JPH1075193A - 携帯無線機用ヘリカルアンテナ - Google Patents

携帯無線機用ヘリカルアンテナ

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JPH1075193A
JPH1075193A JP8231189A JP23118996A JPH1075193A JP H1075193 A JPH1075193 A JP H1075193A JP 8231189 A JP8231189 A JP 8231189A JP 23118996 A JP23118996 A JP 23118996A JP H1075193 A JPH1075193 A JP H1075193A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 通信帯域切替スイッチｌつで、離れた２つの
通信帯域、もしくは広い通信帯域を持つことを特徴とす
る携帯無線機用ヘリカルアンテナを提供する。 【解決手段】 ｌつの給電端子２と２つの通信帯域切替
端子３、４を有する螺旋形状の放射素子と、２つの通信
帯域切替端子間を短絡または開放するスイッチ５と、こ
のスイッチを駆動するスイッチ駆動回路８を有し、外部
からの信号印加に従い、スイッチ駆動回路がスイッチを
短絡または開放し、２つの通信帯域切替端子間を開放し
たり、短絡することにより共振周波数を切り替える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、携帯無線機用アン
テナに関し、特に離れた２つの通信帯域や広い通信帯域
を受信するような携帯無線機用ヘリカルアンテナに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の携帯無線機用アンテナにあって
は、線状アンテナを小型化するため、放射導体を螺旋状
に成形してヘリカルアンテナを構成する技術が広く用い
られている。また、携帯無線機の小型化に伴い、より小
型のヘリカルアンテナを実現する必要があるが、ヘリカ
ルアンテナは小型化すると帯域幅が狭くなり、携帯無線
機に要求される帯域幅をカバーすることが難しくなる。
特に、離れた２つ以上の通信帯域を持つ携帯無線機で
は、それらの帯域をカバーするためにさらに広い帯域幅
を持つアンテナが必要となり、小型化の妨げになる。一
方、アンテナ構造を工夫して２つの通信帯域をもつよう
にする方法も考えられているが、アンテナ素子を２つ並
べたものと同等の体積が必要になるため、小型化の要求
に応えることはできない。
【０００３】通信帯域の狭いアンテナを、２つの離れた
通信帯域で使用可能にしたアンテナとして、たとえば実
開昭５６−９５１０７では、図８に示すようにフェライ
トバーアンテナを用いたもので、バーに巻かれたコイル
の１部を短絡し、アンテナの共振周波数をかえることに
より、２つの通信帯域を受信している。しかし、図８に
示すような回路構成をとると、共振周波数はコイル２３
の巻き数と並列に接続されたキャパシタ２７、２８の容
量で決まるため、共振周波数を変化させるために、アン
テナの一部をグランドと短絡するスイッチ２６と、キャ
パシタを切り替えるためのスイッチ２６がそれぞれ必要
になる。また、共振周波数を変化させることにより、給
電端子の位置が変わるため、給電端子も切り替える必要
があり、そのためのスイッチ３０が必要となり、全部で
３つのスイッチが必要で、通信帯域切替回路が複雑にな
り、実装面積が大きくなっていた。なお、こうして受信
した信号は、図示していない局部発振器３４の信号と混
合して中間周波数を作り、図示していない中間周波増幅
回路に送られる。一方、図９は実開平４−１０４１２の
アンテナを示すものである。このアンテナでは図に示す
ようにヘリカルアンテナ内部に導体片５６を挿入してヘ
リカルアンテナの一部をショートすることにより、共振
周波数を変化させているが、この方法では生産過程で共
振周波数を変化させることができるのみであり、使用中
に２つの通信帯域をアンテナの周波数を切り替えて受信
するような携帯無線機では、用いることができなかっ
た。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述のように従来技術
による方法では、アンテナの共振周波数を切り替えるス
イッチの数が多くなり、回路が複雑になってしまうた
め、アンテナの通信帯域を切り替えるための部品の実装
面積が大きくなり、アンテナとその周辺回路が大きくな
ってしまい、携帯無線機に適用することができないとい
う問題点があった。また、アンテナを２つの共振周波数
を持つようにすると、アンテナの体積が大きくなるとい
う問題点もあった。本発明はこのような背景の下になさ
れたもので、通信帯域切替スイッチｌつで、離れた２つ
の通信帯域、もしくは広い通信帯域を持つことを特徴と
する携帯無線機用ヘリカルアンテナを提供することを目
的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
ｌつの給電端子と２つの通信帯域切替端子を有する螺旋
形状の放射素子と、２つの通信帯域切替端子間を短絡ま
たは開放するスイッチと、このスイッチを駆動する駆動
回路を有し、外部からの信号印加に従い、前記駆動回路
が前記スイッチを短絡または開放し、２つの通信帯域切
替端子間を開放したり、短絡することにより共振周波数
を切り替えるように構成されることを特徴とする携帯無
線機用ヘリカルアンテナを提供する。請求項２記載の発
明は、請求項１記載の携帯無線機用ヘリカルアンテナに
おいて、通信帯域切替端子の１つを給電端子と共通にし
たことを特徴とする。請求項３記載の発明は、請求項１
または請求項２記載の携帯無線機用ヘリカルアンテナに
おいて、外部からの信号印加により直接前記スイッチを
短絡または開放することを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施形態に
よる携帯無線機用ヘリカルアンテナと周辺回路の構成を
示すブロック図である。この図において、符号１はヘリ
カルアンテナで、給電端子２と、通信帯域切替端子３、
４を持っている。５は通信帯域切替スイッチで、端子
３、４を短絡または開放する。６は受信回路で、給電端
子２に接続され、高周波増幅、周波数変換、受信波の復
調を行う。７は制御回路で、チャネルデータを受信回路
６に与えて受信周波数を決定するとともに、スイッチ駆
動回路８を制御する。次に、本発明の第１の実施形態の
動作について図１と図２を参照して詳細に説明する。図
２は図１のヘリカルアンテナの特性を表す図で、図２
（Ａ）は第１の通信帯域と第２の通信帯域が離れている
場合、図２（Ｂ）は第１の通信帯域と第２の通信帯域が
接近していて１つの広い通信帯域になる場合である。
【０００７】まず、受信周波数が図２の第１の通信帯域
の時は、制御回路７から受信周波数を決めるチャネルデ
ータａが受信回路６に加えられ、第１の通信帯域の受信
回路として動作する。また、制御回路７からチャネルデ
ータとリンクした、通信帯域切替信号（例えばＬＯＷレ
ベル）が、スイッチ駆動回路８に加えられ、スイッチ駆
動回路８によりスイッチ５が開放されて、第１の通信帯
域のヘリカルアンテナとして動作する。このため、ヘリ
カルアンテナ１で受信された第１の通信帯域の受信波
は、給電端子２を通り、受信回路６で復調される。つぎ
に、受信周波数が第２の通信帯域の時は、制御回路７よ
り受信周波数のチャネルデータａが受信回路６に加えら
れ、第２の通信帯域の受信回路として動作する。同時に
チャネルデータとリンクした、第１の通信帯域とは逆の
帯域切替信号（例えばＨｌＧＨレベル）がスイッチ駆動
回路８に加えられ、スイッチ駆動回路８によりスイッチ
５が通信帯域切替端子３、４を短絡し、ヘリカルアンテ
ナの実効長が短くなることにより共振周波数が高くな
り、第２の通信帯域のヘリカルアンテナとして動作す
る。
【０００８】ヘリカルアンテナ１で受信された第２の通
信帯域の受信波は、給電端子２を通り、受信回路６で復
調される。ここで、ヘリカルアンテナ１は全長を調整す
ることにより、第１の通信帯域の周波数を調整すること
ができ、第１の通信帯域と第２の通信帯域との間隔は通
信帯域切替端子３、４の位置を変えることにより、所望
の通信帯域間隔を得ることができる。この時、横軸に周
波数、縦軸にアンテナの反射損をとると、ヘリカルアン
テナの反射損特性は、図２（Ａ）の様になり、２つの帯
域をカバーすることができるようになる。なお、第１の
通信帯域と第２の通信帯域を重ねることにより、図２
（Ｂ）のように、広帯域なヘリカルアンテナとして動作
させることも可能である。図３は、図１の通信帯域切替
スイッチ５と、スイッチ駆動回路８部分の具体的な回路
図を示している。ここではヘリカルアンテナ１のスイッ
チ部５をダイオードを用いて構成している。この図にお
いて、キャパシタＣ２、Ｃ３は、受信周波数帯域でそれ
らのインピーダンスが充分低くなる様に、またチョーク
コイルＬ１、Ｌ２はそれらのインピーダンスが充分高く
なるように選ばれる。また、キャパシタＣ４についても
同様に、受信周波数帯域において充分インピーダンスが
低くなるように選ばれる。
【０００９】図３の動作は、まず制御回路７より出力さ
れた帯域切替信号が、ＨＩＧＨレベルの時、半導体スイ
ッチＳＷ１がＯＮしてダイオードＤｌに電流が流れ、ダ
イオードＤｌがＯＮする。この時、キャパシタＣ２、Ｃ
３は、受信周波数帯域で充分低いインピーダンスを示す
ように選ばれているので、通信帯域切替端子３、４は高
周波的にショートされ、アンテナの共振周波数は高くな
る。なお、Ｌｌ、Ｌ２は、受信周波数帯域で充分高いイ
ンピーダンスを示しているので、電源供給側の回路のイ
ンピーダンスの影響は、ほとんど無視できる。次に、帯
域切替信号がＬＯＷレベルの時は、ＳＷｌがＯＦＦし、
電流が流れないため、ダイオードＤｌは高いインピーダ
ンスを呈し、通信帯域切替端子３、４間は開放され、ア
ンテナの共振周波数は低くなる。なお、ダイオードＤｌ
は、流れる電流が大きいほどＯＮ時のインピーダンスが
低くなる特性を有している。このため、抵抗Ｒ１の値
は、ダイオードＤ１のＯＮ時のインピーダンスが、所望
の値になるような電流が流れるように決定される。
【００１０】図３の場合、待ち受け時には周波数が低い
第１の通信帯域で受信し、通話状態になったときのみ通
信帯域ｌ、２の特定の周波数を使用する通信システムで
用いられる携帯無線機では、通話時に周波数の高い第２
の通信帯域を選択したときのみ通信帯域切替回路に電流
が流れるため、待ち受け時には消費電流が削減できると
いう大きな効果を生むことができる。なお、キャパシタ
Ｃｌは、ヘリカルアンテナマッチング用のキャパシタン
スであり、数ピコファラド程度である。また、キャパシ
タＣ２、Ｃ３、チョークコイルＬ１、Ｌ２それぞれの容
量は使用する周波数帯によって適切なものに選定される
が、１８００ＭＨｚ程度の周波数帯の通信では、これら
の素子の値はキャパシタＣ２、Ｃ３は１００ピコファラ
ド程度、チョークコイルＬｌ、Ｌ２はｌ００ナノヘンリ
ー程度にすることが望ましい。この実施形態では、通信
帯域切替スイッチにダイオードを用いているために、ス
イッチ駆動回路が必要であったが、制御回路により直接
制御できるような素子、例えばＧａＡｓ半導体スイッチ
などを用いた場合には、スイッチ駆動回路を省略するこ
とができる。
【００１１】図４は、本発明の第２の実施形態である。
１８００ＭＨｚ程度の高周波ではヘリカルアンテナと通
信帯域切替回路の距離が充分にとれないと、ヘリカルア
ンテナからの電波の放射を妨げる原因となるが、通信帯
域切替端子のｌつを給電端子と共通にすることにより、
通信帯域切替スイッチをヘリカルアンテナの給電端子側
付近に実装することができ、ヘリカルアンテナからの放
射を妨げることがない。この場合にも、ヘリカルアンテ
ナ１の全長を調整することにより、第１の通信帯域の周
波数を調整することができ、通信帯域１、２の間隔は通
信帯域切替端子３の位置を変えることにより、所望の通
信帯域間隔を得ることができる。
【００１２】以上、本発明の２つの実施形態の動作を図
面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施
形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しな
い範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。たと
えば、図５に示すように、アンテナ素子の一部分をスト
レートにしたアンテナ９、図６に示すように、同一平面
上に形成したアンテナ１０、または図７に示すように、
アンテナ素子を鋸歯状に形成したアンテナ１１のどの場
合でも上述の実施形態と同様に、アンテナの共振周波数
を切り替えることができる。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、受信周波数により通信帯域切替スイッチを切り替え
てヘリカルアンテナの共振周波数を変えることにより、
離れた複数の通信帯域や広い通信帯域をカバーすること
ができ、また切替のためのスイッチが１つであるため部
品点数が大幅に削減でき、アンテナの小型化を図ること
ができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施形態による携帯無線機用
ヘリカルアンテナと周辺回路の構成を示すブロック図で
ある。
【図２】 図１のヘリカルアンテナの特性を表す図であ
る。
【図３】 図１の通信帯域切替スイッチと、スイッチ駆
動回路部分の具体回路図である。
【図４】 本発明の第２の実施形態による携帯無線機用
ヘリカルアンテナと周辺回路の構成を示すブロック図で
ある。
【図５】 本発明の第３の実施形態によるアンテナ素子
の一部分をストレートにした携帯無線機用ヘリカルアン
テナの構成を示すブロック図である。
【図６】 本発明の第４の実施形態による同一平面上に
形成した携帯無線機用ヘリカルアンテナの構成を示すブ
ロック図である。
【図７】 本発明の第４の実施形態によるアンテナ素子
を鋸歯状波に形成した携帯無線機用ヘリカルアンテナの
構成を示すブロック図である。
【図８】 従来技術による通信帯域切替型アンテナの回
路図である。
【図９】 従来技術による共振周波数可変ヘリカルアン
テナの断面図である。
【符号の説明】
１、９、１０ ヘリカルアンテナ ２ 給電端子 ３、４ 通信帯域切替端子 ５ スイッチ ６ 受信回路 ７ 制御回路 ８ スイッチ駆動回路 Ｄ１ ダイオード Ｌ１、Ｌ２ チョークコイル Ｃ１〜Ｃ４ キャパシタ Ｒ１ 抵抗 ＳＷ１ スイッチ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 携帯無線機用アンテナにおいて、 １つの給電端子とアンテナの長さ方向に間隔を置いて設
    けられた複数の通信帯域切替端子を有する螺旋形状の放
    射素子と、 前記複数の通信帯域切替端子のうち２つ以上の端子間を
    短絡または開放するスイッチと、 前記スイッチを駆動する駆動回路と、 外部からの信号印加に従い、前記駆動回路を操作する制
    御部とからなることを特徴とする携帯無線機用ヘリカル
    アンテナ。
  2. 【請求項２】 前記通信帯域切替端子の１つを給電端子
    と共通にしたことを特徴とする請求項１記載の携帯無線
    機用ヘリカルアンテナ。
  3. 【請求項３】 前記スイッチは、制御部から直接供給さ
    れる信号により、開閉動作する半導体スイッチによっ
    て、前記複数の通信帯域切替端子のうち２つ以上の端子
    間を短絡または開放することを特徴とする請求項１また
    は請求項２記載の携帯無線機用ヘリカルアンテナ。
  4. 【請求項４】 請求項１ないし請求項３記載の携帯無線
    機用アンテナにおいて、アンテナ素子の一部分をストレ
    ートにしたことを特徴とする携帯無線機用ヘリカルアン
    テナ。
  5. 【請求項５】 請求項１ないし請求項３記載の携帯無線
    機用アンテナにおいて、アンテナ素子を同一平面上で複
    数回折り曲げたことを特徴とする携帯無線機用ヘリカル
    アンテナ。
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