(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１周波数帯とこれの約２倍の周波数の第２周波数帯を送受信するデュアルモードアンテナであって、前記第１周波数帯の約１／２波長で垂直または傾けて配設される第１アンテナエレメントの基端部に、容量結合するように前記第２周波数帯の約１／４波長の第２アンテナエレメントを添設し、前記第１アンテナエレメントの基端を整合回路と前記第１周波数帯を通過させる第１フィルタ回路とを順次に直列に介装してアンテナ入出力端に接続し、前記第２アンテナエレメントの基端を前記第２周波数帯を通過させる第２フィルタ回路を介装して前記アンテナ入出力端に接続し、前記第１アンテナエレメントとこれと容量結合する第２アンテナエレメントで前記第２周波数帯の約５／４波長のアンテナとして作用するように構成したことを特徴とするデュアルモードアンテナ。
【請求項２】
第１周波数帯とこれより高い周波数の第２周波数帯を送受信するデュアルモードアンテナであって、前記第１周波数帯の約１／２波長で垂直または傾けて配設される第１アンテナエレメントの基端部に、容量結合するように前記第２周波数帯の約１／４波長の第２アンテナエレメントを添設し、前記第１アンテナエレメントを先端側がコイルアンテナで基端側がポールアンテナの直列接続で形成するとともにこの基端側のポールアンテナを前記第２周波数帯の約１／２波長とし、前記第１アンテナエレメントの基端を整合回路と前記第１周波数帯を通過させる第１フィルタ回路とを順次に直列に介装してアンテナ入出力端に接続し、前記第２アンテナエレメントの基端を前記第２周波数帯を通過させる第２フィルタ回路を介装して前記アンテナ入出力端に接続し、前記第１アンテナエレメントの基端側の前記ポールアンテナとこれと容量結合する第２アンテナエレメントで前記第２周波数帯の約３／４波長のアンテナとして作用するように構成したことを特徴とするデュアルモードアンテナ。
【請求項３】
第１周波数帯とこれより高い周波数の第２周波数帯を送受信するデュアルモードアンテナであって、前記第１周波数帯の約１／２波長で垂直または傾けて配設される第１アンテナエレメントの基端部に、容量結合するように前記第２周波数帯の約１／４波長の第２アンテナエレメントを添設し、前記第１アンテナエレメントを先端側が密に巻回したコイルアンテナで基端側が粗に巻回したコイルアンテナの直列接続で形成するとともにこの基端側の粗に巻回したコイルアンテナを前記第２周波数帯の約１／２波長とし、前記第１アンテナエレメントの基端を整合回路と前記第１周波数帯を通過させる第１フィルタ回路とを順次に直列に介装してアンテナ入出力端に接続し、前記第２アンテナエレメントの基端を前記第２周波数帯を通過させる第２フィルタ回路を介装して前記アンテナ入出力端に接続し、前記第１アンテナエレメントの基端側の前記粗に巻回したコイルアンテナとこれと容量結合する第２アンテナエレメントで前記第２周波数帯の約３／４波長のアンテナとして作用するように構成したことを特徴とするデュアルモードアンテナ。
【請求項４】
第１周波数帯とこれの約２倍の周波数の第２周波数帯を送受信するデュアルモードアンテナであって、前記第１周波数帯の約１／２波長で垂直または傾けて配設される第１アンテナエレメントの基端部に、第１導電部材を直列に接続し、この第１導電部材に容量結合するように前記第２周波数帯の約１／４波長のアンテナに相当する第２導電部材を添設し、前記第１導電部材と前記第２導電部材を囲みこれらと容量結合するように筒状導体からなる容量管を設けるとともにこれを接地し、前記第１導電部材の基端を整合回路と前記第１周波数帯を通過させる第１フィルタ回路とを順次に直列に介装してアンテナ入出力端に接続し、前記第２導電部材の基端を前記第２周波数帯を通過させる第２フィルタ回路を介装して前記アンテナ入出力端に接続し、前記第１アンテナエレメントと前記第１導電部材とこれと容量結合する前記第２導電部材で前記第２周波数帯の約５／４波長のアンテナに相当するように構成したことを特徴とするデュアルモードアンテナ。
【請求項５】
第１周波数帯とこれより高い周波数の第２周波数帯を送受信するデュアルモードアンテナであって、前記第１周波数帯の約１／２波長で垂直または傾けて配設される第１アンテナエレメントの基端部に、第１導電部材を直列に接続し、この第１導電部材に容量結合するように第２導電部材を添設し、前記第１導電部材と前記第２導電部材を囲みこれらと容量結合するように筒状導体からなる容量管を設けるとともにこれを接地し、前記第１アンテナエレメントを先端側がコイルアンテナで基端側がポールアンテナの直列接続で形成するとともにこの基端側のポールアンテナを前記第２周波数帯の約１／２波長とし、前記第１導電部材の基端を整合回路と前記第１周波数帯を通過させる第１フィルタ回路とを順次に直列に介装してアンテナ入出力端に接続し、前記第２導電部材の基端を前記第２周波数帯を通過させる第２フィルタ回路を介装して前記アンテナ入出力端に接続し、前記第１アンテナエレメントの基端側の前記ポールアンテナと前記第１導電部材とこれと容量結合する第２導電部材で前記第２周波数帯の約３／４波長のアンテナに相当するように構成したことを特徴とするデュアルモードアンテナ。
【請求項６】
第１周波数帯とこれより高い周波数の第２周波数帯を送受信するデュアルモードアンテナであって、前記第１周波数帯の約１／２波長で垂直または傾けて配設される第１アンテナエレメントの基端部に、第１導電部材を直列に接続し、この第１導電部材に容量結合するように第２導電部材を添設し、前記第１導電部材と前記第２導電部材を囲みこれらと容量結合するように筒状導体からなる容量管を設けるとともにこれを接地し、前記第１アンテナエレメントを先端側が密に巻回したコイルアンテナで基端側が粗に巻回したコイルアンテナの直列接続で形成するとともにこの基端側の粗に巻回したコイルアンテナを前記第２周波数帯の約１／２波長とし、前記第１導電部材の基端を整合回路と前記第１周波数帯を通過させる第１フィルタ回路とを順次に直列に介装してアンテナ入出力端に接続し、前記第２導電部材の基端を前記第２周波数帯を通過させる第２フィルタ回路を介装して前記アンテナ入出力端に接続し、前記第１アンテナエレメントの基端側の前記粗に巻回したコイルアンテナと前記第１導電部材とこれと容量結合する第２導電部材で前記第２周波数帯の約３／４波長のアンテナに相当するように構成したことを特徴とするデュアルモードアンテナ。
【請求項７】
請求項４ないし６記載のいずれかのデュアルモードアンテナにおいて、前記第１導電部材をコイル状に形成して構成したことを特徴とするデュアルモードアンテナ。
【請求項８】
請求項４ないし６記載のいずれかのデュアルモードアンテナにおいて、前記第１導電部材を前記第１周波数帯の約１／４波長のアンテナに相当するように形成し、前記第１アンテナエレメントと前記第１導電部材で前記第１周波数帯の約３／４波長のアンテナに相当するように構成したことを特徴とするデュアルモードアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水平方向に大きな利得の放射モードを有し、しかも第１周波数帯とこれよりも高い周波数の第２周波数帯の２つの周波数帯を送受信できるようにしたデュアルモードアンテナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の携帯電話機のアンテナとして、使用する周波数帯に対して約１／４波長の電気長に設定したものが一般的に使用されている。また、車載用アンテナとしても、使用する周波数帯の約１／４波長のものが広く用いられている。これは、アンテナと給電線との整合が図り易く、接合部でのリターンロスが生じないようにするためである。また、アンテナの物理的長さをできるだけ短くして、携帯に便利であるようにするためでもある。そしてまた、車載用にあっては、車のボディーから外方に突出する長さをできるだけ短くして、他の物に当接などして破損されないようにするとともにデザイン的な要望によるものである。
【０００３】
また、従来の１本のアンテナで２つの周波数帯を送受信できるデュアルモードアンテナの一例として、１本のコイル状のアンテナの先端側の部分のピッチを密に巻回し基端側の部分のピッチを粗に巻回し、周波数の低い第１周波数帯に対しては全体がアンテナとして作用し、周波数の高い第２周波数帯に対しては基端側の部分のみがアンテナとして作用するようにしたものがある。また、コイルアンテナの軸心位置にポールアンテナを設け、コイルアンテナとポールアンテナをそれぞれ第１周波数帯と第２周波数帯のアンテナとして作用させるようにしたものもある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車のボディーから外方に突出させて垂直または傾けて配設した約１／４波長の従来の車載用アンテナにあっては、このアンテナを水平方向から見た放射モードは、斜め上方に大きな利得が生じていて、水平方向に必ずしも充分な利得が得られていない。これは、車のボディーなどが大きな接地面として作用し、この接地面の効果により約１／４波長のアンテナにあっては指向方向が斜め上方となるためである。しかるに、携帯電話機にあっては、中継アンテナがそれほど高くない位置にあり、互いにほぼ水平方向の位置関係にある。そこで、水平方向に大きな利得が得られれば、最も効率的に信号を放射することができる。
【０００５】
また、上述した従来の途中でピッチを換えるコイル状のアンテナのデュアルモードアンテナは、高い周波数の第２周波数帯では、アンテナ全体の一部分しかアンテナとして作用せず、それだけアンテナ利得が低いものとなる不具合がある。また、従来のコイルアンテナの軸心位置にポールアンテナを組み合わせたものは、その機械的構造が複雑であるとともに、互いのアンテナが相互に干渉を生じ易く、所望のアンテナ特性を実験的に求めざるを得ず、設計の手間が煩雑である。
【０００６】
本発明は、かかる従来技術の事情に鑑みてなされたもので、水平方向に大きな利得の放射モードを有するとともに、１本のアンテナで周波数の異なる２つの周波数帯を送受信できるデュアルモードアンテナを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明のデュアルモードアンテナは、第１周波数帯とこれの２倍の周波数の第２周波数帯を送受信するデュアルモードアンテナであって、前記第１周波数帯の約１／２波長で垂直または傾けて配設される第１アンテナエレメントの基端部に、容量結合するように前記第２周波数帯の約１／４波長の第２アンテナエレメントを添設し、前記第１アンテナエレメントの基端を整合回路と前記第１周波数帯を通過させる第１フィルタ回路とを順次に直列に介装してアンテナ入出力端に接続し、前記第２アンテナエレメントの基端を前記第２周波数帯を通過させる第２フィルタ回路を介装して前記アンテナ入出力端に接続し、前記第１アンテナエレメントとこれと容量結合する第２アンテナエレメントで前記第２周波数帯の約５／４波長のアンテナとして作用するように構成されている。
【０００８】
また、第１周波数帯とこれより高い周波数の第２周波数帯を送受信するデュアルモードアンテナであって、前記第１周波数帯の約１／２波長で垂直または傾けて配設される第１アンテナエレメントの基端部に、容量結合するように第２アンテナエレメントを添設し、前記第１アンテナエレメントを先端側がコイルアンテナで基端側がポールアンテナの直列接続で形成し、前記第１アンテナエレメントの基端を整合回路と前記第１周波数帯を通過させる第１フィルタ回路とを順次に直列に介装してアンテナ入出力端に接続し、前記第２アンテナエレメントの基端を前記第２周波数帯を通過させる第２フィルタ回路を介装して前記アンテナ入出力端に接続し、前記第１アンテナエレメントの基端側の前記ポールアンテナとこれと容量結合する第２アンテナエレメントで前記第２周波数帯の約３／４波長のアンテナとして作用するように構成しても良い。
【０００９】
また、第１周波数帯とこれより高い周波数の第２周波数帯を送受信するデュアルモードアンテナであって、前記第１周波数帯の約１／２波長で垂直または傾けて配設される第１アンテナエレメントの基端部に、容量結合するように第２アンテナエレメントを添設し、前記第１アンテナエレメントを先端側が密に巻回したコイルアンテナで基端側が粗に巻回したコイルアンテナの直列接続で形成するとともにこの基端側のポールアンテナを前記第２周波数帯の約１／２波長とし、前記第１アンテナエレメントの基端を整合回路と前記第１周波数帯を通過させる第１フィルタ回路とを順次に直列に介装してアンテナ入出力端に接続し、前記第２アンテナエレメントの基端を前記第２周波数帯を通過させる第２フィルタ回路を介装して前記アンテナ入出力端に接続し、前記第１アンテナエレメントの基端側の前記粗に巻回したコイルアンテナとこれと容量結合する第２アンテナエレメントで前記第２周波数帯の約３／４波長のアンテナとして作用するように構成しても良い。
【００１０】
また、第１周波数帯とこれの約２倍の周波数の第２周波数帯を送受信するデュアルモードアンテナであって、前記第１周波数帯の約１／２波長で垂直または傾けて配設される第１アンテナエレメントの基端部に、第１導電部材を直列に接続し、この第１導電部材に容量結合するように前記第２周波数帯の約１／４波長のアンテナに相当する第２導電部材を添設し、前記第１導電部材と前記第２導電部材を囲みこれらと容量結合するように筒状導体からなる容量管を設けるとともにこれを接地し、前記第１導電部材の基端を整合回路と前記第１周波数帯を通過させる第１フィルタ回路とを順次に直列に介装してアンテナ入出力端に接続し、前記第２導電部材の基端を前記第２周波数帯を通過させる第２フィルタ回路を介装して前記アンテナ入出力端に接続し、前記第１アンテナエレメントと前記第１導電部材とこれと容量結合する前記第２導電部材で前記第２周波数帯の約５／４波長のアンテナに相当するように構成しても良い。
【００１１】
また、第１周波数帯とこれより高い周波数の第２周波数帯を送受信するデュアルモードアンテナであって、前記第１周波数帯の約１／２波長で垂直または傾けて配設される第１アンテナエレメントの基端部に、第１導電部材を直列に接続し、この第１導電部材に容量結合するように第２導電部材を添設し、前記第１導電部材と前記第２導電部材を囲みこれらと容量結合するように筒状導体からなる容量管を設けるとともにこれを接地し、前記第１アンテナエレメントを先端側がコイルアンテナで基端側がポールアンテナの直列接続で形成するとともにこの基端側のポールアンテナを前記第２周波数帯の約１／２波長とし、前記第１導電部材の基端を整合回路と前記第１周波数帯を通過させる第１フィルタ回路とを順次に直列に介装してアンテナ入出力端に接続し、前記第２導電部材の基端を前記第２周波数帯を通過させる第２フィルタ回路を介装して前記アンテナ入出力端に接続し、前記第１アンテナエレメントの基端側の前記ポールアンテナと前記第１導電部材とこれと容量結合する第２導電部材で前記第２周波数帯の約３／４波長のアンテナに相当するように構成しても良い。
【００１２】
また、第１周波数帯とこれより高い周波数の第２周波数帯を送受信するデュアルモードアンテナであって、前記第１周波数帯の約１／２波長で垂直または傾けて配設される第１アンテナエレメントの基端部に、第１導電部材を直列に接続し、この第１導電部材に容量結合するように第２導電部材を添設し、前記第１導電部材と前記第２導電部材を囲みこれらと容量結合するように筒状導体からなる容量管を設けるとともにこれを接地し、前記第１アンテナエレメントを先端側が密に巻回したコイルアンテナで基端側が粗に巻回したコイルアンテナの直列接続で形成するとともにこの基端側のコイルアンテナを前記第２周波数帯の約１／２波長とし、前記第１導電部材の基端を整合回路と前記第１周波数帯を通過させる第１フィルタ回路とを順次に直列に介装してアンテナ入出力端に接続し、前記第２導電部材の基端を前記第２周波数帯を通過させる第２フィルタ回路を介装して前記アンテナ入出力端に接続し、前記第１アンテナエレメントの基端側の粗に巻回したコイルアンテナと前記第１導電部材とこれと容量結合する第２導電部材で前記第２周波数帯の約３／４波長のアンテナに相当するように構成しても良い。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１実施例を図１ないし図４を参照して説明する。図１は、本発明のデュアルモードアンテナの第１実施例の電気的構造図である。図２は、図１のアンテナの電流分布を示し、（ａ）は第１周波数帯の電流分布であり、（ｂ）は第２周波数帯の電流分布である。図３は、図１のアンテナのＶＳＷＲ特性図であり、（ａ）は第１周波数帯のＶＳＷＲであり、（ｂ）は第２周波数帯のＶＳＷＲである。図４は、図１のデュアルモードアンテナを正面から水平方向に見た放射モードを示し、（ａ）は第１周波数帯の放射モードであり、（ｂ）は第２周波数帯の放射モードである。
【００１４】
まず、第１実施例として、日本のＰＤＣ８００（８１０〜９６０ＭＨｚ）を第１周波数帯ｆ１に設定し、これよりも高い約２倍の周波数のＰＤＣ１５００（１４２９〜１５０１ＭＨｚ）を第２周波数帯ｆに設定して説明する。垂直または傾けられて配設され、第１周波数帯ｆ１に対して約１／２波長λ１のアンテナとして作用する第１アンテナエレメントの全体をポールアンテナ１０で形成し、その基端部にこれと容量結合するように第２アンテナエレメントとしてのコイルアンテナ１２が添設される。これは、図１に示すごとく、ポールアンテナ１０の基端部の横にコイルアンテナ１２を配設しても良いが、ポールアンテナ１０の基端部に遊嵌させてコイルアンテナ１２を配設しても良い。そして、ポールアンテナ１０の基端１０ａが、２つのキャパシタンス素子と１つのインダクタンス素子がπ型に組まれた整合回路１４と、この整合回路１４を形成する１つのキャパシタンス素子を共有してこれと他の１つのインダクタンス素子が逆Ｌ字状に組まれた第１フィルタ回路１６とを順次に介してアンテナ入出力端１８に接続される。整合回路１４は、第１周波数帯ｆ１に対して約１／２波長λ１の電気長に設定されたポールアンテナ１０の基端１０ａにおける高いインピーダンスを、低いインピーダンスに変換して給電線などと整合を図るように形成される。そして、第１フィルタ回路１６は、第１周波数帯ｆ１を通過させるとともに第２周波数帯ｆ２を阻止するように形成される。また、コイルアンテナ１２の基端は、２つのキャパシタンス素子と１つのインダクタンス素子がＴ型に組まれた第２フィルタ回路２０を介してアンテナ入出力端１８に接続される。この第２フィルタ回路２０は、第２周波数帯ｆ２を通過させるとともに第１周波数帯ｆ１を阻止するように形成される。
【００１５】
かかる構成において、コイルアンテナ１２の電気長を第２周波数帯ｆ２に対して約１／４波長λ２にするとともにコイルアンテナ１２とポールアンテナ１０との間に生ずる浮遊容量Ｃｆを適宜に設定することで、第２周波数帯ｆ２に対してポールアンテナ１０とコイルアンテナ１２および浮遊容量Ｃｆの全体で約５／４波長λ２のアンテナとして作用するようにする。そこで、図２（ａ）のごとく、第１周波数帯ｆ１に対してポールアンテナ１０が約１／２波長λ１のアンテナとして作用し、また図２（ｂ）のごとく、第２周波数帯ｆ２に対してポールアンテナ１０とコイルアンテナ１２および浮遊容量Ｃｆが約５／４波長λ２のアンテナとして作用し、第１周波数帯ｆ１と第２周波数帯ｆ２のいずれでもアンテナ入出力端１８には比較的に低いインピーダンスが生じて給電線などと容易に整合が図れる。そして、第１周波数帯ｆ１に対してポールアンテナ１０が１／２波長λ１の放射モードを示し、しかも第２周波数帯ｆ２は第１周波数帯ｆ１の約２倍の周波数であるので、ポールアンテナ１０には第２周波数帯ｆ２の約１波長λ２の電流分布が生じて、１波長λ２の放射モードが強く現れる。
【００１６】
発明者らの実験によれば、第１周波数帯ｆ１に対して、図３（ａ）のごとく、充分に低いＶＳＷＲが得られた。また、第２周波数帯ｆ２に対しても、図３（ｂ）のごとく、これも充分に低いＶＳＷＲが得られた。そして、アンテナを正面から水平方向に見た放射モードは、第１周波数帯ｆ１に対して、図４（ａ）のごとく、低い仰角に大きな利得が得られ、第２周波数帯ｆ２に対しても、図４（ｂ）のごとく、低い仰角に大きな利得が得られた。したがって、第１実施例にあっては、日本のＰＤＣ８００とＰＤＣ１５００のいずれの周波数帯をも送受信できるとともに水平方向に大きな利得を備えており、携帯電話のデュアルモードアンテナとして最適である。
【００１７】
次に、本発明の第２実施例を図５および図６を参照して説明する。図５は、本発明のデュアルモードアンテナの第２実施例の電気的構造図である。図６は、図５のアンテナの電流分布を示し、（ａ）は第１周波数帯の電流分布であり、（ｂ）は第２周波数帯の電流分布である。図５および図６において、図１および図２と同じまたは均等な部材には同じ符号を付けて重複する説明を省略する。
【００１８】
第２実施例において、第１実施例と相違するところは、第１アンテナエレメントの全体が単一で約１／２波長のポールアンテナ１０で形成するのに換えて、第１周波数帯ｆ１に対してして約１／２波長λ１の第１アンテナエレメント２２を、先端側がコイルアンテナ２４で基端側が第２周波数帯ｆ２の約１／２波長λ２のポールアンテナ２６を直列接続して形成したことにある。かかる構成で、第２周波数帯ｆ２に対して、第１アンテナエレメント２２の基端側のポールアンテナ２６とコイルアンテナ１２およびこれらの間に生ずる浮遊容量Ｃｆの全体で約３／４波長λ２のアンテナとして作用するように、ポールアンテナ２６とコイルアンテナ１２および浮遊容量Ｃｆが調整される。なお、第１アンテナエレメント２２の先端側のコイルアンテナ２４は、第２周波数帯ｆ２に対して充分に密なピッチで巻回されてアンテナとして作用しないようにされる。すると、第１周波数帯ｆ１に対して、図６（ａ）に示すごとく、第１アンテナエレメント２２の全体が約１／２波長λ１のアンテナとして作用し、水平方向に大きな利得が得られる。また、第２周波数帯ｆ２に対して、図６（ｂ）に示すごとく、第１アンテナエレメント２２の基端側のポールアンテナ２６で約１／２波長λ２の放射モードが強く生じ、やはり水平方向に大きな利得が得られる。
【００１９】
なお、上記第２実施例において、第１周波数帯ｆ１に対して約１／２波長の第１アンテナエレメント２２を先端側が密なピッチで巻回されたコイルアンテナで基端側が第２周波数帯ｆ２の約１／２波長λ２の粗なピッチで巻回されたコイルアンテナを直列接続して形成しても、同様な効果が得られる。また、上記第２実施例では、第２周波数帯ｆ２がちょうど第１周波数帯ｆ１の２倍であれば、第１アンテナエレメント２２の先端側と基端側を同じ電気長に設定すれば良い。
【００２０】
さらに、本発明の第３実施例を図７を参照して説明する。図７は、本発明のデュアルモードアンテナの第３実施例の電気的構造図である。図７において、図１と同じまたは均等な部材には同じ符号を付けて重複する説明を省略する。
【００２１】
第３実施例にあっては、第１アンテナエレメントの全体で第１周波数帯ｆ１に対して約１／２波長λ１に設定されるポールアンテナ１０の基端に、直線状の第１導電部材２８を直列に接続し、その基端が整合回路１４に接続される。そして、この第１導電部材２８に容量結合するように第２周波数帯ｆ２に対して約１／４波長λ２に設定されるコイル状の第２導電部材３０が配設され、その基端が第２フィルタ回路２０に接続される。さらに、第１導電部材２８と第２導電部材３０を囲みこれらと容量結合するように筒状導電体からなる容量管３２が設けられるとともに接地される。この容量管３２と第１導電部材２８および第２導電部材３０の間には、適宜な浮遊容量Ｃｆが生じる。また、第１導電部材２８と第２導電部材３０の間にも浮遊容量Ｃｆが生ずることは勿論である。
【００２２】
かかる構成において、第１周波数帯ｆ１に対してポールアンテナ１０が約１／２波長λ１のアンテナとして作用し、その基端１０ａのインピーダンスが第１導電部材２８を介して整合回路１４でインピーダンス変換され、これが第１フィルタ回路１６を介してアンテナ入出力端１８に与えられる。また、第２周波数帯ｆ２に対して、ポールアンテナ１０と第１導電部材２８と浮遊容量Ｃｆおよび第２導電部材３０全体で約５／４波長λ２のアンテナに相当するように作用させ、第２導電部材３０の基端の低いインピーダンスが第２フィルタ回路２０を介してアンテナ入出力端１８に与えられる。ここで、第２周波数帯ｆ２に対して、約１／４波長λ２に相当する第２導電部材３０は容量管３２で遮蔽されており、ポールアンテナ１０に約１波長λ２の放射モードが強く生ずる。そこで、第３実施例にあっては、第１周波数帯ｆ１と第２周波数帯ｆ２のいずれにあっても、水平方向に大きな利得が得られる。ここで、ポールアンテナ１０を第２周波数帯ｆ２の１波長λ２の電気長で作用させるためには、第１周波数帯ｆ１に対して第２周波数帯ｆ２がちょうど２倍の周波数であることが望ましい。そこで、この第３実施例にあっては、第２周波数帯ｆ２が第１周波数帯ｆ１のちょうど２倍である欧州のＧＳＭ（８８０〜９６０ＭＨｚ）とＤＣＳ（１７１０〜１８８０ＭＨｚ）の携帯電話機のデュアルモードアンテナとして最適である。
【００２３】
そしてさらに、本発明の第４実施例を図８を参照して説明する。図８は、本発明のデュアルモードアンテナの第４実施例の電気的構造図である。図８において、図７と同じまたは均等な部材には同じ符号を付けて重複する説明を省略する。
【００２４】
第４実施例において、第３実施例と相違するところは、ポールアンテナ１０の基端１０ａに、図７の線状の第１導電部材２８に換えて、第１周波数帯ｆ１に対して約１／４波長のコイル状の第１導電部材３４を接続し、その基端を第１周波数帯ｆ１を通過させる第１フィルタ回路１６に直接に接続したことにある。なお、図７における整合回路１４が省かれている。かかる構成において、容量管３２とコイル状の第１導電部材３４の間に浮遊容量Ｃｆが生じる。そして、第１周波数帯ｆ１に対してポールアンテナ１０と第１導電部材３４により約３／４波長のアンテナとして作用させるとともに、コイル状の第１導電部材３４のインダクタンス成分とこれと容量管３２の間に生ずる浮遊容量Ｃｆとにより適宜な整合回路が形成され、ポールアンテナ１０の基端１０ａの大きなインピーダンスが小さなインピーダンスに変換されて、第１フィルタ回路１６を介してアンテナ入出力端１８に与えられる。
【００２５】
そしてまた、本発明の第５実施例を図９を参照して説明する。図９は、本発明のデュアルモードアンテナの第５実施例の電気的構造図である。図９において、図７と同じまたは均等な部材には同じ符号を付けて重複する説明を省略する。
【００２６】
第５実施例において、第３実施例と相違するところは、第１アンテナエレメントの全体が単一で約１／２波長λ１のポールアンテナ１０に換えて、第１周波数帯ｆ１に対して約１／２波長λ１の第１アンテナエレメント２２を先端側がコイルアンテナ２４で基端側が第２周波数帯ｆ２に対して約１／４波長λ２のポールアンテナ２６の直列接続で形成したことにある。かかる構成において、第２周波数帯ｆ２に対して、第１アンテナエレメント２２の基端側のポールアンテナ２６と浮遊容量Ｃｆおよび第２導電部材３０の全体で約３／４波長λ２のアンテナに相当するように作用させる。そして、第１周波数帯ｆ１に対して第１アンテナエレメント２２の全体で約１／２波長λ１のアンテナとして作用し、また第２周波数帯ｆ２に対して第１アンテナエレメント２２の基端側のポールアンテナ２６で約１／２波長λ２の放射モードが強く生じ、第１周波数帯ｆ１と第２周波数帯ｆ２のいずれでも水平方向に大きな利得が得られる。
【００２７】
そしてさらに、本発明の第６実施例を図１０を参照して説明する。図１０は、本発明のデュアルモードアンテナの第６実施例の電気的構造図である。図１０において、図９と同じまたは均等な部材には同じ符号を付けて重複する説明を省略する。
【００２８】
第６実施例において、第５実施例と相違するところは、第１アンテナエレメント２２の基端２２ａに、図９の直線状の第１導電部材２８に換えて、第１周波数帯ｆ１に対して約１／４波長λ１のコイル状の第１導電部材３４を接続し、その基端を第１周波数帯ｆ１を通過させる第１フィルタ回路１６に直接に接続したことにある。なお、図９における整合回路１４が省かれている。かかる構成において、第１周波数帯ｆ１に対して、第１アンテナエレメント２２とコイル状の第１導電部材３４により約３／４波長λ１のアンテナに相当するように作用する。しかも、第１周波数帯ｆ１に対してコイル状の第１導電部材３４および容量管３２の間に生ずる浮遊容量Ｃｆにより整合回路が形成され、それによりインピーダンスが小さなものとなる。
【００２９】
なお、上記実施例では、第１周波数帯ｆ１と第２周波数帯ｆ２を、主として日本の携帯電話機の周波数帯であるＰＤＣ８００とＰＤＣ１５００に対応させて説明しているが、これに限られず、米国のＡＭＰＳやＰＣＳおよび欧州のＧＳＭやＤＣＳに対応するように設定しても良い。また、第２導電部材３０がコイル状でなく直線状などであっても良い。本発明のデュアルモードアンテナの用途としては、水平方向に大きな利得が必要である無線通信装置用のデュアルモードアンテナとして用いることができ、携帯電話機に限られず、業務用無線などのデュアルモードアンテナとしても好適であり、しかも車載用の移動局に限られず固定局のデュアルモードアンテナとしても好適である。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のデュアルモードアンテナは構成されているので、以下のごとき格別な効果を奏する。
【００３１】
請求項１記載のデュアルモードアンテナにあっては、第１周波数帯に対して第１アンテナエレメントを約１／２波長のアンテナとして作用させ、第２周波数帯に対して第１アンテナエレメントと第２アンテナエレメントと浮遊容量により約５／４波長のアンテナとして作用させるとともに第１アンテナエレメントで１波長の放射モードを強く生じさせる。そこで、第１周波数帯と第２周波数帯のいずれをも送受信できるとともに、水平方向に大きな利得の放射モードが得られ、互いに水平方向の位置関係にある携帯電話機などの無線通信装置のデュアルモードアンテナとして好適である。
【００３２】
請求項２または３記載のデュアルモードアンテナにあっては、第１周波数帯に対して第１アンテナエレメントに約１／２波長の電流分布とし、第２周波数帯に対して第１アンテナエレメントの基端側のポールアンテナまたは粗に巻回したコイルアンテナに約１／２波長の電流分布とすることができ、第１周波数帯および第２周波数帯のいずれでも水平方向に利得の大きな放射モードを得ることができる。しかも、第２周波数帯が第１周波数帯に対してちょうど２倍の周波数でなくて幾分ずれており、第２周波数帯が第１アンテナエレメントの全体で約１波長の電流分布とならないような場合に、第２周波数帯に対して基端側のポールアンテナまたは粗に巻回したコイルアンテナを所望の約１／２波長の電気長とすることで、１／２波長の放射モードを強く生じさせることができる。
【００３３】
請求項４記載のデュアルモードアンテナにあっては、第１周波数帯に対して第１アンテナエレメントを約１／２波長のアンテナとして作用させ、第２周波数帯に対して第１アンテナエレメントと第１導電部材とこれに浮遊容量で容量結合する第２導電部材の全体で約５／４波長のアンテナに相当させて、共振を図る。しかも、第１導電部材と第２導電部材は容量管により囲まれていて、放射素子として作用しない。そこで、第２周波数帯に対して、第１アンテナエレメントのみがアンテナとして作用し、これに約１波長の電流分布が生ずる。そこで、第１周波数帯および第２周波数帯のいずれであっても、水平方向に利得の大きな放射モードが得られる。
【００３４】
請求項５または６記載のデュアルモードアンテナにあっては、第１周波数帯に対して第１アンテナエレメントを約１／２波長のアンテナとして作用させ、第２周波数帯に対して第１アンテナエレメントの基端側のポールアンテナまたは粗の巻回したコイルアンテナと第１導電部材とこれに浮遊容量で容量結合する第２導電部材の全体で約３／４波長のアンテナに相当させる。そして、第１導電部材と第２導電部材は容量管に囲まれていて放射素子として作用しないので、第２周波数帯に対して第１アンテナエレメントの基端側のポールアンテナまたはコイルアンテナのみがアンテナとして作用し、これに約１／２波長の電流分布が生ずる。そこで、第１周波数帯および第２周波数帯のいずれであっても、水平方向の利得が大きくなる。
【００３５】
請求項７記載のデュアルモードアンテナにあっては、第１アンテナエレメントの基端に接続する第１導電部材をコイル状とし、そのインダクタンス成分とこれを囲む容量管との間に生ずる浮遊容量とにより整合回路を形成することができる。しかも、浮遊容量によるキャパシタンス成分は分布定数であり、この整合回路により、第１アンテナエレメントの基端に生じた大きなインピーダンスが信号経路で緩やかに変換されて小さなものとなり、それだけリターンロスが少ない。
【００３６】
請求項８記載のデュアルモードアンテナにあっては、第１アンテナエレメントの基端に接続する第１導電部材を第１周波数帯の約１／４波長としたので、第１周波数帯に対して、第１アンテナエレメントと第１導電部材で約３／４波長のアンテナに相当し、第１導電部材の基端に生ずるインピーダンスは小さく、給電線などに容易に整合を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のデュアルモードアンテナの第１実施例の電気的構造図である。
【図２】図１のアンテナの電流分布を示し、（ａ）は第１周波数帯の電流分布であり、（ｂ）は第２周波数帯の電流分布である。
【図３】図１のアンテナのＶＳＷＲ特性図であり、（ａ）は第１周波数帯のＶＳＷＲであり、（ｂ）は第２周波数帯のＶＳＷＲである。
【図４】図１のデュアルモードアンテナを正面から水平方向に見た放射モードを示し、（ａ）は第１周波数帯の放射モードであり、（ｂ）は第２周波数帯の放射モードである。
【図５】本発明のデュアルモードアンテナの第２実施例の電気的構造図である。
【図６】図５のアンテナの電流分布を示し、（ａ）は第１周波数帯の電流分布であり、（ｂ）は第２周波数帯の電流分布である。
【図７】本発明のデュアルモードアンテナの第３実施例の電気的構造図である。
【図８】本発明のデュアルモードアンテナの第４実施例の電気的構造図である。
【図９】本発明のデュアルモードアンテナの第５実施例の電気的構造図である。
【図１０】本発明のデュアルモードアンテナの第６実施例の電気的構造図である。
【符号の説明】
１０、２６  ポールアンテナ
１０ａ、２２ａ  基端
１２、２４  コイルアンテナ
１４  整合回路
１６  第１フィルタ回路
１８  アンテナ入出力端
２０  第２フィルタ回路
２２  第１アンテナエレメント
２８  第１導電部材
３０  第２導電部材
３２  容量管
３４  コイル状の第１導電部材
ｆ１  第１周波数帯
ｆ２  第２周波数帯
Ｃｆ  浮遊容量
λ１  第１周波数帯の波長
λ２  第２周波数帯の波長
【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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