WO2003023955A1

WO2003023955A1 - Appareil d'antennes en reseau

Info

Publication number: WO2003023955A1
Application number: PCT/JP2002/009040
Authority: WO
Inventors: Kentaro Miyano; Yoichi Nakagawa; Masahiro Mimura; Yoshio Koyanagi
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2001-09-06
Filing date: 2002-09-05
Publication date: 2003-03-20
Also published as: EP1333576A1; JPWO2003023955A1; CN1476653A; CN1278449C; EP1333576B1; EP1333576A4; JP4035107B2; US20030189514A1; US6919861B2; DE60228398D1

Description

技術分野

本発明は、装置に関し、例えば、携帯電話等の電子機器に適用して好適なものである,

明背

近年、携帯電話や P H Sといった移動無線端末装置の利用者数の増大により、基地局装置のカバ一するサービスエリアの小ゾーン化が進んでいる。このため、基地局装置から送信される電波は、移動無線端末装置に対して限られた方向から到来する可能性が高い。従って、移動無線端末装置のアンテナの指向性は、なるべく無指向性に近い方がどんな状況でも効率よく電波を送受信することができる。

しかし、無指向性に近いアンテナを使用した場合、通話時などォペレ一夕が移動無線端末装置を人体に近づけて使用すると、人体方向へ放射された電波は人体に吸収されるので、人体方向への放射は効率が悪い。また、近年、人体頭部に吸収される電波の影響も懸念されており、移動無線端末装置を人体に近づけて使用する場合には、アンテナの指向性を人体方向に向かないようにする方が望ましい。

このような課題を解決する技術として、特開平 8— 2 8 8 8 9 5号公報に記載の発明がある。この公報に記載の発明は、複数のアンテナを所定の位相差で励振する位相回路を設けることによって、オペレー夕への電波の放射を抑圧し、人体頭部に吸収される電波を削減することで通話時の無駄な電力の消費を防止する。また、待ち受け状態では、人体頭部への電波の放射を抑圧する必要性が低いので、アンテナを 1本だけ利用して無指向性とすることによって、アンテナの効率を高めることができる。

しかしながら、上記従来の技術では、アンテナ素子の間隔が波長に応じた長さになっているため、昨今の著しい技術進歩によって小型化された移動無線端末装置に上記従来の技術を適用することは困難である。また、移相器が移相する量が固定ではなく、アンテナ素子間隔 '配置などによって変える必要があり、装置が複雑化し、回路規模が増大するという課題がある。さらに、近年、無線通信を行うのは移動無線端末装置に限らず、パソコンやプリン夕といった情報機器装置も無線通信を行うようになってきている。このような情報機器装置により放射された電波が、機器に吸収されることによる非効率や、電波の放射を受けた機器が誤動作するなどの課題があり、上記従来の技術では考慮されていない。発明の開示

本発明の目的は、人体や機器への電波の放射を軽減すると共に、人体や機器による影響を受けにくく、小型で簡易な構成のアレイアンテナ装置を提供することである。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の実施の形態 1に係る受信アンテナ装置の構成を示すプロック図、

図 2は、受信ビーム形成部の内部構成を示すプロック図、

図 3は、本発明の実施の形態 1に係る受信アンテナ装置が形成する指向性を示す概念図、

図 4は、アンテナの受信特性を示す図、

図 5は、アンテナの受信特性を示す図、

図 6は、本発明の実施の形態 2に係る送信アンテナ装置の構成を示すプロック図、図 7は、送信ビーム形成部の内部構成を示すブロック図、図 8は、本発明の実施の形態 3に係る無線装置の構成を示すプロヅク図、図 9は、本発明の実施の形態 4に係る無線装置の構成を示すプロック図、図 1 0は、本発明の実施の形態 5に係るプリン夕の外観図、

図 1 1は、本発明の実施の形態 5に係る無線通信モジュールの使用例を示す図、

図 1 2は、無線 L ANカードを拡大した外観図、

図 1 3は、無線 L ANカードを拡大した外観図、

図 1 4 Aは、本発明の実施の形態 6に係る受信ビーム形成部の内部構成を示すブロック図、

図 1 4 Bは、本発明の実施の形態 6に係る受信ビーム形成部の内部構成を示すブロック図、

図 1 5 Aは、本発明の実施の形態 6に係る送信ビーム形成部の内部構成を示すブロック図、

図 1 5 Bは、本発明の実施の形態 6に係る送信ビーム形成部の内部構成を示すプロック図、

図 1 6 Aは、本発明の実施の形態 6に係る折り畳み形状の移動無線端末装置が開かれた状態での指向性を示す概念図、

図 1 6 Bは、本発明の実施の形態 6に係る折り畳み形状の移動無線端末装置が折り畳まれた状態での指向性を示す概念図、

図 1 7 Aは、本発明の実施の形態 6に係る折り畳み形状の移動無線端末装置が開かれた状態での指向性を示す概念図、

図 1 7 Bは、本発明の実施の形態 6に係る折り畳み形状の移動無線端末装置が折り畳まれた状態での指向性を示す概念図、

図 1 8 Aは、本発明の実施の形態 6に係る折り畳み形状の情報機器装置が閧かれた状態での指向性を示す概念図、及び、

図 1 8 Bは、本発明の実施の形態 6に係る折り畳み形状の情報機器装置が折り畳まれた状態での指向性を示す概念図である。発明を実施するための最良の形態

本発明者は、フィールド調査の結果を解析したところ、一般に、受信特性がよくないと考えられていた 8の字型の指向性が、受信特性がもつともよくなる無指向性と同じ受信電力を得られることに着目し、さらに、 8の字型の指向性は簡易な構成で形成できることから本発明をするに至った。すなわち、本発明の骨子は、偶数本のアンテナ素子を同一直線上に等間隔で、かつ、それそれのアンテナ素子を平行に配置し、隣り合うアンテナ素子で受信した信号同士の位相差が Γ (または一 T ) となるようにずらし、これらの信号を合成して受信することと、送信信号をアンテナ素子の本数分分配し、隣り合うアンテナ素子で送信される信号同士の位相差が 7Γ (または一 7Γ ) となるようにずらして送信することである。これにより、小型で簡易な構成のアンテナ装置で、アンテナ素子間を結ぶ直線に対して垂直方向にヌルを生じる 8の字型の指向性を形成し、人体及び機器方向にヌルを向けることができる。なお、ここでいう 8の字型とは、アンテナ素子の長さの中心を通り、かつ、素子に対して直角な面における指向性のことである。この意味において、「8の字型」と称する。

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

(実施の形態 1 ) ·

この実施の形態では、人体及び機器の位置する方向にヌルを生じるような指向性を形成するアレイアンテナ装置を受信アンテナ装置に適用する場合について説明する。

図 1は、本発明の実施の形態 1に係る受信アンテナ装置の構成を示す模式図である。この図において、アンテナ素子 1 0 1—：！〜 1 0 1— 2 Nは、それそれ同一直線上に等間隔で、かつ、それそれが平行に設けられており、通信相手から送信された信号を受信し、受信信号を受信ビーム形成部 1 0 3に出力する _c 各アンテナ素子で受信された信号（受信信号 1 0 2— 1〜 1 0 2— 2 N) は、受信ビーム形成部 1 0 3に出力される。

受信ビーム形成部 1 0 3は、素子番号奇数のアンテナ素子（1 0 1— 1 , 1 0 1— 3， …， 1 0 1 - ( 2 N - 1 ) ) からの受信信号を移相器 1 0 4— 1〜 1 0 4— Nに入力する。また、素子番号が偶数のアンテナ素子（ 1 0 1— 2， 1 0 1 - 4 , …， 1 0 1 - 2 N) からの受信信号を合成器 1 0 5に入力する。移相器 1 0 4— 1〜1 0 4— Nは、入力信号の位相を 7Γ移相する。 7Γ移相された信号は、合成器 1 0 5に入力される。

合成器 1 0 5は、移相器 1 0 4— 1〜 1 0 4— Nで移相された各受信号と、素子番号が偶数のアンテナ素子から入力された各受信信号とを全て加算し、受信指向性を形成する。これにより、受信ビーム形成部 1 0 3は、受信ビームの方向（指向性）を形成することができる。

このように、隣り合うアンテナ素子で受信した信号同士の位相差が 7Γとなるように受信信号を移相することにより、 8の字型の指向性を形成するうえで、アンテナ素子を配置する間隔を波長に応じた長さにする必要がなくなり、アンテナ素子の間隔を小さくすることができる。これにより、アレイアンテナ装置の小型化を実現することができる。また、移相器で移相する量を Γに固定することにより、移相器が移相する量を変える場合に比べ、装置の複雑化や回路規摸の増大を回避し、簡易な構成のアレイアンテナ装置とすることができる。図 1で示した受信ビーム形成部 1 0 3は、素子番号が奇数のアンテナ素子から入力された受信信号を Γ移相するが、図 2に示す受信ビーム形成部 2 0 1のように、素子番号が偶数のアンテナ素子から出力された受信信号を Γ移相してもよい。

次に、上記構成を有する受信アンテナ装置によって形成される指向性について説明する。図 3は、本発明の実施の形態 1に係る受信アンテナ装置によって形成される指向性を示す概念図である。図 3は、図 1の左側面から見た図であり、各アンテナ素子を結ぶ直線に対して垂直方向にヌルが生じる 8の字型の指向性を形成している。人体又は機器が位置する可能性が高い方向にヌルが生じるように 8の字型の指向性を形成することにより、人体又は機器による影響を受けにくい受信アンテナ装置を実現することができる。

ここで、上述した受信アンテナ装置によって形成される指向性と受信特性との関係について、フィールド調査で得られたデータをもとに作成した図 4及び図 5を用いて説明する。まず、図 4は、アンテナのビーム幅と受信電力との関係を示したグラフである。この図において、横軸をビーム幅 [° (d egre e) ] とし、 0〜360で表す。また、縦軸を受信電力 [dB] として表す。ビーム幅が小さい値であるときは、鋭い指向性であり、ビーム幅が大きい値であるときは、無指向性に近づくことを意味する。図 4から分かるように、ビーム幅が大きくなるに従って受信電力が高くなり、ビーム幅が 360 [° ] で最犬の受信電力 0 [dB] となる。すなわち、無指向性のときの受信電力が最も高いということになる。

次に、図 5は、アンテナの指向性を 8の字型とし、その FB比 [dB] と受信電力 [dB] との関係を示したグラフである。この図において、横軸を FB 比 [dB] とし、縦軸を受信電力 [dB] として表す。 FB比が 0 [dB]は、電界強度の等しい 2つの指向性を形成しており、 F B比が大きくなるに従って、 2つの指向性のうち、一方の指向性のみが電界強度が大きくなり、他方の指向性は電界強度が小さくなる。図 5から分かるように、 FB比が 0 [dB] のとき、最大の受信電力 0 [dB] となり、 FB比が大きくなるに従って受信電力が小さくなる。

図 4及び図 5から、 FB比が 0 [dB] のときは、無指向性（ビーム幅 36 0 ] ) のときと同じ受信電力が得られることが分かる。すなわち、 FB比が 0 [dB] となるように 8の字型の指向性を形成すれば、受信特性のよい無指向性と同じ受信特性を得ることができる。

このように本実施の形態によれば、複数のアンテナ素子を同一直線上に等間隔で、かつ、それそれ平行に配置し、隣り合うアンテナ素子で受信した信号同士の位相差が ττとなるように受信信号を移相し、全てのアンテナ素子で受信した信号を加算することにより、 8の字型の指向性を形成する小型で簡易な構成の受信アンテナ装置を実現することができる。これにより、ヌル方向に位置する人体または機器による影響を軽減することができる。

なお、本実施の形態では、受信ビーム形成部 1 0 3に入力される信号は、ダゥンコンバートされたベースバンド信号、 AZD変換後の信号など、特に問わない。受信ビーム形成部 1 0 3を周波数変換部、復調部、 AZD変換部などで構成することも可能である。 AZD変換後の信号を扱う場合には、ディジタル的に振幅位相を変化させることができる。

また、本実施の形態では、移相器が Γ移相すると記載したが、一 7Γ移相してもよい。

(実施の形態 2 )

この実施の形態では、人体及び機器の位置する方向にヌルを生じるような指向性を形成するアレイアンテナ装置を送信アンテナ装置に適用する場合について説明する。

図 6は、本発明の実施の形態 2に係る送信アンテナ装置の構成を示す模式図である。ただし、この図において、図 1と共通する部分には、図 1と同一の符号を付し、その詳しい説明を省略する。図 6において、送信ビーム形成部 6 0 1は、送信ビームの方向（指向性）を形成するため、送信信号 6 0 2に所定の処理を施し、各アンテナ素子 1 0 1— 1〜： 1 0 1— 2 Νに処理後の送信信号を出力する。具体的には、分配器 6 0 3は、送信信号 6 0 2を各アンテナ素子分 ( 2 Ν本分）分配し、素子番号が奇数のアンテナ素子の前段に設けられた移相器 1 0 4— 1〜1 0 4— Νに分配後の送信信号を出力する。また、素子番号が偶数のアンテナ素子に、分配後の送信信号を出力する。

このように、隣り合うアンテナ素子から送信される信号同士の位相差がとなるように送信信号を移相することにより、 8の字型の指向性を形成するうえで、アンテナ素子を配置する間隔を波長に応じた長さにする必要がなくなり、アンテナ素子の間隔を小さくすることができる。これにより、アレイアンテナ装置の小型化を実現することができる。また、移相器で移相する量を 7Γに固定することにより、移相器が移相する量を変える場合に比べ、装置の複雑化や回路規模の増大を回避し、簡易な構成のアレイアンテナ装置とすることができる _c 図 6で示した送信ビーム形成部 6 0 1は、素子番号が奇数のアンテナ素子から送信される信号を 7Γ移相するが、図 7に示す受信ビーム形成部 7 0 1のように、素子番号が偶数のアンテナ素子から送信される信号を移相してもよい。上記構成を有する送信アンテナ装置は、図 4に示したように、各アンテナ素子を結ぶ直線に対して垂直方向にヌルが生じる 8の字型の指向性を形成する。ヌル方向に人体又は機器が位置するように 8の字型の指向性を形成することにより、人体又は機器への放射を軽減する送信アンテナ装置を実現することができる。

このように本実施の形態によれば、分配器によつて送信信号をァンテナ素子の本数分分配し、複数のアンテナ素子を同一直線上に等間隔で、かつ、それそれ平行に配置し、隣り合うアンテナ素子から送信する信号同士の位相差がとなるように移相し、各送信信号をそれそれのアンテナ素子から送信することにより、 8の字型の指向性を形成する送信アンテナ装置を実現することができ、ヌル方向に位置する人体または機器への放射を軽減することができる。

なお、送信ビーム形成部に入力される信号は、ベースバンド信号をアップコンバートとした信号、 DZA変換後の信号など、特に問わない。送信ビーム形成部を周波数変換部、変調部、 D/A変換部などで構成することも可能である。 D/A変換部で構成する場合には、ディジ夕ル的に振幅位相を変化させることができる。

また、本実施の形態では、移相器が 7Γ移相すると記載したが、一 7Γ移相してもよい。

本明細書において、アレイアンテナ装置とは偶数本のアンテナ素子と、受信ビーム形成部及び/又は送信ビーム形成部を具備するものをいう。 (実施の形態 3 )

この実施の形態では、実施の形態 1で説明した受信アンテナ装置と、実施の形態 2で説明した送信アンテナ装置とを備えた移動無線端末装置について説明する。

図 8は、本発明の実施の形態 3に係る移動無線端末装置の構成を示すプロック図である。この図において、受信ビーム形成部 1 0 3は、図 1または図 2に記載の受信ビーム形成部と同一であり、送信ビーム形成部 6 0 1は、図 6または図 7に記載の送信ビーム形成部と同一であり、これらの詳しい説明は省略する。

アンテナ素子 1 0 1 — 1〜 1 0 1 — 2 Nは、それそれ等間隔に同一直線上に設けられており、通信相手から送信された信号を受信し、受信ビーム形成部 1 0 3に出力する。また、送信ビーム形成部 6 0 1から出力された信号を通信相手に送信する。

インターフェース 8 0 1は、受信データ又は送信データ等を表示する表示部、受信データまたは送信データ等を入力するデ一夕入力部、または、音声による通話を行う通話部の少なくとも 1つを備えている。受信ビーム形成部 1 0 3から出力された受信信号は、インターフエ一ス 8 0 1を介してォペレ一夕に受信データとして通知される。また、ォペレ一夕からインタ一フェース 8 0 1を介して入力されたデータ（送信データ）は、送信ビーム形成部 6 0 1に送信信号として出力される。

上記構成を有する移動無線端末装置は、図 3で示したように、各アンテナ素子を結ぶ直線に対して垂直方向にヌルが生じる 8の字型の指向性を形成する。人体又は機器が位置する可能性が高い方向にヌルが生じるように 8の字型の指向性を形成することにより、人体又は機器による影響を受けにくく、かつ、人体又は機器への放射を軽減する移動無線端末装置を実現することができる。本実施の形態の移動無線端末装置は、携帯電話 · P H S等の端末に限らず、無線通信機能を有する電子メールなどのデータ送受信端末 'パソコンなども含む。

このように本実施の形態によれば、実施の形態 1で説明した受信ビーム形成部と実施の形態 2で説明した送信ビーム形成部を移動無線端末装置に備えることにより、 8の字型の指向性を形成する移動無線端末装置を実現することができ、ヌル方向に位置する人体または機器からの影響を軽減し、かつ、ヌル方向に位置する人体または機器への放射を軽減することができる。

なお、本実施の形態における受信ビーム形成部 1 0 3は、ビーム（指向性）を形成せず、受信感度のよいアンテナ素子を選択する受信ダイバーシチを実現するようにしてもよい。

(実施の形態 4 )

図 9は、本発明の実施の形態 4に係る移動無線端末装置の構成を示すプロック図である。ただし、この図において、図 8と共通する部分については、図 8 と同一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。

図 9が図 8と異なる点は、ィン夕一フェース 8 0 1をアレイアンテナ装置から分離し、アレイアンテナ装置に設けられたアンテナ 9 0 1とイン夕一フエ一ス 8 0 1に設けられたアンテナ 9 0 2とを介して B l u e t o o t hなどの近距離無線通信で無線接続した点である。

受信ビーム形成部 1 0 3から出力された受信信号は、アレイアンテナ装置に設けられたアンテナ 9 0 1からィン夕ーフェース 8 0 1に設けられたアンテナ 9 0 2に送信される。イン夕一フェース 8 0 1は、アレイアンテナ装置から送信された信号を表示部に表示したり、音声情報として出力したりし、ォペレ一夕に通知する。

また、オペレータは、インターフヱ一ス 8 0 1に文字情報や音声情報等の送 •信データを入力し、インターフェース 8 0 1は、送信デ一夕をアンテナ 9 0 2 からアンテナ 9 0 1に送信する。インターフェース 8 0 1から送信された信号は、アンテナ 9 0 1で受信され、送信ビーム形成部 6 0 1に入力される。このように本実施の形態によれば、アレイアンテナ装置とインターフェースがー体ィ匕している場合には、ォペレ一夕がイヤホンを用いて通話を行う場合など、使用方法や使用状況によっては、ヌル方向が人体側に向かない可能性があつたが、アレイアンテナ装置とイン夕一フェースを分離することにより、ァレイアンテナ装置を人体に固定して携帯することができるようになり、ヌル方向に常に人体が位置するようになる。これにより、オペレー夕の使用方法や使用状況にかかわらず、人体による影響を軽減し、人体への放射を軽減する移動無線端末装置を実現することができる。

なお、本実施の形態における受信ビーム形成部 1 0 3は、指向性を形成せず、受信感度のよいアンテナ素子を選択する受信ダイバーシチを実現するようにしてもよい。 (実施の形態 5 )

この実施の形態では、実施の形態 3で説明したアレイアンテナ装置を情報機器装置や無線通信用モジュールに搭載した場合について説明する。

図 1 0は、本発明の実施の形態 5に係るプリン夕の外観図である。この図において、プリン夕 1 0 0 0は、内部前面にアンテナ素子 1 0 0 1— 1〜 1 0 0 1一 2 Nが配置されている。

アンテナ素子 1 0 0 1— 1〜1 0 0 1— 2 Nは、載置面に対して垂直に、かつ、等間隔に配置されている。

これにより、アレイアンテナ装置は、点線で示したような指向性を形成することができる。図 1 0に示すようにプリン夕前面にヌルが生じるため、用紙を給紙する際など、ヌル方向に位置する人体や機器への電波の放射を抑えることができ、かつ、ヌル方向に位置する人体や機器による影響を抑えることができる。なお、アンテナ素子はプリン夕内部背面に配置してもよい。図 1 1は、本発明の実施の形態 5に係る無線通信モジュールの使用例を示す図である。パソコン 1 1 0 1は、本体側面に無線 L ANカード（無線通信モジユール） 1 1 0 2のスロットが設けられている。

無線 L ANカード 1 1 0 2は、実施の形態 3で説明したように、偶数本のァンテナ素子、受信ビーム形成部 1 0 3、送信ビーム形成部 6 0 1を備えている。無線 L ANカード 1 1 0 2をパソコンのスロットに揷入することで、パソコンを用いて無線通信を行うことができる。

図 1 2は、無線 L ANカード 1 1 0 2を拡大した外観図である。この図が示す L ANカード 1 1 0 2は、図 1 0に示すパソコン 1 1 0 1のように本体側面に揷入される場合のアンテナ素子の配置を示している。このように、アンテナ素子の間隔を小さくして配置しても、人体の位置する方向（主にパソコン 1 1 0 1前面）にヌルを形成することができ、人体への放射を軽減し、人体による影響を受けにくい無線 L A Nカードを簡易な構成で実現することができる。なお、図 1 1に示すパソコン本体の前面又は背面にスロヅトが設けられている場合、図 1 3に示すようにアンテナ素子を配置することで、上記同様の効果を得ることができる。

本実施の形態におけるアレイアンテナ装置は、無線ネットワーク網に取り入れられ、かつ、送受信機能を有する機器に'応用することができる。また、無線 L A Nなどの機能を機器に与えるカード型の無線通信モジュ一ルに応用することもできる。すなわち、送受信機能を有する電子機器に応用することができる。

このように本実施の形態によれば、情報機器装置や無線通信モジュールに実施の形態 3で説明したアレイアンテナ装置を搭載することにより、 8の字型の指向性が形成され、ヌル方向に位置する人体又は機器へ放射される電波の影響を抑えることができ、また、ヌル方向に位置する人体又は機器による影響を抑えることができる。 (実施の形態 6 )

この実施の形態では、折り畳み形状の移動無線端末装置や情報機器装置が、折り畳まれた状態と開かれた状態とで指向性が異なるアレイアンテナ装置について説明する。

図 1 4 A及び図 1 4 Bは、本発明の実施の形態 6に係る受信ビーム形成部 1

4 0 1の内部構成を示すブロック図である。ただし、これらの図において、図 1と共通する部分は図 1と同一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。図

1 4 A及び図 1 4 Bにおいて、スィッチ 1 4 0 2及びスィッチ 1 4 0 3は、ァンテナからの受信信号を移相器 1 0 4— 1を介して合成器 1 0 5に入力させるか、移相器 1 0 4—1を介さず合成器 1 0 5に入力させるかの切り替えを行う。図 1 4 Aは、アンテナで受信した信号を位相器 1 0 4— 1を介して合成器 1 0 5に入力させるようにスィヅチ 1 4 0 2及びスィヅチ 1 4 0 3が接続されている。一方、図 1 4 Bは、アンテナで受信した信号を移相器 1 0 4を介さずに合成器 1 0 5に入力させるようにスィヅチ 1 4 0 2及びスィヅチ 1 4 0 3が接続されている。

図 1 4 Aの場合は、隣り合うアンテナ素子で受信した信号同士の位相がずれるように一方のアンテナ素子で受信した信号を移相しており、これにより、 8の字型の指向性を形成している。一方、図 1 4 Bの場合は、各アンテナ素子で受信した信号が同相で合成されるため、アンテナの素子間隔が 0 . 5波長未満であれば無指向性となる。

図 1 5 A及び図 1 5 Bは、本発明の実施の形態 6に係る送信ビーム形成部 1

5 0 1の内部構成を示すブロック図である。ただし、これらの図において、図 6と共通する部分は図 6と同一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。図

1 5 A及び図 1 5 Bにおいても、スィツチ 1 5 0 2及びスィツチ 1 5 0 3は、分配器 6 0 3から出力された一方の送信信号を移相器 1 0 4— 1に入力するか移相器 1 0 4— 1に入力しないかの切り替えを行っている。図 1 5 Aは、分配器 6 0 3で分配された信号が位相器 1 0 4— 1を介すようにスィツチ 1 5 0 2及びスイッチ 1 5 0 3が接続されている。一方、図 1 5 Bは、分配器 6 0 3で分配された信号を移相器 1 0 4— 1を介さないようにスィヅチ 1 5 0 2 及びスィヅチ 1 5 0 3が接続されている。図 1 5 Aは、図 1 4 Aに対応しており、 8の字型の指向性を形成する。一方、図 1 5 Bは、図 1 4 Bに対応しており、無指向性となる。

図 1 6 Aは、本発明の実施の形態 6に係る折り畳み形状の移動無線端末装置が開かれた状態での指向性を示す概念図である。この図に示すようにアンテナ素子を配置した場合、図に示すような 8の字型の指向性を形成する。一方、図 1 6 Bは、本発明の実施の形態 6に係る折り畳み形状の移動無線端末装置が折り畳まれた状態での指向性を示す概念図である。移 ¾無線端末装置が折り畳まれた状態では、図 1 6 Bに示すように、無指向性となる。

このように、移動無線端末装置が折り畳まれた状態と開かれた状態とで、指向性パターンを切り替えるようにしたのは、通話時は、主に、人体頭部に近づけて使用することに着目し、待ち受け時は、どんな方向から到来する電波でも効率よく受信したいことに着目したことによる。

すなわち、通話時は、主に、開かれた状態で人体頭部に近づけて使用するので、 8の字型の指向性を形成し、人体頭部が位置する可能性が高い方向にヌルが生じるようにすることで、人体頭部への電波の放射を抑え、また、人体頭部に電波が吸収されることを低減するようにした。また、待ち受け時は、移動無線端末装置が人体頭部付近に存在することは少ないので、指向性を形成するよりも無指向性とすることにより、どんな方向から到来する電波でも効率よく受信するようにした。

なお、アンテナ素子の配置の仕方は、図 1 7 A及び図 1 7 Bに示すようにしてもよい。このとき、図 1 6 A及び図 1 6 Bに示した指向性とは異なる方向に指向性が形成されるが、開かれた状態での指向性は、人体頭部が位置する可能性が高い方向にヌルを生じる。

また、図 1 8 Aは、折り畳み形状の情報機器装置が開かれた状態での指向性を示す概念図であり、図 1 8 Bは、折り畳み形状の情報機器装置が折り畳まれた状態での指向性を示す概念図である。アンテナ素子の本数が図 1 6 A及び図 1 6 Bや図 1 7 A及び図 1 7 Bとは異なるが、開かれた状態と折り畳まれた状態での指向性の切り替えは同じである。

このように本発明の実施の形態によれば、通話時に人体頭部付近での使用頻度が高い開かれた状態では、 8の字型の指向性を形成し、人体頭部が位置する方向にヌルが向くようにすることで、人体頭部への電波の放射を抑え、また、人体頭部に電波が吸収されることを低減することができる。さらに、待ち受け時の折り畳まれた状態では、無指向性とすることにより、どんな方向から到来する電波でも効率よく受信することができる。

なお、待ち受け中に人体に近づけて携帯するような場合は、閉じられた状態であっても、図 1 4 Aや図 1 5 Aが示すようにスィツチを移相器に接続したまま固定してもよい。これにより、 8の字型の指向性が形成されるため、ヌル方向に位置する人体への電波の放射を抑え、また、人体による影響を軽減することができる。

また、信号をディジタル化して処理する場合、各アンテナ素子で受信した信号及び各アンテナ素子から送信される信号の振幅 '位相をディジ夕ル的に制御することも可能である。

また、受信ビーム形成部は、指向性を形成せず、受信感度のよいアンテナ素子を選択する受信ダイバーシチを実現するようにしてもよい。

以上説明したように、本発明によれば、偶数本のアンテナ素子を同一直線上に等間隔で、かつ、それそれのアンテナ素子を平行に配置し、隣り合うアンテナ素子で受信した信号同士の位相差が 7Γ (または一 Γ ) となるように受信信号を移相し、これらの信号を合成して受信することと、送信信号をアンテナ素子の本数分分配し、隣り合うアンテナ素子で送信される信号同士の位相差が 7Γ

(または一 7Γ ) となるように送信信号を移相して送信することにより、小型で簡易な構成のアンテナ装置で、アンテナ素子間を結ぶ直線に対して垂直方向にヌルを生じる 8の字型の指向性を形成することができる。

本明細書は、 2001年 9月 6日出願の特願 2001 -270141に基づくものである。この内容をここに含めておく。産業上の利用可能性

本発明は、例えば、携帯電話等の電子機器に用いるに好適である。

Claims

請求の範囲

1 . 同一直線上に等間隔で、かつ、それそれ平行に配置された偶数本のアンテナ素子と、

隣り合うァンテナ素子で受信した信号同士の位相差が 7Γとなるように受信信号を移相する移相手段と、

前記移相手段によって、隣り合うアンテナ素子で受信した信号同士の位相差が 7Tとなった受信信号を合成する合成手段と、

を具備するアレイアンテナ装置。

2 . 前記移相手段によって隣り合うアンテナ素子で受信した信号同士の位相差を 7Γとして合成するか、または各アンテナ素子で受信した信号を同相で合成するかを切り替える切り替え手段を具備する請求の範囲 1に記載のアレイアンテナ装置。

3 . 同一直線上に等間隔で、かつ、それぞれ平行に配置された偶数本のアンテナ素子と、

送信信号を前記アンテナ素子の本数分に分配する分配手段と、

隣り合うアンテナ素子から送信される信号同士の位相差が Γとなるように分配された送信信号を移相する移相手段と、

を具備するアレイアンテナ装置。

4 . 隣り合うアンテナ素子から送信される信号同士の位相差を 7Γとして送信するか、または前記分配手段によつて分配された信号を同相で送信するかを切り替える切り替え手段を具備する請求の範囲 3に記載のアレイアンテナ装置。

5 . 同一直線上に等間隔で、かつ、それそれ平行に配置された偶数本のアンテナ素子と、

隣り合うアンテナ素子で受信した信号同士の位相差が Γとなるように受信信号を移相する第 1の移相手段と、

前記第 1の移相手段によって、隣り合うアンテナ素子で受信した信号同士の位相差が 7Γとなった受信信号を合成する合成手段と、

送信信号を前記ァンテナ素子の本数分分配する分配手段と、

隣り合うアンテナ素子で送信される信号同士の位相差が 7Γとなるように送信信号を移相する第 2の移相手段と、

を具備するアレイアンテナ装置。

6 . 請求の範囲 5に記載のアレイアンテナ装置を具備する電子機器。

7 . 請求の範囲 5に記載のアレイアンテナ装置と近距離無線通信を介して接続された電子機器。

8 . 折り畳み可能な形状を有し、開かれた状態でアレイアンテナの指向性を形成し、折り畳まれた状態でアレイアンテナを無指向性とする請求の範囲 6に記載の電子機器。