JP2008511198A - 無線端末、無線モジュールおよびそのような端末を製作する方法 - Google Patents

Abstract

基板と、ＲＦ構成要素（３２、３３）と、特にＰＩＦＡタイプのアンテナ（２５）と、アンテナを基板にリンクするリンケージ部分（３０）とを備えるモジュール（２０）から形成される無線端末が説明される。ＲＦ構成要素は、アンテナの動作を劣化させることなく、リンケージ部分に近接して、さらにはリンケージ部分上に配置される。ＲＦ構成要素をこのリンク上に配置することによって、ある面積が、基板上で回路に利用可能とされる。

Description

本発明は、無線端末に関する。詳細には、本発明は、排他的にではないが、ＧＳＭ（８８０〜９６０ＭＨｚ）、ＤＣＳ（１７１０〜１８８０ＭＨｚ）、ＰＣＳ（１８５０〜１９９０ＭＨｚ）、ならびに任意選択でブルートゥース（登録商標）（２．４ＧＨｚ範囲のＩＳＭ帯）などの電話規格に従って動作可能な多規格電話（multiple standard telephones）に適用可能である。

本発明はまた、アンテナシステムと、少なくとも結合段に含まれる構成要素（components）とを有する無線モジュールに関する。

さらに、本発明は、そのような端末を製造する方法に関する。

代々の携帯電話の開発では、無線端末の体積を縮小するために多くの努力がなされており、それに伴って、アンテナの感度を依然として維持しながらアンテナの体積を縮小することが望まれている。外付けモノポールアンテナの後に、ＰＩＦＡ（平板逆Ｆアンテナ：Planar Inverted-F Antennas）およびノッチアンテナなど内蔵アンテナが続いている（たとえば特許文献ＷＯ ０３／０９４３４６参照）。しかし、端末の体積をさらに縮小しその製造を容易にするために、いっそう努力しなければならない。

本発明の目的は、端末の全ての部分を効率よく使用することである。

本発明によれば、基板と、ＲＦ構成要素と、アンテナシステムと、アンテナを基板にリンクするリンケージ部分とを備えるモジュールから形成される無線端末は、結合段の一部としてもよい少なくとも１つのＲＦ構成要素が、リンケージ部分に近接して配置されることを特徴とする。

本発明の第１の態様によれば、ＲＦ部分はＰＣＢグランド（基板）を高くするように配置される。

本発明の第２の態様によれば、少なくとも１つのＲＦ構成要素がリンケージ部分に取り付けられる。

本発明は、次に例として添付の図面を参照しながらより詳細に説明される。図面では、対応する特徴は同じ参照番号で示される。

図１は無線端末１を示す。この端末は図２に示されているハウジングおよび無線モジュールを備える。図１では、端末１のハウジングは、画面５、様々なボタン７、マイクロフォン９、スピーカ１０を備える。

図２に示されているモジュールは、ＰＣＢ（プリント回路板）から形成されたメインボード２０によって構成され、そのＰＣＢ上では、端末の動作用の通常の要素または回路がはんだ付けされる。図を見やすくするために、これらの要素または回路は、図２に示されていない。このモジュールは、ＰＩＦＡタイプのものであるアンテナ２５を備える。このタイプのアンテナは、たとえば特許文献ＷＯ ０３／０９４３４６に開示されている。アンテナ基板上に配置されるこのアンテナは、リンケージ部分３０を介してメインボード２０にリンクされる。

本発明の一態様によれば、このリンケージ部分は、ＲＦ（無線周波数）構成要素３２および３３用の支持体である。これらの構成要素は、リンケージ部分の上方で概略的に示されている。実際には、これらの構成要素は、この部分３０の下に取り付けられる得る。図２は差動スロット（differential slot）３７、フィードタブ４０、短絡タブ（shorting tab）４２を示すことに留意されたい。これらの要素はアンテナの動作に必要である。

有利には、アンテナ基板は、リンケージ部分３０をも構成するフレキシブルサポートＰＣＢによって構成される。アンテナ２５は、まず平面構造を有する。次いで、図２に示されている線Ａ−Ａ’に沿って曲げられる。

放射はアンテナ２５とＰＣＢのどちらからもあるので（電圧はそれらの間で供給される）、フィードの位置は、アンテナ２５／ＰＣＢ結合システム（メインボード２０）の性能にとってクリティカルではない。性能全体を損なうことなくＲＦ回路全体を収容するために、アンテナ２５上で十分な面積を利用可能にすることは現実的である。確かに、ＲＦ性能を改善することが可能である。というのは、フレキシブルＰＣＢ上で作製されるＲＦ回路は、グランド層の上方で実現される必要がないからである。これにより、これらの構成要素内で電流がより均等に分配され、したがって、品質係数がより大きくなる。

図２に示されている差動スロット３７は、アンテナ２５が短絡されないようにするのに必要である。この実施形態では、差動スロットは、メインＰＣＢに対して直交する構造体の一部分、すなわち、やはりＲＦ回路または要素を支持する部分で実現される。差動スロットは、（メインＰＣＢと平行な）アンテナの上板上で形成されることもあり得るが、ここでは、ユーザ相互作用の可能性を防止するために回避される。確かに、アンテナスロットは、ユーザ相互作用に伴う問題を回避するために除去してもよい。その代わりに、スロットの機能は、（２００４年７月１５日に出願されたＰＣＴ係属中の特許出願ＩＢ２００４／００２３６９に開示されているように）ディスクリート構成要素を使用して再現（ｒｅｐｌｉｃａｔｅ）することができる。

本発明の第２の実施形態が図３に示されている。この実施形態によれば、アンテナフィード４０および短絡タブ４２は、アンテナ２５の平面部分上に移動される。この実施形態では、回路に利用可能とすることができる面積と、ユーザ相互作用を受けたときのアンテナの性能との間で、兼ね合いが存在する可能性が高いことを考慮しなければならない（ユーザはアンテナのフィード領域の上に指を置くことがある）。

本発明の第３の実施形態が図４に示されている。

ＰＩＦＡアンテナの帯域幅および共振周波数は、ＰＣＢグランドの上方のアンテナ高さに強く依存する。ＲＦモジュールは、ある局所的な領域にわたって有効グランドレベル（effective ground level）を高くする傾向があり、これによりアンテナ共振周波数が増加し、帯域幅が減少する傾向がある。この程度は、モジュールの位置に依存する。本発明によれば、ＲＦモジュール６０、６０’．．．は、アンテナフィード４０に近接して配置される。その場合、この作用は最小である。確かに、ここでは、局所グランドレベルは、アンテナの性能に悪影響を及ぼすことなく、かなり増大させることができる。これを示すために、図４のアンテナ構成は、下記の表１に示されている結果を生み出す。

表 １
共振周波数(ＭＨｚ) Ｑ＠９２０ＭＨｚ Ｑ＠１８００ＭＨｚ Ｑ合計
従来 ９７３ １０．７ １６．０ ２６．７
図４ １４６８ １１ １１．７ ２２．７

この表１は、（ＲＦモジュールがメインボード上に突出するように配置されない）従来の構成および図４に示されている構成の、共振周波数とＱとの関係を示す。

フィードに近接してＰＣＢグランドを高くすることにより、アンテナ共振周波数が上昇するが、アンテナＱ、したがって帯域幅は劣化しない。確かに、増加した共振周波数は、デュアルバンド応用分野で有用である。というのは、最適共振周波数は、スロットが適用される前の２つの関係する周波数のほぼ幾何平均にあるからである。このため、ＲＦモジュール６０、６０’．．．は、性能全体にあまり大きな影響を及ぼすことなく、互いに積み重ねることができる。これにより、ＰＣＢ面積が節約される。

無線モジュールを製造する方法が図５に示されている。全ての部分、すなわちモジュールの動作に不可欠な要素（７０、７１、７２、．．．）を既に備える部分２０と、ＲＦ要素３２および３３を備える部分３０と、アンテナを構成する部分２５とが、同じ支持体上に配置され、必要とされる形状を与えるように別の製作ステップで折り曲げられる。既に前述したように、代替は、アンテナおよびＲＦ要素をフレキシブルＰＣＢ上に置き、次いで、フレキシブルＰＣＢをメインボード２０にリンクし、それらを同じように折り曲げることである。

本発明の他の興味深い実施形態が図６に示されている。無線モジュールは、折り曲げられていない状態で表されている。この実施形態は、原理上、デバイスのメインＰＣＢ上に現在位置する回路の大部分が、アンテナ部分２５に移されてもよいという認識に基づくものである。

従来の構成では、ＲＦ信号は、アンテナとメインＰＣＢの間に、そのどちらもが放射に（ある程度）寄与するように印加される。構成要素全てが、メインＰＣＢ上に位置する。これは、全ての入力（マイクロフォン、キーパッド、バッテリなど）および出力（ディスプレイ、スピーカなど）もやはりメインＰＣＢ２５に接続されるので、好都合である。

図６では、アンテナ２５は線Ａ−Ａ’より上の部分であるとみなされる。そのフィードポイントは参照番号４０によって示される。ＰＣＢ２０はこの線より下の部分である。アンテナがフレキシブルＰＣＢまたはＭＩＤ構造を用いて作製される場合、構成要素３２、３３．．．は、アンテナ構造体上に位置することができ、それはメインＰＣＢの拡張部とみなすことができる。これは空間を節約し、アンテナを形成するために使用される概して優れた基板を、ＲＦ構成要素用に使用することを可能にする。

アンテナを回路基板として使用することに伴う問題は、必要とされる入力および出力に後で接続するために、電力ラインおよびデータラインがメインＰＣＢ２０に戻って接続しなければならないことである。そのような接続は、通常、アンテナの性能を乱すことになる。したがって、アンテナは、メインＰＣＢのグランドに接続される短絡タブ４２を用いて作製される。その場合、データラインおよび電力ラインは、図６の参照番号８０によって示されているように、アンテナの性能を乱すことなく、このタブの上方またはその中を走ることができる。

短絡タブは、特許文献ＷＯ ０２／０６００５に記載されているように、インピーダンス変換を引き起こすことになる。フィードタブと短絡タブの間のスロットは、この変換のレベルを制御するために使用することができる。

アンテナは、平面モノポールのような構造体でも、（線Ａ−Ａ’およびＢ−Ｂ’に沿って折り曲げられることになる）ＰＩＦＡでもよい。

本発明による端末を示す図である。 本発明の第１の実施形態による無線モジュールを示す図である。 本発明の第２の実施形態による無線モジュールを示す図である。 本発明の第３の実施形態による無線モジュールを示す図である。 本発明の第４の実施形態による無線モジュールを示す図である。

Claims (10)

1. 基板と、ＲＦ構成要素と、アンテナシステムと、前記アンテナを前記基板にリンクするリンケージ部分とを備えるモジュールから形成される無線端末であって、少なくとも１つのＲＦ構成要素が、前記リンケージ部分に近接して配置されることを特徴とする無線端末。
2. 少なくとも１つのＲＦ構成要素が前記リンケージ部分上に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の無線端末。
3. 少なくとも１つのＲＦ構成要素が前記アンテナシステム上に取り付けられることを特徴とする請求項１または２に記載の無線端末。
4. 前記アンテナおよび前記リンケージ部分が、フレキシブルＰＣＢの形態にある順応性のある基板から作製されることを特徴とする請求項１、２または３に記載の無線端末。
5. 前記アンテナがＰＩＦＡタイプのものであることを特徴とする請求項１、２、３または４に記載の無線端末。
6. 前記アンテナが、フィードタブを介して供給を受け、前記フィードタブが前記リンケージ部分上に配置されることを特徴とする請求項５に記載の無線端末。
7. 前記アンテナ基板上に配置された前記アンテナが、フィードタブを介して供給を受け、前記フィードタブが前記アンテナ基板上に配置されることを特徴とする請求項５に記載の無線端末。
8. アンテナシステムと、特にメイン回路を収容する基板と、ＲＦ構成要素と、前記アンテナを前記基板にリンクするリンケージ部分とを備える無線モジュールであって、少なくとも１つのＲＦ構成要素が、前記リンケージ部分に近接して配置されることを特徴とする無線モジュール。
9. 少なくとも１つのＲＦ構成要素が前記アンテナシステム上に配置されることを特徴とする請求項８に記載の無線モジュール。
10. 請求項１から７のいずれか一項に記載の無線端末または請求項４に記載の無線モジュールを製造する方法であって、
    前記アンテナのパターンと、前記メイン回路と、前記ＲＦ構成要素とを備えるＰＣＢから開始するステップと、
    前記ＰＣＢを、前記メインボードに割り当てられる第１部分、前記アンテナに割り当てられる第２部分、および前記第１部分を前記第２部分にリンクするリンケージ部分、の３つの部分に分割するステップと、
    少なくとも様々なメイン回路を前記第１部分上に、前記アンテナを前記第２部分上に、いくつかのＲＦ構成要素を前記リンケージ部分上に、配置するステップと、
    これらの部分を、それらが端末に適切なハウジング内に配置され得るように折り曲げるステップと
    を備えることを特徴とする方法。

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