WO2006046712A1 - 折畳式携帯無線機 - Google Patents

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circuit board
rotating shaft
ground pattern
antenna element
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Akito Sakamoto
Hideo Nakanishi
Masao Kobayashi
Masanori Kikuchi
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Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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    • H04M1/0202—Portable telephone sets, e.g. cordless phones, mobile phones or bar type handsets
    • H04M1/0206—Portable telephones comprising a plurality of mechanically joined movable body parts, e.g. hinged housings
    • H04M1/0208—Portable telephones comprising a plurality of mechanically joined movable body parts, e.g. hinged housings characterized by the relative motions of the body parts
    • H04M1/0214—Foldable telephones, i.e. with body parts pivoting to an open position around an axis parallel to the plane they define in closed position
    • H04M1/0216—Foldable in one direction, i.e. using a one degree of freedom hinge

Definitions

  • the present invention relates to a foldable portable radio device having high antenna performance over a wide band.
  • a flexible cable is connected to a shield box in the upper case as disclosed in JP-A-2002-335180 to directly excite the upper shield box,
  • a foldable portable radio with a structure that operates as a dipole antenna with a ground pattern, which is a conductor pattern on the circuit board having the ground potential of the lower housing, as a radiating element. According to this configuration, since the effective area of the antenna can be increased, it is possible to obtain a wide band and high gain antenna performance.
  • a feeder such as a flexible cable is required as a feeder for the shield box that operates as a radiating element.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a foldable portable wireless device having high antenna performance over a wide band with a simple structure.
  • the foldable portable radio of the present invention includes a first casing and an antenna element provided in the first casing.
  • a circuit having a ground pattern and a power feeding portion provided in the second housing, a hinge portion that rotatably couples the first housing, the second housing, the first housing, and the second housing A substrate.
  • the hinge portion includes a rotating shaft made of a conductive metal that rotatably connects the first housing and the second housing, and the rotating shaft is provided in the second housing.
  • the antenna element is spatially coupled to the antenna element at a predetermined distance, and the rotation shaft is disposed in the hinge part in a state of being separated from the ground pattern on the circuit board, and is electrically connected to the power feeding part. It has been done. When power is supplied, the antenna acts as a ground pattern force antenna on the circuit board.
  • the rotating shaft and the antenna element may be connected via an impedance element that is not spatially coupled.
  • the antenna element can be constituted by a circuit board having a conductive plate or a ground pattern constituting a part of the first casing.
  • the total length including the rotation axis from the feeding point has an electrical length of approximately a quarter wavelength of a predetermined frequency.
  • the antenna element It is desirable to configure the antenna element so that it has an electrical length of approximately one-half wavelength of a predetermined frequency.
  • the conductive plate is configured such that each surface of the conductive plate faces the metal portion of the rotating shaft at a predetermined interval.
  • An object of the present invention is to provide a foldable portable radio having a high antenna performance over a wide band with a simple structure.
  • FIG. 1 is a front view showing an external configuration of a folding portable wireless device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a rear view showing the main configuration of the folding portable wireless device according to the first embodiment in an opened state.
  • FIG. 3 is a side view showing the main configuration of the folding portable wireless device according to the first embodiment in an opened state.
  • FIG. 4 is a rear view showing the main configuration of the folding portable wireless device according to the second embodiment in an opened state. [5] Side view showing the main configuration of the folding portable wireless device according to the second embodiment in an opened state
  • FIG. 6 Experimental results of the folding portable radio device according to the embodiment of the present invention.
  • ⁇ 8 Side view showing the configuration of the main part in the state in which the folding portable wireless device according to the third embodiment is opened.
  • the portable wireless device according to the first embodiment of the present invention is, for example, non-conductive.
  • first case 1 and a second case 2 made of ABS resin, and the first case 1 and the second case
  • both housings can be opened and closed by a hinge portion 3 made of, for example, ABS grease.
  • the first housing 1 includes an upper cover 4 and an upper case 5, and is provided with a display unit 6 including a liquid crystal display device, a receiver 7, and the like.
  • the second housing 2 includes a lower cover 8 and a lower case 9, and is provided with an operation unit 10, a microphone 11, etc. having a plurality of operation key buttons, and a radio circuit, a control circuit, an information processing circuit, etc. It has.
  • FIG. 2 is a rear view schematically showing the main components in the first embodiment, and shows the positional relationship between a circuit board, a rotating shaft, and the like.
  • a first circuit board 12 is housed in the first housing 1 and a second circuit board 13 is housed in the second housing 2, and the first circuit board 12 and the second circuit board 13 are housed in the first housing 1. They are electrically connected by flexible connecting wires 14.
  • a hinge part 3 is configured so that the first casing 1 and the second casing 2 can be opened and closed.
  • the hinge part outer body constituting the outer surface of the hinge part 3 is the first casing.
  • the body 1 and Z or the second housing 2 are made of non-conductive ABS grease.
  • a rotating shaft 15 made of conductive metal is disposed inside the hinge body, and has a cylindrical structure with a diameter of 7.5 mm and a length of 24 Omm, for example. is doing.
  • the first casing 1 and the second casing 2 have a size of, for example, a length of about 100 mm and a width of about 50 mm, respectively.
  • the first circuit board 12 and the second circuit board 13 are composed of, for example, a printed circuit board having a thickness of 1 mm, and the dimensions of the first circuit board 12 are, for example, 65 mm long and 40 mm wide.
  • the substrate 13 is 55 mm long and 40 mm wide.
  • One end of the rotating shaft 15 is electrically connected to a feeding point (feeding unit) 16 of the second circuit board 13. It is. Then, for example, a conductive plate 17 made of copper foil having a width of 45 mm and a length of 70 mm is arranged inside the upper case 5 and arranged at a predetermined interval from the rotating shaft 15. Yes. In this case, at the portion where the conductive plate 17 and the rotating shaft 15 overlap, the shape of the conductive plate 17 is bent so that it can face and face the rotating shaft 15 having a circular cross section (cylindrical shape). It is desirable to make it a shape. With such a configuration, the conductive plate 17 and the rotary shaft 15 face each other and are capacitively coupled during power feeding. In addition, as shown in FIG. 2, the rotating shaft 15 is arranged on the hinge portion 3 in a state where the ground pattern force on the second circuit board 13 is also separated (maintaining the distance h).
  • the foldable portable radio apparatus is assumed to have, for example, a GSM (Global System for Mobile Communications) type mobile phone system in the vicinity of 900 MHz, 1800 MHz, and 1900 MHz.
  • GSM Global System for Mobile Communications
  • the folding portable wireless device of the present invention can be applied under other communication systems and other frequencies by changing design conditions.
  • the rotating shaft 15 and the ground pattern of the second circuit board 13 are set, for example, to have a resonance frequency around 2000 MHz. Operates as a ⁇ ⁇ 4 system monopole antenna. In that case, the total length from the feeding point 16 to the rotating shaft 15 is 2000 MHz and has an electrical length of about 1Z4 wavelength.
  • the conductive plate 17 is spatially capacitively coupled to a 1 Z4 wavelength monopole antenna formed by the ground pattern of the rotating shaft 15 and the second circuit board 13 during power feeding, thereby providing a conductive plate.
  • the rotating shaft 15, and the ground pattern of the second circuit board 13 operate as, for example, a ⁇ Z2 dipole antenna set at a resonance frequency of about 900 MHz.
  • the length of the conductive plate 17 in the longitudinal direction has an electrical length of about 1Z2 wavelength of 900 MHz. Therefore, the conductive plate 17 constitutes an antenna element. Spatial coupling between the rotating shaft 15 and the conductive plate 17 means that the two conductors of the rotating shaft 15 and the conductive plate 17 behave like an integrated capacitor when feeding power at a specified frequency. Say.
  • FIG. 6 shows the experimental results at that time, with the horizontal axis representing frequency (MHz) and the vertical axis representing VSWR (Voltage Standing Wave Ratio).
  • Hz frequency
  • VSWR Voltage Standing Wave Ratio
  • the function of allowing the rotary shaft 15 to open and close the upper and lower housings and the function of the antenna element are shared, and the conductive plate 17 is determined. It has the structure which carried out capacitive coupling at intervals. This makes it possible to obtain good antenna characteristics over a wide band with a simple structure.
  • the conductive plate 17 is made of a conductive material, the same effect can be obtained even if a material with a deviation is used.
  • the shape of the conductive plate 17 may be formed over the entire surface as in the present embodiment, or may have a configuration in which a hole is formed in the central portion for component placement for a sub LCD, for example.
  • the conductive plate 17 may be configured to contact the ground of the first circuit board 12.
  • the conductive plate 17 is configured inside the upper case 5, but the arrangement position of the conductive plate 17 is not particularly limited.
  • the capacitance value is optimized according to physical structural conditions such as the area and the distance between the rotating shaft 15 and the conductive plate 17 facing each other, thereby obtaining good antenna characteristics over a wide band. It becomes possible.
  • the portable wireless device of the present invention the same effect can be obtained even if the rotating shaft 15 is conductive, even if it does not have a cylindrical structure as in the present embodiment.
  • the foldable portable wireless device according to the present embodiment feeds power to the antenna element of the upper casing, unlike the conventional configuration in which the entire casing is operated as a dipole antenna. This makes it possible to configure an antenna without the need for power supply means such as flexible cables.
  • the conductive rotating shaft 15 capable of opening and closing the upper and lower housings operates as a ⁇ ⁇ 4 system monopole antenna, and the conductive plate 17 and the rotating shaft 15 are capacitively coupled, so that The ground pattern on the circuit board 13 of 2 operates as a ⁇ / 2 dipole antenna. In other words, these interactions ensure good antenna performance over a wide band.
  • the antenna structure can be simplified, the manufacturing cost and the mounting area can be reduced, and the size and weight can be reduced.
  • 4 and 5 are a rear view and a side view showing a foldable portable wireless device according to a second embodiment of the present invention.
  • the same reference numerals as those shown in FIG. 2 and FIG. 3 denote the same components, and the detailed description thereof is omitted.
  • the first housing 1 and the second housing 2 are connected by the hinge portion 3, and the rotating shaft 15
  • the structure that can be opened and closed is the same as in FIGS. 2 and 3 of the first embodiment.
  • the rotary shaft 15 has an impedance element 18 such as a capacitor mounted on the first circuit board 12 with one side surface at one end thereof electrically connected to 16 of the second circuit board 13 and the other side surface at the one end thereof. It is capacitively connected to the conductive plate 17 via With such a structure, the conductive plate 17 and the rotating shaft 15 are capacitively coupled during power feeding.
  • the conductive rotating shaft 15 capable of opening and closing the upper and lower housings operates as a ⁇ ⁇ 4 system monopole antenna, and the conductive plate 17 and the rotating shaft 15 are connected to each other.
  • the impedance element 18 By capacitively coupling with the impedance element 18, the conductive plate 17, the rotating shaft 15, and the ground pattern of the second circuit board 13 operate as a ⁇ 2 system dipole antenna. In other words, these interactions ensure good antenna performance over a wide band.
  • FIGS. 7 and 8 are a rear view and a side view showing a foldable portable wireless device according to a third embodiment of the present invention. 7 and 8, the same reference numerals as those shown in FIGS. 2 and 3 denote the same components, and the detailed description thereof is omitted.
  • the first housing 1 and the second housing 2 are connected by the hinge portion 3, and the rotating shaft 15
  • the structure that can be opened and closed is the same as in FIGS. 2 and 3 of the first embodiment.
  • the antenna element is configured by the ground pattern of the first circuit board 12.
  • One end of the rotating shaft 15 is electrically connected to the feeding point 16 of the second circuit board 13.
  • the ground pattern of the first circuit board 12 is arranged at a predetermined distance from the rotating shaft 15.
  • ground pattern as the antenna element may be formed in the inner layer of the first circuit board 12 by using a multilayer board that may be formed on either the front or back surface of the first circuit board 12.
  • the configuration of the ground pattern may be formed over the entire surface of the circuit board, or may be a configuration in which a hole is formed in the central portion for component placement for the sub led, for example.
  • the conductive rotating shaft 15 capable of opening and closing the upper and lower housings operates as a ⁇ / 4 system monopole antenna, and the ground of the first circuit board 12 is
  • the pattern and the rotary shaft 15 are arranged at a predetermined interval and are capacitively coupled, so that the first circuit board 12, the rotary shaft 15, and the ground pattern of the second circuit board 13 are ⁇ 2 systems. Operates as a dipole antenna.
  • FIG. 9 and FIG. 10 are a rear view and a side view showing a folding portable wireless device according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the same reference numerals as those shown in FIG. 2 and FIG. 3 denote the same components, and the detailed description thereof will be omitted.
  • the first housing 1 and the second housing 2 are connected by the hinge portion 3, and the rotating shaft 15
  • the structure that can be opened and closed is the same as in FIGS. 2 and 3 of the first embodiment.
  • the antenna element is configured by the ground pattern of the first circuit board 12. It is.
  • the rotating shaft 15 has one side surface at one end electrically connected to the feeding point 16 of the second circuit board 13 and the other side surface at the one end connected to the first circuit board via an impedance element 18 such as a capacitor. Connected capacitively!
  • the capacitance value of the capacitor is about 0.5 pF, and the value varies depending on the structural conditions such as the proximity distance between the rotating shaft 15 and the first circuit board 12, and the value should be optimized. With this, good antenna characteristics can be secured over a wide band.
  • the conductive rotating shaft 15 capable of opening and closing the upper and lower housings operates as a ⁇ / 4-system monopole antenna
  • the ground of the first circuit board 12 is The ground pattern of the first circuit board 12, the rotary shaft 15, and the second circuit board 13 is reversed by capacitively coupling the pattern and the rotary shaft 15 by the impedance element 18.
  • the present invention can secure antenna performance over a wide band with a simple structure, and is useful for a folding portable radio device configured by connecting two housings so as to be freely opened and closed.

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Abstract

　２つの筐体を開閉自在に連結して構成した折畳式携帯無線機において、簡易的 な構造により広帯域に渡って高いアンテナ性能を確保する。 　折畳式携帯無線機は、第１の筐体と、第１の筐体に設けられるアンテナ素子と、第２の筐体と、第１の筐体と第２の筐体とを回動自在に連結するヒンジ部と、第２の筐体内部に設けられ、グランドパターンを有する回路基板と、回路基板上の無線回路に接続された給電部とを備える。ヒンジ部は、非導電性の樹脂で構成されると共に、回動可能を支持する導電性の金属で構成される回転軸とを有する。回転軸は、アンテナ素子と所定の間隔を隔てることで空間結合されており、回転軸は、回路基板上のグランドパターンと所定の間隔を隔てて配置され、給電部に電気的に接続されている。そして、アンテナ素子及び回転軸と、回路基板上のグランドパターンとがアンテナとして動作する。

Description

明 細 書
折畳式携帯無線機
技術分野
[0001] 本発明は、広帯域に渡って高いアンテナ性能を有する折畳式携帯無線機に関す るものである。
背景技術
[0002] 近年、携帯無線機の一種である携帯電話機が広く普及しているが、この携帯電話 機には、各種さまざまなタイプのものが開発されている。その中でも、使用しないとき には上下の筐体を折畳んで携帯性を高めたコンパクトな折畳式のものが広く用いら れている。この折畳式携帯無線機において、小型化と多機能化が進んでおり、近年 の多機能化のひとつとして、デザイン性向上のためアンテナの内蔵化が進んでいる。
[0003] その一つの例として、特開 2002— 335180号公報に開示されているような、上部ケ ース内のシールドボックスにフレキシブルケーブルを接続し上部シールドボックスを 直接励振させ、上部シールドボックスと下筐体の接地電位をもつ回路基板上の導体 パターンであるグランドパターンを放射素子とするダイポールアンテナとして動作する 構造を備えた折畳式携帯無線機がある。この構成によればアンテナの実効面積を広 くとる事が可能となるため、広帯域、高利得なアンテナ性能を得る事ができる。
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] しかし、このようなアンテナ構成では放射素子として動作するシールドボックスへの 給電手段として、フレキシブルケーブルなどの給電線が必要となる。しかし、近年の 携帯無線機の小型化、軽量ィ匕そして低コストィ匕の背景から、より簡易的な構造で高い アンテナ性能を有する携帯無線機を設計することが望まれる。
[0005] 本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、簡易的な構造により広帯域に渡つ て高!ヽアンテナ性能を有する折畳式携帯無線機を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0006] 本発明の折畳式携帯無線機は、第 1の筐体と、第 1の筐体に設けられるアンテナ素 子と、第 2の筐体と、第 1の筐体と第 2の筐体とを回動可能に連結するヒンジ部と、第 2 の筐体内に設けられ、グランドパターン及び給電部を有する回路基板とを備える。こ こでヒンジ部は、第 1の筐体及び第 2の筐体を回動可能に連結する導電性の金属で 構成される回転軸を含み、当該回転軸は第 2の筐体に設けられ、アンテナ素子と所 定の間隔を隔てることで空間的に結合されており、更に回転軸は、回路基板上のグ ランドパターンから離れた状態でヒンジ部に配置され、給電部に電気的に接続されて いる。そして給電時には、アンテナ素子と、回転軸と、回路基板上のグランドパターン 力 アンテナとして動作する。
[0007] 回転軸とアンテナ素子は空間的な結合ではなぐインピーダンス素子を介して接続 してちよい。
[0008] アンテナ素子は第 1の筐体の一部を構成する導電性プレートもしくはグランドパター ンを有する回路基板で構成することができる。
[0009] 給電点から回転軸を含めた全長が所定の周波数の略 4分の 1波長の電気長を有し
、アンテナ素子が所定の周波数の略 2分の 1波長の電気長を有するように構成する のが望ましい。
[0010] 導電性プレートは回転軸の金属部分と、所定の間隔を隔てて各面が対向するよう に構成するのが望ましい。
発明の効果
[0011] 本発明によれば、簡易的な構造により広帯域に渡って高いアンテナ性能を有する 折畳式携帯無線機を提供することを目的とする。
図面の簡単な説明
[0012] [図 1]本発明の実施形態に係る折畳式携帯無線機の外観構成を示す正面図
[図 2]第 1の実施形態に係る折畳式携帯無線機を開いた状態における要部構成を示 す背面図
[図 3]第 1の実施形態に係る折畳式携帯無線機を開いた状態における要部構成を示 す側面図
[図 4]第 2の実施形態に係る折畳式携帯無線機を開いた状態における要部構成を示 す背面図 圆 5]第 2の実施形態に係る折畳式携帯無線機を開いた状態における要部構成を示 す側面図
[図 6]本発明の実施形態に係わる折畳式携帯無線機の実験結果
圆 7]第 3の実施形態に係る折畳式携帯無線機を開いた状態における要部構成を示 す背面図
圆 8]第 3の実施形態に係る折畳式携帯無線機を開いた状態における要部構成を示 す側面図
圆 9]第 4の実施形態に係る折畳式携帯無線機を開いた状態における要部構成を示 す背面図
圆 10]第 4の実施形態に係る折畳式携帯無線機を開いた状態における要部構成を 示す側面図
符号の説明
1 第 1の筐体
2 第 2の筐体
3 ヒンジ部
4 上カノく一
5 上ケース
6 表示部
7 レシーノ
8 下カバー
9 下ケース
10 操作部
11 マイク
12 第 1の回路基板
13 第 2の回路基板
14 接続線
15 回転軸
16 給電点 17 導電性プレート
18 インピーダンス素子
発明を実施するための最良の形態
[0014] 以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
[0015] (第 1の実施形態）
本発明の第 1の実施形態の携帯無線機は、図 1に示すように、例えば非導電性の
ABS榭脂で構成される第 1の筐体 1と第 2の筐体 2を有し、第 1の筐体 1と第 2の筐体
2とが例えば ABS榭脂で構成されるヒンジ部 3によって両筐体を開閉可能に構成され ている。
[0016] 第 1の筐体 1は、上カバー 4および上ケース 5で構成され、液晶表示装置等からなる 表示部 6、レシーバ 7等が設けられる。第 2の筐体 2は、下カバー 8および下ケース 9 で構成され、複数の操作キーボタンを有する操作部 10、マイク 11等が設けられ、内 部に無線回路、制御回路、情報処理回路等を備えている。
[0017] 図 2は第 1の実施形態における主要な構成要素を模式的に表した背面図であり、 回路基板、回転軸等の配置関係が示されている。第 1の筐体 1には第 1の回路基板 1 2が、第 2の筐体 2には第 2の回路基板 13がそれぞれ収納され、第 1の回路基板 12 及び第 2の回路基板 13がフレキシブルな接続線 14によって電気的に接続されてい る。また、第 1の筐体 1および第 2の筐体 2を開閉可能にするためヒンジ部 3が構成さ れるが、当該ヒンジ部 3の外側面を構成するヒンジ部外側本体は、第 1の筐体 1およ び Z又は第 2の筐体 2と一体的に、非導電性 ABS榭脂によって構成されている。そし て、ヒンジ部外側本体の内部に、導電性の金属で構成された回転軸 15が配置されて おり、その寸法は例えば、直径 7. 5mm、長さ 24. Ommの筒状の構造を有している。
[0018] ここで、第 1の筐体 1及び第 2の筐体 2は、例えばそれぞれ長さが 100mm、幅が 50 mm程度の大きさを有している。第 1の回路基板 12及び第 2の回路基板 13は、例え ば厚さ lmmのプリント基板で構成され、その寸法は例えば第 1の回路基板 12が長さ 65mm,幅 40mm程度、第 2の回路基板 13が長さ 55mm、幅 40mm程度の大きさで ある。
[0019] 回転軸 15は、一端が第 2の回路基板 13の給電点（給電部） 16に電気的に接続さ れている。そして、例えば幅 45mm、長さ 70mmの大きさを有する銅箔などで構成さ れた導電性プレート 17が上ケース 5の内側に配置され、回転軸 15と所定の間隔を隔 てて配置されている。この場合、導電性プレート 17と回転軸 15とが重なる部分にお いては、導電性プレート 17の形状を、断面円形状（円柱形状)の回転軸 15と面的に 近接対向できるように、屈曲した形状とすることが望ましい。このような構成により、導 電性プレート 17と回転軸 15とが互いに対向近接し、給電時に容量結合される。また 、図 2に示すように、回転軸 15は、第 2の回路基板 13上のグランドパターン力も離れ た状態 (hの距離を保ち）でヒンジ部 3に配置されて 、る。
[0020] 本実施形態の折畳式携帯無線機は、例えば GSM (Global System for Mobil e Communications)方式の携帯電話システムの使用周波数が 900MHz、 1800 MHz, 1900MHz付近にあるものとする。もちろん、本発明の折畳式携帯無線機は 、設計条件を変えることにより、他の通信方式下、他の周波数下においても適用可能 である。
[0021] 上記のように構成された第 1の実施形態の携帯無線機は、給電時に、回転軸 15と 第 2の回路基板 13のグランドパターンとが、例えば、共振周波数が 2000MHz付近 に設定された λ Ζ4系モノポールアンテナとして動作する。その場合、給電点 16から 回転軸 15を含めた全長が 2000MHzの約 1Z4波長の電気長を有している。
[0022] また、給電時に、回転軸 15と第 2の回路基板 13のグランドパターンで構成された 1 Z4波長のモノポールアンテナに導電性プレート 17を空間的に容量結合させること で、導電性プレート 17と、回転軸 15と、第 2の回路基板 13のグランドパターンとが、 例えば、共振周波数 900MHz付近に設定された λ Z2系ダイポールアンテナとして 動作する。その場合、導電性プレート 17の長手方向の長さが 900MHzの約 1Z2波 長の電気長を有していることを特徴としている。従って、導電性プレート 17はアンテナ 素子を構成する。回転軸 15と導電性プレート 17が空間的に容量結合されるとは、所 定の周波数下における給電時に、回転軸 15と導電性プレート 17という二つの導体が 、一体のコンデンサのようにふるまうことをいう。また、給電時において回転軸 15と導 電性プレート 17との間でこのような配置関係が成立ならば、非給電時にも回転軸 15 は導電性プレート 17と所定の間隔を隔てて空間的に結合されて ヽる、と表現される。 [0023] 図 6は、その時の実験結果であり、横軸が周波数 (MHz)、縦軸が VSWR (Voltag e Standing Wave Ratio :電圧定在波比）とした。図 6において、第 1の回路基板 12を配置せずに回転軸 15と第 2の回路基板 13だけを配置した場合の特性を ocとす る。また、回転軸 15と第 2の回路基板 13と導電性プレート 17を配置した場合の特性 を j8で示している。なお、回転軸 15と導電性プレート 17は所定の間隔を隔てて容量 結合されている。この実験結果力 分力るように、本発明のアンテナ構造により広帯 域に渡って VSWRく 3を満たすことが可能となる。なお、回転軸 15と導電性プレート 17を所定の間隔を隔てて容量結合させるのではなく、直流的に接続した場合には、 図 6における γの特性となり、容量結合した場合と比べて、帯域が狭くなることが分か つた ο
[0024] 上述したように、第 1の実施形態の携帯無線機では、回転軸 15を上下筐体を開閉 可能とする機能とアンテナエレメントとの機能を共用させ、かつ導電性プレート 17と所 定の間隔を隔てて容量結合させた構造を有している。これにより、簡易的な構造で広 帯域に渡って良好なアンテナ特性を得ることが可能となる。
[0025] なお、導電性プレート 17は導電性の材料であれば、 、ずれの材料のものを用いて も同様の効果が得られる。
[0026] なお、導電性プレート 17の形状は、本実施形態のように全面にわたって形成しても 良いし、例えばサブ LCDのための部品配置用に中央部に穴を空けた構成でも良い
[0027] なお、導電性プレート 17は第 1の回路基板 12のグランドと接点を取る構成としても 良い。
[0028] なお、本実施形態では導電性プレート 17を上ケース 5の内側に構成したが、導電 性プレート 17の配置位置は特に限定されない。
[0029] なお、回転軸 15と導電性プレート 17において対向近接している面積や間隔などの 物理的な構造条件によって静電容量値を最適化し、それにより広帯域に渡って良好 なアンテナ特性を得ることが可能となる。
[0030] なお、本発明の携帯無線機において、回転軸 15は導電性のものであれば、本実 施形態のような円柱構造でなくても同様の効果が得られる。 [0031] 上記説明のように、本実施形態の折畳式携帯無線機では、従来の筐体全体をダイ ポールアンテナとして動作させている構成とは異なり、上筐体のアンテナ素子に給電 するためのフレキシブルケーブルなどの給電手段を必要とせずにアンテナを構成す ることが可能となる。つまり、上下筐体を開閉可能とする導電性の回転軸 15が λ Ζ4 系のモノポールアンテナとして動作し、導電性プレート 17と回転軸 15を容量結合さ せることで、導電性プレート 17と第 2の回路基板 13のグランドパターンとが λ /2系 のダイポールアンテナとして動作する。つまり、これらの相互作用によって広帯域に 渡って良好なアンテナ性能が確保される。
[0032] この構成により、アンテナ構造をシンプルにすることができ、製造コストおよび実装 面積の削減を図られ、小型化、軽量ィ匕が可能となる。
[0033] (第 2の実施形態）
図 4および図 5は本発明に係る第 2の実施形態の折畳式携帯無線機を示す背面図 および側面図である。図 4および図 5において、図 2および図 3に示す符号と同一の 符号を付するものは同一の構成要素を示しており、その詳細な説明を省略する。
[0034] 図 4および図 5に示す本実施形態の折畳式携帯無線機は、第 1の筐体 1と第 2の筐 体 2とがヒンジ部 3によって連結されており、回転軸 15によって開閉可能とする構成は 第 1の実施形態の図 2および図 3と同様である。回転軸 15は、その一端における一側 面が第 2の回路基板 13の 16に電気的に接続され、当該一端における他側面が第 1 の回路基板 12上に実装されたコンデンサなどのインピーダンス素子 18を介して導電 性プレート 17に容量的に接続されている。このような構造により、導電性プレート 17と 回転軸 15とが、給電時に容量結合される。
[0035] これにより、第 1の実施形態と同様に、上下筐体を開閉可能とする導電性の回転軸 15が λ Ζ4系のモノポールアンテナとして動作し、導電性プレート 17と回転軸 15をィ ンピーダンス素子 18によって容量結合させることで、導電性プレート 17と、回転軸 15 と、第 2の回路基板 13のグランドパターンとが λ Ζ2系のダイポールアンテナとして動 作する。つまり、これらの相互作用によって広帯域に渡って良好なアンテナ性能が確 保される。
[0036] (第 3の実施形態） 図 7および図 8は本発明に係る第 3の実施形態の折畳式携帯無線機を示す背面図 および側面図である。図 7および図 8において、図 2および図 3に示す符号と同一の 符号を付するものは同一の構成要素を示しており、その詳細な説明を省略する。
[0037] 図 7および図 8に示す本実施形態の折畳式携帯無線機は、第 1の筐体 1と第 2の筐 体 2とがヒンジ部 3によって連結されており、回転軸 15によって開閉可能とする構成は 第 1の実施形態の図 2および図 3と同様である。
[0038] 本実施形態では、アンテナ素子は、第 1の回路基板 12のグランドパターンで構成さ れる。回転軸 15は、一端が第 2の回路基板 13の給電点 16に電気的に接続されてい る。そして、第 1の回路基板 12のグランドパターンが回転軸 15と所定の間隔を隔てて 配置されている。
[0039] なお、アンテナ素子としてのグランドパターンは、第 1の回路基板 12の表裏どちらの 面に形成しても良ぐ多層基板を用いること〖こよりこの回路基板の内層に形成しても 良い。
[0040] なお、グランドパターンの構成は回路基板上の全面にわたって形成しても良いし、 例えばサブ ledのための部品配置用に中央部に穴を空けた構成でも良い。
[0041] これにより、第 1の実施形態と同様に、上下筐体を開閉可能とする導電性の回転軸 15が λ /4系のモノポールアンテナとして動作し、第 1の回路基板 12のグランドパタ ーンと回転軸 15が所定の間隔を隔てて配置され容量結合されることによって、第 1の 回路基板 12と、回転軸 15と、第 2の回路基板 13のグランドパターンとが λ Ζ2系のダ イポールアンテナとして動作する。
[0042] (第 4の実施形態）
図 9および図 10は本発明に係る第 4の実施形態の折畳式携帯無線機を示す背面 図および側面図である。図 9および図 10において、図 2および図 3に示す符号と同一 の符号を付するものは同一の構成要素を示しており、その詳細な説明を省略する。
[0043] 図 9および図 10に示す本実施形態の折畳式携帯無線機は、第 1の筐体 1と第 2の 筐体 2とがヒンジ部 3によって連結されており、回転軸 15によって開閉可能とする構 成は第 1の実施形態の図 2および図 3と同様である。
[0044] 本実施形態では、アンテナ素子は、第 1の回路基板 12のグランドパターンで構成さ れる。回転軸 15は、その一端における一側面が第 2の回路基板 13の給電点 16に電 気的に接続され、当該一端における他側面がコンデンサなどのインピーダンス素子 1 8を介して第 1の回路基板に容量的に接続されて!ヽる。
[0045] 例えば、コンデンサの静電容量値は 0. 5pF程度であり、その値は回転軸 15と第 1 の回路基板 12の近接距離など、構造条件により変化し、その値を最適化することで 広帯域に渡って良好なアンテナ特性を確保できる。
[0046] これにより、第 1の実施形態と同様に、上下筐体を開閉可能とする導電性の回転軸 15が λ /4系のモノポールアンテナとして動作し、第 1の回路基板 12のグランドパタ ーンと回転軸 15をインピーダンス素子 18によって容量結合させることで、第 1の回路 基板 12と、回転軸 15と、第 2の回路基板 13のグランドパターンとがえ /2系のダイポ 一ルアンテナとして動作する。
[0047] 以上、本発明の各種実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態において示さ れた事項に限定されず、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が その変更 ·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。
[0048] 本出願は、 2004年 10月 28日出願の日本特許出願 (特願 2004— 314082)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。
産業上の利用可能性
[0049] 本発明は、簡易的な構造で広帯域に渡ってアンテナ性能を確保することができ、 2 つの筐体を開閉自在に連結して構成した折畳式携帯無線機等に有用である。

Claims

請求の範囲
[1] 第 1の筐体と、
前記第 1の筐体に設けられるアンテナ素子と、
第 2の筐体と、
前記第 1の筐体と前記第 2の筐体とを回動可能に連結するヒンジ部と、 前記第 2の筐体内に設けられ、グランドパターン及び給電部を有する回路基板と、 を備え、
前記ヒンジ部は、前記第 1の筐体と前記第 2の筐体を回動可能に連結する導電性 の金属で構成される回転軸を含み、
前記回転軸は、前記アンテナ素子と所定の間隔を隔てて空間的に結合されており 前記回転軸は、前記回路基板上のグランドパターンから離れた状態で前記ヒンジ 部に配置され、かつ前記給電部に電気的に接続されており、
給電時に、前記アンテナ素子と、前記回転軸と、前記回路基板上のグランドパター ンとがアンテナとして動作する、折畳式携帯無線機。
[2] 第 1の筐体と、
前記第 1の筐体に設けられるアンテナ素子と、
第 2の筐体と、
前記第 1の筐体と前記第 2の筐体とを回動可能に連結するヒンジ部と、 前記第 2の筐体内に設けられ、グランドパターン及び給電部を有する回路基板と、 を備え、
前記ヒンジ部は、前記第 1の筐体と前記第 2の筐体を回動可能に連結する導電性 の金属で構成される回転軸を含み、
前記回転軸は、前記アンテナ素子にインピーダンス素子を介して接続されており、 前記回転軸は、前記回路基板上のグランドパターンから離れた状態で前記ヒンジ 部に配置され、かつ前記給電部に電気的に接続されており、
給電時に、前記アンテナ素子と、前記回転軸と、前記回路基板上のグランドパター ンとがアンテナとして動作する、折畳式携帯無線機。
[3] 請求項 1又は 2に記載の携帯無線機であって、
前記アンテナ素子が、前記第 1の筐体の一部を構成する導電性プレート又はグラン ドパターンを有する回路基板のいずれか一方である、折畳式携帯無線機。
[4] 請求項 1な!、し 3の 、ずれか 1項に記載の折畳式携帯無線機であって、
前記給電部から前記回転軸を含めた全長が所定の周波数の略 4分の 1波長の電 気長を有し、前記アンテナ素子が所定の周波数の略 2分の 1波長の電気長を有する 、折畳式携帯無線機。
[5] 請求項 1、 3及び 4のいずれか 1項に記載の折畳式携帯無線機であって、
前記導電性プレートおよび前記回転軸の対向する面において、互いの間隔および 面積の変化によりアンテナ特性を調整できる、折畳式携帯無線機。
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