(57)【要約】 【課題】  ２個のループアンテナを有する腕時計型無線機器を提供すること。【解決手段】  本発明の無線機器は、ケース（３）の反対端に接続される第１バンド部分（２ａ）と第２バンド部分（２ｂ）を有するリストバンド（２）と、前記第１バンド部分（２ａ）と第２バンド部分（２ｂ）内にそれぞれ埋め込まれ、前記表面と裏面との間を延びる第１ループアンテナ（４ａ）と第２ループアンテナ（４ｂ）とを有し、  前記第１バンド部分（２ａ）と第２バンド部分（２ｂ）は、表面と裏面を有し、前記両ループアンテナは、前記ケースの反対端を介して第１同調回路（５ａ）と第２同調回路（５ｂ）にそれぞれ接続され、前記第１同調回路（５ａ）と第２同調回路（５ｂ）は、前記ケース（３）内に配列されたアンテナ受信器（６）に相互接続回路（７）を介して、一部並列且つ一部直列に接続されるハイブリット方式で接続されることを特徴とする。【選択図】  図１
2006020303.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）  ケース（３）の反対端に接続される第１バンド部分（２ａ）と第２バンド部分（２ｂ）を有するリストバンド（２）と、
前記第１バンド部分（２ａ）と第２バンド部分（２ｂ）は、表面と裏面を有し、
（Ｂ）前記第１バンド部分（２ａ）と第２バンド部分（２ｂ）内にそれぞれ埋め込まれ、前記表面と裏面との間を延びる第１ループアンテナ（４ａ）と第２ループアンテナ（４ｂ）と、
を有し、
前記両ループアンテナは、前記ケースの反対端を介して第１同調回路（５ａ）と第２同調回路（５ｂ）にそれぞれ接続され、
前記第１同調回路（５ａ）と第２同調回路（５ｂ）は、前記ケース（３）内に配列されたアンテナ受信器（６）に相互接続回路（７）を介して、一部並列且つ一部直列に接続されるハイブリット方式で接続される
ことを特徴とする無線機器。
【請求項２】
前記相互接続回路（７）は、キャパシタ・ネットワークであり、
前記キャパシタ・ネットワークは、
前記第１同調回路（５ａ）と第２同調回路（５ｂ）を一部並列に接続する第１キャパシタ（ＣＰ１）と第２キャパシタ（ＣＰ２）と、
前記第１同調回路（５ａ）と第２同調回路（５ｂ）を一部直列に接続する第３キャパシタ（ＣＳ）と  からなる
ことを特徴とする請求項１記載の無線機器。
【請求項３】
前記各第１同調回路（５ａ）と第２同調回路（５ｂ）は、第１接続ポイント（８ａ、８ｂ）と、第２接続ポイント（９ａ、９ｂ）を有し、
前記第１と第２のキャパシタは、それぞれ、前記両同調回路の第１接続ポイント（８ａ、８ｂ）と第２接続ポイント（９ａ、９ｂ）に接続され、
前記第３キャパシタは、前記第１同調回路の第２接続ポイント（９ａ）と前記第２同調回路の第１接続ポイント（８ｂ）に接続され、
前記アンテナ受信器（６）は、前記第１同調回路の第１接続ポイント（８ａ）と前記第２同調回路の第２接続ポイント（９ｂ）との間に接続される
ことを特徴とする請求項１記載の無線機器。
【請求項４】
前記第１同調回路（５ａ）と第２同調回路（５ｂ）は、それぞれ、直列に接続されたキャパシタ（５２ａ、５２ｂ）とバラクター（５１ａ、５１ｂ）と、一端が前記キャパシタと前記バラクターの間に接続され、他端が所定の電位（ＶＡ、ＶＢ）に接続される抵抗（５３ａ、５３ｂ）により構成される
ことを特徴とする請求項１記載の無線機器。
【請求項５】
前記第１同調回路（５ａ）と第２同調回路（５ｂ）の同調範囲を調整するキャパシタ（ＣＴ）の一端は、前記第１同調回路（５ａ）のキャパシタとバラクターの間に、他端が前記第２同調回路（５ｂ）のバラクターとキャパシタの間に接続される
ことを特徴とする請求項１記載の無線機器。
【請求項６】
前記ループアンテナの両方ともが、長方形あるいは開放したＯ型形状である
ことを特徴とする請求項１記載の無線機器。
【請求項７】
前記ループアンテナの両方ともが、８８−１０８ＭＨｚの周波数帯域で動作する
ことを特徴とする請求項１記載の無線機器。
【請求項８】
前記無線機器は、腕時計である
ことを特徴とする請求項１記載の無線機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、手首に装着する無線機器に関し、特に、そのリストバンドに組み込まれた磁性ループアンテナを有する腕時計型の受信器に関する。
【背景技術】
【０００２】
本明細書においては、ループアンテナは、ほぼ同一面に配置される１本のループ導体として記載しており、その動作周波数は、導体に沿ってほぼ均一の電流が流れるような周波数である。
【０００３】
近年、リストバンドに組み込まれたアンテナシステムで無線周波数信号を受信する無線機器が一般的となっている。従来技術では、リストバンドに埋め込まれた円周方向に可変の長さを有するアンテナ装置を人の腕に携帯する無線機器と共に使用する例が開示されている。かくして、アンテナはＶＨＦ帯域（３０−３００ＭＨｚ）以上の無線信号を受信するのに十分な長さを有するよう形成される。図３に示すように、ループアンテナ１０１は、リストバンド１０２内に一体で形成される。このリストバンド１０２は、手首に装着される無線機器１００のケース１０３に接続され、バンドが留められた時に、リストバンドの中央固定構造１０４（例、留め具）を介して連続的なループが形成される。
【０００４】
しかし、このような構成においては、中央固定構造１０４でのループの接続／結合は受信能力に大きな影響を及ぼす。従って好ましい動作を行うためのメカニズムを設計することが困難である。その理由はこの部分が破損し易いからである。さらに、リストバンド１０２は、通常、リストバンドの長さ調節構造を有し、リストバンドの長さを装着者の腕の太さに合わせている。この長さ調節により、アンテナのループ長さは装着者毎に変わり、装着者毎に受信可能な周波数帯域が変動する。
【０００５】
無線機器１００に、アンテナのループ長さの違いからくるアンテナの利得と共鳴周波数の変動を補償する付属装置を具備するような解決方法は、複雑であり且つかさばる。この解決方法は、このような無線機器にとっては好ましくない。
【０００６】
特許文献１に、その解決方法が図４に開示され、上記のタイプのループアンテナの着脱に起因する接続不良と／または破損を防止し、且つ装着者の腕の太さにその受信周波数帯域が影響されないような手首に装着される無線機器を提案している。
【０００７】
【特許文献１】米国特許第５，９８６，５６６号明細書
【０００８】
手首に装着する無線機器１１０は、ケース１１３と、中央固定型のリストバンド１１２とを有する。リストバンド１１２は、表面１２１と裏面１２２と、その中央部に配置された固定構造１１４を有する。リストバンド１１２は、一対のリストバンド部品１１２ａ、１１２ｂから構成される。これらの部分はケース１１３の端部に取り付けられている。受信アンテナ１１１は、リストバンドの少なくとも一方の端部１１２ａの中に搭載され、信号を受信する。アンテナ１１１は、端末を介してケース１１３内の受信回路に接続されている。前掲の文献によれば、ループアンテナ１１１は、リストバンド１１２の表面１２１と裏面１２２との間に延びるが、中央固定構造１１４を貫通する（超えて伸びる）ことはない。受信は、取り付けられたリストバンド１１２を具備しなくても、またループを形成しなくても可能であるが、これは装着したときにも当てはまる。
【０００９】
しかし特許文献１による解決方法はいくつかの欠点がある。上記したアンテナ構造で行われる措置は、最適のアンテナ効率と最適のノイズマッチングを示すことはない。アンテナの損失の無視できない部分は、人間の手首がアンテナと干渉することが原因であり、またリストバンドの誘電体材料が原因である。アンテナ効率の改善は、アンテナ放射抵抗に対するアンテナ損失の比率を減らすことにより達成することができる。それ故に、アンテナの効率は、アンテナ損失を減らすことあるいはアンテナ放射抵抗を増加させることのいずれかにより改善することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、アンテナのオーミック損失と誘電体損失を減らし、アンテナ放射抵抗を増加することにより、アンテナの効率を改善することである。
【００１１】
本発明の主要目的は、アンテナ効率を改善するような２本のループアンテナをリストバンド内に搭載し、無線周波数信号を受信する、手首に装着した無線機器を実現することである。一方で、アンテナ損失の低減は、２本のループアンテナを並列に接続することにより達成でき、他方で、アンテナ放射抵抗の増加は、２本のループアンテナを直列に接続することにより達成できる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の主要目的を達成するために、本発明の一実施例の無線機器は、ケースの反対端に接続される第１バンド部分と第２バンド部分を有するリストバンドと、前記第１バンド部分と第２バンド部分内にそれぞれ埋め込まれ、前記表面と裏面との間を延びる第１ループアンテナと第２ループアンテナと、を有し、前記第１バンド部分と第２バンド部分は、表面と裏面を有し、前記両ループアンテナは、前記ケースの反対端を介して第１同調回路と第２同調回路にそれぞれ接続され、前記第１同調回路と第２同調回路は、前記ケース内に配列されたアンテナ受信器に相互接続回路を介して、一部並列且つ一部直列に接続されるハイブリット方式で接続されることを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
前述したように、本発明は、無線データ伝送システムを用いて３０−３００ＭＨｚ（好ましくは８８−１０８ＭＨｚ）の周波数帯域の無線周波数信号を受信する、手首に装着される無線機器に関する。本発明は、特にアンテナ効率を最適化したアンテナ構造に関する。
【実施例】
【００１４】
図１において、無線機器１はリストバンド２を有する。このリストバンド２は、ケース３の反対側の端部に接続された第１バンド部分２ａと第２バンド部分２ｂを有する。各バンド部分は、上（表）面と下（裏）面とを有する。第１ループアンテナ４ａと第２ループアンテナ４ｂは、それぞれ、第１バンド部分２ａと第２バンド部分２ｂ内に埋め込まれ、対応する表面と裏面の間に延びる。第１ループアンテナ４ａと第２ループアンテナ４ｂの両方とも、ケース３の反対側の端部を介して、それぞれ第１同調回路５ａと第２同調回路５ｂに接続される。両同調回路は、ケース３内に配置されたアンテナ受信器６に接続される。さらに両同調回路は、相互接続回路７を介するハイブリット方式で互いに接続される。これに関しては図２で詳述する。
【００１５】
図２と図１で同一の参照番号は、共通部品を表す。
【００１６】
第１ループアンテナ４ａと第２ループアンテナ４ｂの両方とも、コイルの形態で示されおり、これらはアンテナ受信器６に第１同調回路５ａと第２同調回路５ｂを介して接続される。さらに、相互接続回路７が、第１同調回路５ａと第２同調回路５ｂの両方を、さらに第１ループアンテナ４ａと第２ループアンテナ４ｂの両方を、相互接続するために具備される。
【００１７】
前述したように、本発明の目的はアンテナ効率を最適化することである。この目的を達成するために、アンテナ損失の放射抵抗に対する比率を低減すること、それ故にアンテナ損失を低減し、放射抵抗を増加させることが重要である。本発明においては、アンテナのオーミック損失と誘電体損失を低減することは、第１ループアンテナ４ａと第２ループアンテナ４ｂを並列接続することにより達成される。このような両ループアンテナを並列接続をすることにより、損失は約５０％低減され、放射抵抗は単一のループアンテナのレベルに維持できる。さらに放射抵抗の増加は、第１ループアンテナ４ａと第２ループアンテナ４ｂの両方を直列に接続することにより達成できる。両ループアンテナを直列接続することにより放射抵抗は、約４倍増加するが、損失は２倍もしくはそれよりも若干多く増加するだけである。これにより、アンテナ損失の放射抵抗に対する比率は、約１／２に減ることになる。
【００１８】
この目的を達成するために、相互接続回路７が、第１同調回路５ａと第２同調回路５ｂの両方を、そして第１ループアンテナ４ａと第２ループアンテナ４ｂの両方を、相互接続するために設けられる。これは、２つの「両端（extream）」接続間のハイブリット方式で行われる、すなわち一部が並列接続で一部が直列接続である。図２に示した本発明の一実施例によれば、相互接続回路７は、第１キャパシタＣＰ１と第２キャパシタＣＰ２と第３キャパシタＣＳとを有する。第１キャパシタＣＰ１と第２キャパシタＣＰ２はそれぞれ、第１同調回路５ａと第２同調回路５ｂを部分的に（一部）並列接続する。第３キャパシタＣＳは、第１同調回路５ａと第２同調回路５ｂを部分的に（一部）直列接続する。
【００１９】
ここに示した実施例においては、各第１ループアンテナ４ａと第２ループアンテナ４ｂは、２つの接続ポイント（それぞれ８ａ、９ａと８ｂ、９ｂ）で、それぞれ対応する第１同調回路５ａと第２同調回路５ｂに接続される。第１キャパシタＣＰ１は、一端は接続ポイント８ａに、他端は接続ポイント８ｂに接続されている。第２キャパシタＣＰ２は、一端は接続ポイント９ａに、他端は接続ポイント９ｂに接続されている。かくして第１同調回路５ａと第２同調回路５ｂは、キャパシタＣＰ１とキャパシタＣＰ２を介して、一部並列接続されている。第３キャパシタＣＳは、一端は接続ポイント８ｂに、他端は接続ポイント９ａに接続されている。両回路は、第３キャパシタＣＳを介して一部直列接続されている。最後にアンテナ受信器６は接続ポイント８ａと接続ポイント９ｂに接続されている。
【００２０】
別の方法として、同一の結果は、第３キャパシタＣＳが、接続ポイント８ａと接続ポイント９ｂに接続され、アンテナ受信器６が接続ポイント８ｂと接続ポイント９ａに接続することによっても達成できる。
【００２１】
ハイブリット接続においては、両ループアンテナは、一部並列、一部直列に接続される。これにより、アンテナ損失の放射抵抗に対する比率が大幅に低減でき、アンテナ効率も大幅に増加する。
【００２２】
アンテナ効率をさらに上げるためには、同調回路の構成部品に注意を払う必要がある。実際に、ループアンテナの同調はこの種のアンテナの狭い帯域故に必要である。この同調は、バラクター（varactor）を用いて達成できる。
【００２３】
図２に示した本発明の一実施例によれば、各第１同調回路５ａと第２同調回路５ｂは、バラクターを並列接続することにより、最小の導電損失を導入している。
【００２４】
それ故に第１同調回路５ａでは、直列に接続されたキャパシタ５２ａとバラクター５１ａと、一端がキャパシタ５２ａとバラクター５１ａの間に接続され、他端が所定の電位ＶＡに接続される抵抗５３ａとを有する。抵抗５３ａは、放射信号を受信中に、バラクター５１ａに一定の同調電圧を与える。バラクターのキャパシタンスはこの同調電圧により変化する。それ故に、アンテナのあらゆる特定周波数の受信は、この同調電圧により変化するさまざまなバラクター・キャパシタンスを必要とする。電圧ＶＡは、例えば２進サーチ・アルゴリズムでもって従来手段により決定される。
【００２５】
第２同調回路５ｂは、第１同調回路５ａと同一タイプである。第２同調回路５ｂは、直列に接続されたキャパシタ５２ｂとバラクター５１ｂと、一端がキャパシタ５２ｂとバラクター５１ｂの間に接続され、他端が所定の電位ＶＢに接続される抵抗５３ｂとを有する。抵抗５３ｂは、バラクター５１ｂに放射信号を受信中に一定の同調電圧を与え、バラクターのキャパシタンスはこの同調電圧により変化する。それ故に、アンテナのあらゆる特定周波数の受信は、この同調電圧により同調されるさまざまなバラクター・キャパシタンスを必要とする。電圧ＶＢは、例えば２進サーチ・アルゴリズムでもって従来手段により決定される。
【００２６】
別の構成例として、これらの同調回路の動作特性を最適にするために、各同調回路は、１個のバラクターと１個のキャパシタの代わりに、直列且つ反対極性に接続された２個のバラクターを有してもよい。
【００２７】
第１同調回路５ａと第２同調回路５ｂの信号応答を大きく改善するために、両バラクター５１ａと５１ｂを「アンティ（anti）」並列、且つ反対極性で接続する。両同調回路が非対称の場合でも、この方法は好ましい解決方法である。その理由は、この方法は挿入損失を少なくし、直列且つ反対極性に接続された２個のバラクターを含むような対称同調回路よりも少ない部品で構成可能だからである。
【００２８】
さらにまた、第１同調回路５ａと第２同調回路５ｂは、同調範囲を調整するためにキャパシタＣＴを具備するのがよい。このキャパシタＣＴは、一端が第１同調回路５ａのキャパシタ５２ａとバラクター５１ａの間に、他端が第２同調回路５ｂのバラクター５１ｂとキャパシタ５２ｂの間に接続される。
【００２９】
ループアンテナの形状は、好ましくは長方形あるいはいわゆる開いたＯ型である。好ましくは、両ループアンテナは対称性を維持するために同一形状を有する。しかし、他のループ形状も、それがリストバンドの一部内に適合できる限り、用いることができる。両アンテナは、無線データ伝送システムを用いて、８８−１０８ＭＨｚの周波数帯域で動作するのが好ましい。
【００３０】
本発明の無線機器は、好ましくは腕時計である。
【００３１】
以上の説明は、本発明の一実施例に関するもので、この技術分野の当業者であれば、本発明の種々の変形例を考え得るが、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。特許請求の範囲の構成要素の後に記載した括弧内の番号は、図面の部品番号に対応し、発明の容易なる理解の為に付したものであり、発明を限定的に解釈するために用いてはならない。また、同一番号でも明細書と特許請求の範囲の部品名は必ずしも同一ではない。これは上記した理由による。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施例による手首に装着される無線機器の断面図。
【図２】本発明の一実施例による無線機器のケースの内側のアンテナ回路を表す図。
【図３】従来技術に係る腕時計型のページャ（ポケベル）の斜視図。
【図４】従来技術に係る別の腕時計型のページャの斜視図。
【符号の説明】
【００３３】
１  無線機器
２  リストバンド
２ａ  第１バンド部分
２ｂ  第２バンド部分
３  ケース
４ａ  第１ループアンテナ
４ｂ  第２ループアンテナ
５ａ  第１同調回路
５ｂ  第２同調回路
６  アンテナ受信器
７  相互接続回路
８ａ，９ａ  接続ポイント
８ｂ，９ｂ  接続ポイント
５１ａ，５１ｂ  バラクター
５２ａ，５２ｂ  キャパシタ
５３ａ，５３ｂ  抵抗
１００  無線機器
１０１  ループアンテナ
１０２  リストバンド
１０３  ケース
１０４  中央固定構造
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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