(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部及び下部から構成される折り畳み形状の無線端末装置であって、
前記上部及び前記下部のそれぞれに、１本のアンテナ素子が互いに平行に配置され、前記無線端末装置が開かれた状態では、前記アンテナ素子の間隔が半波長以上であり、前記無線端末装置が折り畳まれた状態では、前記アンテナ素子の間隔が半波長未満であるアンテナと、
送信信号を前記アンテナ素子の本数分に分配する分配手段と、
特定の移相量を有する移相器を介することにより、隣り合うアンテナ素子で送信する信号同士の位相差がπとなるように分配された送信信号を移相する移相手段と、
前記無線端末装置が開かれた状態では前記移相手段を用いて前記位相差をπとし、前記無線端末装置が折り畳まれた状態では前記位相差を０とする切り替えを行う切り替え手段と、
を具備する無線端末装置。
【請求項２】
上部及び下部から構成される折り畳み形状の無線端末装置であって、
前記上部及び前記下部のそれぞれに、１本のアンテナ素子が互いに平行に配置され、前記無線端末装置が開かれた状態では、前記アンテナ素子の間隔が半波長以上であり、前記無線端末装置が折り畳まれた状態では、前記アンテナ素子の間隔が半波長未満であるアンテナと、
特定の移相量を有する移相器を介することにより、隣り合うアンテナ素子で受信した信号同士の位相差がπとなるように受信信号を移相する移相手段と、
前記無線端末装置が開かれた状態では前記移相手段を用いて前記位相差をπとし、前記無線端末装置が折り畳まれた状態では前記位相差を０とする切り替えを行う切り替え手段と、
前記切り替え手段に従って受信した信号を合成する合成手段と、
を具備する無線端末装置。
【請求項３】
同一直線上に等間隔で、かつ、それぞれ平行に配置され、各素子間隔が（波長／２Ｎ）未満の２Ｎ本のアンテナ素子と、
送信信号を前記アンテナ素子の本数分に分配する分配手段と、
特定の移相量を有する移相器を介することにより、隣り合うアンテナ素子で送信する信号同士の位相差がπとなるように分配された送信信号を移相する移相手段と、
通話時は前記移相手段を用いて前記位相差をπとし、待ち受け時は前記位相差を０とするように切り替えることにより、前記アンテナ素子間を結ぶ直線に対して垂直方向の送信電力を抑圧するか否かを切り替える切り替え手段と、
を具備する無線端末装置。
【請求項４】
同一直線状に等間隔で、かつ、それぞれ平行に配置され、各素子間隔が（波長／２Ｎ）未満の２Ｎ本のアンテナ素子と、
特定の移相量を有する移相器を介することにより、隣り合うアンテナ素子で受信した信号同士の位相差がπとなるように受信信号を移相する移相手段と、
通話時は前記移相手段を用いて前記位相差をπとし、待ち受け時は前記位相差を０とするように切り替えることにより、前記アンテナ素子間を結ぶ直線に対して垂直方向の受信電力を抑制するか否かを切り替える切り替え手段と、
前記切り替え手段に従って受信した信号を合成する合成手段と、
を具備する無線端末装置。
【請求項５】
折り畳み可能な形状を有する請求項３又は請求項４に記載の無線端末装置であって、
前記無線端末装置が開かれた状態で前記通話時となり、前記無線端末装置が折り畳まれた状態で待ち受け時となる請求項３又は請求項４に記載の無線端末装置。
【請求項６】
前記アンテナ素子は２本であり、前記無線端末装置が開かれた状態における前記アンテナ素子の間隔は（波長／２）以上となる請求項５に記載の無線端末装置。
【請求項７】
前記切り替え手段は、前記アンテナ素子間を結ぶ直線に対して垂直方向にヌルを形成するか否かを切り替える請求項３から請求項６のいずれかに記載の無線端末装置。
【請求項８】
前記アンテナ素子は２本であり、待ち受け時における前記アンテナ素子の間隔が半波長未満である請求項３から請求項７のいずれかに記載の無線端末装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アレイアンテナ装置に関し、例えば、携帯電話等の電子機器に適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話やＰＨＳといった移動無線端末装置の利用者数の増大により、基地局装置のカバーするサービスエリアの小ゾーン化が進んでいる。このため、基地局装置から送信される電波は、移動無線端末装置に対して限られた方向から到来する可能性が高い。従って、移動無線端末装置のアンテナの指向性は、なるべく無指向性に近い方がどんな状況でも効率よく電波を送受信することができる。
【０００３】
しかし、無指向性に近いアンテナを使用した場合、通話時などオペレータが移動無線端末装置を人体に近づけて使用すると、人体方向へ放射された電波は人体に吸収されるので、人体方向への放射は効率が悪い。また、近年、人体頭部に吸収される電波の影響も懸念されており、移動無線端末装置を人体に近づけて使用する場合には、アンテナの指向性を人体方向に向かないようにする方が望ましい。
【０００４】
このような課題を解決する技術として、特開平８−２８８８９５号公報に記載の発明がある。この公報に記載の発明は、複数のアンテナを所定の位相差で励振する位相回路を設けることによって、オペレータへの電波の放射を抑圧し、人体頭部に吸収される電波を削減することで通話時の無駄な電力の消費を防止する。また、待ち受け状態では、人体頭部への電波の放射を抑圧する必要性が低いので、アンテナを１本だけ利用して無指向性とすることによって、アンテナの効率を高めることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術では、アンテナ素子の間隔が波長に応じた長さになっているため、昨今の著しい技術進歩によって小型化された移動無線端末装置に上記従来の技術を適用することは困難である。また、移相器が移相する量が固定ではなく、アンテナ素子間隔・配置などによって変える必要があり、装置が複雑化し、回路規模が増大するという課題がある。さらに、近年、無線通信を行うのは移動無線端末装置に限らず、パソコンやプリンタといった情報機器装置も無線通信を行うようになってきている。このような情報機器装置により放射された電波が、機器に吸収されることによる非効率や、電波の放射を受けた機器が誤動作するなどの課題があり、上記従来の技術では考慮されていない。
【０００６】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、人体や機器への電波の放射を軽減すると共に、人体や機器による影響を受けにくく、小型で簡易な構成のアレイアンテナ装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の無線端末装置は、上部及び下部から構成される折り畳み形状の無線端末装置であって、前記上部及び前記下部のそれぞれに、１本のアンテナ素子が互いに平行に配置され、前記無線端末装置が開かれた状態では、前記アンテナ素子の間隔が半波長以上であり、前記無線端末装置が折り畳まれた状態では、前記アンテナ素子の間隔が半波長未満であるアンテナと、送信信号を前記アンテナ素子の本数分に分配する分配手段と、特定の移相量を有する移相器を介することにより、隣り合うアンテナ素子で送信する信号同士の位相差がπとなるように分配された送信信号を移相する移相手段と、前記無線端末装置が開かれた状態では前記移相手段を用いて前記位相差をπとし、前記無線端末装置が折り畳まれた状態では前記位相差を０とする切り替えを行う切り替え手段と、を具備する構成を採る。
【０００８】
本発明の無線端末装置は、同一直線上に等間隔で、かつ、それぞれ平行に配置され、各素子間隔が（波長／２Ｎ）未満の２Ｎ本のアンテナ素子と、送信信号を前記アンテナ素子の本数分に分配する分配手段と、特定の移相量を有する移相器を介することにより、隣り合うアンテナ素子で送信する信号同士の位相差がπとなるように分配された送信信号を移相する移相手段と、通話時は前記移相手段を用いて前記位相差をπとし、待ち受け時は前記位相差を０とするように切り替えることにより、前記アンテナ素子間を結ぶ直線に対して垂直方向の送信電力を抑圧するか否かを切り替える切り替え手段と、を具備する構成を採る。
【０００９】
【発明の効果】
本発明によれば、人体や機器への電波の放射を軽減すると共に、人体や機器による影響を受けにくく、小型で簡易な構成の無線端末装置を提供することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明者は、フィールド調査の結果を解析したところ、一般に、受信特性がよくないと考えられていた８の字型の指向性が、受信特性がもっともよくなる無指向性と同じ受信電力を得られることに着目し、さらに、８の字型の指向性は簡易な構成で形成できることから本発明をするに至った。すなわち、本発明の骨子は、偶数本のアンテナ素子を同一直線上に等間隔で、かつ、それぞれのアンテナ素子を平行に配置し、隣り合うアンテナ素子で受信した信号同士の位相差がπ（または−π）となるようにずらし、これらの信号を合成して受信することと、送信信号をアンテナ素子の本数分分配し、隣り合うアンテナ素子で送信される信号同士の位相差がπ（または−π）となるようにずらして送信することである。これにより、小型で簡易な構成のアンテナ装置で、アンテナ素子間を結ぶ直線に対して垂直方向にヌルを生じる８の字型の指向性を形成し、人体及び機器方向にヌルを向けることができる。なお、ここでいう８の字型とは、アンテナ素子の長さの中心を通り、かつ、素子に対して直角な面における指向性のことである。この意味において、「８の字型」と称する。
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
（実施の形態１）
この実施の形態では、人体及び機器の位置する方向にヌルを生じるような指向性を形成するアレイアンテナ装置を受信アンテナ装置に適用する場合について説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施の形態１に係る受信アンテナ装置の構成を示す模式図である。この図において、アンテナ素子１０１−１〜１０１−２Ｎは、それぞれ同一直線上に等間隔で、かつ、それぞれが平行に設けられており、通信相手から送信された信号を受信し、受信信号を受信ビーム形成部１０３に出力する。各アンテナ素子で受信された信号（受信信号１０２−１〜１０２−２Ｎ）は、受信ビーム形成部１０３に出力される。
【００１４】
受信ビーム形成部１０３は、素子番号奇数のアンテナ素子（１０１−１，１０１−３，…，１０１−（２Ｎ−１））からの受信信号を移相器１０４−１〜１０４−Ｎに入力する。また、素子番号が偶数のアンテナ素子（１０１−２，１０１−４，…，１０１−２Ｎ）からの受信信号を合成器１０５に入力する。
【００１５】
移相器１０４−１〜１０４−Ｎは、入力信号の位相をπ移相する。π移相された信号は、合成器１０５に入力される。
【００１６】
合成器１０５は、移相器１０４−１〜１０４−Ｎでπ移相された各受信号と、素子番号が偶数のアンテナ素子から入力された各受信信号とを全て加算し、受信指向性を形成する。これにより、受信ビーム形成部１０３は、受信ビームの方向（指向性）を形成することができる。
【００１７】
このように、隣り合うアンテナ素子で受信した信号同士の位相差がπとなるように受信信号を移相することにより、８の字型の指向性を形成するうえで、アンテナ素子を配置する間隔を波長に応じた長さにする必要がなくなり、アンテナ素子の間隔を小さくすることができる。これにより、アレイアンテナ装置の小型化を実現することができる。また、移相器で移相する量をπに固定することにより、移相器が移相する量を変える場合に比べ、装置の複雑化や回路規模の増大を回避し、簡易な構成のアレイアンテナ装置とすることができる。
【００１８】
図１で示した受信ビーム形成部１０３は、素子番号が奇数のアンテナ素子から入力された受信信号をπ移相するが、図２に示す受信ビーム形成部２０１のように、素子番号が偶数のアンテナ素子から出力された受信信号をπ移相してもよい。
【００１９】
次に、上記構成を有する受信アンテナ装置によって形成される指向性について説明する。図３は、本発明の実施の形態１に係る受信アンテナ装置によって形成される指向性を示す概念図である。図３は、図１の左側面から見た図であり、各アンテナ素子を結ぶ直線に対して垂直方向にヌルが生じる８の字型の指向性を形成している。人体又は機器が位置する可能性が高い方向にヌルが生じるように８の字型の指向性を形成することにより、人体又は機器による影響を受けにくい受信アンテナ装置を実現することができる。
【００２０】
ここで、上述した受信アンテナ装置によって形成される指向性と受信特性との関係について、フィールド調査で得られたデータをもとに作成した図４及び図５を用いて説明する。まず、図４は、アンテナのビーム幅と受信電力との関係を示したグラフである。この図において、横軸をビーム幅［°（ｄｅｇｒｅｅ）］とし、０〜３６０で表す。また、縦軸を受信電力［ｄＢ］として表す。ビーム幅が小さい値であるときは、鋭い指向性であり、ビーム幅が大きい値であるときは、無指向性に近づくことを意味する。図４から分かるように、ビーム幅が大きくなるに従って受信電力が高くなり、ビーム幅が３６０［°］で最大の受信電力０［ｄＢ］となる。すなわち、無指向性のときの受信電力が最も高いということになる。
【００２１】
次に、図５は、アンテナの指向性を８の字型とし、そのＦＢ比［ｄＢ］と受信電力［ｄＢ］との関係を示したグラフである。この図において、横軸をＦＢ比［ｄＢ］とし、縦軸を受信電力［ｄＢ］として表す。ＦＢ比が０［ｄＢ］は、電界強度の等しい２つの指向性を形成しており、ＦＢ比が大きくなるに従って、２つの指向性のうち、一方の指向性のみが電界強度が大きくなり、他方の指向性は電界強度が小さくなる。図５から分かるように、ＦＢ比が０［ｄＢ］のとき、最大の受信電力０［ｄＢ］となり、ＦＢ比が大きくなるに従って受信電力が小さくなる。
【００２２】
図４及び図５から、ＦＢ比が０［ｄＢ］のときは、無指向性（ビーム幅３６０［°］）のときと同じ受信電力が得られることが分かる。すなわち、ＦＢ比が０［ｄＢ］となるように８の字型の指向性を形成すれば、受信特性のよい無指向性と同じ受信特性を得ることができる。
【００２３】
このように本実施の形態によれば、複数のアンテナ素子を同一直線上に等間隔で、かつ、それぞれ平行に配置し、隣り合うアンテナ素子で受信した信号同士の位相差がπとなるように受信信号を移相し、全てのアンテナ素子で受信した信号を加算することにより、８の字型の指向性を形成する小型で簡易な構成の受信アンテナ装置を実現することができる。これにより、ヌル方向に位置する人体または機器による影響を軽減することができる。
【００２４】
なお、本実施の形態では、受信ビーム形成部１０３に入力される信号は、ダウンコンバートされたベースバンド信号、Ａ／Ｄ変換後の信号など、特に問わない。受信ビーム形成部１０３を周波数変換部、復調部、Ａ／Ｄ変換部などで構成することも可能である。Ａ／Ｄ変換後の信号を扱う場合には、ディジタル的に振幅位相を変化させることができる。
【００２５】
また、本実施の形態では、移相器がπ移相すると記載したが、−π移相してもよい。
【００２６】
（実施の形態２）
この実施の形態では、人体及び機器の位置する方向にヌルを生じるような指向性を形成するアレイアンテナ装置を送信アンテナ装置に適用する場合について説明する。
【００２７】
図６は、本発明の実施の形態２に係る送信アンテナ装置の構成を示す模式図である。ただし、この図において、図１と共通する部分には、図１と同一の符号を付し、その詳しい説明を省略する。図６において、送信ビーム形成部６０１は、送信ビームの方向（指向性）を形成するため、送信信号６０２に所定の処理を施し、各アンテナ素子１０１−１〜１０１−２Ｎに処理後の送信信号を出力する。具体的には、分配器６０３は、送信信号６０２を各アンテナ素子分（２Ｎ本分）分配し、素子番号が奇数のアンテナ素子の前段に設けられた移相器１０４−１〜１０４−Ｎに分配後の送信信号を出力する。また、素子番号が偶数のアンテナ素子に、分配後の送信信号を出力する。
【００２８】
このように、隣り合うアンテナ素子から送信される信号同士の位相差がπとなるように送信信号を移相することにより、８の字型の指向性を形成するうえで、アンテナ素子を配置する間隔を波長に応じた長さにする必要がなくなり、アンテナ素子の間隔を小さくすることができる。これにより、アレイアンテナ装置の小型化を実現することができる。また、移相器で移相する量をπに固定することにより、移相器が移相する量を変える場合に比べ、装置の複雑化や回路規模の増大を回避し、簡易な構成のアレイアンテナ装置とすることができる。
【００２９】
図６で示した送信ビーム形成部６０１は、素子番号が奇数のアンテナ素子から送信される信号をπ移相するが、図７に示す受信ビーム形成部７０１のように、素子番号が偶数のアンテナ素子から送信される信号をπ移相してもよい。
【００３０】
上記構成を有する送信アンテナ装置は、図４に示したように、各アンテナ素子を結ぶ直線に対して垂直方向にヌルが生じる８の字型の指向性を形成する。ヌル方向に人体又は機器が位置するように８の字型の指向性を形成することにより、人体又は機器への放射を軽減する送信アンテナ装置を実現することができる。
【００３１】
このように本実施の形態によれば、分配器によって送信信号をアンテナ素子の本数分分配し、複数のアンテナ素子を同一直線上に等間隔で、かつ、それぞれ平行に配置し、隣り合うアンテナ素子から送信する信号同士の位相差がπとなるように移相し、各送信信号をそれぞれのアンテナ素子から送信することにより、８の字型の指向性を形成する送信アンテナ装置を実現することができ、ヌル方向に位置する人体または機器への放射を軽減することができる。
【００３２】
なお、送信ビーム形成部に入力される信号は、ベースバンド信号をアップコンバートとした信号、Ｄ／Ａ変換後の信号など、特に問わない。送信ビーム形成部を周波数変換部、変調部、Ｄ／Ａ変換部などで構成することも可能である。Ｄ／Ａ変換部で構成する場合には、ディジタル的に振幅位相を変化させることができる。
【００３３】
また、本実施の形態では、移相器がπ移相すると記載したが、−π移相してもよい。
【００３４】
本明細書において、アレイアンテナ装置とは偶数本のアンテナ素子と、受信ビーム形成部及び／又は送信ビーム形成部を具備するものをいう。
【００３５】
（実施の形態３）
この実施の形態では、実施の形態１で説明した受信アンテナ装置と、実施の形態２で説明した送信アンテナ装置とを備えた移動無線端末装置について説明する。
【００３６】
図８は、本発明の実施の形態３に係る移動無線端末装置の構成を示すブロック図である。この図において、受信ビーム形成部１０３は、図１または図２に記載の受信ビーム形成部と同一であり、送信ビーム形成部６０１は、図６または図７に記載の送信ビーム形成部と同一であり、これらの詳しい説明は省略する。
【００３７】
アンテナ素子１０１−１〜１０１−２Ｎは、それぞれ等間隔に同一直線上に設けられており、通信相手から送信された信号を受信し、受信ビーム形成部１０３に出力する。また、送信ビーム形成部６０１から出力された信号を通信相手に送信する。
【００３８】
インターフェース８０１は、受信データ又は送信データ等を表示する表示部、受信データまたは送信データ等を入力するデータ入力部、または、音声による通話を行う通話部の少なくとも１つを備えている。受信ビーム形成部１０３から出力された受信信号は、インターフェース８０１を介してオペレータに受信データとして通知される。また、オペレータからインターフェース８０１を介して入力されたデータ（送信データ）は、送信ビーム形成部６０１に送信信号として出力される。
【００３９】
上記構成を有する移動無線端末装置は、図３で示したように、各アンテナ素子を結ぶ直線に対して垂直方向にヌルが生じる８の字型の指向性を形成する。人体又は機器が位置する可能性が高い方向にヌルが生じるように８の字型の指向性を形成することにより、人体又は機器による影響を受けにくく、かつ、人体又は機器への放射を軽減する移動無線端末装置を実現することができる。
【００４０】
本実施の形態の移動無線端末装置は、携帯電話・ＰＨＳ等の端末に限らず、無線通信機能を有する電子メールなどのデータ送受信端末・パソコンなども含む。
【００４１】
このように本実施の形態によれば、実施の形態１で説明した受信ビーム形成部と実施の形態２で説明した送信ビーム形成部を移動無線端末装置に備えることにより、８の字型の指向性を形成する移動無線端末装置を実現することができ、ヌル方向に位置する人体または機器からの影響を軽減し、かつ、ヌル方向に位置する人体または機器への放射を軽減することができる。
【００４２】
なお、本実施の形態における受信ビーム形成部１０３は、ビーム（指向性）を形成せず、受信感度のよいアンテナ素子を選択する受信ダイバーシチを実現するようにしてもよい。
【００４３】
（実施の形態４）
図９は、本発明の実施の形態４に係る移動無線端末装置の構成を示すブロック図である。ただし、この図において、図８と共通する部分については、図８と同一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。
【００４４】
図９が図８と異なる点は、インターフェース８０１をアレイアンテナ装置から分離し、アレイアンテナ装置に設けられたアンテナ９０１とインターフェース８０１に設けられたアンテナ９０２とを介してＢｌｕｅｔｏｏｔｈなどの近距離無線通信で無線接続した点である。
【００４５】
受信ビーム形成部１０３から出力された受信信号は、アレイアンテナ装置に設けられたアンテナ９０１からインターフェース８０１に設けられたアンテナ９０２に送信される。インターフェース８０１は、アレイアンテナ装置から送信された信号を表示部に表示したり、音声情報として出力したりし、オペレータに通知する。
【００４６】
また、オペレータは、インターフェース８０１に文字情報や音声情報等の送信データを入力し、インターフェース８０１は、送信データをアンテナ９０２からアンテナ９０１に送信する。インターフェース８０１から送信された信号は、アンテナ９０１で受信され、送信ビーム形成部６０１に入力される。
【００４７】
このように本実施の形態によれば、アレイアンテナ装置とインターフェースが一体化している場合には、オペレータがイヤホンを用いて通話を行う場合など、使用方法や使用状況によっては、ヌル方向が人体側に向かない可能性があったが、アレイアンテナ装置とインターフェースを分離することにより、アレイアンテナ装置を人体に固定して携帯することができるようになり、ヌル方向に常に人体が位置するようになる。これにより、オペレータの使用方法や使用状況にかかわらず、人体による影響を軽減し、人体への放射を軽減する移動無線端末装置を実現することができる。
【００４８】
なお、本実施の形態における受信ビーム形成部１０３は、指向性を形成せず、受信感度のよいアンテナ素子を選択する受信ダイバーシチを実現するようにしてもよい。
【００４９】
（実施の形態５）
この実施の形態では、実施の形態３で説明したアレイアンテナ装置を情報機器装置や無線通信用モジュールに搭載した場合について説明する。
【００５０】
図１０は、本発明の実施の形態５に係るプリンタの外観図である。この図において、プリンタ１０００は、内部前面にアンテナ素子１００１−１〜１００１−２Ｎが配置されている。
【００５１】
アンテナ素子１００１−１〜１００１−２Ｎは、載置面に対して垂直に、かつ、等間隔に配置されている。
【００５２】
これにより、アレイアンテナ装置は、点線で示したような指向性を形成することができる。図１０に示すようにプリンタ前面にヌルが生じるため、用紙を給紙する際など、ヌル方向に位置する人体や機器への電波の放射を抑えることができ、かつ、ヌル方向に位置する人体や機器による影響を抑えることができる。なお、アンテナ素子はプリンタ内部背面に配置してもよい。
【００５３】
図１１は、本発明の実施の形態５に係る無線通信モジュールの使用例を示す図である。パソコン１１０１は、本体側面に無線ＬＡＮカード（無線通信モジュール）１１０２のスロットが設けられている。
【００５４】
無線ＬＡＮカード１１０２は、実施の形態３で説明したように、偶数本のアンテナ素子、受信ビーム形成部１０３、送信ビーム形成部６０１を備えている。無線ＬＡＮカード１１０２をパソコンのスロットに挿入することで、パソコンを用いて無線通信を行うことができる。
【００５５】
図１２は、無線ＬＡＮカード１１０２を拡大した外観図である。この図が示すＬＡＮカード１１０２は、図１０に示すパソコン１１０１のように本体側面に挿入される場合のアンテナ素子の配置を示している。このように、アンテナ素子の間隔を小さくして配置しても、人体の位置する方向（主にパソコン１１０１前面）にヌルを形成することができ、人体への放射を軽減し、人体による影響を受けにくい無線ＬＡＮカードを簡易な構成で実現することができる。
【００５６】
なお、図１１に示すパソコン本体の前面又は背面にスロットが設けられている場合、図１３に示すようにアンテナ素子を配置することで、上記同様の効果を得ることができる。
【００５７】
本実施の形態におけるアレイアンテナ装置は、無線ネットワーク網に取り入れられ、かつ、送受信機能を有する機器に応用することができる。また、無線ＬＡＮなどの機能を機器に与えるカード型の無線通信モジュールに応用することもできる。すなわち、送受信機能を有する電子機器に応用することができる。
【００５８】
このように本実施の形態によれば、情報機器装置や無線通信モジュールに実施の形態３で説明したアレイアンテナ装置を搭載することにより、８の字型の指向性が形成され、ヌル方向に位置する人体又は機器へ放射される電波の影響を抑えることができ、また、ヌル方向に位置する人体又は機器による影響を抑えることができる。
【００５９】
（実施の形態６）
この実施の形態では、折り畳み形状の移動無線端末装置や情報機器装置が、折り畳まれた状態と開かれた状態とで指向性が異なるアレイアンテナ装置について説明する。
【００６０】
図１４Ａ及び図１４Ｂは、本発明の実施の形態６に係る受信ビーム形成部１４０１の内部構成を示すブロック図である。ただし、これらの図において、図１と共通する部分は図１と同一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。図１４Ａ及び図１４Ｂにおいて、スイッチ１４０２及びスイッチ１４０３は、アンテナからの受信信号を移相器１０４−１を介して合成器１０５に入力させるか、移相器１０４−１を介さず合成器１０５に入力させるかの切り替えを行う。図１４Ａは、アンテナで受信した信号を位相器１０４−１を介して合成器１０５に入力させるようにスイッチ１４０２及びスイッチ１４０３が接続されている。一方、図１４Ｂは、アンテナで受信した信号を移相器１０４を介さずに合成器１０５に入力させるようにスイッチ１４０２及びスイッチ１４０３が接続されている。
【００６１】
図１４Ａの場合は、隣り合うアンテナ素子で受信した信号同士の位相がπずれるように一方のアンテナ素子で受信した信号を移相しており、これにより、８の字型の指向性を形成している。一方、図１４Ｂの場合は、各アンテナ素子で受信した信号が同相で合成されるため、アンテナの素子間隔が０．５波長未満であれば無指向性となる。
【００６２】
図１５Ａ及び図１５Ｂは、本発明の実施の形態６に係る送信ビーム形成部１５０１の内部構成を示すブロック図である。ただし、これらの図において、図６と共通する部分は図６と同一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。図１５Ａ及び図１５Ｂにおいても、スイッチ１５０２及びスイッチ１５０３は、分配器６０３から出力された一方の送信信号を移相器１０４−１に入力するか移相器１０４−１に入力しないかの切り替えを行っている。図１５Ａは、分配器６０３で分配された信号が位相器１０４−１を介すようにスイッチ１５０２及びスイッチ１５０３が接続されている。一方、図１５Ｂは、分配器６０３で分配された信号を移相器１０４−１を介さないようにスイッチ１５０２及びスイッチ１５０３が接続されている。図１５Ａは、図１４Ａに対応しており、８の字型の指向性を形成する。一方、図１５Ｂは、図１４Ｂに対応しており、無指向性となる。
【００６３】
図１６Ａは、本発明の実施の形態６に係る折り畳み形状の移動無線端末装置が開かれた状態での指向性を示す概念図である。この図に示すようにアンテナ素子を配置した場合、図に示すような８の字型の指向性を形成する。一方、図１６Ｂは、本発明の実施の形態６に係る折り畳み形状の移動無線端末装置が折り畳まれた状態での指向性を示す概念図である。移動無線端末装置が折り畳まれた状態では、図１６Ｂに示すように、無指向性となる。
【００６４】
このように、移動無線端末装置が折り畳まれた状態と開かれた状態とで、指向性パターンを切り替えるようにしたのは、通話時は、主に、人体頭部に近づけて使用することに着目し、待ち受け時は、どんな方向から到来する電波でも効率よく受信したいことに着目したことによる。
【００６５】
すなわち、通話時は、主に、開かれた状態で人体頭部に近づけて使用するので、８の字型の指向性を形成し、人体頭部が位置する可能性が高い方向にヌルが生じるようにすることで、人体頭部への電波の放射を抑え、また、人体頭部に電波が吸収されることを低減するようにした。また、待ち受け時は、移動無線端末装置が人体頭部付近に存在することは少ないので、指向性を形成するよりも無指向性とすることにより、どんな方向から到来する電波でも効率よく受信するようにした。
【００６６】
なお、アンテナ素子の配置の仕方は、図１７Ａ及び図１７Ｂに示すようにしてもよい。このとき、図１６Ａ及び図１６Ｂに示した指向性とは異なる方向に指向性が形成されるが、開かれた状態での指向性は、人体頭部が位置する可能性が高い方向にヌルを生じる。
【００６７】
また、図１８Ａは、折り畳み形状の情報機器装置が開かれた状態での指向性を示す概念図であり、図１８Ｂは、折り畳み形状の情報機器装置が折り畳まれた状態での指向性を示す概念図である。アンテナ素子の本数が図１６Ａ及び図１６Ｂや図１７Ａ及び図１７Ｂとは異なるが、開かれた状態と折り畳まれた状態での指向性の切り替えは同じである。
【００６８】
このように本発明の実施の形態によれば、通話時に人体頭部付近での使用頻度が高い開かれた状態では、８の字型の指向性を形成し、人体頭部が位置する方向にヌルが向くようにすることで、人体頭部への電波の放射を抑え、また、人体頭部に電波が吸収されることを低減することができる。さらに、待ち受け時の折り畳まれた状態では、無指向性とすることにより、どんな方向から到来する電波でも効率よく受信することができる。
【００６９】
なお、待ち受け中に人体に近づけて携帯するような場合は、閉じられた状態であっても、図１４Ａや図１５Ａが示すようにスイッチを移相器に接続したまま固定してもよい。これにより、８の字型の指向性が形成されるため、ヌル方向に位置する人体への電波の放射を抑え、また、人体による影響を軽減することができる。
【００７０】
また、信号をディジタル化して処理する場合、各アンテナ素子で受信した信号及び各アンテナ素子から送信される信号の振幅・位相をディジタル的に制御することも可能である。
【００７１】
また、受信ビーム形成部は、指向性を形成せず、受信感度のよいアンテナ素子を選択する受信ダイバーシチを実現するようにしてもよい。
【００７２】
以上説明したように、本発明によれば、偶数本のアンテナ素子を同一直線上に等間隔で、かつ、それぞれのアンテナ素子を平行に配置し、隣り合うアンテナ素子で受信した信号同士の位相差がπ（または−π）となるように受信信号を移相し、これらの信号を合成して受信することと、送信信号をアンテナ素子の本数分分配し、隣り合うアンテナ素子で送信される信号同士の位相差がπ（または−π）となるように送信信号を移相して送信することにより、小型で簡易な構成のアンテナ装置で、アンテナ素子間を結ぶ直線に対して垂直方向にヌルを生じる８の字型の指向性を形成することができる。
【００７３】
本明細書は、２００１年９月６日出願の特願２００１−２７０１４１に基づくものである。この内容をここに含めておく。
【００７４】
本発明は、例えば、携帯電話等の電子機器に用いるに好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る受信アンテナ装置の構成を示すブロック図
【図２】受信ビーム形成部の内部構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態１に係る受信アンテナ装置が形成する指向性を示す概念図
【図４】アンテナの受信特性を示す図
【図５】アンテナの受信特性を示す図
【図６】本発明の実施の形態２に係る送信アンテナ装置の構成を示すブロック図
【図７】送信ビーム形成部の内部構成を示すブロック図
【図８】本発明の実施の形態３に係る無線装置の構成を示すブロック図
【図９】本発明の実施の形態４に係る無線装置の構成を示すブロック図
【図１０】本発明の実施の形態５に係るプリンタの外観図
【図１１】本発明の実施の形態５に係る無線通信モジュールの使用例を示す図
【図１２】無線ＬＡＮカードを拡大した外観図
【図１３】無線ＬＡＮカードを拡大した外観図
【図１４】本発明の実施の形態６に係る受信ビーム形成部の内部構成を示すブロック図
【図１５】本発明の実施の形態６に係る送信ビーム形成部の内部構成を示すブロック図
【図１６】本発明の実施の形態６に係る折り畳み形状の移動無線端末装置が開かれた状態及び折り畳まれた状態での指向性を示す概念図
【図１７】本発明の実施の形態６に係る折り畳み形状の移動無線端末装置が開かれた状態及び折り畳まれた状態での指向性を示す概念図
【図１８】本発明の実施の形態６に係る折り畳み形状の情報機器装置が開かれた状態及び折り畳まれた状態での指向性を示す概念図
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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