JP4772602B2

JP4772602B2 - アンテナ装置および同アンテナ装置を搭載した携帯端末装置

Info

Publication number: JP4772602B2
Application number: JP2006179616A
Authority: JP
Inventors: 孝幸根橋
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2006-06-29
Filing date: 2006-06-29
Publication date: 2011-09-14
Anticipated expiration: 2026-06-29
Also published as: WO2008001898A1; US20090278751A1; CN101512831A; KR20090033367A; KR101065888B1; JP2008011182A

Description

本発明は、特に、携帯電話等、携帯端末の内蔵アンテナに用いて好適なアンテナ装置および同アンテナ装置を搭載した携帯端末装置に関するものである。

携帯電話や車載機等の携帯端末装置では、小型、軽量、高性能タイプのアンテナ装置が求められている。

たとえば、市場に出回っている携帯電話では、送受信共用のホイップアンテナと、受信専用の内蔵アンテナとの２種類を備えたダイバーシティ方式を採用したものが多くなっている。
この場合、ホイップアンテナとしてモノポールアンテナ、内蔵アンテナとして逆Ｆ型アンテナ、セラミック等を使ったチップアンテナ等が広く用いられている。
それぞれ、小型、軽量化をはかると同時に、高性能化や広帯域化をはかった技術が採用され、また、従来から多数提案されている。

たとえば、基板と屈曲板金を用いてスロットアンテナを実現し、高い送受信性能を維持しながら小型化、薄型化を実現する技術（たとえば、特許文献１参照）、基板の周縁部にスルーホールと導体パターンを用い、ヘリカルパターンを形成して出力を最大限に大きくする技術（たとえば、特許文献２参照）等が知られている。
特開平７−１９３４１６号公報特開平９−７１１８９号公報

しかしながら、内蔵アンテナにチップアンテナを使用した場合、体積の大きな部品を使用しないと利得が得られず、実装スペースにもよるが基板の外には実装できないため、その体積確保に限界がある。
また、このことを解決するために、筐体に板金を取り付け、基板のアンテナ部に接触させてアンテナを構成するものもあるが、この場合、筐体側への取り付け設計が必要になり、また、基板との接点においては筐体に組み込まない限り、アンテナと基板側との導通確認ができなかった。

また、特許文献１に開示された技術によれば、アンテナに誘電体をつけて波長を長く見せるための工夫がなされているが、どこまでの周波数に対応できるかは即知できず、また、セットの形状や設置スペースが異なった場合等の設計には困難が伴う。

さらに、特許文献２に開示された技術によれば、基板の周縁部にアンテナを実装する際、基板上に、あるいは基板に接触して放射に寄与するアンテナ導体を形成すると、放射電力が損失して性能を悪化させる欠点があった。

本発明の目的は、アンテナ導体の一部のみを基板に接触させることで誘電体による損失を最小限に抑え、小型軽量化をはかった、アンテナ装置および同アンテナ装置を搭載した携帯端末装置を提供することにある。

本発明の第１の観点のアンテナ装置は、高周波送受信回路が実装される平板状の回路基板と、前記回路基板の端部を跨って一部が支持される、使用周波数の必要波長を持つ板状、もしくは線状の導体素子から成るアンテナ導体と、を備え、前記アンテナ導体は、前記導体素子におけるミアンダ形状の蛇行部位を垂直方向に屈曲させ形成されるバネ接点により前記回路基板に支持される。

好適には、前記アンテナ導体は、前記回路基板上に形成される導体素子はミアンダ形状を含む。

好適には、前記板状のアンテナ導体は、前記板状の導体素子を前記回路基板上に配置し、前記導体素子の端部との間で給電が行なわれるモノポールアンテナである。

好適には、前記板状のアンテナ導体は、前記板状の導体素子を前記回路基板上に配置し、前記導体素子の中央部近傍との間で給電が行なわれるダイポールアンテナである。

好適には、前記回路基板における給電部と、前記導体素子が前記回路基板の端部を跨って支持形成される前記バネ接点とを接触させ給電を行なう。

好適には、前記導体素子の端部もしくは中央近傍に垂直に形成された楔部を、前記楔部に対向して前記回路基板に形成された導通穴に挿入して固定する。

本発明の第２の観点の携帯端末装置は、高周波回路部品が実装される平板状の回路基板と、アンテナ装置と、を有し、前記アンテナ装置は、前記回路基板の端部に跨って一部が支持される、使用周波数の必要波長を持つ板状、もしくは線状の導体素子により形成されるアンテナ導体から成る内蔵アンテナを含み、前記アンテナ導体は、前記導体素子におけるミアンダ形状の蛇行部位を垂直方向に屈曲させ形成されるバネ接点により前記回路基板に支持される。

本発明によれば、アンテナ導体の一部のみを基板に接触させることで誘電体による損失を最小限に抑え、小型軽量化をはかった、アンテナ装置および同アンテナ装置を搭載した携帯端末装置を提供することができる。

図１、図２は、本発明の実施の形態にかかわるアンテナ装置の構成図であり、モノポールアンテナ、ダイポールアンテナのそれぞれを示す。
図１、図２ともに、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は平面図、（ｄ）は斜視図である。

最初に、図１を参照しながら、板状のアンテナ導体２を回路基板１上に配置し、アンテナ導体１の端部との間で給電が行なわれるモノポール方式のアンテナ装置から説明する。

図１において、回路基板１は平板状の誘電体から成り、回路基板１には、高周波送受信回路を含む回路部品が実装されている。回路基板１にはまた、回路基板１の端部Ｘを跨って一部が支持されるアンテナ導体２が形成されている。

ここで、アンテナ導体２は、ミアンダ形状の導体パターンを持ち、その蛇行部位Ｙ（折り返し部位）を垂直方向に屈曲させることにより１以上のバネ接点２１を形成し、当該パネ接点２１により回路基板１に支持される。

ところで、アンテナ装置の送信効率または受信効率は、使用する電波の波長とアンテナ長との比によって規定される。ここでは、ａ〜ｅで示すアンテナ導体２の寸法と、ミアンダ形状のアンテナ導体２が持つ蛇行数（ターン数）とをそれぞれ変化させることにより、アンテナ導体２の形状を変更させることが可能であり、電波の使用周波数にあった波長を持つアンテナ導体２を構築することができる。
なお、回路基板１における給電部１１は、アンテナ導体２が回路基板１の端部を跨って支持形成されるバネ接点２１を接触あるいは結合させることにより給電するものとする。

次に、図２を参照しながら、アンテナ導体２の中央部近傍で給電が行なわれるダイポール方式のアンテナ装置について説明するが、給電部１１、１２による給電以外は、上記したモノポール方式と差異がないため、重複を回避する意味で説明を省略する。

上記した本発明の実施形態にかかわるアンテナ装置によれば、アンテナ導体の一部のみを基板に接触させることでアンテナ導体２の筐体への取り付けが不要であり、回路基板１のみで完結するため、アンテナ導体２と回路基板１との導通チェック等が容易になる。

また、アンテナ導体２は、必要波長分の長さで設計すれば良いため、設計の目安が容易であり、また、アンテナ長を変更することなく、回路基板１からの距離を場所によって変更する等によって空いている空間を最大限利用することができ、かつ、放射電力の最大限の利得確保が可能になる。

なお、上記した本発明の実施形態によれば、板状のアンテナ導体２を回路基板１上に形成する例のみ示したが、線状のアンテナ導体を形成してモノポール、あるいはダイポール方式のアンテナとして用いても同様の効果が得られる。

図３は、本発明の実施形態におけるアンテナ装置において、アンテナ導体２の回路基板１への固定方法を説明するために引用した図である。図３はモノポールアンテナの固定方法が示されている。

上記したように、本発明の実施形態にかかわるアンテナ装置によれば、ミアンダ形状を持つアンテナ導体２の蛇行部Ｙに形成される１以上のバネ接点２１により回路基板１の端部に跨って支持されることは上記したとおりである。

但し、これだけでは構造が不安定であるため、図３に示されるように、モノポールアンテナにおいては、導体アンテナ２の端部に形成された楔部２２を、この楔部２２に対向して回路基板１に形成された導通穴１３に挿入して固定することが可能である。

上記した本発明の実施の形態によれば、アンテナ導体２を、バネ接点２１による支持の他に、回路基板１への嵌め込み固定により、構造的に安定したアンテナ装置を提供することができる。
なお、上記した本発明の実施の形態によれば、図１、図２に示すバネ接点２１による支持、図３に示す回路基板１への嵌め込み固定についてのみ説明したが、このことに制限されず、導体アンテナ２の半田付け固定、エポキシ樹脂や接着剤を用いた固定等が考えられる。

図４（ａ），（ｂ）は、本発明の実施の形態にかかわるアンテナ装置を搭載した携帯端末装置の構成を説明するために引用した図であり、アンテナ装置を、カード端末、携帯電話端末にそれぞれ搭載したときの構成例を説明するために引用した図である。
図４中、図１、図２と同一番号が付された部分は、図１、図２が示すそれと同じとする。

図４（ａ）に示される無線カード１０は、たとえば、パソコン（ＰＣ）等のカードスロットに装填されるカードである。カードケース２０上に実装された回路基板１の端部には上記したミアンダ形状の板状のアンテナ装置（モノポールアンテナ）が搭載されている。

また、図４（ｂ）に示されるフリップタイプの携帯電話端末は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display Device）モニタを含む回路基板１が実装されたアッパー側筐体２０と、このアッパー側筐体２０とはヒンジ３０を介して結合され、キースイッチ等の回路基板１が実装されたロアー側筐体４０の端部にそれぞれに、上記したミアンダ形状の板状の内蔵アンテナ（モノポールアンテナ）が搭載されている。

上記した本発明の携帯端末装置によれば、アンテナ導体の一部のみを基板に接触させることで誘電体による損失を最小限に抑え、コンパクトに形成された内蔵アンテナを搭載した、小型、軽量、高性能タイプの携帯端末装置を提供することができる。

本発明の実施の形態にかかわるアンテナ装置の構成図である。本発明の実施の形態にかかわるアンテナ装置の構成図である。本発明の実施形態におけるアンテナ装置において、アンテナ導体の回路基板１への固定方法を説明するために引用した図である。本発明の実施の形態にかかわるアンテナ装置を搭載した携帯端末装置の構成を説明するために引用した図である。

符号の説明

１…回路基板、２…アンテナ導体、１１、１２…給電部、１３…導通穴、２１…バネ接点、２２…楔部、１０…カードケース、２０…アッパー側筐体、３０…ヒンジ、４０…ロアー側筐体。

Claims

高周波送受信回路が実装される平板状の回路基板と、
前記回路基板の端部を跨って一部が支持される、使用周波数の必要波長を持つ板状、もしくは線状の導体素子から成るアンテナ導体と、
を備え、
前記アンテナ導体は、
前記導体素子におけるミアンダ形状の蛇行部位を垂直方向に屈曲させ形成されるバネ接点により前記回路基板に支持される
ことを特徴とするアンテナ装置。
前記アンテナ導体は、
前記回路基板上に形成される導体素子はミアンダ形状を含む
ことを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
前記板状のアンテナ導体は、
前記板状の導体素子を前記回路基板上に配置し、前記導体素子の端部との間で給電が行なわれるモノポールアンテナである
ことを特徴とする請求項１または２記載のアンテナ装置。
前記板状のアンテナ導体は、
前記板状の導体素子を前記回路基板上に配置し、前記導体素子の中央部近傍との間で給電が行なわれるダイポールアンテナである
ことを特徴とする請求項１または２記載のアンテナ装置。
前記回路基板における給電部と、前記導体素子が前記回路基板の端部を跨って支持形成される前記バネ接点とを接触させ給電を行なう
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一に記載のアンテナ装置。
前記導体素子の端部もしくは中央近傍に垂直に形成された楔部を、前記楔部に対向して前記回路基板に形成された導通穴に挿入して固定する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一に記載のアンテナ装置。
高周波回路部品が実装される平板状の回路基板と、
アンテナ装置と、を有し、
前記アンテナ装置は、
前記回路基板の端部に跨って一部が支持される、使用周波数の必要波長を持つ板状、もしくは線状の導体素子により形成されるアンテナ導体から成る内蔵アンテナを含み、
前記アンテナ導体は、
前記導体素子におけるミアンダ形状の蛇行部位を垂直方向に屈曲させ形成されるバネ接点により前記回路基板に支持される
ことを特徴とする携帯端末装置。
前記板状のアンテナ導体は、
前記板状の導体素子を前記回路基板上に配置し、前記導体素子の端部との間で給電が行なわれるモノポールアンテナである
ことを特徴とする請求項７記載の携帯端末装置。
前記板状のアンテナ導体は、
前記板状の導体素子を前記回路基板上に配置し、前記導体素子の中央部近傍との間で給電が行なわれるダイポールアンテナである
ことを特徴とする請求項７記載の携帯端末装置。
前記回路基板における給電部と、前記導体素子が前記回路基板の端部を跨って支持形成される前記バネ接点とを接触させ給電を行なう
ことを特徴とする請求項７から９のいずれか一に記載の携帯端末装置。
前記導体素子の端部もしくは中央近傍に垂直に形成された楔部を、前記楔部に対向して前記回路基板に形成された導通穴に挿入して固定する
ことを特徴とする請求項７または８記載の携帯端末装置。