JP2013201663A - 携帯無線端末 - Google Patents

Abstract

【課題】ＭＩＭＯ通信を実施する携帯無線端末において小型化を図ること。
【解決手段】携帯無線端末は、第１アンテナと、第２アンテナと、を備える。第１アンテナ及び第２アンテナは、ＭＩＭＯ通信に使用される。第１アンテナ及び第２アンテナのうち、少なくとも一方は、ＭＩＭＯ通信以外の機能のためのアンテナとして使用される。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＭＩＭＯ通信可能な携帯無線端末に関する。

携帯無線端末の普及に伴い、いつでもどこでも容易に情報を入手できる社会になってきた。携帯無線端末も当初の文字ベースの送受信から、第３世代の携帯無線端末の普及に伴い、動画配信まで行われるようになり、高速伝送が必要となってきている。それを実現する上で、ＭＩＭＯ（Multiple-Input Multiple-Output）伝送は最も重要な技術の１つである。

現在の多機能化している携帯無線端末には、通話／データ通信用のアンテナの他に、無線ＬＡＮ／Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＧＰＳ（Global Positioning System）、Ｆｅｌｉｃａ（登録商標）、ＤＴＶ（Digital Television）を利用するために、多くのアンテナが搭載されている。

特許文献１に記載に記載の技術においては、本体側に無線通信のための必要最小限の機能を持たせ、所定の外部機器（蓋側装置）に本体側の拡張機能を持たせており、接続端子部により本体側と蓋側が接続された時に、本体側で拡張機能を利用可能としている。

特開２０１１−４０８４５号公報

以下の分析は、本発明の観点から与えられる。

ＭＩＭＯでは、複数のアンテナで同時に異なるデータを送受信するため、基地局及び携帯無線端末で複数のアンテナを搭載する必要がある。したがって、多機能化されている携帯無線端末においてＭＩＭＯを実現するためには、Ｗ−ＬＡＮ／Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＧＰＳ、Ｆｅｌｉｃａ、ＤＴＶ等のアンテナの他に、複数の通話／データ通信用のアンテナを搭載する必要がある。したがって、多機能化携帯無線端末においてＭＩＭＯを実現するにはアンテナスペース不足という困難が伴う。特に、通話／データ通信で使用される周波数帯域の中で低い帯域となる７００ＭＨｚ帯域や８００ＭＨｚ帯域については、アンテナサイズが大きくなってしまい、実装することが難しいという問題があった。

図４に、本発明の背景技術に係る携帯無線端末の概略透視斜視図を示す。背景技術に係る携帯無線端末８０は、通話／データ通信用アンテナ８１、通話／データ通信用アンテナ８１が接続された第１給電端子８２、ＤＴＶ用アンテナ８３、ＤＴＶ用アンテナ８３が接続された第２給電端子８４、無線ＬＡＮ／Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈアンテナ８５、無線ＬＡＮ／Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈアンテナ８５が接続された第３給電端子８６、ＧＰＳアンテナ８７、Ｆｅｌｉｃａアンテナ８８、レシーバ８９、カメラ９０、無線部基板９１、及び電池９２を備える。図４に示すように、小型化・多機能化している携帯無線端末８０においては、実装する部品の数が多くなっており、特にアンテナの数が多くなっている。したがって、ＭＩＭＯ通信のための通話／データ通信用アンテナをもう１つ追加することは、スペースの制約上困難であるという問題があった。特に７００ＭＨｚ帯や８００ＭＨｚ帯でＭＩＭＯ通信をする場合には、λ／４（約９ｃｍ〜１０ｃｍ）のアンテナが必要であるが、誘電体等の波長短縮効果で小型化したとしても、その長さのアンテナを新たに携帯無線端末内に入れることは困難という問題があった。

特許文献１に記載の携帯電話端末においては、所望の機能毎に、機能拡張のための外部機器が必要となり、携帯する上で不便であり、また小型化に逆行するものでもある。

本発明の第１視点によれば、第１アンテナと、第２アンテナと、を備える携帯無線端末が提供される。第１アンテナ及び第２アンテナは、ＭＩＭＯ通信に使用される。第１アンテナ及び第２アンテナのうち、少なくとも一方は、ＭＩＭＯ通信以外の機能のためのアンテナとして使用される。

本発明は、以下の効果のうち少なくとも１つを有する。

本発明においては、ＭＩＭＯ通信に使用する複数のアンテナのうち、少なくとも１本は、ＭＩＭＯ通信用のアンテナ及びそれ以外の機能用のアンテナとして兼用される。これにより、アンテナを少なくとも１本減らすことができ、携帯無線端末を小型化することができる。

本発明の第１実施形態に係る携帯無線端末の概略透視斜視図。 本発明の第１実施形態に係る携帯無線端末の回路の一例。 本発明の第２実施形態に係る携帯無線端末の概略透視斜視図。 背景技術に係る携帯無線端末の概略透視斜視図。

上記第１視点の好ましい形態を以下に記載する。

上記第１視点の好ましい形態によれば、第１アンテナ及び第２アンテナは、７００ＭＨｚ帯〜８００ＭＨｚ帯のＭＩＭＯ通信アンテナとして使用することができる。

上記第１視点の好ましい形態によれば、当該機能はデジタルテレビである。

上記第１視点の好ましい形態によれば、携帯無線端末は、第１アンテナに接続された第１整合回路と、第１整合回路に接続された第１送受信回路と、第２アンテナに接続されたスイッチと、スイッチに接続された第２整合回路と、第２整合回路に接続された第２送受信回路と、スイッチに接続された第３整合回路と、第３整合回路と接続されたデジタルテレビチューナと、第１送受信回路及び第２送受信回路と接続された信号処理回路と、使用するモードに応じてスイッチに切り替え信号を出力する制御回路と、をさらに備える。スイッチは、ＭＩＭＯ通信する場合、第２アンテナと第２整合回路とを接続し、デジタルテレビを受信する場合、第２アンテナと第３整合回路とを接続する。

上記第１視点の好ましい形態によれば、第２アンテナは、ホイップアンテナである。

上記第１視点の好ましい形態によれば、携帯無線端末は、第１基板導体を有する第１基板をさらに備える。アンテナは、第１基板導体を含む。

上記第１視点の好ましい形態によれば、携帯無線端末は、第１筐体と、第２筐体と、第１筐体に収容され、第１基板導体を有する第１基板と、第２筐体に収容され、第２基板導体を有する第２基板と、第１基板導体と第２基板導体とを電気的に接続する第１導体と、をさらに備える。第２アンテナは、第１基板導体、第２基板導体及び第１導体を含む。

上記第１視点の好ましい形態によれば、携帯無線端末は、第１筐体と第２筐体とを回動可能に連結するヒンジ部と、ヒンジ部に収容されたヒンジ部導体と、第１基板導体と第２基板導体とを電気的に接続する第２導体と、をさらに備える。第１導体は、第１基板導体とヒンジ部導体とを電気的に接続する。第２導体は、第２基板導体とヒンジ部導体とを電気的に接続する。第２アンテナは、第１基板導体、第２基板導体、第１導体、第２導体及びヒンジ部導体を含む。

本発明の第１実施形態に係る携帯無線端末について説明する。図１に、本発明の第１実施形態に係る携帯無線端末の概略透視斜視図を示す。図２に、本発明の第１実施形態に係る携帯無線端末の回路の一例を示す。なお、図１においては、本発明を説明するための最低限の要素のみを示しており、それ以外の要素の図示は省略してある。例えば、図４に示すような各機能を実現するための要素は省略してある。このことは、後述する図３においても同様である。

携帯無線端末１０は、第１アンテナ１、第１アンテナ１に電気的に接続された第１給電端子２、第２アンテナ３、第２アンテナ３に電気的に接続された第２給電端子４、下部筐体である第１筐体７に収容され、各種回路を有する無線部基板等の第１基板５、及び上部筐体である第２筐体８に収容され、各種回路を有する制御部基板等の第２基板６を備える。第１基板５は、第１給電端子２を介して第１アンテナ１に接続され、第２給電端子４を介して第２アンテナ３に接続されている。

図１に示す形態において、第１アンテナ１は、第１筐体７に収容された板金状導体である。第２アンテナ３は、大部分が第１筐体７より露出したホイップアンテナである。

第１アンテナ１及び第２アンテナ３は、ＭＩＭＯ用の複数のアンテナとして使用することができるものである。例えば、第１アンテナ１及び第２アンテナ３は、７００ＭＨｚ帯〜８００ＭＨｚ帯の２×２のＭＩＭＯ伝送用（通話／データ通信用）アンテナとして使用することができる。また、ＭＩＭＯ用の複数のアンテナのうち、少なくとも１本をＭＩＭＯ通信以外の機能のためのアンテナとして使用する。例えば、第２アンテナ３をＤＴＶを受信するためのアンテナとして使用する。ＤＴＶの周波数帯４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚは、ＭＩＭＯ通信の７００Ｍ帯や８００Ｍ帯と周波数が近い。そこで、第２アンテナ３は、通話／データ通信用アンテナ及びＤＴＶ用アンテナとして兼用することができる。

本発明の携帯無線端末１０は、第１アンテナ１に接続された第１整合回路１１、第１整合回路１１に接続された第１送受信回路１２、第２アンテナ３に接続されたスイッチ１４、スイッチ１４に接続された第２整合回路１５、第２整合回路１５に接続された第２送受信回路１６、スイッチ１４に接続された第３整合回路１７、第３整合回路１７に接続されたＤＴＶチューナ１８、第１送受信回路１２及び第２送受信回路１６に接続された信号処理回路１３、並びに第１送受信回路１２、第２送受信回路１６、ＤＴＶチューナ１８、信号処理回路１３及びスイッチ１４に接続された制御回路１９を備える。スイッチ１４は、使用するモードによって、第２アンテナ３と接続する整合回路を切り替える。ＭＩＭＯ送受信モードのとき、スイッチ１４は第２アンテナ３と第２整合回路１５とを接続させ、ＤＴＶ受信モードのとき、スイッチ１４は第２アンテナ３と第３整合回路１７とを接続させる。

ＤＴＶを受信する場合、制御回路１９は、ＤＴＶ選択の信号を出力する。この信号に基づき、スイッチ１４は、第２アンテナ３を第３整合回路１７及びＤＴＶチューナ１８に接続させる。これにより、携帯無線端末１０は、第２アンテナ３から地上デジタル放送を受信することができるようになる。また、このとき、制御回路１９は、第１アンテナ１の１つのアンテナで通話／データ通信をするように制御してもよい。

一方、ＭＩＭＯ送受信する場合、制御回路１９は、ＭＩＭＯ伝送選択の信号を出力する。この信号に基づき、スイッチ１４は、第２アンテナ３を第２整合回路１５、第２送受信回路１６及び信号処理回路１３に接続させる。これにより、基地局側の２つ以上のアンテナから送信された別々の情報は、第１アンテナ１及び第２アンテナ３から信号処理回路１３に入力され、高速伝送が可能となる。

本発明の携帯無線端末によれば、第２アンテナを兼用することにより、アンテナを少なくすることができるので、小型化を実現することができる。

次に、本発明の第２実施形態に係る携帯無線端末について説明する。図３に、本発明の第２実施形態に係る携帯無線端末の概略透視斜視図を示す。なお、図３においては、本発明を説明するための最低限の要素のみを示しており、それ以外の要素の図示は省略してある。携帯無線端末２０は、第１アンテナ２１、第１アンテナに接続された第１給電端子２２、下部筐体である第１筐体２９、上部筐体である第２筐体３０、第１筐体２９と第２筐体３０とを回動可能に連結するヒンジ部と、第１筐体２９に収容され、各種回路を有する無線部基板等の第１基板２５、及び第２筐体３０に収容され、各種回路を有する制御部基板等の第２基板２６、ヒンジ部に収容されたヒンジ部導体２７、第１基板２５の第１基板導体とヒンジ部導体２７とを電気的に接続する第１導体２３、第２基板２６の第２基板導体とヒンジ部導体２７とを電気的に接続する第２導体２４、及び第１基板２５の第１基板導体と第１導体２３とを電気的に接続する第２給電端子２８を備える。第１導体２３及び第２導体２４は、例えば、板金状の導体とすることができる。

第１アンテナ２１は第１実施形態と同様である。第１実施形態においてはホイップアンテナ第２アンテナとして利用したが、第２実施形態においては、基板の導体を第２アンテナとしても利用する。図３に示す形態においては、第２アンテナは、第１基板２５の第１基板導体、第２基板２６の第２基板導体、第１導体２３、第２導体２４及びヒンジ部導体２７を有し、これらは電気的に接続されている。第１基板２５の第１基板導体、第２基板２６の第２基板導体、第１導体２３、第２導体２４及びヒンジ部導体２７のうち、使用する導体は、アンテナ長及び周波数に応じて適宜選択することができる。例えば、第２アンテナは、一方の基板の導体、例えば第１基板２５の第１基板導体のみを有してもよい。

図３に示す形態においては、ヒンジ部導体２７を介して第１基板導体と第２基板導体とを電気的に接続したが、ヒンジ部導体を介さずに、例えば１つの導体で第１基板導体と第２基板導体とを電気的に接続してもよい。

また、第１筐体２９及び第２筐体３０が導体を有する場合には、筐体が有する導体を第２アンテナとして、又は第２アンテナの一部として利用してもよい。

回路構成は、第１実施形態における図２に示す回路を使用することができる。

第２実施形態によれば、第１実施形態よりもさらにアンテナを削減することができる。

第２実施形態における上記以外の形態は、第１実施形態と同様である。

本発明の携帯無線端末は、上記実施形態に基づいて説明されているが、上記実施形態に限定されることなく、本発明の範囲内において、かつ本発明の基本的技術思想に基づいて、上記実施形態に対し種々の変形、変更及び改良を含むことができることはいうまでもない。また、本発明の請求の範囲の枠内において、種々の開示要素の多様な組み合わせ・置換ないし選択が可能である。

本発明のさらなる課題、目的及び展開形態は、請求の範囲を含む本発明の全開示事項からも明らかにされる。

本発明の携帯無線端末としては、例えば、携帯電話機、スマートフォン、タブレット型パソコン、ノート型パソコン等に適用することができる。

１０，２０ 携帯無線端末
１，２１ 第１アンテナ
２，２２ 第１給電端子
３ 第２アンテナ
４，２８ 第２給電端子
５，２５ 第１基板
６，２６ 第２基板
７，２９ 第１筐体
８，３０ 第２筐体
１１ 第１整合回路
１２ 第１送受信回路
１３ 信号処理回路
１４ スイッチ
１５ 第２整合回路
１６ 第２送受信回路
１７ 第３整合回路
１８ ＤＴＶチューナ
１９ 制御回路
２３ 第１導体
２４ 第２導体
２７ ヒンジ部導体
８０ 携帯無線端末
８１ 通話／データ通信用アンテナ
８２ 第１給電端子
８３ ＤＴＶ用アンテナ
８４ 第２給電端子
８５ 無線ＬＡＮ／Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈアンテナ
８６ 第３給電端子
８７ ＧＰＳアンテナ
８８ Ｆｅｌｉｃａアンテナ
８９ レシーバ
９０ カメラ
９１ 無線部基板
９２ 電池

Claims (8)

1. 第１アンテナと、
   第２アンテナと、を備え、
   前記第１アンテナ及び前記第２アンテナは、ＭＩＭＯ通信に使用され、
   前記第１アンテナ及び前記第２アンテナのうち、少なくとも一方は、ＭＩＭＯ通信以外の機能のためのアンテナとして使用されることを特徴とする携帯無線端末。
2. 前記第１アンテナ及び前記第２アンテナは、７００ＭＨｚ帯〜８００ＭＨｚ帯のＭＩＭＯ通信アンテナとして使用することができることを特徴とする請求項１に記載の携帯無線端末。
3. 前記機能はデジタルテレビであることを特徴とする請求項１又は２に記載の携帯無線端末。
4. 前記第１アンテナに接続された第１整合回路と、
   前記第１整合回路に接続された第１送受信回路と、
   前記第２アンテナに接続されたスイッチと、
   前記スイッチに接続された第２整合回路と、
   前記第２整合回路に接続された第２送受信回路と、
   前記スイッチに接続された第３整合回路と、
   前記第３整合回路と接続されたデジタルテレビチューナと、
   前記第１送受信回路及び前記第２送受信回路と接続された信号処理回路と、
   使用するモードに応じて前記スイッチに切り替え信号を出力する制御回路と、をさらに備え、
   前記スイッチは、ＭＩＭＯ通信する場合、前記第２アンテナと前記第２整合回路とを接続し、デジタルテレビを受信する場合、前記第２アンテナと前記第３整合回路とを接続することを特徴とする請求項３に記載の携帯無線端末。
5. 前記第２アンテナは、ホイップアンテナであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の携帯無線端末。
6. 第１基板導体を有する第１基板をさらに備え、
   前記アンテナは、前記第１基板導体を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の携帯無線端末。
7. 第１筐体と、
   第２筐体と、
   前記第１筐体に収容され、第１基板導体を有する第１基板と、
   前記第２筐体に収容され、第２基板導体を有する第２基板と、
   前記第１基板導体と前記第２基板導体とを電気的に接続する第１導体と、をさらに備え、
   前記第２アンテナは、前記第１基板導体、前記第２基板導体及び前記第１導体を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の携帯無線端末。
8. 前記第１筐体と前記第２筐体とを回動可能に連結するヒンジ部と、
   前記ヒンジ部に収容されたヒンジ部導体と、
   前記第１基板導体と前記第２基板導体とを電気的に接続する第２導体と、をさらに備え、
   前記第１導体は、前記第１基板導体と前記ヒンジ部導体とを電気的に接続し、
   前記第２導体は、前記第２基板導体と前記ヒンジ部導体とを電気的に接続し、
   前記第２アンテナは、前記第１基板導体、前記第２基板導体、前記第１導体、前記第２導体及び前記ヒンジ部導体を含むことを特徴とする請求項７に記載の携帯無線端末。

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