WO2003105277A1

WO2003105277A1 - 複共振アンテナおよび携帯無線機用アンテナ

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Publication number: WO2003105277A1
Application number: PCT/JP2003/006531
Authority: WO
Inventors: 嶋原　正隆
Original assignee: 日本アンテナ株式会社
Priority date: 2002-06-10
Filing date: 2003-05-26
Publication date: 2003-12-18
Also published as: EP1521330A1; KR20050007285A; US20040246186A1; BR0304962A; TW200308121A; US7023388B2; JP2004015623A; CN1545748A

Abstract

　複数の周波数帯において動作する小型化されたアンテナとすることを目的として、アンテナボビン１２の外周面には複数の周波数帯において共振可能なアンテナエレメント１４のパターンが形成されている。このアンテナボビン１２のほぼ中心軸に沿って形成されている収納穴内に無給電導体１１を嵌挿する。これにより、ＡＭＰＳ、ＰＣＳおよびＧＰＳの周波数帯において良好に動作するアンテナとすることができる。

Description

明細書複共振ァンテナおよび携帯無線機用アンテナ技術分野

本発明は、複数の周波数帯で動作する複共振アンテナおよび携帯無線機用アンテナに関するものである。背景技術

移動電話システムが使用する周波数帯は、一般に複数の周波数帯とされている。例えは、日本における P U C方式 (Personal Digital Cellular telecommunication s ystem) では、 800 MHz帯（8 10 MH z〜 956 MHz) と 1. 4 GHz 帯（1429 MHz〜 1501 MHz) を使用しており、米国におけるディジタノレセノレラーシステムでは AMP S (Advanced Mobile Phone Service) 方式として 900 MH z帯（824 MH z〜 894 MH z ) 力 PCS (Presonal Communi cation Service) 方式として 1. 8 GH z帯（1850MH z〜： 1990MH z ) が少なくとも使用されている。また、欧州においては GSM (Global System for Mobile communications) 方式として 900 MH z帯（870 MH z〜 960 MH z) が、 DCS (Digital Cellular System) 方式として 1. 8GHz帯（1 710 MH z〜 1 88 OMH z) が使用されている。このように、複数の周波数帯域を使用しているのは、加入者の増加により一つの周波数帯域では利用周波数が不足しているからである。

また、携帯電話機においては衛星送信周波数が約 1 575MHzとされている GP Sシステムの GP S受信機を組み込むことが行われている。このように複数の周波数帯を受信あるいは送信する携帯無線機には、複数の周波数帯で動作するアンテナを搭載する必要がある。そこで、従来は、複数の周波数帯で動作するァンテナとして、メインの外付けアンテナの他に無線機筐体内部に平面アンテナや小体積のチップアンテナを内蔵するようにしていた。しかしながら、これではァンテナが無線機筐体内部の体積を奪い、無線機の小型化にそぐわないという問題点があった。さらに、携帯無線機をユーザが把持した際に内蔵するアンテナが手に覆われる比率が大きく、携帯無線機使用時のアンテナ特性を劣化させるという問題点もあった。

また、 1素子のへリカルアンテナを使用して、インピーダンス整合回路によつて強制的に複共振を起こすことにより複共振アンテナとする方法もあるが、 1素子のホイップアンテナあるいはへリカルアンテナと、整合回路との組み合わせでの伸縮式アンテナでは複数の周波数帯において満足なアンテナ電気特性が得にくいという問題点があった。さらに、複数の周波数帯における各周波数帯で独立して動作するアンテナ素子をアンテナとすることも考えられるが、この場合は周波数帯の数だけのアンテナ素子を必要とすることからァンテナを小型化することができず、携帯無線機に適用することが困難になると云う問題点があった。

そこで、本発明は、複数の周波数帯において良好に動作する小型化された複共振アンテナおよび携帯無線機用アンテナを提供することを目的としている。発明の開示

上記課題を解決するために、本発明の複共振アンテナは、外周面に、複数の周波数帯に共振するエレメントのパターンが形成されている絶縁性のアンテナボビンと、該アンテナボビンの中心軸にほぼ沿って形成されている収納穴内に嵌挿されている導電性の無給電導体とを備えている。

また、上記本発明の複共振アンテナにおいて、前記アンテナボビンの下部が導電性のアンテナホルダーに嵌合されて、該アンテナホルダーと前記エレメントとが電気的に接続されており、前記アンテナボビンを覆う絶縁性のキヤップ部が前記アンテナホルダーの上部に嵌着されていてもよい。

さらに、上記本発明の複共振アンテナにおいて、前記エレメントのパターンが折り返されて形成されており、折り返された一部のパターン間を接続する短絡部が形成されていてもよい。

次に、上記課題を解決することのできる本発明の携帯無線機用アンテナは、携帯無線機の筐体に固着可能な固定アンテナ部と、該固定アンテナ部を貫通して、該固定アンテナ部に対して伸縮自在とされている伸縮アンテナ部とからなる携帯無線機用アンテナであって、前記固定アンテナ部は、外周面に、複数の周波数帯に共振するエレメントのパターンが形成されている絶縁性のアンテナボビンと、該アンテナボビンの中心軸にほぼ沿つて形成されている貫通孔内に嵌挿されている導電性の無給電導体と、前記アンテナボビンの下部が嵌合されて前記エレメントが電気的に接続される導電性のアンテナホルダーと、前記アンテナボビンを覆う絶縁性のキャップ部とから構成され、前記伸縮アンテナ部は、ホイップ部と、該ホイップ部の下端に設けられ伸長された際に前記固定アンテナ部のほぼ中心軸に沿って形成されているアンテナ貫通孔内に保持される導電性のストッパーと、前記ホイップ部の先端に設けられ縮納された際に前記アンテナ貫通孔内に位置する絶縁性の絶縁部とから構成されている。

また、上記本発明の携帯無線機用アンテナにおいて、前記ホイップ部の中途に導電性の拡径部が設けられており、前記ホイップ部が伸長された際に前記アンテナボビンにおける貫通孔內に前記拡径部が位置するようにしてもよい。

さらに、上記本発明の携帯無線機用アンテナにおいて、前記無給電導体に替えて、前記絶縁部における縮納された際に前記アンテナ貫通孔内に位置する部位に導電部が設けられていてもよい。

さらにまた、上記本発明の携帯無線機用アンテナにおいて、前記拡径部に替えて、前記ホイップ部が伸長された際に前記無給電導体における貫通孔内に接触する導電性の接触パネが設けられていてもよい。

さらにまた、上記本発明の携帯無線機用アンテナにおいて、前記無給電導体に替えて、前記アンテナボビンにおける貫通孔の内周面に導電膜を形成するようにしてもよレ、。

このような本発明によれば、複数の周波数帯に共振するエレメントのパターンが形成されている絶縁性のァンテナボビンの収納穴内に、導電性の無給電導体を嵌挿するようにしたので、複数の周波数帯において動作させることができる良好な電気的特性の複共振アンテナとすることができる。しかも、小型化することができる。

また、このような複共振アンテナを固定アンテナ部として筐体に固着可能とし、固定アンテナ部を貫通して、該固定アンテナ部に対して伸縮自在とされている伸縮アンテナ部とで携帯無線機用アンテナを構成すると、複数の周波数帯において動作させることができる良好な電気的特性の小型化された携帯無線機用アンテナとすることができる。この場合、伸縮アンテナ部が伸長された際にアンテナボビンにおける貫通孔内に伸縮アンテナ部の中途に設けられた拡径部を位置させることにより、縮納時の電気的特性をより向上させることができる。図面の簡単な説明

第 1図は、本発明の実施の形態にかかる複共振アンテナを備える携帯無線機の構成を示す図である。

第 2図は、本発明の複共振アンテナの実施の形態にかかる固定アンテナ部の構成を示す分解組立図である。

第 3図は、本発明の複共振ァンテナの実施の形態にかかる固定ァンテナ部の構成を示す断面図である。

第 4図は、本発明の複共振ァンテナの実施の形態にかかる固定ァンテナ部の構成を示す断面図である。

第 5図は、本発明の複共振アンテナの実施の形態にかかる固定アンテナ部におけるアンテナエレメントの第 1のパターン例を示す図である。

第 6図は、本発明の複共振アンテナの実施の形態にかかる固定アンテナ部におけるアンテナエレメントの第 2のパターン例を示す図である。

第 7図は、本発明の実施の形態にかかる携帯無線機用アンテナを備える携帯無線機の構成を示す図である。

第 8図は、本発明の実施の形態にかかる携帯無線機用アンテナと携帯無線機に内蔵されている回路基板との関係を示す図である。

第 9図は、本発明の実施の形態にかかる携帯無線機用アンテナの全体構成を示す図である。

第 1 0図は、本発明の実施の形態にかかる携帯無線機用アンテナにおいて伸縮アンテナ部を伸長した際の構成を示す図である。

第 1 1図は、本発明の実施の形態にかかる携帯無線機用アンテナにおいて伸縮アンテナ部を縮納した際の構成を示す図である。第 1 2図は、本発明の実施の形態にかかる第 2の構成の携帯無線機用アンテナにおいて伸縮アンテナ部を伸長した際の構成を示す図である。

第 1 3図は、本発明の実施の形態にかかる第 2の構成の携帯無線機用アンテナにおいて伸縮アンテナ部を縮納した際の構成を示す図である。

第 1 4図は、本発明の実施の形態にかかる第 3の構成の携帯無線機用アンテナにおいて伸縮アンテナ部を伸長した際の構成を示す図である。

第 1 5図は、本発明の実施の形態にかかる第 3の構成の携帯無線機用アンテナにおいて伸縮アンテナ部を縮納した際の構成を示す図である。

第 1 6図は、本発明の実施の形態にかかる無給電素子がない携帯無線機用アンテナにおいて伸縮アンテナ部を伸長した際の V S WRの周波数特性を示す図である。

第 1 7図は、本発明の実施の形態にかかる無給電素子がない携帯無線機用アンテナにおいて伸縮アンテナ部を縮納した際の V S WRの周波数特性を示す図である。

第 1 8図は、本発明の実施の形態にかかる無給電素子がある携帯無線機用アンテナにおいて伸縮アンテナ部を伸長した際の V S WRの周波数特性を示す図である。

第 1 9図は、本発明の実施の形態にかかる無給電素子がある携帯無線機用アンテナにおいて伸縮アンテナ部を縮納した際の V S WRの周波数特性を示す図である。発明を実施するための最良の形態

本発明の実施の形態にかかる複共振アンテナを備える携帯無線機の構成を第 1 図に示す。

第 1図に示す携帯無線機 1は、例えば携帯電話機とされており電話機能回路部や電池が収納されている無線機筐体 1 aを備えており、無線機筐体 1 aの前面にはダイヤルボタンを含む各種ボタンとディスプレイとが設けられている。そして、無線機筐体 1 aの上面に本発明にかかる複共振アンテナである固定アンテナ部 2が固着されている„ この固定アンテナ部 2は、例えば AM P S方式の 9 0 0 M H z帯および P C S方式の 1 . 8 G H z帯、衛星送信周波数が約 1 5 7 5 MH z とされている G P Sシステムの 3つの周波数帯において動作可能なアンテナとされている。

次に、固定アンテナ部 2の分解組立図を第 2図に示し、固定アンテナ部 2の構成を第 3図および第 4図に示す。ただし、第 3図においてはアンテナボビン以外を切断した断面図を示し、第 4図においてはアンテナボビンを含めて切断した断面図を示している。

これらの図において、例えば金属製とされた導電性のアンテナホルダー 1 3は、その外周面にネジ部 1 3 bが形成されており、その上面には凹状の嵌入部 1 3 aが形成されている。この嵌入部 1 3 aにはアンテナボビン 1 2の下部が嵌入される。アンテナボビン 1 2は、合成樹脂等の絶縁材からなり、略断面円形に形成されている。アンテナボビン 1 2の外周面には、後述するように複数の周波数帯に共振するアンテナエレメント 1 4のパターンが形成されている。このパターンは、導箔プリント、導電性粉末蒸着やめつき加工等により導電膜としてアンテナボビン 1 2の外周面に形成されており、アンテナボビン 1 2の下部においてリング状のパターンとされている。このリング状のパターンは、アンテナボビン 1 2 をアンテナホルダー 1 3の嵌入部 1 3 aに嵌入した際に、アンテナホルダー 1 3 に電気的に接続される部位となる。

アンテナホルダー 1 3に固着されているアンテナボビン 1 2には、アンテナェレメント 1 4が形成されている部位にほぼ対応するように、中心軸に沿って収納穴 1 2 aが形成されている。そして、この収納穴 1 2 a内に円筒状に形成された、例えば金属製とされた導電性の無給電導体 1 1が嵌挿されている。この状態において、アンテナボビン 1 2をキャップ部 1 0における収納部 1 0 a内に収納するように、上から例えば合成樹脂製とされた絶縁性のキャップ部 1 0を被せる。そして、キヤップ部 1 0の下部に設けられている嵌着部 1 0 bをアンテナホルダ一 1 3の上部に嵌着して固着する。このように構成されている固定アンテナ部 2 のアンテナホルダー 1 3が、無線機筐体 1 aの上面に設けられている貫通孔内に挿通されて、無線機筐体 1 aの内部からホルダーナツトをアンテナホルダー 1 3 のネジ部 1 3 bに螺着することにより、固定アンテナ部 2が無線機筐体 1 aに固着される。この際に、アンテナホルダー 1 3に端子が接触して無線機筐体 1 aに内蔵されている無線機回路と固定アンテナ部 2とが電気的に接続されるようになる。

ここで、アンテナホルダー 13の外周面に形成されているアンテナエレメント 14のパターンの第 1のパターン例の展開図を第 5図に示す。

第 1のパターン例においては、第 5図に示すようにアンテナエレメント 14は第 1エレメント 14 aと第 2エレメント 14 bから構成されている。第 1エレメント 14 aと第 2エレメント 14 bとは高さを短くするために複数回折り返されて形成されており、折り返されたパターン間において所定の箇所を短絡する短絡部 14 dが何力所か設けられている。また、第 1エレメント 14 aと第 2エレメント 14 bとの下端は給電部 14 cに接続されており、この給電部 14 cがアンテナホルダー 1 3の嵌入部 1 3 aに嵌入されて接触されるリング状のパターンを形成している。

次に、アンテナホルダー 1 3の外周面に形成されているアンテナエレメント 1 4のパターンの第 2のパターン例の展開図を第 6図に示す。第 2のパターン例においては、第 6図に示すようにアンテナエレメント 14は第 1エレメント 14 a と第 2エレメント 14 bから構成されている。第 1エレメント 14 aと第 2エレメント 14 bとは第 1のパターン例と同様に高さを短くするために複数回折り返されて形成されているが、折り返された際のパターン形状は異なっている。そして、折り返されたパターン間において所定の箇所を短絡する短絡部 14 dが何力所か設けられている。また、第 1エレメント 14 aの下端は給電部 14 cに接続されており、第 2エレメント 14 bの下端は第 1エレメント 14 aの中途に接続されている。給電部 14 cは、アンテナホルダー 1 3の嵌入部 1 3 aに嵌入されて接触されるリング状のパターンを形成している。

第 1のパターン例あるいは第 2のパターン例とされたアンテナエレメント 14 がアンテナボビン 1 2の外周面に形成されている固定アンテナ部 2が、 AMPS 方式の 90 OMH z帯および PC S方式の 1. 8 GH z帯、衛星送信周波数が約 1575MH zとされている GP Sシステムの 3つの周波数帯において動作可能とされている場合は、第 1エレメント 14 aが主に AMP S方式の周波数帯において動作し、第 2エレメント 1 4 bが P C S方式および G P Sシステムにおいて主に動作する。しかし、第 1エレメント 1 4 aと第 2エレメント 1 4 bとは接近して配置されているため、それぞれ単独で動作するのではなく互いの影響を受けた結果、アンテナエレメント 1 4全体として AM P S方式および P C S方式、 G P Sシステムの 3つの周波数帯において動作可能となっている。さらに、このようなアンテナエレメント 1 4のパターンに、アンテナボビン 1 2の収納穴 1 2 a に嵌挿されている無給電導体 1 1が近接配置されて、無給電導体 1 1の影響を受けた結果、 AM P S方式および P C S方式、 G P Sシステムの周波数帯において良好な電気特性に改善されて、 3つの周波数帯において動作可能な固定アンテナ部 2となっている。なお、固定アンテナ部 2のインピーダンスは動作可能な周波数帯域においてほぼ 5 0 Ωとなることから、無線機回路と整合するためのマッチング回路を省略することができる。

本発明の実施の形 ¾1にかかる携帯無線機用アンテナを備える携帯無線機の構成を第 7図に、携帯無線機に内蔵されている回路基板と携帯無線機用アンテナとの関係を第 8図に示す。

第 7図に示す携帯無線機 1は、例えば携帯電話機とされており電話機能回路部や電池が収納されている無線機筐体 1 aを備えており、無線機筐体 1 aの前面にはダイヤルボタンを含む各種ボタンとディスプレイとが設けられている。そして、無線機筐体 1 aの上面に本発明にかかる携帯無線機用アンテナ 3が固着されている。この携帯無線機用アンテナ 3は、例えば AM P S方式の 9 0 O MH z帯および P C S方式の 1 . 8 G H z帯、衛星送信周波数が約 1 5 7 5 MH zとされている G P Sシステムの 3つの周波数帯において動作可能なアンテナとされている携帯無線機用アンテナ 3は、固定アンテナ部 4と伸縮アンテナ部 5とから構成されており、固定アンテナ部 4が無線機筐体 1 aに固着されるようになされている。そして、伸縮アンテナ部 5は固定アンテナ部 4を貫通して固定アンテナ部 4 に対して伸縮可能とされている。固定アンテナ部 4が、無線機筐体 l aの上面に設けられている貫通孔内に揷通されて、第 8図に示すように無線機筐体 1 aの内部からホルダーナツト 1 bを固定アンテナ部 4の下部に螺着することにより、固定アンテナ部 4が無線機筐体 1 aに固着される。この際に、固定アンテナ部 2の給電部に、回路基板 1 dに一端がハンダ付けされている接触端子 1 cが接触して、回路基板 1 d上に設けられている R F回路 1 eと固定アンテナ部 4とが電気的に接続されるようになる。なお、携帯無線機用アンテナ 3のインピーダンスは動作可能な周波数帯域においてほぼ 5 0 Ωとなることから、携帯無線機用アンテナ 3と R F回路 1 eとを整合させるためのマッチング回路を省略することができる次に、本発明にかかる携帯無線機用アンテナ 3の全体構成を第 9図に示し、伸縮アンテナ部 5が伸長された状態を示す断面図を第 1 0図に、伸縮アンテナ部 5 が縮納された状態を示す断面図を第 1 1図に示す。

これらの図に示すように、固定アンテナ部 4は貫通孔 4 aが全体にわたり形成されており、無給電導体 2 1が嵌揷されているアンテナボビン 2 2と、アンテナホルダー 2 3と、キャップ部 2 0とから構成されている。そして、例えば金属製とされた導電性のアンテナホルダー 2 3は、その外周面にネジ部 2 3 bが形成されており、その上面は凹状の嵌入部が形成されている。この嵌入部にはアンテナボビン 2 2の下部が嵌入される。また、中心軸にほぼ沿って貫通孔 4 aを形成する貫通孔が形成されている。アンテナボビン 2 2は、合成樹脂等の絶縁材からなり、略断面円形に形成されている。アンテナボビン 2 2の外周面には、第 5図あるいは第 6図に示す複数の周波数帯に共振するアンテナエレメントのパターンが形成されている。このパターンは、導箔プリント、導電性粉末蒸着やめつき加ェ等により導電膜としてアンテナボビン 2 2の外周面に形成されており、第 5図あるいは第 6図に示すようにアンテナボビン 2 2の下部においてリング状のバターンとされている。このリング状のパターンは、アンテナボビン 2 2をアンテナホルダー 2 3の嵌入部に嵌入した際に、アンテナホルダー 2 3に電気的に接続される。

アンテナホルダー 2 3に固着されているアンテナボビン 2 2には、中心軸にほぼ沿って貫通孔 4 aを形成する貫通孔が形成されている。この貫通孔内には、パターンとされているアンテナエレメントが形成されている部位にほぼ対応するように、略円筒状形状の例えば金属製とされた導電性の無給電導体 2 1が嵌揷されている。さらに、アンテナボビン 2 2の全体を覆うように、例えば合成樹脂製とされた絶縁"生のキャップ部 2 0がアンテナボビン 2 2に被せられており、キヤップ部 2 0の下部に設けられている嵌着部がアンテナホルダー 2 3の上部に嵌着して固着されている。このように構成されている固定アンテナ部 4に形成されている貫通孔 4 a内を摺動自在となるように伸縮アンテナ部 5が、固定アンテナ部 4 に組み込まれている。

伸縮アンテナ部 5は、例えば超弾性金属製とされる導電性のホイップ部 5 aと、ホイップ部 5 aの上端に一体成形されている樹脂製の絶縁部 6と、ホイップ部 5 aの下端に固着されている、例えば金属製とされる導電性のストッパー 8とから構成される。また、ホイップ部 5 aの中途には外径が大きくされている、例えば金属製とされる導電性の拡径部 5 bが設けられている。第 9図および第 1 0図に示す状態は、固定アンテナ部 4に対して伸縮アンテナ部 5が伸長された状態とされており、ストッパー 8の下端に形成されている鍔部 8 aがアンテナホルダー 2 3の下端に衝合している。これにより、伸縮アンテナ部 5はこれ以上伸長しないと共に、鍔部 8 aにより抜け止めされるようになる。また、ストッパー 8の本体部は貫通孔 4 a内に嵌入されて、アンテナホルダー 2 3の貫通孔内に嵌挿されている保持パネ 9により保持されるようになる。これにより、伸縮アンテナ部 5 は伸長した状態で保持されるようになる。

伸縮アンテナ部 5が伸長された際には、ホイップ部 5 aはストッパー 8を介してアンテナホルダー 2 3に電気的に接続されることにより、伸縮アンテナ部 5と固定アンテナ部 4とが共に動作状態となる。この場合、伸縮アンテナ部 5と固定アンテナ部 4とが互いに影響し合うことになる。そこで、第 1 0図に示すように、伸縮アンテナ部 5が伸長された際には、ホイップ部 5 aの中途に設けられている拡径部 5 bを無給電導体 2 1内に位置させるようにしている。これにより、携帯無線機用アンテナ 3全体として、例えば AM P S方式、 P C S方式、 G P Sシステムの 3つの周波数帯において良好な電気特性に改善されて、 3つの周波数帯において動作可能なアンテナとなる。なお、伸長された携帯無線機用アンテナ 3 のインピーダンスは動作可能な周波数帯域においてほぼ 5 0 Ωとなることから、 R F回路 1 eと整合するためのマッチング回路を省略することができる。さらに、伸縮アンテナ部 5と固定アンテナ部 4とが共に動作状態となることから、ホイップ部 5 aの全体の長さを AM P S方式の波長に比して短くすることができ、携帯無線機用アンテナ 3の全長を短縮することもできる。

また、第 1 1図に示す状態は、固定アンテナ部 4に対して伸縮アンテナ部 5が縮納された状態とされており、ホイップ部 5 aの先端に一体成形されている絶縁部 6の先端に形成されているトップ部 7の下面がキャップ部 2 0の上面に衝合するようになる。これにより、伸縮アンテナ部 5はこれ以上縮納されないと共に、絶縁部 6が固定アンテナ部 4の貫通孔 4 a内に位置するようになる。従って、固定アンテナ部 4は絶縁部 6の作用により伸縮アンテナ部 5の影響を受けないと共に、伸縮アンテナ部 5は動作せず、固定アンテナ部 4だけが動作するようになる。固定アンテナ部 4が単独で動作する場合は、前述した固定アンテナ部 2と同様に動作することから、アンテナボビン 2 2の外周面に形成されてアンテナエレメントのパターンが無給電導体 2 1の影響を受けて、例えば AM P S方式および P C S方式、 G P Sシステムの周波数帯において良好な電気特性とされて、 3つの周波数帯において動作可能となる。なお、固定アンテナ部 4のインピーダンスは動作可能な周波数帯域においてほぼ 5 0 Ωとなることから、 R F回路 1 eと整合するためのマッチング回路を不要とすることができる。

ここで、無給電導体 2 1を設けていない場合と設けている場合とを対比することにより、無給電導体 2 1の作用を示すことにする。

無給電導体 2 1を設けていない携帯無線機用アンテナ 3において、伸縮アンテナ部 5を伸長した場合の電圧定在波比（V S WR ) の周波数特性を第 1 6図に示し、伸縮アンテナ部 5を縮納した場合の V S WRの周波数特性を第 1 7図に示す。そして、無給電導体 2 1を設けている携帯無線機用アンテナ 3において、伸縮アンテナ部 5を伸長した場合の V S WRの周波数特性を第 1 8図に示し、伸縮ァンテナ部 5を縮納した場合の V S WRの周波数特性を第 1 9図に示す。第 1 6図ないし第 1 9図において、 8 2 4 MH z〜8 9 4 MH zの周波数帯は AM P S方式、 1 8 5 O MH z〜 1 9 9 O MH zの周波数帯は P C S方式、 1 5 7 5 MH z は G P Sシステムの周波数帯である。

無給電導体 2 1を設けていない携帯無線機用アンテナ 3において伸縮アンテナ部 5を伸長した際には、第 16図に示すように AMP S方式および PCS方式の周波数帯においては VSWRは約 3以下とされているが、 GP Sシステムの周波数帯において約 3. 5と劣化している。また、伸縮アンテナ部 5を縮納した際には、第 1 7図に示すように GPSシステムおよび PCS方式の周波数帯においては VSWRは約 3以下とされているが、 AMP S方式の周波数帯において約 4以下と劣化している。

これに対して、無給電導体 21を設けている携帯無線機用アンテナ 3において伸縮アンテナ部 5を伸長した際には、第 18図に示すように AMP S方式および P C S方式の周波数帯においては V SWRは約 2. 1以下と改善されていると共に、 GP Sシステムの周波数帯においても約 2. 0と改善されている。また、伸縮アンテナ部 5を縮納した際にも、第 1 9図に示すように AMP S方式および P C S方式の周波数帯においては V SWRは約 2. 0以下と改善されていると共に、 GP Sシステムの周波数帯においても約 2. 0と改善されている。

このように、無給電導体 21を設けることにより、 AMP S方式、 PCS方式、 GP Sシステムの 3つの周波数帯において良好な電気特性に改善されて、 3つの周波数帯において動作可能な携帯無線機用アンテナ 3となることがわかる。なお、第 3図，第 4図に示す固定アンテナ部 2における無給電導体 1 1の作用も同様であり、無給電導体 1 1を設けることにより、第 1 9図に示す VSWR特性とほぼ同様の良好な電気的特性に改善されるようになる。

次に、本発明にかかる携帯無線機用アンテナ 3の第 2の構成において、伸縮ァンテナ部が伸長された状態の断面図を第 1 2図に、伸縮アンテナ部が縮納された状態の断面図を第 1 3図に示す。

これらの図に示す本発明にかかる携帯無線機用アンテナ 3の第 2の構成においては、固定アンテナ部 4の構成は第 1 1図および第 1 2図に示す携帯無線機用ァンテナ 3における固定アンテナ部 4と同様の構成とされており、伸縮アンテナ部 25の構成が変更されている。そこで、伸縮アンテナ部 25の構成について以下に説明するものとする。

伸縮アンテナ部 25は、例えば超弾性金属製とされる導電性のホイップ部 25 aと、ホイップ部 25 aの上端に一体成形されている樹脂製の絶縁部 6と、ホイップ部 2 5 aの下端に固着されている、例えば金属製とされる導電性のストツパ一 8とから構成される。また、ホイップ部 2 5 aの中途には外径が大きくされている、例えば金属製とされる導電性のパネ部 2 5 cが設けられている。第 1 2図に示す状態は、固定アンテナ部 4に対して伸縮アンテナ部 2 5が伸長された状態とされており、ストッパー 8の下端に形成されている鍔部 8 aがアンテナホルダ一 2 3の下端に衝合している。これにより、伸縮アンテナ部 2 5はこれ以上伸長しないと共に、鍔部 8 aにより抜け止めされるようになる。また、ストッパー 8 の本体部は貫通孔 4 a内に嵌入されて、アンテナホルダー 2 3の貫通孔内に嵌揷されている保持パネ 9により保持される。さらに、ホイップ部 2 5 aの中途に設けられているバネ部 2 5 cが無給電導体 2 1の内周面に圧接される。これにより、伸縮アンテナ部 2 5は伸長した状態で保持されるようになる。

伸縮アンテナ部 2 5が伸長された際には、伸縮アンテナ部 2 5 aはストッパー 8を介してアンテナホルダー 2 3に電気的に接続されることにより、伸縮アンテナ部 2 5と固定アンテナ部 4とが共に動作状態となる。この場合、伸縮アンテナ部 2 5と固定アンテナ部 4とが互いに影響し合うことになる。そこで、第 1 2図に示すように、伸縮アンテナ部 2 5が伸長された際には、ホイップ部 2 5 aの中途に設けられているバネ部 2 5 cを無給電導体 2 1の内周面に接触させるようにしている。これにより、携帯無線機用アンテナ 3全体として、例えば AM P S方式、 P C S方式、 G P Sシステムの 3つの周波数帯において良好な電気特性に改善されて、 3つの周波数帯において動作可能なアンテナとなる。なお、伸長された携帯無線機用アンテナ 3のインピーダンスは動作可能な周波数帯域においてほぼ 5 0 Ωとなることから、 R F回路 1 eと整合するためのマッチング回路を不要とすることができる。さらに、伸縮アンテナ部 2 5と固定アンテナ部 4とが共に動作状態となることから、ホイップ部 2 5 aの全体の長さを AM P S方式の波長に比して短くすることができ、携帯無線機用アンテナ 3の全長を短縮することもできる。

また、第 1 3図に示す状態は、固定アンテナ部 4に対して伸縮アンテナ部 2 5 が縮納された状態とされており、ホイップ部 2 5 aの先端に一体成形されている絶縁部 6の先端に形成されているトップ部 7の下面がキャップ部 2 0の上面に衝合するようになる。これにより、伸縮アンテナ部 2 5はこれ以上縮納されないと共に、絶縁部 6が固定アンテナ部 4の貫通孔 4 a内に位置するようになる。従つて、固定アンテナ部 4は絶縁部 6の作用により伸縮アンテナ部 2 5の影響を受けないと共に、伸縮アンテナ部 2 5は動作せず、固定アンテナ部 4だけが動作するようになる。固定アンテナ部 4が単独で動作する場合は、前述した固定アンテナ部 2と同様に動作することから、アンテナボビン 2 2の外周面に形成されてアンテナエレメントのパターンが無給電導体 2 1の影響を受けて、例えば AM P S方式および P C S方式、 G P Sシステムの周波数帯において良好な電気特性とされて、 3つの周波数帯において動作可能となる。なお、固定アンテナ部 4のインピ一ダンスは動作可能な周波数帯域においてほぼ 5 0 Ωとなることから、 R F回路 1 eと整合するためのマッチング回路を不要とすることができる。

なお、第 1 2図に示すように伸縮アンテナ部 2 5を伸長した際には、第 2の構成の携帯無線機用アンテナ 3の V S WRの周波数特性は第 1 8図に示すようになる。また、第 1 3図に示すように伸縮アンテナ部 2 5を縮納した際には、第 2の構成の携帯無線機用アンテナ 3の V S WRの周波数特性は第 1 9図に示すようになる。このように、 AM P S方式、 P C S方式、 G P Sシステムの 3つの周波数帯において無給電導体 2 1の作用により良好な電気特性に改善されるため、 3つの周波数帯において動作可能な携帯無線機用アンテナ 3となるのである。

次に、本発明にかかる携帯無線機用アンテナ 3の第 3の構成において、伸縮ァンテナ部が伸長された状態の断面図を第 1 4図に、伸縮アンテナ部が縮納された状態の断面図を第 1 5図に示す。

これらの図に示す本発明にかかる携帯無線機用アンテナ 3の第 3の構成においては、固定アンテナ部 3 4におけるアンテナボビン 2 2内に嵌着されていた無給電導体を省略しており、他の構成は第 1 1図よび第 1 2図に示す携帯無線機用ァンテナ 3における固定アンテナ部 4と同様の構成とされている。そして、伸縮ァンテナ部 3 5における絶縁部 3 6に無給電導体 3 6 aが形成されている。そこで、主に伸縮アンテナ部 3 5の構成について以下に説明するものとする。

伸縮アンテナ部 3 5は、例えば超弾性金属製とされる導電性のホイップ部 5 a と、ホイップ部 5 aの上端に一体成形されている樹脂製の絶縁部 3 6と、ホイツプ部 5 aの下端に固着されている、例えば金属製とされる導電性のストッパー 8 とから構成される。また、ホイップ部 5 aの中途には外径が大きくされている、例えば金属製とされる導電性の拡径部 5 bが設けられている。第 1 4図に示す状態は、固定アンテナ部 3 4に対して伸縮アンテナ部 3 5が伸長された状態とされており、ストッパー 8の下端に形成されている鍔部 8 aがアンテナホルダ一 2 3 の下端に衝合している。これにより、伸縮アンテナ部 3 5はこれ以上伸長しないと共に、鍔部 8 aにより抜け止めされるようになる。また、ストッパー 8の本体部は貫通孔 4 a内に嵌入されて、アンテナホルダー 2 3の貫通孔内に嵌挿されている保持パネ 9により保持される。これにより、伸縮アンテナ部 3 5は伸長した状態で保持されるようになる。

伸縮アンテナ部 3 5が伸長された際には、伸縮アンテナ部 3 5 aはストッパー 8を介してアンテナホルダー 2 3に電気的に接続されることにより、伸縮アンテナ部 3 5と固定アンテナ部 3 4とが共に動作状態となる。この場合、伸縮アンテナ部 3 5と固定アンテナ部 3 4とが互いに影響し合うことになる。そこで、第 1 4図に示すように、伸縮アンテナ部 3 5が伸長された際には、ホイップ部 5 aの中途に設けられている拡径部 5 bをアンテナボビン 1 2内に位置させるようにしている。この場合、拡径部 5 bは前述した無給電導体の作用も奏するようになり、この結果、携帯無線機用アンテナ 3全体として、例えば AM P S方式、 P C S 方式、 G P Sシステムの 3つの周波数帯において良好な電気特性に改善されて、 3つの周波数帯において動作可能なアンテナとなる。なお、伸長された携帯無線機用アンテナ 3のインピーダンスは動作可能な周波数帯域においてほぼ 5 0 Ωとなることから、 R F回路 1 eと整合するためのマッチング回路を不要とすることができる。さらに、伸縮アンテナ部 3 5と固定アンテナ部 3 4とが共に動作状態となることから、ホイップ部 5 aの全体の長さを AM P S方式の波長に比して短くすることができ、携帯無線機用アンテナ 3の全長を短縮することもできる。また、第 1 5図に示す状態は、固定アンテナ部 3 4に対して伸縮アンテナ部 3 5が縮納された状態とされており、ホイップ部 5 aの先端に一体成形されている絶縁部 3 6の先端に形成されているトップ部 7の下面がキャップ部 2 0の上面に衝合するようになる。これにより、伸縮アンテナ部 3 5はこれ以上縮納されないと共に、絶縁部 3 6の中途に形成されている無給電導体 3 6 aが固定アンテナ部 4の貫通孔 4 a内に位置するようになる。従って、伸縮アンテナ部 3 5は動作せず、固定アンテナ部 3 4だけが動作するようになる。そして、固定アンテナ部 3 4における貫通孔 4 a内に、無給電導体 3 6 aが位置するようになるため、アンテナボビン 2 2の外周面に形成されてアンテナエレメントのパターンが無給電導体 3 6 aの影響を受けて、例えば AM P S方式および P C S方式、 G P Sシステムの周波数帯において良好な電気特性に改善されて、 3つの周波数帯において動作可能となる。なお、固定アンテナ部 3 4のインピーダンスは動作可能な周波数帯域においてほぼ 5 0 Ωとなることから、 R F回路 1 eと整合するためのマッチング回路を不要とすることができる。なお、無給電導体 3 6 aはパイプ状の金属筒により構成することができるが、絶縁部 3 6の外周面の所定位置に導箔プリント、導電性粉末蒸着やめっき加工等により導電膜として形成するようにしてもよレ、。

なお、第 1 4図に示すように伸縮アンテナ部 3 5を伸長した際には、第 3の構成の携帯無線機用アンテナ 3の V S WRの周波数特性は第 1 8図に示すようになる。また、第 1 5図に示すように伸縮アンテナ部 3 5を縮納した際には、第 3の構成の携帯無線機用アンテナ 3の V S WRの周波数特性は第 1 9図に示すようになる。このように、 AM P S方式、 P C S方式、 G P Sシステムの 3つの周波数帯において拡径部 5 bあるいは無給電導体 3 6 aの作用により良好な電気特性に改善されるため、 .3つの周波数帯において動作可能な携帯無線機用アンテナ 3となるのである。

以上説明した固定アンテナ部 2において、アンテナボビン 1 2に形成されている収納穴 1 2 a内に無給電導体 1 1を嵌挿することに替えて、収納穴 1 2 aの内周面に導箔プリント、導電性粉末蒸着やめつき加工等により導電膜を形成するようにしてもよい。また、以上説明した固定アンテナ部 4、 3 4において、アンテナボビン 2 2に形成されている貫通孔内に無給電導体 2 1を嵌挿したり、絶縁部 3 6に無給電導体 3 6 aを設けることに替えて、アンテナボビン 2 2の貫通孔の内周面に導箔プリント、導電性粉末蒸着やめつき加工等により導電膜を形成するようにしてもよレ、。産業上の利用可能性

以上説明したように、複数の周波数帯に共振するエレメントのパターンが形成されている絶縁性のァンテナボビンの収納穴内に、導電性の無給電導体を嵌挿するようにしたので、複数の周波数帯において動作させることができる良好な電気的特性の複共振アンテナとすることができる。しかも、小型化することができるまた、このような複共振アンテナを固定アンテナ部として筐体に固着可能とし、固定アンテナ部を貫通して、該固定アンテナ部に対して伸縮自在とされている伸縮アンテナ部とで携帯無線機用アンテナを構成すると、複数の周波数帯において動作させることができる良好な電気的特性の小型化された携帯無線機用アンテナとすることができる。この場合、伸縮アンテナ部が伸長された際にアンテナボビンにおける貫通孔内に伸縮アンテナ部の中途に設けられた拡径部を位置させることにより、縮納時の電気的特性をより向上させることができる。

Claims

請求の範囲

1 . 外周面に、複数の周波数帯に共振するエレメントのパターンが形成されている絶縁性のァンテナボビンと、

該アンテナボビンの中心軸にほぼ沿つて形成されている収納穴内に嵌揷されている導電性の無給電導体と、

を備えることを特徴とする複共振アンテナ。

2 . 前記アンテナボビンの下部が導電性のアンテナホルダーに嵌合されて、該ァンテナホルダーと前記エレメントとが電気的に接続されており、前記アンテナボビンを覆う絶縁性のキャップ部が前記アンテナホルダーの上部に嵌着されていることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の複共振：

3 . 前記エレメントのパターンが折り返されて形成されており、折り返された一部のパターン間を接続する短絡部が形成されていることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の複共振：

4 . 携帯無線機の筐体に固着可能な固定アンテナ部と、

該固定アンテナ部を貫通して、該固定アンテナ部に対して伸縮自在とされている伸縮アンテナ部とからなる携帯無線機用アンテナであって、

前記固定アンテナ部は、外周面に、複数の周波数帯に共振するエレメントのパターンが形成されている絶縁性のァンテナボビンと、該アンテナボビンの中心軸にほぼ沿つて形成されている貫通孔内に嵌揷されている導電性の無給電導体と、前記アンテナボビンの下部が嵌合されて前記エレメントが電気的に接続される導電性のアンテナホルダーと、前記ァンテナボビンを覆う絶縁性のキヤップ部とから構成され、

前記伸縮アンテナ部は、ホイップ部と、該ホイップ部の下端に設けられ伸長された際に前記固定ァンテナ部のほぼ中心軸に沿つて形成されているァンテナ貫通孔内に保持される導電性のストッパーと、前記ホイップ部の先端に設けられ縮納された際に前記アンテナ貫通孔内に位置する絶縁性の絶縁部とから構成されていることを特徴とする携帯無線機用アンテナ。

5 . 前記ホイップ部の中途に導電性の拡径部が設けられており、前記ホイップ部が伸長された際に前記アンテナボビンにおける貫通孔内に前記拡径部が位置するようにしたことを特徴とする請求の範囲第 4項記載の携帯無線機用ァンテナ。

6 . 前記無給電導体に替えて、前記絶縁部における縮納された際に前記アンテナ貫通孔内に位置する部位に導電部が設けられていることを特徴とする請求の範囲第 4項記載の携帯無線機用ァンテナ。

7 . 前記拡径部に替えて、前記ホイップ部が伸長された際に前記無給電導体における貫通孔内に接触する導電性の接触パネが設けられていることを特徴とする請求の範囲第 5項記載の携帯無線機用ァンテナ。

8 . 前記無給電導体に替えて、前記アンテナボビンにおける貫通孔の内周面に導電膜を形成するようにしたことを特徴とする請求の範囲第 4項記載の携帯無線機用アンテナ。