WO2012102047A1

WO2012102047A1 - アンテナ装置および無線通信装置

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Publication number: WO2012102047A1
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Inventors: 潤寧馬場; 哲也 ▲芦▼塚; 一郎小牧
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Abstract

　携帯無線端末で使われ、人体頭部での電磁波エネルギー吸収量（ＳＡＲ）や補聴器の電磁波障害を低減できるアンテナ装置等を提供する。　本アンテナ装置は、第１の接地端子１２を有する第１のアンテナ１１と、第２の接地端子２０を有する第２のアンテナ１８と、第１のアンテナ１１が第１の接地端子１２を介して接続され、第２のアンテナ１８が第２の接地端子２０を介して接続されたグランド導体２８と、第１の電流ｉｅ１と第２の電流ｉｅ２との間の位相差を制御する位相器２４と、を備える。位相器２４は、第１の電流ｉｅ１および第２の電流ｉｅ２が互いに打ち消しあう成分を有するように、第１の電流ｉｅ１および第２の電流ｉｅ２間の位相差を制御する。

Description

アンテナ装置および無線通信装置

　本発明は、携帯電話などの携帯無線端末において、特に人体頭部での電磁波エネルギー吸収量（ＳＡＲ）や補聴器に対する電磁界影響を軽減することができるアンテナ装置および無線通信装置に関する。

　従来の携帯電話のアンテナ装置として、小型で、構造がシンプルな、モノポールアンテナが広く用いられている（非特許文献１参照）。以下、図１３（ａ），（ｂ）により、モノポールアンテナを搭載した従来の携帯電話のアンテナ装置について説明する。

　図１３（ａ），（ｂ）は携帯電話に搭載されたモノポールアンテナの、アンテナ構造と動作時の電流分布を示す。図１３（ａ）において、携帯電話本体のプリント基板１０１には１／４λモノポールアンテナ１０２が、給電点１０３を介して取り付けられている。図１３（ａ），（ｂ）において、モノポールアンテナ１０２は、アンテナ素子とアンテナ地板とにより所望の周波数で共振し、一つのアンテナを構成するため、アンテナ電流ｉａに応じてプリント基板１０１と地板とする地板電流ｉｅが図示のようにプリント基板１０１に流れる。

　上記構成において、ＳＡＲや補聴器に対する電磁波障害を軽減する観点から見ると、図１３（ａ），（ｂ）のアンテナ構造には下記の問題があった。１／４モノポールアンテナでは、携帯電話機本体のプリント基板１０１が地板を形成するため、プリント基板１０１に地板電流ｉｅが流れる。この地板電流は給電点１０３付近に集中して流れるが、この電流集中部分は、スピーカ１０４が設置される部分に近く頭部が最も近づく部分である。このため、モノポールアンテナを搭載した携帯電話では、ＳＡＲや補聴器に対する電磁波障害を軽減することが困難であった。

　「ユビキタス時代のアンテナ設計」、根日屋英之、小川真紀　著、東京電機大学出版局、２００５年、Ｐ９１

　本発明は係る点を考慮してなされたものであり、その目的は、人体頭部近傍の電磁界強度を低減できる、携帯電話などの携帯無線端末に搭載されるアンテナ装置および無線通信装置を提供することにある。

　上記課題を解決するために本発明は、同一周波数で動作する、第１の接地型アンテナと、第２の接地型アンテナと、第１の接地型アンテナと第２の接地型アンテナが接続された電力分配器と、第２の接地型アンテナの間に挿入された位相器と、電力分配器に接続された送受信回路を備えている。

　第１の接地型アンテナにアンテナ電流が流れると、対応する地板電流がプリント基板に流れ、第２の接地型アンテナにアンテナ電流が流れると、対応する地板電流がプリント基板に流れる。スピーカ近傍において、上記２つの地板電流が、振幅が等しく位相が１８０度異なるように、電力分配器での分配比と、位相器での位相回転量を調整することで、上記２つの地板電流が打ち消しあい、スピーカ近傍での電磁界強度を弱めることができる。これにより、ＳＡＲ、および補聴器に対する電磁波障害を軽減することができる。

　以上のように本発明のアンテナ装置および無線通信装置は、同一周波数で動作する２個の接地型アンテナを用い、それぞれのアンテナ電流に対するグランド電流が、スピーカ近傍で打ち消すように、アンテナ電流の振幅比、位相差を調整することで、スピーカ近傍の電磁界強度を弱め、ＳＡＲの低減、補聴器に対する電磁界影響を軽減することができる。

本発明の一実施の形態におけるアンテナ装置の（ａ）基板全体図、（ｂ）基板側面図、及び（ｃ）位相回路図（ａ），（ｂ）図１記載の実施の形態におけるアンテナ装置の地板電流を示す図本発明の一実施の形態におけるアンテナ装置の（ａ）基板全体図、（ｂ）基板側面図（ａ），（ｂ）図３記載の実施の形態におけるアンテナ装置の地板電流を示す図本発明の一実施の形態におけるアンテナ装置の（ａ）基板全体図、（ｂ）基板側面図、及び（ｃ）フィルタの周波数特性を示す図（ａ），（ｂ）図５記載の実施の形態におけるアンテナ装置の地板電流図５記載の実施の形態におけるアンテナ装置内のアンテナ配置を示す（ａ）筐体正面図、及び（ｂ）筐体断面図（ａ）本発明の一実施の形態におけるアンテナ装置の斜視図、（ｂ）本発明の一実施の形態におけるアンテナ装置の分解斜視図図８記載の実施の形態におけるアンテナ装置のグランドパターンを示す、プリント基板の背面図（ａ）板状逆Ｆ型アンテナに対応する地板電流の流れを示す説明図、（ｂ）逆Ｆ型アンテナに対応する地板電流の流れを示す説明図電力分布の測定系を示す説明図（ａ）板状逆Ｆ型アンテナのみを搭載した携帯電話の電界強度分布の測定結果を示す説明図、（ｂ）板状逆Ｆ型アンテナおよび逆Ｆ型アンテナを搭載した携帯電話の電界強度分布の測定結果を示す説明図（ａ），（ｂ）従来の携帯端末におけるアンテナ装置

　以下、本発明の実施の形態について、図１から図１１を用いて説明する。
（実施の形態１）

　図１（ａ）～（ｃ）は、本発明の１実施の形態に係るアンテナ装置を示す図である。図１（ａ）において符号１は端末機本体のプリント基板、符号２はプリント基板１の上部に設けた第１の逆Ｌ型アンテナであり、符号３はプリント基板１の上部に設けた、第１の逆Ｌ型アンテナ２と同一周波数で動作する第２の逆Ｌ型アンテナであり、構造が第１の逆Ｌ型アンテナ２と左右対称である。なお、逆Ｌ型アンテナは、モノポールアンテナを途中で折り曲げた構造となっている。逆Ｌ型アンテナ２と逆Ｌ型アンテナ３は、形状が左右対称なプリント基板１の中心軸に対して、左右対称な位置に設置されている。符号４はプリント基板１の下部に設けた送受信回路であり、符号５は逆Ｌ型アンテナ２と逆Ｌ型アンテナ３に送受信回路４からの送信電力を等分配する電力分配器である。符号６は送受信回路４と電力分配器５を接続するマイクロストリップ線路である。符号７は位相器であり、逆Ｌ型アンテナ３と電力分配器５を接続するマイクロストリップ線路８の途中に挿入してある。符号９は逆Ｌ型アンテナ２と電力分配器５を接続するマイクロストリップ線路である。符号１０はスピーカであり、プリント基板１上の逆Ｌ型アンテナ２，３とは反対側の面（人体頭部側）で、プリント基板１のほぼ中心軸上の、かつ２つの逆Ｌ型アンテナ２，３の間に設置されている。図１（ｂ）は、プリント基板１を側面から見た図であり、逆Ｌ型アンテナ２，３はプリント基板１に対して垂直に実装され、途中でプリント基板１と平行に折り曲げられる。図１（ｃ）は、位相器７を実現する位相回路であり、コイル（図中の符号Ｌ）とコンデンサ（図中の符号Ｃ）を用いたπ型の回路で構成される。

　以上のように構成されたアンテナ装置において、スピーカ１０近傍で電磁界強度を低減できる仕組みを、図２（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。図２（ａ）は、図１（ａ）のアンテナ装置からプリント基板１と逆Ｌ型アンテナ２だけを図示したものである。符号ｉａ１は逆Ｌ型アンテナ２に流れるある瞬間のアンテナ電流であり、符号ｉｅ１はアンテナ電流ｉａ１に対応する地板電流である。図２（ｂ）は、図１（ａ）のアンテナ装置からプリント基板１と逆Ｌ型アンテナ３だけを図示したものである。符号ｉａ２は、図２（ａ）と同じ瞬間の逆Ｌ型アンテナ３に流れるアンテナ電流であり、符号ｉｅ２はアンテナ電流ｉａ２に対応する地板電流である。

　２つの逆Ｌ型アンテナ２，３は、構造が左右対称で、かつプリント基板１上の配置が左右対称なため、形状が左右対称なプリント基板１においては、電力分配器５で等分配することにより２つの地板電流ｉｅ１、ｉｅ２の振幅を等しくすることが出来る。

　また、２つのアンテナ間に挟まれたスピーカ１０近傍では地板電流ｉｅ１，ｉｅ２の経路がほぼ重なるため、位相器７を調整して同相のアンテナ電流ｉａ１、ｉａ２を流すことにより、２つのアンテナ間に配置されたスピーカ１０近傍で、地板電流ｉｅ１、ｉｅ２の位相差を１８０度にすることで、スピーカ１０近傍では、地板電流ｉｅ１、ｉｅ２が互いに打ち消しあい、電磁界強度を低減することが出来る。これにより、人体頭部での電磁波エネルギー吸収量を低減でき、補聴器の電磁波障害も軽減できる。

　なお、図１（ａ）のように２つの接地型アンテナとしての逆Ｌ型アンテナ２，３が左右に並ぶ場合は、本実施の形態のようにスピーカ１０を２つの接地型アンテナの間に配置する方が、それぞれの地板電流の経路が重なり、地板電流の位相差が１８０度のときの打ち消しあう効果が高まるので好ましい。

　なお、接地型アンテナとしては、逆Ｌ型アンテナ以外にも、比較的整合のとりやすい線状逆Ｆ型アンテナや板状逆Ｆ型アンテナを用いても良い。

　また、位相回路としては、図１（ｃ）に示すπ型の位相回路の他に、Ｔ型の位相回路や、所定の伝送路長をもつマイクロストリップ線路や同軸線路で置き換えても良い。

　また、２つのアンテナの放射特性に差が有る場合でも、電力分配器での分配比を変えて、地板電流の振幅を等しくすれば、同様に地板電流を打ち消し合わせることが出来る。

（実施の形態２）
　図３（ａ），（ｂ）は、本発明の１実施の形態に係るアンテナ装置を示す図である。図１（ａ）～（ｃ）と同一部品には同一番号を付している。図３（ａ）において符号１は端末機本体のプリント基板、符号２はプリント基板１の左端に設けた第１の逆Ｌ型アンテナであり、符号３はプリント基板左端において、給電点から放射素子の伸びる方向が、第１の逆Ｌ型アンテナと対向するように設けられ、第１の逆Ｌ型アンテナ２と同一周波数で動作する第２の逆Ｌ型アンテナである。図３（ｂ）は図３（ａ）の側面図である。

　以上のように構成されたアンテナ装置において、スピーカ１０近傍で電磁界強度を低減できる仕組みを、図４（ａ），（ｂ）を用いて説明する。図４（ａ）は、図３のアンテナ装置からプリント基板１と逆Ｌ型アンテナ２だけを図示したものである。符号ｉａ１は逆Ｌ型アンテナ２に流れるある瞬間のアンテナ電流であり、符号ｉｅ１はアンテナ電流ｉａ１に対応する地板電流である。図４（ｂ）は、図３のアンテナ装置からプリント基板１と逆Ｌ型アンテナ３だけを図示したものである。符号ｉａ２は、図４（ａ）と同じ瞬間の逆Ｌ型アンテナ３に流れるアンテナ電流であり、符号ｉｅ２はアンテナ電流ｉａ２に対応する地板電流である。位相器７により、スピーカ１０近傍において、地板電流ｉｅ１と地板電流ｉｅ２の位相差は１８０度に設定されている。また、電力分配器５で送受信回路４からの送信電力の分配比を調整することにより、スピーカ１０近傍において、地板電流ｉｅ１と地板電流ｉｅ２は同振幅となっている。

　この結果、スピーカ１０近傍を流れる地板電流ｉｅ１と、地板電流ｉｅ２は互い打ち消しあい、電磁界強度が低減する。これにより、ＳＡＲを低減でき、補聴器の電磁波障害も軽減できる。

　なお、地板電流は基板端に沿って流れやすいため、逆Ｌ型アンテナ２、逆Ｌ型アンテナ３の地板電流が重なりやすい基板上端に、望ましくは基板長の１／１０以内のエリアにスピーカ１０を配置する方が、スピーカ１０近傍で地板電流が打ち消しあうため望ましい。

　なお、実施の形態１で記載している通り、接地型アンテナとしては、逆Ｌ型アンテナ以外にも、比較的整合のとりやすい線状逆Ｆ型アンテナや板状逆Ｆ型アンテナを用いても良い。

　実施の形態２では、プリント基板の左端に２本の接地型アンテナを並べた場合の実施の形態であり、プリント基板の右端にアンテナの設置スペースが取れない場合に有効である。

（実施の形態３）
　図５（ａ），（ｂ），（ｃ）は、本発明の１実施の形態に係るアンテナ装置を示す図である。図１（ａ）～（ｃ）と同一部品には同一番号を付している。

　図５（ａ）において符号１は端末機本体のプリント基板、符号１１はプリント基板１の上部に設けた板状逆Ｆ型アンテナであり、周波数ｆｌと周波数ｆｈの２つの周波数で動作する。符号１２は板状逆Ｆ型アンテナのプリント基板１への接地点である。符号１３は板状逆Ｆ型アンテナ１１の給電点である。符号１４はプリント基板１上に設けた、周波数ｆｈで動作する逆Ｌ型アンテナである。符号１５は周波数ｆｌの高周波信号の通過を阻止し、周波数ｆｈの高周波信号を通過させる帯域阻止フィルタである。同図（ｂ）はプリント基板１を側面から見た図であり、スピーカ１０は板状逆Ｆ型アンテナ１１、接地型アンテナとしての逆Ｌ型アンテナ１４とは反対側の面（頭部側）へ設置されている。同図（ｃ）は帯域阻止フィルタ１５の周波数特性を示したものであり、周波数ｆｌの信号を阻止し、周波数ｆｈの信号を通過させる。

　以上のように構成されたアンテナ装置において、スピーカ１０近傍で電磁界強度を低減できる仕組みを、図６（ａ），（ｂ）を用いて説明する。図６（ａ）は、図５（ａ）のアンテナ装置からプリント基板１と板状逆Ｆ型アンテナ１１だけを図示したものである。符号ｉｅ１は、周波数ｆｈにおける、板状逆Ｆ型アンテナ１１の、ある瞬間の地板電流である。図６（ｂ）は、図５（ａ）のアンテナ装置からプリント基板１と逆Ｌ型アンテナ１４だけを図示したものである。符号ｉｅ２は図６（ａ）と同じ瞬間の、周波数ｆｈにおける逆Ｌ型アンテナ１４の地板電流である。位相器７により、地板電流ｉｅ１と地板電流ｉｅ２の、スピーカ１０近傍での位相差は１８０度になるように設定されている。また、電力分配器５で、地板電流ｉｅ１と地板電流ｉｅ２の振幅が等しくなるように、分配比が調整されている。

　この結果、周波数ｆｈにおいて、スピーカ１０近傍を流れる地板電流ｉｅ１と、地板電流ｉｅ２は互い打ち消しあい、電磁界強度が低減する。これにより、周波数ｆｈにおいて、人体頭部での電磁波エネルギー吸収量を低減でき、補聴器の電磁波障害も軽減できる。なお、地板電流は基板端に沿って流れやすいため、地板電流ｉｅ１、ｉｅ２が重なりやすい基板上端に、望ましくは基板長の１／１０以内のエリアにスピーカ１０を配置する方が、スピーカ１０近傍で地板電流が打ち消しあうことになるため望ましい。

　なお、周波数ｆｌでは、帯域阻止フィルタ１５により、逆Ｌ型アンテナ１４には高周波信号が給電されず、板状逆Ｆ型アンテナ１１にのみ給電される。この場合、スピーカ１０近傍で地板電流が打ち消しあうことはないため、ＳＡＲや補聴器の電磁波障害を低減させる効果は無い。

　以上のように、複数の帯域で動作する携帯無線端末においても、ＳＡＲや電磁波の補聴器障害を低減させたい周波数帯で、その周波数で動作するもう一つのアンテナを搭載し、振幅、位相差を調整することにより、ＳＡＲや電磁波の補聴器障害を低減させることが出来る。

　なお、逆Ｌ型アンテナ１４を周波数ｆｌ、周波数ｆｈで動作するアンテナに替え、帯域阻止フィルタ１５も取ることにより、周波数ｆｌ、ｆｈで、ＳＡＲや電磁波の補聴器障害を低減させることが出来る。

　図７（ａ），（ｂ）において、符号１６は図５に示す実施の形態の携帯端末の筐体であり、符号１７はキーパッドを示しているが、板状逆Ｆ型アンテナ１１やＬ型アンテナ１４は、端末を手で持った場合に、輻射電力が低下するのを防ぐため、手のひらや指先が板状逆Ｆ型アンテナ１１と逆Ｌ型アンテナ１４に被らないよう様に、キーパッドより端末上端側にある方が望ましい。実施の形態１や実施の形態２においても同様である。

（実施の形態４）
　図８（ａ），（ｂ）は、本発明の１実施の形態に係るアンテナ装置を示す図であり、ＧＳＭ（登録商標）に利用可能な携帯電話に搭載されたアンテナ装置を示している。なお、アンテナ装置を示すため、筐体は図示していない。無線通信装置の一例として、アンテナ装置を実装した携帯電話については後述する。なお、「端末機」は無線通信装置の一例である。

　同図（ａ）はプリント基板１にアンテナが実装された状態を示しており、同図（ｂ）は構成部品ごとに分解した図である。なお、図１（ａ）～（ｃ）と同一部品には同一番号を付している。

　図８（ａ）、（ｂ）において、プリント基板１の背面に（同図紙面の裏面側に）、グランドパターン（後述）が設けられている。プリント基板１の上面には（同図紙面の表面側には）、送受信モジュール２１が実装される。なお、ここでいう「実装」とは、プリント基板のスルーホールやパターンを介して、直接的または間接的にグランドパターンに電気的に接続されることをいい、以下同様である。送受信モジュール２１は、送受信回路(図示せず)を内蔵している。送受信回路は、具体的には、主要な回路として、高周波信号発生器回路、変調回路、復調回路、送信信号増幅回路、および受信フィルタ回路とで構成される。

　また、プリント基板１の上面には、電力分配器２２、帯域阻止フィルタ２３、および位相器２４が実装される。電力分配器２２は、具体的には、Ｔ分岐回路で構成される。帯域阻止フィルタ２３には、各種のフィルタが適用することが可能であるが、ここでは、コイルとコンデンサの並列共振回路で構成している。なお、特にコイルとコンデンサの並列共振回路で構成に限らず、この他、トラップ型のＳＡＷフィルタを採用することも可能である。位相器２４は、後述するように、２つのアンテナにそれぞれ入出力される地板電流(グランド電流)の位相差を所定角度に設定する。これら電力分配器２２、帯域阻止フィルタ２３、および位相器２４はそれぞれ、マイクロストリップ線路２５，２６，２７を介して、送受信モジュール２１およびグランドパターンに接続される。

　スピーカ１０は、プリント基板１の背面側に実装される。プリント基板１の背面側は、スピーカ１０やキーパッド（図示せず）を設けた操作面である。従って、携帯電話を使用するユーザの頭部は、プリント基板１の背面側に向かい合う。

　送受信モジュール２１、電力分配器２２、および帯域阻止フィルタ２３が実装されたプリント基板１の背面には、さらに、第１のアンテナに対応する板状逆Ｆ型アンテナ１１、および第２のアンテナに対応する逆Ｆ型アンテナ１８が実装される。板状逆Ｆ型アンテナ１１は、周波数ｆｌと周波数ｆｈの２つの周波数で動作する。周波数ｆｌは、例えば９００ＭＨｚであり、周波数ｆｈは例えば１８００ＭＨｚである。逆Ｆ型アンテナ１８は、周波数ｆｈ（例えば１８００ＭＨｚ）の周波数で動作する。

　なお、周波数は、ＧＳＭ（登録商標）（Ｇｌｏｂａｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　Ｍｏｂｉｌｅ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）に利用可能な、９００ＭＨｚおよび１８００ＭＨｚに限る必要はなく、８００ＭＨｚ帯や１．９ＧＨｚ帯であってもよい。従って、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ　Ｔｅｒｍ　Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）や３Ｇ（第３世代）などの携帯電話にも適用が可能である。また、板状逆Ｆ型アンテナ１１は、放射素子をプリント基板１上に折り曲げた形状をしているが、携帯電話内のスペースに余裕があれば、必ずしも折り曲げる必要はなく、例えば、プリント基板１の延長面上にモノポールアンテナを形成してもよい。

　板状逆Ｆ型アンテナ１１は、「ホッチキスの刃」形状をしており、Ｌ字状に屈曲した箇所から、接地部１２および給電部１３が設けられている。接地部１２は具体的には接地端子である。また給電部１３は具体的には給電端子である。なお、「ホッチキスの刃」と表現したが、逆Ｆ型形状であれば、特にこの形状に限らず、Ｕ字、Ｌ字、またはＩ字状であってもよい。接地部１２は、グランドパターンに接続され、給電部１３はマイクロストリップ線路２５に接続される。

　図９は、プリント基板１の背面図である。グランドパターン２８は、プリント基板１の背面に設けられている。なお、グランドパターン２８を基板表面に設けた例を示したが、プリント基板１の内層にグランドパターン２８を形成してもよい。例えば、プリント基板１が多層基板を構成し、いずれかの層がグランドパターンであればよい。また、グランドパターン２８が複数層を構成してもよい。

　図１０（ａ），（ｂ）は、地板電流が流れるグランドパターン２８の模式図である。送受信回路から送信信号を送信する場合、あるいは受信信号を受信する場合に、図１０（ａ），（ｂ）に示すグランドパターン２８上を、地板電流が流れる。板状逆Ｆ型アンテナ１１のアンテナ電流に対応する地板電流ｉｅ１０が、図１０（ａ）に示すように、グランドパターン２８に流れる。地板電流ｉｅ１０とは、グランドパターン２８から接地部１２を介して板状逆Ｆ型アンテナ１１に入力される、または板状逆Ｆ型アンテナ１１から接地部１２を介してグランドパターン２８に出力される、電流である。

　一方、逆Ｆ型アンテナ１８のアンテナ電流に対応する地板電流ｉｅ２０が、図１０（ｂ）に示すように、グランドパターン２８に流れる。地板電流ｉｅ２０とは、グランドパターン２８から接地部２０を介して逆Ｆ型アンテナ１８に入力される、または逆Ｆ型アンテナ１８から接地部２０を介してグランドパターン２８に出力される、電流である。

　位相器２４は、地板電流ｉｅ１０、ｉｅ２０が互いに打ち消しあう成分を有するように、地板電流ｉｅ１０、ｉｅ２０間の位相差を制御する。具体的には、位相器２４は、スピーカ１０上またはスピーカ１０近傍を流れる、地板電流ｉｅ１０と地板電流ｉｅ２０は互いに打ち消すように、地板電流ｉｅ１０と地板電流ｉｅ２０との位相差を１８０度に設定している。なお、「スピーカ上」とは、図１０（ａ），（ｂ）の紙面上方から見てスピーカ１０とオーバラップした位置をいう。すなわち、地板電流ｉｅ１０、ｉｅ２０は、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、スピーカ１０上またはスピーカ１０近傍で、概略逆方向に流れる。また、電力分配器２２は、送受信回路４からの送信電力の分配比を調整することにより、スピーカ１０近傍を流れる地板電流ｉｅ１０と地板電流ｉｅ２０は同振幅となるように設定している。

　この結果、スピーカ１０上およびスピーカ１０近傍を流れる、地板電流ｉｅ１０と、地板電流ｉｅ２０は互い打ち消しあう。これにより、ＳＡＲを低減でき、ユーザが補聴器を使用する場合であっても、スピーカ１０近傍の電磁界強度が低減するので、補聴器への電磁波障害を軽減することができる。

　なお、位相器２４が、地板電流ｉｅ１０と地板電流ｉｅ２０の位相差を１８０度に設定した場合を説明したが、必ずしも１８０度である必要はなく、９０度以外であれば、互いに打ち消しあう成分が存在するので、本発明の効果が奏することができる。

　また、送信電力の分配比として、地板電流ｉｅ１０と地板電流ｉｅ２０が同振幅に設定する例を示したが、完全に同一である必要はない。位相差に応じて最適な分配比を設定すればよい。

　図１２（ａ），（ｂ）は、図８（ａ），（ｂ）に示すアンテナ装置を筐体内部に搭載したＧＳＭ（登録商標）携帯電話１００の、スピーカ１０近傍での電力分布の測定結果である。筐体の操作面側には、ディスプレイ３３、キーパッド３２、およびスピーカ１０が設けられている。

　図１１は測定系を示している。図１１では、スピーカ１０、およびスピーカ１０を中心に縦横±１．６７ｃｍ離れた各座標を、符号ａ，ｂ，ｃ，１，２，３を用いて示している。スピーカ１０の座標は（ｂ，２）である。ａ→ｂ→ｃの方向と１→２→３の方向とは直交している。

　ＧＳＭ（登録商標）携帯電話１００は、ＧＳＭ（登録商標）携帯電話１００の表面から１ｃｍ離れた点での電界を電界プローブで受信し、スペクトラムアナライザでレベルを測定している。ＧＳＭ（登録商標）携帯電話１００は、基地局シミュレータを相手に通話している状態に設定されている。使用したスペクトラムアナライザは、ＡＤＶＡＮＴＥＳＴ社のＲ３６７１であり、分解能帯域幅（ＲＢＷ）とビデオ帯域幅（ＶＢＷ）を１ＭＨｚに設定している。電界プローブは、同軸ケーブル（セミリジッドケーブル）を加工したものを用いており、先端部の形状は、中心導体が約２ｍｍ突き出した先に、更にｘｙｚの３軸方向に各３ｍｍ伸びた導体が接続された形状をしている。これは、３軸方向の電界成分をピックアップするためである。

　図１２（ａ）,（ｂ）は測定結果であり、１８００Ｍ帯の７００ｃｈにおいて、ＧＳＭ（登録商標）携帯電話１００の送信電力が３０ｄＢｍのときの、各測定ポイントでの測定値を示している。具体的には、表１および図１２（ａ）のグラフ（平均値）が、板状逆Ｆ型アンテナ１１だけを搭載したＧＳＭ（登録商標）携帯電話１００の測定結果であり、表２および図１２（ｂ）のグラフ（平均値）が板状逆Ｆ型アンテナ１１と逆Ｆ型アンテナ１８の両方を搭載したＧＳＭ（登録商標）携帯電話１００の測定結果である。

　表１および表２は、各座標における電力レベル（ｄＢｍ）を示すものであり、詳細については下記の通りである。なお、表１の場合の各座標における電力レベルの平均値は、－１８．６ｄＢｍであり、表２の場合の各座標における電力レベルの平均値は、－２０．４ｄＢｍである。

　表１および図１２（ａ）と表２および図１２（ｂ）との両者を比較することにより、スピーカ１０のレベル（電力レベル）、および、スピーカ１０を含む近傍の平均レベルが下がり、スピーカ１０近傍の電磁界強度を低減できることが分かる。

　なお、携帯電話の例について説明したが、本発明が適用可能である無線通信装置として、この他、コードレス電話の子機、タブレット端末にも適用することが可能である。

　なお、上述した実施の形態は、２つのアンテナについて説明したが、３つ以上のアンテナに本発明を適用することも可能である。

　本実施の形態における第１のアンテナ装置は、複数のアンテナを有するアンテナ装置であって、第１の接地端子を有する第１のアンテナと、第２の接地端子を有する第２のアンテナと、第１のアンテナが前記第１の接地端子を介して接続され、前記第２のアンテナが第２の接地端子を介して接続されたグランド導体と、グランド導体から第１の接地端子を介して第１のアンテナに入力される、または第１のアンテナから第１の接地端子を介してグランド導体に出力される第１の電流と、グランド導体から第２の接地端子を介して第２のアンテナに入力される、または第２アンテナから第２の接地端子を介してグランド導体に出力される第２の電流と、の間の位相差を制御する位相器と、を備え、位相器は、第１の電流および第２の電流が互いに打ち消しあう成分を有するように、第１の電流および第２の電流間の位相差を制御する。

　これによれば、第１の電流および第２の電流をグランド導体上で打ち消すので、第１のアンテナおよび第２のアンテナに流れる電流に伴う電磁界強度を効率的に低減することができる。

　本実施の形態における第２のアンテナ装置は、更に、第１の面と、第１の面の裏側である第２の面と有するプリント基板を備え、第１のアンテナおよび第２のアンテナは第１の面に設けられ、グランド導体は第２の面に設けられている。

　これによれば、第１の電流および第２の電流が打ち消されるグランド導体を、第１のアンテナおよび第２のアンテナがない面に設けるので、グランド導体のスペースを大きくとることができ、第１の電流および第２の電流を効率的に打ち消すことができる。

　本実施の形態における第３のアンテナ装置は、グランド導体が、第２の面を覆うグランドパターンである。

　これによれば、グランド導体をグランドパターンとして第２の面全体にとることができるので、第１の電流および第２の電流をさらに効率的に打ち消すことができる。

　本実施の形態における第４のアンテナ装置は、位相器が、第１の電流および第２の電流間の位相差を、略１８０度になるように制御する。

　これによれば、第１の電流および第２の電流の打ち消しあう成分をできるだけ大きくすることができるので、第１のアンテナおよび第２のアンテナに流れる電流に伴う電磁界強度をさらに効率的に低減することができる。

　本実施の形態における第５のアンテナ装置は、更に、第１のアンテナを流れる電流の電力と、第２のアンテナを流れる電流の電力とを略等しく分配する電力分配器を備える。

　本実施の形態における第６のアンテナ装置は、第１のアンテナが、第１の電流に対応する第１の周波数を用い、第２のアンテナが、第２の電流に対応しかつ第１の周波数と同一の第２の周波数を用いる。

　これによれば、第１の電流および第２の電流は同一の周波数で流れるので、第１の電流および第２の電流を効率よく打ち消しあうことができる。

　本実施の形態における第７のアンテナ装置は、無線で通信を行う無線通信装置であって、複数のアンテナを有するアンテナ装置であって、第１の接地端子を有する第１のアンテナと、第２の接地端子を有する第２のアンテナと、第１のアンテナが前記第１の接地端子を介して接続され、第２のアンテナが第２の接地端子を介して接続されたグランド導体と、グランド導体から第１の接地端子を介して第１のアンテナに入力される、または第１のアンテナから第１の接地端子を介してグランド導体に出力される第１の電流と、グランド導体から第２の接地端子を介して第２のアンテナに入力される、または第２アンテナから第２の接地端子を介してグランド導体に出力される第２の電流と、の間の位相差を制御する位相器と、音声を出力するスピーカと、を備え、位相器は、スピーカ上またはスピーカ近傍において、第１の電流および前記第２の電流が互いに打ち消しあう成分を有するように、第１の電流および前記第２の電流間の位相差を制御する。

　これによれば、第１の電流および第２の電流の打ち消しあう成分をできるだけ大きくすることができるので、第１のアンテナおよび第２のアンテナに流れる電流に伴う電磁界強度をさらに効率的に低減することができる。従って、スピーカに対する電磁界強度の影響を抑制することができる。

　本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
　本出願は、2011年1月26日出願の日本特許出願No.2011-013622に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

　本発明は、人体頭部近傍の電磁界強度を低減できる、携帯電話などの携帯無線端末に搭載されるアンテナ装置、無線通信装置等に有用である。

１　　プリント基板
２　　逆Ｌ型アンテナ
３　　逆Ｌ型アンテナ
４　　送受信回路
５　　電力分配器
６　　マイクロストリップ線路
７　　位相器
８　　マイクロストリップ線路
９　　マイクロストリップ線路
１０　　スピーカ
１１　　板状逆Ｆ型アンテナ
１２　　板状逆Ｆ型アンテナの接地部
１３　　板状逆Ｆ型アンテナの給電部
１４　　逆Ｌ型アンテナ
１５　　帯域阻止フィルタ
１６　　筐体
１７　　キーパッド
１８　　逆Ｆ型アンテナ
１９　　逆Ｆ型アンテナの給電部
２０　　逆Ｆ型アンテナの接地部
２１　　送受信モジュール
２２　　電力分配器
２３　　帯域阻止フィルタ
２４　　位相器
２５　　マイクロストリップ線路
２６　　マイクロストリップ線路
２７　　マイクロストリップ線路
２８　　グランドパターン
１００　ＧＳＭ（登録商標）携帯電話

Claims

　複数のアンテナを有するアンテナ装置であって、
　第１の接地端子を有する第１のアンテナと、
　第２の接地端子を有する第２のアンテナと、
　前記第１のアンテナが前記第１の接地端子を介して接続され、前記第２のアンテナが前記第２の接地端子を介して接続されたグランド導体と、
　前記グランド導体から前記第１の接地端子を介して前記第１のアンテナに入力される、または前記第１のアンテナから前記第１の接地端子を介して前記グランド導体に出力される第１の電流と、前記グランド導体から前記第２の接地端子を介して前記第２のアンテナに入力される、または前記第２アンテナから前記第２の接地端子を介して前記グランド導体に出力される第２の電流と、の間の位相差を制御する位相器と、
　を備え、
　前記位相器は、前記第１の電流および前記第２の電流が互いに打ち消しあう成分を有するように、前記第１の電流および前記第２の電流間の位相差を制御するアンテナ装置。
　更に、第１の面と、前記第１の面の裏側である第２の面と、有するプリント基板を備え、
　前記第１のアンテナおよび前記第２のアンテナは前記第１の面に設けられ、
　前記グランド導体は前記第２の面に設けられている、
　請求項１記載のアンテナ装置。
　前記グランド導体は、前記第２の面を覆うグランドパターンである、
　請求項２記載のアンテナ装置。
　前記位相器は、前記第１の電流および前記第２の電流間の位相差を、略１８０度になるように制御する、
　請求項１ないし３いずれか１項に記載のアンテナ装置。
　更に、前記第１のアンテナを流れる電流の電力と、前記第２のアンテナを流れる電流の電力と、を略等しく分配する電力分配器を備える、
　請求項１ないし４いずれか１項に記載のアンテナ装置。
　前記第１のアンテナは、前記第１の電流に対応する第１の周波数を用い、
　前記第２のアンテナは、前記第２の電流に対応しかつ前記第１の周波数と同一の第２の周波数を用いる、
　請求項１ないし４いずれか１項に記載のアンテナ装置。
　無線で通信を行う無線通信装置であって、
　複数のアンテナを有するアンテナ装置であって、
　第１の接地端子を有する第１のアンテナと、
　第２の接地端子を有する第２のアンテナと、
　前記第１のアンテナが前記第１の接地端子を介して接続され、前記第２のアンテナが前記第２の接地端子を介して接続されたグランド導体と、
　前記グランド導体から前記第１の接地端子を介して前記第１のアンテナに入力される、または前記第１のアンテナから前記第１の接地端子を介して前記グランド導体に出力される第１の電流と、前記グランド導体から前記第２の接地端子を介して前記第２のアンテナに入力される、または前記第２アンテナから前記第２の接地端子を介して前記グランド導体に出力される第２の電流と、の間の位相差を制御する位相器と、
　音声を出力するスピーカと、
　を備え、
　前記位相器は、前記スピーカ上またはスピーカ近傍において、前記第１の電流および前記第２の電流が互いに打ち消しあう成分を有するように、前記第１の電流および前記第２の電流間の位相差を制御する無線通信装置。