JPWO2006033187A1 - 携帯端末用アンテナおよび携帯端末 - Google Patents
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Abstract
携帯電話の周波数帯が共振するアンテナエレメント1aの先端にコイル1bを配設し、アンテナエレメント1aとコイル1bとを合わせた実効長をFM放送の周波数帯が共振する長さとなるように設定することにより、コイル1bが、FM放送の周波数帯に対してはマッチングがとられて低インピーダンスとして作用し、FM放送の周波数帯よりも高い携帯電話の周波数帯に対しては高インピーダンスとして作用するようにして、当該コイル1bを、FM放送の周波数帯を通過させるマッチング用のコイルと、携帯電話の周波数帯の通過を阻止するトラップ用のコイルとを兼用できるようにする。
Description
本発明は携帯端末用アンテナおよびこれを備えた携帯端末に関し、特に、2つの異なる周波数帯の信号を受信または送信する機能を内蔵した携帯端末およびこれに備える兼用アンテナに用いて好適なものである。
近年、携帯電話機は広く普及し、多機能化が進むとともに多様なサービスが提供されている。最近では、FM放送の受信機能を内蔵した携帯電活機も開発され、提供されている。この種の携帯電話機では、通話用の音声通信に800M〜2GHzの周波数帯を使用し、FM放送の受信に76M〜108MHzの周波数帯を使用する。そのため、それぞれの周波数帯に合った、異なる2つのアンテナが必要になる。
従来は、通話の音声通信用には、剛性のあるロッド型アンテナが用いられ、通話時にはこれを筐体内から長く伸ばして使用していた。一方、FM放送の受信用には、フレキシブルなコードによって構成されるイヤホン型アンテナを用いるのが一般的であった。ところが、イヤホン型アンテナの場合は、コードが1メートルほどと長いため、使用時にコードが絡まったり、縒たりすることがあって不便であった。また、その結果、受信感度が低下してしまうこともあった。
これに対して、車載用のアンテナではあるものの、1本のアンテナで、携帯電話用の周波数帯の送受信とFM放送用の周波数帯の受信とができるようにした兼用アンテナが提案されている(例えば、特許文献1,2参照)。
特開平7−94929号公報 特開2003−87030号公報
これら特許文献1,2に記載の車載用アンテナは、携帯電話用の周波数帯が共振する第1のアンテナエレメントの先端にトラップ用コイルの一端を接続するとともに、このトラップ用コイルの他端に第2のアンテナエレメントを接続し、第1のアンテナエレメントの基端から第2のアンテナエレメントの先端までの実効長をFM放送周波数帯の1/4波長に設定して構成されている。この車載用アンテナによれば、携帯電話用の周波数帯の送受信とFM放送用の周波数帯の受信とが、剛性のあるロッド型アンテナだけで実現できるので、使用に便利であり、かつ受信感度も安定する。
従来は、通話の音声通信用には、剛性のあるロッド型アンテナが用いられ、通話時にはこれを筐体内から長く伸ばして使用していた。一方、FM放送の受信用には、フレキシブルなコードによって構成されるイヤホン型アンテナを用いるのが一般的であった。ところが、イヤホン型アンテナの場合は、コードが1メートルほどと長いため、使用時にコードが絡まったり、縒たりすることがあって不便であった。また、その結果、受信感度が低下してしまうこともあった。
これに対して、車載用のアンテナではあるものの、1本のアンテナで、携帯電話用の周波数帯の送受信とFM放送用の周波数帯の受信とができるようにした兼用アンテナが提案されている(例えば、特許文献1,2参照)。
これら特許文献1,2に記載の車載用アンテナは、携帯電話用の周波数帯が共振する第1のアンテナエレメントの先端にトラップ用コイルの一端を接続するとともに、このトラップ用コイルの他端に第2のアンテナエレメントを接続し、第1のアンテナエレメントの基端から第2のアンテナエレメントの先端までの実効長をFM放送周波数帯の1/4波長に設定して構成されている。この車載用アンテナによれば、携帯電話用の周波数帯の送受信とFM放送用の周波数帯の受信とが、剛性のあるロッド型アンテナだけで実現できるので、使用に便利であり、かつ受信感度も安定する。
しかしながら、上記特許文献1,2に記載された従来の技術では、携帯電話の周波数帯用に配設された第1のアンテナエレメントの他に、FM放送の周波数帯の受信を可能とするために第2のアンテナエレメントを配設する必要がある。さらに、これに加えて、第1のアンテナエレメントと第2のアンテナエレメントとの間には、携帯電話用の周波数帯の通過を阻止できるがFM放送用の周波数帯の通過は阻止しないように設定したトラップ用コイルを配設する必要がある。そのため、アンテナ自体が大掛かりなものとなり、これをそのまま携帯端末のアンテナとしては用いることができない。よって、携帯端末のアンテナとして使用できるように改良する必要がある。
本発明は、このような実情に鑑みて成されたものであり、2つの異なる周波数帯の信号を送受信する機能を内蔵した携帯端末に適用することが可能な、当該2つの異なる周波数帯に兼用のアンテナを提供することを目的とする。
上記した課題を解決するために、本発明の携帯端末用アンテナは、第1の周波数帯(例えば、UHF帯)が共振するアンテナエレメントの先端にコイルを配設し、アンテナエレメントとコイルとを合わせた実効長を、第1の周波数帯よりも低い第2の周波数帯(例えば、VHF帯)が共振する長さとなるように設定している。
また、本発明の携帯端末は、上述の携帯端末用アンテナと、第1の周波数帯の信号の送信および受信の少なくとも何れか一方に関する処理を行う第1の処理部と、第2の周波数帯の信号の送信および受信の少なくとも何れか一方に関する処理を行う第2の処理部とを備え、第1の処理部は、アンテナエレメントとコイルの一端との接続ノードに当たるアンテナエレメントの末端に接続し、第2の処理部はコイルの他端に接続している。
本発明の他の態様では、アンテナエレメントの先端にコイルを配設することに加えて、アンテナエレメントと第2の処理部との間にコンデンサを配設している。
本発明の他の態様では、アンテナエレメントの先端にコイルを配設することに加えて、アンテナエレメントと第1の処理部との間に、コンデンサを直列に配設、または、第2のコイルを配設している。
上記のように構成した本発明によれば、第1の周波数帯に共振するアンテナエレメントの先端に配設したコイルが、当該アンテナエレメントと一体となって第2の周波数帯に共振するためのマッチング用と、第1の周波数帯の通過を阻止するためのトラップ用とを兼ねることになり、従来のように第2のアンテナエレメントとトラップ用コイルとを別々に設ける必要がなくなる。言い換えると、携帯電話機が一般的に備えているアンテナエレメントに対してコイルを接続するだけで、携帯電話用の周波数帯とFM放送用の周波数帯といった2つの異なる周波数帯の信号を安定的に送受信することが可能となる。
本発明の他の特徴によれば、アンテナエレメントと第2の処理部との間に配設されたコンデンサが、第2の処理部に対して第2の周波数帯の信号のみを選択的に通過させるように作用することとなる。これにより、第1の周波数帯の信号が第2の処理部に混入してしまうことをより確実に防ぐことができ、2つの異なる周波数帯の信号を安定的に送受信することが可能となる。
また、本発明の他の特徴によれば、アンテナエレメントと第1の処理部との間に配設されたコンデンサまたはコイルが、第1の処理部に対して第1の周波数帯の信号のみを選択的に通過させるように作用することとなる。これにより、第2の処理部から送出された第2の周波数帯の信号が第1の処理部に混入してしまうことを防ぐことができ、2つの異なる周波数帯の信号を安定的に送受信することが可能となる。
本発明は、このような実情に鑑みて成されたものであり、2つの異なる周波数帯の信号を送受信する機能を内蔵した携帯端末に適用することが可能な、当該2つの異なる周波数帯に兼用のアンテナを提供することを目的とする。
上記した課題を解決するために、本発明の携帯端末用アンテナは、第1の周波数帯(例えば、UHF帯)が共振するアンテナエレメントの先端にコイルを配設し、アンテナエレメントとコイルとを合わせた実効長を、第1の周波数帯よりも低い第2の周波数帯(例えば、VHF帯)が共振する長さとなるように設定している。
また、本発明の携帯端末は、上述の携帯端末用アンテナと、第1の周波数帯の信号の送信および受信の少なくとも何れか一方に関する処理を行う第1の処理部と、第2の周波数帯の信号の送信および受信の少なくとも何れか一方に関する処理を行う第2の処理部とを備え、第1の処理部は、アンテナエレメントとコイルの一端との接続ノードに当たるアンテナエレメントの末端に接続し、第2の処理部はコイルの他端に接続している。
本発明の他の態様では、アンテナエレメントの先端にコイルを配設することに加えて、アンテナエレメントと第2の処理部との間にコンデンサを配設している。
本発明の他の態様では、アンテナエレメントの先端にコイルを配設することに加えて、アンテナエレメントと第1の処理部との間に、コンデンサを直列に配設、または、第2のコイルを配設している。
上記のように構成した本発明によれば、第1の周波数帯に共振するアンテナエレメントの先端に配設したコイルが、当該アンテナエレメントと一体となって第2の周波数帯に共振するためのマッチング用と、第1の周波数帯の通過を阻止するためのトラップ用とを兼ねることになり、従来のように第2のアンテナエレメントとトラップ用コイルとを別々に設ける必要がなくなる。言い換えると、携帯電話機が一般的に備えているアンテナエレメントに対してコイルを接続するだけで、携帯電話用の周波数帯とFM放送用の周波数帯といった2つの異なる周波数帯の信号を安定的に送受信することが可能となる。
本発明の他の特徴によれば、アンテナエレメントと第2の処理部との間に配設されたコンデンサが、第2の処理部に対して第2の周波数帯の信号のみを選択的に通過させるように作用することとなる。これにより、第1の周波数帯の信号が第2の処理部に混入してしまうことをより確実に防ぐことができ、2つの異なる周波数帯の信号を安定的に送受信することが可能となる。
また、本発明の他の特徴によれば、アンテナエレメントと第1の処理部との間に配設されたコンデンサまたはコイルが、第1の処理部に対して第1の周波数帯の信号のみを選択的に通過させるように作用することとなる。これにより、第2の処理部から送出された第2の周波数帯の信号が第1の処理部に混入してしまうことを防ぐことができ、2つの異なる周波数帯の信号を安定的に送受信することが可能となる。
図1は、第1の実施形態による携帯端末用アンテナを適用したFM放送受信機能内蔵携帯電話機の概略的な構成例を示す図である。
図2は、第2の実施形態による携帯端末用アンテナを適用したFM放送受信機能内蔵携帯電話機の概略的な構成例を示す図である。
図3は、第3の実施形態による携帯端末用アンテナを適用したFM変調送信機能内蔵携帯電話機の概略的な構成例を示す図である。
図4は、第4の実施形態による携帯端末用アンテナを適用したFM変調送信機能内蔵携帯電話機の概略的な構成例を示す図である。
図5は、電波と周波数帯の代表的な利用例を示す図である。
図2は、第2の実施形態による携帯端末用アンテナを適用したFM放送受信機能内蔵携帯電話機の概略的な構成例を示す図である。
図3は、第3の実施形態による携帯端末用アンテナを適用したFM変調送信機能内蔵携帯電話機の概略的な構成例を示す図である。
図4は、第4の実施形態による携帯端末用アンテナを適用したFM変調送信機能内蔵携帯電話機の概略的な構成例を示す図である。
図5は、電波と周波数帯の代表的な利用例を示す図である。
(第1の実施形態)
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図1は、第1の実施形態による携帯端末用アンテナを適用したFM放送受信機能内蔵携帯電話機10の概略的な構成例を示す図である。図1に示すように、FM放送受信機能内蔵携帯電話機10は、本実施形態の携帯端末用アンテナ1と、携帯電話部2と、FMチューナ部3とを備えて構成されている。
携帯電話部2は、携帯電話の通話に関する処理を行うものであり、例えば携帯電話用の周波数帯(本発明の第1の周波数帯に相当)である800M〜2GHzの音声信号の送受信を行う。この携帯電話部2は本発明の第1の処理部に相当する。なお、携帯電話部2の内部構成としては公知の回路を適用することが可能であるので、ここではその詳細な説明は割愛する。
FMチューナ部3は、FM放送の受信に関する処理を行うものであり、例えばFM放送用の周波数帯(本発明の第2の周波数帯に相当)である76M〜108MHzのFM放送の受信を行う。このFMチューナ部3は本発明の第2の処理部に相当する。なお、このFMチューナ部3の内部構成としては公知の回路を適用することが可能であるので、ここではその詳細な説明は割愛する。
本実施形態のアンテナ1は、通常の携帯電話機が一般的に備えているアンテナエレメント1a(ロッド型アンテナ)と、本実施形態において新たに追加したコイル1bとを備えて構成されている。図1の例で、アンテナエレメント1aは、その先端部にローディングコイルを配設したトップ・ローディングの構成となっている。なお、アンテナエレメント1aはトップ・ローディングに限らず、センター・ローディングなど他の構成となっていても良い。
アンテナエレメント1aは、携帯電話用の周波数帯が共振するように、当該アンテナエレメント1aの実効長が携帯電話用の周波数帯の略1/4波長となるように設定されている。このアンテナエレメント1aの末端(トップローディングコイルが設けられている方と逆の端)に、コイル1b(例えば、ローディングコイル)を接続している。そして、FM放送用の周波数帯が共振するように、アンテナエレメント1aとコイル1bとを合わせた実効長を、FM放送用の周波数帯の略1/4波長となるように設定している。
上述した携帯電話部2は、コイル1bの一端A(具体的には、アンテナエレメント1aとコイル1bとの接続ノードに当たるアンテナエレメント1aの末端)に接続されている。また、上述したFMチューナ部3は、コイル1bの他端B(具体的には、アンテナエレメント1aとコイル1bとを合わせたアンテナ1の末端)に接続されている。これにより、コイル1bは、携帯電話部2とFMチューナ部3との間に接続される形となっている。ここで、コイル1bの一端Aには使用周波数帯が高い方の携帯電話部2を接続し、コイル1bの他端Bには使用周波数帯が低い方のFMチューナ部3を接続することに注意されたい。
このように携帯電話部2とFMチューナ部3との間に接続されたコイル1bのインダクタンスは、携帯電話用の周波数帯の通過は阻止するが、FM放送用の周波数帯の通過は阻止しないような値となる。すなわち、コイル1bは、アンテナエレメント1aと一体となってFM放送用の周波数帯と共振するようにマッチングがとられているので、FM放送用の周波数帯に対しては低インピーダンスとして作用する。一方、携帯電話用の周波数帯はFM放送用の周波数帯に比べて非常に高いため、携帯電話用の周波数帯に対してコイル1bは高インピーダンスとして作用する。つまり、コイル1bは、FM放送用の周波数帯を通過させるマッチング用のコイルと、携帯電話用の周波数帯の通過を阻止するトラップ用のコイルとを兼用することになる。
以上詳しく説明したように、第1の実施形態によれば、携帯電話用の周波数帯に共振するアンテナエレメント1aの先端に配設したコイル1bが、当該アンテナエレメント1aと一体となってFM放送用の周波数帯に共振するためのマッチング用と、携帯電話用の周波数帯の通過を阻止するためのトラップ用とを兼ねることになる。これにより、携帯電話機が一般的に備えているアンテナエレメント1aに対してコイル1bを接続するだけで、携帯電話用の周波数帯とFM放送用の周波数帯といった2つの異なる周波数帯の信号を安定的に受信または送受信することができるようになる。
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。図2は、第2の実施形態による携帯端末用アンテナを適用したFM放送受信機能内蔵携帯電話機20の概略的な構成例を示す図である。なお、この図2において、図1に示した符号と同一の符号を付したものは同一の機能を有するものであるので、ここでは重複する説明を省略する。
図2に示すように、第2の実施形態による携帯端末用アンテナ1は、上述したアンテナエレメント1aおよびコイル1bに加え、コンデンサ1cを備えて構成されている。コンデンサ1cは、その一端がコイル1bの他端BとFMチューナ部3との間に接続され、他端が接地されている。なお、コンデンサ1cは、アンテナエレメント1aの末端Aとコイル1bとの間に接続しても良い。
このように携帯電話部2とFMチューナ部3との間に接続されたコンデンサ1cは、携帯電話用の周波数帯の信号のみを吸収する素子として機能する。すなわち、コンデンサ1cは、FM放送用の低い周波数帯に対しては高インピーダンスとして作用するため、FM放送用の信号はコンデンサ1cから接地点に流れることがない。一方、コンデンサ1cは、携帯電話用の高い周波数帯に対しては低インピーダンスとして作用し、接地点との間をショートするため、携帯電話用の信号を吸収してFMチューナ部3には供給されないようにする。
以上詳しく説明したように、第2の実施形態によれば、携帯電話部2とFMチューナ部3との間に接続されたコンデンサ1cが、携帯電話用の周波数帯の信号のみを選択的に吸収する素子として機能することになる。これにより、コイル1bによって携帯電話用の周波数帯の信号を阻止し切れないことが仮にあっても、漏れてきた携帯電話用の周波数帯の信号をコンデンサ1cによって吸収することができる。したがって、携帯電話機が一般的に備えているアンテナエレメント1aに対してコイル1bとコンデンサ1cを接続するだけで、携帯電話用の周波数帯とFM放送用の周波数帯といった2つの異なる周波数帯の信号を安定的に送受信することができるようになる。
(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。図3は、第3の実施形態による携帯端末用アンテナを適用したFM変調送信機能内蔵携帯電話機30の概略的な構成例を示す図である。なお、この図3において、図1に示した符号と同一の符号を付したものは同一の機能を有するものであるので、ここでは重複する説明を省略する。
図3に示すように、FM変調送信機能内蔵携帯電話機30は、本実施形態の携帯端末用アンテナ1と、携帯電話部2と、FMトランスミッタ部4とを備えて構成されている。FMトランスミッタ部4は、音声信号をFM帯域(76M〜108MHzの周波数帯)の電波に周波数変換してアンテナ1から外部へ無線送信するものである。ここで送信する音声信号は、FM変調送信機能内蔵携帯電話機30の内部で生成されたものであっても良いし、図示しないインタフェース部を通じて外部から入力したものであっても良い。
第3の実施形態によるアンテナ1は、通常の携帯電話機が一般的に備えているアンテナエレメント1aと、本実施形態において新たに追加したコイル1bおよびコンデンサ1dとを備えて構成されている。コンデンサ1dは、アンテナエレメント1aとコイル1bとの接続ノードに当たるアンテナエレメント1aの末端Aと携帯電話部2との間に接続されている。これにより、コンデンサ1dは、アンテナエレメント1aと携帯電話部2との間に直列に接続される形となっている。
このようにアンテナエレメント1aと携帯電話部2との間に接続されたコンデンサ1dは、FM変調されたFM周波数帯の通過は阻止するが、携帯電話用の周波数帯の通過は阻止しないように機能する。すなわち、コンデンサ1dは、FMの低い周波数帯に対しては高インピーダンスとして作用し、FM周波数帯の信号の通過を遮断する。一方、携帯電話用の高い周波数帯に対しては低インピーダンスとして作用し、携帯電話用の周波数帯の信号は通過させる。
以上詳しく説明したように、第3の実施形態によれば、携帯電話用の周波数帯に共振するアンテナエレメント1aの先端に配設したコイル1bが、当該アンテナエレメント1aと一体となってFMの周波数帯に共振するためのマッチング用と、携帯電話用の周波数帯の通過を阻止するためのトラップ用とを兼ねている。また、アンテナエレメント1aと携帯電話部2との間に接続されたコンデンサ1dが、携帯電話用の周波数帯の信号のみを選択的に通過させる素子として機能している。
これにより、携帯電話機が一般的に備えているアンテナエレメント1aに対してコイル1bとコンデンサ1dを接続するだけで、携帯電話用の周波数帯とFM変調送信用の周波数帯といった2つの異なる周波数帯の信号を安定的に送受信することができる。すなわち、携帯電話用の周波数帯の信号がFMトランスミッタ部4に対して通過してしまうことを阻止するとともに、FMトランスミッタ部4でFM変調されたFM周波数帯の信号が送信時に携帯電話部2に対して通過してしまうことを阻止することができる。
なお、ここでは、携帯電話部2とFMチューナ部3との間にコイル1bのみを接続する例について説明したが、第2の実施形態と同様にコンデンサ1cを更に接続するようにしても良い。
(第4の実施形態)
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。図4は、第4の実施形態による携帯端末用アンテナを適用したFM変調送信機能内蔵携帯電話機40の概略的な構成例を示す図である。なお、この図4において、図3に示した符号と同一の符号を付したものは同一の機能を有するものであるので、ここでは重複する説明を省略する。
図4に示すように、第4の実施形態による携帯端末用アンテナ1は、上述したアンテナエレメント1a、コイル1bおよびコンデンサ1dに加え、第2のコイル1eを備えて構成されている。第2のコイル1eは、その一端がコンデンサ1dと携帯電話部2との間に接続され、他端が接地されている。なお、第2のコイル1eは、アンテナエレメント1aの末端Aとコンデンサ1dとの間に接続しても良い。
このようにアンテナエレメント1aと携帯電話部2との間に接続された第2のコイル1eは、FM周波数帯の信号のみを吸収する素子として機能する。すなわち、第2のコイル1eは、FM変調送信用の低い周波数帯に対しては低インピーダンスとして作用し、接地点との間をショートするため、FM周波数帯の信号を吸収して携帯電話部2には供給されないようにする。一方、第2のコイル1eは、携帯電話用の高い周波数帯に対しては高インピーダンスとして作用するため、携帯電話用の信号は第2のコイル1eから接地点に流れることがなく、携帯電話部2に通過する。
以上詳しく説明したように、第4の実施形態によれば、アンテナエレメント1aと携帯電話部2との間に接続された第2のコイル1eが、FM周波数帯の信号のみを選択的に吸収する素子として機能することになる。これにより、コンデンサ1dによってFM周波数帯の信号を阻止し切れないことが仮にあっても、漏れてきたFM周波数帯の信号を第2のコイル1eによって吸収することができる。したがって、携帯電話機が一般的に備えているアンテナエレメント1aに対してコイル1bとコンデンサ1dと第2のコイル1eを接続するだけで、携帯電話用の周波数帯とFM変調送信用の周波数帯といった2つの異なる周波数帯の信号を安定的に送受信することができるようになる。
なお、上記第4の実施形態では、携帯電話部2とFMトランスミッタ部4との間にコイル1bのみを接続する例について説明したが、第2の実施形態と同様にコンデンサ1cを更に接続するようにしても良い。
また、上記第4の実施形態では、アンテナ1がアンテナエレメント1aおよびコイル1bのほかにコンデンサ1dと第2のコイル1eとの両方を備える例について説明した。また、第3の実施形態では、アンテナ1がアンテナエレメント1aおよびコイル1bのほかにコンデンサ1dを備える例について説明した。しかし、本発明はこれらの例に限定されるものではない。例えば、アンテナ1がアンテナエレメント1aおよびコイル1bのほかに第2のコイル1eを備えるものであっても良い。
また、上記第1および第2の実施形態では、携帯電話機が携帯電話部2の他にFMチューナ部3を備える例について説明した。また、上記第3および第4の実施形態では、携帯電話機が携帯電話部2の他にFMトランスミッタ部4を備える例について説明した。しかし、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。すなわち、携帯電話機が携帯電話部2の他にFMチューナ部3およびFMトランスミッタ部4の双方を備えるものであっても良い。
この場合のアンテナ1は少なくとも、アンテナエレメント1aと、コイル1bと、コンデンサ1dまたは第2のコイル1eの何れか一方とを備えて構成される。コンデンサ1cを更に備えても良いし、コンデンサ1dおよびコイル1eの両方を備えても良い。
また、上記第1〜第4の実施形態では、第1の周波数帯が携帯電話用の周波数帯で、第2の周波数帯がFMの周波数帯である例について説明したが、本発明はこれに限定されない。携帯電話用の周波数帯はUHF帯に属し、FMの周波数帯はVHF帯に属するが、VHF帯に属する他の用途として、例えばテレビジョン放送用の周波数帯を第2の周波数帯として用い、FMチューナ部3の代わりにテレビジョンチューナ部を備えるようにしても良い。また、第2の周波数帯はVHF帯に限らない。例えば、中波帯のAM放送用、マイクロ波帯の衛星放送/衛星通信用、無線LANやブルートゥース用などを第2の周波数帯として用いても良い。
また、上記第1〜第4の実施形態では、携帯端末の例として携帯電話機を挙げ、第1の周波数帯として携帯電話用の周波数帯を用いる例について説明したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、携帯電話と同じUHF帯に属するテレビジョン放送用、無線LANやブルートゥース用などを第1の周波数帯として用いても良いし、UHF帯以外の周波数帯を第1の周波数帯として用いても良い。例えば、携帯端末として、テレビジョン放送受信機能とFM放送受信機能とを内蔵したPDA(Personal Digital Assistants)などを用い、第1の周波数帯としてテレビジョン放送用の周波数帯、第2の周波数帯としてFM放送用の周波数帯を用いることも可能である。
以上のように、第1〜第4の実施形態において適用可能な第1の周波数帯と第2の周波数帯との組み合わせは任意であるが、VHF帯とUHF帯との組み合わせなど、異なる周波数帯の組み合わせであることが望ましい。また、第1の周波数帯の方が第2の周波数帯よりも高いことが必要である。図5は、電波と周波数帯の代表的な利用例を示す図である。この図5に示される周波数帯のうち異なる周波数帯どうしを組み合わせることが好ましい。ただし、異なる周波数帯の組み合わせであることは必須の条件ではなく、2つの周波数帯が充分に相違していれば、1つのアンテナ1で2つの異なる周波数帯の信号を安定的に送受信することが可能であるので、同じ周波数帯の中での組み合わせも適用することが可能である。
その他、上記第1〜第4の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその精神、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図1は、第1の実施形態による携帯端末用アンテナを適用したFM放送受信機能内蔵携帯電話機10の概略的な構成例を示す図である。図1に示すように、FM放送受信機能内蔵携帯電話機10は、本実施形態の携帯端末用アンテナ1と、携帯電話部2と、FMチューナ部3とを備えて構成されている。
携帯電話部2は、携帯電話の通話に関する処理を行うものであり、例えば携帯電話用の周波数帯(本発明の第1の周波数帯に相当)である800M〜2GHzの音声信号の送受信を行う。この携帯電話部2は本発明の第1の処理部に相当する。なお、携帯電話部2の内部構成としては公知の回路を適用することが可能であるので、ここではその詳細な説明は割愛する。
FMチューナ部3は、FM放送の受信に関する処理を行うものであり、例えばFM放送用の周波数帯(本発明の第2の周波数帯に相当)である76M〜108MHzのFM放送の受信を行う。このFMチューナ部3は本発明の第2の処理部に相当する。なお、このFMチューナ部3の内部構成としては公知の回路を適用することが可能であるので、ここではその詳細な説明は割愛する。
本実施形態のアンテナ1は、通常の携帯電話機が一般的に備えているアンテナエレメント1a(ロッド型アンテナ)と、本実施形態において新たに追加したコイル1bとを備えて構成されている。図1の例で、アンテナエレメント1aは、その先端部にローディングコイルを配設したトップ・ローディングの構成となっている。なお、アンテナエレメント1aはトップ・ローディングに限らず、センター・ローディングなど他の構成となっていても良い。
アンテナエレメント1aは、携帯電話用の周波数帯が共振するように、当該アンテナエレメント1aの実効長が携帯電話用の周波数帯の略1/4波長となるように設定されている。このアンテナエレメント1aの末端(トップローディングコイルが設けられている方と逆の端)に、コイル1b(例えば、ローディングコイル)を接続している。そして、FM放送用の周波数帯が共振するように、アンテナエレメント1aとコイル1bとを合わせた実効長を、FM放送用の周波数帯の略1/4波長となるように設定している。
上述した携帯電話部2は、コイル1bの一端A(具体的には、アンテナエレメント1aとコイル1bとの接続ノードに当たるアンテナエレメント1aの末端)に接続されている。また、上述したFMチューナ部3は、コイル1bの他端B(具体的には、アンテナエレメント1aとコイル1bとを合わせたアンテナ1の末端)に接続されている。これにより、コイル1bは、携帯電話部2とFMチューナ部3との間に接続される形となっている。ここで、コイル1bの一端Aには使用周波数帯が高い方の携帯電話部2を接続し、コイル1bの他端Bには使用周波数帯が低い方のFMチューナ部3を接続することに注意されたい。
このように携帯電話部2とFMチューナ部3との間に接続されたコイル1bのインダクタンスは、携帯電話用の周波数帯の通過は阻止するが、FM放送用の周波数帯の通過は阻止しないような値となる。すなわち、コイル1bは、アンテナエレメント1aと一体となってFM放送用の周波数帯と共振するようにマッチングがとられているので、FM放送用の周波数帯に対しては低インピーダンスとして作用する。一方、携帯電話用の周波数帯はFM放送用の周波数帯に比べて非常に高いため、携帯電話用の周波数帯に対してコイル1bは高インピーダンスとして作用する。つまり、コイル1bは、FM放送用の周波数帯を通過させるマッチング用のコイルと、携帯電話用の周波数帯の通過を阻止するトラップ用のコイルとを兼用することになる。
以上詳しく説明したように、第1の実施形態によれば、携帯電話用の周波数帯に共振するアンテナエレメント1aの先端に配設したコイル1bが、当該アンテナエレメント1aと一体となってFM放送用の周波数帯に共振するためのマッチング用と、携帯電話用の周波数帯の通過を阻止するためのトラップ用とを兼ねることになる。これにより、携帯電話機が一般的に備えているアンテナエレメント1aに対してコイル1bを接続するだけで、携帯電話用の周波数帯とFM放送用の周波数帯といった2つの異なる周波数帯の信号を安定的に受信または送受信することができるようになる。
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。図2は、第2の実施形態による携帯端末用アンテナを適用したFM放送受信機能内蔵携帯電話機20の概略的な構成例を示す図である。なお、この図2において、図1に示した符号と同一の符号を付したものは同一の機能を有するものであるので、ここでは重複する説明を省略する。
図2に示すように、第2の実施形態による携帯端末用アンテナ1は、上述したアンテナエレメント1aおよびコイル1bに加え、コンデンサ1cを備えて構成されている。コンデンサ1cは、その一端がコイル1bの他端BとFMチューナ部3との間に接続され、他端が接地されている。なお、コンデンサ1cは、アンテナエレメント1aの末端Aとコイル1bとの間に接続しても良い。
このように携帯電話部2とFMチューナ部3との間に接続されたコンデンサ1cは、携帯電話用の周波数帯の信号のみを吸収する素子として機能する。すなわち、コンデンサ1cは、FM放送用の低い周波数帯に対しては高インピーダンスとして作用するため、FM放送用の信号はコンデンサ1cから接地点に流れることがない。一方、コンデンサ1cは、携帯電話用の高い周波数帯に対しては低インピーダンスとして作用し、接地点との間をショートするため、携帯電話用の信号を吸収してFMチューナ部3には供給されないようにする。
以上詳しく説明したように、第2の実施形態によれば、携帯電話部2とFMチューナ部3との間に接続されたコンデンサ1cが、携帯電話用の周波数帯の信号のみを選択的に吸収する素子として機能することになる。これにより、コイル1bによって携帯電話用の周波数帯の信号を阻止し切れないことが仮にあっても、漏れてきた携帯電話用の周波数帯の信号をコンデンサ1cによって吸収することができる。したがって、携帯電話機が一般的に備えているアンテナエレメント1aに対してコイル1bとコンデンサ1cを接続するだけで、携帯電話用の周波数帯とFM放送用の周波数帯といった2つの異なる周波数帯の信号を安定的に送受信することができるようになる。
(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。図3は、第3の実施形態による携帯端末用アンテナを適用したFM変調送信機能内蔵携帯電話機30の概略的な構成例を示す図である。なお、この図3において、図1に示した符号と同一の符号を付したものは同一の機能を有するものであるので、ここでは重複する説明を省略する。
図3に示すように、FM変調送信機能内蔵携帯電話機30は、本実施形態の携帯端末用アンテナ1と、携帯電話部2と、FMトランスミッタ部4とを備えて構成されている。FMトランスミッタ部4は、音声信号をFM帯域(76M〜108MHzの周波数帯)の電波に周波数変換してアンテナ1から外部へ無線送信するものである。ここで送信する音声信号は、FM変調送信機能内蔵携帯電話機30の内部で生成されたものであっても良いし、図示しないインタフェース部を通じて外部から入力したものであっても良い。
第3の実施形態によるアンテナ1は、通常の携帯電話機が一般的に備えているアンテナエレメント1aと、本実施形態において新たに追加したコイル1bおよびコンデンサ1dとを備えて構成されている。コンデンサ1dは、アンテナエレメント1aとコイル1bとの接続ノードに当たるアンテナエレメント1aの末端Aと携帯電話部2との間に接続されている。これにより、コンデンサ1dは、アンテナエレメント1aと携帯電話部2との間に直列に接続される形となっている。
このようにアンテナエレメント1aと携帯電話部2との間に接続されたコンデンサ1dは、FM変調されたFM周波数帯の通過は阻止するが、携帯電話用の周波数帯の通過は阻止しないように機能する。すなわち、コンデンサ1dは、FMの低い周波数帯に対しては高インピーダンスとして作用し、FM周波数帯の信号の通過を遮断する。一方、携帯電話用の高い周波数帯に対しては低インピーダンスとして作用し、携帯電話用の周波数帯の信号は通過させる。
以上詳しく説明したように、第3の実施形態によれば、携帯電話用の周波数帯に共振するアンテナエレメント1aの先端に配設したコイル1bが、当該アンテナエレメント1aと一体となってFMの周波数帯に共振するためのマッチング用と、携帯電話用の周波数帯の通過を阻止するためのトラップ用とを兼ねている。また、アンテナエレメント1aと携帯電話部2との間に接続されたコンデンサ1dが、携帯電話用の周波数帯の信号のみを選択的に通過させる素子として機能している。
これにより、携帯電話機が一般的に備えているアンテナエレメント1aに対してコイル1bとコンデンサ1dを接続するだけで、携帯電話用の周波数帯とFM変調送信用の周波数帯といった2つの異なる周波数帯の信号を安定的に送受信することができる。すなわち、携帯電話用の周波数帯の信号がFMトランスミッタ部4に対して通過してしまうことを阻止するとともに、FMトランスミッタ部4でFM変調されたFM周波数帯の信号が送信時に携帯電話部2に対して通過してしまうことを阻止することができる。
なお、ここでは、携帯電話部2とFMチューナ部3との間にコイル1bのみを接続する例について説明したが、第2の実施形態と同様にコンデンサ1cを更に接続するようにしても良い。
(第4の実施形態)
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。図4は、第4の実施形態による携帯端末用アンテナを適用したFM変調送信機能内蔵携帯電話機40の概略的な構成例を示す図である。なお、この図4において、図3に示した符号と同一の符号を付したものは同一の機能を有するものであるので、ここでは重複する説明を省略する。
図4に示すように、第4の実施形態による携帯端末用アンテナ1は、上述したアンテナエレメント1a、コイル1bおよびコンデンサ1dに加え、第2のコイル1eを備えて構成されている。第2のコイル1eは、その一端がコンデンサ1dと携帯電話部2との間に接続され、他端が接地されている。なお、第2のコイル1eは、アンテナエレメント1aの末端Aとコンデンサ1dとの間に接続しても良い。
このようにアンテナエレメント1aと携帯電話部2との間に接続された第2のコイル1eは、FM周波数帯の信号のみを吸収する素子として機能する。すなわち、第2のコイル1eは、FM変調送信用の低い周波数帯に対しては低インピーダンスとして作用し、接地点との間をショートするため、FM周波数帯の信号を吸収して携帯電話部2には供給されないようにする。一方、第2のコイル1eは、携帯電話用の高い周波数帯に対しては高インピーダンスとして作用するため、携帯電話用の信号は第2のコイル1eから接地点に流れることがなく、携帯電話部2に通過する。
以上詳しく説明したように、第4の実施形態によれば、アンテナエレメント1aと携帯電話部2との間に接続された第2のコイル1eが、FM周波数帯の信号のみを選択的に吸収する素子として機能することになる。これにより、コンデンサ1dによってFM周波数帯の信号を阻止し切れないことが仮にあっても、漏れてきたFM周波数帯の信号を第2のコイル1eによって吸収することができる。したがって、携帯電話機が一般的に備えているアンテナエレメント1aに対してコイル1bとコンデンサ1dと第2のコイル1eを接続するだけで、携帯電話用の周波数帯とFM変調送信用の周波数帯といった2つの異なる周波数帯の信号を安定的に送受信することができるようになる。
なお、上記第4の実施形態では、携帯電話部2とFMトランスミッタ部4との間にコイル1bのみを接続する例について説明したが、第2の実施形態と同様にコンデンサ1cを更に接続するようにしても良い。
また、上記第4の実施形態では、アンテナ1がアンテナエレメント1aおよびコイル1bのほかにコンデンサ1dと第2のコイル1eとの両方を備える例について説明した。また、第3の実施形態では、アンテナ1がアンテナエレメント1aおよびコイル1bのほかにコンデンサ1dを備える例について説明した。しかし、本発明はこれらの例に限定されるものではない。例えば、アンテナ1がアンテナエレメント1aおよびコイル1bのほかに第2のコイル1eを備えるものであっても良い。
また、上記第1および第2の実施形態では、携帯電話機が携帯電話部2の他にFMチューナ部3を備える例について説明した。また、上記第3および第4の実施形態では、携帯電話機が携帯電話部2の他にFMトランスミッタ部4を備える例について説明した。しかし、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。すなわち、携帯電話機が携帯電話部2の他にFMチューナ部3およびFMトランスミッタ部4の双方を備えるものであっても良い。
この場合のアンテナ1は少なくとも、アンテナエレメント1aと、コイル1bと、コンデンサ1dまたは第2のコイル1eの何れか一方とを備えて構成される。コンデンサ1cを更に備えても良いし、コンデンサ1dおよびコイル1eの両方を備えても良い。
また、上記第1〜第4の実施形態では、第1の周波数帯が携帯電話用の周波数帯で、第2の周波数帯がFMの周波数帯である例について説明したが、本発明はこれに限定されない。携帯電話用の周波数帯はUHF帯に属し、FMの周波数帯はVHF帯に属するが、VHF帯に属する他の用途として、例えばテレビジョン放送用の周波数帯を第2の周波数帯として用い、FMチューナ部3の代わりにテレビジョンチューナ部を備えるようにしても良い。また、第2の周波数帯はVHF帯に限らない。例えば、中波帯のAM放送用、マイクロ波帯の衛星放送/衛星通信用、無線LANやブルートゥース用などを第2の周波数帯として用いても良い。
また、上記第1〜第4の実施形態では、携帯端末の例として携帯電話機を挙げ、第1の周波数帯として携帯電話用の周波数帯を用いる例について説明したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、携帯電話と同じUHF帯に属するテレビジョン放送用、無線LANやブルートゥース用などを第1の周波数帯として用いても良いし、UHF帯以外の周波数帯を第1の周波数帯として用いても良い。例えば、携帯端末として、テレビジョン放送受信機能とFM放送受信機能とを内蔵したPDA(Personal Digital Assistants)などを用い、第1の周波数帯としてテレビジョン放送用の周波数帯、第2の周波数帯としてFM放送用の周波数帯を用いることも可能である。
以上のように、第1〜第4の実施形態において適用可能な第1の周波数帯と第2の周波数帯との組み合わせは任意であるが、VHF帯とUHF帯との組み合わせなど、異なる周波数帯の組み合わせであることが望ましい。また、第1の周波数帯の方が第2の周波数帯よりも高いことが必要である。図5は、電波と周波数帯の代表的な利用例を示す図である。この図5に示される周波数帯のうち異なる周波数帯どうしを組み合わせることが好ましい。ただし、異なる周波数帯の組み合わせであることは必須の条件ではなく、2つの周波数帯が充分に相違していれば、1つのアンテナ1で2つの異なる周波数帯の信号を安定的に送受信することが可能であるので、同じ周波数帯の中での組み合わせも適用することが可能である。
その他、上記第1〜第4の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその精神、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
本発明の携帯端末用アンテナは、例えば、FM放送受信機能やFM変調送信機能などを内蔵した携帯電話機など、2つの異なる周波数帯の信号を受信または送信する機能を内蔵した携帯端末に有用である。
Claims (13)
- 第1の処理部により処理される信号に係る第1の周波数帯が共振するアンテナエレメントと、
上記アンテナエレメントと上記第1の周波数帯よりも低い第2の周波数帯の信号を処理する第2の処理部との間に直列に配設されたコイルとを備え、
上記アンテナエレメントと上記コイルとを合わせた実効長を、上記第2の周波数帯が共振する長さとなるように設定したことを特徴とする携帯端末用アンテナ。 - 上記アンテナエレメントと上記第2の処理部との間に配設されたコンデンサを備えることを特徴とする請求の範囲第1項に記載の携帯端末用アンテナ。
- 第1の処理部により処理される信号に係る第1の周波数帯が共振するアンテナエレメントと、
上記アンテナエレメントと上記第1の周波数帯よりも低い第2の周波数帯の信号を処理する第2の処理部との間に直列に配設されたコイルと、
上記アンテナエレメントと上記第1の処理部との間に直列に配設されたコンデンサとを備え、
上記アンテナエレメントと上記コイルとを合わせた実効長を、上記第2の周波数帯が共振する長さとなるように設定したことを特徴とする携帯端末用アンテナ。 - 上記アンテナエレメントと上記第1の処理部との間に配設された第2のコイルを備えることを特徴とする請求の範囲第2項に記載の携帯端末用アンテナ。
- 第1の処理部により処理される信号に係る第1の周波数帯が共振するアンテナエレメントと、
上記アンテナエレメントと上記第1の周波数帯よりも低い第2の周波数帯の信号を処理する第2の処理部との間に直列に配設されたコイルと、
上記アンテナエレメントと上記第1の処理部との間に配設された第2のコイルとを備え、
上記アンテナエレメントと上記コイルとを合わせた実効長を、上記第2の周波数帯が共振する長さとなるように設定したことを特徴とする携帯端末用アンテナ。 - 上記第1の周波数帯はUHF帯、上記第2の周波数帯はVHF帯であることを特徴とする請求の範囲第1項に記載の携帯端末用アンテナ。
- 上記第1の周波数帯はUHF帯、上記第2の周波数帯はVHF帯であることを特徴とする請求の範囲第3項に記載の携帯端末用アンテナ。
- 上記第1の周波数帯はUHF帯、上記第2の周波数帯はVHF帯であることを特徴とする請求の範囲第5項に記載の携帯端末用アンテナ。
- 第1の周波数帯の信号の送信および受信の少なくとも何れか一方に関する処理を行う第1の処理部と、
上記第1の周波数帯よりも低い第2の周波数帯の信号の送信および受信の少なくとも何れか一方に関する処理を行う第2の処理部と、
上記第1の周波数帯が共振するアンテナエレメントと、
上記アンテナエレメントと上記第2の処理部との間に直列に配設されたコイルとを備え、
上記アンテナエレメントと上記コイルとを合わせた実効長が、上記第2の周波数帯が共振する長さとなるように設定されており、
上記第1の処理部は、上記アンテナエレメントと上記コイルの一端との接続ノードに当たる上記アンテナエレメントの末端に接続され、上記第2の処理部は、上記コイルの他端に接続されて成ることを特徴とする携帯端末。 - 上記アンテナエレメントと上記第2の処理部との間に配設されたコンデンサを更に備えることを特徴とする請求の範囲第9項に記載の携帯端末。
- 第1の周波数帯の信号の送信および受信の少なくとも何れか一方に関する処理を行う第1の処理部と、
上記第1の周波数帯よりも低い第2の周波数帯の信号の送信および受信の少なくとも何れか一方に関する処理を行う第2の処理部と、
上記第1の周波数帯が共振するアンテナエレメントと、
上記アンテナエレメントと上記第2の処理部との間に直列に配設されたコイルと、
上記アンテナエレメントと上記第1の処理部との間に直列に配設されたコンデンサとを備え、
上記アンテナエレメントと上記コイルとを合わせた実効長が、上記第2の周波数帯が共振する長さとなるように設定されており、
上記第1の処理部は、上記アンテナエレメントと上記コイルの一端との接続ノードに当たる上記アンテナエレメントの末端に上記コンデンサを介して接続され、上記第2の処理部は、上記コイルの他端に接続されて成ることを特徴とする携帯端末。 - 上記アンテナエレメントと上記第1の処理部との間に配設された第2のコイルを更に備えることを特徴とする請求の範囲第11項に記載の携帯端末。
- 上記アンテナエレメントと上記第1の処理部との間に配設された第2のコイルを上記コンデンサに代えて備えることを特徴とする請求の範囲第11項に記載の携帯端末。
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080606 |
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A02 | Decision of refusal |
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