JPWO2002054532A1 - 携帯端末 - Google Patents
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Abstract
携帯電話機(1a)は、一方端(10a)と他方端(10b)とを有する下部筐体(10)と、一方端(20a)と他方端(20b)とを有し、その一方端(20a)が第1の筺体(10)に回動可能に取付けられる上部筐体(20)と、下部筐体(10)の一方端(10a)側に内蔵されるモノポールアンテナ(30)とを備える。上部筺体(20)の他方端(20b)は、下部筐体(10)の他方端(10b)に近接し、または、下部筺体(10)の他方端(10b)から離隔するように回動する。携帯電話機(1a)は、上部筐体(20)の他方端(20b)が下部筐体(10)の他方端(10b)から離隔した状態で人体頭部(100)に接近して使用される。使用時にモノポールアンテナ(30)と人体頭部(100)との間に上部筐体(20)が介在するように下部筐体(10)が上部筐体(20)に対して配置される。
Description
技術分野
この発明は、携帯端末に関し、特に携帯電話機に代表される携帯端末に関するものである。
背景技術
近年、携帯電話機が急速に普及している。これに伴い、携帯電話機での通話利得の劣化防止に関する開発が進められている。図27は、従来の携帯電話機の斜視図である。図27を参照して、携帯電話機としての携帯無線機の筐体402は、受話部を有する第1のユニット402aと、受話部を有しない第2のユニット402bとに分割される。第2のユニット402bは第1のユニット402aの下部に折り曲げ部402cにより折り曲げ可能に接続されている。アンテナとしての空中線401は、携帯無線機の筐体402の第2のユニット402bの上部端面423から上方向で第1のユニット402aに延伸する方向に突出するように形成されている。
しかしながら、上述のような従来の携帯電話機では、以下のような問題があった。
まず、アンテナが筐体から外へ露出しているため、人の指がアンテナに触れやすくなる。この場合に、アンテナが人の指の影響を受けてアンテナ利得が劣化するという問題がある。
また、人体頭部と空中線401との間には第1のユニット402aが介在するが、第1のユニット402aと空中線401との間の距離が大きくなるため、第1のユニット402aが電磁波の遮蔽板としての役割を果たさなくなる。その結果、空中線401が人体頭部の影響を受け、アンテナが小さくなる。
さらに、携帯電話機を金属板などの導電性物質の上に置いた場合には、空中線401が金属板の影響を受けてアンテナ利得が劣化し、通話品質が劣化するという問題があった。
そこで、この発明は上述のような問題点を解決するためになされたものであり、アンテナ利得の劣化を低減することが可能な携帯端末を提供することを目的とするものである。
発明の開示
この発明に従った携帯端末は、一方端と他方端とを有する第1の筐体と、一方端と他方端とを有し、その一方端が第1の筐体に回動可能に取付けられる第2の筐体と、第1の筐体の一方端側に内蔵される第1のアンテナ素子とを備える。第2の筐体の他方端は、第1の筐体の他方端に近接しまたは第1の筐体の他方端から離隔するように回動する。第2の筐体の他方端が第1の筐体の他方端から離隔した状態で人体頭部に接近して使用される。使用時に第1のアンテナ素子と人体頭部との間に第2の筐体が介在するように第1の筐体が第2の筐体に対して配置される。
このように構成された携帯端末では、第1のアンテナ素子が第1の筐体に内蔵される。これにより、第1のアンテナ素子が手で直接触れられることがないので、人体の影響を受けずにアンテナ利得の劣化を防止できる。また、金属板上に携帯端末を載置しても、第1のアンテナ素子と金属板との間には第1の筐体が介在するため、アンテナ利得の劣化を防止することができる。また、通話時に第1のアンテナ素子と人体頭部との間に第2の筐体が介在し、さらに第1のアンテナ素子と第2の筐体との距離が近くなるため、第1のアンテナ素子が送受信する電磁波を第2の筐体が遮蔽する。そのため、第1のアンテナ素子が人体頭部の影響を受けずにアンテナ利得の劣化を防止することができる。
好ましくは、第1のアンテナ素子は、モノポールアンテナ、ダイポールアンテナ、板状アンテナ、逆Fアンテナおよびループアンテナからなる群より選ばれた少なくとも一種を含む。
好ましくは、第2の筐体の一方端が取付けられる第1の筐体の部分と第1の筐体の一方端との間に第1のアンテナ素子が内蔵される。
好ましくは、第1の筐体は、人体頭部に向い合う第1の面と、第1の面と反対側の第2の面とを有し、第1の面側に第1のアンテナ素子が内蔵される。この場合、指で触れられる第2の面から遠い位置に第1のアンテナ素子が内蔵されるため、第1のアンテナ素子が人体の影響を受けることを防止できる。その結果、さらに安定したアンテナ利得を得ることができる。
好ましくは、第2の面側に電位が一定の導電板が内蔵される。この場合、第2の面に指が触れても、第1のアンテナ素子がその影響を受け難くなる。
好ましくは、携帯端末は、第2の筐体の他方端に設けられた第2のアンテナ素子をさらに備える。
好ましくは、第1の筐体は文字情報を表示する液晶表示部および人が手で押圧して操作する操作部のいずれか一方を含む。第2の筐体は液晶表示部および操作部の他方を含む。
好ましくは、操作部は、第1の筐体内で一方端から他方端に延びる基板を含み、基板上に第1のアンテナ素子が設けられる。
好ましくは、第2の筐体は導電性を有する。この場合、第2の筐体が電磁波の遮蔽効果を有するので、人体頭部の影響を受け難くなり、アンテナ利得の劣化を防止することができる。
発明を実施するための最良の形態
(実施の形態1)
図1は、この発明の実施の形態1に従った携帯電話機の側面図である。図1を参照して、この発明に従った携帯端末としての携帯電話機1aは、一方端10aと他方端10bとを有する第1の筐体としての下部筐体10と、一方端20aと他方端20bとを有し、その一方端20aが下部筐体10に回動可能に取付けられる第2の筐体としての上部筐体20と、下部筐体10の一方端10a側に内蔵される第1のアンテナ素子としてのモノポールアンテナ30とを備える。上部筐体20の他方端20bは、下部筐体10の他方端10bに近接し、または、下部筐体10の他方端10bから離隔するように回動する。携帯電話機1aは、上部筐体20の他方端20bが下部筐体10の他方端10bから離隔した状態で人体頭部100に接近して使用される。使用時にモノポールアンテナ30と人体頭部100との間に上部筐体20が介在するように下部筐体10が上部筐体20に対して配置される。
携帯電話機1aは、下部筐体10と、下部筐体10に接続された上部筐体20とを有する。下部筐体10の一方端10a側にモノポールアンテナ30が内蔵されている。上部筐体20が取付けられる下部筐体10の部分と下部筐体10の一方端10aとの間にモノポールアンテナ30が内蔵される。下部筐体10はプラスチック製であり、その内部の空間にモノポールアンテナ30が配置されている。モノポールアンテナ30の一方端に給電点31が設けられている。下部筐体10は、人体頭部100に向い合う第1の面10cと、第1の面10cと反対側の第2の面10dとを有する。モノポールアンテナ30は、第1面10cおよび第2面10dの中央に設けられている。
第1の面10cには軸32が取付けられている。軸32が取付けられる部分と一方端10aとの間にモノポールアンテナ30が内蔵されている。下部筐体10の他方端10b側には、人が手で押圧して操作する操作部としての押しボタン11が複数設けられている。押しボタン11を人が手で押すことにより電話番号などの情報を入力することができる。
軸32を介して上部筐体20の一方端20aが下部筐体10に回動可能に取付けられる。上部筐体20は一方端20aから他方端20bまで延びる。上部筐体20を構成する材質としては、プラスチックなどの絶縁性物質だけでなくマグネシウムなどの電磁波の遮蔽効果の高い導電性の物質をも用いることができる。また、プラスチックの表面に導電性の物質をめっきすることも可能である。上部筐体20の第1の面20cには文字情報を表示する液晶表示部としての液晶表示装置21が設けられている。液晶表示装置には文字情報が表示され、それを使用者が視認することができる。上部筐体20の第2の面20dは、第1の面20cの反対側に設けられ、図1で示す使用状態では、下部筐体10と対面する。下部筐体10の第1の面10cと、上部筐体20の第1の面20cとがともに人体頭部100に近接する。
図2は、図1で示す携帯電話機の収納状態を示す図である。図2を参照して、携帯電話機1aを収納する場合には上部筐体20の第1の面20cと、下部筐体10の第1の面10cとが向かい合うように上部筐体20を下部筐体10に向かって回動させる。このように、上部筐体20を折り曲げることにより、携帯電話機1a全体を小型化して収納しやすくすることができる。
このように構成された携帯電話機1aでは、まずモノポールアンテナ30は下部筐体10に内蔵される。そのためモノポールアンテナ30が直接手で触れられることがないため、アンテナ利得の劣化を防止でき、安定したアンテナ利得を得ることができる。
また、モノポールアンテナ30が下部筐体10に内蔵されるため、携帯電話機1aが落下した場合にもモノポールアンテナ30が破損することなく、機械的にも丈夫なものとなる。
また、金属板上に携帯電話機1aを載置した場合にも、モノポールアンテナ30と金属板との間に下部筐体10の第2の面10dが介在するためアンテナ特性の劣化を防止でき、アンテナ特性が安定する。その結果、通話品質の劣化が生じない。
また、モノポールアンテナ30と上部筐体20との距離が近いため、上部筐体20が電磁気的な遮蔽効果を有する。その結果、モノポールアンテナ30が人体頭部100の影響を受けるのを防止することができる。そのため、アンテナ利得の劣化を防止することができる。
(実施の形態2)
図3は、この発明の実施の形態2に従った携帯電話機の模式的な側面図である。図3を参照して、この発明の実施の形態2に従った携帯電話機1bは、下部筐体10内において、第1の面10c近傍にモノポールアンテナ30が設けられている点で実施の形態1に従った携帯電話機1aと異なる。
このように構成された携帯電話機1bでは、まず、実施の形態1に従った携帯電話機1aと同様の効果がある。さらに、モノポールアンテナ30が、指が触れられる下部筐体10の第2の面10dから遠ざけられていることにより、アンテナ利得の劣化をさらに低減することができる。また、薄型の下部筐体10においても、指の影響によるアンテナ利得の劣化を防止することができる。
(実施の形態3)
図4は、この発明の実施の形態3に従った携帯電話機の模式的な側面図である。図4を参照して、この発明の実施の形態3に従った携帯電話機1cでは、下部筐体10の一方端10a、すなわち天頂面にモノポールアンテナ30が設けられている点で実施の形態1に従った携帯電話機1aと異なる。モノポールアンテナ30は、下部筐体10の延びる方向とほぼ直交する方向に延びる。
このように構成された携帯電話機1cでも、実施の形態1に従った携帯電話機1aと同様の効果がある。さらに、下部筐体10の天頂面にモノポールアンテナ30が実装されるため、アンテナの実装面積を小さくすることができる。
(実施の形態4)
図5は、この発明の実施の形態4に従った携帯電話機の模式的な側面図である。図5を参照して、この発明の実施の形態4に従った携帯電話機1dでは、モノポールアンテナ30が曲げられて設けられている点で実施の形態1に従った携帯電話機1aと異なる。このようなモノポールアンテナ30は、上述の実施の形態1〜3で示したアンテナを複合させた形状となっている。
このように構成された携帯電話機1dでも、実施の形態1に従った携帯電話機1aと同様の効果がある。
(実施の形態5)
図6は、この発明の実施の形態5に従った携帯電話機の模式的な側面図である。図6を参照して、この発明の実施の形態5に従った携帯電話機1eでは、モノポールアンテナ30と第2の面10dとの間に電位が一定の導電板としての、グランドとなる金属板34が設けられている点で実施の形態1に従った携帯電話機1aと異なる。金属板34はモノポールアンテナ30が人体の指80から影響を受けることを防止する。
このように構成された携帯電話機1eでは、実施の形態1に従った携帯電話機1aと同様の効果がある。さらに、指で触れられる可能性の高い部分に予めグランドとなる金属板34を設置することにより、下部筐体10を指で触れられた場合の指の影響をさらに低減することができる。
(実施の形態6)
図7は、この発明の実施の形態6に従った携帯電話機の模式的な側面図である。図7を参照して、この発明の実施の形態6に従った携帯電話機1fでは、モノポールアンテナ30の近傍にバイブレータ35が設けられており、このバイブレータ35はコイル36を介して基板37に接続されている点で実施の形態1に従った携帯電話機1aと異なる。バイブレータ35は、他の機構部品に置き換えることも可能である。バイブレータ35と基板37との間にはコイル36が設けられているため、バイブレータ35はモノポールアンテナ30が入出力する高周波の影響を受けにくくなる。
このように構成された携帯電話機1fでも、まず実施の形態1に従った携帯電話機1aと同様の効果がある。さらに、バイブレータなどの構成部品をアンテナ近傍に実装することにより、携帯電話機1fを小型化することができる。なお、バイブレータ35を導電性のよい材料で囲み、直接アンテナ素子として励振させてもよい。
(実施の形態7)
図8は、この発明の実施の形態7に従った携帯電話機の模式的な側面図である。図8を参照して、この発明の実施の形態7に従った携帯電話機1gでは、下部筐体10にストラップ用の穴10hが設けられており、この穴10hを取囲むようにモノポールアンテナ30が設けられている点で実施の形態1に従った携帯電話機1aと異なる。穴は角柱形状であるが、円柱形状としてもよい。
このように構成された携帯電話機1gでは、実施の形態1に従った携帯電話機1aと同様の効果がある。
(実施の形態8)
図9は、この発明の実施の形態8に従った携帯電話機の模式的な側面図である。図9を参照して、この発明の実施の形態8に従った携帯電話機1hでは、上部筐体20の他方端20b側にもモノポールアンテナ50が設けられている点で、実施の形態1に従った携帯電話機1aと異なる。モノポールアンテナ50は給電点51と接続されている。モノポールアンテナ50は上部筐体20に内蔵されているが、必ずしも内蔵されている必要はなく、上部筐体20から突出していてもよい。また、上部筐体20の第1の面20c側および第2の面20d側のいずれにモノポールアンテナ50を設けてもよい。
このように構成された携帯電話機1hでは、実施の形態1に従った携帯電話機1aと同様の効果がある。さらに、携帯電話機1hの使用時および携帯電話機1hの収納時でも、モノポールアンテナ30とモノポールアンテナ50との間の距離が大きくなるため、これらのアンテナがいずれのときにおいても分離されることになる。その結果、アンテナ効率の劣化を防止し、通信における不具合を低減することができる。なお、モノポールアンテナ50は、モノポールアンテナ30と同じ周波数帯のアンテナ(たとえばダイバーシチアンテナ)としてもよい。また、他のシステム用のアンテナ(BluetoothまたはGPS:Global Positioning System)としてもよい。
(実施の形態9)
図10は、この発明の実施の形態9に従った携帯電話機の模式的な側面図である。図10を参照して、この発明の実施の形態9に従った携帯電話機1iでは、操作部が基板37を含み、基板37が延長されて、その上に給電点31およびストリップアンテナ230が設けられている点で、実施の形態1に従った携帯電話機1aと異なる。
このように構成された携帯電話機1iでは、また、実施の形態1に従った携帯電話機1aと同様の効果がある。さらに、操作部の基板を延長し、その基板上にアンテナを形成することで、コストの低減を図ることができる。
(実施の形態10)
図11は、この発明の実施の形態10に従った携帯電話機の模式的な側面図である。図11を参照して、この発明の実施の形態10に従った携帯電話機1jでは、上部筐体520の一方端520a側にモノポールアンテナ30が内蔵されている点で実施の形態1に従った携帯電話機1aと異なる。すなわち、この発明に従った携帯端末としての携帯電話機1jは、一方端520aと他方端520bとを有する第1の筐体としての上部筐体520と、一方端510aと他方端510bとを有し、その一方端510aが上部筐体520に回動可能に取付けられる第2の筐体としての下部筐体510と、上部筐体520の一方端520a側に内蔵される第1のアンテナ素子としてのモノポールアンテナ30とを備える。下部筐体510の他方端510bは、上部筐体520の他方端520bに近接し、または、上部筐体520の他方端520bから離隔するように回動する。携帯電話機1jは、下部筐体510の他方端510bが上部筐体520の他方端520bから離隔した状態で人体頭部100に接近して使用される。使用時にモノポールアンテナ30と人体頭部100との間に下部筐体510が介在するように上部筐体520が下部筐体510に対して配置される。上部筐体520は、第1の面520cおよび第2の面520dとを有し、下部筐体510は、第1の面510cおよび第2の面510dとを有する。
このように構成された携帯電話機1jでも、実施の形態1に従った携帯電話機1aと同様の効果がある。
(実施の形態11)
図12〜図18は、この発明に従った携帯電話機で用いられるアンテナを示す図である。図12を参照して、この発明に従った携帯電話機では、図1から11で示すモノポールアンテナ30の代わりに、モノポールアンテナとしてのメアンダラインアンテナ130を用いてもよい。
図13を参照して、この発明に従った携帯電話機では、図1から11で示すモノポールアンテナ30の代わりに、モノポールアンテナとしてのヘリカルアンテナ131を用いてもよい。
図14を参照して、この発明に従った携帯電話機では、図1から11で示すモノポールアンテナ30の代わりに、モノポールアンテナとしてのジグザグアンテナ132を用いてもよい。
図15を参照して、この発明に従った携帯電話機では、図1から11で示すモノポールアンテナ30の代わりに、パッチアンテナまたはショートパッチアンテナのような板状アンテナ133を用いてもよい。
図16を参照して、この発明に従った携帯電話機では、図1から11で示すモノポールアンテナ30の代わりに、逆Fアンテナ134を用いてもよい。
図17を参照して、この発明に従った携帯電話機では、図1から11で示すモノポールアンテナ30の代わりに、ループアンテナ135を用いてもよい。
図18を参照して、この発明に従った携帯電話機では、図1から11で示すモノポールアンテナ30の代わりに、ダイポールアンテナ136を用いてもよい。
次に、この発明に従った携帯電話機と、従来の携帯電話機とについての放射特性を比較した。図19および20は、携帯電話機と座標軸との関係を示す図である。なお、図19は、携帯電話機の背面図であり、図20は、携帯電話機の側面図である。まず、図19および20に示すように、この発明に従った携帯電話機1aを用意した。この携帯電話機1aは、下部筐体10および上部筐体20を有する。下部筐体10の一方端10a側にモノポールアンテナ30が内蔵されている。
モノポールアンテナ30が延びる方向が+Z方向である。また、図19の左から右へ向かう方向が+Y方向である。図19の紙面の奥側から手前側へ向かう方向が+X方向である。
図21から図23は、X−Z面での放射パターンを測定する工程を示す図である。まず図21を参照して、図19および図20で示した携帯電話機1aをテーブル150上に載置した。このとき、+Z方向と、+X方向とが、矢印140で示す鉛直方向とほぼ直交するように載置した。そのため、+Y方向は矢印140で示す鉛直方向とほぼ平行である。テーブル150は矢印Rで示す方向に回転することが可能である。また、第1の面10cおよび20c近傍に人体を配置した。
このようなテーブル150に携帯電話機1aを載置した状態で、無線送受信部から所定の出力によりモノポールアンテナ30を介して周波数が940MHzの電波を放射した。また、このとき、テーブル150を矢印Rで示す方向に回転させた。これにより、モノポールアンテナ30からは矢印151で示すような電波が放射された。この電波の電界強度を測定用アンテナ160で測定し、この電波について矢印Vで示す方向の垂直偏波と矢印Hで示す方向の水平偏波との電界強度を求めた。
図22を参照して、テーブル150上にダイポールアンテナ170を載置した。このダイポールアンテナ170では、中央部に給電点171が設けられており、給電点171は同軸ケーブル172に接続されている。同軸ケーブル172は所定の無線送受信部に接続されている。ダイポールアンテナ170は矢印140で示す鉛直方向とほぼ平行に延びる。テーブル150を矢印Rで示す方向に回転させながら、図21で示す携帯電話機1aに無線送受信部が与えた出力と同様の出力をダイポールアンテナ170に与えて、ダイポールアンテナ170から矢印152で示す周波数が940MHzの電波を放射した。これにより、ダイポールアンテナ170からは矢印152で示す電波が放射された。この電波は矢印Vで示す方向の垂直偏波である。この電波の電界強度を測定用アンテナ160で測定した。
図23を参照して、テーブル150上にダイポールアンテナ170を載置した。ダイポールアンテナ170は、矢印140で示す鉛直方向とほぼ直交して延びるように配置した。ダイポールアンテナ170の中心に給電点171が設けられ、給電点171は同軸ケーブル172と接続されている。テーブル150を矢印Rで示す方向に回転させながら、図21で示す携帯電話機1aに無線送受信部が与えた出力と同様の出力をダイポールアンテナ170に与えて、ダイポールアンテナ170から矢印153で示す周波数が940MHzの電波を放射した。この電波は、矢印Hで示す方向の水平偏波である。この電波の電界強度を測定用アンテナ160で求めた。
図21〜図23で示す工程で得られたデータをもとに、この発明に従ったアンテナ素子放射パターンを求めた。その結果を図24に示す。
図24中、実線301は、図22で示す工程においてダイポールアンテナ170から放射された垂直偏波の電界強度に対する、図21で示したモノポールアンテナ30から放射された電波の垂直偏波成分の利得を示す。この利得は以下の式に従って算出した。
(利得)=20×log10(モノポールアンテナ30からの垂直偏波の電界強度/ダイポールアンテナ170からの垂直偏波の電界強度)
点線302は、図23で示す工程においてダイポールアンテナ170から放射された水平偏波の電界強度に対する、図21で示したモノポールアンテナ30から放射された電波の水平偏波の利得である。この利得は以下の式に従って算出した。
(利得)=20×log10(モノポールアンテナ30からの水平偏波の電界強度/ダイポールアンテナ170からの水平偏波の電界強度)
なお、図24〜26中の1目盛りは10dBを示す。垂直偏波および水平偏波の利得(XPR(cross polarrization ratio)=6dB)を平均化して平均化利得を求めたところ、平均化利得は−14.73dBdであった。また、利得のピークの値は−4.27dBdであった。
次に、図21で示す工程において、モノポールアンテナ30からの距離が2mmだけ離れた下部筐体10の部分に人の手が触れた状態とした。また、第1の面10cおよび20c近傍に人体を配置した。この状態で、図21で示すテーブル150を矢印Rで回転させるとともに、無線送受信部からモノポールアンテナ30に所定の出力を与えて電波を放射した。この状態で、テーブル150を矢印Rで示す方向に回転させるとともに、図21で示した工程と同様の出力を無線送受信部から携帯電話機1aに与えて周波数が940MHzの電波を放射させた。この電波の垂直偏波成分と水平偏波成分との電界強度を測定用アンテナ160で測定した。
モノポールアンテナ30近傍の下部筐体10に手を接触させた状態での放射パターンを図25で示す。図25中、実線311は、図22で示す工程において測定した垂直偏波の電界強度に対する、モノポールアンテナ30近傍の下部筐体10に手を接触させた携帯電話機1aから放射された電波の垂直偏波成分の強度の利得を示す。この利得は以下の式に従って算出した。
(利得)=20×log10(モノポールアンテナ30近傍の下部筐体10に手を接触させた携帯電話機1aからの垂直偏波の電界強度/ダイポールアンテナ170からの垂直偏波の電界強度)
点線312は、図23で示す工程において測定された水平偏波の強度に対する、モノポールアンテナ30近傍の下部筐体10に手を接触させた携帯電話機1aから放射される電波の水平偏波成分の電界強度の利得を示す。この利得は以下の式に従って算出した。
(利得)=20×log10(モノポールアンテナ30近傍の下部筐体10に手を接触させた携帯電話機1aからの水平偏波の電界強度/ダイポールアンテナ170からの水平偏波の電界強度)
図25より、垂直偏波成分および水平偏波成分の平均化利得(XPR=6dB)を求めたところ、平均化利得は−15.33dBdとなり、良好な値となった。利得のピークの値は−4.55dBdであった。
これより、本発明品では、通話利得が高くなっていることがわかる。
次に、図27で示す従来の携帯無線機を用いて、図21で示す工程と同様の工程に従いZ軸およびX軸を水平方向に向け、Y軸を鉛直方向と平行としてテーブル150上に載置した。携帯電話機の空中線401と反対側に人体を配置した。この状態でテーブルを矢印Rで示す方向に回転させながら空中線401を介して周波数が940MHzの電波を放射させた。このとき、モノポールアンテナ30に無線送受信部が与えた出力と同様の出力を空中線401に与えた。この放射された電波の垂直偏波成分および水平偏波成分を測定用アンテナ160で測定した。このような従来のアンテナについての放射パターンを図26で示す。図26中、実線321は、図22で示す工程で測定した垂直偏波の電界強度に対する、図21で示す工程に従い空中線401から放射した電波の垂直偏波成分の電界強度の利得を示す。この利得は以下の式に従って算出した。
(利得)=20×log10(空中線401からの垂直偏波の電界強度/ダイポールアンテナ170からの垂直偏波の電界強度)
点線322は、図23で示す工程で測定した水平偏波の電界強度に対する、図21で示す工程に従い空中線401から放射された電波の水平偏波成分の電界強度の利得である。この利得は以下の式に従って算出した。
(利得)=20×log10(空中線401からの水平偏波の電界強度/ダイポールアンテナ170からの水平偏波の電界強度)
図26より、水平偏波成分の利得および垂直偏波成分の利得がともに小さくなっていることがわかる。図26より、平均化利得を求めたところ、平均化利得は−21.35dBdであった。また、利得のピークの値は−13.41dBdであった。
産業上の利用可能性
この発明に従った携帯端末は、携帯電話機の分野で利用することができる。
【図面の簡単な説明】
図1は、この発明の実施の形態1に従った携帯電話機の模式的な側面図である。
図2は、図1で示す携帯電話機の収納状態を示す図である。
図3は、この発明の実施の形態2に従った携帯電話機の模式的な側面図である。
図4は、この発明の実施の形態3に従った携帯電話機の模式的な側面図である。
図5は、この発明の実施の形態4に従った携帯電話機の模式的な側面図である。
図6は、この発明の実施の形態5に従った携帯電話機の模式的な側面図である。
図7は、この発明の実施の形態6に従った携帯電話機の模式的な側面図である。
図8は、この発明の実施の形態7に従った携帯電話機の模式的な側面図である。
図9は、この発明の実施の形態8に従った携帯電話機の模式的な側面図である。
図10は、この発明の実施の形態9に従った携帯電話機の模式的な側面図である。
図11は、この発明の実施の形態10に従った携帯電話機の模式的な側面図である。
図12は、この発明の携帯電話機で用いられるアンテナの模式図である。
図13は、この発明の携帯電話機で用いられるアンテナの模式図である。
図14は、この発明の携帯電話機で用いられるアンテナの模式図である。
図15は、この発明の携帯電話機で用いられるアンテナの模式図である。
図16は、この発明の携帯電話機で用いられるアンテナの模式図である。
図17は、この発明の携帯電話機で用いられるアンテナの模式図である。
図18は、この発明の携帯電話機で用いられるアンテナの模式図である。
図19は、携帯電話機と座標軸との関係を示す図である。
図20は、携帯電話機と座標軸との関係を示す図である。
図21は、X−Z面での放射パターンを測定する工程を示す図である。
図22は、X−Z面での放射パターンを測定する工程を示す図である。
図23は、X−Z面での放射パターンを測定する工程を示す図である。
図24は本発明に従った携帯電話機でのアンテナ利得を示すグラフである。
図25は本発明のアンテナ素子上に人差し指を配置した場合のアンテナ利得を示すグラフである。
図26は従来の携帯電話機でのアンテナ利得を示すグラフである。
図27は従来の携帯電話機の斜視図である。
この発明は、携帯端末に関し、特に携帯電話機に代表される携帯端末に関するものである。
背景技術
近年、携帯電話機が急速に普及している。これに伴い、携帯電話機での通話利得の劣化防止に関する開発が進められている。図27は、従来の携帯電話機の斜視図である。図27を参照して、携帯電話機としての携帯無線機の筐体402は、受話部を有する第1のユニット402aと、受話部を有しない第2のユニット402bとに分割される。第2のユニット402bは第1のユニット402aの下部に折り曲げ部402cにより折り曲げ可能に接続されている。アンテナとしての空中線401は、携帯無線機の筐体402の第2のユニット402bの上部端面423から上方向で第1のユニット402aに延伸する方向に突出するように形成されている。
しかしながら、上述のような従来の携帯電話機では、以下のような問題があった。
まず、アンテナが筐体から外へ露出しているため、人の指がアンテナに触れやすくなる。この場合に、アンテナが人の指の影響を受けてアンテナ利得が劣化するという問題がある。
また、人体頭部と空中線401との間には第1のユニット402aが介在するが、第1のユニット402aと空中線401との間の距離が大きくなるため、第1のユニット402aが電磁波の遮蔽板としての役割を果たさなくなる。その結果、空中線401が人体頭部の影響を受け、アンテナが小さくなる。
さらに、携帯電話機を金属板などの導電性物質の上に置いた場合には、空中線401が金属板の影響を受けてアンテナ利得が劣化し、通話品質が劣化するという問題があった。
そこで、この発明は上述のような問題点を解決するためになされたものであり、アンテナ利得の劣化を低減することが可能な携帯端末を提供することを目的とするものである。
発明の開示
この発明に従った携帯端末は、一方端と他方端とを有する第1の筐体と、一方端と他方端とを有し、その一方端が第1の筐体に回動可能に取付けられる第2の筐体と、第1の筐体の一方端側に内蔵される第1のアンテナ素子とを備える。第2の筐体の他方端は、第1の筐体の他方端に近接しまたは第1の筐体の他方端から離隔するように回動する。第2の筐体の他方端が第1の筐体の他方端から離隔した状態で人体頭部に接近して使用される。使用時に第1のアンテナ素子と人体頭部との間に第2の筐体が介在するように第1の筐体が第2の筐体に対して配置される。
このように構成された携帯端末では、第1のアンテナ素子が第1の筐体に内蔵される。これにより、第1のアンテナ素子が手で直接触れられることがないので、人体の影響を受けずにアンテナ利得の劣化を防止できる。また、金属板上に携帯端末を載置しても、第1のアンテナ素子と金属板との間には第1の筐体が介在するため、アンテナ利得の劣化を防止することができる。また、通話時に第1のアンテナ素子と人体頭部との間に第2の筐体が介在し、さらに第1のアンテナ素子と第2の筐体との距離が近くなるため、第1のアンテナ素子が送受信する電磁波を第2の筐体が遮蔽する。そのため、第1のアンテナ素子が人体頭部の影響を受けずにアンテナ利得の劣化を防止することができる。
好ましくは、第1のアンテナ素子は、モノポールアンテナ、ダイポールアンテナ、板状アンテナ、逆Fアンテナおよびループアンテナからなる群より選ばれた少なくとも一種を含む。
好ましくは、第2の筐体の一方端が取付けられる第1の筐体の部分と第1の筐体の一方端との間に第1のアンテナ素子が内蔵される。
好ましくは、第1の筐体は、人体頭部に向い合う第1の面と、第1の面と反対側の第2の面とを有し、第1の面側に第1のアンテナ素子が内蔵される。この場合、指で触れられる第2の面から遠い位置に第1のアンテナ素子が内蔵されるため、第1のアンテナ素子が人体の影響を受けることを防止できる。その結果、さらに安定したアンテナ利得を得ることができる。
好ましくは、第2の面側に電位が一定の導電板が内蔵される。この場合、第2の面に指が触れても、第1のアンテナ素子がその影響を受け難くなる。
好ましくは、携帯端末は、第2の筐体の他方端に設けられた第2のアンテナ素子をさらに備える。
好ましくは、第1の筐体は文字情報を表示する液晶表示部および人が手で押圧して操作する操作部のいずれか一方を含む。第2の筐体は液晶表示部および操作部の他方を含む。
好ましくは、操作部は、第1の筐体内で一方端から他方端に延びる基板を含み、基板上に第1のアンテナ素子が設けられる。
好ましくは、第2の筐体は導電性を有する。この場合、第2の筐体が電磁波の遮蔽効果を有するので、人体頭部の影響を受け難くなり、アンテナ利得の劣化を防止することができる。
発明を実施するための最良の形態
(実施の形態1)
図1は、この発明の実施の形態1に従った携帯電話機の側面図である。図1を参照して、この発明に従った携帯端末としての携帯電話機1aは、一方端10aと他方端10bとを有する第1の筐体としての下部筐体10と、一方端20aと他方端20bとを有し、その一方端20aが下部筐体10に回動可能に取付けられる第2の筐体としての上部筐体20と、下部筐体10の一方端10a側に内蔵される第1のアンテナ素子としてのモノポールアンテナ30とを備える。上部筐体20の他方端20bは、下部筐体10の他方端10bに近接し、または、下部筐体10の他方端10bから離隔するように回動する。携帯電話機1aは、上部筐体20の他方端20bが下部筐体10の他方端10bから離隔した状態で人体頭部100に接近して使用される。使用時にモノポールアンテナ30と人体頭部100との間に上部筐体20が介在するように下部筐体10が上部筐体20に対して配置される。
携帯電話機1aは、下部筐体10と、下部筐体10に接続された上部筐体20とを有する。下部筐体10の一方端10a側にモノポールアンテナ30が内蔵されている。上部筐体20が取付けられる下部筐体10の部分と下部筐体10の一方端10aとの間にモノポールアンテナ30が内蔵される。下部筐体10はプラスチック製であり、その内部の空間にモノポールアンテナ30が配置されている。モノポールアンテナ30の一方端に給電点31が設けられている。下部筐体10は、人体頭部100に向い合う第1の面10cと、第1の面10cと反対側の第2の面10dとを有する。モノポールアンテナ30は、第1面10cおよび第2面10dの中央に設けられている。
第1の面10cには軸32が取付けられている。軸32が取付けられる部分と一方端10aとの間にモノポールアンテナ30が内蔵されている。下部筐体10の他方端10b側には、人が手で押圧して操作する操作部としての押しボタン11が複数設けられている。押しボタン11を人が手で押すことにより電話番号などの情報を入力することができる。
軸32を介して上部筐体20の一方端20aが下部筐体10に回動可能に取付けられる。上部筐体20は一方端20aから他方端20bまで延びる。上部筐体20を構成する材質としては、プラスチックなどの絶縁性物質だけでなくマグネシウムなどの電磁波の遮蔽効果の高い導電性の物質をも用いることができる。また、プラスチックの表面に導電性の物質をめっきすることも可能である。上部筐体20の第1の面20cには文字情報を表示する液晶表示部としての液晶表示装置21が設けられている。液晶表示装置には文字情報が表示され、それを使用者が視認することができる。上部筐体20の第2の面20dは、第1の面20cの反対側に設けられ、図1で示す使用状態では、下部筐体10と対面する。下部筐体10の第1の面10cと、上部筐体20の第1の面20cとがともに人体頭部100に近接する。
図2は、図1で示す携帯電話機の収納状態を示す図である。図2を参照して、携帯電話機1aを収納する場合には上部筐体20の第1の面20cと、下部筐体10の第1の面10cとが向かい合うように上部筐体20を下部筐体10に向かって回動させる。このように、上部筐体20を折り曲げることにより、携帯電話機1a全体を小型化して収納しやすくすることができる。
このように構成された携帯電話機1aでは、まずモノポールアンテナ30は下部筐体10に内蔵される。そのためモノポールアンテナ30が直接手で触れられることがないため、アンテナ利得の劣化を防止でき、安定したアンテナ利得を得ることができる。
また、モノポールアンテナ30が下部筐体10に内蔵されるため、携帯電話機1aが落下した場合にもモノポールアンテナ30が破損することなく、機械的にも丈夫なものとなる。
また、金属板上に携帯電話機1aを載置した場合にも、モノポールアンテナ30と金属板との間に下部筐体10の第2の面10dが介在するためアンテナ特性の劣化を防止でき、アンテナ特性が安定する。その結果、通話品質の劣化が生じない。
また、モノポールアンテナ30と上部筐体20との距離が近いため、上部筐体20が電磁気的な遮蔽効果を有する。その結果、モノポールアンテナ30が人体頭部100の影響を受けるのを防止することができる。そのため、アンテナ利得の劣化を防止することができる。
(実施の形態2)
図3は、この発明の実施の形態2に従った携帯電話機の模式的な側面図である。図3を参照して、この発明の実施の形態2に従った携帯電話機1bは、下部筐体10内において、第1の面10c近傍にモノポールアンテナ30が設けられている点で実施の形態1に従った携帯電話機1aと異なる。
このように構成された携帯電話機1bでは、まず、実施の形態1に従った携帯電話機1aと同様の効果がある。さらに、モノポールアンテナ30が、指が触れられる下部筐体10の第2の面10dから遠ざけられていることにより、アンテナ利得の劣化をさらに低減することができる。また、薄型の下部筐体10においても、指の影響によるアンテナ利得の劣化を防止することができる。
(実施の形態3)
図4は、この発明の実施の形態3に従った携帯電話機の模式的な側面図である。図4を参照して、この発明の実施の形態3に従った携帯電話機1cでは、下部筐体10の一方端10a、すなわち天頂面にモノポールアンテナ30が設けられている点で実施の形態1に従った携帯電話機1aと異なる。モノポールアンテナ30は、下部筐体10の延びる方向とほぼ直交する方向に延びる。
このように構成された携帯電話機1cでも、実施の形態1に従った携帯電話機1aと同様の効果がある。さらに、下部筐体10の天頂面にモノポールアンテナ30が実装されるため、アンテナの実装面積を小さくすることができる。
(実施の形態4)
図5は、この発明の実施の形態4に従った携帯電話機の模式的な側面図である。図5を参照して、この発明の実施の形態4に従った携帯電話機1dでは、モノポールアンテナ30が曲げられて設けられている点で実施の形態1に従った携帯電話機1aと異なる。このようなモノポールアンテナ30は、上述の実施の形態1〜3で示したアンテナを複合させた形状となっている。
このように構成された携帯電話機1dでも、実施の形態1に従った携帯電話機1aと同様の効果がある。
(実施の形態5)
図6は、この発明の実施の形態5に従った携帯電話機の模式的な側面図である。図6を参照して、この発明の実施の形態5に従った携帯電話機1eでは、モノポールアンテナ30と第2の面10dとの間に電位が一定の導電板としての、グランドとなる金属板34が設けられている点で実施の形態1に従った携帯電話機1aと異なる。金属板34はモノポールアンテナ30が人体の指80から影響を受けることを防止する。
このように構成された携帯電話機1eでは、実施の形態1に従った携帯電話機1aと同様の効果がある。さらに、指で触れられる可能性の高い部分に予めグランドとなる金属板34を設置することにより、下部筐体10を指で触れられた場合の指の影響をさらに低減することができる。
(実施の形態6)
図7は、この発明の実施の形態6に従った携帯電話機の模式的な側面図である。図7を参照して、この発明の実施の形態6に従った携帯電話機1fでは、モノポールアンテナ30の近傍にバイブレータ35が設けられており、このバイブレータ35はコイル36を介して基板37に接続されている点で実施の形態1に従った携帯電話機1aと異なる。バイブレータ35は、他の機構部品に置き換えることも可能である。バイブレータ35と基板37との間にはコイル36が設けられているため、バイブレータ35はモノポールアンテナ30が入出力する高周波の影響を受けにくくなる。
このように構成された携帯電話機1fでも、まず実施の形態1に従った携帯電話機1aと同様の効果がある。さらに、バイブレータなどの構成部品をアンテナ近傍に実装することにより、携帯電話機1fを小型化することができる。なお、バイブレータ35を導電性のよい材料で囲み、直接アンテナ素子として励振させてもよい。
(実施の形態7)
図8は、この発明の実施の形態7に従った携帯電話機の模式的な側面図である。図8を参照して、この発明の実施の形態7に従った携帯電話機1gでは、下部筐体10にストラップ用の穴10hが設けられており、この穴10hを取囲むようにモノポールアンテナ30が設けられている点で実施の形態1に従った携帯電話機1aと異なる。穴は角柱形状であるが、円柱形状としてもよい。
このように構成された携帯電話機1gでは、実施の形態1に従った携帯電話機1aと同様の効果がある。
(実施の形態8)
図9は、この発明の実施の形態8に従った携帯電話機の模式的な側面図である。図9を参照して、この発明の実施の形態8に従った携帯電話機1hでは、上部筐体20の他方端20b側にもモノポールアンテナ50が設けられている点で、実施の形態1に従った携帯電話機1aと異なる。モノポールアンテナ50は給電点51と接続されている。モノポールアンテナ50は上部筐体20に内蔵されているが、必ずしも内蔵されている必要はなく、上部筐体20から突出していてもよい。また、上部筐体20の第1の面20c側および第2の面20d側のいずれにモノポールアンテナ50を設けてもよい。
このように構成された携帯電話機1hでは、実施の形態1に従った携帯電話機1aと同様の効果がある。さらに、携帯電話機1hの使用時および携帯電話機1hの収納時でも、モノポールアンテナ30とモノポールアンテナ50との間の距離が大きくなるため、これらのアンテナがいずれのときにおいても分離されることになる。その結果、アンテナ効率の劣化を防止し、通信における不具合を低減することができる。なお、モノポールアンテナ50は、モノポールアンテナ30と同じ周波数帯のアンテナ(たとえばダイバーシチアンテナ)としてもよい。また、他のシステム用のアンテナ(BluetoothまたはGPS:Global Positioning System)としてもよい。
(実施の形態9)
図10は、この発明の実施の形態9に従った携帯電話機の模式的な側面図である。図10を参照して、この発明の実施の形態9に従った携帯電話機1iでは、操作部が基板37を含み、基板37が延長されて、その上に給電点31およびストリップアンテナ230が設けられている点で、実施の形態1に従った携帯電話機1aと異なる。
このように構成された携帯電話機1iでは、また、実施の形態1に従った携帯電話機1aと同様の効果がある。さらに、操作部の基板を延長し、その基板上にアンテナを形成することで、コストの低減を図ることができる。
(実施の形態10)
図11は、この発明の実施の形態10に従った携帯電話機の模式的な側面図である。図11を参照して、この発明の実施の形態10に従った携帯電話機1jでは、上部筐体520の一方端520a側にモノポールアンテナ30が内蔵されている点で実施の形態1に従った携帯電話機1aと異なる。すなわち、この発明に従った携帯端末としての携帯電話機1jは、一方端520aと他方端520bとを有する第1の筐体としての上部筐体520と、一方端510aと他方端510bとを有し、その一方端510aが上部筐体520に回動可能に取付けられる第2の筐体としての下部筐体510と、上部筐体520の一方端520a側に内蔵される第1のアンテナ素子としてのモノポールアンテナ30とを備える。下部筐体510の他方端510bは、上部筐体520の他方端520bに近接し、または、上部筐体520の他方端520bから離隔するように回動する。携帯電話機1jは、下部筐体510の他方端510bが上部筐体520の他方端520bから離隔した状態で人体頭部100に接近して使用される。使用時にモノポールアンテナ30と人体頭部100との間に下部筐体510が介在するように上部筐体520が下部筐体510に対して配置される。上部筐体520は、第1の面520cおよび第2の面520dとを有し、下部筐体510は、第1の面510cおよび第2の面510dとを有する。
このように構成された携帯電話機1jでも、実施の形態1に従った携帯電話機1aと同様の効果がある。
(実施の形態11)
図12〜図18は、この発明に従った携帯電話機で用いられるアンテナを示す図である。図12を参照して、この発明に従った携帯電話機では、図1から11で示すモノポールアンテナ30の代わりに、モノポールアンテナとしてのメアンダラインアンテナ130を用いてもよい。
図13を参照して、この発明に従った携帯電話機では、図1から11で示すモノポールアンテナ30の代わりに、モノポールアンテナとしてのヘリカルアンテナ131を用いてもよい。
図14を参照して、この発明に従った携帯電話機では、図1から11で示すモノポールアンテナ30の代わりに、モノポールアンテナとしてのジグザグアンテナ132を用いてもよい。
図15を参照して、この発明に従った携帯電話機では、図1から11で示すモノポールアンテナ30の代わりに、パッチアンテナまたはショートパッチアンテナのような板状アンテナ133を用いてもよい。
図16を参照して、この発明に従った携帯電話機では、図1から11で示すモノポールアンテナ30の代わりに、逆Fアンテナ134を用いてもよい。
図17を参照して、この発明に従った携帯電話機では、図1から11で示すモノポールアンテナ30の代わりに、ループアンテナ135を用いてもよい。
図18を参照して、この発明に従った携帯電話機では、図1から11で示すモノポールアンテナ30の代わりに、ダイポールアンテナ136を用いてもよい。
次に、この発明に従った携帯電話機と、従来の携帯電話機とについての放射特性を比較した。図19および20は、携帯電話機と座標軸との関係を示す図である。なお、図19は、携帯電話機の背面図であり、図20は、携帯電話機の側面図である。まず、図19および20に示すように、この発明に従った携帯電話機1aを用意した。この携帯電話機1aは、下部筐体10および上部筐体20を有する。下部筐体10の一方端10a側にモノポールアンテナ30が内蔵されている。
モノポールアンテナ30が延びる方向が+Z方向である。また、図19の左から右へ向かう方向が+Y方向である。図19の紙面の奥側から手前側へ向かう方向が+X方向である。
図21から図23は、X−Z面での放射パターンを測定する工程を示す図である。まず図21を参照して、図19および図20で示した携帯電話機1aをテーブル150上に載置した。このとき、+Z方向と、+X方向とが、矢印140で示す鉛直方向とほぼ直交するように載置した。そのため、+Y方向は矢印140で示す鉛直方向とほぼ平行である。テーブル150は矢印Rで示す方向に回転することが可能である。また、第1の面10cおよび20c近傍に人体を配置した。
このようなテーブル150に携帯電話機1aを載置した状態で、無線送受信部から所定の出力によりモノポールアンテナ30を介して周波数が940MHzの電波を放射した。また、このとき、テーブル150を矢印Rで示す方向に回転させた。これにより、モノポールアンテナ30からは矢印151で示すような電波が放射された。この電波の電界強度を測定用アンテナ160で測定し、この電波について矢印Vで示す方向の垂直偏波と矢印Hで示す方向の水平偏波との電界強度を求めた。
図22を参照して、テーブル150上にダイポールアンテナ170を載置した。このダイポールアンテナ170では、中央部に給電点171が設けられており、給電点171は同軸ケーブル172に接続されている。同軸ケーブル172は所定の無線送受信部に接続されている。ダイポールアンテナ170は矢印140で示す鉛直方向とほぼ平行に延びる。テーブル150を矢印Rで示す方向に回転させながら、図21で示す携帯電話機1aに無線送受信部が与えた出力と同様の出力をダイポールアンテナ170に与えて、ダイポールアンテナ170から矢印152で示す周波数が940MHzの電波を放射した。これにより、ダイポールアンテナ170からは矢印152で示す電波が放射された。この電波は矢印Vで示す方向の垂直偏波である。この電波の電界強度を測定用アンテナ160で測定した。
図23を参照して、テーブル150上にダイポールアンテナ170を載置した。ダイポールアンテナ170は、矢印140で示す鉛直方向とほぼ直交して延びるように配置した。ダイポールアンテナ170の中心に給電点171が設けられ、給電点171は同軸ケーブル172と接続されている。テーブル150を矢印Rで示す方向に回転させながら、図21で示す携帯電話機1aに無線送受信部が与えた出力と同様の出力をダイポールアンテナ170に与えて、ダイポールアンテナ170から矢印153で示す周波数が940MHzの電波を放射した。この電波は、矢印Hで示す方向の水平偏波である。この電波の電界強度を測定用アンテナ160で求めた。
図21〜図23で示す工程で得られたデータをもとに、この発明に従ったアンテナ素子放射パターンを求めた。その結果を図24に示す。
図24中、実線301は、図22で示す工程においてダイポールアンテナ170から放射された垂直偏波の電界強度に対する、図21で示したモノポールアンテナ30から放射された電波の垂直偏波成分の利得を示す。この利得は以下の式に従って算出した。
(利得)=20×log10(モノポールアンテナ30からの垂直偏波の電界強度/ダイポールアンテナ170からの垂直偏波の電界強度)
点線302は、図23で示す工程においてダイポールアンテナ170から放射された水平偏波の電界強度に対する、図21で示したモノポールアンテナ30から放射された電波の水平偏波の利得である。この利得は以下の式に従って算出した。
(利得)=20×log10(モノポールアンテナ30からの水平偏波の電界強度/ダイポールアンテナ170からの水平偏波の電界強度)
なお、図24〜26中の1目盛りは10dBを示す。垂直偏波および水平偏波の利得(XPR(cross polarrization ratio)=6dB)を平均化して平均化利得を求めたところ、平均化利得は−14.73dBdであった。また、利得のピークの値は−4.27dBdであった。
次に、図21で示す工程において、モノポールアンテナ30からの距離が2mmだけ離れた下部筐体10の部分に人の手が触れた状態とした。また、第1の面10cおよび20c近傍に人体を配置した。この状態で、図21で示すテーブル150を矢印Rで回転させるとともに、無線送受信部からモノポールアンテナ30に所定の出力を与えて電波を放射した。この状態で、テーブル150を矢印Rで示す方向に回転させるとともに、図21で示した工程と同様の出力を無線送受信部から携帯電話機1aに与えて周波数が940MHzの電波を放射させた。この電波の垂直偏波成分と水平偏波成分との電界強度を測定用アンテナ160で測定した。
モノポールアンテナ30近傍の下部筐体10に手を接触させた状態での放射パターンを図25で示す。図25中、実線311は、図22で示す工程において測定した垂直偏波の電界強度に対する、モノポールアンテナ30近傍の下部筐体10に手を接触させた携帯電話機1aから放射された電波の垂直偏波成分の強度の利得を示す。この利得は以下の式に従って算出した。
(利得)=20×log10(モノポールアンテナ30近傍の下部筐体10に手を接触させた携帯電話機1aからの垂直偏波の電界強度/ダイポールアンテナ170からの垂直偏波の電界強度)
点線312は、図23で示す工程において測定された水平偏波の強度に対する、モノポールアンテナ30近傍の下部筐体10に手を接触させた携帯電話機1aから放射される電波の水平偏波成分の電界強度の利得を示す。この利得は以下の式に従って算出した。
(利得)=20×log10(モノポールアンテナ30近傍の下部筐体10に手を接触させた携帯電話機1aからの水平偏波の電界強度/ダイポールアンテナ170からの水平偏波の電界強度)
図25より、垂直偏波成分および水平偏波成分の平均化利得(XPR=6dB)を求めたところ、平均化利得は−15.33dBdとなり、良好な値となった。利得のピークの値は−4.55dBdであった。
これより、本発明品では、通話利得が高くなっていることがわかる。
次に、図27で示す従来の携帯無線機を用いて、図21で示す工程と同様の工程に従いZ軸およびX軸を水平方向に向け、Y軸を鉛直方向と平行としてテーブル150上に載置した。携帯電話機の空中線401と反対側に人体を配置した。この状態でテーブルを矢印Rで示す方向に回転させながら空中線401を介して周波数が940MHzの電波を放射させた。このとき、モノポールアンテナ30に無線送受信部が与えた出力と同様の出力を空中線401に与えた。この放射された電波の垂直偏波成分および水平偏波成分を測定用アンテナ160で測定した。このような従来のアンテナについての放射パターンを図26で示す。図26中、実線321は、図22で示す工程で測定した垂直偏波の電界強度に対する、図21で示す工程に従い空中線401から放射した電波の垂直偏波成分の電界強度の利得を示す。この利得は以下の式に従って算出した。
(利得)=20×log10(空中線401からの垂直偏波の電界強度/ダイポールアンテナ170からの垂直偏波の電界強度)
点線322は、図23で示す工程で測定した水平偏波の電界強度に対する、図21で示す工程に従い空中線401から放射された電波の水平偏波成分の電界強度の利得である。この利得は以下の式に従って算出した。
(利得)=20×log10(空中線401からの水平偏波の電界強度/ダイポールアンテナ170からの水平偏波の電界強度)
図26より、水平偏波成分の利得および垂直偏波成分の利得がともに小さくなっていることがわかる。図26より、平均化利得を求めたところ、平均化利得は−21.35dBdであった。また、利得のピークの値は−13.41dBdであった。
産業上の利用可能性
この発明に従った携帯端末は、携帯電話機の分野で利用することができる。
【図面の簡単な説明】
図1は、この発明の実施の形態1に従った携帯電話機の模式的な側面図である。
図2は、図1で示す携帯電話機の収納状態を示す図である。
図3は、この発明の実施の形態2に従った携帯電話機の模式的な側面図である。
図4は、この発明の実施の形態3に従った携帯電話機の模式的な側面図である。
図5は、この発明の実施の形態4に従った携帯電話機の模式的な側面図である。
図6は、この発明の実施の形態5に従った携帯電話機の模式的な側面図である。
図7は、この発明の実施の形態6に従った携帯電話機の模式的な側面図である。
図8は、この発明の実施の形態7に従った携帯電話機の模式的な側面図である。
図9は、この発明の実施の形態8に従った携帯電話機の模式的な側面図である。
図10は、この発明の実施の形態9に従った携帯電話機の模式的な側面図である。
図11は、この発明の実施の形態10に従った携帯電話機の模式的な側面図である。
図12は、この発明の携帯電話機で用いられるアンテナの模式図である。
図13は、この発明の携帯電話機で用いられるアンテナの模式図である。
図14は、この発明の携帯電話機で用いられるアンテナの模式図である。
図15は、この発明の携帯電話機で用いられるアンテナの模式図である。
図16は、この発明の携帯電話機で用いられるアンテナの模式図である。
図17は、この発明の携帯電話機で用いられるアンテナの模式図である。
図18は、この発明の携帯電話機で用いられるアンテナの模式図である。
図19は、携帯電話機と座標軸との関係を示す図である。
図20は、携帯電話機と座標軸との関係を示す図である。
図21は、X−Z面での放射パターンを測定する工程を示す図である。
図22は、X−Z面での放射パターンを測定する工程を示す図である。
図23は、X−Z面での放射パターンを測定する工程を示す図である。
図24は本発明に従った携帯電話機でのアンテナ利得を示すグラフである。
図25は本発明のアンテナ素子上に人差し指を配置した場合のアンテナ利得を示すグラフである。
図26は従来の携帯電話機でのアンテナ利得を示すグラフである。
図27は従来の携帯電話機の斜視図である。
Claims (9)
- 一方端(10a,520a)と他方端(10b,520b)とを有する第1の筐体(10,520)と、
一方端(20a,510a)と他方端(20b,510b)とを有し、その一方端(20a,510a)が前記第1の筐体(10,520)に回動可能に取付けられる第2の筐体(20,510)と、
前記第1の筐体(10,520)の一方端(10a,520a)側に内蔵される第1のアンテナ素子(30)とを備え、
前記第2の筐体(20,510)の他方端(20b,510b)は、前記第1の筐体(10,520)の他方端(10b,520b)に近接しまたは前記第1の筐体(10,520)の他方端(10b,520b)から離隔するように回動し、
前記第2の筐体(20,510)の他方端(20b,510b)が前記第1の筐体(10,520)の他方端(10b,520b)から離隔した状態で人体頭部(100)に接近して使用され、
使用時に前記第1のアンテナ素子(30)と人体頭部(100)との間に前記第2の筐体(20,510)が介在するように第1の筐体(10,520)が第2の筐体(20,510)に対して配置される、携帯端末。 - 前記第1のアンテナ素子(30)は、モノポールアンテナ(30)、ダイポールアンテナ(136)、板状アンテナ(133)、逆Fアンテナ(134)およびループアンテナ(135)からなる群より選ばれた少なくとも一種を含む、請求項1に記載の携帯端末。
- 前記第2の筐体(20,510)の一方端(20a,510a)が取付けられる前記第1の筐体(10,520)の部分と前記第1の筐体(10,520)の一方端(10a,520a)との間に前記第1のアンテナ素子(30)が内蔵される、請求項1に記載の携帯端末。
- 前記第1の筐体(10,520)は、人体頭部(100)に向い合う第1の面(10c,520c)と、前記第1の面(10c,520c)と反対側の第2の面(10d,520d)とを有し、前記第1の面(10c,520c)側に前記第1のアンテナ素子(30)が内蔵される、請求項1に記載の携帯端末。
- 前記第2の面(10d,520d)側に電位が一定の導電板(34)が内蔵される、請求項4に記載の携帯端末。
- 前記第2の筐体の他方端(20b,510b)に設けられた第2のアンテナ素子(50)をさらに備えた、請求項1に記載の携帯端末。
- 前記第1の筐体(10,520)は文字情報を表示する液晶表示部(21)および人が手で押圧して操作する操作部(11)のいずれか一方を含み、前記第2の筐体(20,510)は前記液晶表示部(21)および操作部(11)の他方を含む、請求項1に記載の携帯端末。
- 前記操作部(11)は、前記第1の筐体(10,520)内で一方端(10a,520a)から他方端(10b,520b)に延びる基板(37)を含み、
前記基板(37)上に前記第1のアンテナ素子(30)が設けられる、請求項7に記載の携帯端末。 - 前記第2の筐体(20,510)は導電性を有する、請求項1に記載の携帯端末。
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