JP5015595B2 - 外部モジュラーアンテナ及び外部モジュラーアンテナを組み込んだ無線端末 - Google Patents

Description

本発明は通信分野に関し、特に、アンテナ及びアンテナを組み込んだ無線端末に関する。

無線端末の寸法は、多くの最近の無線端末が長さにおいて１１センチ以下となっているように小型になってきている。それに対応し、無線端末用の内蔵型アンテナとして使うことが出来る小型アンテナへの興味が高まっている。たとえば、逆Ｆ型アンテナは無線端末、特に小型化が行われている無線端末の中で使用されるのに適している。通常、逆Ｆ型アンテナは、接地平面と距離を持たせた関係に維持された導電素子を含む。逆Ｆ型アンテナの１例は、米国特許６、５３８、６０４及び米国特許６、３８０、９０５に記載されており、それらは、その全部がここの説明に組み込まれる。

さらに、無線端末は、１つ以上の通信システムに利用されるために複数の周波数帯域で動作するのが好ましい。たとえば、ＧＳＭ（Global System for Mobile communication）は、通常８８０ＭＨｚ乃至９６０ＭＨｚとの間等の低周波数帯域で動作するデジタル移動体電話システムである。ＤＣＳ（Digital Communications System）は、通常１７１０ＭＨｚ乃至１８８０ＭＨｚとの間等の高周波数帯域で動作するデジタル移動体電話システムである。さらに、ＧＰＳ（Global Positioning System）又はブルートゥース（Bluetooth）システムは、１．５７５、又は２．４乃至２．４８ＧＨｚの周波数を使用する。北米の移動体端末に割り当てられた周波数帯域は、ＡＭＰＳ（Advanced Mobile Phone Service）用に８２４乃至８９４ＭＨｚを含み、ＰＣＳ（Personal Communication Services）用に１８５０乃至１９９０ＭＨｚを含む。他の周波数帯域は他の管轄で使用される。

したがって、前記の無線機器は、複数の周波数帯域で動作するように構成されたアンテナを使用する。上記にも関わらず、あるユーザは、内部アンテナよりも外部アンテナを備えた機器を好む。したがって、ユーザの趣向を反映でき、さらにコストに見合う別のアンテナ構成を提供する要求がある。

本発明の実施例は、通信機器のような無線端末用の内部アンテナの代わりに、交換され、改造され、及び／又は選択的に使用される外部アンテナを提供する。

本発明の或る実施例においては、無線端末機器の内部アンテナと置き換えられるのに適するモジュラー外部アンテナ組立部品に関する。組立部品は、外部アンテナを保持し、（通常の動作において）内部アンテナを受入れ、動作し、及び／又は採用する無線端末機器の特定の部分に取り付けられるのに適する形状を有するモジュラーアンテナケースを含む。

特定の実施例においては、前記組立部品は、モジュラーアンテナケースの、略中央先端部に位置する信号給電部を含むので、無線端末機器の正しい位置にあるときは、モジュラー外部アンテナ組立部品の信号給電部は、内部アンテナもまた無線端末機器に電気的に接続する構成とされた、無線端末機器に横たわる信号給電部に結合する。信号給電部は、モジュラーケースが無線端末機器に取り付けられる時、自動的にモジュラー外部アンテナを無線端末機器の信号給電部に接続するように寸法が決められて構成された、内側に、及び／又は下側に突き出たフィンガー上に位置する。或る実施例においては、モジュラーアンテナケースは、移動体電話機の後部カバー部材の１部分を規定する。

他の実施例は、補修部品市場の無線端末機器用の内部アンテナ置き換えキットに関する。キットは、外部アンテナが中に保持されたモジュラーケースを含む。モジュラーケースは、内部平面逆Ｆ型アンテナで（通常）動作する特定の無線端末機器の１部分に搭載するように構成され、寸法とされる。

或る実施例においては、キットのモジュラーアンテナケースは、内部平面逆Ｆ型アンテナを支持する後部カバーを置き換えるために、無線機器に対して交換可能に、取り外し可能に装着されるように構成される。

さらに他の実施例は、無線端末製品に関する。製品は、：（ａ）対向する前面及び後面部を有し、後面部は、空洞部と、前記空洞部を閉じる上側後部パネルを着脱自在に受け入れるように構成されたフレームとよりなり、前記ケースは通信信号を送信し、受信する送受信機を収納するケースと、（ｂ）前記ケース中に設けた接地平面と、（ｃ）内部アンテナが、平面絶縁基板と、前記平面絶縁基板上に配された平面導体素子とを備え、前期内部アンテナは第１上側後部パネルと一体化された、前記ケースの中に位置されるように構成され、寸法とされた前記送受信機と電気的に接続された平面逆Ｆ型アンテナと、（ｄ）前記内部及び外部アンテナと共に前記第１及び第２上側後部パネルが前記ケースに着脱可能に一体化されるように構成され、寸法とされた、着脱自在の第２上側後部パネル材の上に保持されたケースの中に位置する寸法に構成された外部アンテナと、（ｅ）第１又は第２上側後部パネルが前記無線端末の正しい位置において、前記ケースの前記空洞に位置するコネクタを介して前記内部アンテナと前記外部アンテナのいずれか１つに電気的に接続する信号給電部と、（ｆ）前記第１及び第２上側後部パネルのどちらが正しい位置にあるかによって、前記内部及び外部アンテナのいずれか１つに電気的に接続される接地給電部と、を備える。

追加の実施例は、内部アンテナを外部アンテナとの置き換えを可能とされた内部アンテナで動作するように構成された無線機器を改造する方法に関する。この方法は、ケースと内部アンテナを有する無線端末を提供し、内部アンテナを外部アンテナに置き換えることを含む。

他の特定の実施例においては、内部アンテナ（それは、ＦＩＦＡアンテナ）は、無線端末ケースに離脱可能に係合されるように構成可能な第１後部パネル上に保持される。外部アンテナは、ケースに離脱可能に係合されるように構成可能な第２後部パネルに搭載される。第１及び第２後部パネルは、無線ケースに交換可能に搭載可能である。置き換えステップは、第１パネルを取り外し、それから第２パネルを装着することで実行可能である。 特定の実施例では、外部アンテナは、高及び低周波数帯域の両方で動作するように構成可能である。たとえば、外部アンテナは、約８２４乃至８９４ＭＨｚとの間の第１（低周波数帯域）周波数、及び約１８５０乃至１９９０ＭＨｚとの間の少なくとも１つの第２（高周波数帯域）で動作可能である。

これら、及び他の実施例は、以下さらに説明される。

本発明によれば、通信機器のような無線端末用の内部アンテナの代わりに、交換され、改造され、及び／又は選択的に使用される外部アンテナを提供可能となる。

本発明は、同封の図面に関連させ、さらに詳細に説明される。

以下、本発明の実施例が示された添付の図面を参照して、本発明が詳しく説明される。しかしながら、本発明は多くの異なる形で実施されるものであり、これらの実施例に限定されるものとして解釈されるものではない。むしろ、これらの実施例は、この開示が十分でかつ完成されたものであり、当業者に本発明の請求範囲を十分に伝えるように提供されている。同じ参照符号は、明細書を通じて同じ素子を参照する。ある実施例のアンテナの説明をするが、そのアンテナの特徴や動作は他に応用可能であるものと理解されたい。

図面において、線の太さ、層、機構、構成物及び／又は領域は明確化のために誇張されている。当然のことながら、層、領域又は基板などの機構が他の機構又は素子の”上に”あるとする時は、それは、他の素子の直接上にあるか、又は中間の素子がさらに存在する。反対に、素子が他の機構又は素子の”直接上に”とされる時は、中間の素子は存在しない。当然のことながら、機構又は素子が他の機構又は素子に”接続”又は”結合”されるとする時は、それは他の素子に直接接続されるか、又は中間の素子が存在する。反対に、機構又は素子が”直接に接続”又は”直接に結合”するとする時は、中間の素子は存在しない。

用語”外部アンテナ”は、少なくとも部分的に、無線端末ケース又は本体の外側に配置又は載置され、したがって、外部からユーザに見える状態にあることを意味する。”外部”アンテナは、無線端末ケース又は本体の内側に収納される”内部”アンテナとは対照的である。用語”モジュラー”は、外部アンテナケース部品又はパネル（外部アンテナ及び電気的接続を保持及び／又は支持出来る）が、外部アンテナケース部品を交換可能に装着し、通常は内部平面逆Ｆ型アンテナである内部アンテナをその中に受け入れ及び／又は保持するように構成された無線端末製品の特定部分の取替えを可能とする標準的な大きさで構成されることを意味する。モジュラー部品は、内部アンテナを内部アンテナの動作から開放するように構成することが出来、したがって機器用のアクテイブアンテナを提供する。通常外部アンテナ組立部品は、無線端末機器から内部アンテナを取り外し、内部アンテナ機能を取り換えられるように構成される。外部アンテナは、簡単に取替え装着（”スナップ式”のような）が可能に構成され、正しく装着されると、ほぼ機器内で明白な動作周波数帯域の統一を可能とするように、基本的に内部アンテナと同じ共振周波数で動作する。

以下、図面を参照して本発明の実施例が詳しく説明される。本発明の実施例におけるアンテナは、世界電話機又は２モード電話機のような２つ又はそれ以上の異なる共振周波数帯域に対応できる。ある実施例においては、本発明のアンテナは、低周波数帯域及び高周波数帯域で動作可能である。用語”低周波数帯域”又は”低帯域”は同義的に使われ、ある実施例においては、約１ＧＨｚ以下の周波数を含み、通常は、８２４乃至８９４ＭＨｚ又は８８０乃至９６０ＧＨｚのいずれかよりなる。用語”高周波数帯域”又は”高帯域”は同義的に使われ、ある実施例においては、約１ＧＨｚ以上の周波数を含み、通常は、約１．５乃至２．５ＧＨｚとの間の周波数を含む。高帯域における周波数は、約１．７００乃至１．９９０ＧＨｚ、１．９９０乃至２．１００ＧＨｚ及び／又は２．４乃至２．４８５ＧＨｚの中の１つ又は範囲から選ばれるものを含む。

ある実施例では、アンテナは、そのアンテナが組み込まれ、ＧＰＳ受信機を含む端末としてＧＰＳ（Global Positioning System）用の共振を提供するように構成される。ＧＰＳは略１．５７５ＧＨｚで動作する。ＧＰＳは当業者にはよく知られている。ＧＰＳは、衛星とコンピュータを用いて地球上のどこからでも位置を計測する宇宙ベースの三角測量システムである。地上ベースのシステムと比較して、ＧＰＳは動作範囲の制限が少なく、通常、天候に関わりなく連続２４時間稼動、しかも非常に正確である。現在実施されているものにおいては、地球の軌道を動く２４個の衛星群がＧＰＳ電波を発信する。上記したアンテナの追加的な共振で、これらＧＰＳ信号を受信するのに用いられる。

本明細書で用いられる用語”無線端末”は、それに限定するものではないが、複数行の表示部を有する、又は有さないセルラ無線端末；データ処理機能を備えたセルラ無線端末、ファクシミリ及びデータ通信機能を組合わせたＰＣＳ（Personal Communications System）端末；無線端末、ページャー、インターネット／イントラネットアクセス、ウェブ閲覧、手帳、カレンダ及び／又はＧＰＳを含むことが可能なＰＤＡ；及び通常のラップトップ及び／又はパームトップ受信機又は無線端末送受信機を含む他の応用機器を含む。無線端末はまた、”パーベイシブコンピューテイング”機器とされ、移動体端末をも含む。

通信機器の当業者には当然のことながら、アンテナは電気信号の送信及び／又は受信用に使われるデバイスである。送信中は、アンテナは伝送線からのエネルギを受け入れ、このエネルギを空間に放射する。受信中は、入力電波からのエネルギを集め、このエネルギを伝送線に提供する。アンテナから放射される、又はアンテナで受信される電力量は通常、利得という用語で説明される。

電圧定在波比ＶＳＷＲ（Voltage Standing Wave Ratio）は、無線端末のような通信機器の給電線あるいは伝送線を伴うアンテナ給電点のインピーダンス整合に関係する。最小の損失で電波エネルギーを放射し、又は最小の損失で受信したＲＦエネルギを無線端末受信機まで通すために、無線端末アンテナのインピーダンスは、普通伝送線又は給電点のインピーダンスと整合される。従来の無線端末は、内部に配置されたプリント回路基板上に配された信号処理回路と関連して、通常送受信機に電気的に動作するように接続されたアンテナを備えている。アンテナと送受信機との間の電力転送を増加するために、送受信機及びアンテナはそれぞれのインピーダンスが実質的に”整合”、すなわち、好ましくないアンテナインピーダンス成分を補償し、給電点において５０Ω（又は所望とする）のインピーダンス値を提供するように、相互接続される。

図１Ａ及び図１Ｂを参照して、特に、外部アンテナによりモジュラー改造又は性能向上に部分的に適した内部アンテナ（通常は平面逆Ｆ型アンテナ）を使用する、従来の機器の１例が説明される。図１Ａは、１例としての無線端末機器１０の後面部１０ｒを描く。前面部１０ｆは通常キーパッド及び／又は表示部（図示せず）を含む。図示されているように、機器１０は、フレーム本体１０ｂと、フレーム本体１０ｂに装着するそれぞれ着脱自在の上側及び下側後部パネル２０ｕ、２０ｌを含む。機器１０は、導電素子４０ｅ及び基板５０とともに内部アンテナ組立部品４０を収納するように構成可能である。ある実施例においては、下側パネル２０ｌは電池を収納する、あるいは電池が実際に下側後部パネル２０ｌとなる。上側パネル２０ｕは、そこに内部アンテナ組立部品を覆いそして収納するように構成された外部カバー部材７０となりうる。他の実施例においては、上側パネル２０ｕは、一体化されたカバーとアンテナ組立部品として構成され、アンテナカバー７０とアンテナ組立部品４０は通常１つの部品として互いに装着され、共にフレーム１０ｂに装着（そして取り外す）される。上側後部パネル２０ｕの内部表面は、図１Ｂに示すように、アンテナ４０を保持する基板５０を提供するのに使用される。

機器１０は、さらに信号及び接地コネクタ３０を含む。信号及び接地コネクタ３０はバネ負荷のピン又は、信号給電部（図１Ｂの構成１００として示されているように、通常横たわるプリント回路基板を介して）とアンテナ組立部品４０を電気的にインターフェースを可能とする他の機械的構成であってもよい。信号及び接地コネクタ３０は、機器の後部１０ｒに向って外側に延びる機器１０の後部先端部の略中央に、お互い近接して配置される。他の構成も使用される。

内部アンテナ４０は、略接地平面１２５（図１Ｂ）に平行して配置され、それぞれ接地及び信号給電部を介して接地平面１２５及び送受信機部品１６１ｓに接続される。アンテナ素子４０は、所定の寸法に形成又は成形され、前記無線端末（無線電話機端末ケースとして示される）又はそこにある組立部品の形状に適合するように接地平面１２５に関連して設けられる。たとえば、前記アンテナ４０は、上記するように閉じられた音響室及び／又は後部カバー又はパネル７０、２０ｕの１部分を規定する基板の上に置かれる。かくして、前記内部アンテナ４０は、平面逆Ｆ型アンテナであるが、しかし厳密に”平面”ではないものの、この分野の専門用語として平面逆Ｆ型アンテナとする。

さらに、当然のことながら、ここで用いられる用語”接地平面”は、平面の形状に限定されるものではない。たとえば、”接地平面”は、細長片又は各種の形状又は適当な寸法であって、遮蔽カン又は他の金属体等の非平面構造も含む。

アンテナ導体素子４０ｅは、たとえば、ＦＲ４又はポリイミド等の基板絶縁用裏打ちが施されることもあり、ないこともある。さらに、アンテナ４０は、ブランチ又はセグメントの間の空間に空隙を含む。あるいは、空間は少なくとも部分的に絶縁基板材又は裏打ちシートに形成された導体パターンでで充填される。さらに、本発明の実施例においては、逆Ｆ型導体素子は、絶縁基板（それは後部パネル２０ｕ及び／又はカバー７０）の上及び／又は中に設けられる。

アンテナ導体素子４０ｅは、銅及び／又は他の適当な導体材料から作られる。たとえば、導体素子ブランチは銅板から作られる。もしくは、導体素子ブランチは絶縁基板の上に積層された銅から作られる。しかしながら、本発明における逆Ｆ型導体素子用の導体素子ブランチは各種の導体材料から作られるが、当業者には良く知られているように、銅に限定されるものではない。アンテナは、限定されるものではないが金属打ち抜き又は形成、蒸着、インク被着、塗布、エッチング又は基板材料の上に導体材料の形跡を提供する他の方法で作られる。

さらに、当業者に知られているように、５０Ω信号源に対するインピーダンス整合を改善するため及び／又は帯域幅及び低帯域利得の増加のために整合部品が追加される。たとえば、１乃至３ｎＨのインダクタンスを給電部に直列に加えることで、高帯域に差ほど影響を与えることなく低帯域を改善できる。

図１Ｂに、例示的な無線端末１０’の側面断面図が描かれている。図示されるように、内部アンテナ４０は、プリント回路基板１００の上に通常保持された接地平面１２５と離間関係に維持されている導体素子４０ｅを含む。アンテナ素子４０ｅは、コネクタ３０を介して信号給電部６１ｓ及び接地給電部６１ｇと通信する。
さらに再び図１Ｂにおいて、内部アンテナ４０を用いて無線端末１０’に無線端末通信信号を送信し、受信させる電子部品の従来の配列が、さらに詳しく説明される。以下に説明されるように、内部アンテナ４０が外部アンテナ１４０で取替えられる時、同じ動作が起きる。図示するように、無線端末通信信号の受信及び／又は送信用の内部アンテナ４０（又は図２乃至４に示す外部アンテナ１４０）は、送受信機回路部品１６１ｓに電気的に接続される。部品１６０ｓはマイクロプロセッサなどのコントローラに電気的に接続された高周波（ＲＦ）送受信機を含む。コントローラは、無線端末のユーザにコントローラからの信号を送信するように構成されたスピーカに電気的に接続することが出来る。コントローラは、さらにユーザからの音声信号を受信し、その音声信号をコントローラ及び送受信機を介して離れた機器に送信するマイクロフォンに電気的に接続することが出来る。送受信機、コントローラ及びマイクロフォンの設計は、当業者には良く知られているもので、ここでさらに説明はしない。

本発明の実施例によれば、図に示す無線通信機器１０、１０’は、セルラ又はＰＣＳタイプの無線電話機型無線端末であり、ユーザが選択的に内部アンテナ４０と外部アンテナのいずれか１つを採用できるようになされている。

図１Ｂに示されるように、機器１０’は、電気送受信機部品１６１ｓよりなる信号受信機及び／又は送信機（すなわち、ＲＦ送受信機）から延びる信号給電部６１ｓを含む。接地平面１２５は平面逆Ｆ型アンテナ４０用の接地平面として作用する。アンテナ４０は、導電素子４０ｅを信号及び接地給電部６１ｓ、６１ｇに接続するように作用するラップ部２１２を含むことが出来る。接地給電部６１ｇは接地平面１２５に接続される。アンテナ４０は、先に述べたように、特定のアプリケーションにある形、歪み、曲線を形成することを前提に、接地平面１２５に基本的に平行に装填することが可能である。信号給電部６１ｓは、接地平面１２５の孔２１４を貫通することが可能であり、送受信機部品１６１ｓに接続される。送受信機部品１６１ｓ、接地平面１２５及び逆Ｆ型アンテナ４０は、無線機器（たとえば、無線電話機）のケースに収納することが可能である。無線機器１０’は、先に述べたように、キーパッド及び表示部などの他の部品を含む。接地平面１２５は、アンテナ４０の下側に横たわる、もしくは上側に覆うように構成される。

図２乃至４に移り、内部アンテナ４０に代わり、無線端末機器１０で取替えられる、又は使われるのに適したモジュラー外部アンテナ組立部品１４０ａに保持される外部アンテナ１４０の一例について説明する。概略的に説明すると、モジュラー外部アンテナ組立部品１４０ａは、特定の無線端末１０に使われるように特定の大きさに構成され、寸法とされる。ある実施例においては、外部アンテナ１４０は、内部アンテナ４０により提供される（通常、希望動作周波数において略４分の１波長及び／又は２分の１波長共振を提供する）基本的に同じ動作共振周波数（周波数帯域）を提供するように構成可能であり、それにより、内部アンテナ４０に代えて外部アンテナ１４０を使用した時、動作が２つの構成の間において基本的に透過的であり、性能が不当に悪化（向上するかもしれない）することはない。内部アンテナ４０（上記した）に関係する第１パネル２０ｕは、ＯＥＭの原製造者により組みつけられ、パネル２０ｉ（外部アンテナ１４０に関連する）は、補修部品市場部品及び／又は改造キットとして提供されることが可能である。もしくは、第２パネル２０ｕ’は、機器と共に、もしくは原製造者により組みつけられて提供され、そして第１パネルが補修部品市場部品及び／又は改造キットとして提供されることが可能である。さらにまた、第１及び第２パネル２０ｕ、２０ｕ’は、機器１０とともにキット又はパッケージとして提供される、又は注文の際に、ユーザが好みの特定のパネル（及び関連するアンテナ）を採用するかを選択可能とされる。各アンテナ４０、１４０は、機器１０の共通信号接続ポートに電気的にインターフェース及び／又は係合するように構成可能である。外部アンテナ組立部品１４０ａは、当業者に良く知られているように、整合部品又は回路を含む。ある実施例においては、第１及び第２パネル２０ｕ、２０ｕ’は、希望しないパネルアンテナを機器から引き剥がし（そして望み道理に捨てて）、そして、内部回路とともに好ましい電気的インターフェースを自動的に提供するように、他のパネルを機器に単に押し込む、又はスナップ付けをすることで簡単に交換される。

図２Ａ乃至２Ｃは、”フィン”１４０ｆとして構成された外部アンテナ１４０を有するモジュラーアンテナ組立部品１４０ａを描く。フィンアンテナの従来例は当業者にはよく知られている。知られているように、フィンアンテナ１４０ｆは、略、機器本体１０ｂの中央で先端近傍に保持される。モジュラー外部アンテナ組立部品１４０ａは、上記の２０ｕとしたパネルなどの第１パネル（それはＯＥＭ装着されたパネルである。）と交換して使用される第２上側後部パネル２０ｕ’を規定する寸法とされ、そして構成とされる。組立部品１４０は内部アンテナ４０（図１Ａ）と関連する第１パネルに変えて着脱自在に装着（通常は、摩擦係合及び／又はスナップで位置される）する。組立部品１４０ａは、内部空洞１４１及び電気アンテナインターフェースコネクタ１４２を含むことが可能である。内部空洞１４１は、機器１０のスピーカ用の音響室を提供する。図示するように、アンテナインターフェースコネクタ１４２は、パネル２０ｕ’が機器１０の本体の正しい位置に装着された時、横たわる信号コネクタ３０に接続することが出来るように、基本的に中央で上側パネル２０ｕ’の先端に近接して位置する。外部アンテナ１４０は、そして内部電子回路を上記の内部アンテナ４０と同じ信号給電部に係合することができる。アンテナインターフェースコネクタ１４２は、機器１０の前側表面に向って内側に延び、少なくともコネクタ３０の１つに確実に接触し、係合するように押し込む導電下側（リーフ）バネ部材１４２ｃを含むフィンガーとして構成することが出来る。他のインターフェースコネクタ及び／又は構成は、当業者に良く知られている方法が採用される。さらに、外部アンテナを提供するモジュラー外部組立部品は、２つの異なる外部アンテナ（図示せず）を提供するように構成される。

図３Ａ乃至３Ｃは、外部アンテナ１４０を有するモジュラーアンテナ組立部品１４０ａを描き、これは、パネルの先端の中心からずれた位置に位置する”スタブ”アンテナ１４０ｓとして構成される。スタブアンテナの従来例は当業者にはよく知られている。モジュラー外部アンテナ組立部品１４０ａは、第１パネル２０ｕと交換して使用される第２上側後部パネル２０ｕ’を規定する寸法とされ、そして構成とされる。前に述べたように、組立部品１４０は内部アンテナ４０（図１Ａ）と関連する第１パネルに変えて着脱自在に装着（通常は、摩擦係合及び／又はスナップておかれる）する。組立部品１４０ａは、内部空洞１４１及びアンテナ１４０ｓとインターフェース接点２４２ｃとの間に伸びる電気アンテナインターフェース細長片２４２を含むことが可能である。インターフェース接点２４２ｃは、機器１０が動作位置にあるとき、少なくとも１つの内部コネクタ３０に係合するため十分な距離内側に延びる突起２４２ｐ（１つ又は２つのフィンガーのような）の上に保持される。図示するように、アンテナインターフェース接点２４２ｃは、パネル２０ｕ’が機器１０の本体の正しい位置に装着された時、横たわる信号コネクタ３０に接続することが出来るように、基本的に中央で上側パネル２０ｕ’の先端に近接して位置する。外部アンテナ１４０は、そして内部電子回路を上記の内部アンテナ４０と同じ信号給電部に係合することが出来る。アンテナ１４０ｓは、所望の負荷とインピーダンス（略１／４波長又は１／２波長負荷）を有する導電素子を形成するスパイラル又はコイル状の長さの導線よりなる。

図４Ａ乃至４Ｃは、収納され、伸長可能なアンテナ１４０ｒである外部アンテナ１４０を描く。この実施例において、巻き取りリール２５０は、アンテナ組立部品１４０ａに保持され、パネル２０ｕ’に装着され、導体ロッド又は線１４０ｗを巻きあげ、又は巻き戻すことが可能である。図４Ａは、延ばされた時のアンテナロッド１４０ｒを描き、図４Ｂは、収納された時のアンテナロッド１４０ｒを描く。ロッド１４０ｒは比較的硬い線（チタンのような）で作られる。他のダイナミックなロッド構成、ロッド材料も使用することが可能である。

電気的インターフェース接点３４２は、ロッド１４０ｒの一方側と接触する水平に延びた横長片と、インターフェース接点を正しい位置にあるコネクタ３０の少なくとも１つに係合する位置とする、他方側の突出部３４２ｐを覆う金属片３４２ｃを含む。インターフェース３４２のアンテナロッド１４０ｒ側は、アンテナロッド１４０ｒがロッド１４０ｒと接触を維持しつつ（アンテナからの圧縮力を介して）、そこで摺動出来る寸法とされ、構成とされるバネ負荷の端部３４２ｅを含む。前に述べたように、アンテナロッド１４０ｒが収納されているよりか伸ばされている時に、そこでのインピーダンスの違いを調整するために追加の切替可能な整合回路を採用することが可能である。アンテナロッド１４０ｒは先端負荷型ホイップとして構成され、先端負荷のヘリカルコイル又は他の素子を含み、当業者によく知られている希望する長さのロッドとして構成される。

ある実施例において、伸長された位置（図４Ａ）では、アンテナロッド１４０ｒは、略半波長（λ／２）負荷として動作する。この状況では、アンテナ給電部の出力でのインピーダンスは、６００Ωまで上昇する。反対に、縮小された位置では、図４Ｂに示すように、アンテナロッド１４０ｒは、インピーダンスが特に５０Ω近傍で、略４分の１波長（λ／４）負荷として動作する。したがって、アンテナ１４０ｒが伸長された位置にあるときは、Ｌ−Ｃ整合回路が用いられる。整合回路（図示せず）は、後部パネル２０ｕに装着され、信号給電経路中に電気的に位置される。整合回路の一例は、米国特許５、９８６、６０７及び米国特許５、９５６、８０８に記載されており、それらは、その全部がここに含まれる。

当然のことながら、本発明の実施例におけるアンテナは、無線端末に関連して説明されるが、本発明の実施例は、その構成に限定されるものではない。たとえば、本発明の実施例におけるアンテナは、無線通信信号を送信するだけ、あるいは受信するだけの無線端末に用いられる。たとえば、従来のＡＭ／ＦＭ受信機又はアンテナを用いる受信機は、通信信号を受信するだけである。反対に、リモートデータ入力機器は、通信信号を送信するだけである。

図面及び明細書において、本発明の実施例が説明されており、特定の用語が採用されるが、それらは、一般的に説明用に使用されているもので、限定のためではなく、本発明の範囲は添付した請求範囲で規定される。したがって、上記は本発明の一例であり、限定するためのものではない、本発明の２乃至３の実施例しか説明をしていないが、本発明の新規な示唆、特徴から離れること無しに、実施例として多くの変形例が可能であることは、当業者にはすぐに考えられるものである。したがって、すべてのそのような変形例は、請求の範囲で規定された本発明の範囲に含まれることを前提としている。請求の範囲において、使われている means plus function 節の請求の範囲は、引用された機能を達成するものとして説明された構造、および構造的な均等物のみならず、均等な構造物をも含むことを意図している。したがって、当然のことながら、前記は本発明の一例であって、開示された具体的な実施例に限定されと解釈されるものではなく、他の実施例と同様に、開示された実施例の変形例は、添付した特許請求の範囲に含まれることを意図している。本発明は、請求の範囲に含まれる均等物も含み、添付した請求の範囲で規定される。

本発明の実施例における、内部アンテナを有する無線端末機器の展開上面斜視図である。 本発明の実施例における、内部アンテナを保持するのに適した無線端末の部分側面切り欠き図である。 本発明の実施例における、外部アンテナを有する図１Ａの機器の斜視図である。 本発明の実施例における、図２Ａに示した機器に外部アンテナを保持するように構成可能とされた後部モジュラーパネルの斜視図である。 本発明の追加の実施例における、外部アンテナを有するる図１Ａの機器の斜視図である。 、 本発明の実施例における、図３Ａに示した機器に外部アンテナを保持するように構成可能とされたそれぞれの後部モジュラーパネルの斜視図である。 本発明の実施例における、伸長可能で収納可能な外部アンテナを保持するように構成可能とされ、図１Ａに示した機器のような無線端末に搭載可能とされた後部モジュラーパネルの斜視図である。 本発明の実施例における、収納された状態の外部アンテナを有する図４Ａの機器の斜視図である。

Claims (17)

1. 無線端末機器に保持された内部アンテナと置き換えるようになされたモジュラー外部アンテナ組立部品であって、
   前記無線端末機器の着脱可能パネル部材となるように構成されるモジュラーアンテナケースと、
   前記モジュラーアンテナケースの中央上部に配置された信号接点と、
   前記モジュラーアンテナケースに装着された外部アンテナと、
   を備え、
   前記モジュラーアンテナケースは、前記無線端末機器の上側後部に装着される形状を有し、
   前記モジュラーアンテナケースが前記無線端末機器に装着された状態において、前記モジュラーアンテナケースの信号接点は、前記内部アンテナが前記無線端末機器に装着されている場合に前記内部アンテナを前記無線端末機器に電気的に接続するように構成された前記無線端末機器の信号接点と接続され、
   前記無線端末機器との組合せにおいて、前記外部アンテナは、前記無線端末機器の接地平面の上に配置されるように前記無線端末機器の後部に搭載されるように構成され、
   前記外部アンテナが前記無線端末機器に装着されない状態において、前記無線端末機器の前記接地平面は、前記内部アンテナと接続する様に構成される、
   ことを特徴とするモジュラー外部アンテナ組立部品。
2. 前記信号接点は、前記モジュラーアンテナケースの内側後部表面に装着されており内側に及び／又は下側に突出したフィンガーを有し、前記モジュラーアンテナケースが前記無線端末機器に装着されたとき、前記フィンガーは、前記外部アンテナを前記無線端末機器の信号接点に接続するように構成される、ことを特徴とする請求項１に記載のモジュラー外部アンテナ組立部品。
3. 前記モジュラーアンテナケースは、移動体電話機の上側後部パネルであることを特徴とする請求項１に記載のモジュラー外部アンテナ組立部品。
4. 前記外部アンテナは、スタブ型アンテナであり、前記内部アンテナは平面逆Ｆ型アンテナである、ことを特徴とする請求項１に記載のモジュラー外部アンテナ組立部品。
5. 前記外部アンテナは、外部フィン型アンテナとして構成される、ことを特徴とする請求項１に記載のモジュラー外部アンテナ組立部品。
6. 前記外部アンテナは、外部収納型アンテナとして構成される、ことを特徴とする請求項１に記載のモジュラー外部アンテナ組立部品。
7. 移動体電話機の内部アンテナを交換する補修部品市場用アンテナキットであって、
   前記移動体電話機の後部パネルとなるように構成されるモジュラーケースと、
   前記モジュラーケースにより保持された外部アンテナと、
   を備え、
   前記モジュラーケースは、前記移動体電話機に装着できるように構成され、
   前記内部アンテナは平面逆Ｆ型アンテナであり、
   前記モジュラーケースは、該モジュラーケースの中央上部に、信号および接地用のコネクタを有し、前記コネクタは、前記モジュラーケースが前記移動体電話機の後部に搭載されているとき、前記移動体電話機の信号給電接点と接続する様に構成され、
   前記移動体電話機の前記信号給電接点は、前記内部アンテナが前記移動体電話機に装着されているときに前記内部アンテナと接続する様に構成され、
   前記移動電話機との組合せにおいて、前記外部アンテナは、前記移動電話機の接地平面の上に配置されるように前記移動電話機の後部に搭載されるように構成され、
   前記外部アンテナが前記移動電話機に装着されない状態において、前記移動電話機の前記接地平面は、前記内部アンテナと接続する様に構成される、
   ことを特徴とする補修部品市場用アンテナキット。
8. 前記移動体電話機は、着脱可能な第１後部カバーを有し、
   前記モジュラーケースは、前記第１後部カバーと置き換えられるように、前記移動体電話機に装着され、かつ、交換可能に構成された第２後部カバーを有する、ことを特徴とする請求項７に記載の補修部品市場用アンテナキット。
9. 無線端末製品であって、
   （ａ）対向する前面及び後面部を有し、後面部は、空洞部、および前記空洞部を埋めることで交換可能な、希望する第１または第２上側後部パネルを着脱自在に受け入れるように構成されたフレームを備えるケースであって、無線通信信号を送受する送受信機を収納するように構成された前記ケースと、
   （ｂ）前記ケース中に設けた接地平面と、
   （ｃ）前記第１上側後部パネルに保持されて前記ケースに搭載するように構成された平面逆Ｆ型内部アンテナと、
   （ｄ）前記第２上側後部パネルに保持されて前記ケースに搭載するように構成された外部アンテナと、
   （ｅ）前記第１上側後部パネルが、前記ケースに搭載されているとき、前記平面逆Ｆ型内部アンテナが電気的に接続され、前記第２上側後部パネルが、前記ケースに搭載されているとき、前記外部アンテナに電気的に接続されるように構成される信号接点と、
   （ｆ）前記第１および前記第２上側後部パネルのどちらが前記ケースに搭載されるかに依存して、前記平面逆Ｆ型内部アンテナおよび前記外部アンテナの一方と電気的に接続され、前記ケースの空洞に配置され、かつ、前記信号接点と隣接する接地コネクタと、
   を備えており、
   前記外部アンテナは、前記無線端末製品の前記接地平面の上に配置されるように前記無線端末製品の後部に搭載されるように構成され、
   前記外部アンテナが前記無線端末製品に装着されない状態において、前記無線端末製品の前記接地平面は、前記内部アンテナと接続する様に構成される、
   ことを特徴とする無線端末製品。
10. 前記無線端末製品は無線移動体電話機を備える、ことを特徴とする請求項９に記載の無線端末製品。
11. 内部アンテナで動作する無線端末製品の前記内部アンテナと外部アンテナとを交換可能に構成する方法であって、
    ケースと前記ケースの信号接点と接続する様に構成された前記内部アンテナとを有する無線端末製品を備えるステップと、
    前記ケースから前記内部アンテナを取り除くステップと、
    前記無線端末製品に合う形状と寸法を有し、前記ケースの信号接点と接続する様に構成された外部アンテナを含むモジュラーアンテナ組立部品を装着するステップと、
    を備えており、
    前記外部アンテナは、前記無線端末製品の接地平面の上に配置されるように前記無線端末製品の後部に搭載されるように構成され、
    前記外部アンテナが前記無線端末製品に装着されない状態において、前記無線端末製品の前記接地平面は、前記内部アンテナと接続する様に構成される、
    ことを特徴とする方法。
12. 前記内部アンテナは平面逆Ｆ型アンテナである、ことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
13. 前記外部アンテナは、基本的に前記内部アンテナと同じ共振周波数で動作するように構成される、ことを特徴とする請求項１に記載のモジュラー外部アンテナ組立部品。
14. 前記外部アンテナは、基本的に前記内部アンテナと同じ共振周波数で動作するように構成される、ことを特徴とする請求項７に記載の補修部品市場用アンテナキット。
15. 前記外部アンテナは、基本的に前記内部アンテナと同じ共振周波数で動作するように構成される、ことを特徴とする請求項９に記載の無線端末製品。
16. 前記外部アンテナは、基本的に前記内部アンテナと同じ共振周波数で動作するように構成される、ことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
17. 前記フィンガーは、側面から見たとき曲線形状のフレキシブルな部分を有することを特徴とする請求項２に記載のモジュラー外部アンテナ組立部品。

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