JPH1155143A - 無線通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 筐体部が小型でありながらも、通信状態の変
化による実効利得の低下を可及的になくし、良好な通信
を可能とする無線通信装置を提供することである。 【解決手段】 電波を送受信するアンテナ３と、該アン
テナ３の給電ポイントとなる給電部４と、該給電部４と
電気的に接続される内部回路を備えた筐体部１と、を備
えた無線通信装置１０である。アンテナ３は、筐体部１
に回動可能に支持され、筐体部１に対してほぼ垂直な状
態を保持することが可能であるとともに、アンテナ３の
回動軸に対して垂直となるエレメント３ａ，３ａの中央
に給電部４を有するループアンテナで構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、腕時計型
無線端末などの無線通信装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】パーソナルハンディホンシステム（ＰＨ
Ｓ）等の移動通信端末用のアンテナとして、モノポール
型やヘリカル型のアンテナが用いられている。例えば、
モノポール型のアンテナを用いた例として、図１３に示
す移動通信端末が知られている。移動通信端末５０は、
図１３に示すように、モノポールアンテナ５１と、受話
器５３、表示部５４、操作部５５、送話器５６などが配
設される筐体部５２とから構成されている。モノポール
アンテナ５１は、筐体部５２の上方向に伸縮自在となっ
ていて、通話時には、筐体部５２から引き出され、着信
待ち受け時には、筐体部５２に収納されるようになって
いる。このモノポールアンテナ５１は、垂直偏波を主偏
波とし、低コストで移動通信端末に配設できるという利
点を有する。一方、近時、携帯用の移動通信端末は、例
えば、ベルトなどにより腕に着脱自在な腕時計型無線端
末など、小型化を目指した開発が行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、腕時計型無線
端末に、例えば、モノポール型のアンテナを配設する場
合、端末の筐体部が小さいため、アンテナの突出部分が
デザイン性の低下を招いたり、装着した人体の影響を受
けて実効利得が低下したりする。また、着信待ち受け時
と通話時とでは、アンテナの位置及び角度が変化するた
め、それに応じてアンテナの実効利得に変化が生じる。
例えば、アンテナが地面に対して水平に位置すると、水
平偏波が主偏波となるため、著しく実効利得が低下す
る。

【０００４】本発明の課題は、筐体部が小型でありなが
らも、通信状態の変化による実効利得の低下を可及的に
なくし、良好な通信を可能とする無線通信装置を提供す
ることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決すべく
請求項１記載の発明は、電波を送受信するアンテナと、
該アンテナの給電ポイントとなる給電部と、該給電部と
電気的に接続される内部回路を有する筐体部と、を備え
た無線通信装置であって、前記アンテナが、前記筐体部
に回動可能に支持され、前記筐体部に対してほぼ垂直な
状態を保持することが可能であるとともに、前記アンテ
ナの回動軸に対して垂直となるエレメントの中央に前記
給電部を有するループアンテナで構成されること、を特
徴としている。

【０００６】ここで、ループアンテナは、正方形、長方
形、菱形、円形或いは楕円形など、何れの形状としても
よい。アンテナの支持構造としては、例えば、ヒンジ機
構などが挙げられる。

【０００７】以上のように、請求項１記載の発明によれ
ば、アンテナが、筐体部に回動可能に支持され、筐体部
に対してほぼ垂直な状態を保持することが可能であるた
め、アンテナの実効利得を低下させることがなく、良好
な通信を行うことを可能とする。また、給電部が、アン
テナの回動軸に対して垂直となるエレメントの中央に設
けられるため、電波到来方向が地面に対して水平方向の
場合に、効率的な垂直偏波成分の指向性を得ることがで
きる。

【０００８】そして、請求項２記載の発明は、電波を送
受信するアンテナと、該アンテナの給電ポイントとなる
給電部と、該給電部と電気的に接続される内部回路を有
する筐体部と、を備えた無線通信装置であって、前記ア
ンテナは、前記筐体部に回動可能に支持され、前記筐体
部に対してほぼ垂直な状態を保持することが可能である
とともに、前記アンテナの回動軸の一端に前記給電部を
有するループアンテナで構成されること、を特徴として
いる。

【０００９】このように、請求項２記載の発明によれ
ば、アンテナが、筐体部に回動可能に支持され、筐体部
に対してほぼ垂直な状態を保持することが可能であるた
め、アンテナの実効利得を低下させることがなく、良好
な通信を行うことを可能とする。また、前記アンテナの
回動軸の一端に給電部が設けられるため、電波到来方向
が地面に対して水平方向より上方の場合に、効率的な垂
直偏波成分の指向性を得ることができる。

【００１０】そして、請求項３記載の発明は、請求項２
記載の無線通信装置であって、前記給電部が、前記回動
軸上に中心軸を有し前記筐体部に配設されるコイルを介
して、非接触で前記内部回路と電気的に接続される構
成、を特徴としている。

【００１１】このように、請求項３記載の発明によれ
ば、給電部が、筐体部に配設されるコイルを介して、非
接触で内部回路と電気的に接続されるため、筐体部に対
するアンテナの回動によって、給電部とコイルとのあい
だに機械的なストレスを生じることがない。

【００１２】そして、請求項４記載の発明は、請求項１
〜３の何れかに記載の無線通信装置であって、前記筐体
部に回動可能に支持され、前記筐体部に対してほぼ垂直
な状態を保持することが可能な蓋体を備え、該蓋体内
に、前記アンテナが収容される構成、を特徴としてい
る。

【００１３】このように、請求項４記載の発明によれ
ば、蓋体内にアンテナが収容されるため、蓋体によって
アンテナは、外部からの衝撃に対しても保護されること
となる。

【００１４】そして、請求項５記載の発明は、請求項１
〜４の何れかに記載の無線通信装置であって、前記筐体
部には、当該無線通信装置を腕に装着するための固定手
段が設けられ、前記アンテナが、前記筐体部に対して腕
方向に回動すること、を特徴としている。

【００１５】このように、請求項５記載の発明によれ
ば、筐体部には、当該無線通信装置を腕に装着するため
の固定手段が設けられるため、着信があった時にも無線
通信装置を捜すことなく迅速に通話に移行することが可
能となり、また、通話中においても手を自由に使うこと
ができる。また、無線通信装置を置き忘れて紛失したり
することもなくなる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る腕時計型無
線端末の実施の形態例を図１〜図１２に基づいて説明す
る。

【００１７】＜第１の実施の形態例＞先ず、図１は本発
明を適用した無線通信装置の第１の実施の形態例として
の腕時計型無線端末を示す概略斜視図である。図２，３
は、通話時における腕時計型無線端末の位置を示すもの
で、図２はユーザーに対して正面方向からみた概略図
で、図３はユーザーに対して右側面方向からみた概略図
である。図４は着信待ち受け時における腕時計型無線端
末の位置を示す概略図である。なお、図１〜４におい
て、Ｘ軸方向はユーザーに対して左右方向、Ｙ軸方向は
ユーザーに対して前後方向、Ｚ軸方向はユーザーに対し
て上下方向を指している。また、以上の図１〜図４にお
いて、１は筐体部、２はベルト、３はループアンテナ、
４は高周波給電部、５は表示部、６は送話部、７は蓋
体、１０は腕時計型無線端末を表している。

【００１８】腕時計型無線端末１０は、図１に示すよう
に、表示部５、送話部６、内部回路（図示略）等が配設
される筐体部１と、筐体部１の左右側面に設けられ腕へ
の着脱を可能とするベルト２，２と、筐体部１に対して
回動可能でループアンテナ３を内蔵する蓋体７等により
構成されている。

【００１９】ループアンテナ３は、一方が回動軸上に設
けられた水平エレメント３ｂ，３ｂと、垂直エレメント
３ａ，３ａとからなる電気長１λの正方形ループアンテ
ナで、垂直エレメント３ａの中央には高周波給電部４が
設けられ、外部は蓋体７により被覆されている。ループ
アンテナ３は、高周波給電部４から給電線（図示略）を
介して、筐体部１に配設される内部回路と電気的に接続
されている。

【００２０】ループアンテナ３を内蔵する蓋体７は、筐
体部１とヒンジ機構により連結され、筐体部１に重なり
合う状態から９０度の範囲で、装着した腕方向に回動
し、その状態を保持することができるようになってい
る。この蓋体７は、例えば、着信待ち受け時には、図４
に示すように、筐体部１に重なり合う閉状態となり、例
えば、通話時には、図２，３に示すように、筐体部１に
対してほぼ垂直となる開状態となる。また、蓋体７は、
ループアンテナ３を保護するとともに、着信待ち受け時
で閉状態にあるときには、筐体部１の上面に配設される
表示部５の保護も合わせて行うようになっている。

【００２１】以上のように、第１の実施の形態例として
の腕時計型無線端末１０は構成され、通信状態に応じ
て、次のように、ループアンテナ３を内蔵する蓋体７の
開閉操作が行われる。

【００２２】腕時計型無線端末１０は、例えば、図４に
示すように、ユーザーの左腕にベルト２，２により装着
される。着信待ち受け時には、図４に示すように、腕が
下がった状態で、蓋体７は閉状態となる。このときルー
プアンテナ３は、地面に対して略垂直な状態となり、垂
直偏波成分が支配的な状態となる。また、表示部５は被
覆され、例えば、歩行時などには、外部からの衝撃に対
して保護される状態となる。

【００２３】このような状態から着信が入ると、図２，
３に示すように、腕を動かし、腕時計型無線端末１０を
顔の正面に近づけ、蓋体７を９０度開いて（開状態）、
通話が可能な状態に移行する。このとき、ループアンテ
ナ３は、地面、並びにユーザーに対して略垂直な状態と
なり、垂直偏波成分が支配的な状態となる。

【００２４】このときの、垂直偏波成分の指向性は、図
５〜７に示すようになる。

【００２５】図５〜７は、通話状態における、指向性デ
ータをシミュレーションにより求めたもので、図５はＸ
Ｚ面の垂直偏波成分、図６はＹＺ面の垂直偏波成分、図
７はＸＹ面の垂直偏波成分を示す図である。なお、図５
〜７において、座標系は図１〜図４で示したものを、そ
のまま適用しており、ここでは、ユーザーによる人体の
影響は含まれていない。

【００２６】つまり、通話時においては、図５〜７に示
すように、地面に対して水平方向（ＸＹ面）からの垂直
偏波成分が支配的な特性となり、理想的な通信環境とな
る。また、このときのユーザーの人体に生じるイメージ
電流は同相となるため、実効利得の劣化が低減される。

【００２７】なお、以上の第１の実施の形態では、ルー
プアンテナ３を電気長１λの正方形ループアンテナとし
たが、正方形ではなく、長方形、菱形、円形或いは楕円
形のループ形状としてもよい。また、高周波給電部４の
位置は、送話部６側の垂直エレメント３ａの中央に限定
されるものではなく、もう一方の垂直エレメント３ａの
中央でもよい。また、蓋体７は、平板状のものでも、エ
レメント部分のみを被覆するチューブ状のものでもよ
い。

【００２８】＜第２の実施の形態例＞第１の実施の形態
例では、高周波給電部４が、垂直エレメント３ａ，３ａ
の中央に配設されていたが、この第２の実施の形態例で
は、高周波給電部２４が、回動軸上に設けられた水平エ
レメント２３ｂの一端に設けられている。この第２の実
施の形態例特有の部分以外は、上記第１の実施の形態例
におけると同様である。

【００２９】図８は本発明を適用した無線通信装置の第
２の実施の形態例としての腕時計型無線端末を示す概略
斜視図である。なお、図８において、前述した図１と同
一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。

【００３０】図８において、１は筐体部、２はベルト、
５は表示部、６は送話部、７は蓋体、２０は腕時計型無
線端末、２３はループアンテナ、２４は高周波給電部で
ある。ループアンテナ２３は、一方が回動軸上に設けら
れた水平エレメント２３ｂ，２３ｂと、垂直エレメント
２３ａ，２３ａとからなる電気長１λの正方形ループア
ンテナで、筐体部１側の回動軸上に設けられた水平エレ
メント２３ｂの一端には、高周波給電部２４が設けら
れ、外部は蓋体７により被覆されている。ループアンテ
ナ２３は、高周波給電部２４から給電線（図示略）を介
して、筐体部１に配設される内部回路と電気的に接続さ
れている。

【００３１】ループアンテナ２３を内蔵する蓋体７は、
筐体部１とヒンジ機構（図示略）により連結され、筐体
部１に重なり合う状態から９０度の範囲で、装着した腕
方向に回動し、その状態を保持することができるように
なっている。ループアンテナ２３の位置は、第１の実施
の形態例と同様に、着信待ち受け時には、筐体部１に重
なり合う閉状態となり、通話時には、筐体部１対してほ
ぼ垂直になる開状態となる。また、高周波給電部２４
は、蓋体７の回動軸上に位置するため、蓋体７が開閉し
ても、位置の変化は生じない。

【００３２】以上のように、第２の実施の形態例として
の腕時計型無線端末２０は構成され、通話状態において
は、次のように、垂直偏波成分の指向性に変化が生じ
る。

【００３３】図９は、通話状態における、ＹＺ面におけ
る垂直偏波成分の指向性を示す図である。なお、図９に
おいて、座標系は図１〜図４で示したものをそのまま適
用しており、ユーザーによる人体の影響は含まれていな
い。

【００３４】つまり、通話時においては、図９に示すよ
うに、電波到来方向が地面に対して水平方向より上方の
場合に、効率的な垂直偏波成分の指向性を得ることがで
きる。一般的に、電波到来方向は、電波伝搬環境によっ
て変化するものの、地面に対して水平方向から上方向３
０度くらいまでのあいだが、支配的とされており、その
ため、良好な通信を行うことが可能となる。

【００３５】＜第３の実施の形態例＞第２の実施の形態
例では、高周波給電部２４が、ループアンテナ２３を内
蔵する蓋体７の回動軸上に設けられ、給電線を介して筐
体部１の内部回路と電気的に接続されるが、第３の実施
の形態例では、ループアンテナ３３側の給電部エレメン
ト３４が、筐体部１側の給電用コイル３２による静電結
合により、非接触で筐体部１の内部回路と電気的に接続
される。この第３の実施の形態例特有の部分以外は、上
記第２の実施の形態例におけると同様である。

【００３６】図１０〜１２は本発明を適用した無線通信
装置の第３の実施の形態例としての腕時計型無線端末の
アンテナと筐体部の連結構造を示すもので、図１０は正
面図、図１１は側面図、図１２は上面図である。

【００３７】図１０〜図１２において、１は筐体部、７
は蓋体、３０は腕時計型無線端末、３２は給電用コイ
ル、３３はループアンテナ、３４は給電部エレメント、
３７は開閉ヒンジ部である。

【００３８】ループアンテナ３３は、垂直エレメント３
３ａ，３３ａと、水平エレメント３３ｂ，３３ｂとから
なる電気長１λの正方形ループアンテナで、開閉ヒンジ
部３７，３７による回動軸上には、給電部エレメント３
４が何れかの開閉ヒンジ部３７に近接して設けられてい
る。また、ループアンテナ３３は、蓋体７により被覆さ
れ、外部からの衝撃に対して保護されている。ループア
ンテナ３３を含む蓋体７は、筐体部１に設けられた開閉
ヒンジ部３７，３７により、筐体部１と連結されるとと
もに、筐体部１に対して重なり合う状態から９０度の範
囲で装着した腕方向に回動可能となる。

【００３９】給電用コイル３２は、筐体部１の内部回路
と電気的に接続されるとともに、その中心軸線上には、
給電部エレメント３４が位置するように筐体部１に配設
され、給電部エレメント３４とのあいだで静電結合給電
が行われるようになっている。このように、給電用コイ
ル３２を介して、給電部エレメント３４と筐体部１に配
設される内部回路とが非接触で電気的に接続されるた
め、筐体部１に対するアンテナの回動に対しても、機械
的なストレスを生じることがなく、信頼性の高い給電構
造となる。

【００４０】なお、以上の実施の各形態例においては、
腕時計型無線端末としたが、本発明はこれに限定される
ものではなく、他の小型で携帯用の移動通信端末を含む
無線通信装置であってもよい。また、蓋体の形状等も任
意であり、その他、具体的な細部構造等についても適宜
に変更可能であることは勿論である。

【００４１】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明に係
る無線通信装置によれば、アンテナが、筐体部に回動可
能に支持され、筐体部に対してほぼ垂直な状態を保持す
ることが可能であるため、アンテナの実効利得を低下さ
せることがなく、良好な通信を行うことを可能とする。
また、給電部が、アンテナの回動軸に対して垂直となる
エレメントの中央に設けられるため、電波到来方向が地
面に対して水平方向の場合に、効率的な垂直偏波成分の
指向性を得ることができる。

【００４２】そして、請求項２記載の発明に係る無線通
信装置によれば、アンテナが、筐体部に回動可能に支持
され、筐体部に対してほぼ垂直な状態を保持することが
可能であるため、アンテナの実効利得を低下させること
がなく、良好な通信を行うことを可能とする。また、前
記アンテナの回動軸の一端に給電部が設けられるため、
電波到来方向が地面に対して水平方向より上方の場合
に、効率的な垂直偏波成分の指向性を得ることができ
る。

【００４３】そして、請求項３記載の発明に係る無線通
信装置によれば、給電部が、筐体部に配設されるコイル
を介して、非接触で内部回路と電気的に接続されるた
め、筐体部に対するアンテナの回動によって、給電部と
コイルとのあいだに機械的なストレスを生じることがな
い。

【００４４】そして、請求項４記載の発明に係る無線通
信装置によれば、蓋体内にアンテナが収容されるため、
蓋体によってアンテナは、外部からの衝撃に対しても保
護されることとなる。

【００４５】そして、請求項５記載の発明に係る無線通
信装置によれば、筐体部には、当該無線通信装置を腕に
装着するための固定手段が設けられるため、着信があっ
た時にも無線通信装置を捜すことなく迅速に通話に移行
することが可能となり、また、通話中においても手を自
由に使うことができる。また、無線通信装置を置き忘れ
て紛失したりすることもなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した無線通信装置の第１の実施の
形態例としての腕時計型無線端末を示す概略斜視図であ
る。

【図２】通話時における、ユーザーに対して正面方向か
らみた腕時計型無線端末の位置を示す概略図である。

【図３】通話時における、ユーザーに対して右側面方向
からみた腕時計型無線端末の位置を示す概略図である。

【図４】着信待ち受け時における、腕時計型無線端末の
位置を示す概略図である。

【図５】通話状態における、ＸＺ面における垂直偏波成
分の指向性を示す図である。

【図６】通話状態における、ＹＺ面における垂直偏波成
分の指向性を示す図である。

【図７】通話状態における、ＸＹ面における垂直偏波成
分の指向性を示す図である。

【図８】本発明を適用した無線通信装置の第２の実施の
形態例としての腕時計型無線端末を示す概略斜視図であ
る。

【図９】第２の実施の形態例としての腕時計型無線端末
の通話状態における、ＹＺ面における垂直偏波成分の指
向性を示す図である。

【図１０】本発明を適用した無線端末の第３の実施の形
態例としての腕時計型無線端末のアンテナと筐体部の連
結構造を示す正面図である。

【図１１】図１０の側面図である。

【図１２】図１０の上面図である。

【図１３】従来のモノポール型のアンテナを用いた例と
しての移動通信端末を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 筐体部 ２ ベルト ３ ループアンテナ ３ａ 垂直エレメント ３ｂ 水平エレメント ４ 高周波給電部 ５ 表示部 ６ 送話部 ７ 蓋体 １０ 腕時計型無線端末 ２０ 腕時計型無線端末 ２３ ループアンテナ ２４ 高周波給電部 ３０ 腕時計型無線端末 ３２ 給電用コイル ３３ ループアンテナ ３４ 給電部エレメント ３７ 開閉ヒンジ部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電波を送受信するアンテナと、該アンテ
   ナの給電ポイントとなる給電部と、該給電部と電気的に
   接続される内部回路を有する筐体部と、を備えた無線通
   信装置であって、 前記アンテナは、前記筐体部に回動可能に支持され、前
   記筐体部に対してほぼ垂直な状態を保持することが可能
   であるとともに、前記アンテナの回動軸に対して垂直と
   なるエレメントの中央に前記給電部を有するループアン
   テナで構成されること、を特徴とする無線通信装置。
2. 【請求項２】 電波を送受信するアンテナと、該アンテ
   ナの給電ポイントとなる給電部と、該給電部と電気的に
   接続される内部回路を有する筐体部と、を備えた無線通
   信装置であって、 前記アンテナは、前記筐体部に回動可能に支持され、前
   記筐体部に対してほぼ垂直な状態を保持することが可能
   であるとともに、前記アンテナの回動軸の一端に前記給
   電部を有するループアンテナで構成されること、を特徴
   とする無線通信装置。
3. 【請求項３】 前記給電部は、前記回動軸上に中心軸を
   有し前記筐体部に配設されるコイルを介して、非接触で
   前記内部回路と電気的に接続されること、を特徴とする
   請求項２記載の無線通信装置。
4. 【請求項４】 前記筐体部に回動可能に支持され、前記
   筐体部に対してほぼ垂直な状態を保持することが可能な
   蓋体を備え、 該蓋体内に、前記アンテナが収容されること、を特徴と
   する請求項１〜３の何れかに記載の無線通信装置。
5. 【請求項５】 前記筐体部には、当該無線通信装置を腕
   に装着するための固定手段が設けられ、 前記アンテナは、前記筐体部に対して腕方向に回動する
   こと、を特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の無線
   通信装置。