(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線機筐体に収納可能に設けられ、下端及び上端に接点を有する線状アンテナ、
上記線状アンテナの上端に設けられ、下端に接点を有するとともに、上記線状アンテナの電気波長と同じ電気波長を持つ第１のヘリカルアンテナ、
下端が無線機の回路出力に接続され、上端に接点を有するとともに、上記線状アンテナの電気波長と同じ電気波長を持つ第２のヘリカルアンテナ、を備え、
上記線状アンテナの伸張時にあっては、該線状アンテナの上記下端接点は無線機の上記回路出力に接続され、線状アンテナの上記上端接点は第１のヘリカルアンテナの上記下端接点に接続されており、
上記線状アンテナの収納時にあっては、該線状アンテナの上記下端接点及び上記上端接点はそれぞれ無線機の上記回路出力及び第１のヘリカルアンテナの上記下端接点から外れ、かつ、第１のヘリカルアンテナの上記下端接点は第２のヘリカルアンテナの上記上端接点と接続されることを特徴とする無線装置。
【請求項２】
線状アンテナの下部をコイル状とし、かつ伸張時にも該コイル状の下端が第２のヘリカル状アンテナの下端部とは離れる構造とし、上記伸張時には上記コイル状部分を上記第２のヘリカル状アンテナと電磁結合させる構成としたことを特徴とする請求項１記載の無線装置。
【請求項３】
筐体内に収納時における線状アンテナの下方への移動を止める第１のストッパーを備え、伸張時には上記線状アンテナの上方への移動を止める第２のヘリカル状アンテナの下端部、または下端部相当の第２のストッパーを備えたことを特徴とする請求項１記載の無線装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、携帯電話機に代表される、筐体にその一部を収容可能な伸縮式アンテナを備えた無線装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話などに代表される移動体無線機は、持ち運びが便利で使用時にアンテナゲインを確保できるよう、筐体にその一部を収納する伸縮式アンテナを備えているものが多い。こうした構成例を図９と図１０を使って説明する。なお、類似のアイデアは、実公平８−７６８９号公報などにて示され実用化されている。
【０００３】
図９において、１００は第１のアンテナ、１０１は第１のアンテナに電気的に接続された第２のアンテナ、４は無線機の筐体、６１は無線機回路出力である。
図９はアンテナを引き出した状態の図である。この状態では、第２のアンテナ１０１の下部に無線機回路出力６１が給電される。一方、図１０はアンテナを収納した状態であり、この状態では、第１のアンテナ１００の下部に無線機回路出力６１が給電される。
【０００４】
この他に国際公開第９６／００９９０号パンフレット（特願平８−５０３０１５号：ＰＣＴ／ＪＰ９５／０１２７９）にて伸張時は不動作のヘリカルアンテナを装着した無線機が示されているが、伸張時には不動作なので収納時のアンテナ長がそれのみで共振する長さを必要とし、必然的に収納時のアンテナ長が長くなってしまう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の方式では、アンテナを収納した状態で、例えばλ／４の電気長のアンテナとして機能するためには、第１のアンテナをλ／４の長さにする必要がある。アンテナを伸張した状態では、この第１のアンテナの下に第２のアンテナが接続された状態となり、電気長が変わってしまう。収納時と伸張時とで電気長が変わると、アンテナインピーダンスが変化するため、無線機回路出力とアンテナとのインピーダンス整合をアンテナ収納時、伸張時両方の状態で最適にすることが難しくなる。このため、不整合損が大きくなり、アンテナへ供給される電力が少なくなるという課題がある。
【０００６】
従来の他の構成として、図１１および図１２に示すように第１のアンテナ１００と第２のアンテナ１０１を電気的に絶縁し、伸張時と収納時の電気長を同じにすることにより、インピーダンス変化を少なくする場合もある。しかし、この場合は第１のアンテナ１００は無線機回路出力６１と電気的に接続されていないため伸張時の放射には寄与せず無駄になり、伸張時のアンテナ全長が長くなるという課題ある。
【０００７】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、伸張時と収納時とで同一の波長で共振し、従って供給電力損失を防ぎ、かつ伸張時及び収納時におけるアンテナ長を短くした構成を得る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る無線装置は、無線機筐体に収納可能に設けられ、下端及び上端に接点を有する線状アンテナ、
上記線状アンテナの上端に設けられ、下端に接点を有するとともに、上記線状アンテナの電気波長と同じ電気波長を持つ第１のヘリカルアンテナ、
下端が無線機の回路出力に接続され、上端に接点を有するとともに、上記線状アンテナの電気波長と同じ電気波長を持つ第２のヘリカルアンテナ、を備え、
上記線状アンテナの伸張時にあっては、該線状アンテナの上記下端接点は無線機の上記回路出力に接続され、線状アンテナの上記上端接点は第１のヘリカルアンテナの上記下端接点に接続されており、
上記線状アンテナの収納時にあっては、該線状アンテナの上記下端接点及び上記上端接点はそれぞれ無線機の上記回路出力及び第１のヘリカルアンテナの上記下端接点から外れ、かつ、第１のヘリカルアンテナの上記下端接点は第２のヘリカルアンテナの上記上端接点と接続されるようにした。
【０００９】
また更に、線状アンテナの下部をコイル状とし、かつ伸張時にも該コイル状の下端が第２のヘリカル状アンテナの下端部とは離れる構造とし、上記伸張時には上記コイル状部分を上記第２のヘリカル状アンテナと電磁結合させる構成とした。
【００１０】
また更に、筐体内に収納時における線状アンテナの下方への移動を止める第１のストッパーを備え、伸張時には上記線状アンテナの上方への移動を止める第２のヘリカル状アンテナの下端部、または下端部相当の第２のストッパーを備えた。
【００１１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１と図３はこの発明による無線装置の実施の形態１における伸張時と収納時の全体構成図である。図１において、１は線状アンテナ、２は第１のヘリカル状アンテナ、３は第２のヘリカル状アンテナ、４は無線機筐体、５は無線機筐体内部に設置されるストッパである。
図１はアンテナを伸張した状態を示した図であり、この状態では第１のヘリカル状アンテナ２の下端に設けられた接点２１が、線状アンテナ１の上端の接点１１と電気的に接続される。
【００１２】
ここで第１のヘリカル状アンテナ２及び第２のヘリカル状アンテナ３の電気長を送受信波長の例えば約１／８とする。こうすると収納時には第１のヘリカルアンテナ２と第２のヘリカル状アンテナ３が縦続接続されて１／４波長アンテナとなる。また線状アンテナの電気長も送受信波長の約１／８としておくと伸張時には第１のヘリカル状アンテナ２と線状アンテナ１とが縦続接続され、更に第２のヘリカル状アンテナ３が並列接続されて、この合成アンテナの波長が１／４波長のアンテナとなる。即ち、伸張時と収納時のいずれもが１／４波長アンテナとして動作する。もちろん、電気波長は１／４波長に限定されず、１／２波長等、他の共振波長であってもよい。
さらに、線状アンテナ１の下端の接点１２が第２のヘリカルアンテナ下端に設けられた接点３１と電気的に接続される。第２のヘリカル状アンテナ下端の接点３１は、無線機の回路基板６上の回路出力６１と電気的に接続されているので、線状アンテナ１と第１のヘリカルアンテナ２が一体でトップローディングアンテナ（線状アンテナの上端にヘリカルアンテナを電気的に接続した形式のホイップアンテナ）として働く。図２は、このアンテナ構成をスケルトン形式で示した図である。
【００１３】
次に、図３はアンテナを収納した状態を表している。この状態では、第１のヘリカル状アンテナ２の下端の接点２１と線状アンテナ１の上端の接点１１の電気的な接続は切れ、第２のヘリカル状アンテナ３の下端の接点３１と線状アンテナ１の下端の接点１２の電気的な接続も切れている。
それに代わって、第１のヘリカル状アンテナ２の下端接点２１と、第２のヘリカル状アンテナ３の上端接点３２が電気的に接続される。第２のヘリカル状アンテナ３の下端の接点３１には無線機の回路出力６１が接続されている。このため、第１のヘリカル状アンテナ２と第２のヘリカル状アンテナ３が一体で一つのヘリカル状アンテナとして働く。図４は、このアンテナ構成をスケルトン形式で示した図である。
【００１４】
ここで、アンテナを引き出したときと収納したときの接点の切り替えは以下のように行う。
アンテナが引き出されている状態で、第１のヘリカル状アンテナ２を持って筐体４に押し込む。
第２のヘリカル状アンテナ３の下端の接点３１と線状アンテナ１の接続が先に外れた場合、さらに第１のヘリカル状アンテナ２を持って筐体に押し込むと、線状アンテナ１の下端の接点１２が筐体４内に設けられたストッパ５に当たる。さらに第１のヘリカル状アンテナ２を押し込むと、第１のヘリカル状アンテナ下端の接点２１と線状アンテナ１の上端の接点１１の接続が外れ、第１のヘリカル状アンテナ２の下端の接点２１と第２のヘリカル状アンテナ上端の接点３２が電気的に接続される。
【００１５】
アンテナが引き出されている状態で、第１のヘリカル状アンテナ２を持って筐体４に押し込んだとき、第１のヘリカル状アンテナ下端の接点２１と線状アンテナ１の上端の接点１１の接続が先に外れた場合は、次のように切り替わる。
すなわち、第１のヘリカル状アンテナ２を持って筐体４に押し込むと、線状アンテナ１の上端の接点１１が第１のヘリカル状アンテナのカバー２２によって押され、線状アンテナ１の下端の接点１２と第２のヘリカル状アンテナ下端の接点３１との接続が外れる。さらに押し続けると、第１のヘリカル状アンテナ下端の接点２１と、第２のヘリカル状アンテナ上端の接点３２が電気的に接続される。こうして伸張時の図１の構成が最終的には収納時の図３の構成になる。収納時から伸張時へは、この逆の動作となり、いずれにせよ線状アンテナ１の上端は第１のヘリカル状アンテナ下端の接点２１で上に引き上げられて、図１の構成となる。
【００１６】
また、線状アンテナ１の上端の接点１１、線状アンテナ１の下端の接点１２の構造と、第１のヘリカル状アンテナ下端の接点２１、第２のヘリカル状アンテナ下端の接点３１、及びストッパ５で構成する線状アンテナ１の範囲規制は、線状アンテナ１はこれら２つのヘリカル状アンテナのいずれが先に外れてもよい構成となっており、各アンテナの接続強度の設計余裕度が高くなる効果がある。
【００１７】
実施の形態２．
給電（受電）時の損失を少なくするため整合性を更に高めた無線装置を説明する。
本実施の形態は、線状アンテナの下端部がコイル状になっていることを特徴とするものである。これを図５〜図８を使って説明する。
図５は、アンテナを伸張した状態を示した図であり、図において１３は線状アンテナ１の下部に設けられたコイルである。この状態では、線状アンテナ１の下部コイル１３と第２のヘリカル状アンテナ３とが電磁的に結合している。このため、回路出力６１は第２のヘリカル状アンテナ３から線状アンテナ１の下部のコイルを経由して給電される。図６はこのアンテナ構成をスケルトン形式で示した図である。
【００１８】
アンテナを収納したときの状態を図７に示す。アンテナを収納すると、第１のヘリカル状アンテナ２と第２のヘリカル状アンテナ３とが接続される。線状アンテナ１の下部コイル１３は無線機筐体４の内部に収納されるので、第２のヘリカル状アンテナ３との電磁的な結合はなくなる。図８はこの状態のアンテナ構成をスケルトン形式で示した図である。
【００１９】
なお、実施の形態１および実施の形態２では、アンテナを引き出したときに第１のヘリカル状アンテナの下端と線状アンテナ上端が直接接触することにより電気的な接続を行っているが、線状アンテナ上端をコイル状にして電磁的に結合させてもよい。
【００２０】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、アンテナを収納したときには第１のヘリカル状アンテナと第２のヘリカル状アンテナが一体となって１つのヘリカル状アンテナと同等に働くので、第２のヘリカル状アンテナの形状を適切に選ぶことにより、アンテナを引き伸ばしたときの有効電気長とアンテナを収納したときの電気長をほぼ同じにし、かつアンテナ伸張時と収納時のインピーダンス変化を小さくすることができる。従ってコンパクトな構造でありながら給電時の不整合損を少なくできる効果がある。
即ち、送受信波長に対応する電気長を第１のヘリカル状アンテナと第２のヘリカル状アンテナに分担させることにより、伸張時にも、収納時にも第１のヘリカル状アンテナが寄与して、かつアンテナ全長を短くできる効果がある。
【００２１】
また更に、線状アンテナ下部をコイル寸状として、第２のヘリカル状アンテナと電磁結合させる構成としたので、この部分が整合回路として動作してインピーダンスを調整することもできる。従って、アンテナに給電される電力の変化を更に少なくする効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１における無線装置でアンテナを伸ばした構成を示す図である。
【図２】  図１のアンテナ構成を電気要素の接続図として表した図である。
【図３】  この発明の実施の形態１における無線装置でアンテナを収納した構成を示す図である。
【図４】  図３のアンテナ構成を電気要素の接続図として表した図である。
【図５】  この発明の実施の形態２における無線装置でアンテナを伸ばした構成を示す図である。
【図６】  図５のアンテナ構成を電気要素の接続図として表した図である。
【図７】  この発明の実施の形態２における無線装置でアンテナを収納した構成を示す図である。
【図８】  図７のアンテナ構成を電気要素の接続図として表した図である。
【図９】  第１の従来の無線装置においてアンテナを伸ばした状態を示す図である。
【図１０】  第１の従来の無線装置においてアンテナを収納した状態を示す図である。
【図１１】  第２の従来の無線装置においてアンテナを伸ばした状態を示す図である。
【図１２】  第２の従来の無線装置においてアンテナを収納した状態を示す図である。
【符号の説明】
１  線状アンテナ、２  第１のヘリカル状アンテナ、３  第２のヘリカル状アンテナ、４  無線機筐体、５  ストッパ、６  回路基板、７  第２のストッパ、１１  線状アンテナ１の上端の接点、１２  線状アンテナ１の下端の接点、１３線状アンテナ１の下部コイル、２１  第１のヘリカル状アンテナ下端の接点、２２  第１のヘリカル状アンテナのカバー、３１  第２のヘリカル状アンテナ下端の接点、３２  第２のヘリカル状アンテナ上端の接点、６１  給電回路。
【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】
0003781973.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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