JP2005318272A - 受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡易な構成にて円滑にグランドサイズを確保し、これにより、λ／４共振型アンテナの利得を向上させ得る受信装置を提供する。
【解決手段】 λ／２共振型アンテナとしてスリーブアンテナ２０を採用し、スリーブアンテナ２０の外皮導体（中心パイプ２０２）に接触片１８を接触させる。接触片１８は、携帯電話基板１０のグランド層に接続されている。したがって、携帯電話基板１０のグランドサイズが、スリーブアンテナ２０の外皮導体（中心パイプ２０２、ショートリング２０５、スリーブ型アンテナ素子２０４）の分だけ拡張され、これにより、λ／４共振型アンテナであるチップアンテナ３０の利得を高めることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、受信装置に関し、特に、空間ダイバシティ受信を行う際に用いて好適なものである。

フェージングによる影響を低減する手段として、空間ダイバシティ受信が携帯電話機等の移動端末において広く用いられている。

かかるダイバシティ受信は、空間的に離れた２つのアンテナを移動端末に配備し、各アンテナにて互いに瞬時変動が独立な電波を受信し、それぞれの受信信号を選択的に切り替え、あるいは、受信状態に応じた比率で合成することにより、十分な大きさの受信信号を得るものである。

これら２つのアンテナのうち一方は、小型・省電力の点から、誘電体アンテナ等のチップ型アンテナを用いるのが有利である。現在普及している携帯電話機では、基板に実装したチップ型アンテナ（誘電体アンテナ）と、筐体に装着したホイップ型アンテナを用いて、空間ダイバシティ受信を行うのが一般的である。

なお、異なる種類のアンテナを用いてダイバシティ受信を行う先行技術として、たとえば、以下の特許文献１、２に示す技術が知られている。
特開昭６２−４９７２９号公報 特開２００１−１１９２３９号公報

上述のチップ型アンテナは１／４波長共振型アンテナであるため、グランドサイズがアンテナの利得に大きく影響する。

現在規格化が進められているデジタルテレビ放送では、使用周波数帯域が４７０〜７７０ＭＨｚであり、携帯電話の周波数帯域（８００ＭＨｚ）よりも低いため、携帯電話機にてデジタルテレビ放送を受信する場合には、周波数帯域が異なる分、受信電波の波長が長くなる。このため、既存の携帯電話機と同様のグランドサイズでは、十分なアンテナ利得を得るのが難しくなる。

そこで、本発明は、かかる問題を解消し、簡易な構成にて円滑にグランドサイズを確保し、これにより、アンテナ利得を向上させ得る受信装置を提供することを課題とする。

第１の発明は、少なくとも第１のアンテナと第２のアンテナを備える受信装置において、前記第１のアンテナを１／４波長共振型アンテナにて構成するとともに、前記第２のアンテナをスリーブ型アンテナにて構成し、且つ、前記スリーブ型アンテナの外皮導体と、前記１／４波長共振型アンテナのグランドを、共通のグランド素子に接続したことを特徴とする。

第２の発明は、前記第１の発明に係る受信装置において、前記１／４波長共振型アンテナは、チップ型アンテナを基板に実装することで構成されており、前記スリーブ型アンテナは、その外皮導体が、前記基板のグランドに接続されていることを特徴とする。

第３の発明は、前記第１または第２の発明に係る受信装置において、前記スリーブ型アンテナは、筐体に対して長手方向にスライド可能に配備されており、グランドに接続された接触片を前記外皮導体に弾性付勢しながら接触させることにより、前記スリーブ型アンテナのスライド時に前記接触片が前記外皮導体上を接触しながら滑るよう構成したことを特徴とする。

第４の発明は、前記第１乃至第３の発明のうち何れか一の発明に係る受信装置において、前記外皮導体は、前記第１のアンテナの利得を高めるための電流位相調整回路を介して前記グランド素子に接続されていることを特徴とする。

第５の発明は、前記第１乃至第４の発明のうち何れか一の発明に係る受信装置において、前記第１のアンテナからの受信信号と第２のアンテナからの受信信号を用いてダイバシティ受信を行うチューナ回路を有することを特徴とする。

本発明の特徴は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。但し、以下の実施の形態は、あくまでも、本発明の一つの実施形態であって、本発明ないし各構成要件の用語の意義は、以下の実施の形態に記載されたものに制限されるものではない。

第１の発明によれば、第１のアンテナ（１／４波長共振型アンテナ）が接続されるグランド素子に、スリーブ型アンテナの外皮導体が接続されるため、第１のアンテナのグランドサイズを、スリーブ型アンテナの外皮導体の分だけ大きくすることができ、かかるグランドサイズの拡張によって、第１のアンテナ（１／４波長共振型アンテナ）の利得を向上させることができる。

ここで、第１のアンテナは、第２の発明のように、チップ型アンテナを基板に実装して構成することができる。こうすると、小型化・省電力化を図る上で有利となり、受信装置の技術的効果を高めることができる。但し、前記第１の発明は、かかる構成に限定されるものではない。

また、第３の発明によれば、スリーブ型アンテナを筐体内に収容しあるいは筐体から引き出すことが可能となり、外部形状のコンパクト化を図ることができる。また、このとき、スリーブ型アンテナをスライドさせて、筐体内に収容しあるいは筐体から引き出しても、接触片が外皮導体上を接触しながら滑るため、スリーブ型アンテナの外皮導体がグランドから非接続となることはなく、グランドサイズの拡張状態を維持することができる。

また、第４の発明によれば、外皮導体が、第１のアンテナ（１／４波長共振型アンテナ）の利得を高めるための電流位相調整回路を介して前記グランド素子に接続されるため、第１のアンテナ（１／４波長共振型アンテナ）の利得をより効果的に高めることができる。

なお、本発明は、上記第５の発明のように、ダイバシティ受信装置に適用して好ましいものである。但し、本発明は、ダイバシティ受信装置への適用に限定されるものではない。

これら発明の作用ないし効果は、以下の実施の形態の説明によって、さらに明瞭となろう。

以下、本発明の実施の形態につき図面を参照して説明する。

図１に実施の形態に係る携帯電話機の構成を示す。図示の如く、本実施の形態に係る携帯電話機は、携帯電話基板１０と、携帯電話送受信回路１１と、ダイバシティ受信チューナ１２と、ＴＶ（テレビ）再生回路１３と、ダイプレクサ１４と、電流位相調整回路１５と、マッチング回路１６、１７と、接触片１８、１９と、スリーブアンテナ２０と、チップアンテナ３０とを備えている。

携帯電話基板１０は、当該携帯電話機の機能を実行するに必要な各種回路が実装される回路基板である。この携帯電話基板１０は、図２に示す如く、回路層１０１と、配線層１０２と、グランド層１０４と、ベース層１０４が積層されて構成されている。このうち、回路層１０１には、携帯電話送受信回路１１、ダイバシティ受信チューナ１２、ＴＶ（テレビ）再生回路１３、ダイプレクサ１４、電流位相調整回路１５、マッチング回路１６、１７、チップアンテナ３０等の回路素子が実装される。また、配線層１０２には、各回路および回路とグランド層１０３を接続するための配線パターンが形成されている。グランド層１０３には、全面に渡って、導電性材料層が成層されている。携帯電話基板１０のグランドサイズは、グランド層１０３の大きさに応じた広さとなる。

図１に戻り、携帯電話送受信回路１１は、通話時に送受信される通話データの変調／復調処理等を行う。ダイバシティ受信チューナ１２は、ＴＶ（テレビ）再生時に、スリーブアンテナ２０とチップアンテナ３０の２つのアンテナを用いて、テレビ電波をダイバシティ受信し、これにより取得したテレビデータをＴＶ再生回路１３に出力する。ＴＶ再生回路１３は、ダイバシティ受信チューナ１２から入力されたテレビデータを処理してテレビ信号を生成し、これを当該携帯電話機の表示ユニット（図示せず）に出力する。

ダイプレクサ１４は、スリーブアンテナ２０からの受信信号を周波数に応じて弁別し、これを対応する回路（携帯電話送受信回路１１またはダイバシティ受信チューナ）に出力する。電流位相調整回路１５は、チップアンテナ３０のゲインが最大となるように、スリーブアンテナ２０によって受信した受信信号の位相を調整する。すなわち、スリーブアンテナ２０にて受信した受信信号を、チップアンテナ３０のゲインが最大となるよう移相させる。マッチング回路１６、１７は、それぞれ、スリーブアンテナ２０およびチップアンテナ３０に対するインピーダンスマッチングを行う。

接触片１８は、携帯電話基板１０上（回路層１０１）に配置された板状の可撓性金属片であり、携帯電話基板１０の側方に所定量だけ突出するとともに、携帯電話基板１０を筐体に装着したときに、スリーブアンテナ２０の外皮導体（本実施の形態では中心パイプ２０２：後述）の表面に、撓んだ状態で圧接される。この接触片１８は、電流位相調整回路１５を介して、携帯電話基板１０のグランドに接続されている。

接触片１９は、携帯電話基板１０上（回路層１０１）に配置された板状の可撓性金属片であり、携帯電話基板１０の側方に所定量だけ突出するとともに、携帯電話基板１０を筐体に装着したときに、スリーブアンテナ２０の導線（本実施の形態では摺動筒２１１：後述）の表面に固着される。この接触片１９は、マッチング回路１６に接続されている。

スリーブアンテナ２０は、携帯電話基板１０に隣接するようにして、当該携帯電話機の筐体に装着されている。ここで、スリーブアンテナ２０は、アンテナホルダー（図示せず）によって、長手方向にスライド可能となるようにして、筐体に装着されている。なお、スリーブアンテナ２０の構成については、追って、図３を参照しながら詳述する。

チップアンテナ３０は、誘電体アンテナ等によって構成され、ダイバシティ受信を円滑に行うために、スリーブアンテナ２０から物理的な距離をできるだけ離すようにして、携帯電話基板１０に実装されている。なお、チップアンテナ３０のアースは、携帯電話基板１０のグランド層１０３を用いている。

図３に、スリーブアンテナ２０の構成を示す。なお、同図（ａ）はスリーブアンテナの基本構成図（縦断面図）、同図（ｂ）は具体的構成例を示す図（縦断面図）である。

同図（ａ）に示す如く、スリーブアンテナ２０は、導線２０１をスリーブ型アンテナ素子２０４内に内包するようにして構成される。ここで、導線２０１は、絶縁内筒２０３にて絶縁された状態で、導電性の中心パイプ２０２内に内包されており、さらに、中心パイプ２０２には、導電性のショートリング２０５を介してスリーブ型アンテナ素子２０４が装着されている。導線２０１は中心パイプ２０２の上側から突出しており、その突出量は、使用周波数帯域における波長λの約１／４に設定されている。また、スリーブ型アンテナ素子２０４の長さも当該波長λの約１／４に設定されている。

本実施の形態では、同図（ｂ）に示す如く、ショートリング２０５の上端に絶縁筒２０６が固着され、この絶縁筒２０６の内周にλ／４アンテナ素子２０７が嵌合固着され導線２０１と導通している。λ／４アンテナ素子２０７の上端にはキャップ２０８が固着されている。

また、中心パイプ２０２の外周とスリーブ型アンテナ素子２０４の内周の間に絶縁外筒２０９が固着され、この絶縁外筒２０９の下部に絶縁筒２１０が固着されている。さらに、絶縁内筒２０３の下部にはその内周に導電性の摺動筒２１１が、絶縁内筒２０３内周を摺動し得るよう装着され、導線２０１と導通している。摺動筒２１１が絶縁内筒２０３内周を摺動するとき、導線２０１の下端部の接触片は、摺動筒２１１の内周部に接触しながら摺動筒２１１内を滑る。

図４に、携帯電話基板１０とスリーブアンテナ２０を、当該携帯電話機の外部筐体４０に装着したときの状態を示す。なお、同図（ａ）は、スリーブアンテナ２０を筐体４０内に収納した状態を示し、同図（ｂ）（ｃ）は、スリーブアンテナ２０を筐体４０から徐々に引き出したときの状態を示す。

同図（ａ）に示す如く、携帯電話基板１０とスリーブアンテナ２０を筐体４０に装着した状態では、携帯電話基板１０上に配した接触片１８は、撓んだ状態で、中心パイプ２０２の外周に圧接されており、また、接触片１９は、摺動筒２１１の外周に固着されている。よって、中心パイプ２０２は、上記図１に示す如く、電流位相調整回路１５を介して携帯電話基板１０のグランド層１０３に接地され、また、導線２０１は、摺動筒２１１を介して、マッチング回路１６に接続される。

この状態から、キャップ２０８を引っ張ると、スリーブアンテナ２０が上方にスライドし、λ／４アンテナ素子２０６が徐々に引き出される（同図（ｂ）、（ｃ）参照）。このとき、接触片１８は、中心パイプ２０２の外周に圧接された状態で、中心パイプ２０２上を滑り、また、摺動筒２１１は、絶縁内筒２０３の内周を摺動しながら、絶縁内筒２０３から徐々に引き出されるため、接触片１８、１９と、中心パイプ２０２および摺動筒２１１の間の電気的な接続は維持される。

図５に、上記ダイバシティ受信チューナ１２の構成を示す。

図示の如く、上記ダイバシティ受信チューナ１２は、２つのチューナユニット１２１、１２２と、合成制御ユニット１２３と、信号合成ユニット１２４から構成されている。

チューナユニット１２１は、スリーブアンテナ２０からの受信信号を復調処理し合成制御ユニット１２３と信号合成ユニット１２４に出力する。チューナユニット１２２は、チップアンテナ３０からの受信信号を復調処理し合成制御ユニット１２３と信号合成ユニット１２４に出力する。合成制御ユニット１２３は、チューナユニット１２１、１２２から入力された信号の状態を監視し、これら２つの信号の合成比率を信号合成ユニット１２４に出力する。信号合成ユニット１２４は、合成制御ユニット１２３から取得した合成比率に応じて、チューナユニット１２１、１２２からの信号を加算合成し、合成後のテレビデータをＴＶ再生回路１３に出力する。

以上、本実施の形態によれば、携帯電話基板１０のグランド層１０３とスリーブアンテナ２０の中心パイプ２０２が電気的に接続されるため、携帯電話基板１０のグランドサイズを、スリーブ型アンテナ素子２０４とショートリング２０５および中心パイプ２０２の分だけ拡張することができ、これにより、λ／４共振型アンテナであるチップアンテナ３０の利得を高めることができる。

また、上記実施の形態によれば、スリーブアンテナ２０を筐体４０内に収納することができるため、携帯電話機の外形をコンパクトにすることができ、また、スリーブアンテナ２０を筐体４０から引き出す際にも、中心パイプ２０２および摺動筒２１１に対する接触片１８、１９の接触が維持されるため、上記グランドサイズの拡張状態を維持でき、且つ、スリーブアンテナ２０による電波の送受信を行うこともできる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、他に種々の変更が可能であることは言うまでもない。

たとえば、上記実施の形態では、スリーブアンテナ２０をスライド可能な状態で筐体４０に装着するようにしたが、スリーブアンテナ２０は、λ／４アンテナ素子２０６を外部に露出させた状態で、筐体４０に固着するようにしても良い。また、上記では、チップ型アンテナを誘電体アンテナとしたが、逆Ｆアンテナ等、この他のλ／４共振型アンテナを用いることもできる。

また、上記実施の形態では、接触片１９を摺動筒２１１の外周に固着し、スリーブアンテナ２０を引き出したとき、摺動筒２１１が絶縁内筒２０３の内周を摺動することで、接触片１９と摺動筒２１１の接続状態を維持するようにしたが、接触片１９を摺動筒２１１の外周に圧接させるとともに摺動筒２１１を絶縁内筒２０３の内周に固着し、スリーブアンテナ２０を引き出したとき、接触片１９が摺動筒２１１の外周を滑ることで、接触片１９と摺動筒２１１の接続状態を維持するようにしても良い。ただし、この場合には、スリーブアンテナ２０の引き出しストローク分だけ摺動筒２１１を絶縁内筒２０３から下方に突出させておく必要があるため、スリーブアンテナ２０の長手方向寸法が大きくなる。よって、スリーブアンテナ２０ないし携帯電話機のコンパクト化を図る上では、上記実施の形態に示す如く、摺動筒２１１が絶縁内筒２０３の内周を摺動するよう構成するのが好ましい。

さらに、上記実施の形態では、接触片１８をスリーブアンテナ２０の中心パイプ２０２に接触させるようにしたが、スリーブ型アンテナ素子２０４に接触させるようにしても良い。

本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。

実施の形態に係る携帯電話機の構成を示す図 実施の形態に係る携帯電話基板１０の構成を示す図 実施の形態に係るスリーブアンテナ２０の構成を示す図 スリーブアンテナと携帯電話基板を筐体に装着した状態を示す図 実施の形態に係るダイバシティ受信チューナ１２の構成を示す図

符号の説明

１０ 携帯電話基板
１２ ダイバシティ受信チューナ
１５ 電流位相調整回路
１８、１９ 接触片
２０ スリーブアンテナ
３０ チップアンテナ
１０３ グランド層
２０１ 導線
２０２ 中心パイプ
２０５ ショートリング
２０４ スリーブ型アンテナ素子
２１１ 摺動筒

Claims (5)

1. 少なくとも第１のアンテナと第２のアンテナを備える受信装置において、
   前記第１のアンテナを１／４波長共振型アンテナにて構成するとともに、前記第２のアンテナをスリーブ型アンテナにて構成し、且つ、前記スリーブ型アンテナの外皮導体と、前記１／４波長共振型アンテナのグランドを、共通のグランド素子に接続した、
   ことを特徴とする受信装置。
2. 請求項１において、
   前記１／４波長共振型アンテナは、チップ型アンテナを基板に実装して構成されており、前記スリーブ型アンテナは、その外皮導体が、前記基板のグランドに接続されている、
   ことを特徴とする受信装置。
3. 請求項１または２において、
   前記スリーブ型アンテナは、筐体に対して長手方向にスライド可能に配備されており、グランドに接続された接触片を前記外皮導体に弾性付勢しながら接触させることにより、前記スリーブ型アンテナのスライド時に前記接触片が前記外皮導体上を接触しながら滑るよう構成した、
   ことを特徴とする受信装置。
4. 請求項１乃至３の何れかにおいて、
   前記外皮導体は、前記第１のアンテナの利得を高めるための電流位相調整回路を介して前記グランド素子に接続されている、
   ことを特徴とする受信装置。
5. 請求項１乃至４の何れかにおいて、
   前記第１のアンテナからの受信信号と第２のアンテナからの受信信号を用いてダイバシティ受信を行うチューナ回路を有する、
   ことを特徴とする受信装置。

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