WO2006120817A1

WO2006120817A1 - 内蔵アンテナ

Info

Publication number: WO2006120817A1
Application number: PCT/JP2006/307202
Authority: WO
Inventors: Hiroki Mano; Akio Mamuro
Original assignee: Nippon Antena Kabushiki Kaisha
Priority date: 2005-05-09
Filing date: 2006-04-05
Publication date: 2006-11-16
Also published as: JP2006314005A

Abstract

　アンテナ単価を削減することができると共に小型化できるようにする。　絶縁性のアンテナベース１０にはアンテナエレメント１１だけを形成して、給電点１４に接続される整合エレメント１５を基板２０上に形成する。アンテナエレメント１１の一端に接続端子１２をハンダ付けして接続端子１２を給電点１４に圧接することにより接続する。アンテナベース１０にはアンテナエレメント１１しか形成されていないことから、アンテナベース１０を小型化することができる。さらに、給電点１４にはアンテナエレメント１１だけを接続させればよいことから、接続端子１２を１本にすることができアンテナ単価を削減できる。

Description

明細書

内蔵アンテナ

技術分野

[0001] 本発明は、無線通信機能を有する移動体通信機に内蔵される内蔵アンテナに関する。

背景技術

[0002] 無線通信機能を有する移動体通信機として、携帯電話機が知られて!/、る。従来、携帯電話機にはリトラクティブなアンテナが設けられていたが、筐体からアンテナトツプが突出していることからデザインに支障を与える場合があった。そこで、携帯電話機の筐体力突出することのない内蔵アンテナが望まれて、る。

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] 内蔵アンテナは、一般に筐体内に内蔵されている回路基板上に取り付けられるようにされており、この構成の一例を図 17および図 18に示す。図 17は内蔵アンテナ 10 0が取り付けられている基板 120の一部の構成を示す斜視図であり、図 18はその構成を示す平面図である。

これらの図において、基板 120は例えば携帯電話機の筐体内に内蔵される回路基板であり、少なくともアンテナ給電部が組み込まれている。基板 120の一面には、ほぼ全面にアースパターン 113が形成されている。この基板 120の上部に、内蔵アンテナ 100が設けられている。内蔵アンテナ 100は、基板 120に固着された絶縁性のァンテナベース 110を有し、このアンテナベース 110にアンテナエレメント 111が形成されている。

[0004] アンテナベース 110は直方体の下面と前面とを除去した形状とされておりアンテナエレメント 111および整合エレメント 115が形成されて、る平面部と、平面部の 3辺から立設している 3つの側壁部とから構成されている。この側壁部の下面が基板 120に固着されて、平面部が基板 120から離隔されて配置されるようになる。これにより、ァンテナエレメント 111は基板 120に対面するが離隔されて配置されるようになり、基板 120の影響を極力受けないようになる。アンテナベース 110の平面部には 2本の接続端子 112a、 112bが下方へ突出するよう固着されており、接続端子 112aの一端はァンテナベース 110の平面部に形成されて、るアンテナエレメント 111と整合エレメント 115との接続点にハンダ付け等により接続されており、その他端は基板 120に形成されて、る給電点 114aのパターンに圧接されて接続されて、る。

[0005] また、接続端子 112bの一端はアンテナベース 110の平面部に形成されている整合エレメント 115の先端にハンダ付け等により接続されており、他端は基板 120に形成されて!/ヽるアースパターン 113から延伸して形成されて!ヽるパターン 114bに圧接されて接続されている。また、給電点 114aには給電部 116が接続されており、給電部 116は携帯電話機における送受信部に相当して、る。整合エレメント 115の長さおよび整合エレメント 115を接続端子 112bを介してアースパターン 113に接続する位置は、内蔵アンテナ 100が良好な電気的特性を示す長さおよび位置に調整されている。

この内蔵アンテナ 100の電圧定在波比 (VSWR)の周波数特性を図 19に示す。内蔵アンテナ 100を動作させる周波数帯域はマーク 1で示す 832MHzないしマーク 3 で示す 925MHzとされる。図 19を参照すると、 832MHzにおいて VSWRは約 2. 3 9、 925MHzにお!/ヽて VSWRは約 2. 37となり、その間の周波数 880MHzにお!/ヽて VSWRは約 1. 24となっている。このように、内蔵アンテナ 100を動作させる周波数帯域にお、て内蔵アンテナ 100は良好な VSWR特性を示して、る。

[0006] ところで、携帯電話機等の移動体通信機の内蔵アンテナにおいては、アンテナの大きさやコストに対する要求が高まっている力従来の内蔵アンテナでは図 17および図 18に示すように内蔵アンテナ 100側に 2本の接続端子 112a、 112bが必要とされており、 2本の接続端子 112a、 112bは電気的特性および耐久性の点から金メッキが施されて単価が高価となっていることから、アンテナ単価を削減することが困難になるという問題点があった。また、内蔵アンテナ 100の平面部にはアンテナエレメント 111 と整合エレメント 115が形成されて、ること力も、内蔵アンテナ 100の体積を縮小することが困難になりより小型化することができないという問題点があった。

[0007] そこで、本発明は、アンテナ単価を削減することができると共に小型化できるようにした内蔵アンテナを提供することを目的として!/ヽる。

課題を解決するための手段

[0008] 上記目的を達成するために、本発明の内蔵アンテナは、アンテナ部のアンテナェレメントと給電点とを接続端子で接続すると共に、インピーダンスを調整する整合エレメントを基板上に形成したことを最も主要な特徴としている。

発明の効果

[0009] 本発明によれば、アンテナ部のアンテナエレメントと給電点とを接続端子で接続すると共に、インピーダンスを調整する整合エレメントを基板上に形成したことから、接続端子を 1本に削減することができるようになる。さらに、アンテナエレメントだけをァンテナ部に形成していることから、アンテナ部を小型化することができるようになる。図面の簡単な説明

[0010] [図 1]本発明の実施例の内蔵アンテナを備える携帯電話機の全体構成を示す斜視図である。

[図 2]本発明の実施例の内蔵アンテナを備える携帯電話機に内蔵される基板の構成例を示す図である。

[図 3]本発明の第 1実施例の内蔵アンテナが取り付けられている基板の一部の構成を拡大して示す斜視図である。

[図 4]本発明の第 1実施例の内蔵アンテナが取り付けられている基板の一部の構成を拡大して示す平面図である。

[図 5]本発明の第 1実施例の内蔵アンテナの VSWRの周波数特性を示すグラフである。

[図 6]本発明の第 2実施例の内蔵アンテナが取り付けられている基板の一部の構成を拡大して示す斜視図である。

[図 7]本発明の第 3実施例の内蔵アンテナが取り付けられている基板の一部の構成を拡大して示す斜視図である。

[図 8]本発明の第 3実施例の内蔵アンテナの VSWRの周波数特性の一例を示すダラフである。

[図 9]本発明の第 3実施例の内蔵アンテナの VSWRの周波数特性の他の例を示すグラフである。

[図 10]本発明の第 4実施例の内蔵アンテナが取り付けられている基板の一部の構成を拡大して示す斜視図である。

[図 11]本発明の第 4実施例の内蔵アンテナの VSWRの周波数特性の一例を示すグラフである。

[図 12]本発明の第 4実施例の内蔵アンテナの VSWRの周波数特性の他の例を示すグラフである。

[図 13]本発明の実施例の内蔵アンテナを備える携帯電話機の第 2の例の全体構成を示す斜視図である。

[図 14]本発明の実施例の内蔵アンテナを備える携帯電話機の第 2の例に内蔵される基板の構成例を示す図である。

[図 15]本発明の実施例の内蔵アンテナを備える携帯電話機の第 3の例の全体構成を示す斜視図である。

[図 16]本発明の実施例の内蔵アンテナを備える携帯電話機の第 3の例に内蔵される基板の構成例を示す図である。

[図 17]従来の内蔵アンテナが取り付けられている基板の構成を示す図である。

[図 18]従来の内蔵アンテナの詳細構成を示す拡大図である。

[図 19]従来の内蔵アンテナの VSWRの周波数特性を示すグラフである。

符号の説明

1 携帯電話機、 la 携帯電話機、 lb 携帯電話機、 2 表示部、 2a 表示部、 2b 表示部、 3 操作部、 3a 操作部、 3b 操作部、 4 内蔵アンテナ、 4a 内蔵アンテナ、 4b 内蔵アンテナ、 5 内蔵アンテナ、 6 内蔵アンテナ、 7 内蔵アンテナ、 10 ァンテナベース、 11 アンテナエレメント、 12 接続端子、 13 アースパターン、 13a アースパターン、 13b アースパターン、 14 給電点、 15 整合エレメント、 16 整合エレメント、 17 整合エレメント、 18 チップインダクタ、 19a 整合エレメント、 19b 整合エレメント、 20 基板、 20a 基板、 20b 基板、 30 給電部、 100 内蔵アンテナ、 110 アンテナベース、 111 アンテナエレメント、 112a 接続端子、 112b 接続端子、 113 アースノ《ターン、 114a 給電、 114b ノ《ターン、 115 整合エレメント、 116 給電部、 120 基板

発明を実施するための最良の形態

[0012] アンテナ単価を削減することができると共に小型化できるようにした内蔵アンテナを提供するという目的を、アンテナ部のアンテナエレメントと給電点とを接続端子で接続すると共に、インピーダンスを調整する整合エレメントを基板上に形成したことで実現した。

[0013] 本発明の実施例の内蔵アンテナを備える携帯電話機の全体構成を示す斜視図を図 1に示し、携帯電話機に内蔵される基板の構成例を図 2に示す。

図 1に示す携帯電話機 1は、折り畳み式の筐体を備え筐体の一方に液晶等力なる表示部 2が設けられており、筐体の他方に 10キー等の操作部 3が設けられている。また、他方の筐体内には携帯電話機 1に必要な回路が組み込まれている図 2に示す基板 20が内蔵されている。この基板 20は図 2に示すように携帯電話機の筐体の他方の収納スペースに合致する形状とされており、この基板 20の一面には図示するようにほぼ全面にアースパターン 13が形成されており、このアースパターン 13の形成されて、な、上部に本発明の複数の実施例の内の、例えば第 1実施例の内蔵アンテナ 4が取り付けられている。これにより、携帯電話機 1の筐体を開いた際に内蔵アンテナ 4は図 1に示すように携帯電話機 1のほぼ中央に位置するようになる。

[0014] この第 1実施例の内蔵アンテナ 4が取り付けられている基板 20の一部の構成を拡大して示す斜視図を図 3に示し、図 4にその構成を示す平面図を示す。

これらの図に示すように、内蔵アンテナ 4はアンテナエレメント 11が形成されて、る絶縁性のアンテナベース 10を有して、る。アンテナベース 10は合成樹脂を成形することにより直方体の下面と前面とを除去した形状に作成されており、アンテナエレメント 11が形成されて、る平面部と、平面部の 3つの辺から立設して形成されて、る 3つの側壁部とから構成されている。すなわち、側壁の前面は開口されるようになる。この側壁部の下面が基板 20に固着されて、平面部が基板 20から離隔されて配置されるようになる。これにより、アンテナエレメント 11は基板 20に対面するものの離隔されて配置されるようになり、基板 20の影響を極力受けないようになる。アンテナベース 10 には 1本の接続端子 12が側壁にほぼ平行になるよう突出して平面部に設けられている。この接続端子 12の一端はアンテナベース 10の平面部に形成されているアンテナエレメント 11の一端にハンダ付け等により接続されており、他端は基板 20に形成されて、る給電点 14のパターンに圧接されて電気的に接続されて!、る。

[0015] 基板 20の一面にはほぼ全面にアースパターン 13が形成されており、給電点 14とァースパターン 13とを接続する整合エレメント 15のパターンが基板 20上のアースパターン 13が形成されて!、な!/、上部に形成されて!、る。この整合エレメント 15がアースパターン 13の所定位置に接続されることにより、給電点 14のインピーダンスが所望の値になるよう調整されるようになる。また、給電点 14には給電部 30が接続されており、給電部 30は携帯電話機における送受信部に相当している。接続端子 12には金メツキが施されていると共に、付勢された内部導体が下端力突出するように構成されており、この内部導体の先端が給電点 14に圧接されるようになる。これにより、接続端子 12と給電点 14との接触抵抗が低くなり信号の減衰を極力防止することができるようになる。また、給電点 14にはアンテナエレメント 11のみを接続すればよいことから接続端子 12は 1本しか必要とせず、内蔵アンテナ 4の単価を削減することができる。さらに、アンテナベース 10にはアンテナエレメント 11のみが形成されて!、ることから、アンテナベース 10を、従来の図 17および図 18に示すアンテナベース 110より小型にすることができるようになる。

[0016] 内蔵アンテナ 4において、整合エレメント 15の長さおよび整合エレメント 15をアースノターン 13に接続する位置は、内蔵アンテナ 4が良好な電気的特性を示す長さおよび位置に調整されている。そこで、この内蔵アンテナ 4の電圧定在波比 (VSWR)の周波数特性を図 5に示す。内蔵アンテナ 4を動作させる周波数帯域はマーク 1で示す 832MHzないしマーク 3で示す 925MHzとされる。図 6を参照すると、 832MHzにお!ヽて VSWRは約 2. 26、 925MHzにお!/、て VSWRは約 2. 57となり、その間の周波数 880MHzにおいて VSWRは約 1. 12となっている。このように、整合エレメント 1 5をアンテナベース 10ではなく基板 20に形成するようにしても内蔵アンテナ 4を動作させる周波数帯域において内蔵アンテナ 4は、従来の内蔵アンテナ 100とほぼ同等の良好な VSWR特性を示すようになる。

[0017] 次に、携帯電話機 1に内蔵することのできる本発明の第 2実施例の内蔵アンテナ 5 の詳細構成を図 6に示す。

図 6に示す第 2実施例の内蔵アンテナ 5は、第 1実施例の内蔵アンテナ 4において整合エレメントの構成が変更されており、他の構成については第 1実施例の内蔵アンテナ 4と同様とされている。そこで、第 2実施例の内蔵アンテナ 5について整合エレメント 16の構成について説明する。整合エレメント 16は給電点 14とアースパターン 13 とを接続するよう基板 20上のアースパターン 13が形成されていない上部に、そのパターンが形成されている。この整合エレメント 16では、アースパターン 13と給電点 14 を接続する長さおよびアースパターン 13の接続位置を変えて複数本のパターンが形成されている。そして、整合エレメント 16における複数本のパターンの内の図示する左側からパターンを順次カットして、その際の給電点 14のインピーダンス特性を測定することにより、内蔵アンテナ 5の電気的特性が最良になるパターンを選択する。これにより、第 2実施例の内蔵アンテナ 5において、第 1実施例の内蔵アンテナ 4とほぼ同等の良好な VSWR特性を示すよう調整する作業を簡易化することができるようになる次に、携帯電話機 1に内蔵することのできる本発明の第 3実施例の内蔵アンテナ 6 の詳細構成を図 7に示す。

図 7に示す第 3実施例の内蔵アンテナ 6は、第 1実施例の内蔵アンテナ 4において整合エレメントの構成が変更されており、他の構成については第 1実施例の内蔵アンテナ 4と同様とされている。そこで、第 3実施例の内蔵アンテナ 6について整合エレメント 17の構成について説明する。整合エレメント 17は給電点 14とアースパターン 13 とを接続するよう基板 20上のアースパターン 13が形成されていない上部に、そのパターンが形成されている。この整合エレメント 17では、整合エレメント 17にインピーダンス素子を挿入できるようにされている。図示する例では、アースパターン 13と給電点 14を接続する整合エレメント 17の途中にチップインダクタ 18がハンダ付けされて挿入されている。これにより、給電点 14におけるインピーダンスをチップインダクタ 18 の値を調整可能なパラメータとして最適の値になるよう簡易に調整することができる。この場合、インピーダンス素子としてはチップインダクタ 18に限るものではなくチップコンデンサを用いて給電点 14におけるインピーダンスを調整するようにしてもょ、。 [0019] 第 3実施例の内蔵アンテナ 6において、 0オームのインピーダンス素子を整合エレメント 17の途中に挿入した際の電圧定在波比 (VSWR)の周波数特性を図 8に示し、 1 OnHのチップインダクタ 18を整合エレメント 17の途中に挿入した際の電圧定在波比 (VSWR)の周波数特性を図 9に示す。図 8および図 9において、内蔵アンテナ 6を動作させる周波数帯域はマーク 1で示す 832MHzないしマーク 3で示す 925MHzとされる。図 8を参照すると、 832MHzにお!/、て VSWRは約 2. 56となり、 925MHzにおヽて VSWRは約 2. 92となり、その間の周波数 880MHzにお!/ヽて VSWRは約 2. 25 となっているが、 ΙΟηΗのチップインダクタ 18を整合エレメント 17の途中に挿入してィンピーダンス調整を行うことにより図 9に示すように、 832MHzにおいて VSWRは約 1 . 94となり、 925MHzにお!/、て VSWRは約 1. 85となり、その間の周波数 880MHz において VSWRは約 1. 22となって良好な VSWR特性を示すようになる。このように、第 3実施例の内蔵アンテナ 6を動作させる周波数帯域において第 3実施例の内蔵アンテナ 6は、第 1実施例の内蔵アンテナ 4を超える良好な VSWR特性を示すようになる。

[0020] 次に、携帯電話機 1に内蔵することのできる本発明の第 4実施例の内蔵アンテナ 7 の詳細構成を図 10に示す。

図 10に示す第 4実施例の内蔵アンテナ 7は、第 1実施例の内蔵アンテナ 4において整合エレメントの構成が変更されており、他の構成については第 1実施例の内蔵アンテナ 4と同様とされている。そこで、第 4実施例の内蔵アンテナ 7について整合エレメントの構成について説明する。第 4実施例における整合エレメントは 2本で構成されており、第 1の整合エレメント 19aは給電点 14とアースパターン 13とを接続するよう基板 20上のアースパターン 13が形成されていない上部に、そのパターンが形成されており、第 2の整合エレメント 19bはアースパターン 13から所定の長さで延伸されるパターンとして基板 20上のアースパターン 13が形成されていない上部に形成されている。この 2本の整合エレメント 19a、 19bを設け、整合エレメント 19bの長さを調節することにより給電点 14におけるインピーダンスを最適の値になるよう調整することができる

[0021] 第 4実施例の内蔵アンテナ 7において、整合エレメント 19bを設けない場合の電圧定在波比 (VSWR)の周波数特性を図 11に示し、所定長の整合エレメント 19bを設けた場合の電圧定在波比 (VSWR)の周波数特性を図 12に示す。図 11および図 12 において、内蔵アンテナ 7を動作させる周波数帯域はマーク 1で示す 832MHzないしマーク 3で示す 925MHzとされる。図 11を参照すると、 832MHzにおいて VSWR は約 2. 38となり、 925MHzにお!/、て VSWRは約 3. 3となり、その間の周波数 880 MHzにおいて VSWRは約 1. 9となっているが、所定長の整合エレメント 19bを設けた場合には図 9に示すように、 832MHzにお!/、て VSWRは約 1. 78となり、 925MH zにおいて VSWRは約 1. 8となり、その間の周波数 880MHzにおいて VSWRは約 1 . 35となって良好な VSWR特性を示すようになる。このように、第 4実施例の内蔵アンテナ 7を動作させる周波数帯域において第 4実施例の内蔵アンテナ 7は、第 1実施例の内蔵アンテナ 4を超える良好な VSWR特性を示すようになる。

[0022] ところで、本発明の実施例の内蔵アンテナは携帯電話機の筐体の種々の場所に設けることができる。そこで、本発明の実施例の内蔵アンテナを備える携帯電話機の第 2の例の全体構成を示す斜視図を図 13に示し、携帯電話機に内蔵される基板の構成例を図 14に示す。

図 13に示す携帯電話機 laは、折り畳み式の筐体を備え筐体の一方に液晶等からなる表示部 2aが設けられており、筐体の他方に 10キー等の操作部 3aが設けられている。また、他方の筐体内には携帯電話機 laに必要な回路が組み込まれている図 1 4に示す基板 20aが内蔵されている。この基板 20aは図 14に示すように携帯電話機 1 aの筐体の一方の収納スペースに合致する形状とされており、この基板 20aの一面には図示するようにほぼ全面にアースパターン 13aが形成されており、このアースパターン 13aの形成されてヽな、上部に本発明の、ずれかの実施例の内蔵アンテナ 4a が取り付けられている。これにより、携帯電話機 laの筐体を開いた際に内蔵アンテナ 4aは図 13に示すように携帯電話機 laの上部に位置するようになる。

[0023] 次に、本発明の実施例の内蔵アンテナを備える携帯電話機の第 3の例の全体構成を示す斜視図を図 15に示し、携帯電話機に内蔵される基板の構成例を図 16に示す図 15に示す携帯電話機 lbは、折り畳み式の筐体を備え筐体の一方に液晶等からなる表示部 2bが設けられており、筐体の他方に 10キー等の操作部 3bが設けられている。また、他方の筐体内には携帯電話機 lbに必要な回路が組み込まれている図 1 6に示す基板 20bが内蔵されて、る。この基板 20bは図 16に示すように携帯電話機 lbの筐体の他方の収納スペースに合致する形状とされており、この基板 20bの一面には図示するようにほぼ全面にアースパターン 13bが形成されており、このアースパターン 13bの形成されてヽな、下部に本発明の、ずれかの実施例の内蔵アンテナ 4 bが取り付けられている。これにより、携帯電話機 lbの筐体を開いた際に内蔵アンテナ 4bは図 15に示すように携帯電話機 laの上部に位置するようになる。

産業上の利用可能性

以上の説明では携帯電話機に内蔵させる内蔵アンテナとしたが、本発明はこれに限らず、移動体通信機の一般に適用な可能な内蔵アンテナとすることができる。また、本発明に力かる内蔵アンテナはアンテナベースを備えるようにした力これに限るものではなぐ内蔵アンテナを接続端子を有するフィルムアンテナや基板アンテナとすることができる。

Claims

請求の範囲

[1] アンテナエレメントを有し、筐体に内蔵される基板に固着可能なアンテナ部と、前記アンテナ部力突出するよう前記アンテナ部に固着され、前記アンテナエレメントの一端部と前記基板上に形成されている給電点とを接続する接続端子とを備え、前記基板上に、前記給電点におけるインピーダンスを調整することのできる整合ェレメントを形成するようにしたことを特徴とする内蔵アンテナ。

[2] 前記アンテナ部は、筐体に内蔵される基板に取り付け可能な絶縁性のアンテナべースを備え、該アンテナベースにアンテナエレメントが形成されてヽることを特徴とする請求項 1記載の内蔵アンテナ。

[3] 前記整合エレメントは、前記基板上に形成されているアースパターンの所定位置と前記給電点との間を接続するよう形成されており、前記整合エレメントは、前記アースパターンの異なる複数の位置と前記給電点との間を接続する複数のパターンを有していることを特徴とする請求項 1または 2記載の内蔵アンテナ。

[4] 前記整合エレメントは、前記基板上に形成されているアースパターンの所定位置と前記給電点との間を接続するよう形成されており、前記整合エレメントにはインピーダンス素子を挿入できるようにされていることを特徴とする請求項 1または 2記載の内蔵アンテナ。

[5] 前記整合エレメントは、前記基板上に形成されているアースパターンの所定位置と前記給電点との間を接続するよう形成されている第 1のパターンと、前記アースバターン力所定長の長さで形成されている第 2のパターンとを有することを特徴とする請求項 1または 2記載の内蔵アンテナ。