(57)【要約】【課題】複数のアンテナ素子が存在した状態において高いアンテナ性能が得られ、かつ筐体の薄型化を図ることができる携帯無線機を提供する。【解決手段】回路基板の切り欠き部１７の辺に設けられた第１の給電部１３と第２の給電部１４の間の経路のうち、第１の無線部１５の動作周波数または第２の無線部１６の動作周波数のいずれかの波長に対する電気長が短い経路のグランドパターンを分断して電気的に非接続状態とする。これにより、一方のアンテナ素子（例えば第１のアンテナ素子１１）に他方のアンテナ素子（例えば第２のアンテナ素子１２）に起因するグランド電流が流れなくなるか、または低減するようになり、他方のアンテナ素子の特性劣化を低く抑えることが可能となる。【選択図】図２
2010154100.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
前記筐体に設けられ、グランドパターンを有し、切り欠き部を備えた回路基板と、
第１のアンテナ素子と、
第２のアンテナ素子と、
前記回路基板と前記第１のアンテナ素子とを接続する第１の接続部と、
前記回路基板と前記第２のアンテナ素子とを接続する第２の接続部と、
前記第１の接続部と接続される第１の無線部と、
前記第２の接続部と接続される第２の無線部と、を備え、
前記第１の接続部と前記第２の接続部は前記回路基板の切り欠き部の辺に設けられ、
前記回路基板における前記第１の接続部と前記第２の接続部間の経路のうち、前記第１の無線部の動作周波数、または前記第２の無線部の動作周波数のいずれかの波長に対する電気長が短い経路のグランドパターンを電気的に非接続とする携帯無線機。
【請求項２】
前記回路基板における前記第１の接続部と前記第２の接続部間の経路のうち、少なくとも１つの経路の電気長が前記第１の無線部の動作周波数、または前記第２の無線部の動作周波数の波長の１／４より短い請求項１に記載の携帯無線機。
【請求項３】
前記切り欠き部を前記回路基板の上端部に設けた請求項１または請求項２に記載の携帯無線機。
【請求項４】
前記回路基板における前記第１の接続部と前記第２の接続部間の経路のうち、前記第１の無線部の動作周波数、または前記第２の無線部の動作周波数のいずれかの波長に対する電気長が短い経路の非接続のグランドパターン間にリアクタンス回路を設けた請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の携帯無線機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話等の携帯無線機に関し、特に同時動作する２系統のアンテナ素子を有する携帯無線機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話の高機能化が進み、通信機能に加えてデジタルテレビ受信機能、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信機能、カメラ機能等を搭載するに至っている。
【０００３】
デジタルテレビ受信機能とＧＰＳ受信機能を搭載することでそれぞれの機能に対応するアンテナ素子が必要となるが、これらのアンテナ素子は同時動作する場合があるため、互いに干渉しない位置に配置するようにしている。例えば、特許文献１で開示された移動体通信端末は、同時動作する２系統のアンテナ素子を筐体の長手方向の両端部に配置するようにしている。すなわち、２系統のアンテナ素子のうち、一方を筐体の長手方向の一端部に配置し、他方を筐体の長手方向の他端部に配置するようにしている。２系統のアンテナ素子を広間隔で配置することで、アンテナ素子間の電磁結合による特性劣化が低減する。
【０００４】
また、特許文献２で開示された移動体通信端末は、同時動作する２系統のアンテナ素子に対する回路基板のグランドパターンを、それぞれのアンテナ素子に対応するように分離し、間隔を開けて配置するようにしている。グランドパターンを分離して間隔を開けて配置することで、アンテナ素子間の電磁結合による特性劣化が低減する。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１０２９５４号公報
【特許文献２】特開２００６−２５４０８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１で開示された移動体通信端末のように、２系統のアンテナ素子を筐体の長手方向の両端部に配置すると、一方のアンテナ素子が使用者の手による影響を受けてアンテナ性能が劣化してしまう問題がある。手で筐体を持つ場合、一般的にはその下側の部分を持つことになるが、その下側の部分の端部にアンテナ素子を配置すると、使用者の手の影響を直に受けることになる。なお、この問題に対し、全てのアンテナ素子を筐体の上側の端部に設けることで使用者の手による影響を少なくできるが、このようにすると、アンテナ素子間の距離を十分に確保することができなくなり、アンテナ素子間の電磁結合が発生してアンテナ性能が劣化してしまう。
【０００７】
また、特許文献２で開示された移動体通信端末のように、２系統のアンテナ素子の無線部を実装する回路基板を別々に設け、２つの回路基板間の距離を確保するようにすると、筐体の薄型化が困難になる問題が生ずる。
【０００８】
なお、上記した２つの問題は、２系統のアンテナ素子に限らず、それ以上でも勿論起こることであり、寧ろアンテナ素子数が増える程、問題が大きくなる。
【０００９】
本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであり、複数のアンテナ素子が存在した状態において高いアンテナ性能が得られ、かつ筐体の薄型化を図ることができ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】
【００１０】
本発明の携帯無線機は、筐体と、前記筐体に設けられ、グランドパターンを有し、切り欠き部を備えた回路基板と、第１のアンテナ素子と、第２のアンテナ素子と、前記回路基板と前記第１のアンテナ素子とを接続する第１の接続部と、前記回路基板と前記第２のアンテナ素子とを接続する第２の接続部と、前記第１の接続部と接続される第１の無線部と、前記第２の接続部と接続される第２の無線部と、を備え、前記第１の接続部と前記第２の接続部は前記回路基板の切り欠き部の辺に設けられ、前記回路基板における前記第１の接続部と前記第２の接続部間の経路のうち、前記第１の無線部の動作周波数、または前記第２の無線部の動作周波数のいずれかの波長に対する電気長が短い経路のグランドパターンを電気的に非接続とする。
【００１１】
上記構成によれば、回路基板の切り欠き部の辺に設けられた第１の接続部と第２の接続部の間の経路のうち、第１の無線部の動作周波数または第２の無線部の動作周波数のいずれかの波長に対する電気長が短い経路のグランドパターンを電気的に非接続（具体的には“分断”）としたので、一方のアンテナ素子（例えば第１のアンテナ素子）に他方のアンテナ素子（例えば第２のアンテナ素子）に起因するグランド電流が流れなくなるか、または低減するようになり、他方のアンテナ素子の特性劣化を低く抑えることが可能となる。なお、グランド電流が流れないか、または低減できるかは、周波数の高低によって決まる。すなわち、グランドパターンを分断しても分断したグランドパターンの間隔が不十分である場合、周波数が低くなると高周波的には接続状態に近い状態となるので、多少ではあるがグランド電流が流れてしまう。
【００１２】
また、回路基板の切り欠き部にカメラを含む大型部品を配置することで、その大型部品の厚さから回路基板の厚さを差し引くことができるため、筐体の薄型化が図れる。
【００１３】
本発明の携帯無線機は、上記構成において、前記回路基板における前記第１の接続部と前記第２の接続部間の経路のうち、少なくとも１つの経路の電気長が前記第１の無線部の動作周波数、または前記第２の無線部の動作周波数の波長の１／４より短い。
【００１４】
上記構成によれば、第１の無線部の動作周波数または第２の無線部の動作周波数のいずれかの波長に対する電気長が短い経路のグランドパターンを電気的に非接続としたことで、第１の接続部と第２の接続部との間隔が第１の無線部の動作周波数または第２の無線部の動作周波数の波長の１／４より短い場合でもアンテナ間の電磁結合が起こり難くなり、２つのアンテナ素子の近接配置が可能となって省スペース化が図れる。
【００１５】
上記構成において、前記切り欠き部を前記回路基板の上端部に設けた。
【００１６】
上記構成によれば、切り欠き部を回路基板の上端部に設けることで、切り欠き部にカメラを配置した場合に該カメラが使用者の手で覆われる虞が少なく、カメラでの撮影において手が写ってしまうような失敗が起こらない。
【００１７】
また、上記構成において、前記回路基板における前記第１の接続部と前記第２の接続部間の経路のうち、前記第１の無線部の動作周波数、または前記第２の無線部の動作周波数のいずれかの波長に対する電気長が短い経路の非接続のグランドパターン間にリアクタンス回路を設けた。
【００１８】
上記構成によれば、リアクタンス回路を設けることで、高周波的に経路長を長くすることができ、アンテナ素子間の電磁結合を無くすことができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、複数のアンテナが存在した状態において高いアンテナ性能が得られ、かつ筐体の薄型化が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る携帯無線機の正面側と裏面側を示す平面図である。この場合、（ａ）は正面側、（ｂ）は裏面側である。図１において、本実施の形態の携帯無線機１は、２つの筐体からなり、一方の筐体（以下、“上筐体”と呼ぶ）１Ａを他方の筐体（以下、“下筐体と呼ぶ）１Ｂに対してスライドさせることで開閉できるようにしたスライド式の携帯無線機である。図１は開いた状態を示している。上筐体１Ａの正面側には上筐体１Ａの一面より若干に小さい四角形状の表示器２が設けられており、下筐体１Ｂの正面側の下部には複数のキーからなるキー操作部３が設けられている。また、下筐体１Ｂの裏面側の上部にはカメラ４が設けられている。
【００２２】
また、携帯無線機１は、図２に示すように、回路基板１０と、第１のアンテナ素子１１と、第２のアンテナ素子１２と、回路基板１０と第１のアンテナ素子１１とを接続する第１の給電部（第１の接続部）１３と、回路基板１０と第２のアンテナ素子１２とを接続する第２の給電部（第２の接続部）１４と、第１の給電部１３と接続される第１の無線部１５と、第２の給電部１４と接続される第２の無線部１６とを備えている。図２は携帯無線機１の下筐体１Ｂの内部を示す平面図である。この図に示すように、回路基板１０の上部にカメラ４を通すための四角形状の切り欠き部１７が形成されている。
【００２３】
携帯無線機１にカメラ４を搭載する場合、その撮影面が手で覆われることがあると、正常に撮影を行うことができないので（手が写ってしまう失敗等が生じる）、携帯無線機１を持ったときにカメラ４に手がかからないように回路基板１０の上部にカメラ４を通すための切り欠き部１７を形成している。本実施の形態では、カメラ用として切り欠き部１７を設けたが、カメラ以外の大型部品用として設けてもよい。カメラ４を含む大型の部品を回路基板１０上に実装したり、回路基板１０から離間させて配設したりするのではなく、回路基板１０に切り欠き部１７を形成して、それを通すように配設することで薄型化が図れる。すなわち、回路基板１０の厚み分を大型の部品の厚みに吸収できるので、その分、薄型化が図れる。
【００２４】
本実施の形態では、第１の無線部１５の動作周波数をデジタルテレビの周波数（４７０〜７７０ＭＨｚ）とし、第２の無線部１６の動作周波数をＧＰＳの周波数（１５７５ＭＨｚ）としている。この場合、第１の無線部１５と第２の無線部１６は共に受信専用であるので、第１の給電部１３と第２の給電部１４は共に接続部として機能する。
【００２５】
第１の給電部１３と第２の給電部１４は、図２に示すように回路基板１０の切り欠き部１７の辺に設けられており、またその間隔が第２のアンテナ素子１２の使用周波数（第２の無線部１６の動作周波数）における波長の１／４以内の距離となっている。第１の給電部１３及び第２の給電部１４を切り欠き部１７と同様に回路基板１０の上部に設けることで、手の影響を小さくでき、アンテナ特性の向上が図れる。
【００２６】
回路基板１０の第１の給電部１３と第２の給電部１４の間には２経路のグランドパターンが存在し、そのうち、第２の無線部１６の動作周波数の波長に対する電気長が短い経路のグランドパターンが分断されていて、電気的に非接続状態となっている。図３に第１の給電部１３と第２の給電部１４の間のグランドパターンの経路を示す。同図において、経路１７ａが経路１７ｂより長くなっており、短い方の経路１７ｂのグランドパターンが分断されている。符号１８で示す部分が分断された箇所である。第１の給電部１３と第２の給電部１４の間の２経路のグランドパターンのうち、電気長の短い方を分断することで、図４に示すように第２のアンテナ素子１２にアンテナ電流ｉａが流れたときに、第１のアンテナ素子１１に第２のアンテナ素子１２に起因するグランド電流ｉｇが流れないか、あるいは流れてもその量はグランドパターンを切断していない場合と比べて低減する。
【００２７】
ここで、比較例として、第１の給電部１３と第２の給電部１４間の２経路のグランドパターンのいずれも分断していない例を図５に示す。なお、この例でも第１の給電部１３と第２の給電部１４の間隔を、第２のアンテナ素子１２の使用周波数（第２の無線部１６の動作周波数）における波長の１／４以内の距離としている。グランドパターンを分断しない状態では、第２のアンテナ素子１２にアンテナ電流ｉａが流れたときに、主に電気長が短い方の経路のグランドパターンを介して第１のアンテナ素子１１に第２のアンテナ素子１２に起因するグランド電流ｉｇが流れてしまう。特に、第１の給電部１３と第２の給電部１４が１／４波長の距離で近接しているので、グランド電流ｉｇが多く流れてしまう。第１のアンテナ素子１１にグランド電流ｉｇが流れることで、第１のアンテナ素子１１と接続される第１の無線部１５にてグランド電流ｉｇが消費されてしまい、結果として第２のアンテナ素子１２のグランド電流が低減するため（アンテナ素子間の電磁結合）アンテナ特性も劣化してしまう。
【００２８】
これに対し、本発明では、第１の給電部１３と第２の給電部１４の間の２経路のグランドパターンのうち、第２の無線部１６の動作周波数の波長に対する電気長が短い経路のグランドパターンを分断するので、第１の給電部１３と第２の給電部１４を１／４波長の距離に近接させても、アンテナ素子間の電磁結合が殆ど生じることがなく、アンテナ特性劣化を低減できる。
【００２９】
このように、第２の無線部１６の動作周波数の波長に対する電気長が短い経路のグランドパターンを分断することによって、第１のアンテナ素子１１による影響が略無くなり、第２のアンテナ素子１２の特性劣化を低減できる。このことは第１のアンテナ素子１１にアンテナ電流が流れたときも同様である。なお、グランド電流の流れる量は周波数の高低とグランドパターンの分断間隔によって決まる。すなわち、グランドパターンを分断しても分断間隔が狭い場合、低い周波数帯であると高周波的には接続状態に近い状態となるので、多少ではあるがグランド電流が流れる。逆に高い周波数帯であると、分断間隔が狭くてもグランド電流は流れなくなる。
【００３０】
以上のように本実施の形態の携帯無線機１によれば、回路基板の切り欠き部１７の辺に設けられた第１の給電部１３と第２の給電部１４の間の経路のうち、第１の無線部１５の動作周波数または第２の無線部１６の動作周波数のいずれかの波長に対する電気長が短い経路のグランドパターンを分断して電気的に非接続状態としたので、一方のアンテナ素子（例えば第１のアンテナ素子１１）に他方のアンテナ素子（例えば第２のアンテナ素子１２）に起因するグランド電流が流れなくなるか、または低減するようになり、他方のアンテナ素子の特性劣化を低く抑えることが可能となる。
【００３１】
また、第１の給電部１３と第２の給電部１４の間隔を第１の無線部１５の動作周波数または第２の無線部１６の動作周波数の波長の１／４より短くしてもアンテナ素子間の電磁結合が起こり難いため、第１のアンテナ素子１１と第２のアンテナ素子１２の近接配置が可能となり、省スペース化が図れる。
【００３２】
また、回路基板１０の切り欠き部１７にカメラ４を含む大型部品を配置することで、その大型部品の厚さから回路基板１０の厚さを差し引くことができるので、筐体の薄型化が可能となる。
【００３３】
また、回路基板１０の切り欠き部１７を回路基板１０の上端部に設けたので、切り欠き部１７にカメラ４を配置した場合に該カメラが使用者の手で覆われる虞が少なく、カメラでの撮影において手が写ってしまうような失敗が起こらない。
【００３４】
なお、本実施の形態では、グランドパターンを分断する基準として、第２の無線部１６の動作周波数の波長を用いたが、第１の無線部１５の動作周波数の波長を用いても構わない。すなわち、第１の給電部１３と第２の給電部１４の間の経路のグランドパターンのうち、第１の無線部１５の動作周波数または第２の無線部１６の動作周波数のいずれかの波長に対する電気長が短い経路のグランドパターンを分断する。
【００３５】
（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２に係る携帯無線機の下筐体の内部を示す平面図である。なお、この図において前述した図２と共通する部分には同一の符号をつけてその説明を省略する。
【００３６】
図６において、本実施の形態の携帯無線機２０は、グランドパターンの分断箇所１８にリアクタンス回路２１を介挿して、グランドパターンの分断箇所１８の両端を電気的に接続状態にしたものである。周波数帯によっては、回路基板１０のグランドパターンを分断するだけではアンテナ素子間の電磁結合を完全に無くすことができない。すなわち、前述したように、電気的には非接続状態でも高周波的には接続状態になってしまう。そこで、分断箇所１８にリアクタンス回路２１を介挿することで、高周波的に経路長を見かけ上長くすることができ、アンテナ素子の給電部の間隔を十分に確保することができるためアンテナ素子間の電磁結合を無くすことができる。
【００３７】
以上のように本実施の形態の携帯無線機２０によれば、回路基板１０における第１の給電部１３と第２の給電部１４との間の経路のうち、第１の無線部１５の動作周波数または第２の無線部１６の動作周波数のいずれかの波長に対する電気長が短い経路の非接続のグランドパターン間にリアクタンス回路２１を設けたので、高周波的に経路長を長くすることができ、アンテナ素子間の電磁結合を無くすことができる。
【００３８】
なお、本発明は、上記したスライド式の携帯無線機１及び２０の他に、折り畳み式の携帯無線機や筐体が１つのストレート式の携帯無線機にも適用可能である。また、通信機能を有するＰＤＡやノートパソコンや、トランシーバ等の無線機にも勿論適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、複数のアンテナが存在した状態において高いアンテナ性能が得られ、かつ薄型化が図れるといった効果を有し、携帯電話等の携帯無線機への適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る携帯無線機の正面側と裏面側を示す平面図
【図２】図１の携帯無線機の下筐体の内部を示す平面図
【図３】図１の携帯無線機の下部筐体における２経路のグランドパターンを説明するための平面図
【図４】図１の携帯無線機の特徴を説明するための平面図
【図５】図１の携帯無線機の特徴を説明するための平面図
【図６】本発明の実施の形態２に係る携帯無線機の下筐体の内部を示す平面図
【符号の説明】
【００４１】
１、２０  携帯無線機
１Ａ  上筐体
１Ｂ  下筐体
２  表示器
３  キー操作部
４  カメラ
１０  回路基板
１１  第１のアンテナ素子
１２  第２のアンテナ素子
１３  第１の給電部
１４  第２の給電部
１５  第１の無線部
１６  第２の無線部
１７  切り欠き部
１８  グランドパターンの分断箇所
２１  リアクタンス回路
【図１】
2010154100.tif 000003
【図２】
2010154100.tif 000004
【図３】
2010154100.tif 000005
【図４】
2010154100.tif 000006
【図５】
2010154100.tif 000007
【図６】
2010154100.tif 000008