JPH0748612B2 - 携帯無線機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、タイポールアンテナを取付けた携帯無線機に
関し、特にダイポールアンテナの構造および無線機筐体
への取付け位置に関する。

発明の概要 本発明は、ダイポールアンテナを取付けた携帯無線機に
おいて、 ダイポールアンテナの両端部を曲折して、素子中央部を
無線機筐体の背面に平行し、両側面に対しては直交する
方向で無線機筐体に取付けた携帯無線機で、 通話状態における垂直偏波に対する感度を向上させたも
のである。

従来技術 第13図は、従来の携帯無線機の一例を示す斜視図であ
り、1/4波長のホイツプアンテナが携帯無線機筐体２か
ら垂直に突設されている。携帯無線機筐体２の前面に
は、受話器３および送話器４が装着され、内蔵する無線
機部とアンテナ素子１とは給電点５で接続されている。
図中点線で示した曲線６はアンテナ素子１上の電流分布
を示す。この携帯無線機は、アンテナ素子１が携帯無線
機筐体２を接地導体として動作するため、携帯無線機筐
体２上にアンテナ電流が流れ、人間が携帯無線機筐体２
を手にもつて操作する場合に携帯無線機筐体２に流れて
いる電流が人体に漏れることによつてアンテナ特性が大
きく劣化するという欠点がある。

第14図に示すように、アンテナ素子１を1/2波長のダイ
ポールアンテナとして、その中央部に給電点５を設けた
携帯無線機は、アンテナ素子１上の電流分布が曲線６′
で示すようになり、携帯無線機筐体２がアンテナ素子１
の接地導体として使用されておらず、またアンテナ電流
振幅がほぼ０となる位置が携帯無線機筐体２に近接する
ように配置されているので、携帯無線機筐体２に流れる
電流が少なくなり、手に持つて操作する場合の電流漏洩
による特性劣化は極めて少なくなる。

なお、これらの携帯無線機を手に持つて通話する場合
は、通常の電話機の送受器と同様に、受話器３の部分を
耳に当て、送話器４の部分を口に近づけた状態で通話を
行なうものである。すなわち、通話状態においては、携
帯無線機筐体２は直立の状態からかなり傾けられて使用
することになり、従つて、アンテナ素子１も傾斜する。
その傾斜角度は60〜70°に及ぶこともある。

一方、移動通信においては、移動局アンテナの構成を簡
易化するために、垂直偏波を使用する場合が多い。例え
ば自動車電話，タクシー無線,MCAシステム，パーソナル
無線等多くの無線システムが垂直偏波を使用している。

従つて、上述した従来の携帯無線機は、通話状態におけ
るアンテナの傾きによつてアンテナ感度が著しく低下す
るという欠点がある。

この欠点は、第15図に示すような２つのモノポールアン
テナ素子１を備えて、ダイバーシテイ受信を行なう携帯
無線機（多賀，三島“携帯機用アンテナの一検討”昭和
56年度信学全大資８−204（昭56−４）等参照）におい
ても同様に存在する。なお、この携帯無線機は、２つの
アンテナの間隔を0.125λ（λは使用周波数の波長）程
度とすることにより、２つのアンテナ出力間の相関をほ
ぼ０とすることができる（山田，沢谷他“素子間隔の小
さいモノポールアンテナを用いた移動通信用切替ダイバ
ーシティの実験",昭和57年度電気関係学会東北支部連大
資,2B15（昭57）等参照）。

また、上述した従来の各種携帯無線機は、いずれもアン
テナが無線機筐体から突設されているため、折損等を生
じ易く、無線機の信頼度が低下するという欠点がある。

発明が解決しようとする問題点 本発明は、上述の従来の欠点を解決し、手に持つたとき
のアンテナ電流の漏洩による特性劣化を防止し、また通
話状態において無線機筐体を傾斜させても垂直偏波に対
して良好な感度を有し、しかもアンテナ折損を生じ難い
アンテナ構造の携帯無線機を提供する。

発明の構成 本発明の携帯無線機は、無線機を収容し送話器および受
話器を前面に装着した無線機筐体にダイポールアンテナ
を取付けた携帯無線機において、 前記ダイポールアンテナは、無線機筐体の背面に対して
は平行に両側面に対しては直交する方向に配置された素
子中央部と、該素子中央部に対して直角に曲折された２
つの素子端部とから構成されたことを特徴とする。

発明の実施例 次に、本発明について、図面を参照して詳細に説明す
る。

第１図は、本発明の第１の実施例を示す斜視図である。
すなわち、ダイポールアンテナの素子中央部10の中央に
給電点５を設け、その両端部をB,C点で直角に曲折して
２つの素子端部11および21を形成する。素子中央部10,
素子端部11および21の寸法は、全長で使用周波数帯の約
1/2波長となるように構成され、ダイポールアンテナと
して動作する。そして、素子中央部10は、携帯無線機筐
体２の背面９と頂面８の交線に対して平行になるように
配置される。従つて、両側面に対しては直交する方向と
なる。一方の素子端部11は、携帯無線機筐体２の背面９
および側面に対して平行で底面14に対して直交する方向
であり、他方の素子端部21は側面に対しては平行で背面
９に対しては直交するような方向に曲折されている。な
お、素子端部11をアンテナ素子支持体７によつて背面９
に固定し、素子端部21をアンテナ素子支持体７によつて
頂面８に固定することにより、アンテナ全体を携帯無線
機筐体２の各面に対して間隙をもつて取付けることがで
きる。なお、図中Ａは素子端部11の先端を、Ｄは素子端
部21の先端を示し、曲線６はアンテナ素子上の電流分布
を示す。

第２図（Ａ）は、本実施例の携帯無線機の通話状態にお
ける背面図であり、携帯無線機筐体２が横に傾いて、素
子中央部10が垂直に近くなつている。同図（Ｂ）は、傾
き角θのときの垂直偏波成分に対する感度12と水平偏波
成分に対する感度13の関係をベクトル図で示したもので
あり、傾き角θが大きくなる程垂直偏波成分に対する感
度12が高くなることを示している。これに対して、同図
（Ｃ）に示すように従来の携帯無線機を横に傾けた場合
は、同図（Ｄ）に示すように傾き角θが大きいほど垂直
偏波成分に対する感度12が小さくなつている。すなわ
ち、本実施例は、通話状態において垂直偏波に対する感
度が大きいという効果がある。これは、給電点５を有す
る素子中央部10が、ダイポールアンテナの電流分布が大
きくなる部分であり、この部分が通話状態において垂直
に近くまで立つてくるからである。

また、本実施例では、ダイポールアンテナの各部が相互
に直交するように配置されているので、携帯無線機筐体
２の置かれた状態如何に拘らず、いずれかの部分で垂直
偏波に対して感度を有することになる。例えば、携帯無
線機筐体２が直立状態のときは素子端部11が垂直偏波に
対して感度を有し、携帯無線機筐体２が受話器３を横に
向けて倒れているときは素子中央部10が、受話器３を下
にして倒されているときは素子端部21が感度を有する。
また、受話器３を上に向けて傾けて発呼状態にあるとき
は、素子端部11と21が感度を有する。通話状態において
は、素子中央部10によつて大きな感度を有することは前
述した。従つて、本実施例は、携帯無線機筐体２がどの
ような状態に置かれていても垂直偏波に対する感度が極
端に低下することがないという利点がある。これは待機
状態において極めて有利である。

第３図は本発明の第２の実施例を示す斜視図である。こ
の場合は、全長1/2λのダイポールアンテナがコ字状に
曲折され、素子中央部10は、背面９と頂面８の交線に対
して平行になるように、かつ受話器３から最も遠くなる
ように背面９に近い位置に配置される。従つて、両側面
に対しては直交する方向となる。素子端部11および21は
共に背面９に対して直交し、両側面に対しては平行する
方向に曲折され、アンテナ素子支持体７によつて頂面８
から一定間隔の位置に固定されている。この場合は、素
子端部11と21が平行に配置されているため、素子端部11
と21に流れる電流が逆向きとなつて放射電磁界は互いに
逆相になつて相殺し合うため、第１の実施例よりも感度
は低下するが、通話状態におけるアンテナ利得を高くす
るという主目的は達成される。

第４図は、上記携帯無線機を手に持つて受話器３を耳に
当て、送話器４を口の近くにした通話状態とした場合の
正面図であり、前述の実施例と同様に、素子中央部10が
垂直に近く立つている。同図（Ｂ）はこの場合の垂直偏
波成分に対する感度12と水平偏波成分に対する感度13の
関係を示す図であり、傾斜角θが大きくなるほど垂直偏
波成分に対する感度12が高くなることが理解される。

第５図は、本発明の第３の実施例を示す斜視図であり、
この場合は、全長1/2λのダイポールアンテナがコ字状
に曲折され、素子中央部10は、背面９と頂面８の交線に
対して平行になるように、かつ受話器３から最も遠くな
るように背面９から一定の距離に配置される。従つて、
両側面に対しては直交する方向となる。素子端部11およ
び21は共に背面９および両側面に対して平行し、かつ、
底面に対しては直交する方向に曲折され、アンテナ素子
支持体７によつて背面９から一定間隔の位置に固定され
ている。この場合は、素子端部11と21が平行に配置され
ているため、素子端部11と21に流れる電流が逆向きとな
つて放射電磁界は互いに逆相になつて相殺し合うため、
第１の実施例よりも感度は低下するが、通話状態におけ
るアンテナ利得を高くするという主目的は達成される。

第６図は、上記携帯無線機の通話状態を示す背面図であ
り、前述の実施例と同様に、素子中央部10が垂直に近く
立つている。同図（Ｂ）はこの場合の垂直偏波成分に対
する感度12と水平偏波成分に対する感度13の関係を示す
図であり、傾斜角θが大きくなるほど垂直偏波成分に対
する感度12が高くなることが理解される。

上述の各実施例においては、通話状態において感度が低
下しないという効果の他に、素子中央部10が受話器３に
対して最も遠い位置に配置されているため、受話器３を
耳に当てたとき、人体の影響によるアンテナ特性の変動
が最も小さくなる構成となつているものである。

900MHz帯における野外実験によれば、通話状態における
アンテナ利得の低下は、第３図の構成では、ダイポール
比で約2dBであり、第14図の従来例では約6dBであつた。
すなわち、本発明は従来例に比して約4dBアンテナ利得
を改善できることが確認された。

第７図は、本発明の第４の実施例を示す斜視図であり、
前述と同様なダイポールアンテナを２個取付けたもので
ある。素子中央部10および10′はそれぞれ背面９の上縁
部と下縁部に近い位置に、平行に取付けられ、素子端部
11,21,11′,12′等をアンテナ素子支持体７によつて携
帯無線機筐体２に固定している。なお、素子端部11等の
曲折方向は、各種の組合せが考えられる。この場合も素
子中央部10,10′が共に通話状態において感度を有する
方向に取付けられているので、前記実施例と同様の効果
を有し、さらに第15図に示した従来例よりも２つのアン
テナ間隔を大きくとることにより、両アンテナの出力間
相関を低くすることができるという効果がある。

第８図〜第10図は、それぞれ本発明の第５〜第７の実施
例を示す斜視図である。第８図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）
はいずれも素子端部11,21を板状導体によつて構成した
ものであり、その長手方向はいずれも素子中央部10に対
して直角である。板状導体の幅を広くすることにより、
アンテナの共振周波数を一定にして素子端部11,21の長
手方向の寸法を短くすることができる利点があり、また
素子端部11,21が等価的に太くなつてアンテナの帯域特
性が改善されるという効果がある。同図（Ａ）は、素子
端部11の長手方向が携帯無線機筐体２の底面に対して直
交し、素子端部21の長手方向は背面９に対して直交して
いる。同図（Ｂ）は、素子端部11,21の長手方向が共に
背面９に直交する方向であり、同図（Ｃ）は素子端部1
1,21の長手方向が共に携帯無線機筐体２の底面に対して
直交する方向である。いずれも前述と同様に通話時にお
ける利得を向上できるという効果を有することは勿論で
ある。なお、これらの図において、素子中央部10の給電
構造が第１図，第３図，第５図に示したものと異ってい
るが、これはタイポールアンテナと給電線との整合をと
るために、従来からよく知られているＴ整合（平衡給電
線の場合）γ整合（不平衡給電の場合）等を行なつた場
合、あるいはバラン等を装荷した場合の給電形状に対応
する構造を示したものである。どのような給電構造を採
用した場合においても本発明の作用効果は同等であるこ
とを付記しておく。

第９図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はそれぞれ本発明の第６
の実施例を示す斜視図であり、いずれも素子中央部10,
素子端部11,12等を誘電体板15上にプリントによつて形
成したものである。同図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はそれ
ぞれ素子端部11,21等の方向が異なるが、前述と同様の
作用効果を有し、かつ量産時の製造コストを低減できる
という利点がある。

第10図（Ａ），（Ｂ）は、いずれも本発明の第７の実施
例を示す斜視図であり、背面９に段差16を設けて、その
部分にアンテナの全部または一部を配置したものであ
る。同図（Ａ）は素子端部11のみを背面９の段差の部分
に配置したものであり、同図（Ｂ）はアンテナ全体を背
面９の段差の部分に配置したものである。いずれも前述
と同様の効果を有し、かつアンテナの携帯無線機筐体２
からの突出を少なくできるため、携帯無線機をコンパク
トに構成することができる利点があるものである。

第11図は本発明の第８の実施例を示す斜視図である。こ
の場合は、素子端部11,21はそれぞれ２枚の平行配置さ
れた導体素子によつて構成されている。２枚の導体素子
の寸法を異ならせることによつて、複数の共振周波数を
有するアンテナ特性を得ることができる。なお、給電点
５は給電用同軸線路17に接続されている。第12図は、第
11図の構成の実施例のリタンロス特性を900MHz帯におい
て実測した結果を示す図であり、リタンロス特性18は複
数の共振点19を有し、各共振点19は素子端部11または21
の２枚の導体素子寸法を変えることによつて所望の周波
数に設定することができる。これにより、ダイポールア
ンテナ素子を携帯無線機筐体２の面の近くに配置したこ
とによつて生じるアンテナ素子の狭帯域化を補うことが
できるものであり、自動車電話方式のように、送受信周
波数帯域が分離されているような方式に適用する場合に
極めて有利な構成である。

発明の効果 以上のように、本発明においては、ダイポールアンテナ
の端部を曲折して、素子中央部を携帯無線機筐体の背面
に平行に、かつ両側面に対して直交するように配置した
から、携帯無線機筐体が傾斜された通話状態における垂
直偏波に対する感度が向上するという効果がある。ま
た、アンテナが携帯無線機筐体から突出する部分が少な
い構造であるので、容易にアンテナカバーで覆うことが
でき、アンテナ素子の折損等を防止し高信頼度の携帯無
線機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す斜視図、第２図は
上記実施例および従来の携帯無線機の通話状態を示す背
面図並びにその傾斜角と垂直，水平偏波成分に対する感
度の関係を示す図、第３図は本発明の第２の実施例を示
す斜視図、第４図はその使用状態を示す正面図および傾
斜角と垂直，水平偏波成分に対する感度の関係を示す
図、第５図は本発明の第３の実施例を示す斜視図、第６
図はその使用状態を示す背面図および傾斜角と垂直，水
平偏波成分に対する感度の関係を示す図、第７図は本発
明の第４の実施例を示す斜視図、第８図〜第11図はそれ
ぞれ本発明の第５〜第８の実施例を示す斜視図、第12図
は上記第８の実施例の特性の一例を示す図、第13〜第15
図はそれぞれ従来の携帯無線機の一例を示す斜視図であ
る。 図において、1:アンテナ素子、2:携帯無線機筐体、3:受
話器、4:送話器、5:給電点、6:曲線、7:アンテナ素子支
持体、8:頂面、9:背面、10:素子中央部、11,21:素子端
部、12:垂直偏波成分に対する感度、13:水平偏波成分に
対する感度、14:底面、15:誘電体板、16:段差、17:アン
テナ給電用同軸線路、18:リタンロス特性、19:共振点。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹川 育夫 神奈川県横須賀市武１丁目2356番地 日本 電信電話公社横須賀電気通信研究所内 (72)発明者 常川 光一 神奈川県横須賀市武１丁目2356番地 日本 電信電話公社横須賀電気通信研究所内 (56)参考文献 特開 昭60−7204（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−26987（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−106205（ＪＰ，Ｕ)

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】無線機を収容し送話器および受話器を前面
   に装着した無線機筺体にダイポールアンテナを取付けた
   携帯無線機において、前記ダイポールアンテナは、無線
   機筺体の背面に対しては平行に両側面に対しては直交す
   る方向に配置され、その長手方向に平行な電界の信号を
   受信する素子中央部と、該素子中央部に対して直角に曲
   折され、各々の長手方向に平行な電界の信号を受信する
   ２つの素子端部とから構成されたことを特徴とする携帯
   無線機。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の携帯無線機に
   おいて、前記２つの素子端部はそれぞれ無線機筺体の背
   面または底面に平行して配置されたことを特徴とするも
   の。
3. 【請求項３】特許請求の範囲第１項または第２項記載の
   携帯無線機において、前記ダイポールアンテナを２個取
   付けたことを特徴とするもの。
4. 【請求項４】特許請求の範囲第１項〜第３項いずれか記
   載の携帯無線機において、前記２つの素子端部の少なく
   とも一方は、平行配置された複数の導体素子によって構
   成されたことを特徴とするもの。
5. 【請求項５】特許請求の範囲第１項〜第４項いずれか記
   載の携帯無線機において、前記２つの素子端部は、板状
   導体であることを特徴とするもの。
6. 【請求項６】特許請求の範囲第１項〜第５項いずれか記
   載の携帯無線機において、前記無線機筺体の背面に段差
   を設けて、前記２つの素子端部のうち少なくとも一方
   は、上記段差のある部分に配設されたことを特徴とする
   もの。
7. 【請求項７】特許請求の範囲第１項〜第６項いずれか記
   載の携帯無線機において、前記ダイポールアンテナと無
   線機筺体面との間隙の全部または一部に誘電体を有する
   ことを特徴とするもの。