KR20120032417A - 필터 내장 안테나 및 전자 기기 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 필터 내장 안테나는 전자 기기에 실장되는 필터 내장 안테나로서, 안테나 엘리먼트와, 안테나 엘리먼트에 접속된 회로 기판부를 구비하고, 회로 기판부는 안테나 엘리먼트의 입출력 신호의 필터링을 실행하는 필터 회로와, 안테나 엘리먼트의 임피던스 매칭을 취하는 매칭 회로를 갖는다.
본 발명에 의하면, 전자 기기에 실장하는 필터 내장 안테나의 임피던스 매칭을 확실하게 취할 수 있다.

Description

필터 내장 안테나 및 전자 기기{ANTENNA WITH BUILT-IN FILTER AND ELECTRONIC DEVICE}
본 발명은 필터 내장 안테나 및 전자 기기에 관한 것이다.
종래, 무선 통신 기능을 갖는 핸디 터미널(handy terminal), PDA(Personal Digital Assistant) 등의 전자 기기가 알려져 있다. 이 전자 기기에는 무선 통신용의 안테나가 탑재된다.
안테나는 무선 통신의 송신부의 설계에 따라서는 의도하고 있지 않은 주파수에 대해 불요복사(輻射)를 해 버리는 일이 있다. 이 과제를 해결하기 위해서는, 송신 회로나 전자 기기의 구조의 변경을 실행해서, 불요 주파수의 송신을 없애는 것이 필요하다. 그러나, 이미 만들어 내서 완성한 전자 기기에 대해, 변경을 실행하는 것이 어려웠다.
불요 주파수의 송신을 막기 위해, 방사 소자가 접속된 적층 유전체 구조체에 필터를 형성한 필터 내장 안테나가 알려져 있다(예를 들면, 일본국 특개 2004-40579호 공보 및 국제공개 제2002/067379호를 참조). 이 필터에 의해, 송신 신호의 불요 주파수성분을 감쇠한다.
그러나, 종래의 필터 내장 안테나를 전자 기기의 작은 캐비닛(cabinet)에 실장하면, 그라운드(ground)와 안테나 엘리먼트(element)가 가까워져서 그 사이의 용량 성분이 커지고, 결과적으로 임피던스가 낮아질 우려가 있었다.
본 발명의 과제는 전자 기기에 실장하는 필터 내장 안테나의 임피던스 매칭 (impedance matching)을 취하는 것이다.
본 발명의 필터 내장 안테나는 전자 기기에 실장되는 필터 내장 안테나로서, 안테나 엘리먼트와, 상기 안테나 엘리먼트에 접속된 회로 기판부를 구비하고, 상기 회로 기판부는 상기 안테나 엘리먼트의 입출력 신호의 필터링을 실행하는 필터 회로와, 상기 안테나 엘리먼트의 임피던스 매칭을 취하는 매칭 회로를 갖는다.
본 발명의 전자 기기는 안테나 엘리먼트와, 상기 안테나 엘리먼트에 접속된 회로 기판부를 구비하고, 상기 회로 기판부는 상기 안테나 엘리먼트의 입출력 신호의 필터링을 실행하는 필터 회로와, 상기 안테나 엘리먼트의 임피던스 매칭을 취하는 매칭 회로를 갖는 필터 내장 안테나와, 상기 필터 내장 안테나를 통해 외부 기기와 무선 통신하는 무선 통신부와, 상기 무선 통신부를 제어하는 제어부를 구비한다.
본 발명에 의하면, 전자 기기에 실장하는 필터 내장 안테나의 임피던스 매칭을 확실하게 취할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태의 핸디 터미널의 정면측의 사시도이다.
도 2는 핸디 터미널의 배면측의 사시도이다.
도 3은 배면측의 케이스를 떼어낸 상태의 핸디 터미널의 배면측의 사시도이다.
도 4는 핸디 터미널의 기능 구성을 나타내는 블록도이다.
도 5는 필터 내장 안테나의 정면측의 사시도이다.
도 6은 필터 내장 안테나의 배면도이다.
도 7의 (a)는 회로 기판부의 표면 및 동축케이블을 나타내는 도면이다.
도 7의 (b)는 회로 기판부의 이면(裏面)의 평면도이다.
도 8은 필터 회로 및 매칭 회로의 등가회로를 나타내는 도면이다.
도 9는 그라운드 시트의 평면도이다.
도 10은 실장구(implementation tool)의 사시도이다.
도 11은 케이스로의 필터 내장 안테나가 실장된 실장구의 부착을 나타내는 도면이다.
도 12는 실장구가 부착된 케이스로의 커버부의 부착을 나타내는 도면이다.
도 13의 (a)는 변형예의 보빈(bobbin)을 떼어낸 안테나 엘리먼트의 구성을 나타내는 도면이다.
도 13의 (b)는 보빈을 부착한 안테나 엘리먼트의 구성을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참조해서 본 발명에 관한 적합한 실시형태, 그 변형예를 순서대로 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명은 도시예에 한정되는 것이 아니다.
도 1?도 12를 참조해서 본 발명에 관한 실시형태를 설명한다. 우선, 도 1?도 3을 참조해서 본 실시형태의 핸디 터미널(1)의 전체의 장치 구성을 설명한다.
도 1은 본 실시형태의 핸디 터미널(1)의 정면측의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2는 핸디 터미널(1)의 배면측의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 3은 케이스(2B)를 떼어낸 상태의 핸디 터미널(1)의 배면측의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 4는 핸디 터미널(1)의 기능 구성을 나타내는 블록도이다.
본 실시형태의 전자 기기로서의 핸디 터미널(1)은 사용자 조작에 의한 정보의 입력, 정보의 기억, RFID(Radio Frequency IDentification)의 정보의 판독 기입 (read/write), 자기(磁氣) 판독 등의 기능을 갖는 휴대기기이다. 또, 핸디 터미널 (1)은 전화 회선 통신 방식에 의해 기지국을 통해 외부 기기와 통신을 실행하는 기능을 갖는다. 이 전화 회선 통신 방식은 GSM(Global System for Mobile Communications)과, W-CDMA(Wideband Code Division Multiple Access)인 것으로 한다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 핸디 터미널(1)은 캐비닛으로서의 케이스(2A, 2B)를 갖는다. 핸디 터미널(1)은 정면측의 케이스(2A)에 표시부(14), 각종 키 (12A) 등을 구비한다. 또, 핸디 터미널(1)은 배면측의 케이스(2B)의 선단에 필터 내장 안테나(30)를 구비한다. 또, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 핸디 터미널(1)은 케이스(2B)의 양 측면에 키(12B)를 구비한다. 또, 핸디 터미널(1)은 케이스(2B)에 자기 리더부(magnetic reader unit)(20)를 구비한다.
각종 키(12A)는 숫자 등의 문자 입력키, 각종 기능키 등이다. 키(12B)는 예를 들면, 표시부(14)에 표시된 커서를 오르내리기 위한 상하 입력키이다. 케이스 (2A, 2B)는 수지 등에 의해 구성되어 있다.
표시부(14)는 조작 화면 등의 각종 표시를 실행한다. RFID 리더 라이터부 (reader/writer unit)(19)는 표시부(14) 주변의 베젤 부분(bezel portion)에 코일 안테나가 설치되고, 이 코일 안테나에 의해, 표시부(14)에 근접된 비접촉 IC카드 등의 정보를 판독 및 기입한다.
자기 리더부(20)는 자기 기억부를 갖는 신용 금고의 통장 등의 판독 대상물을 삽입하는 것이 가능하고, 삽입된 판독 대상물의 자기 기억부에 기억되어 있는 정보를 판독한다. 필터 내장 안테나(30)는 휴대전화 통신방식의 무선 통신을 실행하는 안테나이며, 후술하는 안테나 엘리먼트(31)가 커버부(70)에 덮여지고, 케이스 (2A, 2B)로부터 튀어나와진 돌출 구조를 갖는다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 핸디 터미널(1)은 케이스(2B)를 분리한 상태에서, 케이스(2A) 내부에 메인 기판(3)과, 무선 통신 모듈(16A)과, 필터 내장 안테나 (30)는 동축케이블(80)과, 필터 내장 안테나(30)를 갖는다. 단, 도 3에서는 필터 내장 안테나(30)는 후술하는 커버부(70) 및 실장구(implementation tool)(60)는 생략되어 있다.
메인 기판(3)은 핸디 터미널(1)의 메인의 PCB(Printed Circuit Board)이다. 무선 통신 모듈(16A)은 휴대전화 통신방식의 무선 통신을 실행하기 위한 모듈이고, 동축케이블(80)이 접속되어 있다. 무선 통신 모듈(16A)은 필터 내장 안테나(30)에 무선 송신용의 신호를 출력하고, 또 필터 내장 안테나(30)로부터 무선 수신된 신호가 입력된다.
필터 내장 안테나(30)는 안테나 엘리먼트(31)와, 안테나 엘리먼트 부착 기판부(32)와, 커넥터(33)와, 회로 기판부(40)를 갖는다. 구리 등의 금속 와이어에 의해 구성되는 멀티밴드 모노폴 안테나(multiband monopole antenna)이다. 안테나 엘리먼트(31)는 선단부(311)와, 트랩 코일(312)과, 접속부(313)를 갖는다.
선단부(311)는 안테나 엘리먼트(31)의 선단에 위치하는 직선형상의 금속 와이어이다. 트랩 코일(312)은 선단부(311)의 다음에 위치하는 코일형상의 금속 와이어이다. 선단부(311)의 연장방향과, 트랩 코일(312)의 축방향은 케이스(2A, 2B)의 선단면과 평행한 방향이다. 접속부(313)는 트랩 코일(312)의 다음에 위치하고, 90도로 구부려진 형상의 금속 와이어이다. 접속부(313)는 안테나 엘리먼트 부착 기판부(32)에 접속된다.안테나 엘리먼트(31)는 안테나 엘리먼트 부착 기판부(32)와의 접속부로부터 선단까지의 길이에 대응하는 공진주파수와, 안테나 엘리먼트 부착 기판부(32)와의 접속부로부터 트랩 코일(312)까지의 길이에 대응하는 공진주파수의 2개의 공진주파수의 주파수대를 갖는다.
예를 들면, 한쪽의 공진주파수의 주파수대가 GSM방식의 GSM850, GSM900과, W-CDMA방식의 BandⅤ, BandⅥ, BandⅧ의 통신 주파수대를 커버하고 있다. 다른 한쪽의 공진주파수의 주파수대가 GSM방식의 GSM1800(DCS(Digital Cellular System)1800), GSM1900(PCS(Personal Communication Service)1900)과, W-CDMA방식의 BandⅠ, BandⅡ의 통신 주파수대를 커버하고 있다.
안테나 엘리먼트 부착 기판부(32)는 안테나 엘리먼트(31)가 부착된 PCB이다. 회로 기판부(40)는 동축케이블(80) 및 커넥터(33)에 접속되고, 후술하는 필터 회로 (44) 및 매칭 회로(46)가 형성되어 있는 PCB이다. 커넥터(33)는 회로 기판부(40)의 배선을 안테나 엘리먼트 부착 기판부(32)의 배선에 핀 접속(pin-connects)하는 커넥터이다. 안테나 엘리먼트 부착 기판부(32)는 핀 접속에 의해 커넥터(33)로부터 용이하게 이간(분리) 가능하다.
그라운드 시트(50)는 회로 기판부(40)의 그라운드부에 접속되고, 필터 내장 안테나(30)의 그라운드부로 된다. 그라운드 시트(50)는 메인 기판(3)과, 무선 통신 모듈(16A)의 사이에 끼워넣어져 실장되어 있다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 핸디 터미널(1)은 제어부로서의 CPU(Central Processing Unit)(11)와, 조작부(12)와, RAM(Random Access Memory)(13)과, 표시부 (14)와, ROM(Read Only Memory)(15)과, 필터 내장 안테나(30)와, 무선 통신부(16)와, 플래시 메모리(17)와, I/F(인터페이스)부(18)와, RFID 리더 라이터부(19)와, 자기 리더부(20)와, 전원부(21)를 구비한다. CPU(11), 조작부(12), RAM(13), 표시부(14), ROM(15), 무선 통신부(16), 플래시 메모리(17), I/F부(18), RFID 리더 라이터부(19), 자기 리더부(20)는 버스(22)를 통해 접속되어 있다.
CPU(11)는 핸디 터미널(1)의 각 부를 제어한다. CPU(11)는 ROM(15)에 기억되어 있는 시스템 프로그램 및 각종 어플리케이션(application) 프로그램중으로부터 지정된 프로그램을 RAM(13)에 전개하고, RAM(13)에 전개된 프로그램과의 협동 (cooperation)으로 각종 처리를 실행한다.
CPU(11)는 각종 프로그램과의 협동에 의해, 조작부(12)를 통하는 조작 정보의 입력을 접수하고, ROM(15)으로부터 각종 정보를 판독하고, 플래시 메모리(17)에 각종 정보의 판독 기입을 실행한다. 또, CPU(11)는 무선 통신부(16) 및 필터 내장 안테나(30)에 의해, 휴대전화 통신방식으로 기지국을 통해 외부 기기와 통신을 실행하고, RFID 리더 라이터부(19)에 의해, 비접촉 IC카드 등의 정보의 판독 기입을 실행하고, 자기 리더부(20)에 의해, 통장 등의 자기 기억부로부터 정보를 판독하고, I/F부(18)를 통해 외부 기기와 유선 통신을 실행한다.
조작부(12)는 각종 키(12A), 키(12B)를 포함하고, 조작자로부터 누름 입력된 각 키의 조작 신호를 CPU(11)에 출력한다. 또, 조작부(12)는 표시부(14)와 일체적으로 설치된 터치 패널의 터치 패드를 포함하는 구성으로서도 좋다.
RAM(13)은 정보를 일시적으로 격납하는 휘발성의 메모리이고, 실행되는 각종 프로그램이나 이들 각종 프로그램에 관한 데이터 등을 격납하는 워크 영역을 갖는다. 표시부(14)는 LCD(Liquid Crystal Display), ELD(Electro Luminescent Display) 등으로 구성되고, CPU(11)로부터의 표시 신호에 따라 각종 표시를 실행한다.
ROM(15)은 각종 프로그램, 각종 데이터가 기억되는 판독 전용의 반도체 메모리이다.
무선 통신부(16)는 필터 내장 안테나(30)와 접속되고, 필터 내장 안테나(30)를 통해 휴대전화 통신방식에 의해 기지국과 정보의 송수신을 실행한다. 무선 통신부(16)는 변조부, 복조부, 신호 처리부 등을 갖는 무선 통신 모듈(16A)을 포함한다. 기지국은 외부 기기와 핸디 터미널(1)의 사이의 통신의 중계를 실행한다. 즉, 핸디 터미널(1)은 무선 통신부(16) 및 필터 내장 안테나(30)에 의해, 기지국에 네트워크 접속된 외부 기기와 통신을 실행할 수 있다.
플래시 메모리(17)는 각종 데이터 등의 정보가 판독 및 기입 가능한 반도체 메모리이다.
I/F부(18)는 통신 케이블을 통해 외부 기기와 유선 접속되고, 이 외부 기기와 정보를 송수신하는 유선 통신부이다.
RFID 리더 라이터부(19)는 표시부(14)의 주변에 설치된 코일 안테나에 의해, 비접촉 IC카드나 IC태그와 전자계(電磁界)를 이용한 근거리의 무선 통신을 실행하고, 비접촉 IC카드나 IC태그에 기억되어 있는 정보의 판독 및 기입을 실행하는 RFID의 리더 라이터부이다.
자기 리더부(20)는 통장 등이 삽입되는 삽입부와, 이 삽입부에 삽입된 통장 등의 판독 대상물의 자기 기억부에 위치하는 헤더(header)부를 갖는다. 자기 리더부(20)는 삽입부에 삽입된 판독 대상물의 자기 기억부에 기억되어 있는 정보를 자기에 의해 헤더부에서 판독하여 CPU(11)로 출력한다.
전원부(21)는 2차 전지 등으로 구성되고, 핸디 터미널(1)의 각 부에 전원 공급을 실행한다.
계속해서, 도 5?도 9를 참조해서, 필터 내장 안테나(30)의 장치 구성을 상세하게 설명한다.
도 5는 필터 내장 안테나(30)의 정면측의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 6은 필터 내장 안테나(30)의 배면측의 구성을 나타내는 배면도이다.
도 7의 (a)는 회로 기판부(40)의 표면의 구성 및 동축케이블(80)을 나타내는 도면이다.
도 7의 (b)는 회로 기판부(40)의 이면의 구성을 나타내는 평면도이다.
도 8은 필터 회로(44) 및 매칭 회로(46)의 등가회로를 나타내는 도면이다.
도 9는 그라운드 시트(50)의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 필터 내장 안테나(30)는 안테나 엘리먼트(31)와, 안테나 엘리먼트 부착 기판부(32)와, 커넥터(33)와, 회로 기판부(40)를 갖는다. 회로 기판부(40)의 배선에는 동축케이블(80)이 전기적으로 접속되어 있다. 또, 회로 기판부(40)는 나사구멍(401, 402, 403)을 갖는다. 나사구멍(401, 402, 403)은 나사에 의해 그라운드 시트(50)를 회로 기판부(40)에 부착하기 위한 나사구멍(암나사)이다. 또, 회로 기판부(40)의 배선은 커넥터(33)에 전기적으로 접속되어 있다.
커넥터(33)는 핀 접점(331)을 갖는다. 안테나 엘리먼트 부착 기판부(32)는 접촉부(321)와, 안테나 엘리먼트 부착부(322)를 갖는다. 커넥터(33)의 핀 접점(331)은 접촉부(321)에 접촉된다(맞닿아진다). 이것에 의해, 회로 기판부(40)의 배선은 커넥터(33)를 통해 안테나 엘리먼트 부착 기판부(32)의 접촉부(321)에 전기적으로 접속된다.
접촉부(321)와 안테나 엘리먼트 부착부(322)는 안테나 엘리먼트 부착 기판부 (32)의 배선을 통해 접속되어 있다. 안테나 엘리먼트 부착부(322)에는 안테나 엘리먼트(31)가 납땜(soldering)에 의해 부착되어 있다.
또, 안테나 엘리먼트 부착 기판부(32)는 구멍(323)을 갖는다. 구멍(323)은 안테나 엘리먼트(31) 및 안테나 엘리먼트 부착 기판부(32)를 실장하는 후술하는 실장구(60)를 케이스(2B)의 나사구멍(201)에 나사 결합하기 위한 나사를 통과시키는 구멍이다.
도 7 및 도 8을 참조해서, 회로 기판부(40)를 상세하게 설명한다. 도 7의 (a), 도 7의 (b)에 나타내는 바와 같이, 회로 기판부(40)는 기판(41)상에 금속의 패턴이 형성되고, 또 칩이 부착되어 있다. 단, 도 7의 (a), 도 7의 (b)에서는 회로 기판부(40)의 나사구멍(401, 402, 403)은 생략되어 있다. 도 7의 (a)에 나타내는 바와 같이, 회로 기판부(40)의 표면에는 그라운드부(42)와, 접속부(43)와, 필터 회로(44)와, 배선부(45)와, 매칭 회로(46)와, 접속부(47)가 배치되어 있다.
그라운드부(42)는 전위가 그라운드의 전위로 되어 있는 도체의 패턴이다. 접속부(43)는 동축케이블(80)에 접속되는 배선 패턴이다. 필터 회로(44)는 안테나 전류의 소정 주파수보다 낮은 주파수성분을 통해, 높은 주파수성분을 제거하는 저주파 통과필터(low-pass filter)이다. 배선부(45)는 필터 회로(44)와 매칭 회로 (46)를 접속하는 배선 패턴이다.
매칭 회로(46)는 필터 내장 안테나(30)(안테나 엘리먼트(31))의 임피던스 매칭을 취하는 π형 매칭 회로이다. 안테나 전류의 소정 주파수보다 낮은 성분을 통과하고, 높은 주파수성분을 제거하는 저주파 통과필터이다. 매칭 회로(46)는 콘덴서(461)와, 인덕터(inductor)(462)와, 콘덴서(463)를 갖는다. 콘덴서(461, 463)는 칩 콘덴서이다. 인덕터(462)는 칩 인덕터이다. 접속부(47)는 커넥터(33)에 접속되는 배선 패턴이다.
또, 회로 기판부(40)에는 동축케이블(80)이 접속되어 있다. 동축케이블(80)은 단면(연장방향에 수직한 면)의 중심으로부터 외측으로, 구리선 등의 중심선 (81), 폴리에틸렌 등의 절연체(82), 그물형상의 동선 등의 외부 도체(83), 절연체로서의 보호 피복부(84)를 순서대로 동심원형상으로 구비한다. 동축케이블(80)의 일단의 중심선(81)이 접속부(43)와 납땜에 의해 접속되어 있다. 동일한 일단의 외부 도체(83)가 그라운드부(42)와 납땜에 의해 접속되어 있다. 이 동축케이블(80)과, 회로 기판부(40)의 접속 부분을 급전점(給電點)이라고 한다. 또, 동축케이블 (80)의 타단은 무선 통신부(16)(의 무선 통신 모듈(16A))에 접속되어 있다. 무선 통신부(16)로부터 동축케이블(80)을 통해, 필터 내장 안테나(30)의 급전점에 고주파 전력이 급전된다.
또, 그라운드부(42)는 스루홀(through holes)(421)을 갖는다. 또, 접속부 (47)는 스루홀(471)을 갖는다. 도 7의 (b)에 나타내는 바와 같이, 회로 기판부 (40)의 이면에는 그라운드부(48)와, 스루홀(471)이 배치되어 있다. 그라운드부 (48)는 스루홀(421)을 통해, 표면의 그라운드부(42)와 전기적으로 접속되어 있다. 또, 이면의 스루홀(471)은 표면의 그라운드부(42)와 전기적으로 접속되어 있고, 커넥터(33)에 전기적으로 접속된다.
도 8에 나타내는 바와 같이, 필터 회로(44)는 인덕터(441, 442)와, 콘덴서 (443, 444, 445, 446, 447)를 갖는다. 인덕터(441, 442)는 칩 인덕터이다. 콘덴서(443, 444, 445, 446, 447)는 칩 콘덴서이다.
인덕터(441, 442)는 접속부(43)와 배선부(45)의 사이에 직렬로 접속되어 있다. 마찬가지로, 콘덴서(444, 446)는 접속부(43)와 배선부(45)의 사이에 직렬로 접속되어 있다. 콘덴서(443)는 인덕터(441) 및 콘덴서(444)의 일단 및 접속부(43)와, 그라운드부(42)의 사이에 접속되어 있다. 콘덴서(445)는 인덕터(441) 및 콘덴서(444)의 타단과, 그라운드부(42)의 사이에 접속되어 있다. 콘덴서(447)는 인덕터(442) 및 콘덴서(446)의 타단 및 배선부(45)와, 그라운드부(42)의 사이에 접속되어 있다.
콘덴서(461)는 인덕터(462)의 일단 및 배선부(45)와, 그라운드부(42)의 사이에 접속되어 있다. 인덕터(462)는 배선부(45)와 접속부(47)의 사이에 직렬로 접속되어 있다. 콘덴서(463)는 인덕터(462)의 타단 및 접속부(47)와, 그라운드부(42)의 사이에 접속되어 있다.
본 실시형태에서는 필터 회로(44)를 저주파 통과필터로 하지만, 이것에 한정되는 것이 아니다. 예를 들면, 필터 회로(44)를 대역 필터(band-pass filter) 등으로 해도 좋다. 또, 본 실시형태에서는 매칭 회로(46)를 π형 매칭 회로로 하지만, 이것에 한정되는 것이 아니다. 예를 들면, 매칭 회로(46)를 L형 매칭 회로 등, 다른 매칭 회로로 해도 좋다.
계속해서, 도 9를 참조해서, 그라운드 시트(50)의 구성을 설명한다.
도 9는 그라운드 시트(50)를 나타내는 평면도이다.
도 9에 나타내는 바와 같이, 그라운드 시트(50)는 구멍(501, 502, 503, 504, 505, 506, 507, 508)을 갖는다. 구멍(501, 502, 503)은 회로 기판부(40)의 나사구멍(401, 402, 403)에 대응하는 위치에 배치되어 있다. 1개의 나사가 구멍(501)을 통과되어 나사구멍(401)에 나사 결합되고, 다른 1개의 나사가 구멍(502)을 통과되어 나사구멍(402)에 나사 결합되고, 또한 다른 1개의 나사가 구멍(503)을 통과되어 나사구멍(403)에 나사 결합되는 것에 의해, 그라운드 시트(50)가 회로 기판부(40)에 부착된다.
구멍(504, 505, 506, 507, 508)은 무선 통신 모듈(16A)과 메인 기판(3)을 나사 결합하는 나사를 통과시키기 위한 구멍이다. 무선 통신 모듈(16A)은 구멍(504, 505, 506, 507, 508)을 통한 나사의 나사 결합에 의해, 메인 기판(3)의 프레임 그라운드에 전기적으로 접속된다.
그라운드 시트(50)는 폴리이미드 등의 절연체의 필름에 동박 등의 도체가 형성된 구성을 갖는다. 구멍(501, 502)을 통과하는 나사는 회로 기판부(40)의 그라운드부(42)에 도통되어 있기 때문에, 그라운드 시트(50)의 도체도 그라운드의 전위가 되어 있다. 회로 기판부(40)와 그라운드 시트(50)가 나사 3개로 접속되기 때문에, 그 접속 임피던스를 낮게 할 수 있다. 또, 그라운드 시트(50)가 메인 기판(3)과 무선 통신 모듈(16A)에 끼워져 있다.
계속해서, 도 10을 참조해서 안테나 엘리먼트(31)를 실장하는 실장구(60)를 설명한다.
도 10은 실장구(60)의 구성을 나타내는 사시도이다.
필터 내장 안테나(30)는 실장구(60)를 갖는다. 실장구(60)는 수지 등으로 형성되고, 안테나 엘리먼트 실장부(61)와, 구멍(62)을 갖는다. 안테나 엘리먼트 실장부(61)에는 안테나 엘리먼트 부착 기판부(32)에 부착된 상태의 안테나 엘리먼트(31)가 실장(격납)된다. 구멍(62)은 실장구(60)를 케이스(2B)의 나사구멍(201)에 나사 결합시키기 위한 나사를 통과시키는 구멍이다.
안테나 엘리먼트(31) 및 안테나 엘리먼트 부착 기판부(32)는 실장구(60)에 실장되어 있지만, 고정되어 있는 것이 아니다. 안테나 엘리먼트(31), 안테나 엘리먼트 부착 기판부(32), 커넥터(33) 및 회로 기판부(40)가 일체적으로 핸디 터미널 (1)에 플로팅(floating) 실장되어 있다.
다음에, 도 11 및 도 12를 참조해서, 케이스(2A, 2B)로의 필터 내장 안테나 (30)의 부착 순서를 설명한다.
도 11은 케이스(2A, 2B)로의 필터 내장 안테나(30)가 실장된 실장구(60)의 부착을 나타내는 도면이다.
도 12는 실장구(60)가 부착된 케이스(2A, 2B)로의 커버부(70)의 부착을 나타내는 도면이다.
도 11에 나타내는 바와 같이, 핸디 터미널(1)의 케이스(2A, 2B)내에, 메인 기판(3) 및 각종 내부 부품과, 필터 내장 안테나(30)의 커넥터(33) 및 회로 기판부 (40)가 실장된 상태에 있는 것으로 한다. 케이스(2B)는 나사구멍(201, 202, 203)을 갖는다.
또, 실장구(60)에는 안테나 엘리먼트(31) 및 안테나 엘리먼트 부착 기판부 (32)가 실장되어 있는 것으로 한다. 여기서, 나사(수나사)(63)가 구멍(62) 및 구멍(323)을 통과되어, 나사구멍(201)에 나사 결합된다. 이것에 의해, 안테나 엘리먼트(31) 등이 실장된 실장구(60)는 핸디 터미널(1)의 케이스(2B)에 부착된다.
그리고, 도 12에 나타내는 바와 같이, 핸디 터미널(1)의 케이스(2A, 2B)에 실장구(60)가 부착된 것으로 한다. 커버부(70)는 실장구 커버부(71)와, 나사 커버부(72, 73)와, 나사(74, 75)를 구비한다. 실장구 커버부(71)는 구멍(76, 77)을 갖는다. 이때, 커넥터(33)의 핀 접점(331)이 안테나 엘리먼트 부착 기판부(32)의 접촉부(321)에 맞닿아, 전기적으로 접속된다.
실장구 커버부(71)는 실장구(60)를 덮는 커버부이다. 나사 커버부(72, 73)는 나사(74, 75)를 덮는 커버부이다. 실장구 커버부(71) 및 나사 커버부(72, 73)는 수지 등으로 형성되어 있다. 또, 케이스(2B)는 나사구멍(202, 203)을 구비한다. 구멍(76, 77)은 나사구멍(202, 203)의 위치에 배치되어 있다.
나사(74)가 구멍(76)을 통과되어 나사구멍(202)에 나사 결합된다. 또, 나사 (75)가 구멍(77)을 통과되어 나사구멍(203)에 나사 결합된다. 그리고, 나사 커버부(72, 73)가 실장구 커버부(71)의 구멍(76, 77)이 위치하는 오목부에 끼워 맞추어진다. 이와 같이 해서, 커버부(70)가, 실장구(60)가 부착된 케이스(2A, 2B)에 부착된다.
이상, 본 실시형태에 의하면, 필터 내장 안테나(30)는 안테나 엘리먼트(31)와, 안테나 엘리먼트(31)에 접속된 회로 기판부(40)를 구비한다. 회로 기판부(40)는 필터 회로(44) 및 매칭 회로(46)를 구비한다.
이 때문에, 필터 회로(44)에 의해, 불요복사가 많은 핸디 터미널(1)이라도, 본체의 개조를 할 일 없이 필터 내장 안테나(30)를 사용하는 것으로 불요복사를 저감할 수 있는 동시에, 매칭 회로(46)에 의해, 소형의 전자 기기인 핸디 터미널(1)에 실장하는 필터 내장 안테나(30)의 임피던스 매칭을 확실하게 취할 수 있다. 특히, 안테나 엘리먼트(31)는 접속부(313)가 구부러져 있으므로, 임피던스가 50Ω보다 작아지지만, 매칭 회로(46)에 의해, 임피던스 매칭을 확실하게 취할 수 있다.
또, 필터 내장 안테나(30)는 안테나 엘리먼트(31)를 부착된 안테나 엘리먼트 부착 기판부(32)와, 안테나 엘리먼트 부착 기판부(32)에 핀 접속하는 핀 접점(331)을 갖는 커넥터(33)를 구비한다. 이 때문에, 안테나 엘리먼트(31) 및 안테나 엘리먼트 부착 기판부(32)를 커넥터(33)(및 회로 기판부(40))로부터 용이하게 떼어낼 수 있고, 수리시 등에 안테나 엘리먼트(31) 및 안테나 엘리먼트 부착 기판부(32)를 용이하게 교환할 수 있다.
또, 필터 내장 안테나(30)는 안테나 엘리먼트(31) 및 안테나 엘리먼트 부착 기판부(32)를, 핸디 터미널(1)의 캐비닛으로서의 케이스(2A, 2B)로부터 돌출한 위치에 실장하는 실장구(60)를 구비한다. 이 때문에, 케이스(2A, 2B)내의 메인 기판 (3) 등의 부품으로부터 필터 내장 안테나(30)의 안테나 특성으로의 영향을 저감할 수 있다.
또, 실장구(60)는 핸디 터미널(1)의 캐비닛으로서의 케이스(2B)에 1개의 나사(63)로 나사 고정된다. 이 때문에, 실장구(60)와 안테나 엘리먼트(31) 및 안테나 엘리먼트 부착 기판부(32)를 더욱 용이하게 케이스(2B)로부터 분리해서 교환할 수 있다.
또, 필터 내장 안테나(30)는 안테나 엘리먼트(31), 안테나 엘리먼트 부착 기판부(32), 커넥터(33) 및 회로 기판부(40)가 일체적으로 핸디 터미널(1)에 플로팅 실장되어 있다. 이 때문에, 낙하 등에 의한 필터 내장 안테나(30)로의 충격을 간섭할 수 있다. 또, 핀 접점(331)이 충격으로 힘을 받는 일이 없어져서, 접촉 불량이나 접점 열화를 없앨 수 있다.
또, 필터 내장 안테나(30)는 회로 기판부(40)의 배선 부분에 동축케이블(80)을 통해 급전된다. 이 때문에, 필터 내장 안테나(30)의 급전점에 회로 기판부(40)를 배치할 수 있고, 필터 내장 안테나(30)의 구조를 간단히 할 수 있고, 필터 내장 안테나(30)를 용이하게 제조할 수 있다.
또, 안테나 엘리먼트(31)는 트랩 코일(312)을 갖는 모노폴 멀티밴드 안테나 (monopole multiband antenna)이다. 이 때문에, 멀티밴드 무선 통신을 실행할 수 있는 동시에, 안테나 엘리먼트(31)의 구조를 간단히 할 수 있고, 안테나 엘리먼트 (31)를 용이하게 제조할 수 있다.
또, 필터 내장 안테나(30)는 회로 기판부(40)의 그라운드부(42)에 접속되고, 메인 기판(3) 및 무선 통신부(16)의 사이에 배치된 그라운드 시트(50)를 구비한다. 이 때문에, 무선 통신 모듈(16A)과 메인 기판(3)의 프레임 그라운드의 접속 임피던스를 낮출 수 있다.
또, 핸디 터미널(1)은 필터 내장 안테나(30), 무선 통신부(16) 및 CPU(11)를 구비한다. 이 때문에, 임피던스 매칭을 취할 수 있는 필터 내장 안테나(30)를 구비한 소형의 핸디 터미널(1)을 실현할 수 있다.
(변형예)
도 13을 참조해서, 상기 실시형태의 변형예를 설명한다.
도 13의 (a)는 본 변형예의 보빈(314)을 떼어낸 안테나 엘리먼트(31a)의 구성을 나타내는 도면이다.
도 13의 (b)는 보빈(314)을 부착한 안테나 엘리먼트(31a)의 구성을 나타내는 도면이다.
본 변형예는 상기 실시형태의 핸디 터미널(1)에 있어서, 필터 내장 안테나 (30)의 안테나 엘리먼트(31)를 안테나 엘리먼트(31a)로 바꾼 구성이다. 이 때문에, 안테나 엘리먼트(31a)에 대해서만 설명한다.
도 13의 (a)에 나타내는 바와 같이, 안테나 엘리먼트(31a)는 선단부(311)와, 트랩 코일(312)과, 접속부(313)와, 보빈(314)을 갖는다. 보빈(314)은 수지 등으로 구성되고, 트랩 코일(312)의 공중 부분에 대응한 원통형상을 갖고, 표면에 나사홈이 실시되어 있다.
도 13의 (b)에 나타내는 바와 같이, 보빈(314)은 트랩 코일(312)의 공중부에 부착된다. 보빈(314)의 나사홈에 트랩 코일(312)이 끼워 맞추어진다.
이상, 본 변형예에 의하면, 본 변형예의 안테나 엘리먼트(31a)를 갖는 필터 내장 안테나 및 핸디 터미널은 트랩 코일(312)의 공중부에 부착되고, 나사홈이 실시된 보빈(314)을 구비한다. 이 때문에, 상기 실시형태의 필터 내장 안테나(30) 및 핸디 터미널(1)과 동등의 효과를 갖는 동시에, 보빈(314)이 트랩 코일(312)을 고정할 수 있고, 트랩 코일(312)의 변형을 막을 수 있고, 필터 내장 안테나의 제조 품질을 좋게 할 수 있고, 부품 관리 및 수송을 쉽게 할 수 있다.
또한, 상기 실시형태 및 변형예에 있어서의 기술(記述)은 본 발명에 관한 필터 내장 안테나 및 전자 기기의 일례이고, 이것에 한정되는 것이 아니다.
또, 상기 실시형태 및 변형예에서는 무선 통신 기능을 갖는 전자 기기로서 핸디 터미널을 이용하는 구성으로 했지만, 이것에 한정되는 것이 아니다. 무선 통신 기능을 갖는 전자 기기로서는, PDA(Personal Digital Assistant), 휴대전화기, PHS(Personal Handy phone System) 단말, 넷북, 전자북 리더 등, 다른 전자 기기로 해도 좋다. 또, 전자 기기는 1차원 바코드 등의 심볼을 판독하는 레이저 스캐너나, 이미지 스캐너를 구비하는 구성으로 해도 좋다.
또, 상기 실시형태 및 변형예에서는 2개의 통신대역을 갖는 멀티밴드 안테나로서의 필터 내장 안테나를 설명했지만, 이것에 한정되는 것이 아니다. 필터 내장 안테나로서, 1개의 통신대역을 갖는 싱글밴드(single band) 안테나나, 3개 이상의 통신대역을 갖는 멀티밴드 안테나를 이용하는 구성으로 해도 좋다. 또, 금속 와이어의 안테나 엘리먼트를 갖는 필터 내장 안테나에 한정되는 것이 아니고, 필름 안테나 등 다른 구조의 안테나 엘리먼트를 이용하는 필터 내장 안테나로 해도 좋다.
또, 상기 각 실시형태 및 변형예에 있어서의 필터 내장 안테나 및 핸디 터미널의 각 구성 요소의 세부 구성 및 세부 동작에 관해서는, 본 발명의 취지를 일탈하는 일이 없는 범위에서 적절 변경 가능한 것은 물론이다.
1; 핸디 터미널 2A, 2B; 케이스
3; 메인 기판 11; CPU
12; 조작부 12A; 각종 키
12B; 키 13; RAM
14; 표시부 15; ROM
16; 무선 통신부 16A; 무선 통신 모듈
17; 플래시 메모리 18; I/F(인터페이스)부
19; RFID 리더 라이터부 20; 자기 리더부
21; 전원부 22; 버스
30; 필터 내장 안테나 31, 31a; 안테나 엘리먼트
32; 안테나 엘리먼트 부착 기판부 33; 커넥터
40; 회로 기판부 41; 기판
42; 그라운드부 43; 접속부
44; 필터 회로 45; 배선부
46; 매칭 회로 47; 접속부
48; 그라운드부 50; 그라운드 시트
60; 실장도구 61; 안테나 엘리먼트 실장부
62; 구멍 63; 나사(수나사)
71; 실장도구 커버부 72, 73; 나사 커버부
74, 75; 나사 76, 77; 구멍
80; 동축케이블 81; 중심선
82; 절연체 83; 외부 도체
84; 보호 피복부 201, 202, 203; 나사구멍
311; 선단부 312; 트랩 코일
313; 접속부 314; 보빈
321; 접촉부 322; 안테나 엘리먼트 부착부
323; 구멍 331; 핀 접점
401, 402, 403; 나사구멍 421; 스루홀
441, 442; 인덕터
443, 444, 445, 446, 447; 콘덴서 461; 콘덴서
462; 인덕터 463; 콘덴서
471; 스루홀
501, 502, 503, 504, 505, 506, 507, 508; 구멍

Claims (10)

  1. 전자 기기에 실장되는 필터 내장 안테나로서,
    안테나 엘리먼트와,
    상기 안테나 엘리먼트에 접속된 회로 기판부를 구비하고,
    상기 회로 기판부는,
    상기 안테나 엘리먼트의 입출력 신호의 필터링을 실행하는 필터 회로와,
    상기 안테나 엘리먼트의 임피던스 매칭을 취하는 매칭 회로를 갖는 것을 특징으로 하는 필터 내장 안테나.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 안테나 엘리먼트가 부착된 안테나 엘리먼트 부착 기판부와,
    상기 안테나 엘리먼트 부착 기판부 및 상기 회로 기판부에 접속된 커넥터를 구비하고,
    상기 커넥터는 상기 안테나 엘리먼트 부착 기판부의 배선 부분과 핀 접속하는 핀 접점을 갖는 것을 특징으로 하는 필터 내장 안테나.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 안테나 엘리먼트 및 상기 안테나 엘리먼트 부착 기판부를, 상기 전자 기기의 캐비닛으로부터 돌출한 위치에 실장하는 실장구를 구비하는 것을 특징으로 하는 필터 내장 안테나.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 실장구는 상기 전자 기기의 캐비닛에 나사 고정되는 것을 특징으로 하는 필터 내장 안테나.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 안테나 엘리먼트, 상기 안테나 엘리먼트 부착 기판부, 상기 커넥터 및 상기 회로 기판부가 일체적으로 상기 전자 기기에 플로팅 실장되어 있는 것을 특징으로 하는 필터 내장 안테나.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 회로 기판부는 배선 부분에 동축케이블을 통해 급전되는 것을 특징으로 하는 필터 내장 안테나.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 안테나 엘리먼트는 트랩 코일을 갖는 모노폴 멀티밴드 안테나인 것을 특징으로 하는 필터 내장 안테나.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 트랩 코일의 공중부에 부착되고, 나사홈이 실시된 보빈을 구비하는 것을 특징으로 하는 필터 내장 안테나.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 회로 기판부의 그라운드부에 접속되고, 상기 전자 기기의 메인 기판 및 무선 통신부의 사이에 배치된 그라운드 시트를 구비하는 것을 특징으로 하는 필터 내장 안테나.
  10. 안테나 엘리먼트와, 상기 안테나 엘리먼트에 접속된 회로 기판부를 구비하고, 상기 회로 기판부는 상기 안테나 엘리먼트의 입출력 신호의 필터링을 실행하는 필터 회로와, 상기 안테나 엘리먼트의 임피던스 매칭을 취하는 매칭 회로를 갖는 필터 내장 안테나와,
    상기 필터 내장 안테나를 통해 외부 기기와 무선 통신하는 무선 통신부와,
    상기 무선 통신부를 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
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