(57)【要約】【課題】広帯域に亘り良好なアンテナ特性を示す携帯無線機を提供する。【解決手段】給電素子が接続された第１基板を備えた第１の筐体と、無給電素子が接続された第２基板を備えた第２の筐体と、第１の筐体および第２の筐体を相互に回動自在に結合するヒンジ部と、第１基板および第２基板を電気的に接続する基板接続部とを有し、給電素子と無給電素子とが、第１基板および第２基板上に配置された配置位置から見てそれぞれ対角線上に配置され、かつ、給電素子および無給電素子が容量結合するよう配置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
給電素子が接続された第１基板を備えた第１の筐体と、
無給電素子が接続された第２基板を備えた第２の筐体と、
前記第１の筐体および前記第２の筐体を相互に回動自在に結合するヒンジ部と、
前記第１基板および前記第２基板を電気的に接続する基板接続部とを有し、
前記給電素子と前記無給電素子とが、前記第１基板および前記第２基板上に配置された配置位置から見てそれぞれ対角線上に配置され、かつ、前記給電素子および前記無給電素子が容量結合するよう配置されたことを特徴とする携帯無線機。
【請求項２】
前記給電素子および前記無給電素子は、前記基板接続部に接触しない位置に配置されてなることを特徴とする請求項１記載の携帯無線機。
【請求項３】
前記給電素子および前記無給電素子は、Ｌ字形状または逆Ｌ字形状にて構成されることを特徴とする請求項１または２記載の携帯無線機。
【請求項４】
前記給電素子および前記無給電素子は、ストリップライン形状にて構成されることを特徴とする請求項１または２記載の携帯無線機。
【請求項５】
前記給電素子および前記無給電素子は、螺旋形状にて構成されることを特徴とする請求項１または２記載の携帯無線機。
【請求項６】
前記携帯無線機の開放状態時において、
前記給電素子および前記無給電素子は、前記第１の筐体および前記第２の筐体の厚み方向にて接触しない位置に配置されてなることを特徴とする請求項１または２記載の携帯無線機。
【請求項７】
前記給電素子と前記無給電素子とは、相互に最も近接したときの間隔が３ｍｍ以内に配置されてなることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の携帯無線機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広帯域にわたり良好なアンテナ特性を示す携帯無線機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の携帯無線機は、ユーザからのニーズに伴い端末（携帯無線機）本体の小型化が進み、また使用する機能の高度化も進んでいる。端末を小型化するにもかかわらず様々な機能を付加するための高機能デバイスを実装することにより、携帯無線機内の高機能デバイスの実装体積が増加している。
【０００３】
また、端末の小型化に加えて端末の外観デザインの観点から、携帯電話機などの端末ではアンテナを筐体内に配置するアンテナの内蔵化が進んでいる。前述したように、端末の高機能化に伴いカメラや脱着可能なメモリなど、端末の小型化に反して筐体内の実装体積の増加を余儀なくしており、端末内の空きスペースは限定されてしまう。実際には、アンテナを収容するためのスペースを十分に確保できずに、良好なアンテナ特性を得ることが困難になってきている。
【０００４】
このような問題点を改善する携帯無線機のアンテナに関する従来技術として、特許文献１，２に開示されるような技術がある。特許文献１に開示される発明は、上部回路基板と下部回路基板とを有する折り畳み可能な形式で構成された端末において、上部回路基板と下部回路基板とを同軸ケーブルにより接続し、上下回路基板を励振させダイポール型のアンテナとして動作させている。特許文献１に開示される発明は、内蔵アンテナに必要なスペースを縮小し、良好なアンテナ特性を実現するものである。
【０００５】
特許文献２に開示される発明は、上基板と下基板とを有する形式で構成された端末において、下基板に接続された給電素子と、前記給電素子と対向するよう上基板のＧＮＤに無給電素子を接続している。特許文献２に開示される発明は、前記給電素子と無給電素子を容量結合させ、上基板自体をアンテナとして動作させることを可能とし、良好なアンテナ特性を実現するものである。
【特許文献１】特開２００４−１７２９１９号公報
【特許文献２】特開２００６−０４１８９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に開示される発明は、上下回路基板を接続するための同軸ケーブルをヒンジ部に通す必要があり、ヒンジ部構造に制約事項がありデザインの柔軟性に欠ける懸念がある。また特許文献２に開示される発明は、無給電素子の付加により良好なアンテナ特性を示すが、広帯域に渡りインピーダンス特性を改善することは困難である。
【０００７】
このような課題に鑑み本発明は、第１基板および第２基板に接続された給電素子と無給電素子とを対角線上に配置し、かつそれぞれが容量結合する位置に配置された携帯無線機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、給電素子が接続された第１基板を備えた第１の筐体と、無給電素子が接続された第２基板を備えた第２の筐体と、第１の筐体および第２の筐体を相互に回動自在に結合するヒンジ部と、第１基板および第２基板を電気的に接続する基板接続部とを有し、給電素子と無給電素子とが、第１基板および第２基板上に配置された配置位置から見てそれぞれ対角線上に配置され、かつ、給電素子および無給電素子が容量結合するよう配置された携帯無線機であることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の携帯無線機において、給電素子および無給電素子は、基板接続部に接触しない位置に配置されてなることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２記載の携帯無線機において、給電素子および無給電素子は、Ｌ字形状または逆Ｌ字形状にて構成されることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１または２記載の携帯無線機において、給電素子および無給電素子は、ストリップライン形状にて構成されることを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項１または２記載の携帯無線機において、給電素子および無給電素子は、螺旋形状にて構成されることを特徴とする。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項１または２記載の携帯無線機において、携帯無線機の開放状態時において、給電素子および無給電素子は、第１の筐体および第２の筐体の厚み方向にて接触しない位置に配置されてなることを特徴とする。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、請求項１から６のいずれか１項記載の携帯無線機において、給電素子と無給電素子とは、相互に最も近接したときの間隔が３ｍｍ以内に配置されてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、第１基板および第２基板に接続された給電素子と無給電素子とを対角線上に配置し、かつそれぞれが容量結合する位置に配置することで、広帯域に亘り良好なアンテナ特性を有する携帯無線機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本実施形態の携帯無線機について図面を参照しながら説明する。なお本実施形態は以下に述べるものに限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲において種々変更が可能である。本実施形態では、携帯無線機の一例として携帯電話機を用いて説明する。
【００１７】
図１は、本実施形態の携帯電話機の構成を模式的に示す図である。
本実施形態の携帯電話機は、上部回路基板１と、上部筐体２と、下部回路基板３と、下部筐体４と、ヒンジ部５と、上下回路基板接合部６と、無給電素子７と、給電素子８とを備えている。本実施形態では、上部筐体２側にディスプレイなどの表示部やスピーカ、カメラなどが備えられ、下部筐体４側に操作部やマイク、外部インタフェースなどが備えられているものとする。なお、表示部や操作部、マイク、スピーカ、カメラなど、一般的な携帯電話機が有する各機能部については本願発明の特徴部分ではないので、ここでは説明を省略する。
【００１８】
上部筐体２側には上部回路基板１が備えられており、例えば前述した表示部やスピーカ、カメラなどを制御する制御基板としても機能する。そして上部回路基板１のアースラインには、無給電素子７が接続される。この無給電素子７において、アースラインと接続される側と反対側の端部（他端部）は、開放端となっている。
【００１９】
また下部筐体４側には下部回路基板３が備えられており、例えば前述した操作部やマイク、外部インタフェースなどを制御する制御基板としても機能する。下部回路基板３には、下部回路基板３上の信号配線パターンなどに接続された給電素子（アンテナ素子）８が設けられる。給電素子８も無給電素子７と同様に、下部回路基板３の接続端と反対側の他端部は、開放端となっている。
【００２０】
上部筐体２および下部筐体４は、プラスチックなどによるモールド成形が施されてなり、このようにして形成された上部筐体２と下部筐体４とを折り畳み可能な形式で結合するヒンジ部５を備えている。そして、上部回路基板１および下部回路基板３は、フレキシブルワイヤなどのフレキシブル基板にて構成される上下回路基板接合部６にて接続される。例えば、操作部による操作などにより、下部回路基板３からの操作信号が上下回路基板接合部６を介して上部回路基板１へと送られて、表示部に表示される。
【００２１】
給電素子８および無給電素子７は、図１，２などに例示するように対角線上に配置される。本実施形態では、携帯電話機の開放状態時（折り畳んでいない状態の時）に、上下回路基板接合部６に接触しないような位置（図２参照）に配置される。これは、給電素子８や無給電素子７が上下回路基板接合部６に接触することで、周波数帯域などに影響を及ぼしてしまい、良好なアンテナ特性を得ることが困難となってしまうからである。
【００２２】
図３は、給電素子を固定配置し、無給電素子を給電素子と対向する位置に配置した場合（ａ）、および、無給電素子を給電素子との対角線上に配置した場合（ｂ）における、周波数帯域とリターンロスとの関係を示す実験結果を、グラフ化して例示したものである。
【００２３】
前述した特許文献２などを含め、給電素子に対する無給電素子の配置位置を対向する位置に配置した場合、図３中の符号ａに示すように、周波数帯域が狭くなってしまう。これに対して、無給電素子の配置位置を対角線上とした場合、図３中の符号ｂに示すように、周波数帯域が広くなる。
【００２４】
このように、給電素子８と無給電素子７とを対角線上に配置することで、給電素子８と無給電素子７との間に静電容量が形成されて容量結合し、上部回路基板１および下部回路基板３が励振される。これにより同軸線を使用せず上部回路基板１および下部回路基板３をダイポール型のアンテナとして動作させることが可能となり、広帯域に亘って良好なアンテナ特性を示す携帯無線機を提供することができる。
【００２５】
なお図１や図２では、給電素子８は下部回路基板３に接続され、無給電素子７は上部回路基板１に接続される構成として説明した。しかし本実施形態の構成はこれに限定されるものではなく、例えば給電素子８が上部回路基板１に接続され、無給電素子７が下部回路基板３に接続される構成としてもよい。また携帯電話機の長手方向から見て、給電素子８を左側に、無給電素子７を右側に配置する構成としているが、給電素子８を右側にして無給電素子７を左側にする構成としてもよい。本実施形態では、給電素子８と無給電素子７との配置が対角線上であれば、上下左右、配置位置を自在に構成することが可能である。
【００２６】
給電素子８と無給電素子７との間隔Ｌは、図２に示すように３ｍｍ以内とすることが好ましい。間隔Ｌを３ｍｍより広く、例えば４ｍｍなどにしてしまうと、容量結合しにくくなり周波数帯域が狭くなってしまう。
【００２７】
給電素子８および無給電素子７の形状は、図１，２などで示したＬ字型形状や逆Ｌ字型形状のみならず、Ｆ字型形状やミアンダ形状、ヘリカル形状など、様々な形状が適用可能である。
本実施形態の、給電素子８および無給電素子７の形状の他の一例を図４〜６に示す。
【００２８】
給電素子８および無給電素子７の形状としては、図４に示すようなストリップライン形状や、図５に示すようなコイル（螺旋）形状など、様々な形状を適用可能である。また、図６（ｂ）に示すように、携帯電話機の上部筐体２と下部筐体４との厚み方向にずれるように配置する構成とすることも可能である。
【００２９】
図６（ａ）に示すように携帯電話機の背面から見ると、給電素子８と無給電素子７とが重なっているように見えるが、携帯電話機の側面から見ると、給電素子８および無給電素子７が重ならないように構成されている。この場合、給電素子８と無給電素子７との間隔Ｌは、図６（ｂ）に示すように厚み方向に適用されることになる。
【００３０】
なお図６では、給電素子８を厚み方向上側に、無給電素子７を厚み方向下側にして説明したが、この配置関係を逆にしてもよく、給電素子８を下側に、無給電素子７を上側にする構成としてもよいことは言うまでもない。
【００３１】
また、このように厚み方向にずらす形状と、上記Ｌ字型形状やＦ字型形状、逆Ｌ字型形状、ストリップライン形状、コイル形状などとを組み合わせることで、さらに多様な給電素子・無給電素子とすることも可能である。どのようなアンテナの形状を用いても、前述した本願発明特有の効果を奏することが期待できる。
【００３２】
また、給電素子８と無給電素子７とを構成するものとして、金属の板金を用いることを想定している。しかし本実施形態では板金に限定されず、例えば金属銅線、金属ワイヤ（コイル）、金属フィルムなどを適用することも可能である。また例えば、モールド品やプリント基板、チップ素子などの樹脂のサポートのある金属片にて代用して構成することも可能である。
【００３３】
さらに、給電素子８および無給電素子７の長さ、太さやその形状などは、本実施形態を適用する携帯無線機に所望する周波数やインピーダンス整合条件などに応じて、適宜設定変更することととしてよい。
【００３４】
以上に述べたように、本実施形態の携帯無線機によれば、上部回路基板１のアースラインに接続した無給電素子７と下部回路基板３に接続した給電素子８とを対角線上に配置することで、容易に上下回路基板がアンテナとして動作するため、携帯無線機の構造的な制約事項も少なくて済む。また、前述した図３のグラフ図に示すように、広帯域に渡り良好なアンテナ特性を得られることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本実施形態の携帯無線機の一例を示す外観図である。
【図２】本実施形態の給電素子８および無給電素子７の一例を示す図であり、（ａ）は背面から見た場合を示し、（ｂ）は側面から見た場合を示す。
【図３】周波数帯域を模式的に示すグラフ図である。
【図４】給電素子８および無給電素子７にストリップライン形状を用いた場合を示す図である。
【図５】給電素子８および無給電素子７にコイル形状を用いた場合を示す図である。
【図６】本実施形態の給電素子８および無給電素子７の他の配置例を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
１    上部回路基板
２    上部筐体
３    下部回路基板
４    下部筐体
５    ヒンジ部
６    上下回路基板接合部
７    無給電素子
８    給電素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2008118359.tif 000006
【図５】
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【図６】
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