JP4480046B2

JP4480046B2 - 携帯無線機

Info

Publication number: JP4480046B2
Application number: JP2008157855A
Authority: JP
Inventors: 友昭西木戸; 博之宇野; 正史越; 芳雄小柳; 健也長野
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2008-06-17
Filing date: 2008-06-17
Publication date: 2010-06-16
Anticipated expiration: 2028-06-17
Also published as: WO2009153902A1; US20110102285A1; JP2009303123A

Description

本発明は、薄型でかつ高い通話性能を有するとともに、複数の無線システムに対応可能な折畳式の携帯無線機に関する。

従来、携帯電話機などの携帯無線機が各種開発されている。また、この携帯電話機などにあっては、ヒンジ部を中心として開閉可能な折畳式のものも各種開発されている。このような折畳式携帯電話機では、上筐体に表示部が設置されている都合上、スペースの関係から無線回路を下筐体に設置させることが多い。また、この無線回路とアンテナとの間の通過損失を最小限に抑えるため、アンテナは無線回路の近傍に配置するのが好ましい。そこで、無線回路とアンテナとの間の通過損失を抑えるため、アンテナは下筐体のヒンジ部近傍に配置させることが多い。このような折畳式携帯電話機の具体例として、例えば図１０に示すものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この折畳式携帯電話機１００は、図１０に示すように、上筐体１０１に配置された第１アンテナ素子１０４と、下筐体１０２に配設されて、第１アンテナ素子１０４と共にダイポールアンテナを構成する導体素子１０５と、ヒンジ部１０３近傍の下筐体１０２に配設されたモノポールアンテナを構成する第２アンテナ素子１０６と、第１アンテナ素子１０４の一側端部に設けられた第１給電部１０７と、第２アンテナ素子１０６の、第１給電部１０７に対向する側の一側端部に設けられて第２アンテナ素子１０６に対して不平衡給電を行う第２給電部１０８と、第１アンテナ素子１０４および第２アンテナ素子１０６を適宜選択して切り替える高周波スイッチ１０９と、を備えている。なお、図中符号１１０は整合回路、１１１は無線回路、１１２はスイッチ制御部、１１３は開閉検出器を示す。

ところで、このような折畳式携帯電話機にあっては、携帯電話機の筐体を手で把持して使用するのが一般的であるので、なるべく手などの影響の少ない場所にアンテナを配置させるのが好ましい。ところが、図１０に示す折畳式携帯電話機では、下筐体に流れる電流が大きいので、手で把持して使用するときの利得劣化が大きい。

そこで、例えば、図１１に示すような携帯電話機２００も開発されている（例えば、特許文献２参照）。

即ち、この携帯電話機２００は、第１回路基板２０４を収容する上筐体２０１と、第１回路基板２０４と電気的に接続される第２回路基板２０５を収容すると共に上筐体２０１とヒンジ部２０３を介して連結される下筐体２０２と、上筐体２０１に内蔵されるアンテナ素子２０６と、第１回路基板２０４に配されると共にアンテナ素子２０６と電気的に接続される給電部２０７と、第１回路基板２０４と第２回路基板２０５とを電気的に接続する同軸線路２０８と、を備える。なお、図中符号２０９は無線回路、２１０はフレキシブルケーブルを示す。

特開２００４−２２９０４８号公報特開２００７−１５８９１５号公報

しかしながら、近時、携帯電話機などの携帯無線機については、購入の際にデザイン性を重視する傾向が強くなっており、そのデザイン性を損なわないためにもアンテナが筐体から外部へ突出するのを極力抑える要望が強くなっている。また、図１１に示す従来の携帯電話機では、例えば筐体の薄型化を図ろうとすると、アンテナ素子２０６とヒンジ部２０３とが近接するために双方の結合によってアンテナ特性が劣化するとともに、大きな割合で占有する表示部を備えた上筐体に給電部を設けるため実装面積が増大する。

また、この図１１に示す携帯電話機にあっては、手で把持して使用するときの利得劣化が回避できる反面、上筐体２０１をグラウンドとしたモノポールアンテナとして動作するので、上筐体２０１に流れる電流が大きく、水平偏波成分よりも垂直偏波成分の方が大きい。その結果、通話状態では垂直偏波成分が大部分となり、通話時利得の低下をもたらすことがある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、筐体の薄型及び小型化が同時に可能であって、しかも高い通話性能を発揮することができる折畳式の携帯無線機を提供することである。

本発明の携帯無線機は、第１の回路基板が配置される第１の筐体と、第２の回路基板が配置される第２の筐体と、前記第１の筐体と前記第２の筐体とを回動自在に連結し、導電性を有する第１のヒンジと、前記第１のヒンジの近傍に前記第１のヒンジの軸方向と略並行に配置されるアンテナ素子と、前記第２の回路基板上の第１の無線回路及び第２の無線回路と、第１の無線回路に接続された給電部と、を備え、前記アンテナ素子は、前記第１のヒンジと所定の間隔を隔てて配置されかつ前記第２給電部に電気的に接続されており、前記第１のヒンジは、第１ヒンジ部及び第２ヒンジ部と、前記第１ヒンジ部と前記第２ヒンジ部とを電気的に接続すると共に回動可能に支持する第１連結部とを有し、前記第１ヒンジ部は、前記第１の筐体に設けられ、前記第１の回路基板の前記第１のヒンジ側の端部に電気的に接続されており、前記第２ヒンジ部は、前記第２の筐体に設けられ、前記第２の回路基板上のグラウンドパターンと所定の間隔を隔てて配置されかつ前記第２の無線回路に電気的に接続されており、前記アンテナ素子と、前記第１のヒンジとが第１のダイポールアンテナを構成し、前記第１の回路基板のグラウンドパターン及び前記第１のヒンジと、前記第２の回路基板上のグラウンドパターンとが第２のダイポールアンテナを構成し、前記第１のヒンジが、前記第１のダイポールアンテナにおいてはグラウンドであり、かつ、前記第２のダイポールアンテナにおいては前記第２の回路基板から前記第１の回路基板へ給電する給電系である。この構成により、第１のダイポールアンテナとしては第１のヒンジがグラウンドであり、第２のダイポールアンテナとしては第１のヒンジ部が給電部として機能するため、筐体の薄型及び小型化が同時に可能であり、さらに２つのアンテナの主偏波成分が直交した放射特性を有するため、高い通信性能を発揮することができる。

また、更に、前記アンテナ素子と前記給電部との間にインピーダンスを整合するための第１の整合回路を備え、第１の整合回路のグラウンドと前記第１のヒンジとが電気的に接続されてあるのが好ましい。この構成により、第１のダイポールアンテナとしては第１のヒンジがグラウンドであり、第２のダイポールアンテナとしては第１のヒンジ部が給電部として機能するため、筐体の薄型及び小型化が同時に可能であり、さらに２つのアンテナの主偏波成分が直交した放射特性を有するため、高い通信性能を発揮することができる。

また、前記第１の整合回路は、一端が前記アンテナ素子と電気的に接続され、かつ、他端が前記第２の回路基板の第１の無線回路からの給電を行う給電部と接続され、前記第２の整合回路は、一端が前記第２ヒンジ部と電気的に接続され、かつ、他端が当該第２の回路基板の第２の無線回路と電気的に接続され、前記第１の無線回路は、前記第１のアンテナの動作周波数である第１の周波数に対応し、前記第２の無線回路は、前記第２のアンテナの動作周波数である第２の周波数に対応するようにしてもよい。この構成により、異なる周波数を用いて、２つのアンテナの主偏波成分が直交した良好なアンテナ特性を有することができる。

また、更に、前記第１のアンテナの共振周波数を遮断する第１のフィルタおよび第２のフィルタの少なくとも一方と、前記第２のアンテナの共振周波数を遮断する第３のフィルタとを備え、前記第１のフィルタは、一端が前記第１ヒンジ部と電気的に接続され、かつ、他端が前記第１の回路基板の前記第１のヒンジ側の端部に電気的に接続され、前記第２のフィルタは、前記第２の回路基板に配置され、一端が前記第２ヒンジ部と電気的に接続され、かつ、他端が当該第２の回路基板の前記第２の整合回路に電気的に接続され、前記第３のフィルタは、一端が前記第１ヒンジ部と電気的に接続され、かつ、他端が第１の整合回路に電気低に接続されるのが好ましい。この構成により、ヒンジにおけるダイポールアンテナによる信号が、他のダイポールアンテナの一部となる第１および第２の筐体内の回路基板へ流れ出ることを防止できるため、異なる周波数を用いて同時に動作し、かつ、２つのアンテナの主偏波成分が直交した良好なアンテナ特性を有することができる。

また、更に、前記給電部は、前記第１または第２の回路基板上に配置された無線回路から同軸線路を介して電気的に接続され、前記同軸線路の外導体は、前記第１ヒンジ部と前記第１または第２の回路基板のグラウンドとを電気的に接続する構成でもよい。この構成により、第１のダイポールアンテナとしては第１のヒンジがグラウンドであり、第２のダイポールアンテナとしては第１のヒンジ部が給電部として機能するため、筐体の薄型及び小型化が同時に可能であり、さらに２つのアンテナの主偏波成分が直交した放射特性を有するため、高い通信性能を発揮することができる。

また、更に、前記第２の整合回路および前記給電部に電気的に接続され、第１のアンテナおよび第２のアンテナを切り替えるための高周波スイッチを備える接続する構成でもよい。この構成により、異なる偏波の複数のアンテナを切り替え、高い通信性能を発揮することができる。

また、前記アンテナ素子と前記第１のヒンジとの長さ方向の重複は、前記アンテナ素子の長さの略半分以下である構成でもよい。この構成により、アンテナ素子と第１のヒンジとの電磁結合が少なくなり、通信特性の劣化を防止できる。

また、本発明の携帯無線機は、前記第１の筐体と、前記第２の筐体と、前記第１のヒンジと、前記第１の筐体と前記第２の筐体とを前記第１のヒンジの軸と直交する他方の軸で回動自在に連結し、導電性を有する第２のヒンジとを有し、前記アンテナ素子は、前記第１のヒンジと所定の間隔を隔てて配置されかつ前記給電部に電気的に接続されており、前記第２のヒンジは、第３ヒンジ部及び第４ヒンジ部と、前記第３ヒンジ部と前記第４ヒンジ部とを電気的に接続すると共に、回動可能に支持する第２連結部とを有し、前記第１ヒンジ部は、前記第１の筐体に設けられ、前記第３ヒンジ部と接続し、前記第４ヒンジ部は、前記第１の回路基板の前記第１のヒンジ側の端部に電気的に接続されており、前記第２ヒンジ部は、前記第２の筐体に設けられ、前記第２の回路基板上のグラウンドパターンと所定の間隔を隔てて配置されかつ前記第２の無線回路に電気的に接続されており、前記アンテナ素子と、前記第２のヒンジとが第１のダイポールアンテナを構成し、前記第１の回路基板のグラウンドパターン及び前記第１のヒンジ及び前記第２のヒンジと、前記第２の回路基板上のグラウンドパターンとが第２のダイポールアンテナを構成し、前記第２のヒンジが、前記第１のアンテナにおいてはグラウンドであり、かつ、前記第２のアンテナにおいては前記第２の回路基板から前記第１の回路基板へ給電する給電系である。この構成により、第１のダイポールアンテナとしては第２のヒンジがグラウンドであり、第２のダイポールアンテナとしては第１のヒンジ部が給電部として機能するため、筐体の薄型及び小型化が同時に可能であり、さらに２つのアンテナの主偏波成分が直交した放射特性を有するため、高い通信性能を発揮することができる。

また、更に、前記アンテナ素子と前記給電部との間にインピーダンスを整合するための第１の整合回路を備え、第１の整合回路のグラウンドと前記第２のヒンジとが電気的に接続された構成が好ましい。この構成により、第１のダイポールアンテナとしては第２のヒンジがグラウンドであり、第２のダイポールアンテナとしては第１のヒンジ部が給電系として機能するため、筐体の薄型及び小型化が同時に可能であり、さらに２つのアンテナの主偏波成分が直交した放射特性を有するため、高い通信性能を発揮することができる。

また、前記第１のアンテナの共振周波数を遮断する第１のフィルタおよび第２のフィルタと、前記第２のアンテナの共振周波数を遮断する第３のフィルタとを備え、前記第１のフィルタは、一端が前記第１ヒンジ部と電気的に接続され、かつ、他端が前記第３ヒンジ部に接続され、前記第２のフィルタは、前記第２の回路基板に配置され、一端が前記第２ヒンジ部と電気的に接続され、かつ、他端が当該第２の回路基板の前記第２の整合回路に電気的に接続され、第３のフィルタは、一端が前記第１ヒンジ部と電気的に接続され、かつ、他端が第１の整合回路に電気的に接続されるようにしてもよい。この構成により、ヒンジにおけるダイポールアンテナによる信号が、他のダイポールアンテナの一部となる第１および第２の筐体内の回路基板へ流れ出ることを防止できるため、異なる周波数を用いて同時に動作し、かつ、２つのアンテナの主偏波成分が直交した良好なアンテナ特性を有することができる。

また、前記給電部は、前記第１または第２の回路基板上に配置された無線回路から同軸線路を介して電気的に接続され、前記同軸線路の外導体は、前記第３ヒンジ部と前記第１または第２の回路基板のグラウンドとを電気的に接続するようにしてもよい。この構成により、第１のダイポールアンテナとしては第２のヒンジがグラウンドであり、第２のダイポールアンテナとしては第１のヒンジ部が給電系として機能するため、筐体の薄型及び小型化が同時に可能であり、さらに２つのアンテナの主偏波成分が直交した放射特性を有するため、高い通信性能を発揮することができる。

また、更に、前記第２の整合回路および前記給電部に電気的に接続され、第１のアンテナおよび第２のアンテナを切り替えるための高周波スイッチを備えるようにしてもよい。この構成により、異なる偏波の複数のアンテナを切り替え、高い通信性能を発揮することができる。

また、前記アンテナ素子と前記第１のヒンジおよび前記第２のヒンジとの長さ方向の重複は、前記アンテナ素子の長さの略半分以下であるようにしてもよい。この構成により、アンテナ素子と第１のヒンジおよび第２のヒンジとの電磁結合が少なくなり、通信特性の劣化を防止できる。

本発明の携帯無線機によれば、第１のヒンジが、第１のダイポールアンテナにおいてはグラウンドであり、かつ、第２のダイポールアンテナにおいては第２の回路基板から第１の回路基板へ給電する給電系であることから、２つの偏波の異なるダイポールアンテナが実現し、薄型及び小型の筐体であっても使用状態に応じた高い通信性能を発揮することができる。

以下、本発明に係る好適な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の携帯無線機の第１の実施形態に係る折畳式携帯電話機１０を示すものであり、この折畳式携帯電話機１０は、第１の筐体を構成する上筐体１１と、第２の筐体を構成する下筐体１２と、これら上筐体１１と下筐体１２とを回動自在に連結するヒンジ１３と、アンテナ素子１４と、第１インピーダンス整合回路１６Ａ及び第２インピーダンス整合回路１６Ｂと、第１無線回路１７Ａ及び第２無線回路１７Ｂと、同軸路線１８とを備える。

上筐体１１は、図示外の表示部及び第１の回路基板（上部回路基板）１１Ａを備える。下筐体１２は、図示外の操作部、第２の回路基板（下部回路基板）１２Ａ、前述した、第２インピーダンス整合回路１６B、第１無線回路１７Ａ及び第２無線回路１７Ｂを備える。

ヒンジ１３は、第１のヒンジを構成するヒンジ体１３Ａと、前述した、アンテナ素子１４と、第１インピーダンス整合回路１６Aとを備える。本実施形態のヒンジ１３では、詳細は後述するが、アンテナ素子１４、第１インピーダンス整合回路１６A、グラウンド１３４、スプリングコネクタ１３４Ｃなどが基板１３３上に設置される。

ヒンジ体１３Ａは、上筐体１１と下筐体１２とを回動自在に連結しており、図２に示すように、第２ヒンジ部を構成するヒンジ固定部１３１と、ヒンジ固定部１３１に回転可能に取り付けた、第１ヒンジ部を構成するヒンジ回転部１３２と、ヒンジ固定部１３１及びヒンジ回転部１３２を電気的に接続すると共に回動可能に支持する第１連結部１３０とを備え、いずれも導電性の材料で形成される。

ヒンジ固定部１３１は下筐体１２に固定される。一方、ヒンジ回転部１３２は上筐体１１に固定される。

基板１３３は、ヒンジ１３内部の回転軸方向に沿って設け、例えばＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）などで形成される。

グラウンド１３４は、図２に示すように、基板１３３上に設けた導体（例えば、銅箔）などで構成され、ここに、夫々導電性の材料で形成した同軸線路固定部１３４Ａ及びスプリングコネクタ固定部１３４Ｂが固設され電気的に接続される。

同軸路線固定部１３４Ａには、同軸路線１８の一端部（外導体）側が固定される。スプリングコネクタ固定部１３４Ｂには、ヒンジ回転部１３２に対して回転自在の状態を保持してヒンジ体１３Ａとの電気的接続を図るため、前述のスプリングコネクタ１３４Ｃの端部を固着させる。従って、下部回路基板１２Ａのグラウンド、グラウンド１３４、ヒンジ体１３Ａは、電気的に接続される。アンテナ素子１４は、第１インピーダンス整合回路１６A及び同軸路線１８の内導体を介して、第１無線回路１７Aと電気的に接続される。ここでは、同軸線路１８の内導体と第１の整合回路との接点を給電部１５とする。

アンテナ素子１４は、ヒンジ体１３Ａの軸方向と略並行に配置される。本実施形態のアンテナ素子１４は、図２に示すように、基板１３３上に形成したもので、ヒンジ１３での回転軸に平行な方向の電気長が、たとえば第１のダイポールアンテナの動作周波数（ｆ１）に対応する波長λ１の略１／４の長さを有する。

第２インピーダンス整合回路１６Bは、上部回路基板１１Ａのグラウンドと、接続するヒンジ１３とを第２無線回路１７Bの動作周波数（ｆ２）においてインピーダンスを５０Ωに整合する。一方、第１インピーダンス整合回路１６Aは、アンテナ素子１４を第１無線回路１７Aの動作周波数（ｆ１）においてインピーダンスを５０Ωに整合する。

同軸路線１８は、いずれも図示しないが、外導体と、内導体とを備える。外導体の一端部側は同軸路線固定部１３４Ａに止め付けられ（図２参照）、外導体の他端部側は下部回路基板１２Ａのグラウンドと接続される。つまり、グラウンド１３４は、下部回路基板１２Ａのグラウンドと接続される。なお、同軸線路１８は、電波の漏洩防止を考慮して、アンテナ素子１４およびヒンジ体１３Ａで構成される第１のダイポールアンテナの動作周波数（ｆ２）に対応する波長λ２の略１／４の長さに形成することが望ましい。

また、同軸路線１８の内導体は、一端部が第１インピーダンス整合回路１６Aを介してアンテナ素子１４に接続され、他端部が第１の無線回路１７Aに接続される。つまり、アンテナ素子１４は、第１インピーダンス整合回路１６Aを介して、第１無線回路１７Aに電気的に接続される。

本実施形態では、アンテナ素子１４とヒンジ体１３Ａが動作周波数ｆ１で共振する第１のダイポールアンテナを構成する。なお、この動作周波数ｆ１では、ヒンジ体１３Ａが第１のダイポールアンテナのグラウンドである。

また、上部回路基板１１Ａのグラウンドパターンと、下部回路基板１２Ａ上のグラウンドパターンとが、動作周波数ｆ２で共振する第２のダイポールアンテナを構成する。なお、この動作周波数ｆ２では、ヒンジ体１３Ａが、給電系を構成する。

次に、本実施形態の動作について、図３および図４を参照しながら説明する。

（Ｉ）第１のダイポールアンテナについて：
第１のダイポールアンテナは、第１無線回路１７Aより同軸ケーブル１８でアンテナ素子１４に給電する。ここで、アンテナ素子１４とヒンジ回転部１３２が接続するので、アンテナ素子１４とヒンジ体１３Ａとがダイポールアンテナとして動作する。例えば、２ＧＨｚ帯の通信用アンテナとすれば、アンテナ素子長が２０ｍｍ、ヒンジ体１３Ａが２０ｍｍとなり２ＧＨｚ帯において半波長ダイポールとして動作するため、図３（Ａ）に示すＸＺ面の放射パターンでは主偏波が水平偏波成分となり、ほぼ無指向性の特性が得られる。

また、通話の場合は、図３（Ｂ）に示すように、使用者Ｍは携帯電話機１０を傾けて使用する傾向にあるため、垂直偏波成分が増加し、通信用基地局の主偏波成分である垂直偏波と一致するために通信性能が高くできる。

（ＩＩ）第２のダイポールアンテナについて：
第２のダイポールアンテナは、上部筐体基板１１Ａと下部筐体基板１２Ａとがヒンジ体１３Ａを給電系とした第２のダイポールアンテナとして動作する。従って、これを例えばＤＴＶ（デジタルテレビ）用のアンテナとすれば、たとえば上下の基板長が９０ｍｍとすると、図３（Ｃ）に示すＸＺ面の放射パターンでは、主偏波が垂直偏波成分となり８の字の特性が得られる。

また、ＴＶを視聴する場合は、図３（Ｄ）のように、使用者Ｍは携帯電話機１０を傾けて使用するため水平偏波成分が増加し、ＴＶ放送局の主偏波成分である水平偏波と一致するのでTVの受信感度を高くできる。

従って、本実施形態によれば、第１ダイポールアンテナを構成するアンテナ素子１４のグラウンドである第１ヒンジ体１３Ａが、ヒンジ１３に配置されており、さらに、第１ヒンジ体１３Ａが第２ダイポールアンテナの給電系と共用することで、アンテナ構成がヒンジ１３の僅かなスペースで実現できる。このため、携帯電話機１０の薄型・小形に有効である。即ち、上筐体１１及び下筐体１２内にアンテナスペースを必要としないので、小型の筐体が実現できるとともに、アンテナ部分が筐体外部に突出せずに済むので、外観を損ねることが回避できる。

さらに、本実施形態によれば、第１のダイポールアンテナと第２のダイポールアンテナの主偏波成分が異なるために、偏波の異なる２つのアンテナとして同時に動作が可能である。

なお、アンテナ素子１４と第１ヒンジ体１３Ａとの長さ方向の重複は、アンテナ素子１４の長さの略半分以下であるようにしてもよい。この構成により、アンテナ素子１４と第１ヒンジ体１３Ａとの電磁結合が少なくなり、通信特性の劣化を防止できる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について、図４を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施形態において、第１の実施形態と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。

本実施形態の折畳式携帯電話機２０は、上筐体１１と、下筐体１２と、ヒンジ１３と、アンテナ素子１４と、第１インピーダンス整合回路１６Ａ及び第２インピーダンス整合回路１６Ｂと、第１無線回路１７Ａ及び第２無線回路１７Ｂと、同軸路線１８との他に、第１フィルタ２１Ａ、第２フィルタ２１Ｂ及び第３フィルタ２１Cを備えている。

第１の実施形態のアンテナ素子１４およびヒンジ体１３Ａで構成する第１のダイポールアンテナが周波数ｆ１（第１周波数）で動作する際に、ヒンジ体１３Aが周波数ｆ２（第２周波数）の給電系と共用しているため、ヒンジ体１３Ａからアンテナ素子１４へ周波数ｆ２の高周波電流を第３フィルタ２１Cによって阻止させる。

また、第１の実施形態の上部筐体基板１１Ａと下部筐体基板１２Ａとがヒンジ体１３Ａを給電系とした構成の第２のダイポールアンテナが周波数ｆ２（第２周波数）で動作する際に、ヒンジ体１３Ａが周波数ｆ１のグラウンドと共用しているため、アンテナ素子１４から上部回路基板１１Ａへ周波数ｆ１の高周波電流が流れ込むのを、第１フィルタ２１Ａによって阻止し、アンテナ素子１４から下部回路基板１２Ａへ周波数ｆ１の高周波電流が流れ込むのを、第２フィルタ２１Ｂによって阻止させる。

このように本実施形態では、アンテナ素子１４及びヒンジ体１３Ａが、第１のダイポールアンテナとして周波数（ｆ１）で動作する、または、上部筐体基板１１Ａと下部筐体基板１２Ａとがヒンジ体１３Ａを給電系とした、第２のダイポールアンテナとして周波数（ｆ２）で動作する際に、各々他のアンテナとの電磁結合によるアンテナ特性の劣化をできるだけ排除させる。これにより、さらに安定した通信性能を実現できる。

なお、本実施形態では、第１フィルタ２１Ａ及び第２フィルタ２１Ｂの双方を設置してあるが、いずれか一方のみを設置した構成であってもよい。
なお、本実施の形態では、第３フィルタ２１Ｃを設置してあるが、フィルタの必要がない場合は、削除してもよい。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について、図５を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施形態において、第１の実施形態と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。

本実施形態の折畳式携帯電話機３０は、第１の実施形態と異なり、第１、第２無線回路１７Ａ，１７Ｂの代わりに単一の無線回路３１を備えるとともに、この無線回路３１と第１インピーダンス整合回路１６Ａ及び第２インピーダンス整合回路１６Ｂとの間の回路を切り替える高周波スイッチ３２を備える。

無線回路３１は、高周波スイッチ３２により回路を切り替えることで、第２のダイポールアンテナ及び第１のダイポールアンテナにおける無線回路を兼用する。なお、第２のダイポールアンテナ及び第１のダイポールアンテナの構成については、この無線回路３１を除いて、第１の実施形態と同じである。

高周波スイッチ３２は、１系統の無線回路を用いて複数系統のアンテナのいずれかをたとえば使用状態応じて選択的に切り替えて使用するものである。

従って、本実施形態によれば、第１のダイポールアンテナと第２のダイポールアンテナの主偏波成分とが異なるために、つまり、第１のダイポールアンテナでは主偏波が水平偏波成分であって、第２のダイポールアンテナでは主偏波が垂直偏波成分であるので、高周波スイッチ３２でのダイポールアンテナの切り替えにより、偏波の異なるダイバーシチアンテナがヒンジ１３の僅かなスペースで実現できる。このため、折畳式携帯電話機３０の薄型化及び小形化には便宜である。

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について、図６〜図８を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施形態において、第１の実施形態と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。

本実施形態の折畳式携帯電話機４０は、第１から第３の実施形態と異なり、上筐体１１及び下筐体１２が、図６に示す上下方向（縦方向）の他に、図７に示す左右方向（横方向）にも開閉可能な、２軸方式の折畳式携帯電話機を構成する。

従って、本実施形態の折畳式携帯電話機４０では、上筐体１１と、下筐体１２と、ヒンジ１３と、第１のインピーダンス整合回路４２及び第２のインピーダンス整合回路６１と、第１の無線回路４３及び第２の無線回路６２と、アンテナ素子１４と、縦開き用のヒンジ体（以下、「第１ヒンジ体」とよぶ）１３Ａとの他に、横開き用の第２のヒンジを構成するヒンジ体（以下、「第２ヒンジ体」とよぶ）１３Ｂを備える。

第２ヒンジ体１３Ｂは、図８に示すように、第３ヒンジ部を構成するヒンジ固定部１３５と、ヒンジ固定部１３５に対して第２連結部を構成する回転軸１３７を回転中心にして横方向に回転可能な第４ヒンジ部を構成するヒンジ回転部１３６とを備える。ヒンジ固定部１３５はヒンジ１３に固定されるとともに、ヒンジ回転部１３６は上筐体１１に固定される。回転軸１３７は、ヒンジ体１３Ａの回転軸と直交する方向に沿って、上筐体１１と下筐体１２とを相対的に回転させる軸を構成し、ヒンジ固定部１３５とヒンジ回転部１３６とを回動可能に連結する。ヒンジ固定部１３５、回転軸１３７及びヒンジ回転部１３６はいずれも導電性の材料で形成され、ヒンジ固定部１３５からヒンジ回転部１３６まで電気的に接続される。

図６及び図７に示すように、第２ヒンジ体１３Ｂ（ヒンジ固定部１３５）とアンテナ素子１４との間はインピーダンス整合回路４２で接続され、ヒンジ固定部１３５と下部回路基板１２Ａのグラウンドとの間は同軸線路１８の外導体で接続される。下部回路基板１２Ａの第１の無線回路４３と第１のインピーダンス整合回路４２との間が同軸線路１８の内導体で接続され、第２ヒンジ体１３Ｂとアンテナ素子１４とが、周波数ｆ１で共振するダイポールアンテナ（第１のダイポールアンテナ）として動作する。

なお、第１のインピーダンス整合回路４２は、アンテナ素子１４を第１無線回路４３の動作周波数（ｆ１）においてインピーダンスを５０Ωに整合する。

また、第２ヒンジ体１３Ｂのヒンジ固定部１３５と第１ヒンジ体１３Ａのヒンジ回転部１３２とを電気的に接続し、第１ヒンジ体１３Ａヒンジ固定部１３１は、第２のインピーダンス整合回路６１と接続し、第２インピーダンス回路６１は、下部回路基板上１２Ａの第２無線回路６２と接続する。第２ヒンジ体１３Ｂのヒンジ固定部１３５は、上筐体１１の上部回路基板１１Ａと電気的に接続される。

したがって、上部回路基板１１Ａのグラウンドパターンと、下部回路基板１２Ａ上のグラウンドパターンとが、動作周波数ｆ２で共振する第２のダイポールアンテナを構成する。なお、この場合、第２のヒンジ体Ｂ及び第１のヒンジ体Ａは、給電系として動作する。

アンテナ素子１４は、ヒンジ１３の一部を構成する上筐体１１側のヒンジ部において、第２ヒンジ体１３Ｂのヒンジ固定部１３５と略平行に配置される。

従って、２軸ヒンジ構成の本実施形態において、第１のダイポールアンテナを構成するアンテナ素子１４のグラウンドである第２ヒンジ体１３Ｂがヒンジ１３に配置され、さらに、第２ヒンジ体が第２のダイポールアンテナの給電系と共用することで、アンテナ構成が、ヒンジ１３の僅かなスペースで実現できる。このため、携帯電話機１０の薄型・小形に有効である。即ち、上筐体１１及び下筐体１２内にアンテナスペースを必要としないので、小型の筐体が実現できるとともに、アンテナ部分が筐体外部に突出せずに済むので、外観を損ねることが回避できる。

従って、本実施形態によれば、１つのアンテナ部品、つまり単一のアンテナ素子１４でマルチバンド動作が可能となる。これにより、例えば上述した２つのダイポールアンテナを同一周波数（ｆ１＝ｆ２）で動作させる場合には、双方のアンテナでの偏波が直交するため、偏波ダイバーシチ効果が得られる。また、第２のダイポールアンテナは、第１のダイポールアンテナとは偏波の方向が直交するので、例えば、第１のダイポールアンテナをＤＴＶ用（視聴状態で水平偏波実現）として、第２のダイポールアンテナをセルラー用（通話時に垂直偏波実現）として用いれば、良好なアンテナ特性を有するマルチアンテナ機能が得られるので、便宜である。

なお、アンテナ素子１４と第１ヒンジ体１３Ａおよび第２ヒンジ体１３Ｂとの長さ方向の重複は、アンテナ素子１４の長さの略半分以下であるようにしてもよい。この構成により、アンテナ素子１４と第１ヒンジ体１３Ａおよび第２ヒンジ体１３Ｂとの電磁結合が少なくなり、通信特性の劣化を防止できる。

（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態について、図９を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施形態において、第４の実施形態と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。

本実施形態の折畳式携帯電話機５０が第４の実施形態と異なる点は、インピーダンス整合回路６１と第１ヒンジ体１３Ａとの間に第１フィルタ７１を配置するとともに、第１ヒンジ体１３Ａと第２ヒンジ体１３Ｂとの接続ライン上に第２フィルタ７２を配置し、第２ヒンジ体Ｂのヒンジ固定部１３５と第１整合回路４２との間に第３フィルタ７３を配置している点である。

第１フィルタ７１、第２フィルタ７２及び第３フィルタは、第１のダイポールアンテナと、第２のダイポールアンテナとの間の結合によるアンテナ特性の劣化を阻止するためのものであり、高周波フィルタとして機能する。

即ち、第１フィルタ７１は、第１のダイポールアンテナに近接する第１ヒンジとの結合によって、第１ヒンジ体１３Ａから流れ込む高周波電流ｆ１を下部回路基板１２Ａへ流れるのを阻止する。

同様に、第２フィルタ７２でも、第１のダイポールアンテナに近接する第１ヒンジとの結合によって、第１ヒンジ体１３Ａから流れ込む高周波電流ｆ１を上部回路基板１１Ａへが流れるのを阻止する。

また、第３フィルタ７３は、第２のダイポールアンテナの高周波電流ｆ２を第２ヒンジ体Ｂからアンテナ素子１４へ流れ込むのを阻止する。

従って、本実施形態によれば、第１のダイポールアンテナと第２のダイポールアンテナ間の結合による特性劣化を低減できる。

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施し得るものである。

本発明の携帯無線機は、筐体の薄型及び小型化が同時に可能であって、しかも高い通話性能を発揮することができる効果を有し、例えば折畳式の携帯電話機などに有用である。

本発明の第１の実施形態に係る折畳式携帯電話機を示す正面図本発明の第１の実施形態に係る第１のヒンジの構成を示す斜視図（Ａ）及び（Ｂ）は本発明の第１の実施形態に係る第１のダイポールアンテナの動作の際の放射パターン及び使用態様、（Ｃ）及び（Ｄ）は本発明の第１の実施形態の第２のダイポールアンテナの動作の際の放射パターン及び使用態様を示す説明図本発明の第２の実施形態に係る折畳式携帯電話機を示す正面図本発明の第３の実施形態に係る折畳式携帯電話機を示す正面図本発明の第４の実施形態に係る２軸方式の折畳式携帯電話機を縦方向に開いたときの正面図（Ａ）及び（Ｂ）はその第４の実施形態に係る２軸方式の折畳式携帯電話機を横方向に開いたときの状態を示す正面図及び側面図（Ａ）は本発明の第４の実施形態に係る第２のヒンジの構成を示す斜視図、（Ｂ）はその回動状態を示す斜視図本発明の第５の実施形態に係る折畳式携帯電話機を示す正面図従来の折畳式携帯電話機の構成を示す平面図従来の他の折畳式携帯電話機の構成を示す斜視図

符号の説明

１０、２０、３０、４０、５０折畳式携帯電話機
１１上筐体（第１の筐体）
１１Ａ第１の回路基板（上部回路基板）
１２下筐体（第２の筐体）
１２Ａ第２の回路基板（下部回路基板）
１３ヒンジ
１３Ａヒンジ体（第１のヒンジ；第１ヒンジ体）
１３０第１連結部
１３１ヒンジ固定部（第２ヒンジ部）
１３２ヒンジ回転部（第１ヒンジ部）
１３Ｂヒンジ体（第２のヒンジ；第２ヒンジ体）
１３４グラウンド
１３５ヒンジ固定部（第３ヒンジ部）
１３６ヒンジ回転部（第４ヒンジ部）
１３７第２連結部
１４アンテナ素子
１５給電部
１６Ａ、１６Ｂ、４２、６１インピーダンス整合回路
１７Ａ、１７Ｂ、３１、４３、６２無線回路
１８同軸路線
２１A、７２第１フィルタ
２１B、７１第２フィルタ
２１C、７３第３フィルタ
３２高周波スイッチ

Claims

第１の回路基板が配置される第１の筐体と、
第２の回路基板が配置される第２の筐体と、
前記第１の筐体と前記第２の筐体とを回動自在に連結し、導電性を有する第１のヒンジと、
前記第１のヒンジの近傍に前記第１のヒンジの軸方向と略並行に配置されるアンテナ素子と、
前記第２の回路基板上の第１の無線回路及び第２の無線回路と、
第１の無線回路に接続された給電部と、を備え、
前記アンテナ素子は、前記第１のヒンジと所定の間隔を隔てて配置されかつ前記給電部に電気的に接続されており、
前記第１のヒンジは、第１ヒンジ部及び第２ヒンジ部と、前記第１ヒンジ部と前記第２ヒンジ部とを電気的に接続すると共に回動可能に支持する第１連結部とを有し、
前記第１ヒンジ部は、前記第１の筐体に設けられ、前記第１の回路基板の前記第１のヒンジ側の端部に電気的に接続されており、
前記第２ヒンジ部は、前記第２の筐体に設けられ、前記第２の回路基板上のグラウンドパターンと所定の間隔を隔てて配置されかつ前記第２の無線回路に電気的に接続されており、
前記アンテナ素子と、前記第１のヒンジとが第１のダイポールアンテナを構成し、前記第１の回路基板のグラウンドパターン及び前記第１のヒンジと、前記第２の回路基板上のグラウンドパターンとが第２のダイポールアンテナを構成し、
前記第１のヒンジが、前記第１のダイポールアンテナにおいてはグラウンドであり、かつ、前記第２のダイポールアンテナにおいては前記第２の回路基板から前記第１の回路基板へ給電する給電系であり、
前記第１のダイポールアンテナの動作周波数帯を遮断する第１の遮断手段の一端が前記第１ヒンジ部と電気的に接続され、かつ、他端が前記第１の回路基板の前記第１のヒンジ側の端部に電気的に接続され、
前記第１のダイポールアンテナの動作周波数帯を遮断する第２の遮断手段の一端が前記第２ヒンジ部と電気的に接続され、かつ、他端が前記第２の回路基板に電気的に接続される携帯無線機。
請求項１に記載の携帯無線機であって、更に、
前記アンテナ素子と前記給電部との間にインピーダンスを整合するための第１の整合回路を備え、
第１の整合回路のグラウンドと前記第１のヒンジとが電気的に接続された携帯無線機。
請求項２に記載の携帯無線機であって、
前記第１の整合回路は、一端が前記アンテナ素子と電気的に接続され、かつ、他端が前記第２の回路基板の第１の無線回路からの給電を行う給電部と接続され、
前記第２の整合回路は、一端が前記第２ヒンジ部と電気的に接続され、かつ、他端が当該第２の回路基板の第２の無線回路と電気的に接続され、
前記第１の無線回路は、前記第１のアンテナの動作周波数である第１の周波数に対応し、
前記第２の無線回路は、前記第２のアンテナの動作周波数である第２の周波数に対応する携帯無線機。
請求項３に記載の携帯無線機であって、更に、
前記第２のアンテナの動作周波数帯を遮断する第３の遮断手段を備え、
前記第３の遮断手段は、一端が前記第１ヒンジ部と電気的に接続され、かつ、他端が第１の整合回路に電気的に接続される携帯無線機。
請求項３に記載の携帯無線機であって、更に、
前記給電部は、前記第１または第２の回路基板上に配置された無線回路から同軸線路を介して電気的に接続され、
前記同軸線路の外導体は、前記第１ヒンジ部と前記第１または第２の回路基板のグラウンドとを電気的に接続する携帯無線機。
請求項３に記載の携帯無線機であって、更に、
前記第２の整合回路および前記給電部に電気的に接続され、第１のアンテナおよび第２のアンテナを切り替えるための高周波スイッチを備える携帯無線機。
請求項１に記載の携帯無線機であって、
前記アンテナ素子と前記第１のヒンジとの長さ方向の重複は、前記アンテナ素子の長さの略半分以下である携帯無線機。
第１の筐体と、
第２の筐体と、
第１のヒンジと、
前記第１の筐体と前記第２の筐体とを前記第１のヒンジの軸と直交する他方の軸で回動自在に連結し、導電性を有する第２のヒンジとを有し、
前記アンテナ素子は、前記第１のヒンジと所定の間隔を隔てて配置されかつ前記給電部に電気的に接続されており、
前記第２のヒンジは、第３ヒンジ部及び第４ヒンジ部と、前記第３ヒンジ部と前記第４ヒンジ部とを電気的に接続すると共に、回動可能に支持する第２連結部とを有し、
前記第１ヒンジ部は、前記第１の筐体に設けられ、前記第３ヒンジ部と接続し、前記第４ヒンジ部は、前記第１の回路基板の前記第１のヒンジ側の端部に電気的に接続されており、
前記第２ヒンジ部は、前記第２の筐体に設けられ、前記第２の回路基板上のグラウンドパターンと所定の間隔を隔てて配置されかつ前記第２無線回路に電気的に接続されており、
前記アンテナ素子と、前記第２のヒンジとが第１のダイポールアンテナを構成し、前記第１の回路基板のグラウンドパターン及び前記第１のヒンジ及び前記第２のヒンジと、前記第２の回路基板上のグラウンドパターンとが第２のダイポールアンテナを構成し、
前記第２のヒンジが、前記第１のアンテナにおいてはグラウンドであり、かつ、前記第２のアンテナにおいては前記第２の回路基板から前記第１の回路基板へ給電する給電系であり、
前記第１のダイポールアンテナの動作周波数帯を遮断する第１の遮断手段の一端が前記第１ヒンジ部と電気的に接続され、かつ、他端が前記第３ヒンジ部に接続され、
前記第１のダイポールアンテナの動作周波数帯を遮断する第２の遮断手段が前記第２の回路基板に配置され、一端が前記第２ヒンジ部と電気的に接続され、かつ、他端が当該第２の回路基板に電気的に接続される携帯無線機。
請求項８に記載の携帯無線機であって、更に、
前記アンテナ素子と前記給電部との間にインピーダンスを整合するための第１の整合回路を備え、
第１の整合回路のグラウンドと前記第２のヒンジとが電気的に接続された携帯無線機。
請求項９に記載の携帯無線機であって、
前記第１の整合回路は、一端が前記アンテナ素子と電気的に接続され、かつ、他端が前記第２の回路基板の第１の無線回路からの給電を行う給電部と接続され、
前記第２の整合回路は、一端が前記第２ヒンジ部と電気的に接続され、かつ、他端が当該第２の回路基板の第２の無線回路と電気的に接続され、
前記第１の無線回路は、前記第１のアンテナの動作周波数である第１の周波数に対応し、
前記第２の無線回路は、前記第２のアンテナの動作周波数である第２の周波数に対応する携帯無線機。
請求項１０に記載の携帯無線機であって、更に、
前記第２のアンテナの動作周波数帯を遮断する第３の遮断手段を備え、
前記第３の遮断手段は、一端が前記第１ヒンジ部と電気的に接続され、かつ、他端が第１の整合回路に電気的に接続される携帯無線機。
請求項１１に記載の携帯無線機であって、更に、
前記給電部は、前記第１または第２の回路基板上に配置された無線回路から同軸線路を介して電気的に接続され、
前記同軸線路の外導体は、前記第３ヒンジ部と前記第１または第２の回路基板のグラウンドとを電気的に接続する携帯無線機。
請求項１１に記載の携帯無線機であって、更に、
前記第２の整合回路および前記給電部に電気的に接続され、第１のアンテナおよび第２のアンテナを切り替えるための高周波スイッチを備える携帯無線機。
請求項８に記載の携帯無線機であって、
前記アンテナ素子と前記第１のヒンジおよび前記第２のヒンジとの長さ方向の重複は、前記アンテナ素子の長さの略半分以下である携帯無線機。