JP2004015348A - 携帯電話機、これに内蔵された解析装置、及びその解析方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】通話時において、携帯電話機に搭載されている複数のアンテナの各々における入力インピーダンス変動量を評価すると同時に、その変動量が最も少ないアンテナを逐次選択することにより、反射損失の影響が少ない送信アンテナを実現し、より優れたアンテナ利得を確保した携帯電話機を提供する。
【課題手段】筐体の上部および下部に装着された上部および下部のアンテナ１０１，１０２の入力インピーダンス（Ｚ）が一定の時間周期毎に求められ、これらのインピーダンス値を予め設定しておいた入力インピーダンス基準値（Ｚ０）と比較する。これにより、それぞれのアンテナが周囲環境から受ける影響度を評価し、その影響度が少ない方のアンテナには、空間へ放射する電波量に相当する送信電力が供給され、その影響度が大きいほうのアンテナには送信電力が供給されないように制御される。これにより優れたアンテナ利得を確保した携帯電話機を提供する。
【選択図】 図１
【課題手段】筐体の上部および下部に装着された上部および下部のアンテナ１０１，１０２の入力インピーダンス（Ｚ）が一定の時間周期毎に求められ、これらのインピーダンス値を予め設定しておいた入力インピーダンス基準値（Ｚ０）と比較する。これにより、それぞれのアンテナが周囲環境から受ける影響度を評価し、その影響度が少ない方のアンテナには、空間へ放射する電波量に相当する送信電力が供給され、その影響度が大きいほうのアンテナには送信電力が供給されないように制御される。これにより優れたアンテナ利得を確保した携帯電話機を提供する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話機などに代表される携帯無線機器に係わり、特に、アンテナ特性をより高めることができる携帯電話機、これに内蔵された解析装置、及びその解析方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話機の小型化に伴い、小型内蔵アンテナの開発が望まれている。アンテナには従来からよく使われているものとして、モノポールアンテナや、ヘリカルアンテナ、逆Ｌ字型アンテナなどの線状アンテナがある。特に、逆Ｌ字型アンテナは、モノポールアンテナやヘリカルアンテナが携帯電話機筐体の上部に突出する形で装着されているのに対し、筐体に沿うように実装されるため、アンテナの内蔵化に適した構造である。
【０００３】
ところで、携帯電話の中には、携帯時に操作面や表示面を保護するために折り畳み式にしたものがある。この折り畳み型携帯電話は、２つの筐体がヒンジ部を介して開閉可能に接続された構成をしており、これら筐体のいずれか一方に、上記のアンテナが取り付けられた構成をとる。
【０００４】
図８に、従来の折り畳み型携帯電話機の一例を示す。同図（ａ）は正面図、（ｂ）は横断面図である。折り畳み携帯電話機は、表示画面１０７やスピーカ１０６を含む上部筐体１０３と、キーボード１０９やマイクロホン１０８を含む下部筐体１０４とがヒンジ部１０５を介して開閉可能に接続されており、一般的には、上部筐体１０３の上端にアンテナ１１０を設ける。
【０００５】
図示は省略しているが、筐体内には、プリント回路基板が配設されており、基板上には、送信電力を発信する発信部や、その電力をアンテナへ伝える電力伝送部およびその電力を高める電力増幅部などが搭載されており、通常、送信電力は、電力増幅部の出力端を介した後、アンテナへ供給される。また、電力増幅部とアンテナとの間には、整合回路（図示せず）が搭載されており、アンテナの入力インピーダンスが、電力増幅部の出力端のインピーダンスと整合するように、回路設計がなされている。
【０００６】
このように一般的な携帯電話機は、アンテナのインピーダンスが整合状態となるように設計がなされている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一般に、人が携帯電話機を用いて通話する際（通話時）は、携帯電話機本体を手で保持し、スピーカを耳に当てて使用する。この際、アンテナを含めた携帯電話機は、人の近傍に位置するため、通話時におけるアンテナの入力インピーダンスは、人体からの影響を受けて変化する。
【０００８】
例えば、アンテナを上部筐体の上端に装着した携帯電話機では、主に頭部からの影響によりアンテナインピーダンスが変化し、また、アンテナを下部筐体の下端に装着したような携帯電話機では、主に手からの影響によりアンテナインピーダンスが変化する。
【０００９】
上の例では人が位置する場合を示したが、携帯電話機の通話時は、一般に、その周囲に位置した散乱体（誘電体や金属体などを含む）など、周囲環境からの影響により、アンテナのインピーダンス特性に変化が生じるようになる。この際、周囲環境から受ける影響度が高いと、一般に、アンテナの入力インピーダンスの変動が大きくなり、事前に設定された整合状態が変わる傾向にある。このような、いわゆる、不整合状態では、電力増幅部側からアンテナ側へ伝送する電力が反射するようになるため、アンテナからみると、この反射電力の分が損失となり（反射損失）、アンテナに供給される電力が減少する。このことは、結果として、アンテナ利得の低下など、携帯電話機の通信特性の低下につながる。
【００１０】
このように、インピーダンスの変動が大きく、反射損失が大きいと、結果としてアンテナ利得の低下を招いてしまうため、通常、携帯電話機では、通話時に想定されるアンテナのインピーダンス変動量を考慮し、整合回路等の最適化をはかり、できるだけ反射損失の影響を少なくして、アンテナ利得を確保するのが一般的である。
【００１１】
しかしながら、インピーダンスの変動量は、携帯電話機の持ち方などに大きく依存し、また、持ち方などには個人差があるため、実際の変動量は、事前に想定された変動量を超える場合もある。特に、従来の携帯電話機は、送信アンテナを一つだけ搭載した構成が一般的であるため、そのような場合には、利得が低下したアンテナを利用せざるを得なかった。
【００１２】
本発明の目的は、上記課題を解決すべくしてなされたものであって、その目的は、通話時において、周囲環境から受ける影響度が最も少ないアンテナを逐次選択し、送信アンテナとして利用することにより、より優れたアンテナ利得を確保できる携帯電話機、その携帯電話機に内蔵され、より優れたアンテナ利得を確保するための解析装置、並びに解析方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決すべく、本発明は、本体を構成する筐体の上部および下部にそれぞれ第１および第２のアンテナを装着した携帯電話機であって、
通話中におけるそれぞれのアンテナの入力インピーダンス（Ｚ）を一定の時間周期毎に求めると同時に、これらのインピーダンス値を予め設定しておいた入力インピーダンス基準値（Ｚ０）と比較することにより、それぞれのアンテナが周囲環境から受ける影響度を評価し、その影響度が少ない方のアンテナには、空間へ放射する電波量に相当する送信電力を供給し、また、その影響度が大きいほうのアンテナには送信電力を供給しないことを特徴とする。
【００１４】
【作用】
本発明によれば、通話時において、携帯電話機に搭載されている複数のアンテナの各々における入力インピーダンス変動量を評価すると同時に、その変動量が最も少ないアンテナを逐次選択することにより、反射損失の影響が少ない送信アンテナを実現できるので、従来のものと比較して、より優れたアンテナ利得を確保した携帯電話機が得られる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る携帯電話機について図面を参照して説明する。図１は、本発明を適用した一例としての携帯電話機を示した図である。従来の携帯電話機と比較して、上部筐体１０３の上端にアンテナ部を構成すると同時に、下部筐体１０４にもアンテナ部を構成していることを特徴としたものである。この図では、２つのアンテナを搭載した例を示しており、上端に上部アンテナ１０１を装着し、下端には下部アンテナ１０２を装着した。また、この図では、これら上下アンテナ１０１，１０２は、筐体外に突出した構成としているが、筐体内に構成し、内蔵化した構成としても良い。
【００１６】
次に本実施の形態による携帯電話機の機能的構成に関して説明する。図２は、本実施の形態による携帯電話機の構成を機能的に示すブロック図である。
【００１７】
自由空間インピーダンス記憶部２０１は、インピーダンスの基準値を記憶しておく記憶部である。これは、あらかじめ指定された周波数帯域の複数の点において、本実施の形態による携帯電話機の筐体構造を用いた上で、例えば、自由空間時（アンテナ単体を自由空間中に置いた場合を意味する）におけるアンテナの入力インピーダンスＺｆｒｅｅ（ωｉ）（記号は、以下に説明）を実験もしくは電磁界解析により算出した値を記憶してある。具体的には以下の数１に示された値として記憶されている。
【００１８】
【数１】
【００１９】
ここで、ωｉは指定された角周波数、ωｍｉｎは帯域内における最小角周波数、ωｍａｘは帯域内における最大角周波数である。また、Ｎは整数である。
【００２０】
上部インピーダンス計算部２０２は、あらかじめ指定された周波数帯域の複数の点において、上部アンテナのインピーダンスを、通話中の一定の時間間隔毎に上部アンテナ給電部の電圧Ｖｕｐと電流値Ｉｕｐを測定し、それらの値の比として計算する。具体的には、以下の数２に示される数式を用いることにより、上部アンテナの入力インピーダンスＺｕｐ（ωｉ）を計算する。
【００２１】
【数２】
【００２２】
上部インピーダンス変動量計算部２０３では、上部インピーダンス計算部２０２により計算された上部アンテナインピーダンスに基づいて、あらかじめ指定された周波数帯域の自由空間時のインピーダンスＺｆｒｅｅ（ωｉ）と上部アンテナインピーダンスＺｕｐ（ωｉ）との２乗差（変動量に相当）を計算する。具体的には以下の数３に示される数式を用いることにより上部インピーダンス変動量ΔＺｕｐを計算する。なお、この変動量は、アンテナが受ける周囲環境からの影響度を示す指標であり、変動量が小さい場合は、周囲からの影響度も少ないことを意味する。
【００２３】
【数３】
【００２４】
下部インピーダンス計算部２０４は、あらかじめ指定された周波数帯域の複数の点において、下部アンテナのインピーダンスを、通話中に下部アンテナ給電部の電圧Ｖｕｄｒと電流値Ｉｕｄｒを測定し、それらの値の比として計算する。具体的には以下の数４に示される数式を用いることにより、下部アンテナの入力インピーダンスＺｕｄｒ（ωｉ）を計算する。
【００２５】
【数４】
【００２６】
下部インピーダンス変動量計算部２０５では、下部インピーダンス計算部２０４により計算された下部アンテナインピーダンスに基づいて、あらかじめ指定された周波数帯域の自由空間時のインピーダンスＺｆｒｅｅ（ωｉ）と下部アンテナインピーダンスＺｕｄｒ（ωｉ）との２乗差（変動量に相当）を計算する。具体的には以下の数５に示される数式を用いることにより下部インピーダンス変動量ΔＺｕｄｒを計算する。
【００２７】
【数５】
【００２８】
上下インピーダンス変動量比較部２０６は、上部インピーダンス変動量計算部２０３で計算された上部インピーダンス変動量ΔＺｕｐと下部インピーダンス変動量計算部２０５で計算された下部インピーダンス変動量ΔＺｕｄｒの大小を比較し、アンテナが受ける周囲環境からの影響度を調査する。具体的には以下の数６に示される判定式を用いて、アンテナを選択する際のファクターであるＭａｘ（マックス），Ｍｉｎ（ミニマム）を計算する。
【００２９】
【数６】
【００３０】
上下アンテナ切り替え部２０７は、上下インピーダンス変動量比較部２０６により計算されたＭａｘ（マックス）とＭｉｎ（ミニマム）に基づいて、電力増幅部側から上下アンテナに伝える電力の切り替えを行なう。通話開始時においては上下のアンテナのスイッチはともにオンとしてあり、いずれのアンテナにも電力が供給されている。通話開始と同時に観測時間Δｔの間に、以下の数７に示された判別式を用いることにより、Ｍａｘ＝１であれば下部アンテナをオンにしたまま上部アンテナをオフとし（このときの状態は、以下ではｓｗｉｔｃｈｕｐ＝ｏｆｆと記述）、Ｍａｘ＝０であれば上部アンテナをオンにしたまま下部アンテナをオフとし（このときの状態は、以下ではｓｗｉｔｃｈｕｄｒ＝ｏｆｆと記述）、それぞれオンとしてあるアンテナにのみ電力を供給する。
【００３１】
【数７】
【００３２】
次に、本発明の実施の形態による携帯電話機のハードウエア構成を説明する。図３は、本実施の形態による携帯電話機のハードウエア構成を示す説明図である。図３において、本実施の形態による携帯電話機は、必要なデータが記録された記録媒体３０１と、必要な物理値を測定する測定装置３０２と、処理装置からなり、処理装置は、データや測定値の入出力をおこなう入出力装置３０３と、読み込まれたデータや測定値を記録するメモリ３０４と、全体を制御したり、計算などの処理を行なう演算装置３０５を含み構成されている。また結合パス３０６は上記各部を結合させるためのパスを示している。
【００３３】
次に、本実施の形態に係る携帯電話機の原理を説明する。一般に携帯電話機のアンテナの入力インピーダンスは、アンテナエレメントと、アンテナエレメントに接続した筐体構造に依存する性能指標であり、給電部と言われるアンテナエレメントと筐体構造の接続部分の電圧Ｖｆｒｅｅと電流Ｉｆｒｅｅを用いて以下の数８に示す数式のように表される。
【００３４】
【数８】
ここでωは着目している角周波数を表す。
【００３５】
実験や電磁界解析では、自由空間時における携帯電話機のアンテナの入力インピーダンスを測定、もしくは計算する。通常、周波数帯域内の指定された周波数において、電力増幅部からアンテナ側へ伝送される電力が反射しないように、電力増幅部側の出力インピーダンスＺｏｕｔ（ω）とアンテナのインピーダンスＺｆｒｅｅ（ω）とは整合するように設計されている。アンテナのインピーダンスに整合回路を含めた場合、電力増幅部側から見たアンテナのインピーダンスをＺｍａｔｉｃｋ（ω）とすると、近似的に以下の数９に示す数式が成立する。
【００３６】
【数９】
【００３７】
実際の通話時においては、アンテナの入力インピーダンスは、前述したように、アンテナ付近に存在する人体からの影響を受けるため、その値は自由空間時の入力インピーダンスと比較して変化することになる。通話時のアンテナ入力インピーダンスは通話時の給電部の電圧Ｖｃｏｍと電流Ｉｃｏｍを用いて以下の数１０に示す数式のように表される。
【００３８】
【数１０】
【００３９】
この場合、アンテナに自由空間時の整合回路を含めたインピーダンスＺ（ω）は電力増幅部側のインピーダンスＺｏｕｔ（ω）と異なってしまうため、アンテナへ伝送していく電力の一部は増幅部側へ反射されてしまう。その割合ρは以下の数１１に示す数式のように表される。
【００４０】
【数１１】
【００４１】
この式から、通話時における上記インピーダンスＺ（ω）が自由空間時のインピーダンスに近い程、反射損失は少なく、インピーダンス変動による影響が少ないことがわかる。
【００４２】
以上のことから、通話時の入力インピーダンスと自由空間時の入力インピーダンスとの２乗差の大小を評価することにより、携帯電話機と通話者との電磁気的相互結合に起因するインピーダンスの変動度合を評価できることになる。この指標は、インピーダンス変動量ΔＺとして、以下の数１２に示す数式のように表される。
【００４３】
【数１２】
【００４４】
ここでωｉ（ｉ＝１，・・・Ｎ（整数））は着目している周波数帯域の角周波数を有限値Ｎでサンプリングしたものであり、周波数帯域の下限値をωｍｉｎ、上限値をωｍａｘとしたとき、以下の数１３の数式に示す関係を満たす。
【００４５】
【数１３】
【００４６】
本発明では、上記ΔＺは、適切なアンテナを選択するときの評価指標になりうる。例えば、図４のように、携帯電話機の筐体上部にある上部アンテナ装着位置４０１が通話者の頭部４０２の近くに位置し、また、下部アンテナ装着部４０４が通話者の手４０３で覆われていない状況では、上部アンテナ装着位置にアンテナを装着すると、下部アンテナ装着部に装着するよりも、インピーダンス変動量は大きくなると同時に、アンテナに伝わる電力の反射損失は大きくなることがわかる。
【００４７】
また、図５（ａ）、（ｂ）のように、携帯電話機の筐体下部にある下部アンテナ装着位置４０４が、通話者の頭部の近くに位置する場合（図（ａ）参照）や、通話者の手４０３で覆われている場合（図（ｂ）参照）では、下部アンテナ位置にアンテナを装着するとインピーダンス変動量は大きくなると同時に、アンテナに伝わる電力の反射損失が大きくなることがわかる。
【００４８】
従ってアンテナを本発明による携帯電話機（図１参照）のように、携帯電話機の上部と下部両方に装着し、通話中一定時間隔毎に上下アンテナのインピーダンス変動量を計算し、随時インピーダンス変動量が小さい方を送信用に使用することにより、反射損失の影響が少ない方のアンテナを選択可能であり、このことにより、アンテナ利得が高いほうのアンテナを送信アンテナとして利用できることがわかる。
【００４９】
次に、本発明の実施の形態である携帯電話機の解析処理の処理手順に関して説明する。図６は、本発明の実施の形態による携帯電話機の解析装置の解析処理手順を示すフローチャートである。
【００５０】
図６のフローチャートにおいて、通話開始（Ｓ５０１）後、まず、上下のアンテナのスイッチをオンとし、両方のアンテナに電力を供給する（Ｓ５０２）。次に上下のアンテナのインピーダンスを計測する（Ｓ５０３）。次に、上下アンテナそれぞれに対して、自由空間時のインピーダンスとの２乗差を計算する（Ｓ５０４）。次に上下インピーダンスの２乗差を比較し（Ｓ５０５）、下部インピーダンスの２乗差の方が大きい場合は上部アンテナをオンにしたまま下部アンテナをオフとし、上部インピーダンスの２乗差の方が大きい場合は下部アンテナをオンにしたまま上部アンテナをオフとし、オンとしたアンテナにのみ電力を供給する（Ｓ５０６）。一定時間間隔の後ステップＳ５０７を再び行なうことを、通話終了まで繰り返し、通話終了時においてすべての処理を終了する（Ｓ５０８）。
【００５１】
以上説明したように、本発明の実施の形態によれば、上下二つのアンテナを用いて、通話時におけるアンテナの入力インピーダンスが自由空間時のそれに近い方のアンテナを送信アンテナとして選択し、これを用いることにより、より優れたアンテナ利得を有する携帯電話機を提供することが可能となる。
【００５２】
以上、本発明による携帯電話機について、その基本的な構成例を示したが、本発明は、上記の例の他に、以下に示すような様々な改良が可能である。上記の例では、携帯電話機に搭載するアンテナを２つとしたが、実際には、アンテナを２つ以上搭載しても良く、その場合は、各々のアンテナうち、入力インピーダンスの変動量が最も少ないものを選択し、送信アンテナとして使用すれば良い。この際、利用する具体的なアンテナとしては、モノポールアンテナ、ヘリカルアンテナやＬ字型アンテナなどの線状アンテナ、また、板状逆Ｆアンテナ、マイクロストリップアンテナやスロットアンテナなどの平面アンテナを用いても良い。
【００５３】
また、折り畳み式携帯電話機では、筐体を閉じた状態におけるアンテナ構成に特徴を持たせても良い。図７は、折り畳み式携帯電話機の上端および下端にＬ字型アンテナを搭載した一例を示す。同図（ａ）の筐体を開いた状態の図を参照してわかるように、上部Ｌ字型アンテナと下部Ｌ字型アンテナは、逆方向に構成し、筐体の短辺中央付近に装着した。このようなアンテナ構成は、アンテナの設置位置や長さなどを適正に調整することによって、筐体を閉じた状態では、等価的に異なった構成のアンテナを構成することができる。
【００５４】
すなわち、同図（ｂ）を参照してわかるように、筐体を閉じた状態では、アンテナエレメントが、一直線状となり、例えば、各々のＬ字型アンテナの長辺の部分がλ／４（λ：波長）のものを用いると、直線状となった部分は、λ／２の長さとなるので、等価的にλ／２型ダイポールアンテナとして振る舞うようになり、アンテナからの放射を考慮すると、放射指向性は８の字パターンとなる。このように、筐体を開いた状態では、λ／４型Ｌ字型アンテナとして用い、また、閉じたときには、等価的にλ／２型ダイポールアンテナとして用いても、一向に差し支えない。
【００５５】
さらに、上記の例では、アンテナは筐体の上端位置および下端位置に装着したが、携帯電話機上であれば、これらの位置にこだわる必要は無く、任意の位置に装着してもよい。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の携帯電話機は、筐体上に搭載された２つまたはそれ以上のアンテナにおいて、通話時におけるアンテナの入力インピーダンスの変動が最も少ないアンテナを選択することにより、反射損失による影響を少なくした送信アンテナを実現しているため、通話時において、より優れたアンテナ利得が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の携帯電話機の一実施の形態の構成を示す説明図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る携帯電話機の解析装置の構成を機能的に示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る携帯電話機の解析のハードウエア構成を示す説明図である。
【図４】携帯電話機と通話者との位置関係を示す説明図である。
【図５】携帯電話機と通話者との位置関係を示す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る携帯電話機の解析装置の解析処理手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明の携帯電話機の一実施の形態の構成を示す説明図である。
【図８】従来の携帯電話機の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１０１ 上部アンテナ
１０２ 下部アンテナ
１０３ 上部筐体
１０４ 下部筐体
１０５ ヒンジ部
１０６ スピーカ
１０７ 表示画面
１０８ マイクロホン
１０９ キーボード
１１０ アンテナ
２０１ 自由空間インピーダンス記憶部
２０２ 上部インピーダンス計算部
２０３ 上部インピーダンス変動量計算部
２０４ 下部インピーダンス計算部
２０５ 下部インピーダンス変動量計算部
２０６ 上下インピーダンス変動量比較部
２０７ 上下アンテナ切り替え部
３０１ 記録媒体
３０２ 測定装置
３０３ 入出力装置
３０４ メモリ
３０５ 演算装置
３０６ 結合パス
４０１ 上部アンテナ装着位置
４０２ 通話者の頭部
４０３ 通話者の手
４０４ 下部アンテナ装着部
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話機などに代表される携帯無線機器に係わり、特に、アンテナ特性をより高めることができる携帯電話機、これに内蔵された解析装置、及びその解析方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話機の小型化に伴い、小型内蔵アンテナの開発が望まれている。アンテナには従来からよく使われているものとして、モノポールアンテナや、ヘリカルアンテナ、逆Ｌ字型アンテナなどの線状アンテナがある。特に、逆Ｌ字型アンテナは、モノポールアンテナやヘリカルアンテナが携帯電話機筐体の上部に突出する形で装着されているのに対し、筐体に沿うように実装されるため、アンテナの内蔵化に適した構造である。
【０００３】
ところで、携帯電話の中には、携帯時に操作面や表示面を保護するために折り畳み式にしたものがある。この折り畳み型携帯電話は、２つの筐体がヒンジ部を介して開閉可能に接続された構成をしており、これら筐体のいずれか一方に、上記のアンテナが取り付けられた構成をとる。
【０００４】
図８に、従来の折り畳み型携帯電話機の一例を示す。同図（ａ）は正面図、（ｂ）は横断面図である。折り畳み携帯電話機は、表示画面１０７やスピーカ１０６を含む上部筐体１０３と、キーボード１０９やマイクロホン１０８を含む下部筐体１０４とがヒンジ部１０５を介して開閉可能に接続されており、一般的には、上部筐体１０３の上端にアンテナ１１０を設ける。
【０００５】
図示は省略しているが、筐体内には、プリント回路基板が配設されており、基板上には、送信電力を発信する発信部や、その電力をアンテナへ伝える電力伝送部およびその電力を高める電力増幅部などが搭載されており、通常、送信電力は、電力増幅部の出力端を介した後、アンテナへ供給される。また、電力増幅部とアンテナとの間には、整合回路（図示せず）が搭載されており、アンテナの入力インピーダンスが、電力増幅部の出力端のインピーダンスと整合するように、回路設計がなされている。
【０００６】
このように一般的な携帯電話機は、アンテナのインピーダンスが整合状態となるように設計がなされている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一般に、人が携帯電話機を用いて通話する際（通話時）は、携帯電話機本体を手で保持し、スピーカを耳に当てて使用する。この際、アンテナを含めた携帯電話機は、人の近傍に位置するため、通話時におけるアンテナの入力インピーダンスは、人体からの影響を受けて変化する。
【０００８】
例えば、アンテナを上部筐体の上端に装着した携帯電話機では、主に頭部からの影響によりアンテナインピーダンスが変化し、また、アンテナを下部筐体の下端に装着したような携帯電話機では、主に手からの影響によりアンテナインピーダンスが変化する。
【０００９】
上の例では人が位置する場合を示したが、携帯電話機の通話時は、一般に、その周囲に位置した散乱体（誘電体や金属体などを含む）など、周囲環境からの影響により、アンテナのインピーダンス特性に変化が生じるようになる。この際、周囲環境から受ける影響度が高いと、一般に、アンテナの入力インピーダンスの変動が大きくなり、事前に設定された整合状態が変わる傾向にある。このような、いわゆる、不整合状態では、電力増幅部側からアンテナ側へ伝送する電力が反射するようになるため、アンテナからみると、この反射電力の分が損失となり（反射損失）、アンテナに供給される電力が減少する。このことは、結果として、アンテナ利得の低下など、携帯電話機の通信特性の低下につながる。
【００１０】
このように、インピーダンスの変動が大きく、反射損失が大きいと、結果としてアンテナ利得の低下を招いてしまうため、通常、携帯電話機では、通話時に想定されるアンテナのインピーダンス変動量を考慮し、整合回路等の最適化をはかり、できるだけ反射損失の影響を少なくして、アンテナ利得を確保するのが一般的である。
【００１１】
しかしながら、インピーダンスの変動量は、携帯電話機の持ち方などに大きく依存し、また、持ち方などには個人差があるため、実際の変動量は、事前に想定された変動量を超える場合もある。特に、従来の携帯電話機は、送信アンテナを一つだけ搭載した構成が一般的であるため、そのような場合には、利得が低下したアンテナを利用せざるを得なかった。
【００１２】
本発明の目的は、上記課題を解決すべくしてなされたものであって、その目的は、通話時において、周囲環境から受ける影響度が最も少ないアンテナを逐次選択し、送信アンテナとして利用することにより、より優れたアンテナ利得を確保できる携帯電話機、その携帯電話機に内蔵され、より優れたアンテナ利得を確保するための解析装置、並びに解析方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決すべく、本発明は、本体を構成する筐体の上部および下部にそれぞれ第１および第２のアンテナを装着した携帯電話機であって、
通話中におけるそれぞれのアンテナの入力インピーダンス（Ｚ）を一定の時間周期毎に求めると同時に、これらのインピーダンス値を予め設定しておいた入力インピーダンス基準値（Ｚ０）と比較することにより、それぞれのアンテナが周囲環境から受ける影響度を評価し、その影響度が少ない方のアンテナには、空間へ放射する電波量に相当する送信電力を供給し、また、その影響度が大きいほうのアンテナには送信電力を供給しないことを特徴とする。
【００１４】
【作用】
本発明によれば、通話時において、携帯電話機に搭載されている複数のアンテナの各々における入力インピーダンス変動量を評価すると同時に、その変動量が最も少ないアンテナを逐次選択することにより、反射損失の影響が少ない送信アンテナを実現できるので、従来のものと比較して、より優れたアンテナ利得を確保した携帯電話機が得られる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る携帯電話機について図面を参照して説明する。図１は、本発明を適用した一例としての携帯電話機を示した図である。従来の携帯電話機と比較して、上部筐体１０３の上端にアンテナ部を構成すると同時に、下部筐体１０４にもアンテナ部を構成していることを特徴としたものである。この図では、２つのアンテナを搭載した例を示しており、上端に上部アンテナ１０１を装着し、下端には下部アンテナ１０２を装着した。また、この図では、これら上下アンテナ１０１，１０２は、筐体外に突出した構成としているが、筐体内に構成し、内蔵化した構成としても良い。
【００１６】
次に本実施の形態による携帯電話機の機能的構成に関して説明する。図２は、本実施の形態による携帯電話機の構成を機能的に示すブロック図である。
【００１７】
自由空間インピーダンス記憶部２０１は、インピーダンスの基準値を記憶しておく記憶部である。これは、あらかじめ指定された周波数帯域の複数の点において、本実施の形態による携帯電話機の筐体構造を用いた上で、例えば、自由空間時（アンテナ単体を自由空間中に置いた場合を意味する）におけるアンテナの入力インピーダンスＺｆｒｅｅ（ωｉ）（記号は、以下に説明）を実験もしくは電磁界解析により算出した値を記憶してある。具体的には以下の数１に示された値として記憶されている。
【００１８】
【数１】
ここで、ωｉは指定された角周波数、ωｍｉｎは帯域内における最小角周波数、ωｍａｘは帯域内における最大角周波数である。また、Ｎは整数である。
【００２０】
上部インピーダンス計算部２０２は、あらかじめ指定された周波数帯域の複数の点において、上部アンテナのインピーダンスを、通話中の一定の時間間隔毎に上部アンテナ給電部の電圧Ｖｕｐと電流値Ｉｕｐを測定し、それらの値の比として計算する。具体的には、以下の数２に示される数式を用いることにより、上部アンテナの入力インピーダンスＺｕｐ（ωｉ）を計算する。
【００２１】
【数２】
上部インピーダンス変動量計算部２０３では、上部インピーダンス計算部２０２により計算された上部アンテナインピーダンスに基づいて、あらかじめ指定された周波数帯域の自由空間時のインピーダンスＺｆｒｅｅ（ωｉ）と上部アンテナインピーダンスＺｕｐ（ωｉ）との２乗差（変動量に相当）を計算する。具体的には以下の数３に示される数式を用いることにより上部インピーダンス変動量ΔＺｕｐを計算する。なお、この変動量は、アンテナが受ける周囲環境からの影響度を示す指標であり、変動量が小さい場合は、周囲からの影響度も少ないことを意味する。
【００２３】
【数３】
下部インピーダンス計算部２０４は、あらかじめ指定された周波数帯域の複数の点において、下部アンテナのインピーダンスを、通話中に下部アンテナ給電部の電圧Ｖｕｄｒと電流値Ｉｕｄｒを測定し、それらの値の比として計算する。具体的には以下の数４に示される数式を用いることにより、下部アンテナの入力インピーダンスＺｕｄｒ（ωｉ）を計算する。
【００２５】
【数４】
下部インピーダンス変動量計算部２０５では、下部インピーダンス計算部２０４により計算された下部アンテナインピーダンスに基づいて、あらかじめ指定された周波数帯域の自由空間時のインピーダンスＺｆｒｅｅ（ωｉ）と下部アンテナインピーダンスＺｕｄｒ（ωｉ）との２乗差（変動量に相当）を計算する。具体的には以下の数５に示される数式を用いることにより下部インピーダンス変動量ΔＺｕｄｒを計算する。
【００２７】
【数５】
上下インピーダンス変動量比較部２０６は、上部インピーダンス変動量計算部２０３で計算された上部インピーダンス変動量ΔＺｕｐと下部インピーダンス変動量計算部２０５で計算された下部インピーダンス変動量ΔＺｕｄｒの大小を比較し、アンテナが受ける周囲環境からの影響度を調査する。具体的には以下の数６に示される判定式を用いて、アンテナを選択する際のファクターであるＭａｘ（マックス），Ｍｉｎ（ミニマム）を計算する。
【００２９】
【数６】
上下アンテナ切り替え部２０７は、上下インピーダンス変動量比較部２０６により計算されたＭａｘ（マックス）とＭｉｎ（ミニマム）に基づいて、電力増幅部側から上下アンテナに伝える電力の切り替えを行なう。通話開始時においては上下のアンテナのスイッチはともにオンとしてあり、いずれのアンテナにも電力が供給されている。通話開始と同時に観測時間Δｔの間に、以下の数７に示された判別式を用いることにより、Ｍａｘ＝１であれば下部アンテナをオンにしたまま上部アンテナをオフとし（このときの状態は、以下ではｓｗｉｔｃｈｕｐ＝ｏｆｆと記述）、Ｍａｘ＝０であれば上部アンテナをオンにしたまま下部アンテナをオフとし（このときの状態は、以下ではｓｗｉｔｃｈｕｄｒ＝ｏｆｆと記述）、それぞれオンとしてあるアンテナにのみ電力を供給する。
【００３１】
【数７】
次に、本発明の実施の形態による携帯電話機のハードウエア構成を説明する。図３は、本実施の形態による携帯電話機のハードウエア構成を示す説明図である。図３において、本実施の形態による携帯電話機は、必要なデータが記録された記録媒体３０１と、必要な物理値を測定する測定装置３０２と、処理装置からなり、処理装置は、データや測定値の入出力をおこなう入出力装置３０３と、読み込まれたデータや測定値を記録するメモリ３０４と、全体を制御したり、計算などの処理を行なう演算装置３０５を含み構成されている。また結合パス３０６は上記各部を結合させるためのパスを示している。
【００３３】
次に、本実施の形態に係る携帯電話機の原理を説明する。一般に携帯電話機のアンテナの入力インピーダンスは、アンテナエレメントと、アンテナエレメントに接続した筐体構造に依存する性能指標であり、給電部と言われるアンテナエレメントと筐体構造の接続部分の電圧Ｖｆｒｅｅと電流Ｉｆｒｅｅを用いて以下の数８に示す数式のように表される。
【００３４】
【数８】
【００３５】
実験や電磁界解析では、自由空間時における携帯電話機のアンテナの入力インピーダンスを測定、もしくは計算する。通常、周波数帯域内の指定された周波数において、電力増幅部からアンテナ側へ伝送される電力が反射しないように、電力増幅部側の出力インピーダンスＺｏｕｔ（ω）とアンテナのインピーダンスＺｆｒｅｅ（ω）とは整合するように設計されている。アンテナのインピーダンスに整合回路を含めた場合、電力増幅部側から見たアンテナのインピーダンスをＺｍａｔｉｃｋ（ω）とすると、近似的に以下の数９に示す数式が成立する。
【００３６】
【数９】
実際の通話時においては、アンテナの入力インピーダンスは、前述したように、アンテナ付近に存在する人体からの影響を受けるため、その値は自由空間時の入力インピーダンスと比較して変化することになる。通話時のアンテナ入力インピーダンスは通話時の給電部の電圧Ｖｃｏｍと電流Ｉｃｏｍを用いて以下の数１０に示す数式のように表される。
【００３８】
【数１０】
この場合、アンテナに自由空間時の整合回路を含めたインピーダンスＺ（ω）は電力増幅部側のインピーダンスＺｏｕｔ（ω）と異なってしまうため、アンテナへ伝送していく電力の一部は増幅部側へ反射されてしまう。その割合ρは以下の数１１に示す数式のように表される。
【００４０】
【数１１】
この式から、通話時における上記インピーダンスＺ（ω）が自由空間時のインピーダンスに近い程、反射損失は少なく、インピーダンス変動による影響が少ないことがわかる。
【００４２】
以上のことから、通話時の入力インピーダンスと自由空間時の入力インピーダンスとの２乗差の大小を評価することにより、携帯電話機と通話者との電磁気的相互結合に起因するインピーダンスの変動度合を評価できることになる。この指標は、インピーダンス変動量ΔＺとして、以下の数１２に示す数式のように表される。
【００４３】
【数１２】
ここでωｉ（ｉ＝１，・・・Ｎ（整数））は着目している周波数帯域の角周波数を有限値Ｎでサンプリングしたものであり、周波数帯域の下限値をωｍｉｎ、上限値をωｍａｘとしたとき、以下の数１３の数式に示す関係を満たす。
【００４５】
【数１３】
本発明では、上記ΔＺは、適切なアンテナを選択するときの評価指標になりうる。例えば、図４のように、携帯電話機の筐体上部にある上部アンテナ装着位置４０１が通話者の頭部４０２の近くに位置し、また、下部アンテナ装着部４０４が通話者の手４０３で覆われていない状況では、上部アンテナ装着位置にアンテナを装着すると、下部アンテナ装着部に装着するよりも、インピーダンス変動量は大きくなると同時に、アンテナに伝わる電力の反射損失は大きくなることがわかる。
【００４７】
また、図５（ａ）、（ｂ）のように、携帯電話機の筐体下部にある下部アンテナ装着位置４０４が、通話者の頭部の近くに位置する場合（図（ａ）参照）や、通話者の手４０３で覆われている場合（図（ｂ）参照）では、下部アンテナ位置にアンテナを装着するとインピーダンス変動量は大きくなると同時に、アンテナに伝わる電力の反射損失が大きくなることがわかる。
【００４８】
従ってアンテナを本発明による携帯電話機（図１参照）のように、携帯電話機の上部と下部両方に装着し、通話中一定時間隔毎に上下アンテナのインピーダンス変動量を計算し、随時インピーダンス変動量が小さい方を送信用に使用することにより、反射損失の影響が少ない方のアンテナを選択可能であり、このことにより、アンテナ利得が高いほうのアンテナを送信アンテナとして利用できることがわかる。
【００４９】
次に、本発明の実施の形態である携帯電話機の解析処理の処理手順に関して説明する。図６は、本発明の実施の形態による携帯電話機の解析装置の解析処理手順を示すフローチャートである。
【００５０】
図６のフローチャートにおいて、通話開始（Ｓ５０１）後、まず、上下のアンテナのスイッチをオンとし、両方のアンテナに電力を供給する（Ｓ５０２）。次に上下のアンテナのインピーダンスを計測する（Ｓ５０３）。次に、上下アンテナそれぞれに対して、自由空間時のインピーダンスとの２乗差を計算する（Ｓ５０４）。次に上下インピーダンスの２乗差を比較し（Ｓ５０５）、下部インピーダンスの２乗差の方が大きい場合は上部アンテナをオンにしたまま下部アンテナをオフとし、上部インピーダンスの２乗差の方が大きい場合は下部アンテナをオンにしたまま上部アンテナをオフとし、オンとしたアンテナにのみ電力を供給する（Ｓ５０６）。一定時間間隔の後ステップＳ５０７を再び行なうことを、通話終了まで繰り返し、通話終了時においてすべての処理を終了する（Ｓ５０８）。
【００５１】
以上説明したように、本発明の実施の形態によれば、上下二つのアンテナを用いて、通話時におけるアンテナの入力インピーダンスが自由空間時のそれに近い方のアンテナを送信アンテナとして選択し、これを用いることにより、より優れたアンテナ利得を有する携帯電話機を提供することが可能となる。
【００５２】
以上、本発明による携帯電話機について、その基本的な構成例を示したが、本発明は、上記の例の他に、以下に示すような様々な改良が可能である。上記の例では、携帯電話機に搭載するアンテナを２つとしたが、実際には、アンテナを２つ以上搭載しても良く、その場合は、各々のアンテナうち、入力インピーダンスの変動量が最も少ないものを選択し、送信アンテナとして使用すれば良い。この際、利用する具体的なアンテナとしては、モノポールアンテナ、ヘリカルアンテナやＬ字型アンテナなどの線状アンテナ、また、板状逆Ｆアンテナ、マイクロストリップアンテナやスロットアンテナなどの平面アンテナを用いても良い。
【００５３】
また、折り畳み式携帯電話機では、筐体を閉じた状態におけるアンテナ構成に特徴を持たせても良い。図７は、折り畳み式携帯電話機の上端および下端にＬ字型アンテナを搭載した一例を示す。同図（ａ）の筐体を開いた状態の図を参照してわかるように、上部Ｌ字型アンテナと下部Ｌ字型アンテナは、逆方向に構成し、筐体の短辺中央付近に装着した。このようなアンテナ構成は、アンテナの設置位置や長さなどを適正に調整することによって、筐体を閉じた状態では、等価的に異なった構成のアンテナを構成することができる。
【００５４】
すなわち、同図（ｂ）を参照してわかるように、筐体を閉じた状態では、アンテナエレメントが、一直線状となり、例えば、各々のＬ字型アンテナの長辺の部分がλ／４（λ：波長）のものを用いると、直線状となった部分は、λ／２の長さとなるので、等価的にλ／２型ダイポールアンテナとして振る舞うようになり、アンテナからの放射を考慮すると、放射指向性は８の字パターンとなる。このように、筐体を開いた状態では、λ／４型Ｌ字型アンテナとして用い、また、閉じたときには、等価的にλ／２型ダイポールアンテナとして用いても、一向に差し支えない。
【００５５】
さらに、上記の例では、アンテナは筐体の上端位置および下端位置に装着したが、携帯電話機上であれば、これらの位置にこだわる必要は無く、任意の位置に装着してもよい。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の携帯電話機は、筐体上に搭載された２つまたはそれ以上のアンテナにおいて、通話時におけるアンテナの入力インピーダンスの変動が最も少ないアンテナを選択することにより、反射損失による影響を少なくした送信アンテナを実現しているため、通話時において、より優れたアンテナ利得が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の携帯電話機の一実施の形態の構成を示す説明図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る携帯電話機の解析装置の構成を機能的に示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る携帯電話機の解析のハードウエア構成を示す説明図である。
【図４】携帯電話機と通話者との位置関係を示す説明図である。
【図５】携帯電話機と通話者との位置関係を示す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る携帯電話機の解析装置の解析処理手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明の携帯電話機の一実施の形態の構成を示す説明図である。
【図８】従来の携帯電話機の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１０１ 上部アンテナ
１０２ 下部アンテナ
１０３ 上部筐体
１０４ 下部筐体
１０５ ヒンジ部
１０６ スピーカ
１０７ 表示画面
１０８ マイクロホン
１０９ キーボード
１１０ アンテナ
２０１ 自由空間インピーダンス記憶部
２０２ 上部インピーダンス計算部
２０３ 上部インピーダンス変動量計算部
２０４ 下部インピーダンス計算部
２０５ 下部インピーダンス変動量計算部
２０６ 上下インピーダンス変動量比較部
２０７ 上下アンテナ切り替え部
３０１ 記録媒体
３０２ 測定装置
３０３ 入出力装置
３０４ メモリ
３０５ 演算装置
３０６ 結合パス
４０１ 上部アンテナ装着位置
４０２ 通話者の頭部
４０３ 通話者の手
４０４ 下部アンテナ装着部
Claims (20)
- 本体を構成する筐体の上部および下部にそれぞれ上部アンテナおよび下部アンテナを装着した携帯電話機において、
通話中における前記それぞれのアンテナの入力インピーダンス（Ｚ）を一定の時間周期毎に求めると同時に、これらのインピーダンス値を予め設定しておいた入力インピーダンス基準値（Ｚ０）と比較することにより、前記それぞれのアンテナが周囲環境から受ける影響度を評価するアンテナ影響度評価手段を有し、
その影響度が少ない方のアンテナには、空間へ放射する電波量に相当する送信電力が供給され、その影響度が大きいほうのアンテナには送信電力は供給されないことを特徴とする携帯電話機。 - 前記アンテナが周囲環境から受ける影響度は、前記入力インピーダンス基準値（Ｚ０）に対する前記アンテナ入力インピーダンス（Ｚ）の変動量として表わされ、この変動量を前記影響度の指標とすることを特徴とする請求項１記載の携帯電話機。
- 前記変動量は、予め決められた周波数帯域内の複数の周波数ポイントωｉ（ｉ＝１，２，・・・Ｎ（整数））における前記インピーダンス値（Ｚ（ωｉ）およびＺ０（ωｉ））の差の二乗（｜Ｚ（ωｉ）−Ｚ０（ωｉ）｜２）を、すべての周波数ポイントについて加算したものであることを特徴とする請求項１記載の携帯電話機。
- 前記入力インピーダンス基準値（Ｚ０）は、アンテナ単体を自由空間中に置いたときの自由空間時におけるインピーダンス値であることを特徴とする請求項１記載の携帯電話機。
- 前記筐体の任意の位置に前記上部および前記下部のアンテナがそれぞれ少なくとも１つ以上搭載されていることを特徴とする請求項１記載の携帯電話機。
- 前記上部および前記下部アンテナが、線状アンテナ、平面アンテナ、もしくはそれらを組み合わせた構成であることを特徴とする請求項１記載の携帯電話機。
- 前記上部および前記下部アンテナが逆Ｌ字型アンテナであることを特徴とする請求項１記載の携帯電話機。
- 前記上部および前記下部アンテナがヘリカルアンテナであることを特徴とする請求項１記載の携帯電話機。
- 前記上部および前記下部アンテナがモノポールアンテナであることを特徴とする請求項１記載の携帯電話機。
- 前記携帯電話機の筐体は、第１および第２の筐体で構成され、
前記第１および前記第２の筐体はヒンジ部を介して開閉可能に接続された構成である折り畳み型であることを特徴とする請求項１記載の携帯電話機。 - 前記折り畳み型の携帯電話機を構成する２つの筐体を閉じた状態のときには、前記上部および前記下部アンテナが、等価的に新たなアンテナを構成することを特徴とする請求項１０記載の携帯電話機。
- 前記折り畳み型の携帯電話機において、前記上部および前記下部アンテナはＬ字型のアンテナであって、
前記上部アンテナはヒンジ部を介して上側にある第１の筐体の中央部上端位置に装着され、
前記下部アンテナは下側にある第２の筐体の中央部下端位置に装着され、
前記２つの筐体を開いた状態のときには、前記上部および前記下部アンテナは、互いに逆向きに配置された構成となり、
前記２つの筐体を閉じた状態のときには、前記上部および前記下部アンテナが、ほぼ一直線状に構成され、等価的にダイポールアンテナを構成することを特徴とする請求項１０記載の携帯電話機。 - 請求項４記載の携帯電話機に内蔵された携帯電話機の解析装置において、
前記自由空間時におけるアンテナ単体の入力インピーダンス基準値（Ｚ０）をあらかじめ記憶しておく自由空間インピーダンス記憶手段と、
通話時における前記上部アンテナの入力インピーダンスを計算する上部インピーダンス計算手段と、
通話時における前記下部アンテナの入力インピーダンスを計算する下部アンテナインピーダンス計算手段と、
前記上部アンテナの入力インピーダンスと前記自由空間時におけるアンテナ単体の入力インピーダンスとの差の二乗を計算する上部インピーダンス変動量計算手段と、
前記下部アンテナの入力インピーダンスと前記自由空間時におけるアンテナ単体の入力インピーダンスとの差の二乗を計算する下部インピーダンス変動量計算手段と、
前記上部インピーダンス変動量と前記下部インピーダンス変動量の大小を比較する上下インピーダンス変動量比較手段と、
前記上部及び前記下部アンテナへの電力供給を切り替えるための上下アンテナ切り替え手段とを有し、
前記上下アンテナ切り替え手段は、前記上下インピーダンス変動量比較手段の結果に基づき、前記上部インピーダンス変動量の方が前記下部インピーダンス変動量よりも大きい場合は、前記上部アンテナ給電部に増幅部側から伝える電力を０とすることによって前記下部アンテナのみに電力を供給し、
前記下部インピーダンス変動量の方が前記上部インピーダンス変動量よりも大きい場合は、前記下部アンテナに増幅部側から伝える電力を０とすることによって前記上部アンテナのみに電力を供給する
ことを特徴とする携帯電話機の解析装置。 - 請求項１３記載の携帯電話機の解析装置において、上部アンテナと下部アンテナが逆Ｌ字型アンテナであることを特徴とする携帯電話機の解析装置。
- 請求項１３記載の携帯電話機の解析装置において、前記上部アンテナと下部アンテナがヘリカルアンテナであることを特徴とする携帯電話機の解析装置。
- 請求項１３記載の携帯電話機の解析装置において、上部アンテナと下部アンテナがモノポールアンテナであることを特徴とする携帯電話機の解析装置。
- 請求項４記載の携帯電話機の解析を実現させる方法において、
前記自由空間時におけるアンテナ単体の入力インピーダンスを記憶しておく自由空間インピーダンス記憶ステップと、
通話時における前記上部アンテナの入力インピーダンスを計算する上部インピーダンス計算ステップと、
通話時における下部アンテナの入力インピーダンスを計算する下部アンテナインピーダンス計算ステップと、
前記上部アンテナの入力インピーダンスと前記自由空間時におけるアンテナ単体の入力インピーダンスとの差の二乗を計算する上部インピーダンス変動量計算ステップと、
前記下部アンテナの入力インピーダンスと前記自由空間におけるアンテナ単体の入力インピーダンスとの差の二乗を計算する下部インピーダンス変動量計算ステップと、
前記上部インピーダンス変動量と前記下部インピーダンス変動量の大小を比較する上下インピーダンス変動量比較ステップと、
前記上部及び下部アンテナへの電力供給を切り替えるための上下アンテナ切り替えステップとを有し、
前記上下アンテナ切り替えステップは、前記上下インピーダンス変動量比較手段の結果に基づき、前記上部インピーダンス変動量の方が前記下部インピーダンス変動量よりも大きい場合は、前記上部アンテナ給電部に増幅部側から伝える電力を０とすることによって前記下部アンテナのみに電力を供給し、
前記下部インピーダンス変動量の方が前記上部インピーダンス変動量よりも大きい場合は、前記下部アンテナに増幅部側から伝える電力を０とすることによって前記上部アンテナのみに電力を供給することを特徴とする携帯電話機の解析方法。 - 請求項１７記載の携帯電話機の解析方法において、前記上部アンテナと前記下部アンテナが逆Ｌ字型アンテナであることを特徴とする携帯電話機の解析方法。
- 請求項１７記載の携帯電話機の解析方法において、前記上部アンテナと前記下部アンテナがヘリカルアンテナであることを特徴とする携帯電話機の解析方法。
- 請求項１７記載の携帯電話機の解析方法において、前記上部アンテナと前記下部アンテナがモノポールアンテナであることを特徴とする携帯電話機の解析方法。
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004274730A (ja) * | 2003-02-06 | 2004-09-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 携帯無線通信装置 |
| JP2006050374A (ja) * | 2004-08-06 | 2006-02-16 | Seiko Epson Corp | 電子装置および無線通信端末 |
| JP2006129358A (ja) * | 2004-11-01 | 2006-05-18 | Kyocera Corp | 無線通信モジュール、通信端末、およびインピーダンス整合方法 |
| JP2008085869A (ja) * | 2006-09-28 | 2008-04-10 | Toshiba Corp | 携帯無線装置 |
| WO2013190927A1 (ja) * | 2012-06-20 | 2013-12-27 | ソニー株式会社 | 折り畳みアンテナ装置 |
| KR101938371B1 (ko) | 2018-11-20 | 2019-01-14 | (주)이노인스트루먼트 | 안테나의 주파수 특성값을 모니터에 연속된 그래프로 디스플레이하기 위한 수치해석 방법 |
Families Citing this family (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050054399A1 (en) * | 2003-09-10 | 2005-03-10 | Buris Nicholas E. | Method and apparatus for providing improved antenna bandwidth |
| JP2005244260A (ja) * | 2003-12-24 | 2005-09-08 | Toshiba Corp | 携帯無線端末 |
| KR20070120616A (ko) * | 2004-01-19 | 2007-12-24 | 세이코 엡슨 가부시키가이샤 | 전자 장치 및 무선 통신 단말 |
| US20050245204A1 (en) * | 2004-05-03 | 2005-11-03 | Vance Scott L | Impedance matching circuit for a mobile communication device |
| JP5020067B2 (ja) * | 2005-03-04 | 2012-09-05 | パナソニック株式会社 | 携帯無線装置 |
| KR100842517B1 (ko) * | 2005-10-06 | 2008-07-01 | 삼성전자주식회사 | 통신 시스템에서 단말기의 전력 안정화 장치 |
| KR101227678B1 (ko) * | 2006-02-10 | 2013-01-30 | 삼성전자주식회사 | 인체 통신 시스템 및 방법 |
| US7724194B2 (en) * | 2006-06-30 | 2010-05-25 | Motorola, Inc. | Dual autodiplexing antenna |
| US7825775B2 (en) * | 2007-07-31 | 2010-11-02 | Symbol Technologies, Inc. | Antenna-based trigger |
| KR20090057559A (ko) * | 2007-12-03 | 2009-06-08 | 삼성전자주식회사 | 두 안테나 수신감도 변화 차이를 이용한 근접 센싱 방법 및장치 |
| US8798662B2 (en) * | 2009-08-05 | 2014-08-05 | Blackberry Limited | Transmission control for a specific absorption rate compliant communication device |
| US8358615B2 (en) | 2010-03-11 | 2013-01-22 | Research In Motion Limited | Modulation and coding scheme selection method for a specific absorption rate compliant communication device |
| WO2012069086A1 (en) | 2010-11-25 | 2012-05-31 | Epcos Ag | Mobile communication device with improved antenna performance |
| US9419457B2 (en) | 2012-09-04 | 2016-08-16 | Google Technology Holdings LLC | Method and device with enhanced battery capacity savings |
| US9356461B2 (en) | 2012-09-25 | 2016-05-31 | Google Technology Holdings, LLC | Methods and systems for rapid wireless charging where the low state of charge (SOC) temperature dependent charging current and low SOC temperature limit are higher than the high SOC temperature dependent charging current and high SOC temperature limit |
| US9356343B2 (en) | 2013-01-18 | 2016-05-31 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Utilization of antenna loading for impedance matching |
| US9491706B2 (en) | 2013-03-13 | 2016-11-08 | Google Technology Holdings LLC | Reduced-power transmitting from a communications device |
| US9596653B2 (en) | 2013-12-16 | 2017-03-14 | Google Technology Holdings LLC | Remedying power drain via a coverage map |
| US10062680B2 (en) | 2014-05-08 | 2018-08-28 | Qualcomm Incorporated | Silicon-on-insulator (SOI) complementary metal oxide semiconductor (CMOS) standard library cell circuits having a gate back-bias rail(s), and related systems and methods |
| US9865897B2 (en) | 2014-06-02 | 2018-01-09 | Google Llc | Stacked electrochemical cell with increased energy density |
| US9438293B2 (en) | 2014-08-05 | 2016-09-06 | Google Technology Holdings LLC | Tunable circuit elements for dynamic, per element power |
| US9472965B2 (en) | 2014-09-08 | 2016-10-18 | Google Technology Holdings LLC | Battery cycle life through smart overnight charging |
| US11150693B2 (en) * | 2015-03-06 | 2021-10-19 | Apple Inc. | Adaptable radio frequency systems and methods |
| US9634697B2 (en) * | 2015-09-09 | 2017-04-25 | Qualcomm Incorporated | Antenna selection and tuning |
| EP3713201A4 (en) * | 2017-12-29 | 2020-12-30 | Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp., Ltd. | ANTENNA SWITCHING CIRCUIT, ANTENNA SWITCHING PROCESS AND ELECTRONIC DEVICE |
| CN108055410A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-05-18 | 广东欧珀移动通信有限公司 | 天线切换电路、天线切换方法以及电子装置 |
| KR102521951B1 (ko) * | 2018-08-30 | 2023-04-17 | 삼성전자주식회사 | 안테나 모듈을 포함하는 전자 장치 |
| US11283908B1 (en) * | 2021-02-08 | 2022-03-22 | Motorola Mobility Llc | Communication device having a configurable housing with multiple antennas |
Family Cites Families (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6460027A (en) | 1987-08-31 | 1989-03-07 | Fujitsu Ltd | Antenna switching system |
| JP3112464B2 (ja) | 1990-03-29 | 2000-11-27 | 株式会社東芝 | 携帯型無線通信機 |
| IL116423A0 (en) * | 1995-12-15 | 1996-03-31 | Geotek Communication Inc | A portable radio terminal having diversity reception antennas |
| JPH1060027A (ja) * | 1996-05-31 | 1998-03-03 | Wako Pure Chem Ind Ltd | 新規なフッ素含有マクロアゾ化合物 |
| DE19705735A1 (de) | 1997-02-14 | 1998-08-20 | Nokia Mobile Phones Ltd | Verfahren und Vorrichtung zur Inspektion wenigstens eines Antennenzweigs, insbesondere in einem Fahrzeug |
| FI104662B (fi) * | 1997-04-11 | 2000-04-14 | Nokia Mobile Phones Ltd | Antennijärjestely pienikokoisiin radioviestintä-laitteisiin |
| US5905467A (en) | 1997-07-25 | 1999-05-18 | Lucent Technologies Inc. | Antenna diversity in wireless communication terminals |
| JPH11274966A (ja) * | 1998-03-19 | 1999-10-08 | Toshiba Corp | 携帯無線端末装置 |
| US6011519A (en) * | 1998-11-11 | 2000-01-04 | Ericsson, Inc. | Dipole antenna configuration for mobile terminal |
| JP2000261532A (ja) | 1999-03-05 | 2000-09-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 移動携帯端末 |
| JP3347099B2 (ja) | 1999-07-23 | 2002-11-20 | エヌイーシーアクセステクニカ株式会社 | 簡易携帯電話内蔵型携帯電話機におけるアンテナ切替回路 |
| GB9919668D0 (en) | 1999-08-20 | 1999-10-20 | Koninkl Philips Electronics Nv | Elongate personal communications apparatus |
| DE19953731A1 (de) | 1999-11-08 | 2001-06-13 | Becker Gmbh | Verfahren zur Auswahl einer von mehreren Antennen einer Antennendiversity-Empfangsanlage sowie Antennendiversity-Empfangsanlage |
| AU2001241174A1 (en) | 2000-03-22 | 2001-10-03 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson | Mobile radio communications apparatus and base station thereof, and method of antenna selection |
| US6570462B2 (en) | 2000-11-08 | 2003-05-27 | Research In Motion Limited | Adaptive tuning device and method utilizing a surface acoustic wave device for tuning a wireless communication device |
| JP2002171190A (ja) * | 2000-12-01 | 2002-06-14 | Nec Corp | 小型携帯電話機 |
| US6434372B1 (en) * | 2001-01-12 | 2002-08-13 | The Regents Of The University Of California | Long-range, full-duplex, modulated-reflector cell phone for voice/data transmission |
| JP2002217803A (ja) | 2001-01-15 | 2002-08-02 | Nec Access Technica Ltd | 携帯無線端末装置 |
| JP2002261665A (ja) | 2001-02-28 | 2002-09-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 携帯無線装置 |
| US7103382B2 (en) * | 2001-07-10 | 2006-09-05 | Kyocera Wireless Corp. | System and method for receiving and transmitting information in a multipath environment |
-
2002
- 2002-06-05 JP JP2002164839A patent/JP3744883B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2003
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Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004274730A (ja) * | 2003-02-06 | 2004-09-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 携帯無線通信装置 |
| JP2006050374A (ja) * | 2004-08-06 | 2006-02-16 | Seiko Epson Corp | 電子装置および無線通信端末 |
| JP2006129358A (ja) * | 2004-11-01 | 2006-05-18 | Kyocera Corp | 無線通信モジュール、通信端末、およびインピーダンス整合方法 |
| JP4606843B2 (ja) * | 2004-11-01 | 2011-01-05 | 京セラ株式会社 | 無線通信モジュール、通信端末、およびインピーダンス整合方法 |
| JP2008085869A (ja) * | 2006-09-28 | 2008-04-10 | Toshiba Corp | 携帯無線装置 |
| WO2013190927A1 (ja) * | 2012-06-20 | 2013-12-27 | ソニー株式会社 | 折り畳みアンテナ装置 |
| JP2014003549A (ja) * | 2012-06-20 | 2014-01-09 | Sony Corp | 折り畳みアンテナ装置 |
| US9799945B2 (en) | 2012-06-20 | 2017-10-24 | Sony Corporation | Folding antenna device |
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