JP2004007243A - 携帯無線通信装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】電波に対して障害物が位置する方向にアンテナが指向性をできるだけ持たないようにしてアンテナ特性の劣化を防止し、より高い通信性能を維持できる携帯無線通信装置を提供する。
【解決手段】導電性基体１１上のアンテナ給電点１２にアンテナ１３を接続し、導電性基体１１の第１の面上にアンテナ給電点１２から第１の面１１ａに平行な第１の方向を見た第１のインピーダンスを高くするように構成された高インピーダンス化素子１４を配置し、導電性基体１１の第２の面１１ｂ上にアンテナ給電点１２から第１の方向と異なる第２の方向を見た第２のインピーダンスを第１のインピーダンスより低くするように構成された低インピーダンス化素子１５を配置する。
【選択図】 図１
【解決手段】導電性基体１１上のアンテナ給電点１２にアンテナ１３を接続し、導電性基体１１の第１の面上にアンテナ給電点１２から第１の面１１ａに平行な第１の方向を見た第１のインピーダンスを高くするように構成された高インピーダンス化素子１４を配置し、導電性基体１１の第２の面１１ｂ上にアンテナ給電点１２から第１の方向と異なる第２の方向を見た第２のインピーダンスを第１のインピーダンスより低くするように構成された低インピーダンス化素子１５を配置する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯情報端末や携帯電話機などの、アンテナを有する携帯無線通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯情報端末（ＰＤＡ）や携帯電話機などの携帯無線通信装置は、一般的に非金属で作られた外装ケースの内部に導電性基体が設けられ、この導電性基体を用いて無線機回路が実装されている。ここで、導電性基体とは絶縁基板上に導体配線及びグランド導体を印刷して作られた回路基板、あるいは該回路基板を内部に収納する金属製のシールドケースである。シールドケースを用いない場合は、回路基板は外装ケースの内部に直接保持される。さらに、携帯無線通信装置には無線機回路とは別に操作部、表示装置、スピーカ及びマイクロフォン等も備えられる。
【０００３】
無線機回路の高周波入出力端は、導電性基体上に配置されたアンテナ給電点を介してアンテナに接続される。このような構造においては、回路基板のグランド導体またはシールドケースである導電性基体にも、アンテナ給電点を介して高周波電流が流れ込み、その結果としてアンテナのみではなく装置全体がアンテナとして動作する。
【０００４】
この種の携帯無線通信装置においては、使用者が頭部を外装ケースの表面に振動面が配置されたスピーカ及びマイクロフォンに近づけた状態で通話を行う。このとき携帯無線通信装置から放射された電波は、アンテナにより空間中に放射されて基地局で受信され、基地局から放射された電波は、アンテナにより受信される。送信時に携帯無線通信装置から放射される電波のうち、人体頭部の方向に向かう電波は、頭部により遮蔽あるいは減衰されるため、この方向の電波は通信への寄与が少なく、結果的にアンテナ特性が劣化し、それに伴い通信性能が低下する。
【０００５】
特開２００１−３０８６２２には、アンテナ給電点のインピーダンスを無限大に近づけることにより、接地導体やシールドケースなどの導電性基体上への漏洩電流を抑制するアンテナ装置が開示されている。具体的には、アンテナ給電点の近傍に一端を配置し、他端を接地導体に短絡させたλ／４（λは使用周波数における波長）の長さの導電性平板を高インピーダンス化素子として用いることにより、アンテナ給電点のインピーダンスを無限大に近づけている。無線機回路で発生される高周波信号によりアンテナ給電点を介してアンテナが励振されるとき、アンテナ給電点が高インピーダンスであるために、アンテナからアンテナ給電点を介しての導電性基体上への漏洩電流が発生しにくくなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特開２００１−３０８６２２に記載された携帯無線通信装置用のアンテナ装置においては、アンテナ給電点のインピーダンスが非常に高くなるため、アンテナとアンテナ給電点とのインピーダンス整合が悪くなる。この結果、アンテナ上の電流が小さくなり、電波が放射されにくくなる。このときアンテナから放射されない電波は、高インピーダンス化のための導電性平板に向かい、アンテナ給電点からλ／４の位置の短絡端に集中する。この導電性平板上に流れる漏洩電流の振幅は、アンテナ上の電流振幅よりも極端に大きくなる。
【０００７】
このように携帯無線通信装置のスピーカ側への漏洩電流を抑制することができないため、高インピーダンス化のための導電性平板がない場合と同様に、スピーカの方向にもアンテナが指向性を持つようになる。従って、人体頭部によるアンテナ特性の劣化を十分に防止することができず、良好な通信性能を維持することが難しいという問題がある。
【０００８】
本発明は、電波に対して人体頭部のような障害物が位置する方向にアンテナが指向性をできるだけ持たないようにしてアンテナ特性の劣化を防止し、より高い通信性能を維持できる携帯無線通信装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明に係る携帯無線通信装置は、少なくとも第１及び第２の面とアンテナ給電点を有する導電性基体と、アンテナ給電点に接続されたアンテナと、導電性基体の第１の面上に配置され、アンテナ給電点から該第１の面に平行な第１の方向を見た第１のインピーダンスを高くするように構成された少なくとも一つの高インピーダンス化素子と、導電性基体の第２の面上に配置され、アンテナ給電点から第１の方向と異なる第２の方向を見た第２のインピーダンスを第１のインピーダンスより低くするように構成された少なくとも一つの低インピーダンス化素子とを具備する。
【００１０】
本発明に係る他の携帯無線通信装置は、携帯無線通信装置の動作周波数における波長をλとして、０．０５５λ以上の長さを持つ第１の開放端縁と該第１の開放端縁上またはその近傍に配置されたアンテナ給電点を有する少なくとも一つの第１の導電性平板と、アンテナ給電点に接続されたアンテナと、第１の導電性平板とほぼ平行に配置され、第２の開放端縁を有し、かつ該第２の開放端縁からほぼλ／４の距離離れた位置で第１の導電性平板と短絡された少なくとも一つの第２の導電性平板とを具備する。この場合は、第１及び第２の導電性平板がアンテナ給電点から第１及び第２の導電性平板に平行な第１の方向を見た第１のインピーダンスを高くする高インピーダンス化素子を形成し、第１の開放端縁がアンテナ給電点から第１の方向と異なる方向を見た第２のインピーダンスを第１のインピーダンスより低くする低インピーダンス化素子を形成する。
【００１１】
このようにアンテナ給電点から第１の方向を見たインピーダンスを高インピーダンス化素子により高インピーダンス化すると共に、これと異なる第２の方向を見たインピーダンスを低インピーダンス化素子により低インピーダンス化することによって、アンテナとアンテナ給電点とのインピーダンス整合が良好となることにより、障害物側への漏洩電流を抑制して障害物の方向にアンテナが指向性をあまり持たないようにして、障害物によるアンテナ特性の劣化を防止することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
（第１の実施形態）
図１に、本発明の第１の実施形態に係る携帯無線通信装置の基本構成を示す。非金属（例えばプラスチック）によって作られた外装ケース１０の内部に、導電性基体１１が配置されると共に、無線通信を行うための図示しない無線機回路が導電性基体１１を利用して実装されている。導電性基体１１の所定位置、例えば導電性基体１１の長手方向の一端部に給電点１２が配置され、この給電点１２にアンテナ１３が接続されている。アンテナ１３は、ここでは例えばロッドアンテナのような線状素子が用いられているが、その形式は特に限定されない。
【００１３】
導電性基体１１は、例えば図２（ａ）に示すような回路基板２０あるいは図２（ｂ）に示すようなシールドケース２３に相当する。回路基板２０は図２（ａ）に示されるように、裏面に接地導体層２２を被着した絶縁体基板２１の表面上に導体配線を形成し、かつ回路素子を実装することにより無線機回路を構成する。図２（ｂ）の例では、図２（ａ）に示した回路基板２０が金属製のシールドケース２３内に配置されている。
【００１４】
このような導電性基体１１に近接して、高インピーダンス化素子１４及び低インピーダンス化素子１５が配置されている。この例では、高インピーダンス化素子１４は導電性基体１１の第１の面１１ａ側に配置され、低インピーダンス化素子１５は導電性基体１１の第１の面１１ａと反対側の第２の面１１ｂ側に配置されている。ここで、第１の面１１ａは携帯無線通信装置の使用時に電波に対して障害物が位置する側の面であり、第２の面１１ｂは第１の面１１ａに対してほぼ平行な面である。
【００１５】
携帯電話機の場合を例にとり、携帯無線通信装置の動作の概要を説明する。まず、送信時には図示しない送話器を介して入力された利用者の音声が制御回路を介して無線機回路に供給され、所定周波数の高周波信号に変調及び電力増幅された後、アンテナ給電点１２を介してアンテナ１３に供給され、アンテナ１３が励振されることによって電波が放射される。一方、受信時にはアンテナ１３により受信された電波がアンテナ１３から受信信号として取り出され、給電点１２を介して無線機回路に入力される。無線機回路では受信信号が増幅され、中間周波数に変換された後、制御回路に供給され、受話器から音声として出力される。
【００１６】
ここで、送信時においては導電性基体１０の人体頭部のような障害物が位置する側に面した第１の面１１ａ上に配置されている高インピーダンス化素子１４により、アンテナ給電点１２付近が第１の面１１ａの方向（図中、矢印Ａで示す方向）に対して例えば無限大に近づく程度まで高インピーダンス化される。これによってアンテナ１３からの漏洩電流は、導電性基体１０の障害物側に発生しにくくなる。
【００１７】
一方、導電性基体１０の障害物と反対側に面した第２の面１１ｂ側には、アンテナ給電点１２から図中、矢印Ｂの方向に見たインピーダンスが低くなるように構成された低インピーダンス化素子１５が配置されている。従って、アンテナ給電点１２から矢印Ａの方向を見たインピーダンスが高インピーダンス化素子１４の影響で無限大に近づいても、低インピーダンス化素子１５によって無線機回路に接続されている図示しない給電線（通常は、インピーダンス５０Ω前後）とアンテナ１３とのインピーダンス整合が向上する結果、アンテナ１３上に電流が流れやすくなる。
【００１８】
前述したように、従来の技術ではアンテナとアンテナ給電点とのインピーダンス整合が悪く、アンテナ上の電流が小さくなって電波が放射されにくいため、アンテナから放射されない電波が高インピーダンス化のための導電性平板に向かってしまい、障害物側への漏洩電流を抑制することができない。このため障害物の方向にもアンテナが指向性を持つことにより、障害物によるアンテナ特性の劣化を十分に防止することができないという問題があった。
【００１９】
これに対して、本実施形態の携帯無線通信装置では障害物側への漏洩電流が抑制され、アンテナ１３上の電流がより大きくなって電波が放射されやすくなるため、障害物によるアンテナ特性の劣化が防止され、良好な通信性能を維持することが可能となる。
【００２０】
さらに、携帯無線通信装置の仕様によっては、アンテナ特性の劣化が少なくなることにより電力増幅器の出力を抑制でき、携帯機器で重要な電池寿命を長くすることもできる。
【００２１】
（第２の実施形態）
図３には、図１に示した第１の実施形態の構成を具体化した本発明の第２の実施形態に係る携帯無線通信装置を示す。本実施形態においては、図１における高インピーダンス化素子１４及び低インピーダンス化素子１５は、線状の第１の導体素子３１及び第２の導体素子３２によってそれぞれ構成される。
【００２２】
携帯無線通信装置の使用周波数における波長をλとすると、第１の導体素子３１の一端はアンテナ給電点１２からほぼλ／４離れた位置で導電性基体１１に電気的に接続、すなわち短絡された短絡端３１ａとなっており、他端はアンテナ給電点１２の近傍に配置された開放端３１ｂとなっている。一方、第２の導体素子３２の一端はアンテナ給電点１２の近傍に配置された短絡端３２ａとなっており、他端はアンテナ給電点１２からほぼλ／４の距離に位置する開放端３２ｂとなっている。
【００２３】
このような構成により、図１に示した矢印Ａの方向に対しては第１の導体素子３１により例えば無限大に近づく程度まで高インピーダンスされ、矢印Ｂの方向に対しては第２の導体素子３２により十分に低インピーダンス化される。
【００２４】
さらに、本実施形態では導電性基体１１の第１の導体素子３１が配置された側の第１の面（図３中の上面）上に、スピーカ３３が配置されている。ここで、人体頭部が障害物と想定される場合、スピーカ３３側に配置された第１の導体素子３１によりアンテナ給電点１２の付近が高インピーダンス化されることにより、アンテナ１３からの漏洩電流は導電性基体１１のスピーカ３３側に発生しにくくなる。一方、スピーカ３３と反対側の第２の面（図３中の下面）においては、第２の導体素子３２によってアンテナ給電点１２から見たインピーダンスはより低くなる。
【００２５】
従って、アンテナ給電点１２から図１の矢印Ａ方向を見たインピーダンスが第１の導体素子３１の影響で無限大に近づいても、第２の導体素子３２によって無線機回路に接続されている図示しない給電線とアンテナ１３とのインピーダンス整合が向上し、アンテナ１３上により電流が流れて電波が放射されやすくなるため、人体頭部によるアンテナ特性の劣化が防止される。
【００２６】
このように本実施形態によれば、特に携帯電話機のようなスピーカ３３を有する携帯無線通信装置において、通話・通信時にスピーカ３３側の漏洩電流を抑制して人体頭部の方向にはアンテナ指向性を向けず、これと反対側の方向にアンテナ指向性を向けることにより、人体頭部によるアンテナ特性の劣化を防止し、より高い通信性能を維持することができる。
【００２７】
（第３の実施形態）
図５に、図１に示した第１の実施形態の構成を具体化した本発明の第３の実施形態に係る携帯無線通信装置を示す。本実施形態は、携帯無線通信装置がＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ ＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉｓｔａｎｔ）のような携帯情報端末の場合に適している。本実施形態に係る携帯無線通信装置の基本構成は第２の実施形態と同様であり、高インピーダンス化素子として第１の導体素子３１、低インピーダンス化素子として第２の導体素子３２を用いている。
【００２８】
携帯情報端末は、一般に机上、使用者の膝の上あるいは掌（手のひら）の上に置かれて使用される。そこで、本実施形態では机、膝あるいは掌を電波に対する障害物と想定し、図５に示すように導電性基体１１の第２の導体素子３２が配置された側の第２の面（図４中の上面）に、画像表示装置の表示面３４を配置している。
【００２９】
このようにすると、画像表示装置の表示面３４と反対側に配置された第１の導体素子３１によりアンテナ給電点１２の付近が高インピーダンス化されることによって、アンテナ１３からの漏洩電流は導電性基体１１の机、膝あるいは掌などの障害物側に発生しにくくなる。一方、机、膝あるいは掌などの障害物が位置する側と反対側の第２の面（図４中の上面）においては、第２の導体素子３２によってアンテナ給電点１２から見たインピーダンスはより低くなる。
【００３０】
従って、アンテナ給電点１２から図１の矢印Ａ方向を見たインピーダンスが第１の導体素子３１の影響で無限大に近づいても、第２の導体素子３２によって無線機回路に接続されている図示しない給電線とアンテナ１３とのインピーダンス整合が向上し、アンテナ１３上により電流が流れて電波が放射されやすくなるため、机、膝あるいは掌などの障害物によるアンテナ特性の劣化が防止される。
【００３１】
このように本実施形態によれば、特に携帯情報端末のような画像表示装置を有する携帯無線通信装置において、データ通信時に画像表示装置の表示面３４と反対側の漏洩電流を抑制して、机、膝、あるいは掌の方向にアンテナ指向性を向けず、表示面３４の方向にアンテナ指向性を向けることにより、机、膝、あるいは掌等によるアンテナ特性の劣化を防止し、より高い通信性能を維持することが可能となる。
【００３２】
（第４の実施形態）
図５（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）に、本発明の第４の実施形態として図１に示した高インピーダンス化素子あるいは低インピーダンス化素子を種々変形した実施形態に係る携帯無線通信装置を示す。
【００３３】
図５（ａ）は、高インピーダンス化素子及び低インピーダンス化素子として、いずれも導電性平板４０の長手方向に延びた板状の第１及び第２の導体素子４１，４２をそれぞれ用いた例である。第１の導体素子４１は、一端がアンテナ給電点１２からほぼλ／４離れた位置で導電性平板４０に短絡され、他端がアンテナ給電点１２の近傍で開放されている。一方、第２の導体素子４２は一端がアンテナ給電点１２の近傍で導電性平板４０に短絡され、他端はアンテナ給電点１２からほぼλ／４の距離の位置で開放されている。
【００３４】
図５（ｂ）は、高インピーダンス化素子として図５（ａ）と同様の板状の第１の導体素子４１を用い、低インピーダンス化素子として導電性平板４０の長手方向に延びた線状の第２の導体素子４３を用いた例である。第２の導体素子４３は、一端がアンテナ給電点１２の近傍で導電性平板４０に短絡され、他端はアンテナ給電点１２からほぼλ／４の距離の位置で開放されている。
【００３５】
図５（ｃ）は、高インピーダンス化素子として図５（ａ）と同様の板状の第１の導体素子４１を用い、低インピーダンス化素子として導電性平板４０の短手方向に延びた線状の第２の導体素子４４を用いた例であり、その一端はアンテナ給電点１２の近傍で導電性平板４０に短絡され、他端はアンテナ給電点１２からほぼλ／４の距離の位置で開放されている。
【００３６】
図５（ｄ）は、線状の第２の導体素子４５の形状、特にアンテナ給電点１２の近傍の折り曲げ部の形状が異なる以外は、基本的に図５（ｂ）と同様である。
【００３７】
図５（ｅ）は、高インピーダンス化素子及び低インピーダンス化素子として、いずれも導電性平板４０の長手方向に延びた線状の第１及び第２の導体素子４６，４３をそれぞれ用いた例である。第１の導体素子４６の一端はアンテナ給電点１２からほぼλ／４離れた位置で導電性平板４０に短絡され、他端はアンテナ給電点１２の近傍で開放されている。第２の導体素子４２の一端はアンテナ給電点１２の近傍で導電性平板４０に短絡され、他端はアンテナ給電点１２からほぼλ／４の距離の位置で開放されている。
【００３８】
このように高インピーダンス化素子及び低インピーダンス化素子を構成する第１及び第２の導体素子の形状については種々の変形が可能であり、いずれの形状であってもこれまでの実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３９】
（第５の実施形態）
図６に、本発明の第５の実施形態に係る携帯無線通信装置の構成を示す。本実施形態の携帯無線通信装置は、導電性基体（筐体）５０が第１及び第２の導電性平板５１，５２と板状の短絡導体５３から構成される。第１の導電性平板５１は、一端側が０．０５５λ以上の長さを持つ開放端縁（第１の開放端縁）５１ａとなっている。この開放端縁５１ａの長手方向一端の隅角部にアンテナ給電点１２が配置されており、アンテナ給電点１２にアンテナ１３及び図示しない無線機回路が接続されている。開放端縁５１ａの長さを０．０５５λ以上とする理由については、後述する。
【００４０】
一方、第２の導電性平板５２は第１の導電性平板５１とほぼ平行に配置され、一端側に開放端縁（第２の開放端縁）５２ａを有する。さらに、第２の導電性平板５２は第２の開放端縁５２ａからほぼλ／４の距離離れた位置で、板状の短絡導体５３により第１の導電性平板５１と電気的に接続、すなわち短絡される。
【００４１】
このような構成により、アンテナ給電点１２から第１の導電性平板５１に平行な方向（図６中、矢印Ａの方向）を見たインピーダンスが高インピーダンス化される。すなわち、第１の導電性平板５１の開放端縁５１ａから短絡導体５３により第２の導電性平板５２と短絡された位置までの部分は、第１〜第４の実施形態における第１の導体素子３１，４１，４６と同様に高インピーダンス化素子として機能することにより、アンテナ１３から第１及び第２の導電性平板５１，５２への漏洩電流を発生させにくくする作用を持つ。
【００４２】
一方、アンテナ給電点１２から第１の導電性平板５１の開放端縁５１ａの長手方向（図６中、矢印Ｂの方向）を見たインピーダンスは、開放端縁５１ａによって低インピーダンス化される。さらに、本実施形態では第２の導電性平板５２の第１の導電性平板５１と反対側の面上に、携帯無線通信装置の送信時に電波に対して障害物となる人体頭部が位置する図示しないスピーカが配置される。
【００４３】
この場合、上述したように第１の導電性平板５１の開放端縁５１ａから短絡導体５３により第２の導電性平板５２と短絡された位置までの部分により、アンテナ給電点１２の付近が高インピーダンス化されることにより、アンテナ１３からの漏洩電流はスピーカ側に発生しにくくなる。一方、スピーカと反対側の第１の導電性平板５１側においては、第１の導電性平板５１の開放端縁５１ａによってアンテナ給電点１２から見たインピーダンスはより低くなる。
【００４４】
従って、アンテナ給電点１２から矢印Ａの方向を見たインピーダンスが高インピーダンス化により無限大に近づいても、図示しない無線機回路に接続されている図示しない給電線とアンテナ１３とのインピーダンス整合が向上し、アンテナ１３上により電流が流れて電波が放射されやすくなるため、人体頭部によるアンテナ特性の劣化が防止される。この場合、開放端縁５１ａの長さを０．０５５λ以上とすることにより、放射効率がより一層向上する。この効果は、後述するシミュレーション結果からも明らかである。
【００４５】
また、第３の実施形態と同様に携帯情報端末のような、画像表示装置を有する携帯無線通信装置においては、第１の導電性平板５１側に画像表示装置の表示面を配置するとにより、データ通信時に画像表示装置の表示面と反対側の漏洩電流を抑制して、障害物である机、膝、あるいは掌の方向にアンテナ指向性を向けず、表示面の方向にアンテナ指向性を向けることにより、机、膝、あるいは掌等によるアンテナ特性の劣化を防止し、より高い通信性能を維持することが可能となる。
【００４６】
図７（ａ）（ｂ）に、それぞれ従来例及び本実施形態に係る携帯無線通信装置のシミュレーションモデルを示す。これらの携帯無線通信装置は、導電性基体（金属筐体）とλ／４モノポールアンテナから構成される。図８は、従来例及び本実施形態に共通の携帯電話機モデルと人体の頭部モデルであり、いずれも非常に簡略的にモデル化している。頭部モデルは、直方体の損失性均一媒質とし、筐体からの距離を０．０６７λとしている。試験周波数は１．９ＧＨｚであり、アンテナ長をλ／４とし、頭部の媒質定数を比誘電率＝４２．０、導電率＝１．２とした。
【００４７】
携帯電話機、ＰＨＳ端末及びＷ−ＣＤＭＡ端末に代表される携帯無線通信装置は、一般に使用周波数における波長λと変わらない程度に小型化される。そこで、図７（ａ）（ｂ）では導電性基体５０の幅Ｗを０〜０．２λの間で変化させ、導電性基体５０の長さＬ＝０．７５λ、厚さＤ＝０．０３λ、アンテナ長Ｌａ＝λ／４とした。本実施形態に基づく携帯無線通信装置を示す図７（ｂ）では、導電性基体５０が第１及び第２の導電性平板５１，５２と短絡導体５３から構成されるので、導電性基体５０の幅Ｗを第１及び第２の導電性平板５１，５２の幅（特に、第１の導電性平板５１の開放端縁５１ａの幅）で定義し、また新たなパラメータである短絡導体５３の配置位置を、アンテナ給電点１２からの距離Ｌｇで０．２５λ（λ／４）に設定している。導電性基体５０の構成要素は、全て完全導体であるものとする。
【００４８】
図９は、従来例と本実施形態に基づく携帯無線通信装置の導電性基体幅Ｗによる放射効率（Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）の変化を示している。破線が従来例、実線が本実施形態である。従来例によると、Ｗが０から０．０５５λ未満の範囲内にあるとき高い放射効率が得られるが、Ｗが０．０５５λ以上になると本実施形態の方が従来例と比較して放射効率が良くなっていることがわかる。
【００４９】
さらに、図１０には従来例と本実施形態に基づく携帯無線通信装置のｚｙ面の放射パターン（Ｅθ）のシミュレーション結果を示す。点線に示す従来例では、＋ｙ方向、−ｙ方向共に同利得で電波を放射しているのに対し、実線に示す本実施形態では、−ｙ方向、つまり送受話部であるスピーカのない側のみに電波を放射しており、本実施形態の方が好ましい放射パターンであることが分かる。
【００５０】
このように本実施形態によれば、導電性基体５０をほぼ平行に配置された二つの導電性平板５１，５２と短絡導体５３により構成し、携帯無線通信装置の動作周波数における波長をλとしたとき、第１の導電性平板５１に０．０５５λ以上の長さを持つ開放端縁５１ａを設け、第２の導電性平板５２については開放端縁５２ａからほぼλ／４の距離離れた位置で第１の導電性平板５１と短絡することによって、通信時において導電性基体５０の片面側への漏洩電流を抑制して障害物、例えば人体頭部の方向にアンテナ指向性を向けず、反対方向にアンテナ指向性を向けることが可能となる。従って、アンテナ特性の劣化を防止し、より高い通信性能を維持することができる。
【００５１】
さらに、アンテナ給電点１２から見たインピーダンスが低くなるように構成される低インピーダンス化素子が第１の導電性平板５１の幅により実現されるので、低インピーダンス化素子のために特別な素子を付加する必要がなく、より一層の小型・軽量化が可能となる。
【００５２】
（第６の実施形態）
図１１及び図１２には、第５の実施形態を基本として一部変形を加えた本発明の第６の実施形態に係る携帯無線通信装置を示す。図１１（ａ）（ｂ）は、第１及び第２の導電性平板５１，５２の長さを異ならせた例である。図１１（ａ）では、第１の導電性平板５１の長さを第２の導電性平板５２より短くし、図１１（ｂ）では逆に、第１の導電性平板５１の長さを第２の導電性平板５２より長くしている。
【００５３】
アンテナ給電点１２から見て、短絡導体５３より遠い部分は高インピーダンス化素子や低インピーダンス化素子とは関係ないので、このように導電性平板５１，５２の長さは異なっていてもよく、第５の実施形態と同様の効果を得ることができる。これらの例では、短絡導体５３は導電性平板５１，５２のうち短くした方の導電性平板の端部に形成されているが、この限りではない。図１１（ｃ）では、第１及び第２の導電性平板５１，５２の長さは同じであるが、途中で短絡導体５３によって互いに接続されている。短絡導体５３より遠い部分は高インピーダンス化素子や低インピーダンス化素子とは関係ないことから、この場合の効果も図１１（ａ）（ｂ）と同様である。
【００５４】
図１２（ａ）は、第１の導電性平板５１が例えば材質の異なる二つの部分に分かれている例である。例えば、第１の導電性平板５１の一方の部分の材質を誘電体材料、他方の部分の材質を銅とすることができる。
【００５５】
図１２（ｂ）（ｃ）は、第１及び第２の導電性平板５１，５２の幅を異ならせた例である。図１２（ｂ）では、第１の導電性平板５１の幅Ｗを第２の導電性平板５２より小さくし、図１１（ｂ）では逆に、第１の導電性平板５１の幅Ｗを第２の導電性平板５２より大きくしている。要するに第１の導電性平板５１の幅Ｗが第５の実施形態で説明したように０．０５５λ以上であれば、このように導電性平板５１，５２の幅が異なっていても構わない。
【００５６】
図１２（ｄ）は、第１の導電性平板５１が二枚基板で構成され、ヒンジ部５４を中心として折り畳みができるようにした例である。前述したように、第１及び第２の導電性平板５１，５２のアンテナ給電点１２から見て短絡導体５２より遠い部分は、高インピーダンス化素子及び低インピーダンス化素子とは関係ないので、このような構成でも第５の実施形態と同様の効果が得られる。
【００５７】
（第７の実施形態）
図１３には、本発明の第７の実施形態に係る携帯無線通信装置を示す。本実施形態は、基本的な構成については図６に示した第５の実施形態と同様であるが、第１の導電性平板５１と第２の導電性平板５２との間で、短絡導体５３から開放端縁５１ａ，５２ａまでの長さλ／４の領域に、ブロック状の誘電体５５が配置されている点が第５の実施形態と異なる。
【００５８】
ここで、誘電体５５の比誘電率をεｓとすると、第１の導電性平板５１の開放端縁（第１の開放端縁）５１ａの長さは、０．０５５λ×（１／εｓ）１／２以上、すなわち０．０５５λに比誘電率εｓの逆数の平方根を乗じた値以上に設定される。このようにすると、第５及び第６の実施形態のように第１の開放端縁５１ａの長さを０．０５５λ以上にした場合と同様に、放射効率がより一層向上するという効果が得られる。
【００５９】
さらに、本実施形態によると誘電体５５を用いることにより、導電性平板５１の実際の幅を誘電体５５がない場合より小さくして同様の効果が得られるため、高インピーダンス化素子及び低インピーダンス化素子を構成する導電性平板５１，５２及び短絡導体５３の部分を小型化することができるという利点もある。
【００６０】
（第８の実施形態）
図１４には、本発明の第８の実施形態に係る携帯無線通信装置を示す。本実施形態も基本的な構成は図６に示した第５の実施形態と同様であるが、第１の導電性平板５１の開放端縁に凹部（切り込み）５６を形成した点が第５の実施形態と異なる。この凹部５６は、第１の導電性平板５１の開放端縁上の高周波電流の分布を変更して、開放端縁の長さを大きく見せる効果を有する。従って、第１の導電性平板５１の凹部５６を含めた開放端縁の長さを０．０５５λ以上することによって、第５の実施形態と同様に放射効率がより一層向上するという効果が得られる。
【００６１】
また、このように第１の導電性平板５１の開放端縁に凹部５６を形成すると、導電性平板５１の実際の幅を誘電体５５がない場合より小さくして同様の効果が得られるため、第７の実施形態と同様に高インピーダンス化素子及び低インピーダンス化素子を構成する導電性平板５１，５２及び短絡導体５３の部分をより小型化することができるという効果も期待できる。
【００６２】
（第９の実施形態）
図１５（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に、本発明の第９の実施形態として第５〜第８の実施形態を種々変形したその他の実施形態に係る携帯無線通信装置を示す。
【００６３】
第５〜第８の実施形態では、導電性平板５１，５２の形状をアンテナ１３の長手方向に長い長方形としたが、図１５（ａ）に示すようにアンテナ１３の長手方向に短い長方形としてもよい。
【００６４】
また、第５〜第８の実施形態では第１及び第２の導電性平板５１，５２のアンテナ１３側の部分の長さ、すなわち短絡導体５３から各々の開放端縁までの長さを同じとしたが、短絡導体５３から第１及び第２の導電性平板５１，５２の各々の開放端縁までの長さをＬｇ１，Ｌｇ２としたとき、図１５（ｂ）に示すようにＬｇ１＞Ｌｇ２としてもよいし、逆に図１５（ｃ）に示すようにＬｇ１＜Ｌｇ２としてもよい。
【００６５】
さらに、第５〜第８の実施形態では、アンテナ給電点１２を第１の導電性平板５１の開放端縁の長手方向一端の隅角部に配置したが、図１５（ｄ）に示すように第１の導電性平板５１の開放端縁の近傍であれば、どの位置に配置しても構わない。
【００６６】
（第１０の実施形態）
図１６は、本発明の第１０の実施形態に係る携帯無線通信装置の基本構成を示している。図１と相対応する要素に同一符号を付して説明すると、本実施形態ではそれぞれ複数個、この例ではそれぞれ２個の高インピーダンス化素子１４Ａ，１４Ｂ及び低インピーダンス化素子１５Ａ，１５Ｂが設けられている点が第１の実施形態と異なり、その他の点は第１の実施形態と同様である。
【００６７】
本実施形態によると、導電性基体１１の一方の面側に配置された高インピーダンス化素子１４Ａと低インピーダンス化素子１５Ａが同じ周波数で動作し、導電性基体１１の他方の面側に配置された高インピーダンス化素子１４Ｂと低インピーダンス化素子１５ｂが別の同じ周波数で動作するようにすることにより、複数の異なる動作周波数の下で第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、本実施形態は携帯無線通信装置の使用周波数帯が複数である場合に有効である。
【００６８】
（第１１の実施形態）
図１７には、図１６に示した第１０の実施形態を具体化した本発明の第１１の実施形態に係る携帯無線通信装置を示す。本実施形態においては、アンテナ給電点１２を介してアンテナ１３と接続されている第１の導電性平板６１の一方の面側に、複数（この例では２個）の第２の導電性平板６２Ａ，６２Ｂが第１の導電性平板６１と平行に配置される。第２の導電性平板６２Ａ，６２Ｂの各々の一端は開放端となっており、各々の他端は短絡導体６３Ａ，６３Ｂにより第１の導電性平板６１と短絡されている。
【００６９】
ただし、第２の導電性平板６２Ａ，６２Ｂは、それぞれの動作周波数に対応して大きさ（特に、短絡導体６３Ａ，６３Ｂから導電性平板６２Ａ，６２Ｂの各々の開放端縁までの長さＬｇ１，Ｌｇ２）を異ならせている。さらに、第２の導電性平板６２Ａ，６２Ｂの第１の導電性平板６１と反対側の面上に、携帯無線通信装置の送信時に電波に対して障害物となる人体頭部が位置する図示しないスピーカが配置される。
【００７０】
本実施形態によると、第５の実施形態と同様に、アンテナ給電点１２から第１の導電性平板６１及び第２の導電性平板６２Ａ，６２Ｂに平行な方向を見たインピーダンスが高インピーダンス化される。すなわち、第２の導電性平板６２Ａ，６２Ｂの各々の開放端縁から短絡導体６３Ａ，６３Ｂによって第１の導電性平板６１と短絡された位置までの部分が高インピーダンス化素子として機能することにより、アンテナ１３から第１及び第２の導電性平板６１，６２Ａ，６２Ｂへの漏洩電流を発生させにくくする作用を持つ。
【００７１】
一方、アンテナ給電点１２から導電性平板６１，６２Ａ，６２Ｂの幅方向を見たインピーダンスは、導電性平板６１の開放端縁６１ａによって低インピーダンス化される。この場合、上述したように第２の導電性平板６２Ａ，６２Ｂの開放端縁から短絡導体６３により第１の導電性平板６１と短絡された位置までの部分により、アンテナ給電点１２の付近が高インピーダンス化されることにより、アンテナ１３からの漏洩電流はスピーカ側に発生しにくくなる。スピーカと反対側の第１の導電性平板６１側では、第１の導電性平板６１の開放端縁６１ａによってアンテナ給電点１２から見たインピーダンスはより低くなる。
【００７２】
従って、アンテナ給電点１２から第１及び第２の導電性平板６１，６２Ａ，６２Ｂに平行な方向を見たインピーダンスが高インピーダンス化により無限大に近づいても、図示しない無線機回路に接続されている図示しない給電線とアンテナ１３とのインピーダンス整合が向上し、アンテナ１３上により電流が流れて電波が放射されやすくなるため、人体頭部によるアンテナ特性の劣化が防止される。さらに、第１の導電性平板６１の開放端縁６１ａの長さを０．０５５λ以上とすることにより、放射効率がより一層向上する。
【００７３】
また、第３の実施形態と同様に携帯情報端末のような画像表示装置を有する携帯無線通信装置においては、データ通信時に画像表示装置の表示面と反対側の漏洩電流を抑制して、障害物である机、膝、あるいは掌の方向にアンテナ指向性を向けず、表示面の方向にアンテナ指向性を向けることにより、机、膝、あるいは掌等によるアンテナ特性の劣化を防止し、より高い通信性能を維持することが可能となる。
【００７４】
（第１２の実施形態）
図１８に、図１６に示した第１０の実施形態を具体化したもう一つの実施形態である本発明の第１２の実施形態に係る携帯無線通信装置を示す。本実施形態では、アンテナ給電点１２を介してアンテナ１３と接続されている２個の第１の導電性平板６１Ａ，６１Ｂの一方の面側に、２個の第２の導電性平板６２Ａ，６２Ｂが第１の導電性平板６１Ａ，６１Ｂとそれぞれ平行に配置される。第１の導電性平板６１Ａ，６１Ｂの他方の面側にも同様に、２個の第２の導電性平板６２Ｃ，６２Ｄが第１の導電性平板６１Ａ，６１Ｂとそれぞれ平行に配置される。第１の導電性平板６１Ａ，６１Ｂは、ヒンジ部（折り曲げ部）６４を介して折り畳むことができるようになっている。
【００７５】
導電性平板６２Ａ，６２Ｂは、ヒンジ部６４側の各々の一端が開放端となっており、各々の他端は短絡導体６３Ａ，６３Ｂにより導電性平板６１Ａ，６１Ｂと短絡される。一方、導電性平板６２Ｃ，６２Ｄは、ヒンジ部６４と反対側の各々の一端が開放端となっており、各々の他端は短絡導体６３Ｃ，６３Ｄにより導電性平板６１Ａ，６１Ｂと短絡されている。
【００７６】
ただし、第２の導電性平板６２Ａ，６２Ｂと導電性平板６２Ｃ，６２Ｄとは、それぞれの動作周波数に対応して大きさを異ならせている。すなわち、短絡導体６３Ａ，６３Ｂから導電性平板６２Ａ，６２Ｂの開放端縁までの長さと、短絡導体６３Ｃ，６３Ｄから導電性平板６２Ｃ，６２Ｄの開放端縁までの長さを異ならせている。さらに、第２の導電性平板６２Ａ〜６２Ｄの第１の導電性平板６１Ａ，６１Ｂと反対側の面上に、携帯無線通信装置の送信時に電波に対して障害物となる人体頭部が位置する図示しないスピーカが配置される。
【００７７】
本実施形態においては、第５及び第６の実施形態と同様、アンテナ給電点１２から第１及び第２の導電性平板６１Ａ，６１Ｂ及び６２Ａ〜６２Ｄに平行な方向を見たインピーダンスが高インピーダンス化され、アンテナ１３から各々の導電性平板６１Ａ，６１Ｂ及び６２Ａ〜６２Ｄへの漏洩電流を発生させにくくすることができる。一方、アンテナ給電点１２から導電性平板６１Ａ，６１Ｂ及び６２Ａ〜６２Ｄの幅方向を見たインピーダンスは、導電性平板６１Ａ，６１Ｂ及び６２Ａ〜６２Ｄの開放端縁によって低インピーダンス化される。
【００７８】
この場合においても、第２の導電性平板６２Ａ，６２Ｂの開放端縁から短絡導体６３Ａ，６３Ｂにより第１の導電性平板６１Ａ，６１Ｂと短絡された位置までの部分により、アンテナ給電点１２の付近が高インピーダンス化されることにより、アンテナ１３からの漏洩電流はスピーカ側に発生しにくくなる。一方、スピーカと反対側の第１の導電性平板６１，６１Ｂ側では、第１の導電性平板６１Ａ，６１Ｂの開放端縁６１ａによってアンテナ給電点１２から見たインピーダンスはより低くなる。
【００７９】
従って、アンテナ給電点１２から第１及び第２の導電性平板６１Ａ，６１Ｂ，６２Ａ〜６２Ｄに平行な方向を見たインピーダンスが高インピーダンス化により無限大に近づいても、図示しない無線機回路に接続されている図示しない給電線とアンテナ１３とのインピーダンス整合が向上し、アンテナ１３上により電流が流れて電波が放射されやすくなるため、人体頭部によるアンテナ特性の劣化が防止される。さらに、本実施形態においても第１の導電性平板６１の開放端縁の長さを０．０５５λ以上とすることにより、放射効率がより一層向上する。
【００８０】
また、携帯情報端末のような画像表示装置を有する携帯無線通信装置においても、データ通信時に画像表示装置の表示面と反対側の漏洩電流を抑制して、障害物である机、膝、あるいは掌の方向にアンテナ指向性を向けず、表示面の方向にアンテナ指向性を向けることにより、机、膝、あるいは掌等によるアンテナ特性の劣化を防止し、より高い通信性能を維持することが可能となる点は、これまでの実施形態と同様である。
【００８１】
（第１３の実施形態）
図１９は、本発明の第１３の実施形態に係る携帯無線通信装置であり、図１８に示したと同様に２個の第１の導電性平板６１Ａ，６１Ｂと４個の第２の導電性平板６２Ａ〜６２Ｄ及び短絡導体６３Ａ〜６３Ｄを有する携帯無線通信装置において、２個の給電点１２Ａ，１２Ｂ及び二つのアンテナ１３Ａ，１３Ｂを設けたものである。このように本発明は、複数個のアンテナを有する携帯無線通信装置にも適用が可能である。
【００８２】
（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、次のように種々変形することができる。例えば、上記実施形態ではアンテナとしてモノポールアンテナを示したが、逆Ｆアンテナ、ホイップアンテナ及びループアンテナなどを用いることもでき、その形状や形式は特に限定されない。
また、上記実施形態における導電性基体に導電性平板を用いたが、液晶などの表示装置、電池、ダイヤル装置、誘電体基板の銅膜及び外装ケース上に塗布した導電性薄膜塗料等を導電性基体としてもよい。
【００８３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば通信時にスピーカや机、膝、あるいは掌といった障害物の側への漏洩電流を抑制して、障害物側と反対方向にアンテナ指向性を向けることによりアンテナ特性の劣化を防止し、より高い通信性能を維持することが可能となる。さらに、無線機の仕様によっては、アンテナ特性の劣化が少なくなるので、電力増幅器の出力を抑制でき、携帯端末で重要な電池寿命を長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る携帯無線通信装置の概略構成をモデル的に示す図
【図２】同実施形態における導電性基体の具体例を示す断面図
【図３】本発明の第２の実施形態に係る携帯電話機に適した携帯無線通信装置の概略構成を示す斜視図
【図４】本発明の第３の実施形態に係る携帯情報端末に適した携帯無線通信装置の概略構成を示す斜視図
【図５】高インピーダンス化素子及び低インピーダンス化素子の形状を種々異ならせた本発明の第４の実施形態に係る携帯無線通信装置の概略構成を示す斜視図
【図６】本発明の第５の実施形態に係る携帯無線通信装置の概略構成を示す斜視図
【図７】同実施形態の作用について説明するための従来例及び同実施形態に基づく携帯無線通信装置のシミュレーションモデルを示す斜視図
【図８】携帯電話機と人体の頭部モデルを簡易的に示す図
【図９】従来例及び同実施形態に基づく携帯無線通信装置における導電性基体の幅の変化に対する放射効率の変化についてのシミュレーション結果を示す図
【図１０】従来例及び同実施形態に基づく携帯無線通信装置におけるｚｙ面の放射パターンのシミュレーション結果を示す図
【図１１】第１及び第２の導電性平板の形状を種々異ならせた本発明の第６の実施形態に係る携帯無線通信装置の概略構成を示す斜視図
【図１２】第１及び第２の導電性平板の形状を種々異ならせた本発明の第６の実施形態に係る携帯無線通信装置の概略構成を示す斜視図
【図１３】本発明の第７の実施形態に係る携帯無線通信装置の概略構成を示す斜視図
【図１４】本発明の第８の実施形態に係る携帯無線通信装置の概略構成を示す斜視図
【図１５】本発明の第９の実施形態に係る携帯無線通信装置の概略構成を示す斜視図
【図１６】本発明の第１０の実施形態に係る携帯無線通信装置の概略構成をモデル的に示す図
【図１７】本発明の第１１の実施形態に係る携帯無線通信装置の概略構成を示す斜視図
【図１８】本発明の第１２の実施形態に係る携帯無線通信装置の概略構成を示す斜視図
【図１９】本発明の第１３の実施形態に係る携帯無線通信装置の概略構成を示す斜視図
【符号の説明】
１０…外装ケース
１１…導電性基体
１１ａ…第１の面
１１ｂ…第２の面
１２，１２Ａ，１２Ｂ…アンテナ給電点
１３，１３Ａ，１３Ｂ…アンテナ
１４，１４Ａ，１４Ｂ…高インピーダンス化素子
１５，１５Ａ，１５Ｂ…高インピーダンス化素子
２０…回路基板
３１…第１の導体素子（高インピーダンス化素子）
３２…第２の導体素子（低インピーダンス化素子）
３３…スピーカ
３４…画像表示装置の表示面
４１…板状導体素子（高インピーダンス化素子）
４２…板状導体素子（低インピーダンス化素子）
４３，４４，４５…線状導体素子（低インピーダンス化素子）
４６…線状導体素子（高インピーダンス化素子）
５０…導電性基体
５１，６１，６１Ａ，６１Ｂ…第１の導電性平板
５２，６２Ａ〜６２Ｄ…第２の導電性平板
５３，６３Ａ〜６３Ｄ…短絡導体
５４…ヒンジ部
５５…誘電体
５６…切り込み部
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯情報端末や携帯電話機などの、アンテナを有する携帯無線通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯情報端末（ＰＤＡ）や携帯電話機などの携帯無線通信装置は、一般的に非金属で作られた外装ケースの内部に導電性基体が設けられ、この導電性基体を用いて無線機回路が実装されている。ここで、導電性基体とは絶縁基板上に導体配線及びグランド導体を印刷して作られた回路基板、あるいは該回路基板を内部に収納する金属製のシールドケースである。シールドケースを用いない場合は、回路基板は外装ケースの内部に直接保持される。さらに、携帯無線通信装置には無線機回路とは別に操作部、表示装置、スピーカ及びマイクロフォン等も備えられる。
【０００３】
無線機回路の高周波入出力端は、導電性基体上に配置されたアンテナ給電点を介してアンテナに接続される。このような構造においては、回路基板のグランド導体またはシールドケースである導電性基体にも、アンテナ給電点を介して高周波電流が流れ込み、その結果としてアンテナのみではなく装置全体がアンテナとして動作する。
【０００４】
この種の携帯無線通信装置においては、使用者が頭部を外装ケースの表面に振動面が配置されたスピーカ及びマイクロフォンに近づけた状態で通話を行う。このとき携帯無線通信装置から放射された電波は、アンテナにより空間中に放射されて基地局で受信され、基地局から放射された電波は、アンテナにより受信される。送信時に携帯無線通信装置から放射される電波のうち、人体頭部の方向に向かう電波は、頭部により遮蔽あるいは減衰されるため、この方向の電波は通信への寄与が少なく、結果的にアンテナ特性が劣化し、それに伴い通信性能が低下する。
【０００５】
特開２００１−３０８６２２には、アンテナ給電点のインピーダンスを無限大に近づけることにより、接地導体やシールドケースなどの導電性基体上への漏洩電流を抑制するアンテナ装置が開示されている。具体的には、アンテナ給電点の近傍に一端を配置し、他端を接地導体に短絡させたλ／４（λは使用周波数における波長）の長さの導電性平板を高インピーダンス化素子として用いることにより、アンテナ給電点のインピーダンスを無限大に近づけている。無線機回路で発生される高周波信号によりアンテナ給電点を介してアンテナが励振されるとき、アンテナ給電点が高インピーダンスであるために、アンテナからアンテナ給電点を介しての導電性基体上への漏洩電流が発生しにくくなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特開２００１−３０８６２２に記載された携帯無線通信装置用のアンテナ装置においては、アンテナ給電点のインピーダンスが非常に高くなるため、アンテナとアンテナ給電点とのインピーダンス整合が悪くなる。この結果、アンテナ上の電流が小さくなり、電波が放射されにくくなる。このときアンテナから放射されない電波は、高インピーダンス化のための導電性平板に向かい、アンテナ給電点からλ／４の位置の短絡端に集中する。この導電性平板上に流れる漏洩電流の振幅は、アンテナ上の電流振幅よりも極端に大きくなる。
【０００７】
このように携帯無線通信装置のスピーカ側への漏洩電流を抑制することができないため、高インピーダンス化のための導電性平板がない場合と同様に、スピーカの方向にもアンテナが指向性を持つようになる。従って、人体頭部によるアンテナ特性の劣化を十分に防止することができず、良好な通信性能を維持することが難しいという問題がある。
【０００８】
本発明は、電波に対して人体頭部のような障害物が位置する方向にアンテナが指向性をできるだけ持たないようにしてアンテナ特性の劣化を防止し、より高い通信性能を維持できる携帯無線通信装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明に係る携帯無線通信装置は、少なくとも第１及び第２の面とアンテナ給電点を有する導電性基体と、アンテナ給電点に接続されたアンテナと、導電性基体の第１の面上に配置され、アンテナ給電点から該第１の面に平行な第１の方向を見た第１のインピーダンスを高くするように構成された少なくとも一つの高インピーダンス化素子と、導電性基体の第２の面上に配置され、アンテナ給電点から第１の方向と異なる第２の方向を見た第２のインピーダンスを第１のインピーダンスより低くするように構成された少なくとも一つの低インピーダンス化素子とを具備する。
【００１０】
本発明に係る他の携帯無線通信装置は、携帯無線通信装置の動作周波数における波長をλとして、０．０５５λ以上の長さを持つ第１の開放端縁と該第１の開放端縁上またはその近傍に配置されたアンテナ給電点を有する少なくとも一つの第１の導電性平板と、アンテナ給電点に接続されたアンテナと、第１の導電性平板とほぼ平行に配置され、第２の開放端縁を有し、かつ該第２の開放端縁からほぼλ／４の距離離れた位置で第１の導電性平板と短絡された少なくとも一つの第２の導電性平板とを具備する。この場合は、第１及び第２の導電性平板がアンテナ給電点から第１及び第２の導電性平板に平行な第１の方向を見た第１のインピーダンスを高くする高インピーダンス化素子を形成し、第１の開放端縁がアンテナ給電点から第１の方向と異なる方向を見た第２のインピーダンスを第１のインピーダンスより低くする低インピーダンス化素子を形成する。
【００１１】
このようにアンテナ給電点から第１の方向を見たインピーダンスを高インピーダンス化素子により高インピーダンス化すると共に、これと異なる第２の方向を見たインピーダンスを低インピーダンス化素子により低インピーダンス化することによって、アンテナとアンテナ給電点とのインピーダンス整合が良好となることにより、障害物側への漏洩電流を抑制して障害物の方向にアンテナが指向性をあまり持たないようにして、障害物によるアンテナ特性の劣化を防止することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
（第１の実施形態）
図１に、本発明の第１の実施形態に係る携帯無線通信装置の基本構成を示す。非金属（例えばプラスチック）によって作られた外装ケース１０の内部に、導電性基体１１が配置されると共に、無線通信を行うための図示しない無線機回路が導電性基体１１を利用して実装されている。導電性基体１１の所定位置、例えば導電性基体１１の長手方向の一端部に給電点１２が配置され、この給電点１２にアンテナ１３が接続されている。アンテナ１３は、ここでは例えばロッドアンテナのような線状素子が用いられているが、その形式は特に限定されない。
【００１３】
導電性基体１１は、例えば図２（ａ）に示すような回路基板２０あるいは図２（ｂ）に示すようなシールドケース２３に相当する。回路基板２０は図２（ａ）に示されるように、裏面に接地導体層２２を被着した絶縁体基板２１の表面上に導体配線を形成し、かつ回路素子を実装することにより無線機回路を構成する。図２（ｂ）の例では、図２（ａ）に示した回路基板２０が金属製のシールドケース２３内に配置されている。
【００１４】
このような導電性基体１１に近接して、高インピーダンス化素子１４及び低インピーダンス化素子１５が配置されている。この例では、高インピーダンス化素子１４は導電性基体１１の第１の面１１ａ側に配置され、低インピーダンス化素子１５は導電性基体１１の第１の面１１ａと反対側の第２の面１１ｂ側に配置されている。ここで、第１の面１１ａは携帯無線通信装置の使用時に電波に対して障害物が位置する側の面であり、第２の面１１ｂは第１の面１１ａに対してほぼ平行な面である。
【００１５】
携帯電話機の場合を例にとり、携帯無線通信装置の動作の概要を説明する。まず、送信時には図示しない送話器を介して入力された利用者の音声が制御回路を介して無線機回路に供給され、所定周波数の高周波信号に変調及び電力増幅された後、アンテナ給電点１２を介してアンテナ１３に供給され、アンテナ１３が励振されることによって電波が放射される。一方、受信時にはアンテナ１３により受信された電波がアンテナ１３から受信信号として取り出され、給電点１２を介して無線機回路に入力される。無線機回路では受信信号が増幅され、中間周波数に変換された後、制御回路に供給され、受話器から音声として出力される。
【００１６】
ここで、送信時においては導電性基体１０の人体頭部のような障害物が位置する側に面した第１の面１１ａ上に配置されている高インピーダンス化素子１４により、アンテナ給電点１２付近が第１の面１１ａの方向（図中、矢印Ａで示す方向）に対して例えば無限大に近づく程度まで高インピーダンス化される。これによってアンテナ１３からの漏洩電流は、導電性基体１０の障害物側に発生しにくくなる。
【００１７】
一方、導電性基体１０の障害物と反対側に面した第２の面１１ｂ側には、アンテナ給電点１２から図中、矢印Ｂの方向に見たインピーダンスが低くなるように構成された低インピーダンス化素子１５が配置されている。従って、アンテナ給電点１２から矢印Ａの方向を見たインピーダンスが高インピーダンス化素子１４の影響で無限大に近づいても、低インピーダンス化素子１５によって無線機回路に接続されている図示しない給電線（通常は、インピーダンス５０Ω前後）とアンテナ１３とのインピーダンス整合が向上する結果、アンテナ１３上に電流が流れやすくなる。
【００１８】
前述したように、従来の技術ではアンテナとアンテナ給電点とのインピーダンス整合が悪く、アンテナ上の電流が小さくなって電波が放射されにくいため、アンテナから放射されない電波が高インピーダンス化のための導電性平板に向かってしまい、障害物側への漏洩電流を抑制することができない。このため障害物の方向にもアンテナが指向性を持つことにより、障害物によるアンテナ特性の劣化を十分に防止することができないという問題があった。
【００１９】
これに対して、本実施形態の携帯無線通信装置では障害物側への漏洩電流が抑制され、アンテナ１３上の電流がより大きくなって電波が放射されやすくなるため、障害物によるアンテナ特性の劣化が防止され、良好な通信性能を維持することが可能となる。
【００２０】
さらに、携帯無線通信装置の仕様によっては、アンテナ特性の劣化が少なくなることにより電力増幅器の出力を抑制でき、携帯機器で重要な電池寿命を長くすることもできる。
【００２１】
（第２の実施形態）
図３には、図１に示した第１の実施形態の構成を具体化した本発明の第２の実施形態に係る携帯無線通信装置を示す。本実施形態においては、図１における高インピーダンス化素子１４及び低インピーダンス化素子１５は、線状の第１の導体素子３１及び第２の導体素子３２によってそれぞれ構成される。
【００２２】
携帯無線通信装置の使用周波数における波長をλとすると、第１の導体素子３１の一端はアンテナ給電点１２からほぼλ／４離れた位置で導電性基体１１に電気的に接続、すなわち短絡された短絡端３１ａとなっており、他端はアンテナ給電点１２の近傍に配置された開放端３１ｂとなっている。一方、第２の導体素子３２の一端はアンテナ給電点１２の近傍に配置された短絡端３２ａとなっており、他端はアンテナ給電点１２からほぼλ／４の距離に位置する開放端３２ｂとなっている。
【００２３】
このような構成により、図１に示した矢印Ａの方向に対しては第１の導体素子３１により例えば無限大に近づく程度まで高インピーダンスされ、矢印Ｂの方向に対しては第２の導体素子３２により十分に低インピーダンス化される。
【００２４】
さらに、本実施形態では導電性基体１１の第１の導体素子３１が配置された側の第１の面（図３中の上面）上に、スピーカ３３が配置されている。ここで、人体頭部が障害物と想定される場合、スピーカ３３側に配置された第１の導体素子３１によりアンテナ給電点１２の付近が高インピーダンス化されることにより、アンテナ１３からの漏洩電流は導電性基体１１のスピーカ３３側に発生しにくくなる。一方、スピーカ３３と反対側の第２の面（図３中の下面）においては、第２の導体素子３２によってアンテナ給電点１２から見たインピーダンスはより低くなる。
【００２５】
従って、アンテナ給電点１２から図１の矢印Ａ方向を見たインピーダンスが第１の導体素子３１の影響で無限大に近づいても、第２の導体素子３２によって無線機回路に接続されている図示しない給電線とアンテナ１３とのインピーダンス整合が向上し、アンテナ１３上により電流が流れて電波が放射されやすくなるため、人体頭部によるアンテナ特性の劣化が防止される。
【００２６】
このように本実施形態によれば、特に携帯電話機のようなスピーカ３３を有する携帯無線通信装置において、通話・通信時にスピーカ３３側の漏洩電流を抑制して人体頭部の方向にはアンテナ指向性を向けず、これと反対側の方向にアンテナ指向性を向けることにより、人体頭部によるアンテナ特性の劣化を防止し、より高い通信性能を維持することができる。
【００２７】
（第３の実施形態）
図５に、図１に示した第１の実施形態の構成を具体化した本発明の第３の実施形態に係る携帯無線通信装置を示す。本実施形態は、携帯無線通信装置がＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ ＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉｓｔａｎｔ）のような携帯情報端末の場合に適している。本実施形態に係る携帯無線通信装置の基本構成は第２の実施形態と同様であり、高インピーダンス化素子として第１の導体素子３１、低インピーダンス化素子として第２の導体素子３２を用いている。
【００２８】
携帯情報端末は、一般に机上、使用者の膝の上あるいは掌（手のひら）の上に置かれて使用される。そこで、本実施形態では机、膝あるいは掌を電波に対する障害物と想定し、図５に示すように導電性基体１１の第２の導体素子３２が配置された側の第２の面（図４中の上面）に、画像表示装置の表示面３４を配置している。
【００２９】
このようにすると、画像表示装置の表示面３４と反対側に配置された第１の導体素子３１によりアンテナ給電点１２の付近が高インピーダンス化されることによって、アンテナ１３からの漏洩電流は導電性基体１１の机、膝あるいは掌などの障害物側に発生しにくくなる。一方、机、膝あるいは掌などの障害物が位置する側と反対側の第２の面（図４中の上面）においては、第２の導体素子３２によってアンテナ給電点１２から見たインピーダンスはより低くなる。
【００３０】
従って、アンテナ給電点１２から図１の矢印Ａ方向を見たインピーダンスが第１の導体素子３１の影響で無限大に近づいても、第２の導体素子３２によって無線機回路に接続されている図示しない給電線とアンテナ１３とのインピーダンス整合が向上し、アンテナ１３上により電流が流れて電波が放射されやすくなるため、机、膝あるいは掌などの障害物によるアンテナ特性の劣化が防止される。
【００３１】
このように本実施形態によれば、特に携帯情報端末のような画像表示装置を有する携帯無線通信装置において、データ通信時に画像表示装置の表示面３４と反対側の漏洩電流を抑制して、机、膝、あるいは掌の方向にアンテナ指向性を向けず、表示面３４の方向にアンテナ指向性を向けることにより、机、膝、あるいは掌等によるアンテナ特性の劣化を防止し、より高い通信性能を維持することが可能となる。
【００３２】
（第４の実施形態）
図５（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）に、本発明の第４の実施形態として図１に示した高インピーダンス化素子あるいは低インピーダンス化素子を種々変形した実施形態に係る携帯無線通信装置を示す。
【００３３】
図５（ａ）は、高インピーダンス化素子及び低インピーダンス化素子として、いずれも導電性平板４０の長手方向に延びた板状の第１及び第２の導体素子４１，４２をそれぞれ用いた例である。第１の導体素子４１は、一端がアンテナ給電点１２からほぼλ／４離れた位置で導電性平板４０に短絡され、他端がアンテナ給電点１２の近傍で開放されている。一方、第２の導体素子４２は一端がアンテナ給電点１２の近傍で導電性平板４０に短絡され、他端はアンテナ給電点１２からほぼλ／４の距離の位置で開放されている。
【００３４】
図５（ｂ）は、高インピーダンス化素子として図５（ａ）と同様の板状の第１の導体素子４１を用い、低インピーダンス化素子として導電性平板４０の長手方向に延びた線状の第２の導体素子４３を用いた例である。第２の導体素子４３は、一端がアンテナ給電点１２の近傍で導電性平板４０に短絡され、他端はアンテナ給電点１２からほぼλ／４の距離の位置で開放されている。
【００３５】
図５（ｃ）は、高インピーダンス化素子として図５（ａ）と同様の板状の第１の導体素子４１を用い、低インピーダンス化素子として導電性平板４０の短手方向に延びた線状の第２の導体素子４４を用いた例であり、その一端はアンテナ給電点１２の近傍で導電性平板４０に短絡され、他端はアンテナ給電点１２からほぼλ／４の距離の位置で開放されている。
【００３６】
図５（ｄ）は、線状の第２の導体素子４５の形状、特にアンテナ給電点１２の近傍の折り曲げ部の形状が異なる以外は、基本的に図５（ｂ）と同様である。
【００３７】
図５（ｅ）は、高インピーダンス化素子及び低インピーダンス化素子として、いずれも導電性平板４０の長手方向に延びた線状の第１及び第２の導体素子４６，４３をそれぞれ用いた例である。第１の導体素子４６の一端はアンテナ給電点１２からほぼλ／４離れた位置で導電性平板４０に短絡され、他端はアンテナ給電点１２の近傍で開放されている。第２の導体素子４２の一端はアンテナ給電点１２の近傍で導電性平板４０に短絡され、他端はアンテナ給電点１２からほぼλ／４の距離の位置で開放されている。
【００３８】
このように高インピーダンス化素子及び低インピーダンス化素子を構成する第１及び第２の導体素子の形状については種々の変形が可能であり、いずれの形状であってもこれまでの実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３９】
（第５の実施形態）
図６に、本発明の第５の実施形態に係る携帯無線通信装置の構成を示す。本実施形態の携帯無線通信装置は、導電性基体（筐体）５０が第１及び第２の導電性平板５１，５２と板状の短絡導体５３から構成される。第１の導電性平板５１は、一端側が０．０５５λ以上の長さを持つ開放端縁（第１の開放端縁）５１ａとなっている。この開放端縁５１ａの長手方向一端の隅角部にアンテナ給電点１２が配置されており、アンテナ給電点１２にアンテナ１３及び図示しない無線機回路が接続されている。開放端縁５１ａの長さを０．０５５λ以上とする理由については、後述する。
【００４０】
一方、第２の導電性平板５２は第１の導電性平板５１とほぼ平行に配置され、一端側に開放端縁（第２の開放端縁）５２ａを有する。さらに、第２の導電性平板５２は第２の開放端縁５２ａからほぼλ／４の距離離れた位置で、板状の短絡導体５３により第１の導電性平板５１と電気的に接続、すなわち短絡される。
【００４１】
このような構成により、アンテナ給電点１２から第１の導電性平板５１に平行な方向（図６中、矢印Ａの方向）を見たインピーダンスが高インピーダンス化される。すなわち、第１の導電性平板５１の開放端縁５１ａから短絡導体５３により第２の導電性平板５２と短絡された位置までの部分は、第１〜第４の実施形態における第１の導体素子３１，４１，４６と同様に高インピーダンス化素子として機能することにより、アンテナ１３から第１及び第２の導電性平板５１，５２への漏洩電流を発生させにくくする作用を持つ。
【００４２】
一方、アンテナ給電点１２から第１の導電性平板５１の開放端縁５１ａの長手方向（図６中、矢印Ｂの方向）を見たインピーダンスは、開放端縁５１ａによって低インピーダンス化される。さらに、本実施形態では第２の導電性平板５２の第１の導電性平板５１と反対側の面上に、携帯無線通信装置の送信時に電波に対して障害物となる人体頭部が位置する図示しないスピーカが配置される。
【００４３】
この場合、上述したように第１の導電性平板５１の開放端縁５１ａから短絡導体５３により第２の導電性平板５２と短絡された位置までの部分により、アンテナ給電点１２の付近が高インピーダンス化されることにより、アンテナ１３からの漏洩電流はスピーカ側に発生しにくくなる。一方、スピーカと反対側の第１の導電性平板５１側においては、第１の導電性平板５１の開放端縁５１ａによってアンテナ給電点１２から見たインピーダンスはより低くなる。
【００４４】
従って、アンテナ給電点１２から矢印Ａの方向を見たインピーダンスが高インピーダンス化により無限大に近づいても、図示しない無線機回路に接続されている図示しない給電線とアンテナ１３とのインピーダンス整合が向上し、アンテナ１３上により電流が流れて電波が放射されやすくなるため、人体頭部によるアンテナ特性の劣化が防止される。この場合、開放端縁５１ａの長さを０．０５５λ以上とすることにより、放射効率がより一層向上する。この効果は、後述するシミュレーション結果からも明らかである。
【００４５】
また、第３の実施形態と同様に携帯情報端末のような、画像表示装置を有する携帯無線通信装置においては、第１の導電性平板５１側に画像表示装置の表示面を配置するとにより、データ通信時に画像表示装置の表示面と反対側の漏洩電流を抑制して、障害物である机、膝、あるいは掌の方向にアンテナ指向性を向けず、表示面の方向にアンテナ指向性を向けることにより、机、膝、あるいは掌等によるアンテナ特性の劣化を防止し、より高い通信性能を維持することが可能となる。
【００４６】
図７（ａ）（ｂ）に、それぞれ従来例及び本実施形態に係る携帯無線通信装置のシミュレーションモデルを示す。これらの携帯無線通信装置は、導電性基体（金属筐体）とλ／４モノポールアンテナから構成される。図８は、従来例及び本実施形態に共通の携帯電話機モデルと人体の頭部モデルであり、いずれも非常に簡略的にモデル化している。頭部モデルは、直方体の損失性均一媒質とし、筐体からの距離を０．０６７λとしている。試験周波数は１．９ＧＨｚであり、アンテナ長をλ／４とし、頭部の媒質定数を比誘電率＝４２．０、導電率＝１．２とした。
【００４７】
携帯電話機、ＰＨＳ端末及びＷ−ＣＤＭＡ端末に代表される携帯無線通信装置は、一般に使用周波数における波長λと変わらない程度に小型化される。そこで、図７（ａ）（ｂ）では導電性基体５０の幅Ｗを０〜０．２λの間で変化させ、導電性基体５０の長さＬ＝０．７５λ、厚さＤ＝０．０３λ、アンテナ長Ｌａ＝λ／４とした。本実施形態に基づく携帯無線通信装置を示す図７（ｂ）では、導電性基体５０が第１及び第２の導電性平板５１，５２と短絡導体５３から構成されるので、導電性基体５０の幅Ｗを第１及び第２の導電性平板５１，５２の幅（特に、第１の導電性平板５１の開放端縁５１ａの幅）で定義し、また新たなパラメータである短絡導体５３の配置位置を、アンテナ給電点１２からの距離Ｌｇで０．２５λ（λ／４）に設定している。導電性基体５０の構成要素は、全て完全導体であるものとする。
【００４８】
図９は、従来例と本実施形態に基づく携帯無線通信装置の導電性基体幅Ｗによる放射効率（Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）の変化を示している。破線が従来例、実線が本実施形態である。従来例によると、Ｗが０から０．０５５λ未満の範囲内にあるとき高い放射効率が得られるが、Ｗが０．０５５λ以上になると本実施形態の方が従来例と比較して放射効率が良くなっていることがわかる。
【００４９】
さらに、図１０には従来例と本実施形態に基づく携帯無線通信装置のｚｙ面の放射パターン（Ｅθ）のシミュレーション結果を示す。点線に示す従来例では、＋ｙ方向、−ｙ方向共に同利得で電波を放射しているのに対し、実線に示す本実施形態では、−ｙ方向、つまり送受話部であるスピーカのない側のみに電波を放射しており、本実施形態の方が好ましい放射パターンであることが分かる。
【００５０】
このように本実施形態によれば、導電性基体５０をほぼ平行に配置された二つの導電性平板５１，５２と短絡導体５３により構成し、携帯無線通信装置の動作周波数における波長をλとしたとき、第１の導電性平板５１に０．０５５λ以上の長さを持つ開放端縁５１ａを設け、第２の導電性平板５２については開放端縁５２ａからほぼλ／４の距離離れた位置で第１の導電性平板５１と短絡することによって、通信時において導電性基体５０の片面側への漏洩電流を抑制して障害物、例えば人体頭部の方向にアンテナ指向性を向けず、反対方向にアンテナ指向性を向けることが可能となる。従って、アンテナ特性の劣化を防止し、より高い通信性能を維持することができる。
【００５１】
さらに、アンテナ給電点１２から見たインピーダンスが低くなるように構成される低インピーダンス化素子が第１の導電性平板５１の幅により実現されるので、低インピーダンス化素子のために特別な素子を付加する必要がなく、より一層の小型・軽量化が可能となる。
【００５２】
（第６の実施形態）
図１１及び図１２には、第５の実施形態を基本として一部変形を加えた本発明の第６の実施形態に係る携帯無線通信装置を示す。図１１（ａ）（ｂ）は、第１及び第２の導電性平板５１，５２の長さを異ならせた例である。図１１（ａ）では、第１の導電性平板５１の長さを第２の導電性平板５２より短くし、図１１（ｂ）では逆に、第１の導電性平板５１の長さを第２の導電性平板５２より長くしている。
【００５３】
アンテナ給電点１２から見て、短絡導体５３より遠い部分は高インピーダンス化素子や低インピーダンス化素子とは関係ないので、このように導電性平板５１，５２の長さは異なっていてもよく、第５の実施形態と同様の効果を得ることができる。これらの例では、短絡導体５３は導電性平板５１，５２のうち短くした方の導電性平板の端部に形成されているが、この限りではない。図１１（ｃ）では、第１及び第２の導電性平板５１，５２の長さは同じであるが、途中で短絡導体５３によって互いに接続されている。短絡導体５３より遠い部分は高インピーダンス化素子や低インピーダンス化素子とは関係ないことから、この場合の効果も図１１（ａ）（ｂ）と同様である。
【００５４】
図１２（ａ）は、第１の導電性平板５１が例えば材質の異なる二つの部分に分かれている例である。例えば、第１の導電性平板５１の一方の部分の材質を誘電体材料、他方の部分の材質を銅とすることができる。
【００５５】
図１２（ｂ）（ｃ）は、第１及び第２の導電性平板５１，５２の幅を異ならせた例である。図１２（ｂ）では、第１の導電性平板５１の幅Ｗを第２の導電性平板５２より小さくし、図１１（ｂ）では逆に、第１の導電性平板５１の幅Ｗを第２の導電性平板５２より大きくしている。要するに第１の導電性平板５１の幅Ｗが第５の実施形態で説明したように０．０５５λ以上であれば、このように導電性平板５１，５２の幅が異なっていても構わない。
【００５６】
図１２（ｄ）は、第１の導電性平板５１が二枚基板で構成され、ヒンジ部５４を中心として折り畳みができるようにした例である。前述したように、第１及び第２の導電性平板５１，５２のアンテナ給電点１２から見て短絡導体５２より遠い部分は、高インピーダンス化素子及び低インピーダンス化素子とは関係ないので、このような構成でも第５の実施形態と同様の効果が得られる。
【００５７】
（第７の実施形態）
図１３には、本発明の第７の実施形態に係る携帯無線通信装置を示す。本実施形態は、基本的な構成については図６に示した第５の実施形態と同様であるが、第１の導電性平板５１と第２の導電性平板５２との間で、短絡導体５３から開放端縁５１ａ，５２ａまでの長さλ／４の領域に、ブロック状の誘電体５５が配置されている点が第５の実施形態と異なる。
【００５８】
ここで、誘電体５５の比誘電率をεｓとすると、第１の導電性平板５１の開放端縁（第１の開放端縁）５１ａの長さは、０．０５５λ×（１／εｓ）１／２以上、すなわち０．０５５λに比誘電率εｓの逆数の平方根を乗じた値以上に設定される。このようにすると、第５及び第６の実施形態のように第１の開放端縁５１ａの長さを０．０５５λ以上にした場合と同様に、放射効率がより一層向上するという効果が得られる。
【００５９】
さらに、本実施形態によると誘電体５５を用いることにより、導電性平板５１の実際の幅を誘電体５５がない場合より小さくして同様の効果が得られるため、高インピーダンス化素子及び低インピーダンス化素子を構成する導電性平板５１，５２及び短絡導体５３の部分を小型化することができるという利点もある。
【００６０】
（第８の実施形態）
図１４には、本発明の第８の実施形態に係る携帯無線通信装置を示す。本実施形態も基本的な構成は図６に示した第５の実施形態と同様であるが、第１の導電性平板５１の開放端縁に凹部（切り込み）５６を形成した点が第５の実施形態と異なる。この凹部５６は、第１の導電性平板５１の開放端縁上の高周波電流の分布を変更して、開放端縁の長さを大きく見せる効果を有する。従って、第１の導電性平板５１の凹部５６を含めた開放端縁の長さを０．０５５λ以上することによって、第５の実施形態と同様に放射効率がより一層向上するという効果が得られる。
【００６１】
また、このように第１の導電性平板５１の開放端縁に凹部５６を形成すると、導電性平板５１の実際の幅を誘電体５５がない場合より小さくして同様の効果が得られるため、第７の実施形態と同様に高インピーダンス化素子及び低インピーダンス化素子を構成する導電性平板５１，５２及び短絡導体５３の部分をより小型化することができるという効果も期待できる。
【００６２】
（第９の実施形態）
図１５（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に、本発明の第９の実施形態として第５〜第８の実施形態を種々変形したその他の実施形態に係る携帯無線通信装置を示す。
【００６３】
第５〜第８の実施形態では、導電性平板５１，５２の形状をアンテナ１３の長手方向に長い長方形としたが、図１５（ａ）に示すようにアンテナ１３の長手方向に短い長方形としてもよい。
【００６４】
また、第５〜第８の実施形態では第１及び第２の導電性平板５１，５２のアンテナ１３側の部分の長さ、すなわち短絡導体５３から各々の開放端縁までの長さを同じとしたが、短絡導体５３から第１及び第２の導電性平板５１，５２の各々の開放端縁までの長さをＬｇ１，Ｌｇ２としたとき、図１５（ｂ）に示すようにＬｇ１＞Ｌｇ２としてもよいし、逆に図１５（ｃ）に示すようにＬｇ１＜Ｌｇ２としてもよい。
【００６５】
さらに、第５〜第８の実施形態では、アンテナ給電点１２を第１の導電性平板５１の開放端縁の長手方向一端の隅角部に配置したが、図１５（ｄ）に示すように第１の導電性平板５１の開放端縁の近傍であれば、どの位置に配置しても構わない。
【００６６】
（第１０の実施形態）
図１６は、本発明の第１０の実施形態に係る携帯無線通信装置の基本構成を示している。図１と相対応する要素に同一符号を付して説明すると、本実施形態ではそれぞれ複数個、この例ではそれぞれ２個の高インピーダンス化素子１４Ａ，１４Ｂ及び低インピーダンス化素子１５Ａ，１５Ｂが設けられている点が第１の実施形態と異なり、その他の点は第１の実施形態と同様である。
【００６７】
本実施形態によると、導電性基体１１の一方の面側に配置された高インピーダンス化素子１４Ａと低インピーダンス化素子１５Ａが同じ周波数で動作し、導電性基体１１の他方の面側に配置された高インピーダンス化素子１４Ｂと低インピーダンス化素子１５ｂが別の同じ周波数で動作するようにすることにより、複数の異なる動作周波数の下で第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、本実施形態は携帯無線通信装置の使用周波数帯が複数である場合に有効である。
【００６８】
（第１１の実施形態）
図１７には、図１６に示した第１０の実施形態を具体化した本発明の第１１の実施形態に係る携帯無線通信装置を示す。本実施形態においては、アンテナ給電点１２を介してアンテナ１３と接続されている第１の導電性平板６１の一方の面側に、複数（この例では２個）の第２の導電性平板６２Ａ，６２Ｂが第１の導電性平板６１と平行に配置される。第２の導電性平板６２Ａ，６２Ｂの各々の一端は開放端となっており、各々の他端は短絡導体６３Ａ，６３Ｂにより第１の導電性平板６１と短絡されている。
【００６９】
ただし、第２の導電性平板６２Ａ，６２Ｂは、それぞれの動作周波数に対応して大きさ（特に、短絡導体６３Ａ，６３Ｂから導電性平板６２Ａ，６２Ｂの各々の開放端縁までの長さＬｇ１，Ｌｇ２）を異ならせている。さらに、第２の導電性平板６２Ａ，６２Ｂの第１の導電性平板６１と反対側の面上に、携帯無線通信装置の送信時に電波に対して障害物となる人体頭部が位置する図示しないスピーカが配置される。
【００７０】
本実施形態によると、第５の実施形態と同様に、アンテナ給電点１２から第１の導電性平板６１及び第２の導電性平板６２Ａ，６２Ｂに平行な方向を見たインピーダンスが高インピーダンス化される。すなわち、第２の導電性平板６２Ａ，６２Ｂの各々の開放端縁から短絡導体６３Ａ，６３Ｂによって第１の導電性平板６１と短絡された位置までの部分が高インピーダンス化素子として機能することにより、アンテナ１３から第１及び第２の導電性平板６１，６２Ａ，６２Ｂへの漏洩電流を発生させにくくする作用を持つ。
【００７１】
一方、アンテナ給電点１２から導電性平板６１，６２Ａ，６２Ｂの幅方向を見たインピーダンスは、導電性平板６１の開放端縁６１ａによって低インピーダンス化される。この場合、上述したように第２の導電性平板６２Ａ，６２Ｂの開放端縁から短絡導体６３により第１の導電性平板６１と短絡された位置までの部分により、アンテナ給電点１２の付近が高インピーダンス化されることにより、アンテナ１３からの漏洩電流はスピーカ側に発生しにくくなる。スピーカと反対側の第１の導電性平板６１側では、第１の導電性平板６１の開放端縁６１ａによってアンテナ給電点１２から見たインピーダンスはより低くなる。
【００７２】
従って、アンテナ給電点１２から第１及び第２の導電性平板６１，６２Ａ，６２Ｂに平行な方向を見たインピーダンスが高インピーダンス化により無限大に近づいても、図示しない無線機回路に接続されている図示しない給電線とアンテナ１３とのインピーダンス整合が向上し、アンテナ１３上により電流が流れて電波が放射されやすくなるため、人体頭部によるアンテナ特性の劣化が防止される。さらに、第１の導電性平板６１の開放端縁６１ａの長さを０．０５５λ以上とすることにより、放射効率がより一層向上する。
【００７３】
また、第３の実施形態と同様に携帯情報端末のような画像表示装置を有する携帯無線通信装置においては、データ通信時に画像表示装置の表示面と反対側の漏洩電流を抑制して、障害物である机、膝、あるいは掌の方向にアンテナ指向性を向けず、表示面の方向にアンテナ指向性を向けることにより、机、膝、あるいは掌等によるアンテナ特性の劣化を防止し、より高い通信性能を維持することが可能となる。
【００７４】
（第１２の実施形態）
図１８に、図１６に示した第１０の実施形態を具体化したもう一つの実施形態である本発明の第１２の実施形態に係る携帯無線通信装置を示す。本実施形態では、アンテナ給電点１２を介してアンテナ１３と接続されている２個の第１の導電性平板６１Ａ，６１Ｂの一方の面側に、２個の第２の導電性平板６２Ａ，６２Ｂが第１の導電性平板６１Ａ，６１Ｂとそれぞれ平行に配置される。第１の導電性平板６１Ａ，６１Ｂの他方の面側にも同様に、２個の第２の導電性平板６２Ｃ，６２Ｄが第１の導電性平板６１Ａ，６１Ｂとそれぞれ平行に配置される。第１の導電性平板６１Ａ，６１Ｂは、ヒンジ部（折り曲げ部）６４を介して折り畳むことができるようになっている。
【００７５】
導電性平板６２Ａ，６２Ｂは、ヒンジ部６４側の各々の一端が開放端となっており、各々の他端は短絡導体６３Ａ，６３Ｂにより導電性平板６１Ａ，６１Ｂと短絡される。一方、導電性平板６２Ｃ，６２Ｄは、ヒンジ部６４と反対側の各々の一端が開放端となっており、各々の他端は短絡導体６３Ｃ，６３Ｄにより導電性平板６１Ａ，６１Ｂと短絡されている。
【００７６】
ただし、第２の導電性平板６２Ａ，６２Ｂと導電性平板６２Ｃ，６２Ｄとは、それぞれの動作周波数に対応して大きさを異ならせている。すなわち、短絡導体６３Ａ，６３Ｂから導電性平板６２Ａ，６２Ｂの開放端縁までの長さと、短絡導体６３Ｃ，６３Ｄから導電性平板６２Ｃ，６２Ｄの開放端縁までの長さを異ならせている。さらに、第２の導電性平板６２Ａ〜６２Ｄの第１の導電性平板６１Ａ，６１Ｂと反対側の面上に、携帯無線通信装置の送信時に電波に対して障害物となる人体頭部が位置する図示しないスピーカが配置される。
【００７７】
本実施形態においては、第５及び第６の実施形態と同様、アンテナ給電点１２から第１及び第２の導電性平板６１Ａ，６１Ｂ及び６２Ａ〜６２Ｄに平行な方向を見たインピーダンスが高インピーダンス化され、アンテナ１３から各々の導電性平板６１Ａ，６１Ｂ及び６２Ａ〜６２Ｄへの漏洩電流を発生させにくくすることができる。一方、アンテナ給電点１２から導電性平板６１Ａ，６１Ｂ及び６２Ａ〜６２Ｄの幅方向を見たインピーダンスは、導電性平板６１Ａ，６１Ｂ及び６２Ａ〜６２Ｄの開放端縁によって低インピーダンス化される。
【００７８】
この場合においても、第２の導電性平板６２Ａ，６２Ｂの開放端縁から短絡導体６３Ａ，６３Ｂにより第１の導電性平板６１Ａ，６１Ｂと短絡された位置までの部分により、アンテナ給電点１２の付近が高インピーダンス化されることにより、アンテナ１３からの漏洩電流はスピーカ側に発生しにくくなる。一方、スピーカと反対側の第１の導電性平板６１，６１Ｂ側では、第１の導電性平板６１Ａ，６１Ｂの開放端縁６１ａによってアンテナ給電点１２から見たインピーダンスはより低くなる。
【００７９】
従って、アンテナ給電点１２から第１及び第２の導電性平板６１Ａ，６１Ｂ，６２Ａ〜６２Ｄに平行な方向を見たインピーダンスが高インピーダンス化により無限大に近づいても、図示しない無線機回路に接続されている図示しない給電線とアンテナ１３とのインピーダンス整合が向上し、アンテナ１３上により電流が流れて電波が放射されやすくなるため、人体頭部によるアンテナ特性の劣化が防止される。さらに、本実施形態においても第１の導電性平板６１の開放端縁の長さを０．０５５λ以上とすることにより、放射効率がより一層向上する。
【００８０】
また、携帯情報端末のような画像表示装置を有する携帯無線通信装置においても、データ通信時に画像表示装置の表示面と反対側の漏洩電流を抑制して、障害物である机、膝、あるいは掌の方向にアンテナ指向性を向けず、表示面の方向にアンテナ指向性を向けることにより、机、膝、あるいは掌等によるアンテナ特性の劣化を防止し、より高い通信性能を維持することが可能となる点は、これまでの実施形態と同様である。
【００８１】
（第１３の実施形態）
図１９は、本発明の第１３の実施形態に係る携帯無線通信装置であり、図１８に示したと同様に２個の第１の導電性平板６１Ａ，６１Ｂと４個の第２の導電性平板６２Ａ〜６２Ｄ及び短絡導体６３Ａ〜６３Ｄを有する携帯無線通信装置において、２個の給電点１２Ａ，１２Ｂ及び二つのアンテナ１３Ａ，１３Ｂを設けたものである。このように本発明は、複数個のアンテナを有する携帯無線通信装置にも適用が可能である。
【００８２】
（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、次のように種々変形することができる。例えば、上記実施形態ではアンテナとしてモノポールアンテナを示したが、逆Ｆアンテナ、ホイップアンテナ及びループアンテナなどを用いることもでき、その形状や形式は特に限定されない。
また、上記実施形態における導電性基体に導電性平板を用いたが、液晶などの表示装置、電池、ダイヤル装置、誘電体基板の銅膜及び外装ケース上に塗布した導電性薄膜塗料等を導電性基体としてもよい。
【００８３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば通信時にスピーカや机、膝、あるいは掌といった障害物の側への漏洩電流を抑制して、障害物側と反対方向にアンテナ指向性を向けることによりアンテナ特性の劣化を防止し、より高い通信性能を維持することが可能となる。さらに、無線機の仕様によっては、アンテナ特性の劣化が少なくなるので、電力増幅器の出力を抑制でき、携帯端末で重要な電池寿命を長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る携帯無線通信装置の概略構成をモデル的に示す図
【図２】同実施形態における導電性基体の具体例を示す断面図
【図３】本発明の第２の実施形態に係る携帯電話機に適した携帯無線通信装置の概略構成を示す斜視図
【図４】本発明の第３の実施形態に係る携帯情報端末に適した携帯無線通信装置の概略構成を示す斜視図
【図５】高インピーダンス化素子及び低インピーダンス化素子の形状を種々異ならせた本発明の第４の実施形態に係る携帯無線通信装置の概略構成を示す斜視図
【図６】本発明の第５の実施形態に係る携帯無線通信装置の概略構成を示す斜視図
【図７】同実施形態の作用について説明するための従来例及び同実施形態に基づく携帯無線通信装置のシミュレーションモデルを示す斜視図
【図８】携帯電話機と人体の頭部モデルを簡易的に示す図
【図９】従来例及び同実施形態に基づく携帯無線通信装置における導電性基体の幅の変化に対する放射効率の変化についてのシミュレーション結果を示す図
【図１０】従来例及び同実施形態に基づく携帯無線通信装置におけるｚｙ面の放射パターンのシミュレーション結果を示す図
【図１１】第１及び第２の導電性平板の形状を種々異ならせた本発明の第６の実施形態に係る携帯無線通信装置の概略構成を示す斜視図
【図１２】第１及び第２の導電性平板の形状を種々異ならせた本発明の第６の実施形態に係る携帯無線通信装置の概略構成を示す斜視図
【図１３】本発明の第７の実施形態に係る携帯無線通信装置の概略構成を示す斜視図
【図１４】本発明の第８の実施形態に係る携帯無線通信装置の概略構成を示す斜視図
【図１５】本発明の第９の実施形態に係る携帯無線通信装置の概略構成を示す斜視図
【図１６】本発明の第１０の実施形態に係る携帯無線通信装置の概略構成をモデル的に示す図
【図１７】本発明の第１１の実施形態に係る携帯無線通信装置の概略構成を示す斜視図
【図１８】本発明の第１２の実施形態に係る携帯無線通信装置の概略構成を示す斜視図
【図１９】本発明の第１３の実施形態に係る携帯無線通信装置の概略構成を示す斜視図
【符号の説明】
１０…外装ケース
１１…導電性基体
１１ａ…第１の面
１１ｂ…第２の面
１２，１２Ａ，１２Ｂ…アンテナ給電点
１３，１３Ａ，１３Ｂ…アンテナ
１４，１４Ａ，１４Ｂ…高インピーダンス化素子
１５，１５Ａ，１５Ｂ…高インピーダンス化素子
２０…回路基板
３１…第１の導体素子（高インピーダンス化素子）
３２…第２の導体素子（低インピーダンス化素子）
３３…スピーカ
３４…画像表示装置の表示面
４１…板状導体素子（高インピーダンス化素子）
４２…板状導体素子（低インピーダンス化素子）
４３，４４，４５…線状導体素子（低インピーダンス化素子）
４６…線状導体素子（高インピーダンス化素子）
５０…導電性基体
５１，６１，６１Ａ，６１Ｂ…第１の導電性平板
５２，６２Ａ〜６２Ｄ…第２の導電性平板
５３，６３Ａ〜６３Ｄ…短絡導体
５４…ヒンジ部
５５…誘電体
５６…切り込み部
Claims (11)
- 少なくとも第１及び第２の面とアンテナ給電点を有する導電性基体と、
前記アンテナ給電点に接続されたアンテナと、
前記導電性基体の前記第１の面上に配置され、前記アンテナ給電点から該第１の面に平行な第１の方向を見た第１のインピーダンスを高くするように構成された少なくとも一つの高インピーダンス化素子と、
前記導電性基体の前記第２の面上に配置され、前記アンテナ給電点から前記第１の方向と異なる第２の方向を見た第２のインピーダンスを前記第１のインピーダンスより低くするように構成された少なくとも一つの低インピーダンス化素子と
を具備する携帯無線通信装置。 - 前記第１の面は、前記携帯無線通信装置の使用時に電波に対して障害物が位置する側に面している請求項１に記載の携帯無線通信装置。
- 前記第１及び第２の面は、前記導電性基体の互いに対向する面である請求項１または２に記載の携帯無線通信装置。
- 前記導電性基体の前記第１の面上に配置されたスピーカをさらに具備する請求項１〜３のいずれか１項に記載の携帯無線通信装置。
- 前記導電性基体の前記第２の面上に配置された表示面を有する画像表示装置をさらに具備する請求項１〜４のいずれか１項に記載の携帯無線通信装置。
- 前記高インピーダンス化素子は、前記携帯無線通信装置の動作周波数における波長をλとして前記アンテナ給電点からほぼλ／４の距離離れた位置で前記導電性基体に接続された短絡端と、前記給電点の近傍に配置された開放端とを有する第１の導体素子であり、
前記低インピーダンス化素子は、前記アンテナ給電点の近傍に配置され前記導電性基体に接続された短絡端と、前記アンテナ給電点から前記λ／４の距離に位置する開放端とを有する第２の導体素子である請求項１〜５のいずれか１項に記載の携帯無線通信装置。 - 携帯無線通信装置の動作周波数における波長をλとして、０．０５５λ以上の長さを持つ第１の開放端縁と該第１の開放端縁上またはその近傍に配置されたアンテナ給電点を有する少なくとも一つの第１の導電性平板と、
前記アンテナ給電点に接続されたアンテナと、
前記第１の導電性平板とほぼ平行に配置され、第２の開放端縁を有し、かつ該第２の開放端縁からほぼλ／４の距離離れた位置で前記第１の導電性平板と短絡された少なくとも一つの第２の導電性平板と
を具備する携帯無線通信装置。 - 第１の開放端縁と該第１の開放端縁またはその近傍に配置されたアンテナ給電点を有する少なくとも一つの第１の導電性平板と、
前記アンテナ給電点に接続されたアンテナと、
前記第１の導電性平板とほぼ平行に配置され、第２の開放端縁を有し、かつ前記携帯無線通信装置の動作周波数における波長をλとして、該第２の開放端縁からほぼλ／４の距離離れた位置で前記第１の導電性平板と短絡された少なくとも一つの第２の導電性平板と、
前記第１の導電性平板と前記第２の導電性平板との間に配置された所定の比誘電率の誘電体とを具備し、
前記第１の開放端縁の長さは、０．０５５λに前記比誘電率の逆数の平方根を乗じた値以上である携帯無線通信装置。 - 前記第１の開放端縁は凹部を有する請求項７または８に記載の携帯無線通信装置。
- 前記第１及び第２の導電性平板は、前記アンテナ給電点から該第１及び第２の導電性平板に平行な第１の方向を見た第１のインピーダンスを高くする高インピーダンス化素子を形成し、
前記第１の開放端縁は、前記アンテナ給電点から前記第１の方向と異なる方向を見た第２のインピーダンスを前記第１のインピーダンスより低くする低インピーダンス化素子を形成する請求項７〜９のいずれか１項に記載の携帯無線通信装置。 - 大きさの異なる複数の前記高インピーダンス化素子及び低インピーダンス化素子を具備する請求項１〜６、１０のいずれか１項に記載の携帯無線通信装置。
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