(57)【要約】【課題】無線通信機の通信品質を好適に改善することができるクレードルを提案する。【解決手段】クレードル１０は、無線通信を行うためのアンテナ１００を内蔵し、アンテナを有した無線通信機２０を所定の位置に固定する固定部１１を備え、固定部１１は、無線通信機２０を固定する面に投影したときの、アンテナ１００のアンテナエレメント１０２からアンテナエレメント１０３までの電流分布の方向と、無線通信機２０の長手方向とがなす鋭角θが、６０°≦θ≦９０°という条件を満たすように、無線通信機２０を固定する。【選択図】図１
2012094995.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信を行うための第１のアンテナを内蔵したクレードルであって、
第２のアンテナを有した無線通信機を所定の位置に固定する固定部を備え、
前記固定部は、前記無線通信機を固定する面に投影したときの、前記第１のアンテナの接地素子から放射素子までの電流分布の方向と、前記無線通信機の長手方向とがなす鋭角θが、６０°≦θ≦９０°という条件を満たすように、前記無線通信機を固定することを特徴とするクレードル。
【請求項２】
前記固定部は、前記第２のアンテナの給電点の方が、前記第２のアンテナの放射素子の開放端より、前記第１のアンテナの給電点に近い位置に配置されるように、前記無線通信機を固定することを特徴とする請求項１に記載のクレードル。
【請求項３】
前記固定部は、前記第２のアンテナの給電点が、前記第１のアンテナの放射素子の開放端より前記第１のアンテナの給電点の方に近い位置に配置されるように、前記無線通信機を固定することを特徴とする請求項１に記載のクレードル。
【請求項４】
内蔵の基板を更に備え、
前記基板は、前記第１のアンテナの接地素子として機能することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のクレードル。
【請求項５】
前記基板には、長手方向が規定されており、
前記固定部は、前記無線通信機を固定する面に投影したときの、前記基板の長手方向と、前記無線通信機の長手方向とがなす鋭角θが、６０°≦θ≦９０°という条件を満たすように、前記無線通信機を固定することを特徴とする請求項４に記載のクレードル。
【請求項６】
前記基板の長手方向の長さは、前記第１のアンテナが動作する波長の８分の１から８分の３までの長さであることを特徴とする請求項５に記載のクレードル。
【請求項７】
請求項１から６の何れか１項に記載のクレードルと、
前記クレードルの前記固定部に固定されている前記無線通信機とからなる、無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信機の通信品質を好適に改善するクレードル及び無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機器等の無線通信機が普及している。このような無線通信機のアンテナは、通話時及び待ち受け時の特性を前提として設計されている。そのため、無線通信機をクレードルに置いたときに、無線通信機のアンテナの特性は、必ずしも良好な状態ではないという問題がある。
【０００３】
このような問題を解決するために、例えば、特許文献１には、図１０に示すような、移動端末保持システムを用いて、良好な電波状態で通信、通話、待ち受けを行うことが記載されている。図１０に示す移動端末保持システムは、携帯電話機１と、無線通信を行うためのアンテナ４を備え、携帯電話機１が所定の位置に搭載される卓上ホルダ（クレードル）２とを有している。携帯電話機１が卓上ホルダ２に搭載されている場合、携帯電話機１は、卓上ホルダ２のアンテナ４を用いて無線通信を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２８９３６１号公報（平成１５年１０月１０日公開）
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】IJCSNS International Journal of Computer Science and Network Security, VOL.8 No.12, December 2008
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のクレードル（卓上ホルダ２）では、携帯電話機１の通信品質を十分に改善することができない。なぜなら、クレードルに備えられたアンテナが、アンテナ４のように上下左右に動かすことができるアンテナである場合、アンテナ３に対するアンテナ４の相関が高くなる場合があるためである。アンテナ間の相関が高い場合、携帯電話機１を卓上ホルダ２に搭載したとき、通信を行うアンテナをアンテナ３からアンテナ４に切り替えたとしても、そのときの通信品質の改善が期待できない。
【０００７】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、その主たる目的は、携帯電話機の通信品質を好適に改善することができるクレードルを提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明におけるクレードルは、無線通信を行うための第１のアンテナを内蔵したクレードルであって、第２のアンテナを有した無線通信機を所定の位置に固定する固定部を備え、前記固定部は、前記無線通信機を固定する面に投影したときの、前記第１のアンテナの接地素子から放射素子までの電流分布の方向と、前記無線通信機の長手方向とがなす鋭角θが、６０°≦θ≦９０°という条件を満たすように、前記無線通信機を固定することを特徴としている。
【０００９】
上記構成によれば、第１のアンテナのピーク利得方向に対し、第２のアンテナの利得は小さくなる。また、第２のアンテナのピーク利得方向に対し、第１のアンテナの利得は小さくなる。
【００１０】
従って、第１のアンテナと第２のアンテナとの相関が低くなるため、通信品質がよいアンテナを備えたクレードルを構成することができるという効果を奏する。
【００１１】
また、本発明におけるクレードルの前記固定部は、前記第２のアンテナの給電点の方が、前記第２のアンテナの放射素子の開放端より、前記第１のアンテナの給電点に近い位置に配置されるように、前記無線通信機を固定することが好ましい。
【００１２】
また、本発明におけるクレードルの前記固定部は、前記第２のアンテナの給電点が、前記第１のアンテナの放射素子の開放端より前記第１のアンテナの給電点の方に近い位置に配置されるように、前記無線通信機を固定することが好ましい。
【００１３】
第１のアンテナと第２のアンテナとを上記のように配置することにより、アンテナ同士を互いに近接させても一方のアンテナが、他方のアンテナに与える影響を低減し、第１のアンテナと第２のアンテナとの相関が低くなるため、通信品質をさらに向上させることができる。
【００１４】
また、本発明におけるクレードルは、内蔵の基板を更に備え、前記基板は、前記第１のアンテナの接地素子として機能してもよい。
【００１５】
上記構成によれば、クレードルに内蔵されている基板を第１のアンテナのアンテナ放射素子として有効活用することができる。
【００１６】
また、本発明におけるクレードルの前記基板には、長手方向が規定されており、前記固定部は、前記無線通信機を固定する面に投影したときの、前記基板の長手方向と、前記無線通信機の長手方向とがなす鋭角θが、６０°≦θ≦９０°になるように、前記無線通信機を固定してもよい。
【００１７】
上記構成によれば、クレードルの前記基板を接地素子とした第１のアンテナのピーク利得方向に対し、無線通信機に内蔵された第２のアンテナの利得は小さくなる。また、第２のアンテナのピーク利得方向に対し、第１のアンテナの利得は小さくなる。
【００１８】
従って、第１のアンテナと第２のアンテナとの相関が低くなるため、基板を接地素子とした、通信品質が良いアンテナを備えたクレードルを構成することができる。
【００１９】
また、本発明におけるクレードルの前記基板の長手方向の長さは、前記第１のアンテナが動作する波長の略４分の１（８分の１以上８分の３以下）であることが好ましい。
【００２０】
上記構成によれば、ダイポールアンテナの電流分布と同等の電流分布を有するアンテナを備えたクレードルを構成することができる。
【００２１】
また、前記クレードルと、前記クレードルの前記固定部に固定されている前記無線通信機とからなる、無線通信システムであれば、上記クレードルと同様の効果を奏する。
【発明の効果】
【００２２】
以上のように、本発明におけるクレードルは、無線通信を行うための第１のアンテナを内蔵したクレードルであって、第２のアンテナを有した無線通信機を所定の位置に固定する固定部を備え、前記固定部は、前記無線通信機を固定する面内において、前記第１のアンテナの接地素子から放射素子までの電流分布の方向と、前記無線通信機の長手方向とがなす鋭角θが、６０°≦θ≦９０°になるように、前記無線通信機を固定することを特徴としている。
【００２３】
従って、第１のアンテナと第２のアンテナは、互いに相関が低いため、通信品質がよいアンテナを備えたクレードルを構成することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係るクレードルの構成を表す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る無線通信システムの構成の一例を表す図であり、（ａ）は、無線通信システムの上面図を示し、（ｂ）は、無線通信システムの側面図を示し、（ｃ）は、無線通信システムにおけるクレードルの上面図を示し、（ｄ）は、無線通信システムにおけるクレードルの斜視図を示す。
【図３】（ａ）は、無線通信システムにおけるクレードルの内部構成の一例を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）のクレードルに無線通信機を固定した無線通信システムにおける電流分布の向きを表した図である。
【図４】クレードルのアンテナ及び無線通信機のアンテナの位置関係の例を表した図であり、（ａ）は、ダイポールアンテナの構成図を示し、（ｂ）は、クレードルの側面方向から見たときの、クレードルのアンテナ及び無線通信機のアンテナの位置関係の一例を示し、（ｃ）は、無線通信機が固定されている固定面の法線方向から見たときの、クレードルのアンテナ及び無線通信機のアンテナの位置関係の一例を示し、（ｄ）は、前記法線方向から見たときの、クレードルのアンテナ及び無線通信機のアンテナの位置関係の他の例を示す。
【図５】アンテナの指向性の一例を表す図であり、（ａ）は、図３（ａ）に示すクレードルのアンテナの指向性を示し、（ｂ）は、図３（ｂ）に示す無線通信機のアンテナの指向性を示す。
【図６】（ａ）は、無線通信システムにおけるクレードルの内部構成の他の例を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）のクレードルに無線通信機を固定した無線通信システムにおける電流の向きを表した図である。
【図７】アンテナの指向性の一例を表す図であり、（ａ）は、図６（ａ）に示すクレードルのアンテナの模式的な構成及びその指向性の一例を示し、（ｂ）は、（ａ）のアンテナを有したクレードルのアンテナの指向性を示し、（ｃ）は、図６（ｂ）に示す無線通信機のアンテナの指向性を示す。
【図８】（ａ）は、放射素子が左に向いているアンテナの構成の一例を示す図であり、（ｂ）は、放射素子が右に向いているアンテナの構成の一例を示す図である。
【図９】（ａ）は、クレードルのアンテナと無線通信機のアンテナとがなす鋭角θを変化させたときの、地上デジタル波帯域における相関係数の値を示す図であり、（ｂ）は、クレードルのアンテナと無線通信機のアンテナとがなす鋭角θに対し、（ａ）で得られた相関係数を、周波数ごとにプロットしたグラフである。
【図１０】従来の移動端末保持システムの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
〔実施形態１〕
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００２６】
（無線通信システムの概略）
本発明の無線通信システムの概略について、図２を参照して説明する。図２は、無線通信システム３０の構成の一例を表す図であり、（ａ）は、無線通信システム３０の上面図を示し、（ｂ）は、無線通信システム３０の側面図を示している。図２（ａ）及び（ｂ）に示すとおり、無線通信システム３０は、クレードル１０と無線通信機２０とを有している。クレードル１０は、無線通信機２０を所定の位置に、所定の方向で固定している。
【００２７】
次に、図２（ａ）及び（ｂ）の無線通信システム３０が有するクレードル１０の構成について説明する。図２（ｃ）は、クレードル１０の上面図を示し、（ｄ）は、クレードル１０の斜視図を示している。図２（ｃ）に示すように、クレードル１０は、アンテナ（第２のアンテナ）２００を有した無線通信機２０を所定の位置に固定する固定部１１を備えている。固定部１１は、例えば、図２（ｃ）及び（ｄ）に示すように、無線通信機２０が嵌合する窪みであってもよい。また、図２（ｄ）に示すように、固定部１１は、無線通信機２０を固定するための、無線通信機２０に掛けるツメ１２を有していても良い。クレードル１０がこのような固定部１１を備えていることにより、無線通信システム３０における無線通信機２０の方向は一意に決定する。
【００２８】
（クレードル１０の構成）
次に、クレードル１０の構成について、図１を参照して説明する。図１は、本発明におけるクレードル１０の構成の一例を示す図である。
【００２９】
図１に示すように、クレードル１０は、固定部１１と、無線通信を行うためのアンテナ（第１のアンテナ）１００とを備えている。また、アンテナ１００は、給電点１０１、アンテナエレメント（放射素子）１０２、及び、アンテナエレメント（放射素子）１０３を有しており、クレードル１０に内蔵されている。無線通信機２０は、例えば、固定部１１に設けられた接続部（図示せず）を介して、クレードル１０に内蔵されたアンテナ１００を利用することができる。
【００３０】
図３（ａ）に、クレードル１０の内部構成の一例を示す。図３（ａ）に示すように、クレードル１０は、アンテナ１００を内蔵している。また、クレードル１０は、平衡給電のためのバラン１０４を備えている。これにより、基板１０５の影響を回避することができる。つまり、バラン１０４を備えたクレードル１０は、基板１０５をアンテナの放射に利用しない（本実施形態では、電流分布としては、放射素子上の電流分布のみが考慮される）。
【００３１】
アンテナ１００の電流分布は、アンテナエレメント１０２からアンテナエレメント１０３まで亘っている。本実施形態において、クレードル１０は、図３（ａ）に示すように、円状であるため、アンテナ１００はクレードル１０の上部に円弧の状態で配置されている。
【００３２】
図３（ｂ）は、図３（ａ）のクレードル１０に無線通信機２０を固定したときの一例を示す図である。図３（ａ）のように配置されているアンテナ１００の電流分布の方向は、図３（ｂ）の右向き矢印で示される方向に近似することができる。このように、アンテナ１００の形状が円弧の状態であっても、問題なく、アンテナとして動作する。
【００３３】
なお、本明細書において、「電流分布の方向」とは、当該電流分布の全体的な方向性を表すものであり、当該電流分布による電波の放射を、一つの直線を流れる電流による電波の放射によって近似したときの、当該一つの直線の方向により示されるものである。また、一実施形態において、上記電流分布は、アンテナ１００の動作周波数帯の電流の分布であり得る。
【００３４】
図３（ｂ）に示す無線通信機２０に内蔵されたアンテナ（第２のアンテナ）２００は、無線通信機２０の下筐体（操作キーを含む筐体）ＧＮＤを接地素子とし、無線通信機２０の下筐体ヒンジ部を給電点とし、無線通信機２０の上筐体そのものを放射素子（アンテナエレメント）とする筐体ダイポールアンテナであり、接地素子の長さが無線通信機２０の下筐体の長手方向の長さであり、放射素子の長さが無線通信機２０の上筐体の長手方向の長さである、ダイポールアンテナとして動作する。
【００３５】
図３に示すクレードル１０に搭載のアンテナ１００、及び、無線通信機２０に搭載のアンテナ２００は地上デジタル波帯域（４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚ）に周波数調整やアンテナ整合調整がなされているものとする。また、このとき無線通信機２０の電流分布の方向は、図３（ｂ）の上向き矢印で示される方向である、無線通信機２０の長手方向となる。
【００３６】
ここで、無線通信システム３０が使用する帯域として地上デジタル帯域を例として挙げているが、他の例としては、ＧＳＭ８５０／９００帯域、Ｗ−ＣＤＭＡ帯域（ＢａｎｄＩ、ＢａｎｄＶＩ、ＢａｎｄＶＩＩＩ、ＢａｎｄＸＩＩ、ＢａｎｄＸＩＩＩ、ＢａｎｄＸＩＶ、ＢａｎｄＸＩＸ、及び、ＢａｎｄＸＸ）、及び、ＣＤＭＡ２０００帯域（ＢＣ０、及び、ＢＣ３）等を挙げることができる。また、無線通信システム３０が使用する具体的な周波数は、図３（ａ）のクレードル１０内のアンテナエレメント１０２の長さ、アンテナエレメント１０３の長さ、図３（ｂ）の無線通信機２０の下筐体の長手方向の長さ、及び、無線通信機２０の上筐体の長手方向の長さが概ね１０ｃｍ程度であるため、およそ３７５ＭＨｚから１１２５ＭＨｚが想定される。
【００３７】
この理由としては次の通りである。アンテナエレメント１０２の長さ、アンテナエレメント１０３の長さ、無線通信機２０の下筐体の長手方向の長さ、及び、無線通信機２０の上筐体の長手方向の長さが概ね１０ｃｍであるとき、波長λの４分の１が１０ｃｍとなる周波数帯は７５０ＭＨｚである。この７５０ＭＨｚにおいて、アンテナ１００、及び、アンテナ２００はダイポールアンテナとして理想的に動作する。但し、波長λに対してλ／８〜３λ／８の筐体長でも概ねダイポールとして動作することから、λ／８＝１０ｃｍとなる３７５ＭＨｚから３λ／８＝１０ｃｍとなる１１２５ＭＨｚまでが好適な周波数といえる。もちろん、周波数帯域はこれに限定されるものではなく、無線通信機２０の形状、及び、筐体内の比誘電率によっても左右されることから、多少上述の周波数から前後しても構わない。
【００３８】
もちろん上述したように、アンテナエレメント１０２、アンテナエレメント１０３、無線通信機２０の下筐体の長手方向の長さ、及び、無線通信機２０の上筐体の長手方向の長さ（アンテナ２００のアンテナエレメントの長さ）が本発明を好適に動作する周波数を決定する上で最も重要であるので、例えばもっと低い周波数で本発明を好適に動作させたい場合には、アンテナエレメント１０２、アンテナエレメント１０３、無線通信機２０の下筐体の長手方向の長さ、及び、無線通信機２０のアンテナ２００のアンテナエレメントの長さをそれぞれもう少し長く設定すれば良い。
【００３９】
次に、クレードル１０のアンテナ１００と、無線通信機２０が備えるアンテナ（第２のアンテナ）２００との位置関係の一例を、図４を参照して説明する。まず、図４（ａ）に、クレードル１０のアンテナ１００及び無線通信機２０のアンテナ２００の一例を示す。
【００４０】
図４では、アンテナ１００及びアンテナ２００を、ダイポールアンテナの様な構造で表している。アンテナ１００は、給電点１０１、アンテナエレメント１０２、アンテナエレメント１０３、開放端１０６、及び開放端１０７を備えている。同様に、アンテナ２００は、給電点２０１、アンテナグランド（例えば、無線通信機２０のグランド）２０２、アンテナエレメント２０３、開放端２０６、及び開放端２０７を備えている。
【００４１】
図４（ｂ）は、クレードル１０の側方から見たときの、クレードル１０のアンテナ１００及び無線通信機２０のアンテナ２００の位置関係の一例を示す。
【００４２】
図４（ｃ）は、無線通信機２０が固定されている固定面（固定部１１が設けられている面）の法線方向から見たときの（前記固定面に投影したときの）、アンテナ１００及びアンテナ２００の位置関係の一例を示す図である。図４（ｃ）に示すように、アンテナ１００とアンテナ２００とがなす鋭角θは、θ＝９０°になるように配置されている。
【００４３】
図４（ｄ）は、前記法線方向から見たときの、アンテナ１００及びアンテナ２００の位置関係の他の例を示す図である。図４（ｄ）に示すように、アンテナ１００とアンテナ２００とがなす鋭角θは、θ＝６０°になるように配置されている。
【００４４】
このように、無線通信システム３０では、アンテナ１００とアンテナ２００とがなす鋭角θが、６０°≦θ≦９０°という条件を満たすように配されている。
【００４５】
ここで、アンテナ１００の電流分布の方向は、アンテナエレメント１０２からアンテナエレメント１０３に向かう方向であり、アンテナ２００の電流分布の方向は、アンテナグランド２０２からアンテナエレメント２０３に向かう方向となる。アンテナ１００とアンテナ２００とがなす鋭角は、アンテナ１００の電流分布の方向と、アンテナ２００の電流分布の方向とがなす鋭角であるといえる。
【００４６】
つまり、アンテナ１００の電流分布の方向とアンテナ２００の電流分布の方向とがなす鋭角θが、６０°≦θ≦９０°になるように、クレードル１０は、無線通信機２０を固定している。
【００４７】
図５に、クレードル１０のアンテナ１００の指向性と、無線通信機２０のアンテナ２００の指向性の一例を表す。図５（ａ）は、図３（ａ）のアンテナ１００の指向性を示す図である。図５（ａ）に示すように、図３（ａ）のアンテナ１００は、図中上下方向に延びた８の字の指向性を示す。
【００４８】
図５（ｂ）は、図３（ｂ）のように固定された無線通信機２０のアンテナ２００の指向性を示す図である。図５（ｂ）に示すように、アンテナ２００は、図中左右方向に延びた８の字の指向性を示す。
【００４９】
図５（ａ）及び（ｂ）の状態のとき、アンテナ１００のピーク利得方向（上下方向）に対し、アンテナ２００の利得はヌル方向であることがわかる。同様に、アンテナ２００のピーク利得方向（左右方向）に対し、アンテナ１００の利得はヌル方向であることがわかる。
【００５０】
以上のように、図５に示す例において、アンテナ１００の電流分布の方向とアンテナ２００の電流分布の方向とがなす鋭角θは、６０°≦θ≦９０°となっている。
【００５１】
ここで、アンテナ１００の電流分布の方向とアンテナ２００の電流分布の方向とがなす鋭角θを、６０°≦θ≦９０°にすることの理由を説明する。
【００５２】
一般的に、アンテナ間の相関の良し悪しを評価するときには、アンテナ間の相関係数が用いられる。この相関係数は、複数のアンテナでダイバーシチ受信する際、および、ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）受信する際に非常に重要なファクタとなる。ダイバーシチ受信する場合は、相関係数の値が低いとき、および、負の相関が高いときが、アンテナの受信条件が良いといえる。また、ＭＩＭＯ受信する場合は、負の相関が高いと、チャネル行列のランクが小さくなり、行列式を解くことが困難になるため、相関係数の絶対値が低いときが、アンテナの受信条件が良いといえる。そこで、本発明者らは、より相関係数の条件が厳しいＭＩＭＯ受信における最適なアンテナ配置について検討した。
【００５３】
非特許文献１には、ＭＩＭＯ通信システムにおけるチャネル容量の一検討結果が記載されている。非特許文献１によれば、相関係数が０のときのチャネル容量の増加量と、相関関数が０．５のときのチャネル容量の増加量とは、高ＳＮＲのとき、近似している。一方、相関関数が０．９のときのチャネル容量の増加量は、高ＳＮＲのとき、チャネル容量の改善がほとんど見られない。これにより、相関係数０．９ではＭＩＭＯ受信が全く出来ないということがわかる。したがって、ＭＩＭＯ受信でチャネル容量を高めるためには、アンテナ間の相関係数を０．５以下にすべきといえる。
【００５４】
以上のことから、ＭＩＭＯ受信等を考慮すれば、アンテナ間の相関係数は０．５以下であることが好ましい。
【００５５】
次に、本発明者らは、図３に示すクレードル１０と無線通信機２０の構成において、アンテナ１００とアンテナ２００のアンテナ間の相関係数を、アンテナ１００とアンテナ２００とがなす鋭角θをパラメータとして実測した。相関係数の評価は、マルチパス伝搬路環境においてアンテナ測定が可能なＢｌｕｅｔｅｓｔ社の反響チェンバで評価した。またアンテナ１００とアンテナ２００とは、地上デジタル波帯域（４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚ）に周波数調整及びアンテナ整合調整がなされているものとした。結果を図９に示す。
【００５６】
図９（ａ）は、アンテナ１００とアンテナ２００とがなす鋭角θについて、０°から９０°までの範囲を１０°単位で変化させ、周波数帯について４７０ＭＨｚから７７０ＭＨｚまでの範囲を５０ＭＨｚ単位で変化させたときの、各条件下において計測された相関係数の値を示す図である。図９（ｂ）は、アンテナ１００とアンテナ２００とがなす鋭角θに対し、図９（ａ）に示す相関係数を、周波数ごとにプロットしたグラフである。図９（ｂ）において、縦軸はアンテナ１００とアンテナ２００間の相関係数を示し、横軸はアンテナ１００とアンテナ２００とがなす鋭角θを示す。図９に示すように、アンテナ１００とアンテナ２００とのなす鋭角θの変化によって線形的に相関係数が変動することがわかる。これは、アンテナ１００とアンテナ２００とのなす鋭角θがアンテナ間の相関係数を決める重要なファクタであることを裏付ける結果である。そして、相関係数が０．５以下となるのは、アンテナ１００とアンテナ２００とのなす鋭角θが、６０°≦θ≦９０°であるときであった。
【００５７】
以上のように、アンテナ１００の電流分布の方向とアンテナ２００の電流分布の方向とがなす鋭角θが、６０°≦θ≦９０°になるように、クレードル１０が無線通信機２０を固定することにより、アンテナ１００とアンテナ２００との相関係数を十分に低減して、通信品質がよいアンテナを備えたクレードル１０を構成することができる。なお、アンテナ１００とアンテナ２００とをダイバーシチ用のアンテナとして使用すれば、より良いＳＮＲの実現可能となる。また、アンテナ１００とアンテナ２００をＭＩＭＯ通信用のアンテナとして使用すれば、より高いスループットの実現が可能となる。
【００５８】
なお、図４（ｂ）に示すように、前記固定面の放線方向から見たときに、アンテナ１００とアンテナ２００とが、重なるような位置に配置されていてもよい。このとき、給電点１０１を、アンテナ２００のアンテナエレメント２０３の開放端２０６、及び、アンテナエレメント２０２の開放端２０７より給電点２０１の方に近い位置に配置することが好ましい。また、給電点２０１を、アンテナ１００のアンテナエレメント１０３の開放端１０６及びアンテナエレメント１０２の開放端１０７より給電点１０１の方に近い位置に配置することが好ましい。特に、図４（ｃ）および（ｄ）に示すように、前記固定面の放線方向から見たときに、給電点１０１と給電点２０１とが、重なるような位置に配置されていることが好ましい。
【００５９】
つまり、給電点１０１と給電点２０１との距離（距離１）より、開放端２０６と給電点１０１との距離（距離２）の方が長くなるように配置することにより、アンテナ２００の放射が、アンテナ１００に与える影響を低減することができる。また、同様に、給電点１０１と給電点２０１との距離より、開放端１０６と給電点２０１との距離の方が長くなるように配置することにより、アンテナ１００の放射が、アンテナ２００に与える影響を低減することができる。
【００６０】
同様に、給電点１０１と給電点２０１との距離（距離１）より、開放端２０７と給電点１０１との距離（距離３）の方が長くなるように配置することにより、アンテナ２００の放射が、アンテナ１００に与える影響を低減することができる。また、同様に、給電点１０１と給電点２０１との距離より、開放端１０７と給電点２０１との距離の方が長くなるように配置することにより、アンテナ１００の放射が、アンテナ２００に与える影響を低減することができる。
【００６１】
また、アンテナ１００は、無線通信機２０が有するアンテナ２００から、離れた位置に配置されていることが好ましい。例えば、クレードル１０の高さが許容する範囲内において、アンテナ１００は、無線通信機２０のアンテナ２００と、高さが離れた位置に配置されている（図４（ｂ）における距離１が長い）ことが好ましい。
【００６２】
なお、本実施形態に係る無線通信システム３０では、アンテナ１００の電流分布の方向は、前記固定面の面内方向に略平行な方向に延びている。図３（ａ）に示すように、このようにアンテナ１００を配置することにより、クレードル１０をコンパクトに構成することができる。
【００６３】
以上、本実施形態に係るクレードル１０のアンテナ１００、及び、無線通信機２０のアンテナ２００が、主にダイポールアンテナとして動作する場合について記載したが、本発明はこれに限定されない。アンテナ１００及びアンテナ２００は、電流分布がダイポールアンテナと概ね同様となる、逆Ｌアンテナ又は逆Ｆアンテナとして動作するものであってもよい。
【００６４】
〔実施形態２〕
実施形態１では、バラン１０４を備えたクレードル１０の構成を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、バラン１０４を含まない構成であっても良い。
【００６５】
図６（ａ）に、クレードル１０’の内部構成の他の例を示す。図６（ａ）に示すように、クレードル１０’は、給電点１０１、アンテナエレメント１０３及び基板（接地素子）１０５を備えたアンテナ（第１のアンテナ）１００’を内蔵している。
【００６６】
基板１０５は、アンテナ１００’のアンテナグランドとして機能している。また、基板１０５の形状は、例えば、略長方形である。なお、基板１０５は、略長方形に限定されず、長手方向が規定されている形状であれば良い。基板１０５の形状は、例えば、長方形の一部が切欠かれた形状であってもよいし、長方形の一部が出っ張った形状であってもよい。また、基板１０５の形状は、平行四辺形、台形、五角形、及び、多角形などの形状であってもよい。
【００６７】
更に、基板１０５の長手方向の長さは、アンテナ１００’が動作する波長の略４分の１（８分の１以上８分の３以下）である。これにより、アンテナ１００’は、ダイポールアンテナの電流分布と同等の電流分布となる。また、このような構成では、バラン１０４を使用しないため、クレードル１０に内蔵されている基板１０５のグランドをアンテナ放射素子として有効活用することができる。
【００６８】
また、実施形態１と同様に、前記固定面に投影したときに、アンテナ１００’の電流分布の方向とアンテナ２００の電流分布の方向とがなす鋭角θが、６０°≦θ≦９０°になるように、クレードル１０’は、無線通信機２０を固定している。
【００６９】
図６（ｂ）は、図６（ａ）のクレードル１０’に無線通信機２０を固定したときの一例を示す図である。図６（ａ）のように配置されているアンテナ１００’の電流分布の方向は、アンテナグランドである基板１０５からアンテナエレメント１０３へ向かう方向であり、図６（ｂ）の上向き矢印で示される方向である。つまり、基板１０５の長手方向となる。
【００７０】
また、無線通信機２０の電流分布の方向は、無線通信機２０が使用する帯域のとき、図６（ｂ）の右向き矢印で示される方向である。つまり、無線通信機２０の長手方向となる。
【００７１】
つまり、基板１０５の長手方向と無線通信機２０の長手方向とがなす角θが、６０°≦θ≦９０°になるように、クレードル１０’は、無線通信機２０を固定している。
【００７２】
図７に、クレードル１０’のアンテナ１００’の指向性と、無線通信機２０のアンテナ２００の指向性の一例を表す。図７（ａ）は、アンテナ１００’の構成例と指向性の一例を示す図である。アンテナ１００’は、基板１０５をアンテナグランドとしたアンテナであり、電流分布の向きが基板１０５からアンテナエレメント１０３へ向かう方向となる。そのため、アンテナ１００’は、給電点１０１を中心に、図中左右方向に延びた８の字の指向性を示す。
【００７３】
図７（ｂ）は、（ａ）のアンテナ１００’を内蔵したクレードル１０’におけるアンテナ１００’の指向性を示す図である。図７（ｂ）に示すように、図６（ａ）のアンテナ１００’は、図中左右方向に延びた８の字の指向性を示す。
【００７４】
図７（ｃ）は、図６（ｂ）のように固定された無線通信機２０のアンテナ２００の指向性を示す図である。図６（ｂ）に示すように、アンテナ２００は、図中上下方向に延びた８の字の指向性を示す。
【００７５】
図７（ｂ）及び（ｃ）の状態のとき、アンテナ１００’のピーク利得方向（左右方向）に対し、アンテナ２００の利得はヌル方向であることがわかる。同様に、アンテナ２００のピーク利得方向（上下方向）に対し、アンテナ１００’の利得はヌル方向であることがわかる。これにより、アンテナ１００’とアンテナ２００とは、互いに相関が低いことがわかる。
【００７６】
このように、基板１０５の長手方向と無線通信機２０の長手方向とがなす角θが、６０°≦θ≦９０°になるように、クレードル１０は、無線通信機２０を固定する。これにより、アンテナ１００’とアンテナ２００との相関が低くなるため、基板１０５をアンテナグランド１０２とした、通信品質がよいアンテナを備えたクレードル１０’を構成することができる。
【００７７】
なお、アンテナ１００’に代えて、図８に示すような、アンテナエレメント１０３が左右に向いているアンテナ１００’’のような逆Ｌアンテナであってもよい。もちろん、アンテナ１００’’にショート端子を追加した逆Ｆアンテナであってもよい。
【００７８】
図８（ａ）は、アンテナエレメント１０３が左に向いているアンテナ１００’’の構成の一例を示す図であり、（ｂ）は、アンテナエレメント１０３が右に向いているアンテナの構成の一例を示す図である。
【００７９】
図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、アンテナ１００’’は、給電点１０１、アンテナエレメント１０３、及び、基板１０５を備えている。また、基板１０５は、アンテナ１００’同様、アンテナグランドとして機能する。
【００８０】
このようなアンテナ１００’’の電流分布の方向は、ダイポールアンテナの放射素子を小型化した逆Ｌアンテナに変更しただけであって、アンテナグランドである基板１０５からアンテナエレメント１０３までの方向であり、電流分布の方向は大きく変化しない。つまり、アンテナエレメント１０３が左右に向いている場合であっても、アンテナ１００’’の指向性は、図７（ａ）と同様に、図中左右方向に延びた８の字の指向性を示す。これにより、図８（ａ）及び（ｂ）に示すアンテナ１００’’をクレードル１０に有効に利用することができる。
【００８１】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【００８２】
また、クレードルのアンテナと無線通信機のアンテナとでダイバーシチ受信または送信を行うものであってもよい。クレードルのアンテナと無線通信機のアンテナとを同時に使用してＭＩＭＯ受信またはＭＩＭＯ送信を行うものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明は、無線通信機を固定するクレードル、及び、そのようなクレードルを含む無線通信システムに利用することができる。
【符号の説明】
【００８４】
１０、１０’                  クレードル
１１                          固定部
１２                          ツメ
１００、１００’、１００’’  アンテナ（第１のアンテナ）
１０１                        給電点
１０２、１０３                アンテナエレメント（放射素子）
１０４                        バラン
１０５                        基板（接地素子）
１０６、１０７                開放端
２０                          無線通信機
２００                        アンテナ（第２のアンテナ）
２０１                        給電点
２０２                        アンテナグランド（接地素子）
２０３                        アンテナエレメント（放射素子）
２０６、２０７                開放端
３０                          無線通信システム
【図１】
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【図４】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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