(57)【要約】【課題】  ２つの共振周波数を有する小型のアンテナ装置を備え、スペースファクターが良好な通信機器を提供すること。【解決手段】  筐体と、通信制御回路３と、アンテナ装置４とを備え、筐体が、第１及筐体１１及び第２筐体と、アンテナ収納部１１ａとを備えてなり、アンテナ装置４が、第１及び第２基板部２１ａ、２１ｂを有するほぼＬ字状の基板２１と、通信制御回路３のグラウンドに接続されるグラウンド接続導体と、第１基板部２１ａ上に配置された第１ローディング部と、第２基板部２１ｂ上に配置された第２ローディング部と、第１及び第２ローディング部の一端とグラウンド接続導体との間に接続されたインダクタ部と、接続点に給電する給電部とを備え、第１基板部２１ａをアンテナ収納部１１ａに配置すると共に、第２基板部２１ｂを一側壁の内面に沿って配置している。【選択図】  図２
2006074176.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、該筐体内に配置される通信制御回路と、該通信制御回路に接続されるアンテナ装置とを備え、
前記筐体が、筐体本体と、該筐体本体の一側壁から外方に向かって突出して設けられたアンテナ収納部とを備えてなり、
前記アンテナ装置が、
一方向に延在する第１基板部及び該第１基板部から折曲して該第１基板部の側方へ延びる第２基板部を有するほぼＬ字状の基板と、
前記基板上に配置され、前記通信制御回路のグラウンドに接続されるグラウンド接続部と、
前記第１基板部上に配置され、誘電体または磁性体あるいはその両方を兼ね備えた複合材料からなる素体に線状の導体パターンを形成してなる第１ローディング部と、
前記第２基板部上に配置され、誘電体または磁性体あるいはその両方を兼ね備えた複合材料からなる素体に線状の導体パターンを形成してなる第２ローディング部と、
該第１及び第２ローディング部の一端と前記グラウンド接続部とを接続するインダクタ部と、
前記通信制御回路に接続されて前記第１及び第２ローディング部の一端と前記インダクタ部との接続点に給電する給電部とを備える構成とされ、
前記第１ローディング部が設けられた前記第１基板部または前記第２ローディング部が設けられた前記第２基板部のいずれか一方を前記アンテナ収納部に配置すると共に、他方を前記一側壁の内面に沿って配置していることを特徴とする通信機器。
【請求項２】
前記アンテナ装置が、前記第１及び第２ローディング部のいずれか一方あるいは双方に設けられた集中定数素子を備えることを特徴とする請求項１に記載の通信機器。
【請求項３】
前記アンテナ装置が、前記接続点と前記給電部との間に接続されたインピーダンス調整部を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の通信機器。
【請求項４】
前記導体パターンが、前記素体の長手方向に巻回された螺旋形状であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の通信機器。
【請求項５】
前記導体パターンが、前記素体の表面に形成されたミアンダ形状であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の通信機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば携帯電話機などの移動体無線通信機器端末などの通信機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば携帯電話機などの通信機器においては、筐体の内部に通信制御回路が配置されており、さらに筐体から突出して設けられたアンテナ収納部の内部にアンテナ装置が配置されているものがある。
ところで、現在、マルチバンド対応の携帯電話機が普及しており、このような携帯電話機に内蔵されるアンテナ装置においても複数の周波数に対応した特性が要求されている。このようなデュアルバンドに対応した携帯電話機には、板状逆Ｆアンテナもしくは逆Ｆアンテナを改良したものがアンテナ装置として多く用いられている（例えば、特許文献１〜３参照）。
ここで、アンテナ装置において、アンテナ素子の大きさとアンテナ特性との間には、下記の式１が存在する（非特許文献１参照）。
（アンテナの電気的体積）／（帯域）×（利得）×（効率）＝定数値…（式１）
この式１において、定数値は、アンテナの種類によって決まる値である。
【特許文献１】特開平１０−９３３３２号公報（図２）
【特許文献２】特開平９−３２６６３２号公報（図２）
【特許文献３】特開２００２−１８５２３８号公報（図２）
【非特許文献１】新井宏之著、「新アンテナ工学」、総合電子出版、１９９６年９月、ｐ．１０８〜１０９
【０００３】
ところが、このようなアンテナ装置では、例えば８００ＭＨｚ帯のような周波数の低い帯域に対応させるとアンテナ装置が大型化してしまうという問題がある。
そこで、本発明者らは、誘電体誘電体または磁性体あるいはその両方を兼ね備えた複合材料からなる素体に線状の導体パターンを形成してなるローディング素子を用いることで、デュアルバンドに対応したアンテナ装置の小型化を図った。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このアンテナ装置は、２つのローディング素子を直線状に配置しているため、アンテナ収納部に収納すると、筐体の内方に突出することとなり、通信制御回路の配置に制限が生じ、スペースファクターが悪いという問題がある。
【０００５】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、２つの共振周波数を有する小型のアンテナ装置を備え、スペースファクターが良好な通信機器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】
【０００６】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明の通信機器は、筐体と、該筐体内に配置される通信制御回路と、該通信制御回路に接続されるアンテナ装置とを備え、前記筐体が、筐体本体と、該筐体本体の一側壁から外方に向かって突出して設けられたアンテナ収納部とを備えてなり、前記アンテナ装置が、一方向に延在する第１基板部及び該第１基板部から折曲して該第１基板部の側方へ延びる第２基板部を有するほぼＬ字状の基板と、前記基板上に配置され、前記通信制御回路のグラウンドに接続されるグラウンド接続部と、前記第１基板部上に配置され、誘電体または磁性体あるいはその両方を兼ね備えた複合材料からなる素体に線状の導体パターンを形成してなる第１ローディング部と、前記第２基板部上に配置され、誘電体または磁性体あるいはその両方を兼ね備えた複合材料からなる素体に線状の導体パターンを形成してなる第２ローディング部と、該第１及び第２ローディング部の一端と前記グラウンド接続部とを接続するインダクタ部と、前記通信制御回路に接続されて前記第１及び第２ローディング部の一端と前記インダクタ部との接続点に給電する給電部とを備える構成とされ、前記第１ローディング部が設けられた前記第１基板部または前記第２ローディング部が設けられた前記第２基板部のいずれか一方を前記アンテナ収納部に配置すると共に、他方を前記一側壁の内面に沿って配置していることを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、第１ローディング部とインダクタ部と給電部とによって、第１共振周波数を有する第１アンテナ装置が形成され、第２ローディング部とインダクタ部と給電部とによって、第２共振周波数を有する第２アンテナ装置が形成される。ここで、それぞれのローディング部とインダクタ部とを組み合わせることによって、アンテナエレメントの物理長がアンテナ動作波長の１／４よりも短くても、電気長としてアンテナ動作波長の１／４を満足する。したがって、アンテナ装置の大幅な短縮化を図ることができる。
また、２つのローディング部の内の一方をアンテナ収納部に収納し、他方を筐体本体の一側壁の内面側に沿って配置することで、通信制御回路の配置位置に制限を与えることなくスペースファクターが良好となる。
そして、アンテナ収納部の内部に配置されたローディング部が筐体の外方に向かって突出した状態で配置されることとなるので、このローディング部を備えるアンテナ装置の送受信特性を向上させることができる。
【０００８】
また、本発明の通信機器は、前記アンテナ装置が、前記第１及び第２ローディング部のいずれか一方あるいは双方に設けられた集中定数素子を備えることが好ましい。
この発明によれば、ローディング部に形成された集中定数素子によって、ローディング部の導体パターンの長さを変更することなく電気長を調整して、容易に共振周波数を設定できる。また、給電点におけるアンテナ装置のインピーダンスを整合させることができる。
【０００９】
また、本発明の通信機器は、前記アンテナ装置が、前記接続点と前記給電部との間に接続されたインピーダンス調整部を備えることが好ましい。
この発明によれば、インピーダンス調整部によって給電部におけるインピーダンスを整合させることができる。したがって、アンテナ装置と通信制御回路との間のインピーダンスを整合させる整合回路を別途設けることなく、効率的に信号伝達を行うことができる。
【００１０】
また、本発明の通信機器は、前記導体パターンが、前記素体の長手方向に巻回された螺旋形状であることが好ましい。
この発明によれば、導体パターンを螺旋形状とすることで、導体パターン長を長くすることができ、アンテナ装置の利得を増大させることができる。
【００１１】
また、本発明の通信機器は、前記導体パターンが、前記素体の表面に形成されたミアンダ形状であることが好ましい。
この発明によれば、導体パターンをミアンダ形状とすることで、上述と同様に導体パターン長を長くすることができ、アンテナ装置の利得を増大させることができる。また、導体パターンが、素体の表面に形成されることで導体パターンの形成が容易となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の通信機器によれば、ローディング部とインダクタ部とを組み合わせることによって、アンテナエレメントの物理長がアンテナ動作波長の１／４より短くても、電気長としてアンテナ動作波長の１／４にすることができる。これにより、アンテナ装置の小型化が図れる。そして、２つのローディング部の内の一方をアンテナ収納部に収納し、他方を筐体本体の一側壁の内面側に沿って配置することで、通信制御回路の配置位置に制限を与えることなくスペースファクターが良好となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明にかかる通信機器の一実施形態を図面に基づいて説明する。
本実施形態による通信機器は、図１に示すような携帯電話機１であって、筐体２と、通信制御回路３と、アンテナ装置４とを備えている。
筐体２は、第１筐体本体１１と、第１筐体本体１１とヒンジ機構１２を介して折りたたみ自在の第２筐体本体１３とを備えている。
【００１４】
第１筐体本体１１の折りたたむ際の内面側には、数字キーなどからなる操作キー部１４と、送話音声を入力するマイク１５とが設けられている。また、第１筐体本体１１のヒンジ機構１２と接する一側壁には、図２に示すアンテナ装置４を内部に収納するアンテナ収納部１１ａが第１筐体本体１１の長軸方向と同方向に突出して形成されている。
そして、図２に示すように、第１筐体本体１１の内部には、高周波回路を含む通信制御回路３が設けられている。この通信制御回路３は、アンテナ装置４に設けられた、後述する制御回路接続端子２８、グラウンド接続端子２９と電気的に接続されている。
また、第２筐体本体１３の折りたたむ際の内面側には、文字や画像を表示するディスプレイ１６と、受話音声を出力するスピーカ１７とが設けられている。
【００１５】
アンテナ装置４は、図３に示すように、基板２１と、基板２１の表面に形成されたグラウンド接続導体（グラウンド接続部）２２と、その長手方向が第１筐体本体１１の長軸方向と平行となるように基板２１の表面上に配置された第１ローディング部２３と、その長手方向が第１筐体本体１１の長軸方向と垂直となるように基板２１の表面上に配置された第２ローディング部２４と、第１及び第２ローディング部２３、２４のそれぞれの基端とグラウンド接続導体２２とを接続するインダクタ部２５と、第１及び第２ローディング部２３、２４とインダクタ部２５との接続点Ｐに給電する給電部２６と、インダクタ部２５から分岐して接続点Ｐと給電部２６とを電気的に接続する給電導体２７とを備えている。
【００１６】
基板２１は、一方向に延在する第１基板部２１ａ及び第１基板部２１ａから折曲して側方へ延びる第２基盤部２１ｂを有するほぼＬ字形状であって、ＰＣＢ樹脂などの絶縁性材料から構成されている。そして、基板２１の裏面には、通信制御回路３の高周波回路に接続される制御回路接続端子２８と、通信制御回路３のグラウンドに接続されるグラウンド接続端子２９とが設けられている。
制御回路接続端子２８は、給電部２６と基板２１に形成されたスルーホールを介して接続されている。また、グラウンド接続端子２９は、グラウンド接続導体２２とスルーホールを介して接続されている。
【００１７】
第１ローディング部２３は、第１ローディング素子３１と、第１基板部２１ａの表面に形成されて第１ローディング素子３１を第１基板部２１ａ上に載置するためのランド３２Ａ、３２Ｂと、ランド３２Ａと接続点Ｐとを接続する連結導体３３と、連結導体３３に形成されて連結導体３３を分断する分断部（図示略）を接続する集中定数素子３４とを備えている。また、第１ローディング部２３は、アンテナ収納部１１ａに収納されるように構成されている。
【００１８】
第１ローディング素子３１は、図４（ａ）に示すように、例えばアルミナなどの誘電体からなる直方体の素体３５と、この素体３５の表面に長手方向に対して螺旋状に巻回される線状の導体パターン３６とによって構成されている。
この導体パターン３６の両端は、ランド３２Ａ、３２Ｂと接続するように、素体３５の裏面に形成された接続導体３７Ａ、３７Ｂにそれぞれ接続されている。
集中定数素子３４は、例えばチップインダクタによって構成されている。
【００１９】
また、第２ローディング部２４は、第１ローディング部２３と同様に、第２基板部２１ｂ上に配置されており、第２ローディング素子４１と、ランド４２Ａ、４２Ｂと、連結導体４３と、集中定数素子４４とを備えている。また、第２ローディング部２４は、第１筐体本体１１の一側壁の内面側に沿って配置されるように構成されている。
そして、第２ローディング素子４１は、第１ローディング素子３１と同様に、図４（ｂ）に示すように、素体４５と、この素体４５の表面に巻回される導体パターン４６とによって構成される。
また、導体パターン４６の両端は、ランド４２Ａ、４２Ｂと接続するように、素体４５の裏面に形成された接続導体４７Ａ、４７Ｂにそれぞれ接続されている。
【００２０】
インダクタ部２５は、接続点Ｐとグラウンド接続導体２２とを接続するＬ字パターン５１と、このＬ字パターン５１の給電導体２７との分岐点よりもグラウンド接続導体２２側に形成されてＬ字パターン５１を分断する分断部（図示略）を接続するチップインダクタ５２とを備えている。
また、給電導体２７は、Ｌ字パターン５１と通信制御回路３に接続される給電部２６とを接続する直線状のパターンである。
【００２１】
このアンテナ装置４には、図５に示すように、第１ローディング部２３とインダクタ部２５と給電導体２７とによって、第１アンテナ装置５３が形成され、第２ローディング部２４とインダクタ部２５と給電導体２７とによって第２アンテナ装置５４が形成される。なお、図５において、ＲＦは、通信制御回路３に設けられた高周波回路を示している。
第１アンテナ装置５３は、導体パターン３６の長さや、集中定数素子３４のインダクタンス、チップインダクタ５２のインダクタンスで電気長を調整することにより第１共振周波数を有するように構成されている。
また、第２アンテナ装置５４は、第１共振周波数と同様に、導体パターン４６の長さや、集中定数素子４４のインダクタンス、チップインダクタ５２のインダクタンスで電気長を調整することにより第２共振周波数を有するように構成されている。
【００２２】
なお、第１及び第２ローディング部２３、２４は、それぞれの物理長が第１及び第２アンテナ装置５３、５４のアンテナ動作波長の１／４よりも短く構成されている。これにより、第１及び第２ローディング部２３、２４の自己共振周波数が、アンテナ装置４のアンテナ動作周波数である第１及び第２共振周波数よりも高周波側となっている。したがって、この第１及び第２ローディング部２３、２４は、第１及び第２共振周波数を基準とすると自己共振していないので、アンテナ動作周波数で自己共振するヘリカルアンテナとは性質の異なるものとなっている。
【００２３】
このように構成された携帯電話機１は、各ローディング部とインダクタ部２５とを組み合わせることによって、アンテナエレメントの物理長がアンテナ動作波長の１／４より短くても、電気長としてはアンテナ動作波長の１／４となる。これにより、物理長として大幅な短縮化を図ることができる。
また、第１ローディング部２３をアンテナ収納部１１ａの内部に配置し、第２ローディング部２４を第１筐体本体１１の一側壁の内面側に沿って配置することで、アンテナ装置４が占有するスペースを小さくなり、スペースファクターが良好となる。
【００２４】
また、第１筐体本体１１に突出して形成されたアンテナ収納部１１ａに第１ローディング部２３を収納することで、第１アンテナ装置５３の送受信特性を向上させることができる。
そして、第１及び第２ローディング部２３、２４にそれぞれ設けられた集中定数素子３４、４４によって、導体パターン３６、４６の長さを調整することなく、第１及び第２共振周波数を設定することができる。これにより、基板２１のグラウンドサイズを変更することなく、容易に第１及び第２共振周波数を調整することができる。
【実施例１】
【００２５】
次に、本発明にかかる通信機器を、実施例により具体的に説明する。
実施例として、第１の実施形態における携帯電話機１を製作し、周波数８００〜９５０ＭＨｚにおけるＶＳＷＲ（Voltage Standing Wave Ratio：電圧定在波比）の周波数特性を求めた。この結果を、図６に示す。
図６に示すように、第１アンテナ装置５３は、第１共振周波数ｆ１を示し、第２アンテナ装置５４は、第１共振周波数よりも高い第２共振周波数ｆ２を示している。ここで、第１共振周波数ｆ１の近傍の周波数である８４８．３７ＭＨｚ（図６に示す周波数ｆ３）におけるＶＳＷＲは、１．２４となった。
【００２６】
次に、周波数８４８．３７ＭＨｚにおける携帯電話機１の垂直偏波の、図３に示すＸＹ平面の放射パターンの指向性と、水平偏波のＹＺ平面の放射パターンの指向性とを求めた。この結果を、図７に示す。
図７に示すように、垂直偏波では、最大値が１．２１ｄＢｉ、最小値が０．６１ｄＢｉ、平均値が０．８６ｄＢｉとなり、水平偏波では、最大値が１．１７ｄＢｉ、最小値が−２２．２１ｄＢｉ、平均値が−２．１６ｄＢｉとなった。
【００２７】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、図８に示すように、給電導体２７に分断部（図示略）を形成し、この分断部を接続するチップコンデンサ（インピーダンス調整部）６１を設けたアンテナ装置６２であってもよい。ここで、チップコンデンサ６１のキャパシタンスを変更することで給電部２６におけるインピーダンスを容易に整合させることができる。なお、インピーダンス調整部としてチップコンデンサに限らず、インダクタを用いることも可能である。
【００２８】
また、素体として誘電体材料であるアルミナを用いたが、磁性体あるいは誘電体及び磁性体を兼ね備えた複合材料を用いてもよい。
また、導体パターンが素体表面に巻回された螺旋形状を有していたが、素体表面に形成されたミアンダ形状を有していてもよく、他の形状であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態における携帯電話機を示す外観斜視図である。
【図２】図１の第１筐体の一部を示す断面図である。
【図３】図２のアンテナ装置を示す平面図である。
【図４】図３のローディング素子を示すもので、（ａ）は第１ローディング素子の斜視図、（ｂ）は第２ローディング素子の斜視図である。
【図５】図３のアンテナ装置を示す該略図である。
【図６】実施例における本発明の携帯電話機の周波数とＶＳＷＲとの関係を示すグラフである。
【図７】実施例における本発明の携帯電話機の放射パターンの指向性を示すグラフである。
【図８】本発明の他の実施形態におけるアンテナ装置を示す平面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  携帯電話機（通信機器）
２  筐体
３  通信制御回路
４、６２  アンテナ装置
１１  第１筐体本体
１１ａ  アンテナ収納部
１３  第２筐体本体
２１  基板
２１ａ  第１基板部
２１ｂ  第２基板部
２２  グラウンド接続導体（グラウンド接続部）
２３  第１ローディング部
２４  第２ローディング部
２５  インダクタ部
２６  給電部
３４、４４  集中定数素子
３５、４５  素体
３６、４６  導体パターン
６１  チップコンデンサ（インピーダンス調整部）
Ｐ  接続点
【図１】
2006074176.tif 000003
【図２】
2006074176.tif 000004
【図３】
2006074176.tif 000005
【図４】
2006074176.tif 000006
【図５】
2006074176.tif 000007
【図６】
2006074176.tif 000008
【図７】
2006074176.tif 000009
【図８】
2006074176.tif 000010