JP2000315909A

JP2000315909A - 携帯通信機

Info

Publication number: JP2000315909A
Application number: JP11124916A
Authority: JP
Inventors: Masanobu Kanechika; 昌宣金親
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1999-04-30
Filing date: 1999-04-30
Publication date: 2000-11-14

Abstract

(57)【要約】【課題】垂直偏波に対応した線状アンテナを備える携
帯通信機において、アンテナエレメント上の電流と人体
に生じるイメージ電流を同位相とすることにより、単体
性能を劣化させることなく、通話時及び待ち受け時の人
体密着時における送受信性能を向上する。【解決手段】通話時または携帯時に筐体の人体と向き
合う面に対し、線状アンテナ１０がほぼ平行となって、
垂直偏波を使用する携帯通信機において、線状アンテナ
１０の電流腹部に対応するエレメントの一部を、筐体の
人体と向き合う面に対してほぼ垂直に配置する。線状ア
ンテナ１０は、センター給電で１／２λのダイポールア
ンテナであり、給電部１１の上方のエレメント１２が、
ヘリカルコイル状に短縮されていて、給電部１１からほ
ぼ１／３２λの長さのエレメント１３と、さらに、筐体
の人体と向き合う面とほぼ平行にほぼ１／１６λ離れた
エレメント１４からほぼ１／３２λの長さのエレメント
１５とが、筐体の人体と向き合う面に対してほぼ垂直に
配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯通信機の線状
アンテナに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】移動通信システムでは、一般に垂直偏波
が使用されていて、携帯型電話機に代表される携帯通信
機のアンテナは、モノポール型、ダイポール型やヘリカ
ル型の線状アンテナが筐体上部に垂直に備えられてお
り、即ち、携帯通信機は大地に対し線状アンテナをほぼ
垂直に配置して使用される。

【０００３】図５は従来のダイポールアンテナを備える
携帯通信機の一例としての構成を示すもので、図５
（ａ）は基板及び電池とアンテナとの関係を示した概略
正面図、図５（ｂ）は同じく側面図であり、図中、４０
はアンテナ、４１は給電点、４２は１／４λヘリカルコ
イルエレメント、４３は１／４λ棒状エレメント、５１
は通信回路搭載基板、５２は表示装置・受信器等搭載基
板、５３は電池である。この携帯通信機のダイポールア
ンテナ４０は、図示のように、片側をヘリカルコイル状
に短縮した１／２λのダイポールアンテナである。

【０００４】このような従来のアンテナ４０を備えた携
帯通信機の単体時と疑似人体付加時のＸＺ面の垂直偏波
成分の指向特性を図６及び図７に示す。この指向特性か
ら判るように、従来、−Ｘ側（使用時の人体側）は、人
体による吸収・散乱等により大きく劣化している。ま
た、Ｘ方向（使用時の人体と反対方向）は、人体内に生
じる逆位相のイメージ電流の影響を避けるべく、アンテ
ナ４０を人体から離して配置してあるが、単体時と同等
以下の特性になっており、当然ながら、改善効果は全く
無い。ちなみに、人体密着時の垂直偏波成分の平均利得
は、人体が無い場合と比較し、−４ｄＢ劣化している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の携帯通信機にお
いて、単体性能の垂直偏波成分における送・受信性能は
良好であるが、人体との関係から以下のような解決すべ
き課題がある。先ず、通話時において、通信機の筐体が
人体に密着し、また、アンテナが人体に対してほぼ平行
になるため、人体による電磁波の吸収・散乱が生じてし
まう。そして、人体に対するイメージ電流が逆位相とな
るため、アンテナの指向性や利得が劣化し、送・受信性
能が大きく低下してしまう。また、着信待ちでは、一般
にポケットの中に入れて携帯している場合が多く、人体
に密着しているため、アンテナ性能が劣化し、弱電界の
環境にて着信不良が発生してしまう。

【０００６】本発明の課題は、垂直偏波に対応した線状
アンテナを備える携帯通信機において、アンテナエレメ
ント上の電流と人体に生じるイメージ電流を同位相とす
ることにより、単体性能を劣化させることなく、通話時
及び待ち受け時の人体密着時における送受信性能を向上
することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決すべく
請求項１記載の発明は、筐体に線状アンテナ（例えば、
１０）が備えられ、筐体を人体の耳に当てる通話時、ま
たは、筐体を人体の服のポケットに入れる携帯時に、筐
体の人体と向き合う面に対し、線状アンテナがほぼ平行
となって、垂直偏波を使用する携帯通信機において、線
状アンテナの電流腹部に対応するエレメントの一部（例
えば、１３，１５）を、筐体の人体と向き合う面に対し
てほぼ垂直に配置した構成、を特徴としている。

【０００８】このように、請求項１記載の発明によれ
ば、筐体に備えられる線状アンテナの電流腹部に対応す
るエレメントの一部を、通話時または携帯時に筐体の人
体と向き合う面に対してほぼ垂直に配置した携帯通信機
なので、アンテナエレメント上の電流と人体に生じるイ
メージ電流を同位相として、単体性能を劣化させること
なく、通話時及び待ち受け時の人体密着時における送受
信性能を向上できる。

【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の携帯通信機前記ほぼ垂直に配置されたエレメントは、その垂直成分
の長さがほぼ１／１６λである構成、を特徴としてい
る。

【００１０】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の携帯通信機であって、前記ほぼ垂直に配置された
エレメントは、該エレメントの複数の部分である構成、
を特徴としている。

【００１１】請求項４記載の発明は、請求項１から３の
何れか記載の携帯通信機であって、前記線状アンテナ
は、センター給電（例えば、給電点１１）で１／２λの
ダイポールアンテナ（例えば、１０）であり、給電部側
のほぼ１／８λから１／３２λの長さのエレメント（例
えば、１３，１４，１５，１６）が、筐体の人体と向き
合う面に対してほぼ垂直に配置されている構成、を特徴
としている。

【００１２】請求項５記載の発明は、請求項４記載の携
帯通信機であって、ダイポールアンテナは、給電部を挟
む両方のエレメントまたは片方のエレメント（例えば、
１２）が、ヘリカルコイル状またはミアンダ状に短縮さ
れている構成、を特徴としている。

【００１３】請求項６記載の発明は、請求項１から３の
何れか記載の携帯通信機であって、前記線状アンテナ
は、ボトム給電で１／２λのモノポールアンテナであ
り、そのエレメントの中央部のほぼ１／８λから１／３
２λの長さの部分が、筐体の人体と向き合う面に対して
ほぼ垂直に配置されている構成、を特徴としている。

【００１４】請求項７記載の発明は、請求項６記載の携
帯通信機であって、モノポールアンテナは、そのエレメ
ントがヘリカルコイル状またはミアンダ状に短縮されて
いる構成、を特徴としている。

【００１５】請求項８記載の発明は、請求項１から７の
何れか記載の携帯通信機であって、筐体の人体と向き合
う面に対してほぼ垂直に配置されているエレメントは、
前記線状アンテナの電流腹部からほぼ１／３２λの長さ
の部分（例えば、１３）と、さらに、筐体の人体と向き
合う面とほぼ平行にほぼ１／１６λ離れた部分（例え
ば、１４）からほぼ１／３２λの長さの部分（例えば、
１５）と、からなる構成、を特徴としている。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る携帯通信機
の実施の形態例を図１から図３に基づいて説明する。先
ず、図１は本発明を適用した一例としてのダイポールア
ンテナを備える携帯通信機の構成を示すもので、図１
（ａ）は基板及び電池とアンテナとの関係を示した概略
正面図、図１（ｂ）は同じく側面図であり、図中、１０
はアンテナ、１１は給電点、１２は１／４λヘリカルコ
イルエレメント、１３は１／３２λ棒状エレメント、１
４は１／１６λ棒状エレメント、１５は１／３２λ棒状
エレメント、１６は１／８λ棒状エレメント、２１は通
信回路搭載基板、２２は表示装置・受信器等搭載基板、
２３は電池である。

【００１７】この携帯通信機のアンテナ１０は、１／２
λのダイポール型で、通信回路搭載基板２１から図示し
ないケーブルにて給電点１１に給電されている。本発明
は、携帯型電話機等の携帯通信機の図示しない筐体に備
えられ、垂直偏波に対応した線状アンテナのエレメント
配置に関して、そのアンテナエレメント（電流腹部）の
一部を、通話時あるいは携帯時に人体に対する面とほぼ
直交するように配置することにより、そのアンテナエレ
メント上の電流と人体に生じるイメージ電流を同位相と
して、単体性能を劣化させることなく、通話時及び待ち
受け時の人体密着時における送受信性能を向上するもの
である。

【００１８】即ち、この実施の形態例において、アンテ
ナ１０は、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、給電点
１１からＺ方向（上方向）に、ヘリカルコイル状に短縮
されて１／４λに電気長が設定された１／４λヘリカル
コイルエレメント１２を有している。また、給電点１１
の下方には、−Ｘ方向（通信回路搭載基板２１から表示
装置・受信器等搭載基板２２側、即ち、使用時の人体
側）に、１／３２λの電気長に設定された１／３２λ棒
状エレメント１３が連続している。この１／３２λ棒状
エレメント１３から−Ｚ方向（下方向）に、表示装置・
受信器等搭載機板２２と平行に沿って１／１６λの電気
長に設定された１／１６λ棒状エレメント１４が連続し
ている。この１／１６λ棒状エレメント１４の−Ｘ方向
（表示装置・受信器等搭載基板２２から離れる側、即
ち、使用時の人体側）に、１／３２λの電気長に設定さ
れた１／３２λ棒状エレメント１５が連続している。こ
の１／３２λ棒状エレメント１５の−Ｚ方向（下方向）
に、１／８λの電気長に設定された１／８λ棒状エレメ
ント１６が連続している。

【００１９】従って、アンテナ１０は、以上の１／４λ
ヘリカルコイルエレメント１２と、１／３２λ棒状エレ
メント１３、１／１６λ棒状エレメント１４、１／３２
λ棒状エレメント１５及び１／８λ棒状エレメント１６
とにより、１／２λの変形ダイポールアンテナとして動
作する。また、このようなアンテナ１０は、図示しない
通信回路が搭載されている通信回路搭載基板２１との結
合を低くするため、その通信回路搭載基板２１に対しＹ
方向（横方向）に１／３２λ離して配置してある。そし
て、図示しない表示装置と入力ボタン及び受信器等が搭
載されている表示装置・受信器等搭載基板２２が、通信
回路搭載基板２１の−Ｘ方向に配置されており、また、
通信回路搭載基板２１のＸ方向に電池２３が配置されて
いる。なお、以上の構成部品は、図示しない樹脂製のケ
ース（筐体）に収納されている。

【００２０】以上のアンテナ１０を備える携帯通信機に
よる単体時のＸＺ面の垂直偏波成分の指向特性を図２に
示す。即ち、図示のように、Ｚ軸からのヌル点の位置ズ
レが、約１０度であり、使用上全く影響のないことが確
認されている。そして、以上のアンテナ１０を備える携
帯通信機による人体付加時（疑似人体を用いた人体密着
時）の垂直偏波成分の指向特性を図３に示す。なお、疑
似人体は−Ｘ方向に配置してあり、図３は図２と同様に
ＸＺ面の垂直偏波成分の指向特性である。以上の図２と
図３の比較から明らかなように、人体密着時には、人体
側の劣化はあるが、反対側の放射は人体効果により改善
し、全体の垂直偏波成分の平均利得は、人体がない場合
と同等となっている。

【００２１】以上の通り、この実施の形態例では、線状
アンテナのアンテナエレメントの電流腹部の一部を、通
話時あるいは携帯時に人体に対する面と直交するよう規
定量だけ配設したことにより、そのエレメントの電流と
人体に生じるイメージ電流を同位相とし、単体特性を劣
化させることもなく、人体密着時の指向性を改善し、通
話時・待ち受け時の送受信性能を向上できる。

【００２２】＜変形例＞垂直に配置するエレメントに関
しては、実際には、斜めに配置しても、アンテナに励起
される電流の直交成分が存在するため、適切に長さを選
定すれば同様の効果が得られる。

【００２３】なお、以上の実施の形態例においては、給
電点より上方のアンテナエレメントをヘリカルコイル状
としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、ミ
アンダ状であっても良い。また、実施の形態例では、１
／２λのセンター給電のダイポールアンテナとしたが、
線状アンテナであれば本発明を適用できるので、図４
（ａ）に示すように、１／２λのボトム給電のモノポー
ルアンテナであっても良い。さらに、図４（ｂ）に示す
ようにダイポールアンテナの両方のエレメントに適用し
ても良く、図４（ｃ）に示すようにダイポールアンテナ
の垂直成分が１／１６λであるものでも良く、同様に図
４（ｄ）に示すように曲線として配置しても垂直成分が
１／１６λであれば良い。さらに、筐体とアンテナ及び
基板との関係を含め、その他、具体的な細部構造等につ
いても適宜に変更可能であることは勿論である。

【００２４】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る携帯通信機
によれば、特に、線状アンテナの電流腹部に対応するエ
レメントの一部を通話時または携帯時に筐体の人体と向
き合う面に対してほぼ垂直に配置したため、アンテナエ
レメント上の電流と人体に生じるイメージ電流を同位相
として、単体性能を劣化させることなく、通話時及び待
ち受け時の人体密着時における送受信性能の向上を達成
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した一例としてのダイポールアン
テナを備える携帯通信機の構成を示すもので、（ａ）は
基板及び電池とアンテナとの関係を示した概略正面図、
（ｂ）は同じく側面図である。

【図２】図１の携帯通信機による単体時の垂直偏波成分
の指向特性図である。

【図３】図１の携帯通信機による人体付加時の垂直偏波
成分の指向特性図である。

【図４】本発明を適用した他の実施形態を示す概略構成
図である。

【図５】従来のダイポールアンテナを備える携帯通信機
の一例としての構成を示すもので、（ａ）は基板及び電
池とアンテナとの関係を示した概略正面図、（ｂ）は同
じく側面図である。

【図６】図５の携帯通信機による単体時の垂直偏波成分
の指向特性図である。

【図７】図５の携帯通信機による人体付加時の垂直偏波
成分の指向特性図である。

【符号の説明】

１０アンテナ１１給電点１２１／４λヘリカルコイルエレメント１３１／３２λ棒状エレメント１４１／１６λ棒状エレメント１５１／３２λ棒状エレメント１６１／８λ棒状エレメント２１通信回路搭載基板２２表示装置・受信器等搭載基板２３電池

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】筐体に線状アンテナが備えられ、筐体を人体の耳に当てる通話時、または、筐体を人体の
服のポケットに入れる携帯時に、筐体の人体と向き合う
面に対し、線状アンテナがほぼ平行となって、垂直偏波
を使用する携帯通信機において、線状アンテナの電流腹部に対応するエレメントの一部
を、筐体の人体と向き合う面に対してほぼ垂直に配置し
たこと、を特徴とする携帯通信機。
【請求項２】前記ほぼ垂直に配置されたエレメントは、
その垂直成分の長さがほぼ１／１６λであること、を特
徴とする請求項１記載の携帯通信機。
【請求項３】前記ほぼ垂直に配置されたエレメントは、
該エレメントの複数の部分であること、を特徴とする請
求項１または２記載の携帯通信機。
【請求項４】前記線状アンテナは、センター給電で１／
２λのダイポールアンテナであり、給電部側のほぼ１／
８λから１／３２λの長さのエレメントが、筐体の人体
と向き合う面に対してほぼ垂直に配置されていること、
を特徴とする請求項１から３の何れか記載の携帯通信
機。
【請求項５】ダイポールアンテナは、給電部を挟む両方
のエレメントまたは片方のエレメントが、ヘリカルコイ
ル状またはミアンダ状に短縮されていること、を特徴と
する請求項４記載の携帯通信機。
【請求項６】前記線状アンテナは、ボトム給電で１／２
λのモノポールアンテナであり、そのエレメントの中央
部のほぼ１／８λから１／３２λの長さの部分が、筐体
の人体と向き合う面に対してほぼ垂直に配置されている
こと、を特徴とする請求項１から３の何れか記載の携帯
通信機。
【請求項７】モノポールアンテナは、そのエレメントが
ヘリカルコイル状またはミアンダ状に短縮されているこ
と、を特徴とする請求項６記載の携帯通信機。
【請求項８】筐体の人体と向き合う面に対してほぼ垂直
に配置されているエレメントは、前記線状アンテナの電流腹部からほぼ１／３２λの長さ
の部分と、さらに、筐体の人体と向き合う面とほぼ平行にほぼ１／
１６λ離れた部分からほぼ１／３２λの長さの部分と、からなること、を特徴とする請求項１から７の何れか記
載の携帯通信機。