JP6212405B2

JP6212405B2 - 無線機

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Publication number: JP6212405B2
Application number: JP2014030048A
Authority: JP
Inventors: 修平大口; 武部　裕幸; 裕幸武部
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2014-02-19
Filing date: 2014-02-19
Publication date: 2017-10-11
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Also published as: JP2015156537A; CN106030902A; US20170012347A1; WO2015125383A1

Description

本発明は、筐体の外周部に設けられた導電体からなる枠部材をアンテナとして機能させる無線機に関するものである。

従来、筐体の外周部に設けられた金属枠をアンテナとして機能させる無線機が知られている。

例えば、特許文献１には、筐体の上部の外側面に沿って略半周の長さで第１金属フレームを設け、筐体の下部の外側面に沿って略半周の長さで第２金属フレームを設け、第１金属フレームの一端を回路基板上の整合回路部に接続された給電端子に接続し、他端を第１接地端子を介して回路基板のグランドに接続し、第２金属フレームの一端を上記給電端子付近で第２接地端子によって回路基板のグランドに接続し、他端を開放端として第１の接地端子の近傍に配置し、第１金属フレームおよび第２金属フレームの電気長を略同じにした構成の携帯無線機が開示されている。

特開２０１２−２３５２５８号公報（２０１２年１１月２９日公開）

しかしながら、上記特許文献１の技術では、アンテナ特性を確保するために第１および第２金属フレームの長さを通信に使用する周波数の波長に対応する長さに設定する必要があるので、金属枠設計の自由度が低いという問題がある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、アンテナ特性を低下させることなく、アンテナとして機能させる枠部材の自由度を向上させることにある。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る無線機は、筐体の外周に沿って設けられた導電性の枠部材と、上記枠部材をアンテナとして用いて無線通信処理を行う無線回路部とを備えた無線機であって、上記枠部材は、上記筐体内の基準電位に接続された第１基準電位接続点および第２基準電位接続点を備え、上記無線回路部は、上記枠部材における上記第１基準電位接続点と上記第２基準電位接続点との間の位置に配置された給電接続点に接続されていることを特徴としている。

上記の構成によれば、枠部材における第１基準電位接続点と第２基準電位接続点との間の領域がアンテナとして機能し、枠部材における上記領域の外側の領域はアンテナ特性にほとんど影響を及ぼさない。すなわち、上記領域の外側であれば枠部材の分割位置、分割数、長さ、幅等をどのように設定してもアンテナ特性は低下しない。このため、上記の構成によれば、アンテナ特性を低下させることなく、アンテナとして機能させる枠部材の自由度を向上させることができる。

本発明の実施形態１に係る無線機の概略構成を示す説明図である。（ａ）および（ｂ）は、図１に示した無線機の変形例を示す説明図である。（ａ）および（ｂ）は、図１に示した無線機の変形例を示す説明図である。（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態２に係る無線機の概略構成を示す説明図である。図４に示した無線機の変形例を示す説明図である。本発明の実施形態３に係る無線機の概略構成を示す説明図である。本発明の実施形態４に係る無線機の概略構成を示す説明図である。本発明の実施形態５に係る無線機の概略構成を示す説明図である。図８に示した無線機の変形例を示す説明図である。本発明の実施形態６に係る無線機の概略構成を示す説明図である。本発明の実施形態７に係る無線機の概略構成を示す説明図である。

〔実施形態１〕
本発明の一実施形態について説明する。

図１は、本実施形態に係る無線機１００の概略構成を示す説明図である。この図に示すように、無線機１００は、枠部材（導電体枠）１、無線回路部２、および基準電位Ｇを備えている。

枠部材１は、無線機１００の筐体の外周に沿って設けられた導電体からなる枠部材であり、無線機１００のアンテナとして機能する。枠部材１の材質は、導電性を有する材質であれば特に限定されるものではないが、例えば各種金属などを用いることができる。また、枠部材１は、無線機１００の外側から目視可能に配置されている構成であってもよく、目視できない位置に配置されている構成（例えば枠部材１が樹脂に覆われている構成）であってもよい。また、枠部材１の幅および厚みは特に制限されるものではなく、幅および厚みが位置によって異なっていてもよい（幅及び厚みは一定でなくてもよい）。

無線回路部２は、給電接続部３を介して枠部材１の給電接続点４に接続されており、枠部材１をアンテナとして用いて他の装置との無線通信処理を行う。無線回路部２の構成は特に限定されるものではなく、従来から公知の無線回路を用いることができる。また、給電接続部３の構成についても特に限定されるものではなく、無線回路部２と枠部材１とを電気的に導通させることができる構成であればよい。

基準電位Ｇは、無線機１００の各部に基準電位（グランド電位、定電位）を供給するものであり、無線機１００の筐体内に備えられている。基準電位Ｇの構成は特に限定されるものではなく、例えば、無線機１００に備えられる表示装置（例えば液晶表示装置等）の補強金属部材、あるいは各種基板のグランド端子などを用いることができる。

本実施形態では、図１に示したように、枠部材１の基準電位接続点（第１基準電位接続点）６ａおよび基準電位接続点（第２基準電位接続点）６ｂが、それぞれ基準電位接続部５ａ，５ｂを介して基準電位Ｇに接続されている。基準電位接続点６ａ，６ｂは、図１に示すように、給電接続点４に対して互いに異なる側に配置されている。すなわち、給電接続点４は枠部材１における基準電位接続点６ａと６ｂとの間の位置に配置されている。

なお、基準電位接続部５ａ，５ｂの構成は特に限定されるものではなく、枠部材１と基準電位とを電気的に導通させることができる構成であればよい。

また、基準電位接続部５ａ、基準電位接続部５ｂ、および給電接続部３の枠部材１に対する接続方法は特に限定されるものではなく、例えば、ビス等による共締め、半田付け、溶着（溶接）などを用いることができる。また、基準電位接続部５ａ、基準電位接続部５ｂ、および給電接続部３の一部または全部を、ステンレス部材あるいはフレキシブル配線パターン等の部材を介して枠部材１に接続してもよい。

このように、本実施形態に係る無線機１００は、枠部材１の基準電位接続点６ａおよび６ｂが基準電位Ｇに接続され、枠部材１における基準電位接続点６ａと６ｂとの間の位置に設けられた給電接続点４が無線回路部２に接続されている。

これにより、枠部材１における基準電位接続点６ａと６ｂとの間の電気長（枠部材１の幅、厚さ、周辺部材の誘電率等に応じて定まる電気的長さ）が波長λに対してλ／２となる周波数で共振が生じる。したがって、通信に使用する周波数に応じて基準電位接続点６ａおよび６ｂの位置（間隔）を設定しておくことで、当該周波数に対する良好なアンテナ特性を得ることができる。なお、共振周波数は、給電接続点４の位置や、後述するアンテナ定数整合部７，８等によって調整することもできる。

また、枠部材１における電流分布は基準電位接続点６ａと給電接続点４との間の領域（矢印ａ１参照）および給電接続点４と基準電位接続点６ｂとの間の領域（矢印ａ２参照）で生じ、これら両領域（矢印Ａ参照）がアンテナとして機能する。このため、枠部材１における上記領域の外側（基準電位接続点６ａと６ｂとの間の領域以外の領域）はアンテナ特性にほとんど寄与しない。したがって、枠部材１は、少なくとも基準電位接続点６ａと６ｂとの間の領域に存在していればよく、当該領域の外側であれば、枠部材１の分割位置、分割数、長さ、幅等をどのように設定してもアンテナ特性にほとんど影響を及ぼさない。

このため、例えば、図２の（ａ）に示すように枠部材１を基準電位接続点６ａと６ｂとの間の領域の外側における任意の位置（分割位置Ｘ１，Ｘ２）で分割しても、図２の（ｂ）に示すように基準電位接続点６ａと６ｂとの間の領域にのみ枠部材１を設けても、アンテナ特性が低下することがない。

したがって、本実施形態に係る無線機１００によれば、アンテナ特性を低下させることなく、枠部材１の設計自由度を向上させることができる。

なお、本実施形態では、枠部材１の２か所を基準電位Ｇに接続しているが、少なくとも２か所が接続されていればよく、３か所以上を接続してもよい。

また、図１に示した構成では、無線回路部２と枠部材１とを給電接続部３によって直接接続しているが、これに限るものではない。例えば、図３の（ａ）に示すように、無線回路部２と枠部材１とをアンテナ定数整合部７を介して接続するようにしてもよい。

アンテナ定数整合部７は、アンテナのインピーダンス（整合定数）を使用する周波数に整合させるために給電接続部３に挿入される部材であり、例えば、インダクタ、キャパシタ、スイッチ（例えば整合定数切り替え用のダイオード等）、フィルタ（特定波長域の信号のみを通過させるバンドパスフィルタ）などを用いることができる。

アンテナ定数整合部７を設けることにより、枠部材１の共振周波数を変化させることができる。すなわち、通信に用いる周波数に対して共振する基準電位接続点６ａと６ｂとの間の長さを変化させることができる。これにより、枠部材１の設計の自由度をさらに高めることができる。

また、図３の（ｂ）に示すように、アンテナ定数整合部７に加えて、基準電位接続部５ａにアンテナ定数整合部８を設けてもよい。アンテナ定数整合部８は、アンテナのインピーダンス（整合定数）を使用する周波数に整合させるために基準電位接続部５ａに挿入される部材であり、例えば、インダクタ、キャパシタなどを用いることができる。

また、アンテナ定数整合部７を省略してアンテナ定数整合部８を設けてもよく、アンテナ定数整合部７およびアンテナ定数整合部８に加えて、あるいはアンテナ定数整合部７およびアンテナ定数整合部８の両方または一方に代えて、基準電位接続部５ｂに他のアンテナ定数整合部（図示せず）を設けてもよい。

〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、実施形態１と同様の機能を有する部材については実施形態１と同じ符号を付し、その説明を省略する。

図４は、本実施形態に係る無線機１００の概略構成を示す説明図である。この図に示すように、本実施形態に係る無線機１００は、図１に示した構成に加えて、基準電位接続部５ｃを備えている。

基準電位接続部５ｃは、枠部材１の一部である基準電位接続点（第３基準電位接続点）６ｃを基準電位Ｇに接続する。基準電位接続点６ｃは、枠部材１における基準電位接続点６ａと給電接続点４との間の位置に設けられている。基準電位接続部５ｃと枠部材１との接続方法は特に限定されるものではなく、基準電位接続部５ａ，５ｂと同様の方法で接続することができる。

また、基準電位接続部５ｃには、無線回路部２の指示に応じて開状態（図４の（ａ）参照）と閉状態（図４の（ｂ）参照）とに切り替えられるスイッチＳ１が設けられている。なお、スイッチＳ１の動作をユーザが手動で切り替える構成としてもよい。また、スイッチＳ１は、枠部材１と基準電位Ｇとの間を閉状態（導通状態）と閉状態（遮断状態）とに切り替え可能な構成であれば特に限定されるものではなく、例えばＳＰＳＴ（Single-Pole Single-Throw；単極単投接点）などを用いることができる。

これにより、図４の（ａ）に示すように、スイッチＳ１が開状態の場合には、図１の場合と同様、枠部材１における電流分布は基準電位接続点６ａと給電接続点４との間の領域（矢印ａ１参照）、および給電接続点４と基準電位接続点６ｂとの間の領域（矢印ａ２参照）で生じ、これら両領域（矢印Ａ参照）がアンテナとして機能する。

また、図４の（ｂ）に示すように、スイッチＳ１が閉状態の場合には、枠部材１における電流分布は基準電位接続点６ｃと給電接続点４との間の領域（矢印ｂ１参照）、および給電接続点４と基準電位接続点６ｂとの間の領域（矢印ａ２参照）で生じ、これら両領域（矢印Ｂ参照）がアンテナとして機能する。

このように、本実施形態に係る無線機１００は、枠部材１と基準電位Ｇとの接続位置を切り替えることにより、枠部材１の共振周波数を変化させることができるので、複数の周波数を用いて通信を行うことができる。

なお、本実施形態では、基準電位接続点６ｃを枠部材１における基準電位接続点６ａと給電接続点４との間の位置に設けているが、これに限るものではない。例えば、枠部材１における給電接続点４と基準電位接続点６ｂとの間の位置に設けてもよい。

また、枠部材１の基準電位接続点６ａと６ｂとの間における複数箇所を、スイッチを介して基準電位Ｇに接続してもよい。上記スイッチとしては上述したスイッチＳ１と同様のものを用いることができる。

例えば、枠部材１における基準電位接続点６ａと給電接続点４との間の位置に基準電位接続部５ｃを設け、枠部材１における給電接続点４と基準電位接続点６ｂとの間の位置に他の基準電位接続点（図示せず）を設け、当該他の基準電位接続点をスイッチ（図示せず）を介して基準電位Ｇに接続するようにしてもよい。あるいは、基準電位接続点６ａと給電接続点４との間、および給電接続点４と基準電位接続点６ｂとの間の一方または両方に、複数の基準電位接続点（図示せず）を設け、それら各基準電位接続点をそれぞれスイッチ（図示せず）を介して基準電位Ｇに接続してもよい。

これにより、それら各スイッチの開閉状態の組み合わせを制御することで、より多様な周波数を用いた通信を行うことができる。

なお、図５に示すように、基準電位接続部５ａにＳＰＤＴ（Single-Pole Double-throw；単極双投接点）のスイッチＳ２を設け、枠部材１と基準電位Ｇとの接続経路を切り替えることで整合定数を変化させるようにしてもよい。

図５に示す例では、スイッチＳ２の単極部分を枠部材１の基準電位接続点６ａに接続し、双投部分の一方をアンテナ定数整合部９ａを介して基準電位Ｇに接続し、他方をアンテナ定数整合部９ｂを介して基準電位Ｇに接続している。アンテナ定数整合部９ａおよび９ｂは、例えばインダクタあるいはキャパシタ、ジャンパー抵抗（０Ω抵抗）、銅箔パターンなどからなり、互いに異なるインピーダンス特性を有している（互いに異なる整合定数を実現するように構成されている）。

スイッチＳ２の動作は無線回路部２によって切り替えられる。無線回路部２は、通信に用いる周波数に応じてスイッチＳ２の動作を制御し、基準電位接続点６ａをアンテナ定数整合部９ａを介して基準電位Ｇに接続する状態と、アンテナ定数整合部９ｂを介して基準電位Ｇに接続する状態とに切り替える。これにより、複数の周波数を用いて通信を行うことができる。

なお、図５の例では、基準電位接続部５ａと基準電位Ｇとの接続経路を２種類に切り替える構成について説明したが、これに限らず、３種類以上に切り替える構成としてもよい。

また、基準電位接続部５ａに加えて、あるいは基準電位接続部５ａに代えて、基準電位接続部５ｂにスイッチＳ２を設け、このスイッチＳ２により基準電位接続点６ｂと基準電位Ｇとの接続経路を互いに特性の異なる経路の間で切り替えるようにしてもよい。これにより、各基準電位接続部における枠部材１と基準電位Ｇとの接続経路を通信に用いる周波数に応じて切り替えることで、多様な周波数を用いて通信を行うことができる。

また、本実施形態で示した各構成についても、実施形態１の場合と同様、枠部材１における基準電位接続点６ａと６ｂとの間の領域の外側であれば、枠部材１の分割位置、分割数、長さ、幅等をどのように設定してもアンテナ特性にほとんど影響を及ぼさない。したがって、実施形態１と同様、アンテナ特性を低下させることなく、枠部材１の設計自由度を向上させることができる。

〔実施形態３〕
本発明のさらに他の実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、上述した実施形態と同様の機能を有する部材については当該実施形態と同じ符号を付し、その説明を省略する。

図６は、本実施形態に係る無線機１００の概略構成を示す説明図である。この図に示すように、本実施形態に係る無線機１００は、図１に示した構成に加えて、アンテナ定数整合部７ｂを有する給電接続部３ｂを介して枠部材１の給電接続点４ｂに接続された無線回路部２ｂと、アンテナ定数整合部７ｃを有する給電接続部３ｃを介して枠部材１の給電接続点４ｃに接続された無線回路部２ｃと、枠部材１の基準電位接続点（第４基準電位接続点）６ｄと基準電位Ｇとを接続する基準電位接続部５ｄとを備えている。なお、給電接続点４ｂは給電接続点４と基準電位接続点６ｂとの間に設定され、給電接続点４ｃは基準電位接続点６ｂと６ｄとの相手に設定されている。

無線回路部２ｂ，２ｃは、枠部材１をアンテナとして用いて他の装置との無線通信処理を行う。なお、無線回路部２，２ｂ，２ｃは、同一のシステム（同一周波数）によって無線通信を行うものであってもよく、異なるシステム（異なる周波数）によって無線通信を行うものであってもよい。無線回路部２，２ｂが使用するアンテナの共振周波数は、給電接続点４，４ｂの位置や、アンテナ定数整合部７，７ｂ等によって異なる周波数に調整することができる。別々のシステムを使用する場合の例としては、例えば、枠部材１をＧＰＳ（Global Positioning System）通信用のアンテナとして機能させるシステムと、ＷｉＦｉ（登録商標）通信用のアンテナとして機能させるシステムとが挙げられる。

なお、図６に示した例では、無線回路部２，２ｂ，２ｃと枠部材１との間にアンテナ定数整合部７，７ｂ，７ｃを設けているが、アンテナ定数整合部７，７ｂ，７ｃは必須の構成ではなく、これらの一部または全部を省略してもよい。

上記の構成により、無線回路部２が通信を行う場合には、図６に示したように、枠部材１における電流分布は基準電位接続点６ａと給電接続点４との間の領域（矢印ｃ１参照）、および給電接続点４と基準電位接続点６ｂとの間の領域（矢印ｃ２参照）で生じ、これら両領域（矢印Ｃ参照）がアンテナとして機能する。

また、無線回路部２ｂが通信を行う場合には、図６に示したように、枠部材１における電流分布は基準電位接続点６ａと給電接続点４ｂとの間の領域（矢印ｄ１参照）、および給電接続点４ｂと基準電位接続点６ｂとの間の領域（矢印ｄ２参照）で生じ、これら両領域（矢印Ｄで示した領域）がアンテナとして機能する。

また、無線回路部２ｃが通信を行う場合には、図６に示したように、枠部材１における電流分布は基準電位接続点６ｂと給電接続点４ｃとの間の領域（矢印ｅ１参照）、および給電接続点４ｃと基準電位接続点６ｄとの間の領域（矢印ｅ２参照）で生じ、これら両領域（矢印Ｅで示した領域）がアンテナとして機能する。

これにより、複数のシステム（複数の周波数）を用いた通信を行うことができる。

また、実施形態１と同様、枠部材１における基準電位接続点６ａと６ｄとの間の領域の外側であれば、枠部材１の分割位置、分割数、長さ、幅等をどのように設定してもアンテナ特性にほとんど影響を及ぼさない。このため、アンテナ特性を低下させることなく、枠部材１の設計自由度を向上させることができる。

〔実施形態４〕
本発明のさらに他の実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、上述した実施形態と同様の機能を有する部材については当該実施形態と同じ符号を付し、その説明を省略する。

図７は、本実施形態に係る無線機１００の概略構成を示す説明図である。この図に示すように、本実施形態に係る無線機１００は、図１に示した構成に加えて、給電接続部３における給電接続点４側の端部に、アンテナとして機能するアンテナ部材（アンテナエレメント）１１を備え、このアンテナ部材１１を介して無線回路部２と枠部材１とが接続されている。

アンテナ部材１１としては、例えば、（ｉ）キャビネットと一体成型されたアルミニウム、ステンレス（ＳＵＳ）、あるいはマグネシウム等の金属からなる部材、（ｉｉ）キャビネット（支持部材）と一体化されたＭＩＤ（Molded Interconnect Device）、ＬＤＳ（Laser Direct Structuring）、ＤＰＡ（Direct Printed Antenna）等の部材、（ｉｉｉ）基板上にパターン化された部材などを用いることができる。

なお、アンテナ部材１１は、枠部材１とは別に備えられる部材であってもよく、枠部材１と一体的に形成された構成（枠部材１の一部を筐体内に延伸させた構成）であってもよい。

このように、アンテナ部材１１を設けることにより、アンテナとして機能する部分の電流経路を増加させることができ（矢印ａ３参照）、複数の周波数を用いて通信を行うことができる。

また、実施形態１と同様、枠部材１における基準電位接続点６ａと６ｂとの間の領域の外側であれば、枠部材１の分割位置、分割数、長さ、幅等をどのように設定してもアンテナ特性にほとんど影響を及ぼさない。このため、アンテナ特性を低下させることなく、枠部材１の設計自由度を向上させることができる。

〔実施形態５〕
本発明のさらに他の実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、上述した実施形態と同様の機能を有する部材については当該実施形態と同じ符号を付し、その説明を省略する。

図８は、本実施形態に係る無線機１００の概略構成を示す説明図である。この図に示すように、本実施形態に係る無線機１００は、給電接続部３の全域がアンテナ部材１１によって構成されており、かつアンテナ部材１３を介して枠部材１の容量接続点１４に接続された容量素子１２を備えている。なお、図８に示した例では、容量接続点１４は基準電位接続点６ａと給電接続点４との間に配置されているが、これに限らず、例えば給電接続点４と基準電位接続点６ｂとの間に配置されていてもよい。

アンテナ部材１３としては、アンテナ部材１１と同様の構成のものを用いることができる。また、アンテナ部材１３は、枠部材１とは別に備えられる部材であってもよく、枠部材１と一体的に形成された構成（枠部材１の一部を筐体内に延伸させた構成）であってもよい。

また、容量素子１２として用いる部材の構成は特に限定されるものではなく、例えば、アンテナ部材１３と一体成型された部材であってもよく、アンテナ部材の１３の先端部（容量接続点１４と反対側の端部）を容量素子１２として用いてもよい。

このように、基準電位Ｇと容量で結合された容量素子１２を設けることにより、アンテナとして機能する部分の電流経路を増加させることができ（矢印ａ４参照）、複数の周波数を用いて通信を行うことができる。

なお、容量素子１２は、アンテナの開放端として機能させてもよい。また、容量素子１２と基準電位Ｇとの間の容量を調整することにより、アンテナのインピーダンス調整を行うこともできる。また、図９に示すように、容量素子１２と基準電位Ｇとの間にスイッチＳ３を設け、通信周波数に応じて無線回路部２がスイッチＳ３を開状態と閉状態とに切り替えるようにしてもよい。あるいは、スイッチＳ３の切り替えをユーザが手動で行うようにしてもよい。

〔実施形態６〕
本発明のさらに他の実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、上述した実施形態と同様の機能を有する部材については当該実施形態と同じ符号を付し、その説明を省略する。

図１０は、本実施形態に係る無線機１００の概略構成を示す説明図である。この図に示すように、本実施形態に係る無線機１００は、図１に示した構成に加えて、枠部材１とは異なるアンテナとして機能するアンテナ部材１５と、給電接続部１６を介してアンテナ部材１５の給電接続点１７に接続された無線回路部２ｄとを備えている。アンテナ部材１５としては、上述したアンテナ部材１１と同様のものを用いることができる。

上記の構成では、枠部材１における基準電位接続点６ａと６ｂとの間の領域をλ／２系で動作する第１アンテナ（通信に用いる周波数に対応する波長λに対してλ/２波長で共振が生じるアンテナ）として機能させ、アンテナ部材１５を例えば逆Ｌアンテナ等のλ／４系で動作する第２アンテナ（通信に用いる周波数に対応する波長λに対してλ/４波長で共振が生じるアンテナ）として機能させることができる。

具体的には、上記の構成は、以下の（１）〜（３）の条件を満たしている。
（１）無線機１００が略矩形形状からなり、上記矩形形状の短手方向の長さＬ１と第１および第２アンテナが使用する周波数の波長λの１／４倍（すなわちλ／４）との差が、上記矩形形状の長手方向の長さＬ２と上記波長λの１／４（λ／４）との差よりも小さい。すなわち、Ｌ１の方がＬ２よりも使用する周波数のλ／４倍に近い。
（２）アンテナ部材１５の給電接続点１６が短手方向のどちらかの端部側に寄っている。
（３）枠部材１の基準電位接続点６ａ，６ｂの少なくとも一方が短手方向のどちらかの端部側に寄っている。

この場合、アンテナ部材１５はλ／４系で動作するので、基準電位に流れる電流は短手方向（Ｌ１方向）に流れやすく、アンテナ部材１５の主偏波方向はＬ１方向になる。また、枠部材１はλ／２系で動作するので、基準電位に流れる電流は長手方向（Ｌ２方向）に流れやすく、枠部材１の主偏波方向はＬ２方向になる。

したがって、枠部材１の偏波方向とアンテナ部材１５の偏波方向とを直交させることができるので、互いの干渉が少ないアンテナ設計（小さい結合量、少ないアイソレーション、高いアンテナ利得）が可能になる。なお、第１アンテナと第２アンテナとを同じ周波数帯域で使用し、ダイバーシチアンテナとして用いてもよい。

なお、上記（１）〜（３）の条件を必ずしも全て満たす必要はなく、λ／２系で動作するアンテナとλ／４系で動作するアンテナとを実現可能な構成であればよい。上記（１）〜（３）の条件を満たさない場合であっても、λ／２系で動作するアンテナとλ／４系で動作するアンテナとでは動作モードが異なるため、結合量を減少させることができる。

また、アンテナが複数の周波数において共振する場合、必ずしも全ての周波数において上記条件（１）〜（３）を満たす必要はなく、ある一つの周波数に対して上記（１）〜（３）の条件の一部または全部を満たすことにより、結合量を減少させることができる。

また、本実施形態に係る無線機１００においても、実施形態１と同様、枠部材１における基準電位接続点６ａと６ｂとの間の領域の外側であれば、枠部材１の分割位置、分割数、長さ、幅等をどのように設定してもアンテナ特性にほとんど影響を及ぼさない。このため、アンテナ特性を低下させることなく、枠部材１の設計自由度を向上させることができる。

〔実施形態７〕
本発明のさらに他の実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、上述した実施形態と同様の機能を有する部材については当該実施形態と同じ符号を付し、その説明を省略する。

図１１は、本実施形態に係る無線機１００の概略構成を示す説明図である。この図に示す無線機１００は、図１に示した構成に加えて、枠部材１の基準電位接続点（第４基準電位接続点）６ｄと基準電位Ｇとを接続する基準電位接続部５ｄと、給電接続部３に設けられたスイッチＳ４とを備えている。スイッチＳ４は、無線回路部２の枠部材１に対する接続位置を、基準電位接続点６ａと６ｂとの間に設けられた給電接続点４と、基準電位接続点６ｂと６ｄとの間に設けられた給電接続点４ｂとに切り替える。スイッチＳ４の動作は、通信に用いる周波数に応じて無線回路部２が切り替えるようにしてもよく、ユーザが手動で切り替えるようにしてもよい。

上記構成により、無線回路部２が給電接続点４に接続されている場合には、図１の構成と同様、枠部材１における電流分布は基準電位接続点６ａと給電接続点４との間の領域（矢印ａ１参照）、および給電接続点４と基準電位接続点６ｂとの間の領域（矢印ａ２参照）で生じ、これら両領域（矢印Ａ参照）がアンテナとして機能する。

また、無線回路部２が給電接続点４ｂに接続されている場合には、図１１に示したように、枠部材１における電流分布は基準電位接続点６ｂと給電接続点４ｂとの間の領域（矢印ｆ１参照）、および給電接続点４ｂと基準電位接続点６ｄとの間の領域（矢印ｆ２参照）で生じ、これら両領域（矢印Ｆ参照）がアンテナとして機能する。

このように、本実施形態に係る無線機１００は、無線回路部２と枠部材１との接続位置を切り替えることにより、枠部材１の共振周波数を変化させ、複数の周波数を用いて通信を行うことができる。

なお、ユーザの枠部材１に対する接触位置を検出するセンサ（図示せず）を設け、このセンサの検出結果に応じて、無線回路部２が、基準電位接続点６ａと６ｂとの間の領域（図１１の矢印ａ１参照）、および基準電位接続点６ｂと６ｄとの間のうち、ユーザが接触していない方をアンテナとして機能させるようにスイッチＳ４の動作を切り替えてもよい。あるいは、無線回路部２が、ＲＦ受信電力に応じてスイッチＳ４の動作を切り替えるようにしてもよい。

また、本実施形態に係る無線機１００においても、実施形態１と同様、枠部材１における基準電位接続点６ａと６ｄとの間の領域の外側であれば、枠部材１の分割位置、分割数、長さ、幅等をどのように設定してもアンテナ特性にほとんど影響を及ぼさない。このため、アンテナ特性を低下させることなく、枠部材１の設計自由度を向上させることができる。

なお、本実施形態では、無線回路部２と枠部材１との接続点を給電接続点４と４ｂとの間で切り替える構成について説明したが、これに限らず、３つ以上の接続点の間で切り替えるようにしてもよい。

〔まとめ〕
本発明の態様１に係る無線機１００は、筐体の外周に沿って設けられた導電性の枠部材１と、上記枠部材１をアンテナとして用いて無線通信処理を行う無線回路部２とを備えた無線機１００であって、上記枠部材１は、上記筐体内の基準電位Ｇに接続された第１基準電位接続点６ａおよび第２基準電位接続点６ｂを備え、上記無線回路部２は、上記枠部材１における上記第１基準電位接続点６ａと上記第２基準電位接続点６ｂとの間の位置に配置された給電接続点４に接続されていることを特徴としている。

上記の構成によれば、枠部材１における第１基準電位接続点６ａと第２基準電位接続点６ｂとの間の領域がアンテナとして機能し、枠部材１における上記領域の外側の領域はアンテナ特性にほとんど影響を及ぼさない。すなわち、上記領域の外側であれば枠部材１の分割位置、分割数、長さ、幅等をどのように設定してもアンテナ特性は低下しない。したがって、上記の構成によれば、アンテナ特性を低下させることなく、アンテナとして機能させる枠部材１の自由度を向上させることができる。

本発明の態様２に係る無線機１００は、態様１において、上記枠部材１における上記第１基準電位接続点６ａと上記給電接続点４との間、および上記給電接続点４と上記第２基準電位接続点６ｂとの間のうちの少なくとも一方に、導通状態と遮断状態とに切り替え可能なスイッチＳ１を介して上記筐体内の基準電位Ｇに接続された第３基準電位接続点６ｃを備えている構成である。

上記の構成によれば、スイッチＳ１を導通状態と非導通状態とに切り替えることにより枠部材１のアンテナ特性を変化させ、複数の周波数を用いた通信を行うことができる。

本発明の態様３に係る無線機１００は、上記態様１または２において、上記第１基準電位接続点６ａと上記基準電位Ｇとの間、および上記第２基準電位接続点６ｂと上記基準電位Ｇとの間の少なくとも一方に、当該基準電位接続点と上記基準電位Ｇとの間の接続経路をインピーダンスの異なる複数の接続経路の間で切り替える第２スイッチＳ２を備えている構成である。

上記の構成によれば、第２スイッチＳ２を切り替えることによって枠部材１のアンテナ特性を変化させ、複数の周波数を用いた通信を行うことができる。

本発明の態様４に係る無線機１００は、上記態様１から３のいずれかにおいて、上記枠部材１をアンテナとして用いる無線回路部２，２ｂ，２ｃを複数備えており、それら複数の無線回路部２，２ｂ，２ｃが上記枠部材１における互いに異なる位置に接続されている構成である。

上記の構成によれば、各無線回路部２，２ｂ，２ｃにおいて互いに異なる周波数を用いた通信を行うことができる。

本発明の態様５に係る無線機１００は、上記態様４において、上記枠部材１は、上記第１基準電位接続点６ａと上記第２基準電位接続点６ｂとによって挟まれた領域の外側に上記筐体内の基準電位Ｇに接続された第４基準電位接続点６ｄを備え、複数の上記無線回路部２，２ｂ，２ｃのうちの一部（無線回路部２，２ｂ）は上記枠部材における上記第１基準電位接続点６ａと上記第２基準電位接続点６ｂとの間の位置に配置された給電接続点４，４ｂに接続され、複数の上記無線回路部２，２ｂ，２ｃ，２ｄのうちの他の一部（無線回路部２ｃ）は上記枠部材１における上記第１基準電位接続点６ａと上記第４基準電位接続点６ｄとの間または上記第２基準電位接続点６ｂと上記第４基準電位接続点６ｄとの間の位置に配置された給電接続点４ｃに接続されている構成である。

本発明の態様６に係る無線機１００は、上記態様１から５のいずれかにおいて、上記無線回路部２は、アンテナとして機能するアンテナ部材１１を介して上記給電接続点４に接続されている構成である。なお、上記アンテナ部材１１は、枠部材１とは異なる部材であってもよく、枠部材１と一体的に形成された部材であってもよい。

上記の構成によれば、アンテナとして機能する部分の電流経路を増加させることができるので、複数の周波数を用いて通信を行うことができる。

本発明の態様７に係る無線機１００は、上記態様１から６のいずれか１において、上記枠部材１における上記第１基準電位接続点６ａと上記給電接続点４との間、および上記給電接続点４と上記第２基準電位接続点６ｂとの間のうちの少なくとも一方に、容量素子１２を介して上記筐体内の基準電位Ｇに接続された容量接続点１４を備えている構成である。

上記の構成によれば、容量素子１２によって枠部材１のアンテナ特性を調整することができるので、所定の周波数を用いて通信を行うための枠部材１における第１基準電位接続点６ａおよび第２基準電位接続点６ｂの位置（間隔）を、容量素子１２を設けない場合と異なる位置に設定することができる。このため、枠部材１の設計自由度をさらに高めることができる。

本発明の態様８に係る無線機１００は、上記態様１から７において、上記無線回路部２と上記給電接続点４との間に接続され、アンテナとして機能するアンテナ部材１５と、上記アンテナ部材１５に接続され、上記アンテナ部材１５をアンテナとして用いて無線通信処理を行う無線回路部２ｄとを備えている構成である。

本発明の態様９に係る無線機１００は、上記態様１から８のいずれかにおいて、上記枠部材１は、上記第１基準電位接続点６ａと上記第２基準電位接続点６ｂとによって挟まれた領域の外側に上記筐体内の基準電位Ｇに接続された第４基準電位接続点６ｄを備え、上記無線回路部２は、スイッチＳ４を介して上記給電接続点４と上記枠部材１における上記第１基準電位接続点６ａと上記第４基準電位接続点６ｄとの間または上記第２基準電位接続点６ｂと上記第４基準電位接続点６ｄとの間の位置に配置された給電接続点４ｂとに接続されており、上記スイッチＳ４は、上記無線回路部２と上記給電接続点４とを導通させ、上記無線回路部２と上記給電接続点４ｂとを非導通にさせる第１状態と、上記無線回路部２と上記給電接続点４とを非導通とし、上記無線回路部２と上記給電接続点４ｂとを導通させる第２状態とに切り替え可能である構成である。

上記の構成によれば、スイッチＳ４によって枠部材１におけるアンテナとして機能する領域を切り替えることができるので、複数の周波数を用いて通信を行うことができる。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、筐体の外周部に設けられた導電体からなる枠部材をアンテナとして機能させる無線機に適用できる。

１枠部材（導電体枠、金属枠）
２，２ｂ，２ｃ，２ｄ無線回路部
３，３ｂ，３ｃ給電接続部
４，４ｂ，４ｃ給電配線点
５ａ〜５ｄ基準電位接続部
６ａ基準電位接続点（第１基準電位接続点）
６ｂ基準電位接続点（第２基準電位接続点）
６ｃ基準電位接続点（第３基準電位接続点）
６ｄ基準電位接続点（第４基準電位接続点）
７，７ｂ，７ｃ，８，９ａ，９ｂアンテナ定数整合部
１１，１３，１５アンテナ部材
１２容量素子
１４容量接続点
１６給電接続部
１７給電接続点
１００無線機
Ｇ基準電位
Ｓ１，Ｓ３，Ｓ４スイッチ
Ｓ２スイッチ（第２スイッチ）

Claims

筐体の外周に沿って設けられた導電性の枠部材と、上記枠部材をアンテナとして用いて無線通信処理を行う第１無線回路部とを備えた無線機であって、
上記枠部材は、上記筐体内の基準電位に接続された第１基準電位接続点および第２基準電位接続点を備え、
上記第１無線回路部は、上記枠部材における上記第１基準電位接続点と上記第２基準電位接続点との間の位置に配置された第１給電接続点に接続されており、
上記無線機は、上記枠部材とは異なるアンテナとして機能する第１アンテナ部材と、上記第１アンテナ部材に配置された第２給電接続点に接続された第２無線回路部とを備え、
当該無線機が無線通信に用いる周波数に対応する波長をλとすると、上記枠部材はλ／２系で動作するアンテナであり、上記第１アンテナ部材はλ／４系で動作するアンテナであることを特徴とする無線機。
上記枠部材は、短手方向の長さがＬ１であり、長手方向の長さがＬ２である矩形形状を有し、
Ｌ１とλ／４との差が、Ｌ２とλ／４との差よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の無線機。
上記第２給電接続点は、上記枠部材における短手方向の中心よりもいずれかの端部側に寄って配置されていることを特徴とする請求項２に記載の無線機。
筐体の外周に沿って設けられた導電性の枠部材と、上記枠部材をアンテナとして用いて無線通信処理を行う複数の第１無線回路部とを備えた無線機であって、
上記枠部材は、上記筐体内の基準電位に接続された第１基準電位接続点および第２基準電位接続点を備え、
複数の上記第１無線回路部は、上記枠部材における上記第１基準電位接続点と上記第２基準電位接続点との間における互いに異なる位置に配置された複数の第１給電接続点のうちの互いに異なる第１給電接続点に接続されていることを特徴とする無線機。
上記枠部材は、上記第１基準電位接続点と上記第２基準電位接続点とによって挟まれた領域の外側に、上記筐体内の基準電位に接続された第３基準電位接続点を備え、
複数の上記第１無線回路部のうちの一部は、上記枠部材における上記第１基準電位接続点と上記第２基準電位接続点との間に配置された第１給電接続点に接続され、
複数の上記第１無線回路部のうちの他の一部は、上記枠部材における上記第１基準電位接続点と上記第３基準電位接続点との間または上記第２基準電位接続点と上記第３基準電位接続点との間の位置に配置された第３給電接続点に接続されていることを特徴とする請求項４に記載の無線機。
上記枠部材における上記第１基準電位接続点と上記第１給電接続点との間、および上記第１給電接続点と上記第２基準電位接続点との間のうちの少なくとも一方に、導通状態と遮断状態とに切り替え可能なスイッチを介して上記筐体内の基準電位に接続された第４基準電位接続点を備えていることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の無線機。
上記第１基準電位接続点と上記基準電位との間、および上記第２基準電位接続点と上記基準電位との間の少なくとも一方に、当該基準電位接続点と上記基準電位との間の接続経路をインピーダンスの異なる複数の接続経路の間で切り替える第２スイッチを備えていることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の無線機。
上記第１無線回路部は、アンテナとして機能する第２アンテナ部材を介して上記第１給電接続点に接続されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の無線機。