(57)【要約】【課題】無線ＬＡＮの認証シーケンス等の際に、従来の無指向性等のアンテナ装置と比べて小型且つ秘匿性の高い無線通信を実現する。【解決手段】減衰波指向性のアンテナ装置は、例えば、携帯端末装置１における主アンテナ装置１０とは別に、アンテナ装着部２−２の背面側に内蔵させた副アンテナ装置２０として使用される。この副アンテナ装置２０は、同軸ケーブル２１（又は同軸コネクタ）、波長λの１／２以下の口径を有する金属鏡筒２２、金属反射板２３、及び誘電体キャップ２４により構成されている。金属鏡筒２２、金属反射板２３、及び同軸ケーブル２１（又は同軸コネクタ）が電気的に接続され、その金属鏡筒２２内の空洞２２ｂに、同軸ケーブル２１（又は同軸コネクタ）の中心線２１ｄが露出し、且つ、その空洞２２ｂが誘電体キャップ２４により閉じた空間を形成している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同軸被覆線内に同軸中心線が同軸上に配置された同軸ケーブルと、
一端に開口部が形成され且つ他端が閉塞された波長λの１／２以下の口径の筒体と、前記筒体内の空洞と、前記筒体に形成された挿入孔とを有し、前記筒体に前記同軸被覆線が接続され、前記同軸中心線の端末部が前記挿入孔を通して前記空洞内に露出している金属鏡筒と、
前記金属鏡筒における前記開口部の周縁に結合された金属反射板と、
前記金属反射板に嵌合され、前記開口部を閉じて前記空洞を封止する誘電体キャップと、  を備えたことを特徴とする減衰波指向性のアンテナ装置。
【請求項２】
コネクタ金具内にコネクタ中心線が同軸上に配設された同軸コネクタと、
一端に開口部が形成され且つ他端が閉塞された波長λの１／２以下の口径の筒体と、前記筒体内の空洞と、前記筒体に形成された挿入孔とを有し、前記筒体に前記コネクタ金具が結合され、前記コネクタ中心線が前記挿入孔を通して前記空洞内に露出している金属鏡筒と、
前記金属鏡筒における前記開口部の周縁に結合された金属反射板と、
前記金属反射板に嵌合され、前記開口部を閉じて前記空洞を封止する誘電体キャップと、  を備えたことを特徴とする減衰波指向性のアンテナ装置。
【請求項３】
前記誘電体キャップは、突起型形状又は塔型形状であることを特徴とする請求項１又は２記載のアンテナ装置。
【請求項４】
送受信手段及び情報処理手段を有する装置本体と、
前記装置本体に取り付けられ、前記送受信手段に接続された主アンテナ装置と、
前記装置本体の背面側に取り付けられ、請求項１又は２記載の減衰波指向性のアンテナ装置を用いた副アンテナ装置と、
を備えたことを特徴とする携帯端末装置。
【請求項５】
主アンテナ装置と、
前記主アンテナ装置に対する第１の周波数帯域の無線信号の送受信を行う第１の送信機及び第１の受信機と、
請求項１又は２記載の減衰波指向性のアンテナ装置を用いた副アンテナ装置と、
前記副アンテナ装置に対する第２の周波数帯域の無線信号の送受信を行う第２の送信機及び第２の受信機と、
前記第１及び第２の送信機と前記第１及び第２の受信機とに対する送受信処理及情報処理を行う装置本体と、
第１の端子が前記主アンテナ装置に接続され、前記主アンテナ装置に対する信号を第２の端子と第３の端子に分配する分配器と、
前記第１の送信機又は前記第１の受信機を前記分配器の第２の端子に切り替え接続する第１の切替装置と、
前記第２の送信機又は前記第２の受信機を切替ノードに切り替え接続する第２の切替装置と、
前記分配器の第３の端子又は前記副アンテナ装置を前記切替ノードに切り替え接続する第３の切替装置と、
を備えたことを特徴とする携帯端末装置。
【請求項６】
請求項５の携帯端末装置において、
前記第３の切替装置から前記副アンテナ装置への一方向にのみ電磁波を通過させるアイソレータを、前記第３の切替装置と前記副アンテナ装置との間に接続して、前記副アンテナ装置を送信専用にすることを特徴とする携帯端末装置。
【請求項７】
請求項５又は６記載の携帯端末装置において、
電磁波の強度を調整する減衰器を、前記第３の切替装置と前記副アンテナとの間に接続して、前記副アンテナ装置の送信電力を調整する構成にしたことを特徴とする携帯端末装置。
【請求項８】
請求項７の携帯端末装置において、
前記装置本体に搭載したアプリケーション・ソフトウェアにより、前記減衰器を制御して前記電磁波の強度を調整する構成にしたことを特徴とする携帯端末装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線ＬＡＮ（Wireless Loca Area Network）等に使用される小型で指向性を有する減衰波指向性のアンテナ装置と、それを用いた携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）等の携帯端末装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開平１１−２７０２４号公報
【特許文献２】特開２００４−１５２４６号公報
【特許文献３】特開２００４−１８０３２９号公報
【０００３】
近年、携帯電話機やＰＤＡ等の携帯端末装置が普及し、特にＮＴＴDocomo社の「ｉモード」に代表されるインターネットの利用が日常化し、更に、モバイル・ノートＰＣ（パソコン）と同様の利便さを携帯端末装置等に搭載する動向が続いている。その１つに無線ＬＡＮを導入してネットワークを形成し、互いに保有する情報を簡単に交換し合う、というものがある。無線ＬＡＮは、モバイル・ノートＰＣ間で簡易なネットワークを形成し、ＡＰ（Access Point）を介して外部のネットワーク、特にインターネットに接続する際に便利である。
【０００４】
従来、この種の携帯端末装置等に搭載されるアンテナ装置として、例えば、前記特許文献１〜３に記載されるものがあった。
【０００５】
特許文献１に記載された情報端末用のアンテナ装置は、無指向性であり、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）と実質的に同一の径を有するセクタアンテナがＣＤ−ＲＯＭ装置上に装着されており、そのアンテナの中心軸と、ＣＤ−ＲＯＭ装置の駆動軸とが実質的に同一軸であって、そのＣＤ−ＲＯＭディスクを搭載するための蓋の上に配置されている。
【０００６】
特許文献２に記載されたプレートアンテナは、携帯電話機等に使用される無指向性のアンテナであり、第１及び第２のアンテナ素子により構成されている。第１のアンテナ素子は、横長矩形の窓が形成された銅箔からなり、誘電体板の片面に形成されている。第２のアンテナ素子は、その誘電体板の他方の面に形成された第１及び第２の銅箔からなる。第１及び第２の銅箔は、矩形の平面形をなし、間隙を挟んで、この間隙の中心線に対して対称に配置されている。
【０００７】
特許文献３に記載された箱入りスロット・アンテナは、ラップトップ・コンピュータ等に搭載される無指向性のアンテナであり、導波路として機能し、スロットが形成されている接地面にほぼ平行に構成されている導電箱を備えている。このスロット・アンテナでは、プリント回路基板の一方の側面上の被覆として接地面を形成し、導電箱構造の主要導電面を、プリント回路基板の他の側面上に形成し、鍍金されたスルーホールを使用して２つを相互接続にして、容易に構築できる。
【０００８】
無線ＬＡＮ機能を付加した携帯端末装置では、通常、特許文献１〜３等に記載されたような無指向性アンテナを利用する。移動体通信では、通信の相手方となる携帯端末装置が何れの場所に位置するのか不明であるので、無線ＬＡＮであれ携帯電話であれ、等しい強度で電波を受信する必要があるからである。我が国では、携帯電話は８００ＭHz帯で、無線ＬＡＮは主に２．４ＧＨｚ（＝２４００ＭＨｚ）帯でその通信が行われている。このため、無線ＬＡＮ機能を付加した携帯端末装置で使用するアンテナは、８００ＭＨｚ〜２４００ＭＨｚの広帯域特性を持たせたものが便利である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
無線ＬＡＮでは、無線ＬＡＮ機能を付加した携帯端末装置がネットワークに加入しようとするとき、所定の接続シーケンス及び所定の認証シーケンスを行う。その際、ＳＳＩＤ（Service Set Identification）、ＢＳＳＩＤ（Basic Service Set Identifier）、ＷＥＰキー（Wired Equivalent Privacy Keys）等のセキュリティ保護情報が電波に乗って送受信される。しかし、そのセキュリティ保護情報は容易に解読等が可能であるため、セキュリティ保護の実行は高くない。つまり、無線ＬＡＮ機能を付加した携帯端末装置では、通常無指向性アンテナを利用するので、他人がその電波を受信してＳＳＩＤ等の情報を入手することが容易であると言う問題点がある。
【００１０】
無線ＬＡＮでは、通常電波の到達距離は５０ｍ程であり、ＡＰ等の相手方の携帯端末装置は至近距離にあるのが通常である。従って、認証シーケンス等の際に必ずしも電波の強度を強くしておく必要はないし、そのアンテナを無指向性にしておく必要もない。むしろ電波の強度をあえて弱くし、且つ、アンテナも指向性を持たせたほうが、情報の秘匿性が高くなる。
【００１１】
他方、携帯端末装置同士の情報交換の方式としては、赤外線を使ったインターフェイスがある。赤外線通信方式は電波を使わないために規制が緩く、省電力であり、且つある程度の通信速度を達成することが可能である。又、短距離性、直進性等の性質を持つので秘匿性に優れた手頃な通信であると言える。最新の規格（ＩｒＤＡ１．１）では４Ｍbit/secの通信速度を達成しており、互いに保有する情報を簡単に交換する技術として定着してきた。しかし、赤外線インターフェイスには問題点もある。第１に、赤外線インターフェイス同士が見通し距離にないとその通信ができない。直進性が鋭いほど、携帯端末装置間の互いの通信に支障となる。第２に、日差しの影響を受けやすく、日中携帯端末装置間で通信を行う際の障害となる。前記短距離性の別の側面でもある。
【００１２】
更に、従来のアンテナ装置は、形状が比較的大きく、携帯端末装置の小型化を阻害する要因にもなっていた。
【００１３】
このように、従来のアンテナ装置では、携帯端末装置に最適な小型で指向性を有し、近距離で有効に機能する無線ＬＡＮ用等のアンテナ装置として、未だ技術的に十分満足の得られるものではなかった。
【００１４】
本発明は、このような従来の課題を解決し、無線ＬＡＮの認証シーケンス等の際に、従来の無指向性等のアンテナ装置と比べて小型且つ秘匿性の高い無線通信を実現する減衰波指向性のアンテナ装置とそれを用いた携帯端末装置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】
【００１５】
前記課題を解決するために、本発明の減衰波指向性のアンテナ装置は、同軸被覆線内に同軸中心線が同軸上に配置された同軸ケーブルと、一端に開口部が形成され且つ他端が閉塞された波長λの１／２以下の口径の筒体と、前記筒体内の空洞と、前記筒体に形成された挿入孔とを有し、前記筒体に前記同軸被覆線が接続され、前記同軸中心線の端末部が前記挿入孔を通して前記空洞内に露出している金属鏡筒と、前記金属鏡筒における前記開口部の周縁に結合された金属反射板と、前記金属反射板に嵌合され、前記開口部を閉じて前記空洞を封止する誘電体キャップとを備えている。
【００１６】
本発明の他の減衰波指向性のアンテナ装置は、コネクタ金具内にコネクタ中心線が同軸上に配設された同軸コネクタと、一端に開口部が形成され且つ他端が閉塞された波長λの１／２以下の口径の筒体と、前記筒体内の空洞と、前記筒体に形成された挿入孔とを有し、前記筒体に前記コネクタ金具が結合され、前記コネクタ中心線が前記挿入孔を通して前記空洞内に露出している金属鏡筒と、前記金属鏡筒における前記開口部の周縁に結合された金属反射板と、前記金属反射板に嵌合され、前記開口部を閉じて前記空洞を封止する誘電体キャップとを備えている。
【００１７】
本発明の携帯端末装置は、送受信手段及び情報処理手段を有する装置本体と、前記装置本体に取り付けられ、前記送受信手段に接続された主アンテナ装置と、前記装置本体の背面側に取り付けられ、前記減衰波指向性のアンテナ装置を用いた副アンテナ装置とを備えている。
【００１８】
本発明の他の携帯端末装置は、主アンテナ装置と、前記主アンテナ装置に対する第１の周波数帯域の無線信号の送受信を行う第１の送信機及び第１の受信機と、前記減衰波指向性のアンテナ装置を用いた副アンテナ装置と、前記副アンテナ装置に対する第２の周波数帯域の無線信号の送受信を行う第２の送信機及び第２の受信機と、前記第１及び第２の送信機と前記第１及び第２の受信機とに対する送受信処理及情報処理を行う装置本体と、第１の端子が前記主アンテナ装置に接続され、前記主アンテナ装置に対する信号を第２の端子と第３の端子に分配する分配器と、前記第１の送信機又は前記第１の受信機を前記分配器の第２の端子に切り替え接続する第１の切替装置と、前記第２の送信機又は前記第２の受信機を切替ノードに切り替え接続する第２の切替装置と、前記分配器の第３の端子又は前記副アンテナ装置を前記切替ノードに切り替え接続する第３の切替装置とを備えている。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１に係る発明によれば、波長λの１／２以下の口径を有する金属鏡筒、同軸ケーブル、金属反射板、及び誘電体キャップにより構成したので、原則としていわゆる共振器に相当する素子が無く、減衰波が利用される。減衰波は、共振器が無いためにその進行と共に指数的に減衰して行く電磁波であって、給電点の近傍でのみ有効であり、通常は利用されることがない。しかし、無線ＬＡＮの認証シーケンス等の際は、相手方が近距離に存在するのが通常であるので、その電波強度が弱い場合にあっても通信が可能であり、指向性等の利得（ｄＢ）で補うことが可能である。よって、本発明では、次の２つの効果がある。
【００２０】
第１に、原則として共振器に相当する素子が無く、減衰波が利用されることから、近距離に存在する相手方に対してのみ有効な通信を行うことができ、情報の秘匿性が高い。第２に、指向性を有するアンテナ装置であるので、その電波強度が弱い場合にあっても、指向性等の利得（ｄＢ）で補うことが可能であると共に、情報の秘匿性が高まる。
【００２１】
請求項２に係る発明によれば、波長λの１／２以下の口径を有する金属鏡筒、同軸コネクタ、金属反射板、及び誘電体キャップにより構成したので、同軸ケーブル等の給電線から独立したアンテナ装置として成立し、アンテナ装置の配置や設計や自由度が増加する。そのため、本発明のアンテナ装置を使用すれば、部品の体積密度が高く配置の自由度が少ない携帯端末装置に容易に適用できる。
【００２２】
請求項３に係る発明によれば、請求項１又は２のアンテナ装置において、前記誘電体キャップを突起型形状又は塔型形状にしたので、これを携帯端末装置に搭載した場合、金属鏡筒が波長λの１／２の口径を有する共振器として機能した場合においても、この突起型又は塔型に構成された誘電体キャップにより、携帯端末装置の例えば指向性を強化した無線ＬＡＮ用の副アンテナ装置を提供することができる。
【００２３】
請求項４に係る発明によれば、主アンテナ装置の他に、請求項１又は２のアンテナ装置を副アンテナ装置とし、当該アンテナ装置を装置背面に設置したので、相手方の携帯端末装置に本発明に係る減衰波指向性アンテナ装置の指向性を合わせることが容易で、且つ、情報の秘匿性を高くすることができる。
【００２４】
請求項５に係る発明によれば、第１の周波数帯域の第１の送信機及び第１の受信機と第２の周波数帯域の第２の送信機及び第２の受信機とが分配器を介してそれぞれ第１、第２の切替装置により双方で共用できる主アンテナ装置と結合し、第２の送信機及び第２の受信機に係る第２の切替装置に更に第３の切替装置を介して、減衰波指向性の副アンテナ装置と結合したので、減衰波指向性アンテナを副アンテナ装置として利用する携帯端末装置を容易に実現できる。
【００２５】
請求項６に係る発明によれば、請求項５の携帯端末装置において、第３の切替装置と副アンテナ装置との間にアイソレータを設け、その副アンテナ装置を送信専用としたので、アイソレータの効果により、減衰波指向性のアンテナ装置で顕著な反射電磁波の影響を抑えることができ、高精度のアンテナ回路を実現できる。
【００２６】
請求項７に係る発明によれば、請求項５の携帯端末装置において、第３の切替装置と副アンテナ装置との間に減衰器を設け、その副アンテナ装置の送信電力を調整する構成にしたので、相手方の携帯端末装置に対して適切なレベルに電磁波の強度を調整することができ、情報の秘匿性を高くすることができる。
【００２７】
請求項８に係る発明によれば、請求項７の携帯端末装置において、減衰器を携帯端末装置のハードウェアから制御し、このハードウェアを制御するアプリケーション・ソフトウェアから電磁波の強度を調整する構成にしたので、アプリケーション・ソフトウェアから容易に電磁波の強度を調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明のアンテナ装置は、例えば、携帯端末装置の背面に内蔵させた副アンテナ装置として使用される。このアンテナ装置は、同軸ケーブル、波長λの１／２以下の口径を有する金属鏡筒、金属反射板、及び誘電体キャップ等から構成されている。金属鏡筒、金属反射板及び同軸ケーブルの被覆線が電気的に接続され、その金属鏡筒により形成された空洞内に、同軸ケーブルの中心線が露出し、且つ、その空洞が誘電体キャップにより閉じた空間を形成している。
【実施例１】
【００２９】
（構成・動作）
図１（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の実施例１を示す減衰波指向性のアンテナ装置が搭載された携帯端末装置の一例の概略構成図であり、同図（Ａ）の右図は携帯端末装置の側面図、左図はその背面図、同図（Ｂ）の右図はアンテナ装置部分の一部を切り欠いた拡大断面図、左図はその背面図である。図２は、図１の減衰波指向性のアンテナ装置から放射される電磁波の波面を示す模式図である。
【００３０】
この携帯端末装置１は、図示しない送受信手段（例えば、送受信装置）、及び情報処理手段（例えば、ＣＰＵ（中央処理装置）等を用いてデータ処理を行う情報処理装置）等が内部に収納された装置本体２を有している。装置本体２は、筺体に収納された操作部２−１と、他の筺体に収納されたアンテナ装着部２−２とを有し、これらの操作部２−１とアンテナ装着部２−２とが、蝶番３により例えば９０°程度、開閉可能に連結されている。操作部２−１には、キーボード４等のスイッチ類が設けられている。アンテナ装着部２−２の上部には、主アンテナ装置１０が装着され、更に、そのアンテナ装着部２−２の上面側（即ち、開いて倒立状態になったときの背面側）に、減衰波指向性の副アンテナ装置２０が装着されている。
【００３１】
副アンテナ装置２０は、装置本体２の内部回路に接続され、例えば２．４ＧＨｚの高周波電流をこの副アンテナ装置２０に導く同軸ケーブル２１と、アンテナ装着部２−２の背面側に装着され、その同軸ケーブル２１に接続された金属鏡筒２２と、アンテナ装着部２−２の背面側に固定され、その金属鏡筒２２の周縁に結合された円板型の金属反射板２３と、この金属反射板２３に嵌合されて金属鏡筒２２を封止する突起型又は塔型の誘電体キャップ２４とで構成されている。
【００３２】
同軸ケーブル２１は、ポリエチレン等の材質を有する外側の被覆誘電体２１ａを有し、この内側に網状の銅被覆線若しくはアルミ箔等の同軸被覆線２１ｂが設けられ、この内側に発泡ポリエチレン等の材質を有する同軸誘電体２１ｃが設けられ、更に、この内側の中心に単芯の同軸中心線２１ｄが挿着されている。同軸ケーブル２１に接続された金属鏡筒２２は、一端に開口部が形成され且つ他端の底部が閉塞された金属製の筒体２２ａと、この筒体２２ａ内の空洞２２ｂと、筒体２２ａの例えば側面に形成された挿入孔２２ｃとを有している。筒体２２ａには同軸被覆線２１ｂが接続され、同軸中心線２１ｄの端末部が挿入孔２２ｃを通して空洞２２ｂ内に露出している。
【００３３】
金属鏡筒２２は、高周波電流による損失を防ぐためにも、又、損失により発生したジュール熱を外部に逃がすためにも、その筒体２２ａの内側を高導電率の銅鍍金等を施しておくのが良い。筒体２２ａの側面には、同軸ケーブル２１の同軸誘電体２１ｃ及び同軸中心線２１ｄを通すための挿入孔２２ｃが形成されている。高周波電力は、同軸ケーブル２１内で金属に挟まれた同軸誘電体２１ｃに沿って伝搬してくるが、挿入孔２２ｃを通して、筒体２２ａの空洞２２ｂ内に導かれる。同軸中心線２１ｄを通すための挿入孔２２ｃは、筒体２２ａの底部に形成しても良いが、アンテナ装着部２−２の内部に余分な空間がないのが通常であるので、本実施例１の構造の方が現実的である。
【００３４】
金属鏡筒２２における筒体２２ａの口径は波長λ（２．４ＧＨｚで約１２ｃｍ）の１／２以下の大きさを有している。そのため、空洞２２ｂ内に導かれた電磁波は共振することができず、減衰する。これを高周波電力の供給側から見れば、高い反射率Γ（通常０．５以上）を有することになり、高周波電力で透過するものは（１  −｜Γ｜の２乗）に過ぎない。一般的にはＶＳＷＲ（Voltage Standing Wave Ratio）で３．０以上の値になる。しかし、減衰は距離に指数的に比例するのであって、本実施例１では金属鏡筒２２の一端の開口部において開放されており、その口径は波長λの１／２以下の大きさしか有しないので、通信に有効な電力が放射されないほどに減衰することはない。
【００３５】
本実施例１に係る金属鏡筒２２は、マイクロ波の導波管と対比される。近年では光ファイバが普及したが、最近まで電話回線の遠距離電送には４ＧＨｚ帯のマイクロ波回線が使用されていた。無線ＬＡＮで使用される２．４ＧＨｚ帯もマイクロ波と扱われている。マイクロ波導波管では、その口径が波長λの１／２以下の場合にはカットオフ（cut-off）状態にあり、進行波は指数的に減衰する。逆に、導波管の共振波長に一致する電磁波だけが減衰することなく（管壁の渦電流による損失を除き）進行することができる。
【００３６】
マイクロ波は波長が短く直進性があることから、導波管の出口にパラボラアンテナやホーンアンテナ等を置くことができ、その指向性によりアンテナ利得（ｄＢ）を稼ぐことができる。本実施例１の金属反射板２３も、ホーンアンテナ等と同様に、マイクロ波に対する指向性を与える作用をする。この金属反射板２３がなければ、マイクロ波は直ちに回折して、若しくはアンテナ装着部２−２の筺体を介して、後ろ側に回り込む。
【００３７】
本実施例１の金属反射板２３は、金属鏡筒２２の外周に沿ってくり抜かれており、電気溶接等の手段により互いに結合している。この金属反射板２３は、電磁波の反射という観点からは、アンテナ装着部２−２の筺体外側に置くのが望ましく、更に電気的にも放熱的にも金属鏡筒２２に金属結合していることが望ましい。携帯端末装置１のデザイン等の配慮からすれば、この金属反射板２３をアンテナ装着部２−２の筺体内側に配置するのが便宜である。
【００３８】
図２には、副アンテナ装置２０から放射される電磁波の波面が示されている。この波面は計算されたものではなく、概念的ではあるが、金属反射板２３及び金属鏡筒２２の効果で電磁波がアンテナ装着部２−２の前面だけに放射される様子を表している。これは、主アンテナ装置１０が無指向性であるのに対し、減衰波の副アンテナ装置２０が指向性を有することに他ならない。本実施例１に係る減衰波指向性の副アンテナ装置２０の反対側に置かれた携帯端末装置等に対しては、少なくとも、著しく電波強度が弱まることになる。
【００３９】
金属反射板２３に嵌合されて金属鏡筒２２を封止する誘電体キャップ２４において、この誘電体キャップ２４を透過した電磁波は、その後は指数減衰せず、フレネル（Fresnel，１７８８−１８２７）領域を過ぎた後は、距離Ｒに反比例した電界強度で放射される。従って、一般的に言えば、アンテナ装着部２−２の背面の半平面に対して、本実施例１に係る減衰波指向性の副アンテナ装置２０を中心とする点状波源が存在するのと同様である。
【００４０】
誘電体キャップ２４は、専ら防水等の目的で設けられている。金属鏡筒２２内に水滴等が存在すると、その誘電損失により期待した放射電力より低くなる。誘電体キャップ２４は、その誘電損失が低く、使用周波数での比誘電率が２．０以下のものが望ましい。
【００４１】
この誘電率を高くして、アンテナ装着部２−２から突出するように構成すると、誘電体キャップ２４の前方へ指向性を持つ誘電体アンテナが実現できる。実際、ミリ波（３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚ）では、誘電体ロッドアンテナが利用されており、誘電体ロッドに沿った進行波を利用する。しかし、携帯端末装置１ではそのような誘電体アンテナを設置する空間的な余裕が無く、せいぜい突起型若しくは塔型の誘電体キャップ２４を使用できるだけである。
【００４２】
本実施例１のように誘電体キャップ２４を突起型若しくは塔型に構成した場合、ミリ波若しくは後述する５ＧＨｚ帯無線ＬＡＮにおいて、金属鏡筒２２が波長λの１／２の大きさを有する共振器として機能した場合においても、突起型若しくは塔型に構成された誘電体キャップ２４により、アンテナ装着部２−２の背面への指向性を強化した無線ＬＡＮ用の副アンテナ装置２０を提供することができる。使用周波数において誘電率の高い誘電体キャップ２４が存在すると、進行してきた電磁波は誘電率の高い物質の方へその電磁エネルギーを偏らせるからである。
【００４３】
（効果）
本実施例１の副アンテナ装置２０では、原則として共振器に相当する素子が無く、減衰波が利用されることから、近距離に存在する相手方の携帯端末装置等に対してのみ有効な通信を行うことができ、情報の秘匿性が高い。その上、副アンテナ装置２０は、指向性を有するアンテナ装置であるので、その電波強度が弱い場合にあっても、指向性等の利得（ｄＢ）で補うことが可能であると共に、情報の秘匿性が高まる。
【実施例２】
【００４４】
（構成・動作）
図３は、本発明の実施例２を示す減衰波指向性の副アンテナ装置を搭載した携帯端末装置の概略の回路図であり、実施例１を示す図１及び図２中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
【００４５】
この携帯端末装置１は、例えば、携帯電話及び無線ＬＡＮ共用の図１の主アンテナ装置１０と、無線ＬＡＮ近接用の図１の減衰波指向性副アンテナ装置２０とを有している。主アンテナ装置１０は、信号を２分配する分配器４４の第１の端子４４ａに接続され、この第２の端子４４ｂが第１の切替装置（例えば、半導体素子等で構成された切替スイッチ）４１の第１の端子４１ａに接続され、第３の端子４４ｃが第３の切替装置（例えば、半導体素子等で構成された切替スイッチ）４３の第２の端子４３ｂに接続されている。切替スイッチ４３の第３の端子４３ｃは、副アンテナ装置２０に接続され、この切替スイッチ４３の第１の端子４３ａが、切替ノードＮを介して第２の切替装置（例えば、半導体素子等で構成された切替スイッチ）４２の第１の端子４２ａに接続されている。
【００４６】
切替スイッチ４１の端子４１ｂ，４１ｃは、図１の装置本体２内において第１の周波数帯域（例えば、８００ＭＨｚ帯域）の携帯電話用無線信号の送受信を行う送受信手段（例えば、送受信装置）３０に接続されている。切替スイッチ４２の端子４２ｂ，４２ｃは、図１の装置本体２内において第２の周波数帯域（例えば、４ＧＨｚ帯域）の無線ＬＡＮ用無線信号の送受信を行う送受信手段（例えば、送受信装置）４０に接続されている。携帯電話用の送受信装置３０は、端子４１ｂに接続された送信機３１と、端子４１ｃに接続された受信器３２とで構成されている。無線ＬＡＮ用の送受信装置４０は、端子４２ｂに接続された送信機４１と、端子４２ｃに接続された受信機４２とで構成されている。
【００４７】
送受信装置３０，４０は、図１に示す装置本体２内の図示しない情報処理手段（例えば、情報処理装置）に接続されている。情報処理装置は、送受信装置３０，４０に対する送受信処理、切替スイッチ４１，４２，４３における端子４１ａ,４２ａ,４３ａと端子４１ｂ，４２ｂ，４３ｂ又は端子４１ｃ，４２ｃ，４３ｃとの間の切り替え接続の制御処理、及び携帯端末装置全体の制御処理等を行う機能を有し、アプリケーション・ソフトウェアを実行するＣＰＵ等により構成されている。
【００４８】
本実施例２では、装置本体２内の図示しない情報処理装置からの制御信号により切り替えられる切替スイッチ４１，４２，４３や、分配器４４により、通信の目的に合わせて使用する主アンテナ装置１０又は副アンテナ装置２０を選択する構成になっている。例えば、８００ＭＨｚ帯の送受信装置３０では、送信機３１と受信機３２が切替スイッチ４１により、送受信の何れで主アンテナ装置１０を使用するかが選択される。同様に、２．４ＧＨｚ帯の送受信装置４０では、送信機４１と受信機４２が切替スイッチ４２により、送受信の何れで副アンテナ装置２０を使用するかが選択される。本実施例２では、主アンテナ装置１０を携帯電話と無線ＬＡＮで共用している。そのため、切替スイッチ４１及び４２の後に、同軸ケーブル２１等の分配器４４が設けられている。
【００４９】
（効果）
本実施例２では、減衰波指向性アンテナ装置を無線ＬＡＮ近接用の副アンテナ装置２０として使用するために、切替スイッチ４３を設けている。この副アンテナ装置２０は、無線ＬＡＮ用２．４ＧＨｚ帯の送受信装置４０が送信状態にあり、且つ、近接する相手方と情報の秘匿性を保ちつつ使用する際に使われる。特に、所定の接続シーケンス及び所定の認証シーケンスを周囲の携帯端末装置等に対して秘密に行うのに最適であり、悪意の盗聴者から通信の秘密を保つことが容易になる。
【実施例３】
【００５０】
（構成・動作）
図４（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の実施例３を示す減衰波指向性の副アンテナ装置を搭載した携帯端末装置の概略の構成図であり、同図（Ａ）は携帯端末装置の回路図、及び同図（Ｂ）は２台の携帯端末装置間の通信方式の例を示す側面図である。更に、図５は、図４（Ａ）の減衰器の構成例を示す回路図である。これらの図４及び図５では、実施例１、２を示す図１〜図３中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
【００５１】
本実施例３では、図４（Ａ）に示すように、対向する２台の携帯端末装置１−１，１−２のそれぞれに搭載する減衰波指向性の副アンテナ装置２０を送信専用にするために、切替スイッチ４３と副アンテナ装置２０との間に、アイソレータ（isolator）４５、及び減衰器（attenuator）４６をそれぞれ設けている。
【００５２】
アイソレータ４５は、電磁波を一方向にのみ通過させ、反対方向からの電磁波を抵抗体等で減衰させる装置であり、磁性体等により構成されている。本実施例４に係る減衰波指向性の副アンテナ装置２０では、給電側から見た反射率が高く、反射された電磁波はそのアイソレータ４５により阻止される。減衰器４６は、図５に示すように、例えば、抵抗値により電磁波を減衰する抵抗器４６ａと、この抵抗器４６ａを所定箇所で短絡する複数のスイッチ４６ｂ，４６ｃ，４６ｄとを有し、装置本体２内に設けられる情報処理装置（例えば、この中の制御レジスタ４７）のビットｂ０，ｂ１，ｂ２を設定することにより、スイッチ４６ｂ，４６ｃ，４６ｄを短絡させ、抵抗器４６ａの減衰抵抗値を可変(programmable)にすることができる構成になっている。
【００５３】
減衰器４６は無くても良いが、この減衰器４６が有れば、電磁波の強度を減衰波指向性の副アンテナ装置２０において調整するのに便利である。例えば、数ｍ以内にある携帯端末装置１−１，１−２等の間において送受信を可能にするため、電磁波の強度を調整するのに減衰器４６を使うことができる。
【００５４】
各携帯端末装置１−１，１−２の装置本体２内に設けられる制御レジスタ４７から、減衰器４６の減衰抵抗値を制御する構成にした場合、その制御レジスタ４７を制御するアプリケーション・ソフトウェア等から容易に電磁波の強度を調整することができる。特に本実施例３のように、アイソレータ４５を用いて減衰波指向性の副アンテナ装置２０を送信専用にした場合には、その制御方法により、容易に適切な電波強度を選択することができる。
【００５５】
図４（Ｂ）に示す２台の携帯端末装置１−１，１−２間における通信方式では、送信に対しては副アンテナ装置２０を使用し、受信に対しては主アンテナ装置１０を使用している。前述した接続シーケンス等は、その送信の際に情報の秘匿を図るべきもので、受信に関してはそのような制限を設ける必要がない。
【００５６】
例えば、一方の携帯端末装置１−１がＡＰ（Access Point）で、他方の携帯端末装置１−２がＳＴ（personal station）である場合に、他方の携帯端末装置１−２がＡＰ側の携帯端末装置１−１等を中心とするネットワークに加入しようとする際、ＡＰに対して自己のＭＡＣ（Media Access Control)アドレス等を開示したブロードキャスト送信を行う。逆に、ＡＰ側の携帯端末装置１−１が当該ネットワークヘの加入を許可する場合には、ＡＰはＳＳＩＤ等を開示した送信を行う。従って、秘匿すべき情報は常に送信の際にだけ発せられる関係にある。
【００５７】
２．４ＧＨｚ帯の送受信装置４０により無線ＬＡＮの送受信を行う際、図示しない情報処理装置からの制御信号により、切替スイッチ４１及び４２を連動して切り替え制御することにより、そのような副アンテナ装置２０等の使用方法が可能になる。
【００５８】
（効果）
本実施例３によれば、アイソレータ４５を設けて副アンテナ装置２０を送信専用にしたので、このアイソレータ４５の効果により、減衰波指向性の副アンテナ装置２０で顕著な反射電磁波の影響を抑えることができ、実際的なアンテナ回路を容易に実現できる。又、減衰器４６により副アンテナ装置２０の送信電力を調整する構成にした場合、相手方の携帯端末装置１−１又は１−２に対して適切なレベルに電磁波の強度を調整することができ、情報の秘匿性を高くすることができる。この際、減衰器４６の減衰抵抗値を制御レジスタ４７により制御し、この制御レジスタ４７を制御するアプリケーション・ソフトウェアから電磁波の強度を調整する構成にした場合は、アプリケーション・ソフトウェアから容易に電磁波の強度を調整することができる。
【実施例４】
【００５９】
（構成・動作）
図６は、本発明の実施例４を示す携帯端末装置における副アンテナ装置の概略の構成図であり、この図６の右図は副アンテナ装置部分の一部を切り欠いた拡大断面図、左図はその背面図である。この図６において、実施例１を示す図１（Ｂ）中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
【００６０】
この副アンテナ装置２０Ａでは、実施例１の副アンテナ装置２０における同軸コード２１に代えて、雌型の同軸コネクタ２５を用いている点のみが異なる。雌型の同軸コネクタ２５は、雄型の同軸コネクタを接続するために外周面に螺子溝が切られコネクタ金具２５ａを有し、この内側に発泡ポリエチレン等の材質を有するコネクタ誘電体２５ｂが設けられ、更に、この内側の中心に単芯のコネクタ中心線２５ｃが挿着されている。このコネクタ中心線２５ｃの端末部は、金属鏡筒２２の挿入孔２２ｃを通して空洞２２ｂ内に露出している。その他の構成は、実施例１と同様であり、実施例１とほぼ同様の動作を行う。
【００６１】
（効果）
本実施例４では、同軸コネクタ２５を使用したことから、減衰波指向性の副アンテナ装置２０Ａは、同軸ケーブル等の給電線から独立したアンテナとして成立する。これにより、副アンテナ装置２０Ａの配置や設計の自由度が増加し、部品の体積密度が高く、配置の自由度が少ない携帯端末装置に容易に適用できる。
【実施例５】
【００６２】
上記実施例１〜４の減衰波指向性のアンテナ装置とそれを用いた携帯端末装置は、特に無線ＬＡＮ機能を有する携帯電話に最適な応用を有する。しかし、本発明はこれに限定されず、種々の変形や利用形態が可能である。この変形や利用形態である実施例５としては、例えば、次の（１）〜（４）のようなものがある。
【００６３】
（１）  携帯端末装置１，１−１，１−２の形状や構造、回路構成、或いは副アンテナ装置２０，２０Ａの形状や構造等は、図示以外のものに種々の変形が可能である。
【００６４】
（２）  ２つの周波数帯域を有する送受信機であって、それぞれ２つのアンテナ装置を有し、且つ、そのー方のアンテナ装置に指向性を持たせることにより、電波に乗せた情報の秘匿を図ろうとする全ての場合に適用可能である。
【００６５】
（３）  現在５ＧＨｚ帯での無線ＬＡＮが実用化を開始しており、携帯端末装置に５ＧＨｚ帯用のアンテナ装置を搭載する必要性が生まれつつある。５ＧＨｚ帯の電磁波の波長は約６ｃｍであって、半波長の大きさを有する共振器、即ち導波管を携帯端末装置に搭載することが理論上可能である。しかし、携帯端末装置の部品密度は高く、実際にはそのような導波管を設置する設計上の余裕はない。従って、上記実施例に係る減衰波指向性のアンテナ装置は、５ＧＨｚ帯無線ＬＡＮでも有効な手段と考えられる。その際、誘電体キャップ２４に高い誘電率を持たせることにより、更に指向性の高いアンテナ装置を実現できる。
【００６６】
（４）  現在ミリ波（３２ＧＨｚ帯）において広帯域無線ＬＡＮの利用が検討、実験されており、この分野では容易に上記実施例に類似した構成を持つ共振アンテナを利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の実施例１を示す減衰波指向性のアンテナ装置が搭載された携帯端末装置の概略の構成図である。
【図２】図１の減衰波指向性のアンテナ装置から放射される電磁波の波面を示す模式図である。
【図３】本発明の実施例２を示す減衰波指向性の副アンテナ装置を搭載した携帯端末装置の概略の回路図である。
【図４】本発明の実施例３を示す減衰波指向性の副アンテナ装置を搭載した携帯端末装置の概略の構成図である。
【図５】図４（Ａ）の減衰器の構成例を示す回路図である。
【図６】本発明の実施例４を示す携帯端末装置における副アンテナ装置の概略の構成図である。
【符号の説明】
【００６８】
１，１−１，１−２    携帯端末装置
２                    装置本体
１０                  主アンテナ装置
２０，２０Ａ          副アンテナ装置
２１                  同軸ケーブル
２２                  金属鏡筒
２２ａ                筒体
２２ｂ                空洞
２２ｃ                挿入孔
２３                  金属反射板
２４                  誘電体キャップ
２５                  同軸コネクタ
３０，４０            送受信装置
３１，４１            送信機
３２，４２            受信機
４１〜４３            切替スイッチ
４４                  分配器
４５                  アイソレータ
４６                  減衰器
４７                  制御レジスタ
【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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