JP3103091U

JP3103091U - ベストアンテナ

Info

Publication number: JP3103091U
Application number: JP2004000352U
Authority: JP
Inventors: 清文榮
Original assignee: 警察庁長官
Priority date: 2004-01-30
Filing date: 2004-01-30
Publication date: 2004-07-22
Anticipated expiration: 2010-01-30

Abstract

【課題】携帯する場合には、身体に容易に装着できると共に、全く違和感がなく、目立たず、しかも送受信性能が良好であること、また車両の搭載タイプにする場合には、外観上アンテナの存在を見せることなく容易に取り付けることができ、かつ送受信性能が良好なベストアンテナを提供する。
【解決手段】ベスト５の背中部分の内側にアンテナ素子部１，整合部２，地線部３が接着されている。これら素材は導電性布が用いられ、自由に折り曲げが可能である。アンテナ素子部１および地線部３はテープ状であり、アンテナ素子部１は垂直に、地線部３は水平に接着される。ポケットなどに無線機本体を入れ、同軸ケーブル４で整合部２と地線部３の間に給電する。
【選択図】図１

Description

本考案は、衣服等の生地上に導電性布を貼り合わせた無線機用のアンテナに関する。

携帯無線機を使用する場合、ホイップアンテナなどの金属製アンテナを無線機から突出させたり、車の一部に取り付けたりして通話するのが一般的なスタイルである。
アンテナを身体の一部に装着して通信するものとして、薄い金属アンテナを身体面に沿わせて支持するアンテナが提案されているが、これはフレキシブル基板やフィルム等に金属のアンテナパターンを形成したものであり、柔軟性に欠けたもので無線機使用者にとっては違和感を生じさせる。
また、これらはある程度は体の動きに沿って曲がるが、無線装置の使用者の姿勢によっては破損したり、時には身体に危害を及ぼす恐れがあった。

衣服にアンテナを取り付けたアンテナとして可撓性プリント配線基板にプリント配線されたアンテナを有するデータキャリヤーをシーツ，白衣などに取り付けたものが存在する（特許文献１）。データキャリヤーはシーツ，白衣などを自動的に識別可能とするために白衣の首下部分に取り付けられている。しかしながら、これはタグとして機能するもので、データキャリヤ自体は小さく携帯無線装置のアンテナとして用いるものではない。

また、車載無線機のアンテナの場合、車の外観から上部に突出するようなアンテナ形状は、道路の障害物等となる出っ張り部分に接触しやすいことから、デザイン上好ましくない構造である。本件出願人は車から突出しないアンテナ（特許文献２）を提案している。これはドアミラー内にアンテナ素子を内蔵させたもので、車種によっては取付けができない場合があるので、車種を問わず全ての車両に容易に取り付けることができるアンテナの構造が要求される。
特開平１１−１８０５４５号公報実用新案登録第３０９５１１４号

以上のような背景から身体及び車両に取り付けても安全で邪魔にならず、しかも良好な送受信性能を持つアンテナの実現が望まれる。
そこで本件考案者は、従来のアンテナと異なる材質及び形状で送受信性能が良好かつ、アンテナとは外部から認識することができないものが作れないか検討した。
本考案は、上記要請に応えるもので、その目的は、携帯する場合には、身体に容易に装着できると共に、全く違和感がなく、目立たず、しかも送受信性能が良好であること、また車両の搭載タイプにする場合には、外観上アンテナの存在を見せることなく容易に取り付けることができ、かつ送受信性能が良好なベストアンテナを提供することにある。

前記目的を達成するために本考案の請求項１は、携帯無線機用のλ／４接地アンテナにおいて、衣服と、前記衣服の内面に垂直方向に設けられた導電性布のアンテナ素子部と、前記アンテナ素子部の端部に接続され、前記衣服の内面に設けられた導電性布の整合部と、前記衣服の内面に水平方向に設けられた導電性布の地線部とからなり、衣服の着用によって衣服内面にアンテナを形成することを特徴とする。すなわち本発明はλ／４接地アンテナの変形であり、アンテナ素子部，整合部及び地線部で構成され、それぞれに導電性布を使用しており、母体となる衣服の背中部分に貼り付けて使用する。
本考案の請求項２は請求項１記載の発明において前記アンテナ素子部および前記地線部はテープ状に、前記整合部はクランク状にそれぞれ形成し、アンテナ形状が逆Ｔ字形となるように構成したしたことを特徴とする。
本考案の請求項３は請求項１または２において前記整合部と前記地線部の端部にそれぞれ衣類用の金属性ホックオスを半田付けし、同軸ケーブルに、該同軸ケーブルの内部導体端部に前記整合部のホックオスに着脱する金属性ホックメスを、該同軸ケーブルの外部導体端部に前記地線部のホックオスに着脱する金属性ホックメスをそれぞれ有するコネクタを設け、同軸ケーブルを着脱可能にしたことを特徴とする。すなわち、同軸ケーブルの内部導体を整合部に、外部導体を地線部に接続して給電を可能としている。
本考案の請求項４は、メッシュ生地の吸盤付サンシェードに導電性布のアンテナ素子，整合部および地線部をアイロンプリントで接着したことを特徴とする。
上記衣服では衣服の背中部分に縫いつけられたフェルト生地にプリント接着させている。車両用のものは、メッシュ生地のサンシェードに貼り付けて、リヤウィンドウに吸盤で取り付ける。

本考案は整合部のメアンダラインを増加させることによりアンテナ素子の長さを短くすることができ小形化したアンテナの製作が可能となる。また、同軸ケーブルの着脱が容易になり、衣服の折り畳みに嵩張ることはなく折り畳みに支障が生じることはない。また、使用感は良好で、違和感なく衣服を着ている状態で通信を行なうことができる。
車両設置ではサンシェードに取り付けるため、車外に飛び出すことはなく、また、めだつこともない。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳しく説明する。
図１は、本考案によるベストアンテナの実施の形態を説明するための図、図２は、アンテナ素子部，整合部および地線部の拡大図である。
ベスト５の背中内側の中央垂直方向に導電性布製のアンテナ素子部１が、アンテナ素子部１の下部は導電性布製の整合部２が連設されている。
また、ベスト５の背中内側最下端に水平方向に接地となる地線部３が同様に設けられている。
アンテナ素子部１はテープ状に、整合部２は整合が容易になるようにクランク状に蛇行（メアンダライン）させている。地線部３はアンテナ素子部１と同様にテープ状であり、これらによって逆Ｔ字形になるように構成されている。

ベスト５の背中内側はフェルト生地が縫い付けられており、この上にアンテナ素子部１，整合部２および地線部３がアイロンプリントで接着されている。
給電を行なう同軸ケーブル４の外部導体の一端は整合部２の下端に、内部導体の一端は地線部３の中央部にそれぞれ半田付けで接続されている。アンテナ素子部１の長さを短くし整合部２のクランクの数を増加させることにより整合をとり、アンテナのさらなる小形化を図ることができる。
図示しない携帯無線装置本体はベスト５のポケットなどに入れて通信を行なう。

図３は、アンテナと同軸ケーブルの接続用コネクタの実施の形態を示す図、図４は、接続用コネクタを外した状態を示す図である。
アンテナと同軸ケーブルを半田付けで直結するのではなく、接続コネクタ６を用いて同軸ケーブルを脱着可能にしてある。整合部２の下端および地線部３の中央部上端にはそれぞれホックオス７ａ，７ｂが半田付けで固定されている。一方、同軸ケーブル４の端部にはホックオス７ａに嵌合するホックメス６ａと、ホックオス７ｂに嵌合するホックメス６ｂが接続コネクタ６に取り付けられている。ホックは衣類用の金属製のものを用い電気接続を行なっている。ベスト５と同軸ケーブルとの取り外しが簡単にできるため、ベスト５の収納が簡単であり、ベスト５の洗濯も容易となる。

図５は、衣服としてブルゾンを用いたベストアンテナの実施の形態を示す図である。
ベストと同様にブルゾン８の背中内側に取り付けた例である。
図６は、本考案によるベストアンテナが貼付されたベストとブルゾンを着用した状態を示す図である。
図６（ａ），（ｂ）に示すようにアンテナは外見上見ることができず通常のベストやブルゾンを着用した状態と全く変わることはない。背中を丸くしたり、腰を前に折り曲げたり、さらに腰を捻ったりすることによりベストまたはブルゾンの形が身体の姿勢に沿って変形しても、アンテナ貼付部分は通常の衣服と同様に自然に折り曲がるため違和感がない。また、コネクタを含むアンテナの重量も軽いため、アンテナが付いているという感覚は生じない。

図７は、本考案によるベストアンテナの他の実施の形態を示す図で、サンシェードに適用した例である。
この図は車内１７を後部座席１９方向に見たもので、リアウインドウ１８に吸盤２１ａ，２１ｂによってサンシェード２０が取り付けられている。サンシェード２０上に接着されているアンテナは搬送周波数が異なる２種類のアンテナである。第１のアンテナはアンテナ素子部２２，整合部２３および地線部２４により、第２のアンテナはアンテナ素子部２５，整合部２６および地線部２４によりそれぞれ構成され、地線部２４と同軸ケーブル２７は共用されている。地線部２４の中央部と整合部２３および２６の接続端の間に同軸ケーブル２７の内導体と外導体とが半田付けで接続されている。
アンテナ素子部２２，２５，整合部２３，２６および地線部２４は、図１と同様、導電性布によって構成され、メッシュ生地のサンシェードにアイロンプリントで接着されている。第１と第２のアンテナを使い分ける場合、同軸ケーブルに接続する無線電話機を変えることとなる。

図８は、本考案によるベストアンテナの定在波比と周波数の関係を示すグラフ、図９は、本考案によるベストアンテナの受信入力電界と距離の関係を示すグラフである。
図８において、このデータはアンテナ着用者が直立姿勢した値であり、所定の周波数における定在波比は良好である。図９において、背部面は所定の距離、例えば１ｋｍで受信入力電界が通話可能なレベルになっていることが分かる。また、胸部面は背部面の２／３の電界が得られている。以上のことから通話可能距離はホイップアンテナと同等の性能を持っていることが分かる。

つぎに本考案によるアンテナを他の構造のアンテナの垂直偏波水平面内指向特性および水平面内平均利得と比較した結果について説明する。
図１０は、アンテナの性能を比較するための測定システムの構成を示す図であり、比較対象としてヘリカルアンテナを用いている。電波暗室内において評価用被測定アンテナ（本考案によるベストアンテナ，ヘリカルアンテナ）と携帯用無線機電話機を装着した被測定者が該無線機を用いて電波を送信し、被測定者１５から３メートル離れた場所でバイコニカルアンテナ１３を使用して受信し、垂直偏波水平面内指向特性および水平面内平均利得の測定を行なうものである。
被測定者１５をターンテーブル１０の上に、アンテナ位置がターンテーブル１０の中央部になるように直立させ、ターンテーブル１０を３６０度回転させてスペクトラムアナライザ１４で受信入力レベルを測定した。なお、評価用被測定アンテナの絶対利得を計算するため、ターンテーブル中央に標準ダイポールアンテナを設置し、該アンテナに無線機を接続して送信したときの受信入力レベルをスペクトルアナライザ１４で測定した。

図１１は、図１０による測定システムで測定した各アンテナの垂直偏波水平面内指向特性と水平面内平均利得の比較図である。
ベストアンテナ状態１−１はベストの左脇ポケットに無線機を収納し、ベストアンテナのアンテナ給電点から無線機に接続するために約１メートルの高周波ケーブルを接続しているが、左脇腹ポケットからアンテナ給電点までの高周波ケーブルの引回しを極力短くするため、余った高周波ケーブルを折り畳んで左脇腹ポケットに収納した状態である。ベストアンテナ状態１−２は、ベストの左胸ポケットに無線機を収納し、高周波ケーブルについては上記と同じである。ヘリカルアンテナ（ＵＷ−２０１付属）状態１−１は被測定者着用カッターシャツの左胸ポケットにヘリカルアンテナを装着した無線機を収納した状態である。ヘリカルアンテナ状態１−２は被測定者の左腰にヘリカルアンテナ用皮ケースを利用してヘリカルアンテナを接続した無線機を装着した状態である。

図１１（ａ）において、０度方向は被測定者正面方向を示す。絶対利得は評価用被測定アンテナでの受信入力レベル測定結果から標準ダイポールアンテナでの受信入力レベル測定結果を引き、その値に標準ダイポールアンテナの絶対利得を加えることにより行なった。
ベストアンテナ状態１−１および１−２はともに全方向に利得差が少ない安定した指向製となることが分かる。ベストアンテナ状態１−１はベストアンテナ状態１−２と比較して約３ｄ高い。また、ベストアンテナは総じてヘリカルアンテナと比較して利得差が少なく，平均利得も優位であることが分かる。

衣服等の生地上に導電性布のアンテナを貼り合わせ、この衣服を着用して使用する無線機用のアンテナである。

本考案によるベストアンテナの実施の形態を説明するための図である。アンテナ素子部，整合部および地線部の拡大図である。アンテナと同軸ケーブルの接続用コネクタの実施の形態を示す図である。接続用コネクタの接続構造を示す図である。衣服としてブルゾンを用いたベストアンテナの実施の形態を示す図である。本考案によるベストアンテナが貼付されたベストとブルゾンを着用した状態を示す図である。本考案によるベストアンテナの他の実施の形態を示す図で、サンシェードに適用した例である。本考案によるベストアンテナの定在波比と周波数の関係を示すグラフである。本考案によるベストアンテナの受信入力電界と距離の関係を示すグラフである。本考案によるベストアンテナの性能を比較するための測定システムの構成を示す図である。図９による測定システムで測定した各アンテナの垂直偏波水平面内指向特性と水平面内平均利得の比較図である。

符号の説明

１，２２，２５アンテナ素子部
２，２３，２６整合部
３地線部
４同軸ケーブル
５ベスト（衣服）
６接続用コネクタ
６ａ，６ｂホックメス
７ａ，７ｂホックオス
８ブルゾン
１０ターンテーブル
１１ベストアンテナ
１２ヘリカルアンテナ
１３バイコニカルアンテナ
１４スペクトルアナライザ
１５被測定者
１７車内
１８リアウインドウ
１９後部座席
２０サイシェード
２１ａ，２１ｂ吸盤
２７同軸ケーブル

Claims

携帯無線機用のλ／４接地アンテナにおいて、
衣服と、
前記衣服の内面に垂直方向に設けられた導電性布のアンテナ素子部と、
前記アンテナ素子部の端部に接続され、前記衣服の内面に設けられた導電性布の整合部と、
前記衣服の内面に水平方向に設けられた導電性布の地線部とからなり、
衣服の着用によって衣服内面にアンテナを形成することを特徴とするベストアンテナ。
前記アンテナ素子部および前記地線部は、テープ状に、
前記整合部は、クランク状にそれぞれ形成し、
アンテナ形状が逆Ｔ字形となるように構成したしたことを特徴とする請求項１記載のベストアンテナ。
前記整合部と前記地線部の端部にそれぞれ衣類用の金属性ホックオスを半田付けし、
同軸ケーブルに、該同軸ケーブルの内部導体端部に前記整合部のホックオスに着脱する金属性ホックメスを、該同軸ケーブルの外部導体端部に前記地線部のホックオスに着脱する金属性ホックメスをそれぞれ有するコネクタを設け、
同軸ケーブルを着脱可能にしたことを特徴とする請求項１または２記載のベストアンテナ。
メッシュ生地の吸盤付サンシェードに導電性布のアンテナ素子，整合部および地線部をアイロンプリントで接着したことを特徴とするベストアンテナ。