JP2002314491A

JP2002314491A - 携帯型無線利用機器

Info

Publication number: JP2002314491A
Application number: JP2001114391A
Authority: JP
Inventors: Eiji Hangui; 英二半杭; Toshihide Kuriyama; 敏秀栗山
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2001-04-12
Filing date: 2001-04-12
Publication date: 2002-10-25
Anticipated expiration: 2021-04-12
Also published as: WO2002084784A1; US7164898B2; US20040127249A1; EP1403960A1; JP3531621B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】同一のプリント基板上に配置された無線回路
部とデジタル回路部の間の電磁結合を抑制する機能を備
えた携帯型無線利用機器を提供する。【解決手段】デジタル回路部で発生する高調波電流の
無線回路部側への混入、及び無線回路部で発生した無線
周波電流のデジタル回路部側への混入の両方またはいず
れか一方のみを制御するために、無線回路部とデジタル
回路部の間に電流制御機構部を配置する。電流制御機構
部は、制御の対象となる電流を包み込むと同時に終端が
短絡板となるようプリント基板の上下に配される金属面
及び狭ピッチビアホール列による１つまたは２つの等価
的な金属角筒管で構成される。等価的な金属角筒管の開
口面から短絡板までの長さを制御の対象となる電流の波
長の４分の１に設定することによって、開口面における
入力インピーダンスを高めて電磁結合を抑制することを
特徴とする。狭ピッチビアホール列を複数列として構成
することも可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は携帯情報端末等の携
帯型無線利用機器に係り、特に、無線回路部とデジタル
回路部との電磁結合を抑制可能な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】携帯電話や携帯情報端末等の携帯型無線
利用機器はその利便性から広く普及しており、近年薄型
化や小型化が急速に進展している。図２１は、従来の典
型的な携帯型無線利用機器の基本構成を示した図であ
る。（ａ）は斜視図、（ｂ）は横から見た図、（ｃ）は
プリント基板の各層構造を示した展開斜視図である。同
図は、４層基板を用いた例を示しており、簡単のためプ
リント基板を収納している外装ケースは省略してある。

【０００３】図２１（ａ）〜（ｃ）に示すように、携帯
型無線利用機器はアンテナ部２０、給電部２３、無線回
路部２１、デジタル回路部２２がプリント基板上に搭載
された構成となっている。アンテナ部２０は基地局等と
の通信を行う際に信号として用いる電波を送受信する。
給電部２３はアンテナ部２０へ信号を供給し、またアン
テナ部２０からの信号を回路部へ伝送する。無線回路部
２１はアンテナ部２０において送受信される信号を処理
する。デジタル回路部２２はデータ処理のためのデジタ
ル信号を処理する。プリント基板１０は、通常いくつか
の層構造を有する多層基板が用いられる。プリント基板
１０の内層に設けられたグランド層は、無線回路部２１
及びデジタル回路部２２の共通グランドとして用いられ
る。ここで用いたプリント基板は、部品を搭載している
側を第１層とし、第１層１１に信号層、第２層１２にグ
ランド層、第３層１３に電源層、第４層１４に信号層と
して構成されている。第３層と第４層は、簡単のため一
部の回路パターン２４のみ図示している（図２１
（ｃ））。また、通常、基板の各層間にはガラスエポキ
シ材などの誘電体材料が埋め込まれている（図示せ
ず）。

【０００４】上記のような携帯型無線利用機器におい
て、同一基板内に複数の伝送線路が存在する場合であっ
てそれらの距離が近いときは、相互作用を起こし電磁気
的な結合（電磁結合）が生じることがある。そのような
課題を解決するための方法の一例が特開昭５８−０９２
１０１号公報に開示されている。ここでは、分離すべき
線路間に上下の接地導体を結ぶメタライズしたスルーホ
ールを設けている。これによって、隣接する線路の電気
的分離を図っている。

【０００５】特開平１０−７５１０８号公報において
は、導体層間を電気的に接続する２列のバイアホール群
で囲まれた領域によって形成されてなる誘電体導波管線
路が開示されている。ここでは、バイアホールと電気的
に接続され且つ導体層と平行に副導体層を形成したこと
を特徴としている。このような副導体層を導入すること
によって伝送特性の向上を図っている。また、特開平９
−４６００８号公報においても、上記同様に導体ビアが
使用されている。ここでは、グランドパターンの端部に
存在するスタブの長さを、信号線路を伝送される高周波
信号の波長の１／４未満に形成する技術が開示されてい
る。ここでのスタブとはグランドパターンに直接電気的
に接続されていない端部をいう。このような構成とする
ことによって、スタブが信号線路を伝送される高周波信
号に与える影響を軽減した高周波用配線基板を得ること
ができる。

【０００６】尚、ケーブル上を流れる電流を制御するた
め図２２に示すような機構が用いられることがある。同
図（ａ）は斜視図、（ｂ）はケーブル中心面上における
断面図である。これは金属円筒４１の片端を金属板４２
で短絡した構成であり、ケーブル４３に被せて配置す
る。円筒の長さＬｃは、管内を伝送される電流の波長の
１／４の長さに設定されている。この図の場合は、右端
に短絡板を接続して電気的に短絡面とし、左端は開口面
となっている。一般的に、短絡面から１／４波長だけ離
れた位置は、オープン端（開放端）であり、同図の場
合、Ａ側から見たときの開口面位置における入力インピ
ーダンスＺｉｎは高い値となる。従って、Ａ側からＢ側
に流れようとする電流Ｉは、その間に同図のような機構
があると開口面における高インピーダンスの効果により
Ｂ側へは流れにくくなる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】一般に、無線回路部と
デジタル回路部とでは扱う信号の周波数は異なる。例え
ば、無線回路部では１ＧＨｚ前後（機器によっては２Ｇ
Ｈｚ前後）の送受信信号を取り扱う。一方、デジタル回
路部では、基本波が数１０ＭＨｚ前後のクロック信号を
取り扱っているが、通常この信号からは基本波の整数倍
の周波数に一致した高調波が発生する。このため、それ
ぞれの回路部に共通であるグランド層上には、無線回路
部から発生する１ＧＨｚ前後（２ＧＨｚ前後）の送受信
信号と、デジタル回路から発生するクロック信号の基本
波およびその高調波信号が混在するようになる。そし
て、無線回路部とデジタル回路部では、それぞれ他方の
回路部の信号による電磁結合の影響を受けやすい傾向に
ある。

【０００８】例えば、無線回路部側では、デジタル回路
部で発生しグランド層を伝わった高調波電流が無線回路
内のＩＣなどのデバイス内へ混入することが考えられ、
一方、デジタル回路部側では、無線回路部から発生した
１ＧＨｚ前後の高周波電流（無線周波電流）がデジタル
回路部内へ混入することが考えられる。通常、小型・薄
型化した携帯型無線利用機器では、無線回路部とデジタ
ル回路部とが一枚の基板上に密に混在するようになる。
よって、以上の無線回路部とデジタル回路部との間で生
じる電磁結合は顕著になる傾向にある。そのような携帯
型無線利用機器では、より良い品質を確保するために無
線回路部とデジタル回路部との電磁結合を低く抑えるこ
とが望まれていた。上記の従来技術においては、このよ
うな無線回路部とデジタル回路部との間における周波数
の異なる信号の電磁結合に注目して、効果的に解決を図
る技術は開示されていなかった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明によれば、図２２に記載された技術をプリン
ト基板の複層構造に対して応用することによって、無線
回路部とデジタル回路部との間における電磁結合を抑制
可能とした携帯型無線利用機器を提供する。すなわち、
図２２では、ケーブルなどの線路上を流れる電流を包み
込むように金属面を構成し（この図の場合は金属円筒で
包み込んでいる）、その終端を短絡面にする。それと同
時に、伝送路となる金属面の長さを管内を流れる電流の
波長の１／４に設定することによって、開口部インピー
ダンスが高い値となる。それによって、開口面側に接続
された線路からの電流は終端側へ接続された線路へは流
れにくくなる。本発明においては、プリント基板上に搭
載されたデジタル回路部及び無線回路部との間に、等価
的にこのような構成を有する機構を配置することによっ
て、開口面位置におけるインピーダンスを高める。それ
によって、一方の回路部から発生しグランド層を伝送さ
れる電流の他方の回路部側への混入を制御し、デジタル
回路部と無線回路部との間の電磁結合を抑制するもので
ある。

【００１０】本発明の携帯型無線利用機器においては、
そのような電磁結合を抑制するため電流制御機構部を備
えている。電流制御機構部は第１の金属面と第２の金属
面とビアホール列による等価的な金属面から形成され
る。第１の金属面は無線回路部とデジタル回路部が備え
られたプリント基板の上層に平行に配される。第２の金
属面はそのようなプリント基板の下層に平行に配され
る。ビアホール列による等価的な金属面は、上記の第１
及び第２の金属面上にビアホールを狭ピッチで直線上に
配列させることによって形成される。このようなビアホ
ール列による等価的な金属面は、上記の第１及び第２の
金属面の両端部から制御の対象となる電流の波長の４分
の１の長さの位置に設置される。そのような等価的な金
属面は、上記の第１及び第２の金属面とプリント基板上
のグランド層を導通させる短絡板としての役割を果た
す。また、ビアホール列による等価的な金属面は、上記
の第１及び第２の金属面の両サイド部にも設置される
（設置しない構成も可能である）。この場合は、上下の
金属面を導通させるのみでグランド層は導通させない。
このような構造を有することによって、等価的にグラン
ド層を包み込む金属角筒管が形成される。制御の対象と
なる電流は無線回路部から発生する無線周波電流または
デジタル部から発生する高調波電流であり、またはその
両者である。金属角筒管は制御の対象となる電流に適用
させた構造とすることができる。すなわち、金属角筒管
は１つとする構成も可能であり、また短絡板を共通とし
て背中合わせに２つ配置させる構成とすることも可能で
ある。

【００１１】上記の電流制御機構部の応用例として、第
１及び第２の金属面とビアホール列を口型状とし、デジ
タル回路部また無線回路部を中心として包み込むような
構成とすることも可能である。この場合においても基本
的な原理は上記と同様である。接続を強化するため、ま
たは短絡板としての機能を強化するため、ビアホール列
の一部または全部を複数列とすることも可能である。さ
らに、第１及び第２の金属面を信号層や電源層に混在さ
せることも可能である。プリント基板を挟み込むように
上下に金属板が配されている限り本発明の効果は発揮さ
れる。またプリント基板が金属製の外装ケースに収納さ
れている場合においても、外装ケースをプリント基板の
グランド層とみなして本発明による電流制御機構を適用
することが可能である。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明による携帯型無線利用機器
の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
ここで示されるプリント基板は従来の構成のものと同様
の４層基板を用いている（第１層／信号層、第２層／グ
ランド層、第３層／電源層、第４層／信号層）。基板の
各層間にはガラスエポキシ材等の誘電材料が埋め込まれ
ているが、図示は省略した。ここで使用したビアホール
は、空気孔の周囲に導電層が形成されている。金属パタ
ーンを貫通するビアホールは金属パターンと導通するこ
とになる。なお、ビアホールが貫通した各層上の一致し
た位置には、ビアホール用の孔（ホール）が形成されて
いる。

【００１３】本発明の第１の実施形態を図１、２に示
す。図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）は横から見た図、
図２はプリント基板の各層構造を示した展開斜視図であ
る。図示するように本実施形態においては、無線回路部
２１とデジタル回路部２２とを分離するため、プリント
基板内の両回路部の間に電流制御機構部１を搭載した構
成としている。電流制御機構部１は、グランド層を挟み
込むようにその上下層（第１層と第３層）に平行に金属
面２及び３を配している。そして、金属面の両サイドの
位置（無線回路部とデジタル回路部を結ぶ方向と直角な
方向におけるプリント基板の端部と概ね対応した金属面
上の位置）及び無線回路部とデジタル回路部を結ぶ方向
における金属面の端部から所望の間隔（Ｌ_r、Ｌ_d）だけ
離れた位置にビアホール５の列を直線状に形成してあ
る。

【００１４】グランド層４の幅は、金属面の両サイドの
ビアホール列に挟まれた幅より若干狭い構成とした。従
って、この位置では金属面の幅はグランド層の幅より若
干長い。上層に配された金属面２及び下層に配された金
属面３はそれぞれ同じ大きさであり、無線回路部とデジ
タル回路部を結ぶ方向における長さはＬ（＝Ｌ_r＋
Ｌ_d）、その方向と直角方向における幅は基板幅と同じ
である。これらの金属面は、後述のようにビアホール列
を境として長さが異なる２つの金属片（無線回路部側に
位置する長さＬ_rの金属片とデジタル回路部側に位置す
る長さＬ_dの金属片）を組み合わせたものである。

【００１５】金属片の長さＬ_r、Ｌ_dは、制御の対象とす
る電流の波長の１／４の長さに設定されている。例え
ば、無線回路部からデジタル回路部側への混入を制御す
べき無線周波電流の周波数をｆ_r（その時の波長は
λ_r）、これとは逆にデジタル回路部から無線回路部側
への混入を制御すべき高調波電流の周波数をｆ_d（その
時の波長はλ_d）とすると、Ｌ_r、Ｌ_dは以下の式に表さ
れる。Ｌ_r＝λ_r／４＝（ｃ₀／ｆ_r）／４（１）Ｌ_d＝λ_d／４＝（ｃ₀／ｆ_d）／４（２）ただし、ｃ₀：光速（３×１０⁸ｍ／ｓ）図示されるように、ビアホールは、第１層から第３層ま
で貫通しており、金属面の端からＬ_rだけ離れた（他方
の端からＬ_dだけ離れた）ビアホールは、上下層に配さ
れた金属面及びグランド層を導通状態にする。また金属
面の両サイドのビアホールは、上下層の金属面を導通状
態にする（グランドは非導通）。金属面の両サイドのビ
アホールがグランド層を導通させないのは、上述したよ
うにその位置では金属面の幅はグランド幅より若干長い
構造としており、ここでビアホールはプリント基板を貫
通するが、グランド層を貫通しないからである。

【００１６】本発明においては、隣り合ったビアホール
の間隔は考慮している波長に対して十分に短く、狭ピッ
チまたは高密度に実装している。このためビアホール列
は等価的に金属板とみなして差し支えない。このことを
考慮すると電流制御機構部１は、等価的に図３に示すよ
うな金属角筒管としての構造で表すことができる。同図
では、電流制御機構部のみを図示している。金属面の両
サイドに位置するビアホール列は、等価的に上下層に配
された金属面を接続する金属片７（７ａ／７ｂ）及び８
（８ａ／８ｂ）で表される。この結果、等価的にグラン
ド層を金属面４面（上層に配された金属面２と下層に配
された金属面３と両サイドの金属面７及び８）で完全に
包み込むような構成となっている。言い換えれば、グラ
ンド層に金属角筒を被せたような構成となっている。ま
た、金属面の端からＬ_rだけ離れた（同時に逆方向の端
からＬ_dだけ離れた）ビアホール列は、等価的に上下層
の金属面及びグランド層を接続する短絡板６（６ａ及び
６ｂ）で表される。

【００１７】図１〜３から判るように、このような構成
を有するビアホール列（短絡板６）を境として、２つの
電流制御機構（２つの金属角筒管）を並べた構成とみな
すことができる。すなわち、図４に示すように、ビアホ
ール列で構成された短絡板６を背中合わせとして、無線
回路部側には第１の電流制御機構１ａが、デジタル回路
部側には第２の電流制御機構１ｂが配置されたような構
成とみなすことができる。

【００１８】第１の電流制御機構１ａは、無線回路部側
から見た際に終端が短絡された構成である。グランド層
の上下層及び横面に形成された金属片は、無線回路部と
デジタル回路部を結ぶ方向において、対象とする無線周
波電流波長λ_rの１／４の長さ（Ｌ_r）を有する。このよ
うにこの電流制御機構は、グランド層を包み込むように
した伝送路（終端は短絡）が形成され、かつ伝送路はλ
_r／４の長さを有する。そのため、無線回路部側に対す
る第１の電流制御機構１ａの開口面位置では入力インピ
ーダンスが大きな値となる。この高インピーダンスの効
果により、無線回路部から発生しグランド層を伝わる無
線周波電流は、デジタル回路部の側へは流れにくくなり
電磁結合が抑制される。一方、第２の電流制御機構部１
ｂは、デジタル回路部側から見た際に終端が短絡された
構成である。グランド層の上下層及び横面に形成された
金属片は、無線回路部とデジタル回路部を結ぶ方向にお
いて、対象とする高調波電流波長λ_dの１／４の長さ
（Ｌ_d）を有する。従って、この場合も同様に、デジタ
ル回路部側に対する第２の電流制御機構部１ｂの開口面
位置では入力インピーダンスが大きな値となる。この高
インピーダンスの効果により、デジタル回路から発生し
たグランド層を伝わる高調波電流は、無線回路部の側へ
は流れにくくなり電磁結合が抑制される。

【００１９】以上にように、本実施形態の携帯型無線利
用機器では、電流制御機構部の効果によりデジタル回路
部から無線回路部側への高調波電流の混入、及び無線回
路部からデジタル回路部側への無線周波電流の混入が制
御される。これによって、無線回路部／デジタル回路部
間の電磁結合が抑制され、携帯型無線利用機器のより良
好な品質が確保される。

【００２０】本発明の第２の実施形態を図５、６に示
す。本実施形態の携帯型無線利用機器は、第１の実施形
態の携帯型無線利用機器に対して金属面の両サイドにお
けるビアホール列のみを取り去ったものである。この場
合もグランド層の幅は基板と同じ程度であって、ビアホ
ールは狭ピッチ・高密度に実装されており第１層から第
３層を貫通している。このため、ビアホール列は等価的
に金属板とみなして差し支えなく、このときの電流制御
機構部１は等価的に図７に示すような構造で表すことが
できる。このときの電流制御機構部１は、図８に示すよ
うにビアホール列で構成された短絡板６を背中合わせと
し、無線回路部が配置する側には第１の電流制御機構部
１ａが、また、デジタル回路部が配置する側には第２の
電流制御機構部１ｂが搭載されることになる。

【００２１】本実施形態の場合においては金属面の両サ
イドに設けられた金属片がないが、第１の実施形態の場
合と原理は同じである（厳密には「管」とは言えない
が、原理的には金属角筒管を形成する）。すなわち、短
絡板６からλ_r／４、λ_d／４の長さを有する第１及び第
２の電流制御機構のそれぞれの開口面における入力イン
ピーダンスが大きいために、一方の回路部から発生した
電流は他方の回路部側へ流れにくくなる。よって、第１
の実施形態の場合と同様に電磁結合が抑制される。

【００２２】本発明の第３の実施形態を図９、１０に示
す。第１及び第２の実施形態においては、無線回路部−
デジタル回路部双方の間の電磁結合の抑制を可能とする
携帯型無線利用機器について示した。本実施形態におい
ては、デジタル回路部から無線回路部へ混入する高調波
電流のみに着目し、それを制御する構成とする。図９、
１０は、デジタル回路部から無線回路部への高調波電流
の混入を制御する電流制御機構部を搭載した携帯型無線
利用機器である。この場合は、第１の実施形態における
第２の電流制御機構部のみを搭載した構成である（１つ
の等価的な金属角筒管のみの構成であり、コの字型のビ
アホール列が形成される）。同様に、本発明の第４の実
施形態として、無線回路部からデジタル回路部への無線
周波電流の混入を制御する電流制御機構部を搭載した携
帯型無線利用機器とすることも可能である（図１１、１
２）。この場合は、第１の実施形態における第１の電流
制御機構部のみを搭載した構成である（この場合も１つ
の等価的な金属角筒管のみの構成であり、コの字型のビ
アホール列が形成される）。上記第３または第４の実施
形態においても、（片側のみの）電磁結合を抑制する効
果は同様である。

【００２３】本発明の第５の実施形態を図１３に示す。
ここまでの実施形態では直線上のビアホール列が１列の
場合を示したが、例えば、第２の実施形態で用いたビア
ホールを狭ピッチで周期状に並べ複数列としても良い。
このようにすると、上層に配された金属面２と下層に配
された金属面３及びグランド層４との接続が強化される
（物理的な接続の強化）。また、等価的には複数の金属
板が置かれたことになるため短絡板としての作用がより
効果的となる。また、金属面の両サイド位置におけるビ
アホール列について、狭ピッチで周期状に並べ複数列と
しても良い。この場合は、グランド層に対して上層に配
された金属面２と下層に配された金属面３との接続が強
化される。このようにビアホール列の一部または全部を
複数列として構成することが可能である。図１３に示す
ように、無線回路部とデジタル回路部とを結ぶ方向にお
ける端部から、制御の対象となる電流の波長の４分の１
の長さだけ離れた金属面上の位置に、複数列のうちの端
列のビアホール列が位置するように構成される。従っ
て、その方向における金属面の長さはビアホールの複数
列の幅だけ長くなることになる。以降の実施形態におけ
るビアホール列についても複数列とした構成が可能であ
る。

【００２４】本発明の第６の実施形態を図１４、１５に
示す。図１４（ａ）は斜視図、図１４（ｂ）は横から見
た図、図１５は電流制御機構部を中心としてプリント基
板の各層構造を示した展開斜視図である。ここでは、デ
ジタル回路部が便宜上プリント基板中央付近に置かれた
携帯型無線利用機器について説明する。本実施形態の携
帯型無線利用機器は、デジタル回路部の周囲に口型状の
電流制御機構部３４を搭載した構成をとる。これは、上
記の第１から第５の実施形態において説明した電流制御
機構部１をデジタル回路部２２を取り囲むようにして配
置したものに相当し、層構成などの基本構成は同様であ
る。

【００２５】グランド層を挟み込むようにその上下層
（第１層及び第３層）に口型状の金属面（上層に配され
た金属面３２及び下層に配された金属面３３）を平行に
配している。そして、それぞれの金属面は、デジタル回
路部の外周の大きさよりやや大きい中抜きされたパター
ンで構成され、幅長は上記実施形態の場合と同様にＬ_r
＋Ｌ_dである。ビアホール列は、金属面の内端から所望
の間隔（Ｌ_d）だけ離れた位置に口型状に形成され、個
々のビアホールは第１層から第３層まで貫通している。
ビアホールが位置するところでは、上下層の金属面及び
グランドが導通した状態にあり、また、隣り合ったビア
ホールの間隔は考慮している波長に対して十分に短く狭
ピッチ・高密度に実装している。よって、ここでもビア
ホール列は金属板とみなすことができる。口型状のビア
ホール列は、金属面の内端からはＬ_d、外端からはＬ_rの
距離に位置し、前述のようにそれぞれ制御の対象とする
電流の波長の１／４の長さに設定されている。

【００２６】ここで、ビアホール列を等価的に金属板と
みなしたときの口型状の電流御機構部３４を図１６、図
１７に示す。図１６（ａ）は斜視図、図１６（ｂ）は横
から見た図、図１６（ｃ）は各層構造を示した展開斜視
図である。図１７は、本実施形態の場合の第１及び第２
の口型状の電流制御機構を示した図である。この場合の
電流制御機構部の構造は、図１６、図１７に示すよう
に、ビアホール列で構成された口型状の短絡板３１（３
１ａ及び３１ｂ）を背中合わせとし、２つの口型状の機
構が搭載されたような構造とみなすことができる。第１
の口型状の電流制御機構３４ａは、ビアホール列を境界
とし内側（デジタル回路部が搭載されている側）に搭載
されたものであって、終端が短絡され、かつ対象とする
高調波電流の波長λ_dの１／４の幅長Ｌ_dを有する口型状
金属面（３２及び３３）で構成される。また、第２の口
型状の電流制御機構３４ｂは、外側に搭載されたもので
あって終端が短絡され、かつ対象とする無線周波電流の
波長λ_rの１／４の幅長Ｌ_rを有する口型状の金属面（３
２及び３３）で構成される。従って第１の口型状の電流
制御機構３４ａは、デジタル回路部２２を取り囲むよう
に配置され、また内側を向いた開口面におけるインピー
ダンスが高いため、デジタル回路部からの高調波電流の
周囲への流出を制御可能である。この結果、例えば無線
回路部側への高調波電流の混入が制御されるようにな
り、電磁結合が抑制される。同様に、第２の口型状の電
流制御機構３４ｂは、開口面が外側を向いている。その
ため、周囲の回路部などからデジタル回路部へ電流が流
入することを制御することが可能であり電磁結合が抑制
される。本実施形態の場合、電流制御機構部の形状は
「管」とは言えないものの、金属角筒管としての効果は
基本的にはここまでの実施形態と同様である。

【００２７】上記第１から第５の実施形態では、電磁結
合を引き起こす２つの回路部の間に電流制御機構を配置
し、プリント基板のグランド層に流出した電流に対して
効果を発揮した。それに対し本実施形態では、電流が発
生する箇所を取り囲むように口型状の電流制御機構部を
構成している（取り囲む回路部は本実施形態のデジタル
回路部に限らず、無線回路部であってもよい）。そのた
め、電磁結合を引き起こすであろう電流のプリント基板
上への流出を制御する効果を発揮する。尚、ここまで４
層基板を例にとって説明したが、本発明による携帯型無
線利用機器は、８層、１６層等の４層以外のプリント基
板を用いることも可能である。また、グランド層の上下
層に形成された金属面（２及び３）は、信号層及び電源
層（第１層及び第３層）に混在させたが、混在させずに
金属面のみを形成した層を設けることも可能である。ま
たは上下層のいずれかの金属面が信号層または電源層と
混在した構成も可能である。

【００２８】以下の実施形態では、上記の実施形態をさ
らに変形した例をあげる。そのような変形例の場合にお
いても本発明の効果は上記と同様である。本発明の第７
の実施形態を図１８に示す。本実施形態の携帯型無線利
用機器においては、金属面は、グランド層に対して上下
１層目に形成されているが、金属面の形成層はグランド
層の上下層であれば何層目でもよい。例えば図１８に示
すようなＮ層基板の場合、グランド４が第（Ｎ−１）層
にあったとした場合、上層の金属面を第（Ｎ−３）層
目、下層の金属面を第Ｎ層などに形成してもよい。

【００２９】また、携帯型無線利用機器の外装ケース
は、一般にはプラスティックや樹脂などの非金属で構成
されることが多いが、金属製材料で構成されているもの
もある。このような場合は、外装ケースの表面に電磁結
合を引き起こすような電流が流れることもある。このよ
うな電流による電磁結合を抑制したい場合には、金属製
外装ケース５２を等価的にグランド層と見立て、図１９
に示すように上で述べた本発明による電流制御機構をケ
ース５２に適用しても良い。これは、金属製外装ケース
を完全に包み込むように金属角筒が被さり、金属角筒の
端部からＬ_rだけ離れた位置（他方の端部からだけＬ_d離
れた位置）に金属外装ケースと角筒とを短絡する短絡板
が接続された構成となる。同図を参照して判るように、
この構成は図３に示した金属板で構成された電流制御機
構部を金属製外装ケース５２に適用したものに相当す
る。同図では、図３のグランド層を金属製外装ケース５
２で置き換えただけである。従って、効果についてはこ
こまで記載した実施形態と同様であり、外装ケース上の
電流による電磁結合を抑制することが可能である。

【００３０】本発明の第９の実施形態を図２０に示す。
同様に金属製外装ケース５２を用いた場合に、第２の実
施形態における電流制御機構部を金属製外装ケースに適
用しても良い。この場合もグランド層を金属製外装ケー
スで置き換えただけである。よって、効果に関してはこ
こまでの実施形態と同様である。本来、電流制御機構部
の金属片の長さは、対象とする電流の波長の１／４の長
さである。本実施形態では、グランド層と金属面の間に
磁性体５０（または誘電体５０）を埋め込んで波長短縮
効果を利用して金属面の小型化を図っている（図２
０）。尚、本発明は、携帯電話機や携帯情報端末などの
携帯型無線利用機器への適用に限ったものではなく、一
般的な電子・電気機器に対して応用することも可能であ
る。例えば、電子・電気機器では、デジタル回路部−ア
ナログ回路部（本発明の無線回路部に相当）で電磁結合
が生じる場合がある。そのような場合に本発明を適用す
ることによって、上記同様の効果が発揮される。

【００３１】

【発明の効果】以上、本発明による携帯型無線利用機器
では、電流制御機構部の効果により、デジタル回路部か
ら無線回路部側への高調波電流の混入、及び無線回路部
からデジタル回路部側への無線周波電流の混入が制御さ
れるので、デジタル回路部−無線回路部との間の電磁結
合が抑制され、より良好な品質が確保可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による携帯型無線利用機器の第１の実施
形態を示したもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は横から
見た図である。

【図２】本発明による携帯型無線利用機器の第１の実施
形態のプリント基板の各層構造を示した展開斜視図であ
る。

【図３】本発明による携帯型無線利用機器の第１の実施
形態における等価的な電流制御機構部を示したもので、
（ａ）は斜視図、（ｂ）は横から見た図、（ｃ）はプリ
ント基板の各層構造を示した展開斜視図である。

【図４】本発明による携帯型無線利用機器の第１の実施
形態における第１及び第２の電流制御機構部を示した図
である。

【図５】本発明による携帯型無線利用機器の第２の実施
形態を示したもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は横から
見た図である。

【図６】本発明による携帯型無線利用機器の第２の実施
形態のプリント基板の各層構造を示した展開斜視図であ
る。

【図７】本発明による携帯型無線利用機器の第２の実施
形態における等価的な電流制御機構部を示したもので、
（ａ）は斜視図、（ｂ）は横から見た図、（ｃ）はプリ
ント基板の各層構造を示した展開斜視図である。

【図８】本発明による携帯型無線利用機器の第２の実施
形態における第１及び第２の電流制御機構部を示した図
である。

【図９】本発明による携帯型無線利用機器の第３の実施
形態を示したもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は横から
見た図である。

【図１０】本発明による携帯型無線利用機器の第３の実
施形態のプリント基板の各層構造を示した展開斜視図で
ある。

【図１１】本発明による携帯型無線利用機器の第４の実
施形態を示したもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は横か
ら見た図である。

【図１２】本発明による携帯型無線利用機器の第４の実
施形態のプリント基板の各層構造を示した展開斜視図で
ある。

【図１３】本発明による携帯型無線利用機器の第５の実
施形態を示したもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は横か
ら見た図である。

【図１４】本発明による携帯型無線利用機器の第６の実
施形態を示したもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は横か
ら見た図である。

【図１５】本発明による携帯型無線利用機器の第６の実
施形態について、電流制御機構部を中心としてプリント
基板の各層構造を示した展開斜視図である。

【図１６】本発明による携帯型無線利用機器の第６の実
施形態における等価的な電流制御機構部を示したもの
で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は横から見た図、（ｃ）は
各層構造を示した展開斜視図である。

【図１７】本発明による携帯型無線利用機器の第６の実
施形態における第１及び第２の口型状の電流制御機構部
を示した図である。

【図１８】本発明による携帯型無線利用機器の第７の実
施形態を示した横断面図である。

【図１９】本発明による携帯型無線利用機器の第８の実
施形態を示した斜視図である。

【図２０】本発明による携帯型無線利用機器の第９の実
施形態を示した斜視図である。

【図２１】従来技術における典型的な携帯型無線利用機
器の基本構成を示したものであり、（ａ）は斜視図、
（ｂ）は横から見た図、（ｃ）はプリント基板の各層構
造を示した展開斜視図である。

【図２２】従来技術における一般的なケーブル上の電流
を制御する機構を示したもので、（ａ）は斜視図、
（ｂ）はケーブル中心面上における断面図である。

【符号の説明】

１電流制御機構部１ａ第１の電流制御機構部１ｂ第２の電流制御機構部２ａ上層に配された金属面２ｂ上層に配された金属面３ａ下層に配された金属面３ｂ下層に配された金属面４グランド５ビアホール６ａ短絡板６ｂ短絡板７ａ金属片７ｂ金属片８金属片１０プリント基板１１プリント基板の第１層１２プリント基板の第２層１３プリント基板の第３層１４プリント基板の第４層２０アンテナ部２１無線回路部２２デジタル回路部２３給電部２４回路パターン３１ａ口型状の短絡板３１ｂ口型状の短絡板３２口型状の上層に配された金属面３３口型状の下層に配された金属面３４口型状の電流制御機構部３４ａ第１の口型状の電流制御機構３４ｂ第２の口型状の電流制御機構４１金属円筒４２金属板４３ケーブル５０磁性体または誘電体５１ビアホール用の孔（ホール）５２外装ケース

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5J021 AA01 AB02 CA06 FA11 HA05 HA10 JA07 5J046 AA04 AB06 UA08 5K052 AA02 BB02 BB16 DD23 DD27 FF36 FF38

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基地局との間で送受信される信号を処理す
る無線回路部及びデータ処理のためのデジタル信号を処
理するデジタル回路部を一枚のプリント基板上に備えた
携帯型無線利用機器において、前記無線回路部と前記デジタル回路部の間に電流制御機
構部が配置されており、前記電流制御機構部は、前記無線回路部で発生し前記プ
リント基板のグランド層を通じて伝送される無線周波電
流の前記デジタル回路部側への混入、及び前記デジタル
回路部で発生し前記プリント基板のグランド層を通じて
伝送される高調波電流の前記無線回路部側への混入の両
方またはいずれか一方のみを制御することを特徴とする
携帯型無線利用機器。
【請求項２】基地局との間で送受信される信号を処理す
る無線回路部及びデータ処理のためのデジタル信号を処
理するデジタル回路部の両回路部を一枚のプリント基板
上に備えた携帯型無線利用機器において、前記両回路部の間に電流制御機構部が配置されており、前記電流制御機構部は、前記無線回路部で発生する無線
周波電流及び前記デジタル回路部で発生する高調波電流
のいずれかの制御対象電流が、前記両回路部の一方の回
路部から前記プリント基板上のグランド層を通じて前記
両回路部の他方の回路部側へ混入することを制御する１
つまたは２つの等価的な金属角筒管をなし、前記金属角筒管は、前記制御対象電流を包み込むと同時
に終端が短絡板となるよう金属面及び狭ピッチビアホー
ル列による等価的な金属角筒管で構成され、前記両回路
部の一方に対する前記金属角筒管の開口面から前記短絡
板までの長さを前記制御対象電流の波長の４分の１に設
定することによって、前記開口面における入力インピー
ダンスを高めて前記混入を制御することを特徴とする携
帯型無線利用機器。
【請求項３】前記電流制御機構部は、前記無線回路部で
発生する無線周波電流を制御するための等価的な金属角
筒管である第１の電流制御機構、及び前記デジタル回路
部で発生する高調波電流を制御するための等価的な金属
角筒管である第２の電流制御機構から構成され、前記第１の電流制御機構及び第２の電流制御機構の終端
に接続された前記短絡板を共通とし背中合わせとしたこ
とを特徴とする請求項２記載の携帯型無線利用機器。
【請求項４】前記電流制御機構部は、前記無線回路部で
発生する無線周波電流を制御するための等価的な金属角
筒管である第１の電流制御機構、及び前記デジタル回路
部で発生する高調波電流を制御するための等価的な金属
角筒管である第２の電流制御機構のいずれか一方のみを
もって構成されることを特徴とする請求項２記載の携帯
型無線利用機器。
【請求項５】基地局との間で送受信される信号を処理す
る無線回路部及びデータ処理のためのデジタル信号を処
理するデジタル回路部の両回路部を一枚のプリント基板
上に備えた携帯型無線利用機器において、前記両回路部の間に、前記無線回路部で発生する無線周
波電流、及び前記デジタル回路部で発生する高調波電流
のいずれかの制御対象電流が、前記両回路部の一方の回
路部から前記プリント基板上のグランド層を通じて前記
両回路部の他方の回路部側へ混入することを制御する電
流制御機構部が配置されており、前記電流制御機構部は、前記プリント基板と平行となる
よう上層に配された第１の金属面と、前記プリント基板
と平行となるよう下層に配された第２の金属面と、ビア
ホール列による等価的な金属面を含んで構成されること
を特徴とする携帯型無線利用機器。
【請求項６】前記第１の金属面及び第２の金属面は、前
記両回路部側の端部を結ぶ方向の長さが、前記無線周波
電流の波長の１／４の長さＬ_rと前記高調波電流の波長
の１／４の長さＬ_dとの和である（Ｌ_r＋Ｌ_d）に設定さ
れ、かつ、前記両回路部側の端部を結ぶ方向と直角であ
る方向の幅が前記プリント基板の幅と等しく設定されて
おり、前記ビアホール列による等価的な金属面は、前記無線回
路部側の端部からＬ_r離れており、同時に前記デジタル
回路部側の端部からＬ_d離れた前記第１及び第２の金属
面上の位置において、前記プリント基板のグランド層で
ある部分を貫通して、ビアホールを直線上に狭ピッチに
配列させることによって形成されることを特徴とする請
求項５記載の携帯型無線利用機器。
【請求項７】前記第１の金属面及び第２の金属面は、前
記両回路部側の端部を結ぶ方向の長さが、前記無線周波
電流の波長の４分の１の長さＬ_rと前記高調波電流の波
長の４分の１の長さＬ_dとの和である（Ｌ_r＋Ｌ_d）に設
定され、かつ、前記両回路部側の端部を結ぶ方向と直角
である方向における幅が前記プリント基板上のグランド
層の幅より長く設定され、前記ビアホール列による等価的な金属面は、前記無線回
路部側の端部からＬ_r離れており、同時に前記デジタル
回路部側の端部からＬ_d離れた前記第１及び第２の金属
面上の位置において、前記プリント基板のグランド層で
ある部分を貫通して、ビアホールを直線上に狭ピッチに
配列させることによって形成され、さらに、前記ビアホール列による等価的な金属面は、前
記両回路部側の端部を結ぶ方向と直角である方向におけ
る前記プリント基板の両端部に概ね一致する前記第１及
び第２の金属面上の位置において、前記プリント基板の
グランド層ではない部分を貫通して、ビアホールを直線
上に狭ピッチに配列させることによって形成されること
を特徴とする請求項５記載の携帯型無線利用機器。
【請求項８】前記電流制御機構部は、前記制御対象電流
のいずれか一方のみを制御するための機構として構成さ
れ、前記第１の金属面及び第２の金属面は、前記両回路部側
の端部を結ぶ方向の長さが、前記制御対象電流のいずれ
か一方の波長の４分の１の長さに設定され、前記ビアホール列による等価的な金属面は、前記制御対
象電流のいずれか一方を発生させる回路部側に対して逆
側の端部である前記第１及び第２の金属面上の位置にお
いて、前記プリント基板のグランド層である部分を貫通
して、ビアホールを直線上に狭ピッチに配列させ、さらに、前記ビアホール列による等価的な金属面は、前
記両回路部側の端部を結ぶ方向と直角である方向におけ
る前記プリント基板の両端部に概ね一致する前記第１及
び第２の金属面上の位置において、前記プリント基板の
グランド層ではない部分を貫通して、ビアホールを直線
上に狭ピッチに配列させることによって、コの字型に形
成されることを特徴とする請求項５記載の携帯型無線利
用機器。
【請求項９】前記電流制御機構部は、前記両回路部のいずれか一方の回路部の外周よりやや大
きく中抜きされた、前記無線周波電流の波長の１／４の
長さＬ_rと前記高調波電流の波長の１／４の長さＬ_dの和
である（Ｌ_r＋Ｌ_d）の幅を有する第１及び第２の口型状
の金属面が、前記いずれか一方の回路部を取り囲むよう
に前記プリント基板の上下層に平行に配され、前記いずれか一方の回路部から発生する制御対象電流の
波長の４分の１の長さだけ、内端から等しく離れた前記
第１及び第２の口型状の金属面上の位置において、前記
プリント基板のグランド層を貫通させてビアホールを狭
ピッチで配列させることを特徴とする請求項５記載の携
帯型無線利用機器。
【請求項１０】前記ビアホール列による等価的な金属面
の一部または全部が、前記第１及び第２の金属面上に狭
ピッチで配列されたビアホールの直線上の複数列によっ
て構成され、前記ビアホール列が、前記第１及び第２の金属面上にお
いて前記両回路部のいずれか側または両側の端部から前
記制御対象電流の波長の１／４の長さの位置に配される
場合に、前記第１及び第２の金属面上における前記複数列の端列
であるビアホール列までの長さが前記制御対象電流の波
長の１／４となるように設定し、さらに前記第１及び第
２の金属板を前記複数列の幅の分だけ長く設定すること
を特徴とする請求項６から９のいずれか１つに記載の携
帯型無線利用機器。
【請求項１１】前記プリント基板を上下から挟んで複数
のプリント基板が配された複数プリント基板構造をなす
場合において、前記第１及び第２の金属面のいずれか一方または双方
が、前記複数プリント基板構造内に設けられた信号層及
び電源層のいずれか一方または双方に混在することを特
徴とする請求項６から１０のいずれか１つに記載の携帯
型無線利用機器。
【請求項１２】前記プリント基板が金属製の外装ケース
に収納されている場合において、前記金属製の外装ケー
スを前記プリント基板上のグランド層とみなして前記電
流制御機構部を適用したことを特徴とする請求項６から
１１のいずれか１つに記載の携帯型無線利用機器。
【請求項１３】前記外装ケースと前記電流制御機構部の
間に、電流の波長短縮効果を有する材料が埋め込まれて
いることを特徴とする請求項１２記載の携帯型無線利用
機器。