JPWO2009130881A1 - 携帯無線機 - Google Patents

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弘晃 小林
秀樹 葉山
秀樹 葉山
真悟 角
真悟 角
昭人 坂本
昭人 坂本
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Abstract

複数の無線回路が同時に動作する場合であっても、複数のアンテナ間の電磁結合による特性の劣化を抑制し、かつ、筐体の小型化に対応可能とする。筐体１０１に回路基板１０２、第１アンテナ１１１、第２アンテナ１１２を搭載し、回路基板１０２には第１無線部１２１及び第２無線部１２２を搭載しており、第１無線部１２１と第２無線部１２２とが同時に動作可能な携帯無線機であって、回路基板１０２の電気長が、第１無線部１２１と第２無線部１２２の少なくとも一方の動作周波数の波長の１／４より短く構成されている場合、第１アンテナ１１１と第２アンテナ１１２の少なくとも一方に、第１無線部１２１または第２無線部１２２の動作周波数に対して影響を及ぼすリアクタンス素子１３１を設けた。

Description

本発明は、複数のアンテナと複数の無線回路とを搭載した携帯無線機に関する。
例えば、携帯電話端末のような携帯無線機においては、通話やパケット通信などに利用される無線回線の確保のために必要なセルラー無線通信機能の他に、いわゆるワンセグ（商標）放送として放送されているテレビ番組のようなデジタル放送（ＤＴＶ）を受信するための無線機能も備わっている場合が多い。
このようなデジタル放送受信機能を持つ携帯無線機においては、セルラー無線通信機能に用いられるアンテナの他に、デジタル放送を受信するための独立したアンテナも必要になる。また、受信対象となるデジタル放送の周波数帯域は非常に広いため、単一のアンテナだけでは十分な品質で全てのデジタル放送を受信するのが困難な場合も多い。
ところで、携帯無線機のように小型の筐体の上に複数のアンテナを搭載する場合には、これらのアンテナが近接して配置されると、電磁結合によって互いに干渉することになるため、それぞれのアンテナの性能が劣化してしまう。例えば、携帯無線機にセルラー無線通信機能とデジタル放送受信機能とを搭載する場合に、セルラー無線通信機能のために利用するアンテナと、デジタル放送受信機能のために利用するアンテナとが互いに近接して配置される場合は、２つのアンテナの間で電磁結合が生じ、各アンテナのアンテナ利得が低下し易い。
特許文献１においては、互いに独立している複数のアンテナを１つの無線回路が選択的に使用する場合に、選択していないアンテナを接地（終端）することにより、複数のアンテナの間の電磁結合を防止する技術が開示されている。
また、特許文献２においては、折りたたみ可能な筐体を設けると共に、複数のアンテナの一方を筐体のヒンジ部に配置し、もう一方のアンテナを筐体のヒンジ部と反対側の位置に配置し、複数のアンテナの距離を大きくすることが提案されている。
特開平７−２９７７４９号公報 特開２００４−１５３５８９号公報
例えば携帯電話端末の場合には、セルラー無線通信機能とデジタル放送受信機能とを同時に使用する状況も想定する必要があるので、複数のアンテナのいずれか一方を使用できない状態に切り替えることはできない。したがって、一方のアンテナを接地する上記特許文献１の技術は利用できない。
また、特許文献２に開示されているように、複数のアンテナを互いに離れた場所に配置する場合には、それぞれのアンテナを配置するための独立した十分な大きさの空間を確保しなければならず、筐体の小型化及び薄型化の妨げになる。また、特許文献２の技術を採用したとしても、筐体の小型化や薄型化が更に進んだ場合、複数のアンテナの間に十分な距離を確保するのは困難になる。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、大きさの限られた筐体上に複数のアンテナとそれぞれのアンテナに接続される複数の無線回路とを搭載している場合に、複数の無線回路が同時に動作する場合であっても、複数のアンテナ間の電磁結合による特性の劣化を抑制するとともに、筐体の小型化に対応可能な携帯無線機を提供することを目的とする。
本発明は、筐体と、前記筐体内に設けられる回路基板と、前記回路基板に設けられる第１の無線回路及び第２の無線回路と、前記第１の無線回路と電気的に接続される第１のアンテナと、前記第２の無線回路と電気的に接続される第２のアンテナとを備え、前記第１の無線回路と前記第２の無線回路とは同時に動作可能であり、前記回路基板の電気長が、前記第１の無線回路の動作周波数と前記第２の無線回路の動作周波数の少なくとも一方の波長の１／４より短く構成されており、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナの少なくとも一方に、第１の無線回路または第２の無線回路の動作周波数に対して影響を及ぼすリアクタンス素子を備える携帯無線機を提供する。
上記構成により、第１のアンテナと第２のアンテナの少なくとも一方にリアクタンス素子を設けることで、回路基板の電気長が第１の無線回路の動作周波数と第２の無線回路の動作周波数の少なくとも一方の波長の１／４より短く、第１のアンテナと第２のアンテナとが近接して配置されるような場合であっても、複数のアンテナ間の電磁結合が抑制される。したがって、大きさの限られた筐体上に複数のアンテナとそれぞれのアンテナに接続される複数の無線回路とを搭載し、複数の無線回路が同時に動作する場合であっても、複数のアンテナ間の電磁結合による特性の劣化を抑制できる。また、筐体の小型化に対応可能であり、複数の無線回路を同時動作させる携帯無線機を小型化、薄型化した場合にも複数のアンテナ間の干渉を抑制し、各無線回路において良好な性能を得ることができる。
また、本発明は、上記の携帯無線機であって、前記筐体は、第１の筐体及び第２の筐体と、前記第１の筐体と前記第２の筐体とを相対的に回動もしくは移動可能な状態で連結するヒンジ部とを備え、前記第１の筐体は、前記回路基板とは別体の第１の回路基板を備え、前記第２の筐体は、前記回路基板として前記第１の無線回路及び前記第２の無線回路を搭載した第２の回路基板を備え、前記第１のアンテナは、前記第１の筐体に配置された導電性部材を有してなるアンテナ素子本体部と、前記ヒンジ部に配置された導電性のヒンジ部材を有してなるアンテナ中間部とを備えて構成され、前記第２のアンテナは前記第２の筐体の内部に配置されているものを含む。
上記構成により、複数の筐体をヒンジ部で連結し、ヒンジ部材をアンテナの給電経路に利用する構成において、第１のアンテナと第２のアンテナの少なくとも一方にリアクタンス素子を設けることで、複数のアンテナ間の電磁結合を抑制することができ、特性劣化を防止できる。
また、本発明は、上記の携帯無線機であって、前記アンテナ中間部は、前記ヒンジ部材として、前記第１の筐体と前記第２の筐体とを回動させる互いに異なる回動軸を持つ第１のヒンジ部材と第２のヒンジ部材とを備え、前記第１のヒンジ部材と前記第２のヒンジ部材との間に前記リアクタンス素子が配置されているものを含む。
上記構成により、第１のアンテナの一部を構成するヒンジ部材として第１のヒンジ部材と第２のヒンジ部材とを有する場合に、この第１のヒンジ部材と第２のヒンジ部材との間にリアクタンス素子を設けることで、ヒンジ部材の近傍に位置する第２のアンテナとの間の電磁結合を抑制し、特性劣化を防止できる。
また、本発明は、上記の携帯無線機であって、前記アンテナ素子本体部と前記第１のヒンジ部材との間、前記第１のヒンジ部材と前記リアクタンス素子との間、前記リアクタンス素子と前記第２のヒンジ部材との間、前記第２のヒンジ部材と前記第２の回路基板との間は、それぞれ接続導体を介して電気的に接続されているものを含む。
また、本発明は、上記の携帯無線機であって、前記第１の回路基板に第２のリアクタンス素子が配置され、前記第１のヒンジ部材が前記第２のリアクタンス素子を介して前記第１の回路基板のグランドと電気的に接続され、前記第１の回路基板のグランドは前記第１のアンテナのアンテナ素子本体部と電気的に接続され、前記第２のリアクタンス素子と前記第１のヒンジ部材との間、前記第１のヒンジ部材と前記リアクタンス素子との間、前記リアクタンス素子と前記第２のヒンジ部材との間、前記第２のヒンジ部材と前記第２の回路基板との間は、それぞれ接続導体を介して電気的に接続されているものを含む。
上記構成により、第１のアンテナの一部を構成する第１のヒンジ部材及び第２のヒンジ部材が設けられるヒンジ部内にリアクタンス素子を挿入して設けるとともに、この第１のヒンジ部材を、第２のリアクタンス素子を介して第１の筐体内の第１の回路基板のグランドと電気的に接続することで、ヒンジ部材の近傍に位置する第２のアンテナとの間の電磁結合を抑制し、特性劣化を防止できる。
また、本発明は、上記の携帯無線機であって、前記アンテナ中間部は、前記ヒンジ部材として、前記第１の筐体と前記第２の筐体とをそれぞれ異なる軸方向に回動させる第１のヒンジ部材と第２のヒンジ部材とを備え、前記第１のヒンジ部材と前記第１の回路基板との間に前記リアクタンス素子が配置され、前記第１のヒンジ部材が前記リアクタンス素子を介して前記第１の回路基板のグランドと電気的に接続され、前記第１の回路基板のグランドは前記第１のアンテナのアンテナ素子本体部と電気的に接続されており、前記リアクタンス素子と前記第１のヒンジ部材との間、前記第１のヒンジ部材と前記第２のヒンジ部材との間、前記第２のヒンジ部材と前記第２の回路基板との間は、それぞれ接続導体を介して電気的に接続されているものを含む。
上記構成により、第１のアンテナの一部を構成する第１のヒンジ部材を、第２のリアクタンス素子を介して第１の筐体内の第１の回路基板のグランドと電気的に接続することで、ヒンジ部材の近傍に位置する第２のアンテナとの間の電磁結合を抑制し、特性劣化を防止できる。
また、本発明は、上記の携帯無線機であって、前記アンテナ素子本体部と前記第１のヒンジ部材とが直接電気的に接続され、前記第１のヒンジ部材と前記リアクタンス素子との間、前記リアクタンス素子と前記第２のヒンジ部材との間、前記第２のヒンジ部材と前記第２の回路基板との間は、それぞれ接続導体を介して電気的に接続されているものを含む。
また、本発明は、上記の携帯無線機であって、前記第１のヒンジ部材に近接して導電性の接続部材を備え、前記アンテナ素子本体部と前記第１のヒンジ部材との間、前記第１のヒンジ部材と前記接続部材との間、前記接続部材と前記リアクタンス素子との間、前記リアクタンス素子と前記第２のヒンジ部材との間、前記第２のヒンジ部材と前記第２の回路基板との間は、それぞれ接続導体を介して電気的に接続されているものを含む。
また、本発明は、上記の携帯無線機であって、前記リアクタンス素子がミアンダ形状の導電性パターンであるものを含む。
また、本発明は、上記の携帯無線機であって、前記リアクタンス素子が巻線形状（ヘリカル形状）の導電性パターンであるものを含む。
本発明によれば、大きさの限られた筐体上に複数のアンテナとそれぞれのアンテナに接続される複数の無線回路とを搭載している場合に、複数の無線回路が同時に動作する場合であっても、複数のアンテナ間の電磁結合による特性の劣化を抑制するとともに、筐体の小型化に対応可能な携帯無線機を提供できる。
本発明の第１の実施形態に係る携帯無線機の主要部の構成を示すブロック図 本発明の第２の実施形態に係る携帯無線機の主要部の構成を表す正面図 各無線回路の動作周波数帯域とその波長との関係を示す図 第２の実施形態の第１変形例に係る携帯無線機の主要部の構成を表す正面図 第２の実施形態の第２変形例に係る携帯無線機の主要部の構成を表す正面図 第２の実施形態の第３変形例に係る携帯無線機の主要部の構成を表す正面図 第２の実施形態の第４変形例に係る携帯無線機の主要部の構成を表す正面図 第２の実施形態の第５変形例に係る携帯無線機の主要部の構成を表す正面図
本実施形態では、携帯無線機の一例として、携帯電話等の移動体通信システムにおいて用いられる、セルラー無線通信機能とデジタル放送受信機能とを備える携帯電話端末等に本発明の携帯無線機を適用した構成例を示す。
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係る携帯無線機の主要部の構成を示すブロック図である。本実施形態の携帯無線機は、筐体１０１に、回路基板１０２と、第１のアンテナとしての第１アンテナ１１１及び第２のアンテナとしての第２アンテナ１１２とを搭載して構成されている。また、回路基板１０２には、互いに独立している第１の無線回路としての第１無線部１２１の回路と、第２の無線回路としての第２無線部１２２の回路とが搭載されている。そして、第１アンテナ１１１が第１無線部１２１と接続され、第２アンテナ１１２が第２無線部１２２と接続されている。
第１無線部１２１と第２無線部１２２とは、動作周波数帯域が異なるが互いに近接した周波数帯域を使用する。例えば、第１無線部１２１は、携帯電話の無線通信のためのセルラー周波数帯域（８００ＭＨｚ帯）で通信を行うよう動作し、第２無線部１２２は、いわゆるワンセグ（商標）放送として放送されているテレビ番組のようなデジタル放送（ＤＴＶ）の周波数帯域（４７３〜７７０ＭＨｚ）の電波を受信するよう動作する場合が現実的に想定される。これらの周波数帯域以外に、例えばセルラー周波数帯域（１７００ＭＨｚ帯、２０００ＭＨｚ帯）や、ＧＰＳ（Global Positioning System）の周波数帯域（１５００ＭＨｚ帯）や、Bluetooth（登録商標）の周波数帯域（２４００ＭＨｚ帯）などを使用することも考えられる。
本実施形態の携帯無線機においては、第１無線部１２１が無線信号の送受信を行うために第１アンテナ１１１を使用して動作し、第２無線部１２２がデジタル放送の電波を受信するために第２アンテナ１１２を使用して動作する。従って、第１アンテナ１１１は第１無線部１２１の入力端と電気的に接続されており、第２アンテナ１１２は第２無線部１２２の入力端と電気的に接続されている。
ここで、第１アンテナ１１１と第２アンテナ１１２との間の距離が、例えば動作周波数帯域の波長の１／２０以下程度など、非常に接近している場合には、第１アンテナ１１１と第２アンテナ１１２との間に生じる電磁結合によって干渉が生じ、アンテナ利得が低下する。この際、第１無線部１２１が使用する動作周波数帯域（８００ＭＨｚ帯）と、第２無線部１２２が使用する動作周波数帯域（４７３〜７７０ＭＨｚ）とは互いに近接しているので、電磁結合が生じやすい。さらに、動作周波数帯域が低い場合は、使用波長に対して、回路基板の電気長、すなわち基板の大きさを十分に大きくとれないため、電磁結合が生じやすくなる。携帯電話端末などの場合、筐体１０１の大きさが小さいので、第１アンテナ１１１と第２アンテナ１１２とを十分に離すことは難しい。
例えば、第１無線部１２１及び第２無線部１２２が配置される回路基板１０２上の導電体（例えばグランドパターン）の寸法は、その電気長Ｌが、第１無線部１２１が扱う無線信号の周波数帯域（動作周波数帯域）、または第２無線部１２２が扱う無線信号の周波数帯域（動作周波数帯域）の波長λに対してその１／４より短い、（Ｌ＜λ・１／４）の条件を満たすものとする。すなわち、無線回路の動作周波数が比較的低く、その波長に対して回路基板１０２の寸法が小さい状態であると仮定する。このような場合、第１無線部１２１及び第２無線部１２２の動作時に、回路基板１０２上の導電体の全体に渡ってアンテナ電流が流れるような状態になる。したがって、第１アンテナ１１１と第２アンテナ１１２との電磁結合が大きくなり、アンテナ相互の干渉が大きくなる。
そこで、本実施形態では、複数のアンテナの少なくとも一方のアンテナ中に、周波数調整手段として第１無線部１２１または第２無線部１２２の動作周波数に対して影響を及ぼすリアクタンス素子を設けている。図１の例では、第２アンテナ１１２にリアクタンス素子１３１を設ける構成とし、第２無線部１２２の入力端までの間（入力端よりアンテナ側または給電点よりもアンテナに近い位置）にリアクタンス素子１３１を接続して挿入している。リアクタンス素子１３１は、コイルまたはコンデンサのように周波数に応じてインピーダンスが変化する素子である。ここで、リアクタンス素子１３１の周波数特性としては、第２無線部１２２及び第２アンテナ１１２が扱う無線信号の周波数帯域に対してはほとんど影響を与えずにそのまま信号を通過させ、近接する第１無線部１２１及び第１アンテナ１１１が扱う無線信号の周波数帯域に対してはインピーダンスが大きくなって信号の通過を遮断するような電気特性を有する素子を用いる。つまり、第１無線部１２１及び第１アンテナ１１１から見ると、リアクタンス素子１３１を設けることにより、動作周波数帯域の波長に対し第２アンテナ１１２の電気長は十分に短くなり、第２アンテナ１１２は第１無線部１２１の動作周波数ではほとんど機能しないようになる。なお、図１の例では、リアクタンス素子１３１を配置するために回路基板１０３を設けてあるが、回路基板１０３は省略することも可能である。
第２アンテナ１１２にリアクタンス素子１３１を設けることにより、第１アンテナ１１１と第２アンテナ１１２とを電気的に分離することができる。すなわち、リアクタンス素子１３１を挿入することにより、第２アンテナ１１２の接地条件が変化し、周波数特性が変化するため、第１無線部１２１の動作周波数帯域では、第１アンテナ１１１または第１無線部１２１から見た第２アンテナ１１２のインピーダンスが非常に大きくなる。したがって、各無線部の動作周波数帯域におけるそれぞれのアンテナのインピーダンスの違いにより、第１アンテナ１１１と第２アンテナ１１２との電磁結合が生じにくく、第１アンテナ１１１に及ぼす第２アンテナ１１２の影響が小さくなる。
なお、第１アンテナ１１１にリアクタンス素子を設けても良い。また、第１アンテナ１１１の給電経路と第２アンテナ１１２の給電経路との双方にそれぞれリアクタンス素子を挿入しても良い。双方にリアクタンス素子を挿入する場合には、互いに特性（インピーダンス）が異なるリアクタンス素子をそれぞれの給電経路に挿入することで、両者の電磁結合を抑制できる。
上記のように、本実施形態によれば、複数のアンテナを備えた携帯無線機において、アンテナ中にリアクタンス素子を設けることによって、複数の無線回路が同時に動作する場合であっても、複数のアンテナ間の電磁結合による特性の劣化を抑制することができる。また、アンテナ間の距離を十分に確保できない場合にも、リアクタンス素子によって他方のアンテナの影響を抑制できるので、小型の装置にも対応可能であり、筐体の小型化、薄型化を図ることができる。
（第２の実施形態）
図２は本発明の第２の実施形態に係る携帯無線機の主要部の構成を表す正面図である。第２の実施形態は、折り畳み可能な筐体を備えた携帯電話端末に適用可能な構成例である。第２の実施形態の携帯無線機の筐体は、第１の筐体としての上部筐体１１と、第２の筐体としての下部筐体１２と、それらの連結部分に設けられたヒンジ部としての比較的小さい中間部筐体１３とを有して構成されている。上部筐体１１と下部筐体１２とは、短辺側の一辺において回動して開閉する縦開き状態と、長辺側の一辺において回動して開閉する横開き状態とが可能になっている。
中間部筐体１３の内部には、第１のヒンジ部材としての第１ヒンジ部材３１と、第２のヒンジ部材としての第２ヒンジ部材３２とが設けられている。第１ヒンジ部材３１は、図２中にＸで示した軸の位置を中心として矢印Ａ１方向に相対的に回動可能な状態で、下部筐体１２及び中間部筐体１３と上部筐体１１とを連結している。また、第２ヒンジ部材３２は、図２中にＹで示した軸の位置を中心として矢印Ａ２方向に相対的に回動可能な状態で、下部筐体１２と中間部筐体１３及び上部筐体１１とを連結している。すなわち、上部筐体１１は、中間部筐体１３を介して下部筐体１２と連結され支持されている。
したがって、携帯無線機の筐体は、２軸の自由度を有し変形可能な構成になっている。例えば、図２において軸Ｙを中心として矢印Ａ２方向に筐体を回動させれば、この筐体を長手方向に折り畳んで上部筐体１１と下部筐体１２とが重なった状態にすることができる。また、逆方向に回動させれば、図２に示すように筐体を開いて、上部筐体１１の下端の短辺と、下部筐体１２の上端の短辺とが中間部筐体１３を間に挟んで互いに近接する細長い形状、つまり縦開き状態にすることができる。
また、例えば上部筐体１１と下部筐体１２とが重なった状態で、図２において軸Ｘを中心として矢印Ａ１方向に上部筐体１１を中間部筐体１３に対して回動させることにより、下部筐体１２の左端の長辺と、上部筐体１１の左端の長辺とが近接している状態で、上部筐体１１を下部筐体１２に対して開くことができ、横開き状態にすることができる。従って、この筐体は、縦開き状態と、横開き状態と、閉じた状態との３種類のいずれの状態でも使用することができる。
そして、上部筐体１１には第１の回路基板としての第１回路基板２１が設けられ、下部筐体１２には第２の回路基板としての第２回路基板２２が設けられている。一般的な携帯電話端末の場合と同様に、上部筐体１１には、液晶表示装置やそれに関連する電気回路が搭載され、これらの構成要素は第１回路基板２１上に配置されている。また、下部筐体１２には、制御部や無線部等を含む様々な電気回路や操作部などが搭載され、これらの構成要素は第２回路基板２２上に配置されている。なお、図２には示されていないが、第１回路基板２１と第２回路基板２２との間は可撓性の電気ケーブルを介して互いに接続されており、この電気ケーブルによって第１回路基板２１の電源ライン、アースライン、必要な信号ライン等が第２回路基板２２と電気的に接続されている。
本実施形態の携帯無線機は、無線機能として、音声通話やパケット通信などのための通信回線を確保するために使用されるセルラー無線通信機能と、デジタル放送（ＤＴＶ）を受信するためのデジタル放送受信機能とを搭載している。
第２回路基板２２には、第１の無線回路としての第１無線回路２３と第２の無線回路としての第２無線回路２４とが配置されている。第１無線回路２３は、デジタル放送受信のための処理回路であり、デジタル放送に用いられる周波数帯域の無線信号の受信処理を行う。また、第２無線回路２４は、セルラー無線通信機能のための処理回路であり、セルラー通信に用いられる周波数帯域の無線信号の送信処理及び受信処理を行う。ここでは、デジタル放送受信に４７３〜７７０ＭＨｚの周波数帯域を使用し、セルラー無線通信に８００ＭＨｚ帯（８３０〜８８５ＭＨｚ）の周波数帯域を使用するものとする。
なお、セルラー無線通信に用いられる周波数帯域として１７００ＭＨｚ帯、２０００ＭＨｚ帯を使用する場合もあり、また携帯電話端末の場合には、セルラー無線通信機能やデジタル放送受信機能の他に、例えばＧＰＳ（Global Positioning System）受信機能や、Bluetooth（登録商標）通信機能を搭載する場合もある。ＧＰＳ機能を使用する場合には１５００ＭＨｚの周波数帯域を使用し、Bluetooth（登録商標）機能を使用する場合には２４００ＭＨｚの周波数帯域を使用することになる。
本実施形態の携帯無線機においては、セルラー無線通信機能のために第２無線回路２４が使用する第２アンテナ（第２のアンテナ）として、モノポールアンテナを構成する第２アンテナ素子１６を備えている。この第２アンテナ素子１６は、下部筐体１２の内部に、第２ヒンジ部材３２と対向する下部筐体１２の上端に配置されている。
また、デジタル放送受信機能のために第１無線回路２３が使用する第１アンテナ（第１のアンテナ） として、筐体自体を利用してアンテナとして動作させる筐体ダイポールアンテナを構成している。この第１アンテナの構成要素である第１アンテナ素子１５は、上部筐体１１と同等の大きさ及び同様の形状を有する導電性の金属フレーム等の導電性部材で構成され、筐体ダイポールアンテナの一方の素子として機能するように上部筐体１１に配置されている。また、下部筐体１２に配置され、下部筐体１２と同等の大きさ及び同様の形状を有する第２の回路基板２２のグランドパターンが筐体ダイポールアンテナの他方の素子として機能する。
また、ヒンジ部材等によって変形が可能な筐体構成となっているので、上部筐体１１の第１アンテナ素子１５と下部筐体１２の第２回路基板２２上の第１無線回路２３の接続部２５との間を電気的に接続するために、様々な構成要素が設けられている。
上部筐体１１と中間部筐体１３とを連結する第１ヒンジ部材３１は、導電性の金属部材で構成してあり、第１アンテナの給電経路の一部として機能する。また、中間部筐体１３と下部筐体１２とを連結する第２ヒンジ部材３２も同様に、導電性の金属部材で構成してあり、第１アンテナの給電経路の一部として機能する。さらに、第２ヒンジ部材３２と第１無線回路２３の入力端子である接続部２５との間には、弾性変形可能な細長い導電部材からなる接続導体４１が設けてある。この接続導体４１は、一端が接続部２５に接続固定され、他端が第２ヒンジ部材３２と接触導通しており、接続部２５と第２ヒンジ部材３２とを電気的に接続するものである。また、第１ヒンジ部材３１と第１アンテナ素子１５との間には、弾性変形可能な細長い導電部材からなる接続導体４４が設けてある。この接続導体４４は、一端が第１アンテナ素子１５に接続固定され、他端が第１ヒンジ部材３１と接触導通しており、第１アンテナ素子１５と第１ヒンジ部材３１とを電気的に接続するものである。
また、中間部筐体１３内には、第１ヒンジ部材３１と第２ヒンジ部材３２との間に接続基板３３が設けられ、この接続基板３３の上にリアクタンス素子３４が搭載されて配置されている。第１ヒンジ部材３１と接続基板３３との間には、弾性変形可能な細長い導電部材からなる接続導体４３が設けてある。この接続導体４３は、一端が接続基板３３のリアクタンス素子３４の一端に接続固定され、他端が第１ヒンジ部材３１と接触導通しており、第１ヒンジ部材３１とリアクタンス素子３４とを電気的に接続するものである。また、第２ヒンジ部材３２と接続基板３３との間には、弾性変形可能な細長い導電部材からなる接続導体４２が設けてある。この接続導体４２は、一端が接続基板３３のリアクタンス素子３４の他端に接続固定され、他端が第２ヒンジ部材３２と接触導通しており、第２ヒンジ部材３２とリアクタンス素子３４とを電気的に接続するものである。
ここで、上部筐体１１に設けられる第１アンテナ素子１５が第１アンテナのアンテナ素子本体部として機能し、中間部筐体１３に設けられる第１ヒンジ部材３１及び第２ヒンジ部材３２を含むヒンジ部などが第１アンテナのアンテナ中間部として機能する。
なお、本実施形態では、アンテナ素子そのものだけでなく、アンテナ素子から無線回路の入力端子の手前までを、その間に設けられる各種回路要素や給電経路を含めて、アンテナとみなすことにしている。よって、リアクタンス素子３４は第１アンテナ素子１５に至る給電経路に配置され、第１アンテナ中に設けられる構成となっている。
本実施形態のような構成では、第２無線回路２４と第２アンテナ素子１６との接続点である給電部２６（第２アンテナの給電部）と、第１無線回路２３と第１アンテナ素子１５との接続部２５（第１アンテナの接続部）との距離が非常に接近しており、例えば動作周波数帯域の波長の１／２０以下となっている。このため、第１アンテナ素子１５による第１アンテナと第２アンテナ素子１６による第２アンテナとの間に電磁結合が生じて干渉しやすくなる。
ここで、第１無線回路２３及び第２無線回路２４が配置される第２回路基板２２上の導電体（例えば金属箔により形成されたグランドパターン）２２ａの寸法は、その電気長Ｌが、第１無線回路２３が扱う無線信号の周波数帯域（動作周波数帯域）の波長λ１、または第２無線回路２４が扱う無線信号の周波数帯域（動作周波数帯域）の波長λ２に対して、（Ｌ＜λ１・１／４）または（Ｌ＜λ２・１／４）の条件を満たすものとする。すなわち、携帯無線機の筐体が小型であり、無線回路の動作周波数が比較的低く、その波長に対して回路基板１０２の寸法が小さい状態である構成を想定する。このような場合、第１無線回路２３及び第２無線回路２４の動作時に、第２回路基板２２上の導電体の全体に渡ってアンテナ電流が流れるような状態になる。したがって、第１アンテナと第２アンテナとの電磁結合が大きくなり、アンテナ相互の干渉が大きくなる。
そこで、本実施形態では、第１アンテナと第２アンテナとの間の電磁結合を抑制するために、第１アンテナ中（第１アンテナ素子１５の給電経路の途中）にリアクタンス素子３４を挿入してある。このリアクタンス素子３４は、例えばコイルやコンデンサなどで構成される素子であり、周波数に応じてインピーダンスが変化する素子である。具体的には、リアクタンス素子３４は、第１無線回路２３が受信する周波数帯域（４７３〜７７０ＭＨｚ）の信号に対してはインピーダンスが小さく、そのまま信号を通過させ、第２無線回路２４が送受信する周波数帯域（８３０〜８８５ＭＨｚ）の信号に対してはインピーダンスが大きく、信号の通過を阻止する特性を有する。
また、図２の構成例では、第１アンテナ素子１５への給電経路にある第１ヒンジ部材３１の大きさ、形状、配置位置などによって、互いに近接する位置に配置されている第１ヒンジ部材３１と第２アンテナ素子１６との間に電磁結合が生じやすい。そこで、第１アンテナ素子１５への給電経路の途中であって、第１ヒンジ部材３１と第２ヒンジ部材３２との間にリアクタンス素子３４を挿入することにより、各無線回路の動作周波数帯域におけるそれぞれのアンテナのインピーダンスを異なるようにして、第１ヒンジ部材３１と第２アンテナ素子１６との電磁結合を抑制する。この場合、第２無線回路２４の動作周波数帯域において第２アンテナ素子１６から第１アンテナ素子１５及び第１ヒンジ部材３１を見たときのインピーダンスが非常に大きくなり、第１アンテナと第２アンテナとの電磁結合を生じにくくすることができる。
図３は、各無線回路の動作周波数帯域とその波長との関係を示す図である。例えば、第１無線回路２３の動作周波数帯域（ＤＴＶ帯：４７３〜７７０ＭＨｚ）の波長λ１は、６３．４〜３８．９ｃｍであり、λ１・１／４＝１５．９〜９．７ｃｍである。また、第２無線回路２４の動作周波数帯域（セルラー帯：８３０〜８８５ＭＨｚ）での波長λ２は３６．１〜３３．９ｃｍであり、λ２・１／４＝９〜８．５ｃｍである。ここで、図２に示した第２回路基板２２の物理的な長さは９ｃｍ程度であり、第２回路基板２２上の導電体の電気長も９ｃｍ程度になるように形成してあるものとする。この場合、Ｌ＜λ１・１／４の条件を満たし、第１無線回路２３の動作時に第２回路基板２２全体にアンテナ電流が流れる状態になるので、第１アンテナと第２アンテナとの電磁結合が大きくなる。これに対し、本実施形態では第１アンテナにリアクタンス素子３４を設けることによって、両者のアンテナの影響を抑制している。図３に示したように、複数のアンテナ及び無線回路を搭載する際に、一方のアンテナ及び無線回路をＤＴＶ帯に使用し、他方のアンテナ及び無線回路をセルラー帯（８００ＭＨｚ帯、１７００ＭＨｚ帯、２０００ＭＨｚ帯）、ＧＰＳ帯（１５００ＭＨｚ帯）、Bluetooth（登録商標）帯（２４００ＭＨｚ帯）などに使用する場合に、本実施形態の構成は特に有効である。
上述したように、本実施形態では、複数のアンテナを備えた携帯無線機において、一方のアンテナ中、すなわち第１アンテナ素子１５への給電経路中にリアクタンス素子３４を設けることによって、複数の無線回路が同時に動作する場合であっても、複数のアンテナ間の電磁結合による特性の劣化を抑制することができる。よって、第１無線回路２３の機能（デジタル放送受信機能）と第２無線回路２４の機能（セルラー通信機能）とを同時に使用可能であり、この際に第１アンテナと第２アンテナの電磁結合を防止できる。また、筐体が小さく、回路基板の導電体の電気長Ｌが無線回路の動作周波数の波長λに対して短い場合（Ｌ＜λ・１／４）であって、アンテナ間の距離を十分に確保できない場合にも、リアクタンス素子３４によって他方のアンテナの影響を抑制できる。よって、大きさの小さい筐体の中に２つのアンテナを互いに接近した状態で配置した状態や、筐体を利用してアンテナとして機能させ、筐体内の他のアンテナを配置した状態のように、電磁結合が生じやすい環境であっても、アンテナ同士が干渉してアンテナ利得が低下するのを抑制することができる。さらに、上記のように本実施形態は小型の装置にも対応可能であり、複数のアンテナを動作周波数帯域の波長の１／２０以下程度の距離で互いに近づけて配置することも可能であるので、筐体の小型化や薄型化の妨げにならない。
なお、図２に示した構成例においては、リアクタンス素子３４を第１アンテナ素子１５の給電経路の途中に配置してあるが、その代わりに第２アンテナ素子１６の給電経路にリアクタンス素子を配置しても良い。また、第１アンテナ素子１５の給電経路と第２アンテナ素子１６の給電経路との双方にリアクタンス素子を設けても良く、その場合には互いに周波数特性が異なるリアクタンス素子をそれぞれの給電経路に配置する必要がある。
次に、第２の実施形態の携帯無線機の構成についていくつかの変形例を示す。
（第１変形例）
図４は第２の実施形態の第１変形例に係る携帯無線機の主要部の構成を表す正面図である。第１変形例は、第１回路基板２１に第２のリアクタンス素子としてのリアクタンス素子３５を設け、第１ヒンジ部材３１を接続導体４４、接続部２７、リアクタンス素子３５を介して第１回路基板２１のグランドと電気的に接続され、第１回路基板２１のグランドは第１アンテナ素子１５と電気的に接続されている。ここで、リアクタンス素子３５は、一端が接続部２７を介して接続導体４４と接続され、他端が第１回路基板２１のグランドパターンと接続されて接地されている。その他の構成については図２に示した第２の実施形態と同様である。
この第１変形例においては、第１アンテナ素子１５の給電経路に、リアクタンス素子３４の他に更にリアクタンス素子３５を設けている。リアクタンス素子３５は、リアクタンス素子３４と同様に、第１無線回路２３が受信する周波数帯域（４７３〜７７０ＭＨｚ）の信号に対してはインピーダンスが小さく、そのまま信号を通過させ、第２無線回路２４が送受信する周波数帯域（８３０〜８８５ＭＨｚ）の信号に対してはインピーダンスが大きく、信号の通過を阻止する特性を有する。したがって、第１アンテナの給電経路の異なる２箇所にリアクタンス素子３４、リアクタンス素子３５を設けることにより、第１アンテナと第２アンテナとの電磁結合をより細かく調整することができ、さらに抑制することができ、第１アンテナが第２アンテナにおよぼす影響をより小さくすることができる。
（第２変形例）
図５は第２の実施形態の第２変形例に係る携帯無線機の主要部の構成を表す正面図である。第２変形例は、図４に示した第１変形例と同様にリアクタンス素子３５を設け、図２に示した第２の実施形態のリアクタンス素子３４を省略した構成となっている。ここで、第２ヒンジ部材３２と第１ヒンジ部材３１との間には弾性変形可能な細長い導電部材からなる接続導体３６が設けられ、この接続導体３６を介して第２ヒンジ部材３２と第１ヒンジ部材３１とが電気的に接続されている。リアクタンス素子３４を設けないため、接続基板３３も設けずに省略している。リアクタンス素子３５の周波数特性は、第１変形例、第２の実施形態のリアクタンス素子３４と同様である。その他の構成については図２に示した第２の実施形態と同様である。
この第２変形例においては、中間部筐体１３があるヒンジ部においてリアクタンス素子３４及び接続基板３３の配置スペースを省略できるので、第２の実施形態または第１変形例と同様の作用効果が得られるとともに、さらなる筐体の薄型化を図ることができる。
（第３変形例）
図６は第２の実施形態の第３変形例に係る携帯無線機の主要部の構成を表す正面図である。第３変形例は、図２に示した第２の実施形態の接続導体４４を設けずに省略した構成となっている。ここで、第１ヒンジ部材３１Ｂの一端と上部筐体１１の第１アンテナ素子１５とが接続部３７において直接電気的に接続されている。その他の構成については図２に示した第２の実施形態と同様である。
（第４変形例）
図７は第２の実施形態の第４変形例に係る携帯無線機の主要部の構成を表す正面図である。第４変形例は、第１ヒンジ部材３１に隣接して導電部材からなる接続部材としての接続導体３８を配置し、接続導体３８を介して電気的に接続した構成となっている。ここで、接続導体４３は、一端が接続基板３３のリアクタンス素子３４の一端に接続固定され、他端が接続導体３８と接触導通している。そして、接続導体３８が第１ヒンジ部材３１と接触導通して電気的に接続されている。つまり、第１アンテナ素子の給電経路は、接続部２５から接続導体４１、第２ヒンジ部材３２、接続導体４２、リアクタンス素子３４、接続導体４３、接続導体３８、第１ヒンジ部材３１、接続導体４４を介して、第１アンテナ素子１５へと接続されている。その他の構成については図２に示した第２の実施形態と同様である。
（第５変形例）
図８は第２の実施形態の第５変形例に係わる携帯無線機の主要部の構成を表す正面図である。第５変形例は、図２に示した第２の実施形態のリアクタンス素子３４がミアンダ形状（ジグザグ形状）の導電性パターンによって構成される。以下、このリアクタンス素子を構成する導電性パターンをミアンダパターン１３２という。ここで、中間部筐体１３内には、第１ヒンジ部材３１と第２ヒンジ部材３２との間に接続基板３３が設けられ、この接続基板３３の上にミアンダパターン１３２が配置されている。第１ヒンジ部材３１と接続基板３３との間には、弾性変形可能な細長い導電部材からなる接続導体４３が設けてある。この接続導体４３は、一端が接続基板３３のミアンダパターン１３２の一端に接続固定され、他端が第１ヒンジ部材３１と接触導通しており、第１ヒンジ部材３１とミアンダパターン１３２とを電気的に接続するものである。また、第２ヒンジ部材３２と接続基板３３との間には、弾性変形可能な細長い導電部材からなる接続導体４２が設けてある。この接続導体４２は、一端が接続基板３３のミアンダパターン１３２の他端に接続固定され、他端が第２ヒンジ部材３２と接触導通しており、第２ヒンジ部材３２とミアンダパターン１３２とを電気的に接続するものである。その他の構成については図２に示した第２の実施形態と同様である。なお、本構成例のようにリアクタンス素子３４をチップコイルなどの代わりにミアンダパターン１３２で構成することで、挿入損失が小さくアンテナ効率が高いという利点や、部品点数削減によりコスト削減が可能となる。また、ミアンダパターン１３２の折り返し回数や折り返し幅など形状は周波数やインピーダンス整合条件に応じて任意に設定できる。
また、リアクタンス素子３４として、ミアンダパターン１３２で構成したが、巻線形状のようなヘリカルパターンでもよい。その場合、接続基板３３を多層基板で構成することで、ヘリカルパターンの実現が可能である。
なお、第２の実施形態の第５変形例では、導電性パターンをミアンダパターン、ヘリカルパターンとして説明したが、接続導体４２と接続導体４３が電気的に接続できる構成であればいかなる形状の導体でもよい。
なお、上述した実施形態においては、セルラー通信機能とデジタル放送受信機能とを搭載した携帯電話端末に本発明を適用する場合を想定しているが、これ以外の互いに近接する複数の周波数帯域の電波を利用する複数の無線回路を搭載し、それぞれの無線回路に接続されるアンテナが近接して配置される携帯無線機であっても、同様に適用可能である。また、第２の実施形態の構成例などでは、一方のアンテナとして筐体ダイポールアンテナを用いた例を示したが、他の形式のアンテナを用いた構成においても同様に適用可能である。
なお、本発明は上記の実施形態において示されたものに限定されるものではなく、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。
本出願は、２００８年４月２５日出願の日本特許出願（特願２００８−１１５６８７）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
本発明は、大きさの限られた筐体上に複数のアンテナとそれぞれのアンテナに接続される複数の無線回路とを搭載している場合に、複数の無線回路が同時に動作する場合であっても、複数のアンテナ間の電磁結合による特性の劣化を抑制するとともに、筐体の小型化に対応可能となる効果を有し、例えば携帯電話端末などに適用可能な、複数のアンテナと複数の無線回路とを搭載した携帯無線機等として有用である。
１１ 上部筐体
１２ 下部筐体
１３ 中間部筐体
１５ 第１アンテナ素子
１６ 第２アンテナ素子
２１ 第１回路基板
２２ 第２回路基板
２３ 第１無線回路
２４ 第２無線回路
２５ 接続部
２６ 給電部
２７，３７ 接続部
３１，３１Ｂ 第１ヒンジ部材
３２ 第２ヒンジ部材
３３ 接続基板
３４，３５ リアクタンス素子
３６，３８，４１，４２，４３，４４ 接続導体
１０１ 筐体
１０２ 回路基板
１０３ 回路基板
１１１ 第１アンテナ
１１２ 第２アンテナ
１２１ 第１無線部
１２２ 第２無線部
１３１ リアクタンス素子
１３２ ミアンダパターン
本発明は、複数のアンテナと複数の無線回路とを搭載した携帯無線機に関する。
例えば、携帯電話端末のような携帯無線機においては、通話やパケット通信などに利用される無線回線の確保のために必要なセルラー無線通信機能の他に、いわゆるワンセグ（商標）放送として放送されているテレビ番組のようなデジタル放送（ＤＴＶ）を受信するための無線機能も備わっている場合が多い。
このようなデジタル放送受信機能を持つ携帯無線機においては、セルラー無線通信機能に用いられるアンテナの他に、デジタル放送を受信するための独立したアンテナも必要になる。また、受信対象となるデジタル放送の周波数帯域は非常に広いため、単一のアンテナだけでは十分な品質で全てのデジタル放送を受信するのが困難な場合も多い。
ところで、携帯無線機のように小型の筐体の上に複数のアンテナを搭載する場合には、これらのアンテナが近接して配置されると、電磁結合によって互いに干渉することになるため、それぞれのアンテナの性能が劣化してしまう。例えば、携帯無線機にセルラー無線通信機能とデジタル放送受信機能とを搭載する場合に、セルラー無線通信機能のために利用するアンテナと、デジタル放送受信機能のために利用するアンテナとが互いに近接して配置される場合は、２つのアンテナの間で電磁結合が生じ、各アンテナのアンテナ利得が低下し易い。
特許文献１においては、互いに独立している複数のアンテナを１つの無線回路が選択的に使用する場合に、選択していないアンテナを接地（終端）することにより、複数のアンテナの間の電磁結合を防止する技術が開示されている。
また、特許文献２においては、折りたたみ可能な筐体を設けると共に、複数のアンテナの一方を筐体のヒンジ部に配置し、もう一方のアンテナを筐体のヒンジ部と反対側の位置に配置し、複数のアンテナの距離を大きくすることが提案されている。
特開平７−２９７７４９号公報 特開２００４−１５３５８９号公報
例えば携帯電話端末の場合には、セルラー無線通信機能とデジタル放送受信機能とを同時に使用する状況も想定する必要があるので、複数のアンテナのいずれか一方を使用できない状態に切り替えることはできない。したがって、一方のアンテナを接地する上記特許文献１の技術は利用できない。
また、特許文献２に開示されているように、複数のアンテナを互いに離れた場所に配置する場合には、それぞれのアンテナを配置するための独立した十分な大きさの空間を確保しなければならず、筐体の小型化及び薄型化の妨げになる。また、特許文献２の技術を採用したとしても、筐体の小型化や薄型化が更に進んだ場合、複数のアンテナの間に十分な距離を確保するのは困難になる。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、大きさの限られた筐体上に複数のアンテナとそれぞれのアンテナに接続される複数の無線回路とを搭載している場合に、複数の無線回路が同時に動作する場合であっても、複数のアンテナ間の電磁結合による特性の劣化を抑制するとともに、筐体の小型化に対応可能な携帯無線機を提供することを目的とする。
本発明は、筐体と、前記筐体内に設けられる回路基板と、前記回路基板に設けられる第１の無線回路及び第２の無線回路と、前記第１の無線回路と電気的に接続される第１のアンテナと、前記第２の無線回路と電気的に接続される第２のアンテナとを備え、前記第１の無線回路と前記第２の無線回路とは同時に動作可能であり、前記回路基板の電気長が、前記第１の無線回路の動作周波数と前記第２の無線回路の動作周波数の少なくとも一方の波長の１／４より短く構成されており、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナの少なくとも一方に、第１の無線回路または第２の無線回路の動作周波数に対して影響を及ぼすリアクタンス素子を備える携帯無線機を提供する。
上記構成により、第１のアンテナと第２のアンテナの少なくとも一方にリアクタンス素子を設けることで、回路基板の電気長が第１の無線回路の動作周波数と第２の無線回路の動作周波数の少なくとも一方の波長の１／４より短く、第１のアンテナと第２のアンテナとが近接して配置されるような場合であっても、複数のアンテナ間の電磁結合が抑制される。したがって、大きさの限られた筐体上に複数のアンテナとそれぞれのアンテナに接続される複数の無線回路とを搭載し、複数の無線回路が同時に動作する場合であっても、複数のアンテナ間の電磁結合による特性の劣化を抑制できる。また、筐体の小型化に対応可能であり、複数の無線回路を同時動作させる携帯無線機を小型化、薄型化した場合にも複数のアンテナ間の干渉を抑制し、各無線回路において良好な性能を得ることができる。
また、本発明は、上記の携帯無線機であって、前記筐体は、第１の筐体及び第２の筐体と、前記第１の筐体と前記第２の筐体とを相対的に回動もしくは移動可能な状態で連結するヒンジ部とを備え、前記第１の筐体は、前記回路基板とは別体の第１の回路基板を備え、前記第２の筐体は、前記回路基板として前記第１の無線回路及び前記第２の無線回路を搭載した第２の回路基板を備え、前記第１のアンテナは、前記第１の筐体に配置された導電性部材を有してなるアンテナ素子本体部と、前記ヒンジ部に配置された導電性のヒンジ部材を有してなるアンテナ中間部とを備えて構成され、前記第２のアンテナは前記第２の筐体の内部に配置されているものを含む。
上記構成により、複数の筐体をヒンジ部で連結し、ヒンジ部材をアンテナの給電経路に利用する構成において、第１のアンテナと第２のアンテナの少なくとも一方にリアクタンス素子を設けることで、複数のアンテナ間の電磁結合を抑制することができ、特性劣化を防止できる。
また、本発明は、上記の携帯無線機であって、前記アンテナ中間部は、前記ヒンジ部材として、前記第１の筐体と前記第２の筐体とを回動させる互いに異なる回動軸を持つ第１のヒンジ部材と第２のヒンジ部材とを備え、前記第１のヒンジ部材と前記第２のヒンジ部材との間に前記リアクタンス素子が配置されているものを含む。
上記構成により、第１のアンテナの一部を構成するヒンジ部材として第１のヒンジ部材と第２のヒンジ部材とを有する場合に、この第１のヒンジ部材と第２のヒンジ部材との間にリアクタンス素子を設けることで、ヒンジ部材の近傍に位置する第２のアンテナとの間の電磁結合を抑制し、特性劣化を防止できる。
また、本発明は、上記の携帯無線機であって、前記アンテナ素子本体部と前記第１のヒンジ部材との間、前記第１のヒンジ部材と前記リアクタンス素子との間、前記リアクタンス素子と前記第２のヒンジ部材との間、前記第２のヒンジ部材と前記第２の回路基板との間は、それぞれ接続導体を介して電気的に接続されているものを含む。
また、本発明は、上記の携帯無線機であって、前記第１の回路基板に第２のリアクタンス素子が配置され、前記第１のヒンジ部材が前記第２のリアクタンス素子を介して前記第１の回路基板のグランドと電気的に接続され、前記第１の回路基板のグランドは前記第１のアンテナのアンテナ素子本体部と電気的に接続され、前記第２のリアクタンス素子と前記第１のヒンジ部材との間、前記第１のヒンジ部材と前記リアクタンス素子との間、前記リアクタンス素子と前記第２のヒンジ部材との間、前記第２のヒンジ部材と前記第２の回路基板との間は、それぞれ接続導体を介して電気的に接続されているものを含む。
上記構成により、第１のアンテナの一部を構成する第１のヒンジ部材及び第２のヒンジ部材が設けられるヒンジ部内にリアクタンス素子を挿入して設けるとともに、この第１のヒンジ部材を、第２のリアクタンス素子を介して第１の筐体内の第１の回路基板のグランドと電気的に接続することで、ヒンジ部材の近傍に位置する第２のアンテナとの間の電磁結合を抑制し、特性劣化を防止できる。
また、本発明は、上記の携帯無線機であって、前記アンテナ中間部は、前記ヒンジ部材として、前記第１の筐体と前記第２の筐体とをそれぞれ異なる軸方向に回動させる第１のヒンジ部材と第２のヒンジ部材とを備え、前記第１のヒンジ部材と前記第１の回路基板との間に前記リアクタンス素子が配置され、前記第１のヒンジ部材が前記リアクタンス素子を介して前記第１の回路基板のグランドと電気的に接続され、前記第１の回路基板のグランドは前記第１のアンテナのアンテナ素子本体部と電気的に接続されており、前記リアクタンス素子と前記第１のヒンジ部材との間、前記第１のヒンジ部材と前記第２のヒンジ部材との間、前記第２のヒンジ部材と前記第２の回路基板との間は、それぞれ接続導体を介して電気的に接続されているものを含む。
上記構成により、第１のアンテナの一部を構成する第１のヒンジ部材を、第２のリアクタンス素子を介して第１の筐体内の第１の回路基板のグランドと電気的に接続することで、ヒンジ部材の近傍に位置する第２のアンテナとの間の電磁結合を抑制し、特性劣化を防止できる。
また、本発明は、上記の携帯無線機であって、前記アンテナ素子本体部と前記第１のヒンジ部材とが直接電気的に接続され、前記第１のヒンジ部材と前記リアクタンス素子との間、前記リアクタンス素子と前記第２のヒンジ部材との間、前記第２のヒンジ部材と前記第２の回路基板との間は、それぞれ接続導体を介して電気的に接続されているものを含む。
また、本発明は、上記の携帯無線機であって、前記第１のヒンジ部材に近接して導電性の接続部材を備え、前記アンテナ素子本体部と前記第１のヒンジ部材との間、前記第１のヒンジ部材と前記接続部材との間、前記接続部材と前記リアクタンス素子との間、前記リアクタンス素子と前記第２のヒンジ部材との間、前記第２のヒンジ部材と前記第２の回路基板との間は、それぞれ接続導体を介して電気的に接続されているものを含む。
また、本発明は、上記の携帯無線機であって、前記リアクタンス素子がミアンダ形状の導電性パターンであるものを含む。
また、本発明は、上記の携帯無線機であって、前記リアクタンス素子が巻線形状（ヘリカル形状）の導電性パターンであるものを含む。
本発明によれば、大きさの限られた筐体上に複数のアンテナとそれぞれのアンテナに接続される複数の無線回路とを搭載している場合に、複数の無線回路が同時に動作する場合であっても、複数のアンテナ間の電磁結合による特性の劣化を抑制するとともに、筐体の小型化に対応可能な携帯無線機を提供できる。
本発明の第１の実施形態に係る携帯無線機の主要部の構成を示すブロック図 本発明の第２の実施形態に係る携帯無線機の主要部の構成を表す正面図 各無線回路の動作周波数帯域とその波長との関係を示す図 第２の実施形態の第１変形例に係る携帯無線機の主要部の構成を表す正面図 第２の実施形態の第２変形例に係る携帯無線機の主要部の構成を表す正面図 第２の実施形態の第３変形例に係る携帯無線機の主要部の構成を表す正面図 第２の実施形態の第４変形例に係る携帯無線機の主要部の構成を表す正面図 第２の実施形態の第５変形例に係る携帯無線機の主要部の構成を表す正面図
本実施形態では、携帯無線機の一例として、携帯電話等の移動体通信システムにおいて用いられる、セルラー無線通信機能とデジタル放送受信機能とを備える携帯電話端末等に本発明の携帯無線機を適用した構成例を示す。
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係る携帯無線機の主要部の構成を示すブロック図である。本実施形態の携帯無線機は、筐体１０１に、回路基板１０２と、第１のアンテナとしての第１アンテナ１１１及び第２のアンテナとしての第２アンテナ１１２とを搭載して構成されている。また、回路基板１０２には、互いに独立している第１の無線回路としての第１無線部１２１の回路と、第２の無線回路としての第２無線部１２２の回路とが搭載されている。そして、第１アンテナ１１１が第１無線部１２１と接続され、第２アンテナ１１２が第２無線部１２２と接続されている。
第１無線部１２１と第２無線部１２２とは、動作周波数帯域が異なるが互いに近接した周波数帯域を使用する。例えば、第１無線部１２１は、携帯電話の無線通信のためのセルラー周波数帯域（８００ＭＨｚ帯）で通信を行うよう動作し、第２無線部１２２は、いわゆるワンセグ（商標）放送として放送されているテレビ番組のようなデジタル放送（ＤＴＶ）の周波数帯域（４７３〜７７０ＭＨｚ）の電波を受信するよう動作する場合が現実的に想定される。これらの周波数帯域以外に、例えばセルラー周波数帯域（１７００ＭＨｚ帯、２０００ＭＨｚ帯）や、ＧＰＳ（Global Positioning System）の周波数帯域（１５００ＭＨｚ帯）や、Bluetooth（登録商標）の周波数帯域（２４００ＭＨｚ帯）などを使用することも考えられる。
本実施形態の携帯無線機においては、第１無線部１２１が無線信号の送受信を行うために第１アンテナ１１１を使用して動作し、第２無線部１２２がデジタル放送の電波を受信するために第２アンテナ１１２を使用して動作する。従って、第１アンテナ１１１は第１無線部１２１の入力端と電気的に接続されており、第２アンテナ１１２は第２無線部１２２の入力端と電気的に接続されている。
ここで、第１アンテナ１１１と第２アンテナ１１２との間の距離が、例えば動作周波数帯域の波長の１／２０以下程度など、非常に接近している場合には、第１アンテナ１１１と第２アンテナ１１２との間に生じる電磁結合によって干渉が生じ、アンテナ利得が低下する。この際、第１無線部１２１が使用する動作周波数帯域（８００ＭＨｚ帯）と、第２無線部１２２が使用する動作周波数帯域（４７３〜７７０ＭＨｚ）とは互いに近接しているので、電磁結合が生じやすい。さらに、動作周波数帯域が低い場合は、使用波長に対して、回路基板の電気長、すなわち基板の大きさを十分に大きくとれないため、電磁結合が生じやすくなる。携帯電話端末などの場合、筐体１０１の大きさが小さいので、第１アンテナ１１１と第２アンテナ１１２とを十分に離すことは難しい。
例えば、第１無線部１２１及び第２無線部１２２が配置される回路基板１０２上の導電体（例えばグランドパターン）の寸法は、その電気長Ｌが、第１無線部１２１が扱う無線信号の周波数帯域（動作周波数帯域）、または第２無線部１２２が扱う無線信号の周波数帯域（動作周波数帯域）の波長λに対してその１／４より短い、（Ｌ＜λ・１／４）の条件を満たすものとする。すなわち、無線回路の動作周波数が比較的低く、その波長に対して回路基板１０２の寸法が小さい状態であると仮定する。このような場合、第１無線部１２１及び第２無線部１２２の動作時に、回路基板１０２上の導電体の全体に渡ってアンテナ電流が流れるような状態になる。したがって、第１アンテナ１１１と第２アンテナ１１２との電磁結合が大きくなり、アンテナ相互の干渉が大きくなる。
そこで、本実施形態では、複数のアンテナの少なくとも一方のアンテナ中に、周波数調整手段として第１無線部１２１または第２無線部１２２の動作周波数に対して影響を及ぼすリアクタンス素子を設けている。図１の例では、第２アンテナ１１２にリアクタンス素子１３１を設ける構成とし、第２無線部１２２の入力端までの間（入力端よりアンテナ側または給電点よりもアンテナに近い位置）にリアクタンス素子１３１を接続して挿入している。リアクタンス素子１３１は、コイルまたはコンデンサのように周波数に応じてインピーダンスが変化する素子である。ここで、リアクタンス素子１３１の周波数特性としては、第２無線部１２２及び第２アンテナ１１２が扱う無線信号の周波数帯域に対してはほとんど影響を与えずにそのまま信号を通過させ、近接する第１無線部１２１及び第１アンテナ１１１が扱う無線信号の周波数帯域に対してはインピーダンスが大きくなって信号の通過を遮断するような電気特性を有する素子を用いる。つまり、第１無線部１２１及び第１アンテナ１１１から見ると、リアクタンス素子１３１を設けることにより、動作周波数帯域の波長に対し第２アンテナ１１２の電気長は十分に短くなり、第２アンテナ１１２は第１無線部１２１の動作周波数ではほとんど機能しないようになる。なお、図１の例では、リアクタンス素子１３１を配置するために回路基板１０３を設けてあるが、回路基板１０３は省略することも可能である。
第２アンテナ１１２にリアクタンス素子１３１を設けることにより、第１アンテナ１１１と第２アンテナ１１２とを電気的に分離することができる。すなわち、リアクタンス素子１３１を挿入することにより、第２アンテナ１１２の接地条件が変化し、周波数特性が変化するため、第１無線部１２１の動作周波数帯域では、第１アンテナ１１１または第１無線部１２１から見た第２アンテナ１１２のインピーダンスが非常に大きくなる。したがって、各無線部の動作周波数帯域におけるそれぞれのアンテナのインピーダンスの違いにより、第１アンテナ１１１と第２アンテナ１１２との電磁結合が生じにくく、第１アンテナ１１１に及ぼす第２アンテナ１１２の影響が小さくなる。
なお、第１アンテナ１１１にリアクタンス素子を設けても良い。また、第１アンテナ１１１の給電経路と第２アンテナ１１２の給電経路との双方にそれぞれリアクタンス素子を挿入しても良い。双方にリアクタンス素子を挿入する場合には、互いに特性（インピーダンス）が異なるリアクタンス素子をそれぞれの給電経路に挿入することで、両者の電磁結合を抑制できる。
上記のように、本実施形態によれば、複数のアンテナを備えた携帯無線機において、アンテナ中にリアクタンス素子を設けることによって、複数の無線回路が同時に動作する場合であっても、複数のアンテナ間の電磁結合による特性の劣化を抑制することができる。また、アンテナ間の距離を十分に確保できない場合にも、リアクタンス素子によって他方のアンテナの影響を抑制できるので、小型の装置にも対応可能であり、筐体の小型化、薄型化を図ることができる。
（第２の実施形態）
図２は本発明の第２の実施形態に係る携帯無線機の主要部の構成を表す正面図である。第２の実施形態は、折り畳み可能な筐体を備えた携帯電話端末に適用可能な構成例である。第２の実施形態の携帯無線機の筐体は、第１の筐体としての上部筐体１１と、第２の筐体としての下部筐体１２と、それらの連結部分に設けられたヒンジ部としての比較的小さい中間部筐体１３とを有して構成されている。上部筐体１１と下部筐体１２とは、短辺側の一辺において回動して開閉する縦開き状態と、長辺側の一辺において回動して開閉する横開き状態とが可能になっている。
中間部筐体１３の内部には、第１のヒンジ部材としての第１ヒンジ部材３１と、第２のヒンジ部材としての第２ヒンジ部材３２とが設けられている。第１ヒンジ部材３１は、図２中にＸで示した軸の位置を中心として矢印Ａ１方向に相対的に回動可能な状態で、下部筐体１２及び中間部筐体１３と上部筐体１１とを連結している。また、第２ヒンジ部材３２は、図２中にＹで示した軸の位置を中心として矢印Ａ２方向に相対的に回動可能な状態で、下部筐体１２と中間部筐体１３及び上部筐体１１とを連結している。すなわち、上部筐体１１は、中間部筐体１３を介して下部筐体１２と連結され支持されている。
したがって、携帯無線機の筐体は、２軸の自由度を有し変形可能な構成になっている。例えば、図２において軸Ｙを中心として矢印Ａ２方向に筐体を回動させれば、この筐体を長手方向に折り畳んで上部筐体１１と下部筐体１２とが重なった状態にすることができる。また、逆方向に回動させれば、図２に示すように筐体を開いて、上部筐体１１の下端の短辺と、下部筐体１２の上端の短辺とが中間部筐体１３を間に挟んで互いに近接する細長い形状、つまり縦開き状態にすることができる。
また、例えば上部筐体１１と下部筐体１２とが重なった状態で、図２において軸Ｘを中心として矢印Ａ１方向に上部筐体１１を中間部筐体１３に対して回動させることにより、下部筐体１２の左端の長辺と、上部筐体１１の左端の長辺とが近接している状態で、上部筐体１１を下部筐体１２に対して開くことができ、横開き状態にすることができる。従って、この筐体は、縦開き状態と、横開き状態と、閉じた状態との３種類のいずれの状態でも使用することができる。
そして、上部筐体１１には第１の回路基板としての第１回路基板２１が設けられ、下部筐体１２には第２の回路基板としての第２回路基板２２が設けられている。一般的な携帯電話端末の場合と同様に、上部筐体１１には、液晶表示装置やそれに関連する電気回路が搭載され、これらの構成要素は第１回路基板２１上に配置されている。また、下部筐体１２には、制御部や無線部等を含む様々な電気回路や操作部などが搭載され、これらの構成要素は第２回路基板２２上に配置されている。なお、図２には示されていないが、第１回路基板２１と第２回路基板２２との間は可撓性の電気ケーブルを介して互いに接続されており、この電気ケーブルによって第１回路基板２１の電源ライン、アースライン、必要な信号ライン等が第２回路基板２２と電気的に接続されている。
本実施形態の携帯無線機は、無線機能として、音声通話やパケット通信などのための通信回線を確保するために使用されるセルラー無線通信機能と、デジタル放送（ＤＴＶ）を受信するためのデジタル放送受信機能とを搭載している。
第２回路基板２２には、第１の無線回路としての第１無線回路２３と第２の無線回路としての第２無線回路２４とが配置されている。第１無線回路２３は、デジタル放送受信のための処理回路であり、デジタル放送に用いられる周波数帯域の無線信号の受信処理を行う。また、第２無線回路２４は、セルラー無線通信機能のための処理回路であり、セルラー通信に用いられる周波数帯域の無線信号の送信処理及び受信処理を行う。ここでは、デジタル放送受信に４７３〜７７０ＭＨｚの周波数帯域を使用し、セルラー無線通信に８００ＭＨｚ帯（８３０〜８８５ＭＨｚ）の周波数帯域を使用するものとする。
なお、セルラー無線通信に用いられる周波数帯域として１７００ＭＨｚ帯、２０００ＭＨｚ帯を使用する場合もあり、また携帯電話端末の場合には、セルラー無線通信機能やデジタル放送受信機能の他に、例えばＧＰＳ（Global Positioning System）受信機能や、Bluetooth（登録商標）通信機能を搭載する場合もある。ＧＰＳ機能を使用する場合には１５００ＭＨｚの周波数帯域を使用し、Bluetooth（登録商標）機能を使用する場合には２４００ＭＨｚの周波数帯域を使用することになる。
本実施形態の携帯無線機においては、セルラー無線通信機能のために第２無線回路２４が使用する第２アンテナ（第２のアンテナ）として、モノポールアンテナを構成する第２アンテナ素子１６を備えている。この第２アンテナ素子１６は、下部筐体１２の内部に、第２ヒンジ部材３２と対向する下部筐体１２の上端に配置されている。
また、デジタル放送受信機能のために第１無線回路２３が使用する第１アンテナ（第１のアンテナ） として、筐体自体を利用してアンテナとして動作させる筐体ダイポールアンテナを構成している。この第１アンテナの構成要素である第１アンテナ素子１５は、上部筐体１１と同等の大きさ及び同様の形状を有する導電性の金属フレーム等の導電性部材で構成され、筐体ダイポールアンテナの一方の素子として機能するように上部筐体１１に配置されている。また、下部筐体１２に配置され、下部筐体１２と同等の大きさ及び同様の形状を有する第２の回路基板２２のグランドパターンが筐体ダイポールアンテナの他方の素子として機能する。
また、ヒンジ部材等によって変形が可能な筐体構成となっているので、上部筐体１１の第１アンテナ素子１５と下部筐体１２の第２回路基板２２上の第１無線回路２３の接続部２５との間を電気的に接続するために、様々な構成要素が設けられている。
上部筐体１１と中間部筐体１３とを連結する第１ヒンジ部材３１は、導電性の金属部材で構成してあり、第１アンテナの給電経路の一部として機能する。また、中間部筐体１３と下部筐体１２とを連結する第２ヒンジ部材３２も同様に、導電性の金属部材で構成してあり、第１アンテナの給電経路の一部として機能する。さらに、第２ヒンジ部材３２と第１無線回路２３の入力端子である接続部２５との間には、弾性変形可能な細長い導電部材からなる接続導体４１が設けてある。この接続導体４１は、一端が接続部２５に接続固定され、他端が第２ヒンジ部材３２と接触導通しており、接続部２５と第２ヒンジ部材３２とを電気的に接続するものである。また、第１ヒンジ部材３１と第１アンテナ素子１５との間には、弾性変形可能な細長い導電部材からなる接続導体４４が設けてある。この接続導体４４は、一端が第１アンテナ素子１５に接続固定され、他端が第１ヒンジ部材３１と接触導通しており、第１アンテナ素子１５と第１ヒンジ部材３１とを電気的に接続するものである。
また、中間部筐体１３内には、第１ヒンジ部材３１と第２ヒンジ部材３２との間に接続基板３３が設けられ、この接続基板３３の上にリアクタンス素子３４が搭載されて配置されている。第１ヒンジ部材３１と接続基板３３との間には、弾性変形可能な細長い導電部材からなる接続導体４３が設けてある。この接続導体４３は、一端が接続基板３３のリアクタンス素子３４の一端に接続固定され、他端が第１ヒンジ部材３１と接触導通しており、第１ヒンジ部材３１とリアクタンス素子３４とを電気的に接続するものである。また、第２ヒンジ部材３２と接続基板３３との間には、弾性変形可能な細長い導電部材からなる接続導体４２が設けてある。この接続導体４２は、一端が接続基板３３のリアクタンス素子３４の他端に接続固定され、他端が第２ヒンジ部材３２と接触導通しており、第２ヒンジ部材３２とリアクタンス素子３４とを電気的に接続するものである。
ここで、上部筐体１１に設けられる第１アンテナ素子１５が第１アンテナのアンテナ素子本体部として機能し、中間部筐体１３に設けられる第１ヒンジ部材３１及び第２ヒンジ部材３２を含むヒンジ部などが第１アンテナのアンテナ中間部として機能する。
なお、本実施形態では、アンテナ素子そのものだけでなく、アンテナ素子から無線回路の入力端子の手前までを、その間に設けられる各種回路要素や給電経路を含めて、アンテナとみなすことにしている。よって、リアクタンス素子３４は第１アンテナ素子１５に至る給電経路に配置され、第１アンテナ中に設けられる構成となっている。
本実施形態のような構成では、第２無線回路２４と第２アンテナ素子１６との接続点である給電部２６（第２アンテナの給電部）と、第１無線回路２３と第１アンテナ素子１５との接続部２５（第１アンテナの接続部）との距離が非常に接近しており、例えば動作周波数帯域の波長の１／２０以下となっている。このため、第１アンテナ素子１５による第１アンテナと第２アンテナ素子１６による第２アンテナとの間に電磁結合が生じて干渉しやすくなる。
ここで、第１無線回路２３及び第２無線回路２４が配置される第２回路基板２２上の導電体（例えば金属箔により形成されたグランドパターン）２２ａの寸法は、その電気長Ｌが、第１無線回路２３が扱う無線信号の周波数帯域（動作周波数帯域）の波長λ１、または第２無線回路２４が扱う無線信号の周波数帯域（動作周波数帯域）の波長λ２に対して、（Ｌ＜λ１・１／４）または（Ｌ＜λ２・１／４）の条件を満たすものとする。すなわち、携帯無線機の筐体が小型であり、無線回路の動作周波数が比較的低く、その波長に対して回路基板１０２の寸法が小さい状態である構成を想定する。このような場合、第１無線回路２３及び第２無線回路２４の動作時に、第２回路基板２２上の導電体の全体に渡ってアンテナ電流が流れるような状態になる。したがって、第１アンテナと第２アンテナとの電磁結合が大きくなり、アンテナ相互の干渉が大きくなる。
そこで、本実施形態では、第１アンテナと第２アンテナとの間の電磁結合を抑制するために、第１アンテナ中（第１アンテナ素子１５の給電経路の途中）にリアクタンス素子３４を挿入してある。このリアクタンス素子３４は、例えばコイルやコンデンサなどで構成される素子であり、周波数に応じてインピーダンスが変化する素子である。具体的には、リアクタンス素子３４は、第１無線回路２３が受信する周波数帯域（４７３〜７７０ＭＨｚ）の信号に対してはインピーダンスが小さく、そのまま信号を通過させ、第２無線回路２４が送受信する周波数帯域（８３０〜８８５ＭＨｚ）の信号に対してはインピーダンスが大きく、信号の通過を阻止する特性を有する。
また、図２の構成例では、第１アンテナ素子１５への給電経路にある第１ヒンジ部材３１の大きさ、形状、配置位置などによって、互いに近接する位置に配置されている第１ヒンジ部材３１と第２アンテナ素子１６との間に電磁結合が生じやすい。そこで、第１アンテナ素子１５への給電経路の途中であって、第１ヒンジ部材３１と第２ヒンジ部材３２との間にリアクタンス素子３４を挿入することにより、各無線回路の動作周波数帯域におけるそれぞれのアンテナのインピーダンスを異なるようにして、第１ヒンジ部材３１と第２アンテナ素子１６との電磁結合を抑制する。この場合、第２無線回路２４の動作周波数帯域において第２アンテナ素子１６から第１アンテナ素子１５及び第１ヒンジ部材３１を見たときのインピーダンスが非常に大きくなり、第１アンテナと第２アンテナとの電磁結合を生じにくくすることができる。
図３は、各無線回路の動作周波数帯域とその波長との関係を示す図である。例えば、第１無線回路２３の動作周波数帯域（ＤＴＶ帯：４７３〜７７０ＭＨｚ）の波長λ１は、６３．４〜３８．９ｃｍであり、λ１・１／４＝１５．９〜９．７ｃｍである。また、第２無線回路２４の動作周波数帯域（セルラー帯：８３０〜８８５ＭＨｚ）での波長λ２は３６．１〜３３．９ｃｍであり、λ２・１／４＝９〜８．５ｃｍである。ここで、図２に示した第２回路基板２２の物理的な長さは９ｃｍ程度であり、第２回路基板２２上の導電体の電気長も９ｃｍ程度になるように形成してあるものとする。この場合、Ｌ＜λ１・１／４の条件を満たし、第１無線回路２３の動作時に第２回路基板２２全体にアンテナ電流が流れる状態になるので、第１アンテナと第２アンテナとの電磁結合が大きくなる。これに対し、本実施形態では第１アンテナにリアクタンス素子３４を設けることによって、両者のアンテナの影響を抑制している。図３に示したように、複数のアンテナ及び無線回路を搭載する際に、一方のアンテナ及び無線回路をＤＴＶ帯に使用し、他方のアンテナ及び無線回路をセルラー帯（８００ＭＨｚ帯、１７００ＭＨｚ帯、２０００ＭＨｚ帯）、ＧＰＳ帯（１５００ＭＨｚ帯）、Bluetooth（登録商標）帯（２４００ＭＨｚ帯）などに使用する場合に、本実施形態の構成は特に有効である。
上述したように、本実施形態では、複数のアンテナを備えた携帯無線機において、一方のアンテナ中、すなわち第１アンテナ素子１５への給電経路中にリアクタンス素子３４を設けることによって、複数の無線回路が同時に動作する場合であっても、複数のアンテナ間の電磁結合による特性の劣化を抑制することができる。よって、第１無線回路２３の機能（デジタル放送受信機能）と第２無線回路２４の機能（セルラー通信機能）とを同時に使用可能であり、この際に第１アンテナと第２アンテナの電磁結合を防止できる。また、筐体が小さく、回路基板の導電体の電気長Ｌが無線回路の動作周波数の波長λに対して短い場合（Ｌ＜λ・１／４）であって、アンテナ間の距離を十分に確保できない場合にも、リアクタンス素子３４によって他方のアンテナの影響を抑制できる。よって、大きさの小さい筐体の中に２つのアンテナを互いに接近した状態で配置した状態や、筐体を利用してアンテナとして機能させ、筐体内の他のアンテナを配置した状態のように、電磁結合が生じやすい環境であっても、アンテナ同士が干渉してアンテナ利得が低下するのを抑制することができる。さらに、上記のように本実施形態は小型の装置にも対応可能であり、複数のアンテナを動作周波数帯域の波長の１／２０以下程度の距離で互いに近づけて配置することも可能であるので、筐体の小型化や薄型化の妨げにならない。
なお、図２に示した構成例においては、リアクタンス素子３４を第１アンテナ素子１５の給電経路の途中に配置してあるが、その代わりに第２アンテナ素子１６の給電経路にリアクタンス素子を配置しても良い。また、第１アンテナ素子１５の給電経路と第２アンテナ素子１６の給電経路との双方にリアクタンス素子を設けても良く、その場合には互いに周波数特性が異なるリアクタンス素子をそれぞれの給電経路に配置する必要がある。
次に、第２の実施形態の携帯無線機の構成についていくつかの変形例を示す。
（第１変形例）
図４は第２の実施形態の第１変形例に係る携帯無線機の主要部の構成を表す正面図である。第１変形例は、第１回路基板２１に第２のリアクタンス素子としてのリアクタンス素子３５を設け、第１ヒンジ部材３１を接続導体４４、接続部２７、リアクタンス素子３５を介して第１回路基板２１のグランドと電気的に接続され、第１回路基板２１のグランドは第１アンテナ素子１５と電気的に接続されている。ここで、リアクタンス素子３５は、一端が接続部２７を介して接続導体４４と接続され、他端が第１回路基板２１のグランドパターンと接続されて接地されている。その他の構成については図２に示した第２の実施形態と同様である。
この第１変形例においては、第１アンテナ素子１５の給電経路に、リアクタンス素子３４の他に更にリアクタンス素子３５を設けている。リアクタンス素子３５は、リアクタンス素子３４と同様に、第１無線回路２３が受信する周波数帯域（４７３〜７７０ＭＨｚ）の信号に対してはインピーダンスが小さく、そのまま信号を通過させ、第２無線回路２４が送受信する周波数帯域（８３０〜８８５ＭＨｚ）の信号に対してはインピーダンスが大きく、信号の通過を阻止する特性を有する。したがって、第１アンテナの給電経路の異なる２箇所にリアクタンス素子３４、リアクタンス素子３５を設けることにより、第１アンテナと第２アンテナとの電磁結合をより細かく調整することができ、さらに抑制することができ、第１アンテナが第２アンテナにおよぼす影響をより小さくすることができる。
（第２変形例）
図５は第２の実施形態の第２変形例に係る携帯無線機の主要部の構成を表す正面図である。第２変形例は、図４に示した第１変形例と同様にリアクタンス素子３５を設け、図２に示した第２の実施形態のリアクタンス素子３４を省略した構成となっている。ここで、第２ヒンジ部材３２と第１ヒンジ部材３１との間には弾性変形可能な細長い導電部材からなる接続導体３６が設けられ、この接続導体３６を介して第２ヒンジ部材３２と第１ヒンジ部材３１とが電気的に接続されている。リアクタンス素子３４を設けないため、接続基板３３も設けずに省略している。リアクタンス素子３５の周波数特性は、第１変形例、第２の実施形態のリアクタンス素子３４と同様である。その他の構成については図２に示した第２の実施形態と同様である。
この第２変形例においては、中間部筐体１３があるヒンジ部においてリアクタンス素子３４及び接続基板３３の配置スペースを省略できるので、第２の実施形態または第１変形例と同様の作用効果が得られるとともに、さらなる筐体の薄型化を図ることができる。
（第３変形例）
図６は第２の実施形態の第３変形例に係る携帯無線機の主要部の構成を表す正面図である。第３変形例は、図２に示した第２の実施形態の接続導体４４を設けずに省略した構成となっている。ここで、第１ヒンジ部材３１Ｂの一端と上部筐体１１の第１アンテナ素子１５とが接続部３７において直接電気的に接続されている。その他の構成については図２に示した第２の実施形態と同様である。
（第４変形例）
図７は第２の実施形態の第４変形例に係る携帯無線機の主要部の構成を表す正面図である。第４変形例は、第１ヒンジ部材３１に隣接して導電部材からなる接続部材としての接続導体３８を配置し、接続導体３８を介して電気的に接続した構成となっている。ここで、接続導体４３は、一端が接続基板３３のリアクタンス素子３４の一端に接続固定され、他端が接続導体３８と接触導通している。そして、接続導体３８が第１ヒンジ部材３１と接触導通して電気的に接続されている。つまり、第１アンテナ素子の給電経路は、接続部２５から接続導体４１、第２ヒンジ部材３２、接続導体４２、リアクタンス素子３４、接続導体４３、接続導体３８、第１ヒンジ部材３１、接続導体４４を介して、第１アンテナ素子１５へと接続されている。その他の構成については図２に示した第２の実施形態と同様である。
（第５変形例）
図８は第２の実施形態の第５変形例に係わる携帯無線機の主要部の構成を表す正面図である。第５変形例は、図２に示した第２の実施形態のリアクタンス素子３４がミアンダ形状（ジグザグ形状）の導電性パターンによって構成される。以下、このリアクタンス素子を構成する導電性パターンをミアンダパターン１３２という。ここで、中間部筐体１３内には、第１ヒンジ部材３１と第２ヒンジ部材３２との間に接続基板３３が設けられ、この接続基板３３の上にミアンダパターン１３２が配置されている。第１ヒンジ部材３１と接続基板３３との間には、弾性変形可能な細長い導電部材からなる接続導体４３が設けてある。この接続導体４３は、一端が接続基板３３のミアンダパターン１３２の一端に接続固定され、他端が第１ヒンジ部材３１と接触導通しており、第１ヒンジ部材３１とミアンダパターン１３２とを電気的に接続するものである。また、第２ヒンジ部材３２と接続基板３３との間には、弾性変形可能な細長い導電部材からなる接続導体４２が設けてある。この接続導体４２は、一端が接続基板３３のミアンダパターン１３２の他端に接続固定され、他端が第２ヒンジ部材３２と接触導通しており、第２ヒンジ部材３２とミアンダパターン１３２とを電気的に接続するものである。その他の構成については図２に示した第２の実施形態と同様である。なお、本構成例のようにリアクタンス素子３４をチップコイルなどの代わりにミアンダパターン１３２で構成することで、挿入損失が小さくアンテナ効率が高いという利点や、部品点数削減によりコスト削減が可能となる。また、ミアンダパターン１３２の折り返し回数や折り返し幅など形状は周波数やインピーダンス整合条件に応じて任意に設定できる。
また、リアクタンス素子３４として、ミアンダパターン１３２で構成したが、巻線形状のようなヘリカルパターンでもよい。その場合、接続基板３３を多層基板で構成することで、ヘリカルパターンの実現が可能である。
なお、第２の実施形態の第５変形例では、導電性パターンをミアンダパターン、ヘリカルパターンとして説明したが、接続導体４２と接続導体４３が電気的に接続できる構成であればいかなる形状の導体でもよい。
なお、上述した実施形態においては、セルラー通信機能とデジタル放送受信機能とを搭載した携帯電話端末に本発明を適用する場合を想定しているが、これ以外の互いに近接する複数の周波数帯域の電波を利用する複数の無線回路を搭載し、それぞれの無線回路に接続されるアンテナが近接して配置される携帯無線機であっても、同様に適用可能である。また、第２の実施形態の構成例などでは、一方のアンテナとして筐体ダイポールアンテナを用いた例を示したが、他の形式のアンテナを用いた構成においても同様に適用可能である。
なお、本発明は上記の実施形態において示されたものに限定されるものではなく、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。
本出願は、２００８年４月２５日出願の日本特許出願（特願２００８−１１５６８７）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
本発明は、大きさの限られた筐体上に複数のアンテナとそれぞれのアンテナに接続される複数の無線回路とを搭載している場合に、複数の無線回路が同時に動作する場合であっても、複数のアンテナ間の電磁結合による特性の劣化を抑制するとともに、筐体の小型化に対応可能となる効果を有し、例えば携帯電話端末などに適用可能な、複数のアンテナと複数の無線回路とを搭載した携帯無線機等として有用である。
１１ 上部筐体
１２ 下部筐体
１３ 中間部筐体
１５ 第１アンテナ素子
１６ 第２アンテナ素子
２１ 第１回路基板
２２ 第２回路基板
２３ 第１無線回路
２４ 第２無線回路
２５ 接続部
２６ 給電部
２７，３７ 接続部
３１，３１Ｂ 第１ヒンジ部材
３２ 第２ヒンジ部材
３３ 接続基板
３４，３５ リアクタンス素子
３６，３８，４１，４２，４３，４４ 接続導体
１０１ 筐体
１０２ 回路基板
１０３ 回路基板
１１１ 第１アンテナ
１１２ 第２アンテナ
１２１ 第１無線部
１２２ 第２無線部
１３１ リアクタンス素子
１３２ ミアンダパターン

Claims (10)

  1. 筐体と、
    前記筐体内に設けられる回路基板と、
    前記回路基板に設けられる第１の無線回路及び第２の無線回路と、
    前記第１の無線回路と電気的に接続される第１のアンテナと、
    前記第２の無線回路と電気的に接続される第２のアンテナとを備え、
    前記第１の無線回路と前記第２の無線回路とは同時に動作可能であり、
    前記回路基板の電気長が、前記第１の無線回路の動作周波数と前記第２の無線回路の動作周波数の少なくとも一方の波長の１／４より短く構成されており、
    前記第１のアンテナと前記第２のアンテナの少なくとも一方に、第１の無線回路または第２の無線回路の動作周波数に対して影響を及ぼすリアクタンス素子を備える携帯無線機。
  2. 請求項１に記載の携帯無線機であって、
    前記筐体は、第１の筐体及び第２の筐体と、前記第１の筐体と前記第２の筐体とを相対的に回動もしくは移動可能な状態で連結するヒンジ部とを備え、
    前記第１の筐体は、前記回路基板とは別体の第１の回路基板を備え、
    前記第２の筐体は、前記回路基板として前記第１の無線回路及び前記第２の無線回路を搭載した第２の回路基板を備え、
    前記第１のアンテナは、前記第１の筐体に配置された導電性部材を有してなるアンテナ素子本体部と、前記ヒンジ部に配置された導電性のヒンジ部材を有してなるアンテナ中間部とを備えて構成され、
    前記第２のアンテナは前記第２の筐体の内部に配置されている携帯無線機。
  3. 請求項２に記載の携帯無線機であって、
    前記アンテナ中間部は、前記ヒンジ部材として、前記第１の筐体と前記第２の筐体とを回動させる互いに異なる回動軸を持つ第１のヒンジ部材と第２のヒンジ部材とを備え、
    前記第１のヒンジ部材と前記第２のヒンジ部材との間に前記リアクタンス素子が配置されている携帯無線機。
  4. 請求項３に記載の携帯無線機であって、
    前記アンテナ素子本体部と前記第１のヒンジ部材との間、前記第１のヒンジ部材と前記リアクタンス素子との間、前記リアクタンス素子と前記第２のヒンジ部材との間、前記第２のヒンジ部材と前記第２の回路基板との間は、それぞれ接続導体を介して電気的に接続されている携帯無線機。
  5. 請求項３に記載の携帯無線機であって、
    前記第１の回路基板に第２のリアクタンス素子が配置され、
    前記第１のヒンジ部材が前記第２のリアクタンス素子を介して前記第１の回路基板のグランドと電気的に接続され、
    前記第１の回路基板のグランドは前記第１のアンテナのアンテナ素子本体部と電気的に接続され、
    前記第２のリアクタンス素子と前記第１のヒンジ部材との間、前記第１のヒンジ部材と前記リアクタンス素子との間、前記リアクタンス素子と前記第２のヒンジ部材との間、前記第２のヒンジ部材と前記第２の回路基板との間は、それぞれ接続導体を介して電気的に接続されている携帯無線機。
  6. 請求項２に記載の携帯無線機であって、
    前記アンテナ中間部は、前記ヒンジ部材として、前記第１の筐体と前記第２の筐体とをそれぞれ異なる軸方向に回動させる第１のヒンジ部材と第２のヒンジ部材とを備え、
    前記第１のヒンジ部材と前記第１の回路基板との間に前記リアクタンス素子が配置され、前記第１のヒンジ部材が前記リアクタンス素子を介して前記第１の回路基板のグランドと電気的に接続され、
    前記第１の回路基板のグランドは前記第１のアンテナのアンテナ素子本体部と電気的に接続されており、
    前記リアクタンス素子と前記第１のヒンジ部材との間、前記第１のヒンジ部材と前記第２のヒンジ部材との間、前記第２のヒンジ部材と前記第２の回路基板との間は、それぞれ接続導体を介して電気的に接続されている携帯無線機。
  7. 請求項３に記載の携帯無線機であって、
    前記アンテナ素子本体部と前記第１のヒンジ部材とが直接電気的に接続され、前記第１のヒンジ部材と前記リアクタンス素子との間、前記リアクタンス素子と前記第２のヒンジ部材との間、前記第２のヒンジ部材と前記第２の回路基板との間は、それぞれ接続導体を介して電気的に接続されている携帯無線機。
  8. 請求項３に記載の携帯無線機であって、
    前記第１のヒンジ部材に近接して導電性の接続部材を備え、
    前記アンテナ素子本体部と前記第１のヒンジ部材との間、前記第１のヒンジ部材と前記接続部材との間、前記接続部材と前記リアクタンス素子との間、前記リアクタンス素子と前記第２のヒンジ部材との間、前記第２のヒンジ部材と前記第２の回路基板との間は、それぞれ接続導体を介して電気的に接続されている携帯無線機。
  9. 請求項３に記載の携帯無線機であって、
    前記リアクタンス素子がミアンダ形状の導電性パターンである携帯無線機。
  10. 請求項３に記載の携帯無線機であって、
    前記リアクタンス素子が巻線形状の導電性パターンである携帯無線機。
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