JP2005033770A - 通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ハンドセットがディチューニングされることを防ぎ，接地板による効果を低減し，アンテナの性能特性が変動しない通信装置を提供する
【解決手段】 本発明のハンドセットはひとつが他のひとつに対して回転できるように旋回可能に結合される第１の外装及び第２の外装を含む。エンベデッドアンテナ７８は第１外装内にある印刷回路基板１５６内に形成された接地板の上部に配置される。第２の外装は接地板を含む。印刷回路基板１５６に形成された給電端子８０及び接地端子８２を，各々折曲状導体部８４，８６に連結して，さらに，エンベデッドアンテナ７８の放射要素７９上の給電端子８８及び接地端子９０に各々接続することにより，第２の外装内の接地板と給電端子との間のカップリングを制限することができ，ディチューニングを低減することができる。
【選択図】 図５

Description

本発明は，アンテナを有する携帯用の通信装置，より詳細にはフォルダタイプ（Ｆｏｌｄｅｒ Ｔｙｐｅ）通信装置の放射特性に影響を及ぼす接地板の効果を低減させることのできるアンテナを有する通信装置に関するものである。

一般的にアンテナの性能は，アンテナ構成要素の大きさ，分離距離及び材料成分，大きさと関連があって，またアンテナによって送受信される信号の波長とアンテナの特定物理的パラメータ（例えば，ループアンテナの直径及び線形アンテナの長さ等）間の関係と関連があるものとして知られている。このようなパラメータ間の関係は，入力インピーダンス，利得，指向性（Ｄｉｒｅｃｔｉｖｉｔｙ），信号偏光，動作周波数，帯域幅及び放射パターンを含む種々のアンテナ作動変数を決定するようになる。

作動可能なアンテナは，一般的に動作周波数の半波長（またはその倍数）単位で最小物理的アンテナの大きさ（または電気的な有効最小大きさ）が決定されなければならない。このようにすることで，抵抗損失によって消失するエネルギーを効果的に制限し，したがって転送エネルギーを最大化することができるためである。接地板上部の半波長（１／２波長）または１／４波長アンテナ（これらは半波長アンテナとして有効に作動する）が，最も一般的に使用される。

無線通信装置及びシステムの画期的な成長によって，物理的により小型で，目につきにくいながらも広域動作，広域または多重周波数帯域及び／または多重モード（例えば，選択可能な放射パターンまたは選択可能な信号偏光）で動作できる，効率的なアンテナに対する必要性が高まっている。

セルラーフォンのハンドセット，他の携帯装置のような従来の小型の通信装備では，一般的な１／４波長及び半波長アンテナのための充分な空間が提供できない。したがって，関係する周波数帯域で動作し，他の必要なアンテナ動作特性（入力インピーダンス，放射パターン，信号偏光等）を提供しながら，物理的に小型であるアンテナに対する必要性が高まってきている。理想的には，このようなアンテナは，ハンドセットケースの内部に配置されることによって外部装着アンテナの場合に発生しうる損傷や破損を避けることができる。

半波長及び１／４波長ダイポールアンテナは，最も一般的な外部装着ハンドセットアンテナである。二つのアンテナ両方が，大部分のエネルギーが方位角（Ａｚｉｍｕｔｈ）方向に均一に放射され，仰角（Ｅｌｅｖａｔｉｏｎ）方向にはほとんどエネルギーが放射されない全方向性（Ｏｍｎｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ）放射パターン（すなわち，よく知られた全方向性ドーナッツ形状）を示す。

特定の携帯通信装備で関係する周波数帯域は，１７１０〜１９９０ＭＨｚ，及び２１１０〜２２００ＭＨｚである。半波長ダイポールアンテナは１９００ＭＨｚで約３.１１インチの長さ，１７１０ＭＨｚでは約３.４５インチの長さ，２２００ＭＨｚでは約２.６８インチの長さを有する。典型的なアンテナ利得は，約２.１５ｄＢｉである。このような長さのアンテナは，大部分のハンドセット応用製品には適切でない。

接地板上に配置される１／４波長モノポールアンテナは，半波長ダイポールアンテナに由来するものである。アンテナの長さは１／４波長であるが，接地板の上部に位置する時は半波長ダイポールアンテナとして動作する。したがって，接地板上部の１／４波長モノポールアンテナの放射パターンは，半波長ダイポールアンテナと類似であり，典型的な利得は約２ｄＢｉである。

いくつかの異なるタイプのアンテナを通信ハンドセット装置内に装着することができる。一般的に，このようなアンテナは，小さな外部輪郭を有することによって，ハンドセットパッケージの外装内の可能な空間内に合わせられるものが望ましい。ハンドセットケースから突出しているアンテナは，折れたり曲がったりして損傷することがある。

ループアンテナはハンドセット内に装着されうるアンテナのうちのひとつである。一般的な自由空間（Ｆｒｅｅ Ｓｐａｃｅ；すなわち接地板の上部ではない）ループアンテナ（約１／３波長の直径を有する）も，放射軸（Ｒａｄｉａｌ Ａｘｉｓ）に従うドーナッツ形状の放射パターンを示し，約３.１ｄＢｉの利得を有する。１９００ＭＨｚでループアンテナの直径は，約２インチである。典型的なループアンテナの入力インピーダンスは５０オーム（Ｏｈｍ；Ω）で優秀な整合特性を提供する。

また，平面放射及び／または給電要素を含むアンテナ構造物を装着アンテナとして使用することができる。このようなアンテナのひとつがフラループアンテナ（Ｈｕｌａ Ｌｏｏｐ Ａｎｔｅｎｎａ）であり，転送線アンテナ（すなわち，接地板上部の導電要素）として知られている。ループは必ず誘導性（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ）であり，したがってアンテナは共振構造を形成するように接地板とフラループ導体の一端部の間に連結されたキャパシティを含むようになる。他の端部はアンテナ給電端子（Ｆｅｅｄ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）として作用する。

また，印刷されたアンテナまたはマイクロストリップアンテナは，印刷回路基板の製作に使用されるパターニング技術とエッチング技術を利用して形成される。大きさが小さいこと，製作の容易性，及び相対的に低い製作費用のため，このようなアンテナが一般的に使用される。

通常，印刷アンテナまたはマイクロストリップアンテナは，誘電体の基板上にあるパターニングされた金属層が放射要素として機能する。印刷アンテナのひとつの形態であるパッチアンテナは，接地板を覆う誘電体基板と，上部の誘電体面を覆う放射要素とを含む。パッチアンテナは約３ｄＢｉの利得を有し，放射パターンは，方向性半球型範囲（Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ Ｈｅｍｉｓｐｈｅｒｉｃａｌ Ｃｏｖｅｒａｇｅ）を提供する。

他のタイプの印刷またはマイクロストリップアンテナとしては，誘電体基板の一面上に望ましい形状で形成される導電体の構成要素（Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ）を具備する螺旋形アンテナ（Ｓｐｉｒａｌ Ａｎｔｅｎｎａ）及びシニュアスアンテナ（Ｓｉｎｕｏｕｓ Ａｎｔｅｎｎａ）が含まれる。接地板は対向面上に配置されている。

ハンドセット装置内に装着されるのに適切な他のアンテナとしては，特許文献１で“二重帯域の螺旋形アンテナ”という名称で開示されているデュアルループアンテナまたはデュアル螺旋形アンテナがある。前記アンテナは，多重周波数帯域及び／または広域幅の動作が可能であり，小さな大きさと比較的安い製作費用にもかかわらず，比較的高い放射効率及び利得を示す。

螺旋形アンテナについて図１に一例を示す。螺旋アンテナ８は，接地板１２の上部にある放射要素（Ｒａｄｉａｔｉｎｇ Ｅｌｅｍｅｎｔ）１０を含む。接地板１２は誘電体基板によって分離される上部及び下部の導電性材料表面，または他の実施例では誘電体基板上に配置される一つの導電性材料板からなる。放射要素１０は，接地板との間にある誘電性間隙（例えば空気または他の公知の誘電物質を含む）１３によって接地板１２と離隔されているものの，実質的に接地板に平行するように配置される。一実施例では，接地板１２と放射要素１０間の距離は約５ｍｍである。このように構成されるアンテナは，一般的なハンドセット通信装置内に挿入されるのに適当な大きさとなるようにする。

図２には螺旋アンテナ８の放射要素１０の一例を示し，給電ピン１４及び接地ピン１５が例示されている。給電ピン１４の片方端部は放射要素１０と電気的に連結されている。他方の端部は接地板１２の縁２０に延長される給電跡形（Ｆｅｅｄ Ｔｒａｃｅ）１８に電気的に連結されている。転送モードで螺旋アンテナ８に信号を供給して，受信モードで螺旋アンテナ８からの信号に応答するために，連結部（Ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ：図１には図示せず）が給電跡形１８に連結されている。

図１には給電跡形１８の特徴が具体的に図示されないが，知られているように，給電跡形１８は接地板１２の導電性面から絶縁されている。給電跡形１８は，給電跡形１８周囲の導電性材料領域を除去して給電跡形１８が接地板１２から絶縁させる方式によって，接地板１２の導電性材料で形成される。

また，接地ピン１５は，放射要素１０及び接地板１２の間に連結される。他の例では，給電ピン１４及び接地ピン１５は，中空または充填されている銅ロードのように，中空または硬い導電性ロード（Ｒｏｄ）からなる。

放射部１０は，図２に示されるように，誘電体基板２８上に配置され，お互い連続するように連結された二つのループ導電体（以下では，これを螺旋部または螺旋領域と称する）で形成される。外部ループ２４は，主要放射領域としてアンテナ共振周波数全体にわたり主要な影響を及ぼす。内部ループ２６アンテナは主にアンテナ利得及び帯域幅に影響を及ぼす。

しかし，内部ループ２６と外部ループ２４との間には，電気的な相互作用があるものとして知られている。したがって，相互関係が複雑であるために，いずれか一つまたは他のひとつがアンテナパラメータを決定しているわけではない。また，放射部１０が内部ループ２６及び外部ループ２４を含むものとして説明されているが，このような二つの構成要素の間に絶対的な境界はない。

さらに，螺旋アンテナを用いた例として，図３に，エンベデッドアンテナ（Ｅｍｂｅｄｄｅｄ Ａｎｔｅｎｎａ）５２を含む，いわゆるフォルダタイプの通信ハンドセット（典型的なセルラー電話のハンドセットスタイル）５０を図示する。このエンベデッドアンテナ５２は，接地板５８及び誘電体基板６０を具備した印刷回路基板５６に，物理的及び電気的に付着される放射要素１０をさらに具備する螺旋アンテナを含む。

一般的に接地板５８は，印刷回路基板５６の一部分上に配置される導電性領域を含んで，印刷回路基板５６の他の領域上には電気的な構成要素（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）６１及び相互連結用の導電性跡形（Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｔｒａｃｅ；図示せず）が配置される。

給電ピン（図１及び図２参考）１４は，放射要素１０と印刷回路基板５６上の給電跡形（Ｆｅｅｄ Ｔｒａｃｅ；図示せず）との間で電気的に連結され，給電跡形は少なくとも１つの電気的な構成要素，及び相互連結用の導電性跡形に連結される。接地ピン（図１及び図２参考）１５は，放射要素１０と接地板５８との間に連結される。給電ピン１４及び接地ピン１５は，図３では電気的な構成要素６１として表示され，回路基板５６で放射要素１０に接続される。

前述したように，放射要素１０は，接地板と共に動作することによって，ハンドセット５０が転送モードで動作する時には，ラジオ周波数エネルギーを放出し，ハンドセット５０が受信モードで動作する時には，ラジオ周波数エネルギーを受信することができるようにする。ここで図示されたエンベデッドアンテナ５２は，前述したようなものの他に，例えば，インバーテッドＦアンテナやＰＩＦＡアンテナ等，ハンドセット５０内に内蔵することのできる，多様なアンテナデザインを用いることができる。

ここで，ハンドセット５０は，エンベデッドアンテナ５２と，印刷回路基板を囲む下部ケースまたは下部フォルダ６２と，接地板６５と，ＬＣＤ（液晶ガラス表示装置）６６と，ハンドセット５０と共に動作する他の構成要素を具備する上部ケースまたは上部フォルダ６４と，をさらに具備する。

上部フォルダ６４及び下部フォルダ６２の各々に形成されている適当な開口（Ｏｐｅｎｉｎｇ）を貫通する，曲がりやすいケーブル（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｃａｂｌｅ）６７によって，接地板５８及び６５が連結される。図示されたように，下部フォルダ６２は表面６２Ａをさらに含んで，上部フォルダ６４は表面６４Ａをさらに含む。

ハンドセット５０が図３に示された状態となって，上部フォルダ６４及び下部フォルダ６２が，閉められた状態または閉められた位置では，表面６２Ａは表面６４Ａから近い位置にありながら，お互い離隔されており，表面６４Ａと全体的に平行である。下部及び上部フォルダ６２,６４は，回転可能または旋回可能なジョイント６８によってお互い機械的に連結され，上部フォルダ６４が下部フォルダ６２に対して旋回し，ハンドセット５０が図４に示された状態となって，表面６２Ａが表面６４Ａと空間的に離隔されている動作位置（開いた状態）に移動することができる。

ハンドセット５０が開いた状態にある図４について，続けて説明すると，エンベデッドアンテナ５２の最大電流領域７０は，給電ピン１４が放射要素１０と連結される部分のように，電流が放射要素１０に給電される位置に存在する。最大電流領域７０での大きい電流の流れによって，ハンドセット装置５０が図４のような開いた位置または動作位置にある時は，上部フォルダ６４の接地板６５と放射要素１０との間に相当な電気場カップリング（Ｃｏｕｐｌｉｎｇ）が起こる。

米国特許１０／２８５２９１号明細書

しかし，フィールド線７２で表示されるこのようなカップリングが，エンベデッドアンテナ５２の動作周波数をシフトさせる現象であるディチューン（Ｄｅｔｕｎｅ）を引き起こし，他の動作アンテナパラメータに影響を及ぼすことがある。一般的に，エンベデッドアンテナ５２は，接地板５８と連動して動作するように設計される。しかし，図４のように開いた位置になった時には，接地板６５もエンベデッドアンテナ５２と連結され，ディチューニング効果（Ｄｅｔｕｎｉｎｇ Ｅｆｆｅｃｔ）をもたらす。

例えば，図３に示すように，ハンドセット５０が閉められた状態である時，エンベデッドアンテナ５２は，約８７５ＭＨｚで共振周波数ピーク（Ｐｅａｋ）を示す。下部フォルダ６２及び上部フォルダ６４が閉められた位置にある時には，接地板５８が間に挟まれて放射要素１０上で接地板６５の効果を遮断するために，カップリング効果は無い。しかし，ハンドセット５０は閉められた状態で動作するように設計されるものではない。

ハンドセット５０が，図４のように開いた状態になると，アンテナがディチューニングされて，共振周波数ピークは約８２５ＭＨｚに移動する。したがって，放射要素１０と接地板６５との間のカップリングが，アンテナの動作周波数を約５０ＭＨｚ程度移動させたことになる。この周波数移動は，ハンドセット５０の性能を低下させる問題を起こすものであった。

そこで，本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的とするところは，ハンドセットが開いた状態にある時にも，アンテナと接地板との間のカップリングを減少させてディチューニングされることを防ぎ，接地板による効果を低減し，アンテナの性能特性が変動しない通信装置を提供することにある。

上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，通信信号を送受信するように動作する通信装置であって，第１の表面を有する第１の外装（エンクロージャー；Ｅｎｃｌｏｓｕｒｅ）と，第１の外装と，縁に沿って，旋回可能なジョイント（Ｐｉｖｏｔａｂｌｅ Ｊｏｉｎｔ）によって結合される，第２の表面を有する第２の外装と，を備え，第１の表面及び第２の表面が隣接して面する関係である時を，閉められた状態とし，旋回可能なジョイントによる第１の外装及び第２の外装の旋回によって前記第１の表面及び前記第２の表面がお互い空間的に離隔されている関係である時を，開いた状態とし，第１の外装には，第１給電端子及び第１接地端子を含むラジオ周波数信号の放射要素と，放射要素から空間的に離隔され，第２接地端子を具備した第１接地板及び第２給電端子を含む基板と，第１給電端子及び第２給電端子の間に連結される第１の導電性の構成要素と，第１接地端子及び第２接地端子の間に連結される第２の導電性の構成要素と，を備え，第２の外装には，第２接地板を備え，開いた状態における，少なくとも第１給電端子または第１接地端子は，放射要素と第２接地板との間のカップリングを最小化するように，放射要素上に第２接地板からできるだけ離れて配置されることを特徴とする通信装置が提供される。

ハンドセットが開いた状態，つまり第１の外装と第２の外装とが開いた状態にある時に，導電性の構成要素を用いて，大電流領域を接地板から離れた所に形成することにより，第２接地板と放射要素との間のカップリングを減少させ，周波数のディチューニングを抑制し，アンテナの性能特性が実質的に変動しないようになる。

ここで，第１の導電性の構成要素及び第２の導電性の構成要素は，各々第１の折曲状導体部及び第２の折曲状導体部を有しており，折曲状導体部を使用することによって全体的なアンテナの大きさを増加させずに，放射要素上の接地端子や給電端子を第２の接地版と離隔することができる。

また，放射要素及び第１接地板は，両者の間に空気間隙を有しながら空間的に離隔される関係にあって，第１の導電性の構成要素の一部領域及び第２の導電性の構成要素の一部領域は，空気間隙の内部に配置することができる。また，第１の導電性の構成要素及び第２の導電性の構成要素は，第１接地板から空間的に離隔される関係で配置され，第１の導電性の構成要素と第１接地板との間に空気間隙を形成し，第２の導電性の構成要素と第１接地板との間に空気間隙を形成することができる。

開いた状態の場合，第１給電端子は，第１給電端子と第２接地板との間の距離を実質的に最大化するように，放射要素上に位置することが望ましい。こうすることにより，放射要素と第２接地板とのカップリングを最小化することができる。

また，第１外装は，フォルダタイプセルラー電話機の下部フォルダを構成し，第２外装はフォルダタイプセルラー電話機の上部フォルダを構成することができる。

また，第１の導電性の構成要素は，第１給電端子及び第２給電端子のインピーダンスを実質的に整合させる大きさを有し，第２導電性の構成要素は，第１接地端子及び第２接地端子のインピーダンスを実質的に整合させる大きさを有する。第１の導電性の構成要素の大きさ（長さ）は，折曲状導体部が放射構造として作用しないように，第１の導電性の構成要素に伝導される信号の波長λの１／８より短いことが好ましい。

第１外装と第２外装とが開いた状態の場合，第２給電端子は，第１給電端子及び第２接地板の間に配置することができる。第２給電端子は，旋回可能なジョイント近くに配置され，第１給電端子は，旋回可能なジョイントから第２給電端子より離れた距離に配置されることが望ましく，大電流領域を第２接地板から離して，カップリングを減らすことができる。

また放射要素は，基板を覆うように配置され，放射要素と基板との間に誘電体材料が位置するようにし，第１の導電性の構成要素は，誘電体材料に隣接するように配置されることが好ましく，誘電体基板の誘電常数が空気の誘電常数より大きいため，物理的に短い折曲状導体部を使用することができ，製作工程上も折曲状導体部を常に適切に配置することが可能となる。

また上記課題を解決するために，本発明の別の観点から，第１の表面を有する第１の外装と，第１の外装と，縁に沿って，旋回可能なジョイントによって結合される，第２の表面を有する第２の外装と，を備え，第１の表面及び第２の表面が隣接して面する関係である時を，閉められた状態とし，旋回可能なジョイントによる第１の外装及び第２の外装の旋回によって，第１の表面及び第２の表面がお互い空間的に離隔されている関係である時を，開いた状態とし，第１の外装には，第１給電端子及び第１接地端子を含むラジオ周波数信号の放射要素と，放射要素から空間的に離隔され，第２接地端子を具備した第１接地板及び第２給電端子を含む基板と第１給電端子及び第２給電端子を連結する第１折曲状導体部と，第１接地端子と第２接地端子を連結する第２折曲状導体部と，を備え，第２の外装には，第２接地板を備えていることを特徴とする通信装置が提供される。

ここで，誘電体基板をさらに含み，少なくとも第１折曲状導体部または第２折曲状導体部は誘電体基板の上に配置されても良いし，誘電体基板に隣接して配置されてもよいし，誘電体基板内に配置されてもよい。誘電体基板の誘電常数が空気の誘電常数より大きいため，物理的に短い折曲状導体部を使用することができ，製作工程上も折曲状導体部を常に適切に配置することが可能となる。

第１給電端子に隣接して大電流領域が位置するので，近接場電磁気放射の大きさを低減し，使用者の電磁波吸収率を減少させる効果もあり，また大電流領域が，使用者が通信装置を握る位置からやや離れた箇所であるため，浮遊キャパシタンスによるハンド効果をも減少させることができる。

以上説明したように本発明によれば，少なくとも給電及び接地端子と，放射要素とが，折曲状導体部によって連結されることにより，放射要素を大きくすることなく，放射要素と接地板との間のカップリングを減少させ，また，ハンド効果を低減して，通信周波数がディチューニングされることを防ぐことができ，アンテナの性能特性が変動しない通信装置を提供することができる。

以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

本実施の形態に用いる，典型的なセルラー電話のハンドセットスタイルである，エンベデッドアンテナを有するフォルダタイプの通信ハンドセットについては，詳細な説明は省略する。エンベデッドアンテナは，接地板及び誘電体基板を具備した印刷回路基板に，物理的及び電気的に付着される放射要素をさらに具備する螺旋アンテナを含む。

ハンドセットは，図６に例示すように，エンベデッドアンテナ７８と，第１の外装である下部フォルダ１６２と，第２の外装である上部フォルダ１６４と，をさらに具備する。下部フォルダ１６２は第１の表面である表面１６２Ａをさらに含んで，上部フォルダ１６４は第２の表面である表面１６４Ａをさらに含む。

閉められた状態では，表面１６２Ａは表面１６４Ａからとても近くお互い離隔されており，表面１６４Ａと全体的に平行である。下部及び上部フォルダ１６２,１６４は，回転可能または旋回可能なジョイント１６８によってお互い機械的に連結され，上部フォルダ１６４が下部フォルダ１６２に対して旋回し，表面１６２Ａが表面１６４Ａと空間的に離隔されている，開いた状態に移動することができる。

図５の本実施の形態の通信装置におけるアンテナの概略説明図に示されたように，基板である印刷回路基板１５６は，第２給電端子である給電端子８０及び第２接地端子である接地端子８２を含んで，これらは印刷回路基板１５６上で例示的な位置にある。

本実施の形態によって構成されたエンベデッドアンテナ７８は，図５及び図６に示されているように，印刷回路基板１５６上の給電端子８０及び接地端子８２と，エンベデッドアンテナ７８の放射要素７９上の第１給電端子である給電端子８８及び第１接地端子である接地端子９０との間に連結される，第１の導電性の構成要素である導体部と第２の導電性の構成要素である導体部とを含む。

導体部８４,８６は，折曲状導体部（Ｍｅａｎｄｅｒｌｉｎｅ Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）であることが望ましい。この折曲状導体部は，一般的に，間に分離用の誘電体材料を有して，接地板の上部に配置される導電性構造体である。また，導体部の電気的長さ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｌｅｎｇｔｈ）は，物理的長さと同一でないこともありうる。

折曲状導体部８４及び８６は，図６に示されたように，印刷回路基板１５６と離隔したラジオ周波数信号の放射要素７９との間に形成し，導電性構造体である折曲状導体部８４，８６と，第１接地板である接地板１５８との間に誘電体材料（すなわち，空気間隙誘電体）を有するようにする。

導体部と接地板との間に誘電体材料が空気誘電体である時の有効な電気的長さに比較して，空気以外の他の誘電体材料を使用する場合の導体部の有効な電気的長さ（Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｌｅｎｇｔｈ）は増加する。したがって，空気以外の誘電体材料が使用された場合には，折曲状導体部８４，８６のそれぞれの物理的長さをより短くすることができる。もちろん，折曲状導体部８４，８６は，エンベデッドアンテナ７８で送受信される信号の波長に対して適切な電気的長さを有していることが好ましい。

折曲状導体部８４，８６は，導体部の物理的大きさと電気的大きさとが同一でない，いわゆる低速波構造（Ｓｌｏｗ Ｗａｖｅ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）である。一般的に，低速波構造は，進行波（Ｔｒａｖｅｌｉｎｇ Ｗａｖｅ）の位相速度が自由空間の光速より小さなものとして定義される。位相速度は信号の波長lと周波数ｆの積（Ｐｒｏｄｕｃｔ）であり，真空での光速をｃとし，物質の誘電率（Ｐｅｒｍｉｔｔｉｖｉｔｙ）をe_rとし，透磁率（Ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ）をm_rとすると，ｃ／（（ｓｑｒｔ（e_r）ｓｑｒｔ（m_r））＝lｆである。

低速波構造を通じて伝搬される間に周波数は変化しないので，電波が真空での光速ｃより遅く（すなわち，位相速度がさらに小さいように）進行するならば，構造（Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）内での電波の波長が自由空間での波長よりさらに小さくなる。したがって，例えば，電波が光速ｃで伝搬する一般的な半波長の構造より，半波長の低速波構造では波長がさらに短くなることになる。

低速波構造は，物理的な長さ，共振周波数及び波長の間の通例的な関係を分離（Ｄｅ−ｃｏｕｐｌｅ）し，導体部内で進行する電波の波長が自由空間の波長より短くなることによって，物理的にさらに短い導体部を使用することができるようになる。低速波構造については，マイクロ波周波数での周期的な導波構造，Ａ．Ｆハービ（Ａ．Ｆ．Ｈａｒｖｅｙ），マイクロウェーブ理論及び技術に関するＩＲＥトランザクション，１９６０年１月，ページ３０〜６１，及び電磁気低速波システム，ジョンウィーリ（Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ），ソンス（Ｓｏｎｓ），１９６４年，Ｒ．Ｍ．ベベンシ（Ｒ．Ｍ．Ｂｅｖｅｎｓｅｅ）で議論されている。

誘電体基板を覆う転送ライン，または導電性の表面は，低速波特性を示すことによって，下の数式のように低速波構造の有効な電気的長さは実際の物理的長さより大きくなり，下記の数式１で表される。

ここで数式１のｌ_ｅは有効な電気的長さ，ｌ_ｐは実際の物理的長さ，ε_ｅｆｆは転送ラインの付近にある誘電体材料の誘電常数である。

また，折曲状導体部８４，８６は，適切なインピーダンス整合特性を示し，エンベデッドアンテナ７８の望みの特性を発生するのに必要な電気的長さを提供する。例えば，印刷回路基板１５６上の給電端子８０を放射要素７９上の給電端子８８に連結する折曲状導体部８４の長さは，約λ／８より短いようにしなければならなく，ここでλは折曲状導体部８４によって伝えられる信号の波長を示す。もしも，λ／８より長い場合には，折曲状導体部８４が放射構造として作用し，放射要素７９との間に大きいエネルギーカップリングをもたらすことによって，アンテナ７８の効率（利得）を低下させる問題が起こる可能性がある。

本実施の形態では，エンベデッドアンテナ７８と第２接地板である接地板１６５との間のカップリングを減少させるために，ハンドセットが開いた状態にある時には，大電流領域を接地板１６５から離れた所に再配置されるようにする。したがって，ハンドセットを動作のために開く時，アンテナの性能特性が実質的に変動しないようになる。

ハンドセットが開いた状態にある時に，放射要素７９と接地板１６５との間のカップリングを最小化するために，放射要素７９上の少なくとも給電端子または接地端子が再配置される。つまり，給電端子８８または接地端子９０は，接地板１６５からできるだけ離れた放射要素７９上の位置に配置され，カップリングが最小化される範囲（Ｅｘｔｅｎｔ）は，ハンドセットの多様な構成要素らの分離距離及び物理的構造によって変わる。

一般的に印刷回路基板（放射要素の接地及び給電端子が連結される）１５６上で，給電及び接地端子の位置を維持することによって，アンテナが前述したような周波数のディチューニング効果（Ｄｅｔｕｎｉｎｇ Ｅｆｆｅｃｔ）を示す従来のアンテナに対して，ピン対ピン（Ｐｉｎ−ｆｏｒ−Ｐｉｎ）の代替を構成するようにすることが望ましい。また，アンテナのディチューニングをもたらすカップリング効果は，印刷回路基板１５６上にある給電及び接地端子の位置に対する影響を実質的に受けない。

折曲状導体部８４，８６は，図７の側面図に示されたように，下に置かれた誘電体基板９１によって支持されてもよい。誘電体基板９１を使用することによって，誘電体基板９１の誘電常数が空気の誘電常数より大きいため，物理的に短い折曲状導体部８４，８６を使用できるようになり，また製作工程上，折曲状導体部８４，８６の適切な物理的配置の反復性（Ｒｅｐｅａｔａｂｉｌｉｔｙ）を確実なものとすることができる。

また，折曲状導体部８４，８６は，放射要素７９と印刷回路基板１５６との間の領域を実質的に満たすようになるキャリアまたは誘電体基板９２の少なくとも内部または表面上に形成されてもよい。図８では見る方向によって，折曲状導体部８６が隠れているために折曲状導体部８４のみが図示されている。折曲状導体部８４の領域８４Ａ，８４Ｃは誘電体基板９２の表面９２Ａ，９２Ｃ上に配置される。領域８４Ｃは印刷回路基板１５６上の給電端子８０に連結される。領域８４Ｂは誘電体基板９２の内部に配置される。

放射要素７９は表面９２Ｂ上に配置される。誘電体基板９２及び導電性の構成要素である折曲状導体部８４，８６は，単一層及び多層印刷回路基板上に導電性パターンを形成する際のように，一般的なマスキング及び基板エッチング技術を利用して形成することができる。また，図８のように，誘電体基板９２を用いることで，折曲状導体部８４,８６と放射要素７９との正確な配置と反復製作とを可能にすることができる。

さらに，図８と同様の効果を有して，図９に示されたように，誘電体基板９４が二つの導電性媒介物９５Ａ及び９５Ｂを含んで，二つの媒介物の間に折曲状導体部８４を形成することもできる。導電性媒介物９５Ａは放射要素７９と連結されて，導電性媒介物９５Ｂは印刷回路基板１５６上の給電端子８０に連結される。

こうして，導体部を折曲状導体部８４，８６のように折曲状構造を使用すると，前述したように電気的大きさが物理的大きさより大きいために，エンベデッドアンテナ７８の大きさを減少させることができる長所がある。

図５での放射要素７９上での給電端子８８の位置は，比較的大きい電流の領域であるが，ハンドセットが開いた位置にある時，従来の図４の大電流領域に比ベて，大きい電流の領域が接地板１６５からさらに遠くにあるために，放射要素７９と接地板１６５との間のカップリングは，特に図４の最大電流領域７０で減少するようになる。カップリングが減少すると，接地板１６５によって発生するディチューニング効果が減少する。

ハンドセットが開いた状態の時の共振周波数ピークの周波数移動（Ｓｈｉｆｔ）については，従来の図４の場合には５０ＭＨｚであったものが，約１０〜２０ＭＨｚに減少するようになる。またこのような長所は，放射要素７９上の給電及び接地端子８８，９０を印刷回路基板１５６上の給電及び接地端子８０，８２に連結するために，折曲状導体部を使用することによって全体的なアンテナの大きさを増加させなくても達成することができる。

また，前述したような多様な方式で，給電及び接地端子が放射要素に連結される時，電磁波吸収率（ＳＡＲ：電話機が使用者の頭近くの動作位置にある時にセルラー電話機の使用者への放射量を測る尺度）が減少する効果もあるものとして確認された。

このような効果は従来の図１０Ａ及び本実施の形態による図１０Ｂに比較して図示（明確にするために上部フォルダは図示せず）されている。ここでアンテナの近接場電磁気放射の大きさは矢印１００，１０１の長さで表示され，表面の最大電流領域は領域１０２，１０３で表示される。給電及び接地端子が従来のように図３及び図４で図示されたような場合，最大表面電流は領域１０２（図面１０Ａ）で発生する。図５に図示された本実施の形態の場合には，図１０Ｂに示されたように，表面最大電流の領域１０３は放射要素１０上の給電及び接地端子８８，９０の付近で発生するので，近接場電磁気放射の大きさは減少する。

また，ハンドまたはボディ効果（Ｈａｎｄ ｏｒ Ｂｏｄｙ Ｅｆｆｅｃｔ）については，ハンドヘルド（Ｈａｎｄｈｅｌｄ）通信装置のアンテナの設計時に考慮しなければならない現象として知られている。そうした装置内に統合されるアンテナは，特定の理想的な性能特性を提供するために設計されて構成されるが，実際に通信装置が使用される時に使用者の手（Ｈａｎｄ）や身体（Ｂｏｄｙ）がアンテナに接近することによって，あらゆる性能特性が影響を受け，またいくつかの特性は大きな影響を受ける場合もある。

人の手，または他の接地された物体がアンテナ近くに位置すると，接地された物体とアンテナとの間に浮遊キャパシタンス（Ｓｔｒａｙ Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）が形成される。このようなキャパシタンスは，アンテナのディチューニングを大きくし，アンテナの共振周波数を（一般的に低い周波数に）移動させ，それに沿って送受信信号の強度を減少させてしまう。さらに使用者は，ハンドセット通信装置をそれぞれ異なった方法で取り扱い，それぞれ異なった方法で握るために，この効果を予測して完全に改善したアンテナを正確に設計することは不可能である。

本実施の形態によると，図５に示されたように放射要素７９上の給電及び接地端子８８，９０の位置によって，ハンド効果（Ｈａｎｄ Ｅｆｆｅｃｔ）が減少する。図１１Ａに示されたように，従来は，動作モードでハンドセットを握った時に，使用者の手１２０の指１１９が表面電流最大の領域１０２近くにある。しかし，本実施の形態の図５に示されたように構成されたアンテナの場合には，図１１Ｂに示すように表面電流の最大値は，使用者の手１２２の指１２１から離れた領域１０３に発生し，ハンド効果及びそれによる周波数のディチューニングが減少するようになる。

以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は，アンテナを有する携帯用の通信装置に適用可能であり，特にフォルダタイプの，放射特性に影響を及ぼす接地板の効果を低減することのできるアンテナを有する通信装置に適用可能である。

従来のハンドセット通信装置内で使用されるアンテナの概略斜視図である。 図１の放射要素の概略平面図である。 閉められた状態の従来のハンドセット装置の一例を示した説明図である。 開かれた状態の従来のハンドセット装置の一例を示した説明図である。 本実施の形態によって構成されたアンテナを示した概略平面図である。 本実施の形態によって構成されたアンテナを示した説明図である。 折曲状導体部の配置の一例を示した説明図である。 折曲状導体部の配置の一例を示した説明図である。 折曲状導体部の配置の一例を示した説明図である。 従来のアンテナの近接場電磁気放射を示した説明図である。 本実施の形態のアンテナの近接場電磁気放射を示した説明図である。 従来のアンテナのハンド効果現象を示した説明図である。 本実施の形態のアンテナのハンド効果現象を示した説明図である。

符号の説明

１５６ 印刷回路基板
７８ エンベデッドアンテナ
７９ 放射要素
８０ 給電端子
８２ 接地端子
８４ 折曲状導体部
８６ 折曲状導体部
８８ 給電端子
９０ 接地端子

Claims (18)

1. 通信信号を送受信するように動作する通信装置であって；
   第１の表面を有する第１の外装と，
   前記第１の外装と，縁に沿って，旋回可能なジョイントによって結合される，第２の表面を有する第２の外装と，
   を備え，
   前記第１の表面及び前記第２の表面が隣接して面する関係である時を，閉められた状態とし，前記旋回可能なジョイントによる前記第１の外装及び前記第２の外装の旋回によって前記第１の表面及び前記第２の表面がお互い空間的に離隔されている関係である時を，開いた状態とし，
   前記第１の外装には，
   第１給電端子及び第１接地端子を含むラジオ周波数信号の放射要素と，
   前記放射要素から空間的に離隔され，第２接地端子を具備した第１接地板及び第２給電端子を含む基板と，
   前記第１給電端子及び前記第２給電端子の間に連結される第１の導電性の構成要素と，
   前記第１接地端子及び前記第２接地端子の間に連結される第２の導電性の構成要素と，
   を備え，
   前記第２の外装には，
   第２接地板を備え，
   前記開いた状態における，少なくとも前記第１給電端子または前記第１接地端子は，前記放射要素と前記第２接地板との間のカップリングを最小化するように，前記放射要素上に配置されることを特徴とする通信装置。
2. 前記第１の導電性の構成要素及び前記第２の導電性の構成要素は，各々第１の折曲状導体部及び第２の折曲状導体部を有することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
3. 前記第１の折曲状導体部及び前記第２の折曲状導体部は，誘電体基板上に配置されることを特徴とする請求項２に記載の通信装置。
4. 前記放射要素及び前記第１接地板は，両者の間に空気間隙を有しながら空間的に離隔される関係にあって，前記第１の導電性の構成要素の一部領域及び前記第２の導電性の構成要素の一部領域は，前記空気間隙の内部に配置されることを特徴とする請求項１，２または３のいずれかに記載の通信装置。
5. 前記第１の導電性の構成要素及び前記第２の導電性の構成要素は，前記第１接地板から空間的に離隔される関係で配置され，前記第１の導電性の構成要素と前記第１接地板との間に空気間隙を形成し，前記第２の導電性の構成要素と前記第１接地板との間に空気間隙を形成することを特徴とする請求項１，２，３または４のいずれかに記載の通信装置。
6. 前記開いた状態の場合，前記第１給電端子は，前記放射要素上に，前記第１給電端子と前記第２接地板との間の距離を実質的に最大化するように配置されることを特徴とする請求項１，２，３，４または５のいずれかに記載の通信装置。
7. 前記第１外装は，フォルダタイプセルラー電話機の下部フォルダを構成し，第２外装は前記フォルダタイプセルラー電話機の上部フォルダを構成することを特徴とする請求項１，２，３，４，５または６のいずれかに記載の通信装置。
8. 前記第１の導電性の構成要素は，前記第１給電端子及び前記第２給電端子のインピーダンスを実質的に整合させる大きさを有し，前記第２導電性の構成要素は，前記第１接地端子及び前記第２接地端子のインピーダンスを実質的に整合させる大きさを有することを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６または７のいずれかに記載の通信装置。
9. 前記第１の導電性の構成要素の長さは，前記第１の導電性の構成要素に伝導される信号の波長λの１／８より短いことを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６，７または８のいずれかに記載の通信装置。
10. 前記開いた状態の場合，前記第２給電端子は，前記第１給電端子及び前記第２接地板の間に配置されることを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６，７，８または９のいずれかに記載の通信装置。
11. 前記第２給電端子は，前記旋回可能なジョイント近くに配置され，前記第１給電端子は，前記旋回可能なジョイントから前記第２給電端子より離れた距離に配置されることを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９または１０のいずれかに記載の通信装置。
12. 前記放射要素は，前記基板を覆うように配置され，前記放射要素と前記基板との間に誘電体材料が位置するようにし，前記第１の導電性の構成要素は，前記誘電体材料に隣接するように配置されることを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０または１１のいずれかに記載の通信装置。
13. 通信信号を送受信するように動作する通信装置であって；
    第１の表面を有する第１の外装と，
    前記第１の外装と，縁に沿って，旋回可能なジョイントによって結合される，第２の表面を有する第２の外装と，
    を備え，
    前記第１の表面及び前記第２の表面が隣接して面する関係である時を，閉められた状態とし，前記旋回可能なジョイントによる前記第１の外装及び前記第２の外装の旋回によって，前記第１の表面及び前記第２の表面がお互い空間的に離隔されている関係である時を，開いた状態とし，
    前記第１の外装には，
    第１給電端子及び第１接地端子を含むラジオ周波数信号の放射要素と，
    前記放射要素から空間的に離隔され，第２接地端子を具備した第１接地板及び第２給電端子を含む基板と，
    前記第１給電端子及び前記第２給電端子を連結する第１折曲状導体部と，
    前記第１接地端子と前記第２接地端子を連結する第２折曲状導体部と，
    を備え，
    前記第２の外装には，
    第２接地板を備えていることを特徴とする通信装置。
14. 少なくとも前記第１折曲状導体部または前記第２折曲状導体部の下に配置される誘電体基板をさらに備えることを特徴とする請求項１３に記載の通信装置。
15. 誘電体基板をさらに含み，少なくとも前記第１折曲状導体部または前記第２折曲状導体部は，前記誘電体基板に隣接して配置されることを特徴とする請求項１３に記載の通信装置。
16. 誘電体基板をさらに含み，少なくとも前記第１折曲状導体部または前記第２折曲状導体部は，前記誘電体基板内に配置されることを特徴とする請求項１３に記載の通信装置。
17. 前記第１給電端子に隣接して大電流領域が位置し，使用者の電磁波吸収率を減少させることを特徴とする請求項１３，１４，１５または１６のいずれかに記載の通信装置。
18. 前記第１給電端子に隣接して大電流領域が位置し，使用者のハンド効果を減少させることを特徴とする請求項１３，１４，１５，１６または１７のいずれかに記載の通信装置。
    

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