JPH1084209A - アンテナ装置及びこれを備えた小型無線機 - Google Patents

アンテナ装置及びこれを備えた小型無線機

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JPH1084209A
JPH1084209A JP9185560A JP18556097A JPH1084209A JP H1084209 A JPH1084209 A JP H1084209A JP 9185560 A JP9185560 A JP 9185560A JP 18556097 A JP18556097 A JP 18556097A JP H1084209 A JPH1084209 A JP H1084209A
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JP
Japan
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antenna
loop
human body
antenna device
inductance element
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Teruhiko Fujisawa
照彦 藤沢
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、首紐に固定して使用するループアン
テナの同調を容易にし、なおかつ人体に装着してもアン
テナ特性が変動せず、安定した通信品質を得ることがで
きるアンテナ装置及びこれを備えた小型無線機を提供す
る。 【解決手段】小型無線機5の首紐に取り付けられたルー
プアンテナ2に、インダクタンス素子6が、そのループ
開口面が人体表面に垂直になるような向きで、並列に接
続されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、人体に装着して使
用する小型の無線機に関し、特にアンテナ特性向上のた
めのアンテナ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の小型無線機用アンテナ装置のう
ち、首紐にループアンテナを組み込んだアンテナとして
は、特開平1―241902の図1に記載されているよ
うに、首バンド3において電気絶縁体2に覆われた電気
導体1をループアンテナとして使用しているものがあっ
た。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ループアンテナの共振
周波数fは一般に f=1/〔2π×(L×C)1/2〕 L:アンテナのインダクタンス、C:同調回路のキャパ
シタンス という式で表される。首紐に固定されたループアンテナ
では、ループの長さが数十cmにもおよび、アンテナイ
ンダクタンス値が大きくなり過ぎ、わずかの値の浮遊容
量が加わっただけでも自己共振してしまって、所望の周
波数で共振させて同調をとることが困難であった。
【0004】また、首紐は屈曲性を持つため、装着者の
姿勢や動きなどによってループアンテナの形状が変化し
やすく、アンテナインダクタンスが変わって、指向性、
アンテナ効率というアンテナ特性が変わりやすく通信品
質の変動が大きかった。
【0005】本発明は、首紐に固定されたループアンテ
ナにおいて、アンテナ同調を容易にして同調範囲を広
げ、人体の影響によって生じるインダクタンス、キャパ
シタンスの変化によるアンテナ特性の変動を減少させ、
安定した通信品質を実現できるアンテナ装置及び小型無
線機の提供を目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のアンテナ装置は、首紐に固定されて、第1
のループアンテナを構成する導体と、この導体に並列に
接続された第2のループアンテナを構成するインダクタ
ンス素子を備えたことを特徴とする。また、インダクタ
ンス素子は、人体装着時にそのループ開口面が人体表面
と垂直の向きになるように構成したことを特徴とする。
【0007】さらに、インダクタンス素子は空芯コイル
であることを特徴とする。また、その空芯コイルのルー
プ内に磁性材を挿入したことを特徴とする。また、その
磁性材はフェライト材であることを特徴とする。また、
インダクタンス素子は、ループ状の金属板で構成されて
いるあることを特徴とする。
【0008】また、本発明の小型無線機は、上記のいず
れかのアンテナ装置を備えたことを特徴とする。
【0009】本発明のアンテナ装置によれば、図3に回
路図例を示すように、首紐に固定された主ループアンテ
ナ9とインダクタンス素子10を回路的に並列に接続し
ているので、合計のアンテナインダクタンス値を小さく
することができる。例えば両者のインダクタンス値が同
じなら全体では半分のインダクタンス値となる。アンテ
ナ装置は、チップコンデンサなどの容量素子11、12
a、12bによりアンテナ同調回路、インピーダンス整
合回路を構成しており、小型無線機の送受信回路13に
接続されている。首紐にループアンテナを組み込み、ル
ープ長が使用電波(例えばVHFやUHF帯の周波数)
の波長に比べて長くなって、ループアンテナのインダク
タンス値が大きくなった場合でも、インダクタンス素子
と組み合わせることで容易にアンテナ同調をとることが
でる。また、アンテナ同調回路で可変容量素子と組み合
わせた場合でも、広帯域の同調周波数範囲を確保するこ
とができる。
【0010】さらに、インダクタンス素子にフェライト
材などの磁性材を挿入した場合には、ループ開口面と鎖
交する磁束数はフェライトの比透磁率倍になるため、イ
ンダクタンス値が大きくなって、主ループアンテナとの
合計のインダクタンス値は大きくなる。使用周波数が比
較的低い場合には、アンテナインダクタンス値が大きい
方がアンテナ同調させやすいため、この構成は有効とな
る。
【0011】また、インダクタンス素子を補助ループア
ンテナとして利用した場合、ループ開口面の向きを人体
に対して垂直の向きに構成しているため、人体によるイ
メージ効果を利用して、大きなアンテナ利得を得ること
ができる。図4に示すように、人体表面14に対してル
ープアンテナ15をループ面が垂直になるように置いた
場合、人体の影響で作られるイメージアンテナ16の電
流の向き17と、実際のアンテナ15に流れる電流の向
き17は同相になる。実際のアンテナとイメージアンテ
ナとの相乗効果が得られ、アンテナ利得は人体装着前よ
りも大きくなる。
【0012】さらに、補助ループアンテナは形状変化が
なく、そのアンテナ利得は比較的安定しているため、首
紐の主ループアンテナの形状が変化した場合でも、全体
として安定したアンテナ利得を得ることができる。
【0013】さらに、主ループアンテナと補助ループア
ンテナの磁界の向きが直交しているので、偏波ダイバー
ティの効果があり、アンテナ全体として指向性が改善さ
れ無指向性に近くなり、ヌルポイントの発生を抑えるこ
とができて移動体通信には最適である。
【0014】
【発明の実施の形態】
(実施例1)本発明のアンテナ装置の実施例について図
面を参照して説明する。図1において、小型無線機3
に、化学繊維、合成樹脂、皮革など作られた首紐1が接
続されており、使用者は小型無線機3を首にかけて携帯
したり、使用できるようになっている。首紐1の内部に
は銅など導電率の大きい金属線や細いフレキシブル基板
からなるループアンテナ2が構成されている。首紐1に
屈曲性を持たせて装着性を高めるために、ループアンテ
ナ2にも屈曲性を持たせてもよい。小型無線機3には、
操作ボタン4や液晶パネルなどの表示を開示するための
表示窓5が設けられており、ぺージャー、ラジオ、液晶
テレビ、時計などの情報端末の用途に使用することがで
きる。
【0015】図2は、本発明のアンテナ装置の実施例の
構成を説明する概略斜視図であり、図1に示した小型無
線機3のケース内の構造の例である。インダクタンス素
子として空芯コイル6がループアンテナ2に回路的に並
列になるように接続されている。空芯コイル6は、人体
によるイメージアンテナの効果を利用するために、人体
装着時にループ開口面が人体表面と垂直になるような向
きに取り付けてある。本例では4巻きのコイルの例を示
したが、大きなインダクタンスを必要とするならば、巻
き数を更に大きくしてもよい。空芯コイル6の材質とし
ては、導電率の大きい銀、銅などが望ましい。小型無線
機本体7には、情報を開示するために液晶パネルなどの
表示素子8が構成されている。
【0016】図5に本アンテナ装置の水平面内のアンテ
ナ指向性の測定データの一例を示す。点線19はアンテ
ナ単体の測定結果であり、実線20は人体装着時の測定
結果である。本例は垂直偏波のときのデータであり、ア
ンテナ利得の最大値で規格化してある。本アンテナ装置
を人体に装着した場合においてもアンテナ利得の変動は
少なく、比較的安定したアンテナ特性を示すことがわか
る。指向性もほぼ無指向性に近く、移動体通信用アンテ
ナとしても望ましい特性である。
【0017】(実施例2)図6は本発明のアンテナ装置
実施例を示すもので、ループアンテナ21a、21bに
並列に接続されたインダクタンス素子としての空芯コイ
ル22にフェライト材23を挿入したものである。空間
の利用効率を上げて無線機の小型を図るために、フェラ
イト材の形状は円柱でなく、四角柱等の形状に変わって
も構わない。150MHz程度までの周波数であればフ
ェライトの損失は小さいため、アンテナ利得はフェライ
ト材挿入によって大きくなる効果がある。無線機本体2
4には液晶パネルなどの表示素子25が構成されてい
る。
【0018】(実施例3)図7は本発明の実施例を示す
もので、インダクタンス素子となる補助ループアンテナ
26を一巻きのループ状の金属線で構成し、無線機の側
面に構成した例である。本例は、図6に示した例とほぼ
同じ構成をとっているため、対応する部分には同じ符号
をふってある。補助ループアンテナ26は、ループアン
テナ21a、21bに並列に接続されている。使用周波
数が比較的高い場合は、アンテナ同調をさせるために大
きいインダクタンス値を必要としないため、本構成が有
効となる。補助ループアンテナ26は、小型無線機ケー
ス内の空間の中でできるだけ大きな開口面積を確保する
ために、無線機本体24の本体側面側に設けてある。補
助ループアンテナ26の材質は導電率の大きい銀、銅な
どが望ましい。本例においてもフェライト材などの磁性
材を補助ループアンテナ26のループ面内に挿入すれば
アンテナ利得は増大する。無線機本体24には液晶パネ
ルなどの表示素子25が構成されている。
【0019】(実施例4)図8は本発明の実施例を示す
もので、インダクタンス素子となる補助ループアンテナ
27を幅のある金属板で構成した例である。本例は、図
6に示した例とほぼ同じ構成をとっているため、対応す
る部分には同じ符号をふってある。補助ループアンテナ
27は、ループアンテナ21a、21bに並列に接続さ
れている。アンテナ板の幅が広いほどインダクタンス値
が小さくなるので、使用周波数がUHF帯などの比較的
高い場合には有効である。補助ループアンテナ2は、小
型無線機ケース内の空間の中でできるだけ大きな開口面
積を確保するために、無線機本体24の本体側面に設け
てある。補助ループアンテナ27の材質は導電率の大き
い銀、銅などが望ましい。本例においてもフェライト材
などの磁性材を補助ループアンテナ27のループ面内に
挿入すればアンテナ利得は増大する。無線機本体24に
は液晶パネルなどの表示素子25が構成されている。
【0020】(実施例5)図9は本発明の実施例を示す
もので、本発明のアンテナ装置を備えた小型無線機が受
信機能を持つ場合の回路構成を示すものである。アンテ
ナ装置28は、アンテナ同調回路を含む受信回路29に
接続されている。受信回路29には、シンセサイザ回路
32でPLL制御されたVCO(電圧制御発振器)回路
31が接続されている。受信回路29で増幅、フィルタ
リング、復調された信号は、信号処理回路30でデコー
ド処理され、CPU33に入る。CPU33はこの入力
信号により、液晶パネルなどの表示手段34、圧電素子
や電磁ブザーなどの鳴音手段35を駆動する。また、ス
ピーカーで音声信号を出力する場合もある。CPU33
には機械的スイッチ、センサーなどの入力手段36が接
続され、動作モードの切り替え、動作設定などの信号入
力を行う。これらの構成要素への電源供給は内蔵された
一次電池、二次電池などで行う。
【0021】本実施例では、小型無線機が受信機能を持
つ場合の例を示したが、もちろん送受信または送信のみ
の機能を持つ場合でも本発明のアンテナ装置の効果は有
効である。
【0022】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、次に記載されているような効果を有する。
【0023】首紐に固定された主ループアンテナとイン
ダクタンス素子を回路的に並列に接続しているので、合
計のインダクタンス値を小さくすることができ、容量素
子と組み合わせてアンテナ同調回路を構成して、容易に
同調をとることができる。また、可変容量素子と組み合
わせた場合では、同調周波数範囲を広く設定することが
できる。
【0024】そして、インダクタンス素子を補助ループ
アンテナとして構成した場合、インダクタンス素子の向
きを人体に対して垂直の向きに構成しているため、人体
によるイメージ効果を利用して、大きなアンテナ利得を
得ることができる。また、補助ループアンテナのアンテ
ナ利得は比較的安定しているため、首紐の主ループアン
テナの形状が変化した場合でも、全体として安定したア
ンテナ利得を得ることができる。
【0025】さらに、主ループアンテナと磁界の向きが
直交しているため偏波ダイバーティの効果があり、アン
テナ指向性が改善され、無指向性に近くなりヌルポイン
トの発生を抑えることができる。
【0026】また、補助ループアンテナのループ面内に
にフェライト材などの磁性材を挿入すれば、より大きな
アンテナ利得を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるアンテナ装置を備える小型無線機
の構成を示す概略斜視図である。
【図2】本発明の実施例1によるアンテナ装置の構成を
示す概略斜視図である。
【図3】本発明によるアンテナ装置の回路構成を示す回
路図である。
【図4】本発明によるアンテナ装置の動作原理を示す説
明図である。
【図5】本発明の実施例1によるアンテナ装置の指向性
を示すグラフ図である。
【図6】本発明の実施例2によるアンテナ装置の構成を
示す概略斜視図である。
【図7】本発明の実施例3によるアンテナ装置の構成を
示す概略斜視図である。
【図8】本発明の実施例4によるアンテナ装置の構成を
示す概略斜視図である。
【図9】本発明の実施例5による小型無線機ブロック構
成を示す構成図である。
【符号の説明】
1・・・・・首紐 2、9、21a、21b・・・主ループアンテナ 3・・・・・小型無線機 4・・・・・操作ボタン 5・・・・・表示窓 6、10・・・インダクタンス素子 7、24・・・小型無線機本体 8、25・・・表示素子 11・・・・アンテナ同調用容量素子 12a、12b・・・容量素子 13・・・・送受信回路 14・・・・人体表面 15・・・・ループアンテナ 16・・・・イメージアンテナ 17・・・・ループアンテナに流れる電流 18・・・・イメージアンテナに流れる電流 19・・・・アンテナ単体のアンテナ指向性 20・・・・人体装着時のアンテナ指向性 22・・・・空芯コイル 23・・・・フェライト材 26・・・・補助ループアンテナ 27・・・・補助ループアンテナ 28・・・・アンテナ装置 29・・・・受信回路 30・・・・信号処理回路 31・・・・VCO回路 32・・・・シンセサイザ 33・・・・CPU 34・・・・表示手段 35・・・・鳴音手段 36・・・・入力手段

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】首紐に固定されて、第1のループアンテナ
    を構成する導体と、この導体に並列に接続された第2の
    ループアンテナを構成するインダクタンス素子を備えた
    ことを特徴とするアンテナ装置。
  2. 【請求項2】請求項1において、前記インダクタンス素
    子は、人体装着時にそのループ開口面が人体表面と垂直
    の向きになるように構成したことを特徴とするアンテナ
    装置。
  3. 【請求項3】請求項2において、前記インダクタンス素
    子は空芯コイルであることを特徴とするアンテナ装置。
  4. 【請求項4】請求項3において、前記空芯コイルのルー
    プ内に磁性材を挿入したことを特徴とするアンテナ装
    置。
  5. 【請求項5】請求項4において、前記磁性材はフェライ
    ト材であることを特徴とするアンテナ装置。
  6. 【請求項6】請求項1または2において、前記インダク
    タンス素子は、ループ状の金属板で構成されていること
    を特徴とするアンテナ装置。
  7. 【請求項7】請求項1から6のうちいずれかに記載のア
    ンテナ装置を備えたことを特徴とする小型無線機。
JP9185560A 1996-07-15 1997-07-10 アンテナ装置及びこれを備えた小型無線機 Withdrawn JPH1084209A (ja)

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