JP4657698B2 - Foldable portable radio - Google Patents
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Description
本発明は、通話状態において、人体への電磁波の放射を低減するとともに高いアンテナ性能を確保することができる折畳式携帯無線機に関する。 The present invention relates to a foldable portable wireless device capable of reducing electromagnetic radiation to a human body and ensuring high antenna performance in a call state.
携帯電話機は使用者の頭部近傍で使用されるため、人体への影響を考慮して、人体に吸収される電磁波の局所平均SAR(Specific Absorption Rate:比吸収率)が定義され、最大となる局所平均SARを規定値以下に抑える技術が求められている。一般的に、この局所平均SARは電流分布と対応関係にあり、電流の最大点が1箇所に集中し、電流の最大点が人体近傍に存在すると局所平均SARは高くなることが知られている。特に、アンテナの給電点付近では、一般的に電流の最大点が1箇所に集中してしまう。 Since the mobile phone is used in the vicinity of the user's head, the local average SAR (Specific Absorption Rate) of electromagnetic waves absorbed by the human body is defined and maximized in consideration of the influence on the human body. A technique for suppressing the local average SAR to a specified value or less is demanded. Generally, this local average SAR has a corresponding relationship with the current distribution, and it is known that the maximum point of current is concentrated in one place, and the local average SAR increases when the maximum point of current exists in the vicinity of the human body. . In particular, in the vicinity of the feeding point of the antenna, the maximum current point is generally concentrated in one place.
従来の局所平均SARを低く抑える技術としては、不平衡型給電アンテナにおいて給電点近傍のグランドに一端を開放した導電性金属素子を接続(接地)し、素子は所望の周波数において共振する長さに設定される。さらにこの素子は人体と近接する受話部の開口部を有する筐体面と対向する筐体面に配置される。この構成により給電点からの電流が導電性金属素子に流れることとなり、人体と近接する筐体面に流れる電流を少なくし、そこからの人体への放射を低減することができる。(例えば特許文献1参照)。 A conventional technique for reducing the local average SAR is to connect (ground) a conductive metal element having one end open to the ground in the vicinity of the feeding point in an unbalanced feeding antenna, and the element has a length that resonates at a desired frequency. Is set. Further, this element is disposed on the housing surface opposite to the housing surface having the opening of the receiving portion close to the human body. With this configuration, the current from the feeding point flows through the conductive metal element, so that the current flowing through the casing surface adjacent to the human body can be reduced, and the radiation to the human body from there can be reduced. (For example, refer to Patent Document 1).
また、給電部の電流を分流させる技術としては、折畳式携帯電話機において受話部面を有する上部筐体のシールドケースをアンテナ素子(アンテナ1)とし、下部筐体のグランド基板からフレキシブルケーブルを介してアンテナ素子に給電する構造において、給電部にロッドアンテナ(アンテナ2)を設ける。つまり、同一の給電点から2個のアンテナ(アンテナ1及びアンテナ2)に給電する構成となっている。この構成により、アンテナ1の使用者の手により覆われてもアンテナ2が設けられているため、アンテナ性能の劣化が小さく、高いアンテナ性能を確保することができる。
In addition, as a technique for diverting the current of the power feeding unit, the shield case of the upper housing having the receiving surface in the folding cellular phone is used as an antenna element (antenna 1), and a flexible cable is connected to the ground substrate of the lower housing via a flexible cable. In the structure for feeding power to the antenna element, a rod antenna (antenna 2) is provided in the feeding portion. In other words, power is supplied to two antennas (
しかしながら、上記説明した従来の局所平均SARを低く抑える技術においては、グランドに素子を接続しているために使用者の手によるアンテナ性能への影響が大きいという問題があった。 However, the conventional technology for reducing the local average SAR described above has a problem that the antenna performance is greatly affected by the user's hand because the element is connected to the ground.
また、上記説明した従来の給電部の電流を分流させる技術においては、ロッドアンテナと給電部を電気的に接続する機構構造が必要となり、さらに、ロッドアンテナが筐体外部に配置されるため、小型化が困難であるという問題があった。 In addition, the conventional technology for shunting the current of the power feeding unit described above requires a mechanism structure that electrically connects the rod antenna and the power feeding unit, and further, since the rod antenna is disposed outside the housing, it is compact. There was a problem that it was difficult to convert.
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、特に折畳式携帯無線機の局所平均SARを低減する折畳式携帯無線機を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the conventional problems, and in particular, provides a foldable portable wireless device that reduces the local average SAR of the foldable portable wireless device.
本発明の折畳式携帯無線機は、第1の筐体と、第2の筐体と、前記第1の筐体と前記第2の筐体とを開閉自在に連結するヒンジ部と、(a)前記第1の筐体に設けられたアンテナ素子と、(b)前記アンテナ素子に電気的に接続され、前記ヒンジ部に設けられた導電性金属ヒンジ要素と、(c)前記第2の筐体内に設けられた回路基板から前記導電性金属ヒンジ要素に給電する第1の給電部と、により構成されるダイポールアンテナと、前記回路基板内に設けられ、前記導電性金属ヒンジ要素と容量性リアクタンスをもつように所定の間隔をもって設けられた面状容量結合素子と、前記面状容量結合素子にその一端が電気的に接続されるとともに他端が開放され、前記ダイポールアンテナに流れる電流を分散させる電流分散素子とを備える。 The foldable portable wireless device of the present invention includes a first housing, a second housing, a hinge portion that connects the first housing and the second housing so as to be openable and closable ( a) an antenna element provided in the first housing; (b) a conductive metal hinge element electrically connected to the antenna element and provided in the hinge; and (c) the second element. A dipole antenna configured by a first power feeding unit that feeds power to the conductive metal hinge element from a circuit board provided in a housing; and the conductive metal hinge element and capacitive provided in the circuit board. A planar capacitive coupling element provided at a predetermined interval so as to have a reactance, and one end of the planar capacitive coupling element is electrically connected to the planar capacitive coupling element, and the other end is opened to distribute the current flowing through the dipole antenna. Current spreading element.
ここで、前記電流分散素子は所望の周波数の波長に対して略1/4の長さを持つように構成することができ、前記導電性金属ヒンジ要素に流れるアンテナ電流を、前記面状容量結合素子から前記電流分散素子へと流すことにより、前記ヒンジ部に集中しているアンテナ電流を分散させることができる。 Here, the current dispersive element may be configured to have a length of approximately ¼ with respect to a wavelength of a desired frequency, and the antenna current flowing through the conductive metal hinge element is converted into the planar capacitive coupling. By flowing from the element to the current spreading element, the antenna current concentrated on the hinge portion can be dispersed.
この構成により、前記ダイポールアンテナ動作時において、所望の周波数においてアンテナ電流を前記導電性金属ヒンジ要素へ分散させることにより、人体頭部に近い部分の電流を低減でき、これによって局所平均SARを低減することができる。 With this configuration, when the dipole antenna is operated, the antenna current is distributed to the conductive metal hinge element at a desired frequency, thereby reducing the current near the human head, thereby reducing the local average SAR. be able to.
前記電流分散素子を、前記第1の筐体及び前記第2の筐体の幅方向に配置することもできる。 The current spreading element may be arranged in the width direction of the first casing and the second casing.
この構成により、通話状態において所望の周波数におけるアンテナ性能を向上させることができる。 With this configuration, it is possible to improve antenna performance at a desired frequency in a call state.
また、前記回路基板から前記電流分散素子に給電する第2の給電部と、前記第1の給電部と前記第2の給電部のうち1つを切り替えによって選択する制御部とを更に設けることができ、この場合、前記電流分散素子が前記第1の筐体及び前記第2の筐体を閉じた状態においてサブアンテナとして動作する。 Further, a second power feeding unit that feeds power from the circuit board to the current spreading element, and a control unit that selects one of the first power feeding unit and the second power feeding unit by switching are further provided. In this case, the current spreading element operates as a sub-antenna in a state where the first casing and the second casing are closed.
この構成により、前記ダイポールアンテナが筐体を閉じた状態で性能が劣化したときに、前記導電性金属ヒンジ要素をアンテナ(サブアンテナ)として用いることで高いアンテナ性能を得ることができる。また、前記導電性金属ヒンジ要素をアンテナ素子(サブアンテナ素子)として使用することができるので、新たに部品を追加することなく上記効果が得られる。 With this configuration, when the performance of the dipole antenna deteriorates with the housing closed, high antenna performance can be obtained by using the conductive metal hinge element as an antenna (sub-antenna). Moreover, since the said conductive metal hinge element can be used as an antenna element (subantenna element), the said effect is acquired, without adding components newly.
また、本発明に係る折畳式携帯無線機は、人体頭部近傍で使用するときに、前記電流分散素子が人体頭部から離れるように構成することができる。 The folding portable wireless device according to the present invention can be configured such that the current spreading element is separated from the human head when used in the vicinity of the human head.
この構成により、分散させた電流の集中部を人体から遠ざけることにより局所平均SARをさらに低減し、通話利得を改善することができる。 With this configuration, it is possible to further reduce the local average SAR and improve the call gain by moving the dispersed current concentration portion away from the human body.
尚、第1の筐体と第2の筐体は、上部筐体と下部筐体のいずれか一方と他方を構成する。 Note that the first casing and the second casing constitute one of the upper casing and the lower casing and the other.
以上説明したように、本発明に係る折畳式携帯無線機によれば、アンテナ素子に集中している電流を電流分散素子へ分散させることにより、局所平均SARを低減するとともに、人体への電磁波の放射を低減し、電流分散素子からの放射により通話状態のアンテナ性能を改善できる。 As described above, according to the foldable portable wireless device according to the present invention, the current concentrated on the antenna element is distributed to the current spreading element, thereby reducing the local average SAR and the electromagnetic wave to the human body. The antenna performance in a talking state can be improved by the radiation from the current spreading element.
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る折畳式携帯無線機の基本構成を示す。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a basic configuration of a folding portable wireless device according to the first embodiment.
図1において、上ケース(上部筐体)1と下ケース(下部筐体)2とが給電側ヒンジ部(導電性金属ヒンジ要素)4a、給電対向側ヒンジ部(導電性金属ヒンジ要素)4bを含むヒンジ部で連結された構造によって折畳式携帯無線機が構成されている。給電側ヒンジ部4a、給電対向側ヒンジ部4bを含むヒンジ部を中心として回動することにより開いた状態と閉じた状態の2つの状態を取り得る。なお、上ケース1と下ケース2は絶縁体である樹脂の成型品により構成されている。給電側ヒンジ部4a、給電対向側ヒンジ部4bは導電性の金属で構成され、それぞれ直径10mm程度、長さ15mm程度の円柱形状であり、金属フレーム(アンテナ素子)3と一体化した一つの金属を構成している。
In FIG. 1, an upper case (upper housing) 1 and a lower case (lower housing) 2 form a power supply side hinge portion (conductive metal hinge element) 4a and a power supply opposite side hinge portion (conductive metal hinge element) 4b. The foldable portable radio device is configured by the structure connected by the included hinge portion. Two states of an open state and a closed state can be taken by rotating around the hinge portion including the power supply
上ケース1の+X側の面、すなわち一般に表示部が配置される面には、金属フレーム3が装着されている。ここでは、金属フレーム3には、高い導電性を有し、かつ軽量で強度が高い金属、ここではマグネシウム合金を用いている。金属フレームの長辺の長さは90mm程度である。
A
給電端子(第1の給電部)7は、給電側ヒンジ部4aと接触により電気的に接続されており、接触抵抗は電気的に導通しやすいように例えば1Ω以下にしてある。また、給電端子7は下ケース2の内部に配置された回路基板5上の整合回路10に半田付けにより電気的に接続される。回路基板5は携帯無線機の各種機能を実現する回路部品が実装されたプリント基板であり、そのほぼ前面に回路の接地電位となるグランドパターンが形成されている。回路基板5は長辺が90mm程度である。
The power supply terminal (first power supply part) 7 is electrically connected to the power supply
電流分散素子9はその全長がほぼ4分の1波長(ここでは、2GHz帯において30mm程度)のL字型に成型された板金で構成される。電流分散素子9はその一端が接続端子6に接触により電気的に接続され、他端が開放される。また、電流分散素子9は所定の間隔、ここではX方向で5mm程度を隔てて回路基板5と平行に配置される。また、電流分散素子9は折畳式携帯無線機の幅方向と平行に配置される。電流分散素子9の幅は、2mm程度である。
The current
接続端子6は回路基板5上の面状容量結合素子8と半田付けによって接続されている。従って、面状容量結合素子8と電流分散素子9が、接続端子6を介して電気的に接続される。面状容量結合素子8は、回路基板5のグランドパターンとは電気的に絶縁されており、y方向5mm程度、z方向5mm程度の大きさであり、給電側ヒンジ部4aとX方向で1mm程度の間隔をもち、−X側から見て給電側ヒンジ部4aと重なるように配置されており、面状容量結合素子8と給電側ヒンジ部4aを近接させ十分な容量を持って結合するように設計されている。すなわち、面状容量結合素子8と給電側ヒンジ部4aは、容量性リアクタンスをもつように所定の間隔をもって配置されており、電磁的に結合可能である。また、面状容量結合素子8と給電素子7は筐体幅方向で5mm程度の間隔で配置されている。
The
上記のように構成された折畳式携帯無線機において、金属フレーム3と給電側ヒンジ部4a、給電対向側ヒンジ部4bとが長さ100mm程度の上側アンテナ素子として動作し、この上側アンテナ素子のインピーダンスを無線回路11の入力インピーダンス(一般には50Ω)に整合する機能を整合回路10が果たす。また、回路基板5のグランドパターンが下側アンテナ素子として動作する。すなわち、金属フレーム3及び給電側ヒンジ部4a、給電対向側ヒンジ部4bと、回路基板5のグランドパターン(第1の給電部を構成する給電端子7を含む)とがダイポールアンテナとして動作する。
In the foldable portable radio apparatus configured as described above, the
ここで、電流分散素子9が存在しない場合には、アンテナ電流の多くは給電部である給電側ヒンジ部4aに集中する。給電側ヒンジ部4aは通話時において人体に近接するため、SARにとって不利となる。
Here, when the current spreading
図9において、図1と同一の符号を付すものは同一の構成要素を示し、その詳細な説明を省略する。 9, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same components, and a detailed description thereof will be omitted.
図9において、電流分散素子9の長さMをM1+M2と定義する。図9に、本実施形態における、電流分散素子9の長さMを変化させたときの1945MHzにおけるSARの値と通話利得の関係を示す。電流分散素子9の長さMが37mmのとき(39)SAR10g平均が1.53mW/g、通話利得が−9.3dBiであるのに対し、30mmのとき(49)SAR10g平均が1.14mW/g、通話利得が−7.7dBiとなっており、SARが約25%低減し、通話利得が1.6dB改善していることがわかる。
In FIG. 9, the length M of the current spreading
図10に本実施形態において、1945MHzにおける自由空間のX−Z断面におけるY方向の偏波、つまり筐体幅方向の偏波の放射パターンを示す。電流分散素子9の長さMが37mmのときの放射パターン41と電流分散素子9の長さMが30mmのときの放射パターン42を比べると、放射パターン42は放射パターン41に比べ90度から180度にかけて、つまり通話状態においては人体が接する面と反対方向(領域43方向)の放射が増加していることがわかる。
FIG. 10 shows the radiation pattern of the polarization in the Y direction in the XZ cross section of free space at 1945 MHz, that is, the polarization pattern in the housing width direction in this embodiment. When the
以上のことからわかるように、本実施形態における折畳式携帯無線機では、給電側ヒンジ部4aに集中しているアンテナ電流が容量結合している面状容量結合素子8から電流分散素子9へと分散し、電流のピークを人体から遠ざけることができる。これにより、SARを低減することができる。
As can be seen from the above, in the foldable portable wireless device according to the present embodiment, the antenna current concentrated on the feeding-
また、電流分散素子9を折畳式携帯無線機の幅方向に平行に配置することにより、図1においてY方向の偏波成分の放射特性が得られる。この時、図2に示すように折畳携帯無線機を開いた状態で、金属フレーム3側を人体頭部12に向け、天頂方向より60度傾斜させて手13によって保持した一般的な通話状態において、図2の座標系のZ方向成分すなわち垂直偏波成分の放射特性が得られる。これにより、通話状態における高いアンテナ利得が得られる。
Further, by arranging the current
なお、本実施形態においては電流分散素子9の長さを4分の1波長程度(ここでは30mm)として説明したが、電流分散素子9の長さは周辺部品の条件等によって異なり、これに限るものではない。
In this embodiment, the length of the current
また、電流分散素子9の形状をL字形状として説明したが、電流分散素子9の形状は給電側ヒンジ部4aに流れるアンテナ電流を電流分散素子9に分流することができる形状であればよく、例えば略L字形状や直線形状でもよい。
Moreover, although the shape of the current spreading
また、電流分散素子9は所定の間隔、例えば5mm程度を隔てて回路基板5と平行に配置されるとして説明したが、電流のピークを人体から遠ざけることができれば良く、例えば10mm程度の間隔を隔てて回路基板5と平行に配置すれば、電流のピークがさらに人体から遠ざかるため、より大きなSAR低減効果が得られる。
Further, the current spreading
また、電流分散素子9の幅は、例えば1mm程度であってもよいが、この場合は動作周波数の帯域幅が狭くなるため、電流分散素子9の幅は広い方が望ましい。
The width of the current spreading
また、本実施形態においては電流分散素子9を折畳式携帯無線機の幅方向に平行に配置するとして説明したが、SARの低減効果については給電側ヒンジ部4aに流れるアンテナ電流を電流分散素子9に分流することができる配置であればよく、例えば筐体長手方向でもよい。
Further, in the present embodiment, the current spreading
また、本実施形態においては金属フレーム3を上側アンテナ素子、回路基板5を下側アンテナ素子として動作させているが、これに限るものではなく、ヒンジ部を給電するアンテナ素子であれば同じ効果が得られる。例えば、上側アンテナ素子として上部筐体内部に配置される回路基板のグランドパターンやシールドケースなどの導体を用いてもよい。
In this embodiment, the
また、本実施形態においてはヒンジ部を給電側ヒンジ部4a、給電対向側ヒンジ部4bに分かれた構造として説明したが、ヒンジ部を中心として回動することにより開いた状態と閉じた状態の2つの状態を取り得る構造であれば良く、例えば給電側ヒンジ部4a、給電対向側ヒンジ部4bが1本になっている構造であっても良い。
In the present embodiment, the hinge portion is described as a structure divided into the power supply
(第2の実施形態) (Second Embodiment)
図3は、第2の実施形態に係る折畳式携帯無線機の基本構成を示す。 FIG. 3 shows a basic configuration of a folding portable wireless device according to the second embodiment.
図3において、図1と同一の符号を付すものは同一の構成要素を示し、その詳細な説明を省略する。 3, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same components, and the detailed description thereof is omitted.
図3において、サブアンテナ素子(電流分散素子)14は導電性の板金で形成され、給電端子(第2の給電部)16と接触により電気的に接続されている。サブアンテナ素子14は、幅2mm程度で、給電端子16との接触点より二股に分かれたコの字形状をしており、その長さが給電端子16より+Z側にある素子、−Z側にある素子それぞれが動作周波数のほぼ4分の1波長(2GHz帯において37mm程度)に設定されている。給電端子16は回路基板5上の面状容量結合素子17に半田付けにより接続されている。
In FIG. 3, the sub-antenna element (current distribution element) 14 is formed of a conductive sheet metal and is electrically connected to the power supply terminal (second power supply unit) 16 by contact. The
給電端子15及び給電端子16はそれぞれ回路基板5上に実装されたアンテナ制御回路部(制御部)26によって選択されて無線回路24に接続される。給電素子15は、第1の実施形態における給電端子7と同等の構成を有する。
The
ここで、アンテナ制御回路部26は、整合回路18、整合回路19、高周波スイッチ20、高周波スイッチ21、終端リアクタンス素子22及び終端リアクタンス素子23から構成されている。
Here, the antenna
ここで、アンテナ制御回路部26は、折畳式携帯無線機の上部筐体と下部筐体を開いた状態において、給電端子15が選択されている状態を示している。このとき、給電端子15は整合回路18及び高周波スイッチ20を介して無線回路24に接続される。この状態におけるアンテナ動作は図1に示すものとほぼ同様に、金属フレーム1及びヒンジ部と、回路基板5とがダイポールアンテナとして動作する。
Here, the antenna
ここで、給電端子16は整合回路19及び高周波スイッチ21、終端リアクタンス素子23を介して接地される。このとき、終端リアクタンス素子23の値を調節して、アンテナ間の結合を調整することができ、結合によるアンテナ性能の劣化を軽減することができる。
Here, the
このように構成することで、サブアンテナ素子14は図1における電流分散素子9と同様に電流分散素子として動作する。したがって、SARを低減することができる。
With this configuration, the
ここで、制御回路25は例えばホール素子と永久磁石などを用いて、無線機の閉じ状態、開き状態を感知して、閉じ状態では給電端子16、開き状態では給電端子15を選択するように高周波スイッチ20及び高周波スイッチ21を切り替えるように動作するものである。筐体が開かれた状態においては給電端子15を選択した方がアンテナ性能が高いため、上記のように構成する。
Here, the
次に、筐体が閉じられた状態について図4を用いて説明する。この状態においては、給電端子16は整合回路19及び高周波スイッチ21を介して無線回路24に接続される。また、給電端子15は整合回路18及び高周波スイッチ20、終端リアクタンス素子22を介して接地される。
Next, a state where the housing is closed will be described with reference to FIG. In this state, the
ここで、終端リアクタンス素子22の値を調節して、アンテナ間の結合を調整することができるので、結合によるアンテナ性能の劣化を軽減することができる。
Here, since the coupling between the antennas can be adjusted by adjusting the value of the
筐体を閉じた状態においては、図1に示す金属フレーム3が回路基板5と近接し、互いの電流が逆位相になるため、給電端子15を選択した場合のアンテナ性能は低くなっている。したがって、筐体を閉じた状態においては、上記のように構成する。
In the state where the housing is closed, the
図5において、図3と同一の符号を付すものは同一の構成要素を示し、その詳細な説明を省略する。 In FIG. 5, the same reference numerals as those in FIG. 3 denote the same components, and a detailed description thereof will be omitted.
図5において、サブアンテナ素子14の長さLをL1+L2と定義する。図5に、本実施形態における、サブアンテナ素子14の長さLを変化させたときの1945MHzにおけるSARの値と通話利得の関係を示す。サブアンテナ素子14の長さLが31mmのとき(27)SAR10g平均が1.38mW/g、通話利得が−7.8dBiであるのに対し、35mmのとき(28)SAR10g平均が0.57mW/g、通話利得が−5.4dBiとなっており、SARが約60%低減し、通話利得が2.4dB改善していることがわかる。
In FIG. 5, the length L of the
図6、図7に本実施形態における、上部筐体の+X側から見た領域29b、33bにおける電流分布29a、33aと、下部筐体の−X側から見た領域30b、34bにおける電流分布30a、34aを示す。周波数は1945MHzである。図6は、サブアンテナ素子14の長さLが31mmのときの電流分布を、図7はサブアンテナ素子14の長さLが35mmのときの電流分布を示す。上部筐体の+X側から見た電流分布から給電側ヒンジ部4a付近31、35の電流の強さ、下部筐体の−X側から見た電流分布からサブアンテナ素子14付近32、36の電流の強さがわかる。図6では、給電側ヒンジ部4a付近31とサブアンテナ素子14付近32の両方に電流が集中している。図7では、図6に比べて給電側ヒンジ部4a付近32に流れる電流が減り、サブアンテナ素子14付近36の電流が増えていることがわかる。これにより、分散させた電流の集中部が人体から遠ざかるのでSARを低減することができる。
6 and 7, the
図8に本実施形態における、通話状態におけるZ方向の偏波の放射パターンを示す。周波数は1945MHzである。サブアンテナ素子14の長さLが31mmのときの放射パターン37とサブアンテナ素子14の長さLが35mmのときの放射パターン38を比べると、放射パターン38は放射パターン37に比べZ方向の偏波、つまり筐体幅方向の偏波が増えていることがわかる。
FIG. 8 shows the radiation pattern of the polarization in the Z direction in the call state in this embodiment. The frequency is 1945 MHz. When the
本実施形態において、1945MHzにおける筐体を閉じた状態における自由空間の効率は給電端子15を選択した場合は−11.7dB、給電端子16を選択した場合は−3dBとなり、給電端子16を選択することによりアンテナ性能は約9dB改善する。ここで自由空間の効率とは、図4においてX−Z断面の垂直偏波と水平偏波、Y−Z断面の垂直偏波と水平偏波のそれぞれについて、360度方位への放射電力の合計を基準ダイポールと比較した値である。
In this embodiment, the efficiency of the free space with the housing closed at 1945 MHz is −11.7 dB when the
上記の説明のように、本実施形態の折畳式携帯無線機によれば、筐体を開いた状態においては給電端子7を選択することで給電側ヒンジ部4a及び金属フレーム3と回路基板5がアンテナとして動作し、サブアンテナ素子14が電流分散素子として動作することで、例えばサブアンテナ素子14がない場合に比べてSARを約60%低減することができ、通話状態におけるアンテナ利得を約2.5dB改善することができる。また、筐体を閉じた状態においては給電端子16を選択することでサブアンテナ素子14がアンテナ(サブアンテナ)として動作して、給電端子7を選択した場合に比べ9dBの改善効果が得られる。
As described above, according to the foldable portable wireless device of the present embodiment, the power supply
なお、サブアンテナ素子14の配置位置は本実施形態に示すものに限らず、下部筐体の上端部において開状態の通話時アンテナ利得と閉状態のアンテナ利得のいずれもが高くできるような位置であればよい。具体的には、給電側ヒンジ部4a付近において、それとの間隔を極力離すように(例えば、5mm以上)配置し、かつ、開状態の通話時において使用者の手に握られない位置に配置することがアンテナ性能上望ましい。
The arrangement position of the
また、サブアンテナ素子14の幅は、例えば1mm程度であってもよいが、この場合は動作周波数の帯域幅が比較的狭くなり、帯域幅を広くすることができるのでサブアンテナ素子14の幅は広い方が望ましい。
The width of the
また、サブアンテナ素子14の形状を給電端子16との接触点より二股に分かれたコの字形状として説明したが、サブアンテナ素子14の形状は給電側ヒンジ部4aに流れるアンテナ電流をサブアンテナ素子14に分流することができる形状であればよく、例えば略L字形状や直線形状でもよい。
Further, although the shape of the
また、リアクタンス素子23が存在しない状態においても、サブアンテナ素子14を追加することによる効果が得られるが、サブアンテナ素子14とリアクタンス素子23とを同時に追加し併用した場合の方がより高い効果が得られる。
Even when the
また、本実施形態においては折畳携帯無線機の開き状態と閉じ状態を検出して高周波スイッチを切り替える構成としているが、これに限るものではなく、例えば無線回路24の受信レベルによって高周波スイッチを切り替える構成としてもよい。
Further, in the present embodiment, the configuration is such that the high frequency switch is switched by detecting the open state and the closed state of the folding portable wireless device. However, the present invention is not limited to this. For example, the high frequency switch is switched according to the reception level of the
以上、本発明の各種実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態において示された事項に限定されず、明細書及び図面の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者がその変更・応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。 Although various embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the matters shown in the above-described embodiments, and those skilled in the art can change or modify them based on the description and drawings, and well-known techniques. Application is also within the scope of the present invention and is within the scope of protection.
以上のように、本発明は局所平均SARを低減することができるので、折畳携帯無線機使用時から放射される電磁波が人体に及ぼす影響を減らす目的に有用である。また、通話状態において高いアンテナ性能が得られるため通話品質を向上することができ、さらに、筐体を閉じた状態においても高いアンテナ性能が得られるため待受感度を向上することができるので、折畳式携帯無線機の無線通信性能の高性能化に有用である。 As described above, since the local average SAR can be reduced, the present invention is useful for the purpose of reducing the influence of electromagnetic waves radiated from the use of the folding portable radio device on the human body. In addition, since high antenna performance can be obtained in a call state, call quality can be improved. Further, since high antenna performance can be obtained even when the housing is closed, standby sensitivity can be improved. This is useful for improving the wireless communication performance of tatami-type portable radios.
1 上ケース
2 下ケース
3 金属フレーム
4a 給電側ヒンジ部
4b 給電側ヒンジ部
5 回路基板
6 接続端子
7 給電端子
8 面状容量結合素子
9 電流分散素子
10 整合回路
11 無線回路
12 人体頭部
13 手
14 サブアンテナ素子
15 給電端子
16 給電端子
17 面状容量結合素子
18 整合回路
19 整合回路
20 高周波スイッチ
21 高周波スイッチ
22 リアクタンス素子
23 リアクタンス素子
24 無線回路
25 制御回路
26 アンテナ制御回路部
27 サブアンテナ素子14の長さLが31mmのときのSARと通話利得
28 サブアンテナ素子14の長さLが35mmのときのSARと通話利得
29a 上部筐体の+X側から見た電流分布
29b +X側から見た上部筐体部分
30a 下部筐体の−X側から見た電流分布
30b −X側から見た下部筐体部分
31 給電側ヒンジ部4a付近
32 サブアンテナ素子14付近
33a 上部筐体の+X側から見た電流分布
33b +X側から見た上部筐体部分
34a 下部筐体の−X側から見た電流分布
34b −X側から見た下部筐体部分
35 給電側ヒンジ部4a付近
36 サブアンテナ素子14付近
37 サブアンテナ素子14の長さLが31mmのときの放射パターン
38 サブアンテナ素子14の長さLが35mmのときの放射パターン
39 電流分散素子9の長さMが37mmのときのSARと通話利得
40 電流分散素子9の長さMが30mmのときのSARと通話利得
41 電流分散素子9の長さMが37mmのときの放射パターン
42 電流分散素子9の長さMが30mmのときの放射パターン
43 通話状態において人体と接する面と反対側の領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Upper case 2 Lower case 3 Metal frame 4a Feeding side hinge part 4b Feeding side hinge part 5 Circuit board 6 Connection terminal 7 Feeding terminal 8 Planar capacitive coupling element 9 Current distribution element 10 Matching circuit 11 Radio circuit 12 Human head 13 Hand 14 Sub-antenna element 15 Feed terminal 16 Feed terminal 17 Planar capacitive coupling element 18 Matching circuit 19 Matching circuit 20 High-frequency switch 21 High-frequency switch 22 Reactance element 23 Reactance element 24 Radio circuit 25 Control circuit 26 Antenna control circuit section 27 Sub-antenna element 14 SAR and call gain 28 when the length L of the antenna is 31 mm SAR and call gain 29a when the length L of the sub-antenna element 14 is 35 mm Current distribution 29b seen from the + X side of the upper housing Upper part seen from the + X side Case part 30a Current distribution 30b seen from -X side of lower case Seen from -X side Upper housing portion 31 Near power feeding hinge portion 4a Near sub antenna element 14 Near 33a Current distribution 33b seen from + X side of upper housing Upper housing portion 34a seen from + X side Seen from -X side of lower housing Current distribution 34b Lower housing portion 35 viewed from the X side vicinity of feeding-side hinge 4a 36 vicinity of sub antenna element 14 37 radiation pattern 38 when sub antenna element 14 has a length L of 31 mm length of sub antenna element 14 Radiation pattern 39 when L is 35 mm SAR and speech gain 40 when current dispersion element 9 length M is 37 mm SAR and speech gain 41 when current dispersion element 9 length M is 30 mm Radiation pattern 42 when the length M is 37 mm Radiation pattern 43 when the length M of the current spreading element 9 is 30 mm Opposite to the surface in contact with the human body in a talking state Area of
Claims (4)
第2の筐体と、
前記第1の筐体と前記第2の筐体とを開閉自在に連結するヒンジ部と、
(a)前記第1の筐体に設けられたアンテナ素子と、(b)前記アンテナ素子に電気的に接続され、前記ヒンジ部に設けられた導電性金属ヒンジ要素と、(c)前記第2の筐体内に設けられた回路基板から前記導電性金属ヒンジ要素に給電する第1の給電部と、により構成されるダイポールアンテナと、
前記回路基板内に設けられ、前記導電性金属ヒンジ要素と容量性リアクタンスをもつように所定の間隔をもって設けられた面状容量結合素子と、
前記面状容量結合素子にその一端が電気的に接続されるとともに他端が開放され、前記ダイポールアンテナに流れる電流を分散させる電流分散素子とを備える、折畳式携帯無線機。 A first housing;
A second housing;
A hinge portion that connects the first housing and the second housing so as to be freely opened and closed;
(A) an antenna element provided in the first casing; (b) a conductive metal hinge element electrically connected to the antenna element and provided in the hinge; and (c) the second A dipole antenna comprising: a first power feeding unit that feeds power to the conductive metal hinge element from a circuit board provided in the housing of
A planar capacitive coupling element provided in the circuit board and provided at a predetermined interval so as to have capacitive reactance with the conductive metal hinge element;
A foldable portable wireless device comprising: a current sharing element that has one end electrically connected to the planar capacitive coupling element and the other end open to distribute a current flowing through the dipole antenna.
前記電流分散素子は所望の周波数の波長に対して略1/4の長さを持ち、前記導電性金属ヒンジ要素に流れるアンテナ電流を、前記面状容量結合素子から前記電流分散素子へと流すことにより、前記ヒンジ部に集中しているアンテナ電流を分散させる、折畳式携帯無線機。 The foldable portable wireless device according to claim 1,
The current dispersive element has a length of approximately ¼ with respect to a wavelength of a desired frequency, and an antenna current flowing through the conductive metal hinge element flows from the planar capacitive coupling element to the current dispersive element. Thus, the folding portable wireless device disperses the antenna current concentrated on the hinge portion.
前記電流分散素子が前記第1の筐体及び前記第2の筐体の幅方向に配置される、折畳式携帯無線機。 The folding portable wireless device according to claim 1 or 2,
A foldable portable wireless device in which the current spreading element is disposed in a width direction of the first casing and the second casing.
前記回路基板から前記電流分散素子に給電する第2の給電部と、
前記第1の給電部と前記第2の給電部のうち1つを切り替えによって選択する制御部とを更に備え、前記前記電流分散素子が前記第1の筐体及び前記第2の筐体を閉じた状態においてサブアンテナとして動作する、折畳式携帯無線機。 The foldable portable wireless device according to claim 1, wherein
A second power feeding unit that feeds power from the circuit board to the current spreading element;
And a control unit that selects one of the first power feeding unit and the second power feeding unit by switching, and the current spreading element closes the first housing and the second housing. A foldable portable wireless device that operates as a sub-antenna in a closed state.
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