JPH1127041A - 携帯通信端末用のアンテナ - Google Patents

携帯通信端末用のアンテナ

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JPH1127041A
JPH1127041A JP17870997A JP17870997A JPH1127041A JP H1127041 A JPH1127041 A JP H1127041A JP 17870997 A JP17870997 A JP 17870997A JP 17870997 A JP17870997 A JP 17870997A JP H1127041 A JPH1127041 A JP H1127041A
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JP
Japan
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coil
sub
main element
substrate
antenna
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JP17870997A
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Shiro Sugimura
詩朗 杉村
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 携帯通信端末のケースBに付設し、通信感度
の向上を図る。 【解決手段】 基板11、21を介して所定ピッチd1
a、d2aのコイル12、22を形成する主エレメント1
0、副エレメント20を組み合わせる。副エレメント2
0は、主エレメント10の近傍に配置し、主エレメント
10とともに所定の使用周波数に共振し、指向特性の改
善を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、携帯電話、簡易
携帯電話(いわゆるPHS携帯電話をいう、以下同
じ)、ポケットベル、携帯用情報処理端末等の携帯通信
端末に好適に使用することができる携帯通信端末用のア
ンテナに関する。
【0002】
【従来の技術】携帯通信端末に使用するアンテナは、携
帯通信端末を構成するケースに伸縮自在に組み込むロッ
ドアンテナが主流である。また、ケースの外部に短く突
出するヘリカルアンテナも知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】かかる従来技術による
ときは、ロッドアンテナは、使用の都度、ケースから長
く引き出す必要があるから、操作が面倒である上、僅か
の外力によって簡単に破損したり、使用時において目を
突いたりする危険があるという問題があった。また、ヘ
リカルアンテナは、空心コイルからなるアンテナエレメ
ントから構成されているから、使用姿勢や、基地局の方
向等により通信感度が変化し易く、通信状態を良好に保
つことが難しい上、通信距離が大きくないという問題が
避けられなかった。
【0004】そこで、この発明の目的は、かかる従来技
術の問題に鑑み、主エレメント、副エレメントを組み合
わせることによって、外形寸法を最小に抑え、通信感
度、通信距離を向上させて通信状態を良好に保つことが
できる携帯通信端末用のアンテナを提供することにあ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めのこの発明の構成は、縦長の基板を介して所定ピッチ
のコイルを形成する主エレメント、副エレメントを組み
合わせてなり、副エレメントは、主エレメントの近傍に
配置することをその要旨とする。
【0006】なお、主エレメント、副エレメントは、そ
れぞれの中心軸が、互いに直交する2平面に含まれるよ
うに配置することができる。
【0007】ただし、主エレメント、副エレメントは、
それぞれの基板が、互いに直交する2平面または同一平
面に含まれるように配置することができる。
【0008】
【作用】かかる発明の構成によるときは、主エレメン
ト、副エレメントは、縦長の基板を介して所定ピッチの
コイルが形成されており、所定の使用周波数にそれぞれ
のコイルを共振させることができる。ただし、主エレメ
ントは、電気的に十分大きな地板と組み合わせ、モノポ
ールアンテナとして使用するものとし、副エレメント
は、主エレメントと電気的に接続しないものとする。ま
た、主エレメント、副エレメントのコイルは、使用周波
数の波長λに対し、それぞれ電気的にλ/4の奇数倍相
当の長さに形成するものとする。
【0009】それぞれの中心軸が互いに直交する2平面
に含まれるように主エレメント、副エレメントを配置す
るときは、副エレメントのコイルは、主エレメントのコ
イルが水平偏波に共振するとき、垂直偏波に共振し、主
エレメントのコイルが垂直偏波に共振するとき、水平偏
波に共振することができ、全体として、水平偏波、垂直
偏波の双方の電波を良好に送受信することができる偏波
合成アレー形のアンテナを構成することができる。
【0010】それぞれの基板が互いに直交する2平面に
含まれるように主エレメント、副エレメントを配置する
ときは、主エレメント、副エレメントは、指向特性が3
次元的にブロードとなり、良好な無指向性を容易に実現
することができる。
【0011】それぞれの基板が同一平面に含まれるよう
に主エレメント、副エレメントを配置するときは、指向
特性における平均ゲインが大きくなり、全体として高い
通信感度を実現することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、図面を以って発明の実施の
形態を説明する。
【0013】携帯通信端末用のアンテナは、主エレメン
ト10と、主エレメント10の近傍に配置する副エレメ
ント20とを組み合わせてなる(図1、図2)。
【0014】主エレメント10は、厚さt1 の縦長の基
板11に対し、基板11の表裏面に形成する導体12
a、12a…、12b、12b…と、スルホール12
c、12c…とを介し、所定ピッチd1aのコイル12が
形成されている。基板11は、セラミックス系、フッ素
樹脂系またはエポキシ樹脂系等の高周波特性の良好な両
面プリント基板であり、基板11の一端には、スルホー
ル11a1 を有するケーブル接続用の端子部11aが両
面に形成されている。
【0015】導体12a、12a…は、基板11の表面
において、ピッチd1aごとに平行に配列されており、導
体12b、12b…は、それぞれ両端のスルホール12
c、12cを介し、各導体12aの一端を他端に順に連
結している。したがって、導体12a、12a…、12
b、12b…は、基板11を介し、全体として長さd1
b、幅d1cのコイル12を形成している。ただし、コイ
ル12の基端側の最初の導体12aは、連結線12dを
介して端子部11aに連結されている。
【0016】副エレメント20は、厚さt2 の縦長の基
板21に対し、スルホール22c、22c…を介して基
板21の表裏面に所定ピッチd2aごとに形成する導体2
2a、22a…、22b、22b…を連結してコイル2
2が形成されている。ただし、コイル22は、ピッチd
2a=d1a、長さd2b=d1b、幅d2c=d1cとし、巻数が
コイル12と同一であり、しかも基板22の厚さt2 =
t1 としてコイル12と同一形状に形成されている。
【0017】主エレメント10、副エレメント20は、
たとえば携帯電話のケースBに付設されている(図1、
図3)。ただし、主エレメント10は、縦長の先細ドー
ム状のカバー材13を介して保護されている。カバー材
13は、端子部11aをケースB内に露出させて所定形
状に一体成形されている。主エレメント10は、基板1
1をケースBの前面と平行にして、ケースBの先端に突
出して固定されており、副エレメント20は、基板21
をケースBの先端面と平行にして、ケースBの先端部に
組み込まれている。すなわち、副エレメント20は、主
エレメント10の近傍に配置し、主エレメント10、副
エレメント20のコイル12、22は、それぞれの中心
軸C1 、C2 が、互いに直交する2平面に含まれるよう
にして配置されている。さらに、主エレメント10、副
エレメント20の基板11、21は、互いに直交する2
平面に含まれるように配置されている。
【0018】ケースBには、受話器B1 や表示器B2 、
数字キーB3 、B3 …を含む各種の操作キー、送話器B
4 などが組み込まれている。なお、主エレメント10
は、端子部11aに接続する図示しない同軸ケーブルの
芯線を介してケースB内の図示しない通信部に接続され
ており、同軸ケーブルのシールド外被は、ケースB内の
図示しない地板に接続されている。
【0019】図1のアンテナは、厚さt1 =t2 =0.
5mmのエポキシ樹脂系の基板11、21に対し、ピッチ
d1a=d2a=0.5mm、長さd1b=d2b=22mm、幅d
1c=d2c=3.1mmのコイル12、22を形成し、地板
とともにモノポールアンテナとして作動させるとき、水
平偏波、垂直偏波からなる受信電波Sh 、Sv に対し、
図4〜6の各実線に示すような水平指向特性、垂直指向
特性が得られた。ただし、これらの図において、一点鎖
線は、主エレメント10のみの場合の比較対照特性であ
り、付属の略図は、受信電波Sh 、Sv が到来する0°
方向を図示している。また、半径方向は、受信感度dB
(dBd )である。すなわち、主エレメント10は、受信
電波Sh 、Sv に対し、副エレメント20が共振してデ
ィレクタエレメント、またはリフレクタエレメントとし
て作動することにより、主エレメント10のみの場合に
対し、受信感度dBが向上するとともに、指向特性がブロ
ードに改善され、良好な動作特性を実現することができ
る。
【0020】また、図1のアンテナは、主エレメント1
0のみの場合に対し、発振源Pからの通信波Sの受信限
界位置が距離L、高さHだけ拡大した(図7)。ただ
し、図7(A)は、平地において途中に障害物がないと
き、主エレメント10のみの場合に対して距離L=1
5.5mだけ受信限界位置が拡大し、同図(B)は、斜
面Fを障害物とするとき、主エレメント10のみの場合
に対して距離L=4m、高さH=0.5mだけ受信限界
位置が拡大したことを示している。
【0021】
【他の実施の形態】主エレメント10は、基板11をケ
ースBの厚さ方向に配置してもよい(図8(A)、
(B))。また、副エレメント20は、基板21をケー
スBの前面と平行に配置してもよい(同図(B)、
(C))。すなわち、主エレメント10、副エレメント
20は、それぞれの基板11、21が、互いに直交する
2平面に含まれるように配置してもよく(図8(A)、
(B))、同一平面に含まれるように配置してもよい
(同図(C))。ただし、図8(C)において、副エレ
メント20は、主エレメント10に対し、ケースBの厚
さ方向にオフセットさせてもよい。
【0022】以上の説明において、副エレメント20
は、適当なカバー材を介して全面を保護し、ケースBの
先端面に外側から付設してもよい。また、副エレメント
20は、カバー材23によって全面を保護し(図9)、
カバー材23に形成する装着口23aを介し、主エレメ
ント10用のカバー材13に対して着脱自在に連結して
もよい。
【0023】なお、主エレメント10、副エレメント2
0は、それぞれ重層する複数の基板11、11…、2
1、21…上にコイル12、22を分割して形成するこ
とができる(図10)。ただし、図10には、主エレメ
ント10のみが図示されている。
【0024】コイル12は、全体の1/2に相当する基
部側12eが中間の基板11上に形成され(図10
(A)、(B))、他の1/2に相当する先端側12f
が上下の基板11、11に重複して形成されており、基
部側12e、先端側12f、12fは、基板11、11
…を貫く連結線12gを介して連結されている。なお、
基板11、11…は、密着して重層することにより、一
体に仕上げることができる(同図(C))。各基板11
の一端には、スルホール11a1 付きの端子部11aが
一体に形成されている。連結線12dを介してコイル1
2の一端に連結する端子部11a、11a…には、同軸
ケーブル15の芯線15aが共通に接続され、同軸ケー
ブル15のシールド外被15bは、地板14に接続され
ている。
【0025】主エレメント10は、基板11上におい
て、長さが異なる複数組のコイル12、12を同方向に
同一位置に形成してもよく(図11(A))、長さが異
なる複数組のコイル12、12…を同方向に異なる位置
に形成してもよく(同図(B))、長さが同一の複数組
のコイル12、12を互いに直角方向に異なる位置に形
成してもよい(同図(C))。なお、図11(A)〜
(C)において、各コイル12は、それぞれ連結線12
dを介して端子部11aに引き出されている。また、副
エレメント20についても、全く同様に構成することが
できる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、主エレメントの近傍に副エレメントを配置すること
によって、主エレメント、副エレメントは、それぞれの
コイルが所定の使用周波数に共振し、全体としての指向
特性を改善することができるから、通信感度、通信距離
を向上させることができ、通信状態を良好に保つことが
できる上、それぞれの外形寸法を最小にし、携帯通信端
末のケースに対して体裁よく付設することができるとい
う優れた効果がある。
【0027】また、副エレメントは、主エレメントと電
気的に接続されていないから、主エレメントのVSWR
特性に与える影響が小さく、全体調整が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 全体構成斜視説明図
【図2】 コイルの要部説明図
【図3】 使用状態説明図
【図4】 動作特性線図(1)
【図5】 動作特性線図(2)
【図6】 動作特性線図(3)
【図7】 動作特性説明図
【図8】 他の実施の形態を示す図1相当図(1)
【図9】 他の実施の形態を示す図1相当図(2)
【図10】 他の実施の形態を示す構成説明図(1)
【図11】 他の実施の形態を示す構成説明図(2)
【符号の説明】
d1a、d2a…ピッチ C1 、C2 …中心軸 10…主エレメント 20…副エレメント 11、21…基板 12、22…コイル

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 縦長の基板を介して所定ピッチのコイル
    を形成する主エレメント、副エレメントを組み合わせて
    なり、前記副エレメントは、前記主エレメントの近傍に
    配置することを特徴とする携帯通信端末用のアンテナ。
  2. 【請求項2】 前記主エレメント、副エレメントは、そ
    れぞれの中心軸が、互いに直交する2平面に含まれるよ
    うに配置することを特徴とする請求項1記載の携帯通信
    端末用のアンテナ。
  3. 【請求項3】 前記主エレメント、副エレメントは、そ
    れぞれの前記基板が、互いに直交する2平面に含まれる
    ように配置することを特徴とする請求項1または請求項
    2記載の携帯通信端末用のアンテナ。
  4. 【請求項4】 前記主エレメント、副エレメントは、そ
    れぞれの前記基板が、同一平面に含まれるように配置す
    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
    通信端末用のアンテナ。
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