JP2004242005A

JP2004242005A - 携帯無線機

Info

Publication number: JP2004242005A
Application number: JP2003028388A
Authority: JP
Inventors: Masashi Koshi; 正史越; Yoshio Koyanagi; 芳雄小柳; Kenichi Yamada; 賢一山田; Yutaka Saito; 裕斎藤; Yukari Yamazaki; 由加里山崎
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-02-05
Filing date: 2003-02-05
Publication date: 2004-08-26

Abstract

【課題】通話状態でも高いアンテナ性能を確保することのできる突起部のない折畳式の携帯無線機を提供すること。
【解決手段】上ケース４に配置された第１アンテナ素子１と、下ケース５に配置され、第１アンテナ素子１と共にダイポールアンテナを構成する第２アンテナ素子２と、上ケース４内に該上ケース４外の上方へ伸長可能に設けられた伸縮アンテナ素子３とを備え、伸縮アンテナ素子３に、該伸縮アンテナ素子３の伸長時に上ケース４側の第１アンテナ素子１に対し電気的に接続される電気接続部８を備える。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アンテナ特性の良い折畳式の携帯無線機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
折畳式の携帯電話機は、一般に、上部筐体と下部筐体をヒンジ部で連結して開閉自在な機構を有するものであり、開いた状態と閉じた状態の２つの状態をとり得る。このため、開いた状態で閲覧する表示画面を大型化できるといった利便性と、閉じた状態ではコンパクトな形状にすることができるといった携帯容易性の２つの利点を有している。
【０００３】
従来の折畳式の携帯電話機用のアンテナとしては、下部筐体に配設された突起型アンテナ（例えば特許文献１参照）や、上部筐体に配設された突起型アンテナ（例えば特許文献２参照）が知られている。これらの突起型アンテナには、一般にヘリカルアンテナや伸縮式モノポールアンテナが用いられており、アンテナ部が筐体から突出しているため、携帯電話機を手で保持した状態でのアンテナ利得を高くすることができるといった利点を有する。
【０００４】
これに対して、従来のフリップ式の携帯電話機の筐体内部に内蔵されるアンテナとしては、コイル状アンテナ（例えば特許文献３参照）やマイクロストリップラインアンテナ（例えば特許文献４参照）といったフリップ部内蔵型アンテナが知られている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２７０６６号公報
【特許文献２】
特開２００１−４５１２３号公報
【特許文献３】
特開平９−６４７７８号公報
【特許文献４】
特開平１０−１９０３３０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記説明した従来の折畳式の携帯電話機にあっては、アンテナ部分が突起した構造であるため、ポケット等から当該携帯電話機を取り出すときにアンテナ部がポケット等の一部に引っかかって取り出しづらいという問題点があった。
【０００７】
これに対して、上記説明した従来のプリップ式の携帯電話機には、筐体から突出する部分がないためこのような問題点はない。しかし、フリップ部を閉じた状態では携帯電話機本体とフリップ部に内蔵されたアンテナとが近接するため、アンテナの利得性能が劣化してしまうという問題があった。また、フリップ部を開いた状態でも、通話状態ではフリップ部に内蔵されたアンテナが手で覆われてしまうと、アンテナ利得が劣化してしまう恐れがあった。
【０００８】
本発明は、上記従来の問題点および事情に鑑みてなされたものであって、通話状態でも高いアンテナ性能を確保することのできる突起部のない折畳式の携帯無線機を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る携帯無線機は、上部筐体と下部筐体とをヒンジ部で連結して開閉自在な機構を有する折畳式の携帯無線機であって、前記上部筐体および前記下部筐体のいずれか一方の筐体内部に、当該筐体内部から引き出し可能な伸縮アンテナ素子を備え、前記伸縮アンテナ素子は、当該伸縮アンテナ素子を筐体内部から引き出すための摘み部を先端に有し、前記伸縮アンテナ素子を内部に備えた筐体には、前記伸縮アンテナ素子が前記筐体内部に収納された状態で、前記摘み部と前記筐体の外壁とが面一になるよう凹部が設けられている。
【００１０】
このため、ユーザが手で保持して通話を行う状態であっても、伸縮アンテナ素子を筐体から引き出せば収納状態よりも高いアンテナ利得が得られる。また、伸縮アンテナ素子を筐体内に収納した状態では携帯無線機に突起部がないため、ポケット等に対し携帯無線機をスムーズに出し入れすることができる。したがって、通話状態でも高いアンテナ性能を確保することができる突起部のない折畳式の携帯無線機を提供することができる。
【００１１】
また、本発明に係る携帯無線機は、前記上部筐体内に設けられた第１アンテナ素子と、前記上部筐体と前記下部筐体が開かれた状態のとき前記第１アンテナ素子と共にダイポールアンテナを構成する、前記下部筐体内に設けられた第２アンテナ素子と、を備え、前記伸縮アンテナ素子は、筐体内部から引き出された状態のとき、前記第１アンテナ素子または前記第２アンテナ素子と電気的または電磁的に接続する接続部を前記摘み部とは反対側の端部に有していることが望ましい。
【００１２】
さらに、本発明に係る携帯無線機は、前記伸縮アンテナ素子は、給電インピーダンスの変化を吸収するリアクタンス素子を介して前記第１アンテナ素子または前記第２アンテナ素子と電気的に接続する。したがって、伸縮アンテナ素子の状態に応じてダイポールアンテナとしての電気長が変化することにより給電インピーダンスの変化を吸収することができる。このため、伸縮アンテナ素子の状態によらずに通話状態の良好なアンテナ性能を実現できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る携帯無線機の実施の形態について、〔第１の実施形態〕、〔第２の実施形態〕の順に図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
〔第１の実施形態〕
図１は本発明に係る第１の実施形態の携帯無線機を示す正面図であり、図２は本発明に係る第１の実施形態の携帯無線機を示す側面図である。これらの図に示すように、第１の実施形態の携帯無線機は、特許請求の範囲の上部筐体に該当する上ケース４と下部筐体に該当する下ケース５とがヒンジ部６で連結された折畳式の携帯無線機であり、ヒンジ部６を中心として回動することにより開いた状態と閉じた状態の２つの状態をとり得る。なお、上ケース４および下ケース５は絶縁体である樹脂の成型品により構成されている。
【００１５】
上ケース４には、特許請求の範囲の第１アンテナ素子に該当するアンテナ素子１と、発音素子７とが内部に設けられている。アンテナ素子１は板状の導体板である。但し、板状の導体板に限らず、例えば上ケース４内に設けられた回路基板のグランドパターンや、発音素子７を機械的に支持する金属フレームを利用したり、上ケース４自体を構成する金属板を利用したりすることもできる。また、発音素子７は通話時にユーザが音声を聞くときに用いられ、図１に示す座標系でＸ方向にその放音のための音孔面が向けられている。ユーザは、上ケース４外部のＸ側面の発音素子７付近を耳に当てて通話を行う。
【００１６】
また、上ケース４の内部には、例えば導電性の形状記憶合金によって構成された伸縮アンテナ素子３が配置されている。伸縮アンテナ素子３は上ケース４の内壁に形成された摺接部９との摩擦抵抗を利用することで機械的に支持されている。また、伸縮アンテナ素子３の先端には摘み部１０が取り付けられており、摘み部１０を引っ張り上げることによって、図３および図４に示すように伸縮アンテナ素子３の一部を上ケース４から引き出すことができる。図３および図４は、伸縮アンテナ素子３を上ケース４から引き出した状態の第１の実施形態の携帯無線機を示す正面図および側面図である。
【００１７】
また、上ケース４の内部には、伸縮アンテナ素子３を上ケース４から最大限引き出したとき、伸縮アンテナ素子３がアンテナ素子１と電気的に接続するための、特許請求の範囲の接続部に該当する接続端子８が設けられている。なお、伸縮アンテナ素子３の末端３ａは、図２に示すように内側に折れ曲がった形状となっている。したがって、伸縮アンテナ素子３を上ケース４から引き出すと、図４に示すように、折れ曲がった形状の末端３ａが接続端子８に接触する。また、接続端子８とアンテナ素子１はリアクタンス素子１１を介して接続されている。リアクタンス素子１１は、例えばコイルやコンデンサの組み合わせで構成される２端子回路であり、給電インピーダンスの変化を吸収するものである。
【００１８】
なお、上ケース４には、伸縮アンテナ素子３を上ケース４内に完全に収納した状態で、摘み部１０が上ケース４の外壁と面一になるよう凹部ｈが設けられている。したがって、当該状態のとき上ケース４には突起した部分がない。また、伸縮アンテナ素子３を上ケース４に収納した状態では、伸縮アンテナ素子３は接続端子８に接触しない。また、上ケース４と下ケース５を開いた状態において、アンテナ素子１とアンテナ素子２はダイポールアンテナとして動作する。
【００１９】
また、下ケース５には、特許請求の範囲の第２アンテナ素子に該当するアンテナ素子２と、整合回路１３と、無線回路部１４とが内部に設けられている。なお、アンテナ素子２は、整合回路および無線回路１４を実装する回路基板の略全面に形成されたグランドパターンによって構成される。整合回路１３は、アンテナ素子１のインピーダンスを５０Ωに整合するものであり、給電線１２を介してアンテナ素子１に接続されている。また、無線回路部１４は、送信信号および受信信号に対して信号処理を行うものであり、給電線１２および整合回路１３を介してアンテナ素子１に接続されている。
【００２０】
以上の構成要素を備えた本実施形態の携帯無線機におけるアンテナ動作の説明を行う。なお、以下の説明では、無線周波数を９００ＭＨｚ（波長が３３３ｍｍ）と仮定する。
【００２１】
上述したように、図１および図２に示すような伸縮アンテナ素子３を上ケース４に収納した状態では、アンテナ素子１とアンテナ素子２はダイポールアンテナとして動作する。アンテナ素子１の長辺長さをＬ１（＝７０ｍｍ）とし、アンテナ素子２の長辺長さをＬ２（＝８０ｍｍ）とすると、アンテナ素子１，２から構成されるダイポールアンテナの全長はＬ１＋Ｌ２（＝１５０ｍｍ）となり、０．５波長よりわずかに短い０．４５波長となる。
【００２２】
一方、図３および図４に示すような伸縮アンテナ素子３を上ケース４から最大限引き出した状態では、アンテナ素子１と伸縮アンテナ素子３が電気的に接続されるため、伸縮アンテナ素子３の長さをＬ３（＝４０ｍｍ）とすれば、アンテナ素子１，２および伸縮アンテナ素子３から構成されるダイポールアンテナの全長はＬ１＋Ｌ２＋Ｌ３（＝１９０ｍｍ）となり、０．５波長よりわずかに長い０．５７波長となる。
【００２３】
なお、ダイポールアンテナの全長が変化すると給電インピーダンスも変化するが、上ケース４に設けられたリアクタンス素子１１がその変化を吸収する。したがって、整合回路１３によって整合されたインピーダンスは、伸縮アンテナ素子３の状態によって変化しない。
【００２４】
図５および図６は、図１〜図４に示した本実施形態の携帯無線機をユーザが手で保持して通話を行う状態を示す上面図および正面図である。ここで、伸縮アンテナ素子３が図１および図２に示す収納状態の水平（ＸＹ）面平均化利得は、主にアンテナ素子１とアンテナ素子２とのダイポールアンテナ構成による働きによって、ダイポール比利得が−１５ｄＢｄ程度となる。なお、この状態ではアンテナ素子２が手で覆われているため、アンテナ素子２からの電波放射は相当に抑圧されている。また、アンテナ素子１はユーザの耳に近接しているため、アンテナ素子１からの電波放射も抑圧されている。すなわち、ダイポールアンテナの電気長が短くなる。
【００２５】
一方、伸縮アンテナ素子３が図３および図４に示す伸長状態にあっては、伸縮アンテナ素子３がユーザの耳および頭部から離れた位置に突出するため、伸縮アンテナ素子３からの電波放射が手等の人体によって妨げられることはない。このためアンテナ利得は比較的高くなり、水平（ＸＹ）面平均化利得は伸縮アンテナ素子３の長さＬ３分だけ改善され、例えば−１１ｄＢｄ（ダイポール比利得）程度となる。
【００２６】
以上説明したように、本実施形態の携帯無線機によれば、ユーザが手で保持して通話を行う状態であっても、伸縮アンテナ素子３を上ケース４から引き出せば収納状態よりも高いアンテナ利得が得られる。また、伸縮アンテナ素子３を上ケース４内に収納した状態では本実施形態の携帯無線機に突起部がないため、ポケット等に対し本実施形態の携帯無線機をスムーズに出し入れすることができる。
【００２７】
なお、本実施形態で説明した各アンテナ素子１，２の長さや形状はこれに限るものではなく、伸縮アンテナ素子３の伸長または収納によりダイポールアンテナの電気長が変化する構成であれば同様な効果が得られる。また、本実施形態では、接続端子８とアンテナ素子１との間にリアクタンス素子１１を設けているが、伸長状態または収納状態といった状態の変化による給電インピーダンスの変化が問題にならない場合、例えば、伸縮アンテナ素子３の伸長量を比較的小さく設計した場合などには、リアクタンス素子１１がなくても同様な効果が得られる。
【００２８】
さらに、本実施形態では、接続端子８と伸縮アンテナ素子３を接触させることにより電気的に接続しているが、接続端子８と伸縮アンテナ素子３の間に互いに対向する電極を設け、これら電極間の静電結合によって伸縮アンテナ素子３を接続端子８に電磁的に接続することもできる。すなわち、接続端子８と伸縮アンテナ素子３は、両者間に設けられた空隙を用いて静電結合により電磁的に互いに結合させることもできる。
【００２９】
〔第２の実施形態〕
図７は本発明に係る第２の実施形態の携帯無線機を示す正面図であり、図８は本発明に係る第２の実施形態の携帯無線機を示す側面図である。これらの図に示す第２の実施形態の携帯無線機が、第１の実施形態の携帯無線機と異なる点は、伸縮アンテナ素子３、摺接部９、摘み部１０、接続素子８およびリアクタンス素子１１が下ケース５内部に設けられている点である。第１の実施形態と同等に、伸縮アンテナ素子３の先端には摘み部１０が取り付けられており、摘み部１０を引き下げることによって、図９および図１０に示すように伸縮アンテナ素子３の一部を下ケース５から引き出すことができる。図９および図１０は、伸縮アンテナ素子３を下ケース５から引き出した状態の第２の実施形態の携帯無線機を示す正面図および側面図である。
【００３０】
なお、下ケース５には、伸縮アンテナ素子３を下ケース５内に完全に収納した状態で、摘み部１０が下ケース５の外壁と面一になるよう凹部ｈが設けられている。したがって、当該状態のとき下ケース５には突起した部分がない。
【００３１】
図１１は、図７〜図１０に示した本実施形態の携帯無線機をユーザが手で保持して通話を行う状態を示す正面図である。ここで、伸縮アンテナ素子３が図７および図８に示すように収納状態の水平（ＸＹ）面平均化利得は、第１の実施形態と同様、ダイポール比利得が−１５ｄＢｄ程度となる。一方、伸縮アンテナ素子３が図９および図１０に示す伸長状態にあっては、伸縮アンテナ素子３がユーザの耳および頭部から離れた位置に突出するため、伸縮アンテナ素子３からの電波放射が手等の人体によって妨げられることはない。このためアンテナ利得は比較的高くなり、水平（ＸＹ）面平均化利得は伸縮アンテナ素子３の長さＬ３分だけ改善され、例えば−１２ｄＢｄ（ダイポール比利得）程度となる。
【００３２】
以上説明したように、本実施形態の携帯無線機によれば、ユーザが手で保持して通話を行う状態であっても、伸縮アンテナ素子３を下ケース５から引き出せば収納状態よりも高いアンテナ利得が得られる。また、伸縮アンテナ素子３を下ケース５内に収納した状態では本実施形態の携帯無線機に突起部がないため、ポケット等に対し本実施形態の携帯無線機をスムーズに出し入れすることができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る携帯無線機によれば、ユーザが手で保持して通話を行う状態であっても、伸縮アンテナ素子を筐体から引き出せば収納状態よりも高いアンテナ利得が得られる。また、伸縮アンテナ素子を筐体内に収納した状態では携帯無線機に突起部がないため、ポケット等に対し携帯無線機をスムーズに出し入れすることができる。したがって、通話状態でも高いアンテナ性能を確保することができる突起部のない折畳式の携帯無線機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施形態の携帯無線機を示す正面図
【図２】本発明に係る第１の実施形態の携帯無線機を示す側面図
【図３】伸縮アンテナ素子を上ケースから引き出した状態の第１の実施形態の携帯無線機を示す正面図
【図４】伸縮アンテナ素子を上ケースから引き出した状態の第１の実施形態の携帯無線機を示す側面図
【図５】第１の実施形態の携帯無線機をユーザが手で保持して通話を行う状態を示す上面図
【図６】第１の実施形態の携帯無線機をユーザが手で保持して通話を行う状態を示す正面図
【図７】本発明に係る第２の実施形態の携帯無線機を示す正面図
【図８】本発明に係る第２の実施形態の携帯無線機を示す側面図
【図９】伸縮アンテナ素子を下ケースから引き出した状態の第２の実施形態の携帯無線機を示す正面図
【図１０】伸縮アンテナ素子を下ケースから引き出した状態の第２の実施形態の携帯無線機を示す側面図
【図１１】第２の実施形態の携帯無線機をユーザが手で保持して通話を行う状態を示す正面図
【符号の説明】
１，２アンテナ素子
３伸縮アンテナ素子
４上ケース
５下ケース
６ヒンジ部
７発音素子
８電気接続部
９摺接部
１０摘み部
１１リアクタンス素子
１３整合回路
１４無線回路部

Claims

上部筐体と下部筐体とをヒンジ部で連結して開閉自在な機構を有する折畳式の携帯無線機であって、
前記上部筐体および前記下部筐体のいずれか一方の筐体内部に、当該筐体内部から引き出し可能な伸縮アンテナ素子を備え、
前記伸縮アンテナ素子は、当該伸縮アンテナ素子を筐体内部から引き出すための摘み部を先端に有し、
前記伸縮アンテナ素子を内部に備えた筐体には、前記伸縮アンテナ素子が前記筐体内部に収納された状態で、前記摘み部と前記筐体の外壁とが面一になるよう凹部が設けられたことを特徴とする携帯無線機。
前記上部筐体内に設けられた第１アンテナ素子と、
前記上部筐体と前記下部筐体が開かれた状態のとき前記第１アンテナ素子と共にダイポールアンテナを構成する、前記下部筐体内に設けられた第２アンテナ素子と、を備え、
前記伸縮アンテナ素子は、筐体内部から引き出された状態のとき、前記第１アンテナ素子または前記第２アンテナ素子と電気的または電磁的に接続する接続部を前記摘み部とは反対側の端部に有したことを特徴とする請求項１記載の携帯無線機。
前記伸縮アンテナ素子は、給電インピーダンスの変化を吸収するリアクタンス素子を介して前記第１アンテナ素子または前記第２アンテナ素子と電気的に接続することを特徴とする請求項２記載の携帯無線機。