(57)【要約】【課題】従来の２つ折り型の携帯無線機において、アンテナ素子と無線回路を電気的に接続する同軸ケーブルの外部導体と地板との電気的接続位置によっては、すべての状況においてアンテナ性能を最良とすることができなかった。【解決手段】アンテナ４及び地板３を有する上側基板１と無線回路５を有する下側基板２、無線回路５からアンテナ４へ給電する同軸ケーブル６、及び同軸ケーブル６の外部導体を地板３に接地する接地手段７ａ〜７ｅを備え、接地手段７ａ〜７ｅにより同軸ケーブル６の外部導体接地位置を変えることによりアンテナ利得、アンテナ効率の向上を図り、携帯無線機の送受信を高感度でかつ安定したものとする。【選択図】        図１
2005012516.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナ及び地板を有する第１の基板と無線回路を有する第２の基板、上記無線回路から上記アンテナへ給電する同軸ケーブル、及び該同軸ケーブルの外部導体を上記地板に接地する接地手段を備え、上記接地手段により上記同軸ケーブル外部導体の接地位置を変えて上記アンテナ性能を向上させるようにしたことを特徴とする携帯無線機。
【請求項２】
上記接地手段は、無線機の使用周波数に応じて、上記同軸ケーブル外部導体の接地位置を変えるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の携帯無線機。
【請求項３】
上記接地手段は、無線機の使用状態検知手段の信号により上記アンテナインピーダンスの変化を検知し、この検知結果に基づいて上記同軸ケーブル外部導体の接地位置を変えるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の携帯無線機。
【請求項４】
上記アンテナ素子と共にダイバーシティ受信を行う第２のアンテナ素子を付加し、上記接地手段により上記同軸ケーブル外部導体の接地位置を変えて上記アンテナのアンテナ性能と上記第２のアンテナのアンテナ性能のバランスを最も良い状態に調整するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の携帯無線機。
【請求項５】
上記接地手段を複数のスイッチで構成し、制御手段により上記スイッチのオン／オフ設定をすることにより上記同軸ケーブル外部導体の接地位置を変えるようにしたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の携帯無線機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば携帯電話機やＰＨＳ（ＰｅｒｓｏｎａｌＨａｎｄｙｐｈｏｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）等の携帯無線機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
携帯無線機として、利得の高いアンテナを利用するものとして特許文献１に示すものがある。これは、携帯無線機において、線状アンテナ素子と内部無線回路のアンテナ端子との間を、上記内部無線回路の内部インピーダンスより大きく、上記線状アンテナ素子のインピーダンスより小さい特性インピーダンスを持つ同軸ケーブルで接続し、該同軸ケーブルによって上記線状アンテナ素子を共振させるようにしたものである。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−２８８７２３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
２つ折り型の携帯無線機は、同軸ケーブルの引きまわし方法によってアンテナ性能が変化する。具体的には、同軸ケーブルの外部導体と地板との接地位置が最適でないと、アンテナの反射損が大きくなり、アンテナ効率やアンテナ利得が劣化するという問題が生じる。また、現行の携帯無線機は送信時と受信時で異なる周波数を用いるが、端末が使用する周波数を送受信時で切り替えることにより、アンテナインピーダンスが上昇してアンテナ反射損が大きくなり、アンテナ利得が劣化するという問題が生じる。また、端末を耳に接触させる音声通話時や、手に持って端末を操作するデータ通信時で人体と端末の距離が変わるため、アンテナインピーダンスが変動してアンテナの反射損が大きくなり、アンテナ利得が劣化するという問題が生じる。また、端末内部に少なくとも２系統のアンテナを備え、受信レベルの高いアンテナに切り替えながら通信するダイバーシチ方式を用いる端末もあるが、使用するアンテナによっては同軸ケーブルと地板との接地位置が最適でない場合があり、そのアンテナを用いたときに反射損が大きくなり、アンテナ利得が劣化するという課題がある。
【０００５】
本願発明は、同軸ケーブルの外部導体と地板との接地位置を可変とすることにより、アンテナ反射損を低下させて、周波数を切り替えたとき、端末の使用形態が変化したとき、また、複数系統のアンテナを切り替えたときのアンテナ利得及びアンテナ効率を向上させることを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明の携帯無線機は、アンテナ及び地板を有する第１の基板と無線回路を有する第２の基板、上記無線回路から上記アンテナへ給電する同軸ケーブル、及び該同軸ケーブルの外部導体を上記地板に接地する接地手段を備え、上記接地手段により上記同軸ケーブル外部導体の接地位置を変えて上記アンテナ性能を向上させるようにしたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る２つ折り型の携帯無線機の要部を示す構成図である。図１において、実施の形態１の携帯無線機は、第１の筺体である上側筐体に収められている第１の基板である上側基板１と、第２の筺体である下側筐体に収められている第２の基板である下側基板２を備えている。上側基板１には地板３とアンテナ素子４が設けられている。上記アンテナ素子４は基板１上に配設された同軸ケーブル６により、下側基板２に設けられる無線回路５に接続される。無線回路５は、下側基板２に設けられた制御部８により制御線Ａを通して制御される。
【０００８】
同軸ケーブル６の外部導体と地板３との間には同軸ケーブル６の長手方向に所定の間隔を置いて接地手段であるスイッチ７ａ〜７ｅが設けられ、これらのスイッチの開閉により同軸ケーブル６の外部導体と地板３とを接離するようになされている。これらスイッチ７ａ〜７ｅの内の任意のスイッチが、スイッチの制御手段としても動作する制御部８から制御線Ｂを通して加えられる制御信号により閉合されるようになされている。
【０００９】
図６に示すように、移動通信用のチャンネルとして「デジタル帯」、「アナログ帯」、「Ｃ帯」が設けられている。デジタル帯には送信周波数として９４０〜９５８ＭＨｚ、受信周波数として８１０〜８２８ＭＨｚが割り当てられている。また、アナログ帯には送信周波数として９２５〜９４０ＭＨｚ、受信周波数として８７０〜８８５ＭＨｚが割り当てられている。さらに、Ｃ帯には送信周波数として８９３〜８９８ＭＨｚ、受信周波数として８３８〜８４３ＭＨｚが割り当てられている。携帯無線機は、例えば、デジタル帯のチャンネルを用いて送受信を行うとき、送信時には９４０〜９５８ＭＨｚ内の周波数を使用し、受信時には８１０〜８２８ＭＨｚ内の周波数を用いるように周波数を切り替える。また、携帯無線機は送受信に使用する周波数帯をデジタル帯、アナログ帯、Ｃ帯で切り替えて動作することもある。図２は、デジタル帯、アナログ帯、Ｃ帯の各送信周波数を用いて送信する際に、アンテナ素子４の反射損が最も低くなるスイッチ７ａ〜７ｅの開閉（オン／オフ）パターンの一例であり、制御部８に記憶されているものである。
【００１０】
次に動作を説明する。無線回路５及びスイッチ７ａ〜７ｅの制御手段である制御部８は、デジタル帯、アナログ帯、Ｃ帯の内、送受信に用いる周波数帯域を認識し、例えばデジタル帯を用いて送受信を行うのであれば、送信時には９４０〜９５８ＭＨｚ内の周波数を使用し、受信時には８１０〜８２８ＭＨｚの周波数を使用するように無線回路５を設定する。より具体的には、制御部８は、送信時には送信周波数（９４０〜９５８ＭＨｚ）で動作するよう無線回路５を制御線Ａを介して制御し、受信時には受信周波数（８１０〜８２８ＭＨｚ）で動作するように無線回路５を制御線Ａを介して制御する。同時に、制御部８は、送信時及び受信時に無線回路５の動作周波数を切り替えるのに伴い、制御線Ｂを介して制御信号により、スイッチ７ａ〜７ｅの開閉を所望のパターンに設定する。
【００１１】
また、送受信で周波数を切り替えるのに伴いスイッチ７ａ〜７ｅを切り替えることにより、同軸ケーブルの外部導体と地板との接地位置を調整してアンテナの反射損を低下させるのみならず、以下説明するように、デジタル帯、アナログ帯、Ｃ帯の内、送受信に用いる周波数帯を切り替える場合であっても有効である。例えば、送信周波数が８９５ＭＨｚであるＣ帯で送信する場合には、制御部８は無線回路５を８９５ＭＨｚで動作するように制御線Ａを介して設定し、同時に、図２の開閉パターンに従って制御線Ｂを介してスイッチ７ａをオン、スイッチ７ｂ〜スイッチ７ｅをオフとする。また、送信周波数が９３５ＭＨｚであるアナログ帯で送信する場合には、制御部８は無線回路５を９３５ＭＨｚで動作するように制御線Ａを介して設定し、同時に、図２の開閉パターンに従って制御線Ｂを介してスイッチ７ｃをオン、スイッチ７ａ、スイッチ７ｂ、スイッチ７ｄ、スイッチ７ｅをオフとする。
【００１２】
このように、本実施の形態１に係る携帯無線機は、通信に使用する周波数によって、上側基板１の地板３と同軸ケーブル６の外部導体の接地手段であるスイッチ７ａ〜７ｅにより接地位置を切り替える。その結果、アンテナの反射損を、使用する周波数に応じて最も低く抑えることができ、送信時及び受信時で周波数を切り替えた場合、あるいはデジタル帯、アナログ帯、Ｃ帯で周波数を切り替えた場合であっても、携帯無線機のアンテナ利得及びアンテナ効率を高品質に維持できる。
【００１３】
実施の形態２．
図３は、実施の形態２に係る携帯無線機の要部を示す構成図である。図３に示す構成は、図１に示す構成に検知回路９を付加したものである。検知回路９はアンテナインピーダンス変動を検知する回路で、アンテナからの反射量を測定することによりインピーダンス変動を検知する。具体的には、同軸ケーブル６の線路に挿入されたカップラまたはアイソレータなどの方向性結合器により実現される。検知回路９は検知した信号を、制御線Ｃを介して制御部８に加える。その他の要素は図１と同様であるから、図１と同一の符号を付して説明を省略する。
【００１４】
次に動作を説明する。携帯無線機、特に携帯電話機は、音声通話時には人の頭部横で使用されたり、メール利用時には手で持って使用されたり、データ通信時には金属の机上で使用されたりするため、アンテナ素子４に上記人体や物体が近づくことにより、アンテナインピーダンスが変動し、アンテナの反射損が変化する。検知回路９はその使用されている状態のアンテナインピーダンスを検知して、制御線Ｃからの信号により制御部８に、携帯無線機の使用状態の情報を伝達する。制御部８は検知回路９より得た使用状態の情報により、アンテナ素子４が最も良い条件で動作するようにスイッチ７ａ〜７ｅの開閉を行う。
【００１５】
検知回路９を設ける効果として、アンテナ素子４に人体や物体が近づくことによりアンテナインピーダンスがずれて反射損が増えるが、アンテナインピーダンスの変動を検知して制御部８へ伝えることにより、制御部８は制御線Ｂを通してスイッチ７ａ〜７ｅを適切に開閉し、ずれたアンテナインピーダンスを元に戻して反射損による損失を小さくすることができる。以上より、携帯無線機の使用状態により、アンテナ素子を最も良い条件で動作させることが出来る。
【００１６】
実施の形態３．
図４は実施の形態３に係る携帯無線機の要部を示す構成図である。本実施の形態３の携帯無線機は、ダイバーシティ受信を行うために第１のアンテナ素子４ａと第２のアンテナ素子４ｂを備えている。第１のアンテナ素子４ａは上側基板１の端部に配置されており、同軸ケーブル６で無線回路５から給電される。第２のアンテナ素子４ｂは下側基板２の、上側基板１に近い側に配置されている。第２のアンテナ素子４ｂは同軸ケーブル６ａにより無線回路５に接続されている。その他の要素は図１と同様なので、図１と同一符号を付して説明を省略する。
【００１７】
一定時間間隔で、２つのアンテナ素子４ａと４ｂによる受信レベルを無線回路５で測定し、各アンテナ素子の受信レベルを、制御線Ｄを通して制御回路８に伝達する。制御回路８は、制御線Ａを通して無線回路５に、受信レベルの高いアンテナ素子を使用するように切り替える。同時に、制御回路８は制御線Ｂを通して、選択したアンテナ素子のアンテナ利得やアンテナ効率が高くなるように、同軸ケーブル６のスイッチ７ａ〜７ｅのオン／オフを適切に切り替える。
【００１８】
例えば、図５はスイッチ７ａ〜７ｅのオン位置により第１のアンテナ素子４ａのアンテナ効率Ｅａと第２のアンテナ素子４ｂのアンテナ効率Ｅｂの変化を示した図である。アンテナ利得やアンテナ効率は反射損の大きさにより決定されるものであり、反射損が小さいほどアンテナ利得やアンテナ効率は高くなる。図５において、第１のアンテナ素子４ａのアンテナ効率Ｅａはスイッチ７ｂ、７ｃをオンしたときに、また、第２のアンテナ素子４ｂのアンテナ効率Ｅｂは７ｃ、７ｄ、７ｅをオンしたときにそれぞれ最低限必要なアンテナ効率Ｅｍｉｎを得ることができることを示している。
【００１９】
従って、無線回路５が各アンテナの受信レベルを測定した結果、第１のアンテナ素子４ａを用いることが好ましいのであればスイッチ７ｂか７ｃのいずれかをオンにするよう制御回路８に指示する。一方、第１のアンテナ素子４ａよりも受信レベルが高くて第２のアンテナ素子４ｂを用いるのが好ましい場合には、スイッチ７ｃか７ｄのいずれかをオンするよう制御回路８に指示する。
【００２０】
これにより、２つ以上のアンテナ素子を持つ携帯無線機において、同軸ケーブル６の外部導体と上側基板１の地板３との最適な接地位置を選択することにより、ダイバーシチ通信を行うための複数のアンテナ素子の内、いずれのアンテナ素子を選択しても、アンテナ反射損を低く抑えてアンテナ利得やアンテナ効率を改善できるため、各アンテナ素子のアンテナ利得やアンテナ効率のバランスを取ることができる。従って、選択したアンテナ素子によって極端にアンテナ利得が劣化するという問題を解消することができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、アンテナを最適な状態で使用することができ、携帯無線機の送受信を高感度でかつ安定して行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係る携帯無線機の要部を示す構成図である。
【図２】実施の形態１に係る通信に使用するそれぞれの周波数における最適なスイッチ条件を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態２に係る携帯無線機の要部を示す構成図である。
【図４】この発明の実施の形態３に係る携帯無線機の要部を示す構成図である。
【図５】実施の形態３に係る携帯無線機のアンテナ性能とスイッチ位置の関係を示す図である。
【図６】通信に使用される周波数帯域を示す図である。
【符号の説明】
１  上側基板、                  ２  下側基板、
３  地板、                      ４  アンテナ素子、
５  無線回路、                  ６  同軸ケーブル、
６ａ  同軸ケーブル、      ７ａ〜７ｅ  スイッチ、
８  制御部、                    ９  検知回路、
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ  制御線。
【図１】
2005012516.tif 000003
【図２】
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【図３】
2005012516.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005012516.tif 000007
【図６】
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