JP3868775B2 - アンテナ装置及びそれを用いた通信装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信の技術分野に属するものであり、特に移動体通信及び無線LAN(Local Area Network)などに好適に用いられる周辺回路部内蔵のアンテナ装置及びそれを用いた通信装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来、移動体通信などのMHz帯ないしGHz帯の無線通信のアンテナとしては、たとえば、特開2000−4116号公報に記載されているような単一のシート状導電部材を用いてアンテナ放射体を構成したものがある。このアンテナは、アンテナ放射体と実装基板との間に接地面スペーサを配置するようになっている。これは、アンテナ放射体の直下にグランドとなる基板が配置されていると、共振エネルギーを蓄積する空間の大きさが減少し、アンテナの受信感度が低下するからである。このように、アンテナ放射体と接地面との間には一定の大きさの空間を保持しなければならない。
【0003】
アンテナ放射体には、通常、送信回路から送信側フィルタを介して送信信号が入力され、受信信号は受信側フィルタを介して受信回路へと出力される。そして、アンテナ放射体と送信側フィルタ及び受信側フィルタとの間には送受分波器が配置される。この送信側フィルタ、受信側フィルタ及び分波器などを送受信機(通信装置)の本体側に設けると送受信機本体の小型化の制約となるので、これらをアンテナ周辺回路としてアンテナ装置側に含ませることが提案されている。
【0004】
例えば、特開平8−288739号公報には、装置を小型化するために、アンテナ放射体の下方に所要の大きさの空間を介して誘電体基板を配置し、該誘電体基板にアンテナ周辺回路を内蔵または装着させることが記載されている。
【0005】
しかしながら、移動体通信及び無線LANに用いられるアンテナ装置には更に一層の小型化が要求されているところ、上記のような放射体の下方に誘電体基板を配置した構造では、該誘電体基板と放射体との間に所定の距離をとることが必要であり、それに加えて更に誘電体基板の厚さが加わることとなるので、アンテナ装置の十分な小型化ができない。また、誘電体基板と放射体との間に所定の距離をとる必要があることから、放射体から周辺回路までの距離の短縮が困難となり、そのため信号ロスの十分な低減が困難であるという問題もある。
【0006】
そこで、本発明は、一層の小型化が可能で、信号ロスの十分な低減が可能なアンテナ装置を提供することを目的とするものである。また、本発明は、そのようなアンテナ装置を用いた通信装置を提供することをも目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして、
平板状をなす放射体と、該放射体の一方の表面側の縁部に取り付けられた少なくとも1つの支持部とを有しており、該支持部のうちの少なくとも1つは積層型回路を備えた積層型回路部材からなっており、前記放射体は前記積層型回路部材の取り付けられた前記縁部に給電端子を備えており、該給電端子は前記積層型回路のアンテナ端子と接続されていることを特徴とするアンテナ装置、
が提供される。
【0008】
本発明の一態様においては、前記放射体の表面は大略矩形状の外形をなしており、その互いに平行な1対の辺に隣接する2つの前記縁部に前記支持部が配置されている。本発明の一態様においては、前記放射体の表面は大略矩形状の外形をなしており、その4つの辺に隣接する4つの前記縁部に前記支持部が配置されており、これらの支持部は前記大略矩形状の外形の4つの隅に隣接する位置において端部同士が互いに接続されて枠状をなしている。本発明の一態様においては、前記放射体の互いに平行な1対の辺に沿った方向の少なくとも一方端に対応する少なくとも2つの隅部は非凹且つ非鋭角の形状に形成されている。本発明の一態様においては、前記放射体の非凹且つ非鋭角の形状の隅部は、ラウンド形状または斜め135度直線形状である。
【0009】
本発明の一態様においては、前記積層型回路部材は、積層された複数の誘電体シートの互いに隣接するもの同士の間に適宜のパターンの導体膜が配置されており、これら導体膜が前記誘電体シートに形成されたビアコンタクトにより適宜接続されて前記積層型回路が形成されており、前記誘電体シートの少なくとも1つをその厚さ方向に貫通するシールド導電膜が形成されているものである。本発明の一態様においては、前記シールド導電膜は前記積層型回路を構成する複数の回路部分のうちの互いに隣接するもの同士の間に位置している。
【0010】
本発明の一態様においては、前記積層型回路は積層型分波器と該積層型分波器にそれぞれ接続された2つの積層型誘電体フィルタとを含んでなる。本発明の一態様においては、前記2つの積層型誘電体フィルタのうちの一方は受信側バンドパスフィルタであり、且つ前記2つの積層型誘電体フィルタのうちの他方は送信側バンドパスフィルタである。
【0011】
本発明の一態様においては、前記積層型回路は少なくとも1つの積層型分波器と該積層型分波器のいずれかに接続された積層型デュプレクサとを含んでなり、前記積層型分波器のうちの少なくとも1つには2つの前記積層型デュプレクサが接続されている。本発明の一態様においては、前記積層型回路は複数段に接続された複数の前記積層型分波器を含んでいる。
【0012】
本発明の一態様においては、前記放射体はスロットの形成された放射電極を有しており、該スロットの形状は前記放射電極が前記複数の周波数帯で共振するように設定されている。本発明の一態様においては、前記積層型回路部材の外面に放射電極が形成されており、該放射電極は前記積層型回路と接続されている。
【0013】
また、本発明によれば、以上のようなアンテナ装置と、該アンテナ装置の積層型回路に電気的に接続された電気回路を有する通信装置本体部とを含んでなることを特徴とする通信装置が提供される。
【0014】
本発明の一態様においては、前記通信装置本体部は実装基板を含んでおり、前記アンテナ装置の支持部は前記実装基板に取り付けられている。本発明の一態様においては、前記通信装置本体部は前記アンテナ装置及び前記実装基板を収容せる筐体を備えており、前記実装基板は前記筐体に固定されている。本発明の一態様においては、前記アンテナ装置の支持部は前記実装基板上においてその一方の端部から隔てられた位置に配置されている。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
【0016】
図1は本発明によるアンテナ装置の第1の実施形態を示す模式的分解斜視図(a)及び放射体の裏面を示す斜視図(b)であり、図2はその組み立て状態を示す模式的斜視図である。
【0017】
図1及び図2において、放射体2は2つの支持部4,6により支持されており、該支持部は実装基板8上に取り付けられている。
【0018】
放射体2は、平板状に形成されており、例えばテフロン(登録商標)またはエポキシ樹脂などの誘電体からなる基体の大略長方形の一方の表面(図では上面)に放射電極2aが形成されている。放射体2の基体の厚さは、該放射体の所望の強度が得られれば特に制限されないが、例えば0.1〜2.0mmである。放射体2の表面の長方形状の寸法は、例えば20×12mm〜35×24mmである。該放射電極2aにはスロット2bが形成されている。放射体表面の長方形状の1対の短辺に隣接して、放射体2の他方の表面(図では下面)側の縁部にそれぞれ接着剤により支持部4,6が取り付けられている。該支持部4,6は、放射体2の表面の長方形状の1対の短辺に沿って延在している。放射体2には、また、支持部4に対応する位置において、2つのビアコンタクトが形成されており、これらビアコンタクト内には放射電極2aと接続された給電端子2c及びグランド端子2dが設けられている。
【0019】
一方の支持部4は積層型周辺回路を備えた積層型周辺回路部材からなっている。積層型周辺回路のブロック図を放射体2とともに図3に示し、図4には積層型周辺回路部材(支持部4)の模式的断面斜視図を示す。図3に示されているように、積層型周辺回路は、積層型分波器20と該積層型分波器20にそれぞれ接続された2つの積層型誘電体フィルタ21,22とを含んでなるものである。フィルタ21は受信側バンドパスフィルタ(BPF)であり、フィルタ22は送信側バンドパスフィルタである。
【0020】
図4に示されているように、支持部4を構成する周辺回路部材は、複数のセラミックまたは合成樹脂からなる誘電体シートを積層し、隣接誘電体シートの間に所望形状の導体膜パターンまたはグランドパターンdを形成し、誘電体シートの所望位置に形成したビアコンタクトcにより隣接層の所望の導体膜パターン同士を適宜接続することで、所望特性のインダクタaやキャパシタbを形成し、これらを適宜接続することで、分波器20及びフィルタ21,22を形成したものである。
【0021】
図1及び図4に示されているように、支持部4の一方の端面(図1では上端面:図4では右端面)には、放射体2の給電端子2cと対応する位置にアンテナ入力ポート(アンテナ端子)4aが形成されており、放射体2のグランド端子2dと対応する位置にグランドポート4bが形成されている。給電端子2cとアンテナ入力ポート4aとは導電性接着剤や半田により接続・固定されており、グランド端子2dとグランドポート4bとは導電性接着剤や半田により接続・固定されている。これらの導電性接着剤や半田はビアコンタクト内に充填することができる。
【0022】
また、支持部4の他方の端面(図1では下端面:図4では左端面)には、受信信号出力端子部4c、送信信号入力端子部4d及びグランド端子部4eが形成されている。グランド端子部4eは複数形成してもよい。これらは、分波器20及びフィルタ21,22のいずれかと適宜接続されている。
【0023】
以上のように、積層型周辺回路部材(支持部4)には、それを構成する誘電体シートに直交する端面にアンテナ入力ポート4a、グランドポート4b、受信信号出力端子部4c、送信信号入力端子部4d及びグランド端子部4eが形成されているので、この端面にて積層型周辺回路部材と放射体2との接続及び積層型周辺回路部材と実装基板8との接続を行うことで、周辺回路と放射体2及び実装基板8の電気回路との電気的接続を直接的に行うことができる。また、支持部4の放射体2側とは反対の側の端面に受信信号出力端子部4c、送信信号入力端子部4d及びグランド端子部4eを形成することにより、実装基板8に直接アンテナ装置を実装することが可能となる。
【0024】
図5は分波器20の等価回路を示し、図6は受信側バンドパスフィルタ21の等価回路を示し、図7は送信側バンドパスフィルタ22の等価回路を示す。これらはいずれもインダクタa(20a,21a,22a)及びキャパシタb(20b,21b,22b)を用いて構成されている。但し、インダクタaのそれぞれ及びキャパシタbのそれぞれの特性は、所望の特性の分波器20、受信側バンドパスフィルタ21及び送信側バンドパスフィルタ22が得られる様に、適宜設定される。
【0025】
図5に示されているように、分波器20は、ローパスフィルタLPF及びハイパスフィルタHPFを有しており、端子20e,20f及びアンテナ入力ポート4a(ANT)を有する。図6に示されているように、受信側バンドパスフィルタ21は、端子21e及び受信信号出力端子部4c(Rx)を有する。また、図7に示されているように、送信側バンドパスフィルタ22は、端子22e及び送信信号入力端子部4d(Tx)を有する。
【0026】
図1及び図2において、もう一方の支持部6の材質は、特に限定されないが、例えばセラミックまたは合成樹脂などを使用することができる。あるいは、アンテナ放射体2を延長させ且つ折り曲げることで支持部6を形成してもよい。
【0027】
実装基板8は、通常の配線基板でよく、その表面(図1及び図2では上面)には、所要の配線が形成されており、上記支持部4の受信信号出力端子部4c、送信信号入力端子部4d及びグランド端子部4eと対応する位置にこれらとの接続のための端子部8a,8b,8cが形成されている。支持部4,6は実装基板8に対して例えば接着剤により固定されている。尚、実装基板8には、特に放射体2及び支持部4,6を含んでなるアンテナ装置の取り付けられている位置から離れた位置において、必要に応じて適宜の回路素子を取り付けることもできる。
【0028】
本実施形態において、支持部4を構成する積層型周辺回路部材は、積層面が放射体2の表面に対して垂直になるようにして配置されている。支持部4,6の高さHは、放射体2の下方に適切な大きさの空間が確保されるように決められており、例えば2〜10mmである。また、支持部4を構成する積層型周辺回路部材の厚さTは、例えば1〜4mmである。
【0029】
図8は本発明によるアンテナ装置の第2の実施形態の積層型周辺回路のブロック図である。
【0030】
本実施形態は、支持部4を構成する積層型周辺回路部材に形成されている周辺回路が上記第1の実施形態と異なっている。即ち、上記第1の実施形態は1つの周波数帯を送受信するものであるが、本第2の実施形態は2つの周波数帯を送受信するものである。これら2つの周波数帯は、例えば2GHz周辺のPCS(Personal Communication System)周波数及び900MHz周辺のAMPS(Advanced Mobile Phone Service)周波数であり、これにより、アンテナ装置をPCS/AMPS・デュアルモード移動電話で使用可能なものとすることができる。尚、本実施形態では放射体2のスロット2bの形状は、これにより、放射電極2aが2つの周波数帯で共振するように設計されている。
【0031】
図8に示されているように、積層型周辺回路は、積層型分波器20と該積層型分波器20にそれぞれ接続された第1の周波数帯用のデュプレクサ24及び第2の周波数帯用のデュプレクサ23とを含んでなるものである。デュプレクサ23,24の等価回路を図9に示す。これらはいずれも上記のようなインダクタ(a)及びキャパシタ(b)を用いて構成されている。但し、インダクタのそれぞれ及びキャパシタのそれぞれの特性は、所望の特性のデュプレクサ23,24が得られる様に、適宜設定される。
【0032】
図8において、分波器20により2つの周波数帯が分波され、第1の周波数帯は分波器端子20eと接続された端子24eを介して一方のデュプレクサ24に入力され、第2の周波数帯は分波器端子20fと接続された端子23eを介して他方のデュプレクサ23に入力される。デュプレクサ23,24はそれぞれ受信信号出力端子Rx及び送信信号入力端子Txを有する。これらの端子Rx,Txは実装基板8の電気回路と電気的に接続されている。
【0033】
図10は本発明によるアンテナ装置の第3の実施形態の積層型周辺回路のブロック図である。
【0034】
本実施形態は、支持部4を構成する積層型周辺回路部材に形成されている周辺回路が上記第2の実施形態と異なっている。即ち、上記第2の実施形態は2つの周波数帯を送受信するものであるが、本第3の実施形態は3つの周波数帯を送受信するものである。これら3つの周波数帯は、例えばGSM(Global System for Mobile communicaton)用の800MHz帯、DCS(Digital Communication System)用の1.8GHz帯、及び上記PCS用の2GHz帯である。これにより、3つの周波数帯を扱う多機能で小型の通信機器用アンテナ装置が得られる。尚、本実施形態では放射体2のスロット2bの形状は、これにより、放射電極2aが3つの周波数帯で共振するように設計されている。
【0035】
図10に示されているように、積層型周辺回路は、積層型分波器20と、該積層型分波器20にそれぞれ接続された第1の周波数帯用のデュプレクサ27及び分波器20’と、該積層型分波器20’にそれぞれ接続された第2の周波数帯用のデュプレクサ26及び第3の周波数帯用のデュプレクサ25とを含んでなるものである。分波器20’の等価回路は分波器20の等価回路と同様であり、デュプレクサ25,26,27の等価回路はデュプレクサ23,24の等価回路と同様である。これらはいずれも上記のようなインダクタ(a)及びキャパシタ(b)を用いて構成されている。但し、インダクタのそれぞれ及びキャパシタのそれぞれの特性は、所望の特性の分波器20,20’及びデュプレクサ25,26,27が得られる様に、適宜設定される。
【0036】
図10において、分波器20により3つの周波数帯が第1の周波数帯と第2及び第3の周波数帯とに分波され、第1の周波数帯は分波器端子20eを介してデュプレクサ27に入力され、第2及び第3の周波数帯は分波器端子20fを介して分波器20’に入力される。また、分波器20’により第2及び第3の周波数帯が第2の周波数帯と第3の周波数帯とに分波され、第2の周波数帯はデュプレクサ26に入力され、第3の周波数帯はデュプレクサ25に入力される。デュプレクサ25,26,27はそれぞれ受信信号出力端子Rx及び送信信号入力端子Txを有する。これらの端子Rx,Txは実装基板8の電気回路と電気的に接続されている。
【0037】
以上のように、本実施形態は、2段に接続された分波器20,20’を有する。4つ以上の周波数帯を送受信する場合には、分波器の数を増やし、同様にして分波器の多段接続を形成し、所要数のデュプレクサを用いればよい。
【0038】
以上の実施形態では支持部4,6が放射体2の表面の長方形状の1対の短辺に沿って延在しているが、本発明はこのような形態に限定されることはなく、支持部は放射体表面の長方形状の1対の長辺に沿って延在していてもよいし、放射体表面の形状が正方形状であってもよい。また、複数の周波数帯を送受信する場合には、2つの支持部4,6の双方を積層型回路を備えた積層型回路部材から構成してもよい。この場合、支持部4,6のそれぞれに他方とは異なる単一または複数の周波数帯の送受信のための上記のような積層型回路を形成すればよい。
【0039】
また、複数の周波数帯を送受信する場合には、周波数帯に応じて放射体2に複数の放射電極を形成しておき、これら複数の放射電極を1つの積層型回路部材に形成した積層型回路と個別に接続してもよい。
【0040】
更に、本発明においては、放射体表面の外形は矩形状以外の例えば五角形状、六角形状または八角形状などであってもよい。そして、矩形状である場合を含めて、放射体表面の外形の全ての辺に隣接する全ての縁部に支持部を配置してもよい。放射体表面の外形が矩形状である場合の、そのような実施形態を、図11及び図12を参照して説明する。これらの図は、それぞれの実施形態のアンテナ装置の模式的底面図を示すものである。
【0041】
図11の実施形態では、上記実施形態と同様に放射体2の表面の外形の互いに平行な第1の1対の辺に隣接する2つの縁部に支持部4,6が配置されていることに加えて、放射体2の互いに平行な第2の1対の辺(第1の1対の辺と直交する辺)に隣接する2つの縁部に支持部5,5’が配置されている。そして、これらの支持部4,6,5,5’は放射体表面の大略矩形状の外形の4つの隅に隣接する位置において端部同士が互いに接続されて矩形枠状をなしている。この接続は、接着剤などにより機械的に接合することで行ってもよいし、放射体2に対する取り付けの際に互いに当接せしめることで行ってもよい。このように、支持部を枠状にすることで、アンテナ装置の機械的強度が高められる。また、複数の周波数帯を送受信する場合には、4つの支持部4,6,5,5’のうちの複数を積層型回路を備えた積層型回路部材から構成してもよい。この場合、少なくとも積層型回路部材の数に応じて放射体2に複数の放射電極を形成しておき、これら複数の放射電極を各積層型回路と個別に接続すればよい。積層型回路部材のそれぞれには、他の積層型回路部材とは異なる単一または複数の周波数帯の送受信のための上記のような積層型回路を形成すればよい。
【0042】
図12の実施形態では、積層型周辺回路部材でない支持部6をコの字形状に形成することで、放射体2の表面の外形の3つの辺に隣接する縁部を一体的に形成している。同様にして、積層型周辺回路部材でない支持部6をアングル状に形成することで、放射体の表面外形の2つの辺に隣接する縁部を一体的に形成することも可能である。
【0043】
図13及び図14は、本発明によるアンテナ装置の第4及び第5の実施形態を示す図である。これらの実施形態は、積層型回路部材からなる支持部4として上記の第1実施形態とは異なるものが使用されている。
【0044】
図13の実施形態では、支持部4の外面である積層型回路部材の積層表面上に放射電極4fが形成されている。該放射電極4fの給電端子及びグランド端子は、誘電体シートに形成された不図示のビアコンタクトを介して、積層型回路の所定の回路部分と適宜接続されている。この回路部分の出力端子4gが、他の端子4c〜4eと同様にして、形成されている。尚、この回路部分のグランド端子は端子4eと共用される。そして、出力端子4gに対応して、実装基板8には端子8dが形成されている。
【0045】
また、図14の実施形態では、支持部4の外面である積層型回路部材の積層端面上に放射電極4f’が形成されている。該放射電極4f’の給電端子及びグランド端子は、隣接誘電体シート間に形成された不図示の導体膜パターンやグランドパターンを介して、積層型回路の所定の回路部分と適宜接続されている。この回路部分の出力端子4gは、図13の実施形態と同様にして、形成されている。
【0046】
図15は、図13及び図14の実施形態の積層型周辺回路のブロック図である。本実施形態では、図3の回路と同等な構成に加えて、放射電極4f(4f’の場合も同様)に接続されたGPS(Global Positioning System)用の1.5GHz帯やBT(Bluetooth)用の2.45GHz帯の帯域通過のためのバンドパスフィルタ28が設けられている。該バンドパスフィルタ28の前段に、適宜ローパスフィルタやバンドエリミネーションフィルタやハイパスフィルタなどを配置することができる。
【0047】
1つの支持部4に、2つの放射電極4f,4f’を形成しておき、これらのうちの一方をGPS用とし、他方をBT用とすることも可能である。
【0048】
これら図13〜図15の実施形態によれば、PCS/AMPS・デュアルモード移動電話にてGPSやBTのシステムを利用することが可能となり、その際にアンテナ装置の十分な小型化が可能である。
【0049】
図16〜図18は、本発明によるアンテナ装置の更に別の実施形態を示す図である。この実施形態は、積層型回路部材の構造において、積層された複数の誘電体シートの互いに隣接するもの同士の間に適宜のパターン(殆ど一面に形成されたグランドパターンをも含む)の導体膜が配置されており、これら導体膜が誘電体シートに形成されたビアコンタクトにより適宜接続されて積層型回路が形成されている点においては上記第1実施形態と同様であるが、図16に示されているように誘電体シートをその厚さ方向に貫通するシールド導電膜(シールド壁)30,31が形成されている点において上記第1実施形態と異なる。
【0050】
図17はシールド導電膜の説明のための模式的部分断面図であり、図18はそのX−X’断面図である。シールド導電膜30は、積層型回路部材の両側の積層表面のそれぞれの近くに配置されているグランドパターン35(図16ではd)の間において積層方向(誘電体シートの厚さ方向)に延びて帯状に形成されており、その両側に配置されている回路部分同士をシールドする。但し、シールド導電膜30には、これら回路部分同士を電気的に接続するためのに必要な導体膜パターンが当該シールド導電膜30と非接触で延在するのを許容している。図16に示されているシールド導電膜31は、シールド導電膜30と異なる場所に形成されているが、シールド導電膜30と同様な構造を有している。これらのシールド導電膜30,31により、第1実施形態に関して説明した分波器と受信側フィルタと送信側フィルタとが互いにシールドされている。
【0051】
また、図17及び図18に示されているように、適宜の数の誘電体シート34を介して形成した導体膜パターン36同士を接続する際に帯状のビアコンタクトを用いることでシールド導電膜(シールド壁)32を形成することも可能である。これによっても、該シールド導電膜32の両側に位置する回路素子同士のシールドが可能となる。
【0052】
以上の実施形態では、積層型回路部材に形成される周辺回路として分波器、受信側バンドパスフィルタ、送信側バンドパスフィルタ及びデュプレクサを適宜組み合わせて用いたものが示されているが、本発明では、それらに代えて又はそれらとともに、上記インダクタaやキャパシタbを適宜組み合わせて形成されるバンドエリミネーションフィルタ、アイソレータなどを用いることも可能である。
【0053】
図19は、本発明のアンテナ装置を備えた通信装置の第1の実施形態を示す模式的分解斜視図である。本実施形態の通信装置は携帯電話機(通信用携帯端末)である。
【0054】
放射体2及び該放射体を支持する支持部4,6を有するアンテナ装置は、実装基板8の一方の表面上に取り付けられている。支持部4は積層型周辺回路部材からなる。本実施形態のアンテナ装置は、上記図1の実施形態のものと放射体2の形状のみ異なる。即ち、本実施形態では、放射体2の互いに平行な1対の辺(即ち支持部4,6が取り付けられた1対の縁部に対応する2つの辺)に沿った方向の一方端に対応する2つの隅部E1,E2が非凹且つ非鋭角の形状に形成されている。隅部E1,E2の形状は、具体的には円弧形状などのラウンド形状である。ここで、ラウンド形状とは円弧形状の他に、楕円の一部や双曲線などの2次曲線などの一部である外方に凸の曲線形状である。非凹且つ非鋭角の形状としては、ラウンド形状の他に、例えば多角形の一部をなす形状があり、その例としては当該隅部を挟んで位置する2つの放射体辺の双方に対して135度の角度をなす直線形状(斜め135度直線形状)が例示される。非凹且つ非鋭角の形状は、そのいずれの位置での接線も当該形状の内側を通ることがないような形状である。
【0055】
このような形状の隅部は、放射体2の幅Wの方向に関して、該幅Wの数%〜20%程度とすることができる。具体的寸法としては、例えば幅Wの方向に関して2〜3mm程度とすることができる。放射体に対する支持体の取付位置は、以上のようなラウンド形状の隅部を避けてなされている。即ち、本実施形態では放射体のラウンド形状隅部の側の縁部は、支持部4,6の先端より更に延出している。
【0056】
以上のような隅部形状とすることで、放射体2の隅部からの放射電極の剥離が生じにくくなり、製造時の歩留が向上し、経時的劣化が抑制され信頼性が向上する。また、隅部が尖鋭でないので、この部分への電界集中が防止され、更に面積が低減されるので、アース電極との間の容量成分が小さくなり、かくしてアンテナ特性とくに周波数特性が向上する。
【0057】
本実施形態では、実装基板8は携帯電話機のメイン基板である。ここには、アンテナ装置の支持部4の積層型周辺回路と電気的に接続された電気回路が形成されている。該電気回路は、不図示の送話器や受話器や液晶表示パネルや操作ボタンなどと電気的に接続されている。実装基板8は、筐体10内に収容されている。筐体10は筐体下側部10Aと筐体上側部10Bとからなり、下側部10Aまたは上側部10Bに実装基板8が固定されており、下側部10Aと上側部10Bとは実装基板8を覆うようにして互いに固定されている。
【0058】
放射体2の隅部をラウンド形状とすることで、筐体内のスペースの有効利用が可能となり、また筐体10の隅部にも丸みを持たせることができ、筐体デザイン上の自由度が向上し、小型・軽量化が達成される。
【0059】
更に、上記のように本発明のアンテナ装置を用いて携帯電話機などの通信装置を構成することで、良好な受信感度を維持しつつ、信号ロスの少ない、薄型且つ小型の通信装置が提供される。
【0060】
非凹且つ非鋭角の形状に形成される隅部は、2つに限られることはなく、4つ全ての隅部を非凹且つ非鋭角の形状にしてもよい。
【0061】
図20は、本発明のアンテナ装置を備えた通信装置の第2の実施形態を示す模式的断面図である。図示されているように、本実施形態では、実装基板8に対して、放射体2及び支持部4を有するアンテナ装置を、実装基板8の端部から距離Lだけ隔てて、配置している。このように厚みのとりにくい先端部を避けてアンテナ装置を配置することで、放射体2と実装基板8との間に所要のスペースを確保してアンテナ特性を向上させつつ、装置全体の小型・軽量化を達成することができる。
【0062】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、アンテナ放射体の下に所要の空間を確保して良好な受信感度を維持しつつ、アンテナ装置の厚さを薄くして小型化することができるとともに、アンテナ放射体に積層型回路を直結させることで配線の引き回しによる信号ロスを十分に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるアンテナ装置の第1の実施形態を示す模式的分解斜視図及び放射体の裏面を示す斜視図である。
【図2】図1の組み立て状態を示す模式的斜視図である。
【図3】積層型周辺回路及び放射体のブロック図である。
【図4】積層型周辺回路部材の模式的断面斜視図である。
【図5】分波器の等価回路図である。
【図6】受信側バンドパスフィルタの等価回路図である。
【図7】送信側バンドパスフィルタの等価回路図である。
【図8】本発明によるアンテナ装置の第2の実施形態の積層型周辺回路のブロック図である。
【図9】デュプレクサの等価回路図である。
【図10】本発明によるアンテナ装置の第3の実施形態の積層型周辺回路のブロック図である。
【図11】本発明によるアンテナ装置の実施形態を示す模式的底面図である。
【図12】本発明によるアンテナ装置の実施形態を示す模式的底面図である。
【図13】本発明によるアンテナ装置の第4の実施形態を示す模式的分解斜視図である。
【図14】本発明によるアンテナ装置の第5の実施形態の積層型回路部材からなる支持部を示す模式的斜視図である。
【図15】本発明によるアンテナ装置の第4の実施形態の積層型周辺回路のブロック図である。
【図16】本発明によるアンテナ装置の実施形態の積層型回路部材からなる支持部を示す模式的分解斜視図である。
【図17】本発明によるアンテナ装置の実施形態の積層型回路部材からなる支持部を示す模式的断面図である。
【図18】図17のX−X’断面図である。
【図19】本発明のアンテナ装置を備えた通信装置の第1の実施形態を示す模式的分解斜視図である。
【図20】本発明のアンテナ装置を備えた通信装置の第2の実施形態を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
2 放射体
2a 放射電極
2b スロット
2c 給電端子
2d グランド端子
4 積層型周辺回路部材からなる支持部
4a アンテナ入力ポート
4b グランドポート
4c 受信信号出力端子部
4d 送信信号入力端子部
4e グランド端子部
4f,4f’ 放射電極
4g 出力端子部
5,5’ 支持部
6 支持部
8 実装基板
8a,8b,8c,8d 端子部
10 筐体
10A 筐体下側部
10B 筐体上側部
20,20’ 積層型分波器
21 受信側バンドパスフィルタ
22 送信側バンドパスフィルタ
23,24,25,26,27 デュプレクサ
28 バンドパスフィルタ
30,31,32 シールド導電膜
34 誘電体シート
35 グランドパターン
36 導体膜パターン
a インダクタ
b キャパシタ
c ビアコンタクト
d グランドパターン
Claims (18)
- 平板状をなす放射体と、
該放射体に対して所定の間隔をもって配置された実装基板と、
前記所定の間隔が得られるように前記放射体の一方の表面側の縁部と前記実装基板との間に介在し且つこれらのそれぞれに取り付けられた少なくとも1つの支持部とを有しており、
該支持部のうちの少なくとも1つは前記放射体の放射電極及び前記実装基板の配線に電気的に接続された積層型回路を備えた積層型回路部材からなっており、
前記放射体は前記積層型回路部材の取り付けられた前記縁部に前記放射電極に接続された給電端子を備えており、
前記積層型回路部材は前記積層型回路にそれぞれ接続されたアンテナ端子と信号入力端子及び/または信号出力端子とを備えており、
前記実装基板は前記配線に接続された配線端子を備えており、
前記給電端子と前記アンテナ端子とが接続されており、前記信号入力端子及び/または前記信号出力端子と前記配線端子とが接続されていることを特徴とするアンテナ装置。 - 前記積層型回路部材は、積層面が前記放射体の表面に対して垂直になるようにして配置されていることを特徴とする、請求項1に記載のアンテナ装置。
- 前記積層型回路と前記放射電極とは前記積層型回路部材の一方の端面に形成された前記アンテナ端子を介して電気的に接続されており、前記積層型回路と前記配線とは前記積層型回路部材の他方の端面に形成された前記信号入力端子及び/または前記信号出力端子を介して電気的に接続されていることを特徴とする、請求項2に記載のアンテナ装置。
- 前記放射体の表面は大略矩形状の外形をなしており、その互いに平行な1対の辺に隣接する2つの前記縁部に前記支持部が配置されていることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載のアンテナ装置。
- 前記放射体の表面は大略矩形状の外形をなしており、その4つの辺に隣接する4つの前記縁部に前記支持部が配置されており、これらの支持部は前記大略矩形状の外形の4つの隅に隣接する位置において端部同士が互いに接続されて枠状をなしていることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載のアンテナ装置。
- 前記放射体の互いに平行な1対の辺に沿った方向の少なくとも一方端に対応する少なくとも2つの隅部は非凹且つ非鋭角の形状に形成されていることを特徴とする、請求項4〜5のいずれかに記載のアンテナ装置。
- 前記放射体の非凹且つ非鋭角の形状の隅部は、ラウンド形状または斜め135度直線形状であることを特徴とする、請求項6に記載のアンテナ装置。
- 前記積層型回路部材は、積層された複数の誘電体シートの互いに隣接するもの同士の間に適宜のパターンの導体膜が配置されており、これら導体膜が前記誘電体シートに形成されたビアコンタクトにより適宜接続されて前記積層型回路が形成されており、前記誘電体シートの少なくとも1つをその厚さ方向に貫通するシールド導電膜が形成されているものであることを特徴とする、請求項1〜7のいずれかに記載のアンテナ装置。
- 前記シールド導電膜は前記積層型回路を構成する複数の回路部分のうちの互いに隣接するもの同士の間に位置していることを特徴とする、請求項8に記載のアンテナ装置。
- 前記積層型回路は積層型分波器と該積層型分波器にそれぞれ接続された2つの積層型誘電体フィルタとを含んでなることを特徴とする、請求項1〜9のいずれかに記載のアンテナ装置。
- 前記2つの積層型誘電体フィルタのうちの一方は受信側バンドパスフィルタであり、且つ前記2つの積層型誘電体フィルタのうちの他方は送信側バンドパスフィルタであることを特徴とする、請求項10に記載のアンテナ装置。
- 前記積層型回路は少なくとも1つの積層型分波器と該積層型分波器のいずれかに接続された積層型デュプレクサとを含んでなり、前記積層型分波器のうちの少なくとも1つには2つの前記積層型デュプレクサが接続されていることを特徴とする、請求項1〜9のいずれかに記載のアンテナ装置。
- 前記積層型回路は複数段に接続された複数の前記積層型分波器を含んでいることを特徴とする、請求項12に記載のアンテナ装置。
- 前記放射体はスロットの形成された放射電極を有しており、該スロットの形状は前記放射電極が前記複数の周波数帯で共振するように設定されていることを特徴とする、請求項1〜13のいずれかに記載のアンテナ装置。
- 前記積層型回路部材の外面に放射電極が形成されており、該放射電極は前記積層型回路と接続されていることを特徴とする、請求項1〜14のいずれかに記載のアンテナ装置。
- 請求項1〜15のいずれかに記載のアンテナ装置と、該アンテナ装置の積層型回路に電気的に接続された電気回路を有する通信装置本体部とを含んでなることを特徴とする通信装置。
- 前記通信装置本体部は前記アンテナ装置を収容せる筐体を備えており、前記実装基板は前記筐体に固定されていることを特徴とする、請求項16に記載の通信装置。
- 前記アンテナ装置の支持部は前記実装基板上においてその一方の端部から隔てられた位置に配置されていることを特徴とする、請求項16〜17のいずれかに記載の通信装置。
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