(57)【要約】【課題】小型化や高利得化に好適で製造コストも低減できるアンテナ一体型モジュールを提供すること。【解決手段】本発明に係るアンテナ一体型モジュールは、高周波回路が配設された回路基板１と、回路基板１上のほぼ全面を覆うように取着された板金製のカバー２と、回路基板１上の特定領域を覆うように取着された板金製の専用シールドケース３とを備えている。該高周波回路は、配線パターン４および接地用パターン５と、チップ部品やＩＣ等の電子部品６とで構成されており、該高周波回路の一部に専用シールドケース３が被せてある。また、カバー２の脚片２ｂ，２ｃはそれぞれ配線パターン４と接地用パターン５に接続されているので、このカバー２は、上面板２ａが放射導体部に相当する逆Ｆ型アンテナとして動作すると共に、シールドケースとしても動作する。【選択図】      図１
2005005866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波回路の配線パターンおよび接地用パターンが形成されて該高周波回路の電子部品が搭載された回路基板と、前記高周波回路の上方を覆うように配置される放射導体部と該放射導体部から導出された給電導体部および接地導体部とを有して前記回路基板に取り付けられたカバーとを備え、
前記給電導体部を前記配線パターンに接続すると共に、前記接地導体部を前記接地用パターンに接続し、これら給電導体部および接地導体部と前記放射導体部とでアンテナ素子を構成したことを特徴とするアンテナ一体型モジュール。
【請求項２】
請求項１の記載において、前記放射導体部と前記回路基板との間に配置されて該回路基板に取り付けられたシールドケースを備え、該シールドケースによって前記高周波回路の一部を覆ったことを特徴とするアンテナ一体型モジュール。
【請求項３】
請求項１または２の記載において、前記接地用パターンは前記回路基板の底面または内層に形成されていることを特徴とするアンテナ一体型モジュール。
【請求項４】
請求項１〜３いずれかの記載において、前記カバーが、前記回路基板に対向して配置される上面板と該上面板に対して折り曲げられた複数の脚片とを有する板金にて構成され、前記上面板を前記放射導体部となし、かつ前記複数の脚片を前記給電導体部および前記接地導体部となしたことを特徴とするアンテナ一体型モジュール。
【請求項５】
請求項１〜３いずれかの記載において、前記カバーが、合成樹脂製の箱状蓋体の表面に導電層を設けて構成され、前記箱状蓋体の上板部に設けられた導電層を前記放射導体部となし、かつ前記箱状蓋体の側壁部に設けられた導電層を前記給電導体部および前記接地導体部となしたことを特徴とするアンテナ一体型モジュール。
【請求項６】
請求項１〜５いずれかの記載において、前記アンテナ素子が逆Ｆ型アンテナであることを特徴とするアンテナ一体型モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信や放送に用いられる小型の送受信ユニット等として好適なアンテナ一体型モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、無線通信技術の発達に伴い、小型の送受信ユニットを組み込んだ電子機器や無線カードが種々提案されている。この種の送受信ユニットは、高周波回路が設けられた回路基板上にアンテナ素子が具備されているアンテナ一体型の高周波モジュールであって、従来のアンテナ一体型モジュールでは、高周波回路の主要部分が配設されている回路基板上の所定領域を板金等からなるシールドケースで覆い、回路基板上の別の領域にチップアンテナやパターンアンテナ等のアンテナ素子を設けるという構成が一般的である（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
かかる従来のアンテナ一体型モジュールにおいて、高周波回路は、回路基板の上面等に形成された配線パターンと、この配線パターンに接続されたチップ部品やＩＣ等の各種電子部品と、回路基板の底面や内層等に形成された接地用パターンとで構成されており、配線パターンの一部がシールドケースの外方へ延出してアンテナ素子の給電部に接続されている。また、接地用パターンは、回路基板に設けられたビアホール等を介してアンテナ素子の接地部に接続されていると共に、シールドケースにも接続されている。このシールドケースは高周波回路の主要部分を覆った状態で回路基板に取り付けられているため、高周波回路は電磁的にほぼシールドされた状態に保たれている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２３２２２１号公報（第４−６頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、従来のアンテナ一体型モジュールでは、回路基板上にアンテナ素子とシールドケースとが並設されており、このシールドケースが高周波回路の主要部分を覆っているため、シールドケースとアンテナ素子とを可能な限り近接させたとしても、モジュール全体として見ると平面的にやや大きなサイズになってしまい、小型化が促進しにくいという問題があった。また、従来のアンテナ一体型モジュールでは、回路基板上の限られたスペースにアンテナ素子を設けなければならないため、アンテナ素子自体の大きさに厳しい制約が生じて高利得化が容易でなかった。さらにまた、従来のアンテナ一体型モジュールでは、アンテナ素子用のスペースが狭いことから、放射導体部に所望の電気長を確保するためチップアンテナ等の別体のアンテナ素子を回路基板上に実装しなければならぬことが多く、それゆえ部品点数が増えて製品のコストアップを余儀なくされるという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、小型化や高利得化に好適で製造コストも低減できるアンテナ一体型モジュールを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するために、本発明のアンテナ一体型モジュールは、高周波回路の配線パターンおよび接地用パターンが形成されて該高周波回路の電子部品が搭載された回路基板と、前記高周波回路の上方を覆うように配置される放射導体部と該放射導体部から導出された給電導体部および接地導体部とを有して前記回路基板に取り付けられたカバーとを備え、前記給電導体部を前記配線パターンに接続すると共に、前記接地導体部を前記接地用パターンに接続し、これら給電導体部および接地導体部と前記放射導体部とでアンテナ素子を構成した。
【０００８】
高周波回路の主要部分を覆って接地されたカバーの導体部分をアンテナ素子として動作させるようにしたアンテナ一体型モジュールにあっては、該カバーの導体部分によって高周波回路を電磁的にほぼシールドすることが可能なため、回路基板上にアンテナ素子とシールドケースとを並設する必要がなくなる。すなわち、本発明のアンテナ一体型モジュールではアンテナ素子がシールドケースを兼ねているため、モジュール全体を著しく小型化できると共に、部品点数の削減により製造コストを低減でき、さらに、回路基板と略同等な大きさのアンテナ素子を使用可能となるため高利得化が図りやすくなる。なお、アンテナ素子の形状はシールドケースとしても効果的なもの、例えば逆Ｆ型アンテナのような形状が好適である。
【０００９】
このようなアンテナ一体型モジュールにおいて、カバーは、板金製であってもよいし、合成樹脂製の箱状蓋体の表面に導電層を設けたものであってもよい。例えば、回路基板に対向して配置される上面板と該上面板に対して折り曲げられた複数の脚片とを有する板金にてカバーを構成した場合には、前記上面板を放射導体部となし、かつ前記複数の脚片を給電導体部および接地導体部となすことができる。また、合成樹脂製の箱状蓋体の表面に導電層を設けてカバーを構成した場合には、前記箱状蓋体の上板部に設けられた導電層を放射導体部となし、かつ前記箱状蓋体の側壁部に設けられた導電層を給電導体部および接地導体部となすことができる。
【００１０】
なお、高周波回路の構成要素として、高いシールド効果が要求される増幅回路部や発振回路部等が含まれている場合には、これらの構成要素を覆う金属製の専用シールドケースを回路基板に取り付け、該シールドケースの上方にアンテナ素子の放射導体部を配置させることが好ましい。
【００１１】
また、高周波回路の接地用パターンを回路基板の底面や内層（多層基板の場合）に形成しておけば、該接地用パターンをアンテナの他方電極として兼用できて広い面積が確保しやすくなるため好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態について図面を参照して説明すると、図１は本発明の第１実施形態例に係るアンテナ一体型モジュールの斜視図、図２は該モジュールの分解斜視図である。
【００１３】
これらの図に示すアンテナ一体型モジュールは、高周波回路が配設された回路基板１と、この回路基板１上のほぼ全面を覆うように取り付けられた板金製のカバー２と、回路基板１上の特定領域を覆うように取り付けられた板金製の専用シールドケース３とによって主に構成されている。このモジュールの高周波回路は、多層基板である回路基板１の上面および底面に形成されている配線パターン４と、回路基板１の内層に形成されている接地用パターン５と、回路基板１の上面および底面に搭載されて配線パターン４に接続されているチップ部品やＩＣ等の各種電子部品６とで構成されている。なお、この高周波回路の構成要素のうち、高いシールド効果が要求される増幅回路部や発振回路部については、専用シールドケース３が被せてある。
【００１４】
カバー２は、回路基板１に対向して平行に配置された上面板２ａと、上面板２ａに対して略直角に折り曲げられた複数の脚片２ｂ，２ｃ，２ｄとによって構成されている。このカバー２は、回路基板１上に専用シールドケース３を取り付けた後、各脚片２ｂ〜２ｄを回路基板１上の対応するランドに半田付けすることによって取り付けられている。このとき、脚片２ｂは配線パターン４の給電ラインに接続され、脚片２ｃは回路基板１のビアホール１ａを介して接地用パターン５に接続され、残りの脚片２ｄは電気的に孤立しているダミーランドに接続される。つまり、このカバー２は逆Ｆ型板金アンテナと同等の構成になっており、上面板２ａが放射導体部として機能し、脚片２ｂが給電導体部として機能し、脚片２ｃが接地導体部として機能する。また、このカバー２は板金製で接地用パターン５に接続されているため、高周波回路の主要部分を覆うシールドケースと見なすこともできる。なお、カバー２の脚片２ｂ，２ｃ以外の脚片２ｄは、カバー２を回路基板１上に安定した姿勢で保持するためのものである。
【００１５】
このように本実施形態例に係るアンテナ一体型モジュールは、高周波回路の主要部分を覆う板金製のカバー２が、逆Ｆ型アンテナとして動作すると共に、高周波回路を電磁的にほぼシールドするシールドケースとしても動作するため、回路基板上にアンテナ素子とシールドケースとを並設する必要がない。つまり、このアンテナ一体型モジュールは、アンテナ素子がシールドケースを兼ねた構成になっているため、部品点数の削減により製造コストが低減されており、モジュール全体の大きさも著しく小型化されている。また、カバー２は放射導体部（上面板）２ａの平面的な大きさが回路基板１と略同等で、極端に小さなアンテナ素子とはなっていないため、良好な利得が期待できる。
【００１６】
なお、高周波回路のうち増幅回路部や発振回路部については特に厳格にシールドする必要があるため、カバー２によるシールドだけでは必ずしも十分とは言えないが、本実施形態例のように専用シールドケース３を付設しておけばその心配はない。ただし、厳格なシールドが必要な構成要素を持たない高周波回路の場合は、カバー２によるシールドだけで十分なため、専用シールドケース３は省略可能である。
【００１７】
図３は本発明の第２実施形態例に係るアンテナ一体型モジュールの斜視図であって、図１，２と対応する部分には同一符号が付してある。
【００１８】
本実施形態例が前述した第１実施形態例と大きく異なる点は、カバー２の２か所に接地導体部として機能する脚片２ｃを設け、各脚片２ｃから給電導体部として機能する脚片２ｂまでの距離を相違させたことにある。これにより、カバー２を通常の逆Ｆ型アンテナよりも広帯域なアンテナ素子として動作させることができる。また、本実施形態例の場合、接地用パターン５が回路基板１の底面に形成されている。
【００１９】
図４は本発明の第３実施形態例に係るアンテナ一体型モジュールの斜視図であって、図１〜図３と対応する部分には同一符号が付してある。
【００２０】
本実施形態例が前述した第１および第２実施形態例と大きく異なる点は、カバー２が板金製でなく、合成樹脂製の箱状蓋体７の表面に導電層８を設けてカバー２を構成したことにあり、導電層８のうち箱状蓋体７の上板部の全面に設けられた上板被覆部分８ａが放射導体部として機能し、箱状蓋体７の側壁部に設けられた一対の帯状部分８ｂ，８ｃが給電導体部および接地導体部として機能するようになっている。なお、本実施形態例も前記第２実施形態例と同様に、接地用パターン５が回路基板１の底面に形成されている。
【００２１】
【発明の効果】
本発明は以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００２２】
高周波回路の主要部分を覆って接地されたカバーの導体部分をアンテナ素子として動作させることにより、アンテナ素子がシールドケースを兼ねた構成となるため、アンテナ一体型モジュールを著しく小型化できると共に、部品点数の削減により製造コストを低減でき、さらに、回路基板と略同等な大きさのアンテナ素子を使用可能となるため高利得化が図りやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態例に係るアンテナ一体型モジュールの斜視図である。
【図２】図１に示すアンテナ一体型モジュールの分解斜視図である。
【図３】本発明の第２実施形態例に係るアンテナ一体型モジュールの斜視図である。
【図４】本発明の第３実施形態例に係るアンテナ一体型モジュールの斜視図である。
【符号の説明】
１  回路基板
２  カバー
２ａ  上面板（放射導体部）
２ｂ  脚片（給電導体部）
２ｃ  脚片（接地導体部）
３  専用シールドケース
４  配線パターン
５  接地用パターン
６  電子部品
７  箱状蓋体
８  導電層
８ａ  上板被覆部分（放射導体部）
８ｂ  帯状部分（給電導体部）
８ｃ  帯状部分（接地導体部）
【図１】
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【図２】
2005005866.tif 000004
【図３】
2005005866.tif 000005
【図４】
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