DE602004012644T2

DE602004012644T2 - Funkantennenanordnung mit Steuerung zur Überwachung der SAR (spezifische Absorptionsrate) und diese benutzende Funkkommunikationseinrichtung

Info

Publication number: DE602004012644T2
Application number: DE602004012644T
Authority: DE
Inventors: Shotaro Nishimura; Atsushi Yamamoto; Koichi Ogawa; Hiroshi Iwai
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2003-04-18
Filing date: 2004-04-16
Publication date: 2009-04-16
Anticipated expiration: 2024-04-17
Also published as: EP1469550A2; EP1469550A3; US20040248523A1; DE602004012644D1; EP1469550B1; CN1538558A; CN100483845C; US6985113B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Funkantennenvorrichtung mit einer Steuerung zum Steuern einer spezifischen Absorptionsrate (nachfolgend als eine SAR bezeichnet) und eine Funkkommunikationsvorrichtung, die diese Funkantennenvorrichtung verwendet, wie z. B. ein tragbares Telefon, ein Autotelefon oder dergleichen.
2. BESCHREIBUNG DES VERWANDTEN STANDES DER TECHNIK
Kürzlich haben sich Funkkommunikationsvorrichtungen, wie z. B. ein tragbares Telefon oder ein Autotelefon, weit verbreitet. Die Größe einer jeden dieser Funkkommunikationsvorrichtungen hat sich stetig von Jahr zu Jahr verringert. Wegen der Reduzierung in der Größe der Funkkommunikationsvorrichtung werden Funkwellen nicht nur von einer Antenne, sondern auch von einem Gehäuse der Funkkommunikationsvorrichtung ausgestrahlt. Das heißt, elektromagnetische Wellen werden von der gesamten Funkkommunikationsvorrichtung ausgestrahlt.
Ein Teil der elektromagnetischen Welle, die von der Antenne und der Funkkommunikationsvorrichtung ausgestrahlt ist, wird durch einen menschlichen Körper absorbiert. Eine Rate einer Energiemenge, um welche der menschliche Körper die elektromagnetische Welle aus den ausgestrahlten Funkwellen absorbiert, wird durch eine SAR repräsentiert. In den vergangenen Jahren wurde eine Richtlinie zum Niederhalten der SAR etabliert und es wurde zur Verpflichtung, die SAR gleich oder kleiner als ein vorbestimmter spezifischer Wert einzustellen, wie beispielsweise in einem Stand der Technik-Dokument von Niels Kuster et alia offenbart ist in "Energy Absorption Mechanism by Biological Bodies in the Near Field of Dipole Antennas Above 300 MHz", IEEE Transactions an Vehicular technology, Bd. 41, Nr. 1, S. 17.23, Februar 1992. Da ein tragbares Telefon verwen det wird, während es in der Nähe eines Kopfes des menschlichen Körpers während eines Telefonates ist, absorbiert beispielsweise der Kopf bedeutend die Funkwelle. Insbesondere kann die SAR möglicherweise die höchste an dem Gehäuse sein, da das Gehäuse in Kontakt mit einem Ohr oder einer Wange des menschlichen Körper ist.
45 ist eine Vorderansicht, die zeigt, dass eine Funkkommunikationsvorrichtung mit einer Funkantenne gemäß dem Stand der Technik an dem Kopf des menschlichen Körpers anliegt. 46 ist eine perspektivische Ansicht, die das Aussehen der Funkkommunikationsvorrichtung zeigt, die in 45 gezeigt ist.
Die Funkkommunikationsvorrichtung, die in 45 und 46 gezeigt ist, weist eine Peitschenantenne 1112, die zum sich aufwärtigen Erstrecken von einem oberen Teil des Gehäuses 1111 einer rechtwinkligen parallel-epipeden Form bereitgestellt ist, und eine elektrische Leiterplatte 1113 auf, die bereitgestellt ist, um mit dem Gehäuse 1111 derart verbunden zu werden, um mit einer vorderen Oberfläche (dem Verwendergesicht gegenüberliegend) gegenüberliegend zu einer rückwärtigen Oberfläche an der Seite der Peitschenantenne 1112 zu sein. Durch Verbinden der Leiterplatte 1113 mit dem Gehäuse 1111 kann eine elektromagnetische Welle in einer Richtung des menschlichen Körpers unter denjenigen, die von der Funkkommunikationsvorrichtung in Strahlungsrichtungen ausgestrahlt werden, die durch einen Pfeil 1113A und einen Pfeil 1113B angezeigt sind, abgeschirmt werden und die SAR, die durch die Funkwelle verursacht ist, kann reduziert werden (siehe beispielsweise US Patent Nr. 6,456,248 ).
Jedenfalls ist die Form der Leiterplatte 1113 gemäß dem Stand der Technik begrenzt, so dass nicht alle der Funkwellen, die von der Funkkommunikationsvorrichtung ausgestrahlt werden, abgeschirmt werden können. Daher ist der Effekt einer Reduzierung der SAR nur durch Abschirmen eines Teiles der Funkwellen nicht ausreichend.
US 5,977,917 offenbart ein tragbares Kommunikationssystem, welches ein erstes Metallgehäuse zum Aufnehmen einer Hochfrequenzschaltungseinheit, wie beispielsweise eine Übertragungsschaltung oder eine Empfangsschaltung, und ein zweites Metallgehäuse zum Aufnehmen einer Niedrigfrequenzschaltungsein heit, wie z. B. eine Steuerungsschaltung, und auch eine Antenne aufweist, die an dem ersten Metallgehäuse angeordnet ist. Eine Antennenvorrichtung für dieses tragbare Kommunikationssystem wird durch die oben erklärte Antenne, erste und zweite Metallgehäuse und auch ein Steuerungselement zum Steuern der Verteilung von Hochfrequenzströmen angeordnet, die durch die ersten und zweiten Metallgehäuse fließen. Ein Antennenstrahlungsmuster dieser Antennenvorrichtung kann durch Steuern einer Impedanz des Steuerelementes optimiert werden.
EP 1 030 401 A1 offenbart eine Funkantennenvorrichtung, deren Strahlungseffizienz durch Verändern der Antennenausrichtung in eine Richtung erreicht wird, in der Hindernisse vermieden werden. Eine Peitschenantenne wird durch eine Antennenzuleitung mit einem Übertragungs-/Empfangsabschnitt in einem Funkgehäuse verbunden. Ein passives Element wird mit dem Funkgehäuse durch ein Impedanzladungselement geerdet. Die Peitschenantenne weist ihre horizontale Ausrichtung auf, die in Abhängigkeit ihrer elektromagnetischen Kopplung mit dem passiven Element variiert. Das passive Element wird als ein Ausrichter oder Reflektor der Peitschenantenne in Abhängigkeit von dem Wert des Impedanzladeelementes betrieben. Die Strahlung steigt in der Richtung des passiven Elementes, wenn das passive Element als ein Ausrichter fungiert, wohingegen die Strahlung in der Richtung entgegengesetzt zu dem passiven Element steigt, wenn das passive Element als ein Reflektor fungiert.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Funkantennenvorrichtung und eine Funkkommunikationsvorrichtung, die diese Funkantennenvorrichtung aufweist, bereitzustellen, wobei jede zum Abschirmen von im Wesentlichen fast allen Funkwellen, die von einer Funkkommunikationsvorrichtung ausgestrahlt werden, von einem menschlichen Körper geeignet ist, mit einem Aufbau, der einfacher als der des Standes der Technik ist, wodurch eine SAR bedeutend reduziert wird.
Um die zuvor erwähnte Aufgabe zu erreichen, wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Funkantennenvorrichtung bereitgestellt, wie sie in Anspruch 1 definiert ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Funkkommunikationsvorrichtung bereitgestellt, wie sie in Anspruch 7 definiert ist.
Daher können gemäß der Funkantennenvorrichtung und der Funkkommunikationsvorrichtung, die dieselbe Funkantennenvorrichtung verwendet, im Wesentlichen fast alle Funkwellen, die von einer Funkkommunikationsvorrichtung ausgestrahlt sind, von einem menschlichen Körper mit einem Aufbau abgeschirmt werden, der einfacher als der des Standes der Technik ist, wodurch eine SAR bedeutend reduziert wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Diese und andere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden von der folgenden Beschreibung deutlich, die in Verbindung mit den bevorzugten Ausführungsformen davon unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren genommen wird, in denen durchweg gleiche Teile durch gleiche Bezugszeichen benannt sind, und in denen:
1 ein Blockdiagramm ist, welches einen Aufbau einer Funkkommunikationsvorrichtung mit einer Funkantenne gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform zeigt;
2 ein Graph ist, der eine Beziehung zwischen einem Quadrat eines normalisierten magnetischen Feldes und einer normalisierten SAR relativ zu einer longitudinalen Position einer Halbwellendipolantenne 20 in einem nahen elektromagnetischen Feld von Funkwellen zeigt, die von der Halbwellendipolantenne 20 ausgestrahlt werden;
3 eine perspektivische Ansicht eines Funkkommunikationsvorrichtungsmodells bei einer Übertragungsfrequenz "f" von 900 MHz gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform ist;
4 eine Querschnittansicht ist, die einen Strom zeigt, der nahe dem Zufuhrpunkt Q des Funkkommunikationsvorrichtungsmodells generiert ist, welches in 3 gezeigt ist;
5 ein Graph ist, der maximale Ströme zeigt, die an einem Gehäuse 11 der Funkkommunikationsvorrichtung fließen, wenn eine Reaktanz X eines Impedanzladeelementes 14, welches mit einem parasitären Element 13 verbunden ist, welches in 3 gezeigt ist, verändert wird, wenn übertragene Signale mit Übertragungsfrequenzen "f" von 850, 900 und 950 MHz jeweils übertragen werden;
6 ein Graph ist, der Ströme zeigt, die an einem Punkt A an dem Gehäuse der Radiokommunikationsvorrichtung fließen, wenn die Reaktanz X des Impedanzladeelementes 14, welches mit dem parasitären Element 13, welches in 3 gezeigt ist, verbunden ist, verändert wird, wenn die übertragenen Signale mit den Übertragungsfrequenzen "f" von 850, 900 und 950 MHz jeweils übertragen werden;
7A ein Schaltungsdiagramm ist, welches eine Konfiguration des Impedanzladeelementes 14a zeigt, welches ein erstes Ausführungsbeispiel des Impedanzladeelementes 14 ist, welches in 1 gezeigt ist;
7B ein Schaltungsdiagramm ist, welches eine Konfiguration eines Impedanzladeelementes 14b zeigt, welches ein zweites Ausführungsbeispiel des Impedanzladeelementes 14 ist, welches in 1 gezeigt ist;
7C ein Schaltungsdiagramm ist, welches eine Konfiguration eines Impedanzladeelementes 14c zeigt, welches ein drittes Ausführungsbeispiel des Impedanzladeelements 14 ist, welches in 1 gezeigt ist;
7D ein Schaltungsdiagramm ist, welches eine Konfiguration eines Impedanzladeelementes 14d zeigt, welches ein viertes Ausführungsbeispiel des Impedanzladeelementes 14 ist, welches in 1 gezeigt ist;
8 ein Blockdiagramm ist, welches eine Konfiguration einer Funkkommunikationsvorrichtung mit einer Funkantenne gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform zeigt;
9 ein Blockdiagramm ist, welches eine Konfiguration einer Funkkommunikationsvorrichtung mit einer Funkantenne gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform zeigt;
10A ein Schaltungsdiagramm ist, welches eine Konfiguration eines Impedanzladeelementes 51a zeigt, welches ein erstes Ausführungsbeispiel des Impedanzladeelementes 51 ist, welches in 9 gezeigt ist;
10B ein Schaltungsdiagramm ist, welches eine Konfiguration eines Impedanzladeelementes 51b zeigt, welches ein zweites Ausführungsbeispiel des Impedanzladeelementes 51 ist, welches in 9 gezeigt ist;
10C ein Schaltungsdiagramm ist, welches eine Konfiguration eines Impedanzladeelementes 51c zeigt, welches ein drittes Ausführungsbeispiel des Impedanzladeelementes 51 ist, welches in 9 gezeigt ist;
10D ein Schaltungsdiagramm ist, welches eine Konfiguration eines Impedanzladeelementes 51d zeigt, welches ein viertes Ausführungsbeispiel des Impedanzladeelementes 51 ist, welches in 9 gezeigt ist;
11 ein Blockdiagramm ist, welches eine Konfiguration einer Funkkommunikationsvorrichtung mit einer Funkantenne gemäß einer vierten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
12 ein Blockdiagramm ist, welches eine Konfiguration eines Teiles einer Funkkommunikationsvorrichtung mit einer Funkantenne gemäß einer modifizierten bevorzugten Ausführungsform der vierten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
13 eine perspektivische Ansicht eines Funkkommunikationsvorrichtungsmodells bei einer Übertragungsfrequenz "f" von 1,5 GHz gemäß der vierten bevorzugten Ausführungsform ist;
14 ein Graph ist, der maximale Ströme zeigt, die an dem Gehäuse 11 der Funkkommunikationsvorrichtung fließen, wenn die Reaktanz X des Impedanzladeelementes 51, welches mit dem parasitären Element 13, welches in 11 oder 13 gezeigt ist, verbunden ist, wenn übertragene Signale mit Übertragungsfrequenzen "f" von 900 MHz und 1,5 GHz jeweils übertragen werden;
15 ein Graph ist, der Ströme zeigt, die an dem Punkt A des Gehäuses 11 der Funkkommunikationsvorrichtung fließen, wenn die Reaktanz X des Impedanzladeelementes 51, welches mit dem parasitären Element 13, welches in 11 oder 13 gezeigt ist, verbunden ist, die Übertragungsfrequenzen "f" von 900 MHz und 1,5 GHz jeweils aufweisen, wenn das übertragene Signal übertragen wird;
16 ein Blockdiagramm ist, welches eine Konfiguration einer Funkkommunikationsvorrichtung zeigt, die eine Funkantenne gemäß einer fünften bevorzugten Ausführungsform aufweist;
17 ein Blockdiagramm ist, welches eine Konfiguration einer Funkkommunikationsvorrichtung mit einer Funkantenne gemäß einer modifizierten bevorzugten Ausführungsform der fünften bevorzugten Ausführungsform zeigt;
18 eine perspektivische Ansicht ist, die eine Ausrichtung eines XYZ-Koordinatensystems zeigt, welches relativ zu der Funkkommunikationsvorrichtung bereitgestellt ist, welche in 16 gezeigt ist, wenn ein Strahlungsmuster von der Funkkommunikationsvorrichtung gemessen wird;
19 ein Graph ist, der eine Durchschnittsverstärkung an einer horizontalen Ebene zeigt, wenn die Reaktanz X des Impedanzelementes 51 verändert wird, welches mit einem parasitären Element 13 verbunden ist, welches in 16 gezeigt ist;
20A eine Draufsicht ist, die Ergebnisse eines Experimentes zeigt, wenn das Strahlungsmuster von der Funkkommunikationsvorrichtung, die in 16 gezeigt ist, gemessen wird, und ein Strahlungsmuster in einer XY-Ebene zeigt;
20B eine Draufsicht ist, die Ergebnisse des Experimentes und ein Strahlungsmuster in einer XZ-Ebene zeigt;
20C eine Draufsicht ist, die Ergebnisse des Experimentes und ein Strahlungsmuster in einer ZX-Ebene zeigt;
21 ein Blockdiagramm ist, welches eine Konfiguration eines Teiles einer Funkkommunikationsvorrichtung mit einer Funkantenne gemäß einer ersten modifizierten bevorzugten Ausführungsform zeigt;
22 ein Blockdiagramm ist, welches eine Konfiguration eines Teiles einer Funkkommunikationsvorrichtung mit einer Funkantenne gemäß einer zweiten modifizierten bevorzugten Ausführungsform zeigt;
23 eine Vorderansicht einer zusammenklappbaren tragbaren Funkkommunikationsvorrichtung gemäß eines ersten Ausführungsbei spiels der vorliegenden Erfindung ist, wenn ein Sensor 111 in einem oberen Gehäuse 102 der Vorrichtung bereitgestellt ist;
24 eine Seitenansicht der zusammenklappbaren tragbaren Funkkommunikationsvorrichtung ist, die in 23 gezeigt ist;
25 eine Vorderansicht einer zusammenklappbaren tragbaren Funkkommunikationsvorrichtung gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung ist, wenn der Sensor 111 in einem unteren Gehäuse 103 der Vorrichtung enthalten ist;
26 eine Seitenansicht der zusammenklappbaren tragbaren Funkkommunikationsvorrichtung ist, die in 25 gezeigt ist;
27 eine Vorderansicht einer zusammenklappbaren tragbaren Funkkommunikationsvorrichtung gemäß eines dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung ist, wenn der Sensor 111 in einem Scharnierabschnitt 104 der Vorrichtung bereitgestellt ist;
28 eine Seitenansicht einer zusammenklappbaren tragbaren Funkkommunikationsvorrichtung ist, die in 27 gezeigt ist;
29 eine Vorderansicht einer geraden tragbaren Funkkommunikationsvorrichtung gemäß eines vierten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung ist, wenn der Sensor 111 in einem Gehäuse 112 der Vorrichtung bereitgestellt ist;
30 eine Seitenansicht der geraden tragbaren Funkkommunikationsvorrichtung ist, die in 29 gezeigt ist;
31 eine Vorderansicht einer geraden tragbaren Funkkommunikationsvorrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist, wenn der Sensor 111 in einem Gehäuse 112 der Vorrichtung bereitgestellt ist;
32 eine Seitenansicht der geraden tragbaren Funkkommunikationsvorrichtung ist, die in 31 gezeigt ist;
33 eine Vorderansicht einer zusammenklappbaren tragbaren Funkkommunikationsvorrichtung gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist, wenn ein im Wesentlichen elliptischer Sensor 113 um einen Tonöffnungsabschnitt 106 eines oberen Gehäuses 102 der Vorrichtung bereitgestellt ist;
34 eine Seitenansicht der zusammenklappbaren tragbaren Funkkommunikationsvorrichtung ist, die in 33 gezeigt ist;
35 eine Vorderansicht einer zusammenklappbaren tragbaren Funkkommunikationsvorrichtung gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist, wenn der im Wesentlichen elliptische Sensor 113 um ein Mikrofon 107 eines unteren Gehäuses 103 der Vorrichtung bereitgestellt ist;
36 eine Seitenansicht der zusammenklappbaren tragbaren Funkkommunikationsvorrichtung ist, die in 35 gezeigt ist;
37 eine Vorderansicht einer zusammenklappbaren tragbaren Funkkommunikationsvorrichtung gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist, wenn der im Wesentlichen elliptische Sensor 113 in einem Scharnierbereich 104 der Vorrichtung bereitgestellt wird;
38 eine Seitenansicht der zusammenklappbaren tragbaren Funkkommunikationsvorrichtung ist, die in 37 gezeigt ist;
39 eine Vorderansicht einer geraden tragbaren Funkkommunikationsvorrichtung gemäß eines neunten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung ist, wenn der im Wesentlichen elliptische Sensor 113 um einen Tonöffnungsabschnitt 106 des Gehäuses 112 der Vorrichtung bereitgestellt wird;
40 eine Seitenansicht der geraden tragbaren Funkkommunikationsvorrichtung ist, die in 39 gezeigt ist;
41 eine Vorderansicht einer geraden tragbaren Funkkommunikationsvorrichtung gemäß eines zehnten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung ist, wenn der im Wesentlichen elliptische Sensor 113 um ein Mikrofon 107 eines Gehäuses 112 der Vorrichtung bereitgestellt ist;
42 eine Seitenansicht einer geraden tragbaren Funkkommunikationsvorrichtung ist, die in 41 gezeigt ist;
43 eine Querschnittsansicht ist, die ein Verfahren zum Erkennen eines Stromes I illustriert, der an einem oberen Gehäuse 102 fließt, unter Verwendung eines magnetischen Felderkennungsmessgebers 201;
44 eine Querschnittsansicht ist, die ein Verfahren zum Erkennen eines Stromes I ist, der an einem oberen Gehäuse 102 fließt, unter Verwendung eines kleinen magnetischen Felderkennungsdipols 202;
45 eine Vorderansicht ist, die zeigt, dass die Funkkommunikationsvorrichtung mit einer Funkantenne gemäß einem Stand der Technik durch den Kopf des menschlichen Körpers gestützt wird; und
46 eine perspektivische Ansicht ist, die ein Erscheinungsbild der Funkkommunikationsvorrichtung zeigt, die in 45 gezeigt ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Bevorzugte Ausführungsformen werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden. Die vierte Ausführungsform ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die anderen Ausführungsformen werden für das Verständnis der vorliegenden Erfindung bereitgestellt.
ERSTE BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORM
1 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration einer Funkkommunikationsvorrichtung mit einer Funkantenne zeigt.
Bezug nehmend auf 1 weist eine Funkkommunikationsschaltung 15, die in einem Gehäuse 11 der Funkkommunikationsvorrichtung bereitgestellt ist, eine Funkübertragungsschaltung 17, eine Funkempfangsschaltung 18 und einen Zirkulator 16 zum Teilen einer Viertel-Wellenpeitschenantenne 12 zwischen den zwei Schaltungen 17 und 18 auf. Die Funkübertragungsschaltung 17 führt Verarbeitungen, die eine Modulation, Hochfrequenzkonvertierung und Leistungsverstärkung aufweisen, an einem Eingabestimmensignal oder einem Eingabedatensignal aus und generiert dann ein funkübertragenes Signal. Das funkübertragene Signal wird an die Peitschenantenne 12 durch den Zirkulator 16, ein Zuführungskabel 25 und einen Zuführungspunkt Q ausgegeben und dann wird eine Funkwelle des funkübertragenen Signals von der Peitschenantenne 12 ausgestrahlt. Ein funkempfangenes Signal, welches durch die Peitschenantenne 12 empfangen ist, wird der Funkempfangsschaltung 18 durch den Zuführungspunkt Q, das Zuführungskabel 25 und den Zirkulator 16 eingegeben und dann wird es Verarbeitungen, wie z. B. einer rauscharmen Verstärkung, einer Niedrigfrequenzkonvertierung und einer Demodulation unterzogen.
In dem Gehäuse 11 sind ein parasitäres Element 13 und ein Impedanzladeelement 14 bereitgestellt. Das parasitäre Element 13 ist beispielsweise eine rechtwinklig eben geformte elektrische Leiterplatte. Das parasitäre Element 13 ist beispielsweise parallel zu einer vorderen Oberfläche (entsprechend dem Kopf des menschlichen Körpers eines Verwenders) des Gehäuses 11 bereitgestellt, um in Nähe des Gehäuses 11 zu sein, um elektromagnetisch mit dem Gehäuse 11 verbunden zu sein. Das parasitäre Element 13 ist mit dem Impedanzladeelement 14 verbunden und mit dem Gehäuse 11 durch das Impedanzladeelement 14 verbunden, um geerdet zu sein.
2 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen einem Quadrat eines normalisierten magnetischen Feldes und einer normalisierten SAR relativ zu einer longitudinalen Position einer Halbwellen-Dipolantenne 20 zeigt, welches eine experimentelle Messantenne ist, in einem nahen elektromagnetischen Feld von Funkwellen, die von der Halbwellen-Dipolantenne 20 ausgestrahlt sind.
Bezug nehmend auf 2 wird ein Übertragungssignal von der Funkübertragungsschaltung 17 der Halbwellen-Dipol-Antenne 20 mit zwei Antennenelementen 21 und 22 zugeführt. Ein nahmagnetisches Feld während einer Zuführung des Signals wird durch einen magnetischen Feldmessgeber detektiert und es wird durch Verwenden eines elektrischen Feldmessgebers gemäß eines bekannten elektrischen Feldmessgeberverfahrens gemessen (siehe beispielsweise Stand der Technik-Dokument "Standard of Specific Absorption Rate (SAR) Estimation Method for Portable Radio Terminal", ARIB STB-T56 Version 2.0, überarbeitet am 24. Januar 2002, Association of Radio Industries and Business in Japan ("ARSB")), und es wird durch Berechnen des nahelektrischen Feldes unter Verwendung der folgenden Gleichung (1) gemessen: SAR = (σ·E2)/ρ (1)
In der Gleichung (1) ist eine Einheit von SAR W/kg, σ ist eine Leitfähigkeit eines menschlichen Gewebes (dielektrisch), E ist eine Feldintensität eines elektrischen Feldes, welches an dem menschlichen Körper anliegt, und ρ ist eine relative Dichte des menschlichen Gewebes (dielektrisch).
Wie von 2 offensichtlich ist, haben das Quadrat H² des nahmagnetischen Feldes und die SAR im Wesentlichen die gleichen Verteilungen wie einander. Daraus folgt, dass das Quadrat H² des nahmagnetischen Feldes proportional zu der SAR ist. Zusätzlich, da das nahmagnetische Feld H proportional zu einem Antennenstrom ist, wie bestens bekannt ist, ist ein Quadrat des Stromes proportional zu der SAR. In anderen Worten, wenn die Stromverteilung verändert wird, kann die SAR verändert werden.
Wenn die Funkwellen von der Peitschenantenne 12 ausgestrahlt werden, fließt ein Gehäusestrom an dem Gehäuse 11 der Funkkommunikationsvorrichtung zu einem Zuführungspunkt Q oberhalb des Gehäuses 11, wie in 3 gezeigt ist. Dann haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung eine Reduzierung der SAR durch Reduzieren des Stromes, der an dem Gehäuse 11 der Funkkommunikationsrichtung fließt, oder durch Verteilen des Stromes zum Reduzieren eines lokalen maximalen Stromes gemäß dem folgenden Verfahren herausgefunden. Um den Strom zu verändern, der an dem Gehäuse 11 der Funkkommunikationsvorrichtung fließt, wird das parasitäre Element 13 in der Funkkommunikationsvorrichtung bereitgestellt, wie in 1 gezeigt ist. Das parasitäre Element 13 wird mit dem Gehäuse 11 durch das Impedanzladeelement 14 verbunden, welches zu erden ist. Durch Verändern einer Impedanz dieses Impedanzladeelementes 14 wird der Strom, der an dem Gehäuse 11 fließt, verändert. Dies kann die Stromverteilung des Stromes, der an dem Gehäuse 11 fließt, von einem lokalen Anwachsen abhalten und die SAR reduzieren.
3 ist eine perspektivische Ansicht eines Funkkommunikationsvorrichtungsmodells bei einer Übertragungsfrequenz "f" von 900 MHz gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform. 4 ist eine Querschnittsansicht, die den Strom zeigt, der nahe dem Zuführungspunkt Q des Funkkommunikationsvorrichtungsmodells generiert ist, wie in 3 gezeigt ist.
Bezug nehmend auf 3 wird die Peitschenantenne 12 bereitgestellt, um sich aufwärts von einer oberen Ecke einer oberen Oberfläche des Gehäuses 11 zu erstrecken (an der Seite in der Nähe zu einer rückwärtigen Oberfläche des Gehäuses 11), und weist den Zuführungspunkt Q in dieser Ecke auf. Das parasitäre Element 13, welches eine rechtwinklige elektrische Leiterplatte zum Abschirmen ist, wird bereitgestellt, um einem oberen Teil einer vorderen Oberfläche des Gehäuses 11 gegenüberzuliegen und in dessen Nähe angeordnet zu sein. Das parasitäre Element 13 wird mit dem oberen Teil an der vorderen Oberfläche des Gehäuses 11 durch das Impedanzladeelement 14 von einem Punkt an einer oberen Flanke oder Seite des parasitären Elementes 13 verbunden und es wird mit dem oberen Teil der vorderen Oberfläche des Gehäuses 11 durch eine Kurzschlussleitung 19 von einem anderen Punkt an der oberen Flanke oder Seite des parasitären Elementes 13 verbunden, um geerdet zu sein.
In einem Ausführungsbeispiel des Funkkommunikationsvorrichtungsmodells, welches in 3 gezeigt ist, ist die Peitschenantenne eine Monopolantenne und besteht aus einem metallischen Draht mit einer gesamten Länge von 83 mm. Das parasitäre Element 13 ist aus einer metallischen Platte von 35 mm × 60 mm hergestellt und ist mit dem Gehäuse 11 durch die Kurzschlussleitung 19 kurzgeschlossen, um geerdet zu sein. Dieses Ausführungsbeispiel zeigt ein Modell für eine Verwendung in einem tragbaren Telefon bei einer Frequenz von 900 MHz. Die SAR wird rapide verringert, da der Abstand des Modells zu einer Strahlungsquelle größer ist. Umgekehrt ist die SAR an einem Punkt in Kontakt mit dem menschlichen Körper größer. Zusätzlich ist die SAR oft die höchste auch an einer Position, an der eine Stromdichte nicht ein Maximum hat. In diesem Ausführungsbeispiel wird auch ein Strom an einem Punkt A (in 3 gezeigt) geprüft, an dem das Modell mit der Wange des menschlichen Körpers während eines Telefongespräches in Kontakt ist. Es wird bemerkt, dass ein Gehäusestrom und ein Zuführungsstrom an dem Zuführungspunkt Q fließen, wie in 4 gezeigt ist.
5 ist ein Graph, der maximale Ströme zeigt, die an dem Gehäuse 11 der Funkkommunikationsvorrichtung fließen, wenn eine Reaktanz X des Impedanzladeelementes 14, welches mit dem parasitären Element 13 verbunden ist, wie in 3 gezeigt ist, verändert wird, wenn übertragene Signale mit Übertragungsfrequenzen "f" von 850, 900 und 950 MHz jeweils übertragen werden. Die Graphen von 5, 6, 14 und 15 zeigen Ströme, wenn der Strom beispielsweise einer Monopolantenne zugeführt wird, das Impedanzladeelement mit einer inversen F eben-geformten Antenne verbunden ist und eine Leistung von einem Watt der Monopolantenne zugeführt wird.
Bezug nehmend auf 5 erreicht bei der Frequenz "f" von 900 MHz, wenn die Reaktanz X von –200 auf 200 Ω verändert wird, der Strom dann ein Maximum bei der Reaktanz X von 0 Ω. Wenn die Reaktanz X von 0 Ω abweicht, sinkt der maximale Strom, wie in 5 gezeigt ist. Dann wird verstanden, dass die Reaktanz X eingestellt werden kann, um entweder X < –25 Ω oder X > 20 Ω zu erfüllen, um den maximalen Strom auf 10 mA oder weniger zu setzen. Ferner wird verstanden, dass die Ladeimpedanz, bei der der Strom das Maximum erreicht, verändert wird, wenn die Frequenz "f" verändert wird. Jedoch wird auch verstanden, dass der Strom sinkt, da ein absoluter Wert der Ladeimpedanz höher ist. In anderen Worten kann bei |Z| > 100 [Ω] der Strom von 8 mA oder weniger bei allen Frequenzen realisiert werden.
6 ist ein Graph, der Ströme zeigt, die an dem Punkt A an dem Gehäuse 11 der Funkkommunikationsvorrichtung fließen, wenn die Reaktanz X des Impedanzladeelementes 14, welches mit dem parasitären Element 13 verbunden ist, welches in 3 gezeigt ist, verändert wird, wenn die übertragenen Signale mit Übertragungsfrequenzen "f" von 850, 900 und 950 MHz jeweils übertragen werden. Der Graph von 6 zeigt eine Veränderung des Stromes an dem Punkt A an dem Gehäuse 11, welcher in Kontakt mit der Wange während eines Telefongespräches steht, und welches in 3 gezeigt ist. Bei der Frequenz "f" von 900 MHz kann die Reaktanz X eingestellt werden, um 5 Ω < X < 50 Ω zu genügen, um den Strom an dem Punkt A auf beispielsweise 2 mA (ein Grenzwert) oder weniger einzustellen. Wie von 5 und 6 ersichtlich ist, kann, wenn die Reaktanz X auf 20 bis 50 Ω eingestellt wird, der maximale Strom und der lokale Strom in dem Punkt A, wie in 3 gezeigt, reduziert werden und die SAR kann als ein Ganzes auf einen vorbestimmten Wert oder weniger niedergehalten werden. Ferner wird verstanden, dass die Ladeimpedanz, bei der der Strom das Minimum erreicht, verändert wird, da die Frequenz "f" verändert wird. Jedoch wird auch verstanden, dass der Strom sinkt, da der absolute Wert der Impedanz höher ist. In anderen Worten kann bei Z > –150 [Ω] der Strom von 1 mA oder weniger bei allen Frequenzen erreicht werden. Zusätzlich wird von 5 und 6 verstanden, dass bei Z > j100 [Ω] der maximale Strom von 8 mA oder weniger und der Strom von 1 mA oder weniger an dem Punkt A realisiert werden kann.
In der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform ist es bevorzugt, dass die Reaktanz des Impedanzladeelementes, bei der der maximale Strom, der an dem Gehäuse 11 fließt, der vorbestimmte Grenzwert oder weniger ist, in einem Tabellenspeicher 61 gespeichert werden kann wie in 11 gezeigt ist, vor jeder vorbestimmten Frequenz basierend auf 5 und dass die Reaktanz gemäß der Frequenz, die zu verwenden ist, angepasst wird. Ferner ist bevorzugt, dass die Reaktanz des Impedanzladeelementes, bei der der maximale Strom, der an dem Punkt A (welcher ein Beispiel eines Punktes ist, der in nächster Nähe zu dem menschlichen Körper ist) an dem Gehäuse 11 fließt, der vorbestimmte Grenzwert oder weniger ist, in dem Tabellenspeicher 61 gespeichert wird, wie in 11 gezeigt ist, für jede vorbestimmte Frequenz basierend auf 6, und dass die Reaktanz gemäß der zu verwendenden Frequenz angepasst wird. Als eine modifizierte bevorzugte Ausführungsform der ersten bevorzugten Ausführungsform kann, unter Verwendung eines Stromerkennungsverfahrens, welches später beschrieben werden wird, ein Strom, der an einem vorbestimmten Punkt (beispielsweise der Punkt A) an dem Gehäuse fließt, gemessen werden und die Reaktanz des Impedanzladeelementes kann so gesteuert werden, dass der Strom der vorbestimmte Grenzwert oder weniger ist basierend auf dem gemessenen Strom.
In der oben erwähnten bevorzugten vorliegenden Ausführungsform wird das parasitäre Element 13 verwendet, welches den rechtwinklig eben geformten elektrischen Leiter aufweist. Jedoch ist die vorliegende Erfindung darauf nicht begrenzt. Als das parasitäre Element kann ein leitungselektrischer Leiter, eine elektrische Leiterplatte mit einem Schlitz, der in einem rechtwinklig eben geformten elektrischen Leiter geformt ist, oder dergleichen verwendet werden. Solch ein elektrischer Leiter kann dieselben Funktionen und vorteilhafte Effekte aufweisen, wie jene des parasitären Elementes 13.
7A ist ein Schaltungsdiagramm, welches eine Konfiguration eines Impedanzladeelementes 14a zeigt, welches ein erstes Ausführungsbeispiel des Impedanzladeelementes 14 ist, welches in 1 gezeigt ist. 7B ist ein Schaltungsdiagramm, welches eine Konfiguration eines Impedanzladeelementes 14b zeigt, welches ein zweites Ausführungsbeispiel des Impedanzladeelementes 14 ist, welches in 1 gezeigt ist. 7C ist ein Schaltungsdiagramm, welches eine Konfiguration eines Impedanzladeelementes 14c zeigt, welches ein drittes Ausführungsbeispiel des Impedanzladeelementes 14 ist, welches in 1 gezeigt ist. 7D ist ein Schaltungsdiagramm, welches eine Konfiguration eines Impedanzladeelementes 14d zeigt, welches ein viertes Ausführungsbeispiel des Impedanzladeelementes 14 ist, welches in 1 gezeigt ist. Und zwar kann das Impedanzladeelement 14, welches in 1 oder 3 gezeigt ist, eines der Impedanzladeelemente 14a, 14b, 14c und 14d sein, welches jeweils in 7A bis 7D gezeigt ist.
Wenn die Reaktanz X auf einen positiven Wert eingestellt wird, dann wird das Impedanzladeelement 14a durch einen Induktor L1 gebildet, der in Serie mit einer Gehäuseerdung verbunden ist, und wird zwischen einem Terminal T1, welches mit dem parasitären Element 13 verbunden ist, welches in 1 gezeigt ist, und der Gehäuseerdung eingefügt, wie in 6A gezeigt ist. Wenn die Reaktanz auf einen negativen Wert eingestellt wird, dann wird das Impedanzladeelement 14b durch einen Kondensator C1 gebildet, der in Serie mit der Gehäuseerdung verbunden ist, und zwischen dem Terminal T1, welches mit dem parasitären Element 13, welches in 1 gezeigt ist, verbunden ist, und der Gehäuseerdung, wie in 6B gezeigt ist, eingefügt. Alternativ kann, wenn die Reaktanz X auf den negativen Wert eingestellt wird, dann das Impedanzladeelement 14c durch eine Serienschaltung von einem Kondensator C2 und einem Induktor L2 gebildet werden und zwischen dem Terminal T1, welches mit dem parasitären Element 13 verbunden ist, welches in 1 gezeigt ist, und der Gehäuseerdung, wie in 6C gezeigt ist, eingeführt werden. Ferner, wenn die Reaktanz X auf den negativen Wert eingestellt wird, dann kann das Impedanzladeelement 14d durch eine Parallelschaltung eines Kondensators C3 und eines Induktors L3 gebildet werden und zwischen dem Terminal T1, welches mit dem parasitären Element 13 verbunden ist, wie in 1 gezeigt ist, und der Gehäuseerdung eingefügt werden, wie in 6D gezeigt ist. Jeder der Induktoren L1, L2 und L3 kann beispielsweise aus einem Chip-Induktor oder einer elektrischen Leiterleitung beispielsweise einer Mäanderform bestehen. Ferner, jeder der Kondensatoren C1, C2 und C3 kann aus einem Chip-Kondensator, einem eben geformten Parallelkondensator, einem MIM-Kondensator oder dergleichen bestehen. Wenn einer oder beide der Chip-Induktoren und Chip-Kondensatoren verwendet werden, kann die Größe der Funkkommunikationsvorrichtung deutlich reduziert werden.
Ferner kann als das Impedanzladeelement 14 eine verteilte Konstantleitung mit einem Ende an der Seite eine Erdung, welche kurzgeschlossen oder offen ist, wie beispielsweise eine Koaxialleitung oder dergleichen verwendet werden. Zu dieser Zeit kann die Impedanz eingestellt werden, um in Abhängigkeit einer begrenzenden Bedingung und einer Leitungslänge der verteilten konstanten Leitung verändert zu werden. Die verteilte konstante Leitung kann dieselben vorteilhaften Effekte wie jene der Impedanzelemente 14a–14d aufweisen, die in 7A bis 7D gezeigt sind, jeweils und einschließend der Veränderung der Reaktanz X.
Außerdem kann als die verteilte Konstantleitung eine Micro-Strip-Line anstelle der Koaxialleitung verwendet werden. Wenn die Micro-Strip-Line verwendet wird, kann die Leitung an einem Substrat der Funkkommunikationsvorrichtung gebildet werden, wie ein tragbares Telefon oder dergleichen. Durch Ausbildung dergleichen ist es charakteristisch und vorteilhaft möglich, die Anzahl von Teilen der Funkkommunikationsvorrichtung zu verringern und eine kleine und dünne Funkkommunikationsvorrichtung zu realisieren.
ZWEITE BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORM
8 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration einer Funkkommunikationsvorrichtung mit einer Funkantenne zeigt. Wie in 8 gezeigt ist, weist die Funkkommunikationsvorrichtung gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform eine Peitschenantenne 12, die sich aufwärts von einem oberen Teil eines Gehäuses 11 erstreckt, und eine flache Antenne 23 auf, die in dem Gehäuse 11 bereitgestellt ist, wobei die zwei Antennen 12 und 23 ein Raumvielfältigkeitssystem bereitstellen.
Bezug nehmend auf 8 weist die Funkkommunikationsvorrichtung die flache Antenne 23 und zwei Impedanzladeelemente 31 und 41 auf, welche in dem Gehäuse 11 bereitgestellt sind. Die flache Antenne 23 ist beispielsweise eine rechtwinklig eben geformte elektrische Leiterplatte und sie wird beispielsweise bereitgestellt, um parallel zu einer vorderen Oberfläche (entsprechend dem Kopf eines menschlichen Körpers, der der Verwender ist) des Gehäuses 11 in der Nähe der vorderen Oberfläche des Gehäuses 11 zu sein, um elektromagnetisch mit dem Gehäuse 11 verbunden zu sein.
In der Funkkommunikationsvorrichtung, die in 8 gezeigt ist, wird, wenn ein Schalter 30 über einen Kontakt "a" davon geschaltet wird, ein funkübertragenes Signal von einer Funkkommunikationsschaltung 15, die in dem Gehäuse 11 der Funkkommunikationsvorrichtung bereitgestellt ist, an die Viertel-Wellenpeitschenantenne 12 durch den Kontakt "a" des Schalters 30, ein Zuführungskabel 25 und ein Zuführungspunkt Q ausgegeben und dann wird eine Funkwelle des funkübertragenen Signals von der Peitschenantenne 12 ausgest rahlt. Der Zuführungspunkt Q wird mit dem Gehäuse 11 durch einen Schalter 32 und das Impedanzladeelement 31 geerdet. Ferner, wenn der Schalter 30 über einen Kontakt "b" davon geschaltet wird, wird das funkübertragene Signal von der Funkkommunikationsschaltung 15 an die flache Antennen 23 durch den Kontakt "b" des Schalters 30 ausgegeben und dann wird die Funkwelle des funkübertragenen Signals von der flachen Antenne 23 ausgestrahlt. Die flache Antenne 23 wird mit dem Gehäuse 11 durch einen Schalter 42 und das Impedanzladeelement 41 geerdet.
In der Funkkommunikationsvorrichtung, die wie oben erwähnt ausgestaltet ist, wird dann, wenn eine Intensität eines empfangenen Signals, welches beispielsweise durch die Peitschenantenne empfangen ist, größer als das eines empfangenen Signals, welches durch die flache Antenne 23 empfangen ist, der Schalter 30 über den Kontakt "a" davon geschaltet, und die Funksignale werden unter Verwendung der Peitschenantenne 12 übertragen und empfangen. Zu dieser Zeit ist durch Ausschalten des Schalters 32 und Anschalten des Schalters 42 die flache Antenne 23 elektrisch von der Funkkommunikationsschaltung 15 getrennt und durch den Schalter 42 und das Impedanzladeelement 41 geerdet. Dann arbeitet die flache Antenne 23 in ähnlicher Weise zu der des parasitären Elementes 13 gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform. Wenn die Reaktanz X des Impedanzladeelementes 41 in ähnlicher Weise zu der der ersten bevorzugten Ausführungsform eingestellt wird, um den Strom zu reduzieren, der in dem Gehäuse 11 der Funkkommunikationsvorrichtung fließt, um ein nahmagnetisches Feld an der vorderen Oberfläche des Gehäuses zu reduzieren, kann die SAR deutlich reduziert werden. Es ist bevorzugt, dass der Strom, der an dem Gehäuse 11 der Funkkommunikationsvorrichtung fließt, im Wesentlichen auf das Minimum eingestellt wird und dass die SAR dadurch auf das Minimum eingestellt wird.
Andererseits, wenn die Intensität des empfangenen Signals, welches beispielsweise durch die flache Antenne 23 empfangen ist, größer als die des empfangenen Signals ist, welches durch die Peitschenantenne 12 empfangen ist, dann wird der Schalter 30 über den Kontakt "b" davon geschaltet und Funksignale werden unter Verwendung der flache Antenne 23 übertragen und empfangen. Zu dieser Zeit ist durch Anschalten des Schalters 32 und Ausschalten des Schalters 42 die Peitschenantenne 12 elektrisch von der Funkkommunikationsschaltung 15 getrennt und durch den Schalter 32 und das Impedanzladeelement 31 geerdet. Dann arbeitet die Peitschenantenne 12 in ähnlicher Weise zu der des parasitären Elementes 13 gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform. Wenn die Reaktanz X des Impedanzladeelementes 31 in ähnlicher Weise zu der der ersten Ausführungsform eingestellt wird, um den Strom zu reduzieren, der an dem Gehäuse 11 der Funkkommunikationsvorrichtung fließt, und das nahmagnetische Feld an der vorderen Oberfläche des Gehäuses 11 zu reduzieren, kann die SAR deutlich reduziert werden.
In der zweiten bevorzugten Ausführungsform, wie oben erwähnt ist, kann eines der Impedanzladeelemente 14a–14d, die in 7A bis 7D gezeigt sind, jeweils beispielsweise als eines der Impedanzladeelemente 31 und 41 verwendet werden. Zusätzlich kann als jedes der Impedanzladeelemente 31 und 41 eine verteilte Konstantleitung mit einem Ende an der Seite einer Erdung, welche kurzgeschlossen oder offen, wie beispielsweise eine Koaxialleitung oder dergleichen, verwendet werden. Wenn die verteilte Konstantleitung verwendet wird, kann die Impedanz eingestellt werden, um in Abhängigkeit von begrenzenden Bedingungen und der Leitungslänge der verteilten Konstantleitung verändert zu werden. Die verteilte Konstantleitung kann dieselben vorteilhaften Effekte wie jene der Impedanzladeelemente 14a–14d jeweils aufweisen, die in 7A bis 7D gezeigt sind, inklusive der Veränderung der Reaktanz X. Zusätzlich kann als die verteilte Konstantleitung eine Micro-Strip-Line anstelle der Koaxialleitung verwendet werden. Wenn die Micro-Strip-Line verwendet wird, kann die Leitung an einem Substrat der Funkkommunikationsvorrichtung, wie ein tragbares Telefon oder dergleichen, gebildet werden. Durch ein solches Ausbilden derselben ist es charakteristisch und vorteilhaft möglich, die Anzahl von Teilen der Funkkommunikationsvorrichtung zu reduzieren und eine kleine und dünne Funkkommunikationsvorrichtung zu realisieren.
Die Funkkommunikationsvorrichtung, die wie oben erwähnt ausgestaltet ist, gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform kann Funksignale übertragen und empfangen durch ein Raumvielfältigkeitssystem unter Verwendung der zwei Antennen 12 und 13 und dieselben Funktionen und vorteilhaften Effekte wie jene der Funkkommunikationsvorrichtung gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform aufweisen.
In der zweiten bevorzugten Ausführungsform weist die Funkkommunikationsvorrichtung die Peitschenantenne 12 und die flache Antenne 23 auf. Jedoch ist die vorliegende Erfindung darauf nicht begrenzt. Die flache Antenne 23 kann alternativ als eine Peitschenantenne, eine inverse F-Antenne oder dergleichen ausgestaltet sein und die Peitschenantenne 12 kann alternativ als eine flache Antenne, eine inverse F-Antenne oder dergleichen ausgestaltet sein.
DRITTE BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORM
9 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration einer Funkkommunikationsvorrichtung mit einer Funkantenne zeigt. Wie in 9 gezeigt ist, ist die Funkkommunikationsvorrichtung gemäß der dritten bevorzugten Ausführungsform gekennzeichnet durch ein Aufweisen einer Peitschenantenne 12, die sich aufwärts von einer oberen Position eines Gehäuses 11 erstreckt, und einer flache Antenne 23, die in dem Gehäuse 11 bereitgestellt ist, wobei die zwei Antennen 12 und 23 ein Raumvielfältigkeitssystem bilden. Ferner sind ein Impedanzladeelement 51 und ein Wechselschalter 52, der zum Verändern der Reaktanz X geeignet ist, anstelle der zwei Impedanzladeelemente 31 und 41 und der zwei Schalter 32 und 42 gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform bereitgestellt, wie in 8 gezeigt ist.
Bezug nehmend auf 9 sind die flache Antenne 23 und das Impedanzladeelement 51 in dem Gehäuse bereitgestellt. Die flache Antenne 23 ist beispielsweise eine rechtwinklig eben geformte elektrische Leiterplatte und beispielsweise parallel zu der vorderen Oberfläche (entsprechend zu dem Kopf des menschlichen Körpers, der der Verwender ist) des Gehäuses 11 bereitgestellt, um in der Nähe des Gehäuses 11 zu sein, um elektromagnetisch mit dem Gehäuse 11 verbunden zu sein.
In der Funkkommunikationsvorrichtung, die in 9 gezeigt ist, wird, wenn eine Intensität eines empfangenen Signals, welches beispielsweise durch die Peitschenantenne 12 empfangen ist, größer als ein empfangenes Signal ist, welches durch die flache Antenne 23 empfangen ist, der Schalter 30 dann über auf einen Kontakt "a" davon schaltet und dann wird der Wechselschalter 52 auf einen Kontakt "b" davon zum Verschließen mit dem Wechsel des Schalters 30 geschaltet. Zu dieser Zeit wird ein funkübertragenes Signal von einer Funkkommunikationsschaltung 15, die in dem Gehäuse 11 der Funkkommunikationsvorrichtung bereitgestellt ist, an die Viertelwellen-Peitschenantenne 12 durch den Kontakt "a" des Schalters 30, ein Zuführungskabel 25 und ein Zuführungspunkt Q ausgegeben und dann wird eine Funkwelle des funkübertragenen Signals von der Peitschenantenne 12 ausgestrahlt. Zusätzlich wird die flache Antenne 23 durch den Kontakt "b" des Wechselschalters 52 und des Impedanzladeelementes 51 geerdet. Dann arbeitet die flache Antenne 23 in ähnlicher Weise zu der des parasitären Elementes 13 gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform. Wenn die Reaktanz X des Impedanzladeelementes 51 eingestellt wird in einer ähnlichen Weise zu der der ersten bevorzugten Ausführungsform, um den Strom zu reduzieren, der an dem Gehäuse 11 der Funkkommunikationsvorrichtung fließt, und um ein nahmagnetisches Feld an der vorderen Oberfläche des Gehäuses 11 zu reduzieren, dann kann die SAR deutlich reduziert werden.
Andererseits, wenn eine Intensität eines empfangenen Signals, welches beispielsweise durch die flache Antenne 23 empfangen ist, größer als die eines empfangenen Signals ist, das durch die Peitschenantenne 12 empfangen ist, dann wird der Schalter 30 auf Kontakt "b" davon umgeschaltet und der Wechselschalter 52 wird auf den Kontakt "a" davon zum Verschließen mit dem Wechsel des Schalters 30 umgeschaltet. Zu dieser Zeit wird das funkübertragene Signal von der Funkkommunikationsschaltung 15, welche in dem Gehäuse 11 der Funkkommunikationsvorrichtung bereitgestellt ist, wenn die flache Antenne 23 durch den Kontakt "b" des Schalters 30 ausgegeben und dann wird die Funkwelle des funkübertragenen Signals von der flachen Antenne ausgestrahlt. Zusätzlich wird die Peitschenantenne 12 durch den Kontakt "a" des Wechselschalters 52 und des Impedanzladeelementes 51 geerdet. Dann arbeitet die Peitschenantenne 12 in ähnlicher Weise zu der des parasitären Elementes 13 gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform. Wenn die Reaktanz X des Impedanzladeelementes 51 in ähnlicher Weise zu der der ersten bevorzugten Ausführungsform eingestellt wird, um den Strom zu reduzieren, der an dem Gehäuse 11 der Funkkommunikationsvorrichtung fließt, und um ein nahmagnetisches Feld an der vor deren Oberfläche des Gehäuses 11 zu reduzieren, kann die SAR deutlich reduziert werden.
10A ist ein Schaltungsdiagramm, welches eine Konfiguration eines Impedanzladeelementes 51 zeigt, welches ein erstes Ausführungsbeispiel des Impedanzladeelementes 51 ist, welches in 9 gezeigt ist. 10B ist ein Schaltungsdiagramm, welches eine Konfiguration eines Impedanzladeelementes 51b zeigt, welches ein zweites Ausführungsbeispiel des Impedanzladeelementes 51 ist, welches in 9 gezeigt ist. 10C ist ein Schaltungsdiagramm, welches eine Konfiguration eines Impedanzladeelementes 51c zeigt, welches ein drittes Ausführungsbeispiel des Impedanzladeelementes 51 ist, welches in 9 gezeigt ist. 10D ist ein Schaltungsdiagramm, welches eine Konfiguration eines Impedanzladeelementes 51d zeigt, welches ein viertes Ausführungsbeispiel des Impedanzladeelementes 51 ist, welches in 9 gezeigt ist. So kann das Impedanzladeelement 51, welches in 9 gezeigt ist, eines der Impedanzladeelemente 51a, 51b, 51c und 51d sein, die in 10A bis 10D jeweils gezeigt sind.
Wie in 10A gezeigt ist, ist das Impedanzladeelement 51a durch eine Serienschaltung eines Induktors L11 und einer variablen Kapazitätsdiode D1 gebildet und wird zwischen einem Terminal T2, der mit einem gemeinsamen Terminal des Wechselschalter 52 verbunden ist, der in 9 gezeigt ist, und einer Gehäuseerdung eingefügt ist. Wie in 10B gezeigt ist, wird das Impedanzladeelement 51b durch eine parallele Schaltung eines Induktors L12 und einer variablen Kapazitätsdiode D2 gebildet und wird zwischen dem Terminal T2, welches mit dem gemeinsamen Terminal des Wechselschalters 52 verbunden ist, wie in 9 gezeigt ist, und der Gehäuseerdung eingefügt. Wie in 10C gezeigt ist, wird das Impedanzladeelement 51c durch eine parallele Schaltung eines Kondensators C11 und einer variablen Kapazitätsdiode D3 gebildet und zwischen dem Terminal T2, welches mit dem gemeinsamen Terminal des Wechselschalters 52 verbunden ist, wie in 9 gezeigt ist, und der Gehäuseerdung eingefügt. Wie in 10D gezeigt ist, wird das Impedanzladeelement 51d durch eine Serienschaltung eines Kondensators T12 und einer variablen Kapazitätsdiode D4 gebildet und zwischen dem Terminal T2, welches mit dem gemeinsamen Terminal des Wechselschalters 52 verbunden ist, wie in 9 gezeigt ist, und der Gehäuseerdung verbunden.
In entsprechenden Ausführungsbeispielen, die in 10A bis 10D gezeigt sind, kann eine Kapazität der Diode verändert werden, wenn eine umgekehrte Ausgleichspannung verändert wird, die auf jede der variablen Kapazitätsdioden D1, D2, D3 und D4 angewendet wird. Die Veränderungssteuerung kann beispielsweise durch eine Steuerungseinheit 60 erfolgen, die in 11 gezeigt ist, wie später beschrieben werden wird. Eine Reaktanz des Impedanzladeelementes, welches zum Reduzieren einer SAR auf einen vorbestimmten Grenzwert oder weniger geeignet ist, wird in einem Tabellenspeicher 61 gespeichert, der mit der Steuerungseinheit 60 vor jeder vorbestimmten Frequenz verbunden ist. Die Steuerungseinheit 60 kann die Kapazität auf einer der variablen Kapazitätsdioden D1, D2, D3 und D4 gemäß der Frequenz verändern, die zu verwenden ist, unter Bezugnahme auf die Daten, die in dem Tabellenspeicher 61 gespeichert sind. In ähnlicher Weise zu der der ersten bevorzugten Ausführungsform kann die SAR deutlich reduziert werden durch Einstellen der Reaktanz des Impedanzladeelementes 51, um den Strom zu reduzieren, der an dem Gehäuse 11 der Funkkommunikationsvorrichtung fließt, und um ein nahmagnetisches Feld an der vorderen Oberfläche des Gehäuses 11 zu reduzieren.
Durch Steigern einer Veränderungsbreite der Sperrvorspannung, die an eine der variablen Kapazitätsdioden D1, D2, D3 und D4 angelegt wird, kann eine der Kapazität der Diode und die der Reaktanz eines der Impedanzladeelemente 51a–51d gesteigert werden. Andererseits durch Reduzieren der Schaltbreite der Sperrvorspannung, die an eine der variablen Kapazitätsdioden D1, D2, D3 und D4 angelegt wird, kann die Schaltbreite der Kapazität der Diode und die der Reaktanz X von einem der Impedanzladeelemente 51a–51d reduziert werden.
Ferner kann, als das Impedanzladeelement 51, eine verteilte konstante Leitung verwendet werden, die ein Ende an der Seite der Erdung aufweist, welches kurzgeschlossen oder offen ist, wie z. B. eine Koaxialleitung oder dergleichen. Dann kann die Impedanz eingestellt werden, um in Abhängigkeit von einer Terminalbedingung und einer Leitungslänge der verteilten Konstantleitung verändert zu werden. Die verteilte konstante Leitung kann jeweils dieselben vorteilhaften Effekte aufweisen wie jene der Impedanzladeelemente 51a–51d, die in 10A bis 10D gezeigt sind, mit der Veränderung der Reaktanz X. Ferner kann als die ver teilte konstante Leitung einer Micro-Strip-Line anstelle der Koaxialleitung verwendet werden. Wenn die Micro-Strip-Line verwendet wird, kann die Leitung auf einem Substrat der Funkkommunikationsvorrichtung, wie beispielsweise einem tragbaren Telefon, ausgebildet sein. Durch solch ein Ausgestalten derselben ist es charakteristisch und vorteilhaft möglich, die Anzahl von Teilen der Funkkommunikationsvorrichtung zu verringern und eine kleine und dünne Funkkommunikationsvorrichtung zu realisieren.
Die Funkkommunikationsvorrichtung, die wie oben erwähnt ausgebildet ist, gemäß der dritten bevorzugten Ausführungsform kann Funksignale übertragen und empfangen durch ein Raumvielfältigkeitssystem unter Verwendung der zwei Antennen 12 und 13 und zeigt dieselben Funktionen und vorteilhaften Effekte wie jene der Funkkommunikationsvorrichtung gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform.
In dem oben erwähnten bevorzugten Ausführungsbeispiel verwendet die Funkkommunikationsvorrichtung eine der variablen Kapazitätsdioden D1, D2, D3 und D4. Jedoch ist die vorliegende Erfindung auf dieses nicht begrenzt. Die variable Kapazitätsdiode kann durch ein Impedanzelement ersetzt sein, wie beispielsweise ein variabler Kondensator oder ein variabler Induktor, welches zum Verändern eines Elementwertes geeignet ist.
VIERTE BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORM
11 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration einer Funkkommunikationsvorrichtung mit einer Funkantenne gemäß einer vierten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Funkkommunikationsvorrichtung gemäß der vierten bevorzugten Ausführungsform unterscheidet sich von der Funkkommunikationsvorrichtung gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform, die in 1 gezeigt ist, in folgenden Aspekten:

1) Die Funkkommunikationsvorrichtung weist ein Impedanzladeelement 51, welches in 9 gezeigt ist, welches zum Verändern der Reaktanz X geeignet ist, anstelle des Impedanzladeelementes 14 auf.
2) Die Reaktanz X des Impedanzladeelementes 51 wird durch eine Steuerungseinheit 60 gesteuert.

Das Impedanzladeelement 51 ist ein Impedanzelement, welches eine der variablen Kapazitätsdioden D1, D2, D3 und D4 aufweist, die in 10A bis 10D gezeigt sind, und die Reaktanz des Impedanzladeelementes 41 wird durch die Steuerungseinheit 60 gesteuert. Die Steuerungseinheit 60 passt eine Sperrvorspannung, die an eine der variablen Kapazitätsdioden D1, D2, D3 und D4 angelegt wird, an und stellt diese ein (d. h. eine Kapazität der Diode), um den Strom, der an dem Gehäuse 11 der Funkkommunikationsvorrichtung fließt, zu reduzieren und dies führt zu einem Einstellen des nahmagnetischen Feldes an der vorderen Oberfläche des Gehäuses 11 in ähnlicher Weise zu der der ersten bevorzugten Ausführungsform. Dann kann die SAR deutlich reduziert werden.
12 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration eines Teiles einer Funkkommunikationsvorrichtung mit einer Funkantenne gemäß einer modifizierten bevorzugten Ausführungsform der vierten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die andere Konfiguration (das Gehäuse 11, die Peitschenantenne 12 und die Funkkommunikationsschaltung 15) der Funkkommunikationsvorrichtung gemäß der modifizierten bevorzugten Ausführungsform der vierten bevorzugten Ausführungsform ist in ähnlicher Weise wie die, die in 11 gezeigt ist, gebildet. Die modifizierte bevorzugte Ausführungsform unterscheidet sich von der vierten bevorzugten Ausführungsform, die in 11 gezeigt ist, in folgenden Aspekten:

1) Die Funkkommunikationsvorrichtung weist vier Impedanzladeelemente 71, 72, 73 und 74 auf, die jeweils feste Impedanzen Z1, Z2, Z3, und Z4, die unterschiedlich voneinander sind, anstelle des Impedanzladeelementes 51 einen Wechselschalter 62 auf.
2) Die Funkkommunikationsvorrichtung weist eine Steuerungseinheit 60a auf, mit der ein Tabellenspeicher 61 anstelle der Steuerungseinheit 60 verbunden ist.

Bezug nehmend auf 12 weist der Wechselschalter 62 vier Kontakte "a", "b", "c" und "d" davon und ein gemeinsames Terminal auf, und wird durch die Steuerungseinheit 60a zum Steuern des gemeinsamen Terminals mit einem der vier Kontakte "a", "b", "c" und "d" des Wechselschalters 62 gesteuert. Der Kontakt "a" des Schalters 62 ist durch das Impedanzladeelement 71 geerdet, der Kontakt "b" des Schalters 62 ist durch das Impedanzladeelement 72 geerdet, der Kontakt "c" des Schalters 62 ist durch das Impedanzladeelement 73 geerdet, und der Kontakt "d" des Schalters 62 ist durch das Impedanzladeelement 74 geerdet.
In der Funkkommunikationsvorrichtung, die wie oben erwähnt ausgebildet ist, ist, wenn der Wechselschalter 62 über den Kontakt "a" davon geschaltet wird, die flache Antenne 23 durch den Kontakt "a" des Wechselschalters 62 und das Impedanzladeelement 71 geerdet. Wenn der Wechselschalter 62 über den Kontakt "b" davon geschaltet wird, wird die flache Antenne 23 durch den Kontakt "b" des Wechselschalters 62 und das Impedanzladeelement 72 geerdet. Wenn der Wechselschalter 62 über den Kontakt "c" davon geschaltet wird, ist die flache Antenne 23 durch den Kontakt "c" des Wechselschalters 62 und das Impedanzladeelement 73 geerdet. Wenn der Wechselschalter 62 über den Kontakt "d" davon geschaltet wird, ist die flache Antenne 23 durch den Kontakt "d" des Wechselschalters 62 und das Impedanzladeelement 74 geerdet. Die Umschaltsteuerung über jedes der Impedanzladeelemente 71–74 wird durch die Steuerungseinheit 60a ausgeführt. In ähnlicher Weise zu der der ersten bevorzugten Ausführungsform schaltet die Steuerungseinheit 60a selektiv über ein Impedanzladeelement (eines von 71 bis 74, bevorzugterweise im Wesentlichen mit einem minimalen Strom), um den Strom, der an dem Gehäuse 11 der Funkkommunikationsvorrichtung fließt, mit Bezug auf die Daten, die in dem Tabellenspeicher 61 gespeichert sind, zu reduzieren und stellt die Reaktanz X des Impedanzladeelementes so ein, um ein nahmagnetisches Feld an der vorderen Oberfläche des Gehäuses 11 zu reduzieren. Dann kann die SAR deutlich reduziert werden.
Die Funkkommunikationsvorrichtung gemäß der modifizierten bevorzugten Ausführungsform, die in 12 gezeigt ist, weist die vier Impedanzladeelement 71–74 auf. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf begrenzt. Die Funkkommunikationsvorrichtung kann eine Vielzahl von Impedanzladeelementen aufweisen.
13 ist eine perspektivische Ansicht eines Funkkommunikationsvorrichtungsmodells bei einer Übertragungsfrequenz "f" von 1,5 GHz gemäß der vierten bevorzugten Ausführungsform. In ähnlicher Weise zu der des Funkkommunikationsvorrichtungsmodells, welches in 3 gezeigt ist, ist die Peitschenantenne 12 zum aufwärtigen sich Erstrecken von einer vorderen Ecke einer oberen Oberfläche des Gehäuses (an der Seite in der Nähe einer rückwärtigen Oberfläche des Gehäuses 11) bereitgestellt und weist den Zuführungspunkt Q in dieser Ecke auf. Ein parasitäres Element 13, welches eine rechtwinklig elektrische Leiterplatte zum Abschirmen ist, wird bereitgestellt, um einem oberen Teil einer vorderen Oberfläche des Gehäuses gegenüberzuliegen und in dessen Nähe zu sein. Das parasitäre Element 13 wird mit dem oberen Teil der vorderen Oberfläche des Gehäuses durch das Impedanzladeelement 51 von einem Punkt an einer oberen Flanke oder Seite des parasitären Elementes 13 verbunden und wird mit dem oberen Teil an der vorderen Oberfläche des Gehäuses 11 durch eine Kurzschlussleitung 19 von einem anderen Punkt an der oberen Flanke oder Seite des parasitären Elementes 13, welches zu erden ist, verbunden. Das Peitschenelement 12 einer Monopolantenne ist aus einem metallischen Draht von 50 mm gemacht. Das parasitäre Element 13 ist aus einer metallischen Platte von 35 mm × 60 mm gemacht.
14 ist ein Graph, der maximale Ströme zeigt, die an dem Gehäuse 11 der Funkkommunikationsvorrichtung fließen, wenn die Reaktanz X des Impedanzladeelementes 51, die mit dem parasitären Element 13 verbunden ist, wie in 11 oder 13 gezeigt ist, wenn übertragene Signale mit Übertragungsfrequenzen "f" von 900 MHz und 1,5 GHz jeweils übertragen werden. Wie von 14 offensichtlich ist, ist, wenn das übertragene Signal mit der Übertragungsfrequenz "f" von 900 MHz übertragen wird, der maximale Strom der höchste bei einer Reaktanz X von ungefähr –20 Ω und der maximale Strom beträgt ungefähr 5 mA oder weniger bei einer Reaktanz X von +100 Ω oder mehr oder –100 Ω der weniger. Wenn das übertragene Signal mit der Übertragungsfrequenz "f" von 1,5 GHz übertragen wird, ist eine Umschaltquantität des maximalen Stromes relativ klein und 6 mA oder weniger auch wenn sich die Reaktanz X von –230 auf 200 Ω verändert. Dies zeigt an, dass die Reaktanz X auf einen beliebigen Wert in dem Bereich von –230 bis 200 Ω eingestellt werden kann.
15 ist ein Graph, der Ströme zeigt, die an dem Punkt A an dem Gehäuse 11 der Funkkommunikationsvorrichtung fließen, wenn die Reaktanz X des Impedanzladeelementes 51, welches mit dem parasitären Element 13 verbunden ist, wie in 11 oder 13 gezeigt ist, wenn die übertragenen Signale mit Übertragungsfrequenzen "f" von 900 MHz und 1,5 GHz jeweils übertragen werden. Wie von 15 ersichtlich ist, ist, wenn das übertragene Signal mit der Übertragungsfrequenz "f" von 1,5 GHz übertragen wird, die Reaktanz X, bei welcher der Strom an dem Punkt A ein Minimum hat, –180 Ω. Wenn das übertragene Signal mit der Übertragungsfrequenz "f" von 900 MHz übertragen wird, ist der Strom an dem Punkt A das Maximum an der Reaktanz X von –30 Ω und er ist das Minimum an der Reaktanz X von +20 Ω. Dies zeigt an, dass, da die Übertragungsfrequenz "f" verändert wird, die Reaktanz X, bei welcher der Strom, der an dem Gehäuse 11 der Funkkommunikationsvorrichtung fließt, verändert wird. In diesem Fall wird das parasitäre Element 13 innerhalb oder außerhalb des Gehäuses 11 der Funkkommunikationsvorrichtung bereitgestellt und, um den Einfluss des menschlichen Körpers niedrig zu halten, wird das parasitäre Element 13 bevorzugt in der Nähe der Oberfläche des Gehäuses 11 an der Seite, die der Oberfläche gegenüberliegt, die mit dem menschlichen Körper in Kontakt steht, bereitgestellt, wie in 15 und 18 gezeigt ist.
Daher, wenn die Funkkommunikationsvorrichtung, die bei mehreren Frequenzen betrieben wird, ausgebildet ist, wie in 11 oder 12 gezeigt ist, dann kann die Steuerungseinheit 60 oder 60a das Impedanzladeelement 51 steuern und die Reaktanz X des Impedanzladeelementes 51 so einstellen, um den Strom zu reduzieren, der an dem Gehäuse 11 der Funkkommunikationsvorrichtung fließt, bevorzugterweise den Strom im Wesentlichen auf ein Minimum einstellen, wenn die Übertragungsfrequenz geändert wird. Dem gemäß kann durch Einstellen des nahmagnetischen Feldes an der vorderen Oberfläche des Gehäuses 11, das zu reduzieren ist, die SAR deutlich reduziert werden. Konkret wird die Reaktanz X, bei welcher der Strom an dem Punkt A das Minimum aufweist, beispielsweise durch ein vorhergehendes Experiment berechnet und in einem Tabellenspeicher 61 für jede vorbestimmte Frequenz gespeichert. Die Steuerungseinheit 60 oder 60a steuert die Reaktanz X des Impedanzladeelementes 51 so, dass der Strom an dem Punkt A im Wesentlichen das Minimum basierend auf einer Betriebsfre quenzinformation von einer Steuerungseinheit (nicht gezeigt) ist, der die Gesamtheit der Funkkommunikationsvorrichtung unter Bezugnahme auf den Tabellenspeicher 61 steuert, und dies führt zu einer Reduktion der SAR.
FÜNFTE BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORM
16 ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration einer Funkkommunikationsvorrichtung mit einer Funkantenne zeigt. Die Funkkommunikationsvorrichtung gemäß der fünften bevorzugten Ausführungsform unterscheidet sich von der Funkkommunikationsvorrichtung gemäß der vierten bevorzugten Ausführungsform, die in 11 gezeigt ist, in folgenden Aspekten:

1) Die Funkkommunikationsvorrichtung weist eine Steuerungseinheit 70, mit der ein Tabellenspeicher 61 verbunden ist, anstelle der Steuerungseinheit 60 auf.
2) Ein menschlicher Körpernähesensor 71s ist mit der Steuerungseinheit 70 verbunden.

Bezug nehmend auf 16 erkennt der menschliche Körpernähesensor 71s, ob ein menschlicher Körper in der Nähe des Gehäuses 11 der Vorrichtung ist, unter Verwendung beispielsweise eines Infrarotstrahles. Der menschliche Körpernähesensor 71s strahlt den infraroten Strahl in Richtung des menschlichen Körpers aus und selektiert eine reflektierte Welle des infraroten Strahles, wodurch er dann erkennt, dass der menschliche Körper in der Nähe des Gehäuses 11 der Vorrichtung basierend auf einer Distanz zu dem menschlichen Körper und einer Intensität der reflektierten Welle ist. Wenn der menschliche Körper in Nähe des Gehäuses 11 der Funkkommunikationsvorrichtung bei einer Distanz von beispielsweise ungefähr 10 mm oder weniger ist, erkennt dann der menschliche Körpernähesensor 71s, dass der menschliche Körper in Nähe zu dem Gehäuse der Vorrichtung ist, und gibt ein Detektionssignal an die Steuerungseinheit 70 aus. Die Steuerungseinheit 70 startet einen Steuerungsprozess für ein Impedanzladeelement 51 in Antwort auf das Detektionssignal und steuert eine Reaktanz X des Impedanzladeelementes 51 so, um einen Strom zu reduzieren, der an einem Punkt A des Gehäuses 11 der Funkkommunikationsvorrichtung fließt, und eine SAR unter Bezugnahme auf Steuerungsdaten zu reduzieren, die in einem Tabellenspeicher 61 gespeichert sind.
17 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration einer Funkkommunikationsvorrichtung mit einer Funkantenne gemäß einer modifizierten bevorzugten Ausführungsform der fünften bevorzugten Ausführungsform zeigt. In der modifizierten bevorzugten Ausführungsform ist der menschliche Körpernähesensor 71s, der in 16 gezeigt, in der Funkkommunikationsvorrichtung, die in 12 gezeigt ist, angewendet.
Bezug nehmend auf 17 startet eine Steuerungseinheit 70a einen Steuerungsprozess für einen Wechselschalter 62 für ein selektives Umschalten von Impedanzladeelementen 71–74 in Antwort auf ein Detektionssignal von dem menschlichen Körpernähesensor 71s, wählt eines der Impedanzladeelemente (eines von 71 bis 74) so aus, um einen Strom zu reduzieren, der an einem Punkt A des Gehäuses 11 der Funkkommunikationsvorrichtung fließt, unter Bezugnahme auf Steuerdaten, die in einem Tabellenspeicher 61 gespeichert sind. Dann wird der Strom, der an dem Punkt A des Gehäuses 11 der Funkkommunikationsvorrichtung fließt, reduziert, vorzugsweise und im Wesentlichen das Minimum, und die SAR kann deutlich reduziert werden.
18 zeigt eine perspektivische Ansicht, die eine Ausrichtung eines XYZ-Koordinatensystems zeigt, welches relativ zu der Funkkommunikationsvorrichtung, die in 16 gezeigt ist, bereitgestellt ist, wenn ein Strahlungsmuster von der Funkkommunikationsvorrichtung gemessen wird.
Bezug nehmend auf 18 wird eine Richtung rechtwinklig zu einer vorderen Oberfläche der Funkkommunikationsvorrichtung (an dessen Oberfläche eine Tastatur, ein Mikrofon und ein Lautsprechertonöffnungsabschnitt bereitgestellt sind) und gegenüber einem menschlichen Körper ist als eine X-Richtung definiert, eine seitliche oder horizontale Ausrichtung der vorderen Oberfläche wird als eine Y-Richtung definiert und die longitudinale Ausrichtung der Peitschenantenne 12, die aufwärts zeigt, ist als eine Z-Richtung definiert.
19 ist ein Graph, der eine Durchschnittsverstärkung an einer horizontalen Ebene (eine XY-Ebene in 16) zeigt, wenn die Reaktanz X des Impedanzladeelementes 51, welches mit dem parasitären Element 13 verbunden ist, wie in 16 gezeigt ist, verändert wird. Die "Durchschnittsverstärkung" meint hierbei eine Durchschnittsverstärkung in allen Azimuth-Winkeln. Wie von 19 offensichtlich ist, wird, wenn die Reaktanz X des Impedanzladeelementes 51 verändert wird, die strahlungsdurchschnittliche Verstärkung entsprechend verändert. Wenn die Reaktanz X entweder X > 40 Ω oder X < –100 Ω genügt, ist die Strahlungsdurchschnittsverstärkung größer als ein dBi. Andererseits, wenn die Reaktanz X auf 20 bis 50 Ω eingestellt wird, werden der maximale Strom, der in 5 gezeigt ist, und der Strom an dem lokalen Punkt A, der in 6 gezeigt ist, reduziert. Es kann eingesehen werden, dass, wenn die Reaktanz X 50 Ω beträgt, die Durchschnittsverstärkung, die in 19 gezeigt ist, größer als ein dBi ist, während die Reaktanz X in diesem Bereich ist.
20A ist eine Draufsicht, die Ergebnisse eines Experimentes zeigt, wenn das Strahlungsmuster von der Funkkommunikationsvorrichtung, die in 16 gezeigt ist, gemessen wird, und ein Strahlungsmuster in der XY-Ebene zeigt. 20B ist eine Draufsicht, die Ergebnisse des Experimentes und ein Strahlungsmuster in einer YZ-Ebene zeigt. 20C ist eine Draufsicht, die Ergebnisse des Experimentes und ein Strahlungsmuster an einer ZX-Ebene zeigt. In 20A–20C bezeichnet P_θ eine θ-Komponente der strahlungsrelativen Verstärkung (mit Bezugnahme auf eine Halbwellen-Dipolantenne) bei einem Winkel θ in einer longitudinalen Ausrichtung der Antenne und P_φ bezeichnet eine Vielkomponente der strahlungsrelativen Verstärkung (unter Bezugnahme auf die Halbwellen-Dipolantenne) bei einem Winkel φ, der ein Azimuth-Winkel an der Ebene ist, die die longitudinale Erstreckung der Antenne einschließt.
Während einer Messung des Strahlungsmusters, welches in 20A–20C gezeigt ist, beträgt die Reaktanz X des Impedanzladeelementes 51 50 Ω. Zu dieser Zeit ist die Strahlungsdurchschnittsverstärkung 1,42 dBi, der Strom, der an dem Gehäuse 11 fließt, beträgt 5,7 mA und der Strom, der an dem Punkt A fließt, beträgt 2,0 mA. Daher strahlt die Antenne gemäß der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform mit einer relativ hohen Strahlungsverstärkung, wenn die Reak tanz X 50 Ω beträgt, und die SAR ist relativ gering. Die Reaktanz X von 50 Ω kann als optimal bezeichnet werden.
Alternativ kann, in der bevorzugten Ausführungsform, die in 16 oder 17 gezeigt ist, wenn der menschliche Körper nicht in der Nähe des Gehäuses der Funkkommunikationsvorrichtung ist, die Reaktanz X des Impedanzladeelementes 51 eingestellt werden, um die Strahlungsverstärkung zu erhöhen. Wenn der menschliche Körper in der Nähe des Gehäuses davon ist, kann die Reaktanz eingestellt werden, um den Strom zu reduzieren, der an dem Gehäuse 11 der Funkkommunikationsvorrichtung fließt. Beispielsweise wird die Reaktanz X, wenn der menschliche Körper nicht in der Nähe des Gehäuses ist, des Impedanzladeelements 50 auf 100–200 Ω eingestellt. Wenn der menschliche Körper in der Nähe des Gehäuses ist, wird die Reaktanz X des Impedanzladeelementes 51 auf 50 Ω eingestellt. So kann durch Steuern derselben die SAR reduziert werden und die Strahlungsverstärkung verbessert werden.
In den oben erwähnten bevorzugten Ausführungsformen kann, nur wenn ein Telefonatsignal, welches anzeigt, dass ein Telefonat geführt wird, von einer Steuerungseinheit (nicht gezeigt) empfangen wird, die die Gesamtheit der Funkkommunikationsvorrichtung steuert, das Detektionssignal von dem menschlichen Körpernähesensor 71s empfangen werden und das Impedanzladeelement 51 kann basierend auf dem empfangenen Detektionssignal gesteuert werden.
DIE ANDEREN MODIFIZIERTEN BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
21 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration eines Teiles einer Funkkommunikationsvorrichtung mit einer Funkantenne gemäß einer ersten modifizierten bevorzugten Ausführungsform zeigt. Eine spiralförmige Antenne 81, die in 21 gezeigt ist, kann anstelle der Peitschenantenne 12 verwendet werden, die in den zuvor erwähnten bevorzugten Ausführungsformen verwendet wird.
22 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration eines Teils einer Funkkommunikationsvorrichtung mit einer Funkantenne gemäß einer zweiten modifizierten bevorzugten Ausführungsform zeigt. Eine Antennenvorrichtung 90, die in 22 gezeigt ist, kann anstelle der Peitschenantenne 12 verwendet werden, die in den vorhergehenden bevorzugten Ausführungsformen verwendet wird. Die Antennenvorrichtung 90 wird so gebildet, dass eine spiralförmige Antenne 91 und eine Viertelwellen-Peitschenantenne 92 miteinander durch einen dielektrischen Abschnitt verbunden werden, der ein elektrischer Isolierungsabschnitt 93 ist, so dass longitudinale Richtungen der Antennen 91 und 92 sich an derselben Leitung erstrecken. Eine Funkkommunikationsschaltung 15 wird mit einem Kontakt 95 verbunden, welcher mit der Peitschenantenne 92 verbindet, durch ein Zuführungskabel 25, und ein Verbindungsabschnitt, in dem der Kontakt 95 mit der Peitschenantenne 92 verbunden ist, dient als ein Zuführungspunkt Q. Wenn die Antennenvorrichtung 90 ausgedehnt wird, wird die Peitschenantenne 92 mit der Funkkommunikationsschaltung 15 verbunden, um die Peitschenantenne 92 in einen Betriebszustand zu versetzen, wie in 22 gezeigt ist. Wenn die Peitschenantenne 92, die in der Antennenvorrichtung 90 enthalten ist, in dem Gehäuse 11 enthalten ist, wird der Kontakt 95 mit einem unteren Ende der spiralförmigen Antenne 91 verbunden und die spiralförmige Antenne 91 wird mit der Funkkommunikationsschaltung 15 verbunden, um die spiralförmige Antenne 91 in einen Betriebszustand zu versetzen.
In der bevorzugten Ausführungsform, die in 1 gezeigt ist, wird der Zirkulator 16 so verwendet, um das übertragene Signal von dem empfangenen Signal zu separieren. Ein Multiplexerfilter, Übertragungs-EmpfangsWechselschalter oder dergleichen kann anstelle des Zirkulators 16 verwendet werden.
SENSOR UND SEINE IMPLEMENTIERTE ANORDNUNG
In der fünften bevorzugten Ausführungsform und der modifizierten bevorzugten Ausführungsform der fünften bevorzugten Ausführungsform, die oben erwähnt ist, wird der menschliche Nähesensor 71s verwendet. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die fünfte bevorzugte Ausführungsform und die modifizierte bevorzugte Ausführungsform der fünften bevorzugten Ausführungsform begrenzt. Ein Temperatursensor, ein Berührungssensor oder eine Kombination des Temperatursensors und des Berührungssensors ist vorzugsweise und zusätzlich in der Funkkommunikationsvorrichtung so bereitgestellt, um eine fehlerhafte Detektion durch einen einzigen menschlichen Nähesensor 71s zu vermeiden. In ande ren Worten, das Impedanzladeelement 51 kann nur gesteuert werden, wenn der Temperatursensor erkennt, dass eine Körpertemperatur gleich oder höher als ein vorbestimmter Grenzwert (wenn der menschliche Körper mit dem Gehäuse 11 der Funkkommunikationsvorrichtung in Berührung kommt) ist und wenn das Detektionssignal von dem menschlichen Körpernähesensor 71s empfangen wird. Alternativ kann das Impedanzladeelement 51 nur gesteuert werden, wenn der Berührungssensor einen Druck gleich oder höher als ein vorbestimmter Grenzwert detektiert und wenn das Detektionssignal von dem menschlichen Körpernähesensor 71s empfangen wird. Ferner kann das Impedanzladeelement 51 nur gesteuert werden, wenn der Temperatursensor die Körpertemperatur als gleich oder höher als ein vorbestimmter Grenzwert detektiert, der Berührungssensor den Druck als gleich oder größer als ein vorbestimmter Grenzwert detektiert und wenn das Detektionssignal von dem menschlichen Körpernähesensor 71s empfangen wird.
Das heißt, in den bevorzugten Ausführungen ist es ausreichend, dass wenigstens einen von dem menschlichen Körpernähesensor 71s, Temperatursensor und Berührungssensor bereitgestellt wird (welche Sensoren nachfolgend allgemein als "Sensor 111 oder 113" bezeichnet werden). Der Sensor 111 ist bevorzugt in wenigstens einem der folgenden Teile der tragbaren Funkkommunikationsvorrichtung bereitgestellt, mit welchem Teil der menschliche Körper in Berührung tritt:

(A) Ein Lautsprechertonöffnungsabschnitt, welcher in Kontakt mit dem Ohr des menschlichen Körpers ist, oder die Umgebung des Tonöffnungsabschnittes;
(B) ein Mikrofon in Kontakt mit der Wange des menschlichen Körpers oder einer Nähe des Mikrofons; und
(C) ein Scharnierabschnitt, welcher in Kontakt mit der Wange des menschlichen Körpers ist (mit welchem der menschliche Körper möglicherweise wegen einer vorstehenden Form des Scharnierabschnittes in Kontakt stehen kann), wenn die Funkkommunikationsvorrichtung eine zusammenklappbare tragbare Funkkommunikationsvorrichtung ist.

Wenn eine Vielzahl von Sensoren in der Vorrichtung bereitgestellt werden und die Sensoren an unterschiedlichen Positionen bereitgestellt sind, dann kann eine SAR-Reduzierungssteuerung an einer Position ausgeübt werden, an welcher es notwendig ist, die SAR niedrig zu halten. Beispielsweise, wenn die Sensoren in entsprechenden Teilen (A) und (B) angeordnet sind und eine Detektion in dem Teil (A) ausgeführt wird, dann wird die Ladeimpedanz so umgeschaltet, um die SAR in der Umgebung des Tonöffnungsabschnittes zu reduzieren. Wenn die Detektion in dem Teil (B) ausgeführt wird, wird die Ladeimpedanz so umgeschaltet, um die SAR in der Umgebung des Mikrofons zu reduzieren. Dann kann die SAR effektiv reduziert werden. Es ist auch bevorzugt, dass eine Stromsteuerung basierend auf einer Ladung nur während eines Telefonates oder einer Datenkommunikation ausgeführt wird. Dann wird keine unnötige Steuerung ausgeführt, so dass ein Leistungsverbrauch reduziert und die Batteriedauer verlängert werden kann. Die Funkkommunikationsvorrichtung wird nun unter Bezugnahme auf Figuren beschrieben werden, welche Ausführungsbeispiele des Sensors 111 oder 113 darstellen.
23 ist eine Vorderansicht einer zusammenklappbaren tragbaren Funkkommunikationsvorrichtung gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, wenn der Sensor 111 in einem oberen Gehäuse 102 der Vorrichtung bereitgestellt wird. 24 ist eine Seitenansicht einer zusammenklappbaren tragbaren Funkkommunikationsvorrichtung, die in 23 gezeigt ist. In den Figuren, die 23 und 24 folgen, sind dieselben Komponenten durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet, wie jene, die in 23 und 24 gezeigt sind.
Bezüglich 23 und 24 wird die zusammenklappbare tragbare Funkkommunikationsvorrichtung so gebildet, dass das obere Gehäuse 102 und ein unteres Gehäuse 103 durch einen Scharnierabschnitt 104 zusammenklappbar sind. Das obere Gehäuse 102 weist einen ersten Gehäuseabschnitt 102a, der innen angeordnet ist, und einen oberen zweiten Gehäuseabschnitt 102b, der außen bereitgestellt ist. Der obere erste Gehäuseabschnitt 102a und der obere zweite Gehäuseabschnitt 102b sind miteinander verbunden und fixiert durch Verschrauben einer unteren Seite eines Flüssigkristalldisplays 105, welches in einem zentralen Teil des oberen ersten Gehäuseabschnittes 102 nahe linken und rechten Enden des Abschnittes 102 angeordnet ist, mit einem Schraubaufnahmeteil 102 des oberen zweiten Gehäuseabschnittes 102 unter Verwendung von Schrauben 108 und 109. Ein Lautsprechertonöffnungsabschnitt 106 ist oberhalb des Flüssigkristalldisplays 105 bereitgestellt und ein rechtwinkliger Sensor 111 wird zwischen dem Tonöffnungsabschnitt 106 und dem Flüssigkristalldisplay 115 angeordnet. Eine Tastatur 115 ist in einem zentralen Bereich einer inneren Oberfläche des unteren Gehäuses 103 angeordnet und ein Mikrofon 107 ist unterhalb der Tastatur 115 bereitgestellt.
25 ist eine Vorderansicht einer zusammenklappbaren tragbaren Funkkommunikationsvorrichtung gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, wenn der Sensor 111 in einem unteren Gehäuse 103 der Vorrichtung enthalten ist. 26 ist eine Seitenansicht der zusammenklappbaren tragbaren Funkkommunikationsvorrichtung, die in 25 gezeigt ist. Bezüglich 25 und 26 ist der Sensor 111 zwischen einer Tastatur 115 und einem Mikrofon 107 an einer inneren Oberfläche des unteren Gehäuses 103 bereitgestellt.
27 ist eine Vorderansicht einer zusammenklappbaren tragbaren Funkkommunikationsvorrichtung gemäß eines dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, wenn der Sensor 111 durch einen Scharnierabschnitt 104 der Vorrichtung bereitgestellt ist. 28 ist eine Seitenansicht der zusammenklappbaren tragbaren Funkkommunikationsvorrichtung, die in 27 gezeigt ist. Bezüglich 27 und 28 ist der Sensor 111 in einem inneren zentralen Teil des Scharnierabschnittes 104 bereitgestellt.
29 ist eine Vorderansicht einer geraden tragbaren Funkkommunikationsvorrichtung gemäß eines vierten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, wenn der Sensor 111 in einem Gehäuse 112 der Vorrichtung bereitgestellt ist. 30 ist eine Seitenansicht der geraden tragbaren Funkkommunikationsvorrichtung, die in 29 gezeigt ist.
Bezüglich 29 und 30 werden ein Flüssigkristalldisplay 105 und eine Tastatur an einer oberen Seite und einer unteren Seite an einer inneren Seitenoberfläche 112a des Gehäuses 112 bereitgestellt, welches die innere Seitenoberfläche 112a und eine äußere Seitenoberfläche 112b jeweils aufweist. Ein Lautsprechertonöffnungsabschnitt 106 wird zwischen dem Flüssigkristalldisplay 105 und einem oberen Ende des Gehäuses 112 bereitgestellt und der Sensor 111 ist zwischen den Tonöffnungsabschnitt 106 und dem Flüssigkristalldisplay 105 bereitgestellt. Ferner ist ein Mikrofon 107 zwischen der Tastatur 115 und einem unteren Ende des Gehäuses 112 bereitgestellt.
31 ist eine Vorderansicht einer geraden tragbaren Funkkommunikationsvorrichtung gemäß eines fünften Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, wenn der Sensor 111 in einem Gehäuse 112 der Vorrichtung bereitgestellt ist. 32 ist eine Seitenansicht der geraden tragbaren Funkkommunikationsvorrichtung, die in 31 gezeigt ist. Bezüglich 31 und 32 ist der Sensor 111 zwischen einer Tastatur 115 und einem Mikrofon 107 enthalten.
33 ist eine Vorderansicht einer zusammenklappbaren tragbaren Funkkommunikationsvorrichtung gemäß eines sechsten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, wenn ein im Wesentlichen elliptischer Sensor 113 um einen Tonöffnungsabschnitt 106 eines oberen Gehäuses 102 der Vorrichtung bereitgestellt ist. 34 ist eine Seitenansicht der zusammenklappbaren tragbaren Funkkommunikationsvorrichtung, die in 33 gezeigt ist. Bezüglich 33 und 34 wird der im Wesentlichen elliptische Sensor 113 um den Tonöffnungsabschnitt 106 des oberen Gehäuses 102 bereitgestellt.
35 ist eine Vorderansicht einer zusammenklappbaren tragbaren Funkkommunikationsvorrichtung gemäß eines siebten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, wenn der im Wesentlichen elliptische Sensor 113 um ein Mikrofon 107 eines unteren Gehäuses 103 der Vorrichtung bereitgestellt ist. 36 ist eine Seitenansicht der zusammenklappbaren tragbaren Funkkommunikationsvorrichtung, die in 35 gezeigt ist. Bezüglich 35 und 36 ist der Sensor 113 um das Mikrofon 113 bereitgestellt.
37 ist eine Vorderansicht einer zusammenklappbaren tragbaren Funkkommunikationsvorrichtung gemäß eines sechsten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, wenn der im Wesentlichen elliptische Sensor 113 in einem Scharnierabschnitt 104 der Vorrichtung bereitgestellt ist. 38 ist eine Seitenansicht der zusammenklappbaren tragbaren Funkkommunikationsvorrichtung, die in 37 gezeigt ist. Bezüglich 37 und 38 ist der Sensor 113 an einer inneren Seitenoberfläche des Scharnierabschnittes 104 bereitgestellt.
39 ist eine Vorderansicht einer geraden tragbaren Funkkommunikationsvorrichtung gemäß eines neunten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, wenn der im Wesentlichen elliptische Sensor 113 um einen Tonöffnungsabschnitt 106 eines Gehäuses 112 der Vorrichtung bereitgestellt ist. 40 ist eine Seitenansicht der geraden tragbaren Funkkommunikationsvorrichtung, die in 39 gezeigt ist. Bezüglich 39 und 40 ist der Sensor 113 um den Tonöffnungsabschnitt 106 des Gehäuses 112 bereitgestellt.
41 ist eine Vorderansicht einer geraden tragbaren Funkkommunikationsvorrichtung gemäß eines zehnten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, wenn der im Wesentlichen elliptische Sensor 113 um ein Mikrofon 107 eines Gehäuses 112 der Vorrichtung bereitgestellt ist. 42 ist eine Seitenansicht der geraden tragbaren Funkkommunikationsvorrichtung, die in 41 gezeigt ist. Bezüglich 40 und 41 ist der Sensor 113 um das Mikrofon 107 an einer inneren Seitenoberfläche des Gehäuses 112 bereitgestellt.
VERFAHREN ZUM DETEKTIEREN EINES STROMES, DER AN DEM GEHÄUSE FLIESST
Ein Verfahren zum Detektieren eines Stromes, der an einem Gehäuse einer tragbaren Funkkommunikationsvorrichtung fließt, wird unter Bezugnahme auf 43 und 44 beschrieben werden.
43 ist eine Querschnittsansicht, die ein Verfahren zum Detektieren eines Stromes I illustriert, der an einem oberen Gehäuse 102 fließt, unter Verwendung eines magnetischen Felderkennungsmessgebers 201. Bezüglich 43 ist der magnetische Felderkennungsmessgeber 201 ein Messgeber mit einer kleine Schlaufe mit einer Einflankenlänge von "d" und einer quadratischen Form. Der magnetische Felderkennungsmessgeber 201 ist oberhalb des unteren Gehäuses 102 der tragbaren Funkkommunikationsvorrichtung so angeordnet, dass der Messgeber 201 in Nähe zu dem oberen Gehäuse 102 der tragbaren Funkkommunikationsvorrichtung ist und dass die Achse der kleinen Schlaufe im Wesentlichen parallel zu einer Oberfläche des oberen Gehäuses 102 ist. Es wird hierbei angenommen, dass eine elektromotorische Kraft an einem Endpunkt des magnetischen Felderkennungsmessgebers 201 V ist und eine Eingangsimpedanz relativ zu dem magnetischen Felderkennungsmessgeber 201 an dem Endpunkt Z ist. Dann wird, wenn der Strom I an dem oberen Gehäuse 102 fließt, das magnetische Feld H eines Achsenzentrums des magnetischen Felderkennungsmessgebers 201 durch die folgende Formel (2) gemäß der Ampere'schen Regel ausgedrückt: H = I/(2πh) (2).
Zusätzlich gilt die folgende Formel (3): B = μ0·H (3),wobei μ₀ eine magnetische Permeabilität in einem Vakuum ist.
Ferner wird die elektromotorische Kraft V durch folgende Gleichung (4) gemäß dem Faraday'schen Gesetz der elektromagnetischen Induktion ausgedrückt: V = –(dΦ/dt) (4),wobei Φ ein magnetischer Fluss ist, welcher durch die folgende Formel (5) ausgedrückt wird, wenn ein Bereich des magnetischen Flusses S = d × d ist (die maximale Breite einer Distanz "d"): Φ = B·S = μ0·H·d2 = μ0·I/(2πh)·d2 (5)
Dementsprechend kann die Ersetzung der Formel (4) in der Formel (5) zu folgender Formel (6) führen: V = –μ0/(2πh)·d2(dl/dt) (6)
Eine Verwendung von Gleichung (7) kann zu der folgenden Gleichung (8) führen: (dl/dt) = jωl (7);und V = –jω·μ0·I/(2πh)·d2 (8).
Wenn die Eingangsimpedanz des magnetischen Felderkennungsmessgebers 201 Z ist, wird die empfangene Leistung Pr durch die folgende Gleichung (9) ausgedrückt: Pr = V2/Z = (ω·μ0I[0·d2/(2πh)]2/Z (9)
Eine Verwendung der Gleichung (10) kann zu Gleichung (11) führen: ω = 2π/λ (10);und Pr = (μ0·I0·d2/(h·λ))2/Z (11)
Dem gemäß kann durch Messen der empfangenen Leistung Pr der Strom I₀ unter Verwendung der Gleichungen berechnet werden.
44 ist eine Querschnittsansicht, die ein Verfahren zum Detektieren eines Stromes I illustriert, der an einem oberen Gehäuse 102 fließt, unter Verwendung eines kleinen magnetischen Felderkennungsdipols 202.
Unter Bezugnahme auf 44 ist der magnetische Felderkennungsmessgeber 202 ein Messgeber mit einem kleinen Dipol mit einer kleinen Länge "d" (d << λ; ω = 2πf, λ = c/f, und c ist die Lichtgeschwindigkeit). Der magnetische Felderkennungsmessgeber 202 ist oberhalb des oberen Gehäuses 102 so angeordnet, dass der Messgeber 202 in Nähe des oberen Gehäuses 102 durch einen Abstand "h" ist und dass eine longitudinale Richtung des kleinen Dipols im Wesentlichen parallel zu der Oberfläche des oberen Gehäuses 102 ist. Es wird hierbei angenommen, dass eine elektromotorische Kraft an einem Endpunkt des kleinen magnetischen Felderkennungsdipols 202 V ist und eine Eingangsimpedanz rela tiv zu dem kleinen magnetischen Felderkennungsdipols 202 an dem Endpunkt Z ist. Zusätzlich, wenn der kleine magnetische Felderkennungsdipol 202 verwendet wird, wird eine maximale Distanz "h" durch eine empfangene Leistung Pr bestimmt, wie unten gezeigt ist. Wenn ein elektrisches Feld an dem kleinen Dipol 202 fern von dem Strom I durch die Distanz "h" E ist, wird die elektromotorische Kraft V durch die folgende Gleichung (12) ausgedrückt: V = E·d (12)
Wenn ein Verhältnis des elektrischen Feldes zu dem magnetischen Feld η ist, wird das elektrische Feld E durch die folgende Gleichung (13) ausgedrückt: E = η·H (13)
Entsprechend kann eine Ersetzung der Gleichung (12) in der Gleichung (13) zu der folgenden Gleichung (14) führen: E = η·I0/(2πh) (14)
Daher werden die elektromotorische Kraft V und die empfangene Leistung Pr durch die folgenden Gleichungen (15) und (16) jeweils ausgedrückt: V = E·d = η·I0·d/(2πh) (15);und Pr = V2/Z = (η·I0·d/(2πh))2/Z (16).
Wie von der Gleichung (16) offensichtlich ist, kann, wenn die empfangene Leistung Pr gemessen wird, der Strom I₀ detektiert werden.

Claims

Funkantennenvorrichtung, die eine Antenne (12) enthält, die mit einer Funkkommunikationsschaltung (15) verbunden ist, die ein Funksignal überträgt und empfängt, wobei die Funkantennenvorrichtung enthält: ein Parasitär-Element (13); ein Impedanz-Lade-Element (51), das zwischen dem Parasitär-Element und einer Erdung eines Gehäuses (11) einer Funkkommunikationsvorrichtung, die die Funkkommunikationsschaltung beinhaltet, angeschlossen ist; wobei das Impedanz-Lade-Element (51) enthält: eine Mehrzahl von Impedanzelementen (71–74), die jeweils voneinander verschiedene Elementwerte besitzen; und Schaltmittel (62) zum Verändern des Elementwertes des Impedanz-Lade-Elements durch wahlweise Umschalten zwischen der Mehrzahl der Impedanzelemente, und Steuerungsmittel (60) zum Steuern eines Elementwertes des Impedanz-Lade-Elements derart, um einen Spannungsfluss auf dem Gehäuse einzustellen, der gleich oder geringer als ein vorbestimmter Wert zu sein, wenn die Funkkommunikationsvorrichtung das Funksignals überträgt, wobei dadurch eine spezifische Absorptionsrate (SAR) gesteuert wird, gleich oder geringer als ein vorbestimmter Wert zu sein; dadurch gekennzeichnet, dass die Funkantennenvorrichtung Speichermittel (61) zum vorher Speichern der Elementwerte des Impedanz-Lade-Elements für jede vorbestimmte Frequenz als eine Tabelle enthält, bei denen der Spannungsfluss auf dem Gehäuse gleich oder geringer als der vorbestimmte Wert ist, wenn die Funkkommunikationsvorrichtung das Funksignal überträgt, wobei das Steuerungsmittel (60), basierend auf einer Kommunikationsfrequenz der Funkkommunikationsvorrichtung, den Elementwert aus der in dem Speichermittel (61) gespeicherten Tabelle ausliest, der der Kommunikationsfrequenz entspricht, und die Umschaltungsmittel (61) steuert, das Parasitär-Element (13) an eines der Impedanzelemente (71–74) anzuschließen, das den ausgelesenen Impedanzwert besitzt.
Funkantennenvorrichtung gemäß Anspruch 1, die ferner Messmittel (201, 202) zum Messen des Spannungsflusses auf dem Gehäuse beinhaltet, wenn die Funkkommunikationsvorrichtung das Funksignal überträgt, wobei das Steuerungsmittel (60) den Elementwert des Impedanz-Lade-Elements derart steuert, um den Spannungsfluss auf dem Gehäuse einzustellen, gleich oder geringer als der vorbestimmte Wert zu sein, der auf der gemessenen Spannung basiert.
Funkantennenvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, die ferner enthält: einen Menschlichen-Körper-Näherungssensor (71) zum Detektieren, dass ein menschlicher Körper in der Nähe des Gehäuses der Funkkommunikationsvorrichtung ist; und einen Temperatursensor (111, 113) zum Messen einer Körpertemperatur, wenn der menschliche Körper das Gehäuse der Funkkommunikationsvorrichtung berührt, wobei der Elementwert des Impedanz-Lade-Elements derart gesteuert wird, den Spannungsfluss des Gehäuses einzustellen, gleich oder geringer als der vorbestimmte Wert zu sein, wenn die durch den Temperatursensor gemessene Körpertemperatur gleich oder höher als ein vorbestimmter Wert ist, der Menschen-Näherungssensor detektiert, dass der menschliche Körper in der Nähe der Funkkommunikationsvorrichtung ist und die Funkkommunikationsvorrichtung das Funksignal überträgt.
Funkantennenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, die ferner enthält: einen Menschlichen-Körper-Näherungssensor (71) zum Detektieren, dass ein menschlicher Körper in der Nähe des Gehäuses der Funkkommunikationsvorrichtung ist; und einen Berührungssensor (111, 113) zum Messen eines Drucks, wenn der menschliche Körper das Gehäuse der Funkkommunikationsvorrichtung berührt, wobei der Elementwert des Impedanz-Lade-Elements derart gesteuert wird, den Spannungsfluss des Gehäuses einzustellen, gleich oder geringer als der vorbestimmte Wert zu sein, wenn der durch den Berührungssensor gemessene Druck gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, der Menschen-Näherungssensor detektiert, dass der menschliche Körper in der Nähe der Funk kommunikationsvorrichtung ist und die Funkkommunikationsvorrichtung das Funksignal überträgt.
Funkantennenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, die ferner enthält: einen Menschlichen-Körper-Näherungssensor (71) zum Detektieren, dass ein menschlicher Körper in der Nähe des Gehäuses der Funkkommunikationsvorrichtung ist; einen Berührungssensor (111, 113) zum Messen eines Drucks, wenn der menschliche Körper das Gehäuse der Funkkommunikationsvorrichtung berührt; und einen Temperatursensor (111, 113) zum Messen einer Körpertemperatur, wenn der menschliche Körper das Gehäuse der Funkkommunikationsvorrichtung berührt; wobei der Elementwert des Impedanz-Lade-Elements derart gesteuert wird, den Spannungsfluss des Gehäuses einzustellen, gleich oder geringer als der vorbestimmte Wert zu sein, wenn die durch den Temperatursensor gemessene Körpertemperatur gleich oder höher als ein vorbestimmter Wert ist, der durch den Berührungssensor gemessene Druck gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, der Menschen-Näherungssensor detektiert, dass der menschliche Körper in der Nähe der Funkkommunikationsvorrichtung ist und die Funkkommunikationsvorrichtung das Funksignal überträgt.
Funkantennenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Antenne (12) eine Monopol-Antenne oder eine spiralförmige Antenne (81, 91) ist, und wobei das Parasitär-Element (13) eine elektrische Leiterplatte ist.
Funkkommunikationsvorrichtung, die enthält: eine Funkantennenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6; und eine Funkkommunikationsschaltung (15) zum Übertragen und Empfangen eines Funksignals, die betriebsbereit mit der Antenne (15) verbunden ist.
Funkkommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 7, wobei die Funkkommunikationsvorrichtung eine tragbare Funkkommunikationsvorrichtung ist.