(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送受信回路およびメアンダ形状の金属箔パターンからなるアンテナエレメントが形成されたプリント基板と、
上記プリント基板を上記アンテナエレメントが形成される部位を除いて覆うシールドケースと
を備え、
上記アンテナエレメントの一端を上記送受信回路に接続して給電点とし、上記アンテナエレメントの他端は開放して、第１のモノポールアンテナエレメントを構成し、
上記シールドケースと上記プリント基板のグランド層とでシールドボックスを形成し、該シールドボックスで第２のモノポールアンテナエレメントを構成し、
上記第１のモノポールアンテナエレメントと、上記第２のモノポールアンテナエレメントとによってダイポールアンテナを構成することを特徴とする無線機用小形アンテナ。
【請求項２】
上記プリント基板の、上記第１のモノポールアンテナエレメントが形成される部位の上記グランド層を除去することを特徴とする請求項１に記載の無線機用小形アンテナ。
【請求項３】
送受信回路およびメアンダ形状の金属箔パターンからなるアンテナエレメントが形成されるプリント基板と、
上記プリント基板を前記アンテナエレメントが形成される部位を除いて覆うシールドケースと
を備え、
上記シールドケースと上記プリント基板のグランド層とでシールドボックスを構成し、
上記アンテナエレメントの一端を上記送受信回路に接続して給電点とし、上記アンテナエレメントの他端を上記プリント基板のグランド層に短絡することによりループアンテナを構成することを特徴とする無線機用小形アンテナ。
【請求項４】
上記アンテナエレメントの他端と上記プリント基板のグランド層とをコンデンサとコイルとの少なくとも一方を介して接続することを特徴とする請求項３に記載の無線機用小形アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線機用小形アンテナに関し、特に携帯電話機等に内蔵するのに好適な、安価で、小形薄型の無線機用小形アンテナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話機等の移動通信システムは、個人が携帯して持ち運び可能な小形筐体に収納された端末機と、電波を介して該端末機と相互に通信を行う固定の基地局とからなる。基地局と端末機との間を伝播する電波は、両者の間に障害物等がない場合には、両者間の距離に略反比例した強度で伝播する。しかし実際には、特に都市部においては、電波の伝播経路にビル等の比較的大形の固定障害物や、電車や自動車等の比較的小形の移動障害物が存在するので、基地局や端末機から発信された電波は、これらの障害物によって反射、回折され、フェージングが生じ、電波の受信強度が時間的に変動して、受信が困難になるという問題があった。このような問題を克服する受信方式として、ダイバーシチ受信方式が採用されている。この方式は、複数のアンテナを用いて電波を受信し、そのうちで最も受信電界強度が高いアンテナを選択することにより、受信電界強度の落ち込みを少なくしようとするものであり、基地局と端末機との双方の受信機に用いられている。
【０００３】
図５は、従来の端末機のダイバーシチアンテナの例を示す図である。図において、（ａ）は無線機全体の外観図、（ｂ）は逆Ｆアンテナの詳細を示す拡大図である。図に示す例においては、受信用アンテナとして、ホイップアンテナ８０と逆Ｆアンテナ３０との２つのアンテナが用いられている。このうち、ホイップアンテナ８０は、柔軟性のある金属棒からなり、筐体２０から出し入れ可能に取り付けられている。また、逆Ｆアンテナ３０は、板金等で形成され、筐体２０に内蔵されている。
【０００４】
図６は、実開昭５７−１９１１０３に記載されている、従来の金属箔アンテナの例を示す図である。図に示す例においては、受信機筐体内のプリント基板１０上に、金属箔のアンテナエレメント４０がジグザグ形状に形成されている。なお、５０は給電点であり、６０はプリント基板１０上に形成された電気回路部である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような無線機用小形アンテナのうち、逆Ｆアンテナは、占有面積及び厚さが大であるので、無線機の小形薄型化の妨げになるという問題がある。
【０００６】
また、アンテナの実装及び回路基板との接続を、機械実装や自動半田付けによって行うことは構造上困難であるので、実装作業及び半田付けに手作業を要し、製造コストを低減することが困難であるという問題がある。
【０００７】
また、従来の金属箔アンテナは、金属箔アンテナエレメントのみでアンテナとして動作させるので、金属箔パターンのみでダイポールアンテナを形成する必要があり、このためにプリント基板上にアンテナエレメント用の大きなスペースが必要となり、プリント基板、従って無線機の小形化の妨げになるという問題がある。
【０００８】
本発明は上述の課題を解決するためになされたもので、ダイバーシチ受信に使用可能で、小形薄型、低価格の、無線機用小形アンテナを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明の無線機用小形アンテナにおいては、送受信回路およびメアンダ形状の金属箔パターンからなるアンテナエレメントが形成されたプリント基板と、上記プリント基板を上記アンテナエレメントが形成される部位を除いて覆うシールドケースとを備え、上記アンテナエレメントの一端を上記送受信回路に接続して給電点とし、上記アンテナエレメントの他端は開放して、第１のモノポールアンテナエレメントを構成し、上記シールドケースと上記プリント基板のグランド層とでシールドボックスを形成し、該シールドボックスで第２のモノポールアンテナエレメントを構成し、上記第１のモノポールアンテナエレメントと、上記第２のモノポールアンテナエレメントとによってダイポールアンテナを構成する。
【００１０】
この場合、上記プリント基板の、上記第１のモノポールアンテナエレメントが形成される部位の上記グランド層を除去する。
【００１１】
また、上記目的を達成するため、本発明の無線機用小形アンテナにおいては、送受信回路およびメアンダ形状の金属箔パターンからなるアンテナエレメントが形成されるプリント基板と、上記プリント基板を前記アンテナエレメントが形成される部位を除いて覆うシールドケースとを備え、上記シールドケースと上記プリント基板のグランド層とでシールドボックスを構成し、上記アンテナエレメントの一端を上記送受信回路に接続して給電点とし、上記アンテナエレメントの他端を上記プリント基板のグランド層に短絡することによりループアンテナを構成する。
【００１２】
この場合、上記アンテナエレメントの他端と上記プリント基板のグランド層とをコンデンサとコイルとの少なくとも一方を介して接続する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る無線機用小形アンテナの第１の実施の形態を示す図である。図において、（ａ）は無線機全体の外観図、（ｂ）は無線機用小形アンテナの詳細を示す拡大図である。一般に無線機のプリント基板１は、シールドケース２で覆われているが、本実施の形態においては、無線機用小形アンテナを取り付ける部分のシールドケース２に切欠き部３を設け、プリント基板１の切欠き部３に位置する部分に、金属箔パターンからなるアンテナエレメント４を形成した。アンテナエレメント４に所要の電気長を持たせるため、アンテナエレメント４の形状を図１の（ｂ）に示すようなメアンダ形状（連続折り返しパターン）にした。アンテナエレメント４の一端５を内部受信回路と接続して、この接続点を給電点とし、アンテナエレメント４の他端６は開放にして、第１のモノポールアンテナエレメントとした。
【００１４】
第２のモノポールアンテナエレメントとしては、実開昭５７−１９１１０３に記載されているような従来の金属箔アンテナに代えて、送受信回路部分のシールドケース２とプリント基板１の一つの層に形成されている面状のグランド層とにより形成されるシールドボックス７を、モノポールアンテナエレメントとして動作させる。図１の（ｃ）は、この状態を示す模式的図である。図に示すように、金属箔のアンテナエレメント４とシールドボックス７とにより、一種のダイポールアンテナが構成される。なお、図１の（ｃ）においては、ホイップアンテナ８は図示を省略した。
【００１５】
上記本願発明の無線機用小形アンテナの第１の実施の形態においては、従来技術における占有面積及び厚さが大である逆Ｆアンテナを用いないので、無線機の小形薄型化が可能となるという効果がある。また、逆Ｆアンテナのような専用の部品を用いないので、手作業による実装作業がなくなるので製造コストを低減することが可能となるという効果がある。
【００１６】
図２は、本発明に係る無線機用小形アンテナの第２の実施の形態を示す図である。無線機全体の外観は図１の（ａ）に示した第１の実施の形態の場合と同様である。金属箔のアンテナエレメント４を形成する部位のプリント基板１の一つの層に面状のグランド層が存在している場合には、この面状のグランド層は反射板として作用するので、アンテナエレメント４は１方向のみの電波を放射または受信するという特性を有することになる。このため、本実施の形態においては、金属箔のアンテナエレメント４を形成する部位のプリント基板１の面状のグランド層を取り除いた。図において、９は面状のグランド層を取り除いた箇所を示す。このようにすることにより、面状のグランド層が存在していた方向の電波を放射または受信可能とすることができるという効果がある。更に、面状のグランド層を取り除くことにより、障害物がなくなるため、アンテナ効率が向上し、第１の実施の形態に比し、高利得、広帯域な特性になるという効果がある。その他の効果は、第１の実施の形態と同様である。
【００１７】
図３は、本発明に係る無線機用小形アンテナの第３の実施の形態を示す図である。無線機全体の外観は図１の（ａ）に示した第１の実施の形態の場合と同様であるので、図にはアンテナエレメント４を形成する部位のみを示す。第１の実施の形態においては、アンテナエレメント４の一端５を内部受信回路と接続し、アンテナエレメント４の他端６は開放にしてモノポールアンテナエレメントを構成したが、本実施の形態においては、アンテナエレメント４の他端６をプリント基板１のグランドヘ短絡する事により、ループアンテナを構成した。このようにすることにより、アンテナエレメント４は主に励振器として、シールドボックス７は主に放射器として動作させることができる。本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の効果がある。
【００１８】
図４は、本発明に係る無線機用小形アンテナの第４の実施の形態を示す図である。本実施の形態は、第３の実施の形態と同様にループアンテナを構成するものであるが、本実施の形態においては、アンテナエレメント４の他端６とプリント基板１のグランドとの間をコンデンサとコイルとの少なくとも一方を介して接続することにより、アンテナエレメントの電気長を調整する。図には、アンテナエレメント４の他端６とプリント基板１のグランドとの間をコンデンサ１０を介して接続する場合を示したが、コンデンサに代えてコイルを用いてもよい。あるいは、コンデンサとコイルとを直列または並列に組み合わせて用いてもよい。このようにすることにより、集中定数の値の変更が可能となり、アンテナの入力インピーダンスの調整が可能となるという効果がある。その他の効果は、第１の実施の形態の効果と同様である。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る無線機用小形アンテナにおいては、シールドケースと、該シールドケース内に収容されたプリント基板とを含んでなる無線機に用いる無線機用小形アンテナにおいて、プリント基板上にメアンダ形状の金属箔パターンからなるアンテナエレメントを形成し、アンテナエレメントの一端を内部受信回路に接続して給電点とし、アンテナエレメントの他端は開放して、第１のモノポールアンテナエレメントを構成し、シールドケースとプリント基板内に形成された面状のグランド層とでシールドボックスを形成し、該シールドボックスで第２のモノポールアンテナエレメントを構成し、第１のモノポールアンテナエレメントと、第２のモノポールアンテナエレメントとによってダイポールアンテナを構成することにより、従来技術における占有面積及び厚さが大である逆Ｆアンテナを用いないので、無線機の小形薄型化が可能となるという効果がある。また、逆Ｆアンテナのような専用の部品を用いないので、手作業による実装作業がなくなり、製造コストを低減することが可能となるという効果がある。
【００２０】
また、プリント基板の、第１のモノポールアンテナエレメントを形成する部位の面状のグランド層を除去することにより、面状のグランド層が存在していた方向の電波を放射または受信可能とすることができるという効果がある。更に、面状のグランド層を取り除くことにより、アンテナ効率が向上し、高利得、広帯域な特性になるという効果がある。
【００２１】
また、アンテナエレメントの他端をプリント基板のグランドに短絡してループアンテナを構成することにより、アンテナエレメントは主に励振器として、シールドボックスは主に放射器として動作させることができるという効果がある。
【００２２】
また、アンテナエレメントの他端と上記プリント基板のグランドとをコンデンサとコイルとの少なくとも一方を介して接続してループアンテナを構成することにより、集中定数の値の変更が可能となり、アンテナの入力インピーダンスの調整が可能となるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る無線機用小形アンテナの第１の実施の形態を示す図である。
【図２】本発明に係る無線機用小形アンテナの第２の実施の形態を示す図である。
【図３】本発明に係る無線機用小形アンテナの第３の実施の形態を示す図である。
【図４】本発明に係る無線機用小形アンテナの第４の実施の形態を示す図である。
【図５】従来の端末機のダイバーシチアンテナの例を示す図である。
【図６】従来の金属箔アンテナの例を示す図である。
【符号の説明】
１…プリント基板
２…シールドケース
３…切欠き部
４…アンテナエレメント
５…アンテナエレメントの一端
６…アンテナエレメントの他端
７…シールドボックス
８…ホイップアンテナ
９…グランド層を取り除いた箇所
１０…コンデンサ
【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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