JP2004056426A

JP2004056426A - 携帯無線機

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Publication number: JP2004056426A
Application number: JP2002210612A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Saito; 斎藤　裕; Yoshio Koyanagi; 小柳　芳雄; Kenichi Yamada; 山田　賢一
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-07-19
Filing date: 2002-07-19
Publication date: 2004-02-19
Anticipated expiration: 2022-07-19
Also published as: JP3613525B2; CN101459275A; CN101459275B

Abstract

【課題】様々な使用状態において高い利得を有する内蔵アンテナを備え、かつ、薄型化が可能な折り畳み型携帯電話機を提供すること。
【解決手段】上ケース１及び下ケース２をヒンジ部３において回動可能なように接続する。板状導体４及び板状導体５を上ケース１の内部においてケースの表面に沿って配設する。グランド板６を下ケース２の内部に配設されている回路基板のグランドパターンで構成する。板状導体４及び板状導体５を高周波スイッチ１４によって選択して給電部１５の一端に接続する。給電部１５の他端をグランド板６に接続し、ダイポールアンテナを構成する。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、折り畳み式の携帯電話機等の携帯無線機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話機の構造の一種である折り畳み型のものは、上部筐体と下部筐体をヒンジ部で互いに回動可能なように接続しており、開閉自在な機構を有するものである。この折りたたみ型の携帯電話機は、上部筐体に大型の表示画面を備えることができ、開いて使用するときの利便性とともに、閉じた状態でのコンパクトな形状という利点を有する。
【０００３】
従来の折り畳み型の携帯電話機では、アンテナとして、例えば、特開２００２−２７０６６号公報に開示されているような下部筐体に配設された突起型アンテナや、特開２００１−４５１２３号公報に開示されているような上部筐体に配設された突起型アンテナが用いられている。これらの突起型アンテナは、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起しているので、携帯電話機を手で保持した使用状態でアンテナ利得を高くできるという利点を有する。
【０００４】
これに対して、折り畳み型携帯電話機の筐体内部に内蔵されるアンテナとしては、特開平１０−３０８６１８号公報に開示されているようなストリップラインアンテナや、特開２００１−２８４９３４号公報に開示されているような構造のヒンジ部内蔵型アンテナが知られている。
【０００５】
また、特開平９−６４７７８号公報に開示されているようなコイル状アンテナや、特開平１０−１９０３３０号公報に開示されているようなマイクロストリップラインアンテナなどのような所謂フリップ部内蔵型のアンテナも知られている。
また、特開平１０−８４４０６号公報に開示されているような上部筐体に内蔵した放射素子であるダイポールアンテナと下部筐体に内蔵した無給電素子とを組み合わせた複数素子型内蔵アンテナも知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の突起型アンテナでは、ポケットに挿入していた携帯電話機を取り出すときに突起したアンテナ部が引っかかるなど使用に際してアンテナ部の突起構造が邪魔になるという問題点があった。
【０００７】
これに対して上記従来の内蔵型アンテナによれば、筐体から突起した部分がないので、このような問題は発生しない。しかしながら、上記従来のヒンジ部内蔵型アンテナでは、携帯電話機を耳と口に近づけ通話を行う状態（以下、通話状態）において、下部筐体のみを手で保持した場合には比較的高いアンテナ利得が得られるが、ヒンジ部を手で保持した場合にはアンテナ部が手で覆われるためアンテナ利得が劣化するという課題があった。
【０００８】
また、上記従来のフリップ部内蔵型アンテナでは、通話状態においてアンテナ部が手で覆われないという利点があるが、フリップ部を閉じた状態において携帯電話機本体とアンテナ部が近接することによりアンテナ利得が劣化するという課題があった。
【０００９】
また、上記従来の複数素子型内蔵アンテナでは、上下筐体を閉じた状態において高いアンテナ利得を確保できるという利点があるが、上下筐体を開いた通話状態において放射素子の近傍を手で覆われた場合にアンテナ利得が劣化するという課題があった。
【００１０】
このように、内蔵型のアンテナは、特定の使用状態における利得が突起型のアンテナに比較して低くなるという課題があり、単一の内蔵型アンテナではこの課題を避けることは難しい。しかし、例えば、複数の内蔵型アンテナを上下筐体の複数の箇所に配設してそれらを切り換えるようによれば、いずれか一つの内蔵型アンテナで充分な利得が確保されていれば高いアンテナ利得が得られるということになる。
【００１１】
しかしながら、上記従来の内蔵型アンテナを複数配設するためには、上下筐体内部に複数のアンテナを内蔵するための大きな空間が必要となり、この空間を確保することは折り畳み型携帯電話機の薄型化を妨げることになる。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、様々な使用状態においても高い利得を有する内蔵アンテナを備え、かつ、薄型化が可能な折り畳み型携帯電話機を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の携帯無線機は、ヒンジ部を中心に折り畳み可能な上部筐体、下部筐体と、上部筐体、下部筐体にそれぞれ内蔵された上部アンテナ素子、下部アンテナ素子と、一端が上部アンテナ素子に電気的に接続され、他端が下部アンテナ素子に電気的に接続される給電部とを備え、上部アンテナ素子及び下部アンテナ素子がダイポールアンテナとして動作するように構成した。
【００１４】
この構成により、第１、第２の筐体に収納されたそれぞれのアンテナ素子が一体となってダイポールアンテナとしての動作を行うことになり、携帯無線機を手で保持した使用状態において高いアンテナ利得が得られるという作用を有する。
【００１５】
また、本発明の携帯無線機は、上部アンテナ素子を複数の上部アンテナ素子で構成し、複数の上部アンテナ素子切換手段によって給電部の一端に選択的に切り換えて接続するように構成した。
【００１６】
この構成により、指向性ダイバーシチ効果が得られ、かつ、通話状態において左手、右手のいずれの手で保持した場合でも高いアンテナ利得が得られる。
【００１７】
また、本発明の携帯無線機は、複数の上部アンテナ素子を給電部に電気的に接続するか、下部アンテナ素子に電気的に接続するかそれぞれ切り換え電気的に接続する切換手段を備えた構成とした。
【００１８】
この構成により、より高い指向性のダイバーシチ効果が得られるという作用を有する。
【００１９】
また、本発明の携帯無線機は、第１、第２の上部アンテナ素子と、第２の上部アンテナ素子に電気的に接続された半波長素子と、第１の上部アンテナ素子又は半波長素子のいずれかを選択的に給電部に電気的に切り換え接続する切換手段を備えた構成とした。
【００２０】
この構成により、携帯無線機が閉じられた状態においても高いアンテナ性能が得られる。
【００２１】
また、本発明の携帯無線機は、第１、第２の上部アンテナ素子と、第１、第２の上部アンテナ素子にそれぞれ電気的に接続された第１、第２の半波長素子とを備え、第１、第２の上部アンテナ素子、第１、第２の半波長素子のいずれかを選択的に給電部に電気的に切り換え接続する切換手段を備えた構成とした。
【００２２】
この構成により、携帯無線機が閉じられた状態においても高いアンテナ性能が得られ、かつ、指向性ダイバーシチ効果も合わせて得ることが可能となる。
【００２３】
また、本発明の携帯無線機は、複数の上部アンテナ素子にそれぞれ個別に対応するそれぞれのインピーダンス整合手段を備えた構成とした。
【００２４】
この構成により、携帯無線機が閉じられた状態においても高いアンテナ性能が得られる。
【００２５】
また、本発明の携帯無線機は、上部筐体及び下部筐体が互いに開かれているかどうかを検出する筐体開閉状態検出手段と、筐体開閉状態検出手段の検出結果にしたがって切換手段を制御する制御手段を備えた構成とした。
【００２６】
この構成により、携帯無線機の開閉状態に応じた高いアンテナ性能が得ることが可能となる。
【００２７】
また、本発明の携帯無線機は、無線回路部の受信レベルを判定して受信レベルが高くなるように切換手段を制御する制御手段を備えた構成とした。
【００２８】
この構成により、携帯無線機の様々な使用状態において常に高いアンテナ性能を確保することが可能となる。
【００２９】
また、本発明の携帯無線機は、上部アンテナ素子、下部アンテナ素子をそれぞれ上部筐体、下部筐体の筐体面に沿って板状に形成した構成とした。
【００３０】
この構成により、上部筐体、下部筐体にそれぞれ上部アンテナ素子、下部アンテナ素子が内蔵されているにも関わらず、上部筐体、下部筐体をそれぞれ薄型に形成することができ、携帯無線機の軽量、薄型化にも充分対応できるという作用を有する。
【００３１】
また、本発明の携帯無線機は、下部アンテナ素子を下部筐体の内部に配設されるプリント回路基板上のグランドパターンで構成し、回路基板上に無線回路部を備え、無線回路部のグランドをグランドパターンに電気的に接続し、無線回路部の給電部を上部アンテナ素子又は切換手段に電気的に接続する構成とした。
【００３２】
この構成により、高いアンテナ性能を確保するとともに、携帯無線機の薄型化がより容易に可能となる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態における携帯無線機の概略構成図である。本実施の形態における携帯無線機は、折り畳み構造を有する携帯無線機であり、図１では、開かれた状態（以下、開状態）で示している。携帯無線機は、上ケース１、下ケース２、ヒンジ部３、板状導体４、板状導体５、グランド板６、スピーカ７、操作キー８、マイク９を有している。
【００３４】
上部筐体、下部筐体にそれぞれ相当する上ケース１、下ケース２は、絶縁体である樹脂によって構成されており、一般に、長さが１００ｍｍ程度、幅が５０ｍｍ程度に設定される。上ケース１、下ケース２は、それぞれヒンジ部３において回動可能なように接続されており、これにより折り畳み型構造が形成されている。
【００３５】
上ケース１の上端部にはスピーカ７、下ケース２の下端部にはマイク９がそれぞれ配設されており、携帯無線機を使用者が手で保持して通話を行う通話状態においては、スピーカ７を耳に、マイク９を口にそれぞれ近づけて使用できるように構成されている。
【００３６】
上部アンテナ素子に相当する板状導体４、５は、例えば、長さ９０ｍｍ程度、幅１５ｍｍ程度の銅板からなり、上ケース１の内部において上ケース１の表面に沿って配設されている。また、板状導体４、５は、その厚みが、例えば、０．１ｍｍ程度に設定され、厚みが、例えば６ｍｍ程度と薄い上ケース１の内部において、スピーカ７や表示素子などの他の構成部品と構造的に干渉しないように配置されている。
【００３７】
下部アンテナ素子に相当するグランド板６は、例えば、長さ９０ｍｍ程度、幅４５ｍｍ程度の導体板からなり、下ケース２内部に配設される回路基板のグランドパターンを使用してもよい。また、グランド板６は、その厚みが１ｍｍ程度以下に設定されており、下ケース２内部の操作キー８やマイク９などの他の構成部品と構造的に干渉しないように配置されている。
【００３８】
板状導体４及び板状導体５の下部に設けられた給電点１０及び給電点１１は、給電線１２及び給電線１３によって高周波スイッチ１４に電気的に接続されている。給電線１２及び給電線１３は、自在に曲げることができるフレキシブルな線材が用いられ、これによりヒンジ部３において上ケース１が回動できるように構成されている。
【００３９】
高周波スイッチ１４は、例えば、ＦＥＴやＰＩＮダイオードで構成されており、給電線１２及び給電線１３の高周波信号を適宜（例えば、ケース１、２の向きや給電線１２、１３の高周波信号の大きさに基づいて上記高周波信号の大きい方に適宜）選択して給電部１５の一端に伝達するように構成されている。給電部１５は、下ケース２の内部に配設される送受信回路のアンテナ給電部であり、給電部１５の他端はグランド板６に接地されている。
【００４０】
以上のように構成した携帯無線機において、無線周波数を、例えば、９００ＭＨｚ（波長が約３３３ｍｍ）に設定してアンテナの動作を説明する。
高周波スイッチ１４において、Ａ側端子が選択された場合には、板状導体４が選択されることになる。この場合、板状導体４とグランド板６は、約半波長のダイポールアンテナとして動作する。また、高周波スイッチ１４がＢ側端子を選択した場合は、板状導体５とグランド板６が、同様に約半波長のダイポールアンテナとして動作する。したがって、板状導体４、５及びグランド板６は、携帯無線機の上ケース１及び下ケース２に内蔵される内蔵ダイポールアンテナとして動作することになる。
【００４１】
そして、このようにして構成された内蔵ダイポールアンテナのアンテナ電流は、板状導体４、５の上端からグランド板６の下端までの広い範囲に亙って分布することになり、したがって、例えば、使用者が下ケース２のみを手で保持した場合やヒンジ部３のみを手で保持した場合のアンテナ利得の劣化が最小限に抑えられる。これは、アンテナ電流が上ケース１の上端から下ケース２の下端まで広い範囲に分布しており、特定部分のアンテナ電流が手の影響を受けても、アンテナ全体の動作に与える影響が小さいためである。
【００４２】
図２は、図１に示す内蔵ダイポールアンテナの指向性を示す図である。図２において、指向性１６及び指向性１７はＸＹ面のＥθ（垂直偏波）成分の指向性をそれぞれ示している。指向性１８及び指向性１９はＹＺ面のＥθ成分の指向性をそれぞれ示している。
【００４３】
また、指向性１６及び指向性１８は、図１における高周波スイッチ１４のＡ側を選択した状態、すなわち板状導体４を選択した状態の指向性を示している。また、指向性１７及び指向性１９は、高周波スイッチ１４のＢ側を選択した状態、すなわち板状導体５を選択した状態の指向性を示している。
【００４４】
図２からわかるように、板状導体４を選択した場合はＹ方向の利得が高くなり、板状導体５を選択した場合は−Ｙ方向の利得が高くなる。このように、高周波スイッチ１４によって利得の高い方の板状導体４又は板状導体５を自動的に選択するように構成すれば、指向性ダイバーシチの効果が得られる。
【００４５】
次に通話状態のアンテナ利得について説明する。図３は、使用者が携帯無線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を示す図である。図３に示すように、通話状態では、携帯無線機はＺ方向から約６０度傾斜して保持されることが多い。また、使用者が携帯無線機を保持する手が左手か右手かを限定できないことが多い。したがって、携帯無線機用アンテナには図３に示す両状態において高いアンテナ利得が要求される。
【００４６】
また、携帯電話システムのような陸上移動通信システムの場合、無線基地局から携帯無線機に到来する電波は、図３に示す座標系において仰角θが９０度、すなわち水平面（ＸＹ面）方向に集中することが知られている。したがって、携帯無線機用アンテナには図３に示す両状態において、水平面方向の高いアンテナ利得が要求される。
【００４７】
図４は、図１に示す携帯無線機を６０度傾斜して配置した状態、すなわち図３に示す通話状態に置かれた場合のＸＺ面指向性を示している。なお、図４における座標系は図３に示す座標系と対応している。
【００４８】
図４において、指向性２０及び指向性２１は左手で保持する場合のＸＺ面のＥθ（垂直偏波）成分の指向性をそれぞれ示している。指向性２２及び指向性２３は右手で保持する場合のＸＺ面のＥθ（垂直偏波）成分の指向性をそれぞれ示している。
【００４９】
また、指向性２０及び指向性２２は、図１における高周波スイッチ１４のＡ側を選択した状態、すなわち板状導体４を選択した状態の指向性を示している。また、指向性２１及び指向性２３は、高周波スイッチ１４のＢ側を選択した状態、すなわち板状導体５を選択した状態の指向性を示している。
【００５０】
図４からわかるように、左手で保持した場合は、板状導体５を選択した状態の指向性２１の方がＸＹ面の利得が高いことがわかる。また、右手で保持した場合は、板状導体４を選択した状態の指向性２２の方がＸＹ面の利得が高いことがわかる。このように、本実施の形態では、右手で保持した場合と、左手で保持した場合とで、それぞれ異なる板状導体４、５の方が、利得が大きくなるので、このことを利用して、例えば、図示していないが、ケース１、２の向き、すなわち、右手で保持しているか、左手で保持しているかを自動的に検出する検出手段を設け、この検出手段によって検出したケース１、２の向きによって、図１に示す高周波スイッチ１４を自動的に上記利得の大きい方に切り換える切換手段を設けたり、或いは、板状導体４、５のそれぞれの利得を測定する測定手段と、この測定手段によって測定された利得を基に利得の高い方に自動的に切り換える切換手段とを設けたりすることにより、左手又は右手で保持したいずれの通話状態においても高いアンテナ利得が得られるようにすることができる。
【００５１】
なお、本実施の形態においては、上ケース１に二つの板状導体を内蔵してそれらを切り換えるように構成しているが、上ケースに単一の板状導体を設ける構成としても良い。この場合は、指向性ダイバーシチの効果は得られないが、通話状態におけるアンテナ利得は高くできるという効果がある。
【００５２】
また、上ケース１に内蔵する板状導体の形状は、本実施の形態に示すものに限らず、下ケース２に内蔵されるグランド板とともに約半波長のダイポールアンテナとして動作する構成であれば同様な効果が得られる。
【００５３】
また、上ケース１に内蔵される板状導体は、例えば、液晶ディスプレイを機構的に支持する導体で構成されてもよいし、又は、上ケース１の樹脂表面に貼り付けられた導体薄膜や又は樹脂内部に埋設された導体薄膜で構成されてもよい。
【００５４】
また、上ケース１に内蔵される板状導体は、通話状態において使用者の頭部、特に耳の近接による影響を軽減するために、上ケース１のスピーカ７が配置される面から離れた位置、すなわちスピーカ７が配置される面に対向する面に極力近い位置に配置されることが望ましい。
【００５５】
（第２の実施の形態）
図５は、本発明の第２の実施の形態における携帯無線機の概略構成図である。本実施の形態における携帯無線機も、折り畳み構造を有する携帯無線機であり、図５では、開かれた状態（以下、開状態）を示している。図５において、図１と同一の符号を付したものは、図１と同一のものを示しており、ここではその詳細な説明を省略する。
【００５６】
図５に示す携帯無線機は、図１に示す携帯無線機において、非選択状態の板状導体４又は板状導体５をグランド板６にそれぞれ接地するように構成したものである。
図５において、給電線１２、１３は、それぞれ高周波スイッチ２４、２５に接続される。高周波スイッチ２４は、給電線１２の電気信号を給電部１５に伝達するか又はグランド板６に接地するかを切り換える動作を行う。また、高周波スイッチ２５は、給電線１３の電気信号を給電部１５に伝達するか又はグランド板６に接地するかを切り換える動作を行う。
【００５７】
ここで、例えば、高周波スイッチ２５の端子Ｂ１側が選択されて板状導体５が給電部１５に接続された場合は、高周波スイッチ２４は端子Ａ２側が選択されて板状導体４はグランド板６に接地される。逆に、高周波スイッチ２４の端子Ａ１側が選択されて板状導体４が給電部１５に接続された場合は、高周波スイッチ２５は端子Ｂ２側が選択されて板状導体５はグランド板６に接地されるように動作する。
【００５８】
図６は、上記のように動作させた状態の指向性を示す。図６において、指向性２６及び指向性２７はＸＹ面のＥθ（垂直偏波）成分の指向性をそれぞれ示している。指向性２８及び指向性２９はＹＺ面のＥθ成分の指向性をそれぞれ示している。
【００５９】
また、指向性２６及び指向性２８は、図５における高周波スイッチ２４の端子Ａ１側と高周波スイッチ２５の端子Ｂ２側とを選択した状態、すなわち板状導体４に給電を行い板状導体５をグランド板６に接地した状態の指向性を示している。また、指向性２７及び指向性２９は、板状導体５に給電を行い板状導体４をグランド板６に接地した状態の指向性を示している。
【００６０】
図６からわかるように、板状導体４を給電した場合はＹ方向の利得が高くなり、板状導体５を給電した場合は−Ｙ方向の利得が高くなる。この傾向は、図２に示す傾向と同様ではあるが、最大利得の変化量が図６の方が大きいことがわかる。これは、給電を行っていない側の板状導体をグランド板６に接地することにより、これらが反射素子として動作するためである。このように、図５に示す構成で得られる指向性ダイバーシチ効果は、図１に示す構成で得られるそれよりも高くなる。
【００６１】
なお、高周波スイッチ２４及び高周波スイッチ２５の構成は本実施の形態に示すものに限らず、板状導体を給電するか又はグランド板に接地するかを切り換えられる構成であれば同様な効果が得られる。
【００６２】
（第３の実施の形態）
図７は、本発明の第３の実施の形態における携帯無線機の概略構成図である。本実施の形態における携帯無線機も折り畳み構造を有する携帯無線機であり、図７では、開かれた状態（以下、開状態）を示している。図７において、図１と同一の符号を付したものは、図１と同一のものを示しており、ここではその詳細な説明は省略する。
【００６３】
図７に示す携帯無線機は、図１に示す携帯無線機において、板状導体５と高周波スイッチ３１との間にヘリカル素子３０を挿入するように構成したものである。
図７において、ヘリカル素子３０は導線をコイル状に巻いて構成されるもので、その電気長は動作周波数（例えば、９００ＭＨｚ）において略半波長に設定される。このヘリカル素子３０が板状導体５と高周波スイッチ３１との間に挿入されることで、板状導体５を励振する位相が反転されることになる。
【００６４】
図８、図９は、図７に示す携帯無線機の上ケース１及び下ケース２を閉じた状態（以下、閉状態）を示している。なお、図８は、図７に示す高周波スイッチ３１の端子Ａ１側が選択された状態、すなわち板状導体４が選択された状態を示しており、図９は、図７に示す高周波スイッチ３１の端子Ａ２側が選択された状態、すなわち板状導体５が選択された状態を示している。
【００６５】
図８に示した状態では、板状導体４及びグランド板６上に分布するアンテナ電流の位相は矢印に示すようになる。このため、板状導体４及びグランド板６上のアンテナ電流がそれぞれ打ち消し合い放射抵抗が極めて低くなるため、アンテナの放射効率が低下してインピーダンス不整合損失が増大する。その結果、この状態のアンテナ利得は低くなり、帯域幅が減少する。
【００６６】
これに対して、図９に示すような高周波スイッチ３１の端子Ａ２側が選択された状態、すなわちヘリカル素子３０及び板状導体５が選択された状態においては、板状導体５及びグランド板６上に分布するアンテナ電流の位相が一致する。
【００６７】
図１０は、図９に示す状態のＸＹ面及びＸＺ面におけるＥθ成分の指向性を示している。図１０からわかるように、水平面（ＸＹ面）においてはほぼ無指向性となり、ＸＺ面は８の字形の指向性となることがわかる。この状態においては、高いアンテナ利得と広い帯域幅が確保できる。
【００６８】
以上のように、高周波スイッチ３１を開状態においては端子Ａ１側へ、閉状態においては端子Ａ２側へ切り換えることで、両状態において高いアンテナ性能が得られる。
【００６９】
なお、ヘリカル素子３０は、電気長が略半波長となるものであれば同様の効果が得られ、例えば、プリント基板や絶縁体に印刷されたミアンダ状のパターンであってもよい。また、ヘリカル素子３０を板状導体５の一部としてミアンダ状の導体で構成してもよい。
【００７０】
（第４の実施の形態）
図１１は、本発明の第４の実施の形態における携帯無線機の概略構成図である。本実施の形態における携帯無線機も、折り畳み構造を有する携帯無線機であり、図１１では、開かれた状態（以下、開状態）を示している。図１１において、図７と同一の符号を付したものは、図７と同一のものを示しており、ここではその詳細な説明を省略する。
【００７１】
図１１に示す携帯無線機は、図７に示す携帯無線機において、板状導体４の給電点３４と高周波スイッチ３３との間にヘリカル素子３２を挿入し、板状導体５の給電点１１と高周波スイッチ３３とを接続したものである。
図１１において、ヘリカル素子３２はヘリカル素子３０と同一の電気特性を有するものである。高周波スイッチ３１及び高周波スイッチ３３は高周波スイッチ３６によって選択されて給電部１５に給電される。
【００７２】
上記のような構成において、高周波スイッチ３１の端子Ａ１側及び高周波スイッチ３３の端子Ｂ１側が選択された状態においては、図１に示す構成と同様な板状導体４又は板状導体５とグランド板６から構成されるダイポールアンテナとして動作する。開状態においてはこの状態を選択することが望ましく、その場合、高いアンテナ利得が得られる。そして、この時、高周波スイッチ３６によって板状導体４又は板状導体５が選択されることで、指向性ダイバーシチの効果が得られる。
【００７３】
次に、閉状態においては、高周波スイッチ３１の端子Ａ２側及び高周波スイッチ３３の端子Ｂ２側が選択された状態が望ましい。この状態では、図９に示す構成と同様なアンテナ動作となり、閉状態において高いアンテナ利得が得られる。この時、高周波スイッチ３６によって板状導体４又は板状導体５が選択されることで、閉状態における指向性ダイバーシチの効果が得られる。
【００７４】
（第５の実施の形態）
図１２は、本発明の第５の実施の形態における携帯無線機の概略構成図である。本実施の形態における携帯無線機も折り畳み構造を有する携帯無線機であり、図１２では、開かれた状態（以下、開状態）を示している。図１２において、図７と同一の符号を付したものは図７と同一のものを示しており、ここではその詳細な説明を省略する。
【００７５】
図１２に示す携帯無線機は、図７に示す携帯無線機において、整合回路３７、整合回路３８を追加しており、開状態において板状導体４を選択した場合、又は、閉状態において板状導体５を選択した場合の両方に対して適切なインピーダンス整合を行うように構成したものである。
【００７６】
また、制御部３９、マグネットスイッチ４０及び永久磁石４１を追加することで、携帯無線機の開状態又は閉状態を検出して、それに応じて高周波スイッチ３１を切り換えるように構成したものである。
【００７７】
図１２において、整合回路３７及び整合回路３８は、例えば、インダクタンスとコンデンサなどの集中定数素子で構成される。整合回路３７は、開状態における板状導体４とグランド板６で構成されるダイポールアンテナのインピーダンスを給電部１５のインピーダンス（一般に５０Ω）に整合させるように動作する。また、整合回路３８は、閉状態における板状導体５、ヘリカル素子３０及びグランド板６で構成されるアンテナのインピーダンスを給電部１５のインピーダンスに整合させるように動作する。
【００７８】
このように、各板状導体や開閉状態に対して適切な整合回路を設けることで、各状態におけるアンテナ性能がさらに高くなる。
【００７９】
次に、例えば、閉状態においては、マグネットスイッチ４０と永久磁石４１が近接するため、マグネットスイッチ４０がＯＮ状態となり、制御部３９がこれを検出して高周波スイッチ３１を端子Ｂ側に切り換えるように動作する。一方、開状態ではマグネットスイッチ４０がＯＦＦ状態となり、高周波スイッチ３１を端子Ａ側に切り換えられる。
【００８０】
このように、開閉状態を検出した結果に応じて適切なアンテナの状態を選択することで、両状態において高いアンテナ利得が得られる。
【００８１】
なお、整合回路は集中定数素子から構成されるものに限らず、例えば、プリント基板上に配設された平面回路で構成されてもよい。また、開閉状態を検出する手段はマグネットスイッチと永久磁石に限らず、例えば、ヒンジ部の機構的な動作を検出する手段であってもよいし、又は、携帯無線機の通話モードや待受モードなどの動作状態に連動した手段であってもよい。
【００８２】
（第６の実施の形態）
図１３は、本発明の第６の実施の形態における携帯無線機の概略構成図である。本実施の形態の携帯無線機も折り畳み構造を有する携帯無線機であり、図１３では、開かれた状態（以下、開状態）を示している。図１３において、図７、図１２と同一の符号を付したものは図７、図１２に示すものと同一のものを示しており、ここではその詳細な説明を省略する。
【００８３】
図１３に示す携帯無線機は、図７に示す携帯無線機におけるグランド板６をプリント基板４２上のグランドパターン４３で構成したものであり、このプリント基板４２上に実装された無線回路部４４及びレベル判定部４５を追加したものである。
【００８４】
図１３において、プリント基板４２は、例えば、板厚が１ｍｍ程度のガラスエポキシ基板が用いられる。グランドパターン４３は、プリント基板４２の表面又は内層に印刷された銅箔パターンで形成されている。このグランドパターン４３は、図７におけるグランド板６と同様なアンテナ動作上の機能を果たす。このように構成することにより、アンテナとして動作するグランド板を元来必要な構成要素であるプリント基板４２と重ねて設ける必要がないので、携帯無線機の下ケース２の薄型化を実現できる。
【００８５】
無線回路部４４は、送信回路、受信回路で構成され、シールドケースなどの電磁的遮蔽手段によって覆われている。高周波スイッチ３１によって選択された信号は、無線回路部４４に伝達されて、無線回路部４４のグランドは、グランドパターン４３に接地される。このように構成されることで、板状導体４、５とグランドパターン４３とで構成されるアンテナが、無線回路部４４によって給電されることになる。
【００８６】
次に、レベル判定部４５は、無線回路部４４を構成する受信回路において得られた受信レベルの高低を判定する機能とそれに応じて高周波スイッチ３１を切り換える機能とを有する。具体的には、高周波スイッチ３１を端子Ａ側又は端子Ｂ側に切り換えた場合のそれぞれの受信レベルを判定し、受信レベルが高い方を選択するように動作する。これらの一連の動作を、例えば、携帯電話システムの時分割多元接続（ＴＤＭＡ）方式における適切なタイミングにおいて継続的に行うことで、常に高いアンテナ利得が確保できる。
【００８７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の携帯無線機によれば、上部筐体に設けた上部アンテナ素子と、下部筐体に設けた下部アンテナ素子によってダイポールアンテナを構成するようにしており、携帯無線機を手で保持した状態においても比較的高いアンテナ利得が得られるという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における携帯無線機の概略構成図
【図２】同携帯無線機のアンテナ指向性を示す図
【図３】同携帯無線機の使用状態を説明するための説明図
【図４】同携帯無線機の６０度傾斜状態におけるアンテナ指向性を示す図
【図５】本発明の第２の実施の形態における携帯無線機の概略構成図
【図６】同携帯無線機のアンテナ指向性を示す図
【図７】本発明の第３の実施の形態における携帯無線機の概略構成図
【図８】同携帯無線機の閉状態（第１）の動作を示す説明図
【図９】同携帯無線機の閉状態（第２）の動作を示す説明図
【図１０】同携帯無線機のアンテナ指向性を示す図
【図１１】本発明の第４の実施の形態における携帯無線機の概略構成図
【図１２】本発明の第５の実施の形態における携帯無線機の概略構成図
【図１３】本発明の第６の実施の形態における携帯無線機の概略構成図
【符号の説明】
１　　上ケース（上部筐体）
２　　下ケース（下部筐体）
３　　ヒンジ部
４　　板状導体（上部アンテナ素子）
５　　板状導体（上部アンテナ素子）
６　　グランド板（下部アンテナ素子）
７　　スピーカ
８　　操作キー
９　　マイク
１０、１１、３４、３５　　給電点
１２、１３　　給電線
１４、２４、２５、３１、３３、３６　　高周波スイッチ
１５　　給電部
３０、３２　　ヘリカル素子
３７、３８　　整合回路
３９　　制御部
４０　　マグネットスイッチ
４１　　永久磁石
４２　　プリント基板
４３　　グランドパターン（下部アンテナ素子）
４４　　無線回路部
４５　　レベル判定部

Claims

ヒンジ部を中心に折り畳み可能な上部筐体、下部筐体と、前記上部筐体、下部筐体にそれぞれ内蔵された上部アンテナ素子、下部アンテナ素子と、一端が前記上部アンテナ素子に電気的に接続され、他端が前記下部アンテナ素子に電気的に接続される給電部とを備え、前記上部アンテナ素子及び前記下部アンテナ素子がダイポールアンテナとして動作するように構成したことを特徴とする携帯無線機。
前記上部アンテナ素子を複数の上部アンテナ素子で構成し、前記複数の上部アンテナ素子を切換手段によって前記給電部の一端に選択的に切り換えて接続するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の携帯無線機。
前記複数の上部アンテナ素子を前記給電部に電気的に接続するか、前記下部アンテナ素子に電気的に接続するかそれぞれ切り換え電気的に接続する切換手段を備えたことを特徴とする請求項２に記載の携帯無線機。
第１、第２の上部アンテナ素子と、前記第２の上部アンテナ素子に電気的に接続された半波長素子と、前記第１の上部アンテナ素子又は前記半波長素子のいずれかを選択的に前記給電部に電気的に切り換え接続する切換手段を備えたことを特徴とする請求項２に記載の携帯無線機。
第１、第２の上部アンテナ素子と、前記第１、第２の上部アンテナ素子にそれぞれ電気的に接続された第１、第２の半波長素子とを備え、前記第１、第２の上部アンテナ素子、前記第１、第２の半波長素子のいずれかを選択的に前記給電部に電気的に切り換え接続する切換手段を備えたことを特徴とする請求項２記載の携帯無線機。
前記複数の上部アンテナ素子にそれぞれ個別に対応するそれぞれのインピーダンス整合手段を設けたことを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１記載の携帯無線機。
前記上部筐体及び前記下部筐体が互いに開かれているかどうかを検出する筐体開閉状態検出手段と、前記筐体開閉状態検出手段の検出結果にしたがって前記切換手段を制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１記載の携帯無線機。
無線回路部の受信レベルを判定して受信レベルが高くなるように前記切換手段を制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１記載の携帯無線機。
前記上部アンテナ素子、前記下部アンテナ素子がそれぞれ前記上部筐体、前記下部筐体の筐体面に沿って板状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１記載の携帯無線機。
前記下部アンテナ素子を前記下部筐体の内部に配設されるプリント回路基板上のグランドパターンで構成し、前記回路基板上に無線回路部を備え、前記無線回路部のグランドを前記グランドパターンに電気的に接続し、前記無線回路部の給電部を前記上部アンテナ素子又は切換手段に電気的に接続することを特徴とする請求項９記載の携帯無線機。