JP2004215149A - Antenna - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話に代表される無線機器に配される内蔵タイプのアンテナに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、携帯電話に代表される無線機器の普及は目覚しく、特に小型軽量のものが好まれている。
【0003】
そして、無線機器には、通常、電波の送受信を行うためにアンテナが搭載されているが、このアンテナも、機器の筐体内に配される内蔵タイプのものが普及し始めている。
【0004】
このような従来の内蔵タイプのアンテナについて、図6および図7を用いて説明する。
【0005】
図6は従来の内蔵タイプのアンテナの外観斜視図であり、同図において、1は、成形樹脂で略長方体の箱型に形成された基体部であり、その上面には金属薄板からなるアンテナ素子2が固定されている。
【0006】
このアンテナ素子2は、所定の送受信周波数に対応する形状に加工されていると共に、その端部には、給電端子2Aとグランド端子2Bが設けられている。
【0007】
そして、このように構成されたアンテナは、図7の上面図に示すように、機器の筐体10内に位置決め保持された配線基板11の上に載置されて、給電端子2Aが、配線基板11の給電ライン11Aに接続され、グランド端子2Bが配線基板11のグランドライン11Bに接続されて装着されるものである。
【0008】
以上の構成の従来のアンテナは、いわゆる逆Fタイプと呼称され、この逆Fタイプのものが現在多く用いられている。
【0009】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1、特許文献2が知られている。
【0010】
【特許文献1】
特開2001−352212号公報
【特許文献2】
特開2002−330023号公報
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の逆Fタイプのアンテナは、現在日本で使用されているPDC帯域や、外国で使用されているGSM、DCS帯域などの周波数帯域に対応する電波の送受信時の感度を維持しながら、基体部1、アンテナ素子2などの形状や体積を小型化することが難しく、また、当該アンテナは、通常、配線基板11上に載せて搭載されるものであったため、機器の厚みが厚くなってしまうという課題があった。
【0012】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、逆Fタイプのものよりも体積が小さくて、機器の配線基板上に配さずに済む小型な内蔵タイプのアンテナを提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。
【0014】
本発明の請求項1に記載の発明は、樹脂製の基体部と、上記基体部に固定され、上記基体部の側方に突出した接続部を備えた板金製のアンテナ素子とからなり、上記基体部は、使用機器の筐体に設けられた位置規制部などによって使用機器の配線基板に対して所定間隔離れた位置に位置規制されて、上記配線基板と並列的に並べて配されると共に、その装着状態において上記基体部の側方から突出した上記アンテナ素子の接続部が上記配線基板に対して弾接して電気的接続されたアンテナとしたものであり、配線基板の側方に並べて配置するようにして機器に搭載できるため、機器の薄型化に貢献できるという作用を有する。
【0015】
請求項2に記載の発明は、請求項1記載の発明において、アンテナ素子が、ジグザク状の折り返し状態に構成されたモノポールタイプのものであり、請求項1記載の発明による作用に加え、必要な電気長のものを容量結合なども考慮して折り返しパターンで構成することにより、アンテナ素子としての必要面積およびそれを配するための面積を削減させることができると共に、曲面的に形成された基体部の面に沿わせるように当該アンテナ素子の形状を加工することも容易にでき、アンテナ自身の省体積化が容易に実現できるという作用を有する。
【0016】
請求項3に記載の発明は、請求項2記載の発明において、装着状態で使用機器の筐体の外方側に向く基体部の側面部が、上記筐体形状に促した形状に構成されたものであり、請求項2記載の発明による作用に加え、筐体形状に促した形状としてあるアンテナは、筐体内にコンパクトに収容状態に搭載でき、使用機器のさらなる小型化に貢献できるという作用を有する。
【0017】
請求項4に記載の発明は、請求項1記載の発明において、基体部の配線基板側に向く側面部に、上記基体部を上記配線基板と一定距離に保つための突状規制部を設けたものであり、上記突状規制部を使用機器の配線基板の端面に当接もしくは若干の所定隙間を空けた状態で当該アンテナを搭載することにより、アンテナと配線基板との並列配置状態が確実に維持でき、配線基板に対するアンテナ素子の接続部の位置精度が向上したものとなるため、アンテナ搭載時における電気的接続状態が、さらに安定化したものになるという作用を有する。
【0018】
請求項5に記載の発明は、請求項1記載の発明において、アンテナ素子が、コイル状の形状で、そのコイルの一方側の端部に接続部を有するものであり、請求項2記載の発明による作用と同様に、アンテナ素子を少ない体積内で必要な電気長のものとして構成することが容易であるため、アンテナとして体積の小さいものにできるという作用を有する。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図1〜図5を用いて説明する。
【0020】
(実施の形態)
図1は本発明の一実施の形態によるアンテナの前方からの外観斜視図、図2は同後方からの外観斜視図、図3は同アンテナを無線機器の筐体に配置した状態を示す上面図であり、同図において、21は、成形樹脂から形成された基体部であり、この基体部21には、弾性を有する金属薄板を打抜き加工して形成されたアンテナ素子31が固定されている。
【0021】
そして、この基体部21は、中央位置が若干前方側に突出状態に湾曲した横長の略直方体に形成されていると共に、その後方側面部22の両端部には、各々係合用貫通孔を有する突起部41が設けられている。
【0022】
そして、上記基体部21の側方の一端部側にはアンテナ素子31の帯状部32がインサート成形やカシメなどにより固定されている。
【0023】
この帯状部32は、上記基体部21の後方側面部22および上面部23、ならびに上記後方側面部22に対向する前方側面部24に対して同一幅で固定されている。
【0024】
なお、帯状部32は、平坦面に形成された基体部21の下面部25には構成されていない。
【0025】
そして、アンテナ素子31は、上記帯状部32における基体部21の前方側面部24の下方位置から延設され、下面部25と平行関係に基体部21の長手方向に沿って枝状に伸びた第一素子部33を有している。
【0026】
この第一素子部33は、下面部25と平行関係に細幅の枝状部33Aが複数本、配されると共に、この枝状部33Aどうしは、上記基体部21側方の他端部側や中間部分で上下方向に連結部33Bで連結されて構成された、いわゆるモノポール式の折り返しパターンから構成されたものとなっている。
【0027】
そして、上記第一素子部33の枝状部33A間の間隔や連結部33Bの位置などは、送受信する周波数帯域に応じて容量結合などを考慮して構成されている。
【0028】
なお、第一素子部33などは、金属板を打抜き加工することにより、所望の形状で容易かつ高精度に形成できるので生産効率も高いものである。
【0029】
このように第一素子部33を前方側面部24上という同一平面上でジグザク状にコンパクトに折り返し状態に構成してあるため、この第一素子部33が設けられている部分の面積は小さくて済み、これにより基体部21も、従来のものよりも体積の小さい略直方体のものとなる。
【0030】
また、第一素子部33は曲面状態に加工形成することも容易であり、中央位置が若干前方側に突出状態に湾曲した前方側面部24など使用機器の外形形状に合う曲面形状で第一素子部33の配設面の形状が構成されてあっても、第一素子部33を上記配設面に沿わせるように配することも容易にできる。
【0031】
そして、上記アンテナ素子31は、上面部23上に位置する帯状部32の部分から、その上面部23に沿って他端部側の中間位置近傍まで延設された第二素子部34も有している。
【0032】
さらに帯状部32の後方側面部22に応じた部分には、一つの接続部35が構成されている。
【0033】
この接続部35は、弾性を有する舌状で、帯状部32に繋がる所定幅に構成された弾性アーム部35Aとその先端部35Bからなり、先端部35Bは所定面積の平坦面もしくは、それに突部や凹凸を有するものに構成されていると共に、当該アンテナが非装着状態である時には、基体部21の下面部25よりも当該先端部35Bは下方位置にあるように構成されている。
【0034】
以上のように構成される本実施の形態による内蔵タイプのアンテナは、使用機器となる無線機に、図3に示すように搭載されるものであって、続いて、同図を用いて上記無線機器への搭載状態について説明する。
【0035】
同図に示すように、機器の下方側の筐体51は、前方側(同図中では上方側に相当)の中央部が若干突出するように曲線状で形成された上面視略長方形の上方開口の箱型で、前方部分の内部空間を除く位置には、当該機器における配線基板52が位置決め収容されている。
【0036】
なお、この配線基板52には、当該機器を作動させるための各種電子部品などが搭載されていると共に、機器として操作部分となる上方側の筐体なども必要であるが、その説明や図示は省略する。
【0037】
そして、上記に説明したアンテナは、配線基板52が配されていない筐体51の前方部分に、配線基板52から基体部21が所定距離、離れた位置に並べて並列的に配され、筐体51に収容保持されている。
【0038】
このとき、当該アンテナは、第一素子部33側が筐体51の前方側、つまり外方側に向けられるように配され、その状態でアンテナ位置規制用として設けられた筐体51の位置規制部となる凸部51Aで、基体部21の後方側面部22の中央部分が後方ならびに左右方向に対して位置規制されて装着されている。
【0039】
当該アンテナの後方側面部22は、中央位置が前方側に突出された形状となっているため、上記配置状態で後方側面部22の後方部分には所定の空間が持てるようになり、上記空間を用いてアンテナ位置を規制する凸部51Aを容易に配することができ、面積効率よく機器を構成することができる。
【0040】
このとき、アンテナ位置を規制する凸部51Aの前方面側を、上記後方側面部22に応じた形状で構成し、後方側面部22の中央部分近傍含めて一つの凸部51Aで左右方向含めて位置規制するようにすればよい。
【0041】
また、当該アンテナの前方側面部24の両端部近傍も所定の空間が持てるので、この空間にもアンテナ位置を規制する凸部を設け、アンテナ位置を規制するようにしてもよい。
【0042】
そして、上記配置状態とされた際に、アンテナの後方側面部22に設けた各突起部41は、筐体51に設けられた二つの係止用突部53上に各々載るようになっており、各突起部41の上方からビス(図示せず)が螺合されて各突起部41と各係止用突部53は係止されている。
【0043】
また、アンテナ素子31の接続部35は、先端部35Bが配線基板52上に配された信号パターン部52Aに弾接して電気的に接続されている。
【0044】
このとき、配線基板52の上面はアンテナの下面部25よりも高い位置に位置するように組み込まれ、上記のように当該アンテナをビスで螺合させて搭載状態とすると、配線基板52で接続部35の弾性アーム部35Aが上方側に撓められることにより所定の弾接力が発生するようになり、この弾接力で当該弾接部分は安定して接続されたものにでき、例えば、その先端部35Bに突部や凹凸を設けておくと、当該接触は点接触のものにできるため、さらに好ましいものとなる。
【0045】
以上のように構成された本実施の形態によるアンテナを搭載した無線機器は、予め設定されている所定周波数帯域の電波を、当該アンテナを介して送受信して使用するものである。
【0046】
例えば、電波を受信する際には、第一、第二素子部33、34が機能して当該電波を受信し、それが接続部35を介して配線基板52の信号パターン部52Aに伝達され、配線基板52に配した制御部(図示せず)で所定処理が行われて受信状態に応じた機能が作動する。
【0047】
一方、電波を送信する際には、配線基板52の信号パターン部52Aから伝達される信号が、接続部35を介して第一、第二素子部33、34に伝わり、電波として送信される。
【0048】
このとき、当該アンテナは、第一素子部33と第二素子部34とを設けたものであると共に、各々の電気長は異なる長さで設定されているため、少なくとも二つの周波数帯域において良好に送受信可能なものとなる。
【0049】
このように本実施の形態におけるアンテナは、機器の筐体51への搭載時に、面積効率よく配置できる体積の小さいものであるため、機器の小型化に寄与できると共に、当該アンテナの搭載状態として、配線基板52上ではなく、筐体51の底面上に直接載せて搭載して電気的な導通が図れるものであるため、特に筐体51の厚さ、すなわち機器全体の厚みを容易に低減化させることができるという効果が得られるものである。
【0050】
なお、以上には当該アンテナとして第一素子部33と第二素子部34とを有する例で説明したが、素子部の数や形状および材質などには、何ら限定されるものではない。
【0051】
例えば、図4の外観斜視図に示すように、アンテナ素子61として、一端側に接続部61Aを備えた導電性コイル形状のものを棒状の基体部62に固定したものとしてもよく、この場合にも、必要な電気長のアンテナ素子部をコンパクトに構成することができ、小型なものにできる。
【0052】
また、当該コイル状のアンテナにおける機器への搭載状態は、上記のモノポールタイプのものと同じで、当該アンテナを配線基板52に対して並べて並列的に配すると共に、接続部61Aが信号パターン部52Aに弾接するように、突起部62Aの上方からビス(図示せず)を螺合して搭載するものであるため、機器の厚みの低減化などという同様な効果を得ることができる。
【0053】
なお、筐体51などへのアンテナの固着方法はビス止めする以外であってもよく、少なくとも配線基板52との並列的な配置関係が確実に維持された状態で、配線基板52に対してアンテナが配され、かつそのアンテナの接続部35(61A)が安定して信号パターン部52Aに弾接状態になるものであればよい。
【0054】
また、筐体51内におけるアンテナの位置規制状態をさらに確実にするためには、例えば、図5の上面図に示すように、筐体51内に設けたアンテナ位置を規制する凸部51Aに加えて、アンテナ側にも基体部21の後方側面部22に、上面視方形で枠状の突状規制部71を設け、その後方面71Aを配線基板52の端面に当接もしくは若干の隙間を空けた状態で搭載するようにすればよい。
【0055】
この場合には、上記突状規制部71によって、アンテナと配線基板52との並列配置状態が確実に維持でき、配線基板52に対してアンテナ素子31の接続部35の位置精度が向上したものとなるため、アンテナ搭載時における電気的接続状態が、さらに安定化したものになる。
【0056】
【発明の効果】
以上のように本発明のアンテナは、体積が小さくて、機器の配線基板上に配さずに済む小型なものが得られ、機器の薄型化などに寄与できるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態によるアンテナの前方からの外観斜視図
【図2】同後方からの外観斜視図
【図3】同アンテナを無線機器の筐体に配置した状態を示す上面図
【図4】同他の形状のアンテナ素子部を備えたアンテナの後方からの外観斜視図
【図5】同要部である基体部に突状規制部を設けたアンテナを無線機器の筐体に配置した状態を示す上面図
【図6】従来の内蔵タイプのアンテナの外観斜視図
【図7】同アンテナを無線機器の筐体に配置した状態を示す上面図
【符号の説明】
21、62 基体部
22 後方側面部
23 上面部
24 前方側面部
25 下面部
31、61 アンテナ素子
32 帯状部
33 第一素子部
33A 枝状部
33B 連結部
34 第二素子部
35、61A 接続部
35A 弾性アーム部
35B 先端部
41、62A 突起部
51 筐体
51A 凸部
52 配線基板
52A 信号パターン部
53 係止用突部
71 突状規制部
71A 後方面[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a built-in type antenna provided in a wireless device represented by a mobile phone.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, wireless devices typified by mobile phones have been remarkably spread, and small and lightweight devices are particularly preferred.
[0003]
In general, a wireless device is provided with an antenna for transmitting and receiving radio waves, and a built-in antenna disposed in a housing of the device has begun to spread.
[0004]
Such a conventional built-in type antenna will be described with reference to FIGS. 6 and 7. FIG.
[0005]
FIG. 6 is an external perspective view of a conventional built-in type antenna. In FIG. 6, reference numeral 1 denotes a substantially rectangular box-shaped base portion formed of a molding resin, and an upper surface thereof is formed of a thin metal plate. The antenna element 2 is fixed.
[0006]
The antenna element 2 is processed into a shape corresponding to a predetermined transmission / reception frequency, and a
[0007]
The antenna thus configured is placed on a wiring board 11 positioned and held in a
[0008]
The conventional antenna having the above configuration is called a so-called inverted-F type, and the inverted-F type antenna is widely used at present.
[0009]
As prior art document information related to the invention of this application, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2 are known.
[0010]
[Patent Document 1]
JP 2001-352212 A [Patent Document 2]
JP 2002-330023 A
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-mentioned conventional inverted-F type antenna maintains sensitivity when transmitting and receiving radio waves corresponding to frequency bands such as the PDC band currently used in Japan and the GSM and DCS bands used overseas. It is difficult to reduce the shape and volume of the base 1 and the antenna element 2 and the like. Further, since the antenna is usually mounted on the wiring board 11, the thickness of the device is increased. There was a problem of getting it.
[0012]
The present invention is to solve such a conventional problem, and to provide a small built-in type antenna which has a smaller volume than that of the inverted F type and does not need to be arranged on the wiring board of the device. With the goal.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.
[0014]
The invention according to claim 1 of the present invention comprises a resin base member and a sheet metal antenna element fixed to the base member and having a connection portion protruding to the side of the base member. The base portion is positioned at a position separated by a predetermined distance from the wiring board of the device to be used by a position control portion or the like provided in the housing of the device to be used, and is arranged in parallel with the wiring board, and In the mounted state, a connection portion of the antenna element protruding from the side of the base portion elastically contacts the wiring board to form an antenna electrically connected thereto, and is arranged side by side on the wiring board. Since it can be mounted on a device in this way, it has the effect of contributing to a reduction in the thickness of the device.
[0015]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the antenna element is a monopole type configured in a zigzag folded state. By constructing a folded pattern in consideration of capacitive coupling and the like having a short electrical length, the area required for the antenna element and the area for disposing the antenna element can be reduced, and the curved base is formed. The shape of the antenna element can be easily processed so as to conform to the surface of the portion, and the effect is that the volume saving of the antenna itself can be easily realized.
[0016]
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the side portion of the base portion facing the outer side of the housing of the device to be used in the mounted state is formed in a shape promoted by the housing shape. In addition to the operation according to the second aspect of the present invention, the antenna having the shape promoted by the housing shape can be mounted compactly in the housing and can contribute to further miniaturization of the equipment used. Have.
[0017]
According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a protruding restricting portion is provided on a side portion of the base portion facing the wiring board to keep the base portion at a fixed distance from the wiring board. By mounting the antenna in a state in which the protruding restricting portion is in contact with the end surface of the wiring board of the device to be used or with a slight predetermined gap, the parallel arrangement state of the antenna and the wiring board is ensured. Since the position accuracy can be maintained and the positional accuracy of the connection portion of the antenna element with respect to the wiring board is improved, the electrical connection state when the antenna is mounted is further stabilized.
[0018]
According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the antenna element has a coil shape and has a connecting portion at one end of the coil. In the same manner as the operation by the antenna, it is easy to configure the antenna element to have a required electric length within a small volume, so that the antenna element can have a small volume.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
[0020]
(Embodiment)
1 is an external perspective view of the antenna according to one embodiment of the present invention from the front, FIG. 2 is an external perspective view of the antenna from the rear, and FIG. 3 is a top view showing a state where the antenna is arranged in a housing of a wireless device. In the figure,
[0021]
The
[0022]
A
[0023]
The
[0024]
Note that the
[0025]
The
[0026]
In the
[0027]
The spacing between the
[0028]
The
[0029]
Since the
[0030]
In addition, the
[0031]
The
[0032]
Further, one connecting
[0033]
The connecting
[0034]
The built-in type antenna configured as described above according to the present embodiment is mounted on a wireless device to be used as shown in FIG. 3. The mounting state on the device will be described.
[0035]
As shown in the figure, the
[0036]
It is to be noted that various electronic components and the like for operating the device are mounted on the
[0037]
In the antenna described above, the
[0038]
At this time, the antenna is arranged such that the
[0039]
Since the
[0040]
At this time, the front surface side of the
[0041]
In addition, since a predetermined space can be provided near both ends of the front
[0042]
When in the above-described arrangement state, the
[0043]
The
[0044]
At this time, the upper surface of the
[0045]
The wireless device equipped with the antenna according to the present embodiment configured as described above transmits and receives radio waves of a predetermined frequency band set in advance via the antenna.
[0046]
For example, when receiving a radio wave, the first and
[0047]
On the other hand, when transmitting a radio wave, a signal transmitted from the
[0048]
At this time, the antenna is provided with the
[0049]
As described above, since the antenna according to the present embodiment has a small volume that can be arranged with good area efficiency when the device is mounted on the
[0050]
In the above, an example has been described in which the antenna includes the
[0051]
For example, as shown in the external perspective view of FIG. 4, the antenna element 61 may be a conductive coil having a connecting
[0052]
The mounting state of the coiled antenna on the device is the same as that of the above-described monopole type antenna. The antenna is arranged in parallel with the
[0053]
The method of fixing the antenna to the
[0054]
Further, in order to further ensure the state of restricting the position of the antenna in the
[0055]
In this case, it is possible to ensure that the parallel arrangement of the antenna and the
[0056]
【The invention's effect】
As described above, the antenna of the present invention has a small volume and does not need to be arranged on the wiring board of the device, and has an advantageous effect of contributing to a reduction in the thickness of the device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external perspective view of an antenna according to an embodiment of the present invention from the front. FIG. 2 is an external perspective view of the antenna from the rear. FIG. FIG. 4 is an external perspective view of an antenna having an antenna element portion of another shape from the rear. FIG. 6 is an external perspective view of a conventional built-in type antenna. FIG. 7 is a top view showing a state where the antenna is arranged in a housing of a wireless device.
21, 62
Claims (5)
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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