JP2004048471A

JP2004048471A - 機器内蔵ｇｎｄ実装アンテナ

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Publication number: JP2004048471A
Application number: JP2002204393A
Authority: JP
Inventors: Tamotsu Sasaki; 佐々木　保; Toshiichi Endo; 遠藤　敏一; Masashi Katsumata; 勝俣　正史
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2002-07-12
Filing date: 2002-07-12
Publication date: 2004-02-12

Abstract

【課題】従来のＧＮＤ実装アンテナである面状逆Ｆアンテナよりも、ＧＮＤ面水平方向のデッドスペースが少なく、部品を実装するプリント基板の設計の自由度が大きい機器内蔵ＧＮＤ実装アンテナを提供することを目的とするものである。
【解決手段】所定の部品を実装し、ＧＮＤ面を具備するプリント基板と、モノポール・逆Ｌ型・逆Ｆ型等のアンテナを構成する放射導体が基体とともに積層されている積層部品と、上記積層部品の積層方向が、上記プリント基板のＧＮＤ面と平行になるように、上記積層部品を上記プリント基板に固定する固定手段とを有する機器内蔵ＧＮＤ実装アンテナである。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機器内蔵ＧＮＤ実装アンテナに関し、特にマルチバンドの小型軽量携帯電話に用いて好適なＧＮＤ実装アンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
筐体内に設けられているＲＦ基板等に実装する従来の機器内蔵アンテナを、大別すると、非ＧＮＤ実装アンテナと、ＧＮＤ実装アンテナとに分けられる。
【０００３】
図５は、従来の非ＧＮＤ実装アンテナＡ１１を示す斜視図である。
【０００４】
非ＧＮＤ実装アンテナＡ１１は、プリント基板ＰＢ１１と、非ＧＮＤ実装アンテナ部品７０とを有する。非ＧＮＤ実装アンテナ部品７０は、放射導体や短絡導体等の一部または全部によって構成されている。
【０００５】
プリント基板ＰＢ１１は、ＧＮＤ面１５と非ＧＮＤ面１６とを有する。非ＧＮＤ実装アンテナ部品７０は、非ＧＮＤ面１６に設置されているアンテナである。
【０００６】
非ＧＮＤ実装アンテナＡ１１は、ＧＮＤに実装すると、アンテナの所望する特性が得られなくなるので、ＧＮＤ面１５には使用できず、非ＧＮＤ面１６に設置されている。
【０００７】
つまり、部品を実装するプリント基板ＰＢ１１に、ＧＮＤが設けられていない非ＧＮＤ面１６を設け、この非ＧＮＤ面１６に、ミアンダ等の導体からなるアンテナ部品７０を実装し、モノポール・逆Ｌ型・逆Ｆ型アンテナ等を構成する。
【０００８】
図６は、従来のＧＮＤ実装アンテナＡ１２を示す斜視図である。
【０００９】
ＧＮＤ実装アンテナＡ１２は、プリント基板ＰＢ１２と、ＧＮＤ実装アンテナ部品８０とを有する。
【００１０】
ＧＮＤ実装アンテナ部品８０は、ミアンダ等の導体によって、放射導体や短絡導体等の一部または全部が構成され、逆Ｆ型アンテナ等によって構成されているものであり、部品を実装しているプリント基板ＰＢ１２のＧＮＤ面１７の上に実装されている。
【００１１】
また、ＧＮＤ実装アンテナＡ１２は、プリント基板のＧＮＤ上ではなく、ＲＦ部品用シールドケースの上に、金属板加工逆Ｆ型アンテナを搭載している例もある。
【００１２】
図６に示すＧＮＤ実装アンテナＡ１２は、金属板加工によるパッチ状放射導体を有するＧＮＤ実装アンテナ、または、積層基板上にパッチ状放射導体を有するチップ型ＧＮＤ実装アンテナである。
【００１３】
ＧＮＤ実装アンテナＡ１２は、放射導体を厚さ方向に、距離を離して配置することが望ましく、たとえば、９００ＭＨｚ用の場合、パッチ状放射導体を有するので、積層基板の形状は、３５ｍｍ×１０ｍｍ×７ｍｍ程度の大きさになる。
【００１４】
さらに、パッチ状放射導体への給電手段として積層基板にスルーホール（側面半割スルーホール）導体を設けることにもなり、構成が複雑である。
【００１５】
図７は、積層基板上にストリップ状放射導体を有する従来のチップ型ＧＮＤ実装アンテナＡ１３を示す図である。
【００１６】
図７に示す従来のチップ型ＧＮＤ実装アンテナＡ１３は、ミアンダ形状を有する。
【００１７】
従来のチップ型ＧＮＤ実装アンテナＡ１３は、図６に示すパッチ状放射導体の場合と同様に、放射導体を厚さ方向に、距離を離して配置することが望ましく、そのストリップ状放射導体は、パッチ状放射導体に比べ、占有する面積が小さく、たとえば、９００ＭＨｚ用の場合、３５ｍｍ×１ｍｍ×７ｍｍ程度の大きさである。
【００１８】
しかし、従来のチップ型ＧＮＤ実装アンテナＡ１３は、幅１ｍｍで、厚さ７ｍｍの板を切り出すことは作業性が悪い。
【００１９】
さらに、従来のチップ型ＧＮＤ実装アンテナＡ１３は、ストリップ状放射導体への給電手段として積層基板にスルーホール（側面半割スルーホール）導体を設けることにもなり、構成が複雑である。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
従来の非ＧＮＤ実装アンテナＡ１１は、プリント基板のＧＮＤから影響を受け易く、ＧＮＤのないスペースを設け、そこに実装する必要があるという問題がある。
【００２１】
また、従来のＧＮＤ実装アンテナＡ１２は、小型軽量携帯電話に使用する場合、特に９００ＭＨｚ帯のように低い周波数帯を、積層方向の厚さが薄い多層構造の部品で実現することが困難であるという問題がある。
【００２２】
本発明は、従来のＧＮＤ実装アンテナである面状逆Ｆアンテナよりも、ＧＮＤ面水平方向のデッドスペースが少なく、部品を実装するプリント基板の設計の自由度が大きい機器内蔵ＧＮＤ実装アンテナを提供することを目的とするものである。
【００２３】
また、本発明は、小型軽量携帯電話のＧＮＤ実装アンテナにおいて、特に９００ＭＨｚ帯のように低い周波数帯を、積層方向の厚さが薄い多層構造の部品で実現することが容易である機器内蔵ＧＮＤ実装アンテナを提供することを目的とするものである。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、所定の部品を実装し、ＧＮＤ面を具備するプリント基板と、モノポール・逆Ｌ型・逆Ｆ型等のアンテナを構成する放射導体が基体とともに積層されている積層部品と、上記積層部品の積層方向が、上記プリント基板のＧＮＤ面と平行になるように、上記積層部品を上記プリント基板に固定する固定手段とを有する機器内蔵ＧＮＤ実装アンテナである。
【００２５】
【発明の実施の形態および実施例】
図１は、本発明の第１実施例である機器内蔵ＧＮＤ実装アンテナＡ１を示す図である。
【００２６】
図１（１）は、機器内蔵ＧＮＤ実装アンテナＡ１の斜視図であり、図１（２）は、機器内蔵ＧＮＤ実装アンテナＡ１の分解斜視図である。
【００２７】
図２は、機器内蔵ＧＮＤ実装アンテナＡ１の側面図である。
【００２８】
機器内蔵ＧＮＤ実装アンテナＡ１は、プリント基板ＰＢ１と、積層部品ＬＰ１と、固定手段３０とを有する。
【００２９】
プリント基板ＰＢ１は、所定の部品１１を実装し、ＧＮＤ面１２を具備するプリント基板である。
【００３０】
積層部品ＬＰ１は、逆Ｆ型のアンテナを構成する（ストリップ状（図面のミアンダを含む））放射導体２０と基体とを有し、放射導体２０と基体とが積層されている。
【００３１】
放射導体２０は、給電点２１と、ＧＮＤに短絡するための導体とを有する。
【００３２】
固定手段３０は、図１（２）に示すように、積層部品ＬＰ１の積層方向が、プリント基板ＰＢ１のＧＮＤ面１２と平行になるように、積層部品ＬＰ１をプリント基板ＰＢ１に固定する固定手段である。
【００３３】
具体的には、固定手段３０は、積層部品ＬＰ１に設けられている固定用突起３１と固定用導体３３と、プリント基板ＰＢ１に設けられている固定用穴３２と固定用ランド３４とによって構成されている。
【００３４】
固定用突起３１は、固定用穴３２と嵌合する突起であり、固定用導体３３は、固定用ランド３４と半田付けされる導体である。
【００３５】
なお、プリント基板ＰＢ１には、給電用ランド１３とＧＮＤランド１４とが設けられている。
【００３６】
機器内蔵ＧＮＤ実装アンテナＡ１によれば、小型軽量携帯電話の機器内蔵ＧＮＤ実装アンテナにおいて、特に９００ＭＨｚ帯のように低い周波数帯を、積層方向の厚さが薄い多層構造の部品で実現することが容易である。
【００３７】
また、上記実施例によれば、従来の機器内蔵ＧＮＤ実装アンテナである面状逆Ｆアンテナよりも、ＧＮＤ面水平方向のデッドスペースが少なく、部品を実装するプリント基板の設計の自由度が高い。
【００３８】
図３は、本発明の第２の実施例である機器内蔵ＧＮＤ実装アンテナＡ２を示す図であり、図３（１）は、機器内蔵ＧＮＤ実装アンテナＡ２の斜視図であり、図３（２）は、機器内蔵ＧＮＤ実装アンテナＡ２の分解斜視図である。
【００３９】
機器内蔵ＧＮＤ実装アンテナＡ２は、デュアルバンドアンテナを構成している実施例である。
【００４０】
プリント基板ＰＢ２は、所定の部品１１を実装し、ＧＮＤ面１２を具備するプリント基板である。
【００４１】
積層部品ＬＰ１は、逆Ｌ型のアンテナを構成する放射導体４０と基体とを有し、放射導体４０と基体とが積層されている積層部品である。
【００４２】
放射導体４０は、給電点４１と、各バンド共通の放射導体部４２と、波長の長いバンドを構成する放射導体部４３と、波長の短いバンドを構成する放射導体部４４とを有する。
【００４３】
固定手段３０は、図３（２）に示すように、積層部品ＬＰ２の積層方向が、プリント基板ＰＢ２のＧＮＤ面１２と平行になるように、積層部品ＬＰ１をプリント基板ＰＢ２に固定する固定手段である。
【００４４】
具体的には、固定手段３０は、積層部品ＬＰ２に設けられている固定用突起３１と固定用導体３３と、プリント基板ＰＢ２に設けられている固定用穴３２と固定用ランド３４とによって構成されている。
【００４５】
固定用突起３１は、固定用穴３２と嵌合する突起であり、固定用導体３３は、固定用ランド３４と半田付けされる導体である。
【００４６】
なお、プリント基板ＰＢ２には、給電用ランド１３が設けられている。
【００４７】
次に、機器内蔵ＧＮＤ実装アンテナＡ２の動作について説明する。
【００４８】
良好なアンテナ特性を得るためには、放射導体４０とＧＮＤ面１２との間距離は、一般に長いことが好ましい。たとえば、放射導体４０とＧＮＤ面１２との間距離をｈとし、使用波長をλとすると、一般に、ｈ／λの値が小さくなるに従って、狭帯域・低放射効率になる。
【００４９】
よって、放射導体にミアンダ導体（図３ではストリップ状の導体）等を用い、ＧＮＤ面１２から同じ距離（同じ高さ）に、デュアルバンドの各放射導体部４３、４４を配置する。この場合、ＧＮＤ面１２に垂直な放射導体部４２は、各バンドで共通であるとし、放射導体部４２の先端（ＧＮＤ面１２と反対の端部）から、ＧＮＤ面１２に水平方向に、各バンドに対応した長さで、放射導体部４３、４４を分枝させ、これによって、無駄なスペースを排除した小型アンテナを実現することができる。
【００５０】
つまり、機器内蔵ＧＮＤ実装アンテナＡ２は、デュアルバンドアンテナであり、上記デュアルバンドアンテナを構成する放射導体は、各バンドに共通な放射導体部と、上記共通な放射導体部の一端から分岐されている放射導体部とを有し、上記分岐されている放射導体部は、上記ＧＮＤ面とほぼ平行に設置され、各バンドに対応する長さで既定されている放射導体である機器内蔵ＧＮＤ実装アンテナの例である。
【００５１】
図４は、本発明の第３の実施例である機器内蔵ＧＮＤ実装アンテナＡ３を示す図であり、図４（１）は、機器内蔵ＧＮＤ実装アンテナＡ３の斜視図であり、図４（２）は、機器内蔵ＧＮＤ実装アンテナＡ３の分解斜視図である。
【００５２】
機器内蔵ＧＮＤ実装アンテナＡ３は、基本的には、機器内蔵ＧＮＤ実装アンテナＡ１と同じであり、積層部品ＬＰ１の代わりに、積層部品ＬＰ３が使用されている点のみが、機器内蔵ＧＮＤ実装アンテナＡ１とは異なる。
【００５３】
積層部品ＬＰ３は、積層部品ＬＰ１において、放射導体２０の代わりに、放射導体５０を設けたものである。
【００５４】
逆Ｆ型のアンテナを構成するので、放射導体５０は、デュアルバンドアンテナを構成する放射導体であり、給電点５１と、ＧＮＤに短絡するための導体と、波長の長いバンドを構成する放射導体５３と、波長の短いバンドを構成する放射導体５４とを有する。また、波長の短いバンドを構成する放射導体５４が、ＧＮＤ面１２に近い位置に配置され、波長の長いバンドを構成する放射導体５３が、ＧＮＤ面１２から遠い位置に配置されている。
【００５５】
放射導体５０としてミアンダ導体等（図示は、ストリップ状である）を用いたとしても、デュアルバンドの各放射導体５３、５４を、ＧＮＤ面１２から同じ距離に配置できない場合には、波長の短いバンドを構成する放射導体５４を、ＧＮＤ面１２に近い位置（低い位置）に配置し、これによって、アンテナ特性の劣化を最小限に抑えることができる。
【００５６】
つまり、機器内蔵ＧＮＤ実装アンテナＡ３は、デュアルバンドアンテナであり、上記デュアルバンドアンテナを構成する放射導体は、波長の短いバンドを構成する放射導体と、波長の長いバンドを構成する放射導体とを有し、上記波長の短いバンドを構成する放射導体は、上記波長の長いバンドを構成する放射導体よりも、上記ＧＮＤ面に近い位置に配置されている放射導体である機器内蔵ＧＮＤ実装アンテナの一例である。
【００５７】
なお、上記各実施例において、積層部品ＬＰ１、ＬＰ２、ＬＰ３の基体は、誘電体または磁性体であり、樹脂、セラミック、樹脂とセラミックとの複合部材によって構成されている。また、放射導体２０、４０、５０等は、金、銀、銅、パラジウム、白金、銀パラジウム、銀白金、アルミニウム等の導体を、金属箔、印刷、めっき、蒸着、スパッタ、エッチング等によって構成されたものである。
【００５８】
上記各実施例において、積層部品ＬＰ１、ＬＰ２、ＬＰ３として、その積層方向の厚さが１ｍｍという薄い多層構造の部品（３５×７ｍｍ）を作製し、ＧＮＤ面１２上に、垂直に実装する（ＧＮＤ面１２からの高さが約７ｍｍに実装する）ことによって、９００／１８００ＭＨｚ帯デュアルバンドアンテナを構成し、最大利得０〜１ｄＢｉを得た。
【００５９】
【発明の効果】
本発明によれば、小型軽量携帯電話の機器内蔵ＧＮＤ実装アンテナにおいて、特に９００ＭＨｚ帯のように低い周波数帯を、積層方向の厚さが薄い多層構造の部品で実現することが容易であるという効果を奏する。
【００６０】
また、本発明によれば、従来の機器内蔵ＧＮＤ実装アンテナである面状逆Ｆアンテナよりも、ＧＮＤ面水平方向のデッドスペースが少なく、部品を実装するプリント基板の設計の自由度が大きいという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例である機器内蔵ＧＮＤ実装アンテナＡ１を示す図である。
【図２】機器内蔵ＧＮＤ実装アンテナＡ１の側面図である。
【図３】本発明の第２の実施例である機器内蔵ＧＮＤ実装アンテナＡ２を示す図であり、図３（１）は、機器内蔵ＧＮＤ実装アンテナＡ２の斜視図であり、図３（２）は、機器内蔵ＧＮＤ実装アンテナＡ２の分解斜視図である。
【図４】本発明の第３の実施例である機器内蔵ＧＮＤ実装アンテナＡ３を示す図であり、図４（１）は、機器内蔵ＧＮＤ実装アンテナＡ３の斜視図であり、図４（２）は、機器内蔵ＧＮＤ実装アンテナＡ３の分解斜視図である。
【図５】従来の非ＧＮＤ実装アンテナＡ１１を示す斜視図である。
【図６】従来のＧＮＤ実装アンテナＡ１２を示す斜視図である。
【図７】積層基板上にストリップ状放射導体を有する従来のチップ型ＧＮＤ実装アンテナＡ１３を示す図である。
【符号の説明】
Ａ１、Ａ２、Ａ３…機器内蔵ＧＮＤ実装アンテナ、
ＬＰ１、ＬＰ２、ＬＰ３…積層部品、
２０、４０、５０…放射導体、
ＰＢ１、ＰＢ２…プリント基板、
３０…固定手段。

Claims

所定の部品を実装し、ＧＮＤ面を具備するプリント基板と；アンテナを構成する放射導体が少なくとも１層にパターニングされている積層部品であって、積層方向が、上記プリント基板のＧＮＤ面と平行である該積層部品と；
を有することを特徴とする機器内蔵ＧＮＤ実装アンテナ。
所定の部品を実装し、ＧＮＤ面を具備するプリント基板と；アンテナを構成する放射導体が少なくとも１層にパターニングされている積層部品と；
上記積層部品の積層方向が、上記プリント基板のＧＮＤ面と平行になるように、上記積層部品を上記プリント基板に固定する固定手段と；
を有することを特徴とする機器内蔵ＧＮＤ実装アンテナ。
請求項１または請求項２において、
上記アンテナは、デュアルバンドアンテナであり、
上記デュアルバンドアンテナを構成する放射導体は、各バンドに共通な放射導体部と、上記共通な放射導体部の一端から分岐されている放射導体部とを有し、上記放射導体は、上記ＧＮＤ面とほぼ平行に設置され、各バンドに対応する長さで既定されている放射導体であることを特徴とする機器内蔵ＧＮＤ実装アンテナ。
請求項１または請求項２において、
上記アンテナは、デュアルバンドアンテナであり、
上記デュアルバンドアンテナを構成する放射導体は、波長の短いバンドを構成する放射導体と、波長の長いバンドを構成する放射導体とを有し、
上記波長の短いバンドを構成する放射導体は、上記波長の長いバンドを構成する放射導体よりも、上記ＧＮＤ面に近い位置に配置されている放射導体であることを特徴とする機器内蔵ＧＮＤ実装アンテナ。