JP2004201049A - アンテナ装置、携帯無線通信装置及び接続部材 - Google Patents

Abstract

【課題】携帯無線通信装置にアンテナを内蔵して、受話器が取り付けられた面に垂直な方向に放射指向性を形成せず、垂直偏波で使用することができ、かつ、コンパクトに実装する。
【解決手段】ダイポールアンテナ２を筐体１の受話器４が取り付けられた面に平行な面内で対向素子５と略平行にして対向させ、かつ、ダイポールアンテナ２及び対向素子５の両端を、対称軸Ａ２の両側で線対称をなすように、互いに遠ざかる方向へ当該面内で折り曲げて、折り曲げ部２１、２２、５１、５２を形成する。
【選択図】 図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアンテナ装置、携帯無線通信装置及び接続部材に係り、特に携帯無線通信装置の本体に内蔵することができるアンテナ装置、当該携帯無線通信装置及びこれに用いられる折り畳み型筐体の接続部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯無線通信装置用のアンテナは、これまでの主流であった使用時に筐体外部に引き出せるように実装されるホイップ型アンテナに類似したタイプから、内蔵型のタイプに移行しつつある。内蔵型アンテナを用いることにより、使用時及び収納時の取り扱いが、従来のタイプのアンテナを用いる場合に比べてはるかに容易になり、また筐体デザインの自由度が増す等の利点があるが、中でも筐体をさらに薄く構成することができるという利点が大きい。
【０００３】
携帯無線通信装置用の内蔵型アンテナの設計に当り、最も注意すべき点の一つはアンテナの放射パターンである。すなわち、使用時に携帯無線通信装置の正面方向（受話器が取り付けられた面に対して垂直であって使用者側に向く方向）に放射指向性（放射パターンのピーク）が向いていると、使用者の影響による放射効率の低下や入力インピーダンスの変動による不整合損の増加等につながることがある。
【０００４】
さて、従来、携帯無線通信装置用の内臓アンテナとしては、実装スペースの制約と使用周波数帯から、逆Ｆアンテナが多く用いられていた。
【０００５】
しかしながら、図１５に示す、逆Ｆアンテナが用いられた携帯無線通信端末が自由空間の状態（Ｆｒｅｅ）、逆Ｆアンテナが設けられた下側筐体を手で握った状態（Ｈａｎｄ）、手で握って頭に近づけた状態（Ｈｅａｄ）における逆ＦアンテナのＶｏｌｔａｇｅ Ｓｔａｎｄｉｎｇ Ｗａｖｅ Ｒａｔｉｏ（以下、ＶＳＷＲと称する）特性からわかるように、逆Fアンテナを使用すると基板上に電流が流れるため、いずれの状態においても入力インピーダンスが変動し、不整合損の増加等につながることがあった。
【０００６】
また、同様の理由により、図１６に示す、逆Ｆアンテナが用いられた折り畳み携帯無線通信端末の筐体を開いた状態（ＯＰＥＮ）、筐体を閉じた状態（ＣＬＯＳＥ）における逆ＦアンテナのＶＳＷＲ特性からわかるように、筐体の開閉時に入力インピーダンスが変動し、不整合損の増加等につながることがあった。
【０００７】
そこで、近年、逆Ｆアンテナに変わり、ダイポールアンテナの使用が提案されており、ここで、図１７（ａ）のようにダイポールアンテナを携帯無線通信装置に内蔵した場合に、どのような放射パターンが得られるかについてを説明する。
【０００８】
図１７（ａ）においては、破線で示した携帯無線通信装置の筐体９１に、ダイポールアンテナ９２が内蔵され、給電手段９３によって給電されている。なお、ダイポールアンテナ９２の長さは通常半波長とされ、２ＧＨｚの場合で１５ｃｍになるので、その取り付けの向き（駆動電流の向き及び大きさを表すベクトルの向き）は、受話器９４が取り付けられた面に略平行とする必要がある。
【０００９】
この場合の座標軸を、筐体９１の向きを基準として図中に示したように前後、上下、左右の６方向で定義すると、この携帯無線通信装置の筐体９１を通話状態で使用する正面方向（使用者側に向く方向）がこの座標軸では「前」の方向で、反対側が「後」の方向である。また、「上」及び「下」は同じく通話状態における筐体９１の上下に対応し、「右」及び「左」は筐体９１の両側面に対応して定められている。
【００１０】
そうすると、この場合のダイポールアンテナ９２が形成する放射パターンは、筐体９１の左又は右の側面方向から見ると図１７（ｂ）に太い線で示すようにほぼ無指向性を示す。また、筐体９１の上の方向から見ると図１７(ｃ)に示すように「前」「後」方向にピークを持つ８の字形を示す放射パターンとなり、正面方向（「前」の方向）にも放射指向性が向くこととなる。なお、ダイポールアンテナ９２を、「左」−「右」の座標軸ではなく「上」−「下」の座標軸に略平行になるように筐体９１に内蔵したとしても、「前」の方向に放射指向性が向く点は変わらない。したがって、このように単純な形態でダイポールアンテナ９２を筐体９１に内蔵しても、望ましい放射パターンを得るのは困難であった。
【００１１】
このような問題点を解決する放射パターンを得るため、ダイポールアンテナに対向して対向素子又は逆相で駆動されたアンテナを配置するという文献がある（例えば特許文献１又は特許文献２参照。）。このうち、特許文献１に開示された発明は、図１８（ａ）に示すように、受話器９４を取り付けた面に略直交する面（筐体９１の上面）内に、ダイポールアンテナ９２に対向して略平行の位置に無給電の対向素子９５を配置することにより、図１８（ｂ）及び（ｃ）に示すように、放射指向性を「後」の方向に向けたものである。なお、図中の符号９１及び９３は、図１７と共通であるのでその説明は省略する。また、この図１８（ａ）に示すような構成をとる場合の問題点（例えば、非特許文献１参照。）については後述する。
【００１２】
一方、特許文献２に開示された発明は、２対の給電素子及び無給電素子からなるアンテナを提供する。そのアンテナは、無給電素子を給電素子で挟む形状又はその逆で、給電素子で無給電素子を挟む形状に構成して無線装置に取り付けられる。そして、両方の給電素子に互いに逆相で給電することにより、無線装置の筐体電流を低減して、人体の影響による特性の劣化を軽減するというものである。
【００１３】
【特許文献１】
特開２００２−９５３４号公報（第２、６，７，１１，１２ページ、図６６）
【００１４】
【特許文献２】
特開２００１−３３９２１５号公報（第２乃至第５ページ、図１）
【００１５】
【非特許文献１】
Ｔａｙ、Ｂａｌｚａｎｏ、Ｋｕｓｔｅｒ著、“Ｄｉｐｏｌｅ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓ ｗｉｔｈ ｓｔｒｏｎｇｌｙ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｆｏｒ ｈａｎｄ−ｈｅｌｄ ｔｒａｎｃｅｉｖｅｒｓ”、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ． ｏｎ Ａｎｔｅｎｎａｓ ａｎｄ Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ、Ｖｏｌ．４６、Ｊｕｎｅ １９９８、ｐｐ．７９８−８０６
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
携帯無線通信装置の内蔵アンテナとしては、上述の放射パターンに関する特性に加え、装置本体にコンパクトに実装できることがきわめて重要である。上記の特許文献１に開示された発明においては、給電回路とアンテナ装置の間のインピーダンス整合を維持しつつ、図１５（ｂ）及び（ｃ）に示した放射パターン特性を得るには、図１５（ａ）に示したダイポールアンテナ９２と対向素子９５の間の距離を１００分の９波長以上とる必要がある（非特許文献１参照。）。この距離は、周波数２ＧＨｚの場合でも１３．５ｍｍで、それより低い周波数帯ではさらに大きな値となり、図１５（ａ）に示した配置でアンテナを装置本体に内蔵するには、それ以上の筐体の厚みを要するという問題がある。
【００１７】
また、上記の特許文献２に開示された発明においては、２対の給電素子及び無給電素子からなるアンテナを備える必要があり、回路規模及び実装の面でやはり小型化に適しているとはいえない。
【００１８】
そこで、本発明は、端末正面への放射を抑制し、かつ、携帯無線通信装置にコンパクトに実装することのできるアンテナ装置並びに当該アンテナ装置を内蔵した携帯無線通信装置及び当該アンテナ装置の実装に利用することのできる折り畳み型筐体の接続部材を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明のアンテナ装置は、給電手段が接続され、前記給電手段から給電された時に駆動電流ベクトルを発生するダイポールアンテナと、前記ダイポールアンテナの駆動電流ベクトルによって、前記駆動電流ベクトルと同一の平面に属する誘導電流ベクトルが誘導され、かつ、前記ダイポールアンテナから４分の１波長以下の距離に配設された導体からなる対向素子とを備えたことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の携帯無線通信装置は、上記の本発明のアンテナ装置を本体に内蔵したことを特徴とする。
【００２１】
本発明によれば、ダイポールアンテナと対向素子を近接させてコンパクトに内蔵型アンテナ装置を構成し、不要な方向に放射指向性を形成しないようにすることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下に、本発明によるアンテナ装置及び携帯無線通信装置の第１の実施の形態を、図１乃至図３を参照して説明する。図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ装置の構成及び実装状態を説明する図である。図1（ａ）に示す本実施の形態の構成は、ダイポールアンテナ２及び対向素子５の配置される位置が、図１８の構成と相違している。すなわち、図１（ａ）においては、ダイポールアンテナ２及び対向素子５は互いに略平行である。より正確に表現すると、ダイポールアンテナ２の駆動電流ベクトル及び対向素子５の誘導電流ベクトルは、互いに略平行である。しかしそれだけではなく、それらのなす平面が携帯無線通信装置の受話器４が取り付けられた面に略平行であるように、筐体１に内蔵されている。
【００２３】
なお、ここでダイポールアンテナ２は、例えば半波長ダイポールアンテナを例にして説明するが、使用周波数又は実装上の都合等により、半波長とならなくてもよい。また、ここで略平行とは、厳密に平行ではなくても、課題の解決に寄与する程度に平行であるといえる場合を含むものである。また、略直交、略線対称、略半波長、略同一平面等の語も、同様の意味で用いることとする。
【００２４】
次に、図１（ｂ）は、本発明のアンテナ装置の動作原理を説明する図で、図中の符号は図１（ａ）と共通である。この実施形態では、ダイポールアンテナ２に対向素子５を所定の距離、例えば、４分の1波長（λ／４）以下の距離で略平行に配置している。また、ダイポールアンテナ２と対向素子５は、対向軸Ａ１を挟んで互いに略線対称の関係にある。そして、ダイポールアンテナ２には給電手段３から給電されることによって駆動電流ベクトルＶが生じ、対向素子５には当該駆動電流ベクトルＶによって誘導された逆相の誘導電流ベクトルＶｉが生じる状況が図示されている。
【００２５】
これらの駆動電流ベクトルＶ及び誘導電流ベクトルＶｉによって生じる電磁界の放射パターンを筐体１の左側の方向から見ると、図１（ｃ）に示すように「前」−「後」軸を挟んでほぼ対称な中央狭窄形になる。これは、両電流ベクトルＶ／Ｖｉが互いに逆相であるために、合成された放射パターンは前後方向中央付近で相互に減殺されるからである。なお、ダイポールアンテナ２及び対向素子５の相対的な位置関係が線対称の関係からずれると、ずれの程度に応じて放射パターンの対称性も失われる。しかしながら、対称性が極端にくずれない限り、図１（ｃ）に示した放射パターンの中央狭窄形の特性は保たれる。むしろ、一般的に筐体１の仰角方向に相対的に強い放射強度を得るようにした方が、携帯無線通信装置の用途には好適であるといわれている。
【００２６】
また、ダイポールアンテナ２及び対向素子５の間の距離と放射パターンの関係について、図２を参照して説明する。なお、図２（ａ）中の符号は図１（ａ）と共通である。図２（ａ）に示したダイポールアンテナ２と対向素子５の間の距離Ｌが小さいほど、ダイポールアンテナ２及び対向素子５から「前」又は「後」の方向に放射される電磁界がより抑制される。したがって、図１（ｃ）の「前」又は「後」の方向に放射される電磁界強度は小さくなる。
【００２７】
図２（ｂ）及び（ｃ）はこのことを説明するもので、同図（ｃ）の横軸にとったダイポールアンテナ２及び対向素子５間の距離Ｌが小さいほど、同図（ｂ）の筐体１の左側又は右側の方向から見た水平偏波の放射パターン強度の最大値と最小値の比が大きくなり、好ましい特性を示すことを示している。このことは、アンテナ装置をコンパクトに構成することが望まれる携帯無線通信装置にあっては、大きな利点となる。
【００２８】
ただし偏波については、図１（ａ）又は図２（ａ）に示した使用の状態では、ダイポールアンテナ２及び対向素子５は大地に対してほぼ平行に位置するので、放射電磁界は主に水平偏波成分（図１（ｃ）又は図２（ｂ）の太い実線）からなり、垂直偏波成分（図１（ｃ）又は図２（ｂ）の破線）は相対的に小さい。
【００２９】
そこで、図１（ａ）のダイポールアンテナ２及び対向素子５から構成されたアンテナ装置を、それらのなす平面内で９０度回転すると、図３（ａ）に示す構成が得られる。ダイポールアンテナ２及び対向素子５の向きが図１（ａ）と異なるだけで、図中の符号はすべて図１（ａ）と共通である。
【００３０】
図３（ａ）の場合には、図１（c）に示した放射パターンを、「前」−「後」の軸の周りに９０度回転した形の放射パターンが得られる。すなわち、図３（ｂ）に示す通り、筐体１の上面の方向から見たときに、「左」及び「右」の軸方向に放射指向性を有する放射パターンが得られ、「前」及び「後」の軸方向には放射指向性を持たないようにすることができる。なお、駆動電流ベクトルＶ及び誘導電流ベクトルＶｉの向きが概ね大地に対して垂直であることから、垂直偏波成分が水平偏波成分に対して優勢である。
【００３１】
図３（ａ）の対向軸Ａ１を挟んでダイポールアンテナ２及び対向素子５との間の対称性が保たれるか否かによって、図３（b）の「前」−「後」の軸両側の対称性が影響される点は、図１の場合と同様であるが、携帯無線通信装置としての実用性を考えると、この場合にはできる限り対称性を維持すべきである。
【００３２】
本発明の第１の実施の形態によれば、コンパクトに構成されたアンテナ装置を携帯無線通信装置に内蔵することにより、通常の使用の状態において使用者の方向に放射指向性を持たないように放射パターンを形成することができる。
【００３３】
（第２の実施の形態）
以下に、本発明によるアンテナ装置及び携帯無線通信装置の第２の実施の形態を、図４及び図５を参照して説明する。図４（ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係るアンテナ装置の構成及び実装状態を説明する図である。図１（ａ）の構成と相違する点は、ダイポールアンテナ２を折り曲げて、折り曲げ部２１及び２２を設けた構成とする点である。この折り曲げ部２１及び２２は、対向素子５から遠ざかる方向へ折り曲げられている。ここでは、ダイポールアンテナ２の対向素子５と対向する部分を基本部２３としている。この基本部２３と折り曲げ部２１及び２２から構成されるダイポールアンテナ２は、対向素子５と共に対称軸Ａ２を挟んで略線対称に構成されている。それ以外の構成は図１（ａ）と共通であるので、個別の説明は省略する。
【００３４】
ダイポールアンテナ２をこのように折り曲げると、図４（ｂ）に示すように折り曲げ部２１及び２２を流れる駆動電流ベクトルＶの向きは、大地に対して垂直に近い関係で互いに逆相になる。従って、この折り曲げ部２１及び２２の放射パターンへの寄与は、等価的に図３のケースに近くなる。そうすると、図４（ｃ）に示すように、垂直偏波成分を主とし、筐体１の上面の方向から見たときに「左」及び「右」の軸方向に放射指向性を有する放射パターンが得られる。特に、「前」の軸方向には放射指向性を持たないようにすることができる。また、折り曲げ部２１及び２２が対称軸Ａ２を挟んで線対称に構成されているから、図４（ｃ）の放射パターンは「前」−「後」の軸方向の両側で対称に形成され、携帯無線通信装置としての用途に好適である。
【００３５】
なお、水平偏波成分に関しては、第１の実施の形態と同様に、ダイポールアンテナ２の基本部２３及び対向素子５によって、「上」−「下」の軸方向に放射指向性を有する放射パターンが形成される。水平又は垂直のどちらの偏波成分が優勢であるかは、ダイポールアンテナ２の折り曲げ部２１及び２２と基本部分２３の長さの比によって決まることとなる。
【００３６】
図５（ａ）は、図４（ａ）の構成よりもさらに垂直偏波成分の放射強度を高めるようにしたアンテナ装置の構成及び実装状態を説明する図である。図４（ａ）の構成と相違する点は、対向素子５を折り曲げて、折り曲げ部５１及び５２を設けた構成とする点である。この折り曲げ部５１及び５２は、ダイポールアンテナ２の基本部２３から遠ざかる方向へ折り曲げられている。ここで、対向素子５のダイポールアンテナ２と対向する部分を基本部５３としている。この基本部５３と折り曲げ部５１及び５２から構成される対向素子５は、ダイポールアンテナ２と共に、対称軸Ａ２を挟んで略線対称に構成されている。それ以外の構成は図４（ａ）と共通であるので、個別の説明は省略する。
【００３７】
図５（ｂ）は、上記の構成における駆動電流ベクトルＶ及び誘導電流ベクトルＶｉを示している。この図に示すように、対向素子５の折り曲げ部５１にダイポールアンテナ２の折り曲げ部２１に流れる駆動電流と同じ向きの誘導電流が流れ、かつ、対向素子５の折り曲げ部５２にダイポールアンテナ２の折り曲げ部２２に流れる駆動電流と同じ向きの誘導電流が流れる。これにより、図４（ａ）の場合よりも垂直偏波成分への寄与が大きくなる。従って、図４（ｂ）に示した放射パターン特性を基本的に維持しつつ、より強い強度で垂直偏波成分を放射することができる。
【００３８】
本発明の第２の実施の形態によれば、垂直偏波成分についても使用者の方向に放射指向性を持たないように放射パターンを形成することができるという、付加的な効果が得られる。
【００３９】
（第３の実施の形態）
以下に、本発明によるアンテナ装置及び携帯無線通信装置の第３の実施の形態を、図６乃至図８を参照して説明する。図６は、本発明によるアンテナ装置の第１及び第２の実施の形態のいくつかのバリエーションを示したものである。なお、図６の座標軸及びアンテナ装置を携帯無線通信装置に取り付ける向きは、図１乃至図５と共通であるものとする。
【００４０】
まず、図６（ａ）は、図５（ａ）のアンテナ装置をその平面内で９０度回転したもので、図中の符号はすべて図５（ａ）と共通である。図６（ａ）はまた、図３（ａ）に示したアンテナ装置のバリエーションでもあるということができる。図６（ａ）においては、ダイポールアンテナ２及び対向素子５の基本部２３及び５３が、垂直偏波を主成分とし「左」及び「右」の軸方向に放射指向性を有する放射パターンを形成する。また、ダイポールアンテナ２の折り曲げ部２１、２２及び対向素子５の折り曲げ部５１、５２が、水平偏波を主成分とし「上」及び「下」の軸方向に放射指向性を有する放射パターンを形成する。なお、図６（ａ）の配置においては、垂直偏波成分の「左」−「右」の軸方向の対称性を維持するため、基本部２３及び５３が対向軸Ａ１を挟んで線対称をなすように構成されることが望ましい。
【００４１】
図６（b）は、図５（ａ）のアンテナ装置において、ダイポールアンテナ２の折り曲げ部２１及び２２を、対称軸Ａ２の両側の線対称性を保つようにして外側に開いて折り曲げたもので、図中の符号はすべて図６（ａ）と共通である。このようにしても、図４（ｂ）に示した垂直偏波を主成分とする放射パターンの対称性を含む基本的な特性は維持される。これに対して、対向軸Ａ１の両側では線対称にならないので、図１（ｃ）に示した水平偏波を主成分とする放射パターンについては、、「上」−「下」の軸方向では対称とはならない。ただし、「前」及び「後」の軸方向に放射指向性を向けない点は変わらない。すなわち、図６（ｂ）に示したような変形を適切に設計することによって、水平偏波成分の「上」−「下」の軸方向の放射指向性を最適化することができる可能性がある。
【００４２】
図６（ｃ）は、アンテナ装置のもう１つ他のバリエーションであって、同じく対称軸Ａ２を挟んで線対称に構成されたものである。図中の符号及び原理はすべて図６（ｂ）と同様であるので個別の説明は省略する。
【００４３】
図６（ｄ）は、図５（ａ）のアンテナ装置において、ダイポールアンテナ２の折り曲げ部２１、２２間を短絡線２４で短絡し、対向素子５の折り曲げ部５１、５２間を短絡線５４で短絡したもので、その他の構成は図５（ａ）と共通であり、対称軸Ａ２を挟んで線対称に構成されたものである。これによって、給電手段３とアンテナ装置間のインピーダンス整合を改善する効果が得られる。
【００４４】
図６（ｅ）は、図５（ａ）のアンテナ装置において、ダイポールアンテナ２の折り曲げ部２１と対向素子５の折り曲げ部５１間を短絡線７で短絡し、かつ、ダイポールアンテナ２の折り曲げ部２２と対向素子５の折り曲げ部５２間を短絡線８で短絡したもので、その他の構成はすべて図５（ａ）と共通であり、対称軸Ａ２を挟んで線対称に構成されたものである。これによって、図６（ｄ）の場合と同様に、給電手段３とアンテナ装置間のインピーダンス整合を改善する効果が得られる。また、図６（ｄ）の構成に短絡線７及び８を付加してもよい。その場合の筐体１の上面の方向から見た放射パターンを、解析及び測定によって求めた結果を、図７（ａ）及び（ｂ）に示す。図７において、「前」の軸方向は図中の０度（横軸の右手）の方向であり、実線で表された垂直偏波成分のヌルが形成されていることから、本発明の有効性が立証されている。
【００４５】
なお、短絡線７及び８によって短絡される個所は、必ずしも図６（ｅ）に示した通り折り曲げ点である必要はなく、対称軸Ａ２を挟んで線対称性が維持される限りにおいて、ダイポールアンテナ２の基本部２３及び対向素子５の基本部５３上であれば、任意に選ぶことができる。
【００４６】
次に、図８（ａ）は、図５（ａ）における対向素子５に給電手段６を付加し、ダイポールアンテナ２と逆相で駆動するようにしたものである。その他の構成はすべて図５（ａ）と共通であり、対称軸Ａ２を挟んで略線対称に構成されたものである。
【００４７】
このようにすれば、対向素子５においてはダイポールアンテナ２によって誘導される誘導電流ベクトルと給電手段６から給電される駆動電流ベクトルとが同相で加算される。従って、図８（ａ）の構成でも、図１（ｃ）又は図４（ｃ）の基本的な放射パターン特性を維持しつつ、さらに放射強度を高めることができる。同じ原理にて、図６（ａ）乃至（ｅ）に示したようなアンテナ装置のバリエーションに対しても、同様に対向素子５に給電手段６を付加して、ダイポールアンテナ２と逆相で給電することができる。
【００４８】
図８（ｂ）は、図５（ａ）のアンテナ装置において、給電手段３の位置を基本部２３の中央から偏位させた場合を示している。このようにしても、ダイポールアンテナ２を略半波長で構成する限り、折り曲げ部２１及び２２の駆動電流ベクトルは逆相の関係を維持するので、図５のアンテナ装置と同じ放射パターン特性が得られる。同じ原理にて、図６（ａ）乃至（ｅ）及び図８（ａ）に示したようなアンテナ装置のバリエーションに対しても、同様に給電手段３の位置を基本部２３の中央から偏位させることができる。
【００４９】
本発明の第３の実施の形態によれば、使用者の方向に放射指向性を持たないという本発明の第１及び第２の実施の形態における基本的特性を維持しつつ、アンテナ装置のインピーダンス整合を改善し、水平偏波成分の「上」−「下」の軸方向の放射指向性のバランスを調整することができるという、付加的な効果が得られる。
【００５０】
（第４の実施の形態）
以下に、本発明によるアンテナ装置及び携帯無線通信装置の第４の実施の形態を、図９を参照して説明する。図９は、本発明の第４の実施の形態に係るアンテナ装置及び携帯無線通信装置の構成及び実装状態を説明する図である。
【００５１】
図９に示したアンテナ装置は、図５（ａ）に示したのと同様に、給電手段３から給電され、折り曲げ部を有するダイポールアンテナ２と、折り曲げ部を有する対向素子５からなり、対称軸Ａ２を挟んで線対称に構成されている。なお、各折り曲げ部及び基本部については、煩雑を避けるため符号を省略している。この際、ダイポールアンテナ２を筐体１に内蔵する基板９上のパターンとして形成した点が、第４の実施の形態の特徴である。
【００５２】
このようにすれば、基板９を製造する際に、ダイポールアンテナ２も同時に形成され、基板９を筐体１に実装してさらに対向素子５を実装すれば、対称軸Ａ２を挟んで線対称に構成されたアンテナ装置が完成することとなり、工程上きわめて効率的である。なお、対向素子５を同じ基板９又は別の基板上のパターンとして実現してもよい。また、第１乃至第３の実施の形態で挙げたアンテナ装置のすべてについて、この方法で実現することができる。
【００５３】
本発明の第４の実施の形態によれば、第１乃至第３の実施の形態で挙げたアンテナ装置を、効率的かつ経済的に実現することができる。
【００５４】
尚、以上で述べた第１の本実施形態乃至第４の実施の形態は、ストレート型の携帯無線通信装置を例に挙げて説明したが、図１０のように折り畳み型筐体にも適用可能である。
【００５５】
（第５の実施の形態）
以下に、本発明によるアンテナ装置及び携帯無線通信装置の第５の実施の形態を、図１１を参照して説明する。図１１は、本発明の第５の実施の形態に係るアンテナ装置及び携帯無線通信装置の構成及び実装状態を説明する図である。
【００５６】
図１１に示した携帯無線通信装置は、上筐体１０及び下筐体１１が図示しないヒンジ部を介して折り畳み可能に構成され、フレキシブル基板等の接続部材１２によって電気的に接続されたものである。この場合のアンテナ装置は、上筐体１０に内蔵された対向素子５及び下筐体１１に内蔵され給電手段３から給電されるダイポールアンテナ２からなり、対称軸Ａ２を挟んで線対称に構成されている。このようにすれば、各筐体１０、１１にはダイポールアンテナ２又は対向素子５のいずれか一方を実装すれば済むので、実装上の設計の自由度が向上する。
【００５７】
なお、第４の実施の形態におけるのと同じように、ダイポールアンテナ２若しくは対向素子５又はその両方を、各筐体の基板上のパターンとして形成してもよい。また、第１乃至第３の実施の形態で挙げたアンテナ装置のすべてについて、この方法で実現することができる。
【００５８】
本発明の第５の実施の形態によれば、第１乃至第３の実施の形態で挙げたアンテナ装置を、折り畳み型筐体からなる携帯無線通信装置に効率的かつ経済的に実装することができる。
【００５９】
（第６の実施の形態）
以下に、本発明によるアンテナ装置及び携帯無線通信装置の第６の実施の形態並びにこれに利用される接続部材の実施の形態を、図１２を参照して説明する。図１２は、本発明の第６の実施の形態に係るアンテナ装置、携帯無線通信装置及び接続部材の構成及び実装状態を説明する図である。
【００６０】
図１２に示した携帯無線通信装置は、第５の実施の形態におけるのと同様、上筐体１０及び下筐体１１が図示しないヒンジ部を介して折り畳み可能に構成され、上筐体１０及び下筐体１１の間はフレキシブル基板等の接続部材１２によって電気的に接続されている。ここで、ダイポールアンテナ２は図１２におけるのと同様に下筐体１１に内蔵されているが、対向素子５は接続部材１２上にパターンとして形成されたものである。このようにすれば、上筐体１０に対向素子５を内蔵する必要がなく、第５の実施の形態におけるよりもさらに実装効率を高めることができる。また、反対にダイポールアンテナ２及び給電手段３を、接続部材２２上に形成することも可能である。対称軸Ａ２を挟んで線対称に構成すべき点及び第１乃至第３の実施の形態で挙げたアンテナ装置のすべてについて適用可能である点は、第５の実施の形態と共通である。
【００６１】
本発明の第６の実施の形態によれば、第１乃至第３の実施の形態に係るアンテナ装置を折り畳み型筐体からなる携帯無線通信装置に適用するに当り、さらに実装効率を高めることができる。
【００６２】
以上で述べた本発明の実施の形態で説明したアンテナ装置及び携帯無線通信装置は、平衡型のダイポールアンテナを基本としているため、基板上に流れる電流が小さくなる。
【００６３】
つまり、本発明の実施の形態においては、図１３に示す、携帯無線通信端末が自由空間の状態（Ｆｒｅｅ）、携帯無線通信端末の筐体を手で握った状態（Ｈａｎｄ）、携帯無線通信端末の筐体を手で握って頭に近づけた状態（Ｈｅａｄ）の各々の状態におけるアンテナの特性からもわかるように、携帯無線通信端末を手で握ったり、頭部に近づけたとしても、携帯無線通信端末が自由空間の状態と比較しても入力インピーダンスが変動せず、不整合損の増加等につながりにくくなるという効果が得られるものである。
【００６４】
また、折り畳み携帯無線通信端末に本発明を適用した場合は、図１４に示す、筐体を開いた状態（ＯＰＥＮ）、筐体を閉じた状態（ＣＬＯＳＥ）の各々の状態におけるアンテナの特性からもわかるように、筐体の開閉時に入力インピーダンスが変動せず、不整合損の増加等につながりにくくなるという効果が得られるものである。
【００６５】
【発明の効果】
本発明によれば、垂直偏波で使用することができ、不要な方向に放射指向性を形成しないアンテナ装置を、コンパクトな形状にして携帯無線通信装置に内蔵することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る携帯無線通信装置内蔵のアンテナ装置の形状、原理及び放射パターン特性を説明する図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る携帯無線通信装置内蔵のアンテナ装置の放射パターン特性を説明する図。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る携帯無線通信装置内蔵のアンテナ装置の形状のバリエーション及び放射パターン特性を説明する図。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る携帯無線通信装置内蔵のアンテナ装置の形状、原理及び放射パターン特性を説明する図。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る携帯無線通信装置内蔵のアンテナ装置の形状のバリエーション及び原理を説明する図。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係るアンテナ装置の形状を説明する図。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係るアンテナ装置の放射パターンを示す図。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係るアンテナ装置の形状のバリエーションを説明する図。
【図９】本発明の第４の実施の形態に係る携帯無線通信装置の構成を説明する図。
【図１０】本発明を第１の実施の形態乃至第４の実施の形態を折り畳み型携帯無線通信装置に適用させた場合の構成を説明する図。
【図１１】本発明の第５の実施の形態に係る携帯無線通信装置の構成を説明する図。
【図１２】本発明の第６の実施の形態に係る携帯無線通信装置の構成及びこれに使用される接続部材の形状を説明する図。
【図１３】本発明における携帯無線通信端末が自由空間の状態（Ｆｒｅｅ）、携帯無線通信端末の筐体を手で握った状態（Ｈａｎｄ）、携帯無線通信端末の筐体を手で握って頭に近づけた状態（Ｈｅａｄ）における各々のアンテナ特性を示す図。
【図１４】本発明を折り畳み携帯無線通信端末に本発明を適用した場合における、筐体を開いた状態（ＯＰＥＮ）、筐体を閉じた状態（ＣＬＯＳＥ）における各々のアンテナ特性を示す図。
【図１５】従来の技術に係るダイポールアンテナを内蔵した携帯無線通信装置の構成及び当該アンテナの放射パターンを説明する図。
【図１６】従来の技術に係るダイポールアンテナを内蔵した携帯無線通信装置の構成及び当該アンテナの放射パターンを説明する図。
【図１７】従来の技術に係る逆Ｆアンテナを採用した携帯無線通信端末が自由空間の状態（Ｆｒｅｅ）、携帯無線通信端末の筐体を手で握った状態（Ｈａｎｄ）、携帯無線通信端末の筐体を手で握って頭に近づけた状態（Ｈｅａｄ）における各々のアンテナ特性を示す図。
【図１８】従来の技術に係る逆Ｆアンテナを採用した折り畳み携帯無線通信端末における、筐体を開いた状態（ＯＰＥＮ）、筐体を閉じた状態（ＣＬＯＳＥ）における各々のアンテナ特性を示す図。
【符号の説明】
１ 筐体
２ ダイポールアンテナ
３ 給電手段
４ 受話器
５ 対向素子
６ 給電手段
７ 短絡線
８ 短絡線
９ 基板
１０ 上筐体
１１ 下筐体
１２ 接続部材
２１、２２ ダイポールアンテナの折り曲げ部
２３ ダイポールアンテナの基本部
２４ 短絡線
５１、５２ 対向素子の折り曲げ部
５３ 対向素子の基本部
５４ 短絡線
９１ 筐体
９２ ダイポールアンテナ
９３ 給電手段
９４ 受話器
９５ 対向素子

Claims (21)

1. 給電手段が接続され、前記給電手段から給電された時に駆動電流ベクトルを発生するダイポールアンテナと、
   前記ダイポールアンテナの駆動電流ベクトルによって、前記駆動電流ベクトルと略同一平面に属する誘導電流ベクトルが誘導され、かつ、前記ダイポールアンテナから所定値以下の距離に配設された少なくとも導体を含む対向素子とを
   備えたことを特徴とするアンテナ装置。
2. 前記対向素子は、前記ダイポールアンテナから４分の１波長以下の距離に配設されたことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記ダイポールアンテナは、前記平面において対称軸を挟んで前記対抗素子と略線対称に構成されることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
4. 前記ダイポールアンテナ及び前記対向素子は、それぞれの前記対称軸と交叉する部分が、前記平面において相互に略平行又は略線対称に配設されることを特徴とする請求項３に記載のアンテナ装置。
5. 給電手段が接続され、前記給電手段から給電された時に発生する駆動電流ベクトルが属する平面において対称軸を挟んで略線対称をなすように構成されると共に、前記対称軸と直交する対向軸から遠ざかる方向へその両端部が折り曲げられているダイポールアンテナと、
   前記平面において前記対向軸を挟んで前記ダイポールアンテナに対して所定値以下の距離を有して配置され、前記駆動電流ベクトルによって前記平面に属する誘導電流ベクトルが誘導される導体からなる対向素子とを
   備えたことを特徴とするアンテナ装置。
6. 前記対向素子は、前記ダイポールアンテナから４分の１波長以下の距離に配設されたことを特徴とする請求項５記載のアンテナ装置。
7. 前記対向素子は、前記対称軸を挟んで略線対称に構成され、その両端部が前記ダイポールアンテナから遠ざかる方向へ折り曲げられていることを特徴とする請求項５に記載のアンテナ装置。
8. 前記ダイポールアンテナの一部が前記対称軸を挟んで略線対称に相互に短絡接続された第１の短絡接続部と、前記対向素子の一部が前記対称軸を挟んで略線対称に相互に短絡接続された第２の短絡接続部が前記対向軸を挟んで略線対称に構成されることを特徴とする請求項７に記載のアンテナ装置。
9. 前記ダイポールアンテナ及び前記対向素子は、複数箇所で短絡接続された短絡接続部が前記対称軸に対して略線対称に構成されることを特徴とする請求項８に記載のアンテナ装置。
10. 前記対向素子にはさらに信号源が接続され、その信号源によって前記ダイポールアンテナと逆相で駆動されることを特徴とする請求項７に記載のアンテナ装置。
11. 本体と、
    給電手段が接続され、前記給電手段から給電された時に駆動電流ベクトルを発生するダイポールアンテナと、
    前記ダイポールアンテナの駆動電流ベクトルによって、前記駆動電流ベクトルと同一の平面に属する誘導電流ベクトルが誘導され、かつ、前記ダイポールアンテナから所定値以下の距離に配設された導体からなる対向素子とを
    備えたことを特徴とする携帯無線通信装置。
12. 前記対向素子は、前記ダイポールアンテナから４分の１波長以下の距離に配設されたことを特徴とする請求項１１記載のアンテナ装置。
13. 前記ダイポールアンテナは前記平面において対称軸を挟んで略線対称に構成され、
    前記対向素子は前記平面において前記対称軸を挟んで略線対称に構成されることを特徴とする請求項１１に記載の携帯無線通信装置。
14. 前記ダイポールアンテナの両端部が前記平面において前記対向素子から遠ざかる方向へ折り曲げられて構成され、
    前記対向素子の両端部が前記平面において前記ダイポールアンテナから遠ざかる方向へ折り曲げられて構成されることを特徴とする請求項１３に記載の携帯無線通信装置。
15. 前記ダイポールアンテナの一部が前記対称軸を挟んで略線対称に相互に短絡接続された第１の短絡接続部と、前記対向素子の一部が前記対称軸を挟んで略線対称に相互に短絡接続された第２の短絡接続部が前記対向軸を挟んで略線対称に構成されることを特徴とする請求項１４に記載の携帯無線通信装置。
16. 前記平面は、受話器を取り付けた面に略平行であるように構成されることを特徴とする請求項１１に記載の携帯無線通信装置。
17. 前記ダイポールアンテナ又は前記対向素子は、基板上のパターンとして形成されることを特徴とする請求項１１に記載の携帯無線通信装置。
18. 前記本体が、ヒンジ部を介して折り畳み可能に連結された第１の筐体及び第２の筐体から構成されると共に、
    前記ダイポールアンテナは前記第１の筐体に内蔵され、前記対向素子は前記第２の筐体に内蔵されることを特徴とする請求項１１に記載の携帯無線通信装置。
19. 前記本体が、ヒンジ部を介して折り畳み可能に連結された第１の筐体及び第２の筐体から構成されると共に、
    前記ダイポールアンテナ又は前記対向素子は、前記第１の筐体及び前記第２の筐体の間を電気的に接続する接続部材上のパターンとして形成されることを特徴とする請求項１１に記載の携帯無線通信装置。
20. 第１の筐体及び第２の筐体がヒンジ部を介して折り畳み可能に連結される携帯無線通信装置の前記第１の筐体及び前記第２の筐体の間を電気的に接続する接続部材であって、
    給電手段が接続され、前記給電手段から給電された時に駆動電流ベクトルを発生するダイポールアンテナ、または、前記ダイポールアンテナの駆動電流ベクトルによって、前記駆動電流ベクトルと同一の平面に属する誘導電流ベクトルが誘導され、かつ、前記ダイポールアンテナから所定以下の距離に配設された導体からなる対向素子がパターンとして形成されていることを特徴とする接続部材。
21. 前記対向素子は、前記ダイポールアンテナから４分の１波長以下の距離に配設されたことを特徴とする請求項２０に記載の接続部材。

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