JP3983384B2 - 引き出し収納自在なアンテナおよび無線機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デュアルバンドの周波数帯に対して待ち受け受信ができ、しかも収納状態におけるアンテナの寸法が短かくなるようにした引き出し収納自在なアンテナに関するものである。また、この引き出し収納自在なアンテナを用いたデュアルバンドの小型の携帯電話などに好適な無線機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本発明者らは、特願平８−１６００１６号により、筒状の折り返しアンテナエレメントとその軸方向に移動自在に配設された棒状アンテナエレメントとからなり、９００ＭＨｚ帯の第１周波数ｆ１と１８００ＭＨｚ帯の第２周波数ｆ２とのデュアルバンドで使用できる引き出し収納自在なアンテナを提案している。この折り返しアンテナエレメントの形状は、線状または帯状の導体を基端から先端側の方向に配設し、この先端側で前記導体を少なくとも１回折り返して前記方向と平行にジグザグ状に配設したものである。そして、この形状の導体からなる折り返しアンテナエレメントが筒状とされる。この引き出し収納自在なアンテナにあっては、折り返しアンテナエレメントの基端から先端までの実効長を第１周波数ｆ１に対して１／４波長であるとともにこの第１周波数よりも高い周波数の第２周波数ｆ２に対して３／４波長であるように設定される。また、棒状アンテナエレメントの基端から先端までの実効長が、第１周波数ｆ１に対して１／２波長であり、第２周波数ｆ２に対して１波長となるように設定される。
【０００３】
上記特願平８−１６００１６号で提案した引き出し収納自在なアンテナにあっては、折り返しアンテナエレメントの実効長を、第１周波数ｆ１と第２周波数ｆ２の所望の波長に設定することが難しい。そこで、本発明者らは、特願平１０−１３６０００号により、改良された引き出し収納自在なアンテナの技術を提案している。ここで提案される引き出し収納自在なアンテナを構成する折り返しアンテナエレメントは、特願平８−１６００１６号で提案された構造とその一部が相違している。すなわち、特願平１０−１３６０００号で提案される折り返しアンテナエレメントの構造は、線状または帯状の導体を基端から先端側の方向に配設し、この先端側で導体を少なくとも１回折り返して前記方向と平行にジグザグ状に配設して第１エレメントを形成するとともに、基端から先端側の最初の折り返し点までの途中または最初の折り返し点で導体を分岐して少なくとも１回折り返して前記方向と平行にジグザグ状に配設して第２エレメントを形成してある。また、かかる形状の導体からなる折り返しアンテナエレメントが筒状とされる。そして、折り返しアンテナエレメントは、その基端から第１エレメントの先端までの実効長が第１周波数ｆ１に対して１／４波長とするとともに、基端から第２エレメントの先端までの実効長が第２周波数ｆ２に対して１／４波長であるように設定される。このように第１周波数ｆ１と第２周波数ｆ２に対して、第１エレメントと第２エレメントでそれぞれに独立させて実効長の設定ができるので、その調整が容易である。また、棒状アンテナエレメントは、特願平８−１６００１６号で提案された構造と同様であって、その実効長が第１周波数ｆ１に対して１／２波長であるとともに第２周波数ｆ２に対して１波長であるように設定される。
【０００４】
なお、特願平８−１６００１６号および特願平１０−１３６０００号で提案するいずれの引き出し収納自在なアンテナにあっても、アンテナ引き出し状態で、折り返しアンテナエレメントの先端側から棒状アンテナエレメントの基端側が抜け出ておりまたは挿入状態でもその重なり寸法は僅かであって、両者間の結合容量の容量値は比較的に小さく設定される。そこで、折り返しアンテナエレメントと棒状アンテナエレメントは比較的に小さな容量値で容量結合される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述の既提案のいずれの引き出し収納自在なアンテナにあっても、棒状アンテナエレメントの実効長が第１周波数ｆ１の１／２波長に設定されている。そして、アンテナ収納状態における引き出し収納自在なアンテナ全体の寸法は、この棒状アンテナエレメントの物理的長さにより規制される。ここで、棒状アンテナエレメントがホイップアンテナエレメント単体で形成されるならば、第１周波数ｆ１が９００ＭＨｚであれば、その長さは約１７ｃｍにもなる。そこで、その物理的長さをより短くするために、棒状アンテナエレメントとしてホイップアンテナエレメントとその先端側にヘリカルアンテナエレメントを配設して形成したものが利用される。
【０００６】
ところで、携帯電話機などにあっては、より携帯に便利なものとすべく小型化および軽量化が図られる。そこで、収納状態における引き出し収納自在なアンテナ全体の長さもより短いものが望まれる。
【０００７】
本発明は、上述のごとき既提案技術をより改善すべくなされたもので、収納状態における全長をより短くすることのできる引き出し収納自在なアンテナを提供することを目的とする。また、かかる引き出し収納自在なアンテナを使用することで、小型化が容易な無線機を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明の引き出し収納自在なアンテナは、線状または帯状の導体を基端から先端側の方向に配設し、この先端側で前記導体を少なくとも１回折り返して前記方向と平行に配設してなる折り返しアンテナエレメントを、その基端から先端までの実効長を第１周波数に対して１／４波長であるとともに、第２周波数に対して３／４波長であるようにし、この折り返しアンテナエレメントを筒状としてその軸方向に棒状アンテナエレメントを移動自在に配設し、この棒状アンテナエレメントの引き出し状態で前記折り返しアンテナエレメントの筒状の先端側に前記棒状アンテナエレメントの基端側が軸方向に互いに重なった挿入状態で容量結合させて、前記折り返しアンテナエレメントの前記基端から筒状の先端側までのインダクタンスと前記容量結合の結合容量および前記棒状アンテナエレメントのインダクタンスの直列共振回路を形成し、前記結合容量による実効長を短くする作用によって、前記折り返しアンテナエレメントの基端から前記棒状アンテナエレメントの先端までの実効長が、前記第１周波数に対して１／４波長であり、前記第２周波数に対して３／４波長であるように構成されている。
【０００９】
また、線状または帯状の導体を基端から先端側の方向に配設し、この先端側で前記導体を少なくとも１回折り返して前記方向と平行に配設して第１エレメントを形成するとともに、前記基端から前記先端側の最初の折り返し点までの途中または前記最初の折り返し点で前記導体を分岐して少なくとも１回折り返して前記方向と平行に配設して第２エレメントを形成してなる折り返しアンテナエレメントを、その基端から前記第１エレメントの先端までの実効長を第１周波数に対して１／４波長とし、前記基端から前記第２エレメントの先端までの実効長を第２周波数に対して１／４波長とし、この折り返しアンテナエレメントを筒状としてその軸方向に棒状アンテナエレメントを移動自在に配設し、この棒状アンテナエレメントの引き出し状態で前記折り返しアンテナエレメントの筒状の先端側に前記棒状アンテナエレメントの基端側が軸方向に互いに重なった挿入状態で容量結合させて、前記折り返しアンテナエレメントの前記基端から筒状の先端側までのインダクタンスと前記容量結合の結合容量および前記棒状アンテナエレメントのインダクタンスの直列共振回路を形成し、前記結合容量による実効長を短くする作用によって、前記折り返しアンテナエレメントの基端から前記棒状アンテナエレメントの先端までの実効長が、前記第１周波数に対して１／４波長であり、前記第２周波数に対して３／４波長であるように構成しても良い。
【００１０】
そして、前記棒状アンテナエレメントをホイップアンテナエレメントとその先端側に配設されるヘリカルアンテナエレメントで構成することもできる。
【００１１】
そしてまた、前記棒状アンテナエレメントをホイップアンテナエレメントとその先端側に軸方向に移動自在に被せられる筒状アンテナエレメントで構成することも可能である。
【００１２】
そして、前記棒状アンテナエレメントの収納状態で、前記棒状アンテナエレメントの先端側が前記折り返しアンテナエレメントから軸方向に十分に離されて電気的結合しないように構成されている。
【００１３】
そしてまた、本発明の無線機は、請求項１または２記載の引き出し収納自在なアンテナを用い、前記折り返しアンテナエレメントを外方に突出させてこの折り返しアンテナエレメントの基端側に電気的接続して設けた給電金具を無線機筐体の側壁を貫通させて配設し、前記給電金具に前記無線機筐体内に収容される無線回路を電気的接続して構成されている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の引き出し収納自在なアンテナの第１実施例を図１および図２を参照して説明する。図１は、本発明の引き出し収納自在なアンテナの第１実施例を示す図であり、（ａ）はアンテナ引き出し状態を示し、（ｂ）はアンテナ収納状態を示し、（ｃ）はアンテナ引き出し状態における等価回路図である。図２は、筒状の折り返しアンテナエレメントの一例の外観斜視図である。
【００１５】
図２に示すごとく、折り返しアンテナエレメント１０は筒状とされる。そして、この筒状の折り返しアンテナエレメント１０の同軸上に軸方向に移動自在に棒状アンテナエレメント１２が配設される。この第１実施例の折り返しアンテナエレメント１０は、線状または帯状の導体を基端から先端側の方向に配設し、この先端側で導体を少なくとも１回折り返して前記方向と平行にジグザグ状に配設してなる。また、棒状アンテナエレメント１２は、引き出し方向および収納方向のいずれにあっても、その移動が適宜に規制されて抜け落ちないように構成されることは勿論である。しかも、本発明の引き出し収納自在なアンテナにあっては、引き出し状態で折り返しアンテナエレメント１０の筒状の先端側に棒状アンテナエレメント１２の基端側が軸方向に互いに重なって挿入状態となるように、その引き出し方向の移動が規制される。
【００１６】
そして、折り返しアンテナエレメント１０は、基端から先端までの実効長が第１周波数ｆ１（波長λ１）に対して１／４波長であるとともに、第２周波数ｆ２（波長λ２）に対して３／４波長となるように設定される。また、折り返しアンテナエレメント１０の基端から最初の折り返し点（筒状の先端側）までの寸法は一例として約２５ｍｍとされる。さらに、棒状アンテナエレメント１２の寸法は一例として１１０ｍｍであり、引き出し状態で折り返しアンテナエレメント１０の筒状の先端側に軸方向に約１０ｍｍ重なるようにされ、引き出し状態の折り返しアンテナエレメント１０の基端から棒状アンテナエレメント１２の先端までの寸法は約１２５ｍｍとされる。ここで、一例として、第１周波数ｆ１は９００ＭＨｚであり、第２周波数ｆ２は１８００ＭＨｚである。
【００１７】
かかる構成において、図１（ｂ）の収納状態では、折り返しアンテナエレメント１０単体により第１周波数ｆ１と第２周波数ｆ２が共振されて、待ち受け受信が可能である。そして、折り返しアンテナエレメント１０は、その実効長が第１周波数ｆ１に対して１／４波長であり、第２周波数ｆ２に対して３／４波長であるので、その入出力インピーダンスはともに約５０オームとなる。なお、収納状態では、棒状アンテナエレメント１２の先端部が、折り返しアンテナエレメント１０から軸方向に充分に離されて何ら電気的結合がされず、棒状アンテナエレメント１２はアンテナとして作用しないので、アンテナ特性に何ら影響を与えない。また、収納状態で、棒状アンテナエレメント１２の先端部が、折り返しアンテナエレメント１０に近接していて容量結合したとしても、折り返しアンテナエレメント１０の基端から棒状アンテナエレメント１２の基端までの実効長を、第１周波数ｆ１および第２周波数ｆ２の周波数帯域内にある周波数が共振しないように構成すれば良い。
【００１８】
また、図１（ａ）の引き出し状態では、折り返しアンテナエレメント１０の筒状の先端部と棒状アンテナエレメント１２の基端部が比較的に大きな値の結合容量Ｃで容量結合される。そこで、図１（ｃ）に示すごとく、その等価回路は折り返しアンテナエレメントの基端から筒状の先端側までのインダクタンスＬ１と容量結合の結合容量Ｃおよび棒状アンテナエレメント１２のインダクタンスＬ２の直列共振回路が形成される。ここで、引き出し状態で折り返しアンテナエレメント１０の基端から棒状アンテナエレメント１２の先端までの物理的長さは、第１周波数ｆ１の１／４波長（８３．３ｍｍ）よりも長い約１２５ｍｍであるが、中間に介装される容量結合Ｃにより実効長がこれよりも短くなるように作用し、第１周波数ｆ１の１／４波長として動作する。また、中間に介装される容量結合Ｃは、高い周波数の第２周波数ｆ２に対して実効長を同様に短くするように作用し、第２周波数ｆ２の３／４波長として動作する。したがって、アンテナ引き出し状態にあっても、第１周波数ｆ１と第２周波数ｆ２が共振して送受信が可能である。しかも、第１周波数ｆ１と第２周波数ｆ２に対して１／４波長と３／４波長の実効長であり、その入出力インピーダンスはともに約５０オームであり、収納状態とほぼ同じである。そこで、この入出力インピーダンスが約５０オームの本発明の引き出し収納自在なアンテナに、５０オームの入出力インピーダンスの同軸ケーブルおよび無線回路を接続することで、整合回路を必要とせずに効率良く信号を伝送することが可能である。
【００１９】
そして、棒状アンテナエレメント１２の物理的長さが既提案のものよりも短い分だけ収納状態における引き出し収納自在なアンテナの全長が短くなり、小型化される携帯電話機などのアンテナとして好適である。
【００２０】
ところで、第１周波数ｆ１と第２周波数ｆ２に対する折り返しアンテナエレメント１０と棒状アンテナエレメント１２の実効長の設定は、一例として以下のごとき手順でなされる。まず、折り返しアンテナエレメント１０の基端から先端までの展開した物理的長さをほぼ第１周波数ｆ１の１／４波長の長さにしてこれをジグザグ状とする。このジグザグ状の折り返しアンテナエレメント１０は、導体間に浮遊容量を生じるが、周波数の低い第１周波数ｆ１に対しては大きな影響がなく、第１周波数ｆ１が共振し得る。しかし、第２周波数ｆ２に対しては、この導体間の浮遊容量が大きく影響して、基端から先端までの実効長が大幅に短くなるように作用する。そこで、ジグザグ状の間隔および平行となる長さなどを調整して導体間の浮遊容量を調整することで、第２周波数ｆ２に対して３／４波長の実効長に設定することができる。
【００２１】
次に、アンテナ引き出し状態における第１周波数ｆ１と第２周波数ｆ２に対する実効長の設定を説明する。アンテナ引き出し状態にあっては、折り返しアンテナエレメント１０の筒状の先端側と棒状アンテナエレメント１２の基端側の軸方向の重なりを大きくして結合容量Ｃの容量値を大きくすれば共振周波数が高くなり、重なりを少なくして結合容量Ｃの容量値を小さくすれば共振周波数が低くなる。そこで、引き出し状態で折り返しアンテナエレメント１０の基端から棒状アンテナエレメント１２の先端までの物理的長さをまず第１周波数ｆ１の１／４波長よりも長く設定し、折り返しアンテナエレメント１０の筒状の先端側と棒状アンテナエレメント１２の基端側との間の軸方向の重なりを調整して結合容量Ｃの容量値を調整することで、その実効長を第１周波数ｆ１の１／４波長とする。そして、この状態でその実効長が３／４波長として共振する周波数が、第２周波数ｆ２よりも高いならば、折り返しアンテナエレメント１０の筒状の先端側と棒状アンテナエレメント１２の基端側の軸方向の重なりを少し小さくすることで容量値を小さくして３／４波長での共振周波数を低くして第２周波数ｆ２に一致させる。かかる調整により、１／４波長での共振周波数は低くなり第１周波数ｆ１より低いものとなるが、その影響は第２周波数ｆ２に対するよりも少ない。さらに、棒状アンテナエレメント１２の長さを少し短くして１／４波長での共振周波数を高くして第１周波数ｆ１に合わせる。すると、この調整で、３／４波長での共振周波数は高くなるが、その影響は第１周波数ｆ１に対するよりも少ない。このようにして、折り返しアンテナエレメント１０の筒状の先端側と棒状アンテナエレメント１２の基端側との結合容量Ｃの調整と棒状アンテナエレメント１２の長さの調整を繰り返して行うことで、折り返しアンテナエレメント１０の基端から棒状アンテナエレメント１２の先端までの実効長を第１周波数ｆ１に対して１／４波長で第２周波数ｆ２に対して３／４波長に設定することができる。また、引き出し状態で折り返しアンテナエレメント１０の基端から棒状アンテナエレメント１２の先端までの実効長を第１周波数ｆ１の１／４波長とし、この状態でその実効長が３／４波長として共振する周波数が第２周波数ｆ２よりも低ければ、折り返しアンテナエレメント１０の筒状の先端側と棒状アンテナエレメント１２の基端側の軸方向の重なりを大きくするとともに棒状アンテナエレメント１２の長さを長くするなどして、同様に調整が可能である。このようにして実験により得られた寸法値に基づいて、量産設計がなされる。
【００２２】
次に、本発明の引き出し収納自在なアンテナの第２実施例を図３を参照して説明する。図３は、本発明の引き出し収納自在なアンテナの第２実施例を示す図であり、（ａ）はアンテナ引き出し状態を示し、（ｂ）はアンテナ収納状態を示す。
【００２３】
図３において、筒状の折り返しアンテナエレメント２０の同軸上に軸方向に移動自在に棒状アンテナエレメント２２が配設される。この第２実施例の折り返しアンテナエレメント２０は、線状または帯状の導体を基端から筒状の先端側の方向に配設し、この先端側で導体を少なくとも１回折り返して前記方向と平行にジグザグ状に配設して第１エレメント２４が形成されるとともに、基端から筒状の先端側の最初の折り返し点で導体を分岐して少なくとも１回折り返して前記方向と平行にジグザグ状に配設して第２エレメント２６が形成される。なお、第２エレメント２６は、基端から先端側の最初の折り返し点までの途中で分岐して形成されても良い。また、棒状アンテナエレメント２２は、基端側のホイップアンテナエレメント２８とその先端側に設けられるヘリカルアンテナエレメント３０とにより形成される。そして、この棒状アンテナエレメント２２は、引き出し方向および収納方向のいずれにあっても、その移動が適宜に規制されて抜け落ちないように構成されることは勿論である。しかも、引き出し状態で折り返しアンテナエレメント２０の筒状の先端側に棒状アンテナエレメント２２の基端側が軸方向に互いに重なって挿入状態となるように、その引き出し方向の移動が規制される。
【００２４】
そして、折り返しアンテナエレメント２０は、第１周波数ｆ１に対して基端から第１エレメント２４の先端までの実効長が１／４波長となるように設定され、第２周波数ｆ２に対して基端から第２エレメント２６の先端までの実効長が１／４波長となるように設定される。また、折り返しアンテナエレメント２０の基端から最初の折り返し点（筒状の先端側）までの寸法は一例として約２５ｍｍとされる。そして、棒状アンテナエレメント２２の寸法はヘリカルアンテナエレメント３０を設けた分だけ第１実施例よりも短く設定される。また、引き出し状態で折り返しアンテナエレメント２０の筒状の先端側に棒状アンテナエレメント２２の基端側のホイップアンテナエレメント２８の基端側が軸方向に約１０ｍｍ重なるようになされ、引き出し状態の折り返しアンテナエレメント２０の基端から棒状アンテナエレメント２２の先端までの物理的寸法は、第１実施例よりも短く設定される。
【００２５】
かかる構成の第２実施例にあっても、アンテナ収納状態では、折り返しアンテナエレメント２０の第１エレメント２４と第２エレメント２６により、それぞれに第１周波数ｆ１と第２周波数ｆ２が共振されて待ち受け受信が可能である。また、アンテナ引き出し状態でも、折り返しアンテナエレメント２０の基端から棒状アンテナエレメント２２の先端までの実効長が、第１周波数ｆ１に対して１／４波長として作用し、第２周波数ｆ２に対して３／４波長として作用する。しかも、折り返しアンテナエレメント２０を第１エレメント２４と第２エレメント２６を有するものとしたので、第１エレメント２４と第２エレメント２６のそれぞれの実効長を第１周波数ｆ１と第２周波数ｆ２に対して１／４波長にそれぞれに独立して調整でき、その調整が容易である。また、棒状アンテナエレメント２２は、先端部にヘリカルアンテナエレメント３０を設けることでその物理的長さをより短くすることができ、アンテナ収納状態の引き出し収納自在なアンテナの全長を第１実施例よりもさらに短くすることができる。
【００２６】
さらに、本発明の引き出し収納自在なアンテナの第３実施例を図４を参照して説明する。図４は、本発明の引き出し収納自在なアンテナの第３実施例を示す図であり、（ａ）はアンテナ引き出し状態を示し、（ｂ）はアンテナ収納状態を示す。
【００２７】
図４において、筒状の折り返しアンテナエレメント４０の同軸上に軸方向に移動自在に棒状アンテナエレメント４２が配設される。この第３実施例の折り返しアンテナエレメント４０は、第１実施例における折り返しアンテナエレメント１０と同様であるが、基端から最初の折り返し点までがジグザグ状に形成される点で相違する。また、棒状アンテナエレメント４２は、基端側にホイップアンテナエレメント４４が設けられ、このホイップアンテナエレメント４４の先端側から筒状アンテナエレメント４６が被せられてテレスコープ状に軸方向に相対的に移動自在とされ、ホイップアンテナエレメント４４の先端に設けられた導電材からなるバネ４８が筒状アンテナエレメント４６の内周壁に弾接して電気的接続がなされている。そして、アンテナ引き出し状態で棒状アンテナエレメント４２を伸長させた状態では、折り返しアンテナエレメント４０の基端から棒状アンテナエレメント６２の先端までの実効長が第１周波数ｆ１に対して１／４波長であるとともに第２周波数ｆ２に対して３／４波長となるように設定される。この調整も、第１実施例と同様に行うことができる。
【００２８】
かかる構成の第３実施例にあっても、アンテナ収納状態および引き出し状態のいずれでも、第１周波数ｆ１と第２周波数ｆ２が共振して送受信が可能である。そして、アンテナ収納状態では棒状アンテナエレメント４２の長さが、筒状アンテナエレメント４６内にホイップアンテナエレメント４４の大部分が収納されることで、その全長がより短いものとなる。
【００２９】
上述のごとき引き出し収納自在なアンテナを用いた無線機の構造を図５を参照して説明する。図５は、本発明の引き出し収納自在なアンテナを無線機に配設したアンテナ引き出し状態の要部縦断面図である。
【００３０】
図５において、略筒状の導電材からなる給電金具８０の先端側に絶縁材からなる筒状のコア部材８２が配設固定される。このコア部材８２の外周面に、一例として第１実施例の筒状の折り返しアンテナエレメント１０が配設され、その基端が給電金具８０に半田付けなどにより適宜に電気的接続される。そして、コア部材８２の先端にＣ字状樹脂バネ８４が配設され、折り返しアンテナエレメント１０の外周を覆うとともにＣ字状樹脂バネ８４の軸方向の移動を規制するように絶縁材からなるキャップ部材８６が被せられその基端部が給電金具８０に螺合されて固定される。なお、コア部材８２の内周には、先端側の径が小さくなる段差部８２ａが設けられる。
【００３１】
また、一例として第１実施例の可撓性と導電性を有する線状体からなる棒状アンテナエレメント１２に絶縁チューブ８８が被せられ、その基端に絶縁材からなるストッパ９０が設けられる。この棒状アンテナエレメント１２の先端側にストッパ９０と同径の絶縁部材９２が設けられその先端にトップ部材９４が配設固定される。そして、棒状アンテナエレメント１２などの組み付け体が、折り返しアンテナエレメント１０などの組み付け体に、軸方向に移動自在に組み込み配設される。しかも、ストッパ９０でコア部材８２の内周壁の段差部８２ａにより引き出し方向の抜けが阻止されるとともにストッパ９０の外周面に軸回りに形成した溝にＣ字状樹脂バネ８４が弾力的に係合して軸方向の移動が弾力的に規制され、その引き出し状態が維持される。また、トップ部材９４により収納方向の移動が阻止されるとともに絶縁部材９２の外周面に軸回りに形成された溝にＣ字状樹脂バネ８４が弾力的に係合して軸方向の移動が弾力的に規制され、その収納状態が維持される。
【００３２】
さらに、無線機筐体９６にその側壁を貫通させて導電材からなる給電受金具９８が配設される。この無線機筐体９６内には、無線回路５０（図５には図示されていない）などを搭載する回路基板１００が適宜に設けられ、この回路基板１００に設けられた給電板バネ１０２が無線機筐体９６内に突出する給電受金具９８に弾接される。この給電板バネ１０２は無線回路５０に適宜に電気的接続されることは勿論である。そこで、給電金具８０を給電受金具９８に螺合固定することで、折り返しアンテナエレメント１０の基端が給電金具８０と給電受金具９８および給電板バネ１０２を介して回路基板１００に搭載される無線回路５０に電気的接続されて、無線機が構成される。
【００３３】
なお、折り返しアンテナエレメントの構造は、上記実施例に限られず、第１周波数ｆ１と第２周波数ｆ２に対して、その実効長が１／４波長または３／４波長として共振ができるものであれば良い。また、棒状アンテナエレメントの構造は、上記実施例に限られず、外観が棒状であれば良い。そしてまた、第３実施例のごとく筒状アンテナエレメント４６は一段のものに限られず、複数段設けられても良い。さらに、図５に示す無線機にあっては、給電金具８０と給電受金具９８および給電板バネ１０２がアンテナ作用を奏するならば、折り返しアンテナエレメントのアンテナとしての基端は、それ自体の基端部でなく、給電板バネ１０２の回路基板１００への接続点であることは容易に理解されるであろう。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の引き出し収納自在なアンテナおよび無線機は構成されているので、以下のごとき格別な効果を奏する。
【００３５】
請求項１または２記載のいずれの引き出し収納自在なアンテナにあっても、棒状アンテナエレメントの実効長が、既提案のこの種の引き出し収納自在なアンテナよりも短くでき、その収納状態における引き出し収納自在なアンテナの全長がより短いなものとなる。
【００３６】
そして、請求項３記載の引き出し収納自在なアンテナにあっては、ヘリカルアンテナエレメントを一部に設けることにより棒状アンテナエレメントの物理的長さを短くすることができ、それだけ収納状態における全長を短くすることができる。
【００３７】
そしてまた、請求項４記載の引き出し収納自在なアンテナにあっては、筒状アンテナエレメントを用いてテレスコープ状にすることにより収納状態での棒状アンテナエレメントの長さを伸長状態のほぼ半分またはそれ以下の長さまで短くでき、それだけ収納状態における全長を短くすることができる。
【００３８】
そして、請求項５記載の引き出し収納自在なアンテナにあっては、収納状態で棒状アンテナエレメントが折り返しアンテナエレメントに電気的結合しないので、収納状態では折り返しアンテナエレメントのみがアンテナとして作用し、棒状アンテナエレメントによりアンテナ特性が影響されることがない。
【００３９】
そしてまた、請求項６記載の引き出し収納自在なアンテナにあっては、収納様態で全長が短い引き出し収納自在なアンテナを用いているので、小型化が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の引き出し収納自在なアンテナの第１実施例を示す図であり、（ａ）はアンテナ引き出し状態を示し、（ｂ）はアンテナ収納状態を示し、（ｃ）はアンテナ引き出し状態における等価回路図である。
【図２】 筒状の折り返しアンテナエレメントの一例の外観斜視図である。
【図３】 本発明の引き出し収納自在なアンテナの第２実施例を示す図であり、（ａ）はアンテナ引き出し状態を示し、（ｂ）はアンテナ収納状態を示す。
【図４】 本発明の引き出し収納自在なアンテナの第３実施例を示す図であり、（ａ）はアンテナ引き出し状態を示し、（ｂ）はアンテナ収納状態を示す。
【図５】 本発明の引き出し収納自在なアンテナを無線機に配設したアンテナ引き出し状態の要部縦断面図である。
【符号の説明】
１０、２０、４０ 折り返しアンテナエレメント
１２、２２、４２ 棒状アンテナエレメント
２４ 第１エレメント
２６ 第２エレメント
２８、４４ ホイップアンテナエレメント
３０ ヘリカルアンテナエレメント
４６ 筒状アンテナエレメント
４８ バネ
５０ 無線回路
７０ 筒状アンテナエレメント
８０ 給電金具
９６ 無線機筐体
９８ 給電受金具
１００ 回路基板
１０２ 給電板バネ
ｆ１ 第１周波数
ｆ２ 第２周波数
【発明の属する技術分野】
本発明は、デュアルバンドの周波数帯に対して待ち受け受信ができ、しかも収納状態におけるアンテナの寸法が短かくなるようにした引き出し収納自在なアンテナに関するものである。また、この引き出し収納自在なアンテナを用いたデュアルバンドの小型の携帯電話などに好適な無線機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本発明者らは、特願平８−１６００１６号により、筒状の折り返しアンテナエレメントとその軸方向に移動自在に配設された棒状アンテナエレメントとからなり、９００ＭＨｚ帯の第１周波数ｆ１と１８００ＭＨｚ帯の第２周波数ｆ２とのデュアルバンドで使用できる引き出し収納自在なアンテナを提案している。この折り返しアンテナエレメントの形状は、線状または帯状の導体を基端から先端側の方向に配設し、この先端側で前記導体を少なくとも１回折り返して前記方向と平行にジグザグ状に配設したものである。そして、この形状の導体からなる折り返しアンテナエレメントが筒状とされる。この引き出し収納自在なアンテナにあっては、折り返しアンテナエレメントの基端から先端までの実効長を第１周波数ｆ１に対して１／４波長であるとともにこの第１周波数よりも高い周波数の第２周波数ｆ２に対して３／４波長であるように設定される。また、棒状アンテナエレメントの基端から先端までの実効長が、第１周波数ｆ１に対して１／２波長であり、第２周波数ｆ２に対して１波長となるように設定される。
【０００３】
上記特願平８−１６００１６号で提案した引き出し収納自在なアンテナにあっては、折り返しアンテナエレメントの実効長を、第１周波数ｆ１と第２周波数ｆ２の所望の波長に設定することが難しい。そこで、本発明者らは、特願平１０−１３６０００号により、改良された引き出し収納自在なアンテナの技術を提案している。ここで提案される引き出し収納自在なアンテナを構成する折り返しアンテナエレメントは、特願平８−１６００１６号で提案された構造とその一部が相違している。すなわち、特願平１０−１３６０００号で提案される折り返しアンテナエレメントの構造は、線状または帯状の導体を基端から先端側の方向に配設し、この先端側で導体を少なくとも１回折り返して前記方向と平行にジグザグ状に配設して第１エレメントを形成するとともに、基端から先端側の最初の折り返し点までの途中または最初の折り返し点で導体を分岐して少なくとも１回折り返して前記方向と平行にジグザグ状に配設して第２エレメントを形成してある。また、かかる形状の導体からなる折り返しアンテナエレメントが筒状とされる。そして、折り返しアンテナエレメントは、その基端から第１エレメントの先端までの実効長が第１周波数ｆ１に対して１／４波長とするとともに、基端から第２エレメントの先端までの実効長が第２周波数ｆ２に対して１／４波長であるように設定される。このように第１周波数ｆ１と第２周波数ｆ２に対して、第１エレメントと第２エレメントでそれぞれに独立させて実効長の設定ができるので、その調整が容易である。また、棒状アンテナエレメントは、特願平８−１６００１６号で提案された構造と同様であって、その実効長が第１周波数ｆ１に対して１／２波長であるとともに第２周波数ｆ２に対して１波長であるように設定される。
【０００４】
なお、特願平８−１６００１６号および特願平１０−１３６０００号で提案するいずれの引き出し収納自在なアンテナにあっても、アンテナ引き出し状態で、折り返しアンテナエレメントの先端側から棒状アンテナエレメントの基端側が抜け出ておりまたは挿入状態でもその重なり寸法は僅かであって、両者間の結合容量の容量値は比較的に小さく設定される。そこで、折り返しアンテナエレメントと棒状アンテナエレメントは比較的に小さな容量値で容量結合される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述の既提案のいずれの引き出し収納自在なアンテナにあっても、棒状アンテナエレメントの実効長が第１周波数ｆ１の１／２波長に設定されている。そして、アンテナ収納状態における引き出し収納自在なアンテナ全体の寸法は、この棒状アンテナエレメントの物理的長さにより規制される。ここで、棒状アンテナエレメントがホイップアンテナエレメント単体で形成されるならば、第１周波数ｆ１が９００ＭＨｚであれば、その長さは約１７ｃｍにもなる。そこで、その物理的長さをより短くするために、棒状アンテナエレメントとしてホイップアンテナエレメントとその先端側にヘリカルアンテナエレメントを配設して形成したものが利用される。
【０００６】
ところで、携帯電話機などにあっては、より携帯に便利なものとすべく小型化および軽量化が図られる。そこで、収納状態における引き出し収納自在なアンテナ全体の長さもより短いものが望まれる。
【０００７】
本発明は、上述のごとき既提案技術をより改善すべくなされたもので、収納状態における全長をより短くすることのできる引き出し収納自在なアンテナを提供することを目的とする。また、かかる引き出し収納自在なアンテナを使用することで、小型化が容易な無線機を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明の引き出し収納自在なアンテナは、線状または帯状の導体を基端から先端側の方向に配設し、この先端側で前記導体を少なくとも１回折り返して前記方向と平行に配設してなる折り返しアンテナエレメントを、その基端から先端までの実効長を第１周波数に対して１／４波長であるとともに、第２周波数に対して３／４波長であるようにし、この折り返しアンテナエレメントを筒状としてその軸方向に棒状アンテナエレメントを移動自在に配設し、この棒状アンテナエレメントの引き出し状態で前記折り返しアンテナエレメントの筒状の先端側に前記棒状アンテナエレメントの基端側が軸方向に互いに重なった挿入状態で容量結合させて、前記折り返しアンテナエレメントの前記基端から筒状の先端側までのインダクタンスと前記容量結合の結合容量および前記棒状アンテナエレメントのインダクタンスの直列共振回路を形成し、前記結合容量による実効長を短くする作用によって、前記折り返しアンテナエレメントの基端から前記棒状アンテナエレメントの先端までの実効長が、前記第１周波数に対して１／４波長であり、前記第２周波数に対して３／４波長であるように構成されている。
【０００９】
また、線状または帯状の導体を基端から先端側の方向に配設し、この先端側で前記導体を少なくとも１回折り返して前記方向と平行に配設して第１エレメントを形成するとともに、前記基端から前記先端側の最初の折り返し点までの途中または前記最初の折り返し点で前記導体を分岐して少なくとも１回折り返して前記方向と平行に配設して第２エレメントを形成してなる折り返しアンテナエレメントを、その基端から前記第１エレメントの先端までの実効長を第１周波数に対して１／４波長とし、前記基端から前記第２エレメントの先端までの実効長を第２周波数に対して１／４波長とし、この折り返しアンテナエレメントを筒状としてその軸方向に棒状アンテナエレメントを移動自在に配設し、この棒状アンテナエレメントの引き出し状態で前記折り返しアンテナエレメントの筒状の先端側に前記棒状アンテナエレメントの基端側が軸方向に互いに重なった挿入状態で容量結合させて、前記折り返しアンテナエレメントの前記基端から筒状の先端側までのインダクタンスと前記容量結合の結合容量および前記棒状アンテナエレメントのインダクタンスの直列共振回路を形成し、前記結合容量による実効長を短くする作用によって、前記折り返しアンテナエレメントの基端から前記棒状アンテナエレメントの先端までの実効長が、前記第１周波数に対して１／４波長であり、前記第２周波数に対して３／４波長であるように構成しても良い。
【００１０】
そして、前記棒状アンテナエレメントをホイップアンテナエレメントとその先端側に配設されるヘリカルアンテナエレメントで構成することもできる。
【００１１】
そしてまた、前記棒状アンテナエレメントをホイップアンテナエレメントとその先端側に軸方向に移動自在に被せられる筒状アンテナエレメントで構成することも可能である。
【００１２】
そして、前記棒状アンテナエレメントの収納状態で、前記棒状アンテナエレメントの先端側が前記折り返しアンテナエレメントから軸方向に十分に離されて電気的結合しないように構成されている。
【００１３】
そしてまた、本発明の無線機は、請求項１または２記載の引き出し収納自在なアンテナを用い、前記折り返しアンテナエレメントを外方に突出させてこの折り返しアンテナエレメントの基端側に電気的接続して設けた給電金具を無線機筐体の側壁を貫通させて配設し、前記給電金具に前記無線機筐体内に収容される無線回路を電気的接続して構成されている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の引き出し収納自在なアンテナの第１実施例を図１および図２を参照して説明する。図１は、本発明の引き出し収納自在なアンテナの第１実施例を示す図であり、（ａ）はアンテナ引き出し状態を示し、（ｂ）はアンテナ収納状態を示し、（ｃ）はアンテナ引き出し状態における等価回路図である。図２は、筒状の折り返しアンテナエレメントの一例の外観斜視図である。
【００１５】
図２に示すごとく、折り返しアンテナエレメント１０は筒状とされる。そして、この筒状の折り返しアンテナエレメント１０の同軸上に軸方向に移動自在に棒状アンテナエレメント１２が配設される。この第１実施例の折り返しアンテナエレメント１０は、線状または帯状の導体を基端から先端側の方向に配設し、この先端側で導体を少なくとも１回折り返して前記方向と平行にジグザグ状に配設してなる。また、棒状アンテナエレメント１２は、引き出し方向および収納方向のいずれにあっても、その移動が適宜に規制されて抜け落ちないように構成されることは勿論である。しかも、本発明の引き出し収納自在なアンテナにあっては、引き出し状態で折り返しアンテナエレメント１０の筒状の先端側に棒状アンテナエレメント１２の基端側が軸方向に互いに重なって挿入状態となるように、その引き出し方向の移動が規制される。
【００１６】
そして、折り返しアンテナエレメント１０は、基端から先端までの実効長が第１周波数ｆ１（波長λ１）に対して１／４波長であるとともに、第２周波数ｆ２（波長λ２）に対して３／４波長となるように設定される。また、折り返しアンテナエレメント１０の基端から最初の折り返し点（筒状の先端側）までの寸法は一例として約２５ｍｍとされる。さらに、棒状アンテナエレメント１２の寸法は一例として１１０ｍｍであり、引き出し状態で折り返しアンテナエレメント１０の筒状の先端側に軸方向に約１０ｍｍ重なるようにされ、引き出し状態の折り返しアンテナエレメント１０の基端から棒状アンテナエレメント１２の先端までの寸法は約１２５ｍｍとされる。ここで、一例として、第１周波数ｆ１は９００ＭＨｚであり、第２周波数ｆ２は１８００ＭＨｚである。
【００１７】
かかる構成において、図１（ｂ）の収納状態では、折り返しアンテナエレメント１０単体により第１周波数ｆ１と第２周波数ｆ２が共振されて、待ち受け受信が可能である。そして、折り返しアンテナエレメント１０は、その実効長が第１周波数ｆ１に対して１／４波長であり、第２周波数ｆ２に対して３／４波長であるので、その入出力インピーダンスはともに約５０オームとなる。なお、収納状態では、棒状アンテナエレメント１２の先端部が、折り返しアンテナエレメント１０から軸方向に充分に離されて何ら電気的結合がされず、棒状アンテナエレメント１２はアンテナとして作用しないので、アンテナ特性に何ら影響を与えない。また、収納状態で、棒状アンテナエレメント１２の先端部が、折り返しアンテナエレメント１０に近接していて容量結合したとしても、折り返しアンテナエレメント１０の基端から棒状アンテナエレメント１２の基端までの実効長を、第１周波数ｆ１および第２周波数ｆ２の周波数帯域内にある周波数が共振しないように構成すれば良い。
【００１８】
また、図１（ａ）の引き出し状態では、折り返しアンテナエレメント１０の筒状の先端部と棒状アンテナエレメント１２の基端部が比較的に大きな値の結合容量Ｃで容量結合される。そこで、図１（ｃ）に示すごとく、その等価回路は折り返しアンテナエレメントの基端から筒状の先端側までのインダクタンスＬ１と容量結合の結合容量Ｃおよび棒状アンテナエレメント１２のインダクタンスＬ２の直列共振回路が形成される。ここで、引き出し状態で折り返しアンテナエレメント１０の基端から棒状アンテナエレメント１２の先端までの物理的長さは、第１周波数ｆ１の１／４波長（８３．３ｍｍ）よりも長い約１２５ｍｍであるが、中間に介装される容量結合Ｃにより実効長がこれよりも短くなるように作用し、第１周波数ｆ１の１／４波長として動作する。また、中間に介装される容量結合Ｃは、高い周波数の第２周波数ｆ２に対して実効長を同様に短くするように作用し、第２周波数ｆ２の３／４波長として動作する。したがって、アンテナ引き出し状態にあっても、第１周波数ｆ１と第２周波数ｆ２が共振して送受信が可能である。しかも、第１周波数ｆ１と第２周波数ｆ２に対して１／４波長と３／４波長の実効長であり、その入出力インピーダンスはともに約５０オームであり、収納状態とほぼ同じである。そこで、この入出力インピーダンスが約５０オームの本発明の引き出し収納自在なアンテナに、５０オームの入出力インピーダンスの同軸ケーブルおよび無線回路を接続することで、整合回路を必要とせずに効率良く信号を伝送することが可能である。
【００１９】
そして、棒状アンテナエレメント１２の物理的長さが既提案のものよりも短い分だけ収納状態における引き出し収納自在なアンテナの全長が短くなり、小型化される携帯電話機などのアンテナとして好適である。
【００２０】
ところで、第１周波数ｆ１と第２周波数ｆ２に対する折り返しアンテナエレメント１０と棒状アンテナエレメント１２の実効長の設定は、一例として以下のごとき手順でなされる。まず、折り返しアンテナエレメント１０の基端から先端までの展開した物理的長さをほぼ第１周波数ｆ１の１／４波長の長さにしてこれをジグザグ状とする。このジグザグ状の折り返しアンテナエレメント１０は、導体間に浮遊容量を生じるが、周波数の低い第１周波数ｆ１に対しては大きな影響がなく、第１周波数ｆ１が共振し得る。しかし、第２周波数ｆ２に対しては、この導体間の浮遊容量が大きく影響して、基端から先端までの実効長が大幅に短くなるように作用する。そこで、ジグザグ状の間隔および平行となる長さなどを調整して導体間の浮遊容量を調整することで、第２周波数ｆ２に対して３／４波長の実効長に設定することができる。
【００２１】
次に、アンテナ引き出し状態における第１周波数ｆ１と第２周波数ｆ２に対する実効長の設定を説明する。アンテナ引き出し状態にあっては、折り返しアンテナエレメント１０の筒状の先端側と棒状アンテナエレメント１２の基端側の軸方向の重なりを大きくして結合容量Ｃの容量値を大きくすれば共振周波数が高くなり、重なりを少なくして結合容量Ｃの容量値を小さくすれば共振周波数が低くなる。そこで、引き出し状態で折り返しアンテナエレメント１０の基端から棒状アンテナエレメント１２の先端までの物理的長さをまず第１周波数ｆ１の１／４波長よりも長く設定し、折り返しアンテナエレメント１０の筒状の先端側と棒状アンテナエレメント１２の基端側との間の軸方向の重なりを調整して結合容量Ｃの容量値を調整することで、その実効長を第１周波数ｆ１の１／４波長とする。そして、この状態でその実効長が３／４波長として共振する周波数が、第２周波数ｆ２よりも高いならば、折り返しアンテナエレメント１０の筒状の先端側と棒状アンテナエレメント１２の基端側の軸方向の重なりを少し小さくすることで容量値を小さくして３／４波長での共振周波数を低くして第２周波数ｆ２に一致させる。かかる調整により、１／４波長での共振周波数は低くなり第１周波数ｆ１より低いものとなるが、その影響は第２周波数ｆ２に対するよりも少ない。さらに、棒状アンテナエレメント１２の長さを少し短くして１／４波長での共振周波数を高くして第１周波数ｆ１に合わせる。すると、この調整で、３／４波長での共振周波数は高くなるが、その影響は第１周波数ｆ１に対するよりも少ない。このようにして、折り返しアンテナエレメント１０の筒状の先端側と棒状アンテナエレメント１２の基端側との結合容量Ｃの調整と棒状アンテナエレメント１２の長さの調整を繰り返して行うことで、折り返しアンテナエレメント１０の基端から棒状アンテナエレメント１２の先端までの実効長を第１周波数ｆ１に対して１／４波長で第２周波数ｆ２に対して３／４波長に設定することができる。また、引き出し状態で折り返しアンテナエレメント１０の基端から棒状アンテナエレメント１２の先端までの実効長を第１周波数ｆ１の１／４波長とし、この状態でその実効長が３／４波長として共振する周波数が第２周波数ｆ２よりも低ければ、折り返しアンテナエレメント１０の筒状の先端側と棒状アンテナエレメント１２の基端側の軸方向の重なりを大きくするとともに棒状アンテナエレメント１２の長さを長くするなどして、同様に調整が可能である。このようにして実験により得られた寸法値に基づいて、量産設計がなされる。
【００２２】
次に、本発明の引き出し収納自在なアンテナの第２実施例を図３を参照して説明する。図３は、本発明の引き出し収納自在なアンテナの第２実施例を示す図であり、（ａ）はアンテナ引き出し状態を示し、（ｂ）はアンテナ収納状態を示す。
【００２３】
図３において、筒状の折り返しアンテナエレメント２０の同軸上に軸方向に移動自在に棒状アンテナエレメント２２が配設される。この第２実施例の折り返しアンテナエレメント２０は、線状または帯状の導体を基端から筒状の先端側の方向に配設し、この先端側で導体を少なくとも１回折り返して前記方向と平行にジグザグ状に配設して第１エレメント２４が形成されるとともに、基端から筒状の先端側の最初の折り返し点で導体を分岐して少なくとも１回折り返して前記方向と平行にジグザグ状に配設して第２エレメント２６が形成される。なお、第２エレメント２６は、基端から先端側の最初の折り返し点までの途中で分岐して形成されても良い。また、棒状アンテナエレメント２２は、基端側のホイップアンテナエレメント２８とその先端側に設けられるヘリカルアンテナエレメント３０とにより形成される。そして、この棒状アンテナエレメント２２は、引き出し方向および収納方向のいずれにあっても、その移動が適宜に規制されて抜け落ちないように構成されることは勿論である。しかも、引き出し状態で折り返しアンテナエレメント２０の筒状の先端側に棒状アンテナエレメント２２の基端側が軸方向に互いに重なって挿入状態となるように、その引き出し方向の移動が規制される。
【００２４】
そして、折り返しアンテナエレメント２０は、第１周波数ｆ１に対して基端から第１エレメント２４の先端までの実効長が１／４波長となるように設定され、第２周波数ｆ２に対して基端から第２エレメント２６の先端までの実効長が１／４波長となるように設定される。また、折り返しアンテナエレメント２０の基端から最初の折り返し点（筒状の先端側）までの寸法は一例として約２５ｍｍとされる。そして、棒状アンテナエレメント２２の寸法はヘリカルアンテナエレメント３０を設けた分だけ第１実施例よりも短く設定される。また、引き出し状態で折り返しアンテナエレメント２０の筒状の先端側に棒状アンテナエレメント２２の基端側のホイップアンテナエレメント２８の基端側が軸方向に約１０ｍｍ重なるようになされ、引き出し状態の折り返しアンテナエレメント２０の基端から棒状アンテナエレメント２２の先端までの物理的寸法は、第１実施例よりも短く設定される。
【００２５】
かかる構成の第２実施例にあっても、アンテナ収納状態では、折り返しアンテナエレメント２０の第１エレメント２４と第２エレメント２６により、それぞれに第１周波数ｆ１と第２周波数ｆ２が共振されて待ち受け受信が可能である。また、アンテナ引き出し状態でも、折り返しアンテナエレメント２０の基端から棒状アンテナエレメント２２の先端までの実効長が、第１周波数ｆ１に対して１／４波長として作用し、第２周波数ｆ２に対して３／４波長として作用する。しかも、折り返しアンテナエレメント２０を第１エレメント２４と第２エレメント２６を有するものとしたので、第１エレメント２４と第２エレメント２６のそれぞれの実効長を第１周波数ｆ１と第２周波数ｆ２に対して１／４波長にそれぞれに独立して調整でき、その調整が容易である。また、棒状アンテナエレメント２２は、先端部にヘリカルアンテナエレメント３０を設けることでその物理的長さをより短くすることができ、アンテナ収納状態の引き出し収納自在なアンテナの全長を第１実施例よりもさらに短くすることができる。
【００２６】
さらに、本発明の引き出し収納自在なアンテナの第３実施例を図４を参照して説明する。図４は、本発明の引き出し収納自在なアンテナの第３実施例を示す図であり、（ａ）はアンテナ引き出し状態を示し、（ｂ）はアンテナ収納状態を示す。
【００２７】
図４において、筒状の折り返しアンテナエレメント４０の同軸上に軸方向に移動自在に棒状アンテナエレメント４２が配設される。この第３実施例の折り返しアンテナエレメント４０は、第１実施例における折り返しアンテナエレメント１０と同様であるが、基端から最初の折り返し点までがジグザグ状に形成される点で相違する。また、棒状アンテナエレメント４２は、基端側にホイップアンテナエレメント４４が設けられ、このホイップアンテナエレメント４４の先端側から筒状アンテナエレメント４６が被せられてテレスコープ状に軸方向に相対的に移動自在とされ、ホイップアンテナエレメント４４の先端に設けられた導電材からなるバネ４８が筒状アンテナエレメント４６の内周壁に弾接して電気的接続がなされている。そして、アンテナ引き出し状態で棒状アンテナエレメント４２を伸長させた状態では、折り返しアンテナエレメント４０の基端から棒状アンテナエレメント６２の先端までの実効長が第１周波数ｆ１に対して１／４波長であるとともに第２周波数ｆ２に対して３／４波長となるように設定される。この調整も、第１実施例と同様に行うことができる。
【００２８】
かかる構成の第３実施例にあっても、アンテナ収納状態および引き出し状態のいずれでも、第１周波数ｆ１と第２周波数ｆ２が共振して送受信が可能である。そして、アンテナ収納状態では棒状アンテナエレメント４２の長さが、筒状アンテナエレメント４６内にホイップアンテナエレメント４４の大部分が収納されることで、その全長がより短いものとなる。
【００２９】
上述のごとき引き出し収納自在なアンテナを用いた無線機の構造を図５を参照して説明する。図５は、本発明の引き出し収納自在なアンテナを無線機に配設したアンテナ引き出し状態の要部縦断面図である。
【００３０】
図５において、略筒状の導電材からなる給電金具８０の先端側に絶縁材からなる筒状のコア部材８２が配設固定される。このコア部材８２の外周面に、一例として第１実施例の筒状の折り返しアンテナエレメント１０が配設され、その基端が給電金具８０に半田付けなどにより適宜に電気的接続される。そして、コア部材８２の先端にＣ字状樹脂バネ８４が配設され、折り返しアンテナエレメント１０の外周を覆うとともにＣ字状樹脂バネ８４の軸方向の移動を規制するように絶縁材からなるキャップ部材８６が被せられその基端部が給電金具８０に螺合されて固定される。なお、コア部材８２の内周には、先端側の径が小さくなる段差部８２ａが設けられる。
【００３１】
また、一例として第１実施例の可撓性と導電性を有する線状体からなる棒状アンテナエレメント１２に絶縁チューブ８８が被せられ、その基端に絶縁材からなるストッパ９０が設けられる。この棒状アンテナエレメント１２の先端側にストッパ９０と同径の絶縁部材９２が設けられその先端にトップ部材９４が配設固定される。そして、棒状アンテナエレメント１２などの組み付け体が、折り返しアンテナエレメント１０などの組み付け体に、軸方向に移動自在に組み込み配設される。しかも、ストッパ９０でコア部材８２の内周壁の段差部８２ａにより引き出し方向の抜けが阻止されるとともにストッパ９０の外周面に軸回りに形成した溝にＣ字状樹脂バネ８４が弾力的に係合して軸方向の移動が弾力的に規制され、その引き出し状態が維持される。また、トップ部材９４により収納方向の移動が阻止されるとともに絶縁部材９２の外周面に軸回りに形成された溝にＣ字状樹脂バネ８４が弾力的に係合して軸方向の移動が弾力的に規制され、その収納状態が維持される。
【００３２】
さらに、無線機筐体９６にその側壁を貫通させて導電材からなる給電受金具９８が配設される。この無線機筐体９６内には、無線回路５０（図５には図示されていない）などを搭載する回路基板１００が適宜に設けられ、この回路基板１００に設けられた給電板バネ１０２が無線機筐体９６内に突出する給電受金具９８に弾接される。この給電板バネ１０２は無線回路５０に適宜に電気的接続されることは勿論である。そこで、給電金具８０を給電受金具９８に螺合固定することで、折り返しアンテナエレメント１０の基端が給電金具８０と給電受金具９８および給電板バネ１０２を介して回路基板１００に搭載される無線回路５０に電気的接続されて、無線機が構成される。
【００３３】
なお、折り返しアンテナエレメントの構造は、上記実施例に限られず、第１周波数ｆ１と第２周波数ｆ２に対して、その実効長が１／４波長または３／４波長として共振ができるものであれば良い。また、棒状アンテナエレメントの構造は、上記実施例に限られず、外観が棒状であれば良い。そしてまた、第３実施例のごとく筒状アンテナエレメント４６は一段のものに限られず、複数段設けられても良い。さらに、図５に示す無線機にあっては、給電金具８０と給電受金具９８および給電板バネ１０２がアンテナ作用を奏するならば、折り返しアンテナエレメントのアンテナとしての基端は、それ自体の基端部でなく、給電板バネ１０２の回路基板１００への接続点であることは容易に理解されるであろう。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の引き出し収納自在なアンテナおよび無線機は構成されているので、以下のごとき格別な効果を奏する。
【００３５】
請求項１または２記載のいずれの引き出し収納自在なアンテナにあっても、棒状アンテナエレメントの実効長が、既提案のこの種の引き出し収納自在なアンテナよりも短くでき、その収納状態における引き出し収納自在なアンテナの全長がより短いなものとなる。
【００３６】
そして、請求項３記載の引き出し収納自在なアンテナにあっては、ヘリカルアンテナエレメントを一部に設けることにより棒状アンテナエレメントの物理的長さを短くすることができ、それだけ収納状態における全長を短くすることができる。
【００３７】
そしてまた、請求項４記載の引き出し収納自在なアンテナにあっては、筒状アンテナエレメントを用いてテレスコープ状にすることにより収納状態での棒状アンテナエレメントの長さを伸長状態のほぼ半分またはそれ以下の長さまで短くでき、それだけ収納状態における全長を短くすることができる。
【００３８】
そして、請求項５記載の引き出し収納自在なアンテナにあっては、収納状態で棒状アンテナエレメントが折り返しアンテナエレメントに電気的結合しないので、収納状態では折り返しアンテナエレメントのみがアンテナとして作用し、棒状アンテナエレメントによりアンテナ特性が影響されることがない。
【００３９】
そしてまた、請求項６記載の引き出し収納自在なアンテナにあっては、収納様態で全長が短い引き出し収納自在なアンテナを用いているので、小型化が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の引き出し収納自在なアンテナの第１実施例を示す図であり、（ａ）はアンテナ引き出し状態を示し、（ｂ）はアンテナ収納状態を示し、（ｃ）はアンテナ引き出し状態における等価回路図である。
【図２】 筒状の折り返しアンテナエレメントの一例の外観斜視図である。
【図３】 本発明の引き出し収納自在なアンテナの第２実施例を示す図であり、（ａ）はアンテナ引き出し状態を示し、（ｂ）はアンテナ収納状態を示す。
【図４】 本発明の引き出し収納自在なアンテナの第３実施例を示す図であり、（ａ）はアンテナ引き出し状態を示し、（ｂ）はアンテナ収納状態を示す。
【図５】 本発明の引き出し収納自在なアンテナを無線機に配設したアンテナ引き出し状態の要部縦断面図である。
【符号の説明】
１０、２０、４０ 折り返しアンテナエレメント
１２、２２、４２ 棒状アンテナエレメント
２４ 第１エレメント
２６ 第２エレメント
２８、４４ ホイップアンテナエレメント
３０ ヘリカルアンテナエレメント
４６ 筒状アンテナエレメント
４８ バネ
５０ 無線回路
７０ 筒状アンテナエレメント
８０ 給電金具
９６ 無線機筐体
９８ 給電受金具
１００ 回路基板
１０２ 給電板バネ
ｆ１ 第１周波数
ｆ２ 第２周波数
Claims (6)
- 線状または帯状の導体を基端から先端側の方向に配設し、この先端側で前記導体を少なくとも１回折り返して前記方向と平行に配設してなる折り返しアンテナエレメントを、その基端から先端までの実効長を第１周波数に対して１／４波長であるとともに、第２周波数に対して３／４波長であるようにし、この折り返しアンテナエレメントを筒状としてその軸方向に棒状アンテナエレメントを移動自在に配設し、この棒状アンテナエレメントの引き出し状態で前記折り返しアンテナエレメントの筒状の先端側に前記棒状アンテナエレメントの基端側が軸方向に互いに重なった挿入状態で容量結合させて、前記折り返しアンテナエレメントの前記基端から筒状の先端側までのインダクタンスと前記容量結合の結合容量および前記棒状アンテナエレメントのインダクタンスの直列共振回路を形成し、前記結合容量による実効長を短くする作用によって、前記折り返しアンテナエレメントの基端から前記棒状アンテナエレメントの先端までの実効長が、前記第１周波数に対して１／４波長であり、前記第２周波数に対して３／４波長であるように構成したことを特徴とする引き出し収納自在なアンテナ。
- 線状または帯状の導体を基端から先端側の方向に配設し、この先端側で前記導体を少なくとも１回折り返して前記方向と平行に配設して第１エレメントを形成するとともに、前記基端から前記先端側の最初の折り返し点までの途中または前記最初の折り返し点で前記導体を分岐して少なくとも１回折り返して前記方向と平行に配設して第２エレメントを形成してなる折り返しアンテナエレメントを、その基端から前記第１エレメントの先端までの実効長を第１周波数に対して１／４波長とし、前記基端から前記第２エレメントの先端までの実効長を第２周波数に対して１／４波長とし、この折り返しアンテナエレメントを筒状としてその軸方向に棒状アンテナエレメントを移動自在に配設し、この棒状アンテナエレメントの引き出し状態で前記折り返しアンテナエレメントの筒状の先端側に前記棒状アンテナエレメントの基端側が軸方向に互いに重なった挿入状態で容量結合させて、前記折り返しアンテナエレメントの前記基端から筒状の先端側までのインダクタンスと前記容量結合の結合容量および前記棒状アンテナエレメントのインダクタンスの直列共振回路を形成し、前記結合容量による実効長を短くする作用によって、前記折り返しアンテナエレメントの基端から前記棒状アンテナエレメントの先端までの実効長が、前記第１周波数に対して１／４波長であり、前記第２周波数に対して３／４波長であるように構成したことを特徴とする引き出し収納自在なアンテナ。
- 請求項１または２記載の引き出し収納自在なアンテナにおいて、前記棒状アンテナエレメントをホイップアンテナエレメントとその先端側に配設されるヘリカルアンテナエレメントで構成したことを特徴とする引き出し収納自在なアンテナ。
- 請求項１または２記載の引き出し収納自在なアンテナにおいて、前記棒状アンテナエレメントをホイップアンテナエレメントとその先端側に軸方向に移動自在に被せられる筒状アンテナエレメントで構成したことを特徴とする引き出し収納自在なアンテナ。
- 請求項１または２記載の引き出し収納自在なアンテナにおいて、前記棒状アンテナエレメントの収納状態で、前記棒状アンテナエレメントの先端側が前記折り返しアンテナエレメントから軸方向に十分に離されて電気的結合しないように構成したことを特徴とする引き出し収納自在なアンテナ。
- 請求項１または２記載の引き出し収納自在なアンテナを用い、前記折り返しアンテナエレメントを外方に突出させてこの折り返しアンテナエレメントの基端側に電気的接続して設けた給電金具を無線機筐体の側壁を貫通させて配設し、前記給電金具に前記無線機筐体内に収容される無線回路を電気的接続して構成したことを特徴とする無線機。
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