JP2003008330A - 携帯端末機 - Google Patents

携帯端末機

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Abstract

(57)【要約】 【課題】複数の周波数帯域で使用でき、小型で安価な、
ブロック化したバズーカ型バランを備えた携帯端末機を
提供する。 【解決手段】送受信回路部5が設けられた第1のプリン
ト配線基板1に設けられた第2のプリント配線基板2
と、第2のプリント配線基板に設けられ第1の周波数の
信号を送受信するための第1のアンテナ3及び第2の周
波数の信号を送受信するための第2のアンテナ4と、送
受信回路部と第1及び第2のアンテナとを接続する同軸
ケーブル7と、第2のプリント配線基板に設けられ同軸
ケーブルと前記第1及び第2のアンテナとの間に接続さ
れる平衡−不平衡変換器8とを備え、平衡−不平衡変換
器は、第1の共振導体80Aと、第2の共振導体80B
とが離間してアンテナ側の先端が開放状態で、板状の誘
電体81表面に形成され、第1及び第2の共振導体の他
端側は板状の誘電体裏面側で短絡された状態で外部導体
71に接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、普通の携帯電話機
とPHSのように多周波数で使用される携帯端末機に関
し、特に、SAR(Specific Absorpt
ion Rate)の改善に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、携帯電話機等の携帯端末機の普及
に伴って端末機から輻射される電波の人体への影響、特
に使用者の人体頭部への影響(SAR)が喧伝されてい
る。携帯端末機においては、アンテナの腹部に電流が集
中し、この結果、アンテナ給電点等の輻射源近傍の人体
頭部に電磁界が集中してSARが増大することになる。
このようなSARの改善について防護指針も開示されつ
つある。
【0003】携帯電話機においては、従来からモノポー
ル・アンテナが広く用いられてきたが、モノポール・ア
ンテナは、アンテナ素子とアンテナ地板とで所望の周波
数で共振し1つのアンテナを構成するため、アンテナ電
流に応じて携帯電話機のPCB(プリント配線基板)を
地板とする地板電流が流れる。SARを低減するには、
実使用状態で人体頭部の近傍電磁界の強度を低減すれば
よいが、地板電流を制御することができないため、近傍
電磁界を制御、低減することができない等の理由によ
り、モノポール・アンテナ方式ではSARを改善するこ
とは難しい。
【0004】そこで、PCBに地板電流を流さないダイ
ポール・アンテナ(平衡給電アンテナ)を採用するのが
有利となる。ダイポール・アンテナへの給電は、通常、
同軸ケーブル(セミリジッドケーブル)により行われる
が、図4(a)に示すように、ダイポール・アンテナ1
0に同軸ケーブル11のような不平衡回路で給電する
と、同軸ケーブルの外部導体に図示のような漏れ電流が
生じるため、ダイポール・アンテナと同軸ケーブルの間
に平衡−不平衡変換器、いわゆるバラン(Balun)
と呼ばれるものを接続して漏れ電流をなくすようにして
いる。
【0005】このようなバランとして、図5(a)に示
すトランスフォーマ型のものが広く用いられている。ま
た、同図(b)、(c)に示すような、集中定数を用い
たブリッジ型やラダー型のバランを用いることもでき
る。
【0006】しかしながら、携帯電話機の周波数帯域は
約1000MHz 以上であり、近年ではさらに高い周波
数帯域の仕様のシステムも出現してきている。周波数帯
域が例えばW−CDMAのように約2000MHz 以上
のマイクロ波になると、図5のような方式のバランでは
高周波損失が大きくなり、実用的でなくなる。
【0007】一方、図4(b)に示すような、同軸ケー
ブル11の端部に、この位置では電気的に開放端となる
λ/4(λは送受信する信号の波長)の長さの円筒を被
せたいわゆるバズーカ(Bazooka)12と呼ばれ
る方式のバランがある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述のバズーカ型バラ
ンは高い周波数帯域でも良好な電気的性能を示すが、例
えば800MHz 帯域で使用する普通の携帯電話機に適
用しようとすると、λ/4の円筒の長さは約90mmに
もなり、実用的ではないという問題があった。
【0009】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、複数の周波数帯域で使用でき、小型で安価
な、ブロック化したバズーカ型バランを備えた携帯端末
機を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明による携帯端末機は、送受信回路部が設け
られた第1のプリント配線基板に設けられた第2のプリ
ント配線基板と、前記第2のプリント配線基板に設けら
れ第1の周波数の信号を送受信するための第1のアンテ
ナ及び第2の周波数の信号を送受信するための第2のア
ンテナと、前記送受信回路部と第1及び第2のアンテナ
とを接続する同軸ケーブルと、前記第2のプリント配線
基板に設けられ前記同軸ケーブルと前記第1及び第2の
アンテナとの間に接続されるブロック型の平衡−不平衡
変換器とを備え、前記平衡−不平衡変換器は、前記第1
の周波数に応じた長さを有する第1の共振導体と、前記
第2の周波数に応じた長さを有する第2の共振導体とが
離間してアンテナ側の先端が開放状態で、板状の誘電体
表面に形成され、これら第1及び第2の共振導体の他端
側は前記板状の誘電体裏面側で短絡された状態で前記同
軸ケーブルの先端部における外部導体に接続されている
ことを特徴とする。
【0011】また、本発明による携帯端末機は、前記板
状の誘電体は、高誘電率を有することを特徴とする。ま
た、本発明による携帯端末機は、前記第1及び第2のア
ンテナはそれぞれ、独立したダイポール・アンテナとし
て機能することを特徴とする。さらに、前記第2のプリ
ント配線基板及び平衡−不平衡変換器は、前記第1のプ
リント配線基板から電気的に浮き上がっていることを特
徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照して詳細に説明する。図1は本発明の実施の形
態による使用周波数f1、f2を有する携帯電話機にお
けるアンテナ構造を示す構成図であり、(a)は平面
図、(b)は側面図である。また、図2はアンテナPC
B2の裏面図である。
【0013】図1において、1は端末機本体のPCB、
2はPCB1の上部に配されたアンテナPCB、3はア
ンテナPCB2に設けられた周波数f1の信号の送受信
をするのに用いられる第1のダイポール・アンテナ、4
はアンテナPCB2に設けられた周波数f2の信号の送
受信に用いられる第2のダイポール・アンテナ(以下、
単にアンテナと言う)である。5はPCB1の下部に設
けた送受信回路部である。一般に携帯電話機において
は、図1に示すように、PCB1の上部にアンテナが配
置され、PCB1の下部に送受信回路部が配置されてい
る。
【0014】7は各アンテナ3、4の給電点22、23
と送受信回路部5とを接続する同軸ケーブル、8はアン
テナPCB2上にアンテナが形成された面と同一面に配
置された平衡−不平衡変換器としての、ブロック型のバ
ズーカ型多周波共振バラン(以下、単にバズーカ型バラ
ンという)である。80A,80Bはバズーカ型バラン
の共振導体である。同軸ケーブル7の中心導体72は、
アンテナPCB2の裏面に形成されたマイクロストリッ
プライン21に接続され、このマイクロストリップライ
ン21は配線24を介して給電点23に接続されてい
る。また、同軸ケーブル7の外部導体71は、アンテナ
PCB2の裏面から表面にわたって形成されているグラ
ンドパターン20に接続され、このグランドパターン2
0は、配線25を介して給電点22に接続されている
(図1(a),図2,図4)。
【0015】上記バズーカ型バラン8とアンテナPCB
2は、図1(b)に示すように同軸ケーブル7を折り曲
げることにより、PCB1から浮き上がった状態で取り
付けられている。図示した状態では、アンテナPCB2
がPCB1から間隔dだけ浮き上がっている。
【0016】図3はバズーカ型バラン8の構成を、図4
はバズーカ型バラン8のアンテナPCB2への取付状態
を示している。バズーカ型バラン8は、図3に示すよう
に共振導体80と、板状の誘電体81とを有している。
共振導体80は、図3(a)に示すように、第1の周波
数(f1)に応じた長さを有する第1の共振導体80A
と、第2の周波数(f2)に応じた長さを有する第2の共
振導体80Bとが離間してアンテナ側に配置される先端
が開放状態で、他端側は、板状の誘電体81を挟持する
ように折り曲げられ、板状の導体80Cを介して短絡さ
れ、一体的に形成されている。
【0017】この共振導体80は、図3(b)に示すよ
うにその折曲部に板状の誘電体を挿入することによりバ
ズーカ型バラン8を構成する。すなわち、板状の誘電体
81の表面に第1の共振導体80Aと第2の共振導体8
0Bとが形成され、板状の誘電体81の裏面側に第1の
共振導体80Aと第2の共振導体80Bとが板状の導体
80Cを介して短絡されるように形成される。このよう
に構成されたバズーカ型バラン8は、アンテナ側に配置
される先端が開放端であるように図4に示すようにアン
テナPCB2に形成されたグランドパターン20上に載
置され、グランドパターン20と板状の導体80Cとが
接続される。なお、共振導体は銀ペースト等で誘電体板
に印刷された後焼結されたいわゆるセラミック配線板状
の構造でもよい。
【0018】バズーカ型バラン8の第1の共振導体80
Aは、例えば、普通の携帯電話機の周波数帯域であるf
1用に用いられ、電気長λg1/4を有する。また、第
2の共振導体80Bは、例えばW−CDMA等の高い周
波数帯域であるf2用に用いられ、電気長λg2/4を
有している。バズーカ型バラン8はλg1/4共振器、
λg2/4共振器を構成している。以上により、多周波
対応のバランとしてのバズーカ8が構成される。
【0019】ここで、λg1、λg2はバズーカ型バラ
ン8を構成する誘電体の比誘電率をεrとすると、λg
1≒λ1/√εr、λg2≒λ2/√εrである。この
ように、第1の共振導体80A,第2の共振導体80B
の電気長を、本来、それぞれ、λ1/4、λ2/4の長
さが必要であるのに対し、バズーカ型バラン8を構成す
る誘電体の比誘電率εrにより1/√εrに短縮するこ
とができる。このため、高誘電率を有する例えば、誘電
体セラミックを用いることにより、バズーカ型バラン8
を小型に形成することができる。例えば、誘電体セラミ
ックの比誘電率をεr=40、f1=840MHzとす
ると、第1の共振導体の長さは14mm程度(従来の図
5(b)に示すバズーカ型バランでは90mm)に短縮
することができる。
【0020】尚、本実施の形態においては、図1に示す
ような2つのダイポール・アンテナからなる多線状共振
ダイポール・アンテナを用いた場合について説明した
が、アンテナの形式については特に問わない。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、複
数の使用周波数の異なるアンテナを設けると共に、各ア
ンテナに給電する同軸ケーブルの端部に、バズーカ型に
構成されたブロック型の板状誘電体と、複数の共振点を
有する共振導体からなる多周波数対応の平衡−不平衡変
換器を設けるように構成にしたので、携帯端末機のPC
Bにアンテナ電流を流すことなく、使用者頭部の近傍電
磁界を低減させてSARを改善することができ、多周波
数対応の携帯電話機等の携帯端末機を実現することがで
きる。
【0022】また、上記共振導体はその折曲部に挿入さ
れる誘電体の誘電率に応じて小型化することができ、ま
た誘電体の形状が板状に形成すればよいので、安価に製
造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態による携帯電話機のアン
テナ構造を示す正面図及び側面図。
【図2】 図1におけるアンテナPCBの裏面図。
【図3】 バズーカ型バランの組立て斜視図。
【図4】 バズーカ型バランのアンテナPCBへの取付
状態を示す説明図。
【図5】 同軸ケーブルに漏れ電流が生じることを説明
する構成図及びバズーカを説明する構成図。
【図6】 従来のバランの構成例を示す回路図。
【符号の説明】
1 電話機本体のPCB(プリント配線基板) 2 アンテナPCB(プリント配線基板) 3 第1のダイポール・アンテナ(f1用) 4 第2のダイポール・アンテナ(f2用) 5 送受信回路部 7 同軸ケーブル 20 グランドパターン 21 マイクロストリップライン 71 外部導体 72 中心導体 8 バズーカ型バラン 80A 第1の共振導体 80B 第2の共振導体 80C 板状の導体

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 送受信回路部が設けられた第1のプリン
    ト配線基板に設けられた第2のプリント配線基板と、 前記第2のプリント配線基板に設けられ第1の周波数の
    信号を送受信するための第1のアンテナ及び第2の周波
    数の信号を送受信するための第2のアンテナと、 前記送受信回路部と第1及び第2のアンテナとを接続す
    る同軸ケーブルと、 前記第2のプリント配線基板に設けられ前記同軸ケーブ
    ルと前記第1及び第2のアンテナ素子との間に接続され
    るブロック型の平衡−不平衡変換器とを備え、 前記平衡−不平衡変換器は、 前記第1の周波数のに応じた長さを有する第1の共振導
    体と、前記第2の周波数に応じた長さを有する第2の共
    振導体とが離間してアンテナ側の先端が開放状態で、板
    状の誘電体表面に形成され、これら第1及び第2の共振
    導体の他端側は前記板状の誘電体裏面側で短絡された状
    態で前記同軸ケーブルの先端部における外部導体に接続
    されていることを特徴とする携帯端末機。
  2. 【請求項2】 前記板状の誘電体は、高誘電率を有する
    ことを特徴とする請求項1に記載の携帯端末機。
  3. 【請求項3】 前記第1及び第2のアンテナは各々、独
    立したダイポール・アンテナとして機能することを特徴
    とする請求項1又は2のいずれかに記載の携帯端末機。
  4. 【請求項4】 前記第2のプリント配線基板及び平衡−
    不平衡変換器は、前記第1のプリント配線基板から電気
    的に浮き上がっていることを特徴とする請求項1乃至3
    のいずれかに記載の携帯端末機。
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