(57)【要約】容量的に裏面カップリングされている無線端末（１０）が、一方の表面上に接地導体（２４）を持つＰＣＢ（２２）を有する。裏面カップリング・コンデンサ（Ｃ）が前記接地導体によって担持される。細長いスロット（３０）が、帯域幅を広げるために前記接地導体中に設けられる。電磁シールド（３２）が、ＳＡＲを低減させるために前記ＰＣＢ（２２）の使用中に損失の多い誘電体に面している側に設けられる。前記シールドは、前記接地導体中の前記スロット（３０）及び前記裏面カップリング・コンデンサの近傍に離間されて配置される。狭い帯域幅の動作に対しては、前記スロットが省かれ得る且つ／又は前記ＰＣＢ（２２）と前記シールド（３２）と間の間隔が縮められ得る。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント基板を有する無線端末であって、前記プリント基板が、接地導体と、前記プリント基板に取り付けられ、該プリント基板の表面から離間された平板電極を含む裏面カップリング・コンデンサと、前記プリント基板の、使用中に前記端末の損失の多い側に面する側から離間された放射阻止シールドとを持つ無線端末。
【請求項２】
前記裏面カップリング・コンデンサが平行平板コンデンサであり、前記接地導体の一部が第２平板電極を有することを特徴とする請求項１に記載の端末。
【請求項３】
細長いスロットが前記接地導体中に設けられ、前記シールドが少なくとも前記スロットの全長と同一の広がりを持つことを特徴とする請求項１又は２に記載の端末。
【請求項４】
細長いスロットが接地面中に設けられ、前記裏面カップリング・コンデンサが前記スロットの近傍に配置され、前記シールドが、前記スロット及び前記裏面カップリング・コンデンサの近傍に離間されて取り付けられ、前記スロットを覆うことを特徴とする請求項１又は２に記載の端末。
【請求項５】
細長いスロットが接地面中に設けられ、前記裏面カップリング・コンデンサの前記平板電極が少なくとも前記スロットの一部を覆うように配置され、前記シールドが、前記スロット及び前記裏面カップリング・コンデンサの近傍に離間されて取り付けられ、前記スロットを覆うことを特徴とする請求項１又は２に記載の端末。
【請求項６】
前記プリント基板が細長く、前記スロットが前記プリント基板の主軸と平行であることを特徴とする請求項３、４又は５に記載の端末。
【請求項７】
前記端末がスピーカを有しており、前記シールドが、前記スピーカの方へ伝搬する放射を防ぐために該スピーカの後ろに並置されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の端末。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セル方式携帯電話又は低電力遠隔制御端末のような特定の、しかしこれに限定されない用途を持つ無線端末に関する。より特定的には、本発明は、平面アンテナを持つ無線端末に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、板状逆Ｆアンテナ（ＰＩＦＡ）又はそれに類するものが、移動体電話などの手持ち式端末（ｈａｎｄｈｅｌｄ ｔｅｒｍｉｎａｌ）において低いＳＡＲ（比吸収率（Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ Ｒａｔｅ））性能（ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）を供給するために用いられている。ＰＩＦＡは、ＧＳＭ（９００ＭＨｚ）及びＤＣＳ（１８００ＭＨｚ）の動作のための十分な帯域幅を持つためにＰＩＦＡの頂部平板と支持するＰＣＢとの間に典型的には８ｍｍの相対的に大きな間隔を持たねばならない。これは、例えば移動体電話の厚さを制限する。
【０００３】
国際特許出願第ＷＯ０２／１３３０６号（出願人参照番号第ＰＨＧＢ０１００５６ＷＯ号）は、送受話器を放射体として用いる無線通信端末の帯域幅を広げる方法を開示している。より特定的には、アンテナの代わりに、最大カップリング及び最小リアクタンスのための大きい静電容量を持つよう設計された物理的に非常に小さい裏面カップリング・コンデンサ（ｂａｃｋ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｏｒ）が用いられる。裏面カップリング・コンデンサの余剰リアクタンス（ｒｅｓｉｄｕａｌ ｒｅａｃｔａｎｃｅ）は、単純なマッチング回路でチューン・アウト（ｔｕｎｅ ｏｕｔ）され得る。このような装置では、送受話器がＱの低い放射体として働くことから、従来のアンテナと送受話器との組み合わせによる帯域幅より帯域幅が大きくなり得る。
【０００４】
帯域幅は、マッチング後にリターンロスＳ１１における抵抗を増大させるよう送受話器のケースを再設計することにより改善され得る。これは、Ａｎｓｏｆｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能な高周波ストラクチャ・シミュレータ（ＨＦＳＳ）を用いてシミュレートされた。実験は、送受話器の長さが、特定の周波数を中心とした広い帯域幅を与えるよう最適化され得ることを示している。横方向に延在するスロット又は長手方向に延在するスロットは、固定長送受話器のための、それによって、電気的な短縮又は延長（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｓｈｏｒｔｅｎｉｎｇ ｏｒ ｌｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ）が達成され得る手段である。長手方向に延在するスロットの例は、引用明細書の図１１、１４及び１７に図示されている。
【０００５】
放射の吸収をシミュレートする場合に、人体は電気的な放射を吸収する損失の多い誘電体（ｌｏｓｓｙ ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ）のようであることが良く知られている。身体による損失（ｂｏｄｙ ｌｏｓｓ）の極大は、ＳＡＲ（比吸収率）性能によって測定される。身体への放射エネルギの減損は、端末の全体的な性能を高めることなしに不必要に早くにバッテリ寿命を低減させるであろうエネルギの浪費を意味する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、容量的に裏面カップリングされている送受話器（ｃａｐａｃｉｔｉｖｅｌｙ ｂａｃｋ−ｃｏｕｐｌｅｄ ｈａｎｄｓｅｔ）のＳＡＲを改善することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、プリント基板を有する無線端末であって、前記プリント基板が、接地導体と、前記プリント基板に取り付けられ、該プリント基板の表面から離間された平板電極を含む裏面カップリング・コンデンサと、前記プリント基板の、使用中に前記端末の損失の多い側に面する側から離間された放射阻止シールド（ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｂｌｏｃｋｉｎｇ ｓｈｉｅｌｄ）とを持つ無線端末が提供される。
【０００８】
シールドを設けることの利点は、ＳＡＲが改善されること、及び前記シールドが、相対的に送受話器中のプリント基板の近くに配置されることができ、このことが、端末、例えば移動体電話の送受話器を、よりスリムにすることを可能にし、それによってユーザにとってより魅力的にすることを可能にするであろうことにある。
【０００９】
細長いスロットが接地導体中に設けられても良く、これは、端末がより厚くされる必要なしに該端末の動作周波数の帯域幅が広げられることを可能にするであろう。
【００１０】
以下に、一例として添付図面を参照して本発明を説明する。
【００１１】
図面において、同一参照符号は、対応する特徴を示すために用いられている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１及び２に示されている無線端末の実施例は、セル方式携帯電話又はコードレス電話としての使用に適した容量的に裏面カップリングされている送受話器１０を有する。送受話器１０は、破線で示されている外側のプラスチックのハウジング１２を持ち、ハウジング１２の正面側には、マイク（図示せず）へのアクセスのための開口部１４、スピーカ（図示せず）へのアクセスのための開口部１６、ＬＣＤパネル１８、及びキーパッド２０が設けられる。
【００１３】
ハウジング１２内には、送受話器１０の制御並びに送信及び受信される音声及びデータ信号の関連処理（ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）のために必要とされる電子部品 （図示せず）を少なくとも一方の表面上に担持する細長いプリント基板２２が取り付けられる。送受話器の背面（ｂａｃｋ）に面する基板２２の他方の表面の少なくとも一部は、接地面２４を設けるために金属被覆される。
【００１４】
図示されている送受話器は、専用の分離したアンテナを持たないが、最大カップリング及び最小リアクタンスのために大きな静電容量を持つよう設計された物理的に小さい裏面カップリング・コンデンサＣを持つ。裏面カップリング・コンデンサの余剰リアクタンスは、単純なマッチング回路、例えばシャント・インダクタ（ｓｈｕｎｔ ｉｎｄｕｃｔｏｒ）が後続する直列インダクタでチューン・アウトされ得る。送受話器１０の適正な設計により、帯域幅は、従来のアンテナと送受話器との組み合わせによる帯域幅よりずっと大きくなり得る。なぜなら、従来のアンテナが典型的には約５０のＱを持つのに対して、この送受話器はＱの低い放射素子（シミュレーションは典型的なＱが約１であることを示している）として働くからである。
【００１５】
コンデンサＣは、コンデンサの第２平板を構成する接地面２４の隅の上方の、絶縁支持体２８に取り付けられる１０ｍｍ×１０ｍｍの平板２６から成る第１平板によって形成される平行平板コンデンサを有する。コンデンサの第１平板２６は、支持体２８を通って延在する伝送線（図示せず）を介して給電される。結果として生じる静電容量は、略々０．５ｐＦであり、（平板２６と接地面２４との間隔を縮めることにより増大されるであろう）静電容量と（平板２６と接地面との間隔に依存する）カップリング効果（ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ）との間の妥協点の一例である。
【００１６】
送受話器１０の帯域幅を増大させるために、長手方向に延在するスロット３０が基板２２中に設けられる。スロット３０は、基板の長手方向、即ち主軸と平行である。スロット３０の寸法は、ＧＳＭ及びＤＣＳの動作の組み合わせのために、送受話器１０の所望の帯域幅を考慮して選ばれ、この寸法は、典型的には、幅３ｍｍ且つ長さ２９．５ｍｍであっても良く、基板は、典型的に１００ｍｍ×４０ｍｍ×１ｍｍである。
【００１７】
導電性シールド３２は、スロット３０及びコンデンサＣが設けられる基板２２の一部と平行に離間されて延在するように基板２２に取り付けられ、電気的に接続される。シールド３２と基板２２との間の間隔は略々４ｍｍである。この間隔の大きさ（ｄｅｐｔｈ）は帯域幅などの要素に依存する。従って、この間隔が４ｍｍ未満である場合には、帯域幅は狭くなる。結果として、２つ以上の規格用の電話に対し単一の規格用の電話は、よりスリムであり得る。
【００１８】
シールド３２は、基板２２の全幅にわたって延在する必要はないが、コンデンサＣ及びスロット３０を覆うべきである。シールド３２は、ねじ及びスペーサ又は接着剤などを用いて任意の便利な方法で取り付けられ得る。
【００１９】
シールド３２を持つ送受話器のシミュレーションは、スピーカの耳当て、即ち、開口部１６を含む側における磁界強度の著しい低減を示した。これは、その結果として、送受話器のユーザに関してのより低いＳＡＲ及びより少ない電力損失をもたらす。送受話器の全体的な厚さは、シールドを持たない送受話器と比較してより薄くなり得る。
【００２０】
図３は、Ａｎｓｏｆｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能な高周波ストラクチャ・シミュレータ（ＨＦＳＳ）を用いてリターンロス（ｒｅｔｕｒｎ ｌｏｓｓ）Ｓ１１を図示しており、０．５ＧＨｚと３．０ＧＨｚとの間の結果が示されている。マッチング回路網は、４ｎＨのシャント・インダクタが後続する４ｎＨの直列インダクタを有していた。周波数ｍ１とｍ２との間、即ち、１．８２３ＧＨｚと２．０６５ＧＨｚとの間の６ｄＢ帯域幅は、略々２００ＭＨｚであり、３ｄＢ帯域幅はより著しく広い。また、周波数に対するＳ１１の応答の形状のために、帯域幅は、（容易に実現可能な小さいインダクタンス値を備える）並列ＬＣ同調回路で広げられ得る。このような回路はまた、有用なフィルタ機能も持つ。
【００２１】
図４に示されているスミスチャートは、８００．０ＭＨｚ乃至３．００ＧＨｚの周波数帯域に関し、周波数ｍ１とｍ２との間、即ち、１．８２３ＧＨｚと２．０６５ＧＨｚとの間の６ｄＢ帯域幅が示されている。
【００２２】
図５及び６は、シールドが存在する場合の周波数に対してプロットされたアンテナ入力インピーダンスの実部及び虚部を示しているグラフである。これらのグラフは、スミスチャートに示されていることを裏付ける。
【００２３】
図１及び２に示されている送受話器の実施例のＳＡＲシミュレーションが、ＰＣＢ２２と同じ面の（即ち、ＰＣＢ２２と平行な）向きに置かれた単純な平坦なファントムに近接した送受話器で１８００ＭＨｚにおいて行なわれた。ファントムの誘電率及び導電率は、各々εｒ ＝ ４０及びσ ＝ １．４Ｓ／ｍであった。シールド３２がなく、基板２２がファントムから５ｍｍだけ離間されている第１のものと、シールド３２があり、ファントムに接触している第２のものと、シールドがあり、ファントムから１ｍｍだけ離間されている第３のものとの３つの結果のセットが生成された。以下の結果がＷ／ｋｇ単位のＳＡＲについて得られた。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
これらの結果は、シールド３２が、ＳＡＲにおけるかなりの低減を供給し、典型的には、シールドなしの値の約３０％までＳＡＲを低減することを明らかにしている。これは、図３乃至６から予想されるであろうＳＡＲの低減を裏付ける。
【００２６】
図７は、図１及び２に示されている実施例の変形例であり、前記変形例においては、コンデンサＣの平板２６がスロット３０を部分的に覆う。また、説明のために、破線で示されているシールドは、プリント基板３２の全幅にわたっては延在していない。シールド３２の幅は、平板２６が覆われさえすれば、平板２６の大きさ及び／又はスロット３０の幅に依存しない。
【００２７】
図８に示されている実施例はスロット８を持たない。しかしながら、シールド３２は設けられ、コンデンサの平板２６を覆う。このような実施例は、例えばＧＳＭ又はＤＣＳなどの単一の規格に基づいて動作する端末における狭い帯域幅の動作に適する。
【００２８】
図１、２及び７に関して記載されている実施例においては、接地面中のスロット３０がプリント基板２２の長手方向に延在するよう示されているが、スロット３０は、シールド３２の向きが然るべく変更されることを条件として細長いプリント基板の横方向などの他の方向に延在し得る。このことは、添付図面の図９に図示されている。
【００２９】
図１０を参照すると、これは、コンデンサＣが、プリント基板２２のシールド３２に面する側に配置され得ることを図示している。
【００３０】
本発明の全ての実施例において、コンデンサＣの誘電体は、あらゆる適当なタイプのものであり得る。しかしながら、電極の一方は平板である必要がある。
【００３１】
本願明細書及び特許請求の範囲において、要素の単数形表記は、斯様な要素の複数の存在を除外しない。更に、「有する」という用語は、列挙されている要素又はステップ以外の要素又はステップの存在を除外しない。
【００３２】
本開示を読むことにより、当業者にとっては、他の修正例が明らかとなるであろう。斯かる修正例は、容量的に裏面カップリングされている無線端末の設計、製造及び使用並びに該無線端末のための構成要素において既知であり、且つ、上述した特徴の代わりに又はそれらに追加して使用することが出来るような他の特徴を含むことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づいて作成された携帯形無線端末の実施例の背面からの概略的な透視図である。
【図２】本発明に基づいて作成された携帯形無線端末の実施例の正面からの概略的な透視図である。
【図３】図１及び２に示されている携帯形無線端末についてのＧＨｚ単位の周波数ｆに対するｄＢ単位のシミュレートされたリターンロスＳ１１のグラフである。
【図４】図１及び２に示されている携帯形無線端末の８００．０ＭＨｚ乃至３．００ＧＨｚの周波数領域にわたってのシミュレートされたインピーダンスを示しているスミスチャートである。
【図５】所定の位置にシールドを持つ図１及び２に示されている携帯形無線端末についてのＧＨｚ単位の周波数ｆに対するオーム単位のアンテナ入力インピーダンスの実部のグラフである。
【図６】所定の位置にシールドを持つ図１及び２に示されている携帯形無線端末についてのＧＨｚ単位の周波数ｆに対するオーム単位のアンテナ入力インピーダンスの虚部のグラフである。
【図７】スロットの一部を覆うコンデンサの平板を備えるプリント基板の一部を示す略図である。
【図８】コンデンサは持つが、スロットは持たないプリント基板の一部を示す略図である。
【図９】プリント基板の横方向に延在するスロットを持つプリント基板の一部を示す略図である。
【図１０】プリント基板とシールドとの間の空間中に取り付けられたコンデンサを示している略図である。
【図５】
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【図６】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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