(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともスピーカが設けられたプリント配線基板の前記スピーカが設けられた面とは反対側の面に設けられたアンテナ基板と、
前記アンテナ基板にアンテナ・パターンとして形成された、第１の周波数の信号を送受信するための第１のアンテナ素子及び第２の周波数の信号を送受信するための第２のアンテナ素子と、
前記第１、第２のアンテナ素子に給電するための同軸ケーブルと、
前記同軸ケーブルの長手方向に前記第１の周波数の信号のケーブル側への漏洩を阻止するための第１の共振導体と、前記第２の周波数の信号のケーブル側への漏洩を阻止するための第２の共振導体とが離間して先端が開放状態で、板状の誘電体表面に形成され、これら第１、第２の共振導体の他端側は前記板状の誘電体裏面側で短絡された状態で前記同軸ケーブルの先端部における外部導体に接続されてなる誘電体スリーブとを有し、前記誘電体スリーブは前記アンテナ基板上に設けられ、該アンテナ基板は、前記プリント配線基板から電気的に浮き上がって取り付けられていることを特徴とする携帯端末機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話機、ＰＨＳ、ＰＤＡ等の携帯端末機に関し、特に、ＳＡＲ（Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ  Ｒａｔｅ）の改善に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話機等の携帯端末機の普及に伴って端末機から輻射される電波の人体への影響、特に使用者の人体頭部への影響（ＳＡＲ）が喧伝されている。携帯端末機においては、アンテナの腹部に電流が集中し、この結果、アンテナ給電点等の輻射源近傍の人体頭部に電磁界が集中してＳＡＲが増大することになる。このようなＳＡＲの改善について防護指針も開示されつつある。
【０００３】
図５は従来の携帯電話機に広く用いられているモノポール・アンテナ方式によるアンテナ構造及び動作時の電流分布、電圧分布等を示す。
同図（ａ）において、電話機本体のＰＣＢ（プリント配線基板）１には、λ／４モノポール・アンテナ２が給電点３を介して取り付けられている。
同図（ａ）、（ｂ）において、モノポール・アンテナ１はアンテナ素子とアンテナ地板とにより１つのアンテナを構成するため、アンテナ電流ｉａに応じてＰＣＢ１を地板とする地板電流ｉｅが図示のようにＰＣＢ１に流れる。
【０００４】
図６（ａ）はこのときのアンテナ電流ｉａと地板電流ｉｅによる近傍電界分布を示し、同図（ｂ）は近傍磁界分布を示す。図において、４は携帯電話機本体、５は使用者の頭部である。図示のように、頭部５の近傍に地板電流ｉｅによる電磁界が集中して大きなＳＡＲを誘起する原因となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の構成において、ＳＡＲを低減するには、実使用状態で使用者の頭部方向への近傍電磁界の強度を低減すればよいが、その観点から見ると図５のアンテナ構造には次の問題があった。
【０００６】
（１）λ／４モノポール・アンテナ方式では、電話機本体４のＰＣＢ１が地板を形成するため、ＰＣＢ１に地板電流ｉｅが流れる。このＰＣＢ１を流れる地板電流ｉｅを制御することは難しいので、近傍電磁界を制御、低減することができない。
（２）アンテナの給電点３付近にアンテナ電流ｉａが集中して流れるが、通常はこの電流集中部分は頭部５が最も接近する部分である。
（３）このため、頭部側に遮蔽板を別途設けて、頭部方向への電力輻射を軽減する方式が提案されているが、モノポール・アンテナ方式では、ＰＣＢ１に地板電流ｉｅが流れるため、遮蔽板にも地板電流が流れ、遮蔽効果が少ない。
【０００７】
本発明は上記の問題を解決するためになされたもので、ＰＣＢに地板電流を流すことなく頭部の近傍電磁界を低減して、ＳＡＲを改善することができ、かつ多周波数の信号の送受信に対応することができるアンテナ構造を有する携帯端末機を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る携帯端末機では、少なくともスピーカが設けられたプリント配線基板の前記スピーカが設けられた面とは反対側の面に設けられたアンテナ基板と、該アンテナ基板にアンテナ・パターンとして形成された、第１の周波数の信号を送受信するための第１のアンテナ素子及び第２の周波数の信号を送受信するための第２のアンテナ素子と、該第１、第２のアンテナ素子に給電するための同軸ケーブルと、該同軸ケーブルの長手方向に前記第１の周波数の信号のケーブル側への漏洩を阻止するための第１の共振導体と、前記第２の周波数の信号のケーブル側への漏洩を阻止するための第２の共振導体とが離間して先端が開放状態で、板状の誘電体表面に形成され、これら第１、第２の共振導体の他端側は前記板状の誘電体裏面側で短絡された状態で前記同軸ケーブルの先端部における外部導体に接続されてなる誘電体スリーブとを設けている。
【０００９】
また、本発明に係る携帯端末機では、前記誘電体スリーブは前記アンテナ基板上に設けられ、該アンテナ基板は、前記プリント配線基板から電気的に浮き上がって取り付けられる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の実施の形態による携帯端末機としての携帯電話機におけるアンテナ構造を原理的に示す構成図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は使用状態を示す正面図である。
【００１１】
図１において、４は電話機本体、１は電話機本体４ののＰＣＢ、６はＰＣＢ１に設けたスリーブ・アンテナアンテナ、７はスピーカで、ＰＣＢ１のスリーブ・アンテナ６が設けられた面とは反対側の面に取り付けられている。スリーブアンテナ６には、同軸ケーブル９を介して給電される。
【００１２】
図１のように、ＰＣＢ１の適当な位置にスリーブ・アンテナ６を設けて給電すると、アンテナ共振電流はスリーブの作用により同軸ケーブル９側には漏洩しなくなり、基本的にＰＣＢ１に地板電流は流れない。電話機の使用状態では図１（ｃ）のように、使用者の頭部５はＰＣＢ１のスピーカ７側にある。このため、ＰＣＢ１が電磁遮蔽板として作用し、頭部５の近傍電磁界を低減してＳＡＲを低減することができる。
【００１３】
図２、図３は上記の原理に基づく本発明の実施の形態によるアンテナ構造の具体的な構成を示すものである。本実施の形態は、ｆ１、ｆ２の２つの使用周波数を有する携帯電話機に適用したものである。
図２、図３において、スリーブ・アンテナ６は、ＰＣＢ１の上部に設けられたアンテナＰＣＢ６１と、アンテナＰＣＢ６１にアンテナ・パターンとして形成された周波数ｆ１（波長λ１）を受信するための長さλ１／４のアンテナ素子６２Ａと、アンテナ素子６２Ａと給電点で接続されアンテナ・パターンとして形成された周波数ｆ２（波長λ２）を受信するための長さλ２／４のアンテナ素子６２Ｂと、アンテナＰＣＢ６１上に設けられた誘電体スリーブ６３とで構成されている。アンテナ素子６２のパターンはアンテナ長を短くするために、図示のようにメアンダライン化されている（図２、図３（Ａ）、（Ｂ））。
【００１４】
ＰＣＢ１の下部には送受信回路部８が設けられている。送受信回路部８とスリーブ・アンテナ６とは、同軸ケーブル９、アンテナＰＣＢ６１のアンテナ素子６２Ａ，６２Ｂと同じ面に形成されたマイクロストリップライン６５を通じて接続されている。同軸ケーブル９は外部導体９１と中心導体９２とを有している。図示では同軸ケーブル９の先端部における中心導体９２が、アンテナＰＣＢ６１にマイクロストリップライン６５を介してアンテナ素子６２Ａ，６２Ｂの一端である給電点６４に接続されている。また、外部導体９２がマイクロストリップラインのグランドパターン６６に接続されている。このグランドパターン６６は、アンテナＰＣＢ６１におけるアンテナ素子６２Ａ，６２Ｂが形成された面からその反対側の面にわたって形成されている（図３（Ａ）、（Ｃ））。
【００１５】
また、図示のように同軸ケーブル９を折り曲げることにより、アンテナＰＣＢ６１と誘電体スリーブ６３をＰＣＢ１から電気的に浮き上がるようにしている（図３（Ｂ））。尚、一般の携帯電話機においては、図１のように、ＰＣＢの上部にアンテナが配され、下部に送受信回路部が配されている。
【００１６】
図４は誘電体スリーブ６３の構造を示す斜視図である。
誘電体スリーブ６３は誘電体セラミックで形成された板体６３１と、共振導体６３０とからなる。この共振導体６３０は、図４（Ａ）に示すように、第１の周波数ｆ１に共振する第１の共振導体６３０Ａと、第２の周波数ｆ２に共振する第２の共振導体６３０Ｂとが離間して先端が開放状態で、他端側は、誘電体セラミックの板体６３１を挟持するように折り曲げられ、板状の導体６３０Ｃを介して短絡され、一体的に形成されている。
【００１７】
この共振導体６３０は、図４（Ｂ）に示すように、その折曲部に誘電体セラミックの板体６３１を挿入することにより、誘電体スリーブ６３を構成する。そしてこの誘電体スリーブ６３の導体６３０Ｃの底面がアンテナＰＣＢ６１におけるアンテナ素子６２Ａ，６２Ｂが形成された面とは反対側の面に形成されたマイクロストリップラインのグランドパターン６６上に接続される（図４（Ａ））。
なお、共振導体は銀ペースト等で誘電体板に印刷された後焼結されたいわゆるセラミック配線板状の構造でもよい。
【００１８】
すなわち、誘電体スリーブ６３の共振導体６３０は、同軸ケーブル９の長手方向に第１の周波数ｆ１の信号のケーブル側への漏洩を阻止するための第１の共振導体６３０Ａと、第２の周波数ｆ２の信号のケーブル側への漏洩を阻止するための第２の共振導体６３０Ｂとが離間して先端が開放状態で、板状の誘電体６３１表面に形成され、これら第１、第２の共振導体６３０Ａ、６３０Ｂの他端側は板状の誘電体６３１の裏面側で短絡された状態で同軸ケーブル９の先端部における外部導体９１に接続されることとなる（図３（Ａ）、（Ｃ））。
【００１９】
誘電体スリーブ６３は、図４（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、第１の共振導体６３０Ａの電気長がλg１／４、第２の共振導体６３０Ｂの電気長がλg２／４となり、上記共振導体６３０Ａ、６３０Ｂの一端が短絡され、他端が開放端とされたλg１／４波長共振器、λg２／４共振器を構成している。ここでλg１は、誘電体スリーブを構成する誘電体セラミックの比誘電率をεｒとすると、λg１≒λ１／√εｒ、λg２≒λ２／√εｒである。
このように、第１の共振導体６３０Ａ、第２の共振導体６３０Ｂの電気長を、本来、それぞれ、λ１／４、λ２／４の長さが必要であるのに対し、誘電体スリーブ６３を構成する誘電体セラミックの比誘電率εｒにより１／√εｒに短縮することができる。
【００２０】
上記構成によれば、送受信回路部８からの送信電力は同軸ケーブル９を通じて誘電体スリーブ６３に導かれ、すなわち同軸ケーブル９の外部導体９１がマイクロストリップのグランドパターン６６を介して誘電体スリーブ６３の上記導体６３０Ａ，６３０Ｂに接続され、中心導体９２がマイクロストリップライン９２、給電点６４を介してアンテナ素子６２Ａ、６２Ｂに接続される。同軸ケーブル９とマイクロストリップライン６５は、共に不平衡伝送線路であるため、電力反射無く、接続される。
【００２１】
ここでマイクロストリップのグランドパターン（導体）６６は、給電点６４で物理的に開放状態にあり、この給電点６４で共振導体６３０Ａ，６３０Ｂが短絡状態となる誘電体スリーブ６３が同軸ケーブル９の外部導体９１に接続される。この結果、アンテナ素子６２Ａ，６２Ｂと誘電体スリーブ６３は電気長λg１／２、λg２／２のダイポール・アンテナと同様の構成となり、２つの周波数ｆ１、ｆ２でそれぞれ独立して動作する、いわゆるスリーブ・アンテナとして動作することになり、外部導体９１へアンテナ共振電流の一部が漏れることはなく、従って、電話機のＰＣＢ１に地板電流は流れない。
【００２２】
また、このとき使用者の頭部５は、図１（ｃ）のようにＰＣＢ１のアンテナ側とは反対側のスピーカ７側にあるので、ＰＣＢ１が遮蔽板として作用し、頭部の近傍電磁界を低減してＳＡＲを改善することができる。
尚、アンテナ素子６２Ａ、６２Ｂのうちの１つだけ用い、その１つのアンテナ素子の途中にトラップ回路を設けることにより、周波数の異なる２つのアンテナ素子を構成するようにしてもよい。
【００２３】
上記構成によれば、スリーブ・アンテナが実現される。本実施の形態によれば、ＰＣＢ１が遮蔽板として作用し、頭部の近傍電磁界を低減してＳＡＲを改善することができる。
尚、２つの周波数ｆ１、ｆ２は、例えばＰＨＳや普通の携帯電話機等で用いられる。
【００２４】
各実施の形態においては、携帯電話機について説明したが、本発明は携帯電話機に限らずＰＤＡ等の他の携帯端末機に適用することができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、携帯端末機のＰＣＢのスピーカとは反対側に多周波数の信号を送受信できるスリーブ・アンテナを構成したことにより、ＰＣＢに地板電流を流すことなく頭部の近傍電磁界を低減して、ＳＡＲを改善することができ、かつ多周波数の信号の送受信に対応することができるアンテナ構造を有する携帯端末機を小型で安価に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を原理的に示す携帯電話機のアンテナ構造を示す正面図、側面図及び使用状態の正面図である。
【図２】  本発明の実施の形態によるアンテナ構造の基本構成を示す説明図。
平面図及び側面図である。
【図３】  本発明実施の形態によるアンテナの電気的構造を示す平面図、側面図及び底面図である。
【図４】  誘電体スリーブの組立て構成図である。
【図５】  従来の携帯端末機におけるモノポール・アンテナの取り付け構造及び電流分布、電圧分布を示す構成図である。
【図６】  従来の携帯端末機における頭部近傍磁界を概略的に示す構成図である。
【符号の説明】
１  電話機本体のＰＣＢ（プリント配線基板）
４  電話機本体
５  使用者の頭部
６  スリーブ・アンテナ
６１  アンテナＰＣＢ
６２Ａ、６２  アンテナ素子
６３  誘電体スリーブ
６５  マイクロストリップライン
６６  マイクロストリップラインのグランドパターン
６３０  共振導体
６３０Ａ  第１の共振導体
６３０Ｂ  第２の共振導体
６３０Ｃ  板状の導体
６３１    誘電体セラミック
７  スピーカ
８  送受信回路
９  同軸ケーブル
９１  外部導体
９２  中心導体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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