JP4600571B2 - 無線通信機 - Google Patents
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Description
この発明は、1対の筐体に回路基板が収納された折り畳み式の無線通信機に関するものである。
従来、この種の無線通信機では、例えば、特許文献1及び特許文献2に開示されているように、1対の回路基板に誘起される電流の導通を良くして、アンテナ利得を得る構造を採用している。
図17は、第1の従来例に係る無線通信機を示す正面図であり、図18は、第2の従来例に係る無線通信機を示す斜視図である。
特許文献1に開示の無線通信機100では、図17に示すように、1対の回路基板110,120のグランド部111,121同士を共振回路130を介して接続している。この共振回路130は、インダクタとしての共振用導線131とコンデンサ部132との直列接続体と、インダクタとしての共振用導線133とが並列に接続された回路である。
これにより、アンテナ101のアンテナ動作に起因して回路基板110に誘起された高周波電流が、共振回路130を通り回路基板120に流れる。そして、この高周波電流の導通状態を共振回路130のインピーダンスによって良好な状態とすることで、アンテナ利得の向上を図っている。
図17は、第1の従来例に係る無線通信機を示す正面図であり、図18は、第2の従来例に係る無線通信機を示す斜視図である。
特許文献1に開示の無線通信機100では、図17に示すように、1対の回路基板110,120のグランド部111,121同士を共振回路130を介して接続している。この共振回路130は、インダクタとしての共振用導線131とコンデンサ部132との直列接続体と、インダクタとしての共振用導線133とが並列に接続された回路である。
これにより、アンテナ101のアンテナ動作に起因して回路基板110に誘起された高周波電流が、共振回路130を通り回路基板120に流れる。そして、この高周波電流の導通状態を共振回路130のインピーダンスによって良好な状態とすることで、アンテナ利得の向上を図っている。
一方、特許文献2に開示の無線通信機では、図18に示すように、ヘリカルアンテナ201を回路基板の導体部分210の前方に設けると共に、反転エレメント230をアンテナ201と導体部分210の間に配した構成をとっている。かかる構成により、反転エレメント230を用いて、導体部分210から反転エレメント230内に流れてきた電流を、導体部分210を流れる電流と反転方向に誘導することにより、アンテナ利得の向上を図っている。
しかし、上記した従来の無線通信機では、次のような問題がある。
まず、図17に示した無線通信機では、共振回路130が、インダクタとしての共振用導線131とコンデンサ部132との直列接続体を有しているので、共振時における電流がインダクタとしての共振用導線131とコンデンサ部132との双方を必ず流れる。したがって、所望周波数の電流で共振するには、インダクタとしての共振用導線131とコンデンサ部132との双方の条件が揃った場合に限られる。このため、特定の狭い周波数でしか、共振回路130のインピーダンスを制御することができず、広帯域に渡るインピーダンスの制御が困難である。
次に、図18に示した無線通信機では、外部に引き出すヘリカルアンテナ201と反転エレメント230とが必要であるので、無線通信機の物理的体積が大きくなってしまうという問題がある。
まず、図17に示した無線通信機では、共振回路130が、インダクタとしての共振用導線131とコンデンサ部132との直列接続体を有しているので、共振時における電流がインダクタとしての共振用導線131とコンデンサ部132との双方を必ず流れる。したがって、所望周波数の電流で共振するには、インダクタとしての共振用導線131とコンデンサ部132との双方の条件が揃った場合に限られる。このため、特定の狭い周波数でしか、共振回路130のインピーダンスを制御することができず、広帯域に渡るインピーダンスの制御が困難である。
次に、図18に示した無線通信機では、外部に引き出すヘリカルアンテナ201と反転エレメント230とが必要であるので、無線通信機の物理的体積が大きくなってしまうという問題がある。
この発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、回路基板間のインピーダンスを広帯域に渡って制御することができ、しかも、物理的体積が小さな無線通信機を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、請求項1の発明は、アンテナ部を有する第1の回路基板を収納した第1の筐体と、第2の回路基板を収納した第2の筐体と、第1の筐体と第2の筐体とを開閉自在に連結するヒンジ部と、第1の回路基板と第2の回路基板との回路同士及びグランド同士を電気的に接続する回路接続線群と、ヒンジ部の近傍に設けられた高誘電体とを備える無線通信機であって、アンテナ部は、第1の回路基板のヒンジ部とは相対する端部側に位置するように設けられ、ヒンジ部は、第1及び第2の筐体の一方の筐体の端部と、他方の筐体の部位であって当該他方の筐体の端部よりも内側に寄った部位とを連結して、これら第1及び第2の筐体の開状態時に、他方の筐体における部位から端部に至る部分が一方の筐体の端部側の部分に投影図的に重なるようにしており、高誘電体は、第1の回路基板と第2の回路基板とのグランド間の容量を調整するために、第1及び第2の筐体の開状態時に、重なり部分の間に位置するように配設されている構成とした。
かかる構成により、第1及び第2の筐体を開いた状態で、動作させると、第1の筐体のアンテナ部を通じて、電波の送受信が成される。このとき、第1及び第2の回路の電気長が、アンテナ部の電気長に対応した最適な電気長である場合に、アンテナ利得が高くなり、アンテナ特性が向上する。かかる第1及び第2の回路基板の電気長は、第1及び第2の回路基板を接続してインダクタとして機能する回路接続線群とグランド間の容量との並列回路のインピーダンスを制御することで、調整することができる。
ところで、この発明では、第1及び第2の筐体を開いた状態で、他方の筐体における部位から端部に至る部分が一方の筐体の端部側の部分に投影図的に重なり、高誘電体が、この重なり部分の間に位置するように配設されているので、当該並列回路の容量は、この高誘電体の比誘電率に依存する。したがって、デザイン上、第1及び第2の回路基板の長さに制約が加わり、所望の電気長を得ることができない場合には、並列回路のインピーダンスを変化させることで、具体的には、高誘電体の比誘電率を調整して、容量値を変化させることで、第1及び第2の回路基板の電気長を所望値にすることができる。
このとき、第1及び第2の回路基板間の回路接続線群によるインダクタとグランド間の容量とが並列になっているので、高誘電体の比誘電率を高くして、容量値を大きくすることにより、共振時における高周波電流を主に容量側に流すようにすることができる。したがって、上記した従来の無線通信機のように、回路接続線群と容量との双方の条件が揃わなくとも、高誘電体による容量の条件のみを変えることで、所望のインピーダンスを得ることができるので、広い周波数帯域において、第1及び第2の回路基板間のインピーダンスを制御することができる。
また、アンテナ部を有する第1の回路基板を第1の筐体に収納し、反転エレメント等の余分なエレメントを用いていないので、無線通信機の物理的体積を小さくすることができる。
かかる構成により、第1及び第2の筐体を開いた状態で、動作させると、第1の筐体のアンテナ部を通じて、電波の送受信が成される。このとき、第1及び第2の回路の電気長が、アンテナ部の電気長に対応した最適な電気長である場合に、アンテナ利得が高くなり、アンテナ特性が向上する。かかる第1及び第2の回路基板の電気長は、第1及び第2の回路基板を接続してインダクタとして機能する回路接続線群とグランド間の容量との並列回路のインピーダンスを制御することで、調整することができる。
ところで、この発明では、第1及び第2の筐体を開いた状態で、他方の筐体における部位から端部に至る部分が一方の筐体の端部側の部分に投影図的に重なり、高誘電体が、この重なり部分の間に位置するように配設されているので、当該並列回路の容量は、この高誘電体の比誘電率に依存する。したがって、デザイン上、第1及び第2の回路基板の長さに制約が加わり、所望の電気長を得ることができない場合には、並列回路のインピーダンスを変化させることで、具体的には、高誘電体の比誘電率を調整して、容量値を変化させることで、第1及び第2の回路基板の電気長を所望値にすることができる。
このとき、第1及び第2の回路基板間の回路接続線群によるインダクタとグランド間の容量とが並列になっているので、高誘電体の比誘電率を高くして、容量値を大きくすることにより、共振時における高周波電流を主に容量側に流すようにすることができる。したがって、上記した従来の無線通信機のように、回路接続線群と容量との双方の条件が揃わなくとも、高誘電体による容量の条件のみを変えることで、所望のインピーダンスを得ることができるので、広い周波数帯域において、第1及び第2の回路基板間のインピーダンスを制御することができる。
また、アンテナ部を有する第1の回路基板を第1の筐体に収納し、反転エレメント等の余分なエレメントを用いていないので、無線通信機の物理的体積を小さくすることができる。
請求項2の発明は、請求項1に記載の無線通信機において、高誘電体は、他方の筐体における部位から端部に至る部分又は一方の筐体の端部側の部分の少なくとも一方の部分に設けられている構成とした。
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2に記載の無線通信機において、高誘電体は、第1及び第2の筐体の少なくとも一方の筐体の一部又は全部を成す構成とした。
かかる構成により、無線通信機のデザインを高誘電体を含めて設計することができるので、高誘電体がデザイン設計の自由度を妨げることはない。
かかる構成により、無線通信機のデザインを高誘電体を含めて設計することができるので、高誘電体がデザイン設計の自由度を妨げることはない。
請求項4の発明は、請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の無線通信機において、高誘電体は、汎用性プラスチックよりも低比誘電率の熱可塑性樹脂に、高比誘電率のフィラーを混合したものである構成とした。
請求項5の発明は、請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の無線通信機において、高誘電体の比誘電率を、5〜1000の範囲内の値に設定した構成とする。
かかる構成により、高誘電体の厚みや量を多くすることなく、5〜1000という高比誘電率の高誘電体を配設することができるので、薄型化や突出を少なくするというデザイン上の要望に応えることができる。
かかる構成により、高誘電体の厚みや量を多くすることなく、5〜1000という高比誘電率の高誘電体を配設することができるので、薄型化や突出を少なくするというデザイン上の要望に応えることができる。
請求項6の発明は、請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の無線通信機において、高誘電体を、他方の筐体における部位から端部に至る部分と一方の筐体の端部側の部分とに、それぞれ設け、金属板を、これら1対の高誘電体の内部にそれぞれ配設して対向させた構成とする。
かかる構成により、金属板の大きさを調整することで、第1及び第2の回路基板間の容量を制御することができる。
かかる構成により、金属板の大きさを調整することで、第1及び第2の回路基板間の容量を制御することができる。
請求項7の発明は、請求項6に記載の無線通信機において、各金属板を、金属ラインを通じて当該金属板を有する高誘電体が設けられた筐体内の回路基板のグランドに電気的に接続した構成とする。
かかる構成により、第1及び第2の回路基板間に、より強い結合容量を発生させることができる。
かかる構成により、第1及び第2の回路基板間に、より強い結合容量を発生させることができる。
以上詳しく説明したように、請求項1ないし請求項7の発明に係る無線通信機によれば、第1及び第2の回路基板間のインピーダンスを広帯域に渡って制御することができるので、デザイン上、第1及び第2の回路基板の物理的長さに制約がある無線通信機においても、良好なアンテナ利得を得ることができる。また、アンテナ部を有する第1の回路基板を第1の筐体に収納する等して、外部への突出部品や余分な部品を排除して、無線通信機自体の物理的体積を小さくすることができる。
特に、請求項3及び請求項5の発明によれば、デザイン上の要望に応えた無線通信機の製造が可能となる。
また、請求項6の発明によれば、金属板の大きさを調整することで、第1及び第2の回路基板間の容量を制御することができるので、第1及び第2の回路基板間の結合量の制御が容易になる。
さらに、請求項7の発明によれば、第1及び第2の回路基板間に、より強い結合容量を発生させることができるので、対向する金属板の重なりが小さくとも、第1及び第2の回路基板間の容量制御を確実に行うことができる。
さらに、請求項7の発明によれば、第1及び第2の回路基板間に、より強い結合容量を発生させることができるので、対向する金属板の重なりが小さくとも、第1及び第2の回路基板間の容量制御を確実に行うことができる。
1,2…筐体、 1a,2a…端部、 1b,2b…部位、 3…ヒンジ部、 4,5…回路基板、 6…回路接続線群、 7,7′…高誘電体、 40…アンテナ部、 41,51…グランド領域、 42…非グランド領域、 43,52…回路、 72…金属板、 73,74…金属ライン、 C…容量、 D1,D2…部分、 L1,L2…インダクタ。
以下、この発明の最良の形態について図面を参照して説明する。
図1は、この発明の第1実施例に係る無線通信機を示す斜視図であり、図2は、図1の無線通信機を裏面側から回路基板を透視して示す斜視図であり、図3は、折り畳んだ状態を示す無線通信機の断面図であり、図4は、開いた状態を示す無線通信機の断面図である。
図1に示すように、この実施例の無線通信機は、折り畳み式の携帯電話であり、第1の筐体としての筐体1と第2の筐体としての筐体2とが、ヒンジ部3を介して開閉自在に連結されている。
筐体1は、無線通信機の操作部として用いるためのケースであり、プラスチック等の合成樹脂で形成されている。
この筐体1には、キーボード11やマイク12等が取り付けられており、その内部には、破線で示すように、第1の回路基板としての回路基板4が収納されている。
図2に示すように、この回路基板4は、その両面に、グランド領域41を有している。そして、回路基板4の裏面側には、非グランド領域42が設けられ、アンテナ部40がこの非グランド領域42に表面実装されている。また、このような回路基板4のグランド領域41上には、送受信部や制御部等の各種回路が設けられているが、理解を容易にするため、図面上、これらの回路を1つの回路43として示した。
アンテナ部40は、電気長が(λ/4)×(m+1)のモノポールアンテナであり、回路43に電気的に接続されている。なお、λは、アンテナ部40の共振周波数における波長であり、mは、0以上の整数である。
この筐体1には、キーボード11やマイク12等が取り付けられており、その内部には、破線で示すように、第1の回路基板としての回路基板4が収納されている。
図2に示すように、この回路基板4は、その両面に、グランド領域41を有している。そして、回路基板4の裏面側には、非グランド領域42が設けられ、アンテナ部40がこの非グランド領域42に表面実装されている。また、このような回路基板4のグランド領域41上には、送受信部や制御部等の各種回路が設けられているが、理解を容易にするため、図面上、これらの回路を1つの回路43として示した。
アンテナ部40は、電気長が(λ/4)×(m+1)のモノポールアンテナであり、回路43に電気的に接続されている。なお、λは、アンテナ部40の共振周波数における波長であり、mは、0以上の整数である。
一方筐体2は、無線通信機の表示部として用いるためのケースであり、筐体1と同様にプラスチック等の合成樹脂で形成されているが、筐体1よりも長く設定されている。なお、この実施例では、筐体1,2をプラスチック等の合成樹脂で形成したが、これらをマグネシウム合金等の金属で形成することもできる。
図1に示すように、筐体2には、液晶パネル21やスピーカ22等が取り付けられており、その内部には、破線で示すように、第2の回路基板としての回路基板5が収納されている。
図2に示すように、この回路基板5は、その両面に、グランド領域51,51を有している。回路基板5の表面側のグランド領域51上には、液晶パネル21やスピーカ22等を動作させるための各種回路が設けられているが、理解を容易にするため、図3に示すように、これらの回路を1つの回路52として示した。
図1に示すように、筐体2には、液晶パネル21やスピーカ22等が取り付けられており、その内部には、破線で示すように、第2の回路基板としての回路基板5が収納されている。
図2に示すように、この回路基板5は、その両面に、グランド領域51,51を有している。回路基板5の表面側のグランド領域51上には、液晶パネル21やスピーカ22等を動作させるための各種回路が設けられているが、理解を容易にするため、図3に示すように、これらの回路を1つの回路52として示した。
そして、図2に示すように、筐体1に収納された回路基板4と筐体2に収納された回路基板5とは、回路接続線群6によって電気的に接続されている。
回路基板4と回路基板5との間には、回路43,52同士を接続する信号線及び制御線、及びグランド領域41,51同士の接続線等が並列的に存在するが、この実施例では、これらの信号線等を回路接続線群6としてまとめて示す。
このような回路接続線群6は、図3に示すように、ヒンジ部3内を通って、回路基板4,5を電気的に接続している。したがって、回路接続線群6によるインダクタL1が回路基板4,5の間に介在していることとなる。
回路基板4と回路基板5との間には、回路43,52同士を接続する信号線及び制御線、及びグランド領域41,51同士の接続線等が並列的に存在するが、この実施例では、これらの信号線等を回路接続線群6としてまとめて示す。
このような回路接続線群6は、図3に示すように、ヒンジ部3内を通って、回路基板4,5を電気的に接続している。したがって、回路接続線群6によるインダクタL1が回路基板4,5の間に介在していることとなる。
ヒンジ部3は、筐体1と筐体2とを開閉自在に連結する部分であり、一方の筐体である筐体2の端部と他方の筐体である筐体1の内側の部位を連結することを特徴としている。
図5は、ヒンジ部3の形成位置を説明するための部分拡大断面図であり、図6は、筐体1,2の重なり部分を説明するための部分拡大断面図である。
図5に示すように、ヒンジ部3は、一方において筐体2の端部2aに連結している。そして、ヒンジ部3は、他方において、筐体1の端部1aよりも内側(図5の右側)に寄った部位1bに連結している。
これにより、筐体2を筐体1に対してヒンジ部3を中心に回動させて、図4に示すように、筐体1,2を開いた状態にすることができる。
そして、ヒンジ部3が筐体1の上記部位1bに連結していることから、筐体1,2を開いた状態にすると、図5に示すように、筐体1の部位1bから端部1aに至る部分D1が筐体2の端部2a側の部分D2に投影図的に重なる。
そして、この重なり部分に、この実施例の特徴である高誘電体7が配設されている。
図5は、ヒンジ部3の形成位置を説明するための部分拡大断面図であり、図6は、筐体1,2の重なり部分を説明するための部分拡大断面図である。
図5に示すように、ヒンジ部3は、一方において筐体2の端部2aに連結している。そして、ヒンジ部3は、他方において、筐体1の端部1aよりも内側(図5の右側)に寄った部位1bに連結している。
これにより、筐体2を筐体1に対してヒンジ部3を中心に回動させて、図4に示すように、筐体1,2を開いた状態にすることができる。
そして、ヒンジ部3が筐体1の上記部位1bに連結していることから、筐体1,2を開いた状態にすると、図5に示すように、筐体1の部位1bから端部1aに至る部分D1が筐体2の端部2a側の部分D2に投影図的に重なる。
そして、この重なり部分に、この実施例の特徴である高誘電体7が配設されている。
図7は、高誘電体7の配設位置を示すための平面図である。
図1に示すように、高誘電体7は、回路基板4と回路基板5とのグランド領域41,51間の容量を調整するための部材であり、この実施例では、PC(Polycarbonate)やPCとABS(Acrylnitrile Butadiene Styrene)との混合材等の汎用性プラスチックよりも低比誘電率の熱可塑性樹脂に、高比誘電率のフィラーを混合して、比誘電率を5〜1000に設定した。
このような高誘電体7は、図6に示すように、筐体1,2の開状態時に、重なり部分の間に位置するように配設され、図5に示すように、筐体1の部位1bから端部1aに至る部分D1上に接着されている。勿論、高誘電体7を筐体2の端部2a側の部分D2上に接着することもできる。
また、高誘電体7は、断面が台形状を成した帯状態であり、図7に示すように、筐体1の幅一杯に接着されている。
これにより、図6に示すように、筐体1,2を開くと、高誘電体7が筐体1,2の端部間、即ち回路基板4,5のグランド領域41,51の端部間に介在し、グランド領域41,51と高誘電体7とで構成される容量Cによって、回路基板4,5を電気的に接続した状態になる。
図1に示すように、高誘電体7は、回路基板4と回路基板5とのグランド領域41,51間の容量を調整するための部材であり、この実施例では、PC(Polycarbonate)やPCとABS(Acrylnitrile Butadiene Styrene)との混合材等の汎用性プラスチックよりも低比誘電率の熱可塑性樹脂に、高比誘電率のフィラーを混合して、比誘電率を5〜1000に設定した。
このような高誘電体7は、図6に示すように、筐体1,2の開状態時に、重なり部分の間に位置するように配設され、図5に示すように、筐体1の部位1bから端部1aに至る部分D1上に接着されている。勿論、高誘電体7を筐体2の端部2a側の部分D2上に接着することもできる。
また、高誘電体7は、断面が台形状を成した帯状態であり、図7に示すように、筐体1の幅一杯に接着されている。
これにより、図6に示すように、筐体1,2を開くと、高誘電体7が筐体1,2の端部間、即ち回路基板4,5のグランド領域41,51の端部間に介在し、グランド領域41,51と高誘電体7とで構成される容量Cによって、回路基板4,5を電気的に接続した状態になる。
次に、この実施例の無線通信機が示す作用及び効果について説明する。
図8は、回路基板間に形成される並列回路を示す概略図であり、図9は、並列回路の機能を説明するための概略図である。
図1に示すように、無線通信機の筐体1,2を開いた状態で、回路43を動作させると、筐体1のアンテナ部40を通じて、電波の送受信が成される。
このとき、アンテナ部40の電気長が共振周波数における波長の4分の1のモノポールアンテナであるので、回路基板4,5の基板長がこのアンテナ部40の電気長と対応した最適な長さであると、アンテナ利得は高くなる。
具体的には、回路基板4,5の電気長が、アンテナ部40の電気長(λ/4)×(m+1)と等しいか、あるいはアンテナ部40の電気長よりも0.1λ程度長めの場合に、アンテナ利得が高くなり、アンテナ特性が向上する。
ここで、上記したように、回路基板4,5は、インダクタL1である回路接続線群6によって接続され、さらに、図6に示したように、筐体1,2の開状態時に、グランド領域41,51と高誘電体7とで構成される容量Cによって接続されているので、図8に示すように、回路基板4,5は、容量CとインダクタL1とで構成される並列回路を介して接続された状態になっている。
したがって、この並列回路のインピーダンスを制御することで、回路基板4,5の基板長を最適なものに調整することができる。即ち、並列回路のインピーダンスを制御することで、回路基板4,5全体の電気長を調整することができる。
ところで、かかる並列回路においては、図9の(a)の矢印で示すように、電流の周波数が高い場合に、容量C側を流れ、低い場合に、インダクタL1側を流れる。したがって、同じ周波数でも容量Cを高くすることで、図9の(b)に示すように、インダクタL1による影響を無視できるようにすることができる。このため、この実施例では、上記したように、高誘電体7の比誘電率を5〜1000の範囲内の値に設定して、この高誘電体7と回路基板4,5のグランド領域41,51とで構成される容量Cの容量値を高くし、容量Cが支配的に見えるように、インピーダンスを制御することができるようにしている。したがって、高誘電体7の比誘電率を最適なものに設定して、並列回路のインピーダンスを小さくすることで、回路基板4,5全体の電気長を最適な電気長に調整することができる。しかも、高誘電体7の比誘電率を調整して、容量Cの大きさのみを調整することで、並列回路のインピーダンスを制御できるので、広い範囲の周波数に対して回路基板4,5全体をバランスのとれた最適な電気長にすることができる。
これに対して、図17に示した無線通信機のように、インダクタと容量との直列接続体を有した並列回路を用いると、広い範囲の周波数に対して回路基板4,5全体を最適な電気長にすることができない。
図10は、従来の並列回路の不都合を説明するための概略図である。
図17に示した従来の無線通信機では、図10の(a)に示すように、インダクタL2と容量Cとの直列接続体をインダクタL1と並列に接続した並列回路を回路基板4,5間に設けた構成をとることとなる。
したがって、図10の(b)に示すように、インダクタL1を無視できるように、容量Cの大きさを調整しても、インダクタL2がこの容量Cと直列に接続しているので、インダクタL2と容量Cとの双方の条件が揃った場合にのみ、所望のインピーダンスを得ることができる。このため、特定の狭い周波数以外に、回路基板4,5全体の電気長を最適な値に設定することができない。
これに対して、この実施例の無線通信機では、上記従来の無線通信機と異なり、広い範囲の周波数に対して、回路基板4,5全体を最適な電気長にすることができる。さらに、アンテナ部40を有する回路基板4を筐体1に収納し、反転エレメント等の余分なエレメントを用いていないので、無線通信機の物理的体積を小さくすることができる。
図8は、回路基板間に形成される並列回路を示す概略図であり、図9は、並列回路の機能を説明するための概略図である。
図1に示すように、無線通信機の筐体1,2を開いた状態で、回路43を動作させると、筐体1のアンテナ部40を通じて、電波の送受信が成される。
このとき、アンテナ部40の電気長が共振周波数における波長の4分の1のモノポールアンテナであるので、回路基板4,5の基板長がこのアンテナ部40の電気長と対応した最適な長さであると、アンテナ利得は高くなる。
具体的には、回路基板4,5の電気長が、アンテナ部40の電気長(λ/4)×(m+1)と等しいか、あるいはアンテナ部40の電気長よりも0.1λ程度長めの場合に、アンテナ利得が高くなり、アンテナ特性が向上する。
ここで、上記したように、回路基板4,5は、インダクタL1である回路接続線群6によって接続され、さらに、図6に示したように、筐体1,2の開状態時に、グランド領域41,51と高誘電体7とで構成される容量Cによって接続されているので、図8に示すように、回路基板4,5は、容量CとインダクタL1とで構成される並列回路を介して接続された状態になっている。
したがって、この並列回路のインピーダンスを制御することで、回路基板4,5の基板長を最適なものに調整することができる。即ち、並列回路のインピーダンスを制御することで、回路基板4,5全体の電気長を調整することができる。
ところで、かかる並列回路においては、図9の(a)の矢印で示すように、電流の周波数が高い場合に、容量C側を流れ、低い場合に、インダクタL1側を流れる。したがって、同じ周波数でも容量Cを高くすることで、図9の(b)に示すように、インダクタL1による影響を無視できるようにすることができる。このため、この実施例では、上記したように、高誘電体7の比誘電率を5〜1000の範囲内の値に設定して、この高誘電体7と回路基板4,5のグランド領域41,51とで構成される容量Cの容量値を高くし、容量Cが支配的に見えるように、インピーダンスを制御することができるようにしている。したがって、高誘電体7の比誘電率を最適なものに設定して、並列回路のインピーダンスを小さくすることで、回路基板4,5全体の電気長を最適な電気長に調整することができる。しかも、高誘電体7の比誘電率を調整して、容量Cの大きさのみを調整することで、並列回路のインピーダンスを制御できるので、広い範囲の周波数に対して回路基板4,5全体をバランスのとれた最適な電気長にすることができる。
これに対して、図17に示した無線通信機のように、インダクタと容量との直列接続体を有した並列回路を用いると、広い範囲の周波数に対して回路基板4,5全体を最適な電気長にすることができない。
図10は、従来の並列回路の不都合を説明するための概略図である。
図17に示した従来の無線通信機では、図10の(a)に示すように、インダクタL2と容量Cとの直列接続体をインダクタL1と並列に接続した並列回路を回路基板4,5間に設けた構成をとることとなる。
したがって、図10の(b)に示すように、インダクタL1を無視できるように、容量Cの大きさを調整しても、インダクタL2がこの容量Cと直列に接続しているので、インダクタL2と容量Cとの双方の条件が揃った場合にのみ、所望のインピーダンスを得ることができる。このため、特定の狭い周波数以外に、回路基板4,5全体の電気長を最適な値に設定することができない。
これに対して、この実施例の無線通信機では、上記従来の無線通信機と異なり、広い範囲の周波数に対して、回路基板4,5全体を最適な電気長にすることができる。さらに、アンテナ部40を有する回路基板4を筐体1に収納し、反転エレメント等の余分なエレメントを用いていないので、無線通信機の物理的体積を小さくすることができる。
次に、この発明の第2実施例について説明する。
図11は、この発明の第2実施例に係る無線通信機の要部を示す部分拡大断面図であり、図12は、筐体1,2を開いた状態を示す部分拡大断面図である。
この実施例は、高誘電体7の取り付け構造が上記第1実施例と異なる。
すなわち、図11に示すように、高誘電体7を筐体1の一部として形成し、高誘電体7を筐体1に嵌め込んだ状態にした。そして、筐体1,2を開くことで、図12に示すように、高誘電体7が回路基板4,5のグランド領域41,51の間に介在した状態になるようにした。
かかる構成により、無線通信機のデザインを高誘電体7を含めた状態で設計することができるので、高誘電体7が、デザイン設計上、邪魔になることはない。なお、高誘電体7の突出が問題になる場合には、高誘電体7が筐体1,2の面と面一になるように、設計すれば良い。
なお、高誘電体7は、筐体1,2の少なくとも一方の筐体の一部又は全部を成せばよい。したがって、高誘電体7を、上記第1実施例に示す如く、筐体2に接着するのでなく、筐体2(筐体1)の製造時に、高誘電体7を筐体2(筐体1)と一体に形成してもよく、また、筐体2(筐体1)全体を高誘電体7で形成するようにしてもよい。
その他の構成、作用及び効果は、上記第1実施例と同様であるので、その記載は省略する。
図11は、この発明の第2実施例に係る無線通信機の要部を示す部分拡大断面図であり、図12は、筐体1,2を開いた状態を示す部分拡大断面図である。
この実施例は、高誘電体7の取り付け構造が上記第1実施例と異なる。
すなわち、図11に示すように、高誘電体7を筐体1の一部として形成し、高誘電体7を筐体1に嵌め込んだ状態にした。そして、筐体1,2を開くことで、図12に示すように、高誘電体7が回路基板4,5のグランド領域41,51の間に介在した状態になるようにした。
かかる構成により、無線通信機のデザインを高誘電体7を含めた状態で設計することができるので、高誘電体7が、デザイン設計上、邪魔になることはない。なお、高誘電体7の突出が問題になる場合には、高誘電体7が筐体1,2の面と面一になるように、設計すれば良い。
なお、高誘電体7は、筐体1,2の少なくとも一方の筐体の一部又は全部を成せばよい。したがって、高誘電体7を、上記第1実施例に示す如く、筐体2に接着するのでなく、筐体2(筐体1)の製造時に、高誘電体7を筐体2(筐体1)と一体に形成してもよく、また、筐体2(筐体1)全体を高誘電体7で形成するようにしてもよい。
その他の構成、作用及び効果は、上記第1実施例と同様であるので、その記載は省略する。
次に、この発明の第3実施例について説明する。
図13は、この発明の第3実施例に係る無線通信機の要部を示す部分拡大断面図であり、図14は、筐体1,2を開いた状態を示す部分拡大断面図である。
この実施例は、高誘電体を筐体1,2の双方に設けた点が、上記第1及び第2実施例と異なる。
すなわち、図13に示すように、筐体2の端部2a側の部位2b(図6に示す部分D2内)にも、断面矩形状の高誘電体7′を配設した。そして、筐体1,2を開くことで、図14に示すように、高誘電体7′が高誘電体7に重なり、重なった高誘電体7,7′が回路基板4,5のグランド領域41,51の間に介在した状態になるようにした。
かかる構成により、回路基板4,5間の容量C(図8参照)を大きくして、回路基板4,5間の容量結合を強めることができる。
その他の構成、作用及び効果は、上記第1及び第2実施例と同様であるので、その記載は省略する。
図13は、この発明の第3実施例に係る無線通信機の要部を示す部分拡大断面図であり、図14は、筐体1,2を開いた状態を示す部分拡大断面図である。
この実施例は、高誘電体を筐体1,2の双方に設けた点が、上記第1及び第2実施例と異なる。
すなわち、図13に示すように、筐体2の端部2a側の部位2b(図6に示す部分D2内)にも、断面矩形状の高誘電体7′を配設した。そして、筐体1,2を開くことで、図14に示すように、高誘電体7′が高誘電体7に重なり、重なった高誘電体7,7′が回路基板4,5のグランド領域41,51の間に介在した状態になるようにした。
かかる構成により、回路基板4,5間の容量C(図8参照)を大きくして、回路基板4,5間の容量結合を強めることができる。
その他の構成、作用及び効果は、上記第1及び第2実施例と同様であるので、その記載は省略する。
次に、この発明の第4実施例について説明する。
図15は、この発明の第4実施例に係る無線通信機の要部を示す部分拡大断面図であり、図16は、筐体1,2を開いた状態を示す部分拡大断面図である。
この実施例は、金属ラインを通じて、高誘電体内の金属板を回路基板のグランド領域に接続した点が、上記第3実施例と異なる。
すなわち、図15に示すように、金属板72を、筐体1側の高誘電体7内部と筐体2側の高誘電体7′内部とにそれぞれ埋設した。そして、金属ライン73を高誘電体7内に設けて、金属板72と回路基板5のグランド領域51とをこの金属ライン73を通じて電気的に接続すると共に、金属ライン74を高誘電体7′内に設けて、金属板72と回路基板4のグランド領域41とを金属ライン74を通じて電気的に接続した。
これにより、筐体1,2を開くことで、図16に示すように、回路基板4,5のグランド領域41,51と電気的に接続した金属板72,72が対向したた状態で、当接した高誘電体7,7′が回路基板4,5の間に介在した状態になる。
この結果、回路基板4,5間の容量C(図8参照)を大きくして、回路基板4,5間に、より強い結合容量を発生させることができる。
その他の構成、作用及び効果は、上記第3実施例と同様であるので、その記載は省略する。
図15は、この発明の第4実施例に係る無線通信機の要部を示す部分拡大断面図であり、図16は、筐体1,2を開いた状態を示す部分拡大断面図である。
この実施例は、金属ラインを通じて、高誘電体内の金属板を回路基板のグランド領域に接続した点が、上記第3実施例と異なる。
すなわち、図15に示すように、金属板72を、筐体1側の高誘電体7内部と筐体2側の高誘電体7′内部とにそれぞれ埋設した。そして、金属ライン73を高誘電体7内に設けて、金属板72と回路基板5のグランド領域51とをこの金属ライン73を通じて電気的に接続すると共に、金属ライン74を高誘電体7′内に設けて、金属板72と回路基板4のグランド領域41とを金属ライン74を通じて電気的に接続した。
これにより、筐体1,2を開くことで、図16に示すように、回路基板4,5のグランド領域41,51と電気的に接続した金属板72,72が対向したた状態で、当接した高誘電体7,7′が回路基板4,5の間に介在した状態になる。
この結果、回路基板4,5間の容量C(図8参照)を大きくして、回路基板4,5間に、より強い結合容量を発生させることができる。
その他の構成、作用及び効果は、上記第3実施例と同様であるので、その記載は省略する。
なお、この発明は、上記実施例に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内において種々の変形や変更が可能である。
例えば、上記第1実施例では、高誘電体7を筐体1に接着して取り付けた例を示したが、高誘電体7の取り付け方法は、接着に限るものでなく、周知の各種取り付け方法を適用することができることは勿論である。
上記第4実施例では、金属板72を、筐体1,2側の高誘電体7,7′の内部に設け、金属ライン73,74で金属板72,72を回路基板4,5のグランド領域41,51に電気的に接続した例を示したが、筐体1,2を、金属で形成し、これら筐体1,2を回路基板4,5のグランド領域41,51に電気的に接続した場合には、高誘電体7を筐体1,2間に介在させるだけで、上記第4実施例と同様の作用効果を得ることができることは勿論である。
また、上記実施例では、高誘電体7の比誘電率を5〜1000の範囲内の値に設定して、高誘電体7自体の厚みや量を抑え、薄型化や突出を少なくするというデザイン上の要望に応える構成としたが、高誘電体7の比誘電率を、5〜1000の範囲外に設定した無線通信機もこの発明の範囲に含まれることは勿論である。
例えば、上記第1実施例では、高誘電体7を筐体1に接着して取り付けた例を示したが、高誘電体7の取り付け方法は、接着に限るものでなく、周知の各種取り付け方法を適用することができることは勿論である。
上記第4実施例では、金属板72を、筐体1,2側の高誘電体7,7′の内部に設け、金属ライン73,74で金属板72,72を回路基板4,5のグランド領域41,51に電気的に接続した例を示したが、筐体1,2を、金属で形成し、これら筐体1,2を回路基板4,5のグランド領域41,51に電気的に接続した場合には、高誘電体7を筐体1,2間に介在させるだけで、上記第4実施例と同様の作用効果を得ることができることは勿論である。
また、上記実施例では、高誘電体7の比誘電率を5〜1000の範囲内の値に設定して、高誘電体7自体の厚みや量を抑え、薄型化や突出を少なくするというデザイン上の要望に応える構成としたが、高誘電体7の比誘電率を、5〜1000の範囲外に設定した無線通信機もこの発明の範囲に含まれることは勿論である。
Claims (7)
- アンテナ部を有する第1の回路基板を収納した第1の筐体と、
第2の回路基板を収納した第2の筐体と、
上記第1の筐体と第2の筐体とを開閉自在に連結するヒンジ部と、
上記第1の回路基板と第2の回路基板との回路同士及びグランド同士を電気的に接続する回路接続線群と、
上記ヒンジ部の近傍に設けられた高誘電体と
を備える無線通信機であって、
上記アンテナ部は、上記第1の回路基板の上記ヒンジ部とは相対する端部側に位置するように設けられ、
上記ヒンジ部は、上記第1及び第2の筐体の一方の筐体の端部と、他方の筐体の部位であって当該他方の筐体の端部よりも内側に寄った部位とを連結して、これら第1及び第2の筐体の開状態時に、上記他方の筐体における上記部位から端部に至る部分が上記一方の筐体の端部側の部分に投影図的に重なるようにしており、
上記高誘電体は、上記第1の回路基板と第2の回路基板とのグランド間の容量を調整するために、上記第1及び第2の筐体の開状態時に、上記重なり部分の間に位置するように配設されている、
ことを特徴とする無線通信機。 - 上記高誘電体は、上記他方の筐体における上記部位から端部に至る部分又は上記一方の筐体の端部側の部分の少なくとも一方の部分に設けられている、
ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信機。 - 上記高誘電体は、上記第1及び第2の筐体の少なくとも一方の筐体の一部又は全部を成す、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の無線通信機。 - 上記高誘電体は、汎用性プラスチックよりも低比誘電率の熱可塑性樹脂に、高比誘電率のフィラーを混合したものである、
ことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の無線通信機。 - 上記高誘電体の比誘電率を、5〜1000の範囲内の値に設定した、
ことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の無線通信機。 - 上記高誘電体を、上記他方の筐体における上記部位から端部に至る部分と上記一方の筐体の端部側の部分とに、それぞれ設け、
金属板を、これら1対の高誘電体の内部にそれぞれ配設して対向させた、
ことを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の無線通信機。 - 上記各金属板を、金属ラインを通じて当該金属板を有する高誘電体が設けられた筐体内の回路基板のグランドに電気的に接続した、
ことを特徴とする請求項6に記載の無線通信機。
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