WO2021090453A1 - 無線通信装置 - Google Patents

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WO2021090453A1
WO2021090453A1 PCT/JP2019/043757 JP2019043757W WO2021090453A1 WO 2021090453 A1 WO2021090453 A1 WO 2021090453A1 JP 2019043757 W JP2019043757 W JP 2019043757W WO 2021090453 A1 WO2021090453 A1 WO 2021090453A1
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gap
antenna
frequency
feeding point
metal frame
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PCT/JP2019/043757
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櫻井　実
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Ｆｃｎｔ株式会社
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    • H01Q7/02—Collapsible antennas; Retractable antennas
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
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    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
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    • H01Q9/30—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole
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    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/30—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole
    • H01Q9/42—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole with folded element, the folded parts being spaced apart a small fraction of the operating wavelength

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication device.
  • Wireless communication devices such as smartphones are known. When such a wireless communication device is gripped by hand, the antenna performance may deteriorate.
  • Patent Document 1 describes a portable wireless terminal in which an antenna element is provided in a main body and an exterior frame is divided into a first metal frame and a second metal frame with a gap between them.
  • this portable wireless terminal when the first metal frame and the second metal frame are connected at high frequency by touching the gap, the second metal frame is grounded and the resonance frequency of the antenna element is low. Frequencyization is suppressed.
  • the part used as an antenna and the other part are electrically separated by a gap.
  • the antenna length changes due to the gap being electrically connected by hand, and as a result, the resonance frequency of the antenna may fluctuate. Therefore, the performance of the antenna at a desired frequency may deteriorate.
  • One aspect of the disclosed technology is to suppress deterioration of antenna performance due to touching the metal frame in a wireless communication device that uses the outer metal frame as an antenna.
  • the wireless communication device includes a metal frame that surrounds a side surface of a main body formed in a plate shape and a ground plate that is housed in the main body, and the metal frame is a first provided on the metal frame.
  • a monopole antenna that is electrically connected to a feeding point in the middle part of the first frame partitioned by the gap and the second gap and resonates with a radio wave of the first frequency partitioned by the middle part and the second gap. And, it is partitioned by the second gap and the third gap provided in the metal frame, and is partitioned by the first conductor portion insulated from the ground plate, the first gap and the third gap, and at least.
  • the total length of the monopole antenna and the first conductor portion, including the second conductor portion whose end on the third gap side is electrically connected to the ground plate, is the loop antenna. It is a length that can be resonated with a radio wave of one frequency.
  • the disclosed technology can suppress deterioration of antenna performance due to touching the metal frame in a wireless communication device that uses the outer metal frame as an antenna.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a smartphone according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a first diagram schematically showing a portion surrounded by the rectangle R1 of FIG.
  • FIG. 3 is a second diagram schematically showing a portion surrounded by the rectangle R1 of FIG.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the radiation efficiency of the antenna of the smartphone according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a smartphone according to the first comparative example.
  • FIG. 6 is a first diagram schematically showing a portion surrounded by the rectangle R2 of FIG.
  • FIG. 7 is a second diagram schematically showing a portion surrounded by the rectangle R2 of FIG.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of a smartphone according to the second comparative example.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a smartphone according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a first diagram schematically showing a portion surrounded by the rectangle R1 of FIG.
  • FIG. 3 is a second diagram schematic
  • FIG. 9 is a diagram comparing the radiation efficiencies of the first comparative example, the second comparative example, and the embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of a smartphone according to the third comparative example.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of a smartphone according to the fourth comparative example.
  • FIG. 12 is a diagram schematically showing a case where antennas for a plurality of frequencies are provided in the smartphone according to the fourth comparative example.
  • FIG. 13 is a diagram schematically showing a case where antennas for a plurality of frequencies are provided in the smartphone according to the embodiment.
  • FIG. 14 is a diagram showing an example of a smartphone according to the first modification.
  • FIG. 15 is a diagram showing another example of the selection circuit.
  • FIG. 16 is a diagram showing an example of a configuration in which frequency switching is performed using a circuit other than a switch.
  • the wireless communication device is A metal frame that surrounds the side surface of the main body formed in a plate shape, A ground plate housed in the main body is provided.
  • the metal frame is A first portion electrically connected to a feeding point at an intermediate portion of the first frame partitioned by the first gap and the second gap provided in the metal frame, and partitioned by the intermediate portion and the second gap.
  • a monopole antenna that resonates with radio waves of frequency, A first conductor portion partitioned by the second gap and a third gap provided in the metal frame and insulated from the ground plate, and A second conductor portion which is partitioned by the first gap and the third gap and whose end on the third gap side is electrically connected to the ground plate is included.
  • the combined length of the monopole antenna and the first conductor portion is a length that can resonate with the radio wave of the first frequency as a loop antenna.
  • the ground plate is a grounded member.
  • the ground plate may be a substrate on which components are mounted, or a metal plate on which components are not mounted.
  • the monopole antenna is electrically separated from other regions of the metal frame by a first gap and a second gap. Since the metal frame surrounds the side surface of the main body of the wireless communication device, when the wireless communication device is gripped by hand, the first gap and the second gap are capacitively coupled by the hand, so that the monopole antenna becomes a metal frame. May be electrically connected to other areas.
  • the monopole antenna is electrically connected to another region of the metal frame, the antenna length fluctuates, so that the resonance frequency of the monopole antenna fluctuates. As a result, the antenna performance at the first frequency is deteriorated.
  • the first conductor portion partitioned by the second gap and the third gap is not connected to the ground plate, and the third gap side of the second conductor portion is electrically connected to the ground plate. Be connected.
  • the combined length of the monopole antenna and the first conductor portion is such that the loop antenna can resonate with the radio waves of the first frequency.
  • the monopole antenna and the first conductor portion can be connected. It can communicate as a loop antenna that can resonate at the first frequency. Therefore, the deterioration of the antenna performance of the first frequency radio wave due to the touch of the metal frame is suppressed.
  • the metal frame may be formed in a rectangular shape, and the first gap and the second gap may be formed on opposite long sides of the rectangularly formed metal frame. Examples of the wireless communication device include smartphones, feature phones, tablet computers, notebook computers, wearable computers, and the like.
  • the wireless communication device may have the following features.
  • the length of the first conductor element may be 1/4 of the wavelength of the radio wave of the first frequency.
  • the length of the first conductor element must be an odd multiple of 1/4 of the wavelength of the radio wave of the first frequency. All you need is.
  • the first conductor element is separated from the ground plate, it is conceivable that if the first conductor element is lengthened, the metal frame becomes weak against an external force.
  • the wireless communication device may have the following features.
  • a second feeding point different from the feeding point is connected to the first conductor portion, and the monopole antenna is fed at the first frequency between the first conductor portion and the second feeding point.
  • the selection circuit to be used intervenes.
  • the first conductor element can be used as an antenna that resonates at a frequency different from the first frequency.
  • the selection circuit may include an LC parallel circuit that is open at the first frequency. Further, the selection circuit disconnects the first conductor portion from the second feeding point when the feeding point is feeding the monopole antenna, and when the feeding point is not feeding the monopole antenna.
  • a switch that connects the first conductor portion to the second feeding point may be included.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a smartphone according to an embodiment.
  • FIG. 1 illustrates a state in which the cover on the front side of the smartphone 1 according to the embodiment is opened.
  • the smartphone 1 includes a frame-shaped side frame 100, a ground plate 210 and a printed circuit board 220 housed in a main body 200 partitioned by the side frame 100.
  • the smartphone 1 has a plate shape formed in a substantially rectangular shape as a whole.
  • the + Y direction is also referred to as an upward direction
  • the ⁇ Y direction is referred to as a downward direction
  • the + X direction is referred to as a right direction
  • the ⁇ X direction is also referred to as a left direction.
  • the direction toward the front is the front direction
  • the direction toward the back is the rear direction.
  • the smartphone 1 is an example of a “wireless communication device”.
  • Smartphone 1 is a portable wireless communication device.
  • the smartphone 1 accommodates various electronic components such as a central processing unit (CPU), a main storage unit, and an auxiliary storage unit in a main body portion 200 partitioned by front and rear covers and a side frame 100.
  • CPU central processing unit
  • main storage unit main storage unit
  • auxiliary storage unit main body portion 200 partitioned by front and rear covers and a side frame 100.
  • the side frame 100 is a cover that surrounds the side surface of the smartphone 1.
  • the side frame 100 can also be said to be a cover that surrounds the side surface of the main body 200.
  • the side frame 100 is formed of, for example, a conductor such as metal.
  • the side frame 100 has a substantially rectangular shape because it surrounds the side surface of the substantially rectangular smartphone 1.
  • the side frame 100 is provided with a plurality of slits 101, 102, 103.
  • the slits 101 and 102 are provided below the opposite long sides of the side frame 100.
  • the slit 103 is provided above the slit 102 on the same long side of the side frame 100 where the slit 102 is provided.
  • resin may be filled in each of the slits 101, 102, and 103.
  • the side frame 100 is an example of a “metal frame”.
  • the slit 101 is an example of the “first gap”.
  • the slit 102 is an example of a “second gap”.
  • the printed circuit board 220 is a board on which various electronic components can be mounted.
  • the printed circuit board 220 is arranged on the lower side in the main body 200, for example.
  • the printed circuit board 220 has a feeding point 221.
  • the lower frame 110 is an area of the side frame 100 partitioned by the slits 101 and 102.
  • the lower frame 110 is electrically connected to the feeding point 221 at an intermediate portion 111 thereof.
  • the region partitioned by the intermediate portion 111 and the slit 102 is the antenna element 112.
  • the antenna element 112 is an antenna element that is fed from the feeding point 221.
  • the intermediate portion 111 is an example of the “intermediate portion”.
  • the feeding point 221 is an example of a “feeding point”.
  • the lower frame 110 is an example of the "first frame".
  • the antenna element 112 is a monopole antenna that resonates with radio waves of the first frequency.
  • the length of the antenna element 112 is, for example, 1/4 of the wavelength of the radio wave of the first frequency.
  • the first frequency is, for example, 2.2 GHz.
  • the antenna element 112 is an example of a “monopole antenna”.
  • the side conductor element 120 is a region defined by slits 102 and 103 in the side frame 100.
  • the side conductor element 120 is a conductor element that does not come into contact with the ground plate 210. That is, the side conductor element 120 is a conductor element that is not grounded.
  • the length of the side conductor element 120 is, for example, 1/4 of the wavelength of the radio wave of the first frequency.
  • the side conductor element 120 is an example of the “first conductor portion”.
  • the upper frame 130 is an area defined by the slits 101 and 103 in the side frame 100.
  • the ground plate 210 is a grounded metal plate, a mounting board, or the like.
  • the ground plate 210 is arranged on the upper side in the main body 200, for example.
  • the ground plate 210 is in contact with the inside of the upper frame 130 of the side frame 100, for example, to ground the upper frame 130 and increase the strength of the upper frame 130.
  • the upper frame 130 is an example of a “second conductor portion”.
  • the antenna element 112 and the side conductor element 120 are separated from the ground plate 210. That is, the antenna element 112 and the side conductor element 120 are not electrically connected to the ground plate 210.
  • the ground plate 210 is an example of a “ground plate”.
  • FIG. 2 and 3 are diagrams schematically showing a portion surrounded by the rectangle R1 of FIG.
  • FIG. 2 illustrates a state in which a finger is not touching the side frame 100
  • FIG. 3 illustrates a state in which a finger is touching the side frame 100.
  • the antenna element 112 is a monopole antenna that operates with radio waves of the first frequency.
  • FIG. 3 illustrates a state in which the user of the smartphone 1 holds the smartphone 1 by hand. Therefore, the slit 102 is electrically connected by the capacitive coupling by the user's hand (for example, the thumb F1), and the slit 103 is also electrically connected by the capacitive coupling.
  • the end portion of the upper frame 130 on the slit 103 side is grounded by being electrically connected to the ground plate. Therefore, when each of the slits 102 and 103 is capacitively coupled, the ground is from the end of the upper frame 130 on the slit 103 side via the antenna element 112 and the side conductor element 120 from the intermediate portion 111 electrically connected to the feeding point 221.
  • a loop antenna is formed.
  • the length of the antenna element 112 is 1/4 of the wavelength of the radio wave of the first frequency and the length of the side conductor element 120 is 1/4 of the wavelength of the radio wave of the first frequency, it is formed.
  • the length of the loop antenna is 1/2 of the wavelength of the radio wave of the first frequency. That is, the formed loop antenna becomes a loop antenna that resonates at the first frequency.
  • the smartphone 1 can communicate using a monopole antenna that resonates at 1/4 of the wavelength of the radio wave of the first frequency when it is not held by hand, and the radio wave of the first frequency when it is held by hand. Communication can be performed using a loop antenna that resonates at 1/2 of the wavelength of. That is, in the smartphone 1, the frequency at which the antenna resonates does not fluctuate significantly before and after being gripped by hand. In other words, the smartphone 1 can efficiently communicate with the radio waves of the first frequency regardless of whether the smartphone 1 is held by hand or not.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the radiation efficiency of the antenna of the smartphone according to the embodiment.
  • FIG. 4 illustrates the radiation efficiency of a radio wave having a frequency of 2.2 GHz when the position of the slit 102 is fixed and the length of the side conductor element 120 is changed by moving the position of the slit 103.
  • the vertical axis of FIG. 4 illustrates the radiation efficiency (dB), and the horizontal axis illustrates the position (mm) of the slit 103 with respect to the slit 102.
  • the horizontal axis can be said to exemplify the length of the side conductor element 120.
  • the length of the side conductor element 120 in which the radiation efficiency in the free space exceeds the free space guideline and the radiation efficiency in the thumb attachment exceeds the thumb attachment guideline is in the range of 30 mm to 40 mm and in the range of 100 mm to 110 mm. It can be understood that.
  • the range of 30 mm to 40 mm corresponds to 1/4 of the wavelength of the frequency 2.2 GHz, and the range of 100 mm to 110 mm corresponds to 3/4 of the wavelength of the frequency 2.2 GHz. From this, it can be understood that the length of the side conductor element 120 is preferably an odd multiple of 1/4 of the wavelength of the radio wave that the antenna element 112 resonates with.
  • the length of the side conductor element 120 is an odd multiple of 1/4 of the wavelength of the radio wave that the antenna element 112 resonates with, preferable radiation efficiency can be realized.
  • the side conductor element 120 does not come into contact with the ground plate 210, if the length of the side conductor element 120 is increased, the strength of the side frame 100 may decrease. Further, if the length of the side conductor element 120 is increased, it is disadvantageous for the miniaturization of the smartphone 1. Therefore, the length of the side conductor element 120 is preferably 1/4 of the wavelength of the radio wave of the first frequency.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a smartphone according to the first comparative example.
  • FIG. 5 illustrates a state in which the cover on the front side of the smartphone 500 according to the first comparative example is opened.
  • the smartphone 500 according to the first comparative example will be described with reference to the drawings.
  • the side frame 100a is different from the side frame 100 in that it does not have a slit 103.
  • the ground plate 210a is different from the ground plate 210 in that the portion corresponding to the side conductor element 120 in the embodiment also contacts the inside of the side frame 100a.
  • the upper frame 130a is an area of the side frame 100a above the area partitioned by the slits 101 and 102. As can be understood with reference to FIG. 5, the end portion of the upper frame 130a on the slit 102 side is grounded.
  • FIG. 6 and 7 are diagrams schematically showing a portion surrounded by the rectangle R2 of FIG.
  • FIG. 6 illustrates a state in which a finger is not touching the side frame 100a
  • FIG. 7 illustrates a state in which a finger is touching the side frame 100a.
  • the antenna element 112 is a monopole antenna that operates with radio waves of the first frequency.
  • FIG. 7 illustrates a state in which a user of the smartphone 500 holds the smartphone 500 by hand. Therefore, the slit 102 is electrically connected by capacitive coupling by the user's hand (for example, thumb F1).
  • the slit 102 is capacitively coupled, it is connected to the ground from the end portion of the upper frame 130a on the slit 102 side via the antenna element 112 from the intermediate portion 111 electrically connected to the feeding point. That is, when the open end of the antenna element 112, which is a monopole antenna, is grounded, the resonance frequency of the antenna element 112 greatly fluctuates from the first frequency.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of a smartphone according to the second comparative example.
  • FIG. 8 illustrates a state in which the cover on the front side of the smartphone 600 according to the second comparative example is opened.
  • the smartphone 600 according to the second comparative example is different from the smartphone 1 according to the embodiment in that the side frame 100b does not have a slit 103.
  • the smartphone 600 according to the second comparative example is also electrically connected to the ground plate 210 at least at the slit corresponding position 103a corresponding to the slit 103 in the smartphone 1.
  • a loop antenna that resonates with the radio wave of the first frequency can be formed as in the smartphone 1 according to the embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram comparing the radiation efficiencies of the first comparative example, the second comparative example, and the embodiment.
  • the radiation efficiency of a radio wave having a frequency of 2.2 GHz is illustrated, and the relative permittivity of the thumb F1 is assumed to be 40.0 and the electrical conductivity is assumed to be 1.40 S / m.
  • the radiation efficiency in the free space is ⁇ 1.4 dB
  • the radiation efficiency in the thumb is -16.9 dB
  • the radiation efficiency in the free space with the thumb is ⁇ 16.9 dB.
  • the amount of deterioration of is -15.5 dB.
  • the radiation efficiency in the free space is -13.4 dB
  • the radiation efficiency with the thumb is -9.3 dB
  • the deterioration amount of the radiation efficiency with the thumb with respect to the free space is +4. It is 1 dB.
  • the radiation efficiency in the free space is -1.3 dB
  • the radiation efficiency with the thumb is -11.3 dB
  • the deterioration amount of the radiation efficiency with the thumb with respect to the free space is -10.0 dB. Is.
  • the smartphone 500 according to the first comparative example has lower radiation efficiency than the smartphone 1 according to the embodiment in both the free space and the thumb.
  • the smartphone 600 according to the second comparative example has a slightly improved radiation efficiency with the thumb as compared with the smartphone 1 according to the embodiment, but the radiation efficiency in the free space is extremely poor. It can be understood that in the smartphone 1 according to the embodiment, the radiation efficiency in the free space is higher than that of both the first comparative example and the second comparative example, and the radiation efficiency approaching that of the second comparative example can be realized with the thumb attached.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of a smartphone according to the third comparative example.
  • FIG. 10 illustrates a state in which the cover on the front side of the smartphone 700 according to the third comparative example is opened.
  • the smartphone 700 includes an antenna 712 in the upper part of the main body 200.
  • the dual Pole Dual Show (DPDT) 713 switches the antenna used for communication from the antenna element 112 to the antenna 712.
  • the antenna length of the antenna 712 is often shortened in the upper part of the main body 200. Further, since the antenna length is shortened and the electronic components are present around the antenna 712, the performance of the antenna 712 tends to be lower than that of the antenna element 112, and the frequency band in which the antenna 712 can resonate is narrow. Prone. Therefore, switching from the antenna element 112 to the antenna 712 may actually deteriorate the antenna performance of the smartphone 700.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of a smartphone according to the fourth comparative example.
  • FIG. 11 illustrates a state in which the cover on the front side of the smartphone 800 according to the fourth comparative example is opened.
  • the smartphone 800 is provided with two slits 801 and 802 on the lower side of the side frame 100c formed in a substantially rectangular shape.
  • the antenna element 812 is formed from the intermediate portion 111 to the end portion on the slit 802 side.
  • the smartphone 800 By providing the slits 801 and 802 at such positions, even if the smartphone 800 is gripped by hand, it is difficult for the hand such as the thumb F1 to touch the slits 801 and 802, so that the slits 801 and 802 are difficult to be capacitively coupled. Therefore, in the smartphone 800, it is considered that the performance deterioration of the antenna element 812 when gripped by hand is suppressed.
  • the smartphone 800 it is considered to support a plurality of frequencies by providing a plurality of antennas on the smartphone 800.
  • the size of the smartphone 800 is set to 150 mm in the vertical direction (Y direction) and 75 mm in the width direction (X direction), and the slit is filled with a resin having a relative permittivity of 3.0.
  • the 1/4 wavelength of the radio wave having a frequency of 850 MHz is 51 mm
  • the 1/4 wavelength of the radio wave of 1.5 GHz is 29 mm
  • the 1/4 wavelength of the radio wave of 2.2 GHz is 20 mm.
  • FIG. 12 is a diagram schematically showing a case where antennas for a plurality of frequencies are provided in the smartphone according to the fourth comparative example.
  • the length of the antenna will be longer than 75 mm in the width direction, so that the smartphone 800 It can be understood that it cannot be implemented in.
  • FIG. 13 is a diagram schematically showing a case where antennas for a plurality of frequencies are provided in the smartphone according to the embodiment.
  • the frequencies, 850 MHz and 1.5 GHz can be determined by appropriately determining the positions of the slits 101 and 102.
  • the antenna length of each of the 2.2 GHz antennas can be secured.
  • the antenna for 850 MHz and the antenna for 1.5 GHz can be insulated by providing a slit 101a of about 1 mm between the antenna for 850 MHz and the antenna for 1.5 GHz. That is, the smartphone 1 according to the embodiment is also advantageous in making the mounted antenna correspond to a plurality of frequency bands.
  • FIG. 14 is a diagram showing an example of a smartphone according to the first modification.
  • FIG. 14 illustrates a state in which the cover on the front side of the smartphone 1a according to the first modification is opened.
  • the feeding point 221b is connected to the side conductor element 120 via the selection circuit 190.
  • the selection circuit 190 disconnects the side conductor element 120 from the feeding point 221b while communicating by the radio wave of the first frequency, and connects the side conductor element 120 to the feeding point 221b when communicating by the radio wave of the second frequency. Connect to.
  • the smartphone 1a can use the side conductor element 120 as an antenna that resonates with radio waves of the second frequency when communication is not performed at the first frequency.
  • the selection circuit 190 is an example of a “selection circuit”.
  • the feeding point 221b is an example of a “second feeding point”.
  • FIG. 15 is a diagram showing another example of the selection circuit.
  • the antenna element 112 and the side conductor element 120 are also illustrated.
  • a switch 195 is interposed between the matching circuit 191 and the side conductor element 120.
  • the switch 195 disconnects the side conductor element 120 from the feeding point 221b when communicating at the first frequency (for example, when the feeding point 221 is feeding). Further, the switch 195 connects the feeding point 221b and the side conductor element 120 when the communication at the first frequency is not performed (for example, when the feeding point 221 does not supply power).
  • the smartphone 1a can perform communication using the antenna element 112 at the first frequency and communication using the side conductor element 120 as the antenna at the second frequency.
  • the frequency of the selection circuit 190 can be switched using a circuit other than the switch.
  • FIG. 16 is a diagram showing an example of the modification.
  • the antenna element 112 and the side conductor element 120 are also illustrated.
  • an LC parallel circuit 192 in which a coil 193 and a capacitor 194 are connected in parallel is interposed between the matching circuit 191 and the side conductor element 120.
  • the impedance can be made high at the first frequency at which the antenna element 112 resonates. That is, when communication is performed at the first frequency, it can be disconnected from the feeding point 221b at a high frequency.
  • the side conductor element 120 can be used as an antenna for communication.
  • the side frame 100 is formed in a rectangular shape, but the side frame 100 may be formed in another shape such as a square shape, a circular shape, or a rhombus shape.
  • the slit 101 so that the length of the antenna element 112 can be resonated at the first frequency and the length of the side conductor element 120 can be an odd multiple of 1/4 of the wavelength of the radio wave of the first frequency.
  • the positions of 102 and 103 may be determined.

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Abstract

外装金属フレームをアンテナとして利用する無線通信装置において、金属フレームに手が触れることによるアンテナ性能の低下を抑制する。本無線通信装置は、板状に形成された本体部の側面を囲む金属フレームと、本体部に収容されるグランド板と、を備え、金属フレームは、金属フレームに設けられた第１間隙と第２間隙とによって区画された第１フレームの途中部分において給電点と電気的に接続され、途中部分と第２間隙とによって区画された第１周波数の電波で共振するモノポールアンテナと、第２間隙と金属フレームに設けられた第３間隙とによって区画され、グランド板から絶縁される第１導体部と、第１間隙と第３間隙とによって区画され、少なくとも第３間隙側の端部がグランド板と電気的に接続される第２導体部と、を含み、モノポールアンテナおよび第１導体部を合わせた長さは、ループアンテナとして第１周波数の電波で共振可能な長さである。

Description

無線通信装置
　本発明は、無線通信装置に関する。
　スマートフォン等の無線通信装置が知られている。このような無線通信装置は、手で把持されるとアンテナ性能が低下することがある。
　例えば、特許文献１では、本体内にアンテナ素子を設け、外装フレームが間隙部を挟んで第１の金属フレームと第２の金属フレームとに分かれた携帯無線端末について記載されている。この携帯無線端末では、間隙部に手が触れることで第１の金属フレームと第２の金属フレームとが高周波的に接続されると第２の金属フレームが接地され、アンテナ素子の共振周波数の低周波数化が抑制される。
特開２０１２－２２７８５０号公報
　外装の金属フレームの一部をアンテナとして利用する無線通信装置では、アンテナとして利用する部分とそれ以外の部分とを間隙によって電気的に分離する。このような無線通信装置を手で把持すると、間隙が手によって電気的に接続されることでアンテナ長が変化し、その結果、アンテナの共振周波数が変動することがある。そのため、所望の周波数におけるアンテナの性能が低下する虞がある。
　開示の技術の１つの側面は、外装の金属フレームをアンテナとして利用する無線通信装置において、金属フレームに手が触れることによるアンテナ性能の低下を抑制することを課題とする。
　開示の技術の１つの側面は、次のような無線通信装置によって例示される。本無線通信装置は、板状に形成された本体部の側面を囲む金属フレームと、前記本体部に収容されるグランド板と、を備え、前記金属フレームは、前記金属フレームに設けられた第１間隙と第２間隙とによって区画された第１フレームの途中部分において給電点と電気的に接続され、前記途中部分と前記第２間隙とによって区画された第１周波数の電波で共振するモノポールアンテナと、前記第２間隙と前記金属フレームに設けられた第３間隙とによって区画され、前記グランド板から絶縁される第１導体部と、前記第１間隙と前記第３間隙とによって区画され、少なくとも前記第３間隙側の端部が前記グランド板と電気的に接続される第２導体部と、を含み、前記モノポールアンテナおよび前記第１導体部を合わせた長さは、ループアンテナとして前記第１周波数の電波で共振可能な長さである。
　開示の技術は、外装の金属フレームをアンテナとして利用する無線通信装置において、金属フレームに手が触れることによるアンテナ性能の低下を抑制することができる。
図１は、実施形態に係るスマートフォンの一例を示す図である。 図２は、図１の矩形Ｒ１によって囲まれる部分を模式的に示す第１の図である。 図３は、図１の矩形Ｒ１によって囲まれる部分を模式的に示す第２の図である。 図４は、実施形態に係るスマートフォンのアンテナの放射効率を例示する図である。 図５は、第１比較例に係るスマートフォンの一例を示す図である。 図６は、図５の矩形Ｒ２によって囲まれる部分を模式的に示す第１の図である。 図７は、図５の矩形Ｒ２によって囲まれる部分を模式的に示す第２の図である。 図８は、第２比較例に係るスマートフォンの一例を示す図である。 図９は、第１比較例、第２比較例および実施形態の放射効率を比較する図である。 図１０は、第３比較例に係るスマートフォンの一例を示す図である。 図１１は、第４比較例に係るスマートフォンの一例を示す図である。 図１２は、第４比較例係るスマートフォンにおいて複数の周波数用のアンテナを設けた場合を模式的に示す図である。 図１３は、実施形態に係るスマートフォンにおいて複数の周波数用のアンテナを設けた場合を模式的に示す図である。 図１４は、第１変形例に係るスマートフォンの一例を示す図である。 図１５は、選択回路の他の例を示す図である。 図１６は、スイッチ以外の回路を使用して周波数切り替えを行う構成の一例を示す図である。
　＜実施形態＞
　以下、実施形態について説明する。以下に示す実施形態の構成は例示であり、開示の技術は実施形態の構成に限定されない。実施形態に係る無線通信装置は、
　板状に形成された本体部の側面を囲む金属フレームと、
　前記本体部に収容されるグランド板と、を備え、
　前記金属フレームは、
　　前記金属フレームに設けられた第１間隙と第２間隙とによって区画された第１フレームの途中部分において給電点と電気的に接続され、前記途中部分と前記第２間隙とによって区画された第１周波数の電波で共振するモノポールアンテナと、
　　前記第２間隙と前記金属フレームに設けられた第３間隙とによって区画され、前記グランド板から絶縁される第１導体部と、
　　前記第１間隙と前記第３間隙とによって区画され、少なくとも前記第３間隙側の端部が前記グランド板と電気的に接続される第２導体部と、を含み、
　前記モノポールアンテナおよび前記第１導体部を合わせた長さは、ループアンテナとして前記第１周波数の電波で共振可能な長さである。
　本無線通信装置において、グランド板は接地された部材である。グランド板は、部品を実装する基板であってもよいし、部品が実装されていない金属板であってもよい。金属フレームの一部をモノポールアンテナとして利用する無線通信装置では、モノポールアンテナは、第１間隙と第２間隙とによって、金属フレームの他の領域から電気的に分離される。金属フレームは、無線通信装置の本体部の側面を囲むため、無線通信装置が手で把持されると、手によって第１間隙や第２間隙が容量結合することにより、モノポールアンテナが金属フレームの他の領域と電気的に接続されることがある。モノポールアンテナが金属フレームの他の領域と電気的に接続されてしまうとアンテナ長が変動することにより、モノポールアンテナの共振周波数が変動する。その結果、第１周波数におけるアンテナ性能が低下することになる。
　本実施形態に係る無線通信装置では、第２間隙と第３間隙によって区画される第１導体部がグランド板と接続されておらず、第２導体部の第３間隙側がグランド板と電気的に接続される。そして、モノポールアンテナおよび前記第１導体部を合わせた長さは、ループアンテナとして第１周波数の電波で共振可能な長さとなっている。このような構成により、本無線通信装置は、例えば、第２間隙と第３間隙のそれぞれが無線通信装置を手で把持することで容量結合しても、モノポールアンテナと第１導体部とが第１周波数で共振可能なループアンテナとして通信可能である。そのため、金属フレームに手が触れることによる第１周波数の電波についてのアンテナ性能の低下が抑制される。なお、金属フレームは長方形状に形成されてもよく、第１間隙と第２間隙は、長方形状に形成された金属フレームの対向する長辺に形成されてもよい。なお、無線通信装置としては、例えば、スマートフォン、フィーチャーフォン、タブレット型コンピュータ、ノートブック型コンピュータ、ウェアラブルコンピュータ等を挙げることができる。
　実施形態に係る無線通信装置は、次の特徴を備えてもよい。第１導体素子の長さは、第１周波数の電波の波長の１／４であってもよい。モノポールアンテナと第１導体部とが第１周波数で共振可能なループアンテナとして動作可能とするには、第１導体素子の長さは第１周波数の電波の波長の１／４の奇数倍であればよい。ここで、第１導体素子はグランド板から離されるため、第１導体素子を長くすると、金属フレームが外力に対して弱くなることが考えられる。第１導体素子を第１周波数の電波の波長の１／４とすることで、グランド板と接触させることが可能な第２導体部を可及的に長くすることができ、金属フレームの強度低下を抑制することができる。
　実施形態に係る無線通信装置は、次の特徴を備えてもよい。前記第１導体部には、前記給電点とは異なる第２給電点が接続され、前記第１導体部と前記第２給電点との間には、前記第１周波数で前記モノポールアンテナに給電しているときは前記第１導体部と前記第２給電点とを切り離し、前記第１周波数で前記モノポールアンテナに給電していないときは前記第１導体部と前記第２給電点とを接続する選択回路が介在する。このような特徴を備えることで、第１導体素子を第１周波数とは異なる周波数で共振するアンテナとして使用することができる。選択回路は、前記第１周波数において開放となるＬＣ並列回路を含んでもよい。また、選択回路は、前記給電点が前記モノポールアンテナに給電しているときは前記第１導体部を前記第２給電点から切り離し、前記給電点が前記モノポールアンテナに給電していないときは前記第１導体部を前記第２給電点に接続するスイッチを含んでもよい。
　以下、図面を参照して、実施形態についてさらに説明する。図１は、実施形態に係るスマートフォンの一例を示す図である。図１は、実施形態に係るスマートフォン１の前面側のカバーを開けた状態を例示する。スマートフォン１は、枠状の側面フレーム１００と、側面フレーム１００で区画される本体部２００内に収容されるグランド板２１０およびプリント基板２２０を備える。スマートフォン１は、全体として略長方形に形成された板状である。以下、本明細書において、＋Ｙ方向を上方向、－Ｙ方向を下方向、＋Ｘ方向を右方向、－Ｘ方向を左方向とも称する。また、図１において、手前に向かう方向を前方向、奥に向かう方向を後ろ方向とする。スマートフォン１は、「無線通信装置」の一例である。
　スマートフォン１は可搬型の無線通信装置である。スマートフォン１は、前後のカバーと側面フレーム１００によって区画される本体部２００内に、Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ（ＣＰＵ）、主記憶部、補助記憶部等の各種電子部品を収容する。
　側面フレーム１００は、スマートフォン１の側面を囲むカバーである。側面フレーム１００は、本体部２００の側面を囲むカバーということもできる。側面フレーム１００は、例えば、金属等の導体で形成される。側面フレーム１００は、略長方形状のスマートフォン１の側面を囲むため、略長方形状である。側面フレーム１００には、複数のスリット１０１、１０２、１０３が設けられる。スリット１０１、１０２は、側面フレーム１００のうち対向する長辺の下方に設けられる。スリット１０３は、側面フレーム１００のうちスリット１０２が設けられた長辺と同じ長辺上において、スリット１０２よりも上側に設けられる。スリット１０１、１０２、１０３のそれぞれには、例えば、樹脂を充填してもよい。側面フレーム１００は、「金属フレーム」の一例である。スリット１０１は、「第１間隙」の一例である。スリット１０２は、「第２間隙」の一例である。スリット１０３は、「第３間隙」の一例である。
　プリント基板２２０は、各種電子部品を搭載可能な基板である。プリント基板２２０は、例えば、本体部２００内の下側に配置される。プリント基板２２０は、給電点２２１を有する。
　下部フレーム１１０は、側面フレーム１００のうち、スリット１０１、１０２によって区画される領域である。下部フレーム１１０は、その途中部分１１１において、給電点２２１と電気的に接続される。下部フレーム１１０において、途中部分１１１とスリット１０２とによって区画される領域は、アンテナ素子１１２となる。アンテナ素子１１２は、給電点２２１から給電されるアンテナ素子である。途中部分１１１は、「途中部分」の一例である。給電点２２１は、「給電点」の一例である。下部フレーム１１０は、「第１フレーム」の一例である。
　アンテナ素子１１２は、第１周波数の電波で共振するモノポールアンテナである。アンテナ素子１１２の長さは、例えば、第１周波数の電波の波長の１／４である。第１周波数は、例えば、２．２ＧＨｚである。アンテナ素子１１２は、「モノポールアンテナ」の一例である。
　側面導体素子１２０は、側面フレーム１００において、スリット１０２、１０３によって区画される領域である。側面導体素子１２０は、グランド板２１０と接しない導体素子である。すなわち、側面導体素子１２０は、接地されない導体素子である。側面導体素子１２０の長さは、例えば、第１周波数の電波の波長の１／４である。側面導体素子１２０は、「第１導体部」の一例である。
　上部フレーム１３０は、側面フレーム１００において、スリット１０１、１０３によって区画される領域である。グランド板２１０は、接地された金属板や実装基板等である。グランド板２１０は、例えば、本体部２００内の上側に配置される。グランド板２１０は、例えば、側面フレーム１００のうちの上部フレーム１３０の内側と接することで、上部フレーム１３０を接地するとともに、上部フレーム１３０の強度を高める。上部フレーム１３０は、「第２導体部」の一例である。
　側面フレーム１００のうち、少なくとも、アンテナ素子１１２と側面導体素子１２０はグランド板２１０から離れている。すなわち、アンテナ素子１１２および側面導体素子１２０は、グランド板２１０とは電気的に接続されていない。グランド板２１０は、「グランド板」の一例である。
　図２および図３は、図１の矩形Ｒ１によって囲まれる部分を模式的に示す図である。図２は側面フレーム１００に指が触れていない状態を例示し、図３は側面フレーム１００に指が触れている状態を例示する。図２では、スリット１０２およびスリット１０３のいずれも電気的に接続されていないため、アンテナ素子１１２が第１周波数の電波で動作するモノポールアンテナとなる。
　図３では、スマートフォン１のユーザがスマートフォン１を手で把持した状態が例示される。そのため、ユーザの手（例えば、親指Ｆ１）によってスリット１０２が容量結合によって電気的に接続されるとともに、スリット１０３も容量結合によって電気的に接続される。本実施形態では、上部フレーム１３０の少なくともスリット１０３側の端部はグランド板と電気的に接続されることで接地されている。そのため、スリット１０２、１０３のそれぞれが容量結合した場合、給電点２２１と電気的に接続された途中部分１１１からアンテナ素子１１２、側面導体素子１２０を経て上部フレーム１３０のスリット１０３側の端部からグランドに至るループアンテナが形成される。ここで、アンテナ素子１１２の長さが第１周波数の電波の波長の１／４であり、側面導体素子１２０の長さが第１周波数の電波の波長の１／４であることから、形成されたループアンテナの長さは第１周波数の電波の波長の１／２となる。すなわち、形成されたループアンテナは、第１周波数で共振するループアンテナとなる。
　そのため、スマートフォン１では、手で把持されていない状態では第１周波数の電波の波長の１／４で共振するモノポールアンテナを用いて通信でき、手で把持されている状態では第１周波数の電波の波長の１／２で共振するループアンテナを用いて通信することができる。すなわち、スマートフォン１では、手で把持する前後においてアンテナが共振する周波数に大きな変動は生じない。換言すれば、スマートフォン１は、手で把持している状態においても手で把持していない状態においても、第１周波数の電波で効率よく通信することができる。
　ここで、側面導体素子１２０の長さについて検討する。図４は、実施形態に係るスマートフォンのアンテナの放射効率を例示する図である。図４では、スリット１０２の位置を固定し、スリット１０３の位置を移動させることで側面導体素子１２０の長さを変動させた場合の周波数２．２ＧＨｚの電波についての放射効率について例示している。図４の縦軸は放射効率（ｄＢ）を例示し、横軸はスリット１０２を基準とした場合のスリット１０３の位置（ｍｍ）を例示する。換言すれば、横軸は側面導体素子１２０の長さを例示するということもできる。図４では、スリット１０２、１０３の双方が親指Ｆ１によって容量結合されている場合（親指付）の放射効率と、スリット１０２、１０３のいずれもが容量結合されていない場合（自由空間）の放射効率とが例示されている。また、図４では、自由空間における放射効率の目安（自由空間目安）と、親指付の放射効率の基準（親指付目安）とが例示されている。なお、ここでは、親指Ｆ１の比誘電率を４０．０、電気伝導率を１．４０Ｓ／ｍと仮定している。
　図４を参照すると、自由空間における放射効率が自由空間目安を超えるとともに、親指付における放射効率が親指付目安を超える側面導体素子１２０の長さは、３０ｍｍから４０ｍｍの範囲と１００ｍｍから１１０ｍｍの範囲であることが理解できる。３０ｍｍから４０ｍｍの範囲は周波数２．２ＧＨｚの波長の１／４に相当し、１００ｍｍから１１０ｍｍの範囲は周波数２．２ＧＨｚの波長の３／４に相当する。このことから、側面導体素子１２０の長さは、アンテナ素子１１２が共振する電波の波長の１／４の奇数倍であることが好ましいことが理解できる。
　上記の通り、側面導体素子１２０の長さは、アンテナ素子１１２が共振する電波の波長の１／４の奇数倍であれば、好ましい放射効率を実現できる。しかしながら、側面導体素子１２０は、グランド板２１０と接しないため、側面導体素子１２０の長さを長くすると、側面フレーム１００の強度が低下する虞がある。また、側面導体素子１２０の長さを長くすると、スマートフォン１の小型化にとって不利となる。そこで、側面導体素子１２０の長さは、第１周波数の電波の波長の１／４とすることが好ましい。
　＜第１比較例＞
　ここで、比較例について説明する。図５は、第１比較例に係るスマートフォンの一例を示す図である。図５は、第１比較例に係るスマートフォン５００の前面側のカバーを開けた状態を例示する。以下、図面を参照して、第１比較例に係るスマートフォン５００について説明する。
　側面フレーム１００ａは、スリット１０３を有しない点で、側面フレーム１００とは異なる。グランド板２１０ａは、実施形態における側面導体素子１２０に相当する部分においても側面フレーム１００ａの内側に接する点で、グランド板２１０とは異なる。上部フレーム１３０ａは、側面フレーム１００ａのうち、スリット１０１、１０２によって区画される領域の上側の領域である。図５を参照すると理解できるように、上部フレーム１３０ａのスリット１０２側の端部は、接地されている。
　図６および図７は、図５の矩形Ｒ２によって囲まれる部分を模式的に示す図である。図６は側面フレーム１００ａに指が触れていない状態を例示し、図７は側面フレーム１００ａに指が触れている状態を例示する。図６では、スリット１０２が電気的に接続されていないため、アンテナ素子１１２が第１周波数の電波で動作するモノポールアンテナとなる。
　図７では、スマートフォン５００のユーザがスマートフォン５００を手で把持した状態が例示される。そのため、ユーザの手（例えば、親指Ｆ１）によってスリット１０２が容量結合によって電気的に接続される。第１比較例では、上部フレーム１３０ａの少なくともスリット１０２側の端部はグランド板と電気的に接続されることで接地されている。そのため、スリット１０２が容量結合した場合、給電点と電気的に接続された途中部分１１１からアンテナ素子１１２を経て上部フレーム１３０ａのスリット１０２側の端部からグランドに接続されてしまう。すなわち、モノポールアンテナであるアンテナ素子１１２の開放端が接地されてしまうことで、アンテナ素子１１２の共振周波数が第１周波数から大きく変動してしまうことになる。
　＜第２比較例＞
　続いて、第２比較例について説明する。図８は、第２比較例に係るスマートフォンの一例を示す図である。図８は、第２比較例に係るスマートフォン６００の前面側のカバーを開けた状態を例示する。第２比較例に係るスマートフォン６００は、側面フレーム１００ｂにおいてスリット１０３を有しない点で、実施形態に係るスマートフォン１とは異なる。第２比較例に係るスマートフォン６００においても、少なくともスマートフォン１におけるスリット１０３に対応するスリット対応位置１０３ａにおいて、グランド板２１０と電気的に接続される。第２比較例に係るスマートフォン６００を手で把持した場合、実施形態に係るスマートフォン１と同様に、第１周波数の電波で共振するループアンテナを形成することができる。
　＜第１比較例および第２比較例と実施形態との比較＞
　図９は、第１比較例、第２比較例および実施形態の放射効率を比較する図である。図９では、周波数２．２ＧＨｚの電波の放射効率を例示し、親指Ｆ１の比誘電率を４０．０、電気伝導率を１．４０Ｓ／ｍと仮定した。図９を参照すると、第１比較例に係るスマートフォン５００では、自由空間における放射効率は－１．４ｄＢであり、親指付における放射効率は－１６．９ｄＢであり、自由空間に対する親指付の放射効率の劣化量は－１５．５ｄＢである。第２比較例に係るスマートフォン６００では、自由空間における放射効率は－１３．４ｄＢであり、親指付における放射効率は－９．３ｄＢであり、自由空間に対する親指付の放射効率の劣化量は＋４．１ｄＢである。実施形態に係るスマートフォン１では、自由空間における放射効率は－１．３ｄＢであり、親指付における放射効率は－１１．３ｄＢであり、自由空間に対する親指付の放射効率の劣化量は－１０．０ｄＢである。
　すなわち、第１比較例に係るスマートフォン５００では、自由空間および親指付のいずれにおいても、実施形態に係るスマートフォン１よりも放射効率が低いことが理解できる。一方、第２比較例に係るスマートフォン６００は、親指付における放射効率は実施形態に係るスマートフォン１よりも若干改善されているものの、自由空間における放射効率が極めて悪いことが理解できる。実施形態に係るスマートフォン１では、自由空間における放射効率が第１比較例および第２比較例のいずれよりも高く、また、親指付においては第２比較例に迫る放射効率を実現できることが理解できる。
　＜他の比較例＞
　さらに、スリット１０２が容量結合された場合におけるアンテナの放射効率の低下に対応する他の比較例について検討する。図１０は、第３比較例に係るスマートフォンの一例を示す図である。図１０は、第３比較例に係るスマートフォン７００の前面側のカバーを開けた状態を例示する。スマートフォン７００は、アンテナ素子１１２に加えて、本体部２００内の上部にアンテナ７１２を備える。スマートフォン７００は、親指Ｆ１等によるスリット１０２の容量結合を検知すると、Ｄｕａｌ　Ｐｏｌｅ　Ｄｕａｌ　Ｔｈｏｒｏｗ（ＤＰＤＴ）７１３によって通信に使用するアンテナをアンテナ素子１１２からアンテナ７１２に切り替える。
　本体部２００内の上部には、例えば、カメラやスピーカー等の様々な電子部品が実装されることが多い。そのため、本体部２００内の上部では、アンテナ７１２のアンテナ長を短くすることが多い。また、アンテナ長が短くなる上に、アンテナ７１２の周囲には上記電子部品が存在するため、アンテナ７１２の性能はアンテナ素子１１２よりも低くなりやすく、また、アンテナ７１２が共振可能な周波数帯域も狭くなりやすい。そのため、アンテナ素子１１２からアンテナ７１２に切り替えることで、かえってスマートフォン７００のアンテナ性能が劣化する可能性もある。
　図１１は、第４比較例に係るスマートフォンの一例を示す図である。図１１は、第４比較例に係るスマートフォン８００の前面側のカバーを開けた状態を例示する。スマートフォン８００は、略矩形に形成された側面フレーム１００ｃの下方の辺に２つのスリット８０１、８０２を設ける。スマートフォン８００では、途中部分１１１からスリット８０２側の端部までがアンテナ素子８１２となる。
　スリット８０１、８０２をこのような位置に設けることで、スマートフォン８００が手で把持されても親指Ｆ１等の手がスリット８０１、８０２に触れにくいため、スリット８０１、８０２が容量結合しにくくなる。そのため、スマートフォン８００では、手で把持した場合におけるアンテナ素子８１２の性能劣化が抑制されると考えられる。
　ここで、スマートフォン８００に複数のアンテナを設けることで、複数の周波数に対応させることを検討する。スマートフォン８００の大きさを縦方向（Ｙ方向）が１５０ｍｍ、幅方向（Ｘ方向）が７５ｍｍと設定し、スリットには比誘電率３．０の樹脂を充填したものとする。この場合において、周波数８５０ＭＨｚの電波の１／４波長は５１ｍｍ、１．５ＧＨｚの電波の１／４波長は２９ｍｍ、２．２ＧＨｚの電波の１／４波長は２０ｍｍとなる。
　図１２は、第４比較例係るスマートフォンにおいて複数の周波数用のアンテナを設けた場合を模式的に示す図である。図１２を参照すると、８５０ＭＨｚ用のアンテナと１．５ＧＨｚ用のアンテナと、２．２ＧＨｚ用のアンテナをスマートフォン８００に設けようとすると、幅方向７５ｍｍよりもアンテナの長さが長くなるため、スマートフォン８００には実装できないことが理解できる。
　図１３は、実施形態に係るスマートフォンにおいて複数の周波数用のアンテナを設けた場合を模式的に示す図である。実施形態に係るスマートフォン１では、スリット１０１、１０２は、側面フレーム１００のうち対向する長辺の下方に設けられるため、スリット１０１、１０２の位置を適宜決定することで、周波数、８５０ＭＨｚ、１．５ＧＨｚ、２．２ＧＨｚそれぞれのアンテナのアンテナ長を確保できることが理解できる。また、８５０ＭＨｚ用のアンテナと１．５ＧＨｚ用のアンテナとの間に１ｍｍ程度のスリット１０１ａを設けることで、８５０ＭＨｚ用のアンテナと１．５ＧＨｚ用のアンテナとを絶縁できることも理解できる。すなわち、実施形態に係るスマートフォン１は、実装するアンテナを複数の周波数帯域に対応させる上でも有利である。
　＜第１変形例＞
　実施形態に係るスマートフォンは、様々に変形することが可能である。図１４は、第１変形例に係るスマートフォンの一例を示す図である。図１４は、第１変形例に係るスマートフォン１ａの前面側のカバーを開けた状態を例示する。スマートフォン１ａでは、選択回路１９０を介して給電点２２１ｂが側面導体素子１２０に接続されている。選択回路１９０は、第１周波数の電波による通信が行われている間は側面導体素子１２０を給電点２２１ｂから切り離し、第２周波数の電波による通信を行う場合には側面導体素子１２０を給電点２２１ｂに接続する。このような実装により、スマートフォン１ａは、第１周波数で通信を行っていない場合には、側面導体素子１２０を第２周波数の電波で共振するアンテナとして使用することが可能となる。選択回路１９０は、「選択回路」の一例である。給電点２２１ｂは、「第２給電点」の一例である。
　図１５は、選択回路の他の例を示す図である。図１５では、アンテナ素子１１２や側面導体素子１２０も例示されている。図１５に例示される選択回路１９０は、マッチング回路１９１と側面導体素子１２０との間に、スイッチ１９５が介在する。スイッチ１９５は、第１周波数での通信を行っている場合（例えば、給電点２２１が給電を行っている場合）は、側面導体素子１２０を給電点２２１ｂから切り離す。また、スイッチ１９５は、第１周波数での通信を行っていな場合（例えば、給電点２２１が給電を行っていない場合）は、給電点２２１ｂと側面導体素子１２０とを接続する。このような実装によっても、スマートフォン１ａは、第１周波数においてはアンテナ素子１１２を用いて通信を行い、第２周波数においては側面導体素子１２０をアンテナとして用いて通信を行うことができる。
　選択回路１９０の部分はスイッチ以外の回路を使用して、周波数切替えをすることも可能である。図１６は、その変形の一例を示す図である。図１６では、アンテナ素子１１２や側面導体素子１２０も例示されている。図１６に例示される選択回路１９０は、マッチング回路１９１と側面導体素子１２０との間に、コイル１９３とコンデンサ１９４とを並列に接続したＬＣ並列回路１９２が介在する。ＬＣ並列回路１９２は、第１周波数で共振させることによって、アンテナ素子１１２を共振させる第１周波数においてハイインピーダンスにすることができる。つまり、第１周波数で通信が行われている場合には、給電点２２１ｂから高周波的に切り離すことができる。また、第１周波数と異なる第２周波数においては、マッチング回路の一部として動作するため、側面導体素子１２０をアンテナとして通信を行うことができる。
　なお、以上説明した実施形態や変形例では、側面フレーム１００は長方形状に形成されたが、側面フレーム１００は正方形上、円形状、菱形形状等他の形状に形成されてもよい。この場合、アンテナ素子１１２の長さを第１周波数で共振可能な長さとし、側面導体素子１２０の長さを第１周波数の電波の波長の１／４の奇数倍とできるように、スリット１０１、１０２、１０３の位置が決定されればよい。
　以上で開示した実施形態や変形例はそれぞれ組み合わせることができる。
　１、１ａ、５００、６００、７００、８００・・・スマートフォン
　１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ・・・側面フレーム
　１０１、１０１ａ、１０２、１０３、８０１、８０２・・・スリット
　１０３ａ・・・スリット対応位置
　１１０・・・下部フレーム
　１１１・・・途中部分
　１１２、８１２・・・アンテナ素子
　１２０・・・側面導体素子
　１３０、１３０ａ・・・上部フレーム
　１９０・・・選択回路
　１９１・・・マッチング回路
　１９２・・・ＬＣ並列回路
　１９３・・・コイル
　１９４・・・コンデンサ
　１９５・・・スイッチ
　２００・・・本体部
　２１０、２１０ａ・・・グランド板
　２２０・・・プリント基板
　２２１、２２１ａ、２２１ｂ・・・給電点
　７１２・・・アンテナ
　７１３・・・ＤＰＤＴ
Ｆ１・・・親指

Claims (6)

  1. 　板状に形成された本体部の側面を囲む金属フレームと、
    　前記本体部に収容されるグランド板と、を備え、
    　前記金属フレームは、
    　　前記金属フレームに設けられた第１間隙と第２間隙とによって区画された第１フレームの途中部分において給電点と電気的に接続され、前記途中部分と前記第２間隙とによって区画された第１周波数の電波で共振するモノポールアンテナと、
    　　前記第２間隙と前記金属フレームに設けられた第３間隙とによって区画され、前記グランド板から絶縁される第１導体部と、
    　　前記第１間隙と前記第３間隙とによって区画され、少なくとも前記第３間隙側の端部が前記グランド板と電気的に接続される第２導体部と、を含み、
    　前記モノポールアンテナおよび前記第１導体部を合わせた長さは、ループアンテナとして前記第１周波数の電波で共振可能な長さである、
    　無線通信装置。
  2. 　前記第１導体部の長さは、前記第１周波数の電波の波長の１／４である、
    　請求項１に記載の無線通信装置。
  3. 　前記金属フレームは長方形状に形成され、
    　前記第１間隙と前記第２間隙は、長方形状に形成された金属フレームの対向する長辺に形成される、
    　請求項１または２に記載の無線通信装置。
  4. 　前記第１導体部には、前記給電点とは異なる第２給電点が接続され、
    　前記第１導体部と前記第２給電点との間には、前記第１周波数で前記モノポールアンテナに給電しているときは前記第１導体部と前記第２給電点とを切り離し、前記第１周波数で前記モノポールアンテナに給電していないときは前記第１導体部と前記第２給電点とを接続する選択回路が介在する、
    　請求項１から３のいずれか一項に記載の無線通信装置。
  5. 　前記選択回路は、前記第１周波数において開放となるＬＣ並列回路を含む、
    　請求項４に記載の無線通信装置。
  6. 　前記選択回路は、前記給電点が前記モノポールアンテナに給電しているときは前記第１導体部を前記第２給電点から切り離し、前記給電点が前記モノポールアンテナに給電していないときは前記第１導体部を前記第２給電点に接続するスイッチを含む、
    　請求項４に記載の無線通信装置。
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