WO2006092913A1

WO2006092913A1 - アンテナ装置および無線機器

Info

Publication number: WO2006092913A1
Application number: PCT/JP2006/300972
Authority: WO
Inventors: Shingo Sumi; Tsukasa Takahashi; Kenya Nagano; Yutaka Saito; Hiroyuki Sasaki
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2005-03-01
Filing date: 2006-01-23
Publication date: 2006-09-08
Also published as: JP2006279915A; EP1855351A1; JP4961125B2

Abstract

　接続ケーブル内にアンテナ素子を配置し、広い周波数帯域において高いアンテナ性能を有する携帯機器用接続ケーブルおよび携帯機器を提供する。　筐体１とイヤホン２５との間の接続ケーブル２上に筐体１と所定の距離を隔てて回路基板１６を設け、回路基板１６とイヤホン２５との間にイヤホン２５と所定の距離を隔てて第２中継手段２０を設け、第２中継手段２０から二股に分岐した接続ケーブル２の先端にイヤホン２６を設け、筐体１と回路基板１６との間に同軸ケーブル３を配置し、回路基板１６と第２中継手段２０との間にアンテナ素子４を配置し、第２中継手段２０とイヤホン２５の間にアンテナ素子５を配置し、第２中継手段２０とイヤホン２６の間にアンテナ素子６を配置し、アンテナ素子４、アンテナ素子５およびアンテナ素子６に筐体１の内部に配置された無線回路部１２から同軸ケーブル３を介して給電する。

Description

明細書

アンテナ装置および無線機器

技術分野

[0001] 本発明はアンテナ機能を有する線状導体としてのアンテナ装置および無線機器に関するものである。

背景技術

[0002] 従来の携帯機器に接続するケーブルと一体的に構成するアンテナとしては、例えば特許文献 1に開示されてヽるような、イヤホンなどの外部接続機器の信号線をアンテナとして利用するものがある。この特許文献 1に記載の携帯機器では、図 13に示すように、アンテナ素子 31が、接続ケーブル 2内の携帯機器の筐体 1に近い部分に配置されている。そのため、図 13に示すように、イヤホン 25を装着した使用者 30が画面を視て使用する状態 (テレビジョン視聴状態)では、重力影響によりアンテナ素子 31が地面に対して垂直になり易い。

特許文献 1：特開 2000— 349868号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] し力しながら、上記特許文献 1に示されている携帯機器のアンテナでは、図 13に示すように実際のテレビジョン視聴状態において、重力の影響によりアンテナ素子 31が地面に対して垂直に垂れ下がるため主偏波が垂直になり、テレビジョン放送のような主偏波が水平である電波を受信する場合には、主偏波の違いから放送受信性能が劣化するという課題があった。

また、アンテナ素子が 1つの周波数帯のみに共振しているため、地上波アナログテレビジョン放送のように VHF帯、 UHF帯を使用する複数の広い周波数帯域に対応できないという課題があった。

[0004] 本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、複数の広い周波数帯域におヽて、高ヽ放送受信性能を確保できるアンテナ装置および無線機器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

[0005] 本発明のアンテナ装置は、無線機器に接続される第 1接続手段と、前記無線機器から周辺機器に複数の信号を伝送する接続ケーブルと、複数のアンテナ素子とを一体的に構成するアンテナ装置であって、前記第 1接続手段と接続される同軸線と、前記同軸線と接続され、接続ケーブルの途中位置に第 1アンテナ素子と、前記第 1アンテナ素子と第 1高周波帯域を遮断する遮断手段を介して接続される第 2アンテナ素子とを備え、前記第 1アンテナ素子が前記第 1周波数帯域のアンテナとして動作し、前記第 1アンテナ素子および前記第 2アンテナ素子の全体が第 2周波数帯域のアンテナとして動作し、各々のアンテナ受信信号は前記同軸線との接続部で取り出され、前記無線機器に伝送される構成を有して、る。

[0006] また、本発明のアンテナ装置は、無線機器に接続される第 1接続手段と、前記無線機器カゝら周辺機器に複数の信号を伝送する接続ケーブルと、複数のアンテナ素子とを一体的に構成するアンテナ装置であって、前記接続ケーブルの途中位置に所定の間隔で配置される前記複数の信号を中継する第 1中継手段および第 2中継手段と、前記第 1中継手段と前記第 2中継手段との間に第 1アンテナ素子と、前記第 2中継手段と周辺機器との間に第 2アンテナ素子とを備え、前記第 1アンテナ素子と前記第 2アンテナ素子は、前記第 2中継手段に設けられた、第 1高周波を遮断する遮断手段を介して接続され、前記第 1アンテナ素子が前記第 1周波数帯域のアンテナとして動作し、前記第 1アンテナ素子および前記第 2アンテナ素子の全体が第 2周波数帯域のアンテナとして動作し、各々のアンテナ受信信号は前記第 1中継手段で取り出され、前記第 1接続手段と前記中継手段の間に配置される同軸線によって前記無線機器に伝送される構成を有して、る。

[0007] これらの構成により、第 1アンテナ素子によって得られる共振と、第 1アンテナ素子と第 2アンテナ素子とを接続して得られる共振との 2つの共振を得ることができ、複数の広、周波数帯域にぉ、て高、アンテナ性能を得ることができるとともに、無線機器の使用状態において第 1周波数帯に対応した第 1アンテナ素子の主偏波を水平にでき高、放送受信性能が得られることとなる。

[0008] さらに、本発明のアンテナ装置は、前記第 2中継手段から 2つに分岐されて周辺機器と接続する第 2接続部および第 3接続部と前記第 2中継手段との間において、一方に前記第 2アンテナ素子、他方に第 3アンテナ素子を備え、前記第 1アンテナ素子および前記第 3アンテナ素子の全体が第 3周波数帯域のアンテナとして動作する構成を有している。

[0009] この構成により、接続ケーブルが接続手段に嵌合接続している状態において、第 1 アンテナ素子が第 1周波数帯域のアンテナとして動作し、第 2アンテナ素子が第 2周波数帯域のアンテナとして動作し、第 1アンテナ素子および第 3アンテナ素子の全体が第 3周波数帯域のアンテナとして動作するため、広い周波数帯域幅において高いアンテナ性能が得られることとなる。

[0010] また、本発明のアンテナ装置は、前記第 3アンテナ素子の電気長は前記第 2アンテナ素子の電気長よりも長、構成を有して、る。

[0011] この構成により、接続ケーブルが接続手段に嵌合接続している状態において、第 1 アンテナ素子が第 1周波数帯域のアンテナとして動作し、第 1アンテナ素子および第

2アンテナ素子の全体が第 2周波数帯域のアンテナとして動作し、第 3アンテナ素子が第 3周波数帯域のアンテナとして動作するため、広い周波数帯域幅において高いアンテナ性能が得られることとなる。

[0012] そして、本発明のアンテナ装置は、前記第 1中継手段に接続される前記接続ケーブル力分岐され、周辺機器と接続する第 3接続部と前記第 1中継手段との間に第 3 アンテナ素子をさらに備え、前記第 3アンテナ素子が第 3周波数帯域のアンテナとして動作し、前記無線機器の外部アンテナとして動作する構成を有して!/ヽる。

[0013] また、本発明のアンテナ装置は、前記第 3アンテナ素子は、前記第 1アンテナ素子と前記第 2アンテナ素子とを合わせた電気長よりも長、構成を有してヽる。

[0014] さらに、本発明のアンテナ装置は、前記第 1中継手段に、前記複数の信号線に対して直列に前記第 1または第 3高周波帯域を遮断する第 2高周波遮断手段を有している。

[0015] また、本発明のアンテナ装置は、前記第 2中継手段に、前記複数の信号線に対して直列に前記第 1高周波帯域を遮断する第 3高周波遮断手段を有している。

[0016] そして、本発明のアンテナ装置は、前記第 1中継手段に、前記同軸線と前記第 1ァンテナ素子とに電気的に接続されてインピーダンス整合をとる整合回路を備えている

[0017] また、本発明のアンテナ装置は、前記第 1中継手段または第 2中継手段において、前記複数の信号線に前記無線機器を制御する制御手段を備えている。

[0018] さらに、本発明のアンテナ装置は、前記第 2中継手段において、前記接続ケーブルを着脱可能に接続する接続部を備えて!/ヽる。

[0019] そして、本発明のアンテナ装置は、前記接続ケーブルにおいて、前記複数の信号線と前記アンテナ素子は別々の非導電性被膜被覆され、所定の間隔を隔てて配置する構成を有している。

[0020] また、本発明のアンテナ装置は、前記周辺機器は発音素子を含むイヤホンであり、前記接続ケーブルは前記イヤホンに接続し、前記無線機器から前記イヤホンへ伝送される前記複数の信号線には少なくとも音声信号が含まれ、イヤホンケーブルとして動作する構成を有している。

[0021] さらに、本発明のアンテナ装置は、前記第 2アンテナ素子または前記第 3アンテナ素子の開放端部と前記発音素子とを所定の間隔を隔てて配置する構成を有している

[0022] また、本発明のアンテナ装置は、前記接続ケーブルが前記携帯無線機器と接続して使用される状態において、第 1アンテナ素子と第 2アンテナ素子の両方またはいずれか一方が略水平状態になる構成を有して、る。

[0023] そして、本発明の無線機器は、複数の周波数帯域で受信可能な無線機器であって

、前述した接続ケーブルが接続される構成を有している。

[0024] この構成により、複数の広い周波数帯域において高いアンテナ性能を得ることができるとともに、高い放送受信性能が得られ、第 3周波数帯域に該当する 90MHzから

110MHz程度（VHF帯

Low- channel)、第 2周波数帯域に該当する 170MHzから 220MHz程度（VHF帯 Hi gh-channel)および第 1周波数帯域に該当する 470MHzから 770MHz程度（UHF帯 )の 3バンドを良好に受信できることとなる。

発明の効果 [0025] 本発明は、第 1アンテナ素子が第 1周波数帯域のアンテナとして動作し、第 1アンテナ素子および第 2アンテナ素子の全体が第 2周波数帯域のアンテナとして動作し、接続ケーブルが第 1周波数帯域および第 2周波数帯域の両帯域に対応した外部アンテナとして動作するので、外部アンテナとして携帯機器に接続して使用する接続ケーブル内のアンテナにおいて、アンテナ素子を複数の広い周波数帯域に共振させ広帯域ィ匕でき、高ヽ放送受信性能を確保できるとヽぅ効果を有する携帯機器用接続ケ一ブルを提供することができるものである。

図面の簡単な説明

[0026] [図 1]第 1実施形態の携帯機器および接続ケーブルの基本構成図

[図 2]第 1実施形態の携帯機器および接続ケーブルの等価アンテナ構成図

[図 3]第 1実施形態の携帯機器および接続ケーブルの使用状態 (テレビジョン視聴状態)を示す図

[図 4]第 1実施形態の携帯機器および接続ケーブルの構成要素である接続ケーブルの輪切り断面図

[図 5]第 2実施形態の携帯機器および接続ケーブルの基本構成図

[図 6]第 3実施形態の携帯機器および接続ケーブルの基本構成図

[図 7]第 1実施形態の携帯機器および接続ケーブルの構成要素であるイヤホン部 25 の内部構成図

[図 8]第 1実施形態の携帯機器および接続ケーブルの等価アンテナ構成図

[図 9]第 4実施形態の要部である回路基板 16の詳細構造図

[図 10]第 5実施形態の携帯機器および接続ケーブルの基本構成を示す図

[図 11]第 5実施形態の携帯機器および接続ケーブルの基本構成を示す図

[図 12]第 5実施形態の携帯機器および接続ケーブルの要部である第 2中継手段 20 の詳細構造図

[図 13]従来の携帯機器および接続ケーブルの使用状態 (テレビジョン視聴状態)を示す図

符号の説明

[0027] 1 無線機器 2 接続ケーブル

3 同軸ケーブル

3a 同軸線

4 第 1アンテナ素子

5 第 2アンテナ素子

6 第 3アンテナ素子

7 信号線

8 =3キクタ

10 接続ピン

12 端子パネ

13 無線回路部

14 制御部

15 回路基板

16 第 1中継手段

17 整合回路

18 第 1高周波遮断手段

19 第 2高周波遮断手段

20 第 2中継手段

22 第 3高周波遮断手段

23 プッシュボタン

24 制御手段

25、 26 イヤホン

27 被膜

D1 所定の間隔

発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施形態のアンテナ装置および無線機器について、図面を用いて説明する。

本発明の第 1実施形態の携帯機器用接続ケーブルおよび携帯機器を図 1に示す。ここでは、携帯機器のアンテナは、一例として、主偏波が水平である地上波アナ口グテレビジョン放送の受信に用いるものとして説明する。使用する周波数は、例えば第 3周波数帯域である 90MHzから 110MHz程度 (VHF帯

Low- channel)、第 2周波数帯域である 170MHzから 220MHz程度（VHF帯 High- c hannel)および第 1周波数帯域である 470MHzから 770MHz程度（UHF帯）の 3バンドである。また、さらに地上波ディジタルテレビジョン放送の受信にも用いるものとする。地上波ディジタルテレビジョン放送の周波数は、第 1周波数帯域に含まれる。

[0029] 以下に説明する各実施形態において、同軸線を例示するが、本発明は複数の電線が束ねられたワイヤーハーネスや、複数の電線が並行配置されたフラットハーネス等を採用してもよい。

また、中継基板としては、硬質あるいは軟質の基材に沿って形成された回路パターンに多数の電子部品が実装された回路基板を採用してもよぐあるいは電線における所定個所に電子部品や素子等を介装した構造を採用してもよい。

[0030] なお、テレビジョン放送以外の複数の周波数帯域にわたるアプリケーションに利用する場合においても、アンテナ素子長を変更するなどの手段を講じることにより、本発明は有効である。

[0031] (第 1実施形態）

図 1は本発明に係る第 1実施形態の携帯機器および接続ケーブルの基本構成図、図 2は本発明に係る第 1実施形態の携帯機器および接続ケーブルの等価アンテナ構成図、図 3は本発明に係る第 1実施形態の携帯機器および接続ケーブルの使用状態であるテレビジョン視聴状態を示す図、図 4は本発明に係る第 1実施例の携帯機器および接続ケーブルの構成要素である接続ケーブルの断面図、図 7は本発明に係る第 1実施形態の携帯機器および接続ケーブルの構成要素であるイヤホン部 2 5の内部の図である。図 1、図 2、図 3、図 4ないし図 7において、同一の構成要素には同一の符号を付す。

図 1では、本実施形態に係る携帯機器の筐体 1の内部に設けられた接続手段であるコネクタ 11に、接続ケーブル 2の一方の端に設けられたコネクタ 8が差し込まれた状態を示している。筐体 1の内部には、回路基板 15が配設されている。 [0032] 携帯機器内部の回路基板 15には、地上波アナログ、地上波ディジタルの少なくとも一方のテレビチューナ機能を備えた無線回路部 13および演算機能や記憶機能を備えた制御部 14およびコネクタ 11が実装されており、半田付けなどにより機械的に固定されている。

[0033] コネクタ 11の内部に配設された複数の端子パネ 12は、無線回路部 13および制御部 14、回路基板 15の接地電位となるグランドパターンにそれぞれ回路基板 15上の印刷パターンを介して接続される。

[0034] コネクタ 8の内部には、回路基板 9が配設されており、回路基板 9に複数の接続ピン 10が半田付けなどにより機械的に固定されている。コネクタ 8の複数の接続ピン 10をコネクタ 11に差し込むことにより、複数の接続ピン 10と複数の端子パネ 12とがそれぞれ機械的に接続され電気的に接続される。回路基板⁹には、同軸ケーブル 3の内部導体と導電性の外部導体と複数の信号線 7とがそれぞれ半田付けなどにより固定されている。

[0035] 同軸ケーブル 3は、例えば 75 Ωの高周波伝送線路であり、屈曲自在な材質で構成されており、その内部導体は無線回路部 13に、その外部導体は回路基板 15のダランドパターンに、それぞれ接続ピン 10と端子パネ 12とを介して電気的に接続される。また、導電性の外部導体の外側には、非導電性の材質で覆われている。ここでは同軸ケーブルの長さ L1は 25cmである。

[0036] 複数の信号線 7は、屈曲自在な線状導体であり、線状導体の外側は、非導電性の材質で覆われており、制御部 14に接続ピン 10と端子パネ 12とを介して電気的に接続される。

[0037] 同軸ケーブル 3と複数の信号線 7とは、接続ケーブル 2を構成している非導電性の材質により覆われ、束ねられている。ここで、接続ケーブル 2内の同軸ケーブル 3と複数の信号線 7とは、それぞれの外側を覆ってヽる非導電性の材質があるためそれぞれの金属部分は接触しな!、構成となる。

[0038] 同軸ケーブル 3のコネクタ 8の他端には、第 1中継手段 16が接続されている。第 1中継手段 16を構成する回路基板上には、整合回路部 17と第 2高周波遮断手段に該当する複数のインダクタンス素子 19とが半田付けなどにより機械的に固定されて!、る [0039] 整合回路部 17は、一方の端を同軸ケーブル 3の内部導体、すなわち同軸線 3aに接続され、他方の端を第 1アンテナ素子であるアンテナ素子 4に接続されており、ァンテナ素子 4のインピーダンスを UHF帯において 75 Ωに調整する。さらに、アンテナ素子 4と第 1高周波遮断手段であるインダクタンス素子 18と第 2アンテナ素子であるアンテナ素子 5とで構成されるアンテナ素子のインピーダンスを VHF帯 High- channel において 75 Ωに調整する。さらに、アンテナ素子 4とインダクタンス素子 18と第 3アンテナ素子であるアンテナ素子 6とで構成されるアンテナ素子のインピーダンスを VHF 帯 Low- channelにおいて 75 Ωに調整する機能を果たす。

[0040] 複数のインダクタンス素子 19は、複数の信号線 7の少なくとも 1本以上に直列に挿入されている。このインダクタンス素子 19は、アンテナ素子 4に平行に配置された信号線 7とアンテナ素子 4とが高周波的に容量結合した場合に、同軸ケーブル 3に平行に配置された複数の信号線 7に高周波信号 (アンテナ電流）が漏洩しな、ようにする役割を果たす。よって、複数のインダクタンス素子 19は、当該システムの受信周波数帯域である VHF帯 Low-channel、VHF帯 High-channelおよび UHF帯の信号に対してはインピーダンスが高ぐ 10MHz以下力直流成分に対してはインピーダンスが低ければょ、。このように複数の広、周波数帯域にぉ、て高周波信号を遮断するため、自己共振周波数が VHF帯 Low-channel、 VHF帯 High-channelに対応した 1つのィンダクタンス素子と、 UHF帯に対応した 1つのインダクタンス素子とを直列に配置してもよい。さらに、 3以上の複数のインダクタンス素子を直列に配置してもよい。また、口一パスフィルタや LC並列共振回路などであってもよい。

[0041] また、複数のインダクタンス素子 19は、 A— A'の一直線上に配置することがアンテナ性能上望ましい。これは、例えば A—A'の一直線上にインダクタンス素子 19を配置していない場合には、インダクタンス素子 19の同軸ケーブル 3側の信号線 7とアンテナ素子 4側の信号線 7とがインダクタンス素子 19を介さずに直接高周波的に容量結合し、同軸ケーブル 3側の信号線 7に高周波電流が漏洩しアンテナ性能が低下するためである。また、第 1中継手段 16を構成する回路基板の接地電位となるグランドパターンは、 A—A'よりアンテナ素子 4側に配置しないようにすることがアンテナ性能上好ましい。

[0042] アンテナ素子 4は、屈曲可能な線状導体で構成され一方の端は第 1中継手段 16に、他方の端は第 2中継手段 20に接続される。アンテナ素子 4と複数の信号線 7とは図 4に示されるように所定の間隔 D1を隔てて平行に配置され被覆手段である被膜 27 により覆われ、接続ケーブル 2を構成している。本出願人の実験によれば D1は lmm 以上であれば高いアンテナ性能を確保できる。ここで、接続ケーブル 2内の複数の信号線 7は、非導電性の材質により被覆されそれぞれの金属導体は接触しな!ヽ構成となっている。

[0043] 第 2中継手段 20を構成する回路基板上には、アンテナ素子 4の一端と、第 1高周波遮断手段に該当するインダクタンス素子 18と、第 3高周波遮断手段であるインダクタンス素子 22と、携帯機器の制御手段であるプッシュ式スィッチ 24と、第 2アンテナ素子に該当するアンテナ素子 5の一端と、第 3アンテナ素子に該当するアンテナ素子 6 の一端が半田付けなどにより機械的に固定されている。

[0044] アンテナ素子 4は、第 2中継手段 20と接続する側において第 1高周波遮断手段に該当するインダクタンス素子 18によって UHF帯におヽて電気的に開放され UHF帯用アンテナとして動作する。長さ L2は UHF帯にぉ、て 1Z2波長から 3Z2波長程度であり、ここでは 45cmである。

[0045] インダクタンス素子 18は、 UHF帯の信号に対してはインピーダンスが高ぐ VHF帯 H igh-channel力直流成分に対してはインピーダンスが低ければよぐ自己共振周波数が UHF帯であればよい。また、ローパスフィルタや LC並列共振回路などであってもよい。

[0046] プッシュ式スィッチ 24にはプッシュボタン 23が搭載されており、使用者がプッシュボタン 23を押すことにより複数の信号線 7を介して制御部 14に電気信号が伝達され、例えば、携帯機器の通信開始および終了が手元のプッシュボタンを押すことにより可能にでき使用者の利便性を向上できるものである。このプッシュ式スィッチ 24は、例えば、ボリュームやチャンネル切替えなどの携帯機器の外部スィッチとして機能するものであればよぐさらに、 1以上の複数個あってもよい。

[0047] インダクタンス素子 22は、複数の信号線 7の少なくとも 1本以上に直列に挿入され、インダクタンス素子 18と同様に作用する素子であり、アンテナ素子 4と信号線 7との容量結合によって、信号線 7を介して UHF帯の高周波信号がアンテナ素子 5、アンテナ素子 6および複数の信号線 7のうちアンテナ素子（5, 6)に対し平行に配置された部分に漏洩するのを防ぐ役割を果たす。

[0048] ここで、インダクタンス素子 18およびインダクタンス素子 22は、第 2中継手段 20上の B— B'に一直線に配置されることがアンテナ性能上望ましい。第 2中継手段 20からは、複数の信号線 7が二股に分岐される。二股に分かれた複数の信号線 7の一方にはアンテナ素子 5が平行に配置され、（アンテナ素子とイヤホンとは電気的に接続されない。）複数の信号線 7の先端 (第 1先端部）とには発音素子であるイヤホン 25が電気的に接続されており、他方にはアンテナ素子 6が平行に配置され、信号線 7の先端 (第 2先端部）とには発音素子に該当するイヤホン 26が電気的に接続されている。

[0049] イヤホン 25には、図 7に示すようにアンテナ素子 5の開放端部から間隔 G10を隔てた位置に使用者の耳に挿入される音孔面 101が配置される。本出願人の実験によれば G10は lmm以上であれば、アンテナ素子の人体の一部である耳に近接することによるアンテナ性能劣化を軽減でき、高いアンテナ性能を確保でき、 G10の間隔が広、ほど高、アンテナ性能を得ることができる。

[0050] アンテナ素子 4と複数の信号線 7とは図 4に示されるように所定の間隔 D1を隔てて皮膜 27により覆われ、接続ケーブル 2を構成している。本出願人の実験によれば D1 は lmm以上であれば高!、アンテナ性能を確保でき、 D1の間隔が広!、ほど高!、アンテナ性能を得ることができる。アンテナ素子 5およびアンテナ素子 6は、第 2中継手段 20と接続する側でインダクタンス素子 18を介してアンテナ素子 4に電気的に接続される。インダクタンス素子 18は VHF帯においてインピーダンスが低ぐ UHF帯においてインピーダンスが高い。

[0051] そのため、 VHF帯 High-channel用として、アンテナ素子 4とアンテナ素子 5が長さ（L 2 + L3=L5 = 95cm)の当該周波数帯において 1Z4波長から 3Z4波長程度の 1本のアンテナとして動作する。

[0052] さらに、 VHF帯 Low-channel用として、アンテナ素子 4とアンテナ素子 6が長さ（L2 + L4=L6 = 140cm)の当該周波数帯において 1Z4波長から 3Z4波長程度の 1本のアンテナとして動作する。

[0053] さらに、 UHF帯用として、アンテナ素子 4が長さ（L2=45cm)の当該周波数帯において 1Z2波長から 3Z2波長程度の 1本のアンテナとして動作する。

[0054] 図 3に示すような使用者 30のテレビジョン視聴状態において、アンテナ素子 4は使用者 30の人体力も距離を隔てて水平に配置される。ここで、アンテナ素子 4の全部が水平に配置される必要はなぐ本出願人の実験によるとアンテナ素子 4の長さの 50 %程度が水平に配置されれば、 UHF帯において主偏波を水平に傾ける効果を得られることが分かっている。

[0055] 上記のように構成された携帯機器および接続ケーブルでは、携帯機器のコネクタ 1 1に接続ケーブル 2のコネクタ 8が嵌合接続されることにより、図 2に示すようにアンテナ素子 4が長さ L2=45cm程度の UHF帯用アンテナとして、アンテナ素子 4とアンテナ素子 5とが長さ L5 = 95cm程度の VHF帯 High-channel用アンテナとして、アンテナ素子 4とアンテナ素子 6とが長さ L6 = 140cm程度の VHF帯 Low-channel用アンテナとして動作し、これらのアンテナのインピーダンスを無線回路 13の入力インピーダンス (一般的には 75 Ω )に整合する機能を整合回路部 17が果たす。

[0056] また、制御部 14が複数の信号線 7を介して、プッシュスィッチ 24、イヤホン 25およびイヤホン 26に電気信号を伝達する。

[0057] このようにアンテナが構成された携帯機器および接続ケーブルでは、従来のィャホンケーブルが 1つの周波数帯にのみ共振する 1本のモノポールアンテナとして動作する構成とは異なり、イヤホンケーブル内にそれぞれ電気長が異なった 3つのアンテナを配置するため、地上波アナログテレビジョンの 3つの広い周波数帯域において安定して高いアンテナ性能を得ることができ、さらに、アナログテレビジョン放送に対応しつつ、 UHF周波数帯のみのディジタルテレビジョン放送を対応する場合にぉ、ては主偏波を水平に傾けることができ高い放送受信性能が得ることができる。

[0058] なお、本実施形態の携帯機器および接続ケーブルでは、 VHF帯 Low- channel, VH F帯 High-channelおよび UHF帯の 3つの周波数帯に対応したアンテナ構成について説明したがこれに限るものではなぐ 2つの離れた周波数帯に対応する場合には、第 2中継手段 20からアンテナ素子を二股に分岐する必要はなぐ例えば、イヤホン 1つでよい。それに対して、本実施形態では、 3つの離れた周波数帯に対応するため二股に分岐しており、追加したアンテナ素子を含んだケーブルが分岐接続ケーブルとなっている。

[0059] また、本実施形態の携帯機器および接続ケーブルでは、アンテナ素子 4の両端に配置された第 1中継手段 16と第 2中継手段 20の両方においてインダクタンス素子（1 9、 22)を信号線 7に直列に配置したがこれに限るものではなぐ第 1中継手段 16又は第 2中継手段 20のヽずれか一方にインダクタンス素子 (19, 22)を信号線 7に直列に配置した場合でも、両方に配置した場合よりアンテナ性能は低下するが、配置しな V、場合と比較して高、アンテナ性能を得ることができる。

[0060] さらに、本実施形態の携帯機器および接続ケーブルでは、アンテナ素子 4、アンテナ素子 5又はアンテナ素子 6と複数の信号線 7とは所定の間隔 D1を隔てて平行に配置され皮膜 27により覆われる構造としたがこれに限るものではなぐアンテナ素子 4 又はアンテナ素子 5又はアンテナ素子 6と複数の信号線 7とを間隔を隔てず束ねて平行に配置した場合でも、本実施形態の構成と比較してアンテナ性能は低下するが、 3 つの周波数帯域にぉ、て高、アンテナ性能を得ることができる。

[0061] なお、本発明のアンテナ装置は、第 1中継手段 16として、回路基板上に複数のインダクタンス素子 19を配置したが回路基板に限定されるものではなぐ高周波の遮断手段を有する構成であればょヽ。

[0062] また、本発明のアンテナ装置は、アンテナ素子 5とアンテナ素子 6とは第 2中継手段 20において接続され、分岐される構成をとっている力これに限定されるものではなぐ図 8に示すように、第 2中継手段 20を構成するインダクタンス素子 18とイヤホン（2 5、 26)との中間において分岐すればよい。この場合、アンテナ素子 5とアンテナ素子 6とは、 L10の長さにおいて 1本のアンテナ素子を共用する構成となる。

[0063] (第 2実施形態）

図 5は本発明に係る第 2実施形態の携帯機器および接続ケーブルの基本構成図である。第 2実施形態において、第 1実施形態との相違点は第 1中継手段 16上に配置されたキャパシタンス素子 32を追加した点と、第 1アンテナ素子 4、第 2アンテナ素子 5および第 3アンテナ素子 6を削除した点であり、これ以外は第 1実施形態と同様の構成である。

図 5において、図 1、図 2、図 3および図 4と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

[0064] キャパシタンス素子 32は、第 1中継手段 16を構成する回路基板上に半田付けなどにより機械的に固定され、整合回路 17と複数の信号線 7のうち少なくとも 1本以上との間に接続され配置される。ここで、キャパシタンス素子 32は、インダクタンス素子 19 とインダクタンス素子 22に挟まれた信号線 7に接続され、当該システムの受信周波数である VHF帯 Low-channel、 VHF帯 High-channelおよび UHF帯の信号に対してはィンピーダンスが低ぐ 10MHz以下から直流成分に対してはインピーダンスが高く設定される。本出願人の実験によれば、 820pF以上の容量値であれば十分である。

[0065] 上記のように構成された携帯機器および接続ケーブルでは、携帯機器のコネクタ 1 1に接続ケーブル 2のコネクタ 8が嵌合接続されることにより、インダクタンス素子 19とインダクタンス素子 22に挟まれた信号線 7が UHF帯においてアンテナとして動作し、インダクタンス素子 22とイヤホン 25に挟まれた信号線 7力VHF帯 High- channelにおいてアンテナとして動作し、インダクタンス素子 22とイヤホン 26に挟まれた信号線 7が VHF帯 Low-channelにお!/、てアンテナとして動作し、これらのアンテナのインピーダンスを無線回路 13の入力インピーダンス (一般的には 75 Ω )に整合する機能を整合回路部 17が果たす。すなわち、実施形態 1と異なり信号線 7に高周波信号と制御信号を重畳させる構成により、別途アンテナ素子を設けなくても信号線 7がアンテナ素子の役割を果たすことができる。

本構成では、実験によれば実施例 1のように専用のアンテナ素子（2、 5、 6)を設けた場合と比較して l〜3dBといった若干のアンテナ性能の劣化が確認された力実使用には充分耐えうる高、アンテナ性能を確保できるものである。

[0066] このようにアンテナが構成された携帯機器および接続ケーブルでは、信号線をアンテナ素子として動作させることができ、別途アンテナ素子を設ける必要がな、簡単な構成で、複数の広い周波数帯に対して高いアンテナ性能を得ることができる。

[0067] なお、本実施形態の携帯機器および接続ケーブルでは、キャパシタンス素子 32を用いたがこれに限るものではなぐハイパスフィルターのように特定の高、周波数帯のインピーダンスを低くでき、低、周波数帯のインピーダンスを高くできるものであれば同様の効果が得られる。

[0068] (第 3実施形態）

図 6は本発明に係る第 3実施形態の携帯機器および接続ケーブルの基本構成図である。

図 6において、図 1、図 2、図 3又は図 4と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

第 1実施形態との相違点は、アンテナ素子の二股に分かれる位置である。第 1実施形態では、第 2中継手段 20においてアンテナ素子 5とアンテナ素子 6が分岐する構成であった。それに対し、本実施の形態では、アンテナ素子 6が第 1中継手段 16でァンテナ素子 4と分岐する構成を採る。そのため、アンテナ素子 6の長さも第 1実施形態のものとは異なる。また、分岐接続ケーブルには、第 1中継手段 16に接続されたアンテナ素子 6とアンテナ素子 6に平行に配置された複数の制御線 7とで構成されたケーブル 33が該当する。

[0069] アンテナ素子 6は第 1中継手段 16を構成する回路基板上でアンテナ素子 4に接続される。アンテナ素子 6は VHF帯 Low-channel用のアンテナとして動作し、アンテナの長さ L6は VHF帯 Low-channelにおいて 1Z4波長から 3Z4波長程度であり、ここでは 140cmである。第 1中継手段 16を構成する回路基板上の整合回路 17はアンテナ素子 4およびアンテナ素子 6との両方に接続される。

[0070] 上記のように構成された携帯機器および接続ケーブルでは、携帯機器のコネクタ 1 1に接続ケーブル 2のコネクタ 8が嵌合接続されることにより、アンテナ素子 4が長さ L 2=45cm程度の UHF帯用アンテナとして、アンテナ素子 4とアンテナ素子 5とが長さ L2+L3 = 95cm程度の VHF帯 High-channel用アンテナとして、アンテナ素子 6が長さ L5 = 140cm程度の VHF帯 Low- channel用アンテナとして動作し、これらのアンテナのインピーダンスを無線回路 13の入力インピーダンス（一般的には 75 Ω )に整合する機能を整合回路部 17が果たす。

[0071] このようにアンテナが構成された携帯機器および接続ケーブルでは、アンテナ性能の確保しにくい低い周波数帯に対応するアンテナ素子を他のアンテナ素子力離して構成できるため、実施形態 1と比較して、 VHF帯 Low-channelのアンテナ性能をさらに高くすることができつつ、他の周波数帯のアンテナ性能を確保できる。

[0072] (第 4実施形態）

図 9は本発明に関わる第 4実施形態の要部である第 1中継手段 16の詳細構造図である。

図 9において、図 1、図 2、図 3、図 4、または、図 7と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

[0073] 第 1実施形態との相違点は、整合回路 17の替わりに、回路基板 16上にそれぞれ異なるインピーダンスを有する整合回路 105と整合回路 106を設け、無線部 13とァンテナ素子 4とを整合回路 105又は整合回路 106のいずれかの一方を介して接続する構成を採ることである。

[0074] 整合回路 105又は整合回路 106の選択は、信号線 7のうちの 1本を用いて、制御部 14の電気信号を高周波スィッチ（104、 107)に伝達することで行なわれる。

上記のように構成された携帯機器および接続ケーブルでは、それぞれ異なるインピ一ダンスを有する整合回路 105と整合回路 106を切替えるため、整合回路 105を選択した場合のアンテナ素子 4、アンテナ素子 5及びアンテナ素子 6の共振周波数と、整合回路 106を選択した場合の共振周波数とが異なり、アンテナのインピーダンスを無線回路 13の入力インピーダンス（一般的には 75 Ω )に整合できる周波数範囲が拡大する。

[0075] このようにアンテナが構成された携帯機器および接続ケーブルでは、単に複数の異なる整合回路を切替える構成により、アンテナの動作周波数範囲を広帯域にできる。

なお、本発明のアンテナ装置は、異なるインピーダンスを有する整合回路 105と整合回路 106を切替える構成に限定されるものではなぐピンダイオードや、ノラクタダィオードのような印加電圧によって電気的特性を変化させることができるデバイスを用 V、て整合回路のインピーダンスを調整できるものであれば、同等の効果を得ることができる。

[0076] (第 5実施形態）図 10及び図 11は本発明に関わる第 5実施形態の基本構成を示す図である。図 10及び図 11において、図 1、図 2、図 3、図 4、または、図 7と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

[0077] 第 1実施形態との相違点は、コネクタ 8からイヤホン（25、 26)までを分離できない一体構成とせず、ジャック 111とプラグ 110を用いて分離可能にしたことである。

プラグ 110は、 4端子あり、ここでは、汎用の φ 3. 5mmの 3極端子 112と、別に 1極端子 113とが設けられているものとする。 3極端子 112は、先端から順に左用音声信号端子、右用音声信号端子、回路基板 15のアースと同電位のアース端子で構成される。 1極端子 113は、アンテナ専用端子である。

[0078] ジャック 111は、第 2中継手段 20に配置されており、プラグ 110と勘合接続でき、プラグ 110の 4端子に対応して電気的に接続できる構成を採る。

そのため、ジャック 111とプラグ 110を介してアンテナ素子 4がアンテナ素子（5, 6) に電気的に接続され、制御部 14とイヤホン（25、 26)が電気的に接続される構成のため、電気的には実施形態 1と変わらない構成になる。以下では、アンテナ素子 5、 6 が搭載された、ジャック 111に 4端子が接続される専用のプラグ 110からイヤホン（25 、 26)までを専用イヤホンをする。

[0079] さらに、図 11に示すように、アンテナ素子（5、 6)が未搭載の巿販イヤホン 121のプラグ 120がジャック 111に接続された場合には、アンテナとして UHF周波数帯に対応して、、るアンテナ素子 4が動作でき、音声信号もジャック 111とプラグ 120を介してイヤホン（25, 26)に伝達される。

[0080] 上記のように構成された携帯機器および接続ケーブルでは、使用者が好みに合わせた巿販イヤホン 121を使用でき、アンテナ素子 4の長さに対応した周波数帯において高いアンテナ性能を確保できる。さらに専用イヤホンを装着した場合には、アンテナ素子 4、アンテナ素子 (4と 5)、アンテナ素子 (4と 6)の 3つの長さに対応した複数の周波数帯にぉ、て高、アンテナ性能を確保できる。

[0081] このようにアンテナが構成された携帯機器および接続ケーブルでは、使用者の利便性を向上でき、高いアンテナ性能を確保できる。

なお、本実施形態の携帯機器および接続ケーブルでは、ジャック 111の形状は 3極端子 112と、別に 1極端子 113とが設けられているものに限らず、図 12に示す例えば φ 3. 5mmの汎用 4極ジャック 131と、ジャック 131に勘合接続可能な 4極プラグ 130 であっても、ジャック 131とプラグ 130を介してアンテナ素子 4とアンテナ素子（5、 6) が接続できる構成であれば、同様の効果を得ることができる。

[0082] 本出願は、 2005年 3月 1日出願の日本特許出願（特願 2005-56067)および 2005 年 8月 26日出願の日本特許出願 (特願 2005-246450)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

[0083] 以上のように、本発明の接続ケーブルと一体的に構成されるアンテナ装置は、無線機器に接続される同軸ケーブルと中継手段を介してケーブル内に複数の周波数帯域に共振するアンテナ素子を配置し、高周波遮断手段などを設けることにより、アンテナ素子と信号線との電磁的な結合によるアンテナ性能の低下を軽減するとともに、アンテナ素子の主偏波を水平方向にして、複数の広!、周波数帯域にお!、て高、通信性能を得ることができるため、テレビジョン放送のような複数の広い周波数帯域を使用する通信機能を有する携帯端末の高性能化に寄与する。

Claims

請求の範囲

[1] 無線機器に接続される第 1接続手段と、前記無線機器から周辺機器に複数の信号を伝送する接続ケーブルと、複数のアンテナ素子とを一体的に構成するアンテナ装置であって、

前記第 1接続手段と接続される同軸線と、

前記同軸線と接続され、接続ケーブルの途中位置に第 1アンテナ素子と、前記第 1アンテナ素子と第 1高周波帯域を遮断する遮断手段を介して接続される第

2アンテナ素子とを備え、

前記第 1アンテナ素子が前記第 1周波数帯域のアンテナとして動作し、前記第 1アンテナ素子および前記第 2アンテナ素子の全体が第 2周波数帯域のァンテナとして動作し、各々のアンテナ受信信号は前記同軸線との接続部で取り出され、

前記無線機器に伝送されることを特徴とするアンテナ装置。

[2] 無線機器に接続される第 1接続手段と、前記無線機器から周辺機器に複数の信号を伝送する接続ケーブルと、複数のアンテナ素子とを一体的に構成するアンテナ装置であって、

前記接続ケーブルの途中位置に所定の間隔で配置される前記複数の信号を中継する第 1中継手段および第 2中継手段と、

前記第 1中継手段と前記第 2中継手段との間に第 1アンテナ素子と、

前記第 2中継手段と周辺機器との間に第 2アンテナ素子とを備え、

前記第 1アンテナ素子と前記第 2アンテナ素子は、前記第 2中継手段に設けられた

、第 1高周波を遮断する遮断手段を介して接続され、

前記第 1アンテナ素子が前記第 1周波数帯域のアンテナとして動作し、前記第 1アンテナ素子および前記第 2アンテナ素子の全体が第 2周波数帯域のァンテナとして動作し、各々のアンテナ受信信号は前記第 1中継手段で取り出され、前記第 1接続手段と前記中継手段の間に配置される同軸線によって前記無線機器に伝送されることを特徴とするアンテナ装置。

[3] 前記第 2中継手段力 2つに分岐されて周辺機器と接続する第 2接続部および第 3 接続部と前記第 2中継手段との間において、一方に前記第 2アンテナ素子、他方に第 3アンテナ素子を備え、

前記第 1アンテナ素子および前記第 3アンテナ素子の全体が第 3周波数帯域のァンテナとして動作することを特徴とする請求項 1または 2に記載のアンテナ装置。

[4] 前記第 3アンテナ素子の電気長は前記第 2アンテナ素子の電気長よりも長いことを特徴とする請求項 3記載のアンテナ装置。

[5] 前記第 1中継手段に接続される前記接続ケーブルカゝら分岐され、周辺機器と接続する第 3接続部と前記第 1中継手段との間に第 3アンテナ素子をさらに備え、前記第 3アンテナ素子が第 3周波数帯域のアンテナとして動作し、前記無線機器の外部アンテナとして動作することを特徴とする請求項 1または 2記載のアンテナ装置。

[6] 前記第 3アンテナ素子は、前記第 1アンテナ素子と前記第 2アンテナ素子とを合わせた電気長よりも長いことを特徴とする請求項 5記載のアンテナ装置。

[7] 前記第 1中継手段に、前記複数の信号線に対して直列に前記第 1または第 3高周波帯域を遮断する第 2高周波遮断手段を構成したことを特徴とする請求項 3ないし 6 記載のアンテナ装置。

[8] 前記第 2中継手段に、前記複数の信号線に対して直列に前記第 1高周波帯域を遮断する第 3高周波遮断手段を構成したことを特徴とする請求項 3ないし 7記載のアンテナ装置。

[9] 前記第 1中継手段に、前記同軸線と前記第 1アンテナ素子とに電気的に接続されてインピーダンス整合をとる整合回路を備えたことを特徴とする請求項 1ないし 8に記載のアンテナ装置。

[10] 前記第 1中継手段または第 2中継手段において、前記複数の信号線に前記無線機器を制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項 2ないし 9に記載のアンテナ装置。

[11] 前記第 2中継手段において、前記接続ケーブルを着脱可能に接続する接続部を備えたことを特徴とする請求項 2ないし 10記載のアンテナ装置。

[12] 前記接続ケーブルにお!、て、前記複数の信号線と前記アンテナ素子は別々の非導電性被膜被覆され、所定の間隔を隔てて配置することを特徴とする請求項 2なヽし 11に記載のアンテナ装置。

[13] 前記周辺機器は発音素子を含むイヤホンであり、前記接続ケーブルは前記ィャホンに接続し、前記無線機器カゝら前記イヤホンへ伝送される前記複数の信号線には少なくとも音声信号が含まれ、イヤホンケーブルとして動作することを特徴する請求項 1

2記載のアンテナ装置。

[14] 前記第 2アンテナ素子または前記第 3アンテナ素子の開放端部と前記発音素子とを所定の間隔を隔てて配置することを特徴とする請求項 13記載のアンテナ装置。

[15] 前記接続ケーブルが前記携帯無線機器と接続して使用される状態において、第 1 アンテナ素子と第 2アンテナ素子の両方またはいずれか一方が略水平状態になることを特徴とする請求項 1ないし 14に記載のアンテナ装置。

[16] 複数の周波数帯域で受信可能な無線機器であって、請求項 1ないし請求項 15に記載の接続ケーブルが接続される無線機器。