(57)【要約】【課題】  簡単な構成で、無線通信装置の姿勢等の変化に起因した円偏波による無線通信状態の変動を抑制するアンテナ装置および無線通信装置および無線通信状態制御方法を提供する。【解決手段】  円偏波アンテナ２５と共にアンテナ装置を構成するグランド電極２６にスリット２８を設ける。また、そのスリット２８の両側のグランド電極部位間の導通オン・オフを制御する導通オン・オフ手段２７を設ける。【選択図】      図１４
2010041486.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円偏波アンテナと、
当該円偏波アンテナと絶縁接続され、また、スリットが形成されているグランド電極と、
前記スリットの両側のグランド電極部位間の導通オン・オフを制御する導通オン・オフ手段とが設けられていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記スリットは、前記グランド電極の端縁から切り込み形成されている形態と成し、
前記導通オン・オフ手段は、そのスリットの開放端部の両側のグランド電極部位間の導通オン・オフを制御することを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記導通オン・オフ手段はスイッチ素子を有して構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記導通オン・オフ手段はダイオードを有して構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記円偏波アンテナは、ワイヤアンテナであることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一つに記載のアンテナ装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５の何れか一つに記載のアンテナ装置と、
前記導通オン・オフ手段の導通オン・オフ動作を制御するスイッチング制御部とが設けられていることを特徴とする無線通信装置。
【請求項７】
前記アンテナ装置の前記グランド電極は、回路が形成されている回路基板のグランド電極であることを特徴とする請求項６記載の無線通信装置。
【請求項８】
グランド電極が形成されている第１回路基板を有する第１装置部と、グランド電極が形成されている第２回路基板を有する第２装置部とがヒンジによって接続されている構成を有する折り畳み式の無線通信装置と成しており、
前記アンテナ装置の前記グランド電極は、前記第１回路基板又は第２回路基板のグランド電極であることを特徴とする請求項６又は請求項７記載の無線通信装置。
【請求項９】
前記アンテナ装置による無線通信信号を受け当該信号に基づいて無線通信状態の良否を判定する無線通信状態判定部が設けられており、
前記スイッチング制御部は、前記無線通信状態判定部の判定結果に基づいて前記導通オン・オフ手段の導通オン・オフ動作を制御することを特徴とする請求項６又は請求項７又は請求項８記載の無線通信装置。
【請求項１０】
前記アンテナ装置の前記グランド電極の姿勢を検出する姿勢検知手段が設けられており、
前記スイッチング制御部は、前記姿勢検知手段により検出される姿勢情報に基づいて前記導通オン・オフ手段の導通オン・オフ動作を制御することを特徴とする請求項６又は請求項７又は請求項８記載の無線通信装置。
【請求項１１】
前記ヒンジによる前記第１装置部と前記第２装置部の開閉状態を検出する開閉検出手段が設けられており、
前記スイッチング制御部は、前記開閉検出手段の検出情報に基づいて前記導通オン・オフ手段の導通オン・オフ動作を制御することを特徴とする請求項８又は請求項１０記載の無線通信装置。
【請求項１２】
携帯型電話機であることを特徴とする請求項６乃至請求項１１の何れか一つに記載の無線通信装置。
【請求項１３】
スリットが設けられると共に、当該スリットの両側部位間の導通オン・オフを制御する導通オン・オフ手段が接続されているグランド電極と絶縁接続されている円偏波アンテナの無線通信状態を検出し、
当該検出された無線通信状態の情報に基づいて前記導通オン・オフ手段の導通オン・オフ動作を制御することを特徴とする無線通信状態制御方法。
【請求項１４】
前記円偏波アンテナの無線通信信号に基づいて直接的に無線通信状態を検出し、
当該検出された無線通信状態の情報に基づいて前記導通オン・オフ手段の導通オン・オフ動作を制御することを特徴とする請求項１３記載の無線通信状態制御方法。
【請求項１５】
前記グランド電極の姿勢を検出する姿勢検知手段により姿勢情報を検出し、
当該検出された姿勢情報を無線通信状態の情報として利用して前記導通オン・オフ手段の導通オン・オフ動作を制御することを特徴とする請求項１３記載の無線通信状態制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円偏波の電波の無線通信を行うアンテナ装置および無線通信装置および無線通信状態制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アンテナ装置の一つに、円偏波の電波の無線通信を行うアンテナ装置がある。円偏波の電波は、例えば、人工衛星との無線通信に利用されている。具体例を挙げると、当該円偏波の電波は、ＧＰＳ（Global-Positioning-System）機能のための無線通信に利用されている。円偏波の電波には、左旋円偏波のものと、右旋円偏波のものとがある。その左旋円偏波は、進行方向に向かって電界が時間の経過と共に左回りに回転している円偏波である。右旋円偏波は、進行方向に向かって電界が時間の経過と共に右回りに回転している円偏波である。現在、日本においては、ＧＰＳ機能のための人工衛星との無線通信は、右旋円偏波の電波が用いられている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１８４０７３号公報
【特許文献２】特開平５−３２７５２７号公報
【特許文献３】特表２００５−５１４８４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図１５には、円偏波アンテナを備えた無線通信装置の一例が簡略化されて示されている。当該無線通信装置３０は、ＧＰＳ機能を備えた折り畳み式の携帯型電話機である。この無線通信装置３０は、上部基板３１と、下部基板３２と、導通接続手段３３と、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ（Liquid-Crystal-Display））３４と、円偏波アンテナ３５とを有して構成されている。
【０００５】
すなわち、上部基板３１は、回路（図示せず）が形成されている回路基板であり、グランド電極（図示せず）の層を内層に持つ多層基板である。当該上部基板３１は上部筐体（図示せず）の内部に収容されている。下部基板３２も、上部基板３１と同様に、回路（図示せず）が形成されている回路基板であり、グランド電極（図示せず）の層を内層に持つ多層基板である。当該下部基板３２は下部筐体（図示せず）の内部に収容されている。
【０００６】
前記上部筐体と下部筐体はヒンジ（図示せず）によって接続されている。導通接続手段３３は、ヒンジによる上部筐体と下部筐体の接続部分を通って上部基板３１の回路と下部基板３２の回路とを電気的に接続する構成を有している。ＬＣＤ３４は、無線通信装置３０をヒンジにより折り曲げて図１７（ｂ）に示されるように閉じた状態のときに内側となる上部基板３１の面に設けられている。
【０００７】
円偏波アンテナ３５は、ＧＰＳ機能のために人工衛星と無線通信を行うことができるものであり、例えばワイヤアンテナにより構成されている。当該円偏波アンテナ３５は、上部基板３１に形成された給電部Ｑに接続されている。その給電部Ｑは、無線通信用回路（高周波回路）３６に電気的に接続されている。この円偏波アンテナ３５は、上部基板３１のグランド電極に、無線通信に利用する電流Ｉを誘起させ当該グランド電極と共に無線通信を行う構成のものである。その上部基板３１のグランド電極に誘起される電流Ｉの通電方向は時間の経過と共に変化する。
【０００８】
例えば、図１５の例では、円偏波アンテナ３５は上部基板３１におけるヒンジ側（下部基板側）の左角部に突設されている。このために、円偏波アンテナ３５の無線通信動作に起因して上部基板３１のグランド電極に誘起される電流Ｉの通電方向の時間的な変化は、図１６（ａ）に示されるように変化する。図１６（ａ）は、上部基板３１におけるＬＣＤ３４の形成面側から内層のグランド電極を見たときのグランド電極の誘起電流Ｉの通電方向の時間的変化を模式的に表した図である。この図においては、誘起電流Ｉの通電方向は時間の経過と共に左回りに回転変化している。この場合には、無線通信装置３０がＬＣＤ３４を天頂側に向けた姿勢であるときに、通信相手である人工衛星（天頂側）に対する無線通信装置３０の無線通信の円偏波は右旋円偏波となる。このため、無線通信装置３０は右旋円偏波により人工衛星と良好に無線通信を行うことができる。
【０００９】
これに対して、図１７（ａ）に示されるように、ＬＣＤ３４が地上側を向いている姿勢である場合には、天頂側から上部基板３１を見ると、当該上部基板３１におけるグランド電極の誘起電流Ｉの通電方向の時間的な変化は、図１６（ｂ）のように右回りの回転変化となる。この場合には、天頂側（人工衛星）に対する無線通信装置３０の無線通信の円偏波は左旋円偏波となる。このため、無線通信装置３０は、人工衛星との間での右旋円偏波での無線通信が難しくなって無線通信状態は悪化してしまう。
【００１０】
また、図１７（ｂ）に示されるように、無線通信装置３０が閉じて上部基板３１が下部基板３２よりも天頂側に配置されている場合がある。この場合には、上部基板３１を天頂側から見たときに、上部基板３１におけるグランド電極の誘起電流Ｉの時間的な変化は、図１６（ｂ）に示されるように右回りの回転変化である。このため、天頂側に対する無線通信装置３０の無線通信の円偏波は左旋円偏波となる。この場合にも、前記同様に、無線通信装置３０は、人工衛星との間での右旋円偏波での無線通信が難しくなって無線通信状態は悪化してしまう。
【００１１】
上記のように、無線通信装置３０の姿勢の変化や、無線通信装置３０の開閉状態の変化等によって、通信相手に対する無線通信装置３０の無線通信の円偏波の旋回方向が左右反転してしまう。このため、無線通信装置３０の姿勢の変化や、開閉状態の変化等によって、円偏波による通信相手との無線通信状態が変動してしまうという問題が生じる。
【００１２】
また、円偏波アンテナ３５を、上部基板３１におけるヒンジ側の左角部ではなく、図１７（ｃ）に示されるように上部基板３１のヒンジ側の右角部に突設したとする。この場合に、ＬＣＤ３４の形成面を天頂側に向けた姿勢の上部基板３１を天頂側から見たときの誘起電流Ｉの通電方向の時間的な変化は、図１６（ｂ）に示されるように、右回りの回転変化となる。このため、無線通信装置３０がＬＣＤ３４の形成面を天頂側に向けた姿勢であるときには、天頂側に対する無線通信装置３０の無線通信の円偏波は左旋円偏波となる。つまり、無線通信装置３０がＬＣＤ３４の形成面を天頂側に向けた姿勢であるときには、無線通信装置３０は、人工衛星との間での右旋円偏波での良好な無線通信を得ることはできない。
【００１３】
無線通信装置３０は、ＬＣＤ３４を天頂側に向けた姿勢であるときにＧＰＳ機能のための無線通信を行うことが多いと想定される。このことから、無線通信装置３０は、ＬＣＤ３４を天頂側に向けた姿勢であるときに、人工衛星との間で右旋円偏波の良好な無線通信が可能であることが望まれる。このため、この無線通信装置３０においては、円偏波アンテナ３５を、図１７（ｃ）に示されるように上部基板３１におけるヒンジ側の右角部に設けることは適切ではない。つまり、無線通信装置３０の構成では、円偏波アンテナ３５の配設位置が規制され、これにより、無線通信装置３０の設計の自由度を下げているという問題がある。
【００１４】
本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的は、簡単な構成で、無線通信装置の姿勢等の変化に起因した円偏波無線通信状態の変動を抑制でき、また、設計の自由度を高めることができるアンテナ装置及び無線通信装置および無線通信状態制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明のアンテナ装置は、
円偏波アンテナと、
当該円偏波アンテナと絶縁接続され、また、スリットが形成されているグランド電極と、
前記スリットの両側のグランド電極部位間の導通オン・オフを制御する導通オン・オフ手段とが設けられている。
【００１６】
また、本発明の無線通信装置は、
上記本発明のアンテナ装置と、
前記導通オン・オフ手段の導通オン・オフ動作を制御するスイッチング制御部とが設けられている。
【００１７】
さらに、本発明の無線通信状態制御方法は、
スリットが設けられると共に、当該スリットの両側部位間の導通オン・オフを制御する導通オン・オフ手段が接続されているグランド電極と絶縁接続されている円偏波アンテナの無線通信状態を検出し、
当該検出された無線通信状態の情報に基づいて前記導通オン・オフ手段の導通オン・オフ動作を制御する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、アンテナ装置のグランド電極にスリットを設け、当該スリットの両側のグランド電極部位間の導通オン・オフを制御するだけの簡単な構成で、円偏波の旋回方向を制御できる。これにより、低コストで、また、装置の大型化を招くことなく、無線通信装置（アンテナ装置）の姿勢等の変化に起因した円偏波の無線通信状態の変動を抑制できる。これにより、円偏波による無線通信の安定化が図られて円偏波の無線通信に対する信頼性が高く、しかも、低価格で小型なアンテナ装置および当該アンテナ装置を備えた無線通信装置を提供することが容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１には、本発明に係るアンテナ装置を含む無線通信装置の第１実施形態が簡略化して示されている。この第１実施形態の無線通信装置１は、ＧＰＳ機能を備えた折り畳み式の携帯型電話機である。当該無線通信装置１は、上部基板２と、下部基板３と、導通接続手段４と、制御部５と、無線通信用回路（高周波回路）６と、円偏波アンテナ７と、導通オン・オフ手段８と、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ（Liquid-Crystal-Display））９とを有する。また、無線通信装置１は、さらに、上部基板２を収容する第１筐体Ｋ１と、下部基板３を収容する第２筐体Ｋ２と、第１筐体Ｋ１と第２筐体Ｋ２を接続するヒンジＨとを有している。この第１実施形態では、上部基板２と、制御部５と、無線通信用回路６と、円偏波アンテナ７と、導通オン・オフ手段８と、ＬＣＤ９と、第１筐体Ｋ１とを有して第１装置部１２が構成されている。また、下部基板３と、第２筐体Ｋ２とを有して第２装置部１３が構成されている。さらに、この第１実施形態では、円偏波アンテナ７と、上部基板２を構成しているグランド電極１１と、導通オン・オフ手段８とを有してアンテナ装置が構成されている。
【００２１】
この第１実施形態では、上部基板２は、回路（図示せず）が形成されている第１回路基板である。当該上部基板２は、グランド電極１１の層（ベタパターン層）を内層に持つ多層基板である。下部基板３は、回路（図示せず）が形成されている第２回路基板である。当該下部基板３も、上部基板２と同様に、グランド電極１４の層（ベタパターン層）を内層に持つ多層基板である。
【００２２】
導通接続手段４は、ヒンジＨによる第１筐体Ｋ１と第２筐体Ｋ２の接続部分を通って上部基板２の回路と下部基板３の回路とを電気的に接続する構成を有するものである。制御部５は、無線通信装置１の装置動作を制御する回路構成を有している。当該制御部５は、上部基板２に形成されている。無線通信用回路６も上部基板２に形成されている。この無線通信用回路６は後述するように円偏波アンテナ７に接続されている。当該無線通信用回路６は、円偏波アンテナ７により受信された信号を検波する回路構成と、検波後の信号を制御部５に適した周波数に変換し、当該周波数変換後の受信信号を制御部５に向けて出力する回路構成とを有している。
【００２３】
円偏波アンテナ７は、ＧＰＳ機能のために通信相手である人工衛星との間で所定の周波数帯（例えば１．５ＧHz帯）の円偏波の電波の無線通信（この第１実施形態では主に受信）が可能となる構成を有している。例えば、円偏波アンテナ７は、ワイヤアンテナにより構成されている。当該円偏波アンテナ７は、上部基板２における図１に示すヒンジ側の左角部に形成されている給電部Ｑに接続されている。その給電部Ｑは、上部基板２の図１に示す上面を構成する絶縁層上に設けられている。また、当該給電部Ｑは、無線通信用回路６に電気的に接続されている。円偏波アンテナ７は、上部基板２における上記絶縁層上の給電部Ｑに接続されているので、上部基板２の内層のグランド電極１１の層とは直流的には絶縁接続されている。これに対して、上記絶縁層を介した円偏波アンテナ７とグランド電極１１との間の間隔は短いために、高周波的には、円偏波アンテナ７はグランド電極１１と接続されている。当該円偏波アンテナ７は、給電部Ｑから上部基板２の長辺に沿う方向に上部基板２の外側に向けて伸張形成されている部位を有する。当該円偏波アンテナ７は、無線通信を行う際に上部基板２のグランド電極１１に無線通信に利用する電流を誘起させ当該グランド電極１１と共に無線通信を行う構成を有している。
【００２４】
この第１実施形態では、上部基板２にはスリット１０が形成されている。つまり、上部基板２のグランド電極１１にスリット１０が形成されている。当該スリット１０は、円偏波アンテナ７によって上部基板２のグランド電極１１に誘起される電流Ｉの通電方向の時間的な変化に関与するものである。すなわち、スリット１０が上部基板２に形成されていない場合に、上部基板２のグランド電極１１に誘起される電流Ｉの通電方向の時間的な変化が図２（ａ）のように左回りに回転変化するとする。なお、図２（ａ）に示される誘起電流Ｉの通電方向の時間的な変化は、上部基板２におけるＬＣＤ９の形成面側から内層のグランド電極を見たときのものである。
【００２５】
これに対して、スリット１０を上部基板２に形成することにより、上部基板２におけるグランド電極１１の誘起電流Ｉの通電方向の時間的な変化を図２（ｂ）のように右回りに反転させることができる。つまり、スリット１０の有無によって、誘起電流Ｉの通電方向の時間的な回転変化を左右反転させることができる。このことは、本発明者のシミュレーションにより確認されている。
【００２６】
そのシミュレーションでは、図３に示されるように、下部基板３に円偏波アンテナ７が接続されている場合において、スリット１０の有無によって、下部基板３におけるグランド電極の誘起電流Ｉの通電方向の時間的な回転方向がどのように変化するかを調べた。なお、このシミュレーションは、次のような条件の下で行われた。すなわち、下部基板３（つまり、グランド電極）は９０mm×４５mmの大きさを有し、無線通信の円偏波の周波数帯は１．５ＧHz帯である。また、スリット１０は、下部基板３におけるヒンジ側の短辺の端面から長辺に沿う方向に直線状に切り込み形成された形状である。当該スリット１０と給電部Ｑとの間隔は１０mmである。また、スリット１０の幅Ｗは１mmで、スリット長Ｌは３０mmとした。
【００２７】
このシミュレーションの結果が図４（ａ）、（ｂ）に示されている。図４（ａ）はスリット１０が下部基板３に形成されていない場合のものである。図４（ｂ）はスリット１０が下部基板３に形成されている場合のものである。このシミュレーションによれば、スリット１０が形成されていない場合には、図４（ａ）に示されるように（例えばα領域内を見ると）、円偏波アンテナ７により下部基板３のグランド電極に誘起される電流Ｉの通電方向の回転方向は右回りである。これに対して、スリット１０が形成されている場合には、図４（ｂ）に示されるように（例えばβ領域内を見ると）、円偏波アンテナ７により下部基板３のグランド電極に誘起される電流Ｉの通電方向の回転方向は左回りである。このように、シミュレーションによって、円偏波アンテナ７による誘起電流Ｉの通電方向の回転方向がスリット１０の有無によって左右反転することが確認されている。
【００２８】
なお、誘起電流Ｉの通電方向の時間的な回転変化を左右反転させることができるスリット１０の適切な形成位置や形状やスリット幅Ｗやスリット長Ｌは、様々な要素が関与して決定されるものである。その要素とは、無線通信に使用される円偏波の周波数や、グランド電極の形状や大きさや、円偏波アンテナの配設位置等である。また、回路基板の部品配置や配線パターンの形成位置等もスリットの形成位置や形状や大きさの決定に考慮されるものである。このように様々な要素が関与してスリット１０の適切な形成位置や形状やスリット幅Ｗやスリット長Ｌが定まる。それ故、それらスリット１０の適切な形成位置や形状やスリット幅Ｗやスリット長Ｌは上記シミュレーションの条件に限定されるものではない。なお、スリット１０を形成することによって、誘起電流Ｉは、図４（ｂ）に示されるように、スリット１０の形成領域では当該スリット１０を迂回して通電していることがシミュレーションの結果からも分かる。スリット１０の形成領域においては、スリット１０が無い場合に比べて、当然に、スリット１０を迂回する分、誘起電流Ｉの経路長が長くなる。この長くなった経路長は誘起電流Ｉの位相変化に関与する。また、誘起電流Ｉの通電方向の時間的な回転変化の左右反転には、誘起電流Ｉの位相変化が関与する。つまり、誘起電流Ｉの迂回の経路長は、誘起電流Ｉの通電方向の時間的な回転変化の左右反転に関与している。当該誘起電流Ｉの迂回の経路長は主にスリット１０の長さＬによる。このことから、例えば、円偏波の周波数が変更になったときには、その周波数変更に応じてスリット１０の長さＬを変更することによって、変更前同様に、誘起電流Ｉの通電方向の時間的な回転変化を左右反転させることができる。例えば、上記シミュレーションでは、円偏波の周波数が１．５ＧHzであり、スリット１０の長さＬは３０mmであった。これに対して、円偏波の周波数が２ＧHzに変更になったとした場合には、換言すれば、円偏波の波長が１．５ＧHzの場合に比べて３／４の長さに短くなった場合には、スリット１０の長さＬも３／４の約２２．５mmに変更する。これにより、周波数変更前同様に、誘起電流Ｉの通電方向の時間的な回転変化を左右反転させることができる。
【００２９】
導通オン・オフ手段８は、図１に示すように、スリット１０の開放端側に設けられている。当該導通オン・オフ手段８は、スリット１０の両側のグランド電極部位間の導通オン・オフを制御するものである。例えば、導通オン・オフ手段８は、ＭＥＭＳ（Micro-Electro-Mechanical-Systems）スイッチ等のスイッチ素子により構成されている。当該導通オン・オフ手段８によってスリット１０の両側のグランド電極部位間の導通がオフされているときには、上部基板２にはスリット１０が設けられている状態である。これに対して、導通オン・オフ手段８によってスリット１０の両側のグランド電極部位間の導通がオンされているときには、高周波的に（誘起電流Ｉにとっては）、上部基板２にスリット１０が設けられていない状態と等価になる。このため、導通オン・オフ手段８のオン・オフ動作によって、上部基板２（グランド電極１１）におけるスリット１０の高周波的な有無を制御することができる。すなわち、導通オン・オフ手段８のオン・オフ動作によって、上部基板２のグランド電極１１における誘起電流Ｉの通電方向の時間的な回転方向を左右反転させることができる。
【００３０】
導通オン・オフ手段８のオン・オフ動作は制御部５により制御される。その制御部５は、図５に示されるように、無線通信状態判定部１５と、スイッチング制御部１６とを有する。無線通信状態判定部１５は、無線通信用回路６に接続されている。当該無線通信状態判定部１５は、円偏波アンテナ７により受信された無線通信信号を予め定められたタイミング毎に（例えば所定の時間間隔毎に）無線通信用回路６を介して取り込む。また、無線通信状態判定部１５は、その取り込んだ無線通信信号のレベルを予め与えられているしきい値Ｓに比較する回路構成を有する。さらに、無線通信状態判定部１５は、上記比較の結果、無線通信信号のレベルがしきい値Ｓ以上の場合には無線通信状態良好信号を出力する回路構成を有する。さらにまた、無線通信状態判定部１５は、上記比較の結果、無線通信信号のレベルがしきい値Ｓ未満の場合には無線通信状態悪化信号を出力する回路構成を有する。つまり、無線通信状態判定部１５は、円偏波アンテナ７による無線通信信号に基づいて無線通信状態の良否を判定する回路構成を有する。
【００３１】
スイッチング制御部１６は、無線通信状態判定部１５の判定結果に基づいて導通オン・オフ手段８の導通オン・オフ動作を制御する構成を有する。例えば、スイッチング制御部１６は、オン信号（Ｈ（High）レベル信号）を出力して導通オン・オフ手段８をオンさせ、オフ信号（Ｌ（Low）レベル信号）を出力して導通オン・オフ手段８をオフさせる構成を有する。かつ、スイッチング制御部１６は、無線通信状態判定部１５から無線通信状態良好信号が出力されたことを検知したときには、導通オン・オフ手段８に出力中のオン信号又はオフ信号の出力を継続させる構成を有する。さらに、スイッチング制御部１６は、無線通信状態判定部１５から無線通信状態悪化信号が出力されたことを検知したときには、導通オン・オフ手段８に出力するオン信号とオフ信号を切り換える構成を有する。つまり、スイッチング制御部１６は、オン信号の出力中に、無線通信状態判定部１５から無線通信状態悪化信号が出力されたことを検知したときには、導通オン・オフ手段８への出力信号をオン信号からオフ信号に切り換える。また、スイッチング制御部１６は、オフ信号の出力中に、無線通信状態判定部１５から無線通信状態悪化信号が出力されたことを検知したときには、導通オン・オフ手段８への出力信号をオフ信号からオン信号に切り換える。
【００３２】
この第１実施形態の無線通信装置１は上記のように構成されている。この第１実施形態では、無線通信状態の情報に基づいて導通オン・オフ手段８の導通オン・オフ動作を制御し、これにより、上部基板２（グランド電極１１）におけるスリット１０の有無を切り換えている。これにより、無線通信装置１の姿勢や開閉状態等の変化に起因した円偏波の無線通信状態の変動を抑制することができる。つまり、図１および図６（ａ）に示されるように上部基板２におけるＬＣＤ９の形成面が天頂側を向いている姿勢であり、導通オン・オフ手段８がオン状態である場合に、無線通信装置１が通信相手と良好に円偏波による無線通信を行っているとする。この場合に、図６（ｂ）に示されるように上部基板２におけるＬＣＤ９の形成面が地上側を向く姿勢になると、そのままでは、通信相手との円偏波の旋回方向が逆向きになって無線通信状態が悪化してしまう。これに対して、この第１実施形態の構成では、導通オン・オフ手段８がオン状態からオフ状態に切り換わる。これにより、上部基板２のグランド電極１１には、高周波的に、スリット１０が形成されている状態となる。そのスリット１０によって、円偏波アンテナ７による誘起電流Ｉの通電方向の時間的な回転方向が左右反転する。このため、無線通信装置１と通信相手との良好な円偏波による無線通信を継続的に行うことが可能となる。
【００３３】
また、図６（ａ）の状態から、図６（ｃ）に示されるように無線通信装置１が閉じてＬＣＤ９の形成面が地上側を向いた姿勢になると、前記同様に、そのままでは、通信相手との円偏波の旋回方向が逆向きになって無線通信状態が悪化してしまう。これに対して、この第１実施形態の構成では、導通オン・オフ手段８がオン状態からオフ状態に切り換わる。これにより、スリット１０によって、円偏波アンテナ７による誘起電流Ｉの通電方向の時間的な回転方向が左右反転し、無線通信装置１と通信相手との良好な円偏波による無線通信を継続的に行うことが可能となる。
【００３４】
さらに、無線通信装置１が図６（ｂ）、（ｃ）の状態から図６（ａ）の状態に変化すると、上記とは逆に、導通オン・オフ手段８がオフ状態からオン状態に切り換わる。これにより、円偏波アンテナ７による誘起電流Ｉの通電方向の時間的な回転方向が左右反転し、無線通信装置１と通信相手との良好な円偏波による無線通信を継続的に行うことが可能となる。
【００３５】
上記のように、無線通信装置１の姿勢や開閉状態等の変化に起因した円偏波の無線通信状態の変動を抑制することができて、無線通信の安定化を図ることができる。この効果は、上部基板２（グランド電極１１）にスリット１０を形成すると共に導通オン・オフ手段８を設けるだけの簡単な構成で、得ることができる。このため、円偏波無線通信に対する信頼性が高く、しかも、低価格で、小型なアンテナ装置および無線通信装置１を提供することが容易となる。
【００３６】
また、この第１実施形態の構成を備えることによって、円偏波アンテナ７の形成位置に対する規制を緩和することができる。つまり、例えば図１０に示されるように円偏波アンテナ７を上部基板２のヒンジ側の右角部に接続すると、誘起電流Ｉの通電方向の時間的な回転方向が図１の場合とは左右逆向きになる。この場合、導通オン・オフ手段８の導通オン・オフ動作を図１の場合とは逆向きに制御することによって、図１の場合と同様な円偏波の無線通信状態を得ることが容易にできる。このように、この第１実施形態の構成を備えることによって、円偏波アンテナ７の形成位置を狭く限定することなく、要求にあった円偏波の無線通信を行うことができる。つまり、円偏波アンテナ７の形成位置の規制が緩和されるので、無線通信装置１の設計の自由度を高めることができる。
【００３７】
上記のように、スリット１０を適宜設計すると共に導通オン・オフ手段８を導通オン・オフ動作制御することによって、円偏波の左右の旋回方向を制御できるので、円偏波アンテナ７の形成位置は図１の例に限定されない。例えば、円偏波アンテナ７は、上記図１０のように上部基板２のヒンジ側の右角部に接続してもよいし、下部基板３のヒンジ側に設けてもよいし、上部基板２や下部基板３のヒンジ側の反対側である先端側に設けてもよい。
【００３８】
なお、この図１の例では、スリット１０は、上部基板２のヒンジ側の短辺の基板端縁から上部基板２の長辺に沿う方向に切り込み形成されていた。しかし、前述したように、スリット１０の形成位置等は、様々な点を考慮して設計されるものであり、図１の例に限定されるものではない。例えば、スリット１０は、上部基板２における長辺の基板端縁から短辺に沿う方向に切り込み形成されていてもよい。ただ、後述のような条件の下での本発明者のシミュレーションによれば、基板の短辺に沿う方向のスリット（横スリット）よりも、基板の長辺に沿う方向のスリット（縦スリット）の方が好ましい結果を得ている。そのシミュレーションでは、下部基板３に図３に示されるように縦のスリット１０を形成した場合と、図７に示されるように横のスリット１７を形成した場合とのそれぞれにおける次のような平均化利得を調べた。その平均化利得は、図８（ｂ）に示されるように地面Ｇに対して約４５度傾けた無線通信装置１から天頂方向に放射される右旋円偏波に関し、地面Ｇに平行な水平面における図８（ａ）の実線Ａのような全方位のアンテナ利得を平均化したものである。このシミュレーションの結果が図９（ａ）、（ｂ）に示されている。図９（ａ）は、縦のスリット１０のスリット長Ｌと上記平均化利得とのシミュレーションにより得られた関係を表すグラフである。また、図９（ｂ）は、横のスリット１７のスリット長Ｌと上記平均化利得とのシミュレーションにより得られた関係を表すグラフである。なお、このシミュレーションでは、縦のスリット１０も、横のスリット１７も、給電部Ｑからの距離が１０mmであり、スリット幅Ｗは１mmとした。また、円偏波の周波数帯は１．５ＧHz帯とした。さらに、下部基板３（グランド電極）は、９０mm×４５mmの大きさを有している。
【００３９】
このシミュレーションでは、図９（ａ）、（ｂ）のグラフに示されるように、スリット１０，１７が形成されていない場合（スリット長０mm）の平均化利得は、約−５dBiであった。これに比べて、縦のスリット１０は、スリット長を適宜設定する（例えばスリット長を３０mm以上にする）ことで、平均化利得を飛躍的に向上できている。これに対して、横のスリット１７は、スリット長によらず、スリットが形成されていない場合の平均化利得（−５dBi）とほぼ同様な平均化利得しか得られない。つまり、本発明者の上記条件の下でのシミュレーションでは、横のスリット１７よりも縦のスリット１０の方が平均化利得を効果的に向上できる結果となった。
【００４０】
また、この第１実施形態では、具体的な数値例として、給電部Ｑとスリット１０との間の距離を１０mmとした例を示したが、給電部Ｑとスリット１０との間の距離は、１０mmに限定されるものではない。ただ、円偏波アンテナ７による誘起電流Ｉの通電方向の回転方向に対するスリット１０の影響は、給電部Ｑとスリット１０との間の距離が短い方が大きくなる傾向にある。
【００４１】
さらに、この第１実施形態では、スリット１０は、図１等に示されるように直線状に伸びる形状であったが、スリット１０の形状は、直線状に伸びる形状に限定されない。当該スリット１０は、導通オン・オフ手段８によるスリット１０の高周波的な有無によって、誘起電流Ｉの通電方向の回転方向を左右反転させることができれば何れの形状であってもよい。例えば、部品配置のために、直線状に伸びる形状のスリット１０を形成することが難しい場合には、少なくとも１つの曲げ部を有する形状にしてもよい。
【００４２】
以下に、第２実施形態を説明する。この第２実施形態では、図１１（ａ）に示されるように、導通オン・オフ手段８は、ダイオード（例えばＰＩＮダイオード）Ｄを有して構成されている。また、そのダイオードＤの導通オン・オフ動作を制御するための図１１（ｂ）に示されるようなダイオード制御用回路２０が設けられている。このダイオード制御用回路２０は、制御部５のスイッチング制御部１６から入力部Ｐを介して加えられた信号に基づいて、導通オン・オフ動作を制御する電圧をダイオードＤに印加する回路構成を有している。当該ダイオード制御用回路２０は、抵抗体Ｒ１と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、インダクタンスＬ１とを有して構成されている。抵抗体Ｒ１は、ダイオードＤに流れる電流量を制御するための抵抗体であり、ダイオードＤに適切な電流を通電させるための抵抗値を有している。コンデンサＣ１は、ダイオードＤをスイッチング制御部１６と高周波的に接続させるためのものである。インダクタンスＬ１とコンデンサＣ２の直列接続回路は、ダイオードＤが導通オフ状態のときのダイオードＤの入力インピーダンスを微調整するための回路である。
【００４３】
この第２実施形態における上記以外の構成は第１実施形態と同様である。この第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、導通オン・オフ手段８の導通オン・オフ動作が制御されて、スリット１０の高周波的な有無が制御される。これにより、円偏波アンテナ７による上部基板２に誘起される電流Ｉの通電方向の左右回転方向が制御できる。このため、無線通信装置１の姿勢や開閉状態等の変化に起因した円偏波の無線通信状態の変動を抑制できる。また、円偏波アンテナ７の形成位置に対する規制を緩和することができる。
【００４４】
なお、この発明は第１や第２の各実施形態に限定されるものではなく、様々な実施の形態を採り得る。例えば、第１や第２の各実施形態では、スイッチング制御部１６は、無線通信状態判定部１５の判定結果に基づいて導通オン・オフ手段８の導通オン・オフ動作を制御していた。これに対して、図１２（ａ）に示されるように、スイッチング制御部１６は、開閉検知手段２１からの情報に基づいて、導通オン・オフ手段８の導通オン・オフ動作を制御してもよい。その開閉検知手段２１は、折り畳み式の無線通信装置１の開閉状態を検知する構成を有するものである。無線通信装置１が開状態のときには、図１に示されるように、無線通信装置１はＬＣＤ９の形成面が天頂側を向いている姿勢であると推定される。また、無線通信装置１が閉状態のときには、無線通信装置１は図６（ｃ）に示されるような姿勢であると推定される。このように、無線通信装置１の開閉状態によって無線通信装置１の姿勢を推定することができる。また、無線通信装置１の姿勢と無線通信状態とは予め求まる関係がある。これらのことから、スイッチング制御部１６は、開閉検知手段２１の検知情報を無線通信状態の情報として利用して、導通オン・オフ手段８の導通オン・オフ動作を制御してもよい。この場合にも、前記各実施形態と同様の効果を得ることができる。また、折り畳み式の無線通信装置１には開閉検知手段２１が備えられている場合があるので、そのような場合には、その開閉検知手段２１を利用することによって部品点数の増加を抑制できる。
【００４５】
さらに、図１２（ｂ）に示されるように、姿勢検知手段２２が設けられ、スイッチング制御部１６は、その姿勢検知手段２２からの情報に基づいて、導通オン・オフ手段８の導通オン・オフ動作を制御してもよい。その姿勢検知手段２２は、円偏波アンテナ７が接続されている基板（つまり、第１や第２の実施形態では上部基板２のグランド電極１１）の姿勢を検知するものであり、例えば、三軸加速度センサにより構成される。この場合にも、スイッチング制御部１６は、姿勢検知手段２２の検知情報を無線通信状態の情報として利用することによって、第１や第２の各実施形態と同様に、導通オン・オフ手段８を制御できる。これにより、第１や第２の各実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、スイッチング制御部１６は、開閉検知手段２１および姿勢検知手段２２の両方の情報に基づいて、導通オン・オフ手段８の導通オン・オフ動作を制御してもよい。この場合には、開閉検知手段２１および姿勢検知手段２２の両方の情報を利用するので、開閉検知手段２１と姿勢検知手段２２の一方のみを利用する場合に比べて、無線通信状態のより良い安定を図ることが容易となる。
【００４６】
さらに、前記各実施形態では、導通オン・オフ手段８は、スリット１０の開放端側に設けられていたが、図１３に示されるように、導通オン・オフ手段８は、スリット１０における開放端側以外の部分に設けられていてもよい。なお、誘起電流Ｉの通電方向の回転方向の左右反転には、導通オン・オフ手段８の形成位置と、円偏波アンテナ７から最も離れているスリット奥端部１０ｂとの間の距離Ａが大きく関与する。このため、導通オン・オフ手段８がスリット１０の開放端側以外の部分に設けられる場合には、導通オン・オフ手段８がスリット１０の開放端側に設けられている場合に比べて、誘起電流Ｉの通電方向の回転方向を良好に左右反転させるためのスリット１０の全長Ｌが長くなる。
【００４７】
さらに、前記各実施形態では、上部基板２にスリット１０を形成することで上部基板２の内層のグランド電極１１にスリットを形成していたが、上部基板２を構成している絶縁層にはスリットを形成せず内層のグランド電極１１のみにスリットを形成してもよい。この場合にも、上記各実施形態同様の効果を得ることができる。なお、上部基板２には、グランド電極１１の層以外にも導体層（例えば回路パターン等が形成されている導体層）がある。グランド電極１１の層以外の導体層で、円偏波アンテナ７のグランドとして機能する導体層が有る場合には、絶縁層にスリットを形成しなくともよいが、そのアンテナのグランドとして機能する導体層にはスリットを形成する必要がある。
【００４８】
さらに、前記各実施形態では、無線通信用回路６や制御部５は、上部基板２と下部基板３とのうち、円偏波アンテナ７が接続されている側の基板に形成されていたが、円偏波アンテナ７が接続されていない側の基板に形成されていてもよい。
【００４９】
さらに、前記各実施形態では、アンテナ装置は無線通信装置に組み込まれていたが、本発明のアンテナ装置は、無線通信装置とは別体の一部品と成していてもよい。そのアンテナ装置は、例えば、図１４（ａ）に示されるように、円偏波アンテナ２５と、グランド電極２６と、導通オン・オフ手段２７とを有して構成されている。グランド電極２６は例えば導体板や導体層等の導体により構成されている。円偏波アンテナ２５は、絶縁体２９を介してグランド電極２６に直流的に絶縁接続され、グランド電極２６に高周波の電流Ｉを誘起させるタイプのものである。グランド電極２６にはスリット２８が形成されている。導通オン・オフ手段２７は、そのスリット２８の両側のグランド電極部位間の導通オン・オフが可能な構成を有するものである。スリット２８の形成位置や形状や大きさや導通オン・オフ手段２７の配設位置等を適宜設定することによって、円偏波アンテナ２５によるグランド電極２６の誘起電流Ｉの通電方向の回転方向を導通オン・オフ手段２７の導通オン・オフ動作により制御できる。これにより、アンテナ装置２４の姿勢変化等に起因した無線通信状態の変動を回避できる。また、例えば、アンテナ装置２４と、無線通信装置とを電気的に接続する際に、円偏波の左右の旋回方向を制御できない場合に比べて、アンテナ装置２４の配置位置に対する規制を緩和できるという効果を得ることができるものである。
【００５０】
さらに、前記各実施形態では、無線通信装置１は折り畳み式の携帯型電話機であったが、本発明の無線通信装置は、携帯型電話機に限定されるものではなく、例えば、無線通信機能を備えたＰＤＡ（Personal-Digital-Assistant）や無線通信機能を備えたゲーム機等の、携帯型電話機以外の無線通信装置にも適用することができる。さらに、前記各実施形態では、無線通信装置は折り畳み式のものであったが、本発明の無線通信装置の構成は、折り畳み式以外のタイプの無線通信装置にも適用できるものである。さらに、前記各実施形態では、無線通信装置１は、第１回路基板と第２回路基板を有するものであったが、本発明の無線通信装置においては、回路基板は１枚であってもよいし、３枚以上であってもよく、回路基板の数は限定されないものである。上記のように、本発明に係る無線通信装置は、図１４（ｂ）に示される無線通信装置４０のように、本発明に係る構成を持つアンテナ装置４１と、当該アンテナ装置４１の導通オン・オフ手段（図示せず）の導通オン・オフ動作を制御するスイッチング制御部４２とを有していれば、それ以外の構成は特に限定されるものではない。図１４（ｂ）に示される無線通信装置４０は、スイッチング制御部４２によるアンテナ装置４１の導通オン・オフ手段のオン・オフ動作制御によって、無線通信装置４０の姿勢変化等に起因した無線通信状態の変動を抑制することができる。また、アンテナ装置４１の配置位置に対する規制が緩和されるので、無線通信装置１の設計の自由度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明に係るアンテナ装置が組み込まれている無線通信装置の第１実施形態を簡略化して示したモデル図である。
【図２】スリットの有無による誘起電流の通電方向の回転方向の左右反転状態を模式的に示したモデル図である。
【図３】本発明者が行ったシミュレーションの条件を説明するためのモデル図である。
【図４】本発明者によるシミュレーションの結果を表すモデル図である。
【図５】第１実施形態の無線通信装置における導通オン・オフ手段の制御構成を説明するためのブロック図である。
【図６】第１実施形態の無線通信装置における導通オン・オフ手段の導通オン・オフ動作例を説明するためのモデル図である。
【図７】本発明者が行ったシミュレーションの条件を説明するためのモデル図である。
【図８】さらに、本発明者が行ったシミュレーションの条件を説明するためのモデル図である。
【図９】本発明者によるシミュレーションの結果を表したグラフである。
【図１０】円偏波アンテナの形成位置を異ならせた別の実施形態を表したモデル図である。
【図１１】第２実施形態を説明するための図である。
【図１２】導通オン・オフ手段の別の制御構成例を説明するためのブロック図である。
【図１３】その他の実施形態を説明するためのモデル図である。
【図１４】さらに、別のその他の実施形態を説明するためのモデル図である。
【図１５】円偏波アンテナを備えた無線通信装置の一形態例を説明するためのモデル図である。
【図１６】図１５に示される無線通信装置の問題点を説明するための図である。
【図１７】図１６と共に、図１５の無線通信装置の問題点を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５２】
１  無線通信装置
２  上部基板（第１回路基板）
３  下部基板（第２回路基板）
７，２５  円偏波アンテナ
８，２７  導通オン・オフ手段
１０，１７，２８  スリット
１１，１４，２６  グランド電極
１２  第１装置部
１３  第２装置部
１５  無線通信状態判定部
１６  スイッチング制御部
２１  開閉検知手段
２２  姿勢検知手段
２４  アンテナ装置
【図１】
2010041486.tif 000003
【図２】
2010041486.tif 000004
【図３】
2010041486.tif 000005
【図４】
2010041486.tif 000006
【図５】
2010041486.tif 000007
【図６】
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【図７】
2010041486.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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