特許 7376605 無線通信装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-10-30

(45)【発行日】2023-11-08

(54)【発明の名称】無線通信装置

(51)【国際特許分類】

   H01Q 1/24 20060101AFI20231031BHJP

   H01Q 5/30 20150101ALI20231031BHJP

【ＦＩ】

H01Q1/24 Z

H01Q5/30

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021554513

(86)(22)【出願日】2019-11-07

(86)【国際出願番号】 JP2019043757

(87)【国際公開番号】W WO2021090453

(87)【国際公開日】2021-05-14

【審査請求日】2022-10-24

(73)【特許権者】

【識別番号】318012780

【氏名又は名称】ＦＣＮＴ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002860

【氏名又は名称】弁理士法人秀和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】櫻井 実

【審査官】佐藤 当秀

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－０１６８３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】欧州特許出願公開第０３４１３５４３（ＥＰ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１６／１２５５５６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１２／１２１８６１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１２／０６１３４９（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｑ １／２４

Ｈ０１Ｑ ５／３０

Ｈ０１Ｑ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

板状に形成された本体部の側面を囲む金属フレームと、
前記本体部に収容されるグランド板と、を備え、
前記金属フレームは、
前記金属フレームに設けられた第１間隙と第２間隙とによって区画された第１フレームの途中部分において給電点と電気的に接続され、前記途中部分と前記第２間隙とによって区画された第１周波数の電波で共振するモノポールアンテナと、
前記第２間隙と前記金属フレームに設けられた第３間隙とによって区画され、前記グランド板から絶縁される第１導体部と、
前記第１間隙と前記第３間隙とによって区画され、少なくとも前記第３間隙側の端部が前記グランド板と電気的に接続される第２導体部と、を含み、
前記モノポールアンテナおよび前記第１導体部を合わせた長さは、ループアンテナとして前記第１周波数の電波で共振可能な長さである、
無線通信装置。

【請求項2】

前記第１導体部の長さは、前記第１周波数の電波の波長の１／４である、
請求項１に記載の無線通信装置。

【請求項3】

前記金属フレームは長方形状に形成され、
前記第１間隙と前記第２間隙は、長方形状に形成された金属フレームの対向する長辺に形成される、
請求項１または２に記載の無線通信装置。

【請求項4】

前記第１導体部には、前記給電点とは異なる第２給電点が接続され、
前記第１導体部と前記第２給電点との間には、前記第１周波数で前記モノポールアンテナに給電しているときは前記第１導体部と前記第２給電点とを切り離し、前記第１周波数で前記モノポールアンテナに給電していないときは前記第１導体部と前記第２給電点とを接続する選択回路が介在する、
請求項１から３のいずれか一項に記載の無線通信装置。

【請求項5】

前記選択回路は、前記第１周波数において開放となるＬＣ並列回路を含む、
請求項４に記載の無線通信装置。

【請求項6】

前記選択回路は、前記給電点が前記モノポールアンテナに給電しているときは前記第１導体部を前記第２給電点から切り離し、前記給電点が前記モノポールアンテナに給電していないときは前記第１導体部を前記第２給電点に接続するスイッチを含む、
請求項４に記載の無線通信装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、無線通信装置に関する。

【背景技術】

【0002】

スマートフォン等の無線通信装置が知られている。このような無線通信装置は、手で把持されるとアンテナ性能が低下することがある。

【0003】

例えば、特許文献１では、本体内にアンテナ素子を設け、外装フレームが間隙部を挟んで第１の金属フレームと第２の金属フレームとに分かれた携帯無線端末について記載されている。この携帯無線端末では、間隙部に手が触れることで第１の金属フレームと第２の金属フレームとが高周波的に接続されると第２の金属フレームが接地され、アンテナ素子の共振周波数の低周波数化が抑制される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１２－２２７８５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

外装の金属フレームの一部をアンテナとして利用する無線通信装置では、アンテナとして利用する部分とそれ以外の部分とを間隙によって電気的に分離する。このような無線通信装置を手で把持すると、間隙が手によって電気的に接続されることでアンテナ長が変化し、その結果、アンテナの共振周波数が変動することがある。そのため、所望の周波数におけるアンテナの性能が低下する虞がある。

【0006】

開示の技術の１つの側面は、外装の金属フレームをアンテナとして利用する無線通信装置において、金属フレームに手が触れることによるアンテナ性能の低下を抑制することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

開示の技術の１つの側面は、次のような無線通信装置によって例示される。本無線通信装置は、板状に形成された本体部の側面を囲む金属フレームと、前記本体部に収容されるグランド板と、を備え、前記金属フレームは、前記金属フレームに設けられた第１間隙と第２間隙とによって区画された第１フレームの途中部分において給電点と電気的に接続され、前記途中部分と前記第２間隙とによって区画された第１周波数の電波で共振するモノポールアンテナと、前記第２間隙と前記金属フレームに設けられた第３間隙とによって区画され、前記グランド板から絶縁される第１導体部と、前記第１間隙と前記第３間隙とによって区画され、少なくとも前記第３間隙側の端部が前記グランド板と電気的に接続される第２導体部と、を含み、前記モノポールアンテナおよび前記第１導体部を合わせた長さは、ループアンテナとして前記第１周波数の電波で共振可能な長さである。

【発明の効果】

【0008】

開示の技術は、外装の金属フレームをアンテナとして利用する無線通信装置において、金属フレームに手が触れることによるアンテナ性能の低下を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、実施形態に係るスマートフォンの一例を示す図である。

【図2】図２は、図１の矩形Ｒ１によって囲まれる部分を模式的に示す第１の図である。

【図3】図３は、図１の矩形Ｒ１によって囲まれる部分を模式的に示す第２の図である。

【図4】図４は、実施形態に係るスマートフォンのアンテナの放射効率を例示する図である。

【図5】図５は、第１比較例に係るスマートフォンの一例を示す図である。

【図6】図６は、図５の矩形Ｒ２によって囲まれる部分を模式的に示す第１の図である。

【図7】図７は、図５の矩形Ｒ２によって囲まれる部分を模式的に示す第２の図である。

【図8】図８は、第２比較例に係るスマートフォンの一例を示す図である。

【図9】図９は、第１比較例、第２比較例および実施形態の放射効率を比較する図である。

【図10】図１０は、第３比較例に係るスマートフォンの一例を示す図である。

【図11】図１１は、第４比較例に係るスマートフォンの一例を示す図である。

【図12】図１２は、第４比較例係るスマートフォンにおいて複数の周波数用のアンテナを設けた場合を模式的に示す図である。

【図13】図１３は、実施形態に係るスマートフォンにおいて複数の周波数用のアンテナを設けた場合を模式的に示す図である。

【図14】図１４は、第１変形例に係るスマートフォンの一例を示す図である。

【図15】図１５は、選択回路の他の例を示す図である。

【図16】図１６は、スイッチ以外の回路を使用して周波数切り替えを行う構成の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

＜実施形態＞
以下、実施形態について説明する。以下に示す実施形態の構成は例示であり、開示の技術は実施形態の構成に限定されない。実施形態に係る無線通信装置は、
板状に形成された本体部の側面を囲む金属フレームと、
前記本体部に収容されるグランド板と、を備え、
前記金属フレームは、
前記金属フレームに設けられた第１間隙と第２間隙とによって区画された第１フレームの途中部分において給電点と電気的に接続され、前記途中部分と前記第２間隙とによって区画された第１周波数の電波で共振するモノポールアンテナと、
前記第２間隙と前記金属フレームに設けられた第３間隙とによって区画され、前記グランド板から絶縁される第１導体部と、
前記第１間隙と前記第３間隙とによって区画され、少なくとも前記第３間隙側の端部が前記グランド板と電気的に接続される第２導体部と、を含み、
前記モノポールアンテナおよび前記第１導体部を合わせた長さは、ループアンテナとして前記第１周波数の電波で共振可能な長さである。

【0011】

本無線通信装置において、グランド板は接地された部材である。グランド板は、部品を実装する基板であってもよいし、部品が実装されていない金属板であってもよい。金属フレームの一部をモノポールアンテナとして利用する無線通信装置では、モノポールアンテナは、第１間隙と第２間隙とによって、金属フレームの他の領域から電気的に分離される。金属フレームは、無線通信装置の本体部の側面を囲むため、無線通信装置が手で把持されると、手によって第１間隙や第２間隙が容量結合することにより、モノポールアンテナが金属フレームの他の領域と電気的に接続されることがある。モノポールアンテナが金属フレームの他の領域と電気的に接続されてしまうとアンテナ長が変動することにより、モノポールアンテナの共振周波数が変動する。その結果、第１周波数におけるアンテナ性能が低下することになる。

【0012】

本実施形態に係る無線通信装置では、第２間隙と第３間隙によって区画される第１導体部がグランド板と接続されておらず、第２導体部の第３間隙側がグランド板と電気的に接続される。そして、モノポールアンテナおよび前記第１導体部を合わせた長さは、ループアンテナとして第１周波数の電波で共振可能な長さとなっている。このような構成により、本無線通信装置は、例えば、第２間隙と第３間隙のそれぞれが無線通信装置を手で把持することで容量結合しても、モノポールアンテナと第１導体部とが第１周波数で共振可能なループアンテナとして通信可能である。そのため、金属フレームに手が触れることによる第１周波数の電波についてのアンテナ性能の低下が抑制される。なお、金属フレームは長方形状に形成されてもよく、第１間隙と第２間隙は、長方形状に形成された金属フレームの対向する長辺に形成されてもよい。なお、無線通信装置としては、例えば、スマートフォン、フィーチャーフォン、タブレット型コンピュータ、ノートブック型コンピュータ、ウェアラブルコンピュータ等を挙げることができる。

【0013】

実施形態に係る無線通信装置は、次の特徴を備えてもよい。第１導体素子の長さは、第１周波数の電波の波長の１／４であってもよい。モノポールアンテナと第１導体部とが第１周波数で共振可能なループアンテナとして動作可能とするには、第１導体素子の長さは第１周波数の電波の波長の１／４の奇数倍であればよい。ここで、第１導体素子はグランド板から離されるため、第１導体素子を長くすると、金属フレームが外力に対して弱くなることが考えられる。第１導体素子を第１周波数の電波の波長の１／４とすることで、グランド板と接触させることが可能な第２導体部を可及的に長くすることができ、金属フレームの強度低下を抑制することができる。

【0014】

実施形態に係る無線通信装置は、次の特徴を備えてもよい。前記第１導体部には、前記給電点とは異なる第２給電点が接続され、前記第１導体部と前記第２給電点との間には、前記第１周波数で前記モノポールアンテナに給電しているときは前記第１導体部と前記第２給電点とを切り離し、前記第１周波数で前記モノポールアンテナに給電していないときは前記第１導体部と前記第２給電点とを接続する選択回路が介在する。このような特徴を備えることで、第１導体素子を第１周波数とは異なる周波数で共振するアンテナとして使用することができる。選択回路は、前記第１周波数において開放となるＬＣ並列回路を含んでもよい。また、選択回路は、前記給電点が前記モノポールアンテナに給電しているときは前記第１導体部を前記第２給電点から切り離し、前記給電点が前記モノポールアンテナに給電していないときは前記第１導体部を前記第２給電点に接続するスイッチを含んでもよい。

【0015】

以下、図面を参照して、実施形態についてさらに説明する。図１は、実施形態に係るスマートフォンの一例を示す図である。図１は、実施形態に係るスマートフォン１の前面側のカバーを開けた状態を例示する。スマートフォン１は、枠状の側面フレーム１００と、側面フレーム１００で区画される本体部２００内に収容されるグランド板２１０およびプリント基板２２０を備える。スマートフォン１は、全体として略長方形に形成された板状である。以下、本明細書において、＋Ｙ方向を上方向、－Ｙ方向を下方向、＋Ｘ方向を右方向、－Ｘ方向を左方向とも称する。また、図１において、手前に向かう方向を前方向、奥に向かう方向を後ろ方向とする。スマートフォン１は、「無線通信装置」の一例である。

【0016】

スマートフォン１は可搬型の無線通信装置である。スマートフォン１は、前後のカバーと側面フレーム１００によって区画される本体部２００内に、Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ（ＣＰＵ）、主記憶部、補助記憶部等の各種電子部品を収容する。

【0017】

側面フレーム１００は、スマートフォン１の側面を囲むカバーである。側面フレーム１００は、本体部２００の側面を囲むカバーということもできる。側面フレーム１００は、例えば、金属等の導体で形成される。側面フレーム１００は、略長方形状のスマートフォン１の側面を囲むため、略長方形状である。側面フレーム１００には、複数のスリット１０１、１０２、１０３が設けられる。スリット１０１、１０２は、側面フレーム１００のうち対向する長辺の下方に設けられる。スリット１０３は、側面フレーム１００のうちスリット１０２が設けられた長辺と同じ長辺上において、スリット１０２よりも上側に設けられる。スリット１０１、１０２、１０３のそれぞれには、例えば、樹脂を充填してもよい。側面フレーム１００は、「金属フレーム」の一例である。スリット１０１は、「第１間隙」の一例である。スリット１０２は、「第２間隙」の一例である。スリット１０３は、「第３間隙」の一例である。

【0018】

プリント基板２２０は、各種電子部品を搭載可能な基板である。プリント基板２２０は、例えば、本体部２００内の下側に配置される。プリント基板２２０は、給電点２２１を有する。

【0019】

下部フレーム１１０は、側面フレーム１００のうち、スリット１０１、１０２によって区画される領域である。下部フレーム１１０は、その途中部分１１１において、給電点２２１と電気的に接続される。下部フレーム１１０において、途中部分１１１とスリット１０２とによって区画される領域は、アンテナ素子１１２となる。アンテナ素子１１２は、給電点２２１から給電されるアンテナ素子である。途中部分１１１は、「途中部分」の一例である。給電点２２１は、「給電点」の一例である。下部フレーム１１０は、「第１フレーム」の一例である。

【0020】

アンテナ素子１１２は、第１周波数の電波で共振するモノポールアンテナである。アンテナ素子１１２の長さは、例えば、第１周波数の電波の波長の１／４である。第１周波数は、例えば、２．２ＧＨｚである。アンテナ素子１１２は、「モノポールアンテナ」の一例である。

【0021】

側面導体素子１２０は、側面フレーム１００において、スリット１０２、１０３によって区画される領域である。側面導体素子１２０は、グランド板２１０と接しない導体素子である。すなわち、側面導体素子１２０は、接地されない導体素子である。側面導体素子１２０の長さは、例えば、第１周波数の電波の波長の１／４である。側面導体素子１２０は、「第１導体部」の一例である。

【0022】

上部フレーム１３０は、側面フレーム１００において、スリット１０１、１０３によって区画される領域である。グランド板２１０は、接地された金属板や実装基板等である。グランド板２１０は、例えば、本体部２００内の上側に配置される。グランド板２１０は、例えば、側面フレーム１００のうちの上部フレーム１３０の内側と接することで、上部フレーム１３０を接地するとともに、上部フレーム１３０の強度を高める。上部フレーム１３０は、「第２導体部」の一例である。

【0023】

側面フレーム１００のうち、少なくとも、アンテナ素子１１２と側面導体素子１２０はグランド板２１０から離れている。すなわち、アンテナ素子１１２および側面導体素子１２０は、グランド板２１０とは電気的に接続されていない。グランド板２１０は、「グランド板」の一例である。

【0024】

図２および図３は、図１の矩形Ｒ１によって囲まれる部分を模式的に示す図である。図２は側面フレーム１００に指が触れていない状態を例示し、図３は側面フレーム１００に指が触れている状態を例示する。図２では、スリット１０２およびスリット１０３のいずれも電気的に接続されていないため、アンテナ素子１１２が第１周波数の電波で動作するモノポールアンテナとなる。

【0025】

図３では、スマートフォン１のユーザがスマートフォン１を手で把持した状態が例示される。そのため、ユーザの手（例えば、親指Ｆ１）によってスリット１０２が容量結合によって電気的に接続されるとともに、スリット１０３も容量結合によって電気的に接続される。本実施形態では、上部フレーム１３０の少なくともスリット１０３側の端部はグランド板と電気的に接続されることで接地されている。そのため、スリット１０２、１０３のそれぞれが容量結合した場合、給電点２２１と電気的に接続された途中部分１１１からアンテナ素子１１２、側面導体素子１２０を経て上部フレーム１３０のスリット１０３側の端部からグランドに至るループアンテナが形成される。ここで、アンテナ素子１１２の長さが第１周波数の電波の波長の１／４であり、側面導体素子１２０の長さが第１周波数の電波の波長の１／４であることから、形成されたループアンテナの長さは第１周波数の電波の波長の１／２となる。すなわち、形成されたループアンテナは、第１周波数で共振するループアンテナとなる。

【0026】

そのため、スマートフォン１では、手で把持されていない状態では第１周波数の電波の波長の１／４で共振するモノポールアンテナを用いて通信でき、手で把持されている状態では第１周波数の電波の波長の１／２で共振するループアンテナを用いて通信することができる。すなわち、スマートフォン１では、手で把持する前後においてアンテナが共振する周波数に大きな変動は生じない。換言すれば、スマートフォン１は、手で把持している状態においても手で把持していない状態においても、第１周波数の電波で効率よく通信することができる。

【0027】

ここで、側面導体素子１２０の長さについて検討する。図４は、実施形態に係るスマートフォンのアンテナの放射効率を例示する図である。図４では、スリット１０２の位置を固定し、スリット１０３の位置を移動させることで側面導体素子１２０の長さを変動させた場合の周波数２．２ＧＨｚの電波についての放射効率について例示している。図４の縦軸は放射効率（ｄＢ）を例示し、横軸はスリット１０２を基準とした場合のスリット１０３の位置（ｍｍ）を例示する。換言すれば、横軸は側面導体素子１２０の長さを例示するということもできる。図４では、スリット１０２、１０３の双方が親指Ｆ１によって容量結合されている場合（親指付）の放射効率と、スリット１０２、１０３のいずれもが容量結合されていない場合（自由空間）の放射効率とが例示されている。また、図４では、自由空間における放射効率の目安（自由空間目安）と、親指付の放射効率の基準（親指付目安）とが例示されている。なお、ここでは、親指Ｆ１の比誘電率を４０．０、電気伝導率を１．４０Ｓ／ｍと仮定している。

【0028】

図４を参照すると、自由空間における放射効率が自由空間目安を超えるとともに、親指付における放射効率が親指付目安を超える側面導体素子１２０の長さは、３０ｍｍから４０ｍｍの範囲と１００ｍｍから１１０ｍｍの範囲であることが理解できる。３０ｍｍから４０ｍｍの範囲は周波数２．２ＧＨｚの波長の１／４に相当し、１００ｍｍから１１０ｍｍの範囲は周波数２．２ＧＨｚの波長の３／４に相当する。このことから、側面導体素子１２０の長さは、アンテナ素子１１２が共振する電波の波長の１／４の奇数倍であることが好ましいことが理解できる。

【0029】

上記の通り、側面導体素子１２０の長さは、アンテナ素子１１２が共振する電波の波長の１／４の奇数倍であれば、好ましい放射効率を実現できる。しかしながら、側面導体素子１２０は、グランド板２１０と接しないため、側面導体素子１２０の長さを長くすると、側面フレーム１００の強度が低下する虞がある。また、側面導体素子１２０の長さを長くすると、スマートフォン１の小型化にとって不利となる。そこで、側面導体素子１２０の長さは、第１周波数の電波の波長の１／４とすることが好ましい。

【0030】

＜第１比較例＞
ここで、比較例について説明する。図５は、第１比較例に係るスマートフォンの一例を示す図である。図５は、第１比較例に係るスマートフォン５００の前面側のカバーを開けた状態を例示する。以下、図面を参照して、第１比較例に係るスマートフォン５００について説明する。

【0031】

側面フレーム１００ａは、スリット１０３を有しない点で、側面フレーム１００とは異なる。グランド板２１０ａは、実施形態における側面導体素子１２０に相当する部分においても側面フレーム１００ａの内側に接する点で、グランド板２１０とは異なる。上部フレーム１３０ａは、側面フレーム１００ａのうち、スリット１０１、１０２によって区画される領域の上側の領域である。図５を参照すると理解できるように、上部フレーム１３０ａのスリット１０２側の端部は、接地されている。

【0032】

図６および図７は、図５の矩形Ｒ２によって囲まれる部分を模式的に示す図である。図６は側面フレーム１００ａに指が触れていない状態を例示し、図７は側面フレーム１００ａに指が触れている状態を例示する。図６では、スリット１０２が電気的に接続されていないため、アンテナ素子１１２が第１周波数の電波で動作するモノポールアンテナとなる。

【0033】

図７では、スマートフォン５００のユーザがスマートフォン５００を手で把持した状態が例示される。そのため、ユーザの手（例えば、親指Ｆ１）によってスリット１０２が容量結合によって電気的に接続される。第１比較例では、上部フレーム１３０ａの少なくともスリット１０２側の端部はグランド板と電気的に接続されることで接地されている。そのため、スリット１０２が容量結合した場合、給電点と電気的に接続された途中部分１１１からアンテナ素子１１２を経て上部フレーム１３０ａのスリット１０２側の端部からグランドに接続されてしまう。すなわち、モノポールアンテナであるアンテナ素子１１２の開放端が接地されてしまうことで、アンテナ素子１１２の共振周波数が第１周波数から大きく変動してしまうことになる。

【0034】

＜第２比較例＞
続いて、第２比較例について説明する。図８は、第２比較例に係るスマートフォンの一例を示す図である。図８は、第２比較例に係るスマートフォン６００の前面側のカバーを開けた状態を例示する。第２比較例に係るスマートフォン６００は、側面フレーム１００ｂにおいてスリット１０３を有しない点で、実施形態に係るスマートフォン１とは異なる。第２比較例に係るスマートフォン６００においても、少なくともスマートフォン１におけるスリット１０３に対応するスリット対応位置１０３ａにおいて、グランド板２１０と電気的に接続される。第２比較例に係るスマートフォン６００を手で把持した場合、実施形態に係るスマートフォン１と同様に、第１周波数の電波で共振するループアンテナを形成することができる。

【0035】

＜第１比較例および第２比較例と実施形態との比較＞
図９は、第１比較例、第２比較例および実施形態の放射効率を比較する図である。図９では、周波数２．２ＧＨｚの電波の放射効率を例示し、親指Ｆ１の比誘電率を４０．０、電気伝導率を１．４０Ｓ／ｍと仮定した。図９を参照すると、第１比較例に係るスマートフォン５００では、自由空間における放射効率は－１．４ｄＢであり、親指付における放射効率は－１６．９ｄＢであり、自由空間に対する親指付の放射効率の劣化量は－１５．５ｄＢである。第２比較例に係るスマートフォン６００では、自由空間における放射効率は－１３．４ｄＢであり、親指付における放射効率は－９．３ｄＢであり、自由空間に対する親指付の放射効率の劣化量は＋４．１ｄＢである。実施形態に係るスマートフォン１では、自由空間における放射効率は－１．３ｄＢであり、親指付における放射効率は－１１．３ｄＢであり、自由空間に対する親指付の放射効率の劣化量は－１０．０ｄＢである。

【0036】

すなわち、第１比較例に係るスマートフォン５００では、自由空間および親指付のいずれにおいても、実施形態に係るスマートフォン１よりも放射効率が低いことが理解できる。一方、第２比較例に係るスマートフォン６００は、親指付における放射効率は実施形態に係るスマートフォン１よりも若干改善されているものの、自由空間における放射効率が極めて悪いことが理解できる。実施形態に係るスマートフォン１では、自由空間における放射効率が第１比較例および第２比較例のいずれよりも高く、また、親指付においては第２比較例に迫る放射効率を実現できることが理解できる。

【0037】

＜他の比較例＞
さらに、スリット１０２が容量結合された場合におけるアンテナの放射効率の低下に対応する他の比較例について検討する。図１０は、第３比較例に係るスマートフォンの一例を示す図である。図１０は、第３比較例に係るスマートフォン７００の前面側のカバーを開けた状態を例示する。スマートフォン７００は、アンテナ素子１１２に加えて、本体部２００内の上部にアンテナ７１２を備える。スマートフォン７００は、親指Ｆ１等によるスリット１０２の容量結合を検知すると、Ｄｕａｌ Ｐｏｌｅ Ｄｕａｌ Ｔｈｏｒｏｗ（ＤＰＤＴ）７１３によって通信に使用するアンテナをアンテナ素子１１２からアンテナ７１２に切り替える。

【0038】

本体部２００内の上部には、例えば、カメラやスピーカー等の様々な電子部品が実装されることが多い。そのため、本体部２００内の上部では、アンテナ７１２のアンテナ長を短くすることが多い。また、アンテナ長が短くなる上に、アンテナ７１２の周囲には上記電子部品が存在するため、アンテナ７１２の性能はアンテナ素子１１２よりも低くなりやすく、また、アンテナ７１２が共振可能な周波数帯域も狭くなりやすい。そのため、アンテナ素子１１２からアンテナ７１２に切り替えることで、かえってスマートフォン７００のアンテナ性能が劣化する可能性もある。

【0039】

図１１は、第４比較例に係るスマートフォンの一例を示す図である。図１１は、第４比較例に係るスマートフォン８００の前面側のカバーを開けた状態を例示する。スマートフォン８００は、略矩形に形成された側面フレーム１００ｃの下方の辺に２つのスリット８０１、８０２を設ける。スマートフォン８００では、途中部分１１１からスリット８０２側の端部までがアンテナ素子８１２となる。

【0040】

スリット８０１、８０２をこのような位置に設けることで、スマートフォン８００が手で把持されても親指Ｆ１等の手がスリット８０１、８０２に触れにくいため、スリット８０１、８０２が容量結合しにくくなる。そのため、スマートフォン８００では、手で把持した場合におけるアンテナ素子８１２の性能劣化が抑制されると考えられる。

【0041】

ここで、スマートフォン８００に複数のアンテナを設けることで、複数の周波数に対応させることを検討する。スマートフォン８００の大きさを縦方向（Ｙ方向）が１５０ｍｍ、幅方向（Ｘ方向）が７５ｍｍと設定し、スリットには比誘電率３．０の樹脂を充填したものとする。この場合において、周波数８５０ＭＨｚの電波の１／４波長は５１ｍｍ、１．５ＧＨｚの電波の１／４波長は２９ｍｍ、２．２ＧＨｚの電波の１／４波長は２０ｍｍとなる。

【0042】

図１２は、第４比較例係るスマートフォンにおいて複数の周波数用のアンテナを設けた場合を模式的に示す図である。図１２を参照すると、８５０ＭＨｚ用のアンテナと１．５ＧＨｚ用のアンテナと、２．２ＧＨｚ用のアンテナをスマートフォン８００に設けようとすると、幅方向７５ｍｍよりもアンテナの長さが長くなるため、スマートフォン８００には実装できないことが理解できる。

【0043】

図１３は、実施形態に係るスマートフォンにおいて複数の周波数用のアンテナを設けた場合を模式的に示す図である。実施形態に係るスマートフォン１では、スリット１０１、１０２は、側面フレーム１００のうち対向する長辺の下方に設けられるため、スリット１０１、１０２の位置を適宜決定することで、周波数、８５０ＭＨｚ、１．５ＧＨｚ、２．２ＧＨｚそれぞれのアンテナのアンテナ長を確保できることが理解できる。また、８５０ＭＨｚ用のアンテナと１．５ＧＨｚ用のアンテナとの間に１ｍｍ程度のスリット１０１ａを設けることで、８５０ＭＨｚ用のアンテナと１．５ＧＨｚ用のアンテナとを絶縁できることも理解できる。すなわち、実施形態に係るスマートフォン１は、実装するアンテナを複数の周波数帯域に対応させる上でも有利である。

【0044】

＜第１変形例＞
実施形態に係るスマートフォンは、様々に変形することが可能である。図１４は、第１変形例に係るスマートフォンの一例を示す図である。図１４は、第１変形例に係るスマートフォン１ａの前面側のカバーを開けた状態を例示する。スマートフォン１ａでは、選択回路１９０を介して給電点２２１ｂが側面導体素子１２０に接続されている。選択回路１９０は、第１周波数の電波による通信が行われている間は側面導体素子１２０を給電点２２１ｂから切り離し、第２周波数の電波による通信を行う場合には側面導体素子１２０を給電点２２１ｂに接続する。このような実装により、スマートフォン１ａは、第１周波数で通信を行っていない場合には、側面導体素子１２０を第２周波数の電波で共振するアンテナとして使用することが可能となる。選択回路１９０は、「選択回路」の一例である。給電点２２１ｂは、「第２給電点」の一例である。

【0045】

図１５は、選択回路の他の例を示す図である。図１５では、アンテナ素子１１２や側面導体素子１２０も例示されている。図１５に例示される選択回路１９０は、マッチング回路１９１と側面導体素子１２０との間に、スイッチ１９５が介在する。スイッチ１９５は、第１周波数での通信を行っている場合（例えば、給電点２２１が給電を行っている場合）は、側面導体素子１２０を給電点２２１ｂから切り離す。また、スイッチ１９５は、第１周波数での通信を行っていな場合（例えば、給電点２２１が給電を行っていない場合）は、給電点２２１ｂと側面導体素子１２０とを接続する。このような実装によっても、スマートフォン１ａは、第１周波数においてはアンテナ素子１１２を用いて通信を行い、第２周波数においては側面導体素子１２０をアンテナとして用いて通信を行うことができる。

【0046】

選択回路１９０の部分はスイッチ以外の回路を使用して、周波数切替えをすることも可能である。図１６は、その変形の一例を示す図である。図１６では、アンテナ素子１１２や側面導体素子１２０も例示されている。図１６に例示される選択回路１９０は、マッチング回路１９１と側面導体素子１２０との間に、コイル１９３とコンデンサ１９４とを並列に接続したＬＣ並列回路１９２が介在する。ＬＣ並列回路１９２は、第１周波数で共振させることによって、アンテナ素子１１２を共振させる第１周波数においてハイインピーダンスにすることができる。つまり、第１周波数で通信が行われている場合には、給電点２２１ｂから高周波的に切り離すことができる。また、第１周波数と異なる第２周波数においては、マッチング回路の一部として動作するため、側面導体素子１２０をアンテナとして通信を行うことができる。

【0047】

なお、以上説明した実施形態や変形例では、側面フレーム１００は長方形状に形成されたが、側面フレーム１００は正方形上、円形状、菱形形状等他の形状に形成されてもよい。この場合、アンテナ素子１１２の長さを第１周波数で共振可能な長さとし、側面導体素子１２０の長さを第１周波数の電波の波長の１／４の奇数倍とできるように、スリット１０１、１０２、１０３の位置が決定されればよい。

【0048】

以上で開示した実施形態や変形例はそれぞれ組み合わせることができる。

【符号の説明】

【0049】

１、１ａ、５００、６００、７００、８００・・・スマートフォン
１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ・・・側面フレーム
１０１、１０１ａ、１０２、１０３、８０１、８０２・・・スリット
１０３ａ・・・スリット対応位置
１１０・・・下部フレーム
１１１・・・途中部分
１１２、８１２・・・アンテナ素子
１２０・・・側面導体素子
１３０、１３０ａ・・・上部フレーム
１９０・・・選択回路
１９１・・・マッチング回路
１９２・・・ＬＣ並列回路
１９３・・・コイル
１９４・・・コンデンサ
１９５・・・スイッチ
２００・・・本体部
２１０、２１０ａ・・・グランド板
２２０・・・プリント基板
２２１、２２１ａ、２２１ｂ・・・給電点
７１２・・・アンテナ
７１３・・・ＤＰＤＴ
Ｆ１・・・親指

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】