JP2006254082A

JP2006254082A - 移動体通信端末

Info

Publication number: JP2006254082A
Application number: JP2005067619A
Authority: JP
Inventors: Koichi Taketomi; 浩一武富
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2005-03-10
Filing date: 2005-03-10
Publication date: 2006-09-21

Abstract

【課題】アンテナ間の干渉を軽減して無線特性の劣化を防ぐ。
【解決手段】無線機１用のアンテナ３と、アンテナ３の地板となり無線機１を搭載する金属筐体４と、無線機２用のアンテナ５と、アンテナ５の地板となり無線機２を搭載する金属筐体６と、無線機１と無線機２を接続する制御線１１に接続され、無線機１及び無線機２の周波数を遮断する高周波遮断素子１２とを備え、金属筐体４と金属筐体６を移動体通信端末の厚さ方向に所定の間隔で配置し、アンテナ３を金属筐体４の上部左端に配置し、アンテナ５を金属筐体６の上部右端に配置する。
【選択図】図１

Description

この発明は複数の無線機を備えて同時に送受信を行うことができる移動体通信端末に関するものである。

携帯電話等の移動体通信端末のアンテナとしては、一般的に携帯性の観点から電気長λ／４相当のアンテナが使用される。このとき、高周波電流はアンテナのみでなく、送受信回路、制御回路等が搭載された基板や、シールドケース等で構成される金属筐体にも流れている。つまり、アンテナの性能は金属筐体の形状に大きな影響を受け、同一金属筐体上に２つ以上のアンテナを持つ場合には、金属筐体に流れる高周波電流のためにアンテナ間干渉によるアンテナ効率劣化を生じ、最終的には無線特性の劣化につながる。

２系統のアンテナを持つ無線装置として、例えば特許文献１に示すものがある。この無線装置は、選択アンテナと非選択アンテナ間の干渉による選択アンテナの受信周波数での効率劣化を低減するために、複数のアンテナのそれぞれに設けたアンテナ整合回路と、アンテナのいずれかを切換えるアンテナ切換回路と、それぞれのアンテナにおける受信電力の強度によってアンテナ切換回路を制御してアンテナを選択する制御回路と、制御回路の出力信号を受けて非選択アンテナのアンテナ整合回路の共振周波数を受信周波数からずらす周波数変更手段とを備えている。しかし、この無線装置では、２系統のアンテナを同時に使用することができない。

また、１つの筺体内に２つの無線機を備えて同時に送受信を行うことができる移動体通信端末として、例えば特許文献２に示すものがある。この移動体通信端末は、同時に送受信を行う無線機間の干渉、特にアンテナ間の干渉を軽減することにより無線特性の劣化を防ぐために、第１の無線通信手段を構成する第１の送受信アンテナと第２の無線通信手段を構成する第２の送受信アンテナとを、互いに干渉しない位置、例えば筺体の長手方向に対して異なる端部に配置している。

特開２００１−５７５２９号公報（段落番号０００９，００１０）特開２００１−１０２９５４号公報（段落番号００１１，００１４）

従来の上記特許文献２に示す移動体通信端末は以上のように構成されているので、筺体の長手方向の一方の端部、例えば筺体の下部は通話時やデータ通信時にユーザが手に持つ部分となることが多く、これにより下部に配置されている一方の送受信アンテナの放射効率が大きく劣化し、結果的に無線特性の劣化を生じるという課題があった。

なお、上記特許文献２では一体型の移動体通信端末の記述となっているが、折りたたみ式やスライド式等の移動体通信端末の場合でも同様に、下側の筐体下部にアンテナを配置することは、ユーザが手に持つことによるアンテナ放射効率の劣化を生じるために望ましくない。

また、ＬＣＤが配置される上側の筐体へ一方の送受信アンテナを配置し、下側の筐体上部へ他方の送受信アンテナを配置した場合には、２つの送受信アンテナ間の物理的な距離が確保され、かつユーザの持ち手による送受信アンテナ放射効率の劣化もないが、上側の筐体と下側の筐体間の信号線が増加すること、上側の筐体と下側の筐体を閉じたときに影響を受けない位置、すなわち一方の送受信アンテナを上側の筐体の上部等に配置する必要があり、部品実装時に大きな制約となる。このことから、送受信アンテナ間干渉さえ低減できれば、２つの送受信アンテナの配置は、一体型の移動体通信端末では筐体上部に、折りたたみ式やスライド式等の移動体通信端末では下側の筐体上部とすることが望ましい。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、アンテナ間の干渉を軽減して無線特性の劣化を防ぐことができると共に、各アンテナの放射効率の劣化を防ぎ、結果的に無線特性の劣化を防ぐことができる移動体通信端末を得ることを目的とする。

この発明に係る移動体通信端末は、第１の無線機用の第１のアンテナと、該第１のアンテナの地板となり上記第１の無線機を搭載する第１の金属筐体と、第２の無線機用の第２のアンテナと、該第２のアンテナの地板となり上記第２の無線機を搭載する第２の金属筐体と、上記第１の無線機と上記第２の無線機を接続する信号線に接続され、上記第１の無線機及び上記第２の無線機の周波数を遮断する高周波遮断素子とを備え、上記第１の金属筐体と上記第２の金属筐体を上記移動体通信端末の厚さ方向に所定の間隔で配置し、上記第１のアンテナを上記第１の金属筐体の上部左端に配置し、上記第２のアンテナを上記第２の金属筐体の上部右端に配置するものである。

この発明により、アンテナ間の干渉を軽減して無線特性の劣化を防ぐことができると共に、各アンテナの放射効率の劣化を防ぎ、結果的に無線特性の劣化を防ぐことができるという効果が得られる。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による移動体通信端末の構成を示す図である。この移動体通信端末は、無線機１、無線機２、無線機１用のアンテナ３、主にアンテナ３の地板となる金属筐体４、無線機２用のアンテナ５、主にアンテナ５の地板となる金属筐体６、無線機１用の送受信回路７、無線機１用の制御回路８、無線機２用の送受信回路９、無線機２用の制御回路１０、制御線（信号線）１１、チョークコイル又はローパスフィルタ等の高周波遮断素子１２を備えており、無線機１及び無線機２が一体型で同時に送受信するものとする。なお、金属筐体４及び金属筐体６は、それぞれ、無線機１用のメイン基板（図示せず）とその周囲を覆うシールドケース（図示せず）、及び無線機２用のサブ基板（図示せず）とその周囲を覆うシールドケース（図示せず）を有しているものとする。
図２は図１に示す移動体通信端末の斜視図である。

図１及び図２において、無線機１用のアンテナ３は移動体通信端末の上部左端側で金属筐体４の上部左端に配置され、無線機２用アンテナ５は移動体通信端末の上部右端側で金属筐体６の上部右端に配置されている。また、金属筐体４の上部右端に金属筐体６が配置されている。金属筐体４の内部にはメイン基板が配置されており、このメイン基板には無線機１用の送受信回路７やこれを制御する制御回路８等が搭載されている。一方、金属筐体６の内部にはサブ基板が配置されており、このサブ基板には無線機２用の送受信回路９やこれを制御する制御回路１０等が搭載されている。

ここで、無線機１は周波数２ＧＨｚで通信を行い、無線機２はオプション通信用の４ＧＨｚで通信を行うものとし、制御線１１は無線機１用の制御回路８と無線機２用の制御回路１０を接続し、制御線１１に接続されているチョークコイル又はローパスフィルタ等の高周波遮断素子１２は、無線機１用の周波数２ＧＨｚと無線機２用の周波数４ＧＨｚを電気的に切り離している。

図１に示すように、無線機１用のアンテナ３の長さは２５ｍｍで、無線機１用の金属筐体４の長手方向の長さは１００ｍｍ、短手方向の長さは５０ｍｍ、厚みは１ｍｍである。また、無線機２用のアンテナ５の長さは１２．５ｍｍで、無線機２用の金属筐体６の長手方向の長さは１５ｍｍ、短手方向の長さは１０ｍｍ、厚みは１ｍｍである。さらに、無線機１用の金属筐体４と無線機２用の金属筐体６は、移動体通信端末の厚さ方向で距離５ｍｍの間隔で配置されている。

次に図１の構成を有する移動体通信端末の無線特性のシミュレーション結果について説明する。
図３は図１の構成を有する移動体通信端末の無線特性と比較するための移動体通信端末の構成を示す図であり、この移動体通信端末は無線機１の構成のみを搭載している。
図４は図１の構成を有する移動体通信端末の無線特性と比較するための移動体通信端末の構成を示す図であり、この移動体通信端末は無線機２の構成のみを搭載している。
図５は図１の構成を有する移動体通信端末の無線特性と比較するための移動体通信端末の構成を示す図であり、この移動体通信端末は無線機１及び無線機２を同一の金属筐体４に搭載し、無線機２用のアンテナ５を金属筐体４の上部右端に配置している。
図６は図１の構成を有する移動体通信端末の無線特性と比較するための移動体通信端末の構成を示す図であり、この移動体通信端末は上記特許文献２の構成を有している。

図７は図１、図３から図６に示す移動体通信端末の無線特性のシミュレーション結果を示す図である。図１の移動体通信端末における無線機１用のアンテナ３の反射損は、図３の移動体通信端末の無線機１用のアンテナ３のみが搭載された状態に比べて０．０２［ｄＢ］劣化するのみであり、図１の移動体通信端末の無線機２用のアンテナ５の反射損は、図４の移動体通信端末の無線機２用のアンテナ５のみが搭載された状態に比べて０．０５［ｄＢ］改善しており、共に大きな変化はない。また、図１の移動体通信端末の無線機１用のアンテナ３から無線機２用のアンテナ５に干渉することで生じるアンテナ間干渉ロスは僅か０．０４［ｄＢ］である。

図５の移動体通信端末で無線機２用のアンテナ５を金属筐体４の上部右端に配置した場合は、無線機１用のアンテナ３の反射損は、図３の移動体通信端末の無線機１用のアンテナ３のみが搭載された状態に比べて０．１９［ｄＢ］劣化し、無線機２用のアンテナ５の反射損は図４の移動体通信端末の無線機２用のアンテナ５のみが搭載された状態に比べて０．０７［ｄＢ］改善しているが、無線機１用のアンテナ３から無線機２用のアンテナ５に干渉することで生じるアンテナ間干渉ロスは０．１９［ｄＢ］と大きい値となている。

図６の移動体通信端末の無線機１用のアンテナ３の反射損は、図３の移動体通信端末の無線機１用のアンテナ３のみが搭載された状態に比べて０．１２［ｄＢ］劣化し、無線機２用のアンテナ５の反射損は図４の移動体通信端末の無線機２用のアンテナ５のみが搭載された状態に比べて０．０７［ｄＢ］劣化し、さらに、図６の無線機１用のアンテナ３から無線機２用のアンテナ５に干渉することで生じるアンテナ間干渉ロスは０．１１［ｄＢ］となっている。

以上の結果より、図１に示すように、無線機１用のアンテナ３を金属筐体４の上部左端に配置し、無線機２用アンテナ５を金属筐体６の上部右端に配置し、金属筺体４と金属筐体６を移動体通信端末の厚さ方向に所定の間隔で設置し、無線機１用の制御回路８と無線機２用の制御回路１０を接続する制御線１１に無線機１及び無線機２の周波数を遮断する高周波遮断素子１２を接続することにより、上記特許文献２で提案されているアンテナ配置よりもアンテナ間干渉ロスを低減できる。無線機２用のアンテナ５が配置された影響による無線機１用のアンテナ３の反射損まで考慮すれば、無線機１用のアンテナ３の放射効率劣化量は、図６に示す上記特許文献２で提案されているアンテナ配置では０．１１＋０．５４＝０．６５［ｄＢ］であるのに対して、図１のアンテナ配置では０．０４＋０．４４＝０．４８［ｄＢ］となる。このように、図１に示すアンテナ配置の方がアンテナ放射効率劣化は０．１７［ｄＢ］少なくて済む。

また、前述したように、特許文献２で提案されているアンテナ配置では、無線機２用のアンテナ５はユーザの持ち手によるアンテナ放射効率劣化を生じるため、アンテナ配置としては不適当である。

この実施の形態１では、アンテナ形状はホイップ型で、方式はモノポールアンテナを想定した記述となっているが、アンテナ形状は内蔵アンテナでも、また、方式はモノポール以外でも、さらに、金属筐体をアンテナの地板とする逆Ｆアンテナ等でも、同様の効果が期待できる。

以上のように、この実施の形態１によれば、２つの無線機を備え同時に送受信を行うことができる移動体通信端末として、図１及び図２に示すように、無線機１用のアンテナ３の地板となり無線機１を搭載する金属筐体４と、無線機２用のアンテナ５の地板となり無線機２を搭載する金属筐体６を、移動体通信端末の厚さ方向に所定の間隔で配置し、無線機１用のアンテナ３を金属筐体４の上部左端に配置し、無線機２用のアンテナ５を金属筐体６の上部右端に配置し、無線機１と無線機２を接続する制御線１１に無線機１及び無線機２の周波数を遮断する高周波遮断素子１２を接続することにより、アンテナ間の干渉を軽減して無線特性の劣化を防ぐことができると共に、通話時やデータ通信時にユーザが手に持つ部分にアンテナ３やアンテナ５を配置していないことにより、アンテナ３やアンテナ５の放射効率の劣化を防ぎ、結果的に無線特性の劣化を防ぐことができるという効果が得られる。

この発明の実施の形態１による移動体通信端末の構成を示す図である。この発明の実施の形態１による移動体通信端末の斜視図である。この発明の実施の形態１による移動体通信端末の無線特性と比較するための移動体通信端末の構成を示す図である。この発明の実施の形態１による移動体通信端末の無線特性と比較するための移動体通信端末の構成を示す図である。この発明の実施の形態１による移動体通信端末の無線特性と比較するための移動体通信端末の構成を示す図である。この発明の実施の形態１による移動体通信端末の無線特性と比較するための従来の移動体通信端末の構成を示す図である。図１、図３から図６に示す移動体通信端末の無線特性のシミュレーション結果を示す図である。

符号の説明

１無線機、２無線機、３アンテナ、４金属筐体、５アンテナ、６金属筐体、７送受信回路、８制御回路、９送受信回路、１０制御回路、１１制御線、１２高周波遮断素子。

Claims

第１の無線機用の第１のアンテナと、
該第１のアンテナの地板となり上記第１の無線機を搭載する第１の金属筐体と、
第２の無線機用の第２のアンテナと、
該第２のアンテナの地板となり上記第２の無線機を搭載する第２の金属筐体と、
上記第１の無線機と上記第２の無線機を接続する信号線に接続され、上記第１の無線機及び上記第２の無線機の周波数を遮断する高周波遮断素子とを備え、
上記第１の金属筐体と上記第２の金属筐体を上記移動体通信端末の厚さ方向に所定の間隔で配置し、
上記第１のアンテナを上記第１の金属筐体の上部左端に配置し、上記第２のアンテナを上記第２の金属筐体の上部右端に配置することを特徴とする移動体通信端末。