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JPH1141025A - Helical antenna - Google Patents

Helical antenna

Info

Publication number
JPH1141025A
JPH1141025A JP9195365A JP19536597A JPH1141025A JP H1141025 A JPH1141025 A JP H1141025A JP 9195365 A JP9195365 A JP 9195365A JP 19536597 A JP19536597 A JP 19536597A JP H1141025 A JPH1141025 A JP H1141025A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
helical antenna
antenna element
winding
parasitic
helical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9195365A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Ohara
正廣 大原
Yoshio Koyanagi
芳雄 小柳
Koichi Ogawa
晃一 小川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP9195365A priority Critical patent/JPH1141025A/en
Publication of JPH1141025A publication Critical patent/JPH1141025A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 移動体通信等の無線機に使用されるヘリカル
式アンテナに関し、少なくとも二つの電波の周波数帯域
において良好な送受信ができる、簡易な構造で安価なヘ
リカル式アンテナを提供することを目的とする。 【解決手段】 ヘリカルアンテナエレメント11に加
え、この巻線部11Aと同心上に無給電ヘリカルアンテ
ナエレメント14を配し、電波の送受信の際に二つのア
ンテナエレメントの間に生じる電磁誘導作用によって誘
起される電流を利用して、少なくとも二つの周波数帯域
の電波を各々良好に送受信できるように、ヘリカルアン
テナエレメント11のインピーダンス特性を制御するよ
うに構成する。
(57) [Summary] [Problem] To provide an inexpensive helical antenna with a simple structure that can transmit and receive satisfactorily in at least two radio frequency bands with respect to a helical antenna used for a wireless device such as mobile communication. The purpose is to do. SOLUTION: In addition to a helical antenna element 11, a parasitic helical antenna element 14 is arranged concentrically with a winding portion 11A, and is induced by an electromagnetic induction effect generated between two antenna elements when transmitting and receiving radio waves. The impedance characteristic of the helical antenna element 11 is controlled so that each of the helical antenna elements 11 can transmit and receive radio waves in at least two frequency bands satisfactorily using the current flowing through the helical antenna element 11.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、主として移動体通
信等の無線機に使用されるヘリカル式アンテナに関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a helical antenna mainly used for radio equipment for mobile communication and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、携帯電話等の移動体通信用の無線
機に対する需要が急激に高まっており、そのアンテナと
してコイル状の巻線を用いた安価で簡易な構造のヘリカ
ル式アンテナが広く使用されている。
2. Description of the Related Art In recent years, there has been a sharp increase in demand for radio equipment for mobile communication such as a cellular phone, and a helical antenna having a low-cost and simple structure using a coil-shaped winding is widely used as the antenna. Have been.

【0003】このような従来のヘリカル式アンテナにつ
いて図8を用いて説明する。図8は従来のヘリカル式ア
ンテナの断面図であり、同図において、1は無線機への
取付部1Aを有した金属製の取付金具、2は銅や銅合金
製のヘリカルアンテナエレメントで、取付金具1の円柱
状の凸部1B外周に、ヘリカルアンテナエレメント2端
部の接続部2Aが巻き付けられて、電気的に接続されて
いる。
[0003] Such a conventional helical antenna will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a cross-sectional view of a conventional helical antenna. In FIG. 8, reference numeral 1 denotes a metal mounting bracket having a mounting portion 1A for a radio device, and 2 denotes a helical antenna element made of copper or a copper alloy. A connecting portion 2A at the end of the helical antenna element 2 is wound around the outer periphery of the cylindrical convex portion 1B of the metal fitting 1, and is electrically connected.

【0004】また、ヘリカルアンテナエレメント2の上
方は、均一なコイル状の巻線部2Bとなっており、この
ヘリカルアンテナエレメント2の外周を覆う絶縁ケース
3の下端開口部3Aが、接着剤4によって取付金具1に
固着されて、ヘリカル式アンテナ5が構成されている。
[0004] Above the helical antenna element 2, a uniform coil-shaped winding portion 2 B is formed. A lower end opening 3 A of an insulating case 3 covering the outer periphery of the helical antenna element 2 is bonded by an adhesive 4. The helical antenna 5 is fixed to the mounting bracket 1.

【0005】そして、このヘリカル式アンテナ5の取付
金具1の取付部1Aが、無線機の無線回路に電気的に接
続され、取付金具1を介してヘリカルアンテナエレメン
ト2と無線回路との間で信号の送受信が行われる。
[0005] A mounting portion 1 A of the mounting bracket 1 of the helical antenna 5 is electrically connected to a radio circuit of the radio, and a signal is transmitted between the helical antenna element 2 and the radio circuit via the mounting bracket 1. Is transmitted and received.

【0006】また、上記構成のヘリカル式アンテナ5
は、ヘリカルアンテナエレメント2の巻径と巻ピッチを
大きくし巻数を多くすると低い周波数帯域に同調し、逆
の場合は高い周波数帯域に同調する特性となっているた
め、ヘリカルアンテナエレメント2の線径及び巻線部2
Bの巻径、巻ピッチ、巻数等を調整することによって、
一つの周波数帯域の電波を良好に送受信できるようにヘ
リカルアンテナエレメント2のインピーダンス特性を設
定するように構成されたものであった。
In addition, the helical antenna 5 having the above configuration
The characteristic is that when the winding diameter and the winding pitch of the helical antenna element 2 are increased and the number of windings is increased, the frequency is tuned to a low frequency band. And winding part 2
By adjusting the winding diameter, winding pitch, number of turns, etc. of B,
The configuration is such that impedance characteristics of the helical antenna element 2 are set so that radio waves in one frequency band can be transmitted and received satisfactorily.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
移動体通信の形態が多様化すると共に、より多くの情報
を一台の無線機で送受信できるようにするために、携帯
電話やPHS等の無線機に使用される800MHz、
1.5GHz、1.9GHz等の周波数帯域の内、複数
の帯域を送受信できる安価な無線機が要望されている
が、上記従来のヘリカル式アンテナにおいては、ヘリカ
ルアンテナエレメント2のインピーダンス特性を設定し
た一つの周波数帯域の電波は良好に送受信できるが、そ
の他の周波数帯域の電波の送受信に際しては、変調精度
や受信感度等の特性が劣化して、電波の良好な送受信が
行いづらいという課題があった。
However, in recent years,
In order to diversify the form of mobile communication and to allow more information to be transmitted and received by one radio, 800 MHz used for radios such as mobile phones and PHSs,
An inexpensive wireless device capable of transmitting and receiving a plurality of bands out of frequency bands such as 1.5 GHz and 1.9 GHz is demanded. In the above-mentioned conventional helical antenna, the impedance characteristics of the helical antenna element 2 are set. Radio waves in one frequency band can be transmitted and received satisfactorily, but when transmitting and receiving radio waves in other frequency bands, there is a problem that characteristics such as modulation accuracy and reception sensitivity are deteriorated, making it difficult to transmit and receive radio waves satisfactorily. .

【0008】本発明はこのような従来の課題を解決する
ものであり、少なくとも二つの電波の周波数帯域におい
て良好な送受信ができる、簡易な構造のヘリカル式アン
テナを提供することを目的とするものである。
An object of the present invention is to solve such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a helical antenna having a simple structure capable of performing good transmission and reception in at least two radio frequency bands. is there.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明のヘリカル式アンテナは、均一な巻径のヘリカ
ルアンテナエレメントに加え、ヘリカルアンテナエレメ
ントの巻線部と同心上に無給電ヘリカルアンテナエレメ
ントを配し、電波の送受信の際にこの二つのアンテナエ
レメントの間に生じる電磁誘導作用によって誘起される
電流を利用して、少なくとも二つの周波数帯域の電波を
各々良好に送受信できるように、インピーダンス特性を
制御するようにしたものである。
In order to solve the above-mentioned problems, a helical antenna according to the present invention includes a helical antenna element having a uniform winding diameter and a parasitic helical antenna concentric with a winding portion of the helical antenna element. An element is arranged, and an impedance is used so that radio waves in at least two frequency bands can be transmitted and received satisfactorily by utilizing current induced by electromagnetic induction generated between the two antenna elements when transmitting and receiving radio waves. The characteristic is controlled.

【0010】この本発明により、少なくとも二つの電波
の周波数帯域において良好な送受信ができる、簡易な構
造で安価なヘリカル式アンテナを得ることができる。
According to the present invention, it is possible to obtain an inexpensive helical antenna having a simple structure and capable of performing good transmission and reception in at least two radio frequency bands.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、一端にアンテナ整合回路との接続部を有し、巻線部
が均一な巻径のコイル状に形成されたヘリカルアンテナ
エレメントと、このヘリカルアンテナエレメントの巻線
部と同心上に配置された均一な巻径のコイル状の無給電
ヘリカルアンテナエレメントからなる構成のヘリカル式
アンテナとしたものであり、電波の送受信時にヘリカル
アンテナエレメントと無給電ヘリカルアンテナエレメン
トとの間に生じる電磁誘導作用によって誘起される電流
を利用して、ヘリカルアンテナエレメントのインピーダ
ンス特性を制御し、少なくとも二つの周波数帯域の電波
を各々良好に送受信できるヘリカル式アンテナを得るこ
とができるという作用を有する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The invention according to claim 1 of the present invention is a helical antenna element having a connection portion with an antenna matching circuit at one end and a winding portion formed in a coil shape having a uniform winding diameter. And a helical antenna composed of a coilless parasitic helical antenna element having a uniform winding diameter and arranged concentrically with the winding portion of the helical antenna element. A helical antenna capable of controlling the impedance characteristics of a helical antenna element using current induced by electromagnetic induction generated between the helical antenna element and a parasitic helical antenna element to transmit and receive radio waves in at least two frequency bands. Is obtained.

【0012】本発明の請求項2に記載の発明は、請求項
1記載の発明において、無給電ヘリカルアンテナエレメ
ントの巻径と巻ピッチを、ヘリカルアンテナエレメント
と同一にした構成のものであり、ヘリカルアンテナエレ
メントと無給電ヘリカルアンテナエレメントの巻径と巻
ピッチが同一であるため、ヘリカルアンテナエレメント
の各巻の間に無給電ヘリカルアンテナエレメントを配
し、二つのアンテナエレメントを同一円筒面上に巻線し
て簡素な構成とし、アンテナの組立てを容易なものとす
ることができるという作用を有する。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the winding diameter and the winding pitch of the parasitic helical antenna element are the same as those of the helical antenna element. Since the winding diameter and the winding pitch of the antenna element and the parasitic helical antenna element are the same, a parasitic helical antenna element is arranged between each winding of the helical antenna element, and the two antenna elements are wound on the same cylindrical surface. And has a simple structure, and has an effect that the antenna can be easily assembled.

【0013】本発明の請求項3に記載の発明は、請求項
1記載の発明において、無給電ヘリカルアンテナエレメ
ントの巻径を、ヘリカルアンテナエレメントの巻径とは
異なる大きさとした構成のものであり、無給電ヘリカル
アンテナエレメントの巻径をヘリカルアンテナエレメン
トの巻径よりも大きく或いは小さくすることによって、
各々のアンテナエレメントの巻ピッチや配置間隔を自由
に設定することができるため、誘起される電流の位相や
大きさを変化させてインピーダンス特性を制御し、所定
の周波数帯域の電波の安定した送受信特性を得ることが
できるという作用を有する。
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect, the winding diameter of the parasitic helical antenna element is different from the winding diameter of the helical antenna element. By making the winding diameter of the parasitic helical antenna element larger or smaller than the winding diameter of the helical antenna element,
Since the winding pitch and arrangement interval of each antenna element can be set freely, impedance characteristics are controlled by changing the phase and magnitude of the induced current, and stable transmission and reception characteristics of radio waves in a predetermined frequency band Is obtained.

【0014】以下、本発明の実施の形態について、図1
〜図7を用いて説明する。なお、図1〜図7において、
ヘリカル式アンテナの主要部品であるヘリカルアンテナ
エレメントは、巻径、巻ピッチ、線径等を実際の寸法よ
り大きくして判り易いように記載している。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIGS. 1 to 7,
The helical antenna element, which is a main component of the helical antenna, is described with a winding diameter, a winding pitch, a wire diameter, and the like larger than actual dimensions so as to be easily understood.

【0015】(実施の形態1)図1は本発明の第1の実
施の形態によるヘリカル式アンテナの断面図、図2は同
アンテナを無線機へ装着した状態の回路図であり、図2
ではヘリカル式アンテナ10は構成を略して概念的に記
載している。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a sectional view of a helical antenna according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a circuit diagram showing a state where the antenna is mounted on a radio.
In FIG. 1, the helical antenna 10 is conceptually described with its configuration omitted.

【0016】同図において、11は銅や銅合金製のヘリ
カルアンテナエレメント、12は無線機への取付部を有
した金属製の取付金具、13は絶縁樹脂製の芯棒で、ヘ
リカルアンテナエレメント11上方のコイル状の巻線部
11Aは、下端が取付金具12の円筒状の凹部12Aに
固定された芯棒13に巻き付けられ、ヘリカルアンテナ
エレメント11下端の接続部11Bは、取付金具12の
凹部12Aの外周に巻き付けられて取付金具12と電気
的に接続されている。
In FIG. 1, reference numeral 11 denotes a helical antenna element made of copper or a copper alloy; 12, a metal mounting bracket having a mounting portion for a radio device; 13, a core rod made of insulating resin; The upper coil-shaped winding portion 11A is wound around a core rod 13 having a lower end fixed to a cylindrical concave portion 12A of the mounting bracket 12, and a connecting portion 11B at a lower end of the helical antenna element 11 is connected to a concave portion 12A of the mounting bracket 12. And is electrically connected to the mounting bracket 12.

【0017】そして、巻径と巻ピッチがヘリカルアンテ
ナエレメント11と同じ無給電ヘリカルアンテナエレメ
ント14が、ヘリカルアンテナエレメント11の巻線部
11Aの各巻の間に、ヘリカルアンテナエレメント11
や取付金具12と絶縁されて巻き付けられ、この外周を
インサート成形した絶縁樹脂15が覆って、ヘリカル式
アンテナ10が構成されている。
A parasitic helical antenna element 14 having the same winding diameter and winding pitch as the helical antenna element 11 is provided between the windings of the winding portion 11A of the helical antenna element 11.
The helical antenna 10 is formed by being wound insulated from the mounting bracket 12 and covered with an insulating resin 15 formed by insert molding on the outer periphery.

【0018】また、16は無線機で、ヘリカル式アンテ
ナ10が無線機16の絶縁樹脂製の筐体17に装着固定
されると共に、取付金具12が給電線18によって無線
機16内部のアンテナ整合回路19に接続され、アンテ
ナ整合回路19はスイッチ20を介して、周波数帯域A
で動作する無線回路21と周波数帯域Bで動作する無線
回路22に接続されている。
Reference numeral 16 denotes a wireless device. The helical antenna 10 is mounted and fixed on a housing 17 made of an insulating resin of the wireless device 16, and the mounting bracket 12 is connected to a feeding line 18 by an antenna matching circuit inside the wireless device 16. 19, and the antenna matching circuit 19 is connected to the frequency band A via the switch 20.
And a wireless circuit 22 operating in the frequency band B.

【0019】そして、アンテナ整合回路19は通常50
Ωに設定されているヘリカル式アンテナ10と無線回路
21及び22のインピーダンスを整合させる機能を備
え、スイッチ20を切替えることによって、周波数帯域
Aを用いて電波を送受信する際には無線回路21と接続
され、周波数帯域Bを用いて電波を送受信する際には無
線回路22に接続されるように構成されている。
The antenna matching circuit 19 usually has 50
It has a function of matching the impedance of the helical antenna 10 set to Ω and the radio circuits 21 and 22, and is connected to the radio circuit 21 when transmitting and receiving radio waves using the frequency band A by switching the switch 20. When a radio wave is transmitted / received using the frequency band B, it is configured to be connected to the wireless circuit 22.

【0020】上記構成のヘリカル式アンテナ10の特性
について、図3〜図5を用いて説明する。
The characteristics of the helical antenna 10 having the above configuration will be described with reference to FIGS.

【0021】なお、アンテナの特性評価は、アンテナを
中心として電波が均一に送受信されているかどうかを評
価する指向特性と、携帯電話等の移動体通信用の無線機
に使われる150MHz以上の高周波帯域においては通
常50Ωに設定されているインピーダンス特性によって
評価を行うことが一般的であるため、この両方の特性に
ついて説明する。
The characteristics of the antenna are evaluated by directional characteristics for evaluating whether or not radio waves are transmitted and received uniformly around the antenna, and a high-frequency band of 150 MHz or more used for a mobile communication radio such as a mobile phone. In the above, it is common to perform evaluation using impedance characteristics which are usually set to 50Ω, so both characteristics will be described.

【0022】図3(a),(b)はヘリカル式アンテナ
10の特性評価に用いたモデルの概略を示す平面図であ
り、同図において、23は無線機16の筐体17を模し
た縦129mm、横32mmの金属板で、この金属板2
3にヘリカルアンテナエレメント11下端の接続部11
Bを接続し、ヘリカルアンテナエレメント11の各巻の
間に無給電ヘリカルアンテナエレメント14が配置され
ている。
FIGS. 3A and 3B are plan views schematically showing a model used for evaluating the characteristics of the helical antenna 10. In FIG. 129 mm, 32 mm wide metal plate, this metal plate 2
3 is a connection portion 11 at the lower end of the helical antenna element 11
B, and a parasitic helical antenna element 14 is arranged between each turn of the helical antenna element 11.

【0023】そして、ヘリカルアンテナエレメント11
と無給電ヘリカルアンテナエレメント14は、各々線径
0.5mmの銅合金線を用い、巻径が7mm、巻ピッチ
が3mmで、巻き高さはヘリカルアンテナエレメント1
1が11.3mm、無給電ヘリカルアンテナエレメント
14が8.1mmとなっている。
The helical antenna element 11
The helical antenna element 14 and the parasitic helical antenna element 14 each use a copper alloy wire having a wire diameter of 0.5 mm, a winding diameter of 7 mm, a winding pitch of 3 mm, and a winding height of the helical antenna element 1.
1 is 11.3 mm, and the parasitic helical antenna element 14 is 8.1 mm.

【0024】上記モデルに、中心周波数を850MHz
とした周波数帯域Aの高周波電力を供給すると、ヘリカ
ルアンテナエレメント11の実質等価電気長は供給した
高周波電力の約1/4波長となるため、これに応じた電
流分布がヘリカルアンテナエレメント11に生じると共
に、電磁誘導作用によって無給電ヘリカルアンテナエレ
メント14にも電流が誘起される。
The above model has a center frequency of 850 MHz.
When the high-frequency power in the frequency band A is supplied, the substantial equivalent electrical length of the helical antenna element 11 becomes about 4 wavelength of the supplied high-frequency power, and a current distribution corresponding thereto is generated in the helical antenna element 11. The current is also induced in the parasitic helical antenna element 14 by the electromagnetic induction.

【0025】そして、この無給電ヘリカルアンテナエレ
メント14に誘起された高周波電流の影響によって、ヘ
リカルアンテナエレメント11に流れる高周波電流の振
幅および位相等の電流分布状態が変わり、結果としてヘ
リカルアンテナエレメント11のインピーダンスを所定
の範囲内で変化させることとなり、ヘリカルアンテナエ
レメント11の電流分布は図3(a)の斜線部に示すよ
うに、接続部11Bの部分で最大となる。
Then, due to the influence of the high-frequency current induced in the parasitic helical antenna element 14, the current distribution state such as the amplitude and phase of the high-frequency current flowing through the helical antenna element 11 is changed, and as a result, the impedance of the helical antenna element 11 is changed. Is changed within a predetermined range, and the current distribution of the helical antenna element 11 becomes maximum at the connection portion 11B as shown by the hatched portion in FIG.

【0026】また、このモデルに中心周波数を2150
MHzとした周波数帯域Bの高周波電力を供給すると、
ヘリカルアンテナエレメント11の実質等価電気長は供
給した高周波電力の約1/2波長であるため、電流分布
は図3(b)の斜線部に示すように、ヘリカルアンテナ
エレメント11の接続部11Bの部分で最小となる。
Also, the center frequency is set to 2150 in this model.
When high-frequency power in the frequency band B of MHz is supplied,
Since the effective equivalent electrical length of the helical antenna element 11 is about 波長 wavelength of the supplied high frequency power, the current distribution is as shown by the hatched portion in FIG. Is the minimum.

【0027】このような電流分布の特性を有するモデル
の指向特性を、アンテナの位置を座標の原点としXY,
YZ,XZの各平面で、アンテナがどの方向にどれだけ
のエネルギーを放射するかを表わす放射パターン図によ
り説明する。
The directional characteristics of the model having such current distribution characteristics are calculated using the position of the antenna as the origin of the coordinates, XY,
A description will be given with reference to a radiation pattern diagram that indicates in which direction and how much energy the antenna emits in each plane of YZ and XZ.

【0028】図4(a)は上記モデルの周波数帯域Aに
おける放射パターン図、図4(b)は同周波数帯域Bに
おける放射パターン図であり、同図において、周波数帯
域Aの図4(a)においては、XY面の放射特性が無線
機用アンテナに望まれる無指向性を示しており、一般
に、八木宇田アンテナの例でよく知られているように、
棒状アンテナエレメントに棒状無給電アンテナエレメン
トを付加することによってアンテナに指向性を持たせる
方法とは、逆の結果となっている。
FIG. 4A is a radiation pattern diagram in the frequency band A of the above model, and FIG. 4B is a radiation pattern diagram in the same frequency band B. In FIG. In, the radiation characteristics of the XY plane indicate the omnidirectionality desired for a radio antenna, and as is generally well known in the example of Yagi-Uda antenna,
The result is the opposite of the method of adding directivity to the antenna by adding a rod-shaped parasitic antenna element to the rod-shaped antenna element.

【0029】また、周波数帯域Bの図4(b)において
は、XZ平面やYZ平面でX軸方向に指向性を示すヌル
を持つ放射パターンとなっているが、一般的に無線機で
通話する場合には無線機は傾けて使用されるため、この
傾いた状態では水平方向指向性と見なすことができ、周
波数帯域Aの場合と同様に、無線機用アンテナに望まれ
る無指向性を示すものであることが検証できた。
In FIG. 4B of the frequency band B, the radiation pattern has a null pattern indicating directivity in the X-axis direction on the XZ plane or the YZ plane. In this case, since the wireless device is used in an inclined state, it can be regarded as horizontal directivity in this inclined state, and shows the desired omnidirectionality of the antenna for the wireless device as in the case of the frequency band A. Was verified.

【0030】次に、この時のヘリカル式アンテナ10の
インピーダンス特性について、図5を用いて説明する。
Next, the impedance characteristics of the helical antenna 10 at this time will be described with reference to FIG.

【0031】図5(a)はスミスチャートと呼ばれ、イ
ンピーダンスZ=R+jXにおいて、R=0〜+∞、X
=−∞〜+∞の範囲を単位円内に写像したもので、イン
ピーダンスの軌跡が円の中心付近に近づくほど所望のイ
ンピーダンスに近づいていることを示すものである。
FIG. 5A is called a Smith chart, and when impedance Z = R + jX, R = 0 to + ∞, X
= −∞ to + ∞ is mapped in a unit circle, and the closer the locus of the impedance is to the vicinity of the center of the circle, the closer to the desired impedance.

【0032】同図において、上記モデルのヘリカルアン
テナエレメント11に周波数帯域AおよびB付近の高周
波電力を供給した時の測定結果を*印で、供給した周波
数の値(単位はMHz)を*印の横に記載しているが、
この結果を見ると、800MHz〜900MHz付近お
よび2100MHz〜2200MHz付近が円の中心付
近になっており、850MHzおよび2150MHzを
中心周波数とする帯域で、所望のインピーダンスである
50Ωに近づいていることが分かる。
In the figure, the measurement results when high frequency power in the vicinity of the frequency bands A and B are supplied to the helical antenna element 11 of the above model are indicated by *, and the value of the supplied frequency (unit: MHz) is indicated by *. Although described next to,
The results show that the vicinity of 800 MHz to 900 MHz and the vicinity of 2100 MHz to 2200 MHz are near the center of the circle, and are close to the desired impedance of 50Ω in the bands with center frequencies of 850 MHz and 2150 MHz.

【0033】そして、図5(b)は横軸に送受信周波
数、縦軸にVSWR(電圧定在波比)をとったVSWR
特性図で、VSWRの値として1.0に近くなるほどア
ンテナのインピーダンス特性が所望のインピーダンス値
に近づいていることを示すものであり、数値解析シミュ
レーションにて得られた結果を実線で、実際の測定によ
って確認できた値を点線で記載している。
FIG. 5B shows a VSWR in which the horizontal axis indicates the transmission / reception frequency and the vertical axis indicates the VSWR (voltage standing wave ratio).
The characteristic diagram shows that the closer the VSWR value is to 1.0, the closer the impedance characteristic of the antenna is to the desired impedance value. The result obtained by the numerical analysis simulation is shown by a solid line, Are shown by dotted lines.

【0034】上記両軌跡を比較すると、実線と点線では
若干のズレはあるもののほぼ同じ周波数特性が得られて
おり、ここでも、図5(a)の場合と同様に800MH
z〜900MHz付近および2100MHz〜2200
MHz付近でVSWRの値が1.0に近づいており、8
50MHzおよび2150MHzを中心周波数とする帯
域で所望のインピーダンスに近づいていることが分か
る。
Comparing the two trajectories, the solid line and the dotted line show almost the same frequency characteristics although there is a slight deviation. Here, as in the case of FIG.
around z ~ 900MHz and 2100MHz ~ 2200
In the vicinity of MHz, the value of VSWR approaches 1.0,
It can be seen that the desired impedance is approached in the bands centered at 50 MHz and 2150 MHz.

【0035】このように本実施の形態によれば、ヘリカ
ルアンテナエレメント11に加え、これと同心上に無給
電ヘリカルアンテナエレメント14を配して、電波の送
受信の際にこの二つのアンテナエレメントの間に生じる
電磁誘電作用によって誘起される電流を利用して、ヘリ
カルアンテナエレメント11のインピーダンス特性を制
御しているため、少なくとも二つの電波の周波数帯域に
おいて良好な送受信ができる、簡易な構造で安価なヘリ
カル式アンテナを得ることができる。
As described above, according to the present embodiment, in addition to the helical antenna element 11, the parasitic helical antenna element 14 is arranged concentrically with the helical antenna element 11 so that the two antenna elements are located between the two antenna elements when transmitting and receiving radio waves. Since the impedance characteristics of the helical antenna element 11 are controlled by using the current induced by the electromagnetic dielectric action generated in the helical antenna, a simple structure and an inexpensive helical antenna capable of good transmission and reception in at least two radio frequency bands. A type antenna can be obtained.

【0036】なお、上記説明では、周波数帯域Aの中心
周波数を850MHz、周波数帯域Bの中心周波数を2
150MHzとした場合について説明したが、ヘリカル
アンテナエレメント11及び無給電ヘリカルアンテナエ
レメント14の各々の巻径、巻ピッチ、巻数等を変更す
ることによって、送受信できる電波の周波数帯域を自由
に設定できることは勿論である。
In the above description, the center frequency of the frequency band A is 850 MHz, and the center frequency of the frequency band B is 2
Although the case where the frequency is set to 150 MHz has been described, it is needless to say that the frequency band of radio waves that can be transmitted and received can be freely set by changing the winding diameter, the winding pitch, the number of turns, and the like of the helical antenna element 11 and the parasitic helical antenna element 14. It is.

【0037】また、ヘリカルアンテナエレメント11お
よび無給電ヘリカルアンテナエレメント14間を近接し
て配置するほど、両者間の電磁誘導作用が大きく働き誘
起される電流も大きくできるので、送受信する電波の強
さを考慮して、その配置距離を適宜設定すれば、より良
好な電波の送受信をすることができる。
Further, the closer the helical antenna element 11 and the parasitic helical antenna element 14 are arranged, the greater the electromagnetic induction between them and the greater the induced current. By appropriately setting the arrangement distance in consideration of the above, it is possible to transmit and receive a better radio wave.

【0038】さらに、本実施の形態のヘリカル式アンテ
ナ10を、一つの周波数帯域でのみ動作する無線回路を
搭載した無線機に装着した場合には、従来の方式に比べ
広い周波数帯域で電波を送受信することができるという
有利な効果も得られるものである。
Further, when the helical antenna 10 of the present embodiment is mounted on a wireless device equipped with a wireless circuit operating only in one frequency band, radio waves can be transmitted and received in a wider frequency band than in the conventional system. This also has the advantageous effect that it can be performed.

【0039】(実施の形態2)図6は本発明の第2の実
施の形態によるヘリカル式アンテナの断面図であり、同
図において、ヘリカルアンテナエレメント11のコイル
状の巻線部11Aが中央の芯棒13に巻き付けられ、下
端が取付金具12に電気的に接続されていることは実施
の形態1と同様であるが、無給電ヘリカルアンテナエレ
メント25の巻径はヘリカルアンテナエレメント11の
巻線部11Aの巻径D1よりも大きな巻径D2となって
おり、この無給電ヘリカルアンテナエレメント25がヘ
リカルアンテナエレメント11外周に絶縁樹脂26でイ
ンサート成形により固定され、この外周を絶縁樹脂製の
ケース27が覆ってヘリカル式アンテナ24が構成され
ている。
(Embodiment 2) FIG. 6 is a sectional view of a helical antenna according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 6, the coil-shaped winding portion 11A of the helical antenna element 11 is located at the center. It is wound around the core rod 13 and the lower end is electrically connected to the mounting bracket 12 as in the first embodiment, but the winding diameter of the parasitic helical antenna element 25 is the same as that of the helical antenna element 11. The winding diameter D2 is larger than the winding diameter D1 of the antenna 11A. The parasitic helical antenna element 25 is fixed to the outer periphery of the helical antenna element 11 by insert molding with an insulating resin 26, and the outer periphery of the case 27 is made of an insulating resin. A helical antenna 24 is configured to cover.

【0040】また、図7においては、無給電ヘリカルア
ンテナエレメント29の巻径がヘリカルアンテナエレメ
ント28の巻線部28Aの巻径D1よりも小さな巻径D
2となっており、無給電ヘリカルアンテナエレメント2
9が中央の芯棒13に巻き付けられ、この外周にヘリカ
ルアンテナエレメント28がインサート成形により絶縁
樹脂26で固定され、この外周を絶縁樹脂製のケース2
7が覆ってヘリカル式アンテナ30が構成されている。
In FIG. 7, the winding diameter of the parasitic helical antenna element 29 is smaller than the winding diameter D1 of the winding portion 28A of the helical antenna element 28.
2 and the parasitic helical antenna element 2
9 is wound around a central core rod 13, a helical antenna element 28 is fixed to an outer periphery thereof by insert molding with an insulating resin 26, and the outer periphery is formed of an insulating resin case 2.
7 covers the helical antenna 30.

【0041】このように本実施の形態によれば、無給電
ヘリカルアンテナエレメント25及び29の巻径D2が
ヘリカルアンテナエレメント11及び28の巻径D1と
異なっているため、各々のアンテナエレメントの巻ピッ
チを様々に変えることによって、無給電ヘリカルアンテ
ナエレメント25及び29に誘起される電流の位相を細
かく制御することが容易にできると共に、巻線径D1及
びD2を変化させ各々のアンテナエレメントの配置間隔
を様々に設定することによって誘起される電流の大きさ
も容易に制御することができるため、インピーダンス特
性を正確かつ精密に制御することができ、異なる二つの
周波数帯域各々において安定した送受信特性を得るよう
にすることができるものである。
As described above, according to the present embodiment, since the winding diameter D2 of the parasitic helical antenna elements 25 and 29 is different from the winding diameter D1 of the helical antenna elements 11 and 28, the winding pitch of each antenna element Can be easily changed to finely control the phase of the current induced in the parasitic helical antenna elements 25 and 29, and the winding distances D1 and D2 are changed to reduce the arrangement interval of each antenna element. Since the magnitude of the current induced by various settings can be easily controlled, the impedance characteristics can be controlled accurately and precisely, so that stable transmission and reception characteristics can be obtained in each of two different frequency bands. Is what you can do.

【0042】また、ヘリカルアンテナエレメント11及
び28の各巻の間に無給電ヘリカルアンテナエレメント
25及び29の各巻を配置しないですむため、ヘリカル
アンテナエレメント11及び28の巻ピッチと巻き高さ
を低くすることによって、ヘリカル式アンテナ24及び
30の低背化を図ることができる。
In addition, the winding pitch and winding height of the helical antenna elements 11 and 28 need not be reduced between the windings of the helical antenna elements 11 and 28 because the windings of the parasitic helical antenna elements 25 and 29 need not be arranged between the windings of the helical antenna elements 11 and 28. Accordingly, the height of the helical antennas 24 and 30 can be reduced.

【0043】なお、上記ヘリカル式アンテナ24及び3
0の無線機への装着方法や、主な特性は実施の形態1と
同じであるため説明を省略する。
The helical antennas 24 and 3
Since the method of mounting the wireless device 0 on the wireless device and the main characteristics are the same as those in the first embodiment, the description is omitted.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、少なくと
も二つの電波の周波数帯域において良好な送受信ができ
る、簡易な構造で安価なヘリカル式アンテナを実現する
ことができるという有利な効果が得られる。
As described above, according to the present invention, there is obtained an advantageous effect that it is possible to realize an inexpensive helical antenna with a simple structure capable of performing good transmission and reception in at least two frequency bands of radio waves. Can be

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態によるヘリカル式ア
ンテナの断面図
FIG. 1 is a sectional view of a helical antenna according to a first embodiment of the present invention.

【図2】同アンテナを無線機へ装着した状態の回路図FIG. 2 is a circuit diagram showing a state where the antenna is mounted on a wireless device.

【図3】(a)同特性評価用モデルの平面図と周波数帯
域Aの時の電流分布を示す図 (b)同平面図と周波数帯域Bの時の電流分布を示す図
FIG. 3 (a) is a plan view of the same characteristic evaluation model and shows a current distribution in a frequency band A. FIG. 3 (b) is a plan view and shows a current distribution in a frequency band B.

【図4】(a)同特性評価用モデルによる周波数帯域A
の時の放射パターン図 (b)同周波数帯域Bの時の放射パターン図
FIG. 4 (a) Frequency band A based on the same characteristic evaluation model
(B) Radiation pattern diagram for the same frequency band B

【図5】(a)同スミスチャート (b)同VSWR(電圧定在波比)特性図5A is a Smith chart, and FIG. 5B is a VSWR (voltage standing wave ratio) characteristic diagram.

【図6】本発明の第2の実施の形態によるヘリカル式ア
ンテナの断面図
FIG. 6 is a sectional view of a helical antenna according to a second embodiment of the present invention.

【図7】同断面図FIG. 7 is a sectional view of the same.

【図8】従来のヘリカル式アンテナの断面図FIG. 8 is a sectional view of a conventional helical antenna.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,24,30 ヘリカル式アンテナ 11,28 ヘリカルアンテナエレメント 11A,28A 巻線部 11B 接続部 12 取付金具 12A 凹部 13 芯棒 14,25,29 無給電ヘリカルアンテナエレメント 15,26 絶縁樹脂 16 無線機 17 筐体 18 給電線 19 アンテナ整合回路 20 スイッチ 21,22 無線回路 23 金属板 27 ケース 10, 24, 30 Helical antenna 11, 28 Helical antenna element 11A, 28A Winding part 11B Connection part 12 Mounting bracket 12A Depression 13 Core rod 14, 25, 29 Parasitic helical antenna element 15, 26 Insulating resin 16 Radio 17 Case 18 Feeding line 19 Antenna matching circuit 20 Switch 21, 22 Wireless circuit 23 Metal plate 27 Case

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一端にアンテナ整合回路との接続部を有
し、巻線部が均一な巻径のコイル状に形成されたヘリカ
ルアンテナエレメントと、このヘリカルアンテナエレメ
ントの巻線部と同心上に配置された均一な巻径のコイル
状の無給電ヘリカルアンテナエレメントからなるヘリカ
ル式アンテナ。
A helical antenna element having a connection portion with an antenna matching circuit at one end, and a winding portion formed in a coil shape having a uniform winding diameter, and a coil portion concentric with the winding portion of the helical antenna element. A helical antenna composed of coiled parasitic helical antenna elements with a uniform winding diameter arranged.
【請求項2】 無給電ヘリカルアンテナエレメントの巻
径と巻ピッチを、ヘリカルアンテナエレメントと同一に
した請求項1記載のヘリカル式アンテナ。
2. The helical antenna according to claim 1, wherein the winding diameter and the winding pitch of the parasitic helical antenna element are the same as those of the helical antenna element.
【請求項3】 無給電ヘリカルアンテナエレメントの巻
径を、ヘリカルアンテナエレメントの巻径とは異なる大
きさとした請求項1記載のヘリカル式アンテナ。
3. The helical antenna according to claim 1, wherein the winding diameter of the parasitic helical antenna element is different from the winding diameter of the helical antenna element.
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