(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が給電点とされ、第１の周波数に共振するヘリカルエレメントと、
該ヘリカルエレメントに電磁気的に結合するように、該ヘリカルエレメントとほぼ同軸に配置され、第２の周波数に共振する無給電ヘリカルエレメントとを備え、
前記無給電ヘリカルエレメントは、その先端に、ほぼ中心軸に沿って直線状に延伸するように折曲された折り返し部を有しており、
該折り返し部は前記ヘリカルエレメントと密に結合されないように配置されて、前記折り返し部の長さを変化させて前記無給電ヘリカルエレメントの共振周波数を調整しても、前記ヘリカルエレメントと前記無給電ヘリカルエレメントとの電磁気的な結合関係が変化することなく維持されることを特徴とする多周波共用アンテナ。
【請求項２】
前記ヘリカルエレメントおよび前記無給電ヘリカルエレメントが、断面がほぼ円形の絶縁ボビンの外周面に巻回されて構成されており、前記ヘリカルエレメントの下端が、前記絶縁ボビンの下部が装着されている導電性の取付部に接続されていると共に、前記無給電ヘリカルエレメントにおける前記折り返し部が、前記絶縁ボビンの上面から中心軸にほぼ沿って形成された孔部内に収納されていることを特徴とする請求項１記載の多周波共用アンテナ。
【請求項３】
前記ヘリカルエレメントおよび前記無給電ヘリカルエレメントが、中心軸にほぼ沿って形成された貫通孔を有する円筒状の絶縁ボビンの外周面に形成されたヘリカル状の溝内に形成されており、前記ヘリカルエレメントの下端が、前記絶縁ボビンの下端に形成されている固着部に形成された導電膜に接続されていると共に、前記無給電ヘリカルエレメントにおける前記折り返し部が、前記絶縁ボビンに形成されている前記貫通孔内に形成された導電膜により形成されていることを特徴とする請求項１記載の多周波共用アンテナ。
【請求項４】
前記絶縁ボビンに形成されている前記貫通孔内を摺動自在となるように、ホイップアンテナが配置されており、該ホイップアンテナが収納された際に、該ホイップアンテナの上部に形成された絶縁部が、前記貫通孔内に位置するようにされていることを特徴とする請求項３記載の多周波共用アンテナ。
【請求項５】
前記絶縁ボビンが、ホイップアンテナの先端に絶縁されて固着されており、該ホイップアンテナが伸長された際に、該ホイップアンテナに給電すると共に、前記ホイップアンテナが収納された際に、前記絶縁ボビンに形成された前記ヘリカルエレメントに給電するホルダーを備えていることを特徴とする請求項３記載の多周波共用アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話機や簡易型携帯電話機（ＰＨＳ：personal handyphone system）等で使用される互いに離れた周波数帯域において使用することのできる多周波共用アンテナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話機やＰＨＳの加入者数は年々増加しており、加入者の増加により利用周波数が不足してきている。このように、加入者の増加により利用周波数が不足している場合には、携帯電話機の周波数帯としてほぼ全域で使用できる周波数帯と、都市部で使用できる周波数帯との２つの周波数帯が割り当てられている場合がある。例えば、欧州においては９００ＭＨｚ帯のＧＳＭ方式の携帯電話機は欧州全域で使用することができるが、さらに、都市部においては利用周波数不足を補うため１．８ＧＨｚ帯のＤＣＳ方式の携帯電話機を使用することができる。このように２周波数帯で携帯電話機を使用するには、携帯電話機を２周波数帯で動作可能に対応させる必要がある。すなわち、２周波数帯のそれぞれの周波数帯における無線回路を内蔵させると共に、２周波数帯で動作する２周波共用アンテナを設ける必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この種の多周波共用アンテナとして、特開平１０−２４２７４０号で公開されている多共振アンテナが知られている。この多共振アンテナは、給電される第１のアンテナ素子に、電磁気的に結合される無給電アンテナ素子を設けるようにしたものであり、無給電アンテナ素子はヘリカル状とされている。
しかしながら、このような従来の多共振アンテナは、具体的なアンテナ構造として実現した際に、アンテナが共振する周波数帯の調整が困難な構造になってしまうという問題点があった。
そこで、本発明は、周波数の調整が容易な多周波共用アンテナを提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の多周波共用アンテナは、一端が給電点とされ、第１の周波数に共振するヘリカルエレメントと、該ヘリカルエレメントに電磁気的に結合するように、該ヘリカルエレメントとほぼ同軸に配置され、第２の周波数に共振する無給電ヘリカルエレメントとを備え、前記無給電ヘリカルエレメントは、その先端に、ほぼ中心軸に沿って直線状に延伸するように折曲された折り返し部を有しており、該折り返し部は前記ヘリカルエレメントと密に結合されないように配置されて、前記折り返し部の長さを変化させて前記無給電ヘリカルエレメントの共振周波数を調整しても、前記ヘリカルエレメントと前記無給電ヘリカルエレメントとの電磁気的な結合関係が変化することなく維持されている。
【０００５】
また、上記本発明の多周波共用アンテナにおいて、前記ヘリカルエレメントおよび前記無給電ヘリカルエレメントが、断面がほぼ円形の絶縁ボビンの外周面に巻回されて構成されており、前記ヘリカルエレメントの下端が、前記絶縁ボビンの下部が装着されている導電性の取付部に接続されていると共に、前記無給電ヘリカルエレメントにおける前記折り返し部が、前記絶縁ボビンの上面から中心軸にほぼ沿って形成された孔部内に収納されていてもよい。
さらに、上記本発明の多周波共用アンテナにおいて、前記ヘリカルエレメントおよび前記無給電ヘリカルエレメントが、中心軸にほぼ沿って形成された貫通孔を有する円筒状の絶縁ボビンの外周面に形成されたヘリカル状の溝内に形成されており、前記ヘリカルエレメントの下端が、前記絶縁ボビンの下端に形成されている固着部に形成された導電膜に接続されていると共に、前記無給電ヘリカルエレメントにおける前記折り返し部が、前記絶縁ボビンに形成されている前記貫通孔内に形成された導電膜により形成されていてもよい。
【０００６】
さらにまた、上記本発明の多周波共用アンテナにおいて、前記絶縁ボビンに形成されている前記貫通孔内を摺動自在となるように、ホイップアンテナが配置されており、該ホイップアンテナが収納された際に、該ホイップアンテナの上部に形成された絶縁部が、前記貫通孔内に位置するようにされていてもよい。
さらにまた、上記本発明の多周波共用アンテナにおいて、前記絶縁ボビンが、ホイップアンテナの先端に絶縁されて固着されており、該ホイップアンテナが伸長された際に、該ホイップアンテナに給電すると共に、前記ホイップアンテナが収納された際に、前記絶縁ボビンに形成された前記ヘリカルエレメントに給電するホルダーを備えていてもよい。
【０００７】
このような本発明によれば、無給電ヘリカルエレメントに直線状の折り返し部を形成するようにしたので、折り返し部の長さを調整することにより周波数の調整を行うことができる。従って、ヘリカルエレメントとの結合関係を変化させることなく周波数の調整を容易に行うことができるようになる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の多周波共用アンテナの原理を示す構成を図１に示す。
図１に示すように、多周波共用アンテナ１は、ヘリカルエレメント１０と、このヘリカルエレメント１０に電磁気的に結合されている無給電ヘリカルエレメント１１から構成されている。ヘリカルエレメント１０の下端には給電部２が接続されており、この給電部２から給電されると、ヘリカルエレメント１０はその共振する周波数帯において励振される。同時に、このヘリカルエレメント１０とほぼ同軸に配置されている無給電ヘリカルエレメント１１に、ヘリカルエレメント１０に流れる電流が誘起され、その共振する周波数帯において励振されるようになる。ここで、ヘリカルエレメント１０が周波数ｆ１で共振され、無給電ヘリカルエレメント１１が周波数ｆ２で共振されるとすると、多周波共用アンテナ１は、図２に示すように周波数ｆ１および周波数ｆ２で共振し、周波数ｆ１および周波数ｆ２を中心とする２つの異なる周波数帯で動作するようになる。なお、周波数ｆ１を、例えば８００ＭＨｚ帯の中心周波数とし、周波数ｆ２を、例えば１．５ＧＨｚ帯の中心周波数とすることができる。また、給電部２と多共振アンテナ１とのインピーダンス整合を行う整合回路３を、給電部２と多共振アンテナ１との間に挿入して、両者のインピーダンス整合をとるようにしてもよい。
【０００９】
本発明の多周波共用アンテナ１において、特徴的な構成は、無給電ヘリカルエレメント１１の先端が折曲されて直線状の折り返し部１１ａが形成されている構成である。この折り返し部１１ａは、ヘリカルエレメント１０とは密に結合されておらず、折り返し部１１ａの長さを変化させてもヘリカルエレメント１０と無給電ヘリカルエレメント１１との電磁気的な結合関係は変化することなく維持される。従って、折り返し部１１ａの長さを調整することにより、無給電ヘリカルエレメント１１の共振周波数を他のエレメントに影響を与えることなく独立して調整することができるようになる。なお、折り返し部１１ａは上方に向かって折曲してもよく、その長さを長くすれば、無給電ヘリカルエレメント１１の共振周波数を低い方へシフトすることができ、逆に折り返し部１１ａの長さを短くすれば、無給電ヘリカルエレメント１１の共振周波数を高い方へシフトすることができる。
【００１０】
また、無給電ヘリカルエレメント１１の下端の長さを長くすると、無給電ヘリカルエレメント１１の共振周波数を低い方へシフトすることができると共に、ヘリカルエレメント１０との結合をより密にすることができる。また、逆に無給電ヘリカルエレメント１１の下端の長さを短くすれば、無給電ヘリカルエレメント１１の共振周波数を高い方へシフトすることができると共に、ヘリカルエレメント１０との結合を疎にすることができる。さらに、ヘリカルエレメント１０の上端の長さを長くすると、ヘリカルエレメント１０の共振周波数を低い方へシフトすることができると共に、無給電ヘリカルエレメント１１との結合をより密にすることができる。また、逆にヘリカルエレメント１０の上端の長さを短くすれば、ヘリカルエレメント１０の共振周波数を高い方へシフトすることができると共に、無給電ヘリカルエレメント１１との結合を疎にすることができる。
【００１１】
このような本発明の実施の形態にかかる多周波共用アンテナ１は、多周波数帯で動作する携帯電話機のアンテナに適用することができる。そこで、本発明の実施の形態にかかる多周波共用アンテナ１を、携帯電話機のアンテナに適用した第１の適用例の構成を図３（ａ）（ｂ）に示す。
図３（ａ）（ｂ）に示す携帯電話機５０は、例えば８００ＭＨｚ帯と１．５ＧＨｚの２周波数帯で動作可能とされている。この携帯電話機５０には、電話機用アンテナ５１が備えられている。電話機用アンテナ５１は、ホイップエレメント２０と本発明にかかる多周波共用アンテナ１から構成されている。
【００１２】
ホイップエレメント２０は、多周波共用アンテナ１内を貫通して摺動自在とされており、その先端にはアンテナトップ２１が設けられている。図３（ａ）は、このホイップエレメント２０を携帯電話機５０内に収納した状態を示しており、この状態においては多周波共用アンテナ１が動作状態となる。また、図３（ｂ）はホイップエレメント２０が伸長された状態を示しており、この状態においてはホイップエレメント２０が動作状態となる。
【００１３】
図４に、上記した電話機用アンテナ５１の詳細な構成を示す。図４に示すように、ホイップエレメント２０の先端には細長い絶縁部２２が一体に形成されており、絶縁部２２の先端にはアンテナトップ２１が形成されている。アンテナトップ２１と絶縁部２２とは、樹脂成形によりホイップエレメント２０の先端に一体に設けられている。ホイップエレメント２０は、超弾性金属等からなる線材に樹脂チューブを被覆して構成されており、その下端には金属製のストッパー２３が固着されている。このホイップエレメント２０は、多周波共用アンテナ１における貫通孔内を摺動自在に嵌挿されている。
【００１４】
多周波共用アンテナ１は、円筒状の絶縁ボビン１２と、この絶縁ボビン１２を収納する樹脂製のカバー部１ａとから構成されており、その下部には取付部１ｂが設けられている。この取付部１ｂは、図３（ａ）（ｂ）に示すように多周波共用アンテナ１を携帯電話機５０に取り付ける取付部とされている。この場合、取付部１ｂに形成されたネジを携帯電話機５０に螺着することにより、機械的かつ電気的に多周波共用アンテナ１を携帯電話機５０に取り付けることができる。なお、ホイップエレメント２０を伸長した際には、ストッパー２３が取付部１ｂ内に嵌挿されて、ホイップエレメント２０がストッパー２３を介して取付部１ｂに接続されるようになる。また、ホイップエレメント２０を収納した際には、絶縁部２２が絶縁ボビン１２における貫通孔内に嵌挿されて、多周波共用アンテナ１が動作可能となる。
【００１５】
絶縁ボビン１２には、ヘリカルエレメント１０および無給電ヘリカルエレメント１１が形成されており、絶縁ボビン１２の詳細な構成を図５（ａ）（ｂ）に示す。ただし、図５（ａ）は絶縁ボビン１２の上面図であり、図５（ｂ）はその平面図である。
これらの図に示すように、絶縁ボビン１２の中心軸にほぼ沿うように貫通孔１３が形成されており、絶縁ボビン１２の外周面にはヘリカル状に溝が２条形成されている。この２条の溝内には導電膜が形成されており、一方の溝に形成された導電膜によりヘリカルエレメント１０が形成され、他方の溝に形成された導電膜により無給電ヘリカルエレメント１１が形成されている。なお、無給電ヘリカルエレメント１１が形成される溝は、ヘリカルエレメント１０が形成される溝の上部に一部重なると共に、その溝間のほぼ中央に形成されている。
【００１６】
絶縁ボビン１２の下端からは径が細くされていると共に周側面にネジが形成されたネジ部１４が延伸するよう形成されている。このネジ部１４の表面および絶縁ボビン１２の下面には導電膜が形成されており、この導電膜はヘリカルエレメント１０が形成される溝内に形成された導電膜と接続されている。
さらに、絶縁ボビン１２に形成されている貫通孔１３の上部の径が若干大きくされて、その内周面に導電膜が形成されている。この導電膜により折り返し部１１ａが形成され、折り返し部１１ａは、絶縁ボビン１２の上面に図５（ａ）に示すように形成された溝により、無給電ヘリカルエレメント１１が形成される溝内に形成された導電膜と接続されている。
【００１７】
なお、導電膜は金属材を蒸着したり塗布したりすることにより形成されており、貫通孔１３内に形成された導電膜を下端から切削していくことにより、折り返し部１１ａの長さを調整することができる。これにより、無給電ヘリカルエレメント１１の共振周波数を他のエレメントに影響を与えることなく独立して調整することができる。また、ネジ部１４はカバー部１ａの下部に一体に成形された金属製の取付部１ｂの上部に螺着され、これにより、ヘリカルエレメント１０を取付部１ｂに電気的に接続することができると共に、絶縁ボビン１２を取付部１ｂに固着することができるようになる。螺着した際には、絶縁ボビン１２はカバー部１ａ内に収納されるようになるが、ネジ部１４を取付部１ｂの上部に螺着した後で、カバー部１ａを絶縁ボビン１２を覆うように成形するようにしてもよい。
【００１８】
ここで、図４および図５に示すように構成された電話機用アンテナ５１を図３（ａ）（ｂ）に示すように携帯電話機５０に取り付けた際の電話機用アンテナ５１の電圧定在波比（ＶＳＷＲ）およびインピーダンス特性を図６ないし図９に示す。ただし、ホイップエレメント２０およびヘリカルエレメント１０は８３０ＭＨｚ〜９２５ＭＨｚを使用するセルラーシステム用とされており、無給電ヘリカルエレメント１１は１５７５．４２ＭＨｚ±１．０２３ＭＨｚを使用するＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム ）用アンテナとされているものとする。
図６に示すＶＳＷＲ特性および図７に示すインピーダンス特性は、ホイップエレメント２０を伸長した際の電話機用アンテナ５１におけるホイップエレメント２０のアンテナ特性である。図６を参照すると、ホイップエレメント２０は、８３０ＭＨｚ〜９２５ＭＨｚの周波数帯域においてＶＳＷＲが約１．７〜約１．９の良好な特性とされており、図７に示すスミスチャートに示されるように８３０ＭＨｚ〜９２５ＭＨｚの周波数帯域において、インピーダンスはスミスチャートの中心近傍に位置しており、良好なインピーダンス特性とされている。
【００１９】
また、図８に示すＶＳＷＲ特性および図９に示すインピーダンス特性は、ホイップエレメント２０を収納した際の電話機用アンテナ５１における多周波共用アンテナ１のアンテナ特性である。図８を参照すると、多周波共用アンテナ１は、８３０ＭＨｚ〜９２５ＭＨｚの周波数帯域においてＶＳＷＲが約１．６〜約２．３の良好な特性とされていると共に、周波数１５７５．４２ＭＨｚにおいてＶＳＷＲが約１．７と良好な値とされている。また、図９に示すスミスチャートに示されるように８３０ＭＨｚ〜９２５ＭＨｚの周波数帯域および周波数１５７５．４２ＭＨｚにおいて、インピーダンスはいずれもスミスチャートの中心近傍に位置しており、良好なインピーダンス特性とされていることがわかる。このように、本発明にかかる多周波共用アンテナ１は、周波数が大きく異なる２周波数帯において良好に動作することがわかる。
【００２０】
次に、本発明の実施の形態にかかる多周波共用アンテナ１を、携帯電話機のアンテナに適用した第２の適用例の構成を図１０（ａ）（ｂ）に示す。
図１０（ａ）（ｂ）に示す携帯電話機６０は、例えば８００ＭＨｚ帯と１．５ＧＨｚの２周波数帯で動作可能とされている。この携帯電話機６０には、電話機用アンテナ６１が備えられている。電話機用アンテナ６１は、ホイップエレメント２０と本発明にかかる多周波共用アンテナが内蔵されたアンテナトップ３１から構成されている。
ホイップエレメント２０は、携帯電話機６０に対して伸長／収納自在とされており、その先端にはアンテナトップ３１が設けられている。図１０（ａ）は、このホイップエレメント２０を携帯電話機６０内に収納した状態を示しており、この状態においてはアンテナトップ３１に内蔵された多周波共用アンテナが動作状態となる。また、図１０（ｂ）はホイップエレメント２０が伸長された状態を示しており、この状態においてはホイップエレメント２０が動作状態となる。
【００２１】
図１１に、上記した電話機用アンテナ６１の詳細な構成を示す。図１１に示すように、ホイップエレメント２０の先端には細長い絶縁部３２が一体に形成されており、絶縁部３２によりホイップエレメント２０とアンテナトップ３１とが一軸上に配置されるように固着されている。絶縁部３２は、パイプ状とされた金属製のトッププラグ３３内を貫通して、アンテナトップ３１内に達している。ホイップエレメント２０は、超弾性金属等からなる線材に樹脂チューブを被覆して構成されており、その下端には金属製のストッパー２３が固着されている。このホイップエレメント２０には、携帯電話機６０に取り付けられる金属製のホルダー２４が嵌挿されている。
【００２２】
アンテナトップ３１は、円筒状の絶縁ボビン１２と、この絶縁ボビン１２を収納する樹脂製のカバー部３１ａとから構成されており、その下端からはトッププラグ３３が延伸されている。このトッププラグ３３の上部には、絶縁ボビン１２におけるネジ部１４が螺着されて、絶縁ボビン１２がトッププラグ３３に固着されている。同時に、ヘリカルエレメント１０が電気的にトッププラグ３３に接続されている。ホルダー２４は、携帯電話機６０に設けられたネジ部に螺着され、ホイップエレメント２０を伸長した際には、ストッパー２３がホルダー２４内に嵌挿されて、ホイップエレメント２０がストッパー２３を介してホルダー２４に接続されるようになる。また、ホイップエレメント２０を収納した際には、トッププラグ３３がホルダー２４に嵌挿され、ヘリカルエレメント１０がトッププラグ３３を介して電気的にホルダー２４に接続される。なお、絶縁ボビン１２には、ヘリカルエレメント１０および無給電ヘリカルエレメント１１が形成されており、絶縁ボビン１２の構成は、前記図５（ａ）（ｂ）に示す通りであるので、その説明は省略する。
【００２３】
なお、絶縁ボビン１２に形成されている導電膜は金属材を蒸着したり塗布したりすることにより形成されており、貫通孔１３内に形成された導電膜を下端から切削していくことにより、折り返し部１１ａの長さを調整することができ、これにより、無給電ヘリカルエレメント１１の共振周波数を他のエレメントに影響を与えることなく独立して調整することができる。また、ネジ部１４はトッププラグ３３の上部に螺着され、これにより、ヘリカルエレメント１０をトッププラグ３３に電気的に接続することができるようになる。また、絶縁ボビン１２をトッププラグ３３に螺着した後で、カバー部３１ａを絶縁ボビン１２およびトッププラグ３３の上部を覆うように成形、あるいは装着する。
【００２４】
ここで、図１１および図５に示すように構成された電話機用アンテナ６１を図１０（ａ）（ｂ）に示すように携帯電話機６０に取り付けた際の電話機用アンテナ６１の電圧定在波比（ＶＳＷＲ）およびインピーダンス特性を図１２および図１３に示す。ただし、ホイップエレメント２０およびヘリカルエレメント１０は８３０ＭＨｚ〜９２５ＭＨｚを使用するセルラーシステム用とされており、無給電ヘリカルエレメント１１は１５７５．４２ＭＨｚ±１．０２３ＭＨｚを使用するＧＰＳ用アンテナとされているものとする。
図１２に示すＶＳＷＲ特性および図１３に示すインピーダンス特性は、ホイップエレメント２０を伸長した際の電話機用アンテナ６１におけるホイップエレメント２０のアンテナ特性である。
図１２を参照すると、ホイップエレメント２０は、８３０ＭＨｚ〜９２５ＭＨｚの周波数帯域においてＶＳＷＲが約１．８〜約２．０の良好な特性とされており、図１３に示すスミスチャートに示されるように８３０ＭＨｚ〜９２５ＭＨｚの周波数帯域において、インピーダンスはスミスチャートの中心近傍に位置しており、良好なインピーダンス特性とされている。
【００２５】
また、ホイップエレメント２０を収納した際の電話機用アンテナ６１におけるアンテナ特性は、前記図８に示すＶＳＷＲ特性および図９に示すインピーダンス特性と同様となる。すなわち、アンテナトップ３１に内蔵された多周波共用アンテナは、８３０ＭＨｚ〜９２５ＭＨｚの周波数帯域においてＶＳＷＲが約１．６〜約２．３の良好な特性になると共に、周波数１５７５．４２ＭＨｚにおいてＶＳＷＲが約１．７と良好な値となる。また、８３０ＭＨｚ〜９２５ＭＨｚの周波数帯域および周波数１５７５．４２ＭＨｚにおいて、インピーダンスはいずれもスミスチャートの中心近傍に位置するようになり、良好なインピーダンス特性とされる。このように、アンテナトップ３１に内蔵された本発明にかかる多周波共用アンテナは、周波数が大きく異なる２周波数帯において良好に動作することがわかる。
【００２６】
次に、本発明の実施の形態にかかる多周波共用アンテナ１を、携帯電話機のアンテナに適用した第３の適用例の構成を図１４に示す。
図１４に示す携帯電話機７０は、例えば８００ＭＨｚ帯と１．５ＧＨｚの２周波数帯で動作可能とされている。この携帯電話機７０には、電話機用アンテナ７１が備えられている。電話機用アンテナ７１は、携帯電話機７０に固定されて固着されており、本発明にかかる多周波共用アンテナにより構成されている。
【００２７】
上記した電話機用アンテナ７１の詳細な構成を図１５に示す。図１５に示すように、電話機用アンテナ７１は、絶縁ボビン４２と、絶縁ボビン４２が収納されているカバー部４１ａから構成されている。断面がほぼ円形とされている細長い絶縁ボビン４２の外周面にはヘリカルエレメント１１０と、無給電ヘリカルエレメント１１１が線材を巻回することにより設けられている。また、絶縁ボビン４２の下部は金属製の取付部４３の上部に固着されており、ヘリカルエレメント１１０の下端は取付部４３に電気的に接続されている。さらに、無給電ヘリカルエレメント１１１は、ヘリカルエレメント１１０の上部であって、そのエレメント間に配置されている。この無給電ヘリカルエレメント１１１の上部は、絶縁ボビン４２の上面に沿って折曲され、さらに先端部が折曲されて絶縁ボビン４２の中心軸にほぼ沿って形成された孔部内に配置されている。この折曲されて孔部内に配置された部位が折り返し部１１１ａとされている。この折り返し部１１１ａの長さを調整していくことにより、無給電ヘリカルエレメント１１１の共振周波数を他のエレメントに影響を与えることなく独立して調整することができる。また、絶縁ボビン４２を取付部４３に固着した後で、カバー部４１ａを絶縁ボビン４２および取付部４３の上部を覆うように成形、あるいは装着する。
【００２８】
このように、図１５に示すように構成された電話機用アンテナ７１を図１４に示すように携帯電話機７０に取り付けた際の電話機用アンテナ７１の電圧定在波比（ＶＳＷＲ）およびインピーダンス特性は、前記図８に示すＶＳＷＲ特性および図９に示すインピーダンス特性と同様となる。ただし、ヘリカルエレメント１１０は８３０ＭＨｚ〜９２５ＭＨｚを使用するセルラーシステム用とされており、無給電ヘリカルエレメント１１１は１５７５．４２ＭＨｚ±１．０２３ＭＨｚを使用するＧＰＳ用アンテナとされているものとする。
すなわち、本発明にかかる多周波共用アンテナが適用された電話機用アンテナ７１は、８３０ＭＨｚ〜９２５ＭＨｚの周波数帯域においてＶＳＷＲが約１．６〜約２．３の良好な特性になると共に、周波数１５７５．４２ＭＨｚにおいてＶＳＷＲが約１．７と良好な値となる。また、８３０ＭＨｚ〜９２５ＭＨｚの周波数帯域および周波数１５７５．４２ＭＨｚにおいて、インピーダンスはいずれもスミスチャートの中心近傍に位置するようになり、良好なインピーダンス特性とされる。このように、本発明にかかる多周波共用アンテナが適用された電話機用アンテナ７１は、周波数が大きく異なる２周波数帯において良好に動作することがわかる。
【００２９】
なお、本発明にかかる多周波共用アンテナは、８３０ＭＨｚ〜９２５ＭＨｚを使用するセルラーシステムと、周波数１５７５．４２ＭＨｚ±１．０２３ＭＨｚを使用するＧＰＳとの２周波数帯に限るものではなく、８００／９００ＭＨｚ帯（ＰＤＣ、ＩＳ−５４／１３６、ＩＳ−９５、ＧＳＭ）のいずれかのセルラーシステムと、ＧＰＳとの周波数帯で動作させることができる。さらに、本発明にかかる多周波共用アンテナは、８００／９００ＭＨｚ帯のいずれかのセルラーシステムと、１．７／１．８／１．９ＧＨｚ帯（ＤＣＳ１８００、ＤＥＣＴ、ＰＨＳ、ＰＣＳ）のいずれかのセルラーシステムとの２周波数帯で動作させることができる。さらにまた、本発明にかかる多周波共用アンテナは、ＧＰＳと、１．７／１．８／１．９ＧＨｚ帯のいずれかのセルラーシステムとの２周波数帯で動作させることができる。
また、第３の適用例において、絶縁ボビン４２に替えて図５に示す絶縁ボビン１２を用いるようにしてもよい。さらに、第１および第２の適用例において、絶縁ボビン１２に替えて図１５に示す絶縁ボビン４２を用いるようにしてもよい。
【００３０】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように、無給電ヘリカルエレメントに直線状の折り返し部を形成するようにしたので、折り返し部の長さを調整することにより周波数の調整を行うことができる。従って、ヘリカルエレメントとの結合関係を変化させることなく周波数の調整を容易に行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の多周波共用アンテナの原理構成を示す図である。
【図２】本発明の多周波共用アンテナにおける周波数特性の一例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態の多周波共用アンテナの第１の適用例の構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態の多周波共用アンテナを適用した第１の電話機用アンテナの詳細構成を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態の多周波共用アンテナを適用した第１の電話機用アンテナにかかる絶縁ボビンの詳細構成を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態の多周波共用アンテナを適用した第１の電話機用アンテナの伸長時のＶＳＷＲ特性を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態の多周波共用アンテナを適用した第１の電話機用アンテナの伸長時のインピーダンス特性を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態の多周波共用アンテナを適用した第１の電話機用アンテナの収納時のＶＳＷＲ特性を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態の多周波共用アンテナを適用した第１の電話機用アンテナの収納時のインピーダンス特性を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態の多周波共用アンテナの第２の適用例の構成を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態の多周波共用アンテナを適用した第２の電話機用アンテナの詳細構成を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態の多周波共用アンテナを適用した第２の電話機用アンテナの伸長時のＶＳＷＲ特性を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態の多周波共用アンテナを適用した第２の電話機用アンテナの伸長時のインピーダンス特性を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態の多周波共用アンテナの第３の適用例の構成を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態の多周波共用アンテナを適用した第３の電話機用アンテナの詳細構成を示す図である。
【符号の説明】
１  多周波共用アンテナ、１ａ  カバー部、１ｂ  取付部、２  給電部、３  整合回路、１０  ヘリカルエレメント、１１  無給電ヘリカルエレメント、１１ａ折り返し部、１２  絶縁ボビン、１３  貫通孔、１４  ネジ部、２０  ホイップエレメント、２１  アンテナトップ、２２  絶縁部、２３  ストッパー、２４ホルダー、３１  アンテナトップ、３１ａ  カバー部、３２  絶縁部、３３  トッププラグ、４１ａ  カバー部、４２  絶縁ボビン、４３  取付部、５０  携帯電話機、５１  電話機用アンテナ、６０  携帯電話機、６１  電話機用アンテナ、７０  携帯電話機、７１  電話機用アンテナ、１１０  ヘリカルエレメント、１１１  無給電ヘリカルエレメント、１１１ａ  折り返し部
【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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