JP2012253588A

JP2012253588A - 携帯端末、及びアンテナ利得改善方法

Info

Publication number: JP2012253588A
Application number: JP2011124866A
Authority: JP
Inventors: Ryuji Kobayashi; 龍治小林
Original assignee: NEC Casio Mobile Communications Ltd
Current assignee: NEC Casio Mobile Communications Ltd
Priority date: 2011-06-03
Filing date: 2011-06-03
Publication date: 2012-12-20

Abstract

【課題】アンテナ自体への影響を最小限としながら、他デバイスの不要共振によるアンテナ性能劣化を回避し、また、携帯端末の小型化に寄与する。
【解決手段】デバイス２は、メイン基板１に基板パターンやＦＰＣパターンを含む接続パターン３を介して接続されている。接続パターン３は、携帯端末動作周波数のλ／２×Ｎ（Ｎ：整数）の長さにならないように調節されている。金属デバイス２が共振している場合、基板パターンやＦＰＣパターンを含む接続パターン３の長さＬが所望の動作周波数のλ／２×Ｎ（Ｎ：整数）になっている。そこで、接続パターン３の長さＬを、動作周波数のλ／２×Ｎ（Ｎ：整数）とならないように調整する。
【選択図】図２

Description

本発明は、携帯端末、及びアンテナ利得改善方法に関する。

携帯端末では、限られたスペース内に、多数の金属を含有する金属デバイス（スピーカ、レシーバ、センサ、カメラ、バイブ、各種キー等）が存在し、基板パターン、ＦＰＣ等により接続されている。このような携帯端末では、アンテナ以外の金属デバイスが、携帯端末が動作する所望の周波数において意図せずに共振してしまい（不要共振）、アンテナ特性を劣化させてしまう問題があった。また、携帯端末小型化においても弊害となっている。

特許文献１、２に記載の技術では、アンテナエレメントパターン自体、無給電素子をメアンダ形状等にしてアンテナ性能自体の小型化、広帯域化、周波数調整等を行う方法が提案されている。

特開２００１‐３３９２１５号公報特開２００４‐１２８６６０号公報

しかしながら、上記特許文献１、２では、アンテナ自体の共振を制御し、アンテナ性能を向上させたとしても、他のデバイスの意図しない共振によるアンテナ性能劣化を回避できないという問題があった。

また、他の方法として、デバイスにシールドを施して影響を低減する方法がある。しかしながら、この場合、アンテナへのグランド近接より、アンテナの放射特性が劣化してしまう可能性があるという問題があった。

そこで本発明は、アンテナ自体への影響を最小限としながら、他デバイスの不要共振によるアンテナ性能劣化を回避することができ、また、携帯端末の小型化に寄与することができる携帯端末、及びアンテナ利得改善方法を提供することを目的とする。

本発明の携帯端末は、メイン基板と、
金属を含有する金属デバイスと、
前記メイン基板と前記金属デバイスとを電気的に接続する接続パターンと
を備え、
前記接続パターンは、当該端末の動作周波数のλ／２×Ｎ（Ｎ：整数）の長さにならないように調節されていることを特徴とする携帯端末である。

本発明のアンテナ利得改善方法は、メイン基板と金属を含有する金属デバイスとを、当該端末の動作周波数のλ／２×Ｎ（Ｎ：整数）の長さにならないように調節された接続パターンによって電気的に接続することを特徴とするアンテナ利得改善方法である。

この発明によれば、アンテナ自体への影響を最小限としながら、他デバイスの不要共振によるアンテナ性能劣化を回避することができ、また、携帯端末の小型化に寄与することができる。

本発明の第１実施形態による携帯端末４の基板構成を示す模式図である。本第１実施形態による携帯端末４におけるメイン基板１と金属デバイス２との接続方法を示す模式図である。本発明の第２実施形態による携帯端末４の基板構成を示す模式図である。本発明の第３実施形態による携帯端末４の基板構成を示す模式図である。本発明の第４実施形態による携帯端末４の基板構成を示す模式図である。本発明の第５実施形態による携帯端末４の基板構成を示す模式図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。

Ａ．第１実施形態
まず、本発明の第１実施形態について説明する。
図１は、本発明の第１実施形態による携帯端末４の基板構成を示す模式図である。図１において、１は、メイン基板である。２は、金属を含有する金属デバイス（スピーカ、レシーバ、センサ、カメラ、バイブ、各種キー等）である。デバイス２は、メイン基板１に基板パターンやＦＰＣパターンを含む接続パターン３を介して接続されている。接続パターン３は、携帯端末動作周波数のλ／２×Ｎ（Ｎ：整数）の長さにならないように調節されている。言い換えると、金属デバイス２が共振してしまう場合、接続している基板パターンやＦＰＣパターンを含む接続パターン３の長さが所望の周波数のλ／２×Ｎ（Ｎ：整数）になっている。

次に、上述した第１実施形態の動作について説明する。
図２は、本第１実施形態による携帯端末４におけるメイン基板１と金属デバイス２との接続方法を示す模式図である。金属デバイス２が共振している場合、基板パターンやＦＰＣパターンを含む接続パターン３の長さＬが所望の動作周波数のλ／２×Ｎ（Ｎ：整数）になっている。そこで、接続パターン３の長さＬを、動作周波数のλ／２×Ｎ（Ｎ：整数）とならないように調整することで、共振周波数を調整することができ、アンテナ性能劣化を回避することができる。

Ｂ．第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
図３は、本発明の第２実施形態による携帯端末４の基板構成を示す模式図である。図３において、接続パターン３ａをメアンダ状にすることにより、限られたスペース内で接続パターン３ａの長さＬを、動作周波数のλ／２×Ｎ（Ｎ：整数）とならないように調節することを可能としている。不要共振の周波数を調整したい場合、原則的には接続パターン３ａの長さＬのみを調節すればよいので、メアンダの細かさについては自由度がある。

Ｃ．第３実施形態
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
図４は、本発明の第３実施形態による携帯端末４の基板構成を示す模式図である。図４において、接続パターン３ｂの長さＬを、動作周波数のλ／２×Ｎ（Ｎ：整数）とならないように、例えば、コイル形状等の３次元形状にしても、不要な共振の周波数を調整することができ、より有効にスペースを活用することができる。

Ｄ．第４実施形態
次に、本発明の第４実施形態について説明する。
図５は、本発明の第４実施形態による携帯端末４の基板構成を示す模式図である。図５において、高周波電流は、メイン基板１上にも分布している。したがって、メイン基板１上の電流分布と接続パターン３上の電流分布とで不要な共振を形成する場合がある。その場合、無給電素子５として基板パターンを設け、その長さを調節することにより、不要な共振の周波数を調整することができる。無給電素子５は、ＦＰＣパターン、板金パターンでも形成可能であり、前述のように、ミアンダ形状、コイル形状でも調整可能である。

Ｅ．第５実施形態
次に、本発明の第５実施形態について説明する。
図６は、本発明の第５実施形態による携帯端末４の基板構成を示す模式図である。図６において、金属デバイス２による不要共振が複共振を伴ったり、機構的な制限等により、接続パターン３ａの長さＬの調整だけでアンテナ性能劣化が回避しきれない場合、集中定数回路６を配置することで、不要共振の周波数調整の自由度を上げる。

なお、集中定数回路５は、インダクタンス、キャパシタンス、抵抗から構成される回路であり、一般に、取り扱う周波数の波長よりも十分小さい形状の電子部品や、十分短い配線長で構成される回路である。原則、部品追加等を行わないことが望ましいが、接続パターン３ａの長さ調整と集中定数回路５の調整を組み合わせることで、より効率的になる。

上述した第１乃至第５実施形態によれば、金属デバイス２へ接続している接続パターン３（３ａ、３ｂ）、あるいは無給電素子５自体を調整し、不要共振の周波数を調整することにより、アンテナ以外の金属デバイス２によるアンテナ性能劣化を回避することができる。また、原則、新たな部品を追加することないので、携帯端末４の小型化に寄与することができる。

また、上述した第１乃至第５実施形態は、携帯端末４として携帯電話に適用した例であるが、本発明はこれに限定されるものではない。無線通信可能な携帯型または据置型の端末機器、例えば、通信機能を持つデジタルカメラ、携帯情報端末、パーソナルコンピュータ、通信機、その他の電子機器等にも幅広く適用できる。

以下、本発明の特徴を付記する。
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）
図１は、付記１の構成図である。この図に示すように、付記１記載の発明は、
メイン基板１と、
金属を含有する金属デバイス２と、
前記メイン基板１と前記金属デバイス２とを電気的に接続する接続パターン３と
を備え、
前記接続パターン３は、当該端末４の動作周波数のλ／２×Ｎ（Ｎ：整数）の長さにならないように調節されていることを特徴とする携帯端末である。

（付記２）
前記接続パターンは、メアンダ状であることを特徴とする付記１に記載の携帯端末である。

（付記３）
前記接続パターンは、コイル形状等の３次元形状であることを特徴とする付記１に記載の携帯端末である。

（付記４）
前記メイン基板に電気的に接続された無給電素子を更に備えることを特徴とする付記１から３のいずれかに記載の携帯端末である。

（付記５）
前記接続パターンの途中に集中定数回路を更に備えることを特徴とする付記１から４のいずれかに記載の携帯端末である。

（付記６）
メイン基板と金属を含有する金属デバイスとを、当該端末の動作周波数のλ／２×Ｎ（Ｎ：整数）の長さにならないように調節された接続パターンによって電気的に接続することを特徴とするアンテナ利得改善方法である。

１メイン基板
２金属デバイス
３、３ａ、３ｂ接続パターン
４携帯端末
５無給電素子

Claims

メイン基板と、
金属を含有する金属デバイスと、
前記メイン基板と前記金属デバイスとを電気的に接続する接続パターンと
を備え、
前記接続パターンは、当該端末の動作周波数のλ／２×Ｎ（Ｎ：整数）の長さにならないように調節されていることを特徴とする携帯端末。
前記接続パターンは、メアンダ状であることを特徴とする請求項１に記載の携帯端末。
前記接続パターンは、コイル形状等の３次元形状であることを特徴とする請求項１に記載の携帯端末。
前記メイン基板に電気的に接続された無給電素子を更に備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の携帯端末。
前記接続パターンの途中に集中定数回路を更に備えることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の携帯端末。
メイン基板と金属を含有する金属デバイスとを、当該端末の動作周波数のλ／２×Ｎ（Ｎ：整数）の長さにならないように調節された接続パターンによって電気的に接続することを特徴とするアンテナ利得改善方法。