JP3417083B2

JP3417083B2 - 携帯用無線機

Info

Publication number: JP3417083B2
Application number: JP24022794A
Authority: JP
Inventors: 範夫浜
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1994-10-04
Filing date: 1994-10-04
Publication date: 2003-06-16
Anticipated expiration: 2018-06-16
Also published as: EP0706232A3; US5946610A; KR100349524B1; DE69524834T2; CN1128441A; JPH08107308A; KR960016006A; DE69524834D1; EP0706232B1; CN1082281C; EP0706232A2

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ポケットベルなどに用
いられる携帯用無線機に関し、特に、ケース内のスロッ
トアンテナ体の構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、携帯用無線機には、フェライトア
ンテナ、微小ループアンテナや板状ループアンテナなど
が用いられており、このようなアンテナの受信効率また
は受信効率は、使用する電波の波長と、アンテナ長との
比によって規定される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従って、ループアンテ
ナを用いて携帯用無線機を構成すると、高い周波数で使
用せざるを得ず、ＶＨＦ帯域などで使用可能にするに
は、ループアンテナの開口面積を大きくする必要があ
り、小型化しにくいという問題点がある。ここで、アン
テナ効率ηを、放射抵抗γrad とアンテナ抵抗γlossで
表すと、以下の式（１）で表される。

【０００４】 η ＝ γrad ／（γrad ＋ γloss）・・・式（１）放射抵抗γrad は、ループアンテナの開口面積の二乗に
比例する。また、アンテナ抵抗γlossは、アンテナ長に
比例し、アンテナ体の表面積に反比例する。従って、高
いアンテナ効率ηを確保しながら、アンテナ体の開口面
積を小さくするにはアンテナ体の表面積を大きく拡大す
る必要があるなど、その形状面での制約が多い。それ
故、幅の広いループアンテナになって、側端面が曲面を
もって張り出すケース内にアンテナ体を収容すると、内
部に無駄なスペースが生じてしまう。たとえば、実公平
１−３４４１４号にあるような、広い表面積をもつアン
テナでは、ループアンテナの開口面に平行な面は、高さ
のある垂直な面となり、上述のようなケースに組み込む
と、無駄なスペースが生じるのは明らかである。

【０００５】また、小型の携帯用無線機では、スペース
的な制約からアンテナと近接する位置に回路基板を配置
せざるをえず、このような配置にすると、ループアンテ
ナは、回路基板上の電子回路の影響を受けて、感度劣化
を起こす。特に、ダイレクトコンバージョン方式の無線
機回路を用いると、局部発振信号の周波数と受信周波数
とがほぼ等しいため、局部発振信号とそれに寄生する雑
音は、自他の無線機における送受信を妨げてしまう。か
かる問題点をループアンテナで解消するには、アンテナ
と局部発振回路とを離れた位置に配置するか、または局
部発振回路からの放射を抑える強力なシールド構造をと
らなければならず、このような観点からも、ループアン
テナでは、携帯用無線機の小型化を図れないという問題
点がある。

【０００６】ここに、本願発明者は、ポケットベルなど
の携帯用無線機にスロットアンテナを用いることを提案
する。しかし、スロットアンテナであっても、図２１
（ａ）に示すように、外周側位置にスロット溝９１を形
成する２枚の導電体板９２、９３の間に回路基板９４を
挟んだスロットアンテナ体９０では、導電体板９２、９
３の間隔（スロット溝）が広くなりすぎるだけでなく、
側端面９５１が曲面をもって張り出す無線機ケース９５
内にスロットアンテナ体９０を収容すると、内部に無駄
なスペースＳが生じてしまい、小型化を妨げてしまう。

【０００７】また、図２１（ｂ）に示すように、２枚の
導電体板９２、９３を重ねて、その外周側位置にスロッ
ト溝９１を形成しただけのスロットアンテナ体９０で
は、それに重ねた回路基板９４からの雑音をそのまま受
けてしまい、感度が低いという問題点がある。

【０００８】以上の問題点に鑑みて、本発明では、スロ
ットアンテナ体を用いるとともに、その形状を改良し
て、側端面が曲面をもって張り出すケース内に収納して
もケース内に無駄なスぺースを発生させることがなく、
小型化が可能な携帯用無線機を提供することにある。

【０００９】また、本発明の別の課題は、回路基板から
発生する雑音の影響を受けにくい内部構造にすることに
より、回路基板とアンテナ体とを近接させて小型化の可
能な携帯用無線機を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、無線機ケース内に、無線機回路が構成
された回路基板と、この回路基板を両面側から挟むよう
に配置されて回路基板の外周側位置にスロット溝を構成
する第１および第２の導電体板、およびこれらのの導電
体板同士をスロット溝を跨いで短絡させる短絡部を備え
るスロットアンテナ体とを有する携帯用無線機におい
て、無線機ケースには、外周側に向かって薄くなる側面
部を設け、第１および第２の導電体板には、外周縁に向
かって導電体板同士の離間距離が狭くなるように曲がる
側面部を形成したことに特徴を有する。ここで、第１お
よび第２の導電体板の側面部が外周縁に向かって斜めに
張り出したアンテナ体、または第１および第２の導電体
板の側面部が外周縁に向かって湾曲しながら張り出した
アンテナ体を用いることができる。

【００１１】本発明の別の形態では、無線機ケース内
に、無線機回路が構成された回路基板と、この回路基板
を内蔵するように配置されて回路基板の外側位置にスロ
ット溝を構成する第１および第２の導電体板、およびこ
れらの導電体板同士をスロット溝を跨いで短絡させる短
絡部を備えるスロットアンテナ体とを有する携帯用無線
機において、無線機ケースの外形を略球状とするととも
に、第１および第２の導電体板の外形を略半球状とした
ことに特徴を有する。

【００１２】本発明において、短いスロット溝でも最も
高いアンテナ利得が得られるように、短絡部の形成位置
と反対側位置で第１および第２の導電体板に電気的接続
する同調用容量素子を設けることが好ましい。

【００１３】本発明において、第１および第２の導電体
板には、回路基板に対向する領域に開口部を形成するこ
とにより、回路基板上の電子部品から発生する雑音を開
口部から外に抜くことが好ましい。

【００１４】本発明において、回路基板、またはダイレ
クトコンバージョン方式の無線機回路の局部発振回路な
どの雑音発生源は、アンテナ体の中心部分から短絡部の
側に偏った位置に配置することが好ましい。

【００１５】本発明において、無線機回路がダイレクト
コンバージョン方式の無線機回路である場合には、第１
および第２の導電体板のうち、回路基板に対して無線機
回路の局部発振回路が構成されている側と反対側に位置
する導電体板の側に対して無線機回路の高周波増幅回路
が電気的接続していることが好ましい。

【００１６】本発明において、スロット溝内には誘電体
を装填することが好ましい。

【００１７】本発明において、携帯時における上部側ま
たは下部側を第１および第２の導電体板と同調用容量素
子との接続位置のある方に設定し、携帯時にはスロット
アンテナ体の放射中心を上方に向けて感度を高めること
が好ましい。

【００１８】本発明において、ダイレクトコンバージョ
ン方式の無線機回路は、直交変換ミキサー回路とベース
バンド信号検波回路とが同一の集積回路に配置されてい
ることが好ましい。

【００１９】本発明において、ダイレクトコンバージョ
ン方式の無線機回路は、電池電圧を昇圧する昇圧回路か
らの電力により駆動し、この昇圧回路の動作周波数は、
無線機回路に含まれるベースバンド信号用濾波回路にお
ける非通過帯域に設定されていることが好ましい。

【００２０】本発明において、動作周波数を水晶振動子
で決めることが好ましい。

【００２１】本発明において、無線機ケースに対して
は、同調用容量素子または短絡部に近い部分にカールコ
ードが取り付けられていることが好ましい。

【００２２】

【作用】本発明に係る携帯用無線機では、無線機ケース
が外周側に向かって張り出す側面部を備える一方、スロ
ットアンテナ体を構成する第１および第２の導電体板
は、側面部が外周縁に向かって張り出しながらスロット
溝を構成している。ここで、携帯用無線機は、ポケット
などに入れて携帯することから、小型であることは勿論
のこと、デザイン性が高く、しかも、手で触れたときの
感触がよいことも求められる。そこで、無線機ケースに
は、外周側に向かって薄くなる側面部を設けてデザイン
性や感触を高めてある。かかる場合でも、スロットアン
テナ体の側面部を張り出すように構成してあるため、ス
ロットアンテナ体は、無線機ケースの内面に沿って配置
される。それ故、無線機ケース内に無駄なスペースが生
じないので、小型化できる。

【００２３】

【実施例】添付図面を参照して、本発明の実施例を説明
する。なお、いずれの実施例においても、各アンテナ体
は、ケース内に構成されて、ポケットベルなどのケース
内蔵型の携帯用無線機を構成している。

【００２４】〔実施例１〕図１（ａ）は、実施例１に係
る携帯用無線機の外観構造を示す斜視図、図１（ｂ）
は、その側面図である。

【００２５】図１（ａ）、（ｂ）において、本例の携帯
用無線機１０では、上ケース１１と下ケース１２とを重
ね合わせた無線機ケース１３を用いてあり、この無線機
ケース１３は、楕円形の平面形状を有する。無線機ケー
ス１３は、その側面部１３０が外周側に湾曲しながら張
り出しており、携帯用無線機１０のデザイン性を高める
とともに、携帯用無線機１０をポケットなどから出し入
れしやすくしてある。無線機ケース１３の上面では、上
ケース１１に組み込まれた保護レンズ１４０を通して液
晶表示パネル１４で表示された受信内容を確認すること
が可能になっており、その下方位置には２つの操作ボタ
ン１５１、１５２が配置されている。また、携帯用無線
機１０をポケットなどに入れて携帯するときに、上部側
となる方向を示すために、上ケース１１には、矢印のマ
ーク１６が付されている。このマーク１６が示す方向を
上部側または下部側にして携帯用無線機１０を携帯した
ときに、その感度が最も高いような内部構造になってい
る。また、図１（ｃ）に示すように、マーク１６の代わ
りに、マーク１６を記した位置付近にカールコード７４
を取りつけると、図１（ｄ）に示すように、吊り下げて
携帯するときに、無線機ケース１３に対するカールコー
ド７４の取付け位置が自然に上向きになる。従って、携
帯用無線機１０の特定の部分を上部側または下部側に向
かせて、携帯用無線機１０を高感度方向に向かせた状態
で携帯することができ、使い勝手が向上する。

【００２６】かかる形状の無線機ケース１３の内部に収
容するアンテナとして、本例では、無線機ケース１３の
内部形状に合わせた形状を備え、かつ、電子回路から影
響を受けにくい構造のスロットアンテナを用いる。この
スロットアンテナの構成を、図２ないし図４を参照して
説明する。

【００２７】図２は、本例の携帯用無線機の分解斜視図
である。図３（ａ）は、アンテナ体の平面図、図３
（ｂ）は、アンテナ体の正面図、図３（ｃ）は、アンテ
ナ体の左側面図、図３（ｄ）は、アンテナ体の右側面図
である。また。図４は、アンテナ体の展開図である。

【００２８】図２において、上ケース１１と下ケース１
２との間には、それらに挟まれるようにアンテナ体２０
（スロットアンテナ体）が収容されており、このアンテ
ナ体２０は、上ケース１１および下ケース１２の内部形
状に沿った形状を有している。すなわち、図３（ａ）に
示すように、アンテナ体２０は、全体として八角形の平
面形状を有するとともに、図３（ｂ）〜図３（ｄ）に示
すように、外周縁に向かって斜めに張り出した側面部２
００を有する。アンテナ体２０は、その上半部を構成す
る第１の導電体板２１と、この導電体板に被さって外周
側にスロット溝２２を構成する第２の導電体板２３と、
スロット溝２２を跨がるようにして第１の導電体板２１
と第２の導電体板２３とを電気的に短絡させる短絡部２
４とによって構成されている。また、第１および第２の
導電体板２１、２３のいずれにも、その平面部分に四角
形の開口部２１０、２３０が形成されている。

【００２９】アンテナ体２０は、図４に示すように、第
１の導電体板２１と第２の導電体板２３とが短絡部２４
で結合し合う一体のものから構成され、短絡部２４と、
第１および第２の導電体板２１、２３との連接部分２４
１、２４２で折り曲げることによって、図３に示すアン
テナ体２０となる。このとき、アンテナ体２０の側面部
２００は、第１および第２の導電体板２１、２３におい
て外周縁に向かって斜めに張り出す側面部２１５、２３
５で構成される。

【００３０】かかる構成のアンテナ体２０を用いて携帯
用無線機１０を製造する際には、図１のＸ−Ｘ′線にお
ける断面図を図５に示し、図１のＹ−Ｙ′線における断
面図を図６に示すように、無線機ケース１３の内部に、
アンテナ体２０、無線機回路が構成された回路基板３
０、液晶表示パネル１４、および電池３３などを内蔵さ
せる。

【００３１】図５および図６において、アンテナ体２０
は、側面部２００に張り出し部分を有するため、上ケー
ス１１および下ケース１２の内面に沿うように配置さ
れ、無線機ケース１３の側面部１３０の内部にも無駄な
スペースがほとんどない。

【００３２】無線機回路が構成された回路基板３０は、
第１の導電体板２１と第２の導電体板２３との間に挟ま
れた状態に配置され、アンテナ体２０のスロット溝２２
は、回路基板３０の外周側位置にある。回路基板３０の
表面側では、第１の導電体板２１の開口部２１０が位置
しており、この開口部２１０を通して、液晶表示パネル
１４は、情報を表示することが可能である。なお、回路
基板３０の裏面側には、第２の導電体板２３の開口部２
３０が位置しており、下ケース１２の裏蓋１２５を外せ
ば、開口部２３０を通して、携帯用無線機１０の電力源
であるボタン型の電池３３を交換可能である。

【００３３】回路基板３０に対してＸ′方向側の位置で
は、スロット溝２２を跨ぐようにして、短絡部２４が第
１の導電体板２１と第２の導電体板２３とを電気的に短
絡させている。これに対して、回路基板３０には、その
Ｘ方向側に同調用容量素子３０１が実装され、この同調
用容量素子３０１は、端子３０２、３０３を介して第１
および第２の導電体板２１、２３の双方にスロット溝２
２を跨ぐようして電気的接続している。ここで、同調用
容量素子３０１の接続位置は、アンテナ体２０の等価回
路を図７に示すように、短絡部２４による第１および第
２の導電体板２１、２３の短絡位置と反対側の位置であ
る。

【００３４】同調用容量素子３０１は、スロット溝２２
の長さが使用周波数の半波長に相当する寸法よりも短く
ても、アンテナ体２０が高いアンテナ利得をもって同調
するようにしており、その位置は、スロット溝２２の長
手方向における中央位置、すなわち、短絡部２４と反対
側位置にあることが最も効果的である。また、同調用容
量素子３０１とアンテナ体２０との接続位置付近は、ア
ンテナ体２０の高インピーダンス部分であり、そこを中
心として電磁波が放射される。それ故、携帯用無線機１
０をポケットに入れて携帯するときには、感度が最も高
いように、同調用容量素子３０１とアンテナ体２０との
接続位置が上部側または下部側に向いた状態にする。か
かる使用時における向きを上ケース１１の矢印のマーク
１６が示している。

【００３５】本例では、回路基板に構成した無線機回路
がダイレクトコンバージョン方式であり、かかる無線機
回路のブロック図を図８（ａ）に示す。

【００３６】図８（ａ）において、アンテナ体２０に対
しては、ＲＦ増幅器３４０（高周波増幅回路）、混合器
３４１、局部発振器３４２（局部発振回路）、ローパス
フィルタ３４３、検波器３４４、デコーダ３４５、およ
びＣＰＵ３４６が構成されており、シングルスーパーヘ
テロダイン方式と相違して、中間周波数への変換が行な
われない。すなわち、ダイレクトコンバージョン方式で
は、アンテナ体２０の同調周波数を局部発振器３４２の
発振周波数に一致させるため、局部発振器３４２の局部
発振信号がアンテナ体２０に飛び込みやすい。その結
果、発振信号が受信すべき信号を抑圧したり、他受信機
を妨害したりする問題が発生する。また、発振信号に寄
生する雑音として、昇圧回路の動作クロックが電源線を
通して混入してくる。動作クロックは、十数ｋＨｚから
数ＭＨｚの例があるが、あまり低いと、クロック発振の
Ｃ／Ｎ比が悪い場合には、その側帯雑音がアンテナ体２
０からＲＦ回路、ミキサー回路を通り、ダイレクトコン
バージョン検波回路出力におけるベースバンド雑音に変
換され、信号のＳ／Ｎ比を低下させる。

【００３７】このため、ダイレクトコンバージョン方式
では、アンテナ体２０と局部発振器３４２とを離れた位
置に配置すべきであるが、本例の携帯用無線機１０のよ
うに、小型のものでは、かかる配置構造が不可能であ
る。

【００３８】また、昇圧回路の動作クロックの側帯雑音
が混入しない手段も併せてとることが必要である。

【００３９】そこで、本例では、図５に示したように、
回路基板３０に実装する部品のうち、局部発振器３４２
をアンテナ体２０に影響を最も及ぼしにくい位置に実装
する目的に、回路基板３０の表面側においてアンテナ体
２０の中心位置からＸ′方向側に偏った位置、すなわ
ち、短絡部２４に近い位置にシールドボックス入りの局
部発振器３４２を実装してある。従って、局部発振器３
４２は、同調用容量素子３０１とアンテナ体２０との接
続位置（アンテナ体２０のうち、インピーダンスが最も
高い部分）から遠い位置にあるので、この位置は、局部
発振器３４２からの雑音がアンテナ体２０に最も入りに
くい位置である。なお、回路基板３０の表面側には、デ
コーダ３４５およびＣＰＵ３４６として機能するデジタ
ルＩＣ３４７なども実装されているが、デジタルＩＣ３
４７のアンテナ体２０への影響は、比較的小さいので、
その配置位置には制約がない。

【００４０】昇圧回路の動作クロックの側帯雑音が局部
発振信号に寄生する問題は、前述の配置とすることでア
ンテナ体２０への混入もなくすことができるが、動作ク
ロックを前記検波回路のローパスフィルタの非通過帯域
に設定し、クロック発振を水晶振動子とすることで、さ
らに確実になくすことができる。

【００４１】図８（ｂ）は、電源線を加えたブロック図
である。電池３４８は、乾電池、空気電池等１．５ｖ以
下の電源である。ダイクレクトコンバージョンＩＣ３４
９を動作させるために２Ｖ以上の電源が必要である。そ
こで、ＤＣ／ＤＣコンバータ３４７により電池３４８の
電圧を昇圧する。昇圧は、リアクタンス素子によるチャ
ージポンプ方式で行なうが、電荷を蓄積、放出するため
の基準信号源に水晶振動子３５０を使用する。これは、
ＣＰＵにおける時計動作やデータ復調の基準信号として
も使用し、３２．７６８ｋＨｚや７６．８ｋＨｚなどを
用いる。

【００４２】また、ローパスフィルタ３４３の３２．７
６８ｋＨｚにおける減衰量は、９０ｄＢ以上であり、水
晶振動子３５０の高いＱとあいまって充分に動作クロッ
クおよび側帯雑音を減衰させることができる。

【００４３】さらに、図８（ｂ）に示す構成では、局部
発振器３４２が独立しており、混合器３４１は、ＩＣの
中にある。この構成では、信号線３５１が基板上のプリ
ントパターン等で露出する形となる。信号線３５１にお
ける信号強度は、５０Ω終端換算で、−１０ｄＢｍ〜−
２０ｄＢｍに達する。また、信号線３５１のインピーダ
ンスは数ｋΩはあるので、外部放射レベルはかなり大き
く、特に信号線３５１の上下方向に放射し、特にループ
アンテナにて信号線３５１を覆うような構成の小型、薄
型無線機は、局部発振回路３４２の強大な外部放射を直
接受け、本願発明者の測定によれば、ＲＦ増幅器３４０
の入力端における放射電界レベルは、１１０ｄＢμＶに
もなる。一方、携帯用無線機１０の最低レベルの受信電
界レベルは、１０ｄＢμＶ〜１５ｄＢμＶであるから、
１００ｄＢも高い自らの放出する妨害電波により受信信
号波は、ＲＦ増幅器３４０あるいは混合器３４１でひず
み、抑圧されてしまう。

【００４４】また、発振信号の側帯雑音のレベルも、前
記の電界レベルに比例して大きくなり、前述のとおり、
ベースバンド雑音になって現れて受信信号波のＳ／Ｎ比
を悪化させるわけである。

【００４５】本例では、このような回路ブロック構成を
もつ携帯用無線機であっても良好な性能を得ることがで
きる。

【００４６】図８（ｂ）に示す構成であっても、本例の
アンテナ体２０と前記の配置構造を用いることにより、
ＲＦ増幅器３４０入力端における放射電界レベルは、８
０ｄＢμＶに低下する。これにより、受信信号波は抑圧
されることがなく、側帯雑音のレベルも低下するので、
Ｓ／Ｎ比が向上する。もちろん、図８（ｂ）に示す構成
以外でも、局部発振信号３４２と混合器３４１とを一体
としてシールド構造をとり、この出力がベースバンド信
号になるようにし、さらに、ローパスフィルタ３４３と
検波器３４４とを別ＩＣとした構成も見られるが、これ
にも応用できるのはいうまでもない。

【００４７】また、アンテナ体２０に対して電気的接続
する給電回路または受信回路が平衡回路の場合には、ス
ロット溝２２を跨ぐようにして第１および第２の導電体
板２１、２３の双方にＲＦ増幅器３４０を接続する。こ
れに対して、給電回路または受信回路が不平衡回路の場
合には、第１および第２の導電体板２１、２３のいずれ
かにＲＦ増幅器３４０を接続する。かかる不平衡給電を
行なうにあたって、本例では、雑音発生源である局部発
振器３４２が回路基板３０の表面側に実装され、局部発
振器３４２からの雑音は、第１の導電体板２１の開口部
２１０を通って外部に抜くようにしてあるので、局部発
振器３４２からの雑音の影響を受けにくいように、図６
に示すように、第２の導電体板２３に対してコネクタ３
０４を介してＲＦ増幅器３４０を接続し、第１の導電体
板２１にコネクタ３０５を介してグランド電位を印加し
てある。ここで、第２の導電体板２３に対するＲＦ増幅
器３４０の接続位置（給電点）は、アンテナ体２０とＲ
Ｆ増幅器３４０とのインピーダンスマッチングを簡単に
行なう目的に、インピーダンスが最も高い同調用容量素
子３０１の接続位置付近からずらした位置に設定してあ
る。かかるＲＦ増幅器３４０とアンテナ体２０との接続
位置、および局部発振器３４２の位置を図７に示してあ
る。

【００４８】このように構成した携帯用無線機１０で
は、アンテナ体２０がスロットアンテナであるため、磁
界成分を検出する。また、本例の携帯用無線機１０を胸
ポケットに入れた場合には、人体のイメージ効果によっ
て、アンテナ利得が高くなるため、ポケットベルなどに
適している。

【００４９】また、携帯用無線機１０では、無線機ケー
ス１３の側面部１３０が外周側に湾曲しながら張り出し
ている形状になっているのに対応させて、アンテナ体２
０の側面部２００を外周側に斜めに張り出した形状にし
てある。それ故、無線機ケース１３の側面部１３０の内
側でも、その内面に沿ってアンテナ体２０が配置された
構造になっているので、無線機ケース１３の内部に無駄
なスペースがない。それ故、携帯用無線機１０のデザイ
ンに高い自由度を得ながら、携帯用無線機１０の小型化
を図ることができる。

【００５０】さらに、携帯用無線機１０では、アンテナ
体２０に開口部２１０、２３０を形成してあるので、回
路基板３０から発生した雑音は、開口部２１０、２３０
から抜けてアンテナ体２０に入りにくい。また、開口部
２１０を利用して、液晶表示パネル１４を配置すること
ができる。しかも、本例では、アンテナ体２０のインピ
ーダンスが低い位置（短絡部２４の形成位置）近くに局
部発振器３４２を配置してあるので、局部発振器３４２
から発生した雑音がアンテナ体に入りにくい。それ故、
ダイレクトコンバージョン方式の携帯用無線機１０にお
いて、局部発振器３４２とアンテナ体２０とを近接した
状態に配置しても、局部発振器３４２が発する雑音の影
響を受けにくいので、高い感度を維持しながら小型化を
図ることができる。

【００５１】これに対して、特開昭６０−２３９１０６
号にあるスロットアンテナの構成では、アンテナ以外の
構成を本願と同じとした場合、上述のような効果は得ら
れず、また、図１にあるようなデザイン構成とすること
も難しいことが明らかである。

【００５２】なお、本例の携帯用無線機１０において、
アンテナ体２０のスロット溝２２に対して誘電体（ガラ
ス−エポキシ）などを充填してもよい。かかるアンテナ
体２０を用いると、受信信号がスロット溝２２内の誘電
体の誘電率の平方根に比例してみかけ上短縮され、アン
テナ体２０の実効長さが延長された状態にある。それ
故、アンテナ体２０を小型、薄型化しても、長波長の信
号を受信できる。逆に、同じ波長の信号であれば、アン
テナ体２０（携帯用無線機１０）を小型、薄型化でき
る。

【００５３】また、回路基板３０に実装した電子部品か
らの影響を抑えるために、本例では、主たる雑音発生源
である局部発振器３４２をアンテナ体２０の中心部分か
ら短絡部２４の側に偏った位置に配置したが、それ以外
の雑音発生源も、短絡部２４の側に偏った位置に配置し
た方がよい。さらに、回路基板３０が比較的小さい場合
には、回路基板３０自身をアンテナ体２０の中心部分か
ら短絡部２４の側に偏った位置に配置してもよい。

【００５４】次に、本例の携帯用無線機の受信感度を、
図９ないし図１２を参照して説明する。

【００５５】まず、図９には、図７に示す導電体板２
１、２３が図示のとおり垂直に形成されたスロットアン
テナを用いた携帯用無線機の単体における受信感度を方
位特性１０１で示し、図２（ｂ）に示すように、導電体
板２１、２３が側面部２００を形成する形状である本例
のアンテナ体２０を用いた携帯用無線機の単体における
受信感度を方位特性１００で示してある。アンテナ体２
０の全長は、それぞれ同じで１５０ｍｍである。受信周
波数は、２８０ＭＨｚである。方位特性１００では、最
良値で１４ｄＢμＶ／ｍを得ており、方位特性１０１に
比較して３ｄＢ〜４ｄＢ向上している。これほどの特性
向上をするためには、従来から用いられているループア
ンテナにとっては、開口面積を大きくしなればならず、
小型化の障害になっていた。しかし、本例によれば、図
２１にある無駄なスペースＳを有効に利用できるので、
良好な特性を確保しながら、小型化を実現できる。

【００５６】図１０には、図５に示す局部発振器３４２
をアンテナ体２０の中心位置からＸ′方向へ偏った位置
に配置した本例の携帯用無線機の単体における受信感度
を方位特性１００で示し、その逆方向に偏った位置に局
部発振器３４２を配置した携帯用無線機の単体における
受信感度を方位特性１０２で示してある。これらの方位
特性１００、１０２には、約１０ｄＢの差があり、配置
位置が影響を及ぼしていることがわかる。スロットアン
テナでは、短絡部２４付近が最もインピーダンスが低
く、この近傍で局部発振器３４２からの雑音放射があっ
ても、アンテナ体２０に入る雑音が小さい。

【００５７】図１１には、本例のアンテナ体２０を配置
した携帯用無線機１０の単体における受信感度を方位特
性１００で示し、この携帯用無線機１０を人体に装着し
たときの受信感度を方位特性１０３で示してある。装着
姿勢は、図１（ｄ）である。人体の正面（ｆｒｏｎｔ）
では、人体装着効果として約４ｄＢの向上を得た。これ
により、本例のアンテナ体２０は、ループアンテナなど
と同じ磁界成分を検出していることがわかる。

【００５８】図１２には、本例のアンテナ体２０を配置
した携帯用無線機１０の人体装着時における受信感度を
方位特性１０３で示し、従来のループアンテナを用いた
スーパーヘテロダイン型携帯用無線機の人体装着時にお
ける受信感度を方位特性１０４で示してある。これらの
携帯用無線機において、受信感度はほぼ同等であり、正
面（ｆｒｏｎｔ）における受信感度は、双方とも１０ｄ
ＢμＶ／ｍを得た。ここで、スーパーヘテロダイン方式
の無線機では、局部発振信号の周波数と、受信周波数と
が異なっている。その差は、たとえば、４５５ｋＨｚや
１０ＭＨｚなどであるが、これだけの差があれば、局部
発振信号が自他の無線機に影響を与えることがなく、ル
ープアンテナを用いて方位特性１０４を容易に得ること
ができていた。これに対し、本例では、ダイレクトコン
バージョン方式の携帯用無線機において、アンテナ体２
０を最適配置することによって、前述の課題を解決し、
図１のようなデザインの無線機が構成でき、かつ、従来
のスーパーヘテロダイン方式の無線機と同等の特性を得
ることができるという観点から、画期的な組み合わせで
ある。

【００５９】〔実施例２〕なお、実施例１では、無線機
ケース１３の側面部１３０が外周側に湾曲しながら張り
出している形状に対応させて、アンテナ体２０の側面部
２００を外周側に斜めに張り出した形状にしてあるが、
同じ形状の無線機ケース１３の内部に対して、図１３に
示すように、無線機ケース１３と同様、側面部４００が
外周側に湾曲しながら張り出しているアンテナ体４０
（スロットアンテナ体）を収容してもよい。

【００６０】この場合には、図１のＸ−Ｘ′線での断面
を図１４に示し、図１のＹ−Ｙ′線における断面を図１
５に示すように、アンテナ体４０の側面部４００は、無
線機ケース１３の側面部１３０の内部に密着した状態に
なり、無駄なスペースがほとんどない。

【００６１】かかるアンテナ体４０を用いた携帯用無線
機１０ａでも、無線機ケース１３内には、無線機回路が
構成された回路基板３０と、この回路基板３０の表面側
に配置された表示パネル１４とが配置されている。ま
た、アンテナ体４０の平面を図１６（ａ）に示し、その
正面を図１６（ｂ）に示し、その右側面を図１６（ｃ）
に示すように、アンテナ体４０は、回路基板３０を両面
側から挟むように配置されて回路基板３０の外周側位置
にスロット溝４２を構成する第１および第２の導電体板
４１、４３と、それらを電気的に短絡させる短絡部４４
とによって構成されている。アンテナ体４０の側面部４
００は、湾曲しながら外周縁に向かって張り出す第１お
よび第２の導電体板４１、４３の側面部４１５、４３５
によって構成されている。第１および第２の導電体板４
１、４３には、回路基板３０の両面側に位置する部分に
開口部４１０、４３０が形成されている。その他の構成
は、実施例１と同様であるため、その説明を省略する。

【００６２】このような構成の携帯用無線機１０でも、
アンテナ体２０がスロットアンテナであるため、磁界成
分を検出するとともに、胸ポケットに入れた場合には、
人体のイメージ効果によって、アンテナ利得が高くなる
など、実施例１と同様な効果を奏する。

【００６３】また、本例の携帯用無線機１０では、外装
ケース１３の側面部１３０が外周側に湾曲しながら張り
出している形状に対応させて、アンテナ体４０の側面部
４００を外周側に湾曲しながら張り出した形状にしてあ
る。それ故、外装ケース１３の側面部１３０の内部に無
駄なスペースがないので、携帯用無線機１０のデザイン
に高い自由度を得ながら、携帯用無線機１０の小型化を
図ることができる。

【００６４】〔実施例３〕図１７は、実施例３に係る携
帯用無線機の外形を示す斜視図、図１８（ａ）は、それ
に用いたアンテナ体の展開図、図１８（ｂ）は、アンテ
ナ体の斜視図、図１８（ｃ）は、アンテナ体の底面図、
図１８（ｄ）は、その側面図である。

【００６５】図１７において、本例の携帯用無線機５０
は、無線機ケース５３が略球形を有し、その極に相当す
る部分に保護レンズ付きの液晶表示パネル５４が配置さ
れている。また、液晶表示パネル５４の側方位置には操
作ボタン５５１、５５２が配置されている。さらに、無
線機ケース５３には、それをポケットに入れて携帯する
ときに、上部側となる方向を示す矢印のマーク５６が付
されている。このマーク５６が示す方向を上部側にして
携帯用無線機１０を携帯したときに、その感度が最も高
いような内部構造になっている。

【００６６】かかる球形の携帯用無線機５０を構成する
にあって、本例では、図１８（ａ）〜（ｃ）に示すよう
に、略半球形の第１および第２の導電体板６１、６３を
重ね合わせてスロット溝６２を形成したアンテナ体６０
（スロットアンテナ体）を用いてある。第１の導電体板
６１と、第２の導電体板６３とは、短絡部６４によって
電気的に短絡しており、図１８（ｄ）に模式的に示すよ
うに、短絡部６４とは反対側位置において、第１および
第２の導電体板６１、６３には、同調用容量素子３０１
が接続している。第１の導電体板６１には、その極部分
に開口部６１０が形成されている。

【００６７】図１９は、本例の携帯用無線機５０の縦断
面図であり、第１の導電体板６１の開口部６１０には、
保護レンズ１４０付きの液晶表示パネル１４が配置され
ている。第２の導電体板６３の極部分にも開口部６３０
が形成され、裏蓋５２５を開けば、開口部６３０から電
池３３を交換することが可能である。

【００６８】本例では、アンテナ体６０の内部が比較的
広いので、回路基板３０は、回路ブロックとしてアンテ
ナ体６０の内部に配置されている。但し、本例でも、回
路基板３０に構成した無線機回路がダイレクトコンバー
ジョン方式であるため、その局部発振器が発する雑音が
アンテナ体６０に入らないように、局部発振器は、アン
テナ体６０の中央部分から短絡部６４の側に偏った位置
に配置されている。ここで、回路基板３０自身をアンテ
ナ体６０の中央部分から短絡部６４の側に偏った位置に
配置することもある。その他の構成は、実施例１と同様
である。

【００６９】このように構成した携帯用無線機５０で
は、アンテナ体６０がスロットアンテナであるため、磁
界成分を検出するとともに、胸ポケットに入れた場合に
は、人体のイメージ効果によって、アンテナ利得が高く
なるなど、実施例１と同様な効果を奏する。

【００７０】また、本例の携帯用無線機５０では、外装
ケース５３が球形であることに対応させて、半球状の第
１および第２の導電体板６１、６３から球形のアンテナ
体６０を構成し、それを外装ケース５３に収容してい
る。それ故、外装ケース５３の内部に無駄なスペースが
ないので、携帯用無線機５０のデザインに高い自由度を
得ながら、携帯用無線機５０の小型化を図ることができ
る。

【００７１】〔その他の実施例〕なお、実施例１、２の
変形例として、たとえば、図２０に示す携帯用無線機７
０を構成してもよい。この携帯用無線機７０では、手で
掴みやすいように、その平面形状として、一方の側に凹
み部分７１を形成し、他方の側には膨らみ部分７２を形
成してある。なお、側面部７３は、外周側に張り出して
いるので、図示を省略してあるが、実施例１または実施
例２に用いたスロットアンテナ体のように、側面部が外
周側に張り出したスロットアンテナ体を用いて小型化を
図ってある。このように構成した携帯用無線機７０で
は、デザイン性に優れていることに加えて、ポケット内
で手で探りながらも、その感触によって携帯用無線機７
０の方向を判別できるという利点がある。また、カール
コード７４により吊り下げた場合には、図１（ｄ）に示
したようになり、この姿勢でアンテナ利得を高くするこ
とができる。また、携帯性に優れているとともに、アク
セサリーの感覚で気軽にもつことができる。

【００７２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る携帯
用無線機では、無線機ケースが外周側に向かって張り出
す側面部を備える一方、スロットアンテナ体を構成する
第１および第２の導電体板は、側面部が外周縁に向かっ
て張り出しながらスロット溝を構成していることに特徴
を有する。また、本発明の別の形態では、無線機ケース
が略球状の外形を備え、それに内蔵のスロットアンテナ
体を構成する第１および第２の導電体板が略半球状の外
形を備えることに特徴を有する。従って、本発明によれ
ば、スロットアンテナ体の形状を無線機ケースの形状に
対応させているため、無線機ケースの内部に無駄なスペ
ースがないので、携帯用無線機を小型化できる。

【００７３】第１および第２の導電体板には、回路基板
が対向する領域に開口部を形成した場合には、回路基板
に実装した電子部品から発生した雑音を開口部から抜く
ことができるので、感度が高い。

【００７４】雑音発生源となる回路基板、またはそれに
実装した局部発振回路をアンテナ体の中心部分から短絡
部の側に偏った位置に配置した場合には、アンテナ体の
インピーダンスが高い部分から雑音発生源を離すことが
できる。それ故、雑音信号がアンテナ体に入りにくいの
で、ダイレクトコンバージョン方式を採用しても、自他
の無線機における送受信を妨げない。特に、直交変換ミ
キサー回路と、ベースバンド信号検波回路が同一のＩＣ
に入っており、局部発振回路と前記ミキサー回路とがプ
リントパターンで接続される構造においては、発振信号
の放射が強く現れるが、その影響を受けずに非常に効果
がある。さらに、発振信号の側帯雑音の原因となる昇圧
回路の動作クロックは、ダイレクトコンバージョン検波
回路のローパスフィルタの非通過帯域に設定し、かつ、
水晶振動子をクロックの源として使用すれば、優れた効
果を得ることができる。

【００７５】また、回路基板に対して無線機回路の局部
発振回路が構成されている側と反対側に位置する導電体
板の側に対して無線機回路の高周波増幅回路を電気的接
続した場合にも、局部発振回路からでる雑音の影響を受
けにくい。

【００７６】スロット溝内に誘電体を装填した場合に
は、受信波長が見掛け上短縮されるので、小型のアンテ
ナでも長波長の信号を受信できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、本発明の実施例１に係る携帯用無線
機の斜視図、（ｂ）は、その側面図、（ｃ）は、無線機
ケースにカールコードを取りつけた形態の携帯用無線機
の平面図、（ｄ）は、それを人体から吊り下げた状態を
示す説明図である。

【図２】本発明の実施例１に係る携帯用無線機の分解斜
視図である。

【図３】（ａ）は、図２に示すアンテナ体の平面図、
（ｂ）は、その正面図、（ｃ）は、その左側面図、
（ｄ）は、その右側面図である。

【図４】図２に示すアンテナ体の展開図である。

【図５】図１のＸ−Ｘ′線における断面図である。

【図６】図１のＹ−Ｙ′線における断面図である。

【図７】図２に示すアンテナ体の等価回路図である。

【図８】（ａ）、（ｂ）は、ダイレクトコンバージョン
方式の無線機回路のブロック図である。

【図９】本例のスロットアンテナを用いた携帯用無線機
の単体での受信感度と、従来のスロットアンテナを用い
た携帯用無線機の単体での受信感度とを比較して示すグ
ラフ図である。

【図１０】本例の局部発振器の配置構造を備えた携帯用
無線機の単体での受信感度と、比較例に係る局部発振器
の配置構造を備えた携帯用無線機の単体での受信感度と
を比較して示すグラフ図である。

【図１１】本例のアンテナ体を配置した携帯用無線機の
単体での受信感度と、それを人体に装着したときの受信
感度とを比較して示すグラフ図である。

【図１２】本例のアンテナ体を配置した携帯用無線機の
人体装着時における受信感度と、従来のループアンテナ
を用いたスーパーヘテロダイン型携帯用無線機の人体装
着時の受信感度を比較して示すグラフ図である。

【図１３】本発明の実施例２に係る携帯用無線機に内蔵
したアンテナ体の斜視図である。

【図１４】図１３に示す携帯用無線機において、図１の
Ｘ−Ｘ′線での断面図である。

【図１５】図１３に示す携帯用無線機において、図１の
Ｙ−Ｙ′線での断面図である。

【図１６】（ａ）は、図１３に示すアンテナ体の平面
図、（ｂ）は、その正面図、（ｃ）は、その右側面図で
ある。

【図１７】本発明の実施例３に係る携帯用無線機の斜視
図である。

【図１８】（ａ）は、図１７に示す携帯用無線機に内蔵
したアンテナ体の展開図、（ｂ）は、その斜視図、
（ｃ）は、その平面図、（ｄ）は、その側面図である。

【図１９】図１７に示す携帯用無線機の縦断面図であ
る。

【図２０】本発明のその他の実施例に係る携帯用無線機
の斜視図である。

【図２１】（ａ）は、従来のスロットアンテナを用いた
携帯用無線機の説明図、（ｂ）は、別の従来のスロット
アンテナを用いた携帯用無線機の説明図である。

【符号の説明】

１０、５０、７０・・・携帯用無線機１３、５３・・・無線機ケース１４、５４・・・液晶表示パネル１６、５６・・・矢印のマーク２０、４０、６０・・・アンテナ体（スロットアンテナ
体）２１、４１、６１・・・第１の導電体板２２、４２、６２・・・スロット溝２３、４３、６３・・・第２の導電体板２４、４４、６４・・・短絡部３０・・・回路基板７１・・・凹み部分７２・・・脹らみ部分１３０、７３・・・無線機ケースの側面部２００、４００・・・アンテナ体の側面部２１０、２３０、４１０、４３０、６１０、６３０・・
・開口部２１５、２３５、４１５、４３５・・・導電体板の側面
部３０１・・・同調用容量素子３４０・・・ＲＦ増幅器（高周波増幅回路）３４２・・・シールドボックス入りの局部発振器（局部
発振回路）３４７・・・デジタルＩＣ３４８・・・電池３５０・・・水晶振動子３５１・・・信号線４６９・・・ダイクレクトコンバージョンＩＣ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01Q 13/10 H01Q 1/24 H04B 1/38

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】無線機ケース内に、無線機回路が構成さ
れた回路基板と、該回路基板を両面側から挟むように配
置されて前記回路基板の外周側位置にスロット溝を構成
する第１および第２の導電体板、および該導電体板同士
を前記スロット溝を跨いで短絡させる短絡部を備えるス
ロットアンテナ体とを有する携帯用無線機において、前記無線機ケースは、外周側に向かって張り出す側面部
を備え、前記第１および第２の導電体板は、導電体板同士の離間
距離が外周縁に向かって狭くなるように張り出す側面部
を備えることを特徴とする携帯用無線機。
【請求項２】請求項１において、前記第１および前記
第２の導電体板の側面部は、外周縁に向かって斜めに張
り出していることを特徴とする携帯用無線機。
【請求項３】請求項１において、前記第１および前記
第２の導電体板の側面部は、外周縁に向かって湾曲しな
がら張り出していることを特徴とする携帯用無線機。
【請求項４】無線機ケース内に、無線機回路が構成さ
れた回路基板と、該回路基板を内蔵するように配置され
て前記回路基板の外側位置にスロット溝を構成する第１
および第２の導電体板、および該導電体板同士を前記ス
ロット溝を跨いで短絡させる短絡部を備えるスロットア
ンテナ体とを有する携帯用無線機において、前記無線機ケースは、略球状の外形を備え、前記第１および第２の導電体板は、略半球状の外形を備
えることを特徴とする携帯用無線機。
【請求項５】請求項１ないし４のいずれかの項におい
て、前記短絡部の形成位置と反対側位置で前記第１およ
び第２の導電体板に電気的接続する同調用容量素子を有
することを特徴とする携帯用無線機。
【請求項６】請求項１ないし４のいずれかの項におい
て、前記第１および第２の導電体板には、前記回路基板
に対向する領域に開口部が形成されていることを特徴と
する携帯用無線機。
【請求項７】請求項１ないし４のいずれかの項におい
て、前記回路基板は、前記スロットアンテナ体の中心部
分から前記短絡部の側に偏った位置に配置されているこ
とを特徴とする携帯用無線機。
【請求項８】請求項１ないし４のいずれかの項におい
て、前記無線機回路は、ダイレクトコンバージョン方式
の無線機回路であり、該無線機回路の局部発振回路は、
前記アンテナ体の中心部分から前記短絡部の側に偏った
位置に構成されていることを特徴とする携帯用無線機。
【請求項９】請求項１ないし４のいずれかの項におい
て、前記無線機回路は、ダイレクトコンバージョン方式
の無線機回路であり、前記第１および第２の導電体板の
うち、前記回路基板に対して前記無線機回路の局部発振
回路が構成されている側と反対側に位置する導電体板の
側に対して前記無線機回路の高周波増幅回路が電気的接
続していることを特徴とする携帯用無線機。
【請求項１０】請求項１ないし４のいずれかの項にお
いて、前記スロット溝内には、誘電体が装填されている
ことを特徴とする携帯用無線機。
【請求項１１】請求項１ないし４のいずれかの項にお
いて、携帯時における上部側または下部側が前記第１お
よび第２の導電体板と前記同調用容量素子との接続位置
のある方に設定されていることを特徴とする携帯用無線
機。
【請求項１２】請求項８または９において、前記ダイ
レクトコンバージョン方式の無線機回路は、直交変換ミ
キサー回路とベースバンド信号検波回路とが同一の集積
回路に配置されていることを特徴とする携帯用無線機。
【請求項１３】請求項８または９において、前記ダイ
レクトコンバージョン方式の無線機回路は、電池電圧を
昇圧する昇圧回路からの電力により駆動し、該昇圧回路
の動作周波数は、前記無線機回路に含まれるベースバン
ド信号用濾波回路における非通過帯域に設定されている
ことを特徴とする携帯用無線機。
【請求項１４】請求項１３において、前記動作周波数
は、水晶振動子で決められていることを特徴とする携帯
用無線機。
【請求項１５】請求項１１において、前記無線機ケー
スに対しては、前記同調用容量素子または前記短絡部に
近い部分にカールコードが取り付けられていることを特
徴とする携帯用無線機。