JP2000286623A - 携帯無線機用アンテナ - Google Patents

携帯無線機用アンテナ

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JP2000286623A
JP2000286623A JP11090440A JP9044099A JP2000286623A JP 2000286623 A JP2000286623 A JP 2000286623A JP 11090440 A JP11090440 A JP 11090440A JP 9044099 A JP9044099 A JP 9044099A JP 2000286623 A JP2000286623 A JP 2000286623A
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JP
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antenna
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antenna core
core
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JP11090440A
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English (en)
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Osamu Murakami
治 村上
Nobuyasu Takechi
伸泰 武智
Minoru Osaki
實 大崎
Hiroshi Sawamura
洋 澤村
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 アンテナを小型化し、落下衝撃にも耐える高
性能な携帯無線機用アンテナを提供する。 【解決手段】 本発明は、アンテナ芯材2に導体パター
ン3が形成され、導体パターン3が形成されたアンテナ
芯材2を被覆するアンテナ被覆材4を備え、アンテナ芯
材2とアンテナ被覆材4が、高分子材料と無機充填材か
らなる複合材料で構成し、比誘電率を大きくし、誘電損
失を小さくすることによって小型・軽量のアンテナを得
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、携帯無線機、携帯
電話機あるいはPHS(Personal Handy
phone System、簡易型携帯電話システ
ム)等の移動体通信機器用アンテナに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】図4は従来の携帯無線機用外部アンテナ
を模式的に示す斜視図であり、一部切り欠いて示してい
る。図4に示すように、外部アンテナ1は、樹脂製のア
ンテナ芯材2にヘリカル状の導体パターン3を形成し、
アンテナ芯材2と導体パターン3は樹脂からなる被覆材
4で覆われた構成である。この外部アンテナ1は、取り
付け部5で、図5に示すように無線機筐体6と接続され
ていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述のような、従来の
ヘリカルアンテナは、アンテナ芯材および被覆材等を含
め、より小型・軽量化が要求されている。また芯材、被
覆材は衝撃に弱い樹脂からなるため、落下時に割れるな
どの問題があった。
【0004】本発明の目的は、上記従来の問題点を解決
するためになされたもので、アンテナ形状を小型・軽量
化し、落下衝撃にも耐える高性能な携帯無線機用アンテ
ナを提供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
アンテナ芯材と、このアンテナ芯材を支持する支持部
と、上記アンテナ芯材表面に形成された導体パターン
と、この導体パターンを形成したアンテナ芯材を被覆す
る、アンテナ被覆材とを備え、上記アンテナ芯材及びア
ンテナ被覆材の少なくともアンテナ芯材が、高分子材料
と無機質充填材料からなる複合材料で形成された携帯無
線機用アンテナである。
【0006】請求項2に係る発明は、請求項1記載の携
帯無線機用アンテナにおいて、複合材料の比誘電率が5
以上、誘電損失が0.01以下であるものである。
【0007】請求項3に係る発明は、請求項1記載の携
帯無線機用アンテナにおいて、アンテナ芯材はメッキ可
能な複合材料で構成したものである。
【0008】請求項4に係る発明は、請求項1記載の携
帯無線機用アンテナにおいて、アンテナ被覆材は衝撃を
吸収する軟質の複合材料で構成したものである。
【0009】請求項5に係る発明は、請求項1記載の携
帯無線機用アンテナにおいて、アンテナ芯材と支持部と
が一体に成形されたものである。
【0010】
【発明の実施の形態】図1は本発明の外部アンテナを模
式的に示す斜視図であり、一部切り欠いて示している。
図において、2はアンテナ芯材、3はヘリカル状の導体
パターン、4はアンテナ被覆材、5は取り付け部であ
る。取り付け部5は、アンテナ芯材2と一体であり電気
的に導体パターン3と導通する導体が被覆されている。
ヘリカル導体パターン3は、アンテナ芯材2上に形成さ
れている。ヘリカル導体パターン3が形成されたアンテ
ナ芯材2は、アンテナ被覆材4で完全に覆われている
(図はアンテナ被覆材4を一部切り欠いて示してい
る)。
【0011】本発明では、アンテナ芯材2とアンテナ被
覆材4が、高分子材料と無機質充填材からなる複合材料
で形成されている。上記複合材料は、高分子材料単独の
場合に比べて、比誘電率が大きくなり、誘電損失が小さ
くなり、アンテナを小型・軽量化することができる。
【0012】上記の場合はアンテナ芯材2とアンテナ被
覆材4の両方を、高分子材料と無機質充填材からなる複
合材料で形成しているが、アンテナ芯材2のみ高分子材
料と無機質充填材からなる複合材料で形成しても同様の
効果が得られる。
【0013】上記複合材料の比誘電率及び誘電損失は、
アンテナの小型・軽量化を顕著にするために、比誘電率
が5以上で誘電損失が0.01以下を示す材料であるの
が好ましい。
【0014】また、アンテナ被覆材4は軟質複合材料と
することによって、携帯無線機の使用時の落下時におい
ても、衝撃強度に強いアンテナが得られる。
【0015】また、アンテナ芯材2をメッキ可能な複合
材料で構成することによって、導体(パターン)を容易
に形成することができる。
【0016】また、アンテナ芯材2と支持部5とを一体
に形成することによって、支持部5を含めたアンテナ全
体を同一複合材料で形成でき、アンテナ全体を小型にで
きる。
【0017】ここで、複合材料を形成する高分子材料と
しては、液晶ポリマー(LCP)、ポリプロピレン(P
P)樹脂やポリエチレン(PE)樹脂、ポリカーボネー
ト(PC)樹脂やアクリロニトリル・ブタジエン・スチ
レン共重合体(ABS)樹脂、ポリブチレンテレフタレ
ート(PBT)樹脂、ポリフェニレンサルファイド(P
PS)樹脂やポリアミド(PA)樹脂、ポリエーテルサ
ルフォン(PES)樹脂、ポリエーテルエーテルケトン
(PEEK)樹脂、フッ素系樹脂等の公知または市販の
熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和
ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂等の公知または市
販の熱硬化性樹脂等を用いることができる。また、オレ
フィン系やスチレン系、ポリエステル系、塩化ビニル
系、ポリアミド系、ウレタン系等他のエラストマ樹脂の
軟質樹脂でもよい。また、これら熱可塑性樹脂の混合物
を用いてもよい。また、樹脂内に発泡剤を添加すること
によって得られる発泡樹脂を用いてもよい。またイソプ
レンゴムやブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブチル
ゴム、フッ素ゴム等の加硫ゴムでもよい。またウレタン
フォーム等の発泡樹脂を用いた発泡体でもよい。
【0018】複合材料を形成する無機質充填材は、チタ
ン酸バリウム(BaTiO3)、チタン酸ストロンチウ
ム(SrTiO3)、チタン酸カルシウム(CaTi
3)、チタン酸マグネシウム(MgTiO3,Mg2
iO4)、ジルコン酸カルシウム(CaZrO3)、スズ
酸カルシウム(CaSnO3)等のペロブスカイト型構
造をもつセラミックおよびこれらの混合物を用いること
ができる。また、これら以外にも酸化チタン(Ti
3)、酸化アルミニウム(Al23)、タルク(ステ
アタイト、Mg3Si410)、フォルステライト(Mg
2SiO4)、コーディエライト(Mg2Al4Si
518)、やソーダ石灰ガラス、アルミノホウ酸ガラ
ス、ほうけい酸ガラスでもよく、これらに限らず他のセ
ラミックやガラス等の無機材料でもよい。またこれらの
混合物でもよい。
【0019】
【実施例】以下、本発明の実施を、図1〜図3にしたが
って説明する。 実施例1.図1に示した、支持部5を一体に形成したア
ンテナ芯材2は、熱可塑性樹脂の液晶ポリマ(LCP)
にチタン酸バリウム製ウィスカを重量で50%充填した
複合材料からなり、比誘電率ε=15、誘電損失tan
δ=0.002を示す。
【0020】アンテナ被覆材4は、熱可塑性樹脂スチレ
ン系エラストマにチタン酸バリウム製ウィスカを重量で
60%充填した複合材料からなり、誘電率16、誘電損
失0.002を示す。
【0021】次に、このヘリカルアンテナの製造法につ
いて説明する。アンテナ芯材2は、液晶ポリマとチタン
酸バリウムからなる複合材料を射出成型することによっ
て作製する。図2は、射出成形によって得られたアンテ
ナ芯材2を示している。次に、アンテナ芯材2表面を公
知方法により、化学エッチングし、さらに無電解メッキ
を行い表面全体を無電解銅メッキにて被覆する。次に、
ネガ型電着レジストを、無電解メッキを施したアンテナ
芯材2上に塗布し、ヘリカル導体パターンマスク(取り
付け部5の導体マスクを含む)をアンテナ芯材2表面に
密着させ、紫外線散乱光にて所定の時間露光し、電着レ
ジストを硬化させる。その後、マスクを取り除き現象
し、ヘリカル導体パターン3と取り付け部5の部分のみ
無電解メッキが露出し、他の部分は硬化した電着レジス
トで覆われている。次に、電気銅メッキ、電気ニッケル
メッキを施し、その後、電着レジストを剥離し、さらに
下地の無電解メッキを除去することにより、図3に示す
アンテナ芯材2表面にヘリカル導体パターン3とヘリカ
ル導体パターン3と電気的に導通する取り付け部5の導
体を形成したものが得られる。
【0022】次に、アンテナ芯材2を被覆する方法に
は、射出成形を用いた。導体パターン3を形成したアン
テナ芯材2を金型内に設置し、上記スチレン系エラスト
マとチタン酸バリウムアンテナからなる複合材料を用い
て射出成形することにより、図1に示した、アンテナ芯
材2とアンテナ被覆材4とを一体化したヘリカルアンテ
ナが得られる。
【0023】なお、本実施例1では、ヘリカル導体パタ
ーンを形成する方法として、公知の露光法を用いたが、
別の方法としてレーザ照射等あるいは他の方法を用いて
もよい。
【0024】このようにして得られたヘリカルアンテナ
のλ/4コイル長とアンテナ効率を表1に示す。
【0025】
【表1】
【0026】実施例2.アンテナ芯材2は、熱可塑性樹
脂のポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂にチタ
ン酸バリウム製ウィスカを75重量%充填した複合材料
で構成され、誘電率20、誘電損失0.002を示す。
ヘリカル導体パターン3は、アンテナ芯材上に形成され
ている。ヘリカル導体パターン3が形成されたアンテナ
芯材2は、アンテナ被覆材4で覆われている。
【0027】アンテナ被覆材4は、熱可塑性樹脂である
オレフィン系エラストマにチタン酸カルシウム製ウィス
カを70重量%充填した複合材料からなり、比誘電率ε
=15、誘電損失tanδ=0.001を示す。
【0028】製造法は、実施例1と同様にした。このよ
うにして得られたヘリカルアンテナのλ/4コイル長と
アンテナ効率を表1に示した。
【0029】実施例3.アンテナ芯材2は、熱可塑性樹
脂の液晶ポリマ(LCP)樹脂にチタン酸カルシウム製
ウィスカを重量で60%充填した複合材料で構成され、
比誘電率ε=10、誘電損失tanδ=0.002を示
すものである。ヘリカル導体パターン3は、アンテナ芯
材2上に形成されている。ヘリカル導体パターン3が形
成されたアンテナ芯材2は、アンテナ被覆材4で覆われ
ている。
【0030】アンテナ被覆材は、熱可塑性樹脂スチレン
系エラストマにチタン酸カルシウム製ウィスカを重量で
70%充填した複合材料からなり、比誘電率ε=17、
誘電損失tanδ=0.001を示すものであった。
【0031】製造法は、実施例1と同様にした。このよ
うにして得られたヘリカルアンテナのλ/4コイル長と
アンテナ効率を表1に示した。
【0032】実施例4.アンテナ芯材2は、熱可塑性樹
脂の液晶ポリマー(LCP)樹脂にホウ酸マグネシウム
製ウィスカを重量で60%充填した複合材料で構成さ
れ、比誘電率8、誘電損失0.001を示した。ヘリカ
ル導体パターン3は、アンテナ芯材2上に形成されてい
る。ヘリカル導体パターン3が形成されたアンテナ芯材
2は、アンテナ被覆材4で覆われている。
【0033】アンテナ被覆材は、熱可塑性樹脂のオレフ
ィン系エラストマにチタン酸カルシウム製ウィスカを重
量で40%充填した複合材料からなり、比誘電率ε=1
0、誘電損失tanδ=0.001を示した。
【0034】製造法は、実施例1と同様にした。このよ
うにして得られたヘリカルアンテナのλ/4コイル長と
アンテナ効率を表1に示した。
【0035】実施例5.アンテナ芯材2は、熱可塑性樹
脂の液晶ポリマー(LCP)樹脂にホウ酸マグネシウム
製ウィスカを40重量%充填した複合材料で構成され、
比誘電率5、誘電損失0.001を示した。ヘリカル導
体パターン3は、アンテナ芯材2上に形成されている。
ヘリカル導体パターン3が形成されたアンテナ芯材2
は、アンテナ被覆材4で覆われている。
【0036】アンテナ被覆材は、熱可塑性樹脂のオレフ
ィン系エラストマにチタン酸カルシウム製ウィスカを3
5重量%充填した複合材料からなり、比誘電率ε=5、
誘電損失tanδ=0.001を示した。
【0037】製造法は、実施例1と同様にした。このよ
うにして得られたヘリカルアンテナのλ/4コイル長と
アンテナ効率を表1に示した。
【0038】比較例1.比較例として従来技術によるヘ
リカルアンテナを製造した。アンテナ芯材2にはメッキ
可能ABS(アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン
共重合)樹脂3001M(比誘電率ε=3.0、誘電損
失tanδ=0.003、三菱レーヨン製)を、被覆材
4にはABS樹脂3001(比誘電率ε=3.0、誘電
損失tanδ=0.003、三菱レーヨン製)を用い
た。製造法は、実施例1と同様の工程で製造した。
【0039】このようにして得られたヘリカルアンテナ
のλ/4コイル長とアンテナ効率を表1に示す。
【0040】表1に示されているように、実施例1〜5
では、比較例に比べて、λ/4コイル長を小さくでき、
アンテナ効率を向上させ、かつ落下衝撃試験において割
れないようにすることができる。
【0041】なお、上記実施例1〜5では、アンテナ芯
材とアンテナ被覆材の両方を、高分子材料と無機質充填
材料からなる複合材料で形成したが、アンテナ芯材のみ
を高分子材料と無機質充填材料からなる複合材料で形成
した場合もλ/4コイル長を小さくでき、アンテナ効率
を向上させることができた。
【0042】
【発明の効果】請求項1に係る発明によれば、アンテナ
芯材と、このアンテナ芯材を支持する支持部と、上記ア
ンテナ芯材表面に形成された導体パターンと、この導体
パターンを形成したアンテナ芯材を被覆する、アンテナ
被覆材とを備え、上記アンテナ芯材及びアンテナ被覆材
の少なくともアンテナ芯材が、高分子材料と無機質充填
材料からなる複合材料で形成されたことによって、比誘
電率が大きくなり、誘電損失が低下するので、アンテナ
を小型・軽量化でき、上記アンテナ芯材及びアンテナ被
覆材の両方を、高分子材料と無機質充填材料からなる複
合材料で形成されたことによって、さらにアンテナを小
型・軽量化できる。また、無機質充填材料を含有するこ
とによって強度も向上する。
【0043】請求項2に係る発明によれば、複合材料の
比誘電率が5以上、誘電損失が0.01以下であること
によって、アンテナの小型・軽量化を顕著にできる。
【0044】請求項3に係る発明によれば、アンテナ芯
材はメッキ可能な複合材料で構成したものであるので、
導体パターンを容易に形成することができる。
【0045】請求項4に係る発明によれば、アンテナ被
覆材は衝撃を吸収する軟質の複合材料で構成したもので
あるので、携帯無線機の使用時の落下時においても、衝
撃強度に強いアンテナが得られる。
【0046】請求項5に係る発明は、アンテナ芯材と支
持部とが一体に成形されたものであるので、支持部を含
めたアンテナ全体を同一複合材料で形成でき、アンテナ
全体をさらに小型にできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の携帯無線機用外部アンテナを示す斜
視図である。
【図2】 アンテナ芯材を示す斜視図である。
【図3】 導体パターンを形成したアンテナ芯材
【図4】 従来の携帯無線機用外部アンテナを示す斜視
図である。
【図5】 携帯無線機に外部アンテナを取り付けた状態
を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 外部アンテナ、2 アンテナ芯材、3 導体パター
ン、4 アンテナ被覆材、5 取り付け部、6 携帯無
線機筐体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大崎 實 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 澤村 洋 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 Fターム(参考) 5J047 AA00 AA07 AA10 AB12 FD01

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アンテナ芯材と、このアンテナ芯材を支
    持する支持部と、上記アンテナ芯材表面に形成された導
    体パターンと、この導体パターンを形成したアンテナ芯
    材を被覆する、アンテナ被覆材とを備え、上記アンテナ
    芯材及びアンテナ被覆材の少なくともアンテナ芯材が、
    高分子材料と無機質充填材料からなる複合材料で形成さ
    れたことを特徴とする携帯無線機用アンテナ。
  2. 【請求項2】 複合材料の比誘電率が5以上、誘電損失
    が0.01以下であることを特徴とする請求項1記載の
    携帯無線機用アンテナ。
  3. 【請求項3】 アンテナ芯材はメッキ可能な複合材料で
    構成したことを特徴とする請求項1記載の携帯無線機用
    アンテナ。
  4. 【請求項4】 アンテナ被覆材は衝撃を吸収する軟質の
    複合材料で構成したことを特徴とする請求項1記載の携
    帯無線機用アンテナ。
  5. 【請求項5】 アンテナ芯材と支持部とが一体に成形さ
    れたことを特徴とする請求項1記載の携帯無線機用アン
    テナ。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005081363A1 (ja) * 2004-02-25 2005-09-01 Murata Manufacturing Co., Ltd. 誘電体アンテナ

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