JP4915255B2 - 携帯無線機 - Google Patents

Description

本発明は、携帯無線機に関し、特に、折り畳み可能な筐体のヒンジ部に内蔵型アンテナが取り付けられている携帯無線機に関する。

近年、携帯無線機は小型化が進んでおり、そのアンテナにおいても小型化が要求されている。従来の携帯無線機では、折り畳み可能な筐体のヒンジ部にマルチバンド対応の内蔵型アンテナを設置する場合が多く、さらにアンテナを追加する場合、サブアンテナとして給電点部を含めた独立したアンテナを追加する場合が多い。

また、導電性材料からなる上部筐体のヒンジ側端部と対向して容量結合するアンテナ素子エレメントを下部筐体に配置する技術が特許文献４に記載されている。
特開２００４−７２６０５号公報 特開２００４−２２８６９３号公報 特開２００４−２２９０４８号公報 特開２００６−１２９２３０号公報 特開２００６−１７４１３７号公報 特開２００５−６０９１号公報

ところで、携帯無線機のアンテナ利得劣化要因としては、到来波とアンテナ放射レベルが一致しないことによる指向性不適合による損失などが考えられる。特に、同一方式の場合、指向性が近似しているため複数設置しても効果的ではない。また、広帯域化の措置として給電点を複数用意し、エレメントを帯域別に分ける場合がある。そこに違う指向性のアンテナを追加する場合は、さらに給電点が増えるため小型化が難しくなってしまう。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、指向性を制御できる良好な電気特性を呈する携帯無線機を提供することにある。

本発明によれば、第１筐体と第２筐体を筐体ヒンジ部で開閉可能に連結する折り畳み式携帯無線機において、
前記筐体ヒンジ部の近傍の前記第２筐体内に設けられ、所定の周波数に対応したエレメントを有する内蔵型アンテナと、
前記第１筐体内に設けられ、前記内蔵型アンテナの前記エレメントと容量結合可能な金属素子と、
前記第１筐体に接地されたアースと、
前記金属素子を前記アースに接続するか否かを切り替えることで、前記金属素子と前記エレメントとを容量結合させるか否かを切り替えるスイッチと、を備える携帯無線機が提供される。

この発明によれば、モノポールアンテナ素子を利用し、さらに第１筐体のアースと高周波的に容量結合可能な構成とすることでダイポールアンテナとして動作させることも可能であるので、両方式を切り替えることで、指向性をコントロールできる良好な電気特性を呈する携帯無線機を提供することができる。

上記携帯無線機において、異なる複数の周波数に対応した複数のエレメントと、前記複数のエレメントとそれぞれ容量結合可能な複数の金属素子と、を含むことができ、前記スイッチは、前記複数の金属素子のうちいずれかを前記アースに接続するか否かを切り替えることで、いずれかの前記金属素子と前記エレメントとを容量結合させるか否かを切り替えることができる。

上記携帯無線機において、電波状態に応じて、前記スイッチの切り替え動作を制御する制御部を備えることができる。

本発明によれば、指向性を制御できる良好な電気特性を呈する携帯無線機が提供される。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。

図１乃至図３は、本発明の実施の形態に係る携帯無線機のアンテナ部の構成を示す概略図である。本実施形態の携帯無線機は、たとえば、携帯電話機などである。なお、図１乃至図３において、本発明の本質に関わらない部分の構成については省略してある。

本実施形態の携帯無線機は、第１筐体（上部筐体１）と第２筐体（下部筐体２）を筐体ヒンジ部で開閉可能に連結する折り畳み式携帯無線機において、筐体ヒンジ部の近傍の第２筐体（下部筐体２）内に設けられ、所定の周波数に対応したエレメント（Ｈｉ（Ｈｉｇｈ）帯域用エレメント４、Ｌｏｗ帯域用エレメント５）を有する内蔵型アンテナ３と、第１筐体（上部筐体１）内に設けられ、内蔵型アンテナ３のエレメント（Ｈｉ帯域用エレメント４、Ｌｏｗ帯域用エレメント５）と容量結合可能な金属素子（Ｈｉ帯側結合用金属素子７、Ｌｏｗ帯側結合用金属素子８）と、第１筐体（上部筐体１）に接地されたアースと、金属素子（Ｈｉ帯側結合用金属素子７、Ｌｏｗ帯側結合用金属素子８）をアースに接続するか否かを切り替えることで、金属素子（Ｈｉ帯側結合用金属素子７、Ｌｏｗ帯側結合用金属素子８）とエレメント（Ｈｉ帯域用エレメント４、Ｌｏｗ帯域用エレメント５）とを容量結合させるか否かを切り替えるスイッチ９と、を備える。

具体的には、本実施形態の携帯無線機は、筐体ヒンジ部を介して開閉可能に設けられた上部筐体１および下部筐体２を備え、下部筐体２に内蔵型アンテナ３が設けられている。内蔵型アンテナ３内部にはマルチバンドをカバーするために、異なる周波数に共振すべく調整されたＨｉ帯域用エレメント４とＬｏｗ帯域用エレメント５を有しており、それぞれが送受信回路６に接続されている。携帯無線機の上部筐体１には下部筐体２に内蔵されている２本のエレメントに近接して、容量結合可能なように２つの結合用金属素子がそれぞれ設置されている。すなわち、上部筐体１には、Ｈｉ帯域用エレメント４に近接されているＨｉ帯側結合用金属素子７と、Ｈｉ帯域用エレメント４に近接されているＬｏｗ帯側結合用金属素子８とが設けられている。Ｈｉ帯側結合用金属素子７およびＬｏｗ帯側結合用金属素子８には、上部筐体１に接地されたアースをショートまたはオープン可能なスイッチ９が接続されている。スイッチ９は、Ｈｉ帯側結合用金属素子７およびＬｏｗ帯側結合用金属素子８のうちどちらかをアースに接続するか、あるいはどちらも接続しないかを切り替えることで、Ｈｉ帯側結合用金属素子７およびＬｏｗ帯側結合用金属素子８のどちらかとＨｉ帯域用エレメント４およびＨｉ帯域用エレメント４とをそれぞれ容量結合させるか、あるいはどちらも容量結合させないかを切り替えることができる。

このように構成された本実施形態の携帯無線機の動作について、以下に図１乃至図３を用いて説明する。図１において、スイッチ９は、Ｈｉ帯側結合用金属素子７およびＬｏｗ帯側結合用金属素子８のいずれとも接続されず、アースはオープンの状態となっている。このとき、内蔵型アンテナ３の２つの異なる周波数に対応したＨｉ帯域用エレメント４およびＬｏｗ帯域用エレメント５は、それぞれが独立してモノポールアンテナとして動作可能である。

図２において、下部筐体２に設置されているＬｏｗ帯域用エレメント５と近接されているＬｏｗ帯側結合用金属素子８が、スイッチ９によって上部筐体１のアースとオープンとなっており、Ｌｏｗ帯側結合用金属素子８はモノポールアンテナとして動作する。一方、下部筐体２に設置されているＨｉ帯域用エレメント４と近接されているＨｉ帯側結合用金属素子７はスイッチ９によって上部筐体１のアースとショートされている。これにより、Ｈｉ帯側結合用金属素子７とＨｉ帯域用エレメント４とが容量結合することで、広範囲な周波数をカバーできるマルチバンド対応ダイポールアンテナとして動作する。

図３において、下部筐体２に設置されているＨｉ帯域用エレメント４と近接されているＨｉ帯側結合用金属素子７が、スイッチ９によって上部筐体１のアースとオープンとなっており、Ｈｉ帯域用エレメント４はモノポールアンテナとして動作する。一方、下部筐体２に設置されているＬｏｗ帯域用エレメント５と近接されているＬｏｗ帯側結合用金属素子８はスイッチ９によって上部筐体１のアースとショートされている。これにより、Ｌｏｗ帯側結合用金属素子８とＬｏｗ帯域用エレメント５とが容量結合することで、広範囲な周波数をカバーできるマルチバンド対応ダイポールアンテナとして動作する。

図１乃至図３は送受信回路６の受信状態によって両者のうち良好なアンテナを選択動作する。たとえば、受信通信性能が低下した場合などに、切り換えることができる。これらの制御は、図示されない制御部によって監視された受信状態に応じて行うことができる。制御部の制御については、本発明の本質に関わらないので詳細な説明は省略する。

以上説明したように、本発明によれば、内蔵型アンテナ３には２つの異なる周波数に対応したエレメントが独立してモノポールアンテナとして動作可能なアンテナシステムにおいて、上部筐体１へはＨｉ帯域用エレメント４およびＬｏｗ帯域用エレメント５それぞれに近接されるようにＨｉ帯側結合用金属素子７およびＬｏｗ帯側結合用金属素子８を設置し、下部筐体２の各エレメントと間接的に容量結合することにより、マルチバンド対応ダイポールアンテナとしても動作可能とさせることができる。

さらに、一方（Ｈｉ帯域用エレメント４側）はモノポールアンテナ、他方（Ｌｏｗ帯域用エレメント５側）はマルチバンドダイポールアンテナまたはその逆といったように、指向性の異なる複数のアンテナを組み合わせて動作させることができる。このように、より特性のよいアンテナを選択動作することで、利得を向上させることができる。

以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。

たとえば、上記実施形態では、２つのエレメントを用いていたが、これに限定されない。異なる周波数に対応した複数のエレメントと、複数のエレメントとそれぞれ容量結合可能な複数の金属素子と、を含むことができる。スイッチは、複数の金属素子のうち、いずれかを上部筐体１のアースに接続するか否かを切り替えることで、いずれかの金属素子とエレメントとを容量結合させるか否かを切り替えることができる。

本発明の実施の形態に係る携帯無線機のアンテナ部の構成を示す概略図である。 図１の携帯無線機において、Ｈｉ帯側結合用金属素子とＨｉ帯域用エレメントを容量結合させるようにスイッチを切り替えた時の図である。 図１の携帯無線機において、Ｌｏｗ帯側結合用金属素子とＬｏｗ帯域用エレメントを容量結合させるようにスイッチを切り替えた時の図である。

符号の説明

１ 上部筐体
２ 下部筐体
３ 内蔵型アンテナ
４ Ｈｉ帯域用エレメント
５ Ｌｏｗ帯域用エレメント
６ 送受信回路
７ Ｈｉ帯側結合用金属素子
８ Ｌｏｗ帯側結合用金属素子
９ スイッチ

Claims (3)

1. 第１筐体と第２筐体を筐体ヒンジ部で開閉可能に連結する折り畳み式携帯無線機において、
   前記筐体ヒンジ部の近傍の前記第２筐体内に設けられ、互いに異なる所定の周波数に対応した複数のエレメントを有する内蔵型アンテナと、
   前記第１筐体内に設けられ、前記内蔵型アンテナの前記複数のエレメント各々と容量結合可能な複数の金属素子と、
   前記第１筐体に接地されたアースと、
   前記複数の金属素子のいずれか１つを選択的に前記アースに接続させ、当該金属素子と前記エレメントとを容量結合させる１つのスイッチと、
   を備える携帯無線機。
2. 請求項１に記載の携帯無線機において、
   電波状態に応じて、前記スイッチの切り替え動作を制御する制御部を備える携帯無線機。
3. 請求項１または２に記載の携帯無線機において、
   前記スイッチは、さらに、前記複数の金属素子のいずれも前記アースに接続させない状態に切り替えることができる携帯無線機。

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