JP2007043262A - 無線機 - Google Patents

Abstract

【構成】 メインアンテナ１２は、伸長状態で収納孔ＡＨから取り出され、短縮状態で収納孔ＡＨに収納される。伸長状態での長さはＣＤＭＡ周波数帯域およびＧＰＳ周波数帯域の両方に適し、短縮状態での長さはＧＰＳ周波数帯域に適する。補助アンテナ１４は、ＣＤＭＡ周波数帯域に適した長さを有し、絶縁部材１６ｄを介してメインアンテナ１２に連結される。メインアンテナ１２の頂点側端部には導電部材１６ｂが設けられ、基底側端部には導電部材１６ｃが設けられる。補助アンテナ１４には導電部材１６ａが設けられる。収納孔ＡＨの近傍には導電部材１６ｅおよび１６ｆが設けられる。メインアンテナ１２が伸長状態にあるときは、導電部材１６ｃが導電部材１６ｅおよび１６ｆの各々に接続され、短縮状態にあるときは、導電部材１６ａおよび１６ｂが導電部材１６ｅおよび１６ｆにそれぞれ接続される。
【効果】 簡単な構成で良好なアンテナ特性が得られる。
【選択図】 図２

Description

この発明は、無線機に関し、特にたとえば、異なる２つの周波数帯域を共用する、無線機に関する。

従来この種の無線機としては、特許文献１に開示されたものが知られている。この従来技術は、収納可能な外部アンテナと、内蔵アンテナとを備える。外部アンテナが収納孔から取り出されると、外部アンテナと内蔵アンテナとは互いに接続され、両アンテナが１つの共用アンテナとして機能する。外部アンテナが収納孔に収納されると、外部アンテナと内蔵アンテナとの接続は解かれ、内蔵アンテナが単独で共用アンテナとして機能する。

内蔵アンテナには並列共振素子が設けられ、この並列共振素子の調整によって、外部アンテナが収納孔に収納された状態で、異なる２つの周波数帯域の両方に対して良好な特性が得られるようにしている。
特開平５−３０４４０８号公報〔Ｈ０１Ｑ １／２４，Ｈ０４Ｂ ７／２６，Ｈ０４Ｍ １／００，１／０２〕

しかしながら、従来技術では、アンテナ特性の調整に並列共振素子を用いるので、アンテナ周りの構成が複雑となる問題があった。

それゆえに、この発明の主たる目的は、簡単な構成で良好なアンテナ特性が得られる、無線機を提供することである。

請求項１の発明に従う無線機は、第１周波数帯域および第２周波数帯域の両方に適する長さとなる伸長状態でアンテナン収納部から取り出され、第２周波数帯域に適する長さとなる短縮状態でアンテナ収納部に収納される第１アンテナ(12)、第１アンテナに絶縁部材(16d)を介して結合され、第１周波数帯域に適する長さを有する第２アンテナ(14)、第１アンテナに設けられる２つの第１導電部材(16b,16c)、第２アンテナに設けられる１つの第２導電部材(16a)、およびアンテナ収納部の近傍に設けられる２つの第３導電部材(16e,16f)を備え、第１アンテナが伸長状態のときに２つの第１導電部材の一方を２つの第３導電部材の各々に接続し、第１アンテナが短縮状態のときに２つの第１導電部材の他方および１つの第２導電部材を２つの第３導電部材にそれぞれ接続するようにしている。

第１アンテナは伸長状態でアンテナ収納部から取り出され、短縮状態でアンテナ収納部に収納される。伸長状態における長さは第１周波数帯域および第２周波数帯域の両方に適し、短縮状態における長さは第２周波数帯域に適する。第２アンテナは、絶縁部材を介して第１アンテナに結合される。この第２アンテナの長さは、第１周波数帯域に適する。

第１アンテナには２つの第１導電部材が設けられ、第２アンテナには１つの第２導電部材が設けられる。また、アンテナ収納部の近傍には、２つの第３導電部材が設けられる。第１アンテナが伸長状態のときは、２つの第１導電部材の一方が、２つの第３導電部材の各々に接続される。これに対して、第１アンテナが短縮状態のときは、２つの第１導電部材の他方および１つの第２導電部材が、２つの第３導電部材にそれぞれ接続される。

したがって、第１周波数帯域および第２周波数帯域にそれぞれ属する第１周波数信号および第２周波数信号は、伸長状態において第１アンテナによって捉えられ、短縮状態において第２アンテナおよび第１アンテナでそれぞれ捉えられる。捉えられた第１周波数信号および第２周波数信号は、２つの第３導電部材からそれぞれ取り出され得る。

このように、第１アンテナの長さおよび２つの第３導電部材との接続関係が、伸長状態と短縮状態とで切り換えられる。これによって、簡単な構成で、伸長状態および短縮状態の各々において良好なアンテナ特性が得られる。

請求項２の発明に従う無線機は、請求項１に従属し、２つの第１導電部材の一方は第１アンテナの基底側端部に設けられ、２つの第１導電部材の他方は第１アンテナの頂点側端部に設けられる。

第１アンテナが伸長状態のときは、２つの第１導電部材の一方つまり第１アンテナの基底側端部に設けられた第１導電部材が、２つの第３導電部材の各々に接続される。第１アンテナが短縮状態のときは、２つの第１導電部材の他方つまり第１アンテナの頂点側端部に設けられた第１導電部材および１つの第２導電部材が、２つの第３導電部材にそれぞれ接続される。

請求項３の発明に従う無線機は、請求項１または２に従属し、２つの第３導電部材はアンテナ収納部の長さ方向に沿って配置され、２つの第１導電部材の一方は２つの第３導電部材を跨ぐ長さを有し、２つの第１導電部材の他方および１つの第２導電部材の間隔は２つの第３導電部材の間隔に対応する。

２つの第１導電部材の一方は、２つの第３導電部材を跨ぐ長さを有するので、２つの第３導電部材の各々に接続され得る。２つの第１導電部材の他方および１つの第２導電部材は、間隔が２つの第３導電部材のそれに対応するので、２つの第３導電部材にそれぞれ接続され得る。

請求項４の発明に従う無線機は、請求項１ないし３のいずれかに従属し、２つの第３導電部材の一方から取り出された周波数信号に基づいて第１周波数帯域に対応する第１コンテンツを出力する第１出力手段(26)、および２つの第３導電部材の他方から取り出された周波数信号に基づいて第２周波数帯域に対応する第２コンテンツを出力する第２出力手段(38)をさらに備える。

第１出力手段は、２つの第３導電部材の一方から取り出された周波数信号が与えられ、第１周波数帯域に対応する第１コンテンツを出力する。第２出力手段は、２つの第３導電部材の他方から取り出された周波数信号が与えられ、第２周波数帯域に対応する第２コンテンツを出力する。

請求項５の発明に従う無線機は、請求項４に従属し、第１コンテンツは音声情報を含み、第２コンテンツは測位情報を含む。

この発明によれば、簡単な構成で良好なアンテナ特性が得られる。

この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。

図１を参照して、この実施例の携帯通信端末１０は、キー入力装置４０を含む。キー入力装置４０によって通話のための発呼操作が行われると、ＣＰＵ４２は、ＣＤＭＡ(Code Division Multiple Access)信号処理回路２０およびＣＤＭＡ無線回路１８を制御して発呼信号を出力する。出力された発呼信号は、メインアンテナ１２および補助アンテナ１４のどちらか一方を通して、相手方の携帯通信端末に送信される。これに対して、相手方が着呼操作を行うと、通話可能状態となる。

通話可能状態となった後にマイクロフォン２８から入力された音声信号は、アンプ３０によって増幅され、ＡＤ／ＤＡ変換回路２２によってディジタル信号である音声データに変換される。変換された音声データは、ＣＤＭＡ信号処理回路２０によって符号化処理を施され、さらにＣＤＭＡ無線回路１８によって変調処理を施される。ＣＤＭＡ無線回路１８によって生成された変調音声データ（ＣＤＭＡ信号）は、上述と同様、メインアンテナ１２および補助アンテナ１４のどちらか一方を利用して相手方に送信される。

一方、相手方から送られてきた変調音声データは、メインアンテナ１２および補助アンテナ１４のどちらか一方によって受信される。受信された変調音声データは、アンテナ接続部材１６を経て、ＣＤＭＡ無線回路１８によって復調処理を施され、かつＣＤＭＡ信号処理回路２０によって復号処理を施される。ＣＤＭＡ信号処理回路２０によって復号された音声データは、ＡＤ／ＤＡ変換回路２２によってアナログ信号である音声信号に変換され、変換された音声信号はアンプ２４を介してスピーカ２６から出力される。

このようにして相手方との間で通話が行われている最中に、キー入力装置４０によって通話終了操作が行われると、ＣＰＵ４２は、ＣＤＭＡ信号処理回路２０およびＣＤＭＡ無線回路１８を制御して、相手方に通話終了信号を送信する。通話終了信号の送信後、ＣＰＵ４２は、通話処理を終了する。先に相手方から通話終了信号を受信した場合も、ＣＰＵ４２は、通話処理を終了する。

キー入力装置４０によってＧＰＳ(Global Positioning System)起動操作が行われると、ＣＰＵ４２は、ＧＰＳ無線回路３２およびＧＰＳ信号処理回路３４を起動する。複数のＧＰＳ衛星からそれぞれ射出された複数のＧＰＳ信号は、メインアンテナ１３および補助アンテナ１４のどちらか一方によって受信される。受信された複数のＧＰＳ信号は、アンテナ接続部材１６を経て、ＧＰＳ無線回路３２によって復調され、かつＧＰＳ信号処理回路３４によって復号される。

ＧＰＳ信号処理回路３４はさらに、復号された複数のＧＰＳ信号に基づいて、携帯通信端末１０の現在位置を求める測位計算を行う。計算結果はキャラクタジェネレータ３６に与えられ、キャラクタジェネレータ３６は、携帯通信端末１０の現在位置を含む地図画像をＬＣＤ３８に表示する。

ところで、変調音声データつまりＣＤＭＡ信号がメインアンテナ１２および補助アンテナ１４のどちらを通して送受信されるか、およびＧＰＳ信号がメインアンテナ１２および補助アンテナ１４のどちらを通して受信されるかは、アンテナ接続部材１６の状態によって決まる。メインアンテナ１２，補助アンテナ１４およびアンテナ接続部材１６の構成を図２（Ａ）および図２（Ｂ）に示す。

図２（Ａ）および図２（Ｂ）を参照して、補助アンテナ１４は、８．５ｃｍの電気長を有するヘリカルアンテナである。メインアンテナ１２は、２本の棒部材１２ａおよび１２ｂで伸縮可能に構成された伸縮アンテナであり、その電気長は、図２（Ａ）の状態で９ｃｍ、図２（Ｂ）の状態では４．８ｃｍとなる。

携帯通信端末１０の筺体には、アンテナ収納孔ＡＨが形成される。図２（Ａ）の状態では、補助アンテナ１４の全部が露出し、メインアンテナ１２の大部分が露出する。これに対して、図２（Ｂ）の状態では、補助アンテナ１４の全部が露出し、メインアンテナ１２の全部がアンテナ収納孔ＡＨに収納される。

アンテナ接続部材１６は、補助アンテナ１４の下端に設けられる導電部材１６ａと、メインアンテナ１２の上端に設けられる導電部材１６ｂと、メインアンテナ１２の下端に設けられる導電部材１６ｃと、補助アンテナ１４およびメインアンテナ１２を互いに連結する絶縁部材１６ｄと、アンテナ収納孔ＡＨの開放端付近に設けられる導電部材１６ｅおよび１６ｆとを含む。

つまり、アンテナ側では、補助アンテナ１４とメインアンテナ１２を繋ぐ絶縁部材１６ｄを挟むように、導電部材１６ａおよび１６ｂが配置される。導電部材１６ａ，絶縁部材１６ｄおよび導電部材１６ｂの合計長は、メインアンテナ１２下端に設けられた導電部材１６ｃの長さと概ね等しい。一方、アンテナ収納孔ＡＨでは、導電部材１６ｅおよび１６ｆは、絶縁部材１６ｄの長さに相当する間隔を開けて配置される。

このため、図２（Ａ）の状態では、メインアンテナ１２が導電部材１６ｃ，１６ｅおよび１６ｆを介してＣＤＭＡ無線回路１８およびＧＰＳ無線回路３２の両方に接続される。図２（Ｂ）の状態では、補助アンテナ１４が導電部材１６ａおよび１６ｅを介してＣＤＭＡ無線回路１８に接続され、かつメインアンテナ１２が導電部材１６ｂおよび１６ｆを介してＧＰＳ無線回路３２に接続される。

つまり、図２（Ａ）の状態では、メインアンテナ１２をＣＤＭＡおよびＧＰＳの共用アンテナとして利用し、図２（Ｂ）の状態では、メインアンテナ１２をＧＰＳ専用アンテナとして利用する一方、ＣＤＭＡには補助アンテナ１４を利用する。

ここで、周知のように、ＣＤＭＡ方式に従うデータ通信には、８３２ＭＨｚ〜９２５ＭＨｚの周波数帯域が利用される。ＣＤＭＡ信号の周波数を８８０ＭＨｚとすると、その波長λ１は、光速を周波数で除することによって約０．３４ｍと計算される。一方、ＧＰＳには１５７５ＭＨｚが利用されるため、ＧＰＳ信号の波長λ２は約０．１９ｍとなる。

また、一般に、アンテナの電気長が信号の波長λに対して“λ／２”の整数倍であるとき、アンテナで共振が生じ、これにより良好な特性が得られる。ただし、アンテナをアースと接続する場合には、影像アンテナが形成されるため、“λ／４”で共振する。

メインアンテナ１２は、伸長状態では、電気長（＝９ｃｍ）が波長λ１の約４分の１でかつ波長λ２の約２分の１であるため、ＣＤＭＡ信号およびＧＰＳ信号の両方に適する。また、収縮状態では、電気長（＝４．８ｃｍ）が波長λ２の４分の１なので、ＧＰＳ信号に適する。一方、補助アンテナ１４は、電気長（＝８．５ｃｍ）が波長λ１の４分の１なのでＣＤＭＡ信号に適する。

詳しくは、メインアンテナ１２のインピーダンス特性は、図２（Ａ）の伸長状態では図３（Ａ）に示す波形を描き、図２（Ｂ）の短縮状態では図３（Ｂ）に示す波形を描く。図３（Ａ）を参照して、ＶＳＷＲ(Voltage Standing Wave Ratio)は、ＣＤＭＡ周波数帯域（８３２ＭＨｚ〜９２５ＭＨｚ；以下同様）において“２”〜“４”の範囲に属し、またＧＰＳ周波数（１５７５ＭＨｚ；以下同様）においては概ね“３”を示す。これより、伸長状態のメインアンテナ１２は、ＣＤＭＡ周波数帯域とＧＰＳ周波数との両方において共振することが分かる。

図３（Ｂ）を参照して、ＶＳＷＲはＣＤＭＡ周波数帯域において“１７”〜“１９”に属するが、ＧＰＳ周波数では概ね“２”を示す。これより、短縮状態のメインアンテナ１２は、ＧＰＳ周波数で共振するが、ＣＤＭＡ周波数帯域では共振しないことが分かる。

一方、補助アンテナ１４のインピーダンス特性は、図４に示す波形を描く。図４を参照して、ＶＳＷＲは、ＣＤＭＡ周波数帯域において“１”〜“３”の範囲に属するが、ＧＰＳ周波数では概ね“７”を示す。これより、補助アンテナ１４は、ＣＤＭＡ周波数帯域では共振するが、ＧＰＳ周波数では十分共振しないことが分かる。

以上から明らかなように、この実施例では、メインアンテナ１２は、伸長状態で収納孔ＡＨから取り出され、短縮状態で収納孔ＡＨに収納される。伸長状態における長さはＣＤＭＡ周波数帯域およびＧＰＳ周波数帯域の両方に適し、短縮状態における長さはＧＰＳ周波数帯域に適する。補助アンテナ１４は、絶縁部材１６ｄを介してメインアンテナ１２に連結される。この補助アンテナ１４の長さは、ＣＤＭＡ周波数帯域に適する。

メインアンテナ１２の頂点側端部には導電部材１６ｂが設けられ、メインアンテナ１２の基底側端部には導電部材１６ｃが設けられる。また、補助アンテナ１４には導電部材１６ａが設けられる。一方、収納孔ＡＨの近傍には、収納孔ＡＨの長さ方向に沿って導電部材１６ｅおよび１６ｆが設けられる。ここで、導電部材１６ｃは導電部材１６ｅおよび１６ｆを跨ぐ長さを有し、導電部材１６ａおよび１６ｂの間隔は導電部材１６ｅおよび１６ｆの間隔に対応する。

この結果、メインアンテナ１２が伸長状態のときは、導電部材１６ｃが２つの導電部材１６ｅおよび１６ｆの各々に接続され、メインアンテナ１２が短縮状態のときは、導電部材１６ａおよび１６ｂが導電部材１６ｅおよび１６ｆにそれぞれ接続される。

したがって、ＣＤＭＡ周波数帯域およびＧＰＳ周波数帯域にそれぞれ属するＣＤＭＡ信号およびＧＰＳ信号は、伸長状態においてメインアンテナ１２によって捉えられ、短縮状態において補助アンテナ１４およびメインアンテナ１２でそれぞれ捉えられる。捉えられたＣＤＭＡ信号およびＧＰＳ信号は、導電部材１６ｅおよび１６ｆからそれぞれ取り出され、ＣＤＭＡ無線回路１８およびＧＰＳ無線回路３２にそれぞれ与えられる。

このように、メインアンテナ１２の長さおよび２つの導電部材１６ｅおよび１６ｆとの接続関係が、伸長状態と短縮状態とで切り換えられる。これによって、伸長状態および短縮状態の各々において、ＣＤＭＡおよびＧＰＳの両周波数帯域に対して良好なアンテナ特性が得られる。

なお、以上では、ＣＤＭＡ周波数帯域およびＧＰＳ周波数帯域を共用する携帯端末１０を用いて説明したが、この発明は、異なる２つの周波数帯域を共用する無線機への適用が可能である。

この発明の一実施例の構成を示すブロック図である。 （Ａ）は図１実施例に適用されるメインアンテナ，補助アンテナおよびアンテナ接続部材の非収納状態を示す図解図であり、（Ｂ）は図１実施例に適用されるメインアンテナ，補助アンテナおよびアンテナ接続部材の収納状態を示す図解図である。 （Ａ）は図２（Ａ）状態におけるメインアンテナのインピーダンス特性を示すグラフであり、（Ｂ）は図２（Ｂ）状態におけるメインアンテナのインピーダンス特性を示すグラフである。 図２（Ａ）状態または図２（Ｂ）状態における補助アンテナのインピーダンス特性を示すグラフである。

符号の説明

１０ …携帯通信端末
１２ …メインアンテナ
１４ …補助アンテナ
１６ …アンテナ接続部材
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｅ，１６ｆ …導電部材
１６ｄ …絶縁部材
１８ …ＣＤＭＡ無線回路
２０ …ＣＤＭＡ信号処理回路
３２ …ＧＰＳ無線回路
３４ …ＧＰＳ信号処理回路
４２ …ＣＰＵ
ＡＨ …アンテナ収納孔

Claims (5)

1. 第１周波数帯域および第２周波数帯域の両方に適する長さとなる伸長状態でアンテナン収納部から取り出され、前記第２周波数帯域に適する長さとなる短縮状態で前記アンテナ収納部に収納される第１アンテナ、
   前記第１アンテナに絶縁部材を介して結合され、前記第１周波数帯域に適する長さを有する第２アンテナ、
   前記第１アンテナに設けられる２つの第１導電部材、
   前記第２アンテナに設けられる１つの第２導電部材、および
   前記アンテナ収納部の近傍に設けられる２つの第３導電部材を備え、
   前記第１アンテナが伸長状態のときに前記２つの第１導電部材の一方を前記２つの第３導電部材の各々に接続し、前記第１アンテナが短縮状態のときに前記２つの第１導電部材の他方および前記１つの第２導電部材を前記２つの第３導電部材にそれぞれ接続するようにした、無線機。
2. 前記２つの第１導電部材の一方は前記第１アンテナの基底側端部に設けられ、
   前記２つの第１導電部材の他方は前記第１アンテナの頂点側端部に設けられる、請求項１記載の無線機。
3. 前記２つの第３導電部材は前記アンテナ収納部の長さ方向に沿って配置され、
   前記２つの第１導電部材の一方は前記２つの第３導電部材を跨ぐ長さを有し、
   前記２つの第１導電部材の他方および前記１つの第２導電部材の間隔は前記２つの第３導電部材の間隔に対応する、請求項１または２記載の無線機。
4. 前記２つの第３導電部材の一方から取り出された周波数信号に基づいて前記第１周波数帯域に対応する第１コンテンツを出力する第１出力手段、および
   前記２つの第３導電部材の他方から取り出された周波数信号に基づいて前記第２周波数帯域に対応する第２コンテンツを出力する第２出力手段をさらに備える、請求項１ないし３のいずれかに記載の無線機。
5. 前記第１コンテンツは音声情報を含み、前記第２コンテンツは測位情報を含む、請求項４記載の無線機。

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