JPH0591013U

JPH0591013U - 小型無線機用アンテナ

Info

Publication number: JPH0591013U
Application number: JP3063692U
Authority: JP
Inventors: 實嗣上畠
Original assignee: セイコー電子工業株式会社
Priority date: 1992-05-11
Filing date: 1992-05-11
Publication date: 1993-12-10

Abstract

(57)【要約】【目的】筐体もしくは筐体の近傍にアンテナを設置す
ることにより寸法上の制約を解決し、アンテナとしての
実効利得を低下させることなく、また、受信周波数帯域
の広い小型薄型無線機用アンテナを提供する。する。【構成】絶縁物よりなるフレーム２を方形板状の導電
体よりなる上板１と底板３で挟んで固定させ、前記上板
１と前記底板３の相対向する各一辺を装荷コイル４で導
通させてアンテナ素子を構成し、このアンテナ素子に整
合が可能なアンテナ給電端子５を具備させて同調と整合
機能を有した小型無線機用アンテナ。る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、パーソナル無線、ポケットベル等の小型携帯無線機用アンテナに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、携帯用無線機はポケットベルのように使用者が普段携帯し易いように小型化されており、これらの無線機に用いられるアンテナは筐体に内蔵できるループアンテナが多く用いられている。この種のループアンテナは一般に図６に示すようにアンテナ素子の給電端子に同調用とインピーダンス整合用の固定または可変のコンデンサが接続されており、これらのコンデンサとアンテナ素子によりループを構成してアンテナとしての機能を果たしている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

近年、携帯用無線機はカード型ページャーにみられるように益々小型、薄型化が進んでおり、これに伴い効率の良い小型アンテナの必要性が高まっている。一般に、アンテナの放射効率はアンテナの小型化と共に著しく低下することは衆知のことであるが、これに加えて前述したループアンテナのように整合をとる為にインピーダンス整合用のリアクタンス素子を付加すると、このリアクタンス素子が保有する損失分により更にアンテナの放射効率は低下し、アンテナとしての機能を果たさなくなってしまう。また、携帯無線機の小型、薄型化が進むにつれ、前述のようなループアンテナを内蔵した場合、ループにより形成される受信面積が減少し受信が困難となる。

【０００４】さらに、この種のアンテナは受信周波数帯域幅が狭いといった問題点も有している。この考案の目的は、従来のこのような課題を解決するため、筐体もしくは筐体の近傍にアンテナを設置することにより寸法上の制約を解決し、しかもアンテナとしての実効利得を低下させることなく、受信周波数帯域の広い小型薄型無線機用アンテナを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため本考案においては、絶縁物よりなるフレームを方形板状の導電体よりなる上板と底板で挟んで固定させ、前記上板と前記底板の相対向する各一辺を装荷コイルで導通させてアンテナ素子を構成し、該アンテナ素子に整合が可能なアンテナ給電端子を備えたことを特徴とするものである。

【０００６】

【作用】

本考案の小型無線機用アンテナは、筐体面上にプリント蒸着、あるいは方形板状の導電体より形成された上板と底板とで絶縁物からなるフレームを挟んで筐体を形成するので、筐体の機械的強度を損なうことがなくアンテナが構成できる。またアンテナ放射素子に装荷コイルと給電端子が一体的に取り付けつられているので、アンテナ素子自体が同調と整合機能を有したアンテナとしての動作をすることとなる。

【０００７】

【実施例】

以下に、この考案の実施例を図に基づいて説明する。図１に本考案のカード型の小型無線機の一実施例を示し、図２に図１における装荷コイルと給電端子部を除く分解説明図を示す。図１、図２において１は方形状の導体板からなる上板、２は樹脂性の絶縁物からなるフレーム、３は方形状の導体板からなる底板であり、前記上板１と底板３は図１あるいは図２に示すように、フレーム２を挟んで上下に配置し設置され、前記上板１と底板３が本考案の小型無線機用アンテナのアンテナ放射素子またはアンテナ受信素子となる。そして、前記フレーム２の中には無線回路部が収納される。４は前記上板１、底板３と共に同調をとるための装荷コイルである。この装荷コイルは図１、図２に示すように、前記上板と前記底板の相対向する各一辺の間に配置し設置されており、その配置するための位置は上板と底板の間であればどこでもよい。また、５はアンテナ給電端子である。

【０００８】次に、このように構成されたアンテナの動作について説明する。アンテナから電波を送信する場合とアンテナで電波を受信する場合のアンテナの動作は可逆性があるので、ここではポケットベルのような受信機に用いる受信用アンテナについて説明する。外部からの電波は前記上板１及び下板３からなる放射（受信）素子により受信され、装荷コイルとアンテナ受信素子とで同調選択された周波数のみが受信される。即ち、放射素子１、３は図１及び図２に示すように、上板と底板との間に一定の距離を隔ててダイポールタイプのアンテナ素子を構成する。

【０００９】以下に薄型無線機で使用したループアンテナとダイポールアンテナとの比較について説明する。ループアンテナの放射効率はループアンテナの放射抵抗Ｒｒと損失抵抗ＲLで決定され、η＝Ｒｒ／（Ｒｒ＋ＲL）で定義される。また、放射抵抗Ｒｒと損失抵抗ＲLは長方形状のループアンテナの縦横の長さをＬa、Ｌbループワイヤーの半径をａとすると以下の通り表される。

【００１０】Ｒｒ＝３２０π⁴（Ｌa×Ｌb）²／λ⁴ ＲL＝（Ｌa＋Ｌb）（πｆμ／σ）^0.5／２πａ（但し、λ：波長、ｆ：周波数、σ：導電率）一方、ダイポールアンテナの放射効率もダイポールアンテナの放射抵抗Ｒｒと損失抵抗ＲLで決定され、η＝Ｒｒ／（Ｒｒ＋ＲL）で定義される。放射抵抗Ｒｒと損失抵抗ＲLは棒状のダイポールアンテナの長さをＬ、アンテナ棒の半径をａとすると以下の通り表される。

【００１１】Ｒｒ＝８０π²（Ｌ／λ）² ＲL＝Ｌ（πｆμ／σ）^0.5／２πａ（但し、λ：波長、ｆ：周波数、σ：導電率）これらのことについては総合電子出版社「アンテナ工学」に詳細が記載されている。例えば厚さ５ｍｍ、長さ８０ｍｍの箱型の薄型無線機で受信周波数が２８０ＭＨｚの時、ループアンテンの放射効率は−１６ｄＢであり、ダイポールアンテナの放射効率は−０．５ｄＢであり、無線機が薄型になった場合ダイポールタイプのアンテナの方が高効率である。更に薄型になった場合、例えば厚さが２ｍｍになったとする放射効率は−２４ｄＢとなり放射効率は更に低下する。またこの場合、用いるループワイヤーの太さも制約を受け、半径０．１ｍｍのものを使用したとすれば放射効率は更に悪化し−３０ｄＢとなる。本考案のアンテナ方式としてダイポールタイプを用いた理由はここにある。

【００１２】次に、アンテナ同調周波数の調整は、装荷コイルの巻数を変更するかあるいは細いラインで構成したライン長を変更すればよく、装荷コイルに相当するインダクタンスを構成し、これを調整すればよい。図３は本考案の実施例に示すアンテナ給電端子５の入力インピーダンスの軌跡を表す。円内は反射係数面を表しているが図画複雑になるのを避けるためにインピーダンス線図（スミスチャート）は描いていない。図に示すようにＬを大きくするとインピーダンスの円弧は大きくなり、同調周波数における入力インピーダンスの抵抗分は大きくなる。これに対しＬを小さくするとインピーダンス軌跡の円弧は小さくなり、同調周波数における入力インピーダンスの抵抗分も小さくなる。従って、Ｌの値を適当に選ぶことによって同調周波数における入力インピーダンスの抵抗分をほぼ任意の値に設定することができ、無線回路部との整合を行うことができる。これにより、従来は不可欠であった外付けの整合回路を省略でき余分な損失低下をなくすことができる。

【００１３】次に、本考案の小型無線機用アンテナで測定した受信感度の一例を図４に示す。図４は周波数２８０ＭＨｚでの受信感度を基準として規格化した値を記載している。この場合、２７０ＭＨｚから２９０ＭＨｚの２０ＭＨｚの範囲でほぼ平坦な特性が得られていることがわかる。これにより本考案の小型無線機用アンテナは広帯域の周波数特性を有している。このことは本考案の小型無線機用アンテナをポケットベルのような受信専用の無線機に使用した場合、振動、衝撃、使用温度の変化等外部からの影響により同調受信周波数が若干離調した場合受信感度の低下が少なく特に有益な特性を持っていることを意味している。

【００１４】以上のように構成された本考案の小型無線機用アンテナは、図１に示すように筐体の近傍に設置される。設置のしかたは筐体表面上もしくは筐体裏面上にプリント蒸着しても良く、また上板、底板を導電体により形成して小型無線機用アンテナの放射（受信）素子を筐体としてもよく、本考案の小型無線機用アンテナとしての機能が生かせられるように装着されればよいことはいうまでもない。

【００１５】以上のように、本考案によされば薄型小型で同調機能と整合機能を合わせ持った高放射効率の小型無線機用アンテナを実現することができる。

【００１６】

【考案の効果】

以上説明したように本考案はアンテナ放射素子に装荷コイルと給電端子を一体的に取り付け、アンテナ素子自体に同調と整合機能を持たせたので、従来のような外付けの整合素子による損失を軽減することができ、また薄型化に伴う受信面積の低下も極力防止することができ、放射効率の向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係わる一実施例を示した概略斜視図で
ある。

【図２】図１における装荷コイルと給電端子部を除いた
分解斜視図である。

【図３】本考案アンテナのインピーダンス特性を説明す
るためのインピーダンス軌跡図である。

【図４】本考案のアンテナの周波数特性を説明するため
の説明図である。

【符号の説明】

１上板２フレーム３底板４装荷コイル５アンテナ給電端子

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】無線回路に接続される小型無線機用アン
テナにおいて、絶縁物よりなるフレームと、方形板状の
導電体よりなる上板と底板と、裝荷コイルと、アンテナ
給電体端子とからなり、前記フレームを前記上板及び底
板で挟んで固定して筐体を形成すると共に、前記裝荷コ
イルで前記上板と底板を電気的に結合して該上板と底板
でアンテナ放射素子を構成し、アンテナ給電体端子の位
置により整合をとるようにしたことを特徴とする小型無
線機用アンテナ。
【請求項２】前記アンテナ素子は、筐体を形成する上
板及び底板の面に導電性の材料をプリント蒸着し、裝荷
コイルで前記プリント蒸着した上下板を電気的に結合し
てアンテナ放射素子を形成した請求項１記載の小型無線
機用アンテナ。