(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一台の端末で異なる周波数帯域をカバーする方式の携帯電話装置において、該携帯電話装置が第１の筐体及び第２の筐体がヒンジにより開閉自在に形成された折畳型携帯電話装置であって、アンテナと高周波回路部を電気的に接続するアンテナ整合回路から見たグラウンド部分の長さであるグラウンド長を、使用する周波数帯域に基づいて変更してアンテナ特性を最適化する帯域変更手段を具備し、該帯域変更手段は、前記携帯電話装置が使用する周波数帯域を認識するシステム認識手段と、該システム認識手段の認識信号により作動させられて使用する周波数帯域を選択、設定する周波数帯域選択・設定手段と、該周波数帯域選択・設定手段の設定信号により起動させられて制御信号を出力する制御手段と、該制御手段から出力される前記制御信号により作動させられて使用する周波数帯域に対応した前記グラウンド長に切り替えるグラウンド長切替手段を具備し、前記グラウンド長切替手段は、前記第１の筐体に設けられた第１のプリント基板に形成された第１のスイッチと、前記第２の筐体に設けられた第２のプリント基板に形成され前記第１のスイッチと連動して動作させられる第２のスイッチとを有し、前記周波数帯域選択・設定手段により第１の周波数帯域が選択、設定された場合には前記第１、第２のスイッチは同時にグラウンドレベルに接地され、第２の周波数帯域が選択、設定された場合には前記第１、第２のスイッチは同時に高周波的に十分高いインピーダンス回路を形成することを特徴とした携帯電話装置。
【請求項２】
前記インピーダンス回路はインダクタンスにより形成されたことを更に特徴とする請求項１に記載の携帯電話装置。
【請求項３】
一台の端末で異なる周波数帯域をカバーする方式の携帯電話装置において、アンテナと高周波回路部を電気的に接続するアンテナ整合回路から見たグラウンド部分の長さであるグラウンド長を、使用する周波数帯域に基づいて変更してアンテナ特性を最適化する帯域変更手段を具備し、前記携帯電話装置がストレート型またはスライド型の携帯電話装置であって、前記帯域変更手段は、使用する周波数帯域を選択、設定する周波数帯域選択・設定手段と、該周波数帯域選択・設定手段の設定信号により起動させられて制御信号を出力する制御手段と、該制御手段から出力される前記制御信号により作動させられて使用する周波数帯域に対応した前記グラウンド長に切り替えるグラウンド長切替手段とを具備し、前記グラウンド長切替手段は、筐体に配設されたプリント基板に形成されたスイッチを有し、前記周波数帯域選択・設定手段により第１の周波数帯域が選択、設定された場合には前記スイッチはグラウンドレベルに接地され、第２の周波数帯域が選択、設定された場合には前記スイッチは高周波的に十分高いインピーダンス回路を形成することを特徴とする携帯電話装置。
【請求項４】
前記スイッチを物理的スイッチまたは電気的な制御スイッチを用いて実現し、電気的制御スイッチを用いた場合にはアンテナに受信された周波数帯域により自動的に前記スイッチを作動させてグラウンド長を切り替えることを更に特徴とする請求項３に記載の携帯電話装置。
【請求項５】
前記高インピーダンス回路をインダクタンスにより実現したことを更に特徴とする請求項３または４に記載の携帯電話装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話装置に関し、特に、異なる周波数帯域をカバーする携帯電話装置におけるアンテナ特性の最適化手段に関する。
【０００２】
携帯電話のアンテナの特性をあらわす放射パターンは、アンテナと高周波回路部を電気的に接続するアンテナ整合回路から見たグラウンド部分（例えば、プリント基板のグラウンド面あるいはダイキャスト、アルミ蒸着筐体）の長さによって変化する。
【０００３】
このグラウンド部分の長さが最適化されていない場合には、アンテナ放射パターン上に現れるヌル点と呼ばれる極（アンテナ利得の落ち込みポイント）が多数発生する。
【０００４】
一台の端末で異なる周波数帯のシステムをカバーする方式の携帯電話装置において、例えば、ＰＤＣ方式とＷ−ＣＤＭＡ方式のように、周波数帯域が８００ＭＨｚ帯と２ＧＨｚ帯のように隔たりがある場合に、単一のグラウンド長でヌル点の発生しない良好なアンテナ特性を実現することは困難である。
【０００５】
こうした中で、例えば、折畳型携帯電話装置では、ヒンジ部を境にして筐体およびプリント基板が上下２つに分割されているために、このヒンジ部分を利用して、上下筐体あるいは上下プリント基板のグラウンドを高周波的に接続／非接続の切り替えを行うことにより、アンテナから見たグラウンド長を切り替えることができるために、各々のシステムで最適化されたグラウンド長を容易に実現することができ、ヌル点の発生しない良好なアンテナ特性の実現が可能になる。
【０００６】
【従来の技術】
携帯電話装置のアンテナの特性をあらわす放射パターンは、アンテナと高周波回路部を電気的に接続するアンテナ整合回路から見たグラウンド部分（例えば、プリント基板のグラウンド、ダイキャスト筐体）の長さによって変化することが知られている。グラウンド部分の長さが最適化されていない場合には、アンテナ放射パターン上に現れるヌル点と呼ばれる極（アンテナ利得の落ち込みポイント）が多数発生する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
一台の携帯電話端末で異なる周波数帯のシステムをカバーする方式の携帯電話において、例えばＰＤＣ方式とＷ−ＣＤＭＡ方式のように、周波数帯域が８００ＭＨｚ帯と２ＧＨｚ帯のように隔たりがある場合には、単一のグラウンド長でヌル点の発生しない良好なアンテナ特性を実現することは困難である。
【０００８】
ここで、アンテナ放射パターン上で、ヌル点が多数発生した場合の影響として、携帯電話の位置によってアンテナ利得の変動が多くなるために、基地局から受ける受信信号および基地局に届く送信信号のレベル変動が多くなり、安定した電波状態で使用することができなくなる。
【０００９】
本発明は従来の上記実情に鑑みてなされたものであり、従って本発明の目的は、一台の携帯端末で、かなり隔たりのある異なる周波数帯のシステムをカバーする方式の携帯電話装置において、必要に応じてアンテナ（アンテナ整合回路）から見たグラウンド部分の長さ、即ちグラウンド長を可変することによって、アンテナ放射パターン上でのヌル点の発生を除去し、良好なアンテナ特性を実現することを可能とした新規な携帯電話装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する為に、本発明に係る携帯電話装置は、一台の端末で異なる周波数帯域をカバーする方式の携帯電話装置において、アンテナと高周波回路部を電気的に接続するアンテナ整合回路から見たグラウンド部分の長さであるグラウンド長を使用する周波数帯域に基づいて変更してアンテナ特性を最適化する帯域変更手段を備えて構成される。
【００１１】
前記携帯電話装置が第１の筐体及び第２の筐体がヒンジにより開閉自在に形成された折畳型携帯電話装置であって、前記帯域変更手段は、前記携帯電話装置が使用する周波数帯域を認識するシステム認識手段と、該システム認識手段の認識信号により作動させられて使用する周波数帯域を選択、設定する周波数帯域選択・設定手段と、該周波数帯域選択・設定手段の設定信号により起動させられて制御信号を出力する制御手段と、該制御手段から出力される前記制御信号により作動させられて使用する周波数帯域に対応した前記グラウンド長に切り替えるグラウンド長切替手段とを具備している。
【００１２】
前記グラウンド長切替手段は、前記第１の筐体に設けられた第１のプリント基板に形成された第１のスイッチと、前記第２の筐体に設けられた第２のプリント基板に形成され前記第１のスイッチと連動して動作させられる第２のスイッチとを有し、前記周波数帯域選択・設定手段により第１の周波数帯域が選択、設定された場合には前記第１、第２のスイッチは同時にグラウンドレベルに接地され、第２の周波数帯域が選択、設定された場合には前記第１、第２のスイッチは同時に高周波的に十分高いインピーダンス回路を形成する。
【００１３】
前記インピーダンス回路はインダクタンスにより形成することができる。
【００１４】
前記第２のスイッチを除去することができる。
【００１５】
本発明に係る携帯電話装置がストレート型またはスライド型の携帯電話装置の場合には、前記帯域変更手段は、使用する周波数帯域を選択、設定する周波数帯域選択・設定手段と、該周波数帯域選択・設定手段の設定信号により起動させられて制御信号を出力する制御手段と、該制御手段から出力される前記制御信号により作動させられて使用する周波数帯域に対応した前記グラウンド長に切り替えるグラウンド長切替手段とを具備している。
【００１６】
携帯電話装置がストレート型またはスライド型の場合における前記グラウンド長切替手段は、筐体に配設されたプリント基板に形成されたスイッチを有し、前記周波数帯域選択・設定手段により第１の周波数帯域が選択、設定された場合には前記スイッチはグラウンドレベルに接地され、第２の周波数帯域が選択、設定された場合には前記スイッチは高周波的に十分高いインピーダンス回路を形成する。
【００１７】
前記スイッチを物理的スイッチまたは電気的な制御スイッチを用いて実現し、電気的制御スイッチを用いた場合にはアンテナに受信された周波数帯域により自動的に前記スイッチを作動させてグラウンド長を切り替える。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明をその好ましい実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
以下に本発明の一実施の形態として、本発明をプリント基板のグラウンド面をアンテナグラウンドとして利用する折畳型携帯電話装置に適用した場合に関して説明する。
【００２０】
携帯電話機用アンテナは小型筐体に設置されるために、筐体にも電流が流れて筐体はアンテナの一部として動作するために、携帯電話装置のインピーダンス特性や放射パターンが変化する。更に実際の携帯電話機では、以下の理由によりアンテナ系に損失を加える要因となる。まず、実際の携帯電話機では筐体上に完全金属ではない回路部品が実装されているので、アンテナ電流が筐体に流れ込むことによって、その回路部品が損失要因となる。次にハンドヘルド形携帯機では、筐体部分を手に持って話すために、筐体にアンテナ電流が流れていると手による損失が生じる。このことは解析的にも明らかにされている。
【００２１】
従って、携帯電話装置は筐体を含めたアンテナの設計をする必要があり、本発明はこの事実に着目したものである。
【００２２】
図１において、１はアンテナを示し、２は折畳型携帯電話装置の一方の筐体（図示せず）に設けられたプリント基板、３は前記一方の筐体にヒンジ（図示せず）で回動自在に連結された他方の筐体（図示せず）に配設されたプリント基板をそれぞれ示している。
【００２３】
プリント基板２には整合回路４、高周波回路部５及び高周波スイッチ６が形成されており、プリント基板３には高周波スイッチ７が設けられている。
【００２４】
高周波スイッチ６の接点６２は接地されており、接点６３には一端が接地されたインダクタンス８が接続されている。高周波スイッチ７の接点７２は接地されており、接点７３には一端が接地されたインダクタンス９が接続されている。
【００２５】
高周波スイッチ６の共通接点６１と高周波スイッチ７の共通接点７１はケーブル１０により接続されており、このケーブル１０にはスイッチ制御回路１３の制御信号が印加されることにより、高周波スイッチ６、７は同時にスイッチ動作をさせられ、つまり連動してスイッチ切り替え動作をさせられる。
【００２６】
１１は携帯電話装置が使用する周波数帯域を認識するシステム認識回路を示し、このシステム認識回路１１が認識した周波数帯域の認識信号に応じて周波数帯域選択・設定回路１２は周波数帯域を選択、設定し、その設定信号に従って制御回路１３が起動され、制御信号によって高周波スイッチ６、７が切替制御される。
【００２７】
本発明に係る帯域変更手段は、携帯電話装置が使用する周波数帯域を認識するシステム認識回路１１と、このシステム認識回路１１が認識する認識信号により作動させられて使用する周波数帯域を選択、設定する周波数帯域選択・設定回路１２と、この周波数帯域選択・設定回路１２の設定信号により起動させられて制御信号を出力する制御回路１３と、この制御回路１３の制御信号により作動させられて使用する周波数帯域に対応したグラウンド長に切り替える高周波スイッチ６、７を含むグラウンド長切替回路とによって構成されている。
【００２８】
図１は、本発明による一実施の形態として本発明を折畳型携帯電話装置に適用した場合の一実施例を示す概略ブロック構成図である。
【００２９】
【実施の形態の構成】
図１を参照するに、プリント基板２およびプリント基板３は、２つの部分に分解された各々のブロックにそれぞれ実装された基板である。プリント基板２およびプリント基板３のグラウンド接続に関しては、プリント基板２に設けられた高周波スイッチ６およびプリント基板３に設けられた高周波スイッチ７を介して、それぞれ直接プリント基板のグラウンドに接続する場合とインダクタンス８および９を介してプリント基板のグラウンドに接続する場合でグラウンド接続の切り替えが行われる。
【００３０】
ここで、インダクタンス８および９は高周波でのインピーダンスが十分高くなるインダクタンス値が選ばれる。また、高周波スイッチ６と高周波スイッチ７はケーブル１０等で接続され、折畳型携帯電話のヒンジ部分に実装されている。
【００３１】
一方、プリント基板２側に実装されたアンテナ１は、整合回路４を介して、高周波回路部５に接続させる。ここで、整合回路４および高周波部５のグラウンドは、プリント基板２のグラウンドに接続される。
【００３２】
【実施の形態の動作】
以下、本発明による一実施の形態による一実施例の動作について説明する。
【００３３】
システム認識回路１１により携帯電話装置が使用する周波数帯域が認識されると共に、周波数帯域選択・設定回路１２によりその周波数帯域が設定されると、それによって制御回路１３より制御信号が出力され、その制御信号は高周波スイッチ６、７に供給される。
【００３４】
高周波スイッチ６および７の切り替え動作は、２つの周波数帯域が異なるシステムにおいて、低い周波数帯域、例えば、８００ＭＨｚ帯のシステムが選ばれた場合には、高周波スイッチ６の共通接点６１が接点６２と接続されると共に高周波スイッチ７の共通接点７１が接点７２と接続するように制御されることにより、直接プリント基板２および３のグラウンドに接続されてグラウンド長は図１のＬ２となり、高い周波数帯域、例えば、２ＧＨｚ帯のシステムが選ばれた場合には、高周波スイッチ６の共通接点６１が接点６３と接続されると共に高周波スイッチ７の共通接点７１が接点７３と接続するように制御されることにより、インダクタンス８および９を介して、プリント基板２および３のグラウンドに接続される。即ち、この場合には図１の距離Ｌ１に示す値がグラウンド長となる。
【００３５】
また、高周波スイッチ６および７は、ケーブル１０を介して接続される。ここで、高周波スイッチ６および７がインダクタンス８および９を介して、プリント基板２および３のグラウンドに接続された場合には、インダクタンス８および９は高周波で十分高いインピーダンスを有するために、プリント基板２および３のグラウンド部分は高周波では非接続となる。即ち、この場合には図１の距離Ｌ１に示す値がグラウンド長となる。
【００３６】
一方、高周波スイッチ６および７がプリント基板２及び３のグラウンドに直接接続された場合には、プリント基板２および３のグラウンドは高周波でも接続となる。すなわち、アンテナ整合回路４から見たグラウンド部分の長さを高周波的に切り替えることが可能となる。
【００３７】
また、高周波回路部５で生成された送信波信号は、アンテナ整合回路４を介してアンテナ１より送信され、アンテナ１で受信した受信波信号は、アンテナ整合回路４を介して高周波回路５に送り込まれる。ここで、アンテナ整合回路４および高周波回路５のグラウンド部分は、プリント基板２のグラウンド部に接続される。
【００３８】
高周波スイッチ６または７は、物理的スイッチまたは電気的スイッチを用いて実現することができるが、電気的制御スイッチを用いた場合には、アンテナに受信された電波の周波数帯域を検出することによって、自動的にこれらのスイッチを作動させてグラウンド長を切り替えることが可能である。
【００３９】
図１においてプリント基板３を除去することが可能であり、その際にはそれに応じて高周波スイッチ７は省略される。
【００４０】
また、システム認識回路１１の代わりに折畳携帯電話装置の開閉を検出する開閉検出回路を設け、この開閉検出回路の開閉検出信号によって周波数帯域選択・設定回路１２を起動するように構成することも可能である。
【００４１】
【他の実施の形態】
次に本発明の他の実施の形態について説明する。
【００４２】
前記した一実施の形態においては、折畳型携帯電話装置について説明したが、折畳以外にもストレート型携帯電話装置、スライド型携帯電話装置、あるいはフリップ型携帯電話装置等にも本発明を同様に適用することが可能である。要するに、端末装置の筐体長が変更することができる機器で、グラウンド長が変化するものであればいずれの場合にも本発明を適用することが可能となる。
【００４３】
図２は本発明による他の実施の形態を示し、本発明をストレート型携帯電話装置に適用した場合のブロック構成図である。
【００４４】
図２を参照するに、この他の実施の形態は、図１に示された一実施の形態の一方の筐体に配設されたプリント基板２のみが示されている。このプリント基板２に設けられた高周波スイッチ６の切り替え機能のみで事実上、本発明の目的が達成される。
【００４５】
即ち、低い周波数帯域のシステムが選択された場合に高周波スイッチ６の共通接点６１を接点６２に接続させて接地し、高い周波数帯域のシステムが選択された場合には共通接点６１が接点６３と接続されてインダクタンス８を介して接地されて高インピーダンス回路が形成される。
【００４６】
周波帯域選択・設定回路１２は、例えば携帯端末のキーボタンの特定の機能ボタンにより形成することができる。
【００４７】
また、図２の場合にも、図１と同様にシステム認識回路１１を設けることにより、このシステム認識回路１１の認識信号により周波数帯域選択・設定回路１２は携帯端末の使用周波数帯域を自動的に設定することができる。
【００４８】
【発明の効果】
本発明は以上の如く構成され、作用するものであり、本発明によれば以下に示すような効果が得られる。
【００４９】
アンテナ整合回路から見たグラウンド長を高周波的に切り替えることにより、異なる周波数帯域の各々の周波数帯域で、ヌル点の発生しないアンテナ放射パターンを実現することができる。また、特に、折畳型構造の携帯型電話装置の場合には、上下部分、即ちヒンジにより連結された一方の筐体と他方の筐体の開閉を検出する手段を利用することにより、切り替え部分を容易に実現することができる。
【００５０】
ここで、図３〜図５はグラウンド長１７０ｍｍ及び５０ｍｍ、周波数帯域８００ＭＨｚ及び２ＧＨｚをパラメータとした場合の、λ／４方式のアンテナ放射パターンのシミュレーションデータである。同じグラウンド長で、周波数が異なる図３および図４の場合、図４の周波数が高い２ＧＨｚの場合にヌル点が発生している。また、同じ２ＧＨｚの場合でも、図５のグラウンド長を５０ｍｍに短縮した場合にはヌル点の発生がなくなっている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による一実施の形態として本発明を折畳型電話装置に適用した場合の一実施例を示す概略ブロック構成図である。
【図２】本発明による他の実施の形態を示し、本発明をストレート型携帯電話装置に適用した場合のブロック構成図である。
【図３】グラウンド長１７０ｍｍ×５０ｍｍ、８８０ＭＨｚ、１／４λエレメントを用いた条件でのアンテナ放射パターンシミュレーション図である。
【図４】グラウンド長１７０ｍｍ×５０ｍｍ、２ＧＨｚ、１／４λエレメントを用いた条件でのアンテナ放射パターンシミュレーション図である。
【図５】グラウンド長５０ｍｍ×５０ｍｍ、２ＧＨｚ、１／４λエレメントを用いた条件でのアンテナ放射パターンシミュレーション図である。
【符号の説明】
１…アンテナ
２…プリント基板
３…プリント基板
４…アンテナ整合回路
５…高周波回路部
６…高周波スイッチ
７…高周波スイッチ
８…インダクタンス
９…インダクタンス
１０…ケーブル
１１…システム認識回路
１２…周波数帯域選択・設定回路
１３…制御回路
【図１】
0004096294.tif 000002
【図２】
0004096294.tif 000003
【図３】
0004096294.tif 000004
【図４】
0004096294.tif 000005
【図５】
0004096294.tif 000006