(57)【要約】【課題】  構造が簡単な小型のアンテナであっても１５％以上の広帯域の比周波数帯域を得る。【解決手段】  内部が空洞とされたパイプ状のホイップ素子１０を備え、ホイップ素子１０に設けられている空洞内に下方から内部素子１２が挿入される。内部素子１２の下端はグランド１３に接続され、ホイップ素子１０の下端が給電部１４に接続されル。給電部１４は無線機回路に接続される。内部素子１２の外径およびホイップ素子１０への挿入長さに応じて、給電部１４に対するインピーダンス整合を行うことができる。【選択図】  図１
2010252021.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部が空洞とされた導電性のホイップ素子と、
該ホイップ素子に設けられている前記空洞内に下方から挿入され、下端がグランドに接続されている導電性の内部素子とを備え、
前記ホイップ素子の下端が給電部に接続され、前記内部素子は、前記内部素子の外径および前記ホイップ素子への挿入長さに応じて、前記給電部に対するインピーダンス整合を行うようにしたことを特徴とする棒状広帯域アンテナ。
【請求項２】
前記ホイップ素子が断面円形のパイプ状とされていることを特徴とする請求項１記載の棒状広帯域アンテナ。
【請求項３】
前記ホイップ素子の断面が多角形あるいは楕円形とされていることを特徴とする請求項１記載の棒状広帯域アンテナ。
【請求項４】
前記ホイップ素子が、下面から所定深さの穴が形成された棒状体とされていることを特徴とする請求項１記載の棒状広帯域アンテナ。
【請求項５】
前記ホイップ素子の下部において、外周面が一部切り欠かれていることを特徴とする請求項１記載の棒状広帯域アンテナ。
【請求項６】
導電性の線材を巻回したヘリカル素子と、
該ヘリカル素子内に下方から挿入され、下端がグランドに接続されている導電性の内部素子とを備え、
前記ヘリカル素子の下端が給電部に接続され、前記内部素子は、前記内部素子の外径および前記ヘリカル素子への挿入長さに応じて、前記給電部に対するインピーダンス整合を行うようにしたことを特徴とする棒状広帯域アンテナ。
【請求項７】
前記ヘリカル素子が、パイプ状の絶縁筒の外周面に形成された導電薄膜により形成されていることを特徴とする請求項６記載の棒状広帯域アンテナ。
【請求項８】
前記ヘリカル素子の断面が多角形あるいは楕円形とされていることを特徴とする請求項６記載の棒状広帯域アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広帯域特性を得ることができる構造の簡単なアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、無線通信機器に搭載される送受信用のアンテナとして、携帯に便利なように小型のアンテナが望まれている。従来の小型のアンテナの一例の構成を図２５に示す。
図２５に示すホイップアンテナ１００は細長い円筒状のホイップ素子１１０を有し、ホイップ素子１１０の下端が接続素子１１２を介して矩形の平板状のグランド１１３の上端に設けられた給電部１１４に接続されて構成されている。給電部１１４は、無線機回路１１５に接続されており、無線機回路１１５からの送信信号がホイップアンテナ１００から送信されると共に、ホイップアンテナ１００の受信信号が無線機回路１１５に供給されるようになる。
設計周波数の波長をλとした際に、ホイップアンテナ１００の長さＬ１１１が約０．３００λとされ、円筒状のホイップ素子１１０の外径ｄ１０１が約０．００７λとされ、接続素子１１２の長さＬ１１２が約０．０１３λとされている。また、グランド１１３の縦の長さＬ１１３が約０．１００λとされ、幅Ｗ１０１が０．０３３λとされている。
【０００３】
図２５に示すホイップアンテナ１００において、設計周波数を２００ＭＨｚ（λ＝１５００ｍｍ）とした際の、電圧定在波比（ＶＳＷＲ）の周波数特性を図２６に示す。この場合、ホイップアンテナ１００における各部の寸法は上記の通りとされ、具体的にはホイップアンテナ１００の長さＬ１１１は約４５０ｍｍとされ、円筒状のホイップ素子１１０の外径ｄ１０１は約１０ｍｍ、内径は約９ｍｍとされ、接続素子１１２は線径約１ｍｍとされて、その長さＬ１１２は約２０ｍｍとされ、グランド１１３の縦の長さＬ１１３は約１５０ｍｍとされ、幅Ｗ１０１は約５０ｍｍとされている。
図２６を参照すると、中心中波数ｆ０は中央の▼の印で示す約１９３．８８ＭＨｚとなり、ＶＳＷＲが３以内の周波数帯域ｆｗは両側の▼の印で示す約１８０．６３ＭＨｚ〜約２０７．１３ＭＨｚとなり約２６．５０ＭＨｚが得られている。この場合の比周波数帯域は約１３．６７％となる。
【０００４】
次に、従来の小型のアンテナの他の例の構成を図２７に示す。図２７に示すヘリカルアンテナ２００は断面略円形に巻回された細長いヘリカル素子２１０を有し、ヘリカル素子２１０の下端が接続素子２１２を介して矩形の平板状のグランド２１３の上端に設けられた給電部２１４に接続されて構成されている。給電部２１４は、無線機回路２１５に接続されており、無線機回路２１５からの送信信号がヘリカルアンテナ２００から送信されると共に、ヘリカルアンテナ２００の受信信号が無線機回路２１５に供給されるようになる。
設計周波数の波長をλとした際に、ヘリカルアンテナ２００の長さＬ２１１が約０．１６７λとされ、円形に巻回されたヘリカル素子２１０の外径ｄ２０１が約０．００７λとされ、接続素子２１２の長さＬ１１２が約０．０１３λとされている。また、グランド２１３の縦の長さＬ２１３が約０．１００λとされ、幅Ｗ２０１が０．０３３λとされている。
【０００５】
図２７に示す従来のヘリカルアンテナ２００において、設計周波数を２００ＭＨｚ（λ＝１５００ｍｍ）とした際の、電圧定在波比（ＶＳＷＲ）の周波数特性を図２８に示す。この場合、ヘリカルアンテナ２００における各部の寸法は上記の通りとされ、具体的にはヘリカルアンテナ２００の長さＬ２１１は約２５０ｍｍとされ、ヘリカル素子２１０は線径約１ｍｍの線材が２１回と１／４回巻回されて構成されており、その外径ｄ２０１は約１０ｍｍとされ、接続素子２１２は線径約１ｍｍとされて、その長さＬ２１２は約２０ｍｍとされ、グランド２１３の縦の長さＬ２１３は約１５０ｍｍとされ、幅Ｗ２０１は約５０ｍｍとされている。
図２８を参照すると、中心中波数ｆ０は中央の▼の印で示す約２０２．５６ＭＨｚとなり、ＶＳＷＲが３以内の周波数帯域ｆｗは両側の▼の印で示す約１８９．５５ＭＨｚ〜約２１５．５６ＭＨｚとなり約２６．０１ＭＨｚが得られている。この場合の比周波数帯域は約１２．８４％となる。
【０００６】
また、従来提案されている小型のアンテナとして、アンテナエレメントが外部導体と中心導体によって同軸構造を有しており、アンテナエレメントにおける同軸先端部の一方が電気的に短絡され、短絡されていない側の同軸端の外部導体端をアンテナ出力端子とした構造のアンテナが知られている。なお、外部導体内には中心導体を支える誘電体が設けられている。このアンテナは広帯域の比周波数帯域を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４０６６８７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図２５および図２７に示す従来の小型のアンテナの比周波数帯域は一般的とされる約１０％前後しか得られない。このように、従来の小型のアンテナでは比周波数帯域は約１０％前後しか得られておらず、１５％以上の広帯域は得ることができないという問題点があった。また、従来提案されている小型のアンテナでは広帯域の比周波数帯域を得ることができるが、中心導体の先端を同軸構造とされた外部導体に短絡しており、その構造が複雑となって組み立て工数とコストが増加するという問題点があった。
そこで、本発明は、構造が簡単な小型のアンテナであっても１５％以上の広帯域の比周波数帯域を得ることができる棒状広帯域アンテナを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の棒状広帯域アンテナは、内部が空洞とされた導電性のホイップ素子と、該ホイップ素子に設けられている前記空洞内に下方から挿入され、下端がグランドに接続されている導電性の内部素子とを備え、前記ホイップ素子の下端が給電部に接続され、前記内部素子は、前記内部素子の外径および前記ホイップ素子への挿入長さに応じて、前記給電部に対するインピーダンス整合を行うようにしたことを最も主要な特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ホイップ素子内に下方から内部素子を挿入した簡単な構成であっても、比帯域が１５％を超える小型の棒状広帯域アンテナを得ることができる。このように、棒状広帯域アンテナの構成は簡単化されていることから、組み立て工数およびコストを低減することができるようになる。また、ホイップ素子内に下方から挿入された内部素子により、インピーダンス整合を行うことができることから、インピーダンス整合装置を不要とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の棒状広帯域アンテナの第１実施例であるホイップアンテナの構成を示す図である。
【図２】本発明にかかるホイップアンテナのＶＳＷＲの周波数特性を示す図である。
【図３】本発明にかかるホイップアンテナの内部素子のパラメータに応じたレジスタンス特性を示す図である。
【図４】本発明にかかるホイップアンテナの内部素子のパラメータに応じたリアクタンス特性を示す図である。
【図５】本発明にかかるホイップアンテナの内部素子の他のパラメータに応じたレジスタンス特性を示す図である。
【図６】本発明にかかるホイップアンテナの内部素子の他のパラメータに応じたリアクタンス特性を示す図である。
【図７】本発明の棒状広帯域アンテナの第２実施例であるヘリカルアンテナの構成を示す図である。
【図８】本発明にかかるヘリカルアンテナのＶＳＷＲの周波数特性を示す図である。
【図９】本発明にかかるヘリカルアンテナの内部素子のパラメータに応じたレジスタンス特性を示す図である。
【図１０】本発明にかかるヘリカルアンテナの内部素子のパラメータに応じたリアクタンス特性を示す図である。
【図１１】本発明にかかるヘリカルアンテナの内部素子の他のパラメータに応じたレジスタンス特性を示す図である。
【図１２】本発明にかかるヘリカルアンテナの内部素子の他のパラメータに応じたリアクタンス特性を示す図である。
【図１３】本発明の第１実施例であるホイップアンテナの第１および第２の変形例の構成を示す図である。
【図１４】本発明の第１実施例であるホイップアンテナの第３および第４の変形例の構成を示す図である。
【図１５】本発明の第１実施例であるホイップアンテナの第５の変形例の構成を示す図である。
【図１６】本発明の第１実施例であるホイップアンテナの第６の変形例の構成を示す図である。
【図１７】本発明の第１実施例であるホイップアンテナの第７の変形例の構成を示す図である。
【図１８】本発明の第１実施例であるホイップアンテナの第８の変形例の構成を示す図である。
【図１９】本発明の第１実施例であるホイップアンテナの給電部の第１の構成例を示す図である。
【図２０】本発明の第１実施例であるホイップアンテナの給電部の第２の構成を示す図である。
【図２１】本発明の第１実施例であるホイップアンテナの給電部の第３の構成を示す図である。
【図２２】本発明の第２実施例であるヘリカルアンテナの第１の変形例の構成を示す図である。
【図２３】本発明の第２実施例であるヘリカルアンテナの第２の変形例の構成を示す図である。
【図２４】本発明の第２実施例であるヘリカルアンテナの第３の変形例の構成を示す図である。
【図２５】従来のホイップアンテナの構成を示す図である。
【図２６】従来のホイップアンテナのＶＳＷＲの周波数特性を示す図である。
【図２７】従来のヘリカルアンテナの構成を示す図である。
【図２８】従来のヘリカルアンテナのＶＳＷＲの周波数特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の棒状広帯域アンテナの第１実施例とされるホイップアンテナ１の構成を図１に示す。
図１に示す本発明の第１実施例とされるホイップアンテナ１は、細長い円筒状とされたパイプ状のホイップ素子１０を有し、ホイップ素子１０の下端が線状の接続素子１２を介して矩形の平板状のグランド１３の上端に設けられた給電部１４に接続されている。ホイップ素子１０の内部の空洞内には下から所定の径と長さとされている内部素子１１が所定深さで挿入されて、ホイップアンテナ１が構成されている。内部素子１１の上部は、前記したようにホイップ素子１０内に挿入され、下端はグランド１３の上端に接続されている。給電部１４は、無線機回路１５に接続されており、無線機回路１５からの送信信号がホイップアンテナ１から送信されると共に、ホイップアンテナ１の受信信号が無線機回路１５に供給されるようになる。なお、グランド１３は無線機筐体を想定したグランドとされている。
設計周波数の波長をλとした際に、ホイップアンテナ１の長さＬ１１が約０．３６０λとされ、円筒状のホイップ素子１０の外径ｄ１が約０．００７λとされ、内部素子１１の長さＥinが約０．１３０λとされ、接続素子１２の長さＥLineが約０．０７０λとされている。また、グランド１３の縦の長さＬ１２が約０が０．１００λとされ、幅Ｗ１が０．０３３λとされている。
【００１３】
図１に示すホイップアンテナ１において、設計周波数を２００ＭＨｚ（λ＝１５００ｍｍ）とした際の、電圧定在波比（ＶＳＷＲ）の周波数特性を図２に示す。この場合、ホイップアンテナ１における各部の寸法は上記の通りとされ、具体的にはホイップアンテナ１の長さＬ１１は約５４０ｍｍとされ、円筒状のホイップ素子１０の外径ｄ１は約１０ｍｍ、内径は約９ｍｍとされ、内部素子１１の線径ＥinＤは約２ｍｍとされて、その長さＥinは約１９５ｍｍとされ、接続素子１２は線径約１ｍｍとされて、その長さＥLineは約１０５ｍｍとされ、グランド１３の縦の長さＬ１２は約１５０ｍｍとされ、幅Ｗ１は約５０ｍｍとされている。
図２を参照すると、中心中波数ｆ０は中央の▼の印で示す約１９５．８２ＭＨｚとなり、ＶＳＷＲが３以内の周波数帯域ｆｗは両側の▼の印で示す約１４９．１３ＭＨｚ〜約２４２．５０ＭＨｚとなり約９３．３７ＭＨｚもの広帯域が得られている。この場合の比周波数帯域は約４７．６８％となる。
【００１４】
次に、設計周波数が２００ＭＨｚとされて上記寸法とされた際に、内部素子１１の長さＥinを変化した際のホイップアンテナ１のアンテナインピーダンス特性を図３および図４に示す。
内部素子１１の線径ＥinＤを約０．５ｍｍ、約２．０ｍｍ、約４．０ｍｍの３種類として、内部素子１１の長さＥinを０．００λ（０ｍｍ）から０．１６λ（２４０ｍｍ）まで変化させた際のホイップアンテナ１のアンテナインピーダンス特性におけるレジスタンス成分の変化特性を図３に、リアクタンス成分の変化特性を図４に示す。長さＥinを０．００λとした場合は、内部素子１１を除去した従来のホイップアンテナ１００に相当する。図３および図４を参照すると、内部素子１１の線径ＥｉｎＤを太くしていくと、ホイップアンテナ１のレジスタンス成分およびリアクタンス成分が減少していくことが分かる。また、内部素子１１の長さＥｉｎを長くして内部素子１１のホイップ素子１０への挿入長を長くしていくと、レジスタンス成分は長さＥｉｎがホイップ素子１０の下端付近までの長さとなった際に最大となり、リアクタンス成分は長さＥｉｎに従って低下していくことが分かる。そして、ＥｉｎＤ＝２ｍｍ、Ｅｉｎ＝０．１３λとした際に、ホイップアンテナ１のアンテナインピーダンスは▲の印で示すように約８２−ｊ２７Ωが得られる。
【００１５】
次に、設計周波数が２００ＭＨｚとされて上記寸法とされた際に、接続素子１２の長さＥLineを変化した際のホイップアンテナ１のアンテナインピーダンス特性を図５および図６に示す。
ホイップアンテナ１の長さＬ１１および内部素子１１の長さＥinを固定して、接続素子１２の長さＥLineを０．０３λ（４５ｍｍ）から０．１０λ（１５０ｍｍ）まで変化させた際のホイップアンテナ１のアンテナインピーダンス特性におけるレジスタンス成分の変化特性を図５に、リアクタンス成分の変化特性を図６に示す。図５および図６を参照すると、接続素子１２の長さＥLineを長くして内部素子１１のホイップ素子１０への挿入長を短くしていくと、ホイップアンテナ１のレジスタンス成分およびリアクタンス成分が増加していくことが分かる。そして、接続素子１２の長さＥLine＝０．０７λとした際に、ホイップアンテナ１のアンテナインピーダンスは▲の印で示すように約８２−ｊ２７Ωが得られる。
このように、内部素子１１の線径ＥinＤ、内部素子１１のホイップ素子１０への挿入長、接続素子１２の長さＥLineによりホイップアンテナ１のアンテナインピーダンスが変化するため、これらのパラメータの値を調整することによりアンテナインピーダンスの整合を行うことができる。すなわち、第１実施例とされるホイップアンテナ１は整合回路が不要なアンテナということができる。
【００１６】
次に、本発明の棒状広帯域アンテナの第２実施例とされるヘリカルアンテナ２の構成を図７に示す。
図７に示す本発明にかかる第２実施例とされるヘリカルアンテナ２は、断面略円形に巻回された細長いヘリカル素子２０を有し、ヘリカル素子２０の下端が線状の接続素子２２を介して矩形の平板状のグランド２３の上端に設けられた給電部２４に接続されている。ヘリカル素子２０の内部の空洞内には下から所定の径と長さとされている内部素子２１が所定深さで挿入されて、ヘリカルアンテナ２が構成されている。内部素子２１の上部は、前記したようにヘリカル素子２０内に挿入され、下端はグランド２３の上端に接続されている。給電部２４は、無線機回路２５に接続されており、無線機回路２５からの送信信号がヘリカルアンテナ２から送信されると共に、ヘリカルアンテナ２の受信信号が無線機回路２５に供給されるようになる。なお、グランド２３は無線機筐体を想定したグランドとされている。
設計周波数の波長をλとした際に、ヘリカルアンテナ２の長さＬ２１が約０．１６７λとされ、断面略円形のヘリカル素子２０の外径ｄ２が約０．００７λとされ、内部素子２１の長さＥinが約０．０６０λとされ、接続素子２２の長さＥLineが約０．０１３λとされている。また、グランド２３の縦の長さＬ２２が約０が０．１００λとされ、幅Ｗ２が０．０３３λとされている。
【００１７】
図７に示すヘリカルアンテナ２において、設計周波数を２００ＭＨｚ（λ＝１５００ｍｍ）とした際の、電圧定在波比（ＶＳＷＲ）の周波数特性を図８に示す。この場合、ヘリカルアンテナ２における各部の寸法は上記の通りとされ、具体的にはヘリカルアンテナ２の長さＬ２１は約２５０ｍｍとされ、ヘリカル素子２０は線径約１ｍｍの線材が２１回巻回されて構成されており、その外径ｄ２は約１０ｍｍとされ、内部素子２１の線径ＥinＤは約４ｍｍとされて、その長さＥinは約９０ｍｍとされ、接続素子２２は線径約１ｍｍとされて、その長さＥLineは約２０ｍｍとされ、グランド２３の縦の長さＬ２２は約１５０ｍｍとされ、幅Ｗ２は約５０ｍｍとされている。
図８を参照すると、中心中波数ｆ０は中央の▼の印で示す約２０４．０８ＭＨｚとなり、ＶＳＷＲが３以内の周波数帯域ｆｗは両側の▼の印で示す約１８６．７３ＭＨｚ〜約２２１．４２ＭＨｚの約３４．６９ＭＨｚの広帯域が得られている。この場合の比周波数帯域は約１７．００％となる。
【００１８】
次に、設計周波数が２００ＭＨｚとされて上記寸法とされた際に、内部素子２１の長さＥinを変化した際のヘリカルアンテナ２のアンテナインピーダンス特性を図９および図１０に示す。
内部素子２１の線径ＥinＤを約０．５ｍｍ、約２．０ｍｍ、約４．０ｍｍとして、内部素子２１の長さＥinを０．００λ（０ｍｍ）から０．１０λ（１５０ｍｍ）まで変化させた際のヘリカルアンテナ２のアンテナインピーダンス特性におけるレジスタンス成分の変化特性を図９に、リアクタンス成分の変化特性を図１０に示す。長さＥinを０．００λとした場合は、内部素子２１を除去した従来のヘリカルアンテナ２００に相当する。図９および図１０を参照すると、内部素子２１の線径ＥｉｎＤを太くしていくと、ヘリカルアンテナ２のレジスタンス成分およびリアクタンス成分は減少していくが、リアクタンス成分については変化が小さいことが分かる。また、内部素子２１の長さＥｉｎを長くして内部素子２１のヘリカル素子２０への挿入長を長くしていくと、レジスタンス成分は長さＥｉｎに従って低下していき、リアクタンス成分は長さＥｉｎに従って増加していくことが分かる。そして、ＥｉｎＤ＝４ｍｍ、Ｅｉｎ＝０．０６λとした際に、ヘリカルアンテナ２のアンテナインピーダンスは▲の印で示すように約３７−ｊ０Ωが得られる。
【００１９】
次に、設計周波数が２００ＭＨｚとされて上記寸法とされた際に、接続素子２２の長さＥLineを変化した際のヘリカルアンテナ２のアンテナインピーダンス特性を図１１および図１２に示す。
ヘリカルアンテナ２の長さＬ２１および内部素子２１の長さＥinを固定して、接続素子２２の長さＥLineを０．００λ（０ｍｍ）から０．０４λ（６０ｍｍ）まで変化させた際のヘリカルアンテナ２のアンテナインピーダンス特性におけるレジスタンス成分の変化特性を図１１に、リアクタンス成分の変化特性を図１２に示す。図１１および図１２を参照すると、接続素子２２の長さＥLineを長くして内部素子２１のヘリカル素子２０への挿入長を短くしていくと、ヘリカルアンテナ２のレジスタンス成分は増加していくが、リアクタンス成分は変化が小さくほぼ一定となることが分かる。そして、接続素子２２の長さＥLine＝０．０１３λとした際に、ヘリカルアンテナ２のアンテナインピーダンスは▲の印で示すように約３７−ｊ０Ωが得られる。
このように、内部素子２１の線径ＥinＤ、内部素子１１のヘリカル素子２０への挿入長、接続素子２２の長さＥLineによりヘリカルアンテナ２のアンテナインピーダンスが変化するため、これらのパラメータの値を調整することによりアンテナインピーダンスの整合を行うことができる。すなわち、第２実施例とされるヘリカルアンテナ２は整合回路を内蔵するアンテナということができる。
【００２０】
以上のように、本発明の第１実施例とされるホイップアンテナ１および第２実施例とされるヘリカルアンテナ２においては、内部素子１１，２１の線径ＥinＤ、内部素子１１，２１のホイップ素子１０あるいはヘリカル素子２０への挿入長、接続素子１２，２２の長さＥLineによりアンテナインピーダンスが変化する。このように、内部素子１１，２１および接続素子１２，２２がアンテナインピーダンスの整合手段としても機能するようになり、周波数特性の広帯域化を図ることができる。また、特性インピーダンスが５０Ωや７５Ωなどの無線機回路１５，２５とのインピーダンス整合を容易に行うことができるようになる。
【００２１】
次に、第１実施例とされるホイップアンテナ１の変形例の構成を図１３ないし図１８に示す。
図１３（ａ）は第１の変形例のホイップアンテナ１ａの構成を一部断面図で示す図であり、この図に示す第１の変形例のホイップアンテナ１ａでは、丸棒状のホイップ素子１０ａの下面から所定深さの穴が形成されており、この穴の中に内部素子１１ａの上部が挿入されている。他の構成は、ホイップアンテナ１と同様の構成とされているのでその説明は省略する。
図１３（ｂ）は第２の変形例のホイップアンテナ１ｂの構成を一部半断面図で示す図であり、この図に示す第２の変形例のホイップアンテナ１ｂでは、細長い円筒状とされた絶縁筒の表面の全面に導電体が蒸着されてホイップ素子１０ｂが構成されており、このホイップ素子１０ｂ内部の空洞内に内部素子１１ｂの上部が挿入されている。他の構成は、ホイップアンテナ１と同様の構成とされているのでその説明は省略する。
【００２２】
図１４（ａ）（ｂ）は第３の変形例のホイップアンテナ１ｃの構成を示す正面図および上面図であり、これらの図に示す第３の変形例のホイップアンテナ１ｃでは、ホイップ素子１０ｃの断面が六角形に形成されており、このホイップ素子１０ｃ内部の空洞内に内部素子１１ｃの上部が挿入されている。他の構成は、ホイップアンテナ１と同様の構成とされているので説明を省略する。なお、ホイップ素子１０ｃの断面は六角形に限ることはなく多角形とすることができる。
図１４（ｃ）（ｄ）は第４の変形例のホイップアンテナ１ｄの構成の一部を示す正面図および上面図であり、これらの図に示す第４の変形例のホイップアンテナ１ｄでは、ホイップ素子１０ｄの断面が楕円形に形成されている。他の構成は、ホイップアンテナ１と同様の構成とされているので説明を省略する。
【００２３】
図１５（ａ）（ｂ）は第５の変形例のホイップアンテナ１ｅの構成を示す正面図および側面図であり、これらの図に示す第５の変形例のホイップアンテナ１ｅでは、ホイップ素子１０ｅの下部の一部に切欠１６ｅが形成されており、このホイップ素子１０ｅ内部の空洞内に内部素子１１ｅの上部が挿入されている。ホイップ素子１０ｅの下端が給電部１４ｅに接続されて、切欠１６ｅは接続素子１２として機能する。他の構成は、ホイップアンテナ１と同様の構成とされているので説明を省略する。
図１６（ａ）（ｂ）は第６の変形例のホイップアンテナ１ｆの構成を示す正面図および側面図であり、これらの図に示す第６の変形例のホイップアンテナ１ｆでは、ホイップ素子１０ｆの下部に複数の矩形の窓１６ｆが形成されており、この窓１６ｆの一つから内部素子１１ｆの上部がホイップ素子１０ｅ内部の空洞内に挿入されている。ホイップ素子１０ｅの下端が給電部１４ｆに接続されて、複数の窓１６ｆが形成されているホイップ素子１０ｅの下部は接続素子１２として機能する。このように、ホイップ素子１０ｅの下部に複数の窓１６ｆを形成するのは、図１６（ｃ）に示すようにホイップ素子１０ｆを支持する絶縁性の支持部材１７ｆを、ホイップ素子１０ｆの下から嵌入できるようにするためである。他の構成は、ホイップアンテナ１と同様の構成とされているので説明を省略する。
【００２４】
図１７（ａ）は第７の変形例のホイップアンテナ１ｇの構成を示す正面図であり、この図に示す第７の変形例のホイップアンテナ１ｇでは、ホイップ素子１０ｇが屈曲されて形成されて低姿勢のホイップアンテナ１ｇとされている。このホイップ素子１０ｇ内部の空洞内に内部素子１１ｇの上部が挿入されている。他の構成は、ホイップアンテナ１と同様の構成とされているので説明を省略する。ホイップ素子１０ｇを屈曲する場合に、図１７（ｂ）に示すホイップ素子１０ｇ’のように屈曲部にアールを付けて屈曲するようにしても良い。
図１８（ａ）（ｂ）は第８の変形例のホイップアンテナ１ｈの構成を示す正面図および側面図であり、これらの図に示す第８の変形例のホイップアンテナ１ｈでは、ホイップ素子１０ｈの下端が接続素子１２を介することなく給電部１４ｈに接続されている。このホイップ素子１０ｈ内部の空洞内に内部素子１１ｈが挿入されている。このように、第８の変形例のホイップアンテナ１ｈでは、接続素子１２が省略されている。他の構成は、ホイップアンテナ１と同様の構成とされているので説明を省略する。
【００２５】
次に、本発明の第１実施例であるホイップアンテナ１における給電部１４の構成例を図１９ないし図２１に示す。図１９（ａ）（ｂ）は第１の構成例の給電部１４を備えるホイップアンテナ１の構成を示す正面図および側面図である。これらの図に示すホイップアンテナ１の給電部１４は、グランド１３の一面の上部にホット側パターン１３−１とグランド側パターン１３−２とが形成されて構成されている。ホット側パターン１３−１の一端には接続素子１２がハンダ付けにより接続され、グランド側パターン１３−２の一端には内部素子１１の下端がハンダ付けにより接続されている。ホット側パターン１３−１およびグランド側パターン１３−２の他端は無線機回路１５に接続されている。
図２０（ａ）（ｂ）は第２の構成例の給電部１４を備えるホイップアンテナ１の構成を示す正面図および側面図である。これらの図に示すホイップアンテナ１の給電部１４は、グランド１３の一面の上部にホット側パターンとグランド側パターンとが形成されている。そして、ホット側パターンの一端に断面コ字状に屈曲された弾性を有する接触端子１３−３が接続されており、グランド側パターンの一端に断面コ字状に屈曲された弾性を有する接触端子１３−４が接続されて構成されている。接触端子１３−３には接続素子１２が接触して接続され、接触端子１３−４には内部素子１１の下端が接触して接続されている。ホット側パターンおよびグランド側パターンの他端は無線機回路１５に接続されている。
【００２６】
図２１（ａ）（ｂ）は第３の構成例の給電部１４を備えるホイップアンテナ１の構成を示す正面図および側面図である。これらの図に示すホイップアンテナ１の給電部１４は、ホイップアンテナ１の下端にプラグ１３−５が設けられており、グランド１３の上端にコネクタ１３−６が設けられて構成されている。プラグ１３−５の中心導体には接続素子１２の下端が接続され、外部導体には内部素子１１の下端が接続されている。また、コネクタ１３−６の中心ピンは、グランド１３の一面の上部に形成されたホット側パターンに接続され、アース導体はグランド側パターンに接続されている。そして、プラグ１３−５をコネクタ１３−６に螺着することにより、ホイップアンテナ１がグランド１３に固着されると共に、電気的に接続されるようになる。ホット側パターンおよびグランド側パターンの他端は無線機回路１５に接続されている。
【００２７】
次に、本発明の第２実施例とされるヘリカルアンテナ２の変形例の構成を図２２ないし図２４に示す。
図２２は第１の変形例のヘリカルアンテナ２ａの構成を一部断面図で示す図であり、この図に示す第１の変形例のヘリカルアンテナ２ａでは、細長い円筒状とされた絶縁筒の外周面にヘリカル状の溝が形成されて、この溝内に導電体が蒸着されてヘリカル素子２０ａが形成されている。このヘリカル素子２０ａ内部の空洞内に内部素子２１ａの上部が挿入されている。他の構成は、ヘリカルアンテナ２と同様の構成とされているのでその説明は省略する。
また、ヘリカルアンテナ２におけるヘリカル素子２０の断面形状は、円形に限ることはなく多角形や楕円形とすることができる。また、ヘリカル素子２０を途中から屈曲して低姿勢化するようにしても良いし、ヘリカル素子２０の下端を直接給電部２４に接続するようにして接続素子２２を省略するようにしても良い。
【００２８】
図２３（ａ）（ｂ）は第２の変形例のヘリカルアンテナ２ｂの構成を示す正面図および側面図であり、これらの図に示す第２の変形例のヘリカルアンテナ２ｂでは、ヘリカル素子２０ｂの下部に一部に切欠２７ｂが形成された円筒状の接続部２２ｂを設けており、この接続部２２ｂからヘリカル素子２０ｂ内部の空洞内に内部素子２１ｂの上部が挿入されている。接続部２２ｂの下端が給電部２４ｂに接続されて、接続部２２ｂは接続素子２２として機能する。他の構成は、ヘリカルアンテナ２と同様の構成とされているので説明を省略する。
図２４（ａ）（ｂ）は第３の変形例のヘリカルアンテナ２ｃの構成を示す正面図および側面図であり、これらの図に示す第３の変形例のヘリカルアンテナ２ｃでは、ヘリカル素子２０ｃの下部に複数の窓２７ｃが形成された円筒状の接続部２２ｃを設けており、この接続部２２ｃの窓２７ｃの一つからヘリカル素子２０ｃ内部の空洞内に内部素子２１ｃの上部が挿入されている。接続部２２ｃの下端が給電部２４ｃに接続されて、接続部２２ｃは接続素子２２として機能する。このように、ヘリカル素子２０ｃの下部に複数の窓２７ｃを形成するのは、図２４（ｃ）に示すようにヘリカル素子２０ｃを支持する絶縁性の支持部材２８ｃを、ヘリカル素子２０ｃの下から嵌入できるようにするためである。他の構成は、ヘリカルアンテナ２と同様の構成とされているので説明を省略する。
また、図１９ないし図２１に示す第１ないし第３の構成例の給電部１４を、本発明の第２実施例であるヘリカルアンテナ２に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
以上説明した本発明の棒状広帯域アンテナにおいては、アンテナ全長、アンテナ素子外径および内径、グランド、アンテナに付随する誘電体など、上記説明した以外の要素でもアンテナインピーダンスが影響する点は、一般のアンテナと同様とされている。
本発明の棒状広帯域アンテナは、アンテナ自身がインピーダンス整合手段を保有しているので、広帯域な周波数特性が得られる。また、筐体からのアンテナ露出長が制限されていても、アンテナ自身のインピーダンス整合手段により周波数特性を制御できるので、共振周波数の柔軟な対応をすることができる。さらに、アンテナ構成部品点数が少なく、シンプルな構成とされていることから、低コストで安定した品質で量産することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１  ホイップアンテナ、１ａ〜１ｈ  ホイップアンテナ、２  ヘリカルアンテナ、２ａ〜２ｃ  ヘリカルアンテナ、１０  ホイップ素子、１０ａ〜１０ｈ  ホイップ素子、１１  内部素子、１１ａ〜１１ｈ  内部素子、１２  接続素子、１３  グランド、１３−１  グランド側パターン、１３−２  ホット側パターン、１３−３，１３−４  接触端子、１３−５  プラグ、１３−６  コネクタ、１４  給電部、１４ｅ  給電部、１４ｆ  給電部、１４ｈ  給電部、１５  無線機回路、１６ｅ  切欠、１６ｆ  窓、１７ｆ  支持部材、２０  ヘリカル素子、２０ａ〜２０ｃ  ヘリカル素子、２１  内部素子、２１ａ〜２１ｃ  内部素子、２２  接続素子、２２ｂ  接続部、２２ｃ  接続部、２３  グランド、２４  給電部、２４ｂ  給電部、２４ｃ  給電部、２５  無線機回路、２７ｂ  切欠、２７ｃ  窓、１００  ホイップアンテナ、１１０  ホイップ素子、１１２  接続素子、１１３  グランド、１１４  給電部、１１５  無線機回路、２００  ヘリカルアンテナ、２１０  ヘリカル素子、２１２  接続素子、２１３  グランド、２１４  給電部、２１５  無線機回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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