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JPH0340526B2 - - Google Patents
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JPH0340526B2 - - Google Patents

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JPH0340526B2
JPH0340526B2 JP23785285A JP23785285A JPH0340526B2 JP H0340526 B2 JPH0340526 B2 JP H0340526B2 JP 23785285 A JP23785285 A JP 23785285A JP 23785285 A JP23785285 A JP 23785285A JP H0340526 B2 JPH0340526 B2 JP H0340526B2
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antenna
impedance
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antenna element
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば車載用電話器の送受信アンテ
ナ等として使用される広帯域極超短波アンテナに
関し、特に、特性の低下を招くことなしにアンテ
ナ素子の短縮化を可能とするアンテナ構造につい
ての改善手段に関する。
〔従来の技術〕
近時、普及しつつある自動車用無線電話通信
は、自動車に設置した電話器と電話交換局との間
を無線通信により接続して、通常の有線電話通信
と同様な通信サービスを提供するようにしたもの
であり、自動車用電話器としては、通常の送受話
器(電話器)に無線送受信装置を並設したものと
考えることができる。
また、自動車電話装置を車外でも有効に使える
ように一部を分離し携帯用電話器としたものもあ
る。この場合の形状は通常の送受話器(電話器)
と同じようなものであることが好ましい。したが
つて、送受話器に並設される無線送受信装置とし
ては、通信装置としての機能は充分満足しつつも
一層の小形化が要求されている。
この種のアンテナに要求される具体的事項は下
記の通りである。
電話通信用であるから、人体の存在により特
性が変化し難い非接地型アンテナ或いはそれに
近い特性を示すものとして構成する必要があ
る。
アンテナの長さ寸法は、小形と同等以下例え
ば160〜200mm程度の小形化したものとして構成
する必要がある。
使用周波数域800〜900MHz、帯域幅70〜80M
Hzであり、電圧定在波比(以下VSWRと称す
る)は上記帯域内で2.0以下を必要とし、利得
はダイポールアンテナに近いことが必要であ
る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかるに、上記事項、、を満足するアン
テナを構成するには、アンテナの基本形である半
波長ダイポールアンテナに対して特殊な技術的手
段を講じて広帯域化を図ることにより実現可能と
なるが、その長さは約半波長となり、付属コネク
タの寸法を考慮すると例えば200〜220mmとなり、
直径も、部分的には細くできても大部分は広帯域
化を図るために太くする必要があり、16〜12mmが
限度であつた。さらに、重量も30〜40gを有する
ものとなり、携帯型の電話器用としては重すぎる
といえた。
そこで、本発明は、小形且つ軽量でありしかも
十分な電気的特性を有する広帯域極超短波アンテ
ナを提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、上記問題点を解決し目的を達成する
ために、電気長がλ/4〜λ/2の長さの空中線
の給電点(アンテナインピーダンスZA=RA
jXA、波長λ)と同軸給電線(特性インピーダン
スZ0)との間にアンテナのリアクタンス成分jXA
を相殺するリアクタンス分−jXQを持ち、給電線
端からアンテナ給電点までの等価電気長がほぼ
λ/4であり、その特性インピーダンスがRQ
なるようなインピーダンス変換器を挿入し、 RQ=√0A、Z0<RA なる関係に構成したことを特徴とする。
〔作用〕
このような手段を講じたことにより、アンテナ
素子インピーダンスZAの誘導性リアクタンスjXA
はインピーダンス変換器の容量性リアクタンス要
素−jXQにより相殺され、RQ=√0Aに設定し
たことによりアンテナ素子は給電線インピーダン
スZ0に整合され、Z0<RAに設定したことにより
非接地型のアンテナ特性に近ずけて人体による特
性の変化が軽減でき、アンテナ素子は電気長で1/
2波長以下の長さとすることにより小形化が図ら
れるものである。
〔実施例〕
第1図は本発明の一実施例を示す構成図であ
る。第1図において、1は長さlが電気長で1/4
波長〜1/2波長であつて具体的には3/8波長であ
り、直径d(l/d=30〜40)の導体からなるイ
ンピーダンスZA=RA+jXAのアンテナ素子、2は
アンテナ素子1の給電側端部を保持する絶縁物、
3は絶縁物2の長手方向に連結される導電性外
筒、4はアンテナ素子1の給電側端部に電気的に
接続されたマツチングコイル、5はこのマツチン
グコイル4と導電性外筒3との間に配された誘電
体である。ここで、導電性外筒3、マツチングコ
イル4、誘電体5は、電気長で1/4波長の長さを
有するインピーダンス変換器6を構成し、アンテ
ナ素子1に給電点ESを介して接続された構成と
なつている。また、導電性外筒3、マツチングコ
イル4、誘電体5により容量性リアクタンス−
jXQを形成し、マツチングコイル4によりアンテ
ナ素子1と整合するためのインピーダンス変換器
が形成され、給電線インピーダンスZ0としたと
き、 Z0<RA、RQ=√0Aなる関係に構成されてい
る。
第2図は第1図の電気的な等価回路を示す図で
あり、アンテナ素子1の給電点からみたアンテナ
素子インピーダンスはZA=RA+jXAであり、イン
ピーダンス変換器6のインピーダンスはZQ=RQ
−jXQであり、インピーダンス変換器6の入力側
(コネクタ側)からみた入力インピーダンスはZ0
となつている。
次ぎに上記の如く構成された本実施例の作用に
ついて説明する。
第3図及び第4図は夫々アンテナ長さl/直
径d=kに対する実効抵抗とリアクタンス(誘
導性、容量性)の関係を示す特性図であり、両
図より明らかなように、アンテナ長さl/直径
d=kが小さくなる程アンテナの実効抵抗及び
リアクタンスは共に緩やかな変化を呈するよう
になり、広帯域化を示すことになる。従つて、
本実施例のアンテナ素子1は、長さl=3/8波
長であり、k(l/d)=30〜40としているの
で、小形化及び軽量化を実現し且つ十分な広帯
域化が図られる。ここで、アンテナ素子1の長
さをl=3/8波長とした具体的な根拠を説明す
る。すなわち、通常、アンテナのインピーダン
スZ0は50(Ω)に規格統一されており、第3図
に示すように、k(l/d)=30〜40(小形化且
つ広帯域化の条件)におけるZ0<RAの条件
(非接地型に近ずける条件)を満足する部分は、
電気長で1/4波長〜1/2波長に相当する部分であ
る。アンテナを短くし、しかも実効抵抗RA
大きく採れる長さとしては3/8波長近辺が最適
である。
本実施例のアンテナ素子1は、給電点からみ
たアンテナ素子インピーダンスはZA=RA
jXA、つまり誘導性リアクタンス+jXAを有す
るアンテナである。この残留した誘導性リアク
タンス+jXAは、インピーダンス変換器6の容
量性リアクタンス−jXQにより相殺される。
Z0<RAに設定したことにより、非接地型の
アンテナ特性に近づき、人体(送受話器を把持
した通話者)及びアンテナを取付ける通信機の
筺体の影響等による特性の変化が軽減できる。
1/4波長整合回路の理論(Qマツチの理論)
に従えば、第5図に示すように、中心周波数f0
における1/4波長線路の整合回路の特性インピ
ーダンスQを、 Q=√0・ 設定すればアンテナと給電点との間で整合が図
られることになる。
電気長で1/4波長の長さを有するインピーダ
ンス変換器6には、そのマツチングコイル4と
導電性外筒3との間に誘電体5が配設されてい
るので、この誘電体5を誘電率の異なるものに
変更することにより、特性を変えることができ
る。すなわち、インピーダンス変換器6の誘電
率が変わると等価電気長が変化する。この場
合、勿論物理的な長さは変化しない。従つて、
誘電率を変えて電気長を変えることにより特性
を合せることが可能となる。ここで、誘電率を
変える手段としては、誘電体であるプラスチツ
ク等の部材と空気との組合わせ及びそれらの肉
厚寸法等の設定等により種々実施できる。第6
図は上述の特性の変化を説明する図である。第
6図において、VSWRの最適値f0は誘電率が1
つまり空気のみの場合を示し、f0′は誘電率を
変えた場合におけるf0の変化を示している。こ
こで、実効抵抗Rはl/λを小さくすることに
より広帯域にわたつてほぼ一定である。
第7図は上記実施例を具体化して製作した携
帯用広帯域極超短波アンテナ装置の縦断面図で
ある。このアンテナ装置は、アンテナ部10と
コネクタ部20より構成され、また、アンテナ
素子1とインピーダンス変換器6が形成されて
いる。第7図において、11は軟質塩化ビニル
等よりなるアンテナトツプ、12はゴムスリー
ブ、13はフレキシブルワイヤ等よりなるアン
テナエレメント(アンテナ素子1)、14はプ
ラスチツク等よりなりアンテナ素子1を保持す
るカバー、15,16は銅合金よりなるジヨイ
ント、17はインシユレータ、18はマツチン
グコイル4、21はコネクタ導電性外筒、22
はインシユレータ、23はカバー、24はコン
タクトピンである。
この製作したアンテナ装置によれば、以下の
事が検証された。すなわち、非接地型アンテナ
に近い特性を示すものとして構成してあり、人
体(送受話者)の存在により特性は変化しな
い。又、使用周波数域800〜900MHz、帯域幅70
〜80MHzでアンテナの長さ寸法は、150〜160mm
程度に小形化でき、VSWRは2.0以下、利得は
ダイポールアンテナ比0±1dBDが得られた。
さらに、アンテナ径は部分的に10mm前後であつ
ても全長のほとんどの部分で4〜6mmとなつ
た。これにより、長さ及び径が小さくなり、結
果的に重量の軽減が実現された。
第8図及び第9図は第7図のアンテナ装置の
実測したVSWR特性を示しており、第8図は
第7図のアンテナ装置の単体の特性図、第9図
は第7図のアンテナ装置を実際の通信装置に取
付けて人が通話している状態での特性図であ
り、両者間で特性の変化が少ないことを示して
いる。
本発明は上記実施例に限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形し
て実施できるものである。
〔発明の効果〕
本発明の広帯域極超短波アンテナは、電気長が
λ/4〜λ/2の長さの空中線の給電点(アンテ
ナインピーダンスZA=RA+jXA)と同軸給電線
(特性インピーダンスZ0)との間にアンテナのリ
アクタンス成分jXAを相殺するリアクタンス分−
jXQを持ち、給電線端からアンテナ給電点までの
等価電気長がほぼλ/4であり、その特性インピ
ーダンスがRQとなるようなインピーダンス変換
器を挿入し、 RQ=√0A、Z0<RA なる関係に構成したことを特徴とする。
従つて本発明によれば、アンテナ素子インピー
ダンスZAの誘導性リアクタンスjXAはインピーダ
ンス変換器の容量性リアクタンス要素−jXQによ
り相殺され、RQ=√0Aに設定したことによ
りアンテナ素子は給電線インピーダンスZ0に整合
され、Z0<RAに設定したことにより非接地型の
アンテナ特性に近ずけて人体による特性の変化が
軽減でき、アンテナ素子は電気長を1/2波長以下
の長さとすることにより小形化が図られるもので
ある。
かくして、小形且つ軽量でありしかも十分な電
気的特性を有する広帯域極超短波アンテナが提供
できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す構成図、第2
図は第1図の電気的な模式図、第3図及び第4図
は実効抵抗とリアクタンスの関係を示す特性図、
第5図はQマツチの理論を示す回路図、第6図は
誘電率の変化に伴う中心周波数の変化を示す特性
図、第7図は第1図の実施例に基づき製作したア
ンテナ装置の縦断面図、第8図及び第9図は夫々
第7図のアンテナ装置の特性図である。 1……アンテナ素子、2……絶縁物、3……導
電性外筒、4……マツチングコイル、5……誘電
体、6……インピーダンス変換器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 電気長がλ/4〜λ/2の長さの空中線の給
    電点(アンテナインピーダンスZA=RA+jXA、波
    長λ)と同軸給電線(特性インピーダンスZO)と
    の間にアンテナのリアクタンス成分jXAを相殺す
    るリアクタンス分−jXQを持ち、給電線端からア
    ンテナ給電点までの等価電気長がほぼλ/4であ
    り、その特性インピーダンスがRQとなるような
    インピーダンス変換器を挿入し、 RQ=√OA、ZO<RA なる関係に構成したことを特徴とする広帯域極超
    短波アンテナ。 2 インピーダンス変換器は、同軸形に構成され
    ており、中心側インピーダンス変換素子と導電性
    外筒との間に誘電体が配置され、異なる誘電率を
    形成することにより特性を変化させることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載の広帯域極超短
    波アンテナ。
JP23785285A 1985-10-24 1985-10-24 広帯域極超短波アンテナ Granted JPS6298804A (ja)

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JP23785285A JPS6298804A (ja) 1985-10-24 1985-10-24 広帯域極超短波アンテナ

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JPS6298804A JPS6298804A (ja) 1987-05-08
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JP23785285A Granted JPS6298804A (ja) 1985-10-24 1985-10-24 広帯域極超短波アンテナ

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Families Citing this family (4)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5617105A (en) * 1993-09-29 1997-04-01 Ntt Mobile Communications Network, Inc. Antenna equipment
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JP2013258674A (ja) * 2012-05-15 2013-12-26 Fujikura Ltd アンテナ接続端子、及びアンテナ装置

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