(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の周波数帯で動作する第１のアンテナエレメントを先端側のヘリカル状部分とその軸方向に伸びる基端側の直線状部分で形成して、前記第１のアンテナエレメントの基端を給電金具に電気的接続して配設し、前記第１の周波数帯より高い第２の周波数帯で動作する第２のアンテナエレメントを前記第１のアンテナエレメントの軸方向寸法よりも短いモノポールアンテナで形成して、前記第２のアンテナエレメントの先端を前記第１のアンテナエレメントの前記ヘリカル状部分に臨ませてその軸心に位置するようにするとともに、前記第２のアンテナエレメントの基端を前記給電金具に電気的接続して配設し、前記第２のアンテナエレメントの先端に臨む位置で前記第１のアンテナエレメントに分布する前記第２の周波数帯の電流分布が最大点となるように、前記第１のアンテナエレメントの前記直線状部分の長さまたは前記ヘリカル状部分の巻ピッチを設定して構成したことを特徴とする複数周波数帯用アンテナ。
【請求項２】
請求項１記載の複数周波数帯用アンテナにおいて、前記第１のアンテナエレメントの前記直線状部分を前記ヘリカル状部分の巻径と同一周面上で前記軸方向に伸ばして配設し、前記第２のアンテナエレメントを前記第１のアンテナエレメントの前記ヘリカル状部分の前記軸心の位置に直線状に配設して構成したことを特徴とする複数周波数帯用アンテナ。
【請求項３】
請求項１記載の複数周波数帯用アンテナにおいて、前記第１のアンテナエレメントの前記直線状部分を前記ヘリカル状部分の巻径と同一周面上で前記軸方向に伸ばして配設し、前記第２のアンテナエレメントの先端部と基端部を前記第１のアンテナエレメントの前記ヘリカル状部分の前記軸心の位置とするとともに、前記第２のアンテナエレメントの前記先端部と前記基端部の中間部を前記第１のアンテナエレメントの前記ヘリカル状部分の巻径と同一周面上で前記軸心に対して前記第１のアンテナエレメントの前記直線状部分と対称の位置となるように配設して構成したことを特徴とする複数周波数帯用アンテナ。
【請求項４】
請求項１ないし３記載のいずれかの複数周波数帯用アンテナにおいて、前記第１の周波数帯をＦＭ放送周波数帯に設定し、前記第２の周波数帯を地上波デジタルテレビ放送周波数帯に設定して構成したことを特徴とする複数周波数帯用アンテナ。
【請求項５】
請求項１ないし３記載のいずれかの複数周波数帯用アンテナにおいて、前記第１のアンテナエレメントと前記第２のアンテナエレメントをインサートして樹脂成型により絶縁固定部材を形成して構成したことを特徴とする複数周波数帯用アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＦＭ放送周波数帯と地上波デジタルテレビ放送周波数帯携帯等の複数の周波数帯で動作するようにした複数周波数帯用アンテナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話用の２つの周波数帯で動作するアンテナの一例が、特開平１１−２９８２４０号公報（特許文献１）に示されている。この特許文献１に記載された従来のアンテナは、ヘリカルアンテナの基端が給電金具に電気的接続されてＡＭＰＳ８００ＭＨｚ帯で動作するようにされ、モノポールアンテナを、ヘリカルアンテナの軸位置で基端が給電金具に電気的接続されてＰＣＳ１．９ＧＨｚ帯で動作するようにされて構成されたものである。そして、ヘリカルアンテナの軸方向寸法がモノポールアンテナの寸法よりも少しだけ短く設定されたものが示されている。
【特許文献１】特開平１１−２９８２４０号公報
【０００３】
上記特許文献１記載の従来例において、モノポールアンテナに分布するＰＣＳ１．９ＧＨｚ帯の電流・電圧は、その先端で電圧が最大点となる。また、ヘリカルアンテナにも同様に、ＰＣＳ１．９ＧＨｚ帯の電流・電圧が分布し、その先端で電圧が最大点となる。そこで、モノポールアンテナに分布するＰＣＳ１．９ＧＨｚ帯の電流・電圧の電圧の最大点と、ヘリカルアンテナに分布するＰＣＳ１．９ＧＨｚ帯の電流・電圧の電圧の最大点とが、互いに近くにあるために結合し、モノポールアンテナに分布するＰＣＳ１．９ＧＨｚ帯の電流・電圧に歪みを生ずる虞がある。そこで、モノポールアンテナで受信されたＰＣＳ１．９ＧＨｚ帯の信号に歪みを生ずる虞がある。
【０００４】
また、特許文献１記載の技術を応用して、ヘリカルアンテナをＦＭ放送周波数帯で動作させるとともに、モノポールアンテナで携帯電話用の通信周波数帯で動作させるように、モノポールアンテナをヘリカルアンテナの軸位置に配設して複数周波数帯用アンテナを形成した場合には、特許文献１記載の技術の不具合と同様に、携帯電話用の通信周波数帯で以下のごとき不具合が生ずる虞がある。すわなち、かかる構成の複数周波数帯用アンテナにあっては、まずＦＭ放送周波数帯が携帯電話用の通信周波数帯に比べて周波数がかなり低く、ヘリカルアンテナの軸方向寸法がモノポールアンテナよりもかなり長いものとなる。そして、モノポールアンテナに携帯電話用の通信周波数帯の電流・電圧が分布するのと同様に、軸方向に長いヘリカルアンテナにも携帯電話用の通信周波数帯の電流・電圧が分布する。そこで、モノポールアンテナとヘリカルアンテナにそれぞれ分布する携帯電話用の通信周波数帯の電圧の最大点が、互いに近くにある状態が生ずる虞がある。この状態が生ずると、モノポールアンテナとヘリカルアンテナにそれぞれ分布する携帯電話用の通信周波数帯の電流・電圧が結合を生じて、モノポールアンテナに分布する携帯電話用の通信周波数帯の電流・電圧に歪みを生ずる。その結果、モノポールアンテナで受信した携帯電話用の通信周波数帯の信号に歪みを生ずる。
【０００５】
そこで、特許出願人は、先に、上述したごとき事情を改善すべく、モノポールアンテナとヘリカルアンテナのそれぞれに分布する電流・電圧が互いに結合しないようにした複数周波数帯用アンテナを、特願２００７−１３３５９５号により提案した。この特願２００７−１３３５９５号で提案した技術は、第１の周波数帯で動作するヘリカルアンテナの基端を給電金具に電気的接続し、前記第１の周波数帯より高い第２の周波数帯で動作し前記ヘリカルアンテナの軸方向寸法よりも短いモノポールアンテナを前記ヘリカルアンテナの軸位置で基端を前記給電金具に電気的接続して配設し、前記ヘリカルアンテナに分布する前記第２の周波数帯の電流分布の最大点が前記モノポールアンテナの先端に臨む位置となるように前記ヘリカルアンテナの巻ピッチを設定して構成したものである。
【０００６】
かかる構成を採用することで、特願２００７−１３３５９５号で提案した技術にあっては、ヘリカルアンテナに分布する第２の周波数帯の電流分布の最大点が、モノポールアンテナの先端に臨む位置となるようにヘリカルアンテナの巻ピッチを設定しているので、ヘリカルアンテナに分布する第２の周波数帯の電流の最大点、すなわち電圧の最小点（ゼロの点）が、モノポールアンテナに分布する第２の周波数帯の電圧の最大点となるモノポールアンテナの先端に臨むこととなり、モノポールアンテナに分布する第２の周波数帯の電流・電圧とヘリカルアンテナに分布する第２の周波数帯の電流・電圧が結合するようなことがない。もって、モノポールアンテナに分布する第２の周波数帯の電流・電圧に歪みを生ずることがない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
先に提案した特願２００７−１３３５９５号の技術は、ヘリカルアンテナの巻きピッチ等が正確に製造できれば、何ら不具合はない。しかるに、製造時に巻きピッチを正確に維持することは難しく、巻きピッチにバラツキを生じて、巻きピッチにずれを生じさせ易い。そこで、ヘリカルアンテナに分布する第２の周波数帯の電流の最大点が、モノポールアンテナの先端に臨む位置からずれ、モノポールアンテナに分布する第２の周波数帯の電流・電圧とヘリカルアンテナに分布する第２の周波数帯の電流・電圧が、ずれに応じて結合して、モノポールアンテナに分布する第２の周波数帯の電流・電圧に歪みを生じる虞がある。
【０００８】
本発明は、上述する特願２００７−１３３５９５号の技術をより改善すためになされたもので、第１のアンテナエレメントに分布する第２の周波数帯の電流分布の最大点が、より正確に第２のアンテナエレメントの先端に臨む位置となるようにして、第２のアンテナエレメントに分布する第２の周波数帯の電流・電圧に歪みを生じないようにした複数周波数帯用アンテナ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】
【０００９】
かかる目的を達成するために、本発明の複数周波数帯用アンテナは、第１の周波数帯で動作する第１のアンテナエレメントを先端側のヘリカル状部分とその軸方向に伸びる基端側の直線状部分で形成して、前記第１のアンテナエレメントの基端を給電金具に電気的接続して配設し、前記第１の周波数帯より高い第２の周波数帯で動作する第２のアンテナエレメントを前記第１のアンテナエレメントの軸方向寸法よりも短いモノポールアンテナで形成して、前記第２のアンテナエレメントの先端を前記第１のアンテナエレメントの前記ヘリカル状部分に臨ませてその軸心に位置するようにするとともに、前記第２のアンテナエレメントの基端を前記給電金具に電気的接続して配設し、前記第２のアンテナエレメントの先端に臨む位置で前記第１のアンテナエレメントに分布する前記第２の周波数帯の電流分布が最大点となるように、前記第１のアンテナエレメントの前記直線状部分の長さまたは前記ヘリカル状部分の巻ピッチを設定して構成されている。
【００１０】
さらに、前記第１のアンテナエレメントと前記第２のアンテナエレメントをインサートして樹脂成型により絶縁固定部材を形成して構成することも可能である。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１記載の複数周波数帯用アンテナにあっては、第１のアンテナエレメントを先端側のヘリカル状部分とその軸方向に伸びる基端側の直線状部分で形成することにより、第２のアンテナエレメントの先端に臨む位置までの第１のアンテナエレメントの基端からの電気的長さが、先に提案した技術のごとくヘリカル状のものに比較して、より正確に製造できてバラツキも少ない。そこで、第１のアンテナエレメントと第２のアンテナエレメントに分布する第２の周波数帯の電圧・電流が結合することがなく、第２のアンテナエレメトに分布する第１の周波数帯の信号に歪みを生ずることがない。
【００１２】
請求項５記載の複数周波数帯用アンテナにあっては、第１のアンテナエレメントと第２のアンテナエレメントをインサートして樹脂成型により絶縁固定部材を形成して全体を覆うので、第１のアンテナエレメントと第２のアンテナエレメンが固定されて巻ピッチ等の変形がない。しかも、特に請求項３の構成の第１のアンテナエレメントと第２のアンテナエレメントをインサートした絶縁固定部材の樹脂成型にあっては、第１のアンテナエレメントの直線状部分と第２のアンテナエレメントの中間部により、成型された樹脂の収縮が軸心に対して対称となり、複数周波数帯用アンテナが曲がって製造されるようなことがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の第１実施例を図１ないし図３を参照して説明する。図１は、本発明の複数周波数帯用アンテナの第１実施例の構成図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。図２は、第１実施例の複数周波数帯用アンテナに分布する第２の周波数帯の電圧・電流を示す図である。図３は、第１実施例の複数周波数帯用アンテナに樹脂成型による絶縁固定部材を形成した状態でその絶縁固定部材を切り欠いた縦断面図である。
【００１４】
図１において、本発明の複数周波数帯用アンテナの第１実施例にあっては、第１のアンテナエレメント１０が、先端側のヘリカル状部分１０ａと基端側の直線状部分１０ｂとからなり、その基端が導電性の給電金具１２に電気的接続されて配設固定される。しかも、基端側の直線状部分１０ｂは、ヘリカル状部分１０ａの巻径と同一周面上でその巻径の軸方向に伸ばして配設されており、給電金具１２に対してもヘリカル状部分１０ａの巻径と同一周面上の位置に配設されている。さらに、第２のアンテナエレメント１４が、先端部１４ａと基端部１４ｂが第１のアンテナエレメント１０のヘリカル状部分１０ａの軸心の位置であるとともに、その先端部１４ａと基端部１４ｂとの間の中間部１４ｃが第１のアンテナエレメント１０のヘリカル状部分１０ａの巻径と同一周面上で、軸心に対して第１のアンテナエレメント１０の直線状部分１０ｂと対称となるように、略コ字状に折り曲げられている。この中間部１４ｃは、直線状部分１０ｂよりも軸方向で若干短い長さに形成される。そして、第２アンテナエレメント１４の先端部１４ａは第１のアンテナエレメント１０のヘリカル状部分１０ａ内に位置し、基端部１４ｂが軸心に位置して給電金具１２に電気的接続されて配設固定される。なお、この第２のアンテナエレメント１４は、モノポールアンテナである。
【００１５】
そして、第１のアンテナエレメント１０は、例えば、ＦＭ放送周波数帯を第１の周波数帯として動作するように全体の電気長が設定される。また、第２のアンテナエレメント１４は、例えば、第１の周波数帯よりも高い周波数の地上波デジタルテレビ放送周波数帯を第２の周波数帯として動作するように全体の電気長が設定される。この第２のアンテナエレメントの電気長は、図２にあっては、第２の周波数帯に対して１／４波長の電気長に設定されているが、（ｎ・１／２＋１／４）波長（但しｎは、０以上の整数）に設定されていれば良い。さらに、図２に示すように、第２のアンテナエレメント１４の先端に臨む位置で、第１のアンテナエレメント１０に分布する第２の周波数の電流分布が最大点（電圧分布が最小点）となるように、第１のアンテナエレメント１０の直線状部分１０ｂの長さまたはヘリカル状部分１０ａの巻ピッチが調整されて設定される。すなわち、第２のアンテナエレメント１４の先端に臨む位置までの第１のアンテナエレメント１０の基端からの電気長が、第２の周波数帯に対してｍ・１／２波長（但しｍは、１以上の整数）に設定されていれば良い。すると、第１のアンテナエレメント１０に分布する第２の周波数帯は、第２のアンテナエレメント１４の先端に臨む位置では、電圧が最小となり電流が最大となって、第２のアンテナエレメント１４に分布する第２の周波数帯が、その先端で電圧が最大となり電流が最小となっているので、結合することがない。よって、第２のアンテナエレメント１４の第２周波数帯の信号に歪みを生じない。そして、第１のアンテナエレメント１０の基端側を直線状部分１０ｂで構成しているので、先の特許出願により提案した基端側もヘリカル状に形成される技術と比較して、軸方向の寸法精度をより高いものとすることができ、すなわち第１のアンテナエレメント１０の第２のアンテナエレメント１４の先端に臨む位置までの基端からの電気長をより精度良く製造することが容易であり、それだけ製造上の軸方向寸法のバラツキが抑制でき、結合による信号の歪みを少ないものとすることができる。
【００１６】
さらに、第１のアンテナエレメント１０と第２のアンテナエレメント１４は、図３に示すように、樹脂成型による絶縁固定部材１６で全体が固定されるように覆われている。この絶縁固定部材１６は、第１のアンテナエレメント１０と第２のアンテナエレメント１４等を成型金型内にインサートして、インサート成形される。ここで、第２のアンテナエレメント１４の中間部１４ｃが、軸心に対して第１のアンテナエレメント１０の直線状部分１０ｂと対称となっているので、成型された樹脂の収縮等が軸心に対して対称であり、成型される樹脂の量が軸心に対して均等となり、絶縁固定部材１６により一方に曲がるようなことがない。
【００１７】
次に、本発明の第２実施例を図４および図５を参照して説明する。図４は、本発明の複数周波数帯用アンテナの第２実施例の構成図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。図５は、第２実施例の複数周波数帯用アンテナに樹脂成型による絶縁固定部材を形成した状態でその絶縁固定部材を切り欠いた縦断面図である。図４および図５において、図１ないし図３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】
図４において、本発明の複数周波数帯用アンテナの第２実施例が、図１に示す本発明の複数周波数帯用アンテナの第１実施例と相違するところは、第２のアンテナエレメント２４の形状にある。第２のアンテナエレメント２４は、全体が直線状のモノポールアンテナで形成され、第１のアンテナエレメント１０のヘリカル状部分１０ａの軸心の位置に配設されて、その先端部が第１のアンテナエレメント１０のヘリカル状部分１０ａのヘリカル状部分１０ａ内に位置し、基端部１４ｂが軸心に位置されて給電金具１２に電気的接続されて配設固定される。
【００１９】
そして、第１実施例と同様に、第１のアンテナエレメント１０は、例えば、ＦＭ放送周波数帯を第１の周波数帯として動作するように全体の電気長が設定され、第２のアンテナエレメント２４は、例えば、地上波デジタルテレビ放送周波数帯を第２の周波数帯として動作するように全体の電気長が設定される。さらに、第２のアンテナエレメント２４の先端に臨む位置で、第１のアンテナエレメント１０に分布する第２の周波数の電流分布が最大点となるように、第１のアンテナエレメント１０の直線状部分１０ｂの長さまたはヘリカル状部分１０ａの巻ピッチが調整されて設定される。すると、第１実施例と同様に、軸方向の寸法精度をより高いものとすることができ、それだけ製造上の軸方向寸法のバラツキが抑制できて、結合による信号の歪みを少ないものとすることができる。
【００２０】
さらに、第１のアンテナエレメント１０と第２のアンテナエレメント２４は、図５に示すように、樹脂成型による絶縁固定部材１６で全体が固定されるように覆われている。このインサート成形に際して、第２のアンテナエレメント２４が軸心位置に配設されているので、第１のアンテナエレメント１０の直線状部分１０ｂで軸心に対して対称となっておらず、成型される樹脂の量も軸心に対して不均等となるが、収縮の少ない樹脂等を用いるならば、絶縁固定部材１６により曲がるようなことはない。
【００２１】
なお、上記実施例にあっては、第１のアンテナエレメント１０が動作する第１の周波数帯をＦＭ放送周波数帯とし、第２のアンテナエレメント１４、２４が動作する第２の周波数帯を地上波デジタルテレビ放送周波数帯として説明したが、これに限られるものでなく、第１と第２の周波数帯を携帯電話の通信周波数帯や他の放送周波数帯に設定しても良いことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の複数周波数帯用アンテナの第１実施例の構成図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図２】第１実施例の複数周波数帯用アンテナに分布する第２の周波数帯の電圧・電流を示す図である。
【図３】第１実施例の複数周波数帯用アンテナに樹脂成型による絶縁固定部材を形成した状態でその絶縁固定部材を切り欠いた縦断面図である。
【図４】本発明の複数周波数帯用アンテナの第２実施例の構成図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図５】第２実施例の複数周波数帯用アンテナに樹脂成型による絶縁固定部材を形成した状態でその絶縁固定部材を切り欠いた縦断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１０  第１のアンテナエレメント
１０ａ  ヘリカル状部分
１０ｂ  直線状部分
１２  給電金具
１４、２４  第２のアンテナエレメント
１４ａ  先端部
１４ｂ  基端部
１４ｃ  中間部
１６  絶縁固定部材
【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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