JP2002500836A - 無線通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明によっては身体への入射が減り、高い効率が可能である無線通信装置（１０）が提案されている。この無線通信装置は、電気的な基準ポテンシャル面（４）と、該基準ポテンシャル面（４）にほぼ平行に配置されかつ該基準ポテンシャル面（４）に容量的に結合されたアンテナ共振部材（６）とを有している。前記アンテナ共振部材（６）は導電的に前記基準ポテンシャル面（４）から分離され、複対称的な幾何学形状を有しているので、互いに直交する２つの対称軸線（１５，２０）の方向に共振可能である。

Description

【発明の詳細な説明】 無線通信装置 本発明は主請求項に記載した種類の無線通信装置から出発している。 ＷＯ９５／２４７４６号明細書からはすでに、送信及び／受信装置であって、 延長されたケーシングと、該ケーシング内部の電気的な回路と、前記ケーシング の片側及び一端における聴取装置と、前記ケーシングの反対側にある、前記聴取 装置に向き合った電気的なアース面と、該アース面に近似的に平行に配置され、 第１の自由端部と、アースコネクタにより前記アース面に電気的に接続された第 ２の端部とを有するアンテナ共振部材と、前記アース面と前記共振部材とを電気 的な回路に接続する手段とを有する形式のものがすでに公知である。共振部材の 自由端部はケーシングの端部に向いている。 アンテナ共振部材は一端にて導電的にアース面に接続されているので、該端部 においては電界の強さは共振部材の自由端部における電界の強さよりも低い。さ らに共振部材はアース面との導電可能な接続により、一方向にのみ共振可能であ る。 発明の利点 これに対し主請求項の特徴を有する本発明の無線通 信装置は、アンテナ共振部材が互いに直交する２つの軸線で励振され得ること、 すなわち２つの共振器を有することでより効果的に活用されるという利点を有し ている。このような形式で無線通信装置は１つの周波数範囲だけで使用する代り に２つの周波数範囲で良好な適応性をもって使用できる。これは、例えばＧＳＭ 規格（Global System for Mobile Communications）にしたがって離れた送信及 び受信バンドが存在すると殊に有利である。 別の利点はアンテナ共振部材の両方の共振器が位相を９０°ずらして供給され ることもできることである。この結果、アンテナ共振部材から放射された信号に 円偏波が生じる。円偏波の利点は、アンテナを傾けた場合に、直線偏波の場合の ようには電界強度が低減しないことである。 さらに別の利点は、アンテナ共振部材の各共振器の互いに向き合った端部にお ける電界強度がほぼ同じ大きさであることである。したがってこの場合には、例 えば手で覆うことによる共振器の一端の遮蔽がトータル反射に基づくアンテナの 欠落を即座にもたらすことはない。なぜならば共振器の反対側の端部には送出信 号の放射のために十分に高い電界強さがまだ存在しているからである。 送信出力が２つの共振器に分配された別の利点は、外部の影響に起因するアン テナの不調が明らかに少な くなることである。 従属請求項に記載した処置によっては主請求項に記載した無線通信装置の有利 な変更と改良とが可能である。 特に有利であるのは、接触面でプリント配線板の第１の側に導電的に結合され たコンタクトをアンテナ共振部材が有し、プリント配線板の第１の側とは反対の 側に電気的な基準ポテンシャル面が配置され、接触面と基準ポテンシャル面との 間にそれぞれ容量的な結合が生じていることである。これによって両方の電気的 な共振回路を閉じ、互いに直交する双極を実現する、特に簡単でわずな製作費用 しか必要としない可能性が得られる。この場合には、プリント配線板がエッチン グされ、アンテナ共振部材が打抜かれ、プリント配線板にアンテナ共振部材が装 着されかつろう付けされる通常の製作方法を用いることができる。 さらに別の利点はコンタクトがアンテナ共振部材から離れるように曲げられて いることである。この形式ではアンテナ共振部材と基準ポテンシャル面との間に はプリント配線材料と空気とから成る誘電体がある。空気を誘電体として使用す ることにより誘電率に対する製作誤差の影響が減少させられる。これにより、関 心のある周波数範囲における共振周波数に対する製作誤差の影響は著しく減じら れ、共振周波数の等化は不要になる。空気を誘電体として使用した場合には信号 損失が小さくなる。したがって空気を誘電体として使用するとアンテナの効率は はっきりと高くなる。 さらに別の利点は２つの接触面が結合導線を介して導電的に結合されているこ とである。結合導線は両方の共振器を互いに連結する。両方の共振器の連結は、 できるだけ大きな周波数範囲に亙ってアンテナの給電点における適合を達成する ために必要である。 別の利点は基準ポテンシャル面に導電的に結合された、導電性の遮蔽部が設け られておりかつ無線通信装置の聴取装置が遮蔽部の、アンテナ共振部材とは反対 側に配置されていることである。これによりアンテナの主放射方向は利用者の頭 部から離れるので、利用者の頭部への入射は減少させられる。 別の利点はアンテナ共振部材が無線通信装置の一方の端部範囲に配置されてい ることである。このような形式でアンテナ共振部材は利用者の手で保持されてい ない無線通信装置範囲に位置することになるので、利用者の手への入射が減少さ れる。 さらに別の利点はアンテナ共振部材が正方形の金属性の面を形成していること である。このような形式で製造費はさらに減少させられる。何故ならばアンテナ 共振部材は簡単な形式で金属薄板から打抜くことができるからである。 さらに別の利点は、無線通信装置のケーシングがアンテナ共振部材の範囲で、 電気的な絶縁材料から形成 されていることである。このような形式で、アンテナから放射される信号もしく は受信される信号はケーシングによって遮蔽されることが阻止される。 図面 図面には本発明の１実施例が示されており、以後、これについて説明する。第 １図にはプリント配線板の前面と背面とが示され、第２図にはアンテナ共振部材 の前面図と側面図が示され、第３図にはプリント配線板の上に取付けられたアン テナ共振部材の平面図と側面図が示され、第４図には本発明による無線通信装置 が側面図で示されている。 実施例の説明 第１ａ図にはプリント配線板１の片側３０が示されている。プリント配線板１ はほぼ正方形に構成されている。この場合、前記片側３０はプリント配線板１の ４つのコーナに、同様に正方形である接触面２５，……２８を有している。４つ の接触面２５，……２８はほぼ同じ面積を有している。前記片側３０は左側の上 コーナに第１の接触面２５を、右側の上コーナに第２の接触面２６を、左側の下 コーナに第３の接触面を、右側の下コーナに第４の接触面２８を有している。４ つの接触面２５，……２８は金属層としてプリント配線板１の上に取付けられて いる。第１の接触面２５は第３の接触面２７に結合導線３を介して導電的に結合 されている。 第１ｂ図にはプリント配線板１の、前記片側３０とは反対側３５が示されてい る。プリント配線板１の前記反対側３５はほぼ完全に金属化されている。この金 属化は基準ポテンシャル面４を形成している。さらにプリント配線板１の前記反 対側３５には給電点５が同様にほぼ正方形の金属面として設けられている。該金 属面は周囲の基準ポテンシャル面４から電気的に絶縁されている。給電点５は第 ２の接触面２６に直接的に向き合っており、したがって第２の接触面２６に容量 的に結合されている。 第２ａ図にはアンテナ共振部材６が平面図で示されている。この場合、アンテ ナ共振部材６はほぼ正方形の金属薄板片から成り、互いに直交する対称軸線１５ ，２０を有する、複対称的な幾何学形状を有している。この場合、第１の対称軸 線１５はアンテナ共振部材６を通って水平に延び、アンテナ共振部材を互いに鏡 像的な２つの長方形に分割している。第２の対称軸線２０はアンテナ共振部材６ を通って鉛直に延び、同様にこのアンテナ共振部材を互いに鏡像的な２つの長方 形に分割している。アンテナ共振部材６は各縁端部にコンタクト７を有している 。したがってアンテナ共振部材６の各コーナには互いに直交する２つのコンタク ト７が、ひいては全部で８つのコンタクト７が設けられている。この場合、コン タクト７はすべて、同じ方向でアンテナ共振部材６から曲げ離されている。（第 ２ｂ図のアンテナ共振部材６の側面図を参照）。 第３ａ図にはプリント配線板１の片側３０の上に固定されたアンテナ共振部材 ６が平面図で示されている。この場合、アンテナ共振部材６の１つのコーナにあ るコンタクト７は接触面２５，……２８の１つと接触する。第３ａ図には座標系 を用いて対称軸線１５，２０の方向が示されている。第１の対称軸縁１５はｘ軸 方向にかつ第２の対称軸線２０はｙ軸方向に延びている。この場合にはｚ軸はア ンテナ共振部材面に垂直であって、アンテナ共振部材面から、プリント配線板１ とは反対方向へ離れるように延びている（第３ｂ図の所属の側面図参照）。コン タクト７は接触面２５，……２８にろう付けにより導電的に接続されている。 プリント配線１とアンテナ共振部材６はアンテナを形成する。アンテナ共振部 材６はそれの複対称的な幾何学形状により、ｘ軸とｙ軸方向に共振可能で、第２ の電気的な共振回路の形成を可能にする。接触面２５，……２８は基準ポテンシ ャル面４に対する容量を形成し、ひいては両方の電気的な共振回路を閉じる。こ の結果は、互いに直交する２つの双極である。プリント配線板１の上の結合導線 ３は両方の電気的な共振回路を互いに結合する。両方の電気的な共振回路の結合 は、できるだけ大きな周波数範囲に亙って、アンテナを給電点５に適合させるこ とを達成するために必要である。両方の電気的な共振回路を連結することによっ て２回路式の連結フィルタが得られる。これによってアンテナは２つの周波数範 囲にて、給電点５に良好な適合性を持つ、好ましい特性を有するようになる。結 合導線３と接触面２５，……２８と給電点５との適当な寸法設定によって両方の 周波数範囲は給電点５における良好な適合性をもってそれぞれ１つの送信及び受 信バンドの上に配設することができる。これによってアンテナは送信運転にも受 信運転にも使用されることができる。送信及び受信バンドは例えばＧＳＭ規格(G lobal System for Mobile Communications)にしたがって分離され、両方の周波 数バンドの間には使用されない周波数範囲がある。これは他の無線系の場合にも 当嵌まる。 給電点５は、アンテナに送信運転において第２の接触面２６との容量的な結合 を介して放射しようとする送信信号を供給しかつ受信運転において第２の接触面 ２６と給電点５との間の容量的な連結を介して受取られた信号を継続処理する電 子的な回路と接続されている。 変化実施例としては、両方の電気的な共振回路に、位相を９０°ずらして給電 点５を介して放射しようとする信号を供給する可能性もある。この結果、アンテ ナの円偏波が得られる。円偏波は、アンテナが傾けられた場合に電界強度が直線 偏波の場合のようには減少しないという利点を有する。円偏波された信号をアン テナから放射するためには、この場合にも、結合導線３と接触面２５，……２８ と給電点５との適当な寸法設定が必要である。この場合には周波数範囲の幅は、 給電点５におけるそれでも良好な適合性で減じられる。さらに２つの互いに分離 された周波数範囲は実現されない。 第４図には符号１０では導電性の遮蔽体８が統合されている無線通信装置が示 されている。無線通信装置のケーシング９は電気的に絶縁する材料から形成され ている。無線通信装置１０は上方部分に端部範囲５０を有し、この端部範囲５０ に、プリント配線板１とアンテナ共振部材６とから形成されたアンテナが統合さ れている。この場合、基準ポテンシャル面４は導電的に遮蔽部８と接続されてい る。遮蔽部８の、アンテナとは反対側４５の上には聴取装置４０とマイクロホン ５５が無線通信装置１０ケーシング９に配置されている。第４図の配置によって 、送信信号の放射は主としてｚ軸線方向に行われる。この場合、ｚ軸線方向は第 ４図ではアンテナ共振部材６に対して垂直、ひいてはプリント配線板１もしくは 遮蔽部に対し垂直で、遮蔽部８から聴取装置４０とは反対方向へ遠ざかっている 。これによって主放射方向が利用者の頭部から離れる方向を向くので利用者の頭 部への入射が減少させられる。アンテナが無線通信装置１０の端部領域に統合さ れていることにより、利用者の手がアンテナ共振部材 ６の面の上にないので、同様に利用者の手への入射が減少させられる。無線通信 装置１０のケーシング１０は、なかんずくアンテナ共振部材６の範囲では送信信 号の放射もしくは無線通信信号の受信が遮蔽により妨げられないように導電性で あってはならない。 基準ポテンシャル面４に対してほぼ平行に配置されたアンテナ共振部材６は基 準ポテンシャル面４に容量的に結合されている。 アンテナ共振部材６から離されて曲げられたコンタクト７によってアンテナ共 振部材６と基準ポテンシャル面４との間にはプリント配線板と空気とから成る誘 電体が生じる。この場合、誘電体として空気を使用することは信号損失を減少さ せる。さらに該当する周波数において共振主端数に影響を及ぼす製作誤差の依存 性は空気の誘電率が均一であるので小さくなる。したがって本発明によるアンテ ナでは共振周波数の等化は必要ではなくなる。 アンテナ共振部材６が基準ポテンシャル面４から導電的に分離されていること に基づき、正方形のアンテナ共振部材６の向き合った側では送信運転ではほぼ同 じ電界強さが生じるので、例えば手で覆うことによって片側でトータル反射によ る遮蔽が行われても、他方の側を介して依然として十分な放射出力を得ることが でき、この結果、アンテナの欠落がほぼ回避されるようになる。遮蔽部８は遮蔽 ケーシングとして構成され ていることができ、電子的な回路に属する電子的な構成部分を有することができ るので、電子回路への妨害信号の入射及び電子回路からの妨害の発信は生じなく なる。 アンテナが無線通信装置に統合されていることによって無線通信装置の取扱い が著しく改善される。何故ならば外部のアンテナが必要でなくなり、アンテナに 衣類が引掛り、衣類が損傷を受け、怪我につながることがなくなるからである。 さらに記述した配置によって通常使用されていたアンテナに存在していた、利用 者の頭部への照射をもたらす無線放射特性が回避されるようになった。本発明の 無線通信装置のケーシング内に統合されたアンテナは利用者の頭部から遠ざかる 方向に放射し、ひいては利用者の身体への入射が著しく減少される。 アンテナ及び特にアンテナ共振部材６のためには、それが互いに直交する２つ の対称軸線を有する複対称的な幾何学形状を有する限り、正方形と異なる形も可 能である。 さらに空気の代りにアンテナ共振部材６と基準ポテンシャル面４との間に他の 誘電体を選択することもできる。この場合には場合によっては、不均一な誘電体 で発生する、記述した欠点を甘受しかつ共振周波数の特別な等化が必要になるこ とがある。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１１年５月１１日（１９９９．５．１１） 【補正内容】 請求の範囲 １． 電気的な基準ポテンシャル面（４）と、該基準ポテンシャル面（４）に対 しほぼ平行に配置されかつ該基準ポテンシャル面（４）に対し容量的に結合され ているアンテナ共振部材（６）とを有し、該アンテナ共振部材（６）が前記基準 ポテンシャル面（４）から導電的に分離されかつ複対称的な幾何学形状を有し、 互いに直交する２つの対称軸線（１５，２０）の方向に共振可能である形式のも のにおいて、前記アンテナ共振部材（６）を前記両対称軸線（１５，２０）で励 振させる手段（７；２５，……２８）が設けられていることを特徴とする、無線 通信装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 電気的な基準ポテンシャル面（４）と、該基準ポテンシャル面（４）に対 しほぼ平行に配置されかつ該基準ポテンシャル面（４）に容量的に結合されたア ンテナ共振部材（６）とを有する無線通信装置において、前記アンテナ共振部材 （６）が前記基準ポテンシャル面（４）から導電的に分離されかつ複対称的な幾 何学形状を有し、互いに直交する対称軸線（１５，２０）の方向で共振可能であ ることを特徴とする無線通信装置。 ２． 前記アンテナ共振部材（６）がコンタクト（７）を有し、該コンタクト（ ７）が接触面（２５，……２８）でプリント配線板（１）の第１の側（３０）に 導電的に接続されかつプリント配線板（１）の第１の側（３０）とは反対の第２ の側（３５）の上に前記基準ポテンシャル面（４）が配置され、前記接触面（２ ５，……２８）と前記基準ポテンシャル面（４）との間にそれぞれ容量的な結合 が与えられている、請求項１記載の無線通信装置。 ３． 前記コンタクト（７）がアンテナ共振部材から曲げ離されている、請求項 ２記載の無線通信装置。 ４． ２つの接触面（２５，２７）が結合導線（３）を介して導電的に結合され ている、請求項２又は３記載の無線通信装置。 ５．前記プリント配線板（１）の第２の側（３５）に給電点（５）が配置されて おり、該給電点（５）が無線通信装置（１０）の電子回路に接続されており、前 記プリント配線板１の第１の側（３０）の上の１つの給電点（５）に接触面（２ ５，……２８）の１つが向き合いかつこれに容量的に結合されている、請求項２ 又は３記載の無線通信装置。 ６． 前記基準ポテンシャル面（４）に導電的に結合された導電性の遮蔽部（８ ）が設けられており、無線通信装置（１０）の聴取装置（４０）が前記遮蔽部（ ８）の、前記アンテナ共振部材（６）とは反対側（４５）に配置されている、請 求項１から５までのいずれか１項記載の無線通信装置。 ７． アンテナ共振部材（６）が無線通信装置の一方の端部範囲（５０）に配置 されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の無線通信装置。 ８． 前記アンテナ共振部材（６）が正方形の金属面を形成している、請求項１ から７までのいずれか１項記載の無線通信装置。 ９． 無線通信装置（１０）のケーシング（９）がアンテナ共振部材（６）の範 囲において、電気的に絶縁する材料から形成されている、請求項１から８までの いずれか１項記載の無線通信装置。