(57)【要約】【課題】  収容空間の削減およびアンテナの形状変化に伴うアンテナ特性の低下を防止できる無線通信回路を提供すること。【解決手段】  可とう性基板１１０と、可とう性基板１１０上に形成されたアンテナ１２０と、可とう性基板１１０上に形成された無線通信用回路の一部または全部であって、アンテナ１２０に接続されアンテナ１２０の形状変化に伴うアンテナ特性の低下を防止できる高周波回路１３０とを備え、高周波回路１３０が、アンテナの構成および特性のうちの１つ以上を制御するアンテナ制御回路、入力側と出力側からみたインピーダンスの整合を行う整合回路、信号雑音比を高くするように受信信号を増幅する増幅器等によって構成される。【選択図】  図１
2007235215.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可とう性基板と、
前記可とう性基板上に形成されたアンテナと、
前記可とう性基板上に形成され、前記アンテナに接続され前記アンテナの形状変化に伴うアンテナ特性の低下を防止できる高周波回路とを備えることを特徴とする無線通信回路。
【請求項２】
前記アンテナが、複数のアンテナエレメントによって構成され、少なくとも１つのアンテナエレメントが前記高周波回路の接地導体に電気的に短絡していることを特徴とする請求項１に記載の無線通信回路。
【請求項３】
前記高周波回路が、アンテナの構成および特性のうちの１つ以上を制御するアンテナ制御回路を有することを特徴とする請求項１に記載の無線通信回路。
【請求項４】
前記高周波回路が、入力側と出力側からみたインピーダンスの整合を行う整合回路を有することを特徴とする請求項１に記載の無線通信回路。
【請求項５】
前記高周波回路が、信号雑音比を高くするように受信信号を増幅する増幅器を有することを特徴とする請求項１に記載の無線通信回路。
【請求項６】
前記高周波回路が、接続される外部の回路を切り替える切替スイッチを出力段に有することを特徴とする請求項１に記載の無線通信回路。
【請求項７】
前記高周波回路が、前記アンテナを介して送受信を行う送信回路および受信回路と、前記アンテナ側に接続される回路を前記送信回路と前記受信回路との間で切り替えて接続する切替スイッチとを有することを特徴とする請求項１に記載の無線通信回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信回路に関し、特に、通信機能を有する携帯端末装置に用いられる無線通信回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、通信携帯端末等の通信機能を有する携帯端末装置は、小型化、多機能化等の要求によって部品を収容するスペースが狭くなってきている。就ずく、アンテナが収容される空間の比率は大きくない。近年、所謂フレキシブル基板と称される可とう性を有する基板上にアンテナを形成する技術が開発され、このアンテナを用いることによってアンテナを収容する空間を削減できるようになった。具体的には、可とう性基板を薄くできること等の理由により、収容空間を削減できるようになった。
【０００３】
上記構成は、部品としてのアンテナをフレキシブル基板上に設けたものと見ることができる。ここで、アンテナに接続されるフィルタ、受信回路、送信回路等の通信用回路は、通常、アンテナと別個のメイン回路基板上に形成され、フレキシブル基板上のアンテナと接続される。具体的には、２つの基板上の端子を相互にハンダ付けして接続する方法、表面実装型コネクタを形成しこれを介して接続する方法等がとられる。
【０００４】
一方、アンテナと通信回路とを別々の基板に形成せず、同一の基板上に形成する無線通信回路も知られている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に記載の技術では、電波法への抵触の防止および利用者の利便性の向上を目的として、メイン回路基板上に通信用回路と共にチップアンテナが形成されている。図５は、特許文献１に記載された従来の無線通信回路の構成を模式的に示す構成図である。特許文献１に記載された無線通信回路では、チップアンテナを使用することによって装置の小型化が図られている。また、アンテナと通信用回路とを同一基板上に形成することによって、利便性を向上させている。
【特許文献１】特開２００５−０６４８２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の可とう性基板上にアンテナを設けた構成では、アンテナ特性上に狭帯域化、不整合の増大、損失の増大等が新たに発生し、アンテナ特性の低下を招くという問題があった。また、チップアンテナをメイン回路基板上に形成するものでは、回路基板の厚さの低減が不十分なため、省スペース化の実行が図れなかった。
【０００６】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、収容空間の削減およびアンテナの形状変化に伴うアンテナ特性の低下を防止できる無線通信回路を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る第１の態様は、可とう性基板と、前記可とう性基板上に形成されたアンテナと、前記可とう性基板上に形成され、前記アンテナに接続され前記アンテナの形状変化に伴うアンテナ特性の低下を防止できる高周波回路とを備えることを特徴とする無線通信回路である。
【０００８】
本発明に係る第２の態様は、第１の態様において、前記アンテナが、複数のアンテナエレメントによって構成され、少なくとも１つのアンテナエレメントが前記高周波回路の接地導体に電気的に短絡していることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る第３の態様は、第１の態様において、前記高周波回路が、アンテナの構成および特性のうちの１つ以上を制御するアンテナ制御回路を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る第４の態様は、第１の態様において、前記高周波回路が、入力側と出力側からみたインピーダンスの整合を行う整合回路を有することを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る第５の態様は、第１の態様において、前記高周波回路が、信号雑音比を高くするように受信信号を増幅する増幅器を有することを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る第６の態様は、第１の態様において、前記高周波回路が、接続される外部の回路を切り替える切替スイッチを出力段に有することを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る第７の態様は、第１の態様において、前記高周波回路が、前記アンテナを介して送受信を行う送信回路および受信回路と、前記アンテナ側に接続される回路を前記送信回路と前記受信回路との間で切り替えて接続する切替スイッチとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、アンテナの形状変化に伴うアンテナ特性の低下を防止できる高周波回路をアンテナと共に可とう性基板上に設けたため、収容空間の削減およびアンテナの形状変化に伴うアンテナ特性の低下を防止できる無線通信回路をできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の態様の無線通信回路の構成を示す斜視図である。図１において、無線通信回路１００は、可とう性を有する回路基板（以下、単に可とう性回路基板という。）１１０と、アンテナ１２０と、アンテナ１２０に接続される高周波回路１３０を備え、アンテナ１２０および高周波回路１３０が可とう性回路基板１１０上に形成された構成を有する。ここで、可とう性回路基板１１０上に、無線通信に用いられる全ての高周波回路が形成される必要はなく、アンテナと直接接続されない高周波回路は、別個の回路基板上に構成されるのでもよい。そして、上記の別個の回路基板は、可とう性基板であることを要しない。
【００１６】
可とう性基板１１０として、例えば、ポリイミド、ＰＥＴ（PolyEthylene Terephthalate）等の薄くても破断し難い樹脂からなる所謂フレキシブル基板（ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）基板）と称されるものを用いることは、１ｍｍ以下の曲率半径で折り曲げる等の変形が自在かつ容易であるため好ましい。また、多層構造を有する部材を用いて可とう性基板１１０を構成するのでもよい。さらに、アンテナ１２０等を形成した後に、数十ミクロン以下の厚さの可とう性を有するフィルムでアンテナ１２０等を覆い保護する構成になっているのでもよい。
【００１７】
図１（ｂ）に、可とう性基板１１０を直線Ｆの位置で折り曲げたときの様子を示す。図１（ｂ）に示すように回路基板を変形可能にすることによって、高周波回路１３０の図示しない地板に対してアンテナ１２０の相対配置を調節できる。これによって、無線通信回路１００を形成後にアンテナ特性を調節できるため好ましい。可とう性基板１１０として、例えば数十〜数百μｍの厚さのものを用いるのでもよい。
【００１８】
アンテナ１２０は、１つ、又は複数のアンテナエレメントによって構成される、例えばダイポールアンテナ、モノポールアンテナ等の線状アンテナ、逆Ｆアンテナ、平板上アンテナ等とすることができる。アンテナ１２０が複数のアンテナエレメントで構成される場合、少なくとも１つのアンテナエレメントが高周波回路１３０の接地導体に電気的に短絡するようにアンテナ１２０が構成されるのでもよい。このように構成することによって、共振周波数の調節等のアンテナ特性の調節の自由度が増加させることができる。
【００１９】
アンテナ１２０は、例えば、エッチング法、スパッタリング法、印刷法等を用いて可とう性基板１１０上に形成される。ここで、アンテナ１２０と高周波回路１３０の配線部分とを同一の工程で形成することは、工程数の削減が図れ、好ましい。なお、可とう性基板１１０上に予め形成された導電性材料の一部を、切り取る方法、くり抜く方法等の方法を用いてアンテナ１２０を形成するのでもよい。また、アンテナ１２０を形成した後にメッキ法を用いて導電部材上にさらに金属を形成するのでもよい。アンテナ１２０は、電気伝導率が高く延性の優れた、例えば、銅、銀、金等の金属を用いて形成される。ただし、要求される電気伝導度等の電気的特性、延性等の機械的性質に応じて、その他の金属または合金を用いるのでもよい。
【００２０】
高周波回路１３０は、無線通信を行う回路の一部又は全部の回路であり、アンテナ１２０に直接接続される回路を含み、例えば受信信号中のノイズを除去するためのフィルタを有する。図２は、可とう性基板１１０上に形成される高周波回路１３０の一構成例を示す図である。図２（ａ）は、可とう性基板１１０上に形成される高周波回路１３０の一般的な構成を示す図である。図２（ａ）において、アンテナ１２０は、所定の回路ブロック１３１１〜１３１ｎ（ここで、ｎは自然数）が接続され、アンテナ制御回路１３２によってアンテナ構成等の制御が行われる。
【００２１】
可とう性基板１１０上に形成されるものの例を図２（ｂ）〜（ｄ）に示す。図２（ｂ）に示す例では、回路ブロック１３１１として、整合回路、増幅器等がアンテナ１２０に接続される。ここで、整合回路は、入力側と出力側からみたインピーダンスの整合を行うであり、増幅器は、通信周波数帯での信号雑音比を高くするように受信信号を増幅する回路であり、所謂ローノイズアンプ（Low Noise Amplifier）等によって構成される。このように、アンテナ１２０に整合回路、増幅器等が直接接続されることによって、インピーダンス不整合の低減および受信信号の増幅が可能になり、可とう性基板１１０を折り曲げて携帯端末装置に収納する際のアンテナ特性の低下を補償することができる。
【００２２】
図２（ｃ）に示す例では、アンテナ１２０の構成、特性等を制御するアンテナ制御回路１３２がアンテナ１２０に接続され、アンテナの給電点には給電線となる導体の金属線又はリボン等が接続される。アンテナの構成および特性をアンテナ制御回路１３２によって制御することによって、アンテナ特性等の制御等が可能になり、可とう性基板１１０を折り曲げて携帯端末装置に収納する際のアンテナ特性の低下を補償することができる。また、これによって通信周波数帯の切り替えを行うことも可能となる。
【００２３】
図２（ｄ）に示す例では、図２（ａ）における回路ブロック１３１１〜１３１３として、整合回路１３３、増幅器１３４および切替スイッチ１３５が可とう性基板１１０上に形成される。ここで、切替スイッチ１３５は、接続される図示しない外部の回路を切り替えるようになっている。ここで、切替スイッチ１３５は、具体的には、可とう性基板１１０と別個の基板上に受信回路および送信回路等が形成されている場合、受信時に受信回路を接続し、送信時に送信回路を接続するように切り替えるようになっているのでもよい。切替スイッチ１３５は、例えば、スイッチング素子等を用いて構成され、図示しない制御手段からの制御により、上記の切り替えを行う。
【００２４】
なお、上記の構成に加え、可とう性基板１１０上に、ＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）フィルタ等からなるフィルタが付加されて形成され、フィルタが直接又は間接にアンテナ１２０に接続されるのでもよい。ここで、フィルタは、送受信周波数帯の電気信号を通過させる帯域フィルタ等が用いられるが、切替スイッチ１３５に接続される回路の構成に応じて高周波フィルタ等のその他の特性を有するフィルタでもよい。
【００２５】
図３は、可とう性基板上にさらに送受信回路が形成された一般的な構成を示す図である。図３には、整合回路、増幅器等からなる回路ブロック１３１１〜１３１ｎ、アンテナ制御回路１３２および切替スイッチ１３５に加え、受信回路１４１と送信回路１４２とが高周波回路１３０として可とう性基板１１０上に形成される例が示されている。ただし、図２（ｂ）〜（ｄ）に示すように、回路１３１１〜１３１ｎ、１３２が可とう性基板１１０上に全て形成される必要はなく、少なくとも一部の回路が形成されていればよい。
【００２６】
このように構成することによって、可とう性基板１１０を折り曲げて携帯端末装置に収納する際のアンテナ特性を補償し向上させることができる。また、アンテナ１２０から送受信回路１４１、１４２までの伝送路上に、高周波特性に影響を及ぼし易いハンダ接続部、コネクタ接続部等の高周波伝送路上の不連続部分を除去でき、反射損失を低減できるので、さらに優れた高周波特性を得ることができると共に、ハンダ接続、コネクタ接続等の工程を必要としない簡易な製造工程にすることができる。
【００２７】
ここで、受信回路１４１と送信回路１４２とは、相互に分離して形成され、異なる電源から電力が供給される。送信回路１４２は受信回路１４１に比較して消費電力が大きく、受信の際に送信回路１４２に供給する電力を停止することによって消費電力の低減を図ることが可能となる。
【００２８】
図４は、本発明の実施の態様の無線通信回路を搭載した携帯端末装置２００の回路構成を示す概念図である。携帯端末装置２００は、無線通信回路１００と、第１の回路２０１と、第２の回路２０２と、筐体２０３とを備えるように構成される。ここで、第１の回路２０１は、例えば、機械的強度の強い回路基板上に形成され、可とう性回路基板１１０上に全ての無線通信用の高周波回路が形成されない場合に、残りの無線通信用の高周波回路が形成される。
【００２９】
また、第１の回路２０１には、さらに、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）制御用回路、電池、電源回路等が配置されるのでもよい。さらに、無線通信回路１００と第１の回路２０１とは、一部又は全部の対向する端面が接続され、所謂Ｒ−Ｆ（Rigid-Flexible）基板を構成するのでもよい。このように構成することによって、無線通信回路１００と第１の回路２０１とを接続する配線の電気的接続の信頼性を向上させることができる。
【００３０】
また、第２の回路２０２は、通常、第１の回路２０１と同様に機械的強度の強い回路基板上に形成される。第２の回路２０２として、例えば、撮像手段を制御駆動し画像処理する回路が配置されるのでもよいが、この回路に代えてまたは付加してメモリ等の他の回路を形成するのでもよい。また、第２の回路２０２がノイズ発生源となるデジタル回路である場合、無線通信回路１００と第２の回路２０２に電力を供給する第１の回路２０１を無線通信回路１００と第２の回路２０２との間に挟んで、第２の回路２０２を無線通信回路１００から離すように構成するのでもよい。
【００３１】
図４に示す構成において、アンテナ１２０が形成された部分の一部又は全部は、例えば、無線通信回路１００と筐体２０３との間の隙間に挿入されるようになっている。無線通信回路１００をこのように構成することよって、アンテナ１２０を収容するための一定以上の大きさの空間を携帯端末装置２００に設けずに済み、装置の小型化を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明の無線通信回路は、収容空間の削減およびアンテナの形状変化に伴うアンテナ特性の低下を防止できるという効果を有し、通信機能を有する携帯端末装置に用いられる無線通信回路等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は、本発明の実施の態様の無線通信回路の構成を示す斜視図である。
【図２】図２は、可とう性基板上に形成される高周波回路の一構成例を示す図である。
【図３】図３は、可とう性基板上に送受信回路を含む構成の一例を示す図である。
【図４】図４は、本発明の実施の態様の無線通信回路を搭載した携帯端末装置の回路構成の概念図である。
【図５】図５は、従来の無線通信回路の一構成例を模式的に示す構成図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  従来の無線通信回路
１１  接続端子
１２  送信回路
１３  パターンアンテナ
１４  基板
１５  シールドカバー
１００  無線通信回路
１１０  可とう性回路基板
１２０  アンテナ
１３０  高周波回路
１３１１〜ｎ  回路ブロック
１３２  アンテナ制御回路
１３３  整合回路
１３４  増幅器
１３５  切替スイッチ
１４１  受信回路
１４２  送信回路
２００  携帯端末装置
２０１、２０２  回路
２０３  筐体
【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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