JP2006217389A

JP2006217389A - アンテナ装置及びこのアンテナ装置を備えた携帯端末装置

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Publication number: JP2006217389A
Application number: JP2005029364A
Authority: JP
Inventors: Katsunori Ishimiya; 克教石宮
Original assignee: Sony Ericsson Mobile Communications Japan Inc
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2005-02-04
Filing date: 2005-02-04
Publication date: 2006-08-17
Anticipated expiration: 2025-02-04
Also published as: EP1689023A1; DE602006000352D1; US7446709B2; JP4257859B2; EP1689023B1; CN1822434A; CN1822434B; DE602006000352T2; US20060176223A1

Abstract

【課題】アンテナの共振周波数特性を簡単に調整可能とする。
【解決手段】アンテナ１は、アンテナエレメント２１と、このアンテナエレメント２１を支持する支持フレーム２２とを有している。支持フレーム２２には、当該アンテナ１の共振周波数特性（アンテナ特性）の調整を図るための３つ以上の電気接続用孔２３が設けられている。この電気接続用孔２３のうち、得たい共振周波数特性に応じて２つの電気接続用孔２３が選択し、この選択した電気接続用孔２３のうち、一つの電気接続用孔２３を、電気的導通を図るための接続ピン２４を介して給電点に接続し、残り一つの電気接続用孔２３を、接続ピン２４を介してグランドに接続する。共振周波数特性を調整する場合は、選択する電気接続用孔２３を変更してグランドの位置（或いは給電点の位置）を変更する。これにより、共振周波数特性を変化させることができ、共振周波数特性の調整を簡単に行うことができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば携帯電話機，ＰＨＳ電話機（PHS：Personal Handyphone System），通信機能を有するＰＤＡ装置（PDA：Personal Digital Assistant）等の携帯端末装置に適用して好適なアンテナ装置、及びこのアンテナ装置を備えた携帯端末装置に関し、特に対応周波数（アンテナ特性）の調整の容易化を図ったアンテナ装置、及びこのアンテナ装置を備えた携帯端末装置に関する。

従来、特開２００１−１３６０１９号の公開特許公報（特許文献１）において、共振周波数の微調整を可能とした逆Ｆアンテナが開示されている。

この逆Ｆアンテナは、アンテナ部が、放射素子に接続された給電端子、及び第１，第２の周波数切替端子を有しており、各周波数切替端子は、それぞれ制御回路により制御される第１，第２のスイッチに接続されている。制御回路は、第１のスイッチを切り替え制御することで、第１の周波数切替端子をインダクタを介してグランドに接続し、或いは直接的にグランドに接続する。これにより、共振周波数の切り替えが可能となっている。

また、制御回路は、第２の切り替えスイッチを切り替え制御することで、第２の周波数切替端子をグランドに接続し、或いは開放する。これにより、更なる共振周波数の切り替えが可能となっている。この逆Ｆアンテナは、インダクタンス等により共振周波数を変更させることから、周波数の微調整が可能となっており、近接した周波数同士を任意に選択可能となっている。

特開２００１−１３６０１９号公報（第４頁：図１）

しかし、特許文献１に開示されている逆Ｆアンテナは、共振周波数の微調整を可能とするために、上記第１，第２の周波数切替端子、インダクタ、及び第１，第２の切り替えスイッチを必要とすると共に、制御回路の複雑な切り替え制御を必要とする。このため、回路構成が複雑化するうえ、上記各部品を設置するためのスペースも必要とし、この逆Ｆアンテナを設ける機器の小型化の障害となる問題があった。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、部品や設置スペースを殆ど必要とすることなく、共振周波数の調整を可能としたアンテナ装置及びこのアンテナ装置を備えた携帯端末装置の提供を目的とする。

本発明に係るアンテナ装置は、上述の課題を解決するための手段として、
所定の共振周波数特性を有するアンテナエレメントと、
上記アンテナエレメントとの電気的接続を図るための電気接続用孔が３つ以上設けられている、上記アンテナエレメントを支持する支持手段とを有する。

そして、上記支持手段の各電気接続用孔のうち、所望の一つの電気接続用孔を給電点に接続し、また、上記給電点に接続した電気接続用孔以外の電気接続用孔のうち、所望の一つの電気接続用孔をグランドに接続することで、上記アンテナエレメントの共振周波数特性の調整を図る。

また、本発明に係るアンテナ装置は、上述の課題を解決するための手段として、
可撓性を有する部材で形成されたアンテナエレメントと、
上記アンテナエレメントとの電気的接続を図るための電気接続用孔が３つ以上設けられている、上記アンテナエレメントを支持する支持フレームとを有する。

そして、上記支持フレームの各電気接続用孔のうち、所望の一つの電気接続用孔を給電点に接続し、また、上記給電点に接続した電気接続用孔以外の電気接続用孔のうち、所望の一つの電気接続用孔をグランドに接続することで、上記アンテナエレメントの共振周波数特性の調整を図る。

また、本発明に係る携帯端末装置は、上述の課題を解決するための手段として、
それぞれ異なる共振周波数特性を有すると共に、可撓性を有する部材で形成された複数のアンテナエレメント片を一体的に接続して形成されたアンテナエレメントと、上記アンテナエレメントとの電気的接続を図るための電気接続用孔を３つ以上有し、各電気接続用孔のうち、所望の一つの電気接続用孔を給電点に接続し、また、上記給電点に接続した電気接続用孔以外の電気接続用孔のうち、所望の一つの電気接続用孔をグランドに接続することで、上記アンテナエレメントの共振周波数特性を調整可能とした支持手段とを備えたアンテナ装置と、
上記各アンテナエレメント片が対応する各共振周波数の信号毎にそれぞれ信号処理を行うための複数の信号処理系と、
上記アンテナ装置で受信された信号を、上記各アンテナエレメント片が対応する各共振周波数の信号に分波処理する分波手段と、
受信時において、上記分波手段で分波された信号を、上記各信号処理系のうち、共振周波数に対応する信号処理系に切り替えて供給し、送信時において、上記各信号処理系で信号処理された各共振周波数の信号を、それぞれ切り替えて上記分波手段を介して上記アンテナ装置に供給する切り替え手段と
を有する。

このような本発明は、上記支持手段或いは支持フレームに設けられている各電気接続用孔の中から、所望の周波数特性に対応する電気接続用孔を２つ選択し、一つを給電点に、残り一つをグランドに接続すればよいだけのため、簡単に共振周波数の調整ができ、また、特別な部品や設置スペースを殆ど必要とすることなく実現することができる。

本発明は、支持手段或いは支持フレームに設けられている各電気接続用孔の中から、所望の周波数特性に対応する電気接続用孔を２つ選択し、一つを給電点に、残り一つをグランドに接続すればよいだけのため、簡単に共振周波数（アンテナ特性）の調整ができ、また、特別な部品や設置スペースを殆ど必要とすることなく実現することができる。

このため、本発明に係るアンテナ装置を設ける機器、或いは本発明に係る携帯端末装置の外形の形状や部材、或いは機器に設けられている磁石の位置等により、当該機器の周波数特性にズレが生じた場合でも、この周波数特性のズレに対応してアンテナ特性を調整することを可能とすることができる。

また、アンテナ特性の調整が可能であるため、同じ形状のアンテナ装置で、取り扱う信号の周波数が異なる機器にそれぞれ対応可能とすることができる。このため、言わば当該アンテナ装置を複数の機器で使い回すことができ、各機器毎に新たに金型を設計して製造する無駄を解消することができる。

また、アンテナ特性の調整が可能であるため、本発明に係るアンテナ装置を設ける機器、或いは本発明に係る携帯端末装置の量産を開始する直前まで、周波数特性、部材、形状、或いは部品の取り付け位置の変更等に対応可能とすることができる。

また、アンテナ特性の調整が可能であるため、所望のアンテナ特性を選択可能とすることができ、本発明に係るアンテナ装置を設ける機器や本発明に係る携帯端末装置の設計の自由度を増すことができる。

本発明は、携帯電話機に適用することができる。

［携帯電話機の全体構成］
図１に、この本発明の実施の形態となる携帯電話機のブロック図を示す。この図１に示すように、当該実施の形態の携帯電話機は、携帯事業者のコミュニケーションネットワークに接続された基地局との間でデータの送受信を行うアンテナ１及び通信回路２と、着信音，受話音声，動画ファイルの音声，音楽データの音声等の音声出力を得るためのスピーカ部３と、送話音声等を集音するマイクロホン部４と、発着信電話番号、送信元，送信先となるユーザの名前、電話や携帯メールの発着信履歴、電話帳，アドレス帳、スケジュール帳、送受信した携帯メールの文章等を表示する表示部５とを有している。

また、この携帯電話機は、所望の電話番号や文字の入力等を行うための複数のキーが設けられた操作部６と、所望の被写体の静止画及び動画を撮像するためのカメラ部７と、通信処理プログラム（コミュニケーションプログラム）の他、上記携帯メールやスケジュール帳等の情報処理を行うための各種アプリケーションプログラムが記憶されたＲＯＭ８と、上記電話や携帯メールの発着信履歴、発着信した携帯メールの本文、電話帳、アドレス帳、スケジュール帳等が記憶されたＲＡＭ９と、上記通信処理プログラムや各種アプリケーションプログラム等に基づいて当該携帯電話機の動作を制御する制御部１０とを有している。

［アンテナの構成］
上記アンテナ１は、この例の場合、逆Ｆアンテナとなっており、図２に示すように可撓性を有する部材で形成されたアンテナエレメント２１と、このアンテナエレメント２１を支持する支持フレーム２２とを有している。

支持フレーム２２には、当該アンテナ１の共振周波数特性（アンテナ特性）の調整を図るための３つ以上の電気接続用孔２３が設けられており、この図２に示すアンテナ１の場合、一例として支持フレーム２２に４つの電気接続用孔２３が設けられている。この電気接続用孔２３のうち、得たい共振周波数特性に応じて２つの電気接続用孔２３が選択され、この選択された電気接続用孔２３のうち、一つの電気接続用孔２３が、電気的導通を図るための接続ピン２４を介して給電点に接続され、残り一つの電気接続用孔２３が、接続ピン２４を介してグランドに接続されている。

この図２に示す例の場合、図２中、紙面向かって左側の電気接続用孔２３及び図２中、紙面向かって右側の電気接続用孔２３が選択されており、紙面向かって左側の電気接続用孔２３が上記接続ピン２４を介して給電点に接続され、紙面向かって右側の電気接続用孔２３が上記接続ピン２４を介してグランドに接続されている。なお、接続ピン２４は、支持フレーム２２にアンテナエレメント２１を固定させる役割も果たしている。

アンテナエレメント２１は、例えば第１のアンテナエレメント片２１ａと、第２のアンテナエレメント２１ｂとを一体的に接続するかたちで形成されており、各アンテナエレメント片２１ａ，２１ｂが複合的に機能することで複数の帯域に対応可能となっている（マルチバンド対応）。具体的には、大まかではあるが、第１のアンテナエレメント片２１ａは９００ＭＨｚ帯／１８００ＭＨｚ帯に対応するようになっており、第２のアンテナエレメント片２１ｂは１９００ＭＨｚ帯に対応するようになっている。

なお、この図２に示すアンテナエレメント２１のアンテナパターンは一例であり、他のアンテナパターンで同じ共振周波数特性を実現してもよい。

［アンテナの機能］
次に、この実施の形態の携帯電話機に設けられているアンテナ１の機能の説明をする。図３に示すアンテナ１は、図２に示したアンテナ１とは異なるアンテナパターンを有しているが、図２に示すアンテナ１と同様に第１のアンテナエレメント２１ａで９００ＭＨｚ帯／１８００ＭＨｚ帯に対応し、第２のアンテナエレメント片２１ｂで１９００ＭＨｚ帯に対応するようになっている。

まず、最初の設定により、図３中、紙面向かって左端の電気接続用孔２３ａ及びこれに隣接する電気接続用孔２３ｂを選択し、電気接続用孔２３ａを接続ピン２４により給電点に接続し、電気接続用孔２３ｂを接続ピン２４によりグランドに接続することで、所望のアンテナ特性を得ていたとする。

しかし、この後、例えば設計の変更により、当該携帯電話機の外形の形状が変更となり、或いは当初アルミニウム部材により筐体を形成する予定であったのが、強化プラスチック部材で筐体を形成することに変更となったこと等により、上記電気接続用孔２３ａ及び電気接続用孔２３ｂを選択することで得られるはずの共振周波数と、実際に得られる共振周波数との間にズレを生じた場合、例えば図４に示すように、選択する電気接続用孔２３を変更する。

この図４に示す例は、選択する電気接続用孔２３を、電気接続用孔２３ａ，２３ｂから電気接続用孔２３ｃ，２３ｄに変更し、この新たに選択した電気接続用孔２３ｃ，２３ｄのうち、電気接続用孔２３ｃを接続ピン２４を介して給電点に接続し、電気接続用孔２３ｄを接続ピン２４を介してグランドに接続した例である。これにより、アンテナ１の共振周波数特性が変化することとなる。

図５は、横軸が周波数を、縦軸が電圧定在波比（ＶＳＷＲ：Voltage Standing Wave Ratio）を示しており、各二次曲線のグラフは、このような調整前後の各帯域の周波数特性を示している。具体的には、図５中、実線で示す二次曲線のグラフが、「調整前」の９００ＭＨｚ帯／１８００ＭＨｚ帯、及び１９００ＭＨｚ帯の周波数特性を示しており、点線で示す二次曲線のグラフが、「調整後」の９００ＭＨｚ帯／１８００ＭＨｚ帯、及び１９００ＭＨｚ帯の周波数特性を示している。

この図５の各グラフから、選択する電気接続用孔２３を変更することで、アンテナ１の共振周波数特性が変化することがわかるであろう。従って、当該実施の形態の携帯電話機は、選択する電気接続用孔２３を変更することで、アンテナ１が対応する帯域を簡単に変更して調整することができる。

［信号の送受信処理］
このアンテナ１では、前述のように９００ＭＨｚ帯／１８００ＭＨｚ帯、及び１９００ＭＨｚ帯の信号に対応しているのであるが、アンテナ１で受信された各帯域の信号は、当該携帯電話機の通信回路２に設けられている分波器により、９００ＭＨｚ帯、１８００ＭＨｚ帯、及び１９００ＭＨｚ帯の信号にそれぞれ分波され、アンテナスイッチにより切り替えられて各帯域の信号処理系に供給され、それぞれ適宜信号処理される。

また、９００ＭＨｚ帯の信号の送信時には、アンテナスイッチにより、９００ＭＨｚ帯の信号処理系からの信号が選択され、１８００ＭＨｚ帯の信号の送信時には、アンテナスイッチにより、１８００ＭＨｚ帯の信号処理系からの信号が選択され、１９００ＭＨｚ帯の信号の送信時には、アンテナスイッチにより、１９００ＭＨｚ帯の信号処理系からの信号が選択され、それぞれ上記分波器及びアンテナ１を介して基地局に送信される。

［実施の形態の効果］
以上の説明から明らかなように、この実施の形態の携帯電話機は、アンテナ１の支持フレーム２２に設けられている各電気接続用孔２３の中から、所望の周波数特性に対応する電気接続用孔２３を２つ選択し、一つを給電点に、残り一つをグランドに接続することでアンテナ１のアンテナ特性を所望のアンテナ特性に調整するようになっている。

このアンテナ１は、選択した各電気接続用孔２３を接続ピン２４により、給電点及びグランドにそれぞれ接続すればよいだけのため、特別な部品や設置スペースを殆ど必要とすることなく、簡単にアンテナ特性の調整を行うことができる。

このため、当該携帯電話機の外形の形状や部材の変更、或いは機器に設けられている磁石の位置の変更等により、最初に設計した周波数特性と、実際に得られる周波数特性との間にズレを生じた場合でも、この周波数特性のズレに対応してアンテナ特性を迅速かつ簡単に調整することを可能とすることができる。

また、アンテナ特性の調整が可能であるため、同じ形状のアンテナ１で、取り扱う信号の周波数が異なる機器にそれぞれ対応可能とすることができる。このため、言わば当該アンテナ１を複数の機器で使い回すことができ、各機器毎に新たに金型を設計して製造する無駄を解消することができる。

また、アンテナ特性の調整が可能であるため、当該携帯電話機の量産を開始する直前まで、周波数特性、部材、形状、或いは部品の取り付け位置の変更等に対応可能とすることができる。

また、アンテナ特性の調整が可能であるため、所望のアンテナ特性を選択可能とすることができ、このアンテナ１が設けられる当該携帯電話機の設計の自由度を増すことができる。

［変形例］
上述の実施の形態の説明では、アンテナ１は、９００ＭＨｚ／１８００ＭＨｚ帯、及び１９００ＭＨｚ帯に対応することとしたが、であることとしたが、これは、８００ＭＨｚ帯及び１５００ＭＨｚ帯等の他の帯域に対応可能となるように適宜変更してもよい。

また、上述の実施の形態の説明では、アンテナエレメント２１は、フレキシブル部材により形成することとしたが、これは、ＭＩＤ（Molded Interconnect Device：射出形成回路部品）や板金等により形成してもよい。

また、アンテナ１はマルチバンド対応であることとしたが、これは、一つの帯域に対応するシングルバンド対応としてもよい。この場合でも、選択する電気接続用孔２３を変更することで、対応する帯域の調整を行うことができる。

また、上述の実施の形態の説明では、本発明を携帯電話機に適用することとしたが、これは、ＰＨＳ電話機（PHS：Personal Handyphone System）や通信機能を有するＰＤＡ装置（PDA：Personal Digital Assistant）、或いは通信機能を有するノート型のパーソナルコンピュータ装置等の他の端末装置に適用してもよい。

最後に、上述の実施の形態は、あくまでも本発明の一例として開示したに過ぎない。このため、本発明は、上述の実施の形態に限定されることはなく、上述の実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論であることを付け加えておく。

本発明を適用した実施の形態の携帯電話機のブロック図である。実施の形態の携帯電話機に設けられているアンテナの構成を示す図である。アンテナ特性の調整前のアンテナを示す図である。アンテナ特性の調整後のアンテナを示す図である。実施の形態の携帯電話機に設けられているアンテナの周波数特性を示す図である。

符号の説明

１アンテナ、２通信回路、３スピーカ部、４マイクロホン部、５表示部、６操作部、７カメラ部、８ＲＯＭ、９ＲＡＭ、１０制御部、２１アンテナエレメント、２１ａアンテナエレメントの第１のアンテナエレメント片２１ｂアンテナエレメントの第２のアンテナエレメント片、２２アンテナエレメントの支持フレーム、２３電気接続用孔、２４接続ピン

Claims

所定の共振周波数特性を有するアンテナエレメントと、
上記アンテナエレメントを支持する支持手段とを有し、
上記支持手段は、上記アンテナエレメントとの電気的接続を図るための電気接続用孔を３つ以上有し、各電気接続用孔のうち、所望の一つの電気接続用孔を給電点に接続し、また、上記給電点に接続した電気接続用孔以外の電気接続用孔のうち、所望の一つの電気接続用孔をグランドに接続することで、上記アンテナエレメントの共振周波数特性を調整可能としたこと
を特徴とするアンテナ装置。
請求項１に記載のアンテナ装置であって、
上記アンテナエレメントは、それぞれ異なる共振周波数特性を有するアンテナエレメント片を一体的に接続して構成されていること
を特徴とするアンテナ装置。
請求項１又は請求項２に記載のアンテナ装置であって、
上記アンテナエレメントは、可撓性を有する部材で形成されていること
を特徴とするアンテナ装置。
可撓性を有する部材で形成されたアンテナエレメントと、
上記アンテナエレメントを支持する支持フレームとを有し、
上記支持フレームは、上記アンテナエレメントとの電気的接続を図るための電気接続用孔を３つ以上有し、各電気接続用孔のうち、所望の一つの電気接続用孔を給電点に接続し、また、上記給電点に接続した電気接続用孔以外の電気接続用孔のうち、所望の一つの電気接続用孔をグランドに接続することで、上記アンテナエレメントの共振周波数特性を調整可能としたこと
を特徴とするアンテナ装置。
請求項４に記載のアンテナ装置であって、
上記アンテナエレメントは、それぞれ異なる共振周波数特性を有する複数のアンテナエレメント片を一体的に接続して構成されていること
を特徴とするアンテナ装置。
それぞれ異なる共振周波数特性を有すると共に、可撓性を有する部材で形成された複数のアンテナエレメント片を一体的に接続して形成されたアンテナエレメントと、上記アンテナエレメントとの電気的接続を図るための電気接続用孔を３つ以上有し、各電気接続用孔のうち、所望の一つの電気接続用孔を給電点に接続し、また、上記給電点に接続した電気接続用孔以外の電気接続用孔のうち、所望の一つの電気接続用孔をグランドに接続することで、上記アンテナエレメントの共振周波数特性を調整可能とした支持手段とを備えたアンテナ装置と、
上記各アンテナエレメント片が対応する各共振周波数の信号毎にそれぞれ信号処理を行うための複数の信号処理系と、
上記アンテナ装置で受信された信号を、上記各アンテナエレメント片が対応する各共振周波数の信号に分波処理する分波手段と、
受信時において、上記分波手段で分波された信号を、上記各信号処理系のうち、共振周波数に対応する信号処理系に切り替えて供給し、送信時において、上記各信号処理系で信号処理された各共振周波数の信号を、それぞれ切り替えて上記分波手段を介して上記アンテナ装置に供給する切り替え手段と
を有する携帯端末装置。