WO2006082860A1 - 携帯無線機 - Google Patents

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WO2006082860A1
WO2006082860A1 PCT/JP2006/301687 JP2006301687W WO2006082860A1 WO 2006082860 A1 WO2006082860 A1 WO 2006082860A1 JP 2006301687 W JP2006301687 W JP 2006301687W WO 2006082860 A1 WO2006082860 A1 WO 2006082860A1
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circuit
casing
antenna element
housing
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Akiyoshi Takeuchi
Yutaka Saito
Kouta Aoki
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Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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    • 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 can reduce local average SAR (Specific Absorption Rates) in a foldable mobile phone having a mechanism that is openable and closable by connecting an upper housing and a lower housing with a hinge.
  • the present invention relates to a portable radio having a high antenna gain.
  • Folding mobile phones generally have two states: open and closed, and the convenience is that the display screen to be viewed can be enlarged in the open and open state (open state), and the mobile phone is closed and used. In this state (closed state), it has two advantages of easy portability that it can be made compact.
  • a conventional technique to keep the local average SAR low is to connect (ground) a conductive metal element with one end open to the ground near the feed point in an unbalanced feed antenna and resonate the element at a desired frequency.
  • the method of setting to is known.
  • this element is arranged on the housing surface opposite to the housing surface having the opening of the receiving section close to the human body. With this configuration, the current from the feeding point flows through the conductive metal element, and the current flowing through the casing surface close to the human body can be reduced. (For example, refer to Patent Document 1).
  • the shield case of the upper casing having the receiving surface is used as an antenna element (antenna 1), and the lower casing
  • an antenna element (antenna 1)
  • the lower casing There is a known method of connecting a rod antenna (antenna 2) to a power feeding part in a structure in which power is supplied to an antenna element via a flexible cable.
  • FIGS. 4 to 5 A conventional configuration is shown in FIGS. 4 to 5.
  • FIG. Fig. 4 shows a conventional configuration with the housing open
  • Fig. 5 shows a conventional configuration with the housing closed.
  • the conventional example shown in FIGS. 4 to 5 is such that, for example, as shown in Patent Document 1, a conductive metal element with one end opened is opened and closed with the upper case 101 and the lower case 102 of the folding cellular phone 100.
  • the housing opening / closing detection means 104al04b detects that the housing 101, 102 is opened, as shown in FIG.
  • the first matching circuit 106 connected to the first antenna 105 is connected to the radio circuit 108 via the antenna switching circuit 107, and the second antenna 109 is connected to the ground pattern of the circuit board 111 via the switching circuit 110.
  • the second antenna 109 is connected to the radio circuit 108 via the switching circuit 112 and the antenna switching circuit 113 as shown in FIG.
  • the second antenna 109 has an effect of reducing the local average SAR by diverting the antenna current of the first antenna 105 to the second antenna 109.
  • the resonance between the second antenna 109 and the matching circuit 106 is constant at the transmission frequency and the reception frequency regardless of whether the casings 101 and 102 are opened or closed.
  • Patent Document 1 JP 2002-353719 A
  • Patent Document 2 JP 2002-335180 A
  • the conventional technology for diverting the current at the feeding point described above requires a rod antenna to protrude outside the housing, making it difficult to incorporate the rod antenna, and the radiation characteristics cannot be optimized for the call state. There was a problem that the antenna gain could not be obtained.
  • a ground wire is arranged near the hinge, and when the housing is opened, a conductive metal element with one end open near the hinge is connected to the ground. The resonance of the conductive metal element with one end open near the There was a problem that the effect of reducing the local average SAR was small because the wave number was not optimal.
  • the present invention has been made to solve the conventional problems, and particularly provides a portable wireless device that reduces local average SAR and improves antenna performance in a built-in antenna of a folding portable wireless device.
  • the purpose is to do.
  • a portable wireless device of the present invention is a portable wireless device in which a first housing and a second housing are rotatably connected by a hinge portion.
  • the second housing includes a second antenna element, a circuit board having a ground pattern, and a second feeding portion provided at an end of the second antenna element,
  • the hinge portion is a first hinge portion and a second hinge portion made of conductive metal, and a connection for electrically connecting the first hinge portion and the second hinge portion and rotatably supporting the hinge portion.
  • the first hinge part is provided in the first casing and is electrically connected to an end part of the first antenna element on the hinge part side
  • the second hinge part is
  • the first casing is provided in the second casing and is arranged at a predetermined interval from a ground pattern on the circuit board.
  • An electrical switch is provided, and an antenna switching circuit that selects either the first antenna element or the second antenna element and connects to the radio circuit, and is selectively connected to the second antenna element.
  • a resonance circuit and a matching circuit a switching circuit that selects and connects the second power feeding unit to either the resonance circuit or the matching circuit, and opening and closing of the first casing and the second casing Open / close detection means for detecting a state, and when the first casing and the second casing are open, the antenna switching circuit selects the first antenna element and the switching circuit Selects the resonant circuit, and when the first casing and the second casing are closed, the antenna switching circuit selects the second antenna element and the switching circuit is the matching circuit Select to be fed through the matching circuit And has a control Gosuru configured.
  • the antenna switching circuit selects the first antenna element, so that the first antenna element is connected to the radio circuit. Since the switching circuit selects the resonance circuit, the second antenna is connected to the resonance circuit.
  • the antenna switching circuit selects the second antenna element, so the second antenna element is connected to the radio circuit and the switching circuit is matched. A circuit is selected and power is supplied through a matching circuit. As a result, the antenna current can be dispersed in the antenna built in the case, the local average SAR can be reduced, and a high V and antenna gain can be obtained.
  • the second antenna element to which the resonance circuit is connected when the first casing and the second casing are open, the second antenna element to which the resonance circuit is connected is the first.
  • the resonance circuit is set to resonate in a frequency band and the first casing and the second casing are closed, the second antenna element is connected to the first frequency band and the second frequency.
  • the matching circuit is set to resonate in both bands.
  • the first frequency band corresponds to the transmission frequency
  • the second frequency band corresponds to the reception frequency
  • the resonance circuit when the first housing and the second housing are opened, the resonance circuit is arranged so that the second antenna element to which the resonance circuit is connected resonates in the first frequency band (transmission frequency). Because it is set, the antenna current in the transmission band that flows to the first antenna element is distributed to the second antenna element and flows away from the human body, and the local average SAR is reduced. can do.
  • the second antenna element when the first housing and the second housing are closed, the second antenna element resonates in both the first frequency band (transmission frequency) and the second frequency band (reception frequency). Since the matching circuit is set, the antenna performance can be ensured for both the transmission frequency and the reception frequency.
  • the present invention when the first casing and the second casing are opened, the first antenna element and the radio circuit are connected, the second antenna element is connected to the resonance circuit, and the casing is closed. In this state, the second antenna element is connected to the radio circuit, so that the antenna current can be distributed when the housing is open, the local average SAR can be reduced, and a high antenna gain can be achieved when the housing is closed. It is possible to provide a portable radio having an effect that it can be obtained.
  • FIG. 1 is a basic configuration diagram showing a portable wireless device according to a first embodiment, in a state where a housing is opened.
  • FIG. 2 is a basic configuration diagram showing the portable wireless device of the first embodiment, in a state in which the housing is closed.
  • FIG. 3 is a diagram showing a call state in which the user holds the portable wireless device by hand.
  • FIG. 4A is a side view showing a state in which a conventional portable wireless device is opened
  • FIG. 4B is a plan view showing the state in which the conventional portable wireless device is opened.
  • FIG. 5A is a side view showing a state in which a conventional portable wireless device is closed
  • FIG. 5B is a plan view showing a state in which the conventional portable wireless device is closed.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing a state in which the housing is opened by the portable wireless device of the first embodiment according to the present invention
  • FIG. 2 is a state in which the housing is closed by the portable wireless device of the first embodiment according to the present invention
  • Fig. 3 and Fig. 3 are diagrams showing a call state in which the user holds the portable wireless device by hand, with the user holding the portable wireless device in the right hand and holding it on the right ear. is there.
  • the portable wireless device includes an upper casing 1 that is a first casing and a lower casing 2 that is a second casing.
  • the hinge unit 3 is pivotally connected.
  • the upper casing 1 is provided with a metal frame 7 which is a part of the first antenna 4 which is the first antenna element
  • the lower casing 2 is a circuit board having a second antenna element 16 and a ground pattern. 9 and a second power supply fitting 17 that is a second power supply portion provided at the end of the second antenna element 16.
  • the hinge part 3 is configured by electrically connecting the hinge bracket 10 as the first hinge part and the rotary shaft 13 as the second hinge part, and the hinge bracket 10 and the rotary axis 13 made of conductive metal. And a cylindrical conductor 12 as a connecting portion that is movably supported.
  • the cylindrical conductor 12 is provided in the upper housing 1 and is electrically connected to the end of the metal frame 7 on the hinge part 3 side.
  • the rotating shaft 13 is provided in the lower housing 2 and is disposed at a predetermined distance from a ground pattern on the circuit board 9 and is provided with a first power supply fitting 8 as a first power supply unit. ing.
  • either the first antenna 4 or the second antenna element 16 as the first antenna element An antenna switching circuit 20 that selects one to connect to the radio circuit 24, a resonant circuit 19 that is selectively connected to the second antenna element 16 and a second matching circuit 18 that serves as a matching circuit, and a second feeding bracket 17 A switching circuit 21 that selects and connects either the resonance circuit 19 or the second matching circuit 18, and a permanent magnet 22 as an open / close detection means 6 that detects the open / closed state of the upper housing 1 and the lower housing 2. And a hall element 23.
  • the antenna switching circuit 20 selects the first antenna 4 and the switching circuit 21 is the resonance circuit 19 as shown in FIG. Select.
  • the antenna switching circuit 20 selects the second antenna element 16 and the switching circuit 21 is the second matching circuit as shown in FIG. 18 is selected, and power is supplied through the second matching circuit 18.
  • a metal frame 7 is attached to the surface on the + X side of the upper housing 1, that is, the surface on which the display unit is generally disposed.
  • the metal frame 7 a metal having high conductivity, light weight and high strength, for example, a magnesium alloy can be used. As a result, the strength of the thin upper casing 1 is secured, and the metal frame 7 also operates as the first antenna element.
  • the long side length L1 of the metal frame 7 is, for example, about 90 mm.
  • the cylindrical conductor 12 used in the hinge portion 3 is formed in a cylindrical shape by a conductive material, and the cylindrical conductor 12 and the hinge fitting 10 are mechanically and electrically connected. Connected with care. Further, the cylindrical conductor 12 and the rotating shaft 13 are also mechanically and electrically connected.
  • the rotary shaft 13 is rotatably supported by the first power supply fitting 8 via a bearing structure or the like, for example, and electrical connection between the rotary shaft 13 and the first power supply fitting 8 is ensured.
  • the support shaft 14 is formed of a molded product made of a resin material, and the left end of the cylindrical conductor 12 is rotatably supported by the lower housing 2 by the support shaft 14.
  • the hinge portion 3 By configuring the hinge portion 3 as described above, the upper housing 1 and the lower housing 2 are supported so as to be relatively rotatable, and the first power supply fitting is provided from the metal frame 7. Up to 8 will be electrically connected. Further, for example, a metal frame 7 having a length L1 of about 90 mm is fed from the first matching circuit 15 via the hinge part 3, and the first antenna 4 is connected to the circuit board 9 having a length L3 of about 90 mm.
  • the hinge part 3 and the metal frame 7 having a length L2 of about 110 mm operate as a kind of dipole antenna.
  • the first power supply fitting 8 can be connected to the first matching circuit 15 on the circuit board 9 disposed inside the lower housing 2 by, for example, panel contact or soldering.
  • the first matching circuit 15 has a function of matching the impedance of the first antenna 4 with the input impedance (generally 50 ⁇ ) of the radio circuit 24, and is connected to the antenna switching circuit 20.
  • the circuit board 9 is a printed circuit board on which circuit components that realize various functions of the portable wireless device are mounted, and a ground pattern (not shown) serving as a circuit ground potential is formed on almost the entire surface.
  • the second antenna element 16 is located near the feeding point of the first antenna 4 of the lower housing 2, that is, on the Z direction side, and is separated from the human body as much as possible in a talking state as shown in FIG. It is arranged on the surface opposite to the human body, that is, the X surface, and one end is connected to the second power supply fitting 17 by, for example, panel contact or soldering, and the other end is opened.
  • the second power supply tool 17 is connected to a pattern connected to the switching circuit 21 on the circuit board 9 disposed inside the lower housing 2 by, for example, panel contact or soldering.
  • the second matching circuit 18 functions to match the impedance of the second antenna 5 to the input impedance (generally 50 ⁇ ) of the radio circuit 24, and the second antenna 5 is connected to the second antenna 5.
  • the resonance is adjusted to the transmission band which is the first frequency and the reception band which is the second frequency.
  • One end is connected to the antenna switching circuit 20 and the other end is connected to the switching circuit 21.
  • the resonance circuit 19 functions to change the resonance frequency in a state connected to the second antenna 5.
  • the resonance is adjusted in the transmission band, and one end is the antenna switching circuit 20, and the other end is Are connected to the grant pattern of the circuit board 9.
  • the antenna switching circuit 20 selects either the first antenna 4 or the second antenna 5 and connects it to the radio circuit 24.
  • the antenna switching circuit 20 is composed of a GaAs switch or the like, and is a casing opening / closing detection means 6, which is a permanent magnet 22 and Switching control is performed according to the detection result of the Hall element 23.
  • the switching circuit 21 connects the second feeding bracket 17 by selecting either the resonance circuit 19 or the second matching circuit 18 according to the detection result of the casing open / close detection means 6, and is preferably configured by a pin diode. .
  • the casing open / close detection means 6 for detecting the open / closed state of the upper casing 1 and the lower casing 2 is a permanent magnet arranged by cutting out a part of the hall element 23 and the metal frame 7 arranged on the circuit board 9. 2 consists of 2 and is arranged so that they face each other when the housing 2 is closed, and the magnetic field generated from the permanent magnet 22 is detected by the Hall element 23 and notified to the antenna switching circuit 20 and the switching circuit 21 It is.
  • the radio circuit 24 has a transmission and reception function of a portable radio device, is mounted on the circuit board 9, and its transmission / reception input / output is connected to the antenna switching circuit 20.
  • the case open / close detection means 6 detects the Hall element 23 using the fact that the distance between the permanent magnet 22 and the Hall element 23 is different when the cases 1 and 2 are open and the cases 1 and 2 are closed.
  • the opening and closing of the housing is detected by the magnetic field difference.
  • the first matching circuit 15 connected to the first antenna 4 is connected to the radio circuit 24 via the antenna switching circuit 20.
  • the second antenna 5 is connected to the resonance circuit 19 via the switching circuit 21. At this time, the resonance between the second antenna 5 and the resonance circuit 19 becomes the transmission frequency. Therefore, the antenna current in the transmission band flowing through the first antenna 4 is distributed and flows through the second antenna 5.
  • the current distribution and the local average SAR described above have a corresponding relationship, and the maximum point of the antenna current is concentrated in one place, and the local average SAR increases when the maximum point exists in the vicinity of the human body.
  • Distributing such antenna current distribution to two or more locations and further separating the maximum antenna current from human power can reduce the local average SAR.
  • the maximum antenna current can be increased by further increasing the antenna current excited in the second antenna 5 where the maximum point of the antenna current is far from the human body.
  • the antenna current excited at the first antenna 4 whose point is relatively close to the human body can be reduced, and the local average SAR can be reduced.
  • the second antenna 5 is connected to the second matching circuit 18 via the switching circuit 21.
  • the second matching circuit 18 is connected to the radio circuit 24 via the antenna switching circuit 20. At this time, the resonance between the second antenna 5 and the resonance circuit 19 becomes the transmission frequency and the reception frequency. Therefore, the antenna performance can be secured with high transmission and reception frequencies.
  • the antenna switching circuit 20 selects the first antenna 4, so the first antenna Since 4 is connected to the radio circuit 24 and the switching circuit 21 selects the resonance circuit, the second antenna 5 is connected to the resonance circuit 19.
  • the antenna switching circuit 20 selects the second antenna 5, so the second antenna 5 is connected to the radio circuit 24, and the switching circuit 21 is the second matching circuit 18. Is selected and power is supplied through the second matching circuit 18.
  • the antenna current can be dispersed in the antenna with a built-in housing, the local average SAR can be reduced, and a high antenna gain can be obtained.
  • the first power supply fitting 8 and the metal frame 7 may be disposed so as to be capacitively coupled.
  • the material is not limited to the material of the hinge fitting 10 and the cylindrical conductor 12, but may be a resin material, for example.
  • the second antenna 5 is not limited to the shape and arrangement position of the feed element, but should be capable of diverting the antenna current toward the back of the human body.
  • the resonant circuit 19 is connected to the ground pattern of the circuit board 9 by connecting to the power supply point of the first antenna 4 or the first matching circuit 15 or by dividing the antenna current to the second antenna 5 as capacitive coupling. Also good.
  • the resonance circuit 19 and the second matching circuit 18 may be used by sharing a part of the circuit, or when the resonance circuit 19 and the second matching circuit 18 are shared, the resonance frequency may be controlled using a variable capacitance diode.
  • the portable wireless device can disperse the antenna current when the casing is closed, reduce the local average SAR, and can reduce the local average SAR when the casing is open. It can be used in a foldable mobile phone that has the effect of being able to obtain high antenna gain! /, And has a mechanism that can be opened and closed by connecting the upper and lower housings at the hinge. Therefore, it is useful as a portable radio device that can reduce local average SAR (Specific Absorption Rates) and have high antenna gain.
  • SAR Specific Absorption Rates

Abstract

　折畳式携帯無線機の内蔵アンテナにおいて、局所平均ＳＡＲを低減するとともにアンテナ性能を向上させる携帯無線機を提供する。 　筐体１，２の開閉を筐体開閉検出手段６で検出し、筐体１，２が開いた状態では第１アンテナ４と無線回路２４を接続し、第２アンテナ５の共振を第１周波数帯に調整し、筐体１，２が閉じた状態では、第２アンテナ５の共振を第１周波数帯と第２周波数帯に調整して無線回路２４に接続する。これにより、筐体１，２が開いた状態ではアンテナ電流を分散することにより局所平均ＳＡＲを低減することができると共に、筐体１，２を閉じた状態では高いアンテナ利得を得ることができる。

Description

携帯無線機
技術分野
[0001] 本発明は、上部筐体と下部筐体をヒンジ部で連結して開閉自在な機構を有する折 畳式携帯電話機において局所平均 SAR(Specific Absorption Rates:比吸収率)を低 減できるとともに高いアンテナ利得を有する携帯無線機に関するものである。
背景技術
[0002] 携帯電話機の普及は著しいものがあり、上部筐体と下部筐体をヒンジ部で連結して 開閉自在な機構を有する折畳式携帯電話機が現在広く普及している。折畳式携帯 電話機は、一般に開いた状態と閉じた状態の 2つの状態を有し、開いて使用する状 態 (開状態)では閲覧する表示画面を大型化できるといった利便性と、閉じて使用する 状態 (閉状態)ではコンパクトな形状にすることができるという携帯容易性の 2つの利点 を有している。
[0003] さらに、近年、局所平均 SARに関する利用者の関心が高まっており、携帯電話機 を選択する指標としてより局所平均 SARが低い携帯電話機を選択する傾向がある。 したがって、携帯電話機においては低い局所平均 SARであることが望ましい。従来 の局所平均 SARを低く抑える技術としては、不平衡型給電アンテナにおいて給電点 近傍のグランドに一端を開放した導電性金属素子を接続 (接地)し、この素子を所望 の周波数において共振する長さに設定する方法が知られている。さらにこの素子は、 人体に近接する受話部の開口部を有する筐体面に対して反対側の筐体面に配置さ れる。この構成により給電点からの電流が導電性金属素子に流れることとなり、人体と 近接する筐体面に流れる電流を低減することができる。（例えば特許文献 1参照)。
[0004] また、その他の給電点の電流を分流させる技術としては、折畳式携帯電話機にお いて受話部面を有する上部筐体のシールドケースをアンテナ素子 (アンテナ 1)として 用い、下部筐体のグランド基板力 フレキシブルケーブルを介してアンテナ素子に給 電する構造において、給電部にロッドアンテナ (アンテナ 2)を接続する方法が知られ ている。（例えば特許文献 2参照)。 [0005] 従来の構成を図 4ないし図 5に示す。図 4は筐体を開いた状態の従来の構成を示 すものであり、図 5は筐体を閉じた状態の従来の構成を示すものである。
図 4ないし図 5に示す従来例は、例えば特許文献 1に示すような一端を開放した導 電性金属素子を折畳式の携帯電話機 100の上部筐体 101と下部筐体 102を開閉自 在に支持するヒンジ部 103の近傍に配置し、筐体の開閉を検出する筐体開閉検出手 段 104al04bにて、筐体 101、 102が開いたことを検出した場合、図 4に示すように、 第 1アンテナ 105と接続されている第 1整合回路 106はアンテナ切替回路 107を介し て無線回路 108に接続され、第 2アンテナ 109は切替回路 110を介して回路基板 11 1のグランドパターンに接続される。また、筐体 101、 102が閉じたことを検出した場 合、図 5に示すように、第 2アンテナ 109は切替回路 112とアンテナ切替回路 113を 介して無線回路 108に接続される。
このように、筐体 101、 102を開いた場合に、第 2アンテナ 109に第 1アンテナ 105 のアンテナ電流を分流させることで局所平均 SARを低減させる効果を有するもので ある。なお、第 2アンテナ 109と整合回路 106の共振は筐体 101、 102の開閉によら ず送信周波数と受信周波数に一定となって 、る。
特許文献 1：特開 2002-353719号公報
特許文献 2 :特開 2002- 335180号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0006] し力しながら、上記説明した従来の局所平均 SARを低減する技術においては、筐 体内部に導電性金属素子を追加する必要があり、筐体内部の金属部品との電磁結 合によって、局所平均 SARの低減効果が少ないという問題があった。
また、上記説明した従来の給電点の電流を分流させる技術においては、ロッドアン テナを筐体外部へ突出させる必要があり内蔵化が困難であり、また通話状態に対し て放射特性を最適化できず高 、アンテナ利得が得られな 、と 、う問題があった。 また、折畳式の携帯電話機においてはヒンジ部近傍に地線を配置し、筐体を開い た場合はヒンジ部近傍に一端を開放した導電性金属素子をグランドに接続する従来 のアンテナでは、ヒンジ部近傍に一端を開放した導電性金属素子の共振は送信周 波数に最適となっておらず、局所平均 SARの低減効果が少ないという問題があった
[0007] 本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、特に折畳式携帯無線機 の内蔵アンテナにおいて、局所平均 SARを低減するとともにアンテナ性能を向上さ せる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
[0008] 本発明の携帯無線機は、第 1の筐体と第 2の筐体とをヒンジ部により回動自在に連 結した携帯無線機であって、前記第 1の筐体は、第 1アンテナ素子を有し、前記第 2 の筐体は、第 2アンテナ素子と、グランドパターンを有する回路基板と、前記第 2アン テナ素子の端部に設けられる第 2給電部とを有し、前記ヒンジ部は、導電性の金属で 構成された第 1ヒンジ部および第 2ヒンジ部と、前記第 1ヒンジ部と前記第 2ヒンジ部と を電気的に接続すると共に回動可能に支持する連結部とを有し、前記第 1ヒンジ部 は、前記第 1の筐体に設けられて前記第 1アンテナ素子の前記ヒンジ部側の端部に 電気的に接続され、前記第 2ヒンジ部は、前記第 2の筐体に設けられて前記回路基 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ると共に第 1給電部が設けら れており、前記第 1アンテナ素子か前記第 2アンテナ素子かのいずれか一方を選択 して無線回路に接続するアンテナ切替回路と、前記第 2アンテナ素子に選択的に接 続される共振回路および整合回路と、前記第 2給電部を前記共振回路か前記整合 回路かのいずれかを選択して接続する切替回路と、前記第 1の筐体と第 2の筐体の 開閉状態を検出する開閉検出手段とを備え、前記第 1の筐体と前記第 2の筐体が開 いている場合には、前記アンテナ切替回路は前記第 1アンテナ素子を選択すると共 に前記切替回路は前記共振回路を選択し、前記第 1の筐体と前記第 2の筐体が閉じ ている場合には、前記アンテナ切替回路は前記第 2アンテナ素子を選択すると共に 前記切替回路は前記整合回路を選択して前記整合回路を介して給電されるように制 御する構成を有している。
[0009] この構成により、第 1の筐体と前記第 2の筐体が開いている場合には、アンテナ切 替回路は第 1アンテナ素子を選択するので第 1アンテナ素子が無線回路に接続され 、かつ切替回路は共振回路を選択するので第 2アンテナは共振回路に接続される。 また、第 1の筐体と第 2の筐体が閉じている場合には、アンテナ切替回路は第 2アン テナ素子を選択するので第 2アンテナ素子が無線回路に接続され、かつ切替回路は 整合回路を選択して整合回路を介して給電される。これにより、筐体内蔵アンテナに おいて、アンテナ電流を分散することができ、局所平均 SARを低減できるとともに高 V、アンテナ利得が得られる。
[0010] また、本発明の携帯無線機は、前記第 1の筐体と前記第 2の筐体が開いている場 合には、前記共振回路が接続された前記第 2アンテナ素子が第 1周波帯に共振する ように前記共振回路を設定し、前記第 1の筐体と前記第 2の筐体が閉じている場合に は、前記第 2アンテナ素子が前記第 1周波帯と第 2周波数帯の両方で共振するよう前 記整合回路を設定する構成を有して ヽる。
[0011] ここで、例えば第 1の周波数帯とは送信周波数に対応し、また、第 2の周波数帯は 受信周波数に対応する。
この構成により、第 1の筐体と第 2の筐体が開いている場合には、共振回路が接続 された第 2アンテナ素子が第 1周波帯 (送信周波数)に共振するように共振回路を設 定されるので、第 1アンテナ素子に流れて!/、る送信帯のアンテナ電流は第 2アンテナ 素子に分散して流れると共にアンテナ電流を人体力 離れるようにするので、局所平 均 SARを低減することができる。また、第 1の筐体と第 2の筐体が閉じている場合に は、第 2アンテナ素子が第 1周波帯 (送信周波数)と第 2周波数帯 (受信周波数)の両 方で共振するよう整合回路を設定するので、送信周波数および受信周波数にぉ 、て 高 、アンテナ性能を確保することができる。
発明の効果
[0012] 本発明は、第 1の筐体と第 2の筐体が開いた状態では第 1アンテナ素子と無線回路 を接続すると共に第 2アンテナ素子を共振回路に接続し、筐体を閉じた状態では第 2 アンテナ素子と無線回路を接続するので、筐体が開いた状態ではアンテナ電流を分 散することができるとともに局所平均 SARを低減でき、筐体が閉じた状態では高いァ ンテナ利得を得ることができるという効果を有する携帯無線機を提供することができる ものである。
図面の簡単な説明 [0013] [図 1]第 1実施形態の携帯無線機を示す基本的構成図であり筐体を開いた状態であ る。
[図 2]第 1実施形態の携帯無線機を示す基本的構成図であり筐体を閉じた状態であ る。
[図 3]使用者が携帯無線機を手で保持する通話状態を示す図である。
[図 4] (A)は従来の携帯無線機を開いた状態を示す側面図、（B)は従来の携帯無線 機を開 、た状態を示す平面図である。
[図 5] (A)は従来の携帯無線機を閉じた状態を示す側面図、（B)は従来の携帯無線 機を閉じた状態を示す平面図である。
符号の説明
[0014] 1 上部筐体 (第 1の筐体）
2 下部筐体 (第 2の筐体）
3 ヒンジ部
4 第 1アンテナ (第 1アンテナ素子）
5 第 2アンテナ
6 筐体開閉検出手段
7 金属フレーム
8 第 1給電金具 (第 1給電部）
9 回路基板
10 ヒンジ金具（第 1ヒンジ部）
11 取付ネジ
12 円柱導体 (連結部）
13 回転軸 (第 2ヒンジ部）
14 支持軸
15 第 1整合回路
16 第 2アンテナ素子
17 第 2給電金具 (第 2給電部）
18 第 2整合回路 (整合回路） 19 共振回路
20 アンテナ切替回路
21 切替回路
22 永久磁石
23 ホール素子
24 無線回路
発明を実施するための最良の形態
[0015] 以下、本発明に係る携帯無線機の実施の形態について、図面を参照して詳細に説 明する。
(第 1実施形態）
図 1は本発明に係る第 1実施形態の携帯無線機で筐体を開 ヽた状態を示す構成 図、図 2は本発明に係る第 1実施形態の携帯無線機で筐体を閉じた状態を示す構成 図、図 3は使用者が携帯無線機を手で保持する通話状態を示す図であり、使用者が 携帯無線機を開いた状態で右手に持ち、右耳にあてている状態である。
[0016] 図 1および図 2に示すように、この第 1実施形態に係る携帯無線機は、第 1の筐体で ある上部筐体 1と第 2の筐体である下部筐体 2とをヒンジ部 3により回動自在に連結し たものである。上部筐体 1には第 1アンテナ素子である第 1アンテナ 4の一部である金 属フレーム 7が設けられており、下部筐体 2は第 2アンテナ素子 16と、グランドパター ンを有する回路基板 9と、第 2アンテナ素子 16の端部に設けられる第 2給電部である 第 2給電金具 17とを有して ヽる。
ヒンジ部 3は、導電性の金属で構成された第 1ヒンジ部としてのヒンジ金具 10および 第 2ヒンジ部としての回転軸 13と、ヒンジ金具 10と回転軸 13とを電気的に接続すると 共に回動可能に支持する連結部としての円柱導体 12とを有している。円柱導体 12 は、上部筐体 1に設けられて金属フレーム 7のヒンジ部 3側の端部に電気的に接続さ れている。また、回転軸 13は、下部筐体 2に設けられて回路基板 9上のグランドパタ ーンと所定の間隔を隔てて配置されると共に第 1給電部としての第 1給電金具 8が設 けられている。
[0017] また、第 1アンテナ素子としての第 1アンテナ 4か第 2アンテナ素子 16かのいずれか 一方を選択して無線回路 24に接続するアンテナ切替回路 20と、第 2アンテナ素子 1 6に選択的に接続される共振回路 19および整合回路としての第 2整合回路 18と、第 2給電金具 17を共振回路 19か第 2整合回路 18かのいずれかを選択して接続する切 替回路 21と、上部筐体 1と下部筐体 2の開閉状態を検出する開閉検出手段 6として の永久磁石 22およびホール素子 23とを備えている。
[0018] そして、上部筐体 1と下部筐体 2が開いている場合には、図 1に示すように、アンテ ナ切替回路 20は第 1アンテナ 4を選択すると共に切替回路 21は共振回路 19を選択 する。一方、上部筐体 1と下部筐体 2が閉じている場合には、図 2に示すように、アン テナ切替回路 20は第 2アンテナ素子 16を選択すると共に切替回路 21は第 2整合回 路 18を選択し、第 2整合回路 18を介して給電される。
[0019] 第 1アンテナ 4の構成についてさらに説明する。図 1に示すように、上部筐体 1の + X側の面、すなわち一般に表示部が配置される面には、金属フレーム 7が装着されて いる。
金属フレーム 7としては、高い導電性を有し、かつ軽量で強度が高い金属、例えば マグネシウム合金を用いることができる。これにより、薄型形状である上部筐体 1の強 度を確保するとともに金属フレーム 7が第 1アンテナ素子としても動作するようになつ ている。
金属フレーム 7の長辺の長さ L1は、例えば 90mm程度である。金属フレーム 7とヒン ジ金具 10とが、取り付けネジ 11で上部筐体 1に取り付けられることにより、金属フレー ム 7とヒンジ金具 10とが電気的に接続されるとともに、上部筐体 1とヒンジ金具 10とが 機械的に固定されることになる。
[0020] 図 1に示すように、ヒンジ部 3に用いられている円柱導体 12は導電性材料によって 円柱状に形成されたものであり、この円柱導体 12とヒンジ金具 10とは機械的かつ電 気的に接続されている。さらに円柱導体 12と回転軸 13も機械的かつ電気的に接続 されている。回転軸 13は例えばベアリング構造等を介して第 1給電金具 8によって回 動可能に支持されており、かつ回転軸 13と第 1給電金具 8は電気的な導通が確保さ れている。一方、支持軸 14は榭脂材料による成型品で構成されており、この支持軸 1 4によって円柱導体 12の左端が下部筐体 2に回動可能に支持されている。 [0021] 以上のようにヒンジ部 3が構成されることで、上部筐体 1と下部筐体 2とが相対的に 回動可能なように支持されるともに、金属フレーム 7から第 1給電金具 8までが電気的 に導通されることなる。また、例えば長さ L1が 90mm程度の金属フレーム 7がヒンジ 部 3を介して第 1整合回路 15から給電されることになり、第 1アンテナ 4は長さ L3が 90 mm程度の回路基板 9と長さ L2が 110mm程度のヒンジ部 3及び金属フレーム 7とが 一種のダイポールアンテナとして動作することになる。第 1給電金具 8は、下部筐体 2 の内部に配置された回路基板 9上の第 1整合回路 15に例えばパネ接触や半田付け により接続することができる。
[0022] 第 1整合回路 15は第 1アンテナ 4のインピーダンスを無線回路 24の入力インピーダ ンス (一般には 50 Ω)に整合する機能を有するものであり、アンテナ切替回路 20に接 続されている。回路基板 9は、携帯無線機の各種機能を実現する回路部品が実装さ れたプリント基板であり、そのほぼ全面に回路の接地電位となるグランドパターン（図 示省略）が形成されている。
[0023] 次に第 2アンテナ 5の構成について説明する。
第 2アンテナ素子 16は、下部筐体 2の第 1アンテナ 4の給電点近傍となる位置すな わち Z方向側に配置され、また、図 3に示すような通話状態において人体と極力離れ た位置である人体反対側となる面すなわち X面に配置され、一端を第 2給電金具 1 7と例えばパネ接触や半田付けにより接続され、他端は開放されている。第 2給電金 具 17は下部筐体 2の内部に配置された回路基板 9上の切替回路 21と接続したバタ ーンに例えばパネ接触や半田付けにより接続される。
[0024] 第 2整合回路 18は、第 2アンテナ 5のインピーダンスを無線回路 24の入力インピー ダンス (一般には 50 Ω)に整合する機能を果たすものであって、第 2アンテナ 5を接続 した状態で第 1の周波数である送信帯域と第 2の周波数である受信帯域に共振を調 整されており、一端はアンテナ切替回路 20に接続され、他端は切替回路 21に接続 される。
[0025] 共振回路 19は、第 2アンテナ 5と接続した状態の共振周波数を変化する機能を果 たすものであって、送信帯域に共振を調整されており一端をアンテナ切替回路 20、 他端は回路基板 9のグラントパターンに接続されている。 アンテナ切替回路 20は、第 1アンテナ 4か第 2アンテナ 5かの 、ずれか一方を選択 して無線回路 24に接続し、 GaAsスィッチなどで構成され筐体開閉検出手段 6である 永久磁石 22およびホール素子 23の検出結果によって切換え制御を行う。
切替回路 21は、筐体開閉検出手段 6の検出結果により第 2給電金具 17を共振回 路 19か第 2整合回路 18かのいずれかを選択して接続し、望ましくはピンダイオード で構成される。
[0026] 上部筐体 1と下部筐体 2の開閉状態を検出する筐体開閉検出手段 6は、回路基板 9に配置したホール素子 23と金属フレーム 7の一部を切り欠いて配置した永久磁石 2 2で構成され、筐体 2を閉じた場合にそれぞれが対向するよう配置されており、永 久磁石 22から生じる磁界をホール素子 23によって検出しアンテナ切替回路 20及び 切替回路 21に通知するものである。
無線回路 24は携帯無線機の送信及び受信機能を有するものであり回路基板 9上 に実装されており、その送受信入出力がアンテナ切替回路 20に接続される。
[0027] 以上のように構成された折畳式携帯無線機について、動作の説明をする。
筐体開閉検出手段 6は、筐体 1, 2を開いた状態と筐体 1, 2を閉じた状態で永久磁 石 22とホール素子 23の距離が異なることを利用し、ホール素子 23で検出される磁 界差によって筐体の開閉を検出する。
まず、筐体開閉検出手段 6において筐体 1, 2が開いたことを検出した場合につい て図 1を用いて説明する。第 1アンテナ 4と接続されている第 1整合回路 15はアンテ ナ切替回路 20を介して無線回路 24に接続される。第 2アンテナ 5は切替回路 21を 介して共振回路 19に接続される。このとき第 2アンテナ 5と共振回路 19の共振は送 信周波数となる。よって、第 1アンテナ 4に流れている送信帯のアンテナ電流は第 2ァ ンテナ 5に分散し流れる。
[0028] 一般的に、電流分布と前記記載の局所平均 SARは対応関係にあり、アンテナ電流 の最大点が 1箇所に集中し、その最大点が人体近傍に存在すると局所平均 SARは 高くなることが知られて 、る。このようなアンテナ電流分布を 2箇所以上に分散させ、 さらにアンテナ電流の最大点を人体力 離れるようにすれば局所平均 SARを低減で きる。 また、第 2アンテナ 5の共振周波数を送信帯に調整することで、アンテナ電流の最 大点が人体と離れている第 2アンテナ 5に励起するアンテナ電流をさらに増加させる ことで、アンテナ電流の最大点が人体と比較的近接している第 1アンテナ 4に励起す るアンテナ電流を減少させることができ局所平均 SARを低減できる。
[0029] 次に筐体開閉検出手段 6において筐体 1, 2が閉じたことを検出した場合について 、図 2を用いて説明する。第 2アンテナ 5は切替回路 21を介して第 2整合回路 18に接 続される。第 2整合回路 18はアンテナ切替回路 20を介して無線回路 24に接続され る。このとき第 2アンテナ 5と共振回路 19の共振は送信周波数と受信周波数となる。よ つて、送信周波数と受信周波数にぉ 、て高!、アンテナ性能を確保できる。
[0030] 以上のように本発明の実施の形態の携帯無線機によれば、筐体 1, 2が開いている 場合には、アンテナ切替回路 20は第 1アンテナ 4を選択するので第 1アンテナ 4が無 線回路 24に接続され、かつ切替回路 21は共振回路を選択するので第 2アンテナ 5 は共振回路 19に接続される。また、筐体 1, 2が閉じている場合には、アンテナ切替 回路 20は第 2アンテナ 5を選択するので第 2アンテナ 5が無線回路 24に接続され、 かつ切替回路 21は第 2整合回路 18を選択して第 2整合回路 18を介して給電される 。これにより、筐体内蔵アンテナにおいて、アンテナ電流を分散することができ、局所 平均 SARを低減できるとともに高いアンテナ利得が得られる。
なお、第 1給電金具 8と金属フレーム 7とが容量結合するように配置してもよぐこの 場合はヒンジ金具 10と円柱導体 12との材料にこだわらず、例えば榭脂材料であって ちょい。
[0031] なお、第 2アンテナ 5は給電素子の形状や配置位置にこだわらず、アンテナ電流を 人体背面方向に分流させるものであればょ 、。
また、共振回路 19は回路基板 9のグランドパターンとの接続を、第 1アンテナ 4の給 電点ないしは第 1整合回路 15と接続するか容量結合としてアンテナ電流を第 2アン テナ 5に分流させてもよい。
さらに、共振回路 19と第 2整合回路 18は、一部の回路を共用して用いてもよぐま た共用した場合においては可変容量ダイオードを用いて共振周波数を制御してもよ い。 [0032] 本出願は、 2005年 2月 1日出願の日本特許出願 (特願 2005-025007)に基づくもの であり、それら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
[0033] 以上に述べたように、本発明に係る携帯無線機は、筐体が閉じた状態ではアンテ ナ電流を分散することができるとともに局所平均 SARを低減でき、筐体が開いた状態 では高!、アンテナ利得を得ることができると!/、う効果を有し、上部筐体と下部筐体をヒ ンジ部で連結して開閉自在な機構を有する折畳式携帯電話機にお!ヽて局所平均 S AR(Specific Absorption Rates:比吸収率)を低減できるとともに高いアンテナ利得を有 する携帯無線機等として有用である。

Claims

請求の範囲
[1] 第 1の筐体と第 2の筐体とをヒンジ部により回動自在に連結した携帯無線機であつ て、
前記第 1の筐体は、第 1アンテナ素子を有し、
前記第 2の筐体は、第 2アンテナ素子と、グランドパターンを有する回路基板と、前 記第 2アンテナ素子の端部に設けられる第 2給電部とを有し、
前記ヒンジ部は、導電性の金属で構成された第 1ヒンジ部および第 2ヒンジ部と、前 記第 1ヒンジ部と前記第 2ヒンジ部とを電気的に接続すると共に回動可能に支持する 連結部とを有し、
前記第 1ヒンジ部は、前記第 1の筐体に設けられて前記第 1アンテナ素子の前記ヒ ンジ部側の端部に電気的に接続され、
前記第 2ヒンジ部は、前記第 2の筐体に設けられて前記回路基板上のグランドバタ ーンと所定の間隔を隔てて配置されると共に第 1給電部が設けられており、
前記第 1アンテナ素子か前記第 2アンテナ素子かのいずれか一方を選択して無線 回路に接続するアンテナ切替回路と、前記第 2アンテナ素子に選択的に接続される 共振回路および整合回路と、前記第 2給電部を前記共振回路か前記整合回路かの いずれかを選択して接続する切替回路と、前記第 1の筐体と第 2の筐体の開閉状態 を検出する開閉検出手段とを備え、
前記第 1の筐体と前記第 2の筐体が開いている場合には、前記アンテナ切替回路 は前記第 1アンテナ素子を選択すると共に前記切替回路は前記共振回路を選択し、 前記第 1の筐体と前記第 2の筐体が閉じている場合には、前記アンテナ切替回路 は前記第 2アンテナ素子を選択すると共に前記切替回路は前記整合回路を選択し て前記整合回路を介して給電されるように制御することを特徴とする携帯無線機。
[2] 前記第 1の筐体と前記第 2の筐体が開いている場合には、前記共振回路が接続さ れた前記第 2アンテナ素子が第 1周波帯に共振するように前記共振回路を設定し、 前記第 1の筐体と前記第 2の筐体が閉じている場合には、前記第 2アンテナ素子が 前記第 1周波帯と第 2周波数帯の両方で共振するよう前記整合回路を設定すること を特徴とする請求項 1記載の携帯無線機。
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