JP2007081712A - 携帯無線機およびアンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 無指向性に近い放射パターンを持つ携帯無線機とアンテナ装置を提供すること。
【解決手段】 無線回路２０を実装する基板２と、基板２上に設けられた第１の導体板１に給電点を有する内蔵アンテナ３と、内蔵アンテナ３の配置される面と異なる側の第１の導体板上１に配置され、第１の導体板１と接地する接地辺４を有する第２の導体板５とを備えた。この第２の導体板５を設けたことにより、第１の導体板１上の電流と第２の導体板５上の電流の位相差が大きくなることから、第１の導体板１からの放射と第２の導体板５からの放射は強めあう。この結果、第２の導体板５の存在する側の利得は、第２の導体板５を設けない場合と比較して高くなり、無指向性に近い放射パターンが得られる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば携帯電話や無線機を内蔵した携帯端末のような携帯無線機に関し、特に携帯無線機に内蔵されるアンテナ装置に関する。

近年の携帯電話や、無線機内蔵ゲーム機器、無線機内蔵ノートタイプパソコンなどの携帯無線機では、携帯無線機を落とした場合に破損しないこと、さらには、デザイン上の観点から、無線通信に必須となるアンテナの内蔵化が望まれている。このような携帯無線機では、通信方向が一定とならないので、全方位との通信を実現するために、無指向性の放射パターンが必要となる。しかしながら、内蔵アンテナを用いた場合には、無指向性の放射パターンを実現しにくい問題がある。

携帯無線機に外付けモノポールアンテナを接続した場合には、モノポールアンテナから放射された電波は、全方位に満遍なく放射されるので、無指向性の放射パターンを実現しやすい。これに対して、内蔵アンテナは、無線機回路が存在する回路基板に極めて近接してアンテナが配置される。一般に、回路基板には電位の基準となるグランド層が存在しているため、電波が回路基板を通過しにくい。従って、内蔵アンテナが配置される方向の利得は高い反面、内蔵アンテナが配置されない方向の利得は低くなる。つまり、無指向性を実現しにくい問題がある。このため、携帯無線機のように使用状態が一定とならない場合には、指向性が使用状態に対して適切でなくなり、携帯無線機の通信性能に劣化が生じてしまう問題があった。指向性を改善する技術としては、例えば特許文献１に開示された技術が知られていた。
特開２００３−２５８５２３公報（図１）

しかしながら、特許文献１に開示された技術は、人体方向の利得を減らし、人体と反対方向の利得を増大させ、アンテナの放射効率を改善することに着眼点を当てたものであるため、無指向性とはならない。したがって、全方位との通信が行い難く、通信性能が安定しないという問題があった。

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、内蔵アンテナの設置される反対側の面の利得を改善し、無指向性に近い放射パターンを提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために本発明の携帯無線機は、無線回路を備え、二つの対向する面を有する基板と、前記基板の一方の面に設けられた内蔵アンテナと、前記一方の面と異なる他方の面に設けられた第１の導体と、前記第１の導体と接地する接地辺を有する第２の導体とを備えたことを特徴とする。

また、上述した課題を解決するために本発明のアンテナ装置は、二つの対向する面を有する基板と、前記基板の一方の面に設けられた内蔵アンテナと、前記一方の面と異なる他方の面に設けられた第１の導体と、前記第１の導体と接地する接地辺を有する第２の導体とを備えたことを特徴とする。

本発明の携帯無線機およびアンテナ装置では、内蔵アンテナの設置される反対側の面の利得を改善し、安定した通信機能を得ることができる。

以下、図面を参照して、本発明の最良な実施の形態を詳細に説明する。

（実施例１）
図１（ａ），（ｂ）は、本発明の実施例１に係わる携帯無線機に内蔵されるアンテナ装置の構成を示す図である。アンテナ装置は、二つの面を有する基板２、一方の面に設けられた内蔵アンテナ３と、内蔵アンテナ３が設けられていないもう一方の面に設けた第１の導体板１と、この第１の導体板１と接続された第２の導体板５を備えたことを特徴としている。基板２上には無線機能を実現するための無線回路２０が実装されている。図１（ａ）は、基板２の方向から見た斜視図、図１（ｂ）は第１の導体板１から見た斜視図である。このように構成することによって、内蔵アンテナ３の配置される面と反対方向の利得が改善され、無指向性に近い放射パターンを実現できる。以下に各構成要素について説明し、次に、利得が改善される原理に関して説明する。

まず初めに各構成要素について説明する。第１の導体板１は、筐体に内蔵される基板２に存在する導体層である。ここで、筐体とは、プラスチックなどの誘電体材料で構成され、携帯無線機に必要な図示しない液晶ディスプレー、入力ボタン、スピーカー、マイク、カメラのレンズ、着信ライトなどが実装されている。誘電体材料は、低損失であり、比誘電率が小さければ電波の透過特性がよい。なお、筐体は後述する図３に記載されているものと同じであるので本図では省略している。

基板２は、無線回路２０や、図示しない信号処理回路、バッテリーなどの部品が実装される。無線回路や信号処理回路は、携帯電話などの無線通信を行う機能を備えている。一般的に、そのような無線回路や信号処理回路には、誘電体と電位の基準となるグランドが必要となる。このグランドは一箇所だけではなく、基板２全体に存在するように構成されることが多く、グランド板として存在する。本実施例では、このグランド板が第１の導体板１である。

第１の導体板１の形状と基板２の形状は同一でもよいし、異なっていてもよい。また、図１では、第１の導体板１として用いるグランドが表面にむき出している状態を示しているが、誘電体に挟まれる構成をとってもよい。

図２は、給電点を説明するための図である。内蔵アンテナ３は、第１の導体板１の片側の面に給電点を有する。ここで、給電点とは、図示していない無線回路に接続する同軸線路６と内蔵アンテナ３の接続部分を意味する。なお、同軸線路の中心導体７が内蔵アンテナ３に接続している。同軸線路６の外部導体８は、第１の導体板１と電気的に接続する。また、内蔵アンテナ３は、図示していない筐体に内蔵されている。なお、マイクロストリップ給電線路等の他の給電構造を用いてもよい。

内蔵アンテナ３は逆Ｆアンテナを採用している。逆Ｆアンテナは、低姿勢アンテナであるので、小型な筐体に内蔵するアンテナに適している。逆Ｆアンテナでは、図２に示すように、短絡部分を有している。したがって、図１ではこの部分を短絡点と表現し、図２では短絡を実現する接地と表現して記載している。なお、逆Ｆアンテナ以外の他のアンテナを内蔵アンテナとして用いてもよい。

第２の導体板５は、内蔵アンテナ３の配置される面と異なる面に配置され、第１の導体板１と接地する接地辺４を有する。ここで、第１の導体板１は、板状であるので異なる２つの面があり、内蔵アンテナ３と第２の導体板がそれぞれ異なる面に配置される。そして、第２の導体板の１辺が第１の導体板１と接地する接地辺４となっている。図１では、第２の導体板は、長方形板で構成され、その１つの辺が接地辺４となっている。

図３は、筐体９を含めた構造を示した図である。なお、筐体９は第１の導体板１に接続する全ての構成要素を含むが、この図では上半分を切り取って図示している。

次に、本発明の原理について説明する。

一般的に、内蔵アンテナ３を導体板の片面に配置した場合には、内蔵アンテナ３の配置される方向、つまり、第1の導体板の内蔵アンテナが配置される面に垂直な方向の利得が高くなり、内蔵アンテナ３の配置されない方向、つまり、第1の導体板の内蔵アンテナが配置されない面に垂直な方向の利得は低くなる。これは、アンテナの配置される方向は、アンテナから直接電波が放射されるが、逆方向は、第１の導体板１の影響で、アンテナから直接放射される電波の効果が小さくなるためである。したがって、方向による利得差が生じ、無指向性から歪んだ指向性となっている。ここで利得とは、電波放射時にあっては、電波が放射される強さを表すもので、電波受信時にあっては、放射された電波をどれだけ強く受信できるかを示す。

しかしながら、本発明のように有限の大きさの導体板に設置される内蔵アンテナ３を用いる場合には、アンテナ以外からの放射を考えることが一般に行なわれる。アンテナ以外からの放射とは、第１の導体板１に漏洩した高周波電流からの放射である。電波の放射波源は、アンテナ上に生じる高周波電流と考えることが出来るが、同様に、第１の導体板１上の高周波電流からも放射が生じる。本発明では、この第１の導体板１に生じる高周波電流の分布を第２の導体板で制御することで、内蔵アンテナ３の配置されない方向の利得低下を改善する。

図４を用いて、第２の導体板上の電流分布変化と、その結果生じる利得の改善に関して説明する。図４は、本発明の携帯無線機を図３に示した図の真横から見た場合の概略構成図である。もし第２の導体板５が無い場合には、漏洩高周波電流は、内蔵アンテナ３の配置位置や第１の導体板１の形状に応じて決まる電流分布で、第１の導体板１上に存在することとなる。これに対して、第２の導体板５を配置した場合には、第２の導体板５は第１の導体板１との接地辺４を有するために、第２の導体板へも高周波電流が流れ込むこととなる。このとき、高周波電流は導体板の縁の部分に強く生じる物理現象が有るために、図４に示すように、第２の導体板５の外周部分に新しい高周波電流Ｉ２が存在することとなる。その結果、漏洩した高周波電流からの放射は、もともと存在する第１の導体板１上の電流分布Ｉ１と第２の導体板の電流分布Ｉ２の２箇所からなされる。このとき、第２の導体板５上の高周波電流Ｉ２は、第１の導体板１上の高周波電流Ｉ１に比べて、位相が進んでいる特徴が有る。この現象は、図示しているように、第２の導体板５は高さを有するために、経路長が長く見える。したがって、電流の位相がより進むこととなる。第１の導体板１上の高周波電流Ｉ１と、第１の導体板１上の高周波電流よりも位相の進んだ第２の導体板５上の高周波電流Ｉ２の２箇所が放射の波源となり得る。なお、以上の説明は、第１の導体板１上の電流は、第２の導体板５の接地辺４近傍の比較であって、第１の導体板１全体の位相の説明ではない。

位相差を有する波源が異なる場所に配置されると、アレーアンテナ理論によって、指向性が変化する。具体的には、第１の導体板１を基準にすると、位相の進んだ波源の有る方向では、第１の導体板１からの放射と第２の導体板５からの放射は強めあう結果となり、利得が高くなる。このような作用から、本発明では第２の導体板５を設けることによって、第２の導体板５の存在する側の利得は第２の導体板５を設けない場合と比べて高くなる。第２の導体板の無いときは歪んだ指向性となっているが、このように低利得方向の利得が改善する結果として、無指向性に近い放射パターンが実現できる。

図５は本発明の効果を確認した計算結果を示すグラフである。効果を確認するために用いた携帯無線機の構造は、内蔵アンテナの動作中心周波数を１．９７ＧＨｚとし、第１の導体板１は、約λ／２×λ／４、内蔵アンテナ３は逆Ｆアンテナ、第２の導体板の長さは約λ／４である。λは内蔵アンテナの動作中心周波数であり、この場合は１．９７ＧＨｚに相当する波長を示す。計算には、モーメント法を用いた。図５は、第２の導体板５の高さを横軸に、内蔵アンテナ３が配置される方向と逆向きの方向における利得を縦軸に示している。ここで、逆向きの方向とは、図４の第１の導体板１の右側で、第１の導体板１に垂直な方向（図中点線矢印方向）を現す。

図５より明らかなように、第２の導体板５を設けることによって、利得が改善していることがわかる。第２の導体板５の高さを高くすることによって、第１の導体板１上の電流と第２の導体板５上の電流の位相差が大きくなり、利得改善効果も大きくなっている。

以上説明したように、本発明の携帯無線機においては、第２の導体板５を内蔵アンテナ３の配置される側と反対側に設置することによって、内蔵アンテナ３の配置される側の反対方向の利得を改善できる。その結果、携帯無線機のような使用状態の変化する無線機において必要とされる無指向性が実現しやすくなる。

なお、本発明においては、第２の導体板５は接地辺４を有している。接地しない場合には、第２の導体板５に生じる電流分布は小さくなり、改善効果が小さい。接地しないで第２の導体板の電流分布を大きくするためには、λ／２程度の物理的大きさが必要となるために、携帯無線機へ内蔵することが難しくなってしまう。λ／２程度の接地しない第２の導体板を用いると、第２の導体板で電流が共振するので、第１の導体板１の電流分布が変わり、それに従い、内蔵アンテナ３の入力インピーダンスが変化してしまう問題が発生し、設計が困難となる。また、接地しない第２の導体板の電流分布の制御も難しくなる問題がある。

本発明では、接地する第２の導体板５を用いているので、長さがλ／２よりも小さくても利得改善効果を得ることが可能であり、また、第２の導体板が共振しない条件で特性改善が可能で有るので、内蔵アンテナ３の入力インピーダンスを変化させる問題も少ない。また、共振を用いない動作原理で有るので、広帯域に利得を改善することも可能となる。

第２の導体板５の形状を、第１の導体板１に平行であって、かつ、第１の導体板１と接地していない辺を有するように構成することで、より利得改善量を増加することが可能となる。なお、この辺は、利得改善の放射に寄与する部分なので、「放射辺」と呼ぶこととする。図５に示したように、放射辺を第１の導体板１から離すことで利得改善が行なわれた。したがって、高さを一定とした場合に、もっとも放射辺を第１の導体板１から離す構成は、第１の導体板１と平行に放射辺を構成することである。図６に放射辺の長さを示す。

図６に示すように、第２の導体板の長さをλ／２以下とすると利得改善効果と第２の導体板の小型化の両立が図れる。ここで、長さとは、放射辺の長さに対応するものであり、放射波源の高周波電流の長さに相当する。高周波電流はλ／２で位相が１８０度進むために、放射辺がλ／２以上の長さとなると、打ち消しあう部分が発生し、利得が劣化してしまう場合が有る。したがって、放射辺の長さはλ／２以下とすることで、利得改善だけでなく第２の導体板の小型化が実現できる。

図７に、第２の導体板５の高さを明記した。第２の導体板５の高さをλ／４以下とすることで利得改善と小型化の両立を実現する。高さをλ／４とした場合には、放射辺の電流位相は第１の導体板１の電流位相に対して約９０度が進む。このとき、第１の導体板１を基準として、第２の導体板５と反対方向では、第１の導体板１と第２の導体板５からの放射が逆位相となり、打ち消しあう効果がある。逆に、第２の導体板５の方向では、両者は同位相で合成される。したがって、第２の導体板５の高さをλ／４とすると、内蔵アンテナ３の配置される方向と反対方向の利得が改善され、無指向性が実現されるようになる。第２の導体板５の高さをλ／４以下とすると、利得改善と小型化が両立する。

以下、図８〜図２６を用いて実施例１の変形例をいくつか説明する。

図８は第１の変形例である、図８に示すように、第２の導体板５の接地辺４は、１０分の１波長以下の間隔で、接地ピンを使って第１の導体板１と部分的に接地するように構成してもよい。このように構成することにより、例えば、ディスプレーの信号線路やバッテリーの電力線路などが第２の導体板５を横切るように配置したい場合に対応できる。この場合には、接地間隔をλ／１０以下とするならば、高周波的には全体が接続されている場合と等価となるので、電気的な特性が得られつつ、かつ、他の線路が第２の導体板を横切るように配置可能となる。

以上のように変形例１では、第２の導体板５の接地辺４を、例えばλ／１０以下の間隔で、第１の導体板１と部分的に接地するように構成したので、利得改善効果を維持したまま、線路配置の自由度を向上させることができる。

図９は第２の変形例である。図９に示すように、第２の導体板５の接地辺４は、接地辺４の両端のみが、接地ピンを使って第１の導体板１と接地するように構成してもよい。この例でも変形例１と同様に、他の線路が第２の導体板５を横切って配置することができる。接地辺４の両端のみが接地する場合には、全体が接地する場合や接地間隔がλ／１０以下の間隔の場合に比べて、異なる電流分布となる。しかしながら、第１の導体板１の電流が、接地辺４の設置場所から第２の導体板５へ流れ込み、異なる接地辺４の設置場所から第１の導体板１の方向へ戻る電流分布が形成される。

したがって、これまでの説明と同様に、第２の導体板５上の放射辺４の電流位相は、第１の導体板１上の電流に比べて進んでいるので、利得改善効果が有る。なお、接地辺４の片側だけが接地された場合には、上述のような電流分布の流れが発生しない。特に、第２の導体板５の長さがλ／４の場合には、大きな振幅の共振電流が第２の導体板の発生し、指向性が乱れるばかりでなく、内蔵アンテナ３の入力インピーダンスが変化するなどの問題も有る。また、λ／４よりも短い場合には、電流振幅は非常に小さくなり、利得改善効果が得られにくい。この現象は、接地されない第２の導体板５の先端で電流が０になるため避けられない。これに対して、本発明では、第２の導体板５の両端で接地するので、電流が０にならないので、電流振幅が大きくなり、それにしたがって、利得改善効果が増加する。

図１０は第３の変形例である。図１０に示すように、第２の導体板５は、第１の導体板１に対して垂直に接続されるように構成したことにより、さらなる利得改善効果が得られる。図５で示したように、放射辺を第１の導体板１から離すことで利得改善効果が向上することと原理は同じである。このように変形例３では、第２の導体板５の形状を小型化ででき、利得改善効果も得ることができる。

図１１は第４の変形例である。図１１に示すように、第２の導体板５は、第１の導体板１の形状に合わせて曲面で構成されてもよい。第１の導体板１が長方形以外の形状の場合には、第２の導体板５を曲面で構成して小型化が実現できる。

図１２は第５の変形例である。図１２に示すように、第２の導体板５は、複数の穴を有する構造としてもよい。この場合には、軽量化、配線を横切ることが可能となる。高周波電流は、第２の導体板５の縁に強く現れる傾向が有るので、図１２のように、第２の導体板５の中央に穴を開けても、高周波的にほとんど影響を受けなく、穴が無い場合と同等の電気的性能になり、利得改善効果が得られる。

図１３は第６の変形例である。図１３に示すように、第２の導体板５を第１の導体板１の外周縁に沿って配置することによって、利得改善効果が得られる。一般的に、導体板への漏洩高周波電流は、導体板の縁に強く生じる特徴が有る。つまり、導体板の縁からの放射が大きい。第２の導体板５を第１の導体板１の外周縁に沿って配置することで、第２の導体板５に振幅の大きな高周波電流が生じることとなる。この結果、第２の導体板５の放射辺からの放射が増加し、内蔵アンテナ３の配置される側と反対方向の利得改善量が大きくなる効果がある。また、第１の導体板１の外周縁に沿って、接地辺４が直線ではなく、外周縁に沿って折り曲がりで構成されてもよい。

また、第２の導体板５は、内蔵アンテナ３の偏波と同じ偏波を有するように配置されると利得改善の偏波を合わせることが可能となる。第２の導体板５からの放射は、主に第２の導体板５の放射辺を波源とするので、第２の導体板５の放射辺の向きが偏波の向きに対応する。例えば、図１の場合には、縦方向の放射辺を有するので、縦向きの直線偏波となる。また、図１３の場合には、縦方向と横方向の両方の放射辺を有するので、合成される偏波は、斜め向きの直線偏波となる。

図１４は第７の変形例である。図１４に示すように、第２の導体板の放射辺１０をのこぎり形状にすることのよって、放射辺の高周波電流の位相を調節することが可能となり、放射電波の位相を制御することが可能となる。放射辺がのこぎり状に凸凹していると、放射辺上の経路が長く見える。電流は、導体の縁に沿って強く流れると仮定する。放射辺の経路が長くなると、電流の位相がより進むこととなる。つまり、放射辺が平らな場合に対して、のこぎり状は位相の進んだ電流波源を有し、その結果、位相の進んだ電波を放射することとなる。位相の異なる放射電波は円偏波を形成する場合に有効となる。円偏波は直交し、かつ、位相差９０度の２つの直線偏波の合成と考えることが出来るので、円偏波放射に対してのこぎり状にすることでの位相制御は有効で有る。

図１５は第８の変形例である。図１５に示すように、第１の導体板１が平面構成ではなく、曲面を有する場合には、曲面に沿って第２の導体板５を設置すればよい。

図１６は第９の変形例である。図１６に示すように、第１の導体板１を挟むように、誘電体１１が覆うように構成してもよい。この場合には、誘電体１１上に回路の配線を引き回す際に、両面を用いることが可能となるメリットが有る。

図１７は第１０の変形例である。第２の導体板５を設置する側に第１の導体板１の表面が見えない場合には、図１７に示すように、第１の導体板１と接地する接地パットを誘電体基板２上に設けることで、第２の導体板５を接地することが可能となる。なお、接地パット１２は、第１の導体板１と誘電体１１を貫通するピンで接地している。

図１８は第１１の変形例である。図１８に示すように、基板２が複数のグランドを有する場合には、これらを接続ピンで接続すればよい。

図１９は第１２の変形例である。図１９に示すように、第２の導体板５は、平面構成ではなく、複数の平面を組み合わせて構成とすることもできる。図１９の例では複数の第２の導体板５を十字型に配置している。この場合には、放射辺の形状が一つの直線だけでは無くなり、放射辺の形状に対応した偏波の利得を改善することができる。この例では、垂直偏波と水平偏波の両方の利得を改善することができる。

図２０は第１３の変形例である。図２０に示すように、第２の導体板５の外周部分のみを残して他の部分を取り除き、取り除いた部分を誘電体１１で塞いでいる。このような構成の場合でも、第２の導体板５の外周部分の主放射部分は変化が無いので、利得改善効果は得られる。また、誘電体部分１１と第１の導体板１を接続することで、機械的な強度が強くなる効果が得られる。

図２１は第１４の変形例を示す図である。図２１に示すように、第２の導体板の放射辺１０を、第１の導体板１との接地辺４と平行せず曲線形状としてもよい。筐体の形状に合わせて設計する場合に有効となる。

図２２は第１５の変形例を示す図である。図２２に示すように、第２の導体板５は、厚みを有することが出来る。放射辺１０に厚さを有する場合にも、これまでの説明と同様に、利得改善効果は得られる。このように構成することで、筐体の強度を強めるための支持材を兼用することが可能となる効果が得られる。

図２３は第１６の変形例を示す図である。図２３に示すように、複数の第２の導体板５を非常に近接させて配置する。複数配置するので、利得改善効果が増加する。

図２４は第１７の変形例を示す図である。図２４に示すように、内蔵アンテナ３はパッチアンテナを用いて実現できる。低姿勢なので、小型な携帯無線機を実現することが可能となる。

図２５は第１８の変形例である。図２５に示すように、内蔵アンテナ３は、チップ誘電体アンテナを用いて実現できる。チップ誘電体アンテナは、角柱の誘電体棒の周りに螺旋状に導体を形成したものである。ヘリカルアンテナの一種といいえいる。このアンテナも小形であるので、小型な携帯無線機を実現する上で有効なアンテナである。なお、アンテナは、この種類に限らず、任意の内蔵アンテナを用いることが可能で有る。

図２６は第１９の変形例を示す図である。図２６に示すように、第１の導体板１と第２の導体板が同一導体板で構成され、接地辺４を軸にして導体板を折り曲げてもよい。

（実施例２）
図２７は、実施例２に係る携帯無線機に内蔵されるアンテナ装置の構成図である。本実施例は、第１の導体板１を有する基板２と、第１の導体板１の片側の面に給電点を有する内蔵アンテナ３と、内蔵アンテナ３の配置される面と異なる側の第１の導体板１の面に配置され、第１の導体板１と接地する接地辺４を有する複数の第２の導体板を備えている。そして第２の導体板はλ／２間隔で複数配置されている。このような構成を採ることによって、内蔵アンテナ３の配置される面と反対側の利得が改善され、無指向性に近い放射パターンを実現することが可能となる。構成要素は実施例１と同様なので詳細説明を省略する。

本実施例においては、第２の導体板５が複数配置され、また、その配置間隔がλ／２であることを特徴としている。このように配置することで、第２の導体板５の放射辺の高周波電流の位相を同位相とすることが可能となり、その結果、利得改善効果が大きくなる。

高周波電流の位相は１波長で３６０度変化するので、λ／２では１８０度変化する。したがって、λ／２離れた第２の導体板には、同位相の電流が流れることとなる。同位相の電流からの放射は同位相で合成されるために、利得改善効果が増大する。

以上説明したように、本実施例は、複数の第２の導体板５をλ／２間隔で配置することで、複数の第２の導体板５からの放射界を同位相とすることが可能となり、利得改善効果が増大する効果が得られる。なお、図２７では、２つの第２の導体板５を用いた場合を図示しているが、３以上の第２の導体板５を用いた場合にも同様に実施することが出来る。

（実施例３）
図２８は、実施例３に係わる携帯無線機に内蔵されるアンテナ装置の構成図である。本装置は、第１の導体板１を有する基板２と、第１の導体板１の片側の面に給電点を有する内蔵アンテナ３と、内蔵アンテナ３の配置される面と異なる側の第１の導体板１の面に配置され、第１の導体板１と複数箇所で接地する第２の導体板５から構成される。そして、第２の導体板５の外周部分以外の一部が誘電体で構成され、集積回路１４が誘電体上に構成されることを特徴とする。

第２の導体板５の外周部分以外は、放射に寄与する貢献度が少ない。そこで、本実施例では、第２の導体板５の外周部分以外を誘電体で構成し、そこに集積回路１４を実装する。ここで、集積回路１４とは、デジタル信号処理回路や、無線回路など、任意の集積回路でもよいし、また、抵抗やインダクタなので簡易な回路素子でもよい。

本実施例のように、第２の導体板５の一部に回路素子を実装することによって、携帯無線機内の空間の有効利用が可能となり、より小型な携帯無線機を提供できるようになる。また、利得改善効果は維持される効果も有する。実施例３においては、第２の導体板の一部に集積回路を実装することが可能となり、本来必要であった回路スペースを削減し、携帯無線機全体の小型化を実現することが可能となる。

（実施例４）
図２９は、実施例４に係る携帯無線機に内蔵されるアンテナ装置の構成図である。図２９のように、本実施例は、第１の導体板１を有する基板２と、第１の導体板１の片側の面に給電点を有する内蔵アンテナ３と、内蔵アンテナ３の配置される面と異なる側の第１の導体板１の面に配置され、第１の導体板１と複数箇所で接地する第２の導体板から構成される。そして、第２の導体板５は、近傍に存在する携帯無線機の構成要素１５と一体化していることを特徴とする。

第２の導体板５は、第２の導体板５に対して垂直方向に接続する構成のために、支持体が必要となる。しかしながら、携帯無線機の小型化や軽量化に反することになってしまう。そこで、本実施例では、第２の導体板５を近傍に配置される携帯無線機の構成要素１５と一体化する。ここで、構成要素とは、バッテリー、液晶装置、マイク、スピーカー、メモリー、入力ボタン装置など任意である。一体化することによって、第２の導体板５の支持体が必要となくなる。また、製造段階において一体製造しておけば、部品点数が削減され、携帯無線機のコスト削減につながる。

以上説明したように、本実施例では、第２の導体板５が近傍に存在する携帯無線機の構成要素と一体化することで、支持体が不要となるので、構成を簡略化でき、コストの削減を図ることができる。

（実施例５）
図３０は、実施例５に係る携帯無線機に内蔵されるアンテナ装置の構成図である。本実施例は、第１の導体板１を有する基板２と、第１の導体板１の片側の面に給電点を有する内蔵アンテナ３と、内蔵アンテナ３の配置される面と異なる側の第１の導体板１の面に配置され、第１の導体板１と複数箇所で接地する第２の導体板５から構成される。そして、第１の導体板１には接地ピン１６が配置され、第２の導体板５は筐体９に一体化して構成される。

第１の導体板１の接地ピンの一端は、第１の導体板１に接地し、接続されている。接続ピンの形状は任意でよい。ただし、複数の接続ピンの高さを同一とすることで、第２の導体板５との接続が十分に行われるようになる。

第２の導体板５は、接地辺４の近傍が折れ曲がった形状となっている。そして、放射辺を含み第２の導体板５は筐体に接続している。ここで、折れ曲がる部分の大きさは任意でよいが、接地ピンの形状と同等サイズで十分な接続が行なわれる。

このように、第１の導体板１の接地ピンと第２の導体板を構成し、携帯無線機を組み立てると、第２の導体板５の折り曲げた部分と接地ピンが自動的に接触することとなる。このために、第２の導体板を第１の導体板１へ接続する製作工程が省ける。また、接触によって電気的な接続を実現するので、小さな位置ずれが発生しても接続が実現されるので、製作誤差が大きくても問題ない。そのために、厳密な製作を必要としないので、歩留まりの改善が実現され、低コスト化に繋がる。

以上説明したように、本実施例では、第１の導体板１に接地ピン１６を設け、第２の導体板を筐体と一体化することで、第２の導体板５が第１の導体板１と接触して接地する。その結果、製作工程の削減や、歩留まりの改善、低コスト化が可能な携帯無線機を提供できる。

以上、本発明の実施形態を説明した。本発明は携帯端末だけでなく、レーダ装置へ適用範囲を広げることもできる。この場合には、無指向性の受信が可能となり、レーダの適用角度範囲が広くなる効果が得られる。また、アダプティブアレーアンテナへも適用できる。この場合には、広い角度範囲の電波を受信することが可能となり、所望波の受信や、干渉波の除去能力の向上を実現可能である。

また、本発明では、遠方の利得と同様に、近傍の電磁界を強くすることも可能であり、無線タグのような非常に近接した状態で通信を行なう場合にも適用できる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明の第１の実施例に係る携帯無線機のアンテナ装置の構成を示す図。 内蔵アンテナ３を含む周辺の構成を示す図。 本発明の第１の実施例に係る携帯無線機のアンテナ装置の筐体を含めた構成を示す。 第２の導体板５上の電流分布変化と、その結果生じる利得の改善の原理を説明するための図。 本発明に係る利得改善効果を示すグラフ。 本発明の第２の導体板５の放射辺の長さを説明する図。 本発明の第２の導体板５の高さを説明する図。 本発明の第１の実施例の第１の変形例に係る携帯無線機のアンテナ装置の構成を示す図。 本発明の第１の実施例の第２の変形例に係る携帯無線機のアンテナ装置の構成を示す図。 本発明の第１の実施例の第３の変形例に係る携帯無線機のアンテナ装置の構成を示す図。 本発明の第１の実施例の第４の変形例に係る携帯無線機のアンテナ装置の構成を示す図。 本発明の第１の実施例の第５の変形例に係る携帯無線機のアンテナ装置の構成を示す図。 本発明の第１の実施例の第６の変形例に係る携帯無線機のアンテナ装置の構成を示す図。 本発明の第１の実施例の第７の変形例に係る携帯無線機のアンテナ装置の構成を示す図。 本発明の第１の実施例の第８の変形例に係る携帯無線機のアンテナ装置の構成を示す図。 本発明の第１の実施例の第９の変形例に係る携帯無線機のアンテナ装置の構成を示す図。 本発明の第１の実施例の第１０の変形例に係る携帯無線機のアンテナ装置の構成を示す図。 本発明の第１の実施例の第１１の変形例に係る携帯無線機のアンテナ装置の構成を示す図。 本発明の第１の実施例の第１２の変形例に係る携帯無線機のアンテナ装置の構成を示す図。 本発明の第１の実施例の第１３の変形例に係る携帯無線機のアンテナ装置の構成を示す図。 本発明の第１の実施例の第１４の変形例に係る携帯無線機のアンテナ装置の構成を示す図。 本発明の第１の実施例の第１５の変形例に係る携帯無線機のアンテナ装置の構成を示す図。 本発明の第１の実施例の第１６の変形例に係る携帯無線機のアンテナ装置の構成を示す図。 本発明の第１の実施例の第１７の変形例に係る携帯無線機のアンテナ装置の構成を示す図。 本発明の第１の実施例の第１８の変形例に係る携帯無線機のアンテナ装置の構成を示す図。 本発明の第１の実施例の第１９の変形例に係る携帯無線機のアンテナ装置の構成を示す図。 本発明の第２の実施例に係る携帯無線機のアンテナ装置の構成を示す図。 本発明の第３の実施例に係る携帯無線機のアンテナ装置の構成を示す図。 本発明の第４の実施例に係る携帯無線機のアンテナ装置の構成を示す図。 本発明の第５の実施例に係る携帯無線機のアンテナ装置の構成を示す図。

符号の説明

１・・・第１の導体板
２・・・基板
３・・・内蔵アンテナ
４・・・接地辺
５・・・第２の導体板

Claims (16)

1. 無線通信可能な携帯無線機において、
   無線回路を備え、二つの対向する面を有する基板と、
   前記基板の一方の面に設けられた内蔵アンテナと、
   前記一方の面と異なる他方の面に設けられた第１の導体と、
   前記第１の導体と接地する接地辺を有する第２の導体とを備えたことを特徴とする携帯無線機。
2. 前記第２の導体は、前記第１の導体の接地辺と対向する辺に放射辺を有することを特徴とする請求項１記載の携帯無線機。
3. 前記第２の導体の放射辺の長さは、前記内蔵アンテナの動作中心周波数の波長の２分の１以下であることを特徴とする請求項１記載の携帯無線機。
4. 前記第２の導体は、前記内蔵アンテナの動作中心周波数の波長の２分の１に相当する間隔を置いて複数配置されることを特徴とする請求項１記載の携帯無線機。
5. 前記第２の導体の第１の導体からの高さは、前記内蔵アンテナの動作中心周波数の波長の４分の１以下であることを特徴とする請求項１記載の携帯無線機。
6. 前記第２の導体の接地辺は、前記内蔵アンテナの動作中心周波数の波長の１０分の１以下の間隔で、第１の導体と部分的に接地されることを特徴とする請求項１記載の携帯無線機。
7. 前記第２の導体の接地辺は、前記接地辺の両端のみが、前記第１の導体と接地することを特徴とする請求項１記載の携帯無線機。
8. 前記第２の導体は、前記第１の導体に対して垂直に接続されることを特徴とする請求項１記載の携帯無線機。
9. 前記第２の導体は、前記第１の導体の形状に合わせて曲面で構成されることを特徴とする請求項１記載の携帯無線機。
10. 前記第２の導体は、前記第１の導体の外周縁に沿って配置されることを特徴とする請求項１記載の携帯無線機。
11. 前記第２の導体は、前記内蔵アンテナの偏波と同じ偏波を有するように配置されることを特徴とする請求項１記載の携帯無線機。
12. 前記第２の導体の放射辺はのこぎり形状になっていることを特徴とする請求項１記載の携帯無線機。
13. 前記第２の導体は、外周部分以外の一部が誘電体で構成され、誘電体上に集積回路が実装されていることを特徴とする請求項１記載の携帯無線機。
14. 第２の導体は、第１の導体に実装され、かつ、第２の導体の近傍に存在する携帯無線機の構成要素と一体化していることを特徴とする請求項１記載の携帯無線機。
15. 前記第１の導体には接続ピンが配置され、前記第２の導体は筐体に一体化して構成され、前記第２の導体は前記接続ピンと接触することで接地されることを特徴とする請求項１記載の携帯無線機。
16. 二つの対向する面を有する基板と、前記基板の一方の面に設けられた内蔵アンテナと、前記一方の面と異なる他方の面に設けられた第１の導体と、前記第１の導体と接地する接地辺を有する第２の導体とを備えたことを特徴とするアンテナ装置。
    
    

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