JP2003304171A

JP2003304171A - 通信機器

Info

Publication number: JP2003304171A
Application number: JP2002108707A
Authority: JP
Inventors: Shotaro Nishimura; 章太郎西村; Masahiro Ohara; 正廣大原; 直志 ▲高▼木; Naoshi Takagi
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-04-11
Filing date: 2002-04-11
Publication date: 2003-10-24

Abstract

(57)【要約】【課題】携帯電話を始めとするアンテナを備えた通信
機器に関し、搭載された回路基板の長手方向の全長が、
送受信する電波の波長の１／４λよりも短くても、広い
帯域で送受信可能な通信機器を提供することを目的とす
る。【解決手段】アンテナ３が装着された回路基板１２
は、高周波的に基板の長手方向に平行に結合する第１領
域１３と、それとは異なる方向に結合する第２領域１４
となり、第２領域１４に装着されたアンテナ３を含めて
第１および第２領域１３および１４の高周波的な有効長
さの総和を、送受信する電波の波長の１／４λに整合さ
せるようにしたため、広い帯域で送受信可能なものにで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話を始めと
するアンテナを備えた通信機器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、携帯電話に代表される通信機器の
普及が目覚しく、特に小型・薄型で軽量なものが好まれ
るようになってきた。

【０００３】そして、通信機器は、通常、電波を送受信
するためのアンテナを有し、このアンテナを含めて外形
の小さいものが好まれ、アンテナとしても機器筐体内に
収容状態で配設される内蔵タイプのものが普及してい
る。

【０００４】以下に、上記従来の内蔵タイプのアンテナ
を備えた通信機機としての携帯電話について、図面を用
いて説明する。

【０００５】図７は、従来の内蔵タイプのアンテナを備
えた通信機器としての携帯電話の分解斜視図、図８は、
同要部であるアンテナの装着状態を示す回路基板の下面
図である。

【０００６】同図において、１は、上ケース１Ａと下ケ
ース１Ｂが組み合わされて構成された携帯電話の筐体で
あり、この筐体１内には、回路基板２が位置決め収納さ
れている。

【０００７】この回路基板２としては、各種部品が上下
両面に搭載できる両面配線基板もしくは両面多層配線基
板が使用されており、通常、回路基板２のグランドライ
ン（図示せず）は、回路基板２全面に亘って配設されて
いる。

【０００８】そして、この回路基板２の下面側の上方位
置には、内蔵タイプのアンテナ３が装着されている。

【０００９】なお、回路基板２に装着された他の電子部
品や集積回路などについては、図示および説明を省略す
る。

【００１０】次に、上記のように回路基板２に装着され
たアンテナ３について、図９を用いて説明する。

【００１１】同図に示すように、このアンテナ３は、一
般的に逆Ｆアンテナと呼称されるものであり、略方形に
加工形成された導電金属板４が、略直方体に形成された
誘電性の絶縁樹脂からなる樹脂部５の上面に固定されて
構成されたものである。

【００１２】そして、導電金属板４の端部から一体に延
出形成された二つのアーム部が、下方に折り曲げ加工さ
れ、各々給電端子６、グランド端子７として形成されて
いる。

【００１３】このように構成された内蔵タイプのアンテ
ナ３は、上記給電端子６が、回路基板２の導電ライン
（図示せず）に、また、上記グランド端子７が、回路基
板２のグランドライン（図示せず）に接続されることに
よって、回路基板２の下面に電気的に接続されている。

【００１４】そして、アンテナ３を含めて各種電子部品
などが装着された回路基板２は、下側筐体１Ｂ内に収納
保持され、その上方を上側筐体１Ａにより覆われて筐体
１内に収納されている。

【００１５】なお、上側筐体１Ａには、表示部や操作部
分となるスイッチ群などが設けられているが、その説明
は省略する。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】近年、携帯機器の小型
化が進展していき、それに搭載された回路基板２の全長
が、送受信する電波の波長の１／４λより短いものも要
求されるようになってきた。

【００１７】しかしながら、電波の送受信時には、高周
波電流がアンテナ３のみならず回路基板２のグランドラ
インにも共振し、高周波的には、グランドラインは結合
してその長手方向の長さで電波の波長との整合がとられ
るため、回路基板２の全長が、送受信する電波の波長の
１／４λより短くなると、アンテナ３の送受信帯域が狭
くなるという課題があった。

【００１８】本発明は、このような従来の課題を解決す
るものであり、回路基板の長さが送受信する電波の波長
の１／４λより短くても、広い帯域で送受信可能な通信
機器を提供することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、以下の構成を有するものである。

【００２０】本発明の請求項１に記載の発明は、電波の
送受信用のアンテナと、このアンテナが装着されると共
に、上記アンテナを介して送受信する電波の波長の１／
４λよりも長手方向の全長が短い回路基板とを有する通
信機器であって、上記回路基板は、グランドラインが高
周波的に結合された状態で、有効長さの方向が異なる方
向に向く第１領域と第２領域とになり、この第２領域の
グランドラインは、その板厚内を含んで当該第２領域中
で上面視同一パターンで高周波的に結合され、装着され
た上記アンテナを含んで上記第１および第２領域の高周
波的な有効長さの総和が、上記電波の波長の１／４λと
整合している通信機器としたものであり、回路基板の第
２領域中のグランドラインは、高周波的には、第１領域
とは異なる方向の同一パターンで繋がり、装着されたア
ンテナを含んで第１領域との総和で、送受信する電波の
波長の１／４λと整合が取られたものであるため、回路
基板の長さが送受信する電波の波長の１／４λより短く
ても、広い帯域で送受信可能な通信機器にできるという
作用を有する。

【００２１】請求項２に記載の発明は、請求項１記載の
発明において、回路基板の第１領域に高周波的に接続さ
れた第２領域の一端側に対し、上記第２領域の他端を、
導電金属板が樹脂部に固定されて構成されたアンテナの
グランド端子に接続したものであり、アンテナのグラン
ド端子は、第２領域を介して第１領域に繋がるものとな
るため、グランド経路が最も効率良く長く取れるという
作用を有する。

【００２２】請求項３に記載の発明は、請求項２記載の
発明において、回路基板の第２領域中のグランドライン
をなくし、第１領域のみを有するものとすると共に、送
受信する電波の波長の１／４λと上記第１領域との差を
補填する高周波的なグランド長となるシールド部を有す
るシールド付同軸ケーブルを上記第２領域中に配置し、
上記シールド部の一端を上記第１領域のグランドライン
に高周波的に接続すると共に、上記シールド部の他端
を、上記第１領域に高周波的に接続されないよう、アン
テナのグランド端子に接続したものであり、この同軸ケ
ーブルのシールド部により送受信する電波の１／４λに
整合が取れて送受信する帯域が広帯域化できると共に、
アンテナへの入力インピーダンスも一定値になるため、
アンテナ側と送受信回路側とのインピーダンス整合がし
やすくなるという作用を有する。

【００２３】請求項４に記載の発明は、請求項２記載の
発明において、回路基板の第２領域中のグランドライン
がマイクロストリップ線路のグランド部で構成され、そ
のマイクロストリップ線路の導電部およびグランド部
が、アンテナの給電端子およびグランド端子に接続され
たものであり、このマイクロストリップ線路構造は、同
軸ケーブルと同様に入力インピーダンスが一定値にでき
るため、アンテナ側と送受信回路側とのインピーダンス
整合がしやすくなるという作用を有する。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図１〜図６を用いて説明する。

【００２５】なお、従来の技術の項で説明した構成と同
一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を省略
する。

【００２６】（実施の形態１）実施の形態１を用いて、
本発明の特に請求項１および２記載の発明について説明
する。

【００２７】図１は、本発明の第１の実施の形態による
通信機器としての携帯電話の分解斜視図、図２は同要部
である回路基板のグランドラインの高周波的な結合状態
を示す模式図である。

【００２８】同図において、１１は、上側筐体１１Ａと
下側筐体１１Ｂが組み合わされて構成された筐体で、そ
の筐体１１内には、回路基板１２が位置決め収納されて
いる。

【００２９】そして、この筐体１１は、長手方向が送受
信する電波の波長の１／４λの寸法よりも短い全長の略
直方体に構成されており、この筐体１１内に配された回
路基板１２も、上面視略長方形で長手方向の全長が送受
信する電波の波長の１／４λの寸法よりも短い両面多層
配線基板で構成されている。

【００３０】そして、上側筐体１１Ａには、表示部、各
種操作キーほかが配設されると共に、回路基板１２の上
下面の所定位置には、それらを作動させるための部品や
各種電子部品が装着されているが、図示および説明は省
略する。

【００３１】そして、回路基板１２の下面の上方位置に
は、樹脂部５に導電金属板４が固定された逆Ｆアンテナ
（以下、アンテナ３と記載する。）が装着されている。

【００３２】このアンテナ３は、従来によるものと同じ
であるため、その構成の説明は省略する。

【００３３】なお、アンテナ３は、回路基板１２に対し
て、短手方向の全域に亘るように装着されている。

【００３４】そして、この回路基板１２のグランドライ
ンは、図２に示すように、上記のアンテナ３が装着され
たスペースを除く部分は、回路基板１２の長手方向に平
行に高周波的に結合する配設状態に配されており、この
範囲が、高周波的な第１領域１３となる。

【００３５】これに対して、上記のアンテナ３が装着さ
れたスペース内のグランドラインは、回路基板１２の長
手方向と平行にならないように、その長手方向と異なる
方向で高周波的に結合するように配設されており、この
範囲が、高周波的な第２領域１４となる。

【００３６】この第２領域１４においては、高周波的に
は、回路基板１２の上下面およびその中間階層のグラン
ドラインが、回路基板１２の上面視で、全て基板の長手
方向に対して所定の傾斜角度の直線状同一パターンに結
合されるように構成され、第１領域１３の端部１３Ａ
は、第２領域１４の一端側１５と高周波的に接続されて
いる。

【００３７】そして、この第２領域１４の他端側１６
は、アンテナ３のグランド端子７に電気的に接続されて
いる。

【００３８】なお、アンテナ３の給電端子６は、第２領
域１４内に配された導電ライン（図示せず）に電気的に
接続され、この導電ラインを含んで第２領域１４は、上
記に説明したように高周波的に結合するものとなってい
る。

【００３９】そして、この第２領域１４の高周波的な有
効長さは、アンテナ３を介して送受信する電波の１／４
λに対し、アンテナ３を含んで上記第１および第２領域
１３および１４の高周波的な有効長さの総和が、整合す
るように調整されて設定されている。

【００４０】なお、上記の第２領域１４における高周波
的な有効長さ方向は、いかなる方向であってもよいし、
曲線状のものなどとしてもよい。

【００４１】本実施の形態による通信機器は、以上のよ
うにアンテナ３が装着された回路基板１２を搭載したも
のである。

【００４２】そして、本通信機器は、回路基板１２の長
手方向の長さが、送受信する電波の波長の１／４λより
も短いものではあるが、アンテナ３を介して電波を送受
信する時には、高周波的に接続された上記の第１領域１
３と第２領域１４とに分離し、アンテナ３を含んで上記
１／４λと整合が取れたものとなるため、広い帯域でア
ンテナ３を介して電波を送受信できるものとなる。

【００４３】また、上記構成であれば、第２領域１４の
他端側１６に接続されたアンテナ３のグランド端子７
は、高周波的には、回路基板１２の第２領域１４を介し
て第１領域１３に繋がるものとなるため、グランド経路
が最も効率良く長くできるので、送受信する電波の波長
の１／４λとの整合が取りやすくできる。

【００４４】なお、第２領域１４の設定位置は、アンテ
ナ３の装着スペース以外としてもよく、アンテナを含ん
で第１領域と第２領域との高周波的な有効長さの総和
が、送受信する電波の波長の１／４λと整合していれば
よい。

【００４５】（実施の形態２）実施の形態２を用いて、
本発明の特に請求項３記載の発明について説明する。

【００４６】図３は、本発明の第２の実施の形態による
通信機器としての携帯電話の要部である回路基板のグラ
ンドラインの高周波的な結合状態を示す模式図、図４
は、同要部であるアンテナの装着状態を示す概念図であ
る。

【００４７】本実施の形態によるものは、実施の形態１
のものに対し、回路基板２１の構成およびアンテナ３の
装着状態が異なっているものであり、実施の形態１の構
成と同一構成の部分の詳細な説明は省略する。

【００４８】通信機器の筐体１１内に収納された回路基
板２１は、図３に示すように、この下面の上方位置全域
に亘ってアンテナ３が装着されていると共に、長手方向
の全長が、送受信する電波の波長の１／４λよりも短い
ものとなっている。

【００４９】そして、この回路基板２１は、アンテナ３
が装着されているスペース内においては、その厚み内を
含めてグランドラインは配設されておらず、この領域が
第２領域２２となっている。

【００５０】なお、アンテナ３が装着されていない残部
は、実施の形態１によるものと同様に、回路基板２１の
第１領域２３となり、高周波的に回路基板２１の長手方
向に平行に結合するようにグランドライン（図示せず）
が配されている。

【００５１】そして、この回路基板２１の下面におい
て、第２領域２２内にはシールド付同軸ケーブル２４が
配されており、シールド付同軸ケーブル２４のシールド
部２５の一端は、回路基板２１下面に設けた第１領域２
３の端部２６（図３参照）に接続されていると共に、シ
ールド部２５の他端は、図４に示すように、アンテナ３
のグランド端子７に接続されている。

【００５２】なお、図４においては、アンテナ３を導電
金属板４のみに斜線を付けて記載したものとしている。

【００５３】また、シールド付同軸ケーブル２４の導体
部２６の一端は、上記第１領域２３の導電ライン（図示
せず）に接続されていると共に、他端はアンテナ３の給
電端子６に接続されている。

【００５４】そして、このシールド付同軸ケーブル２４
は、シールド部２５の長さが、装着された上記アンテナ
３を含んで送受信する電波の波長の１／４λと上記第１
領域２３との差を補填する高周波的なグランド長となる
ように設定されている。

【００５５】つまり、本実施の形態によるものは、上記
第１領域２３と、シールド付同軸ケーブル２４のシール
ド部２５と、アンテナ３との高周波的な有効長さの総和
が、送受信する電波の波長の１／４λと整合しているも
のとなっているため、実施の形態１によるものと同様に
送受信する帯域が広帯域化されたものとなる。

【００５６】なお、上記のシールド付同軸ケーブル２４
は、第２領域２２内で、回路基板２１の長手方向とは異
なる方向に向けた直線状や曲線状などに自在に設置し
て、高周波的な必要有効長を取ればよいが、アンテナ３
のグランド端子７に接続されるシールド部２５の他端な
どが、高周波的に第１領域２３に結合されないように配
することが肝要である。

【００５７】そして、本実施の形態によるものは、シー
ルド付同軸ケーブル２４にアンテナ３を電気的に接続す
るものであるため、アンテナ３に対する入力インピーダ
ンスが一定の値にでき、アンテナ側と送受信回路側との
インピーダンス整合がしやすくなるという効果も得られ
る。

【００５８】なお、実施の形態１に説明した回路基板１
２において、高周波的な第２領域１４の結合パターンに
合わせてシールド付同軸ケーブル２４を配設し、そのシ
ールド部２５および導体部２６をアンテナ３のグランド
端子７および給電端子６に電気的に接続しても良い。

【００５９】（実施の形態３）実施の形態３を用いて、
本発明の特に請求項４記載の発明について説明する。

【００６０】図５は、本発明の第３の実施の形態による
通信機器としての携帯電話の要部である回路基板のグラ
ンドラインの高周波的な結合状態を示す模式図、図６
は、同要部であるアンテナの装着状態を示す概念図であ
る。

【００６１】本実施の形態によるものは、実施の形態１
に説明したものと同様に、その要部である回路基板３１
として、長手方向の全長が、送受信する電波の波長の１
／４λよりも短いが、高周波的には、基板の長手方向に
平行に結合する第１領域３２と、その長手方向に対して
所定の傾斜状態の直線状に結合する第２領域３３となる
ものを有する。

【００６２】そして、この回路基板３１下面の第２領域
３３内にアンテナ３が装着されていること、またこのア
ンテナ３を含んで、第１領域３２と第２領域３３との高
周波的な有効長さが、送受信する電波の波長の１／４λ
に整合が取れていることは実施の形態１の場合と同じで
ある。

【００６３】そして、本実施の形態によるものの回路基
板３１の第２領域３３は、簡易的なマイクロストリップ
線路構造にて構成されたものとなっている。

【００６４】つまり、図５に示すように、回路基板３１
上面の第２領域３３内には、一端が第１領域３２の端部
３４に接続された上面グランドライン３５が、基板の長
手方向に対して所定の傾斜角度で斜めの直線状に伸びる
ように配設されている。

【００６５】そして、この上面グランドライン３５は、
回路基板３１上面において、他端側が、アンテナ３のグ
ランドおよび給電端子７および６が位置する部分まで設
けられており、上記グランド端子７は、基板の側部を介
して上面グランドライン３５に接続されている。

【００６６】そして、回路基板３１下面側の第２領域３
３内においては、上面グランドライン３５が対向面上に
設けられている範囲内に、導電ライン３６が配設され、
その端部はアンテナ３の給電端子６に接続されている。

【００６７】なお、この導電ライン３６の両端に、所定
の間隔を空けてグランドラインを設けてもよい。

【００６８】このように、本実施の形態による第２領域
３３には、基板を介して、導電ライン３６と、上面グラ
ンドライン３５が設置された、簡易的なマイクロストリ
ップ線路の構造になっているものである。

【００６９】本構成の回路基板３１であっても、高周波
域では、送受信する電波の波長の１／４λと整合が取れ
たものにできるため、上記の実施の形態１および２の場
合と同じで、広い帯域で送受信可能な通信機器にでき
る。

【００７０】また、第２領域３３のパターンを簡易的な
マイクロストリップ線路の構造にて構成したため、アン
テナ３への入力インピーダンスが一定値にしやすくな
り、アンテナ側と送受信回路側とのインピーダンス整合
がしやすくなるという効果も得られる。

【００７１】なお、上面グランドライン３５を基板の中
間層に設けるようにして同様の効果が期待できる。

【００７２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、回路基板
の長さが送受信する電波の波長の長さの１／４λより短
くても、アンテナを含む高周波的な有効長さの整合が取
れるものにできるため、広い帯域で送受信可能な通信機
器にできるという有利な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による通信機器とし
ての携帯電話の分解斜視図

【図２】同要部である回路基板のグランドラインの高周
波的な結合状態を示す模式図

【図３】本発明の第２の実施の形態による通信機器とし
ての携帯電話の要部である回路基板のグランドラインの
高周波的な結合状態を示す模式図

【図４】同要部であるアンテナの装着状態を示す概念図

【図５】本発明の第３の実施の形態による通信機器とし
ての携帯電話の要部である回路基板のグランドラインの
高周波的な結合状態を示す模式図

【図６】同要部であるアンテナの装着状態を示す概念図

【図７】従来の内蔵タイプのアンテナを備えた通信機器
としての携帯電話の分解斜視図

【図８】同要部であるアンテナの装着状態を示す回路基
板の下面図

【図９】同要部であるアンテナの外観斜視図

【符号の説明】

３アンテナ４導電金属板５樹脂部６給電端子７グランド端子１１筐体１１Ａ上側筐体１１Ｂ下側筐体１２，２１，３１回路基板１３，２３，３２第１領域１３Ａ，３４端部１４，２２，３３第２領域１５一端側１６他端側２４シールド付同軸ケーブル２５シールド部２６導体部３５上面グランドライン３６導電ライン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲高▼木直志大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 5J047 AA04 AB13 FD01 5K011 AA06 AA15 AA16 DA02 JA01 5K023 AA07 BB06 LL01 LL05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電波の送受信用のアンテナと、このアン
テナが装着されると共に、上記アンテナを介して送受信
する電波の波長の１／４λよりも長手方向の全長が短い
回路基板とを有する通信機器であって、上記回路基板
は、グランドラインが高周波的に結合された状態で、有
効長さの方向が異なる方向に向く第１領域と第２領域と
になり、この第２領域のグランドラインは、その板厚内
を含んで当該第２領域中で上面視同一パターンで高周波
的に結合され、装着された上記アンテナを含んで上記第
１および第２領域の高周波的な有効長さの総和が、上記
電波の波長の１／４λと整合している通信機器。
【請求項２】回路基板の第１領域に高周波的に接続さ
れた第２領域の一端側に対し、上記第２領域の他端を、
導電金属板が樹脂部に固定されて構成されたアンテナの
グランド端子に接続した請求項１記載の通信機器。
【請求項３】回路基板の第２領域中のグランドライン
をなくし、第１領域のみを有するものとすると共に、送
受信する電波の波長の１／４λと上記第１領域との差を
補填する高周波的なグランド長となるシールド部を有す
るシールド付同軸ケーブルを上記第２領域中に配置し、
上記シールド部の一端を上記第１領域のグランドライン
に高周波的に接続すると共に、上記シールド部の他端
を、上記第１領域に高周波的に接続されないよう、アン
テナのグランド端子に接続した請求項２記載の通信機
器。
【請求項４】回路基板の第２領域中のグランドライン
がマイクロストリップ線路のグランド部で構成され、そ
のマイクロストリップ線路の導電部およびグランド部
が、アンテナの給電端子およびグランド端子に接続され
た請求項２記載の通信機器。