JP4103296B2 - 携帯型移動体通信機のアンテナ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば携帯電話機に内蔵する受信用のアンテナとして好適する携帯型移動体通信機のアンテナ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話機に内蔵する受信用のアンテナの一例として、ヘリカル状アンテナがある。このヘリカル状アンテナは、導体をコイル状に巻回して構成されたアンテナエレメントを有するアンテナであり、空芯タイプのもの（即ち、コイル状のアンテナ単体のもの）や、樹脂でモールドしたものや、チップ多層タイプのものなどがある。上記ヘリカル状アンテナは、アンテナ全体の長さ寸法（即ち、実体長）を短く構成できるから、配設スペースを小さくすることができる。そして、ヘリカル状アンテナは、導体の巻回数を調節することで、アンテナエレメントの導体の長さとして必要な長さを十分に確保できるから、アンテナの放射効率として高い効率が得られている。
【０００３】
上記ヘリカル状アンテナのうちの樹脂でモールドしたものを、携帯電話機の配線基板上に実装した構成の例を、図４に示す。この図４において、携帯電話機の配線基板１の上面における図４中手前側の隅部に、ヘリカル状アンテナ２が実装されている。そして、配線基板１の上面には、種々の電子部品（図示しない）が実装されており、これら電子部品はシールドケース３で覆われてシールドされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、携帯電話機をユーザーが使用する際には、ユーザーの人体が携帯電話機の配線基板１にかなり接近する。この人体と配線基板１とが接近した様子を、図５に示す。この図５においては、ユーザーの人体を疑似人体４として示しており、携帯電話機の筐体等は図示していない。そして、図５に示す状態では、ヘリカル状アンテナ２が人体４にかなり接近してしまう。
【０００５】
ここで、電波は、アンテナとＧＮＤ（グランド）との間に電界が生ずることで、空間を伝搬する。上記ヘリカル状アンテナ２の場合も、そのアンテナエレメントとＧＮＤ（配線基板１やシールドケース３）との間に電界を生じさせて電波を伝搬させている。しかし、このとき、人体４がヘリカル状アンテナ２の近傍に存在すると、発生した電界が人体４に吸収されてしまう。その結果、見掛け上、ヘリカル状アンテナ２の放射効率が低下してしまう。
【０００６】
特に、図５に示す構成のヘリカル状アンテナ２の場合、配線基板１におけるヘリカル状アンテナ２が実装された部分は、全ての層（配線層）から導体が取り除かれているので、電界は、人体４側と、人体４の反対側とに等しく発生する。このとき、人体４側に発生する電界が人体４に吸収されるので、人体４近傍における放射効率の劣化がより一層大きくなる。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、人体の悪影響に起因するヘリカル状アンテナの放射効率の低下を極力防止することができる携帯型移動体通信機のアンテナ装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明によれば、配線基板の上に実装された受信用のヘリカル状アンテナの両端子であって前記配線基板上の導体パターン上に設けられた両端子のうちの給電点とは反対側の端子に放射導体を接続し、この放射導体を、筐体の内部において前記筐体の内面に沿うように、または、前記筐体の内面に当接するように配設し、ユーザーの人体から遠くなるような位置に配設したので、人体の悪影響を低減することができ、ヘリカル状アンテナの放射効率の低下を防止することができる。
【００１０】
請求項３の発明によれば、前記放射導体を、前記筐体に取り付けるように構成したので、放射導体を取り付ける作業が簡単になって製造性が向上すると共に、放射導体の取付強度が高くなる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を例えば携帯電話機に内蔵された受信用のアンテナ装置に適用した一実施例について、図１ないし図３を参照しながら説明する。まず、図１及び図２は、携帯電話機のアンテナ装置１１の周辺構成を部分的に示す図である。これら図１及び図２に示すように、携帯電話機の筐体１２は、上ケース１３と下ケース１４とから構成されており、これら上ケース１３及び下ケース１４は例えばプラスチック製である。上記筐体１２の内部には、携帯電話機の配線基板１５が収容されている。
【００１２】
上記配線基板１５は、例えばプリント配線基板で構成されており、その両面には種々の電子部品が実装されている。そして、配線基板１５の図１中上面における手前側の隅部に、ヘリカル状アンテナ１６が実装されている。このヘリカル状アンテナ１６は、導体をコイル状に巻回して構成されたアンテナエレメント１６ａを樹脂１６ｂでモールドして構成されている。そして、上記ヘリカル状アンテナ１６は、ほぼ矩形状をなすチップ状の部品であり、その両端部の下部には端子１６ｃ、１６ｄが設けられている。
【００１３】
これら２つの端子１６ｃ、１６ｄのうちの右方の端子１６ｃは、ヘリカル状アンテナ１６の給電点を構成する端子であり、左方の端子１６ｄは、給電点とは反対側の端子（即ち、開放端の端子）である。この構成の場合、ヘリカル状アンテナ１６は、その２つの端子１６ｃ、１６ｄを配線基板１５上に設けられた導体パターン（ランド）１７、１８に例えば半田付けすることにより、配線基板１５に取り付けられている。尚、図２においては、２個の端子１６ｃ、１６ｄを強調して図示している。
【００１４】
そして、配線基板１５上におけるヘリカル状アンテナ１６に隣接する部分には、細長い板状の導体から構成されたほぼＬ字形の放射導体１９が配設されている。この放射導体１９の一端部１９ａは、導体パターン１８の延長部分のランド１８ａに半田付けされている。これにより、上記放射導体１９は、ヘリカル状アンテナ１６の端子１６ｄに接続されていると共に、配線基板１５に取り付けられている。尚、このように、放射導体１９をヘリカル状アンテナ１６の端子１６ｄに接続すると、アンテナ素子としての長さ寸法が長くなるように見えるが、これは、ヘリカル状アンテナ１６のアンテナエレメント１６ａの巻回数を調節することにより、最適な長さ寸法に容易に調節することが可能である。
【００１５】
上記した取付状態においては、放射導体１９の一端部１９ａが配線基板１５に立設状態になっていると共に、放射導体１９の他端部１９ｂが配線基板１５に対してほぼ平行状態になっている。そして、この構成の場合、放射導体１９の他端部１９ｂは、図２に示すように、筐体１２の上ケース１３の内面に沿うように配置される構成となっている。尚、放射導体１９の他端部１９ｂを上ケース１３の内面に当接させるように配置しても良い。
【００１６】
さて、上記携帯電話機の場合、配線基板１５の図２中の下面側（即ち、下ケース１４側）に、スピーカやマイクやキー部などが配設される構成となっている。これにより、上記携帯電話機をユーザーが使用する場合には、ユーザーの頭部（即ち、人体）は下ケース１４の外面にあてがわれる。即ち、配線基板１５の図２中の下面側に、人体が近接する構成となっている。
【００１７】
そして、ユーザーの使用形態が上述した通りである場合に、放射導体１９の他端部１９ｂが筐体１２の上ケース１３の内面に沿うように配置されているので、放射導体１９の他端部１９ｂとユーザーの人体（頭部）との距離が最も大きくなる。換言すると、放射導体１９は、筐体１２の内部においてユーザーの人体から最も遠くなるような位置に配設される構成となっている。
【００１８】
尚、配線基板１５の上面に実装された種々の電子部品（図示しない）は、図３に示すように、シールドケース２０で覆われてシールドされている。この場合、ヘリカル状アンテナ１６と放射導体１９は、上記シールドケース２０で覆われないように構成されている。
【００１９】
このような構成の本実施例によれば、配線基板１５の上に実装されたヘリカル状アンテナ１６の両端子１６ｃ、１６ｄのうちの給電点とは反対側の端子１６ｄに放射導体１９を接続し、この放射導体１９を、筐体１２の内部においてユーザーの人体から遠くなるような位置に配設したので、人体の悪影響を低減することができ、従来構成（図５参照）とは異なり、ヘリカル状アンテナ１６の放射効率の低下を防止することができる。
【００２０】
特に、本実施例では、放射導体１６の他端部１６ｂを、筐体１２の上ケース１３の内面に沿うようにように配設したので、筐体１２の内部において放射導体１６を人体から最も離すことができる。従って、それだけヘリカル状アンテナ１６の放射効率を向上させることができる。
【００２１】
ここで、本実施例のアンテナ装置１１の放射効率と、従来技術のヘリカル状アンテナ２の放射効率とを測定した結果を、図３及び図４を参照して説明する。図３は本実施例のアンテナ装置１１を示し、図４は従来構成のヘリカル状アンテナ２を示している。尚、放射効率を測定するに当たって、ＸＹＺ軸を図３及び図４に示すように設定した。即ち、Ｘ軸を配線基板１５の板面に直交する方向とし、Ｙ軸をヘリカル状アンテナ１６の短辺に沿う方向とし、Ｚ軸をヘリカル状アンテナ１６の長辺に沿う方向とした。
【００２２】
そして、本実施例及び従来構成の各アンテナ装置（即ち、各アンテナ装置を組み込んだ携帯電話機）に人体を近接させた状態で、ＹＺ平面の主偏波成分、ＹＺ平面の交差偏波成分、ＺＸ平面の主偏波成分、ＺＸ平面の交差偏波成分を測定した。この場合、３つの周波数（８１０．０ＭＨｚ、８２６．５ＭＨｚ、８４３．０ＭＨｚ）について、それぞれ上記各偏波成分を測定した。そして、上記各測定結果に基づいて、放射効率（即ち、アンテナへの入力電力に対するアンテナが空間に放射する電力の比）を計算により求めた。本実施例による測定結果及び計算結果を表にしたものを下記の表１に示す。
【００２３】
【表１】

【００２４】
また、従来構成による測定結果及び計算結果を表にしたものを下記の表２に示す。
【００２５】
【表２】

【００２６】
そして、表１と表２を比較することにより、本実施例のアンテナ装置１１の方が、従来構成よりも、放射効率が高いことが明確にわかる。即ち、本実施例のアンテナ装置１１の方が、従来構成よりも、人体の悪影響を低減できていることがわかる。
【００２７】
尚、上記実施例では、放射導体１９を板状部材により構成したが、これに代えて、線状部材により構成しても良い。また、上記実施例では、放射導体１９の形状をほぼＬ字形に構成したが、これに限られるものではなく、ストレート形状や、湾曲形状や、コ字形形状や、クランク形形状など、即ち、放射効率が高くなるように設定できれば、どのような自由な形状に形成しても良い。
【００２８】
更に、上記実施例では、放射導体１９を配線基板１５に半田付けして取り付けるように構成したが、これに代えて、放射導体を筐体である例えば上ケースに取り付けるように構成しても良い。この構成の場合、上ケースに収容凹部を形成し、この収容凹部内に放射導体を嵌め込むことにより取り付け固定する構成が好ましい。そして、放射導体の一端部を配線基板のランドに接続するに当たっては、例えば、配線基板のランドにばねを介してピンを伸縮自在に突設し、このピンに放射導体の一端部を圧接するように構成することが好ましい。このようにして、放射導体を筐体に取り付ける構成とすると、放射導体を取り付ける作業が簡単になって製造性が向上すると共に、放射導体の取付強度も高くなる。
【００２９】
尚、上記実施例では、ヘリカル状アンテナ１６として、樹脂でモールドしたものを用いたが、これに限られるものではなく、空芯タイプのもの（即ち、コイル状のアンテナ単体のもの）や、チップ多層タイプのものを用いても良い。また、上記実施例では、携帯電話機に適用したが、他の携帯型移動体通信機に適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すアンテナ装置周辺の斜視図
【図２】アンテナ装置周辺の部分縦断面図
【図３】放射効率測定用のＸＹＺ軸を説明するための図
【図４】従来構成を示す図３相当図
【図５】人体の悪影響を説明するための図
【符号の説明】
１１はアンテナ装置、１２は筐体、１３は上ケース、１４は下ケース、１５は配線基板、１６はヘリカル状アンテナ、１９は放射導体を示す。

Claims (2)

1. 筐体と、この筐体の内部に設けられ種々の電子部品を実装した配線基板とを備えて成る携帯型移動体通信機のアンテナ装置において、
   前記配線基板の上に実装された受信用のヘリカル状アンテナと、
   このヘリカル状アンテナの両端子であって前記配線基板上の導体パターン上に設けられた両端子のうちの給電点とは反対側の端子に接続された放射導体とを備え、
   前記放射導体を、前記筐体の内部において前記筐体の内面に沿うように、または、前記筐体の内面に当接するように配設し、前記携帯型移動体通信機を使用するユーザーの人体から遠くなるような位置に配設したことを特徴とする携帯型移動体通信機のアンテナ装置。
2. 前記放射導体を、前記筐体に取り付けるように構成したことを特徴とする請求項１記載の携帯型移動体通信機のアンテナ装置。

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