JP2009094860A - アンテナ装置およびそれを用いた携帯無線装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ボタンを押すことにより、２つ折り式携帯無線装置が自動的に開くと共に、アンテナとして動作するヒンジ一体アンテナ装置を提供する。
【解決手段】ヒンジ一体アンテナ１０１は、金属製のワンプッシュヒンジ１０２がアンテナエレメント１０３を介して給電部１０４に接続されている。ワンプッシュヒンジ１０２の略円筒形状の固定部１０２ａにおける一方の端部は、同じく略円筒形状の摺動部１０２ｂと同心円上に回転可能な状態で接続され、固定部１０２ａの他端にはボタン部１０２ｃが接続されている。固定部１０２ａの側面部表面にはアンテナエレメント１０３の接続部１０３ｄを介して電気長補正素子１０３ａの一方の端部が電気的に接続され、電気長補正素子１０３ａの他端には共振素子１０３ｂが接続されている。電気長補正素子１０３ａと共振素子１０３ｂとの接続点は、給電線１０３ｃを介して給電部１０４に接続されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、主として携帯電話機等の通信機器に用いられるヒンジ一体アンテナ装置と、それを用いた携帯無線装置に関する。

携帯無線装置は、従来の電話機として使用されるのみならず、電子メールの送受信やＷＷＷ（ワールド・ワイド・ウェブ）によるウェブページの閲覧などを行うデータ端末機に変貌を遂げており、そのためディスプレイの大型化が進められている。このような状況にあって、携帯無線装置の小型化に適しており、かつディスプレイの大画面化に適していると考えられる２つ折り式の携帯電話端末が普及してきている。また、携帯電話機等の無線通信装置の小型化、薄型化が急速に進んでおり、２つ折り式の携帯電話端末にはボタンを押すと操作可能となる角度まで自動で端末をオープンする機能を備えたワンプッシュヒンジを搭載した携帯無線装置がある。さらに、従来の携帯端末のアンテナ装置として、ヒンジ部近傍にアンテナ素子を配置するものがあり、このような従来の携帯無線装置の構成例を図１３に示す。

図１３（ａ）は、従来の２つ折り式携帯無線装置を開いた状態での平面図であり、図１３（ｂ）は、その側面図であり、図１３（ｃ）は従来のワンプッシュヒンジの構成例を示す図である。図１３（ａ）から（ｃ）において、携帯無線装置１３０１は上側筐体２０２と下側筐体１３０２がヒンジ部２０４を介して折り畳み可能となるよう接続されており、上側筐体２０２には、携帯無線装置の情報を表示するディスプレイ２０５と、通話時に音声が聞こえる音孔部２０６とが配置されており、下側筐体１３０２には、ボタン操作を行うキー２０７と、マイク２０８と、電池２０９と、内蔵アンテナ１３０４とが配置されており、ヒンジ部２０４の内部には、金属製のワンプッシュヒンジ１３０３が固定して接続されている。さらに、下側筐体１３０２の内部であってヒンジ部２０４近傍には内蔵アンテナ１３０４が内蔵されている。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献として、例えば、特許文献１が知られている。
特許第３９８４３０５号公報

しかしながら、従来の携帯無線装置は、ヒンジ部近傍に配置された内蔵アンテナが所望の特性を満足するよう下側基板のＧＮＤやワンプッシュヒンジ等の金属から所定の間隔を空けて配置する必要があるために、下側筐体がヒンジ部よりも突出してしまうという課題がある上、ワンプッシュヒンジとの電磁結合が増加するため携帯無線装置の厚さを薄くできないという課題があった。さらに、内蔵アンテナの占有スペースが大きくなり、端末全体の小型化が困難であるという課題があった。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたもので、アンテナとしての専用部品を最小限に抑えた上で、良好なアンテナ特性を維持したままで、部品点数の削減、薄型化軽量化を兼ね備えた携帯無線装置を提供することを目的とする。

上記問題点を解決するために、第１の本発明は、第１筐体と第２筐体とを連結するヒンジ部を備えた携帯端末に搭載するアンテナ装置であって、前記ヒンジ部には金属製のワンプッシュヒンジを備え、第２筐体の内部のグランド層に形成された給電部を備え、前記給電部と前記ワンプッシュヒンジとに電気的に接続された給電素子と、前記ワンプッシュヒンジとを用いて第１周波数帯のアンテナとして機能させたアンテナ装置である。

また、第２の本発明は、ワンプッシュヒンジの固定部に給電素子を介して給電部が電気的に接続されたアンテナ装置である。

また、第３の本発明は、第２ヒンジ部と前記第２筐体とを連結する金属製のネジ受部を介して前記ワンプッシュヒンジを給電するアンテナ装置である。

また、第４の本発明は、第１筐体と第２筐体とを連結するヒンジ部を備えた携帯端末に搭載するアンテナ装置であって、固定部と、摺動部と、ボタン部とを構成要素とする金属製のワンプッシュヒンジを備え、前記ヒンジ部は、前記第１筐体に対して固定して接続された第１ヒンジ部と、前記第２筐体に対して固定して接続された第２ヒンジ部とを構成要素とし、前記固定部は前記第２ヒンジ部に固定して接続され、前記摺動部は前記第１ヒンジ部に固定して接続され、前記第１筐体の内部のグランド層に形成された給電部と、この給電部に接続されると共に前記摺動部に電気的に接続された給電素子とを備え、前記給電素子と前記ワンプッシュヒンジとを用いて第１周波数帯のアンテナとして機能するアンテナ装置である。

また、第５の本発明は、第１周波数帯のアンテナから出力される高周波信号を増幅させる増幅回路と、前記増幅回路を高周波的に接地する接地端子と、前記増幅回路の出力側に接続されるとともに前記増幅回路からの出力信号を復調するテレビチューナーとを備えたアンテナ装置である。

また、第６の本発明は、ワンプッシュヒンジを、誘電体材料あるいは磁性体材料のいずれかを介して容量性給電するアンテナ装置である。

また、第７の本発明は、給電素子に接続された共振素子とを備え、前記給電素子および前記共振素子とを用いて前記第１周波数帯より高い第２周波数帯のアンテナとして機能させることによりマルチバンド通信を実現させたアンテナ装置である。

また、第８の本発明は、前記共振素子は、前記ヒンジ部に沿って配置されており、前記共振素子の開放端は前記ワンプッシュヒンジより突出したアンテナ装置である。

また、第９の本発明は、ワンプッシュヒンジと前記共振素子とを電気的に接続する電気長補正素子とを備え、前記電気長補正素子はメアンダ形状またはヘリカル形状であるアンテナ装置である。

また、第１０の本発明は、ワンプッシュヒンジの摺動部の先端部分に電気長補正素子を備え、前記電気長補正素子はメアンダ形状またはヘリカル形状であるアンテナ装置である。

また、第１１の本発明は、ヒンジ部の表面部分は、誘電体材料あるいは磁性体材料のいずれかで構成するアンテナ装置である。

また、第１２の本発明は、上記アンテナ装置を搭載した携帯無線装置である。

上記構成により、ワンプッシュヒンジをアンテナの一部として機能せしめることにより、従来の携帯無線装置において課題であった下側筐体の突出を抑制することができる上、端末全体の厚みを薄型化することが可能となる。即ち、２つ折り式携帯無線装置において、良好なアンテナ特性を維持したままで、部品点数の削減、薄型化軽量化を兼ね備えた携帯無線装置を提供することができる。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、同様の構成要素については同一の符号を付している。

（第１の実施形態）
図１（ａ）（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す図であり、図２（ａ）（ｂ）（ｃ）は、図１のアンテナ装置を備えた携帯無線通信装置の構成例を示す図である。

図１において、本実施形態のヒンジ一体アンテナ１０１は、金属製のワンプッシュヒンジ１０２がアンテナエレメント１０３を介して給電部１０４に接続されている。この場合、ワンプッシュヒンジ１０２の略円筒形状の固定部１０２ａにおける一方の端部は、同じく略円筒形状の摺動部１０２ｂと同心円上に回転可能な状態で接続され、固定部１０２ａの他端にはボタン部１０２ｃが接続されている。なお、図示されていないが、ワンプッシュヒンジ１０２の内部には金属製のバネと軸が備えられており、ボタン部１０２ｃを押すことにより摺動部１０２ｂが回転する。また、固定部１０２ａの側面部表面にはアンテナエレメント１０３の接続部１０３ｄを介して電気長補正素子１０３ａの一方の端部が電気的に接続され、電気長補正素子１０３ａの他端には共振素子１０３ｂが接続されている。また、電気長補正素子１０３ａと共振素子１０３ｂとの接続点は、給電線１０３ｃを介して給電部１０４に接続されている。

なお、ワンプッシュヒンジ１０２が金属製である場合について説明したが、表面が樹脂材で覆われた構成や、固定部表面または摺動部表面が樹脂で構成される等、一部に樹脂を用いてもよいことは言うまでもない。

なお、本実施形態では電気長補正素子を用いた構成例について説明したが、これに限定されるものではなく、電気長補正素子を用いなくても所望の周波数帯において所望の特性を満足する場合には電気長補正素子を省略可能であることは当然のことである。さらに、電気長補正素子がメアンダライン形状である場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ヘリカル形状であってもよいことはもちろんのことである。

なお、複数の周波数帯、例えば９００ＭＨｚ帯と２ＧＨｚ帯の両方の周波数帯で当該アンテナ装置が動作可能とするために、ワンプッシュヒンジ１０２と電気長補正素子１０３ａおよび給電線１０３ｃの電気長が９００ＭＨｚにおいて略１／４波長となるように調整されており、共振素子１０３ｂおよび給電線１０３ｃの電気長が２ＧＨｚにおいて略１／４波長となるように調整されている。この場合、共振素子１０３ｂとワンプッシュヒンジ１０２との電磁結合により、９００ＭＨｚ帯と２ＧＨｚ帯の間の周波数帯において略反共振となる。これにより、２ＧＨｚ帯のインピーダンス特性が狭帯域特性になる場合があるので、そのような場合には共振素子１０３ｂの開放端は摺動部１０２ｂの開放端よりもＤ１だけ突出して配置することにより高域側のアンテナ特性を広帯域化することが可能となる。特に、９００ＭＨｚ帯と１．７ＧＨｚ帯および２ＧＨｚ帯をカバーする場合には、共振素子とワンプッシュヒンジとの電磁結合によって１．７ＧＨｚ帯のインピーダンス特性が大きく劣化する場合があるため、突出配置による広帯域化によって１．７ＧＨｚ帯と２ＧＨｚ帯を同時にカバーすることが期待できることはもちろんのことである。

また、図２において、本実施形態のヒンジ一体アンテナ１０１を備えた携帯無線装置２０１は、上側筐体２０２と下側筐体２０３とがヒンジ部２０４を介して２つ折り可能となるよう接続されており、携帯無線装置の情報を表示するディスプレイ２０５は上側筐体２０２の折り畳まれた内側の面に配置され、通話時に相手の音声が聞こえる音孔部２０６は上側筐体２０２の上側ヒンジ２０４ｃと反対側に配置され、ボタン操作を行うキー２０７は下側筐体２０３の折り畳まれた内側の面に配置され、マイク２０８は下側筐体２０３の下端部付近でヒンジ部と反対側の位置に配置され、電池２０９は下側筐体２０３のキー２０７とは反対側の面に配置されている。上側筐体２０２の内部には、上側ＧＮＤ部２１０がヒンジ部２０４から所定の間隔Ｄ２だけ離して内蔵され、下側筐体２０３の内部には、下側ＧＮＤ部２１１が内蔵され、下側ＧＮＤ部２１１上には無線回路部２１２が配置されている。この場合、ヒンジ部２０４の下側ヒンジ２０４ａ、２０４ｂは下側筐体２０３と接続または一体形成されており、上側ヒンジ２０４ｃは上側筐体２０２と接続または一体形成されている。さらに、ヒンジ一体アンテナ１０１の固定部１０２ａは下側ヒンジ２０４ａの内側に固定して接続され、摺動部１０２ｂは上側ヒンジ２０４ｃの内側に固定して接続され、アンテナエレメント１０３は下側筐体２０３のヒンジ部付近に内蔵され、給電部２１３を介して無線回路部２１２に接続されている。

なお、上側ＧＮＤ部２１０とヒンジ部２０４との所定の間隔Ｄ２は、一例として３ｍｍ以上であることが望ましい。間隔Ｄ２が３ｍｍ未満となる場合にはヒンジ一体アンテナと上側ＧＮＤ部との電磁結合が強くなるために開状態と閉状態でヒンジ一体アンテナの特性が大きく変化する場合がある。

なお、本実施の形態ではＤ２を３ｍｍ以上としたが、これに限定されるものではなく、例えば所望帯域が狭い場合にはＤ２を３ｍｍ以内としてもよいことは当然のことである。さらに、ヒンジ一体アンテナと上側ＧＮＤ部とを電気的に接続してもよいことは言うまでもないが、この場合には携帯無線装置を開状態で使用する場合にアンテナの共振周波数を低減する効果や広帯域化の効果に加えて通話時の人体影響を低減する効果が期待できることはもちろんのことであるが、一方、閉状態で使用する場合にヒンジ一体アンテナの性能が劣化するため、所望特性を満足するよう他のアンテナと組み合わせることが好ましい。

以上のように構成された携帯無線装置において、音声、データ、画像等を送信する場合には、無線回路部２１２において高周波信号に変換された信号は給電部２１３を介してヒンジ一体アンテナ１０１に入力され、信号が９００ＭＨｚ帯の場合には給電線１０３ｃと電気長補正素子１０３ａおよびワンプッシュヒンジ１０２から電波として空間に放射される。また、信号が２ＧＨｚ帯の場合には主として給電線１０３および共振素子１０３ｂから電波として空間に放射される。次に、音声、データ、画像等を受信する場合には、ワンプッシュヒンジ１０２と電気長補正素子１０３ａおよび給電線１０３ｃとで受信された９００ＭＨｚ帯の信号は給電部１０４を介して無線回路部２１２に入力され、一方、共振素子１０３ｂおよび給電線１０３ｃで受信された２ＧＨｚ帯の信号は給電部１０４を介して無線回路部２１２入力され、入力されたそれぞれの高周波信号は無線回路部２１２においてそれぞれ復調される。

このように、ワンプッシュヒンジ１０２をアンテナの一部として動作させることにより、従来のアンテナ装置と比較してアンテナ占有スペースを大幅に少なくすることが可能となる。特に、ワンプッシュヒンジ１０２を低周波側のアプリケーション用アンテナの一部として動作せしめることにより、アンテナの長手方向の寸法を従来に比べて短くすることが可能となるため、上下筐体を接続するフレキシブルケーブル等の電磁影響を低減することができ、放射効率の向上が期待できる。また、共振素子１０３ｂおよび給電線１０３ｃを２次元構造で形成することにより、携帯無線端末における下側筐体の厚さを薄くすることが可能であることは当然のことである。さらに、共振素子を高周波側のアプリケーション用アンテナの一部として動作せしめることにより、従来のアンテナエレメントと比較して大幅に小型化が可能であるため、下側筐体をヒンジ部付近で突出させる必要がなくなり、デザイン性が向上することはもちろんのことである。

なお、本実施形態におけるアンテナ装置は複数の周波数帯に対応可能な場合について説明したが、これに限定されるものではなく、単一周波数帯に対しても適用可能であることは言うまでもない。例えば図３に示すように、摺動部１０２ｂの開放端部に電気長補正素子３０２が電気的に接続されることで所望の周波数帯で共振させることが可能となる。また、電気長補正素子３０２は図３に示した構成に限定されるものではなく、線状あるいは板状のエレメントで構成されていてもよく、例えば図４に示すようにメアンダライン構造としてもよいことは当然のことである。

（第２の実施形態）
図５は、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す図であり、図６は、図５のアンテナ装置を備えた携帯無線通信装置の構成例を示す図である。

図５において、本実施形態のヒンジ一体アンテナ５０１は、ワンプッシュヒンジ１０２の摺動部１０２ｂが接続部５０２ｄを介して電気長補正素子５０２ａの一方の端部が電気的に接続され、電気長補正素子５０２ａの他端には共振素子５０２ｂが接続されている。また、電気長補正素子５０２ａと共振素子５０２ｂとの接続点は、給電線５０２ｃを介して給電部１０４に接続されている。この場合、複数の周波数帯、例えば９００ＭＨｚ帯と２ＧＨｚ帯の両方の周波数帯で当該アンテナ装置が動作可能とするために、ワンプッシュヒンジ１０２と電気長補正素子５０２ａおよび給電線５０２ｃの電気長が９００ＭＨｚにおいて略１／４波長となるように調整されており、共振素子５０２ｂおよび給電線５０２ｃの電気長が２ＧＨｚにおいて略１／４波長となるように調整されている。

また、図６において、本実施形態のヒンジ一体アンテナ５０１を備えた携帯無線装置６０１は、無線回路部６０２が上側筐体２０２内部の上側ＧＮＤ部２１０上に配置され、ヒンジ一体アンテナ５０１は給電部６０３を介して無線回路部６０２に接続されている。この場合、ヒンジ部２０４の上側ヒンジ２０４ｃは、上側筐体２０２と接続または一体形成されており、端末を開閉してもヒンジ一体アンテナ５０１に対して安定した給電をすることが可能となる。つまり、無線回路部が上側筐体に配置されている場合には、ヒンジ一体アンテナの摺動部に接続部を設けることにより、最短経路でヒンジ一体アンテナを給電することができ、高周波ケーブル等による損失を回避することが期待できる。

なお、本実施の形態では上側ヒンジ２０４ｃが上側筐体２０２と一体形成されている場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、上側ヒンジ２０４ｃが下側筐体２０３と一体形成されている場合には、無線回路部が下側筐体に配置されていれば同様の効果が期待できることはもちろんのことである。

（第３の実施形態）
図７は、本発明の第３の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す図であり、図８は、図７のアンテナ装置を備えた携帯無線通信装置の構成例を示す図である。

図７において、本実施形態のヒンジ一体アンテナ７０１は、ワンプッシュヒンジ１０２の摺動部１０２ｂが容量給電部７０２ｄを介してアンテナエレメント７０２と電気的に接続されている点を除けば、第２の実施形態と同一の構成となっている。図７（ｂ）は、ヒンジ一体アンテナ７０１を側面から見た図であり、摺動部１０２ｂと容量給電部７０２ｄとの間に所定のギャップが存在している。なお、図７（ｃ）は、本実施形態におけるヒンジ一体アンテナ７０１のブロック図であり、摺動部１０２ｂと容量給電部７０２ｄとのギャップにより生じるコンデンサ７０３を介してワンプッシュヒンジ１０２とアンテナエレメント７０２とが接続されている。

また、図８において、本実施形態のヒンジ一体アンテナ７０１を備えた携帯無線装置８０１は、下側ＧＮＤ部２１１上に配置された無線回路部２１２が給電部８０２を介してワンプッシュヒンジ１０２の摺動部１０２ｂに電気的に接続されている。この場合、容量給電部７０２ｄとワンプッシュヒンジ１０２との間にはギャップが存在しているため、携帯無線装置８０１を開閉させた場合にも常時給電することが可能となるため、開状態および閉状態のいずれにおいても良好なアンテナ特性を実現することが可能となる。

なお、本実施の形態では、摺動部１０２ｂと容量給電部７０２ｄとの間には樹脂製の上側ヒンジ２０４ｃが配置されている場合について説明したが、これに限定されるものではなく、誘電体材料あるいは磁性体材料あるいは空気層のいずれかを配置してもよいのは当然のことであり、材料の比誘電率および比透磁率や容量給電部の面積、ワンプッシュヒンジと容量給電部との距離によって適切な容量に調整することが可能であることは言うまでもない。

なお、本実施の形態では下側ヒンジ２０４ａが下側筐体２０３と一体形成されている場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、下側ヒンジ２０４ａが上側筐体２０２と一体形成されている場合にも同様の効果が期待できることはもちろんのことである。

（第４の実施形態）
図９は、本発明の第４の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す図であり、図１０は、図９のアンテナ装置を備えた携帯無線装置の接続例を示す図である。

図９（ａ）において、樹脂製の下側ヒンジ９０１は、下側ヒンジコア部９０１ａの下端にネジ受部９０１ｂを備え、下側ヒンジコア部９０１ａの一方の側面には上側ヒンジ２０４ｃと接続可能な嵌合部９０１ｃが設けられている。また、図９（ｂ）において、下側ヒンジ９０２は、樹脂製の下側ヒンジコア部９０２ａの側面に両端が開放された貫通孔９０２ｃが設けられ、下側ヒンジコア部９０２ａの下端面に樹脂製のアンテナエレメントコア部９０２ｄが接続され、アンテナエレメントコア部９０２ｄの下側ヒンジコア部９０２ａとは反対側の端部付近には貫通孔９０２ｅが設けられ、金属製のネジ受部９０２ｂはアンテナエレメントコア部９０２ｄと下側ヒンジコア部９０２ａを介して貫通孔９０２ｃまで到達するように設けられている。この場合、図９（ｃ）に示すように、ヒンジ一体アンテナ１０１と下側ヒンジ９０２が一体化された状態においては、ネジ受部９０２ｂは給電線１０３ｃを兼ねており、ヒンジ一体アンテナ１０１の電気長補正素子１０３ａおよび共振素子１０３ｂと電気的に接続されていることが重要である。このように、ネジ受部を給電線として用いることにより、部品点数を削減できる上、給電線の表面積が広くなり電流密度を低減することが可能となるために、ＳＡＲ（Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ Ｒａｔｉｏ）を低減する効果や、通話時に頭部や指が近接した場合のアンテナ特性の劣化を低減する効果が期待できる。

なお、本実施の形態では、下側ヒンジを樹脂で構成した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、誘電体材料あるいは磁性体材料のいずれかで構成されていればよく、金属製のヒンジ一体アンテナが人体頭部や指あるいは金属製の机に直接接触しないことが重要であり、これらの場合にも同等の効果が期待できることはもちろんのことである。

なお、本実施の形態では、下側ヒンジを樹脂で構成した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、上側ヒンジを誘電体材料あるいは磁性体材料のいずれかで構成してもよいことは言うまでもない。特に、通話時には携帯無線装置を開いた状態でヒンジ部分が人体頭部や頬に近接または接触することで従来のアンテナ装置では放射効率が低下するという課題があった。このような場合には、上側ヒンジにおいて携帯無線装置を開いた状態でディスプレイ側となる部分の表面を誘電体材料または磁性体材料で構成することで、金属製のヒンジ一体アンテナが人体頭部および頬または指あるいは金属製の机等に直接接触することによるアンテナ特性の劣化を抑圧する効果が期待できることは言うまでもない。

なお、図１０に示すように、ヒンジ一体アンテナ１０１と下側ヒンジ９０２を接続した上で、ワンプッシュヒンジ１０２の摺動部１０２ｂを上側筐体２０２の上側ヒンジ２０４ｃの内部に固定し、さらに下側筐体２０３の貫通孔２０３ａ、２０３ｂを介してネジ留めすることにより、下側ヒンジ９０１、９０２を下側筐体２０３に固定することが可能となる。このような接続方法を採ることで、ヒンジ一体アンテナと下側ヒンジを一体形成することが可能となり、大量生産に好適となることは言うまでもない。

（第５の実施形態）
図１１は、本発明の第５の実施形態に係るアンテナ装置を備えた携帯無線装置の構成を示す図であり、図１２は、図１１のアンテナ装置の回路構成の具体的なブロック図を示す図である。

図１１において、本実施形態のヒンジ一体アンテナを備えた携帯無線装置１１０１は、ヒンジ一体アンテナ３０１が給電部２１３を介して無線回路部２１２内部に配置された整合回路１１０２の入力に接続され、整合回路１１０２の出力は、アクティブ増幅回路１１０３を介してチューナー１１０４の入力に接続されている点を除けば、第１の実施形態と同一の構成となっている。

また、図１２において、本実施形態のヒンジ一体アンテナは、ヒンジ一体アンテナ３０１に接続されたコイル１２０２とコンデンサ１２０３とからなる直列共振回路１２０１と、直列共振回路１２０１の出力とグランド間にシャント接続されたコイル１２０４と、コイル１２０４の出力にゲート端子が接続された電界効果トランジスタ１２０５と、電界効果トランジスタ１２０５のソース端子とグランド間にシャント接続されたコイル１２０７と、電界効果トランジスタ１２０５のドレイン端子に接続された電源端子１２０６と、ドレイン端子と電源端子１２０６との接続点に接続されたチューナー１１０４とを構成要素とする。この場合、電源端子１２０６は図示していないが電池に接続され、電界効果トランジスタ１２０５へ電源を供給している。さらに、ヒンジ一体アンテナはＵＨＦ帯（４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚ）を使用するデジタルテレビジョン放送を受信するアンテナ装置として機能しており、ヒンジ一体アンテナ３０１のインピーダンス特性は４７０ＭＨｚ付近において容量性となっている。また、電界効果トランジスタ１２０５のインピーダンス特性は、コイル１２０４によって４７０ＭＨｚ付近において誘導性となっており、ヒンジ一体アンテナと略複素共役整合の関係となっており、波長に比べて小型であるヒンジ一体アンテナの受信感度を向上することが可能となる。

なお、直列共振回路１２０１はＵＨＦ帯を通過させて９００ＭＨｚ帯の携帯電話用信号を減衰させるバンドパスフィルタとして動作しており、さらにコイル１２０２はヒンジ一体アンテナ３０１の電気長を増加させる電気長補正素子として機能する。これにより、ＵＨＦ帯においては、波長に比べて小型であるヒンジ一体アンテナのインピーダンス特性を４７０ＭＨｚ付近では容量性とし、７７０ＭＨｚでは誘導性とすることが可能となる。この場合、電界効果トランジスタ１２０５のインピーダンス特性は、コイル１２０４によって４７０ＭＨｚ付近において誘導性となると同時に、７７０ＭＨｚ付近において容量性となるよう調整されており、４７０ＭＨｚ付近および７７０ＭＨｚ付近においてヒンジ一体アンテナと略複素共役整合の関係を実現することが可能となる。このため、ヒンジ一体アンテナは広帯域に動作することが可能となり、アンテナの小型化と高感度特性を同時に満足することが期待できることはもちろんのことである。

なお、４７０ＭＨｚ付近と７７０ＭＨｚ付近においてヒンジ一体アンテナと電界効果トランジスタが略複素共役整合の関係にあり、不整合損失が小さい場合に電界効果トランジスタにおける通過利得が４７０ＭＨｚ付近と７７０ＭＨｚ付近において局大化する場合があるため、コイル１２０７を挿入することにより４７０ＭＨｚ付近と７７０ＭＨｚ付近における通過利得を周波数選択的に低減するという格別の効果が期待できることは当然のことである。この場合には、電界効果トランジスタの通過利得は周波数特性が緩やかになると同時に、アンテナ装置の受信感度特性は広帯域のまま維持されるため、アクティブ増幅回路の安定性が向上する。

なお、本実施の形態では、アクティブ増幅回路として電界効果トランジスタを用いた構成例について説明したが、これに限定されるものではなく、低ノイズであればバイポーラトランジスタなどの増幅回路を用いても同様の効果が期待できることはもちろんのことである。

なお、本発明の実施形態に係る無線通信装置は、携帯電話機に限定されるものではなく、ワンプッシュヒンジにより開閉可能な折り畳み式端末装置であれば、無線通信機能を備えたノート型パーソナルコンピュータなど、任意の移動体無線通信装置に適用可能であることは言うまでもない。

以上詳述したように、本発明によれば、ワンプッシュヒンジをアンテナの一部として機能させるヒンジ一体アンテナを２つ折り式携帯無線装置のヒンジ部付近に配置することにより、携帯無線装置のワンプッシュオープン機能とアンテナ機能を同時に満足することができるアンテナ装置と、それを用いた無線通信装置とを提供することができる。

（ａ）第１の実施形態のヒンジ一体アンテナの具体的な構成例を示す図、（ｂ）同じくその側面図 （ａ）第１の実施形態のヒンジ一体アンテナを備えた２つ折り式携帯無線装置の開状態における平面図、（ｂ）同じくその側面図、（ｃ）同じくその閉状態における側面図 第１の実施形態のヒンジ一体アンテナの別の構成例を示す図 第１の実施形態のヒンジ一体アンテナのさらに別の構成例を示す図 第２の実施形態のヒンジ一体アンテナの具体的な構成例を示す図 第２の実施形態のヒンジ一体アンテナを備えた２つ折り式携帯無線装置の開状態における平面図 （ａ）第３の実施形態のヒンジ一体アンテナの具体的な構成例を示す図、（ｂ）同じくその側面図、（ｃ）同じくその回路図 （ａ）第３の実施形態のヒンジ一体アンテナを備えた２つ折り式携帯無線装置の開状態における平面図、（ｂ）同じくその側面図 （ａ）図２に示す下側ヒンジの具体的な構成例を示す図、（ｂ）同じく下側ヒンジの具体的な構成例を示す図、（ｃ）第４の実施形態のヒンジ一体アンテナの具体的な構成例を示す図 （ａ）図２に示す上側筐体の具体的な構成例を示す図、（ｂ）第４の実施形態のヒンジ一体アンテナと上側筐体の接続状態を示す図、（ｃ）図２に示す下側筐体の具体的な構成例を示す図 第５の実施形態のヒンジ一体アンテナを備えた２つ折り式携帯無線装置の開状態における平面図 第５の実施形態のアンテナ装置の具体的な回路構成を示す図 （ａ）従来の２つ折り式携帯無線装置の開状態における平面図、（ｂ）同じくその側面図、（ｃ）従来のワンプッシュヒンジの具体的な構成例を示す図

符号の説明

１０１，３０１，４０１，５０１，７０１ ヒンジ一体アンテナ
１０２，１３０３ ワンプッシュヒンジ
１０２ａ，１３０３ａ 固定部
１０２ｂ，１３０３ｂ 摺動部
１０２ｃ，１３０３ｃ ボタン部
１０３，５０２，７０２ アンテナエレメント
１０３ａ，３０２，４０２，５０２ａ，７０２ａ 電気長補正素子
１０３ｂ，５０２ｂ，７０２ｂ 共振素子
１０３ｃ，５０２ｃ，７０２ｃ，１３０５ 給電線
１０３ｄ，５０２ｄ 接続部
１０４，２１３，６０３，８０２ 給電部
２０１，６０１，８０１，１１０１，１３０１ 携帯無線装置
２０２ 上側筐体
２０３，１３０２ 下側筐体
２０３ａ，２０３ｂ，９０２ｃ，９０２ｅ 貫通孔
２０４ ヒンジ部
２０４ａ，２０４ｂ，９０１，９０２ 下側ヒンジ
２０４ｃ 上側ヒンジ
２０５ ディスプレイ
２０６ 音孔部
２０７ キー
２０８ マイク
２０９ 電池
２１０ 上側ＧＮＤ部
２１１ 下側ＧＮＤ部
２１２，６０２ 無線回路部
７０２ｄ 容量給電部
７０３，１２０３ コンデンサ
９０１ａ，９０２ａ 下側ヒンジコア部
９０１ｂ，９０２ｂ ネジ受部
９０１ｃ 嵌合部
９０２ｄ アンテナエレメントコア部
１１０２ 整合回路
１１０３ アクティブ増幅回路
１１０４ チューナー
１２０１ 直列共振回路
１２０２，１２０４，１２０７ コイル
１２０５ 電界効果トランジスタ
１２０６ 電源端子
１３０４ 内蔵アンテナ

Claims (12)

1. 第１筐体と第２筐体とを連結するヒンジ部を備えた携帯端末に搭載するアンテナ装置であって、
   前記ヒンジ部には、固定部と、摺動部と、ボタン部とを構成要素とする金属製のワンプッシュヒンジとを備え、
   前記第２筐体の内部のグランド層に形成された給電部と、
   この給電部に接続されると共に前記ワンプッシュヒンジに電気的に接続された給電素子とを備え、
   前記給電素子と前記ワンプッシュヒンジとを用いて第１周波数帯のアンテナとして機能させたことを特徴とするアンテナ装置。
2. 前記固定部に前記給電素子を介して前記給電部が電気的に接続されたことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記ヒンジ部は、前記第１筐体に対して固定して接続された第１ヒンジ部と、前記第２筐体に対して固定して接続された第２ヒンジ部とを構成要素とし、
   前記第２ヒンジ部と前記第２筐体とを連結する金属製のネジ受部を介して前記ワンプッシュヒンジを給電することを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
4. 第１筐体と第２筐体とを連結するヒンジ部を備えた携帯端末に搭載するアンテナ装置であって、
   前記ヒンジ部は、前記第１筐体に対して固定して接続された第１ヒンジ部と、前記第２筐体に対して固定して接続された第２ヒンジ部とを構成要素とし、
   前記第２ヒンジ部には、固定部と、摺動部と、ボタン部とを構成要素とするワンプッシュヒンジの前記固定部が固定して接続され、
   前記第1ヒンジ部には、前記摺動部が固定して接続され、
   前記第１筐体の内部のグランド層に形成された給電部と、
   この給電部に接続されると共に前記摺動部に電気的に接続された給電素子とを備え、
   前記給電素子と前記ワンプッシュヒンジとを用いて第１周波数帯のアンテナとして機能させたことを特徴とするアンテナ装置。
5. 第１筐体と第２筐体とを連結するヒンジ部を備えた携帯端末に搭載するアンテナ装置であって、
   前記ヒンジ部には、固定部と、摺動部と、ボタン部とを構成要素とする金属製のワンプッシュヒンジとを備え、
   前記第２筐体の内部のグランド層に形成された給電部と、
   この給電部に接続されると共に前記ワンプッシュヒンジに電気的に接続された給電素子とを備え、
   前記給電素子と前記ワンプッシュヒンジとを用いて第１周波数帯のアンテナとし、
   前記給電部に接続されると共に前記第１周波数帯のアンテナから出力される高周波信号を増幅させる増幅回路と、
   前記増幅回路を高周波的に接地する接地端子と、
   前記増幅回路の出力側に接続されるとともに前記増幅回路からの出力信号を復調するテレビチューナーとを備えたことを特徴とするアンテナ装置。
6. 前記ワンプッシュヒンジは、誘電体材料あるいは磁性体材料のいずれかを介して容量性給電されていることを特徴とする請求項１または５に記載のアンテナ装置。
7. 前記アンテナ装置は、前記給電素子に接続された共振素子とを備え、
   前記給電素子および前記共振素子とを用いて前記第１周波数帯より高い第２周波数帯のアンテナとして機能させることによりマルチバンド通信を実現させたことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のアンテナ装置。
8. 前記共振素子は、前記ヒンジ部に沿って配置されており、前記共振素子の開放端は前記ワンプッシュヒンジより突出したことを特徴とする請求項７に記載のアンテナ装置。
9. 前記アンテナ装置は、前記ワンプッシュヒンジと前記共振素子とを電気的に接続する電気長補正素子とを備え、
   前記電気長補正素子はメアンダ形状またはヘリカル形状であることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載のアンテナ装置。
10. 前記電気長補正素子は、前記摺動部の先端部分に電気長補正素子を備えられたことを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載のアンテナ装置。
11. 前記ヒンジ部の表面部分は、誘電体材料あるいは磁性体材料のいずれかで構成されていることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載のアンテナ装置。
12. 前記１から１１のいずれかに記載のアンテナ装置を搭載したことを特徴とする携帯無線装置。

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