(57)【要約】【課題】移動体通信用の無線装置などに使用されるアンテナに関し、アンテナに近接して配される配線基板の信号線による不要共振の影響が低減できるものを提供する。【解決手段】絶縁樹脂製の基部１に、第１素子１１と第２素子１２を固定すると共に、ＦＰＣからなる配線基板３０の信号線３５に近接的に位置する短絡素子５５を備えさせたアンテナ５０とし、搭載状態で、上記短絡素子５５をグランド６４に落とすことにより、上記短絡素子５５の作用で信号線３５の一部の不要共振を打ち消して上記不要共振を低減させ、アンテナ効率の低下が抑えられるものとした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号線を有する配線基板に対し近接して搭載されるアンテナにおいて、上記アンテナに、上記信号線に対し近接的に位置する短絡素子を備えさせ、その短絡素子をグランドに接続可能な構成としたアンテナ。
【請求項２】
配線基板の信号線が不要共振する際に発生する上記信号線側での電流分布の大きい箇所もしくはその近傍位置に、短絡素子のグランドへの接続箇所が設定された請求項１記載のアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として移動体通信用の無線装置などに使用されるアンテナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、移動体通信用の無線装置が普及し、その代表の携帯電話においても、小型軽量化ならびに高機能化が進んでいる。そして、携帯電話では、電波の送受信を行うためのアンテナを機器の筐体内に収容状態で配したものが多くなっている。
【０００３】
ここで、従来のアンテナについて、以下に、図７の従来のアンテナの搭載状態を説明する図を用いて説明する。
【０００４】
同図において、１は、略直方体の外形形状で、その上下面が各々略平坦面で形成された絶縁樹脂製の基部であり、その上面には、各々帯状に形成されているアンテナ素子としての第１素子１１と第２素子１２が固定されている。第１素子１１と第２素子１２は、基部１からそれぞれ前方に向けて突出する突出部１１Ａと１２Ａをそれぞれ有し、その突出部１１Ａと１２Ａとの間は接続されている。そして、その接続された部分から前方に向けて給電端子１３と短絡端子１４が設けられている。これら第１素子１１と第２素子１２は、給電端子１３と短絡端子１４を含んで弾性を有する金属板から一体形成されている。
【０００５】
第１素子１１は、高い周波数帯域での電波の送受信に応じたものであり、その形状は、略Ｌ字の線状で基部１上面の前方左側の端部位置から後方にかけて配されている。第２素子１２は、低い周波数帯域での電波の送受信用に応じたものであり、第１素子１１よりも長い寸法の線状で、その形状は、基部１上面において第１素子１１の右側に第１素子１１と所定間隔を保つ平行関係に並べて配され、その先端は基部１上面の右側後方位置まで伸びている。
【０００６】
従来のアンテナ２０は、以上のように構成され、機器への搭載時には給電端子１３と短絡端子１４を、機器側のメインの配線基板上に設けられた給電点とグランドにそれぞれ接続させて搭載状態とされる。
【０００７】
ここに近年では、折りたたみ可能な携帯電話が増え、アンテナ２０の下方位置にも各種部品を搭載しておき、折りたたんだ状態で、筐体のおもて側で所定操作が可能なものも多くなっている。例えば、図７に示したものでは、アンテナ２０の基部１の下面に、グランドと同電位の金属板製の短絡板２３を配し、その短絡板２３の下方に重ねて、ＦＰＣからなる配線基板３０を、各種電子部品が実装された面を下に向けて配したものとなっている。上記各種電子部品としては、プッシュスイッチ２５やＬＥＤ２６などが配されており、上記プッシュスイッチ２５は、機器を折りたたんだ状態で筐体のおもて側から押し下げ操作してスイッチ状態を切り替えることにより、対応した所定機能を作動させる、またＬＥＤ２６は上記おもて側に設けられた表示部の照光用に機能するものとして配されている。これらのプッシュスイッチ２５やＬＥＤ２６などは、配線基板３０の配線パターンからなる信号線３５を介して各種信号のやり取りが可能となっている。そして、上記各信号線３５は、配線基板３０の右側位置に設けられたテール部に集められてコネクタ４０を介して機器内のメインとなる配線基板内の所定回路に接続されるようになっている。
【０００８】
そして、上述した短絡板２３は、アンテナ２０の搭載状態では、前方に突出形成されている接続部２３Ａがグランドに接続されてグランドと同電位にされる。短絡板２３を介在させてあるのは、従来のアンテナ２０下面に配線基板３０を重ねて機器内に搭載状態とすると、プッシュスイッチ２５用などの信号線３５の一部が、第１素子１１や第２素子１２と似かよった共振周波数を持つことがあり、そうなると、アンテナ２０を介する電波の送受信時に、上記信号線３５の一部の共振が干渉してアンテナ２０の送受信電力の損失が起きアンテナ効率が低下することがある。これを防ぐため、等価的に図８に示す構成となるように、グランドと同電位の短絡板２３をアンテナ２０と配線基板３０との間に介在させているものであった。
【０００９】
以上のように、配線基板３０とアンテナ２０とは短絡板２３を介して抱き合わせられた状態で筐体内の所定位置に搭載される。
【００１０】
上記搭載状態にされたアンテナ２０の動作は、高い周波数帯域の電波を送信する際には、機器の無線回路からの信号が給電点を介して第１素子１１に伝わり第１素子１１が励振して対応する電波を送信し、受信の際にはそれとは逆の経路でその電波を無線回路で受信する。また、同様に、低い周波数帯域の電波を送信する際には、無線回路からの信号が給電点を介して第２素子１２に伝わり第２素子１２が励振して対応する電波を送信し、受信の際にはそれとは逆の経路でその電波を無線回路で受信するものであった。
【００１１】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開２００６−７４１００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記従来のアンテナ２０は、信号線３５の一部の共振が干渉してアンテナ特性に影響を及ぼし難くするために、短絡板２３を配線基板３０との間に介在させた搭載状態にしていたが、当該構成では、グランドに接続されている短絡板２３でアンテナ２０の下方全面が覆われることになりアンテナ素子がグランドに近接してアンテナ効率が低下する。また、アンテナ２０とは別部材の短絡板２３を必要として材料コストがかかる上、その接続部２３Ａをグランドに対してアンテナ２０の電気的接続とは別に行わなければならず、製造工数も多くかかるという課題があった。
【００１３】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、搭載状態で、他の部材を使用することなく、電波の送受信時に、近接して配されている信号線からの不要共振の影響を低減させてアンテナ効率の低下を抑えることができるアンテナ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】
【００１４】
上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。
【００１５】
本発明の請求項１に記載の発明は、信号線を有する配線基板に対し近接して搭載されるアンテナにおいて、上記アンテナに、上記信号線に対し近接的に位置する短絡素子を備えさせ、その短絡素子をグランドに接続可能な構成としたアンテナであり、アンテナ自身に、信号線に対して近接的に位置する短絡素子を付加したものとしたため、搭載時には、他の給電端子などと同時に上記短絡素子をグランドに接続させることができる。また、従来のように短絡板などの他の部材を使用することなく、上記信号線の一部の不要共振による影響が緩和されてアンテナ効率の低下が抑えられた搭載状態に簡易に構成することができるという作用を有する。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、配線基板の信号線が不要共振する際に発生する上記信号線側での電流分布の大きい箇所もしくはその近傍位置に、短絡素子のグランドへの接続箇所が設定されたものであり、信号線の一部の不要共振の低減効果が大きく得られるようになるという作用を有する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、搭載状態で、他の部材を使用することなく、電波の送受信時に近接して配されている信号線からの不要共振の影響を低減させてアンテナ効率の低下を抑えることができるアンテナを提供することができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図６を用いて説明する。なお、従来と同一構成部分には同一符号を付して詳細説明は省略する。
【００１９】
（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態によるアンテナの搭載状態を説明する図、図２は同搭載状態を示す斜視図である。
【００２０】
同図において、１は所定の外形形状に形成された絶縁樹脂製の基部で、その略平坦に形成された上面には金属板から一体形成されたそれぞれ帯状の第１素子１１と第２素子１２とが固定されている。そして、第１素子１１の前方に向けて突出した突出部１１Ａと第２素子１２の前方に向けて突出した突出部１２Ａとの間は接続されており、その接続された部分に給電端子１３と短絡端子１４が設けられている。なお、各々のアンテナ素子形状は従来のものと同じであるため、その他の詳細説明は省略する。
【００２１】
そして、基部１の下方には、従来と同じ配線基板３０がプッシュスイッチ２５やＬＥＤ２６などが実装された部品実装面を下に向けて配されている。配線基板３０は、従来の技術の項にも説明したように、信号線３５を介してプッシュスイッチ２５やＬＥＤ２６などの各種信号がやり取り可能になっていると共に、各信号線３５はテール部まで引き回されて、コネクタ４０を通じて所定回路に接続可能な構成となっている。
【００２２】
そして、当該実施の形態によるアンテナ５０は、基部１の前方の側面に金属板からなる短絡素子５５を固定した構成としている。その短絡素子５５の配置位置としては、できるだけ配線基板３０の信号線３５に近接する配置関係になるようにしている。そして、短絡素子５５は、左端部位置に、前方側に突出形成された接続部５６を有している。
【００２３】
ここに、上述したアンテナ５０と配線基板３０は、従来のように別部材の短絡板を介在させることなく、基部１の下面に配線基板３０を直接重ねて配した状態で機器の筐体内に収容して搭載される。その搭載状態を図２の斜視図に示すが、図２に示したように、配線基板３０は、テール部に設けられたコネクタ４０が、機器側のメインの配線基板６０に配された相手方コネクタ６１内に嵌合され、アンテナ５０は、給電端子１３と短絡端子１４が配線基板６０上に設けられた給電点６３とグランド６４にそれぞれ弾接接続され、かつ、短絡素子５５の接続部５６がグランド６４に弾接接続されて搭載状態とされる。なお、それぞれの部位での接続方式は特に限定はされないが、このアンテナ５０のように、給電端子１３、短絡端子１４、短絡素子５５の接続部５６の全てを弾接接続させる構成にしておくと搭載時にかかる工数が少なくでき好ましい。
【００２４】
そして、上記機器内への搭載状態で、プッシュスイッチ２５用などの信号線３５の一部が、第１素子１１や第２素子１２と似かよった共振周波数を持つ場合は、当該構成では等価的に図３に示されるものとなる。つまり、図３に示すように、第１素子１１と第２素子１２とは左側に配置されて、各先端が右側に向かって伸び、その各右側の端部がそれぞれの開放端となる。それらに並んでグランド６４に接続されている短絡素子５５は、中央左よりの位置から右側に向かって伸びてその右側端部が開放端となる。一方、コネクタ４０から伸びる信号線３５は、右側から左側に伸びて、不要共振する際にはその左側端部が開放端となるものに等価的に表せる。
【００２５】
ここで、当該構成品におけるＶＳＷＲの実測結果を図４に示す。図４（ａ）は短絡素子５５を搭載しない従来のアンテナ２０単品のみ（配線基板３０も重ねて配していない状態）でＶＳＷＲを実測した結果を示す図である。その結果で得られた状態が、配線基板３０の影響を排した理想的な状態となる。図４（ｂ）は短絡素子５５を有しない従来のアンテナ２０の下面に配線基板３０を直接重ね合わせて配した搭載状態でのＶＳＷＲを実測した結果を示す図である。この構成が、配線基板３０の影響を最も大きく受けた状態での結果となる。図４（ｃ）は本発明による短絡素子５５を備えさせたアンテナ５０の下面に配線基板３０を直接重ね合わせた搭載状態でのＶＳＷＲを実測した結果を示す図である。なお、図４（ｃ）内での実線が上記搭載状態での結果を示し、点線は図４（ｂ）の従来のアンテナ２０の下面に配線基板３０を直接重ね合わせて配した搭載状態でのＶＳＷＲを実測した結果を示したものにしている。
【００２６】
図４（ａ）によれば、従来のアンテナ２０単品では、低い周波数帯域では、必要とする周波数（図中の測定マーク１から３の間）のＶＳＷＲが、滑らかに小さくなって、その後所定の傾斜で上がっていく推移を示し、所望の帯域幅で所望特性が得られる構成のものになっていた。一方、図４（ｂ）に示したように、そのアンテナ２０に配線基板３０を直接重ね合わせて配した搭載状態では、図中の測定マーク１より低い周波数帯で２箇所共振が発生しているものとなった。これは配線基板３０の信号線３５によって生じた不要共振であり、さらに、必要となる低い周波数部分に対しては、図中の測定マーク１から３が、高い周波数側にずれた位置でＶＳＷＲが最も低くなる挙動を示し、またその後に上がっていく傾斜状態としても図４（ａ）の結果に比べると若干傾斜が緩やかに上がる状態のものであった。これらもアンテナの第２素子１２によって設定されている上記必要周波数（図中の測定マーク１から３）に重畳された配線基板３０の信号線３５によって生じた不要共振である。
【００２７】
そして、短絡素子５５を備えさせたアンテナ５０の下面に配線基板３０を直接重ね合わせて配した搭載状態では、図４（ｃ）に示された実線および、点線（図４（ｂ）と同じ）を比較すれば、図中の測定マーク１より低い周波数帯での２箇所の共振のＶＳＷＲの実線の値が点線より悪くなっている。これはこの周波数帯にある配線基板３０の信号線３５によって生じた不要共振が低減されたことを示す。また、図中の測定マーク１から３のＶＳＷＲ特性、並びにそれ以後のＶＳＷＲの立ち上がりの傾斜状態も図４（ａ）の状態での特性に近づく結果になった。これも必要周波数に重畳された配線基板３０の信号線３５によって生じた不要共振が低減されたことを示す。以上のように、アンテナ５０に配線基板３０を直接重ねて搭載しても、当該アンテナ５０の構成のものであれば、配線基板３０の信号線３５からの影響が緩和された搭載状態にできることが判った。ここに、アンテナ５０は従来のアンテナ２０に対し短絡素子５５を付加して固定したのみとした構成であるため、上記作用は短絡素子５５によるものと考察される。
【００２８】
そして、上記結果が得られた理由としては、短絡素子５５を付加してそれをグランド６４に落とすと、信号線３５の電流分布もそれに応じて低減した分布状態となって信号線３５側の不要共振を打ち消す働きが生じて上記不要共振が抑えられ、特性向上に繋がったと推察される。
【００２９】
さらに、短絡素子５５のグランド６４に落とすための接続部５６の設置箇所について検討した。図５に示すように短絡素子５５の略中央位置から接続部５７を延設した構成のものを同様に測定すると、図６に示す結果であった。なお、図６においても図４（ｃ）と同様に、実線が上記構成品の測定結果、点線が短絡素子５５を有しない従来のアンテナ２０の下面に配線基板３０を直接重ね合わせて配した搭載状態でのＶＳＷＲの実測結果を示している。この図６の実線ならびに図中の測定マーク１から３に示されたように、当該構成とすれば、図４（ｃ）の結果より、図中の測定マーク１から３のＶＳＷＲ特性や、それ以後のＶＳＷＲの立ち上がりの傾斜状態が、図４（ａ）の状態での特性にさらに近づく結果になった。なお、この測定をした実機では、信号線３５の左右方向の中央付近において電流分布が大きくなっており、その電流分布の最大値の箇所近傍で接続部５７を介して短絡素子５５をグランド６４に落とす構成にすると、上述した短絡素子５５で得られる作用が大きく働き、信号線３５の一部の不要共振を抑える効果も大きくなって上記結果になったものと推察される。
【００３０】
以上のように、本実施の形態によれば、従来のアンテナ構成のものに対して短絡素子５５を付加し、その短絡素子５５をグランド６４に落とす構成とするのみで、配線基板３０を基部１の下面に直接重ねた搭載状態としても、配線基板３０の信号線３５の一部による不要共振が低減されてアンテナ効率の低下が抑えられた搭載状態のものに簡易に構成することができる。その搭載時においては、従来のようにアンテナ下面を覆うような大きな別部材からなる短絡板を必要としないので、材料コストや組み立て工数などを大きく低減することができる。また、アンテナ素子もグランドに対して所定間隔で離れたものにできることよりアンテナ効率の低下が抑えられたものにできる。
【００３１】
そして、上述したアンテナ５０の構成であれば、給電端子１３や短絡端子１４と同時に短絡素子５５をグランド６４に接続できて好ましい。なお、短絡素子５５をグランド６４に落とす箇所は、上述した説明からも判るように、信号線３５の不要共振に応じて発生する信号線３５側の電流分布の大きい箇所、もしくはその近傍位置から延設して接続可能にしておくと好ましい。
【００３２】
なお、本発明による思想の適用は、上述構成のもののみに限定されることはなく、アンテナの外形形状やアンテナ素子形状、アンテナ素子の数、アンテナ素子の基部への配置位置、さらに短絡素子の配置箇所などは、必要に応じて適宜設定すればよい。また、短絡素子は、金属板以外の素材を用いて構成してあってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明によるアンテナは、搭載状態で、他の部材を使用することなく、電波の送受信時に近接して配されている信号線からの不要共振の影響を低減させてアンテナ効率の低下が抑えられるものにできるという有利な効果を有し、各種移動体通信用の無線装置等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施の形態によるアンテナの搭載状態を説明する図
【図２】同搭載状態を示す斜視図
【図３】同配線基板の信号線の一部がアンテナ素子と似かよった共振周波数を持った場合の等価的な回路図
【図４】同ＶＳＷＲの実測結果を示す図
【図５】同短絡素子の接続部の配設箇所を変えた構成としたアンテナを説明する図
【図６】同ＶＳＷＲの実測結果を示す図
【図７】従来のアンテナの搭載状態を説明する図
【図８】同配線基板の信号線の一部がアンテナ素子と似かよった共振周波数を持った場合の等価的な回路図
【符号の説明】
【００３５】
１  基部
１１  第１素子
１１Ａ、１２Ａ  突出部
１２  第２素子
１３  給電端子
１４  短絡端子
２０、５０  アンテナ
２５  プッシュスイッチ
２６  ＬＥＤ
３０  配線基板
３５  信号線
４０  コネクタ
５５  短絡素子
５６、５７  接続部
６０  メインの配線基板
６１  相手方コネクタ
６３  給電点
６４  グランド
【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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【図８】
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