JP2012119953A - 携帯無線機用アンテナ - Google Patents

Abstract

【課題】ケース内の厚み方向の占有スペースを増大させることなく、波長短縮とアンテナ性能の向上を図ることのできる携帯無線機用アンテナを提供する。
【解決手段】アンテナ導体１３の主要アンテナ部１３ａを誘電体製基板１４Ａに層状に接合する。無線回路搭載基板の給電端子に接触接続される接点端子１２を誘電体製基板１４Ｂに層状に接合する。接点端子１２と主要アンテナ部１３ａを接続するアンテナ導体１３の接続アンテナ部１３ｂを、フレキシブルプリント基板１５に構成する。
【選択図】図４

Description

この発明は、携帯無線機のケース内に設置される携帯無線機用アンテナに関するものである。

近年の携帯無線機においては、小型・薄型化が益々進んでおり、内部に実装されている個々の電気部品についても小型薄型化が望まれている。また、携帯無線機の多機能化についても進んでおり、GPS（Global Positioning System）・地上デジタル放送・Bluetooth・WLAN等多くの無線機能も追加されている。そのため、それを実現するためのアンテナも多く実装されており、携帯無線機の中で多くの体積を占めている。そのため、小型・薄型を目的として近年では、ガラスエポキシ基板で作製したアンテナが搭載されるようになってきている。

しかし、アンテナ基板がガラスエポキシ基板で形成されたアンテナを採用する場合には、ガラスエポキシ基板が硬質基板であることから、アンテナをケース内に設置する上で多くの制約を受けることになる。
例えば、携帯無線機のケースが端末部に向かって傾斜した形状である場合には、端面が無線回路搭載基板と平行になるようにケースの内面にボス部を突設し、そのボス部にアンテナを取り付けるようにしている。これは、無線回路搭載基板側の給電端子にアンテナ側の接点端子を接触接続させるに当たり、無線回路搭載基板とアンテナ基板が平行でないと、アンテナ側の接点端子と無線回路搭載基板側の給電端子の接触接続が不安定になり易いためである。
この場合、アンテナの面積を大きく確保しようとすると、無線回路搭載基板からアンテナ（ガラスエポキシ基板）までの距離を充分に確保できなくなり、アンテナの面積と、無線回路搭載基板からアンテナまでの距離とによって決まるアンテナ有効体積が小さくなってしまう。また、無線回路搭載基板からアンテナまでの距離を大きく確保しようとすると、ケース内面によってスペースを制限されてアンテナの面積を小さくせざるを得なくなる。したがって、いずれの場合にも、アンテナ有効体積を充分に確保することができず、アンテナ特性のさらなる向上が難しかった。

これに対処する携帯無線機用アンテナとして、フレキシブルプリント基板の技術を用いたものが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
この携帯無線機用アンテナは、フレキシブルプリント基板上に所定パターンのアンテナ導体と接点端子を構成したものであり、携帯無線機のケースの内面等に沿わせて取り付けられるようになっている。この携帯無線機用アンテナは、全体が薄型でしかも柔軟であることから、携帯無線機のケースの形状に大きく制限を受けずにアンテナの面積と無線回路搭載基板からアンテナまでの距離とをともに大きく確保することができる。

また、誘電体積層チップアンテナの技術としては、ブロック状のアンテナチップ（誘電体積層チップ）をフレキシブルプリント基板によって接点端子と接続し、アンテナチップと接点端子をフレキシブルプリント基板とともにケースの内面に取り付けるようにしたものも案出されている（例えば、特許文献３参照）。

特開２００３−７８３２０号公報 特開２００９−２９０５２２号公報 特開２０００−１９６４８７号公報

フレキシブルプリント基板上にアンテナ導体と接点端子を構成した上記従来の携帯無線機用アンテナにおいては、高い誘電率を持つ部分が殆ど存在しないため、波長短縮効果によってアンテナ全長の短尺を図ることができなかった。

また、誘電体積層チップアンテナを用いる従来技術においては、アンテナチップがブロック状であることから、携帯無線機のケース内の厚みの限られたスペースに効率良く設置することが難しい、という不具合がある。

そこでこの発明は、ケース内の厚み方向の占有スペースを増大させることなく、波長短縮とアンテナ性能の向上を図ることのできる携帯無線機用アンテナを提供しようとするものである。

この発明は、上記課題を解決するための手段として、携帯無線機のケース内に設置され、無線回路搭載基板の給電端子に接触接続される接点端子と、この接点端子に接続されるアンテナ導体とを備えた携帯無線機用アンテナにおいて、前記アンテナ導体の主要部が誘電体製基板に層状に接合され、前記アンテナ導体の残余の部分のうちの少なくとも前記接点端子と前記アンテナ導体の主要部との接続領域がフレキシブルプリント基板に構成されるようにした。

この発明によれば、アンテナ導体の主要部が誘電体製基板に層状に接合され、アンテナ導体の残余の部分のうちの少なくとも接点端子とアンテナ導体の主要部との接続領域がフレキシブルプリント基板に構成されていることから、誘電体製基板の誘電体による波長短縮効果によってアンテナ全長の短縮を図りつつ、フレキシブルプリント基板部分を屈曲させることで、アンテナ導体の主要部と無線回路搭載基板との離間距離とアンテナ面積を同時に増大させ、アンテナ有効体積を増大させることができる。また、この発明によれば、誘電体積層チップアンテナを用いる場合に比較して、ケース内の厚み方向の占有スペースを縮小させることができる。したがって、この発明によれば、ケース内の占有スペースを増大させることなく、波長短縮とアンテナ性能の向上を図ることができる。

この発明の第１の実施形態の携帯無線機用アンテナを搭載した携帯電話の模式的な断面図である。 この発明の第１の実施形態の携帯無線機用アンテナの平面図である。 この発明の第１の実施形態の携帯無線機用アンテナの背面図である。 この発明の第１の実施形態の形態無線機用アンテナの図２のＡ−Ａ断面に対応する断面図である。 この発明の第２の実施形態の携帯無線機用アンテナを搭載した携帯電話の模式的な断面図である。 この発明の第２の実施形態の携帯無線機用アンテナの平面図である。 この発明の第２の実施形態の形態無線機用アンテナの図６のＢ−Ｂ断面に対応する断面図である。

以下、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
最初に、図１〜図４に示す第１の実施形態について説明する。
図１は、この実施形態の携帯無線機用アンテナ１０（以下、「アンテナ１０」と呼ぶ）を搭載した携帯電話等の携帯無線機１の模式的な断面図である。なお、以下の説明では、特別に断らない限り、図１において、上側に位置される側を「上」と呼び、下側に位置される側を「下」、左側に位置される側を「前」と呼ぶものとする。
図１中、２は、各種の部品を内蔵する携帯無線機１のケースであり、３は、ケース２内の下壁２ａに取り付けられた無線回路搭載基板、４は、無線回路搭載基板３の前端部側の上面に設置されてアンテナ１０に対して給電を行う給電端子である。

携帯無線機１のケース２は、無線回路搭載基板３が設置される下壁２aの上方に上壁２bが配置され、上壁２bの前端部が緩やかに下方に湾曲傾斜して下壁２aの前端部に結合されている。上壁２bの前端側の湾曲傾斜の始まる領域には、下方に（ケース２内方向に）向かって突出するボス部１１が設けられている。ボス部１１は先端部が平坦に形成され、その平坦な先端部が無線回路搭載基板３上の給電端子４の先端部に対峙するようになっている。

図２〜図４は、アンテナ１０の詳細を示す図である。
これらの図に示すように、アンテナ１０は、無線回路搭載基板３上の給電端子４に接触接続される一対の接点端子１２,１２と、各接点端子１２,１２に接続される一対のアンテナ導体１３,１３とを備えている。各アンテナ導体１３は、所定パターンに形成された主要アンテナ部１３a（主要部）と、主要アンテナ部１３ａを対応する接点端子１２に接続する接続アンテナ部１３b（残余の部分）とから構成されている。主要アンテナ部１３aと接点端子１２は、それぞれガラスエポキシ等の高い誘電率を持つ材料から成る基板１４Ａ，１４Ｂ（以下、「誘電体製基板１４Ａ，１４Ｂ」と呼ぶ。）上に構成され、接続アンテナ部１３ｂはフレキシブルプリント基板１５に構成されている。

アンテナ導体１３，１３の主要アンテナ部１３ａ，１３ａは、誘電体製基板１４Ａの上面に被着された銅箔を、所定パターンが残るようにエッチング工法で除去することによって形成されている。こうして主要アンテナ部１３ａ，１３ａが形成された誘電体製基板１４Ａの上面には、主要アンテナ部１３ａ，１３ａを覆うようにレジスト膜１６が被着されている。
また、接点端子１２，１２は、同様に、誘電体製基板１４Ｂの上面に被着された銅箔を、略方形状の端子形状が残るようにエッチング工法で除去することによって形成されている。こうして形成された接点端子１２，１２の端面（露出面）には、電気的接続安定性を維持するために金メッキが施されている。なお、誘電体製基板１４Ｂの接点端子１２，１２の形成される側の面の接点端子１２，１２以外の部分にはレジスト膜１６が被着されている。

一方、アンテナ導体１３，１３の接続アンテナ部１３ｂ，１３ｂは、フレキシブルプリント基板１５の一般的な製造工法により、絶縁性を有する軟質なベースフィルム１７とカバーレイ１８の間に所定幅の銅箔が挟み込まれるようにして形成されている。フレキシブルプリント基板１５のベースフィルム１７は、接続アンテナ部１３ｂ，１３ｂの延出方向の両側に所定長さ延長し、その両側の延長部に、主要アンテナ部１３a，１３ａと接点端子１２，１２をそれぞれ保持する前記の誘電体製基板１４Ａ，１４Ｂが層状に重ねられて接合されている。

なお、この実施形態の場合、ベースフィルム１７の両側の延長部には、それぞれ表裏両面に誘電体製基板１４Ａ，１４Ａ、１４Ｂ，１４Ｂが層状に重ねられて接合されており、前記の主要アンテナ部１３a，１３ａと接点端子１２，１２は、各一方の誘電体製基板１４Ａ，１４Ｂのみに形成されている。図４に示す例の場合、主要アンテナ部１３a，１３ａは、ベースフィルム１７の上面側の誘電体製基板１４Ａのみに形成され、接点端子１２，１２は、ベースフィルム１７の下面側の誘電体製基板１４Ｂのみに形成されている。

また、主要アンテナ部１３a，１３ａが設けられる誘電体製基板１４Ａの端部には、主要アンテナ部１３ａ，１３ａと接続アンテナ部１３ｂ，１３ｂを電気的に接続するためのスルーホール１９Ａ，１９Ａが設けられており、同様に、接点端子１２，１２が設けられる誘電体製基板１４Ｂの端部には、接点端子１２，１２と接続アンテナ部１３ｂ，１３ｂを電気的に接続するためのスルーホール１９Ｂ，１９Ｂが設けられている。
なお、以下では説明の都合上、アンテナ１０のうちの主要アンテナ部１３a，１３ａと誘電体製基板１４Ａを含むブロックを主アンテナブロックａと呼び、接点端子１２，１２と誘電体製基板１４Ｂを含むブロックを接点ブロックｂ、接続アンテナ部１３ｂ，１３ｂを踏む屈曲変形可能な帯状のブロックを帯状部ｃと呼ぶものとする。

以上のように構成されたアンテナ１０は、図１に示すように、接点端子１２を下方に向けるようにして接点ブロックｂがケース２のボス部１１に取り付けられ、帯状部ｃをボス部１１の段差に合わせて上方に屈曲させて、主アンテナブロックａがケース２の湾曲傾斜した内面に取り付けられる。このとき、主アンテナブロックａの主要アンテナ部１３a，１３ａはケース２の上壁２ｂの内面に対峙する側に向けられる。また、アンテナ１０は、こうしてケース２内に取り付けられると、無線回路搭載基板３上の給電端子４，４に接点ブロックｂの接点端子１２，１２部分で接触接続されることになる。

この実施形態のアンテナ１０は、アンテナ導体１３，１３の主要アンテナ部１３ａ，１３ａが誘電体製基板１４Ａ上に構成され、アンテナ導体１３，１３の主要アンテナ部１３ａ，１３ａと接点端子１２，１２を接続する接続アンテナ部１３ｂ，１３ｂがフレキシブルプリント基板１５に構成されているため、誘電体製基板１４Ａの誘電体による波長短縮効果によってアンテナ全長の短縮を図りながら、フレキシブルプリント基板１５から成る帯状部ｃを上方に屈曲させることにより、アンテナ面積を犠牲にすることなく、主要アンテナ部１３ａ，１３ａと無線回路搭載基板３との離間距離ｈ（図１参照）を広げることができる。したがって、このアンテナ１０においては、ケース２内の占有スペースの増大を招くことなく、アンテナ有効体積を確実に増大させてアンテナ性能の向上を図ることができる。

また、この実施形態のアンテナ１０の場合、接点端子１２，１２も主要アンテナ部１３ａ，１３ａと同様に誘電体基板１４Ｂ上に構成されているため、誘電体による波長短縮効果をより多く享受することができ、しかも、ボス部１１に取り付けられる接点ブロックｃがリジッド基板で構成されることから、ケース２に対する取付作業性が向上するという利点もある。

また、この実施形態のアンテナ１０では、誘電体製基板１４Ａ，１４Ｂをフレキシブルプリント基板１５のベースフィルム１７の延長部に層状に接合した構造とされているため、全体を強度的に有利なリジッド・フレックス基板として容易に形成することができる。

さらに、この実施形態のアンテナ１０は、主アンテナブロックａと接点ブロックｂの各誘電体製基板１４Ａ，１４Ｂをベースフィルム１７の延長部の表裏両面に層状に接合した構造とされているため、ベースフィルム１７の表裏の二層の誘電体による大きな波長短縮効果を得ることができる。

また、このアンテナ１０は、端面が無線回路搭載基板３と平行になるようにケース２の内面に突設されたボス部１１に接点ブロックｂが取り付けられ、帯状部ｃを上方に屈曲させて主アンテナブロックａがケース２の内面に傾斜状態で取り付けられることから、接点端子１２，１２を無線回路搭載基板３上の給電端子４，４に安定的に接触接続させることができるとともに、ケース２の内面が無線回路搭載基板３に対して傾斜する形状であっても主アンテナブロックａの端部と無線回路搭載基板３との離間距離ｈを充分に確保することができる。

つづいて、図５〜図７に示す第２の実施形態について説明する。なお、以下では、第１の実施形態と同一部分に同一符号を付し、重複する説明を省略するものとする。
図５は、この実施形態の携帯無線機用アンテナ１１０（以下、「アンテナ１１０」と呼ぶ）を搭載した携帯無線機１の模式的な断面図であり、図６，図７は、アンテナ１１０の詳細を示す図である。
この実施形態のアンテナ１１０は、アンテナ導体１３，１３の主要アンテナ部１３ａ，１３ａと接続アンテナ部１３ｂ，１３ｂがフレキシブルプリント基板１５のベースフィルム１７の表面にエッチング工法によって連続して形成され、ベースフィルム１７の延長部の裏面に接点端子１２，１２が同様にエッチング工法によって形成されている。そして、ベースフィルム１７のうちの主要アンテナ部１３ａ，１３ａの形成される部位の裏面（ベースフィルム１７の下面）と、接点端子１２，１２の形成される部位の裏面（ベースフィルム１７の上面）には、それぞ誘電体製基板１４Ａ，１４Ｂが層状に接合されている。

この実施形態の場合も、主要アンテナ部１３ａ，１３ａと接点端子１２，１２がそれぞれ誘電体製基板１４Ａ，１４Ｂに層状に接合され、主アンテナブロックａと接点ブロックｂが屈曲変形可能な帯状部ｃで連結されているため、第１の実施形態と同様に、誘電体製基板１４Ａ，１４Ｂの誘電体による波長短縮効果によってアンテナ全長の短縮を図りながら、アンテナ面積を犠牲にすることなく、主要アンテナ部１３ａ，１３ａと無線回路搭載基板３との離間距離ｈを広げることができる。したがって、この場合もケース２内の占有スペースの増大を招くことなく、アンテナ有効体積を増大させることができる。

なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。

１…携帯無線機
２…ケース
３…無線回線搭載基板
４…給電端子
１０，１１０…アンテナ（携帯無線機用アンテナ）
１１…ボス部
１２…接点端子
１３…アンテナ導体
１３ａ…主要アンテナ部（主要部）
１３ｂ…接続アンテナ部（残余の部分）
１４Ａ，１４Ｂ…誘電体製基板
１５…フレキシブルプリント基板
１７…ベースフィルム

Claims (5)

1. 携帯無線機のケース内に設置され、
   無線回路搭載基板の給電端子に接触接続される接点端子と、この接点端子に接続されるアンテナ導体とを備えた携帯無線機用アンテナにおいて、
   前記アンテナ導体の主要部が誘電体製基板に層状に接合され、前記アンテナ導体の残余の部分のうちの少なくとも前記接点端子と前記アンテナ導体の主要部との接続領域がフレキシブルプリント基板に構成されていることを特徴とする携帯無線機用アンテナ。
2. 前記接点端子は、誘電体製基板に層状に接合されていることを特徴とする請求項１に記載の携帯無線機用アンテナ。
3. 前記誘電体製基板は、前記フレキシブルプリント基板のベースフィルムに層状に接合されていることを特徴とする請求項１または２に記載の携帯無線機用アンテナ。
4. 前記誘電体製基板は、前記ベースフィルムの表裏両面に層状に接合されていることを特徴とする請求項３に記載の携帯無線機用アンテナ。
5. 前記接点端子は、端面が前記無線回路搭載基板と平行になるように携帯無線機の前記ケースの内面に突設されたボス部に取り付けられ、
   前記アンテナ導体の主要部に接合される誘電体製基板は、前記アンテナ導体の少なくとも一端が前記ボス部よりも前記無線回路搭載基板から離間した位置となるように、前記ケースの内面に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の携帯無線機用アンテナ。

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