JP2789165B2 - 小形アンテナ - Google Patents

小形アンテナ

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JP2789165B2 JP12073894A JP12073894A JP2789165B2 JP 2789165 B2 JP2789165 B2 JP 2789165B2 JP 12073894 A JP12073894 A JP 12073894A JP 12073894 A JP12073894 A JP 12073894A JP 2789165 B2 JP2789165 B2 JP 2789165B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、携帯用小形無線機等に
使用される小形アンテナに関し、特に、無線機のケース
を兼ねた小形アンテナに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、携帯用小形無線機等で使用される
アンテナは、ループアンテナやモノポールアンテナが多
く使用され、その使用偏波面は必然的に垂直偏波を主体
として運用されている。送信局から垂直偏波で送出され
た電波は、周囲の影響により一部は水平偏波成分に変化
して受信機に到達するが、一般的に垂直偏波成分が水平
偏波成分より数倍強く到達する。この着信電波に対して
受信機のアンテナ偏波面が垂直になるか水平になるかに
よって通信の通達距離に大きな差が生じる。
【0003】携帯用小形無線機として、例えば、無線呼
出用受信機では、アンテナを小形化するため無線機ケー
ス(筐体)を兼ねた小形アンテナの構成が知られてい
る。図5はその構成例の概要を示す斜視図(A)と断面
図(B)である。図5において、11と12は方形状の
導体板、13は絶縁フレーム(枠)、14は短絡素子で
ある。2枚の導体板11,12は、内部に受信機回路を
収容するため、厚さhの絶縁フレーム13を挟んで平行
に配置固定されてケースを形成する。一方、導体板1
1,12の相対する角部A,A’を給電点とし、他方の
相対する角部B,B’を短絡素子14によって短絡して
短絡点とする。このようにして、図5(B)に示すよう
に、断面形状がコの字状の平板ループアンテナが形成さ
れる。短絡素子14は他の角部C,C’、D,D’にも
設けられ、受信機の姿勢によって最も受信感度のよい短
絡素子14が選択されて短絡される。
【0004】図6は、ケースを兼ねた平板ループアンテ
ナを使用した受信機の垂直偏波に対する感度の指向特例
図であり、受信機を縦(a)に置いた時と横(c)に置
いた時とでは、その受信感度差は著しく大きい。これは
アンテナ単体の指向特性に原因があることは、図7に示
したこの受信機のケースを兼ねた平板ループーアンテナ
の指向特性の実測データより明らかである。これまで、
この対策として、アンテナを構成する2枚の導体板の短
絡位置を地球の重力を利用することにより常に最良の方
向に変化させ、感度を最適に保つ構成が提案されている
(特願昭63−277328号参照)。この構成による
と、アンテナの短絡点の位置を変えるために重力方向検
出器や制御回路が必要であり、従来同様の小形化を保つ
ことに問題があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述のような、アンテ
ナとケースを兼用した無線呼出用受信機は、胸ポケット
に縦に入れたとき受信感度が最良になるように構成され
ているが、背広や上着のポケット,鞄,ハンドバック等
に入れて利用されることも多い。このような場合は、受
信機は図6(c),図7(c)のように横になっている
ことが多く、アンテナの指向特性としては最悪の方向に
なって通信の通達性能を損なっているため、改善が求め
られている。本発明の目的は、受信機ケースを兼ねた平
板ループアンテナの縦置き時と横置き時の利得の指向特
性の差が著しく大きいという問題を改善した小形アンテ
ナを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に記載
の小形アンテナは、本発明の第1乃至第4の実施例を包
含するものであり、波長に比べて十分に小さい間隔で平
行に配置した方形板状の2枚の導体板を絶縁フレームで
固定してケースを兼ねるとともに、前記2枚の導体板の
相対する1つの角部を高周波的に短絡して短絡点とし、
他の1つの角部を給電点とする小形アンテナにおいて、
前記2枚の導体板の少なくとも1枚の導体板に、前記短
絡点の近傍辺の縁部から当該辺に直角にスリットを設け
たことを特徴とするものである。このように、電流密度
の高い短絡点近傍にスリットを設けることによりインダ
クタンス成分が付加されてアンテナ効率を向上させるこ
とができる。
【0007】本発明の請求項2に記載の小形アンテナ
は、第1の実施例を示すものであり、波長に比べて十分
に小さい間隔で平行に配置した方形板状の2枚の導体板
を絶縁フレームで固定してケースを兼ねるとともに、前
記2枚の導体板の相対する1つの角部を高周波的に短絡
して短絡点とし、他の1つの角部を給電点とする小形ア
ンテナにおいて、前記短絡点の角部と前記給電点の角部
とが前記2枚の導体板の相対する1つの長辺の両端に位
置し、該長辺上の一方の導体板の前記短絡点の近傍の縁
部から該導体板の短辺と平行にスリットを設けたことを
特徴とするものである。このように、短絡点と給電点が
長辺の両端部に位置し、その短絡点の近傍の長辺の縁部
から設けられたスリットにより、長辺を横にし、短辺を
縦にしたときのアンテナ指向特性が著しく改善される。
【0008】さらに、請求項3および4に記載したよう
に、前記スリットの長さが前記導体板の短辺の長さの1
/2以上の長さであること、及び、前記スリットの前記
短絡点の角部からの距離が前記長辺の長さの1/10以
下であることを特徴とするものである。
【0009】また、本発明の請求項5に記載の小形アン
テナは、第2の実施例を示すものであり、請求項2記載
の一方の導体板は銅張積層板で構成され、前記スリット
が該銅張積層板の導体をエッチングすることによって形
成されたことを特徴とするものである。
【0010】また、本発明の請求項6に記載の小形アン
テナは、第4の実施例を示すものであり、波長に比べて
十分に小さい間隔で平行に配置した方形板状の2枚の導
体板を絶縁フレームで固定してケースを兼ねるととも
に、前記2枚の導体板の相対する1つの角部を高周波的
に短絡して短絡点とし、他の1つの角部を給電点とする
小形アンテナにおいて、前記短絡点の角部と前記給電点
の角部とが前記2枚の導体板の相対する1つの短辺の両
端に位置し、該短辺上の一方の導体板の前記短絡点の近
傍の縁部から該導体板の長辺と平行にスリットを設けた
ことを特徴とするものである。
【0011】
【実施例】図1は本発明の第1の実施例を示す斜視図で
ある。この小形アンテナは、従来技術の改良作業の中で
実験によって確かめられたものである。図3は図1の分
解斜視図であり、図4は本発明のアンテナの指向特性の
実測特性例図である。図1,図3において、1,2は長
辺の長さをL,短辺の長さをWとする方形状導体板であ
る。3は波長に比較して十分に小さい厚さhの絶縁フレ
ームである。4は一方の導体板1に設けたスリットであ
る。図3の各部を組み立てると図1のように、導体板
1,2が間隔hで絶縁フレーム3を挟んで固定され、受
信機のケースが構成される。このケースをアンテナとし
て利用するため、導体板1,2の相対する角部A,A’
を給電点とし、給電点A,A’を含む導体板の長辺の他
端の角部B,B’を導体により短絡し、導体板1の短絡
点に近い部分に、短辺と平行にスリット4が設けられて
いる。図4は図1のアンテナ利得の指向特性の実測例図
である。図5の従来品の図7の特性例と、図4の本発明
の特性例とを比較すると、最大利得実測値比較で次の表
1のようになる。
【0012】
【表1】
【0013】表1から明らかなように、置き方(a)と
(c)の利得差が、従来品では11.4dBもあった
が、本発明品では1.6dBに縮められている。本発明
品の指向特性の最大値方向が従来品に比べ40度程度ず
れるが、一般には電波の到来方向は任意で定まらないた
め、全方向の利得が一様に高いことが好ましく、この差
は大きな問題とはならない。
【0014】本発明のアンテナの置き方(c)のときの
指向特性が再現性をもって改善されたのは、スリット4
を両導体板の短絡点近くに設けたため、導体板に流れる
アンテナ電流の流れ方が変わったためと考えることがで
きる。従って、本発明では全方向の利得が一様に高いた
め、従来例のように複数個の短絡点を設けて選択動作さ
せる必要がなくなる。スリット4の幅wの大小は指向特
性に影響がないので、幅wはできるだけ小さい方が好ま
しく、例えば、図3のように絶縁フレーム3で内部から
スリット4の両縁部を支え、かつ、組み立て完了後にケ
ースの上面に貼り付けられる化粧シールなどの銘板によ
って機械的強度が保たれる。
【0015】スリット4の短絡点B,B’の角部からの
距離dは、給電点A,A’の角部を含む導体板1の長辺
の長さLの1/10以下が望ましい。スリット4の長さ
sは、導体板1の短辺の長さWの1/2以上の長さにす
ると利得改善効果が大きくなる。式で示すと次のように
なる。
【数1】(9/10)W≧s≧(1/2)W
【0016】図2は本発明の第2の実施例を示す斜視図
であり、上述の図1の第1の実施例のスリット4を設け
た上側の導体板1の代わりに、銅張積層板10を用いた
例である。銅張積層板10の導体をエッチングすること
によってスリット4を形成し、導体面を内側に向けて絶
縁フレーム3に固定したものである。図では導体面が内
側に向いているが、外側に向けて取り付けてもよい。
【0017】前記の表1に示したように、本発明の実測
値と従来品の実測値比較では、置き方(a),(b)と
も0.7dBの利得向上がなされている。これは、スリ
ットを設けたため板状ループアンテナのインダクタンス
(L)成分が増加して、所定の周波数に同調させるため
に給電点AA’間に接続される付加容量の値が小さくな
り、付加容量による損失が減って、全体として効率が上
がったためである。
【0018】図8は本発明の第3の実施例を示す平面図
である。この実施例は、給電点A,A’点の対角C,
C’を短絡点としたとき、スリット4を短絡点C,C’
に近い部分に設けたものである。前述の第1,第2の実
施例について説明したように、スリット4は、最も電流
が集中する部分(短絡点)にインダクタンス成分を挿入
する効果があることから、この第3の実施例によっても
アンテナの効率を上げることができる。
【0019】図9は本発明の第4の実施例を示す平面図
である。この実施例は、給電点A,A’点を含む短辺の
他端の角部D,D’に近い部分を短絡点とし、その短辺
の短絡点近傍にスリット4を設けたものであり、上記第
3の実施例と同様の効果を得ることができる。
【0020】
【発明の効果】本発明を実施することにより次の効果が
得られる。 (1) 従来に比べ横置き時の特性が著しく改善され
た。 (2) アンテナの効率が総合的に向上した。 これによって無線機の置かれる方向や向きがどのように
変わっても感度の良い無線機のアンテナを提供すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す斜視図である。
【図2】本発明の第2の実施例を示す斜視図である。
【図3】本発明の第1の実施例の組み立て説明図であ
る。
【図4】本発明の特性例図である。
【図5】従来の構成例を示す斜視図と断面図である。
【図6】従来の受信機の受信感度特性例図である。
【図7】従来のアンテナの指向特性例図である。
【図8】本発明の第3の実施例を示す平面図である。
【図9】本発明の第4の実施例を示す平面図である。
【符号の説明】
1 ,2 導体板 3 絶縁フレーム 4 スリット 10 銅張積層板 11,12 導体板 13 絶縁フレーム 14 短絡素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−125503(JP,A) 特開 平5−129824(JP,A) 特開 平2−126702(JP,A) 特開 昭58−104504(JP,A) 特開 平1−272303(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01Q 7/00 H01Q 1/24

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 波長に比べて十分に小さい間隔で平行に
    配置した方形板状の2枚の導体板を絶縁フレームで固定
    してケースを兼ねるとともに、前記2枚の導体板の相対
    する1つの角部を高周波的に短絡して短絡点とし、他の
    1つの角部を給電点とする小形アンテナにおいて、 前記2枚の導体板の少なくとも1枚の導体板に、前記短
    絡点の近傍辺の縁部から当該辺に直角にスリットを設け
    たことを特徴とする小形アンテナ。
  2. 【請求項2】 波長に比べて十分に小さい間隔で平行に
    配置した方形板状の2枚の導体板を絶縁フレームで固定
    してケースを兼ねるとともに、前記2枚の導体板の相対
    する1つの角部を高周波的に短絡して短絡点とし、他の
    1つの角部を給電点とする小形アンテナにおいて、 前記短絡点の角部と前記給電点の角部とが前記2枚の導
    体板の相対する1つの長辺の両端に位置し、該長辺上の
    一方の導体板の前記短絡点の近傍の縁部から該導体板の
    短辺と平行にスリットを設けたことを特徴とする小形ア
    ンテナ。
  3. 【請求項3】 請求項2記載のスリットの長さが前記導
    体板の短辺の長さの1/2以上の長さであることを特徴
    とする請求項2記載の小形アンテナ。
  4. 【請求項4】 請求項2記載のスリットの前記短絡点の
    角部からの距離が前記長辺の長さの1/10以下である
    ことを特徴とする請求項2記載の小形アンテナ。
  5. 【請求項5】 請求項2記載の一方の導体板は銅張積層
    板で構成され、 前記スリットが該銅張積層板の導体をエッチングするこ
    とによって形成されたことを特徴とする請求項2記載の
    小形アンテナ。
  6. 【請求項6】 波長に比べて十分に小さい間隔で平行に
    配置した方形板状の2枚の導体板を絶縁フレームで固定
    してケースを兼ねるとともに、前記2枚の導体板の相対
    する1つの角部を高周波的に短絡して短絡点とし、他の
    1つの角部を給電点とする小形アンテナにおいて、 前記短絡点の角部と前記給電点の角部とが前記2枚の導
    体板の相対する1つの短辺の両端に位置し、該短辺上の
    一方の導体板の前記短絡点の近傍の縁部から該導体板の
    長辺と平行にスリットを設けたことを特徴とする小形ア
    ンテナ。
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