JP4955428B2 - アンテナ装置 - Google Patents

Description

本発明は、アンテナ装置に関する。

近年、携帯電話のトレンドは薄型化である。この薄型化を実現するためにアンテナに給電する基板とアンテナとが離れて配置される構造となり、接続ピン等によって直接には接続出来ないことがある。その場合、アンテナに給電する基板からアンテナへの接続は、同軸ケーブル等を使用する。さらに、アンテナと給電する基板との接続は、例えば、板金を樹脂にインサート成形したアンテナと中継基板とを接着し、その中継基板上に同軸コネクタおよび整合回路を形成していた。

図１０は従来の板金を樹脂にインサート成形したアンテナ装置１０を示したもので、１０１は板金により形成されたアンテナ電極、１０２は中継基板、１０３は同軸コネクタ、１０４は同軸ケーブル、１０５は樹脂基材である。中継基板１０２には同軸コネクタ１０３および図略の整合回路が搭載されており、この中継基板１０２は、アンテナ電極１０１に圧着固定あるいは半田付け固定されている。

また、特許文献１には、筐体の一部を通信のための放射用電極と誘電体樹脂とを有する誘電体樹脂アンテナで構成するものが記載されている。この誘電体樹脂アンテナおよび筐体の一般部は、インサート成形等による射出成形により、一体に成形する。また、放射用電極への配線は、この電極と接続された端子を露出するように設けておいて、これにより配線の接続を行う。
特開２００３−１５８４１５号公報

従来は、アンテナに給電する基板からアンテナへの接続は、同軸ケーブル等を使用し、さらに、アンテナと給電する基板との接続は、例えば、板金を樹脂にインサート成形したアンテナと中継基板とを接着し、その中継基板上に同軸コネクタおよび整合回路を形成していたので、中継基板のアセンブリが必要なため量産コストが高く、中継基板や整合回路のロス（マッチングの不整合による利得減）などもあり優れた方法ではなかった。

また、特許文献１は、筐体の一部を通信のための放射用電極と誘電体樹脂とを有する誘電体樹脂アンテナで構成するものであるが、この放射用電極への接続のためのコネクタを一体成形するものではなく、また、整合回路を一体成形するものでもない。

本発明の課題は、電力損失が少なく、且つ、小型化が可能なアンテナ装置を提供することである。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明のアンテナ装置は、アンテナと、このアンテナの給電部に同軸ケーブルを接続可能なように設けられる同軸コネクタと、この同軸コネクタおよび前記アンテナが設けられる樹脂基材とが一体成形されており、前記樹脂基材には、前記アンテナの給電部と前記同軸コネクタとの接続点に一端が接続された、アンテナと同材料で構成された整合回路が形成されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のアンテナ装置において、前記樹脂基材には、前記同軸コネクタに接続される前記同軸ケーブルを固定状態に保持するための固定ガイドが一体成形されていることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のアンテナ装置において、前記固定ガイドは、前記同軸コネクタに接続された前記同軸ケーブルを受け入れて保持するケーブル保持溝を有していることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のアンテナ装置において、前記樹脂基材は、断面がＬ字型の形状を含むことを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のアンテナ装置において、前記樹脂基材は、一体成形されていることを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項４又は５に記載のアンテナ装置において、前記アンテナは、前記樹脂基材の前記断面がＬ字型の形状を構成する底板部および該底板部に垂直な壁板部のうちの壁板部に形成され、前記同軸コネクタは、前記底板部に設けられている、ことを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のアンテナ装置において、前記アンテナは、前記給電部から分岐された第１のアンテナ素子および第２のアンテナ素子を有し、該第１のアンテナ素子と該第２のアンテナ素子とが前記樹脂基材の異なる外周端面に形成されていることを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７のいずれか１項に記載のアンテナ装置において、移動体通信端末に搭載されることを特徴とする。

本発明によれば、アンテナの電力損失を低減し、且つ、アンテナの形状を小さくすることができる。

以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
（実施形態１）
図１および図２は本発明を適用した移動体通信端末の一実施形態の構成として折り畳み式携帯電話機を開いた状態を示したもので、１は第１の筐体、１１・１２はそのケース部材、２は第２の筐体、２１・２２はそのケース部材、３はヒンジ部である。第１の筐体１と第２の筐体２はヒンジ部３を介して回動可能に連結されている。

第１の筐体１はケース部材１１・１２を合体して構成され、折り畳み状態で第２の筐体２に重なるケース部材１２に受話部１３及び表示部１４が設けられる。
第２の筐体２はケース部材２１・２２を合体して構成され、折り畳み状態で第１の筐体１に重なるケース部材２１に送話部２３及びキー操作部２４が設けられる。他方のケース部材２２には、図示のように、電池蓋２５が組み付けられており、２６はスピーカ放音孔である。

図３はケース部材２２のアンテナ取付部を示したもので、図示のように、一端部に沿って凹部によるアンテナ取付部２７が形成されている。なお、ケース部材２２には、電池収納用開口部２８が形成されており、この電池収納用開口部２８が着脱操作可能な前記電池蓋２５でカバーされている。

そして、アンテナ取付部２７には、断面Ｌ字型のアンテナ装置４が嵌合された状態で取り付けられる。このアンテナ装置４は、樹脂基材４１にアンテナを構成する第１アンテナ素子４２及び第２アンテナ素子４３を設けるとともに、これら第１アンテナ素子４２及び第２アンテナ素子４３の給電部に駆動電力を供給するために同軸コネクタ４４を設けたものである。

また、アンテナ装置４は基板５から離れて配置されており、すなわち、アンテナ装置４と基板５との間には電池６が配置されている。従って、アンテナ装置４に設けた同軸コネクタ４４は、基板５に配置された同軸コネクタ５２に同軸ケーブル７を介して電気的に接続される。

図４はアンテナ装置４を拡大して示したもので、アンテナ装置４は、断面Ｌ字形の樹脂基材４１と、この樹脂基材４１上に薄膜形成されたアンテナ電極、すなわち、第１アンテナ素子４２及び第２アンテナ素子４３と、この第１アンテナ素子４２及び第２アンテナ素子４３の給電部に駆動電力を供給するために設けた同軸コネクタ４４とから構成されている。

第１アンテナ素子４２及び第２アンテナ素子４３は、同一の給電部（同軸コネクタ４４参照）から分岐された１本の連続した帯状の導電性部材からなり、断面Ｌ字形の樹脂基材４１上の面に沿って夫々延設されている。ここで、第１アンテナ素子４２及び第２アンテナ素子４３は、何れも変形モノポールアンテナ（分岐モノポールアンテナともいう）であって、例えば、銅とニッケルの合金に金メッキを施した導電性部材を用いることができる。

樹脂基材４１は、ＡＢＳ系樹脂等の電気的に絶縁性を有した成形自由度の高い樹脂素材からなり、平面部４１１とこの平面部４１１に略直交する外周端面４１２〜４１５とを有している。この樹脂基材４１上において、図示のように、第１アンテナ素子４２が樹脂基材４１の外周端面４１２〜４１４に沿って設けられとともに、第２アンテナ素子４３が樹脂基材４１の平面部４１１における外周端部に沿って設けられることで、それら先端同士の間に所定の間隙が置かれた状態で全体として略ループ状に配置されている。

なお、第１アンテナ素子４２及び第２アンテナ素子４３の夫々は、送信及び受信或いは送信又は受信すべき電波の周波数に対応した互いに異なる長さに調整されているものとし、実施形態では、第１アンテナ素子４２が８００ＭＨｚ近傍（Ｒｘ：８４３ＭＨｚ〜８７０ＭＨｚ、Ｔｘ：８９８ＭＨｚ〜９２５ＭＨｚ）の電波を、第２アンテナ素子４３が２ＧＨｚ近傍（Ｒｘ：２１１０ＭＨｚ〜２１３０ＭＨｚ、Ｔｘ：１９２０ＭＨｚ〜１９４０ＭＨｚ）の電波を送受信可能な長さに調整されているものとする。

以上において、成形自由度の高い樹脂素材による樹脂基材４１と、アンテナを構成する第１アンテナ素子４２及び第２アンテナ素子４３と、このアンテナの給電部に同軸ケーブル７を接続可能なように設けられた同軸コネクタ４４と、を一体成形することでアンテナ装置４が得られている。

図５はアンテナ装置４に係る基板５の等価回路を示したもので、図示のように、基板５には、回路素子５１１・５１２からなる整合回路５１と、同軸コネクタ５２と、送受信回路５３と、グランドＧとが実装されており、このグランドＧに回路素子５１１が接続される。アンテナ装置４の第１アンテナ素子４２及び第２アンテナ素子４３には、この整合回路５１により整合された電力が同軸コネクタ５２、同軸ケーブル７及び同軸コネクタ４４を介して給電部に供給されるようになっている。

以上、携帯電話機において、実施形態のアンテナ装置４によれば、アンテナを構成する第１アンテナ素子４２及び第２アンテナ素子４３と、このアンテナの給電部に同軸ケーブル７を接続可能なように設ける同軸コネクタ４４と、アンテナの基板である成形自由度の高い樹脂素材による樹脂基材４１とを一体成形することで、中継基板のアセンブリの必要が無く、さらに、部品点数を削減することができる。つまり、アンテナの電力損失を低減し、且つ、アンテナを小型化することができる。

（実施形態２）
図６はアンテナ装置４の実施形態２を示すもので、この実施形態２は、前述した実施形態１のアンテナ装置４において、図示のように、さらに、アンテナ（第１アンテナ素子４２及び第２アンテナ素子４３）の給電部と同軸コネクタ４４との間に、アンテナ電極の一部を利用した整合回路４５を形成する。すなわち、アンテナ装置４の樹脂基材４１の同軸コネクタ４４を設けた面において、アンテナを構成する第１アンテナ素子４２及び第２アンテナ素子４３の給電部と同軸コネクタ４４との間に、アンテナ電極の一部を利用した整合回路４５が形成されている。この制御回路４５は、図示のように、ループ状パターンにより形成されている。

図７はアンテナ装置４の整合回路４５のパターンの等価回路を示したもので、図示のように、アンテナ装置４には、整合回路４５のパターン電極による回路素子４５１が実装されており、この回路素子４５１がグランドＧに接続される。第１アンテナ素子４２及び第２アンテナ素子４３には、基板５の送受信回路５３、同軸コネクタ５２、同軸ケーブル７、アンテナ装置４の同軸コネクタ４４を経て整合回路４５により整合された電力が給電部を介して供給される。

以上のように、アンテナ電極の一部を使用し、すなわち、アンテナを構成する第１アンテナ素子４２及び第２アンテナ素子４３と同材料の整合回路４５がアンテナと同時成形されるので、従来のように、アンテナ基板とは異なる中継基板１０２に設けられた整合回路の接続による電力の損失が無くなる。また、アンテナ基板とは異なる、前述した実施形態１のような、基板５上に形成していた整合回路５１（図５参照）が不要となり、部品点数が削減される。

（実施形態３）
図８および図９はアンテナ装置４の実施形態３を示すもので、成形自由度の高い樹脂アンテナの特徴を生かし、同軸ケーブル７を一定方向に固定するための、固定ガイド４６を同時に成形する。

すなわち、アンテナ装置４の樹脂基材４１の同軸コネクタ４４を設けた面において、同軸コネクタ４４に隣接して突出する固定ガイド４６が一体成形されている。この固定ガイド４６は、図示のように、同軸コネクタ４４に接続された同軸ケーブル７の端部を受け入れて保持するケーブル保持溝４７を有している。このケーブル保持溝４７は、同軸コネクタ４４に接続状態で同軸ケーブル７の端部を受け入れ方向以外は規制して一定方向に保持することで固定する。

以上のように、樹脂基材４１の固定ガイド４６により、同軸コネクタ４４に接続状態の同軸ケーブル７の端部を固定するので、同軸ケーブル７の引き回しに起因するアンテナ特性のバラツキを低減することができる。

なお、以上の実施形態においては、携帯電話機に適用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＰＤＡやその他の携帯端末機など、移動体通信端末に適用しても良い。
また、実施形態では、樹脂基材を断面Ｌ字型の形状としたが、これに限らず、例えば、断面コ字型や矩形箱型等の他の形状を用いることとしても良い。
さらに、実施形態では、アンテナ装置と基板との間に電池が配置される構造としたが、これに限らず、要は、アンテナ装置と基板とが離れて配置される構造であれば良い。
また、樹脂基材の形状およびアンテナパターン等も任意であり、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。

本発明を適用した移動体通信端末の一実施形態の構成を示すもので、折り畳み式携帯電話機を開いた状態の正面側から見た斜視図である。 図１の折り畳み式携帯電話機を背面側から見た斜視図である。 図１の折り畳み式携帯電話機において、アンテナ装置が内蔵される筐体の一方のケース部材を内側から示した分解斜視図である。 図３のアンテナ装置を拡大して示したもので、アンテナ電極側から見た斜視図（ａ）と、同軸コネクタ側から見た斜視図（ｂ）である。 図４のアンテナ装置に係る基板の等価回路図である。 アンテナ装置の実施形態２を示すもので、同軸コネクタおよび整合回路パターン側から見た斜視図である。 図６のアンテナ装置の整合回路のパターンの等価回路図である。 アンテナ装置の実施形態３を示すもので、同軸コネクタおよびケーブル固定ガイド側から見た斜視図である。 図８から同軸ケーブルを分解して示した斜視図である。 従来の板金を樹脂にインサート成形したアンテナ装置を示すもので、その板金側から見た斜視図（ａ）と、その反対側から見た斜視図（ｂ）と、同軸ケーブルを接続した状態の斜視図（ｃ）である。

符号の説明

１ 第１の筐体
１０ アンテナ装置
１０１ 板金
１０２ 中継基板
１０３ 同軸コネクタ
１０４ 同軸ケーブル
１０５ 樹脂基材
１１ ケース部材
１２ ケース部材
１３ 受話部
１４ 表示部
２ 第２の筐体
２１ ケース部材
２２ ケース部材
２３ 送話部
２４ キー操作部
２５ 電池蓋
２６ スピーカ放音孔
２７ アンテナ取付部
２８ 電池収納用開口部
３ ヒンジ部
４ アンテナ装置
４１ 樹脂基材
４１１ 平面部
４１２ 外周端面
４１３ 外周端面
４１４ 外周端面
４１５ 外周端面
４２ 第１アンテナ素子
４３ 第２アンテナ素子
４４ 同軸コネクタ
４５ 整合回路
４５１ 回路素子
４６ 固定ガイド
４７ ケーブル保持溝
５ 基板
５１ 整合回路
５１１ 回路素子
５１２ 回路素子
５２ 同軸コネクタ
５３ 送受信回路
６ 電池
７ 同軸ケーブル

Claims (8)

1. アンテナと、このアンテナの給電部に同軸ケーブルを接続可能なように設けられる同軸コネクタと、この同軸コネクタおよび前記アンテナが設けられる樹脂基材とが一体成形されており、
   前記樹脂基材には、前記アンテナの給電部と前記同軸コネクタとの接続点に一端が接続された、アンテナと同材料で構成された整合回路が形成されていることを特徴とするアンテナ装置。
2. 前記樹脂基材には、前記同軸コネクタに接続される前記同軸ケーブルを固定状態に保持するための固定ガイドが一体成形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。
3. 前記固定ガイドは、前記同軸コネクタに接続された前記同軸ケーブルを受け入れて保持するケーブル保持溝を有し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。
4. 前記樹脂基材は、断面がＬ字型の形状を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
5. 前記樹脂基材は、一体成形されていることを特徴とする請求項４に記載のアンテナ装置。
6. 前記アンテナは、前記樹脂基材の前記断面がＬ字型の形状を構成する底板部および該底板部に垂直な壁板部のうちの壁板部に形成され、
   前記同軸コネクタは、前記底板部に設けられている、
   ことを特徴とする請求項４又は５に記載のアンテナ装置。
7. 前記アンテナは、前記給電部から分岐された第１のアンテナ素子および第２のアンテナ素子を有し、該第１のアンテナ素子と該第２のアンテナ素子とが前記樹脂基材の異なる外周端面に形成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
8. 移動体通信端末に搭載されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のアンテナ装置。

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