JP2012227743A - 携帯無線機 - Google Patents

Abstract

【課題】携帯無線機の小型化および構成の簡略化とアンテナ性能確保の両立を図り、携帯無線機を手で保持したときのアンテナ性能の劣化を抑制することが可能な携帯無線機を提供することを目的とする。
【解決手段】第一グランドパターン１０６と第二グランドパターン２０１は所定間隔を隔てて配置されるとともに信号接続部２０５を介して電気的に接続され、給電部１０７と第二グランドパターン２０１の一部（給電用ランド２０４）は、給電部材１０４を介して電気的に接続され、給電用ランド２０４と信号接続部２０５を所定の距離に配置し、信号接続部２０５が第二基板２００を放射素子とする逆Ｆアンテナの短絡部を兼ねる。また、表示部１０１を備え、第二基板２００の少なくとも一部を携帯無線機１００の厚み方向の半分よりも表示部１０１寄りに配置する。
【選択図】図３

Description

本発明は、携帯無線機のアンテナに関するものである。

従来、この種の携帯無線機のアンテナとしては、例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３に記載されているようなものがあった。特許文献１では、スピーカの信号伝送路をアンテナエレメントで共用し、装置を小型化、構成を簡略化する技術が開示されている。特許文献２では、構造物の板金グランドをアンテナの一部として利用するように構成し、装置を小型化する技術が開示されている。特許文献３では、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）基板上に形成された接続ケーブルと、この接続ケーブルと一体形成されたアンテナ部を備え、コンパクトで精度の高い加工ができる技術が開示されている。

特開２００６−２４５８６号公報 特開２００８−１２４７９７号公報 特開２００３−０７８３２０号公報

しかしながら、前記従来の構成では、携帯無線機の小型化および構成の簡略化とアンテナ性能確保の両立が困難となる場合があった。

例えば、特許文献１の場合、高周波帯（アンテナ）と低周波帯（スピーカ）で信号伝送路を共用するためにリアクタンス素子が別途必要となる。特許文献２の場合には、構造物として板金グランドが必要である。特許文献３の場合には、接続ケーブルの長さに依存して損失が増加し、アンテナとして動作する放射素子およびグランドの面積がＦＰＣ基板上に限定されるためアンテナが狭帯域で放射効率が低く、さらには金属メッキを施した不織布又は織布が必要となる。

また、いずれの従来技術でも、携帯無線機を手で保持したときに手とアンテナ素子との距離が近接することでアンテナ性能が著しく劣化する場合があった。

本発明は、携帯無線機の小型化および構成の簡略化とアンテナ性能確保の両立を図り、携帯無線機を手で保持したときのアンテナ性能の劣化を抑制することが可能な携帯無線機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するため、本発明の携帯無線機は、筐体と、前記筐体に設けられ第一グランドパターンを有する第一基板と、前記筐体に設けられ第二グランドパターン及び回路パターンを有する第二基板と、前記第一基板上に設けられ無線回路に電気的に接続される給電部と、前記第二グランドパターン及び前記回路パターンと前記第一基板とを接続する信号接続部と、を具備し、前記第一グランドパターンと前記第二グランドパターンは所定間隔を隔てて配置されるとともに前記信号接続部を介して電気的に接続され、前記給電部と前記第二グランドパターンの一部は、給電部材を介して電気的に接続される。この携帯無線機によれば、給電部材を追加するのみでアンテナを構成することができ、第二基板のみならず第一基板などのグランドも放射に寄与することでアンテナ性能が確保される。

また、本発明の携帯無線機は、前記給電部と前記信号接続部を所定の距離に配置し、前記信号接続部が前記第二基板を放射素子とする逆Ｆアンテナの短絡部を兼ねるように構成する。この携帯無線機によれば、小型で簡便な構成で逆Ｆアンテナが実現できる。

また、本発明の携帯無線機は、前記給電部と前記信号接続部を離間して配置し、前記信号接続部が前記第二基板を放射素子とするループアンテナの短絡部を兼ねるように構成する。この携帯無線機によれば、小型で簡便な構成でループアンテナが実現できる。

また、本発明の携帯無線機は、表示部を備え、前記第二基板の少なくとも一部を携帯無線機の厚み方向の半分よりも前記表示部寄りに配置する。この携帯無線機によれば、携帯無線機を手で保持したときに手と第二基板との距離を確保でき、携帯無線機を手で保持したときのアンテナ性能の劣化を抑制することができる。

また、本発明の携帯無線機は、前記表示部と同一面にキー操作部を備え、前記第二基板がキー操作を検出するためのハード基板またはフレキシブル基板である。この携帯無線機によれば、携帯無線機を手で保持したときに手と第二基板との距離が必然的に確保され、携帯無線機を手で保持したときのアンテナ性能の劣化を抑制することができる。

以上のように、本発明の携帯無線機によれば、携帯無線機の小型化および構成の簡略化とアンテナ性能確保の両立を図り、携帯無線機を手で保持したときのアンテナ性能の劣化を抑制することができる。

本発明の実施の形態１における携帯無線機の外観斜視図 本発明の実施の形態１における第二基板の導体パターン図であり、図２（ａ）は表面（表面視）、図２（ｂ）は裏面（表面視）のパターン図 本発明の実施の形態１における携帯無線機の内部構造図 本発明の実施の形態２における第二基板の導体パターン図であり、図４（ａ）は表面（表面視）、図４（ｂ）は裏面（表面視）のパターン図

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における携帯無線機１００の外観斜視図である。図１に示す携帯無線機１００は、例えば携帯電話端末やスマートフォンであり、無線通信機能およびアンテナを搭載する。

この携帯無線機１００において、その表面の大部分を表示部１０１が占める。なお、スマートフォンにおいては、この表示部の表面にタッチパネルを構成する場合が多い。また、表示部１０１と同一面の表示部１０１の下部にはダイヤフラムを含むキー操作部１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃを設けている。

図２は、本発明の実施の形態１における第二基板２００の導体パターン図であり、図２（ａ）は表面（表面視）、図２（ｂ）は裏面（表面視）のパターン図である。図２に示す第二基板２００は、本来は携帯無線機１００のキー操作部１０２ａ〜１０２ｃのいずれかが押下されたことを検出するための基板であり、例えばフレキシブル基板（ＦＰＣ基板）で構成される。なお、第二基板２００はハード基板であってもよく、アンテナとは異なる機能を実現するための基板であればよく、キー操作部１０２ａ〜１０２ｃのいずれかが押下されたことを検出するための基板に限るものではない。

この第二基板２００において、そのほぼ全面を両面に渡って第二グランドパターン２０１が占める。２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃは第二基板２００の表面においてキー操作部１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃがそれぞれ押下されたことを検出するためのダイヤフラム構造向けランドである。２０３はダイヤフラム構造向けランド２０２ａ〜２０２ｃから延びる回路パターンであり第二基板２００の表面および裏面にて構成される。

２０４は第二基板２００の第二グランドパターン２０１をアンテナとして動作させるために第二基板２００の裏面に設けた給電用ランドであり、第二グランドパターン２０１の一部である。第二グランドパターン２０１および回路パターン２０３は第二基板２００とは別の基板と接続されるために信号接続部２０５に向かって延びる。

ダイヤフラム構造向けランド２０２ａ〜２０２ｃ、給電用ランド２０４、信号接続部２０５付近の第二グランドパターンや回路パターンにはレジストを塗布しない。また、信号接続部２０５付近において、第二グランドパターン２０１が回路パターン２０３を覆うように構成し、すなわち、第二グランドパターン２０１の幅が回路パターン２０３の幅に比べて太くなるように設定している。

図３は、本発明の実施の形態１における携帯無線機１００の内部構造図である。

第一基板１０３は、そのほぼ全面に第一グランドパターン１０６を設けた基板であり、図示外の無線通信モジュールやＣＰＵ（Central Processing Unit）などが実装されており、携帯無線機１００の中で大きな面積を占める。キー操作部１０２ａ〜１０２ｃの筐体内部ではキー操作部１０２ａ〜１０２ｃとダイヤフラム構造向けランド２０２ａ〜２０２ｃが対向するように第二基板２００が組み込まれる。第一基板１０３の表面には、図示外の無線通信モジュールのアンテナ端子に第一基板１０３内の配線パターンや同軸ケーブルを介して接続された給電部（ランド）１０７に半田付けにより実装された給電部材１０４を配置する。

給電部材１０４は、弾性を有する導電性部材であり、第二基板２００の給電用ランド２０４と第一基板１０３の給電部１０７が対向して給電部材１０４を介して電気的に接続（または電磁界的に結合）されるように筐体に組み込まれる。このとき、第一基板１０３と第二基板２００の少なくとも一部は略平行に配置されている。

また、第一基板１０３の裏面には、コネクタ１０５が半田付けにより実装され、第二基板２００の信号接続部２０５が接続されて、第二基板２００の第二グランドパターン２０１が第一基板１０３の第一グランドパターン１０６に接続され、第二基板２００の回路パターン２０３も図示外のＣＰＵに接続されることでキー操作部１０２ａ〜１０２ｃの押下を検出可能となる。

上記構成により、第二基板２００の信号接続部２０５が、本来アンテナとは異なる機能を実現するための第二基板２００を放射素子とする逆Ｆアンテナの短絡部を兼ねるため、給電部材１０４を追加するのみで小型で簡便にアンテナを構成することができ、第二基板２００のみならず、大きな面積を有する第一基板１０３の第一グランドパターン１０６も放射に寄与することでアンテナ性能が確保される。

また、信号接続部２０５付近において、第二グランドパターン２０１の幅を太く設定することで広帯域なアンテナ特性が得られる。このとき、第二グランドパターン２０１の少なくとも一部を第一グランドパターン１０６やその他のグランドから所定距離（例えば５ｍｍ以上）で離間し、第一基板１０３の給電部１０７（第二基板２００の給電用ランド２０４）を使用する無線通信の周波数帯に応じて信号接続部２０５（コネクタ１０５）から所定の距離に配置することでより高いアンテナ性能が確保される。

なお、第二基板２００の信号接続部２０５が第一基板１０３のコネクタ１０５に接続される場合について記載したが、信号接続部２０５が第三の基板上に実装されたコネクタに接続される場合であっても、携帯無線機１００の中で大きな面積を占める金属性のシャーシなどを介して第一基板１０３と第三の基板のグランドが接続されるように構成すれば同様の効果が得られる。

また、第二基板２００はＦＰＣ基板であり、図３に示すように、第二基板２００の少なくとも一部を携帯無線機１００の厚み方向の半分よりも表示部１０１寄りに配置しているが、特に、第二基板２００がキー操作部１０２ａ〜１０２ｃの押下を検出するのが本来の機能である場合には必然的に第二基板２００の少なくとも一部が携帯無線機１００の厚み方向の半分よりも表示部１０１寄りに配置されることとなる。

上記構成により、携帯無線機１００を手で保持したときに、手の平が携帯無線機１００の背面に近接するが、手の平と第二基板２００との距離を確保でき、携帯無線機１００を手で保持したときのアンテナ性能の劣化を抑制することができる。

（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２における第二基板の導体パターン図であり、図４（ａ）は表面（表面視）、図４（ｂ）は裏面（表面視）のパターン図である。図４において、図２と同じ構成については同じ符号を用い、説明を省略する。

本実施の形態では、第二基板３００において、給電用ランド３０１を信号接続部２０５（コネクタ１０５）から離間して配置している。また、これに対応して給電部材１０４の実装位置を変更し、必要に応じて第一基板１０３の外形も変更する。

上記構成により、第二基板３００の信号接続部２０５が、本来アンテナとは異なる機能を実現するための第二基板３００を放射素子とするループアンテナの短絡部を兼ねるため、実施の形態１と同様の効果が得られる。

携帯無線機の小型化および構成の簡略化とアンテナ性能確保の両立を図り、携帯無線機を手で保持したときのアンテナ性能の劣化を抑制することができるので、携帯電話端末やスマートフォン等の用途に有用である。

１００ 携帯無線機
１０１ 表示部
１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ キー操作部
１０３ 第一基板
１０４ 給電部材
１０５ コネクタ
１０６ 第一グランドパターン
１０７ 給電部
２００、３００ 第二基板
２０１ 第二グランドパターン
２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ ダイヤフラム構造向けランド
２０３ 回路パターン
２０４、３０１ 給電用ランド
２０５ 信号接続部

Claims (5)

1. 筐体と、
   前記筐体に設けられ第一グランドパターンを有する第一基板と、
   前記筐体に設けられ第二グランドパターン及び回路パターンを有する第二基板と、
   前記第一基板上に設けられ無線回路に電気的に接続される給電部と、
   前記第二グランドパターン及び前記回路パターンと前記第一基板とを接続する信号接続部と、
   を具備し、
   前記第一グランドパターンと前記第二グランドパターンは所定間隔を隔てて配置されるとともに前記信号接続部を介して電気的に接続され、
   前記給電部と前記第二グランドパターンの一部は、給電部材を介して電気的に接続されることを特徴とする、携帯無線機。
2. 前記給電部と前記信号接続部を所定の距離に配置し、前記信号接続部が前記第二基板を放射素子とする逆Ｆアンテナの短絡部を兼ねることを特徴とする、請求項１に記載の携帯無線機。
3. 前記給電部と前記信号接続部を離間して配置し、前記信号接続部が前記第二基板を放射素子とするループアンテナの短絡部を兼ねることを特徴とする、請求項１に記載の携帯無線機。
4. 表示部を備えた携帯無線機であって、前記第二基板の少なくとも一部を携帯無線機の厚み方向の半分よりも前記表示部寄りに配置することを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれかに記載の携帯無線機。
5. 前記表示部と同一面にキー操作部を備えた携帯無線機であって、前記第二基板がキー操作を検出するためのハード基板またはフレキシブル基板であることを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれかに記載の携帯無線機。

Images