JP4715603B2 - アンテナ装置 - Google Patents

Description

本発明は、放送波受信用のアンテナ装置に係り、特に、人体に装着して使用される携帯機器で地上デジタル放送を受信するためのアンテナ装置に関する。

さらに詳しくは、本発明は、イヤホンへ音声信号を伝送するケーブルを活用して構成されるアンテナ装置に係り、特に、人体が携帯機器やイヤホン・ケーブルを使用する形態に拘らず高利得化と広帯域化を実現するアンテナ装置に関する。

２００３年１２月１日から、関東・近畿・中京の３大広域圏で地上波のＵＨＦ帯（４７０ＭＨｚ〜８９０ＭＨｚ）を使用する地上デジタル放送のサービスが開始された。地上デジタル放送では、デジタル・ハイビジョンの高画質・高音質番組に加えて、双方向番組を提供することが可能となる。地上デジタル・テレビ放送は、ＵＨＦアンテナで受信でき、また、走行している電車やバスなどに設置したテレビでもチラツキがなくきれいに受信・視聴することが可能になる。また、携帯情報端末などで、簡易動画やデータ放送、音声放送を受信・視聴するサービスも予定されている（例えば、非特許文献１を参照のこと）。

地上デジタル放送は６メガヘルツの帯域を１３のセグメントに分けて送る放送方式であるが、１３の真中のセグメント１つだけで携帯電話・移動体端末向けの映像、音声、データを配信する１セグメント部分受信サービスすなわち「ワンセグ」が２００６年４月１日（土）から開始される予定であり、注目を集めている。ワンセグの番組サービスは基本的に１２セグメントを使って配信される通常のテレビ受信機向けの番組と同じ内容であり、普段は家庭内の設置テレビで見慣れた人気番組を外出先でも享受することができる。受信端末としては、携帯電話の他、カーナビ、パソコン、専用ポータブルテレビなど多種多様な受信機が登場すると予想されている。

また、２００３年１０月１０日から地上波デジタル・ラジオ放送が開始されている。地上波デジタル・ラジオ放送の配信方式の１つに、現状のＶＨＦ帯７チャネル（１８８ＭＨｚ〜２００ＭＨｚ）を８セグメントに分割し、このうち３セグメントで１チャネルを構成する３セグメント対応デジタル放送が挙げられる。この方式によれば、音声、簡易動画、並びにデータ放送という多彩のサービスが可能であり、また、屋内での受信はもとより、カーラジオなどの車載受信機やポケットタイプなどの携帯受信機でもクリアな受信が可能となる（例えば、非特許文献２を参照のこと）。

比較的小型の放送波受信機器向けの受信アンテナとしては、ロッド・アンテナが広く利用されており、伸縮型のロッド・アンテナやヘリカル・アンテナなどが知られている。携帯機器向けの地上デジタル放送が普及すると、さまざまな視聴形態に柔軟に対応して高感度な受信性能を確保する必要がある。とりわけ、人体に装着して使用される携帯機器では、人体がグランドとして作用してアンテナ利得や受信帯域に影響を及ぼすことから、受信アンテナの構成方法が１つの重要な技術的課題になると本発明者らは思料する。

例えば、イヤホン・ケーブルをアンテナ回路と結合して、イヤホン・ケーブルを携帯無線機器のワイヤ・アンテナとして用いることが知られている。この種のイヤホン・アンテナによれば、比較的単純な構成により携帯性の高い方送受信用アンテナを実現することができ、軽量、小型、携帯性といった要求を阻害することなく、且つ、目立たないデザインでアンテナを搭載することができる。

例えば、イヤホン・マイクロホンと携帯電話機を接続するコードが音響信号線とグランド線の対からなる並行２芯ケーブルで構成される場合に、グランド線をアンテナとして活用することで、イヤホン・ケーブル全体をアンテナとしたイヤホン・マイクロホンについて提案がなされている（例えば、特許文献１を参照のこと）。

また、ダイポール・アンテナとして機能し、広帯域にわたって高利得を得ることができるイヤホン・アンテナについて提案がなされている（例えば、特許文献２を参照のこと）。このイヤホン・アンテナは、一端が多極コネクタを介して無線機本体に接続されるシールド・ケーブルと、シールド・ケーブルの他端で接続ブロックを介して接続されるイヤホン・ケーブルで構成される。イヤホン・ケーブルは、イヤホンに音声信号を供給する２本の絶縁被覆された信号線で構成される。また、シールド・ケーブルは、高周波信号を通す中心導体を絶縁体で被覆しさらにシールド線で被覆した同軸線と、それぞれ絶縁被覆された音声信号用の信号線及びグランド線と、これらの外側に絶縁材を介してシールド線で被覆した構造を持つ。音声信号用の信号線とグランド線は、それぞれ音声信号の周波数領域では低インピーダンスで高周波信号の周波数領域では高インピーダンスとなる高周波チョークを介してイヤホン・ケーブルに接続して、音声信号の伝送路が形成される。一方、イヤホン・ケーブルと、シールド・ケーブル内の同軸線と音声信号線の外側を被覆するシールド線とでダイポール・アンテナを構成する。ここで、ダイポール・アンテナは平衡型のアンテナであるのに対し、同軸線は不平衡であることから、接続ブロックでは、インピーダンス及び並行不平衡のモード変換を行なうバランの不平衡部に同軸線の中心導体とそのシールド線を接続するとともに、イヤホン・ケーブルの２本の信号線を、音声信号の周波数領域では高インピーダンスで高周波信号の周波数領域では低インピーダンスとなるコンデンサを介してそれぞれバランの平衡部の一端に接続し、同軸線と音声信号線の外側を被覆するシールド線をバランの平衡部のもう一端に接続する。

あるいは、シールド・ケーブル内の同軸線の中心導体をイヤホン・ケーブルの一方の信号線に接続するとともに、音声信号の周波数領域では高インピーダンスで高周波信号の周波数領域では低インピーダンスとなるコンデンサを介してイヤホン・ケーブルの他方の信号線に接続する。シールド・ケーブル側の音声信号用の信号線を音声信号の周波数領域では低インピーダンスで高周波信号の周波数領域では高インピーダンスとなる高周波チョークを介してイヤホン・ケーブル側の２本の信号線にそれぞれ接続することで、音声信号の伝送路を形成する。一方、シールド・ケーブル内の同軸線と音声信号線の外側を被覆するシールド線をグランドに接続することで、イヤホン・ケーブルとシールド・ケーブル内の同軸線と音声信号線の外側を被覆するシールド線とでスリーブ・アンテナを構成する（例えば、特許文献３を参照のこと）。

ここで、人体に装着して使用される携帯機器の場合、人体が機器本体やイヤホン・ケーブルに対してさまざまな形態で近接するため、人体がグランドとして作用すると、アンテナ利得や受信帯域に影響を及ぼし、アンテナの受信の安定性を大きく損なうという問題がある。

また、ＵＨＦ帯やＶＨＦ帯にアンテナを調整した場合、イヤホン・アンテナ全体の長さが非常に長くなることから、イヤホン・ケーブルがユーザの身体や他の持ち物に絡み付いて利便性に欠ける、デザインも格好悪い印象を与える、といった問題がある。また、アンテナ機能を備えていない通常のイヤホンを接続した場合には、アンテナ特性に大きく依存し、利得を悪化させてしまう。

特開２００５−３５４２７５号公報 特開２００５−３３３６１３号公報 特開２００５−３４８２５２号公報 ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｄ−ｐａ．ｏｒｇ ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｄ−ｒａｄｉｏ．ｊｐ

本発明の目的は、人体に装着して使用される携帯機器で地上デジタル放送を受信するための優れたアンテナ装置を提供することにある。

本発明のさらなる目的は、イヤホンへ音声信号を伝送するケーブルを活用して構成される優れたアンテナ装置を提供することにある。

本発明のさらなる目的は、人体が携帯機器やイヤホン・ケーブルを使用する形態に拘らず高利得化と広帯域化を実現する優れたアンテナ装置を提供することにある。

本発明は、上記課題を参酌してなされたものであり、イヤホン・ケーブルと、チューナが搭載されている携帯機器とを接続するアンテナ・エレメント・ケーブルとして構成されるアンテナ装置であって、
前記アンテナ・エレメント・ケーブルの先端に設けられた、前記イヤホン・ケーブルを接続する多極ジャックを含んだ中継回路と、前記アンテナ・エレメント・ケーブルの基端に設けられた、前記携帯機器に接続するための多極プラグと、中心導体を第１の絶縁体で被覆しさらに外皮導体で被覆した同軸線と、左右の音声信号用となる２本の音声信号線を含む複数の信号線と、これら同軸線及び複数の信号線の外側を被覆する第２の絶縁材で構成されるアンテナ・ケーブル本体を備え、
前記中継回路は、左右の音声信号用となる２本の音声信号線を、音声信号の周波数領域では低インピーダンスで高周波信号の周波数領域では高インピーダンスとなる高周波チョークを介して、イヤホン・ケーブル側のそれぞれに対応する音声信号線に接続して、音声信号の伝送路を形成するとともに、前記同軸線に含まれる高周波数信号線を非接続とし、前記携帯機器側をグランドとすることで、前記同軸線のみでモノポール・アンテナを構成する、
ことを特徴とするアンテナ装置である。

地上デジタル放送による携帯機器向けのサービス開始に伴い、携帯機器用の受信アンテナの構成方法が１つの重要な技術的課題になる。例えば、イヤホン・ケーブルをアンテナ回路と結合して構成される、イヤホン・アンテナが知られており、軽量、小型、携帯性といった要求を阻害することなく、且つ、目立たないデザインでアンテナを搭載することができる。

従来、イヤホン・ケーブル全体をアンテナとしたイヤホン・アンテナについて提案され、ダイポール・アンテナやスリーブ・アンテナとして動作して、人体が携帯機器やイヤホン・ケーブルを使用する形態に拘らず高利得化と広帯域化を実現することができる。しかしながら、ＵＨＦ帯やＶＨＦ帯にアンテナを調整した場合、イヤホン・アンテナ全体の長さが非常に長くなることから、イヤホン・ケーブルがユーザの身体や他の持ち物に絡み付いて利便性に欠ける、デザインも格好悪い印象を与える、といった問題がある。

これに対し、本発明に係るアンテナ装置は、イヤホン・ケーブルと、チューナが搭載されている携帯機器とを接続するケーブルとして構成され、モノポール・アンテナとして動作するアンテナ・エレメント・ケーブルである。モノポール・アンテナは、ダイポール・アンテナに比べ半分の長さ（すなわちλ／４）と、比較的小型に構成することができる。モノポール・アンテナは、原理的には無限に広い導体板を必要とするが、携帯機器では非常に狭い導体板で代用される。

イヤホン・ケーブルは、左右のイヤホンに音声信号を供給する２本の絶縁被覆された音声信号線と、グランド線という３本の並走する信号線を束ねて構成され、その基端には各々の信号線に割り当てられた３極プラグが配設されている。

本発明に係るアンテナ装置としてのアンテナ・エレメント・ケーブルは、その先端にイヤホン・ケーブルの３極プラグを受容するための３極ジャックを備えるとともに、基端にはチューナを搭載した携帯機器に差し込むための４極プラグが配設されている。この４極プラグは、例えば３極に関してはイヤホン・ケーブルの３極プラグと同じピン割り当てを持つとともに、余剰の１ピンをアンテナに割り当てている。

また、チューナを搭載した携帯機器側は、本発明に係るアンテナ装置としてのアンテナ・エレメント・ケーブルをその基端の４極プラグを受容するための４極ジャックを備えている。この４極ジャックは、イヤホン・ケーブルが差し込まれた際に、その３極プラグが持つ左右の音声信号及びグランド線を接続するためのピン割り当てを持つとともに、残りの１ピンはアンテナ・エレメント・ケーブルが差し込まれた際のためにアンテナ受信信号線に割り当てられている。このような場合、アンテナ・エレメント・ケーブルの４極プラグは、イヤホン・ケーブルの基端の３極プラグとピン互換を持つことができ、アンテナ・エレメント・ケーブルに非対応のチューナに装着しても、イヤホン用の延長コードとして問題なく使用することができる。

アンテナ・エレメント・ケーブル本体は、中心導体を第１の絶縁体で被覆しさらに外皮導体で被覆した同軸線と、左右の音声信号用となる２本の音声信号線を含む複数の信号線と、これら同軸線及び複数の信号線の外側を被覆する第２の絶縁材で構成される。音声信号線を含む複数の信号線は、例えば同軸線回りに巻設されている。

アンテナ・エレメント・ケーブルの先端には、イヤホン・ケーブルの３極プラグを受容するための３極ジャックを含んだ中継回路が配設されている。この中継回路は、左右の音声信号用となる２本の音声信号の伝送路上に、音声信号の周波数領域では低インピーダンスで高周波信号の周波数領域では高インピーダンスとなる高周波チョークを装荷する。高周波チョークは、例えば、フェライト・ビーズで構成することができる。フェライト・ビーズは、フェライトと金属の複合化合物であるフェライト材料のインピーダンス成分の周波数特性を利用して、放射雑音の発生源となる信号を低減させるＥＭＩ対策部品として広く知られている（フェライト材料は周波数が高くなればなるほどインピーダンス成分が大きくなる）。同軸線に巻設されるそれ以外の信号線が存在する場合には、アンテナ・エレメント・ケーブルの両端で非接続として使用しない。

そして、同軸線に含まれる高周波数信号線を中継回路で非接続とし、携帯機器側をグランドとすると、同軸線のみでモノポール・アンテナを構成することができる。

例えば、同軸線の中心導体をイヤホン・ケーブル側のグランド線に接続して、グランドとして活用する。そして、同軸線の外皮導体を、中継回路では非接続するとともに、高周波信号を伝送させてチューナ側ではモノポール・アンテナとして動作するように構成されている。このような場合、音声信号が伝送される２０ｋＨｚ程度の低周波数帯域ではシールド効果を発揮して同軸線の中心導体がイヤホン・ケーブルに対する良好なグランドとして動作する一方、外皮導体で受信した放送波を伝送する７０ＭＨｚ以上の高周波数帯域ではアンテナとして動作することができる。また、チューナ側は、アンテナ受信信号の伝送路上に、音声信号の周波数領域では高インピーダンスで高周波信号の周波数領域では低インピーダンスとなるコンデンサを装荷している。

上述したように、アンテナ・エレメント・ケーブルの先端の多極ジャックは、前記イヤホン・ケーブルのＮ極プラグを受容するためのＮ極以上の多極ジャックを備えるとともに、その基端の多極ジャックは、（Ｎ＋１）極以上を備え、Ｎ極目までは前記イヤホン・ケーブルの基端のＮ極プラグと同じピン割り当てを持つとともに、（Ｎ＋１）極以降のいずれかの余剰の１ピンをアンテナに割り当て、前記チューナに対し前記イヤホン・ケーブルのＮ極プラグとのピン互換を提供することができる。

また、前記中継回路において、例えば、グランドとして使用される前記同軸線の中心導体と、アンテナとして使用される前記同軸線の外皮導体を高抵抗体で接続することによって、アンテナ・エレメント・ケーブルを装着したチューナ側に対してこれを通知するアンテナ検知手段を構成することができる。

具体的には、チューナを備えた携帯機器は、アンテナ・エレメント・ケーブルの基端に設けられた多極プラグを多極ジャックで受容すると、前記アンテナ・エレメント・ケーブルの多極プラグにおいて前記同軸線の中心導体と外皮導体にそれぞれ割り当てられている信号線間の電圧レベルを検査して、アンテナ用のピンがオープン又は短絡のいずれの状態であるかに応じてイヤホン・ケーブル又はアンテナ・エレメント・ケーブルのいずれが装着されているかを検知することができる。

本発明によれば、イヤホンへ音声信号を伝送するケーブルを活用して構成される優れたアンテナ装置を提供することができる。

また、本発明によれば、人体が携帯機器やイヤホン・ケーブルを使用する形態に拘らず高利得化と広帯域化を実現する優れたアンテナ装置を提供することができる。

本発明に係るアンテナ装置は、イヤホンと携帯機器本体間を接続するケーブルに同軸線を加え、その外皮導体のグランド側に高周波信号を入れるとともに、中心導体に音声信号のグランドを入れることで、モノポール・エレメント素子として使用することができ、高利得な放射効率を得ることができる。

本発明を適用したアンテナ・エレメント・ケーブルは、接続される多極プラグ付きイヤホンの種類に関係なく、所要の周波数特性を崩さずに放送波を受信することができる。

また、アンテナ・エレメント・ケーブルを装着したチューナ側に対してこれを通知するアンテナ検知手段としての高抵抗体は、アンテナの放射特性に影響を与えない。

本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳解する。

図１には、本発明を適用したアンテナ装置の基本構成を模式的に示している。受信端末は無線信号を受信するアンテナを備えているが、本発明では、このアンテナ部分は、イヤホンと、アンテナ・エレメント・ケーブルで構成され、イヤホンは基端に３極プラグを備えており、アンテナ・エレメント・ケーブルの先端には、この３極プラグを受容する３極ジャックを含んだ中継基板が配設されている。また、アンテナ・エレメント・ケーブルの基端は４極プラグで構成され、チューナを搭載した受信端末の４極ジャックに差し込むことができる。

図２には、図１に示したアンテナ装置及びその周辺の回路構成例を示している。

イヤホン・ケーブルは、左右のイヤホンに音声信号を供給する２本の絶縁被覆された音声信号線と、グランド線という３本の並走する信号線を束ねて構成される。イヤホン・ケーブルの基端では、グランド線並びに右左の音声信号線が３極プラグのピン＃１、＃２、＃３にそれぞれ割り当てられている。

アンテナ・エレメント・ケーブル１０本体は、芯線１１を内側絶縁体１２で被覆し、さらに外皮導体１３で被覆した同軸ケーブルと、左右の音声信号用となる２本の音声信号線１４〜１５を含む複数の信号線と、これら同軸ケーブル及び複数の信号線の外側を被覆する外皮絶縁材１７で構成される。音声信号線を含む複数の信号線１４〜１６は、絶縁電線で構成され、例えば同軸ケーブル回りに巻設されている。また、未使用となる信号線１６は両端で非接続（ＮＣ）にされる。例えば、特開２００５−１２２９３７号公報に開示されているシールド・ケーブルをアンテナ・エレメント・ケーブル１０本体として使用することができる。

アンテナ・エレメント・ケーブル１０の先端には、イヤホン・ケーブルの３極プラグを受容するための３極ジャックを含んだ中継回路２０が配設されている。図３には、中継基板２０を構成する基板の表面実装例を示している。

この中継基板２０は、３極プラグのピン＃１〜＃２に接続される左右の音声信号線上に、音声信号の周波数領域では低インピーダンスで高周波信号の周波数領域では高インピーダンスとなる高周波チョーク２１Ｌ及び２１Ｒを装荷している。高周波チョークは、例えば、フェライト・ビーズ（ＦＢ）で構成することができる。フェライト・ビーズは、フェライトと金属の複合化合物であるフェライト材料のインピーダンス成分の周波数特性を利用して、放射雑音の発生源となる信号を低減させるＥＭＩ（電磁波障害）対策部品として広く知られている。フェライト材料は周波数が高くなればなるほどインピーダンス成分が大きくなる。

また、中継基板２０では、同軸ケーブルの芯線１１を３極プラグのピン＃３を介してイヤホン・ケーブル側に接続して、グランドとして活用する。そして、同軸ケーブルの外皮導体１３を中継回路２０では非接続（ＮＣ）とするとともに、高周波信号を伝送させて、受信端末すなわちチューナ側ではモノポール・アンテナとして動作するように構成されている。このような場合、音声信号が伝送される２０ｋＨｚ程度の低周波数帯域ではシールド効果を発揮して同軸線の芯線１１がイヤホン・ケーブルに対する良好なグランドとして動作する一方、外皮導体１３は受信した放送波を伝送する７０ＭＨｚ以上の高周波数帯域ではアンテナとして動作することができる。モノポール・アンテナは、ダイポール・アンテナに比べ半分の長さ（すなわちλ／４）と、比較的小型に構成することができる。同軸ケーブルは、減衰の少ない７５Ω又は５０Ωの特性インピーダンスを有すること、低周波信号と高周波信号が干渉しない構造であること、所定の屈曲特性の基準を満たすことなどから、イヤホン・ケーブルを兼用するアンテナ・エレメント・ケーブルに適していると本発明者らは考えている。

アンテナ・エレメント・ケーブル１０の基端には、受信端末すなわちチューナ側に差し込むための４極プラグ３０が配設されている。４極プラグ３０のピン＃４、＃３、＃２は、イヤホン・ケーブル側と同じピン割り当てとなるように、左右の音声信号線並びにグランド線（としての同軸ケーブルの芯線１１）がそれぞれ割り当てられている。そして、イヤホン・ケーブルの３極プラグに対し余剰となるピン＃２には、モノポール・アンテナ素子（として動作する同軸ケーブルの外皮導体１３）が割り当てられている。

また、チューナを搭載した受信端末側は、アンテナ・エレメント・ケーブル１０をその基端の４極プラグを受容するための４極ジャックを備えている。この４極ジャックは、イヤホン・ケーブルが差し込まれた際に、その３極プラグのピン＃１〜＃３が持つグランド線及び右左の音声信号及びグランド線を接続するためのピン＃４、＃３、＃１を割り当てるとともに、残りのピン＃２はアンテナ・エレメント・ケーブル１０が差し込まれた際のアンテナ素子に割り当てられている。このような場合、アンテナ・エレメント・ケーブル１０の４極プラグ３０は、イヤホン・ケーブルの基端の３極プラグとピン互換を持つことができ、アンテナ・エレメント・ケーブルに非対応のチューナに装着しても、イヤホン用の延長コードとして問題なく使用することができる。

チューナ側では、左右の音声信号線及びグランド線の伝送路上に、音声信号の周波数領域では低インピーダンスで高周波信号の周波数領域では高インピーダンスとなる高周波チョーク（フェライト・ビーズ）をそれぞれ装荷している。また、アンテナ受信信号の伝送路上に、音声信号の周波数領域では高インピーダンスで高周波信号の周波数領域では低インピーダンスとなるコンデンサＣを装荷している。

アンテナ・エレメント・ケーブル１０の同軸ケーブルは、ＶＨＦ帯（１８８．５ＭＨｚ〜１９８．５ＭＨｚ：７〜８ｃｈ）を受信するためには、例えば全長を４７０ミリメートルとする。これはＶＨＦ帯のλ／４程度に相当する。

同軸ケーブルの外皮導体１３を給電することによるＶＨＦ帯における周波数毎の電界強度並びに指向特性を図４Ａ〜図４Ｆ及び表１に示している。

図２に示した実施形態では、同軸ケーブルの外皮導体１３を給電してモノポール・アンテナ素子を構成しているが、その代替案として、芯線１１を給電してモノポール・アンテナ素子を構成することも考えられる。同軸ケーブルの芯線１１を給電することによるＶＨＦ帯における周波数毎の電界強度並びに指向特性を図５Ａ〜図５Ｆ及び表２に示している。上記との比較により、外皮導体１３を給電した場合の方がより良好なアンテナ特性が得られることを確認できた。

図２に示した構成のアンテナ装置を接続した携帯機器を人体に装着した状態での入力特性の実測値を図６に示すとともに、利得の実測値と平均利得を表３にそれぞれ示している。入力特性として、伝送線路の電圧の極大値と極小値の比すなわちＶＳＷＲ（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｓｔａｎｄｉｎｇ Ｗａｖｅ Ｒａｔｉｏ：電圧定在波比）特性を測定することで、線路の反射係数Γを間接的に知ることができる。図６から分るように所望のＶＨＦ帯ではＶＳＷＲが低く、すなわち反射による損失が低く抑えられ、効率よく信号の伝送が行なわれていると言える（一般にアンテナのＶＳＷＲは１．５以下が理想とされる）。

また、図７Ａ〜図７Ｄには、携帯機器を人体に装着した際のアンテナ・エレメント・ケーブル１０が持つＶＨＦ帯の周波数毎の指向特性をそれぞれ示しているが、３６０度全体にわたって良好な電界強度を得ていることが分かる。

図８には、図２に示した回路構成の変形例を示している。その主な相違は、中継回路２０において、グランドとして使用される同軸ケーブルの芯線１１と、アンテナ・エレメントとして使用される外皮導体１３を高抵抗体Ｒ１で接続することによって、アンテナ・エレメント・ケーブル１０を装着したチューナ側に対してこれを通知するアンテナ検知手段を構成している点にある。

チューナを備えた携帯機器側は、アンテナ・エレメント・ケーブル１０の基端に設けられた３極プラグ３０を極ジャックで受容すると、アンテナ・エレメント・ケーブル１０の４極プラグ３０において同軸ケーブルの芯線１１と外皮導体１３にそれぞれ割り当てられている信号線間の電圧レベルを検査して、アンテナ用のピンがオープン又は短絡のいずれの状態であるかに応じて、４極ジャックにイヤホン・ケーブル又はアンテナ・エレメント・ケーブル１０のいずれが装着されているかを検知することができる。例えば、携帯機器が内蔵アンテナも装備しているときには、イヤホン・ケーブルを検出したときには、チューナは内蔵アンテナを用いた受信動作に自動切換えを行なうことができる。

また、図９には、アンテナ・エレメントについての他の構成例を示している。

イヤホン・ケーブルは、左右のイヤホンに音声信号を供給する２本の絶縁被覆された音声信号線と、グランド線という３本の並走する信号線を束ねて構成される。イヤホン・ケーブルの基端では、グランド線並びに右左の音声信号線が３極プラグのピン＃１、＃２、＃３にそれぞれ割り当てられている（同上）。

アンテナ・エレメント・ケーブル１０は、絶縁被覆された左右の音声信号用の信号線１４〜１５及び音声信号用のグランド線１８を撚り線構造とした中心軸線を、内側絶縁体１２で被覆し、さらに外皮導体１３で被覆した同軸ケーブルで構成される。同軸ケーブルは、イヤホン・ケーブルを兼用するアンテナ・エレメント・ケーブルに適していると本発明者らは考えている（同上）。

アンテナ・エレメント・ケーブル１０の先端には、イヤホン・ケーブルの３極プラグを受容するための３極ジャックを含んだ中継基板２０が配設されている。この中継基板２０は、３極プラグのピン＃１〜＃２に接続される左右の音声信号線１４〜１５上に、音声信号の周波数領域では低インピーダンスで高周波信号の周波数領域では高インピーダンスとなる、フェライト・ビーズなどで構成される高周波チョーク２１Ｌ及び２１Ｒを装荷している（同上）。また、中継基板２０では、イヤホン・ケーブル側の音声信号用グランド線を、３極プラグのピン＃３を介してグランド信号線１８に接続している。また、同軸ケーブルの外皮導体１３は、中継基板２０では非接続（ＮＣ）とする。

同軸ケーブルの外皮導体１３に高周波信号を伝送させるように給電位置を切り替えた場合、同軸ケーブルの外皮導体１３を空中線として使用して、その線路長で共振するモノポール・アンテナ構造として動作し、ＶＨＦ帯若しくはＦＭラジオ帯（７０ＭＨｚ〜９０ＭＨｚ）を受信することができる。

なお、音声信号用のグランド線１８に高周波信号を伝送させるように給電位置を設定した場合、イヤホン・ケーブル及びアンテナ・エレメント・ケーブルのグランド線を合せて空中線として使用して、その線路長で共振するスリーブ・アンテナ構造として動作し、ＵＨＦ帯（４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚ）を受信することができる。

以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。すなわち、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、特許請求の範囲を参酌すべきである。

図１は、本発明を適用したアンテナ装置の基本構成を模式的に示した図である。 図２は、図１に示したアンテナ装置及びその周辺の回路構成例を示した図である。 図３は、中継基板２０を構成する基板の表面実装例を示した図である。 図４Ａは、同軸ケーブルの外皮導体１３を給電することによるＶＨＦ帯（１８８．５ＭＨｚ）における垂直方向の電界強度並びに指向特性を示した図である。 図４Ｂは、同軸ケーブルの外皮導体１３を給電することによるＶＨＦ帯（１８８．５ＭＨｚ）における水平方向の電界強度並びに指向特性を示した図である。 図４Ｃは、同軸ケーブルの外皮導体１３を給電することによるＶＨＦ帯（１９２．５ＭＨｚ）における垂直方向の電界強度並びに指向特性を示した図である。 図４Ｄは、同軸ケーブルの外皮導体１３を給電することによるＶＨＦ帯（１９２．５ＭＨｚ）における水平方向の電界強度並びに指向特性を示した図である。 図４Ｅは、同軸ケーブルの外皮導体１３を給電することによるＶＨＦ帯（１９８．５ＭＨｚ）における垂直方向の電界強度並びに指向特性を示した図である。 図４Ｆは、同軸ケーブルの外皮導体１３を給電することによるＶＨＦ帯（１９８．５ＭＨｚ）における水平方向の電界強度並びに指向特性を示した図である。 図５Ａは、同軸ケーブルの芯線１１を給電することによるＶＨＦ帯（１８８ＭＨｚ）における垂直方向の電界強度並びに指向特性を示した図である。 図５Ｂは、同軸ケーブルの芯線１１を給電することによるＶＨＦ帯（１８８ＭＨｚ）における水平方向の電界強度並びに指向特性を示した図である。 図５Ｃは、同軸ケーブルの芯線１１を給電することによるＶＨＦ帯（１９３ＭＨｚ）における垂直方向の電界強度並びに指向特性を示した図である。 図５Ｄは、同軸ケーブルの芯線１１を給電することによるＶＨＦ帯（１９３ＭＨｚ）における水平方向の電界強度並びに指向特性を示した図である。 図５Ｅは、同軸ケーブルの芯線１１を給電することによるＶＨＦ帯（１９８ＭＨｚ）における垂直方向の電界強度並びに指向特性を示した図である。 図５Ｆは、同軸ケーブルの芯線１１を給電することによるＶＨＦ帯（１９８ＭＨｚ）における水平方向の電界強度並びに指向特性を示した図である。 図６は、図２に示した構成のアンテナ装置を接続した携帯機器を人体に装着した状態での入力特性の実測値を示した図である。 図７Ａは、携帯機器を人体に装着した際のアンテナ・エレメント・ケーブル１０が持つＶＨＦ帯（１８８ＭＨｚ）における垂直方向の指向特性を示した図である。 図７Ｂは、携帯機器を人体に装着した際のアンテナ・エレメント・ケーブル１０が持つＶＨＦ帯（１８８ＭＨｚ）における水平方向の指向特性を示した図である。 図７Ｃは、携帯機器を人体に装着した際のアンテナ・エレメント・ケーブル１０が持つＶＨＦ帯（１９２ＭＨｚ）における垂直方向の指向特性を示した図である。 図７Ｄは、携帯機器を人体に装着した際のアンテナ・エレメント・ケーブル１０が持つＶＨＦ帯（１９２ＭＨｚ）における水平方向の指向特性を示した図である。 図８は、アンテナ検知手段を備えた回路構成例を示した図である。 図９は、アンテナ・エレメントについての他の構成例を示した図である。

符号の説明

１０…アンテナ・エレメント・ケーブル
１１…芯線
１２…内側絶縁体
１３…外皮導体
１４…音声信号線Ｌ
１５…音声信号線Ｒ
１６…信号線
１７…外皮絶縁材
２０…中継基板
２１…高周波チョーク
３０…４極プラグ

Claims (4)

1. イヤホン・ケーブルと、チューナが搭載されている携帯機器とを接続するアンテナ・エレメント・ケーブルとして構成されるアンテナ装置であって、
   前記アンテナ・エレメント・ケーブルの先端に設けられた、前記イヤホン・ケーブルを接続する多極ジャックを含んだ中継回路と、前記アンテナ・エレメント・ケーブルの基端に設けられた、前記携帯機器に接続するための多極プラグと、中心導体を第１の絶縁体で被覆しさらに外皮導体で被覆した同軸線と、左右の音声信号用となる２本の音声信号線を含む複数の信号線と、これら同軸線及び複数の信号線の外側を被覆する第２の絶縁材で構成されるアンテナ・ケーブル本体を備え、
   前記イヤホン・ケーブルは、左右のイヤホンに音声信号を供給する２本の絶縁被覆された音声信号線と、グランド線の３本の並走する信号線を束ねて構成され、
   前記中継回路は、音声信号の周波数領域では低インピーダンスで高周波信号の周波数領域では高インピーダンスとなる高周波チョークを音声信号線に装荷し、前記同軸線の中心導体を前記イヤホン・ケーブル側のグランド線に接続してグランドとして使用するとともに、前記同軸線の外皮導体を非接続にして高周波信号を伝送させて前記チューナ側ではモノポール・アンテナとして動作するように構成されている、
   ことを特徴とするアンテナ装置。
2. 前記イヤホン・ケーブルは、前記２本の音声信号線及びグランド線のそれぞれが前記基端の３極以上からなるＮ極プラグの各ピンに割り当てられており、
   前記アンテナ・エレメント・ケーブルの先端の多極ジャックは、前記イヤホン・ケーブルのＮ極プラグを受容するためのＮ極以上の多極ジャックを備えるとともに、その基端の多極ジャックは、（Ｎ＋１）極以上を備え、Ｎ極目までは前記イヤホン・ケーブルの基端のＮ極プラグと同じピン割り当てを持つとともに、（Ｎ＋１）極以降のいずれかの余剰の１ピンをアンテナに割り当て、前記チューナに対し前記イヤホン・ケーブルのＮ極プラグとのピン互換を提供する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記中継回路は、グランドとして使用される前記同軸線の中心導体と、アンテナとして使用される前記同軸線の外皮導体を高抵抗体で接続したアンテナ検知手段をさらに備える、
   ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
4. 請求項１に記載のアンテナ装置をアンテナ・エレメント・ケーブルとして用いてイヤホン・ケーブルを接続可能なチューナ装置であって、
   前記アンテナ・エレメント・ケーブルの基端に設けられた多極プラグを受容する多極ジャックと、
   前記アンテナ・エレメント・ケーブルの多極プラグにおいて前記同軸線の中心導体と外皮導体にそれぞれ割り当てられている信号線間の電圧レベルに応じて、前記多極ジャックに前記イヤホン・ケーブル又は前記アンテナ・エレメント・ケーブルのいずれが装着されているかを検知する検知手段と、
   を備えることを特徴とするチューナ装置。