(57)【要約】【課題】  使用周波数の波長からみて地導体長を充分な長さにしてアンテナ特性を改善可能とする。【解決手段】  アンテナ２と、長手方向の外壁面上に複数の凹部３を等間隔且つ連続的に形成してなる金属筐体１と、当該金属筐体１をアンテナ２のグランドとして動作する地導体と高周波的に接続するアンテナ給電部４とを有している。金属筐体１は、その長手方向の寸法が、使用無線周波数の波長に対して１／４波長相当以下の長さとなされており、この金属筐体１に設けられている各凹部３は、一つの凹部を構成する両突起部間の幅Ｌと、各凹部間の間隔Ｐとの比Ｌ／Ｐが、０．７以上となる関係を満たして形成されている。【選択図】  図１
2006020127.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナと、
導電性部材からなり、長手方向の外壁面上に、複数の凹部を上記長手方向に連続的に形成してなる筐体と、
上記筐体を、上記アンテナのグランドとして動作する地導体と高周波的に接続するアンテナ給電部とを有する
ことを特徴とする携帯通信端末。
【請求項２】
請求項１記載の携帯通信端末であって、
上記筐体は、その長手方向の寸法が、使用無線周波数の波長に対して１／４波長相当以下の長さとなされていることを特徴とする携帯通信端末。
【請求項３】
請求項１記載の携帯通信端末であって、
上記筐体の外壁面上に設けられる各凹部は、一つの凹部を構成する両突起部間の幅Ｌと、各凹部間の間隔Ｐとの比Ｌ／Ｐが、０．７以上となる関係を満たして形成されていることを特徴とする携帯通信端末。
【請求項４】
請求項１記載の携帯通信端末であって、
上記アンテナは、アンテナエレメントと地導体を平衡給電する方式のアンテナであることを特徴とする携帯通信端末。
【請求項５】
請求項１記載の携帯通信端末であって、
上記筐体は、上記各凹部内に非導電性部材が充填されていることを特徴とする携帯通信端末。
【請求項６】
請求項１記載の携帯通信端末であって、
上記筐体は、上記複数の凹部が連続的に形成された形成領域と上記凹部が形成されていない非形成領域とを有し、上記形成領域は、アンテナ給電部近傍に設けられていることを特徴とする携帯通信端末。
【請求項７】
請求項１記載の携帯通信端末であって、
上記筐体は、その内部が空洞となされ、当該空洞内に電子回路を備えていることを特徴とする携帯通信端末。
【請求項８】
アンテナエレメントと、
アンテナ給電部と、
上記アンテナ給電部を介して上記アンテナエレメントに接続され、アンテナのグランドとして動作し、長手方向の表面上に、複数の凹部を上記長手方向に連続的に形成してなる導電性部材とを有する
ことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項９】
請求項８記載のアンテナ装置であって、
上記導電性部材は、その長手方向の寸法が、使用無線周波数の波長に対して１／４波長相当以下の長さとなされていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項１０】
請求項８記載のアンテナ装置であって、
上記導電性部材の表面上に設けられる各凹部は、一つの凹部を構成する両突起部間の幅Ｌと、各凹部間の間隔Ｐとの比Ｌ／Ｐが、０．７以上となる関係を満たして形成されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項１１】
請求項８記載のアンテナ装置であって、
上記アンテナ給電部は、上記アンテナエレメントと導電性部材に平衡給電することを特徴とするアンテナ装置。
【請求項１２】
請求項８記載のアンテナ装置であって、
上記導電性部材は、上記各凹部内に非導電性部材が充填されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項１３】
請求項８記載のアンテナ装置であって、
上記導電性部材は、上記複数の凹部が連続的に形成された形成領域と上記凹部が形成されていない非形成領域とを有し、上記形成領域は、上記アンテナ給電部近傍に設けられていることを特徴とするアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線電波により信号を送受信する携帯通信端末及びアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、携帯電話端末等の携帯無線通信端末においては、筐体サイズを小型化することが望まれている。特に近年の携帯無線通信端末は、筐体の小型化に伴い、アンテナの地導体として動作する導電性部分の寸法が、使用周波数の波長の０．２５波長（１／４波長）相当以下の長さになってしまうことも多くなっている。
【０００３】
ここで、上述のように、地導体の寸法が使用周波数波長の０．２５波長相当以下の長さとなっている小型の携帯無線通信端末の場合、例えば、同一のアンテナを用いたとしても、地導体の長さが使用周波数波長の０．３波長相当の長さ程度となっている端末に比べて、アンテナ特性が劣化してしまうという問題がある。図６には、同一のアンテナを用い、使用周波数波長に対する地導体の長さが、例えば０．２２波長、０．２５波長、０．２９波長、０．３２波長、０．３５波長、０．３８波長に相当する長さである場合に、それら各地導体長に対するアンテナ放射効率を表している。この図６からわかるように、地導体の寸法が使用周波数波長の０．２５波長相当以下の長さとなっている場合には、地導体の長さが使用周波数波長の０．３波長相当以上の長さである場合に比べて、アンテナ特性が著しく劣化している。
【０００４】
このようなことから、例えば特開平６−１６９２０７号公報（特許文献１）には、金属筐体を、アンテナ給電部において、アンテナのグランドとして動作する地導体と高周波的に接続すると共に、その金属筐体の長手方向の側面部分に、長い切り欠き部を形成することにより、地導体を高周波的に長くみせ、アンテナ特性を改善するようにした携帯無線機が提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平６−１６９２０７号公報（第１図）
【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、上述した特許文献１に記載されているような構造を実際に構成した場合、金属筐体に設けられる切り欠き部の切り込み量が多くなってしまい、例えば当該筐体の内部に多くの電気回路等を配置する携帯無線通信端末では実現が難しいという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、内部に所望の電気回路を配置可能な金属筐体を、アンテナ給電部にてアンテナのグランドとして動作する地導体と高周波的に接続する場合において、当該金属筐体の長手方向の寸法が、使用周波数の波長に対して充分な長さを有していない場合であっても、アンテナ特性を高めることを可能とした携帯通信端末及びアンテナ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】
【０００８】
本発明の携帯通信端末は、アンテナと、導電性部材からなり、長手方向の外壁面上に、複数の凹部を当該長手方向に連続的に形成してなる筐体と、当該筐体を、アンテナのグランドとして動作する地導体と高周波的に接続するアンテナ給電部と、を有することにより、上述した課題を解決する。
【０００９】
また、本発明のアンテナ装置は、アンテナエレメントと、アンテナ給電部と、アンテナ給電部を介してアンテナエレメントに接続され、アンテナのグランドとして動作し、長手方向の表面上に、複数の凹部を当該長手方向に連続的に形成してなる導電性部材とを有することにより、上述した課題を解決する。
【００１０】
ここで、導電性部材である筐体は、その長手方向の寸法が、使用無線周波数の波長に対して１／４波長相当以下の長さとなされており、上記各凹部は、一つの凹部を構成する両突起部間の幅Ｌと、各凹部間の間隔Ｐとの比Ｌ／Ｐが、０．７以上となる関係を満たして形成されている。
【００１１】
すなわち本発明の携帯通信端末及びアンテナ装置によれば、アンテナの地導体として動作する導電性部材に対し、長手方向の外壁面上に複数の凹部を連続的に形成することにより、地導体の長さを高周波的に長くしている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明においては、導電性部材の長手方向の表面上に、複数の凹部を連続的に形成しており、特に各凹部は、一つの凹部を構成する両突起部間の幅Ｌと、各凹部間の間隔Ｐとの比Ｌ／Ｐを、０．７以上となる関係を満たすことにより、当該金属筐体の長手方向の寸法が、使用周波数の波長に対して充分な長さを有していない場合であっても、高効率のアンテナ特性を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら、本発明の携帯通信端末及びアンテナ装置の一実施形態について説明する。なお、以下の説明では、本発明の一実施形態として、携帯電話端末を挙げている。勿論、ここで説明する内容はあくまで一例であり、本発明はこの例に限定されないことは言うまでもない。
【００１４】
〔金属筐体の構成〕
図１には、本発明の実施形態の携帯電話端末が備える金属筐体１の概略的な外観構成を示す。
【００１５】
本実施形態の携帯電話端末において、金属筐体１は、例えば図中点線にて示す非金属の筐体１０の内部に配されており、長手方向の一方の端部にアンテナ給電部４が設けられ、そのアンテナ給電部４を介してアンテナ（アンテナエレメント）２が接続されている。
【００１６】
当該金属筐体１は、金属部材すなわち導電性部材により構成されており、アンテナ給電部４において、上記アンテナ２のグランドとして動作する地導体と高周波的に接続されている。また、当該金属筐体１は、その内部が部分的に空洞となされており、当該空洞部分には、本実施形態端末が携帯電話端末として機能するために必要な様々な電子回路等を配置可能となっている。
【００１７】
さらに、本実施形態の金属筐体１は、長手方向の外壁面上に、複数の凹部３が等間隔で且つ上記長手方向に連続的に設けられている。なお、図１の例では、上記複数の凹部３の形状を図面上で分かり易くするために、上記金属筐体１の大きさに対してそれら各凹部３の大きさを実際よりも大きく描いている。したがって、当該金属筐体１の内部の空洞の容積は、本実施形態端末が携帯電話端末として機能するために必要な電子回路等を配置するだけの充分な大きさを有している。
【００１８】
〔凹部を構成する両突起部間の幅と各凹部の間隔の関係〕
ここで、本実施形態において、図２に示すように、一つの凹部３を構成する両突起部間の幅をＬ、各凹部３の間隔（ピッチ）をＰ、凹部３の深さをＤとした場合、上記幅ＬとピッチＰは、それらの比Ｌ／Ｐが０．７以上となる関係を有している。
【００１９】
すなわち、本実施形態の携帯電話端末によれば、上記金属筐体１を、アンテナ給電部４にてアンテナ２のグランドとして動作する地導体と高周波的に接続する場合において、当該金属筐体１の長手方向の寸法が、使用周波数の波長の０．２５波長（１／４波長）相当以下の長さであったとしても、上述したように、上記金属筐体１の各凹部３の上記幅ＬとピッチＰとの間に、それらの比Ｌ／Ｐが０．７以上となる関係を持たせることにより、使用周波数の波長からみて地導体長を充分な長さにすることができ、その結果、自由空間でのアンテナ特性を改善可能となっている。
【００２０】
〔アンテナ特性の具体的計算例〕
図３、図４には、本実施形態のように、凹部３の幅ＬとピッチＰとの間に、それらの比Ｌ／Ｐが０．７以上となる関係を有する幾つかの例と、上記比Ｌ／Ｐが０．７よりも小さくなる関係を有する幾つかの例を挙げて、自由空間におけるアンテナ放射効率を計算した結果を示す。なお、図３、図４の例は、使用周波数を９５０ＭＨｚとし、使用したアンテナ２は変形モノポールアンテナであり、アンテナ整合回路に直列のインダクタを挿入した場合において、上記比Ｌ／Ｐの値に対するアンテナ放射効率の対応関係を表しており、図３はその対応関係を表にて示し、図４は当該対応関係をグラブにて示している。
【００２１】
これら図３及び図４において、上記比Ｌ／Ｐが０．７以上となる関係を有する例として、幅Ｌが３．５ｍｍ、深さＤが４．０ｍｍ、ピッチＰが４．０ｍｍとなされることで上記比Ｌ／Ｐが０．８８となっている場合、アンテナ放射効率は−２．０４ｄＢとなり、また、幅Ｌが７．５ｍｍ、深さＤが４．０ｍｍ、ピッチＰが８．０ｍｍとなされることで上記比Ｌ／Ｐが０．９４となっている場合、アンテナ放射効率は−２．０４ｄＢとなり、以下同様に、幅Ｌが１．５ｍｍ、深さＤが４．０ｍｍ、ピッチＰが２．０ｍｍとなされて上記比Ｌ／Ｐが０．７５となっている場合、アンテナ放射効率は−２．１３ｄＢとなり、幅Ｌが７．５ｍｍ、深さＤが２．０ｍｍ、ピッチＰが８．０ｍｍとなされて上記比Ｌ／Ｐが０．９４となっている場合、アンテナ放射効率は−２．４１ｄＢとなり、幅Ｌが３．５ｍｍ、深さＤが２．０ｍｍ、ピッチＰが４．０ｍｍとなされて上記比Ｌ／Ｐが０．８８となっている場合、アンテナ放射効率は−２．４３ｄＢとなる。
【００２２】
一方、図３及び図４において、上記比Ｌ／Ｐが０．７よりも小さくなる関係を有する例として、幅Ｌが０．５ｍｍ、深さＤが４．０ｍｍ、ピッチＰが１．０ｍｍとなされることで上記比Ｌ／Ｐが０．５０となっている場合、アンテナ放射効率は−２．５３ｄＢとなり、また、幅Ｌが０．５ｍｍ、深さＤが４．０ｍｍ、ピッチＰが８．０ｍｍとなされることで上記比Ｌ／Ｐが０．０６となっている場合、アンテナ放射効率は−２．７６ｄＢとなり、幅Ｌが２．０ｍｍ、深さＤが２．０ｍｍ、ピッチＰが４．０ｍｍとなされて上記比Ｌ／Ｐが０．５０となっている場合、アンテナ放射効率は−２．６９ｄＢとなり、さらに、凹部３が設けられていない場合にはアンテナ放射効率は−２．７９ｄＢとなる。
【００２３】
これら図３及び図４からわかるように、上記比Ｌ／Ｐが０．７以上となる関係を有する場合と、上記比Ｌ／Ｐが０．７よりも小さくなる関係を有する場合とでは、上記比Ｌ／Ｐが０．７以上となる関係を有する方が、アンテナ放射効率が高くなっている。
【００２４】
〔本実施形態の携帯電話端末の概略回路構成例〕
次に、本発明の携帯通信端末の一実施形態として、図５には、本実施形態の金属筐体１を備えた携帯電話端末の概略的な回路構成例を示す。なお、本実施形態において、図５に示す構成の主要な機能は、上記金属筐体１の内部に設けられる電子回路により実行されるものである。
【００２５】
図５において、制御部２１は、携帯電話端末の各機能を制御するプログラムに基づいて動作する例えばＣＰＵであり、上記プログラムに従ってバスを介して各種機能を制御する。
【００２６】
通信回路２２は、本実施形態のアンテナ２を通じて基地局と通信を行う。
【００２７】
表示部２３は、本実施形態の金属筐体１を覆う前述の非金属筐体１０上に設けられた液晶デバイス等を有し、バスを介して制御部２１から供給された画像信号が当該液晶デバイスの画面上に表示される。
【００２８】
操作部２４は、本実施形態の金属筐体１を覆う前述の非金属筐体１０上に設けられるテンキーやジョグダイヤル等の操作デバイスを有し、それら操作デバイスの操作に応じた操作信号を生成し、バスを介して制御部２１へ送る。
【００２９】
メモリ２９は例えば記憶保持型の書き換え型メモリであり、電話帳データ、スケジュール管理ソフト、制御部２１が動作するためのプログラムなどを保持している。
【００３０】
データ保持部３０は、メモリ２９と同様に記憶保持型の書き換え型メモリであり、例えばユーザのスケジュールデータ、各種様々な画像データ、例えばインターネット等を介して取得した各種の情報等を記憶する。なお、当該データ保持部３０は、メモリ２９に含まれていても良い。
【００３１】
スピーカ駆動回路２５は、非金属筐体１０上に設けられたスピーカ２６を駆動して通話音や着信音などを出力する。
【００３２】
マイク入力信号発生部２７は、非金属筐体１０上に設けられているマイクロホン２８で集音した通話音声信号等を増幅し、バスを介して通信回路２２に送る。
【００３３】
その他、図示は省略しているが、本実施形態の携帯電話端末は、例えばインターネットを介してダウンロードされた音楽データや、メモリカード等に保持された音楽データを再生する機能や、例えばブルートゥース（Bluetooth：商標）や赤外線通信（ＩｒＤＡ）、ＵＷＢ（Ultra Wide Band）などの近距離無線を行うための回路、レンズ系と例えばＣＣＤ（Charge Coupled Diode）等の撮像素子を備えたカメラ部、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からの信号を受信して当該端末の現在位置を検出するためのＧＰＳ機能部などを備えていても良い。
【００３４】
〔まとめ〕
以上説明したように、本発明実施形態の携帯電話端末によれば、使用周波数の波長からみて地導体長を延長することができ、自由空間でのアンテナ特性を改善可能となっている。
【００３５】
なお、上述した実施形態の説明は、本発明の一例である。このため、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることはもちろんである。
【００３６】
例えば、アンテナ２の形式としては、アンテナエレメントと地導体を平衡給電するタイプのものであればその形式は問わず、モノポールアンテナ、ヘリカルアンテナ、逆Ｆアンテナ、これらの複合アンテナ等が考えられる。
【００３７】
凹部３の深さＤに関しては、深いほど、アンテナ放射効率を向上させる効果は大きいが、金属筐体１の内部に配される電子回路の大きさや、携帯電話端末自体の大きさ、前述した図３及び図４の計算結果における上記比Ｌ／Ｐと深さＤの関係等を考慮して適当な寸法に選定される。
【００３８】
また、各凹部３の形状は、図１や図２の例では直線的な形状となされているが、例えばいわゆるＣ面やＲ等の曲線的な形状であっても構わない。
【００３９】
また、本実施形態では、金属筐体１を、非金属筐体１０により覆う構成例を挙げたが、金属筐体１をそのまま当該携帯電話端末の筐体として使用することも可能である。このように、金属筐体１をそのまま当該携帯電話端末の筐体として使用した場合、当該金属筐体１の外壁面部分に形成されている複数の凹部３による凹凸により、この携帯電話端末をユーザが手に持った時に、ユーザの手に触れる部分の面積が減少し、手の影響によるアンテナ特性の劣化を軽減することが可能となる。なお、金属筐体１をそのまま当該携帯電話端末の筐体として使用した場合、当該金属筐体１の外壁面部分の各凹部３内に、ゴミ等がたまる虞がある。この場合、それら各凹部３内に非電導性物質を充填することで、ゴミの付着を予防することができる。
【００４０】
さらに、本実施形態の場合、各凹部３が金属筐体１の外壁面部分の全体に渡って一様に設けた例を挙げているが、例えば、外壁面部分の一部に凹部３を設けない部分（非形成領域）があっても構わない。但し、その場合、前述したようなアンテナ特性を改善する効果が多少低下する可能性があり、アンテナ特性の改善効果は、アンテナ給電部４に近い側の方に凹部３を設ける方（形成領域をアンテナ給電部４に近い領域とする方）が高いため、上記凹部３を設けない非形成領域は上記アンテナ給電部４から遠い位置にすることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明実施形態の携帯電話端末が備えた金属筐体の概略的な外観構成を示す図である。
【図２】本実施形態の金属筐体の外壁面部分に設けられている凹部の両突起部間の幅Ｌと各凹部の間隔（ピッチ）Ｐとの関係説明に用いる図である。
【図３】幅ＬとピッチＰの比Ｌ／Ｐとアンテナ放射効率との対応関係表を示す図である。
【図４】幅ＬとピッチＰの比Ｌ／Ｐとアンテナ放射効率との対応関係をグラフにて示した図である。
【図５】本実施形態の携帯電話端末の概略的な内部回路構成例を示すブロック図である。
【図６】従来の携帯無線通信端末における地導体長とアンテナ放射効率との対応関係をグラフにて示した図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  金属筐体、２  アンテナ、３  凹部、４  アンテナ給電部、１０  非金属の筐体、２１  制御部、２２  通信回路、２３  表示部、２４  操作部、２５  スピーカ駆動回路、２６  スピーカ、２７  マイク入力信号発生部、２８  マイクロホン、２９  メモリ、３０  データ保持部、Ｌ  凹部を構成する両突起部間の幅、Ｐ  各凹部の間隔（ピッチ）、Ｄ  凹部の深さ
【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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