(57)【要約】【課題】  ２の筐体が連結されて構成された無線装置において、２筐体の相対位置関係、使用周波数又は実装上の制約に大きく依存することなくアンテナ利得の向上を図る。【解決手段】  無線装置１は、アンテナの給電点１５が設けられた第１基板１１を内蔵する第１筐体１０と、第２基板２１を内蔵する第２筐体２０と、第１筐体１０及び第２筐体２０を連結する連結部３０とを備える。第１基板１１の接地回路及び第２基板２１の接地回路は、導電性を有する連結部３０及び可変リアクタンス回路１７を介して接続される。可変リアクタンス回路１７のリアクタンスは、第１基板１１の接地回路に流れるアンテナのリターン電流によって形成される放射電磁界と第２基板２１の接地回路に流れる当該リターン電流によって形成される放射電磁界とが強め合うように調整される。【選択図】  図１
2008005149.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナの給電点が設けられた第１の基板を内蔵する第１の筐体と、
第２の基板を内蔵する第２の筐体と、
前記第１の筐体及び前記第２の筐体を連結する連結手段と、
可変リアクタンス回路を有して前記第１の基板の接地回路及び前記第２の基板の接地回路に接続され、前記可変リアクタンス回路のリアクタンスは、前記第１の基板の接地回路に流れるアンテナのリターン電流によって形成される第１の放射電磁界と前記第２の基板の接地回路に流れる前記リターン電流によって形成される第２の放射電磁界とが強め合うよう調整可能にされた電流制御手段とを
備えたことを特徴とする無線装置。
【請求項２】
アンテナの給電点が設けられた第１の基板を内蔵した第１の筐体と、
第２の基板を内蔵した第２の筐体と、
前記第１の筐体及び前記第２の筐体を、相対位置を可動にして連結する連結手段と、
可変容量素子を含む可変リアクタンス回路を有して前記第１の基板の接地回路及び前記第２の基板の接地回路に接続され、前記可変容量素子の容量値は、前記第１の基板の接地回路に流れるアンテナのリターン電流によって形成される第１の放射電磁界と前記第２の基板の接地回路に流れる前記リターン電流によって形成される第２の放射電磁界とが強め合うよう調整可能にされた電流制御手段とを
備えたことを特徴とする無線装置。
【請求項３】
前記連結手段は少なくとも一部の箇所が導電性の材質により形成され又はめっきされてなり、前記電流制御手段は前記連結手段の導電性を有する箇所と前記可変リアクタンス回路が接続されてなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無線装置。
【請求項４】
前記第１の放射電磁界及び前記第２の放射電磁界が強め合うときの前記可変容量素子の容量値を与える印加電圧値を、使用周波数又は前記第１の筐体及び前記第２の筐体間の相対位置と対応させて記憶することができる記憶手段と、
使用周波数又は前記第１の筐体及び前記第２の筐体間の相対位置に対応する前記可変容量素子の印加電圧値を前記記憶手段から読み出して、前記読み出した値の電圧を前記可変容量素子に印加することができる調整手段とを
さらに備えたことを特徴とする請求項２に記載の無線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線装置に係り、特に２の筐体が連結されて構成された無線装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
２の筐体が連結されて構成された、例えば携帯電話機等の無線装置が知られている。この種の無線装置においては、各筐体は電子回路を搭載した基板を内蔵する。無線装置が備えるアンテナの給電点は、一方の筐体に内蔵された基板に設けられる。アンテナが例えばモノポールアンテナのような不平衡型のものである場合には、給電点から当該基板の接地回路にリターン電流が流れる。当該基板の接地回路と他方の筐体に内蔵された基板の接地回路とが少なくとも無線周波数帯域において短絡されている場合には、上記のリターン電流が他方の筐体に内蔵された基板の接地回路にも流れることがある。
【０００３】
このようなアンテナのリターン電流は、各基板の接地回路とアンテナや人体との位置関係により、アンテナインピーダンスの不整合や放射効率の低下を招く場合がある。このため、アンテナ近傍に位置する回路におけるリターン電流の無線周波数帯域成分を阻止する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
上記の特許文献１に開示された技術によれば、２筐体で構成されその間にアンテナを設けた携帯無線端末の上下基板の接地回路間を複数の導体で接続する。各導体に高周波を遮断するインダクタを直列に装荷すると共に、並列に容量性の素子又は線路を設ける。その結果、アンテナ近傍におけるリターン電流の無線周波数成分が抑圧され、アンテナのインピーダンスが保たれる旨が記載されている。
【０００５】
一方、無線装置の適切な設計によってリターン電流を積極的に利用し、アンテナ利得の向上に結び付ける技術も知られている（例えば、特許文献２又は特許文献３参照。）。
【０００６】
上記の特許文献２に開示された技術によれば、無線機のモノポールアンテナに給電する基板上で当該モノポールアンテナの軸方向に２分の１波長の長さを有する接地パターンを２つ設け、インダクタを介して両パターン間を接続する。インダクタの値は、両パターン上の高周波電流の位相差が１８０度になるように設定される。この設定により電流の位相を調整し、放射パターンのヌルを軽減することができる旨が記載されている。
【０００７】
上記の特許文献３に開示された技術によれば、上下の基板を有してなる無線通信装置において一方の基板にアンテナを設けると共に、使用周波数において共振回路を構成する信号線を介して各基板の接地回路間を接続することにより、高周波電流の導通状態を制御してアンテナ利得を向上させる旨が記載されている。共振回路は導線、インダクタ及びキャパシタから構成され、バリキャップダイオード等の可変容量素子も使用される。
【特許文献１】特開２００２−２４６８２２号公報（第２乃至４ページ、図１）
【特許文献２】特開２００２−１７１１１０号公報（第２乃至４ページ、図１）
【特許文献３】特開２００４−０４０５２４号公報（第２乃至６ページ、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
アンテナのリターン電流を電波の放射源として積極的に利用することができれば、アンテナ利得を向上させることができる。上記の特許文献１に開示された技術は、リターン電流の無線周波数成分の抑圧を目的とするものであるから、アンテナ利得の向上の目的に適用することはできないという問題があった。
【０００９】
２の筐体が例えば開閉可能に連結されて構成された無線装置においては、リターン電流によって生成される放射電磁界の様相が２筐体の相対位置関係（開閉状態）に依存することが考えられる。また、複数の機能に対応して複数の周波数において使用される無線装置においては、リターン電流によって生成される放射電磁界の様相が使用周波数に依存することが考えられる。上記の特許文献２に開示された技術は、固定された条件において高周波電流の位相を適切に与えるようにインダクタの値を設定するものであるから、２筐体の相対位置関係や使用周波数に適合させることはできないという問題があった。
【００１０】
２の筐体が例えば開閉可能に連結されて構成された無線装置においては、２の筐体を連結する連結部の内側を通されたフレキシブル基板を介して各筐体に内蔵された基板間を電気的に接続することがよく行われる。上記の特許文献３に開示された技術によれば、さらに各基板の接地回路間を接続する信号線が必要とされるから、筐体の小型化や連結部構造の複雑化のような実装上の制約に適合させるのが難しいという問題があった。
【００１１】
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、２の筐体が連結されて構成された無線装置において、２筐体の相対位置関係、使用周波数又は実装上の制約に大きく依存することなくアンテナ利得の向上を図れるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の無線装置は、アンテナの給電点が設けられた第１の基板を内蔵する第１の筐体と、第２の基板を内蔵する第２の筐体と、前記第１の筐体及び前記第２の筐体を連結する連結手段と、可変リアクタンス回路を有して前記第１の基板の接地回路及び前記第２の基板の接地回路に接続され、前記可変リアクタンス回路のリアクタンスは、前記第１の基板の接地回路に流れるアンテナのリターン電流によって形成される第１の放射電磁界と前記第２の基板の接地回路に流れる前記リターン電流によって形成される第２の放射電磁界とが強め合うよう調整可能にされた電流制御手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、付加的な信号線等を用いずに２の筐体それぞれのリターン電流の位相関係を調整可能とすることにより、２筐体の相対位置関係、使用周波数又は実装上の条件に適合してアンテナ利得の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１５】
以下、図１乃至図３を参照して、本発明の実施例１を説明する。図１は、本発明の実施例１に係る無線装置の主要な構成を表す図である。図中の無線装置１は、第１筐体１０と第２筐体２０とが互いの相対位置を可動にして、連結部３０により連結されて構成される。図１に表された無線装置１は、第１筐体１０が第２筐体２０に対し連結部３０の長手方向に平行な軸の周りに回動することにより折りたたみ可能に構成される。無線装置１は、複数の互いに相異なる周波数において使用されるものとする。
【００１６】
なお、第１筐体１０と第２筐体２０の相対位置を可動にして連結する方法は、図１に表したような折りたたみ可能とするものに限定されるものではない。例えば２軸ヒンジ型（ターンオーバ型ともいう。）携帯電話機のように、第１筐体１０と第２筐体２０が相互に閉じたときに相接する面を反転できるように開閉可能としてもよい。また、第１筐体１０と第２筐体２０を相互にスライドさせたり、第１筐体１０又は第２筐体２０の最大の面（例えば、図示しないディスプレイが取り付けられる面）に平行な面内で一方の筐体を他方の筐体に対して回転させたりしてもよい。
【００１７】
第１筐体１０は、第１基板１１を内蔵する。第２筐体２０は、第２基板２１を内蔵する。第１基板１１及び第２基板２１は、図１において破線で表されている。第１基板１１は、固定端子１２及び固定端子１３において、連結部３０の一部（第１筐体１０との機械的インターフェース部分）に接合される。第２基板２０は、固定端子２２及び固定端子２３において、連結部３０の一部（第２筐体２０との機械的インターフェース部分）に接合される。連結部３０は少なくとも一部が導電性を有する材質から形成され、固定端子１２と固定端子２２の間は電気的に導通している。固定端子１３と固定端子２３の間も、電気的に導通しているとしてもよい。また、連結部３０は非導電性の材質から形成されるが、導電性を有する材質を用いてめっきされることにより上記の各固定端子間が電気的に導通するとしてもよい。
【００１８】
第１基板１１には、無線装置１の図示しないアンテナに対して給電するための給電点１５が設けられる。なお無線装置１のアンテナは、不平衡型のどのような種類のアンテナであってもよい。固定端子１２に近接した第１基板１１の一部に、可変リアクタンス回路１７が設けられる。第１基板１１の接地回路（図１においては、接地回路以外の回路と区別できるような明示は省略。）と固定端子１２とが、可変リアクタンス回路１７を介して接続される。
【００１９】
図２は、可変リアクタンス回路１７の構成と接続を表す図である。可変リアクタンス回路１７は、固定インダクタンス素子３１、固定容量素子３２及び可変容量素子３３から構成される。これらの素子は、図２（ａ）又は（ｂ）に表したように接続される。図２（ａ）又は（ｂ）において、可変容量素子３３はバラクタダイオードであり、アノードが第１基板１１の接地回路に接続され、カソードには第１基板１１に搭載された回路から調整電圧が印加される。調整電圧の値によって可変容量素子３３の容量値が決定され、可変リアクタンス回路１７のリアクタンスが決定される。
【００２０】
図３は、給電点１５から流れるリターン電流の経路を表す図である。リターン電流の経路は第１基板１１の接地回路を経て、可変リアクタンス回路１７を通過する。可変リアクタンス回路１７に印加される調整電圧の値に従って可変リアクタンス回路１７のリアクタンスが決定され、リターン電流の位相回転量が決定される。次にリターン電流の経路は、固定端子１２から導電性を有する連結部３０を経て固定端子２２に至り、さらに第２基板２１の接地回路へと続く。
【００２１】
図３に示すように、第１基板１１の接地回路に流れるリターン電流によって形成される放射電磁界と、第２基板２１の接地回路に流れるリターン電流によって形成される放射電磁界とが強め合う方向に作用するように、可変リアクタンス回路１７におけるリターン電流の位相回転量を設定することができる。その一つの例は、特許文献２を参照すれば、第１基板１１の接地回路及び第２基板２１の接地回路の経路長をそれぞれ使用周波数の２分の１波長とし、可変リアクタンス回路１７及び固定端子１２から固定端子２２までの経路によって生ずるリターン電流の位相回転量を１８０度に設定することである。
【００２２】
しかし、無線装置１が複数の使用周波数を有する場合には、第１基板１１の接地回路及び第２基板２１の接地回路の経路長をいかなる周波数についても２分の１波長に合わせることはできない。また、リターン電流によって形成される放射電磁界は、第１筐体１０と第２筐体２０の相対位置関係に影響されることがある。これらの場合に対応して可変リアクタンス回路１７に与える調整電圧の値を選ぶことにより、上述した放射電磁界が強め合う効果を発揮させてアンテナ利得に寄与させることができる。
【００２３】
以上の実施例１の説明においては、固定端子１２に近接した第１基板１１の一部に、可変リアクタンス回路１７が設けられるものとした。可変リアクタンス回路１７はこれに限らず、固定端子１３に近接した第１基板１１の一部又は固定端子２２若しくは固定端子２３に近接した第２基板２１の一部に設けられるとしてもよい。また、これらのうち複数箇所に、可変リアクタンス回路１７がそれぞれ設けられるとしてもよい。また給電点１５の位置は、図１に表したものに限らない。
【００２４】
本発明の実施例１によれば、可変リアクタンス回路及び導電性を有して形成された連結部を介して、付加的な信号線を設けることなく２の基板の接地回路間を接続することによりリターン電流の位相を調整し、２の筐体の相対位置関係又は使用周波数の条件に合わせてリターン電流をアンテナ利得に寄与させることができる。
【実施例２】
【００２５】
以下、図４乃至図６を参照して、本発明の実施例２を説明する。図４は、本発明の実施例２に係る無線装置の主要な構成を表す図である。図中の無線装置２は、実施例１で説明した無線装置１に含まれるのと同じ第１筐体１０に、第１基板４１を内蔵している。無線装置２は、複数の互いに相異なる周波数において使用されるものとする。
【００２６】
第１基板４１には、実施例１で説明した無線装置１に含まれるのと同じ給電点１５と、可変リアクタンス回路１７が設けられる。第１基板４１には、メモリ４３と、調整回路４４が設けられる。図４に表された無線装置２のその他の構成は、無線装置１に含まれるその他の構成とそれぞれ同じであるから、同一の符号を付して表し説明を省略する。
【００２７】
図５は、メモリ４３、調整回路４４及び可変リアクタンス回路１７間の接続を表す図である。図５（ａ）又は（ｂ）に表された可変リアクタンス回路１７の構成は、それぞれ図２（ａ）又は（ｂ）に表されたものと同じである。
【００２８】
調整回路４４に対して、例えば無線装置２の制御回路（図４に図示せず。）から無線装置２の使用周波数が指示されるものとする。また、当該制御回路から調整回路４４に対して、第１筐体１０と第２筐体２０の間の相対位置（例えば、開かれた状態（“ＯＰＥＮ”）又は折りたたまれた状態（“ＣＬＯＳＥ”）のいずれか）を示す情報が指示されるものとする。
【００２９】
実施例１において説明したのと同様に、可変容量素子３３のカソードに印加される調整電圧の値により、第１基板４１の接地回路に流れるリターン電流によって形成される放射電磁界と第２基板２１の接地回路に流れるリターン電流によって形成される放射電磁界とが強め合う方向に作用するように調整することができる。
【００３０】
メモリ４４には、そのように調整するため可変容量素子３３のカソードに印加する電圧値が、無線装置２の使用周波数及び第１筐体１０と第２筐体２０の間の相対位置に対応する表の形式で予め書き込まれている。図６は、メモリ４３に予め書き込まれた表の形式を説明する図である。
【００３１】
図６に示した表においては、周波数範囲と２筐体（第１筐体１０及び第２筐体２０）の相対位置（“ＯＰＥＮ”又は“ＣＬＯＳＥ”）の組み合わせに対応して、印加電圧値が書き込まれる。例えば、周波数範囲７６−９０ＭＨｚ（ＦＭラジオ放送）で２筐体の相対位置が“ＯＰＥＮ”の場合の印加電圧値として“Ｖ１Ｏ”の値が与えられる。同じ周波数範囲で２筐体の相対位置が“ＣＬＯＳＥ”の場合の印加電圧値として“Ｖ１Ｃ”の値が与えられる。これらの印加電圧値の実際の数値は、実験的に求めることができる。
【００３２】
図６に示した表においては、その他１０通りの周波数範囲のそれぞれについて、２筐体の相対位置“ＯＰＥＮ”及び“ＣＬＯＳＥ”それぞれの場合に対する印加電圧値を与えることができる。これらの周波数範囲はそれぞれ用途により定められるもので、例えば８４３−９２４ＭＨｚはわが国における符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）方式携帯電話の周波数、１５４２．７５ＭＨｚは全地球測位システム（ＧＰＳ）の周波数、２４００−２４８０ＭＨｚは近距離無線（ブルートゥース）の周波数である。
【００３３】
調整回路４４は、上述したように無線装置２の制御回路から使用周波数及び２筐体の相対位置を示す指示を受けて、メモリ４４から対応する印加電圧値を読み出す。調整回路４４は、読み出した値の電圧をディジタル−アナログ変換により生成して、可変容量素子３３のカソードに印加する。その結果、実施例１において説明したのと同様にして、上述した放射電磁界が強め合う効果を発揮させてアンテナ利得に寄与させることができる。
【００３４】
なお実施例１の説明において延べたのと同様に、可変リアクタンス回路１７は固定端子１３に近接した第１基板４１の一部又は固定端子２２若しくは固定端子２３に近接した第２基板２１の一部に設けられるとしてもよい。また、これらのうち複数箇所に、可変リアクタンス回路１７がそれぞれ設けられるとしてもよい。メモリ４３及び調整回路４４は、可変リアクタンス回路１７の位置及び数に応じて第２基板２１に設けられたり、複数設けられたりしてもよい。また給電点１５の位置は、図４に表したものに限らない。
【００３５】
本発明の実施例２によれば、無線装置の使用周波数及び２筐体の相対位置に応じてリターン電流の位相を調整しアンテナ利得に寄与させることができるという、付加的な効果が得られる。以上の実施例１又は実施例２において説明した無線装置１又は無線装置２の各構成の形状、配置、周波数等の条件、可変リアクタンス回路１７の構成及び接続は例示であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲でさまざまな変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施例１に係る無線装置の主要な構成を表す図。
【図２】実施例１に係る無線装置の可変リアクタンス回路の構成と接続を表す図。
【図３】実施例１に係る無線装置の給電点から流れるリターン電流の経路を表す図。
【図４】本発明の実施例２に係る無線装置の主要な構成を表す図。
【図５】実施例２に係る無線装置のメモリ、調整回路及び可変リアクタンス回路間の接続を表す図。
【図６】実施例２に係る無線装置のメモリに予め書き込まれた表の形式を説明する図。
【符号の説明】
【００３７】
１、２  無線装置
１０  第１筐体
１１、４１  第１基板
１２、１３、２２、２３  固定端子
１７  可変リアクタンス回路
２０  第２筐体
２１  第２基板
３０  連結部
３１  固定インダクタンス素子
３２  固定容量素子
３３  可変容量素子
４３  メモリ
４４  調整回路
【図１】
2008005149.tif 000003
【図２】
2008005149.tif 000004
【図３】
2008005149.tif 000005
【図４】
2008005149.tif 000006
【図５】
2008005149.tif 000007
【図６】
2008005149.tif 000008