JP4068638B2 - 補助放射体を備えた移動通信端末のアンテナ - Google Patents

Description

本発明は、移動通信端末のアンテナに係り、より詳しくは、アンテナ長を短く構成しても、必要とする導体ラインの長さが保持でき、更には、平均アンテナ放射利得を向上することができる移動通信端末のアンテナに係る。

近年に入って、携帯電話、ＰＤＡフォンなどのような移動通信端末が広く使用されている中で、電波を送受信する移動通信端末用アンテナにおいても多くの技術的進歩があった。添付の図１は、従来の技術に係る主放射体を備えた移動通信端末のヘリカルアンテナの概略図であり、図２は、従来の技術に係る主放射体を備えた移動通信端末のＰＣＢ型アンテナの概略図である。

図１に示すように、外付け型アンテナであるヘリカルアンテナ１０は、アンテナ１０に信号を送るメタル部１１と、メタル部１１に接続されてアンテナ１０の共振特性を決め付けるコイル１３、及びコイル１３を外囲し固定するプラスチック射出物１５とを含む。

ここで、コイル１３のピッチＰとプラスチック射出物１５である板状誘電体の比誘電率によりアンテナの共振が発生し、それぞれ９００ＭＨｚ帯域と１８００ＭＨｚ帯域でアンテナの共振特性が現れる。

一方、図２に示すように、外付け型アンテナであるＰＣＢ型アンテナ２０は、板状誘電体２３と、板状誘電体２３上に折り曲げられた形態で連続して形成された導体ライン２１とを含み、前記ＰＣＢ型アンテナ２０は、プラスチック射出物（図示せず）に外囲されて移動通信端末の外側に装着される。

この種の外付け型ナンテナは、移動通信端末の外側に突出しているため、ユーザーが端末を持ち歩く際に非常に不便であった。従って、このような不便を解消するためには、外付け型アンテナの長さを最大限に短く構成するほかなかった。

周波数帯域に応じたコイルまたは導体ラインの長さを保持しつつ、アンテナの長さを短く構成するためには、ピッチＰを狭めざるを得ない。ところで、コイルまたは導体ラインのピッチＰによってアンテナの放射率が決められるため、アンテナの長さを短くするためにコイルまたは導体ラインのピッチＰを狭めると、これに比例して放射率が落ちるため所望するアンテナの特性が得られなくなるという不具合がある。

また、上述したヘリカルアンテナのコイルとＰＣＢ型アンテナの導体ラインをみてみれば、その末端がアンテナの最上端に位置する。この種の従来の外付け型アンテナを備えた移動通信端末において、ユーザーが移動通信端末を把手して通話すれば、大半の場合は、アンテナの端部が手または物体で覆われたり遮られたりする。アンテナの端部には電荷が集中するため、このようにアンテナの端部が遮られれば、電磁波の放射を妨害し、この結果、相対的に狭いＧＳＭ９００またはＧＳＭ８５０帯域では、共振周波数の移動により定常波特性が顕著に劣化する。

他方、次のような文献が知られている。
Ｕ．Ｓ．ｐａｔｅｎｔ ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ Ｎｏ．２００３−００７６２６４，“ＭｏｎｏＰｏｌｅ ａｎｔｅｎｎａ ｔｈａｔ ｃａｎ ｅａｓｉｌｙ ｂｅ ｒｅｄｕｃｅｄ ｉｎ ｈｅｉｇｈｔ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ” 特開２００４−２２８９８４号公報“Antenna assembly” Ｕ．Ｓ．ｐａｔｅｎｔ Ｎｏ．６１２４８３１，“Ｆｏｌｄｅｄ ｄｕａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｂａｎｄ ａｎｔｅｎｎａｓ ｆｏｒ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｏｒｓ”

本発明は上述したような従来の技術における問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、ピッチＰは同一でありながらアンテナの全長を短く構成することができ、またアンテナの一部が物体で遮られても定在波の特性が保持できるように構成した補助放射体を備えた移動通信端末のアンテナを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の一実施例に係る移動通信端末のアンテナは、板状誘電体と、前記板状誘電体に形成され、先端部が移動通信端末の送受信部に接続され、末端部が前記先端部から折り曲げられた形態で延びてなる導体ラインと、前記導体ラインの末端部に電気的に接続され、前記板状誘電体を取り囲むように取り付けられる補助放射体、及び前記板状誘電体、導体ライン、及び補助放射体の全部または一部を外囲する筐体と、を含んでなることを技術的特徴とする。

ここで、前記導体ラインが、前記板状誘電体の片面に形成されればよく、この場合、前記補助放射体が、前記誘電体の所定の部分を取り囲む形状を有する板状導電性材料からなり、前記板状誘電体と所定の距離を隔てて取り付けられればよい。また、前記導体ラインの末端部には、前記板状誘電体を貫通する貫通穴が形成され、前記補助放射体の一方の開放端部に形成された接続部材が、前記貫通穴を挿通して前記導体ラインの他端部に電気的に接続されるようになる。

上記目的を達成するための本発明の他の実施例に係る移動通信端末のアンテナは、棒状の誘電体と、前記棒状の誘電体の内部に埋め込まれて形成され、放射体として機能する導体ラインと、前記棒状の誘電体の所定の部分を取り囲むように前記誘電体に取り付けられる補助放射体、及び前記棒状の誘電体、導体ライン、及び補助放射体の全部または一部を外囲する筐体と、を含んでなる。

ここで、前記導体ラインの末端部が、前記棒状の誘電体の表面に形成された穴から外部に露出すればよく、前記補助放射体の一方の開放端部に形成された接続部材が、前記穴を挿通して前記導体ラインの末端部に電気的に接続できるようになる。

また、前記補助放射体が、前記棒状の誘電体に着脱自在に取り付けられればよい。

本発明に係る移動通信端末のアンテナを使用すれば、該アンテナの全長を短縮することで該端末を持ち歩きやすく、且つ、却って優れたアンテナの放射利得が得られる。

また、本発明に係る移動通信端末のアンテナは、アンテナの端部に該当する面積を広くすることによって、その一部が遮られたり、ユーザーが通話中に把手したりしても平均アンテナ放射利得が低下しない。

以下、本発明に係る移動通信端末のアンテナの好適な実施の形態について、添付の図面に基づいて詳細に説明する。

図３は、本発明の好適な一実施例に係る補助放射体１３０を備えたアンテナ１１０が移動通信端末１００に取り付けられた状態を示す概略図である。

同図に示すように、本発明に係るアンテナ１１０は、移動通信端末１００の送受信部（図示せず）に接続された主放射体１２０と、主放射体１２０の末端部を取り囲むように形成された補助放射体１３０とを含む。かかる主放射体１２０と補助放射体１３０は、筐体１４０で外囲され、移動通信端末１００の上部に取り付けられて該端末のフォルダー側に向かっている。このように、補助放射体１３０が端末側に向かって配されれば、ユーザーの手指などが補助放射体１３０に近接することができないため、アンテナの１１０の電磁波の放射が妨害を受けることなくスムーズに行われ得る。以下、図面に基づいて本発明に係るアンテナの構造について詳述する。

図４は、本発明の好適な一実施例に係るアンテナを示す斜視図である。

同図に示すように、本発明に係るアンテナ１１０は、上述したように、主放射体１２０と、主放射体１２０の導体ライン１２１に接続され主放射体１２０を取り囲むように取り付けられる補助放射体１３０と、筐体（図３中の１４０）とを含む。

主放射体１２０は、板状誘電体１２３と、板状誘電体１２３の片面に形成された導体ライン１２１とを含む。導体ライン１２１は、折り曲げられた状態で連続して形成されるが、導体ライン１２１の先端部は、移動通信端末（図３中の１００）の送受信部に接続され、導体ライン１２１の末端部は、先端部から折り曲げられた状態で延びて形成される。筐体１４０は、板状誘電体１２３、導体ライン１２１、及び補助放射体１３０の全部または一部を外囲する。

図５は、図３中のアンテナの分解斜視図であって、主放射体１２０と補助放射体１３０の構成をより明らかに示している。

同図に示すように、主放射体１２０の導体ライン１２１は、図中の下段で移動通信端末（図３中の１００）の送受信部に接続され、板状誘電体１２３の片面上に長手方向の中間まで連続して折り曲げられた状態で延びていく。導体ライン１２１は、板状誘電体１２３の中間部で板状誘電体１２３の側端部に向けて延び、この側端部で再び板状誘電体１２３の下端部に向けて折り返されて延びていく。板状誘電体１２３の下端部に至った導体ライン１２１は、再び板状誘電体１２３の上端部に向けて折り返されて延びていく。板状誘電体１２３の上端部に至った導体ライン１２１は、再び板状誘電体の下端部に向けて折り返されて折り曲げられた状態で板状誘電体の中間まで延びていく。このような導体ライン１２１の構造によって導体ライン１２１の末端部は、板状誘電体１２３の中間に位置する。

一方、本発明の好適な一実施例において補助放射体１３０は、板状の構造を有し、誘電体１２３の所定の部分、具体的に誘電体１２３の末端部を取り囲む形状を有する。補助放射体１３０は、長手方向の中間部で２回折り返されて相互向かい合う２つの対称面１３１と、２つの対称面１３１を接続する閉鎖面１３３とを含む‘Ｕ’字状を有する。また、補助放射体１３０は、２つの対称面１３１のいずれか一方の開放端部に接続片１３５を備える。接続片１３５が、主放射体１２０の導体ライン１２１の末端部に形成された貫通穴１２５を介して板状誘電体１２３を貫通して導体ライン１２１の末端部に接続される役割を果たす。

従って、主放射体１２０は、補助放射体１３０と所定の間隔を隔てられ、補助放射体１３０の２つの対称面１３１の間で対称面１３１と平行に配設されるようになる。対称面１３１の開放端部に形成された接続片１３５が、主放射体１２０の貫通穴１２５を挿通して導体ライン１２１の末端部に接続される。かかる構造により、主放射体１２０の導体ライン１２１が補助放射体１３０に電気的に接続されることによって、電磁波を放射するアンテナ１１０の終端部が導体ライン１２１の端部でなく、補助放射体１３０の縁部までに延びていく。このように、アンテナ１１０の終端部が点形態でなく、所定の形態を有するように拡張されれば、より効率よい電磁波の放射が行われる。

図６は、本発明の好適な他の実施例に係るアンテナ１５０を示す斜視図である。同図に示すように、本実施例に係るアンテナ１５０は、図４に示す実施例に比べて誘電体が棒状を有し、導体ライン１６２が棒状の誘電体１６０の内部に埋め込まれて形成される点で相違がある。以下、相違点を中心に説明する。

図６に示すように、本実施例に係る誘電体１６０は棒状を有する。誘電体１６０が棒状を有することによって、その内部に導体ライン１６２が埋め込みできる体積を有するようになる。また、誘電体１６０の中間部には、その周りに沿って係止条１６６が形成される。係止条１６６には、後述する補助放射体１７０と筐体１８０の端部が係止することで、補助放射体１７０と筐体１８０が適所に位置するようになる。

導体ライン１６２は、棒状の誘電体１６０の内部に埋め込まれた状態で連続して折り曲げられた形状を有し、その末端部が棒状の誘電体１６０の中間内部に位置するようになる。導体ライン１６２の配置は、前述した図４に示す実施例と同様であるため、これ以上の具体的な説明を省略する。従って、本実施例では、導体ライン１６２が誘電体１６０の外部に露出しないため、補助放射体１７０を誘電体１６０と接触した状態で取り付けられる。

補助放射体１７０は、棒状の誘電体１６０の所定の部分、具体的には誘電体１６０の末端部を取り囲む形状を有し、長手方向の中間部で２回折り返されて相互向かい合う２つの対称面１７２と、２つの対称面１７２を接続する閉鎖面１７４とを含む‘Ｕ’字状を有する。補助放射体１７０は、２つの対称面１７２のいずれか一方の開放端部に接続片１７６を備える。

好ましくは、補助放射体１７０は、弾性を有する材料からなり、両対称面１７２が‘Ｕ’字状の内部に向けて弾性力を加える形状を有する。従って、補助放射体１７０の‘Ｕ’字状の内部に誘電体１６０の端部を挿入して取り付ける場合、両対称面１７２の内部への弾性力により補助放射体１７０が誘電体１６０から分離されずに結合される。この場合、導体ライン１６２が棒状の誘電体１６０の内部に埋め込まれて形成されるため、補助放射体１７０を誘電体１６０と接触して取り付けることができる。一方、補助放射体１７０の両対称面１７２の先端部が誘電体１６０に形成された係止条に係止し、補助放射体１７０が適所に位置できるようになる。補助放射体１７０を誘電体１６０から分離したい場合は、補助放射体ユ７０の両対称面１７２に外側から力を加えて対称面１７２を拡開した後、誘電体１６０から補助放射体１７０を分離すればよい。

一方、導体ライン１６２の末端部に該当する棒状の誘電体１６０には穴１６４が形成され、導体ライン１６２の末端部が外部に露出する。従って、補助放射体１７０が誘電体１６０に取り付けられる場合、補助放射体１７０の接続片１７６が穴１６４を挿通して導体ライン１６２に電気的に接続されるようになる。

筐体１８０は、棒状の誘電体１６０、導体ライン１６２、及び補助放射体１７０の全部または一部を外囲する。具体的に、筐体１８０は、一端部が開放された六面体の形状を有し、その内部空間に誘電体１６０と補助放射体１７０の全部または一部が挿入される。筐体１８０の開放された一端部が誘電体１６０の係止条１６６に係止し、筐体１８０が適所に位置するようになる。

このように、補助放射体１７０が誘電体１６０と離間することなく接触した状態で設けられれば、作製が容易になり、且つより強固な構造を形成することができるようになる。本発明では、補助放射体と導体ラインとが接続される構造を例に挙げて説明したが、かかる接続構造は、これに限定されることではなく、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者によって適切に変形可能である。

本発明に係る補助放射体を備えたアンテナ１１０と従来の技術に係る「アンテナとを比較してみれば、面積あたりの主放射体の導体ラインの長さには大差がない。しかし、本発明に係るアンテナ１１０は、主放射体１２０の導体ライン１２１に補助放射体１３０が接続されているため、板状誘電体１２３の長さを短縮しても該導体ライン１２１の長さが補助放射体１３０の長さによって補償される。従って、本発明に係るアンテナ１１０は、従来のアンテナに比べてその長さを短くしても、等しいか、またはより優れた性能を示し得る。

一方、従来のアンテナ（図２中の２０）では、導体ライン２１の端部がアンテナ２０の上端に形成されているのに対し、本発明の補助放射体を備えたアンテナ１１０では、その端部が補助放射体１３０の縁部に該当する。従って、導体ラインの端部に該当する面積が広くなることによって、その一部が遮られてもアンテナの放射利得は影響を受けることなく、常に優れている状態を示す。

図７Ａは、従来の技術に係るアンテナの放射パターンを示すグラフであり、図７Ｂは、本発明に係るアンテナの放射パターンを示すグラフである。

同図に示すように、本発明に係るアンテナの放射パターンは、真円に近いことが分かり、補助放射体を備えたアンテナ（図７Ｂ）の放射パターンが従来のアンテナ（図７Ａ）に比べて全帯域において約２〜３ｄＢ改善されたことが分かる。

以上、添付図面に基づいて本発明の具体的な実施例について詳述したが、これは、本発明の一つの好適な実施例に過ぎなく、本発明の保護範囲がこれに限定されることではない。また、以上で説明した本発明の技術的思想内で当該分野における通常の知識を有する者であれば種々の変形及び均等な他の実施が可能であり、かかる変形及び均等な他の実施例は、本発明の特許請求の範囲に属することは言うまでもない。

従来の技術に係る主放射体を備えた移動通信端末のヘリカルアンテナの概略図である。 従来の技術に係る主放射体を備えた移動通信端末のＰＣＢ型アンテナの概略図である。 本発明の好適な実施例に係る補助放射体を備えたアンテナが移動通信端末に取り付けられた状態を示す図である。 図３中のアンテナを示す斜視図である。 図４中のアンテナの分解斜視図である。 本発明の好適な他の実施例に係る補助放射体を備えたアンテナを示す斜視図である。 従来の技術に係るアンテナの放射パターンを示すグラフである。 本発明に係るアンテナの放射パターンを示すグラフである。

符号の説明

１００ 移動通信端末
１１０ アンテナ
１２０ 主放射体
１３０ 補助放射体
１４０ 筐体

Claims (7)

1. 板状誘電体と、
   前記板状誘電体に形成され、先端部が移動通信端末の送受信部に接続され、末端部が前記先端部から折り曲げられた形態で延びてなる導体ラインと、
   前記導体ラインの末端部に電気的に接続され、前記板状誘電体及び前記導体ラインを取り囲むように取り付けられる補助放射体、及び
   前記板状誘電体、導体ライン、及び補助放射体の全部または一部を外囲する筐体と、
   を含むことを特徴とする移動通信端末のアンテナ。
2. 前記導体ラインが、前記板状誘電体の片面に形成され、
   前記補助放射体が、前記誘電体の所定の部分を取り囲む形状を有する板状導電性材料からなり、前記板状誘電体と所定の距離を隔てて位置することを特徴とする請求項１に記載の移動通信端末のアンテナ。
3. 前記導体ラインの末端部には、前記板状誘電体を貫通する貫通穴が形成され、
   前記補助放射体の一方の開放端部には、前記貫通穴を挿通して前記導体ラインの他端部に電気的に接続される接続部材を含むことを特徴とする請求項２に記載の移動通信端末のアンテナ。
4. 棒状の誘電体と、
   前記棒状の誘電体の内部に埋め込まれて形成され、先端部が移動通信端末の送受信部に接続され、末端部が前記先端部から折り曲げられた形態で延びてなる導体ラインと、
   前記棒状の誘電体及び前記導体ラインを取り囲むように前記誘電体に取り付けられる補助放射体、及び
   前記棒状の誘電体、導体ライン、及び補助放射体の全部または一部を外囲する筐体と、
   を含むことを特徴とする移動通信端末のアンテナ。
5. 前記導体ラインの末端部が、前記棒状の誘電体の表面に形成された穴から外部に露出し、前記補助放射体の一方の開放端部には、前記穴を挿通して前記導体ラインの末端部に電気的に接続される接続部材を含むことを特徴とする請求項４に記載の移動通信端末のアンテナ。
6. 前記補助放射体が、前記棒状の誘電体に着脱自在に取り付けられることを特徴とする請求項４に記載の移動通信端末のアンテナ。
7. 棒状の誘電体と、
   前記棒状の誘電体の内部に埋め込まれて形成され、先端部が移動通信端末の送受信部に接続され、末端部が前記先端部から折り曲げられた形態で延びてなる導体ラインと、
   前記棒状の誘電体及び前記導体ラインを取り囲むように前記誘電体に取り付けられる補助放射体、及び
   前記棒状の誘電体、導体ライン、及び補助放射体の全部または一部を外囲する筐体を含むアンテナと、
   を含むことを特徴とする移動通信端末。

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