JPH08274533A - 無線機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 取扱いや携帯が便利で、しかも異なる長さの
アンテナでも正確な整合をとることができ、送受信精度
の高いる小型な無線機を提供する。 【構成】 本体に取付けられたヘリカルアンテナ２と、
ヘリカルアンテナ２の軸心に沿って本体に引出し可能に
収納されるホイップアンテナ３とを用いるアンテナエレ
メントを備えた無線機において、アンテナエレメントの
引出時にホイップアンテナ３の基部をヘリカルアンテナ
２の先端に接触させてホイップアンテナ３をヘリカルア
ンテナ２に直列に接続する無線機を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は携帯電話機等の小型な無
線機に係り、さらに詳しくは主としてヘリカルアンテナ
とホイップアンテナ（whip antenna）とを併用するアン
テナエレメントを備えた無線機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７は従来の無線機の説明図で、(a) は
正面図、(b) は要部断面図である。図７において、１は
無線機の本体、２と３はアンテナエレメントを構成する
ヘリカルアンテナとホイップアンテナ、４は非金属のト
ップカバー、６は給電部、７は接続部、８はプリント基
板（整合回路）、９はアンテナインサートである。図７
に示された従来の無線機では、ヘリカルアンテナ２がホ
イップアンテナ３の根元に配置されて機械的に分離され
た根元ヘリカル型のアンテナエレメントが示されてい
る。

【０００３】図７に示された無線機でアンテナエレメン
トの収納時（以下、Ｓ−ＡＮＴ）には、プリント基板８
→接続部７→給電部６の経路を経由してヘリカルアンテ
ナ２に給電される。給電されたヘリカルアンテナ２によ
り、電波の放射が行われる。本体１の内部に収容された
ホイップアンテナ３は先端付近がトップカバー４に覆わ
れて接続部７から絶縁されると共に、ヘリカルアンテナ
２の電波放射に支障を与えないようになっている。

【０００４】アンテナエレメントが本体１の内部から引
出されて伸長されると（以下、Ｌ−ＡＮＴ）、図８の
(a) と(b) に示すようにホイップアンテナ３の下端の小
さい接触リング３a が接続部６に接触する。接続部６と
接触リング３a の接触で、プリント基板８から前記と同
じ経路で給電されたホイップアンテナ３がヘリカルアン
テナ２に代って電波を放射する。

【０００５】また、ヘリカルアンテナ２をホイップアン
テナ３の先に連結して接続したトップヘリカル型の従来
の無線機が、図９に示されている。図９の無線機ではＳ
−ＡＮＴ時には、前述の経路で給電されたヘリカルアン
テナ２により電波放射の機能が果たされる。このとき、
金属のホイップアンテナ３は図示されていない金属ガイ
ド等を介して接地され、ヘリカルアンテナ２の電波放射
に影響しないような処理が施されている。また、Ｌ−Ａ
ＮＴ時には図１０のように、やや大きい接触リング３a
がアンテナインサート９に接触し、２つのアンテナ２と
３が協働的に電波の放射に寄与するようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図７と図９に示された
構成の２つの従来の無線機は、それぞれ次のＡ〜Ｃのよ
うな不具合な点を挙げることができる。 Ａ．図６のＬ−ＡＮＴ時の根元ヘリカルアンテナについ
て ホイップアンテナ３が電波を放射するので、電波放
射に直接的に関与しないヘリカルアンテナ２が事実上無
駄になる傾向がある。 電波を放射するホイップアンテナ３の空中における
有効長は少なくもλ／４が必要でアンテナエレメントの
全長が長くなり、それだけに引出しや携帯時等に取扱上
の不便さがある。

【０００７】Ｂ．図９のトップヘリカル型のアンテナエ
レメントについて ホイップアンテナ３を短絡させる機構と内部スペー
スが必要になり、本体内部の構造が複雑で大形になり易
い。

【０００８】Ｃ．その他の共通的な問題点 一般に、この種の整合回路の回路設計は、通信周波
数に対応するアンテナの長さにより決定される。したが
って、整合回路から給電されるアンテナは理論上は同一
の有効長に作られることが必要になる。これに対して、
上記のように異なる長さのヘリカルアンテナ２とホイッ
プアンテナ３が、単一の整合回路に接続されるようにな
っている。この結果、従来の無線機では、整合が不完全
になり易く有効な通信の実施に支障を来す虞があった。

【０００９】本発明は、上記のような従来の無線機の問
題点を解消するためになされたもので、取扱いや携帯が
便利で、しかも異なる長さのアンテナでも正確な整合を
とることのできる小型な無線機を実現することを目的と
するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は、本体に取付
けられたヘリカルアンテナと、ヘリカルアンテナの軸心
に沿って本体に引出し可能に収納されるホイップアンテ
ナとを用いるアンテナエレメントを備えた無線機におい
て、アンテナエレメントの引出時にホイップアンテナの
基部をヘリカルアンテナの先端に接触させてホイップア
ンテナをヘリカルアンテナに直列に接続する無線機を構
成したものである。また、ヘリカルアンテナの有効長を
λ／４にしたきにホイップアンテナの有効長をＮ×λ／
２に選定した無線機を構成したものである。

【００１１】また、この発明は、給電部を介して整合回
路に接続される複数のアンテナからなるアンテナエレメ
ントを備えた無線機において、複数のアンテナに対応す
る複数個の整合回路を構成して、この複数個の整合回路
を切換手段により複数のアンテナに切換えて接続する無
線機を構成したものである。さらに、複数のアンテナを
ヘリカルアンテナとホイップアンテナで構成した無線機
を構成したものである。

【００１２】

【作用】本体に取付けられたアンテナエレメントには、
プリント基板から給電を行いアンテナ接続部を通りアン
テナ給電部に給電される。そして、Ｓ−ＡＮＴ時にはヘ
リカルアンテナが電波の受，発信を行い、ホイップアン
テナは本体内に収納されている。金属のホイップアンテ
ナの収納状態では、先端を覆う絶縁材のトップカバーが
アンテナ給電部の下部に達していて、ヘリカルアンテナ
の電波の受，発信に支障を与えない。

【００１３】また、Ｌ−ＡＮＴのときは、ヘリカルアン
テナの先端に露出したトップカバーを摘んでホイップア
ンテナが本体から引き出される。このとき、ホイップア
ンテナの下端の接触リングが、ヘリカルアンテナの上端
に固定されたアンテナ接合部にテーパー接合される。そ
して、アンテナエレメントの有効長がヘリカルアンテナ
＋ホイップアンテナとなり、トップヘリカル型と実質的
に等価な放射電力で効果的な電波の受，発信を実施する
ことができる。

【００１４】また、実施例２でＳ−ＡＮＴの場合は、一
方の整合回路からアンテナ接続部等を経てヘリカルアン
テナに給電される。給電を受けたヘリカルアンテナによ
り、電波の放射が行われる。トップカバーによりホイッ
プアンテナを本体から引き出せば、下端の接触リングが
リング状のアンテナ給電部を押し上げて無線回路がＬ−
ＡＮＴに切換えられる。そして、電磁気的なエネルギ損
のない整合回路で設計された他方の整合回路から電流が
供給されて、ホイップアンテナによる電波の送受信が実
施される。

【００１５】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の実施例を、図面を用いて説
明する。図１は本発明実施例１の説明図で、(a) は正面
図、(b) は要部断面図である。本発明の図面で従来装置
と同一の符号を付した部分は同様な機能になっていて一
部前述と重複するが、やや詳しく説明する。本発明の実
施例１でも、図７と同様な根元ヘリカル型のアンテナエ
レメントが示されている。

【００１６】図１において、１は無線機の本体である。
本体１には合成樹脂のケースが用いられて、片手で把持
し易い大きさに成型されている。図示のようにケースの
片面側の上下には、送，受話用の複数の開口を持つ通音
孔１a ，１b が設けられている。２は本体１の上部に突
出して取付けられたヘリカルアンテナ、２a はヘリカル
アンテナ２を覆うカバー、３は下端に小さい台形の接触
リング３a を固定したホイップアンテナである（図
２）。

【００１７】４はトップカバー、５はリング状のアンテ
ナ接合部、６はスリーブ形のアンテナ給電部、８は整合
回路を構成するプリント基板、９はアンテナインサート
で、これらは前述の図７，９と共通である。アンテナ接
合部５の中空部には接触リング３a に対応する外広がり
のテーパーが形成されて、ヘリカルアンテナ２の上端に
固定されている。そして、ホイップアンテナ３がアンテ
ナ接合部５の中空部に挿通されて、ヘリカルアンテナ２
の軸心に沿って本体１に引出し可能に収納されている。

【００１８】上記のような構成の本発明実施例１の動作
を、次に説明する。本体１に取付けられたアンテナエレ
メントには、プリント基板８から給電を行いアンテナ接
続部７を通りアンテナ給電部６に給電される。前記のＳ
−ＡＮＴ時にはヘリカルアンテナ２が電波の受，発信を
行い、ホイップアンテナ３は図(a) の破線で示されてい
るように本体１内に収納されている。金属のホイップア
ンテナ３の収納状態では、先端を覆う絶縁材のトップカ
バー４がアンテナ給電部６の下部に達していて、ヘリカ
ルアンテナ２の電波の受，発信に支障を与えないような
構成になっている。

【００１９】Ｌ−ＡＮＴのときは、ヘリカルアンテナ２
の先端に露出したトップカバー４を摘んでホイップアン
テナ３が本体１から引き出される。このとき、図２の
(b) のようにホイップアンテナ３の下端の接触リング３
a が、ヘリカルアンテナ２の上端に固定されたアンテナ
接合部５にテーパー接合される。そして、アンテナエレ
メントの有効長がヘリカルアンテナ２＋ホイップアンテ
ナ３となり、前記図９，１０のトップヘリカル型と実質
的に等価な放射電力で極めて効果的な電波の受，発信を
実施することができる。

【００２０】この場合、ヘリカルアンテナ２の有効長を
λ／４にしたときに、ホイップアンテナ３の有効長をＮ
×λ／２（ただし、Ｎ＝正の整数）に設定すれば、不整
合損の少ない整合回路を構成することができる。

【００２１】実施例２．図３は本発明の実施例２の説明
図、図４は動作説明図で、共に(a) は正面図、(b) は要
部断面図である。図３，図４において、６１，６２はア
ンテナ給電部、７１，７２はアンテナ接続部、８１，８
２は整合回路を構成するプリント基板である。このよう
に、実施例２では給電部６１，６２と接続部７１，７２
及び整合回路８１，８２が、いずれもヘリカルとホイッ
プの２つのアンテナ２と３に対応して２個ずつ設けられ
ている。そして、整合回路８１と８２は、それぞれホイ
ップアンテナ３とヘリカルアンテナ２の有効長にマッチ
ングした回路設計が行われている。

【００２２】また、アンテナ給電部６１と６２は長さが
異なる二重リング状に形成されて、アンテナ接続部７
１，７２とアンテナインート９との間で電気的に接続し
て摺動自在に嵌装されている。また、ホイップアンテナ
３の下端に固着された接触リング３a は、短い方のアン
テナ給電部６２とほぼ同径の円板状に作られている。特
に、短い方のアンテナ給電部６２は詳しくは示されてい
ないが、バネ等を利用して常時下向きの力が加えられて
いる。そして、アンテナ給電部６２は平常状態で図３
(b) に示された下限の位置に保持され、この保持位置で
アンテナ給電部６１とアンテナ接続部７２に接触してい
る。

【００２３】ここで、実施例２の動作を説明する。実施
例２でＳ−ＡＮＴの場合は図３の状態になり、前記のよ
うにアンテナ給電部６２がアンテナ給電部６１とアンテ
ナ接続部７２に接触している。したがって、本体１の整
合回路８２のスイッチが閉じられると、整合回路８２→
アンテナ接続部７２→アンテナ給電部６２→アンテナ給
電部６１→アンテナインート９を経てヘリカルアンテナ
２に給電される。給電を受けたヘリカルアンテナ２によ
り、電波の放射が行われる。

【００２４】このときの電気的な接続状態が、図６に示
されている。整合回路８２はヘリカルアンテナ２が不整
合損によって損失のない回路設計になっているので、ヘ
リカルアンテナ２には十分な電流が流れ効果的な送受信
が実施される。一方、他方の整合回路８１は開放され、
送受信用の電流は遮断される。

【００２５】次に、トップカバー４によりホイップアン
テナ３を本体１から引き出せば、下端の円板状の接触リ
ング３a がリング状のアンテナ給電部６２を押し上げ
る。押し上げられたアンテナ給電部６２はアンテナ接続
部７２から抜け出して、アンテナ給電部６１とアンテナ
接続部７１との隙間に割り込む。この結果、無線回路
が、Ｓ−ＡＮＴからＬ−ＡＮＴに切換えられる。そし
て、電磁気的なエネルギ損のない整合回路で設計された
整合回路８１から電流が供給されて、ホイップアンテナ
３による電波の送受信が実施される。

【００２６】ホイップアンテナ３を本体１内に収納すれ
ば、前述のバネの作用によりアンテナ給電部６２が図３
の平常状態の位置に移動して再びＳ−ＡＮＴ時に復元す
る。この実施例２の電気的な接続が図５のブロック図に
示されている。

【００２７】なお、上述の本発明の実施例２ではホイッ
プアンテナの出入れに関連してリング状のアンテナ給電
部６２でＳ−ＡＮＴとＬ−ＡＮＴを切換えた場合を例示
して説明したが、接点等の切換手段でもよく、アンテナ
エレメント等も必ずしも実施例に限定するものではな
い。

【００２８】

【発明の効果】この発明は、本体に取付けられたヘリカ
ルアンテナと、ヘリカルアンテナの軸心に沿って本体に
引出し可能に収納されるホイップアンテナとを用いるア
ンテナエレメントを備えた無線機において、アンテナエ
レメントの引出時にホイップアンテナの基部をヘリカル
アンテナの先端に接触させてホイップアンテナをヘリカ
ルアンテナに直列に接続する無線機を構成した。また、
ヘリカルアンテナの有効長をλ／４にしたきにホイップ
アンテナの有効長をＮ×λ／２に選定した無線機を構成
した。

【００２９】この結果、ヘリカルアンテナの上部に、ホ
イップアンテナを直列に接続することができる。したが
って、アンテナエレメントが極端に長く突出することが
なく、しかも通話等の受信感度の高い小型の携帯電話機
等の無線機を提供することができる。

【００３０】また、この発明は、給電部を介して整合回
路に接続される複数のアンテナからなるアンテナエレメ
ントを備えた無線機において、複数のアンテナに対応す
る複数個の整合回路を構成して、この複数個の整合回路
を切換手段により複数のアンテナに切換えて接続する無
線機を構成した。さらに、複数のアンテナをヘリカルア
ンテナとホイップアンテナで構成した無線機を構成し
た。

【００３１】上記のように本発明は、アンテナ数に対応
した独立の整合回路を設け、ホイップアンテナの出し入
れ動作に関連する切換手段で切換えるように構成した。
この結果、異なる長さアンテナを用いても正確な整合を
とることができる。

【００３２】よって、本発明によれば、取扱いや携帯が
便利で、しかも異なる長さのアンテナでも正確な整合を
とることができ送受信精度の高い小型な無線機を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例１の説明図で、(a) は正面図、
(b) は要部断面図である。

【図２】図１の動作説明図で、(a) は正面図、(b) は要
部断面図である。

【図３】本発明実施例２の説明図で、(a) は正面図、
(b) は要部断面図である。

【図４】図３の動作説明図で、(a) は正面図、(b) は要
部断面図である。

【図５】本発明実施例２のブロック図である。

【図６】図５の動作を説明するためのブロック図であ
る。

【図７】従来の無線機の説明図で、(a) は正面図、(b)
は要部断面図である。

【図８】図７の動作説明図で、(a) は正面図、(b) は要
部断面図である。

【図９】従来の別の無線機の説明図で、(a) は正面図、
(b) は要部断面図である。

【図１０】図９の動作説明図で、(a) は正面図、(b) は
要部断面図である。

【符号の説明】

１ 無線機の本体 １a 通音孔 １b 通音孔 ２ ヘリカルアンテナ ２a カバー ３ ホイップアンテナ ３a 接触リング ４ トップカバー ５ アンテナ接合部 ６ アンテナ給電部 ８ プリント基板（整合回路） ９ アンテナインサート ６１ アンテナ給電部 ６２ アンテナ給電部 ７１ アンテナ接続部 ７２ アンテナ接続部 ８１ プリント基板（整合回路） ８２ プリント基板（整合回路）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 本体に取付けられたヘリカルアンテナ
   と、該ヘリカルアンテナの軸心に沿って前記本体に引出
   し可能に収納されるホイップアンテナとを用いるアンテ
   ナエレメントを備えた無線機において、 前記アンテナエレメントの引出時にホイップアンテナの
   基部をヘリカルアンテナの先端に接触させて前記ホイッ
   プアンテナをヘリカルアンテナに直列に接続することを
   特徴とする無線機。
2. 【請求項２】 前記ヘリカルアンテナの有効長をλ／４
   にしたきにホイップアンテナの有効長をＮ×λ／２に選
   定したことを特徴とする請求項１記載の無線機。 ただし、λ：波長（mm）、Ｎ：正の整数（通常はＮ＝１
   を用いる）
3. 【請求項３】 給電部を介して整合回路に接続される複
   数のアンテナからなるアンテナエレメントを備えた無線
   機において、 前記複数のアンテナに対応する複数個の整合回路を構成
   して、該複数個の整合回路を切換手段により前記複数の
   アンテナに切換えて接続することを特徴とする無線機。
4. 【請求項４】 前記複数のアンテナをヘリカルアンテナ
   とホイップアンテナで構成したことを特徴とする請求項
   ３記載の無線機。