(57)【要約】【課題】  無線通信機器側に特別な構造を必要とすることなく、該無線通信機器に対して簡単に装着することができ、また、内蔵アンテナとの間の良好な容量結合を得てアンテナ特性の向上を図る外付けアンテナを提供する。【解決手段】無線通信機器の筐体を装着部で挟持することで、当該装着部に電気的及び物理的に接続されたアンテナエレメントを上記筐体に装着する。この装着部の装着位置は、筐体内の内蔵アンテナと相対向する位置となっている。これにより、アンテナエレメントが装着部を介して筐体に対して固定的に装着されるため、当該外付けアンテナと内蔵アンテナとの間の固定的な位置関係に基づく良好な容量結合を得てアンテナ特性の向上を図ることができる。また、当該外付けアンテナ装着用の特別な構造を筐体側に設けることなく、無線通信機器の筐体を装着部で挟持させるだけで簡単に装着可能とすることができる。【選択図】  図３
2008141627.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体内に設けられた内蔵アンテナを備えた無線通信機器に設けられる外付けアンテナ装置であって、
上記筐体に被覆、或いは上記筐体を挟持するかたちで、上記内蔵アンテナと相対向するように該筐体に設けられる装着部と、
上記装着部に対して電気的及び物理的に接続された、上記内蔵アンテナと同じ周波数帯域に対応するアンテナエレメントと
を有することを特徴とする外付けアンテナ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の外付けアンテナ装置であって、
上記装着部は、上記内蔵アンテナの給電点に近接し、かつ、上記内蔵アンテナと相対向するように上記筐体に設けられること
を特徴とする外付けアンテナ装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の外付けアンテナ装置であって、
上記内蔵アンテナは、それぞれ異なる複数の周波数帯域に対応可能となっており、
上記アンテナエレメントは、上記内蔵アンテナが対応している上記複数の周波数帯域のうち、いずれか一つの周波数帯域に対応するアンテナエレメントが上記装着部に設けられており、或いは上記内蔵アンテナが対応している各周波数帯域に対応するアンテナエレメントが、それぞれ上記装着部に設けられていること
を特徴とする外付けアンテナ装置。
【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、ＰＨＳ電話機（PHS：Personal Handyphone System）、無線通信機能を有するＰＤＡ装置（PDA：Personal Digital Assistant）、或いは携帯ゲーム機等の内蔵アンテナを有する携帯機器に設けて好適な外付けアンテナ装置に関し、特に、携帯機器に対して簡単に装着可能としたうえで、アンテナ特性の向上を図ることができるような外付けアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日において、筐体内に設けられた、いわゆる内蔵アンテナを有する携帯電話機が知られている。近年においては、携帯電話機の筐体の小型化及び薄型化が図られており、内蔵アンテナも、この小型化及び薄型化された筐体に合わせて小型化され内蔵されるため、充分なアンテナ特性を得ることが困難となっている。
【０００３】
このため、再表０３／０２１７１６号（国際公開番号ＷＯ２００３／０２１７１６号）の再公表特許公報（特許文献１）に、アンテナ特性の向上を図ることを目的とした「アンテナ装置」が開示されている。このアンテナ装置は、ハンドストラップに所定の波長の電波に対応する線状導体を織り込むことで形成されており、このハンドストラップを無線通信端末に設けることで、自然に該無線通信端末に外付けアンテナが設けられるようになっている。そして、無線通信端末に内蔵された内蔵アンテナと、このハンドストラップの外付けアンテナとの電磁結合により、アンテナ特性の向上を図るようになっている。
【０００４】
【特許文献１】再表０３／０２１７１６号公報（第１０頁〜第１１頁：図１、図３Ａ）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に開示されているアンテナ装置の場合、そもそも手で把持するハンドストラップが外付けアンテナとなっているため、通信時に当該ハンドストラップを手で把持して通信を行うと、外付けアンテナが有効に機能せず、良好なアンテナ特性を得られないおそれがある。
【０００６】
また、ハンドストラップを手で把持しない状態で通信を行った場合、ユーザの体の移動や手の移動で当該ハンドストラップが揺れるため、当該ハンドストラップである外付けアンテナと内蔵アンテナとの位置関係が安定せず、外付けアンテナと内蔵アンテナとの良好な電磁結合を得ることができず、やはり良好なアンテナ特性を得られないおそれがある。
【０００７】
また、無線通信端末の内蔵アンテナと、上記ハンドストラップの外付けアンテナとの電磁結合を図るために、上記内蔵アンテナと上記ハンドストラップとが近接するように、無線通信端末の特別な位置に上記ハンドストラップを取り付ける必要がある。換言すれば、通常では取り付けられることの無い位置に、ハンドストラップを取り付ける必要がある。従って、この特別な位置に上記ハンドストラップを取り付けるための特別な構造が、無線通信端末側に必要となる問題がある。
【０００８】
本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、無線通信機器側に特別な構造を必要とすることなく、該無線通信機器に対して簡単に装着することができ、また、内蔵アンテナとの間の固定的な位置関係により良好なアンテナ特性を得ることができるような外付けアンテナ装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る外付けアンテナ装置は、筐体内に設けられた内蔵アンテナを備えた無線通信機器に設けられる外付けアンテナ装置であって、上述の課題を解決するための手段として、
上記筐体に被覆、或いは上記筐体を挟持するかたちで、上記内蔵アンテナと相対向するように該筐体に設けられる装着部と、
上記装着部に対して電気的及び物理的に接続された、上記内蔵アンテナと同じ周波数帯域に対応するアンテナエレメントと
を有する。
【００１０】
このような本発明は、無線通信機器の筐体に装着部を被覆することで、この装着部を介して当該装着部に電気的及び物理的に接続されたアンテナエレメントを上記筐体に装着する。或いは、無線通信機器の筐体を装着部で挟持することで、この装着部を介して当該装着部に電気的及び物理的に接続されたアンテナエレメントを上記筐体に装着する。これにより、無線通信機器の筐体に対して装着部を被覆、或いは無線通信機器の筐体を装着部で挟持させるだけで、該無線通信機器の筐体に対してアンテナエレメントを簡単に装着することができる。このため、当該外付けアンテナ装置を装着するための特別な構造を無線通信機器の筐体に設けることを不要とすることができる。
【００１１】
また、装着部は、無線通信機器の筐体内に設けられた内蔵アンテナと相対向するように装着されるうえ、この装着部を介してアンテナエレメントが筐体に対して固定的に装着されるため、当該外付けアンテナ装置と内蔵アンテナとの間の固定的な位置関係を確立することができ、良好なアンテナ特性を得ることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、無線通信機器側に特別な構造を必要とすることなく、該無線通信機器に対して簡単に装着することができる。また、内蔵アンテナとの間の固定的な位置関係により良好なアンテナ特性を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は、例えば８００ＭＨｚの周波数帯域、及び２ＧＨｚの周波数帯域の電波を送受信する、いわゆるデュアルバンド対応の内蔵アンテナを備えた携帯電話機の外付けアンテナに適用することができる。
【００１４】
［外付けアンテナの構成］
まず、図１（ａ）に、この本発明の実施の形態となる外付けアンテナ１を裏面から見た図を、図１（ｂ）に外付けアンテナ１の裏面を斜めから見た図をそれぞれ示す。この図１（ａ）及び図１（ｂ）からわかるように、当該外付けアンテナ１は、携帯電話機に対して装着を図るための装着部２と、装着部２に対して物理的かつ電気的に接続された第１のアンテナエレメント３及び第２のアンテナエレメント４とを有している。
【００１５】
一例ではあるが、全体的な横幅は約１００ｍｍ、各アンテナエレメント３、４の横幅は約４０ｍｍとなっている。また、第１のアンテナエレメント３は、上記８００ＭＨｚの周波数帯域に対応するアンテナエレメントとなっており、所定のスリットが設けられた円板形状を有している。第２のアンテナエレメント４は、上記２ＧＨｚの周波数帯域に対応するアンテナエレメントとなっており、上記第１のアンテナエレメント３と略々同径の円板形状を有している。
【００１６】
装着部２は、図１（ｂ）からわかるように長方形状の平板部材を略「コの字」形状に折曲加工することで形成されており、その横幅は、当該外付けアンテナ１を装着する携帯電話機の横幅よりも若干大きな横幅となっている。
【００１７】
［携帯電話機の内蔵アンテナの構成］
このような外付けアンテナ１が装着される携帯電話機の筐体内には、例えば図２（ａ）及び図２（ｂ）に示す内蔵アンテナ１０が収納されている。なお、図２（ａ）は内蔵アンテナ１０を正面から見た図、図２（ｂ）は内蔵アンテナ１０の斜視図である。
【００１８】
この図２（ａ）及び図２（ｂ）からわかるように、内蔵アンテナ１０は、８００ＭＨｚの周波数帯域に対応する第１のアンテナエレメント１１、及び２ＧＨｚの周波数帯域に対応する第２のアンテナエレメント１２を有する、いわゆるデュアルバンド対応の内蔵アンテナとなっている。また、この内蔵アンテナ１０は、当該内蔵アンテナ１０に電力を供給するための給電点１３を有している。
【００１９】
この内蔵アンテナ１０は、携帯電話機の裏面側の上端部近傍（＝携帯電話機の表示部が設けられている面に対して反対側となる面の上端部近傍）に設けられている。
【００２０】
［携帯電話機に対する外付けアンテナの装着］
次に、図３（ａ）に外付けアンテナ１を装着した状態の携帯電話機を当該携帯電話機の裏面側から見た図を、図３（ｂ）に外付けアンテナ１を装着した状態の携帯電話機を当該携帯電話機の正面側から見た図を示す。この図３（ａ）及び図３（ｂ）からわかるように、外付けアンテナ１を携帯電話機２０に装着する場合、外付けアンテナ１の装着部２の横幅と携帯電話機２０の横幅とを合わせ、略「コの字」形状に折曲加工されている装着部２の間隙部に携帯電話機２０の筐体を押し込むかたちで、当該外付けアンテナ１を携帯電話機２０に装着する。これにより、携帯電話機２０の筐体側に当該外付けアンテナ１を装着するための特別な構造を設けることなく、言わばワンタッチで当該外付けアンテナ１を携帯電話機２０に簡単に装着することができる。
【００２１】
上述のように装着部２の横幅は携帯電話機２０の横幅よりも、若干大きめに形成されている。このため、外付けアンテナ１を携帯電話機２０に装着すると、携帯電話機２０の筐体が装着部２で挟持されるかたちで、当該外付けアンテナ１が携帯電話機２０に固定されて装着されることとなる。また、この外付けアンテナ１が装着される部分は、携帯電話機２０の内蔵アンテナ１０が設けられている部分である。さらには、この外付けアンテナ１が装着される部分は、携帯電話機２０の内蔵アンテナ１０の給電点１３の近傍となり、電流の流れが大きな部分である。このため、外付けアンテナ１を携帯電話機２０に装着することにより、内蔵アンテナ１０と装着部２が相対向する位置関係となり、外付けアンテナ１及び内蔵アンテナ１０の良好な容量結合が得られることとなる。
【００２２】
これにより、装着部２に設けられている各アンテナエレメント３、４が、当該装着部２を介して携帯電話機２０に対して固定的に装着されて、内蔵アンテナ１０との相対向する位置関係を安定して保持することができるうえ、この両者の安定した位置関係の保持により、外付けアンテナ１と携帯電話機２０内の内蔵アンテナ１０との安定した容量結合を得ることができるため、良好なアンテナ特性を得ることができる。
【００２３】
［外付けアンテナの装着によるアンテナ特性の向上］
本件出願人が、このような外付けアンテナ１を試作し、携帯電話機２０に装着して測定したアンテナ特性を図４に示す。この図４に示す測定結果は、図５に示すように外付けアンテナ１を装着した携帯電話機を、自由空間において通常の通話状態として得られた測定結果である。
【００２４】
図４に示すアンテナ特性のグラフは、横軸がＧＳＭ方式（GSM：Global System for Mobile Communications）、ＤＣＳ方式（DCS：Digital Communications System）、ＰＣＳ方式（PCS：Personal Communication Services）及びＵＭＴＳ方式（UMTS：Universal Mobile Telecommunications System）の各通信方式で使用されている周波数帯域、縦軸が放射効率（ｄＢ）となっている。また、この図４は、点線で示すグラフが各通信方式における内蔵アンテナ１０のみの放射効率を、実線で示すグラフが各通信方式における外付けアンテナ１を装着した際の放射効率を示している。
【００２５】
この図４から、携帯電話機２０に対して外付けアンテナ１を装着することで、各通信方式で使用されているいずれの周波数帯域においても、良好な放射効率を得られることがわかるであろう。特に、ＧＳＭ方式の９００ＭＨｚ帯では、６．５ｄＢもの放射効率の向上を得ることができた。
【００２６】
この外付けアンテナ１は、携帯電話機２０に装着すると、当該携帯電話機２０の筐体外に各アンテナエレメント３、４が位置することとなる。また、アンテナエレメント３、４の形状を、面形状（或いは線形状でもよい。）としているため、グランドに流れる電流が少なくなる。このため、図５に示すような人体近接時においても、良好なアンテナ特性を得ることができるのである。
【００２７】
［装着部の変形例］
主に図１（ｂ）に示した装着部２は、略「コの字」形状に折曲加工したものであったが、この装着部２の形状としては、図６（ａ）に示すように略「Ｃの字」に折曲加工した形状としてもよい。この場合、携帯電話機２０に外付けアンテナ１を装着した場合に、「Ｃの字」形状を有する装着部２により、携帯電話機２０の筐体を前後左右の各面から挟持することができ、当該外付けアンテナ１を携帯電話機２０に対して、より安定的に装着可能とすることができる。
【００２８】
この他、装着部２の形状としては、図６（ｂ）に示すように略「Ｏの字」に折曲加工した形状としてもよい。この場合、携帯電話機２０の上端部を当該装着部２の空隙部４０に挿入するかたちで、該携帯電話機２０に外付けアンテナ１を装着する。これにより、携帯電話機２０の筐体を、前後左右の各面からさらに強固に挟持することができ、当該外付けアンテナ１を携帯電話機２０に対して、さらに安定的に装着可能とすることができる。
【００２９】
［アンテナエレメントの変形例］
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示した例の場合、第１のアンテナエレメント３に対してスリットを設けることとしたが、これは図７（ａ）に示すように第２のアンテナエレメント４に対してスリットを設けるようにしてもよい。この場合、第１のアンテナエレメント３が２ＧＨｚの周波数帯域に対応し、第２のアンテナエレメント４が８００ＭＨｚの周波数帯域に対応することとなる。
【００３０】
また、図７（ｂ）に示すように第１のアンテナエレメント３及び第２のアンテナエレメント４に対してそれぞれスリットを設けるようにしてもよい。すなわち、スリットは、送受信する周波数帯域に応じて設けられるものである。
【００３１】
また、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示した例の場合、デュアルバンド対応とするために、各周波数帯域用の２つのアンテナエレメント３、４を設けたが、シングルバンドにのみ対応する場合には、図７（ｃ）に示すように一つのみアンテナエレメントを設ければよい。同様に、トリプルバンドに対応する場合には、各周波数帯域に対応する３つのアンテナエレメントを設ければよい。
【００３２】
また、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示した例の場合、各アンテナエレメント３、４は円板形状であることとしたが、これは線形状、或いは図７（ｄ）に示すように螺旋形状としてもよい。この場合、通話時において、アンテナエレメントが人体から遠ざかる方向に位置することとなるため、さらに良好なアンテナ特性を得ることができる。
【００３３】
また、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示した例の場合、各アンテナエレメント３、４は円板形状であることとしたが、これは図７（ｅ）に示すように半楕円形状としてもよい。
【００３４】
また、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示した例の場合、アンテナエレメント側にスリットを設けることとしたが、これは図７（ｆ）に示すように装着部２に対してスリットを設けてもよい。
【００３５】
すなわち、アンテナエレメントの形状、設ける数、スリットの有無、スリットを設ける位置等は、当該外付けアンテナ１で、目的とする周波数帯域の電波を良好に送受信できるように、それぞれ外付けアンテナ１全体として調整すればよい。
【００３６】
［実施の形態の効果］
以上の説明から明らかなように、この実施の形態の外付けアンテナは、携帯電話機２０の筐体を装着部２で挟持することで、この装着部２を介して当該装着部２に電気的及び物理的に接続されたアンテナエレメント３、４を該筐体に装着する。或いは、携帯電話機２０の筐体に装着部２を被覆することで、この装着部２介して当該装着部２に電気的及び物理的に接続されたアンテナエレメント３、４を上記筐体に装着する。
【００３７】
これにより、携帯電話機２０の筐体を装着部２で挟持、或いは携帯電話機２０の筐体に装着部２を被覆するだけで、該携帯電話機２０の筐体に対して当該外付けアンテナ１を簡単に装着することができる。このため、外付けアンテナ１を装着するための特別な構造を携帯電話機２０の筐体に設けることを不要とすることができる。
【００３８】
また、装着部２は、携帯電話機２０の筐体内に設けられた内蔵アンテナ１０と相対向するように装着されるうえ、この装着部２を介して各アンテナエレメント３、４が筐体に対して固定的に装着されるため、当該外付けアンテナ１と内蔵アンテナ１０との間の固定的な位置関係を確立することができ、良好なアンテナ特性を得ることができる。
【００３９】
なお、上述の実施の形態の説明では、本発明を携帯電話機の外付けアンテナに適用することとしたが、本発明は、この他、ＰＨＳ電話機（PHS：Personal Handyphone System）、無線通信機能を有するＰＤＡ装置（PDA：Personal Digital Assistant）、携帯ゲーム機、携帯テレビジョン受像機等の他の携帯機器の外付けアンテナにも適用可能である。そして、いずれの場合でも、上述と同じ効果を得ることができる。
【００４０】
また、例えば動物、仮想動物、マンガやゲーム等のキャラクタの顔等を象ったカバーで上記外付けアンテナ１を被覆してもよい。この場合、カバーの部材としては、フェルト等の通信に悪影響を及ぼさない部材で形成することが好ましいであろう。これにより、当該外付けアンテナ１をアクセサリーとして用いることができる。
【００４１】
また、外付けアンテナ１にストラップ装着部材を設けてもよい。これにより、このストラップ装着部材を介して、当該外付けアンテナ１を、携帯電話機に装着されている携帯ストラップに装着して携帯可能とすることができる。
【００４２】
最後に、本発明は、本発明の一例として開示したに過ぎない上述の実施の形態に限定されることはない。このため、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、上述の実施の形態以外であっても設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論であることを付け加えておく。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明を適用した実施の形態となる外付けアンテナを裏面から見た形状、及び斜めから見た形状を示す図である。
【図２】携帯電話機の筐体内に設けられている内蔵アンテナを正面から見た形状、及び斜めから見た形状を示す図である。
【図３】実施の形態となる外付けアンテナを携帯電話機に装着した状態を、当該携帯電話機の裏面側及び正面側から見た図である。
【図４】実施の形態となる外付けアンテナのアンテナ特性の一例を示す図である。
【図５】実施の形態となる外付けアンテナのアンテナ特性の計測状況を説明するための図である。
【図６】実施の形態となる外付けアンテナの装着部の変形例を説明するための図である。
【図７】実施の形態となる外付けアンテナのアンテナエレメントの変形例を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  外付けアンテナ、２  外付けアンテナの装着部、３  ８００ＭＨｚの周波数帯域用の第１のアンテナエレメント、４  ２ＧＨｚの周波数帯域用の第２のアンテナエレメント、１０  携帯電話機の内蔵アンテナ、１１  内蔵アンテナの８００ＭＨｚの周波数帯域用の第１のアンテナエレメント、１２  内蔵アンテナの２ＧＨｚの周波数帯域用の第２のアンテナエレメント、１３  内蔵アンテナの給電点、２０  携帯電話機
【図１】
2008141627.tif 000003
【図２】
2008141627.tif 000004
【図３】
2008141627.tif 000005
【図４】
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【図５】
2008141627.tif 000007
【図６】
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【図７】
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