JP2004179995A - 無線通信装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ＣＤＭＡ方式の無線通信装置でも折り畳み式の無線通信装置でも使用者が装置本体を保持した場合のアンテナ性能劣化を最小限に抑え、高いアンテナ放射効率を確保することができる無線通信装置を提供する。
【解決手段】上部筐体３の先端部と下部筐体４の先端部夫々にアンテナ５、１１を配置して、分配給電する２つの高周波同軸ケーブル１９、２０に夫々高周波スイッチ１４、１５を設け、使用者の手がアンテナに近接することを検出した結果に連動して高周波スイッチ１４、１５のいずれか一方をオフに設定する。これにより、連続送信動作や送信電力制御を行うＣＤＭＡ方式の無線通信装置でも折り畳み式の無線通信装置でも通信に支障を及ぼすことなく、使用者の手によって本装置１の如何なる部位を保持されても高いアンテナ放射効率を確保することが可能となる。
【選択図】 図１
【解決手段】上部筐体３の先端部と下部筐体４の先端部夫々にアンテナ５、１１を配置して、分配給電する２つの高周波同軸ケーブル１９、２０に夫々高周波スイッチ１４、１５を設け、使用者の手がアンテナに近接することを検出した結果に連動して高周波スイッチ１４、１５のいずれか一方をオフに設定する。これにより、連続送信動作や送信電力制御を行うＣＤＭＡ方式の無線通信装置でも折り畳み式の無線通信装置でも通信に支障を及ぼすことなく、使用者の手によって本装置１の如何なる部位を保持されても高いアンテナ放射効率を確保することが可能となる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話などの無線通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＰＤＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｅｌｌｕｌａｒ）方式やＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙ−Ｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）方式などの時分割多元接続（ＴＤＭＡ：Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式を採用した携帯電話等の無線通信装置には、通信状態に応じて２つアンテナを選択的に切り替えるダイバーシチ動作を行い、マルチパスフェージング環境下における通信品質向上を図っているものがある。
【０００３】
また、例えば携帯電話を使用する場合即ち通話したり電子メールしたりする場合、当然ながら装置本体を持つことになるが、その際使用者はアンテナ位置を意識することは稀でアンテナの配置部位を手で握る可能性がある。アンテナの配置部位が手で覆われると、アンテナの放射効率は一般に−１０〜−１５ｄＢと大幅に劣化し、通信品質が著しく悪化することになる。
【０００４】
仮に、使用者が通常手で持つ部位から比較的離れた複数の部位夫々にアンテナを配置しておき、１つのアンテナが使用者の手で覆われて性能が劣化した場合でも残りのアンテナの性能を確保できるようにアンテナの切り替えを行うことで、通信品質を確保することができる。この場合、通信中にアンテナが切り替えられた瞬間に一時的にアンテナが接続されていない状態即ち開放状態となり、また切替前後でアンテナ利得が大幅に変動することになるが、特にＴＤＭＡ方式においては、通信に必要な時間スロット以外のガードタイムにおいてアンテナ切替ダイバーシチ動作を行っているため、アンテナの瞬間的な開放や利得変動が問題にはならない。
【０００５】
一方、近年、サービスが開始された符号分割多元接続（ＣＤＭＡ：Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式のシステムにおいては、一般に無線通信装置側で連続送信動作や送信電力制御が行われるため、上記のアンテナ切替ダイバーシチ動作を行うことが困難である。
【０００６】
そこで、符号分割多元接続方式のシステムには、指向性制御アンテナをマイク近傍に配置する構成を採っているものがある（例えば特許文献１参照）。この構成は、マイク近傍にアンテナエレメントとアンテナリフレクタを配置して、このアンテナリフレクタのインピーダンスを受信強度に応じて制御することで、指向性を連続的に変化させるようにしている。
【０００７】
また、４分配給電アンテナによる構成を採っているものもある（例えば特許文献２参照）。この構成は、携帯電話に微小アンテナを４個設けて、定常的に各微小アンテナを分配給電するようにしたものである。
またさらに、２個のダイポールアンテナを備え、各ダイポールアンテナの給電位相を制御する構成を採っているものもある（例えば特許文献３参照）。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−２９２０１７号公報（第３頁、図２）
【特許文献２】
特開２００２−７７００６号公報（第２頁、図１）
【特許文献３】
特開２００２−１５２１１５号公報（第２頁、第３頁、図２）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の無線通信装置においては、次のような問題がある。
（１）指向性制御アンテナをマイク近傍に配置する構成を採るものにおいては、通話時や電子メール操作時にマイク近傍が使用者の手で覆われる可能性が高く、実際の使用状態においてアンテナ性能が劣化し易い。
【００１０】
（２）４分配給電アンテナによる構成を採るものにおいては、分配給電によるＳＡＲ（Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ Ｒａｔｅ ： 比吸収率）改善効果が示されているものの、近年普及が進んでいる折り畳み式携帯電話機において、手で覆われることによるアンテナ性能劣化を防止するための適切なアンテナの配置位置について考慮されていない。
【００１１】
（３）２個のダイポールアンテナによる構成を採るものにおいては、位相制御による指向性の変化が示されているものの、手で覆われることによるアンテナ性能劣化を防止するための適切なアンテナの配置位置や制御方法について考慮されていない。
【００１２】
本発明は係る点に鑑みてなされたものであり、ＣＤＭＡ方式の無線通信装置でも折り畳み式の無線通信装置でも使用者が装置本体を保持した場合のアンテナ性能劣化を最小限に抑え、高いアンテナ放射効率を確保することができる無線通信装置を提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明の無線通信装置は、ヒンジ部を中心に折り畳み可能な２つの部分で構成された筐体の一方の部分に設けられる第１アンテナと、前記筐体の他方の部分に設けられる第２アンテナと、送信信号を前記第１アンテナと前記第２アンテナに分配し、また前記第１アンテナと前記第２アンテナで受信された受信信号を合成する電力分配合成器と、前記第１アンテナと前記電力分配合成器との間に設けられ所定の電気長を有する第１給電線路と、前記第２アンテナと前記電力分配合成器との間に設けられ所定の電気長を有する第２給電線路と、を具備する構成を採る。
【００１４】
この構成によれば、筐体の一方の部分と他方の部分夫々にアンテナを配置して、それらを同時に分配給電するようにしたので、連続送信動作や送信電力制御を行うＣＤＭＡ方式の無線通信装置でも、折り畳み式の無線通信装置でも、使用者が装置本体の如何なる部位を保持しても高いアンテナ放射効率を確保することができる。
【００１５】
請求項２に係る発明の無線通信装置は、ヒンジ部を中心に折り畳み可能な２つの部分で構成された筐体の一方の部分に設けられる第１アンテナと、前記筐体の他方の部分に設けられる第２アンテナと、前記第１アンテナ及び第２アンテナ夫々から離間した位置に設けられる第３アンテナと、送信信号を前記第１アンテナと前記第２アンテナと前記第３アンテナに分配し、また前記第１アンテナと前記第２アンテナと前記第３アンテナで受信された受信信号を合成する電力分配合成器と、前記第１アンテナと前記電力分配合成器との間に設けられ所定の電気長を有する第１給電線路と、前記第２アンテナと前記電力分配合成器との間に設けられ所定の電気長を有する第２給電線路と、前記第３アンテナと前記電力分配合成器との間に設けられ所定の電気長を有する第３給電線路と、を具備する構成を採る。
【００１６】
この構成によれば、第１アンテナと第２アンテナの他に第３アンテナを備え、その第３アンテナを第１アンテナと第２アンテナ夫々から離間した位置に配置したので、請求項１に係る発明の無線通信装置よりも更に高いアンテナ放射効率を確保することができる。
【００１７】
請求項３に係る発明の無線通信装置は、ヒンジ部を中心に折り畳み可能な２つの部分で構成された筐体の一方の部分に設けられる第１アンテナと、前記筐体の他方の部分に設けられる第２アンテナと、送信信号を前記第１アンテナと前記第２アンテナに分配し、また前記第１アンテナと前記第２アンテナで受信された受信信号を合成する電力分配合成器と、前記第１アンテナと前記電力分配合成器との間に設けられ所定の電気長を有する第１給電線路と、前記第２アンテナと前記電力分配合成器との間に設けられ所定の電気長を有する第２給電線路と、前記第１給電線路上の一部分に設けられ常時閉状態となる第１高周波スイッチと、前記第２給電線路上の一部分に設けられ常時閉状態となる第２高周波スイッチと、前記筐体の一方の部分への人体の接触を検出する第１検出器と、前記筐体の他方の部分への人体の接触を検出する第２検出器と、前記第１検出器で人体の接触が検知された場合には前記第１高周波スイッチを開状態にし、前記第２検出器で人体の接触が検知された場合には前記第２高周波スイッチを開状態にする制御回路と、を具備する構成を採る。
【００１８】
この構成によれば、筐体の一方の部分と他方の部分夫々にアンテナを配置し、さらに分配給電する２つの給電線路夫々には高周波スイッチを設けて、使用者の手がアンテナに近接することを検出した結果に連動して高周波スイッチのいずれか一方をオフに設定することで、そのアンテナからの電磁波の放射を中止し、残った１つのアンテナからのみ電磁波の放射を行うようにしたので、連続送信動作や送信電力制御を行うＣＤＭＡ方式の通信に支障を及ぼすことなく、使用者の手によって本装置の如何なる部位を保持されても高いアンテナ放射効率を確保することができる。
【００１９】
請求項４に係る発明の無線通信装置は、請求項３に係る発明の無線通信装置において、前記第１検出器及び第２検出器は、静電容量の変化を利用したタッチセンサ、光度を検出するフォトセンサ並びにカメラのいずれかを具備する構成を採る。
【００２０】
この構成によれば、使用者の手の接近を確実に検出することができる。
【００２１】
請求項５に係る発明の無線通信装置は、請求項４に係る発明の無線通信装置において、前記第１検出器及び第２検出器は、アンテナと、前記アンテナで捉えられた前記第１アンテナ又は前記第２アンテナから送信された変調波信号を検波してその結果を出力するレベル検波手段とを具備するとともに、前記第１検出器は、前記第１アンテナの近傍に配置され、前記第２検出器は、前記第２アンテナの近傍に配置される構成を採る。
【００２２】
この構成によれば、レベル検波手段の検波出力レベルの大きさを判定することで、使用者の手の接近を検出することができる。
【００２３】
請求項６に係る発明の無線通信装置は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の無線通信装置において、前記第１アンテナ又は前記第２アンテナは、４分の１波長の長さに形成される構成を採る。
【００２４】
この構成によれば、第１アンテナ又は第２アンテナの長さを４分の１波長とすることで、装置本体に容易に収めることができる。
【００２５】
請求項７に係る発明の無線通信装置は、請求項３から請求項６のいずれかに係る発明の無線通信装置において、前記第３アンテナは、４分の１波長の長さに形成される構成を採る。
【００２６】
この構成によれば、第３アンテナの長さを４分の１波長とすることで、装置本体に容易に収めることができる。
【００２７】
請求項８に係る発明の無線通信装置は、請求項１から請求項７のいずれかに記載の無線通信装置において、前記第１アンテナ又は前記第２アンテナは、１波長のダイポールアンテナ又は半波長のダイポールアンテナである。
【００２８】
この構成によれば、第１アンテナ又は第２アンテナの長さを１波長又は半波長のダイポールアンテナとすることで、請求項６に係る発明の無線通信装置よりもアンテナの収納スペースを必要とするものの、通話時状態の放射効率を高めることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
本発明の骨子は、ヒンジ部を中心に折り畳み可能な２つの部分で構成された筐体の一方の部分と他方の部分夫々にアンテナを配置して、それらを同時に分配給電することで、使用者の手によって装置本体の如何なる部位が保持されても高いアンテナ放射効率を確保することである。
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００３１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る無線通信装置を正面から見た正面図である。また、図２は図１の無線通信装置のＡ−Ａ´線断面図である。
図１に示すように、本実施の形態に係る無線通信装置１は、ヒンジ部２を中心に折り畳み可能な２つの部分即ち上部筐体３と下部筐体４から構成される。これら上部筐体３及び下部筐体４は共にプラスッチック等の樹脂でできている。
以下、図１及び図２を参照しながら本実施の形態に係る無線通信装置１について説明する。なお、本装置１の動作周波数を２ＧＨｚ帯に設定している。
【００３２】
上部筐体３には、アンテナ５と、このアンテナ５のインピーダンスを５０Ωに整合する整合回路６と、本装置使用者の身体（主に手）の接近を検出する検出器７とが設けられている。アンテナ５は、上部筐体３の先端部分に、その長さ方向を上部筐体３の幅方向に向けて配置される。アンテナ５としては、例えば電気長が４分の１波長（約３７．５ｍｍ）のＬ字型銅線により形成されるλ／４モノポールアンテナが用いられる。整合回路６は上部筐体３内の回路基板８上に配置されている。検出器７は、図２で示すように上部筐体３の液晶ディスプレイ９の配設面に対向する面上で、且つアンテナ５から約５ｍｍ離間した位置に配置される。この検出器７は静電気を利用した物体近接センサであり、本装置使用者の身体（主に手）の近接を検出して後述する制御部１０（図１参照）に通知する。
【００３３】
一方、下部筐体４には、アンテナ１１と、このアンテナ１１のインピーダンスを５０Ωに整合する整合回路１２と、本装置使用者の手の接近を検出する検出器１３と、高周波スイッチ１４及び１５と、電力分配合成器１６と、送受信回路１７とが設けられている。アンテナ１１は、下部筐体４の先端部分に、その長さ方向を下部筐体４の幅方向に向けて配置される。アンテナ１１としては、上述したアンテナ５と同様にλ／４モノポールアンテナが用いられる。整合回路１２、高周波スイッチ１４及び１５、電力分配合成器１６、送受信回路１７は下部筐体４内の回路基板１８上に配置されている。
【００３４】
高周波スイッチ１４と上部筐体３の整合回路６が給電線路である高周波同軸ケーブル１９で接続されている。また、高周波スイッチ１５と整合回路１２が給電線路である高周波同軸ケーブル２０で接続されている。電力分配合成器１６は、高周波スイッチ１４及び１５それぞれに接続されるとともに送受信回路１７に接続される。電力分配合成器１６は、例えばウィルキンソン型分配器（Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ Ｄｉｖｉｄｅｒ）などの同相分配器である。検出器１３は、図２で示すように下部筐体４のキー操作部２１の配設面に対向する面上で、且つアンテナ１１から約５ｍｍ離間した位置に配置される。図１に戻り、検出器１３は、上述した検出器７と同様に静電気などを利用した物体近接センサであり、本装置使用者の手の近接を検出して制御部１０に報知する。
【００３５】
次に、図３から図５に示す使用状態図を参照して、本実施の形態に係る無線通信装置１の動作について説明する。
図３は本装置１を使用者１００が手で保持して通話を行っている状態（以下、通話状態）を示しており、図４は電子メール操作などを行っている状態（以下、操作状態）を示している。
【００３６】
また、図５は上記の通話状態又は電子メール操作状態において、使用者１００が本装置１を手で保持する場合の手の位置の違いを模式的に示した図である。すなわち、図５の（ａ）は本装置１の下部筐体４の下寄りを保持した場合（下部保持状態）を示しており、図５の（ｂ）は本装置１の中央部にあるヒンジ部２の近傍を保持した場合（中央保持状態）を示しており、図５の（ｃ）は本装置１の上部筐体３を保持した場合（上部保持状態）を示している。
【００３７】
まず、図５の（ｂ）で示すように、中央部を保持している状態では、アンテナ５及びアンテナ１１の近傍に使用者１００の手が近接しない。このような状態では、検出部７及び検出部１３が近接するものがないという信号を制御部１０に送る。制御部１０はこの信号を受けて高周波スイッチ１４及び１５をオンするように制御する。そして、高周波スイッチ１４及び１５が共にオンしている状態において、本装置１が受信状態の場合、アンテナ５とアンテナ１１で受信された受信信号が電力分配合成器１６で同一振幅比で合成されて、その合成信号が送受信回路１７に取り込まれる。
【００３８】
一方、本装置１が送信状態の場合は、送受信回路１７から出力された送信信号が電力分配合成器１６によって同一振幅で分配されてアンテナ５とアンテナ１１へ供給される。この時、アンテナ５の信号位相とアンテナ１１の信号位相との差は、高周波同軸ケーブル１９及び高周波同軸ケーブル２０の電気長の差によって決定される。中央保持状態でかつ通話状態においては、上記のようにアンテナ５及びアンテナ１１の両方に分配給電された状態のアンテナ放射効率は約−５ｄＢであり、良好な通信性能を確保することができる。
【００３９】
次に、図５の（ａ）で示すように、装置本体の下部を保持した状態においては、アンテナ１１が手で覆われてしまうが、アンテナ５は覆われない。この時、アンテナ１１においては、近接する手と間の電磁的相互作用によりアンテナ性能が著しく劣化してしまう。ここで仮に、アンテナ５と電力分配合成器１６が無かったものとしてアンテナ１１にのみ給電を行ったとすると、通話状態のアンテナ放射効率が−１４ｄＢまで劣化してしまう。
【００４０】
次に、高周波スイッチ１４及び高周波スイッチ１５による切替を行った場合の本装置１の動作を説明する。
下部保持状態においては、検出器１３が近接する手を検出して、その旨の信号を制御部１０へ送り、検出器７が近接する手は無い旨の信号を制御部１０へ送る。制御部１０は、この信号を受けて高周波スイッチ１４をオンに設定し、高周波スイッチ１５をオフに設定する。この場合の下部保持状態でかつ通話状態のアンテナ放射効率は−６ｄＢとなり、上記のアンテナ１１にのみ給電した場合と比べて８ｄＢ改善される。
【００４１】
アンテナ放射効率が改善される理由は、性能が著しく劣化しているアンテナ１１を給電系から切り離したためである。なお、この時の損失分は、電力分配合成器１６の片側（アンテナ１１側）が開放されていることによるアンテナ５側の挿入損失の増加分のみとなる。したがって、下部保持状態では、アンテナ１１を給電系から切り離し、アンテナ５のみを使用することとする。
【００４２】
次に、通話状態において、図５の（ｃ）で示す上部を保持した状態を考える。この場合は、検出器７が近接する手を検出し、検出器１３は近接する手がないという信号を制御部１０へ送る。制御部１０は、この信号を受けて高周波スイッチ１４をオフに設定し、高周波スイッチ１５をオンに設定する。この場合の上部保持状態でかつ通話状態のアンテナ放射効率は−６ｄＢとなり、良好なアンテナ放射効率が得られる。
【００４３】
次に、図４で示す電子メール操作状態では、図５の（ａ）で示す下部保持状態で保持される場合が多いので、この状態においては、高周波スイッチ１４がオンに設定され、高周波スイッチ１５がオフに設定される。この場合、−５ｄＢと高いアンテナ放射効率が得られる。
【００４４】
このような構成の無線通信装置１では様々な使用状態において、使用者の手の位置が下部、中央部又は上部というように変化した場合のアンテナ放射効率の変化は約２ｄＢ以内であり、その変動幅は比較的小さい。また、高周波スイッチ１４及び１５の切り替えが行われる瞬間においても、いずれか一方のアンテナが必ず接続されているので、アンテナが開放状態となることはない。したがって、本装置１側で連続送信動作や送信電力制御を行う符号分割多元接続（ＣＤＭＡ：Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式を採用した構成を採ってもも通信に支障を及ぼすことはない。
【００４５】
このように、本実施形態に係る無線通信装置１によれば、上部筐体３の先端部と下部筐体４の先端部夫々にアンテナ５、１１を配置して、分配給電する２つの給電線路１９、２０に夫々高周波スイッチ１４、１５を設け、使用者の手がアンテナに近接することを検出した結果に連動して高周波スイッチ１４、１５のいずれか一方をオフに設定することで、連続送信動作や送信電力制御を行うＣＤＭＡ方式の通信に支障を及ぼすことなく使用者の手によって本装置１の如何なる部位を保持されても高いアンテナ放射効率を確保することが可能となる。
【００４６】
また、アンテナ放射効率の改善効果は、両アンテナの信号位相の相対差に関わらず略一定であり、給電線路の電気長の相対精度に誤差がある場合でも改善効果が得られる。
【００４７】
なお、本実施の形態では、２個のアンテナ５及び１１と２個の検出器７及び１３を用いたが、これらの数は２個に限定されるものではなく、例えば３個以上として、ヒンジ部に第３のアンテナ及び検出器を配置すれば、さらに高い改善効果を得ることができる。
【００４８】
また、本実施の形態では、アンテナ５及び１１にλ／４モノポールアンテナを用いたが、この形式のアンテナに限らず、例えば１波長ダイポールアンテナ、半波長ポールアンテナ、逆Ｆアンテナ、ヘリカルアンテナ、逆Ｌアンテナ、ミアンダラインアンテナ、パッチアンテナ、ホイップアンテナ、λ／２モノポールアンテナなどを使用することができる。例えば、上部筐体３に内蔵するアンテナとして、１波長ダイポールアンテナ又は半波長ポールアンテナを用いることで、通話状態の下部保持状態又は中央保持状態における水平（ＸＹ）面方向の実効利得を高くすることができる。
【００４９】
また、本実施の形態では、電力分配合成器１６としてウィルキンソン型分配器を用いたが、これに限定されるものではなく、双方向性を有する電力分配器であればどのようなものであっても構わない。
【００５０】
また、本実施の形態では、給電系に用いる給電線路として高周波同軸ケーブル１９及び２０を用いたが、高周波同軸ケーブルに限定されるものではなく、マイクロストリップラインなどの回路基板上に形成された伝送線路であってもよい。
【００５１】
また、本実施の形態では、手の近接を検出する検出器７及び１３として、静電式のものを用いたが、例えばフォトセンサあるいはカメラを用いて、手で覆われた時の光度などを検出するようにしてもよい。
【００５２】
（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２に係る無線通信装置の基本構成図である。
本実施の形態に係る無線通信装置３０は、上述した図１に示す無線通信装置１において高周波スイッチ１４及び１５、検出器７及び１３、制御部１０を除いたものである。なお、図１と同一の符号を付すものは同一の構成要素を示している。
【００５３】
図６において、本実施の形態に係る無線通信装置３０は、アンテナ５及びアンテナ１１が電力分配合成器１６によって常に分配給電する構成を採っている。したがって、この構成は、図１に示す無線通信装置１において、高周波スイッチ１４と高周波スイッチ１５が常にオンしている状態と等価である。
【００５４】
このように構成した場合、図５の（ｂ）で示すように中央を保持した状態で、かつ通話状態において、アンテナ放射効率は約−５ｄＢが得られる。また、図５の（ａ）で示すように下部保持状態においては、アンテナ１１側の性能は著しく劣化していても同時に分配給電されているアンテナ５側の性能が十分高いために約−７ｄＢのアンテナ放射効率が得られる。アンテナ５及びアンテナ１１の両方に分配給電することで、高周波スイッチ１４及び高周波スイッチ１５による切替動作を行わなくても、ある程度のアンテナ放射効率の改善効果が得られる。
【００５５】
このように、本実施の形態に係る無線通信装置３０は、上部筐体３の先端部分と下部筐体４の先端部分夫々にアンテナを配置して、それらを同時に分配給電するようにしたので、使用者の手によって本装置３０の如何なる部位が保持されても高いアンテナ放射効率を確保することが可能となる。
【００５６】
（実施の形態３）
図７は、本発明の実施の形態３に係る無線通信装置４０の基本構成図である。
本実施の形態に係る無線通信装置４０は、上述した図１で示した無線通信装置１の検出器７及び１３それぞれを、微小アンテナ４１及び４３と検波回路４２及び４４に置き換えたものである。なお、この図において、図１と同一の符号を付すものは同一の構成要素を示し、それらの詳細な説明を省略する。
【００５７】
図７において、微小アンテナ４１は、アンテナ５の近傍（例えば間隔５ｍｍ）に配設され、微小アンテナ４３はアンテナ１１の近傍（例えば間隔５ｍｍ）に配設される。微小アンテナ４１及び４３は、ループ長が例えば１／１０波長（１５ｍｍ）程度の微小ループアンテナで構成される。
【００５８】
微小アンテナ４１は検波回路４２に接続される。検波回路４２は図示せぬ高周波信号増幅回路とレベル検波回路を備える。微小アンテナ４３は検波回路４４に接続される。検波回路４４は、高周波信号増幅回路とレベル検波回路を備える。アンテナ５から送出された送信信号の一部が微小アンテナ４１で検出され、検出された高周波信号が検波回路４２で検波されて、その結果が制御部１０に入力される。また、アンテナ１１から送出された送信信号の一部が微小アンテナ４３で検出され、検出された高周波信号が検波回路４４で検波されて、その結果が制御部１０に入力される。
【００５９】
ここで、図５の（ａ）で示すように、装置本体の下部を保持状態においては、アンテナ１１と微小アンテナ４３が手で覆われてしまうため、両アンテナの性能が著しく劣化する。そして、この場合には検波回路４４の検波出力レベルが低くなる。また、図５の（ｃ）で示すように、装置本体の上部を保持した状態においては、アンテナ５と微小アンテナ４１が手で覆われてしまうため、両アンテナの性能が著しく劣化し、検波回路４２の検波出力レベルが低くなる。
【００６０】
上記のような検出レベルの変動を制御部１０に通知することで、制御部１０が高周波スイッチ１４及び高周波スイッチ１５の切替制御を行うよう構成することで、使用者の手によって本装置４０の如何なる部位が保持されても高いアンテナ放射効率を確保することが可能となる。
【００６１】
このように、本実施の形態に係る無線通信装置４０は、上部筐体３の先端部分に配置されたアンテナ５の近傍に微小アンテナ４１と検波回路４２を配置し、下部筐体４の先端部分に配置されたアンテナ１１の近傍に微小アンテナ４３と検波回路４４を配置して、上部筐体３と下部筐体４夫々への手の接近を検出して、アンテナ５とアンテナ１１の切り替えを行うようにしたので、使用者の手によって本装置４０の如何なる部位が保持されても高いアンテナ放射効率を確保することが可能となる。
【００６２】
（実施の形態４）
図８は、本発明の実施の形態４に係る無線通信装置の基本的構成図である。
本実施の形態に係る無線通信装置５０は、上述した図６に示す無線通信装置３０のアンテナ５を１波長ダイポールに置き換えたものである。なお、この図において、図６と同一の符号を付すものは同一の構成要素を示し、それらの詳細な説明を省略する。
【００６３】
図８において、ダイポール素子５１及び５２は、それぞれ電気長が約半波長（約７５ｍｍ）の銅線をＬ字型に成形したものである。ダイポール素子５１及び５２は平衡不平衡変換素子５３に接続され、これらにより１波長ダイポールアンテナが構成されている。このような構成により、図３で示す通話状態における水平面（ＸＹ面）方向における放射特性において、垂直偏波成分を高くすることができる。これにより、陸上移動通信の伝搬環境における実効利得を向上することができる。
【００６４】
このように、本実施の形態の無線通信装置５０によれば、図５の（ａ）で示すように装置本体の下部を保持した状態、図５の（ｂ）で示すように装置本体の中央を保持した状態又は図５の（ｃ）で示すように装置本体の上部を保持した状態のいずれの状態においても、通話状態における高い実効利得を確保することができる。
【００６５】
なお、上記実施の形態において、上部筐体３に配設されるダイポール素子５１及び５２は、１波長ダイポールに限るものではなく、例えば半波長素子を装置本体の幅方向に配置するような構成により、通話状態において高い垂直偏波成分の放射が得られる構成であれば同様な効果が得られる。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、連続送信動作や送信電力制御を行うＣＤＭＡ方式の無線通信装置でも、折り畳み式の無線通信装置でも使用者が装置本体を保持した場合のアンテナ性能劣化を最小限に抑え、高いアンテナ放射効率を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る無線通信装置を示す基本構成図
【図２】図１の無線通信装置のＡ−Ａ´線断面図
【図３】本発明の実施の形態１に係る無線通信装置の通話使用状態を示す図
【図４】本発明の実施の形態１に係る無線通信装置の電子メール操作状態を示す図
【図５】本発明の実施の形態１に係る無線通信装置を保持する使用者の手の位置を示す図
【図６】本発明の実施の形態２に係る無線通信装置を示す基本構成図
【図７】本発明の実施の形態３に係る無線通信装置を示す基本構成図
【図８】本発明の実施の形態４に係る無線通信装置を示す基本構成図
【符号の説明】
１、３０、４０、５０ 無線通信装置
５、１１ アンテナ
２ ヒンジ部
３ 上部筐体
４ 下部筐体
６、１２ 整合回路
７、１３ 検出器
８ 上部回路基板
９ 液晶ディスプレイ
１０ 制御部
１４、１５ 高周波スイッチ
１６ 電力分配合成器
１７ 送受信回路
１８ 下部回路基板
１９、２０ 高周波同軸ケーブル
２１ キー操作部
４１、４３ 微小アンテナ
４２、４４ 検波回路
５１、５２ ダイポール素子
５３ 平衡不平衡変換素子
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話などの無線通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＰＤＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｅｌｌｕｌａｒ）方式やＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙ−Ｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）方式などの時分割多元接続（ＴＤＭＡ：Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式を採用した携帯電話等の無線通信装置には、通信状態に応じて２つアンテナを選択的に切り替えるダイバーシチ動作を行い、マルチパスフェージング環境下における通信品質向上を図っているものがある。
【０００３】
また、例えば携帯電話を使用する場合即ち通話したり電子メールしたりする場合、当然ながら装置本体を持つことになるが、その際使用者はアンテナ位置を意識することは稀でアンテナの配置部位を手で握る可能性がある。アンテナの配置部位が手で覆われると、アンテナの放射効率は一般に−１０〜−１５ｄＢと大幅に劣化し、通信品質が著しく悪化することになる。
【０００４】
仮に、使用者が通常手で持つ部位から比較的離れた複数の部位夫々にアンテナを配置しておき、１つのアンテナが使用者の手で覆われて性能が劣化した場合でも残りのアンテナの性能を確保できるようにアンテナの切り替えを行うことで、通信品質を確保することができる。この場合、通信中にアンテナが切り替えられた瞬間に一時的にアンテナが接続されていない状態即ち開放状態となり、また切替前後でアンテナ利得が大幅に変動することになるが、特にＴＤＭＡ方式においては、通信に必要な時間スロット以外のガードタイムにおいてアンテナ切替ダイバーシチ動作を行っているため、アンテナの瞬間的な開放や利得変動が問題にはならない。
【０００５】
一方、近年、サービスが開始された符号分割多元接続（ＣＤＭＡ：Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式のシステムにおいては、一般に無線通信装置側で連続送信動作や送信電力制御が行われるため、上記のアンテナ切替ダイバーシチ動作を行うことが困難である。
【０００６】
そこで、符号分割多元接続方式のシステムには、指向性制御アンテナをマイク近傍に配置する構成を採っているものがある（例えば特許文献１参照）。この構成は、マイク近傍にアンテナエレメントとアンテナリフレクタを配置して、このアンテナリフレクタのインピーダンスを受信強度に応じて制御することで、指向性を連続的に変化させるようにしている。
【０００７】
また、４分配給電アンテナによる構成を採っているものもある（例えば特許文献２参照）。この構成は、携帯電話に微小アンテナを４個設けて、定常的に各微小アンテナを分配給電するようにしたものである。
またさらに、２個のダイポールアンテナを備え、各ダイポールアンテナの給電位相を制御する構成を採っているものもある（例えば特許文献３参照）。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−２９２０１７号公報（第３頁、図２）
【特許文献２】
特開２００２−７７００６号公報（第２頁、図１）
【特許文献３】
特開２００２−１５２１１５号公報（第２頁、第３頁、図２）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の無線通信装置においては、次のような問題がある。
（１）指向性制御アンテナをマイク近傍に配置する構成を採るものにおいては、通話時や電子メール操作時にマイク近傍が使用者の手で覆われる可能性が高く、実際の使用状態においてアンテナ性能が劣化し易い。
【００１０】
（２）４分配給電アンテナによる構成を採るものにおいては、分配給電によるＳＡＲ（Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ Ｒａｔｅ ： 比吸収率）改善効果が示されているものの、近年普及が進んでいる折り畳み式携帯電話機において、手で覆われることによるアンテナ性能劣化を防止するための適切なアンテナの配置位置について考慮されていない。
【００１１】
（３）２個のダイポールアンテナによる構成を採るものにおいては、位相制御による指向性の変化が示されているものの、手で覆われることによるアンテナ性能劣化を防止するための適切なアンテナの配置位置や制御方法について考慮されていない。
【００１２】
本発明は係る点に鑑みてなされたものであり、ＣＤＭＡ方式の無線通信装置でも折り畳み式の無線通信装置でも使用者が装置本体を保持した場合のアンテナ性能劣化を最小限に抑え、高いアンテナ放射効率を確保することができる無線通信装置を提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明の無線通信装置は、ヒンジ部を中心に折り畳み可能な２つの部分で構成された筐体の一方の部分に設けられる第１アンテナと、前記筐体の他方の部分に設けられる第２アンテナと、送信信号を前記第１アンテナと前記第２アンテナに分配し、また前記第１アンテナと前記第２アンテナで受信された受信信号を合成する電力分配合成器と、前記第１アンテナと前記電力分配合成器との間に設けられ所定の電気長を有する第１給電線路と、前記第２アンテナと前記電力分配合成器との間に設けられ所定の電気長を有する第２給電線路と、を具備する構成を採る。
【００１４】
この構成によれば、筐体の一方の部分と他方の部分夫々にアンテナを配置して、それらを同時に分配給電するようにしたので、連続送信動作や送信電力制御を行うＣＤＭＡ方式の無線通信装置でも、折り畳み式の無線通信装置でも、使用者が装置本体の如何なる部位を保持しても高いアンテナ放射効率を確保することができる。
【００１５】
請求項２に係る発明の無線通信装置は、ヒンジ部を中心に折り畳み可能な２つの部分で構成された筐体の一方の部分に設けられる第１アンテナと、前記筐体の他方の部分に設けられる第２アンテナと、前記第１アンテナ及び第２アンテナ夫々から離間した位置に設けられる第３アンテナと、送信信号を前記第１アンテナと前記第２アンテナと前記第３アンテナに分配し、また前記第１アンテナと前記第２アンテナと前記第３アンテナで受信された受信信号を合成する電力分配合成器と、前記第１アンテナと前記電力分配合成器との間に設けられ所定の電気長を有する第１給電線路と、前記第２アンテナと前記電力分配合成器との間に設けられ所定の電気長を有する第２給電線路と、前記第３アンテナと前記電力分配合成器との間に設けられ所定の電気長を有する第３給電線路と、を具備する構成を採る。
【００１６】
この構成によれば、第１アンテナと第２アンテナの他に第３アンテナを備え、その第３アンテナを第１アンテナと第２アンテナ夫々から離間した位置に配置したので、請求項１に係る発明の無線通信装置よりも更に高いアンテナ放射効率を確保することができる。
【００１７】
請求項３に係る発明の無線通信装置は、ヒンジ部を中心に折り畳み可能な２つの部分で構成された筐体の一方の部分に設けられる第１アンテナと、前記筐体の他方の部分に設けられる第２アンテナと、送信信号を前記第１アンテナと前記第２アンテナに分配し、また前記第１アンテナと前記第２アンテナで受信された受信信号を合成する電力分配合成器と、前記第１アンテナと前記電力分配合成器との間に設けられ所定の電気長を有する第１給電線路と、前記第２アンテナと前記電力分配合成器との間に設けられ所定の電気長を有する第２給電線路と、前記第１給電線路上の一部分に設けられ常時閉状態となる第１高周波スイッチと、前記第２給電線路上の一部分に設けられ常時閉状態となる第２高周波スイッチと、前記筐体の一方の部分への人体の接触を検出する第１検出器と、前記筐体の他方の部分への人体の接触を検出する第２検出器と、前記第１検出器で人体の接触が検知された場合には前記第１高周波スイッチを開状態にし、前記第２検出器で人体の接触が検知された場合には前記第２高周波スイッチを開状態にする制御回路と、を具備する構成を採る。
【００１８】
この構成によれば、筐体の一方の部分と他方の部分夫々にアンテナを配置し、さらに分配給電する２つの給電線路夫々には高周波スイッチを設けて、使用者の手がアンテナに近接することを検出した結果に連動して高周波スイッチのいずれか一方をオフに設定することで、そのアンテナからの電磁波の放射を中止し、残った１つのアンテナからのみ電磁波の放射を行うようにしたので、連続送信動作や送信電力制御を行うＣＤＭＡ方式の通信に支障を及ぼすことなく、使用者の手によって本装置の如何なる部位を保持されても高いアンテナ放射効率を確保することができる。
【００１９】
請求項４に係る発明の無線通信装置は、請求項３に係る発明の無線通信装置において、前記第１検出器及び第２検出器は、静電容量の変化を利用したタッチセンサ、光度を検出するフォトセンサ並びにカメラのいずれかを具備する構成を採る。
【００２０】
この構成によれば、使用者の手の接近を確実に検出することができる。
【００２１】
請求項５に係る発明の無線通信装置は、請求項４に係る発明の無線通信装置において、前記第１検出器及び第２検出器は、アンテナと、前記アンテナで捉えられた前記第１アンテナ又は前記第２アンテナから送信された変調波信号を検波してその結果を出力するレベル検波手段とを具備するとともに、前記第１検出器は、前記第１アンテナの近傍に配置され、前記第２検出器は、前記第２アンテナの近傍に配置される構成を採る。
【００２２】
この構成によれば、レベル検波手段の検波出力レベルの大きさを判定することで、使用者の手の接近を検出することができる。
【００２３】
請求項６に係る発明の無線通信装置は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の無線通信装置において、前記第１アンテナ又は前記第２アンテナは、４分の１波長の長さに形成される構成を採る。
【００２４】
この構成によれば、第１アンテナ又は第２アンテナの長さを４分の１波長とすることで、装置本体に容易に収めることができる。
【００２５】
請求項７に係る発明の無線通信装置は、請求項３から請求項６のいずれかに係る発明の無線通信装置において、前記第３アンテナは、４分の１波長の長さに形成される構成を採る。
【００２６】
この構成によれば、第３アンテナの長さを４分の１波長とすることで、装置本体に容易に収めることができる。
【００２７】
請求項８に係る発明の無線通信装置は、請求項１から請求項７のいずれかに記載の無線通信装置において、前記第１アンテナ又は前記第２アンテナは、１波長のダイポールアンテナ又は半波長のダイポールアンテナである。
【００２８】
この構成によれば、第１アンテナ又は第２アンテナの長さを１波長又は半波長のダイポールアンテナとすることで、請求項６に係る発明の無線通信装置よりもアンテナの収納スペースを必要とするものの、通話時状態の放射効率を高めることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
本発明の骨子は、ヒンジ部を中心に折り畳み可能な２つの部分で構成された筐体の一方の部分と他方の部分夫々にアンテナを配置して、それらを同時に分配給電することで、使用者の手によって装置本体の如何なる部位が保持されても高いアンテナ放射効率を確保することである。
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００３１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る無線通信装置を正面から見た正面図である。また、図２は図１の無線通信装置のＡ−Ａ´線断面図である。
図１に示すように、本実施の形態に係る無線通信装置１は、ヒンジ部２を中心に折り畳み可能な２つの部分即ち上部筐体３と下部筐体４から構成される。これら上部筐体３及び下部筐体４は共にプラスッチック等の樹脂でできている。
以下、図１及び図２を参照しながら本実施の形態に係る無線通信装置１について説明する。なお、本装置１の動作周波数を２ＧＨｚ帯に設定している。
【００３２】
上部筐体３には、アンテナ５と、このアンテナ５のインピーダンスを５０Ωに整合する整合回路６と、本装置使用者の身体（主に手）の接近を検出する検出器７とが設けられている。アンテナ５は、上部筐体３の先端部分に、その長さ方向を上部筐体３の幅方向に向けて配置される。アンテナ５としては、例えば電気長が４分の１波長（約３７．５ｍｍ）のＬ字型銅線により形成されるλ／４モノポールアンテナが用いられる。整合回路６は上部筐体３内の回路基板８上に配置されている。検出器７は、図２で示すように上部筐体３の液晶ディスプレイ９の配設面に対向する面上で、且つアンテナ５から約５ｍｍ離間した位置に配置される。この検出器７は静電気を利用した物体近接センサであり、本装置使用者の身体（主に手）の近接を検出して後述する制御部１０（図１参照）に通知する。
【００３３】
一方、下部筐体４には、アンテナ１１と、このアンテナ１１のインピーダンスを５０Ωに整合する整合回路１２と、本装置使用者の手の接近を検出する検出器１３と、高周波スイッチ１４及び１５と、電力分配合成器１６と、送受信回路１７とが設けられている。アンテナ１１は、下部筐体４の先端部分に、その長さ方向を下部筐体４の幅方向に向けて配置される。アンテナ１１としては、上述したアンテナ５と同様にλ／４モノポールアンテナが用いられる。整合回路１２、高周波スイッチ１４及び１５、電力分配合成器１６、送受信回路１７は下部筐体４内の回路基板１８上に配置されている。
【００３４】
高周波スイッチ１４と上部筐体３の整合回路６が給電線路である高周波同軸ケーブル１９で接続されている。また、高周波スイッチ１５と整合回路１２が給電線路である高周波同軸ケーブル２０で接続されている。電力分配合成器１６は、高周波スイッチ１４及び１５それぞれに接続されるとともに送受信回路１７に接続される。電力分配合成器１６は、例えばウィルキンソン型分配器（Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ Ｄｉｖｉｄｅｒ）などの同相分配器である。検出器１３は、図２で示すように下部筐体４のキー操作部２１の配設面に対向する面上で、且つアンテナ１１から約５ｍｍ離間した位置に配置される。図１に戻り、検出器１３は、上述した検出器７と同様に静電気などを利用した物体近接センサであり、本装置使用者の手の近接を検出して制御部１０に報知する。
【００３５】
次に、図３から図５に示す使用状態図を参照して、本実施の形態に係る無線通信装置１の動作について説明する。
図３は本装置１を使用者１００が手で保持して通話を行っている状態（以下、通話状態）を示しており、図４は電子メール操作などを行っている状態（以下、操作状態）を示している。
【００３６】
また、図５は上記の通話状態又は電子メール操作状態において、使用者１００が本装置１を手で保持する場合の手の位置の違いを模式的に示した図である。すなわち、図５の（ａ）は本装置１の下部筐体４の下寄りを保持した場合（下部保持状態）を示しており、図５の（ｂ）は本装置１の中央部にあるヒンジ部２の近傍を保持した場合（中央保持状態）を示しており、図５の（ｃ）は本装置１の上部筐体３を保持した場合（上部保持状態）を示している。
【００３７】
まず、図５の（ｂ）で示すように、中央部を保持している状態では、アンテナ５及びアンテナ１１の近傍に使用者１００の手が近接しない。このような状態では、検出部７及び検出部１３が近接するものがないという信号を制御部１０に送る。制御部１０はこの信号を受けて高周波スイッチ１４及び１５をオンするように制御する。そして、高周波スイッチ１４及び１５が共にオンしている状態において、本装置１が受信状態の場合、アンテナ５とアンテナ１１で受信された受信信号が電力分配合成器１６で同一振幅比で合成されて、その合成信号が送受信回路１７に取り込まれる。
【００３８】
一方、本装置１が送信状態の場合は、送受信回路１７から出力された送信信号が電力分配合成器１６によって同一振幅で分配されてアンテナ５とアンテナ１１へ供給される。この時、アンテナ５の信号位相とアンテナ１１の信号位相との差は、高周波同軸ケーブル１９及び高周波同軸ケーブル２０の電気長の差によって決定される。中央保持状態でかつ通話状態においては、上記のようにアンテナ５及びアンテナ１１の両方に分配給電された状態のアンテナ放射効率は約−５ｄＢであり、良好な通信性能を確保することができる。
【００３９】
次に、図５の（ａ）で示すように、装置本体の下部を保持した状態においては、アンテナ１１が手で覆われてしまうが、アンテナ５は覆われない。この時、アンテナ１１においては、近接する手と間の電磁的相互作用によりアンテナ性能が著しく劣化してしまう。ここで仮に、アンテナ５と電力分配合成器１６が無かったものとしてアンテナ１１にのみ給電を行ったとすると、通話状態のアンテナ放射効率が−１４ｄＢまで劣化してしまう。
【００４０】
次に、高周波スイッチ１４及び高周波スイッチ１５による切替を行った場合の本装置１の動作を説明する。
下部保持状態においては、検出器１３が近接する手を検出して、その旨の信号を制御部１０へ送り、検出器７が近接する手は無い旨の信号を制御部１０へ送る。制御部１０は、この信号を受けて高周波スイッチ１４をオンに設定し、高周波スイッチ１５をオフに設定する。この場合の下部保持状態でかつ通話状態のアンテナ放射効率は−６ｄＢとなり、上記のアンテナ１１にのみ給電した場合と比べて８ｄＢ改善される。
【００４１】
アンテナ放射効率が改善される理由は、性能が著しく劣化しているアンテナ１１を給電系から切り離したためである。なお、この時の損失分は、電力分配合成器１６の片側（アンテナ１１側）が開放されていることによるアンテナ５側の挿入損失の増加分のみとなる。したがって、下部保持状態では、アンテナ１１を給電系から切り離し、アンテナ５のみを使用することとする。
【００４２】
次に、通話状態において、図５の（ｃ）で示す上部を保持した状態を考える。この場合は、検出器７が近接する手を検出し、検出器１３は近接する手がないという信号を制御部１０へ送る。制御部１０は、この信号を受けて高周波スイッチ１４をオフに設定し、高周波スイッチ１５をオンに設定する。この場合の上部保持状態でかつ通話状態のアンテナ放射効率は−６ｄＢとなり、良好なアンテナ放射効率が得られる。
【００４３】
次に、図４で示す電子メール操作状態では、図５の（ａ）で示す下部保持状態で保持される場合が多いので、この状態においては、高周波スイッチ１４がオンに設定され、高周波スイッチ１５がオフに設定される。この場合、−５ｄＢと高いアンテナ放射効率が得られる。
【００４４】
このような構成の無線通信装置１では様々な使用状態において、使用者の手の位置が下部、中央部又は上部というように変化した場合のアンテナ放射効率の変化は約２ｄＢ以内であり、その変動幅は比較的小さい。また、高周波スイッチ１４及び１５の切り替えが行われる瞬間においても、いずれか一方のアンテナが必ず接続されているので、アンテナが開放状態となることはない。したがって、本装置１側で連続送信動作や送信電力制御を行う符号分割多元接続（ＣＤＭＡ：Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式を採用した構成を採ってもも通信に支障を及ぼすことはない。
【００４５】
このように、本実施形態に係る無線通信装置１によれば、上部筐体３の先端部と下部筐体４の先端部夫々にアンテナ５、１１を配置して、分配給電する２つの給電線路１９、２０に夫々高周波スイッチ１４、１５を設け、使用者の手がアンテナに近接することを検出した結果に連動して高周波スイッチ１４、１５のいずれか一方をオフに設定することで、連続送信動作や送信電力制御を行うＣＤＭＡ方式の通信に支障を及ぼすことなく使用者の手によって本装置１の如何なる部位を保持されても高いアンテナ放射効率を確保することが可能となる。
【００４６】
また、アンテナ放射効率の改善効果は、両アンテナの信号位相の相対差に関わらず略一定であり、給電線路の電気長の相対精度に誤差がある場合でも改善効果が得られる。
【００４７】
なお、本実施の形態では、２個のアンテナ５及び１１と２個の検出器７及び１３を用いたが、これらの数は２個に限定されるものではなく、例えば３個以上として、ヒンジ部に第３のアンテナ及び検出器を配置すれば、さらに高い改善効果を得ることができる。
【００４８】
また、本実施の形態では、アンテナ５及び１１にλ／４モノポールアンテナを用いたが、この形式のアンテナに限らず、例えば１波長ダイポールアンテナ、半波長ポールアンテナ、逆Ｆアンテナ、ヘリカルアンテナ、逆Ｌアンテナ、ミアンダラインアンテナ、パッチアンテナ、ホイップアンテナ、λ／２モノポールアンテナなどを使用することができる。例えば、上部筐体３に内蔵するアンテナとして、１波長ダイポールアンテナ又は半波長ポールアンテナを用いることで、通話状態の下部保持状態又は中央保持状態における水平（ＸＹ）面方向の実効利得を高くすることができる。
【００４９】
また、本実施の形態では、電力分配合成器１６としてウィルキンソン型分配器を用いたが、これに限定されるものではなく、双方向性を有する電力分配器であればどのようなものであっても構わない。
【００５０】
また、本実施の形態では、給電系に用いる給電線路として高周波同軸ケーブル１９及び２０を用いたが、高周波同軸ケーブルに限定されるものではなく、マイクロストリップラインなどの回路基板上に形成された伝送線路であってもよい。
【００５１】
また、本実施の形態では、手の近接を検出する検出器７及び１３として、静電式のものを用いたが、例えばフォトセンサあるいはカメラを用いて、手で覆われた時の光度などを検出するようにしてもよい。
【００５２】
（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２に係る無線通信装置の基本構成図である。
本実施の形態に係る無線通信装置３０は、上述した図１に示す無線通信装置１において高周波スイッチ１４及び１５、検出器７及び１３、制御部１０を除いたものである。なお、図１と同一の符号を付すものは同一の構成要素を示している。
【００５３】
図６において、本実施の形態に係る無線通信装置３０は、アンテナ５及びアンテナ１１が電力分配合成器１６によって常に分配給電する構成を採っている。したがって、この構成は、図１に示す無線通信装置１において、高周波スイッチ１４と高周波スイッチ１５が常にオンしている状態と等価である。
【００５４】
このように構成した場合、図５の（ｂ）で示すように中央を保持した状態で、かつ通話状態において、アンテナ放射効率は約−５ｄＢが得られる。また、図５の（ａ）で示すように下部保持状態においては、アンテナ１１側の性能は著しく劣化していても同時に分配給電されているアンテナ５側の性能が十分高いために約−７ｄＢのアンテナ放射効率が得られる。アンテナ５及びアンテナ１１の両方に分配給電することで、高周波スイッチ１４及び高周波スイッチ１５による切替動作を行わなくても、ある程度のアンテナ放射効率の改善効果が得られる。
【００５５】
このように、本実施の形態に係る無線通信装置３０は、上部筐体３の先端部分と下部筐体４の先端部分夫々にアンテナを配置して、それらを同時に分配給電するようにしたので、使用者の手によって本装置３０の如何なる部位が保持されても高いアンテナ放射効率を確保することが可能となる。
【００５６】
（実施の形態３）
図７は、本発明の実施の形態３に係る無線通信装置４０の基本構成図である。
本実施の形態に係る無線通信装置４０は、上述した図１で示した無線通信装置１の検出器７及び１３それぞれを、微小アンテナ４１及び４３と検波回路４２及び４４に置き換えたものである。なお、この図において、図１と同一の符号を付すものは同一の構成要素を示し、それらの詳細な説明を省略する。
【００５７】
図７において、微小アンテナ４１は、アンテナ５の近傍（例えば間隔５ｍｍ）に配設され、微小アンテナ４３はアンテナ１１の近傍（例えば間隔５ｍｍ）に配設される。微小アンテナ４１及び４３は、ループ長が例えば１／１０波長（１５ｍｍ）程度の微小ループアンテナで構成される。
【００５８】
微小アンテナ４１は検波回路４２に接続される。検波回路４２は図示せぬ高周波信号増幅回路とレベル検波回路を備える。微小アンテナ４３は検波回路４４に接続される。検波回路４４は、高周波信号増幅回路とレベル検波回路を備える。アンテナ５から送出された送信信号の一部が微小アンテナ４１で検出され、検出された高周波信号が検波回路４２で検波されて、その結果が制御部１０に入力される。また、アンテナ１１から送出された送信信号の一部が微小アンテナ４３で検出され、検出された高周波信号が検波回路４４で検波されて、その結果が制御部１０に入力される。
【００５９】
ここで、図５の（ａ）で示すように、装置本体の下部を保持状態においては、アンテナ１１と微小アンテナ４３が手で覆われてしまうため、両アンテナの性能が著しく劣化する。そして、この場合には検波回路４４の検波出力レベルが低くなる。また、図５の（ｃ）で示すように、装置本体の上部を保持した状態においては、アンテナ５と微小アンテナ４１が手で覆われてしまうため、両アンテナの性能が著しく劣化し、検波回路４２の検波出力レベルが低くなる。
【００６０】
上記のような検出レベルの変動を制御部１０に通知することで、制御部１０が高周波スイッチ１４及び高周波スイッチ１５の切替制御を行うよう構成することで、使用者の手によって本装置４０の如何なる部位が保持されても高いアンテナ放射効率を確保することが可能となる。
【００６１】
このように、本実施の形態に係る無線通信装置４０は、上部筐体３の先端部分に配置されたアンテナ５の近傍に微小アンテナ４１と検波回路４２を配置し、下部筐体４の先端部分に配置されたアンテナ１１の近傍に微小アンテナ４３と検波回路４４を配置して、上部筐体３と下部筐体４夫々への手の接近を検出して、アンテナ５とアンテナ１１の切り替えを行うようにしたので、使用者の手によって本装置４０の如何なる部位が保持されても高いアンテナ放射効率を確保することが可能となる。
【００６２】
（実施の形態４）
図８は、本発明の実施の形態４に係る無線通信装置の基本的構成図である。
本実施の形態に係る無線通信装置５０は、上述した図６に示す無線通信装置３０のアンテナ５を１波長ダイポールに置き換えたものである。なお、この図において、図６と同一の符号を付すものは同一の構成要素を示し、それらの詳細な説明を省略する。
【００６３】
図８において、ダイポール素子５１及び５２は、それぞれ電気長が約半波長（約７５ｍｍ）の銅線をＬ字型に成形したものである。ダイポール素子５１及び５２は平衡不平衡変換素子５３に接続され、これらにより１波長ダイポールアンテナが構成されている。このような構成により、図３で示す通話状態における水平面（ＸＹ面）方向における放射特性において、垂直偏波成分を高くすることができる。これにより、陸上移動通信の伝搬環境における実効利得を向上することができる。
【００６４】
このように、本実施の形態の無線通信装置５０によれば、図５の（ａ）で示すように装置本体の下部を保持した状態、図５の（ｂ）で示すように装置本体の中央を保持した状態又は図５の（ｃ）で示すように装置本体の上部を保持した状態のいずれの状態においても、通話状態における高い実効利得を確保することができる。
【００６５】
なお、上記実施の形態において、上部筐体３に配設されるダイポール素子５１及び５２は、１波長ダイポールに限るものではなく、例えば半波長素子を装置本体の幅方向に配置するような構成により、通話状態において高い垂直偏波成分の放射が得られる構成であれば同様な効果が得られる。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、連続送信動作や送信電力制御を行うＣＤＭＡ方式の無線通信装置でも、折り畳み式の無線通信装置でも使用者が装置本体を保持した場合のアンテナ性能劣化を最小限に抑え、高いアンテナ放射効率を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る無線通信装置を示す基本構成図
【図２】図１の無線通信装置のＡ−Ａ´線断面図
【図３】本発明の実施の形態１に係る無線通信装置の通話使用状態を示す図
【図４】本発明の実施の形態１に係る無線通信装置の電子メール操作状態を示す図
【図５】本発明の実施の形態１に係る無線通信装置を保持する使用者の手の位置を示す図
【図６】本発明の実施の形態２に係る無線通信装置を示す基本構成図
【図７】本発明の実施の形態３に係る無線通信装置を示す基本構成図
【図８】本発明の実施の形態４に係る無線通信装置を示す基本構成図
【符号の説明】
１、３０、４０、５０ 無線通信装置
５、１１ アンテナ
２ ヒンジ部
３ 上部筐体
４ 下部筐体
６、１２ 整合回路
７、１３ 検出器
８ 上部回路基板
９ 液晶ディスプレイ
１０ 制御部
１４、１５ 高周波スイッチ
１６ 電力分配合成器
１７ 送受信回路
１８ 下部回路基板
１９、２０ 高周波同軸ケーブル
２１ キー操作部
４１、４３ 微小アンテナ
４２、４４ 検波回路
５１、５２ ダイポール素子
５３ 平衡不平衡変換素子
Claims (8)
- ヒンジ部を中心に折り畳み可能な２つの部分で構成された筐体の一方の部分に設けられる第１アンテナと、前記筐体の他方の部分に設けられる第２アンテナと、送信信号を前記第１アンテナと前記第２アンテナに分配し、また前記第１アンテナと前記第２アンテナで受信された受信信号を合成する電力分配合成器と、前記第１アンテナと前記電力分配合成器との間に設けられ所定の電気長を有する第１給電線路と、前記第２アンテナと前記電力分配合成器との間に設けられ所定の電気長を有する第２給電線路と、を具備することを特徴とする無線通信装置。
- ヒンジ部を中心に折り畳み可能な２つの部分で構成された筐体の一方の部分に設けられる第１アンテナと、前記筐体の他方の部分に設けられる第２アンテナと、前記第１アンテナ及び第２アンテナ夫々から離間した位置に設けられる第３アンテナと、送信信号を前記第１アンテナと前記第２アンテナと前記第３アンテナに分配し、また前記第１アンテナと前記第２アンテナと前記第３アンテナで受信された受信信号を合成する電力分配合成器と、前記第１アンテナと前記電力分配合成器との間に設けられ所定の電気長を有する第１給電線路と、前記第２アンテナと前記電力分配合成器との間に設けられ所定の電気長を有する第２給電線路と、前記第３アンテナと前記電力分配合成器との間に設けられ所定の電気長を有する第３給電線路と、を具備することを特徴とする無線通信装置。
- ヒンジ部を中心に折り畳み可能な２つの部分で構成された筐体の一方の部分に設けられる第１アンテナと、前記筐体の他方の部分に設けられる第２アンテナと、送信信号を前記第１アンテナと前記第２アンテナに分配し、また前記第１アンテナと前記第２アンテナで受信された受信信号を合成する電力分配合成器と、前記第１アンテナと前記電力分配合成器との間に設けられ所定の電気長を有する第１給電線路と、前記第２アンテナと前記電力分配合成器との間に設けられ所定の電気長を有する第２給電線路と、前記第１給電線路上の一部分に設けられ常時閉状態となる第１高周波スイッチと、前記第２給電線路上の一部分に設けられ常時閉状態となる第２高周波スイッチと、前記筐体の一方の部分への人体の接触を検出する第１検出器と、前記筐体の他方の部分への人体の接触を検出する第２検出器と、前記第１検出器で人体の接触が検知された場合には前記第１高周波スイッチを開状態にし、前記第２検出器で人体の接触が検知された場合には前記第２高周波スイッチを開状態にする制御回路と、を具備することを特徴とする無線通信装置。
- 前記第１検出器及び第２検出器は、静電容量の変化を利用したタッチセンサ、光度を検出するフォトセンサ並びにカメラのいずれかを具備することを特徴とする請求項３に記載の無線通信装置。
- 前記第１検出器及び第２検出器は、アンテナと、前記アンテナで捉えられた前記第１アンテナ又は前記第２アンテナから送信された変調波信号を検波し、検波信号を出力するレベル検波手段とを具備するとともに、前記第１検出器は、前記第１アンテナの近傍に配置され、前記第２検出器は、前記第２アンテナの近傍に配置されることを特徴とする請求項４に記載の無線通信装置。
- 前記第１アンテナ又は前記第２アンテナは、４分の１波長の長さに形成されたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の無線通信装置。
- 前記第３アンテナは、４分の１波長の長さに形成されたことを特徴とする請求項３から請求項６のいずれかに記載の無線通信装置。
- 前記第１アンテナ又は前記第２アンテナは、１波長のダイポールアンテナ又は半波長のダイポールアンテナであることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の無線通信装置。
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