JP3606827B2 - 移動通信端末機における内蔵型二重帯域アンテナ装置及び動作方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動通信端末機に関し、特に、移動通信端末機における内蔵型二重帯域アンテナ装置及び動作方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、移動通信端末機のアンテナ装置は、端末機の外部の突出部に形成するヘリカルアンテナとホイップアンテナとから構成され、ホイップアンテナが端末機の内部に収納されている時はヘリカルアンテナが動作し、端末機の外部へ伸長される時はホイップアンテナが動作する。
【０００３】
ところが、従来伸縮型ホイップアンテナとヘリカルアンテナとの連動構造を有する移動通信端末機では、ヘリカルアンテナが突出し形成されるので、最近小型化傾向の端末機において、多様なデザインの具現が難しくなり、携帯においても不便である問題があった。また、高い所から端末機を落とすことになると、前記端末機の外部に突出し形成されたヘリカルアンテナは壊れる恐れがある。また、従来移動通信端末機においては、ヘリカルアンテナが取り付けられる端末機の外部の突出部の位置が一方に偏って形成されるので、高周波数帯域では放射パターンが非対称に形成され、アンテナの方向により性能が低下するようになる。
【０００４】
また、近来は、端末機の小型化につれて、携帯時や通話時にアンテナが人体に近接するようになり、アンテナ特性が自由空間での特性と相違するようになるが、これは端末機の全体の性能低下の原因になる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、デザインの制限、信頼性の低下、及び移動通信遂行の不便さなどの従来移動通信端末機の問題点を解決する、移動通信端末機における内蔵型二重帯域アンテナ装置及び動作方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記のような目的を達成するための本発明は、移動通信端末機の内蔵型二重帯域アンテナ装置及び動作方法を提供する。前記内蔵型二重帯域アンテナ装置において、内蔵型二重帯域アンテナは、移動通信端末機のメインプリント配線基板（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ： 以下、ＰＣＢと称する）の上端から延長した基板上に導電性パターンで形成される第１アンテナパターンと、前記メインＰＣＢの上側から直角に延長した基板上に導電性パターンで形成される第２アンテナパターンと、を有する。ホイップアンテナは、前記内蔵型二重帯域アンテナに連結されて、引込まれる時は移動端末機の内部に完全に収納される。ホイップアンテナ駆動部は、前記ホイップアンテナを収納／突出させる。デュプレクサは、前記内蔵型二重帯域アンテナから受信されるＲＦ信号と、前記内蔵型二重帯域アンテナに送信されるＲＦ信号と、を分離する。制御部は、前記デュプレクサから送信されるＲＦ信号を処理し、通話の時または使用者が通話を試みる時は、前記ホイップアンテナを伸長させるようにホイップアンテナ駆動部を制御する。
【０００７】
また、移動通信端末機の内蔵型二重帯域アンテナ及びホイップアンテナの動作方法において、移動端末機が通話状態であるか否かを検査して、待機状態である時は、前記内蔵型二重帯域アンテナをデュプレクサに連結してＲＦ信号を送受信し、通話状態である時は、前記ホイップアンテナをデュプレクサに連結して前記ホイップアンテナを前記移動通信端末機の外部に突出させてＲＦ信号を送受信する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による好適な一実施形態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。下記説明において、本発明の要旨を明確にするために関連した公知機能または構成に対する具体的な説明は省略する。
【０００９】
図１は、本発明の実施形態による移動通信端末機における内蔵型二重帯域アンテナ装置のブロック図である。図１を参照すると、本発明の実施形態による移動通信端末機の内蔵型二重帯域アンテナ装置は、内蔵型二重帯域アンテナ１０８、ＲＦスイッチ部１０６、デュプレクサ１０２、制御部１００、ホイップアンテナ駆動部１０４、及びホイップアンテナ１１０から構成される。内蔵型二重帯域アンテナ１０８は、端末機のメインＰＣＢ１１２から延長した基板１１４上に屈折ラインパターン（Ｍｅａｎｄｅｒ Ｌｉｎｅ Ｐａｔｔｅｒｎ）で形成される高周波帯域の第１帯域アンテナＡＮＴ１と、前記端末機のメインＰＣＢ１１２の上側から直角に延長した基板１１６上に屈折ラインパターンで形成される低周波帯域の第２帯域アンテナＡＮＴ２と、から構成される。前記端末機のメインＰＣＢ１１２の上側に直角に延長した基板１１６は、低周波帯域におけるアンテナの長さを確保するために形成されるもので、もし、前記メインＰＣＢ１１２の上端から延長した基板１１４上に全ての二重帯域アンテナを構成するようになる場合、前記アンテナパターン形成のための基板の長さがあまりに長くなり、端末機のサイズが大きくなる問題が発生する。
【００１０】
一方 、前記２つの内蔵型二重帯域アンテナ１０８は、状況によって適切な形態の多様なパターンで設計されることができ、前記二重帯域アンテナ１０８に備われる高周波帯域のための第１帯域アンテナＡＮＴ１及び低周波帯域のための第２帯域アンテナＡＮＴ２は、両方とも端末機のメインＰＣＢ１１２の中央に位置する給電点を有するように構成される。従来伸縮型アンテナを備える移動通信端末機においては、アンテナの中央給電ができなかったので、高周波帯域におけるアンテナ放射パターンが非対称に形成されるようになり、性能が低下することを防ぐためである。
【００１１】
ホイップアンテナ駆動部１０４は、前記制御部１００の制御によって、前記ホイップアンテナ１１０両側に接触して取り付けられる２つの駆動ローラー（図示せず）を駆動して、前記ホイップアンテナ１１０を端末機の内外部へ上下移動させる。ＲＦスイッチ部１０６は、前記制御部１００の制御によってスイッチングされ、内蔵型二重帯域アンテナ１０８及びホイップアンテナ１１０を選択的にデュプレクサ１０２に連結させる。
【００１２】
前記制御部１００は、移動通信端末機の全般的な動作を制御する。本発明の実施形態によって、前記制御部１００は、前記ＲＦスイッチ部１０６を制御して、前記内蔵型二重帯域アンテナ１０８または前記ホイップアンテナ１１０をデュプレクサ１０２に選択的に連結する。前記制御部１００は、端末機が通話状態である時または使用者が発信のために通話を試みる時、前記ホイップアンテナ駆動部１０４を制御して、前記ホイップアンテナ１１０が端末機の外部に突出されるようにする。つまり、図１のように、本発明の実施形態では、基板１１４及び基板１１６上に屈折ラインパターンで内蔵型二重帯域アンテナ１０８を形成し、前記ホイップアンテナ１１０が自動で内部に引込まれるように具現する。
【００１３】
図２は、本発明の実施形態によって、図１の内蔵型二重帯域アンテナを備える移動通信端末機の側面斜視図である。図２のように、本発明の実施形態による内蔵型二重帯域アンテナ１０８は、移動通信端末機のメインＰＣＢ１１２の上端から延長し形成される基板１１４及び前記メインＰＣＢ１１２の上側から直角に延長し形成される基板１１６上に容易に具現できる。また、前記ホイップアンテナ１１０は、普通の時は端末機の内部に完全に収納され、通話時または使用者が通話を試みる時は、前記ホイップアンテナ駆動部１０４によって自動に端末機の外部に突出するように具現され、携帯が容易になる。
【００１４】
以下、前記内蔵型二重帯域アンテナ装置の動作を詳細に説明する。
前記ＲＦスイッチ部１０６は、前記デュプレクサ１０２から送受信されるＲＦ信号を、前記制御部１００の制御によって、前記内蔵型二重帯域アンテナ１０８または前記ホイップアンテナ１１０にスイッチングする。この時、前記２つのアンテナは、それぞれ独立的に動作する。前記制御部１００は、通話待機状態の時またはイヤホンを利用する時は、前記ＲＦスイッチ部１０６が前記内蔵型二重帯域アンテナ１０８を前記デュプレクサ１０２にスイッチングするように制御し、通話状態である時は、前記ＲＦスイッチ部１０６が前記ホイップアンテナ１１０を前記デュプレクサ１０２にスイッチングするように制御する。
【００１５】
通話待機状態である時、前記制御部１００は、前記ＲＦスイッチ部１０６を前記内蔵型二重帯域アンテナ１０８にスイッチングする。この時、手動スイッチ１１８はオンになり、端子ｃとｄを連結することによって、前記デュプレクサ１０２に前記内蔵型二重帯域アンテナ１０８が連結される。前記のような状態で、外部からの着信号に応答するために、使用者が端末機のフリップを開けるかまたは通話ボタンを押す場合、または、使用者がフリップを開けて発信を試みる場合、前記制御部１００は、前記ホイップアンテナ駆動部１０４によって前記ホイップアンテナ１１０が端末機の外部に突出されるように制御し、前記ＲＦスイッチ部１０６が前記ホイップアンテナ１１０と前記デュプレクサ１０２との間の信号経路を設定するように制御する。従って、前記デュプレクサ１０２と前記内蔵型二重帯域アンテナ１０８との連結は開放されて、前記ホイップアンテナ１１０のみが移動するようになる。
【００１６】
図１において、本発明の実施形態による前記内蔵型二重帯域アンテナ１０８及び前記ホイップアンテナ１１０は、前記ＲＦスイッチ部１０６のスイッチング動作によって選択的に前記デュプレクサ１０２に連結されるが、図３のように、前記内蔵型二重帯域アンテナ１０８が前記ホイップアンテナ１１０に常に連結されるように構成することもできる。この時、外部からの着信号に応答して、使用者が移動通信端末機のフリップを開けるかまたは通話ボタンを押す場合、または、使用者が電話通話のための発信を試みる場合、前記制御部１００は、前記ホイップアンテナ駆動部１０４によって前記ホイップアンテナ１１０が端末機の外部に突出されるように制御して、前記ホイップアンテナ１１０を介した安定的な受信が遂行されるようにする。
【００１７】
従って、通話待機状態では、前記ホイップアンテナ１１０は、移動通信端末機の内部に収納されて、前記内蔵型二重帯域アンテナ１０８が動作し、端末機の携帯が容易になる。また、通話状態では、前記ホイップアンテナ１１０が動作して、ＲＦ信号の受信特性が良好になり、通話の質が向上する。一方、動作テストの状態で、テストポイントにテストケーブルを挿入する場合、前記手動スイッチ１１８は、前記デュプレクサ１０２の連結端子ｄから開放され、前記ＲＦスイッチ部１０６は前記内蔵型二重帯域アンテナ１０８にスイッチングされることによって、前記ホイップアンテナ１１０及び前記内蔵型二重帯域アンテナ１０８の両方とも前記デュプレクサ１０２から開放される。
【００１８】
図４Ａ乃至図４Ｃは、本発明の実施形態による前記内蔵型二重帯域アンテナの詳細構造を示す。図４Ａを参照すると、本発明の実施形態による二重帯域アンテナ１０８は、ＤＣＳ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）帯域で動作するトップロードモノポール（Ｔｏｐ Ｌｏａｄｅｄ Ｍｏｎｏ Ｐｏｌｅ）型の高周波帯域アンテナＡＮＴ１と、ＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）帯域で動作する、屈折ラインパターンで形成されるジグザグ型の低周波帯域アンテナＡＮＴ２と、から構成される。前記ＤＣＳアンテナＡＮＴ１は、端末機のメインＰＣＢ１１２の上端から延長した基板１１４に形成され、前記ＧＳＭアンテナＡＮＴ２は、端末機のメインＰＣＢ１１２の上側から直角に延長した基板１１６に形成される。前記２つのアンテナＡＮＴ１及びＡＮＴ２は、図４Ａのように、ラインＡによって相互に連結され、前記ＤＣＳアンテナＡＮＴ１の下部から始まる１つの給電点を共有するように構成される。
【００１９】
図４Ｂは、前記ＤＣＳアンテナＡＮＴ１を示す詳細図である。図４Ｂを参照すると、前記ＤＣＳアンテナＡＮＴ１は、大別して垂直部３０２と水平部３００とに区分される。前記水平部３００は、左右対称の形態であり、前記垂直部３０２の接地ラインＧＮＤの反対側に位置する。前記水平部３００は、前記垂直部３０２に対して容量性負荷（ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ ｌｏａｄ）として作用し、均一な電流分布を持つようになって、実際にアンテナの長さが伸長するため、より広い帯域幅及び高いアンテナ利得が達成できる。一方、前記ＤＣＳアンテナＡＮＴ１の整合をより良好にするために、図４Ｂのように、前記水平部３００に連結された屈折ラインパターン３０４を形成することもできる。
【００２０】
図４Ｃは、前記ＧＳＭアンテナＡＮＴ２を示す詳細図である。図４Ｃを参照すると、前記ＧＳＭアンテナＡＮＴ２は、前述したように、前記基板１１６上に屈折ラインパターンで形成されるジグザグ型のアンテナであり、１／４波長の長さで具現される。この時、前記ＧＳＭアンテナＡＮＴ２の直線部３０６、３０８は、曲線部３１０に比べて、前記ＤＣＳアンテナＡＮＴ１の水平部３００に近接して結合（ｃｏｕｐｌｉｎｇ）が発生する。前記ＧＳＭアンテナＡＮＴ２の直線部３０６、３０８と前記ＤＣＳアンテナＡＮＴ１の水平部３００との距離を調整することによって、ＧＳＭ帯域及びＤＣＳ帯域の入力インピーダンス（ｉｍｐｅｄａｎｃｅ）を変化させることができる。この時、前記距離が遠くなるほど、２つの帯域の共振点はだんだん離れるようになり、前記ＤＣＳ帯域の移動速度が前記ＧＳＭ帯域より２倍ほど速くなる。また、前記距離が近くなるほど、前述の内容とは反対の現象が発生する。一方、前記ＧＳＭアンテナＡＮＴ２の長さまたは前記ＤＣＳアンテナＡＮＴ１の水平部３００の長さを調整することによって、共振周波数を変化させることができる。従って、前記結合による共振点の変化及びアンテナの長さの調節による共振点の変化を適切に組み合わせることによって、所望するアンテナを達成することができる。これは、前記ＧＳＭ／ＤＳＣだけでなく、ＣＤＭＡ／ＵＳ ＰＣＳのような全ての二重帯域または三重帯域のアンテナにも同様に適用される。本発明の実施形態において、前記ＧＳＭアンテナＡＮＴ２と接地ラインＧＮＤとの間の距離は６ｍｍに制限される。ここで、ＧＳＭ／ＤＣＳアンテナの入力インピーダンスの実数部は５０Ωに及ばず、入力インピーダンスの虚数部は容量性成分を有する。最適のインピーダンス整合のために、給電線（ｆｅｅｄｉｎｇ ｌｉｎｅ）には、直列にインダクタ（ｉｎｄｕｃｔｏｒ）を連結し、並列にキャパシター（ｃａｐａｃｉｔｏｒ）を連結したＬ型の整合回路を具現する。
【００２１】
図５Ａは、図４Ａに示す内蔵型二重帯域アンテナの構造を示す概略図であり、図５Ｂは、前記本発明の実施形態によるＧＳＭ／ＤＣＳ二重帯域アンテナの等価回路を示す図である。図４Ｂを参照すると、トップロードモノポール型のＤＣＳアンテナＡＮＴ１の総インピーダンスＺは、＜数１＞のように計算される。
【００２２】
＜数１＞
Ｚｔｏｔａｌ＝ ＺＧＳＭ ＋ ＺＤＣＳ ＋ Ｚｍｕｔｕａｌ ＋ ηＺｗｈｉｐ
【００２３】
また、図５Ｂに表示される各地点でのインピーダンスＺ１、Ｚ２、及びＺ３を＜数２＞のように計算することができる。
【００２４】
＜数２＞
Ｚ１＝ ＺＧＳＭ ， Ｚ２ ＝ ＺＤＣＳ， Ｚ３＝ Ｚｍｕｔｕａｌ
【００２５】
つまり、総インピーダンスは、前記ＤＣＳアンテナＡＮＴ１及び前記ＧＳＭアンテナＡＮＴ２のそれぞれのインピーダンスと、前記２つのアンテナ間の結合によるインピーダンスと、前記ホイップアンテナ１１０が前記内蔵型二重帯域アンテナ１０８と結合される時のメタル部分と前記ＧＳＭアンテナＡＮＴ２との間の結合係数ηと、前記ホイップアンテナ１１０のインピーダンスと、に分けられる。前記インピーダンスの和は、前記ＤＣＳアンテナＡＮＴ１の総インピーダンスになる。この時、前記結合係数ηが大きいほど、前記ホイップアンテナ１１０と前記内蔵型二重帯域アンテナ１０８との結合がより多く発生するので、前記結合係数ηが小さくなるようにすべきである。
【００２６】
前記内蔵型二重帯域アンテナ１０８及び前記ホイップアンテナ１１０は、状況によって多様に動作することができる。
【００２７】
第１は、スイッチを使用する方法で、受信待機状態である時は、前記内蔵型二重帯域アンテナ１０８に給電線が連結され、通話状態である時は、前記ホイップアンテナ１１０に給電線が連結される。この時、フィールド状態が強電界（ｓｔｒｏｎｇ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｆｉｅｌｄ）であると、内蔵型二重帯域アンテナ１０８をそのまま使用する。
【００２８】
第２は、前記内蔵型二重帯域アンテナ１０８と前記ホイップアンテナ１１０との結合を利用する方法である。前記のようなスイッチング方法を使用する場合は、前記内蔵型二重帯域アンテナ１０８と前記ホイップアンテナ１１０との間の結合を避けて、アンテナ性能の低下が発生しないようにする。しかしながら、むしろ結合を利用して、前記内蔵型アンテナ１０８から前記ホイップアンテナ１１０に給電すると、スイッチが要らなくなる。アンテナの整合状態及び放射パターンに最小の影響を与えるように結合の間隔を調節することによって、前記のような給電方式が実現できる。
【００２９】
第３は、小容量のキャパシターを前記内蔵型二重帯域アンテナ１０８と前記ホイップアンテナ１１０との間に連結することによって、より確実な結合給電効果を得ることができる。第２及び第３の方法によって前記内蔵型二重帯域アンテナ１０８及び前記ホイップアンテナ１１０を動作させる場合、製品の量産において、スイッチの使用が不要になり、生産費用を低減することができる。
【００３０】
図６は、本発明の実施形態によって、前記内蔵型二重帯域アンテナを備える移動通信端末機におけるインピーダンス整合状態を示すグラフである。図６（Ａ）は、前記内蔵型二重帯域アンテナ１０８構造において、前記ＧＳＭアンテナＡＮＴ２のみが動作する場合のアンテナのインピーダンス整合状態を示し、図６（Ｂ）は、前記ＤＣＳアンテナＡＮＴ１のみが動作する場合のアンテナのインピーダンス整合状態を示す。
【００３１】
図７は、本発明の実施形態によって、前記内蔵型二重帯域アンテナを備える移動通信端末機におけるアンテナ放射パターン特性を示すグラフである。図７（Ａ）は、前記内蔵型二重帯域アンテナ１０８構造において、前記ＧＳＭアンテナＡＮＴ２のみが動作する場合のアンテナ放射パターンを示し、図７（Ｂ）は、前記ＤＣＳアンテナＡＮＴ１のみが動作する場合のアンテナ放射パターンを示す。
【００３２】
図８（Ａ）は、前記内蔵型二重帯域アンテナ１０８は動作せず、前記ホイップアンテナ１１０のみが動作する場合のアンテナのインピーダンス整合状態を示すグラフであり、図８（Ｂ）は、前記内蔵型二重帯域アンテナ１０８と前記ホイップアンテナ１１０とが組み合わされて動作する場合のアンテナインピーダンス整合状態を示すグラフである。
【００３３】
図９（Ａ）は、図８（Ａ）のように、前記ホイップアンテナ１１０のみが動作する場合のＧＳＭ帯域におけるアンテナ放射パターン特性を示すグラフであり、図９（Ｂ）は、図８（Ｂ）のように、前記内蔵型二重帯域アンテナ１０８と前記ホイップアンテナ１１０とが組み合わされて動作する場合のＧＳＭ帯域におけるアンテナ放射パターンを示すグラフである。
【００３４】
図１０は、図８（Ａ）のように、前記ホイップアンテナ１１０のみが動作する場合のＤＣＳ帯域におけるアンテナ放射パターン特性を示すグラフであり、図１０（Ｂ）は、図８（Ｂ）のように、前記内蔵型二重帯域アンテナ１０８と前記ホイップアンテナ１１０が組み合わされて動作する場合のＤＣＳ帯域におけるアンテナ放射パターンを示すグラフである。
【００３５】
図１１（Ａ）は、前記内蔵型二重帯域アンテナ１０８を備える端末機において、前記ＧＳＭアンテナＡＮＴ２及び前記ＤＣＳアンテナＡＮＴ１が共に動作する場合のアンテナインピーダンス整合状態を示すグラフであり、図１１（Ｂ）は、従来伸縮型二重帯域アンテナを備える端末機におけるアンテナインピーダンス整合状態を示すグラフである。
【００３６】
図１２（Ａ）は、前記内蔵型二重帯域アンテナ１０８を備える端末機において、前記ホイップアンテナ１１０が引込まれる場合のＧＳＭ帯域におけるアンテナ放射パターン特性を示すグラフであり、図１２（Ｂ）は、従来伸縮型二重帯域端末機において、前記ホイップアンテナが引込まれる場合のＧＳＭ帯域におけるアンテナ放射パターン特性を示すグラフである。
【００３７】
図１３（Ａ）は、前記内蔵型二重帯域アンテナ１０８を備える端末機において、前記ホイップアンテナ１１０が引込まれる場合のＤＣＳ帯域におけるアンテナ放射パターンを示すグラフであり、図１３（Ｂ）は、従来伸縮型二重帯域端末機において、前記ホイップアンテナが引込まれる場合のＤＣＳ帯域におけるアンテナ放射パターンを示すグラフである。
【００３８】
図１４（Ａ）は、従来伸縮型二重帯域端末機において、ホイップアンテナが伸長する時のＧＳＭ帯域におけるアンテナ放射パターンを示すグラフであり、図１４（Ｂ）は、従来伸縮型二重帯域端末機において、ホイップアンテナが伸長する時のＤＣＳ帯域におけるアンテナ放射パターンを示すグラフである。
【００３９】
図６（Ａ）乃至図１４（Ｂ）のように、本発明による内蔵型二重帯域アンテナを備える移動通信端末機のアンテナ整合状態及び放射パターン特性は、従来伸縮型二重帯域アンテナを備える端末機と類似であるか、または、より改善されたアンテナ特性を示す。本発明による移動端末機は、外部突出アンテナ部を除去することによって、端末機の携帯が容易になり、従来伸縮型二重帯域端末機と同等な通話品質が実現できるようになる。
【００４０】
一方、前記本発明の詳細な説明では、具体的な実施形態を挙げて説明してきたが、本発明の範囲内で様々な変形が可能であることは勿論である。従って、本発明の範囲は前記実施形態によって限られるべきではなく、特許請求の範囲とそれに均等なものによって定められるべきである。
【００４１】
【発明の効果】
一方、本発明の実施形態によると、通話待機状態である場合は、内蔵型二重帯域アンテナをデュプレクサに連結し、外部からの着信号に応答して、使用者が移動通信端末機のフリップを開けるかまたは通話ボタンを押す場合、または、使用者が電話のためにフリップを開ける場合は、前記ホイップアンテナを前記デュプレクサに連結するが、これは、使用者の選択に依存する。つまり、基本的に、本発明によるアンテナ装置は、通話状態である時は、前記ホイップアンテナを使用するようになっているが、使用者が前記ホイップアンテナの使用を所望しない場合は、アンテナのスイッチングを遂行せず、内蔵型二重帯域アンテナを利用して通話することもできる。また、前記ホイップアンテナは、自動収納機能も移動通信端末機の特性によって相違して実施できる。
【００４２】
また、本発明の実施形態によると、端末機のメインＰＣＢの上端から延長した基板上に高周波帯域のためのＤＣＳアンテナを形成し、前記ＤＣＳアンテナに直角になるように前記メインＰＣＢの上側から直角に延長した基板上に低周波帯域のためのＧＳＭアンテナを形成するが、前記のような形態は端末機の特性によって変更できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態による内蔵型二重帯域アンテナ装置のブロック図である。
【図２】本発明の実施形態による内蔵型二重帯域アンテナ装置の側面斜視図である。
【図３】本発明の他の実施形態による内蔵型二重帯域アンテナ装置のブロック図である。
【図４Ａ】本発明の実施形態による内蔵型二重帯域アンテナの詳細構造図である。
【図４Ｂ】ＤＣＳアンテナＡＮＴ１を示す詳細図である。
【図４Ｃ】ＧＳＭアンテナＡＮＴ２を示す詳細図である。
【図５Ａ】図４Ａに示す内蔵型二重帯域アンテナの構造を示す概略図である。
【図５Ｂ】本発明の実施形態によるＧＳＭ／ＤＣＳ二重帯域アンテナの等価回路を示す図である。
【図６】図６（Ａ）は、本発明の実施形態によって、内蔵型二重帯域アンテナ構造において、ＧＳＭアンテナＡＮＴ２のみが動作する場合のアンテナのインピーダンス整合状態を示し、図６（Ｂ）は、本発明の実施形態によって、ＤＣＳアンテナＡＮＴ１のみが動作する場合のアンテナのインピーダンス整合状態を示す。
【図７】図７（Ａ）は、本発明の実施形態によって、内蔵型二重帯域アンテナ構造において、ＧＳＭアンテナＡＮＴ２のみが動作する場合のアンテナ放射パターンを示し、図７（Ｂ）は、本発明の実施形態によって、ＤＣＳアンテナＡＮＴ１のみが動作する場合のアンテナ放射パターンを示す。
【図８】図８（Ａ）は、本発明の実施形態によって、内蔵型二重帯域アンテナは動作せず、ホイップアンテナのみが動作する場合のアンテナのインピーダンス整合状態を示すグラフであり、図８（Ｂ）は、本発明の実施形態によって、内蔵型二重帯域アンテナとホイップアンテナとが組み合わされて動作する場合のアンテナインピーダンス整合状態を示すグラフである。
【図９】図９（Ａ）は、本発明の実施形態によって、図８（Ａ）のように、ホイップアンテナのみが動作する場合のＧＳＭ帯域におけるアンテナ放射パターン特性を示すグラフであり、図９（Ｂ）は、本発明の実施形態によって、図８（Ｂ）のように、内蔵型二重帯域アンテナとホイップアンテナとが組み合わされて動作する場合のＧＳＭ帯域におけるアンテナ放射パターンを示すグラフである。
【図１０】図１０（Ａ）は、本発明の実施形態によって、図８（Ａ）のように、ホイップアンテナのみが動作する場合のＤＣＳ帯域におけるアンテナ放射パターン特性を示すグラフであり、図１０（Ｂ）は、本発明の実施形態によって、図８（Ｂ）のように、内蔵型二重帯域アンテナとホイップアンテナが組み合わされて動作する場合のＤＣＳ帯域におけるアンテナ放射パターンを示すグラフである
【図１１】図１１（Ａ）は、本発明による内蔵型二重帯域アンテナを備える端末機において、ＧＳＭアンテナＡＮＴ２及びＤＣＳアンテナＡＮＴ１が共に動作する場合のアンテナインピーダンス整合状態を示すグラフであり、図１１（Ｂ）は、従来伸縮型二重帯域アンテナを備える端末機におけるアンテナインピーダンス整合状態を示すグラフである。
【図１２】図１２（Ａ）は、本発明による内蔵型二重帯域アンテナを備える端末機において、ホイップアンテナが引込まれる場合のＧＳＭ帯域におけるアンテナ放射パターン特性を示すグラフであり、図１２（Ｂ）は、従来伸縮型二重帯域端末機において、ホイップアンテナが引込まれる場合のＧＳＭ帯域におけるアンテナ放射パターン特性を示すグラフである。
【図１３】図１３（Ａ）は、内蔵型二重帯域アンテナを備える端末機において、ホイップアンテナが引込まれる場合のＤＣＳ帯域におけるアンテナ放射パターンを示すグラフであり、図１３（Ｂ）は、従来伸縮型二重帯域端末機において、前記ホイップアンテナが引込まれる場合のＤＣＳ帯域におけるアンテナ放射パターンを示すグラフである。
【図１４】図１４（Ａ）は、従来伸縮型二重帯域端末機において、ホイップアンテナが伸長する時のＧＳＭ帯域におけるアンテナ放射パターンを示すグラフであり、図１４（Ｂ）は、従来伸縮型二重帯域端末機において、ホイップアンテナが伸長する時のＤＣＳ帯域におけるアンテナ放射パターンを示すグラフである。
【符号の説明】
１００ 制御部
１０２ デュプレクサ
１０４ ホイップアンテナ駆動部
１０６ ＲＦスイッチ部
１０８ 内蔵型二重帯域アンテナ
１１０ ホイップアンテナ
１１２ メインプリント配線基板
１１４ 基板（メインＰＣＢの上端から延長した基板）
１１６ 基板（メインＰＣＢの上側から直角に延長した基板）
１１８ 手動スイッチ
３００ ＤＣＳアンテナの水平部
３０２ ＤＣＳアンテナの垂直部
３０４ 屈折ラインパターン
３０６、３０８ ＧＳＭアンテナの直線部
３１０ ＧＳＭアンテナの曲線部
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動通信端末機に関し、特に、移動通信端末機における内蔵型二重帯域アンテナ装置及び動作方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、移動通信端末機のアンテナ装置は、端末機の外部の突出部に形成するヘリカルアンテナとホイップアンテナとから構成され、ホイップアンテナが端末機の内部に収納されている時はヘリカルアンテナが動作し、端末機の外部へ伸長される時はホイップアンテナが動作する。
【０００３】
ところが、従来伸縮型ホイップアンテナとヘリカルアンテナとの連動構造を有する移動通信端末機では、ヘリカルアンテナが突出し形成されるので、最近小型化傾向の端末機において、多様なデザインの具現が難しくなり、携帯においても不便である問題があった。また、高い所から端末機を落とすことになると、前記端末機の外部に突出し形成されたヘリカルアンテナは壊れる恐れがある。また、従来移動通信端末機においては、ヘリカルアンテナが取り付けられる端末機の外部の突出部の位置が一方に偏って形成されるので、高周波数帯域では放射パターンが非対称に形成され、アンテナの方向により性能が低下するようになる。
【０００４】
また、近来は、端末機の小型化につれて、携帯時や通話時にアンテナが人体に近接するようになり、アンテナ特性が自由空間での特性と相違するようになるが、これは端末機の全体の性能低下の原因になる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、デザインの制限、信頼性の低下、及び移動通信遂行の不便さなどの従来移動通信端末機の問題点を解決する、移動通信端末機における内蔵型二重帯域アンテナ装置及び動作方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記のような目的を達成するための本発明は、移動通信端末機の内蔵型二重帯域アンテナ装置及び動作方法を提供する。前記内蔵型二重帯域アンテナ装置において、内蔵型二重帯域アンテナは、移動通信端末機のメインプリント配線基板（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ： 以下、ＰＣＢと称する）の上端から延長した基板上に導電性パターンで形成される第１アンテナパターンと、前記メインＰＣＢの上側から直角に延長した基板上に導電性パターンで形成される第２アンテナパターンと、を有する。ホイップアンテナは、前記内蔵型二重帯域アンテナに連結されて、引込まれる時は移動端末機の内部に完全に収納される。ホイップアンテナ駆動部は、前記ホイップアンテナを収納／突出させる。デュプレクサは、前記内蔵型二重帯域アンテナから受信されるＲＦ信号と、前記内蔵型二重帯域アンテナに送信されるＲＦ信号と、を分離する。制御部は、前記デュプレクサから送信されるＲＦ信号を処理し、通話の時または使用者が通話を試みる時は、前記ホイップアンテナを伸長させるようにホイップアンテナ駆動部を制御する。
【０００７】
また、移動通信端末機の内蔵型二重帯域アンテナ及びホイップアンテナの動作方法において、移動端末機が通話状態であるか否かを検査して、待機状態である時は、前記内蔵型二重帯域アンテナをデュプレクサに連結してＲＦ信号を送受信し、通話状態である時は、前記ホイップアンテナをデュプレクサに連結して前記ホイップアンテナを前記移動通信端末機の外部に突出させてＲＦ信号を送受信する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による好適な一実施形態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。下記説明において、本発明の要旨を明確にするために関連した公知機能または構成に対する具体的な説明は省略する。
【０００９】
図１は、本発明の実施形態による移動通信端末機における内蔵型二重帯域アンテナ装置のブロック図である。図１を参照すると、本発明の実施形態による移動通信端末機の内蔵型二重帯域アンテナ装置は、内蔵型二重帯域アンテナ１０８、ＲＦスイッチ部１０６、デュプレクサ１０２、制御部１００、ホイップアンテナ駆動部１０４、及びホイップアンテナ１１０から構成される。内蔵型二重帯域アンテナ１０８は、端末機のメインＰＣＢ１１２から延長した基板１１４上に屈折ラインパターン（Ｍｅａｎｄｅｒ Ｌｉｎｅ Ｐａｔｔｅｒｎ）で形成される高周波帯域の第１帯域アンテナＡＮＴ１と、前記端末機のメインＰＣＢ１１２の上側から直角に延長した基板１１６上に屈折ラインパターンで形成される低周波帯域の第２帯域アンテナＡＮＴ２と、から構成される。前記端末機のメインＰＣＢ１１２の上側に直角に延長した基板１１６は、低周波帯域におけるアンテナの長さを確保するために形成されるもので、もし、前記メインＰＣＢ１１２の上端から延長した基板１１４上に全ての二重帯域アンテナを構成するようになる場合、前記アンテナパターン形成のための基板の長さがあまりに長くなり、端末機のサイズが大きくなる問題が発生する。
【００１０】
一方 、前記２つの内蔵型二重帯域アンテナ１０８は、状況によって適切な形態の多様なパターンで設計されることができ、前記二重帯域アンテナ１０８に備われる高周波帯域のための第１帯域アンテナＡＮＴ１及び低周波帯域のための第２帯域アンテナＡＮＴ２は、両方とも端末機のメインＰＣＢ１１２の中央に位置する給電点を有するように構成される。従来伸縮型アンテナを備える移動通信端末機においては、アンテナの中央給電ができなかったので、高周波帯域におけるアンテナ放射パターンが非対称に形成されるようになり、性能が低下することを防ぐためである。
【００１１】
ホイップアンテナ駆動部１０４は、前記制御部１００の制御によって、前記ホイップアンテナ１１０両側に接触して取り付けられる２つの駆動ローラー（図示せず）を駆動して、前記ホイップアンテナ１１０を端末機の内外部へ上下移動させる。ＲＦスイッチ部１０６は、前記制御部１００の制御によってスイッチングされ、内蔵型二重帯域アンテナ１０８及びホイップアンテナ１１０を選択的にデュプレクサ１０２に連結させる。
【００１２】
前記制御部１００は、移動通信端末機の全般的な動作を制御する。本発明の実施形態によって、前記制御部１００は、前記ＲＦスイッチ部１０６を制御して、前記内蔵型二重帯域アンテナ１０８または前記ホイップアンテナ１１０をデュプレクサ１０２に選択的に連結する。前記制御部１００は、端末機が通話状態である時または使用者が発信のために通話を試みる時、前記ホイップアンテナ駆動部１０４を制御して、前記ホイップアンテナ１１０が端末機の外部に突出されるようにする。つまり、図１のように、本発明の実施形態では、基板１１４及び基板１１６上に屈折ラインパターンで内蔵型二重帯域アンテナ１０８を形成し、前記ホイップアンテナ１１０が自動で内部に引込まれるように具現する。
【００１３】
図２は、本発明の実施形態によって、図１の内蔵型二重帯域アンテナを備える移動通信端末機の側面斜視図である。図２のように、本発明の実施形態による内蔵型二重帯域アンテナ１０８は、移動通信端末機のメインＰＣＢ１１２の上端から延長し形成される基板１１４及び前記メインＰＣＢ１１２の上側から直角に延長し形成される基板１１６上に容易に具現できる。また、前記ホイップアンテナ１１０は、普通の時は端末機の内部に完全に収納され、通話時または使用者が通話を試みる時は、前記ホイップアンテナ駆動部１０４によって自動に端末機の外部に突出するように具現され、携帯が容易になる。
【００１４】
以下、前記内蔵型二重帯域アンテナ装置の動作を詳細に説明する。
前記ＲＦスイッチ部１０６は、前記デュプレクサ１０２から送受信されるＲＦ信号を、前記制御部１００の制御によって、前記内蔵型二重帯域アンテナ１０８または前記ホイップアンテナ１１０にスイッチングする。この時、前記２つのアンテナは、それぞれ独立的に動作する。前記制御部１００は、通話待機状態の時またはイヤホンを利用する時は、前記ＲＦスイッチ部１０６が前記内蔵型二重帯域アンテナ１０８を前記デュプレクサ１０２にスイッチングするように制御し、通話状態である時は、前記ＲＦスイッチ部１０６が前記ホイップアンテナ１１０を前記デュプレクサ１０２にスイッチングするように制御する。
【００１５】
通話待機状態である時、前記制御部１００は、前記ＲＦスイッチ部１０６を前記内蔵型二重帯域アンテナ１０８にスイッチングする。この時、手動スイッチ１１８はオンになり、端子ｃとｄを連結することによって、前記デュプレクサ１０２に前記内蔵型二重帯域アンテナ１０８が連結される。前記のような状態で、外部からの着信号に応答するために、使用者が端末機のフリップを開けるかまたは通話ボタンを押す場合、または、使用者がフリップを開けて発信を試みる場合、前記制御部１００は、前記ホイップアンテナ駆動部１０４によって前記ホイップアンテナ１１０が端末機の外部に突出されるように制御し、前記ＲＦスイッチ部１０６が前記ホイップアンテナ１１０と前記デュプレクサ１０２との間の信号経路を設定するように制御する。従って、前記デュプレクサ１０２と前記内蔵型二重帯域アンテナ１０８との連結は開放されて、前記ホイップアンテナ１１０のみが移動するようになる。
【００１６】
図１において、本発明の実施形態による前記内蔵型二重帯域アンテナ１０８及び前記ホイップアンテナ１１０は、前記ＲＦスイッチ部１０６のスイッチング動作によって選択的に前記デュプレクサ１０２に連結されるが、図３のように、前記内蔵型二重帯域アンテナ１０８が前記ホイップアンテナ１１０に常に連結されるように構成することもできる。この時、外部からの着信号に応答して、使用者が移動通信端末機のフリップを開けるかまたは通話ボタンを押す場合、または、使用者が電話通話のための発信を試みる場合、前記制御部１００は、前記ホイップアンテナ駆動部１０４によって前記ホイップアンテナ１１０が端末機の外部に突出されるように制御して、前記ホイップアンテナ１１０を介した安定的な受信が遂行されるようにする。
【００１７】
従って、通話待機状態では、前記ホイップアンテナ１１０は、移動通信端末機の内部に収納されて、前記内蔵型二重帯域アンテナ１０８が動作し、端末機の携帯が容易になる。また、通話状態では、前記ホイップアンテナ１１０が動作して、ＲＦ信号の受信特性が良好になり、通話の質が向上する。一方、動作テストの状態で、テストポイントにテストケーブルを挿入する場合、前記手動スイッチ１１８は、前記デュプレクサ１０２の連結端子ｄから開放され、前記ＲＦスイッチ部１０６は前記内蔵型二重帯域アンテナ１０８にスイッチングされることによって、前記ホイップアンテナ１１０及び前記内蔵型二重帯域アンテナ１０８の両方とも前記デュプレクサ１０２から開放される。
【００１８】
図４Ａ乃至図４Ｃは、本発明の実施形態による前記内蔵型二重帯域アンテナの詳細構造を示す。図４Ａを参照すると、本発明の実施形態による二重帯域アンテナ１０８は、ＤＣＳ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）帯域で動作するトップロードモノポール（Ｔｏｐ Ｌｏａｄｅｄ Ｍｏｎｏ Ｐｏｌｅ）型の高周波帯域アンテナＡＮＴ１と、ＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）帯域で動作する、屈折ラインパターンで形成されるジグザグ型の低周波帯域アンテナＡＮＴ２と、から構成される。前記ＤＣＳアンテナＡＮＴ１は、端末機のメインＰＣＢ１１２の上端から延長した基板１１４に形成され、前記ＧＳＭアンテナＡＮＴ２は、端末機のメインＰＣＢ１１２の上側から直角に延長した基板１１６に形成される。前記２つのアンテナＡＮＴ１及びＡＮＴ２は、図４Ａのように、ラインＡによって相互に連結され、前記ＤＣＳアンテナＡＮＴ１の下部から始まる１つの給電点を共有するように構成される。
【００１９】
図４Ｂは、前記ＤＣＳアンテナＡＮＴ１を示す詳細図である。図４Ｂを参照すると、前記ＤＣＳアンテナＡＮＴ１は、大別して垂直部３０２と水平部３００とに区分される。前記水平部３００は、左右対称の形態であり、前記垂直部３０２の接地ラインＧＮＤの反対側に位置する。前記水平部３００は、前記垂直部３０２に対して容量性負荷（ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ ｌｏａｄ）として作用し、均一な電流分布を持つようになって、実際にアンテナの長さが伸長するため、より広い帯域幅及び高いアンテナ利得が達成できる。一方、前記ＤＣＳアンテナＡＮＴ１の整合をより良好にするために、図４Ｂのように、前記水平部３００に連結された屈折ラインパターン３０４を形成することもできる。
【００２０】
図４Ｃは、前記ＧＳＭアンテナＡＮＴ２を示す詳細図である。図４Ｃを参照すると、前記ＧＳＭアンテナＡＮＴ２は、前述したように、前記基板１１６上に屈折ラインパターンで形成されるジグザグ型のアンテナであり、１／４波長の長さで具現される。この時、前記ＧＳＭアンテナＡＮＴ２の直線部３０６、３０８は、曲線部３１０に比べて、前記ＤＣＳアンテナＡＮＴ１の水平部３００に近接して結合（ｃｏｕｐｌｉｎｇ）が発生する。前記ＧＳＭアンテナＡＮＴ２の直線部３０６、３０８と前記ＤＣＳアンテナＡＮＴ１の水平部３００との距離を調整することによって、ＧＳＭ帯域及びＤＣＳ帯域の入力インピーダンス（ｉｍｐｅｄａｎｃｅ）を変化させることができる。この時、前記距離が遠くなるほど、２つの帯域の共振点はだんだん離れるようになり、前記ＤＣＳ帯域の移動速度が前記ＧＳＭ帯域より２倍ほど速くなる。また、前記距離が近くなるほど、前述の内容とは反対の現象が発生する。一方、前記ＧＳＭアンテナＡＮＴ２の長さまたは前記ＤＣＳアンテナＡＮＴ１の水平部３００の長さを調整することによって、共振周波数を変化させることができる。従って、前記結合による共振点の変化及びアンテナの長さの調節による共振点の変化を適切に組み合わせることによって、所望するアンテナを達成することができる。これは、前記ＧＳＭ／ＤＳＣだけでなく、ＣＤＭＡ／ＵＳ ＰＣＳのような全ての二重帯域または三重帯域のアンテナにも同様に適用される。本発明の実施形態において、前記ＧＳＭアンテナＡＮＴ２と接地ラインＧＮＤとの間の距離は６ｍｍに制限される。ここで、ＧＳＭ／ＤＣＳアンテナの入力インピーダンスの実数部は５０Ωに及ばず、入力インピーダンスの虚数部は容量性成分を有する。最適のインピーダンス整合のために、給電線（ｆｅｅｄｉｎｇ ｌｉｎｅ）には、直列にインダクタ（ｉｎｄｕｃｔｏｒ）を連結し、並列にキャパシター（ｃａｐａｃｉｔｏｒ）を連結したＬ型の整合回路を具現する。
【００２１】
図５Ａは、図４Ａに示す内蔵型二重帯域アンテナの構造を示す概略図であり、図５Ｂは、前記本発明の実施形態によるＧＳＭ／ＤＣＳ二重帯域アンテナの等価回路を示す図である。図４Ｂを参照すると、トップロードモノポール型のＤＣＳアンテナＡＮＴ１の総インピーダンスＺは、＜数１＞のように計算される。
【００２２】
＜数１＞
Ｚｔｏｔａｌ＝ ＺＧＳＭ ＋ ＺＤＣＳ ＋ Ｚｍｕｔｕａｌ ＋ ηＺｗｈｉｐ
【００２３】
また、図５Ｂに表示される各地点でのインピーダンスＺ１、Ｚ２、及びＺ３を＜数２＞のように計算することができる。
【００２４】
＜数２＞
Ｚ１＝ ＺＧＳＭ ， Ｚ２ ＝ ＺＤＣＳ， Ｚ３＝ Ｚｍｕｔｕａｌ
【００２５】
つまり、総インピーダンスは、前記ＤＣＳアンテナＡＮＴ１及び前記ＧＳＭアンテナＡＮＴ２のそれぞれのインピーダンスと、前記２つのアンテナ間の結合によるインピーダンスと、前記ホイップアンテナ１１０が前記内蔵型二重帯域アンテナ１０８と結合される時のメタル部分と前記ＧＳＭアンテナＡＮＴ２との間の結合係数ηと、前記ホイップアンテナ１１０のインピーダンスと、に分けられる。前記インピーダンスの和は、前記ＤＣＳアンテナＡＮＴ１の総インピーダンスになる。この時、前記結合係数ηが大きいほど、前記ホイップアンテナ１１０と前記内蔵型二重帯域アンテナ１０８との結合がより多く発生するので、前記結合係数ηが小さくなるようにすべきである。
【００２６】
前記内蔵型二重帯域アンテナ１０８及び前記ホイップアンテナ１１０は、状況によって多様に動作することができる。
【００２７】
第１は、スイッチを使用する方法で、受信待機状態である時は、前記内蔵型二重帯域アンテナ１０８に給電線が連結され、通話状態である時は、前記ホイップアンテナ１１０に給電線が連結される。この時、フィールド状態が強電界（ｓｔｒｏｎｇ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｆｉｅｌｄ）であると、内蔵型二重帯域アンテナ１０８をそのまま使用する。
【００２８】
第２は、前記内蔵型二重帯域アンテナ１０８と前記ホイップアンテナ１１０との結合を利用する方法である。前記のようなスイッチング方法を使用する場合は、前記内蔵型二重帯域アンテナ１０８と前記ホイップアンテナ１１０との間の結合を避けて、アンテナ性能の低下が発生しないようにする。しかしながら、むしろ結合を利用して、前記内蔵型アンテナ１０８から前記ホイップアンテナ１１０に給電すると、スイッチが要らなくなる。アンテナの整合状態及び放射パターンに最小の影響を与えるように結合の間隔を調節することによって、前記のような給電方式が実現できる。
【００２９】
第３は、小容量のキャパシターを前記内蔵型二重帯域アンテナ１０８と前記ホイップアンテナ１１０との間に連結することによって、より確実な結合給電効果を得ることができる。第２及び第３の方法によって前記内蔵型二重帯域アンテナ１０８及び前記ホイップアンテナ１１０を動作させる場合、製品の量産において、スイッチの使用が不要になり、生産費用を低減することができる。
【００３０】
図６は、本発明の実施形態によって、前記内蔵型二重帯域アンテナを備える移動通信端末機におけるインピーダンス整合状態を示すグラフである。図６（Ａ）は、前記内蔵型二重帯域アンテナ１０８構造において、前記ＧＳＭアンテナＡＮＴ２のみが動作する場合のアンテナのインピーダンス整合状態を示し、図６（Ｂ）は、前記ＤＣＳアンテナＡＮＴ１のみが動作する場合のアンテナのインピーダンス整合状態を示す。
【００３１】
図７は、本発明の実施形態によって、前記内蔵型二重帯域アンテナを備える移動通信端末機におけるアンテナ放射パターン特性を示すグラフである。図７（Ａ）は、前記内蔵型二重帯域アンテナ１０８構造において、前記ＧＳＭアンテナＡＮＴ２のみが動作する場合のアンテナ放射パターンを示し、図７（Ｂ）は、前記ＤＣＳアンテナＡＮＴ１のみが動作する場合のアンテナ放射パターンを示す。
【００３２】
図８（Ａ）は、前記内蔵型二重帯域アンテナ１０８は動作せず、前記ホイップアンテナ１１０のみが動作する場合のアンテナのインピーダンス整合状態を示すグラフであり、図８（Ｂ）は、前記内蔵型二重帯域アンテナ１０８と前記ホイップアンテナ１１０とが組み合わされて動作する場合のアンテナインピーダンス整合状態を示すグラフである。
【００３３】
図９（Ａ）は、図８（Ａ）のように、前記ホイップアンテナ１１０のみが動作する場合のＧＳＭ帯域におけるアンテナ放射パターン特性を示すグラフであり、図９（Ｂ）は、図８（Ｂ）のように、前記内蔵型二重帯域アンテナ１０８と前記ホイップアンテナ１１０とが組み合わされて動作する場合のＧＳＭ帯域におけるアンテナ放射パターンを示すグラフである。
【００３４】
図１０は、図８（Ａ）のように、前記ホイップアンテナ１１０のみが動作する場合のＤＣＳ帯域におけるアンテナ放射パターン特性を示すグラフであり、図１０（Ｂ）は、図８（Ｂ）のように、前記内蔵型二重帯域アンテナ１０８と前記ホイップアンテナ１１０が組み合わされて動作する場合のＤＣＳ帯域におけるアンテナ放射パターンを示すグラフである。
【００３５】
図１１（Ａ）は、前記内蔵型二重帯域アンテナ１０８を備える端末機において、前記ＧＳＭアンテナＡＮＴ２及び前記ＤＣＳアンテナＡＮＴ１が共に動作する場合のアンテナインピーダンス整合状態を示すグラフであり、図１１（Ｂ）は、従来伸縮型二重帯域アンテナを備える端末機におけるアンテナインピーダンス整合状態を示すグラフである。
【００３６】
図１２（Ａ）は、前記内蔵型二重帯域アンテナ１０８を備える端末機において、前記ホイップアンテナ１１０が引込まれる場合のＧＳＭ帯域におけるアンテナ放射パターン特性を示すグラフであり、図１２（Ｂ）は、従来伸縮型二重帯域端末機において、前記ホイップアンテナが引込まれる場合のＧＳＭ帯域におけるアンテナ放射パターン特性を示すグラフである。
【００３７】
図１３（Ａ）は、前記内蔵型二重帯域アンテナ１０８を備える端末機において、前記ホイップアンテナ１１０が引込まれる場合のＤＣＳ帯域におけるアンテナ放射パターンを示すグラフであり、図１３（Ｂ）は、従来伸縮型二重帯域端末機において、前記ホイップアンテナが引込まれる場合のＤＣＳ帯域におけるアンテナ放射パターンを示すグラフである。
【００３８】
図１４（Ａ）は、従来伸縮型二重帯域端末機において、ホイップアンテナが伸長する時のＧＳＭ帯域におけるアンテナ放射パターンを示すグラフであり、図１４（Ｂ）は、従来伸縮型二重帯域端末機において、ホイップアンテナが伸長する時のＤＣＳ帯域におけるアンテナ放射パターンを示すグラフである。
【００３９】
図６（Ａ）乃至図１４（Ｂ）のように、本発明による内蔵型二重帯域アンテナを備える移動通信端末機のアンテナ整合状態及び放射パターン特性は、従来伸縮型二重帯域アンテナを備える端末機と類似であるか、または、より改善されたアンテナ特性を示す。本発明による移動端末機は、外部突出アンテナ部を除去することによって、端末機の携帯が容易になり、従来伸縮型二重帯域端末機と同等な通話品質が実現できるようになる。
【００４０】
一方、前記本発明の詳細な説明では、具体的な実施形態を挙げて説明してきたが、本発明の範囲内で様々な変形が可能であることは勿論である。従って、本発明の範囲は前記実施形態によって限られるべきではなく、特許請求の範囲とそれに均等なものによって定められるべきである。
【００４１】
【発明の効果】
一方、本発明の実施形態によると、通話待機状態である場合は、内蔵型二重帯域アンテナをデュプレクサに連結し、外部からの着信号に応答して、使用者が移動通信端末機のフリップを開けるかまたは通話ボタンを押す場合、または、使用者が電話のためにフリップを開ける場合は、前記ホイップアンテナを前記デュプレクサに連結するが、これは、使用者の選択に依存する。つまり、基本的に、本発明によるアンテナ装置は、通話状態である時は、前記ホイップアンテナを使用するようになっているが、使用者が前記ホイップアンテナの使用を所望しない場合は、アンテナのスイッチングを遂行せず、内蔵型二重帯域アンテナを利用して通話することもできる。また、前記ホイップアンテナは、自動収納機能も移動通信端末機の特性によって相違して実施できる。
【００４２】
また、本発明の実施形態によると、端末機のメインＰＣＢの上端から延長した基板上に高周波帯域のためのＤＣＳアンテナを形成し、前記ＤＣＳアンテナに直角になるように前記メインＰＣＢの上側から直角に延長した基板上に低周波帯域のためのＧＳＭアンテナを形成するが、前記のような形態は端末機の特性によって変更できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態による内蔵型二重帯域アンテナ装置のブロック図である。
【図２】本発明の実施形態による内蔵型二重帯域アンテナ装置の側面斜視図である。
【図３】本発明の他の実施形態による内蔵型二重帯域アンテナ装置のブロック図である。
【図４Ａ】本発明の実施形態による内蔵型二重帯域アンテナの詳細構造図である。
【図４Ｂ】ＤＣＳアンテナＡＮＴ１を示す詳細図である。
【図４Ｃ】ＧＳＭアンテナＡＮＴ２を示す詳細図である。
【図５Ａ】図４Ａに示す内蔵型二重帯域アンテナの構造を示す概略図である。
【図５Ｂ】本発明の実施形態によるＧＳＭ／ＤＣＳ二重帯域アンテナの等価回路を示す図である。
【図６】図６（Ａ）は、本発明の実施形態によって、内蔵型二重帯域アンテナ構造において、ＧＳＭアンテナＡＮＴ２のみが動作する場合のアンテナのインピーダンス整合状態を示し、図６（Ｂ）は、本発明の実施形態によって、ＤＣＳアンテナＡＮＴ１のみが動作する場合のアンテナのインピーダンス整合状態を示す。
【図７】図７（Ａ）は、本発明の実施形態によって、内蔵型二重帯域アンテナ構造において、ＧＳＭアンテナＡＮＴ２のみが動作する場合のアンテナ放射パターンを示し、図７（Ｂ）は、本発明の実施形態によって、ＤＣＳアンテナＡＮＴ１のみが動作する場合のアンテナ放射パターンを示す。
【図８】図８（Ａ）は、本発明の実施形態によって、内蔵型二重帯域アンテナは動作せず、ホイップアンテナのみが動作する場合のアンテナのインピーダンス整合状態を示すグラフであり、図８（Ｂ）は、本発明の実施形態によって、内蔵型二重帯域アンテナとホイップアンテナとが組み合わされて動作する場合のアンテナインピーダンス整合状態を示すグラフである。
【図９】図９（Ａ）は、本発明の実施形態によって、図８（Ａ）のように、ホイップアンテナのみが動作する場合のＧＳＭ帯域におけるアンテナ放射パターン特性を示すグラフであり、図９（Ｂ）は、本発明の実施形態によって、図８（Ｂ）のように、内蔵型二重帯域アンテナとホイップアンテナとが組み合わされて動作する場合のＧＳＭ帯域におけるアンテナ放射パターンを示すグラフである。
【図１０】図１０（Ａ）は、本発明の実施形態によって、図８（Ａ）のように、ホイップアンテナのみが動作する場合のＤＣＳ帯域におけるアンテナ放射パターン特性を示すグラフであり、図１０（Ｂ）は、本発明の実施形態によって、図８（Ｂ）のように、内蔵型二重帯域アンテナとホイップアンテナが組み合わされて動作する場合のＤＣＳ帯域におけるアンテナ放射パターンを示すグラフである
【図１１】図１１（Ａ）は、本発明による内蔵型二重帯域アンテナを備える端末機において、ＧＳＭアンテナＡＮＴ２及びＤＣＳアンテナＡＮＴ１が共に動作する場合のアンテナインピーダンス整合状態を示すグラフであり、図１１（Ｂ）は、従来伸縮型二重帯域アンテナを備える端末機におけるアンテナインピーダンス整合状態を示すグラフである。
【図１２】図１２（Ａ）は、本発明による内蔵型二重帯域アンテナを備える端末機において、ホイップアンテナが引込まれる場合のＧＳＭ帯域におけるアンテナ放射パターン特性を示すグラフであり、図１２（Ｂ）は、従来伸縮型二重帯域端末機において、ホイップアンテナが引込まれる場合のＧＳＭ帯域におけるアンテナ放射パターン特性を示すグラフである。
【図１３】図１３（Ａ）は、内蔵型二重帯域アンテナを備える端末機において、ホイップアンテナが引込まれる場合のＤＣＳ帯域におけるアンテナ放射パターンを示すグラフであり、図１３（Ｂ）は、従来伸縮型二重帯域端末機において、前記ホイップアンテナが引込まれる場合のＤＣＳ帯域におけるアンテナ放射パターンを示すグラフである。
【図１４】図１４（Ａ）は、従来伸縮型二重帯域端末機において、ホイップアンテナが伸長する時のＧＳＭ帯域におけるアンテナ放射パターンを示すグラフであり、図１４（Ｂ）は、従来伸縮型二重帯域端末機において、ホイップアンテナが伸長する時のＤＣＳ帯域におけるアンテナ放射パターンを示すグラフである。
【符号の説明】
１００ 制御部
１０２ デュプレクサ
１０４ ホイップアンテナ駆動部
１０６ ＲＦスイッチ部
１０８ 内蔵型二重帯域アンテナ
１１０ ホイップアンテナ
１１２ メインプリント配線基板
１１４ 基板（メインＰＣＢの上端から延長した基板）
１１６ 基板（メインＰＣＢの上側から直角に延長した基板）
１１８ 手動スイッチ
３００ ＤＣＳアンテナの水平部
３０２ ＤＣＳアンテナの垂直部
３０４ 屈折ラインパターン
３０６、３０８ ＧＳＭアンテナの直線部
３１０ ＧＳＭアンテナの曲線部
Claims (22)
- 移動通信端末機における内蔵型二重帯域アンテナ装置において、
前記移動通信端末機のメインプリント配線基板の上側から延長した基板上に、相違する導電性パターンで形成される２つの周波帯域に対する第１及び第２アンテナを有する内蔵型二重帯域アンテナと、
前記内蔵型二重帯域アンテナから受信されるＲＦ信号と前記内蔵型二重帯域アンテナに送信されるＲＦ信号とを分離するデュプレクサと、
前記内蔵型二重帯域アンテナから前記デュプレクサに伝送されるＲＦ信号を処理する制御部と、から構成され、
前記内蔵型二重帯域アンテナのうち、第１アンテナは、前記移動通信端末機のメインプリント配線基板の上端から延長した基板上に第１導電性アンテナパターンで形成され、第２アンテナは、前記移動通信端末機のメインプリント配線基板の上側から直角に延長した基板上に第２導電性アンテナパターンで形成されることを特徴とする移動通信端末機における内蔵型二重帯域アンテナ装置。 - 前記第１導電性アンテナパターンは、高周波数信号を送受信するための高周波帯域アンテナパターンであり、前記第２導電性アンテナパターンは、低周波信号を送受信するための低周波帯域アンテナパターンである請求項１記載の移動通信端末機における内蔵型二重帯域アンテナ装置。
- 前記高周波帯域アンテナパターンは、前記移動通信端末機のメインプリント配線基板の上端から延長した基板上に、中央給電方式のトップロードモノポール型で形成される請求項２記載の移動通信端末機における内蔵型二重帯域アンテナ装置。
- 前記低周波帯域アンテナパターンは、前記移動通信端末機のメインプリント配線基板の上側から直角に延長した基板上に、ジグザグ型で形成される請求項２記載の移動通信端末機における内蔵型二重帯域アンテナ装置。
- 前記低周波帯域アンテナパターンは、前記高周波帯域アンテナパターンの中央給電線に連結されて中央給電される請求項４記載の移動通信端末機における内蔵型二重帯域アンテナ装置。
- 前記第１導電性アンテナパターンは、低周波数信号を送受信するための低周波帯域アンテナパターンであり、前記第２導電性アンテナパターンは、高周波数信号を送受信するための高周波帯域アンテナパターンである請求項１記載の移動通信端末機における内蔵型二重帯域アンテナ装置。
- 前記高周波帯域アンテナパターンは、高周波帯域のＰＣＳ信号及びＤＣＳ信号を送受信する請求項２または請求項６記載の移動通信端末機における内蔵型二重帯域アンテナ装置。
- 前記低周波帯域アンテナパターンは、低周波帯域のＣＤＭＡ信号及びＧＳＭ信号を送受信する請求項２または請求項６記載の移動通信端末機における内蔵型二重帯域アンテナ装置。
- 移動通信端末機における内蔵型二重帯域アンテナ装置において、
前記移動通信端末機のメインプリント配線基板の上側から延長した基板上に、相違する導電性パターンで形成される２つの周波帯域に対する第１及び第２アンテナを有する内蔵型二重帯域アンテナと、
引込まれる時は、前記移動通信端末機の内部に完全に収納されるホイップアンテナと、
前記ホイップアンテナを前記移動通信端末機の内／外部に収納／突出させるホイップアンテナ駆動部と、
前記内蔵型二重帯域アンテナから受信されるＲＦ信号と前記内蔵型二重帯域アンテナに送信されるＲＦ信号とを分離するデュプレクサと、
前記内蔵型二重帯域アンテナと前記ホイップアンテナとを選択的に前記デュプレクサにスイッチングするＲＦスイッチ部と、
前記内蔵型二重帯域アンテナまたは前記ホイップアンテナを前記デュプレクサにスイッチングするように前記ＲＦスイッチ部を制御する制御部と、から構成され、
前記内蔵型二重帯域アンテナのうち、第１アンテナは、前記移動通信端末機のメインプリント配線基板の上端から延長した基板上に第１導電性アンテナパターンで形成され、第２アンテナは、前記移動通信端末機のメインプリント配線基板の上側から直角に延長した基板上に第２導電性アンテナパターンで形成されることを特徴とする移動通信端末機における内蔵型二重帯域アンテナ装置。 - 前記第１導電性アンテナパターンは、高周波数信号を送受信するための高周波帯域アンテナパターンであり、前記第２導電性アンテナパターンは、低周波信号を送受信するための低周波帯域アンテナパターンである請求項９記載の移動通信端末機における内蔵型二重帯域アンテナ装置。
- 前記高周波帯域アンテナパターンは、前記移動通信端末機のメインプリント配線基板の上端から延長した基板上に、中央給電方式のトップロードモノポール型で形成される請求項１０記載の移動通信端末機における内蔵型二重帯域アンテナ装置。
- 前記低周波帯域アンテナパターンは、前記移動通信端末機のメインプリント配線基板の上側から直角に延長した基板上に、ジグザグ型で形成される請求項１０記載の移動通信端末機における内蔵型二重帯域アンテナ装置。
- 前記低周波帯域アンテナパターンは、前記高周波帯域アンテナパターンの中央給電線に連結されて中央給電される請求項１２記載の移動通信端末機における内蔵型二重帯域アンテナ装置。
- 前記第１導電性アンテナパターンは、低周波受信号を送受信するための低周波帯域アンテナパターンであり、前記第２導電性アンテナパターンは、高周波数信号を送受信するための高周波帯域アンテナパターンである請求項９記載の移動通信端末機における内蔵型二重帯域アンテナ装置。
- 前記高周波帯域アンテナパターンは、高周波帯域のＰＣＳ信号及びＤＣＳ信号を送受信する請求項１０または請求項１４記載の移動通信端末機における内蔵型二重帯域アンテナ装置。
- 前記低周波帯域アンテナパターンは、低周波帯域のＣＤＭＡ信号及びＧＳＭ信号を送受信する請求項１０または請求項１４記載の移動通信端末機における内蔵型二重帯域アンテナ装置。
- 前記制御部は、通話待機状態である時は、前記ＲＦスイッチ部によって前記内蔵型二重帯域アンテナが前記デュプレクサにスイッチングされるように制御し、通話状態である時または使用者が通話を試みる時は、前記ＲＦスイッチ部によって前記ホイップアンテナが前記デュプレクサにスイッチングされるように制御する請求項９記載の移動通信端末機における内蔵型二重帯域アンテナ装置。
- 前記制御部は、通話状態である時または使用者が通話を試みる時は、前記ホイップアンテナ駆動部によって、前記デュプレクサに連結された前記ホイップアンテナが前記移動通信端末機の外部に突出されるように制御する請求項１７記載の移動通信端末機における内蔵型二重帯域アンテナ装置。
- 前記ホイップアンテナ駆動部は、
前記ホイップアンテナの両側に接触して取り付けられる２つの駆動ローラーと、
前記ホイップアンテナを収納／突出させる駆動ローラーを回転させる駆動モータと、から構成される請求項９記載の移動通信端末機における内蔵型二重帯域アンテナ装置。 - 移動通信端末機における内蔵型二重帯域アンテナ装置において、
前記移動通信端末機のメインプリント配線基板の上端から延長した基板上に形成される第１導電性アンテナパターンと、前記移動通信端末機のメインプリント配線基板の上側から直角に延長した基板上に形成される第２導電性アンテナパターンと、を有する内蔵型二重帯域アンテナと、
前記内蔵型二重帯域アンテナに連結されて、引込まれる時は、前記移動通信端末機の内部に完全に収納されるホイップアンテナと、
前記ホイップアンテナを収納／突出させるホイップアンテナ駆動部と、
前記内蔵型二重帯域アンテナから受信されるＲＦ信号と前記内蔵型二重帯域アンテナに送信されるＲＦ信号とを分離するデュプレクサと、
前記デュプレクサから送受信されるＲＦ信号を処理し、通話状態である時または使用者が通話を試みる時は、前記ホイップアンテナが突出されるようにホイップアンテナ駆動部を制御する制御部と、から構成されることを特徴とする移動通信端末機における内蔵型二重帯域アンテナ装置。 - 移動通信端末機における内蔵型二重帯域アンテナ及びホイップアンテナの動作方法において、
前記移動通信端末機が待機状態である時は、前記内蔵型二重帯域アンテナをデュプレクサに連結する過程と、
前記移動通信端末機が通話状態である時は、前記ホイップアンテナを前記デュプレクサに連結し、前記ホイップアンテナを突出させる過程と、からなり、
前記内蔵型二重帯域アンテナは、前記移動通信端末機のメインプリント配線基板の上側から延長した基板上に、相違する導電性パターンで形成される２つの周波帯域に対する第１及び第２アンテナを有し、
第１アンテナは、前記移動通信端末機のメインプリント配線基板の上端から延長した基板上に第１導電性アンテナパターンで形成され、第２アンテナは、前記移動通信端末機のメインプリント配線基板の上側から直角に延長した基板上に第２導電性アンテナパターンで形成されることを特徴とする方法。 - 使用者が発信のために通話を試みる場合、前記ホイップアンテナを前記デュプレクサに連結する過程をさらに含む請求項２１記載の方法。
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