(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
お互いに関して折りたたまれた位置と伸張された位置との間で移動するように移動可能に相互結合された第１のハウジング部（１０２，１０３）および第２のハウジング部（１０２，１０３）を有するハウジング（１０１）、および前記ハウジングに配置されアンテナシステムを介して信号を送信しまたは受信する通信回路（３１５）を含む装置（１００）のためのマルチポジション・アンテナ装置であって、
前記第１のハウジング部内に支持された第１のアンテナ（１０７）であって、該第１のアンテナは給電線（３１７，４１７）を含みかつ折りたたまれた位置で前記通信回路に結合され、かつ前記第１のアンテナ（１０７）は前記通信回路に同調されているもの、そして
前記第２のハウジング部内に支持され、前記通信回路の波長に同調されるが直接には前記第１のアンテナの給電線に結合されない寄生放射器（１０８）であって、該寄生放射器は前記ハウジングが折りたたまれた位置にある場合に前記第１のアンテナに結合されかつ前記寄生放射器は前記ハウジングが伸張された位置にあるとき前記第１のアンテナには結合されず、それによって前記寄生放射器が前記ハウジングが折りたたまれた位置にあるとき前記第１のアンテナを介して前記第１のハウジングセクション内の通信回路に結合されるもの、
を具備することを特徴とするマルチポジション・アンテナ装置。
【請求項２】
前記装置は前記第１および第２のハウジング部を回動可能に相互結合するヒンジアセンブリ（３１８，４１８）を含み、かつ前記第１のアンテナは該ヒンジアセンブリを介して前記通信回路に結合されることを特徴とする請求項１に記載のマルチポジション・アンテナ装置。
【請求項３】
前記第１のアンテナは前記第１のハウジング部に配置された２つの導体（４２３，４２４）を含むことを特徴とする請求項１に記載のマルチポジション・アンテナ装置。
【請求項４】
前記第１のアンテナは２分の１波長アンテナであることを特徴とする請求項１に記載のマルチポジション・アンテナ装置。
【請求項５】
前記寄生放射器は２分の１波長のものであることを特徴とする請求項１に記載のマルチポジション・アンテナ装置。
【請求項６】
前記第１のアンテナはダイポールアンテナであることを特徴とする請求項１に記載のマルチポジション・アンテナ装置。
【請求項７】
前記第１のアンテナは伸張された位置および折りたたまれた位置において前記通信回路に接続されることを特徴とする請求項１に記載のマルチポジション・アンテナ装置。
【請求項８】
折りたたまれた位置と伸張された位置との間で互いに対して移動するよう移動可能に相互結合された第１のハウジング部（１０２，１０３）および第２のハウジング部（１０２，１０３）を有するハウジング（１０１）、およびアンテナシステムを介して信号を送信しまたは受信するために前記第１または第２のハウジング部の１つに配置された回路（３１５）を含む装置（１００）のためのマルチポジション・アンテナ装置であって、
前記第２のハウジング部内に支持された第１のアンテナ（１０７）であって、該第１のアンテナは伸張された位置においてかつ折りたたまれた位置において前記通信回路に結合され、前記第１のアンテナは２つの導体（４２３，４２４）を含み、かつ該２つの導体のおのおのは前記第２のハウジング部に実装されかつ中間フィンガセグメントを外側フィンガに接続するクロス部材（４２８，４３０）を含むもの、そして
前記第１のハウジング部内に支持された寄生放射器（１０８）であって、該寄生放射器は前記ハウジングが折りたたまれた位置にあるとき前記第１のアンテナに結合されかつ前記寄生放射器は前記ハウジングが伸張された位置にあるとき前記第１のアンテナに結合されないもの、
を具備することを特徴とするマルチポジション・アンテナ装置。
【請求項９】
前記寄生放射器はほぼＵ字形状であり、ショルダー部（５３５）から突出する２つのアーム（５５５，５５６）を含むことを特徴とする請求項８に記載のマルチポジション・アンテナ装置。
【請求項１０】
前記クロス部材（４２８，４３０）および前記ショルダー部（５３５）は前記第１および第２のハウジング部が折りたたまれた位置にあるとき互いに近接して位置し、それによって前記第１のアンテナおよび前記寄生放射器が結合されることを特徴とする請求項９に記載のマルチポジション・アンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は通信装置のためのアンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
無線通信装置は無線周波信号を放射しおよび／または検出するアンテナに結合された送信機および／または受信機を含む。前記装置は送信機にオーディオ信号を入力するためのマイクロホンまたは受信機によって受信された信号を出力するためのスピーカを含むことができる。そのような無線通信装置の例は１方向無線機、双方向無線機、無線電話、パーソナル通信装置、および種々の他の機器を含む。これらの通信装置は典型的には装置が格納のために折りたたまれるスタンバイ形態、およびアンテナが最適の性能のために伸張される作動通信形態を有する。
【０００３】
無線電話および双方向無線機については、これらの装置はその格納および輸送を容易にするためにスタンバイモードの間は小さな寸法を有することが一般には望ましい。例えば、ユーザは無線電話がスタンバイモードの間はシャツまたはジャケットのポケットに格納できるようにするため十分に小さいことを好む。前記作動通信状態では、装置はスピーカをユーザの耳に隣接して配置し、マイクロホンをユーザの口の近くに配置し、かつアンテナはユーザの体から離して配置するため十分に長いことが望ましい。これらの要求を満たすため、無線電話のハウジングはそれらが作動通信モードにある場合に有するものよりもスタンバイモードにおいてより小さな寸法を持つよう再形成可能にされる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
スタンバイモードにおいて呼警報信号を受信しなければならない無線電話のような、従来技術の再形成可能な通信装置に伴う困難はスタンバイモードおよび作動通信モードの双方において高い性能のアンテナシステムを提供することである。伸張されたアンテナ位置は最適のアンテナ性能を提供可能にするが、通信装置の寸法を最小にするスタンバイモードにおけるアンテナの収縮された位置によってアンテナ性能の低下を生じる結果となる。
【０００５】
マルチポジション・アンテナを含む無線通信装置の例は本体およびフラップを含む無線電話であり、この場合フラップはその中に実装されたアンテナを含む。閉じられたとき、前記フラップは無線電話のキーパッドを覆いかつ超小型のハウジングを提供する。前記フラップが開かれたとき、フラップアンテナはユーザが保持する電話本体から離れている。フラップアンテナはフラップが開かれている場合には非常に良好に動作するが、該フラップアンテナはスタンバイモードでは警報信号を受信するのに理想的な位置にない。
【０００６】
従って、通信装置が作動通信モードにおいて伸張されたときおよび通信装置がスタンバイ動作モードにおいて折りたたまれたときに高い性能特性を有するアンテナシステムを提供することが望ましい。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は第１の伸張された位置と第２の折りたたまれた位置との間で移動する第１および第２のハウジング部を有するハウジングを含む装置のためのマルチポジション・アンテナシステムにおいて実施される。信号を送信しまたは受信するために前記ハウジング内に回路が配置される。第１のアンテナは前記第１のハウジング部に支持されかつ前記回路に接続される。寄生放射器（ｐａｒａｓｉｔｉｃ  ｒａｄｉａｔｏｒ）が前記第２のハウジング部に支持される。前記第１のアンテナおよび前記寄生放射器はハウジングが折りたたまれた位置にあるとき結合されかつハウジングが伸張された位置にあるとき結合されない。前記アンテナシステムは作動通信状態の間にハウジングが伸張されたときおよびハウジングが折りたたまれている間に前記第１のアンテナと前記寄生放射器とが結合されたときに高い性能特性を有する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
始めに、１つより多くの図面に示された要素はすべての図面において最後の２桁が同じになっていることに注目すべきである。しかしながら、最初の桁は参照されている図面を示し、例えば図１の要素は最初の桁が１であり、図２の要素は最初の桁が２であり、以下同様である。また、本発明に係わるアンテナシステムは、本発明にとって特に好都合であるフラップ１０３（図１）を含む無線電話によって説明されていることに注目すべきである。しかしながら、本発明は、１方向および双方向無線機、あるいはアンテナを使用する任意の他の通信装置のような、他の装置においても好適に使用できる。従って、本明細書で使用されている「装置」および「機器」はすべてのそのような装置およびそれらの等価物に言及している。
【０００９】
本発明を導入した無線電話１００が図１に示されている。該無線電話は第１のハウジング部１０１および第２のハウジング部１０３を含むハウジング１０２を含む。図示された実施例では、第１のハウジング部１０１は無線電話の本体であり、かつ第２のハウジング部は該本体に回動可能に取付けられたフラップである。フラップ１０３は作動通信モードの間における図１に示された伸張された位置とスタンバイモードにおける、図２に示された、折りたたまれたまたは閉じられた位置との間で移動する。
【００１０】
前記無線電話本体１０１は相互結合されて電子回路（図示せず）を収容する内部容積を規定する背面本体ハウジングセクション１０４および前面本体ハウジングセクション１０５を含む。キーパッド１０６は該キーパッドに関連するキー１０９（それらの内のいくつかにのみ番号が付されている）がユーザによって手動による作動のためにアクセス可能なように本体１０１に配置されている。図示されたフラップ１０３は閉じられたときに少なくとも部分的にキーパッド１０６を覆う。前記フラップはすべてのキーをカバーするようにより大きくしてもよい。前記フラップは前記フラップが閉じられているときに覆われたキー１０９の作動を防止する。さらに、前記フラップは閉じられたときに電話をスタンバイモードにすることができる。
【００１１】
前記フラップ１０３はここではフラップアンテナと称される第１のアンテナ１０７を含む。該フラップアンテナは前面フラップハウジングセクション１１１と背面フラップハウジングセクション１１２との間に配置され、かつ従って図１では点線で示されている。前記前面フラップおよび背面フラップハウジングセクション１１１および１１２はほぼ平坦な部材であり、これらは適切なポリマーによって製作することができる。前記フラップアンテナはこれらの部材の間に挟まれている。前記フラップアンテナ１０７はフラップ１０３が開かれている場合には伸張された位置にある。前記フラップアンテナはフラップ２０３（図２）が閉じられている場合には折りたたまれた、または収縮された、位置にある。
【００１２】
本体１０１は寄生放射器、または第２のアンテナ１０８を含む。寄生放射器１０８は前面ハウジングセクション１０５の内側に固定され、従って図１では点線で示されている。
【００１３】
送受信機回路３１５は図３に概略的に示されている。本送受信機は任意の適切な伝統的な送受信機を使用して実施できる。送受信機回路３１５は前記前面および背面本体ハウジングセクション１０４，１０５の間に組立てられるプリント回路板の上に実装するなどの、伝統的な手段によって第１のハウジング部３０１内に配置される。送受信機回路３１５はハウジング部３０１内に配置されたマイクロホン（図示せず）および受信機（図示せず）に結合されている。送受信機回路はまたフレックス導体３１７に接続する、エラストマー製のコネクタ３１６または他の手段に接続されている。前記フレックス導体３１７はナックル（ｋｎｕｃｋｌｅ）３１９を含むヒンジアセンブリ３１８に延びている。図４に示されるように、該ヒンジアセンブリ４１８もまたナックル３１９と係合するためにフラップ４０３上にナックル４２０を含む。フレックス導体４１７はまた前記ヒンジアセンブリ４１８を介して第１のアンテナ４０７に接続されている。フラップアンテナ４０７と送受信機３１５との間の接続を提供するヒンジアセンブリは任意の適切な構造、例えばタニヤ・ラッシュ（Ｔａｎｙａ  Ｒｕｓｈ）他により１９９３年１１月８日に出願された、米国特許出願シリアル番号第０８／１４８，７１８号に開示されているヒンジとすることができ、この米国特許出願の開示は参照のため本明細書に導入される。
【００１４】
フラップアンテナ４０７（図４）は該アンテナがほぼＥ字形状の構成となるよう基板４２５上に装着された２つの導体４２３および４２４を含む。該フラップアンテナは、銅のような、適切な導体の２つの細い条片（ｓｔｒｉｐｓ）によって製作される。フラップアンテナ４０７は導体４２３および４２４の中間フィンガセグメント４２６を前記フレックス導体４１７に電気的に結合する結合セグメント（ｊｏｉｎｄｅｒ  ｓｅｇｍｅｎｔ）４２２を含む。中間フィンガセグメント４２６はアンテナ４０７および送受信機回路３１５（図３）の間のインピーダンス整合を提供する伝送ライントランスフォーマ４２７を含む。導体４２３のクロス部材（ｃｒｏｓｓ  ｍｅｍｂｅｒ）４２８は中間フィンガセグメント４２６を外側フィンガ４２９に接続する。外側フィンガ４２９はクロス部材４２８の一端からほぼ直交して延びている。導体４２４は同様にクロス部材４３０に結合された中間フィンガセグメント４２６を含む。クロス部材４３０は導体４２４の中間フィンガセグメントを外側フィンガ４３１に接続し、該外側フィンガ４３１はクロス部材４３０にほぼ直交して延びている。エレメント４３２（それらの内のいくつかのみが番号が付されている）は外側フィンガ４２９および４３１からほぼ直交して延びフラップ上にアンテナを実装可能にするためにアンテナ４０７の短縮を可能にする容量負荷を提供する。おのおのの外側フィンガ４２９，４３１から切除された開口４３３はそれぞれの磁石（図示せず）を受けるために設けられている。該磁石は無線電話ハウジング１０１におけるリードスイッチ（図示せず）を作動させる。該リードスイッチおよび磁石はここでは詳細に述べられていないが、それはこれらは本発明の一部を形成しないからである。
【００１５】
前記フラップアンテナ４０７は従って薄いダイポールアンテナであり、それによって該アンテナが薄いフラップを構成するために前面ハウジングセクション１１１および背面ハウジングセクション１１２の間に挟まれている。該アンテナは、図１に示されるように、フラップが開かれたときに高い性能特性を有する半波長アンテナである。導体４２３および４２４の前記クロス部材４２８および４３０はフラップアンテナの高電流セクションである。
【００１６】
寄生放射器５０８が図５に示されている。該寄生放射器はフラップアンテナ４０７の給電線（ｆｅｅｄ  ｌｉｎｅ）３１７（図３）、４１７（図４）に直接接続されてはいない。寄生放射器５０８（図５）はほぼＵ字形状の構成であり、ショルダー部５３５に対しほぼ直交して延びているアーム５３４および５３６を含む。ひじ部（ｅｌｂｏｗ）５３７はアーム５３４およびショルダー部５３５に関してほぼ４５度の角度で延びておりこれらの部材を結合している。ひじ部５３８はアーム５３６およびショルダー部５３５に関してほぼ４５度の角度で延びておりこれらの部材を結合している。この寄生放射器は、その一方の側に接着剤を有する薄い、柔軟性ある銅ストリップのような、任意の適切な電気的導体から製作される。
【００１７】
前記寄生放射器は送受信機の信号周波数に従って寸法が決定される。より詳細には、アーム５３４の長さ方向の軸は長さＡを有し、ひじ部５３７の長さ方向の軸は長さＢを有し、ショルダー部５３５の長さ方向の軸は長さＣを有し、ひじ部５３８の長さ方向の軸は長さＤを有し、かつアーム５３６の長さ方向の軸は長さＥを有する。長さＡ，Ｂ，Ｃ，ＤおよびＥはそれらの和が送受信機の信号周波数の波長のほぼ２分の１に等しくなるようにされる。
【００１８】
好ましい実施例による寄生放射器６０８（図６）は前面ハウジングセクション６０５の内側面６４０に結合される。前記前面ハウジングセクションは平坦な前面部６４２および側壁６４３を含む。図６には示されていないが図１には見ることができる、反対側の側壁１４４は側壁６４３と平行に延びている。寄生放射器６０８は適切な接着剤を使用して前記前面ハウジングセクション６０５の内側面６４０に組立てられる。前記寄生放射器は柔軟性があり、従ってそれは前面ハウジングセクションの面６４０に取付けられたとき該面６４０に適合する。より詳細には寄生放射器６０８のショルダー部６３５は、そこを通ってキーパッド１０６のキー１０９（図１）が突出する、２つの列の開口６６０の間の内側面６４０に取付けられている。寄生放射器６０８のショルダー部は狭くなっており、従ってそれはキー１０９の動作との干渉を避けるためにこれらの開口部内へ延びることなく前記開口の列の間に楽に適合する。ひじ部６３７はそれが前面壁６４２から側壁６４３へとカーブするように面６４０に取付けられている。アーム６３４はそれがこの側壁に沿って延びるように接着剤を使用して壁６４３に取付けられている。壁６４３はアーム６３４が単一面で延びるように平坦にすることが最も好ましい。アーム５３６およびひじ部５３８は同様に側壁１４４に結合されている。このようにして、薄い柔軟性あるストリップが前面ハウジングセクションの内側に取付けられ、前記クロス部材４２８，４３０の所定の位置はこれらのクロス部材が２つの列の開口６６０の間にありかつフラップ４０３が閉じられたときにそこに寄生放射器のショルダー部５３５が結合される前面壁６４２の面の上に位置するように取付けられる。従って、フラップが閉じられたとき、前記クロス部材４２８，４３０およびショルダー部５３５は整列されかつ図１において矢印で表されるように互いに近接して配置される。クロス部材４２８，４３０およびショルダー部５３５はフラップ１０３の前面ハウジングセクションおよび本体１０１の前面ハウジングセクションの厚さによって隔てられる。さらに、前記寄生放射器のショルダー部５３５は、フラップアンテナの高電流部分である、クロス部材４２８，４３０に誘導的に結合されている。ショルダー部５３５はフラップが閉じられたときクロス部材４３０および４２８に結合されるから、アーム５３４および５３６はダイポールアンテナ４０７に寄生的に結合される第２のダイポールアンテナを形成する。この結合は誘導的結合である。
【００１９】
動作においては、フラップが開かれたとき、フラップアンテナ１０７（図１）は寄生放射器１０８および本体１０１から離れるように配置され、それによって該アンテナがユーザ、本体ハウジング１０１内の回路、または本体ハウジング１０１からの干渉なしに高い性能特性を持つようになる。この位置では、フラップアンテナ１０７の高電流セクション（クロス部材４２８，４３０）は寄生放射器１０８のショルダー部６３５から遠くなり、それによって該寄生放射器がアンテナ１０７に結合されず、かつ送受信機回路３１５に結合されなくなる。図２に示されるように、フラップが閉じられたとき、フラップアンテナは本体およびハウジング１０１内の回路に接近する位置に移動する。これはアンテナ１０７の性能を低下させるが、それは本体部１０２はフラップアンテナの近傍界領域または容積（ｎｅａｒ  ｆｉｅｌｄ  ｖｏｌｕｍｅ）にあるからである。しかしながら、フラップアンテナ４０７の高電流セクション４２８，４３０はショルダー部６３５に近く位置し、それによって２つのアンテナが寄生的に結合するようになる。アンテナシステムの性能特性は従ってフラップが閉じられている間は寄生放射器１０８およびフラップアンテナ１０７の双方によって影響される。寄生放射器は本体が近傍界領域または容積にある場合送受信機回路３１５の通信信号波長に同調され、一方フラップが開かれている場合はフラップアンテナ１０７が送受信機回路３１５の通信波長に同調される。従ってフラップが開かれている場合に前記アンテナの一方が送受信機の通信信号周波数に同調され、かつフラップが閉じられている場合は他方が送受信機回路に同調される。アンテナ１０７および寄生放射器１０８のこの結合はフラップが閉じられている場合にアンテナシステムの特性を大幅に改善し、それによって無線電話を格納のために折りたたむことによって生じるアンテナ性能の大きな劣化はなくなる。その結果、前記フラップアンテナは到来する呼警報信号、ページング信号またはＥメイル信号を受信するための無線電話の能力を低下させることはない。
【００２０】
寄生放射器７０８の別の実施例によれば、図７に示されるように、アーム７３４およびアーム７３６をベース７３５に結合する、それぞれひじ部７３８およびひじ部７３７はカーブした外側エッジを有する９０度のコーナである。アーム７３４の長さＦ、ベース７３５の長さＧ、およびアーム７３６の長さＨの和はほぼ送受信機動作周波数の波長の２分の１である。図５の実施例の方がより好ましいが、それは、もしアンテナの合計長さが等しければ（すなわち、もし両方のアンテナの実施例が４分の１波長のアンテナであれば）、アーム５３４，５３６の先端（ｔｉｐｓ）５５５，５５６がショルダー部５３５から、アーム７３４，７３６の先端部７５５，７５６より遠いからである。
【００２１】
寄生放射器８０８のさらに他の実施例が図８に示されている。寄生放射器８０８はアーム８３４および８３６にノッチ８５８を含む。前記アームのノッチ８５８は前面ハウジングセクション６０５の外側に延びた突出部（図示せず）の周りにアームを配置するために設けられている。これは特に前面ハウジングセクションの内側面が多数の突出部を有する場合に望ましい。アーム８３４，８３６は最適のアンテナ性能のために単一面で延びることが望ましい。これは特に重要であり、それは寄生放射器５０８をハウジング１０１内の回路に隣接して配置することはアンテナシステムの性能に悪影響を与えるからである。しかしながら、図８の実施例の不利な点はチップ８５５，８５６からショルダー部８３５への距離がノッチの付加によってさらに短縮されることである。
【００２２】
【発明の効果】
従って、本発明により移動可能な本体セクションを有する通信装置のための改善されたアンテナシステムが開示されたことが分かる。このアンテナシステムはアンテナが開かれたときならびに装置が格納を容易にするために折りたたまれたときの双方において高い性能特性を与える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるアンテナシステムを含む伸張された状態の無線電話を示す前面斜視図である。
【図２】スタンバイ形態にある図１の無線電話が折りたたまれた状態を示す前面斜視図である。
【図３】送受信機を含む図１に係わる無線電話ハウジングの内側を示す部分的説明図である。
【図４】前面ハウジングセクションを除去しかつ第１のアンテナを示す図１に係わる無線電話のフラップの平面図である。
【図５】寄生放射器の一部を示す図１に係わる無線電話本体の前面ハウジングセクションの内側の一部の断片的斜視図である。
【図６】図５に係わる寄生放射器を示す上面図である。
【図７】図６に係わる寄生放射器の別の実施例を示す上面図である。
【図８】図６に係わる寄生放射器アンテナのさらに別の実施例を示す上面図である。
【符号の説明】
１００  無線電話
１０１  第１のハウジング部
１０２  ハウジング
１０３  第２のハウジング部
１０４  背面本体ハウジングセクション
１０５  前面本体ハウジングセクション
１０６  キーパッド
１０７  第１のアンテナ
１０８  寄生放射器
１０９  キー
１１１  前面フラップハウジングセクション
１１２  背面フラップハウジングセクション
２００  無線電話
２０３  フラップ
３０１  第１のハウジング部
３１５  送受信機回路
３１６  エラストマー製コネクタ
３１７  フレックス導体
３１８  ヒンジアセンブリ
３１９  ナックル
４０３  フラップ
４０７  第１のアンテナ
４１７  フレックス導体
４１８  ヒンジアセンブリ
４２３，４２４  導体
４２５  基板
４２６  中間フィンガセグメント
４２７  伝送ライントランスフォーマ
４２８，４３０  クロス部材
４２９，４３１  外側フィンガ
５０８  寄生放射器
５３４，５３６  アーム
５３５  ショルダー部
５３７，５３８  ひじ部
５５５，５５６  先端部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図６】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
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