JPH11163628A - 無線端末装置 - Google Patents

無線端末装置

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JPH11163628A
JPH11163628A JP32297697A JP32297697A JPH11163628A JP H11163628 A JPH11163628 A JP H11163628A JP 32297697 A JP32297697 A JP 32297697A JP 32297697 A JP32297697 A JP 32297697A JP H11163628 A JPH11163628 A JP H11163628A
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JP
Japan
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antenna
antenna element
power
terminal device
present
Prior art date
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Withdrawn
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JP32297697A
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English (en)
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Hitoshi Tokumaru
仁 徳丸
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH11163628A publication Critical patent/JPH11163628A/ja
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 小型薄型化を維持しつつ人体による電力吸収
を低減でき、かつアンテナの放射効率を改善できる無線
端末装置を提供すること。 【解決手段】 本体1に2本のアンテナ素子2、3を設
け、給電回路4から各アンテナ素子2、3に対して送信
電力を同時に給電している。アンテナ素子2、3と給電
回路4との接続点である給電点での電流密度を低下させ
ることで、人体で吸収される電力を低減させ、アンテナ
からの放射効率の向上を図ることができる。また、特に
λ/2長のアンテナ素子を用いた場合には、電流最大点
が素子中央にあり、人体から離れるため、人体で吸収さ
れる電力を更に低減させ、アンテナからの放射効率の向
上を更に図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、主として携帯電話
や簡易型携帯電話、情報端末等の無線端末装置に係り、
特に送信電波の放射効率の向上を図った無線端末装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】近年、欧州でのGSM(登録商標)や日
本でのPDC(登録商標)等の携帯電話、PHS(登録
商標)等の簡易型携帯電話が目覚ましく普及している。
これらの無線端末装置においては、通話を支障なく維持
するため、アンテナから放射される送信電波の放射効率
を向上させることが重要となってきている。
【0003】ところで、上記の放射効率を悪化させる要
因の一つとして人体による電力の吸収が挙げられる。そ
のため、これまでに人体による吸収電力を低減すること
で放射効率の改善を図ったアンテナが幾つか提唱されて
いる。
【0004】このようなアンテナの従来例を図9に示
す。同図に示すアンテナは、端末上91に設けたλ/4
のモノポールアンテナ92と人体側との間にフェライト
シート層93が設けたものである。
【0005】この例では、フェライトシート93の厚さ
を約2.5mmから5mmとすることで、人体による電
力吸収を低減できたがアンテナの放射効率の改善はでき
なかった。この場合、フェライトシートの長さも3cm
から6cm必要であるため携帯端末の寸法が大きくな
り、かつ、重量が増加する。従って、この方法を用いる
ことは、携帯端末に要求される小型薄型化に対し反する
結果となる。
【0006】また、別の従来例を図10に示す。同図に
示すアンテナでは、PCB101に設けられた逆Fアン
テナ(PIFA)102の反対側にショートカバー10
3を設けることで、人体による電力吸収を低減させてい
る。
【0007】この例では、ショートカバー103の長さ
Lを5cmとするとこのカバーがない場合に比べ、人体
104によるアンテナの放射効率の劣化を約35%向上
できることが報告されている。この例においても、PC
B101とショートカバー103との間隔が5mm、更
にショートカバー103の長さLも5cm必要である。
この結果、携帯端末が厚くなり、小型薄型化を実現でき
なくなる、という問題がある。
【0008】更に、これらの従来のアンテナでは、新た
にフェライトシートやショートカバーを設ける必要があ
るので、製造工程が複雑になり価格が高くなる、という
問題もある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に基づきなされたもので、小型薄型化を維持しつつ人
体による電力吸収を低減でき、かつアンテナの放射効率
を改善できる無線端末装置を提供することを目的として
いる。
【0010】また、本発明の目的は、製造工程を複雑に
することなく、人体による電力吸収を低減でき、かつア
ンテナの放射効率を改善できる無線端末装置を提供する
ことにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、請求項1記載に係る本発明の無線端末装置は、アン
テナ素子と、前記アンテナ素子の複数の位置に送信電力
を同時に給電するための手段とを具備する。
【0012】請求項2記載に係る本発明は、請求項1記
載の無線端末装置にあって、前記アンテナ素子が複数の
線状アンテナ素子により構成されることを特徴とする。
【0013】請求項3記載に係る本発明は、請求項2記
載の無線端末装置にあって、前記複数の線状アンテナ素
子を外だし用アンテナとし、かつ該無線端末装置の同一
面に設けたことを特徴とする。
【0014】請求項4記載に係る本発明は、請求項1記
載の無線端末装置にあって、前記アンテナ素子が面状ア
ンテナ素子により構成されることを特徴とする。
【0015】請求項5記載に係る本発明は、請求項4記
載の無線端末装置にあって、前記面状アンテナ素子に給
電する面形状の給電部を有することを特徴とする。
【0016】本発明の原理は以下の通りである。
【0017】図1は本発明に係る携帯電話の構成を示す
図であって、本体1に2本のアンテナ素子2、3を設
け、給電回路4から各アンテナ素子2、3に対して送信
電力を同時に給電している。
【0018】ここで、携帯電話における人体への吸収電
力を、図2に示す2次元円筒人体頭部モデルを用いて解
析する。
【0019】人体頭部モデル21は、自由空間中に置か
れていて、z軸方向に無限長、半径a、複素誘電率ε、
透磁率μ0 の損失誘電体円筒とする。この人体頭部モデ
ルモデル21に波源として、図1に示した2本のアンテ
ナ2、3をもつ携帯電話を想定して、z軸に平行な2本
の無限長線電流をx軸に対祢に角度φ0 だけ離して置
く。線電流の位置は、2つの線電流と円柱モデルとの距
離がhとなるように置く。線電流は全電流Iを2つに分
けて、例えば各々I/2ずつ電流を流す。
【0020】この解析では、2本の線電流による無限遠
での全放射電力をPr、円柱人体頭部モデル内部の吸収
電力をPl、入力電力をPo=Pr+Plとし、これを
電力の正規化基準として、円柱頭部モデル内の吸収電力
や放射電力を規格化する。
【0021】周波数を0.9GHzと1.5GHzと
し、I=1Aの電流を2本に分けて1本に流れる電流を
0.5Aとし、円柱頭部モデルの諸定数を次のように設
定した場合のPrとPlを計算した。
【0022】 半径 a=0.lm、 密度 m=1.05g/cm3 0.9GHz ; ε/ε0 =59.1−j25.2 1.5GHz : ε/ε0 =55.3−j24.0 図3に、実際の携帯電話の幅を想定し、2本のアンテナ
の間隔を5cmに選んだときの、円柱頭部モデルと線電
流の距離hに対する吸収電力効率を示す。円柱頭部モデ
ルと線電流の位置が近いh/λが0.2以下では、線電
流が1本のときよりも2本の時の方が吸収電力効率は約
1割少ない。これは、アンテナ1本よりも2本にしたほ
うが吸収電力効率を小さくできることを示している。即
ち、吸収電力効率が減少した分、アンテナからの放射電
力が多くなるので、放射効率は向上している。
【0023】図4に、線電流が1本のときと2本のとき
の放射パターンを示す。2本の線波源(アンテナ)がブ
ロードサイドとして作用し、x軸方向に電波が強く放射
されていることが分かる。
【0024】以上の解析結果より、アンテナに流れる電
流を2つに分割すれば吸収電力効率が減少する。従っ
て、アンテナの放射効率を向上させることができること
を示している。更に、このことはアンテナの給電点にお
ける電流密度を減少させることによってアンテナの放射
効率の向上を実現している。よって、アンテナの本数を
2本以上でもよく、また給電を点給電でなく面的にする
ことでも同様な放射効率の向上が得られる。
【0025】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき説明する。
【0026】図5は本発明の一実施形態に係る携帯端末
の構成を示す図である。
【0027】同図に示すように、携帯端末本体51には
2本の外だしモノポールアンテナ素子52、53が設け
られている。
【0028】本体51内には、各アンテナ素子52、5
3に送信電力を同時に給電し、さらに受信するための分
配合成回路からなる給電回路54が配置されており、各
々のアンテナ素子52、53と給電回路54は給電点5
5と55´で接続されている。分配合成回路としてはT
型分配合成器やハイブリット型分配合成器等がある。T
型分配合成器は、全送信電流をIとしたとき、各々のア
ンテナ素子52、53にI/2の電流を流す。ハイブリ
ット型分配合成器全送信電流をIとしたとき、各々のア
ンテナ素子52、53にI(1/2)1/2 の電流を流
す。
【0029】また、給電回路54は、送信と受信を行う
無線部56に接続されている。無線部56は、変復調等
の信号処理を行うベースバンド部57が接続されてい
る。
【0030】更に、本体51表面には、キーボード5
8、マイク59、スピーカ60等が配置されている。
【0031】ここで、例えば送信部56より給電電流I
を流し、給電回路54を介して各アンテナ素子52と5
3にI/2づつの電流を流す。図2、図3の解析結果よ
り、アンテナ素子が1本の場合と比べ、2本のアンテナ
素子52、53を有する本実施形態の携帯端末の方が、
吸収電力効率を減少させることができる。この結果、本
実施形態の携帯端末では、放射効率を向上させることが
できる。
【0032】なお、本発明は、上述した実施形態には限
定されない。
【0033】例えば、上述した実施形態では、アンテナ
素子を外だしアンテナとしたが内蔵アンテナであっても
よく、また外だしアンテナと内蔵アンテナの組み合わせ
であってもよい。
【0034】また、アンテナ素子数は2本以上であって
も同様の効果を実現することができる。
【0035】また、図5に示した実施形態では、各アン
テナ素子52、53が本体51の異なる面に設けられて
いたが、図1に示したように本体1と同一面上にアンテ
ナ素子2、3を配置しても構わない。この場合、例えば
従来の1本のアンテナ素子で用いられているようにこれ
らアンテナ2、3を本体1内に収容できる構造を採用
し、更に給電回路4もプリント基板上に作成すること
で、携帯端末の大きさを殆ど大きくすることなく本発明
を実現できる。
【0036】更にまた、上述した実施形態ではアンテナ
素子として線状アンテナ素子を用いていたが、図6に示
すように、本体61に面状アンテナ素子62を設け、面
状アンテナ素子62に対して給電点63より面的な給電
を行うようにしても構わない。すなわち、本発明の原理
は、アンテナ素子と給電回路との接続点である給電点で
の電流密度を低下させることで、人体で吸収される電力
を低減させ、アンテナからの放射効率の向上を図ること
であるから、上記のように面状アンテナ素子62に対し
て面的な給電を行うことによっても本発明を構成でき
る。
【0037】また、アンテナ素子の形状としては、上記
のモノポールアンテナ等に限らず、例えば図7に示すよ
うにループ系のアンテナ素子71に対して例えば両端の
給電点72、73より給電を行うように構成しても構わ
ない。更に、図8に示すように例えば一方をモノポール
アンテナ素子81、他方を例えば内蔵のスロットアンテ
ナ素子82としても構わない。アンテナ素子の形状はこ
れらに限らず数々変形することができる。
【0038】更にまた、アンテナ素子として例えばλ/
4長のアンテナ素子の他、λ/2長のアンテナ素子等の
様々な長さのアンテナ素子を用いることができるが、特
にλ/2長のアンテナ素子を用いた場合には、電流最大
点が素子中央にあり、人体から離れるため、人体で吸収
される電力を更に低減させ、アンテナからの放射効率の
向上を更に図ることができる。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の無線端末
装置によれば、アンテナ素子の複数の位置に送信電力を
同時に給電するように構成したので、小型薄型化を維持
しつつ人体による電力吸収を低減でき、かつアンテナの
放射効率を改善できる。また、本発明に係る給電回路を
プリン卜基板上に製作でき、しかもアンテナ素子を例え
ば1本増やすのみで本発明を実現できるので、製造工程
を複雑にすることなく、人体による電力吸収を低減で
き、かつアンテナの放射効率を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る携帯電話の構成を示す図である。
【図2】本発明の解析モデルを示す図である。
【図3】本発明に係る円柱モデルと線電流の距離をパラ
メータとした吸収電力特性を示す図である。
【図4】本発明に係る放射指向性を示す図である。
【図5】本発明の一実施形態に係る携帯端末の構成を示
す図である。
【図6】本発明の変形例を示す図である。
【図7】本発明の変形例を示す図である。
【図8】本発明の変形例を示す図である。
【図9】従来例を示す図である。
【図10】従来例を示す図である。
【符号の説明】
1 本体 2 アンテナ素子 3 アンテナ素子 4 給電回路

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アンテナ素子と、 前記アンテナ素子の複数の位置に送信電力を同時に給電
    するための手段とを具備することを特徴とする無線端末
    装置。
  2. 【請求項2】 前記アンテナ素子が複数の線状アンテナ
    素子により構成されることを特徴とする請求項1記載の
    無線端末装置。
  3. 【請求項3】 前記複数の線状アンテナ素子を外だし用
    アンテナとし、かつ当該無線端末装置の同一面に設けた
    ことを特徴とする請求項2記載の無線端末装置。
  4. 【請求項4】 前記アンテナ素子が面状アンテナ素子に
    より構成されることを特徴とする請求項1記載の無線端
    末装置。
  5. 【請求項5】 前記面状アンテナ素子に給電する面形状
    の給電部を有することを特徴とする請求項4記載の無線
    端末装置。
JP32297697A 1997-11-25 1997-11-25 無線端末装置 Withdrawn JPH11163628A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002029925A1 (en) * 2000-09-30 2002-04-11 Radio Research Laboratory Antenna module for cellular phone with two helix antennas
EP1801913A3 (en) * 2005-12-26 2008-11-05 Ace Antenna Corp. Embedded chip antenna having complementary radiator structure
US7457650B2 (en) 2002-07-31 2008-11-25 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Portable radio communication apparatus provided with boom portion with through hole

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