説明

携帯無線機用アンテナ

【課題】ケース内の厚み方向の占有スペースを増大させることなく、波長短縮とアンテナ性能の向上を図ることのできる携帯無線機用アンテナを提供する。
【解決手段】アンテナ導体13の主要アンテナ部13aを誘電体製基板14Aに層状に接合する。無線回路搭載基板の給電端子に接触接続される接点端子12を誘電体製基板14Bに層状に接合する。接点端子12と主要アンテナ部13aを接続するアンテナ導体13の接続アンテナ部13bを、フレキシブルプリント基板15に構成する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、携帯無線機のケース内に設置される携帯無線機用アンテナに関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年の携帯無線機においては、小型・薄型化が益々進んでおり、内部に実装されている個々の電気部品についても小型薄型化が望まれている。また、携帯無線機の多機能化についても進んでおり、GPS(Global Positioning System)・地上デジタル放送・Bluetooth・WLAN等多くの無線機能も追加されている。そのため、それを実現するためのアンテナも多く実装されており、携帯無線機の中で多くの体積を占めている。そのため、小型・薄型を目的として近年では、ガラスエポキシ基板で作製したアンテナが搭載されるようになってきている。
【0003】
しかし、アンテナ基板がガラスエポキシ基板で形成されたアンテナを採用する場合には、ガラスエポキシ基板が硬質基板であることから、アンテナをケース内に設置する上で多くの制約を受けることになる。
例えば、携帯無線機のケースが端末部に向かって傾斜した形状である場合には、端面が無線回路搭載基板と平行になるようにケースの内面にボス部を突設し、そのボス部にアンテナを取り付けるようにしている。これは、無線回路搭載基板側の給電端子にアンテナ側の接点端子を接触接続させるに当たり、無線回路搭載基板とアンテナ基板が平行でないと、アンテナ側の接点端子と無線回路搭載基板側の給電端子の接触接続が不安定になり易いためである。
この場合、アンテナの面積を大きく確保しようとすると、無線回路搭載基板からアンテナ(ガラスエポキシ基板)までの距離を充分に確保できなくなり、アンテナの面積と、無線回路搭載基板からアンテナまでの距離とによって決まるアンテナ有効体積が小さくなってしまう。また、無線回路搭載基板からアンテナまでの距離を大きく確保しようとすると、ケース内面によってスペースを制限されてアンテナの面積を小さくせざるを得なくなる。したがって、いずれの場合にも、アンテナ有効体積を充分に確保することができず、アンテナ特性のさらなる向上が難しかった。
【0004】
これに対処する携帯無線機用アンテナとして、フレキシブルプリント基板の技術を用いたものが知られている(例えば、特許文献1,2参照)。
この携帯無線機用アンテナは、フレキシブルプリント基板上に所定パターンのアンテナ導体と接点端子を構成したものであり、携帯無線機のケースの内面等に沿わせて取り付けられるようになっている。この携帯無線機用アンテナは、全体が薄型でしかも柔軟であることから、携帯無線機のケースの形状に大きく制限を受けずにアンテナの面積と無線回路搭載基板からアンテナまでの距離とをともに大きく確保することができる。
【0005】
また、誘電体積層チップアンテナの技術としては、ブロック状のアンテナチップ(誘電体積層チップ)をフレキシブルプリント基板によって接点端子と接続し、アンテナチップと接点端子をフレキシブルプリント基板とともにケースの内面に取り付けるようにしたものも案出されている(例えば、特許文献3参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2003−78320号公報
【特許文献2】特開2009−290522号公報
【特許文献3】特開2000−196487号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
フレキシブルプリント基板上にアンテナ導体と接点端子を構成した上記従来の携帯無線機用アンテナにおいては、高い誘電率を持つ部分が殆ど存在しないため、波長短縮効果によってアンテナ全長の短尺を図ることができなかった。
【0008】
また、誘電体積層チップアンテナを用いる従来技術においては、アンテナチップがブロック状であることから、携帯無線機のケース内の厚みの限られたスペースに効率良く設置することが難しい、という不具合がある。
【0009】
そこでこの発明は、ケース内の厚み方向の占有スペースを増大させることなく、波長短縮とアンテナ性能の向上を図ることのできる携帯無線機用アンテナを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
この発明は、上記課題を解決するための手段として、携帯無線機のケース内に設置され、無線回路搭載基板の給電端子に接触接続される接点端子と、この接点端子に接続されるアンテナ導体とを備えた携帯無線機用アンテナにおいて、前記アンテナ導体の主要部が誘電体製基板に層状に接合され、前記アンテナ導体の残余の部分のうちの少なくとも前記接点端子と前記アンテナ導体の主要部との接続領域がフレキシブルプリント基板に構成されるようにした。
【発明の効果】
【0011】
この発明によれば、アンテナ導体の主要部が誘電体製基板に層状に接合され、アンテナ導体の残余の部分のうちの少なくとも接点端子とアンテナ導体の主要部との接続領域がフレキシブルプリント基板に構成されていることから、誘電体製基板の誘電体による波長短縮効果によってアンテナ全長の短縮を図りつつ、フレキシブルプリント基板部分を屈曲させることで、アンテナ導体の主要部と無線回路搭載基板との離間距離とアンテナ面積を同時に増大させ、アンテナ有効体積を増大させることができる。また、この発明によれば、誘電体積層チップアンテナを用いる場合に比較して、ケース内の厚み方向の占有スペースを縮小させることができる。したがって、この発明によれば、ケース内の占有スペースを増大させることなく、波長短縮とアンテナ性能の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】この発明の第1の実施形態の携帯無線機用アンテナを搭載した携帯電話の模式的な断面図である。
【図2】この発明の第1の実施形態の携帯無線機用アンテナの平面図である。
【図3】この発明の第1の実施形態の携帯無線機用アンテナの背面図である。
【図4】この発明の第1の実施形態の形態無線機用アンテナの図2のA−A断面に対応する断面図である。
【図5】この発明の第2の実施形態の携帯無線機用アンテナを搭載した携帯電話の模式的な断面図である。
【図6】この発明の第2の実施形態の携帯無線機用アンテナの平面図である。
【図7】この発明の第2の実施形態の形態無線機用アンテナの図6のB−B断面に対応する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
最初に、図1〜図4に示す第1の実施形態について説明する。
図1は、この実施形態の携帯無線機用アンテナ10(以下、「アンテナ10」と呼ぶ)を搭載した携帯電話等の携帯無線機1の模式的な断面図である。なお、以下の説明では、特別に断らない限り、図1において、上側に位置される側を「上」と呼び、下側に位置される側を「下」、左側に位置される側を「前」と呼ぶものとする。
図1中、2は、各種の部品を内蔵する携帯無線機1のケースであり、3は、ケース2内の下壁2aに取り付けられた無線回路搭載基板、4は、無線回路搭載基板3の前端部側の上面に設置されてアンテナ10に対して給電を行う給電端子である。
【0014】
携帯無線機1のケース2は、無線回路搭載基板3が設置される下壁2aの上方に上壁2bが配置され、上壁2bの前端部が緩やかに下方に湾曲傾斜して下壁2aの前端部に結合されている。上壁2bの前端側の湾曲傾斜の始まる領域には、下方に(ケース2内方向に)向かって突出するボス部11が設けられている。ボス部11は先端部が平坦に形成され、その平坦な先端部が無線回路搭載基板3上の給電端子4の先端部に対峙するようになっている。
【0015】
図2〜図4は、アンテナ10の詳細を示す図である。
これらの図に示すように、アンテナ10は、無線回路搭載基板3上の給電端子4に接触接続される一対の接点端子12,12と、各接点端子12,12に接続される一対のアンテナ導体13,13とを備えている。各アンテナ導体13は、所定パターンに形成された主要アンテナ部13a(主要部)と、主要アンテナ部13aを対応する接点端子12に接続する接続アンテナ部13b(残余の部分)とから構成されている。主要アンテナ部13aと接点端子12は、それぞれガラスエポキシ等の高い誘電率を持つ材料から成る基板14A,14B(以下、「誘電体製基板14A,14B」と呼ぶ。)上に構成され、接続アンテナ部13bはフレキシブルプリント基板15に構成されている。
【0016】
アンテナ導体13,13の主要アンテナ部13a,13aは、誘電体製基板14Aの上面に被着された銅箔を、所定パターンが残るようにエッチング工法で除去することによって形成されている。こうして主要アンテナ部13a,13aが形成された誘電体製基板14Aの上面には、主要アンテナ部13a,13aを覆うようにレジスト膜16が被着されている。
また、接点端子12,12は、同様に、誘電体製基板14Bの上面に被着された銅箔を、略方形状の端子形状が残るようにエッチング工法で除去することによって形成されている。こうして形成された接点端子12,12の端面(露出面)には、電気的接続安定性を維持するために金メッキが施されている。なお、誘電体製基板14Bの接点端子12,12の形成される側の面の接点端子12,12以外の部分にはレジスト膜16が被着されている。
【0017】
一方、アンテナ導体13,13の接続アンテナ部13b,13bは、フレキシブルプリント基板15の一般的な製造工法により、絶縁性を有する軟質なベースフィルム17とカバーレイ18の間に所定幅の銅箔が挟み込まれるようにして形成されている。フレキシブルプリント基板15のベースフィルム17は、接続アンテナ部13b,13bの延出方向の両側に所定長さ延長し、その両側の延長部に、主要アンテナ部13a,13aと接点端子12,12をそれぞれ保持する前記の誘電体製基板14A,14Bが層状に重ねられて接合されている。
【0018】
なお、この実施形態の場合、ベースフィルム17の両側の延長部には、それぞれ表裏両面に誘電体製基板14A,14A、14B,14Bが層状に重ねられて接合されており、前記の主要アンテナ部13a,13aと接点端子12,12は、各一方の誘電体製基板14A,14Bのみに形成されている。図4に示す例の場合、主要アンテナ部13a,13aは、ベースフィルム17の上面側の誘電体製基板14Aのみに形成され、接点端子12,12は、ベースフィルム17の下面側の誘電体製基板14Bのみに形成されている。
【0019】
また、主要アンテナ部13a,13aが設けられる誘電体製基板14Aの端部には、主要アンテナ部13a,13aと接続アンテナ部13b,13bを電気的に接続するためのスルーホール19A,19Aが設けられており、同様に、接点端子12,12が設けられる誘電体製基板14Bの端部には、接点端子12,12と接続アンテナ部13b,13bを電気的に接続するためのスルーホール19B,19Bが設けられている。
なお、以下では説明の都合上、アンテナ10のうちの主要アンテナ部13a,13aと誘電体製基板14Aを含むブロックを主アンテナブロックaと呼び、接点端子12,12と誘電体製基板14Bを含むブロックを接点ブロックb、接続アンテナ部13b,13bを踏む屈曲変形可能な帯状のブロックを帯状部cと呼ぶものとする。
【0020】
以上のように構成されたアンテナ10は、図1に示すように、接点端子12を下方に向けるようにして接点ブロックbがケース2のボス部11に取り付けられ、帯状部cをボス部11の段差に合わせて上方に屈曲させて、主アンテナブロックaがケース2の湾曲傾斜した内面に取り付けられる。このとき、主アンテナブロックaの主要アンテナ部13a,13aはケース2の上壁2bの内面に対峙する側に向けられる。また、アンテナ10は、こうしてケース2内に取り付けられると、無線回路搭載基板3上の給電端子4,4に接点ブロックbの接点端子12,12部分で接触接続されることになる。
【0021】
この実施形態のアンテナ10は、アンテナ導体13,13の主要アンテナ部13a,13aが誘電体製基板14A上に構成され、アンテナ導体13,13の主要アンテナ部13a,13aと接点端子12,12を接続する接続アンテナ部13b,13bがフレキシブルプリント基板15に構成されているため、誘電体製基板14Aの誘電体による波長短縮効果によってアンテナ全長の短縮を図りながら、フレキシブルプリント基板15から成る帯状部cを上方に屈曲させることにより、アンテナ面積を犠牲にすることなく、主要アンテナ部13a,13aと無線回路搭載基板3との離間距離h(図1参照)を広げることができる。したがって、このアンテナ10においては、ケース2内の占有スペースの増大を招くことなく、アンテナ有効体積を確実に増大させてアンテナ性能の向上を図ることができる。
【0022】
また、この実施形態のアンテナ10の場合、接点端子12,12も主要アンテナ部13a,13aと同様に誘電体基板14B上に構成されているため、誘電体による波長短縮効果をより多く享受することができ、しかも、ボス部11に取り付けられる接点ブロックcがリジッド基板で構成されることから、ケース2に対する取付作業性が向上するという利点もある。
【0023】
また、この実施形態のアンテナ10では、誘電体製基板14A,14Bをフレキシブルプリント基板15のベースフィルム17の延長部に層状に接合した構造とされているため、全体を強度的に有利なリジッド・フレックス基板として容易に形成することができる。
【0024】
さらに、この実施形態のアンテナ10は、主アンテナブロックaと接点ブロックbの各誘電体製基板14A,14Bをベースフィルム17の延長部の表裏両面に層状に接合した構造とされているため、ベースフィルム17の表裏の二層の誘電体による大きな波長短縮効果を得ることができる。
【0025】
また、このアンテナ10は、端面が無線回路搭載基板3と平行になるようにケース2の内面に突設されたボス部11に接点ブロックbが取り付けられ、帯状部cを上方に屈曲させて主アンテナブロックaがケース2の内面に傾斜状態で取り付けられることから、接点端子12,12を無線回路搭載基板3上の給電端子4,4に安定的に接触接続させることができるとともに、ケース2の内面が無線回路搭載基板3に対して傾斜する形状であっても主アンテナブロックaの端部と無線回路搭載基板3との離間距離hを充分に確保することができる。
【0026】
つづいて、図5〜図7に示す第2の実施形態について説明する。なお、以下では、第1の実施形態と同一部分に同一符号を付し、重複する説明を省略するものとする。
図5は、この実施形態の携帯無線機用アンテナ110(以下、「アンテナ110」と呼ぶ)を搭載した携帯無線機1の模式的な断面図であり、図6,図7は、アンテナ110の詳細を示す図である。
この実施形態のアンテナ110は、アンテナ導体13,13の主要アンテナ部13a,13aと接続アンテナ部13b,13bがフレキシブルプリント基板15のベースフィルム17の表面にエッチング工法によって連続して形成され、ベースフィルム17の延長部の裏面に接点端子12,12が同様にエッチング工法によって形成されている。そして、ベースフィルム17のうちの主要アンテナ部13a,13aの形成される部位の裏面(ベースフィルム17の下面)と、接点端子12,12の形成される部位の裏面(ベースフィルム17の上面)には、それぞ誘電体製基板14A,14Bが層状に接合されている。
【0027】
この実施形態の場合も、主要アンテナ部13a,13aと接点端子12,12がそれぞれ誘電体製基板14A,14Bに層状に接合され、主アンテナブロックaと接点ブロックbが屈曲変形可能な帯状部cで連結されているため、第1の実施形態と同様に、誘電体製基板14A,14Bの誘電体による波長短縮効果によってアンテナ全長の短縮を図りながら、アンテナ面積を犠牲にすることなく、主要アンテナ部13a,13aと無線回路搭載基板3との離間距離hを広げることができる。したがって、この場合もケース2内の占有スペースの増大を招くことなく、アンテナ有効体積を増大させることができる。
【0028】
なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。
【符号の説明】
【0029】
1…携帯無線機
2…ケース
3…無線回線搭載基板
4…給電端子
10,110…アンテナ(携帯無線機用アンテナ)
11…ボス部
12…接点端子
13…アンテナ導体
13a…主要アンテナ部(主要部)
13b…接続アンテナ部(残余の部分)
14A,14B…誘電体製基板
15…フレキシブルプリント基板
17…ベースフィルム

【特許請求の範囲】
【請求項1】
携帯無線機のケース内に設置され、
無線回路搭載基板の給電端子に接触接続される接点端子と、この接点端子に接続されるアンテナ導体とを備えた携帯無線機用アンテナにおいて、
前記アンテナ導体の主要部が誘電体製基板に層状に接合され、前記アンテナ導体の残余の部分のうちの少なくとも前記接点端子と前記アンテナ導体の主要部との接続領域がフレキシブルプリント基板に構成されていることを特徴とする携帯無線機用アンテナ。
【請求項2】
前記接点端子は、誘電体製基板に層状に接合されていることを特徴とする請求項1に記載の携帯無線機用アンテナ。
【請求項3】
前記誘電体製基板は、前記フレキシブルプリント基板のベースフィルムに層状に接合されていることを特徴とする請求項1または2に記載の携帯無線機用アンテナ。
【請求項4】
前記誘電体製基板は、前記ベースフィルムの表裏両面に層状に接合されていることを特徴とする請求項3に記載の携帯無線機用アンテナ。
【請求項5】
前記接点端子は、端面が前記無線回路搭載基板と平行になるように携帯無線機の前記ケースの内面に突設されたボス部に取り付けられ、
前記アンテナ導体の主要部に接合される誘電体製基板は、前記アンテナ導体の少なくとも一端が前記ボス部よりも前記無線回路搭載基板から離間した位置となるように、前記ケースの内面に取り付けられていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の携帯無線機用アンテナ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2012−119953(P2012−119953A)
【公開日】平成24年6月21日(2012.6.21)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−268109(P2010−268109)
【出願日】平成22年12月1日(2010.12.1)
【公序良俗違反の表示】
(特許庁注:以下のものは登録商標)
1.Bluetooth
【出願人】(390010179)埼玉日本電気株式会社 (1,228)
【Fターム(参考)】