JP2013239765A - 通信装置、アンテナ切替制御方法、及びアンテナ切替制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】端末内部から発生するノイズの影響を低減することができ、かつ人体の影響を軽減することができ、また、広帯域な特性も確保することができる通信装置、アンテナ切替制御方法、及びアンテナ切替制御プログラムを提供する。
【解決手段】通信装置１０は、第１の切替状態として、回路基板１４上に実装されたアンテナ切替部１６が、アンテナ切替制御信号に従って、第１のアンテナ素子１１を、回路基板１４上に実装された無線回路１５に電気的に接続するとともに、外部接続用端子に接続される着脱可能な第２のアンテナ素子１２を、回路基板１４上のアースパターンに電気的に接続してダイポールアンテナとして動作させ、第２の切替状態として、アンテナ切替部１６が、アンテナ切替制御信号に従って、第２のアンテナ素子１２を電気的に無線回路１５に接続してモノポールアンテナとして動作させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、通信装置、アンテナ切替制御方法、及びアンテナ切替制御プログラムに関する。

ＵＨＦ帯やＶＨＦ帯のＴＶ放送を受信するためのアンテナを搭載した携帯電話機の提案がなされている。ＵＨＦ帯やＶＨＦ帯は、携帯電話機の物理的な大きさに比較して波長が長いため、携帯電話機用のアンテナに対して長めのアンテナが採用されている。

従来の携帯電話機用アンテナの一般的なものとしては、ロッドアンテナが用いられ、使用時において引き出すことにより長さを確保し、モノポールアンテナとして動作し、未使用時においては、携帯電話機筺体に収納することにより、デザイン的に突起部をなくすことができ、スマートに見せられるという効果を有する。

一般に、アンテナ引出長を極端に長くすることは困難であるため、１／４λ以下程度の電気長で動作するアンテナが採用されている。これは引出長を極端に長く設定する場合、それを収納するためには、筺体内部に大きなスペースが必要となり、携帯電話機全体のサイズアップにつながるためである。携帯電話筺体内部には、回路基板や、強度確保のための金属板等を有しており、これらの導体がモノポールアンテナ用のアース導体として動作する。

また、ロッドアンテナの他に、イヤホンケーブル等の外部接続用ケーブルをアンテナとして利用する方式も提案されている。
例えば、特許文献１には、イヤホンケーブルの導体をアンテナとして利用し、イヤホンを本体接続時にモノポールアンテナとして動作する技術が提案されている。
また、特許文献２には、イヤホン内の２本の金属線を用いてダイポールアンテナを形成する技術が提案されている。
また、特許文献３には、本体内蔵アンテナとイヤホンケーブルアンテナ等の外部アンテナを併用し、アンテナ切換回路で切り替える技術が提案されている。
また、特許文献４には、内部アンテナ（ヘリカル素子、ループ素子）と、外部アンテナ（イヤホンアンテナ）を備え、選択切り替えによりダイバーシチアンテナとして動作する技術が提案されている。

特開２００３−１６３５２９号公報 特開２００５−１５９７２７号公報 特開２００５−３３３６１３号公報 特開２００６−４１８２６号公報

上述のように、特許文献１の携帯電話機用アンテナとしては、筺体内部の回路基板のアースパターンや、金属板をモノポールアンテナ用アース導体として利用するため、ノイズによる感度抑圧等の受信感度劣化を生じやすいという課題があった。
これは、回路基板上には、ＣＰＵやメモリ、各種発振回路等の回路品が実装されており、これらの回路は、各種アプリケーション動作に伴って様々な周波数で動作するため、広い帯域にわたって無線ノイズを発生する可能性があるためである。

また、筺体内部の金属板をアース導体として利用する場合においても、ＬＣＤデバイスに近接して配置される場合が多く、高い周波数で動作するデータ信号による無線ノイズが発生しやすいため、同様にアンテナからノイズを受信しやすいという課題があった。
特に、低い周波数帯（ＶＨＦ帯）になるほど、上記ノイズによる感度劣化の影響は、顕著になりやすいという傾向がある。さらに、筺体金属上に高周波電流が大きく、アンテナ特性に寄与するため、端末を手で保持するなど人体に近接した場合の特性変化が大きいという課題があった。

また、特許文献２は、上記課題の解決手段として提案されたものであり、ダイポールアンテナとして動作するイヤホンアンテナ構成である。平衡系アンテナとして動作することにより、筺体上の高周波電流は小さく抑えられ、上記課題に対して効果を有する。しかしながら、平衡系アンテナとして動作するが故に、共振特性が急峻になり、狭帯域な特性になるという課題を有する。

特許文献３、４は、外部接続アンテナと内蔵アンテナとの切替回路を備えた方式であるが、複数のアンテナを切り替えて動作させるものであり、上記二つの課題に対して効果のあるものではない。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、携帯電話機用（ＵＨＦ帯、ＶＨＦ帯）アンテナにおいて、端末内部から発生するノイズの影響を低減することができ、かつ人体の影響を軽減することができ、また、広帯域な特性も確保することができる通信装置、アンテナ切替制御方法、及びアンテナ切替制御プログラムを提供することにある。

（１）本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の一態様は、第１のアンテナ素子と、外部接続用端子に接続される着脱可能な第２のアンテナ素子と、端末内部に配設され、アースパターンを有する回路基板と、前記回路基板上に実装された無線回路と、前記回路基板上に実装されたアンテナ切替部と、前記アンテナ切替部の動作を制御するアンテナ切替制御信号を出力する切替制御回路とを備え、前記アンテナ切替部は、前記切替制御回路が出力するアンテナ切替制御信号に従って、第１の切替状態においては、前記第１のアンテナ素子を前記無線回路に電気的に接続するとともに、第２のアンテナ素子を前記回路基板上のアースパターンに電気的に接続してダイポールアンテナとして動作させ、第２の切替状態においては、前記第２のアンテナ素子を電気的に前記無線回路に接続してモノポールアンテナとして動作させることを特徴とする通信装置である。

（２）本発明の他の態様は、上述の通信装置において、前記アンテナ切替部は、第１のスイッチ回路と、第２のスイッチ回路とで構成され、前記第１の切替状態では、前記第１のスイッチ回路によって、前記第１のアンテナ素子を前記無線回路に接続するとともに、前記第２のスイッチ回路によって、前記第２のアンテナ素子を前記回路基板上のアースパターンに接続してダイポールアンテナとして動作させ、前記第２の切替状態では、前記第１のスイッチ回路によって、前記第１のアンテナ素子を前記無線回路と非接続とするとともに、前記第２のスイッチ回路、及び前記第１のスイッチ回路によって、前記第２のアンテナ素子を前記無線回路に接続してモノポールアンテナとして動作させることを特徴とする。

（３）本発明の他の態様は、上述の通信装置において、前記アンテナ切替部は、第３の切替状態では、前記第１のスイッチ回路によって、前記第１のアンテナ素子を前記無線回路に接続するとともに、前記第２のスイッチ回路によって、前記第２のアンテナ素子を非接続としてモノポールアンテナとして動作させることを特徴とする。

（４）本発明の他の態様は、上述の通信装置において、前記アンテナ切替部は、前記第１の切替状態において、前記第２のアンテナ素子を、リアクタンス負荷を介して前記回路基板上のアースパターンに接続することを特徴とする。

（５）本発明の他の態様は、上述の通信装置において、前記アンテナ切替部は、前記第１のアンテナ素子が接続された第１のスイッチ回路と、前記第２のアンテナ素子が接続された第２のスイッチ回路と、前記無線回路が接続された第３のスイッチ回路とから構成され、第１の切替状態として、前記第１のスイッチ回路、及び前記第３のスイッチ回路によって、前記第１のアンテナ素子を前記無線回路に接続するとともに、前記第２のスイッチ回路によって、前記第２のアンテナ素子を前記回路基板上のアースパターンに接続して第１のダイポールアンテナとして動作させ、第２の切替状態として、前記第１のスイッチ回路によって、前記第１のアンテナ素子を前記回路基板上のアースパターンに接続するとともに、前記第２のスイッチ回路、及び前記第３のスイッチ回路によって、前記第２のアンテナ素子を前記無線回路に接続して第２のダイポールアンテナとして動作させ、第３の切替状態として、前記第１のスイッチ回路、及び前記第３のスイッチ回路によって、前記第１のアンテナ素子を前記無線回路に接続するとともに、前記第２のスイッチ回路によって、前記第２のアンテナ素子を非接続として第１のモノポールアンテナとして動作させ、第４の切替状態として、前記第１のスイッチ回路によって、前記第１のアンテナ素子を非接続とするとともに、前記第２のスイッチ回路、及び前記第３のスイッチ回路によって、前記第２のアンテナ素子を前記無線回路に接続して第２のモノポールアンテナとして動作させることを特徴とする。

（６）本発明の他の態様は、上述の通信装置において、前記アンテナ切替部は、前記第１のアンテナ素子が接続された第１のスイッチ回路と、前記第２のアンテナ素子が接続された第２のスイッチ回路とから構成され、第１の切替状態として、前記第１のスイッチ回路によって、前記第１のアンテナ素子を前記無線回路に接続するとともに、前記第２のスイッチ回路によって、前記第２のアンテナ素子を前記回路基板上のアースパターンに接続して第１のダイポールアンテナとして動作させ、第２の切替状態として、前記第１のスイッチ回路によって、前記第１のアンテナ素子を前記回路基板上のアースパターンに接続するとともに、前記第２のスイッチ回路によって、前記第２のアンテナ素子を前記無線回路に接続して第２のダイポールアンテナとして動作させ、第３の切替状態として、前記第１のスイッチ回路によって、前記第１のアンテナ素子を前記無線回路に接続するとともに、前記第２のスイッチ回路によって、前記第２のアンテナ素子を前記無線回路に接続してモノポールアンテナとして動作させることを特徴とする。

（７）本発明の他の態様は、上述の通信装置において、前記アンテナ切替部は、前記第１の切替状態、または前記第２の切替状態において、前記第２のアンテナ素子、または前記第１のアンテナ素子を、リアクタンス負荷を介して前記回路基板上のアースパターンに接続することを特徴とする。

（８）本発明の他の態様は、上述の通信装置において、前記回路基板上に実装され、平衡端子の一方が前記第１のアンテナ素子に接続され、前記平衡端子の他方が前記第２のアンテナ素子に接続され、不平衡側端子が前記アンテナ切替部に接続されたバラン（平衡不平衡変換）回路を更に備え、前記アンテナ切替部は、第１の切替状態として、前記バラン回路の不平衡端子を前記無線回路に接続してダイポールアンテナとして動作させ、第２の切替状態として、前記第１のアンテナ素子を前記無線回路に接続して第１のモノポールアンテナとして動作させ、第３の切替状態として、前記第２のアンテナ素子を前記無線回路に接続して第２のモノポールアンテナとして動作させることを特徴とする。

（９）本発明の他の態様は、通信装置におけるアンテナ切替制御方法であって、第１の切替状態として、回路基板上に実装されたアンテナ切替部が、アンテナ切替制御信号に従って、第１のアンテナ素子を、前記回路基板上に実装された無線回路に電気的に接続するとともに、外部接続用端子に接続される着脱可能な第２のアンテナ素子を、前記回路基板上のアースパターンに電気的に接続してダイポールアンテナとして動作させる第１の過程と、第２の切替状態として、前記アンテナ切替部が、前記アンテナ切替制御信号に従って、前記第２のアンテナ素子を電気的に前記無線回路に接続してモノポールアンテナとして動作させる第２の過程とを有することを特徴とするアンテナ切替制御方法である。

（１０）本発明の他の態様は、通信装置におけるコンピュータに、第１の切替状態として、回路基板上に実装されたアンテナ切替部が、アンテナ切替制御信号に従って、第１のアンテナ素子を、前記回路基板上に実装された無線回路に電気的に接続するとともに、外部接続用端子に接続される着脱可能な第２のアンテナ素子を、前記回路基板上のアースパターンに電気的に接続してダイポールアンテナとして動作させる第１の手順と、第２の切替状態として、前記アンテナ切替部が、前記アンテナ切替制御信号に従って、前記第２のアンテナ素子を電気的に前記無線回路に接続してモノポールアンテナとして動作させる第２の手順とを実行させるためのアンテナ切替制御プログラムである。

この発明によれば、携帯電話機用（ＵＨＦ帯、ＶＨＦ帯）アンテナにおいて、端末内部から発生するノイズの影響を低減することができ、かつ人体の影響を軽減することができ、また、広帯域な特性も確保することができる。

本発明の実施形態による携帯電話機などの通信装置１０の構成を示す概略図である。 本発明の実施形態による通信装置１０の他の構成例を示す概略図である。 本発明の第１実施形態による通信装置１０の構成、及び動作（第１の切替状態（ダイポールモード））を説明するためのブロック図である。 本第１実施形態による通信装置１０の構成、及び動作（第２の切替状態（モノポールモード（１）））を説明するためのブロック図である。 本第１実施形態による通信装置１０の構成、及び動作（第３の切替状態（モノポールモード（２）））を説明するためのブロック図である。 本第１実施形態の変形例による通信装置１０の構成、及び動作（第１の切替状態（ダイポールモード：負荷装荷））を説明するためのブロック図である。 本発明の第２実施形態による通信装置１０の構成、及び動作（第１の切替状態（ダイポールモード（１）））を説明するためのブロック図である。 本第２実施形態による通信装置１０の構成、及び動作（第２の切替状態（ダイポールモード（２）））を説明するためのブロック図である。 本第２実施形態による通信装置１０の構成、及び動作（第３の切替状態（モノポールモード（１）））を説明するためのブロック図である。 本第２実施形態による通信装置１０の構成、及び動作（第４の切替状態（モノポールモード（２）））を説明するためのブロック図である。 本発明の第３実施形態による通信装置１０の構成、及び動作（第１の切替状態（ダイポールモード（１）））を説明するためのブロック図である。 本第３実施形態による通信装置１０の構成、及び動作（第２の切替状態（ダイポールモード（２）））を説明するためのブロック図である。 本第３実施形態による通信装置１０の構成、及び動作（第３の切替状態（モノポールモード（１＋２）））を説明するためのブロック図である。 本発明の第４実施形態による通信装置１０の構成、及び動作（第１の切替状態（ダイポールモード））を説明するためのブロック図である。 本第４実施形態による通信装置１０の構成、及び動作（第２の切替状態（モノポールモード（１）））を説明するためのブロック図である。 本第４実施形態による通信装置１０の構成、及び動作（第３の切替状態（モノポールモード（２）））を説明するためのブロック図である。

本発明は、ＶＨＦ帯、もしくはＵＨＦ帯用アンテナを搭載した携帯電話機などの通信装置において、端末本体に構成されたロッドアンテナと、外部接続用アンテナと、アンテナ切替部とを備え、アンテナ切替部により、ロッドアンテナ、外部接続用アンテナのどちらか一方を選択的に切り替えてモノポールアンテナとして動作させるとともに、両アンテナをアンテナ素子として用いるダイポールアンテナとして動作させることを特徴とする。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態による携帯電話機などの通信装置１０の構成を示す概略図である。図１において、通信装置１０は、第１のアンテナ素子１１、第２のアンテナ素子１２、筐体１３、回路基板１４、無線回路１５、及びアンテナ切替部１６を備えている。回路基板１４は、筐体１３内に配設されている。無線回路１５とアンテナ切替部１６とは、回路基板１４上に実装されている。第１のアンテナ素子１１は、アンテナ切替部１６に接続されている。該第１のアンテナ素子１１は、筐体１３に固定されたロッドアンテナであり、使用時に伸長するようになっている。また、第２のアンテナ素子１２は、外部接続用端子を介して、アンテナ切替部１６に着脱可能に接続されている。該第２のアンテナ素子１２は、イヤホンケーブルの導体をアンテナとして利用したものである。

アンテナ切替部１６は、切替制御信号により切り替えられる第１の切替状態においては、第１のアンテナ素子１１が無線回路１５に電気的に接続されるとともに、第２のアンテナ素子１２を、回路基板１４上のアースパターンに電気的に接続し、ダイポールアンテナとして動作させる。また、アンテナ切替部１６は、切替制御信号により切り替えられる第２の切替状態においては、第２のアンテナ素子１２を無線回路１５に接続する。

図２は、本発明の実施形態による通信装置１０の他の構成例を示す概略図である。図１に対応する部分には同一の符号を付けて説明を省略する。図２には、外部接続用端子を介して、アンテナ切替部１６に着脱可能に接続される第２のアンテナ素子として、外部接続ロッドアンテナ２１や、外部接続変換ケーブルアンテナ２２を用いる構成例を示している。外部接続変換ケーブルアンテナ２２は、例えば、ＵＳＢイヤホンジャック変換ケーブルなどからなる。

次に、上述した通信装置１０の具体的な回路構成例を示すとともに、その動作について説明する。なお、以下では、図１に示す第２のアンテナ素子１２を用いる場合について説明するが、外部接続ロッドアンテナ２１や、外部接続変換ケーブルアンテナ２２を用いてもよい。

Ａ．第１実施形態
図３、図４、及び図５は、本発明の第１実施形態による通信装置１０の構成、及び動作を説明するためのブロック図である。図３、図４、及び図５において、アンテナ切替部１６は、第１の高周波スイッチ回路（ＳＰＤＴ）３１と、第２の高周波スイッチ回路（ＳＰＤＴ）３２とで構成されている。第１のアンテナ素子１１は、アンテナ整合回路３６を介して、第１の高周波スイッチ回路３１に接続されている。また、第２のアンテナ素子１２は、アンテナ整合回路３７を介して、第２の高周波スイッチ回路３２に接続されている。

第１の高周波スイッチ回路３１は、切替制御回路３５からのアンテナ切替制御信号に従って、第１のアンテナ素子１１を無線回路１５に接続するか、あるいは、第２の高周波スイッチ回路３２を介して、第２のアンテナ素子１２を無線回路１５に接続するようになっている。第２の高周波スイッチ回路３２は、切替制御回路３５からのアンテナ切替制御信号に従って、第２のアンテナ素子１２を第１の高周波スイッチ回路３１に接続するか、あるいは、第２のアンテナ素子１２を（回路基板１４上の）アースパターンに接続するようになっている。

上記構成において、第１の切替状態（ダイポールモード）では、図３に示すように、切替制御回路３５からのアンテナ切替制御信号に従って、第１の高周波スイッチ回路３１は、第１のアンテナ素子１１を、無線回路１５に接続するとともに、第２の高周波スイッチ回路３２は、第２のアンテナ素子１２をアースパターンに接続する。

また、第２の切替状態（モノポールモード（１））では、図４に示すように、切替制御回路３５からのアンテナ切替制御信号に従って、第１の高周波スイッチ回路３１は、第１のアンテナ素子１１を無線回路１５と非接続とするとともに、第２の高周波スイッチ回路３２、及び第１の高周波スイッチ回路３１は、第２のアンテナ素子１２を、無線回路１５に接続する。

更に、他の例として、第３の切替状態（モノポールモード（２））では、図５に示すように、切替制御回路３５からのアンテナ切替制御信号に従って、第１の高周波スイッチ回路３１は、第１のアンテナ素子１１を無線回路１５に接続とするとともに、第２のスイッチ回路３２は、第２のアンテナ素子１２を、アースパターン、及び無線回路１５と非接続とする。

上述した第１実施形態によれば、ダイポールモード＋モノポールアンテナモード×２の計３通りの切り替えが可能となり、より高いダイバーシチ効果を得ることができる。

Ｂ．第１実施形態の変形例
図６は、本第１実施形態の変形例による通信装置１０の構成、及び動作を説明するためのブロック図である。図６において、第１実施形態の変形例では、第２の高周波スイッチ回路３２の一端を直接アースパターンに接続するのではなく、リアクタンス負荷４１を介してアースパターンに接続する。

上記構成において、第１の切替状態（ダイポールモード：負荷装荷）では、図６に示すように、切替制御回路３５からのアンテナ切替制御信号に従って、第１の高周波スイッチ回路３１は、第１のアンテナ素子１１を、無線回路１５に接続するとともに、第２の高周波スイッチ回路３２は、第２のアンテナ素子１２を、リアクタンス負荷４１を介してアースパターンに接続する。

上述した第１実施形態の変形例によれば、第２のアンテナ素子１２を、リアクタンス負荷４１を介してアース接続することにより、外部接続アンテナのアンテナ電気長に過不足がある場合においても、リアクタンス負荷４１により調整が可能となり、使用周波数帯において、より良好なダイポールアンテナ特性を得ることができる。

Ｃ．第２実施形態
図７、図８、図９、及び図１０は、本発明の第２実施形態による通信装置１０の構成、及び動作を説明するためのブロック図である。図７、図８、図９、及び図１０において、アンテナ切替部１６は、第１の高周波スイッチ回路（ＳＰＤＴ）３１と、第２の高周波スイッチ回路（ＳＰＤＴ）３２と、第３の高周波スイッチ回路（ＳＰＤＴ）５１とで構成されている。第１のアンテナ素子１１は、アンテナ整合回路３６を介して、第１の高周波スイッチ回路３１に接続されている。また、第２のアンテナ素子１２は、アンテナ整合回路３７を介して、第２の高周波スイッチ回路３２に接続されている。

第１の高周波スイッチ回路３１は、切替制御回路３５からのアンテナ切替制御信号に従って、第１のアンテナ素子１１を、リアクタンス負荷５２を介して（回路基板１４上の）アースパターンに接続するか、あるいは、第３の高周波スイッチ回路（ＳＰＤＴ）５１を介して無線回路１５に接続するようになっている。第２の高周波スイッチ回路３２は、切替制御回路３５からのアンテナ切替制御信号に従って、第２のアンテナ素子１２を第３の高周波スイッチ回路５１を介して無線回路１５に接続するか、あるいは、第２のアンテナ素子１２を、リアクタンス負荷４１を介して（回路基板１４上の）アースパターンに接続するようになっている。第３の高周波スイッチ回路５１は、切替制御回路３５からのアンテナ切替制御信号に従って、第１のアンテナ素子１１、または第２のアンテナ素子１２のいずれか一方を、無線回路１５に接続するようになっている。

上記構成において、第１の切替状態（ダイポールモード（１））では、図７に示すように、切替制御回路３５からのアンテナ切替制御信号に従って、第１の高周波スイッチ回路３１、及び第３の高周波スイッチ回路５１は、第１のアンテナ素子１１を無線回路１５に接続するとともに、第２の高周波スイッチ回路３２は、第２のアンテナ素子１２を、リアクタンス負荷４１を介してアースパターンに接続する。

また、第２の切替状態（ダイポールモード（２））では、図８に示すように、切替制御回路３５からのアンテナ切替制御信号に従って、第１の高周波スイッチ回路３１は、第１のアンテナ素子１１を、リアクタンス負荷５２を介してアースパターンに接続するとともに、第２の高周波スイッチ回路３２、及び第３の高周波スイッチ回路５１は、第２のアンテナ素子１２を無線回路１５に接続する。

また、第３の切替状態（モノポールモード（１））では、図９に示すように、切替制御回路３５からのアンテナ切替制御信号に従って、第１の高周波スイッチ回路３１、及び第３の高周波スイッチ回路５１は、第１のアンテナ素子１１を無線回路１５に接続するとともに、第２の高周波スイッチ回路３２は、第２のアンテナ素子１２を第３の高周波スイッチ回路５１に接続（開放端）する。

また、第４の切替状態（モノポールモード（２））では、図１０に示すように、切替制御回路３５からのアンテナ切替制御信号に従って、第１の高周波スイッチ回路３１は、第１のアンテナ素子１１を第３の高周波スイッチ回路５１に接続（開放端）するとともに、第２の高周波スイッチ回路３２、及び第３の高周波スイッチ回路５１は、第２のアンテナ素子１２を無線回路１５に接続する。

上述した第２実施形態によれば、第１の高周波スイッチ回路３１、第２の高周波スイッチ回路３２、及び第３の高周波スイッチ回路５１を用いることにより、ダイポールモード×２＋モノポールアンテナモード×２の計４通りのアンテナモード切替が可能となり、より高いダイバーシチ効果が得られる。

Ｄ．第３実施形態
図１１、図１２、及び図１３は、本発明の第３実施形態による通信装置１０の構成、及び動作を説明するためのブロック図である。図１１、図１２、及び図１３において、アンテナ切替部１６は、第１の高周波スイッチ回路（ＳＰＤＴ）３１と、第２の高周波スイッチ回路（ＳＰＤＴ）３２とで構成されている。第１のアンテナ素子１１は、アンテナ整合回路３６を介して、第１の高周波スイッチ回路３１に接続されている。また、第２のアンテナ素子１２は、アンテナ整合回路３７を介して、第２の高周波スイッチ回路３２に接続されている。

第１の高周波スイッチ回路３１は、切替制御回路３５からのアンテナ切替制御信号に従って、第１のアンテナ素子１１を、リアクタンス負荷５２を介して（回路基板１４上の）アースパターンに接続するか、あるいは、無線回路１５に接続するようになっている。また、第２の高周波スイッチ回路３２は、切替制御回路３５からのアンテナ切替制御信号に従って、第２のアンテナ素子１２を無線回路１５に接続するか、あるいは、第２のアンテナ素子１２を、リアクタンス負荷４１を介して（回路基板１４上の）アースパターンに接続するようになっている。

上記構成において、第１の切替状態（ダイポールモード（１））では、図１１に示すように、切替制御回路３５からのアンテナ切替制御信号に従って、第１の高周波スイッチ回路３１は、第１のアンテナ素子１１を無線回路１５に接続するとともに、第２の高周波スイッチ回路３２は、第２のアンテナ素子１２を、リアクタンス負荷４１を介してアースパターンに接続する。

また、第２の切替状態（ダイポールモード（２））では、図１２に示すように、切替制御回路３５からのアンテナ切替制御信号に従って、第１の高周波スイッチ回路３１は、第１のアンテナ素子１１を、リアクタンス負荷５２を介してアースパターンに接続するとともに、第２の高周波スイッチ回路３２は、第２のアンテナ素子１２を無線回路１５に接続する。

また、第３の切替状態（モノポールモード（１＋２））では、図１３に示すように、切替制御回路３５からのアンテナ切替制御信号に従って、第１の高周波スイッチ回路３１は、第１のアンテナ素子１１を無線回路１５に接続するとともに、第２の高周波スイッチ回路３２は、第２のアンテナ素子１２を無線回路１５に接続する。

上述した第３実施形態によれば、第１の高周波スイッチ回路３１、及び第２の高周波スイッチ回路３２を用いることにより、ダイポールモード×２＋モノポールアンテナモード×１の３通りの切替が可能となり、第３の切替状態（モノポールモード（１＋２））では、第１のアンテナ素子１１の信号と第２のアンテナ素子１２の信号とを合成した特性を得ることができる。

Ｅ．第４実施形態
図１４、図１５、及び図１６は、本発明の第４実施形態による通信装置１０の構成、及び動作を説明するためのブロック図である。図１４、図１５、及び図１６において、アンテナ切替部１６は、スイッチ回路７１から構成されている。第１のアンテナ素子１１は、回路基板上に実装されたバラン（平衡不平衡変換）回路７２の一端に接続されるとともに、スイッチ回路７１に接続されている。また、第２のアンテナ素子１２は、バラン回路７２の他の一端に接続されるとともに、スイッチ回路７１に接続されている。バラン回路７２は、その不平衡側端子がスイッチ回路７１に接続されている。

スイッチ回路７１は、切替制御回路３５からのアンテナ切替制御信号に従って、第１のアンテナ素子１１を無線回路１５に接続するか、バラン（平衡不平衡変換）回路７２の不平衡側端子を無線回路１５に接続するか、あるいは、第２のアンテナ素子１２を無線回路１５に接続するようになっている。

上記構成において、第１の切替状態（ダイポールモード）では、図１４に示すように、切替制御回路３５からのアンテナ切替制御信号に従って、スイッチ回路７１は、バラン回路７２の不平衡端子を無線回路１５に接続する。

また、第２の切替状態（モノポールモード（１））では、図１５に示すように、切替制御回路３５からのアンテナ切替制御信号に従って、スイッチ回路７１は、第１のアンテナ素子１１を無線回路１５に接続する。

また、第３の切替状態（モノポールモード（２））では、図１６に示すように、切替制御回路３５からのアンテナ切替制御信号に従って、スイッチ回路７１は、第２のアンテナ素子１２を無線回路１５に接続する

上述した第４実施形態によれば、１つのスイッチ回路７１とバラン回路７２とを用いて、ダイポールモード×１＋モノポールアンテナモード×２の３通りの切替が可能となり、バラン回路７２を用いることにより、より効率的に不平衡−平衡変換回路が作用し、より良好なダイポールアンテナとして動作させることができる。

上述した第１乃至第４実施形態では、通信装置１０本体に構成された第１のアンテナ素子１１と外部接続用端子に接続される第２のアンテナ素子１２とにより、ダイポールアンテナ（＝平衡モードアンテナ）として動作させる。これにより、筺体内部の回路基板アースにのる高周波電流の影響を抑制することができ、ノイズの影響を低減することができるという利点がある。

第１のアンテナ素子（ロッドアンテナ）１１と第２のアンテナ素子（イヤホンアンテナ）１２とアンテナ切替部１６とを備え、切替制御信号に応じて、少なくとも２つの状態（第１のアンテナ素子１１と第２のアンテナ素子１２とがダイポール（平衡モードアンテナ）として動作するダイポールモードと、第１のアンテナ素子１１、もしくは第２のアンテナ素子１２のみがモノポール（不平衡モードアンテナ）として動作するモノポールモード）を切り替え可能とする。これにより、ノイズの影響が低減されたアンテナ特性が得られるダイポールアンテナモードと、あえて筺体上に電流を流したモノポールアンテナモードとを切り替えられるので、指向性ダイバーシチ効果が得られる。

また、ダイポールアンテナは、平衡系アンテナであるため、帯域特性が狭帯域になりやすいが、モノポールアンテナモードは、不平衡アンテナであるため、広帯域な特性が得られやすい。このため、切替方式の採用により、ダイポールアンテナモードで劣化が生じる周波数帯で良好な特性を得ることができる。

なお、上述した実施形態における通信装置１０の一部、例えば、アンテナ切替部１６の一部、切替制御回路３５をコンピュータで実現するようにしても良い。その場合、この制御機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現しても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、通信装置１０に内蔵されたコンピュータシステムであって、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。更に「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでも良い。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、更に前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。

また、上述した実施形態における通信装置１０の一部、または全部を、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等の集積回路として実現しても良い。通信装置１０の各機能ブロックは個別にプロセッサ化してもよいし、一部、または全部を集積してプロセッサ化しても良い。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現しても良い。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いても良い。

以上、図面を参照してこの発明の実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。

１０…通信装置、１１…第１のアンテナ素子、１２…第２のアンテナ素子、１３…筐体、１４…回路基板、１５…無線回路、１６…アンテナ切替部、２１…外部接続ロッドアンテナ、２２…外部接続変換ケーブルアンテナ、３１…第１の高周波スイッチ回路、３２…第２の高周波スイッチ回路、３５…切替制御回路、３６、３７…アンテナ整合回路、４１、５２…リアクタンス負荷、５１…第３の高周波スイッチ回路、７１…スイッチ回路、７２…バラン回路

Claims (10)

1. 第１のアンテナ素子と、
   外部接続用端子に接続される着脱可能な第２のアンテナ素子と、
   端末内部に配設され、アースパターンを有する回路基板と、
   前記回路基板上に実装された無線回路と、
   前記回路基板上に実装されたアンテナ切替部と、
   前記アンテナ切替部の動作を制御するアンテナ切替制御信号を出力する切替制御回路と
   を備え、
   前記アンテナ切替部は、
   前記切替制御回路が出力するアンテナ切替制御信号に従って、第１の切替状態においては、前記第１のアンテナ素子を前記無線回路に電気的に接続するとともに、第２のアンテナ素子を前記回路基板上のアースパターンに電気的に接続してダイポールアンテナとして動作させ、第２の切替状態においては、前記第２のアンテナ素子を電気的に前記無線回路に接続してモノポールアンテナとして動作させることを特徴とする通信装置。
2. 前記アンテナ切替部は、
   第１のスイッチ回路と、第２のスイッチ回路とで構成され、
   前記第１の切替状態では、前記第１のスイッチ回路によって、前記第１のアンテナ素子を前記無線回路に接続するとともに、前記第２のスイッチ回路によって、前記第２のアンテナ素子を前記回路基板上のアースパターンに接続してダイポールアンテナとして動作させ、
   前記第２の切替状態では、前記第１のスイッチ回路によって、前記第１のアンテナ素子を前記無線回路と非接続とするとともに、前記第２のスイッチ回路、及び前記第１のスイッチ回路によって、前記第２のアンテナ素子を前記無線回路に接続してモノポールアンテナとして動作させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
3. 前記アンテナ切替部は、
   第３の切替状態では、前記第１のスイッチ回路によって、前記第１のアンテナ素子を前記無線回路に接続するとともに、前記第２のスイッチ回路によって、前記第２のアンテナ素子を非接続としてモノポールアンテナとして動作させる
   ことを特徴とする請求項２に記載の通信装置。
4. 前記アンテナ切替部は、
   前記第１の切替状態において、前記第２のアンテナ素子を、リアクタンス負荷を介して前記回路基板上のアースパターンに接続する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の通信装置。
5. 前記アンテナ切替部は、
   前記第１のアンテナ素子が接続された第１のスイッチ回路と、前記第２のアンテナ素子が接続された第２のスイッチ回路と、前記無線回路が接続された第３のスイッチ回路とから構成され、
   第１の切替状態として、前記第１のスイッチ回路、及び前記第３のスイッチ回路によって、前記第１のアンテナ素子を前記無線回路に接続するとともに、前記第２のスイッチ回路によって、前記第２のアンテナ素子を前記回路基板上のアースパターンに接続して第１のダイポールアンテナとして動作させ、
   第２の切替状態として、前記第１のスイッチ回路によって、前記第１のアンテナ素子を前記回路基板上のアースパターンに接続するとともに、前記第２のスイッチ回路、及び前記第３のスイッチ回路によって、前記第２のアンテナ素子を前記無線回路に接続して第２のダイポールアンテナとして動作させ、
   第３の切替状態として、前記第１のスイッチ回路、及び前記第３のスイッチ回路によって、前記第１のアンテナ素子を前記無線回路に接続するとともに、前記第２のスイッチ回路によって、前記第２のアンテナ素子を非接続として第１のモノポールアンテナとして動作させ、
   第４の切替状態として、前記第１のスイッチ回路によって、前記第１のアンテナ素子を非接続とするとともに、前記第２のスイッチ回路、及び前記第３のスイッチ回路によって、前記第２のアンテナ素子を前記無線回路に接続して第２のモノポールアンテナとして動作させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
6. 前記アンテナ切替部は、
   前記第１のアンテナ素子が接続された第１のスイッチ回路と、前記第２のアンテナ素子が接続された第２のスイッチ回路とから構成され、
   第１の切替状態として、前記第１のスイッチ回路によって、前記第１のアンテナ素子を前記無線回路に接続するとともに、前記第２のスイッチ回路によって、前記第２のアンテナ素子を前記回路基板上のアースパターンに接続して第１のダイポールアンテナとして動作させ、
   第２の切替状態として、前記第１のスイッチ回路によって、前記第１のアンテナ素子を前記回路基板上のアースパターンに接続するとともに、前記第２のスイッチ回路によって、前記第２のアンテナ素子を前記無線回路に接続して第２のダイポールアンテナとして動作させ、
   第３の切替状態として、前記第１のスイッチ回路によって、前記第１のアンテナ素子を前記無線回路に接続するとともに、前記第２のスイッチ回路によって、前記第２のアンテナ素子を前記無線回路に接続してモノポールアンテナとして動作させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
7. 前記アンテナ切替部は、
   前記第１の切替状態、または前記第２の切替状態において、前記第２のアンテナ素子、または前記第１のアンテナ素子を、リアクタンス負荷を介して前記回路基板上のアースパターンに接続する
   ことを特徴とする請求項６に記載の通信装置。
8. 前記回路基板上に実装され、平衡端子の一方が前記第１のアンテナ素子に接続され、前記平衡端子の他方が前記第２のアンテナ素子に接続され、不平衡側端子が前記アンテナ切替部に接続されたバラン（平衡不平衡変換）回路を更に備え、
   前記アンテナ切替部は、
   第１の切替状態として、前記バラン回路の不平衡端子を前記無線回路に接続してダイポールアンテナとして動作させ、
   第２の切替状態として、前記第１のアンテナ素子を前記無線回路に接続して第１のモノポールアンテナとして動作させ、
   第３の切替状態として、前記第２のアンテナ素子を前記無線回路に接続して第２のモノポールアンテナとして動作させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
9. 通信装置におけるアンテナ切替制御方法であって、
   第１の切替状態として、回路基板上に実装されたアンテナ切替部が、アンテナ切替制御信号に従って、第１のアンテナ素子を、前記回路基板上に実装された無線回路に電気的に接続するとともに、外部接続用端子に接続される着脱可能な第２のアンテナ素子を、前記回路基板上のアースパターンに電気的に接続してダイポールアンテナとして動作させる第１の過程と、
   第２の切替状態として、前記アンテナ切替部が、前記アンテナ切替制御信号に従って、前記第２のアンテナ素子を電気的に前記無線回路に接続してモノポールアンテナとして動作させる第２の過程と
   を有することを特徴とするアンテナ切替制御方法。
10. 通信装置におけるコンピュータに、
    第１の切替状態として、回路基板上に実装されたアンテナ切替部が、アンテナ切替制御信号に従って、第１のアンテナ素子を、前記回路基板上に実装された無線回路に電気的に接続するとともに、外部接続用端子に接続される着脱可能な第２のアンテナ素子を、前記回路基板上のアースパターンに電気的に接続してダイポールアンテナとして動作させる第１の手順と、
    第２の切替状態として、前記アンテナ切替部が、前記アンテナ切替制御信号に従って、前記第２のアンテナ素子を電気的に前記無線回路に接続してモノポールアンテナとして動作させる第２の手順と
    を実行させるためのアンテナ切替制御プログラム。

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