(57)【要約】  既存のアンテナ素子を用いて指向性利得の高い携帯通信端末および筐体カバーを提供する。携帯通信端末は、筐体と、表示部と、端部近傍に給電を受ける給電部を有するアンテナ素子と、基板と、を備える。携帯通信端末のアンテナ素子が近接して配置される端部に近接または接触して板状部材が配置される。板状部材は、筐体カバーであっても良い。板状部材は、板状部材内部に収納され通信波長λに対して略λ／２以上の長さＬを持つ長尺状の結合素子を備える。携帯通信端末の筐体の一つの端部が、結合素子の近傍に配置されることにより、アンテナ素子と結合素子とが容量結合が可能となり、特定方向への放射電力を増加させ、指向性利得が改善される。
2015141133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
前記筐体の内部の一つの端部に近接して収納され、給電を受ける給電部を有するアンテナ素子と、
前記筐体の内部であって、前記アンテナ素子より前記筐体の一つの端部から遠い方向に展開して配置され、前記アンテナ素子と接続されて当該アンテナ素子のグランドとして機能する導電体を有する基板と、
前記筐体とは別に独立して設けられ、通信波長λに対して略λ／２以上の長さを持つ長尺状の結合素子と、を備え、
前記筐体の一つの端部が、前記結合素子の近傍に配置されることにより、前記アンテナ素子と前記結合素子とが容量結合する、
携帯通信端末。
【請求項２】
前記結合素子が円偏波対応アンテナである、
請求項１に記載の携帯通信端末。
【請求項３】
前記結合素子が、前記筐体に対して別に独立して設けられる非導電性の板状部材に設けられる、
請求項１に記載の携帯通信端末。
【請求項４】
前記結合素子が、前記板状部材に配置された第１の結合素子と、当該第１の結合素子に対して所定の間隔をおいて前記板状部材に設けられた第２の結合素子とを含み、
前記筐体の一つの端部が、前記第１の結合素子の近傍に設けられることにより、前記アンテナ素子と前記第１及び第２の結合素子とが容量結合する、
請求項３に記載の携帯通信端末。
【請求項５】
前記結合素子が、前記第１の結合素子及び前記第２の結合素子とは異なる第３の結合素子をさらに含み、
当該第３の結合素子は、当該第１の結合素子に対して前記第２の結合素子が設けられた側とは逆側において所定の間隔をおいて前記板状部材に設けられ、
前記筐体の一つの端部が、前記第１の結合素子の近傍に設けられることにより、前記アンテナ素子と前記第１、第２および第３の結合素子とが容量結合する、
請求項４に記載の携帯通信端末。
【請求項６】
前記第２の結合素子および前記第３の結合素子が、直線上の本体部分および当該本体部分の両端で略９０度方向に折り曲げられた折り曲げ部分を有する、
請求項５に記載の携帯通信端末。
【請求項７】
前記第２の結合素子および前記第３の結合素子の各々が複数設けられる、
請求項５または６に記載の携帯通信端末。
【請求項８】
前記結合素子の一部において展開方向の延長線は、前記筐体の一つの端部が前記結合素子の近傍に配置されたときに、前記アンテナ素子の長手方向に対して斜めに交差し、終端が解放された傾斜部を少なくとも含む、
請求項３に記載の携帯通信端末。
【請求項９】
前記結合素子が、平面視でＳ字形状または逆Ｓ字形状を呈する、
請求項３に記載の携帯通信端末。
【請求項１０】
前記板状部材が、前記筐体に取り付けられる筐体カバーにより構成される、
請求項３に記載の携帯通信端末。
【請求項１１】
前記筐体カバーが、前記筐体に直接取り付けられる本体部と、前記結合素子を含むアンテナ部と、を含む、
請求項１０に記載の携帯通信端末。
【請求項１２】
携帯通信端末に取り付け可能な筐体カバーであって、
携帯通信端末の筐体に直接取り付け可能な本体部と、
前記筐体の内部の一つの端部に近接して収納され、給電を受ける給電部を有するアンテナ素子と容量結合が可能であり、通信波長λに対して略λ／２以上の長さを持つ長尺状の結合素子と、を備え、
前記結合素子は前記本体部に取り付けられ、
前記携帯通信端末の筐体の一つの端部が、前記結合素子の近傍に配置されることにより、前記アンテナ素子と前記結合素子とが容量結合可能である、
筐体カバー。
【請求項１３】
前記本体部に対し相対的に移動可能に取り付けられ、前記結合素子を含むアンテナ部を備え、
前記携帯通信端末の筐体の一つの端部が、前記結合素子の近傍に配置される場合、当該アンテナ部は、前記本体部に対し、相対的に略直交するように配置される、
請求項１２に記載の筐体カバー。
【請求項１４】
前記アンテナ部は、前記本体部に対し相対的に回転可能に取り付けられる、
請求項１３に記載の筐体カバー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯通信端末および携帯通信端末に取り付け可能な筐体カバーに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯通信端末を用いて天頂方向に配備された静止衛星との通信を行う衛星携帯電話のサービスが運用されている。これらの衛星通信サービスには天頂方向に指向性をもつ高利得なアンテナが必要である。また、地上の無線通信では一般的に直線偏波が使用されているが、衛星通信の場合、衛星の姿勢によって偏波方向が変わってしまい受信が困難となるため、右旋円偏波が広く使用されている。このため、衛星携帯端末のアンテナは、右旋円偏波に対応し、天頂方向に高利得であることが求められる。一方、地上通信網のアンテナは、天頂方向よりむしろ略水平方向において一様に高い利得をもつことが求められる。そのため、地上通信網と衛星通信の両者に対応するアンテナ構成は困難である。【０００３】
特許文献１〜３には、アンテナ（給電素子）等を改良し、指向性を変更する技術が開示されている。【０００４】
特許文献１には、筐体から突出した少なくとも１つの受動アンテナ素子（無給電）と受動アンテナ素子に近接した１つの能動アンテナ素子（給電素子）を備え、受動アンテナ素子に回路素子（リアクタンス素子）を接続し、回路素子の定数を変更することにより指向性を変化させる携帯電話機が開示されている。また、特許文献２には、誘導体基板に配設されλ／４の長さを有する給電素子と、給電素子の両側に配置され可変リアクタンス素子が装荷され１つ以上のスロットからなる無給電素子と、可変リアクタンス素子の少なくとも１つの容量を変えることにより指向性を切換えるアンテナ装置が開示されている。そして、特許文献３には、ダイポールアンテナと対向する位置に無給電素子を備え、ダイポールアンテナの中心点とこの中心点に対向する無給電素子上の点を結ぶ直線の距離ｋと、無給電素子の一端とこの一端に対向するダイポールアンテナの点とを結ぶ直線の距離ｍが、ｍ＞ｋの関係となるように配置することにより、人体等の障害物と反対方向の指向性が得られ、高利得化を達成する携帯無線機および携帯無線機に内蔵されるアンテナ装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００５−５２１２８９号公報
【特許文献２】特許第４１７３４５３号公報
【特許文献３】特許第４４４４２１５号公報
【発明の概要】
【０００６】
特許文献１〜３に開示された技術は、携帯通信端末のアンテナ等を改良してアンテナの指向性を変更するための工夫である。しかしながら、スマートフォン等の携帯通信端末に備えられている既存のアンテナ素子に対して、リアクタンス素子などの回路素子の追加と、これら回路素子を制御する回路が必要であり、また、無給電素子を筐体内部に配置するための空間が必要なため、携帯通信端末が大きくなる。また、携帯通信端末とは別体のアンテナ装置をケーブル、カード等の物理的な接続により給電し、アンテナの指向性を変更することは可能であるが、携帯通信端末に別体のアンテナ装置を給電するための接続端子を設けると、携帯通信端末のサイズが大きくなると共に、別体のアンテナ装置を常に携帯する必要があり、携帯性、利便性に難がある。
【０００７】
本発明は、既存の携帯通信端末の端部にあるアンテナ構成を一切変更せず、既存のアンテナ素子そのままを用いて指向性利得の高い携帯通信端末および筐体カバーを提供することを目的とする。
【０００８】
本発明の携帯通信端末は、筐体と、筐体の内部のいずれか一つの端部に近接して収納され、給電を受ける給電部を有するアンテナ素子と、筐体の内部であって、アンテナ素子より筐体の一つの端部から遠い方向に展開して配置され、アンテナ素子と接続されてアンテナ素子のグランドとして機能する導電体を有する基板と、筐体とは別に独立して設けられ、通信波長λに対して略λ／２以上の長さを持つ長尺状の結合素子と、を備え、筐体の一つの端部が、結合素子の近傍に配置されることにより、アンテナ素子と結合素子とが容量結合する。
【０００９】
本発明の携帯通信端末の一態様として例えば、結合素子が円偏波対応アンテナである。
【００１０】
本発明の携帯通信端末の一態様として例えば、結合素子が、筐体に対して別に独立して設けられる非導電性の板状部材に設けられる。
【００１１】
本発明の携帯通信端末の一態様として例えば、結合素子が、板状部材に配置された第１の結合素子と、第１の結合素子に対して所定の間隔をおいて板状部材に設けられた第２の結合素子とを含み、筐体の一つの端部が、第１の結合素子の近傍に設けられることにより、アンテナ素子と第１及び第２の結合素子とが容量結合する。
【００１２】
本発明の携帯通信端末の一態様として例えば、結合素子が、第１の結合素子及び第２の結合素子とは異なる第３の結合素子をさらに含み、第３の結合素子は、第１の結合素子に対して第２の結合素子が設けられた側とは逆側において所定の間隔をおいて板状部材に設けられ、筐体の一つの端部が、第１の結合素子の近傍に設けられることにより、アンテナ素子と第１、第２および第３の結合素子とが容量結合する。
【００１３】
本発明の携帯通信端末の一態様として例えば、第２の結合素子および第３の結合素子が、直線上の本体部分および本体部分の両端で略９０度方向に折り曲げられた折り曲げ部分を有する。
【００１４】
本発明の携帯通信端末の一態様として例えば、第２の結合素子および第３の結合素子の各々が複数設けられる。
【００１５】
本発明の携帯通信端末の一態様として例えば、結合素子の一部の展開方向の延長線は、筐体の一つの端部が結合素子の近傍に配置されたときに、アンテナ素子の長手方向に対して斜めに交差し、終端が解放された傾斜部を少なくとも含む。
【００１６】
本発明の携帯通信端末の一態様として例えば、結合素子が、平面視でＳ字形状または逆Ｓ字形状を呈する。
【００１７】
本発明の携帯通信端末の一態様として例えば、板状部材が、筐体に取り付けられる筐体カバーにより構成される。
【００１８】
本発明の携帯通信端末の一態様として例えば、筐体カバーが、筐体に直接取り付けられる本体部と、結合素子を含むアンテナ部と、を含む。
【００１９】
本発明の筐体カバーは、携帯通信端末に取り付け可能な筐体カバーであって、携帯通信端末の筐体に直接取り付け可能な本体部と、筐体の内部のいずれか一つの端部に近接して収納され、給電を受ける給電部を有するアンテナ素子と容量結合が可能であり、通信波長λに対して略λ／２以上の長さを持つ長尺状の結合素子と、を備え、結合素子は本体部に取り付けられ、携帯通信端末の筐体の一つの端部が、結合素子の近傍に配置されることにより、アンテナ素子と結合素子とが容量結合可能である。
【００２０】
本発明の筐体カバーの一態様として例えば、本体部に対し相対的に移動可能に取り付けられ、結合素子を含むアンテナ部を備え、携帯通信端末の筐体の一つの端部が、結合素子の近傍に配置される場合、アンテナ部は、本体部に対し、相対的に略直交するように配置される。
【００２１】
本発明の筐体カバーの一態様として例えば、アンテナ部は、本体部に対し相対的に回転可能に取り付けられる。
【００２２】
本発明の携帯通信端末および筐体カバーにおいて、通信波長λに対して略λ／２以上の長さを持つ結合素子をアンテナ素子の下部に所定の距離をもって近接させて配置し、両者が容量結合することにより、既存の携帯通信端末の端部にあるアンテナ構成を一切変更せずに、既存のアンテナ素子をそのまま利用しつつ、ケーブルなどを接続なしに、特定方向、特に筐体の長手方向、天頂方向への放射電力を増加させ、指向性利得が改善される。さらに広帯域化や効率改善が可能となる。そして、天頂方向の指向性利得の改善により、天頂方向にある衛星との衛星通信が可能となり、災害発生時等において地上通信網が使用困難な場合の利用価値を増大させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明に係る携帯通信端末の第１の実施形態の一例を示す正面斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本発明に係る携帯通信端末の第１の実施形態の一例を示す正面図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、本発明に係る携帯通信端末の第１の実施形態の一例を示す右側面図である。
【図２】図２は、本発明に係る携帯通信端末の第１の実施形態の右旋円偏波の指向性利得における結合素子有無の比較を示した棒グラフである。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明に係る携帯通信端末の第１の実施形態の右旋円偏波における結合素子有無の比較を示した放射パターン図のうちの、結合素子のない場合の放射パターン図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明に係る携帯通信端末の第１の実施形態の右旋円偏波における結合素子有無の比較を示した放射パターン図のうちの結合素子のある場合の放射パターン図である。
【図４】図４は、本発明に係る携帯通信端末の第１の実施形態の広域周波数帯域の電圧定存波比における結合素子有無の比較を示した折れ線グラフである。
【図５】図５は、本発明に係る携帯通信端末の第１の実施形態の効率における結合素子有無の比較を示した棒グラフである。
【図６Ａ】図６Ａは、本発明に係る携帯通信端末の第１の実施形態の結合素子の長さに応じた右旋円偏波の指向性利得の変化と結合素子なしとの比較を示す折れ線グラフである。
【図６Ｂ】図６Ｂは、本発明に係る携帯通信端末の第１の実施形態の結合素子の長さに応じた効率の変化と結合素子なしとの比較を示す折れ線グラフである。
【図７Ａ】図７Ａは、本発明に係る携帯通信端末の第２の実施形態の一例を示す正面斜視図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、本発明に係る携帯通信端末の第２の実施形態の一例を示す右側面図である。
【図８】図８は、本発明に係る携帯通信端末の第２の実施形態の右旋円偏波の指向性利得における結合素子数の比較を示した棒グラフである。
【図９】図９は、本発明に係る携帯通信端末の第２の実施形態の効率における結合素子数の比較を示した棒グラフである。
【図１０】図１０は、本発明に係る携帯通信端末の第２の実施形態の最大放射角度変更における実施例２を示す正面斜視図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、本発明に係る携帯通信端末の第２の実施形態の最大放射角度変更における実施例３を示す正面斜視図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、本発明に係る携帯通信端末の第２の実施形態の最大放射角度変更における実施例３を示す左側面図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、本発明に係る携帯通信端末の第３の実施形態の一例を示す正面斜視図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、本発明に係る携帯通信端末の第３の実施形態の一例を示す右側面図である。
【図１２Ｃ】図１２Ｃは、本発明に係る携帯通信端末の第３の実施形態の一例を示す上面図である。
【図１３】図１３は、本発明に係る携帯通信端末の第３の実施形態の右旋円偏波の指向性利得における結合素子数および距離の比較を示した棒グラフである。
【図１４Ａ】図１４Ａは、本発明に係る携帯通信端末の第３の実施形態の最大放射角度変更における実施例１を示す正面斜視図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、本発明に係る携帯通信端末の第３の実施形態の最大放射角度変更における実施例１を示す右側面図である。
【図１４Ｃ】図１４Ｃは、本発明に係る携帯通信端末の第３の実施形態の最大放射角度変更における実施例１を示す上面図である。
【図１５Ａ】図１５Ａは、本発明に係る携帯通信端末の第３の実施形態の最大放射角度変更における実施例２を示す正面斜視図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、本発明に係る携帯通信端末の第３の実施形態の最大放射角度変更における実施例２を示す右側面図である。
【図１６】図１６は、本発明に係る携帯通信端末の第４の実施形態の一例を示す正面斜視図である。
【図１７】図１７は、本発明に係る携帯通信端末の第５の実施形態の一例を示す正面斜視図である。
【図１８Ａ】図１８Ａは、本発明に係る携帯通信端末の第６の実施形態の実施例１を示す正面斜視図である。
【図１８Ｂ】図１８Ｂは、本発明に係る携帯通信端末の第６の実施形態の実施例１を示す上面図である。
【図１９Ａ】図１９Ａは、本発明に係る携帯通信端末の第６の実施形態の実施例２を示す正面斜視図である。
【図１９Ｂ】図１９Ｂは、本発明に係る携帯通信端末の第６の実施形態の実施例２を示す上面図である。
【図２０】図２０は、本発明に係る携帯通信端末の第６の実施形態の右旋円偏波、左旋円偏波及び直線偏波の指向性利得における結合素子形状との比較を示した棒グラフである。
【図２１Ａ】図２１Ａは、本発明に係る携帯通信端末の第７の実施形態の実施例１を示す正面斜視図である。
【図２１Ｂ】図２１Ｂは、本発明に係る携帯通信端末の第７の実施形態の実施例１を示す上面図である。
【図２２Ａ】図２２Ａは、本発明に係る携帯通信端末の第７の実施形態の実施例２を示す正面斜視図である。
【図２２Ｂ】図２２Ｂは、本発明に係る携帯通信端末の第７の実施形態の実施例２を示す上面図である。
【図２３】図２３は、本発明に係る携帯通信端末の第７の実施形態の右旋円偏波、左旋円偏波の指向性利得における実施例１と実施例２との比較を示した棒グラフである。
【図２４Ａ】図２４Ａは、本発明に係る筐体カバーの第１の実施形態の一例を示す分解斜視図である。
【図２４Ｂ】図２４Ｂは、本発明に係る筐体カバーの第１の実施形態の一例を示す組立斜視図である。
【図２５】図２５は、本発明に係る筐体カバーの第２の実施形態の一例を示す分解斜視図である。
【図２６Ａ】図２６Ａは、本発明に係る筐体カバーの第２の実施形態の組立の一例を示す本体部とアンテナ部の取り付け状態の斜視図である。
【図２６Ｂ】図２６Ｂは、本発明に係る筐体カバーの第２の実施形態の組立の一例を示す本体部にアンテナ部を取り付けた状態の斜視図である。
【図２６Ｃ】図２６Ｃは、本発明に係る筐体カバーの第２の実施形態の組立の一例を示す筐体カバーに携帯通信端末を組み立てた状態を示す斜視図である。
【図２７】図２７は、本発明に係る筐体カバーの第３の実施形態の一例を示す分解斜視図である。
【図２８Ａ】図２８Ａは、本発明に係る筐体カバーの第３の実施形態の組立の一例を示す本体部とアンテナ部の取り付け状態の斜視図である。
【図２８Ｂ】図２８Ｂは、本発明に係る筐体カバーの第３の実施形態の組立の一例を示す本体部にアンテナ部を取り付けた状態の斜視図である。
【図２８Ｃ】図２８Ｃは、本発明に係る筐体カバーの第３の実施形態の組立の一例を示す筐体カバーに携帯通信端末を組み立てた状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明に係る携帯通信端末および筐体カバーの好適な実施形態を、図１Ａ〜図２８Ｃに基づいて詳述する。
【００２５】
[１．携帯通信端末]
（第１の実施形態）
図１Ａ〜図６Ｂを用いて、本発明に係る携帯通信端末の第１の実施形態の一例を詳述する。図１Ａは正面斜視図、図１Ｂは正面図、図１Ｃは右側面図である。
【００２６】
携帯通信端末１は、スマートフォン、タブレット、データ通信端末、携帯情報機器などの通信機能を備える通信端末である。本実施形態では、携帯通信端末１の一例としてスマートフォンを示している。携帯通信端末１は、筐体２と、筐体２内部に収納される液晶パネル等からなる表示部３と、筐体２内部に収納され筐体２の端部４（図面では下側）近傍に給電を受ける給電部５を有するアンテナ素子６と、基板７と、を備えている。また、配置関係を明確にするために、図面上では、表示部の前後方向をＸ軸、Ｘ軸と直角方向で携帯通信端末１の短手方向をＹ軸、Ｘ軸と垂直方向で携帯通信端末１の長手方向をＺ軸としている。
【００２７】
アンテナ素子６は、携帯通信端末１が携帯電話等の地上の基地局と通信を行うために必要な通信アンテナであり、略長方形状をなし、その長手方向がＹ軸方向に沿って配置されている。また、アンテナ素子６と垂直方向のＺ軸方向に沿って基板７が配置されている。そして、基板７は、導電体からなり、アンテナ素子６より筐体２の一つの端部４から遠い方向に展開して配置され、アンテナ素子６と筐体２の端部４の近傍において接続されてアンテナ素子６のグランドとして機能している。
【００２８】
基板７は、多層プリント基板のいずれかの層で基板パターンとして構成されても良く、また、表示部３と基板７の間に設けられ（図示省略）表示部３の補強を行う金属板等でも良い。
【００２９】
アンテナ素子６と、給電部５と、基板７により、モノポールアンテナが構成され、Ｙ軸およびＺ軸方向に主成分をもつ直線偏波が放射される。
【００３０】
尚、端部４を携帯通信端末１の下部としたが、携帯通信端末１のアンテナ素子６の設置位置に応じて端部４を変更しても良い。
【００３１】
携帯通信端末１の端部４に近接または接触して板状部材２０が配置される。板状部材２０は、例えば樹脂製の非導電性部材からなり、略長方形状の平板状をなし、筐体２に対して別に独立して設けられている。また、板状部材２０は、筐体２の後述する筐体カバー３０であっても良く、携帯通信端末１のアクセサリー等の部品でも良い。そして、板状部材２０は、板状部材２０内部に収納され所定の長さＬ（図面Ｙ軸方向の長さ）を持つ長尺状の結合素子２１を備え、本実施形態では、アンテナ素子６に対して、−Ｚ軸方向に所定の距離を持って近接して配置され、携帯通信端末１の台座または支持台として示されている。
【００３２】
携帯通信端末１のアンテナ素子６の長手方向（Ｙ軸方向）と結合素子２１の長手方向とを略平行に配置させることにより、アンテナ素子６と結合素子２１間の結合量は増加し、相互結合により合成した指向性を有する広帯域アンテナの形成が可能となる。即ち、筐体２の一つの端部４が、結合素子２１の近傍に配置されることにより、アンテナ素子６と結合素子２１とが容量結合する。そして、＋Ｚ軸方向から順に、基板７、給電部５、アンテナ素子６、端部４、結合素子２１の順に略直線上に配置される。さらに、板状部材２０を地面と、例えば水平に保つことにより、基板７およびアンテナ素子６から放射される電磁波は、結合素子２１により主に、＋Ｙ軸方向の放射成分が増幅され、天頂方向（＋Ｚ軸方向）に高利得な指向性を持たせることが可能となり、特に、天頂に存在する衛星などを用いた通信に有効である。すなわち、アンテナ素子６と基板７と結合素子２１との位置関係に依存し、指向性の向きが決定される。したがって、アンテナ素子６と端部４を携帯通信端末１の上部とし、結合素子２１をアンテナ素子６に対して＋Ｚ軸方向に配置する場合、指向性は地面（−Ｚ軸）方向を向く。また、携帯通信端末１と板状部材２０とを近接させるだけで良く、携帯通信端末１への同軸線等の物理的な給電接続が不要となり、既存の携帯通信端末１の利用が可能となる。
【００３３】
図２は、右旋円偏波の指向性利得における結合素子有無の比較を示した棒グラフである。縦軸に円偏波利得（ｄＢｉＣ）を取り、横軸に設計周波数ｆ０（ＭＨｚ）に対する差分の周波数を取っている。また、横線模様の棒グラフが結合素子２１のない場合を示し、縦線模様の棒グラフが結合素子２１のある場合を示している。結合素子２１のない場合に比べ、結合素子２１の存在によりどの周波数においても明らかに指向性利得が向上している。
【００３４】
図３Ａ、図３Ｂは、右旋円偏波における結合素子有無の比較を示した放射パターン図で、図３Ａは結合素子のない場合の放射パターン図を示し、図３Ｂは結合素子のある場合の放射パターン図を示している。結合素子２１がない場合に比較して、結合素子２１がある場合は、９０°〜１８０°、１８０°〜２７０°（−９０°）の放射量が少なくなるが、−９０°〜＋９０°の放射量は増加していることがわかる。結合素子２１がない場合は、放射量が最大となる最大放射角度は−４７．０°であったものが、結合素子２１がある場合は、最大放射角度が−２５．０°となっている。従って、天頂方向に対しては、結合素子２１のない場合に比べ、結合素子２１の存在により指向性利得が改善している。このことは、結合素子２１が天頂方向に存在する衛星などとの通信に有効であることを示している。
【００３５】
図４は、広域周波数帯域の電圧定存波比における結合素子有無の比較を示した折れ線グラフである。縦軸に電圧定存波比（Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｓｔａｎｄｉｎｇ  Ｗａｖｅ  Ｒａｔｉｏ：ＶＳＷＲ）を取り、横軸に設計周波数ｆ０に対する差分の周波数（ＭＨｚ）を取っている。実線は結合素子２１がある場合、点線は結合素子２１がない場合を示し、ＶＳＷＲ＝３の基準線を破線で示している。
【００３６】
設計周波数ｆ０のＶＳＷＲは、結合素子２１なしの場合、１．５であるが、結合素子２１ありの場合は１．７でほぼ同じである。また、周波数帯域ｆ０＋１９０ＭＨｚのＶＳＷＲは、結合素子２１なしの場合、３．４であるが、結合素子２１ありの場合は２．３で、基準の３以下となり、良化している。ＶＳＷＲ＝３以下の帯域幅を設計周波数ｆ０で割った比帯域は、結合素子２１なしの場合１７％であるが、結合素子２１ありの場合は３８％で、携帯通信端末１を広帯域通信可能な状態にしている。
【００３７】
図５は、効率における結合素子有無の比較を示した棒グラフである。縦軸に効率（ｄＢ）を取り、横軸に設計周波数ｆ０ＭＨｚに対する差分の周波数を取っている。また、横線模様の棒グラフは結合素子２１のない場合を示し、縦線模様の棒グラフは結合素子２１のある場合を示している。特に、周波数帯域ｆ０＋１５０〜２２０ＭＨｚにおける効率は改善し、例えばｆ０＋１７０ＭＨｚでは、結合素子２１のない場合の−１．４ｄＢに対して結合素子２１がある場合は−０．６ｄＢとなり、結合素子２１がある場合は０．８ｄＢ改善している。図４および図５のグラフから、結合素子２１の存在により携帯通信端末１が広帯域化となると共に、効率が改善していることが理解できる。
【００３８】
図６Ａ、図６Ｂは、結合素子の長さにより指向性利得および効率の相違を示す折れ線グラフで、図６Ａは右旋円偏波の指向性利得、図６Ｂは効率を示している。図６Ａでは、縦軸が円偏波利得（ｄＢｉＣ）、横軸が通信波長λに対する結合素子２１の長さＬを、また、図６Ｂでは、縦軸が効率（ｄＢ）、横軸が通信波長λに対する結合素子２１の長さＬを取っている。図６Ａ、図６Ｂにおいて、実線は結合素子２１ありの場合を示し、破線は結合素子２１なしの場合を示す。
【００３９】
図６Ａ、図６Ｂのグラフから通信波長λの７／１６（＜１／２）の長さＬ以下になると指向性利得および効率は、結合素子２１なしの場合より劣化することが分かる。従って、結合素子２１の長さＬを通信波長λに対して略λ／２以上とすることが適切であり、１λ近傍が最良である。これは、結合素子２１の長さＬに応じて、結合素子２１に流れる電流振幅と位相が変化することに依存するものである。結合素子２１の長さＬを略λ／２以上とすることにより携帯通信端末１の端部にあるアンテナ構成変更を一切不要として携帯通信端末１の放射方向を変更し、最大放射方向の利得を改善させることが可能となる。
【００４０】
なお、第１の実施形態では、平面視において結合素子２１の中心が携帯通信端末１の中心と略同一となるように配置され、結合素子２１とアンテナ素子６の中心がずれているが、結合素子２１の中心をアンテナ素子６の中心と同一とすることが望ましい。
【００４１】
また、Ｙ軸方向に結合素子２１を移動することで最大放射角度は変化し、移動したＹ軸方向と同じ方向に指向性を傾けることが可能である。例えば、Ｙ軸方向における結合素子２１の中心位置を−０．２５λから＋０．２５λに変更し、＋Ｙ軸方向に移動することで、最大放射角度を＋Ｚ軸から＋Ｘ軸または＋Ｙ軸に向かう角度で示すと、Ｙ−Ｚ平面における最大放射角度は−１０°から＋２５°に変化し、指向性は＋Ｙ軸方向に傾く。これにより、例えば、所望の衛星の存在する仰角に応じて、結合素子の位置を変更し、適宜、所望の衛星を捕捉することが可能となる。
【００４２】
（第２の実施形態）
図７Ａ〜図１１Ｂは、本発明に係る携帯通信端末の第２の実施形態の一例を示し、図７Ａは正面斜視図、図７Ｂは右側面図である。なお、表示部３は図示を省略しており、以降の図面でも同様である。
【００４３】
第２の実施形態では、第１の実施形態における結合素子２１を第１の結合素子２１ａとし、第１の結合素子２１ａとは異なる位置で板状部材２０内部に第２の結合素子２１ｂが設けられている。そして、第２の実施形態に於いては、第２の結合素子２１ｂは第１の結合素子２１ａの前方（Ｘ軸方向）に距離Ｄの間隔（所定の間隔）をおいて配置されている。第２の結合素子２１ｂも第１の結合素子２１ａと同様にＹ軸方向に延在する長尺状（直線状）をなしている。板状部材２０の上面には、開口部２００が設けられ、携帯通信端末１が開口部２００の位置において板状部材２０に装着される。
【００４４】
また、第１の結合素子２１ａのＹ軸方向における長さをＬ１とし、第２の結合素子２１ｂの長さをＬ２とし、第１の結合素子２１ａのＸ軸方向における中心位置と第２の結合素子２１ｂのＸ軸方向における中心位置との距離をＤとする。第２の結合素子２１ｂの長さＬ２、距離Ｄはそれぞれ略１λ、略λ／２が好ましい。
【００４５】
なお、第２の結合素子２１ｂを図面上では手前側に配置しているが、Ｘ軸方向で見て反対側の他端近傍に配置しても良い（図７Ｂ破線の第２の結合素子２１ｂ参照）。
【００４６】
図８は、右旋円偏波の指向性利得における結合素子数の比較を示した棒グラフである。縦軸に円偏波利得（ｄＢｉＣ）を取り、横軸に設計周波数ｆ０（ＭＨｚ）に対する差分の周波数を取っている。また、横線模様の棒グラフが結合素子２１のない場合、縦線模様の棒グラフが第１の実施形態の結合素子２１を１つ備えている場合、四角模様の棒グラフが第２の実施形態の第１の結合素子２１ａと第２の結合素子２１ｂとを備えている場合を示している。また、第１の結合素子２１ａの長さＬ１をλ、第２の結合素子２１ｂの長さＬ２を０．４７λ、距離Ｄをλ／２とした結果である。
【００４７】
このグラフから、第１の実施形態に比較して第２の実施形態では、円偏波利得が設計周波数ｆ０（ＭＨｚ）で１．２ｄＢ（＝４．９−３．７）、平均で１．１ｄＢ（＝４．１−３．０）改善し、所望の帯域全体でも改善していることがわかる。
【００４８】
図９は、図８と同一条件で測定した効率（ｄＢ）を示す棒グラフである。このグラフから、効率に於いては結合素子数による変化が特にないことがわかる。
【００４９】
＜最大放射角度の変更＞
次に、第２の実施形態における最大放射角度を変更する実施例について説明する。
【００５０】
（２−１）実施例１
実施例１は、距離Ｄを変更することで最大放射角度を変更する。第１の結合素子２１ａと第２の結合素子２１ｂとの距離Ｄを変更させることで最大放射角度を変更することが可能である。例えば、距離Ｄをλ／４から３λ／４に変更し、＋Ｘ軸方向に第２の結合素子２１ｂを移動するとＸ―Ｚ平面で最大放射角度は−２０°から＋２０°に変化し、＋Ｘ軸方向に指向性が傾く。また、距離Ｄを０．５λから０．７λに変更し、＋Ｘ軸方向に第２の結合素子２１ｂを移動すると、Ｘ−Ｚ平面において最大放射角度は０°から＋１５°に変化し、＋Ｘ軸方向に指向性が傾く。すなわち、第２の結合素子２１ｂを＋Ｘ軸方向に移動すると、指向性も＋Ｘ軸方向に傾く。
【００５１】
（２−２）実施例２
実施例２は、アンテナ素子６と第１の結合素子２１ａとの相対的距離を変更することで最大放射角度を変更する。図１０は、本発明に係る携帯通信端末の第２の実施形態の最大放射角度変更における実施例２を示す正面斜視図である。図１０では、携帯通信端末１のアンテナ素子６をＸ軸方向に沿って移動し板状部材２０の一端、すなわち、第２の結合素子２１ｂと反対側の端面側、に配置しており、第１の結合素子２１ａと第２の結合素子２１ｂの長さ、間隔は実施例１と同一としている。アンテナ素子６と第１の結合素子２１ａとの距離Ｄ１は、距離Ｄと同じＤ１＝Ｄ＝λ／２であり、第１の結合素子２１ａと第２の結合素子２１ｂを含む板状部材２０を＋Ｘ軸方向にλ／２移動している。この場合、Ｘ−Ｚ平面における最大放射角度は０°から＋２５°に変化し、実施例１と同じく第１の結合素子２１ａの移動方向である＋Ｘ軸方向に指向性が傾く。アンテナ素子６と第１の結合素子２１ａとのＸ軸方向に於ける相対的距離の変更により最大放射角度（指向性）を変更することが可能である。
【００５２】
（２−３）実施例３
実施例３は、板状部材２０を傾斜させることで最大放射角度を変更する。図１１Ａは、本発明に係る携帯通信端末の第２の実施形態の最大放射角度変更における実施例３を示す正面斜視図であり、図１１Ｂは左側面図である。図１１Ａ、図１１Ｂでは、Ｙ軸を中心として板状部材２０を−Ｚ軸方向に向かって角度θで傾けている。板状部材２０の平面部と第２の結合素子２１ｂの平面部は平行に配置していることから、第２の結合素子２１ｂは同様に角度θで傾けられ、即ち、アンテナ素子６から第２の結合素子２１ｂが離間する方向に板状部材２０を傾けている。その他の寸法については実施例１と同一である。角度θを変更することで最大放射角度を変更することが可能である。例えば、角度θを０°から４５°に回転すると、Ｘ−Ｚ平面における最大放射角度は０°から３５°に変化し、＋Ｘ軸方向に指向性が傾く。しかしながら角度θを５０°にしても最大放射角度は３５°のままで変化しない。つまり、所定の角度までであるが、板状部材２０および第２の結合素子２１ｂの平面部と略直交する方向に指向性を向けることが可能である。
【００５３】
以上のように、第２の実施形態では、筐体２に収納されたアンテナ素子６の近傍に第１の結合素子２１ａを設け、第１の結合素子２１ａとＸ軸上において所定の間隔で第２の結合素子２１ｂを設けることにより、アンテナ素子６と第１の結合素子２１ａ及び第２の結合素子２１ｂとが容量結合して、指向性利得が改善される。また、アンテナ素子６と第１の結合素子２１ａの間隔や第２の結合素子２１ｂの傾きを変更することにより、最大放射角度を変更し、指向性を傾けることが可能となる。これにより、例えば、所望の衛星の存在する仰角に応じて、第１の結合素子２１ａまたは第２の結合素子２１ｂの位置を変更し、適宜、所望の衛星を捕捉することが可能となる。
【００５４】
（第３の実施形態）
図１２Ａ〜図１５Ｂは、本発明に係る携帯通信端末の第３の実施形態の一例を示し、図１２Ａは正面斜視図、図１２Ｂは右側面図、図１２Ｃは上面図である。
【００５５】
第３の実施形態は、第２の実施形態に対して更に第３の結合素子２１ｃを備えている。第３の結合素子２１ｃは、板状部材２０の後端面近傍に配置され、第１の結合素子２１ａと所定の間隔である距離Ｄ２でＸ軸方向に沿って離間している。ここでは、距離Ｄ２は距離Ｄと同じとしている（Ｄ２＝Ｄ）。そして、第３の結合素子２１ｃも第１の結合素子２１ａと同様にＹ軸方向に延在する長尺状（直線状）をなしている。
【００５６】
図１３は、右旋円偏波の指向性利得における結合素子数および距離Ｄの比較を示した棒グラフである。周波数は設計周波数ｆ０（ＭＨｚ）である。距離Ｄは、Ｄ＝０．２５λとＤ＝０．５λである。縦軸に右旋円偏波利得（ｄＢｉＣ）を取り、横軸に結合素子数を取っている。第１の結合素子２１ａの両側に第２の結合素子２１ｂと第３の結合素子２１ｃを設けることにより、各素子間の距離Ｄ（＝Ｄ１＝Ｄ２）を変化させても第１の実施形態および第２の実施形態に比較して指向性利得が改善されていることがわかる。
【００５７】
＜最大放射角度の変更＞
次に、図１４Ａ〜図１５Ｂを用いて第３の実施形態における最大放射角度を変更する実施例を説明する。
【００５８】
（３−１）実施例１
実施例１は、アンテナ素子６と第１の結合素子２１ａとの相対的距離を変更することで最大放射角度を変更する。図１４Ａは、本発明に係る携帯通信端末の第３の実施形態の最大放射角度変更における実施例１を示す正面斜視図であり、図１４Ｂは、右側面図であり、図１４Ｃは、上面図である。図１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃでは、携帯通信端末１のアンテナ素子６を第３の結合素子２１ｃ側にＸ軸方向に沿って移動している。アンテナ素子６と第１の結合素子２１ａとの距離Ｄ３は、例えばＤ３＝０．２７λである。つまり、第１の結合素子２１ａを＋Ｘ軸方向に０．２７λ移動している。この場合、Ｘ−Ｚ平面における最大放射角度はＤ３＝０のときの０°に対して、２０°に変化し、指向性は＋Ｘ軸方向に傾く。また、Ｄ３＝０．２７λで、第１の結合素子２１ａを−Ｘ軸方向に移動する場合、最大放射角度は−１０°に変化し、−Ｘ軸方向に傾く。一方、第２の実施形態においてＤ１を０．２７λとし、＋Ｘ軸方向と−Ｘ軸方向に移動したときの最大放射角度はそれぞれ１５°と−５°である。アンテナ素子６と第１の結合素子２１ａとのＸ軸方向に於ける相対的距離の変更により最大放射角度（指向性）を変更することが可能であり、また、第２の実施形態の実施例１に比較して大きく変更することが可能である。
【００５９】
（３−２）実施例２
実施例２は、板状部材２０を傾斜させることで最大放射角度を変更する。図１５Ａは、本発明に係る携帯通信端末の第３の実施形態の最大放射角度変更における実施例２を示す正面斜視図であり、図１５Ｂは、右側面図である。図１５Ａ、１５Ｂでは、Ｙ軸を中心として板状部材２０を−Ｚ軸方向に向かって角度α傾けている。即ち、第２の結合素子２１ｂがアンテナ素子６から離間する方向に板状部材２０を傾けている。角度αを変更することで最大放射角度を変更することが可能であり、例えば、α＝４５°の場合、Ｘ−Ｚ平面における最大放射角度は４０°となり、＋Ｘ軸方向に傾く。第２の実施形態の実施例３の場合の最大放射角度は３５°に比較して放射角度を大きく変更することが可能である。
【００６０】
以上のように、第３の実施形態では、筐体２に収納されたアンテナ素子６の近傍に第１の結合素子２１ａを設け、第１の結合素子２１ａとＸ軸方向に所定の間隔で第２の結合素子２１ｂと第３の結合素子２１ｃを設けることにより、アンテナ素子６と第１の結合素子２１ａ、第２の結合素子２１ｂ及び第３の結合素子２１ｃとが容量結合して、指向性利得がより改善される。また、アンテナ素子６と第１の結合素子２１ａの間隔や、第２の結合素子２１ｂの傾きを変更することにより、最大放射角度を変更し、指向性を傾けることが可能となる。これにより、例えば、所望の衛星の存在する仰角に応じて、第１の結合素子２１ａまたは第２の結合素子２１ｂの位置を変更し、適宜、所望の衛星を捕捉することが可能となる。
【００６１】
尚、距離Ｄ、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、傾きθ、αの一例を示したが、これら組み合わせにより最大放射角度を調整することが可能であり、必要に応じて、適宜、設定されるものであり、例えば、所望の衛星の仰角にあわせて、予め最大放射方向を最適化された結合素子の配置された板状部材２０に携帯通信端末１の端部を近接させて置くだけで、衛星を捕捉することが可能となる。
【００６２】
（第４の実施形態）
図１６は、本発明に係る携帯通信端末の第４の実施形態の一例を示す正面斜視図である。
【００６３】
第４の実施形態は、２つの板状部材２０ａ、２０ｂからなり、１つの板状部材２０ａに第１の結合素子２１ａが収納され、他の板状部材２０ｂに第２の結合素子２１ｂと第３の結合素子２１ｃが収納されている。また、第２の結合素子２１ｂ及び第３の結合素子２１ｃは、その両端が第１の結合素子２１ａに向かって延在する略コ字形状をなしている。即ち、直線上の本体部分２２ａと本体部分２２ａの両端で略９０度方向に折り曲げられた折り曲げ部分２２ｂを有している。コ字形状とすることにより板状部材２０の小型化が可能となる。
【００６４】
（第５の実施形態）
図１７は、本発明に係る携帯通信端末の第５の実施形態の一例を示す正面斜視図である。
【００６５】
第５の実施形態は、第４の実施形態の変形例であり、第２の結合素子２１ｂ及び第３の結合素子２１ｃがそれぞれ２素子あり、それぞれＹ軸方向に沿って一対の配置となっている。また、第２の結合素子２１ｂ及び第３の結合素子２１ｃは、その両端が第１の結合素子２１ａに向かって延在する略コ字形状をなし、直線上の本体部分２２ａと本体部分２２ａの両端で略９０度方向に折り曲げられた折り曲げ部分２２ｂを有している。この配置により指向性利得の改善が可能となる。尚、第２の結合素子２１ｂ及び第３の結合素子２１ｃがそれぞれ２つあることを説明したが、結合素子の数はこれに限定されない。
【００６６】
（第６の実施形態）
図１８Ａ〜図２０は、本発明に係る携帯通信端末の第６の実施形態の一例を示す。図１８Ａは、実施例１の正面斜視図であり、図１８Ｂは、実施例１の上面図であり、図１９Ａは、実施例２の正面斜視図であり、図１９Ｂは上面図である。
【００６７】
（６−１）実施例１
図１８Ａ、図１８Ｂにおいて、結合素子２１は、上述（例えば第１の実施形態）のＹ軸に沿った直線状と異なり、その一端がＹ軸から離間し終端２３が開放された傾斜部２４を備えている。即ち、傾斜部２４は、アンテナ素子６が結合素子２１の近傍に配置されたときに、平面視でアンテナ素子６の長手方向（Ｙ軸方向）に対して傾斜部２４の展開方向の延長線とが斜めに交差する位置関係になる。傾斜部２４と、結合素子２１の一部でＹ軸方向に展開されている部位との交差点を起点２４０とすると、起点２４０はＹ軸方向においてアンテナ素子６の中心と略同じ位置にあり、Ｘ軸方向でわずかにずれている。また、結合素子２１は点対称の形状ではない。
【００６８】
（６−２）実施例２
実施例１の結合素子２１の傾斜部２４は、一端側に設けていることを説明したが、両側に配置しても良い。そして、実施例２では、図１９Ａ、図１９Ｂに示すように、結合素子２１の中心を起点として、点対称となるように傾斜部２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄと、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向に展開される部位を連続的に接続して、円弧を描くように略一周させて上面視で略逆Ｓ字形状にし、終端２３を開放端としている。また、結合素子２１の中心に最も近接する傾斜部２４ａと、結合素子２１の一部でＸ軸方向またはＹ軸方向と同一方向に展開される部位との交差点を起点２４ａａとすると、上面視において、起点２４ａａは、携帯通信端末１と略同じ位置であり、結合素子２１の中心位置の近傍であるが、アンテナ素子６の中心位置とは０．０８４λ離れている。
【００６９】
図２０は、右旋円偏波、左旋円偏波及び直線偏波の指向性利得における結合素子形状との比較を示した棒グラフである。縦軸に各偏波の指向性利得（円偏波の単位はｄＢｉＣ、直線偏波の単位はｄＢｉ）を取り、横軸に結合素子形状、すなわち、結合素子なし、第１の実施形態である直線状結合素子、第６の実施形態の実施例１及び実施例２を取っている。
【００７０】
グラフから、結合素子なしと直線状結合素子（第１の実施形態）では、右旋円偏波と左旋円偏波の利得はほぼ同じであり、直線偏波が放射されていることがわかる。直線状結合素子（第１の実施形態）から第６の実施形態の実施例１への利得の変化をみると、直線偏波利得は６．６ｄＢｉから５．７ｄＢｉとなり０．９ｄＢ劣化しているにも関わらず、右旋円偏波利得は３．７ｄＢｉＣから３．８ｄＢｉＣとほぼ同じ利得が得られている。これは、左旋円偏波利得は３．５ｄＢｉＣから１．９ｄＢｉＣとなり１．６ｄＢ減少していることと、第６の実施形態の実施例１の右旋円偏波利得は左旋円偏波利得より１．９ｄＢ高くなっていることから、直線偏波ではなく、右旋円（楕円）偏波が放射されていることに起因するものである。次に、実施例１から実施例２への利得の変化をみると、直線偏波利得は０．８ｄＢの改善であるが、右旋円偏波利得は２．２ｄＢの改善が得られており、直線偏波の改善量より大きい。これは、左旋円偏波利得は０．６ｄＢ減少していることと、実施例２における右旋円偏波利得が左旋円偏波利得より４．７ｄＢ高くなっていることから、軸比が更に改善された右旋円（楕円）偏波が放射されていることを示している。右旋円偏波は、衛星放送やＧＰＳなどの衛星通信で多く用いられており、第６の実施形態を用いることにより、円偏波を放射させ、天頂方向における右旋円偏波の利得を更に改善することが可能となり、衛星との通信に好適である。
【００７１】
なお、ここでは、平面視において携帯通信端末１の中心を基点として、点対称となる素子形状としているが、アンテナ素子６の中心を基点として点対称の形状が好ましく、これにより軸比を改善することが可能である。すなわち、傾斜部２４ａの起点２４ａａは、アンテナ素子６の中心の近傍が望ましい。さらに、平面視において、傾斜部２４の延長線とアンテナ素子６の延長線で構成される角度は、略Ｓ字状、または略Ｓ字状を形成できれば特に限定されるものではなく、略９０°でも構わない。
【００７２】
（第７の実施形態）
図２１Ａ〜図２３は、本発明に係る携帯通信端末の第７の実施形態の一例を示す。図２１Ａは、実施例１の正面斜視図であり、図２１Ｂは＋Ｚ軸方向から見た上面図であり、図２２Ａは、実施例２の正面斜視図であり、図２２Ｂは、＋Ｚ軸方向から見た上面図である。
【００７３】
（７−１）実施例１
実施例１は、図２１Ａ、図２１Ｂに示すように、第１の結合素子２１ａが＋Ｚ軸方向からの平面視で略逆Ｓ字形状であり、第１の結合素子２１ａの＋Ｘ軸方向と−Ｘ軸方向の両側にそれぞれ第２の結合素子２１ｂ及び第３の結合素子２１ｃが設けられている。携帯通信端末１の位置は、第１の結合素子２１ａの中心より＋Ｘ軸方向となる第２の結合素子２１ｂ側にあり、傾斜部２４ａの起点２４ａａの一方と給電部５およびアンテナ素子６のＸ軸における位置を略同じにし、両者の距離を近接させる。
【００７４】
（７−２）実施例２
実施例２は、図２２Ａ、図２２Ｂに示すように、第１の結合素子２１ａが＋Ｚ軸方向からの上面視で略Ｓ字形状であり、第１の結合素子２１ａの＋Ｘ軸方向と−Ｘ軸方向の両側にそれぞれ第２の結合素子２１ｂ及び第３の結合素子２１ｃが設けられている。携帯通信端末１の位置は、第１の結合素子２１ａの中心より第３の結合素子２１ｃ側にあり、傾斜部２４ａの起点２４ａａの一方と給電部５およびアンテナ素子６のＸ軸における位置を略同じにし、両者の距離を近接させる。
【００７５】
図２３は、右旋円偏波及び左旋円偏波の指向性利得における第７の実施形態の実施例１と実施例２との比較を示した棒グラフである。縦軸に円偏波利得（ｄＢｉＣ）を取り、横軸に実施例１及び実施例２を取っている。
【００７６】
グラフから、実施例１では右旋円偏波が多く放射し、実施例２では左旋円偏波が多く放射することがわかる。Ｘ軸を中心として、第１の結合素子２１ａを１８０度回転させることにより、円偏波の偏波方向を変更することが可能である。また、傾斜部２４ａの起点２４ａａの一方とアンテナ素子６の中心位置を所望の偏波面に応じてＸ軸方向で同じにすることにより、円偏波の軸比を改善することが可能であり、実施例１では右旋円偏波利得を向上させ、実施例２では左旋円偏波利得を向上させることが可能である。
【００７７】
以上、本発明の携帯通信端末１の幾つかの実施形態の一例を説明した。通信波長λに対して略λ／２以上の長さを持つ結合素子２１をアンテナ素子６の近傍で、かつ、アンテナ素子６に対して−Ｚ軸方向に所定の距離を持って近接させて配置し、容量結合することにより、既存の携帯通信端末１の端部にあるアンテナ構成を一切変更せず、既存のアンテナ素子６を利用しつつ、ケーブルなどの接続なしに、＋Ｚ軸方向（この場合、筐体２の長手方向、天頂方向）への放射電力を増加させ、指向性利得が改善される。さらに広帯域化や効率改善が可能となる。そして、天頂方向の指向性利得の改善により、天頂方向にある衛星との衛星通信が可能となり、災害発生時等において地上通信網が使用困難な場合に利用価値を増大させることが可能である。
【００７８】
[２．筐体カバー]
次に、図２４Ａ〜図２８Ｃを用いて本発明に係る筐体カバーの実施形態の一例を説明する。
【００７９】
（第１の実施形態）
図２４Ａは、筐体カバーの第１の実施形態の一例を示す分解斜視図であり、図２４Ｂは、筐体カバーの第１の実施形態の一例を示す組立斜視図である。
【００８０】
図２４Ａ、図２４Ｂに示すように、筐体カバー３０は、結合素子２１を収納している板状部材２０であり、携帯通信端末１の筐体２を保護し筐体２の両側及び裏面を覆うもので、ユーザが筐体カバー３０を筐体２に係合して持ち歩く、例えば市販のカスタムジャケットでもある。筐体カバー３０は、携帯通信端末１の筐体２に直接取り付け可能な本体部４０を備えている。筐体カバー３０を用いて通信を行う場合は、図２４Ｂに示すように、筐体カバー３０を携帯通信端末１から外し、携帯通信端末１の端部４を筐体カバー３０の本体部４０に近接させ、本体部４０に形成された係合部４１に係止させれば良い。即ち、筐体カバー３０が、携帯通信端末１の台座または支持台となる。
【００８１】
また、本体部４０に取り付けられる結合素子２１は、第１の実施形態と同様に、長尺状であり通信波長λに対して略λ／２以上の長さを持つ。そして、携帯通信端末１の筐体２の一つの端部４が、結合素子２１の近傍に配置されることにより、アンテナ素子６と結合素子２１とが容量結合可能となる。
【００８２】
（第２の実施形態）
図２５、図２６Ａ、図２６Ｂ及び図２６Ｃは、筐体カバーの第２の実施形態の一例を示し、図２５は分解斜視図であり、図２６Ａは体部とアンテナ部の取り付け状態の斜視図であり、図２６Ｂは本体部にアンテナ部を取り付けた状態の斜視図であり、図２６Ｃは筐体カバーに携帯通信端末を組み立てた状態を示す斜視図である。
【００８３】
図２５に示すように、筐体カバー３０の本体部４０は、筐体２に直接接合する基体４２と基体４２の裏面に接合する固定部４３と、基体４２と固定部４３の間に配置され両者の長手方向の両端部に固定される第２の結合素子２１ｂ、第３の結合素子２１ｃと回転軸部４５ａを備えている。アンテナ部５０は、第１の平板部５１と、第２の平板部５２と、第１の平板部５１と第２の平板部５２との間に固定される第１の結合素子２１ａと、回転軸部４５ｂとを備え、基体４２と固定部４３とで形成される空間において、回転軸部４５ａに回転軸部４５ｂが挿入され、アンテナ部５０は回動自在に収納される。
【００８４】
本体部４０とアンテナ部５０との組立は、以下の手順で行う。
【００８５】
図２６Ａ、２６Ｂに示すように、アンテナ部５０を本体部４０の回転部４５で矢印の方向に回転させ、本体部４０とアンテナ部５０を相対的に略直交するように配置する。第１の結合素子２１ａはＹ軸上に展開配置され、Ｘ軸方向において、所定の距離をもって第２の結合素子２１ｂと第３の結合素子２１ｃが配置される。次に、図２６Ｃに示すように、携帯通信端末１の筐体２を本体部４０に対して略垂直方向に立て係合部４１に係合させることにより、筐体２の端部４が第１の結合素子２１ａの近傍に配置され、携帯通信端末１と筐体カバー３０との組立が完了し、天頂方向（＋Ｚ軸方向）に高い利得が得られ、衛星との通信を開始することができる。本実施形態では、第２の結合素子２１ｂと第３の結合素子２１ｃは同一面上に構成され、その配置面は、第１の結合素子２１ａの配置面とは異なり、＋Ｚ軸側にわずかにずれて配置される。
【００８６】
（第３の実施形態）
図２７、図２８Ａ、図２８Ｂ、図２８Ｃは、筐体カバーの第３の実施形態の一例を示し、図２７は分解斜視図であり、図２８Ａは本体部とアンテナ部の取り付け状態の斜視図であり、図２８Ｂは本体部にアンテナ部を取り付けた状態の斜視図であり、図２８Ｃは筐体カバーに携帯通信端末を組み立てた状態を示す斜視図である。
【００８７】
図２７に示すように、本体部４０は基体４２ａの裏面に接合する固定部４３ａと４３ｂと、基体４２ａと固定部４３ａ、４３ｂの間に配置され、長手方向の両端部近傍に固定される第２の結合素子２１ｂ、第３の結合素子２１ｃとからなる。アンテナ部５０は、第１の平板部５１と、第２の平板部５２と、第１の平板部５１と第２の平板部５２との間に固定される第１の結合素子２１ａと、を備えている。図２８Ａに示すように、アンテナ部５０は、筐体カバー３０の本体部４０の内面に着脱自在に取り付けられる。
【００８８】
本体部４０とアンテナ部５０との組立は、以下の手順で行う。
【００８９】
本体部４０からアンテナ部５０を外し、図２８Ｂに示すように、アンテナ部５０を本体部４０の両側方に設けられた開口部４６に矢印で示すように挿入させ、本体部４０とアンテナ部５０を相対的に略直交するように配置させる。第１の結合素子２１ａはＹ軸上に展開配置され、Ｘ軸方向において、所定の距離をもって第２の結合素子２１ｂと第３の結合素子２１ｃが配置される。次に、図２８Ｃに示すように、携帯通信端末１の筐体２を本体部４０に対して略垂直方向に立て係合部４１に係合させることにより、筐体２の端部４が第１の結合素子２１ａの近傍に配置され、携帯通信端末１と筐体カバー３０との組立が完了し、天頂方向（＋Ｚ軸方向）に高い利得が得られ、衛星との通信を開始することができる。本実施形態では、第２の結合素子２１ｂと第３の結合素子２１ｃは同一面上に構成されるが、その配置面は、第１の結合素子２１ａの配置面とは異なり、−Ｚ軸側にわずかにずれて配置される。
【００９０】
第１の結合素子２１ａ、第２の結合素子２１ｂ、第３の結合素子２１ｃを備えた筐体カバー３０を用いることにより、携帯通信端末１の基地局を通じた地上での通信のみならず衛星を用いた衛星通信も可能となり、容易に通信帯域を拡張することが可能であり、持ち運びに利便性を伴うことが可能である。また、筐体カバー３０によって、指向性利得の向上にも繋がる。
【００９１】
なお、筐体カバー３０を筐体２とは別の部材として説明したが、結合素子２１は筐体２や、例えば図示していない電池カバーにも設けることが可能であり、筐体２や電池カバーを外して利用することも可能である。この場合は、筐体２は携帯通信端末１のシャーシの様なものに該当し、上記筐体カバー３０が通常観念される「筐体」であると解釈しても良い。
【００９２】
尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明に係る携帯通信端末および筐体カバーは、特定方向、特に筐体の長手方向、天頂方向、への指向性利得の向上や広帯域化や効率改善を行う通信用途に適用可能である。
【符号の説明】
【００９４】
１  携帯通信端末
２  筐体
３  表示部
４  端部
５  給電部
６  アンテナ素子
７  基板
２０，２０ａ，２０ｂ  板状部材
２００  開口部
２１  結合素子
２１ａ  第１の結合素子
２１ｂ  第２の結合素子
２１ｃ  第３の結合素子
２２ａ  本体部分
２２ｂ  折り曲げ部分
２３  終端
２４，２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ  傾斜部
２４０  起点
２４ａａ  起点
３０  筐体カバー
４０  本体部
４１  係合部
４２，４２ａ  基体
４３，４３ａ，４３ｂ  固定部
４５  回転部
４５ａ，４５ｂ  回転軸部
４６  開口部
５０  アンテナ部
５１  第１の平板部
５２  第２の平板部
【図１Ａ】
2015141133.tif 000003
【図１Ｂ】
2015141133.tif 000004
【図１Ｃ】
2015141133.tif 000005
【図２】
2015141133.tif 000006
【図３Ａ】
2015141133.tif 000007
【図３Ｂ】
2015141133.tif 000008
【図４】
2015141133.tif 000009
【図５】
2015141133.tif 000010
【図６Ａ】
2015141133.tif 000011
【図６Ｂ】
2015141133.tif 000012
【図７Ａ】
2015141133.tif 000013
【図７Ｂ】
2015141133.tif 000014
【図８】
2015141133.tif 000015
【図９】
2015141133.tif 000016
【図１０】
2015141133.tif 000017
【図１１Ａ】
2015141133.tif 000018
【図１１Ｂ】
2015141133.tif 000019
【図１２Ａ】
2015141133.tif 000020
【図１２Ｂ】
2015141133.tif 000021
【図１２Ｃ】
2015141133.tif 000022
【図１３】
2015141133.tif 000023
【図１４Ａ】
2015141133.tif 000024
【図１４Ｂ】
2015141133.tif 000025
【図１４Ｃ】
2015141133.tif 000026
【図１５Ａ】
2015141133.tif 000027
【図１５Ｂ】
2015141133.tif 000028
【図１６】
2015141133.tif 000029
【図１７】
2015141133.tif 000030
【図１８Ａ】
2015141133.tif 000031
【図１８Ｂ】
2015141133.tif 000032
【図１９Ａ】
2015141133.tif 000033
【図１９Ｂ】
2015141133.tif 000034
【図２０】
2015141133.tif 000035
【図２１Ａ】
2015141133.tif 000036
【図２１Ｂ】
2015141133.tif 000037
【図２２Ａ】
2015141133.tif 000038
【図２２Ｂ】
2015141133.tif 000039
【図２３】
2015141133.tif 000040
【図２４Ａ】
2015141133.tif 000041
【図２４Ｂ】
2015141133.tif 000042
【図２５】
2015141133.tif 000043
【図２６Ａ】
2015141133.tif 000044
【図２６Ｂ】
2015141133.tif 000045
【図２６Ｃ】
2015141133.tif 000046
【図２７】
2015141133.tif 000047
【図２８Ａ】
2015141133.tif 000048
【図２８Ｂ】
2015141133.tif 000049
【図２８Ｃ】
2015141133.tif 000050
【手続補正書】
【提出日】平成28年9月5日(2016.9.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯通信端末および携帯通信端末に取り付け可能な筐体カバーに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯通信端末を用いて天頂方向に配備された静止衛星との通信を行う衛星携帯電話のサービスが運用されている。これらの衛星通信サービスには天頂方向に指向性をもつ高利得なアンテナが必要である。また、地上の無線通信では一般的に直線偏波が使用されているが、衛星通信の場合、衛星の姿勢によって偏波方向が変わってしまい受信が困難となるため、右旋円偏波が広く使用されている。このため、衛星携帯端末のアンテナは、右旋円偏波に対応し、天頂方向に高利得であることが求められる。一方、地上通信網のアンテナは、天頂方向よりむしろ略水平方向において一様に高い利得をもつことが求められる。そのため、地上通信網と衛星通信の両者に対応するアンテナ構成は困難である。
【０００３】
特許文献１〜３には、アンテナ（給電素子）等を改良し、指向性を変更する技術が開示されている。
【０００４】
特許文献１には、筐体から突出した少なくとも１つの受動アンテナ素子（無給電）と受動アンテナ素子に近接した１つの能動アンテナ素子（給電素子）を備え、受動アンテナ素子に回路素子（リアクタンス素子）を接続し、回路素子の定数を変更することにより指向性を変化させる携帯電話機が開示されている。また、特許文献２には、誘導体基板に配設されλ／４の長さを有する給電素子と、給電素子の両側に配置され可変リアクタンス素子が装荷され１つ以上のスロットからなる無給電素子と、可変リアクタンス素子の少なくとも１つの容量を変えることにより指向性を切換えるアンテナ装置が開示されている。そして、特許文献３には、ダイポールアンテナと対向する位置に無給電素子を備え、ダイポールアンテナの中心点とこの中心点に対向する無給電素子上の点を結ぶ直線の距離ｋと、無給電素子の一端とこの一端に対向するダイポールアンテナの点とを結ぶ直線の距離ｍが、ｍ＞ｋの関係となるように配置することにより、人体等の障害物と反対方向の指向性が得られ、高利得化を達成する携帯無線機および携帯無線機に内蔵されるアンテナ装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００５−５２１２８９号公報
【特許文献２】特許第４１７３４５３号公報
【特許文献３】特許第４４４４２１５号公報
【発明の概要】
【０００６】
特許文献１〜３に開示された技術は、携帯通信端末のアンテナ等を改良してアンテナの指向性を変更するための工夫である。しかしながら、スマートフォン等の携帯通信端末に備えられている既存のアンテナ素子に対して、リアクタンス素子などの回路素子の追加と、これら回路素子を制御する回路が必要であり、また、無給電素子を筐体内部に配置するための空間が必要なため、携帯通信端末が大きくなる。また、携帯通信端末とは別体のアンテナ装置をケーブル、カード等の物理的な接続により給電し、アンテナの指向性を変更することは可能であるが、携帯通信端末に別体のアンテナ装置を給電するための接続端子を設けると、携帯通信端末のサイズが大きくなると共に、別体のアンテナ装置を常に携帯する必要があり、携帯性、利便性に難がある。
【０００７】
本発明は、既存の携帯通信端末の端部にあるアンテナ構成を一切変更せず、既存のアンテナ素子そのままを用いて指向性利得の高い携帯通信端末および筐体カバーを提供することを目的とする。
【０００８】
本発明の携帯通信端末は、筐体と、筐体の内部のいずれか一つの端部に近接して収納され、給電を受ける給電部を有するアンテナ素子と、筐体の内部であって、アンテナ素子より筐体の一つの端部から遠い方向に展開して配置され、アンテナ素子と接続されてアンテナ素子のグランドとして機能する導電体を有する基板と、筐体とは別に独立して設けられ、通信波長λに対して略λ／２以上の長さを持つ長尺状の結合素子と、を備え、筐体の一つの端部が、結合素子の近傍に配置されることにより、アンテナ素子と結合素子とが容量結合する。
【０００９】
本発明の携帯通信端末の一態様として例えば、結合素子が円偏波対応アンテナである。
【００１０】
本発明の携帯通信端末の一態様として例えば、結合素子が、筐体に対して別に独立して設けられる非導電性の板状部材に設けられる。
【００１１】
本発明の携帯通信端末の一態様として例えば、結合素子が、板状部材に配置された第１の結合素子と、第１の結合素子に対して所定の間隔をおいて板状部材に設けられた第２の結合素子とを含み、筐体の一つの端部が、第１の結合素子の近傍に設けられることにより、アンテナ素子と第１及び第２の結合素子とが容量結合する。
【００１２】
本発明の携帯通信端末の一態様として例えば、結合素子が、第１の結合素子及び第２の結合素子とは異なる第３の結合素子をさらに含み、第３の結合素子は、第１の結合素子に対して第２の結合素子が設けられた側とは逆側において所定の間隔をおいて板状部材に設けられ、筐体の一つの端部が、第１の結合素子の近傍に設けられることにより、アンテナ素子と第１、第２および第３の結合素子とが容量結合する。
【００１３】
本発明の携帯通信端末の一態様として例えば、第２の結合素子および第３の結合素子が、直線上の本体部分および本体部分の両端で略９０度方向に折り曲げられた折り曲げ部分を有する。
【００１４】
本発明の携帯通信端末の一態様として例えば、第２の結合素子および第３の結合素子の各々が複数設けられる。
【００１５】
本発明の携帯通信端末の一態様として例えば、結合素子の一部の展開方向の延長線は、筐体の一つの端部が結合素子の近傍に配置されたときに、アンテナ素子の長手方向に対して斜めに交差し、終端が解放された傾斜部を少なくとも含む。
【００１６】
本発明の携帯通信端末の一態様として例えば、結合素子が、平面視でＳ字形状または逆Ｓ字形状を呈する。
【００１７】
本発明の携帯通信端末の一態様として例えば、板状部材が、筐体に取り付けられる筐体カバーにより構成される。
【００１８】
本発明の携帯通信端末の一態様として例えば、筐体カバーが、筐体に直接取り付けられる本体部と、結合素子を含むアンテナ部と、を含む。
【００１９】
本発明の筐体カバーは、携帯通信端末に取り付け可能な筐体カバーであって、携帯通信端末の筐体に直接取り付け可能な本体部と、筐体の内部のいずれか一つの端部に近接して収納され、給電を受ける給電部を有するアンテナ素子と容量結合が可能であり、通信波長λに対して略λ／２以上の長さを持つ長尺状の結合素子と、を備え、結合素子は本体部に取り付けられ、携帯通信端末の筐体の一つの端部が、結合素子の近傍に配置されることにより、アンテナ素子と結合素子とが容量結合可能である。
【００２０】
本発明の筐体カバーの一態様として例えば、本体部に対し相対的に移動可能に取り付けられ、結合素子を含むアンテナ部を備え、携帯通信端末の筐体の一つの端部が、結合素子の近傍に配置される場合、アンテナ部は、本体部に対し、相対的に略直交するように配置される。
【００２１】
本発明の筐体カバーの一態様として例えば、アンテナ部は、本体部に対し相対的に回転可能に取り付けられる。
【００２２】
本発明の携帯通信端末および筐体カバーにおいて、通信波長λに対して略λ／２以上の長さを持つ結合素子をアンテナ素子の下部に所定の距離をもって近接させて配置し、両者が容量結合することにより、既存の携帯通信端末の端部にあるアンテナ構成を一切変更せずに、既存のアンテナ素子をそのまま利用しつつ、ケーブルなどを接続なしに、特定方向、特に筐体の長手方向、天頂方向への放射電力を増加させ、指向性利得が改善される。さらに広帯域化や効率改善が可能となる。そして、天頂方向の指向性利得の改善により、天頂方向にある衛星との衛星通信が可能となり、災害発生時等において地上通信網が使用困難な場合の利用価値を増大させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明に係る携帯通信端末の第１の実施形態の一例を示す正面斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本発明に係る携帯通信端末の第１の実施形態の一例を示す正面図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、本発明に係る携帯通信端末の第１の実施形態の一例を示す右側面図である。
【図２】図２は、本発明に係る携帯通信端末の第１の実施形態の右旋円偏波の指向性利得における結合素子有無の比較を示した棒グラフである。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明に係る携帯通信端末の第１の実施形態の右旋円偏波における結合素子有無の比較を示した放射パターン図のうちの、結合素子のない場合の放射パターン図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明に係る携帯通信端末の第１の実施形態の右旋円偏波における結合素子有無の比較を示した放射パターン図のうちの結合素子のある場合の放射パターン図である。
【図４】図４は、本発明に係る携帯通信端末の第１の実施形態の広域周波数帯域の電圧定存波比における結合素子有無の比較を示した折れ線グラフである。
【図５】図５は、本発明に係る携帯通信端末の第１の実施形態の効率における結合素子有無の比較を示した棒グラフである。
【図６Ａ】図６Ａは、本発明に係る携帯通信端末の第１の実施形態の結合素子の長さに応じた右旋円偏波の指向性利得の変化と結合素子なしとの比較を示す折れ線グラフである。
【図６Ｂ】図６Ｂは、本発明に係る携帯通信端末の第１の実施形態の結合素子の長さに応じた効率の変化と結合素子なしとの比較を示す折れ線グラフである。
【図７Ａ】図７Ａは、本発明に係る携帯通信端末の第２の実施形態の一例を示す正面斜視図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、本発明に係る携帯通信端末の第２の実施形態の一例を示す右側面図である。
【図８】図８は、本発明に係る携帯通信端末の第２の実施形態の右旋円偏波の指向性利得における結合素子数の比較を示した棒グラフである。
【図９】図９は、本発明に係る携帯通信端末の第２の実施形態の効率における結合素子数の比較を示した棒グラフである。
【図１０】図１０は、本発明に係る携帯通信端末の第２の実施形態の最大放射角度変更における実施例２を示す正面斜視図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、本発明に係る携帯通信端末の第２の実施形態の最大放射角度変更における実施例３を示す正面斜視図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、本発明に係る携帯通信端末の第２の実施形態の最大放射角度変更における実施例３を示す左側面図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、本発明に係る携帯通信端末の第３の実施形態の一例を示す正面斜視図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、本発明に係る携帯通信端末の第３の実施形態の一例を示す右側面図である。
【図１２Ｃ】図１２Ｃは、本発明に係る携帯通信端末の第３の実施形態の一例を示す上面図である。
【図１３】図１３は、本発明に係る携帯通信端末の第３の実施形態の右旋円偏波の指向性利得における結合素子数および距離の比較を示した棒グラフである。
【図１４Ａ】図１４Ａは、本発明に係る携帯通信端末の第３の実施形態の最大放射角度変更における実施例１を示す正面斜視図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、本発明に係る携帯通信端末の第３の実施形態の最大放射角度変更における実施例１を示す右側面図である。
【図１４Ｃ】図１４Ｃは、本発明に係る携帯通信端末の第３の実施形態の最大放射角度変更における実施例１を示す上面図である。
【図１５Ａ】図１５Ａは、本発明に係る携帯通信端末の第３の実施形態の最大放射角度変更における実施例２を示す正面斜視図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、本発明に係る携帯通信端末の第３の実施形態の最大放射角度変更における実施例２を示す右側面図である。
【図１６】図１６は、本発明に係る携帯通信端末の第４の実施形態の一例を示す正面斜視図である。
【図１７】図１７は、本発明に係る携帯通信端末の第５の実施形態の一例を示す正面斜視図である。
【図１８Ａ】図１８Ａは、本発明に係る携帯通信端末の第６の実施形態の実施例１を示す正面斜視図である。
【図１８Ｂ】図１８Ｂは、本発明に係る携帯通信端末の第６の実施形態の実施例１を示す上面図である。
【図１９Ａ】図１９Ａは、本発明に係る携帯通信端末の第６の実施形態の実施例２を示す正面斜視図である。
【図１９Ｂ】図１９Ｂは、本発明に係る携帯通信端末の第６の実施形態の実施例２を示す上面図である。
【図２０】図２０は、本発明に係る携帯通信端末の第６の実施形態の右旋円偏波、左旋円偏波及び直線偏波の指向性利得における結合素子形状との比較を示した棒グラフである。
【図２１Ａ】図２１Ａは、本発明に係る携帯通信端末の第７の実施形態の実施例１を示す正面斜視図である。
【図２１Ｂ】図２１Ｂは、本発明に係る携帯通信端末の第７の実施形態の実施例１を示す上面図である。
【図２２Ａ】図２２Ａは、本発明に係る携帯通信端末の第７の実施形態の実施例２を示す正面斜視図である。
【図２２Ｂ】図２２Ｂは、本発明に係る携帯通信端末の第７の実施形態の実施例２を示す上面図である。
【図２３】図２３は、本発明に係る携帯通信端末の第７の実施形態の右旋円偏波、左旋円偏波の指向性利得における実施例１と実施例２との比較を示した棒グラフである。
【図２４Ａ】図２４Ａは、本発明に係る筐体カバーの第１の実施形態の一例を示す分解斜視図である。
【図２４Ｂ】図２４Ｂは、本発明に係る筐体カバーの第１の実施形態の一例を示す組立斜視図である。
【図２５】図２５は、本発明に係る筐体カバーの第２の実施形態の一例を示す分解斜視図である。
【図２６Ａ】図２６Ａは、本発明に係る筐体カバーの第２の実施形態の組立の一例を示す本体部とアンテナ部の取り付け状態の斜視図である。
【図２６Ｂ】図２６Ｂは、本発明に係る筐体カバーの第２の実施形態の組立の一例を示す本体部にアンテナ部を取り付けた状態の斜視図である。
【図２６Ｃ】図２６Ｃは、本発明に係る筐体カバーの第２の実施形態の組立の一例を示す筐体カバーに携帯通信端末を組み立てた状態を示す斜視図である。
【図２７】図２７は、本発明に係る筐体カバーの第３の実施形態の一例を示す分解斜視図である。
【図２８Ａ】図２８Ａは、本発明に係る筐体カバーの第３の実施形態の組立の一例を示す本体部とアンテナ部の取り付け状態の斜視図である。
【図２８Ｂ】図２８Ｂは、本発明に係る筐体カバーの第３の実施形態の組立の一例を示す本体部にアンテナ部を取り付けた状態の斜視図である。
【図２８Ｃ】図２８Ｃは、本発明に係る筐体カバーの第３の実施形態の組立の一例を示す筐体カバーに携帯通信端末を組み立てた状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明に係る携帯通信端末および筐体カバーの好適な実施形態を、図１Ａ〜図２８Ｃに基づいて詳述する。
【００２５】
[１．携帯通信端末]
（第１の実施形態）
図１Ａ〜図６Ｂを用いて、本発明に係る携帯通信端末の第１の実施形態の一例を詳述する。図１Ａは正面斜視図、図１Ｂは正面図、図１Ｃは右側面図である。
【００２６】
携帯通信端末１は、スマートフォン、タブレット、データ通信端末、携帯情報機器などの通信機能を備える通信端末である。本実施形態では、携帯通信端末１の一例としてスマートフォンを示している。携帯通信端末１は、筐体２と、筐体２内部に収納される液晶パネル等からなる表示部３と、筐体２内部に収納され筐体２の端部４（図面では下側）近傍に給電を受ける給電部５を有するアンテナ素子６と、基板７と、を備えている。また、配置関係を明確にするために、図面上では、表示部の前後方向をＸ軸、Ｘ軸と直角方向で携帯通信端末１の短手方向をＹ軸、Ｘ軸と垂直方向で携帯通信端末１の長手方向をＺ軸としている。
【００２７】
アンテナ素子６は、携帯通信端末１が携帯電話等の地上の基地局と通信を行うために必要な通信アンテナであり、略長方形状をなし、その長手方向がＹ軸方向に沿って配置されている。また、アンテナ素子６と垂直方向のＺ軸方向に沿って基板７が配置されている。そして、基板７は、導電体からなり、アンテナ素子６より筐体２の一つの端部４から遠い方向に展開して配置され、アンテナ素子６と筐体２の端部４の近傍において接続されてアンテナ素子６のグランドとして機能している。
【００２８】
基板７は、多層プリント基板のいずれかの層で基板パターンとして構成されても良く、また、表示部３と基板７の間に設けられ（図示省略）表示部３の補強を行う金属板等でも良い。
【００２９】
アンテナ素子６と、給電部５と、基板７により、モノポールアンテナが構成され、Ｙ軸およびＺ軸方向に主成分をもつ直線偏波が放射される。
【００３０】
尚、端部４を携帯通信端末１の下部としたが、携帯通信端末１のアンテナ素子６の設置位置に応じて端部４を変更しても良い。
【００３１】
携帯通信端末１の端部４に近接または接触して板状部材２０が配置される。板状部材２０は、例えば樹脂製の非導電性部材からなり、略長方形状の平板状をなし、筐体２に対して別に独立して設けられている。また、板状部材２０は、筐体２の後述する筐体カバー３０であっても良く、携帯通信端末１のアクセサリー等の部品でも良い。そして、板状部材２０は、板状部材２０内部に収納され所定の長さＬ（図面Ｙ軸方向の長さ）を持つ長尺状の結合素子２１を備え、本実施形態では、アンテナ素子６に対して、−Ｚ軸方向に所定の距離を持って近接して配置され、携帯通信端末１の台座または支持台として示されている。
【００３２】
携帯通信端末１のアンテナ素子６の長手方向（Ｙ軸方向）と結合素子２１の長手方向とを略平行に配置させることにより、アンテナ素子６と結合素子２１間の結合量は増加し、相互結合により合成した指向性を有する広帯域アンテナの形成が可能となる。即ち、筐体２の一つの端部４が、結合素子２１の近傍に配置されることにより、アンテナ素子６と結合素子２１とが容量結合する。そして、＋Ｚ軸方向から順に、基板７、給電部５、アンテナ素子６、端部４、結合素子２１の順に略直線上に配置される。さらに、板状部材２０を地面と、例えば水平に保つことにより、基板７およびアンテナ素子６から放射される電磁波は、結合素子２１により主に、＋Ｙ軸方向の放射成分が増幅され、天頂方向（＋Ｚ軸方向）に高利得な指向性を持たせることが可能となり、特に、天頂に存在する衛星などを用いた通信に有効である。すなわち、アンテナ素子６と基板７と結合素子２１との位置関係に依存し、指向性の向きが決定される。したがって、アンテナ素子６と端部４を携帯通信端末１の上部とし、結合素子２１をアンテナ素子６に対して＋Ｚ軸方向に配置する場合、指向性は地面（−Ｚ軸）方向を向く。また、携帯通信端末１と板状部材２０とを近接させるだけで良く、携帯通信端末１への同軸線等の物理的な給電接続が不要となり、既存の携帯通信端末１の利用が可能となる。
【００３３】
図２は、右旋円偏波の指向性利得における結合素子有無の比較を示した棒グラフである。縦軸に円偏波利得（ｄＢｉＣ）を取り、横軸に設計周波数ｆ０（ＭＨｚ）に対する差分の周波数を取っている。また、横線模様の棒グラフが結合素子２１のない場合を示し、縦線模様の棒グラフが結合素子２１のある場合を示している。結合素子２１のない場合に比べ、結合素子２１の存在によりどの周波数においても明らかに指向性利得が向上している。
【００３４】
図３Ａ、図３Ｂは、右旋円偏波における結合素子有無の比較を示した放射パターン図で、図３Ａは結合素子のない場合の放射パターン図を示し、図３Ｂは結合素子のある場合の放射パターン図を示している。結合素子２１がない場合に比較して、結合素子２１がある場合は、９０°〜１８０°、１８０°〜２７０°（−９０°）の放射量が少なくなるが、−９０°〜＋９０°の放射量は増加していることがわかる。結合素子２１がない場合は、放射量が最大となる最大放射角度は−４７．０°であったものが、結合素子２１がある場合は、最大放射角度が−２５．０°となっている。従って、天頂方向に対しては、結合素子２１のない場合に比べ、結合素子２１の存在により指向性利得が改善している。このことは、結合素子２１が天頂方向に存在する衛星などとの通信に有効であることを示している。
【００３５】
図４は、広域周波数帯域の電圧定存波比における結合素子有無の比較を示した折れ線グラフである。縦軸に電圧定存波比（Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｓｔａｎｄｉｎｇ  Ｗａｖｅ  Ｒａｔｉｏ：ＶＳＷＲ）を取り、横軸に設計周波数ｆ０に対する差分の周波数（ＭＨｚ）を取っている。実線は結合素子２１がある場合、点線は結合素子２１がない場合を示し、ＶＳＷＲ＝３の基準線を破線で示している。
【００３６】
設計周波数ｆ０のＶＳＷＲは、結合素子２１なしの場合、１．５であるが、結合素子２１ありの場合は１．７でほぼ同じである。また、周波数帯域ｆ０＋１９０ＭＨｚのＶＳＷＲは、結合素子２１なしの場合、３．４であるが、結合素子２１ありの場合は２．３で、基準の３以下となり、良化している。ＶＳＷＲ＝３以下の帯域幅を設計周波数ｆ０で割った比帯域は、結合素子２１なしの場合１７％であるが、結合素子２１ありの場合は３８％で、携帯通信端末１を広帯域通信可能な状態にしている。
【００３７】
図５は、効率における結合素子有無の比較を示した棒グラフである。縦軸に効率（ｄＢ）を取り、横軸に設計周波数ｆ０ＭＨｚに対する差分の周波数を取っている。また、横線模様の棒グラフは結合素子２１のない場合を示し、縦線模様の棒グラフは結合素子２１のある場合を示している。特に、周波数帯域ｆ０＋１５０〜２２０ＭＨｚにおける効率は改善し、例えばｆ０＋１７０ＭＨｚでは、結合素子２１のない場合の−１．４ｄＢに対して結合素子２１がある場合は−０．６ｄＢとなり、結合素子２１がある場合は０．８ｄＢ改善している。図４および図５のグラフから、結合素子２１の存在により携帯通信端末１が広帯域化となると共に、効率が改善していることが理解できる。
【００３８】
図６Ａ、図６Ｂは、結合素子の長さにより指向性利得および効率の相違を示す折れ線グラフで、図６Ａは右旋円偏波の指向性利得、図６Ｂは効率を示している。図６Ａでは、縦軸が円偏波利得（ｄＢｉＣ）、横軸が通信波長λに対する結合素子２１の長さＬを、また、図６Ｂでは、縦軸が効率（ｄＢ）、横軸が通信波長λに対する結合素子２１の長さＬを取っている。図６Ａ、図６Ｂにおいて、実線は結合素子２１ありの場合を示し、破線は結合素子２１なしの場合を示す。
【００３９】
図６Ａ、図６Ｂのグラフから通信波長λの７／１６（＜１／２）の長さＬ以下になると指向性利得および効率は、結合素子２１なしの場合より劣化することが分かる。従って、結合素子２１の長さＬを通信波長λに対して略λ／２以上とすることが適切であり、１λ近傍が最良である。これは、結合素子２１の長さＬに応じて、結合素子２１に流れる電流振幅と位相が変化することに依存するものである。結合素子２１の長さＬを略λ／２以上とすることにより携帯通信端末１の端部にあるアンテナ構成変更を一切不要として携帯通信端末１の放射方向を変更し、最大放射方向の利得を改善させることが可能となる。
【００４０】
なお、第１の実施形態では、平面視において結合素子２１の中心が携帯通信端末１の中心と略同一となるように配置され、結合素子２１とアンテナ素子６の中心がずれているが、結合素子２１の中心をアンテナ素子６の中心と同一とすることが望ましい。
【００４１】
また、Ｙ軸方向に結合素子２１を移動することで最大放射角度は変化し、移動したＹ軸方向と同じ方向に指向性を傾けることが可能である。例えば、Ｙ軸方向における結合素子２１の中心位置を−０．２５λから＋０．２５λに変更し、＋Ｙ軸方向に移動することで、最大放射角度を＋Ｚ軸から＋Ｘ軸または＋Ｙ軸に向かう角度で示すと、Ｙ−Ｚ平面における最大放射角度は−１０°から＋２５°に変化し、指向性は＋Ｙ軸方向に傾く。これにより、例えば、所望の衛星の存在する仰角に応じて、結合素子の位置を変更し、適宜、所望の衛星を捕捉することが可能となる。
【００４２】
（第２の実施形態）
図７Ａ〜図１１Ｂは、本発明に係る携帯通信端末の第２の実施形態の一例を示し、図７Ａは正面斜視図、図７Ｂは右側面図である。なお、表示部３は図示を省略しており、以降の図面でも同様である。
【００４３】
第２の実施形態では、第１の実施形態における結合素子２１を第１の結合素子２１ａとし、第１の結合素子２１ａとは異なる位置で板状部材２０内部に第２の結合素子２１ｂが設けられている。そして、第２の実施形態に於いては、第２の結合素子２１ｂは第１の結合素子２１ａの前方（Ｘ軸方向）に距離Ｄの間隔（所定の間隔）をおいて配置されている。第２の結合素子２１ｂも第１の結合素子２１ａと同様にＹ軸方向に延在する長尺状（直線状）をなしている。板状部材２０の上面には、開口部２００が設けられ、携帯通信端末１が開口部２００の位置において板状部材２０に装着される。
【００４４】
また、第１の結合素子２１ａのＹ軸方向における長さをＬ１とし、第２の結合素子２１ｂの長さをＬ２とし、第１の結合素子２１ａのＸ軸方向における中心位置と第２の結合素子２１ｂのＸ軸方向における中心位置との距離をＤとする。第２の結合素子２１ｂの長さＬ２、距離Ｄはそれぞれ略１λ、略λ／２が好ましい。
【００４５】
なお、第２の結合素子２１ｂを図面上では手前側に配置しているが、Ｘ軸方向で見て反対側の他端近傍に配置しても良い（図７Ｂ破線の第２の結合素子２１ｂ参照）。
【００４６】
図８は、右旋円偏波の指向性利得における結合素子数の比較を示した棒グラフである。縦軸に円偏波利得（ｄＢｉＣ）を取り、横軸に設計周波数ｆ０（ＭＨｚ）に対する差分の周波数を取っている。また、横線模様の棒グラフが結合素子２１のない場合、縦線模様の棒グラフが第１の実施形態の結合素子２１を１つ備えている場合、四角模様の棒グラフが第２の実施形態の第１の結合素子２１ａと第２の結合素子２１ｂとを備えている場合を示している。また、第１の結合素子２１ａの長さＬ１をλ、第２の結合素子２１ｂの長さＬ２を０．４７λ、距離Ｄをλ／２とした結果である。
【００４７】
このグラフから、第１の実施形態に比較して第２の実施形態では、円偏波利得が設計周波数ｆ０（ＭＨｚ）で１．２ｄＢ（＝４．９−３．７）、平均で１．１ｄＢ（＝４．１−３．０）改善し、所望の帯域全体でも改善していることがわかる。
【００４８】
図９は、図８と同一条件で測定した効率（ｄＢ）を示す棒グラフである。このグラフから、効率に於いては結合素子数による変化が特にないことがわかる。
【００４９】
＜最大放射角度の変更＞
次に、第２の実施形態における最大放射角度を変更する実施例について説明する。
【００５０】
（２−１）実施例１
実施例１は、距離Ｄを変更することで最大放射角度を変更する。第１の結合素子２１ａと第２の結合素子２１ｂとの距離Ｄを変更させることで最大放射角度を変更することが可能である。例えば、距離Ｄをλ／４から３λ／４に変更し、＋Ｘ軸方向に第２の結合素子２１ｂを移動するとＸ―Ｚ平面で最大放射角度は−２０°から＋２０°に変化し、＋Ｘ軸方向に指向性が傾く。また、距離Ｄを０．５λから０．７λに変更し、＋Ｘ軸方向に第２の結合素子２１ｂを移動すると、Ｘ−Ｚ平面において最大放射角度は０°から＋１５°に変化し、＋Ｘ軸方向に指向性が傾く。すなわち、第２の結合素子２１ｂを＋Ｘ軸方向に移動すると、指向性も＋Ｘ軸方向に傾く。
【００５１】
（２−２）実施例２
実施例２は、アンテナ素子６と第１の結合素子２１ａとの相対的距離を変更することで最大放射角度を変更する。図１０は、本発明に係る携帯通信端末の第２の実施形態の最大放射角度変更における実施例２を示す正面斜視図である。図１０では、携帯通信端末１のアンテナ素子６をＸ軸方向に沿って移動し板状部材２０の一端、すなわち、第２の結合素子２１ｂと反対側の端面側、に配置しており、第１の結合素子２１ａと第２の結合素子２１ｂの長さ、間隔は実施例１と同一としている。アンテナ素子６と第１の結合素子２１ａとの距離Ｄ１は、距離Ｄと同じＤ１＝Ｄ＝λ／２であり、第１の結合素子２１ａと第２の結合素子２１ｂを含む板状部材２０を＋Ｘ軸方向にλ／２移動している。この場合、Ｘ−Ｚ平面における最大放射角度は０°から＋２５°に変化し、実施例１と同じく第１の結合素子２１ａの移動方向である＋Ｘ軸方向に指向性が傾く。アンテナ素子６と第１の結合素子２１ａとのＸ軸方向に於ける相対的距離の変更により最大放射角度（指向性）を変更することが可能である。
【００５２】
（２−３）実施例３
実施例３は、板状部材２０を傾斜させることで最大放射角度を変更する。図１１Ａは、本発明に係る携帯通信端末の第２の実施形態の最大放射角度変更における実施例３を示す正面斜視図であり、図１１Ｂは左側面図である。図１１Ａ、図１１Ｂでは、Ｙ軸を中心として板状部材２０を−Ｚ軸方向に向かって角度θで傾けている。板状部材２０の平面部と第２の結合素子２１ｂの平面部は平行に配置していることから、第２の結合素子２１ｂは同様に角度θで傾けられ、即ち、アンテナ素子６から第２の結合素子２１ｂが離間する方向に板状部材２０を傾けている。その他の寸法については実施例１と同一である。角度θを変更することで最大放射角度を変更することが可能である。例えば、角度θを０°から４５°に回転すると、Ｘ−Ｚ平面における最大放射角度は０°から３５°に変化し、＋Ｘ軸方向に指向性が傾く。しかしながら角度θを５０°にしても最大放射角度は３５°のままで変化しない。つまり、所定の角度までであるが、板状部材２０および第２の結合素子２１ｂの平面部と略直交する方向に指向性を向けることが可能である。
【００５３】
以上のように、第２の実施形態では、筐体２に収納されたアンテナ素子６の近傍に第１の結合素子２１ａを設け、第１の結合素子２１ａとＸ軸上において所定の間隔で第２の結合素子２１ｂを設けることにより、アンテナ素子６と第１の結合素子２１ａ及び第２の結合素子２１ｂとが容量結合して、指向性利得が改善される。また、アンテナ素子６と第１の結合素子２１ａの間隔や第２の結合素子２１ｂの傾きを変更することにより、最大放射角度を変更し、指向性を傾けることが可能となる。これにより、例えば、所望の衛星の存在する仰角に応じて、第１の結合素子２１ａまたは第２の結合素子２１ｂの位置を変更し、適宜、所望の衛星を捕捉することが可能となる。
【００５４】
（第３の実施形態）
図１２Ａ〜図１５Ｂは、本発明に係る携帯通信端末の第３の実施形態の一例を示し、図１２Ａは正面斜視図、図１２Ｂは右側面図、図１２Ｃは上面図である。
【００５５】
第３の実施形態は、第２の実施形態に対して更に第３の結合素子２１ｃを備えている。第３の結合素子２１ｃは、板状部材２０の後端面近傍に配置され、第１の結合素子２１ａと所定の間隔である距離Ｄ２でＸ軸方向に沿って離間している。ここでは、距離Ｄ２は距離Ｄと同じとしている（Ｄ２＝Ｄ）。そして、第３の結合素子２１ｃも第１の結合素子２１ａと同様にＹ軸方向に延在する長尺状（直線状）をなしている。
【００５６】
図１３は、右旋円偏波の指向性利得における結合素子数および距離Ｄの比較を示した棒グラフである。周波数は設計周波数ｆ０（ＭＨｚ）である。距離Ｄは、Ｄ＝０．２５λとＤ＝０．５λである。縦軸に右旋円偏波利得（ｄＢｉＣ）を取り、横軸に結合素子数を取っている。第１の結合素子２１ａの両側に第２の結合素子２１ｂと第３の結合素子２１ｃを設けることにより、各素子間の距離Ｄ（＝Ｄ１＝Ｄ２）を変化させても第１の実施形態および第２の実施形態に比較して指向性利得が改善されていることがわかる。
【００５７】
＜最大放射角度の変更＞
次に、図１４Ａ〜図１５Ｂを用いて第３の実施形態における最大放射角度を変更する実施例を説明する。
【００５８】
（３−１）実施例１
実施例１は、アンテナ素子６と第１の結合素子２１ａとの相対的距離を変更することで最大放射角度を変更する。図１４Ａは、本発明に係る携帯通信端末の第３の実施形態の最大放射角度変更における実施例１を示す正面斜視図であり、図１４Ｂは、右側面図であり、図１４Ｃは、上面図である。図１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃでは、携帯通信端末１のアンテナ素子６を第３の結合素子２１ｃ側にＸ軸方向に沿って移動している。アンテナ素子６と第１の結合素子２１ａとの距離Ｄ３は、例えばＤ３＝０．２７λである。つまり、第１の結合素子２１ａを＋Ｘ軸方向に０．２７λ移動している。この場合、Ｘ−Ｚ平面における最大放射角度はＤ３＝０のときの０°に対して、２０°に変化し、指向性は＋Ｘ軸方向に傾く。また、Ｄ３＝０．２７λで、第１の結合素子２１ａを−Ｘ軸方向に移動する場合、最大放射角度は−１０°に変化し、−Ｘ軸方向に傾く。一方、第２の実施形態においてＤ１を０．２７λとし、＋Ｘ軸方向と−Ｘ軸方向に移動したときの最大放射角度はそれぞれ１５°と−５°である。アンテナ素子６と第１の結合素子２１ａとのＸ軸方向に於ける相対的距離の変更により最大放射角度（指向性）を変更することが可能であり、また、第２の実施形態の実施例１に比較して大きく変更することが可能である。
【００５９】
（３−２）実施例２
実施例２は、板状部材２０を傾斜させることで最大放射角度を変更する。図１５Ａは、本発明に係る携帯通信端末の第３の実施形態の最大放射角度変更における実施例２を示す正面斜視図であり、図１５Ｂは、右側面図である。図１５Ａ、１５Ｂでは、Ｙ軸を中心として板状部材２０を−Ｚ軸方向に向かって角度α傾けている。即ち、第２の結合素子２１ｂがアンテナ素子６から離間する方向に板状部材２０を傾けている。角度αを変更することで最大放射角度を変更することが可能であり、例えば、α＝４５°の場合、Ｘ−Ｚ平面における最大放射角度は４０°となり、＋Ｘ軸方向に傾く。第２の実施形態の実施例３の場合の最大放射角度は３５°に比較して放射角度を大きく変更することが可能である。
【００６０】
以上のように、第３の実施形態では、筐体２に収納されたアンテナ素子６の近傍に第１の結合素子２１ａを設け、第１の結合素子２１ａとＸ軸方向に所定の間隔で第２の結合素子２１ｂと第３の結合素子２１ｃを設けることにより、アンテナ素子６と第１の結合素子２１ａ、第２の結合素子２１ｂ及び第３の結合素子２１ｃとが容量結合して、指向性利得がより改善される。また、アンテナ素子６と第１の結合素子２１ａの間隔や、第２の結合素子２１ｂの傾きを変更することにより、最大放射角度を変更し、指向性を傾けることが可能となる。これにより、例えば、所望の衛星の存在する仰角に応じて、第１の結合素子２１ａまたは第２の結合素子２１ｂの位置を変更し、適宜、所望の衛星を捕捉することが可能となる。
【００６１】
尚、距離Ｄ、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、傾きθ、αの一例を示したが、これら組み合わせにより最大放射角度を調整することが可能であり、必要に応じて、適宜、設定されるものであり、例えば、所望の衛星の仰角にあわせて、予め最大放射方向を最適化された結合素子の配置された板状部材２０に携帯通信端末１の端部を近接させて置くだけで、衛星を捕捉することが可能となる。
【００６２】
（第４の実施形態）
図１６は、本発明に係る携帯通信端末の第４の実施形態の一例を示す正面斜視図である。
【００６３】
第４の実施形態は、２つの板状部材２０ａ、２０ｂからなり、１つの板状部材２０ａに第１の結合素子２１ａが収納され、他の板状部材２０ｂに第２の結合素子２１ｂと第３の結合素子２１ｃが収納されている。また、第２の結合素子２１ｂ及び第３の結合素子２１ｃは、その両端が第１の結合素子２１ａに向かって延在する略コ字形状をなしている。即ち、直線上の本体部分２２ａと本体部分２２ａの両端で略９０度方向に折り曲げられた折り曲げ部分２２ｂを有している。コ字形状とすることにより板状部材２０の小型化が可能となる。
【００６４】
（第５の実施形態）
図１７は、本発明に係る携帯通信端末の第５の実施形態の一例を示す正面斜視図である。
【００６５】
第５の実施形態は、第４の実施形態の変形例であり、第２の結合素子２１ｂ及び第３の結合素子２１ｃがそれぞれ２素子あり、それぞれＹ軸方向に沿って一対の配置となっている。また、第２の結合素子２１ｂ及び第３の結合素子２１ｃは、その両端が第１の結合素子２１ａに向かって延在する略コ字形状をなし、直線上の本体部分２２ａと本体部分２２ａの両端で略９０度方向に折り曲げられた折り曲げ部分２２ｂを有している。この配置により指向性利得の改善が可能となる。尚、第２の結合素子２１ｂ及び第３の結合素子２１ｃがそれぞれ２つあることを説明したが、結合素子の数はこれに限定されない。
【００６６】
（第６の実施形態）
図１８Ａ〜図２０は、本発明に係る携帯通信端末の第６の実施形態の一例を示す。図１８Ａは、実施例１の正面斜視図であり、図１８Ｂは、実施例１の上面図であり、図１９Ａは、実施例２の正面斜視図であり、図１９Ｂは上面図である。
【００６７】
（６−１）実施例１
図１８Ａ、図１８Ｂにおいて、結合素子２１は、上述（例えば第１の実施形態）のＹ軸に沿った直線状と異なり、その一端がＹ軸から離間し終端２３が開放された傾斜部２４を備えている。即ち、傾斜部２４は、アンテナ素子６が結合素子２１の近傍に配置されたときに、平面視でアンテナ素子６の長手方向（Ｙ軸方向）に対して傾斜部２４の展開方向の延長線とが斜めに交差する位置関係になる。傾斜部２４と、結合素子２１の一部でＹ軸方向に展開されている部位との交差点を起点２４０とすると、起点２４０はＹ軸方向においてアンテナ素子６の中心と略同じ位置にあり、Ｘ軸方向でわずかにずれている。また、結合素子２１は点対称の形状ではない。
【００６８】
（６−２）実施例２
実施例１の結合素子２１の傾斜部２４は、一端側に設けていることを説明したが、両側に配置しても良い。そして、実施例２では、図１９Ａ、図１９Ｂに示すように、結合素子２１の中心を起点として、点対称となるように傾斜部２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄと、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向に展開される部位を連続的に接続して、円弧を描くように略一周させて上面視で略逆Ｓ字形状にし、終端２３を開放端としている。また、結合素子２１の中心に最も近接する傾斜部２４ａと、結合素子２１の一部でＸ軸方向またはＹ軸方向と同一方向に展開される部位との交差点を起点２４ａａとすると、上面視において、起点２４ａａは、携帯通信端末１と略同じ位置であり、結合素子２１の中心位置の近傍であるが、アンテナ素子６の中心位置とは０．０８４λ離れている。
【００６９】
図２０は、右旋円偏波、左旋円偏波及び直線偏波の指向性利得における結合素子形状との比較を示した棒グラフである。縦軸に各偏波の指向性利得（円偏波の単位はｄＢｉＣ、直線偏波の単位はｄＢｉ）を取り、横軸に結合素子形状、すなわち、結合素子なし、第１の実施形態である直線状結合素子、第６の実施形態の実施例１及び実施例２を取っている。
【００７０】
グラフから、結合素子なしと直線状結合素子（第１の実施形態）では、右旋円偏波と左旋円偏波の利得はほぼ同じであり、直線偏波が放射されていることがわかる。直線状結合素子（第１の実施形態）から第６の実施形態の実施例１への利得の変化をみると、直線偏波利得は６．６ｄＢｉから５．７ｄＢｉとなり０．９ｄＢ劣化しているにも関わらず、右旋円偏波利得は３．７ｄＢｉＣから３．８ｄＢｉＣとほぼ同じ利得が得られている。これは、左旋円偏波利得は３．５ｄＢｉＣから１．９ｄＢｉＣとなり１．６ｄＢ減少していることと、第６の実施形態の実施例１の右旋円偏波利得は左旋円偏波利得より１．９ｄＢ高くなっていることから、直線偏波ではなく、右旋円（楕円）偏波が放射されていることに起因するものである。次に、実施例１から実施例２への利得の変化をみると、直線偏波利得は０．８ｄＢの改善であるが、右旋円偏波利得は２．２ｄＢの改善が得られており、直線偏波の改善量より大きい。これは、左旋円偏波利得は０．６ｄＢ減少していることと、実施例２における右旋円偏波利得が左旋円偏波利得より４．７ｄＢ高くなっていることから、軸比が更に改善された右旋円（楕円）偏波が放射されていることを示している。右旋円偏波は、衛星放送やＧＰＳなどの衛星通信で多く用いられており、第６の実施形態を用いることにより、円偏波を放射させ、天頂方向における右旋円偏波の利得を更に改善することが可能となり、衛星との通信に好適である。
【００７１】
なお、ここでは、平面視において携帯通信端末１の中心を基点として、点対称となる素子形状としているが、アンテナ素子６の中心を基点として点対称の形状が好ましく、これにより軸比を改善することが可能である。すなわち、傾斜部２４ａの起点２４ａａは、アンテナ素子６の中心の近傍が望ましい。さらに、平面視において、傾斜部２４の延長線とアンテナ素子６の延長線で構成される角度は、略Ｓ字形状、または略逆Ｓ字形状を形成できれば特に限定されるものではなく、略９０°でも構わない。
【００７２】
（第７の実施形態）
図２１Ａ〜図２３は、本発明に係る携帯通信端末の第７の実施形態の一例を示す。図２１Ａは、実施例１の正面斜視図であり、図２１Ｂは＋Ｚ軸方向から見た上面図であり、図２２Ａは、実施例２の正面斜視図であり、図２２Ｂは、＋Ｚ軸方向から見た上面図である。
【００７３】
（７−１）実施例１
実施例１は、図２１Ａ、図２１Ｂに示すように、第１の結合素子２１ａが＋Ｚ軸方向からの平面視で略逆Ｓ字形状であり、第１の結合素子２１ａの＋Ｘ軸方向と−Ｘ軸方向の両側にそれぞれ第２の結合素子２１ｂ及び第３の結合素子２１ｃが設けられている。携帯通信端末１の位置は、第１の結合素子２１ａの中心より＋Ｘ軸方向となる第２の結合素子２１ｂ側にあり、傾斜部２４ａの起点２４ａａの一方と給電部５およびアンテナ素子６のＸ軸における位置を略同じにし、両者の距離を近接させる。
【００７４】
（７−２）実施例２
実施例２は、図２２Ａ、図２２Ｂに示すように、第１の結合素子２１ａが＋Ｚ軸方向からの上面視で略Ｓ字形状であり、第１の結合素子２１ａの＋Ｘ軸方向と−Ｘ軸方向の両側にそれぞれ第２の結合素子２１ｂ及び第３の結合素子２１ｃが設けられている。携帯通信端末１の位置は、第１の結合素子２１ａの中心より第３の結合素子２１ｃ側にあり、傾斜部２４ａの起点２４ａａの一方と給電部５およびアンテナ素子６のＸ軸における位置を略同じにし、両者の距離を近接させる。
【００７５】
図２３は、右旋円偏波及び左旋円偏波の指向性利得における第７の実施形態の実施例１と実施例２との比較を示した棒グラフである。縦軸に円偏波利得（ｄＢｉＣ）を取り、横軸に実施例１及び実施例２を取っている。
【００７６】
グラフから、実施例１では右旋円偏波が多く放射し、実施例２では左旋円偏波が多く放射することがわかる。Ｘ軸を中心として、第１の結合素子２１ａを１８０度回転させることにより、円偏波の偏波方向を変更することが可能である。また、傾斜部２４ａの起点２４ａａの一方とアンテナ素子６の中心位置を所望の偏波面に応じてＸ軸方向で同じにすることにより、円偏波の軸比を改善することが可能であり、実施例１では右旋円偏波利得を向上させ、実施例２では左旋円偏波利得を向上させることが可能である。
【００７７】
以上、本発明の携帯通信端末１の幾つかの実施形態の一例を説明した。通信波長λに対して略λ／２以上の長さを持つ結合素子２１をアンテナ素子６の近傍で、かつ、アンテナ素子６に対して−Ｚ軸方向に所定の距離を持って近接させて配置し、容量結合することにより、既存の携帯通信端末１の端部にあるアンテナ構成を一切変更せず、既存のアンテナ素子６を利用しつつ、ケーブルなどの接続なしに、＋Ｚ軸方向（この場合、筐体２の長手方向、天頂方向）への放射電力を増加させ、指向性利得が改善される。さらに広帯域化や効率改善が可能となる。そして、天頂方向の指向性利得の改善により、天頂方向にある衛星との衛星通信が可能となり、災害発生時等において地上通信網が使用困難な場合に利用価値を増大させることが可能である。
【００７８】
[２．筐体カバー]
次に、図２４Ａ〜図２８Ｃを用いて本発明に係る筐体カバーの実施形態の一例を説明する。
【００７９】
（第１の実施形態）
図２４Ａは、筐体カバーの第１の実施形態の一例を示す分解斜視図であり、図２４Ｂは、筐体カバーの第１の実施形態の一例を示す組立斜視図である。
【００８０】
図２４Ａ、図２４Ｂに示すように、筐体カバー３０は、結合素子２１を収納している板状部材２０であり、携帯通信端末１の筐体２を保護し筐体２の両側及び裏面を覆うもので、ユーザが筐体カバー３０を筐体２に係合して持ち歩く、例えば市販のカスタムジャケットでもある。筐体カバー３０は、携帯通信端末１の筐体２に直接取り付け可能な本体部４０を備えている。筐体カバー３０を用いて通信を行う場合は、図２４Ｂに示すように、筐体カバー３０を携帯通信端末１から外し、携帯通信端末１の端部４を筐体カバー３０の本体部４０に近接させ、本体部４０に形成された係合部４１に係止させれば良い。即ち、筐体カバー３０が、携帯通信端末１の台座または支持台となる。
【００８１】
また、本体部４０に取り付けられる結合素子２１は、第１の実施形態と同様に、長尺状であり通信波長λに対して略λ／２以上の長さを持つ。そして、携帯通信端末１の筐体２の一つの端部４が、結合素子２１の近傍に配置されることにより、アンテナ素子６と結合素子２１とが容量結合可能となる。
【００８２】
（第２の実施形態）
図２５、図２６Ａ、図２６Ｂ及び図２６Ｃは、筐体カバーの第２の実施形態の一例を示し、図２５は分解斜視図であり、図２６Ａは体部とアンテナ部の取り付け状態の斜視図であり、図２６Ｂは本体部にアンテナ部を取り付けた状態の斜視図であり、図２６Ｃは筐体カバーに携帯通信端末を組み立てた状態を示す斜視図である。
【００８３】
図２５に示すように、筐体カバー３０の本体部４０は、筐体２に直接接合する基体４２と基体４２の裏面に接合する固定部４３と、基体４２と固定部４３の間に配置され両者の長手方向の両端部に固定される第２の結合素子２１ｂ、第３の結合素子２１ｃと回転軸部４５ａを備えている。アンテナ部５０は、第１の平板部５１と、第２の平板部５２と、第１の平板部５１と第２の平板部５２との間に固定される第１の結合素子２１ａと、回転軸部４５ｂとを備え、基体４２と固定部４３とで形成される空間において、回転軸部４５ａに回転軸部４５ｂが挿入され、アンテナ部５０は回動自在に収納される。
【００８４】
本体部４０とアンテナ部５０との組立は、以下の手順で行う。
【００８５】
図２６Ａ、２６Ｂに示すように、アンテナ部５０を本体部４０の回転部４５で矢印の方向に回転させ、本体部４０とアンテナ部５０を相対的に略直交するように配置する。第１の結合素子２１ａはＹ軸上に展開配置され、Ｘ軸方向において、所定の距離をもって第２の結合素子２１ｂと第３の結合素子２１ｃが配置される。次に、図２６Ｃに示すように、携帯通信端末１の筐体２を本体部４０に対して略垂直方向に立て係合部４１に係合させることにより、筐体２の端部４が第１の結合素子２１ａの近傍に配置され、携帯通信端末１と筐体カバー３０との組立が完了し、天頂方向（＋Ｚ軸方向）に高い利得が得られ、衛星との通信を開始することができる。本実施形態では、第２の結合素子２１ｂと第３の結合素子２１ｃは同一面上に構成され、その配置面は、第１の結合素子２１ａの配置面とは異なり、＋Ｚ軸側にわずかにずれて配置される。
【００８６】
（第３の実施形態）
図２７、図２８Ａ、図２８Ｂ、図２８Ｃは、筐体カバーの第３の実施形態の一例を示し、図２７は分解斜視図であり、図２８Ａは本体部とアンテナ部の取り付け状態の斜視図であり、図２８Ｂは本体部にアンテナ部を取り付けた状態の斜視図であり、図２８Ｃは筐体カバーに携帯通信端末を組み立てた状態を示す斜視図である。
【００８７】
図２７に示すように、本体部４０は基体４２ａの裏面に接合する固定部４３ａと４３ｂと、基体４２ａと固定部４３ａ、４３ｂの間に配置され、長手方向の両端部近傍に固定される第２の結合素子２１ｂ、第３の結合素子２１ｃとからなる。アンテナ部５０は、第１の平板部５１と、第２の平板部５２と、第１の平板部５１と第２の平板部５２との間に固定される第１の結合素子２１ａと、を備えている。図２８Ａに示すように、アンテナ部５０は、筐体カバー３０の本体部４０の内面に着脱自在に取り付けられる。
【００８８】
本体部４０とアンテナ部５０との組立は、以下の手順で行う。
【００８９】
本体部４０からアンテナ部５０を外し、図２８Ｂに示すように、アンテナ部５０を本体部４０の両側方に設けられた開口部４６に矢印で示すように挿入させ、本体部４０とアンテナ部５０を相対的に略直交するように配置させる。第１の結合素子２１ａはＹ軸上に展開配置され、Ｘ軸方向において、所定の距離をもって第２の結合素子２１ｂと第３の結合素子２１ｃが配置される。次に、図２８Ｃに示すように、携帯通信端末１の筐体２を本体部４０に対して略垂直方向に立て係合部４１に係合させることにより、筐体２の端部４が第１の結合素子２１ａの近傍に配置され、携帯通信端末１と筐体カバー３０との組立が完了し、天頂方向（＋Ｚ軸方向）に高い利得が得られ、衛星との通信を開始することができる。本実施形態では、第２の結合素子２１ｂと第３の結合素子２１ｃは同一面上に構成されるが、その配置面は、第１の結合素子２１ａの配置面とは異なり、−Ｚ軸側にわずかにずれて配置される。
【００９０】
第１の結合素子２１ａ、第２の結合素子２１ｂ、第３の結合素子２１ｃを備えた筐体カバー３０を用いることにより、携帯通信端末１の基地局を通じた地上での通信のみならず衛星を用いた衛星通信も可能となり、容易に通信帯域を拡張することが可能であり、持ち運びに利便性を伴うことが可能である。また、筐体カバー３０によって、指向性利得の向上にも繋がる。
【００９１】
なお、筐体カバー３０を筐体２とは別の部材として説明したが、結合素子２１は筐体２や、例えば図示していない電池カバーにも設けることが可能であり、筐体２や電池カバーを外して利用することも可能である。この場合は、筐体２は携帯通信端末１のシャーシの様なものに該当し、上記筐体カバー３０が通常観念される「筐体」であると解釈しても良い。
【００９２】
尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明に係る携帯通信端末および筐体カバーは、特定方向、特に筐体の長手方向、天頂方向、への指向性利得の向上や広帯域化や効率改善を行う通信用途に適用可能である。
【符号の説明】
【００９４】
１    携帯通信端末
２    筐体
３    表示部
４    端部
５    給電部
６    アンテナ素子
７    基板
２０，２０ａ，２０ｂ    板状部材
２００    開口部
２１    結合素子
２１ａ    第１の結合素子
２１ｂ    第２の結合素子
２１ｃ    第３の結合素子
２２ａ    本体部分
２２ｂ    折り曲げ部分
２３    終端
２４，２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ    傾斜部
２４０    起点
２４ａａ    起点
３０    筐体カバー
４０    本体部
４１    係合部
４２，４２ａ    基体
４３，４３ａ，４３ｂ    固定部
４５    回転部
４５ａ，４５ｂ    回転軸部
４６    開口部
５０    アンテナ部
５１    第１の平板部
５２    第２の平板部
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
前記筐体の内部の一つの端部に近接して収納され、給電を受ける給電部を有するアンテナ素子と、
前記筐体の内部であって、前記アンテナ素子より前記筐体の一つの端部から遠い方向に展開して配置され、前記アンテナ素子と接続されて当該アンテナ素子のグランドとして機能する導電体を有する基板と、
前記筐体とは別に独立して設けられた長尺状の結合素子と、を備え、
前記アンテナ素子と前記基板とにより、モノポールアンテナを構成し、前記基板と前記アンテナ素子と前記結合素子とを略直線上に配置され、且つ前記筐体の一つの端部に近接して収納された前記アンテナ素子が、前記結合素子の近傍に配置され、通信波長λに対して前記結合素子が略λ／２以上の長さを持つことにより、前記アンテナ素子と前記結合素子とが容量結合する、
携帯通信端末。
【請求項２】
前記結合素子が、前記筐体に対して別に独立して設けられる非導電性の板状部材に設けられる、
請求項１に記載の携帯通信端末。
【請求項３】
前記結合素子が、前記板状部材に配置された第１の結合素子と、当該第１の結合素子に対して所定の間隔をおいて前記板状部材に設けられた第２の結合素子とを含み、
前記筐体の一つの端部が、前記第１の結合素子の近傍に設けられることにより、前記アンテナ素子と前記第１及び第２の結合素子とが容量結合する、
請求項２に記載の携帯通信端末。
【請求項４】
前記結合素子が、前記第１の結合素子及び前記第２の結合素子とは異なる第３の結合素子をさらに含み、
当該第３の結合素子は、当該第１の結合素子に対して前記第２の結合素子が設けられた側とは逆側において所定の間隔をおいて前記板状部材に設けられ、
前記筐体の一つの端部が、前記第１の結合素子の近傍に設けられることにより、前記アンテナ素子と前記第１、第２および第３の結合素子とが容量結合する、
請求項３に記載の携帯通信端末。
【請求項５】
前記第２の結合素子および前記第３の結合素子の各々が複数設けられる、
請求項４に記載の携帯通信端末。
【請求項６】
前記結合素子の一部において展開方向の延長線は、前記筐体の一つの端部が前記結合素子の近傍に配置されたときに、前記アンテナ素子の長手方向に対して斜めに交差し、終端が解放された傾斜部を少なくとも含む、
請求項１または２または５に記載の携帯通信端末。
【請求項７】
前記結合素子が、前記傾斜部を複数備える、請求項６に記載の携帯通信端末。
【請求項８】
前記結合素子が、平面視で略Ｓ字形状または略逆Ｓ字形状を呈する、
請求項１または２または５に記載の携帯通信端末。
【請求項９】
前記板状部材が、前記筐体に取り付けられる筐体カバーにより構成される、
請求項２に記載の携帯通信端末。
【請求項１０】
前記筐体カバーが、前記筐体に直接取り付けられる本体部と、前記結合素子を含むアンテナ部と、を含む、
請求項９に記載の携帯通信端末。
【請求項１１】
携帯通信端末に取り付け可能な筐体カバーであって、
携帯通信端末の筐体に直接取り付け可能な本体部と、
前記筐体の内部の一つの端部に近接して収納され、給電を受ける給電部を有するアンテナ素子と容量結合が可能であり、通信波長λに対して略λ／２以上の長さを持つ長尺状の結合素子と、を備え、
前記結合素子は前記本体部に取り付けられ、
前記携帯通信端末の筐体の一つの端部が、前記結合素子の近傍に配置されることにより、前記アンテナ素子と前記結合素子とが容量結合可能である、
筐体カバー。
【請求項１２】
前記本体部に対し相対的に移動可能に取り付けられ、前記結合素子を含むアンテナ部を備え、
前記携帯通信端末の筐体の一つの端部が、前記結合素子の近傍に配置される場合、当該アンテナ部は、前記本体部に対し、相対的に略直交するように配置される、
請求項１１に記載の筐体カバー。
【請求項１３】
前記アンテナ部は、前記本体部に対し相対的に回転可能に取り付けられる、
請求項１２に記載の筐体カバー。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１Ａ】
2015141133.tif 000051
【図１Ｂ】
2015141133.tif 000052
【図１Ｃ】
2015141133.tif 000053
【図２】
2015141133.tif 000054
【図３Ａ】
2015141133.tif 000055
【図３Ｂ】
2015141133.tif 000056
【図４】
2015141133.tif 000057
【図５】
2015141133.tif 000058
【図６Ａ】
2015141133.tif 000059
【図６Ｂ】
2015141133.tif 000060
【図７Ａ】
2015141133.tif 000061
【図７Ｂ】
2015141133.tif 000062
【図８】
2015141133.tif 000063
【図９】
2015141133.tif 000064
【図１０】
2015141133.tif 000065
【図１１Ａ】
2015141133.tif 000066
【図１１Ｂ】
2015141133.tif 000067
【図１２Ａ】
2015141133.tif 000068
【図１２Ｂ】
2015141133.tif 000069
【図１２Ｃ】
2015141133.tif 000070
【図１３】
2015141133.tif 000071
【図１４Ａ】
2015141133.tif 000072
【図１４Ｂ】
2015141133.tif 000073
【図１４Ｃ】
2015141133.tif 000074
【図１５Ａ】
2015141133.tif 000075
【図１５Ｂ】
2015141133.tif 000076
【図１６】
2015141133.tif 000077
【図１７】
2015141133.tif 000078
【図１８Ａ】
2015141133.tif 000079
【図１８Ｂ】
2015141133.tif 000080
【図１９Ａ】
2015141133.tif 000081
【図１９Ｂ】
2015141133.tif 000082
【図２０】
2015141133.tif 000083
【図２１Ａ】
2015141133.tif 000084
【図２１Ｂ】
2015141133.tif 000085
【図２２Ａ】
2015141133.tif 000086
【図２２Ｂ】
2015141133.tif 000087
【図２３】
2015141133.tif 000088
【図２４Ａ】
2015141133.tif 000089
【図２４Ｂ】
2015141133.tif 000090
【図２５】
2015141133.tif 000091
【図２６Ａ】
2015141133.tif 000092
【図２６Ｂ】
2015141133.tif 000093
【図２６Ｃ】
2015141133.tif 000094
【図２７】
2015141133.tif 000095
【図２８Ａ】
2015141133.tif 000096
【図２８Ｂ】
2015141133.tif 000097
【図２８Ｃ】
2015141133.tif 000098
【国際調査報告】
2015141133.tif 000099
2015141133.tif 000100
2015141133.tif 000101
2015141133.tif 000102
2015141133.tif 000103
2015141133.tif 000104