JP5260822B2 - Portable wireless terminal - Google Patents
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Description
本発明は携帯無線端末に関し、特に折り畳み式の携帯無線端末のアンテナの改良に関するものである。 The present invention relates to a portable wireless terminal, and more particularly to improvement of an antenna of a foldable portable wireless terminal.
近年の急速な携帯電話機の普及に伴って、加入者容量が逼迫してきており、800M帯と1.5G帯との両帯域や、800M帯と2G帯との両帯域において使用可能な、いわゆるデュアルバンド対応の携帯電話機が求められている。一方、携帯無線端末である携帯電話機の形状も多種多様なもの提供されており、これらの携帯電話機の一つとして、ディスプレイを大型化することが可能な折り畳み式の携帯電話機がある(特許文献1参照)。 With the rapid spread of mobile phones in recent years, the subscriber capacity has become tight, so-called dual that can be used in both the 800M band and 1.5G band and in both the 800M band and 2G band. There is a need for mobile phones that support bands. On the other hand, a wide variety of shapes of mobile phones, which are portable radio terminals, are provided. As one of these mobile phones, there is a foldable mobile phone capable of increasing the size of the display (Patent Document 1). reference).
図8および図9に、かかる折り畳み式携帯電話機の一例を示す。図8は開いた状態における折り畳み式携帯電話機の斜視図であり、内部を見易くするために透視的に示している。図8に示すように、この折り畳み式携帯電話機は、前面部3に表示部20が装着されている第一の筐体としての上部筐体1と、前面部5に複数のデータ入力用ボタンまたはキーを含むキー操作部17が装着されている第二の筐体としての下部筐体2と、上部筐体1と下部筐体2とを相互に回転自在に連結しているヒンジ部19とを備えている。
8 and 9 show an example of such a foldable mobile phone. FIG. 8 is a perspective view of the foldable mobile phone in an open state, and is shown in a perspective view for easy understanding of the inside. As shown in FIG. 8, the foldable mobile phone includes an
図において、4は上部筐体背面部、6は下部筐体背面部、7は電池、8は上部筐体(プリント)回路基板、9は下部筐体(プリント)回路基板、10は上部筐体回路部、11は下部筐体回路部、12はアメンダアンテナ、15はレシーバ、16はマイク、18は上部及び下部筐体回路基板を相互に電気的に接続するための上下回路接続部であり、FPC(Flexible Printed Circuit)である。また、23は外部インターフェースであり、データ通信を行う場合に使用されるコネクタである。
In the figure, 4 is the back of the upper casing, 6 is the back of the lower casing, 7 is the battery, 8 is the upper casing (printed) circuit board, 9 is the lower casing (printed) circuit board, and 10 is the upper casing. A circuit unit, 11 is a lower casing circuit unit, 12 is an amender antenna, 15 is a receiver, 16 is a microphone, and 18 is an upper and lower circuit connecting unit for electrically connecting the upper and lower casing circuit boards to each other. FPC (Flexible Printed Circuit).
このような折り畳み式携帯電話機においては、上部筐体1及び下部筐体2は、少なくともどちらか一方がプラスチックをモールド成形されたものからなっている。モールド形成された表面には、金属膜(図示せず)が蒸着またはメッキにより形成されるが、この金属膜はヒンジ部19に達しないように形成される。このために、回路基板8を含む上部筐体1と回路基板9を含む下部筐体2とは、相互に高周波電流が流れないように、互いに電気的に絶縁された状態に維持されている。
In such a foldable mobile phone, at least one of the
この場合、図8に示したように、上部筐体1と下部筐体2とは、両回路基板8,9相互間の電気的接続用のFPC18により接続されるが、このときのヒンジ部19付近に配置されているアンテナ12の特性について考えると、図9(a)に示すように、ヒンジ部19内におけるFPC18(図9では特にFPCは示していない)の長さを調整することにより、下部筐体回路基板9に流れる高周波の電流Bと、上部筐体回路基板8に流れる電流Aとを同相とすることができ、よってこれら電流A,Bを、アンテナ12に流れる電流Cと同相とすることができ、アンテナ12の効率が良好になる。
In this case, as shown in FIG. 8, the
このような折り畳み式携帯電話機において、上述したデュアルバンド対応のために、アンテナ12の他に、もう一つアンテナを設けることが必要となるが、アンテナ12の他に、別のアンテナを設けるためには、筐体内にそのための別のスペースを確保することが必要であるが、小型軽量化が要求される携帯電話機では、そのような余分なスペースを確保することは極めて困難である。
In such a foldable mobile phone, it is necessary to provide another antenna in addition to the
そこで、特許文献2を参照すると、もう一つのアンテナを設ける代わりに、上部及び下部の各筐体1,2にそれぞれ設けられている回路基板8,9を、ダイポールアンテナの一対の放射素子(アンテナエレメント)として動作させるようにした技術が開示されている。この技術によれば、回路基板そのものをアンテナエレメントとして動作させるものであるから、アンテナ実装スペースが不要になるという利点がある。
Referring now to
このように、上部及び下部の各筐体1,2の回路基板8,9を、ダイポールアンテナの一対のアンテナエレメントとして動作させるためには、回路基板8,9を給電線路により互いに電気的に接続する必要があるが、この場合におけるアンテナ12の特性を考えると、図9(b)に示すように、下部筐体回路基板9に流れる高周波の電流Bと、上部筐体回路基板8に流れる電流Aとが互いに逆となり、このことにより、アンテナ12の電流分布が乱されて、その特性が劣化して良好な特性が得られないことになる。
As described above, in order to operate the
ここで、特許文献3を参照すると、アンテナを2つ設けた場合におけるアンテナ間の相互結合を調整するために、非選択アンテナの終端インピーダンスを調整して、選択アンテナの特性劣化を防止する技術が開示されている。図10はこの特許文献3の回路を示す図であり、2つのアンテナ12,13が設けられている場合、これらアンテナの各々に対して、整合回路122,132を設け、更に3端子網のT型位相器123,133を設けて、アンテナ選択スイッチ21により両アンテナの選択制御を行うようになっている。なお、22は両アンテナに共通の送受信回路である。
Here, referring to
また、特許文献4を参照すると、移動体通信用のダイバーシチアンテナシステムにおいて、一方のアンテナを選択している時には、他方のアンテナの給電端子と給電伝送路とを電気的に切り離すために、ピンダイオードによるスイッチ回路を用いて、非選択アンテナに対して、無駄な高周波電力が供給されるのを防止して、消費電力の浪費をなくす技術が開示されている。 Further, referring to Patent Document 4, in a diversity antenna system for mobile communication, when one antenna is selected, a pin diode is used to electrically disconnect the power feeding terminal and the power feeding transmission line of the other antenna. A technique for preventing wasteful power consumption by preventing unnecessary high-frequency power from being supplied to a non-selected antenna using the switch circuit according to FIG.
図10の回路においては、上述したような800Mと1.5Gや、800M帯と2G帯の両帯域をカバーする携帯電話機では、終端インピーダンスを両帯域同時に最適に調整することが難しく、どちらか一方の帯域を最適に調整すると、もう一方の帯域ではアンテナ特性が劣化した状態で使用せざるを得ないという問題がある。また、アンテナ特性改善のために位相回路123,133を設けることにより通過ロスが増えてしまい、携帯電話機の特性が劣化してしまう問題がある。
In the circuit shown in FIG. 10, it is difficult to optimally adjust the terminal impedance at the same time in the mobile phone that covers both the 800M and 1.5G bands and the 800M band and the 2G band as described above. When the band is optimally adjusted, there is a problem that the other band must be used with the antenna characteristics deteriorated. In addition, the provision of the
更に、図8,9に示した折り畳み式携帯電話機のヒンジ部19の付近に設けた第一のアンテナ12の特性を良好にするためには、上部筐体回路基板8と下部筐体回路基板9のアンテナ電流の位相を上下回路接続部であるFPC18の長さを調整することが必要であることは上述したとおりであるが、上部筐体回路基板8と下部筐体回路基板9とにより第二のアンテナ13を構成するような方式を採用した場合には、上部筐体回路基板8と下部筐体回路基板9とを給電線により電気的に接続する必要があることから、第一のアンテナ12の特性が大幅に劣化してしまう問題というがある。
Furthermore, in order to improve the characteristics of the
更にはまた、特許文献4の技術では、折り畳み式携帯電話機における上部筐体回路基板と下部筐体回路基板とにより第二のアンテナを構成するという思想は全くないと共に、この技術は2つのアンテナ搭載時の消費電力の削減を目的としたものであって、非選択アンテナが選択アンテナに対して悪影響を及ぼすことを防止するためのものではない。 Furthermore, in the technique of Patent Document 4, there is no idea that the second antenna is constituted by the upper casing circuit board and the lower casing circuit board in the foldable mobile phone, and this technique is equipped with two antennas. The purpose is to reduce power consumption at the time, and not to prevent the unselected antenna from adversely affecting the selected antenna.
本発明の目的は、2つのアンテナを搭載した場合におけるアンテナ相互の影響を防止してデュアルモードに対応可能な携帯無線端末を提供することである。 An object of the present invention is to provide a portable radio terminal capable of supporting a dual mode by preventing the influence of antennas when two antennas are mounted.
本発明の他の目的は、2つのアンテナのうち1つのアンテナを回路基板を用いた場合に特有の問題である他のアンテナ特性を劣化させる要因をなくしてアンテナ効率を向上可能としたデュアルモード対応の携帯無線端末を提供することである。 Another object of the present invention is to support dual mode that can improve antenna efficiency by eliminating the factor of degrading other antenna characteristics, which is a particular problem when a circuit board is used for one of the two antennas. Is to provide a portable wireless terminal.
本発明による携帯無線端末は、第一のアンテナの他に、第一及び第二の筐体の各々に収容された第一及び第二の回路基板を給電線路により接続して第二のアンテナとして使用するようにした携帯無線端末であって、前記第一のアンテナが選択状態のときに、前記第二のアンテナを開放状態とするスイッチ手段と、前記第二のアンテナのための整合回路とを含み、前記第二のアンテナの前記給電線路と前記整合回路との間に前記スイッチ手段を設け、前記スイッチ手段は、PINダイオードを用いたスイッチ回路からなることを特徴とする。 In the portable wireless terminal according to the present invention, in addition to the first antenna, the first and second circuit boards housed in each of the first and second housings are connected by a feed line as a second antenna. a portable wireless terminal so as to use, when the first antenna is selected, the switch means to open said second antenna, and a matching circuit for the second antenna And the switch means is provided between the feed line of the second antenna and the matching circuit, and the switch means comprises a switch circuit using a PIN diode.
本発明の作用を述べる。折り畳み式携帯無線端末において、上部筐体回路基板と下部筐体回路基板とによる第二のアンテナの給電線路と第二のアンテナの整合回路との間に、アンテナ接続スイッチを設ける。そして、第一のアンテナを選択している時には、アンテナ接続スイッチを開放し、第二のアンテナを動作させないことにより、第一のアンテナの電流分布を乱さないようにして、この第二のアンテナの特性劣化を防ぐ。 The operation of the present invention will be described. In the foldable portable wireless terminal, an antenna connection switch is provided between the feeding line of the second antenna and the matching circuit of the second antenna by the upper casing circuit board and the lower casing circuit board. When the first antenna is selected, the antenna connection switch is opened and the second antenna is not operated, so that the current distribution of the first antenna is not disturbed. Prevent characteristic deterioration.
本発明によれば、折り畳み式の携帯無線端末において、ヒンジ部に設けたアンテナの特性を劣化させることなく、上部筐体回路基板と下部筐体回路基板とをアンテナとして動作させる方式のアンテナシステムを構築することが可能となるという効果がある。また、ヒンジ部に設けたアンテナを手で覆ってしまった場合に当該アンテナの特性が劣化しても、もう一方のアンテナ側に切り替えることにより、通話品質を確保することが可能となる。 According to the present invention, in a foldable portable wireless terminal, there is provided an antenna system in which the upper casing circuit board and the lower casing circuit board are operated as antennas without deteriorating the characteristics of the antenna provided in the hinge portion. There is an effect that it is possible to construct. In addition, when the antenna provided in the hinge portion is covered with a hand, even if the characteristics of the antenna are deteriorated, it is possible to ensure call quality by switching to the other antenna side.
更に、本発明によれば、異なる2つ以上の帯域をカバーするようなデュアルバンド対応の携帯無線端末においても、アンテナ間結合を減らすための位相器の調整も容易に可能となり、通過ロスを軽減することが可能となるという効果がある。 Furthermore, according to the present invention, even in a dual-band portable wireless terminal that covers two or more different bands, it is possible to easily adjust the phase shifter to reduce the coupling between antennas, thereby reducing the passage loss. There is an effect that it becomes possible to do.
以下に、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳述する。図1は本発明の実施の一形態の斜視図であり、図8,9と同等部分は同一符号により示している。なお、図においては、内部を見易くするために透視的に示している。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of an embodiment of the present invention, and the same parts as those in FIGS. In the drawing, the inside is shown in a perspective view for easy understanding.
図8と相違する部分について説明すると、本実施形態においては、携帯無線端末として携帯電話機が示されている。この携帯電話機においては、第一のアンテナ12は、ヒンジ部19に隣接して、下部筐体背面部6に装着されている。このアンテナ12はメアンダアンテナであり、このアンテナ12からは下部筐体前面部5に向かって給電端子121が延びている。更に、下部筐体回路基板9と上部筐体回路基板8との間が給電線路131で接続されており、下部筐体回路基板9と上部筐体回路基板8とを第二のアンテナとして動作させる様に構成されている。
When the part different from FIG. 8 is described, in the present embodiment, a mobile phone is shown as a mobile wireless terminal. In this mobile phone, the
図2は第一のアンテナ12と第二のアンテナ13との整合回路を示す図であり、図10と同等部分は同一符号により示している。第一のアンテナ12は整合回路122に接続され、更に位相調整回路123を介してアンテナ選択スイッチ21に接続されており、そして、このスイッチ21を介して送受信回路22に接続されている。
FIG. 2 is a diagram showing a matching circuit of the
第二のアンテナ13は給電線路131で給電されることによりアンテナとして動作し、給電線路131はアンテナ接続スイッチ130に接続され、更に整合回路132を介してアンテナ選択スイッチ21に接続され、そして、このスイッチ21を介して送受信回路21に接続されている。位相器123は、第二のアンテナ13が選択された場合に、第一のアンテナ12が動作しないように調整されている。
The
ここで、動作について説明する。第二のアンテナ13が選択された場合には、アンテナ選択スイッチ21が第二のアンテナ13側と送受信回路を接続する。このとき、アンテナ接続スイッチ130がオンし、整合回路132と給電線路131が接続され、上部筐体回路基板8と下部筐体回路基板9とが第二のアンテナ13として動作する。このとき第一のアンテナ12は、位相器123で終端される。この位相器123は、第二のアンテナ13が選択された場合に、第一のアンテナ12が動作しないように調整されているために、第二のアンテナ13は良好な特性が得られる。
Here, the operation will be described. When the
一方、第一のアンテナ12が動作している場合には、アンテナ選択スイッチ21がアンテナ12側を選択し、送受信回路21と第一のアンテナ12が接続される。このとき位相回路123は、50Ωになるように調整されており、整合回路122は、50Ωと第一のアンテナ12のインピーダンスの整合が取れるように調整されている。一方、第二のアンテナ13については、アンテナ接続スイッチ130が切断され、整合回路132と給電線路131が切断される。その結果、第二のアンテナ13は開放状態となってアンテナとして動作しなくなり、よって第一のアンテナ12は、その動作電流分布が乱されなくなって良好な特性が得られることになるのである。
On the other hand, when the
図3は、図2の回路の具体例を示す図であり、アンテナ接続スイッチ130をPINダイオードで構成した場合の回路図である。コンデンサC1〜C4は、所望の周波数で十分インピーダンスが低くなるように調整されている。また、PINダイオードX1は、それがオフの時には、容量性を示すために、インダクタL1はPINダイオードX1のオフ時の容量を打ち消し、所望の周波数でインピーダンスが十分大きくなるように選択される。また、インダクタL2,L3についても、制御ラインのインピーダンスが影響しないように、所望の周波数で十分に大きくなるように選択される。
FIG. 3 is a diagram illustrating a specific example of the circuit of FIG. 2, and is a circuit diagram in the case where the
また、抵抗R1は、電流調整用でありPINダイオードX1のオン時の抵抗がアンテナ特性に影響を与えない程度になるように調整される。アンテナ13が選択された場合には、制御信号がハイレベルとなり、PINダイオードX1と抵抗R1とを経由し、インバータI1に電流が流れ、第二のアンテナ13がアンテナとして動作する。一方、第一のアンテナ12が選択された場合には、制御信号がローレベルとなる。このときインバータ出力はハイレベルとなり、PINダイオードX1に逆バイアス電圧が掛かり、PINダイオードX1はオフとなる。
The resistor R1 is used for current adjustment, and is adjusted so that the resistance when the PIN diode X1 is on does not affect the antenna characteristics. When the
ここで、PINダイオードX1のオン時の抵抗は、1〜2Ω程度発生するが、図4(a)に示すように、第二のアンテナ13の放射抵抗が高いために、PINダイオードX1のオン抵抗での放射ロスは十分に小さくなり、問題とならない。
Here, although the ON resistance of the PIN diode X1 is about 1 to 2Ω, the ON resistance of the PIN diode X1 is high because the radiation resistance of the
ここで、特許文献4に開示の技術では、一般的に、アンテナ素子としてλ/4のアンテナ素子を使用した場合、図4(b)に示すように、そのインピーダンス(放射抵抗)は小さいので、直列にPINダイオードなどの抵抗成分を有する素子を挿入すると、アンテナ効率が劣化してしまうことになるが、本例のように、上下筐体の回路基板をアンテナ素子として使用した場合には、前述したように、そのインピーダンス(放射抵抗)は大きいので、PINダイオードを直列に挿入しても、PINダイオードの抵抗による効率劣化量は小さく、よって図2の如く第二のアンテナ13に直列にアンテナ接続スイッチ130を挿入することが可能となるのである。
Here, in the technique disclosed in Patent Document 4, in general, when an antenna element of λ / 4 is used as an antenna element, as shown in FIG. 4B, its impedance (radiation resistance) is small. When an element having a resistance component such as a PIN diode is inserted in series, the antenna efficiency is deteriorated. However, when the circuit boards of the upper and lower casings are used as antenna elements as in this example, As described above, since the impedance (radiation resistance) is large, even if a PIN diode is inserted in series, the efficiency degradation due to the resistance of the PIN diode is small, and therefore the antenna is connected in series to the
なお、図3においては、PINダイオードを用いているが、他のスイッチ素子であるGaAsスイッチ等を使用しても良いものである。 In FIG. 3, a PIN diode is used, but a GaAs switch or the like which is another switching element may be used.
図5は本発明の他の実施の形態を示す図であり、第一のアンテナ12として、逆Fアンテナを使用した例であり、図6は本発明の更に他の実施の形態を示す図であり、第一のアンテナ12として、逆Lアンテナを使用した例である。また、図7は本発明の別の実施の形態を示す図であり、第一のアンテナ12として、ヘリカルアンテナを使用した例である。このように、アンテナ12側にどのような方式のアンテナを用いても、同様の効果が得られる。
FIG. 5 is a diagram showing another embodiment of the present invention, in which an inverted F antenna is used as the
なお、第二のアンテナ13のみにアンテナ接続スイッチ130を入れているが、両方のアンテナに切断スイッチを設けても構わない。このように構成することにより、第二のアンテナ13として、折り畳み式携帯電話機の上部筐体回路基板と下部筐体回路基板とによるアンテナを用い、第一のアンテナ12をヒンジ部付近に設けることが可能になる。そして、第二のアンテナ13の位相回路133を削減することが可能となり、通過ロスを軽減することが可能となる。
In addition, although the
上記の各実施の形態においては、携帯電話機について説明しているが、一般に、携帯型の無線通信用の端末に広く適用できることは明らかである。 In each of the above embodiments, a mobile phone has been described. However, it is apparent that the present invention can be widely applied to portable wireless communication terminals in general.
1 上部筐体
2 下部筐体
3 上部筐体前面部
4 上部筐体背面部
5 下部筐体前面部
6 下部筐体背面部
7 電池
8 上部筐体回路基板
9 下部筐体回路基板
10 上部筐体回路部
11 下部筐体回路部
12 第一のアンテナ
13 第二のアンテナ
18 上下回路部接続部
19 ヒンジ部
20 表示部
21 アンテナ選択スイッチ
22 送受信回路
121 給電端子
122 整合回路
123 位相器
130 アンテナ接続スイッチ
131 給電線路
132 整合回路
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記第一のアンテナが選択状態のときに、前記第二のアンテナを開放状態とするスイッチ手段と、
前記第二のアンテナのための整合回路とを含み、
前記第二のアンテナの前記給電線路と前記整合回路との間に前記スイッチ手段を設け、
前記スイッチ手段は、PINダイオードを用いたスイッチ回路からなることを特徴とする携帯無線端末。 In addition to the first antenna, the portable radio terminal used as the second antenna by connecting the first and second circuit boards accommodated in each of the first and second casings by a feed line Because
When the first antenna is selected, the switch means to open said second antenna,
A matching circuit for the second antenna,
Providing the switch means between the feed line of the second antenna and the matching circuit;
The portable radio terminal characterized in that the switch means comprises a switch circuit using a PIN diode.
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