JP2008124797A

JP2008124797A - Ｇｎｄ共有アンテナ

Info

Publication number: JP2008124797A
Application number: JP2006306529A
Authority: JP
Inventors: Masaru Kanazawa; 賢金澤
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2006-11-13
Filing date: 2006-11-13
Publication date: 2008-05-29

Abstract

【課題】本発明は携帯型小型無線装置のＧＮＤ共有アンテナに関し、部品のＧＮＤに囲まれたスペースにもアンテナを配置することができ、装置の小型化を図ることができる携帯型小型無線装置のＧＮＤ共有アンテナを提供することを目的としている。
【解決手段】携帯電話に代表される携帯型小型無線装置において、板金を有する素子や構造物の板金ＧＮＤを分離し、板金ＧＮＤをアンテナの一部として利用するように構成する。このように構成することにより、部品の板金ＧＮＤをアンテナの一部として動作させることにより、部品のＧＮＤに囲まれたスペースにもアンテナを配置することができ、装置の小型化を図ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は携帯型小型無線装置のＧＮＤ（グランド）共有アンテナに関し、更に詳しくは、携帯電話に代表される携帯型小型無線装置の無線通信用及び受信用アンテナに関する。

携帯電話に代表される携帯型小型無線装置は、近年多機能化が進んでおり、ＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ：全地球測位システム）、ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ：携帯情報機器向けの無線通信技術のこと。ノートパソコンやＰＤＡ（個人向け携帯型無線情報機器）、携帯電話などをケーブルを使わずに接続し、音声やデータをやりとりすることができる。）、無線ＬＡＮ等、さまざまな無線を使用した機能が搭載されている。また、近年、デザイン性や携帯性等を考慮して、外部に突出したアンテナよりも無線装置の筐体内に内蔵される内蔵アンテナを採用する携帯端末が増えている。

このような装置では、基本的に１つの無線機能につき１個のアンテナが必要であり、多機能化が進むと筐体内はアンテナだらけになり、装置の小型化には有効なスペースの利用が必要不可欠となっている。

従来のこの種の装置としては、例えばアンテナと液晶とを一体としてアンテナ・液晶モジュール１０１として構成し、液晶ディスプレイ１１０と、該液晶ディスプレイ１１０の背面に設けられた内蔵アンテナ１０５と、液晶ディスプレイ１１０の下面に設けられたドライバ回路１０７とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、プリント基板１上にメアンダ（連続折り返しパターン）形状の金属箔パターンからなるアンテナエレメント４を形成し、該アンテナエレメント４の一端を内部受信回路に接続して給電点とするものが知られている（例えば特許文献２参照）。

また、導体板で形成されるアンテナ素子の内、略半波長の長さをモノポール部１として携帯無線機６の上端の筐体内部に沿って配置し、アンテナ素子の内、略１／４波長の長さを逆Ｆアンテナ部２として携帯無線機６の地板５面に平行に配置したものが知られている（例えば特許文献３参照）。また、グランドエレメント１４と、アンテナエレメント１６と、ループエレメント１８と、エレメント支持体２０から構成し、エレメント支持体２０には、ループエレメント１８により郭成される中空部２１が貫通する方向と同じ方向に貫通する中空部２２を形成したものが知られている（例えば特許文献４参照）。
特開２００３−６０４２２号公報（段落００３５、図１）特開２０００−２１６６１２号公報（段落００１３〜００１４、図１）特開２００２−２１７６２５号公報（段落００２８〜００４０、図１〜図３）特開平６−１７７６３０号公報（段落００１５〜００１９、図１）

図１はプリント基板の構成例を示す図である。プリント基板１上にＩｒＤＡモジュール２を、その近傍に誘電体アンテナ３を配置した例を示している。ここで、ＩｒＤＡモジュール２は、赤外線通信モジュールのことであり、誘電体アンテナ３は、例えばＧＰＳアンテナとして機能している場合を示している。アンテナはプリント基板１の先端に配置する方が特性的にはよいが、携帯端末装置のデザインの関係で少し内側に入り込む場合がある。

このような条件では、ＩｒＤＡモジュール２のＧＮＤにアンテナが近づき、アンテナ特性が劣化する（電波が放射しにくくなる）。図５はアンテナとＧＮＤの関係を示す図である。図４と同一のものは、同一の符号を付して示す。図において、５はプリント基板１の表面に形成されたＧＮＤである。２はＩｒＤＡモジュール、３は誘電体アンテナである。６は誘電体アンテナ３と信号の送受信を行なう無線部で、誘電体アンテナ３と無線部６は給電点７を介して接続されている。図より明らかなように、誘電体アンテナ３とＩｒＤＡモジュール２のＧＮＤとが極めて接近している。そこで、いかにデザイン性を崩さずにアンテナ特性を確保するかが課題となっている。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、部品のＧＮＤに囲まれたスペースにもアンテナを配置することができ、装置の小型化を図ることができる携帯型小型無線装置のＧＮＤ共有アンテナを提供することを目的としている。

（１）請求項１記載の発明は、携帯電話に代表される携帯型小型無線装置において、
板金を有する素子や構造物の板金ＧＮＤを分離し、板金ＧＮＤをアンテナの一部として利用するように構成したことを特徴とする。
（２）請求項２記載の発明は、前記板金を有する素子として、ＧＮＤの距離が離れていても素子の特性が確保できるＩｒＤＡモジュール、構造物としてイヤホンコネクタ、外部メモリスロット、無線・制御用Ｉ／Ｏコネクタの板金を用いることを特徴とする。

ここで、ＧＮＤの距離が離れていても素子の特性が確保できるとは、電気的に距離がある（インピーダンスをもつ）という意味を含む。
（３）請求項３記載の発明は、逆Ｆアンテナとして動作するアンテナの一部に板金を有する素子や構造物の板金ＧＮＤを用いることを特徴とする。
（４）請求項４記載の発明は、ループアンテナとして動作するアンテナの一部に板金を有する素子や構造物の板金ＧＮＤを用いることを特徴とする。
（５）請求項５記載の発明は、モノポールアンテナとして動作するアンテナの一部に板金を有する素子や構造物の板金ＧＮＤを用いることを特徴とする。
（６）請求項６記載の発明は、前記板金を有する素子としてＩｒＤＡモジュールを用いた場合、ＩｒＤＡモジュールの板金ＧＮＤを含めたアンテナエレメントとしての電気長をλ／４に合わせ、かつＩｒＤＡモジュールに必要な周波数帯域でＧＮＤに見えるチョークコイルを介してＩｒＤＡモジュールの共通電位部分をＧＮＤに落とすことを特徴とする。

（１）請求項１記載の発明によれば、板金を有する素子や構造物の板金ＧＮＤをＲＦ的に分離し、板金ＧＮＤをアンテナの一部として利用することにより、部品のＧＮＤに囲まれたスペースにもアンテナを配置することができ、装置の小型化を図ることができる。
（２）請求項２記載の発明によれば、板金を有する素子としてＩｒＤＡモジュール、構造物としてイヤホンコネクタ、外部メモリスロット、無線・制御用Ｉ／Ｏコネクタ等を用いてアンテナの一部として利用することができる。
（３）請求項３記載の発明によれば、逆Ｆアンテナとして動作するアンテナの一部に板金を有する素子や構造物の板金ＧＮＤを用いることができる。
（４）請求項４記載の発明によれば、ループアンテナとして動作するアンテナの一部に板金を有する素子や構造物の板金ＧＮＤを用いることができる。
（５）請求項５記載の発明によれば、モノポールアンテナとして動作するアンテナの一部に板金を有する素子や構造物の板金ＧＮＤを用いることができる。
（６）請求項６記載の発明によれば、板金を有する素子としてＩｒＤＡモジュールを用いた場合、ＩｒＤＡモジュールの板金ＧＮＤを含めたアンテナエレメントとしての電気長をλ／４に合わせ、かつＩｒＤＡモジュールに必要な周波数帯域でＧＮＤに見えるチョークコイルを介してＩｒＤＡの共通電位部分をＧＮＤに落とすことにより、ＩｒＤＡモジュールのＧＮＤにすることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の逆Ｆアンテナとしての動作を示す図である。図５と同一のものは、同一の符号を付して示す。図において、１０が逆Ｆアンテナである。逆Ｆアンテナとは、モノポールアンテナ（後述）を地板に平行に折り曲げることにより、小型化や低姿勢化を図ったアンテナのことである。その形状がアルファベットＦと逆向きになっていることから、逆Ｆアンテナと呼ばれる。１はプリント基板、２はＩｒＤＡモジュール、５はＧＮＤ、６は無線部、７はアンテナに無線部６からの信号を給電するための給電点である。Ａは、ＧＮＤ５の一部を切断したＧＮＤ切断部である。このように構成した装置を説明すれば、以下の通りである。

図１に記載の装置は、逆Ｆアンテナとして動作するアンテナの一部にＩｒＤＡモジュールの板金ＧＮＤを利用し、ＧＰＳアンテナとした一例を示す。逆Ｆアンテナは、アンテナエレメントの一端をＧＮＤに落とす必要がある。そこで、図のＡに示すようにＧＮＤを切断し、給電点７の左側にＧＮＤパターンＢを設け、アンテナエレメントの一端をＧＮＤに落としている。

このＧＮＤパターンＢをアンテナのＧＮＤとＩｒＤＡモジュール２の板金ＧＮＤとして共用させる。ここで、所望の周波数に対応する波長をλとすると、ＩｒＤＡモジュール２の板金ＧＮＤ長を見せることができるので、波長の関係で、プリント基板１上のＧＮＤ配線ＣとＩｒＤＡモジュール２の板金ＧＮＤを加算したアンテナエレメントとしての電気長を所望の周波数でλ／４に見せることができるように調整する。このように構成すれば、所望の周波数に共振させることができる。また、ＧＮＤ配線ＣとＩｒＤＡモジュール２の板金ＧＮＤを加算したアンテナエレメントとしての電気長が十分に長ければ、誘電体アンテナがなくても、逆Ｆアンテナとしての電気長をλ／４にすることができる。従って、この場合には、誘電体アンテナは不要とすることができる。

このように、本発明によれば、板金を有する素子や構造物の板金ＧＮＤをＲＦ的に分離し、板金ＧＮＤをアンテナの一部として利用することにより、部品のＧＮＤに囲まれたスペースにもアンテナを配置することができ、装置の小型化を図ることができる。また、本発明によれば、板金を有する素子としてＩｒＤＡモジュール、構造物としてイヤホンコネクタ、外部メモリスロット、無線・制御用Ｉ／Ｏコネクタ等を用いてアンテナの一部として利用することができる。

また、図１の実施の形態によれば、逆Ｆアンテナとして動作するアンテナの一部に板金を有する素子や構造物の板金ＧＮＤを用いることができる。
図２は本発明のループアンテナとしての動作を示す図である。図１、図５と同一のものは、同一の符号を付して示す。図において、２０はループアンテナである。ループアンテナとは文字通り、ループを形成しているアンテナのことである。１はプリント基板、２はＩｒＤＡモジュール、３は誘電体アンテナ、５はＧＮＤ、６は誘電体アンテナ３と接続される無線部である。

図１に示す逆Ｆアンテナでは、給電点側にＧＮＤパターンＢを設けていたが、ループアンテナでは、アンテナの開放端側をＧＮＤパターンＤでＧＮＤに落とす。ここでは、ＩｒＤＡモジュール２の板金ＧＮＤと、ＧＮＤパターンＤとＧＮＤ５と誘電体アンテナ３とでループが形成されている。このように構成された装置を説明すれば、以下の通りである。

ループアンテナとして使用する場合、ループの電気長が波長λとほぼ等しくなる必要がある。そこで、誘電体アンテナ３とＩｒＤＡモジュールの板金ＧＮＤとＧＮＤパターンＤとＧＮＤ５の合計の電気長がλになるように調整する。もし、ＩｒＤＡモジュールの板金ＧＮＤとＧＮＤパターンＤとＧＮＤ５の合計の電気長がλに近い値となった場合には、誘電体アンテナ３は不要となる。この実施の形態によれば、ループアンテナとして動作するアンテナの一部に板金を有する素子や構造物の板金ＧＮＤを用いることができる。

図３は本発明のモノポールアンテナとしての動作を示す図である。図１、図５と同一のものは同一の符号を付して示す。図において、３０はモノポールアンテナである。モノポールアンテナとは、地板上にλ／４の放射素子を設けたアンテナのことである。１はプリント基板、２はＩｒＤＡモジュール、５はＧＮＤ、６は無線部である。３２は無線部６の給電点、３５は給電点３２からＧＮＤ５上に接続されたチョークコイルである。Ａ点では、ＧＮＤが切断されている。このように構成された装置を説明すれば、以下の通りである。

モノポールアンテナでは、ＩｒＤＡモジュール２の板金ＧＮＤを含めた地板（ＧＮＤ）上に形成されたアンテナエレメントの電気長をλ／４に設定する必要がある。そこで、ＧＮＤ配線ＣとＩｒＤＡモジュールの板金ＧＮＤを合計した電気長をλ／４になるように調整する。また、モノポールアンテナはアンテナエレメントの一端をＧＮＤに落とす構造にはなっていないので、ＩｒＤＡモジュール２に必要な周波数帯域でＧＮＤに見えるチョークコイル３５をＧＮＤ配線Ｃの端部の給電点３２からＧＮＤ５上に接続する。この結果、チョークコイル３５の点をＩｒＤＡモジュール２のＧＮＤにすることができ、ＩｒＤＡモジュール２の動作を行わせることができる。

この実施の形態によれば、モノポールアンテナとして動作するアンテナの一部に板金を有する素子や構造物の板金ＧＮＤを用いることができる。また、板金を有する素子としてＩｒＤＡモジュールを用いた場合、ＩｒＤＡモジュールの板金ＧＮＤを含めたアンテナエレメントとしての電気長をλ／４に合わせ、かつＩｒＤＡモジュールに必要な周波数帯域でＧＮＤに見えるチョークコイルを介してＩｒＤＡモジュールの共通電位部分をＧＮＤに落とすことにより、ＩｒＤＡのＧＮＤにすることができる。

上述の実施の形態では、所定の電気長を実現するために、ＩｒＤＡモジュールの板金ＧＮＤを用いる場合について説明した。しかしながら、本発明はこれに限るものではなく、イヤホンコネクタ、外部メモリスロット、無線・制御用Ｉ／Ｏコネクタ等の板金ＧＮＤを電気長を実現するために用いることができる。

以上、詳細に説明したように、本発明によれば、部品の板金ＧＮＤをアンテナの一部として動作させることにより、部品のＧＮＤに囲まれたスペースにもアンテナを配置することができ、装置の小型化を図ることができる。

本発明の逆Ｆアンテナとしての動作を示す図である。本発明のループアンテナとしての動作を示す図である。本発明のモノポールアンテナとしての動作を示す図である。プリント基板の構成例を示す図である。アンテナとＧＮＤの関係を示す図である。

符号の説明

１プリント基板
２ＩｒＤＡモジュール
５ＧＮＤ（グランド）
６無線部
７給電点
ＡＧＮＤ切断部
ＢＧＮＤパターン
ＣＧＮＤ配線

Claims

携帯電話に代表される携帯型小型無線装置において、
板金を有する素子や構造物の板金ＧＮＤを分離し、
板金ＧＮＤをアンテナの一部として利用するように構成したことを特徴とする携帯型小型無線装置のＧＮＤ共有アンテナ。
前記板金を有する素子として、ＧＮＤの距離が離れていても素子の特性が確保できるＩｒＤＡモジュール、構造物としてイヤホンコネクタ、外部メモリスロット、無線・制御用Ｉ／Ｏコネクタの板金を用いることを特徴とする請求項１記載の携帯型小型無線装置のＧＮＤ共有アンテナ。
逆Ｆアンテナとして動作するアンテナの一部に板金を有する素子や構造物の板金ＧＮＤを用いることを特徴とする請求項１又は２記載の携帯型小型無線装置のＧＮＤ共有アンテナ。
ループアンテナとして動作するアンテナの一部に板金を有する素子や構造物の板金ＧＮＤを用いることを特徴とする請求項１又は２記載の携帯型小型無線装置のＧＮＤ共有アンテナ。
モノポールアンテナとして動作するアンテナの一部に板金を有する素子や構造物の板金ＧＮＤを用いることを特徴とする請求項１又は２記載の携帯型小型無線装置のＧＮＤ共有アンテナ。
前記板金を有する素子としてＩｒＤＡモジュールを用いた場合、ＩｒＤＡモジュールの板金ＧＮＤを含めたアンテナエレメントとしての電気長をλ／４に合わせ、かつＩｒＤＡモジュールに必要な周波数帯域でＧＮＤに見えるチョークコイルを介してＩｒＤＡモジュールの共通電位部分をＧＮＤに落とすことを特徴とする請求項５記載の携帯型小型無線装置のＧＮＤ共有アンテナ。