説明

通信装置

【課題】基板間の配線を接続する配線基板の信号配線におけるノイズを抑止し、通信装置の受信感度を向上させる通信装置を提供する。
【解決手段】第1の基板の配線と第2の基板の配線とを接続する配線群を備える通信装置は、アンテナ配線部とアンテナ用地導体配線とを備え、アンテナ配線部は、アンテナ配線の一端が第1の基板に設けられる給電部の端子と接続され、アンテナ配線の他端がキャパシタの一方の端子に接続され、キャパシタの他方の端子が第2の基板の地導体と接続され、アンテナ用地導体配線は、アンテナ配線と配線群との間に配設され、配線群の地導体配線より短く、一端が第1の基板の地導体に接続され、他端が第2の基板の地導体に接続される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、アンテナを備えた通信装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、通信装置の多機能化に伴い、通信装置に放送を視聴する機能などが備えられている。例えば、携帯電話などで放送を視聴するためには、所定の長さのアンテナが必要であり、折り畳みが可能な携帯電話では筐体自体をアンテナとして用いる技術が知られている。折り畳みが可能な携帯電話では、キーボード側の筐体に設けられる基板と、ディスプレイ側の筐体に設けられる基板と、上記基板各々を接続する配線を有するフレキシブル基板とを用いて筐体アンテナを実現する技術を採用している。フレキシブル基板には、信号配線、グランド配線、アンテナ配線などが存在する。また、グランド配線は信号線を挟むように設けられており、シールドの役目もしている。
【0003】
ところが、フレキシブル基板のアンテナ配線の一端はキーボード側の筐体に設けられる基板の給電部と接続され、アンテナ配線の他端はディスプレイ側の筐体に設けられる基板のキャパシタの一方の端子に接続される。キャパシタの他方の端子はディスプレイ側の基板のグランド配線に接続される。そのため、アンテナ配線とキャパシタとグランド配線が電気的にループを形成し、ループのインダクタンスの成分とキャパシタの成分により共振が発生し、グランド配線自体を共振させてしまう。そして、信号配線の中の高速シリアル伝送に用いられる高周波ノイズを発生する信号配線があると、共振されたグランド配線がシールドの役目を果たさず、逆に高周波ノイズを増幅させてしまう。その結果、受信信号に増幅された高周波ノイズの影響により受信感度が劣化することが想定される。
【0004】
また、関連する技術として、折り畳みが可能な携帯電話で使用するフレキシブル基板の一方の縁に沿うように、アンテナ用の配線と信号配線の外側にダミーパターンを設ける技術が知られている。折り畳みが可能な携帯電話で使用するフレキシブル基板には、アンテナ用の配線と信号配線が設けられている。また、ダミーパターンと信号配線との間にアンテナ用の配線が設けられ、ダミーパターンの長さを使用周波の波長の4分の1以下としている。さらに、ダミーパターンとアンテナ用の配線とが、複数の接続部により接続されている。この技術では、ダミーパターンとアンテナ用の配線とを複数の接続部により接続することで、使用周波数帯でアンテナ共振周波数が変化してもアンテナ特性への影響を軽減させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2010−278921号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は上記のような実情に鑑みてなされたものであり、基板間の配線を接続する配線群の信号配線におけるノイズを抑止し、通信装置の受信感度を向上させる通信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本実施の態様のひとつである第1の基板の配線と第2の基板の配線とを接続する配線群を備える通信装置は、アンテナ配線部とアンテナ用地導体配線とを備えている。
アンテナ配線部は、アンテナ配線の一端が上記第1の基板に設けられる給電部と接続され、上記アンテナ配線の他端がキャパシタの一方の端子に接続され、上記キャパシタの他方の端子が上記第2の基板の地導体と接続される。
【0008】
アンテナ用地導体配線は、上記アンテナ配線と上記配線群との間に配設され、上記配線群の地導体配線より短く、一端が上記第1の基板の地導体に接続され、他端が上記第2の基板の地導体に接続される。
【発明の効果】
【0009】
実施の形態によれば、基板間の配線を接続する配線群の信号配線におけるノイズを抑止し、通信装置の受信感度を向上させるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】図1は、実施形態1のアンテナの一実施例を示す図である。
【図2】図2のAは、接続部の一実施例を示す図である。図2のBは、給電部とアンテナ配線とアンテナ用地導体配線と各基板のグランド配線の関係を示す回路図である。
【図3】図3のAは、基板配線の一実施例を示す図である。図3のBは、図3のAに示すA−A’で切断した断面図である。
【図4】図4のAはアンテナ用地導体配線が配設されない場合の電流を示す略図である。図4のBは実施形態1における電流を示す略図である。
【図5】図5のAはアンテナ用地導体配線が配設されない場合の電流分布の一実施例を示すシミュレーション結果である。図5のBは実施形態1における電流分布の一実施例を示すシミュレーション結果である。
【図6】図6のAは、実施形態2の基板配線の一実施例を示す図である。図6のBは、図6のAに示すA−A’で切断した断面図である。
【図7】図7のAは、実施形態3の基板配線の一実施例を示す図である。図7のBは、図7のAに示すA−A’で切断した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
実施の形態の通信装置は、第1の基板の配線(信号配線、電源配線、グランド配線)と第2の基板の配線(信号配線、電源配線、グランド配線)とを接続する配線群と、アンテナ配線部と、アンテナ用地導体配線とを備えている。アンテナ配線部は、通信装置のアンテナ配線の一端が第1の基板に設けられる給電部の一方の端子と接続され、アンテナ配線の他端がキャパシタの一方の端子に接続され、キャパシタの他方の端子が第2の基板の地導体と接続される。アンテナ用地導体配線は、アンテナ配線と配線群との間に配設され、配線群の地導体配線より短く、一端が第1の基板の地導体に接続され、他端が第2の基板の地導体に接続される。そして、上記構造を備える通信装置は、第1の基板と第2の基板の間の配線を接続する配線群の信号配線におけるノイズを抑止し、通信装置の受信感度を向上させることができる。
【0012】
以下図面に基づいて、本実施形態について詳細を説明する。
実施形態1について説明する。
図1は、実施形態1のアンテナの一実施例を示す図である。図1のアンテナは、例えば、折り畳みが可能な携帯電話に用いられる筐体アンテナなどが考えられる。なお、実施形態1では折り畳みが可能な携帯電話について説明をするが、特に限定されるものではなく、他の通信機器や電子機器に実施形態1で説明するアンテナを用いてもよい。
【0013】
図1に示すプリント基板1(第1の基板)は、折り畳みが可能な携帯電話のキーボードを備える筐体に設けられるプリント基板である。プリント基板2(第2の基板)は、折り畳みが可能な携帯電話のディスプレイを備える筐体に設けられるプリント基板である。プリント基板1、2は、例えば、硬質のプリント基板である。また、プリント基板1には、不図示のキーボードを制御して本携帯電話の機能を実現するための電子部品が実装されている。プリント基板2には、不図示のディスプレイを制御して本携帯電話の機能を実現するための電子部品が実装されている。なお、本実施例ではプリント基板1に後述する給電部を備えているが、給電部はプリント基板2に備えられていてもよい。
【0014】
接続部3は、プリント基板1の配線とプリント基板2の配線とを接続する配線基板である。図2のAは、接続部の一実施例を示す図である。図2のAの接続部3の基板配線は、アンテナ配線4、信号配線と電源配線とグランド配線(地導体配線)とを有する配線群6、アンテナ用地導体配線7を有している。基板配線として、例えば、フレキシブル基板を用いることが考えられる。フレキシブル基板の基体は、ポリイミド樹脂などによりフィルム状に形成され、配線各々は銅箔など導体により形成されている。また、基体は複数の層を有し、信号配線と電源配線は、グランド配線と異なる層に設けられている。なお、図2のAには便宜上配線基板の基体を示していない。
【0015】
図2のBは、給電部とアンテナ配線とアンテナ用地導体配線と各基板のグランド配線の関係を示す回路図である。アンテナ配線4の一端9はプリント基板1に設けられる図2のBに示される給電部21の一方の端子と接続され、アンテナ配線4の他端8はキャパシタ5の一方の端子に接続される。また、キャパシタ5の他方の端子はプリント基板2のグランドパターン23(地導体)に接続される。グランドパターン23は、プリント基板2の表面に備えられてもよいし、プリント基板2の内部に備えられてもよい。なお、キャパシタ5の代わりに空間的に容量結合させてもよい。給電部21の他方の端子はプリント基板1のグランドパターン22(地導体)に接続される。グランドパターン22についても、プリント基板1の表面に備えられてもよいし、プリント基板1の内部に備えられてもよい。
【0016】
給電部21は、プリント基板1に設けられた無線回路やチューナ回路の送受信部などと接続されている。また、送受信部は、送信信号及び受信信号に対して信号処理を行うものであり、例えば、通信装置などに内蔵された不図示のバッテリーなどから電力が供給されている。
【0017】
電源配線は、本例においてはプリント基板1からプリント基板2へ電力の供給する配線である。グランド配線は、プリント基板1のグランドパターン22(地導体)とプリント基板2のグランドパターン23と接続されている。信号配線は、例えば、携帯電話の機能を実現するための制御信号を伝送する配線や受信信号または送信信号などを伝送する配線などである。本例では、プリント基板1とプリント基板2との信号配線を接続する配線などである。なお、図2のAに示す配線群6の端部に設けられる接点部10は、配線群6の配線とプリント基板2の配線とを接続するために設けられている。配線群6の端部に設けられる接点部11は、配線群6の配線とプリント基板1の配線とを接続するために設けられている。
【0018】
アンテナ用地導体配線7は、アンテナ配線4と配線群6との間に配設され、配線群6の地導体配線より短く、図2のBに示すように一端13がプリント基板1のグランドパターン22に接続され、他端12がプリント基板2のグランドパターン23に接続される。
【0019】
図2のAに示す筐体アンテナは、アンテナ用地導体配線7とアンテナ配線4が電気的にループを形成し、ループのインダクタンスの成分とキャパシタ5の成分により共振が発生する。この共振がプリント基板2(例えば、ディスプレイ基板など)を励振し、ディスプレイ基板全体がアンテナ化し、さらにプリント基板1(例えば、キーボード基板など)と合わせ、筐体全体がダイポールアンテナのように動作する。
【0020】
図3のAは、基板配線の一実施例を示す図である。実施形態1のフレキシブル基板は、アンテナ配線4とアンテナ用地導体配線7と配線群6(配線群32、グランド配線31)とを有する。図3のAのフレキシブル基板30の基体には、アンテナ配線4、配線群32(信号配線、電源配線など)、グランド配線31、アンテナ用地導体配線7が設けられている。アンテナ配線4と配線群6との間にアンテナ用地導体配線7が配設されている。なお、図3のAにはグランド配線31aが示されているが、グランド配線31bは便宜上示されていない。アンテナ用地導体配線7の長さはグランド配線31a、31b各々の長さより短いものとする。また、信号配線と電源配線を含む配線群32は、グランド配線31aとグランド配線31bの間に配設される。図3のBに示すように配線群32をグランド配線31aとグランド配線31bとの間に設けることにより、配線群32に対してグランド配線31aとグランド配線31bはシールドの役目をする。図3のBは、図3のAに示すA−A’で切断した断面図を示している。なお、配線群32にグランド配線31a、31bと別のグランド配線が含まれていてもよい。
【0021】
なお、アンテナ配線4とアンテナ用地導体配線7の配線パターンの幅は0.5mmであることが望ましい。また、アンテナ配線4とアンテナ用地導体配線7の間の距離L1は1.0mm以上であることが望ましい。また、アンテナ用地導体配線7とグランド配線31a、31bとの間の距離L2は0.5mm以上であることが望ましい。ただし、上記に示した幅と距離に限定されるものではなく、高周波ノイズを抑止できる幅と距離であればよい。
【0022】
図4と図5を用いて実施形態1の効果について説明する。
図4のAはアンテナ用地導体配線7が配設されない場合の電流を示し、図4のBは実施形態1における電流を示す略図である。図4のAおよび図4のBの太線と点線は説明のために示した電流の略図である。図5のAはアンテナ用地導体配線7が配設されない場合の電流分布の一実施例を示し、図5のBは実施形態1における電流分布の一実施例を示すシミュレーション結果である。ここで、図5に示した電流分布は黒ほど電流の集中が多いことを示し、白いほど電流の集中が少ないことを示している。なお、図4のA、Bには便宜上配線基板の基体を示していない。
【0023】
図4のAに示すようにアンテナ用地導体配線7が配設されない場合、配線基板の配線群6のグランド配線とアンテナ配線4が電気的にループを形成し、ループのインダクタンスの成分とキャパシタ5の成分により共振が発生する。この共振がプリント基板2(例えば、ディスプレイ基板など)を励振し、ディスプレイ基板全体がアンテナ化し、さらにプリント基板1(例えば、キーボード基板など)と合わせ、筐体全体がダイポールアンテナのように動作する。
【0024】
しかしながら、図4のAに示すような筐体アンテナでは配線群6の信号配線を挟むように設けられたグランド配線自体を共振させてしまう。そのため、配線群6の多数の信号配線の中には高速シリアル伝送に用いられる高周波ノイズを発生する信号配線があると、配線群6の共振されたグランド配線が、シールドの役目を果たさず、逆に高周波ノイズを増幅させてしまう。その結果、受信信号に増幅された高周波ノイズの影響により通信装置や電子機器などの受信感度が劣化してしまうということが想定される。受信感度は、例えば、通信装置に搭載されたチューナの受信感度などが考えられる。
【0025】
また、図5のAに示すように、給電部から電流を供給した場合に、配線群6の電流分布はアンテナ配線4に近いほど電流が集中(黒)していることが分かる。すなわち、高周波ノイズが信号配線の信号に影響している。
【0026】
それに対して、図4のBに示すような筐体アンテナでは、配線群6の信号配線を挟むように設けられたグランド配線自体を共振させずに、アンテナ用地導体配線7を共振させる。そのために、アンテナ用地導体配線7の一端は給電部になるべく近いグランドパターンに接続し、他端はキャパシタ5のなるべく近くに接続する。すなわち、図4のAに示したアンテナ配線4と配線群6のグランド配線とから形成されるループの内側に、アンテナ配線4とアンテナ用地導体配線7とから形成されるループが形成されることになる。
【0027】
その結果、電流は最短のルートで流れようとするため、アンテナ配線4と配線群6のグランド配線とから形成されるループよりも、アンテナ配線4とアンテナ用地導体配線7とから形成されるループの方に流れ易くなる。従って、筐体アンテナのアンテナ用地導体配線7が主な共振部分になり、配線群6のグランド配線に挟まれた信号配線の高周波ノイズが共振により増幅されにくくなり、良好な受信感度特性を得ることができる。
【0028】
また、図5のBに示すように、給電部から電流を供給した場合に、配線群6の電流分布はアンテナ配線4とアンテナ用地導体配線7に電流が集中(黒)していることが分かる。すなわち、高周波ノイズが信号配線の信号に影響している。すなわち、アンテナ配線4とアンテナ用地導体配線7に電流が集中し、この部分で共振していることが確認できるとともに、図5のAより配線群6の電流集中が減っていることがわかる。
【0029】
なお、高周波ノイズが多い信号配線の位置をアンテナ用地導体配線7から遠ざけることで、さらに受信感度を上げることができる。すなわち、電流はアンテナ用地導体配線7に近いほど集中するので、アンテナ用地導体配線7から遠ざけることでさらに高周波ノイズを抑止できる。
【0030】
なお、フレキシブル基板の形状は、図1、図2のA、図3のAとB、図4に限定されるものではない。
実施形態2について説明する。
実施形態2では、通信装置がアンテナ配線4とアンテナ用地導体配線7とを有する第1のフレキシブル基板と、配線群6を有する第2のフレキシブル基板とを備える。
【0031】
図6のAは、実施形態2の基板配線の一実施例を示す図である。図6のAのフレキシブル基板60(第2のフレキシブル基板)の基体には配線群32(信号配線、電源配線)、グランド配線31が設けられている。フレキシブル基板61(第1のフレキシブル基板)の基体にはアンテナ配線4、アンテナ用地導体配線7が設けられている。フレキシブル基板61のアンテナ配線4とフレキシブル基板60の配線群6との間に、フレキシブル基板61のアンテナ用地導体配線7が配設されるようにする。なお、図6のAにはグランド配線31aが示されているが、便宜上グランド配線31bは示されていない。アンテナ用地導体配線7の長さはグランド配線31a、31b各々の長さより短いものとする。また、信号配線と電源配線を含む配線群32は、グランド配線31aとグランド配線31bの間に配設される。図6のBに示すように配線群32をグランド配線31aとグランド配線31bの間に設けることにより、配線群32に対してグランド配線31aとグランド配線31bはシールドの役目をする。図6のBは、図6のAに示すA−A’で切断した断面図を示している。なお、配線群32にグランド配線31a、31bと別のグランド配線が含まれていてもよい。
【0032】
なお、アンテナ配線4とアンテナ用地導体配線7の配線パターンの幅は0.5mmであることが望ましい。また、アンテナ配線4とアンテナ用地導体配線7の間の距離L1は1.0mm以上であることが望ましい。また、アンテナ用地導体配線7とグランド配線31a、31bとの間の距離L2は0.5mm以上であることが望ましい。ただし、上記に示した幅と距離に限定されるものではなく、高周波ノイズを抑止できる幅と距離であればよい。
【0033】
実施形態2によれば、配線群6の信号配線を挟むように設けられたグランド配線自体を共振させずに、アンテナ用地導体配線7を共振させる。なお、アンテナ用地導体配線7の一端は給電部になるべく近いグランドパターンに接続し、他端はキャパシタ5のなるべく近くに接続する。
【0034】
その結果、電流は最短のルートで流れようとするため、アンテナ配線4とアンテナ用地導体配線7とから形成されるループに流れ易くなる。従って、筐体アンテナのアンテナ用地導体配線7が主な共振部分になり、配線群6のグランド配線に挟まれた信号配線の高周波ノイズが共振により増幅されにくくなり、良好な受信感度特性を得ることができる。
【0035】
なお、高周波ノイズが多い信号配線の位置をアンテナ用地導体配線7から遠ざけることで、さらに受信感度を上げることができる。すなわち、電流はアンテナ用地導体配線7に近いほど集中するので、アンテナ用地導体配線7から遠ざけることでさらに高周波ノイズを抑止できる。
なお、フレキシブル基板の形状は、図6のAとBに限定されるものではない。
【0036】
実施形態3について説明する。
実施形態3では、通信装置がアンテナ配線とアンテナ用地導体配線と配線群とを有するフレキシブル基板を備える。さらに、該フレキシブル基板の異なる第1の層とアンテナ用地導体配線と第2の層のアンテナ用地導体配線とをそれぞれ設け、第1の層と第2の層の間の第3の層に配線群のうち1つ以上の信号配線を設ける。そして、該信号配線を2つのアンテナ用地導体配線の間に配設する。
【0037】
図7のAは、実施形態3の基板配線の一実施例を示す図である。図7のAのフレキシブル基板70の基体にはアンテナ配線4、配線群32(信号配線、電源配線)、グランド配線31、アンテナ用地導体配線71a(第1の層)、アンテナ用地導体配線71b(第2の層)、信号配線33が設けられている。フレキシブル基板70のアンテナ配線4とフレキシブル基板70の配線群6との間に、アンテナ用地導体配線71a、71bが配設されるようにする。なお、図7のAにはグランド配線31a、アンテナ用地導体配線71aが示されているが、便宜上グランド配線31b、アンテナ用地導体配線71bは示されていない。アンテナ用地導体配線71a、71bの長さはグランド配線31a、31b各々の長さより短いものとする。
【0038】
また、信号配線と電源配線を含む配線群32は、グランド配線31aとグランド配線31bの間に配設される。図6のBに示すように配線群32をグランド配線31aとグランド配線31bで挟むことにより、配線群32に対してグランド配線31aとグランド配線31bはシールドの役目をする。
【0039】
また、アンテナ用地導体配線71aとアンテナ用地導体配線71bの間(第3の層)には高周波ノイズを発生しにくい信号配線33を通す。ただし、信号配線33は1つ以上であってもよい。図7のBは、図7のAに示すA−A’で切断した断面図を示している。
【0040】
なお、アンテナ配線4とアンテナ用地導体配線7の配線パターンの幅は0.5mmであることが望ましい。また、アンテナ配線4とアンテナ用地導体配線7の間の距離L1は1.0mm以上であることが望ましい。また、アンテナ用地導体配線7とグランド配線31a、31bとの間の距離L2は0.5mm以上であることが望ましい。ただし、上記に示した幅と距離に限定されるものではなく、高周波ノイズを抑止できる幅と距離であればよい。なお、フレキシブル基板の形状は、図7のAとBに限定されるものではない。
【0041】
実施形態3によれば、配線群32の信号配線を挟むように設けられたグランド配線自体を共振させずに、アンテナ用地導体配線71a、71bを共振させる。なお、アンテナ用地導体配線71a、71bの一端各々は給電部になるべく近いグランドパターンに接続し、他端各々はキャパシタ5のなるべく近くにそれぞれ接続する。
【0042】
その結果、電流は最短のルートで流れようとするため、アンテナ配線4とアンテナ用地導体配線71a、71bとから形成されるループに流れ易くなる。従って、筐体アンテナのアンテナ用地導体配線7が主な共振部分になり、配線群32のグランド配線31aと31bに挟まれた信号配線の高周波ノイズが共振により増幅されにくくなり、良好な受信感度特性を得ることができる。
【0043】
なお、高周波ノイズが多い信号配線の位置をアンテナ用地導体配線71a、71bから遠ざけることで、さらに受信感度を上げることができる。すなわち、電流はアンテナ用地導体配線71a、71bに近いほど集中するので、アンテナ用地導体配線71a、71bから遠ざけることでさらに高周波ノイズを抑止できる。
【0044】
なお、フレキシブル基板の形状は、図7のAとBに限定されるものではない。
また、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。
【符号の説明】
【0045】
1、2 プリント基板
3 接続部
4 アンテナ配線
5 キャパシタ
6 配線群
7 アンテナ用地導体配線
10、11 接点部
21 給電部
22、23 グランドパターン
30 フレキシブル基板
31、31a、31b グランド配線
32 配線群
60、61 フレキシブル基板
70 フレキシブル基板
71a、71b アンテナ用地導体配線

【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1の基板の配線と第2の基板の配線とを接続する配線群を備える通信装置であって、
アンテナ配線の一端が前記第1の基板に設けられる給電部と接続され、前記アンテナ配線の他端がキャパシタの一方の端子に接続され、前記キャパシタの他方の端子が前記第2の基板の地導体と接続されるアンテナ配線部と、
前記アンテナ配線と前記配線群との間に配設され、前記配線群の地導体配線より短く、一端が前記第1の基板の地導体に接続され、他端が前記第2の基板の地導体に接続されるアンテナ用地導体配線と、
を備えることを特徴とする通信装置。
【請求項2】
前記アンテナ配線と前記アンテナ用地導体配線と前記配線群とを有するフレキシブル基板を備えることを特徴とする請求項1に記載の通信装置。
【請求項3】
前記アンテナ配線と前記アンテナ用地導体配線とを有する第1のフレキシブル基板と、
前記配線群を有する第2のフレキシブル基板と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の通信装置。
【請求項4】
前記アンテナ配線と前記アンテナ用地導体配線と前記配線群とを有し、
前記フレキシブル基板の異なる第1の層と第2の層に前記アンテナ用地導体配線をそれぞれ設け、前記第1の層と前記第2の層の間の第3の層に前記配線群のうち1つ以上の信号配線を設け、該信号配線を前記アンテナ用地導体配線の間に配設するフレキシブル基板を備えることを特徴とする請求項1に記載の通信装置。

【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6】
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【図7】
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【図5】
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【公開番号】特開2012−239030(P2012−239030A)
【公開日】平成24年12月6日(2012.12.6)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−106575(P2011−106575)
【出願日】平成23年5月11日(2011.5.11)
【出願人】(000005223)富士通株式会社 (25,993)
【Fターム(参考)】