JPH04123503A - 携帯型無線機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、アンテナを最適な位置に配置することで電波
の送受信状態をより良好にできる携帯型無線機に関する
。

（従来の技術） 携帯型無線機においては軽薄短小化が進められている。

この中でも電池とアンテナの小形化が問題となっている
。

一方、送受話器部分が無線機本体と隣接している場合で
はアンテナと人体頭部が近接し、これによって周波数帯
によっては、人体による放射界への悪影響及び放射界に
よる人体への悪影響が予想される。ここで、この影響を
低下する方法としては、人体から離せば、影響が低下す
ることが予想される。しかし、この方法は、アンテナ長
を伸ばす等の無線機自体の大きさを大きくすることが必
要となる。

従って人体の影響を少なくし、また無線機の大きさを大
きくしないという目的で、アンテナ長には、最適なパラ
メータが存在すると思われる。しかし、人体頭部を含め
たアンテナの解析は困難であり、このパラメータを設定
することはこれまでできなかった。

また人体の影響を減らすためにスリーブアンテナや、オ
フセット給電したダイポールアンテナ等があるが、アン
テナの位置に関して従来では記述しているものはない。

このように、軽薄短小化された携帯無線機においては、
アンテナから放射される電波が人体によって吸収され、
アンテナの放射特性が劣化するという欠点を有していた
。これにより無線機の送受信能力が低下し、安定した通
信が行えないといった問題があった。

（発明が解決しようとする課題） 以上述べてきたように従来の送受話器一体形の小形の携
帯無線通信装置では、人体頭部のアンテナ特性への影響
によって、通話時にアンテナ特性が劣化し、安定した無
線通信が行えないという問題があった。

本発明は、以上の点を鑑みてなされたものでアンテナの
位置を考慮して安定した無線通信の行える携帯無線通信
装置を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（ｍ１題を解決するための手段） 上記目的を解決するために本発明においては、筐体と、
この筐体内に収納され、筐体内から出し入れ可能なスリ
ーブアンテナと、筐体内に収納され、スリーブアンテナ
に接続された送受信部とを備え、これらを用いて通信す
る携帯型無線機である。

このスリーブアンテナには、放射素子部が備えられ、こ
の放射素子部の全長が使用周波数の波長の１／４以下の
長さであり、かつスリーブアンテナの給電点がスリーブ
アンテナの出し入れがなされる筐体部分よりλ／８以上
離れていることを特徴とするものである。

またもう一つは、アンテナと、低周波部を収納するため
の第１の筐体と、第１の筐体に接続部で接続され前記ア
ンテナに接続された高周波部を収納するための第２の筐
体とを備えた携帯型無線機である。

この接続部には、第１の筐体と第２の筐体の近接距離を
可変可能にする手段が備えられていることを特徴とする
ものである。

（作用） 携帯型無線機の筐体内に収納されているスリーブアンテ
ナを出し入れ可能にし、このスリーブアンテナの放射素
子部の全長を使用周波数の波長の１／４以下の長さにし
てスリーブアンテナの給電点をスリーブアンテナの出し
入れがなされる筐体部分より・１７８以上離すことで、
携帯型無線機の送受信時の人体の影響をなくしアンテナ
特性の良好な安定した無線通信を実現することができる
。また、このことは、低周波部を収納するための第１の
筐体と、この第１の筐体に接続部で接続され、アンテナ
に接続された高周波部を収納するための第２の筐体とを
備えた携帯型無線機において、第１の筐体と第２の筐体
の近接距離を接続部で可変にさせることでも実現できる
。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。第
１図は１本発明の一実施例に係る携帯型無線機の概略構
成を示した図である６携帯型無線機の構成は、簡単に言
えば、送受信部等を収納し、外部に送信の時に使うマイ
ク１０８や受信時に使うスピーカや数字等記号を入力す
るためのキーボード１０７を備えた筐体１０１と、この
筐体１０１から出し入れ可能になる様備え付けられ送受
信部に接続されているアンテナ１００とから成っている
。この実施例に示した図は、携帯型無線機の一例として
携帯電話を想定している。従ってキーボード１０７もブ
ツシュホンボタンの構成に似かよったキー配列にしてい
る。アンテナ１００の構成を詳細に述べる。この倒では
スリーブアンテナを一例として示しておいた。このスリ
ーブアンテナは、アンテナ素子１０２．１０３とこのア
ンテナ素子を同軸ケーブル１０５とで構成されている。

また給電線が給電するための同軸ケーブル１０５内にあ
り、これとこの同軸ケーブル１０５を接続するために導
体線が設けられている。ここで、この携帯型無線機を用
いることで、人体からの電波への影響をなるべく劣化さ
せ、良好な無線通信が行える理由について述べていく。

第２図に発明者が今回行った空間回路網法による人体モ
デル近傍におけるダイポールアンテナの電磁界特性のシ
ミュレーションの結果から得たアンテナ放射効率と、人
体とアンテナの位置の関係のグラフを示す。

人体のモデルは、Ｘ方向１８．７ｃｍ、　ｙ方向２４Ｑ
１１゜２方向１７．３ｃｍで、比誘電率５０．導伝率２
．５（ｓ／ｍ）の直方体柱として測定を行った。

アンテナは９００ＭＨｚで共振するように１６．７＞の
ダイポールアンテナである。アンテナは、直方体の面の
うち、人体の横顔となる面の中心にＯをおき、即ちＸ＝
Ｏでｙｚ面内でｙ軸に平行なダイポールアンテナとなっ
ており、このｙｚ面内でアンテナを移動させて、放射効
率を計算し、その等高級を第２図に示している。第４図
に以上のパラメータを解析モデルで表した模式図を示す
。第２図を見てわかる通り、アンテナが原点（人体では
ほぼ耳にあたる所）に近付くにつれて劣化していくこと
がわかる。

一方、人体の影響を低減する目的で、スリーブアンテナ
が提案されているパラメータによっては、人体の影響を
低減できていないことが第２図よりわかる。

またさらに、小形化したスリーブアンテナにおいては、
アンテナの給電線上への高周波電流の漏洩により、アン
テナ放射界が乱れることが知られている。この測定値を
もとにしてアンテナの放射効率の人体による劣化が１　
［ｄＢ］以下にできるようにするためのアンテナを人体
から離さなければならない距離（第４図ではｄとして表
わしている。）を求めた。これによると、第１図に示し
た携帯型無線機を送受話できる状態になるよう人体に近
づけた時この同軸ケーブル１０５と人体の頭部との距離
ｄは、Ｏ〜１１程度なら１０１以上、ｄが１〜２０なら
８ｃｍ１以上、ｄが２〜３　ｃｍなら１０以上、ｄが３
〜４Ｌ１１１なら６ａ１１以上、ｄが５１なら５国以上
最低でもとることによりアンテナの放射効率の人体によ
る劣化１　［ｄＢ］以下にできることがわかった。

この距離は最低とらねばならない距離であり、使用者の
必要に応じては、これ以上距離をとることによってもっ
と人体による影響を劣化させることができる。

人体によるアンテナへの影響は、これだけに起因するも
のではない、−例としてアンテナの放射素子部分をλ／
４以下にしたことによってもアンテナの放射効率が上げ
られる。第３図には、第４図で示したパラメータで計算
した放射効率をＯ［ｄＢ］としたときに、同じアンテナ
上端部の高さｈのλ／４ダイポールアンテナの放射効率
を示している。

これによれば、λ／２アンテナに比べてλ／４アンテナ
の方が放射効率の改善が生じていることがわかる。また
この時アンテナの給電部はλ／８国〜１０３無線機本体
から離れている。この長さは、ポケットに入るような超
小形無線機に用いるアンテナとしては充分に短いもので
ある。また、第２図に示されるように給電部が１０ａｍ
以上無線機本体から離れることによって、アンテナの放
射効率は−１［ｄＢ］以上になってしまうためにアンテ
ナの放射効率の改善はあまり見込めなくなる。しかし、
人体からアンテナが離れれば離れる程人体による電波の
吸収が減り、アンテナの放射効率はＯ［ｄＢ］に近づく
ことが予想される。

第１図に示した携帯型無線機を更に小形化することによ
って生じるアンテナと給電線の不整合を送受信部とアン
テナの結合部に整合回路を挿入することによって整合が
とられている。これにより整合回路の調整が容易になる
。またアンテナへの給電線上に漏洩する高周波電流を防
止する手段例えばアンテナにシュペルトップ等を挿入す
ることによって阻止している。

第５図に整合をとる整合回路と高周波電流防止手段とが
備えられた例が示されている。この構成は、送受信部２
０３に接続され直列に挿入されたコンデンサからなる整
合回路２０２とこれに接続されたアンテナ１００からな
る。アンテナ１００は、同軸ケーブル１０５と、アンテ
ナ阻止１０２．１０３と、給電線と同軸ケーブル１０５
の外被導体とを接続するための導電線１０４と線状スペ
ルトップ２０１とからなる。線状スペルトップ２０１は
、λ／４の長さに設定することにより同軸ケーブル１０
５とアンテナ素子１０２の結合部から線状スペルトップ
２０１側を見ると同軸ケーブル１０５の外被導体と線状
スペルトップ２０１で構成される平行２線は、インピー
ダンスが無限大に見え、同軸ケーブル１０５の外被導体
への高周波電流の漏洩は阻止される。また線状スペルト
ップ２０１をλ／４以外の値に設定することによってア
ンテナ素子１０２，１０３と給電線１０５の整合をとる
ことは可能ではあるが、これによって同軸ケーブル１０
５の外被導体への高周波電流の漏洩の防止の効果が減じ
られる。そこでアンテナ素子１０２，１０３と給電線１
０５の整合は別の回路が必要となる。この回路はアンテ
ナ１０２，１０３と給電線】０５の結合部に挿入しても
よい。しかし、回路を挿入するスペースが狭いことや調
整等がやりにくくなる等が予想されることから送受信部
２０３と同軸ケーブル１０５の結合部に挿入している。

第１図に示した携帯型無線機ではアンテナが棒状であっ
たために、このアンテナにより目をついてしまう等の危
険が生じる可能性がある。そこで、安全性の観点からも
考慮し、人体によりアンテナへの電波の影響が軽減でき
る他の実施例を第６図に示す。この例でもわかる通り、
携帯型無線機の一例として携帯電話を取り上げた。第１
図に示した携帯型無線機と同様の構成をとるため受話器
１０６、キーボード１０７、送話器１０８の説明は省略
する。この実施例では、棒状のアンテナの代りに板状の
アンテナの構成をとるところに特徴がある。

この板状のアンテナ１１０は、筐体内にあるアンテナ収
納部１１６に常時収納されており、通話状態等にはいっ
た時に、アンテナ収納部１１６から板状のアンテナ１１
０を筐体１０１外へ引き抜き出す。この板状のアンテナ
１１０がアンテナ収納部１１６に収納されている時は、
板状アンテナ１１０下方にあるくぼみ部分がバネ部材１
１５にはまり、固定される。そして、板状のアンテナ１
１０の端子１１３，１１４はアンテナ収納部１１６の下
方にある接点１１７，１１８に接し、給電線１０９より
給電される。もし板状のアンテナ１１０をアンテナ収納
部１１６より引き呂そうとした時は、板状のアンテナ１
１０の端子１１３，１１４はそれぞれ給電線レール１１
１．１１２により常に接しているため給電線１０９から
給電がなされる。板状のアンテナ１１０が一番引き出さ
れた状態時には、バネ部材１１９により板状のアンテナ
１１０のくぼみ部分がはまり、固定される。この様な板
状のアンテナ１１０の具体的構成について第７図を用い
て説明する。第７図（ａ）には、板状のアンテナ１１０
の内部構成図が示され、第７図（ｂ）には、板状のアン
テナ１１０の外観図が示されている。同図（ａ）　、　
（ｂ）に示されている板状のアンテナ１１０は、外観部
分がテフロン等の誘電体部材で作られている。同図（ａ
）に示されている様に板状のアンテナ１１０の下方には
、端子１１３，１１４があり、これにそれぞれ給電線１
２０．１２１が接続されている。この給電線１２０，１
２１の途中にはバラン１２２が形成され、これにより、
放射された電波が、携帯型無線機内に逆にもどされるの
を防止できる。

このバラン１２２の上に伸びる給電線はアンテナ素子１
２４に接続される。このアンテナ素子１２４は、逆Ｆア
ンテナに似た動作をする。このアンテナ素子１２４に並
んで接続されているものに整合回路１２３があり、これ
は、前述した様な整合回路の動作をする。この様な内部
構成をとる板状のアンテナは第７図（ｂ）に示される外
部構成をとる。アンテナ素子１１０は、外部に凸状のレ
ール１２５，１２６が形成されており、この凸状のレー
ル１２５．１２６は、第６図に示された給電線レール１
１２．１１１にそれぞれはめ込まれている。この給電線
レール１１２．１１１と凸状のレール１２５．１２６に
より携帯型無線機からアンテナ１１０を出し入れできる
のである。

次に他の実施例を第８図を用いて説明する。基本的に第
１図及び第６図に示された携帯型無線機と同様の構成を
とる。第８図に示された携帯型無線機の送話器１０８、
キーボード１０７、受話器１０６の構成は同じである。

しかしながらアンテナ１１０は、アンテナ回動部１２７
で筐体１０１で回動を自由に行うことができる構成にし
ている。これにより、通話時以外は、筐体の横側に収納
させて通話時には、種々の角度にアンテナ１１０を回動
できるので、筐体の真横にアンテナ１１０を伸ばせば人
体からの影響を最大限に劣化させることが可能になる。

更に他の実施例を第９図を用いて説明する。この実施例
では、送受信に関係する高周波部分を収納した第１の筐
体１３０と信号を処理し音声の信号を送信する送話器１
０８とキー人力をするキーボード１０７と信号を音声と
して出力するための受話器１０６との低周波部分を収納
した第２の筐体１２９とに筐体を分離している。第１の
筐体１３０には逆Ｆアンテナ１２８が備えられている。

そして第１の筐体１３０と第２の筐体１２９とは接続部
１３１．１３２で接続されている。この接続部１３１，
１３２は第９図（ｂ）に示した通り伸ばすことか可能で
ある。この可変長の接続部１３１．１３２を伸ばしてい
くことにより、人体から逆Ｆアンテナ１２８が接続され
ている第１の筐体１３０が離れていくことになるので、
人体の影響が逆Ｆアンテナ１２８に及ばずアンテナ放射
効率の良い安定した無線通信が行える。

以上述べてきた通り、これらの実施例は、−例を示した
に過ぎず、権利範囲内にある事項についてはこれらの実
施例に関係なく種々変形したものも含まれることはいう
までもない。

〔発明の効果〕

以上詳述してきたように、本発明によれば、スリーブア
ンテナの放射素子部の全長が使用周波数の波長の１／４
以下の長さであり、スリーブアンテナの給電点がスリー
ブアンテナの出し入れがなされる筐体部分よりλ／８以
上離すことで、スリーブアンテナによる送受信時におい
て人体よりスリーブアンテナがある程度離れることにな
る。そして１人体の影響がこのスリーブアンテナにあま
り及ばなくなるため、携帯型無線機の送受信は、良好に
行なわれアンテナの特性も劣化せず、安定した無線通信
が行える。

また、以上の点は、アンテナ部を収納している筐体とア
ンテナ部を収納していない筐体とを分離構造にした場合
の接続部を可変長にすることでも人体からアンテナ部が
離れるので上述したような良好な通信が行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示した図、第２図は、本
発明によるアンテナ放射効率と人体とアンテナとの位置
関係を示した図、第３図は、本発明のλ／２アンテナを
Ｏ［ｄＢ］としたときの比放射効率と頭部モデルからの
距離との関係を示した図、第４図は、本発明のパラメー
タを解析モデル化した模式図、第５図は、本発明の他の
実施例を示した図、第６図は、本発明の他の実施例を示
した図。 第７図は、第６図に示されたアンテナの一構成を示した
図、第８図、第９図は、 例を示した図である６ １０２．１０３・・・アンテナ素子 １０５・・・同軸ケーブル 】０１・・・筐体 １０６・・・受話器 １０７・・・キーボード １０８・・・送話器 本発明の他の実施

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）筺体と、 この筺体内に収納され、筐体内から出し入れ可能なスリ
   ーブアンテナと、 前記筐体内に収納され、前記スリーブアンテナに接続さ
   れた送受信部とを備え、これらを用いて通信する携帯型
   無線機において、 前記スリーブアンテナには放射素子部が備えられ、この
   放射素子部の全長が使用周波数の波長の１／４以下の長
   さであり、かつ前記スリーブアンテナの給電点が前記ス
   リーブアンテナの出し入れがなされる前記筐体部分より
   λ／８以上離れていることを特徴とする携帯型無線機。
2. （２）スリーブアンテナの放射素子部以外は給電線で構
   成され、この給電線の外被導体上に高周波電流漏洩防止
   部を備え、前記送受信部と前記給電線の接続部に整合部
   を備えたことを特徴とする請求項１記載の携帯型無線機
   。
3. （３）アンテナと、 低周波部を収納するための第１の筐体と、 第１の筐体に接続部で接続され前記アンテナに接続され
   た高周波部を収納するための第２の筐体とを備えた携帯
   型無線機であって、 前記接続部には、前記第１の筐体と前記第２の筐体の近
   接距離を可変可能にする手段が備えられていることを特
   徴とする携帯型無線機。