JP2004032303A - ノッチアンテナ及び携帯無線通信端末 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の通信周波数帯における通信で使用可能なノッチアンテナ及び携帯無線通信端末を得る。
【解決手段】ノッチアンテナ7Xが低い通信周波数帯BLで共振すべき時には、トラップ回路22によってスリット5をスリット長Lshの位置で高周波的に開状態とすることができると共に、高い通信周波数帯BHで共振すべき時には、トラップ回路22によってスリット5をスリット長Lshの位置で高周波的に閉状態にすることができ、かくして共振すべき通信周波数帯BL又はBHに応じてノッチアンテナ7Xの共振長を適宜変更することができる。
【選択図】 図7
【解決手段】ノッチアンテナ7Xが低い通信周波数帯BLで共振すべき時には、トラップ回路22によってスリット5をスリット長Lshの位置で高周波的に開状態とすることができると共に、高い通信周波数帯BHで共振すべき時には、トラップ回路22によってスリット5をスリット長Lshの位置で高周波的に閉状態にすることができ、かくして共振すべき通信周波数帯BL又はBHに応じてノッチアンテナ7Xの共振長を適宜変更することができる。
【選択図】 図7
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はノッチアンテナ及び携帯無線通信端末に関し、例えば携帯電話機に適用して好適なものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、筐体のデザイン性向上や使用時に筐体から外側に突出するアンテナ素子(すなわち、エレメント)の破損防止を目的として、アンテナ全体を筐体内部に配設した、いわゆるアンテナ内蔵型の携帯電話機が普及し始めている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
このようなアンテナ内蔵型の携帯電話機を実現する一手法として、グランドに対して帯状の切り込み(以下、これをスリットと呼ぶ)を形成し、当該形成したスリットをエレメントとして機能させるノッチアンテナを携帯電話機に内蔵させることが考えられている。
【0004】
ここでノッチアンテナにおいては、その共振長がかかるスリットの長手方向の長さ(以下、これをスリット長と呼ぶ)によって決定され、当該スリット長は一般的に使用通信周波数の0.2波長程度の長さに選定される。
【0005】
従って、従来主流の800〜900MHz帯の携帯電話無線通信システム(PDC(Personal Digital Cellular)やGSM(Global System for Mobile Communications)等)では、スリット長を70mm程度に選定する必要があったため、ノッチアンテナを携帯電話機に内蔵することが困難であったが、近年主流となりつつある2GHz帯の携帯電話無線通信システム(W−CDMA(Wideband Code Division Multiple Access)等)では、スリット長を30mm程度にすれば良く、ノッチアンテナを携帯電話機に内蔵することが可能であると考えられている。
【0006】
一方、近年、携帯電話無線通信システムにおいては、携帯電話機の急激な普及に伴って通話回線数が不足しているため、それぞれ異なる通信周波数帯を使用した複数の携帯電話無線通信システムを併用することにより通話回線数を増加させる手法が採られ始めており、このような状況に伴って、1台の携帯電話機を複数の通信周波数帯における通信で使用可能とさせる必要性が生じてきた。
【0007】
しかしながら従来のノッチアンテナでは、上述のように共振長がスリット長で決定されてしまうため複共振化が困難であることにより、ノッチアンテナを内蔵した携帯電話機を複数の通信周波数帯における通信で使用可能とさせ難かった。
【0008】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、複数の通信周波数帯における通信で使用可能なノッチアンテナ及び携帯無線通信端末を提案しようとするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するために本発明においては、所定のグランドに帯状のスリットを形成してなるノッチアンテナにおいて、当該ノッチアンテナの共振長を電気的に変更する共振長変更手段を設けるようにしたことにより、共振すべき通信周波数帯に応じてノッチアンテナの共振長を適宜変更することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【0011】
(1)第1の実施の形態
図1において、1は全体として携帯電話機を示し、その使用時にユーザの手によって把持される筐体(以下、これを把持筐体と呼ぶ)2内部に回路基板3が配設されている。
【0012】
回路基板3において、その表面3Aには、例えば無線通信部(図中において明示せず)を構成するディジタル信号処理回路や携帯電話機1を機能させるための種々の電子部品が配設されており、図2に示すように、裏面3Bには、銅箔等でなるグランド4が形成されている。
【0013】
グランド4には、把持筐体2の短手方向と垂直且つグランド4の中央下端部から上側に向ってスリット長Lsl及び幅Wdtでなる帯状のスリット5が形成されていると共に、当該スリット5の両側から給電線としての導体パターン6が回路基板3を貫通して表面3Aに延長し、当該表面3A側に延長した導体パターン6に対して図示しない無線通信部が電気的に接続されており、これらグランド4、エレメントとして機能するスリット5及び後述する可変共振長回路等によってノッチアンテナ7を構成するようになされている。
【0014】
ここでスリット5のスリット長Lslについては、例えば本実施の形態の携帯電話機1によって使用可能とされるべき異なる2つの通信周波数帯BL及びBHのうち、低い通信周波数帯BLにおける中心周波数fLの0.2波長程度に選定されている。
【0015】
またノッチアンテナ7においては、当該ノッチアンテナ7の主偏波がスリット5の短手方向(図中において、矢印aで示す方向)であり、当該短手方向の偏波に対してほぼ無指向性となる。従って図3(A)に示すように携帯電話機1においては、把持筐体2の短手方向とスリット5の短手方向とがほぼ平行に形成されていることにより、ユーザによって携帯電話機1が把持されると、スリット5の短手方向が地平の垂直方向と比較的一致し、これにより図示しない基地局から送信される垂直偏波の電波の損失を低減し得るようになされている。
【0016】
さらに携帯電話機1においては、ノッチアンテナ7が把持筐体2の下端部に配設されることにより、図3(B)に示すように、携帯電話機1の使用時、ノッチアンテナ7をユーザの頭部から離すことができ、かくしてユーザの頭部によってノッチアンテナ7のアンテナ特性が劣化することを防止し得るようになされている。
【0017】
図4に示すように、可変共振長回路8は、例えばPINダイオードでなる短絡用ダイオード9、当該短絡用ダイオード9に対して順方向電流I1を印加するための直流電源10、無線通信部からの高周波が直流電源10側に流入することを防止するためのインダクタ11及び直流電源10からの直流電流をカットするためのコンデンサ12(容量が例えば30pF程度)によって構成されており、当該短絡用ダイオード9は、スリット長Lshの位置でスリット5を短手方向に跨ぐようにして配設されている。
【0018】
ここで共振長変更手段としての可変共振長回路8において、直流電源10、インダクタ11及びコンデンサ12等が、スリット5を延長して形成された延長スリット5A上に配設されているが、この延長スリット5Aは、エレメントとして機能するスリット5全体の領域と比して小さい領域であることにより、ノッチアンテナ7のアンテナ特性に殆ど影響を及ぼさないようになされている。
【0019】
実際上、可変共振長回路8において短絡用ダイオード9のカソード側の接続端13Aは、スリット長Lsh且つスリット5との境界部分に位置するグランド4に対して電気的に接続されている。
【0020】
一方、可変共振長回路8において短絡用ダイオード9のアノード側は、コンデンサ12に接続されており、当該コンデンサ12の接続端13Bは、スリット長Lsh且つ延長スリット5Aとの境界部分に位置するグランド4に対して電気的に接続されている
【0021】
ここでスリット5のスリット長Lshについては、例えば本実施の形態の携帯電話機1によって使用可能とされるべき異なる2つの通信周波数帯BL及びBHのうち、高い通信周波数帯BHにおける中心周波数fHの0.2波長程度に選定されている。
【0022】
以上の構成において、可変共振長回路8の直流電源10をOFFにして短絡用ダイオード9に順方向電流I1を印加しない場合、図5(A)に模式的に示すように、当該短絡用ダイオード9を1pF程度の容量のコンデンサとみなすことができる。
【0023】
つまり可変共振長回路8においては、1pF程度の容量のコンデンサとみなした短絡用ダイオード9と、1pFよりも大きい容量でなるコンデンサ12とが直列に接続された状態となって、短絡用ダイオード9及びコンデンサ12の合成容量が小さい値となることにより、スリット5をスリット長Lshの位置で高周波的に開状態とすることができる。
【0024】
かくしてノッチアンテナ7は、スリット5が高周波的にスリット長Lslとして機能することにより、低い通信周波数帯BLで共振する。
【0025】
一方、可変共振長回路8の直流電源10をONにして短絡用ダイオード9に順方向電流I1を印加した場合、当該短絡用ダイオード9における抵抗がほぼ0Ωとなることにより、図5(B)に模式的に示すように、スリット5をスリット長Lshの位置で高周波的に閉状態(すなわち、短絡状態)とすることができる。
【0026】
かくしてノッチアンテナ7は、スリット5が高周波的にスリット長Lshとして機能することにより、高い通信周波数帯BHで共振する。
【0027】
以上の構成によれば、短絡用ダイオード9に対して順方向電流I1を印加しないことにより、スリット5をスリット長Lshの位置で高周波的に開状態とすることができると共に、短絡用ダイオード9に対して順方向電流I1を印加することにより、スリット5をスリット長Lshの位置で高周波的に閉状態にすることができ、かくしてノッノッチアンテナ7の共振長を選択的に変更することができる。
【0028】
これによりノッチアンテナ7が内蔵された携帯電話機1を、異なる2つの通信周波数帯BL及びBHにおける通信で使用することができる。
【0029】
(2)第2の実施の形態
図4との対応部分に同一符号を付して示す図6において、ノッチアンテナ7Xは、コイル20及びコンデンサ21が並列接続されてなるトラップ回路22を有し、この共振長変更手段としてのトラップ回路22は、スリット長Lshの位置で当該スリット5を短手方向に跨ぐようにして配設されている。
【0030】
実際上、トラップ回路22の接続端22A及び22Bは、スリット長Lsh且つスリット5との境界部分に位置するグランド4に対して電気的に接続されている。
【0031】
ここでトラップ回路22におけるコイル20のインダクタンスLT及びコンデンサ21の容量CTの選定方法について以下に説明する。まずトラップ回路22においては、当該トラップ回路22のアドミタンスY1を、次式、
【0032】
【数1】
【0033】
によって表すことができる。ここでωは角周波数を表しており、特に低い通信周波数帯BLの中心周波数fLに対応する角周波数ωLと、高い通信周波数帯BHの中心周波数fHに対応する角周波数ωHとについては、ωL<ωHとなる。
【0034】
そして、ノッチアンテナ7Xを低い通信周波数帯BL(特に、低い通信周波数帯BLの中心周波数fL)で共振させる場合、トラップ回路22によってスリット5をスリット長Lshの位置で高周波的に開状態とする、すなわちトラップ回路22のアドミタンスY1を0とする必要があり、当該アドミタンスY1を0とした場合におけるコイル20のインダクタンスLT及びコンデンサ21の容量CTの選定条件は、次式
【0035】
【数2】
【0036】
によって表すことができる。
【0037】
この(2)式によるコイル20のインダクタンスLT及びコンデンサ21の容量CTの選定条件下において、ノッチアンテナ7Xを高い通信周波数帯BH(特に、高い通信周波数帯BHの中心周波数fH)で共振させた場合、トラップ回路22のアドミタンスY2は、次式
【0038】
【数3】
【0039】
によって表され、また角周波数ωL及びωHについてはωL<ωHであることにより、トラップ回路22が容量性リアクタンスを有する、すなわちコンデンサとして機能すると仮定することができる。
【0040】
さらに、コンデンサとして機能すると仮定したトラップ回路22の容量(以下、これを仮定容量と呼ぶ)CHは、次式
【0041】
【数4】
【0042】
によって表される。これによりトラップ回路22においては、コンデンサ21の容量CTを適切に選定することにより、トラップ回路22の仮定容量CHが大きい値となるようになされている。
【0043】
このようにノッチアンテナ7Xにおいては、上述の(2)式及び(4)式の選定条件に従ってコイル20のインダクタンスLT及びコンデンサ21の容量CTを適切に選定することにより、低い通信周波数帯BLで共振すべき時にはトラップ回路22のアドミタンスY1がほぼ0となり、高い通信周波数帯BHで共振すべき時にはトラップ回路22が容量の大きいコンデンサとして機能するようになされている。
【0044】
以上の構成において、ノッチアンテナ7Xが低い通信周波数帯BLで共振すべき時には、トラップ回路22のアドミタンスY1がほぼ0となることにより、図7(A)に模式的に示すように、スリット5をスリット長Lshの位置で高周波的に開状態とすることができる。
【0045】
かくしてノッチアンテナ7Xは、スリット5が高周波的にスリット長Lslとして機能することにより、低い通信周波数帯BLで共振する。
【0046】
一方、ノッチアンテナ7Xが高い通信周波数帯BHで共振すべき時には、トラップ回路22を容量の大きいコンデンサとして機能させることにより、図7(B)に模式的に示すように、スリット5をスリット長Lshの位置で高周波的に閉状態とすることができる。
【0047】
かくしてノッチアンテナ7Xは、スリット5が高周波的にスリット長Lshとして機能することにより、高い通信周波数帯BHで共振する。
【0048】
以上の構成によれば、ノッチアンテナ7Xが低い通信周波数帯BLで共振すべき時には、トラップ回路22によってスリット5をスリット長Lshの位置で高周波的に開状態とすることができると共に、高い通信周波数帯BHで共振すべき時には、トラップ回路22によってスリット5をスリット長Lshの位置で高周波的に閉状態にすることができ、かくして共振すべき通信周波数帯BL又はBHに応じてノッチアンテナ7Xの共振長を適宜変更することができる。
【0049】
これによりノッチアンテナ7Xが内蔵された携帯電話機1を、異なる2つの通信周波数帯BL及びBHにおける通信で使用することができる。
【0050】
なお上述の実施の形態においては、ノッチアンテナ7又は7Xを携帯無線通信端末としての携帯電話機1に内蔵する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばPDA(Personal Digital Assistance)やトランシーバ等、この他種々の携帯無線通信端末に内蔵することができる。
【0051】
また上述の実施の形態においては、ノッチアンテナ7又は7Xを携帯電話機1の把持筐体2内部に配設する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば図8に示すように、把持筐体2Xと、当該把持筐体2Xの下端部にヒンジ部30を介して設けられ、図示しないマイクロフォン等が配設される延長筐体31とによって構成された携帯電話機1X(いわゆる、フリップ型携帯電話機)において、その使用時にユーザの手によって把持されない非把持筐体としての延長筐体31内部にノッチアンテナ7又は7Xを配設するようにしても良い。
【0052】
このようにすれば携帯電話機1Xにおいては、ノッチアンテナ7又は7Xがユーザの手によって覆われることを防止し得、かくしてノッチアンテナ7又は7Xのアンテナ特性が劣化することを防止することができる。
【0053】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、共振すべき通信周波数帯に応じてノッチアンテナの共振長を適宜変更することができ、かくして複数の通信周波数帯における通信で使用可能なノッチアンテナ及び携帯無線通信端末を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】携帯電話機の構成を示す略線図である。
【図2】回路基板の裏面を示す略線図である。
【図3】携帯電話機の使用時の様子を示す略線図である。
【図4】可変共振長回路の構成を示す略線図である。
【図5】ノッチアンテナの動作(1)を示す略線図である。
【図6】トラップ回路の構成を示す略線図である。
【図7】ノッチアンテナの動作(2)を示す略線図である。
【図8】他の実施の形態の説明に供する略線図である。
【符号の説明】
1、1X……携帯電話機、2、2X……把持筐体、4……グランド、5……スリット、7、7X……ノッチアンテナ、8……可変共振長回路、9……短絡用ダイオード、22……トラップ回路、31……延長筐体。
【発明の属する技術分野】
本発明はノッチアンテナ及び携帯無線通信端末に関し、例えば携帯電話機に適用して好適なものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、筐体のデザイン性向上や使用時に筐体から外側に突出するアンテナ素子(すなわち、エレメント)の破損防止を目的として、アンテナ全体を筐体内部に配設した、いわゆるアンテナ内蔵型の携帯電話機が普及し始めている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
このようなアンテナ内蔵型の携帯電話機を実現する一手法として、グランドに対して帯状の切り込み(以下、これをスリットと呼ぶ)を形成し、当該形成したスリットをエレメントとして機能させるノッチアンテナを携帯電話機に内蔵させることが考えられている。
【0004】
ここでノッチアンテナにおいては、その共振長がかかるスリットの長手方向の長さ(以下、これをスリット長と呼ぶ)によって決定され、当該スリット長は一般的に使用通信周波数の0.2波長程度の長さに選定される。
【0005】
従って、従来主流の800〜900MHz帯の携帯電話無線通信システム(PDC(Personal Digital Cellular)やGSM(Global System for Mobile Communications)等)では、スリット長を70mm程度に選定する必要があったため、ノッチアンテナを携帯電話機に内蔵することが困難であったが、近年主流となりつつある2GHz帯の携帯電話無線通信システム(W−CDMA(Wideband Code Division Multiple Access)等)では、スリット長を30mm程度にすれば良く、ノッチアンテナを携帯電話機に内蔵することが可能であると考えられている。
【0006】
一方、近年、携帯電話無線通信システムにおいては、携帯電話機の急激な普及に伴って通話回線数が不足しているため、それぞれ異なる通信周波数帯を使用した複数の携帯電話無線通信システムを併用することにより通話回線数を増加させる手法が採られ始めており、このような状況に伴って、1台の携帯電話機を複数の通信周波数帯における通信で使用可能とさせる必要性が生じてきた。
【0007】
しかしながら従来のノッチアンテナでは、上述のように共振長がスリット長で決定されてしまうため複共振化が困難であることにより、ノッチアンテナを内蔵した携帯電話機を複数の通信周波数帯における通信で使用可能とさせ難かった。
【0008】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、複数の通信周波数帯における通信で使用可能なノッチアンテナ及び携帯無線通信端末を提案しようとするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するために本発明においては、所定のグランドに帯状のスリットを形成してなるノッチアンテナにおいて、当該ノッチアンテナの共振長を電気的に変更する共振長変更手段を設けるようにしたことにより、共振すべき通信周波数帯に応じてノッチアンテナの共振長を適宜変更することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【0011】
(1)第1の実施の形態
図1において、1は全体として携帯電話機を示し、その使用時にユーザの手によって把持される筐体(以下、これを把持筐体と呼ぶ)2内部に回路基板3が配設されている。
【0012】
回路基板3において、その表面3Aには、例えば無線通信部(図中において明示せず)を構成するディジタル信号処理回路や携帯電話機1を機能させるための種々の電子部品が配設されており、図2に示すように、裏面3Bには、銅箔等でなるグランド4が形成されている。
【0013】
グランド4には、把持筐体2の短手方向と垂直且つグランド4の中央下端部から上側に向ってスリット長Lsl及び幅Wdtでなる帯状のスリット5が形成されていると共に、当該スリット5の両側から給電線としての導体パターン6が回路基板3を貫通して表面3Aに延長し、当該表面3A側に延長した導体パターン6に対して図示しない無線通信部が電気的に接続されており、これらグランド4、エレメントとして機能するスリット5及び後述する可変共振長回路等によってノッチアンテナ7を構成するようになされている。
【0014】
ここでスリット5のスリット長Lslについては、例えば本実施の形態の携帯電話機1によって使用可能とされるべき異なる2つの通信周波数帯BL及びBHのうち、低い通信周波数帯BLにおける中心周波数fLの0.2波長程度に選定されている。
【0015】
またノッチアンテナ7においては、当該ノッチアンテナ7の主偏波がスリット5の短手方向(図中において、矢印aで示す方向)であり、当該短手方向の偏波に対してほぼ無指向性となる。従って図3(A)に示すように携帯電話機1においては、把持筐体2の短手方向とスリット5の短手方向とがほぼ平行に形成されていることにより、ユーザによって携帯電話機1が把持されると、スリット5の短手方向が地平の垂直方向と比較的一致し、これにより図示しない基地局から送信される垂直偏波の電波の損失を低減し得るようになされている。
【0016】
さらに携帯電話機1においては、ノッチアンテナ7が把持筐体2の下端部に配設されることにより、図3(B)に示すように、携帯電話機1の使用時、ノッチアンテナ7をユーザの頭部から離すことができ、かくしてユーザの頭部によってノッチアンテナ7のアンテナ特性が劣化することを防止し得るようになされている。
【0017】
図4に示すように、可変共振長回路8は、例えばPINダイオードでなる短絡用ダイオード9、当該短絡用ダイオード9に対して順方向電流I1を印加するための直流電源10、無線通信部からの高周波が直流電源10側に流入することを防止するためのインダクタ11及び直流電源10からの直流電流をカットするためのコンデンサ12(容量が例えば30pF程度)によって構成されており、当該短絡用ダイオード9は、スリット長Lshの位置でスリット5を短手方向に跨ぐようにして配設されている。
【0018】
ここで共振長変更手段としての可変共振長回路8において、直流電源10、インダクタ11及びコンデンサ12等が、スリット5を延長して形成された延長スリット5A上に配設されているが、この延長スリット5Aは、エレメントとして機能するスリット5全体の領域と比して小さい領域であることにより、ノッチアンテナ7のアンテナ特性に殆ど影響を及ぼさないようになされている。
【0019】
実際上、可変共振長回路8において短絡用ダイオード9のカソード側の接続端13Aは、スリット長Lsh且つスリット5との境界部分に位置するグランド4に対して電気的に接続されている。
【0020】
一方、可変共振長回路8において短絡用ダイオード9のアノード側は、コンデンサ12に接続されており、当該コンデンサ12の接続端13Bは、スリット長Lsh且つ延長スリット5Aとの境界部分に位置するグランド4に対して電気的に接続されている
【0021】
ここでスリット5のスリット長Lshについては、例えば本実施の形態の携帯電話機1によって使用可能とされるべき異なる2つの通信周波数帯BL及びBHのうち、高い通信周波数帯BHにおける中心周波数fHの0.2波長程度に選定されている。
【0022】
以上の構成において、可変共振長回路8の直流電源10をOFFにして短絡用ダイオード9に順方向電流I1を印加しない場合、図5(A)に模式的に示すように、当該短絡用ダイオード9を1pF程度の容量のコンデンサとみなすことができる。
【0023】
つまり可変共振長回路8においては、1pF程度の容量のコンデンサとみなした短絡用ダイオード9と、1pFよりも大きい容量でなるコンデンサ12とが直列に接続された状態となって、短絡用ダイオード9及びコンデンサ12の合成容量が小さい値となることにより、スリット5をスリット長Lshの位置で高周波的に開状態とすることができる。
【0024】
かくしてノッチアンテナ7は、スリット5が高周波的にスリット長Lslとして機能することにより、低い通信周波数帯BLで共振する。
【0025】
一方、可変共振長回路8の直流電源10をONにして短絡用ダイオード9に順方向電流I1を印加した場合、当該短絡用ダイオード9における抵抗がほぼ0Ωとなることにより、図5(B)に模式的に示すように、スリット5をスリット長Lshの位置で高周波的に閉状態(すなわち、短絡状態)とすることができる。
【0026】
かくしてノッチアンテナ7は、スリット5が高周波的にスリット長Lshとして機能することにより、高い通信周波数帯BHで共振する。
【0027】
以上の構成によれば、短絡用ダイオード9に対して順方向電流I1を印加しないことにより、スリット5をスリット長Lshの位置で高周波的に開状態とすることができると共に、短絡用ダイオード9に対して順方向電流I1を印加することにより、スリット5をスリット長Lshの位置で高周波的に閉状態にすることができ、かくしてノッノッチアンテナ7の共振長を選択的に変更することができる。
【0028】
これによりノッチアンテナ7が内蔵された携帯電話機1を、異なる2つの通信周波数帯BL及びBHにおける通信で使用することができる。
【0029】
(2)第2の実施の形態
図4との対応部分に同一符号を付して示す図6において、ノッチアンテナ7Xは、コイル20及びコンデンサ21が並列接続されてなるトラップ回路22を有し、この共振長変更手段としてのトラップ回路22は、スリット長Lshの位置で当該スリット5を短手方向に跨ぐようにして配設されている。
【0030】
実際上、トラップ回路22の接続端22A及び22Bは、スリット長Lsh且つスリット5との境界部分に位置するグランド4に対して電気的に接続されている。
【0031】
ここでトラップ回路22におけるコイル20のインダクタンスLT及びコンデンサ21の容量CTの選定方法について以下に説明する。まずトラップ回路22においては、当該トラップ回路22のアドミタンスY1を、次式、
【0032】
【数1】
【0033】
によって表すことができる。ここでωは角周波数を表しており、特に低い通信周波数帯BLの中心周波数fLに対応する角周波数ωLと、高い通信周波数帯BHの中心周波数fHに対応する角周波数ωHとについては、ωL<ωHとなる。
【0034】
そして、ノッチアンテナ7Xを低い通信周波数帯BL(特に、低い通信周波数帯BLの中心周波数fL)で共振させる場合、トラップ回路22によってスリット5をスリット長Lshの位置で高周波的に開状態とする、すなわちトラップ回路22のアドミタンスY1を0とする必要があり、当該アドミタンスY1を0とした場合におけるコイル20のインダクタンスLT及びコンデンサ21の容量CTの選定条件は、次式
【0035】
【数2】
【0036】
によって表すことができる。
【0037】
この(2)式によるコイル20のインダクタンスLT及びコンデンサ21の容量CTの選定条件下において、ノッチアンテナ7Xを高い通信周波数帯BH(特に、高い通信周波数帯BHの中心周波数fH)で共振させた場合、トラップ回路22のアドミタンスY2は、次式
【0038】
【数3】
【0039】
によって表され、また角周波数ωL及びωHについてはωL<ωHであることにより、トラップ回路22が容量性リアクタンスを有する、すなわちコンデンサとして機能すると仮定することができる。
【0040】
さらに、コンデンサとして機能すると仮定したトラップ回路22の容量(以下、これを仮定容量と呼ぶ)CHは、次式
【0041】
【数4】
【0042】
によって表される。これによりトラップ回路22においては、コンデンサ21の容量CTを適切に選定することにより、トラップ回路22の仮定容量CHが大きい値となるようになされている。
【0043】
このようにノッチアンテナ7Xにおいては、上述の(2)式及び(4)式の選定条件に従ってコイル20のインダクタンスLT及びコンデンサ21の容量CTを適切に選定することにより、低い通信周波数帯BLで共振すべき時にはトラップ回路22のアドミタンスY1がほぼ0となり、高い通信周波数帯BHで共振すべき時にはトラップ回路22が容量の大きいコンデンサとして機能するようになされている。
【0044】
以上の構成において、ノッチアンテナ7Xが低い通信周波数帯BLで共振すべき時には、トラップ回路22のアドミタンスY1がほぼ0となることにより、図7(A)に模式的に示すように、スリット5をスリット長Lshの位置で高周波的に開状態とすることができる。
【0045】
かくしてノッチアンテナ7Xは、スリット5が高周波的にスリット長Lslとして機能することにより、低い通信周波数帯BLで共振する。
【0046】
一方、ノッチアンテナ7Xが高い通信周波数帯BHで共振すべき時には、トラップ回路22を容量の大きいコンデンサとして機能させることにより、図7(B)に模式的に示すように、スリット5をスリット長Lshの位置で高周波的に閉状態とすることができる。
【0047】
かくしてノッチアンテナ7Xは、スリット5が高周波的にスリット長Lshとして機能することにより、高い通信周波数帯BHで共振する。
【0048】
以上の構成によれば、ノッチアンテナ7Xが低い通信周波数帯BLで共振すべき時には、トラップ回路22によってスリット5をスリット長Lshの位置で高周波的に開状態とすることができると共に、高い通信周波数帯BHで共振すべき時には、トラップ回路22によってスリット5をスリット長Lshの位置で高周波的に閉状態にすることができ、かくして共振すべき通信周波数帯BL又はBHに応じてノッチアンテナ7Xの共振長を適宜変更することができる。
【0049】
これによりノッチアンテナ7Xが内蔵された携帯電話機1を、異なる2つの通信周波数帯BL及びBHにおける通信で使用することができる。
【0050】
なお上述の実施の形態においては、ノッチアンテナ7又は7Xを携帯無線通信端末としての携帯電話機1に内蔵する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばPDA(Personal Digital Assistance)やトランシーバ等、この他種々の携帯無線通信端末に内蔵することができる。
【0051】
また上述の実施の形態においては、ノッチアンテナ7又は7Xを携帯電話機1の把持筐体2内部に配設する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば図8に示すように、把持筐体2Xと、当該把持筐体2Xの下端部にヒンジ部30を介して設けられ、図示しないマイクロフォン等が配設される延長筐体31とによって構成された携帯電話機1X(いわゆる、フリップ型携帯電話機)において、その使用時にユーザの手によって把持されない非把持筐体としての延長筐体31内部にノッチアンテナ7又は7Xを配設するようにしても良い。
【0052】
このようにすれば携帯電話機1Xにおいては、ノッチアンテナ7又は7Xがユーザの手によって覆われることを防止し得、かくしてノッチアンテナ7又は7Xのアンテナ特性が劣化することを防止することができる。
【0053】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、共振すべき通信周波数帯に応じてノッチアンテナの共振長を適宜変更することができ、かくして複数の通信周波数帯における通信で使用可能なノッチアンテナ及び携帯無線通信端末を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】携帯電話機の構成を示す略線図である。
【図2】回路基板の裏面を示す略線図である。
【図3】携帯電話機の使用時の様子を示す略線図である。
【図4】可変共振長回路の構成を示す略線図である。
【図5】ノッチアンテナの動作(1)を示す略線図である。
【図6】トラップ回路の構成を示す略線図である。
【図7】ノッチアンテナの動作(2)を示す略線図である。
【図8】他の実施の形態の説明に供する略線図である。
【符号の説明】
1、1X……携帯電話機、2、2X……把持筐体、4……グランド、5……スリット、7、7X……ノッチアンテナ、8……可変共振長回路、9……短絡用ダイオード、22……トラップ回路、31……延長筐体。
Claims (5)
- 所定のグランドに帯状のスリットを形成してなるノッチアンテナにおいて、
上記ノッチアンテナの共振長を電気的に変更する共振長変更手段
を具えることを特徴とするノッチアンテナ。 - 上記共振長変更手段は、
上記スリットを短手方向に跨いで配設されたダイオード
を具え、
上記ダイオードに対して順方向電流を印加することにより、上記ノッチアンテナの上記共振長を変更する
ことを特徴とする請求項1に記載のノッチアンテナ。 - 上記共振長変更手段は、
上記スリットを短手方向に跨いで配設されたトラップ回路
を具えることを特徴とする請求項1に記載のノッチアンテナ。 - 所定のグランドに帯状のスリットを形成してなるノッチアンテナと、
上記ノッチアンテナの共振長を電気的に変更する共振長変更手段と
を具えることを特徴とする携帯無線通信端末。 - 上記ノッチアンテナは、
ユーザによって把持される把持筐体の下端部から延長して設けられた非把持筐体の内部に配設される
ことを特徴とする請求項4に記載の携帯無線通信端末。
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