JP2826433B2 - アンテナ用二周波整合回路 - Google Patents

アンテナ用二周波整合回路

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    • H—ELECTRICITY
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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、複信式無線通信用に二
種の共振帯域を有し、２つの周波数について使用可能で
ある、携帯無線機等に好適なアンテナ用二周波整合回路
に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５及び図６に示すように、一般的に線
状アンテナ１は、所要共振波長の略ｎλ／２の電気長を
有して一つの共振周波数帯域のみに対応し、中心周波数
ｆｏの極く近傍でしか所望の利得が得られないものであ
る。
【０００３】近年、携帯用電話機などの携帯無線機が普
及して来たが、双方向性デジタル方式の通信手段として
は少なくとも二周波の共振周波数帯域をカバーし得る必
要がある。このためアンテナ自体の広帯域対応を実現し
なくてはならないのであるが、アンテナに各種エレメン
トを取り付けると、アンテナ構造が複雑化し重量・寸法
共に増大して携帯無線機にとってはマイナス要素となっ
てしまう。
【０００４】また、携帯無線機では不使用時及び受信待
機時にアンテナがケーシング内に収納可能であることが
要求されているが、このようなエレメントを付加するこ
とによりアンテナ収納時に応答出来なくなるなどの問題
点が指摘されている。
【０００５】この例として図７に示す構造は、特開昭６
３−２８６００８号公報に示すとおり、線状アンテナ１
そのものの延長部分を折曲・捲回し、コイル６を線状ア
ンテナ１に一体的に形成して成る二波共用アンテナであ
る。この場合、線状アンテナ１に流れる電流とは逆方向
の電流となるような方向にコイル６を捲回・垂下させて
いる。このアンテナでは線状アンテナ１に共振する第１
の共振点とコイル６の垂直寸法及び内径寸法によって決
まる第２の共振点とを有し、特に前記第１の共振点にお
いてはコイル６のインダクタンスとコイル６と線状アン
テナ１との間のキャパシタンスとによって並列共振回路
が形成され、高インピーダンスを呈するという特徴があ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし図７の例におい
ても、線状アンテナ１の先端部にコイル６を付加しなく
てはならず、やはりアンテナ構造が複雑化し、アンテナ
自体の重量や寸法が増大するため、可及的軽量化小型化
を目指す携帯無線機にとっては不向きである。また特殊
なコイル６を付加したためアンテナ収納時に応答出来な
いなどの問題が生じている。
【０００７】そこでアンテナ自体に手を加えることな
く、回路的に二波共用アンテナ装置が得られれば携帯無
線機の軽量化小型化にとって最適なものとなり、産業上
も多大の貢献を為し得るはずであるが、従来の技術でこ
のようなものは見当たらない。本発明はこのような課題
を解決しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のアンテナ用二周波整合回路は、携帯無線機
用のアンテナと、このアンテナと接続する調整回路用コ
イルと、一側が前記調整回路用コイルの反アンテナ側に
接続し、他側が接地する補償回路用コンデンサと、一側
が前記調整用コイルの反アンテナ側および前記補償回路
用コンデンサの一側と接続する整合用コイルと、一側が
前記整合回路用コイルの他側に接続し、他側が接地する
整合回路用コンデンサとを具備した構成としてある。 本
発明において、アンテナとしては、λ／２より短いアン
テナ長からなる線状アンテナ、あるいは、ほぼλ／４の
アンテナ長からなる逆Ｆアンテナを用いることができ
る。ここで、アンテナとして逆Ｆアンテナを用いる場
合、前記携帯無線機のケーシングの一部をＬ字形導体板
とするとともに、前記アンテナと、このＬ字形導体板を
前記アンテナの幅より細い幅の接続部で接続する構成と
できる。
【０００９】
【作用】フィーダの先端にあるインピーダンス値を持っ
たアンテナを接続し、電源側の端子からアンテナ側を見
た場合の入力インピーダンスは一般的に次のような式で
表される。即ち、Ｚｉｎ＝Ｒ＋ｊ（ωＬ−１／ωＣ）で
あるが、上記調整回路を付加することによって入力イン
ピーダンスは低い方の第１の共振周波数で容量性（ＸＬ
＜０）となり、逆に高い方の第２の共振周波数で誘導性
（ＸＨ＞０）となる直列共振特性に調整され得る。アン
テナが共振するのはリアクタンス成分が０となる時であ
るから、上記補償回路を付加することによって第１の共
振周波数のリアクタンス成分（ＸＬ）及び第２の共振周
波数のリアクタンス成分（ＸＨ）の各々の絶対値が略等
しく、即ちレジスタンス・コンポーネントに近接するよ
うに調整され得る。更に整合回路によりフィーダの特性
インピーダンスにマッチング（Ｚｉｎ＝Ｚ０）させ得る
ものである。このように構成して全体で二周波整合回路
となっている。
【００１０】
【実施例】以下本発明の実施例を説明するが、本発明は
この実施例にのみ限定されるものではない。即ち本発明
の思想を逸脱しない限りに於て種々変形実施可能であ
り、これ等もまた本発明の権利範囲である。
【００１１】図１は本発明の一実施例の回路図、図２は
同実施例の周波数特性図、図３は同実施例の実験結果を
表すスミス線図であるが、線状アンテナ１のアンテナ長
をλ／２より若干短いものとしその容量が２．０［ｐ
Ｆ］、調整回路を構成するコイルＬ１を１７．５［ｎ
Ｈ］、補償回路を構成するコンデンサＣ１を２０．０
［ｐＦ］、又、整合回路を構成するコイルＬ２を４．０
［ｎＨ］、コンデンサＣ２を１２．０［ｐＦ］とした。
図中、符号３はこの二周波整合回路を表している。尚、
この場合の使用周波数帯は８１０〜９６０［ＭＨｚ］で
ある。
【００１２】線状アンテナ１の入力インピーダンスは、
Ｚｉｎ＝Ｒ−ｊＸで表されるようにキャパシティブ・リ
アクタンスを有するため、コイルＬ１を付加することに
より入力インピーダンスは低い方の第１の共振周波数で
容量性となり、高い方の第２の共振周波数で誘導性とな
る直列共振特性に調整されている。次いでコンデンサＣ
１により第１の共振周波数と第２の共振周波数の各々の
リアクタンス成分が略等しく成るように調節されてい
る。またコイルＬ２及びコンデンサＣ２によってインピ
ーダンス・マッチングが取られている。
【００１３】上記実施例におけるＳＷＲ特性の実験デー
タによれば、低い方の周波数ｆ１から高い周波数ｆ２に
かけてＳＷＲは１．５以下であり広帯域特性を示してい
る。またインピーダンス特性の実現データによれば、二
周波整合回路としては十分な性能を示している。而るに
アンテナ自体は１本の線状アンテナ１をそのまま何等手
を加えることなく使用出来、二周波整合部が純然たる回
路のみから構成されているため、アンテナ全体の信頼性
は著しく向上している。
【００１４】また、一般的にアンテナは、アンテナの途
中を直角に折り曲げると同じアンテナ長でも電流が流れ
難くなるため、アンテナの途中に給電点を設定し、この
給電点を移動し調節して大きい電流を流すよういしてい
る。このような逆Ｆアンテナに付いても本発明は使用可
能であり、特に携帯用電話機等の内蔵広帯域アンテナと
して最適である。
【００１５】図４は同実施例の他の使用例を示す説明図
である。電話機のケーシングの一部をＬ字形導体板４と
し、このＬ字形導体板４とアンテナ５との接続部５０の
横幅を細く構成している。上記ケーシングの一部をＬ字
形導体板４とすることによりアンテナ５の先端部を直角
に折り曲げることなく小型化していると考えられる。こ
の逆Ｆアンテナ２のアンテナ長は略λ／４であり回路構
成は図１と同様である。シールドは適宜設ければよい。
尚、本実施例はマイクロストリップアンテナ等にも適用
可能である。
【００１６】本発明の図１の実施例はアンテナ長略λ／
２の線状アンテナ１を用い、また図４の実施例はアンテ
ナ長略λ／４の逆Ｆアンテナ２を用いているが、携帯用
電話機においては使用時に線状アンテナを伸長させ、待
機時に該線状アンテナを縮小させてケーシング内に収納
し、内蔵する逆Ｆアンテナに切り換える方式のものが提
案されている。そこで図１の線状アンテナ１と図４の逆
Ｆアンテナ２とを１つの携帯用電話機に対して併設し、
各々のアンテナに本発明の集中定数を接続出来るように
構成することも可能である。
【００１７】また図１の線状アンテナ１の先端部分に線
状アンテナ１とは電気的に結合しない別のコイルを同軸
上に設けて、線状アンテナ１の収納時にはコイルのみ働
くように構成しておき、線状アンテナ１及びコイルの各
々に本発明の集中定数を接続出来るように構成すること
なども可能である。
【００１８】尚、本発明は上述の実施例に限定されず、
アンテナの種類や大きさ等々に合わせて二周波整合回路
を構成する各素子の値や組み合せを適宜変更することが
可能である。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、コイル及
びコンデンサから構成される調整，補償，整合の３回路
を備えた純然たる電気回路のみから成る複信式無線通信
用二周波整合回路であるから、アンテナに二波共用のた
めのエレメントを付加するなどの特別の手段を講じる必
要がないため信頼性が向上し、従来構造のようにエレメ
ントによるアンテナ収納時の電波が出ないなどの問題が
発生せず、さらに重量や寸法は増大せず、軽量化小型化
を目指す携帯無線機に最適となり、またその応用範囲も
広いというように幾つもの優れた効果を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の回路図である。
【図２】同実施例の実験結果を表す周波数特性図であ
る。
【図３】同実施例の実験結果を表すスミス線図である。
【図４】同実施例の他の使用例を示す説明図である。
【図５】従来構成の一例を説明する図である。
【図６】図６の従来例の周波数特性図である。
【図７】従来構成の他の例の正面図である。
【符号の説明】
１ 線状アンテナ ２ 逆Ｆアンテナ ３ 二周波整合回路 Ｌ１ 調整回路のコイル Ｃ１ 補償回路のコンデンサ Ｌ２ 整合回路のコイル Ｃ２ 整合回路のコンデンサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 尾野 隆夫 東京都調布市上石原３−50−１アンテン 株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H04B 1/18

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 携帯無線機用のアンテナと、 このアンテナと接続する調整回路用コイルと、 一側が前記調整回路用コイルの反アンテナ側に接続し、
    他側が接地する補償回路用コンデンサと、 一側が前記調整回路用コイルの反アンテナ側および前記
    補償回路用コンデンサの一側と接続する整合回路用コイ
    ルと、 一側が前記整合回路用コイルの他側に接続し、他側が接
    地する整合回路用コンデンサと を具備したことを特徴と
    するアンテナ用二周波整合回路。
  2. 【請求項２】 前記アンテナが、 λ／２より短いアンテナ長からなる線状アンテナである
    ことを特徴とする請求項１記載のアンテナ用二周波整合
    回路。
  3. 【請求項３】 前記アンテナが、 ほぼλ／４のアンテナ長からなる逆Ｆアンテナであるこ
    とを特徴とする請求項１記載のアンテナ用二周波整合回
    路。
  4. 【請求項４】 前記携帯無線機のケーシングの一部をＬ
    字型導体板とするとともに、前記アンテナと、このＬ字
    型導体板を前記アンテナの幅より細い幅の接続部で接続
    したことを特徴とする請求項３記載のアンテナ用二周波
    整合回路。
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