JPS6228604B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、アンテナの分野、特に携帯無線機
（ハンド・ヘルドラジオ）用アンテナに関する。

双方向、携帯無線機は、１素子或いはグランド
プレーン（ground plane）とに無線機筐体を利
用するモノポールアンテナを殆んど独占的に使用
した。かようなアンテナは、代表的には４分の１
波長むち形（whip）、あるいは物理的には、４分
の１波長より短いら旋形であつた。小型携帯用の
容器（case）は、アンテナ素子として不適当であ
るから、むち形の効率は、半波長ダイポールの効
率より小さい。ら旋アンテナは、時々適当な誘導
体に容れられるが、柔軟性ある絶縁塗料で被覆さ
れ、かつ短い長さと組み合わされた起伏
（ruggedness）のあるものを好んで使用した。し
かし、これらは本質的に効率が悪く、その短い長
さのため、使用者の身体と頭に依つて強く影響を
受け、望ましくない指向性効果を発生する。ら旋
アンテナは、適当に同調を取るのが困難であり、
製造後、独特なやり方で測定され、最終調整用に
繰り返しトリミングされる。

多数のアンテナ構造は、ロツドアンテナとら旋
アンテナの両者を使用するように設計された。こ
れらは、応用、寸法制限、同調の必要性およびこ
れと類似のものに依り変更された。しかし、何れ
も複雑な機構および／または切換え無しに携帯ラ
ジオに使用する満足なアンテナを提供したものは
なかつた。保安用途（security applications）に
使用されるような携帯無線機は、代表的には操作
者により運搬され、ベルトへ直接くくりつける
か、ベルト、肩つりあるいは胸掛け運搬（chest
carry）用の運搬ケース内にくくりつけられる。
長いむち形アンテナは、ある環境下で望ましいけ
れども、不便であり、ある緊急事態のもとでは危
険の可能性さえある。無線機は何時でも動作しな
ければならず、またむち形の性能は、長さを非常
に短縮された時は、極めて価値をおとすので、む
ち形アンテナ単独では、必要時に収縮されること
はできない。理想的なアンテナは、非常に短く、
しかも正常な状態のもとで満足に使用されるアン
テナを具えているものであり、しかも困難な送信
状態のもとの使用に対して信頼性ある半波長素子
を利用できるアンテナであつた。

従つて、正常な使用時に最小の長さで起伏のあ
る（rugged）特性と、必要な時にはより長い長
さで最大効率の特性とを組み合わせた携帯無線機
用の理想に近いアンテナを提供するのが本発明の
目的である。

これらの目的（objects）およびその他の目的
は、本発明に従つたアンテナ配置に於て与えら
れ、かつ隣接或いは同一直線上の伸長性ある非励
振半波長むち形（whip）と組み合わせた短く駆
動される共振ら旋を具えている。整合は、非励振
素子及び素子間の間隔によつて達成される。むち
形アンテナは、単に容量的に結合されるので、切
換えは必要とせず、またインピーダンスは、２個
のモードの動作中充分等しくなつているから、再
整合の必要はない。

本発明は、全般を通じて同一部品に同一参照番
号がつけられている添付図面を参照することによ
り最もよく理解されるであろう。

第１Ａ図及び第１Ｂ図は、一般的に１０として
参照される代表的な小型携帯用双方向無線機の一
部切断図を示す。無線機（ラジオ）１０は、警備
動作（security operation）に使用される型のも
のであり、また屡々使用者個人により運ばれる。
スピーカとマイクロホンは、無線機筐体の構成部
分を形成する格子１１の後側に取り付けられる。
押しボタン通話式（push−to talk）（PTT）の
ボタン１２は、無線機が、正常の位置において使
用状態に保持される時、使用者の親指に依つて便
利に動作されるように通常配置されている。

第１Ａ図において、モノポール１３は、充分に
伸長され、即ち、最大の長さにおいて導電部分１
３Ａが引き出され、共振ら旋素子１６を越える位
置まで延ばされるように示される。ら旋１６は、
無線機１０の回路（図示せず）の入力／出力端子
１７に接続され、かつ保護および最大の柔軟性を
持たせるためゴムで被覆されている。

ら旋１６の内径よりも小さい直径を有し、伸長
された導電性即ち１３Ａの底部端において後述さ
れるようにら旋１６の先端より上方の適当な長さ
に配置されるのに充分長い非導電性部分１３Ｂ
が、導電性部分１３Ａの下方端部上にある。第２
の非導電部分１３Ｃは、導電部分１３Ａの上端に
取り付けられており、かつまたら旋１６の内径よ
り小さい直径を有する。部分１３ｃの機能は、導
電性部分１３Ａがら旋１６の下方の場所に完全に
短縮され得るようにすることであり、然も１３Ａ
部分を引き込めるための手段を提供することであ
る。換言すれば、部分１３Ａが完全に短縮され、
ら旋１６の下方の無線機筐体内に収納される場
合、上方部分１３Ｃは、ら旋の上方に充分に突出
し、使用者がアンテナ１３をつかみ伸長させるこ
とを可能とすべきである。導電性部分１３Ａは、
ら旋素子１６の最終調整のため非導電性部分１３
Ｃの中で部分的に伸長されることができる。この
手順は、先行技術の中で周知のいかなるものより
極めて簡単な工場調整である。アンテナ１３は、
また容易に伸長させるためのフランジ部１３Ｄを
具えている。

第１Ｂ図において、第１Ａ図のアンテナ配置
は、完全に引き込まれ或いは短縮されたモノポー
ルを具備するものとして示されている。導電性部
分１３Ａおよび非導電性部分１３Ｂは、完全に無
線機筐体内にあり、かつ部分１３Ａは、もはや機
能的なアンテナ部分ではなくなる。

第２Ａ図において、ら旋１６は、第１Ａ図と第
１Ｂ図におけるようなものとなるか、あるいは所
望のごとく、しつかりと筐体に容れられる。短縮
可能な半波長むち形アンテナ１３′は、ら旋１６
の近くに装着される。アンテナ１３′の全長は、
導電性であるが、引き出しボタン或いはフランジ
１３D′は、固形のプラステイツクのような絶縁
材料から成つている。第２Ｂ図において、アンテ
ナ１３′は、完全に無線機筐体１０内に短縮され
た状態を示している。この位置において、引き出
しボタン１３′は、無線機筐体１０においてアン
テナ開口（aperture）１８に対する耐候性被覆
（weather cover）として作用している。

第３図は、それぞれ第１Ａ図と第２Ａ図の実施
例に対する垂直放射パターン２０および２１を示
す。２０および２１の両パターンは、所望の垂直
偏波、すなわち水平面上30゜以下の最大感度を有
する垂直偏波を示す。

第４図は同様な携帯無線機により使用される４
個のアンテナに対する水平パターンを示す。各々
の場合において、無線機は、使用者の左手に且つ
使用者の口に隣接して保持された。パターン２３
は、ら旋アンテナ、つまり第１Ｂ図と第２Ｂ図に
おけるように本質的に単独で使用されたアンテナ
１６のパターンである。パターン２４は、過去に
おいてかような応用に使用されてきたように、６
インチ1/4波長むち形アンテナのパターンであ
る。パターン２４は、比較目的用のためだけに挿
入されている。パターン２５は、第２Ａ図に示さ
れたアンテナ配置のパターンであり、パターン２
６は、第１Ａ図に示された配置用のパターンであ
る。

パターン２３は、全四方の機能に関して最も悪
いものであり、特にその寸法から期待されるよう
に、使用者個人からの最も大きい影響を示してい
る。アンテナ１６は、電気的には1/4波長のアン
テナであるとはいえ、物理的には極めて短い。そ
こで1/4波長のむち形アンテナよりも使用者の頭
と肩とに依つてさらに影となるようになる。然し
ながらら旋形の短い物理的長さは、正常な状態の
もとで使用者にとつて無視される利点となり、か
くして広く使用されるようになつた。

パターン２５と２６の両者は、実質的にパター
ン２３と２４以上の改善を示している。パターン
２５と２６は、極めて似ており、アンテナ１３
は、アンテナ１３′が完全に伸長された場合より
も僅かに高くなるから、パターン２６は、期待さ
れたよりも幾分良好なパターンを具えている。

さて第１Ａ図と第２Ａ図に戻り、非励振素子１
３と１３′は、それぞれの長さ及びら旋駆動素子
１６からの間隔に依つて整合される。450MHz帯
域（バンド）用の代表的な寸法は、アンテナ部分
１３Ａとら旋１６の頭部間に0.15インチ（0.4
cm）の間隔２８を具えるアンテナ１３Ａに対して
12インチ（30.5cm）である。アンテナ１３′は、
長さが11インチ（28cm）であり、アンテナ１３′
とら旋１６の最も近い部分との間に0.5インチ
（1.25cm）の間隔２９を具えている。ら旋１６
は、直径0.25インチ（0.64cm）を有する物理的長
さ1.5インチ（3.8cm）であろう。図示され、かつ
説明されているアンテナ配置は、原則的には少く
とも150MHzから900MHzを包含した周波数範囲
にわたつて使用するのに適している。

第５Ａ図は、第１Ａ図のアンテナ配置の単純化
された等価回路である。アンテナ１３（点線にて
示す）は、キヤパシタ３２とインダクタンス３３
とを含んだ並列同調回路に依つて表わされてい
る。アンテナ１３とら旋１６間の結合容量は、キ
ヤパシタ３５である。アンテナ１３の終端容量は
キヤパシタ３６である。

第５Ｂ図において、第２Ａ図の実施例に対する
単純化された等価回路が示されている。ここで終
端容量は、キヤパシタ３６であり、アンテナ１３
の分布容量及びアンテナ１３のら旋１６への結合
容量は結合され、キヤパシタ３７と３８となる。

組み合わされた配置とら旋単独との間のインピ
ーダンスにおける差は、再整合を要しない程度に
充分に小さい。伸長可能なアンテナは、容量のみ
に依つて結合されるので、如何なる種類の切換も
必要としない。かくして、ここに携帯型無線機に
対するアンテナ配置を示したが、その無線機は、
極めて短くしかも通常は満足できるアンテナか
ら、必要とする時より長くし、しかも極めて効果
的なアンテナまで交換可能である。切換或いは再
整合は必要とされないから、この配置は、経済的
であると同時に信頼性もある。

本発明に関する実施の態様は下記の通りであ
る。

(1) 前記伸長可能なアンテナ手段は、導電性の中
心部分、前記導電性部分の上方端部に取り付け
られた第１の非導電性部分および前記導電性部
分の下方端部に取り付けられた第２の非導電性
部分とを具備し、かつ前記導電性中心部分は、
トランシーバの本体の内部に完全に収縮される
のに適合していることを特徴とする前記特許請
求の範囲第２項に記載のアンテナ配置。

(2) 前記伸長可能なアンテナ手段は、トランシー
バ本体から前記アンテナ手段を引き上げる手段
を具える前記特許請求の範囲第３項記載のアン
テナ配置。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図及び第１Ｂ図は、その２つの動作モー
ドにおいて本発明の好ましい実施例を具える小型
２方向無線機の部分的一部切断立面図である。第
２Ａ図及び第２Ｂ図は、本発明の他の実施例の同
様な図を示す。第３図は、第１Ａ図及び第２Ａ図
の伸長モードにおける２個の実施例の垂直パター
ンを示す。第４図は、先行技術アンテナのほか
に、第１Ａ図及び第１Ｂ図、第２Ａ図及び第２Ｂ
図のアンテナに対する水平パターンを示す。第５
Ａ図及び第５Ｂ図は、それぞれ第１Ａ図と第２Ａ
図の実施例に対する等価回路である。 １１：格子、１３Ａ：導電性部分、１３Ｂ：非
導電性部分、１３Ｃ：非導電部分、１３Ｄ，１３
D′：フランジ部分、１３′：むち形アンテナ、１
６：同調ら旋素子、１７：出力端子、１８：アン
テナ開口、２０，２１：垂直放射パターン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ トランシーバに装着され、かつトランシーバ
   の回路に依つて駆動されるように結合されるら旋
   アンテナ手段、および トランシーバに装着され、伸長された位置にあ
   る時、前記ら旋アンテナ手段へ容量的に結合さ
   れ、かつ引き込まれた位置にある時、これから実
   質的に減結合されるよう適合された伸長可能な半
   波長アンテナ手段、 とを組み合わせて構成されることを特徴とする携
   帯無線機用のアンテナ配置。 ２ 前記伸長可能なアンテナ手段は、前記ら旋ア
   ンテナ手段と同軸的に装着され、かつ前記ら旋ア
   ンテナ手段の内径より、直径が小さいことを特徴
   とする前記特許請求の範囲第１項に記載のアンテ
   ナ配置。 ３ 前記伸長可能なアンテナ手段は、前記ら旋ア
   ンテナ手段に隣接して装着され、かつトランシー
   バの本体内に完全に収縮されるのに適合している
   ことを特徴とする前記特許請求の範囲第１項に記
   載のアンテナ配置。 ４ 前記ら旋アンテナ手段および前記伸長可能な
   アンテナ手段との間の間隔は、前記ら旋アンテナ
   手段から伸長可能アンテナ手段へ信号を結合する
   ための所定量の容量値を与えることを特徴とする
   前記特許請求の範囲第１項に記載のアンテナ配
   置。 ５ 前記ら旋アンテナ手段は、所望の周波数帯域
   に対して実質的に４分の１波長の電気長を有し、
   かつ前記４分の１波長より実質的に小さい物理的
   長さを有することを特徴とする前記特許請求の範
   囲第１項に記載のアンテナ配置。 ６ 前記伸長可能なアンテナ手段が、前記ら旋ア
   ンテナ手段の微同調のため収縮された位置にある
   時、伸長可能なアンテナ手段の所定部分が、ら旋
   アンテナ手段の内部にとどまることを特徴とする
   前記特許請求の範囲第１項に記載のアンテナ配
   置。