JPH05343907A - Variable length whip antenna - Google Patents
Variable length whip antennaInfo
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- JPH05343907A JPH05343907A JP15211892A JP15211892A JPH05343907A JP H05343907 A JPH05343907 A JP H05343907A JP 15211892 A JP15211892 A JP 15211892A JP 15211892 A JP15211892 A JP 15211892A JP H05343907 A JPH05343907 A JP H05343907A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、通信用アンテナとして
特に移動局用に適するアンテナであって、形状の異なる
複数のアンテナを一体化して可変長構造とし、アンテナ
間の相互キャパシタンスを利用しそれぞれのアンテナで
送受信する可変長ホイップアンテナに関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is an antenna particularly suitable for mobile stations as a communication antenna, in which a plurality of antennas having different shapes are integrated into a variable length structure, and mutual capacitance between the antennas is utilized. The present invention relates to a variable length whip antenna that transmits and receives with the antenna.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、移動用無線通信機は、その便利
性，経済性での向上と共に広く利用されるようになって
きた。携帯電話機やコードレス電話機のアンテナは、一
般的に伸縮構造にし使用状態及び目的に応じて、通話中
はアンテナを引き出し更に通話終了後はアンテナ収納操
作を行っていた。この場合通話終了後に次の呼び出しに
備え待機状態とする必要がある場合は、アンテナを僅か
に引き出した状態にて携帯移動する必要があり電界強度
が強い地域では問題を生じないとしても、移動する地域
によっては好ましい送受信が行われない。このため図５
のように移動用の小型のヘリカルアンテナ素子11に取り
替えて運用することもある。しかし、このような使い分
けはアンテナ接栓の位置でアンテナ素子全体を交換する
手間がかかるのでマニアならばよいが、一般の人も使用
する前記携帯電話機やコードレス電話機のアンテナに適
用することは好ましくない。そこでさらに図６に示すよ
うに１／４波長〜１／２波長程度の伸縮式のホイップア
ンテナ素子10と１／４波長の可倒式のヘリカルアンテナ
素子11を有し、ホイップアンテナ素子10の伸縮に応じて
アンテナ切換スイッチ13により給電用同軸線９の信号を
それぞれのアンテナに切り換えられる構造となってい
る。2. Description of the Related Art In recent years, mobile radio communication devices have come into wide use as their convenience and economy have improved. The antenna of a mobile phone or a cordless phone is generally made into a telescopic structure, and the antenna is pulled out during a call according to the usage state and purpose, and the antenna is stored after the call is completed. In this case, if it is necessary to wait for the next call after the end of the call, it is necessary to move the mobile phone with the antenna slightly pulled out, and even if there is no problem in an area where the electric field strength is strong, it moves. In some areas, favorable transmission / reception is not performed. Therefore, FIG.
As described above, it may be replaced with a small helical antenna element 11 for moving and used. However, since it takes time and effort to replace the entire antenna element at the position of the antenna plug, it is all right if it is a mania, but it is not preferable to apply it to the antenna of the above-mentioned mobile phone or cordless phone that general people also use. .. Therefore, as shown in FIG. 6, a retractable whip antenna element 10 having a wavelength of about 1/4 to 1/2 wavelength and a retractable helical antenna element 11 having a wavelength of 1/4 are provided. In this structure, the signal of the power feeding coaxial line 9 can be switched to each antenna by the antenna changeover switch 13.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記した従来のホイッ
プアンテナ素子の伸縮に従ってアンテナを自動的に切り
換えることでアンテナの特性面及び操作性の問題点は解
決できる。しかしながら、これらの構成では通常のホイ
ップアンテナ素子と短縮型のヘリカルアンテナ素子を単
に取り替えまたは切り換えて給電するものに過ぎず、双
方のアンテナを同時に装着するには相互誘導の影響で電
圧定在波比(ＶＳＷＲ)や利得を悪化しない配置や外観を
考慮したり、また切換スイッチを本体内に設けなければ
ならないという欠点を有していた。本発明は、上記した
アンテナ構造の問題点を解決するものであり、複数のア
ンテナを単品構造にて切換スイッチなどの構造を設ける
ことなく双方のアンテナ特性を得ることの可能な可変長
ホイップアンテナを提供することを目的としているもの
である。SUMMARY OF THE INVENTION Problems with respect to the characteristics and operability of the antenna can be solved by automatically switching the antenna according to the expansion and contraction of the conventional whip antenna element described above. However, in these configurations, the normal whip antenna element and the shortened helical antenna element are merely replaced or switched to feed power, and to mount both antennas simultaneously, the voltage standing wave ratio is affected by mutual induction. (VSWR) and the arrangement that does not deteriorate the gain and the appearance, and the changeover switch must be provided in the main body. The present invention is to solve the above-mentioned problems of the antenna structure, and to provide a variable length whip antenna that can obtain the antenna characteristics of both antennas without providing a structure such as a changeover switch in a single product structure. It is intended to be provided.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、可変長ホイップアンテナは、目的の周波数
に同調する伸縮式ホイップアンテナとヘリカルアンテナ
をそれぞれ上段及び下段に同軸上に縦列に配置し、ホイ
ップアンテナのみに給電するアンテナにおいて、前記し
た下段のアンテナは螺旋上に形成した１／２波長の短縮
型アンテナ素子からなっていて電気的にはどこにも導通
しない取り付けにしてあり、上段のアンテナは棒状導電
線で形成した３／８波長または５／８波長のホイップア
ンテナ素子からなり下段のヘリカルアンテナ素子の内孔
の中心を貫通してホイップアンテナ下部の保持金具にて
摺動し上下に動く構造とし引き出し時のみ嵌合しホイッ
プアンテナに給電され、さらに収納時には前記保持金具
よりキャパシタンスによりヘリカルアンテナに結合し給
電するように構成したものである。In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a variable length whip antenna in which a telescopic whip antenna and a helical antenna, which are tuned to a target frequency, are coaxially tandem in upper and lower stages, respectively. In the antenna arranged and feeding only to the whip antenna, the above-mentioned lower antenna is composed of a half-wavelength shortened antenna element formed on a spiral and is electrically attached to nowhere. Antenna consists of a 3/8 wavelength or 5/8 wavelength whip antenna element formed of a rod-shaped conductive wire, penetrates the center of the inner hole of the helical antenna element in the lower stage, and slides with the holding metal fitting under the whip antenna to move up and down. It has a structure that moves so that it fits only when it is pulled out and power is supplied to the whip antenna. By those configured to couple to power the helical antenna.
【０００５】[0005]
【作用】本発明は上記の構成により、従来のように複数
のアンテナを使用状況に合わせて取り替えたりスイッチ
などで切り換えるのではなく、希望する目的の周波数に
同調する第１及び第２のアンテナを縦列して一体化する
ことで、外観的には１基のアンテナの如くに形成し得る
ものであり、上段の第１のアンテナは無線機の筐体をア
ース体とする３／８波長(または５／８波長)棒状導電線
によるホイップアンテナ素子としたアースアンテナを形
成し、該素子の基部に整合回路を設け給電線で給電する
ものである。下段の第２のアンテナは１／２波長ヘリカ
ルアンテナでありいかなる部分にも導通しない構造にし
てあるので、前記アンテナ基部よりキャパシタンスによ
り第１のアンテナ素子を経て結合し給電される。よっ
て、第１のアンテナを伸張したときは主に３／８波長
(または５／８波長)アンテナとして作用し、また収納時
には短縮型のヘリカルアンテナとして作用するので、常
に良好なるＶＳＷＲ及び利得が得られるアンテナを提供
できる。According to the present invention, the first and second antennas that are tuned to a desired target frequency are provided by the above-described structure, instead of replacing a plurality of antennas or switching them by a switch or the like as in the conventional case. By cascading and integrating them, they can be formed as one antenna in appearance, and the first antenna in the upper stage is a 3/8 wavelength (or (5/8 wavelength) A grounding antenna that is a whip antenna element is formed by a rod-shaped conductive wire, a matching circuit is provided at the base of the element, and power is supplied by a power supply line. Since the second antenna in the lower stage is a half-wavelength helical antenna and has a structure that does not conduct to any part, it is fed from the antenna base through the first antenna element by capacitance through the first antenna element. Therefore, when the first antenna is extended, it is mainly 3/8 wavelength
Since it acts as a (or 5/8 wavelength) antenna, and acts as a shortened helical antenna when housed, it is possible to provide an antenna that always obtains good VSWR and gain.
【０００６】[0006]
【実施例】以下、本発明の一実施例として、携帯電話機
について、図面を参照しながら説明する。図１は本発明
の一実施例におけるアンテナを実装した携帯電話機の内
部を示す図である(説明を簡略化するためにアンテナ部
以外の図示は省略した)。図１において、携帯電話機筐
体１の内部に送受信機(図示省略)を搭載したプリント基
板３がありプリント基板３のアースおよびシールド用と
してアース金属板２があってプリント基板３上に箔パタ
ーンを形成しアンテナ保持金具８とヘリカルアンテナ素
子５が接続されている。送受信機に接続された高周波信
号は給電用同軸線９により整合コイル７を経てアンテナ
保持金具８に給電される。ヘリカルアンテナ素子５は金
属リボンの材質で、ヘリカルアンテナ保持ボビン６の絶
縁体部６−１に所定の巻数にてプリント基板３のヘリカ
ルアンテナ接続箔パターン５−１と合わせて目的とする
周波数に同調する１／２波長短縮型ヘリカルアンテナを
形成するとともに電気的にはどこにも導通しない状態に
て保持される。さらにヘリカルアンテナ保持ボビン６の
金属ネジ部６−２はアンテナ取付具８に接続し、ヘリカ
ルアンテナ保持ボビン金属ネジ部６−２の先端の嵌合部
６−３の中心部を貫通しホイップアンテナ素子４がつま
み部４−１を握り上下に摺動する構造にしてあり、ホイ
ップアンテナ素子４を収納したときはつまみ部４−１と
ヘリカルアンテナ保持ボビン６が嵌合し保持される。ま
たホイップアンテナ素子４を伸張した場合は、露出金属
部４−２がヘリカルアンテナ保持ボビン嵌合部６−３に
て保持されアンテナ保持金具８に導通し給電され３／８
波長アンテナを形成するようになっている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A mobile phone as an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing the inside of a mobile phone equipped with an antenna according to an embodiment of the present invention (illustrations other than the antenna part are omitted for simplification of the description). In FIG. 1, there is a printed circuit board 3 on which a transceiver (not shown) is mounted inside a mobile phone housing 1, and there is a ground metal plate 2 for grounding and shielding the printed circuit board 3, and a foil pattern is formed on the printed circuit board 3. The formed antenna holding metal fitting 8 and the helical antenna element 5 are connected to each other. The high-frequency signal connected to the transmitter / receiver is fed to the antenna holding metal fitting 8 through the matching coil 7 by the feeding coaxial wire 9. The helical antenna element 5 is made of a metal ribbon, and is tuned to a desired frequency in combination with the helical antenna connection foil pattern 5-1 of the printed circuit board 3 at a predetermined number of turns on the insulator portion 6-1 of the helical antenna holding bobbin 6. A half-wavelength shortening type helical antenna is formed and is electrically held in a state where it does not conduct anywhere. Further, the metal screw portion 6-2 of the helical antenna holding bobbin 6 is connected to the antenna fixture 8, and penetrates through the central portion of the fitting portion 6-3 at the tip of the helical antenna holding bobbin metal screw portion 6-2 to pass through the whip antenna element. When the whip antenna element 4 is housed, the knob portion 4-1 and the helical antenna holding bobbin 6 are fitted and held. Further, when the whip antenna element 4 is extended, the exposed metal portion 4-2 is held by the helical antenna holding bobbin fitting portion 6-3, is conducted to the antenna holding metal fitting 8 and is fed with power 3/8.
It is designed to form a wavelength antenna.
【０００７】図２はホイップアンテナ素子４を引き出し
たときについて説明する等価回路を示すもので、給電用
同軸線９の外部導体がアース金属板２に接続してイメー
ジアースを形成し破線で示す如く３／８波長アンテナと
して作用するものである。また図３はホイップアンテナ
素子４を収納したときについて説明する等価回路を示す
もので、図に示す如くキャパシタンスによってヘリカル
アンテナ素子５に給電され、破線にて示す如く１／２波
長短縮アンテナとして作用する。図４は本発明の携帯電
話機に送信周波数帯824メガヘルツから849メガヘルツで
受信周波数帯869メガヘルツから894メガヘルツ帯の一般
的な携帯電話機用周波数を用いた場合の実施例の特性を
測定したものであり、図４中のＡはホイップアンテナ素
子４を収納した場合でＢは伸張した場合のそれぞれのＶ
ＳＷＲ特性を表している。図５及び図６に示す従来例の
アンテナ切換方式による図４同様の周波数を用いた場合
の実施例の特性を測定した図７に示したものと比較して
も何等劣るところはなく、むしろヘリカルアンテナ接続
箔パターン５−１の長さ調整によりヘリカルアンテナ５
の同調点を少し高い周波数に調整することで図４のＢの
ごとく広帯域を実現可能とするなどの特徴をも有してい
る可変長アンテナである。FIG. 2 shows an equivalent circuit for explaining the case where the whip antenna element 4 is drawn out. The outer conductor of the feeding coaxial line 9 is connected to the ground metal plate 2 to form an image ground, as shown by a broken line. It functions as a 3/8 wavelength antenna. FIG. 3 shows an equivalent circuit for explaining the case where the whip antenna element 4 is housed. As shown in the figure, the helical antenna element 5 is fed by capacitance and acts as a 1/2 wavelength shortening antenna as shown by the broken line. .. FIG. 4 shows measured characteristics of the embodiment when the mobile phone of the present invention is used with a general mobile phone frequency in the transmission frequency band of 824 MHz to 849 MHz and the reception frequency band of 869 MHz to 894 MHz. , A in FIG. 4 is the V when the whip antenna element 4 is housed and B is the V when it is extended.
The SWR characteristics are shown. Compared with the one shown in FIG. 7 in which the characteristics of the embodiment when the frequency similar to that in FIG. 4 by the conventional antenna switching method shown in FIGS. 5 and 6 is used, there is nothing inferior, but rather helical. The helical antenna 5 is adjusted by adjusting the length of the antenna connection foil pattern 5-1.
The variable length antenna also has a feature that a wide band can be realized as shown in FIG. 4B by adjusting the tuning point of (1) to a slightly higher frequency.
【０００８】[0008]
【発明の効果】以上のように本発明は、従来の無線通信
機の通信のように使用状況に応じて目的のアンテナに取
り替えて通信を行うのではなく、棒状のホイップアンテ
ナ素子を形成した第１のアンテナと短縮型のヘリカルア
ンテナ素子を形成した第２のアンテナを一体化したこと
で少数部品構成により製作が容易であると共に、しかも
第１のアンテナの伸縮にかかわらずＶＳＷＲおよび利得
を低下させることのない好ましいアンテナが得られるな
ど実用上多大の効果を奏する。As described above, according to the present invention, a rod-shaped whip antenna element is formed instead of performing communication by replacing the target antenna with a target antenna according to the use condition as in the communication of a conventional wireless communication device. By integrating the first antenna and the second antenna formed with the shortened helical antenna element, it is easy to manufacture with a small number of parts, and the VSWR and the gain are reduced regardless of expansion and contraction of the first antenna. It has a great effect in practical use such as obtaining a preferable antenna that is free from the problems.
【図１】本発明の一実施例におけるアンテナを装着した
無線機の内部構成図である。FIG. 1 is an internal configuration diagram of a wireless device equipped with an antenna according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の一実施例におけるアンテナを伸張した
ときの動作を説明するための等価回路図である。FIG. 2 is an equivalent circuit diagram for explaining the operation when the antenna is extended in the embodiment of the present invention.
【図３】本発明の一実施例におけるアンテナを収納した
ときの動作を説明するための等価回路図である。FIG. 3 is an equivalent circuit diagram for explaining the operation when the antenna is housed in the embodiment of the present invention.
【図４】本発明の一実施例におけるアンテナを実装した
携帯電話機のアンテナ特性を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing antenna characteristics of a mobile phone having an antenna according to an embodiment of the present invention.
【図５】従来のアンテナ交換方式無線通信機の外観斜視
図である。FIG. 5 is an external perspective view of a conventional antenna exchange type wireless communication device.
【図６】従来のアンテナ切換方式無線通信機の内部構成
を示した図である。FIG. 6 is a diagram showing an internal configuration of a conventional antenna switching wireless communication device.
【図７】従来のアンテナ切換方式無線通信機のアンテナ
特性を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing antenna characteristics of a conventional antenna switching type wireless communication device.
１…携帯電話機筐体、 ２…アース金属板、 ３…プリ
ント基板、 ４，10…ホイップアンテナ素子、 ４−１
…ホイップアンテナ素子つまみ部、 ４−２…ホイップ
アンテナ素子露出金属部、 ５，11…ヘリカルアンテナ
素子、 ５−１ヘリカルアンテナ素子接続箔パターン、
６…ヘリカルアンテナ保持ボビン、６−１…ヘリカル
アンテナ保持ボビン絶縁体部、 ６−２…ヘリカルアン
テナ保持ボビン金属ネジ部、 ６−３…ヘリカルアンテ
ナ保持ボビン嵌合部、 ７…整合コイル、 ８…アンテ
ナ保持金具、 ９…給電用同軸線、 12…アンテナ接
栓、13…アンテナ切換スイッチ、 14…アンテナ切換ス
イッチ切換片、 15…無線通信機本体。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Mobile phone housing, 2 ... Ground metal plate, 3 ... Printed circuit board, 4, 10 ... Whip antenna element, 4-1
... Whip antenna element knob part, 4-2 ... Whip antenna element exposed metal part, 5, 11 ... Helical antenna element, 5-1 Helical antenna element connection foil pattern,
6 ... Helical antenna holding bobbin, 6-1 ... Helical antenna holding bobbin insulator part, 6-2 ... Helical antenna holding bobbin metal screw part, 6-3 ... Helical antenna holding bobbin fitting part, 7 ... Matching coil, 8 ... Antenna holding metal fittings, 9 ... Coaxial wire for feeding, 12 ... Antenna plug, 13 ... Antenna changeover switch, 14 ... Antenna changeover switch changeover piece, 15 ... Wireless communication device main body.
Claims (4)
アンテナをそれぞれ上段および下段に同軸上に配置し、
第１のアンテナから給電するアンテナにおいて、上段の
前記第１のアンテナは棒状導電線で形成した３／８波長
のホイップアンテナ素子からなり、下段の前記第２のア
ンテナは螺旋状導電線で形成した１／２波長ヘリカルア
ンテナからなっていて、前記ホイップアンテナ素子は電
極部材からなる保持部において摺動し伸張と収納が可能
で、伸張時にのみ保持部に嵌合し固定され電気的に接続
され保持部より給電され、前記ヘリカルアンテナ素子は
前記保持部に接近し配置されていて電気的に接続されな
い手段により保持され、前記ホイップアンテナ素子間に
生ずるキャパシタンスにより結合し共振回路になるよう
に構成したことを特徴とする可変長ホイップアンテナ。1. A first antenna and a second antenna tuned to the same frequency are coaxially arranged in an upper stage and a lower stage, respectively.
In the antenna fed from the first antenna, the upper first antenna is a whip antenna element of 3/8 wavelength formed by a rod-shaped conductive wire, and the second antenna lower is formed by a spiral conductive wire. It consists of a half-wave helical antenna, and the whip antenna element can slide and extend in the holding part consisting of an electrode member, and can be fitted and fixed to the holding part only when extended and electrically connected and held. The helical antenna element is held by a means which is arranged close to the holding portion and is not electrically connected, and is coupled by a capacitance generated between the whip antenna elements to form a resonance circuit. Variable length whip antenna.
アンテナ素子からなることを特徴とする請求項１記載の
可変長ホイップアンテナ。2. The variable length whip antenna according to claim 1, wherein the first antenna comprises a 5/8 wavelength whip antenna element.
ンテナの同調周波数より僅かに高くすることで、前記第
１のアンテナの周波数帯域幅を広くしたことを特徴とす
る請求項１記載の可変長ホイップアンテナ。3. The frequency bandwidth of the first antenna is widened by making the tuning frequency of the second antenna slightly higher than the tuning frequency of the first antenna. Variable length whip antenna.
し、第１のアンテナとのキャパシタンス結合を密にしヘ
リカルアンテナ素子を短く小型化したことを特徴とする
請求項１記載の可変長ホイップアンテナ。4. The variable length according to claim 1, wherein the conductive wire of the second antenna has a flat shape, the capacitance coupling with the first antenna is tight, and the helical antenna element is short and compact. Whip antenna.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15211892A JP3230841B2 (en) | 1992-06-11 | 1992-06-11 | Variable length whip antenna |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15211892A JP3230841B2 (en) | 1992-06-11 | 1992-06-11 | Variable length whip antenna |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05343907A true JPH05343907A (en) | 1993-12-24 |
| JP3230841B2 JP3230841B2 (en) | 2001-11-19 |
Family
ID=15533458
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15211892A Expired - Fee Related JP3230841B2 (en) | 1992-06-11 | 1992-06-11 | Variable length whip antenna |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3230841B2 (en) |
Cited By (6)
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-
1992
- 1992-06-11 JP JP15211892A patent/JP3230841B2/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3230841B2 (en) | 2001-11-19 |
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