JP2009021857A - 無線装置及びアンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スライド型の無線装置の一方の筐体にアンテナを内蔵したとき生じることのある、正面側と背面側の指向特性の不均衡を改善する。
【解決手段】無線装置１は、第１筐体１０と第２筐体２０が相互に重なり、スライド可能に連結されて構成されている。第１筐体１０の第２筐体２０に対向する側に、導体から形成されたスライドユニット１１が取り付けられている。第２筐体２０の第１筐体１０に対向する側に、スライド機構２１が形成されている。スライドユニット１１は、スライド機構２１に対して両向きのブロック矢印で表すようにスライド可能に係合する。第１筐体１０の内部に、接地回路を有してなる基板１２が設けられ、基板１２の接地回路のうちアンテナ素子１５の給電点１３から所定の電気長を隔てた位置に、接続部材１６が設けられる。スライドユニット１１は、接続部材１６を介して基板１２の接地回路に接続される。
【選択図】図１

Description

本発明は無線装置及びアンテナ装置に係り、特にいわゆるスライド型の筐体構成を有する無線装置及び該無線装置用のアンテナ装置に関する。

近年の携帯電話機等の無線装置は、多機能、高性能化とコンパクト化の要求を両立させるため、２筐体が開閉可能に連結されて構成されたものが主流を占めている。２筐体の接続には、折りたたみ型、２軸ヒンジを備えた折りたたみ型（ダブルスウィーベル型ともいう。）、スライド型等の方式が用いられている。このうちスライド型は、開閉操作が簡便で、２筐体を閉じた状態でも表示画面を視認しやすいという特徴を有している。

スライド型の無線装置は、一般に、操作部を有する側の筐体と表示部を有する側の筐体からなる。これらの筐体は回路部品等を実装した基板をそれぞれ内蔵し、基板の間をフレキシブル基板のような接続部材によって接続する。基板どうしの位置関係は、２筐体が開閉いずれの状態にあっても、平行かつ比較的近接している。筐体どうしのスライドを可能にするための機械部品は、ばねの弾性や耐久性を要する観点から金属を使用して構成される。

いずれか一方の筐体に、アンテナ素子が内蔵される。アンテナ素子は多くの場合不平衡型であるから、基板の接地回路や筐体の導体部分に流れるイメージ電流も電波の放射源となる。スライド型の無線装置においては、上述したような接続部材や金属を使用した機械部品の存在、基板どうしの位置関係等が複合的に作用して放射電磁界の形成条件を複雑にし、所要の帯域特性や指向特性の実現を妨げることがある。

このような事情を背景として、スライド型の無線装置（スライド式携帯電話）の放射特性の広帯域化を図るという技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。上記の特許文献１に記載されたスライド式携帯電話は、第１の筐体と、第２の筐体と、上記第１の筐体と前記第２の筐体とをスライド自在に連結するスライドモジュールと、上記スライドモジュールと上記第１または第２の筐体に収容された基板とを接続するリアクタンス素子とを備えている。リアクタンス素子を介して上記スライドモジュールと上記基板との接続を行うことにより、インピーダンス特性が改善し、アンテナ放射特性の広帯域化を実現することができる旨が、記載されている。
特開２００６−３２５０９８号公報（第２ないし５ページ、図６）

上述した特許文献１に開示されたスライド式携帯電話は、筐体に内蔵された基板の一方の長辺寄りにアンテナの給電点を有し、他方の長辺寄りに設けた接続点においてリアクタンス素子を介してスライド機構の可動部と基板を接続するものである（明細書の段落「００２６」、「００３１」、「００３９」の記載による。）。

特許文献１に開示されたスライド式携帯電話は、放射特性の広帯域化を可能にするため、リアクタンス素子の値を選ぶ必要がある。しかし上述したように放射電磁界の形成条件が複雑であるから、リアクタンス素子の値は個別選択的な調整を要することも考えられる。また、所要の効果を得るためにはアンテナの給電点の位置と接続点の位置が限定されるという問題がある。

スライド型の無線装置には、一方の筐体にアンテナを内蔵したとき、正面側と背面側の指向特性が不均衡になりやすいという別の問題もある。アンテナの給電点や接続点の位置をあまり限定されず、リアクタンス素子の値の調整等も行わずに、上記の指向特性を改善できることが望ましい。

本発明は上記問題を解決するためになされたもので、スライド型の無線装置をシンプルに構成して、正面側と背面側の指向特性の不均衡を改善することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の無線装置は、第１の筐体及び第２の筐体が相互に重なりスライド可能に連結されて構成された無線装置において、導体から形成されると共に前記第１の筐体の前記第２の筐体に対向する側に取り付けられ、かつ、前記第２の筐体に形成されたスライド機構に対してスライド可能に係合するスライドユニットと、前記第１の筐体内に設けられ、接地回路を有してなる基板と、前記基板に設けられた給電点に接続された不平衡型のアンテナ素子と、前記接地回路のうち前記給電点から所定の電気長を隔てた位置に設けられ、前記スライドユニットを前記接地回路に接続する接続部材を備えたことを特徴とする。

また、本発明のアンテナ装置は、第１の筐体及び第２の筐体が相互に重なりスライド可能に連結され、導体から形成されると共に前記第１の筐体の前記第２の筐体に対向する側に取り付けられたスライドユニットが前記第２の筐体に形成されたスライド機構に対してスライド可能に係合して構成された無線装置用のアンテナ装置において、前記第１の筐体内に設けられた基板の接地回路と、前記基板に設けられた給電点に接続された不平衡型のアンテナ素子と、前記接地回路のうち前記給電点から所定の電気長を隔てた位置に設けられ、前記スライドユニットを前記接地回路に接続する接続部材を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、スライドユニットをアンテナの給電点から所定の電気長を隔てた位置で基板の接地回路と接続することにより、スライド型の無線装置をシンプルに構成して、正面側と背面側の指向特性の不均衡を改善することができる。

以下、図１ないし図４を参照して、本発明の実施例を説明する。なお以下の各図を参照しながら上下左右又は水平、垂直（鉛直）をいうときは、特に断らない限り、図が表された紙面における上下左右又は水平、垂直（鉛直）を意味するものとする。また、各図の間で同一の符号は、同一の構成を表すものとする。

図１は、本発明の実施例に係る無線装置１の主要な部分を表す図である。無線装置１は、第１筐体１０と第２筐体２０が相互に重なり、スライド可能に連結されて構成されている（図１は、説明の便宜上、第１筐体１０と第２筐体２０の間隔をやや空けて表している。）。

第１筐体１０の第２筐体２０に対向する側に、導体から形成されたスライドユニット１１が取り付けられている。第２筐体２０の第１筐体１０に対向する側に、スライド機構２１が形成されている。スライドユニット１１は、第１筐体１０と第２筐体２０が連結されて無線装置１が組み立てられた状態で、スライド機構２１に対して係合する。図１においては、スライド機構２１に対して係合した状態にあるスライドユニット１１を破線で表している。

スライドユニット１１は、スライド機構２１に対して両向きのブロック矢印で表すようにスライドすることができる。スライド機構２１は、上記のスライドを円滑に行わせるための図示しないばね部材を含んでいてもよい。第１筐体１０に固定的に取り付けられたスライドユニット１１が第２筐体２０のスライド機構２１に対してスライド可能に係合することにより、第１筐体１０と第２筐体２０は相互にスライド可能に連結される。

第１筐体１０の内部に、接地回路を有してなる基板１２（破線で表す。）が設けられている。基板１２は、スライドユニット１１の左側長辺の切れ込みを通して配設される図示しないフレキシブル基板によって、第２筐体２０に内蔵された図示しない基板と接続されることができる。

基板１２に設けられた給電点１３に、不平衡型のアンテナ素子１５が接続されている。アンテナ素子１５は、基板１２に設けられた図示しない無線回路に接続され、励振されることができる。

基板１２の接地回路のうち、給電点１３から所定の電気長を隔てた位置に、接続部材１６が設けられる。接続部材１６は例えば導電性の材料からなるガスケットであって、スライドユニット１１と基板１２の間で圧接されることにより、スライドユニット１１を基板１２の接地回路に接続することができる。接続部材１６は例えば銅箔テープであって、スライドユニット１１と基板１２の接地回路の間を粘着により接続してもよい。

導体から形成されたスライドユニット１１が接続部材１６を介して基板１２の接地回路に接続されることにより、アンテナ素子１５が励振されたときのイメージ電流は、給電点１３から基板１２の接地回路及び接続部材１６を経てスライドユニット１１にまで分布する。その結果、アンテナ素子１５が励振されたときの電磁界の放射パターンは下方だけでなく上方に向けても形成され、指向特性の不均衡が改善される。

給電点１３と接続部材１６との間隔は、アンテナ素子１５の励振周波数の４分の１波長の奇数倍に相当することが望ましい。そのような位置においては給電点１３から見たインピーダンスが高いので、スライドユニット１１が接続されたことによるアンテナ素子１５の特性への影響が軽減されるからである。

アンテナ素子１５は、基板１２の接地回路及び接続部材１６と相俟って、第１筐体１０に内蔵されたアンテナ装置１８を形成するものと考えることができる。接続部材１６はスイッチ素子を内蔵し、スライドユニット１１とアンテナ装置１８（そのうち基板１２の接地回路）との間の接続を開閉可能としてもよい。そのような開閉操作によって、指向特性を切り換えることが可能になる。

図２ないし図４を参照して、スライドユニット１１とアンテナ装置１８（そのうち基板１２の接地回路）の接続の有無による無線装置１の指向特性の変化に関する実験例を説明する。図２は、上記の実験における座標系の定義を表す図である。図中の無線装置１は、手前に第２筐体２０を向け、背面側に第１筐体１０を向けるように配設されている。直交座標系（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を図示したように定義すると共に、Ｘ−Ｙ面でＸ軸の正方向からの角度を表すφ座標と、Ｚ軸を含みＸ−Ｙ面に垂直な面内でＺ軸の正方向からの角度を表すθ座標を定義する。

図３は、スライドユニット１１とアンテナ装置１８（そのうち基板１２の接地回路）が接続されていない状態で測定した無線装置１の３面における指向特性の例を表す放射パターン図である。各面の放射パターン図の最外周の破線の円は、アンテナ利得０ｄＢｉを表す。また内側の破線の円は、アンテナ利得−１０ｄＢｉを表し、円の中心はアンテナ利得−２０ｄＢを表す。

図３（ａ）は、図２のＺ軸の正方向から見たＸ−Ｙ面（θ＝９０度）における指向特性を表す。角度を表す数字（０、９０、１８０、２７０）は、φ座標の値である。φ＝０度（第２筐体２０の側）における利得は相対的に低く、φ＝１８０度（第１筐体１０の側）における利得は相対的に高いので、指向特性の不均衡を生じていることがわかる。

図３（ｂ）は、図２のＹ軸の正方向から見たＺ−Ｘ面（φ＝０度）における指向特性を表す。角度を表す数字（０、９０、１８０、２７０）は、θ座標の値である。θ＝９０度（第２筐体２０の側）における利得は相対的に低く、θ＝２７０度（第１筐体１０の側）における利得は相対的に高いので、指向特性の不均衡を生じていることがわかる。

図３（ｃ）は、図２のＸ軸の正方向から見たＹ−Ｚ面（φ＝９０度）における指向特性を表す。角度を表す数字（０、９０、１８０、２７０）は、θ座標の値である。θ＝９０度における利得とθ＝２７０度における利得の差は小さいので、図２のＹ軸の正方向と負方向に対する利得はほぼ均衡していることがわかる。

図４は、スライドユニット１１とアンテナ装置１８（そのうち基板１２の接地回路）が接続部材１６によって接続された状態で測定した無線装置１の３面における指向特性の例を表す放射パターン図である。各面の放射パターン図の最外周の破線の円、内側の破線の円及び円の中心がそれぞれ表すアンテナ利得は、図３と同じである。

図４（ａ）は、図２のＺ軸の正方向から見たＸ−Ｙ面（θ＝９０度）における指向特性を表す。角度を表す数字（０、９０、１８０、２７０）は、φ座標の値である。φの値を変えても利得の大きな変化はなく、ほぼ無指向性の放射パターンが形成されており、図３（ａ）に表された指向特性の不均衡が改善されたことがわかる。

図４（ｂ）は、図２のＹ軸の正方向から見たＺ−Ｘ面（φ＝０度）における指向特性を表す。角度を表す数字（０、９０、１８０、２７０）は、θ座標の値である。θ＝９０度（第２筐体２０の側）における利得とθ＝２７０度（第１筐体１０の側）における利得の差は小さいので、図３（ｂ）に表された指向特性の不均衡が改善されたことがわかる。

図４（ｃ）は、図２のＸ軸の正方向から見たＹ−Ｚ面（φ＝９０度）における指向特性を表す。角度を表す数字（０、９０、１８０、２７０）は、θ座標の値である。θ＝９０度における利得とθ＝２７０度における利得の差は小さいので、図２のＹ軸の正方向と負方向に対する利得は図３（ｃ）の場合と同様にほぼ均衡していることがわかる。

以上述べたように、図３（ａ）対図４（ａ）の比較と、図３（ｂ）対図４（ｂ）の比較から、スライドユニット１１とアンテナ装置１８（そのうち基板１２の接地回路）を接続部材１６によって接続することにより、第１筐体１０の側と第２筐体２０の側との間で生じていた指向特性の不均衡が改善されることがわかる。このような効果を得るためにリアクタンス素子を用いたり、その値を調整したりする必要はない。また、給電点１３と接続部材１６の位置は、所定の電気長を隔てる限り任意に選ぶことができる。

以上説明した本発明の実施例によれば、スライドユニットをアンテナの給電点から所定の電気長を隔てた位置でスライド型の無線装置に内蔵する基板の接地回路と接続することにより、正面側と背面側の指向特性の不均衡を改善することができる。

以上の実施例の説明において、アンテナ素子の方式、形状、構成、接続、その他の部材の形状、配置等は例示であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲でさまざまな変形が可能である。

本発明の実施例に係る無線装置の主要な部分の構成を表す図。 本発明の実施例に係る無線装置の、指向特性の変化に関する実験における座標系の定義を表す図。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明の実施例に係る無線装置においてアンテナ装置とスライドユニットが接続されないときの放射パターンの測定例を、図２に定義した座標系の各面において表す図。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明の実施例に係る無線装置においてアンテナ装置とスライドユニットが接続されたときの放射パターンの測定例を、図２に定義した座標系の各面において表す図。

符号の説明

１ 無線装置
１０ 第１筐体
１１ スライドユニット
１２ 基板
１３ 給電点
１５ アンテナ素子
１６ 接続部材
１８ アンテナ装置
２０ 第２筐体
２１ スライド機構

Claims (8)

1. 第１の筐体及び第２の筐体が相互に重なりスライド可能に連結されて構成された無線装置において、
   導体から形成されると共に前記第１の筐体の前記第２の筐体に対向する側に取り付けられ、かつ、前記第２の筐体に形成されたスライド機構に対してスライド可能に係合するスライドユニットと、
   前記第１の筐体内に設けられ、接地回路を有してなる基板と、
   前記基板に設けられた給電点に接続された不平衡型のアンテナ素子と、
   前記接地回路のうち前記給電点から所定の電気長を隔てた位置に設けられ、前記スライドユニットを前記接地回路に接続する接続部材を
   備えたことを特徴とする無線装置。
2. 前記接続部材は、前記接地回路のうち前記給電点から前記アンテナ素子の励振周波数の４分の１波長の奇数倍に相当する電気長を隔てた位置において、前記スライドユニットを前記接地回路に接続することを特徴とする請求項１に記載の無線装置。
3. 前記接続部材は、圧接又は粘着により前記スライドユニットを前記接地回路に接続することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無線装置。
4. 前記接続部材は、接続を開閉することのできるスイッチ素子を含むことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の無線装置。
5. 第１の筐体及び第２の筐体が相互に重なりスライド可能に連結され、導体から形成されると共に前記第１の筐体の前記第２の筐体に対向する側に取り付けられたスライドユニットが前記第２の筐体に形成されたスライド機構に対してスライド可能に係合して構成された無線装置用のアンテナ装置において、
   前記第１の筐体内に設けられた基板の接地回路と、
   前記基板に設けられた給電点に接続された不平衡型のアンテナ素子と、
   前記接地回路のうち前記給電点から所定の電気長を隔てた位置に設けられ、前記スライドユニットを前記接地回路に接続する接続部材を
   備えたことを特徴とするアンテナ装置。
6. 前記接続部材は、前記接地回路のうち前記給電点から前記アンテナ素子の励振周波数の４分の１波長の奇数倍に相当する電気長を隔てた位置において、前記スライドユニットを前記接地回路に接続することを特徴とする請求項５に記載のアンテナ装置。
7. 前記接続部材は、圧接又は粘着により前記スライドユニットを前記接地回路に接続することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のアンテナ装置。
8. 前記接続部材は、接続を開閉することのできるスイッチ素子を含むことを特徴とする請求項５ないし請求項７のいずれか１項に記載のアンテナ装置。

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