(57)【要約】【課題】  通信機の小型化を妨げることなく、アンテナ利得の向上および周波数帯域幅の広帯域化を図る。【解決手段】  回路基板２と、この回路基板２の片端側に設けられる放射電極とを有するアンテナ構造において、放射電極は、回路基板２の表面側から上記片端側の回路基板端部の外側位置を通って回路基板２の裏面側に回り込むループ形状と成す。この放射電極の一端側は回路基板２に接続し、他端側は開放端と成す。回路基板２には、グランド電極１０を設けると共に、グランド電極１０と間隔を介してグランド浮き電極１２を設ける。グランド浮き電極１２は、リアクタンス付加回路１４を介してグランド電極１０と接続状態にある。回路基板２に接続している放射電極端部はグランド浮き電極１２に接続し当該グランド浮き電極１２とリアクタンス付加回路１４を介してグランド電極１０に接続する。【選択図】        図２
2005064946.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品が実装される回路基板と、アンテナ動作を行う放射電極とを有し、放射電極は、その一端側が回路基板の表面又は裏面に接続されており、当該放射電極は、その回路基板との接続部を起点として回路基板から離れる方向に膨らみながら回路基板の端部を囲むループ状の経路を通って前記膨らみ方向とは反対側の基板面に間隔を介し沿うように形成され、放射電極の他端側は回路基板と間隔を介し容量を形成して配置されて開放端と成している構成であって、回路基板の表面と裏面の少なくとも一方にはグランド電極が設けられ、また、回路基板には、グランド電極と間隔を介して配設されグランドから浮いた電位を持つグランド浮き電極が設けられており、このグランド浮き電極はリアクタンス成分を持つリアクタンス付加回路を介してグランド電極に接続されており、前記放射電極の回路基板に接続する側の端部は直接的に又は間接的にグランド浮き電極に接続され当該グランド浮き電極とリアクタンス付加回路を介してグランド電極に接続されていることを特徴とするアンテナ構造。
【請求項２】
リアクタンス付加回路は、回路基板に形成された回路パターンにより構成されていることを特徴とする請求項１記載のアンテナ構造。
【請求項３】
回路基板に形成された回路パターンから成るリアクタンス付加回路に代えて、又は、回路パターンから成るリアクタンス付加回路に加えて、回路基板には、隣接配置されたグランド電極とグランド浮き電極との間の間隙を跨ぐ態様でチップ部品が配設されており、そのチップ部品にはリアクタンス付加回路が形成され、グランド電極とグランド浮き電極は、そのチップ部品に形成されたリアクタンス付加回路を介して接続されていることを特徴とする請求項２記載のアンテナ構造。
【請求項４】
回路基板の放射電極形成側の端部から回路基板内側にかけてアンテナ内部部品実装領域と成し、放射電極が回路基板に接続する位置は前記アンテナ内部部品実装領域よりも内側位置であり、放射電極は、回路基板の放射電極形成側の端部およびアンテナ内部部品実装領域を間隔を介して囲むループ形状と成しており、この放射電極により囲まれた回路基板のアンテナ内部部品実装領域内に部品が実装されていることを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３記載のアンテナ構造。
【請求項５】
回路基板の端部を囲む連続したループ状の放射電極に代えて、回路基板の表面側に配設された第１のループ放射部と回路基板の裏面側に配設された第２のループ放射部とに分離された放射電極が設けられており、第２のループ放射部は、その一端側が、回路基板の端部を介して第１のループ放射部の一端側と接続され、当該接続部を起点として回路基板裏面から下方に離れる方向に膨らんだ後にグランド浮き電極に接続する構成と成し、また、第１のループ放射部は、前記第２のループ放射部との接続部分から立ち上がって回路基板表面に間隔を介し沿うように伸長形成されその伸長先端側は開放端と成していることを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３記載のアンテナ構造。
【請求項６】
第１と第２のループ放射部により囲まれている回路基板の放射電極形成側は、部品が実装されるアンテナ内部部品実装領域と成していることを特徴とする請求項５記載のアンテナ構造。
【請求項７】
回路基板のアンテナ内部部品実装領域内に、リアクタンス付加回路を構成する回路パターンが形成されていることを特徴とする請求項４又は請求項６記載のアンテナ構造。
【請求項８】
回路基板よりも下方に膨らみ形成されている放射電極部分の少なくとも一部分が迂回部を有する形状と成していることを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか１つに記載のアンテナ構造。
【請求項９】
放射電極と回路基板が対向する領域の少なくとも一部分に誘電体が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか１つに記載のアンテナ構造。
【請求項１０】
誘電体は、熱可塑性樹脂に当該樹脂よりも高い誘電率を持つ材料が付加された混合誘電体材料により構成されていることを特徴とする請求項９記載のアンテナ構造。
【請求項１１】
回路基板の放射電極形成側の端部側の放射電極トップ部分には、回路基板の放射電極形成側の端部側に設けられる赤外線放射部から出力される赤外線を外部に放射させるための開口部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項１０の何れか１つに記載のアンテナ構造。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１１の何れか１つに記載のアンテナ構造が設けられていることを特徴とする通信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信を行うためのアンテナ構造およびそれを備えた通信機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１０には無線通信機に設けられるアンテナ構造の一例が模式的な断面図により示されている（例えば特許文献１参照）。通信機の筐体３０内には回路基板３１が収容配置され、この回路基板３１の先端側端面３１ａと、当該先端側端面３１ａに対向する通信機筐体内壁面部分との間に間隙３２が設けられている。この例のアンテナ構造は、その間隙３２を利用している。つまり、回路基板３１よりも先端側において、筐体３０を構成している前カバー３０Ａの内壁面に沿ってアンテナ接地面３４が配置され、筐体３０を構成している後カバー３０Ｂの内壁面に沿って放射電極（アンテナ）３５が配置されている。アンテナ接地面３４は導体３６を介して回路基板３１のグランドに接続され、放射電極３５は導体３７を介して回路基板３１に形成されている無線通信用の高周波回路（図示せず）に接続される。なお、図１０中の符号３８は、無線通信機に設けられているスピーカーを示している。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１２４８１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
放射電極３５はλ／４タイプの放射電極であり、当該放射電極３５の共振動作に応じて回路基板３１のグランドに電流が誘起されて、放射電極３５だけでなく、回路基板３１のグランドからも電波が放射される構成と成している。
【０００５】
しかしながら、通信機の小型化により回路基板３１も小型化して、無線通信に使用される設定の共振周波数における電波の波長λの１／４に対し回路基板３１の長さが短くなるにつれ、回路基板３１からの電波の放射が抑制されてしまう。これにより、アンテナ利得が低下し、また、満足のいく周波数帯域幅を得ることができないという問題が生じる。
【０００６】
本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的は、通信機の小型化を妨げることなく、アンテナ利得の向上および周波数帯域幅の広帯域化が容易なアンテナ構造およびそれを備えた通信機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、この発明は次に示す構成をもって前記課題を解決するための手段としている。すなわち、この発明は、電子部品が実装される回路基板と、アンテナ動作を行う放射電極とを有し、放射電極は、その一端側が回路基板の表面又は裏面に接続されており、当該放射電極は、その回路基板との接続部を起点として回路基板から離れる方向に膨らみながら回路基板の端部を囲むループ状の経路を通って前記膨らみ方向とは反対側の基板面に間隔を介し沿うように形成され、放射電極の他端側は回路基板と間隔を介し容量を形成して配置されて開放端と成している構成であって、回路基板の表面と裏面の少なくとも一方にはグランド電極が設けられ、また、回路基板には、グランド電極と間隔を介して配設されグランドから浮いた電位を持つグランド浮き電極が設けられており、このグランド浮き電極はリアクタンス成分を持つリアクタンス付加回路を介してグランド電極に接続されており、前記放射電極の回路基板に接続する側の端部は直接的に又は間接的にグランド浮き電極に接続され当該グランド浮き電極とリアクタンス付加回路を介してグランド電極に接続されていることを特徴としている。また、この発明の通信機は、この発明において特有な構成を持つアンテナ構造が設けられていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
この発明では、放射電極は、回路基板の表面と裏面のうちの一方側の基板面から回路基板の端部の外側位置を通って回路基板の他方側の基板面に回り込むループ形状とした。このため、この発明におけるループ状の放射電極は、例えば回路基板の表裏の一方側の基板面側のみに配置されている放射電極に比べて、回路基板における放射電極の占有面積を増加することなく、放射電極の電気的な長さ（電気長）を長くすることができる。これにより、放射電極に設定の共振周波数を持たせながら、アンテナ構造の小型化を図ることができる。また、この発明のアンテナ構造を設けた通信機の小型化を図ることができる。
【０００９】
また、例えば回路基板の表裏の一方側の基板面側のみに配置されている放射電極に比べて、この発明におけるループ状の放射電極は、回路基板の一方側の基板面側から他方側の基板面側に回り込んで形成されているので、他方側の基板面側に回り込んで形成されている分、放射電極の電気体積を増加させることができる。放射電極の電気体積は、無線通信の周波数帯域幅およびアンテナ利得に関与するものであり、電気体積が大きい方が周波数帯域幅を広帯域化でき、また、アンテナ利得を向上させることができるので、この発明のようにループ状の放射電極を設けて放射電極の電気体積を大きくできることにより、アンテナ利得向上や周波数帯域の広帯域化を図ることができる。また、これにより、この発明のアンテナ構造を設けた通信機の無線通信の性能を向上させることができる。
【００１０】
上記のような回路基板の端部を囲む連続したループ状の放射電極に代えて、回路基板の表面側に配設された第１のループ放射部と回路基板の裏面側に配設された第２のループ放射部とに分離された放射電極を設けても、当該放射電極は第２のループ放射部を有していることにより、前記同様に、回路基板における放射電極の占有面積を増加することなく、放射電極の電気長を長くすることができて、アンテナ構造の小型化を図ることができるという効果を得ることができる。また、放射電極の電気体積が増加してアンテナ利得向上および周波数帯域の広帯域化を図ることができる。さらに、この発明のアンテナ構造を設けた通信機の無線通信の性能を向上させることができる。
【００１１】
この発明では、回路基板には、グランド電極が設けられると共に、グランド電極と間隔を介して配設されグランドから浮いた電位を持つグランド浮き電極が設けられ、このグランド浮き電極はリアクタンス付加回路を介してグランド電極に接続されている。放射電極の一端側は、そのグランド浮き電極に接続され当該グランド浮き電極とリアクタンス付加回路を介してグランド電極に接続されている構成とした。
【００１２】
この発明のアンテナ構造では、放射電極に通電している電流に基づいて回路基板のグランド電極に電流を誘起させ、放射電極から電波を放射させるだけでなく、グランド電極の誘起電流によってグランド電極（回路基板）からも電波を放射させる構成と成している。そのようにグランド電極にアンテナ機能を持たせるためには、グランド電極は、無線通信用の設定の共振周波数を持つ電波の波長λの１／４以上の長さであることが望ましい。
【００１３】
この発明では、上記のように放射電極とグランド電極との接続経路上にリアクタンス付加回路を設けたことにより、そのリアクタンス付加回路が持つリアクタンス成分によって、グランド電極自体の電気長よりも、放射電極からグランド電極側を見たときのグランド電極の電気長を長く見せることができる。このため、例えば通信機の小型化などにより回路基板が短くなってグランド電極の物理的な長さが短くなってしまっても、リアクタンス付加回路のリアクタンス成分により、放射電極から見たときのグランド電極の電気長を、例えば無線通信用の設定の共振周波数の電波の波長λの１／４以上に長く見せることが可能である。これにより、回路基板からの電波の放射が抑制されてしまう問題発生を回避しながら、つまり、アンテナ利得の低下および周波数帯域の狭帯化を防止しながら、回路基板の小型化およびこの発明のアンテナ構造を備えた通信機の小型化を図ることができる。
【００１４】
また、この発明では、上記のように、リアクタンス付加回路が持つリアクタンス成分によって放射電極から見たときのグランド電極の電気長を長く見せることができるので、リアクタンス付加回路のリアクタンス成分を大きくすることによりグランド電極の電気長を容易に長くすることができて、グランド電極（回路基板）からの電波放射量を増加させることができる。ところで、回路基板からの電波放射量が増加すると、例えば人体等の移動物体が回路基板（通信機）に接近して回路基板から放射される電波がその移動物体に引き寄せられてしまった場合に、アンテナ効率が低下してしまうという問題が発生することがあるが、この発明のアンテナ構造は磁流型アンテナと見なせるものであり、移動物体が回路基板に接近しても、電波放射の元となる磁流は移動物体の悪影響を受け難いので、移動物体の接近に起因したアンテナ効率の低下を防止することができる。
【００１５】
上記のように、この発明の構成を備えることによって、グランド電極の物理的な長さを長くすることなく、リアクタンス付加回路のリアクタンス成分により、放射電極から見たときのグランド電極の電気長を長くすることができるので回路基板の小型化を図りながら、また、磁流型アンテナの性質を持っているので移動物体の接近に因るアンテナ効率の低下を防止しながら、グランド電極の電気長の増加によってアンテナ利得および周波数帯域幅を改善することが可能となる。
【００１６】
また、この発明では、リアクタンス付加回路のリアクタンス成分の大きさを可変するだけで、放射電極とグランド電極との電気的な接続状態を可変できるため、その放射電極とグランド電極間の電気的な接続状態の可変により、放射電極と、通信機の無線通信用の高周波回路側との整合状態を容易に可変することができて、放射電極の整合が取り易くなる。これにより、アンテナ利得を向上させることができる。
【００１７】
さらに、回路基板に形成された回路パターンによりリアクタンス付加回路を構成したり、また、チップ部品にリアクタンス付加回路を構成することにより、回路基板の大型化を抑制しながら、そのようなリアクタンス付加回路によってグランド電極とグランド浮き電極との間を接続させることができる。
【００１８】
さらに、放射電極により囲まれている回路基板部分をアンテナ内部部品実装領域として当該アンテナ内部部品実装領域内に部品を実装する構成とすることにより、放射電極により囲まれている回路基板部分を有効利用することができる。また、例えば携帯型電話機（通信機）のスピーカーを構成する部品は、一般的には、携帯型電話機の筐体に取り付けられ、そのスピーカーの部品の取り付けには手間が掛かる。これに対して、放射電極に囲まれているアンテナ内部部品実装領域内にスピーカーの部品を実装する構成とすることにより、回路基板への部品の実装工程で、他の回路構成部品と同時に、スピーカーの部品を回路基板のアンテナ内部部品実装領域内に例えばはんだ付けによるリフロー自動実装することができる。これにより、携帯型電話機（通信機）の製造工程の簡略化を図ることができて、製造コストを削減することができる。
【００１９】
さらに、回路基板よりも下方に膨らみ形成されている放射電極部分（第２のループ放射部）の少なくとも一部を、迂回部を設けた形状とすることにより、その下方に膨らみ形成されている放射電極部分（第２のループ放射部）の電気長を長くすることができる。その下方に膨らみ形成されている放射電極部分（第２のループ放射部）の電気長を長くすることは放射電極から見たときのグランド電極の電気長を長くすることと等価である。このように下方へ膨らんでいる放射電極部分（第２のループ放射部）の電気長を長くすることで放射電極から見たときのグランド電極の電気長を長くすることにより、リアクタンス付加回路のリアクタンス成分を小さくすることができる。例えば、リアクタンス付加回路がチップ部品に形成されている場合には、そのチップ部品のリアクタンス付加回路のリアクタンス成分が大きくなるにつれて、そのチップ部品のリアクタンス成分のばらつきが大きくなる。これに対して、上記のように、リアクタンス付加回路のリアクタンス成分を小さくすることにより、チップ部品のリアクタンス成分のばらつきを小さくすることができて、リアクタンス成分のばらつきに因るアンテナ特性のばらつきを抑制することができる。
【００２０】
放射電極と回路基板が対向する領域の少なくとも一部分に誘電体を設けることにより、誘電体の波長短縮効果により放射電極の電気長をより長くすることができて、アンテナ構造のより一層の小型化を図ることができる。さらに、熱可塑性樹脂により当該樹脂よりも高い誘電率を持つ材料が付加された混合誘電体材料によって上記誘電体を構成することにより、高い誘電率を持つ材料が上記熱可塑性樹脂に付加されていない場合に比べて、誘電体の誘電率が高くなるので、放射電極の電気長をより一層長くすることができて、アンテナ構造の小型化をより促進させることができる。
【００２１】
回路基板の放射電極形成側の端部側の放射電極トップ部分には、回路基板の放射電極形成側の端部側に設けられる赤外線放射部からの赤外線を外部に放射させるための開口部を設けることにより、回路基板の放射電極形成側の端部側を囲むように放射電極を設けても、あるいは、回路基板の放射電極形成側の端部側に第１のループ放射部と第２のループ放射部に分離された放射電極を設けても、その回路基板の放射電極形成側の端部側に設けられた赤外線放射部の赤外線をトップ側に外部放射させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、この発明に係る実施形態例を図面に基づいて説明する。
【００２３】
図１（ａ）には第１実施形態例のアンテナ構造が模式的な斜視図により示され、図１（ｂ）には図１（ａ）の左側から見た第１実施形態例のアンテナ構造の側面図が模式的に示され、図１（ｃ）には図１（ａ）の上方側から見た第１実施形態例のアンテナ構造の平面図が模式的に示されている。
【００２４】
この第１実施形態例のアンテナ構造１は、回路基板２と、この回路基板２の片端側の端部側に設けられる放射電極３と、誘電体４とを有して構成されており、携帯型電話機に内蔵されるものである。図２にはアンテナ構造１から回路基板２を抜き出して図１（ａ）の下方側から見た模式的な回路基板２の平面図が示されている。
【００２５】
ところで、図３の携帯型電話機の簡略化された断面図に示されるように、携帯型電話機の通話中に天頂側を向く携帯型電話機のトップ側において、携帯型電話機の筐体６のトップ側端面部分６Ｔと、筐体６の内部に収容配置される回路基板７のトップ側端面７Ｔとの間には、例えばスピーカー部品８を配設できる程の間隙が設けられていることがある。なお、図３中における符号９は、液晶画面を示している。
【００２６】
この第１実施形態例では、図２に示す回路基板２のＡ位置が、図３に示される回路基板７のトップ側端面７Ｔの位置に対応しており、第１実施形態例における回路基板２は、図３の回路基板７よりも、片端側がトップ側に張り出した形状と成している。この第１実施形態例では、回路基板２の裏面には、その張り出し部分２Ｖおよび次に示すグランド浮き電極１２の形成領域を避けてグランド電極１０が設けられている。
【００２７】
また、回路基板２には、そのグランド電極１０と間隔（スリット）を介してグランド浮き電極１２が隣接配設されている。このグランド浮き電極１２は、上記のようにグランド電極１０と間隔を介して配置されており、グランドから浮いた電位を持つものである。この第１実施形態例では、それら隣接配設されているグランド電極１０とグランド浮き電極１２との間の間隙を跨ぐ形態でチップ部品１３が設けられている。このチップ部品１３には、例えばコイルとコンデンサの一方又は両方が設けられて、リアクタンス成分を持つ集中定数回路であるリアクタンス付加回路１４が形成されている。グランド電極１０とグランド浮き電極１２は、そのリアクタンス付加回路１４を介して接続されている。
【００２８】
放射電極３は導体板により構成されたλ／４タイプの放射電極であり、この放射電極３は、回路基板２のトップ側の端部側に設けられ、回路基板２のトップ側（放射電極形成側）の端部を囲むループ状と成している（例えば図１（ｂ）参照）。すなわち、放射電極３は、その基端側の端部３ａが回路基板２の表面に接続されている。この放射電極３は、その回路基板との接続部を起点として回路基板３から下方に離れる方向に膨らみながら回路基板の端部を囲むループ状の経路を通って前記膨らみ方向とは反対側の基板面（つまり、表面）に回り込んで当該表面に沿うように形成されている。この放射電極３の伸長先端側３ｂは、回路基板２の表面と間隔を介して配置された開放端と成している。
【００２９】
上記のように、放射電極３は、回路基板２の裏面側から回路基板２のトップ側端部２Ｔよりも外側位置を通って回路基板２の表面側に回り込むループ状と成している。この第１実施形態例では、放射電極３は、図１（ｂ）の鎖線Ｋに示されるような携帯型電話機（通信機）の筐体６のトップ側の内壁面に沿うループ形状と成している。これにより、携帯型電話機の筐体６内における設定の放射電極形成領域という限られた空間の中で、放射電極３のループ状の長さをできるだけ長くすることができる。
【００３０】
この第１実施形態例では、グランド浮き電極１２は回路基板２の裏面側に形成されており、放射電極３の基端側端部３ａは、そのグランド浮き電極１２に対向する回路基板２の表面部分に接続され、当該放射電極３の基端側端部３ａは回路基板２に形成されたスルーホール１６を介してグランド浮き電極１２に間接的に接続されている。すなわち、放射電極３の基端側端部３ａは、グランド浮き電極１２とチップ部品１３のリアクタンス付加回路１４を介してグランド電極１０に接続されている。
【００３１】
この第１実施形態例では、放射電極３により囲まれている回路基板部分、つまり、回路基板２の張り出し部２Ｖがアンテナ内部部品実装領域と成している。この回路基板２のアンテナ内部部品実装領域内には携帯型電話機を構成する回路の部品や回路パターンが形成されている。例えば、回路基板２の張り出し部２Ｖの裏面には、図１（ｂ）の点線に示されるようなスピーカー部品２０が実装される。この第１実施形態例では、放射電極３における下方への膨らみ部分３ｓ（図１（ｂ）の点線で囲まれている部分）には、そのスピーカー部品２０の配置を邪魔しないように部品配置用の孔部２１が形成されている（例えば図１（ａ）、（ｃ）参照）。なお、スピーカー部品２０は、回路基板２に他の部品を実装する工程で他の部品と同時に回路基板２に例えばはんだ付けによるリフロー自動実装することができる。また、もちろん、回路基板２には、張り出し部２Ｖだけでなく、放射電極３の開放端側が対向している回路基板部分にも、部品や回路パターンを形成してよいものである。
【００３２】
また、この第１実施形態例のアンテナ構造１が携帯型電話機に内蔵されて携帯型電話機を構成する場合には、回路基板２には、無線通信用の高周波回路２３が形成されると共に、その高周波回路２３からアンテナ内部部品実装領域内に伸びる給電線路２４が形成される。その給電線路２４の先端部には給電手段２５が接続される。この給電手段２５は、給電線路２４の先端部と、放射電極３の予め定められた給電部Ｑとを接続させるものである。
【００３３】
このように、放射電極３が、給電手段２５と給電線路２４を介して無線通信用の高周波回路２３に接続されている状態で、例えば、高周波回路２３から送信用の信号が供給されると、その信号供給によって放射電極３には基端側端部３ａから開放端３ｂに向かうループ状に電流が通電して放射電極３が共振し、これにより、送信用の信号が無線送信される。また、外部から信号が放射電極３に到来して放射電極３が共振して信号受信すると、放射電極３から給電手段２５と給電線路２４を介して受信信号が高周波回路２３に供給される。
【００３４】
この第１実施形態例では、放射電極３の基端側端部３ａから開放端３ｂに至るまでの電気長が、放射電極３が無線通信用の設定の共振周波数でもって共振することができる電気長となるように、放射電極３の大きさや形状などが設計されている。この第１実施形態例では、放射電極３の共振周波数の制御を容易にするために、放射電極３には共振周波数制御用のスリット１７が形成されている。つまり、スリット１７の長さや引き回し経路やスリット幅を可変することにより、放射電極３自体の大きさや外周形状を可変することなく放射電極３の電気長を可変することができるので、放射電極３の共振周波数を容易に制御することができる。これにより、予め定められた無線通信用の設定の共振周波数で精度良く放射電極３を共振させることができる。
【００３５】
さらに、この第１実施形態例では、放射電極３の小型化を図るために、回路基板２の表面側に配置されている放射電極部分には、回路基板２の表面との間に誘電体４が設けられ、また、回路基板２のトップ側端部２Ｔよりもトップ側の放射電極３のトップ部分には回路基板２のトップ側端部２Ｔとの間に誘電体４が設けられている。この誘電体４による波長短縮効果によって、放射電極３に設定の共振周波数で共振させることができる電気長を持たせながら、放射電極３の小型化を図ることが可能となる。
【００３６】
なお、誘電体４の構成材料は誘電体であれば特に限定されるものではないが、誘電体４の構成材料の例を以下に述べる。例えば、誘電体４と放射電極３をインサート成形やアウトサート成形などの成形技術により一体成形する場合には、誘電体４は、熱可塑性樹脂により構成される。また、熱可塑性樹脂により誘電体４を構成する場合に、例えば誘電体４が高温（例えば２８０℃以上の高温）に晒されることが想定される場合（例えば放射電極３および誘電体４の一体成形体を半田を利用して回路基板２に取り付ける場合には、放射電極３および誘電体４の一体成形体を回路基板２に取り付けるべく、上記一体成形体を搭載した回路基板２を半田の融点以上の高温のリフロー炉内に通すような場合）には、その高温でも誘電体４が変形しないというような高温に対する耐熱性を持つ熱可塑性樹脂（例えばＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）や、ＬＣＰ（液晶ポリマー）など）により誘電体４を構成する。さらに、誘電体４の誘電率を高めることにより、誘電体４による波長短縮効果が強くなることから、例えば熱可塑性樹脂に当該樹脂よりも高い誘電率を持つ材料（例えばフィラー（例えば酸化チタンやアルミナなど））を付加させた混合誘電体材料により誘電体４を構成してもよい。
【００３７】
この第１実施形態例では、放射電極３の基端側端部３ａはグランド浮き電極１２とリアクタンス付加回路１４を介してグランド電極１０に接続される構成とした。この構成により、アンテナ構造１の無線通信用の周波数帯域の広帯域化を図ることができるという効果と、アンテナ利得を向上させることができるという効果を得ることができる。このことは、本発明者の実験によって確認されている。その実験では、次に示すような寸法を持つ第１実施形態例のアンテナ構造１を用いた。つまり、アンテナ構造１の放射電極３の幅Ｗ（図４（ａ）参照）は４０mmであり、放射電極３の開放端３ｂから放射電極３のトップ側端面までの長さＬaは２０mmである。また、回路基板２の表面と当該回路基板２の表面に対向している放射電極部分との間の間隔Ｈ（図４（ｂ）参照）は３．０mmであり、回路基板２よりも下方に膨らんでいる放射電極３の膨らみ量Ｄは３．５mmである。また、回路基板２に形成されているグランド電極１０のトップ側端部からボトム側端部までの長さＬgは９０mmである。
【００３８】
さらに、実験で用いたアンテナ構造１におけるグランド浮き電極１２とグランド電極１０を接続しているチップ部品１３のリアクタンス付加回路１４の集中定数は５．６nＨである。
【００３９】
また、第１実施形態例のアンテナ構造１と比較するためのアンテナ構造を用意した。この比較例のアンテナ構造では、グランド浮き電極１２およびチップ部品１３が設けられておらず、放射電極３の基端側端部３ａは直接的にグランド電極１０に接続されている。それ以外の構成および寸法は上記第１実施形態例のアンテナ構造１と同様である。
【００４０】
上記のような寸法を持つ第１実施形態例のアンテナ構造１と、比較例のアンテナ構造とのそれぞれについて、リターンロスおよびアンテナ利得を求めた。その結果が図４（ｃ）、（ｄ）に示されている。図４（ｃ）はリターンロスに関するものであり、図４（ｄ）はアンテナ利得に関するものであり、図４（ｃ）、（ｄ）の何れにおいても、実線Ａが第１実施形態例のアンテナ構造１に関するものであり、鎖線ａが比較例のアンテナ構造に関するものである。
【００４１】
これら実験結果にも示されているように、第１実施形態例の構成（つまり、放射電極３をグランド浮き電極１２とリアクタンス付加回路１４を介してグランド電極１０に接続させる構成）を備えた方が、比較例（つまり、放射電極３を直接的にグランド電極１０に接続させる構成）よりも、無線通信用の設定の周波数帯域（９００ＭHz帯）におけるリターンロスおよびアンテナ利得が向上して周波数帯域が広帯域化できている。
【００４２】
なお、この第１実施形態例では、グランド浮き電極１２は、チップ部品１３のリアクタンス付加回路１４を介してグランド電極１０に接続していたが、例えば、図５（ａ）に示されるように、チップ部品１３に代えて、例えば回路基板２の張り出し部２Ｖに、グランド浮き電極１２とグランド電極１０間を接続するリアクタンス成分を持つ回路パターン２６をリアクタンス付加回路１４として設け、この回路パターン２６を介してグランド浮き電極１２とグランド電極１０を接続させてもよい。また、図５（ｂ）に示されるように、グランド浮き電極１２とグランド電極１０との間を、チップ部品１３のリアクタンス付加回路１４と、回路パターン２６から成るリアクタンス付加回路１４との両方で接続する構成としてもよい。
【００４３】
さらに、この第１実施形態例では、回路基板２の例えば図２に示す左右両側にそれぞれグランド浮き電極１２が設けられており、それらグランド浮き電極１２は両方共に、同じ構成のリアクタンス付加回路１４（チップ部品１３又は回路パターン２６）によってグランド電極１０に接続されていたが、例えば、それら左右の一方側のグランド浮き電極１２は、回路パターン２６から成るリアクタンス付加回路１４を介してグランド電極１０に接続され、他方側のグランド浮き電極１２は、チップ部品１３のリアクタンス付加回路１４を介してグランド電極１０に接続されるというように、左右のグランド浮き電極１２がそれぞれ異なる構成のリアクタンス付加回路１４によってグランド電極１０に接続される構成としてもよい。
【００４４】
さらに、例えば放射電極３に対する大きさの規制が緩くて放射電極３に誘電体４を設けなくとも放射電極３の大きさの許容範囲内で設定の共振周波数を放射電極３に持たせることができる場合には、例えば、放射電極３に誘電体４を設けなくともよい。
【００４５】
以下に、第２実施形態例を説明する。なお、第２実施形態例の説明において、第１実施形態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。
【００４６】
この第２実施形態例では、図６（ａ）の模式的な斜視図および図６（ｂ）の模式的な側面図に示されるように、放射電極３は、回路基板２の表面側に配置した第１のループ放射部２７と、回路基板２の裏面側に配置した第２のループ放射部２８とに分離されている。この第２実施形態例のアンテナ構造１では、放射電極３以外の構成は第１実施形態例と同様である。
【００４７】
放射電極３の第２のループ放射部２８の基端側端部２８ａ（３ａ）は、回路基板２の表面に接続され回路基板２に形成されたスルーホール１６を介して回路基板裏面側のグランド浮き電極１２に接続されている。第２のループ放射部２８は、基端側端部２８ａから回路基板２の端面に沿って下方側に伸長形成した後にトップ側に向けて伸長形成され当該伸長先端部２８ｂは回路基板２のトップ側（放射電極形成側）の端部２Ｔの裏面部分に接続されている。換言すれば、第２のループ放射部２８は、その一端側２８ｂが回路基板２のトップ側端部２Ｔの裏面部分に接続され当該接続部を起点として回路基板裏面から下方に離れる方向に膨らんだ後に回路基板２に接続してグランド浮き電極１２に接続されている。
【００４８】
放射電極３の第１のループ放射部２７は、その一端側２７ａが回路基板２のトップ側端部２Ｔの表面部分に接続されて、第２のループ放射部２８のトップ側端部２８ｂと回路基板２を介して接続されている。第１のループ放射部２７は、その第２のループ放射部２８との接続部分から立ち上がって回路基板２の表面に間隔を介し沿うように伸長形成され当該伸長先端部２７ｂ（３ｂ）は開放端と成している。
【００４９】
上記のような第１のループ放射部２７と第２のループ放射部２８から成る放射電極３が設けられている場合においても、放射電極３は、第１実施形態例と同様に給電線路２４と給電手段２５を介して高周波回路２３が給電部Ｑに接続される。この第２実施形態例では、放射電極３から外部に信号を無線送信していたり、外部からの信号を放射電極３が受信していて放射電極３が共振しているときには、放射電極３には、第１実施形態例と同様に、第２のループ放射部２８の基端側端部２８ａ（３ａ）から当該第２のループ放射部２８のトップ側端部２８ｂと第１のループ放射部２７のトップ側端部２７ａを通って第１のループ放射部２７の開放端２７ｂ（３ｂ）に至るループ状の経路で電流が通電する。
【００５０】
この第２実施形態例では、放射電極３の第２のループ放射部２８の基端側端部２８ａ（３ａ）がグランド浮き電極１２に接続され当該グランド浮き電極１２は第１実施形態例と同様にリアクタンス付加回路１４を介してグランド電極１０に接続されている構成としたので、第１実施形態例と同様に周波数帯域の広帯域化と、アンテナ効率向上との効果を得ることができる。
【００５１】
また、前記第１実施形態例に示した放射電極３は、例えば１枚の導体板をループ状に加工して作製され、その加工は面倒である。これに対して、この第２実施形態例では、放射電極３を第１のループ放射部２７と第２のループ放射部２８に分離したので、導体板をループ状に加工しなくて済むこととなり、放射電極３の製造を容易にすることができる。また、例えば、放射電極３の第１のループ放射部２７と第２のループ放射部２８とのうちの一方側のみに設計変更があるような場合には、その設計変更があった方だけを設計変更して、設計変更が無かった方はそのまま採用することができることとなり、設計変更に起因した部品の無駄を軽減することができる。
【００５２】
以下に、第３実施形態例を説明する。この第３実施形態例は通信機に関するものである。この第３実施形態例の通信機は携帯型電話機であり、当該携帯型電話機には第１と第２の実施形態例に示したアンテナ構造１のうちの一方側が設けられている。そのアンテナ構造１以外の携帯型電話機の構成には様々な構成があり、ここでは、何れの構成をも採用してよく、その説明は省略する。また、アンテナ構造１の説明も前述したので、その説明は省略する。
【００５３】
なお、この発明は第１〜第３の各実施形態例の形態に限定されるものではなく、様々な実施の形態を採り得る。例えば、第１〜第３の各実施形態例では、回路基板２のアンテナ内部部品実装領域内にはスピーカー部品２０が実装される例を示したが、そのスピーカー部品２０に加えて、又は、スピーカー部品２０に代えて、他の部品を回路基板２のアンテナ内部部品実装領域内に実装してもよい。
【００５４】
例えば、図７（ａ）の簡略化された側面図に示されるように、回路基板２のアンテナ内部部品実装領域内に赤外線放射部２９を実装してもよい。この赤外線放射部２９は、例えば携帯型電話機間や、テレビ等の電子機器と携帯型電話機との間で、赤外線通信を行うための赤外線を出力するものである。この赤外線放射部２９から出力される赤外線を例えば携帯型電話機の側面側から外部に放射する構成としてもよいが、その赤外線を携帯型電話機のトップ側から外部に放射したいという要望があることがある。このような場合には、例えば、第１実施形態例のアンテナ構造１においては、図７（ｂ）のモデル図に示されるように放射電極３のトップ部分に、赤外線放射部２９の赤外線を外部に放射させるための開口部１８を設けてもよい。また、第２実施形態例のアンテナ構造１においても同様に、図７（ｃ）のモデル図に示されるように、放射電極３のトップ部分に、赤外線放射部２９の赤外線を外部に放射させるための開口部１８を設けてもよい。
【００５５】
また、第１〜第３の各実施形態例では、回路基板２には張り出し部２Ｖが設けられていたが、その張り出し部２Ｖは設けなくともよい。さらに、第１や第３の各実施形態例では、放射電極３の基端側端部３ａは回路基板２のトップ側（放射電極形成側）の端部２Ｔよりも内側に接続されていたが、例えば回路基板２に張り出し部２Ｖが設けられておらず回路基板２のトップ側端部２Ｔと通信機の筐体６のトップ部分との間に広い間隙が形成されている場合には、図８の簡略化された側面図に示されるように、放射電極３の基端側端部３ａは回路基板２のトップ側端部２Ｔに接続してもよい。
【００５６】
さらに、第１〜第３の各実施形態例では、放射電極３の基端側端部３ａ（第２のループ放射部２８の基端側端部２８ａ）はスルーホール１６を介してグランド浮き電極１２に間接的に接続されていたが、例えば、放射電極３の基端側端部３ａ（第２のループ放射部２８の基端側端部２８ａ）は直接的にグランド浮き電極１２に接続させてもよい。
【００５７】
さらに、第１〜第３の各実施形態例では、回路基板２の張り出し部２Ｖにはグランド電極１０が形成されていなかったが、その張り出し部２Ｖにはグランド電極１０を形成してもよい。
【００５８】
さらに、リアクタンス付加回路１４を回路パターン２６により構成する例を示し、その回路パターン２６は、回路基板２の張り出し部２Ｖに形成されていたが、例えば、張り出し部２Ｖ以外の回路基板２部分において、グランド浮き電極１２の形成領域に加えて、そのグランド浮き電極１２の形成領域に連接する部分に、グランド電極１０が形成されていない非グランド領域を形成し、その非グランド領域に回路パターン２６（リアクタンス付加回路１４）を形成してもよい。
【００５９】
さらに、図９のモデル図に示されるように、回路基板２よりも下方に膨らみ形成されている放射電極部分３Ｓの少なくとも一部分が迂回部２２を有する形状（図９の例ではミアンダ状）と成していてもよい。なお、図９の例では、その迂回部２２を有する形状はミアンダ状であり、迂回部が複数設けられていたが、例えば、迂回部２２を１つだけ有する形状であってもよく、迂回部を有する形状は、図９の例に限定されるものではない。
【００６０】
上記のように回路基板２よりも下方に膨らみ形成されている放射電極部分３Ｓの少なくとも一部分が迂回部を有する形状とすることにより、迂回部を設けた分、その放射電極部分３Ｓの電気長を長くすることができる。このことは、放射電極３側から見たグランド電極１０の電気長を長くすることと等価になるので、放射電極部分３Ｓの電気長が長くなった分、放射電極３側から見たグランド電極１０の電気長を長くできて、リアクタンス付加回路１４のリアクタンス成分を小さくすることができる。例えば、リアクタンス付加回路１４がチップ部品１３に形成されている場合には、リアクタンス成分が大きくなるにつれて、チップ部品１３のリアクタンス付加回路１４のリアクタンス成分のばらつきが大きくなってしまうが、上記のように、リアクタンス付加回路１４のリアクタンス成分を小さくすることによって、リアクタンス付加回路１４のリアクタンス成分のばらつきを小さく抑制することができて、アンテナ構造１の性能のばらつきを抑制することができる。これにより、アンテナ構造１の信頼性を向上させることができる。
【００６１】
さらに、第１と第２の各実施形態例では、放射電極３を高周波回路２３側に接続する手法として、給電手段２５を直接的に放射電極３に接続させる直接給電方式を採用したが、放射電極３を高周波回路１１側と容量を介して接続させる容量給電方式を採用してもよい。
【００６２】
さらに、第１と第２の各実施形態例では、放射電極３には共振周波数制御用のスリット１７が形成されていたが、スリット１７を設けなくとも放射電極３に設定の共振周波数を容易に持たせることができる場合には、スリット１７は省略してもよい。
【００６３】
さらに、第３実施形態例では、第１や第２の実施形態例のアンテナ構造１が内蔵された通信機として携帯型電話機の例を挙げたが、この発明のアンテナ構造は、携帯型電話機以外の通信機にも組み込むことができて、前述したと同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】第１実施形態例のアンテナ構造を説明するための図である。
【図２】第１実施形態例のアンテナ構造から回路基板を抜き出して模式的に示した回路基板の平面図である。
【図３】通信機の筐体と、この筐体内に収容される回路基板との配置関係の一例を示す簡略化された断面図である。
【図４】本発明者が行った実験で用いたアンテナ構造の寸法および実験結果を説明するための図である。
【図５】リアクタンス付加回路のその他の構成例を説明するためのモデル図である。
【図６】第２実施形態例のアンテナ構造を説明するための図である。
【図７】回路基板に赤外線放射部が設けられた場合の放射電極の一形態例を説明するための図である。
【図８】放射電極のその他の形態例を説明するための図である。
【図９】放射電極のさらに別のその他の形態例を説明するための図である。
【図１０】特許文献１に記載されているアンテナ構造を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６５】
１  アンテナ構造
２  回路基板
３  放射電極
４  誘電体
１０  グランド電極
１２  グランド浮き電極
１３  チップ部品
１４  リアクタンス付加回路
１８  開口部
２６  回路パターン
２７  第１のループ放射部
２８  第２のループ放射部
２９  赤外線放射部
【図１】
2005064946.tif 000003
【図２】
2005064946.tif 000004
【図３】
2005064946.tif 000005
【図４】
2005064946.tif 000006
【図５】
2005064946.tif 000007
【図６】
2005064946.tif 000008
【図７】
2005064946.tif 000009
【図８】
2005064946.tif 000010
【図９】
2005064946.tif 000011
【図１０】
2005064946.tif 000012