JP2004289578A - モバイルアンテナ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、ノート型パーソナルコンピュータや携帯電話，ＰＤＡ等の電子機器に使用されるモバイルアンテナに関し、小型薄型化に対応したＦＰＣ仕様にすると共に、接続ケーブルを長くしてアンテナ特性を維持して電子機器に配設できるようにすることが課題である。
【解決手段】電波共振部を有するアンテナ部２と、該アンテナ部を携帯機器本体側のコネクタに接続する接続ケーブル３とが、可撓性印刷回路基板で一体に形成され、前記接続ケーブル３がシールド部材の貼着によってインピーダンス整合されたシールド構造にされているモバイルアンテナ１とすることである。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノート型パーソナルコンピュータ（ＰＣ）や携帯電話，ＰＤＡ等の電子機器に使用されるモバイルアンテナに係り、詳しくは、携帯電話等による受信発信、無線ＬＡＮやブルートゥースによるネットワークや周辺電子機器との接続に使用されるモバイルアンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来において、ノート型ＰＣや携帯電話は、情報の受信発信のためにアンテナが必須であるが、最近の小型化・軽量化及び液晶による表示画面の大型化の要望のために、アンテナ設置スペースが益々狭くなっている。
【０００３】
前記アンテナは、従来、ホイップ部を有するロッド式の、情報端末の外側に設置する外部アンテナが一般的であったが、近年は、内蔵型のアンテナが普及している。この内蔵型アンテナは、外部ロッドが邪魔になったり破損したりする不都合がある他に、機器のデザイン上の優位性を得るため、更には、電波が引き起こす電磁波脳障害、いわゆるＳＡＲ（比吸収率）の低減を図ることが主な理由である。
【０００４】
前記内蔵型アンテナとして、図１１に示すように、金属薄板を打ち抜いて電波共振部２１とグラウンド部２２と、この両部を接続する導体接続部２３とを形成し、前記電波共振部２１に同軸ケーブル２４の芯線２４ａを給電点２５で半田付け等により接続し、前記同軸ケーブル２４のシールド網線２４ｂを半田付けによりグラウンド部２２の所要の箇所２６に接続する。前記同軸ケーブル２４の一端部は、機器本体のプリント基板上の制御部にコネクタ等を介して接続されるものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００３−０３７４３１号公報（第１頁乃至第５頁、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記内蔵型アンテナにおいては、アンテナ部分と制御部とを接続する接続ケーブルが、電波ノイズ対策や信号減衰対策上で有利な同軸ケーブルを一般的に使用しているが、例えば、二つ折りタイプの携帯電話やノート型ＰＣにおいて益々小型化・薄型化されているものに適応させる場合には、二つ折りさせるヒンジ部を挿通させるのが次第に困難となり、更に、液晶表示部の大型化により機器ケースとの間のスペースが狭小化して、スペースが許容されない部分では、太径の同軸ケーブルで薄型化に対応できない場合がある。また、液晶表示部側にアンテナ部を設ける場合に、制御部への接続距離が長くなり、同軸ケーブルを使用しない場合には電磁波障害対策が不十分となるとともに、信号の受発信の信頼性も損なわれることになる。本発明に係るモバイルアンテナはこのような課題を解決するために提案されたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係るモバイルアンテナの要旨は、電波共振部を有するアンテナ部と、該アンテナ部を携帯機器本体側のコネクタに接続する接続ケーブルとが、可撓性印刷回路基板で一体に形成され、前記接続ケーブルがその長手方向の略全長に亘りシールド部材の貼着によってインピーダンス整合されたシールド構造にされていることである。
【０００８】
また、前記接続ケーブルの長手方向においてその一部がシールド部材の貼着によってシールド構造にされるとともに、同長手方向の残部がシールド部材を貼着しないでインピーダンス整合されたコプレナ構造であることである。
【０００９】
更に、前記シールド部材が、絶縁層と金属層と導電性接着剤層との順に積層した３層構造、または、絶縁層と絶縁性接着剤層と金属層と導電性接着剤層との順に積層した４層構造で成り、前記金属層が金属メッキ，蒸着，電解箔，圧延箔，若しくはペーストで形成されたフィルム体であること、；
前記金属層が、Ｃｕ，Ｃｕ合金，Ａｇ，Ａｌからなること、；
前記絶縁層が、ポリイミド，ポリエチレンテレフタレート，ポリフェニレンスルフィド，ウレタン，ポリエーテルサルホン，ポリエチレンナフタレート，若しくはアラミドのいずれか一つの合成樹脂から成ること、；
前記接続ケーブルの端末に表面実装型同軸用コネクタを設けたこと、；
前記アンテナ部がグラウンド部から略垂直に起立する部分において、アンテナ部のグラウンド部分と前記グラウンド部とを電気的に接続する着脱自在なコネクタが設けられていること、；
を含むものである。
【００１０】
本発明に係るモバイルアンテナによれば、平板状の可撓性印刷回路基板（以下、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）という）により、アンテナ部と接続部とが形成されて、薄型化・軽量化された電子機器に適応し、接続部の可撓性によって狭小スペースに配設できるようになり、更に、前記接続部の一部にコプレナ構造を有する接続部とすることで、可撓性がより一層発揮されることになって、例えば、二つ折りタイプの携帯電話，ノート型ＰＣ等におけるヒンジ部に巻き付けて配設することが容易となる。
【００１１】
また、前記接続部がインピーダンス整合されることで、例えば、二つ折り型携帯電話の液晶表示部側にアンテナ部を配設して、本体側の制御部へ長距離の接続が可能となる。更に、シールド部材の金属層，絶縁層，導電性接着剤層等の材質を選択することで、電磁波の漏れが少なく電磁波障害を低減させる。
【００１２】
前記アンテナ部がグラウンド部から略垂直に起立する部分において、アンテナ部のグラウンド部分と前記地板のグラウンド部とを電気的に接続する着脱自在なコネクタが設けられることで、半田付けの習熟度によるインピーダンス整合への影響を排除し、取付作業が容易となり、アンテナ交換作業も容易になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係るモバイルアンテナについて、図面を参照して説明する。なお、発明の理解を容易にするため、従来例に対応する部分には従来例と同一の符号を付けて説明する。
【００１４】
前記モバイルアンテナ１は、図１（Ａ）に示すように、電波共振部を有する逆Ｆ型アンテナのアンテナ部２と、該アンテナ部２を携帯機器本体側のコネクタに接続する接続ケーブル３とがあり、これをＦＰＣ（可撓性印刷回路基板）で一体に形成されている。前記接続ケーブル３の長手方向の、起立部分を除き、略全長に亘り、シールド部材でインピーダンス整合されてシールドされている。
【００１５】
また、他の実施例として、図１（Ｂ）に示すように、接続ケーブル３のシールド構造が途中で変化するモバイルアンテナ１ａも、電波共振部を有する逆Ｆ型アンテナのアンテナ部２と、該アンテナ部２を携帯機器本体側のコネクタに接続する接続ケーブル３とがあり、これをＦＰＣ（可撓性印刷回路基板）で一体に形成されている。図１（Ｃ）には、前記モバイルアンテナ１ａにおける銅箔による金属部の形状を示している。なお、図１（Ａ），（Ｂ）では、シールド部材は省略して記載されている。
【００１６】
前記アンテナ部２が、地板であるグラウンド部５から略垂直に起立させて空間部を有するようにした起立部分４において、図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、アンテナ部２と前記グラウンド部５とを電気的に接続する一例として、着脱自在なコネクタ（中心コンタクト無し）６が設けられている。
【００１７】
前記接続ケーブル３の長手方向において、その略全長に亘りインピーダンス整合されたシールド構造にしてある（以下、これをノーマルタイプという）。また、図３に示すように、その一部が、例えば、全長約１５０ｍｍにうち、略半分の７５ｍｍで、起立部分４の下部から後方に向けてシールドしてある（以下、これを変換タイプという）。
【００１８】
図４（Ａ）に示すように、このシールド部材７は、接続ケーブル３のシールド貼着範囲において、絶縁性のカバーレイ８とベース材１０とによって構成されるＦＰＣに、その上下面に導電性接着剤７ａで貼着されるものである。
【００１９】
前記シールド部材７は、前記ＦＰＣに貼着され屈曲されるので、十分な屈曲性が要求される。該シールド部材７は、図４（Ｂ）に示すように、絶縁層７ｂと絶縁性接着剤層７ｃと金属層７ｄと導電性接着剤層７ａとの順に積層した４層構造で成るフィルムテープであり、または、同図（Ｃ）に示すように、絶縁層７ｂと金属層７ｄと導電性接着剤層７ａとの順に積層した３層構造で成るフィルムテープである。
【００２０】
前記金属層７ｄが金属メッキ，蒸着，電解箔，圧延箔，若しくはペーストで形成され、更に、その金属層が、Ｃｕ（銅），Ｃｕ合金，Ａｇ（銀），Ａｌ（アルミニウム）からなり、その膜厚さが約０．１μｍ〜５０μｍである。
【００２１】
また、前記絶縁層７ｂが、ポリイミド（ＰＩ），ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ），ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ），ウレタン，ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ），ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ），若しくはアラミドのいずれか一つの合成樹脂から成り、その膜厚が５μｍ〜３０μｍである。
【００２２】
前記導電性接着剤層７ａは、例えば、接着剤の内部にＡｇ，Ｃｕ合金、Ｎｉ（ニッケル）メッキされたＣｕ合金、若しくは、ＡｇメッキされたＣｕ合金からなる金属フィラーを持ち、膜厚が５μｍ〜４０μｍである。
【００２３】
また、前記カバーレイ８は、図４（Ｄ）に示すように、絶縁層８ａと絶縁性接着剤層８ｂとからなる。前記ベース材１０は、図４（Ｅ）に示すように、絶縁層１０ａと、接着剤層１０ｂと、金属層１０ｃとからなるもの、若しくは図４（Ｆ）に示すように、絶縁層１０ａと金属層１０ｃとからなるものがある。
【００２４】
前記シールド部材７により、図５乃至図６に示すように、カバーレイ８が接続ケーブル３における長手方向に沿った両側のグラウンド部２ｂを露出させるように一部を切り欠かれた露出部分１２において、上側のシールド部材７と前記グラウンド部２ｂとが導電性接着剤７ａを介して導通し、また、上下のシールド部材７，７がその短手方向の両端部で接着されて導通される。
【００２５】
よって、前記グラウンド部２ｂで両脇を挟まれた中央部の信号・伝送路２ｃは、カバーレイ８とベース材１０とで絶縁されると共に、前記グラウンド部２ｂと上下のシールド部材７，７とによって周囲をシールドされて、同軸仕様となるものである。
【００２６】
前記変換タイプのモバイルアンテナ１ａにおける、接続ケーブル３の長手方向の残りの略半分は、図３と図７とに示すように、シールド部材７を貼着しないで、前記信号・伝送路２ｃよりも幅を太くした信号・伝送路２ｄとするとともに、インピーダンス整合されたコプレナ構造である。
【００２７】
前記信号・伝送路を太くする途中の範囲ａは、インピーダンス整合により、シールド部材７を貼着する範囲を調整する調整範囲となる。シールド構造とコプレナ構造との断面図を図８乃至図９に示す。このように、変換タイプのモバイルアンテナ１ａは、接続ケーブル３において、信号・伝送路２ｃが途中から太い信号・伝送路２ｄに形成され、コプレナ構造とされている。
【００２８】
更に、モバイルアンテナ１，１ａにおける前記接続ケーブル３の端末には、図１０（Ｂ）に示すように、着脱自在な表面実装型の同軸用コネクタ（前記コネクタ６と同様で、中心コンタクト有り）１２を設けてある。この中心コンタクトにより信号・伝送路２ｃ，２ｄと機器本体側の信号・伝送路（図示せず）とが、コネクタ接続用パッド２ｅを通して電気的に接続される。また、コネクタ外周部の接続により、グラウンド部２ｂが機器本体側のグラウンド部に接地される。
【００２９】
本発明のノーマルタイプ又は変換タイプのモバイルアンテナ１，１ａは以上のような構成であり、これを例えば、二つ折り型の携帯電話に使用すると、アンテナ部２と接続ケーブル３とがＦＰＣにより薄型で一体化されたので狭小スペースに配設できるようになる。具体的には、前記携帯電話の框体ケースのヒンジ部分が薄型化されても、シールド構造の接続部がＦＰＣ化されて配設が可能となり、更に、その接続部の一部においてコプレナ構造を有する変換タイプでは可撓性がより高度に発揮されて、α巻き若しくはクランク等で配設することが容易となる。
【００３０】
また、フラットケーブルとした前記接続ケーブル３を、インピーダンス整合させた同軸構造のシールド構造にしたので、液晶表示部等からの外部ノイズの影響を防止し、電磁波障害を低減させることができるとともに、接続ケーブル３の長さを比較的長くすることが可能となり、二つ折り型携帯電話に適用可能となる。
【００３１】
更に、フラットケーブルの地板への接続をコネクタ構造とし、フラットケーブル端部の接続もコネクタ構造としたので、半田付けの煩わしさが無く、インピーダンス整合が変化するおそれもない。
【００３２】
【発明の効果】
上記説明したように、本発明に係るモバイルアンテナは、電波共振部を有するアンテナ部と、該アンテナ部を携帯機器本体側のコネクタに接続する接続ケーブルとが、可撓性印刷回路基板で一体に形成され、前記接続ケーブルがその長手方向の略全長に亘りシールド部材の貼着によってインピーダンス整合されたシールド構造にされているので、全体がフィルム状に薄型化されて、二つ折りタイプの携帯電話等の狭小スペースにも配設でき、接続ケーブルを比較的長くして、本体側制御部から離れた液晶表示部にアンテナ部を配設できるようになると言う優れた効果を奏するものである。
【００３３】
前記接続ケーブルの長手方向においてその一部がシールド部材の貼着によってシールド構造にされるとともに、同長手方向の残部がシールド部材を貼着しないでインピーダンス整合されたコプレナ構造であるので、ノーマルタイプの接続部における可撓性以上に、変換タイプの接続部の可撓性が高度に発揮され、益々薄型化される電子機器框体のヒンジ部への巻き付けが更に容易となると言う優れた効果を奏するものである。
【００３４】
前記シールド部材が、絶縁層と金属層と導電性接着剤層との順に積層した３層構造、または、絶縁層と絶縁性接着剤層と金属層と導電性接着剤層との順に積層した４層構造で成り、前記金属層が金属メッキ，蒸着，電解箔，圧延箔，若しくはペーストで形成されたフィルム体であるので、可撓性があって狭いスペースに配設でき、前記金属層が、Ｃｕ，Ｃｕ合金，Ａｇ，Ａｌからなり、前記絶縁層が、ポリイミド，ポリエチレンテレフタレート，ポリフェニレンスルフィド，ウレタン，ポリエーテルサルホン，ポリエチレンナフタレート，若しくはアラミドのいずれか一つの合成樹脂から成ることで、信号線の電磁波の漏れを確実に防いで電磁波脳障害の対策となり、液晶表示部等からの電波障害を防止する。
【００３５】
また、前記接続ケーブルの端末に表面実装型同軸用コネクタを設け、前記アンテナ部がグラウンド部から略垂直に起立する部分において、アンテナ部のグラウンド部分と前記グラウンド部とを電気的に接続する着脱自在なコネクタが設けられているので、アンテナの組立作業が能率的になると共に、インピーダンス整合が変化することも避けられて半田付け等の習熟度に影響されなく手間が掛からなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る、ノーマルタイプのモバイルアンテナ１でシールド部材無しの斜視図（Ａ）、変換タイプのモバイルアンテナ１ａでシールド部材無しの斜視図（Ｂ）、同金属部の斜視図（Ｃ）である。
【図２】同本発明に係るモバイルアンテナ１，１ａにおける起立部分のコネクタ接続の構造を示す概略構成図（Ａ）、正面図（Ｂ）である。
【図３】同本発明に係る変換タイプのモバイルアンテナ１ａに係る、ＦＰＣの全体構成平面図である。
【図４】同本発明に係るモバイルアンテナ１，１ａにおける接続ケーブル３の断面図（Ａ）、同シールド部材７の断面図（Ｂ），（Ｃ）、カバーレイ８の断面図（Ｄ）、ベース材１０の断面図（Ｅ），（Ｆ）である。
【図５】同本発明に係るモバイルアンテナ１ａにおけるカバーレイ８の平面図である。
【図６】同本発明に係るモバイルアンテナ１，１ａの一部拡大詳細図（Ａ），（Ｂ）である。
【図７】同本発明に係るモバイルアンテナ１ａにおける、シールド構造部分からコプレナ構造部分に移行する部分の拡大詳細図である。
【図８】図１におけるＸ−Ｘ線に沿った断面図（Ａ）である。
【図９】図１におけるＹ−Ｙ線に沿った断面図（Ａ）、Ｚ−Ｚ線に沿った断面図（Ｂ）で、各々シールド部材７を追加してある。
【図１０】本発明に係るノーマルタイプまたは変換タイプのモバイルアンテナ１，１ａの端部の平面図（Ａ）と、コネクタ１２を機器本体側と嵌合接続させた状態の断面図（Ｂ）である。
【図１１】従来例に係る内蔵型アンテナの構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１，１ａ モバイルアンテナ、 ２ アンテナ部、
２ｂ グラウンド部、 ２ｃ，２ｄ 信号・伝送路、
２ｅ コネクタ接続用パッド、
３ 接続ケーブル、 ４ 起立部分、
５ グラウンド部、 ６ コネクタ、
７ シールド部材、 ７ａ 導電性接着剤層、
７ｂ 絶縁層、 ７ｃ 絶縁性接着剤層、
７ｄ 金属層、
８ カバーレイ、 ８ａ 絶縁層、
８ｂ 絶縁性接着剤層、
１０ ベース材、 １０ａ 絶縁層、
１０ｂ 接着剤層、 １０ｃ 金属層、
１２ 同軸用コネクタ。

Claims (7)

1. 電波共振部を有するアンテナ部と、該アンテナ部を携帯機器本体側のコネクタに接続する接続ケーブルとが、可撓性印刷回路基板で一体に形成され、前記接続ケーブルがシールド部材の貼着によってインピーダンス整合されたシールド構造にされていること、
   を特徴とするモバイルアンテナ。
2. 接続ケーブルの長手方向においてその一部がシールド部材の貼着によってシールド構造にされるとともに、同長手方向の残部がシールド部材を貼着しないでインピーダンス整合されたコプレナ構造であること、
   を特徴とする請求項１に記載のモバイルアンテナ。
3. シールド部材が、絶縁層と金属層と導電性接着剤層との順に積層した３層構造、または、絶縁層と絶縁性接着剤層と金属層と導電性接着剤層との順に積層した４層構造で成り、前記金属層が金属メッキ，蒸着，電解箔，圧延箔，若しくはペーストで形成されたフィルム体であること、
   を特徴とする請求項１または２に記載のモバイルアンテナ。
4. 金属層が、Ｃｕ，Ｃｕ合金，Ａｇ，Ａｌからなること、
   を特徴とする請求項３に記載のモバイルアンテナ。
5. 絶縁層が、ポリイミド，ポリエチレンテレフタレート，ポリフェニレンスルフィド，ウレタン，ポリエーテルサルホン，ポリエチレンナフタレート，若しくはアラミドのいずれか一つの合成樹脂から成ること、
   を特徴とする請求項３または４に記載のモバイルアンテナ。
6. 接続ケーブルの端末に表面実装型同軸用コネクタを設けたこと、
   を特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のモバイルアンテナ。
7. アンテナ部がグラウンド部から略垂直に起立する部分において、アンテナ部のグラウンド部分と前記グラウンド部とを電気的に接続する着脱自在なコネクタが設けられていること、
   を特徴とする請求項６に記載のモバイルアンテナ。

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