(57)【要約】【課題】アンテナの放射電力の算出精度を高くすることを目的とする。【解決手段】この目的を達成するため本発明は、アンテナ９を有する基体８と、アンテナ９の給電部と接続されたケーブル１０と、このケーブル１０を介して給電部と接続された外部電源１１とを備えた通信装置７において、ケーブル１０を外した状態のアンテナの放射電力Ｐａｒ_ｒｅを算出する方法であって、シミュレーションプログラムにより、アンテナの放射電力Ｐａｒと、アンテナの損失電力Ｐａｌと、ケーブルの放射電力Ｐｃｒと、ケーブルの損失電力Ｐｃｌとを算出し、Ｐａｄｄ＝（Ｐｃｒ＋Ｐｃｌ）・Ｐａｒ／（Ｐａｒ＋Ｐａｌ）を満たす補正電力Ｐａｄｄを、実在空間において、ケーブル１０を接続した状態のアンテナの放射電力の実測値Ｐａｒ_ｅｘｐに足し合わせて、アンテナの放射電力Ｐａｒ_ｒｅを算出するものであり、アンテナの放射電力の算出精度が高くなる。【選択図】図１
2008261639.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナを有する基体と、
前記アンテナの給電部と接続されたケーブルと、
このケーブルを介して前記給電部と接続された外部電源とを備えた通信装置において、
前記ケーブルを外した状態のアンテナの放射電力Ｐａｒ_ｒｅを算出する方法であって、
シミュレーションプログラムにより、
アンテナの放射電力Ｐａｒと、
アンテナの損失電力Ｐａｌと、
ケーブルの放射電力Ｐｃｒと、
ケーブルの損失電力Ｐｃｌとを算出し、
Ｐａｄｄ＝（Ｐｃｒ＋Ｐｃｌ）・Ｐａｒ／（Ｐａｒ＋Ｐａｌ）
を満たす補正電力Ｐａｄｄを、
実在空間において、前記ケーブルを接続した状態のアンテナの放射電力の実測値Ｐａｒ_ｅｘｐに足し合わせて、
前記アンテナの放射電力Ｐａｒ_ｒｅを算出するアンテナ放射電力測定方法。
【請求項２】
前記シミュレーションプログラムにおいて、
前記ケーブルの放射電力Ｐｃｒを算出する解析領域の外側に、電磁波の吸収境界条件を設け、
前記ケーブルの長さが無限大となる境界条件を設定し、
このケーブルにおける前記給電部との接続点から、前記ケーブルの所定長さまでを含む所定領域を、解析領域とするとともに、
前記解析領域内で前記ケーブルの放射電力Ｐｃｒを算出した請求項１に記載のアンテナの放射電力Ｐａｒ_ｒｅを算出するアンテナ放射電力測定方法。
【請求項３】
前記シミュレーションプログラムにおいて、
前記ケーブルの放射電力Ｐｃｒを算出する解析領域内における前記ケーブルの共振長は、
前記アンテナの共振長以上に設定した請求項１または２に記載のアンテナの放射電力Ｐａｒ_ｒｅを算出するアンテナ放射電力測定方法。
【請求項４】
第１のシミュレーションプログラムにより、
アンテナを有する第１の基体と、
前記アンテナの給電部と接続されたケーブルとを備えた第１の通信装置において、
ケーブルの放射電力Ｐｃｒと、
ケーブルの損失電力Ｐｃｌとを算出し、
第２のシミュレーションプログラムにより、
第２の基体と、
この第２の基体に接続されたアンテナとを有する第２の通信装置において、
アンテナの放射電力Ｐａｒと、
アンテナの損失電力Ｐａｌとを算出し、
Ｐａｄｄ＝（Ｐｃｒ＋Ｐｃｌ）・Ｐａｒ／（Ｐａｒ＋Ｐａｌ）
を満たす補正電力Ｐａｄｄを、
前記アンテナの放射電力Ｐａｒから引いて、
実在空間において、前記第２の通信装置のアンテナを、ケーブルを介して外部電源と接続した状態の、アンテナの放射電力をシミュレーションするアンテナ放射電力測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話端末等の通信装置におけるアンテナ放射電力測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
実在の空間において、通信装置におけるアンテナの放射電力を算出する方法としては、図７に示すように、通信装置１と所定距離を置いて受信アンテナ２を配置し、この受信アンテナ２における受信電力から放射電力Ｐａｒ_ｅｘｐ（実測値）を算出する方法がある。
【０００３】
そして従来、通信装置１の回路設計等が製作途中段階の場合は、図７に示すように、アンテナ３の給電部にケーブル４の一端を接続し、このケーブル４の他端を通信装置１の基体５外部へ引き伸ばして外部電源６と接続し、この外部電源６から電力を供給している。
【０００４】
なお、この出願に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１および２が知られている。
【特許文献１】特開平１０−２９２０号公報
【特許文献２】特開２０００−２１４２０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来のアンテナの放射電力を算出する方法では、算出精度が低かった。
【０００６】
それは、外部電源６から入力された電力が、アンテナ３だけでなくケーブル４にも分散し、ケーブル４部分における放射電力および損失電力が、アンテナの放射電力の実測値（Ｐａｒ_ｅｘｐ）における誤差となるためである。
【０００７】
そこで本発明は、ケーブル部分の影響による誤差を低減し、アンテナの放射電力の算出精度を高くすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そして、この目的を達成するために本発明は、アンテナを有する基体と、アンテナの給電部と接続されたケーブルと、このケーブルを介して給電部と接続された外部電源とを備えた通信装置において、ケーブルを外した状態のアンテナの放射電力Ｐａｒ_ｒｅを算出する方法であって、シミュレーションプログラムにより、アンテナの放射電力Ｐａｒと、アンテナの損失電力Ｐａｌと、ケーブルの放射電力Ｐｃｒと、ケーブルの損失電力Ｐｃｌとを算出し、
Ｐａｄｄ＝（Ｐｃｒ＋Ｐｃｌ）・Ｐａｒ／（Ｐａｒ＋Ｐａｌ）
を満たす補正電力Ｐａｄｄを、実在空間において、ケーブルを接続した状態のアンテナの放射電力の実測値Ｐａｒ_ｅｘｐに足し合わせて、アンテナの放射電力Ｐａｒ_ｒｅを算出するものとした。
【発明の効果】
【０００９】
これにより本発明は、アンテナの放射電力の算出精度を高くすることができる。
【００１０】
それは、シミュレーションプログラムを用いて、ケーブル部分における放射電力および損失電力を算出し、これを加味した状態としたためである。
【００１１】
すなわち本発明は、外部電源からケーブルに供給される電力が、仮にアンテナに供給されたとした場合のアンテナにおける放射電力を、補正電力Ｐａｄｄとしてシミュレーションプログラムを用いて算出し、実在空間において、ケーブルと接続した状態でのアンテナの放射電力の実測値（Ｐａｒ_ｅｘｐ）に足し合わせている。
【００１２】
そしてその結果、ケーブル部分の影響による誤差を低減することができ、アンテナの放射電力の算出精度を高くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（実施の形態１）
本実施の形態では、通信装置として携帯電話端末を用い、この携帯電話端末のアンテナの放射電力を算出する方法について説明する。
【００１４】
はじめに、図１および図２を用い、本実施の形態で用いた携帯電話端末（通信装置）７と、本実施の形態の実在空間における放射電力の測定空間の構成を説明する。
【００１５】
図１に示すように、携帯電話端末７は、基体８と、この基体８に接続されたアンテナ９とを備えている。本実施の形態では、アンテナ９から送信される電磁波の波長をλとした場合、このアンテナ９と基体８のそれぞれの共振長は、約１／４λとした。
【００１６】
また本実施の形態では、基体８内部の回路設計が製作途中の段階でアンテナの放射電力を測定するため、バッテリーから電力の供給を受けることができない。したがって、アンテナ９の給電部にケーブル１０の一端を接続し、このケーブル１０の他端は基体８外部の外部電源１１と接続している。
【００１７】
また図２に示すように、本実施の形態では、タテ６ｍ×ヨコ１０ｍ×高さ６ｍの閉鎖空間に、携帯電話端末７を配置するとともに、この携帯電話端末７と所定距離を置いて受信アンテナ１２を配置し、さらにケーブル１０を上記閉鎖空間の外部まで引き伸ばして外部電源１１と接続している。なお、本実施の形態では、このケーブル１０は５ｍ〜１０ｍ程度のものを用いた。
【００１８】
次に、本実施の形態におけるアンテナの放射電力を算出するプロセスを説明する。
【００１９】
はじめに、図２に示す実在の空間である上記閉鎖空間において、ケーブル１０に接続した状態でのアンテナの放射電力Ｐａｒ_ｅｘｐを算出する。このアンテナの放射電力Ｐａｒ_ｅｘｐは、閉鎖空間内における受信アンテナ１２の受信電力から算出する。
【００２０】
以下、本明細書において、実在空間において、ケーブル１０に接続した状態でのアンテナの放射電力を、アンテナの放射電力の実測値Ｐａｒ_ｅｘｐと記載する。
【００２１】
次に、図３のフローチャートに示すように、シミュレーションプログラムに、図４に示す基体８、アンテナ９、ケーブル１０およびノイズ除去用部品などのケーブル１０の付属物（図示せず）のそれぞれの形状、材質（複素誘電率、複素透磁率）、送信する電磁波に相当する周波数などのモデルデータを入力する（図３Ａ）。なお、本実施の形態では、ケーブル１０の長さが無限大となる境界条件を設定した。
【００２２】
その後、図４に示す基体８とアンテナ９とを含む所定領域を、アンテナの放射電力および損失電力を測定するアンテナの解析領域１３として設定し、同様にケーブル１０およびその付属物を含む所定領域を、ケーブル１０（ケーブル１０の付属物も含む）の放射電力及び損失電力を測定するケーブルの解析領域１４として指定する（図３Ｂ）（図３Ｃ）。
【００２３】
ここで、本実施の形態では、ケーブル１０の長さが無限大となる境界条件を設定しているため、ケーブル１０における給電部との接続点から、ケーブル１０の所定長さまでを含む所定領域を、ケーブルの解析領域１４としている。ケーブルの解析領域１４に含まれるケーブル１０の共振長は、アンテナ９の共振長以上とすることが望ましいため、本実施の形態では、１／４λ以上とした。
【００２４】
解析領域の外側には電磁波を吸収する吸収境界条件を設け、ケーブル１０の長さが無限大となる境界条件を設定しているため、無限に広がる電磁波を有限の領域で計算できるようにしておく。
【００２５】
次に、アンテナの解析領域１３におけるアンテナの放射電力Ｐａｒ、アンテナの損失電力Ｐａｌ、ケーブルの解析領域１４におけるケーブルの放射電力Ｐｃｒ、ケーブルの損失電力Ｐｃｌを個別に算出する。本実施の形態では、これらの、Ｐａｒ、Ｐａｌ、Ｐｃｒ、Ｐｃｌ値は、時間領域差分法（ＦＤＴＤ法）を用いた電磁界解析により算出した（図３Ｄ）（図３Ｅ）。
【００２６】
放射電力については解析領域において電解と磁界のベクトル積から、損失電力については解析領域内における物質の複素比誘電率、複素比透磁率の虚数部分と損失材料の体積を用いて
【００２７】
【数１】
2008261639.tif 000003
【００２８】
とすることで算出した。なお、（数１）において、Ｔは周期を表す。
【００２９】
このＦＤＴＤ法以外にも、ＦＥＭ法、モーメント法などを用いて算出してもよい。
【００３０】
そしてＰａｄｄ＝（Ｐｃｒ＋Ｐｃｌ）・Ｐａｒ／（Ｐａｒ＋Ｐａｌ）を満たす補正電力Ｐａｄｄを、ケーブル１０に接続した状態のアンテナの放射電力の実測値Ｐａｒ_ｅｘｐに足し合わせて、実在空間において、ケーブル１０を外した状態のアンテナの放射電力Ｐａｒ_ｒｅを算出した（図３Ｆ）（図３Ｇ）。
【００３１】
本実施の形態における効果を以下に説明する。
【００３２】
本実施の形態では、アンテナの放射電力を算出する方法において、算出精度を高くすることができる。
【００３３】
その理由を以下に説明する。
【００３４】
すなわち、従来の実在空間での実測値のみを用いた算出方法では、ケーブル（図７の４）およびその付属物の影響による誤差が生じていた。それは、ケーブル４自体もアンテナのように作用してしまうためである。したがって、外部電源６から入力された電力は、アンテナ３だけでなくケーブル４および付属物にも分散する。そしてケーブル４部分から放射された電力が、的確に受信アンテナ２で受信されなかったり、ケーブル４および付属物で電力が損失したりすることによって、受信アンテナ２における受信電力が減少し、アンテナの放射電力の実測値（Ｐａｒ_ｅｘｐ）に誤差が生ずるのである。
【００３５】
これに対し本実施の形態では、上述のように、シミュレーションプログラムを用いて、実在空間においてケーブル１０を外した場合のアンテナの放射電力を算出している。
【００３６】
すなわち、外部電源１１からケーブル１０部分に供給される電力が、仮にアンテナ９に供給されたとした場合のアンテナ９における放射電力を、シミュレーションプログラムを用いて算出し、補正電力Ｐａｄｄとしてアンテナの放射電力の実測値（Ｐａｒ_ｅｘｐ）に足し合わせている。
【００３７】
したがって本実施の形態では、ケーブル１０部分の影響による誤差を低減することができ、そしてその結果、アンテナの放射電力を算出する方法において、算出精度を高くすることができるのである。
【００３８】
また本実施の形態では、シミュレーションプログラムにおいて、ケーブル１０の長さが無限大となる境界条件を設定することによって、ケーブル１０の共振長によりケーブルの放射電力Ｐｃｒおよびケーブルの損失電力Ｐｃｌが変動するのを抑制し、補正電力Ｐａｄｄの値を平均的な値に近似するよう算出することができる。
【００３９】
さらにシミュレーションプログラムにおいて、ケーブル１０の所定長さまでを含む所定領域を、ケーブルの解析領域１４とすることによって、実在のケーブル１０が非常に長い場合であっても、解析領域を小さくすることができ、解析時間を短くすることができる。
【００４０】
また本実施の形態では、シミュレーションプログラムにおいて、ケーブルの解析領域１４におけるケーブル１０の共振長を、アンテナ９の共振長以上としたことにより、ケーブル１０がアンテナ９と作用し、所定の波長で共振していることを確認することができる。
【００４１】
（実施の形態２）
本実施の形態は、図５に示すように、第１の携帯電話端末７Ａ（通信装置）を用いて、シミュレーションプログラムにより算出したケーブル１０Ａ部分の影響を、図６の第２の携帯電話端末７Ｂにおけるアンテナの放射電力を測定するシミュレーション方法に応用したものである。この方法は、第２の携帯電話端末７Ｂが第１の携帯電話端末７Ａのわずかなデザイン変更である場合など、形状、材質等が同様である場合に特に有効である。
【００４２】
本実施の形態におけるシミュレーション方法を以下に説明する。
【００４３】
まず、第１のシミュレーションプログラムにより、図５に示すようなアンテナ９Ａを有する第１の基体８Ａと、アンテナ９Ａの給電部と接続されたケーブル１０Ａとを備えた第１の携帯電話端末７Ａにおいて、実施の形態１と同様のプロセスで、ケーブルの放射電力Ｐｃｒと、ケーブルの損失電力Ｐｃｌとを算出する。
【００４４】
次に、第２のシミュレーションプログラムにより、図６に示す第２の基体８Ｂと、この第２の基体８Ｂに接続されたアンテナ９Ｂとを有する第２の携帯電話端末７Ｂにおいて、アンテナの放射電力Ｐａｒと、アンテナの損失電力Ｐａｌとを個別に算出する。なお、この第２のシミュレーションプログラムでは、ケーブル１０を外した状態で解析を行う。
【００４５】
そして、
Ｐａｄｄ＝（Ｐｃｒ＋Ｐｃｌ）・Ｐａｒ／（Ｐａｒ＋Ｐａｌ）
を満たす補正電力Ｐａｄｄを、シミュレーションした第２の携帯電話端末７Ｂにおけるアンテナの放射電力Ｐａｒから引けば、実在空間において、第２の携帯電話端末７Ｂのアンテナ９Ｂを、ケーブルを介して外部電源と接続した場合の、アンテナの放射電力をシミュレーションすることができる。
【００４６】
そしてこのシミュレーションにより算出した、ケーブルと接続した場合のアンテナの放射電力と、実在空間におけるアンテナの放射電力の実測値Ｐａｒ_ｅｘｐとが近似していれば、シミュレーションプログラムにより算出したアンテナの放射電力Ｐａｒを、実在空間においてケーブルと接続していないアンテナの放射電力Ｐａｒ_ｒｅと見なすことができる。
【００４７】
これにより本実施の形態では、第２のシミュレーションプログラムではケーブル部分の解析を省略することができるため、高精度なアンテナの放射電力の測定を迅速にすることができる。
【００４８】
なお、本実施の形態では、一の通信装置をモデルとしたケーブル部分の影響による誤差を複数の通信装置における放射電力測定のシミュレーション方法に応用することができるが、この場合、複数の通信装置は、一の通信装置と基体の形状、給電部の位置、ケーブルの出ている方向がそれぞれ同様であることが必要である。またヘリカルかメアンダか、モノポールかダイポールか、ダイバーシティ方式かシングル方式かなどの区分において、アンテナのタイプが同一であることが必要である。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明のアンテナの放射電力を算出する方法では、誤差を低減し、算出精度を向上させることができるため、高精度なアンテナの放射特性が要求される携帯電話端末などを設計することに有効である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の一実施形態における携帯電話端末の正面図
【図２】本発明の一実施形態の実在空間における放射電力の算出工程を示す模式図
【図３】本発明の一実施形態のシミュレーションプログラムにおける放射電力を算出する工程を示すフローチャート
【図４】本発明の一実施形態のシミュレーションプログラムにおける放射電力の算出工程を示す図
【図５】同放射電力の算出工程を示す図
【図６】同放射電力の算出工程を示す図
【図７】従来例の実在空間における放射電力の算出工程を示す模式図
【符号の説明】
【００５１】
７  （携帯電話端末）通信装置
７Ａ  第１の携帯電話端末
７Ｂ  第２の携帯電話端末
８  基体
８Ａ  第１の基体
８Ｂ  第２の基体
９、９Ａ、９Ｂ  アンテナ
１０、１０Ａ  ケーブル
１１  外部電源
１２  受信アンテナ
１３  アンテナの解析領域
１４  ケーブルの解析領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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