JP2006254092A - Folding portable radio device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、折畳式携帯無線機のアンテナに関し、特に局所平均SARを低減し、かつ、使用者が手で保持して使用する状態において高いアンテナ性能を得ることができる折畳式携帯無線装置に関する。 The present invention relates to an antenna of a foldable portable radio device, and more particularly to a foldable portable radio device capable of reducing local average SAR and obtaining high antenna performance in a state of being held and used by a user. About.
近年、携帯無線機に搭載するアンテナには、局所平均SAR(Specific Absorption Rate;比吸収率)を低減する技術が求められている。一般に、アンテナ放射パターンが人体頭部側を向いていると、局所平均SARは高くなる傾向にある。そこで、SARを低減するには、アンテナの放射パターンを人体頭部とは反対側に向ける必要がある。このため、アンテナ給電部付近に無給電素子を装荷する方法が知られている。即ち、例えば特許文献1では、人体頭部の反対面側において、アンテナの接地導体として動作している基板グランドと平行な状態で、無給電素子を装荷している。この無給電素子は、その長さを無線周波数の1/2波長前後に設定し、導波素子として使用することにより、アンテナの放射パターンを人体頭部側と反対側に向け、SARを低減する。
In recent years, a technique for reducing a local average SAR (Specific Absorption Rate) is required for an antenna mounted on a portable wireless device. In general, when the antenna radiation pattern faces the human head side, the local average SAR tends to increase. Therefore, in order to reduce the SAR, it is necessary to direct the radiation pattern of the antenna to the side opposite to the human head. For this reason, a method of loading a parasitic element near the antenna feeding portion is known. That is, in
また、携帯無線機に搭載されるアンテナは、使用者の手で保持して使用する状態のときに、使用者の手とアンテナとの電磁的相互作用により、アンテナ性能が劣化する。そこで、この解決手段として、例えば図7に示すように、折畳式携帯無線機の上筐体101及び下筐体102の金属部分をアンテナとして利用する構成のものが提案されている。
この折畳式携帯無線機は、上筐体101である上ケースと下部筐体102である下ケースとがヒンジ部103で連結された構造となっており、ヒンジ部103を中心として回動することにより、開いた状態と閉じた状態の2つの状態をとり得る。なお、上ケースと下ケースは絶縁体である樹脂の成型品により構成されている。
Further, when the antenna mounted on the portable wireless device is held and used by the user's hand, the antenna performance deteriorates due to the electromagnetic interaction between the user's hand and the antenna. Therefore, as a means for solving this problem, as shown in FIG. 7, for example, a configuration in which the metal portions of the
This foldable portable wireless device has a structure in which an upper case, which is an
また、この折畳式携帯無線機は、上ケースに、金具フレーム101Aが装着されている。一般に、金属フレーム101Aには、高い導電性を有し、かつ、軽量で強度が高い金属、例えばマグネシウム合金が用いられる。これにより、薄型形状である上ケース101の強度を確保するとともに金属フレーム101Aがアンテナ素子としても動作する。一般に、金属フレーム101Aの長辺の長さは90mm程度である。
さらに、この折畳式携帯無線機は、金属フレーム101Aと、後述するヒンジ部103の一部を構成するヒンジ金具103Aが、取付ネジ101Bによって上ケース101に取り付けられることで、金属フレーム101Aとヒンジ金具103Aとが電気的に接続されるとともに、上ケースとヒンジ金具103Aとが機械的に固定される。
Further, the folding portable wireless device has a
Furthermore, this foldable portable wireless device has a
一方、ヒンジ部103は、ヒンジ金具103A、ヒンジ金具103B及び回転軸103Cによって構成されている。これらヒンジ金具103A、ヒンジ金具103B及び回転軸103Cは、導電性の金属で形成されており、それぞれの間の接触点において電気的に導通する。
ヒンジ金具103Bの一部と給電端子104とを取付ネジ102Bによって下ケースに取り付けることにより、ヒンジ金具103Bと給電端子104とが電気的に接続されるとともに、下ケースとヒンジ金具103Bとが機械的に固定される。
一方、給電端子104は、下ケースの内部に配置された回路基板105上のアンテナ切替スイッチ105Aを介して無線回路105Bに接続される。回路基板105は、携帯無線機の各種機能を実現する回路部品が実装されたプリント基板であり、そのほぼ全面に回路の接地電位となるグランドパターンが形成されている。
On the other hand, the
By attaching a part of the
On the other hand, the
この折畳式携帯無線機は、このような構成により、通話状態において高いアンテナ性能を確保することができる。即ち、上下筐体101、102の金属部分を利用するアンテナと、アンテナ素子106は、アンテナ切替スイッチ105Aにより、使用状況に応じて選択される。一般に、上下筐体の金属部分を利用するアンテナは、携帯無線機を開いた状態において、またアンテナ素子106は携帯無線機を閉じた状態において、選択して使用される。なお、上下筐体の金属部分を利用するアンテナを選択している状態にあっては、さらにアンテナ素子106の電気長を動作周波数において共振素子として使用するため、アンテナ切替スイッチ105Aを介して回路基板105のグランドパターンにアンテナ素子106の一端を電気的に接続する。この構成により、電波の主偏波方向を携帯無線機の幅方向に設定できるため、通話状態において、さらに高いアンテナ比能を確保できる。
上述したように、無給電素子を用いて放射パターンを人体頭部と反対側に向けるという構成では、携帯無線機のサイズが使用周波数に対して十分大きい場合は問題ない。ところが、例えば、携帯電話において使用される900MHz(1/2波長は16.6cm)では、携帯無線機の内部に搭載することが困難である点、及び高い周波数帯(例えば1950MHz)においても人体の保持状態が変化し、保持者の手が無給電素子に近接した場合に改善効果が小さいという問題がある。また、図7の従来例に示すような上下筐体の金属部分を利用する構成では、使用者の手がアンテナ給電部及びアンテナ素子に近接した場合に、アンテナ性能が若干劣化するという問題がある。 As described above, in the configuration in which the radiation pattern is directed to the opposite side of the human head using the parasitic element, there is no problem when the size of the portable wireless device is sufficiently large with respect to the use frequency. However, for example, at 900 MHz (1/2 wavelength is 16.6 cm) used in a mobile phone, it is difficult to mount inside a mobile radio, and even in a high frequency band (eg, 1950 MHz) There is a problem that the improvement effect is small when the holding state changes and the hand of the holder approaches the parasitic element. Further, in the configuration using the metal portion of the upper and lower casings as shown in the conventional example of FIG. 7, there is a problem that the antenna performance is slightly deteriorated when the user's hand is close to the antenna feeding unit and the antenna element. .
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、SARを低減し、さらに通話状態において、使用者の保持状態が変化した場合において高いアンテナ性能を確保できる折畳式携帯無線装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a foldable portable wireless device capable of reducing SAR and ensuring high antenna performance when a user's holding state changes in a call state. With the goal.
本発明の折畳式携帯無線装置は、第1の筐体と、第2の筐体と、前記第1の筐体と前記第2の筐体とを回動自在に連結するヒンジ部と、前記第2の筐体内部に設けられ、グランドパターンを有する回路基板と、前記グランドパターンに対して不平衡給電されて前記第1の筐体側に配置されるアンテナ素子とを備え、前記回路基板の長手方向に沿って前記回路基板と所定の間隔を隔てて拡張素子を配置し、前記拡張素子の両端部を前記グランドパターンと電気的に接続し、前記拡張素子の略半分の位置に所定の周波数を遮断する共振素子を備えることを特徴とする。上記構成によれば、SARを低減しつつ、使用者の保持状態によらず通話状態において高いアンテナ性能が得られる。 The foldable portable wireless device of the present invention includes a first casing, a second casing, a hinge portion that rotatably connects the first casing and the second casing, A circuit board provided in the second casing and having a ground pattern; and an antenna element that is unbalancedly fed to the ground pattern and disposed on the first casing side. An expansion element is disposed at a predetermined distance from the circuit board along the longitudinal direction, both ends of the expansion element are electrically connected to the ground pattern, and a predetermined frequency is set at a position approximately half of the expansion element. It is characterized by comprising a resonance element that cuts off. According to the above configuration, high antenna performance can be obtained in a call state regardless of a user's holding state while reducing SAR.
また、前記第1の筐体に設けるアンテナ素子と、前記回路基板上の無線回路に接続する給電素子とを備え、前記ヒンジ部は、導電性の金属で構成する第1ヒンジ部及び第2ヒンジ部と、前記第1ヒンジ部と前記第2ヒンジ部とを電気的に接続すると共に回動可能に支持する連結部とを有し、前記第1ヒンジ部は、前記第1の筐体に設けて前記アンテナ素子の端部に電気的に接続し、前記第2ヒンジ部は、前記第2の筐体に設けて前記回路基板上のグランドパターンと所定の間隔を隔てて配置するとともに前記給電素子と電気的に接続することを特徴とする。上記構成によれば、アンテナ素子、ヒンジ部及び給電素子と、回路基板上のグランドパターンとは、ダイポールアンテナとして動作し、SARを低減しつつ、使用者の保持状態によらず、通話状態においても高いアンテナ性能が得られる。 In addition, the antenna device includes an antenna element provided in the first casing and a power feeding element connected to a wireless circuit on the circuit board, and the hinge portion includes a first hinge portion and a second hinge made of conductive metal. And a connecting portion that electrically connects the first hinge portion and the second hinge portion and rotatably supports the first hinge portion, and the first hinge portion is provided in the first casing. Electrically connected to the end of the antenna element, and the second hinge part is provided in the second casing and is arranged at a predetermined interval from a ground pattern on the circuit board. It is characterized by being electrically connected to. According to the above configuration, the antenna element, the hinge part, the power feeding element, and the ground pattern on the circuit board operate as a dipole antenna, and reduce the SAR, while maintaining the user's holding state and in the talking state. High antenna performance can be obtained.
また、前記拡張素子は、少なくとも2つ以上配置することを特徴とする。上記構成によれば、通話状態においてさらにアンテナ性能を改善できる。 Further, at least two expansion elements are arranged. According to the above configuration, the antenna performance can be further improved in a call state.
また、前記第2の筐体内において、前記拡張素子の端部と前記回路基板との間に、リアクタンス素子と、前記リアクタンス素子を切替える切替手段とを備えることを特徴とする。上記構成によれば、複数の周波数において、高いアンテナ性能を確保できる。 In the second casing, a reactance element and switching means for switching the reactance element are provided between an end of the expansion element and the circuit board. According to the above configuration, high antenna performance can be ensured at a plurality of frequencies.
また、前記第1の筐体と前記第2の筐体の開閉状態を検出する開閉検出手段を備えるとともに、前記開閉検出手段は、開閉状態の検出結果に応じて前記切替手段を制御することを特徴とする。上記構成によれば、折畳式携帯無線装置が閉じた状態において、高いアンテナ性能が得られる。 In addition, an opening / closing detection means for detecting an opening / closing state of the first casing and the second casing is provided, and the opening / closing detection means controls the switching means according to a detection result of the opening / closing state. Features. According to the above configuration, high antenna performance can be obtained in a state in which the folding portable wireless device is closed.
本発明によれば、通話状態及び折畳式携帯無線機の筐体が閉じている状態において、高いアンテナ性能が確保できる折畳式携帯無線装置を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the folding portable radio | wireless apparatus which can ensure a high antenna performance can be provided in the state of a telephone call and the state where the housing | casing of a folding portable radio | wireless machine is closed.
以下、本発明に係る折畳式携帯無線機の実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、無線周波数は900MHz及び1950MHzに設定するものとする。
[第1の実施形態]
図1(A)及び(B)は、本発明の第1の実施形態に係る折畳式携帯無線機の基本的構成を示す背面図及び側面図であり、この折畳式携帯無線機は、図7に示す従来の折畳式携帯無線機と同様に、上筐体(第1の筐体を構成)1及び下筐体(第2の筐体を構成)2がヒンジ部3で開閉自在に連結された構成のものであるが、前述した従来の折畳式携帯無線機と異なり、下筐体2を構成する下ケース内に、第1の拡張素子部4と、第2の拡張素子部5とを備えている。
Hereinafter, embodiments of a folding portable wireless device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that the radio frequency is set to 900 MHz and 1950 MHz.
[First embodiment]
1A and 1B are a rear view and a side view showing a basic configuration of a folding portable wireless device according to the first embodiment of the present invention. As with the conventional folding portable wireless device shown in FIG. 7, the upper casing (constituting the first casing) 1 and the lower casing (constituting the second casing) 2 can be freely opened and closed by the hinge portion 3. However, unlike the above-described conventional folding portable wireless device, the first extension element unit 4 and the second extension element are provided in the lower case constituting the lower casing 2.
また、この折畳式携帯無線機は、図7に示す従来の折畳式携帯無線機と同様に、下ケースの内部に回路基板6を配置しており、この回路基板6上には、アンテナ切替スイッチ61と、無線回路62などを備える。また、この折畳式携帯無線機は、前述した従来の折畳式携帯無線機と同様に、主に、この折畳式携帯無線機を閉じた状態において使用するアンテナ素子7と、アンテナ切替スイッチ61を介して無線回路62に接続される給電端子8とを備えている。
In addition, as in the conventional folding portable wireless device shown in FIG. 7, this folding portable wireless device has a
第1の拡張素子部4は、略矩形状を呈する回路基板6の一方側の長辺(長手方向)縁部に沿って設置された導電性の板金(例えば厚さ0.3mmの銅板)で形成されており、第1の拡張素子41と、第2の拡張素子42と、第1のリアクタンス素子43とから構成されている。第1の拡張素子部4の寸法は、縦80mm、横3mmであって、回路基板6とD1の間隔を保持して回路基板6の長辺(長手方向)縁部に沿って配置される。ここで、間隔D1は5mmに設定されている。
The first expansion element portion 4 is a conductive sheet metal (for example, a copper plate having a thickness of 0.3 mm) disposed along the long side (longitudinal direction) edge of one side of the
第1の拡張素子41は、縦39mm、横3mmの大きさを有しており、一端は回路基板6上のヒンジ部3及び給電端子8近傍で回路基板6のグランドパターンと接続され、他端は基板長手方向に回路基板6と間隔D1を隔てて配置される。
第2の拡張素子42は、第1の拡張素子41と同様に、縦39mm、横3mmの大きさを有しており、一端はヒンジ部3と基板長手方向に対向する辺上で且つ第1の拡張素子41の長手方向の延長線上近傍において回路基板6のグランドパターンと電気的に接続される。また、第1の拡張素子41及び第2の拡張素子42は第1のリアクタンス素子43を介して電気的に接続される。
The
Like the
第1のリアククンス素子43は、約1mm×0.5mm×0.5mmのチップ部品で構成されており、1950MHzの無線周波数に対して開放となるようなリアクタンス定数の組み合わせで構成される。ここでは、例えばインダクタL=27nH、キヤパシタC=0.2pFで設定される。第1のリアクタンス素子43を配置することで、無線周波数1950MHzのみを遮断することができる。これにより、第1の拡張素子41及び第2の拡張素子42は、無線周波数1950MHzにおいて、約1/4波長の共振素子として動作する。一方、900MHzの無線周波数においては、第1のリアクタンス素子43が短絡となるため、第1の拡張素子41及び第2の拡張素子42は、縦80mm、横3mmの導体素子として設定される。このように、第1のリアクタンス素子43が設置されることで、第1の拡張素子部4は、900MHz、1950MHzの無線周波数において異なる導体素子として動作する。
The
一方、第2の拡張素子部5の構成は、先に説明した第1の拡張素子部4と同様であり、回路基板6上で、第1の拡張素子部4とは反対側の長辺に沿って配置される。また、第3の拡張素子51、第4の拡張素子52及び第2のリアククンス素子53の構成は、先に説明した第1の拡張素子部4と同様の構成であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
On the other hand, the configuration of the second
図2は、本発明の第1の実施形態に係る折畳式携帯無線機の機械的な構成を示す斜視図である。
第1の拡張素子部4及び第2の拡張素子部5と、回路基板6との接続は、携帯無線機の構成等により異なるが、概ね、図2(B),(C),(D)のような構成で実現される。なお、図2(B),(C),(D)は、本発明に係る折畳式携帯無線機の側面図の一部であり、第1の拡張素子41と回路基板6との間の接続部分を拡大したものである。また、同図(D)において、符号2Aは下部筐体2を構成する下ケース、23は止め付けねじを示す。
FIG. 2 is a perspective view showing a mechanical configuration of the folding portable wireless device according to the first embodiment of the present invention.
The connection between the first extension element portion 4 and the second
図2(B)に示す接続構造は、回路基板6から接続ピン21を隆起させ、第1の拡張素子41との接続を確保する構成である。接続ピン21は、折畳式携帯無線機の厚さ方向にストロークを持つばね機構を備えており、ばねの圧接力により拡張素子41と回路基板6と間の接続状態を確保する。また、接続ピン21には、導通を確保するため、金メッキが施されている。
The connection structure shown in FIG. 2B has a configuration in which the connection pin 21 is raised from the
図2(C)に示す接続構造は、回路基板6にストローク幅の小さい板ばね22を配置し、圧接力により回路基板6と第1の拡張素子41の導体板金との間の接続状態を確保する。また、板ばね22にも、導電性を確保するため、金メッキが施されている。
In the connection structure shown in FIG. 2C, a
図2(D)に示す接続構造は、回路基板6上のグランドパターン24と第1の拡張素子41の端部を止め付けねじ23及びナット25を用いて圧着することで、回路基板6と第1の拡張素子41の接続状態を確保する。
In the connection structure shown in FIG. 2D, the ground pattern 24 on the
次に、第1の拡張素子群P1及び第2の拡張素子群P2と使用者(生体部分)との関係について、図3を参照しながら説明する。ここで、図3(A)は本実施形態に係る折畳式無線機の背面図、(B)は使用者Uの手Hが下部筐体2(下ケース)の下部を保持した状態、(C)は使用者Uの手Hが下部筐体2(下ケース)の上部を保持した状態を表している。なお、第1の拡張素子41及び第3の拡張素子51を第1の拡張素子群A、第2の拡張素子42及び第4の拡張素子52を第2の拡張素子群Bとする。
Next, the relationship between the first expansion element group P1 and the second expansion element group P2 and the user (living part) will be described with reference to FIG. Here, FIG. 3A is a rear view of the folding radio apparatus according to the present embodiment, and FIG. 3B is a state where the hand H of the user U holds the lower part of the lower housing 2 (lower case). C) shows a state in which the hand H of the user U holds the upper part of the lower housing 2 (lower case). The
初めに、無線周波数が1950MHzの場合について説明する。この場合、第1の拡張素子群P1、第2の拡張素子群P2は、無線周波数が1950MHzにおいて、1/4波長の共振素子として動作する。
図3(B)において、使用者の手Hで下ケースの下部位置を保持した場合、第2の拡張素子群P2は、使用者の手Hとの電磁的相互影響により共振素子としての効果は小さくなる。一方、第1の拡張素子群P1は、使用者の手Hと距離が離れているため、共振素子として動作する。この場合、第1の拡張素子群P1及び第2の拡張素子群P2がない場合に比べ、通話性能が約1dB改善する。
また、同図(C)において、使用者の手Hで下ケースの上部位置を保持した場合、先程とは反対に、第1の拡張素子群P1は使用者の手Hとの電磁的相互影響により、共振素子としての効果は小さくなる。一方、第2の拡張素子群P2は使用者の手と距離が離れているため、共振素子として動作する。この揚合、第1の拡張素子群P1及び第2の拡張素子群P2がない場合に比べ、通話性能が約1.5dB改善する。
ここで、同図(C)の改善量が大きいのは、使用者の手Hがアンテナ給電部に近接することで、同図(B)の状態に比べやや劣化量が大きくなり、共振素子による改善効果が大きく見えるためである。
First, the case where the radio frequency is 1950 MHz will be described. In this case, the first extension element group P1 and the second extension element group P2 operate as resonant elements having a quarter wavelength at a radio frequency of 1950 MHz.
In FIG. 3B, when the lower position of the lower case is held by the user's hand H, the second expansion element group P2 is effective as a resonance element due to electromagnetic interaction with the user's hand H. Get smaller. On the other hand, the first expansion element group P1 operates as a resonance element because the distance from the user's hand H is large. In this case, the call performance is improved by about 1 dB compared with the case where the first expansion element group P1 and the second expansion element group P2 are not provided.
In FIG. 5C, when the upper position of the lower case is held by the user's hand H, the first expansion element group P1 is electromagnetically affected by the user's hand H, contrary to the previous case. Thus, the effect as a resonance element is reduced. On the other hand, since the second expansion element group P2 is separated from the user's hand, it operates as a resonance element. Compared to the case where the first expansion element group P1 and the second expansion element group P2 are not provided, the call performance is improved by about 1.5 dB.
Here, the amount of improvement in FIG. 6C is large because the user's hand H is close to the antenna feeding portion, the amount of deterioration is slightly larger than in the state of FIG. This is because the improvement effect looks great.
一方、無線周波数が900MHzの場合には、第1、第2の拡張素子群P1、P2は、人体頭部と反対面に拡張された基板グランドとして動作する。一般的に、局所SARは、給電点近傍がもっとも高い。それは、給電部周辺がもっともエネルギー密度が高いからである。そのため、給電部近傍のエネルギー密度を下げることで局所SARを低減することができる。第1、第2の拡張素子群P1、P2は、給電部近傍のエネルギーを人体頭部と反対側に分散させるよう作用するため、局所SARは低下する。 On the other hand, when the radio frequency is 900 MHz, the first and second expansion element groups P1 and P2 operate as a substrate ground extended on the opposite surface to the human head. In general, the local SAR is highest near the feeding point. This is because the energy density is highest around the power feeding section. Therefore, local SAR can be reduced by reducing the energy density in the vicinity of the power feeding unit. Since the first and second expansion element groups P1 and P2 act so as to disperse the energy in the vicinity of the power feeding unit on the side opposite to the human head, the local SAR is lowered.
次に、第1の拡張素子部4及び第2の拡張素子部5の動作原理について、特にアンテナ性能(通話性能)の改善及び局所SARの低下について、図4を参照しながら詳細に説明する。なお、ここで、金属フレーム11と回路基板6でダイポール動作するアンテナを第1のアンテナ、ヒンジ部3周辺に配置されたアンテナ素子7により構成されるアンテナを第2のアンテナとする。第1のアンテナは主に通話状態において選択されるアンテナであり、第2のアンテナは主に待ち受け状態において選択されるアンテナである。
Next, the principle of operation of the first extension element unit 4 and the second
図4(A)、(B)は、上筐体1及び下筐体2が開いた状態のとき、第1のアンテナにおける第1、第2の拡張素子部4、5、及び金属フレーム11上の電流強度分布を示している。なお、同図(A)は無線周波数1950MHz、同図(B)は無線周波数900MHzにおける分布をそれぞれ示している。また、図4(C)における矢印A、Bは、それぞれ、給電部近傍の回路基板6、第1の拡張素子部4を流れる電流を示したものである。
FIGS. 4A and 4B show the first and second
図4(A)における第1の分布α1及び第2の分布α2は、1950MHzにおいて、第1の拡張素子群P1及び第2の拡張素子群P2に分布する電流強度分布を示している。ここで、1950MHz帯は、第1のリアククンス43及び第2のリアクタンス53により、高周波的に遮断されている。このため、第1の拡張素子群P1、第2の拡張素子群P2は、その位置を開放端とする1/4波長の共振素子として動作している。また、下部筐体2(下ケース)内において、複数の共振素子を構成できているため、どちらか一方の改善効果が小さくなった場合でも他方を補完できる。
A first distribution α1 and a second distribution α2 in FIG. 4A indicate current intensity distributions distributed in the first expansion element group P1 and the second expansion element group P2 at 1950 MHz. Here, the 1950 MHz band is cut off at high frequencies by the
次に、図4(B)における第3の分布β1及び第4の分布β2は、それぞれ、無線周波数900MHzにおいて、金属フレーム、第1、第2の拡張素子部4、5に分布する電流強度分布を示している。
第1のリアククンス素子43、第2のリアクタンス素子53は、無線周波数900MHzでは短絡として動作するため、第1、第2の拡張素子部4、5は、回路基板6から拡張した基板と等価な動作をする。また、無線周波数900MHz帯では、半波長ダイポールアンテナとして動作しているため、電流の最大位置は給電部周辺となり、一般的にここのエネルギー密度が高いため、給電部周辺の局所SARが高い。
無線周波数900MHzでは、第1、第2の拡張素子部4、5に分散して電流が分布するため、給電部近傍のエネルギー密度を低くするように動作する。このことにより、局所SARは低下する。
Next, the third distribution β1 and the fourth distribution β2 in FIG. 4B are current intensity distributions distributed in the metal frame and the first and second
Since the
At a radio frequency of 900 MHz, the current is distributed and distributed in the first and second
以上説明したように、本実施形態の折畳式携帯無線機では、従来のアンテナのような特定の箇所にだけ共振素子を持たせている構造とは異なり、使用者の保持状態によって、動作する共振素子を変化させることで、使用者の保持状態が変化しても常に高いアンテナ性能(通話性能)を確保できる。また、共振素子間を第1、第2のリアククンス素子43、53で接続することで、共振素子として動作させない周波数帯においては、局所SARを低減する拡張素子として動作できる。
As described above, the foldable portable wireless device according to the present embodiment operates according to the holding state of the user, unlike a structure in which a resonant element is provided only at a specific location such as a conventional antenna. By changing the resonance element, high antenna performance (call performance) can always be ensured even if the user's holding state changes. Further, by connecting the resonant elements with the first and
また、本実施形態では、上筐体1が金属フレームで構成されている例を挙げているが、例えば、上筐体1のフレームが樹脂等の非導電素材であっても、上筐体1内の回路基板上グランドパターンにヒンジ部を介して給電できる構成であれば、同等のアンテナ性能を確保することができる。
Further, in the present embodiment, an example is given in which the
また、本実施形態では、第1〜第4の拡張素子41、42、51、52の材質を板状の金属導体としたが、導電性の高い材質であれば、フレキシブル基板等でも同等の効果が得られる。また、第1〜第4の拡張素子41、42、51、52の形状に関しても、本実施形状に限ることなく、メアンダ形状や、誘電体を装荷した素子などでも同等の効果を得られる。さらに、本実施形態において、拡張素子部は2本と設定したが、1本又は3本以上であっても、使用者の保持状態によって動作する共振素子を変化させ、さらに共振素子間をリアクタンス素子で接続できる構成であれば、同等の効果を得られる。また、拡張素子は、電流が集中する回路基板の端部に設置するのが望ましいが、回路基板の中央部であっても、回路部品等とのクリアランスを確保できる構成であれば、一定の効果を得られる。
In the present embodiment, the first to
[第2の実施形態]
次に、本発明に係る折畳式携帯無線機の第2の実施形態について、図5及び図6を用いて詳細に説明する。なお、図5は、第2の実施形態の折畳式携帯無線機の基本的構成を示す背面図である。図5において、図1に示す符号と同一の符号のものは同一の構成要素を示し、説明を省略する。
本実施形態の折畳式携帯無線機は、第2、第4の拡張素子42、52と回路基板6との間の接続を折畳式携帯無線機の状態に応じて切替えるために、第1の切替スイッチ9A及び第2の切替スイッチ9B、検知部91及び第3、第4のリアクタンス素子92、93をさらに備えている点が第1の実施形態の折畳式携帯無線機と異なる。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the folding portable wireless device according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 5 is a rear view showing the basic configuration of the foldable portable wireless device according to the second embodiment. In FIG. 5, the same reference numerals as those shown in FIG. 1 denote the same components, and a description thereof will be omitted.
In the foldable portable radio device according to the present embodiment, in order to switch the connection between the second and
第1の切替スイッチ9A、第2の切替スイッチ9Bは、それぞれ、第2、第4の拡張素子42、52と接続されており、検知部91の検出結果にもとづき、第2、第4の拡張素子42、52と回路基板6との間の接続を切替える。
The first change-over switch 9A and the second change-over switch 9B are connected to the second and
第1の切替スイッチ9A及び第2の切替スイッチ9Bは、例えばSPDT(Single Pole Double Throw)等のスイッチング素子で構成されており、本実施形態の折畳式携帯無線機の筐体の開閉状態を検知する検知部91からの制御信号により、接続端子を切替える。検知部91は、例えばホール素子で構成されており、上筐体1の上ケースに配置される磁石等の磁界を検知することで、筐体が閉じた状態を検知する。
The first changeover switch 9A and the second changeover switch 9B are configured by switching elements such as SPDT (Single Pole Double Throw), for example, and the opening / closing state of the case of the folding portable wireless device of this embodiment is determined. The connection terminal is switched by a control signal from the detection unit 91 to be detected. The detection unit 91 is configured by, for example, a Hall element, and detects the closed state of the casing by detecting a magnetic field such as a magnet disposed in the upper case of the
次に、本実施形態に係る折畳式携帯無線機の動作について説明する。
筐体が開いた状態では、前述した第1のアンテナを選択する。また、検知部91は、筐体が開いた状態であると判断し、第1、第2の切替スイッチ9A、9Bに、第2、第4の拡張素子42、52と回路基板6とを短絡するように制御する。その場合、アンテナの構成は、第1の実施形態と同じであり、同等の動作を行う。
一方、筐体が閉じた状態では、第2のアンテナを選択する。このとき、検知部91は、閉じた状態であると判断し、第2、第4の拡張素子42、52と回路基板6とをそれぞれ第3、第4のリアクタンス素子92、93を介して接続するように、第1、第2の切替スイッチ9A、9Bを制御する。ここで、第3、第4のリアクタンス素子92、93は、開放状態で設定される。
Next, the operation of the folding portable wireless device according to this embodiment will be described.
When the housing is open, the first antenna described above is selected. Further, the detection unit 91 determines that the housing is in an open state, and short-circuits the second and
On the other hand, when the housing is closed, the second antenna is selected. At this time, the detection unit 91 determines that the detection unit 91 is in a closed state, and connects the second and
次に、図6は、本実施形態に係る折畳式携帯無線機が閉じた状態における側面図を示している。なお、図6において、図1又は図5における符号と同一の符号を付すものは同一の構成要素を示し、説明を省略する。 Next, FIG. 6 has shown the side view in the state which the foldable portable radio | wireless machine which concerns on this embodiment closed. In FIG. 6, the same reference numerals as those in FIG. 1 or FIG. 5 denote the same components, and the description thereof is omitted.
第5の分布γ1は、本実施形態に係る折畳式携帯無線機が無線周波数1950MHzにおいて動作したときの第1、第3の拡張素子41、51上に分布する電界強度分布を表している。また、第6の分布γ2は、本実施形態に係る折畳式携帯無線機が無線周波数900MHzにおいて動作したときの第1、第2の拡張素子部4、5上に分布する電界強度分布を表している。
The fifth distribution γ1 represents the electric field strength distribution distributed on the first and
第3、第4のリアクタンス素子92、93は開放と設定されているため、無線周波数900MHz及び1950MHzの双方において、第1、第2の拡張素子部4、5は前述した第2のアンテナに対する共振素子として動作する。これにより、第2のアンテナの待ち受け時性能が、それぞれ、約1dB改善する。
Since the third and fourth reactance elements 92 and 93 are set to be open, the first and second
以上説明したように、本実施形態の折畳式携帯無線機では、従来のアンテナのような特定の箇所にだけ共振素子を持たせている構造とは異なり、使用者の保持状態によって動作する共振素子(第1、第2の拡張素子部4、5)を変化させることで、使用者の保持状態が変化しても常に高いアンテナ性能を確保できる。また、共振素子(第1、第2の拡張素子部4、5)間を第3、第4のリアクタンス素子92、93で接続することで、共振素子として動作させない周波数帯においては、局所SARを低減する拡張素子として動作させることができる。また、共振素子(第1、第2の拡張素子部4、5)と回路基板6との間の接続を筐体の開き状態、閉じ状態で切替えることで、閉じ状態においても高いアンテナ性能を実現できる。
As described above, in the foldable portable wireless device of this embodiment, unlike a structure in which a resonant element is provided only at a specific location such as a conventional antenna, a resonance that operates according to a holding state of a user. By changing the elements (first and second expansion element portions 4 and 5), high antenna performance can always be ensured even if the user's holding state changes. Further, by connecting the resonant elements (first and second expansion element sections 4 and 5) with the third and fourth reactance elements 92 and 93, the local SAR is reduced in a frequency band where the resonant elements are not operated. It can be operated as a diminishing expansion element. In addition, high antenna performance is achieved even in the closed state by switching the connection between the resonant elements (first and second expansion element portions 4 and 5) and the
また、本実施形態では、第3、第4のリアクタンス素子として開放を設定したが、閉じた状態において拡張素子が第2のアンテナにおいて共振素子として動作する構成であれば、同等の効果が得られる。さらに、本実施形態において、拡張素子部は2本と設定したが、1本又は3本以上であっても、使用者の保持状態によって動作する共振素子を変化させ、さらに共振素子間をリアクタンス素子で接続できる構成であれば、同等の効果が得られる。また、拡張素子の配置位置は、電流が集中する回路基板の端部が望ましいが、回路基板の中央部であっても、回路部品等とのクリアランスを確保できる構成であれば、一定の効果が得られる。 In the present embodiment, the third and fourth reactance elements are set to open, but the same effect can be obtained if the expansion element operates as a resonance element in the second antenna in the closed state. . Furthermore, in the present embodiment, the number of expansion element portions is set to two, but even if there are one or three or more, the resonant element that operates according to the holding state of the user is changed, and the reactance element is further connected between the resonant elements. If it is the structure which can be connected by, an equivalent effect is acquired. In addition, the position of the expansion element is preferably the end of the circuit board where the current is concentrated. However, even if it is at the center of the circuit board, a certain effect can be obtained as long as the clearance with the circuit components can be secured. can get.
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施し得るものである。 The present invention is not limited to the embodiment described above, and can be implemented in various forms without departing from the gist of the present invention.
本発明の折畳式携帯無線装置は、通話状態において、使用者の保持状態によらず、高いアンテナ性能を確保できる効果を有し、例えばサイズが使用周波数に対して小さい、例えばPDCで使用されている無線周波数900MHzなどの携帯無線機等に有用である。 The foldable portable wireless device of the present invention has an effect of ensuring high antenna performance regardless of a user's holding state in a call state. It is useful for portable radio devices having a radio frequency of 900 MHz.
1 上筐体(第1の筐体)
2 下筐体(第2の筐体)
3 ヒンジ部
4 第1の拡張素子部
41 第1の拡張素子
42 第2の拡張素子
43 第1のリアクタンス素子(共振素子)
5 第2の拡張素子部
51 第3の拡張素子
52 第4の拡張素子
53 第2のリアククンス素子(共振素子)
6 回路基板
61 アンテナ切替スイッチ
62 無線回路
7 アンテナ素子
8 給電端子
1 Upper housing (first housing)
2 Lower housing (second housing)
3 Hinge part 4 1st
5
6
Claims (5)
第2の筐体と、
前記第1の筐体と前記第2の筐体とを回動自在に連結するヒンジ部と、
前記第2の筐体内部に設けられ、グランドパターンを有する回路基板と、
前記グランドパターンに対して不平衡給電されて前記第1の筐体側に配置されるアンテナ素子と
を備え、
前記回路基板の長手方向に沿って前記回路基板と所定の間隔を隔てて拡張素子を配置し、
前記拡張素子の両端部を前記グランドパターンと電気的に接続し、
前記拡張素子の略半分の位置に所定の周波数を遮断する共振素子を備える折畳式携帯無線装置。 A first housing;
A second housing;
A hinge portion that rotatably connects the first housing and the second housing;
A circuit board provided in the second casing and having a ground pattern;
An unbalanced power supply to the ground pattern and an antenna element disposed on the first housing side,
An expansion element is disposed at a predetermined distance from the circuit board along the longitudinal direction of the circuit board,
Electrically connecting both ends of the expansion element to the ground pattern;
A foldable portable radio apparatus comprising a resonance element that cuts off a predetermined frequency at a position substantially half of the expansion element.
前記回路基板上の無線回路に接続する給電素子と
を備え、
前記ヒンジ部は、導電性の金属で構成する第1ヒンジ部及び第2ヒンジ部と、前記第1ヒンジ部と前記第2ヒンジ部とを電気的に接続すると共に回動可能に支持する連結部とを有し、
前記第1ヒンジ部は、前記第1の筐体に設けて前記アンテナ素子の端部に電気的に接続し、
前記第2ヒンジ部は、前記第2の筐体に設けて前記回路基板上のグランドパターンと所定の間隔を隔てて配置するとともに前記給電素子と電気的に接続する請求項1に記載の折畳式携帯無線装置。 An antenna element provided in the first housing;
A power feeding element connected to a wireless circuit on the circuit board,
The hinge part includes a first hinge part and a second hinge part made of conductive metal, and a connecting part that electrically connects the first hinge part and the second hinge part and rotatably supports the hinge part. And
The first hinge part is provided in the first casing and electrically connected to an end of the antenna element,
2. The folding device according to claim 1, wherein the second hinge portion is provided in the second casing, is disposed at a predetermined interval from a ground pattern on the circuit board, and is electrically connected to the power feeding element. Portable wireless device.
前記開閉検出手段は、開閉状態の検出結果に応じて前記切替手段を制御する請求項4に記載の折畳式携帯無線装置。 An open / close detecting means for detecting open / closed states of the first housing and the second housing;
The foldable portable wireless device according to claim 4, wherein the open / close detection means controls the switching means according to a detection result of an open / close state.
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