JP4388435B2 - Portable wireless terminal - Google Patents
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Description
本発明は携帯電話機、移動無線機等に使用する携帯無線端末に係り、特に通話時に於ける利得を改善した携帯無線端末に関する。 The present invention relates to a portable wireless terminal used for a mobile phone, a mobile wireless device, and the like, and more particularly to a portable wireless terminal with improved gain during a call.
従来の携帯無線端末の一例について説明するに、現在広く普及されている折り畳み式の携帯電話は、折り畳み式の上下筐体(ケース)にわたって、第一のエレメントと第二のエレメントを金属性あるいは導電性のヒンジ等を用いて接続しているものがある。例えば、特許文献1では、第一エレメントとヒンジ部を導通させ、ヒンジ部と第二エレメント間にギャップを設け、このギャップ間で給電を行い、携帯電話全体でダイポールアンテナを構成して動作させており、900MHz帯の携帯電話での使用状態において良好なアンテナ特性を得ている。
An example of a conventional portable wireless terminal will be described. A foldable mobile phone that is widely used at present is configured such that a first element and a second element are made of metal or conductive across a foldable upper and lower casing (case). Some of them are connected using a sex hinge. For example, in
図24は、従来の折り畳み式の携帯無線電話を示す。図中、1は第一エレメント、2は第二エレメント、3は給電点、4は給電ライン、5は無線部、6はヒンジ部、7は下ケース、8は上ケースである。現行の携帯電話に用いられているサイズとして、長さにあっては、上ケース8は70〜90mm、下ケースは80mm〜100mm程度であり、幅は40〜50mm程度である。今、第一エレメントの長さが90mm、第二エレメントの長さが95mmの携帯電話を想定すると、その運用周波数帯域が800MHz〜1GHzの携帯電話システムでは、図25の実線のような垂直偏波が得られ、1/2波長ダイポールアンテナ(破線)に近い放射特性が得られる。ところで、このような折り畳み式筐体を用いた幅広のダイポールアンテナ構成では、運用周波数が1900MHz等の高い周波数帯域では、エレメントの幅が1/4波長程度となり図26のように垂直(破線)、水平(実線)の両偏波成分が放射される。
しかしながら、このようなダイポールアンテナ構成では、携帯無線端末を折り畳んだ際、上下のエレメント上に流れる電流が互いに逆相となり放射しないという課題を有し、運用周波数帯域の波長に対して幅広のダイポールアンテナ構成では、電流分布が上下エレメントのギャップ間に集中し、人体からの影響が大きく通話時利得が劣化するという課題を有している。 However, in such a dipole antenna configuration, when the portable radio terminal is folded, the currents flowing on the upper and lower elements are opposite to each other and do not radiate, and the dipole antenna is wide with respect to the wavelength of the operating frequency band. In the configuration, the current distribution is concentrated between the gaps of the upper and lower elements, and there is a problem that the influence from the human body is great and the gain at the time of communication is deteriorated.
本発明は、上記課題を解決し、人体による影響が少なく、かつ折り畳み時においても高利得となるアンテナ特性を得る携帯無線端末を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above-described problems, and to provide a portable wireless terminal that obtains antenna characteristics that are less affected by the human body and have high gain even when folded.
本発明の折り畳み式携帯無線端末は、第一筐体と、第二筐体と、地板又は導電性の筐体から構成され、前記第一筐体に設けられる第一エレメントと、地板又は導電性の筐体から構成され、前記第二筐体に設けられる第二エレメントと、前記第一エレメントと前記第二エレメントとの間であって前記地板又は前記筐体の中央以外の位置に設けられた給電点とによりダイポールアンテナを構成する折りたたみ式携帯無線端末であって、前記第一エレメント又は前記第二エレメント上に前記給電点を基点とするスロットを形成し、前記第一エレメントと前記第二エレメントとの間に給電する構成を採る。 The foldable portable wireless terminal according to the present invention includes a first housing, a second housing, a ground plate or a conductive housing, and a first element provided in the first housing, a ground plate or a conductive material. The second element provided in the second casing, and between the first element and the second element and provided at a position other than the base plate or the center of the casing. A foldable portable wireless terminal that forms a dipole antenna with a feeding point, wherein a slot with the feeding point as a base point is formed on the first element or the second element, and the first element and the second element The power is supplied between the two .
上記構成によれば、ダイポールアンテナ構成から放射される放射成分と直行する偏波成分を前記スロットから放射させることができるので、通話状態における利得を向上させることができる。 According to the above configuration, since the polarized component orthogonal to the radiation component radiated from the dipole antenna configuration can be radiated from the slot, the gain in the call state can be improved.
この発明によれば、ダイポールアンテナ構成の第一又は第二エレメント上に給電点を基点とするスロットを配置したことで、スロットの長さを第一の運用周波数帯域に対して、略1/4波長以上とすることができ、ダイポールアンテナ構成から放射される放射成分と直行する偏波成分が前記スロットから放射させ、通話状態における利得を向上させることができる。 According to the present invention, the slot having the feed point as the base point is arranged on the first or second element of the dipole antenna configuration, so that the length of the slot is approximately 1/4 with respect to the first operating frequency band. The wavelength can be longer than the wavelength, and the radiation component radiated from the dipole antenna configuration and the polarization component orthogonal to the radiation component can be radiated from the slot, thereby improving the gain in a call state.
本発明の骨子は、第一又は第二エレメントの少なくとも一方に上下方向にわたってスロットを形成することである。 The gist of the present invention is to form a slot in the vertical direction in at least one of the first or second element.
以下、添付図面を参照し、本発明の実施形態の詳細を説明する。 The details of the embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
(実施の形態1)
図1(a)、(b)は、本発明の実施の形態1の携帯無線端末の構成図(正面図)である。図1において、1は面状の第一エレメント、2は面状の第二エレメント、3は給電点、4は給電線、5は無線部、6はヒンジ、7は上ケース(第一筐体)、8は下ケース(第二筐体)を示す。携帯無線端末は、地板又は導電性の筐体から構成される第一エレメント1及び第二エレメント2を有する。携帯無線端末には、第一エレメント1及び第二エレメント2との間に給電点3が設けられ、給電点3は地板又は筐体の中央部以外の位置に配置される。この結果、第一エレメント1、第二エレメント2及び給電点3はダイポールアンテナを構成する。この第一エレメント1又は/及び第二エレメント2上には、給電点3を基点とするスロット9が形成される。このスロット9の長さは第一の運用周波数帯域に対して、略1/4波長以上とする。
(Embodiment 1)
FIGS. 1A and 1B are configuration diagrams (front view) of the portable wireless terminal according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a planar first element, 2 is a planar second element, 3 is a feeding point, 4 is a feeding line, 5 is a radio unit, 6 is a hinge, and 7 is an upper case (first housing). ), 8 indicates a lower case (second casing). The portable wireless terminal includes a
このように、本実施の形態によれば、第一エレメント1のみにスロット9が形成された場合(図1(a))でも、従来のダイポールアンテナ構成の電流分布(図2(b))と比較して、図2(a)に示すように上ケース7に設けたスロット9により電流分布を第一エレメント1の上方まであげることができる。なお、第二エレメント2のみにスロット9が形成された場合(図1(b))であっても同様の電流分布を得る。また、このスロット9により、図3(a)に示す放射特性のように実線にて示す水平偏波成分が、スロットがない従来の放射特性である図3(b)と比較してX軸方向において変化し、スロットがある場合、第一エレメント1及び第二エレメント2からなるダイポールアンテナ構成から放射される放射成分と直行する水平偏波成分を前記スロットからも放射させ、通話状態において携帯無線端末を傾けた際に基地局からの到来偏波と一致するため、利得を向上させることができる。
Thus, according to this embodiment, even when the
(実施の形態2)
図4(a)、(b)は、本発明の実施の形態2の携帯無線端末を示す構成図(正面図)である。尚、図4において、図1と重複する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 2)
4 (a) and 4 (b) are configuration diagrams (front views) showing the portable wireless terminal according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 4, the same parts as those in FIG.
図4(a)に示すように、実施の形態2の携帯無線端末は、第一エレメント1上に構成されたスロット9の給電点3側を切欠いて開口とし、更にこの開口部にアンテナ切り替え用短絡スイッチ10、11を配置したものである。すなわち、給電点3につながるスロット9の図中右側の第一エレメント1をスロット9の図中左側の第一エレメント1に接続するアンテナ切り替え用短絡スイッチ10と、第一エレメント1と第二エレメント2を接続するアンテナ切り替え用短絡スイッチ11を配置している。
As shown in FIG. 4A, the portable wireless terminal according to the second embodiment has an opening formed by cutting out the
このように、本実施の形態によれば、アンテナ切り替え用短絡スイッチ10を短絡し、アンテナ切り替え用短絡スイッチ11を開放することにより、実施の形態1に示したアンテナ構成(図1(a))と同等となり、更に、アンテナ切り替え用短絡スイッチ10を開放とし、アンテナ切り替え用短絡スイッチ11を短絡することにより、短絡スイッチの切り替えによりアンテナ構成及びその指向性を切り替え、かつ、図5に示すような電流分布として、図6に示すように水平偏波成分を前記スロットからも放射させることにより、通話状態における利得を更に向上させることができる。
As described above, according to the present embodiment, the antenna configuration short-
なお、図4(b)にも示すように、第二エレメント2上にスロット9、アンテナ切り替え用短絡スイッチ10、11を配置しても同様の効果を得ることができる。
As shown in FIG. 4B, the same effect can be obtained even if the
(実施の形態3)
図7(a)、(b)は、本発明の実施の形態3の携帯無線端末を示す構成図(正面図)である。尚、図7において、図1及び図4と重複する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 3)
FIGS. 7A and 7B are configuration diagrams (front views) showing the portable wireless terminal according to the third embodiment of the present invention. 7 that are the same as those in FIGS. 1 and 4 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
図7(a)に示すように、実施の形態3の携帯無線端末は第一エレメント1上に構成されたスロット9に給電点3側を始点とし、第一の運用周波数以上の第二の運用周波数に対して1/4波長以上の位置に周波数切り替え用短絡スイッチ12を配置したものである。すなわち、スロット9の図中右側の第一エレメント1をスロット9の図中左側の第一エレメント1に接続する周波数切り替え用短絡スイッチ12を上述の1/4波長以上の位置に配置したものである。
As shown in FIG. 7 (a), the portable wireless terminal of the third embodiment starts from the
このように、本実施の形態によれば、第一の運用周波数を1500MHzとすると、図7(a)に示すようにスロット9は第一の運用周波数の1/4波長以上(λ0/4以上)の長さのスロット9が動作し、その電流分布は図8のようになり、図9に示す放射特性となり、水平偏波成分を前記スロット9からも放射させ、通話状態における利得を更に向上させることができる。また、第二の運用周波数帯を1900MHzとすると、周波数切り替え用短絡スイッチ12にて、スロット9を短絡することにより、この第二の運用周波数ではスロット9の長さが短くなる。
Thus, according to this embodiment, when the first operating frequency and 1500 MHz, the
例えば、周波数切り替え用短絡スイッチ12を開口端から実施の形態1で示したスロット9の長さと同等とすると、図2(a)に示す電流分布と同等となり、放射特性も図3(a)と同等となる。更に、アンテナ切り替え用短絡スイッチ10及び11を切り替えることにより、複数の周波数で、かつ、アンテナの切り替えも可能とし、指向性特性を変化させ、通話状態、待受け状態における利得を向上させることができる。
For example, if the frequency switching short-
なお、図7(b)にも示すように、第二エレメント2上にスロット9、アンテナ切り替え用短絡スイッチ10、11及び周波数切り換え用短絡スイッチ12を配置しても同様の効果を得ることができる。
As shown in FIG. 7B, the same effect can be obtained even if the
(実施の形態4)
図10(a)、(b)は、本発明の実施の形態4の携帯無線端末を示す構成図(正面図)である。尚、図10において、図1及び図4と重複する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 4)
10 (a) and 10 (b) are configuration diagrams (front view) showing the portable radio terminal according to the fourth embodiment of the present invention. Note that, in FIG. 10, the same reference numerals are given to portions overlapping with FIGS. 1 and 4, and description thereof is omitted.
図10(a)に示すように、実施の形態4の携帯無線端末は第一エレメント1上に構成されたスロット9に給電点3側を始点とし、第一の運用周波数以上の第二の運用周波数に対して1/4波長以上の位置にスロット長切り替え用短絡回路13を配置したものである。すなわち、Znのスロット長切り替え用短絡回路13をスロット9の図中右側の第一エレメント1をスロット9の図中左側の第一エレメント1に橋架したものである。
As shown in FIG. 10 (a), the portable wireless terminal of the fourth embodiment starts from the
このように、本実施の形態によれば、第一の運用周波数を1500MHzとすると、図10(a)に示すようにスロット9は第一の運用周波数の1/4波長以上(λ0/4以上)の長さのスロットが動作し、その電流分布は図8のようになり、図9に示す放射特性となり、水平偏波成分を前記スロットからも放射させ、通話状態における利得を更に向上させることができる。また、第二の運用周波数帯を1900MHzとすると、スロット長切り替え用短絡回路13にて、スロット9を短絡することにより、第二の運用周波数ではスロット9の長さが短くなる。
Thus, according to this embodiment, when the first operating frequency and 1500 MHz, FIG 10 (a) as shown in the
例えば、スロット長切り替え用短絡回路13を開口端から実施の形態1で示したスロット9の長さと同等とすると、図2(a)に示す電流分布同等となり、放射特性も図3(a)と同等となる。更に、アンテナ切り替え用短絡スイッチ10及び11を切り替えることにより、実施の形態3と同様、複数周波数で、かつ、アンテナの切り替えも可能とし、指向性特性を変化させ、通話状態、待受け状態における利得を向上させることができる。しかも、実施の形態3と比較して、より簡易な構成とすることができる。
For example, if the slot length switching
なお、図10(b)にも示すように、第二エレメント2上にスロット9、アンテナ切り替え用短絡スイッチ10、11及びスロット長切り替え用短絡スイッチ13を配置しても同様の効果を得ることができる。
As shown in FIG. 10B, the same effect can be obtained even if the
(実施の形態5)
図11は、本発明の実施の形態5の携帯無線端末を示す構成図(正面図)である。尚、図11において、図1及び図4と重複する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 5)
FIG. 11 is a configuration diagram (front view) showing a portable radio terminal according to the fifth embodiment of the present invention. In FIG. 11, the same parts as those in FIGS. 1 and 4 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
図11に示すように、この実施の形態5の携帯無線端末は第一エレメント1上に構成されたスロット9に給電点3側を始点とし、第一の運用周波数に対して1/4波長以上のスロット9を配置したものであり、かつスロット9の形状を少なくとも1回以上屈曲させたものである。
As shown in FIG. 11, the portable wireless terminal according to the fifth embodiment starts at the
図11のようにスロット9を逆U字型の形状とすることにより、アンテナ切り替え用短絡スイッチ10を短絡し、アンテナ切り替え用短絡スイッチ11を開放する。これにより、図12(a)のような電流分布となり、スロット9上に流れる電流成分はスロット9の短絡端aと短絡端bは共に同相となり、スロット9から放射される放射成分の位相は一致する。このことより、図13(a)に示す放射特性が得られ、この放射特性と実施の形態1に記載の携帯無線端末と比較すると、省スペースでダイポールアンテナ構成から放射される放射成分と直行する偏波成分が同等以上放射しており、かつ図14に示す通話状態におけるダイポールアンテナ構成と実施の形態5の移動無線端末の人体からの影響により、実施の形態5の移動無線端末の方が人体からの劣化量が少なく、スロット9を小型化させ、かつ人体からの影響を少なくすることが可能となっている。
As shown in FIG. 11, the
更に、アンテナ切り替え用短絡スイッチ10を開放とし、アンテナ切り替え用短絡スイッチ11を短絡することにより、短絡スイッチの切り替えによりアンテナ及び指向性を切り替え、かつ、図12(b)に示すような電流分布となり、図13(b)に示すように水平偏波成分を前記スロットからも放射させ、通話状態における利得を更に向上させることができる。
Further, by opening the antenna switching short-
(実施の形態6)
図15(a)、(b)は、本発明の実施の形態6の携帯無線端末を示す構成図(正面図)である。尚、図15(a)において、図1、図4、図11と重複する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 6)
FIGS. 15A and 15B are configuration diagrams (front views) showing the portable wireless terminal according to the sixth embodiment of the present invention. In FIG. 15 (a), the same parts as those in FIGS. 1, 4 and 11 are given the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
実施の形態6の携帯無線端末は第一エレメント1上に構成されたスロット9に給電点3側を始点とし、第一の運用周波数に対して1/4波長以上のスロット9を配置したものであり、かつスロット9の形状を少なくとも1回以上屈曲させたものである。
The portable radio terminal according to the sixth embodiment has a
図15に示すように、スロット9上の任意の位置に指向性切り替え短絡スイッチ14を設ける。すなわち、指向性切り替え短絡スイッチ14は、第1エレメント1のスロット9にて区画された部分を短絡するものである。
As shown in FIG. 15, a directivity switching short-
上記構成により、アンテナ切り替え用短絡スイッチ10を短絡し、アンテナ切り替え用短絡スイッチ11を開放することにより、指向性切り替え短絡スイッチ14をON/OFFさせることで図16(a)の電流分布に示すように、任意にスロット長を変化させることが可能となり、図17(a)に示す放射パターンを得る。
With the above configuration, the antenna switching short-
また、アンテナ切り替え用短絡スイッチ10を開放とし、アンテナ切り替え用短絡スイッチ11を短絡することにより、短絡スイッチ14の切り替えによりアンテナ及び指向性を切り替え、図16(b)に示すような電流分布となり、図17(b)に示すように水平偏波成分を前記スロット9からも放射させ、通話状態における利得を更に向上させることができる。
Further, by opening the antenna switching short-
更に、アンテナ切り替え用短絡スイッチ10を短絡させることにより、スロット9の長さが運用周波数に対して1/4波長以上となる周波数帯域での動作を可能することもできる。
Further, by short-circuiting the antenna switching short-
なお、図15(b)にも示しているが、第二エレメント2上にスロット9、アンテナ切り替え用短絡スイッチ10、11及び指向性切り替え短絡スイッチ14を配置しても同様の効果を得ることができる。
As shown in FIG. 15B, the same effect can be obtained even if the
(実施の形態7)
図18は、本発明の実施の形態7の携帯無線端末を示す構成図(正面図)である。尚、図18において、これまでの実施の形態で説明した図と重複する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 7)
FIG. 18 is a configuration diagram (front view) showing a portable radio terminal according to the seventh embodiment of the present invention. Note that, in FIG. 18, the same reference numerals are given to the same portions as those described in the embodiments so far, and description thereof is omitted.
実施の形態7の携帯無線端末は、第一エレメント1及び第二エレメント2の両方に対して、第一の周波数に対して1/4波長以上のスロット9が配置されている。
In the portable radio terminal according to the seventh embodiment,
上記構成により、アンテナ切り替え用短絡スイッチ10を短絡し、アンテナ切り替え用短絡スイッチ11を開放することにより、図19に示すように、二つのスロット9から放射されるダイポールアンテナ構成から放射される放射成分と直行する偏波成分を更に多く放射させ、通話状態における利得を更に向上させることができる。
With the above configuration, the antenna switching short-
(実施の形態8)
図20は、本発明の実施の形態8の携帯無線端末を示す構成図(正面図)である。尚、図20において、これまでの実施の形態で説明した図と重複する部分には同一の符号を付して説明は省略する。
(Embodiment 8)
FIG. 20 is a configuration diagram (front view) showing a portable radio terminal according to the eighth embodiment of the present invention. Note that, in FIG. 20, the same reference numerals are given to the same portions as those described in the embodiments so far, and description thereof is omitted.
実施の形態8の携帯無線端末は、アンテナ切り替え用短絡スイッチ10、指向性切り替え短絡スイッチ14(又は周波数切り替え用短絡スイッチ12)をそれぞれ切り替える切替制御部15を備える。
The portable radio terminal according to the eighth embodiment includes a switching
上記構成とすることにより、無線部5で受信した受信電界強度により、切替制御部15から指向性切り替え短絡スイッチ14を切り替え、スロット9のスロット長を切り替えることにより、携帯無線端末の使用形態に応じた指向性特性に切り替えることが可能となり、通話時、待受け時共に最適な指向性特性を得ることができる。
With the above configuration, the directivity switching short-
(実施の形態9)
図21は、本発明の実施の形態9の携帯無線端末を示す構成図(正面図)である。尚、図21において、これまでの実施の形態で説明した図と重複する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 9)
FIG. 21 is a configuration diagram (front view) showing a portable radio terminal according to the ninth embodiment of the present invention. Note that, in FIG. 21, the same reference numerals are given to the same portions as those described in the embodiments so far, and description thereof is omitted.
実施の形態9の携帯無線端末は、携帯無線端末が折り畳み式の端末であり、前記携帯無線端末が折り畳まれたことを検出する検出判定する機能を備える。 The portable wireless terminal according to the ninth embodiment has a detection determination function for detecting that the portable wireless terminal is a foldable terminal and that the portable wireless terminal is folded.
上記構成を折り畳み式の形態無線機に適用すると、開閉検出部16により、筐体の開閉状態を把握し、筐体が開いていた場合、無線部5で受信した受信電界強度により、切替制御部15から指向性切り替え短絡スイッチ14(又は周波数切り替え用短絡スイッチ12)を切り替え、スロット9のスロット長を切り替えることにより、携帯無線端末の使用形態に応じた指向性特性に切り替えることを可能とする。
When the above configuration is applied to a foldable form wireless device, the open /
一方、図22に示すように、筐体が閉じていた場合、アンテナ切り替え用短絡スイッチ10を開放させ、スロット9から放射させることにより、図23に示すような放射特性となり、携帯無線端末の使用形態に応じた指向性特性に切り替えることが可能となり、通話時、待受け時共に最適な指向性特性を得ることができる。
On the other hand, as shown in FIG. 22, when the housing is closed, the antenna switching short-
本発明は、利得を向上させて放射特性を向上させることが要望される携帯無線端末に用いるに適している。 The present invention is suitable for use in a portable radio terminal that is desired to improve the radiation characteristics by improving the gain.
1 第一エレメント
2 第二エレメント
3 給電点
4 給電線
5 無線部
7 第一筐体
8 第二筐体
9 スロット
10、11 アンテナ切り替え用短絡スイッチ
12 周波数切り替え用短絡スイッチ
13 スロット長切り替え用短絡回路
14 指向性切り換え短絡スイッチ
15 切替制御部
16 開閉検出部
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