(57)【要約】【課題】給電点が回路基板上の搭載位置である一辺の右側あるいは左側のいずれに配置されていても、これに搭載可能な小型アンテナとその実装方法およびアンテナ搭載装置を提供する。【解決手段】小型アンテナ１００は、略直方体形状の誘電体１１０とアンテナエレメント１２０と２本の給電用導体１２４、１２５と固定部１２６で構成されている。誘電体１１０の下面１１４側には、長手方向の全長にわたって所定幅の溝部１１５が形成されている。また、固定部１２６が配設されている誘電体１１０の側面１１１には、固定部１２６の周りが切除された切欠き部１１６が形成されている。切欠き部１１６は、溝部１１５の底部まで形成されており、回路基板が溝部１１５に挿入されたとき、回路基板に設けられた固定用金属部が切欠き部１１６から露出されるようにしている。 【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溝部を下面に設けた略直方体形状の誘電体と、
前記誘電体の対向する２つの側面のそれぞれに長手方向に配設された２つの長尺導体片からなるアンテナエレメントと、
前記２つの長尺導体片のそれぞれに接続されて前記誘電体の一方の端面から突出させた２本の給電用導体と、を備え、
前記２本の給電用導体を給電点の方向に向けて回路基板に実装したとき、前記２本の給電用導体のいずれか一方が前記給電点に接続可能となるように形成されている
ことを特徴とする小型アンテナ。
【請求項２】
前記誘電体の他方の端面側には、前記２つの側面のうちいずれか一方に前記溝部まで切断された切欠き部が設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の小型アンテナ。
【請求項３】
前記２つの長尺導体片は、前記誘電体の上面に設けられた連結部で連結されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の小型アンテナ。
【請求項４】
前記溝部は、前記誘電体の両端面側で深く、中間部では浅くなるように形成されている
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の小型アンテナ。
【請求項５】
前記切欠き部が形成されている位置の前記溝部は、前記切欠き部の形状に合わせて深さが決定されている
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の小型アンテナ。
【請求項６】
前記溝部は、前記誘電体の前記給電用導体が配設されている端面側では前記誘電体の上面まで貫通している
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の小型アンテナ。
【請求項７】
前記切欠き部を有する前記側面上に配置された前記長尺導体片は、前記給電用導体と反対側の端部に略垂直方向に接続された固定部を備えている
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の小型アンテナ。
【請求項８】
溝部を下面に設けた略直方体形状の誘電体と、前記誘電体の対向する２つの側面のそれぞれに長手方向に配設された２つの長尺導体片からなるアンテナエレメントと、前記２つの長尺導体片のそれぞれに接続されて前記誘電体の一方の端面から突出させた２本の給電用導体と、前記２つの長尺導体片のいずれか一方に略垂直方向に接続されて前記誘電体の他方の端面側に設けられた固定部とを備えた小型アンテナを、一辺の右側または左側に給電点を備えた回路基板に実装するための小型アンテナの実装方法であって、
前記溝部を前記回路基板の一辺に嵌合させたときに、前記２本の給電用導体のいずれか一方と電気的に接続可能な位置に前記給電点を配置し、
前記溝部を前記回路基板の一辺に嵌合させ、
前記給電点と電気的に接続している前記給電用導体を前記給電点に半田接続し、
前記固定部を前記回路基板上に設けられた固定用金属部に半田接続する
ことを特徴とする小型アンテナの実装方法。
【請求項９】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の小型アンテナと、
前記小型アンテナの前記溝部に嵌合させるアンテナ搭載部を有する回路基板と、を備え、
前記回路基板は、前記アンテナ搭載部の両端に近い領域には回路部品を搭載しないように構成されている
ことを特徴とするアンテナ搭載装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話等に用いられる小型アンテナとその実装方法およびアンテナ搭載装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話等の携帯用通信機器に用いられるアンテナとして、小型、高利得、低コスト、かつ実装容易なアンテナが強く求められている。小型化や高利得を図ったアンテナはこれまでにも多く知られている。
【０００３】
従来の小型アンテナの一例を図５に示す。図５は、特許文献１に記載の小型アンテナを示す斜視図である。小型アンテナ９００は、内壁に放射導体膜が形成されたスルーホール９０２が誘電体基板９０１に形成されており、スルーホール９０２内壁の放射導体膜が放射導体として動作する。誘電体基板９０１の手前側側面には給電導体膜９０３が形成されており、これがスルーホール９０２内壁の放射導体膜と電気的に接続されている。
【０００４】
このように構成された小型アンテナ９００は、回路基板９０４の面上に直接実装される。回路基板９０４の面上には給電用導体配線９０５が形成されており、小型アンテナ９００が回路基板９０４に実装されると、小型アンテナ９００の給電導体膜９０３と給電用導体配線９０５とが電気的に接続されて給電される構造となっている。
【０００５】
一般に、アンテナが搭載される回路基板には送受信回路等が形成されており、アンテナを搭載する場所やアンテナと電気的に接続するための給電点などの位置も、回路基板を設計する段階で事前に決定されている。特許文献１では、小型アンテナ９００を搭載する位置が回路基板９０４の端部近傍に事前に決定されており、小型アンテナ９００に給電するための給電用導体配線９０５の位置も事前に決定されている。従って、小型アンテナ９００は、回路基板９０４上の所定の位置に搭載可能な大きさでかつ給電用導体配線９０５と接続可能に形成されている必要がある。
【０００６】
また、設置スペースが限られている中で、アンテナを搭載する場所や給電点の位置等を検討した場合、給電点は基板の両端のいずれかに配置されることが一般的である。例えば、回路基板の一辺にアンテナを実装するための切欠き部が形成され、切欠き部の左側あるいは右側に給電点が形成されたものが知られている。このような回路基板では、アンテナを回路基板上に直接搭載するのではなく、切欠き部の位置にアンテナを配置し、切欠き部横に形成された給電点にアンテナの給電部を電気的に接続して用いている。
【特許文献１】特開平７−２２１５３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
設置されるスペースが限られているアンテナへの給電点は、その効率配置の面から回路基板の一辺の両端のいずれか一方となる２種類のものが存在する。例えば、切欠き部の位置に対し、その左側に給電点を配置した回路基板と、その右側に給電点を配置した回路基板の２種類のものが存在する。そのため、アンテナもそれぞれに対応した２種類のものを提供する必要があった。
【０００８】
このように左右対称な２種類のアンテナを製造することは、コスト高となるだけでなく、それぞれを間違いなく提供できるように管理するのが複雑になるといった問題があった。また、回路基板のアンテナを配置する切欠き部の周辺に、グランドや別の導体あるいは誘電体等が任意に配置されていると、回路基板によってアンテナ特性が変化してしまうといった問題もある。
【０００９】
そこで、本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、給電点が回路基板上の搭載位置である一辺の両端のいずれか一方の近傍に配置されていても、これに搭載可能な小型アンテナとその実装方法およびアンテナ搭載装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の小型アンテナの第１の態様は、溝部を下面に設けた略直方体形状の誘電体と、前記誘電体の対向する２つの側面のそれぞれに長手方向に配設された２つの長尺導体片からなるアンテナエレメントと、前記２つの長尺導体片のそれぞれに接続されて前記誘電体の一方の端面から突出させた２本の給電用導体と、を備え、前記２本の給電用導体を給電点の方向に向けて回路基板に実装したとき、前記２本の給電用導体のいずれか一方が前記給電点に接続可能となるように形成されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の小型アンテナの他の態様は、前記誘電体の他方の端面側には、前記２つの側面のうちいずれか一方に前記溝部まで切断された切欠き部が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の小型アンテナの他の態様は、前記２つの長尺導体片は、前記誘電体の上面に設けられた連結部で連結されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の小型アンテナの他の態様は、前記溝部は、前記誘電体の両端面側で深く、中間部では浅くなるように形成されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明の小型アンテナの他の態様は、前記切欠き部が形成されている位置の前記溝部は、前記切欠き部の形状に合わせて深さが決定されていることを特徴とする。
【００１５】
本発明の小型アンテナの他の態様は、前記溝部は、前記誘電体の前記給電用導体が配設されている端面側では前記誘電体の上面まで貫通していることを特徴とする。
【００１６】
本発明の小型アンテナの他の態様は、前記切欠き部を有する前記側面上に配置された前記長尺導体片は、前記給電用導体と反対側の端部に略垂直方向に接続された固定部を備えていることを特徴とする。
【００１７】
本発明の小型アンテナの実装方法の第１の態様は、溝部を下面に設けた略直方体形状の誘電体と、前記誘電体の対向する２つの側面のそれぞれに長手方向に配設された２つの長尺導体片からなるアンテナエレメントと、前記２つの長尺導体片のそれぞれに接続されて前記誘電体の一方の端面から突出させた２本の給電用導体と、前記２つの長尺導体片のいずれか一方に略垂直方向に接続されて前記誘電体の他方の端面側に設けられた固定部とを備えた小型アンテナを、一辺の右側または左側に給電点を備えた回路基板に実装するための小型アンテナの実装方法であって、前記給電用導体の突出方向が前記給電点の設置側に一致するように前記小型アンテナの向きを決定し、前記溝部を前記回路基板の一辺に嵌合させ、前記２本の給電用導体のいずれか一方と前記給電点とを半田接続し、前記固定部を前記回路基板上に設けられた固定用金属部に半田接続することを特徴とする。
【００１８】
本発明のアンテナ搭載装置の第１の態様は、第１の態様乃至第７の態様のいずれか一つの小型アンテナと、前記小型アンテナの前記溝部に嵌合させるアンテナ搭載部を有する回路基板と、を備え、前記回路基板は、前記アンテナ搭載部の両端に近い領域には回路部品を搭載しないように構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、アンテナの搭載場所である回路基板の切欠き部の右側あるいは左側のいずれに給電点が配置されていても、これに搭載可能な小型アンテナとその実装方法およびアンテナ搭載装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の好ましい実施の形態における小型アンテナおよびその実装方法について、図面を参照して詳細に説明する。なお、同一機能を有する各構成部については、図示及び説明簡略化のため、同一符号を付して示す。
【００２１】
本発明の第１の実施の形態に係る小型アンテナを図１に示す。図１（ａ）は、本実施形態に係る小型アンテナ１００の斜視図を示しており、図１（ｂ）、（ｃ）は小型アンテナ１００の２つの側面を示す側面図であり、図１（ｄ）は小型アンテナ１００の下面図である。
【００２２】
小型アンテナ１００は、略直方体形状の誘電体１１０とアンテナエレメント１２０と２本の給電用導体１２４、１２５と固定部１２６で構成されている。アンテナエレメント１２０は、誘電体１１０の対向する２つの側面１１１、１１２のそれぞれの面上で長手方向に配設された２つの長尺導体片１２１、１２２と、誘電体１１０の上面１１３に配設されて長尺導体片１２１と１２２とを接続する連結部１２３とで構成されている。
【００２３】
２つの長尺導体片１２１、１２２には、それぞれの一方の端部に給電用導体１２４、１２５が接続されており、誘電体１１０に対し対称となる位置に配置されている。誘電体１１０の側面１１１に配設された長尺導体片１２１の他方の端部には、長尺導体片１２１に対し略垂直となる方向に固定部１２６が接続されている。これに対し、側面１１２に配設された長尺導体片１２２の他方の端部は、９０度に折り曲げられて屈曲部１２２ａが形成されている。
【００２４】
誘電体１１０の下面１１４側には、長手方向の全長にわたって所定幅の溝部１１５が形成されている。溝部１１５は、小型アンテナ１００を回路基板の一辺に嵌合させるのに用いるものであり、溝部１１５の幅は回路基板の厚さに基づいて決定されている。また、溝部１１５の深さは、回路基板上の小型アンテナ１００の搭載場所（アンテナ搭載部）に形成されている基板切欠き部およびその両側の突出部の形状に合わせて決定されている。具体的には、破線１１７より下面１１４側に溝部１１５が形成されている。
【００２５】
固定部１２６が配設されている誘電体１１０の側面１１１には、固定部１２６の周りが切除された切欠き部１１６が形成されている。切欠き部１１６は、溝部１１５の底部まで形成されており、回路基板が溝部１１５に挿入されたとき、回路基板に設けられた固定用金属部が切欠き部１１６から露出されるようにしている。
【００２６】
本実施形態の固定アンテナ１００を上記のような構成とすることにより、給電点が固定アンテナ１００を実装する回路基板の一辺の両端のいずれか一方の近傍に位置していても小型アンテナ１００を容易に実装することができる。
【００２７】
次に、本発明の小型アンテナの実装方法の実施形態について、図２を用いて以下に説明する。図２は、図１に示した小型アンテナ１００を所定の回路基板に実装する方法を説明するための平面図である。
【００２８】
小型アンテナ１００を実装可能に形成された回路基板の一例を図３に示す。小型アンテナ１００を実装できる回路基板には、図３に示す２種類の形状のものがある。図３（ａ）に示す回路基板２１０は、基板切欠き部２１１と突出部２１２、２１３が一辺に形成されており、右側突出部２１２に給電点２１４が設けられ、左側突出部２１３には固定用金属部２１５が設けられている。
【００２９】
これに対し図３（ｂ）に示す回路基板２２０は、基板切欠き部２２１の左側突出部２２３に給電点２２４が設けられ、右側突出部２２２には固定用金属部２２５が設けられている。すなわち、回路基板２２０は、回路基板２１０の左右を反転させたものとなっている。但し、固定用金属部２２５は、給電点２２４が配置されている面とは反対の面に設けられている。
【００３０】
図２（ａ）は、図３（ａ）に示した回路基板２１０に小型アンテナ１００を実装した実施例を示しており、図２（ｂ）は、図３（ｂ）に示した回路基板２２０に小型アンテナ１００を実装した別の実施例を示している。本実施形態の小型アンテナ１００は、給電点２１４が右側突出部２１２に設けられた回路基板２１０と、給電点２２４が左側突出部２２３に設けられた回路基板２２０のいずれにも実装可能に形成されている。
【００３１】
本実施形態の小型アンテナ１００の実装方法を、図２（ａ)を用いて説明する。まず、給電用導体１２４、１２５が右側突出部２１２側に、固定部１２６が左側突出部２１３側に来るように小型アンテナ１００の向きを決定し、これを回路基板２１０の基板切欠き部２１１の位置に配置する。次に、小型アンテナ１００を図面上方から下方に移動させて溝部１１５に基板切欠き部２１１の下辺を挿入させる。溝部１１５の幅は、回路基板２１０が挿入可能となるようにその厚さにほぼ等しく形成している。
【００３２】
また、溝部１１５は、図１に示すように、回路基板２１０の基板切欠き部２１１、および突出部２１２、２１３の形状に合わせて深さが異なる３つの領域１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃに分かれている。すなわち、溝部１１５の中央部である領域１１５ａは、基板切欠き部を挿入するため浅く形成されており、突出部２１２、２１３を挿入する左右の領域１１５ｂ、１１５ｃは深く形成されている。
【００３３】
特に、固定用金属部２１５が設けられている左側突出部２１３を挿入する左側の領域１１５ｃは、左側突出部２１３の全体を挿入できるだけの深さと幅で形成されている。これにより、左側突出部２１３が左側の領域１１５ｃに挿入されたとき、小型アンテナ１００の左側端部と回路基板２１０の左辺とが一致する。小型アンテナ１００には、固定部１２６の位置に切欠き部１１６が形成されていることから、溝部１１５の左側の領域１１５ｃに左側突出部２１３が挿入されると、固定部１２６の下に固定用金属部２１５が露出されて接続可能となる。
【００３４】
また、給電点２１４が設けられている右側突出部２１２を挿入する右側の領域１１５ｂは、右側突出部２１２の一部だけ挿入できる幅を有している。そして、誘電体１１０の上面１１３の右側端部は、側面１１１、１１２より短くなるように上面切欠き部１１３ａが形成されている。右側突出部２１２を溝部１１５の右側領域１１５ｂに挿入したとき、右側突出部２１２の先端が上面切欠き部１１３ａに達し、上面１１３と右側突出部２１２の先端面とが一致するように形成されている。このように、溝部１１５の深さおよび幅を領域１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃ毎に変えることで、小型アンテナ１００を回路基板２１０に挿入する時にその位置決めを確実に行えるようにしている。それとともに、小型アンテナ１００を安定した状態で回路基板２１０に嵌合させることが可能となる。
【００３５】
上記のように、溝部１１５に基板切欠き部２１１の下辺を挿入して小型アンテナ１００を回路基板２１０に嵌合させたとき、給電用導体１２４が給電点２１４の上部に配置されるようにそれぞれの設置位置が決定されている。それと同時に、固定部１２６も固定用金属部２１５の上部に配置されるようにそれぞれの設置位置が決定されている。給電用導体１２４と給電点２１４とを半田接続し、固定部１２６と固定用金属部２１５とを半田接続することで、小型アンテナ１００を回路基板２１０に強固に固定することができる。
【００３６】
同様にして、小型アンテナ１００を回路基板２２０に実装することもできる。この場合には、給電用導体１２４、１２５が左側突出部２２３側に、固定部１２６が右側突出部２２２側に来るように小型アンテナ１００の向きを決定し、これを回路基板２２０の基板切欠き部２２１の位置に配置する。以下は、回路基板２１０に実装する場合と同様に、溝部１１５に基板切欠き部２２１の下辺を挿入して嵌合させた後、給電用導体１２４と給電点２２４とを半田接続し、固定部１２６と固定用金属部２２５とを半田接続して固定する。但し、小型アンテナ１００の固定部１２６は図面上の裏側に来るが、固定用金属部２２５も回路基板２２０の裏面に設けられており、回路基板２２０の裏面で固定部１２６と固定用金属部２２５とを半田接続する。
【００３７】
上記のように、本実施形態の小型アンテナ１００は、図３に示す左右対称な２種類の回路基板２１０、２２０のいずれにも実装することが可能となっている。また、小型アンテナ１００は、２つの長尺導体片１２１、１２２のいずれが回路基板の表側（給電点がある面側）に来ても、実質的に同等のアンテナ特性が得られる。従って、回路基板２１０と２２０のいずれにも同じ条件で小型アンテナ１００を実装することができる。
【００３８】
小型アンテナ１００を基板切欠き部２１１または２２１に実装した場合、アンテナの近傍に回路部品やグランド、あるいは誘電体等が配置されていると、小型アンテナ１００がその影響を受けてアンテナ特性が変わるおそれがある。小型アンテナ１００が回路基板２１０に実装された場合と回路基板２２０に実装された場合とで、そのアンテナ特性にほとんど差が生じないのが望ましい。
【００３９】
そこで、アンテナの近傍に回路部品等を配置する場合には、アンテナ１００の長手方向のほぼ中央に相当する回路基板２１０上の領域または回路基板２２０上の領域に配置させるのがよい。これにより、アンテナ１００を回路基板２１０に実装したときと回路基板２２０に実装したときとで、近傍の回路部品等から受ける影響がほぼ等しくなり、両者でアンテナ特性が変わることはなくなる。
【００４０】
回路基板２１０上の小型アンテナ１００に近接する３つの領域に誘電体、導体およびグランドを配置したときのアンテナ利得の変化の一例を図４に示す。回路基板２１０上の小型アンテナ１００に近接する３つの領域として、図２（ａ）に示す領域Ａ、Ｂ、Ｃを対象とする。図４において、（ａ）は所定の誘電体を、（ｂ）は所定の導体（金属）を、（ｃ）はグランドを、それぞれ領域Ａ、Ｂ、Ｃに配置したときの利得の変化を示している。符号１０、２０、３０は、それぞれ領域Ａ、Ｂ、Ｃに配置したときの利得を示している。同図より、誘電体、導体、グランドのいずれであっても、領域Ａ、Ｂ、Ｃのどこに配置するかによってアンテナ特性（利得）が大きな影響を受けることがわかる。
【００４１】
そこで、本実施形態の小型アンテナ装置１００を搭載する回路基板２１０、２２０において、誘電体、導体、グランドのいずれかをアンテナの近傍に配置する場合には、中間に位置する領域Ｂのみに配置させるようにするのがよい。これにより、小型アンテナ１００を回路基板２１０に搭載したときと回路基板２２０に搭載したときとでほぼ同等のアンテナ特性が得られるようにすることができる。
【００４２】
なお、本実施の形態における記述は、本発明に係る小型アンテナ、小型アンテナの実装方法およびアンテナ搭載装置の一例を示すものであり、これに限定されるものではない。本実施の形態における小型アンテナ、小型アンテナの実装方法およびアンテナ搭載装置の細部構成及び詳細な動作等に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る小型アンテナの斜視図、側面図および下面図である。
【図２】第１の実施形態の小型アンテナを回路基板に実装した状態を示す平面図である。
【図３】小型アンテナを実装可能な回路基板を示す平面図である。
【図４】誘電体、導体およびグランドによるアンテナ利得への影響の一例を示す図である。
【図５】従来の小型アンテナを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４４】
１００    小型アンテナ
１１０    誘電体
１１１、１１２    側面
１１３    上面
１１３ａ    上面切欠き部
１１４    下面
１１５    溝部
１１６    切欠き部
１２０    アンテナエレメント
１２１、１２２    長尺導体片
１２３    連結部
１２４、１２５    給電用導体
１２６    固定部
２１０、２２０    回路基板
２１１、２２１    基板切欠き部
２１２、２２２    右側突出部
２１３、２２３    左側突出部
２１４、２２４    給電点
２１５、２２５    固定用金属部    
９００    小型アンテナ
９０１    誘電体基板
９０２    スルーホール
９０３    給電導体膜
９０４    回路基板
９０５    給電用導体配線
【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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