(57)【要約】      （修正有）【課題】広帯域なアンテナ特性を有する携帯無線機を提供する。【解決手段】本発明に係るスライド式携帯無線機は、ＬＣＤ基板グランド１とＫＥＹ基板グランド２を接続するフレキシブルケーブル３の構成によりアンテナ特性の広帯域化を実現する。具体的には、フレキシブルケーブル３はＬＣＤ基板グランド１とＫＥＹ基板グランド２を接続する中央グランド部と、中央グランド部の両端に配置され、ＬＣＤ基板グランド１のみと接続されるスリーブ状グランド部とで構成される。スリーブ状上グランド部により、フレキシブルケーブル３上の電流分布が適切に制御され、その結果、アンテナ特性の広帯域化を実現できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導体板を収納する第１筐体と、第２導体板を収納する第２筐体とが相対位置変化可能に結合された携帯無線機に用いられ、前記第１および第２導体板を電気的に接続するフレキシブルケーブルであって、
前記第１および第２導体板とを接続する第１導体部と、  
前記第１導体部の隣に配置され、前記第１導体板のみと接続する第２導体部と
を備えるフレキシブルケーブル。
【請求項２】
前記第２導体部は前記第１導体部の両隣に配置されている請求項１記載のフレキシブルケーブル。
【請求項３】
前記第１および第２導体部はグランドである請求項１記載のフレキシブルケーブル。
【請求項４】
第１導体板を収納する第１筐体と、
前記第１筐体と相対位置変化可能に結合され、第２導体板を収納する第２筐体と、
前記第１または第２筐体に配置されたアンテナ素子と、
前記アンテナ素子に高周波電流を供給する高周波電源と、
前記第１および第２導体板間に配置された請求項１または２記載のフレキシブルケーブルと
を備える携帯無線機。
【請求項５】
前記第１および第２筐体は、それぞれ第１および第２回路部を有しており、
前記第１、第２導体板および前記第１、第２導体部は、前記第１および第２回路部のグランドである請求項４記載の携帯無線機。
【請求項６】
前記アンテナ素子は前記第１および第２導体板に高周波電流を流すタイプのものである請求項４または５記載の携帯無線機。
【請求項７】
前記第２導体部の長さに応じて、アンテナ周波数帯域のマルチバンド化が可能な請求項４〜６のいずれかに記載の携帯無線機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレキシブルケーブルおよび携帯無線機に関し、特に、アンテナの広帯域化に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、折り畳み式やスライド式等２つの筐体から成る携帯電話機が普及しており、当該携帯電話機では、２つの筐体にそれぞれ収納された上下基板を電気的に接続する接続部材がアンテナ性能に影響を及ぼすことが知られている。
【０００３】
当該接続部材の構成からアンテナ性能を向上する携帯無線機に関する技術が特許文献１および２に記載されている。また、アンテナの周波数特性を広帯域化する技術が特許文献３に記載されている。
【０００４】
特許文献１記載の技術では、折り畳み式携帯電話において、上下基板を接続する接続部が使用周波数の高周波電流位相を少なくとも９０度ずらすことのできる長さを有することを特徴としている携帯無線機である。これにより、上下基板に流れる電流分布（振幅、位相）を変化させることで内蔵アンテナのアンテナ特性劣化を防ぐことができる。
【０００５】
特許文献２記載の技術では、折り畳み式携帯電話において、上下基板の接続部としてフレキシブルケーブルの他にリアクタンス素子を付加した導体線を設けている。そして、このリアクタンス素子値を調整することで、フレキシブルケーブルの長さを変えることなくアンテナ性能の改善を図っている。
【０００６】
特許文献３に記載の技術では、アンテナと無線回路とのインピーダンスを整合する整合回路に並列共振回路をスイッチを介して設け、当該並列共振回路の接続有無をスイッチを用いて切り替えることで、アンテナ周波数特性を広帯域化している。
【０００７】
【特許文献１】特許３６３１６９６号公報
【特許文献２】特開２００５−５７６６４号公報
【特許文献３】特開２００３−３０９４８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１記載の技術においては、スライド式携帯無線機では上下筐体のスライド量でフレキシブルケーブルの長さ、接続位置が決まってしまうため、フレキシブルケーブルの位相が９０度進む長さで設計するのは難しいという問題がある。また、アンテナ周波数特性の広帯域化には言及していない。
【０００９】
また、特許文献２記載の技術においては、スライド式携帯無線機ではフレキシブルケーブルは上下筐体に挟まれており、その線路幅が太いほど振幅の大きな高周波電流が流れるため、線路幅の細い導体線を設けた場合、線路幅の太いフレキシブルケーブルに比べ、流れる高周波電流の振幅が小さく、得られる効果が小さいという問題がある。また、アンテナ周波数特性の広帯域化には言及していない。
【００１０】
また、特許文献３記載の技術では、使用周波数に応じてスイッチを切り替えなければならず、能動的な制御が必要である。また、並列共振回路やスイッチ、スイッチ制御回路等が必要となるため、構成が複雑になるという問題がある。
【００１１】
そこで、本発明は、スライド式携帯無線機への適用が容易であり、簡単な構造でアンテナ周波数特性を広帯域化するフレキシブルケーブルおよび当該フレキシブルケーブルを用いた携帯無線機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る請求項１に記載の発明は、第１導体板を収納する第１筐体と、第２導体板を収納する第２筐体とが相対位置変化可能に結合された携帯無線機に用いられ、前記第１および第２導体板を電気的に接続するフレキシブルケーブルであって、前記第１および第２導体板とを接続する第１導体部と、前記第１導体部の隣に配置され、前記第１導体板のみと接続された第２導体部とを備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る請求項１に記載の発明は、第１導体板を収納する第１筐体と、第２導体板を収納する第２筐体とが相対位置変化可能に結合された携帯無線機に用いられ、前記第１および第２導体板を電気的に接続するフレキシブルケーブルであって、前記第１および第２導体板とを接続する第１導体部と、前記第１導体部の隣に配置され、前記第１導体板のみと接続された第２導体部とを備えるので、前記第２導体部の長さに応じて、前記フレキシブルケーブルの電流分布を制御でき、結果として前記携帯無線機のアンテナ周波数特性を広帯域化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明に係る実施の形態を説明する前に、まず本発明の着眼点について説明する。
【００１５】
（発明の着眼点）
２つの筐体から成る携帯電話機の一例として、スライド式携帯電話の概略図を図１に示す。図１（ａ）はスライド式携帯電話の概観図、図１（ｂ）はスライド式携帯電話の内部構成の概略図である。図１（ａ）に示すように、スライド式携帯電話は、受話部１０１、液晶（以下  ＬＣＤ）表示部１０２および送話部１０３を有するＬＣＤ側筐体１００と、操作部２０１、送話部２０２およびアンテナ収納部２０３を有するＫＥＹ側筐体２００とがスライド可能（相対位置変化可能に相当）に結合されて構成されている。なお、相対位置変化可能とは、例えば、ＬＣＤ側筐体１００およびＫＥＹ側筐体２００が、閉じた状態（ＬＣＤ側筐体１００およびＫＥＹ側筐体２００がほぼ完全に重なった状態）から開いた状態（図１（ａ）の状態）に移行できるという意味で用いており、スライド可能（スライド式携帯電話）の他に回動可能（折り畳み式携帯電話）等がある。
【００１６】
続いて、図１（ｂ）に示すように、当該スライド式携帯電話の内部は、ＬＣＤ側筐体１００内に収納されたＬＣＤ基板グランド１と、ＫＥＹ側筐体２００内に収納されたＫＥＹ基板グランド２と、高周波電源５およびアンテナ素子４と、ＬＣＤ基板グランド１およびＫＥＹ基板グランド２を電気的に接続するフレキシブルケーブル３０とで構成されている。
【００１７】
なお、携帯電話用アンテナは、アンテナ素子４だけでなくＬＣＤ基板グランド１およびＫＥＹ基板グランド２から放射するよう設計されており、放射効率を向上している。
【００１８】
また、ＬＣＤ基板グランド１は、ＬＣＤ基板（図示せず）上の所定の１層に全面形成され、他の層には例えば、制御回路部等（図示せず）が形成されている。同様に、ＫＥＹ基板グランド２は、ＫＥＹ基板（図示せず）上の所定の１層に全面形成され、他の層には例えば、制御回路部等（図示せず）が形成されている。また、フレキシブルケーブル３０は、ＬＣＤ基板グランド１およびＫＥＹ基板グランド２を接続するグランド部が設けられ、他の層にＬＣＤ基板およびＫＥＹ基板間の信号をやりとりするための信号線（図示せず）が設けられている。
【００１９】
アンテナ素子４を高周波電源５にて励振した場合、高周波電流はＫＥＹ基板グランド２を通じてフレキシブルケーブル３０のグランド部に流れる。ここで、フレキシブルケーブル３０はＫＥＹ基板グランド２およびＬＣＤ基板グランド１に挟まれている為、フレキシブルケーブル３０のグランド部には非常に大きな高周波電流が流れる。ＬＣＤ基板グランド１へはフレキシブルケーブル３０を通じて高周波電流が流れる為、フレキシブルケーブル３０のＫＥＹ基板グランド２への接続位置、ＬＣＤ基板グランド１への接続位置、フレキシブルケーブル３０の幅、長さのパラメータにより、フレキシブルケーブル３０上の電流分布は大きく変化し、その結果、ＬＣＤ基板グランド１およびＫＥＹ基板グランド２上の電流分布も大きく変化する。
【００２０】
ＬＣＤ基板グランド１およびＫＥＹ基板グランド２から効率よく電磁界を放射する為には、フレキシブルケーブル３０に流れる高周波電流分布を制御する必要があり、フレキシブルケーブル３０の構成が非常に重要となる。
【００２１】
すなわち、本発明は、携帯無線機において、フレキシブルケーブルの電流分布を適切に制御することで、アンテナ周波数特性の広帯域化を実現するものである。
【００２２】
（実施の形態）
本発明に係る実施の形態のフレキシブルケーブルを用いた携帯無線機の一例として、スライド式携帯電話の概略構成図を図２に示す。図２（ａ）は実施の形態に係るスライド式携帯電話の概観図、図２（ｂ）は当該スライド式携帯電話の内部構成の概略図である。なお、同一符号は同一または相当部分を指すものとする。すなわち、フレキシブルケーブル３以外は図１に示したスライド式携帯電話と同一構成である。
【００２３】
次に、ＫＥＹ基板の概略図を３に示す。ＫＥＹ基板（図示せず）上の所定の１層にはＫＥＹ基板グランド２が全面形成され、他の層に高周波電源を供給するＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）回路部２１が設けられている。ＲＦ回路部２１からの出力線路がアンテナ素子４へ接続されている。
【００２４】
アンテナ素子４は、図３（ａ）に示すように、誘電体土台２２上に構成され、給電ピン２３を介してＲＦ回路部２１と接続されてもよく、図３（ｂ）に示すように、基板上に構成されてもよい。また、アンテナ素子４は基板グランドに高周波電流を流すタイプのアンテナ素子が用いられる。例えば、λ／４モノポールアンテナであれば、図４（ａ）〜（ｄ）のように板状アンテナ４１、メアンダ状アンテナ４２、ホイップアンテナ４３、ヘリカルアンテナ４４等いずれのアンテナ素子を用いてよい。なお、λ／４モノポールアンテナを用いることで、アンテナ長をλ／４と小型化することができる。
【００２５】
次に、本実施の形態に係るフレキシブルケーブル３を図５に示す。フレキシブルケーブル３は、接続コネクタ３３を介してＬＣＤ基板グランド１およびＫＥＹ基板グランド２を接続する中央グランド部３１（第１導体部に相当）と、中央グランド部３１の両隣に配置されたスリーブ状グランド部３２（第２導体部に相当）とから構成されている。ここで、スリーブ状グランド部３２はＬＣＤ基板グランド１には接続されるが、ＫＥＹ基板グランド２には接続されない。
【００２６】
なお、スリーブ状グランド部３２は、長方形状であり、中央グランド部３１と平行に配置されているが、これに限らない。後述するように、スリーブ状グランド部３２の長さが重要であり、例えば、台形状、テーパ形状等を有していてもよく、中央グランド部３１に対して傾斜、蛇行していても構わない。また、ここでいう長さとは、スリーブ状グランド部３２の一端から他端に至る道なりの長さのことであり、例えば、スリーブ状グランド部３２の形状が中央グランド部に対して蛇行している場合、蛇行に沿った長さのことをいう。
【００２７】
なお、ＬＣＤ基板グランド１（第１導体板に相当）およびＫＥＹ基板グランド２（第２導体板に相当）は、アンテナ専用ではなく、それぞれＬＣＤ基板（図示せず）およびＫＥＹ基板（図示せず）に形成される制御回路部等（第１および第２回路部に相当）（図示せず）のグランドとして併用しているが、アンテナ専用導体板を、ＬＣＤ基板グランド１およびＫＥＹ基板グランド２とは別に形成して、使用しても構わない。
【００２８】
ただし、ＬＣＤ基板グランド１およびＫＥＹ基板グランド２をアンテナと併用すること
で、部材コストを低減することができる。
【００２９】
次に、本実施の形態に係るスライド式携帯電話の動作を説明する。スリーブ状グランド部３２の長さを使用周波数ｆ１のλ／４とすると、使用周波数ｆ１でのスリーブ状グランド部３２の電流分布は図６（ａ）のようになる。スリーブ状グランド部３２の一端（面Ｂ側）はＫＥＹ基板グランド２側に接続されていない開放端になるため、当該端で電流振幅値は略零となり、他端（面Ａ側）で電流振幅値が最大となる。
【００３０】
つまり、ＫＥＹ基板グランド２側からフレキシブルケーブル３側を見たインピーダンスは非常に大きくなり、高周波電流が流れにくくなる。一方、ＬＣＤ基板グランド１側からフレキシブルケーブル３側を見たインピーダンスは非常に小さくなり、高周波電流が流れやすくなる。そのため、中央グランド部３１の電流分布は図６（ｂ）のようになり、その結果、当該電流分布に応じてＫＥＹ基板グランド２およびＬＣＤ基板グランド１の電流分布が大きく変化する。
【００３１】
すなわち、使用周波数ｆ１付近では、フレキシブルケーブル３、ＬＣＤ基板グランド１およびＫＥＹ基板グランド２上の電流分布が大きく変化することで共振が発生し、使用周波数ｆ１付近でアンテナ周波数特性の広帯域化を実現することができる。
【００３２】
本発明者は、上記動作による効果を確認すべく実験を行っている。図１に示すフレキシブルケーブル３０を用いたスライド式携帯電話および図２に示す本実施の形態に係るフレキシブルケーブル３を用いたスライド式携帯電話のアンテナ特性の一例を実験により以下に示す。
【００３３】
使用した筐体として、ＬＣＤ基板グランド１およびＫＥＹ基板グランド２は、長手方向が９５ｍｍ、幅方向が４５ｍｍ、ＬＣＤ基板グランド１およびＫＥＹ基板グランド２の間隔が６ｍｍと一般的な携帯電話機を用いた。そして、フレキシブルケーブル３および３０の長さは５０ｍｍであり、アンテナ素子４はλ／４モノポールアンテナを用いている。
【００３４】
フレキシブルケーブル３０を用いたスライド式携帯電話のアンテナ特性を図７に示す。図７（ａ）はインピーダンス特性を示すスミスチャート、図７（ｂ）はリターンロスの周波数特性である。図７（ａ）に示すように、周波数０．８〜２．４ＧＨｚ帯域で５０Ω（スミスチャートの中心点）から離れたインピーダンスを示している。なお、ＲＦ回路部２１の出力インピーダンスは５０Ωであるので、アンテナのインピーダンスが５０Ωに近いほど、インピーダンス整合がとれて、反射による電力損失が低減される。
【００３５】
その結果として、図７（ｂ）に示すようなリターンロスが得られる。周波数１．７５〜２．１５ＧＨｚ帯域を見ると、リターンロスは１．７５ＧＨｚで−６ｄＢ、２．１５ＧＨｚで−４．６ｄＢであり、６ｄＢ帯域を見ると帯域幅がおよそ０．２ＧＨｚである。
【００３６】
次に、フレキシブルケーブル３を用いたスライド式携帯電話のアンテナ特性を図８に示す。図８（ａ）はインピーダンス特性を示すスミスチャート、図８（ｂ）はリターンロスの周波数特性である。ここで、比較のために、図７に示すインピーダンス特性およびリターンロスを、それぞれ図８（ａ）および（ｂ）に細線（図中スリーブなし）として示してある。なお、スリーブ状グランド部３２の長さは４０ｍｍとしている。この長さはおよそ周波数１．８ＧＨｚに対応する長さである。
【００３７】
図８（ａ）に示すように、周波数が１．８ＧＨｚ付近でインピーダンスが５０Ωに最も近づき、当該周波数付近で共振点が発生していることが分かる。これは、スリーブ状グランド部３２により、フレキシブルケーブル３に流れる電流分布が変化し、ＬＣＤ基板グランド１およびＫＥＹ基板グランド２から電磁界が放射しやすくなったからであると考えられる。
【００３８】
その結果、図８（ｂ）に示すようなリターンロスが得られる。周波数１．７５〜２．１５ＧＨｚ帯域を見ると、リターンロスは１．７５ＧＨｚで−１８．４ｄＢ、２．１５ＧＨｚで−６．２ｄＢと大きく改善しており、６ｄＢ帯域を見ると周波数１．７５〜２．１５ＧＨｚ帯域の全域（帯域幅０．４ＧＨｚ）で６ｄＢ以下を達成している。
【００３９】
すなわち、スリーブ状グランド部３２を配置しない場合に比べて、アンテナ周波数特性の広帯域化を実現している。
【００４０】
次に、スリーブ状グランド部３２の長さを４９ｍｍとした場合のアンテナ特性を図９に示す。図９（ａ）はインピーダンス特性を示すスミスチャート、図９（ｂ）はリターンロスの周波数特性である。同様に、図７に示すインピーダンス特性およびリターンロスを、それぞれ図９（ａ）および（ｂ）に細線（図中スリーブなし）として示してある。なお、スリーブ状グランド部３２の長さ４９ｍｍはおよそ周波数１．５ＧＨｚに対応する長さである。
【００４１】
図９（ａ）に示すように、周波数が１．５ＧＨｚ付近でインピーダンスが５０Ωに最も近づき、当該周波数付近で共振点が発生しているとともに、１．７５ＧＨｚ〜２．１５ＧＨｚ帯域においても、スリーブ状グランド部３２を配置しない場合に比べて、インピーダンスが５０Ωに近い。
【００４２】
その結果、図９（ｂ）に示すような、リターンロスが得られる。周波数１．４５〜１．６ＧＨｚ帯域を見ると、リターンロスの最悪値が−６ｄＢと大きく改善しており、周波数１．４５〜１．６ＧＨｚ帯域および周波数１．７５ＧＨｚ〜２．１５ＧＨｚ帯域でリターンロスが−６ｄＢ以下と広帯域なアンテナが実現できている。
【００４３】
すなわち、１つのλ／４モノポールアンテナだけで、１．７５〜２．１５ＧＨｚ帯域のみならず、１．５ＧＨｚ帯（中心周波数１．５４５２５ＧＨｚ）を使用するＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）でも動作できる、いわゆるマルチバンドが実現できる。
【００４４】
なお、帯域幅を６ｄＢ帯域で見ているが、−６ｄＢという値は通信を行うのに最低限必要な値として用いているものであり、他の値で見ても構わない。
【００４５】
なお、本実施の形態では、スリーブ状グランド部３２を中央グランド部３１の両隣に配置しているが、いずれか片側のみでも構わない。ただし、両隣に配置した方がより広帯域化の効果を発揮すると考えられる。
【００４６】
なお、本実施の形態では、スリーブ状グランド部３２をＬＣＤ基板グランド１のみと接続しているが、ＫＥＹ基板グランド２のみと接続しても構わない。この場合、筐体構造（フレキシブルケーブル３の位置等）を適切に設計することで、本実施の形態と同等の効果を得ることができる。
【００４７】
なお、本実施の形態では、アンテナ素子４および高周波電源５をＫＥＹ側筐体２００に配置しているが、ＬＣＤ側筐体１００に配置していても構わない。この場合、筐体構造（フレキシブルケーブル３の位置等）を適切に設計することで、本実施の形態と同等の効果を得ることができる。
【００４８】
なお、本実施の形態では、スライド式携帯電話を用いて説明したが、折り畳み式携帯電話にも適用できる。この場合、ＬＣＤ基板を収納するＬＣＤ側筐体と、ＫＥＹ基板を収納するＫＥＹ側筐体とが、例えばヒンジ機構等で回動可能（相対位置変化可能に相当）に結合され、ＬＣＤ基板およびＫＥＹ基板がフレキシブルケーブルで電気的に接続されるが、当該フレキシブルケーブルを本実施の形態に係るフレキシブルケーブルとすることで、本実施の形態と同等の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】スライド式携帯電話の概略図である。
【図２】実施の形態に係るスライド式携帯電話の概略図である。
【図３】ＫＥＹ基板の概略図である。
【図４】アンテナ素子を示す図である。
【図５】実施の形態に係るフレキシブルケーブルを示す概略図である。
【図６】実施の形態に係るフレキシブルケーブルの電流分布図である。
【図７】図１に示すスライド式携帯電話のアンテナ特性を示す図である。
【図８】図２に示すスライド式携帯電話のアンテナ特性を示す図である。
【図９】図２に示すスライド式携帯電話のアンテナ特性を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  ＬＣＤ基板グランド、２  ＫＥＹ基板グランド、３  フレキシブルケーブル、４  アンテナ素子、５  高周波電源、３１  中央グランド部、３２  スリーブ状グランド部、１００  ＬＣＤ側筐体、２００  ＫＥＹ側筐体。
【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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【図８】
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【図９】
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