JP3852098B2 - 携帯通信端末用のアンテナと、それを使用する携帯通信端末 - Google Patents

Description

この発明は、携帯電話、簡易携帯電話、ポケットベル、携帯用情報処理端末等の携帯通信端末に好適な携帯通信端末用のアンテナと、それを使用する携帯通信端末に関する。

携帯通信端末には、電波を送受信するためのアンテナが組み込まれている。

従来の携帯通信端末用のアンテナは、携帯通信端末を構成するケース本体に出没自在に組み込むロッド形式のアンテナが主流であり、このものは、電波を送受信する際にケース本体から外部に引き出して長く突出させることにより、所定の性能を発揮することができる。また、ロッド形式のアンテナに代えて、ケース本体から常時短く突出しているヘリカル形式のアンテナも知られており、さらに、ケース本体内に組み込む内蔵形のアンテナもある。

かかる従来技術によるときは、ロッド形式、ヘリカル形式のアンテナは、ケース本体から外部に突出させる必要があるから、使用時、収納時、携帯時等において不便であり、目を突いたりする危険がある上、僅かの外力により簡単に破損してしまうという問題があった。また、ケース本体からアンテナが突出しているため、全体体裁がよくないという問題もあった。

さらに、内蔵形のアンテナは、内部部品から電気的な影響を受け易く、所定の性能を発揮することが難しいという問題があった。

そこで、この発明の目的は、かかる従来技術の問題に鑑み、固定材を介してケース本体の表面に装着することによって、外部に突出していることによる不都合を一掃し、所定の性能を容易に発揮することができる携帯通信端末用のアンテナと、それを使用する携帯通信端末を提供することにある。

かかる目的を達成するためのこの出願に係る第１発明（請求項１に係る発明をいう、以下同じ）の構成は、高周波特性の良好な基板と、基板に搭載する第１、第２の導体とを備えてなり、第１、第２の導体は、斜めに１回交差させて平行に折り返すことにより、波長λに対し、電気的に折返し長さλ／４相当の折返しループを基板上に形成することをその要旨とする。ただし、折返しループとは、図１０に示すように、ループ状の第１、第２の導体を１回斜めに交差させて平行に折り返す形状をいう。

なお、基板は、固定材を介してケース本体の表面に装着し、固定材は、基板上の同軸ケーブル用のコネクタを外部に突出させることができる。

第２発明（請求項３に係る発明をいう、以下同じ）の構成は、第１発明に係るアンテナをケース本体の送話器側に設けることをその要旨とする。

かかる第１発明の構成によるときは、基板上の第１、第２の導体は、折返しループを形成し、高い利得を実現するとともに、第１、第２の導体を搭載する基板の全体長さを小さく抑えることができる。ただし、ループの形状は、基板上において、正方形、長方形等に形成可能である。

また、固定材を介して基板をケース本体の表面に装着することにより、全体をケース本体の表面と一体に構成することができ、ケース本体に対し、何ら格別な突出部分を形成することがない。よって、使用時などにおいて、思わぬ危険を生じたり、破損したりするおそれが全くなく、良好な体裁を実現することができ、しかも所定の性能を容易に発揮することができる。さらに、固定材を中空状に形成すれば、固定材中の基板は、空洞内に支持することができ、基板上の導体を最良の絶緑状態に保つことができる。なお、固定材は、電波の透過率が良好な絶緑性の合成樹脂材料を使用するものとする。

第２発明の構成によるときは、送話時のアンテナの位置を利用者の頭部から遠ざけることができるから、マイクロ波による電界が脳に対して悪影響を与えるとの懸念を最少にすることができる。

以下、図面を以って発明の実施の形態を説明する。

携帯通信端末用のアンテナＡは、基板１２と、基板１２に搭載する第１の導体１３と、第１の導体１３と電気的にペアになる第２の導体１４とを備えてなる（図１、図２）。

基板１２は、テフロン等の高周波特性の良好な高絶緑性の板材からなり、基板１２の一端部には、接続用のスルホール１２ａが形成されている。基板１２には、スルホール１２ａの位置において、コネクタ１６を介してケーブル１５が付設されている。ケーブル１５は、同軸ケーブルであり、中心導体１５ａの先端は、コネクタ１６の中心電極１６ａに接続されている。また、ケーブル１５の外部導体１５ｂは、コネクタ１６のねじ付きの外筒部に接続されている。

第１の導体１３は、スルホール１２ａを一端として基板１２上に搭載されている。第１の導体１３の長さｄ1 は、使用する電波の波長λに対し、電気的にｄ1 ＝λ／４相当に設定されている。一方、第２の導体１４は、舌片状に形成されており、一端には、リング状のタグ１４ａが直角に屈曲して形成されている。また、第２の導体１４の長さｄ2 も、第１の導体１３と同様に、電気的にｄ2 ＝λ／４相当に設定されている。

ケーブル１５は、コネクタ１６を基板１２の裏面側に垂設するようにして基板１２に装着されている。また、コネクタ１６の中心電極１６ａは、スルホール１２ａを介し、第１の導体１３の一端に接続されている。第２の導体１４は、タグ１４ａにコネクタ１６の外筒部を挿通し、座金１６ｂ、ナット１６ｃを介してコネクタ１６に固定するとともに、コネクタ１６の外筒部を介し、電気的にケーブル１５の外部導体１５ｂに接続されている。なお、第２の導体１４は、基板１２に対して直角に配設され、ケーブル１５と平行に配設されている。

基板１２の周囲は、固定材１１によって囲繞されている（図１、図３）。固定材１１は、電波の透過率が良好な合成樹脂材料からなり、所定の外形形状に成形されている。固定材１１は、基板１２を内部に固定するとともに、コネクタ１６を外部に突出させている。ただし、固定材１１は、中実状に形成してもよく（図３（Ａ））、内部に空洞１１ａを有する中空状に形成してもよい（同図（Ｂ））。

かかる携帯通信端末用のアンテナＡは、携帯電話のケース本体Ｃの一部に埋設して装着することができる（図４、図５）。ケース本体Ｃは、本体部Ｃ1 と、先端部内面側に送話器を内蔵するカバーＣ2 とから構成されており、カバーＣ2 は、本体部Ｃ1 に対して開閉可能に取り付けられている。アンテナＡは、固定材１１を介し、全体をカバーＣ2 の先端部に嵌め込むようにして装着されている。なお、固定材１１は、少なくとも長手方向の一面がカバーＣ2 の表面に露出しているものとする。コネクタ１６は、カバーＣ2 の取付孔Ｃ2aに差し込み、ナット１６ｃを介してカバーＣ2 に固定されている。また、ケーブル１５は、カバーＣ2 の内部を通り、本体部Ｃ1 に内蔵する図示しない通信部に導かれている。

そこで、かかる携帯電話は、カバーＣ2 を開いて送話するとき、受話器を内蔵する本体部Ｃ1 の上部を耳に当て、送話器を内蔵するカバーＣ2 の先端部を口元に位置させるから、アンテナＡの位置を利用者の頭部から十分に離すことができる。また、アンテナＡは、固定材１１を介してカバーＣ2 と一体に構成され、カバーＣ2 の表面に格別な突出部分を形成することがない。

以上の説明において、第１の導体１３は、基板１２上において、ジグザグ状に形成してもよい（図６（Ａ））。また、第１の導体１３は、波形に形成してもよく（同図（Ｂ））、先端をフック状に折り返してもよい（同図（Ｃ））。第１の導体１３上に分布するインダクタンス分を増大させ、全体のコンパクト化を図ることができる。

第２の導体１４は、筒状に形成してもよい（図７）。第２の導体１４の一端には、コネクタ１６の外筒部のねじに適合するねじ孔１４ｂが形成されている。そこで、第２の導体１４は、ケーブル１５を内部に挿通させ、ねじ孔１４ｂを介してコネクタ１６に連結することができる。

なお、携帯電話のケース本体ＣがカバーＣ2 を有しない一体形に形成されているとき（図８）、アンテナＡは、ケース本体Ｃの送話器が内蔵されている側の下端部に装着すればよい。ただし、ケース本体Ｃの上部には、受話器が組み込まれている。

第２の導体１４は、基板１２の片面上において、第１の導体１３とともにループを形成してもよい（図９）。第１、第２の導体１３、１４は、基板１２上に長方形のループを形成し、第１の導体１３の一端は、ケーブル１５の中心導体１５ａに接続されており、第２の導体１４の一端は、ケーブル１５の外部導体１５ｂに接続されている。なお、第１、第２の導体１３、１４の長さｄ3 は、波長λに対し、電気的にｄ3 ＝λ／２相当に設定されている。すなわち、第１、第２の導体１３、１４は、基板１２上においてループアンテナを形成することができる。なお、第１、第２の導体１３、１４は、正方形または円形のループを形成してもよい。

第１、第２の導体１３、１４は、基板１２上において、折返しループを形成してもよい（図１０）。ただし、第１、第２の導体１３、１４の各一端は、端子１２ｂ1 、１２ｂ2 を介し、ケーブル１５の中心導体１５ａ、外部導体１５ｂに接続されている。第１、第２の導体１３、１４の折返し長さｄ4 は、波長λに対し、電気的にｄ4 ＝λ／４相当に設定されている。

図１０のアンテナＡは、テフロン製の基板１２上において、第１、第２の導体１３、１４の折返し長さｄ4 ＝２８mm、間隔ｄ5 ＝３mm、導体幅０．１１mmとして１．９ＧHz帯用に設計するとき、図１１に示す電圧定在比特性が得られた。すなわち、このアンテナＡは、最小周波数ｆ1 ＝１．７３６４ＧHz、最大周波数ｆ2 ＝１．９２１８ＧHzの範囲において、電圧定在波比１．５以下であり、帯域幅１８５．４ＭHzを得ることができた。

一方、図１０のアンテナＡの水平指向特性は、図１２のとおりである。ただし、図１２（Ａ）は、テスト電波Ｓに対してアンテナＡを水平設置する場合を示し、同図（Ｂ）は、アンテナＡを垂直設置する場合を示す。すなわち、アンテナＡは、水平設置すると、ほぼ無指向性であるが、垂直設置すると、ブロードな８字特性を示す。また、このときのアンテナＡの利得は、標準半波長ダイポールアンテナに比し、最大約１３．７dBであった。

以上の説明において、アンテナＡは、携帯電話に限らず、簡易携帯電話、ポケットベル、携帯用情報処理端末等の任意の携帯通信端末に対し、好適に使用することができる。また、図１０のアンテナＡは、図１２（Ｂ）の水平指向特性を利用することにより、使用時において人体に向けて放射される電界が最小となるようにケース本体Ｃに組み込むことができる。

全体構成斜視説明図 全体分解斜視説明図 図２のＸ−Ｘ線矢視相当拡大断面図 使用状態斜視図 図４のＹ−Ｙ線矢視相当拡大断面図 他の実施の形態を示す図１相当図（１） 他の実施の形態を示す要部斜視図 他の実施の形態を示す図４相当図 他の実施の形態を示す図１相当図（２） 他の実施の形態を示す図１相当図（３） 電圧定在波比特性線図 水平指向特性線図

符号の説明

Ｃ…ケース本体
１１…固定材
１２…基板
１３…第１の導体
１４…第２の導体

特許出願人 株式会社 エフ・イー・シー
杉 村 詩 朗
多成電子通信株式会社
代理人 弁理士 松 田 忠 秋

Claims (3)

1. 高周波特性の良好な基板と、該基板に搭載する第１、第２の導体とを備えてなり、前記第１、第２の導体は、斜めに１回交差させて平行に折り返すことにより、波長λに対し、電気的に折返し長さλ／４相当の折返しループを前記基板上に形成することを特徴とする携帯通信端末用のアンテナ。
2. 前記基板は、固定材を介してケース本体の表面に装着し、前記固定材は、前記基板上の同軸ケーブル用のコネクタを外部に突出させることを特徴とする請求項１記載の携帯通信端末用のアンテナ。
3. 請求項１または請求項２記載のアンテナをケース本体の送話器側に設けてなる携帯通信端末。

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