JP2009182851A - 折畳み型携帯無線機 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の周波数帯に対応することができ、かつ、薄型化を図ることができる折畳み型携帯無線機を提供すること。
【解決手段】第１筐体１の第１回路基板４上には、制御部５と、無線部６と、整合切替部７と、が存在する。整合切替部７は、切替手段８、第１回路素子９および第２回路素子１０と、を有する。第２筐体２の内部には、アンテナ素子１１と、アンテナ素子１１に給電する給電部１２と、が存在し、第２筐体２の第２回路基板１３上には、給電部１２と接続する整合回路１４が存在する。無線部６およびアンテナ素子１１は、整合回路１４を用いてインピーダンス整合をする。整合回路１４と無線部６とは、同軸ケーブル１５を含む伝送線路により接続される。整合切替部７の切替手段８は、伝送線路と接続される。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の周波数帯に対応する折畳み型携帯無線機に関する。

近年、１台でＧＳＭ方式のように１つの通信方式で複数の周波数帯に対応したり、また、ＧＳＭ方式とＷ−ＣＤＭＡ方式などの複数の通信方式に対応したりする携帯無線機が主流となりつつある。

複数の通信方式に対応する従来の携帯無線機として、特許文献１には、アンテナの入力インピーダンスと無線回路のインピーダンスを整合する整合回路に接続したときにアンテナの入力インピーダンスを２共振化する並列共振回路を設け、使用する周波数帯域又は通信形態に応じて制御部が並列共振回路のスイッチを制御して整合回路と並列共振回路との接続／非接続を切替えることによりアンテナの広帯域化を図る携帯無線機が開示されている。

また、携帯無線機は、ディスプレイ部やスピーカ部等が設けられた第１筐体とキーボード部やマイク部等が設けられた第２筐体とを、ヒンジ部を用いて開閉可能に連結した、折畳み型が主流となっており、さらに、薄型化に対する要望が高まっている。

折畳み型携帯無線機では、通常、制御部および無線部が第１筐体に設けられ、アンテナ素子および整合回路が第２筐体に設けられる。また、一般的に、並列共振回路と整合回路との接続／非接続を切替えるスイッチは、整合回路の近くに設けられる。したがって、上記従来の携帯無線機を折畳み型に適用した場合、並列共振回路とスイッチは、制御部および無線部と異なる筐体に設けられることになる。
特開２００３−３０９４８９号公報

しかしながら、並列共振回路とスイッチが、制御部および無線部と異なる筐体に設けられると、回路部品が第１筐体と第２筐体とに分散するため、薄型化を図ることができなくなる。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、複数の周波数帯に対応することができ、かつ、薄型化を図ることができる折畳み型携帯無線機を提供することを目的とする。

本発明の折畳み型携帯無線機は、第１筐体と、ヒンジ部により前記第１筐体と回動自在に連結する第２筐体と、を有する折り畳み型携帯無線機であって、アンテナと、前記アンテナに給電する給電部と、信号の送受信処理を行う無線部と、前記給電部と接続し、前記アンテナと前記無線部とをインピーダンス整合する整合回路部と、前記整合回路部と前記無線部とを接続する伝送線路と、前記伝送線路に接続し、使用周波数帯または通信形態に応じてインピーダンスを切替る整合切替部と、を具備し、前記アンテナ、前記給電部および前記整合回路部を前記第２筐体の内部に設け、前記無線部および前記整合切替部を前記第１筐体の内部に設ける、構成を採る。

本発明によれば、折畳み型携帯無線機において、複数の周波数帯に対応することができ、かつ、薄型化を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る折畳み型携帯無線機の内部構成図である。図１に示すように、本実施の形態に係る折畳み型携帯電話機は、第１筐体１と、第２筐体２と、を有し、第１筐体１と第２筐体２とはヒンジ部３により回動自在に連結される。なお、以下の説明では、第１筐体１と第２筐体２とが重なるように折畳み型携帯無線機を折り畳んだ状態を「閉状態」といい、逆に第１筐体１と第２筐体２とが重ならないように折畳み型携帯無線機を開いた状態を「開状態」という。

第１筐体１は、ディスプレイ部やスピーカ部等を有し、受話部としての役割を担う。また、第２筐体２は、キーボード部やマイク部等を有し、送話部としての役割を担う。

第１筐体１の第１回路基板４上には、制御部５と、無線部６と、整合切替部７と、が存在する。整合切替部７は、切替手段８、第１回路素子９および第２回路素子１０と、を有する。

第２筐体２の内部には、アンテナ素子１１と、アンテナ素子１１に給電する給電部１２と、が存在し、第２筐体２の第２回路基板１３上には、給電部１２と接続する整合回路１４が存在する。無線部６およびアンテナ素子１１は、整合回路１４を用いてインピーダンス整合をする。

整合回路１４と無線部６とは、同軸ケーブル１５を含む伝送線路により接続される。整合切替部７の切替手段８は、伝送線路と接続される。第１回路基板４と第２回路基板１３とはフレキケーブル１６により接続される。

アンテナ素子１１の素子長は、第１の使用周波数帯と第２の使用周波数帯に対応するように決定される。なお、この場合の「アンテナ素子が対応する周波数」とは、アンテナ素子に接続された無線部が動作する周波数を指す。ある周波数に対応したアンテナ素子とこの周波数で動作する無線部とを用いることで、基地局からの電波による信号をアンテナ素子で受信し、無線部で所望の電気信号を得ることが可能であり、また、無線部から出力された電気信号をアンテナ素子で電波として放射することが可能である。

制御部５は、基地局装置から送信された情報に基づいて使用周波数帯を選択し、選択結果を示す第１制御信号を無線部６に出力する。無線部６は、制御部５から出力された第１制御信号に基づく使用周波数帯で、音声などの信号の送受信処理を行う。

また、制御部５は、使用周波数帯又は通信形態に基づいてインピーダンスを選択し、選択結果を示す第２制御信号を切替手段８に出力する。切替手段８は、制御部５から出力された第２制御信号に基づいて整合回路１４を第１回路素子９もしくは第２回路素子１０に接続する。第１回路素子９の定数は、切替手段８と第１回路素子９の合計のインピーダンスによって、アンテナ素子は第１の使用周波数帯に対応するように決定される。また、第２回路素子１０の定数は、切替手段８側と第２回路素子１０の合計のインピーダンスによってアンテナ素子が第２の使用周波数帯に対応するように決定される。このように、整合切替部７の切替手段８が、使用周波数帯または通信形態に応じてインピーダンスを切替えることにより、アンテナ素子は所望の使用周波数帯に対応することができる。

図２は、本実施の形態に係る折畳み型携帯無線機の周波数とＶＳＷＲ（電圧定在波比）特性との関係を示す図である。図２（Ａ）は、整合切替部７を第２筐体２に配置した場合の図であり、図２（Ｂ）は、整合切替部７を第１筐体１に配置した場合の図である。

整合切替部７を第２筐体２に配置した場合、第１の使用周波数帯Ｗ１と第２の使用周波数帯Ｗ２におけるインピーダンスの位相が離れてしまうため、アンテナの帯域が狭い場合、図２（Ａ）に示すように、第１の使用周波数帯Ｗ１のＶＳＷＲ特性２１と第２の使用周波数帯Ｗ２のＶＳＷＲ特性２２のいずれか一方が劣化してしまう。（図２（Ａ）において、第２の使用周波数帯Ｗ２でＶＳＷＲ特性が閾値「３」より大きくなっている。）

一方、整合切替部７を第１筐体１に配置した場合、第１の使用周波数帯Ｗ１と第２の使用周波数帯Ｗ２におけるインピーダンスの位相が近づくため、図２（Ｂ）に示すように、第１の使用周波数帯Ｗ１のＶＳＷＲ特性２１と第２の使用周波数帯Ｗ２のＶＳＷＲ特性２２の両方が良好なものとなる。（図２（Ｂ）において、第１の使用周波数帯Ｗ１および第２の使用周波数帯Ｗ２の両方でＶＳＷＲ特性が閾値「３」以下となる。）

このように、本実施の形態によれば、折畳み型携帯無線機において、整合切替部７を第１筐体１に配置することにより、複数の周波数帯に対応することができ、かつ、薄型化を図ることができる。

なお、整合切替部７を第１筐体１に配置した場合、第２筐体２にある給電部１２から第１筐体１にある整合切替部７までの経路（伝送線路の電気長）があるため、第２筐体２からみたアンテナ素子１１の入力インピーダンスと第１筐体１からみたアンテナ素子１１の入力インピーダンスの位置は異なる。また、伝送線路の電気長に伴う位相回転量は、周波数によって異なるため、第１筐体１からアンテナ素子１１の入力インピーダンスをみた場合、隣接する二つの周波数帯のインピーダンスの位相位置は近づく。そのため、本実施の形態に係るように整合切替部７を第１の筐体１に配置したほうが、図２（Ｂ）に示すように、第１の使用周波数帯Ｗ１のＶＳＷＲ特性２１と第２の使用周波数帯Ｗ２のＶＳＷＲ特性２２の両方が良好なものとなる。

（実施の形態２）
図１のように整合切替部７を第１筐体１に配置した場合、同軸ケーブル１５等の伝送線路を用いてアンテナ素子１１に給電するため、同軸ケーブル１５の電気長の影響により、整合切替部７を用いても十分にインピーダンス整合ができず、隣接する二つの周波数帯の帯域を十分に確保することができない場合が生じる可能性がある。

そこで、本発明の実施の形態２では、整合切替部７を第１筐体１に配置した場合において、隣接する二つの周波数帯の帯域を常に十分に確保するための方式について説明する。

図３は、本発明の実施の形態２に係る折畳み型携帯無線機の内部の構成図である。なお、図３において、上記実施の形態１で説明した図１と共通する部分には同一符号を付して説明を省略する。

図３に示す折畳み型携帯無線機は、図１と比較して、整合回路１４と無線部６との間の伝送線路の途中に位相調整部３１が追加される。

位相調整部３１は、伝送線路との位相量の合計が所定の値になるように位相を調整する。この場合の所定の値とは、例えば、切替手段８が第１の回路素子９、または、第２の回路素子１０を選択した場合に第１の使用周波数帯及び第２の使用周波数帯の両方でＶＳＷＲが閾値で概ね３以下となるように決定している値である。なお、閾値については所望のアンテナ効率が得られている場合は必ずしも３以下でなくともよい。

図４は、本実施の形態に係る折畳み型携帯無線機の周波数とＶＳＷＲ（電圧定在波比）特性との関係を示す図である。図４（Ａ）は、閉状態の場合の図であり、図４（Ｂ）は、開状態の場合の図である。また、図４において、実線４１は切替手段８が備わっていない場合、破線４２は切替手段８が第１回路素子９を選択した場合、一点鎖線４３は切替部８が第２回路素子１０を選択した場合をそれぞれ示す。

図４（Ａ）に示すように、閉状態の場合には、切替手段８が第１回路素子９もしくは第２回路素子１０を選択することにより、第１の使用周波数帯Ｗ１および第２の使用周波数帯Ｗ２の両方でＶＳＷＲが閾値「３」以下であり、帯域が確保される。また、開状態の場合には、切替手段８が第２の回路素子１０を選択した場合、図４（Ｂ）に示すように切替部８が備わっていない場合に対して、ＶＳＷＲ特性が改善する。

このように、本実施の形態によれば、位相調整部３１によって伝送線路との位相量の合計が所定の値になるように位相を調整することにより、整合切替部７を第１筐体１に配置した場合において、隣接する二つの周波数帯の帯域を十分に確保することができる。

（他の実施の形態）
上記各実施の形態において、図５に示すように、伝送線路と切替手段８との間に第３の使用周波数帯における高周波信号を遮断する遮断回路５１を追加する。尚、第３の使用周波数帯とは第１の使用周波数帯と第２の使用周波数帯とは隣接しない周波数帯であり、アンテナ素子１１と無線部６は第３の使用周波数帯に対応している。第３の使用周波数帯において、切替手段８、第１回路素子９の合計のインピーダンス、または、切替手段８、第２回路素子１０の合計のインピーダンスは無限大となるので、整合切替部７により第３の使用周波数帯におけるアンテナ素子１１の入力インピーダンスと無線部６のインピーダンスの不整合損を小さくすることができ、第３の使用周波数帯でのアンテナ利得の劣化を小さくすることができる。

また、図６Ａに示すように、切替手段８と第１回路素子９、第２回路素子１０の間のそれぞれの線路に、切替手段８が正しく実装されているか否かを検査するための端子６１、６２を設けると、端子６１、６２までの線路の影響で切替手段８と第１回路素子９、第２回路素子１０の合計のインピーダンスの抵抗分が変動し、アンテナ効率が劣化してしまう。そこで、図６Ｂに示すように、線路と端子６１、６２との間に回路素子６３、６４を挿入することにより、切替手段８と第１回路素子９、第２回路素子１０の合計のインピーダンスの抵抗分が無限大に近づけることができ、アンテナ効率の改善を図ることができる。

なお、上記各実施の形態では、第１回路素子９と第２回路素子１０は整合回路１４から切替手段８側を見たインピーダンスが０もしくは無限大となるように定数を決定しているが、本発明はこれに限られず、自由空間アンテナ効率が良化するように定数を決定しても同様の効果を得ることができる。

また、上記各実施の形態では、アンテナ素子１１が第２筐体２内に備えられる場合について説明しているが、本発明はこれに限られず、ヘリカルアンテナのようにアンテナ素子１１が筐体外に備えられる場合にも同様の効果を得ることができる。

また、上記各実施の形態では、第１筐体１の無線部６から第２筐体２への給電部１２まで同軸ケーブル１５を使用しているが、本発明はこれに限られず、フレキケーブル１６の中に伝送線路を構成しても同様の効果を得ることができる。

本発明は、薄型化や高剛性を図るために金属筐体などを使用する折畳み型携帯無線機に用いるに好適である。

本発明の実施の形態１に係る折畳み型携帯無線機の内部構成図 本発明の実施の形態１に係るアンテナ素子のＶＳＷＲ特性を表す図 本発明の実施の形態２に係る折畳み型携帯無線機の内部構成図 本発明の実施の形態２に係るアンテナ素子のＶＳＷＲ特性を表す図 本発明の他の実施の形態に係る折畳み型携帯無線機の内部構成図 本発明の他の実施の形態に係る折畳み型携帯無線機の部分構成図

符号の説明

１ 第１筐体
２ 第２筐体
３ ヒンジ部
４ 第１回路基板
５ 制御部
６ 無線部
７ 整合切替部
８ 切替手段
９ 第１回路素子
１０ 第２回路素子
１１ アンテナ素子
１２ 給電部
１３ 第２回路基板
１４ 整合回路
１５ 同軸ケーブル
１６ フレキケーブル
３１ 位相調整部
５１ 遮断回路
６１、６２ 端子
６３、６４ 回路素子

Claims (2)

1. 第１筐体と、ヒンジ部により前記第１筐体と回動自在に連結する第２筐体と、を有する折り畳み型携帯無線機であって、
   アンテナと、
   前記アンテナに給電する給電部と、
   信号の送受信処理を行う無線部と、
   前記給電部と接続し、前記アンテナと前記無線部とをインピーダンス整合する整合回路部と、
   前記整合回路部と前記無線部とを接続する伝送線路と、
   前記伝送線路に接続し、使用周波数帯または通信形態に応じてインピーダンスを切替る整合切替部と、
   を具備し、
   前記アンテナ、前記給電部および前記整合回路部を前記第２筐体の内部に設け、
   前記無線部および前記整合切替部を前記第１筐体の内部に設ける、
   折り畳み型携帯無線機。
2. 前記アンテナ、前記整合回路部、伝送線路の位相量の合計が所定の値になるように位相を調整する位相調整部を、前記伝送線路の途中に設ける、請求項１記載の折り畳み型携帯無線機。
   

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