JP2007142960A

JP2007142960A - アンテナ一体型モジュール

Info

Publication number: JP2007142960A
Application number: JP2005336021A
Authority: JP
Inventors: Tomotaka Suzuki; 友貴鈴木
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2005-11-21
Filing date: 2005-11-21
Publication date: 2007-06-07

Abstract

【課題】小型化の促進が容易であると共に回路の不法改造が防止しやすいアンテナ一体型モジュールを提供すること。
【解決手段】回路基板１に実装された回路部品３群を板金の箱状カバー４で覆い、この箱状カバー４がシールドケースと逆Ｆアンテナのアンテナ素子とを兼ねる構成とする。この箱状カバー４には、矩形状の放射導体板５と、放射導体板５の給電部から垂下して配線パターンの給電ラインに接続された給電導体部６と、放射導体板５の一端部から垂下して接地導体層２に接続された短絡導体部７，８と、放射導体板５の他端部から垂下して回路基板１に固定された電気的にオープンな保持導体部９，１０と、各導体部６〜１０を除く位置で放射導体板５の周縁に沿って延在する側板１１〜１４とが設けられており、側板１１〜１４と回路基板１との間の間隙は放射導体板５の前記一端側よりも前記他端側の方が狭くしてある。
【選択図】図１

Description

本発明は、通信や放送に用いられる小型の送受信ユニット等として好適なアンテナ一体型モジュールに関する。

近年、無線通信技術の発達に伴って小型の送受信ユニットを組み込んだ電子機器や無線カードが種々提案されている。この種の送受信ユニットは、高周波回路が設けられた回路基板上にアンテナ素子が具備されているアンテナ一体型の高周波モジュールであって、従来のアンテナ一体型モジュールでは、高周波回路の主要部分が配設されている回路基板上の所定領域を金属板等からなるシールドケースで覆い、回路基板上の別の領域にチップアンテナやパターンアンテナ等のアンテナ素子を設けるという構成が一般的であった（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、このように回路基板上の異なる領域にアンテナ素子とシールドケースとが並設されている構成では、モジュール全体が平面的に大きなサイズになってしまうため、小型化が促進しにくいという問題があった。また、アンテナ素子としてチップアンテナを用いたり該チップアンテナを高周波回路と接続するために同軸ケーブルを用いた場合には、部品コストが大幅に上昇してしまうという問題もあった。

そこで従来、高周波回路の回路部品群を覆って電磁的にシールドするシールドケースを、逆Ｆアンテナのアンテナ素子として兼用できるように構成したアンテナ一体型モジュールが本出願人より提案されている（例えば、特許文献２参照）。かかる従来提案では、金属平板の周縁から複数本の折り曲げ脚片を垂下させてなる金属カバーが用いられ、この金属カバーの所定の折り曲げ脚片を給電ピンやショートピンとして動作するように回路基板側の配線パターンや接地導体層に接続すると共に、金属平板を高周波回路の回路部品群を覆う位置に配置させている。また、残余の折り曲げ脚片を電気的に孤立した半田ランドに接続して、金属平板が回路基板上に安定的に支持されるようにしてある。この金属カバーはシールドケースとして動作させることができるだけでなく、配線パターンを介して金属平板に給電することにより逆Ｆアンテナのアンテナ素子として動作させることができるため、別部品のアンテナ素子とシールドケースを平面的に並べて配設するという前記従来技術に比べると、小型化や低コスト化が図りやすいアンテナ一体型モジュールとなっている。
特開２００２−２３２２２１号公報（第４−６頁、図１）特開２００５−５８６６号公報（第４−５頁、図１）

特許文献２に開示された従来提案では、シールドケースとアンテナ素子とを兼ねる金属カバーを用いることによって、アンテナ一体型モジュールの小型化や低コスト化を図っているが、この金属カバーの長手寸法は共振長の約４分の１に設定しなければならないため、モジュール全体のさらなる小型化を実現するうえで金属カバーの平面的な大きさが障害となっていた。また、かかる従来提案において、金属カバーは金属平板の周縁から複数本の折り曲げ脚片を垂下させているだけなので、この金属平板に覆われた空間（回路部品群が実装されている領域）は側方から見ると露出した状態になっており、よって該空間内へ側方から半田ごて等が差し込まれて高周波回路の主要部分が不法改造される虞があった。

本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、小型化の促進が容易であると共に回路の不法改造が防止しやすいアンテナ一体型モジュールを提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明のアンテナ一体型モジュールでは、高周波回路の配線パターンおよび接地導体層が設けられた回路基板と、この回路基板上に実装された回路部品群と、前記回路基板に搭載されて前記回路部品群を覆う金属板からなる箱状カバーとを備え、前記箱状カバーには、前記回路基板の板面と所定間隔を存して対向する放射導体板と、この放射導体板の給電部から前記回路基板側へ垂下して前記配線パターンに接続された給電導体部と、前記放射導体板の一端側の周縁から前記回路基板側へ垂下して前記接地導体層に接続された短絡導体部と、前記放射導体板の他端側の周縁から前記回路基板側へ垂下して該回路基板に固定された電気的にオープンな保持導体部と、これら給電導体部と短絡導体部および保持導体部を除く位置で前記放射導体板の周縁に沿って延在すると共に該周縁から前記回路基板側へ垂下する側板とが設けられており、前記放射導体板の周縁の位置に応じて前記側板の垂下方向の長さを異ならせることにより、該側板と前記回路基板との間の間隙が前記放射導体板の前記一端側よりも前記他端側の方が狭くなるように設定した。

このように構成されたアンテナ一体型モジュールは、シールドケースとアンテナ素子とを兼ねる板金の箱状カバーを用いているため、別部品のアンテナ素子とシールドケースを平面的に並べて配設する構成に比べてモジュール全体の小型化や低コスト化が図りやすいのみならず、給電時に大きな電界が発生する箱状カバーの電気的にオープンな側で側板と回路基板との間の間隙が狭くなっていることから、かかる電界領域に大きな容量が装荷されて共振周波数を下げることができ、それゆえモジュール全体のさらなる小型化を容易に促進できる。また、箱状カバーの側板は、放射導体板の周縁に沿って延在すると共に該周縁から回路基板側へ垂下されており、この側板と回路基板との間に広い間隙が形成されることはないので、箱状カバーに覆われた空間内へ側方から半田ごて等を差し込むことは困難であり、よって高周波回路の主要部分が不法改造される危険性は少ない。

上記の構成において、箱状カバーの放射導体板が矩形状であって、その長手方向一端側の２箇所の隅部からそれぞれ短絡導体部を垂下させると共に、長手方向他端側の２箇所の隅部からそれぞれ保持導体部を垂下させると、箱状カバーの形状が単純になって製造が容易であると共に、この箱状カバーの長手寸法を共振長の４分の１よりも相当に短く設定することができるため、小型化や低コスト化が促進しやすくなって好ましい。

また、上記の構成において、箱状カバーの側板と回路基板との間の間隙を最も広い箇所でも１ミリメートル以下に設定しておけば、高周波回路の主要部分の不法改造を一層確実に防止することができるため好ましい。

本発明のアンテナ一体型モジュールは、シールドケースとアンテナ素子とを兼ねる板金の箱状カバーを用いているため、別部品のアンテナ素子とシールドケースを平面的に並べて配設する構成に比べて小型化や低コスト化に有利であるのみならず、箱状カバーの電気的にオープンな側で側板と回路基板との間隙を狭めて電界領域に大きな容量が装荷されるようにしてあるため、モジュール全体の小型化を容易に促進することができる。また、こうして箱状カバーに側板が設けてあると、箱状カバーに覆われた空間内へ側方から半田ごて等を差し込むことは困難となるため、高周波回路の主要部分が不法改造される危険性が大幅に低減する。

発明の実施の形態を図面を参照して説明すると、図１は本発明の実施形態例に係るアンテナ一体型モジュールの斜視図、図２は該モジュールの分解斜視図である。

これらの図に示すアンテナ一体型モジュールは、上面および底面に高周波回路の配線パターン（図示せず）が設けられると共に内層に接地導体層２が設けられた矩形状の回路基板１と、回路基板１の上面に実装されて前記配線パターンに接続されたチップ部品やＩＣ等の回路部品３群と、回路基板１上に搭載されて回路部品３群を覆っている金属板からなる箱状カバー４とによって主に構成されている。このモジュールは、携帯電話機等の電子機器に備えられるマザーボード２０上の所定位置に回路基板１を電気的かつ機械的に接続して実装される。

箱状カバー４は、回路部品３群を覆う矩形状の金属平板である放射導体板５と、この放射導体板５の周縁から回路基板１側へ垂下する給電導体部６と短絡導体部７，８および保持導体部９，１０と、これら各導体部６〜１０を除く位置で放射導体板５の周縁に沿って延在する４つの側板１１〜１４とによって構成されている。放射導体板５の一方の長辺に沿う側板１１は、長手方向一端側が給電導体部６と連続し他端側が保持導体部９と連続している折り曲げ片であり、給電導体部６とスリット１５を介して隣接する位置に短絡導体部７が設けられている。放射導体板５の他方の長辺に沿う側板１２は、長手方向一端側が短絡導体部８と連続し他端側が保持導体部１０と連続している折り曲げ片である。これらの側板１１，１２と回路基板１の上面との間の間隙は均一でなく、給電導体部６や短絡導体部８に近い前記一端側の間隙ｔ１よりも保持導体部９，１０に近い前記他端側の間隙ｔ２の方が狭くなっている（ｔ１＞ｔ２）。また、放射導体板５の長手方向一端側の短辺に沿って延在する折り曲げ片が側板１３であり、放射導体板５の長手方向他端側の短辺に沿って延在する折り曲げ片が側板１４である。これら両側板１３，１４と回路基板１の上面との間の間隙は同じでなく、側板１３と回路基板１の間隙ｔ３よりも側板１４と回路基板１の間隙ｔ４の方が狭くなっている（ｔ３＞ｔ４）。ただし、回路基板１の上面との間に若干の間隙を画成している側板１１，１２の前記一端側や側板１３においても、その間隙ｔ１，ｔ３は最大１ミリメートル以下に抑えられている。

箱状カバー４の各導体部６〜１０について説明すると、箱状カバー４の長手方向一端側の２箇所の隅部に設けられた短絡導体部７，８の下端部はいずれも接地導体層２に接続されており、一方の短絡導体部７の近傍に給電導体部６が設けられている。この給電導体部６の下端部は前記配線パターンの給電ラインに接続されており、所定の高周波信号が給電導体部６を介して放射導体板５の給電部（給電導体部６の上端折曲部）へ供給されるようになっている。箱状カバー４の長手方向他端側の２箇所の隅部に設けられた保持導体部９，１０の下端部はいずれも電気的に孤立した半田ランド（図示せず）に接続されているため、これらの保持導体部９，１０は電気的にオープンな状態に保たれている。このように各導体部６〜１０の下端部がすべて回路基板１に固定されているため、放射導体板５は回路基板１と所定の間隔を存して対向する位置に安定的に支持されている。

このように構成されるアンテナ一体型モジュールは、回路部品３群を覆う板金の箱状カバー４が接地導体層２に接続されているため、この箱状カバー４をシールドケースとして動作させることができる。また、箱状カバー４の矩形状の放射導体板５は、その長手方向一端側に短絡導体部７，８が配設されて他端側が電気的にオープンな状態に保たれており、給電導体部６からの給電によってこの放射導体板５を励振させることが可能なため、箱状カバー４を逆Ｆアンテナのアンテナ素子として動作させることができる。

すなわち、本実施形態例に係るアンテナ一体型モジュールは、高周波回路の主要部分を覆う箱状カバー４がシールドケースとして動作するだけでなく、逆Ｆアンテナのアンテナ素子としても動作するように設計されているため、別部品のアンテナ素子とシールドケースを平面的に並べて配設する構成に比べて小型化や低コスト化が図りやすい。しかも、この箱状カバー４は、放射導体板５の周縁の位置に応じて各側板１１〜１４の垂下方向の長さを異ならせることによって、これらの側板と回路基板１との間の間隙が電気的にオープンな側、つまり給電時に大きな電界が発生する側で狭くしてあるため、かかる電界領域に大きな容量が装荷されて共振周波数を下げることができる。そのため、この箱状カバー４の長手寸法は共振長の４分の１よりも相当に短く設定することができ、モジュール全体の顕著な小型化を容易に促進できる。

また、この箱状カバー４の４つの側板１１〜１４は、放射導体板５の周縁に沿って延在すると共に該周縁から回路基板１側へ垂下されており、各側板１１〜１４と回路基板１の上面との間の間隙は最大でも１ミリメートル以下に抑えられているので、箱状カバー４に覆われた空間内へ側方から半田ごて等を差し込むことは困難である。したがって、本実施形態例に係るアンテナ一体型モジュールは、高周波回路の主要部分が不法改造される危険性が極めて少ない。

なお、上記実施形態例では、箱状カバー４の放射導体板５を矩形状にした場合について説明したが、放射導体板を正方形状や五角形状等の他の形状にすることも可能である。また、上記実施形態例では、接地導体層２を回路基板１の内層に設けた場合について説明したが、接地導体層２を回路基板１の底面に設ける構成にしても良い。

本発明の実施形態例に係るアンテナ一体型モジュールの斜視図である。該モジュールの分解斜視図である。

符号の説明

１回路基板
２接地導体層
３回路部品
４箱状カバー
５放射導体板
６給電導体部
７，８短絡導体部
９，１０保持導体部
１１〜１４側板
２０マザーボード

Claims

高周波回路の配線パターンおよび接地導体層が設けられた回路基板と、この回路基板上に実装された回路部品群と、前記回路基板に搭載されて前記回路部品群を覆う金属板からなる箱状カバーとを備え、
前記箱状カバーには、前記回路基板の板面と所定間隔を存して対向する放射導体板と、この放射導体板の給電部から前記回路基板側へ垂下して前記配線パターンに接続された給電導体部と、前記放射導体板の一端側の周縁から前記回路基板側へ垂下して前記接地導体層に接続された短絡導体部と、前記放射導体板の他端側の周縁から前記回路基板側へ垂下して該回路基板に固定された電気的にオープンな保持導体部と、これら給電導体部と短絡導体部および保持導体部を除く位置で前記放射導体板の周縁に沿って延在すると共に該周縁から前記回路基板側へ垂下する側板とが設けられており、
前記放射導体板の周縁の位置に応じて前記側板の垂下方向の長さを異ならせることにより、該側板と前記回路基板との間の間隙が前記放射導体板の前記一端側よりも前記他端側の方が狭くなるように設定したことを特徴とするアンテナ一体型モジュール。
請求項１の記載において、前記放射導体板が矩形状であって、その長手方向一端側の２箇所の隅部からそれぞれ前記短絡導体部を垂下させると共に、長手方向他端側の２箇所の隅部からそれぞれ前記保持導体部を垂下させたことを特徴とするアンテナ一体型モジュール。
請求項１または２の記載において、前記側板と前記回路基板との間の間隙が最も広い箇所でも１ミリメートル以下であることを特徴とするアンテナ一体型モジュール。