JP3854976B2

JP3854976B2 - 折畳式携帯無線機

Info

Publication number: JP3854976B2
Application number: JP2004130328A
Authority: JP
Inventors: 由加里山崎; 裕斎藤; 芳雄小柳; 浩片山; 友昭西木戸
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-04-26
Filing date: 2004-04-26
Publication date: 2006-12-06
Anticipated expiration: 2024-04-26
Also published as: EP1742297A4; WO2005104299A1; US20080018542A1; EP1742297A1; CN1947306B; CN1947306A; JP2005318016A; US7839340B2

Description

本発明は、ＧＰＳ受信機能を有する折畳式携帯無線機に関する。

近年広く利用されている折畳式携帯電話機として、上部筐体と下部筐体をヒンジ部材で開閉自在に連結してなるものがある。このような折畳式の携帯電話機の付加機能として、近年ＧＰＳ（Global Positioning SＹstem）受信機能が搭載され始めている。ＧＰＳでは、携帯電話の通信で使用している直線偏波とは異なり、円偏波を利用している。したがって、ＧＰＳ受信機能を搭載して高い受信性能を得るためには、携帯電話機の筐体内部にＧＰＳ受信用の円偏波アンテナを搭載する必要がある。

携帯電話機用の円偏波アンテナとしては、例えば、特許文献１又は特許文献２に開示されているものがある。特許文献１又は特許文献２に開示されている円偏波アンテナは、携帯機の開閉蓋に棒状クロス素子を配置し円偏波を得るようにし、また、使用者が携帯電話機を手で保持して通話を行う状態（以下「通話状態」という）に対応して偏波を適切にするようにしている。

また、携帯電話機用の円偏波アンテナとしては、特許文献３に記載されているものがある。特許文献３に記載されている円偏波アンテナは、携帯機の内部にクロスした２素子を配置し、それらを切り替えて偏波ダイバーシチ動作を行い、また、９０度の位相差の給電をすることにより円偏波を得るようにしている。
特開２０００−１８３６３５号公報特開２０００−３５３９１１号公報特開２００２−１６４３３号公報

しかしながら、従来の折畳式携帯電話機においては、携帯電話機用の円偏波アンテナとして複数のアンテナ素子と給電ケーブルが必要であるため、構成が複雑となり小型化かつ薄型化が困難であるという問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、携帯電話機用の円偏波アンテナとして複数のアンテナ素子及び給電ケーブルなどからなる複雑な構造を必要とせず、かつ、手による保持状態において高いアンテナ性能を有する薄型の折畳式携帯無線機を提供することを目的とする。

また、本発明は、折畳式携帯無線機に内蔵する１つのアンテナを携帯電話用アンテナと円偏波アンテナとして共用し、かつ、手による保持状態において高いアンテナ性能を有する薄型の折畳式携帯無線機を提供することを目的とする。

請求項１に記載の折畳式携帯無線機は、上部筐体と下部筐体とを有し前記上部筐体と前記下部筐体とをヒンジ部材で開閉自在に連結してなる折畳式携帯無線機であって、前記上部筐体に配設されている板状導体と、前記板状導体に電気的に接続された導電性のヒンジ部と、前記下部筐体の内部に設けられている回路基板と、前記ヒンジ部において、前記ヒンジ部の幅方向に所定の間隔だけ離隔されて配設され、前記回路基板から前記板状導体に前記ヒンジ部を介して給電する第１給電部及び第２給電部と、前記回路基板上に配設され前記第１給電部及び前記第２給電部に高調波信号を分配する高調波信号分配手段と、前記高調波信号分配手段に前記高調波信号を供給する高調波信号供給手段と、前記第１給電部における前記高調波信号の励振位相に対して前記第２給電部における前記高調波信号の励振位相を異なる値に設定する位相設定手段と、を具備する構成を採る。

この構成によれば、携帯電話機用の円偏波アンテナとして複数のアンテナ素子及び給電ケーブル等からなる複雑な構造を必要とせず、かつ、手による保持状態において高いアンテナ性能を有する薄型の折畳式携帯無線機を提供することができる。

請求項２に記載の折畳式携帯無線機は、請求項１に記載の発明において、前記第１給電部における前記高調波信号の励振位相と前記第２給電部における前記高調波信号の励振位相の位相差を制御する位相差制御手段を具備する構成を採る。

この構成によれば、折畳式携帯無線機に内蔵する１つのアンテナを携帯電話用アンテナと円偏波アンテナとして共用し、かつ、手による保持状態において高いアンテナ性能を有する薄型の折畳式携帯無線機を提供することができる。

請求項３に記載の折畳式携帯無線機は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記折畳式携帯無線機の傾き角度を検出して傾き角度検出値を生成する傾き角度検出手段を具備し、前記位相差制御手段は前記傾き角度検出手段の前記傾き角度検出値に応じて前記位相差を制御する構成を採る。

この構成によれば、請求項１又は請求項２に記載の発明の効果に加えて、折畳式携帯無線機の傾きに応じて最適な偏波特性が得られる。

請求項４に記載の折畳式携帯無線機は、上部筐体と下部筐体とを有し前記上部筐体と前記下部筐体とをヒンジ部材で開閉自在に連結してなる折畳式携帯無線機であって、前記上部筐体内に所定の間隔だけ離隔され、かつ、各々の主偏波方向が異なるように配置されている第１導体及び第２導体と、前記第１導体及び前記第２導体に電気的に接続された導電性のヒンジ部と、前記下部筐体の内部に設けられた回路基板と、前記ヒンジ部において、前記ヒンジ部の幅方向に所定の間隔だけ離隔されて配設され、前記回路基板から前記第１導体及び前記第２導体に前記ヒンジ部を介して給電する第１給電部及び第２給電部と、前記回路基板上に配設され前記第１給電部及び前記第２給電部に高調波信号を分配する高調波信号分配手段と、前記高調波信号分配手段に前記高調波信号を供給する高調波信号供給手段と、前記第１給電部における前記高調波信号の励振位相に対して前記第２給電部における前記高調波信号の励振位相を異なる値に設定する位相設定手段と、を具備する構成を採る。

以上説明したように、本発明によれば、携帯電話機用の円偏波アンテナとして複数のアンテナ素子及び給電ケーブルなどからなる複雑な構造を必要とせず、かつ、手による保持状態において高いアンテナ性能を有する薄型の折畳式携帯無線機を提供することができる。

本発明の骨子は、上部筐体に配設されている板状導体と、前記板状導体上に所定の間隔だけ離隔されて配設されている第１給電部及び第２給電部と、下部筐体の内部に設けられている回路基板と、前記回路基板上に配設され前記第１給電部及び第２給電部に高調波信号を分配する高調波信号分配手段と、前記高調波信号分配手段に前記高調波信号を供給する高調波信号供給手段と、前記第１給電部の励振位相に対して前記第２給電部の励振位相を異なる値に設定する位相設定手段と、を具備する。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る折畳式携帯無線機を示す略正面図である。図２は、本発明の本発明の実施の形態１に係る折畳式携帯無線機を示す略側面図である。

図１に示すように、本発明の実施の形態１に係る折畳式携帯無線機１００は、上部筐体１０１と下部筐体１０２とを有し、上部筐体１０１と下部筐体１０２とをヒンジ部材１０３で開閉自在に連結してなる。上部筐体１０１と下部筐体１０２とは、絶縁体である樹脂により形成されている。上部筐体１０１の正面側（Ｘ方向側）には、発音素子の音口１０４が配置される。

上部筐体１０１には、板状導体１０５が接合するように配設されている。板状導体１０５は、高い導電性を有し、かつ、軽量で強度が高い金属（例えば、マグネシウム合金）で形成されている。板状導体１０５の寸法は、例えば、長辺Ｌ１が９０ｍｍであり、短辺Ｌ４が４５ｍｍ程度である。なお、上部筐体１０１には、表示装置（図示せず）等が設けられている。

板状導体１０５の下端部の両側部には、ヒンジ金具１０６、１０７が所定間隔だけ離隔さて配設されている。板状導体１０５とヒンジ金具１０６、１０７とは、上部筐体１０１のネジ穴部に取り付けられる取付ネジ１０８、１０９によって固定される。

下部筐体１０２の内部には、回路基板１１０が配設されている。回路基板１１０の上端部の両側部には、給電端子１１１、１１２が配設され固定されている。回路基板１１０の上端部と板状導体１０５の下端部との間には、ヒンジ金具１１３、１１４が配置されている。給電端子１１１、１１２の上端部とヒンジ金具１１３、１１４の下端部とは、ネジ穴部に取り付けられる取付ネジ１１５、１１６によって固定される。ヒンジ金具１０６、１０７とヒンジ金具１１３、１１４とは、孔部に取り付けられる回転軸１１７、１１８により回転自在に連結される。

ヒンジ金具１０６、１０７、１１３、１１４、取付ネジ１０８、１０９、１１５、１１６及び回転軸１１７、１１８は、ヒンジ部材１０３を構成している。上部筐体１０１と下部筐体１０２とは、ヒンジ部材１０３により開閉自在に連結されている。すなわち、折畳式携帯無線機１００は、ヒンジ部材１０３により折り畳み自在となっている。

また、ヒンジ金具１０６、１０７、１１３、１１４、取付ネジ１０８、１０９、１１５、１１６及び回転軸１１７、１１８は、電気的に接続されている。また、給電端子１１１、１１２は、ヒンジ部材１０３の取付ネジ１１５、１１６及びヒンジ金具１１３、１１４に電気的に接続されている。したがって、給電端子１１１、１１２に供給される高調波信号は、ヒンジ金具１０６、１０７に給電される。

回路基板１１０の上には、受信回路からなる無線回路１１９が配設されている。無線回路１１９には、高調波信号分配器１２０が接続されている。高調波信号分配器１２０の１つの出力端子には、移相器１２１が接続されている。移相器１２１と給電端子１１１との間には、整合回路１２２が接続されている。高調波信号分配器１２０の他の出力端子と給電端子１１２との間には、整合回路１２３が接続されている。給電端子１１１、１１２は、整合回路１２２、１２３に半田付けにより接続されている。なお、給電端子１１１、１１２は、整合回路１２２、１２３にバネにより接続されてもよい。

回路基板１１０の寸法は、例えば、長辺Ｌ２が９０ｍｍであり、短辺Ｌ３が４５ｍｍ程度である。回路基板１１０上には、無線回路１１９のグランド電位となるグランドパターンがほぼ全面に形成される。整合回路１２２、１２３のグランド端子は、回路基板１１０の上のグランドパターンに接地される。

無線回路１１９からの高調波信号が高調波信号分配器１２０に供給される。高調波信号分配器１２０は、無線回路１１９からの高調波信号を移相器１２１を介して整合回路１２２に与え、また、整合回路１２３に与える。高調波信号分配器１２０は、例えば、ウィルキンソン型回路で構成される高調波信号分配器であり、無線回路１１９からの高周波信号を同振幅、かつ、同位相で分配する機能を有する。整合回路１２２、１２３は、板状導体１０５のインピーダンスを無線回路１１９の回路インピーダンス（一般に、５０Ω）に整合を取る機能を果たす。

移相器１２１は、例えば、集中定数素子又は分布定数素子によって構成される回路であり、整合回路１２２に給電される高周波信号の位相を整合回路１２３に給電される位相に対して異なる値にする。

また、下部筐体１０２の上部には、携帯電話用アンテナ１３１が配設されている。下部筐体１０２の内部の回路基板１１０の上には、携帯電話用アンテナ１３１の整合回路１３２と送受信回路からなる携帯電話用無線回路１３３が配設されている。整合回路１３２は、携帯電話用無線回路１３３に接続されている。携帯電話用アンテナ１３１は、ヒンジ部材１０３を介して整合回路１３２に接続されている。なお、携帯電話用アンテナ１３１は、上部筐体１０１の上端に配設してもよい。

上記のように構成することで、板状導体１０５と回路基板１１０がＹ方向の両端で異なる位相で同時に給電されたダイポールアンテナとして動作する。

このように構成された折畳式携帯無線機１００のアンテナ動作について、動作周波数を例えば、ＧＰＳの周波数である１．５７５ＧＨＺに設定して説明する。

図１に示すアンテナの動作を図３及び図４を用いて説明する。図３は、使用者３０１が折畳式携帯無線機１００の下部筐体１０２を手で保持して、表示画面を目視しながら操作を行っている状態を示している。

図４（ａ）は、自由空間におけるアンテナ電流分布のイメージ図であり、図４（ｂ）は、図３に示す手保持状態におけるアンテナ電流分布のイメージ図である。図４において、ダイポール素子４０１、４０２は、図１における板状導体１０５及び回路基板１１０の上のグランドパターンをアンテナ動作を説明するために長方形素子でモデル化したものである。

また、電流ベクトル４１２、４１３、４２２、４２３は、ダイポール素子４０１、４０２の上に分布するアンテナ電流分布をＸ方向における遠方界放射を考慮して各素子の対角線上に分布する電流ベクトルでモデル化したものである。実際には、ダイポール素子４０１、４０２の上において、位置によって異なる振幅と位相を有する電流が素子端部に集中して分布している。

電流ベクトル４１２、４１３は給電部４１１によって励振された成分を示しており、電流ベクトル４２２、４２３は給電部４２１によって励振された成分を示している。

自由空間におけるアンテナ動作について、図４（ａ）を用いて説明する。図４（ａ）において、Ｘ方向の遠方界放射を考慮すると電流ベクトル４１２と電流ベクトル４１３とがベクトル合成されてＺ方向成分のみと見なすことができる。同様に、電流ベクトル４２２、４２３もＺ方向成分のみと見なすことができる。したがって、給電部４１１及び給電部４２１によって励振される電流ベクトル成分に物理的な角度差が得られない。

一方、手保持状態では、図４（ｂ）に示すように、ダイポール素子４０２が手モデル４０３で覆われているため、電流ベクトル４１３、４２３は手モデル４０３の影響を受け放射に寄与しない。したがって、電流ベクトル４１２、４２２のみが放射に寄与することになる。

この時に、図４（ａ）で示したような電流ベクトル４１２（４２２）と電流ベクトル４１３（４２３）とがベクトル合成される現象が発生しない。これにより、給電部４１１によって励振された電流ベクトル成分と給電部４２１によって励振された電流ベクトル成分との間に角度α（例えば、５０度）の物理的な角度が発生する。

ここで、給電部４１１の励振信号の位相が給電部４２１の励振信号の位相に対して所定の値だけ進められることにより、Ｘ方向側に右旋円偏波の放射が得られる。この時に、給電部４１１、４２１の励振信号の位相差を調節することにより、右旋円偏波放射の最大放射方向及び軸比特性を変化することができる。

例えば、給電部４１１、４２１の励振信号の位相差として１３０度（＝１８０度−α）を与えることによって、図５のＸＺ面放射パターン５０１に示すように、Ｘ方向からＺ方向へ４５度程度傾いた方向へ右旋円偏波の最大放射が得られる。

この時、図３に示すように、折畳式携帯無線機１００を４５度程度傾斜して保持した状態においては、天頂方向（図３におけるＺ方向）に右旋円偏波が得られるため、このような手保持状態においてＧＰＳ受信用に好適なアンテナ性能が得られる。

ここで、円偏波特性が得られるアンテナ素子を構成する要素は、１枚の板状導体１０５、並びに、元来の構成要素である回路基板１１９及びヒンジ部材１０３のみであるため、円偏波特性を得るために複数のアンテナ素子及び給電用のケーブルなどの追加的な複雑な構造の部品が不要であるから、折畳式携帯無線機１００を薄型化できるという効果がある。

なお、板状導体１０５及び回路基板１１０の寸法及び形状、又は、給電位相差は上記の例に限るものではなく、求めるアンテナ性能に応じて適切に設定することが望ましい。また、板状導体１０５は、上部筐体１０１の一部を構成する金属フレームで構成してもよい。また、ヒンジ部材１０３は、一体形成された構成であっても給電系が両端部に分割された構成であればよい。

また、給電端子１１１、１１２及びヒンジ部材１０３からなる２つの給電系は、上部筐体１０１及び下部筐体１０２の幅方向における中央部に寄せて配置した場合であっても、両給電系の間に一定の間隔（例えば、８分の１波長程度以上）が存在すればある程度の効果が得られるが、幅方向の最端部に配置することが望ましい。

このように、本発明の実施の形態１においては、板状導体１０５及び回路基板１１０の両端部において所定の位相差を持った高調波信号で給電するという簡単な構成により、手保持状態においてＧＰＳ受信に適したアンテナ性能が得られる。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について、図面を参照して詳細に説明する。図６は、本発明の実施の形態２に係る折畳式携帯無線機６００を示す略正面図である。本発明の実施の形態２においては、本発明の実施の形態１と同じ構成要素には同じ参照符号が付され、その説明が省略される。

図６に示すように、本発明の実施の形態２に係る折畳式携帯無線機６００は、本発明の実施の形態１において、スイッチ回路６０１、６０２及び制御回路６０３を追加し、無線回路１１９の代わりに無線回路６０４を有し、かつ、携帯電話用アンテナ１３１と整合回路１３２と携帯電話用無線回路１３３とを削除してなる。スイッチ回路６０１、６０２は、移相器１２１の入出力端子に接続されている。制御回路６０３は、スイッチ回路６０１、６０２に接続されている。無線回路６０４は、送受信回路からなる。

スイッチ回路６０１、６０２は、高調波信号分配器１２０によって分配された高調波信号を移相器１２１を介して整合回路１２２に給電するか、又は、移相器１２１を介さず整合回路１２２に直接に給電するかを切り替える機能を持つ。

制御回路６０３は、無線回路６０４の動作を監視して、折畳式携帯無線機６００がＧＰＳ受信モードで使用されているか、又は、折畳式携帯無線機６００がメール送受信モードで使用されているかを検知し、検出結果に基づいてスイッチ回路６０１、６０２を制御する。

制御回路６０３は、折畳式携帯無線機６００がＧＰＳ受信モードで使用されている時には、スイッチ回路６０１、６０２を制御して高調波信号分配器１２０によって分配された高調波信号を移相器１２１を介して整合回路１２２に給電させる。また、制御回路６０３は、折畳式携帯無線機６００がメール送受信モードで使用されている時には、スイッチ回路６０１、６０２を制御して高調波信号分配器１２０によって分配された高調波信号を移相器１２１を介さず直接に整合回路１２２に給電させる。

これにより、整合回路１２２に給電される高調波信号（高周波信号）の位相は、整合回路１２３に給電される高調波信号（高周波信号）の位相に対し異なる値（位相差給電）、又は、同じ値（同相給電）に切り替えられる。

したがって、図３に示される手保持状態において、使用者が携帯電話機をＧＰＳ受信モードで使用しているか、又は携帯電話機の機能の一つであるメール送受信モードで使用しているかによって利用している偏波特性が異なる。

次に、本発明の実施の形態２に係る折畳式携帯無線機６００のアンテナ動作を説明する。

図６において、折畳式携帯無線機６００がＧＰＳ受信モードで使用されている時には、制御回路６０３はスイッチ回路６０１、６０２を制御して高調波信号分配器１２０によって分配された高調波信号を移相器１２１を介して整合回路１２２に給電させるため、本発明の実施の形態１と同じ効果が得られる。

一方、折畳式携帯無線機６００がメール送受信モードで使用されている時には、制御回路６０３はスイッチ回路６０１、６０２を制御して高調波信号分配器１２０によって分配された高調波信号を直接に整合回路１２２に給電させるため、整合回路１２２、１２３に給電される高調波信号の位相が同位相となる。図４（ｂ）において、手保持状態では上部筐体４０１に流れる電流のみがＸ方向における遠方界放射に寄与する。給電部４１１、４２１によって励振される電流ベクトル４１２、４２２が同位相で合成されることにより、Ｚ方向の電流ベクトル成分を強め合う。

この時、図３に示すように折畳式携帯無線機６００を４５度程度傾斜して保持した状態において、垂直偏波成分が高くなる。

一般に、折畳式携帯無線機の通話状態の実効的なアンテナ性能を示す指標として、次の式（１）で示されるパターン平均化利得（ＰＡＧ）が用いられる。

式（１）においてＧ_θ（φ）及びＧ_φ（φ）は各々垂直偏波及び水平偏波成分の水平面高調波信号指向性である。また、ＣＶＨは、アンテナに入射する到来波の交差偏波高調波信号比（水平偏波成分に対する垂直偏波成分の高調波信号比率）に関連する補正係数である。陸上移動通信の多重波環境における一般的な交差偏波高調波信号比は４〜９ｄＢであることが知られている。これは、到来波の垂直偏波の高調波信号が水平偏波の高調波信号より４〜９ｄＢ高いことを示している。

したがって、式（１）は、垂直偏波成分に重み付けをして水平面の高調波信号指向性を平均化することを意味する。以降、ＣＶＨは９ｄＢを用いて説明を行う。したがって、携帯無線機用のアンテナにおいては、使用状態において垂直偏波成分を高くすることで高いＰＡＧが得られることになる。

本発明の実施の形態２においては、２つの給電部を同相で給電した場合では垂直成分が高くなり、結果として高いＰＡＧ（−４ｄＢｄ程度）を得ることができる。したがって、本発明の実施の形態２においては、２つの給電部の移相を制御することにより、１つのアンテナを携帯電話用アンテナと円偏波アンテナとして共用することができ、かつ、折畳式携帯無線機６００の使用状態に対して最適な偏波特性が得られる。また、本発明の実施の形態２においては、１つのアンテナを携帯電話用アンテナとＧＰＳアンテナとして共用することにより、折畳式携帯無線機６００を小型化及び薄型化できる。

なお、本発明の実施の形態２においては、−Ｙ側に給電される高調波信号の位相を変化する構成として説明したが、Ｙ側に給電されるそれを変化する構成の場合、また、２つの給電部の高調波信号の位相を共に変化する構成の場合にも、同様な効果が得られる。

（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３について、図面を参照して詳細に説明する。図７は、本発明の実施の形態３に係る折畳式携帯無線機７００を示す略正面図である。本発明の実施の形態３においては、本発明の実施の形態１と同じ構成要素には同じ参照符号が付され、その説明が省略される。

図７に示すように、本発明の実施の形態３に係る折畳式携帯無線機７００は、本発明の実施の形態１において、移相器１２１の代わりに移相差制御回路７０１を有し、傾き角度センサー７０２を追加してなる。傾き角度センサー７０２は、移相差制御回路７０１と接続されている。

傾き角度センサー７０２は、折畳式携帯無線機７００の傾き角度を検出して傾き角度検出値を生成し移相差制御回路７０１に与える。傾き角度センサー７０２は、例えば、３軸のジャイロセンサーで構成され、３次元空間において折畳式携帯無線機７００の傾き角度を検出して傾き角度検出値を生成する。

移相差制御回路７０１は、傾き角度センサー７０２により検出された傾き角度検出値に応じて２つの給電素子１１１、１１２に給電される高調波信号の位相差を制御する。

なお、本発明の実施の形態３は、本発明の実施の形態２に適用することができる。

このように、本発明の実施の形態３においては、使用状態により様々に変化する折畳式携帯無線機７００の傾き角度に応じて偏波を最適化できるため、常に高いアンテナ性能を確保することできる。

（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４について、図面を参照して詳細に説明する。図８は、本発明の実施の形態４に係る折畳式携帯無線機８００を示す略正面図である。本発明の実施の形態４においては、本発明の実施の形態１と同じ構成要素には同じ参照符号が付され、その説明が省略される。

図８に示すように、本発明の実施の形態４に係る折畳式携帯無線機８００は、本発明の実施の形態１において、板状導体１０５の代わりにＬ字型導体８０１及びＬ字型導体８０２を有している。

Ｌ字型導体８０１とＬ字型導体８０２は、上部筐体１０１の内部に所定の間隔だけ離隔され、かつ、各々の主偏波方向が異なるように配置されている。Ｌ字型導体８０１、８０２とヒンジ金具１０６、１０７とは、上部筐体１０１のネジ穴部に取り付けられる取付ネジ１０８、１０９によって固定される。

図８に示す本発明の実施の形態４に係る折畳式携帯無線機８００のアンテナの動作は、図１に示すアンテナ動作と同様に、アンテナ素子上の電流分布を遠方界放射を考慮してモデル化した電流ベクトルを用いて説明することができる。

上記モデルを用いると、Ｌ字型導体８０１に分布する電流は、Ｌ字型導体８０１の給電部と先端部を結ぶ線上に分布する電流ベクトルでモデル化できる。Ｌ字型導体８０２に分布する電流も同様にモデル化できる。

Ｌ字型導体８０１の励振信号の位相を、Ｌ字型導体８０２の励振信号の位相に対して所定の値だけ進めることにより、Ｘ方向側に右旋円偏波が得られる。この時、Ｌ字型導体８０１、８０２の励振信号の位相差を調節することにより、右旋円偏波放射の最大放射方向又は軸比特性を変化することができる。

ここで、円偏波特性が得られるアンテナ素子を構成する要素は、２つのＬ字型導体８０１、８０２、並びに、元来の構成要素である回路基板１１０及びヒンジ部材１０３のみであり、給電用ケーブルなどの部品は不要である。

なお、本発明の実施の形態４においては、両アンテナ素子（Ｌ字型導体８０１、８０２）の形状をＬ字型としたが、Ｌ字を成す角度が９０度でなくても同様の特性が得られる。また、本発明の実施の形態４においては、両アンテナ素子の形状をＬ字型ではなく直線状としても両アンテナ素子の主偏波方向が異なるように配置されていれば同様の効果が得られる。また、本発明の実施の形態４においては、両アンテナ素子の形状を直線状ではなく曲線状としても両アンテナ素子の主偏波方向が異なるように配置されていれば同様の効果が得られる。

また、本発明の実施の形態４は、本発明の実施の形態２、３に適用することができる。

本発明の実施の形態４にかかる折畳式携帯無線機８００においては、両アンテナ素子の励振信号の位相差を調節することにより、円偏波だけでなく、折畳式携帯無線機８００の通信に用いられている直線偏波をも得ることができる。例えば、折畳式携帯無線機８００においては、両アンテナ素子に同相で給電した場合では垂直偏波成分が高くなり、図３に示すようなメールなどの使用状態で高いＰＡＧが得られる。

また、折畳式携帯無線機８００においては、両アンテナ素子に逆相で給電した時には水平偏波成分が高くなる。一般的に、使用者が折畳式携帯無線機（折畳式携帯電話機）を左手又は右手で保持して耳や口に近接して通話を行う通話状態では、携帯電話機が約６０度傾斜して保持される場合が多いため、自由空間での水平偏波成分が通話状態で垂直成分となる。よって、折畳式携帯無線機８００においては、両アンテナを逆相で給電して水平偏波成分を高くすることにより、通話状態では垂直偏波成分が強くなるため、高いＰＡＧが得られることになる。

したがって、本発明の実施の形態４においては、両アンテナ素子の励振信号の位相差を適切に制御することにより、携帯電話用アンテナと円偏波アンテナとして共用することができるため、折畳式携帯無線機８００を小型にすることができ、また、折畳式携帯無線機８００の使用状態に対して最適な偏波特性が得られる。

本発明は、携帯電話機用の円偏波アンテナとして複数のアンテナ素子及び給電ケーブルなどからなる複雑な構造を必要とせず、かつ、手による保持状態において高いアンテナ性能を有する薄型の折畳式携帯電話機として有用である。

本発明の実施の形態１に係る折畳式携帯無線機を示す略正面図本発明の実施の形態１に係る折畳式携帯無線機を示す略側面図本発明の実施の形態１に係る折畳式携帯無線機の下部筐体を使用者が手で保持して表示画面を目視しながら操作を行っている状態を示す図（ａ）は自由空間におけるアンテナ電流分布のイメージ図であり、（ｂ）は図３に示す手保持状態におけるアンテナ電流分布のイメージ図図４（ｂ）の状態における垂直面の右旋円偏波パターンを示す図本発明の実施の形態２に係る折畳式携帯無線機を示す略正面図本発明の実施の形態３に係る折畳式携帯無線機を示す略正面図本発明の実施の形態４に係る折畳式携帯無線機を示す略正面図

符号の説明

１００、６００、７００、８００折畳式携帯無線機
１０１上部筐体
１０２下部筐体
１０３ヒンジ部材
１１０回路基板
１１１、１１２給電端子
１１９無線回路
１２０高調波信号分配器
１２１移相器
１２２、１２３整合回路
６０１、６０２スイッチ回路
６０３制御回路
７０１相差制御回路
７０２傾き角度センサー
８０１Ｌ字型導体
８０２Ｌ字型導体

Claims

上部筐体と下部筐体とを有し前記上部筐体と前記下部筐体とをヒンジ部材で開閉自在に連結してなる折畳式携帯無線機であって、
前記上部筐体に配設されている板状導体と、
前記板状導体に電気的に接続された導電性のヒンジ部と、
前記下部筐体の内部に設けられている回路基板と、
前記ヒンジ部において、前記ヒンジ部の幅方向に所定の間隔だけ離隔されて配設され、前記回路基板から前記板状導体に前記ヒンジ部を介して給電する第１給電部及び第２給電部と、
前記回路基板上に配設され前記第１給電部及び前記第２給電部に高調波信号を分配する高調波信号分配手段と、
前記高調波信号分配手段に前記高調波信号を供給する高調波信号供給手段と、
前記第１給電部における前記高調波信号の励振位相に対して前記第２給電部における前記高調波信号の励振位相を異なる値に設定する位相設定手段と、
を具備することを特徴とする折畳式携帯無線機。
前記第１給電部における前記高調波信号の励振位相と前記第２給電部における前記高調波信号の励振位相の位相差を制御する位相差制御手段を具備することを特徴とする請求項１記載の折畳式携帯無線機。
前記折畳式携帯無線機の傾き角度を検出して傾き角度検出値を生成する傾き角度検出手段を具備し、前記位相差制御手段は前記傾き角度検出手段の前記傾き角度検出値に応じて前記位相差を制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の折畳式携帯無線機。
上部筐体と下部筐体とを有し前記上部筐体と前記下部筐体とをヒンジ部材で開閉自在に連結してなる折畳式携帯無線機であって、
前記上部筐体内に所定の間隔だけ離隔され、かつ、各々の主偏波方向が異なるように配置されている第１導体及び第２導体と、
前記第１導体及び前記第２導体に電気的に接続された導電性のヒンジ部と、
前記下部筐体の内部に設けられた回路基板と、
前記ヒンジ部において、前記ヒンジ部の幅方向に所定の間隔だけ離隔されて配設され、前記回路基板から前記第１導体及び前記第２導体に前記ヒンジ部を介して給電する第１給電部及び第２給電部と、
前記回路基板上に配設され前記第１給電部及び前記第２給電部に高調波信号を分配する高調波信号分配手段と、
前記高調波信号分配手段に前記高調波信号を供給する高調波信号供給手段と、
前記第１給電部における前記高調波信号の励振位相に対して前記第２給電部における前記高調波信号の励振位相を異なる値に設定する位相設定手段と、
を具備することを特徴とする折畳式携帯無線機。
上部筐体と下部筐体とを有し前記上部筐体と前記下部筐体とをヒンジ部材で開閉自在に連結してなる折畳式携帯無線機であって、
前記上部筐体に配設されている板状導体と、
前記板状導体上に所定の間隔だけ離隔されて配設されている第１給電部及び第２給電部と、
前記下部筐体の内部に設けられている回路基板と、
前記回路基板上に配設され前記第１給電部及び前記第２給電部に高調波信号を分配する高調波信号分配手段と、
前記高調波信号分配手段に前記高調波信号を供給する高調波信号供給手段と、
前記折畳式携帯無線機の傾き角度を検出して傾き角度検出値を生成する傾き角度検出手段と、
前記第１給電部における前記高調波信号の励振位相と前記第２給電部における前記高調波信号の励振位相の位相差を前記傾き角度検出値に応じて制御する位相差制御手段と、
を具備することを特徴とする折畳式携帯無線機。