JP2007274665A - アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】移動体通信用の無線装置などに使用されるアンテナ装置に関し、ＦＰＣを基体に貼り合わせて構成するものを含み共振周波数のバラツキ度合いが小さくて管理の簡素化が図れるものを提供する。
【解決手段】基体２０の上面２１に、アンテナ素子が形成されたＦＰＣ１を貼り付け装着して構成されるアンテナ装置において、そのアンテナ素子の第一素子部５の先端側および側方側の端部が、基体２０の樹脂部分に対して一定距離離れた位置に配置されるように、基体２０の切り欠き部２２上端に面取り部３０を設けたものとした。
【選択図】図１

Description

本発明は、主として移動体通信用の無線装置などに使用されるアンテナ装置に関するものである。

近年、移動体通信用の無線装置に対する需要が急激に高まっており、その形態は多様化すると共に、一台の無線機で多くの情報を送受信できるようにするため、複数の動作周波数帯域の電波が送受信できる無線装置が主流になっている。

その代表としての携帯電話は世界中のいろいろな地域で使用され、その動作周波数帯域も地域によって異なっている。そして、携帯電話も複数の周波数帯で使用できるマルチバンド対応のものが主流となり、その電波の送受信を行うために搭載されるアンテナ装置も二つ以上の周波数帯域に対応するマルチバンド対応可能なものを機器内に内蔵して搭載することが多くなっている。

ここで、上記のように携帯電話などに内蔵状態で搭載されるマルチバンド対応可能なアンテナ装置について図面を用いて説明する。

図５は、二つの周波数帯域に対応する従来のアンテナ装置の基体へのアンテナ素子の配置状態を示す斜視図、図６は同分解斜視図である。なお、図５は、アンテナ素子を見易くするため、その配置箇所においてはアンテナ素子のみを図示している。

そして、従来のアンテナ装置は、図６に示すように、ＦＰＣ１と合成樹脂からなる基体２とからなり、そのＦＰＣ１が上記基体２の上面３に貼り付け装着されて構成されている。

そして、上記ＦＰＣ１の基材の一方側の面には、それぞれ銅箔等の導電パターンからなる略矩形状の第一および第二素子部５および７が、互いに独立状態で形成されている。また、ＦＰＣ１は、上記基体２の側面位置に配される折り返し部１Ａを備えている。その折返し部１Ａは、基体どうしを密着させるようにしてその間を両面テープなどで粘着保持させて構成されている。そして、図示は省略するが、折り返し部１Ａには給電パターンなどが配されており、給電パターンの一端はアンテナ素子の根元側となる上記第二素子部７に繋がり、他端は折り返し部１Ａの外方面側に露出状態に配されている。

そして、１０は誘導素子からなるチップ、１１は容量素子からなるチップであり、両者で共振回路を構成するようにして第一素子部５および第二素子部７の間で並列で実装されている。このチップ１０、１１による共振回路は、対応する低い周波数側で第一素子部５および第二素子部７間が電気的接続状態となり、対応する高い周波数側では両者間が独立状態になるようにするために配したものである。

そして、上記第一および第二素子部５および７、チップ１０、１１によって構成される当該アンテナ装置におけるアンテナ素子は、対応する二つの周波数帯域において、低い周波数側では、第一素子部５および第二素子部７間が電気的接続状態になって長いアンテナ長で機能し、高い周波数側では第一素子部５および第二素子部７間が電気的独立状態になって第二素子部７のみの短いアンテナ長で機能するようになっている。

一方、基体２のＦＰＣ１が主に装着される上面３には、チップ１０および１１を逃がすための切り欠き部４が矩形状で設けられている。そして、ＦＰＣ１は、上記切り欠き部４内にチップ１０および１１が位置するようにアンテナ素子が構成された面側を基体２の上面３に向けて両面テープなどで基体２に貼り付け装着されて従来のアンテナ装置に構成され、その製造時には専用治具などを用いてＦＰＣ１を位置ズレ少なく貼り合わせるようにしていた。

以上のように構成された従来のアンテナ装置は、折り返し部１Ａに配された給電パターンを使用機器の無線回路に接続させて機器内に内蔵状態で搭載されるものである。

そして、通常、アンテナ装置は、使用機器に配線基板や各種部品などが搭載されて仕様が決定されたり、その変更がされることも多い。このとき、上記従来のものの仕様の調整は、上記ＦＰＣ１の第一および第二素子部５および７の矩形の大きさや位置などを変えて対応しており、それによってはチップ１０および１１の配置位置が変わることもあり、それを見越して基体２の切り欠き部４を予め大きく設けるようにしていた。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開平５−１２１９２４号公報

上記従来のアンテナ装置においては、第一素子部５および第二素子部７の大きさや位置などを調整して所望の周波数帯域に対応させた際、図５にも示したように、矩形の第一素子部５の輪郭を構成する端部と矩形の切り欠き部４の端部位置とがほぼ合致する関係になることもあった。そして、そのような配置状態となったものは、アンテナ特性である共振周波数のバラツキ度合いが大きいものになってしまうという課題があった。

ここで、上記配置状態となったものの共振周波数の測定結果を図７に示す。同図は、縦軸に１次共振周波数、横軸に第一素子部５の端部と矩形の切り欠き部４の端部位置との距離つまり重なり合う寸法をとって、測定された共振周波数をプロットしたものである。

そして、上記に説明した配置状態のものの第一素子部５の端部と矩形の切り欠き部４の端部位置との距離は、専用治具などを用いてＦＰＣ１を基体２に貼り合わせていることもあって、０．１ｍｍ程度の隙間があいた状態から０．１ｍｍ程度の重なり合った状態までに留まるものであった。つまり、上記の配置状態のものは、同図中のＡエリアをほぼ中心としてＢエリアおよびＣエリアまで広がるものに相当しており、その中で３０ＭＨｚ前後の共振周波数のバラツキが発生していることが確認できた。

一般に、アンテナ特性は、アンテナ素子と基体の樹脂とが相互に関与しつつ決定され、上記の共振周波数のバラツキは、低い周波数側で機能する第一素子部５の端部の位置が基体２の樹脂に対して微妙な位置関係であることに起因するものと推測され、その共振周波数のバラツキ発生を抑えるには、上記貼り合わせ状態での位置精度をさらに向上させて完全に同じ位置関係で製造できればよいが、それには限界があり、結果としては完成品検査を厳しい基準で行って管理せざるを得なかった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、ＦＰＣを基体に貼り合わせて構成するものを含み共振周波数のバラツキ度合いが小さくて管理の簡素化が図れるアンテナ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明によるアンテナ装置は、合成樹脂製の基体と、その基体に配されたアンテナ素子とからなるアンテナ装置であって、そのアンテナ素子は平板形状で形成された部位を備え、少なくともその部位の外形における先端側の端部位置が上記基体の樹脂から所定距離離れた状態で配置されている、もしくはその部位の外形における先端側の端部位置が上記端部から内側に向かって所定距離分、上記基体の樹脂に対して重なり合う状態で上記基体の樹脂面上に配置されている構成とするものである。

上記のように合成樹脂製の基体に対してアンテナ素子の配置状態を特定した当該構成であれば、基体の樹脂とアンテナ素子間の互いに働く影響度合いが安定し、製造時での組み立て誤差なども吸収しつつ共振周波数のバラツキ度合いの小さいものを実現できるという作用を有する。

以上のように本発明によれば、共振周波数のバラツキ度合いの小さいアンテナ装置が得られることから、管理の簡素化などが図れるという効果が得られる。

以下、本発明による実施の形態について、図面を用いて説明する。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、詳細な説明は省略する。

（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態によるアンテナ装置の基体へのアンテナ素子の配置状態を示す斜視図、図２は同アンテナ装置の完成状態における外観斜視図、図３は同分解斜視図である。なお、図１は、アンテナ素子を見易くするため、従来同様にその配置箇所においてはアンテナ素子のみを図示している。

そして、当該実施の形態によるアンテナ装置は、図２および図３に示すように、ＦＰＣ１が、そのアンテナ素子が形成されている面側を、合成樹脂からなる基体２０の上面２１に向けて両面テープなどで貼り付け装着して構成されている。なお、ＦＰＣ１およびそれに構成されているアンテナ素子は従来のものと同じであるため詳細説明は省略する。

そして、上記基体２０の上面２１には、アンテナ素子のチップ１０および１１を逃がすための矩形状の切り欠き部２２が設けられており、上記切り欠き部２２は下方側では従前のものと同じ大きさや形状ではあるが、その上端面はＣ面の面取りが施されて面取り部３０を備えたものとして形成されている。当該実施の形態による基体２０は、従前の課題の項で説明したものの金型を上記形状になるように部分改造して特性改善を図ったものであって、当該アンテナ装置の製造時においても同じ専用治具を用いてＦＰＣ１を基体２０の上面２１に貼り合わせて当該アンテナ装置に構成している。

このように当該アンテナ装置は、切り欠き部２２の上端面をＣ面形状での面取り部３０を備えさせたものとしたため、基体２０の樹脂部分に対してアンテナ素子の第一素子部５の先端側の端部および側方側の端部は、中心値で０．１ｍｍ以上の大きい隙間が維持された配置状態のものとなる。つまり、当該構成であれば、前述の図７のＢエリア部分およびそれよりも左側に相当したものになり、同図から明らかなように、共振周波数のバラツキが従前のものに対し約半分程度に抑えられたものとなった。

なお、上記隙間の設定は、製造時の組み立て誤差を含めて吸収できる寸法設定をすることが必要で、上述のように中心値で０．１ｍｍの隙間をねらってもよいが、専用治具などを用いて製造する場合であっても製造バラツキなどを考慮して、その隙間寸法としては０．２ｍｍ以上を確保する構成にすることが好ましい。さらに、その製造時の組み立て誤差が大きい場合などには、安全率を見込んで例えば０．３ｍｍ以上などと更にその隙間の距離設定を大きく設定すればよい。

なお、上記の検討をする中で、特にアンテナ素子の先端側の端部位置に上記隙間設定を行うことが効果的であることが判明した。これは、電波の送受信の際にアンテナ素子の先端側に大きい電位分布が発生することによるためと推測される。そして、携帯電話用のアンテナ装置では、小型薄型化などが要求され、アンテナ素子の全体の端部を上記隙間に設定できない場合もあるが、その場合には少なくとも先端側の端部位置を上記隙間寸法になるように設定するとよい。

以上のように、本発明によれば、アンテナ素子の端部に対して基体２０の樹脂部分を０．１ｍｍ以上の大きい一定間隔で離した状態で配される構成にするのみで、共振周波数のバラツキ度合いが小さいものに製造でき、これにより検査などの管理の簡素化を図ることが可能となる。

なお、基体２０の樹脂部分にＦＰＣ１を貼り合わせるための両面テープなどの粘着剤も主成分は樹脂であるため、その粘着保持位置としても、上記同様の思想で、特にアンテナ素子の先端側の端部位置に対して０．１ｍｍ以上の大きい一定間隔で離れた位置、好ましくは０．３ｍｍ以上など離れた位置で粘着保持されたものとすることも重要である。

一方、図７のＣエリア部分の構成としても、共振周波数のバラツキが従前のものより抑えられたものになる。

すなわち、その構成としては、アンテナ素子の第一素子部５の輪郭を形成する外形における端部位置が、上記第一素子部５の端部から内側に向かって中心値で０．１ｍｍ以上、上記基体の樹脂に対して重なり合う状態で上記基体の樹脂面上に配置されたものとすればよい。このものでも、課題の項で説明したものに対して共振周波数のバラツキ度合いが２／３程度に収まるものにできる。なお、当該Ｃエリア仕様のものは、上記に説明した一定隙間を離したＢエリアのものより、その緩和度合いが少ないので、上記重なり合う距離としては、専用治具などを用いて製造する場合、中心値で０．３ｍｍ以上重なる設定などとすることが好ましく、さらに上記製造組み立て誤差が大きい場合などには、安全率を見込んで例えば０．５ｍｍ以上で重なる状態としておくことが好ましい。また、そのアンテナ素子の先端側に対し上記配置状態とすると効果的であることは上述内容と同様である。

さらには、図４に示したように、アンテナ素子の第一素子部５Ａを、その外形の先端側における端部位置のすべてが基体２０の樹脂面上に重ねて配置されるように構成したものとすれば、図７のＣエリアに対して大きく右側に位置する領域に相当するものにでき、その構成であれば、共振周波数のバラツキ度合いがさらに小さいものに製造できて好ましい。

本発明によるアンテナ装置は、合成樹脂製の基体にアンテナ素子が配されて構成されるアンテナ装置において、共振周波数のバラツキ度合いが小さいものにできるため、管理の簡素化などが図れるという効果を有し、主として移動体通信用の無線装置等に有用である。

本発明の一実施の形態によるアンテナ装置の基体へのアンテナ素子の配置状態を示す斜視図 同アンテナ装置の完成状態における外観斜視図 同分解斜視図 同他の形態の変形事例における基体へのアンテナ素子の配置状態を示す斜視図 従来のアンテナ装置の基体へのアンテナ素子の配置状態を示す斜視図 同分解斜視図 同共振周波数の測定結果を示す図

符号の説明

１ ＦＰＣ
５、５Ａ 第一素子部
１０、１１ チップ
２０ 基体
２１ 上面
２２ 切り欠き部
３０ 面取り部

Claims (3)

1. 合成樹脂製の基体と、その基体に配されたアンテナ素子とからなるアンテナ装置であって、そのアンテナ素子は平板形状で形成された部位を備え、少なくともその部位の外形における先端側の端部位置が上記基体の樹脂から所定距離離れた状態で配置されている、もしくはその部位の外形における先端側の端部位置が上記端部から内側に向かって所定距離分、上記基体の樹脂に対して重なり合う状態で上記基体の樹脂面上に配置されていることを特徴とするアンテナ装置。
2. 銅箔でアンテナ素子が形成されたＦＰＣを基体に貼り合わせて構成した請求項１記載のアンテナ装置。
3. ＦＰＣのアンテナ素子が構成された面側が樹脂からなる粘着剤を介して基体に貼り合わせられ、その粘着保持位置が、少なくとも上記アンテナ素子の平板状に形成された部位の外形における先端側の端部位置から、所定距離離れた位置で粘着保持された請求項２記載のアンテナ装置。

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