JP2006238414A - アンテナモジュール及びそれを具備した無線電子装置。 - Google Patents

Abstract

【課題】電子装置のセット内を占める空間を最小に減少させ、設置構造に対する自由度及び空間活用度の向上、装置の小型化、多機能化を図るアンテナモジュール。
【解決手段】アンテナモジュールは、柔軟性を有する非導電性材質の基板；下面一端部に電流が供給される給電部、下面他端部に基板対応の第１固定部及び供給電流による放射を担う放射部を有し基板上に装着されるアンテナ素子;基板に形成されアンテナ素子の給電部に連結される給電パッドを有する給電ライン; 基板に形成され上記第１固定部に連結される第１固定パッド;少なくとも一つの導電性ストリップラインで形成され給電パッドと第１固定パッドの間に配列されるパッドカップリング素子を含み、給電ラインを通してアンテナの放射部に流れる電流による共振と上記パッドカップリング素子に流入される電流による共振の相互作用によって所定帯域の信号を処理する。
【選択図】図５

Description

本発明は無線通信機能を具備した電子装置に具備されるアンテナモジュールに関するもので、より詳しくは電子装置のセット内を占める空間を最小に減少させながら、設置構造に対する自由度を向上させセットの空間活用度を高め、電子装置の小型化及び多機能化を図ることができるアンテナモジュール及びそれを具備した電子装置に関するものである。

近年、半導体技術と通信技術の発達につれ、使用者の移動性及び携帯性を向上させることができる無線通信機能を具備した電子装置(以下、無線電子装置と略称する)の使用が普及してきている。このような電子装置の代表的な例には携帯電話を挙げることができるが、こうした無線通信機能を具備した電子装置は最も基本的な目的である携帯性に対する使用者の欲求を満たすために、益々低重量化及び小型化の傾向で開発されている。

それと共に、一つの装置で二つ以上の機能を複合的に利用できるようにして所持の簡便を追求する使用者欲求を満足させるために、無線電子装置に、ＭＰ３、カメラ、信用カード機能、無線接触式交通カード機能中の一つ以上を含ませる多機能化傾向にある。

このような傾向に伴い、無線電子装置に具備される部品の小型化が研究されているが、こうした傾向は無線信号を送受信する素子であるアンテナにもそのまま適用されている。従来無線電子装置には製品サイズを減らすために内蔵型アンテナを主に使用する。このような内蔵型アンテナにはマイクロストリップパッチアンテナ、平板逆Ｆ型アンテナ、チップアンテナ等がある。

上記で、マイクロストリップパッチアンテナは印刷回路基板上に印刷されるマイクロストリップパッチで具現されるものであり、チップアンテナは所定の誘電体ブロック内部に螺旋形を含む様々な形態の放射パターンを多層で形成するものとして、上記多数の放射パターンが電気的に連結され所定波長に対応する電流経路を有するアンテナ機能を実行する。

そして、逆Ｆ型アンテナは図１に示すように、セット基板(１０)上で所定高さ上に形成される放射パッチ(１１)と、上記放射パッチ(１１)の一側角に電流を印加するための給電ライン(１２)と接地ライン(１３)が連結されるが、上記給電ライン(１２)と接地ライン(１３)は放射パッチ(１１)に垂直に結合され基板(１０)上の信号及び接地パターンにボンディングされる。

上記において、放射パッチ(１１)は基本的に長方形で可能であり、ここでは送受信帯域の拡張、アンテナ特性の向上のために、四角形の導体平面に所定形態のスリットに分割し螺旋形に変形した。上記放射パッチ(１１)の形状は様々な形態に変形され得る。上気図１に示す例において、放射パッチ(１１)は二つの電流経路を有し、上記二つの電流経路の電気的長さに対応する波長の周波数信号に対する送受信を実行することができる。この際、上記放射パッチ(１１)と給電及び接地ライン(１２、１３)は所定の誘電体、例えば、セラミックブロックによって支持され得る。

ところが、このような従来の内蔵型アンテナは図１に示すように、無線電子装置のセット(１０)上に装着される際、特性維持のために周辺に一定部分以上の非接地処理された空間が必要である。従って、実際従来の内蔵型アンテナは無線電子装置のセット上でアンテナサイズより大きい空間を占める。そして、小型化のみならず、多機能化が求められる無線電子装置においてはいくら少ない空間でもセット内に該空間を備えるのに困難がある。逆に、上記空間を節約することが可能であれば、無線電子装置をより小型化させることが可能であるので、アンテナ設置空間を減少させる必要がある。
これに係わる従来技術として、下記特許文献１で実装性の良好なアンテナモジュールが提案されている。図２は上記特許文献１に提示されたアンテナモジュールを表した斜視図である。図２を参照すれば、上記提案されたアンテナモジュールはアンテナ素子(２２)に電流を給電する駆動回路(２３)が備えられた実装基板(２１)の側面から延長される導波路(２４)を利用して上記駆動回路(２３)とアンテナ素子(２２)を連結して構成したものとされ、この際上記道波路(２４)は可撓性を有する軟質部材上に形成して、上記道波路を折り曲げるなどによってアンテナ素子(２２)を立体的に配置できるようにされている。このような構成によれば、アンテナモジュールは上記アンテナ素子(２２)と道波路(２４)と実装基板(２１)を一体で形成することができるため組み立て工程を減少させることができ、且つ配線や部品配置の自由を確保することができる。

しかし、上記のアンテナモジュールでは、上記アンテナモジュールを製造した後、無線装着装置内に設置するために道波路(２４)を垂直に折ると、これによって道波路(２４)のインピーダンスが変化されて信号損失が生じ、その結果アンテナ特性が劣るようになる短所がある。

従って、アンテナ特性を変化させないで、セット上で占める面積が少なく、配置の自由度の高いアンテナモジュールに対する研究が求められている。
特開２００３-８７０２２号特許公開公報

本発明は上述した従来の問題点を解決するために提案されたもので、その目的はアンテナ素子の特性変動なしに電子装置のセット内を占める空間を最小に減少させながら、設置構造に対する自由度を向上させセットの空間活用度を高め電子装置の小型化及び多機能化を図ることができ、また全方向から選んだ放射パターンを表しながらも広い帯域幅を得ることができるアンテナモジュール及びそれを具備した無線電子装置を提供することにある。

上記目的を成し遂げるための本発明によるアンテナモジュールは、柔軟性を有する非導電性の材質からなる基板；下面一端部に電流が供給される給電部と、下面他端部に上記基板と固定させるための第１固定部及び上記供給された電流によって放射を担う放射部を有し、上記基板上部の所定領域に装着されるアンテナ素子；上記アンテナ素子の給電部に連結されるように上記基板上に形成され、一端部に給電パッドが形成される給電ライン；上記アンテナ素子の第１固定部に連結されるように上記基板上に形成される第１固定パッド；及び少なくとも一つの導電性ストリップラインに形成されて上記給電パッドと上記第１固定パッドの間に配列されるパッドカップリング素子を含み、上記給電ラインを通して上記アンテナの放射部に流れる電流による共振と、上記パッドカップリング素子に流入される電流による共振の相互作用によって所定帯域の信号を処理することを特徴とする。

また、本発明による他のアンテナモジュールは上記アンテナが下面一端部に上記アンテナを接地させるための接地部と、下面他端部の上記接地部と対向する位置に第２固定部をさらに含み、上記基板が上記アンテナ素子の接地部と連結されるように一端部に接地パッドが形成される接地ラインと、上記アンテナの第２固定部が装着される位置に形成される第２固定パッドをさらに含み、上記接地パッドと上記第２固定パッドの間に少なくとも一つの導電性ストリップラインで形成されたパッドカップリング素子が配列されることを特徴とする。

さらに、上記目的を成し遂げるための本発明による無線電子装置は、所定回路を構成する多数の素子が装着されるセット; 及び柔軟な材質の基板上にアンテナ素子を装着し、上記アンテナ素子の給電部と接地部に接触されてその終端にそれぞれ接合部が形成された導電性の給電ライン及び接地ラインと、上記給電ラインと平行して形成された導電性の無給電ライン及び上記アンテナ素子を固定するために上記基板上に形成された固定部と上記給電ライン及び接地ラインの間に配列されたカップリング素子からなり、上記給電ラインと接地ラインの接合部が上記セットの所定位置にポンディングによって接合され、アンテナ素子が装着された部分はセットの外部に配置されるアンテナモジュールを含むことを特徴とする。

本発明によれば、アンテナ素子をセットの外部に位置させることにより、無線電子装置のセット上においてアンテナの実装空間を減少させ、セットに位置してアンテナに影響を及ぼす素子などからアンテナに加えられる影響を減少させることが可能である。

また、本発明によれば柔軟性のある基板を使用することにより、アンテナモジュールの配置に対する自由度を向上させることができ、これと共に、給電ラインと平行した無給電ラインを通してインピーダンスを調節することにより、インピーダンスマッチングを低下させることなくアンテナ素子をセットに垂直方向に配置することができる利点がある。

また、本発明によればアンテナモジュールの全方向から選んだ放射パターンを表しながらも広い帯域幅を得ることができる利点がある。

また、本発明はセット上においてはアンテナモジュールの給電ラインと接地ラインのみを実装し、実際アンテナ素子が位置する部分は無線電子装置のパッケージ形態を考慮して余分の空間に配置することができるので、無線電子装置の小型化をさらに向上させることができる利点がある。

以下、本発明の好ましき実施例の詳細な説明が添付された図面に基づいて説明される。図面の中で参照番号及び同一な構成要素についてはたとえ他の図面上に表示されてもできるだけ同一な参照番号及び符号で表している事に留意しなければならない。下記で本発明を説明することにおいて、かかる公知機能または構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を必要以ぼかすことが可能であると判断される場合にはその詳細な説明を省略する。また、本発明の説明に当たり、当業者にとって一般的な周知機能或いは構成に関する説明を省略する場合がある。

図３は、本発明によるアンテナモジュールの構成を表した分解斜視図である。

図３を参照すれば、本発明によるアンテナモジュール(３０)は、柔軟性を有する非導電性物質からなる基板(３１)と、上記基板(３１)上に装着されるアンテナ素子(３６)を含む。

上記基板(３１)上には形成され導電性物質からなり、アンテナ素子(３６)を接地させるための接地ライン(３３)と、上記基板(３１)上の所定位置に形成され導電性物質からなりアンテナ素子(３６)に電流を供給するための給電ライン(３２)と、上記給電ライン(３２)と平行して形成され、アンテナ素子(３６)の給電部(３６ｃ)または接地部(３６ｄ)に連結されず上記給電ライン(３２)との電気的カップリングによってインピーダンスを調整する無給電ライン(３４)及びアンテナ素子(３６)が固定されることができるように固定パッド(３５ａ、３５ｂ)が形成される。
上記基板(３１)上に装着されるアンテナ素子(３６)は上記基板(３１)の上部にダイボンディング(ｄｉｅ−ｂｏｎｄｉｎｇ)によって実装可能な形態であればどんな形態からなっても構わない。例えば、サイズ面において最も小型化されているチップ形態からなるアンテナ素子が好ましく、さらに具体的には積層型チップアンテや、逆Ｆ型チップアンテナがある。さらに広くは、所定サイズの基板上にマイクロストリップで形成されるものを含んだ平面形アンテナも含まれ得る。上記アンテナ素子(３６)の下面一端部には電流が供給される給電部(３６c)と、上記アンテナ素子(３６)を接地させるための接地部(３６ｄ)が形成される。また、上記アンテナ素子(３６)の下面長さ方向の他端部には上記アンテナ素子(３６)を上記基板(３１)上に固定できるように第１、２固定部(３６ａ、３６ｂ)が形成される。ここで、上記第１固定部(３６ａ)は上記第１固定パッド(３５ａ)に固定され、上記第２固定部(３６ｂ)は上記第２固定パッド(３５ｂ)に固定される。さらに、上記アンテナ素子(３６)には上記給電部(３６ｃ)を通して供給された電流を利用して放射を担う放射部(図示せず)が形成される。上記放射部は上記アンテナ素子(３６)の種類によって所望の放射特性が得られるように様々な形態で構成され得る。

上記接地ライン(３３)の一端には、上記アンテナ素子(３６)が上記基板(３１) 上に装着される際、アンテナ素子(３６)の接地部(３６ｄ)に連結されるように接地パッド(３３ｂ)が形成される。また、上記給電ライン(３２)の一端には上記アンテナ素子(３６)が基板(３１)上に装着される際、アンテナ素子(３６)の給電部(３６ｃ)に連結されるように給電パッド(３２ｂ)が形成される。また、本発明によるアンテナモジュール(３０)において、上記アンテナ素子(３６)を柔軟な材質の基板(３１)に装着させる場合、 完全に接着されなかったり、接着された部分が落ちるなどの問題が生じる虞がある。これを解決するために、上記アンテナ素子(３６)と対応されるは基板(３１)の下面上に所定の硬度を有する固定板(３７)を付着することができる。上記固定板(３７)はアンテナ素子(３６)の特性を変化させないために、非導電性の非金属の物質からなるべきである。

上記のように構成されたアンテナモジュール(３０)は基本的に無線電子装置セット(または印刷回路基板)の外部に装着され、上記セット上には給電ライン(３２)のみを実装するようにし、実際にセットにおいて要求される実装空間を減少させることができるようにし、インピーダンスマッチングがそれることなくアンテナモジュール(３０)が折れるようにしてアンテナ特性は維持しながらセット装着時配置に対する自由度を向上させるのである。

そのために、上記アンテナ素子(３６)と信号の入出力と接地及びインピーダンスマッチング用で設定された導体からなるライン(３２〜３４)が形成される基板(３１)は、柔軟性を有しながら非導電性の物性を有するようにすることにより、セット外部における配置位置に対する自由度を向上させる。すなわち、上記基板(３１)が自由に折られたり曲がるので、 基板(３１)を曲げその位置を無線電子装置セットの上部または側面に位置させることも可能である。この際、上記アンテナ素子(３６)の放射方向を固定するために別途の固定器具が具備され得るが、これについては次に実施例を挙げ説明する。

そして、柔軟性を提供するために上記基板(３１)の材料は、ポリマー(ｐｏｌｙｍｅｒ)、柔軟性のある金属(ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｍｅｔａｌ)のような可逆性材質と、ポリイミド(ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ)、ポリエステル(ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ)、ガラスエポキシ(ｇｌａｓｓ ｅｐｏｘｙ)のような非可逆性材質の材料からなることができ、その構造は上記群中の一つからなる単層基板または上記群中の一つ以上の材料からなるシートを有機接着剤を利用して接着させた複合多層基板で具現することができる。例えば、上記基板(３１)を可逆性材質とし上記固定板（３７）を非可逆性材質とすることができる。この場合、図３に示されているように、上記基板(３１)の側辺の一部に矩形小片状に延長させた形状の引出部分を設けておけば、この引出部分に給電ライン(３２)や接地ライン(３３)などの一端部が引出し配置される得る。そのために、アンテナモジュールの上記電子装置セットへの装着の際にも上記引出部分の柔軟性が維持される。

次いで、上記基板(３１)上に形成された給電ライン(３２)及び接地ライン(３３)はそれぞれアンテナ素子(３６)の装着位置に形成された給電パッド(３２ｂ)及び接地パッド(３３ｂ)に連結され、アンテナ素子(３６)に形成された給電部(３６ｃ)及び接地部(３６ｄ)に接触される。上記給電ライン(３２)と接地ライン(３３)の他端には無線電子装置のセット上に実装されるための接合部(例えば、半田)(３２ａ、３３ａ)が形成される。

本発明によるアンテナモジュール(３０)は上記給電ライン(３２)及び接地ライン(３３)に加え、上記給電ライン(３２)と平行した所定長さの導電性ラインからなる無給電ライン(３４)がさらに形成される。上記無給電ライン(３４)は上記給電ライン(３２)と電気的にカップリングを形成し、給電ライン(３２)が所定角度で折られても５０Ωのインピーダンスをマッチングさせることができるようにする。すなわち、アンテナ素子(３６)とセット上のインピーダンスマッチングを成して信号損失分を最小化させる。

上記のように無給電ライン(３４)を具備しない場合、周波数別に製作されるチップアンテナごとに特性が変わるので新たな給電ラインを設計しなければならない、また、図２に示すようにアンテナモジュールを垂直に配置する場合、給電ラインが垂直に折れることによってインピーダンスマッチングがそれることがあり得る。

それに対し、上記無給電ライン(３４)は給電ライン(３２)と電気的にカップリングされてカップリングキャパシタンスを形成し、これはアンテナ素子(３６)の位置移動によるインピーダンス変化を鈍感にさせ、損失のない信号伝達を可能にする。逆に説明すると、ＣＰＷ(ｃｏ−ｐｌａｎａｒ ｗａｖｅｇｕｉｄｅ) 給電構造と類似するように、広い周波数帯域に対するインピーダンスマッチングを可能にするのである。

図４ａ及び図４ｂは、本発明のように無給電ライン(３４)が形成されたアンテナモジュールの放射特性及び電圧定在波比(ＶＳＷＲ)を表す図表である。

先ず、図４ａは、上記図３のように無給電ライン(３４)が形成されたアンテナモジュールの電場(Ｅ−ｐｌａｎｅ)の放射パターンを示す図面である。上記図４ａを参照すれば、大部分の角度から選んだ放射パターンを表している。但し、接地面の影響によって２７０度近傍で通話不能点(ｎｕｌｌ点)が形成されたことが判る。

さらに、図４ｂは、上記図３の無給電ライン(３４)が形成されたアンテナモジュールの電圧定在波比(ＶＳＷＲ)を表す図面である。図４ｂを参照すれば、上記アンテナモジュールの-６ｄＢ帯域幅(４０)は約１７７ＭＨｚ(７％)を表す。

図５乃至図９は、本発明の実施例によってパッドカップリング素子を有するアンテナモジュールの構造を表す図面である。

先ず、図５を参照すれば、本発明の実施例によってパッドカップリング素子を有するアンテナモジュール(５０)は、上記基板(３１)上において、給電パッド(３２ｂ)と第１固定パッド(３５ａ)の間、そして接地パッド(３３ｂ)と第２固定パッド(３５ｂ)の間に少なくとも一つの導電性ストリップラインから形成されるパッドカップリング素子(３８ａ、３８ｂ)が配列されることができる。

上記図５では、上記パッドカップリング素子(３８ａ、３８ｂ)が薄いストリップラインから形成されて上記給電パッド(３２ｂ)と、接地パッド(３３ｂ)及び第１、２固定パッド(３５ａ、３５ｂ)の一面中央に連結された構造を表す。上記パッドカップリング素子(３８ａ、３８ｂ)は図６に示すように上記給電パッド(３２ｂ)と、接地パッド(３３ｂ)及び第１、２固定パッド(３５ａ、３５ｂ)の一面角部分に連結され得る。また、上記パッドカップリング素子(３８ａ、３８ｂ)は図７に示すように上記給電パッド(３２ｂ)と、接地パッド(３３ｂ)及び第１、２固定パッド(３５ａ、３５ｂ)の間に複数個の薄いストリップラインが複数個連結されてなることができる。さらに、上記パッドカップリング素子(３８ａ、３８ｂ)は図５乃至図７に示すように、上記給電パッド(３２ｂ)、接地パッド(３３ｂ)及び固定パッド(３５ａ、３５ｂ)に連結されて直接電流が供給され得る。また、図８に示すように上記パッドカップリング素子(３８ａ、３８ｂ)は上記給電パッド(３２ｂ)、接地パッド(３３ｂ)及び固定パッド(３５ａ、３５ｂ)と電磁気カップリング(ＥＭ ｃｏｕｐｌｉｎｇ)による給電が行われるように所定距離離隔されて配列されることもできる。

また、上記アンテナ素子(５０)がモノポール形態(ｍｏｎｏｐｏｌｅ ｔｙｐｅ)のアンテナの場合には、図９に示すように、既存の接地ライン(３３)が存在しない構造を有する。従って、基板(３１)上には上記アンテナ素子(５０)を固定させるための第３固定パッド(９０)が形成され、アンテナ素子の対応する位置には第３固定部(図示せず)が形成され得る。そして、上記給電パッド(３２ｂ)と第１固定パッド(３５ａ)の間、そして第２固定パッド(３５ｂ)と第３固定パッド(９０)の間に少なくとも一つの導電性ストリップラインから形成されるパッドカップリング素子(３８ａ、３８ｂ)が配列され得る。

このような構造において、上記アンテナモジュール(５０)の給電ライン(３２)を通して上記アンテナ素子(３６)内部の放射部(図示せず)に流れる電流によって形成される１次共振が起こる。なお、上記給電ライン(３２)を通して上記パッドカップリング素子(３８ａ、３８ｂ)に供給される電流によって２次共振が起こる。そうすることによって、上記アンテナ素子(３６)の放射部による共振と、上記パッドカップリング素子 (３８ａ、３８ｂ)による共振の相互作用によって広い帯域幅を得ることができ、放射特性を向上させることができる。

図１０ａ及び図１０ｂは、本発明によってパッドカップリング素子が形成されたアンテナモジュールの放射特性及び電圧定在波比(ＶＳＷＲ)を表す図表である。

先ず、図１０ａは、上記図５のようにパッドカップリング素子(３８ａ、３８ｂ)が形成されたアンテナモジュールの電場(Ｅ−ｐｌａｎｅ)の放射パターンを示す図面である。上記図１０ａを参照すれば、アンテナの全角度から選んだ放射パターンを表しており、最大アンテナ利得は５ｄＢi以上に増加したことが判る。

そして、図１０ｂは、上記図５のようにパッドカップリング素子(３８ａ、３８ｂ)が形成されたアンテナモジュールの電圧定在波比(ＶＳＷＲ)を表す図面である。図１０ｂを参照すれば、上記アンテナモジュールの-６ｄＢ帯域幅(９０)は約３４４ＭＨｚ(１４％)として帯域幅が向上されたことが判る。

図１１は、本発明の実施例によって下部カップリング素子が形成されたアンテナモジュールの構成を表す分解斜視図である。

図１１を参照すれば、本発明の実施例によって下部カップリング素子(１０１、１０２)が形成されたアンテナモジュール(１００)は、基板(３１)下面に導電性のストリップラインから形成された下部カップリング素子(１０１、１０２)が配列される。第１下部カップリング素子(１０１)は基板(３１)下面で一端が給電パッド(３２ｂ)下に位置し、他端は第１固定パッド(３５ａ)下に位置する。また、第２下部カップリング素子(１０２)は基板(３１)下面で一端が接地パッド(３３ｂ)下に位置し、他端は第２固定パッド(３５ｂ)下に位置する。このような構造において、上記アンテナモジュール(１００)の給電ライン(３２)を通して上記アンテナ素子(３６)内部の放射部(図示せず)に流れる電流によって形成される１次共振が起こる。また、上記給電ライン(３２)を通して流れる電流によって電磁気カップリング(ＥＭ ｃｏｕｐｌｉｎｇ)によって上記下部カップリング素子(１０１、１０２)電流が供給され、上記下部カップリング素子(１０１、１０２)に供給される電流によって２次共振が起こる。そうすることによって、上記アンテナ素子(３６)の放射部による共振と、上記下部カップリング素子(１０１、１０２)による共振の相互作用によって広い帯域幅及び向上された放射特性を得ることができる。

また、上記下部カップリング素子(１０１、１０２)は上記基板（３１）上に形成されたビアホール(ｖｉａ ｈｏｌｅ)を通して上記接地パッド(３２ｂ)及び固定パッド(３３ｂ)に直接連結されることができる。この場合、上記給電パッド(３２ｂ)及び接地パッド(３３ｂ)を通して上記下部カップリング素子(１０１、１０２)に直接電流が供給されることができ、同様に上記アンテナ素子(３６)の放射部による共振と、上記下部カップリング素子(１０１、１０２)による共振の相互作用によって広い帯域幅及び向上された放射特性を得ることができる。

図１１では、上記基板(３１)下面に下部カップリング素子(１０１、１０２)のみが配列されたアンテナモジュール構造(１００)を示しているが、基板(３１) 上面にパッドカップリング素子(３８ａ、３８ｂ)が配列され、これと共に基板(３１)下面に下部カップリング素子(１０１、１０２)が同時に配列されることもできる。そして、上記アンテナモジュール(１００)は上記アンテナ素子(３６)が装着された基板(３１)の下部面に付着されてアンテナ素子(３６)を支持するための所定硬度を有する非導電性の固定板(３７)がさらに含まれることができる。

図１２は、本発明によって下部カップリング素子が形成されたアンテナモジュールの電圧定在波比(ＶＳＷＲ)を表す図表である。

図１２を参照すれば、本発明によって下部カップリング素子が形成されたアンテナモジュール(１００)は-６ｄＢ帯域幅(１２０)が約１２ＭＨｚ(１２５％)として帯域幅が向上されたことが分かる。また、一上記下部カップリング素子が形成されたアンテナモジュール(１００)は、上記図５乃至７で基板(３１)上にパッドカップリング素子(３８ａ、３８ｂ)が配列されたアンテナモジュールのように、全角度から選んだ放射パターンを表しながら、高いアンテナ利得を表す。

以上のように形成されたアンテナモジュール(３０、５０、１００)は無線電子装置のセット外部に形成することができる。図１３ａ乃至１３ｃは無線電子装置のセット上に上記アンテナモジュール(３０、５０、１００)を装着した構造の実施例を示したもので、これを参照してアンテナモジュール(３０、５０、１００)の設置について説明する。

図１３ａを参照すれば、上記アンテナモジュール(３０、５０、１００)は任意無線電子装置を具現するセット(１３０)の回路印刷面の任意位置に半田によってその接合部(３２ａ、３３ａ)が実装される。この際、上記接合部(３２ａ、３３ａ)の実装位置はセット(１３０)上部面において外側方に設置するのが好ましく、その方向はセット(１３０)を基準に３６０度全方向が全て可能であるので、無線電子装置のデザインと使用方向を考慮してその位置を設定することが可能である。

上記図１３ａのように、セット(１３０)上に付着されたアンテナモジュール(３０、５０、１００)は柔軟性を有しているためセット(１３０)の内部方向に折ることができるので、該無線電子装置のパッキングの際、パッケージ構造を考慮して柔軟に対処することができる。

この際、上記アンテナモジュール(３０、５０、１００)の放射方向がセット(１３０)側よりは上部またはサイド方向を向かうのが好ましく、このようなアンテナモジュール(３０、５０、１００)の放射方向を固定するために上記アンテナモジュール(３０、５０、１００)を別途の固定構造を通して固定させることが可能である。

図１３ｂ乃至１３ｃは上記セット(１３０)に実装されたアンテナモジュール(３０、５０、１００)をセット面に垂直な方向に固定させた例を示したものである。

上記図１３ｂを参照すれば、上記アンテナモジュール(３０、５０、１００)は任意無線電子装置を具現するセット(１３０)の回路印刷面上の外側部にその接合部(３２ａ、３３ａ)が半田によって連結される。これと共に、上記セット(１３０)の側面にはアンテナモジュール(３０、５０、１００)を支持するための所定大きさの側壁(１３１)を形成させ、上記アンテナモジュール(３０、５０、１００)でアンテナ素子(３６)が位置した部分を上記側壁(１３１)上に有機物等を利用して付着する。これによれば、上記アンテナ素子(３６)の主放射方向はセット(１３０)を基準にして側面に向かう。

図１３ｃを参照すれば、他の方法で上記のようにセット(１３０)の側面にアンテナモジュール(３０、５０、１００)を支持するための側壁(１３１)を形成する。この際、上記側壁(１３１)上には所定位置に固定ピン(１３２)が形成され、アンテナモジュール(３０、５０、１００)の基板(３１)上で上記固定ピン(１３２)と対応される位置にホールを形成して、上記アンテナモジュール(３０、５０、１００)を固定ピン(１３２)に差し込んで側壁(１３１)に固定させる。この際、前と同様にアンテナモジュール(３０、５０、１００)の接合部(３２ａ、３３ａ)はセット(１３０)上の外側部に接合される。

上述された実施例以外に、無線電子装置のセット内に上記アンテナモジュール(３０、５０、１００)が収納されることができる収納空間を形成し、上記セット(１３０)に接合部(３２ａ、３３ａ)が接合されたアンテナモジュール(３０、５０、１００)を該収納空間に収納させる形態で構成することもできる。

上述したように、アンテナモジュール(３０、５０、１００)をセット(１３０)の外部に位置させる場合、セット(１３０)上でアンテナの実装空間が減少されて他の部分に対する設計が容易になることが可能になるだけでなく、アンテナ特性に大きな影響を与える素子など、例えば、ＬＣＤ、カメラ、スピーカー等による実装位置の制限及び特性維持問題を解決することができるようになる。

従来の内蔵型アンテナの構造及び設置形態を示す図面である。 従来の他のアンテナモジュールの構造を示す図面である。 本発明によるアンテナモジュールの構成を示す分解斜視図である。 本発明のように無給電ラインが形成されたアンテナモジュールの放射特性を示す図表である。 本発明のように無給電ラインが形成されたアンテナモジュールの電圧定在波比(ＶＳＷＲ)を示す図表である。 本発明の実施例によってパッドカップリング素子を有するアンテナモジュールの構造を表す図面である。 本発明の実施例によってパッドカップリング素子を有するアンテナモジュールの構造を表す図面である。 本発明の実施例によってパッドカップリング素子を有するアンテナモジュールの構造を表す図面である。 本発明の実施例によってパッドカップリング素子を有するアンテナモジュールの構造を表す図面である。 本発明の実施例によってパッドカップリング素子を有するアンテナモジュールの構造を表す図面である。 本発明によってパッドカップリング素子が形成されたアンテナモジュールの放射特性を示す図表である。 本発明によってパッドカップリング素子が形成されたアンテナモジュールの電圧定在波比(ＶＳＷＲ)を示す図表である。 本発明の実施例によって下部カップリング素子が形成されたアンテナモジュールの構成を示す分解斜視図である。 本発明によって下部カップリング素子が形成されたアンテナモジュールの電圧定在波比(ＶＳＷＲ)を示す図表である。 本発明によるアンテナモジュールを電子装置セットに装着した例を示す図面である。 本発明によるアンテナモジュールを電子装置セットに装着した例を示す図面である。 本発明によるアンテナモジュールを電子装置セットに装着した例を示す図面である。

符号の説明

３０、５０、１００ アンテナモジュール
３１ 基板
３２ 給電ライン
３２ａ、３３ａ 接合部
３２ｂ 給電パッド
３３ 接地ライン
３３ｂ 接地パッド
３４ 無給電ライン
３５ａ、３５ｂ 第１、第２固定パッド
３６ アンテナ素子
３６ａ、３６ｂ 第１、第２固定部
３６ｃ 給電部
３６ｄ 接地部
３８ａ、３８ｂ パッドカプリング素子
１０１、１０２ 下部カップリング素子
１３０ セット
１３１ 側壁
１３２ 固定ピン

Claims (13)

1. 柔軟性を有する非導電性の材質からなる基板;
   下面一端部に電流が供給される給電部と、下面他端部に上記基板と固定させるための第１固定部及び上記供給された電流によって放射を担う放射部を有し、上記基板上部の所定領域に装着されるアンテナ素子;
   上記アンテナ素子の給電部に連結されるように上記基板上に形成され、一端部に給電パッドが形成される給電ライン;
   上記アンテナ素子の第１固定部に連結されるように上記基板上に形成される第１固定パッド;及び
   少なくとも一つの導電性ストリップラインに形成されて上記給電パッドと上記第１固定パッドの間に配列されるパッドカップリング素子を含み、
   上記給電ラインを通して上記アンテナ素子の放射部に流れる電流による共振と、上記パッドカップリング素子に流入される電流による共振の相互作用によって所定帯域の信号を処理することを特徴とするアンテナモジュール。
2. 上記アンテナは下面一端部に上記アンテナ素子を接地させるための接地部と、下面他端部の上記接地部と対向する位置に第２固定部をさらに含み、
   上記基板は、上記アンテナ素子の接地部と連結されるように一端部に接地パッドが形成される接地ラインと、上記アンテナ素子の第２固定部が装着される位置に形成される第２固定パッドをさらに含み、
   上記接地パッドと上記第２固定パッドの間には少なくとも一つの導電性ストリップラインで形成されたパッドカップリング素子が配列されることを特徴とする請求項１に記載のアンテナモジュール。
3. 上記パッドカップリング素子は上記給電パッド、接地パッド及び固定パッドと直接連結されることを特徴とする請求項１又は２に記載のアンテナモジュール。
4. 上記パッドカップリング素子は上記給電パッド、接地パッド及び固定パッドと電磁気カップリングによる電流供給が可能になるように所定距離離隔されて配列されることを特徴とする請求項１又は２に記載のアンテナモジュール。
5. 上記基板上に給電ラインと平行になるように所定長さで形成される無給電ラインをさらに含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のアンテナモジュール。
6. 上記基板の下面で、上記アンテナ素子の長さ方向に下部カップリング素子が配列されることを特徴とする請求項１又は２に記載のアンテナモジュール。
7. 上記下部カップリング素子は上記基板に形成されたビアホールを通して上記給電パッドまたは上記接地パッドと直接連結されることを特徴とする請求項６に記載のアンテナモジュール。
8. 上記基板はポリマー(ｐｏｌｙｍｅｒ)、 柔軟性のある金属(ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｍｅｔａｌ)を含む可逆性物質と、ポリイミド(ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ)、ポリエステル(ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ)、ガラスエポキシ(ｇｌａｓｓ ｅｐｏｘｙ)のような非可逆性物質からなる単層又はこれらを有機接着剤を用いた多層で接合させた複合多層構造で形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載のアンテナモジュール。
9. 上記アンテナ素子はダイボンディングによって上記基板上面に実装可能な形態であることを特徴とする請求項１又は２に記載のアンテナモジュール。
10. 所定回路を構成する多数の素子が装着されるセット; 及び
    柔軟な材質の基板上にアンテナ素子を装着し上記アンテナ素子の給電部と接地部に接触されてその終端にそれぞれ接合部が形成された導電性の給電ライン及び接地ラインと、上記給電ラインと平行して形成された導電性の無給電ライン及び上記アンテナ素子を固定するために上記基板上に形成された固定部と上記給電ライン及び接地ラインの間に配列されたカップリング素子からなり、上記給電ラインと接地ラインの接合部が上記セットの所定位置にボンディングによって接合され、アンテナ素子が装着された部分はセットの外部に配置されるアンテナモジュールを含むことを特徴とする無線電子装置。
11. 上記アンテナモジュールの接地ラインと給電ラインの接合部は上記セット上方の外側部に接合されることを特徴とする請求項１０に記載の無線電子装置。
12. 上記セットの側面に所定大きさの側壁を形成し、上記アンテナモジュールのアンテナ素子部分を上記側壁に接着させることを特徴とする請求項１０に記載の無線電子装置。
13. 上記セットの側面に突出された固定ピンが形成された所定大きさの側壁を形成し、
    上記アンテナモジュールの上記固定ピンと対応する位置に結合用ホールを形成し、
    上記アンテナモジュールを上記側壁に固定させることを特徴とする請求項１０に記載の無線電子装置。

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