JP2002529998A - 移動端末用ダイポール・アンテナ構成 - Google Patents

移動端末用ダイポール・アンテナ構成

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JP2002529998A JP2000581712A JP2000581712A JP2002529998A JP 2002529998 A JP2002529998 A JP 2002529998A JP 2000581712 A JP2000581712 A JP 2000581712A JP 2000581712 A JP2000581712 A JP 2000581712A JP 2002529998 A JP2002529998 A JP 2002529998A
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、外部装着アンテナと同程度の性能を備えた移動端末用内部アンテナを提供する。このアンテナはループ型のダイポール構成で、アンテナの共振素子が端末ハウジング内に一体化されるか、またはその内面または外面上に配置される。ループ型の共振素子は貴重な物理的な空間を大きく侵害することなしに電話機の他の構成要素の周りに配置される。例えばこのループ素子は、キーパッドの周り、ディスプレイの周り、ハウジングのいずれかの部分または輪郭の周りに配置され得る。好ましくは、このアンテナは、２つの長方形のループ・ダイポール素子を有する両側半波アンテナである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （発明の背景） 本発明は、アナログおよびディジタル・ベースのセルラ通信システムに使用す
る移動端末に関し、特に、そのために改良されたアンテナ構成に関する。明瞭の
ために、本明細書はそうした移動端末が、パーソナル通信アシスタント、ページ
ャ、ヘッドセット、無線モデム、アナログおよびディジタルのセルラ電話機など
、地上または衛星の基地局を介して移動通信端末がかなり多数の電話システムと
通信する無線通信システム内で動作するように構成された無線通信装置を含むも
のと仮定する。
【０００２】 移動端末、とくに移動電話とヘッドセットはますます小さくなりつつある。こ
れらの端末は、無線通信のための放射素子またはアンテナを必要とする。通常、
そうした端末のアンテナは端末のハウジングに取り付けられて、そこから外側に
伸張する。これらのアンテナは典型的にハウジングへ引込み可能に装着され、こ
れにより端末が使用されていないときはアンテナがハウジングから伸張していな
いようにされる。これらの端末の絶えざる小型化と共に、現在使用される外部ア
ンテナがますます突出して見苦しくなり、大部分のユーザは作動のたびにアンテ
ナを端末ハウジングから引き出すのが望ましくないことを発見している。その上
これらのアンテナはしばしば製造、出荷、および使用中に損傷と破損にさらされ
る。この外部アンテナはまた再充電クレードル、ダウンロード取付台、および他
の同時作動の付属品と相容れない。
【０００３】 こうして既存の移動端末用の外側に伸びる外部アンテナをシングルおよびデュ
アル・モードの両方の動作のために同程度の性能を提供する内部アンテナに置き
換えることは有益なことである。内部アンテナは一般に、端末の電子装置および
アナログおよびディジタルの接地面により影響されることなく全方向の性能を必
要とする。
【０００４】 （発明の要約） 本発明は、外部装着のアンテナと同程度の性能を提供する移動端末用内部アン
テナを提供する。このアンテナはループになったダイポール構成を有し、アンテ
ナの共振素子は、端末のハウジングに一体化されているか、またはその内面また
は外面に配置されている。ループ型の共振素子は、貴重な物理的空間を大きく侵
害することなく電話機の他の構成要素の周りに配置され得る。たとえばループ素
子はキーパットの周り、ディスプレイの周り、ハウジングの任意の部分または輪
郭、およびハウジングの主要部に蝶番で連結されたフリップ部に配置され得る。
好ましくはアンテナは二つの長方形ループ・ダイポール素子を有する両側の半波
アンテナである。
【０００５】 したがって、本発明は突出したアンテナを有する移動端末に関し、このアンテ
ナは無線通信を容易にする通信電子装置、通信電子装置を閉囲するハウジング、
二つの共振ループ素子を有するダイポール・アンテナと、ループ素子を通信電子
装置へ結合するアンテナ・フィールドを含む。各共振ループ素子はハウジングに
一体化されてその一部分へ事実上全ての点で結合されていて、アンテナはハウジ
ングから外側へ実質的に伸張しない。好ましくはアンテナはハウジングの厚みの
中に埋め込まれて、ハウジングの内面に取りつけられるか、またはハウジングの
内面に取りつけられる。
【０００６】 その上追加の導電素子がハウジングに沿って配置されて良く、これにより同調
トレースを提供すると共に、第１アンテナと異なった周波数での動作のために構
成される追加のダイポール・アンテナを供給する。端末は一体ハウジングまたは
フリップ型ハウジングで良く、アンテナ・ループ素子の一つはフリップ部に配置
され他の部分がハウジングの主体内に配置される。本発明のこれらおよび他の面
は、好ましい実施例の以下の説明を図面を考慮しながら読んだ後には当業者に一
層あきらかになるであろう。
【０００７】 （好ましい実施例の詳細な説明） 下記の説明において同じ参照文字はいくつかの図面を通じて同じまたは対応す
る部品を指示する。理解すべきは、図示は本発明の好ましい実施例を説明するた
めのものであって、本発明をそれに限定するためのものではない。
【０００８】 図１を参照すると、種々のオプションの構成要素を有する移動端末１０の全体
的な略図が示されている。全体として、端末１０は制御システム１２を含み、制
御システム１２はディスプレイ１４、キーパッド１６、１７、補助入出力装置１
８、またはプリンタ２０の一つまたはそれ以上と結合している。上記のようにこ
れらの構成要素の各々はオプションであって、移動端末の種々のアプリケーショ
ンにおいてそれらの種々のものまたは組合せが存在する。たとえば電話機の構成
は一般にディスプレイ１４と一つまたはそれ以上のキーパッド１６を含む。補助
入出力装置１８、印刷機能および他の望ましい機能はオプションである。
【０００９】 制御システム１２は、さらに無線通信電子装置２２と結合し、無線通信電子装
置２２は必ず受信機と送信機を備え、（ある種のページァ・アプリケーションに
おいては例外である）これにより直接または基地局を通じて他の端末または電話
システムと無線通信を供給する。電話の実施例において無線通信電子装置は、可
聴音声信号を受信するためのマイクロフォン２４およびユーザへ可聴信号を音響
的に再生するためのスピーカに結合されている。
【００１０】 無線通信電子装置２２は、二つのループ型の共振アンテナ素子を有する一つま
たはそれ以上のダイポール・アンテナ３０に結合されている。第１アンテナ素子
は無線周波数信号伝送パス３８へ結合されRFループ３４として示され、接地パス
４０と結合された素子は接地ループ３６として示されている。各ループ素子３４
、３６はアンテナ・フィード３２を介して、それぞれ伝送パス３８または接地４
０へ電気的に結合されている。
【００１１】 図２を参照すると、ハウジング４２の正面に沿って描かれた一体のダイポール
・アンテナを有する移動端末の電話機本体が示されている。この正面にはキーパ
ッド１６とキーボード１４が含まれ、ＲＦループ３４がキーパッド１６を取囲み
、接地ループ３６が上部キーパッド１７とディスプレイ１４を取囲む。好ましく
は、前記ＲＦと接地ループ３４、３６が半波ダイポール・アンテナを供給するよ
うに構成される。ＲＦと接地ループ３４、３６を形成する素子はハウジング４２
の外面または内面に配置されるか、またはハウジングの外面と内面の間でハウジ
ング壁の中に一体的に塑造される。アンテナ素子のループ構成は、端末の電子装
置を構成する印刷回路板の接地面付近でのアンテナの性能を増強する。
【００１２】 アンテナの配置は、移動端末の正面に加えて、図３に示す背面を含む移動端末
の実質上あらゆる表面が使用可能である。更に、ＲＦループ４４と接地ループ４
６を有する追加アンテナを端末ハウジング４２に配置し得る。この追加アンテナ
は、同一アンテナ・フィードまたは別のアンテナ・フィード３２を使用し得る。
この追加アンテナのＲＦループ４４と接地ループ４６は、第１アンテナが構成さ
れた動作周波数と異なる動作周波数における半波ダイポール・アンテナを供給す
るために好ましい大きさに作られる。それとして、あらゆる端末を多重帯域性能
のために構成できる。特に、基本的なダイポール・アンテナ構成を維持しながら
、あらゆる追加アンテナと関連のループ素子を端末ハウジング４２のあらゆる部
分に沿って配置できる。例えば、図３に示すように、アンテナを実質的に同心状
に整列したり、または１つのアンテナを１つの面に沿って配置する一方で、他の
アンテナを隣接面または対向面に配置することができる。
【００１３】 更に、多重帯域構成におけるアンテナのループ素子は、アンテナ素子の部分を
共用することができるし、また互いに完全に排他的に構成することもできる。
【００１４】 図４において、導電同調素子５０が同調と多重帯域動作のために戦略的に配置
されている。これらの追加素子はＲＦループ３４または接地ループ３６の１つま
たはそれ以上の点に電気的に結合されて良く、またはそれらから電気的に絶縁さ
れて良い。これらの同調素子５０はアンテナ・ループの形状または位置、または
アンテナ性能への移動端末の構成要素の影響を補償するために使用され得る。
【００１５】 本発明の一体化されたダイポール・アンテナは、フリップ・タイプ（ｆｌｉｐ
ｔｙｐｅ）の移動端末に特に有用である。図５に示すように、フリップ・タイ
プの電話機の実施例は、本体５２と本体５２に蝶番式に動き得るように接続され
たフリップ部５４を有するハウジング４２を含む。ＲＦループ３４は本体５２に
装備され、一方接地ループ３６はフリップ部５４に装備されている。収容位置に
おいては本体５２とフリップ５４が互いに対して折り畳まれ（図示なし）、アン
テナは劣化した性能の４分の１波長ループとして動作する。フリップが解放のと
き、ループ・ダイポール・アンテナはアクティブである。図６は、図５のフリッ
プ・タイプの代りの実施例を示し、ここでダイポール・アンテナを形成するＲＦ
ループ３４と接地ループ３６はハウジング４２の背面に配置される。図５と図６
に示されるフリップ・タイプの電話機は、典型的に上部装着フリップ設計（ｔｏ
ｐ−ｍｏｕｎｔｅｄ ｆｌｉｐ ｄｅｓｉｇｎ）と呼ばれる。
【００１６】 図７、図８、図９は、底部装着フリップ・タイプ電話機を示す。ここでも、１
つのアンテナ・ループが本体５２に配置され、もう１つのアンテナ・ループがハ
ウジング４２のフリップ部５４に配置されている。特に、ＲＦループ３４または
接地ループ３６は本体５２またはフリップ部５４のいずれかに配置され得る。他
の実施例においてと同様に、ＲＦループ３４と接地ループ３６は、ハウジング４
２の正面（図７と図８）、背面（図９）、またはいずれか他の部分に沿って配置
され得る。ここでも、ＲＦループ３４または接地ループ３６のいずれかを有する
フリップ部５４が解放のときに、完全な半波ダイポール・アンテナの性能が達成
される。本体５２に対してフリップ部５４が閉鎖されているときは、劣化した４
分の１波長の性能が与えられる。特に、４分の１波長アンテナの性能は、少なく
とも地域基地局から基本制御信号を受信するような通信の開始のためには充分で
ある。
【００１７】 図１０はハウジング４２の断面を描き、アンテナ・ループの導電素子または同
調素子がハウジングに沿って配置され得る種々の位置を示す。素子はいずれもハ
ウジング４２の内面上（６０）、ハウジング４２の内部（６２）、またはハウジ
ング４２の外面上（６４）に配置され得る。ハウジングに沿った配置にもかかわ
らず、トレース（ｔｒａｃｅ）はハウジングに沿って、またそれに装着されたい
ずれかの構成要素のどこへでも移動することができる。更に、図１１に示すよう
に、同調素子５０を含むいずれかのアンテナ素子は、多様な形状を取り得て、ハ
ウジング４２の多様な輪郭、エッジ、形状に従う。図１１の実施例は長くした長
方形のハウジングに従うＲＦループ３４と接地ループ３６の例示である。ループ
素子と同調素子は図においては直線的に描かれているが、ハウジングの形状、ハ
ウジング上の構成要素の配置を収容して、望ましい性能を供給するために、これ
らの素子はあらゆる多様な曲線になり得る。アンテナ・ループは実質的に長方形
であるのが望ましいが、対称および非対称の楕円と円形のあらゆる構造を取り得
る。
【００１８】 追加のループ素子６６を使用して、ＲＦループ３４と接地ループ３６を電気的
に結合して同調ループを生成して、望ましい周波数にアンテナを同調すると共に
、多重バンド性能のために多重周波数で信号を受信するのに充分な受信特性を装
備することができる。同調ループ素子６６は、追加の同調のため、種々の点で接
地ループ３４とＲＦループ３６に結合できる。図１３に示すように、追加のルー
プ素子６６は更なる同調とインピーダンス整合のために装備され得る。
【００１９】 アンテナ・ループを形成するいずれかの導電素子またはいずれかの同調素子は
、端末ハウジング上へ写真蝕刻、製版、またはシルク・スクリーンされ得る。代
りに、そうした素子は、ハウジング内に塑造またはエンボスされる導線またはト
レースであり得る。ループ素子と同調素子は種々の同調効果を有する対称形また
は非対称形であり得る。これらの素子の各々は、いずれかの導体素子の直接の接
触を防止するのに充分な誘電層を含む。更に、いずれかのループが関連されまた
は取囲む諸構成要素は、更に同調に影響するように変化し得る誘電体を含み得る
。例えば、キーパッドの誘電体は、それに近接したアンテナ・ループの同調に影
響するように修正され得る。
【００２０】 当業者は本明細書に開示された諸命題の変形を認識するであろう。そうした諸
命題は、開示と前述の特許請求の範囲内で考慮される。また、接地面に近接した
高性能の受信と送信を供給するための端末ハウジングへまたは内のループ状のダ
イポールアンテナを一体化することに関する当業者に明白な変更は、本発明の範
囲内にあると考慮される。前述の説明を読めば、一定の諸修正と諸改良が当業者
に想起されよう。そうした修正と改良は簡潔さと可読性のために省略されている
が、前記特許請求の範囲内に適正にあることを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 オプションの端末機能を含む移動端末電子装置のブロック図である。
【図２】 本発明により構築されたアンテナを有する移動端末の電話機の実施例の正面図
である。
【図３】 本発明により構築された２重周波数のために２つのダイポール・アンテナを有
する移動端末である。
【図４】 本発明によるダイポール・アンテナの素子に結合および／または接続された追
加のアンテナ素子を有する移動端末である。
【図５】 ダイポール・アンテナが電話機ハウジングの正面に沿って装着された上部装着
フリップ・タイプ移動電話機の正面図である。
【図６】 ダイポール・アンテナが電話機ハウジングの背面に沿って装着された上部装着
フリップ・タイプ移動電話機の背面図である。
【図７】 電話機ハウジングの正面に沿って装着されたアンテナ素子を有する解放構成で
示された底部装着フリップ・タイプ移動電話機の正面図である。
【図８】 電話機ハウジングの正面に沿って装着されたアンテナ素子を有する閉鎖構成で
示された底部装着フリップ・タイプ移動電話機の正面図である。
【図９】 電話機ハウジングの背面に沿って装着されたアンテナ素子を有する解放構成で
示された底部装着フリップ・タイプ移動電話機の背面図である。
【図１０】 本発明により提供される種々の装着位置を図示する移動端末ハウジングの断面
図である。
【図１１】 ダイポール・アンテナの複数のループ素子が本発明による端末ハウジングの複
数の側面に一致する移動端末ハウジングの透視図である。
【図１２】 本発明による１つの追加の同調ループを有するループ・ダイポール・アンテナ
の略図である。
【図１３】 本発明による複数の追加の同調ループを有するループ・ダイポール・アンテナ
の略図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 5J047 AA07 AA12 AB07 AB11 FC02 FC06 5K023 AA07 BB03 BB06 DD08 LL01 LL05 LL06 RR01 RR05 5K027 AA11 BB03 BB14 MM00

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ａ． 無線通信に使われる通信電子装置と、 ｂ． 前記通信電子装置を閉囲するハウジングと、 ｃ． ２つの共振ループ素子および前記ループ素子を前記通信電子装置へ結合
    するアンテナ・フィードを有し、前記各共振ループ素子は前記ハウジングに一体
    化された、１つのダイポール・アンテナと、 を含む移動無線通信装置。
  2. 【請求項２】 前記共振ループ素子が互いに隣接して前記ハウジングに沿っ
    て配置され、両側ループ・ダイポール・アンテナ構成とした請求項１記載の移動
    端末。
  3. 【請求項３】 前記ハウジングは本体と前記本体に枢軸的に（ｐｉｖｏｔａ
    ｌｌｙ）結合されたフリップ部とを含み、前記フリップ部は前記本体の外へ向か
    って延在する第１位置から前記本体に対向する第２位置へ移動可能であり、前記
    ループ素子は前記ハウジングに一体化され、これにより、前記フリップ部が前記
    第１位置にあるときに両側ループ・ダイポールアンテナ構成が形成される、請求
    項１記載の移動端末。
  4. 【請求項４】 前記ループ素子が実質的に直線で囲まれた形状（ｒｅｃｔｉ
    ｌｉｎｅａｒ）である、請求項１記載の移動端末。
  5. 【請求項５】 前記ハウジングがユーザ・インターフェイスを含み、１つの
    前記ループ素子が前記ユーザ・インターフェイスの少なくとも一部分を取巻く、
    請求項１記載の移動端末。
  6. 【請求項６】 前記ユーザインターフェイスはキーパッドを含み、前記ルー
    プ素子の１つが前記キーパッドの周りに延在する請求項５記載の移動端末。
  7. 【請求項７】 前記ユーザインターフェイスはディスプレイを含み、前記ル
    ープ素子の１つが前記ディスプレイの周りに延在する請求項５記載の移動端末。
  8. 【請求項８】 前記ハウジングは正面を含み、前記ループ素子の両方が前記
    ハウジングの前記正面に沿って配置された請求項２記載の移動端末。
  9. 【請求項９】 前記ハウジングは背面を含み、前記ループ素子の両方が前記
    ハウジングの前記背面に沿って配置された請求項２記載の移動端末。
  10. 【請求項１０】 前記ループ素子の１つが前記ハウジングの正面に沿って配
    置され、前記ループ素子の他方が前記ハウジングの背面に沿って配置された請求
    項２記載の移動端末。
  11. 【請求項１１】 前記ハウジングは主体と前記本体に枢軸的に連結されたフ
    リップ部を含み、前記ループ素子の１つは前記本体に配置され、前記ループ部の
    他方は前記フリップ部に配置された請求項３記載の移動端末。
  12. 【請求項１２】 前記ループ素子が前記ハウジングの外面に一致する請求項
    １記載の移動端末。
  13. 【請求項１３】 前記ループ素子が前記ハウジングの内面に一致する請求項
    １記載の移動端末。
  14. 【請求項１４】 前記ループ素子は、前記ハウジングの一部を形成する壁の
    なかに封入された請求項１記載の移動端末。
  15. 【請求項１５】 前記ループ素子は、前記ハウジング内に塑造された請求項
    １４記載の移動端末。
  16. 【請求項１６】 前記ループ素子が実質的に対称である請求項１記載の移動
    端末。
  17. 【請求項１７】 前記ループ素子が実質的に非対称である請求項１記載の移
    動端末。
  18. 【請求項１８】 アンテナ同調をもたらすために前記ループ素子の少なくと
    も１つへ、追加のアンテナ素子が結合される請求項１記載の移動端末。
  19. 【請求項１９】 アンテナ同調をもたらすために前記ループ素子の少なくと
    も１つへ、追加のアンテナ素子が結合される請求項１８記載の移動端末。
  20. 【請求項２０】 前記ループ素子は実質的に直線で囲まれた形状（ｒｅｃｔ
    ｉｌｉｎｅａｒ）であって、前記追加のアンテナ素子はアンテナ同調をもたらす
    同調ループを供給する請求項１８記載の移動端末。
  21. 【請求項２１】 ２つの共振ループ素子を有する第２ダイポール・アンテナ
    と、前記第２ダイポール・アンテナの前記ループ素子を前記通信電子装置へ結合
    するアンテナ・フィードを更に含み、前記各共振ループ素子は前記ハウジングに
    一体化され、前記第１および第２のダイポール・アンテナは異なった周波数で動
    作するように構成された請求項１記載の移動端末。
  22. 【請求項２２】 前記第１および第２のダイポール・アンテナが同心状に配
    置された請求項２１記載の移動端末。
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