JP2008141627A - External antenna system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば携帯電話機、PHS電話機(PHS:Personal Handyphone System)、無線通信機能を有するPDA装置(PDA:Personal Digital Assistant)、或いは携帯ゲーム機等の内蔵アンテナを有する携帯機器に設けて好適な外付けアンテナ装置に関し、特に、携帯機器に対して簡単に装着可能としたうえで、アンテナ特性の向上を図ることができるような外付けアンテナ装置に関する。 The present invention is suitable for use in portable devices having a built-in antenna such as a mobile phone, a PHS phone (PHS: Personal Handyphone System), a PDA device having a wireless communication function (PDA: Personal Digital Assistant), or a portable game machine. The present invention relates to an external antenna device, and more particularly to an external antenna device that can be easily mounted on a portable device and can improve antenna characteristics.
今日において、筐体内に設けられた、いわゆる内蔵アンテナを有する携帯電話機が知られている。近年においては、携帯電話機の筐体の小型化及び薄型化が図られており、内蔵アンテナも、この小型化及び薄型化された筐体に合わせて小型化され内蔵されるため、充分なアンテナ特性を得ることが困難となっている。 Nowadays, a mobile phone having a so-called built-in antenna provided in a housing is known. In recent years, the size and thickness of mobile phone cases have been reduced, and the built-in antenna is also reduced in size and built in in accordance with the reduced size and thickness of the case. It has become difficult to obtain.
このため、再表03/021716号(国際公開番号WO2003/021716号)の再公表特許公報(特許文献1)に、アンテナ特性の向上を図ることを目的とした「アンテナ装置」が開示されている。このアンテナ装置は、ハンドストラップに所定の波長の電波に対応する線状導体を織り込むことで形成されており、このハンドストラップを無線通信端末に設けることで、自然に該無線通信端末に外付けアンテナが設けられるようになっている。そして、無線通信端末に内蔵された内蔵アンテナと、このハンドストラップの外付けアンテナとの電磁結合により、アンテナ特性の向上を図るようになっている。 For this reason, a republished patent publication (Patent Document 1) of No. 03/021716 (International Publication No. WO2003 / 021716) discloses an “antenna device” for the purpose of improving antenna characteristics. . This antenna device is formed by weaving a linear conductor corresponding to a radio wave of a predetermined wavelength into a hand strap. By providing this hand strap in a wireless communication terminal, an external antenna is naturally attached to the wireless communication terminal. Is to be provided. The antenna characteristics are improved by electromagnetic coupling between the built-in antenna built in the wireless communication terminal and the external antenna of the hand strap.
しかし、特許文献1に開示されているアンテナ装置の場合、そもそも手で把持するハンドストラップが外付けアンテナとなっているため、通信時に当該ハンドストラップを手で把持して通信を行うと、外付けアンテナが有効に機能せず、良好なアンテナ特性を得られないおそれがある。
However, in the case of the antenna device disclosed in
また、ハンドストラップを手で把持しない状態で通信を行った場合、ユーザの体の移動や手の移動で当該ハンドストラップが揺れるため、当該ハンドストラップである外付けアンテナと内蔵アンテナとの位置関係が安定せず、外付けアンテナと内蔵アンテナとの良好な電磁結合を得ることができず、やはり良好なアンテナ特性を得られないおそれがある。 In addition, when communication is performed without holding the hand strap by hand, the hand strap is shaken by movement of the user's body or hand, so the positional relationship between the external antenna and the built-in antenna is the hand strap. It is not stable and good electromagnetic coupling between the external antenna and the built-in antenna cannot be obtained, and there is a possibility that good antenna characteristics cannot be obtained.
また、無線通信端末の内蔵アンテナと、上記ハンドストラップの外付けアンテナとの電磁結合を図るために、上記内蔵アンテナと上記ハンドストラップとが近接するように、無線通信端末の特別な位置に上記ハンドストラップを取り付ける必要がある。換言すれば、通常では取り付けられることの無い位置に、ハンドストラップを取り付ける必要がある。従って、この特別な位置に上記ハンドストラップを取り付けるための特別な構造が、無線通信端末側に必要となる問題がある。 Further, in order to achieve electromagnetic coupling between the built-in antenna of the wireless communication terminal and the external antenna of the hand strap, the hand is placed at a special position of the wireless communication terminal so that the built-in antenna and the hand strap are close to each other. It is necessary to attach a strap. In other words, it is necessary to attach the hand strap to a position where it is not normally attached. Therefore, there is a problem that a special structure for attaching the hand strap to this special position is required on the wireless communication terminal side.
本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、無線通信機器側に特別な構造を必要とすることなく、該無線通信機器に対して簡単に装着することができ、また、内蔵アンテナとの間の固定的な位置関係により良好なアンテナ特性を得ることができるような外付けアンテナ装置の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and can be easily attached to the wireless communication device without requiring a special structure on the wireless communication device side. An object of the present invention is to provide an external antenna device that can obtain good antenna characteristics due to the fixed positional relationship between the two.
本発明に係る外付けアンテナ装置は、筐体内に設けられた内蔵アンテナを備えた無線通信機器に設けられる外付けアンテナ装置であって、上述の課題を解決するための手段として、
上記筐体に被覆、或いは上記筐体を挟持するかたちで、上記内蔵アンテナと相対向するように該筐体に設けられる装着部と、
上記装着部に対して電気的及び物理的に接続された、上記内蔵アンテナと同じ周波数帯域に対応するアンテナエレメントと
を有する。
An external antenna device according to the present invention is an external antenna device provided in a wireless communication device provided with a built-in antenna provided in a housing, and as means for solving the above-described problem,
A mounting portion provided on the casing so as to face the built-in antenna in a manner covering the casing or sandwiching the casing;
And an antenna element that is electrically and physically connected to the mounting portion and that corresponds to the same frequency band as the built-in antenna.
このような本発明は、無線通信機器の筐体に装着部を被覆することで、この装着部を介して当該装着部に電気的及び物理的に接続されたアンテナエレメントを上記筐体に装着する。或いは、無線通信機器の筐体を装着部で挟持することで、この装着部を介して当該装着部に電気的及び物理的に接続されたアンテナエレメントを上記筐体に装着する。これにより、無線通信機器の筐体に対して装着部を被覆、或いは無線通信機器の筐体を装着部で挟持させるだけで、該無線通信機器の筐体に対してアンテナエレメントを簡単に装着することができる。このため、当該外付けアンテナ装置を装着するための特別な構造を無線通信機器の筐体に設けることを不要とすることができる。 According to the present invention, the housing portion of the wireless communication device is covered with the mounting portion, so that the antenna element electrically and physically connected to the mounting portion is mounted on the housing through the mounting portion. . Alternatively, by holding the housing of the wireless communication device between the mounting portions, the antenna element electrically and physically connected to the mounting portion via the mounting portion is mounted on the housing. As a result, the antenna element can be easily attached to the case of the wireless communication device simply by covering the case with the case of the wireless communication device or simply holding the case of the wireless communication device with the attachment portion. be able to. For this reason, it is unnecessary to provide a special structure for mounting the external antenna device on the housing of the wireless communication device.
また、装着部は、無線通信機器の筐体内に設けられた内蔵アンテナと相対向するように装着されるうえ、この装着部を介してアンテナエレメントが筐体に対して固定的に装着されるため、当該外付けアンテナ装置と内蔵アンテナとの間の固定的な位置関係を確立することができ、良好なアンテナ特性を得ることができる。 In addition, the mounting portion is mounted so as to face the built-in antenna provided in the housing of the wireless communication device, and the antenna element is fixedly mounted to the housing via the mounting portion. A fixed positional relationship between the external antenna device and the built-in antenna can be established, and good antenna characteristics can be obtained.
本発明は、無線通信機器側に特別な構造を必要とすることなく、該無線通信機器に対して簡単に装着することができる。また、内蔵アンテナとの間の固定的な位置関係により良好なアンテナ特性を得ることができる。 The present invention can be easily attached to the wireless communication device without requiring a special structure on the wireless communication device side. Also, good antenna characteristics can be obtained due to the fixed positional relationship with the built-in antenna.
本発明は、例えば800MHzの周波数帯域、及び2GHzの周波数帯域の電波を送受信する、いわゆるデュアルバンド対応の内蔵アンテナを備えた携帯電話機の外付けアンテナに適用することができる。 The present invention can be applied to an external antenna of a mobile phone having a so-called dual-band built-in antenna that transmits and receives radio waves in a frequency band of 800 MHz and a frequency band of 2 GHz, for example.
[外付けアンテナの構成]
まず、図1(a)に、この本発明の実施の形態となる外付けアンテナ1を裏面から見た図を、図1(b)に外付けアンテナ1の裏面を斜めから見た図をそれぞれ示す。この図1(a)及び図1(b)からわかるように、当該外付けアンテナ1は、携帯電話機に対して装着を図るための装着部2と、装着部2に対して物理的かつ電気的に接続された第1のアンテナエレメント3及び第2のアンテナエレメント4とを有している。
[Configuration of external antenna]
First, FIG. 1 (a) shows a view of the
一例ではあるが、全体的な横幅は約100mm、各アンテナエレメント3、4の横幅は約40mmとなっている。また、第1のアンテナエレメント3は、上記800MHzの周波数帯域に対応するアンテナエレメントとなっており、所定のスリットが設けられた円板形状を有している。第2のアンテナエレメント4は、上記2GHzの周波数帯域に対応するアンテナエレメントとなっており、上記第1のアンテナエレメント3と略々同径の円板形状を有している。
As an example, the overall width is about 100 mm, and the width of each
装着部2は、図1(b)からわかるように長方形状の平板部材を略「コの字」形状に折曲加工することで形成されており、その横幅は、当該外付けアンテナ1を装着する携帯電話機の横幅よりも若干大きな横幅となっている。
The
[携帯電話機の内蔵アンテナの構成]
このような外付けアンテナ1が装着される携帯電話機の筐体内には、例えば図2(a)及び図2(b)に示す内蔵アンテナ10が収納されている。なお、図2(a)は内蔵アンテナ10を正面から見た図、図2(b)は内蔵アンテナ10の斜視図である。
[Configuration of built-in antenna of mobile phone]
For example, a built-
この図2(a)及び図2(b)からわかるように、内蔵アンテナ10は、800MHzの周波数帯域に対応する第1のアンテナエレメント11、及び2GHzの周波数帯域に対応する第2のアンテナエレメント12を有する、いわゆるデュアルバンド対応の内蔵アンテナとなっている。また、この内蔵アンテナ10は、当該内蔵アンテナ10に電力を供給するための給電点13を有している。
As can be seen from FIGS. 2A and 2B, the built-
この内蔵アンテナ10は、携帯電話機の裏面側の上端部近傍(=携帯電話機の表示部が設けられている面に対して反対側となる面の上端部近傍)に設けられている。
This built-in
[携帯電話機に対する外付けアンテナの装着]
次に、図3(a)に外付けアンテナ1を装着した状態の携帯電話機を当該携帯電話機の裏面側から見た図を、図3(b)に外付けアンテナ1を装着した状態の携帯電話機を当該携帯電話機の正面側から見た図を示す。この図3(a)及び図3(b)からわかるように、外付けアンテナ1を携帯電話機20に装着する場合、外付けアンテナ1の装着部2の横幅と携帯電話機20の横幅とを合わせ、略「コの字」形状に折曲加工されている装着部2の間隙部に携帯電話機20の筐体を押し込むかたちで、当該外付けアンテナ1を携帯電話機20に装着する。これにより、携帯電話機20の筐体側に当該外付けアンテナ1を装着するための特別な構造を設けることなく、言わばワンタッチで当該外付けアンテナ1を携帯電話機20に簡単に装着することができる。
[Attaching an external antenna to a mobile phone]
Next, FIG. 3A is a view of the mobile phone with the
上述のように装着部2の横幅は携帯電話機20の横幅よりも、若干大きめに形成されている。このため、外付けアンテナ1を携帯電話機20に装着すると、携帯電話機20の筐体が装着部2で挟持されるかたちで、当該外付けアンテナ1が携帯電話機20に固定されて装着されることとなる。また、この外付けアンテナ1が装着される部分は、携帯電話機20の内蔵アンテナ10が設けられている部分である。さらには、この外付けアンテナ1が装着される部分は、携帯電話機20の内蔵アンテナ10の給電点13の近傍となり、電流の流れが大きな部分である。このため、外付けアンテナ1を携帯電話機20に装着することにより、内蔵アンテナ10と装着部2が相対向する位置関係となり、外付けアンテナ1及び内蔵アンテナ10の良好な容量結合が得られることとなる。
As described above, the width of the
これにより、装着部2に設けられている各アンテナエレメント3、4が、当該装着部2を介して携帯電話機20に対して固定的に装着されて、内蔵アンテナ10との相対向する位置関係を安定して保持することができるうえ、この両者の安定した位置関係の保持により、外付けアンテナ1と携帯電話機20内の内蔵アンテナ10との安定した容量結合を得ることができるため、良好なアンテナ特性を得ることができる。
As a result, each
[外付けアンテナの装着によるアンテナ特性の向上]
本件出願人が、このような外付けアンテナ1を試作し、携帯電話機20に装着して測定したアンテナ特性を図4に示す。この図4に示す測定結果は、図5に示すように外付けアンテナ1を装着した携帯電話機を、自由空間において通常の通話状態として得られた測定結果である。
[Improving antenna characteristics by attaching external antennas]
FIG. 4 shows antenna characteristics measured by the applicant of the present invention by making a prototype of such an
図4に示すアンテナ特性のグラフは、横軸がGSM方式(GSM:Global System for Mobile Communications)、DCS方式(DCS:Digital Communications System)、PCS方式(PCS:Personal Communication Services)及びUMTS方式(UMTS:Universal Mobile Telecommunications System)の各通信方式で使用されている周波数帯域、縦軸が放射効率(dB)となっている。また、この図4は、点線で示すグラフが各通信方式における内蔵アンテナ10のみの放射効率を、実線で示すグラフが各通信方式における外付けアンテナ1を装着した際の放射効率を示している。
In the graph of antenna characteristics shown in FIG. 4, the horizontal axis is GSM (Global System for Mobile Communications), DCS (DCS: Digital Communications System), PCS (PCS: Personal Communication Services), and UMTS (UMTS: The frequency band used in each communication system (Universal Mobile Telecommunications System), and the vertical axis represents the radiation efficiency (dB). Further, in FIG. 4, the graph indicated by the dotted line indicates the radiation efficiency of only the built-in
この図4から、携帯電話機20に対して外付けアンテナ1を装着することで、各通信方式で使用されているいずれの周波数帯域においても、良好な放射効率を得られることがわかるであろう。特に、GSM方式の900MHz帯では、6.5dBもの放射効率の向上を得ることができた。
It can be seen from FIG. 4 that by attaching the
この外付けアンテナ1は、携帯電話機20に装着すると、当該携帯電話機20の筐体外に各アンテナエレメント3、4が位置することとなる。また、アンテナエレメント3、4の形状を、面形状(或いは線形状でもよい。)としているため、グランドに流れる電流が少なくなる。このため、図5に示すような人体近接時においても、良好なアンテナ特性を得ることができるのである。
When the
[装着部の変形例]
主に図1(b)に示した装着部2は、略「コの字」形状に折曲加工したものであったが、この装着部2の形状としては、図6(a)に示すように略「Cの字」に折曲加工した形状としてもよい。この場合、携帯電話機20に外付けアンテナ1を装着した場合に、「Cの字」形状を有する装着部2により、携帯電話機20の筐体を前後左右の各面から挟持することができ、当該外付けアンテナ1を携帯電話機20に対して、より安定的に装着可能とすることができる。
[Modification of mounting part]
The mounting
この他、装着部2の形状としては、図6(b)に示すように略「Oの字」に折曲加工した形状としてもよい。この場合、携帯電話機20の上端部を当該装着部2の空隙部40に挿入するかたちで、該携帯電話機20に外付けアンテナ1を装着する。これにより、携帯電話機20の筐体を、前後左右の各面からさらに強固に挟持することができ、当該外付けアンテナ1を携帯電話機20に対して、さらに安定的に装着可能とすることができる。
In addition, as the shape of the mounting
[アンテナエレメントの変形例]
図1(a)及び図1(b)に示した例の場合、第1のアンテナエレメント3に対してスリットを設けることとしたが、これは図7(a)に示すように第2のアンテナエレメント4に対してスリットを設けるようにしてもよい。この場合、第1のアンテナエレメント3が2GHzの周波数帯域に対応し、第2のアンテナエレメント4が800MHzの周波数帯域に対応することとなる。
[Modification of antenna element]
In the case of the example shown in FIGS. 1A and 1B, a slit is provided in the
また、図7(b)に示すように第1のアンテナエレメント3及び第2のアンテナエレメント4に対してそれぞれスリットを設けるようにしてもよい。すなわち、スリットは、送受信する周波数帯域に応じて設けられるものである。
Further, as shown in FIG. 7B, a slit may be provided for each of the
また、図1(a)及び図1(b)に示した例の場合、デュアルバンド対応とするために、各周波数帯域用の2つのアンテナエレメント3、4を設けたが、シングルバンドにのみ対応する場合には、図7(c)に示すように一つのみアンテナエレメントを設ければよい。同様に、トリプルバンドに対応する場合には、各周波数帯域に対応する3つのアンテナエレメントを設ければよい。
In addition, in the case of the example shown in FIGS. 1A and 1B, two
また、図1(a)及び図1(b)に示した例の場合、各アンテナエレメント3、4は円板形状であることとしたが、これは線形状、或いは図7(d)に示すように螺旋形状としてもよい。この場合、通話時において、アンテナエレメントが人体から遠ざかる方向に位置することとなるため、さらに良好なアンテナ特性を得ることができる。
In the case of the example shown in FIGS. 1A and 1B, each
また、図1(a)及び図1(b)に示した例の場合、各アンテナエレメント3、4は円板形状であることとしたが、これは図7(e)に示すように半楕円形状としてもよい。
In the example shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), each
また、図1(a)及び図1(b)に示した例の場合、アンテナエレメント側にスリットを設けることとしたが、これは図7(f)に示すように装着部2に対してスリットを設けてもよい。
Further, in the example shown in FIGS. 1A and 1B, a slit is provided on the antenna element side, but this is a slit with respect to the mounting
すなわち、アンテナエレメントの形状、設ける数、スリットの有無、スリットを設ける位置等は、当該外付けアンテナ1で、目的とする周波数帯域の電波を良好に送受信できるように、それぞれ外付けアンテナ1全体として調整すればよい。
That is, the shape of the antenna element, the number provided, the presence / absence of a slit, the position where the slit is provided, etc. Adjust it.
[実施の形態の効果]
以上の説明から明らかなように、この実施の形態の外付けアンテナは、携帯電話機20の筐体を装着部2で挟持することで、この装着部2を介して当該装着部2に電気的及び物理的に接続されたアンテナエレメント3、4を該筐体に装着する。或いは、携帯電話機20の筐体に装着部2を被覆することで、この装着部2介して当該装着部2に電気的及び物理的に接続されたアンテナエレメント3、4を上記筐体に装着する。
[Effect of the embodiment]
As is clear from the above description, the external antenna of this embodiment is electrically connected to the mounting
これにより、携帯電話機20の筐体を装着部2で挟持、或いは携帯電話機20の筐体に装着部2を被覆するだけで、該携帯電話機20の筐体に対して当該外付けアンテナ1を簡単に装着することができる。このため、外付けアンテナ1を装着するための特別な構造を携帯電話機20の筐体に設けることを不要とすることができる。
Accordingly, the
また、装着部2は、携帯電話機20の筐体内に設けられた内蔵アンテナ10と相対向するように装着されるうえ、この装着部2を介して各アンテナエレメント3、4が筐体に対して固定的に装着されるため、当該外付けアンテナ1と内蔵アンテナ10との間の固定的な位置関係を確立することができ、良好なアンテナ特性を得ることができる。
The mounting
なお、上述の実施の形態の説明では、本発明を携帯電話機の外付けアンテナに適用することとしたが、本発明は、この他、PHS電話機(PHS:Personal Handyphone System)、無線通信機能を有するPDA装置(PDA:Personal Digital Assistant)、携帯ゲーム機、携帯テレビジョン受像機等の他の携帯機器の外付けアンテナにも適用可能である。そして、いずれの場合でも、上述と同じ効果を得ることができる。 In the above description of the embodiment, the present invention is applied to an external antenna of a mobile phone. However, the present invention has a PHS phone (PHS: Personal Handyphone System) and a wireless communication function. The present invention can also be applied to an external antenna of another portable device such as a PDA device (PDA: Personal Digital Assistant), a portable game machine, and a portable television receiver. In any case, the same effect as described above can be obtained.
また、例えば動物、仮想動物、マンガやゲーム等のキャラクタの顔等を象ったカバーで上記外付けアンテナ1を被覆してもよい。この場合、カバーの部材としては、フェルト等の通信に悪影響を及ぼさない部材で形成することが好ましいであろう。これにより、当該外付けアンテナ1をアクセサリーとして用いることができる。
For example, the
また、外付けアンテナ1にストラップ装着部材を設けてもよい。これにより、このストラップ装着部材を介して、当該外付けアンテナ1を、携帯電話機に装着されている携帯ストラップに装着して携帯可能とすることができる。
Further, a strap attachment member may be provided on the
最後に、本発明は、本発明の一例として開示したに過ぎない上述の実施の形態に限定されることはない。このため、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、上述の実施の形態以外であっても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。 Finally, the present invention is not limited to the above-described embodiment, which is disclosed only as an example of the present invention. For this reason, as long as it is the range which does not deviate from the technical idea which concerns on this invention, it adds that it is needless to say that various changes are possible according to a design etc. also except the above-mentioned embodiment. .
1 外付けアンテナ、2 外付けアンテナの装着部、3 800MHzの周波数帯域用の第1のアンテナエレメント、4 2GHzの周波数帯域用の第2のアンテナエレメント、10 携帯電話機の内蔵アンテナ、11 内蔵アンテナの800MHzの周波数帯域用の第1のアンテナエレメント、12 内蔵アンテナの2GHzの周波数帯域用の第2のアンテナエレメント、13 内蔵アンテナの給電点、20 携帯電話機
DESCRIPTION OF
Claims (3)
上記筐体に被覆、或いは上記筐体を挟持するかたちで、上記内蔵アンテナと相対向するように該筐体に設けられる装着部と、
上記装着部に対して電気的及び物理的に接続された、上記内蔵アンテナと同じ周波数帯域に対応するアンテナエレメントと
を有することを特徴とする外付けアンテナ装置。 An external antenna device provided in a wireless communication device provided with a built-in antenna provided in a housing,
A mounting portion provided on the casing so as to face the built-in antenna in a manner covering the casing or sandwiching the casing;
An external antenna device comprising: an antenna element that is electrically and physically connected to the mounting portion and that corresponds to the same frequency band as the internal antenna.
上記装着部は、上記内蔵アンテナの給電点に近接し、かつ、上記内蔵アンテナと相対向するように上記筐体に設けられること
を特徴とする外付けアンテナ装置。 The external antenna device according to claim 1,
The external antenna device, wherein the mounting portion is provided in the housing so as to be close to a feeding point of the built-in antenna and to face the built-in antenna.
上記内蔵アンテナは、それぞれ異なる複数の周波数帯域に対応可能となっており、
上記アンテナエレメントは、上記内蔵アンテナが対応している上記複数の周波数帯域のうち、いずれか一つの周波数帯域に対応するアンテナエレメントが上記装着部に設けられており、或いは上記内蔵アンテナが対応している各周波数帯域に対応するアンテナエレメントが、それぞれ上記装着部に設けられていること
を特徴とする外付けアンテナ装置。 The external antenna device according to claim 1 or 2,
The built-in antenna is compatible with multiple different frequency bands,
The antenna element is provided with an antenna element corresponding to any one of the plurality of frequency bands supported by the built-in antenna in the mounting portion, or the built-in antenna corresponds to the antenna element. An external antenna device characterized in that an antenna element corresponding to each frequency band is provided in the mounting portion.
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