(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部アンテナ部および下部ストレートエレメントを移動体通信端末のケース上方に伸長させることができ、かつ押し下げて下部ストレートエレメントをケース内に収納できるアンテナ装置において、
下部ストレートエレメントの上端に絶縁して上下に所定距離スライド自在に上部アンテナ部が取り付けられ、この上部アンテナ部を下部ストレートエレメントに対して引き上げたとき両者を電気的に接続し、逆に上部アンテナ部を下部ストレートエレメントに対して押し下げたとき両者の電気的接続を解除するバネ接点を両者間に設け、
さらに上部アンテナ部を下部ストレートエレメントに対して押し下げたとき両者間に容量結合を発生させ、その容量とインダクタとによる並列共振回路をアンテナの使用周波数に共振させることにより前記両者間にアンテナの使用周波数で高インピーダンスを形成し、両者間を電気的に分離するようにしたことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
インダクタはコイルまたはストレート線、あるいは金属のメッキまたは蒸着により上部アンテナ部内に形成されることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
上部アンテナ部はヘリカルアンテナであることを特徴とする請求項１または２に記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体通信端末に使用されるアンテナ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、移動体通信端末の小型化に伴い、アンテナも小型化かつ高性能化が要求されている。図８は、移動体通信端末に使用される従来のアンテナ装置を示す。このアンテナ装置は、導電性基台１１にヘリカルコイル１２を接続し、ヘリカルコイル１２を保護部１３で覆った上部アンテナ部１４と、下端にストッパ１５を有する下部ストレートエレメント１６とからなり、上部アンテナ部１４は、下部ストレートエレメント１６の上端に絶縁体１７を介して固定される。
【０００３】
このようなアンテナ装置は、図８（ａ）に示すように、移動体通信端末のケース１８の上部に取り付けられたホルダ１９内を通して下部ストレートエレメント１６がケース１８内に収納された状態で使用することができ、また、図８（ｂ）に示すように、上部アンテナ部１４と下部ストレートエレメント１６とがケース１８の上方に長く伸長された状態で使用できる。
【０００４】
上記アンテナ装置においては、上部アンテナ部１４と下部ストレートエレメント１６が絶縁体１７で絶縁されており、図８（ａ）の収納状態においては上部アンテナ部１４に給電され、上部アンテナ部１４のみがアンテナとして動作し、図８（ｂ）の伸長状態においては下部ストレートエレメント１６に給電され、下部ストレートエレメント１６のみがアンテナとして動作する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、上記の従来のアンテナ装置では、伸長時、上記のように下部ストレートエレメント１６のみがアンテナとして動作し、上部アンテナ部１４はアンテナとして動作しないため、外観上の長さの割には性能を確保できない問題点があった。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、伸長時における放射パターンの改善および利得の向上を図ることができるアンテナ装置を提供することを目的をする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のアンテナ装置は、上部アンテナ部および下部ストレートエレメントを移動体通信端末のケース上方に伸長させることができ、かつ押し下げて下部ストレートエレメントをケース内に収納できるアンテナ装置において、下部ストレートエレメントの上端に絶縁して上下に所定距離スライド自在に上部アンテナ部が取り付けられ、この上部アンテナ部を下部ストレートエレメントに対して引き上げたとき両者を電気的に接続し、逆に上部アンテナ部を下部ストレートエレメントに対して押し下げたとき両者の電気的接続を解除するバネ接点を両者間に設け、さらに上部アンテナ部を下部ストレートエレメントに対して押し下げたとき両者間に容量結合を発生させ、その容量とインダクタとによる並列共振回路をアンテナの使用周波数に共振させることにより前記両者間にアンテナの使用周波数で高インピーダンスを形成し、両者間を電気的に分離するようにしたことを特徴とする。
【００１０】
ここで、インダクタはコイルまたはストレート線、あるいは金属のメッキまたは蒸着により上部アンテナ部内に形成される。さらに、上部アンテナ部は具体的にはヘリカルアンテナである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に添付図面を参照して本発明によるアンテナ装置の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明のアンテナ装置の第１の実施の形態を示す図、図２は第１の実施の形態の詳細断面図である。この第１の実施の形態のアンテナ装置は、下端にストッパ２１を有する下部ストレートエレメント２２の上端に絶縁体２３を介して上部アンテナ部３１を取り付けて構成される。ここで、上部アンテナ部３１は、導電性基台３２にヘリカルコイル３３を接続し、このヘリカルコイル３３
を保護部３４で覆って構成されており、ヘリカルアンテナである。
【００１２】
このようなアンテナ装置は、図１（ａ）に示すように、移動体通信端末のケース４１の上部に取り付けられた筒状のホルダ４２内を通して下部ストレートエレメント２２をケース４１内に収納した状態で使用することができ、また、図１（ｂ）に示すように、上部アンテナ部３１と下部ストレートエレメント２２とをケース４１の上方に伸長させた状態で使用できる。
【００１３】
上記アンテナ装置は、下部ストレートエレメント２２、絶縁体２３および上部アンテナ部３１に加えて導電部材５１を有する。この導電部材５１は、下部ストレートエレメント２２と上部アンテナ部３１（具体的には導電性基台３２）とを絶縁体２３を介して取り付けた取り付け部分の外形に合わせて例えば金属で円形または多角形の筒状に形成され、前記取り付け部分の外側に上下にスライド自在に嵌合される。
【００１４】
この導電部材５１は、上部アンテナ部３１の導電性基台３２に直接接触し（容量結合の状態でもよい）、かつ下降した状態においては、下部ストレートエレメント２２の上端に、該上端が挿入された絶縁体２３の下端側外側から容量結合する。したがって、図１（ｂ）のアンテナ装置の伸長時、導電部材５１を下降した状態に設定すると、導電部材５１を介して上部アンテナ部３１と下部ストレートエレメント２２が容量結合される。その結果、下部ストレートエレメント２２に給電すると、下部ストレートエレメント２２に加えて上部アンテナ部３１まで電流が流れ、上部アンテナ部３１までアンテナとして動作するので、放射効率が良くなり利得の向上を図ることができる。図３は伸長時の従来のアンテナ装置のＺ−Ｘ放射特性、図４は伸長時の本発明のアンテナ装置のＺ−Ｘ放射特性を示す（ただし、Ｚは移動体通信端末ＰＳの上下方向、Ｘは移動体通信端末ＰＳの前後方向である）。これらの図から、伸長時、上部アンテナ部と下部ストレートエレメントが共にアンテナとして動作する本発明のアンテナ装置によれば、下部ストレートエレメントしかアンテナ装置として動作しない従来のアンテナ装置に比較してＺ−Ｘ放射特性が向上していることが分かる。
【００１５】
図１および図２に戻って、スライド自在な導電部材５１は、上部アンテナ部３１側に上昇させると、下部ストレートエレメント２２の上端から外れて、該下部ストレートエレメント２２の上端に容量結合しなくなる。したがって、図１（ａ）および図２のアンテナ装置の収納時、導電部材５１を上昇した位置に設定すると、上部アンテナ部３１と下部ストレートエレメント２２は分離される。その結果、上部アンテナ部３１に給電すると、上部アンテナ部３１のみに電流が流れて上部アンテナ部３１のみがアンテナとして動作することになり、これにより、収納時、上部アンテナ部３１に下部ストレートエレメント２２が接続されて利得の低下を招くことが防止される。
【００１６】
図２の詳細図に示すように、移動体通信端末のケース４１に取り付けられたホルダ４２の下端部４２１は、開口部が小さくなるようにテーパ状に絞られる。このようにすると、アンテナ装置の収納時、ホルダ４２内に導電部材５１が挿入されると、該導電部材５１の下端がホルダ４２の絞られた下端部４２１内壁に当接して、自動的に導電部材５１が上部アンテナ部３１側に上昇するので、収納時、導電部材５１による上部アンテナ部３１と下部ストレートエレメント２２との容量結合を自動的に解除することができる。
【００１７】
なお、ホルダ４２の内側には、ホルダ４２内に挿入された導電部材５１および導電性基台３２のガタツキを防止するために金属製バネ４３が設けられる。また、収納状態での上部アンテナ部３１に対する給電、あるいは伸長状態での下部ストレートエレメント２２に対する給電は、例えばホルダ４２の外側から容量結合で行われる。他に、直接接触で給電することもできる。
【００１８】
図５は本発明のアンテナ装置の第２の実施の形態を示す。この第２の実施の形態は、アンテナ装置の伸長時、導電部材５１の下端がホルダ４２の絞られた下端部４２１内壁から離れると、スプリング６１の力で自動的に導電部材５１が下降するように、すなわち導電部材５１が容量結合を発生させる位置に自動的にスライドするようにしたものである。この第２の実施の形態を詳述すると、上部アンテナ部３１の導電性基台３２の下端側は、中心の軸部６２と、外側の筒部６３からなり、中心の軸部６２の下端が下部ストレートエレメント２２の上端に絶縁体２３を介して取り付けられている。導電部材５１は、前記中心の軸部６２と外側の筒部６３間の凹部６４に挿入可能にして、前記中心の軸部６２と絶縁体２３の外側に上下にスライド自在に嵌合されており、この導電部材５１の上端と凹部６４の上面部間には凹部６４に収容してスプリング６１が介在される。
【００１９】
このような第２の実施の形態においては、図５（ａ）に示すアンテナ装置の収納状態においては、導電部材５１の下端がホルダ４２の絞られた下端部４２１
に当接して導電部材５１が上昇することにより、導電部材５１は凹部６４内に深く挿入された状態となり、それによりスプリング６１は圧縮される。次に、この収納状態から図５（ｂ）に示すアンテナ装置の伸長状態に移ると、導電部材５１の下端がホルダ４２の絞られた下端部４２１から離れ、押えがなくなるので、スプリング６１の力により導電部材５１は自動的に下降し、下部ストレートエレメント２２と上部アンテナ部３１とを容量結合する状態となる。
【００２０】
上記のようにスプリング６１を設けた場合、図５（ａ）の収納状態で上部アンテナ部３１をホルダ４２に固定しないと、上部アンテナ部３１がスプリング６１の力で上方に飛び出してしまう。そこで、上部アンテナ部３１の導電性基台３２とホルダ４２との間にはロック手段が設けられる。ロック手段は、導電性基台３２の筒部６３上端外壁に設けられた左右一対の突部６５と、ホルダ４２の上部開口部内壁に形成された図６（ａ）、（ｂ）（（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図）に示す左右一対の溝６６からなり、この溝６６に前記突部６５を係合させることによりロックが行われる。溝６６は、図６（ｂ）に示すように斜めに形成され、下端には真上方向に戻り防止用の空間部６７を有する。したがって、溝６６の上端から溝６６に突部６５を挿入し、上部アンテナ部３１を水平に回転させながら押し込むことにより突部６５を斜めの溝６６に沿って進め、最後に上部アンテナ部３１を押し込む力を弱めてスプリング６１の力で若干上部アンテナ部３１を上方に復帰させ、突部６５を戻り防止用の空間部６７に挿入させることによりロックが完了する。一方、上部アンテナ部３１を押し込んだ状態で、上部アンテナ部３１をロック時と逆方向に回転させることにより、突部６５が溝６６から外れ、ロックが解除される。
【００２１】
また、図５に示すように、導電部材５１を上昇位置（容量結合を解除する位置）と下降位置（容量結合を発生させる位置）でロックし、両位置での導電部材５１のガタツキを防止するロック手段が設けられる。このロック手段は、導電部材５１の上端側外壁に設けられた突部６８と、導電性基台３２の筒部６３内壁に上下に一対設けられた凹部６９からなり、この凹部６９のいずれかに突部６８が係合されることにより導電部材５１を上昇状態あるいは下降状態でロックする。
【００２２】
図７は本発明のアンテナ装置の第３の実施の形態を示す。この第３の実施の形態は、アンテナ装置の伸長時、下部ストレートエレメント２２と上部アンテナ部３１とをバネ接点７０で直接電気的に接続するようにしたものである。この第３の実施の形態を詳述すると、下部ストレートエレメント２２の上端には電極とストッパを兼ねる膨部７１が設けられ、その下のエレメント外側には所定範囲に渡って絶縁層７２が被覆される。一方、上部アンテナ部３１の導電性基台３２の下端側は筒部７４に形成され、その下には絶縁体からなる筒状のガイド７５が一体に設けられる。このような上部アンテナ部３１の導電性基台３２（ひいては上部アンテナ部３１）は、筒部７４内に膨部７１を収容し、かつガイド７５を絶縁層７２の外側に嵌合して、下部ストレートエレメント２２の上端に絶縁して所定距離上下にスライド自在に取り付けられており、この導電性基台３２が下部ストレートエレメント２２に対して上方に引き上げられたときの抜けは、図７（ｂ）に示すように筒部７４の内側に突出したガイド７５の上面（ここにはバネ接点７０の下端が重なる）が膨部７１の底面に当接することにより防止されている。このような導電性基台３２の筒部７４内下方位置には、導電性基台３２が下部ストレートエレメント２２に対して図７（ｂ）のように引き上げられ、膨部７１が筒部７４内の下部に位置するときに該膨部７１に接触するようにバネ接点７０が設けられており、このバネ接点７０は筒部７４に電気的に接続されている。一方、筒部７４内の上方部分には、該上方部分の上面および側面を覆うように逆有底筒状の絶縁体７５が設けられており、この絶縁体７５の上部内面には電極７６が設けられる。この電極７６と導電性基台３２間にはコイル７７が接続される。
【００２３】
このような第３の実施の形態においては、図７（ｂ）に示すアンテナ装置の伸長時、同図に示すように上部アンテナ部３１を下部ストレートエレメント２２に対して上方に引き上げると（上方にスライドさせると）、下部ストレートエレメント２２上端の膨部７１がバネ接点７０に接触するので、第１および第２の実施の形態と同様に、伸長時は、下部ストレートエレメント２２に上部アンテナ部３１が電気的に接続され、両方がアンテナとして動作する。したがって、放射効率が良くなり利得の向上を図ることができる。一方、図７（ａ）に示すアンテナ装置の収納時は、ケース４１内のエレメント下端の押え４３により固定された下部ストレートエレメント２２に対して上部アンテナ部３１を同図に示すように押し下げると（下方にスライドさせると）、下部ストレートエレメント２２上端の膨部７１がバネ接点７０から外れて導電性基台３２の筒部７４内の上方部分に移動するので、下部ストレートエレメント２２と上部アンテナ部３１との電気的な接続が解除されるようになり、上部アンテナ部３１に給電することにより第１および第２の実施の形態と同様に上部アンテナ部３１のみがアンテナとして動作する。
【００２４】
また、上記のように膨部７１がバネ接点７０から離れ筒部７４内の上方部分に移動した状態になると、膨部７１および下部ストレートエレメント２２と、導電性基台３２および金属性ホルダ４２（ここでは金属性ホルダが使用される）との間に容量結合が発生する。さらに、膨部７１が、筒部７４内の絶縁体７５に設けた電極７６に接触し、コイル７７に接続される。したがって、このコイル７７と、前記容量結合による容量とにより、下部ストレートエレメント２２と上部アンテナ部３１間に並列共振回路が形成され、この並列共振回路がアンテナの使用周波数に共振することにより、アンテナの使用周波数で上部アンテナ部３１と下部ストレートエレメント２２間に高インピーダンスが形成され、上部アンテナ部３１と下部ストレートエレメント２２との分離が確実になる。したがって、収納時、上部アンテナ部３１と下部ストレートエレメント２２が接続されて利得が低下することを確実に防止できる。なお、この実施の形態では、並列共振回路のインダクタをコイル７７で形成したが、ストレート線で形成することもでき、さらには絶縁体に金属をメッキまたは蒸着して形成することもできる。
【００２５】
なお、図７の第３の実施の形態において、図７（ａ）の収納状態においては、ガイド７５と絶縁層７２間の摩擦と、逆有底筒状絶縁体７５内に対する膨部７１の圧入で下部ストレートエレメント２２に対して上部アンテナ部３１が固定され、図７（ｂ）の伸長状態においては、ガイド７５と絶縁層７２間の摩擦と、バネ接点７０による膨部７１の狭持で下部ストレートエレメント２２に対して上部アンテナ部３１が固定される。
【００２６】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明のアンテナ装置によれば、伸長時、下部ストレートエレメントに上部アンテナ部が電気的に接続されて両方がアンテナとして動作するので、放射効率が良くなり利得の向上を図ることができる。また、収納時は従来と同様に上部アンテナ部と下部ストレートエレメントとを分離できるので、従来と同様に下部ストレートエレメントが接続されることによる利得の低下を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるアンテナ装置の第１の実施の形態を示す構成図。
【図２】本発明の第１の実施の形態の詳細断面図。
【図３】従来のアンテナ装置の伸長時のＺ−Ｘ放射特性を示す特性図。
【図４】本発明のアンテナ装置の伸長時のＺ−Ｘ放射特性を示す特性図。
【図５】本発明のアンテナ装置の第２の実施の形態を示す構成図。
【図６】本発明の第２の実施の形態で用いられるロック手段を説明するための平面図および断面図。
【図７】本発明のアンテナ装置の第３の実施の形態を示す構成図。
【図８】従来のアンテナ装置を示す構成図。
【符号の説明】
２２  下部ストレートエレメント
２３  絶縁体
３１  上部アンテナ部
５１  導電部材
７０  バネ接点
【図１】
0003585106.tif 000002
【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】
0003585106.tif 000008
【図８】
0003585106.tif 000009