JP2003037411A - 携帯用無線機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 使用者側への電磁波の再輻射を軽減して、電
磁波が使用者に与える影響を少なくし、且つ実際に使用
するときアンテナ利得を向上させた携帯用無線機を提供
すること。 【解決手段】 携帯用無線機配線板８における受話器14
が開口してない面の側に主アンテナ５の保持部６を配備
し、保持部６を配備した位置近辺において無線機送信周
波数に同調した長さの副アンテナ（例えばモノポールア
ンテナ）11を受話器14が開口していない面の側に設けら
れた接地面９と接続したこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、通信用の主アンテ
ナとは別個に設けられて、使用者への輻射電磁波を低減
させるための副アンテナを内蔵する携帯用無線機に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】現在、携帯用無線機の一種として日本国
内で多量に使用されているディジタル型携帯電話機は、
使用周波数が８００ＭＨｚ帯及び１.５ＧＨｚ帯で、送
信電力が１Ｗ以下、またＰＨＳ型電話機は使用周波数が
１.９ＧＨｚ帯で、送信電力が０.１Ｗ以下となってい
る。携帯電話機に使用する電磁波は使用者にも照射され
るため、電磁波に対する安全性については、各国別に定
めている安全基準を通常は満足していることは当然であ
る。しかし、その安全性が充分に確認されているとは限
らないから、送信電力は小さいに越したことはなく、ま
た使用者としても人体への輻射電力を減少するような使
用方法を考慮する必要がある。携帯電話機は、使用者が
乗り物を利用して移動中であっても、また地下街・地下
鉄車内に居ても使用できることが望まれるので、電話機
の送信電力を小さくすることは通常は実現できない。

【０００３】また、通常の携帯電話機について、使用者
が通話時に耳横で傾斜させることが受話器及びマイクロ
ホンと口との関係で必要となり、電話機のアンテナが水
平に近く傾くため、基地局からの垂直偏波を明瞭に受信
することはできなかった。また電話機使用中に使用者が
向いている方向によっては、携帯電話機と基地局との間
に使用者の身体が挟まれる形になるため、携帯電話機ア
ンテナの指向性が極めて悪くなることがあった。特開平
２０００−４０９１０号公報には、金属プレートを使用
して、アンテナ指向性を改良するための技術が記述され
ている。

【０００４】図７は、前記公報記載のアンテナとアース
基板部分の説明用斜視図である。図７において、主アン
テナ１はホルダ２により保持されている。そしてアース
基板３は図示しない電話機筐体中に挿入される。図７に
おいて、アース基板３の左側の面をアース面20としてい
て、アース面20の上方にプレート４の一方端を固着して
いる。主アンテナ１はホルダ２により伸縮自在に支持さ
れ、主アンテナ１にはホイップ状エレメント本体と、そ
の上部先端に電気的に絶縁されたコイル状エレメントと
が設けられている。

【０００５】そして、図示しない電話機動作回路などが
アース面20の後方側に取り付けられていて、さらに図示
しない整合部を介して主アンテナ１は動作回路と接続さ
れている。なお、プレート４の他方端はアース面20との
接続がなく、丁度アース面20に対して一定の距離だけ隔
たった板材となっている。このときプレート４とホルダ
２との位置関係を見ると、アース基板３を挟んでプレー
ト４はホルダ２の反対側の面に位置しているが、対向は
してない。即ち図７の場合、アンテナ１とホルダ２は、
通常使用者に対する受話器開口部とは反対側となるよう
に携帯電話機に保持されているから、プレート４は使用
者の頭部に接近した側に配置されている。

【０００６】図７に示す携帯電話機において、主アンテ
ナ１から送信電磁波が全て送出されることはなく、主ア
ンテナと送信回路との間に整合回路を使用しても、送出
されない電流が主アンテナ１から送信回路の方へ戻って
来て、アース基板３に流れる。その理由を下記に説明す
る。主アンテナ１の電気長をλ／２（λは送信電磁波の
波長）とすることによって、基本的にアース基板３に電
流が流れない構成とすることができる。そのとき整合回
路で最適にマッチングさせるから、理論的にはアース基
板３に電流が流れない。

【０００７】しかしながら、電気長をλ／２に調整した
主アンテナ１をマッチングさせると動作帯域が狭くな
り、例えば上記の場合は受信側周波数の損失が多大とな
る。特に次世代携帯電話機として開発中の２ＧＨｚ帯使
用の装置では、送信周波数と受信周波数との間隔が広い
ため、送信周波数に対してアンテナ部分の整合をとる
と、受信周波数に対しては整合状態から大きく離れる。
そのため、例えば主アンテナ１の電気長をλ・３／８程
度に選定した場合は、アース基板３に電流の流れること
は避けられない。

【０００８】次に、前記プレート４を設けたことによる
作用効果について、以下に説明する。前記アース基板３
は携帯電話機筐体内に内蔵され、携帯電話機の送信中に
おいて、アース基板３に流れる電流をプレート４を設け
ない場合と比較して減少させることができるので、使用
者の頭部にアンテナ１が近接していても、携帯電話機の
垂直方向及び水平方向の指向性を改善することができ
る。それは、携帯電話機を街中或いは屋内で使用したと
き、壁などで反射した影響により垂直偏波の軸が傾いて
も、主偏波と交差偏波との合成でアンテナ利得を向上さ
せることができるからである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
技術では下記するような問題点が生じた。従来の携帯電
話機では使用時に主アンテナ１を筐体から引き出して、
そのアンテナ先端部が使用者の頭部から少しでも離れる
ように手で持って通話することができるのみであった。
そのとき、図７における携帯電話機の使用中において、
ホルダ２を介してアース基板３へ誘起された電磁波はア
ース基板３から電話機の内方と外方へ輻射される。また
携帯電話機の使用者は受話器開口部分を耳に当てるか
ら、前記アース基板３以外にプレート４から再輻射した
電磁波もあって、それは使用者の頭により近いため、使
用者に対し悪影響を強く与える。

【００１０】本発明は、使用者側への電磁波の再輻射を
軽減して電磁波が人体に与える影響を少なくし、且つ実
際に使用するときアンテナ利得を向上させた携帯用無線
機を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
め、本発明は、携帯用無線機筐体に設けた通信用主アン
テナの保持部により前記通信用主アンテナを携帯用無線
機に保持し、前記携帯用無線機の動作回路は前記携帯用
無線機筐体内部に設けた配線板の少なくとも一面に実装
されている携帯用無線機において、前記携帯用無線機配
線板における受話器が開口していない面側に前記主アン
テナの保持部を配備し、前記携帯用無線機配線板におけ
る主アンテナの保持部の配備位置近辺において、無線機
送信周波数に同調した長さの副アンテナを、前記携帯用
無線機配線板における受話器が開口していない面側に設
けられた接地面と接続したことを特徴とする。

【００１２】この構成により、携帯用無線機配線板にお
ける受話器が開口していない面側に設けられた接地面に
副アンテナを接続したため、副アンテナから再輻射され
る電磁波による使用者に与える悪影響が減少する。

【００１３】次に、本発明は、前記配線板を複数層にビ
ルトアップした配線板とし、前記副アンテナの接続され
た接地面は配線板の内層として設けられ、少なくとも前
記主アンテナから漏洩した電流が流れ得る大きさである
ことを特徴とする。この構成により、携帯用無線機の配
線板を高機能化のため機器を小型化しても、上述した同
様の効果が期待できる。

【００１４】また、本発明は、前記副アンテナを棒状ア
ンテナとし、接地面と略平行に配置したことを特徴とす
る。この構成により、簡易短小な副アンテナを使用し
て、電磁波が携帯電話機使用者に与える悪影響を減少さ
せている。

【００１５】また、本発明による携帯用無線機では、前
記副アンテナはヘリカル又は平面状アンテナとし、その
とき接地面と略平行に配置することを特徴とする。この
構成により、上述と同様な好適な効果が得られる。

【００１６】さらに本発明では、前記副アンテナ複数個
を携帯用無線機配線板における受話器が開口していない
面に、主アンテナと同軸の方向に直線状に配置し、且つ
副アンテナ全体の長さを無線機送信周波数の略１／２波
長の長さに設定したことを特徴とする。この構成によ
り、副アンテナの効果をより一層多大にすることができ
る。

【００１７】

【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。

【００１８】（第１の実施の形態）図１は、本発明の携
帯用無線機の第１の実施の形態としての携帯電話機につ
いて、その主要部を示す斜視図である。図１において、
配線板８は電話機として動作するための送信部・受信部
などの回路を実装する基板であって、図１では単一層の
配線板を図示している。なお、図示してない向側（後方
側）は、携帯電話機の受話器が開口している面である。
なお、電話機として使用するためにはダイヤル（キーボ
ード）・送話器などが必要であるが、それらも配線板８
の向側（後方側）に設けられていて図示されてない。デ
ィスプレイ10は通常は液晶を使用して構成され、その一
部分のみが見えている。また受話器14はディスプレイ10
に接近して設けられている。

【００１９】配線板８の手前側の面はこの場合全面を接
地面９とするため、薄い銅箔などで覆われている。接地
面９の一方の端部（例えば図１の上方）において、主ア
ンテナ５の保持部６を給電端子を介して取り付けてい
る。また、整合回路13は、主アンテナ５の保持部６と、
図示してない送受信部との整合をとるための回路であ
る。

【００２０】本発明における副アンテナは、図１におい
て金属棒で示し、所謂モノポールアンテナ11である。モ
ノポールアンテナ11の一方端は主アンテナ５の保持部６
が配備された位置近辺の接続部12において接地面９と接
続し、そのアンテナ自体は接地面９との間に所定の距離
を保っている。接続部12は例えばハンダ付けとする。図
１の場合、モノポールアンテナ11はこの携帯電話機にお
いて受話器14が開口してない面側に設けられた接地面９
と接続している。

【００２１】また、モノポールアンテナ11が主アンテナ
５と同じ長軸方向で接地面９と平行状態となる長さＰ
は、携帯電話機の送信周波数と同調した値、例えば１／
４波長である。８００ＭＨｚ帯で使用するディジタル携
帯電話機であればそのモノポールアンテナ11の長さＰは
約８.１ｃｍであって、また、モノポールアンテナ11の
太さは１ｍｍ程度である。送信周波数が１.９ＧＨｚで
あるＰＨＳ型電話機の時はそのモノポールアンテナの長
さは約３.５ｃｍである。

【００２２】次にモノポールアンテナ11を含み、図１に
ついての動作を図２を使用して説明する。図２（ａ）は
図１の配線板８を基準にした右側面図、即ち主アンテナ
保持部６の側から図１の左方を見た側面図を示し、図２
（ｂ）は図２（ａ）におけるモノポールアンテナが設置
されてないときの同様な図を示している。

【００２３】図２の各図において、その右側は使用者の
顔の側面、例えば耳横に対向し、液晶ディスプレイ10、
受話器14の概略構成を含み図示している。なお、主アン
テナ５、主アンテナ保持部６、モノポールアンテナ11の
構成は図１と同様である。

【００２４】使用者が通話中のときは、主アンテナ５を
通常引き出して受話器14の開口部を耳に当てている。主
アンテナ５におけるホイップアンテナ部分の長さは、送
信周波数に対し略１／２波長である。そのとき、配線板
８の接地面９には、前述のように電流分布16が生じてい
る。即ち、接地面９の大きさとしては電流分布16が得ら
れることが必要である。

【００２５】従って、図２（ａ）における配線板８上の
電流分布16は、さらにその近辺におけるモノポールアン
テナ11に影響し、そのモノポールアンテナ11上に新たな
電流分布17を起こさせる。図２（ａ）と対比して図２
（ｂ）を見ると、図２（ｂ）における電流分布18は、図
２（ａ）における電流分布16と比較して、電流振幅がよ
り大きいことが判る。それは、図２（ａ）におけるモノ
ポールアンテナ11が、図２（ｂ）における配線板８上に
発生した電流量の一部を共振・吸収しているからであ
る。

【００２６】また、図２（ａ）において配線板８から使
用者の頭、顔部に対し輻射している電磁波が、図２
（ｂ）の場合と比較し小さくなっていることは、携帯電
話機を使用している使用者に与える電磁波の影響が、本
発明により極めて小さくなることを示している。

【００２７】（第２の実施の形態）図３は、本発明の携
帯用無線機の第２の実施の形態を示す斜視図であって、
図１の携帯電話機と対応して図示している。

【００２８】図３において、モノポールアンテナ21は図
１のモノポールアンテナ11と対応するものである。図３
において、モノポールアンテナ21の接地面９に対する接
続部22は、主アンテナ５の保持部６の近辺であり、主ア
ンテナ５の取付け方向（電話機筐体の長軸方向）とは直
交する方向、即ち、図１におけるモノポールアンテナ11
の延長方向とは直交する方向に設けられている。接続部
22は例えばハンダ付けとする。モノポールアンテナ21の
長さ・材質はモノポールアンテナ11と同様である。図３
におけるその他の構成は図１と同様である。

【００２９】図３におけるモノポールアンテナ21の作用
効果については、図１におけるモノポールアンテナと同
様に、輻射電磁波に基づく使用者への悪影響を減少でき
る。そして、第２の実施の形態においては、図４に示す
動作説明図のように基地局との電磁波に対する指向性が
改善できる。図４（ａ）は使用者の左耳に携帯電話機を
当てている状態で、使用者の顔を除いて電話機の方を見
た図である。また図４（ｂ）は同様に使用者の右耳に携
帯電話機を当てている状態である。共に耳23と記す位置
に使用者の耳が位置し、モノポールアンテナ21は、図４
（ａ）（ｂ）共に電話機の内部にあるから、破線で示し
ている。このとき３０°と記す角度をなす方向にモノポ
ールアンテナ21が保持される。そのため携帯電話機の通
話中は電話機が垂直軸に対して約６０°傾いて保持され
ても、モノポールアンテナ21は、基地局の方向からの垂
直偏波に対して傾斜角が少なくなる。

【００３０】従って、この場合は、前述のとおり使用者
に対する悪影響が減少すると同時に基地局からの電波に
対して指向性が改善できる。

【００３１】（第３の実施の形態）図５は、本発明の携
帯用無線機の第３の実施の形態を示す斜視図であって、
図１・図３の携帯電話機と対応して図示している。

【００３２】図５において、副アンテナは平面状アンテ
ナ31となっている。平面状アンテナ31の一辺の長さは略
λ／４であって、接地面９とは接続部32により接続さ
れ、接地面９に対し所定の距離離れて保持されている。
副アンテナを平面状アンテナ31としたため、基地局から
の垂直偏波に対する通信感度を向上させることができ
る。

【００３３】（第４の実施の形態）図６は、本発明の携
帯用無線機の第４の実施の形態を示す斜視図であって、
図１・図３の携帯電話機と対応して図示している。

【００３４】図６において副アンテナは、例えばモノポ
ールアンテナ２本41、42を主アンテナ５と同方向に直線
状に設置している。この場合、モノポールアンテナ41、
42の全体の長さはλ／２とする。但しλは携帯電話機の
送信電磁波の波長である。モノポールアンテナ41、42
は、接地面９に対し接続部43、44により接続されてい
る。この場合も、基地局からの送受信電磁波に対して通
信感度を向上させることができる。

【００３５】（他の実施の形態）以上の各実施の形態に
おける配線板は単一層の構成であったが、本発明におけ
る携帯用無線機の配線板は例えば６層程度にビルドアッ
プされた配線板を使用することができる。その場合は多
層配線板の内層として設けられた接地面と接続されたス
ルーホールなどでモノポールアンテナ接続部近傍へ引き
出し、前記副アンテナとが接続される。副アンテナの接
続される接地面の多層配線板における配置位置は、内層
の適宜な位置とする。即ち、受話器が開口している面と
は最も離れた位置でなくて、適宜な内層の位置とするこ
とができる。このとき、多層配線板の内層接地面の大き
さは、配線板の外形に大略等しいことが良い。配線板を
多層としたため携帯電話機はより小型に構成することが
できて、且つ使用者に与える電磁波の影響は最小に保つ
ことができる。

【００３６】以上説明した各実施の形態において、副ア
ンテナと接地面との接続はハンダ付けとしていたが、副
アンテナを細い板金材で製作し、その一端をバネ性を有
するように湾曲させておくことができる。その湾曲部に
より、板金材の副アンテナを基板の接地面と接続させ
る。板金材の副アンテナ本体は、筐体にテープ状接着剤
などで固着する。

【００３７】また、図５に示す平面状アンテナ31をヘリ
カルアンテナに置換することができる。その場合、通信
感度を向上できる効果を同様に保っている。

【００３８】

【発明の効果】このようにして、本発明によれば、携帯
用無線機の配線板上の受話器が開口していない面側に設
けられた接地面において、主アンテナの保持部と対向す
る位置近辺で副アンテナを接続しているから、その副ア
ンテナは携帯用無線機使用者の頭・顔と離隔して使用さ
れる。そのため、副アンテナから再輻射される電磁波に
ついて使用者の側に輻射される量は極めて少ない。した
がって長時間にわたり携帯用無線機を使用することがあ
っても、健康上に悪影響を与えない。

【００３９】また、副アンテナは使用上、基地局からの
電磁波の偏波面に対して傾斜角を少なくするように位置
できるから、アンテナの利得を綜合して向上させること
ができて、携帯用無線機使用のとき有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す斜視図、

【図２】図１に示す携帯電話機の動作説明図、

【図３】本発明の第２の実施の形態を示す斜視図、

【図４】図３に示す携帯電話機の動作説明図、

【図５】本発明の第３の実施の形態を示す斜視図、

【図６】本発明の第４の実施の形態を示す斜視図、

【図７】従来の携帯用電話機の部分構成の説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 主アンテナ ２ ホルダ ３ アース基板 ４ プレート ５ 主アンテナ ６ 保持部 ８ 配線板 ９ 接地面 10 液晶ディスプレイ 11 モノポールアンテナ（副アンテナ） 12 接続部 13 整合回路 14 受話器 15 携帯電話機の筐体 16 配線板の電流分布 17 モノポールアンテナ電流分布 18 配線板の電流分布 20 アース面 21 モノポールアンテナ（副アンテナ） 22 接続部 23 耳 31 平面状アンテナ（副アンテナ） 32 接続部 41、42 モノポールアンテナ（副アンテナ） 43、44 接続部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 携帯用無線機筐体に設けた通信用主アン
   テナの保持部により前記通信用主アンテナを携帯用無線
   機に保持し、前記携帯用無線機の動作回路は前記携帯用
   無線機筐体内部に設けた配線板の少なくとも一面に実装
   されている携帯用無線機において、 前記携帯用無線機配線板における受話器が開口していな
   い面側に前記主アンテナの保持部を配備し、 前記携帯用無線機配線板における主アンテナの保持部の
   配備位置近辺において、無線機送信周波数に同調した長
   さの副アンテナを、前記携帯用無線機配線板における受
   話器が開口していない面側に設けられた接地面と接続し
   たことを特徴とする携帯用無線機。
2. 【請求項２】 前記配線板は複数層にビルドアップされ
   た配線板であって、前記副アンテナの接続された接地面
   は前記配線板の内層として設けられていることを特徴と
   する請求項１記載の携帯用無線機。
3. 【請求項３】 前記副アンテナは棒状アンテナであっ
   て、前記接地面と略平行に配置したことを特徴とする請
   求項１記載の携帯用無線機。
4. 【請求項４】 前記副アンテナを配置する方向は主アン
   テナの取付方向と直交する方向であることを特徴とする
   請求項１記載の携帯用無線機。
5. 【請求項５】 前記副アンテナはヘリカルアンテナ又は
   平面状アンテナであって、前記接地面と略平行に配置し
   たことを特徴とする請求項１記載の携帯用無線機。
6. 【請求項６】 前記副アンテナ複数個を前記携帯用無線
   機配線板における受話器が開口していない面側に、前記
   主アンテナと同軸の方向に直線状に配置し、且つ副アン
   テナ全体の長さを無線機送信周波数の略１／２波長の長
   さに設定したことを特徴とする請求項１記載の携帯用無
   線機。