘリカル状に高さ１３３ｍｍの
間を１８０度巻下げて、円筒２ａ下端に於いては絶縁体
２ｃを間に介在させて向かいあった銅箔テープ２ｂ同志
を被覆導線で電気的に結合したものである。また下端部
で交差した被覆導線は直流的には接続しない。ヘリカル
状の放射素子２ｂである銅箔テープと地導体４は直接接
続させず約８ｍｍの辺縁部２ｄ（導体部）を設けて互い
に電気的に接続するようにしている。給電線６（同軸
線）は円筒２内を通じて地導体４に設けた貫通孔（図示
せず）に至らしめ、給電線６の中心導体が給電ピン１ａ
に接続しパッチ状の放射素子１ｂに給電する。また給電
線６の外部導体は地導体４に接続する。本例により、Ｍ
ＳＡ１単体よりも円偏波アンテナ（第１の周波数＝１．
６ＧＨｚ帯）低仰角の利得が向上し、低仰角から天頂方
向への全方位に指向性を有し、軸比を３ｄＢ程度にする
ことが可能となる。
【００１７】また図３はＭＳＡ１を円柱形にした図２の
複合型の共用アンテナ１２を携帯無線機（携帯電話）に
搭載した様子を示す図で、複合型の共用アンテナ１２は
アンテナ保持円筒１３内に支持され、その位置は携帯無
線機（携帯電話）１１から高さ方向に連通部１３ａを設
けて離されている。符号１１ａは受話部、１１ｂは表示
部、１１ｃは操作部、１１ｄは送話部である。符号３０
は携帯無線機１１の上面に別途配置されたマイクロスト
リップ平面アンテナ（ＭＳＡ）であり、複合型の共用ア
ンテナ１２とダイバーシティアンテナを構成する。ダイ
バーシティの構成ブロック図は図４に示してある。ダイ
バーシティの構成は、複合型の共用アンテナ１２と、Ｍ
ＳＡ３０と、無線部３１と、複合型の共用アンテナ１２
とＭＳＡ３０の信号合成手段（または信号選択手段）３
２で構成される。さらに、図３において複合型の共用ア
ンテナ１２はアンテナ保持円筒１３に保持され、携帯無
線機１１の筺体から連通部１３ａの距離だけ上方に位置
しており、通話時に人体の頭部による低仰角方向の利得
損失を防ぐように工夫されている。通話を行うとき、図
３のように複合型の共用アンテナ１２を立てた状態にし
て、所定の右旋回（又は左旋回）の円偏波にて通信を行
う。そして待ち受け時には、複合型の共用アンテナ１２
を携帯無線機１１の筺体側面に密着する位置まで回転軸
Ａを中心に回転する。回転コネクタ３３によって複合型
の共用アンテナ１２は回転する。図４の点線はこの回転
により複合型の共用アンテナ１２が折り畳まれた状態を
示すものである。この折り畳まれた状態では、複合型の
共用アンテナ１２の向きが使用時の向きから反対になり
円偏波の旋回方向が逆になるため、複合型の共用アンテ
ナ１２の感度は著しく劣化する。従って、待ち受け時
は、主にＭＳＡ３０が機能する。
複合型の共用アンテナ１２を携帯無線機（携帯電話）に
搭載した様子を示す図で、複合型の共用アンテナ１２は
アンテナ保持円筒１３内に支持され、その位置は携帯無
線機（携帯電話）１１から高さ方向に連通部１３ａを設
けて離されている。符号１１ａは受話部、１１ｂは表示
部、１１ｃは操作部、１１ｄは送話部である。符号３０
は携帯無線機１１の上面に別途配置されたマイクロスト
リップ平面アンテナ（ＭＳＡ）であり、複合型の共用ア
ンテナ１２とダイバーシティアンテナを構成する。ダイ
バーシティの構成ブロック図は図４に示してある。ダイ
バーシティの構成は、複合型の共用アンテナ１２と、Ｍ
ＳＡ３０と、無線部３１と、複合型の共用アンテナ１２
とＭＳＡ３０の信号合成手段（または信号選択手段）３
２で構成される。さらに、図３において複合型の共用ア
ンテナ１２はアンテナ保持円筒１３に保持され、携帯無
線機１１の筺体から連通部１３ａの距離だけ上方に位置
しており、通話時に人体の頭部による低仰角方向の利得
損失を防ぐように工夫されている。通話を行うとき、図
３のように複合型の共用アンテナ１２を立てた状態にし
て、所定の右旋回（又は左旋回）の円偏波にて通信を行
う。そして待ち受け時には、複合型の共用アンテナ１２
を携帯無線機１１の筺体側面に密着する位置まで回転軸
Ａを中心に回転する。回転コネクタ３３によって複合型
の共用アンテナ１２は回転する。図４の点線はこの回転
により複合型の共用アンテナ１２が折り畳まれた状態を
示すものである。この折り畳まれた状態では、複合型の
共用アンテナ１２の向きが使用時の向きから反対になり
円偏波の旋回方向が逆になるため、複合型の共用アンテ
ナ１２の感度は著しく劣化する。従って、待ち受け時
は、主にＭＳＡ３０が機能する。
【００１８】図５（ａ）は図２に示す複合型の共用アン
テナ１２のスミスチャート、（ｂ）はそのＶＳＷＲの測
定例である。また、図６は図２に示す複合型の共用アン
テナ１２の放射パターン測定例である。
テナ１２のスミスチャート、（ｂ）はそのＶＳＷＲの測
定例である。また、図６は図２に示す複合型の共用アン
テナ１２の放射パターン測定例である。
【００１９】従って携帯無線機１１が本発明の共用アン
テナを搭載することにより１本のアンテナで衛星通信と
地上通信とを可能とする小型な装置を実現することが容
易になる。以上１．６ＧＨｚ帯の円偏波アンテナと８０
０ＭＨｚ帯の直線偏波アンテナについて述べたが、これ
らの偏波形式・周波数帯の組み合わせは所望のシステム
にあわせて適宜設計すれば良い。
テナを搭載することにより１本のアンテナで衛星通信と
地上通信とを可能とする小型な装置を実現することが容
易になる。以上１．６ＧＨｚ帯の円偏波アンテナと８０
０ＭＨｚ帯の直線偏波アンテナについて述べたが、これ
らの偏波形式・周波数帯の組み合わせは所望のシステム
にあわせて適宜設計すれば良い。
【００２０】
【発明の効果】以上の構成によれば、整合回路を用いな
いので、円偏波アンテナのインピーダンス整合とそのア
ンテナ利得、直線偏波アンテナのインピーダンス整合と
そのアンテナ利得をほぼ独立に調整でき、かつ、円偏波
アンテナの低仰角・天頂方向での放射パターン、直線偏
波アンテナの送信周波数帯と受信周波数帯の放射パター
ンが相互に殆ど干渉しないため理想的な共用アンテナを
容易に構成することが可能となる。
いので、円偏波アンテナのインピーダンス整合とそのア
ンテナ利得、直線偏波アンテナのインピーダンス整合と
そのアンテナ利得をほぼ独立に調整でき、かつ、円偏波
アンテナの低仰角・天頂方向での放射パターン、直線偏
波アンテナの送信周波数帯と受信周波数帯の放射パター
ンが相互に殆ど干渉しないため理想的な共用アンテナを
容易に構成することが可能となる。
【図１】本発明の実施形態を示す共用アンテナで、
（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図。
（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図。
【図２】本発明の実施形態を示す共用アンテナで、下方
にヘリカルアンテナを接続した複合型の共用アンテナの
斜視図。
にヘリカルアンテナを接続した複合型の共用アンテナの
斜視図。
【図３】本発明の実施形態を示すもので、図２の複合型
の共用アンテナのうちマイクロストリップ平面アンテナ
を円柱形にして携帯無線機に搭載した様子を示す図。
の共用アンテナのうちマイクロストリップ平面アンテナ
を円柱形にして携帯無線機に搭載した様子を示す図。
【図４】図３の携帯無線機におけるダイバーシティの構
成ブロック図。
成ブロック図。
【図５】図２の複合型の共用アンテナを単体で測定した
例で、（ａ）はスミスチャート、（ｂ）ＶＳＷＲの測定
図。
例で、（ａ）はスミスチャート、（ｂ）ＶＳＷＲの測定
図。
【図６】図２の複合型の共用アンテナを単体で衛星通信
周波数と地上の携帯電話周波数について測定した例で、
（ａ）の０°方向は図２のアンテナの左斜下に１８０°
方向は右斜上に対応する放射パターン、（ｂ）の０°方
向は図２のアンテナの左斜上に、１８０°方向は右斜下
に対応する放射パターン。
周波数と地上の携帯電話周波数について測定した例で、
（ａ）の０°方向は図２のアンテナの左斜下に１８０°
方向は右斜上に対応する放射パターン、（ｂ）の０°方
向は図２のアンテナの左斜上に、１８０°方向は右斜下
に対応する放射パターン。
【図７】従来例を示す共用アンテナの斜視図。
【図８】従来例を示し、下方にヘリカルアンテナを接続
した複合型の共用アンテナの斜視図。
した複合型の共用アンテナの斜視図。
【図９】従来例を示し、図８の複合型の共用アンテナの
うちマイクロストリップ平面アンテナを円柱形にして携
帯無線機に搭載した様子を示す図。
うちマイクロストリップ平面アンテナを円柱形にして携
帯無線機に搭載した様子を示す図。
【図１０】図８に準拠した複合型の共用アンテナを単体
で衛星通信周波数と地上の携帯電話周波数について測定
したアンテナ放射パターン。
で衛星通信周波数と地上の携帯電話周波数について測定
したアンテナ放射パターン。
１：マイクロストリップ平面アンテナ（ＭＳＡ） １ａ：給電ピン １ｂ：パッチ状の放射素子 １ｃ：誘電体基板 ２：ヘリカルアンテナ ２ａ：円筒（誘電体の支持柱） ２ｂ：線状放射素子（銅箔テープ） ２ｃ：絶縁体 ２ｄ：辺縁部（導体部） ２ｅ：交差部 ３：給電点 ４：地導体（導体板） ６：給電線（同軸線） ７：容量性素子 ８：線状放射素子（単線ヘリカルアンテナ） ９：第１の折れ線状放射素子（第１の折れ線素子） １０：第２の折れ線状放射素子（第２の折れ線素子） １１：携帯無線機（携帯電話） １１ａ：受話部 １１ｂ：表示部 １１ｃ：操作部 １１ｄ：送話部 １２：複合型の共用アンテナ １３：アンテナ保持円筒 １３ａ：連通部 ３３：回転コネクタ ３０：マイクロストリップ平面アンテナ（ＭＳＡ） ３１：無線部 ３２：信号合成部（又は信号選択部）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｑ 13/08 Ｈ０１Ｑ 13/08 21/28 21/28 21/29 21/29 Ｈ０４Ｑ 7/32 Ｈ０４Ｂ 7/26 Ｖ
Claims (8)
- 【請求項１】板状の誘電体の一方の面にパッチ状の導体
と他方の面に地導体板と少なくとも１本の給電ピンを備
える背面給電方式のマイクロストリップ平面アンテナに
おいて、 前記給電ピンの上端部近傍に容量性素子を介して空間的
な広がりを有する折れ線状放射素子を電気的に結合した
ことを特徴とする共用アンテナ。 - 【請求項２】請求請１において、前記マイクロストリッ
プ平面アンテナが円偏波アンテナであって、空間的な広
がりを有する折れ線状放射素子が直線偏波アンテナであ
ることを特徴とする共用アンテナ。 - 【請求項３】請求項１または請求項２において、共用ア
ンテナを構成するマイクロストリップ平面アンテナの地
導体の下方にヘリカルアンテナを電気的に接続したこと
を特徴とする共用アンテナ。 - 【請求項４】請求項１において、前記空間的な広がりを
有する折れ線状放射素子が第１の放射素子と第２の放射
素子とから成り、前記マイクロストリップ平面アンテナ
の動作周波数がｆ１であって、折れ線状放射素子の第１
の放射素子の動作周波数がｆ２、第２の放射素子の動作
周波数がｆ３であることを特徴とする共用アンテナ。 - 【請求項５】板状の誘電体の一方の面にパッチ状の導体
と他方の面に地導体板と少なくとも１本の給電ピンを備
える背面給電方式のマイクロストリップ平面アンテナに
おいて、 前記給電ピンの上端部近傍に容量性素子を介して空間的
な広がりを有する折れ線状放射素子を電気的に結合した
ことを特徴とする共用アンテナを用いた携帯無線機。 - 【請求項６】請求請５において、前記マイクロストリッ
プ平面アンテナが円偏波アンテナであって、空間的な広
がりを有する折れ線状放射素子が直線偏波アンテナであ
ることを特徴とする共用アンテナを用いた携帯無線機。 - 【請求項７】請求項５または請求項６において、共用ア
ンテナを構成するマイクロストリップ平面アンテナの地
導体の下方にヘリカルアンテナを電気的に接続したこと
を特徴とする共用アンテナを用いた携帯無線機。 - 【請求項８】請求項５において、前記空間的な広がりを
有する折れ線状放射素子が第１の放射素子と第２の放射
素子とから成り、前記マイクロストリップ平面アンテナ
の動作周波数がｆ１であって、折れ線状放射素子の第１
の放射素子の動作周波数がｆ２、第２の放射素子の動作
周波数がｆ３であることを特徴とする共用アンテナを用
いた携帯無線機。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32419496A JP3580654B2 (ja) | 1996-12-04 | 1996-12-04 | 共用アンテナおよびこれを用いた携帯無線機 |
| US08/984,411 US6150984A (en) | 1996-12-04 | 1997-12-03 | Shared antenna and portable radio device using the same |
| EP97121362A EP0847103B1 (en) | 1996-12-04 | 1997-12-04 | Shared antenna and portable radio device using the same |
| DE69731266T DE69731266T2 (de) | 1996-12-04 | 1997-12-04 | Gemeinsame Antenne und tragbares Funkgerät mit einer derartigen Antenne |
| CN97120318A CN1120545C (zh) | 1996-12-04 | 1997-12-04 | 共用天线及使用其的便携式无线电装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32419496A JP3580654B2 (ja) | 1996-12-04 | 1996-12-04 | 共用アンテナおよびこれを用いた携帯無線機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10163731A true JPH10163731A (ja) | 1998-06-19 |
| JP3580654B2 JP3580654B2 (ja) | 2004-10-27 |
Family
ID=18163124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32419496A Expired - Fee Related JP3580654B2 (ja) | 1996-12-04 | 1996-12-04 | 共用アンテナおよびこれを用いた携帯無線機 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6150984A (ja) |
| EP (1) | EP0847103B1 (ja) |
| JP (1) | JP3580654B2 (ja) |
| CN (1) | CN1120545C (ja) |
| DE (1) | DE69731266T2 (ja) |
Families Citing this family (45)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0895299A4 (en) * | 1996-04-16 | 1999-07-21 | Kyocera Corp | PORTABLE RADIO DEVICE |
| FI974350A (fi) * | 1997-11-27 | 1999-05-28 | Nokia Mobile Phones Ltd | Monilankaiset helix-antennit matkaviestinlaitteita varten |
| EP1026776A4 (en) * | 1998-07-20 | 2001-01-03 | Samsung Electronics Co Ltd | PORTABLE RECEIVER FOR SATELLITE RADIO NAVIGATION SYSTEMS |
| JP3982098B2 (ja) * | 1999-03-15 | 2007-09-26 | ソニー株式会社 | アンテナおよび携帯端末装置 |
| SE516105C2 (sv) * | 1999-06-11 | 2001-11-19 | Allgon Ab | En metod för att styra strålningsmönstret hos en antenn, ett antennsystem och en radiokommunikationsanordning |
| ES2215702T3 (es) * | 1999-06-21 | 2004-10-16 | Thomson Licensing S.A. | Dispositivo para emision y/o recepcion de señales. |
| JP2001177326A (ja) * | 1999-10-08 | 2001-06-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | アンテナ装置、通信システム |
| SE517564C2 (sv) * | 1999-11-17 | 2002-06-18 | Allgon Ab | Antennanordning för en bärbar radiokommunikationsanordning, bärbar radiokommunikationsanordning med sådan antennanordning och metod för att driva nämnda radiokommunikationsanordning |
| US6229488B1 (en) * | 2000-09-08 | 2001-05-08 | Emtac Technology Corp. | Antenna for receiving signals from GPS and GSM |
| WO2002039542A1 (fr) * | 2000-10-31 | 2002-05-16 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Dispositif d'antenne et terminal portable |
| US6339409B1 (en) * | 2001-01-24 | 2002-01-15 | Southwest Research Institute | Wide bandwidth multi-mode antenna |
| US6862433B2 (en) * | 2001-02-06 | 2005-03-01 | Motorola, Inc. | Antenna system for a wireless information device |
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| KR100425236B1 (ko) * | 2001-04-12 | 2004-03-30 | 미래테크 주식회사 | 이동통신용 광대역 안테나 |
| FR2824216B1 (fr) * | 2001-04-30 | 2003-08-08 | Sagem | Terminal de radiotelephonie cellulaire a antenne bi-bande integree et l'antenne correspondante |
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| JP2004056281A (ja) * | 2002-07-17 | 2004-02-19 | Alps Electric Co Ltd | 無線ｌａｎ用ダイバーシティアンテナ |
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| TW580779B (en) * | 2003-04-23 | 2004-03-21 | Wistron Neweb Corp | Combined antenna |
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