JPH1075115A - 平面アンテナユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造コストを上昇させることなく、高
周波機器内への効率的な実装を可能とする平面アンテナ
ユニットを提供する。 【解決手段】 可塑性材料または可撓性材料からなり
両面に金属膜を形成された絶縁体シート４の、一方主面
に放射電極２及び前記放射電極２から絶縁してアース電
極５を、他方主面に伝送線路３をエッチング等の手段に
より形成する。これにより、パターン形成のみによっ
て、絶縁体シート４上に放射電極２、伝送線路３、アー
ス電極４を一体的に形成することができ、部品点数の削
減とコストの削減を実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 本発明は、平面アンテナユ
ニット、特に高周波機器等に利用される平面アンテナユ
ニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、携帯電話等の小型高周波機器
としては、図１４に示す構造のものが知られている。こ
の高周波機器内においては、アンテナ４１と回路基板４
２を接続するために、同軸ケーブル４４が使用されてい
る。同軸ケーブル４４と回路基板４２との電気的接続は
コネクタ４３を介して行われている。一方、同軸ケーブ
ル４４とアンテナ４１との電気的接続は、一般的には半
田付けであり、場合によってはコネクタを介して行うこ
とがあった。なお、図１４中、符号４５はケースであ
る。

【０００３】なお上記従来例は、高周波機器のアンテナ
にモノポールアンテナを用いたケースであるが、また別
の従来例として、アンテナに曲げ構造を有する平面アン
テナを用い、アンテナを高周波機器内に内蔵して使用す
るものもあった。この場合、図１５に示すようにアンテ
ナ４６を構成する基板４７にガラスクロス積層基板等
の、可塑性・可撓性を有しない材料が用いられており、
曲げ構造を形成するために、折り曲げのための切れ込み
を入れる工程を別途必要とした。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の小型高周波機器
においては、アンテナ４１と同軸ケーブル４４との電気
的接続に、はんだ付けやコネクタを用いる必要があるた
め、製造のコストアップを招いていた。

【０００５】また、アンテナに曲げ構造を有する平面ア
ンテナを使用する場合、アンテナ４６を構成する基板４
７に可塑性・可撓性を有しない材料を用いるため、波形
状やＬ字型などに基板を変形させることが不可能な場合
も多く、そのため希望する位置へのアンテナの設置がで
きなくなるなど、機器内への実装に際しての場所的制約
が大きかった。さらに、曲げ構造を形成するために、折
り曲げのための切れ込みを作る工程を別途必要とし、製
造コストのアップを招いていた。さらに、図１４の場合
と同様に、放射電極４８と同軸ケーブル４９の電気的接
続に半田付けやコネクタを用いる必要があった。加え
て、折り曲げ部分の疲労によって、放射電極４８が断線
する恐れもあった。

【０００６】そこで、本発明の目的は、製造コストを上
昇させることなく、高周波機器内への実装に際しての場
所的制約を少なくすることのできる平面アンテナユニッ
トを提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係る請求項１記載の平面アンテナユニット
は、可塑性材料または可撓性材料からなる絶縁体シート
上に、放射電極と伝送線路とアース電極とを一体的に形
成した。

【０００８】また、本発明にかかる請求項２記載の平面
アンテナユニットは、可塑性材料または可撓性材料から
なる絶縁体シートと、前記絶縁体シートの一方主面に形
成された放射電極と、同じく前記絶縁体シートの一方主
面に、前記放射電極と絶縁して形成されたアース電極
と、前記絶縁体シートの他方主面に、その一端が前記放
射電極と対向する部分に位置する伝送線路と、からな
る。

【０００９】さらに、本発明にかかる請求項３記載の平
面アンテナユニットは、可塑性材料または可撓性材料か
らなる絶縁体シートと、前記絶縁体シートの一方主面に
形成された放射電極と、同じく前記絶縁体シートの一方
主面に、その一端が前記放射電極と近接して形成された
伝送線路と、同じく前記絶縁体シートの一方主面に、前
記放射電極および前記伝送線路と絶縁して形成されたア
ース電極と、からなる。

【００１０】これにより、放射電極・伝送線路・アース
電極が一体的に形成され、従来のように放射電極と同軸
ケーブルを電気的に接続する必要が無くなる。また、伝
送線路が絶縁体シート上に形成されているためケーブル
を用いずに済み、高周波機器内への実装に際しての場所
的制約が少なくて済む。さらに、絶縁体シートが可塑性
・可撓性を有するので、平面アンテナユニットを希望の
形状に容易に変形させることができ、従来の可塑性・可
撓性を有しない基板では設置できなかった箇所への平面
アンテナユニットの設置が可能となり、機器内への効率
的な実装が可能となる。

【００１１】また、本発明にかかる請求項４記載の平面
アンテナユニットは、請求項１、請求項２、または請求
項３記載の平面アンテナユニットの伝送線路の端部に接
続される平面回路を前記絶縁体シート上に一体的に設け
た。

【００１２】これにより、放射電極・伝送線路・アース
電極に加え平面回路も一体的に形成され、前記伝送線路
のみによって放射電極と平面回路を電気的に接続するこ
とができ、コネクタを後付けする必要が無くなる。

【００１３】

【発明の実施の形態】 以下、本発明に係る平面アンテ
ナユニットの実施例について、添付図面を参照して説明
する。

【００１４】[第１実施例、図１〜図５]図１、図２に示
すように、第１実施例の平面アンテナユニット１は、絶
縁体シート４上に放射電極２・伝送線路３・アース電極
５が一体的に形成されている。すなわち、両面に金属膜
を形成された絶縁体シート４の一方主面に、エッチング
処理などによって放射電極２とアース電極５が形成され
ている。放射電極２の形状は放射特性上、正方形である
ことが好ましい。絶縁体シート４の他方主面には、エッ
チング処理などによって伝送線路３が形成されている。
伝送線路は図１、図２に示したストリップ線路に限ら
ず、コープレーナー線路など、平面伝送線路一般が考え
られる。放射電極２と、伝送線路３のユニット中央方向
に延びた先端部は、絶縁体シート４を挟んで対向する位
置関係にある。この両者の位置関係を調整することによ
って、インピーダンスの整合を行うことが可能である。
なお、図１、図２は放射電極２と伝送線路３を対向させ
て容量結合による接続を行うケースであるが、場合によ
ってはスルーホールを形成するなどして直接放射電極と
接続することも可能である。伝送線路３の他端は、図３
に示すような形状にエッチング処理が施され、アース電
極接続部３１ａ・３１ｃ、伝送線路接続部３１ｂが形成
されている。アース電極接続部３１ａ・３１ｃは絶縁体
シート４の側壁を伝って、アース電極５と電気的に接続
されている。場合によっては、絶縁体シート４にスルー
ホールを形成するなどの方法によって、アース電極接続
部３１ａ・３１ｃをアース電極５とつなげることも可能
である。これらのアース電極接続部３１ａ・３１ｃ、伝
送線路接続部３１ｂ上に、はんだ付けにより図４に示す
ようなコネクタ端子６が接続される。アース電極接続部
３１ａ・３１ｃ、伝送線路接続部３１ｂにはそれぞれ、
コネクタ端子６のアース電極接続部３２ａ・３２ｃ、伝
送線路接続部３２ｂが対応して電気的に接続される。な
お、図４においては、平面アンテナユニットに取り付け
るコネクタ端子に雌型コネクタを用いた図を示したが、
雄型コネクタを取り付けることも当然、可能である。

【００１５】ここに、絶縁体シート４の材料としては、
可塑性材料または可撓性材料が使用される。具体的に
は、低損失な材料であるフッ素樹脂、ポリエチレン樹
脂、ポリプロピレン樹脂等が使用される。また、導電体
の材料としては、導電率の優れた銅等の金属が使用され
る。

【００１６】この平面アンテナユニット１を小型高周波
機器に取り付けた一例を図５に示す。平面アンテナユニ
ット１は高周波機器のケース内表面または基板等に、接
着剤・粘着テープなどを用いて固定される。回路基板７
からコネクタ６を介して送られてきた信号は伝送線路３
を通って放射電極２に導かれたあと、放射電極２から放
射される。放射電極２及び伝送線路３は可逆素子である
ので送信用としてだけでなく、受信用としても用いるこ
とができる。なお、図５においては回路基板７は１枚の
みしか図示していないが、例えば図８、図９に示すよう
に複数枚の回路基板が並列して配置される場合もある。

【００１７】こうして平面アンテナユニット１は、放射
電極２と伝送線路３が絶縁体シート４上に一体的に形成
されているので部品点数が減り、従来のようにアンテナ
部と同軸ケーブルを電気的に接続する作業を省略するこ
とができる。また、絶縁体シート４が可塑性材料又は可
撓性材料からなるため、平面アンテナユニット１を希望
の形状に変化させうるので、機器内の様々な部位への設
置が可能となり、効率的な実装が実現できる。

【００１８】[第２実施例、図６]図６に示すように、第
２実施例の平面アンテナユニット８は、放射電極９の形
状を円形とし、放射電極９の電流分布を変化させたもの
である。この場合、放射電極９の形状は放射特性上、図
６に示すように真円であることが望ましい。図に示した
もののほか、放射電極９の形状は放射特性を劣化させな
い範囲内でいかなる形状にも変化させうる。これらは、
金属膜のエッチング処理によって容易に形成することが
できる。

【００１９】[第３実施例、図７]図７に示すように、第
３実施例の平面アンテナユニット２８は、コネクタ端子
を外付けしないものである。この場合、アース電極接続
部３１ａ・３１ｃ、伝送線路接続部３１ｂに直接雄型コ
ネクタ２９を圧着させたり、平面アンテナユニット２８
と雄型コネクタ２９を半田付けするなどして電気的接続
を行う方法が考えられる。その際、アース電極接続部３
１ａ・３１ｃ、伝送線路接続部３１ｂにはそれぞれアー
ス電極接続部３３ａ・３３ｃ、伝送線路接続部３３ｂが
対応して圧着される。

【００２０】この場合、経時的な接触圧の劣化が起こり
やすいが、エッチング処理のみによって放射電極・伝送
線路・コネクタ端子相当部を絶縁体シート４上に一体的
に形成することができ、コネクタ端子を外付けする必要
がなくなる。

【００２１】[第４実施例、図８]第４実施例は、図８に
示すように、高周波機器内の回路基板７の両面に図１記
載の平面アンテナユニット１を配設したものである。こ
れにより、アンテナの水平面の指向性を無くし、アンテ
ナ周囲の障害物による電波障害を軽減できる。なお図８
は、小型高周波機器を図５におけるＸ−Ｘ線と同一の箇
所から切断した断面図である。

【００２２】[第５実施例、図９]第５実施例は、図９に
示すように、高周波機器内の垂直方向の上部先端部に図
１記載の平面アンテナユニット１を配設し、放射電極を
垂直方向上面に位置させたものである。平面アンテナユ
ニット１の配設にあたっては、回路基板上にユニット１
の１辺を固定させ、他方、固定した１辺と対向する１辺
をユニット固定面の裏面側に位置させるようにすればよ
い。もちろんここで示した配設方法は配設方法の一例で
あり、これに限定するものではない。これにより、電磁
波は垂直方向上方に放射されることになり、アンテナ周
囲の水平面の障害物による電波障害を軽減できる。なお
図９は、小型高周波機器を図５におけるＸ−Ｘ線と同一
の箇所から切断した断面図である。

【００２３】[第６実施例、図１０]第６実施例は、高周
波機器内の回路基板の長さ方向の左右両端に図１記載の
平面アンテナユニット１をそれぞれ配設したものであ
る。これにより、アンテナの水平面の指向性を無くし、
アンテナ周囲の障害物による電波障害を軽減したもので
ある。この場合、独立した平面アンテナユニット１を別
々に２枚使用しても良いし、また図１０に図示するよう
に、１枚の絶縁体シート上に２個の放射電極を形成した
平面アンテナユニット１３を使用しても良い。なお、図
１０は、小型高周波機器を図５におけるＹ−Ｙ線と同一
の箇所から切断した断面図である。

【００２４】[第７実施例、図１１]図１１に示すよう
に、第７実施例の平面アンテナユニット１７は、伝送線
路１９を放射電極１８と近接して同一面上に形成し、加
えて同一面上に前記伝送線路１９、前記放射電極１８と
絶縁してアース電極２１を形成したものである。これに
より、エッチング処理が絶縁体シート２０の片面のみで
足る。場合によっては、伝送線路１９を放射電極１８と
接続した形でエッチング処理しても構わない。

【００２５】[第８実施例、図１２〜図１３]図１２に示
すように、第８実施例の平面アンテナユニット２２は、
放射電極２３・伝送線路２４・アース電極２６に加え、
平面回路２７も絶縁体シート２５上に一体的に形成した
ものである。平面回路２７は、エッチング処理などによ
って絶縁体シート２５上に形成される。また、平面回路
２７に別部品をはんだ付けなどによって後付けすること
も可能である。いずれの場合においても、放射電極２３
・伝送線路２４・アース電極２６・平面回路２７が絶縁
体シート２５上に一体的に形成されているので、伝送線
路２４はエッチング処理のみで形成でき、別途、図４に
示したような回路基板と平面アンテナユニットとを接続
するためのコネクタ端子を外付けする必要がなくなる。

【００２６】また、平面回路２７も、可塑性・可撓性を
有する絶縁体シート２５上に形成されているため、回路
の特性を劣化させない範囲内で自在に引き回すことが可
能である。なお、この平面アンテナユニット２２を小型
高周波機器に取り付けた一例を図１３に示しておく。

【００２７】[他の実施例]なお、本発明に係る平面アン
テナユニットは前記実施例に限定するものではなく、そ
の要旨の範囲内で種々に変形することができる。

【００２８】例えば、アンテナが空気中に露出している
と、空気中の湿度によってアンテナが錆びる恐れがあ
る。これを防ぐために、アンテナの上面に絶縁フイルム
を接着したり、絶縁剤をスプレーしてアンテナに保護フ
イルムを設けてもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば放射電極、伝送線路、及び平面回路が絶縁体シ
ート上に一体的に形成されているので、部品点数が減る
と共に、アンテナ、同軸ケーブル、回路基板各間の接続
作業が不要となり、製造コストを下げることができる。

【００３０】また、絶縁体シートが可塑性材料又は可撓
性材料からなるので、平面アンテナユニットを希望の形
状に容易に変形させることができ、従来の可塑性・可撓
性を有しない基板では設置できなかった箇所への平面ア
ンテナユニットの設置が可能となり、高周波機器内への
効率的な実装が実現される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る平面アンテナユニットの第１実施
例を一方主面から見た斜視図。

【図２】図１に示した平面アンテナユニットを他方主面
から見た斜視図。

【図３】図２に示した平面アンテナユニットの伝送線路
の回路基板側の端部を示す拡大斜視図。

【図４】図２に示した平面アンテナユニット上に後付け
するコネクタ端子、及び伝送線路端部の拡大斜視図。

【図５】図１に示した平面アンテナユニットの実装例を
示す破砕斜視図。

【図６】本発明に係る平面アンテナユニットの第２実施
例を示す斜視図。

【図７】本発明に係る平面アンテナユニットの第３実施
例を示す斜視図。

【図８】本発明に係る平面アンテナユニットの第４実施
例を示す断面図。

【図９】本発明に係る平面アンテナユニットの第５実施
例を示す断面図。

【図１０】本発明に係る平面アンテナユニットの第６実
施例を示す断面図。

【図１１】本発明に係る平面アンテナユニットの第７実
施例を示す斜視図。

【図１２】本発明に係る平面アンテナユニットの第８実
施例を示す斜視図。

【図１３】図１２に示した平面アンテナユニットの実装
例を示す破砕断面図。

【図１４】従来例の同軸ケーブルを用いた小型高周波機
器の内部を示す平面図。

【図１５】従来例の曲げ構造を有する平面アンテナを示
す斜視図。

【符号の説明】

１、８、１３、１７、２２、２８・・・平面アンテナユ
ニット ２、９、１４、１８、２３・・・放射電極 ３、１０、１５、１９、２４・・・伝送線路 ４、１１、２０、２５・・・絶縁体シート ５、１２、１６、２１、２６・・・アース電極 ６・・・コネクタ端子 ７・・・回路基板 ２７・・・平面回路 ２９・・・雄型コネクタ ３０・・・回路基板上に形成された伝送線路 ３１ｂ、３２ｂ、３３ｂ・・・伝送線路接続部 ３１ａ、３１ｃ、３２ａ、３２ｃ、３３ａ、３３ｃ・・
・アース電極接続部 ４１・・・アンテナ ４２・・・回路基板 ４３・・・コネクタ端子 ４４・・・同軸ケーブル ４５・・・ケース ４６・・・曲げ構造を有する平面アンテナ ４７・・・基板 ４８・・・放射電極 ４９・・・同軸ケーブル

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可塑性材料または可撓性材料からなる絶
   縁体シート上に、放射電極と伝送線路とアース電極とを
   一体的に形成したことを特徴とする平面アンテナユニッ
   ト。
2. 【請求項２】 可塑性材料または可撓性材料からなる絶
   縁体シートと、前記絶縁体シートの一方主面に形成され
   た放射電極と、同じく前記絶縁体シートの一方主面に、
   前記放射電極と絶縁して形成されたアース電極と、前記
   絶縁体シートの他方主面に、その一端が前記放射電極と
   対向する部分に位置する伝送線路と、からなることを特
   徴とする平面アンテナユニット。
3. 【請求項３】 可塑性材料または可撓性材料からなる絶
   縁体シートと、前記絶縁体シートの一方主面に形成され
   た放射電極と、同じく前記絶縁体シートの一方主面に、
   その一端が前記放射電極と近接して形成された伝送線路
   と、同じく前記絶縁体シートの一方主面に、前記放射電
   極および前記伝送線路と絶縁して形成されたアース電極
   と、からなることを特徴とする平面アンテナユニット。
4. 【請求項４】 前記伝送線路の他端に接続される平面回
   路を一体的に設けたことを特徴とする請求項１、請求項
   ２、または請求項３記載の平面アンテナユニット。