(57)【要約】【課題】空中線が邪魔にならずに、通信機器の通信感度を低下させずに通信を行う通信機器を提供すること。【解決手段】通信機器５００は、本体５５０を空中線１００を有している。本体５５０は、筐体５４０に通信をするための通信ユニット７２１、７２２を内蔵する。空中線１００は、筐体５４０に設置され通信ユニット７２１、７２２に接続されている。そして、空中線１００の一部１３１、１３３が筐体５４０の外側に露出している。【選択図】　　図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信ユニットを内蔵する筐体と、
前記筐体に設置され前記通信ユニットに接続する空中線と、
を有し、
前記空中線の一部が前記筐体の外側に露出している通信機器。
【請求項２】
前記空中線は、上部の一部が離れているループ形状を有する請求項１記載の通信機器。
【請求項３】
前記空中線の露出している前記一部は、波長の３／１６の長さである請求項１又は２記載の通信機器。
【請求項４】
前記筐体の一面に装飾と通電性を向上するための飾り体を有し、
前記空中線は前記飾り体の内側に配置し、前記飾り体と電気的に導通するように接続する請求項１乃至３の何れかに記載の通信機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術技術】
本発明は通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の通信機器を図面に基づいて説明する。図８は、半波長ダイポール空中線が共振した状態での電流及び電圧分布を示す。半波長ダイポール空中線８１０は給電点８２０を中心として、水平方向に伸びた状態である。電圧分布８３０は、左側端部から給電点８２０にかけて０となり、右側端部に向かって極性が逆となって大きくなる。また、電流分布８４０は、左側端部と右側端部が低く、給電点８２０が頂点となる曲線を描く。
【０００３】
多くの通信装置の空中線は、通信装置の上方に突き出ている形状が一般的である。金属線や金属管を用いた１／４波長の垂直の空中線が用いられることも多い。図９は、１／４波長垂直空中線が共振した状態での電流及び電圧分布を示す。給電点９２０付近では電流９４０が最大となり、空中線９１０の最端では電圧９３０が最大となる。電波の輻射効率は電流９４０の最大位置が最大となる為に、給電点９２０付近が最大の電波輻射位置となる。反面、空中線９１０の最端では電流９４０が最低となる為に電波は輻射されないが、電圧９３０が最大となる。
【０００４】
次に、１／４波長垂直空中線の先端を折り曲げた空中線を図１０に示す。空中線の先端は流れる電流値が低い為、電波の輻射量は少ない。従って、この部分を折り曲げても空中線の効率劣化は低く押さえられる。
【０００５】
図１１は、１／４波長の垂直空中線を２本一定の間隔を於いて配置した位相給電空中線を示す模式図である。給電１１４０は送信電力をインピーダンスマッチング回路を兼ねた電力分配器１１１０を介して、同軸給電線１１２１、１１２２で行われる。１／４波長垂直空中線は放射インピーダンスが５０オームである為、２対１のマッチング回路が必要となる。２本の１／４波長垂直空中線の空間的距離は１／８波長の整数倍が一般的である。
【０００６】
また、図１２は、２本の１／４波長垂直空中線の先端を折り曲げた時の形状と電流及び電圧の分布図を示す。通常の１／４波長垂直空中線同様、空中線の先端は流れる電流値が低い為、電波の輻射量は少ない。従って、この部分を折り曲げても空中線の効率劣化は少ない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この様な空中線には突き出ているが為の不具合がある。先ずは空中線が破損し易い事である。破損すれば無線装置としての性能に大きな影響が起こる。反面、無線装置本体に空中線を格納した場合は空中線の長さ、形状に大きな制限を受けることになり、効率の良い空中線を作ることが難しい。また、通信装置が金属のケースで出来ている場合は、その中に格納された空中線は空中線として働かない。そこで、空中線をケースの中に納める場合は無線機のケースがプラスチックの様な非導体の材質で出来ている必要がある。しかし、プラスチックは誘電体であり、誘電体の中に納められた空中線は金属が露出した空中線と比較して電波の発射効率が落ちる事が知られている。また、１／４波長の垂直の空中線は良好な高周波グランドが得られなければ、電波の発射効率に影響を与える。そのため、空中線そのものの長さが短い為に調整の取れた半波長ダイポール空中線と比較して受信感度が落ちることが知られている。
【０００８】
１／４波長垂直空中線では、例えば良好な高周波グランドの必要性と受信感度の劣化は位相給電型空中線を用いる事で改善されるが、位相給電型空中線は１／４波長の垂直の空中線が２本空間的に離れた位置に配置されているので、位相の異なる干渉波に因る減衰に対して強いが、１／４波長垂直空中線と比較して長さが２倍ある為に無線装置の筐体内に納める事が更に難しくなる。
【０００９】
空中線は通信装置の性能を決定する大きな要因であるが、電気的又は物理的制限がある為に効率の良い空中線を通信装置の筐体内に組み込む事は難しいのが現状である。
したがって、本発明が解決しようとする課題は無線装置内に空中線を格納しつつ、効率の良い通信機器を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の通信機器は、通信ユニットを内蔵する筐体と、前記筐体に設置され前記通信ユニットに接続する空中線と、を有し、前記空中線の一部が前記筐体の外側に露出している。
【００１１】
本発明の通信機器は、前記空中線が、上部の一部が離れているループ形状を有している。
【００１２】
本発明の通信機器は、前記空中線の露出している前記一部は、波長の３／１６の長さであるのが好ましい。
【００１３】
また、本発明の通信機器は、前記筐体の一面に装飾と通電性を向上するための飾り体を有し、前記空中線は前記飾り体の内側に配置し、前記飾り体と電気的に導通するように接続しても良い。
【００１４】
【実施の態様】
本発明の実施の態様について、図面に基づいて説明する。
【００１５】
＜実施例１＞
図１は、本発明の通信装置に使用する空中線を示す図である。図１Ａにおいて、空中線１００は、出力均等分配器１１０から左右に水平に同軸ケーブル１２１、１２２を接続する。同軸ケーブル１２１、１２２は、垂直に伸びる導波管１３１、１３３に接続されると共に、同軸ケーブル１２１、１２２内の信号線を覆う部分はアースする。導波管１３１、１３３の高さは、受信する波長の３／１６とする。導波管１３１、１３３の同軸ケーブル１２１、１２２と接続していない他端は、波長の１／１６の長さで水平方向に曲げる１３２、１３４。上部の一部に隙間を持ったループ状の形状となる。給電点１４０は出力均等分配器１１０のやや上方となる。この方形ループ空中線の特徴の１つとして、高さが３／１６波長の高さの筐体に納めることが出来る点にある。
【００１６】
空中線１００における共振した時の電流分布と電圧分布の状態を図１Ｂに示す。導波管１３１、１３３では、電圧分布１９１が同軸ケーブル１２１、１２２との接続部分から上方に向かって放物線を描くように分布する。また、電流分布１８１は上方の折り曲げ部から下方に向かって放物線を描くように分布する。そして、導波管１３２、１３４では、電流分布１８２が、先端から外側に向かって放物線を描くように分布する。また、電圧分布１９２は、折り曲げ点から内側に向かって放物線を描くように分布する。
【００１７】
空中線の両端に於いて電流はゼロに近くなるが、電圧は両端で最大となる上に、右端と左端で同符号になって表れる。図４Ｂでは高電圧の空中線先端が接近している為、空中線インピーダンスに微妙に影響を与える。したがって、２点間の距離は離れている事が好ましい。
【００１８】
１／４波長垂直空中線に於いては短縮率が適用される。短縮率は３％〜５％が一般的である。従って、短縮率で短くする分、空中線の両端の距離を離す事が出来る。
【００１９】
図２は、１枚板の金属を用いた高周波グランドの例を示した図である。高周波グランド３００の良否は、１／４波長垂直空中線に取って電波の輻射効率に大きな影響を与える。高周波グランド３００は長さにおいては波長に依存し、半波長の正数倍が好ましい。高周波グランド３００の面積が広いほど。高周波グランド３００としての効果は高い。この場合、板の材質はアルミや純銅の様に電気伝導率が高いものが好ましい。高周波グランド３００としての性能は板の面積が大きいほど高く、板の厚みには殆ど依存しない。
【００２０】
次に、図３は延長コイルを挿入する場所を示した模式図である。使用する電波の波長が無線装置の筐体より長い場合、延長コイルを挿入して空中線を共振する方法が一般的に取られている。延長コイル４１１、４１２は電圧の高い空中線先端に挿入すると高電圧の影響を受けて空中線の性能を劣化する可能性がある。反面、電波の輻射量の高い位置に挿入すると電波の輻射効率を下げる事になる。従って、延長コイル４１１、４１２を空中線４００の中央に挿入するのが好ましい。しかし、延長コイル４１１、４１２は商品としての無線装置を考慮した時にデザイン的に好ましく無い場合がある。このときは、空中線４００の先端から若干はなれた地点で且つ、無線装置の筐体に格納される部分に挿入することが好ましい。
【００２１】
＜実施例２＞
図４は、給電点を上部に位置させたものである。空中線２００は、図１Ａの空中線１００と比べて、給電点２４０を上方にした点が異なる。空中線に於いて流れる電流値が高いほど電波の輻射量が多いのは周知の事実である。従って、給電点２４０を高く取る事で無線装置が置かれている台や地面からの影響が少なくなる。また、電波は地上からの反射がその無線装置が置かれている地上からの高さで変化する。一般的に地上から半波長の高さに空中線が置かれた場合に電波を垂直方向に打ち上げる角度、即ち打ち上げ角が低くなる。電波を水平方向により遠くに飛ばす為には打ち上げ角を低くする事が重要である。無線装置がマイクロ波を用いる場合は波長が短い為に、無線装置の高さが少し変化しても打ち上げ角が大きく変化する場合がある。図４の場合は電波の高輻射点が高い位置に来る為、図１Ａと比較して地上の影響を受けにくいが、１／４波長垂直空中線には不可欠な高周波グランドが高い位置に来てしまう。高周波グランドは放射エレメントに対して地上側にある事が好ましい。
【００２２】
＜実施例３＞
実施例１で使用した空中線１００を通信機器５００に使用した場合について説明する。図５は、給電点が下に有る形式の空中線を用いた通信機器を示す図である。
【００２３】
空中線１００を筐体５４０内に格納する場合に考慮する点は、電波の輻射効率である。筐体５４０が金属で出来ている場合は、電波をシールドする為に輻射効率が極端に落ちる。また、樹脂等の誘電体でも輻射効率の低下は免れない。輻射効率は使用する材質の誘電率に因って異なるが、導体が露出している空中線１００と比較すると明らかに輻射効率は低くなる。本実施例では空中線１００を筐体５４０の外側に配置する方法について説明する。
【００２４】
通信機器５００は、外部機器と接続して、前記外部機器の情報を無線電送するものである。通信機器５００は、コネクタ５１０、サポート部５２０、本体５５０とヒンジ部５３０からなる。
【００２５】
コネクタ５１０は、外部機器との接続するためのものであり、汎用的なコネクタでも、特殊の形状をしたコネクタでも構わない。サポート部５２０は、コネクタ５１０を支持する部分であり、ヒンジ部５３０によって回転することができる。ヒンジ部５３０は、本体５５０とサポート部５２０を回転可能に保持する。本体５５０は、筐体５４０に空中線１００や無線通信用の素子等を内蔵する。空中線１００はループ形状をしており、垂直部分１３１、１３３が筐体５４０から外側に露出している。また、水平部分１３２、１３４は筐体５４０の内部に格納されている。
【００２６】
空中線１００の形状は一般的に線状が好ましい。空中線１００の太さが増すと空中線１００のインピーダンスが増す為である。従って、空中線１００を無線装置筐体５４０の外周に沿って敷設する事が可能である。空中線１００を外周に沿って敷設する事に依って、空中線１００が誘電体等の物質を通過しないで電波が輻射される為に輻射効率を維持出来る。図２で用いられている無線装置５００は接続コネクタの直接付随する形式の無線装置で情報を提供する媒体、例えばパソコン等に直接固定される無線装置である。他の通信機器でも同様に使用することが可能である。位相給電型空中線１００の電波の輻射量が多い部分１３１、１３３は無線装置の外側に露出しており、先端の電波の輻射量が少ない部分１３２、１３４は無線装置５００の筐体５４０の中に格納される形状になっている。空中線の先端の部分は電圧が最も高い部分となっている為、この部分を筐体５４０内に格納するが望ましい。
【００２７】
＜実施例４＞
図６は、空中線２００を使用したときの通信機器６００を示す図である。図５との相違点は、空中線２００の給電点の位置が異なる点である。空中線２００は給電点が無線装置の上部にある場合である。この形式の無線装置６００では電波の輻射量が最大になる位置を無線装置の上方に持って来られる利点がある。
【００２８】
＜実施例５＞
図７は、筐体に設けた装飾用飾り線の内部に空中線を格納した状態を示す図である。図７Ａは通信機器７００の斜視図であり、図７Ｂは図７Ａを線Ｚ１−Ｚ２で切断した状態のものを上部から見た断面図である。通信機器７００は、図５に示した通信機器５００とほとんど同様のものである。異なる点は、空中線１００が筐体５４０から露出していない点である。
空中線１００を無線装置７００の筐体５４０の外周に敷設する事は、無線装置７００としての性能面での向上は図る事が出来るが、製品のデザイン状好ましくない場合もある。本実施例では製品のデザイン性を加味した空中線１００の敷設方法に付いて説明する。
【００２９】
製品にアクセントを持たせる方法として、金メッキを施した飾り線等が製品のデザインとして見受けられる事がある。本実施例ではこの飾り線の中に空中線１００を格納する方法について説明する。無線装置７００の左右の側面に位相給電型垂直空中線１００を敷設する。それに金メッキを施した飾り線を接続させて覆ったものである。無線装置７００の両側面にある飾り線７１１、７１２の中に空中線１００の心線が格納されている。飾り線７１１、７１２と空中線１００の心線は、例えばハンダ付けやカシメで電気的に接続されている。電波は飾り線７１１、７１２の表面から放射されるため、空中線１００の心線から輻射されるのと同じ効果を持つ。筐体５４０の内部には、回路基板上に各種の素子が接続された回路ブロック７２１、７２２が配置されている。
【００３０】
側面に施された飾り線７１１、７１２の中に空中線１００の心線が組み込まれている為に外観状は飾り線７１１、７１２となり、無線装置７００を意識させない製品デザインが可能となる。
【００３１】
飾り線７１１、７１２の太さは細い方が好ましく、太い飾り線７１１、７１２は空中線にインピーダンスを増加させ、電波の輻射効率を下げる。材質は電導率の高い金属、例えば銅やアルミが好ましく、飾り線用のメッキは金メッキが好ましい。
【００３２】
【発明の効果】本発明は、空中線の一部を筐体から露出されることにより、空中線が邪魔にならずに、通信機器の通信感度を低下させることなく、通信を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】先端解放型半波長ループ空中線の電圧及び電流分布曲線の模式図である。詳細には図１Ａは、折り曲げて作成した方形ループ空中線、図１Ｂは共振時の電流及び電圧分布図である。
【図２】１枚金属板で作成された高周波グランドの図である。
【図３】空中線の長さが筐体より長い場合における延長コイルを挿入した空中線を示した図である。
【図４】給電点が上にある場合の空中線を示した図である。
【図５】給電点が下にある場合の通信機器を示した図でる。
【図６】給電点が上にある場合の通信機器を示した図である。
【図７】装飾用飾り線の中に空中線を格納した通信機器を示した図である。詳細には、図７Ａが通信機器の斜視図であり、図７Ｂが通信機器の断面図である。
【図８】電流給電型半波長台ポール空中線の電流と電圧分布を示す模式図である。
【図９】電流給電型１／４波長垂直空中線の電流と電圧分布を示す模式図である。
【図１０】電流給電型１／４波長垂直空中線の電流と電圧分布を示す模式図である。
【図１１】位相給電型１／４波長垂直空中線を示した図である。
【図１２】先端を折り曲げた位相給電型１／４波長垂直空中線を示した図である。
【符号の説明】
１００、２００　１／４波長垂直空中線
１１０　出力均等分配器
１４０、２４０　給電点
５００、６００　通信機器
５１０　コネクタ
５２０　サポート部
５３０　ヒンジ部
５４０　筐体
５５０　本体
【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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