JP4816564B2 - フィルムアンテナ及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、フィルムアンテナ及び電子機器に関する。

従来、ハンディターミナル、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等の無線通信機能を有する携帯端末において、無線通信用のアンテナの小型化が行われている。携帯端末の無線通信用のアンテナとして、共振帯域を大きくした（広帯域の）ダイポールアンテナが考えられている。

上記広帯域のダイポールアンテナとして、平面の二等辺三角形のエレメントを、蝶の羽の形状のように対にして有するアンテナが考えられている（例えば、特許文献１参照）。つまり、エレメントの面積を増やして広帯域にした構成である。

また、上記広帯域のダイポールアンテナとして、短い棒状のアンテナエレメントと、長い棒状のアンテナエレメントと、を対にして有するアンテナが考えられていた（例えば、特許文献２参照）。つまり、共振周波数が異なる２つの棒状のエレメントを対にして有する構成である。
特開２００７−２７９０６号公報 特開２００７−４３５９４号公報

しかし、従来の蝶の羽の形状のエレメントを有するダイポールアンテナでは、各エレメントの縦方向の長さが長くなり、ダイポールアンテナ及びその搭載機器の小型化が難しくなっていた。

また、上記２つの棒状のエレメントを対にして有するダイポールアンテナでは、インピーダンスが５０［Ω］よりも大きな値となってしまっていた。このため、インピーダンスマッチングのためにバランが必要になっていた。バランとは、インピーダンス整合器である。従って、バランを形成するための面積が必要となり、ダイポールアンテナ及びその搭載機器の小型化が難しくなっていた。

本発明の課題は、小型化が容易な広帯域のアンテナを実現することである。

請求項１に記載の発明のフィルムアンテナは、
絶縁材料からなるベースフィルムと、
前記ベースフィルム上に形成されたフィルム状の導電体の第１及び第２のアンテナエレメントを備え、
前記第１及び第２のアンテナエレメントのそれぞれは、給電点から先端までの一方側の端面の長さが第１の共振周波数に対応する第１の長さを有し、且つ給電点から先端までの他方側の端面の長さが前記第１の共振周波数と異なる第２の共振周波数に対応する第２の長さを有する平面形状であり、
前記第１のアンテナエレメントは、給電点に同軸ケーブルの芯線が接続され、
前記第２のアンテナエレメントは、給電点に同軸ケーブルの外部導体が接続され、
前記第１及び第２のアンテナエレメントは、インピーダンスマッチングを行うコンデンサとしての面積を有する。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載の発明のフィルムアンテナにおいて、
前記ベースフィルムの前記第１及び第２のアンテナエレメント面側並びに前記ベースフィルムの裏面側の少なくとも一つに貼り付けられる誘電体シートを備える。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のフィルムアンテナにおいて、
前記第１及び第２のアンテナエレメントの上に絶縁保護シートを備える。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のフィルムアンテナにおいて、
前記絶縁保護シートは、前記第１及び第２のアンテナエレメントと前記同軸ケーブルとのハンダ接続を介し前記給電点の位置に配置される穴部を有する。

請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載のフィルムアンテナにおいて、
前記第１のアンテナエレメントの長手方向の長さは、前記第２のアンテナエレメントの長手方向の長さよりも、前記同軸ケーブルの芯線及び外部導体の間のむき出しになった絶縁体の軸方向長さ分短い。

請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載のフィルムアンテナにおいて、
前記第１及び第２のアンテナエレメントは、それぞれ、当該第１及び第２のアンテナエレメントの長手方向と垂直な線上に配置され各給電点位置に対応するオーバーラップ部を備える。

請求項７に記載の発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載のフィルムアンテナにおいて、
前記ベースフィルムは、ポリイミドからなる。

請求項８に記載の発明は、請求項１から７のいずれか一項に記載のフィルムアンテナにおいて、
前記第１及び第２のアンテナエレメントは、銅箔からなる。

請求項９に記載の発明は、請求項１から８のいずれか一項に記載のフィルムアンテナにおいて、
前記第１及び第２のアンテナエレメントは、それぞれ、三角形と、台形と、平行四辺形と、直線及び曲線を有する図形と、のうちのいずれか一つである。

請求項１０に記載の発明の電子機器は、
請求項１から９のいずれか一項に記載のフィルムアンテナを有し、当該フィルムアンテナを介して外部機器と無線通信を行う通信手段と、
前記フィルムアンテナを介する前記通信手段の通信を制御する制御手段と、を備える。

本発明によれば、小型化が容易な広帯域のフィルムアンテナを実現できる。

以下、添付図面を参照して本発明に係る好適な実施の形態及び変形例を順に詳細に説明する。なお、本発明は、図示例に限定されるものではない。

図１〜図１２を参照して本発明に係る実施の形態を説明する。先ず、図１〜図６を参照して本実施の形態の装置構成を説明する。図１（ａ）に、本実施の形態のハンディターミナル１の正面構成を示す。図１（ｂ）に、ハンディターミナル１の側面構成を示す。図１（ｃ）に、ハンディターミナル１の上面構成を示す。

本実施の形態の電子機器としてのハンディターミナル１は、ユーザ操作による情報の入力、記憶等の機能を有する携帯端末である。ハンディターミナル１は、特に、無線ＬＡＮ（Local Area Network）方式によりアクセスポイントを介して外部機器と無線通信を行う機能を有するものとする。

図１（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、ハンディターミナル１は、ケース２上に、入力部１２、表示部１４等を備え、内部に、フィルムアンテナ２０、基板等を備えて構成される。フィルムアンテナ２０は、上記無線（ＬＡＮ）通信を行うためのダイポールアンテナである。

図２に、ハンディターミナル１の内部構成を示す。図２に示すように、ハンディターミナル１は、制御手段としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）１１、入力部１２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１３、表示部１４、ＲＯＭ（Read Only Memory）１５、フィルムアンテナ２０を有する通信手段としての無線通信部１６、フラッシュメモリ１７、Ｉ／Ｆ（InterFace）１８等を備えて構成され、各部がバス１９を介して接続される。

ＣＰＵ１１は、ハンディターミナル１の各部を中央制御する。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１５に記憶されているシステムプログラム及び各種アプリケーションプログラムの中から指定されたプログラムをＲＡＭ１３に展開し、ＲＡＭ１３に展開されたプログラムとの協働で、各種処理を実行する。

ＣＰＵ１１は、各種プログラムとの協働により、入力部１２を介する操作情報の入力を受け付け、ＲＯＭ１５から各種情報を読み出し、フラッシュメモリ１７に各種情報の読み書きを行い、無線通信部１６及びフィルムアンテナ２０を介して外部機器と無線通信を行い、Ｉ／Ｆ１８を介して外部機器と有線通信を行う。

入力部１２は、カーソルキー、数字キー及び各種機能キー等を有するキーパッドを備え、操作者から押下入力された各キーの入力信号をＣＰＵ１１に出力する。また、入力部１２は、表示部１４と一体的にタッチパネルが構成されることとしてもよい。

ＲＡＭ１３は、揮発性のメモリであり、実行される各種プログラムやこれら各種プログラムに係るデータ等を格納するワークエリアを有し、情報を一時的に格納する。表示部１４は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＥＬＤ（ElectroLuminescent Display）等で構成され、ＣＰＵ１１からの表示信号に従って画面表示を行う。

ＲＯＭ１５は、各種プログラム、各種データの情報が予め読み出し専用に記憶される記憶部である。

無線通信部１６は、フィルムアンテナ２０と接続され、フィルムアンテナ２０を介して無線ＬＡＮ方式によりアクセスポイント等を介して外部機器と情報の送受信を行う。本実施の形態では、無線通信として、周波数帯域が２．４［ＧＨｚ］帯の無線ＬＡＮ通信を用いる場合を説明する。しかし、これに限定されるものではなく、無線通信として、周波数帯域が５．２［ＧＨｚ］帯等、他の周波数帯域の無線ＬＡＮ通信や、他の通信方式の無線通信としてもよい。

フラッシュメモリ１７は、各種データ等の情報が読み出し及び書き込み可能な記憶部である。Ｉ／Ｆ１８は、通信ケーブルを介して外部機器と情報を送受信する。Ｉ／Ｆ１８は、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）方式の有線通信部である。

図３に、フィルムアンテナ２０の構成を示す。図３に示すように、フィルムアンテナ２０は、第１のアンテナエレメントとしてのアンテナエレメント２１と、第２のアンテナエレメントとしてのアンテナエレメント２２と、ベースフィルム２３と、絶縁保護シート２４と、を備え、同軸ケーブル３０と接続されて構成される。

アンテナエレメント２１は、導電体としての銅箔で形成され、台形（略平行四辺形）の形状を有する。アンテナエレメント２２は、導電体としての銅箔から形成され、台形（略等脚台形）の形状を有する。但し、アンテナエレメント２１，２２の材料は、銅箔に限定されない。ベースフィルム２３は、絶縁体としてのポリイミドにより形成されている。但し、ベースフィルム２３の材料は、ポリイミドに限定されない。アンテナエレメント２１，２２は、ベースフィルム２３上にパターン形成される。さらに、アンテナエレメント２１，２２上に絶縁保護シート２４が形成され、外部部品とのショートが保護されている。

同軸ケーブル３０は、互いに絶縁された導電体の芯線３１と、網状等の導電体の外部導体３２と、を有する。同軸ケーブル３０の一端の芯線３１は、アンテナエレメント２１にハンダ付けされて接続される。また、同軸ケーブル３０の一端の外部導体３２は、アンテナエレメント２２にハンダ付けされて接続される。アンテナエレメント２１，２２における同軸ケーブル３０との接続点を、給電点とする。同軸ケーブル３０の他端は、ハンディターミナル１の基板上の無線通信部１６に接続される。

無線通信の通信対象周波数の電磁波の波長を波長λとする。すると、アンテナエレメント２１，２２の長手方向のサイズは、それぞれ、（１／４）λとなる。この原理については後述する。

図４に、ゴムシート２５を貼り付けたフィルムアンテナ２０を示す。図４に示すように、フィルムアンテナ２０は、誘電体シートとしてのゴムシート２５を有する。ゴムシート２５は、ベースフィルム２３のアンテナエレメント２１，２２面上に貼り付けられている。なお、ゴムシート２５は、ベースフィルム２３のアンテナエレメント２１，２２面と逆側の面上に貼り付けられる構成としてもよい。また、ゴムシート２５は、ベースフィルム２３のアンテナエレメント２１，２２面及び逆側の面上の両面に貼り付けられる構成としてもよい。

また、ゴムシート２５は、誘電体として機能する。このため、ゴムシート２５の誘電率に応じて、フィルムアンテナ２０の長手方向の長さが短縮される。対象周波数の波長に対するゴムシート２５の誘電率によるアンテナエレメント２１，２２の長手方向の長さの短縮効果は、誘電率ε_effを用いて次式（１）で表される。
１／（ε_eff）^１／２ …（１）

ゴムシート２５は、絶縁体としても機能する。ゴムシート２５により、ハンディターミナル１の筐体（ケース２等）へのフィルムアンテナ２０実装時に、アンテナエレメント２１，２２、芯線３１、外部導体３２と他部品との干渉を無くすことができる。特に、導電体部分がむき出しとなる同軸ケーブル３０の芯線３１、外部導体３２及びそのハンダ付け部分を覆うように、ゴムシート２５がベースフィルム２３等に貼り付けられることが好ましい。また、ゴムシート２５により、フィルムアンテナ２０自体を安定して実装できる（ガタツキをなくすことができる）。

図５に、同軸ケーブル３０の構成を示す。図５に示すように、同軸ケーブル３０は、軸の中心から外側に向かって、芯線３１、ポリエチレン等の絶縁体３３、外部導体３２、絶縁体としての保護被覆部３４を順に同心円状に備えて構成される。

同軸ケーブル３０において、フィルムアンテナ２０取付け側のむき出しになった芯線３１の長さを長さＬ１とする。同様に、同軸ケーブル３０において、フィルムアンテナ２０取付け側のむき出しになった絶縁体３３の長さを長さＬ２とする。同様に、同軸ケーブル３０において、フィルムアンテナ２０取付け側のむき出しになった外部導体３２の長さを長さＬ３とする。

図６に、アンテナエレメント２１，２２及びその配置を示す。図６に示すように、アンテナエレメント２１は、同軸ケーブル３０の接続点側から順に、オーバーラップ部２１１、斜辺部２１２、平行部２１３、斜辺部２１４、を有する。アンテナエレメント２２は、同軸ケーブル３０の接続点側から順に、オーバーラップ部２２１、斜辺部２２２、平行部２２３、斜辺部２２４、を有する。オーバーラップ部２１１は、芯線３１とハンダ付けにより接続される。オーバーラップ部２２１は、外部導体３２とハンダ付けにより接続される。

アンテナエレメント２１，２２の長手方向は、同一方向である。また、オーバーラップ部２１１，２２１は、フィルムアンテナ２０（アンテナエレメント２１，２２）の長手方向と垂直な線上に配置される。このため、アンテナエレメント２１，２２の長手方向と、同軸ケーブル３０の軸方向とが、垂直になる。従って、フィルムアンテナ２０をハンディターミナル１の筐体に容易且つ安定的に実装できる。

アンテナエレメント２１において、斜辺部２１２、平行部２１３、斜辺部２１４により、略平行四辺形が形成されている。アンテナエレメント２２において、斜辺部２２２、平行部２２３、斜辺部２２４により、台形が形成されている。

フィルムアンテナ２０の長手方向の各長さを説明する。アンテナエレメント２１の長手方向の全長を長さＬ１１とする。アンテナエレメント２２の長手方向の全長を長さＬ２１とする。オーバーラップ部２１１の（アンテナエレメント２１長手方向の）長さを長さＬ１２とする。例えば、オーバーラップ部２２１の（アンテナエレメント２２長手方向の）長さも長さＬ１２とするが、これに限定されない。

また、アンテナエレメント２２のオーバーラップ部２２１及び斜辺部２２２の長手方向の長さを長さＬ２２とする。例えば、アンテナエレメント２１のオーバーラップ部２１１及び斜辺部２１２の長手方向の長さも長さＬ２２とするが、これに限定されない。また、アンテナエレメント２２の斜辺部２２４の長手方向の長さを長さＬ２３とする。例えば、アンテナエレメント２１の斜辺部２１４の長手方向の長さも長さＬ２３とするが、これに限定されない。また、アンテナエレメント２２（平行部２２３）の短手方向の長さを長さＬ２４とする。例えば、アンテナエレメント２１の短手方向の長さも長さＬ２４とするが、これに限定されない。

また、オーバーラップ部２１１とオーバーラップ部２２１との間の長さは、図５の絶縁体３３の長さＬ２に相当する。アンテナエレメント２１，２２の長さＬ１１と長さＬ２１とにおいて、図５における長さＬ２を用いて、次式（２）を満たすように設定される。
Ｌ１１＋Ｌ２＝Ｌ２１ …（２）

また、アンテナエレメント２１において、給電点となるオーバーラップ部２１１から先端までの対角線（図７の点線）で区切った上部を三角部２１ａとし、下部を三角部２１ｂとする。同様に、アンテナエレメント２２において、給電点となるオーバーラップ部２２１から先端までの対角線（図７の点線）で区切った下部を三角部２２ａとし、上部を三角部２２ｂとする。後述するように、原理的には、三角部２１ａ，２２ａのみでも機能する。しかし、オーバーラップ部２１１，２２１付近の幅（アンテナエレメント２１，２２の長手方向と垂直方向の）を稼ぐために三角部２１ｂ，２２ｂが設けられている。

次に、フィルムアンテナ２０の動作原理について説明する。図７に、一般的なダイポールアンテナ４０を示す。先ず、図７に示すように、フィルムアンテナ２０の基本となる２つの棒状のダイポールアンテナ４０を考える。

次に、フィルムアンテナ２０の動作原理について説明する。図７に、一般的なダイポールアンテナ４０を示す。先ず、図７に示すように、フィルムアンテナ２０の基本となる２つの棒状のダイポールアンテナ４０を考える。

ダイポールアンテナ４０は、棒状のアンテナエレメント４１，４２を備えて構成される。アンテナエレメント４１，４２は、一直線状に順に並べられて配置される。また、アンテナエレメント２１，２２と同様に、アンテナエレメント４１，４２は、各端部に同軸ケーブルの芯線及び外部導体が接続される。その接続点を給電点３０Ａとして表現した。

無線通信の通信対象周波数（帯）の電磁波の波長が波長λであるとする。アンテナエレメント４１及び４２の長手方向の長さが（１／２）λである場合に、ダイポールアンテナ４０が共振して無線通信が良好に行われる。このため、ダイポールアンテナ４０の長手方向の長さが（１／２）λに設定されることが好ましい。

図８に、平面アンテナのアンテナエレメント２１Ａ，２２Ａの構成を示す。図９に、図８の平面アンテナの周波数に対するＳＷＲ（Standing Wave Ratio：定在波比）を示す。

図８に示す平面アンテナのアンテナエレメント２１Ａ，２２Ａにおいて、アンテナエレメント２１Ａの長手方向の辺の長さを長さＬＡとし、アンテナエレメント２１Ａの短手方向の辺の長さを長さＬＢとする。アンテナエレメント２１Ａの長辺は、（ＬＡ^２＋ＬＢ^２）^１／２の長さとなる。アンテナエレメント２２Ａも同様とする。

通信対象周波数帯がＧＨｚ帯である場合に、アンテナエレメント２１Ａ，２２Ａに流れるアンテナ電流は、表皮効果により、エッジ部分（端面及び表面）に集中する。このため、アンテナエレメント２１Ａ，２２Ａは、実際には、長さＬＡの辺に対応するエレメントと、長さ（ＬＡ^２＋ＬＢ^２）^１／２の辺に対応するエレメントと、に対応するダイポールアンテナとして機能する。

図９に示すように、アンテナエレメント２１Ａ，２２ＡのＳＷＲの周波数特性において、ＳＷＲが低い２つの共振点ＰＡ，ＰＢが表れていることが分かる。共振点ＰＡが、アンテナエレメント２１Ａ，２２Ａの長さ（ＬＡ^２＋ＬＢ^２）^１／２の辺に対応している。共振点ＰＢが、アンテナエレメント２１Ａ，２２Ａの長さＬＡの辺に対応している。この長さＬＡと長さ（ＬＡ^２＋ＬＢ^２）^１／２とが近接する帯域に共振点ＰＡ，ＰＢをとり、合成することで、アンテナ全体としての共振帯域幅を広くし、広帯域のダイポールアンテナを形成できる。

アンテナエレメント２１Ａが、フィルムアンテナ２０のアンテナエレメント２１の三角部２１ａに対応する。また、アンテナエレメント２２Ａが、フィルムアンテナ２０のアンテナエレメント２２の三角部２２ａに対応する。このため、フィルムアンテナ２０も広帯域幅を有するアンテナとなる。また、アンテナエレメント２１，２２が三角部２１ａ，２２ａに加えて、三角部２１ｂ，２２ｂを有しても同様に、広帯域幅を有する構成となる。

次いで、フィルムアンテナ２０のコンデンサとして機能する原理を説明する。図１０に、アンテナエレメント２１，２２の概略を示す。

図７に示したダイポールアンテナ４０のように、２つのアンテナエレメントが１８０度開いたダイポールアンテナのインピーダンスは、理論上７３［Ω］になる。しかし、このインピーダンスを給電点のインピーダンスである５０［Ω］にあわせる（インピーダンスマッチングする）必要がある。従来は、バランを設けてインピーダンスマッチングを行っていた。

バランを設けずにインピーダンスマッチングを行うためには、ダイポールアンテナと並列にコンデンサ成分を設ける必要がある。そのコンデンサの電気容量は、０．４［ｐＦ］が必要である。フィルムアンテナ２０において、アンテナエレメント２１，２２は、空気を誘電体としたコンデンサとして機能する。具体的には、図１０の両端矢印に表現されるように、アンテナエレメント２１，２２間に空気が媒質として満たされていると考える。なお、ゴムシート２５及びその誘電率も考慮される。

アンテナエレメント２１，２２のコンデンサの電気容量は、アンテナエレメント２１，２２の面積により決定されるので、この面積の調整により、インピーダンスマッチングがなされる。例えば、三角部２１ｂ，２２ｂを設けることにより、アンテナエレメント２１，２２の面積を広く調整できる。

このように、バランを設けないこととにより、フィルムアンテナ２０の小型化が可能となる。このため、図１（ａ）〜図１（ｃ）に示すように、ハンディターミナル１のケース２の先端部等の幅が限られている部分にも、フィルムアンテナ２０を容易に実装可能となる。

次に、図１１を参照して、フィルムアンテナ２０の製造方法について説明する。図１１に、フィルムアンテナ２０の断面を示す。

図１１に示すように、フィルムアンテナ２０において、ベースフィルム２３上にアンテナエレメント２１，２２が形成され、アンテナエレメント２１，２２上に絶縁保護シート２４が形成される。

絶縁保護シート２４は、アンテナエレメント２１のオーバーラップ部２１１及び同軸ケーブル３０芯線３１の接続部分と、アンテナエレメント２２のオーバーラップ部２２１及び同軸ケーブル３０の外部導体３２の接続部分と、に穴部２６が設けられている。この穴部２６がハンダ付けのパッド部分になる。

このように、ベースフィルム２３、アンテナエレメント２１，２２、穴部２６を有する絶縁保護シート２４が形成されたシートに、同軸ケーブル３０の芯線３１及び外部導体３２がハンダ付けされる。穴部２６を有する絶縁保護シート２４により、ハンダ付け位置を特定の正確な位置に固定することができる。このため、フィルムアンテナ２０生産時に、ハンダ位置のバラツキによるアンテナ特性のバラツキを低減できる。

次に、フィルムアンテナ２０のアンテナ特性を説明する。図１２に、フィルムアンテナ２０の周波数に対するＳＷＲを示す。

図１２に示すように、フィルムアンテナ２０について、周波数が２［ＧＨｚ］〜３［ＧＨｚ］のＳＷＲを測定した。通信対象周波数帯域を、２．４［ＧＨｚ］帯とした。試験規格としては、２４００［ＭＨｚ］〜２５００［ＭＨｚ］の帯域で、ＳＷＲが２以下であり且つ一定であることが要求されている。これに対し、図１２の測定結果では、範囲Ｒに示す２１５０［ＭＨｚ］〜２８００［ＭＨｚ］の帯域で、ＳＷＲが２以下であり且つ一定している。このため、フィルムアンテナ２０は、２１５０［ＭＨｚ］〜２８００［ＭＨｚ］の広帯域のアンテナ特性が得られた。

以上、本実施の形態によれば、フィルムアンテナ２０は、給電点から先端まで端面（アンテナエレメント２１の上側の辺、アンテナエレメント２２の下側の辺）及び対角線（図６の点線）に異なる２つの長さを有する平面形状のアンテナエレメント２１，２２を備える。このため、アンテナエレメント２１，２２の短手方向の長さＬ２４を低減でき、小型化が容易な広帯域のフィルムアンテナ２０を実現できる。

また、アンテナエレメント２１，２２が空気を介したコンデンサとして機能し、その面積がインピーダンスマッチングをとるよう調整されている。このため、インピーダンスマッチングのため、バラン等の部品を設ける必要が無く、フィルムアンテナ２０をさらに小型化できる。

また、アンテナエレメント２１，２２の面上にゴムシート２５が貼り付けられている。このため、アンテナエレメント２１，２２と同軸ケーブル３０との接続部分（給電点）が外部部品とショートすることを防ぐことができるとともに、フィルムアンテナ２０を安定してガタツキ無くケース２に実装できる。

また、アンテナエレメント２１，２２の面上に絶縁保護シート２４を備える。このため、アンテナエレメント２１，２２が外部部品とショートすることを防ぐことができる。

また、絶縁保護シート２４は、アンテナエレメント２１，２２と同軸ケーブル３０とをハンダ付けする部分に、給電点位置に対応する穴部２６を有する。このため、アンテナエレメント２１，２２と同軸ケーブル３０とのハンダ付けを正確な位置に行うことができ、フィルムアンテナ２０の製造において、アンテナ特性のバラツキを低減でき安定化できる。

また、アンテナエレメント２１，２２は、アンテナエレメント２１，２２の長手方向と垂直な線上に配置され各給電点位置に対応するオーバーラップ部２１１，２２１を備える。このため、同軸ケーブル３０の軸方向をアンテナエレメント２１，２２の長手方向に垂直にして、アンテナエレメント２１，２２に同軸ケーブル３０を接続できる。従って、フィルムアンテナ２０を容易に製造でき製造効率を上げることができ、また製造バラツキを低減できる。

また、アンテナエレメント２１の長さＬ１１は、アンテナエレメント２２の長さＬ２１よりも、同軸ケーブル３０のむき出しになった絶縁体３３の長さＬ２分短い。このため、フィルムアンテナ２０における端末処理分（取り付けのための同軸ケーブル端末処理分）のミスマッチングを防止できる。

また、ベースフィルム２３の材料をポリイミドとする。このため、ベースフィルム２３を、その特性を良好にして構成できる。また、アンテナエレメント２１，２２の材料を銅箔とする。このため、アンテナエレメント２１，２２を、その特性を良好にして構成できる。

また、ハンディターミナル１は、フィルムアンテナ２０を有する無線通信部１６と、無線通信部１６を制御するＣＰＵ１１と、を備える。このため、ハンディターミナル１がフィルムアンテナ２０を用いて広帯域の通信を行うことができるとともに、ハンディターミナル１を小型化できる。

（変形例）
図１３を参照して、上記実施の形態の変形例を説明する。図１３（ａ）に、フィルムアンテナ５０の概略構成を示す。図１３（ｂ）に、フィルムアンテナ６０の概略構成を示す。図１３（ｃ）に、フィルムアンテナ７０の概略構成を示す。図１３（ｄ）に、フィルムアンテナ８０の概略構成を示す。図１３（ｅ）に、フィルムアンテナ９０の概略構成を示す。図１３（ｆ）に、フィルムアンテナ１００の概略構成を示す。

上記実施の形態では、１組のアンテナエレメントとして、台形（略平行四辺形）及び台形（略等脚台形）の組み合わせの構成を説明したが、この形状に限定されるものではない。例えば、図１３（ａ）に示すようなフィルムアンテナ５０としてもよい。フィルムアンテナ５０は、互いに鏡像関係にある三角形のアンテナエレメント５１，５２を有する構成である。アンテナエレメント５１，５２は、給電点３０Ａを間にして配置される。フィルムアンテナ５０において、アンテナエレメント５１，５２は、給電点３０Ａ側が同じ位置（高さ）になる形状となる。

この構成では、例えば、アンテナエレメント５１，５２の各給電点がアンテナエレメント５１，５２の長手方向に沿って左右になるように配置する構成とする。そして、同軸ケーブルの芯線と外部導体とを左右に分ける先端処理を行う。例えば、芯線を左に分け、外部導体を右に分け、芯線をアンテナエレメント５１の給電点にハンダ付けし、外部導体をアンテナエレメント５２の給電点にハンダ付けする。このように接続することにより、アンテナエレメント５１，５２の長手方向に対し、同軸ケーブルのハンダ付け部分を除く軸方向を垂直にして接続できる。

また、例えば、アンテナエレメント５１，５２自体をそれぞれ上下にずらし、給電点３０Ａ側で上下にオーバーラップさせるように配置する構成としてもよい。このように接続することにより、アンテナエレメント５１，５２の長手方向に対し、同軸ケーブル軸方向を垂直にして接続できる。以上説明したフィルムアンテナ５０の構成は、２つのアンテナエレメントの給電点３０Ａ側が同じ位置になる下記の他のフィルムアンテナでも同様である。

また、図１３（ｂ）に示すようなフィルムアンテナ６０としてもよい。フィルムアンテナ６０は、互いに同形の台形（略等脚台形又は等脚台形）であり、上側の底辺が長く下側の底辺が短いアンテナエレメント６１，６２を有する構成である。アンテナエレメント６１，６２は、給電点３０Ａを間にして配置されている。

また、図１３（ｃ）に示すようなフィルムアンテナ７０としてもよい。フィルムアンテナ７０は、互いに同形の台形（略等脚台形又は等脚台形）であり、上側の底辺が長く下側の底辺が短いアンテナエレメント７１と、上側の底辺が短く下側の底辺が長いアンテナエレメント７２と、を有する構成である。アンテナエレメント７１，７２は、給電点３０Ａを間にして配置されている。給電点３０Ａ側において、アンテナエレメント７１，７２の端部が上下に分かれるので、その間隔をとることが容易である。

また、図１３（ｄ）に示すようなフィルムアンテナ８０としてもよい。フィルムアンテナ８０は、互いに鏡像関係にある図形であり、１辺に曲線を有し他の２辺に直線を有するアンテナエレメント８１，８２とを有する構成である。アンテナエレメント８１，８２は、給電点３０Ａを間にして配置されている。

また、図１３（ｅ）に示すようなフィルムアンテナ９０としてもよい。フィルムアンテナ９０は、互いに鏡像関係にある平行四辺形であり、下側の底辺における給電点３０Ａ側の内角が鋭角であるアンテナエレメント９１，９２とを有する構成である。アンテナエレメント９１，９２は、給電点３０Ａを間にして配置されている。

また、図１３（ｆ）に示すようなフィルムアンテナ１００としてもよい。フィルムアンテナ１００は、互いに同形の平行四辺形であり、下側の底辺における給電点３０Ａ側の内角が鋭角であるアンテナエレメント１０１と、上側の底辺における給電点３０Ａ側の内角が鋭角であるアンテナエレメント１０２と、を有する構成である。アンテナエレメント１０１，１０２は、給電点３０Ａを間にして配置されている。給電点３０Ａにおいて、アンテナエレメント１０１，１０２の端部が上下に分かれるので、その間隔をとることが容易である。

フィルムアンテナが有する２つのアンテナエレメントのそれぞれは、給電点から先端へエッジ及び対角線の少なくとも一つが２つの異なる共振長を有する形状であれば、図１３に示した例に限定されない。フィルムアンテナが有する２つのアンテナエレメントが、互いに同形又は異なる形状で、それぞれ、三角形、台形、平行四辺形、直線及び曲線を有する図形及びその他の図形のうちのいずれか一つの図形であればよい。

以上、本変形例によれば、上記実施の形態と同様の効果を奏するとともに、設置部分に合った形状のフィルムアンテナを実現できる。

さらに、上記実施の形態と同様に、フィルムアンテナが有する２つのアンテナエレメントの給電点が上下に分かれ、それぞれ給電点位置のオーバーラップ部を有し、２つのアンテナエレメントの長手方向と、その２つのオーバーラップ部を結ぶ方向とが垂直になることが好ましい。この構成では、２つのアンテナエレメントの長手方向と、同軸ケーブルの軸方向とを垂直にして、フィルムアンテナに同軸ケーブルを接続できる。従って、フィルムアンテナを容易に製造でき製造効率を上げることができ、また製造バラツキを低減できる。

なお、上記実施の形態及び変形例における記述は、本発明に係るフィルムアンテナ及び電子機器の一例であり、これに限定されるものではない。

上記実施の形態及び変形例では、電子機器としてハンディターミナルを用いる構成としたが、ＰＤＡ等、他の電子機器としてもよい。

また、上記実施の形態におけるフィルムアンテナ２０、ハンディターミナル１の各構成要素の細部構成及び細部動作に関しては、本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能であることは勿論である。

（ａ）は、本発明に係る実施の形態のハンディターミナルの正面図である。（ｂ）は、ハンディターミナルの側面図である。（ｃ）は、ハンディターミナル１の上面図である。 ハンディターミナルの内部構成を示すブロック図である。 フィルムアンテナの構成を示す図である。 ゴムシートを貼り付けたフィルムアンテナを示す図である。 同軸ケーブルの構成を示す図である。 アンテナエレメント及びその配置を示す図である。 一般的なダイポールアンテナを示す。 平面アンテナの構成を示す。 図８の平面アンテナの周波数に対するＳＷＲを示す図である。 アンテナエレメントの概略図である。 フィルムアンテナの断面図である。 フィルムアンテナの周波数に対するＳＷＲを示す図である。 （ａ）は、変形例のフィルムアンテナの構成を示す概略図である。（ｂ）は、他の変形例のフィルムアンテナの構成を示す概略図である。（ｃ）は、他の変形例のフィルムアンテナの構成を示す概略図である。（ｄ）は、他の変形例のフィルムアンテナの構成を示す概略図である。（ｅ）は、他の変形例のフィルムアンテナの構成を示す概略図である。（ｆ）は、他の変形例のフィルムアンテナの構成を示す概略図である。

符号の説明

１ ハンディターミナル
２ ケース
１１ ＣＰＵ
１２ 入力部
１３ ＲＡＭ
１４ 表示部
１５ ＲＯＭ
１６ 無線通信部
１７ フラッシュメモリ
１８ Ｉ／Ｆ
１９ バス
２０ フィルムアンテナ
２１，２２ アンテナエレメント
２１１，２２１ オーバーラップ部
２１２，２２２ 斜辺部
２１３，２２３ 平行部
２１４，２２４ 斜辺部
２１ａ，２２ａ，２１ｂ，２２ｂ 三角部
２３ ベースフィルム
２４ 絶縁保護シート
２５ ゴムシート
２６ 穴部
３０ 同軸ケーブル
３１ 芯線
３２ 外部導体
３３ 絶縁体
３４ 保護被覆部
４０ ダイポールアンテナ
４１，４２ アンテナエレメント
３０Ａ 給電点
２１Ａ，２２Ａ アンテナエレメント
５０，６０，７０，８０，９０，１００ フィルムアンテナ
５１，５２，６１，６２，７１，７２，８１，８２，９１，９２，１０１，１０２ アンテナエレメント

Claims (10)

1. 絶縁材料からなるベースフィルムと、
   前記ベースフィルム上に形成されたフィルム状の導電体の第１及び第２のアンテナエレメントを備え、
   前記第１及び第２のアンテナエレメントのそれぞれは、給電点から先端までの一方側の端面の長さが第１の共振周波数に対応する第１の長さを有し、且つ給電点から先端までの他方側の端面の長さが前記第１の共振周波数と異なる第２の共振周波数に対応する第２の長さを有する平面形状であり、
   前記第１のアンテナエレメントは、給電点に同軸ケーブルの芯線が接続され、
   前記第２のアンテナエレメントは、給電点に同軸ケーブルの外部導体が接続され、
   前記第１及び第２のアンテナエレメントは、インピーダンスマッチングを行うコンデンサとしての面積を有するフィルムアンテナ。
2. 前記ベースフィルムの前記第１及び第２のアンテナエレメント面側並びに前記ベースフィルムの裏面側の少なくとも一つに貼り付けられる誘電体シートを備える請求項１記載のフィルムアンテナ。
3. 前記第１及び第２のアンテナエレメントの上に絶縁保護シートを備える請求項１又は２に記載のフィルムアンテナ。
4. 前記絶縁保護シートは、前記第１及び第２のアンテナエレメントと前記同軸ケーブルとのハンダ接続を介し前記給電点の位置に配置される穴部を有する請求項３記載のフィルムアンテナ。
5. 前記第１のアンテナエレメントの長手方向の長さは、前記第２のアンテナエレメントの長手方向の長さよりも、前記同軸ケーブルの芯線及び外部導体の間のむき出しになった絶縁体の軸方向長さ分短い請求項１から４のいずれか一項に記載のフィルムアンテナ。
6. 前記第１及び第２のアンテナエレメントは、それぞれ、当該第１及び第２のアンテナエレメントの長手方向と垂直な線上に配置され各給電点位置に対応するオーバーラップ部を備える請求項１から５のいずれか一項に記載のフィルムアンテナ。
7. 前記ベースフィルムは、ポリイミドからなる請求項１から６のいずれか一項に記載のフィルムアンテナ。
8. 前記第１及び第２のアンテナエレメントは、銅箔からなる請求項１から７のいずれか一項に記載のフィルムアンテナ。
9. 前記第１及び第２のアンテナエレメントは、それぞれ、三角形と、台形と、平行四辺形と、直線及び曲線を有する図形と、のうちのいずれか一つである請求項１から８のいずれか一項に記載のフィルムアンテナ。
10. 請求項１から９のいずれか一項に記載のフィルムアンテナを有し、
    当該フィルムアンテナを介して外部機器と無線通信を行う通信手段と、
    前記フィルムアンテナを介する前記通信手段の通信を制御する制御手段と、
    を備える電子機器。

Images