JP5583030B2 - 無線端末装置 - Google Patents

Description

本発明は、異なる周波数帯のアンテナを有する無線端末装置に関する。

携帯電話機のように無線機能を有する無線端末装置では、筐体内の回路基板を導体とみなし、これをダイポールアンテナの一部に組み込むことでアンテナの放射特性を向上させる技術がある。例えば、特許文献１には、上下筐体の連結部でそれぞれの回路基板のグランドを導通させることによりダイポールアンテナの全長を稼いで、放射特性を筐体の開状態でも向上させるものが開示されている。また、特許文献２には、下部筐体の下部回路基板に実装された回路部品と上部筐体の上部回路基板に実装された回路部品とをフレキシブルケーブルによって電気的に接続して、ダイポールアンテナの全長を稼ぐことが開示されている。

特開２００５−１９２０５５号公報 特開２００８−１３６１８９号公報

近年においては、携帯電話機やＰＤＡ（Personal Digital Assistants）等の無線端末装置は多機能化が進んでいる。例えば、携帯電話機では、通常の通話や電子メールの送受信等に加え、ＧＰＳ（Global Positioning System）によるナビゲーション機能を備えたものがある。このような無線端末装置は、複数の周波数帯で受信や送信をするために、異なる周波数帯に対応したアンテナを筐体に設ける必要がある。ここで、特許文献１、２に開示されている技術のように、連結部にそれぞれの回路基板のグランドを導通させる導通部を設けると、導通部の影響で一方のアンテナについては十分な放射特性が得られないおそれがある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、異なる周波数帯に対応したアンテナを有する無線端末装置において、それぞれのアンテナに対して良好な放射特性が得られるようにすることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る無線端末装置は、複数の筐体の内部にそれぞれ配置される回路基板と、前記複数の筐体を連結する連結部と、当該接続部におけるそれぞれの前記筐体の内側に設けられて高周波電流を伝播させる導電部と、一方の回路基板の、前記連結部とは反対側に配置される第１の周波数帯のアンテナと、前記一方の回路基板の、前記連結部の側に配置される第２の周波数帯のアンテナと、前記連結部の側に配置されて前記導電部と接触する接続端子と、当該接続端子と前記回路基板の基準電位ラインとの間に設けられて、前記第２の周波数帯の通過を阻害するフィルタと、を含むことを特徴とする。

また、前記無線端末装置において、前記フィルタは、前記接続端子と前記基準電位ラインとの間に直列に接続されるコンデンサ素子を含んでも良い。

また、前記無線端末装置において、前記フィルタは、前記コンデンサ素子と並列に接続されるコイル素子を有しても良い。

さらに、前記無線端末装置において、前記連結部には、導電性を有する連結部材が設けられ、当該連結部材は前記導電部と接触し、かつ、前記連結部材は前記コンデンサ素子と並列に接続されていても良い。

また、前記無線端末装置において、前記コンデンサ素子と直列に接続されるコイル素子を有していても良い。

また、前記無線端末装置において、前記第２の周波数帯のアンテナは、前記複数の筐体のうち、操作手段が設けられる筐体の内部に配置される回路基板に設けられていても良い。

また、前記無線端末装置において、前記第１の周波数帯は８００ＭＨｚ帯であり、前記第２の周波数帯は、１．５ＧＨｚ帯であっても良い。

また、前記無線端末装置において、前記第１の周波数帯のアンテナは、無線通信に用いる送受信アンテナであり、前記第２の周波数帯のアンテナは、ＧＰＳ受信に用いるＧＰＳアンテナであっても良い。

また、前記無線端末装置において、前記フィルタは、前記第１の周波数帯よりも前記第２の周波数帯の通過をより阻害するフィルタであっても良い。

さらに、前記第１の周波数帯とも前記第２の周波数帯とも異なる第３の周波数帯のアンテナをさらに備え、 前記接続端子と前記回路基板の基準電位ラインとの間において前記第１のフィルタと直列に接続され、前記第３の周波数帯の通過を阻害する第２のフィルタが設けられても良い。

さらに、前記接続端子と前記回路基板の基準電位ラインとの間において前記第１のフィルタと直列に接続され、第３の周波数帯の通過を阻害する第２のフィルタと、前記導電部に対して前記第３の周波数の信号を給電する通信部と、をさらに備えても良い。

本発明は、異なる周波数帯に対応したアンテナを有する無線端末装置において、それぞれのアンテナに対して良好な放射特性が得られるようにすることができる。

本実施形態に係る携帯電話機の正面図である。 本実施形態に係る携帯電話機の側面図である。 本実施形態に係る携帯電話機の内部構造を示す図である。 第１筐体のヒンジ機構の近傍を拡大した図である。 第１筐体に設けられる導電部と第１筐体内部に配される回路基板との接続を示す平面図である。 本実施形態に係る携帯電話機が備えるフィルタの回路図である。 本実施形態に係る携帯電話機が備えるフィルタの周波数特性を示す模式図である。 本実施形態の変形例１に係る基準電位接続構造を示す側面図である。 本実施形態の変形例１に係る基準電位接続構造を示す平面図である。 本実施形態の変形例１に係る基準電位接続構造が備えるフィルタの回路図である。 図１０に示すフィルタ単体の周波数特性を示す模式図である。 本実施形態の変形例１に係る基準電位接続構造全体の回路図である。 本実施形態の変形例２に係る導電部と回路基板との接続構造を示す平面図である。 本実施形態の変形例２に係る携帯電話機が備えるフィルタの回路図である。 本実施形態の変形例２に係る携帯電話機が備えるフィルタの周波数特性を示す模式図である。 本実施形態の変形例３に係る導電部と回路基板との接続構造を示す平面図である。 本実施形態の変形例３に係る導電部と回路基板との等価回路を示す平面図である。 本実施形態の変形例３に係る携帯電話機が備えるフィルタの周波数特性を示す模式図である。

以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施形態により本発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。以下において、無線端末装置として携帯電話機を例として説明するが、本発明は、少なくとも２種類の周波数帯に対応したアンテナを有する無線端末装置であれば適用できる。したがって、本発明は、少なくとも２種類の周波数帯に対応したアンテナを有していれば、例えば、ＰＨＳ（Personal Handy phone System）、ＰＤＡ、ポータブルナビゲーション装置、ノートパソコン、ゲーム機等に対しても適用できる。

＜＜実施形態＞＞
本実施形態は、少なくとも２種類の周波数帯に対応したアンテナと、複数の筐体の内部にそれぞれ配置される回路基板と、複数の筐体の連結部に設けられて、それぞれの回路基板の基準電位（グランド：ＧＮＤ）ライン間を高周波的に接続、すなわち高周波電流を伝播させる導電部とを有する無線端末装置であり、導電部と基準電位ラインとの間に、第１の周波数帯よりも第２の周波数帯の通過をより阻害するフィルタを設ける点に特徴がある。

図１は、本実施形態に係る携帯電話機の正面図である。図２は、本実施形態に係る携帯電話機の側面図である。本実施形態に係る無線端末装置は、無線通信機能と、ＧＰＳ受信機能とを備えた携帯電話機である。図１、図２に示す携帯電話機１は、筐体１Ｃが複数の筐体で構成される。具体的には、筐体１Ｃは、第１筐体１ＣＡと第２筐体１ＣＢとで開閉可能に構成される。すなわち、携帯電話機１は、折り畳み式の筐体を有する。携帯電話機１は、少なくとも二つの筐体を有していればよく、その筐体は折り畳み式に限定されるものではない。例えば、携帯電話機１の筐体は、両方の筐体を重ね合わせた状態から一方の筐体と他方の筐体とを互いにスライドできるようにしたスライド式の筐体であってもよいし、重ね合せ方向に沿う軸線を中心に、一方の筐体を回転させるようにした回転式や、２軸ヒンジ（スウィベル機構）を介して両方の筐体を連結したものでもよい。

第１筐体１ＣＡと第２筐体１ＣＢとは、連結部であるヒンジ機構９で連結されている。ヒンジ機構９は、第１筐体１ＣＡ側の第１ヒンジ部９Ａと第２筐体１ＣＢ側の第２ヒンジ部９Ｂとを含んで構成される。ヒンジ機構９で第１筐体１ＣＡと第２筐体１ＣＢとを連結することにより、第１筐体１ＣＡ及び第２筐体１ＣＢは、ヒンジ機構９を中心としてともに回動して、互いに遠ざかる方向及び互いに接近する方向（図２の矢印Ｒで示す方向）に回動できるように構成される。第１筐体１ＣＡと第２筐体１ＣＢとが互いに遠ざかる方向に回動すると携帯電話機１が開き、第１筐体１ＣＡと第２筐体１ＣＢとが互いに接近する方向に回動すると携帯電話機１が閉じて、折り畳まれた状態となる（図２の点線で示す状態）。

第１筐体１ＣＡには、表示部として、図１に示すディスプレイ２Ｍが設けられる。ディスプレイ２Ｍは、所定の画像として、携帯電話機１が受信を待機している状態のときに待ち受け画像（スタンバイスクリーン）を表示したり、携帯電話機１の操作を補助するために用いられるメニュー画像を表示したりする。また、第１筐体１ＣＡには、携帯電話機１の通話時に音声を発するスピーカ６が設けられる。第２筐体１ＣＢには、通話相手の電話番号や、メール作成時等に文字を入力するための操作キー３が複数設けられ、また、ディスプレイ２Ｍに表示されるメニューの選択及び決定や画面のスクロール等を容易に実行するための方向及び決定キー４が設けられる。操作キー３及び方向及び決定キー４は、携帯電話機１の操作手段を構成する。また、第２筐体１ＣＢには、携帯電話機１の通話時に音声を受け取るマイク５が設けられる。

第２筐体１ＣＢの内部には、第１アンテナ１５及び第２アンテナ１６が設けられている。第１アンテナ１５は、無線通信に用いる送受信アンテナであり、携帯電話機１と基地局との間で、通話や電子メール等に係る電波（電磁波）の送受信に用いられる。第２アンテナ１６は、ＧＰＳ受信に用いられる受信アンテナであり、ＧＰＳ衛星から発信される電波（電磁波）の受信に用いられる。第１アンテナ１５は第２筐体１ＣＢのヒンジ機構９とは反対側に配置され、第２アンテナ１６は第２筐体１ＣＢのヒンジ機構９側（ヒンジ機構９の近傍）に配置される。なお、第２アンテナ１６は、ＧＰＳ受信に限定されるものではなく、ＴＶ放送等の受信用アンテナであってもよい。

第１アンテナ１５は、第１の周波数帯のアンテナであり、その対象とする周波数帯は、本実施形態においては８００ＭＨｚ帯である。また、第２アンテナ１６は、第２の周波数帯のアンテナであり、その対象とする周波数帯は、本実施形態においては１．５ＧＨｚである。なお、第１アンテナ１５は、２ＧＨｚ帯を対象としてもよい。また、第１アンテナ１５の周波数帯と第２アンテナ１６の周波数帯とはそれぞれ異なる帯域であればよく、上述した帯域に限定されるものではない。また、本実施形態において、第１アンテナ１５は送信、受信の両方に用いられ、第２アンテナ１６は受信に用いられるが、第１アンテナ１５及び第２アンテナ１６は、いずれも送信と受信との少なくとも一方に用いられるものであればよい。従って、第２アンテナを無線ＬＡＮのアンテナとしても良い。

図３は、本実施形態に係る携帯電話機の内部構造を示す図である。図３に示すように、第１筐体１ＣＡの内部には、回路基板（第１回路基板）１０が配置される。第１筐体１ＣＡは、表側（ディスプレイの表示面側）と裏側（ディスプレイの背面側）とから２つの筐体を張り合わせて構成され、特に裏側には裏筐体１ＣＡＲを有している。第１回路基板１０には、ディスプレイ２Ｍを制御するための電子回路が構成される。第２筐体１ＣＢの内部には、回路基板（第２回路基板）１１が配置される。第２筐体１ＣＢも、第１筐体１ＣＡと同様に、２つの筐体を張り合わせて組み立てられており、裏側には裏筐体１ＣＢＲを有している。第２回路基板１１には、携帯電話機１の通信機能や画像表示機能等を実現するための電子回路が構成される。特に、通信機能を実現する電子回路は、第１アンテナ１５に接続されており、第１アンテナ１５を用いた無線通信を行う。

第２筐体１ＣＢ内の第１アンテナ１５は、携帯電話機１が備える複数の回路基板のうち一方の回路基板（本実施形態では第２回路基板１１）の、ヒンジ機構９の反対側（反筐体連結部側）ＴＡに配置される。また、第２筐体１ＣＢ内の第２アンテナ１６は、第２回路基板１１の、ヒンジ機構９の側（筐体連結部側）ＴＨに配置される。これによって、第１アンテナ１５は第２筐体１ＣＢのヒンジ機構９とは反対側に配置され、第２アンテナ１６は第２筐体１ＣＢのヒンジ機構９側（ヒンジ機構９の近傍）に配置される。上述したように、第１アンテナ１５と第２アンテナ１６とは、それぞれ対象とする周波数帯が異なる。このため、第１アンテナ１５と第２アンテナ１６とは、アイソレーションの観点から、一枚の回路基板においては、互いに距離を離して配置することが好ましい。なお、本実施形態において、第２アンテナ１６は、第２回路基板１１に搭載される。また、第１アンテナ１５を第２回路基板１１に搭載してもよい。

接続部における第１筐体１ＣＡの内側、すなわち、ヒンジ機構９が設けられる部分における第１筐体１ＣＡの内側には、導電部（第１導電部）１２が設けられる。また、接続部における第２筐体１ＣＢの内側、すなわち、ヒンジ機構９が設けられる部分における第２筐体１ＣＢの内側には、導電部（第２導電部）１３が設けられる。第１導電部１２及び第２導電部１３は導電性を有している。第１導電部１２及び第２導電部１３は、導電塗料を第１筐体１ＣＡの内側や第２筐体１ＣＢの内側に塗布したり、第１筐体１ＣＡの内側や第２筐体１ＣＢの内側に金属をスパッタリングしたりすることによって形成される。

第１導電部１２には接続端子２１が接触しており、第１導電部１２と第２回路基板１１の基準電位ラインとは、接続端子２１を介して電気的に接続されている。また、第２導電部１３は、これに接する第２導電部側端子１４を介して第２回路基板１１の基準電位ラインと電気的に接続されている。接続端子２１及び第２導電部側端子１４は、いずれも導電性を有する材料で構成され、本実施形態では金属である。第１導電部１２と第２導電部１３とはヒンジ機構９の周り、すなわちヒンジ機構９の近傍に形成されるので、第１導電部１２と第２導電部１３とは近接・対向して配置される。これによって、第１導電部１２と第２導電部１３との間は容量結合されるので、第１回路基板１０の基準電位ラインと第２回路基板１１の基準電位ラインとが高周波的に接続される。そして、第１導電部１２と第２導電部１３との間では、高周波電流の伝播が可能となる。例えば、基地局から空中を伝搬して携帯電話機１に到来した電波は、携帯電話機１に設けられた第１アンテナ１５により共振されて、高周波電流が誘起される。

このように、ヒンジ機構９の近傍に導電部、すなわち第１導電部１２及び第２導電部１３を設けることで、第１アンテナ１５の放射利得を確保し、第１アンテナ１５の性能を確保できる。例えば、図３に示すように、第１筐体１ＣＡと第２筐体１ＣＢとが開状態にある場合には、到来した電波により誘起された高周波電流が、第１アンテナ１５、第２回路基板１１、第２導電部側端子１４、第２導電部１３、第１導電部１２、接続端子２１、第１回路基板１０へと伝搬され、電気的な高周波グランドが形成される。これによって、第１アンテナ１５の放射利得が確保される。この場合、第１アンテナ１５と第２アンテナ１６とでは対象とする周波数帯域が異なるため、原則として両者の間で電気的な干渉は発生しない。

しかしながら、第１導電部１２及び第２導電部１３の近傍に配置された第２アンテナ１６は、第１導電部１２や第２導電部１３が空間的に重なってしまってアンテナからの放射が遮られてしまうので、放射利得が低下してしまう。これを回避して第２アンテナ１６の放射利得を確保するためには、第２アンテナ１６の配置される位置を変更することが考えられる。しかしながら、携帯電話機１は小型化が求められるため、この手法を採用することは困難である。このように、小型化が求められる携帯電話機１の筐体１Ｃの中に周波数帯の異なる複数のアンテナを配置するため、第１アンテナ１５の放射利得を確保しつつ、同時に第２アンテナ１６の放射利得を確保することは非常に難しい。

第１アンテナ１６を正しく放射させるために、ヒンジ機構９の近傍に設けた第１導電部１２及び第２導電部１３により、第２アンテナ１６の放射が遮られてしまう。ここで、そもそも第１導電部１２及び第２導電部１３は、主として第１アンテナ１５が対象とする第１の周波数帯域（本実施形態では８００ＭＨｚ帯）の放射改善のために設けられている。したがって、第１導電部１２及び第２導電部１３へ流れるアンテナ電流は、第１の周波数帯域のみ流れていれば、第１アンテナ１５の放射利得を確保できる。一方、第２アンテナ１６から見ると、第２の周波数帯（本実施形態では１．５ＧＨｚ帯）のみ放射が遮られなければよい。

そこで、本実施形態では、ヒンジ機構９の近傍、すなわち、第２アンテナ１６の近傍に設けられた導電部を回路基板の基準電位ラインに接続する際に、第１の周波数帯は通過させ、第２の周波数帯の通過は阻害するフィルタを用いる。これによって、第１の周波数帯を対象とする第１アンテナ１５の放射特性を改善するとともに、第２の周波数帯を対象とする第２アンテナ１６の放射が導電部によって遮られることを抑制して、第１アンテナ１５及び第２アンテナ１６のそれぞれに対して、良好な放射利得（放射特性）を確保する。

図４は、第１筐体のヒンジ機構の近傍を拡大した図である。図５は、第１筐体に設けられる導電部と第１筐体の内部に配置される回路基板との接続構造を示す平面図である。図５は、第１筐体１ＣＡ内に設けられる第１回路基板１０側から見た状態を示している。図６は、本実施形態に係る携帯電話機が備えるフィルタの回路図である。図７は、本実施形態に係る携帯電話機が備えるフィルタの周波数特性を示す模式図である。図４、図５に示すように、本実施形態では、基準電位接続構造２０によって、第１筐体１ＣＡの裏筐体１ＣＡＲに設けられる第１導電部１２と第１回路基板１０の基準電位ライン１０Ｇとを接続する。次に、基準電位接続構造２０の構成を説明する。

基準電位接続構造２０は、第１導電部１２と接触する接続端子２１と、接続端子２１と第１回路基板１０の基準電位ライン１０Ｇとの間に設けられて、第１の周波数帯よりも第２の周波数帯の通過をより阻害するフィルタ２２（第１のフィルタ）とを含む。本実施形態において、接続端子２１は、第１回路基板１０の第１導電部１２側に取り付けられて、第１ヒンジ部９Ａ及び第２ヒンジ部９Ｂから構成されるヒンジ機構９の近傍であって、裏筐体１ＣＡＲに設けられる第１導電部１２と接触する。一方、基準電位ライン１０Ｇは、第１導電部１２とは反対側における第１回路基板１０の表面に形成される。このため、例えば、第１回路基板１０に設けられたスルーホールを介して、接続端子２１とフィルタ２２とが接続される。

図５、図６に示すように、基準電位接続構造２０を構成するフィルタ２２は、接続端子２１と基準電位ライン１０Ｇとの間に直列に接続されるコンデンサ素子２２Ｃを少なくとも有する。本実施形態において、フィルタ２２は、コンデンサ素子２２Ｃと並列に接続されるコイル素子２２Ｌをさらに有する。図７は、フィルタ２２を通過する電波（電磁波）の周波数ｆと、その通過ロスＬとの関係を示している。図７に示すように、フィルタ２２は、通過する電波の周波数がｆ２に近づくにしたがって通過ロスＬが大きくなる（インピーダンス）周波数特性を有する。このように、フィルタ２２は、特定の周波数帯における電波の通過を阻害する機能を有するフィルタである。

フィルタ２２を構成するコンデンサ素子２２Ｃの静電容量やコイル素子２２Ｌのインダクタンスを調整することにより、周波数ｆ２が第２の周波数帯の中心周波数となるようにすれば、第２アンテナ１６の対象とする第２の周波数帯の電波に対応する高周波電流は、フィルタ２２によって通過が阻害される。これによって、第２の周波数帯の電波に対応する高周波電流は、第１導電部１２と第１回路基板１０の基準電位ライン１０Ｇとの間における通過が阻害されるので、第２の周波数帯を対象とする第２アンテナ１６の放射利得の低下が抑制される。一方、フィルタ２２は、基本的には第１の周波数帯を通過させる。ただし、厳密にはわずかながら阻害されるため、言い換えれば、第１の周波数帯を第２の周波数帯よりもよく通過させるので、第１の周波数帯の電波に対応する高周波電流は、フィルタ２２を通過して、第１導電部１２と第１回路基板１０の基準電位ライン１０Ｇとの間を流れる。

第１アンテナ１５の放射を改善するために設けられた第１導電部１２は、第１回路基板１０の基準電位ライン１０Ｇに直接接続したのでは、第２アンテナ１６の放射を阻害するシールドの役割をしてしまう。しかし、第２の周波数帯の通過を阻害し、第１の周波数帯の通過は許容するフィルタ２２を介して第１導電部１２と第１回路基板１０の基準電位ライン１０Ｇとを接続することにより、第１の周波数帯においては第１導電部１２が基準電位に落ちるが、第２の周波数帯においては第１導電部１２が基準電位に落ちない。このように、本実施形態では、基準電位接続構造２０が、第２の周波数帯以外を通過させるアンテナ電流路として機能するので、第１アンテナ１５の放射を改善しつつ、第２アンテナ１６の放射の阻害が抑制される。その結果、第１の周波数帯に対応した第１アンテナ１５及び第２の周波数帯に対応した第２アンテナ１６を有する携帯電話機１は、第１アンテナ１５及び第２アンテナ１６のいずれに対しても良好な放射利得（放射特性）が得られる。

また、ヒンジ機構９の近傍に設けた導電部が直接第１回路基板１０の基準電位ラインに接続されている場合は、第２アンテナ１６のアンテナ放射を阻害しない程度に導電部の範囲を削減して、第１アンテナ１５の放射特性と第２アンテナ１６の放射特性とのトレードオフを検討する必要があった。しかし、本実施形態の基準電位接続構造２０を用いれば、第２アンテナ１６の放射利得を確保できるので、導電部が第２アンテナ１６に近接して設けられても第２アンテナ１６のアンテナ放射に対する影響は少ない。このため、第１アンテナ１５の性能及び第２アンテナ１６の性能の両方を同時に引き出しやすくなる。また、ヒンジ機構９の近傍に導電部を設けた構造を維持したまま、簡単な基準電位接続構造２０を追加するだけで、第１アンテナ１５及び第２アンテナ１６のいずれに対しても良好な放射利得（放射特性）が得られる。

本実施形態では、第１筐体１ＣＡ側の導電部である第１導電部１２と第１回路基板１０の基準電位ライン１０Ｇとの間に基準電位接続構造２０を設けたが、第２筐体１ＣＢ側の導電部である第２導電部１３と第２回路基板１１の基準電位ラインとの間にも基準電位接続構造２０を設けてもよい。すなわち、基準電位接続構造２０は、第１導電部１２と第１回路基板１０の基準電位ライン１０Ｇとの間、あるいは第２導電部１３と第２回路基板１１の基準電位ラインとの間の少なくとも一方に設けてあればよい。なお、本実施形態のように、第２アンテナ１６をヒンジ機構９の近傍かつ第２筐体１ＣＢの内部に設けた場合、第１筐体１ＣＡ側の導電部である第１導電部１２の方が第２アンテナ１６の放射利得に与える影響は大きい。したがって、本実施形態では、第１筐体１ＣＡ側の導電部である第１導電部１２と第１回路基板１０の基準電位ライン１０Ｇとの間に基準電位接続構造２０を設ける。このようにすれば、第２筐体１ＣＢ側に基準電位接続構造２０を設けるよりも、第２アンテナ１６の放射利得をより効率的に確保できる。

＜＜変形例１＞＞
図８は、本実施形態の変形例１に係る基準電位接続構造を示す側面図である。図９は、本実施形態の変形例１に係る基準電位接続構造を示す平面図である。図９は、第１筐体１ＣＡ内に設けられる第１回路基板１０側から見た状態を示している。図１０は、本実施形態の変形例１に係る基準電位接続構造が備えるフィルタの回路図である。図１１は、図１０に示すフィルタ単体の周波数特性を示す模式図である。図１２は、本実施形態の変形例１に係る基準電位接続構造全体の回路図である。

本変形例１の基準電位接続構造２０ａは、上述した実施形態の基準電位接続構造２０と略同様であるが、連結部であるヒンジ機構９に導電性を有する連結部材２３Ｌを設け、この連結部材２３Ｌを利用して、上述した実施形態の基準電位接続構造２０を構成するフィルタ２２の等価回路を形成する点が異なる。他の構成は、上述した実施形態と同様である。図９に示すように、ヒンジ機構９には、連結部材２３Ｌ、２３Ｒが設けられる。連結部材２３Ｌ、２３Ｒは金属で構成されており、図３に示す第１筐体１ＣＡの内部に取り付けられる。連結部材２３Ｌ、２３Ｒは、ヒンジ機構９を構成する第１ヒンジ部９Ａと第２ヒンジ部９Ｂとを連結するとともに、図８、図９に示すように、第１回路基板１０を支持する。連結部材２３Ｌには孔２３Ｈが形成されており（連結部材２３Ｒも同様）、例えば、第２ヒンジ部９Ｂからボルト等の貫通部品を貫通させて孔２３Ｈに挿入することにより、第１ヒンジ部９Ａと第２ヒンジ部９Ｂとが連結される。

連結部材２３Ｌ、２３Ｒは金属で構成されるので、導電性を有する。このうち、連結部材２３Ｌは、図８、図９に示すように、一箇所が裏筐体１ＣＡＲに設けられる第１導電部１２と接触し、前記一箇所とは異なる箇所が第１回路基板１０の基準電位ライン１０Ｇと接触する。これによって、連結部材２３Ｌは、第１導電部１２及び基準電位ライン１０Ｇと電気的に接続される。すなわち、第１導電部１２と基準電位ライン１０Ｇとは、連結部材２３Ｌによって電気的に接続される。

基準電位接続構造２０ａは、第１導電部１２と接触する接続端子２１と、接続端子２１と第１回路基板１０の基準電位ライン１０Ｇとの間に設けられるフィルタ２２ａと、連結部材２３Ｌとを含む。本実施形態において、接続端子２１は、第１回路基板１０の第１導電部１２側に取り付けられて、裏筐体１ＣＡＲに設けられる第１導電部１２と接触する。接続端子２１とフィルタ２２ａとは、上述した実施形態と同様に、例えば、第１回路基板１０に設けられたスルーホールを介して接続される。

図９、図１０に示すように、基準電位接続構造２０ａを構成するフィルタ２２ａは、接続端子２１と基準電位ライン１０Ｇとの間に直列に接続されるコンデンサ素子２２Ｃを少なくとも有する。本変形例１において、フィルタ２２ａは、コンデンサ素子２２Ｃと直列に接続されるコイル素子２２Ｌをさらに有する。図１１は、フィルタ２２ａを通過する電波（電磁波）の周波数ｆと、その通過ロスＬとの関係を示している。図１１に示すように、フィルタ２２ａは、ある周波数帯域の電波を通過させる、いわゆるバンドパスフィルタである。フィルタ２２ａをこのまま用いると、第２の周波数帯を通過させるおそれがある。

本実施形態では、連結部材２３Ｌによって、第１導電部１２と基準電位ライン１０Ｇとを電気的に接続する。すなわち、連結部材２３Ｌは、フィルタ２２ａを構成するコンデンサ素子２２Ｃと並列に接続される。本変形例１では、フィルタ２２ａはコンデンサ素子２２Ｃとコイル素子２２Ｌとが直列で接続されており、連結部材２３Ｌは、コンデンサ素子２２Ｃ及びコイル素子２２Ｌと並列に接続される。このようにして構成される基準電位接続構造２０ａは、図１２に示すように、上述した基準電位接続構造２０を構成するフィルタ２２（図６参照）の等価回路を形成する。したがって、基準電位接続構造２０ａの周波数特性は、上述した実施形態のフィルタ２２の周波数特性（図７参照）と同様になり、基準電位接続構造２０ａは、特定の周波数帯における電波の通過を阻害する機能を有するフィルタとして機能する。

基準電位接続構造２０ａを構成するコンデンサ素子２２Ｃの静電容量を調整することにより、図７に示す周波数ｆ２が第２の周波数帯の中心周波数となるようにすれば、第２アンテナ１６の対象とする第２の周波数帯の電波に対応する高周波電流は、フィルタ２２によって通過が阻害される。これによって、第２の周波数帯の電波は、第１導電部１２と第１回路基板１０の基準電位ライン１０Ｇとの間における通過が阻害されるので、第２の周波数帯を対象とする第２アンテナ１６の放射利得の低下が抑制される。一方、フィルタ２２は、第１の周波数帯を第２の周波数帯よりもよく通過させるので、第１の周波数帯の電波に対応する高周波電流は、フィルタ２２を通過して、第１導電部１２と第１回路基板１０の基準電位ライン１０Ｇとの間を流れる。その結果、本変形例１でも、上述した実施形態と同様に、その結果、第１の周波数帯に対応した第１アンテナ１５及び第２の周波数帯に対応した第２アンテナ１６を有する携帯電話機１は、第１アンテナ１５及び第２アンテナ１６のいずれに対しても良好な放射利得（放射特性）が得られる。

基準電位接続構造２０ａは、第１導電部１２と基準電位ライン１０Ｇとの間に、コンデンサ素子２２Ｃと連結部材２３Ｌとが並列に接続されていればよい。この場合、連結部材２３Ｌのインダクタンスを調整することは困難なので、基準電位接続構造２０ａの周波数特性を調整する場合、コンデンサ素子２２Ｃの静電容量のみを調整することになる。しかし、図１２に示すように、第１導電部１２と基準電位ライン１０Ｇとの間に、直列接続したコンデンサ素子２２Ｃ及びコイル素子２２Ｌと、連結部材２３Ｌとを並列に接続することが好ましい。これは、コンデンサ素子２２Ｃの静電容量及びコンデンサ素子２２Ｃと直列に接続されるコイル素子２２Ｌのインダクタンスとを調整することにより、基準電位接続構造２０ａの周波数特性をより細かく調整できるからである。

以上、本実施形態及びその変形例１では、複数の筐体の連結部に設けられて、それぞれの筐体内に配置される回路基板の基準電位ライン間で高周波電流を伝播させる導電部と、この導電部と基準電位ラインとの間に、第１の周波数帯よりも第２の周波数帯の通過をより阻害するフィルタとを設ける。このフィルタによって、第２の周波数帯の電波に対応する高周波電流は、導電部と回路基板の基準電位ラインとの間における通過が阻害されるので、第２の周波数帯を対象とするアンテナの放射利得の低下が抑制される。一方、第１の周波数帯の電波に対応する高周波電流はフィルタを通過して、導電部と回路基板の基準電位ラインとの間を流れるので、第１の周波数帯を対象とするアンテナは、良好な放射利得が得られる。

このように、本実施形態及びその変形例１では、異なる周波数帯に対応したアンテナを有する無線端末装置において、導電部の近傍に第２の周波数帯に対応したアンテナを設けなければならない場合でも、それぞれのアンテナに対して良好な放射特性が得られる。一般に無線端末装置は小型化が求められるので、搭載される電気・電子機器類の配置に制約があるが、本実施形態及びその変形例１に係る構成は、このような無線端末装置に対して特に有効である。

また、第１の周波数帯を携帯電話機の周波数帯である８００ＭＨｚ帯とし、前記第２の周波数帯をＧＰＳ信号の搬送波の周波数帯である１．５ＧＨｚ帯とすることで、携帯電話機としての機能と、ＧＰＳを利用したナビゲーション等の機能とを、より確実に両立させることができる。また、第１の周波数帯のアンテナを無線通信に用いる送受信アンテナとし、第２の周波数帯のアンテナをＧＰＳ受信に用いるＧＰＳアンテナとすることで、通信とＧＰＳを利用したナビゲーション等とをより確実に両立できる無線端末装置を提供できる。

＜＜変形例２＞＞
次に、本実施形態の変形例２について説明を行う。図１３は、本実施形態の変形例２に係る平面図であり、第１筐体に設けられる導電部と第１筐体の内部に配置される回路基板との接続構造を示す。なお、基本的に図１３は、図５に示した実施形態と共通であるため、共通箇所については説明を省略する。そして、図１３に示す変形例２は、図５に示した例と比較して、第３の周波数帯の第３のアンテナ１７を有する点と、フィルタ２４（第２のフィルタ）がさらに挿入されている点で相違する。

そして、第１筐体１ＣＡの裏筐体１ＣＡＲに設けられる第１導電部１２と第１回路基板１０の基準電位ライン１０Ｇとの間に、フィルタ２２に加えてフィルタ２４が直列で挿入されている。そして、フィルタ２２とフィルタ２４を介して基準電位ライン１０Ｇから第１導電部１２に接続される回路を、等価回路で示したものが図１４である。

図１３、図１４に示すように、フィルタ２４は、フィルタ２２と基準電位ライン１０Ｇとの間に直列に接続されるコンデンサ素子２４Ｃ、コンデンサ素子２４Ｃと並列に接続されるコイル素子２４Ｌを有する。図１５は、フィルタ２２およびフィルタ２４を通過する電波（電磁波）の周波数と、その通過ロスＬとの関係を示している。図１５に示すように、変形例２の構成によれば、フィルタ２２のみのときと同様、通過する電波の周波数がｆ２に近づくにしたがって通過ロスＬが大きくなるという周波数特性に加え、周波数ｆ３に近傍においても通過ロスＬが大きくという周波数特性を有する。このように、フィルタ２４は、周波数ｆ３において電波の通過を阻害する機能を有するよう構成されるフィルタである。ただし、フィルタ２２との直列接続により多少の周波数特性の微動が生じるため、変形例２においては少なくともフィルタ２２とフィルタ２４との総合的にみた値の設定が必要であることは言うまでも無い。

ここで、第３のアンテナ１７とは、先の実施形態や変形例１において説明した第１、第２の周波数帯と相違する第３の周波数帯で通信を行うためのアンテナである。そして、フィルタ２２、２４によって減衰される周波数帯域は、第２のアンテナ１６にて使用される帯域を周波数ｆ２、第３のアンテナ１７にて使用される帯域を周波数ｆ３となるよう、フィルタの各素子の値が設定される。

具体的には、例えば第２のアンテナ１６を１．５ＧＨｚのＧＰＳ受信のためのアンテナ、第３のアンテナ１７を２．４ＧＨｚ帯のBluetooth（商標）の通信に用いられるアンテナとする場合、周波数ｆ２が１．５ＧＨｚ、周波数ｆ３が２．４ＧＨｚとなるよう各フィルタを設計する。

この変形例２によれば、フィルタ２２とフィルタ２４とを有することにより、第２の周波数帯の電波に対応する高周波電流も、第３の周波数帯の電波に対応する高周波電流も通過が阻害される。すなわち、周波数ｆ２とｆ３との２つの周波数帯において、導電塗装（第１導電部１２）がハイインピーダンスとなるため、第２のアンテナ１６からのアンテナ放射だけでなく、第３のアンテナ１７からのアンテナ放射も阻害されるのを防ぐことができ、第２のアンテナ１６と第３のアンテナ１７双方ともに効率良く放射する事が出来る。

すなわち、第２のアンテナ１６をＧＰＳアンテナ、第３のアンテナ１７をBluetoothアンテナとしても、それらの受信、送信についての悪影響を極力回避しつつも、第１のアンテナのアンテナ利得を向上させることが出来る。

＜＜変形例３＞＞
さらに、第３の周波数帯での通信デバイス（通信部）の一例としてBluetoothデバイスを有する場合の例を、本実施形態の変形例３として説明を行う。図１６に、本実施形態の変形例３として、給電端子２５、整合回路２６、Bluetoothデバイス２７を有する例の平面図を示す。また、図１６における共通符号箇所については説明を省略する。この例においては、第１導電部１２に対して、フィルタ２２とフィルタ２４を介した第１回路基板１０の基準電位ライン１０Ｇとの接続を変形例２と同様に行ないつつ、第１回路基板１０上のBluetoothデバイス２７から整合回路２６と給電端子２５とを介して第１導電部１２に対して給電する。

この変形例３によれば、変形例２と同様に第１導電部１２と基準電位ライン１０Ｇとの間の接続を、或る周波数帯（一例としてBluetooth帯）でアイソレーションを取っておく一方で、別の箇所で第１導電部１２側へ給電を行う事で、アイソレーションを取った周波数帯用のアンテナを構成する事が出来る。回路図は図１７の構成となり、その通過特性としては、図１８のような特性となる。

これにより、第１アンテナ１５にて用いる周波数帯を通過させつつも、第２アンテナ１６にて用いる周波数帯のアンテナ放射を改善し、別段のアンテナ部材を追加せずとも第１導電部１２そのものを第３周波数帯の通信デバイス用のアンテナを得ることが可能となる。具体的には、例えば８００ＭＨｚ帯のアンテナ特性の改善とＧＰＳアンテナの放射特性への悪影響の回避を同時に達成しつつ、Bluetoothアンテナを得る、というように、本変形例３によれば、小型化とアンテナ特性の改善と部品点数の削減を全て達成することも可能となる。

以上、複数の実施形態を説明したが、それぞれ必要に応じて適宜組み合わせて実施しても構わない。

以上のように、本発明に係る無線端末装置は、二つの周波数帯のアンテナを少なくとも有する無線端末装置に有用である。

１…携帯電話機
１Ｃ…筐体
１ＣＡ…第１筐体
１ＣＢ…第２筐体
１ＣＡＲ、１ＣＢＲ…裏蓋
２Ｍ…ディスプレイ
３…操作キー
４…方向及び決定キー
５…マイク
６…スピーカ
９…ヒンジ機構
９Ａ…第１ヒンジ部
９Ｂ…第２ヒンジ部
１０…第１回路基板
１０Ｇ…基準電位ライン
１１…第２回路基板
１２…第１導電部
１３…第２導電部
１４…導電部側端子
１５…第１アンテナ
１６…第２アンテナ
１７…第３アンテナ
２０、２０ａ…基準電位接続構造
２１…接続端子
２２Ｌ、２４Ｌ…コイル素子
２２Ｃ、２２Ｃ…コンデンサ素子
２２、２２ａ、２４…フィルタ
２３Ｌ、２３Ｒ…連結部材

Claims (11)

1. 複数の筐体の内部にそれぞれ配置される回路基板と、
   前記複数の筐体を連結する連結部と、
   当該連結部におけるそれぞれの前記筐体の内側に設けられて高周波電流を伝播させる導電部と、
   一方の回路基板の、前記連結部とは反対側に配置される第１の周波数帯のアンテナと、
   前記一方の回路基板の、前記連結部の側に配置される第２の周波数帯のアンテナと、
   前記連結部の側に配置されて前記導電部と接触する接続端子と、
   当該接続端子と他方の回路基板の基準電位ラインとの間に設けられて、前記第２の周波数帯が前記アンテナが配置されている一方の回路基板から前記他方の回路基板へ通過することを阻害するとともに、前記第１の周波数帯を通過させる第１のフィルタと、を含むことを特徴とする無線端末装置。
2. 前記第１のフィルタは、前記接続端子と前記基準電位ラインとの間に直列に接続されるコンデンサ素子を少なくとも有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線端末装置。
3. 前記第１のフィルタは、前記コンデンサ素子と並列に接続されるコイル素子を有する
   ことを特徴とする請求項２に記載の無線端末装置。
4. 前記連結部には、導電性を有する連結部材が設けられ、当該連結部材は前記導電部と接触し、かつ、前記連結部材は前記コンデンサ素子と並列に接続される
   ことを特徴とする請求項２に記載の無線端末装置。
5. 前記コンデンサ素子と直列に接続されるコイル素子を有する
   ことを特徴とする請求項４に記載の無線端末装置。
6. 前記第２の周波数帯のアンテナは、前記複数の筐体のうち、操作手段が設けられる筐体の内部に配置される回路基板に設けられる
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線端末装置。
7. 前記第１の周波数帯は８００ＭＨｚ帯であり、前記第２の周波数帯は、１．５ＧＨｚ帯である
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線端末装置。
8. 前記第１の周波数帯のアンテナは、無線通信に用いる送受信アンテナであり、前記第２の周波数帯のアンテナは、ＧＰＳ受信に用いるＧＰＳアンテナである
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線端末装置。
9. 前記第１のフィルタは、前記第１の周波数帯よりも前記第２の周波数帯の通過をより阻害するフィルタである
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線端末装置。
10. 前記第１の周波数帯とも前記第２の周波数帯とも異なる第３の周波数帯のアンテナをさらに備え、
    前記接続端子と前記回路基板の基準電位ラインとの間において前記第１のフィルタと直列に接続され、前記第３の周波数帯の通過を阻害する第２のフィルタが設けられている
    ことを特徴とする請求項１に記載の無線端末装置。
11. 前記接続端子と前記回路基板の基準電位ラインとの間において前記第１のフィルタと直列に接続され、前記第３の周波数帯の通過を阻害する第２のフィルタと、
    前記導電部に対して前記第３の周波数の信号を給電する通信部と、をさらに備える
    ことを特徴とする請求項１に記載の無線端末装置。
    

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