(57)【要約】【課題】移動通信端末全体がアンテナ化した際にもアンテナ利得を低下させることなく、かつ電気的なノイズ等と地線プレートとが干渉することを低減できるアンテナ装置とこのアンテナ装置を備えた移動通信端末を提供する。【解決手段】アンテナユニット１０を移動通信端末の筐体に固定するためのアンテナホルダ３０に、地線プレート２０とこの地線プレート２０を回路基板５の接地パターンに接続するための地線接点ピン２１とを設け、アンテナユニット１０を移動通信端末の筐体内に収容した状態で地線プレート２０が給電ピン１１と近接する位置で接地パターン５ｂに接続され、かつ地線プレート２０がアンテナユニット１０の設置スペースを間に挟んで回路基板５から離間する位置に配置されるように構成したものである。。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路部品が実装されると共にアンテナ給電パターン及び接地パターンが形成された回路基板を、筐体内に収容した移動通信端末に設けられるアンテナユニットにおいて、
アンテナエレメントと、
このアンテナエレメントを前記移動通信端末の筐体に保持するための絶縁体からなるアンテナ保持部材と、
このアンテナ保持部材に固定され、前記アンテナエレメントと前記回路基板のアンテナ給電パターンとの間を電気的に接続する給電端子と、
前記アンテナエレメントを隔てて前記回路基板と離間する状態で前記アンテナ保持部材に固定され、前記アンテナエレメントへの給電中に前記回路基板の接地パターンに流れる高周波電流の一部を側流するための地線部材と、
前記アンテナ保持部材に固定され、前記地線部材の基端部と前記回路基板の接地パターンとの間を電気的に接続する地線接地端子とを具備したことを特徴とするアンテナユニット。
【請求項２】
前記地線部材は、基端片と先端片とを有する導電プレートからなり、この導電プレートの基端片が前記アンテナ保持部材に固定され、かつ先端片の長手方向の向きが前記アンテナエレメントの主偏波方向と同一方向となるように配置されることを特徴とする請求項１記載のアンテナユニット。
【請求項３】
前記地線部材は、先端片に前記移動通信端末の筐体との間隔を一定に保持するためのスペーサを備えたことを特徴とする請求項２記載のアンテナユニット。
【請求項４】
前記地線接地端子は、前記アンテナ保持部材に固定されると共に前記地線部材の基端片に電気的に接続される基端部と、この基端部と前記回路基板の接地パターンとの間で伸縮する先端部とを備えたことを特徴とする請求項１記載のアンテナユニット。
【請求項５】
端末筐体と、
この端末筐体内に収容され、回路部品が実装されると共にアンテナ給電パターン及び接地パターンが形成された回路基板と、
前記端末筐体に取着されるアンテナユニットとを具備し、
前記アンテナユニットは、
アンテナエレメントと、
このアンテナエレメントを前記端末筐体に保持するための絶縁体からなるアンテナ保持部材と、
このアンテナ保持部材に固定され、前記アンテナエレメントと前記回路基板のアンテナ給電パターンとの間を電気的に接続する給電端子と、
前記アンテナエレメントを隔てて前記回路基板と離間する状態で前記アンテナ保持部材に固定され、前記アンテナエレメントへの給電中に前記回路基板の接地パターンに流れる高周波電流の一部を側流するための地線部材と、
前記アンテナ保持部材に固定され、前記地線部材の基端部と前記回路基板の接地パターンとの間を電気的に接続する地線接地端子とを備えたことを特徴とする移動通信端末。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、携帯電話機やＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）等の移動通信端末に設けられるアンテナユニットと、このアンテナユニットを備えた移動通信端末に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、携帯電話機に代表される移動通信端末では、ロッドアンテナとヘリカルアンテナとを併用したアンテナユニットが使用される。このアンテナユニットは、ロッドアンテナのエレメントの先端にヘリカルアンテナのエレメントを絶縁部材を介して取着したもので、待ち受け時にはロッドアンテナが端末の筐体内に収容されてヘリカルアンテナが使用され、通信時にはロッドアンテナが端末の筐体外へ引き出されてこのロッドアンテナが使用される。ロッドアンテナおよびヘリカルアンテナはいずれも垂直偏波を放射するアンテナであり、その指向性は水平面内において無指向性となるように設計されている。
【０００３】
ところが、この種のアンテナユニットを使用した移動通信端末では、待ち受け状態においてアンテナと端末筐体内の回路基板との間に電位逆転現象が発生し、この結果移動通信端末全体がアンテナ化する場合がある。この状態で移動通信端末をユーザが把持すると、電位変化が生じて移動通信端末全体でのアンテナ利得の低下を招く。
【０００４】
そこで従来では、例えば図５に示すように回路基板５０の全面アースされた面に、この面に一端が接続されるＬ字型の細長い地線プレート４０を設け、この地線プレート４０により回路基板５０の接地パターンに流れる電流を減少させて指向特性の劣化を低減する構成が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−４０９１０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来提案された構成は、地線プレート４０を回路基板５０に直接固定するようにしている。このため、回路基板の実装面積が小さくなると共に、回路基板を製作する際の工程の増加や回路基板の剛性を高める必要性から端末のコストアップを招く。また、回路基板５０と地線プレート４０との間が接近し易くなるため、回路基板５０上の回路素子から発生する電気的なノイズと地線プレート４０とが相互に電気的な干渉を起こし、その結果通信品質の低下を招く。さらに、回路基板５０の接地パターンに対する地線プレート４０の接続位置がアンテナ給電端子から遠く離れるため、回路基板５０の接地パターンに流れる電流を効率良く地線プレート４０に流し込むことができず、十分な改善効果が得られない。
【０００７】
この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、回路基板の大型化やコストアップ、回路素子等から発生するノイズとの干渉を起こすことなく、アンテナ特性の改善を可能にしたアンテナユニットとこのアンテナユニットを備えた移動通信端末を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためにこの発明は、回路部品が実装されると共にアンテナ給電パターン及び接地パターンが形成された回路基板を、筐体内に収容した移動通信端末に設けられるアンテナユニットにおいて、アンテナエレメントと、このアンテナエレメントを前記移動通信端末の筐体に保持するための絶縁体からなるアンテナ保持部材と、このアンテナ保持部材に固定され、前記アンテナエレメントと前記回路基板のアンテナ給電パターンとの間を電気的に接続する給電端子と、前記アンテナエレメントを隔てて前記回路基板と離間する状態で前記アンテナ保持部材に固定され、前記アンテナエレメントへの給電中に前記回路基板の接地パターンに流れる高周波電流の一部を側流するための地線部材と、前記アンテナ保持部材に固定され、前記地線部材の基端部と前記回路基板の接地パターンとの間を電気的に接続する地線接地端子とを具備するように構成したものである。
【０００９】
したがってこの発明によれば、アンテナ保持部材と給電端子と地線部材と地線接地端子とがアンテナエレメントに一体的に形成されている。このため、回路基板の大型化やコストアップとならない。また回路素子等から発生するノイズとの干渉を起こすことなく、アンテナ特性が改善される。
【００１０】
またこの発明は、前記地線部材は基端片と先端片とを有する導電プレートからなり、この導電プレートの基端片が前記アンテナ保持部材に固定され、かつ先端片の長手方向の向きが前記アンテナエレメントの主偏波方向と同一方向となるように配置されるようにしたものである。
【００１１】
したがってこの発明によれば、地線部材は、アンテナ保持部材に固定された基端片と、自身の長手方向の向きがアンテナエレメントの主偏波方向と同一方向となるように配置された先端片とから構成される。このため、アンテナエレメントの主偏波方向と直行する交差偏波成分が発生することがない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の一実施形態に係わるアンテナユニットを備えた移動通信端末の外観を示す斜視図である。この移動通信端末は、一対のリアケース２及びフロントカバー３からなる筐体を備えたストレートタイプの端末であり、この筐体内には後述する回路基板が収容されている。また、フロントカバー３には、受話器としてのスピーカ１Ａと、液晶表示部１Ｂと、キー操作部１Ｃと、送話器としてのマイクロホン１Ｄとがそれぞれ配設されている。さらにリアケース２にはバッテリカバー２Ａが設けられている。
【００１３】
ところで、上記筐体内には、当該筐体に対し進退自在にアンテナユニット１０が収容される。図２はこのアンテナユニット１０の構成を示す斜視図である。
【００１４】
アンテナユニット１０は、ロッドアンテナエレメント１０Ａと、このロッドアンテナエレメント１０Ａの先端部に絶縁部材を介して取着されるヘリカルアンテナエレメント１０Ｂと、これらのアンテナエレメント１０Ａ，１０Ｂを前記移動通信端末のリアケース２に取着するためのアンテナホルダ３０と、上記ヘリカルアンテナエレメント１０Ｂを保護するアンテナアンテナキャップ１０ｂとを備えている。
【００１５】
アンテナホルダ３０は樹脂等の絶縁部材からなり、このアンテナホルダ３０の前面部には給電ピン１１及び地線接点ピン２１が互いに近接する状態で植設されている。また、アンテナホルダ３０には地線プレート２０が取着されている。
【００１６】
給電ピン１１は、上記アンテナホルダ３０に圧入された基端部と、この基端部にバネ或いはスポンジ等の伸縮部材を介在することで伸縮自在に取着された給電ピン接触部１１ａとから構成される。基端部は、アンテナホルダ３０内において前記アンテナエレメント１０Ａ，１０Ｂに対し電気的に接続される。電気的接続方法としては、例えば電磁結合或いは静電結合が用いられる。一方給電ピン接触部１１ａは、アンテナユニット１０を移動通信端末の筐体内に収容した状態で、後述する回路基板５のアンテナ給電パターン５ａに電気的に接触する。
【００１７】
地線プレート２０は、プレート本体２０ａと、このプレート本体２０ａに対し直交する方向に折曲形成された基端部２０ｂとを有し、この基端部２０ｂが上記アンテナホルダ３０に固定される。プレート本体２０ａは、アンテナエレメントが送受信する無線周波数の波長の１／４に相当する実効電気長を有する。そして、プレートの長手方向が、ロッドアンテナエレメント１０Ａの長手方向、つまり主偏波方向と同一になるように向きが設定された状態で、ロッドアンテナエレメント１０Ａの背面側に配置される。また、プレート本体２０ａの先端部背面側には樹脂製のスペーサ２０ｃが取着されている。このスペーサ２０ｃは、アンテナユニット１０を移動通信端末の筐体内に収容した状態で、リアケース２と上記プレート本体２０ａとの間隔を一定に保持するものである。
【００１８】
地線接点ピン２１は、上記地線プレート２０を回路基板５の接地パターン５ｂに電気的に接続するためのもので、上記給電ピン１１と同様、アンテナホルダ３０に圧入された基端部と、この基端部にバネ或いはスポンジ等の伸縮部材を用いることで伸縮自在に取着された接地ピン接触部２１ａとから構成される。上記基端部は、アンテナホルダ３０内において上記地線プレート２０の基端部２０ｂと接触する。接地ピン接触部２１ａは、アンテナユニット１０を移動通信端末の筐体内に収容した状態で、回路基板５の接地パターン５ｂに電気的に接触する。
【００１９】
図３は、上記アンテナユニット１０を移動通信端末のリアケース２に収容した状態を示すものである。アンテナユニット１０は、例えばリアケース２に設けられたリブ等にアンテナホルダ３０を圧入することにより固定保持される。このとき、ロッドアンテナエレメント１０Ａは、リアケース２に設けられた筒状のチューブ１０ｃ内に収容される。地線プレート２０は、上記チューブ１０ｃとリアケース２との間の隙間に配置され、その配置位置はスペーサ２０ｃにより規定される。
【００２０】
そうしてアンテナユニット１０が収容された状態で、リアケース２には回路基板５が装着される。回路基板５は、表面および裏面の両方に印刷配線パターンを形成した両面印刷配線基板からなり、裏面には無線回路等を構成する回路素子が実装されると共にアンテナ給電パターンが形成されている。また回路基板５の裏面には、上記アンテナ給電パターン５ａの形成部位を除いてほぼ全面に接地パターン５ｂが形成されている。なお、回路基板５が多層基板からなる場合には、接地パターンはその大半が第２及び第３層に形成される。この場合、回路基板５の裏面には接地パターンの一部が形成される。そして、最後にリアケース２にはフロントカバー３が取着される。図４は、組み立て後の状態におけるアンテナユニット１０及び回路基板５の収容状態を示す端末の部分縦断面図である。
【００２１】
このような構成であるから、組み立て後の状態においてアンテナユニット１０は、図４に示すように給電ピン１１の給電ピン接触部１１ａが回路基板５に形成されたアンテナ給電パターン５ａに接触する。このため、回路基板５の無線回路は上記アンテナ給電パターン５ａ及び上記給電ピン１１を介してアンテナエレメント１０Ａ又は１０Ｂに接続され、この結果待ち受け受信或いは無線通信のための送受信が可能となる。
【００２２】
またこの時、アンテナホルダ３０に固定された地線接点ピン２１が回路基板５の接地パターン５ｂに図４に示すように接触する。このため、通信時において、アンテナエレメント１０Ａ又は１０Ｂの送受信動作に伴い回路基板５の接地パターン５ｂに流れる無線高周波電流は、その一部が上記地線接点ピン２１を介して地線プレート２０に流れ込むことになる。このため、接地パターン５ｂに流れる無線高周波電流の値は低減され、これによりアンテナの放射特性の劣化は抑圧される。
【００２３】
しかも、地線接点ピン２１はアンテナ給電ピン１１と近接する位置に設けられているため、地線プレート２０の基端部は回路基板５のアンテナ給電パターン５ａと近接する位置で接地パターン５ｂに接続される。すなわち、地線プレート２０は、λ／２波長のロッドアンテナエレメント１０Ａ上に形成される電流分布が最大となる位置で接地パターン５ｂに接続されている。このため、回路基板５の接地パターン５ｂに流れる無線高周波電流を効率良く地線プレート２０に流し込むことが可能となるので、アンテナの放射特性の劣化抑圧効果を高く保つことができる。
【００２４】
また、地線プレート２０を、ロッドアンテナエレメント１０Ａの回路基板５側つまりフロントカバー３側ではなく、リアケース２側に配置している。このため、地線プレート２０がユーザの頭部から受ける影響は軽減される。この結果、接地パターン５ｂから地線プレート２０への無線高周波電流の流れ込み効率を高く保つことができ、これによってもアンテナの放射特性の劣化抑圧効果を高く保持することができる。
【００２５】
さらに、地線プレート２０の向きはロッドアンテナエレメント１０Ａの長手方向、つまり主偏波方向と同一になるように設定されている。このため地線プレート２０では、アンテナユニットの主偏波方向と直交するいわゆる交差偏波成分が発生する心配がなく、この結果地線プレート２０を設けたことによる弊害は発生しない。
【００２６】
また、給電ピン１１及び地線接点ピン２１に伸縮自在なピン接触部１１ａ，２１ｂを設け、このピン接触部１１ａ，２１ｂをそれぞれ回路基板５のアンテナ給電パターン５ａ及び接地パターン５ｂに接触させるようにしている。このため、回路基板５とアンテナユニット１０との間の配置上の寸法誤差が吸収されて、電気的接続状態を確実に保つことができる。
【００２７】
なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、地線部材は、プレート状であってもまた棒状であってもよく、またその形状はＬ字型や直線型、クランク型等を採用できる。
【００２８】
さらに前記実施形態では、携帯電話機を例にとって説明したが、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）等の携帯情報端末や、モバイル形のパーソナル・コンピュータ等のその他の移動通信端末にも、この発明を適用することができる。
【００２９】
その他、移動通信端末の筐体の形状と構造（例えば折り畳み型でもよい）、回路基板の構造や形状、アンテナエレメントの材質やその長さ、アンテナ装置の構成等についても、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。
【００３０】
【発明の効果】
以上詳述したようにこの発明では、第１の絶縁部材が、アンテナエレメントを通信装置が有する給電回路に接続するための給電手段と、前記アンテナエレメントの長手方向に当該アンテナエレメントと並設するように一端を当該第１の絶縁部材に固着した導電部材と、この導電部材に接続され、当該導電部材を前記通信装置が有する接地回路に接続するための接地手段とを具備するように構成している。
【００３１】
したがってこの発明によれば、移動通信端末全体がアンテナ化した際にもアンテナ利得を低下させることなく、かつ電気的なノイズ等と地線プレートとが干渉することを低減できるアンテナ装置とこのアンテナ装置を備えた移動通信端末を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係わるアンテナ装置の１実施形態を示す斜視図。
【図２】この発明に係わるアンテナ装置を示す斜視図。
【図３】図２に示したアンテナ装置を筐体に実装する際の構造を示した斜視図。
【図４】図２に示したアンテナ装置を実装した際の筐体の部分縦断面図。
【図５】従来の技術の係るアンテナと地線プレートとが接続された回路基板を示す斜視図。
【符号の説明】
１…アンテナ装置、２…フロントケース、３…アンテナホルダ、４…固定ナット、５…回路基板、１０…複合アンテナ、１０ｂ…アンテナキャップ、１０ｃ…スリーブ、１１…給電ピン、１１ａ…給電ピン接触部、２０…地線プレート、２０…導電部材、２１…地線接点ピン、２１ａ…地線接点ピン接触部、２１…接地手段
【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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