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WO2007091452A1 - 通信端末装置 - Google Patents

通信端末装置 Download PDF

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Publication number
WO2007091452A1
WO2007091452A1 PCT/JP2007/051513 JP2007051513W WO2007091452A1 WO 2007091452 A1 WO2007091452 A1 WO 2007091452A1 JP 2007051513 W JP2007051513 W JP 2007051513W WO 2007091452 A1 WO2007091452 A1 WO 2007091452A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
substrate
antenna
communication terminal
monopole antenna
electrically connected
Prior art date
Application number
PCT/JP2007/051513
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hironori Kikuchi
Kenichi Sato
Nobuaki Tanaka
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. filed Critical Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority to JP2007557795A priority Critical patent/JP4795368B2/ja
Priority to US12/162,837 priority patent/US8044867B2/en
Publication of WO2007091452A1 publication Critical patent/WO2007091452A1/ja

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/3827—Portable transceivers
    • H04B1/3833—Hand-held transceivers
    • H04B1/3838—Arrangements for reducing RF exposure to the user, e.g. by changing the shape of the transceiver while in use
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • 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
    • H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/242—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use
    • H01Q1/245—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use with means for shaping the antenna pattern, e.g. in order to protect user against rf exposure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/30—Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H01Q5/307—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way
    • H01Q5/342—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way for different propagation modes
    • H01Q5/357—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way for different propagation modes using a single feed point
    • H01Q5/364—Creating multiple current paths
    • H01Q5/371—Branching current paths
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/30—Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H01Q5/378—Combination of fed elements with parasitic elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/30—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole
    • H01Q9/42—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole with folded element, the folded parts being spaced apart a small fraction of the operating wavelength

Definitions

  • the present invention relates to a communication terminal apparatus capable of achieving size reduction and thickness reduction as well as improvement of gain at the time of a call, reduction of SAR (Specific Absorption Ratio), and broadening of antenna bandwidth. .
  • the directivity can be strengthened to the side opposite to the human body holding the housing of the communication terminal device 102, It is known that an electromagnetic wave emitted by a communication terminal device 102 such as a cellular phone can suppress the influence on the human body (see, for example, Patent Document 1).
  • reference numeral 103 denotes a ground.
  • the ground wire 202 is bent in parallel to the outside of the inverted F antenna 201 and disposed on the inner side of the bent inverted F antenna 201 as shown in FIG. It is also known that by bending and arranging the ground wire 203 in parallel, even if each element is bent and miniaturized, it can have wide frequency characteristics (see Patent Document 2).
  • reference numeral 204 denotes a ground plane to which the inverted F antenna 201 is connected via the short-circuited conductor connected at the feeding point A.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-77611 (page 5, FIG. 1)
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-261243 (Page 7, Figure 1 (a))
  • Patent Document 3 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-223107 (Page 6, Fig. 1)
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a communication terminal apparatus capable of reducing SAR and achieving a wide band of antenna and capable of reducing the size and thickness.
  • the purpose is
  • a communication terminal device includes a substrate provided in a housing, a power feeding unit provided on the substrate, and a plurality of multi-frequency shared elements electrically feeding one end with the power feeding unit.
  • the ground wire electrically connected to the wireless ground of the substrate, the monopole antenna being perpendicular to the substrate surface and facing away from the human body, and facing the opposite side. It has a configuration in which it is disposed toward the back of the case. With this configuration, the electromagnetic wave absorbed by the human head is reduced, so that the antenna gain at the time of a call can be improved, and since the peak point of the current is also a force away from it, the SAR at the time of a call can be reduced. . Also, by adding a ground wire, the antenna can be designed in a wide band and the SAR characteristics can be further reduced.
  • a substrate provided in a housing, and a power supply provided on the substrate And a ground wire electrically connected to the wireless ground of the substrate.
  • the open end of the monopole antenna is formed at a position in the back direction of the case far from the human body, and an antenna element resonating at a specific first frequency of the monopole antenna having the plurality of elements is The antenna element formed on the human body side and resonating at frequencies higher than the second frequency and the third frequency different from the first frequency is disposed at a position farther from the human body power than the antenna element resonating at the first frequency.
  • the antenna can be broadened and SAR characteristics can be further reduced. Furthermore, since the antenna element that resonates at frequencies higher than the second frequency and the third frequency is placed at a position farther from the human body force than the antenna element that resonates at the first frequency, the peak point of the current is It is possible to move away and reduce SAR during calls.
  • a substrate provided in a housing, a power feeding unit provided on the substrate, and a plurality of multi-frequency sharing devices electrically feeding one end with the power feeding unit.
  • a monopole antenna having an element, and a ground wire electrically connected to the wireless ground of the substrate, the monopole antenna comprising a plate-like or linear element, and a sheet metal, a flexible substrate, or It has a configuration formed by a printed circuit board. With this configuration, by having the ground line, the antenna can have a wide band and the SAR characteristics can be reduced. Furthermore, since the monopole antenna also has a plate-like or linear element force and is formed of a sheet metal, a flexible board or a printed board, various shapes can be configured and easily incorporated.
  • a substrate provided in a housing, a feed unit provided on the substrate, and a plurality of multi-frequency sharing devices electrically connected by feeding one end to the feed unit.
  • a ground wire electrically connected to the wireless ground of the substrate, wherein the ground wire is in the form of a plate, and the perimeter of the ground wire is about the operating frequency (1Z2). and the length of the ground wire in the direction along the substrate width direction is about (1Z8) ⁇ or less. It has a configuration that is below. With this configuration, a ground line with a perimeter of about (1Z2) ⁇ can provide a wide band of antenna and can also reduce SAR characteristics.
  • antenna gain at the time of a call can be improved, SAR that is the influence of electromagnetic waves on the human body can be reduced, and the antenna can have a wide band.
  • the antenna by adding a ground wire in the vicinity of the feed point in the housing, the antenna can be designed in a wide band, and the peak of the current concentrated in the vicinity of the feed point can be dispersed.
  • the plate By making the plate into a plate shape, it is possible to provide a communication terminal apparatus having an effect that the peak of the current can be further dispersed to reduce the SAR.
  • FIG. 1 A perspective view of a communication terminal device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 An explanatory view showing a configuration of an antenna portion inside the communication terminal device
  • FIG. 3] ( ⁇ ) to (C) are explanatory diagrams showing the configuration of the antenna element of the communication terminal apparatus
  • FIG. 4 (A), ( ⁇ ) is an explanatory view showing the specific shape of the antenna element of the communication terminal apparatus
  • FIG. 5 ( ⁇ ) is a layout diagram when the antenna of the communication terminal apparatus is a single element monopole antenna, ( ⁇ ) is a layout diagram of a single element monopole antenna shown as a comparative example
  • FIG. 6 ( ⁇ ) is the radiation pattern of the single element monopole antenna shown in Fig. 5 ( ⁇ ) (X-plane),
  • ( ⁇ ) is the radiation pattern of the one-element monopole antenna of the comparative example shown in Fig. 5 ( ⁇ )
  • FIG. 7 ( ⁇ ) is a layout diagram when the antenna of the communication terminal device of the present invention is a two-element monopole antenna, and ( ⁇ ) is a layout diagram of a two-element monopole antenna shown as a comparative example.
  • FIG. 8 ( ⁇ ) is the radiation pattern of the two-element monopole antenna shown in Fig. 5 ( ⁇ ) (X-plane),
  • ( ⁇ ) is the radiation pattern of the two-element monopole antenna of the comparative example shown in Fig. 5 ( ⁇ )
  • FIG. 9 ( ⁇ ) is a configuration diagram showing a ground wire etc. of the communication terminal device according to the embodiment of the present invention, ( ⁇ ) is a configuration diagram showing a communication terminal device without a ground wire!
  • FIG. 10 ( ⁇ ) is a VSWR diagram of the communication terminal shown in Fig. 9 ( ⁇ ), ( ⁇ ) is a VSWR diagram of the comparative example shown in Fig. 9 ( ⁇ ).
  • FIG. 11 ( ⁇ ) is a current distribution map of the communication terminal device of the present invention shown in Fig. 2 and Fig. 9 ( ⁇ ), ( ⁇ ) Is the shape used as a comparative example is preferable! / Current distribution map in the case of having a ground line
  • FIG. 12 A side view of a communication terminal apparatus incorporating a conventional chip antenna
  • FIG. 13 Top view of the communication terminal apparatus to which the conventional ground wire is added
  • FIG. 14 A perspective view of a communication terminal apparatus that improves radiation efficiency and reduces radio wave absorption to the human body by adding directivity elements to the conventional passive element.
  • FIGS. 1 and 2 show a communication terminal 1 according to an embodiment of the present invention, and the communication terminal 1 is a substrate having a monopole antenna 11 having a plurality of elements and a feeding portion 12.
  • a ground wire 14 and the like which are electrically connected by electrically connecting one end to the power feeding unit 12 and the like are provided in a housing 10 of the communication terminal device 1.
  • the monopole antenna 11 of the present embodiment a two-element monopole antenna is used.
  • the antenna element may be formed of a single sheet metal 111 (FIG. 3 (A)) or a flexible substrate 112 (FIG. 3 (B) or a part of the printed circuit board 113 (FIG. 3 (C)). When this antenna element is formed of sheet metal, as shown in FIG.
  • this antenna element has a configuration in which power is fed from one feeding portion 12 to this one end.
  • the single-element monopole antenna 11 shown in FIG. 5 (A) is a human body (user) holding the housing 10 of the communication terminal 1 by hand from the top surface 10A of the housing 10 (see FIG. 1). Is arranged in a state in which it protrudes in the vertical direction (+ X direction) from the back surface 10B (see FIG. 1) toward the back surface 10B direction (+ X direction) of the housing 10 which is the opposite side. It is electrically connected to the feeding unit 12.
  • single-element monopole antenna 11 of FIG. 5 (B) shown as a comparative example is arranged to extend straight from upper surface 10A of housing 10 in the upward direction (+ Z direction) on upper surface 10A of housing 10. And electrically connected to the power supply 12 of the substrate 13!
  • FIG. 6A is a radiation pattern diagram of 1800 MHz when the single element monopole antenna 11 as shown in FIG. 5A is formed in the back direction (+ X direction) of the housing 10, X — Shows the main polarization component a in the Y plane and the cross polarization component ⁇ .
  • Fig. 6 ( ⁇ ) is a radiation pattern diagram of 1800 MHz when the single element monopole antenna 11 configured as shown in Fig. 5 ( ⁇ ) is formed in the direction directly above the casing 10 (+ ⁇ direction). Yes, the main polarization component ⁇ of the XY plane and the cross polarization component j8 are shown.
  • the main polarization component in FIG. 6 (A) is about 0.5 dB, while the main polarization components in FIG.
  • the front to back ratio of the main polarization component is O dB
  • the radiation pattern does not change substantially due to the arrangement of the antenna elements.
  • the two-element monopole antenna shown in FIG. 7A is directed vertically from the top surface 10A of the housing 10, that is, the human body (user) holding the housing 10 of the communication terminal 1 with a hand. It is disposed in a state of being projected toward the back surface 10B direction (+ X direction) which is the opposite side away from the facing front direction ( ⁇ X direction), and is electrically connected to the feeding portion 12 of the substrate 13.
  • the two-element monopole antenna 11 shown in FIG. 7B shown as a comparative example is disposed on the top surface 10A (see FIG. 1) of the housing 10 so as to extend directly upward from the top surface 10A of the housing 10. And is electrically connected to the feeding part 12 of the substrate 13!
  • the two-element monopole antenna 11 is formed so as to be accommodated in the housing 10 in either case of (A) and (B) in FIG.
  • the antenna element 11A resonating in the 900 MHz band is formed closer to the human body (user) than the antenna element 111B resonating at 1800 MHz.
  • the portion of the case 10 that does not fit in the width direction (direction Y) is folded back in the direction (+ X direction) on the back 10B of the case 10, and the antenna element 11B resonates in the 1800 MHz band.
  • the housing 10 is formed in the back direction (+ X direction) of the housing 10 so as to be far from the), and the part not accommodated in the back direction (+ X direction) of the housing 10 is folded back in the housing width direction (FY direction). Form. Further, the open end of the two-element monopole antenna described above is formed in the back direction of the housing 10 so that the human body (user) force is also far away.
  • Fig. 8 (A) is a radiation pattern diagram of 1800 MHz when the two-element monopole antenna 11 as shown in Fig. 7 (A) is formed so as to face the back direction of the housing 10, The main polarization component ex of the ⁇ Y plane and the cross polarization component ⁇ are shown.
  • Fig. 8 ( ⁇ ) is shown as a comparative example, in which a two-element monopole antenna 11 as shown in Fig. 7 (B) is mounted on the top surface 10 ⁇ of the housing 10 (see Fig. 1).
  • FIG. 16 is a radiation pattern diagram of 1800 MHz formed to extend directly upward from the top surface 10A of the body 10, showing a main polarization component ⁇ of an XY plane and a cross polarization component j8.
  • FIG. 8 (B) FZB ratio of main polarization component (Front to back ratio) Is about OdB.
  • antenna element 11A that resonates in the 900 MHz band operates as a reflector of antenna element 1 IB that resonates at 1800 MHz, so the radiation of electromagnetic waves toward the back of housing 10 becomes dominant, and the human body is It shows that the electromagnetic wave is radiated in a dominant manner in the back direction of the case, which is opposite to the person).
  • a monopole antenna (two-element monopole antenna in the present embodiment) 11 having a plurality of elements is formed in the back direction of the housing 10, and
  • the antenna element resonating at a first frequency (e.g., 900 MHz) of the monopole antenna 11 having a plurality of elements is formed on the human body (user) side, and the second frequency (e.g., 1800 MHz) and the second
  • the antenna element resonating at a frequency of three or more for example, 2000 MHz
  • the gain at the time of a call can be improved, and a parasitic element is not necessary for directivity control.
  • the space in the body 10 can be used effectively and the cost can be reduced.
  • the two-element monopole antenna 11 is formed in the back direction of the housing 10, and the open end of the two-element monopole antenna 11 is a human body ( By forming it at a position far from the human body (user) on the opposite side to the user), especially at the 1800 MHz band where radiation from the antenna element becomes dominant, the peak point of the current is the human body (user ) Move away from the head and reduce SAR (Specific Absorption Ratio) by about 15%.
  • SAR Specific Absorption Ratio
  • Grounding wire 14 shown in FIG. 9 (A) is grounded to the wireless ground in the vicinity of feeding portion 12 on substrate 13 and has a higher frequency band than in the case where grounding wire 14 is not provided (FIG. 9 (B)).
  • the antenna 11 is a multi-frequency shared antenna that supports the EGSM band (880 MHz to 960 MHz) and the UMTS band (1920 MHz to 2170 MHz).
  • a graph showing VSWR (Voltage Standing Wave Ratio) at this time is shown in FIG.
  • FIG. 10 (A) is a VSWR diagram when ground line 14 is traced (as shown in FIG. 9 (A)), and FIG. 1 0 (B) is a VSWR diagram for the case where the ground line is ⁇ (shown in Fig. 9 (B)).
  • the ground wire 14 is formed in a plate shape, the peripheral length is set to about (1/2) of the operating frequency, and the length in the width direction of the substrate 13 is about (1/8 ) It is configured to be less than ⁇ .
  • the peak of the current flowing through the ground wire 14 is dispersed, and the current flows in the longitudinal direction (downward direction) of the housing 10 on the feed point side 12
  • the ground wire 14 can be reduced in the occupation width in the longitudinal direction of the casing. becomes, Ru effective der in the case of forming a like ⁇ connectors or storage memory on the inner surface of the housing.
  • the present embodiment it is possible to improve the antenna gain at the time of a call, and simultaneously to reduce the SAR, and to improve the call quality of the communication terminal device, and to the human body by electromagnetic waves. It is possible to provide a communication terminal apparatus having the V ⁇ ⁇ feature that the influence can be reduced and that the size and thickness can be reduced.
  • the communication terminal apparatus of the present invention can improve antenna gain during a call, reduce SAR which is a medical influence on the user (human body), and make the casing thinner and smaller. Improvement of the communication quality of the communication terminal device in actual use, It is useful in terms of reducing adverse effects.

Landscapes

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Abstract

　本発明の課題は、ＳＡＲを低減できるとともに、アンテナの広帯域化を図ることができ、しかも、小型で薄型化が可能な通信端末装置を提供することである。 　筐体内に設けた基板（１３）と、基板（１３）に設けた給電部（１２）と、一端を給電部と電気的に接続して給電する多周波共用の複数の素子を有するモノポールアンテナ（１１）と、基板（１３）の無線グランドに電気的に接続する地線（１４）とを有し、複数の素子を有するモノポールアンテナ（１１）は、基板（１３）面と垂直に、かつ、通話時に人体と反対側になるように筐体の背面方向に配置する。

Description

明 細 書
通信端末装置
技術分野
[0001] 本発明は、通話時の利得の向上、 SAR(Specific Absorption Ratio)の低減、及びァ ンテナの広帯域化とともに、小型化、薄型化を図ることができる通信端末装置に関す るものである。
背景技術
[0002] 近年、携帯電話機などの通信端末装置では、小型 ·薄型'軽量ィ匕などのため、アン テナを内蔵することが多い。その結果、通話時に筐体が人体頭部に近接するため、 アンテナから放射される電磁波が人体頭部に吸収され、通話時のアンテナ利得が劣 化し、かつ、アンテナ及びアンテナ給電部の人体頭部への近接により、 SAR特性が 劣化するという問題があった。
[0003] そこで、例えば図 12に示すようなチップアンテナ 101を内蔵した通信端末装置 102 において、この通信端末装置 102の筐体を把持する人体側とは反対側へ指向性を 強めることができ、携帯電話機などの通信端末装置 102が放射する電磁波が、その 人体へ与える影響を抑制できるものが知られている (例えば、特許文献 1参照)。なお 、同図中、符号 103はグランドを示す。
[0004] また、アンテナの広帯域ィ匕を図るため、地線を追加した構成のものも知られている。
即ち、このような構成の通信端末装置として、例えば図 13に示すように、逆 Fアンテ ナ 201の外側に平行に地線 202を屈曲して配置し、屈曲した逆 Fアンテナ 201の内 側に平行に地線 203を屈曲して配置することで、各素子を屈曲して小型化しても広 帯域な周波数特性を有することができるものも知られている (特許文献 2参照)。なお 、同図中、符号 204は給電点 Aにて接続する短絡導体を介して逆 Fアンテナ 201が 接続されたグランドプレーンを示す。
[0005] さらに、上記以外の別のタイプの通信端末装置として、例えば図 14に示すように、 無給電素子 301を付加し、指向性制御を行うことで放射効率の向上、人体への電波 吸収の低減を行うことができるものも知られて 、る。 特許文献 1 :特開 2001— 77611公報 (第 5頁、図 1)
特許文献 2：特開 2000 - 261243公報 (第 7頁、図 1 (a) )
特許文献 3 :特開 2002— 223107公報 (第 6頁、図 1)
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0006] ところが、特許文献 1に記載のものは、チップアンテナを内蔵化することによるアンテ ナの狭帯域化、及びアンテナの指向性を制御するために導波器を追加しなければな らないという問題があった。
[0007] また、特許文献 2に記載のようなアンテナの広帯域ィ匕を図るため、地線を追加する 手段が取られているものは、地線の形状によっては、アンテナ電流が集中しさらに S
ARが劣化するという問題があった。
[0008] また、特許文献 3に記載のような構成のものでは、アンテナの指向性を制御するた めに無給電素子を付加すると、コストの増加や筐体内のスペースを有効利用できな いという問題があった。
[0009] 本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、 SARを低減できるとともに、アンテ ナの広帯域ィ匕を図ることができ、しかも、小型で薄型化が可能な通信端末装置を提 供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0010] 本発明の通信端末装置は、筐体内に設けた基板と、前記基板に設けた給電部と、 一端を前記給電部と電気的に接続して給電する多周波共用の複数の素子を有する モノポールアンテナと、前記基板の無線グランドに電気的に接続する地線とを有し、 前記モノポールアンテナは、前記基板面と垂直に、かつ、人体から離れる、反対側へ 向かうように前記筐体の背面方向に向けて配置する構成を有して 、る。この構成によ り、人体頭部に吸収される電磁波が減るので通話時のアンテナ利得を向上させること ができ、かつ、電流のピーク点が体力も遠ざ力るので通話時の SARを低減できる。ま た、地線を追加することで、アンテナの広帯域ィ匕が図れ、 SAR特性もさらに低減でき る。
[0011] また、本発明の通信端末装置は、筐体内に設けた基板と、前記基板に設けた給電 部と、一端を前記給電部と電気的に接続して給電する多周波共用の複数の素子を 有するモノポールアンテナと、前記基板の無線グランドに電気的に接続する地線とを 有し、前記モノポールアンテナの開放端は、人体から遠い筐体背面方向の位置に形 成し、かつ、前記複数の素子を有するモノポールアンテナのうち特定の第一の周波 数で共振するアンテナ素子は、前記人体側に形成し、前記第 1の周波数とは異なる 第二の周波数及び第三の周波数以上の周波数で共振するアンテナ素子は、前記第 一周波数で共振するアンテナ素子より前記人体力 遠い位置に配置する構成を有し ている。この構成により、人体頭部に吸収される電磁波が減るので通話時のアンテナ 利得を向上させることができ、かつ、電流のピーク点が体力も遠ざ力るので通話時の
SARを低減することができる。また、地線を追加することで、アンテナの広帯域化が 図れ、 SAR特性もさらに低減できる。さらには、第二の周波数及び第三の周波数以 上の周波数で共振するアンテナ素子は、前記第一周波数で共振するアンテナ素子 より前記人体力 遠い位置に配置するので、電流のピーク点が体から遠ざかり、通話 時の SARを低減することができる。
[0012] また、本発明の通信端末装置は、筐体内に設けた基板と、前記基板に設けた給電 部と、一端を前記給電部と電気的に接続して給電する多周波共用の複数の素子を 有するモノポールアンテナと、前記基板の無線グランドに電気的に接続する地線とを 有し、前記モノポールアンテナは、板状または線状の素子からなり、かつ、板金、フレ キシブル基板またはプリント基板により形成されて 、る構成を有して 、る。この構成に より、地線を有することで、アンテナの広帯域ィ匕が図れ、 SAR特性も低減できる。さら に、モノポールアンテナは、板状または線状の素子力もなり、板金、フレキシブル基 板またはプリント基板により形成するので、様々な形状を構成し容易に内蔵化するこ とがでさる。
[0013] また、本発明の通信端末装置は、筐体内に設けた基板と、前記基板に設けた給電 部と、一端を前記給電部と電気的に接続して給電する多周波共用の複数の素子を 有するモノポールアンテナと、前記基板の無線グランドに電気的に接続する地線とを 有し、前記地線は板状のものであり、前記地線の周囲長は使用周波数の約（1Z2) λであり、かつ、前記地線の前記基板幅方向に沿った方向の長さは約（1Z8) λ以 下である構成を有している。この構成により、周囲長が約（1Z2) λ長の地線によりァ ンテナの広帯域ィ匕が図れ、 SAR特性も低減することができる。
発明の効果
[0014] 本発明によれば、通話時のアンテナ利得を向上し、電磁波による人体への影響で ある SARを低減することができ、かつ、アンテナの広帯域ィ匕が図れるという効果を有 し、小型で薄型であるという特徴を有する通信端末装置を提供できる。また、本発明 によれば、筐体内の給電点付近に地線を追加することでアンテナの広帯域ィ匕を図り 、給電点付近に集中する電流のピークを分散させることができ、し力も地線を板状に することでさらに電流のピークを分散させ SARを低減することができるという効果を有 する通信端末装置を提供できる。
図面の簡単な説明
[0015] [図 1]本発明の実施形態に係る通信端末装置の斜視図
[図 2]その通信端末装置内部のアンテナ部分の構成を示す説明図
[図 3] (Α)から (C)はその通信端末装置のアンテナ素子の構成を示す説明図
[図 4] (A)、 (Β)はその通信端末装置のアンテナ素子の具体的な形状を示す説明図
[図 5] (Α)はその通信端末装置のアンテナが 1素子モノポールアンテナの場合の配 置図、（Β)は比較例として示す 1素子モノポールアンテナの配置図
[図 6] (Α)は図 5 (Α)に示す 1素子モノポールアンテナの放射パターン図（X— Υ面）、
(Β)は図 5 (Β)に示す比較例の 1素子モノポールアンテナの放射パターン図
[図 7] (Α)は本発明の通信端末装置のアンテナが 2素子モノポールアンテナの場合 の配置図、（Β)は比較例として示す 2素子モノポールアンテナの配置図
[図 8] (Α)は図 5 (Α)に示す 2素子モノポールアンテナの放射パターン図（X— Υ面）、
(Β)は図 5 (Β)に示す比較例の 2素子モノポールアンテナの放射パターン図
[図 9] (Α)は本発明の実施形態に係る通信端末装置の地線などを示す構成図、 (Β) は通信端末装置に地線を持たな! ヽ比較例を示す構成図
[図 10] (Α)は図 9 (Α)に示す通信端末装置の VSWR図、 (Β)は図 9 (Β)に示す比較 例の VSWR図
[図 11] (Α)は図 2および図 9 (Α)に示す本発明の通信端末装置の電流分布図、（Β) は比較例として用いた形状が好ましくな!/ヽ地線を有する場合の電流分布図
[図 12]従来のチップアンテナを内蔵した通信端末装置の側面図
[図 13]従来の地線を追加した通信端末装置の上面図
[図 14]従来の無給電素子を付加し、指向性制御を行うことで放射効率の向上、人体 への電波吸収の低減を行う通信端末装置の斜視図
符号の説明
[0016] 1 通信端末装置
10 筐体
10A 上面
10B 背面
11 モノポールアンテナ（1素子モノポールアンテナ）
111 板金
111A 板状の板金
111B 線状の板金
112 フレキシブル基板
113 プリント基板
12 給電部
13 基板
14 地線
主偏波成分
β 交差偏波成分
発明を実施するための最良の形態
[0017] 以下、本発明の実施形態に係る通信端末装置について、添付図面を用いて説明 する。
図 1および図 2は、本発明の実施形態に係る通信端末装置 1を示すものであり、こ の通信端末装置 1は、複数の素子を有するモノポールアンテナ 11と、給電部 12を有 する基板 13と、一端を給電部 12と電気的に接続して給電される地線 14などを、この 通信端末装置 1の筐体 10内部に備えている。 [0018] 本実施形態のモノポールアンテナ 11には、 2素子モノポールアンテナを用いており 、例えばアンテナ素子として、単独に板金 111 (図 3 (A) )で形成したり、フレキシブル 基板 112 (図 3 (B) )の一部に形成したり、プリント基板 113 (図 3 (C) )の一部に形成 する構成となっている。また、このアンテナ素子を板金で形成する場合には、図 4〖こ 示すように、板状の板金 111 A (図 4 ( A) )または線状の板金 111 B (図 4 (B) )などか ら構成するようになっている。なお、このアンテナ素子には、図 2に示すように、 1つの 給電部 12からこの一端へ給電する構成となって 、る。
[0019] 次に、アンテナ素子の配置や構成によって得られる効果について説明する。
(i)まず、はじめに 1素子のモノポールアンテナの場合にっ 、て説明する。 図 5 (A)の 1素子モノポールアンテナ 11は、筐体 10の上面 10A (図 1参照）から、こ の通信端末装置 1の筐体 10を手で把持している人体 (使用者)とは反対側である筐 体 10の背面 10B方向（+X方向）に向けて、背面 10B (図 1参照）から垂直方向（+X 方向）に突出させた状態で配置されており、基板 13の給電部 12に電気的に接続さ れている。
一方、比較例として示す図 5 (B)の 1素子モノポールアンテナ 11は、筐体 10の上面 10Aにおいて、筐体 10の上面 10Aから直上方向（+Z方向）に真っ直ぐに伸びるよう に配置されており、基板 13の給電部 12に電気的に接続されて!ヽる。
[0020] この（i) 1素子のモノポールアンテナのとき、同図（A)、 (B)の何れの場合にも、 1素 子モノポールアンテナ 11は、筐体 10内に収まるように形成されている力 それぞれ の放射パターンについて、図 6に示す。
即ち、図 6 (A)は、図 5 (A)に示すような 1素子モノポールアンテナ 11を筐体 10の 背面方向（+X方向）に形成した時の 1800MHzの放射パターン図であり、 X— Y面 の主偏波成分 aと交差偏波成分 βを示して 、る。一方、図 6 (Β)は、図 5 (Β)に示す ような構成の 1素子モノポールアンテナ 11を筐体 10の直上方向（+Ζ方向）に形成し たときの 1800MHzの放射パターン図であり、 X—Y面の主偏波成分 αと交差偏波 成分 j8を示している。
[0021] 図 6 (A)と（B)の主偏波成分を比較すると、図 6 (A)の主偏波成分は 0. 5dB程 度であるのに対して、図 6 (B)の主偏波成分の FZB比（Front to back ratio)は OdB 程度となっており、アンテナ素子の配置による放射パターンの変化はほぼない。
[0022] (ii)続 、て、 2素子モノポールアンテナの場合にっ 、て説明する。
図 7 (A)の 2素子モノポールアンテナは、筐体 10の上面 10Aから垂直方向に向け て、つまり、この通信端末装置 1の筐体 10を手で把持している人体 (使用者)が対向 する正面方向（-X方向）から離れる反対側である背面 10B方向（+X方向）に向け て、突出させた状態で配置されており、基板 13の給電部 12に電気的に接続されて いる。一方、比較例として示す図 7 (B)の 2素子モノポールアンテナ 1 1は、筐体 10の 上面 10A (図 1参照）において、筐体 10の上面 10Aから直上方向に伸びるように配 置されており、基板 13の給電部 12に電気的に接続されて!、る。
[0023] このとき、同図（A)、 （B)の何れの場合にも、 2素子モノポールアンテナ 1 1は筐体 1 0内に収まるように形成されている。また、 2素子のうち 900MHz帯で共振するアンテ ナ素子 1 1Aは、 1800MHzで共振するアンテナ素子 1 1 Bに比べて人体 (使用者）に 近い位置に形成している。つまり、筐体 10の幅方向（士 Y方向）に収まらない部分を 筐体 10の背面 10Bの方向（+X方向）に折り返し、 1800MHz帯で共振するアンテ ナ素子 1 1Bを、人体 (使用者)から遠くなるように筐体 10の背面方向（+X方向）に形 成し、筐体 10背面方向（+X方向）に収まらない部分を筐体幅方向（士 Y方向）に折 り返して形成する。また、前述の 2素子モノポールアンテナの開放端は、人体 (使用 者)力も遠くなるように筐体 10背面方向に形成されて 、る。
[0024] 次に、（ii) 2素子モノポールアンテナの場合の放射パターンについて、図 8に示す。
図 8 (A)は、図 7 (A)に示すような 2素子モノポールアンテナ 1 1を、筐体 10の背面 方向に向力うように形成したときの 1800MHzの放射パターン図であり、 X—Y面の 主偏波成分 exと交差偏波成分 βを示している。一方、図 8 (Β)は、比較例として示す ものであり、図 7 (B)に示すような 2素子モノポールアンテナ 1 1を、筐体 10の上面 10 Α (図 1参照）において、筐体 10の上面 10Aから直上方向に伸びるように形成したと きの 1800MHzの放射パターン図であり、 X— Y面の主偏波成分 αと交差偏波成分 j8を示している。
[0025] 図 8 (A)と（B)の主偏波成分 αを比較すると、図 8 (A)の主偏波成分 αは— 6dB程 度となっているのに対して、図 8 (B)の主偏波成分 の FZB比 (Front to back ratio) は OdB程度である。これは、 900MHz帯で共振するアンテナ素子 11Aが 1800MHz で共振するアンテナ素子 1 IBの反射器として動作することで、筐体 10の背面方向へ の電磁波の放射が支配的となり、通話時に人体 (使用者)と反対側である筐体背面 方向に支配的に電磁波が放射されて ヽることを示して ヽる。
[0026] このように、図 7 (A)に示すように複数の素子を有するモノポールアンテナ (本実施 形態においての 2素子モノポールアンテナ） 11を筐体 10の背面方向に形成し、かつ 前述の複数の素子を有するモノポールアンテナ 11のうちの第一の周波数 (例えば、 900MHz)で共振するアンテナ素子を人体 (使用者)側に形成し、第二の周波数 (例 えば、 1800MHz)及び第三の周波数（例えば、 2000MHz)以上の周波数で共振 するアンテナ素子を前述の第一の周波数で共振するアンテナ素子より人体 (使用者) 力も遠い位置に配置することで、人体 (使用者)の反対側である筐体 10の背面方向 への放射が支配的になる。その結果、通話時に人体 (使用者)頭部に吸収される電 磁波を減らすことで通話時の利得を向上することができ、指向性制御をするために無 給電素子を必要としないので、筐体 10内のスペースを有効利用することができ、コス トも低減できる。
[0027] また、同様にして、図 7 (A)に示すように、 2素子モノポールアンテナ 11を筐体 10の 背面方向に形成し、かつ、 2素子モノポールアンテナ 11の開放端を人体 (使用者)と は反対側に、人体 (使用者)から遠い位置に形成することで、特にアンテナ素子から の放射が支配的になる 1800MHz帯にぉ 、て、電流のピーク点を人体 (使用者)頭 部から遠ざけ、 SAR(Specific Absorption Ratio)を 15%程度低減することができる。
[0028] 次に、本実施形態の通信端末装置 1に設けてある地線 14の効果にっ 、て、図 9か ら図 11を参照しながら説明する。
図 9 (A)に示す地線 14は、基板 13上の給電部 12付近の無線グランドに接地する ことで、地線 14がない場合 (図 9 (B) )に比べて、高い周波数帯での帯域を広帯域ィ匕 し、アンテナ 11は、 EGSM帯（880MHz〜960MHz)力ら UMTS帯（1920MHz〜 2170MHz)までに対応した多周波共用アンテナとなっている。このときの VSWR(V oltage Standing Wave Ratio ;電圧定在波比）を示すグラフを図 10に示す。
[0029] 図 10 (A)は地線 14を追カ卩した場合（図 9 (A)に示すもの）の VSWR図であり、図 1 0 (B)は地線がな!ヽ場合（図 9 (B)に示すもの）の VSWR図である。
アンテナの広帯域ィ匕を図るために、前述した地線 14を追加すると、地線 14の形状 によっては、図 11 (B)に示すように、地線 14に電流のピークが集中している。このた め、 SARが劣化してしまうことがある。
そこで、本発明では、この地線 14を板状に形成するとともに、周囲長を使用周波数 の約（1/2)えとし、かつ、基板 13の幅方向の長さは、約（1/8) λ以下とするように構 成してある。これにより（例えば、図 2に示す形状）、地線 14に流れる電流のピークを 分散させ、かつ、給電点側 12の筐体 10の長手方向（下方向）に電流を流すことで、 S
ARをさらに低減することができる（図 11 (Α) )。
[0030] また、この構成により、近年、小型化、薄型化が主流である携帯電話機などの通信 端末装置において、地線 14は筐体での長手方向の占有幅を小さくすることができる ようになり、 ΙΟコネクタや記憶メモリなどを筐体の内側面に形成する場合に有効であ る。
[0031] 以上、本実施形態によれば、通話時におけるアンテナ利得を向上し、同時に SAR を低減することができ、通信端末装置の通話品質を向上することができるとともに、電 磁波による人体への影響を低減することができ、かつ、小型で薄型化が可能であると Vヽぅ特徴を有する通信端末装置を提供できる。
[0032] 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ぐその要旨を逸脱 しな 、範囲にぉ 、て種々の形態で実施し得るものである。
[0033] 本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲 を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明ら かである。
[0034] 本出願は、 2006年 2月 10日出願の日本特許出願（特願 2006— 034059)に基づ くものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
産業上の利用可能性
[0035] 本発明の通信端末装置は、通話時のアンテナ利得を向上し、使用者 (人体)への 医学的な影響である SARを低減し、かつ、筐体の薄型化、小型化が可能となる効果 を有し、実使用における通信端末装置の通話品質の向上、電磁波による人体への 悪影響の低減などの点で有用である。

Claims

請求の範囲
[1] 筐体内に設けた基板と、
前記基板に設けた給電部と、
一端を前記給電部と電気的に接続して給電する多周波共用の複数の素子を有す るモノポールアンテナと、
前記基板の無線グランドに電気的に接続する地線と
を有し、
前記モノポールアンテナは、前記基板面と垂直に、かつ、人体から離れる、反対側 へ向力うように前記筐体の背面方向に向けて配置する通信端末装置。
[2] 筐体内に設けた基板と、
前記基板に設けた給電部と、
一端を前記給電部と電気的に接続して給電する多周波共用の複数の素子を有す るモノポールアンテナと、
前記基板の無線グランドに電気的に接続する地線と
を有し、
前記モノポールアンテナの開放端は、人体から遠い筐体背面方向の位置に形成し 、かつ、
前記複数の素子を有するモノポールアンテナのうち特定の第一の周波数で共振す るアンテナ素子は、前記人体側に形成し、
前記第 1の周波数とは異なる第二の周波数及び第三の周波数以上の周波数で共 振するアンテナ素子は、前記第一周波数で共振するアンテナ素子より前記人体から 遠！、位置に配置する通信端末装置。
[3] 筐体内に設けた基板と、
前記基板に設けた給電部と、
一端を前記給電部と電気的に接続して給電する多周波共用の複数の素子を有す るモノポールアンテナと、
前記基板の無線グランドに電気的に接続する地線と
を有し、 前記モノポールアンテナは、板状または線状の素子からなり、かつ、板金、フレキシ ブル基板またはプリント基板により形成されている通信端末装置。
筐体内に設けた基板と、
前記基板に設けた給電部と、
一端を前記給電部と電気的に接続して給電する多周波共用の複数の素子を有す るモノポールアンテナと、
前記基板の無線グランドに電気的に接続する地線と
を有し、
前記地線は板状のものであり、
前記地線の周囲長は使用周波数の約（1Z2) λであり、かつ、
前記地線の前記基板幅方向に沿った方向の長さは約（1Z8) λ以下である通信端 末装置。
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