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Diese
Erfindung betrifft ein Funkmodul, das mit einer Antenneneinrichtung
verbunden ist, und ein mit dem Funkmodul ausgerüstetes Funkkommunikationsgerät, und insbesondere
ein Funkkommunikationsgerät,
das nahe bei oder in Kontakt mit einem menschlichen Körper verwendet
wird, wie zum Beispiel ein tragbares Telefon, einen PDA (Personal
Digital Assistant bzw. persönlicher
digitaler Assistent), ein Schnurlostelefon, ein Funkgerät etc.
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Im
allgemeinen verwenden Mobilkommunikationsgeräte, von denen ein Repräsentant
tragbare Telefone sind, eine Antenneneinrichtung, die eine Peitschenantenne
einschließt
und eine Helixantenne. Die Antenneneinrichtung ist ausgebildet durch Anbringen
eines Elementes der Helixantenne an der Spitze des Elementes der
Peitschenantenne mit einem isolierenden Teil dazwischen eingefügt. Wenn das
Funkkommunikationsgerät
auf einen Ruf wartet, ist die Peitschenantenne in das Gehäuse des
Funkkommunikationsgerätes
hinein geschoben und nur die Helixantenne wird verwendet. Andererseits,
wenn das Funkkommunikationsgerät
Kommunikationsvorgänge
ausführt,
ist die Peitschenantenne ausgezogen aus dem Gehäuse und wird verwendet. Sowohl die
Peitschenantenne als auch die Helixantenne senden vertikal polarisierte
Strahlung und sind omnidirektional in einer horizontalen Ebene arbeitend
entworfen.
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Jedoch
werden während
eines Kommunikationsvorganges Mobilkommunikationsgeräte wie tragbare
Telefone mit ihrem Gehäuse
nahe an oder in Kontakt mit einem Körper des Benutzers, insbesondere
eines Kopfes eines Benutzers, verwendet. In diesem Zustand ist die
Peitschenantenne auch nahe am Kopf des Benutzers angeordnet. Demgemäß werden
die Ausrichtungen der Peitschenantenne in Horizontal- und Vertikalebenen
durch den Körper
des Benutzers beeinflusst, wodurch ein Seitenkolben auftritt und
die Richtwirkung der Antenneneinrichtung verschlechtert.
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Um
dies zu vermeiden, hat beispielsweise die japanische Patentanmeldung
KOKAI mit der Veröffentlichungsnummer
2000-40910 einen
Aufbau vorgeschlagen, in welchem ein schmales Blech mit einem Ende
an der insgesamt mit Masse verbundenen Oberfläche einer Leiterplatte vorgesehen
ist zum Reduzieren des Stromflusses auf dem Massenmuster der Leiterplatte,
hierdurch die Verschlechterung der Richtwirkung unterdrückend. Insbesondere
ist ein Anpassungsteil einer Antenne und eines Schaltungsteils,
der Teil einer Sende-/Empfangsschaltung ist,
an einer Oberfläche
eines Massensubstrats installiert, wobei ein U-förmiger Kontaktanschluss, der in
Kontakt gebracht ist mit einem an einem tragbaren Telefongerätegehäuse befestigten
Halter, installiert. Die gesamte hintere Oberfläche des Massesubstrats wird
zu einer Masse-Oberfläche
gemacht und ein langes Blech, dessen Querschnitt eine L-Form hat,
wird an der Oberfläche
installiert.
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Jedoch
ist bei diesem Aufbau die L-förmige Platte
an der Oberfläche
der Leiterplatte nahe am Kopf eines Benutzers angeordnet und hat
ein Ende mit dem Massemuster an einer Position fern von dem Antennenenergiezufuhranschluss
auf der Leiterplatte angeordnet, wie aus 1 bis 4 der
Veröffentlichung
offenbar ist. Da in diesem Aufbau das Blech nahe am Kopf des Benutzers
angeordnet ist, wird es sicherlich vom Kopf beeinflusst. Ferner,
da die Verbindungsposition des Blechs in Bezug auf das Massemuster
der Leiterplatte fern vom Antennenenergiezufuhranschluss ist, kann
zu dem Massemuster der Leiterplatte fließender Strom nicht effizient
zu dem Blech geleitet werden. Demnach kann die konventionelle Struktur
keine ausreichend verbesserte Wirkung bereitstellen.
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US 6,246,373 offenbart in
5a und
5b eine
Funkkommunikationseinrichtung mit einer Antenne. Ein Leiterelement
ist nahe am Antennenspeisepunktteil vorgesehen und in der Mitte
mit Masse verbunden. Dies reduziert den zu dem Massemuster fließenden Strom.
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Es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Funkmodul bereitzustellen,
das imstande ist, effizienter den zum Massemuster einer Leiterplatte
fließenden
Strom zu reduzieren, hierbei die Antennenabstrahlcharakteristik
ferner verbessernd, und ein mit dem Funkmodul ausgerüstetes Funkkommunikationsgerät.
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Um
das Ziel zu erreichen, wird ein Funkmodul bereitgestellt, wie es
im Patentanspruch 1 beschrieben ist.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung wird ein ein solches Funkmodul umfassendes
Funkkommunikationsgerät
bereitgestellt, wie es im Anspruch 10 beschrieben ist.
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Diese
Kurzbeschreibung der Erfindung beschreibt nicht notwendigerweise
alle erforderlichen Merkmale, so dass die Erfindung auch durch eine Unterkombination
dieser beschriebenen Merkmale realisiert sein kann. Die Erfindung
kann vollständiger verstanden
werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung, wenn betrachtet
in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen, in denen zeigt:
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1 eine
Explosionsansicht eines Funkkommunikationsgerätes mit einem Funkmodul gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung;
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2 eine
Ansicht der spezifischen Dimensionen des in 1 erscheinenden
Funkmoduls;
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3 eine
Graphik von Messergebnissen in Bezug auf die Antennenrichtwirkung
eines konventionellen Funkkommunikationsgerätes, das keine Metallplatte
beinhaltet;
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4 eine
Graphik von Messergebissen in Bezug auf die Antennenrichtwirkung
eines eine Metallplatte einbeziehenden Funkkommunikationsgerätes gemäß der Erfindung;
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5A und 5B Seitenschnittansichten wesentlicher
Teile unterschiedlicher Funkmodule gemäß einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung;
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6 eine
perspektivische Ansicht eines wesentlichen Teils eines Funkmoduls
gemäß einer dritten
Ausführungsform
der Erfindung;
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7 eine
perspektivische Ansicht eines wesentlichen Teils eines Funkmoduls
gemäß einer vierten
Ausführungsform
der Erfindung;
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8 eine
perspektivische Ansicht eines wesentlichen Teils eines Funkmoduls
gemäß einer fünften Ausführungsform
der Erfindung;
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9 eine
perspektivische Ansicht eines Aufbaus, in welchem eine Kontaktfeder
an einem Massefeld angebracht ist;
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10 eine
Schnittansicht eines Funkkommunikationsgeräts mit einem Funkmodul gemäß einer
sechsten Ausführungsform
der Erfindung;
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11A bis 11B perspektivische
Ansichten von Leitern anderer Aufbauarten.
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12A bis 12D perspektivische
Ansichten von Leitern fernerer Aufbauarten;
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13A und 13B perspektivische
Ansichten von Leitern anderer Aufbauarten;
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14 eine
perspektivische Ansicht eines Leiters noch einer anderen Aufbauart;
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15A bis 15J schematische
Ansichten von Funkmodulen gemäß anderer
Ausführungsformen
der Erfindung;
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16A bis 16F schematische
Ansichten von Funkmodulen gemäß fernerer
Ausführungsformen
der Erfindung; und
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17 eine
Ansicht eines Beispiels einer Messbedingung in Bezug auf die in 4, 5A und 5B gezeigte
Antennenrichtwirkung.
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Erste Ausführungsform
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1 ist
eine perspektivische Explosionsansicht zum schematischen Erläutern des
Aufbaus eines tragbaren Telefons als ein Funkkommunikationsgerät mit einem
Funkmodul gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung.
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Das
tragbare Telefon umfasst eine Unterschale 10 und eine Oberschale 20,
die als ein Gehäuse
dienen, eine Leiterplatte 30, die in der Unterschale 10 und
der Oberschale 20 aufgenommen ist, und eine Antenne 40.
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Die
Unterschale 10 hat einen Deckel 11, um das Montieren
und Entnehmen einer Batterie hindurch zu ermöglichen. Die Oberschale 20 hat
ein LCD-Anbringungsfenster 21 (LCD steht für Flüssigkristallanzeige),
ein Tastenfeldanbringungsfenster 22, eine Schallsammelöffnung (nicht
dargestellt) für ein
Mikrofon und eine Schallöffnung
(nicht dargestellt) für
einen Lautsprecher. Während
der Kommunikation ist die Oberschale 20 nahe an dem oder
in Kontakt mit dem Kopf eines Benutzers angeordnet.
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In
der Antenne 40 wird ein Peitschenantennenelement 41 von
einem Halter 42 derart gehalten, dass sie eine teleskopische
Bewegung ausführen kann.
Der Halter 42 ist in Antennenanbringungsausnehmungen 12 und 23 sicher
gehalten, die jeweils in der Unterschale 10 und der Oberschale 20 ausgebildet
sind. Die Spitze des Peitschenantennenelementes 41 ist
mit dem Element einer Helixantenne (nicht dargestellt) mit einem
dazwischen eingebrachten isolierenden Teil gekoppelt.
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Die
Leiterplatte 30 ist eine doppelseitig bedruckte Leiterplatte,
deren Ober- und Unterseitenflächen
mit jeweiligen gedruckten Leitungsmustern versehen sind. Speziell
sind eine Funkschaltung 33a und der Anschluss 43 der
Antenne 40 auf der rückseitigen
Oberfläche
angebracht. Die Funkschaltung 33a und der Anschluss 43 sind über ein
Signalleitungsmuster 32 verbunden. Weitgehend die gesamte Rückseite
der Leiterplatte 30 mit Ausnahme des Bereichs des Signalleitungsmusters 32 ist
mit einem Massemuster 31 abgedeckt. Wenn die Leiterplatte 30 eine
Mehrlagenleiterplatte ist, ist das Massemuster weitgehend auf einer
zweiten oder dritten Lage ausgebildet. In diesem Fall ist ein Teil
des Massemusters auf der rückseitigen
Oberfläche
der Leiterplatte 30 ausgebildet. Eine Schirmungskappe (nicht
gezeigt) ist an der Funkschaltung 33a montiert zum elektromagnetischen
Isolieren des Inneren der Funkschaltung 33a von außen.
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Eine
Metallplatte bzw. ein Blech 50a in Form eines Bügels ist
auf der rückseitigen
Oberfläche
der Leiterplatte 30 vorgesehen. Die Metallplatte 50a hat eine
wirksame Wellenlänge
entsprechend 1/4 der Funkfrequenzwellenlänge, die von der Antenne 40 gesendet
und durch sie empfangen wird. Die Platte 50a hat ein proximales
Ende 51 elektrisch und mechanisch mit dem Massemuster 31 der
Leiterplatte 30 durch eine Schraube 52 verbunden.
Das proximale Ende 51 ist nahe am Antennenanschluss 43 verbunden,
das heißt,
dem Antennenenergiezufuhrpunkt. Ferner ist die Längsrichtung der Leiterplatte 50A parallel
zu der Längsrichtung
des Elementes 41 der Antenne 40 festgelegt, d.
h. der Hauptpolarisierungsrichtung. Die Vorrichtung zum Verbinden
und Fixieren der Metallplatte 50A an dem Massemuster 31 kann
Löten sein,
sowie eine Schraube oder eine Schraube und Mutter.
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Im
obigen Aufbau fließt
während
der Kommunikation ein Teil des Funkhochfrequenzstroms, der zum Massemuster 31 der
Leiterplatte 30 fließt, wenn
ein Signal von der Antenne 40 gesendet oder durch sie empfangen
wird, in die Metallplatte 50A. Demnach wird der in das
Massemuster 31 fließende Funkhochfrequenzstrom
reduziert, hierdurch die Verschlechterung der Abstrahlungscharakteristik
der Antenne 40 unterdrückend.
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Darüber hinaus
ist das proximate Ende 51 der Metallplatte 50A mit
dem Massemuster 31 nahe beim Antennenenergiezufuhrpunkt
des Antennenanschlusses 53 angebracht. Mit anderen Worten,
die Metallplatte 50A ist mit dem Massemuster 31 an
einer Position verbunden, bei der die an einem λ/2-Wellenlängen-Peitschenantennenelement 41 ausgebildete
Stromverteilung einen maximalen Wert annimmt. Demgemäß kann zu
dem Massemuster 31 der Leiterplatte 30 fließender Hochfrequenzstrom
effizient zu der Metallplatte 50A geleitet werden, mit dem
Ergebnis, dass eine Verschlechterung der Abstrahlcharakteristik
der Antenne 40 wirksam unterdrückt werden kann.
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Auch
ist die Metallplatte 50A nicht an der oberen Oberfläche der
Leiterplatte 30 angeordnet, d. h., auf der Seite der Oberschale 20,
sondern an der rückwärtigen Oberfläche der
Leiterplatte. Dies reduziert den Einfluss des Kopfs eines Benutzers
auf die Metallplatte 50A. Als ein Ergebnis kann der Funkhochfrequenzstrom
effizient von dem Massemuster 31 zur Metallplatte 50A geleitet
werden, hierdurch die Verschlechterung der Funkeigenschaft der Antenne 40 besser
unterdrückend.
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Zusätzlich wird
die Richtung der Metallplatte 50A parallel zur Längsrichtung
des Elementes 41 der Antenne 40 festgelegt, d.
h., der Hauptpolarisationsrichtung. Demnach besteht in der Metallplatte 50A keine
Gefahr des Auftretens sogenannter Kreuzpolarisationskomponenten
senkrecht zur Hauptpolarisationsrichtung der Antenne 40.
Dies bedeutet, dass die Metallplatte 50A keinerlei Probleme
aufkommen lässt.
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Der
oben beschriebene Vorteil der Ausführungsform wird nun detaillierter
beschrieben. Angenommen, dass die Länge und Weite der Leiterplatte 30 auf
122 mm bzw. 36 mm festgelegt sind und die Länge und Höhe der Metallplatte 50a festgelegt
ist auf 26 mm, bzw. 5 mm. Ferner sei angenommen, dass die Richtwirkung
in der Horizontalebene der Horizontalpolarisation und Vertikalpolarisation
der Antenne 40 gemessen werden unter Verwendung einer Messfrequenz
von 2 GHz. Zu diesem Zeitpunkt sei angenommen, dass das tragbare
Telefon in Kontakt mit der linken Seite des Kopfs eines Benutzers
gehalten wird, um 30 Grad aus der Horizontalrichtung geschwenkt,
wie in 17 gezeigt.
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In
diesem Fall zeigt das tragbare Telefon der Ausführungsform, das die Metallplatte 50A verwendet,
die Richtwirkung, wie in 4 gezeigt. Speziell ist die
durchschnittliche Musterverstärkung
(PAG bzw. Pattern Average Gain) – 4,25 dBd. Andererseits ist
die unter denselben Bedingungen, wie oben ohne die Verwendung der
Metallplatte 50A gemessene Richtwirkung, wie in 3 gezeigt,
das heißt,
die durchschnittliche Musterverstärkung PAG ist –6,26 dBd.
Wie aus diesen Messergebnissen offenbar ist, wird in dem tragbaren
Telefon der Ausführungsform die
durchschnittliche Musterverstärkung
PAG, die gegeben ist durch PAG = Gv + (Gh – 6 dB)um
etwa 2 dB verbessert.
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Zweite Ausführungsform
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Funkmodule
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung verwenden jeweils eine Schirmungskappe für die Funkschaltung,
um die Metallplatte zu halten.
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5A und 5B sind
Seitenschnittansichten, zum Erläutern
der jeweiligen Funkmodule der zweiten Ausführungsform.
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In
dem in 5A gezeigten Aufbau ist die Schirmungskappe
einer Funkschaltung 33b im wesentlichen auf dieselbe Höhe festgelegt,
wie eine Metallplatte 50B derart, dass die Schirmungskappe
die Metallplatte 50B stützt.
Dieser Aufbau ermöglicht
es, dass die Metallplatte 50B in einer mechanisch stabilen
Weise montiert wird. Demgemäß wird die
Metallplatte 50B vor der Vibration oder dem darauf von
außen
einwirkenden Einfluss geschützt,
hierdurch die Abstrahlungscharakteristik der Antenne signifikant verbessernd.
Diese Wirkung ist insbesondere nützlich
für ein
tragbares Funkkommunikationsgerät
oder ein Funkkommunikationsgerät
zur Verwendung in Fahrzeugen.
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In
dem in 5B gezeigten Aufbau sind Abstandshalter 53 zwischen
einer Metallplatte 50C und der Abschirmkappe einer Funkschaltung 33C eingefügt, die
unterhalb der Platte angeordnet ist. Dieser Aufbau schützt die
Metallplatte 50C vor der Vibration oder dem von außen einwirkenden
Einfluss. Auch macht der Aufbau es unnötig, eine spezielle Schirmungskappe
vorzubereiten, die eine Höhe
präzise gleich
der der Metallplatte 50C hat und demnach kann er bei niedrigen
Kosten realisiert werden. Ferner kann der Abstand zwischen dem Massemuster (einschließlich der
Schirmungskappe) und der Metallplatte 50C groß eingestellt
werden, hierdurch die Richtwirkung ferner verbessernd.
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Dritte Ausführungsform
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In
einem Funkkommunikationsgerät
mit Funkmodul gemäß einer
dritten Ausführungsform
der Erfindung wird eine Metallplatte zuvor an der inneren Oberfläche der
Unterschale befestigt und das proximale Ende der Metallplatte wird
gegen den Abschnitt des Massemusters an der Leiterplatte nahe bei
dem Antennenenergiezufuhrpunkt gepresst, wenn die Leiterplatte in
der Unterschalte aufgenommen ist, hierdurch eine elektrische Verbindung
dazwischen einrichtend.
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6 ist
eine perspektivische Ansicht zum Erläutern eines wesentlichen Teils
des Funkkommunikationsgerätes
der dritten Ausführungsform.
Eine Metallplatte 50D in Form eines Streifens, in der Art
eines Bügels
oder einer Klammer in Richtung seiner Dicke gebogen, ist an der
Innenwandoberfläche
der Unterschale 10 befestigt. Als Befestigungsvorrichtung
oder Mittel kann ein Verfahren zum Ausbilden einer mit der Unterschale 10 integralen
Spannklaue verwendet werden und das Ineingriffbringen der Metallplatte 50D mit
der Spannklaue. Alternativ kann ein doppelseitiges Klebeband oder
ein Kleber verwendet werden, um die Platte an der Unterschale zu
befestigen.
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Der
Metallplattenbefestigungsabschnitt der Unterschale 10 ist
derart eingerichtet, dass das proximale Ende 51 der Metallplatte 50D gegenüber dem Abschnitt
des Massemusters 31 der Leiterplatte 30 nahe bei
dem Antennenenergiezufuhranschluss liegt.
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Ferner
ist die Längsrichtung
der Metallplatte 5D parallel zur Hauptpolarisationsrichtung
der Antenne 40 festgelegt, wie in der ersten Ausführungsform. Da
es nicht erforderlich ist, die Metallplatte 50D an der
Leiterplatte 30 unter Verwendung einer Schraube oder einer
Mutter und Schraube zu befestigen, ist in der dritten Ausführungsform
die Leiterplatte 30 frei von einem Problem wie dem Auftreten
eines Bruchs. Dieser Aufbau erleichtert auch die Montage des Kommunikationsgerätes.
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Vierte Ausführungsform
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In
einem Funkkommunikationsgerät
mit einem Funkmodul gemäß einer
vierten Ausführungsform
der Erfindung ist eine Metallplatte mit einem Verbindungsstift an
einem Ende an der Innenwandoberfläche der Unterschale befestigt
und ein Massefeld ist an der Leiterplatte derart vorgesehen, dass
es in Verbindung steht mit dem Massemuster an der Leiterplatte.
Wenn das Kommunikationsgerät
montiert wird, ist die Spitze des Verbindungsstiftes in elektrischem
Kontakt mit dem Massefeld.
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7 ist
eine perspektivische Ansicht zum Erläutern eines wichtigen Teils
eines Funkkommunikationsgerätes
der vierten Ausführungsform.
Eine Metallplatte 50E in Form eines Streifes ist an der
Innenwandoberfläche
der Unterschale 10 befestigt. Ein Metallverbindungsstift 61 wird
zuvor an einem Endabschnitt der Metallplatte 50E vorgesehen.
Zudem ist ein Massefeld 34 an der Leiterplatte 30 nahe
bei dem Antennenenergiezufuhranschluss derart vorgesehen, dass er
mit dem an der Leiterplatte 30 vorgesehenen Massemuster
verbunden ist.
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Der
Metallplattenbefestigungsabschnitt an der Unterschale 10 ist
derart festgelegt, dass der Verbindungsstift 61 mit dem
Massefeld 34 der Leiterplatte 30 ausgerichtet
ist, wenn das Kommunikationsgerät
zusammengebaut wird. Ferner ist die Längsrichtung der Metallplatte 50E parallel
zur Hauptpolarisationsrichtung der Antenne 40 festgelegt.
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Zum
Anbringen der Metallplatte 50E an der Unterschale 10 können Befestigungsvorrichtungen ähnlich denen
der dritten Ausführungsform
verwendet werden. Das heißt,
ein Verfahren zum Ausbilden einer Spannklaue integral mit der Unterschale 10 und zum
Ineingriffbringen der Metallplatte 50E mit der Spannklaue
kann verwendet werden. Alternativ kann ein doppelseitiges Klebeband
oder ein Kleber verwendet werden.
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Die
vierte Ausführungsform
stell dieselben Vorteile wie die dritte Ausführungsform bereit. Das heißt, da es
nicht erforderlich ist, die Metallplatte 50E an der Leiterplatte 30 unter
Verwendung einer Schraube oder einer Mutter und Schraube zu befestigen,
ist die Leiterplatte 30 frei von dem Problem wie dem Auftreten
eines Bruchs. Dieser Aufbau erläutert auch
den Zusammenbau des Kommunikationsgerätes.
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Fünfte Ausführungsform
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In
einem Funkkommunikationsgerät
mit Funkmodul gemäß einer
fünften
Ausführungsform der
Erfindung ist eine Metallplatte an der Innenwandoberfläche der
Unterschale befestigt und ein Massefeld ist an der Leiterplatte
derart vorgesehen, dass es mit dem Massemuster verbunden wird und hat
einen daraus hervorragenden Metallmasseverbindungsstift. Wenn das
Kommunikationsgerät
montiert wird, steht die Spitze des Verbindungsstiftes in elektrischem
Kontakt mit der Metallplatte.
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8 ist
eine perspektivische Ansicht zum Erläutern eines wesentlichen Teils
des Funkkommunikationsgerätes
der fünften
Ausführungsform.
Eine Metallplatte 50E in Form eines Streifes ist an der
Innenwandoberfläche
der Unterschale 10 befestigt. Hierzu können Befestigungsvorrichtungen ähnlich der
dritten und vierten Ausführungsformen
verwendet werden. Das heißt,
ein Verfahren, um eine Spannklaue integral mit der Unterschale 10 auszubilden
und die Metallplatte 50E mit der Spanne in Eingriff zu
bringen, können
verwendet werden.
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Alternativ
kann ein doppelseitiges Klebeband oder ein Kleber verwendet werden.
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Andererseits
ist ein Masse-Feld 34 an der Leiterplatte 30 nahe
bei dem Antennenenergiezufuhranschluss vorgesehen und ist verbunden
mit dem Massemuster an der Leiterplatte. Ein Metallverbindungsstift 62 ist
an dem Massemuster 34 vorgesehen. Beispielsweise kann Löten als
Vorrichtung oder Mittel zum Anbringen des Verbindungsstiftes 62 verwendet
werden. Das Löten
wird in einem Prozess ausgeführt,
in welchem die anderen Schaltungskomponenten mit der Leiterplatte 30 verlötet werden.
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Der
Metallplattenbefestigungsabschnitt der Unterschale 10 ist
derart festgelegt, dass der Verbindungsstift 62 mit einem
Endabschnitt der Metallplatte 50E ausgerichtet ist, wenn
das Kommunikationsgerät montiert
ist. Ferner ist die Längsrichtung
der Metallplatte 50E parallel zur Hauptpolarisationsrichtung
der Antenne 40 festgelegt.
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Die
fünfte
Ausführungsform
stellt dieselben Vorteile wie die vierte Ausführungsform bereit. Das heißt, da es
nicht erforderlich ist, die Metallplatte 50E an der Leiterplatte 30 unter
Verwendung einer Schraube oder einer Schraube und Mutter zu befestigen,
ist die Leiterplatte 30 frei von einem Problem, wie dem
Auftreten eines Bruchs. Ferner wird der Verbindungsstift 62 an
dem Massefeld 34 der Leiterplatte 30 montiert.
Demnach kann der Stift 62 durch Löten in einem Lötprozess
montiert werden, in welchem die anderen Schaltungskomponenten an
der Leiterplatte 30 verlötet werden. Dies ermöglicht,
dass das Kommunikationsgerät
bei niedrigeren Kosten produziert wird als in dem Fall, in dem der
Verbindungsstift 62 an der Metallplatte 50E vorgesehen
ist.
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In
den vierten und fünften
Ausführungsformen
hat der Metallstift 62 eine feste Länge. Jedoch ist die vorliegende
Erfindung nicht auf dieses beschränkt. Der Verbindungsstift 62 kann
einen Aufbau haben, in welchem ein elastischer Mechanismus unter
Verwendung eines elastischen Teils, wie einer Spulenfeder zwischen
dem distalen und dem proximalen Ende angeordnet ist. Dieser Aufbau
kann eine Dimensionsabweichung (Schwankung) absorbieren, falls sie
zwischen dem Massefeld 34 und der Metallplatte 50D oder 50E vorliegt,
wenn das Kommunikationsgerät
montiert ist. Als ein Ergebnis kann die Spitze des Verbindungsstiftes 62 in
Kontakt gehalten werden mit dem Massefeld 34 oder der Metallplatte 50E bei
einem konstanten Druck.
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Statt
des Verbindungsstifts 62 kann der in 9 gezeigte
Aufbau verwendet werden, in welchem eine Kontaktfeder 63 an
dem Massefeld 34 zum elektrischen Verbinden des Massefelds 34 mit der
Metallplatte 50D oder 50E vorgesehen ist. Die Kontaktfeder 63 kann
an der Metallplatte vorgesehen sein.
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Sechste Ausführungsform
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In
einem Funkkommunikationsgerät
mit einem Funkmodul gemäß einer
sechsten Ausführungsform
der Erfindung ist eine Metallplatte an der Innenwandoberfläche der
Unterschale befestigt, ein Massefeld ist an der Leiterplatte derart
vorgesehen, dass es mit dem Massemuster der Leiterplatte verbunden ist,
und ein Verbindungsstift ist integral mit dem Antennenhalter ausgebildet.
Wenn das Kommunikationsgerät
montiert wird, steht das proximale Ende des Verbindungsstiftes in
elektrischem Kontakt mit dem Massefeld.
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10 ist
eine Schnittansicht zum Erläutern eines
wesentlichen Teils des Funkkommunikationsgeräts der sechsten Ausführungsform.
In 10 kennzeichnet Bezugszeichen 110 eine
Unterschale und Bezugszeichen 120 eine Oberschale. Die
Unterschale 110 und die Oberschale 120 bilden
ein Gerätegehäuse. Eine
Leiterplatte 130 und eine LCD-Einheit 121 sind
in dem Gehäuse
nahe an der Oberschale 120 aufgenommen. Die Leiterplatte 130 ist
mit einer Anzahl von Schaltungselementen 131 einschließlich einer
Funkschaltung montiert und die Funkschaltung ist mit einer Schirmungskappe 133 abgedeckt.
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Eine
Antenne 140 ist in dem Gehäuse nahe an der Unterschale 110 aufgenommen.
Die Antenne 40 wird von ersten und zweiten Haltern 142 und 143 gestützt, so
dass während
der Kommunikation das Element 141 die Antenne 140 durch
eine obere Öffnung
nach außen
aus dem Gehäuse
herausgezogen sein kann, während
wenn das Kommunikationsgerät auf
einen Ruf wartet, das Antennenelement 141 in das Gehäuse eingefahren
sein kann.
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Ein
Antennenenergiezufuhrfeld 132 und ein Massefeld 134 sind
an der Oberfläche
der Leiterplatte 130 in der Nähe der Unterschale 110 vorgesehen. Das
Antennenenergiezufuhrfeld 132 ist mit der oben erwähnten Funkschaltung über beispielsweise
ein Signalleitungsmuster verbunden, wie es in 2 gezeigt
ist. Das Massefeld 134 ist mit einem Massemuster verbunden,
das an der Leiterplatte 130 ausgebildet ist.
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Andererseits
sind eine Vielzahl von Klemmklauen 111 an der Innenwandfläche der
Unterschale 110 vorgesehen. Die Klemmklauen 111 stehen
in Eingriff mit einer Metallplatte 150. Die Metallplatte 150 ist in
der Form von beispielsweise einem Streifen, wie in 8 gezeigt.
Die Länge
der Metallplatte ist auf eine effektive Wellenlänge entsprechend 1/4 der Wellenlänge des
von der Antenne 140 empfangenen und durch sie gesendeten
Funkhochfrequenzsignals festgelegt. Ferner ist die Längsrichtung
der Metallplatte 150 parallel zur Hauptpolarisationsrichtung
der Antenne 140 festgelegt.
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Ein
Antennenenergiezufuhrstift 144 und ein Verbindungsstift 161 sind
an dem zweiten Antennenhalter 143 befestigt. Der Antennenenergiezufuhrstift 144 wird
zum elektrischen Verbinden des Antennenenergiezufuhranschlusses
(Felde) 132 an der Leiterplatte 130 mit der Antenne 140 verwendet.
Der Antennenenergiezufuhrstift 144 hat sein proximales Ende
mit dem Antennenelement 141 durch kapazitive Kopplung verbunden
und sein distales Ende in direktem elektrischen Kontakt mit dem
Antennenenergiezufuhrfeld 132 der Leiterplatte 130 gehalten.
Der Antennenenergiezufuhrstift 132 und das Antennenelement 141 können direkt
verbunden sein. Diese Verbindung wird beispielsweise durch Ausbilden
des ersten Antennenhalter 142 aus einem leitenden Material
realisiert und durch Bringen des Proximalen Endes des Antennenenergiezufuhrfeldes 132 in
direkten Kontakt mit der Peripherie des ersten Antennenhalters 142.
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Der
Verbindungsstift 161 wird zum elektrischen Verbinden des
Massefeldes 134 der Leiterplatte 130 mit der Metallplatte 150 verwendet.
Der Verbindungsstift 161 hat sein proximales Ende in Kontakt
mit einem Ende der Metallplatte 150 über einen Verbindungsanschluss 162 gehalten
und sein distales Ende in elektrischem Kontakt mit dem Massefeld 134 der
Leiterplatte 130 gehalten.
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In
dem Verbindungsstift 161 ist ein elastischer Mechanismus
unter Verwendung eines elastischen Teils, wie zum Beispiel einer
Spulenfeder zwischen dem proximalen und distalen Ende eingefügt. Der
elastische Mechanismus absorbiert eine Dimensionsabweichung (Schwankung),
wenn sie zwischen dem Massefeld 134 und einem Antennenhalter 143 vorliegt.
Als ein Ergebnis kann die Spitze des Verbindungsstiftes 161 mit
einem Antennenenergieversorgungsfeld 132 und Massefeld 134 mit
einem konstanten Druck in Kontakt gehalten werden.
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In
dem obigen Aufbau ist das Massemuster der Leiterplatte 130 mit
der Metallplatte 150 über
das Massefeld 134, den Verbindungsstift 161 und
den Verbindungsanschluss 162 verbunden. Demgemäß fließt ein Teil
des zu dem Massemuster der Leiterplatte 130 fließenden Funkhochfrequenzstroms
zu der Metallplatte 150. Als ein Ergebnis wird der zu dem Massemuster
fließende
Funkhochfrequenzstrom reduziert und demnach die Verschlechterung
der Abstrahlcharakteristik der Antenne 140 unterdrückt.
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Darüber hinaus
ist die Metallplatte 150 mit dem Massemuster nahe bei dem
Antennenenergiezufuhrfeld 132 verbunden. Mit anderen Worten,
die Metallplatte 150 ist mit dem Massemuster an einer Position
verbunden, an welcher die auf dem λ/2-Wellenlängenpeitschenantennenelement 141 ausgebildete
Stromverteilung einen Maximalwert annimmt. Demgemäß kann ein
Teil des zu dem Massemuster der Leiterplatte 130 fließenden Hochfrequenzstroms effizient
zu der Metallplatte 150 geleitet werden, hierdurch die
Verschlechterung der Abstrahlcharakteristik der Antenne 140 wirksam
unterdrückend.
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Zudem
ist die Richtung der Metallplatte 150 parallel zur Längsrichtung
des Elementes 141 festgelegt, das heißt, der Hauptpolarisationsrichtung.
Demnach besteht keine Gefahr des Auftretens einer sogenannten Zwischenpolarisationskomponente
senkrecht zur Hauptpolarisationsrichtung der Antenne 140 in
der Metallplatte 150. Dies bedeutet, dass die Metallplatte 150 keinerlei
Probleme aufkommen lässt.
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Zusätzlich ist
der Verbindungsstift 161 an dem Halter 143 der
Antenne 140 derart montiert, dass er das Masse-Feld 134 der
Leiterplatte 130 mit der Metallplatte 150 der
Unterschale 110 verbindet. Dieser Aufbau unterstützt den
Verbindungsstift 161 in einer mechanisch stabilen Weise,
welche die Zuverlässigkeit
des Kommunikationsgerätes
verbessert. Andererseits, wenn der Verbindungsstift 161 direkt am
Massefeld 134 der Leiterplatte 130 oder an der Metallplatte 150 befestigt
ist, kann er leicht gebogen werden oder deformiert.
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Andere Ausführungsformen
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In
jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen ist ein Metallstreifen
als Leiter verwendet worden. Jedoch kann der Leiter auch einen anderen
Aufbau oder Struktur haben. 11A–11D, 12A–12D, 13A, 13B und 14 zeigen
andere Beispiele des Leiters.
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In
den in 11A und 12A gezeigten Fällen sind
Verbindungsstifte 61 mit jeweiligen Enden der Metallplatte 50F in
Form eines gleichschenkligen Dreiecks bzw. einer Metallplatte 50J in
der Form eines gleichseitigen Dreiecks verbunden.
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Die
in 11B gezeigte Metallplatte 50G hat einen
Vorsprung an einer Seite davon. Dieser Vorsprung ermöglicht das
Festlegen zweier wirksamer Wellenlängen L1 und L2 in einer einzelnen
Metallplatte. Zwei effektive Wellenlängen können selbst durch den Metallstreifen 50H realisiert
werden, der in 11C gezeigt ist oder die Metallplatte 50I,
die in 11G gezeigt ist. In dem Fall
des Metallstreifens 50H sind Verbindungsstifte 63a und 63b an
zwei unterschiedlichen Orten vorgesehen. In dem Fall der Metallplatte 50I hat
sie zwei Seiten unterschiedlicher Länge. Ferner können zwei
effektive Wellenlängen realisiert
werden unter Verwendung zweier stiftförmiger Elemente 50Ka und 50Kb unterschiedlicher
Längen,
wie in 12B gezeigt, oder unter Verwendung zweier
Metallplatten 50La und 50Lb unterschiedlicher
Längen
in Bezug auf die Verbindungsstifte 66a und 66b,
wie in 12C gezeigt oder unter Verwendung
einer U-förmigen
Platte 50M, deren Seiten unterschiedliche Längen haben,
wie in 12D gezeigt.
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Die
oben erwähnten
Aufbauarten ermöglichen,
dass der zum Massemuster fließende
Strom wirksam umgeleitet wird in Einheiten des Frequenzbandes, wenn
ein einzelnes Mobilkommunikationsgerät für eine Vielzahl von Systemen
verwendet wird, die unterschiedliche Frequenzbänder verwenden.
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Ferner,
wie in 13A gezeigt, kann ein zusätzliches
Element 70 vorgesehen sein für eine Metallplatte 50N mit
vorbestimmtem Raum dazwischen. 12B zeigt
ein anderes zusätzliches
Element. In diesem Fall wird ein zusätzliches Element 71 bereitgestellt,
welches kapazitive Kopplung mit einer Metallplatte 500 realisiert.
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Darüber hinaus
kann der Leiter, wie er in 14 gezeigt
ist, verwendet werden, welcher durch Ausbilden von beispielsweise
einem T-förmigen
Leitungsmusters 50P an der äußeren Peripheriefläche eines
Antennentubus 44 durch Abscheiden oder Beschichten, und
Anbringen eines Verbindungschips 69 an einem Ende des leitfähigen Musters 50P erhalten wird.
Obwohl jede der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen einen Metallplatte
als einen Leiter verwendet, kann der Leiter auch in Form eines Drahtes,
eines Stiftes oder eines Gewebes vorliegen. Zudem ist das Material
des Leiters nicht auf ein Metall beschränkt, sondern kann auch eine
Legierung sein, Keramik oder Polymer etc. Es ist ausreichend, wenn
das Material eine hohe Leitfähigkeit
hat. Wenn eine Keramik oder ein Polymer verwendet werden, kann eine
Zunahme des Gewichts des sich ergebenden Kommunikationsgerätes vermieden
werden. Zum Unterdrücken
des Auftretens einer sich überkreuzenden
Polarisationskomponente, sollte die Richtung des Leiters parallel
zur Hauptpolarisationsrichtung der Antenne festgelegt werden, wie
in 15A gezeigt. Jedoch in einem Fall, in dem die überkreuzende
Polarisationskomponente ignoriert werden kann, kann die Richtung
des Leiters in einer Richtung festgelegt werden, die von der Hauptpolarisationsrichtung
der Antenne abweicht, wie in 15B–15D gezeigt. Auch ist die Pegelkonfiguration des
Leiters nicht auf die I-Form beschränkt. Der Leiter kann eine L-Form 60A,
eine umgekehrt L-Form 60B, eine U-Form 60C, eine
Form der Zahl "6" 60D, eine
gebogene Form 60E oder eine hakenförmige Form 60F etc.
haben.
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Zudem
ist, da in den ersten bis dritten Ausführungsformen eine λ/2-Wellenlängenantenne
verwendet worden ist, die Verbindungsposition eines Endes des Leiters
mit dem Massemuster der Leiterplatte nahe bei dem Antennenenergiezufuhrpunkt festgelegt.
Jedoch kann die Stromverteilung abhängig von den Standards von
Antennen einen maximalen Wert an einer Position annehmen, die von
dem Antennenenergiezufuhrpunkt und seiner Umgebung abweicht. Im
Lichte hiervon ist zu empfehlen, die Verbindungsposition des Endes
des Leiters mit dem Massemuster in Übereinstimmung mit dem Standard jeder
Antenne in geeigneter Weise festzulegen. 16B–16F zeigen Positionsbeispiele der Leiter 50A, 60C, 60D und 60E.