JP4400427B2 - Portable radio - Google Patents
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Description
本発明は、アンテナを有する携帯無線機に係り、特に金属板上に寝かせて置いた状態でも良好なアンテナ特性を確保することができる携帯無線機に関する。 The present invention relates to a portable wireless device having an antenna, and more particularly to a portable wireless device that can ensure good antenna characteristics even when placed on a metal plate.
通常、携帯電話などの携帯無線機はアンテナを有しており、金属板上に寝かせて置くとアンテナが金属板に近接した状態になるため、携帯無線機と鉄板が相互に結合してアンテナを流れる電流と逆位相の電流が金属板の表面に流れ、アンテナの放射指向性が変化すると共にインピーダンス特性が変化してしまう。このため金属板上に携帯無線機を寝かせて置くと、携帯無線機のアンテナ特性が劣化してしまうという課題があった。 Usually, a portable wireless device such as a mobile phone has an antenna, and when placed on a metal plate, the antenna becomes close to the metal plate. Therefore, the portable wireless device and the iron plate are coupled to each other to connect the antenna. A current having an opposite phase to the flowing current flows on the surface of the metal plate, and the radiation directivity of the antenna changes and the impedance characteristic changes. For this reason, when the portable wireless device is placed on the metal plate, the antenna characteristic of the portable wireless device is deteriorated.
この課題を解決するため、ホイップアンテナが小型無線機本体の背面上部に設けられている場合、小型無線機本体を寝かせて置いた時に当該小型無線機本体の上部側が接地面に対して、浮くようバランスされた位置に、ホイップアンテナのアンテナ性能を調整するためのリブを設置することで小型無線機を金属板上に置いてもアンテナ性能の劣化を改善するものがある(例えば、特許文献1)。 In order to solve this problem, when the whip antenna is provided on the upper back of the small radio main unit, the upper side of the small radio main unit may float with respect to the ground plane when the small radio main unit is laid down. There is one that improves deterioration of antenna performance even if a small wireless device is placed on a metal plate by installing a rib for adjusting the antenna performance of the whip antenna at a balanced position (for example, Patent Document 1). .
また、通信端末において、筐体の底面と背面に露出する導体、もしくは底面と背面に沿うような導体を挿入させ、アンテナが接続されている基板と電気的につなげることで、当該通信端末を金属板上に寝かせて置いた時、筐体底面方向の導体による金属板と垂直に流れる電流によりダイポールアンテナを構成し、通信端末本体を金属板上に寝かせて置いてもアンテナ性能の劣化を改善することができるものがある。
しかしながら、このような小型無線機の背面にリブを設ける手法にあっては、リブの分だけ筐体の厚さが増してしまうため小型無線機本体の薄型化ができず、かつリブが美観を損ねてしまうという問題があった。 However, in the method of providing a rib on the back side of such a small wireless device, the thickness of the housing increases by the amount of the rib, so the main body of the small wireless device cannot be thinned, and the rib is beautiful. There was a problem of losing.
また、上記説明した通信端末の筐体底面と背面に露出する導体、もしくは底面と背面に沿うように導体を挿入し、アンテナが接続されている基板と電気的につなげる手法にあっては、近年の携帯無線機が小型化、薄型化が望まれている中で、金属板上でのアンテナ性能を改善するためだけに導体の実効面積を確保することは難しく、金属板上にて垂直な電流を流す役割を果たす筐体の底面部に露出または沿う導体自体も小型化する必要があり、アンテナとしての性能が下がる傾向にある。 In addition, in the technique of inserting the conductor along the bottom surface and the back surface of the communication terminal housing described above or the conductor along the bottom surface and the back surface and electrically connecting the antenna to the substrate connected in recent years, However, it is difficult to secure the effective area of the conductor just to improve the antenna performance on the metal plate, and the vertical current on the metal plate is difficult. It is also necessary to reduce the size of the conductor itself that is exposed or along the bottom surface of the casing that plays a role of flowing current, and the performance as an antenna tends to decrease.
また、アンテナを有する基板との接続部に受動素子を挿入し、所望の帯域に制御する手法においても導体が小さくなることで受動素子のみで制御できる帯域も狭く、受動素子の性能によるところが大きいため微細な調整が困難であった。また、携帯無線機が近年から一層の小型化、薄型化が望まれているためにアンテナの実効面積の確保がさらに困難となってきている。 In addition, even in the method of inserting a passive element into the connection part with the substrate having the antenna and controlling it to a desired band, the band that can be controlled only by the passive element is narrow because the conductor is small, and the performance depends on the performance of the passive element. Fine adjustment was difficult. In addition, since portable wireless devices have been desired to be further reduced in size and thickness since recent years, it has become more difficult to ensure the effective area of the antenna.
本発明は、上記課題を解決するものであり、携帯無線機の外観を変更する必要がなく、携帯無線機を金属板上に寝かせて置いた状態であっても、従来よりもアンテナの微細な調整を広帯域にて可能とすることでアンテナ利得の劣化を改善でき、かつ薄型化、小型化にも対応できる携帯無線機を提供することを目的としている。 The present invention solves the above-described problems, and there is no need to change the appearance of the portable wireless device. Even when the portable wireless device is placed on a metal plate, the antenna has a finer structure than before. It is an object of the present invention to provide a portable radio that can improve antenna gain degradation by enabling adjustment in a wide band, and can cope with reduction in thickness and size.
本発明は、本体筐体と、本体筐体内に配置されるグランドパターンを有する基板と、基板に設けられる無線回路部と、無線回路部と給電線を介し接続されるアンテナと、基板と容量結合が可能な近接した位置に設けた電池部と、電池部と容量結合が可能な近接した位置に設けた板状金属と、電池部の電流分布を制御するための板状金属に設けたスリットを備えることを特徴とする。 The present invention includes a main body case, a substrate having a ground pattern disposed in the main body case, a radio circuit unit provided on the substrate, an antenna connected to the radio circuit unit via a feeder, and a capacitive coupling with the substrate A battery part provided in a close position where the battery can be connected, a plate metal provided in a close position capable of capacitive coupling with the battery part, and a slit provided in the plate metal for controlling the current distribution of the battery part. It is characterized by providing.
上記構成により、アンテナを有する基板と電池とが容量結合が可能な近接した位置で配置されることで、互いが容量結合し携帯無線機本体を金属板に寝かせて置いた時に金属板に対し垂直な電流成分を生成する。 With the above configuration, the antenna-equipped substrate and the battery are arranged at close positions where capacitive coupling is possible, so that they are capacitively coupled to each other and perpendicular to the metal plate when the portable wireless device body is placed on the metal plate. A large current component.
さらに電池から容量結合が可能な近接した位置で板状金属を配置することで板状金属の形状により金属板に対し垂直な電流分布を制御することが可能である。板状金属の形状は自由度が高く、受動素子のように容量が定められていないため、微細な調整を可能とする。 Furthermore, by arranging the plate metal at a position close to the battery where capacitive coupling is possible, the current distribution perpendicular to the metal plate can be controlled by the shape of the plate metal. The shape of the plate-shaped metal has a high degree of freedom, and since the capacitance is not determined as in the passive element, fine adjustment is possible.
また、基板と電池と板状金属との容量結合で金属板と垂直な電流成分を生成するため、携帯無線機の薄型化にも対応することができる。 In addition, since a current component perpendicular to the metal plate is generated by capacitive coupling of the substrate, the battery, and the plate metal, it is possible to cope with a reduction in the thickness of the portable wireless device.
以上のように、本発明に係る携帯無線機によれば、携帯無線機の外観を変更する必要がなく、本体を金属板上に寝かせて置いた状態であっても、従来よりも微細な調整を広帯域にて可能とすることでアンテナ利得の劣化を改善でき、かつ携帯無線機本体の薄型化、小型化にも対応できる。 As described above, according to the portable wireless device according to the present invention, it is not necessary to change the appearance of the portable wireless device, and even when the main body is laid on a metal plate, finer adjustment than before is possible. The antenna gain degradation can be improved by making it possible in a wide band, and the portable radio main body can be made thinner and smaller.
以下、本発明に係る折畳式携帯無線機の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a folding portable wireless device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(実施例1)
図1は本発明に係る本実施例の折畳式携帯無線機の閉じ状態を示す側面図であり、図に示すように本実施例の折畳式携帯無線機は、上部筐体101と、下部筐体102とアンテナ部103で構成され、上部筐体101と下部筐体102はヒンジ部104にて連結されている。
(Example 1)
FIG. 1 is a side view showing a closed state of the folding portable wireless device of the present embodiment according to the present invention. As shown in the figure, the folding portable wireless device of the present embodiment includes an
上部筐体101と下部筐体102の内部にはそれぞれ上部基板105と下部基板106とを有する。上部筐体101と下部筐体102は絶縁物である樹脂により構成され、長さは70mm、幅は45mm程度の大きさである。
The
また、上部基板105と下部基板106は、例えば厚さ1mmのプリント基板で構成され、その寸法は縦65mm、幅40mm程度である。上部基板105と下部基板106はフレキシブルな接続線107により電気的に接続されている。下部基板106には無線回路を有し無線回路の一部に給電点108を配置させる。アンテナ部103は下部筐体102の上面部に位置し、下部基板106の接地電位を有する導体パターンであるグランドパターン(以下、GNDと呼ぶ。)をアンテナの接地導体とし、給電点108より給電する。アンテナ部103は、導電率が高くかつある程度の強度を持つ螺旋状の銅線で構成され、例えば800MHz帯においては全長を50mm、幅3mm程度である。なお、アンテナ部103は特に限定されるものではなく、図1に示す例では螺旋状の銅線で構成されるヘリカルアンテナが示されている。
Further, the
本実施例の折畳式携帯無線機はアンテナ部103とは逆の下部筐体102内部の底面側に電池109を配置させ、電池109の寸法は35mm×25mm、厚さ5mm程度である。
In the folding portable wireless device of this embodiment, a
また、電池109を下部基板106と近接した位置、例えば1mm程度の位置で配置することで電池109と下部基板106は容量結合し、高周波電流は短絡した状態に等しくなる。
Further, by disposing the
また、本実施例の折畳式携帯無線機を金属板201上に寝かせて置いた状態にて、下部基板106と電池109とは金属板201と垂直な成分となり、図2に示すような鏡像効果により垂直成分と金属板201上における鏡像とでダイポールアンテナを構成することが可能である。
In addition, when the folding portable wireless device of this embodiment is placed on the
さらに、電池109と金属板201の間には樹脂製の電池蓋110が配置されており、寸法は45mm×35mm、厚さ1mm程度である。電池109と電池蓋110との距離は0.2mm程度の隙間があり、板状金属である板金111を挿入することで電池109と電池蓋110の距離が近接しているため容量結合する。ただし、板金111の寸法は電池109と同等の大きさでは金属板201からの距離が電池109とほぼ等しいためにほとんど効果は得られない。
Furthermore, a
以下に板金111の形状について詳細を説明する。図3は本実施例の折畳式携帯無線機の電池109と電池蓋110の隙間に位置する板金111の形状を示した図である。
電池蓋110上の点線は電池109と重なる箇所を示しており、本実施例の携帯無線機本体の縦方向をX-X’、横方向をY-Y’としている。まず本実施例の携帯無線機における板金111の寸法は、美観を損なわない為に電池蓋110の寸法にて制限され、最大で45mm×35mm程度である。また、金属板201と電池109との容量結合は間に存在する板金111の寸法により制御が可能であり、主に板金111の周囲長で制御される。
Details of the shape of the
A dotted line on the
電池109と板金111との容量結合を弱めないよう電池109と重なる箇所の面積を確保し、かつ板金111の周囲長を長く採るため、幅2mm程のスリットで周囲長を制御し、板金111と電池109とが重ならない箇所を長くすることで効果が大きくなる。
In order not to weaken the capacitive coupling between the
図4にはスリットの周囲長によるアンテナ性能を示す。グラフは横軸に周波数(MHz)、縦軸に電圧定在波比(VSWR:Voltage Standing Wave Ratio)としており、板金111の周囲長を長くするほど低周波側に共振周波数は動き、短くすることにより高周波側に動く。
FIG. 4 shows the antenna performance depending on the perimeter of the slit. The graph shows the frequency (MHz) on the horizontal axis and the voltage standing wave ratio (VSWR) on the vertical axis. The longer the perimeter of the
上記の様に、本実施例の折畳式携帯無線機では、携帯無線機の外観を変更する必要がなく、本体を金属板201上に寝かせて置いた状態であっても、従来よりも細かな制御を広帯域にて可能とすることでアンテナ利得の劣化を改善でき、かつ携帯無線機本体の薄型化、小型化にも対応できる。
As described above, in the folding portable wireless device of this embodiment, it is not necessary to change the appearance of the portable wireless device, and even when the main body is placed on the
(実施例2)
図5は本発明に係る実施例2の携帯無線機を示す測面図であり、図1より下部筐体102内部の電池付近を詳細に示している。図5において図1に示す符号と同一符号を付すものは同一構成要素を示しており、その詳細な説明は省略する。
電池109の表面にはグランド端子112を備え、電池端子113を介して基板のGNDに接続される。電池端子113の形状は二股に分かれており、一方を電池端子113Aとし、電池端子113Aは基板のGNDに接続し、他方を電池端子113Bとし、電池端子113Bは下部筐体102の表面まで伸ばし、電池蓋110と近接した位置に配置している。
(Example 2)
FIG. 5 is a plan view showing the portable wireless device according to the second embodiment of the present invention, and shows the vicinity of the battery inside the
A
また、図6は本発明に係る実施例2の電池蓋110と板金111の図である。板金111にバネ114を実装することで、下部筐体102の表面に位置する電池端子113Bとバネ114が接触し、電気的に接続することが可能となる。電気的に直接繋ぐことにより、電池109と板金111の距離が極度に近接しない状態においても板金111の周囲長を変更することで、本実施例の携帯無線機を金属板上に寝かせて置いた状態にて、金属板201との容量結合を制御することが可能となり、金属板上201にて従来よりも広帯域でかつ微細な調整が可能でありアンテナ利得の劣化を改善できる。
FIG. 6 is a diagram of the
(実施例3)
図7は本発明に係る実施例3の電池蓋110と板金111の図である。前記第2の実施例と同等の構造にて電池109と電池端子113Bとバネ114を電気的に直接繋ぎ、板金111とバネ114の間に受動素子115を挿入することで、金属板201上に寝かせて置いた状態にて、金属板201との容量結合を制御することが可能となり、金属板201上にて前記実施例よりさらに広帯域でかつ微細な調整が可能となり、アンテナ利得の劣化を改善できる。
(Example 3)
FIG. 7 is a diagram of the
本発明に係る携帯無線機は、携帯無線機の外観を変更することなく、本体を金属板上に寝かせて置いた状態であっても、従来よりも広帯域でかつ微細な制御を可能とすることでアンテナ利得の劣化を改善でき、かつ携帯無線機本体の薄型化、小型化にも対応できる。 The portable wireless device according to the present invention enables finer control over a wider band than before even when the main body is placed on a metal plate without changing the appearance of the portable wireless device. Therefore, it is possible to improve the deterioration of the antenna gain and to cope with the thinning and miniaturization of the portable radio main body.
101 上部筐体
102 下部筐体
103 アンテナ部
104 ヒンジ部
105 上部基板
106 下部基板
107 フレキシブルな接続線
108 給電点
109 電池
110 電池蓋
111 板金
112 グランド端子
113A 電池端子
113B 電池端子
114 バネ
115 受動素子
201 金属板
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記本体導体内に配置されるグランドパターンを有する基板と、
前記基板に設けられる無線回路部と、
前記無線回路部と給電線を介し接続されるアンテナと、
前記アンテナに対して接地電位を有する導体パターンである前記基板のグランドパターンと容量結合が可能な近接した位置に設けた電池部と、
前記電池部の前記グランドパターンに対向する面と反対側の面に近接した位置であり、かつ、前記電池部と当該携帯無線機の筐体との間に設けられ、前記電池部と容量結合が可能な板状金属と、
前記板状金属に設けたスリットとを備えたことを特徴とする携帯無線機。 A body conductor;
A substrate having a ground pattern disposed in the body conductor;
A radio circuit unit provided on the substrate;
An antenna connected to the wireless circuit unit via a feeder line;
A battery part provided at a close position capable of capacitive coupling with the ground pattern of the substrate, which is a conductor pattern having a ground potential with respect to the antenna ;
The battery unit is located close to the surface opposite to the surface facing the ground pattern, and is provided between the battery unit and a casing of the portable wireless device, and capacitive coupling with the battery unit is provided. Possible plate metal,
A portable radio having a slit provided in the plate-like metal.
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