JP2011004106A - アンテナ装置及びこれを搭載した携帯無線端末 - Google Patents

Abstract

【課題】薄型及び小型化が可能であって、アンテナの広帯域特性が必要であり、様々な使用状態に応じて高い通話性能を発揮することができる折畳式の携帯無線機を提供する。
【解決手段】上筐体１２と下筐体１１とを回動自在とする金属回転軸１４に給電し、２つの以上の動作周波数帯でインピーダンスを５０Ωに整合させる整合回路を備え、金属回転軸１４は断面積の直径Ｌ１を波長λ２の略１／２０波長以上とし、金属回転軸１４の実効的な長さを高い周波数帯の中心周波数の波長λｃの略λｃ／４とし、金属回転軸１４と第１の回路基板１１Ａ、および、第２の回路基板１２Ａとを所定の間隔を隔てて配置する構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、広帯域でかつ高い通話性能を有するとともに、開閉における放射特性の変化が小さいアンテナ装置及びこれを搭載した折畳式の携帯無線端末に関する。

携帯電話の飛躍的な増加に伴い、通信に使用される周波数不足が問題となっており、現在では、３バンド（８００M、１．７G、２G帯）のシステムに対応した通信用セルラーアンテナが必要となっている。また、一方で携帯電話の薄型化が進む中で、３バンドシステムの周波数帯に対応した複数のアンテナを小さい携帯電話に全て搭載することは、携帯電話の大型化につながり、デザイン性が損なわれる。したがって、携帯電話に搭載するアンテナとしては、デザイン性を損なうことなく、高利得かつ複数の周波数帯に対応したマルチバンド広帯域アンテナが必要となる。また、近年の携帯電話の構造は複雑であり、使用形態にあわせて構造が変化し、例えば、従来の開閉動作に加えて横に開く横開き状態が存在し、全ての状態おいてアンテナ特性が損なわれず、安定した高い放射特性が必要となる。

このような広帯域の折畳式携帯電話機の具体例として、例えば特許文献１および特許文献３に示すものが知られている。これらのアンテナ構成では、金属製のヒンジ部に所定の素子長を備えた給電素子を接続させることで、広帯域アンテナとして動作させている。

加えて、例えば、特許文献２のアンテナ構成では、金属製のヒンジ部に給電し、その金属部に無給電素子を近接することで広帯域アンテナとして動作させている。

また、デザイン性を重視したアンテナ構成の具体例として、例えば、特許文献３のアンテナ構成では、金属製のヒンジ部に給電し、単一周波数帯に共振したアンテナとして動作させることで、新規にアンテナ素子を設けることなく、アンテナ実装面積を削減できる。

特開２００９−９４８５９号公報 国際公開第２００７／０３２３３０号 特開２００７−８８６２９号公報

しかしながら、特許文献１のアンテナ構成では、広帯域特性を確保するために、金属性のヒンジ部に接続して、所望の周波数帯に共振させる別の素子を近傍に配置する必要があり、ヒンジ部周りの構造が複雑かつ小型化が困難となり、近時、携帯電話機などの購入の理由としてデザイン性を重視する傾向が強くなっていることから、そのデザイン性を損なう可能性があり、構造の複雑さからコスト高が考えられる。

また、特許文献２のアンテナ構成では、広帯域特性を確保するために金属性のヒンジ部を保持する筐体内部に無給電素子を配置する必要があるために、構造が非常に複雑かつヒンジ部を大きくする必要があるためにデザイン性を損なう可能性があり、構造の複雑さからコスト高が考えられる。また、閉じた状態において、金属性のヒンジ部と表示部側の回路基板との携帯端末の高さ方向に対する条件が不明確であるため、広帯域特性を損なう可能性がある。

また、特許文献３のアンテナ構成では、デザイン性を重視するために、金属性のヒンジ部に給電し、単一周波数のみ共振特性としているために、金属性ヒンジ部と上下筐体内の回路基板との位置関係について不明確であるために、閉じた状態において、広帯域特性を実現することが困難である。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、アンテナの広帯域特性が得られ、筐体の薄型及び小型化が可能であって、しかも様々な使用状態に応じて高い通話性能を発揮することができる折畳式の携帯無線機を提供することである。

本発明の携帯無線機は、第１の回路基板が配置された第１の筐体と、第２の回路基板が配置された第２の筐体と、前記第１の筐体と前記第２の筐体とを回動自在に連結し、導電性を有する第１の金属回転軸と、前記第１の金属回転軸と接続された給電部と、前記給電部と接続された前記第１の回路基板上の整合回路と、前記整合回路と接続された前記第１の回路基板上の無線回路と、を備え、前記第１の金属回転軸は、前記第１の回路基板上のグラウンドパターンと所定の間隔を隔てて配置され、かつ、前記給電部に電気的に接続されており、前記第１の金属回転軸は、第１の周波数帯と、前記第１の周波数帯より高い第２の周波数帯でアンテナとして動作し、前記第１の金属回転軸の断面積の直径を前記第２の周波数帯に対応する波長の略１／２０波長以上とし、前記第１の筐体と前記第２の筐体とを閉じた場合に、前記第１の金属回転軸と前記第２の回路基板上のグラウンドパターンとが筐体厚み方向において対向しないことが好ましい。この構成により、広帯域および高利得なアンテナが実現し、開閉で特性変化が少なく、金属回転軸をアンテナと共用するために携帯電話の小型化が実現できる。すなわち、高い通信性能を発揮することができデザイン性に優れた携帯無線端末を提供できる。

また、前記第１の筐体と前記第２の筐体とを閉じた場合に、前記第１の金属回転軸の軸方向の中心が、前記第１の筐体側に位置する構成でもよい。この構成により、広帯域および高利得なアンテナが実現し、開閉で特性変化が少なく、金属回転軸をアンテナと共用するために携帯電話の小型化が実現できる。すなわち、高い通信性能を発揮することができデザイン性に優れた携帯無線端末を提供できる。
また、前記第２の筐体内の前記第１の金属回転軸側に第３の回路基板を備え、前記第２の回路基板と前記第３の回路基板とをリアクタンス素子を介して接続し、前記第１の筐体と前記第２の筐体とを閉じた場合に、前記第３の回路基板のグラウンドパターンが、前記第１の金属回転軸と筐体厚み方向において対向する構成でもよい。この構成により、高い通信性能確保した状態で、部品実装面積が増大することで携帯無線端末を小型化できる。

また、前記第１の筐体と前記第２の筐体とを前記第１の金属回転軸の軸方向と直交する軸方向で回動自在に連結し、導電性を有する第２の金属回転軸とを有し、前記第１の金属回転軸と前記第２の金属回転軸とが所定の間隔で配置されたことが好ましい。この構成により、様々な使用スタイルに変化する携帯無線端末に対しても、良好な通信性能を確保ことができる。

また、前記第１の金属回転軸および前記第１の回路基板と所定の間隔を隔てて、前記第１の金属回転軸と略並行に短絡素子を備え、前記短絡素子の一端は、前記給電部近傍の前記第１の回路基板上のグラウンドパターンに短絡されることが好ましい。この構成により、さらなる広帯域特性が確保でき、良好な通信性能を確保することができる。

また、前記短絡素子の一端は、前記給電部近傍の前記第１の回路基板上のグラウンドパターンにリアクタンス素子を介して短絡される構成でもよい。この構成により、短絡素子を短くできるため、携帯無線端末を小型化することができる。

また、前記短絡素子は、前記第１の筐体と前記第２の筐体とを閉じた場合に、第１の筐体と第２の筐体との近接する面に対向する面から所定の間隔を隔てて配置されること構成でもよい。この構成により、携帯無線端末を金属性の机に置いた場合でも、良好な通信性能を確保することができる。
前記無線回路の不要輻射を遮断する金属シールドを備え、前記金属シールドの第１の短絡接点は、前記給電部近傍の前記第１の回路基板上のグラウンドパターンに短絡され、第２の短絡接点は、第１の短絡接点に対して高い周波数帯に対応する波長の略１／２波長の間隔を隔てて配置され、前記第１の回路基板上のグラウンドパターンに短絡される構成でもよい。この構成により、短絡素子として、別の素子が不要となるために、携帯無線端末の小型化およびコスト削減ができる。

本発明の携帯無線端末によれば、広帯域特性が得られ、筐体の薄型及び小型化が可能であって、しかも様々な使用状態に応じて高い通話性能を発揮することができる。

（ａ）本発明の第１の実施形態における折畳式携帯電話機１０を開いた状態の正面図、（ｂ）本発明の第１の実施形態における折畳式携帯電話機１０を開いた状態の右側面図、（ｃ）本発明の第１の実施形態における折畳式携帯電話機１０を閉じた状態の右側面図 本発明の第１の実施形態に係る金属回転軸１４の構成を示す斜視図 （ａ）本発明の第１の実施形態における折畳式携帯電話機１０を閉じた状態の右側面図、（ｂ）本発明の第１の実施形態における金属回転軸１４の断面積の直径Ｌ１の変化に対するＶＳＷＲ特性を示す図 （ａ）本発明の第１の実施形態における折畳式携帯電話機１０を閉じた状態の右側面図、（ｂ）本発明の第１の実施形態における折畳式携帯電話機１０を閉じた状態における金属回転軸１４と第２の回路基板１２Ａとの間隔Ｄ２に対する放射効率を示す図 （ａ）本発明の第２の実施形態における折畳式携帯電話機２０を開いた状態の正面図、（ｂ）本発明の第２の実施形態における折畳式携帯電話機２０を閉じた状態の右側面図 （ａ）本発明の第３の実施形態における折畳式携帯電話機３０を縦方向に開いた状態の正面図、（ｂ）本発明の第２の実施形態における折畳式携帯電話機３０を縦方向に開いた状態の左側面図 （ａ）本発明の第３の実施形態における折畳式携帯電話機３０を横方向に開いた状態の正面図、（ｂ）本発明の第２の実施形態における折畳式携帯電話機３０を横方向に開いた状態の左側面図 （ａ）本発明の第４の実施形態における折畳式携帯電話機４０を開いた状態の正面図、（ｂ）本発明の第４の実施形態における折畳式携帯電話機４０を開いた状態の右側面図、（ｃ）本発明の第４の実施形態における折畳式携帯電話機４０を閉じた状態の右側面図 （ａ）本発明の第４の実施形態における折畳式携帯電話機４０を閉じた状態の右側面図、（ｂ）本発明の第４の実施形態における折畳式携帯電話機４０を閉じた状態における短絡素子有無に対するＶＳＷＲ特性を示す図 本発明の第５の実施形態における折畳式携帯電話機５０を開いた状態の正面図 本発明の第６の実施形態における折畳式携帯電話機６０を閉じた状態の側面図 本発明の第６の実施形態における折畳式携帯電話機６０を金属机上においた場合の側面図 本発明の第７の実施形態における折畳式携帯電話機７０を開いた状態の正面図

以下、本発明に係る好適な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の携帯無線機の第１の実施形態に係る折畳式携帯電話機１０を示すものであり、図１（ａ）は、本発明の第１の実施形態における折畳式携帯電話機１０を開いた状態の正面図であり、図１（ｂ）は、本発明の第１の実施形態における折畳式携帯電話機１０を開いた状態の右側面図であり、図１（ｃ）は、本発明の第１の実施形態における折畳式携帯電話機１０を閉じた状態の右側面図である。

図１の折畳式携帯電話機１０は、第１の筐体を構成する下筐体１１と、第２の筐体を構成する上筐体１２と、これら上筐体１２と下筐体１１とを回動自在に連結するヒンジ部１３内の導電性の金属回転軸１４と、給電バネ１５と、インピーダンス整合回路１６と、無線回路１７と、信号線１８とを備える。

上筐体１２は、図示外の表示部及び第２の回路基板（上部回路基板）１２Ａを備える。下筐体１１は、図示外の操作部、第１の回路基板（下部回路基板）１１Ａ、前述した、インピーダンス整合回路１６、無線回路１７を備える。

金属回転軸１４は、上筐体１２と下筐体１１とを回動自在に連結しており、図２に示すように、下筐体１１に固定される金属回転軸の固定部１４１と、金属回転軸の固定部１４１に回転可能に取り付けた、上筐体１２に固定された金属回転軸の回転部１４２と、金属回転軸の固定部１４１及び金属回転軸の回転部１４２を電気的に接続すると共に回動可能に支持する連結部１４０とを備え、いずれも導電性の材料で形成される。

また、金属回転軸１４は、閉じた場合において、金属回転軸１４の軸方向の中心が、携帯無線端末１０の閉じた場合の厚み方向に対して、下筐体１１側に配置される。

金属回転軸１４は、給電バネ１５介してインピーダンス整合回路１６、無線回路１７と電気的に接続される。給電バネ１５は給電部とし、金属回転軸１４の一方の端、例えば、金属回転軸の端部から金属回転軸の長さの略１／５程度の位置と電気的に接続される。給電バネ１５と接続するインピーダンス整合回路１６は第１の回路基板１１Ａ上の金属回転軸１４に近い端部に配置する。

インピーダンス整合回路１６は、金属回転軸１４を第１の動作周波数帯ｆ１と、第１の動作周波数帯ｆ１の略２倍離れた第２の動作周波数帯ｆ２においてインピーダンスを５０Ωに整合する。

金属回転軸１４は、２つ以上の動作周波数帯でアンテナとして動作するために、金属回転軸１４の断面積の直径Ｌ１が第２の動作周波数帯ｆ２に対応する波長λ２の略１／２０波長以上であり、かつ、金属回転軸１４の長さＬ２は、断面積と金属回転軸１４の長さＬ２によって第２の動作周波数帯ｆ２の中心周波数ｆｃ（波長はλｃ）に共振する実効的な長さ略１／４波長（λｃ／４）に形成することが望ましい。

金属回転軸１４と第１の回路基板１１Ａとの間隔Ｄ１は波長λ２の略１／２５以上が望ましく、金属回転軸１４と第２の回路基板１２Ａとの間隔Ｄ２は波長λ２の略１／３５以上が望ましい。なお、間隔Ｄ２は折畳式携帯電話機１０が折畳み時において、金属回転軸１４と第２の回路基板１２Ａとの長手方向の間隔であり、直線距離ではない。

本実施形態では、所定以上の断面積を備えた金属回転軸１４を２つの以上の周波数帯で動作するアンテナとして構成する。

次に、本発明の第１の実施形態における折畳式携帯電話機１０の動作について、図３および図４を参照しながら説明する。

（Ｉ）金属回転軸１４の断面積について：
図３（ａ）は、本発明の第１の実施形態における折畳式携帯電話機１０を閉じた状態の右側面図であり、図３（ｂ）は本発明の第１の実施形態における金属回転軸１４の断面積の直径Ｌ１の変化に対するＶＳＷＲ特性を示す図である。一般的には、ＶＳＷＲ＜３がアンテナの帯域幅として定義される。

ここで、動作周波数帯として、例えば第１の動作周波数帯ｆ１を８３０Ｍから９００ＭＨｚ帯とし、第２の周波数帯ｆ２を１．７５Ｇ〜２．１５ＧＨｚ帯とする。したがって、第１の動作周波数帯ｆ１および第２の動作周波数帯ｆ２でＶＳＷＲ＜３となることが望ましい。

図３において、金属回転軸１４の断面積の直径Ｌ１が波長λ２の１／２８（点線）、１／２０（実線）、１／１５（一点破線）のＶＳＷＲ特性であり、それぞれの断面積において、Ｌ２の長さは１．７５ＧＨｚ帯でＶＳＷＲ＜３となる長さに調整している。

図３より、断面積の直径Ｌ１によって、第２の動作周波数帯ｆ２における変化が大きいことがわかり、断面積の直径Ｌ１は１／２０波長（λ２）以上であれば、動作周波数帯においてＶＳＷＲ＜３を満足することができる。すなわち、断面積の直径Ｌ１は１／２０波長（λ２）以上であることが必要である。

（ＩＩ）金属回転軸１４と第２の回路基板１２Ａとの間隔Ｄ２について：
図４（ａ）は、本発明の第１の実施形態における折畳式携帯電話機１０を閉じた状態の右側面図であり、図４（ｂ）は、本発明の第１の実施形態における折畳式携帯電話１０が図１（ｃ）の状態において、金属回転軸１４と第２の回路基板１２Ａとの間隔Ｄ２の変化に対する放射効率特性を示す図である。なお、横軸の間隔Ｄ２は折畳み時において、金属回転軸１４と第２の回路基板１２Ａとの長手方向の間隔であり、金属回転軸１４の下端と第２の回路基板１２Ａの上端とが長手方向で一致する場合を間隔０ｍｍとして、重なる場合を−、離れる場合を＋として記載する。また、第１の動作周波数帯ｆ１の放射効率特性を点線、第２の動作周波数帯ｆ２の放射効率特性を実線で示す。

図４において、間隔Ｄ２＝４ｍｍ以下となる場合に、第２の動作周波数帯ｆ２の放射効率が劣化傾向となる。したがって、放射効率の劣化させないためには、間隔Ｄ２を波長λ２の略１／３５以上であることが必要である。

これらのことから、金属回転軸１４の断面積の直径Ｌ１を波長λ２の１／２０とし、金属回転軸１４と第２の回路基板１２Ａとの間隔Ｄ２を波長λ２の略１／３５以上とすることで、折畳式携帯電話機１０の開閉のいずれの場合において、高い通信性能を確保することができる。

従って、本実施形態によれば、上筐体１２と下筐体１１とを回動自在とする金属回転軸１４に給電し、２つの以上の動作周波数帯でアンテナとして動作させる整合回路を備え、金属回転軸１４は断面積の直径Ｌ１を波長λ２の略１／２０波長以上とし実効的な長さ略λｃ／４波長とし、金属回転軸１４と第１の回路基板１１Ａとの間隔Ｄ１は波長λ２の略１／２５以上、金属回転軸１４と第２の回路基板１２Ａとの間隔Ｄ２は波長λ２の略１／３５以上とするアンテナ構成とすることで、ヒンジ部１３の僅かなスペースで広帯域アンテナが実現できる。このため、携帯電話機１０の薄型・小形に有効である。即ち、上筐体１１及び下筐体１２内にアンテナスペースを必要としないので、携帯電話の小型化が実現できるとともに、アンテナ部分が筐体外部に突出せず、デザイン性に優れた構成で、広帯域かつ高利得なアンテナを搭載した携帯無線端末を実現できる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について、図５を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施形態において、第１の実施形態と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。

図５（ａ）は、本発明の第２の実施形態における折畳式携帯電話機２０を開いた状態の正面図であり、図５（ｂ）は、本発明の第２の実施形態における折畳式携帯電話機２０を閉じた状態の右側面図を示す。

図５における折畳式携帯電話機２０と、図１における折畳式携帯電話機１０との違いは、上筐体１２内に第３の回路基板２１を設けた点と、第３の回路基板２１と第２の回路基板１２Ａとをリアクタンス素子２２を介して接続する点である。

第３の回路基板２１のグラウンドパターン（図示しない）と第２の回路基板１２Ａのグラウンドパターン（図示しない）とをリアクタンス素子２２を介して接続し、第２の回路基板１２Ａの信号線（図示しない）と第３の回路基板２１の信号ライン（図示しない）とをリアクタンス素子２２を介して接続する。

次に、本発明の第２の実施形態における折畳式携帯電話機２０の動作について説明する。

折畳式携帯電話機２０の筐体内部の限られた空間に部品を搭載するためには、第２の回路基板１２Ａの金属回転軸１４が近接する上筐体１２の空間にも部品の実装が必要となる。このような場合、第１の実施形態の図４に示すように、間隔Ｄ２の距離によって放射効率の劣化が懸念される。

本実施形態では、金属回転軸１４に第３の回路基板２１が近接する場合の放射効率の劣化を軽減するために、第３の回路基板２１のグラウンドパターンと第２の回路基板１２Ａのグラウンドパターンとをリアクタンス素子２２、例えば、第１の動作周波数帯ｆ１用のフィルタ回路、第２の動作周波数帯ｆ２用のフィルタ回路を直列に配置した回路を介して接続する。また、同様に、第３の回路基板２１の信号線と第２の回路基板１２Ａの信号線とをリアクタンス素子２２、例えば、第１の動作周波数帯ｆ１用のフィルタ回路、第２の動作周波数帯ｆ２用のフィルタ回路を直列に配置した回路を介して接続する。ここで第１の動作周波数帯ｆ１用および第２の動作周波数帯ｆ２用のフィルタ回路はＬＣ並列共振回路でもよく、信号線路を接続するために直流として接続することが必要である。

このようにリアクタンス素子２２を装荷することで、第１の動作周波数帯ｆ１および第２の動作周波数帯ｆ２では、第３の回路基板２１の影響が軽減され、効率劣化低く抑えることができる。

従って、本実施形態によれば、上筐体１２内の第３の回路基板２１と第２の回路基板１２Ａとをリアクタンス素子２２を介して接続することで、金属回転軸１４に近接する上筐体１２の空間（第３の回路基板２１）に部品を実装しても放射効率の劣化が低減できるため、部品実装面積が増大し、携帯無線端末を小型化できる。
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について、図６および図７を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施形態において、第１の実施形態と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。

図６（ａ）は、本発明の第３の実施形態における折畳式携帯電話機３０を縦方向に開いた状態の正面図であり、図６（ｂ）は、本発明の第３の実施形態における折畳式携帯電話機３０を縦方向に開いた状態の左側面図であり、図７（ａ）は、本発明の第３の実施形態における折畳式携帯電話機３０を横方向に開いた状態の正面図であり、図７（ｂ）は、本発明の第３の実施形態における折畳式携帯電話機３０を横方向に開いた状態の左側面図である。

本実施形態における折畳式携帯電話機３０は、第１および第２の実施形態と異なり、上筐体１２及び下筐体１１が、図６に示す上下方向（縦方向）の他に、図７に示す左右方向（横方向）にも開閉可能な、２軸方式の折畳式携帯電話機を構成する。

従って、本実施形態の折畳式携帯電話機３０では、上筐体１２と、下筐体１１と、ヒンジ部１３と、縦開き用の金属回転軸（以下、「第１金属回転軸」とよぶ）１４との他に、横開き用の第２のヒンジを構成する金属回転軸（以下、「第２金属回転軸」とよぶ）３１を備える。

第２金属回転軸３１は、図７に示すように、下筐体１１に固定される第２金属回転軸の固定部３１１と、第２金属回転軸の固定部３１１に対して第２連結部を構成する第２金属回転軸の連結部３１２を回転中心にして横方向に回転可能な第２金属回転軸の回転部３１３とを備える。

第２金属回転軸の固定部３１１はヒンジ部１３に固定されるとともに、第２金属回転軸の回転部３１３は上筐体１２に固定される。第２金属回転軸の連結部３１２は、ヒンジ部１３の第１金属回転軸の回転軸と直交する方向に沿って、上筐体１２と下筐体１１とを相対的に回転させる軸を構成し、第２金属回転軸の固定部３１１と第２金属回転軸の回転部３１３とを回動可能に支持する第２金属回転軸の連結部３１２とを備える。第２金属回転軸の固定部３１１、第２金属回転軸の連結部３１２及び第２金属回転軸の回転部３１２はいずれも導電性の材料で形成され、第２金属回転軸の固定部３１１から第２金属回転軸の回転部３１３まで電気的に接続される。

また、第２金属回転軸の固定部３１１と第１金属回転軸１４の回転部１４２との間隔Ｄ３は、例えば、５ｍｍ以上が望ましい。

また、第２金属回転軸３１の軸方向と第１金属回転軸１４の軸方向とが直交に配置することで、第１金属回転軸１４がアンテナとして動作する場合において、第１金属回転軸１４と第２金属回転軸３１との電磁界結合が弱くなり、電磁界結合による放射効率の劣化が抑えられる。

このように、本実施の形態によれば、第２金属回転軸を備えて、上下方向（縦方向）の他に、左右方向（横方向）にも開閉可能な、２軸方式の折畳式携帯電話機において、第２金属回転軸３１の軸方向と第１金属回転軸１４の軸方向とが直交に配置され、かつ所定の間隔を確保することで、様々なスタイルに変化する携帯電話機において、第１金属回転軸１４がアンテナとして動作する場合に、良好な放射特性を確保することができる。

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について、図８および図９を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施形態において、第１の実施形態と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。

図８（ａ）は、本発明の第４の実施形態における折畳式携帯電話機４０を開いた状態の正面図であり、図８（ｂ）は、本発明の第４の実施形態における折畳式携帯電話機４０を開いた状態の右側面図であり、図１（ｃ）は、本発明の第４の実施形態における折畳式携帯電話機４０を閉じた状態の右側面図である。

本実施形態の折畳式携帯電話機４０において、短絡素子４１を金属回転軸１４と第１の回路基板１１Ａとの間に金属回転軸１４と略平行に備え、短絡素子４１の一端を給電バネ１５近傍の第１の回路基板１１Ａ上のグラウンドパターンに接地する。短絡素子４１は、第１の回路基板１１Ａのグラウンドパターンより所定の間隔を保つ。短絡素子４１と第１の回路基板１１Ａのグラウンドパターンとの間隔Ｄ４は例えば、３ｍｍ以上の間隔を保つことが望ましい。また、短絡素子４１の素子長は所望周波数帯（本実施形態では第２の動作周波数帯ｆ２）において、最大周波数の波長λｍの略１／４よりわずかに短縮させる。

次に、本発明の第４の実施形態における折畳式携帯電話機４０の動作について、図９を参照しながら説明する。図９（ａ）は、本発明の第４の実施形態における折畳式携帯電話機４０を閉じた状態の右側面図であり、（ｂ）は、本発明の第４の実施形態における折畳式携帯電話機４０が図９の（ａ）の状態において、短絡素子有無に対するＶＳＷＲ特性を示す図である。一般的には、ＶＳＷＲ＜３がアンテナの帯域幅として定義される。短絡素子４１のない場合、第２の周波数帯である１．７５Ｇ〜２．１５ＧＨｚ帯においてＶＳＷＲ＜３の帯域幅をぎりぎり確保できる。一方、短絡素子４１のある場合においては、１．７５〜２．４ＧＨｚ付近まで帯域幅を確保できる。これは、アンテナとして使用している金属回転軸１４の長さが第２の動作周波数帯ｆ２の略１／４波長であるため、第１の回路基板１１Ａにアンテナ電流が分布し、そのアンテナ電流を短絡素子４１によって所望周波数帯における第２の動作周波数帯ｆ２の最大周波数よりわずかに高い周波数で共振するように長さを設定することで広帯域化が実現している。また、２ＧＨｚ帯のＶＳＷＲ特性を改善させることで、整合損失が改善でき、アンテナ利得を高くできる。

このように、本実施形態によれば、金属回転軸１４と第１の回路基板１１Ａとの間に金属回転軸１４と略平行に短絡素子４１を備え、短絡素子４１の一端を給電バネ１５近傍の第１の回路基板１１Ａ上のグラウンドパターンに接地し、短絡素子４１の素子長を所望周波数帯（第２の動作周波数帯ｆ２）の最大周波数の波長λｍの略１／４よりわずかに短縮させることで、さらなる広帯域が実現し、良好な通信性能を確保することができる。
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態について、図１０を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施形態において、第１の実施形態と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。

図１０は、本発明の第５の実施形態における折畳式携帯電話機５０を開いた状態の正面図である。

本実施形態の折畳式携帯電話機５０において、短絡素子５１を金属回転軸１４と第１の回路基板１１Ａとの間に金属回転軸１４と略平行に備え、短絡素子５１の一端を給電バネ１５近傍の第１の回路基板１１Ａ上のグラウンドパターンにリアクタンス素子５２を介して接地する。短絡素子５１は、第１の回路基板１１Ａのグラウンドパターンより所定の間隔を保つ。短絡素子５１と第１の回路基板１１Ａのグラウンドパターンとの間隔Ｄ４は例えば、３ｍｍ以上の間隔を保つことが望ましい。

ここで、リアクタンス素子５２を介して短絡素子５１を短絡するために、リアクタンス素子５２を、例えばインダクタとすることで、第４の実施形態の短絡素子４１と同等の性能を得るためには、短絡素子５１の素子長を第４の実施形態における短絡素子４１より短く設定することができる。

したがって、本実施形態によれば、短絡素子５１の短絡端にリアクタンス素子５２を装荷して短絡することで、リアクタンス素子５２のない場合の短絡素子４１と比較して、短絡素子の素子長を短くできるため、携帯電話の小型化に有効である。
（第６の実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態について、図１１および図１２を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施形態において、第１の実施形態と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。

図１１は、本発明の第６の実施形態における折畳式携帯電話機６０を閉じた状態の側面図である。

本実施形態の折畳式携帯電話機６０において、短絡素子６１を金属回転軸１４と第１の回路基板１１Ａとの間に金属回転軸１４と略平行に備え、短絡素子６１の一端を給電バネ１５近傍の第１の回路基板１１Ａ上のグラウンドパターンに接地する。短絡素子６１は、第１の回路基板１１Ａのグラウンドパターンより所定の間隔を保つ。短絡素子６１は、下筐体１１のキー面（図示しない）、すなわち折畳む際に上筐体１２と下筐体１１との近接する面の対向する面に対して、所定の間隔を保って配置する。

次に、本発明の第６の実施形態における折畳式携帯電話機６０の動作について、図１１および図１２を参照しながら説明する。
図１２は、本発明の第６の実施形態における折畳式携帯電話機６０を金属机上においた場合の側面図である。

短絡素子６１は、下筐体１１のキー面の対向する面に対して、所定の間隔、例えば、２ｍｍ程度の間隔で配置する。ここで、図１２のように、金属の机６２上に携帯電話６０をおいた場合、一般的に、アンテナと金属の机６２が非常に近接する場合には、電磁結合の影響でアンテナ利得が劣化する場合が想定される。この電磁結合の影響を低減するためには、金属の机６２とアンテナとの間隔を離すことが望ましい。本実施の形態では、短絡素子６１が金属回転軸１４のアンテナの第２の動作周波数帯ｆ２の最大周波数付近で共振しているために、短絡素子６１を金属の机６２に対して間隔を隔てることで、利得の改善を行なっている。したがって、本実施形態のように短絡素子６１を配置することで、金属の机６２に置いた場合の短絡素子６１で共振する周波数帯の利得は、所定の間隔のない配置条件と比較して３dB程度改善することができる。

したがって、本実施形態によれば、短絡素子６１を下筐体１１のキー面の対向する面に対して、所定の間隔で配置することで、金属の机６２などにおかれた場合においても、高い放射性能を得ることができ、良好な通信性能を確保することができる。
（第７の実施形態）
次に、本発明の第７の実施形態について、図１３を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施形態において、第１の実施形態と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。

図１３は、本発明の第７の実施形態における折畳式携帯電話機６０を開いた状態の正面図である。

本実施形態の折畳式携帯電話機７０において、無線回路１７からの不要輻射を低減させるためのシールドケース７１を備え、シールドケース７１と第１の回路基板１１Ａのグラウンドパターンとの短絡接点７２Ａ、７２Ｂ、７２Ｃを備える。シールドケース７１の短絡接点７２Ａは給電バネ１５近傍の第１の回路基板１１Ａ上のグラウンドパターンに接地し、その短絡接点７２Ａと短絡接点７２Ｂおよび短絡接点７２Ｃとの間隔Ｌ３を所望周波数帯（本実施形態では第２の動作周波数帯ｆ２）の最大周波数の波長λｍの略１／２とする。

次に、本実施形態の動作について、図１３を参照しながら説明する。ここで、シールドケース７１は、無線の輻射を抑える役割であり、その効果を得るためには、第１の回路基板１１Ａのグラウンドパターンに接地点を複数用いる必要がある。

また、本実施形態では、シールドケース７１を用いて、実施形態４における図８の短絡素子４１と同様な広帯域動作をさせる構成とし、無線シールドとの共用を図る。

シールドケース７１を短絡素子４１として活用する場合、シールドケース７１と第１の回路基板１１Ａのグラウンドパターンとの短絡接点７２Ａを給電バネ１５近傍の第１の回路基板１１Ａ上のグラウンドパターンに接地し、その他の短絡接点７２Ｂおよび短絡接点７２Ｃを所望帯域の最大周波数において電流分布が最大となる位置、すなわち、所望帯域の最大周波数の波長λｍの略１／２程度、短絡接点７２Ａより間隔をあけて接地する。このように短絡接点を設定することで、実施形態４の短絡素子４１とほぼ同様に広帯域化が実現できる。

これにより、アンテナの広帯域化と無線シールドとの共用を実現することができる。

このように、本実施形態によれば、シールドケース７１と第１の回路基板１１Ａのグラウンドパターンとの短絡接点７２Ａを給電バネ１５近傍の第１の回路基板１１Ａ上のグラウンドパターンに接地し、その他の短絡接点７２Ｂおよび短絡接点７２Ｃを最大周波数の波長λｍの略１／２程度、短絡接点７２Ａより間隔をあけて接地することで、広帯域が実現しかつ、無線シールドとして共用することができるため、短絡素子として、別の素子が不要となるため、携帯電話の小型化およびコスト削減が可能となる。

本発明の携帯無線機は、筐体の薄型及び小型化が同時に可能であって、しかも高い通話性能を発揮することができる効果を有し、例えば折畳式の携帯電話機などに有用である。

１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０ 折畳式携帯電話機
１１ 下筐体（第１の筐体）
１１Ａ 第１の回路基板（下部回路基板）
１２ 上筐体（第２の筐体）
１２Ａ 第２の回路基板（上部回路基板）
１３ ヒンジ部
１４ 金属回転軸（第１の金属回転軸）
１４０ 連結部１４０
１４１ 金属回転軸の固定部
１４２ 金属回転軸の回転部
１５ 給電バネ
１６ インピーダンス整合回路
１７ 無線回路
２１ 第３の回路基板
２２、５２ リアクタンス素子
３１ 第２金属回転軸
３１１ 第２金属回転軸の固定部
３１２ 第２金属回転軸の連結部
３１３ 第２金属回転軸の回転部
４１、５１、６１ 短絡素子
６２ 金属の机
７１ シールドケース
７２Ａ、７２Ｂ、７２Ｃ 短絡接点

Claims (9)

1. 第１の回路基板が配置された第１の筐体と、
   第２の回路基板が配置された第２の筐体と、
   前記第１の筐体と前記第２の筐体とを回動自在に連結し、導電性を有する第１の金属回転軸と、
   前記第１の金属回転軸と接続された給電部と、
   前記給電部と接続された前記第１の回路基板上の整合回路と、
   前記整合回路と接続された前記第１の回路基板上の無線回路と、を備え、
   前記第１の金属回転軸は、前記第１の回路基板上のグラウンドパターンと所定の間隔を隔てて配置され、かつ、前記給電部に電気的に接続されており、
   前記第１の金属回転軸は、第１の周波数帯と、前記第１の周波数帯より高い第２の周波数帯でアンテナとして動作し、
   前記第１の金属回転軸の断面積の直径を前記第２の周波数帯に対応する波長の略１／２０波長以上とし、
   前記第１の筐体と前記第２の筐体とを閉じた場合に、前記第１の金属回転軸と前記第２の回路基板上のグラウンドパターンとが筐体厚み方向において対向しないことを特徴とするアンテナ装置。
2. 請求項１に記載のアンテナ装置であって、
   前記第１の筐体と前記第２の筐体とを閉じた場合に、前記第１の金属回転軸の軸方向の中心が、前記第１の筐体側に位置することを特徴とするアンテナ装置。
3. 請求項１に記載のアンテナ装置であって、
   前記第２の筐体内の前記第１の金属回転軸側に第３の回路基板を備え、
   前記第２の回路基板と前記第３の回路基板とをリアクタンス素子を介して接続し、
   前記第１の筐体と前記第２の筐体とを閉じた場合に、前記第３の回路基板のグラウンドパターンが、前記第１の金属回転軸と筐体厚み方向において対向することを特徴とするアンテナ装置。
4. 請求項１に記載のアンテナ装置であって、
   前記第１の筐体と前記第２の筐体とを前記第１の金属回転軸の軸方向と直交する軸方向で回動自在に連結し、導電性を有する第２の金属回転軸とを有し、
   前記第１の金属回転軸と前記第２の金属回転軸とが所定の間隔で配置されたことを特徴とするアンテナ装置。
5. 請求項１に記載のアンテナ装置であって、
   前記第１の金属回転軸および前記第１の回路基板と所定の間隔を隔てて、前記第１の金属回転軸と略並行に短絡素子を備え、
   前記短絡素子の一端は、前記給電部近傍の前記第１の回路基板上のグラウンドパターンに短絡されることを特徴とするアンテナ装置。
6. 請求項５に記載のアンテナ装置であって、
   前記短絡素子の一端は、前記給電部近傍の前記第１の回路基板上のグラウンドパターンにリアクタンス素子を介して短絡されることを特徴とするアンテナ装置。
7. 請求項５に記載のアンテナ装置であって、
   前記短絡素子は、前記第１の筐体と前記第２の筐体とを閉じた場合に、第１の筐体と第２の筐体との近接する面に対向する面から所定の間隔を隔てて配置されることを特徴とするアンテナ装置。
8. 請求項１に記載のアンテナ装置であって、
   前記無線回路の不要輻射を遮断する金属シールドを備え、
   前記金属シールドの第１の短絡接点は、前記給電部近傍の前記第１の回路基板上のグラウンドパターンに短絡され、
   第２の短絡接点は、第１の短絡接点に対して高い周波数帯に対応する波長の略１／２波長の間隔を隔てて配置され、前記第１の回路基板上のグラウンドパターンに短絡されることを特徴とするアンテナ装置。
9. 請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載の前記アンテナ装置を搭載したことを携帯無線端末。

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