JP3481783B2 - 携帯無線機 - Google Patents
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- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
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- H01Q1/12—Supports; Mounting means
- H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
- H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
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- H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
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Description
射エネルギー抑制技術に関し、特に携帯無線機(衛星携
帯電話等)に搭載してユーザーの電磁波による健康障害
の危険性を未然に回避する技術に関するものである。
周回衛星を用いた衛星携帯電話の構想が各社から提案さ
れており、それらの周波数帯は、地上の衛星携帯電話か
ら衛星へは1.6GHz帯が、衛星から地上の衛星携帯
電話へは2.4GHz帯が割当てられるもの、また1.
6GHz帯は地上から衛星、衛星から地上の双方向の通
信に用いる周波数帯として割当てられるものがある。衛
星通信システムの多くは円偏波を使用する。
に対し、電磁波による健康障害の危険性を指摘する声が
ある。現在のところ電磁波と健康障害との因果関係は不
明であるが、衛星に向けて電波を送信する衛星通信を携
帯電話で実現するにあたり、ユーザーへの電磁波による
健康障害の危険性を未然に回避する技術を確立すべきで
ある。
危険性を未然に回避する携帯無線機を提供することであ
る。
目的は前述特許請求の範囲に記載された手段により達成
される。すなわち、本発明は、垂直方向に向けられる平
面アンテナと、前記平面アンテナの地導体に結合され下
方向に配置される複数の線状放射素子とが具備され、前
記複数の線状放射素子の少なくとも長さを異ならせるこ
とにより水平方向のうち少なくとも一方向への放射出力
を抑制したアンテナ装置が搭載される携帯無線機であっ
て、通話時に前記放射出力を抑制した面がユーザー側に
配置されるように前記アンテナ装置を筐体に取り付ける
ことを特徴とする。
は衛星携帯電話である。その構成は、垂直方向に向けら
れる平面アンテナと、前記平面アンテナの地導体に結合
され下方向に配置される複数の線状放射素子とが具備さ
れ、前記複数の放射素子の本数、幅、長さ、取付位置、
取付角度等の設計要素のうち少なくとも一要素を異なら
せることにより水平方向のうち少なくとも一方向への放
射出力を抑制したアンテナ装置が搭載される携帯無線機
であって、通話時に前記放射出力を抑制した面がユーザ
ー側に配置されるように前記アンテナ装置を筐体に取り
付ける。平面アンテナは主に垂直方向に円偏波モードを
有する。複数の放射素子は、主に水平方向の放射に寄与
する。さらに、アンテナ装置は下方向への放射出力を抑
制し、携帯無線機の低消費電力化に役立てる。
イクロストリップ平面アンテナ(MSA)である。更に
詳しくは、1aはMSAの給電ピン、1bはMSAの放
射素子、1cはMSAの誘電体基板、1dはMSAの地
導体、1eはMSAの給電点、2はMSAを支持する筒
状誘電体、3E、3W、3S、3NはMSAの地導体に
電気的に接続された線状放射素子である。4はMSA1
への給電線である。このアンテナ装置を衛星携帯電話に
搭載した状態は図2に示される。11は衛星携帯電話本
体、12は表示部、13はスピーカー、14は操作部、
15はマイクロホンである。図1のアンテナ装置は3E
側への低仰角のRFエネルギー放射を低く抑えたもの
で、図2のようにアンテナ装置の3E側を衛星携帯電話
本体11の正面側に向けることで、通話時にユーザーの
頭部に比較的高レベルのRFエネルギーが放射されるこ
とを防ぐ。しかも、筒状誘電体2でMSA1と線状放射
素子3E,3W,3S,3Nが衛星携帯電話本体11か
らより高い位置に配置され、さらに表示部12の下にス
ピーカー13が配置されている。したがって、通話時に
ユーザーの頭部とアンテナ装置との距離をより離すこと
ができる。
発生する4角形平面アンテナの動作について説明する。
MSA1の放射素子1bは縦横の寸法に若干の差をもた
せたパッチ状の導体素子である。これにより、長辺は比
較的低い周波数f1で共振し、短辺は比較的高い周波数
f2で共振する。円偏波アンテナとしての動作はf1と
f2との間の周波数f0付近で得られ、主に垂直(天
頂)方向に円偏波モードを有する。ここで給電ピン1a
はインピーダンス整合のため平面アンテナの中心からオ
フセットさせる。
子3E,3W,3S,3Nを電気的に接続した本発明に
係るアンテナ装置について説明する。本発明の一実施形
態では4角形の各辺(E、W、S、N)に対応させて線
状放射素子3E,3W,3S,3Nを銅箔(幅12.5
mm)で形成した。線状放射素子3E,3W,3S,3
Nは、主に水平(低仰角)方向への放射を司る。これら
の長さをそれぞれ線状放射素子3Eは9.0cm、線状
放射素子3Wは4.0cm、線状放射素子3Sは8.5
cm、線状放射素子3Nは10cmとした。このアンテ
ナの放射パターンの測定図を図4(a)(b),図5
(a)(b)に示す。図4(a),(b)はアンテナ装
置のE−W断面方向について2つの偏波成分の放射パタ
ーンをそれぞれ測定したものである。図5(a)(b)
はアンテナ装置のS−N断面方向について2つの偏波成
分の放射パターンをそれぞれ測定したものである。特
に、図4(b)を見るとE方向への放射が抑制され、W
方向には放射が強くでていることがわかる。図4(a)
について見てもE方向への放射が抑制されている。従っ
て、図2に示す通り通話時にユーザーが耳を押し当てる
受話部13と同じ正面方向に線状放射素子3Eが向くよ
うにアンテナ装置を電話機に搭載することで、ユーザー
の頭部に放射されるRFエネルギーを数dB減少させる
ことができる。また、アンテナの下方向(反天頂方向)
への放射が抑制されるので携帯無線機の低消費電力化に
役立つ。
め、線状放射素子3E,3W,3S,3Nの長さを全て
14cmとした比較用アンテナの放射パターンの測定例
を図6(a)(b),図7(a)(b)に示す。図6
(b)、図7(b)に示される通りE,W,S,Nの各
方向への放射はどれも抑制されておらず、比較用アンテ
ナでは本発明の目的を達成することができない。また、
アンテナ下方向(反天頂方向)への放射も比較的強く、
携帯無線機の低消費電力化の妨げになる。
放射素子3E,3W,3S,3Nを直接電気的に地導体
1dに接続したが、所望の指向性に合わせるために適
宜、線状放射素子の本数、幅、長さ、取付位置、取付角
度、線状放射素子と地導体1dとの結合方法(電気的接
続、容量結合等)等を選択しても差し支えない。
実施形態を述べたが、円形MSAをを用いても同様に構
成できる。MSAの形状に関しても任意に選択できる。
て述べたが、地上の基地局との通信を行う携帯電話につ
いても、同様に利用できることは言うまでもない。
電磁波による健康障害の危険性を未然に回避できる。し
かもアンテナの下方向(反天頂方向)への放射が抑制さ
れるので携帯無線機の低消費電力化に役立つ。
アンテナ(MSA)の地導体に線状放射素子を電気的に
結合したアンテナ装置の斜視図。
正面図。
SA1を真上から見た図。
のアンテナ装置をE−W断面方向に2つの偏波面で測定
したそれぞれの放射パターン図。
のアンテナ装置をS−N断面方向に2つの偏波面で測定
したそれぞれの放射パターン図。
ンテナをE−W断面方向に2つの偏波面で測定したそれ
ぞれの放射パターン図。
ンテナをS−N断面方向に2つの偏波面で測定したそれ
ぞれの放射パターン図。
ナ、MSA) 1a :給電ピン 1b :パッチ状放素子 1c :誘電体基板 1d :地導体(導体板) 1e :給電点 1f :貫通孔 2 :支持体(筒状誘電体) 3(3E,3W,3S,3N):線状放射素子 4 :給電線(同軸線) 11:携帯無線機(衛星携帯電話)本体 12:表示部 13:受話器(スピーカー) 14:操作部 15:送話部(マイクロホン)
Claims (3)
- 【請求項1】垂直方向に向けられる平面アンテナと、前
記平面アンテナの地導体に結合され下方向に配置される
複数の線状放射素子とが具備され、前記複数の線状放射
素子の少なくとも長さを異ならせることにより水平方向
のうち少なくとも一方向への放射出力を抑制したアンテ
ナ装置が搭載される携帯無線機であって、通話時に前記
放射出力を抑制した面がユーザー側に配置されるように
前記アンテナ装置を筐体に取り付けることを特徴とする
携帯無線機。 - 【請求項2】前記平面アンテナが主に垂直方向に円偏波
モードを有する円偏波アンテナであることを特徴とする
請求項1に記載の携帯無線機。 - 【請求項3】前記アンテナ装置が、さらに下方向への放
射出力を抑制されて成ることを特徴とする請求項1又は
請求項2に記載の携帯無線機。
Priority Applications (5)
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