JPS62209904A

JPS62209904A - 小形無線機用アンテナ装置

Info

Publication number: JPS62209904A
Application number: JP5293086A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Matai; 又井　昌浩; Yasuhiro Mori; 森　泰啓
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1986-03-11
Filing date: 1986-03-11
Publication date: 1987-09-16

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、小形無線機用アンテナ装置に関する。

（従来の技術）小形無線機はその機能上、常に一定姿勢で使用されると
は限らない。例えば、第６図に示すごとく、縦姿勢１０
１で使用する場合もｆ）す、また横姿勢１０２で使用す
る場合もある。

従来の小形無線機用アンテナは、単一の励振方向しか有
しないため、最も使用頻度の多（・無線機の状態に着目
して、その使用状態にお−・て最適な励振方向に合致さ
せるように実装すべく設計されていた。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、いかなる使用状態においても良好な通信
感度を得るには、常にアンテナの励振方向が通信相手側
アンテナの励振方向と一致していることが必要である。

例えば、第６図に示す縦姿勢１０１での励振方向１０１
ａも、また横姿勢１０２での励振方向１０２ａも、それ
ぞれ通信相手側アンテナ１０３の励振方向１０３ａと一
致していなければならない。

したがって、上述のように設計された従来の小形無線機
用アンテナでは、設計上考慮されなかった使用状態にお
〜・て、著しく通信感度が劣下するという問題点を有し
ていた。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたもの
で、実装される小形無線機の使用状態が変わっても良好
な通信感度を確保し得る小形無ｉ？Ｌ機用アンテナ装置
の提供を目的とする。

（問題点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は、互いに励振方向の
異なる少なくとも二組の片側短絡マイクロヌトリップ形
アンテナと、これら各アンテナを小形無線機の回路系に
接続する接続手段とを備えた構成にしである。

（実施例）以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本実施例に係る小形無線機用アンテナ装置の全
体構成を示す斜視図である。なお、本図面および後述す
る図面において、ｘｓ　ｙ　＊２は座標系を示す。

本実施例の小形無線機用アンテナ装置は、互いに励振方
向の異なる第一、第二アンテナ１０゜２０、これら各ア
ンテナを無線機の回路基板４０に接続する手段から主要
な構成がなり、さらに各アンテナ１０．２０を自動的に
切替えるアンテナ自動切替え回路を備えているものであ
る。

各アンテナ１０．２０を無線機の回路基板４０に接続す
る手段は、回路基板４０の両面に設けられた雄側コネク
タ４１と各アンテナ１０．２０に設けられた雌側コネク
タ４２．４３から構成されている。これらコネクタ４１
，４２．４３は、具体的にはピンソケットが適用される
。これらコネクタ４１．４２．４３により、各アンテナ
１０．２０の実装およびメンテナンス時の着賜がワンタ
ッチで容易に行ない得、作業性が向上する。

第一アンテナ１０は、二層構造の片側短絡マイクロスト
リップアンテナであり、具体的には第２図に示すととぐ
構成されている。なお、同図（ａ）は第一アンテナの斜
視図、同図（６）は同アンテナの磁流分布を示す構成図
である。

図面において、１２はブロック状の誘電体であり、長さ
ａｉ、巾ｂ１、高さｔの外形寸法をしている。この誘電
体１２の図示上面には、長さＬｌ、巾Ｗ、の放射導体板
からなるアンテナ素子１３が貼着されており、また図示
右側面には、巾Ｗ１、高さｔの短絡根（接続導体板）１
４が貼着され、図示底面には全面にわたり地板１５が貼
着されている。これらアンテナ素子１３、短紹板１４、
地板１５は、矢視Ｙ方向から見ると、第２図（ｂ）に示
すように底辺の長いコ字形を呈している。

ここで、アンテナ素子１３の長さり、は、使用周波数に
おいて共振するように決定する。例ａ　１　＞Ｌｌ　）
　ｂ　１　Ｏ関係がある。ｔ、Ｗｌは所望の帯域中に応
じて適当なパラメータとし４て決定する。このｔ、Ｗ、
はアンテナスペースがゆるす限り大きくとることが望ま
しい。

このような構成の第一アンテナ１０は、［ＩＪ力方向お
いてアンテナ素子１３のエツジよりＷ１／２の点を給電
点として、この点に給電ビン１６を設けて給電すると、
長さ方向（図示矢印１０ａ方向）に励磁される。そして
、開放端面（図示左側面）に、第２図（切に示すごとく
磁流１０ｂが発生し、主要な放射がこの面から行なわれ
る。なお、給電点の位置を調整することによりインピー
ダンスを変えることができる。

第二アンテナ２０は、三層構造の片側短絡マイクロスト
リップアンテナであり、具体的には第３図に示すごとく
構成されている。なお、同図（ａ）は第二アンテナの斜
視図、同図（ロ）は同図（ａ）の状態を上下転倒させて
見た斜視図、同ＩＩ　（Ｃ）は電界および磁流分布を示
す構成図である。

第３図（ａ）において、ブロック状の誘電体２１の上面
には第一アンテナ素子（放射導体板）２２゜２３が併設
され、下面（同図（ｂ）参照）には全面にわたり地板２
４が設けられ、これらの各中間位置には第二アンテナ素
子（放射心体政）２５゜２６が設ケられている。また、
第一アンテナ素子２２．２３と地板２４とは、誘電体２
１の一端にてそれぞれ第一短絡＆（接続導体）２７゜２
８で連結され、第二アンテナ素子２５　、２６と地板２
４とは、誘電体２１の他端にてそれぞれ第二短絡板（接
続等体）２９．３０で連結されて〜・る。この、ように
して三層構造の第一アンテナ部３１と第二アンテナ部３
２とが同一基板上に併設された構成となっている。なお
、誘電体２１の寸法は、前記第一アンテナ１０と同じく
長さａＩ、巾ｂＩｓ高さｔとなっている。

ここで、第一アンテナ部３１および第二アンテナ部３２
の各共振周波数は異なって設定する。

すなわち、一方の第一アンテナ素子２２の長さＬ３と他
方の第一アンテナ素子２３の長さＬ４とを異なった寸法
に設定し、第二アンテナ全体として二共振するように調
整する。これにより帯域中を第一アンテナ１０と同等あ
るいはそれ以上の広範囲とすることができる。

また、第一アンテナ素子２２，２３の巾Ｗ、。

Ｗ４は、第一アンテナ部３１、第二アンテナ部３２の各
開放端面（第３図（Ｃ）の左上部に対応する面）および
各側部の開口面積がほぼ等しくなるように設定する。こ
のように調整することにより第一アンテナ１０と同等の
アンテナ利得を確保することができる。

上述した第二アンテナ２０は、給電ビン３３゜３４に給
電を行なうと、第３図（Ｃ）に示すごとく開放端面に磁
流２０ａが生じ、当該端面から主要な放射が行なわれる
。励磁方向は第３図（ａ）に矢印２０ｂで示す方向（誘
電体２１の巾方向）である。

また、第二アンテナ２０は、第一アンテナ部３１、第二
アンテナ部３２という二組のアンテナ部からなるので、
これらのアンテナ部間のマツチングをとる必要がある。

ところで、第３図（Ｃ）に示す磁流２０　ａは、各アン
テナ部内に生ずる電界２０　Ｃの分布状態が変化しなけ
れば変わることがない。したがって、各アンテナ部３１
゜３２間のマツチングは、電界２０　Ｃの分布状態に着
目して行なえばよい。すなわち、図示Ａの部分は電界２
０Ｃが低く、この部分に多少の変化が生じでもアンテナ
全体の電界分布に大きな影響を与えない。そこで、ここ
に着目して図示Ａ部分にマツチング回路を設ける。マツ
チング回路としては、第３図（ｂ）に示すごとくストリ
ップライン３５を用い、これを地板２４上に設ける。

また、必要に応じてチップコンデンサ等のマツチング素
子３６を付設する。

第５図は、第１図の位置関係で各アンテナ１０゜２０を
鋏者した場合の各アンテナ１０．２０の指向性の概略を
示す図である。

同図（ａ）に示すように、第一アンテナ１０は、送信側
相手局から励振方向１（Ｊａの電波が送られてきた場合
は、この電波に共振してこれを無線機回路に送る°こと
ができるが、励振方向２０ｂの電歇に対しては共−振せ
ずアンテナの役割を果たさない。

一方、同図（ロ）に示すように、第二アンテナ２０は、
送信側相手局から励振方向２０ｈの電波が送られてきた
場合は、この電波に共振してこれを無線機回路に送るこ
とができるが、励振方向用ａの電波に対しては共振しな
い。

また、各アンテナ１０．２０は、ともにｘ　−ｙ面に対
してほぼ対称な指向性Ｆを示しており、したがりて、第
１図に示したように第ニアンテす２０を上下転倒させた
状態に取り付けても、あるいは無線機の姿勢を上下転倒
させたときにも受信感度が劣化することはな℃・。この
ように、各アンテナ１０．２０がほぼ対称な指向性を示
すのは、地板１２，２４が小さいためである。

ところで、　第　、ｍニアンテナ１０．２０はそれぞれ
共振する励振方向の電波に対しては良好な感度を示すが
、共振しない励振方向の電波に対してはどのように作用
するかわからない。

これは、インピーダンスに関係することであり。

無線機回路と各アンテナおよび互いのアンテナ相互間の
インピーダンスのマツチングがとれてない場合には、受
信感度に悪影響を及ぼすことがある。そこで、前記第二
アンテナ２０にて説明したマツチング手段と同床なマツ
チング手段（インピーダンスマツチング用）を第一アン
テナ１０にも設け、これらマツチング手段により、各構
成間のインピーダンスのマツチングをとることが望まし
〜・。

次に、本実施例の小形無線機用アンテナ較値には、第一
、第二アンテナ１０．２０の（・ずれかを自動的に切替
えて無、ｖｊ！機の回路系と接続するアンブナ自揉切り
全ｔえ回路が設けられており、その回路構成を説明する
。

第４図はアンテナ自動切替え（ロ）路を示すブロック図
である。

図面において、５０は第一アンテナ１０に接続された第
一アンプ、５１は第二アンテナ２０に接続された第二ア
ンプである。これら各アンプ５０．５１には、電源供給
回路５２により交互に電源が供給される。そして、第一
アンプ５０に電源が供給された場合は、第一アンテナ１
０の利得と第一アンプ５０の利得とにみあった利得が無
線部５３にイ→られ、また第二アンプ５１に電源が供給
された場合は、第二アンテナ２０の利得と第二アンプ５
１の利得とにみあった利得が無線部５３に得られる。こ
こで、各アンプ５０．５１の利得が同じであれば、無線
部５３に入力される利得は各アンテナ１０．２０の利得
に％しくなる。すなわち、無線部５３に入力される各利
得の差は、各アンテナ１０．２０の利得差ということに
なり、この利得差が無線部５３から出力される信号のノ
イズの量にあられれる。

無線部５３からの出力信号は、ノイズ検出回路を含むデ
ータ処理部５４に送られ、ここで比較される。そして、
データ処理部５４では、ノイズレベルに応じて電源供給
回路５２に制御信号を送り、電源供給すべきアンプの選
択を制御する。

例えば、第一アンテナ１０が送信側相手局１０３の電波
に共振する場合、第一アンプ５０に電源を供給したとき
に無線部５３からの出力信号が低ノイズとなる。これを
データ処理部５４が判定して、以後の電源供給を第一ア
ンプ５０に行なうよう電源供給回路５２を制御する。こ
れにより、受信に用いられるアンテナは第一アンテナ１
０のみとなり、第二アンテナ２０は無線機の回路系から
切り離された状態となる。第二アンテナ２０が送信側相
手局１０３の電波に共振する場合は、上述と同様にして
第二アンプ５１への電源供給が行なわれ、受信に用いら
れるアンテナは第二アンテナ２０のみとなる。

上述したように各アンテナ１０．２０を切替えて無線機
の回路系に接続することにより、各アンテナ１０．２０
間のインピータンスのマツチングを考慮することなく、
常に良好な感度が得られる。

（発明の効果）以上説明したように本発明は、互いに励振方向の異なる
片側短絡マイクロストリップ形アンテナを少なくとも二
組備えた構成としたので、小形無線機の使用状態が変わ
っても良好な通信感度を確保することができる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本発明の一実施例を説明する図であり
、第１図は小形無線機用アンテナ装置の全体構成を示す
斜視図、第２図（ａ）は第一アンテナの斜視図、第２図
（ｂ）は同アンテナの砒流分布を示す構成図、第３図（
ａ）は第二アンテナの斜視図、第３図（ｂ）は同図（ａ
）の状態を上下転倒して見た斜視図、第３図（Ｃ）は同
アンテナの電界および磁流分布を示す構成図、第４図は
アンテナ自動切替え回路を示すブロック図、第５図（ａ
）。（ｂ）は各アンテナの指向性の概略を示す図、第６図は
小形無線機の使用状態例を示す図である。１０・・・第一アンテナ　１２・・・誘電体１３・・・
アンテナ素子　１４・・・短絡板１５・・・地板　　　
　　１６・・・給電ピン２０・・・第二アンテナ　２１
・・・誘電体２２．２３−・・第一アンテナ素子２４・・・地板２５．２６・・・第二アンテナ素子２７．２８−・・第一短絡板２９．３０・・・第二短絡板３１・・・第一アンテナ部３２・・・第二アンテナ部３３．３４・・・給電ビン３５・・・ストリップライン３６・・・マツチング素子４０・・・無線機の回路基板４１．４２．４３・・・コネクタ５０・・・第一アンプ　　５１・・・第二アンプ５２・
・・電源供給回路　５３・・・無線部５４・・・データ
処理部

Claims

【特許請求の範囲】

（１）互いに励振方向の異なる少なくとも二組の片側短
絡マイクロストリップ形アンテナと、これら各アンテナ
を小形無線機の回路系に接続する接続手段とを具備した
ことを特徴とする小形無線機用アンテナ装置。
（２）第一、第二のアンテナを備え、前記第一のアンテ
ナは、ブロック状の第一誘電体と、この第一誘電体の一
面に設けられた第一地板と、前記第一誘電体における前
記第一地板の設けられた面に平行な他面に設けられたア
ンテナ素子と、前記第一地板と前記アンテナ素子とを一
端にて接続する短絡板とを有し、前記第二のアンテナは
、ブロック状の第二誘電体と、この第二誘電体の一面に
設けられた第二地板と、前記第二誘電体における前記第
二地板の設けられた面と平行な他面に設けられた二組の
第一アンテナ素子と、前記第二地板と前記二組の第一ア
ンテナ素子との間にそれぞれ設けられた二組の第二アン
テナ素子と、前記第二地板と前記第一アンテナ素子とを
一端にて接続する第一短絡板と、前記第二地板と前記第
二アンテナ素子とを他端にて接続する第二短絡板とを有
することを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の
小形無線機用アンテナ装置。