(57)【要約】【課題】携帯電話機のような無線機では、通話を行っていないときも基地局の電波を送受信し続ける待機送受信状態にあり、無線回路からの給電はアンテナ素子と筐体の両者に流れ筐体表面にもアンテナ電流が生じる。特に、アンテナ素子を収容した時に損失が増大する。【解決手段】携帯電話機の筐体にアンテナを進退自在に収容した状態でもアンテナ引出し時と同等な待機受信を行える感度を持たせ、アンテナ収容時に収容した第１アンテナ線路３１が導電性の内筒２２の中心導体となることで、損失とならない送受信アンテナ装置を提供する。【選択図】図１
2005051526.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送受信用のアンテナと、アンテナを支持し収容するアンテナ収容筒と、アンテナ収容筒に接続される送受信回路と、を含む送受信アンテナ装置であって、
アンテナは、
第１アンテナ線路と、第１アンテナ線路の一端に接続される第１導体部と、第１アンテナ線路の他端に接続される第２導体部と、第２導体部を介して第１アンテナ線路に接続される第２アンテナ線路と、を備え、
アンテナ収容筒は、
絶縁層を介して内筒の外側に配置され、内筒に対してシールド部を形成する外筒と、少なくとも第１導体部と摺動内面で接触し、アンテナ収容時に第１アンテナ線路を内筒内部に収容し、アンテナ挿入口の一端で第２導体部と接触する内筒と、を備え、
送受信回路は、
信号を送受信する無線回路と、アンテナ引出し時にアンテナとして機能する第１、第２アンテナ線路の合成長さによるインピーダンスと、アンテナ収容時にアンテナとして機能する第２アンテナ線路のインピーダンスのいずれにもアンテナ収納筒のアンテナ整合回路を介して整合する整合回路と、を備えたことを特徴とする送受信アンテナ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の送受信アンテナ装置であって、
アンテナ収容時に、伝送路となるアンテナ挿入口の一端で内筒と第２導体部が接触し、第２アンテナ線路がアンテナとして機能し、
第１アンテナ線路が導電性の内筒内部に収容されるとともに、内筒の中心導体となることを特徴とする送受信アンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話機、コードレス電話機、その他携帯型無線機に利用する送受信アンテナ装置に関する。
【０００２】
本発明は、通信時にアンテナ素子を引出して使用し、待受け時は携帯に便利なようにアンテナ素子を収容して使用する進退自在な送受信アンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
図３は従来例装置を示す図であって、同図（ａ）はアンテナ素子１５を筐体２４の外部に引出した状態を示し、同図（ｂ）はアンテナ素子１５を筐体２４の内部に収容した状態を示す。携帯型無線機（以下無線機という）では、通信を行うときに筐体２４からアンテナを引出し、鞄やポケットに携帯するときにはアンテナ素子１５を筐体２４内部に収容することができる進退自在の送受信アンテナ装置が広く知られている。一般にこのような構造のアンテナ装置は、無線機を使用しない状態で携帯するには便利であるが、アンテナ素子１５の長さが利用波長の４分の１に共振する場合を除き、給電線１３と無線回路１１との間にインピーダンスを整合させるための整合回路１２が設けられている。
【０００４】
特開平１０−２３３６０８号公報では、利用波長の４分の１の点でグラウントに落とすことで収納されたアンテナ素子を高インピーダンス化し電流を流れなくする方法や、収納時に収納部分を電気的に切り離す等の工夫がなされている。
【０００５】
特開平７−１１１４１５号公報では、アンテナ素子は筐体内に配置された金属円筒の内部に進退自在に収容され、金属円筒とその内部に配置された線状金属で同軸構造を作り、この同軸構造を給電線とアンテナ素子との間に設けられたインピーダンス変換回路として作用させ、アンテナ素子のインピーダンスに整合させる等の工夫がなされている。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−２３３６０８号公報
【特許文献２】特開平７−１１１４１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
携帯電話機のような無線機は、通話を行っていないときにも基地局の電波を送受信し続ける待機送受信状態にあり、無線機のアンテナ装置は引出し時、収容時ともに作動する必要がある。上記従来例型装置では、アンテナ収容時、無線回路１１からの給電はアンテナ素子と筐体２４の両者に流れ筐体２４表面にもアンテナ電流が生じる。したがって、筐体２４の表面に流れるアンテナ電流が人体にも流れることになり、無線機の通信状態も変化し、無線回路１１の負荷を増大させるとともに高周波電力を消費させる。
【０００８】
アンテナ収納時、アンテナ素子の損失を低減する構造として、特許文献２に示されているものがあり、アンテナ素子を筐体内に配置された金属円筒の内部に進退自在に収容し、金属円筒と、その内部の非導電性ガイドとともに配置された線状金属で同軸構造を形成している。この同軸構造はその金属円筒の下部で同軸形の給電線に接続され、その上部で棒状のアンテナ素子に接続され金属円筒の内部にアンテナ素子の一部を収納し、このアンテナ素子を線状金属とともに中心導体とする。
【０００９】
しかし、この形状の場合、金属円筒と線状金属との距離を一定に保ち難くインピーダンスが変化することで整合回路の性能低下が発生する。また、アンテナ素子を筐体内部に収容した場合に、一重の金属円筒では遮蔽が十分でない為に、アンテナ電流漏れによりアンテナ素子部での効率低下が発生する。
【００１０】
本発明は、上記課題などを鑑みてなされたものであり、進退自在のアンテナ素子を収容した状態であっても、収納されたアンテナ素子が損失要因とならず、インピーダンス変換器のインピーダンスも変化せず、給電点も変化しないアンテナ装置を提供する事を目的とする。さらに本発明は広帯域周波数特性を有するアンテナ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、送受信用のアンテナと、アンテナを支持し収容するアンテナ収容筒２０と、アンテナ収容筒２０と接続されている送受信回路１０と、を含む送受信アンテナ装置であって、アンテナは、第１アンテナ線路３１と、第１アンテナ線路３１の一端に接続される第１導体部３２と、第１アンテナ線路３１の他端に接続される第２導体部４２と、第２導体部４２を介して第１アンテナ線路３１に接続される第２アンテナ線路４１と、を備え、アンテナ収容筒２０は、インピーダンス変換器と位相調整器機能を有するアンテナ整合回路として機能する。
【００１２】
アンテナ引出し時に第１導体部３２と摺動内面で接触し、第１アンテナ線路３１と第２アンテナ線路４１がアンテナとして機能し、第１アンテナ線路３１収容時にアンテナ挿入口の内筒２２の一端で第２導体部４２と接触し、第２アンテナ線路４１がアンテナとして機能し、第１アンテナ線路３１は内筒２２の中心導体となる。
【００１３】
アンテナ収容筒２０は絶縁層２３を介して内筒２２に対してシールド部を形成する外筒２１とを備え、少なくとも第１導体３２と摺動内面で接触し、アンテナ収容時に第１アンテナ線路３１を内筒２２内部に収容し、アンテナ挿入口の一端で第２導体部４２と接触する内筒２２を備え、送受信回路１０は、信号を送受信する無線回路１１と、前記アンテナのインピーダンスにアンテナ収納筒２０のインピーダンスを介して整合する整合回路１２とを備えている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、通信時に、第１アンテナ線路３１を引出して使用し、待受け時のときには携帯に便利なようにアンテナ素子を収容して使用することができ、進退自在のアンテナ素子を収容した状態でも、収納したアンテナ素子が損失要因とならず、筐体２４にアンテナ電流が流れることなく待機送受信を行える効果がある。
【００１５】
アンテナ整合回路がアンテナ収容筒２０と整合回路１２であって、アンテナ素子の中間位置に回路素子を設けるなどの必要がないので、アンテナ装置の機械的構造を堅固にできると共に、広帯域周波数特性をもたせることができる効果がある。また、絶縁層２３を介して内筒２２の外側に外筒２１を配置した同軸２重構造にしたことで、内筒２２と外筒２１の距離が一定となりインピーダンスが一定となる。
【００１６】
さらに、インピーダンス整合をアンテナ収容筒２０のアンテナ調整回路と整合回路１２で構成するため、整合回路１２を簡略化でき、絶縁層２３として利用する誘電材料を変更することで、アンテナ収納筒２０のインピーダンス変更及び管理が容易となり、アンテナ収容筒の長さを調整することで位相の変更も容易になる効果がある。
【００１７】
本発明によれば、給電接続が筐体２４の下部となる為、送受信回路の同軸ケーブルを外部コネクター１４に直結でき、筐体２４内同軸ケーブルの引き回しが不要となり、大電流が流れるパワーアンプを筐体２４下部に配置でき、電源パターンの自由度が上がる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）を、図面に従って説明する。図１（ａ）は本発明の実施形態における第１アンテナ線路及第２アンテナユニットを引出した状態での構成を示す斜視図、（ｂ）は第１アンテナ線路を収容した状態での構成を示す斜視図である。図２（ａ）は本発明の実施形態における第１アンテナ線路および第２アンテナユニットを引出した状態での構成を示す断面図、（ｂ）は第１アンテナ線路部を収容した状態での構成を示す断面図である。なお、これらは、８００ＭＨｚ帯の携帯電話機である。
【００１９】
携帯電話機の送受信アンテナ装置は、送受信回路１０、アンテナ収容筒２０、棒状の第１アンテナユニット３０およびカバー付きコイル状の第２アンテナユニット４０の２段構造であり、互いに第２導体３２で接続されている。筐体２４の全長は約１２ｃｍ、第１アンテナ線路３１の長さは約１２ｃｍ、カバー付きコイル状第２アンテナ線路４１の長さは１．９ｃｍである。送受信回路１０は、筐体の下部に位置し、通信するための信号を送受信する無線回路１１と、アンテナのインピーダンスとアンテナ収容筒のアンテナ調整特性とを介して整合する整合回路１２を備えている。
【００２０】
アンテナ収容筒２０は、信号伝達用同軸ケーブルである給電線１３の芯線に接続された内筒２２と、外皮線と接続され内筒２２に対してシールド部を形成する外筒２１を備える２重筒を形成しており、内筒２２は、絶縁層２３を介して外筒２１内部に配置されている。アンテナ収容筒２０の内筒２２内の挿入口側から、アンテナの引出しまたは収容が可能になっている。
【００２１】
アンテナ引出し時に、アンテナ収容筒２０の内筒２２の挿入口内面と第１導体３２が接合し、内筒２２の上部にあるストッパ（図示しない）によりそれ以上引き出せないようになっている。また、アンテナ収容時に、第１導体部３２が内筒２２の底に移動するとともに、内筒２２の挿入口内面と第２導体４２が接合し、第１アンテナ線路３１がアンテナ収容筒２０の内筒２２に収容される。
【００２２】
アンテナ収容筒２０の特性インピーダンスは、内筒２２の直径と外筒２１の直径及びアンテナ収納筒２０内部の絶縁層２３を形成する誘電体の誘電率により決まる。本実施形態では、アンテナ収容筒２０はアンテナ調整回路（図示しない）として給電線１３と同じ５０Ωの伝送路として作動するように設計されており、内径は１．５ｍｍ、外径は４．８ｍｍである。内筒２２と外筒２１は銅を使用し、誘電体はテフロン（登録商標）を使用している。
【００２３】
なお、アンテナ収容筒２０の内筒２２や外筒２１の材質は、銅、アルミや銀薄などの導電材料であり、絶縁層２３の材料として、テフロン（登録商標）、ポリエチレンやエポキシ等の誘電体を使うと良い。
【００２４】
次に、送受信用アンテナ装置の動作原理について説明する。アンテナ引出し時、アンテナの第１導体３２が内筒２２の挿入口に位置して、内筒２２と接合し、第１アンテナ線路３１、第２アンテナユニット４０が、内筒２２挿入口から引出され、第１アンテナ線路３１と第２アンテナ線路４１がほぼ１／４波長アンテナとして機能する。
【００２５】
一方、無線回路１１から出力される高周波信号は、第１アンテナ線路３１と第２アンテナ線路４１の合成長さによる特性インピーダンス５０Ωとアンテナ収納筒２０のアンテナ調整特性を介して整合したアンテナ調整回路と整合回路１２を通り、同軸の給電線１６の芯線からアンテナ収容筒２０の導電性の内筒底部を伝わり、高周波の表皮効果により内筒２２の表面を伝わり、内筒２２上端部のアンテナ挿入口を給電点として第１アンテナ線路３１と第２アンテナ線路４１から電磁波が放射される。
【００２６】
アンテナ収容時、アンテナは、第１アンテナユニット３０が内筒２２内に収容されるとともに、第２導体４２が内筒２２の挿入口に位置して内筒２２の挿入口を塞ぐように接合し、第２アンテナ線路４１部は内筒２２内の上部に位置し、第２アンテナユニット４０の第２アンテナ線路４１は１／２０波長のアンテナとして機能する。
【００２７】
この時、第１アンテナ線路３１は第１導体３２と第２導体４２により電気的に内筒２２内と接続され、第２導体部４２で蓋をされた内筒２２内に収容されるとともに内筒２２の内部導体となる。このため、高周波信号はアンテナ引出し時と同じ高周波の表皮効果により内筒２２の表面を伝わり、アンテナ電流漏れによる損失要因にならず、５０Ωからアンテナ特性インピーダンスに整合するアンテナ収容筒のアンテナ調整回路と整合回路１２により第２導体４２が位置している内筒２２の挿入口が給電点となる。いずれの場合も、外筒２１内の内筒２２の挿入口が給電点となり電磁波の放射が一定になる。
【００２８】
本実施形態では、アンテナ収容時に無線回路１１からの給電はアンテナ収容筒２０の内筒２２と第２アンテナ線路４１間の両者に流れ、アンテナ収容筒２０の内筒２２に対してシールド部を形成する外筒２１によりアンテナ電流が筐体２４に流れなくなり、人体にも流れない。もちろん、アンテナ収容筒２０の外筒２１を導電性の金属としてシールド部と外筒２１を兼ねても、別にしても良い。
【００２９】
この他にも、アンテナ収容筒２０と給電線１３の接続点が筐体２４の下部に位置し、送受信回路１０も同様に筐体２４の下部に設置できる為、筐体２４の下部に設けられた外部コネクター１４に余分な同軸ケーブルを引き回す事なしに接続できる。
【００３０】
なお、本実施例は８００ＭＨｚ帯の携帯電話機において説明したが、１．５ＧＨｚ周波数帯の携帯電話機も好適に設計可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態における第１アンテナ線路及び第２アンテナユニットを引出した状態での構成を示す斜視図であり、（ｂ）は第１アンテナ線路を収容した状態での構成を示す斜視図である。
【図２】（ａ）は本発明の実施形態における第１アンテナ線路部３１を引出した状態での構成を示す断面図であり、（ｂ）は第１アンテナ線路部を収容した状態での構成を示す断面図である。
【図３】（ａ）は従来例におけるアンテナ素子を筐体の外部に引出した状態での構成を示す断面図であり、（ｂ）はアンテナ素子を筐体の内部に収容した状態での構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０  送受信回路、１１  無線回路、１２  整合回路、１３  給電線、１４  外部コネクター、１５  アンテナ素子、２０  アンテナ収容筒、２１  外筒、２２  内筒、２３  絶縁層、２４  筐体、３０  第１アンテナユニット、３１  第１アンテナ線路、３２  第１導体、４０  第２アンテナユニット、４１  第２アンテナ線路、４２  第２導体。
【図１】
2005051526.tif 000003
【図２】
2005051526.tif 000004
【図３】
2005051526.tif 000005