(57)【要約】【課題】  周波数帯が４００ＭＨｚ帯であってもロッドアンテナの突き出し全長を短くでき、伸長時および短縮させた収納時の何れでも良好なアンテナ特性を得ることができ、携帯性および意匠性の面で有利性がある携帯機用アンテナを提供すること【解決手段】  ロッドアンテナ１は携帯機の本体３の長手に短縮状態でその全長を収納し、この最上段ロッド１１の先端にコイルアンテナ２を絶縁した状態に組み付ける。回路基板４の高周波回路から延びた給電線５が最下段ロッド１２の下端に接続して給電し、コイルアンテナ２の基部には絶縁板２１があり、その裏面には環状に端子リング２３が突き出し、ロッドアンテナ１を短縮させた際に端子リング２３が最下段ロッド１２に接触して接続する。ロッドアンテナ１の伸長時には単体のモノポールアンテナとなり、短縮収納時には最下段ロッド１２にコイルアンテナ２が連なりトップローディングアンテナとなる。【選択図】        図１
2007068059.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主装置に対して外部から信号を送信及びまたは信号を受信する携帯機に組み付ける携帯機用アンテナであって、
複数段のロッドを有して全長の伸縮が行えるロッドアンテナと、線材を所定に巻き回したコイルアンテナとを備え、
前記コイルアンテナは、前記ロッドアンテナの最上段ロッドの先端に、そのロッドアンテナと絶縁した状態に組み付けられ、
当該ロッドアンテナを短縮状態とした際に、前記コイルアンテナの基部は前記ロッドアンテナに接触して導通するように構成し、前記コイルアンテナは短縮状態のロッドアンテナを介して前記携帯機の本体に設置される給電手段に接続されることを特徴とする携帯機用アンテナ。
【請求項２】
前記コイルアンテナの基部には、前記ロッドアンテナを短縮させた際に最下段ロッドに接触して接続する端子部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の携帯機用アンテナ。
【請求項３】
前記コイルアンテナと前記伸長状態のロッドアンテナが、非接触状態を採りつつ所望の静電結合および電磁結合をするように設定されてなることを特徴とする請求項１または２に記載の携帯機用アンテナ。
【請求項４】
主装置に対して外部から信号を送信及びまたは信号を受信する携帯機であって、
各種回路を実装する本体と、
請求項１から３に記載の携帯機用アンテナと、を備え、
前記携帯機用アンテナを構成する前記ロッドアンテナの下端側の一部を前記本体内に収納するようにしたことを特徴とする携帯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯機用アンテナおよび携帯機に関するもので、より具体的には、全長の伸縮が行えるロッドアンテナの先端にコイルアンテナを組み付ける構成を採り、これら二つのアンテナの接続および整合の取り合い関係の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、外部の携帯機と通信する主装置の１つとして、車両用セキュリティ装置などの車載装置がある。この車載装置は、車外からリモート操作するための携帯機を備えるものがある。この携帯機は制御信号を送信する送信機になっている。また、そして車載装置からセキュリティ警告など各種の信号を受信する受信機の機能も備えた構成を採ることが多い。この場合、携帯機は小型であること、そして送信，受信が高効率，高感度であることが求められる。そこで携帯機の無線方式は使用に際して免許や資格が要らない特定小電力無線を用いることが多い。そして、周波数帯は例えば４００ＭＨｚ帯がよく用いられる。これは、４００ＭＨｚ帯は、デッドポイントの発生が少なくて到達距離と信頼性の点で有利性がある。
【０００３】
そうした携帯機ではアンテナは伸長，短縮が行えるロッドアンテナとし、ロッドアンテナは順次に細径となる複数の筒体（ロッド）を同心に組み入れた構成を採る。このロッドアンテナは伸長時の全長を例えばλ／４とするので４００ＭＨｚ帯では略１８ｃｍ程度になり、いわゆるモノポールアンテナとして機能し、ロッドを押し込み短く短縮させることで携帯機の本体内に収納できて小型化が行える。
【０００４】
ここで、ロッドアンテナは携帯機の本体に収納状態では本来のアンテナ性能を発現できないという問題がある。このため、例えば特許文献１，２などに見られるように、ロッドアンテナの先端にコイルアンテナを設けて、ロッドアンテナの収納時にはコイルアンテナ側に給電接続を切り替える構成を採るものがある。アンテナ部分の構成には小型化と高性能を得るために、二つのアンテナの使い分け、給電点近くの接続の仕方や整合の取り方、そして携帯機の本体への取り付け方などについて様々な提案がなされている。
【特許文献１】特開平９−１４８８２６号公報
【特許文献２】特許第３４０６３２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、そうした従来の携帯機用アンテナでは以下に示すような問題がある。ロッドアンテナによるモノポールアンテナとしては、この全長は携帯機の本体内に隠れた部分がなく全てを突き出し露出させた伸長状態のときにアンテナ効率が最もよいと言える。これには携帯機の本体への取り付け方や給電点近くの接続の仕方などに工夫が必要になり、例えば特許文献１，２などでは本体内に筒状の収納部材を設けてロッドアンテナはその収納部材に組み入れし、伸長時には設定波長に対応する全長が本体上部から突き出してその根本部分が給電点になるような構成になっている。
【０００６】
しかし、ロッドアンテナを伸長させた際の全長は、４００ＭＨｚ帯においてλ／４では前述したように略１８ｃｍ程度になり、これは比較的に長いため、全長を突き出し露出させる構成では伸長時の取り回しが悪く、携帯性を損なうという問題がある。このため、アンテナ効率は高く得たいが突き出し長さは短くしたいという相反した要求になっている。また、意匠性の面でも突き出し長さは短くしたい。
【０００７】
ロッドアンテナの収納時にコイルアンテナに切り替える構成では、コイルアンテナを単体で機能させるが、この単体動作ではコイルアンテナは一般にロッドアンテナに比べて感度を得ることに不利があり、高感度を得るにはコイル巻き数を増す必要がある。しかし、それではコイルアンテナが大型化してしまい、携帯機の本体上部から突き出すコイルアンテナの部分が大きくなり、携帯性を損なうばかりか意匠性も悪い。
【０００８】
この発明は上述した課題を解決するもので、その目的は、周波数帯が例えば４００ＭＨｚ帯（もちろん、周波数帯はこれに限られないが）であってもロッドアンテナの突き出し全長を短くでき、伸長時および短縮させた収納時の何れでも良好なアンテナ特性を得ることができ、携帯性および意匠性の面で有利となる携帯機用アンテナおよび携帯機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した目的を達成するために、本発明に係る携帯機用アンテナは、主装置に対して外部から信号を送信及びまたは信号を受信する携帯機に組み付ける携帯機用アンテナであって、複数段のロッドを有して全長の伸縮が行えるロッドアンテナと、線材を所定に巻き回したコイルアンテナとを備え、前記コイルアンテナは、前記ロッドアンテナの最上段ロッドの先端に、そのロッドアンテナと絶縁した状態に組み付けられ、当該ロッドアンテナを短縮状態とした際に、前記コイルアンテナの基部は前記ロッドアンテナに接触して導通するように構成し、前記コイルアンテナは短縮状態のロッドアンテナを介して前記携帯機の本体に配置される給電手段に接続されるようにした。
【００１０】
また、好ましくは、前記コイルアンテナの基部には、前記ロッドアンテナを短縮させた際に最下段ロッドに接触して接続する端子部を設けることである。コイルアンテナとロッドアンテナの接続構造は、これに限るものではないのはもちろんである。
【００１１】
また、前記コイルアンテナと前記伸長状態のロッドアンテナが、非接触状態を採りつつ所望の静電結合および電磁結合をするように設定されるように構成するとよい。
【００１２】
一方、本発明に係る携帯機は、主装置に対して外部から信号を送信及びまたは信号を受信する携帯機であって、各種回路を実装する本体と、請求項１から３に記載の携帯機用アンテナとを備え、前記携帯機用アンテナを構成する前記ロッドアンテナの下端側の一部を前記本体内に収納するようにした。
【００１３】
この場合に、例えば、前記ロッドアンテナは、前記携帯機の本体の底部側で給電手段に接続されるとともに、前記ロッドアンテナの先端は、前記本体の天面側から外部に突出するように設定されるようにすると小型化等の面で好ましい。さらに、短縮状態のロッドアンテナは、その全長を前記携帯機の本体に収納できるように構成するとなおよい。
【００１４】
上述した構成にすることにより本発明では、ロッドアンテナの伸長時には、コイルアンテナは最上段ロッドとは非接触に絶縁しているので、基本機にロッドアンテナが単体でモノポールアンテナの構成となり、例えばλ／４など設定波長のモノポールアンテナとして動作する。
【００１５】
そして、ロッドアンテナを短縮させた収納時には、コイルアンテナが短縮されたロッドアンテナに接触するので、短縮されたロッドアンテナ（実施の形態では、最下段ロッド）の先端にコイルアンテナが連なる。これは共振アンテナの構成となり、それら両者が連係する形態のトップローディングアンテナとして動作する。
【００１６】
インピーダンス特性については、ロッドアンテナの伸長時には所定波長のモノポールアンテナをなすので、高周波回路（整合回路）はそのモノポールアンテナに単独でインピーダンス整合するように設計できる。
【００１７】
ロッドアンテナを短縮させた収納時は、短縮されたロッドアンテナ（最下段ロッド）が本体内で主に容量性成分となり、当該短縮されたロッドアンテナの先端に連なるコイルアンテナは主に誘導性成分となる。このため、誘導性成分であるコイルアンテナについて、使用周波数に共振する適正インピーダンスとなるような設定を採ることができる。つまり、コイルアンテナの誘導性成分を短縮されたロッドアンテナにおける容量性成分に対応させて設定すればよい。
【００１８】
その結果、高周波回路との整合性を、ロッドアンテナの伸長時と収納時との両形態について変わることなく確保でき、整合回路は一つ用意すればよく、インピーダンス不整合による損失を防ぐことができる。
【００１９】
また、ロッドアンテナの伸長時において、ロッドアンテナとコイルアンテナは非接触に分離させているが、この非接触の分離にあっては静電結合および電磁結合を適宜に調整することができる。よって、適正な調整をすることにより高周波面から見て接続状態と等価にできる。その場合、ロッドアンテナの伸長時においてもトップローディングアンテナとなり、伸長時のアンテナの全長を短くでき、実効長さは本来の設定波長が得られるというメリットがある。
【発明の効果】
【００２０】
本発明では、ロッドアンテナを短縮した状態であっても、短縮したロッドアンテナとコイルアンテナによる複合型のアンテナにより、所望のアンテナ特性を得ることができる。もちろん、ロッドアンテナを伸張した場合には、当該ロッドアンテナにより、所望のアンテナ特性が得られる。よって、たとえ周波数帯が４００ＭＨｚ帯であっても、性能面で実用性に耐えられる前提の元で小型化が図れ、携帯性および意匠性の面で有為となる。
【００２１】
さらに、高周波回路との整合性を、ロッドアンテナの伸長時と収納時との両形態について変わることなく確保でき、整合回路は一つのものを用意すればよく（ロッドアンテナの伸長時と、短縮した収納時において共通化ができる）、インピーダンス不整合による損失を防ぐことができる。このため、伸長時および短縮させた収納時の何れでも良好なアンテナ特性を得ることができる。
【００２２】
なおまた、ロッドアンテナを携帯機の本体に短縮状態でその全長を収納するようにした場合には、本体内に収まる分はロッドアンテナの突き出し全長を短くでき、小型化が行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１（ａ），（ｂ）は、本発明の好適な一実施の形態を示している。本実施の形態において携帯機用アンテナは、複数段のロッドを同心状に有して全長の伸縮が行えるロッドアンテナ１と、線材を所定巻き数に巻き回したコイルアンテナ２とを備えている。そして、コイルアンテナ２は、ロッドアンテナ１の最上段ロッド１１の先端に絶縁した状態で組み付けられる。さらに、ロッドアンテナ１は、携帯機の本体３内に収納可能な構成になっている。
【００２４】
この携帯機は、主装置たる車載装置に制御信号を送信する送信機になっており、また、車載装置からセキュリティ警告など各種の信号を受信する受信機の機能も備えた構成になっている。携帯機の無線方式は使用に際して免許や資格が要らない特定小電力無線とし、周波数帯は例えば４００ＭＨｚ帯にしている。
【００２５】
ロッドアンテナ１は、複数段のロッドを全て引き延ばした伸長時の全長を例えばλ／４に設定しており、いわゆるモノポールアンテナになる。携帯機の本体３内には最下段ロッド１２が本体長手に収まり、回路基板４の該当部位（高周波回路）から延びた給電線５が最下段ロッド１２の下端に接続し、その下端部位が給電点になる。つまり、給電点は、本体の底面側に設定される。ロッドアンテナ１の長さの設定は、もちろんλ／４に限定するものではなく、適宜に設定することができる。
【００２６】
コイルアンテナ２は、図２に拡大して示すように、絶縁板２１の上にコイル部２２を有し、絶縁板２１の裏面には環状に端子リング２３が突き出していて、端子リング２３がコイル部２２と電気的に接続し、そしてコイル部２２にはカバー部材２４を被せてあり保護する構成になっている。組み付けは、ロッドアンテナ１の最上段ロッド１１の先端に絶縁板２１を固定させて、当該先端部へはコイル部２２が絶縁した状態とし、ロッドアンテナ１を短縮した際に、端子リング２３が最下段ロッド１２の上縁部の外周に被さり接触するようになっている。
【００２７】
この場合、ロッドアンテナ１の伸長時には、コイルアンテナ２は最上段ロッド１１とは非接触となって絶縁しているので、ロッドアンテナ１が単体でモノポールアンテナの構成となる。よって、例えばλ／４などの設定波長のモノポールアンテナとして動作する。
【００２８】
そして、ロッドアンテナ１を短縮させた収納時には、コイルアンテナ２の端子リング２３が最下段ロッド１２に接触するので、最下段ロッド１２の先端にコイルアンテナ２が連なる。これは共振アンテナの構成となり、それら両者が連係する形態のトップローディングアンテナとして動作する。
【００２９】
インピーダンス特性については、ロッドアンテナ１の伸長時には所定波長のモノポールアンテナをなすので、高周波回路（整合回路）はそのモノポールアンテナに単独でインピーダンス整合するように設計できる。
【００３０】
ロッドアンテナ１を短縮させた収納時は、最下段ロッド１２はアンテナ特性における容量性成分に加えて接地パターンとの間における浮遊容量が加わり、主として容量性の部材として見ることができる。つまり、携帯機は各部品の小型化や隙間を減らす部品配置などを行うことで小型に構成しており、このため、本体３内に配置した最下段ロッド１２は回路基板４に接近し、接地パターンに対面するような状態となり容量性を示す。
【００３１】
一方、コイルアンテナ２は、最下段ロッド１２に比べて誘導性であり、この誘導性であるコイルアンテナ２は、巻き数やその巻き線ピッチの密度を適宜に調整できる。このため誘導性成分の変更，設定が、容易に行える。
【００３２】
したがって、ロッドアンテナ１の収納時において、元々本体内に収納されている最下段ロッド１２にコイルアンテナ２が連なるトップローディングアンテナの構成は、コイルアンテナ２側における誘導性の調整によりインピーダンスを適正化でき、所定周波数において適正インピーダンスとなるトップローディングアンテナとすることができる。
【００３３】
すなわち、インピーダンスの設計では、まずロッドアンテナ１の伸長時について整合回路のインピーダンスを設定し、次にロッドアンテナ１の収納時については、コイルアンテナ２の誘導性を適宜に設定することにより、伸長時に設定したインピーダンス値に容易に合わせることができる。
【００３４】
その結果、アンテナ側と高周波回路側とのインピーダンス整合が容易に実現でき、高周波回路との整合性を、ロッドアンテナ１の伸長時と収納時との両形態について変わることなく確保でき、整合回路は単に一つを用意すればよく、給電線５の部分で生じる不要な損失（インピーダンス不整合）を防止できる。このため、伸長時および短縮させた収納時の何れでも良好なアンテナ特性を得ることができる。
【００３５】
このように本発明に係る携帯機用アンテナでは、ロッドアンテナ１は携帯機の本体３の長手に短縮状態でその全長を収納するので、本体３内に収まる分はロッドアンテナ１の突き出し全長を短くでき、小型化が行えて周波数帯が４００ＭＨｚ帯であっても携帯性および意匠性の面で有利性がある。そして、コイルアンテナ２の誘導性を適宜に設定することで、伸長時と収納時とのインピーダンスを一致させる設定を容易に採ることができる。
【００３６】
（伸長時におけるコイルアンテナとの結合）
ところで、コイルアンテナ２については、絶縁板２１の厚さｗおよび環状の端子リング２３が対面する最上段ロッド１１の外周との間隔ｌとを適宜に設定することができる。コイルアンテナ２はロッドアンテナ１とは機械的には非接触に分離させているが、両者の静電結合および電磁結合は絶縁板２１の厚さｗおよび端子リング２３の間隔ｌに応じて状態が変わるため、結合が緻密になるように設定すると、高周波面から見たときにコイルアンテナ２が無視できなくなる。
【００３７】
つまり、静電結合，電磁結合が緻密になる設定とすると、機械的には非接触であっても高周波面からは接続状態と等価となり、このため当該設定時はトップローディングアンテナとして機能し、この際はロッドアンテナ１の全長は本来の設定波長（λ／４）よりも短くすることができ、小型化が行える。
【００３８】
またこの場合、ロッドアンテナ１の伸長時についても、コイルアンテナ２つまりローディングコイル側を調整できることから、伸長時におけるインピーダンスを適宜に変更設定することができ、このため、伸長時および収納時のインピーダンス設定をより容易に行うことができる。
【００３９】
なお、上述した実施の形態では、主装置は車載装置であり、携帯機は車外から当該車載装置と通信可能なシステムに適用した例を示したが、本発明は此に限ることはなく、例えばホームセキュリティシステムその他のシステムに適用される携帯機並びにその携帯機に実装可能な携帯機用アンテナに適用できる。
【実施例】
【００４０】
本発明の効果を実証するため、本発明に係る携帯機用アンテナを製作してインピーダンス特性を評価した。ここで、周波数帯は４００ＭＨｚ帯とし、高周波電力は最下段ロッド１２の下端（給電点）へ直接に給電するのではなく、整合回路を介して給電する構成にした。
【００４１】
インピーダンス特性は、アンテナを伸長した状態（ａ）と、アンテナを短縮させた状態（ｂ）との二つについて測定しており、図３に示す結果を得た。この測定では、高周波電力の周波数は３００ＭＨｚから５００ＭＨｚまでの範囲とし、図中に示すΔ１，Δ２，Δ４，Δ３は３００ＭＨｚ，４２９ＭＨｚ，４３４．５６ＭＨｚ，５００ＭＨｚのそれぞれに対応し、それぞれ当該周波数におけるインピーダンス値をプロットした。
【００４２】
同図から明らかなように、周波数４２９ＭＨｚにおけるインピーダンス値Δ２は、ロッドアンテナの伸長時（ａ），短縮時（ｂ）の何れでも略同値が得られており、インピーダンスについてアンテナの伸長，短縮に関わりなく良好に整合できていることを確認した。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係る携帯機用アンテナの好適な一実施の形態を示す正面図であり、（ａ）はアンテナを伸長した状態、（ｂ）はアンテナを短縮させた状態をそれぞれ示している。
【図２】図１に示すアンテナの先端部分を説明するため要部を拡大して示す正面図である。
【図３】インピーダンスの測定値をプロットしたスミスチャートであり、（ａ）はアンテナを伸長した状態での値、（ｂ）はアンテナを短縮させた状態での値をそれぞれ示している。
【符号の説明】
【００４４】
１      ロッドアンテナ
２      コイルアンテナ
３      本体
４      回路基板
５      給電線
１１    最上段ロッド
１２    最下段ロッド
２１    絶縁板
２２    コイル部
２３    端子リング
２４    カバー部材
【図１】
2007068059.tif 000003
【図２】
2007068059.tif 000004
【図３】
2007068059.tif 000005