JP2006121190A - Antenna, manufacturing method thereof, and wireless terminal using the antenna - Google Patents
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Abstract
Translated fromJapaneseDescription
Translated fromJapanese本発明は、アンテナ、特に複数の周波数の電波を空間に放射するマルチバンドアンテナ、及び同アンテナの製造方法、並びに同アンテナを用いた無線端末に関するものである。 The present invention relates to an antenna, in particular, a multiband antenna that radiates radio waves having a plurality of frequencies to a space, a method of manufacturing the antenna, and a wireless terminal using the antenna.
近年、ユーザの利便性を向上するため、一つの無線端末にて複数の通信規格に対応しようとする動きが盛んである。携帯電話においては、第二世代ＧＳＭに用いる９００ＭＨｚ帯と第三世代Ｗ−ＣＤＭＡに用いる２ＧＨｚ帯への対応、無線ＬＡＮにおいては、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ｇに用いる２．４ＧＨｚ帯とＩＥＥＥ８０２．１１ａに用いる５ＧＨｚ帯への対応等がある。このため、無線端末用のアンテナとして、複数の周波数の電波を空間に放射するマルチバンドアンテナが主流となりつつある。 In recent years, in order to improve user convenience, there is a strong movement to support a plurality of communication standards with one wireless terminal. In cellular phones, it corresponds to the 900 MHz band used for the second generation GSM and the 2 GHz band used for the third generation W-CDMA. In the wireless LAN, it is used for the 2.4 GHz band used for IEEE802.11b / g and IEEE802.11a. Corresponding to 5 GHz band. For this reason, multiband antennas that radiate radio waves of a plurality of frequencies into space are becoming mainstream as antennas for wireless terminals.
一方で、無線端末のデザインや携帯性を向上するため、アンテナ小型化のニーズがある。このような背景から、無線端末用アンテナとして、小型のマルチバンドアンテナが求められている。 On the other hand, there is a need for antenna miniaturization in order to improve the design and portability of wireless terminals. From such a background, a small multiband antenna is required as a radio terminal antenna.
マルチバンドアンテナを小型化する従来技術には、特許文献１、２、３に記載された方法がある。 Conventional techniques for downsizing a multiband antenna include methods described in
特許文献１では、基台に複数のアンテナエレメントをヘリカル形状に設けることで三次元的に集約し小型化を図っている。 In
特許文献２では、複数のアンテナエレメントをメアンダ形状に設けることで二次元的に集約し小型化を図っている。 In
特許文献３では、給電線路、ショートスタブ、及び第一のオープンスタブからなる逆Ｆ型アンテナに、第二のオープンスタブを第一のオープンスタブの反対側に接続し、それぞれのオープンスタブを途中で屈曲して小型化を図っている。 In
しかしながら、特許文献１に記載される方法では、アンテナエレメントを三次元的に設けるための高度な技術が必要であり、作製が容易ではなかった。また、それぞれ異なる周波数の電波を放射するアンテナエレメントを近くに配置するため、電磁気的な干渉があり、良好な送受信が難しかった。 However, the method described in
特許文献２に記載される方法では、それぞれ異なる周波数の電波を放射するアンテナエレメントを、電磁気的な干渉がないように離して配置する必要があり、小型化が難しかった。 In the method described in
特許文献３に記載される方法では、第一のオープンスタブと第二のオープンスタブを電磁気的な干渉がないよう、互いに反対側に構成する必要があった。低周波帯にて電波を放射するためには、長いオープンスタブが必要となるが、反対側に構成しなければならないという制約があるために、結果としてアンテナサイズが大きくなるという問題があった。 In the method described in
本発明の目的は、作製が容易で小型のマルチバンドアンテナ及びその製造方法並びに同アンテナを用いた無線端末を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a small-sized multiband antenna that is easy to manufacture, a manufacturing method thereof, and a wireless terminal using the antenna.
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、同一曲面構造又は同一平面構造であり、曲面構造又は平面構造の二次元導体分布の一部あるいは全ての周辺に、一次元導体分布と一次元空隙分布が交互に層構造を構成していることを特徴とするアンテナである。 In order to achieve the above object, the invention of
請求項２の発明は、上記層構造がオープンスタブ、ショートスタブ、結合線路等の伝送線路と浮遊線路で構成される請求項１に記載のアンテナである。 The invention according to
請求項３の発明は、上記伝送線路及び上記浮遊線路が、複数の周波数の電波を共通して空間に放射する請求項２に記載のアンテナである。 The invention according to
請求項４の発明は、上記一次元導体分布又は上記二次元導体分布に給電部が接続される請求項１に記載のアンテナである。 The invention according to
請求項５の発明は、上記一次元導体分布及び上記一次元空隙分布が二層から五層の層構造を構成している請求項１に記載のアンテナである。 A fifth aspect of the present invention is the antenna according to the first aspect, wherein the one-dimensional conductor distribution and the one-dimensional air gap distribution form a layer structure of two to five layers.
請求項６の発明は、上記一次元導体分布、上記一次元空隙分布、及び上記二次元導体分布からなるアンテナの外形が概ね四角形である請求項１に記載のアンテナである。 A sixth aspect of the present invention is the antenna according to the first aspect, wherein an outer shape of the antenna composed of the one-dimensional conductor distribution, the one-dimensional gap distribution, and the two-dimensional conductor distribution is substantially rectangular.
請求項７の発明は、上記一次元導体分布及び上記二次元導体分布が一体導体からなる請求項１に記載のアンテナである。 A seventh aspect of the present invention is the antenna according to the first aspect, wherein the one-dimensional conductor distribution and the two-dimensional conductor distribution are made of a single conductor.
請求項８の発明は、上記一次元導体分布、上記一次元空隙分布、及び上記二次元導体分布が打ち抜き工程、又はメッキ工程、又はエッチング工程により製造される請求項１に記載のアンテナである。 The invention according to
請求項９の発明は、上記一次元導体分布、上記一次元空隙分布及び上記二次元導体分布が、リジッド基板、フレキ基板、基台上のいずれかに作製される請求項１に記載のアンテナである。 The invention according to
請求項１０の発明は、上記一次元導体分布、上記一次元空隙分布及び上記二次元導体分布が誘電体シートでラミネートされる請求項１に記載のアンテナである。 The invention of
請求項１１の発明は、上記二次元導体分布が、回路基板の接地導体又は無線端末の金属部品である請求項１に記載のアンテナである。 An eleventh aspect of the invention is the antenna according to the first aspect, wherein the two-dimensional conductor distribution is a ground conductor of a circuit board or a metal part of a wireless terminal.
請求項１２の発明は、上記給電部に同軸ケーブル又はコンタクトピンを用いる請求項１に記載のアンテナである。 The invention of claim 12 is the antenna according to
請求項１３の発明は、同一曲面構造又は同一平面構造であり、曲面構造又は平面構造の二次元導体分布の一部あるいは全ての周辺に、一次元導体分布と一次元空隙分布が交互に層構造を構成するに際して、上記一次元導体分布、上記一次元空隙分布及び上記二次元導体分布を打ち抜き工程又はメッキ工程或いはエッチング工程により製造することを特徴とするアンテナの製造方法である。 The invention of
請求項１４の発明は、請求項６〜１２に記載のアンテナを内蔵したことを特徴とする無線端末である。 A fourteenth aspect of the invention is a wireless terminal including the antenna according to the sixth to twelfth aspects.
請求項１５の発明は、請求項６〜１２に記載のアンテナを液晶ディスプレイ上部又はキーパッド下部或いはヒンジ部に内蔵したことを特徴とする携帯電話である。 A fifteenth aspect of the present invention is a mobile phone characterized in that the antenna according to any of the sixth to twelfth aspects is built in an upper part of a liquid crystal display, a lower part of a keypad or a hinge part.
本発明によれば、小型のマルチバンドアンテナ及び同アンテナを用いた無線端末を提供できる。 According to the present invention, a small multiband antenna and a wireless terminal using the antenna can be provided.
以下本発明の実施形態を添付図面により説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
本発明のアンテナは、従来技術にある三次元構造や二次元の折りこみ構造ではなく、同一曲面構造又は同一平面構造であり、曲面又は平面からなる二次元導体分布の一部あるいは全ての周辺に、曲線又は直線状の一次元導体分布と一次元空隙分布を交互に層構造に配置して構成される。 The antenna of the present invention is not the three-dimensional structure or the two-dimensional folding structure in the prior art, but has the same curved surface structure or the same planar structure, and a part or all of the periphery of the two-dimensional conductor distribution composed of a curved surface or a plane. A curved or linear one-dimensional conductor distribution and a one-dimensional gap distribution are alternately arranged in a layer structure.
図１は、同一曲面構造のアンテナの実施の形態を示したもので、曲面構造に形成したグランド面となる二次元導体分布１の一部に、一次元導体分布２ａ，２ｂと一次元空隙分布３ａ，３ｂを交互に層構造に配置してアンテナを構成したものである。 FIG. 1 shows an embodiment of an antenna having the same curved surface structure. One-dimensional conductor distributions 2a and 2b and a one-dimensional air gap distribution are formed on a part of the two-
このアンテナは、図２に示すように、二次元導体分布１と一次元導体分布２ａが導体接続部４ａを用いて、内側一次元導体分布２ａと外側の一次元導体分布２ｂが導体接続部４ｂを用いて層間接続され、その導体接続部４ａ，４ｂに位置した一次元導体分布２ａ，２ｂが導体切断部５ａ，５ｂを用いて切断される。給電部６は、二次元導体分布１と一次元導体分布２ａ間に接続される。この結果として、伝送線路及び浮遊線路で表現されるアンテナエレメントが構成される。 As shown in FIG. 2, this antenna has a two-
図２の構造であれば、伝送線路と浮遊線路を用いて図３のように表現される。すなわち、伝送線路は、一次元導体分布２ａで形成されたオープンスタブ７ａ、一次元導体分布２ｂで形成されたオープンスタブ７ｂ、二次元導体分布１と内側一次元導体分布２ａを接続する導体接続部４ａで形成されたショートスタブ８、一次元導体分布２ａで形成された結合線路９ａ、内側一次元導体分布２ａと外側一次元導体分布２ｂを接続する導体接続部４ｂで形成された結合線路９ｂであり、一次元導体分布２ａ，２ｂで形成された浮遊線路１０ａ，１０ｂは無給電素子である。 The structure of FIG. 2 is expressed as shown in FIG. 3 using transmission lines and floating lines. That is, the transmission line includes an open stub 7a formed by the one-dimensional conductor distribution 2a, an open stub 7b formed by the one-dimensional conductor distribution 2b, and a conductor connecting portion that connects the two-
このように本発明のアンテナは、アンテナエレメントを構成する複数の伝送線路及び浮遊線路が、層構造に集約されており、所望の周波数の電波を放射するために必要なエレメントを小面積に構成することができる。 As described above, in the antenna of the present invention, a plurality of transmission lines and floating lines constituting the antenna element are concentrated in a layer structure, and an element necessary for radiating a radio wave of a desired frequency is configured in a small area. be able to.
さらに、本発明のアンテナは、同一のアンテナエレメントが複数の周波数の電波を共通して空間に放射するため、各々の周波数の電波を放射する複数のアンテナエレメントを電磁気的な干渉がないように離して配置する必要がない。 Further, since the antenna element of the present invention radiates radio waves of a plurality of frequencies in common to the same antenna element, the antenna elements that radiate radio waves of each frequency are separated so as not to cause electromagnetic interference. There is no need to place them.
図４は、同一平面構造のアンテナの実施の形態を示したものであり、平面構造（四角形）の二次元導体分布１の全ての周辺に、一次元導体分布２ａ，２ｂと一次元空隙分布３ａ，３ｂが交互に層構造に配置してアンテナを構成したものである。 FIG. 4 shows an embodiment of an antenna having the same planar structure. One-dimensional conductor distributions 2a and 2b and a one-dimensional gap distribution 3a are formed around all of the two-
このアンテナは、図５に示すように、二次元導体分布１と内側一次元導体分布２ａが導体接続部４ａを用いて、その導体接続部４ａの反対側で内側一次元導体分布２ａと外側一次元導体分布２ｂが導体接続部４ｂを用いて層間接続され、また、一次元導体分布２ａ，２ｂが導体切断部５ａ，５ｂを用いて切断される。給電部６は、二次元導体分布１と内側一次元導体分布２ａ間に接続される。 As shown in FIG. 5, in this antenna, the two-
この結果として、伝送線路及び浮遊線路で表現されるアンテナエレメントが構成される。二次元導体分布１は接地導体と見なすことができ、この図５の構造であれば、伝送線路と浮遊線路を用いて図６のように表現される。すなわち、伝送線路は、導体切断部５ａにより内側一次元導体分布２ａで形成されるオープンスタブ７ａ1 ，７ａ2 、導体切断部５ｂにより外側一次元導体分布２ｂで形成されるオープンスタブ７ｂ1 ，７ｂ2 、導体接続部４ａで形成されるショートスタブ８、ショートスタブ８と給電部６を結ぶ内側一次元導体分布２ａで形成される結合線路９ａ1 、導体接続部４ｂで形成される結合線路９ｂ、結合線路９ｂと給電部６を結ぶ内側一次元導体分布２ａで形成される結合線路９ａ2 である。As a result, an antenna element expressed by a transmission line and a floating line is configured. The two-
この同一平面構造のアンテナもアンテナエレメントを構成する複数の伝送線路及び浮遊線路が、層構造に集約されており、所望の周波数の電波を放射するために必要なエレメントを小面積に構成することができ、また、同一のアンテナエレメントが複数の周波数の電波を共通して空間に放射するため、各々の周波数の電波を放射する複数のアンテナエレメントを電磁気的な干渉がないように離して配置する必要がない。 This coplanar antenna also has a plurality of transmission lines and floating lines that constitute an antenna element, which are aggregated in a layer structure, and it is possible to configure an element necessary for radiating a radio wave of a desired frequency in a small area. In addition, because the same antenna element radiates radio waves of multiple frequencies to the space in common, it is necessary to place multiple antenna elements that radiate radio waves of each frequency apart so as not to cause electromagnetic interference There is no.
図７は、２．４ＧＨｚ帯と５．５ＧＨｚ帯の電波を送受信するアンテナの他の実施形態を示したもので、四角形状に形成した二次元導体分布１の外周に一次元空隙分布３ａを介して内側一次元導体分布２ａを配置し、その一次元導体分布２ａの外周に一次元空隙分布３ｂを介して一次元導体分布２ｂを配置して層構造とし、二次元導体分布１と内側一次元導体分布２ａを導体接続部４ａで接続し、内側一次元導体分布２ａと外側一次元導体分布２ｂを導体接続部４ｂで接続し、内側一次元導体分布２ａに導体切断部５ａ1 ，５ａ2 を形成し、外側一次元導体分布２ｂに導体切断部５ｂを形成し、外側一次元導体分布２ｂに給電部６を接続した構成である。FIG. 7 shows another embodiment of an antenna for transmitting and receiving radio waves in the 2.4 GHz band and the 5.5 GHz band, and the outer periphery of the two-
図８は、図７のアンテナの電圧定在波比であり、上記二つの周波数の電波を空間に放射するために、給電部との良好なインピーダンス整合が実現されている。 図９は、図７のアンテナの電流強度分布である。白色の部分が、電流強度が大きく電波の放射に寄与する部分であり、２．４ＧＨｚ帯では、図９（ａ）に示すように、導体接続部４ｂの左右に位置した外側一次元導体分布２ｂの部分と給電部６の左右に位置した外側一次元導体分布２ｂの部分に電流強度の大きい部分が存在し、５．５ＧＨｚ帯では、図９（ｂ）に示すように、導体接続部４ｂから給電部６を通して導体切断部５ｂに至る外側一次元導体分布２ｂの部分に電流強度の大きい部分が存在しており、２．４ＧＨｚ帯と５．５ＧＨｚ帯で、共通して電流強度の大きい部分が存在する。 FIG. 8 shows the voltage standing wave ratio of the antenna shown in FIG. 7. In order to radiate radio waves having the above two frequencies to the space, good impedance matching with the power feeding unit is realized. FIG. 9 is a current intensity distribution of the antenna of FIG. The white portion is a portion that has a large current intensity and contributes to the emission of radio waves. In the 2.4 GHz band, as shown in FIG. 9A, the outer one-dimensional conductor distribution 2b positioned on the left and right of the conductor connecting portion 4b. 9 and a portion of the outer one-dimensional conductor distribution 2b located on the left and right of the
これは、同一のアンテナエレメントが共通して複数の周波数の電波を放射することを示す。よって、従来技術とは異なり、各々の周波数の電波を放射する複数のアンテナエレメントを電磁気的な干渉がないように離して配置する必要がなく、アンテナの小型化に関して大きな効果を得ることができる。 This indicates that the same antenna element radiates radio waves having a plurality of frequencies in common. Therefore, unlike the prior art, it is not necessary to dispose a plurality of antenna elements that radiate radio waves of each frequency so as not to cause electromagnetic interference, and a great effect can be obtained with respect to miniaturization of the antenna.
以上のように、本発明のアンテナは、アンテナエレメントが層構造に集約されており、マルチバンドアンテナの小型化に関して大きな効果を得ることができる。さらに、同一のアンテナエレメントが複数の周波数の電波を共通して放射するため、各々の周波数の電波を放射する複数のアンテナエレメントを離して配置する必要がなく、マルチバンドアンテナの小型化に関して大きな効果を得ることができる。 As described above, in the antenna of the present invention, the antenna elements are concentrated in a layer structure, and a great effect can be obtained with respect to downsizing of the multiband antenna. In addition, since the same antenna element radiates radio waves of multiple frequencies in common, it is not necessary to place multiple antenna elements that radiate radio waves of each frequency apart from each other. Can be obtained.
以上、図１〜図９により本発明のアンテナの基本的な構成を説明したが、本発明は、上述の形態に限らず、一次元導体分布２及び一次元空隙分布３が、二層から五層の層構造としても良い。層数を多くすることで、より多くのアンテナエレメントを集約することができ、アンテナの小型化に効果がある。層数が五層を超えると、伝送線路及び浮遊線路と接地導体との距離が大きくなるためにアンテナの設計が難しくなり、さらにアンテナの機械的強度が低下するため、五層以下にすることが望ましい。 As described above, the basic configuration of the antenna of the present invention has been described with reference to FIGS. 1 to 9. However, the present invention is not limited to the above-described form, and the one-
また、導体接続部４及び導体切断部５は、各層ごとに三箇所以下であることが望ましい。導体接続部４及び導体切断部５の数を増やすことで、複雑な構造のアンテナエレメントが得られ、より多くの周波数の電波を放射することが可能となるが、導体接続部４が多すぎると、閉じた電流経路が増えるために電波の放射に必要な共振長が得にくくなり、導体切断部５が多すぎると、浮遊線路が増えるために機械的強度が低下する。 Moreover, as for the
本発明は、一次元導体分布２、一次元空隙分布３、及び二次元導体分布１からなるアンテナの外形が概ね四角形であることが好ましい。アンテナの外形が四角形であることで、アンテナの製造及び無線端末への実装が容易になる。 In the present invention, it is preferable that the outer shape of the antenna composed of the one-
さらに一次元導体分布２及び二次元導体分布１は、一体導体からなることが好ましい。アンテナを一体導体とすることで、低コストで量産性に優れた打ち抜き工程を用いて製造することができる。加えて、アンテナが一体導体からなることで、アンテナを無線端末に実装する際の取り扱いが容易になる。 Furthermore, the one-
一次元導体分布２、一次元空隙分布３、及び二次元導体分布１は、打ち抜き工程、又はメッキ工程、又はエッチング工程により製造されることが好ましい。汎用的な金属加工工程である、打ち抜き工程、メッキ工程、エッチング工程を用いることで、アンテナの製造が容易になり、製造コストを低減することができる。 The one-
一次元導体分布２、一次元空隙分布３、及び二次元導体分布１は、リジッド基板上に作製されることが好ましい。これは、リジッド基板の誘電体による波長短縮効果により、アンテナをより小型化する効果がある。 The one-
一次元導体分布２、一次元空隙分布３、及び二次元導体分布１は、可撓性のあるフレキ基板上に作製されることが好ましい。フレキ基板上に作製することで、アンテナを屈曲させることができ、無線端末への内蔵を容易にすることができる。 The one-
一次元導体分布２、一次元空隙分布３、及び二次元導体分布１が基台上に作製されることが好ましい。機械的強度のある基台上に作製することにより、無線端末への実装を容易にすることができる。 It is preferable that the one-
一次元導体分布２、一次元空隙分布３、及び二次元導体分布１は、誘電体シートでラミネートされることが好ましい。ラミネートすることで、金属腐食などの経年劣化を防ぐことができ、長期間にわたり安定したアンテナ特性を得ることができる。 The one-
二次元導体分布２は、回路基板の接地導体又は無線端末の金属部品であることが好ましい。これにより、二次元導体分布の電気的面積を拡大することができ、より安定した接地導体が得られ、良好なアンテナ特性を得ることができる。 The two-
給電部６には、同軸ケーブル又はコンタクトピンを用いることが好ましい。これにより、高周波電力の低損失な給電が可能となる。 A coaxial cable or a contact pin is preferably used for the
本発明のアンテナは、携帯電話等の無線端末に内蔵させるが、この場合、液晶ディスプレイ上部、又はキーパッド下部、又はヒンジ部に内蔵させる。液晶ディスプレイ上部、キーパッド下部、ヒンジ部にアンテナを内蔵することで、使用者の手の影響によるアンテナ性能劣化を抑えることができ、携帯電話の電波送受信特性を高めることができる。 The antenna of the present invention is built in a wireless terminal such as a mobile phone. In this case, the antenna is built in the upper part of the liquid crystal display, the lower part of the keypad, or the hinge part. By incorporating an antenna in the upper part of the liquid crystal display, the lower part of the keypad, and the hinge part, it is possible to suppress deterioration of the antenna performance due to the influence of the user's hand, and to improve the radio wave transmission / reception characteristics of the mobile phone.
上述した本発明のアンテナのより具体的な実施形態を説明する。 A more specific embodiment of the antenna of the present invention described above will be described.
図１０及び図１１に、本発明の第１の実施形態を示した。 10 and 11 show a first embodiment of the present invention.
図１０は、本発明のアンテナＡ１であり、無線ＬＡＮに用いる２．４ＧＨｚ帯と５．５ＧＨｚ帯の電波を放射するアンテナである。 FIG. 10 shows the antenna A1 according to the present invention, which radiates radio waves in the 2.4 GHz band and the 5.5 GHz band used for the wireless LAN.
平面構造で四角形の二次元導体分布１が構成され、二次元導体分布１の全ての周辺に、内側一次元空隙分布３ａを介して枠状の内側一次元導体分布２ａが配置され、内側一次元導体分布２ａの周辺に、外側一次元空隙分布３ｂを介して外側一次元導体分布２ｂが配置され、一次元導体分布２と一次元空隙分布３が二層構造で構成されている。 A rectangular two-
各層ごとに、すなわち二次元導体分布１と内側一次元導体分布２ａが、導体接続部４ａ1 ，４ａ2 を用いて、内側一次元導体分布２ａと外側一次元導体分布２ｂが導体接続部４ｂ1 ，４ｂ2 ，４ｂ3 を用いて層間接続されている。内側の導体接続部４ａ1 と外側の導体接続部４ｂ1 は、四角形の二次元導体分布１の上辺から連続するよう、同じく内側の導体接続部４ａ2 と外側の導体接続部４ｂ2 は、二次元導体分布１の下辺から連続するように設けられて各層を接続する。For each layer, that is, the two-
また各層ごとに、すなわち、内側一次元導体分布２ａが、導体切断部５ａ1 ，５ａ2 を用いて切断され、外側一次元導体分布２ｂが、導体切断部５ｂ1 ，５ｂ2 ，５ｂ3 を用いて切断されている。内側の導体切断部５ａ1 は、枠状の内側一次元導体分布２ａの下辺右隅を、他方の導体切断部５ａ2 は、内側一次元導体分布２ａの上辺左隅を切断するように形成される。外側の導体切断部５ｂ1 は、枠状の外側一次元導体分布２ｂの上辺右隅を、導体切断部５ｂ2 は、外側一次元導体分布２ｂの左辺中央部を、導体切断部５ｂ3 は、外側一次元導体分布２ｂの下辺の中央やや左側を切断するように形成される。Further, for each layer, that is, the inner one-dimensional conductor distribution 2a is cut using the conductor cut portions 5a1 and 5a2 , and the outer one-dimensional conductor distribution 2b uses the conductor cut portions 5b1 , 5b2 , and 5b3 . Disconnected. The inner conductor cut portion 5a1 is formed so as to cut the lower right corner of the frame-shaped inner one-dimensional conductor distribution 2a, and the other conductor cut portion 5a2 is formed so as to cut the upper left corner of the inner one-dimensional conductor distribution 2a. . The outer conductor cut portion 5b1 is the upper right corner of the frame-like outer one-dimensional conductor distribution 2b, the conductor cut portion 5b2 is the center of the left side of the outer one-dimensional conductor distribution 2b, and the conductor cut portion 5b3 is The outer one-dimensional conductor distribution 2b is formed so as to cut the middle and the left side of the lower side.
給電部６は、導体切断部５ａ1 ，５ｂ1 の位置の内側一次元導体分布２ａに給電するように接続され、そのインピーダンスは５０Ωである。The
図１１に、図１０のアンテナの電圧定在波比を示す。 FIG. 11 shows the voltage standing wave ratio of the antenna of FIG.
無線ＬＡＮでは、電圧定在波比が２以下であれば良好な送受信が可能であるが、図１０のアンテナＡ１は、２．４ＧＨｚ帯、５．５ＧＨｚ帯ともに電圧定在波比が２以下であり、良好な送受信が可能である。 In the wireless LAN, good transmission / reception is possible if the voltage standing wave ratio is 2 or less, but the antenna A1 in FIG. 10 has a voltage standing wave ratio of 2 or less in both the 2.4 GHz band and the 5.5 GHz band. Yes, good transmission / reception is possible.
このように、本発明のアンテナは、二つの異なる周波数の電波送受信に用いて好適なアンテナである。 Thus, the antenna of the present invention is a suitable antenna for use in radio wave transmission / reception at two different frequencies.
図１２及び図１３に、本発明の第２の実施形態を示す。 12 and 13 show a second embodiment of the present invention.
図１２は、本発明のアンテナＡ２であり、携帯電話に用いる９００ＭＨｚ帯と２ＧＨｚ帯の電波を放射するアンテナである。 FIG. 12 shows the antenna A2 of the present invention, which is an antenna that radiates 900 MHz band and 2 GHz band radio waves used in mobile phones.
回路基板１１の接地導体が二次元導体分布１であり、回路基板の一端に、一次元導体分布２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄと一次元空隙分布３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄが四層構造で構成されている。 The ground conductor of the
各層ごとに、二次元導体分布１及び一次元導体分布２が、導体接続部４を用いて層間接続されている。 For each layer, the two-
すなわち、二次元導体分布１と一番目の一次元導体分布２ａが第１の導体接続部４ａで、一番目の一次元導体分布２ａと二番目の一次元導体分布２ｂの中央が第２の導体接続部４ｂで、二番目の一次元導体分布２ｂと三番目の一次元導体分布２ｃの両端部が第３の導体接続部４ｃ1 ，４ｃ2 で、三番目の一次元導体分布２ｃと四番目の一次元導体分布２ｄの両端部が第４の導体接続部４ｄ1 ，４ｄ2 で、それぞれ接続されている。That is, the two-
また、各層ごとに、一次元導体分布２が、導体切断部５を用いて切断されている。本実施の形態においては、一番目と四番目の一次元導体分布２ａ，２ｄを除き、二番目と三番目の一次元導体分布２ｂ，２ｃの略中央に導体切断部５ｂ、５ｃが形成されるが、一番目と四番目の一次元導体分布２ａ，２ｄに導体切断部５を形成するようにしても良い。 Further, for each layer, the one-
給電部６は、一番目の一次元導体分布２ａに接続されており、そのインピーダンスは５０Ωである。 The
図１３に、図１２のアンテナＡ２の電圧定在波比を示す。 FIG. 13 shows the voltage standing wave ratio of the antenna A2 of FIG.
携帯電話では、電圧定在波比が３以下であれば良好な送受信が可能であるが、図１２のアンテナＡ２は９００ＭＨｚ帯、２ＧＨｚ帯ともに電圧定在波比が３以下であり、良好な送受信が可能である。このように、二次元導体分布に無線端末の回路基板の接地導体を用いることで、より安定した接地導体となり、良好なアンテナ特性を得ることができる。また、層数を増やすことで、アンテナエレメントをさらに集約する効果がある。 With a cellular phone, good transmission / reception is possible if the voltage standing wave ratio is 3 or less, but the antenna A2 in FIG. 12 has a voltage standing wave ratio of 3 or less in both the 900 MHz band and 2 GHz band, and good transmission / reception. Is possible. Thus, by using the ground conductor of the circuit board of the wireless terminal for the two-dimensional conductor distribution, a more stable ground conductor can be obtained, and good antenna characteristics can be obtained. Further, there is an effect of further collecting the antenna elements by increasing the number of layers.
図１４に、本発明の第３の実施形態を示す。 FIG. 14 shows a third embodiment of the present invention.
図１４は、本発明のアンテナＡ３であり、アンテナエレメントが一体化した導体で構成されている。 FIG. 14 shows the antenna A3 of the present invention, which is composed of a conductor in which antenna elements are integrated.
このアンテナＡ３は、図５で説明したアンテナと同じ構成であり、同一部材に同一の符号を付し、その説明は省略する。 The antenna A3 has the same configuration as the antenna described in FIG. 5, and the same reference numerals are given to the same members, and the description thereof is omitted.
本発明のアンテナＡ３は、打ち抜き工程を用いて作製される。打ち抜き工程は図１５に示す工程からなる。 The antenna A3 of the present invention is manufactured using a punching process. The punching process includes a process shown in FIG.
すなわち、始めｓ１に、プレス工程ｓ２で導体からアンテナＡ３の形状に打ち抜き、サビ止め等の表面処理ｓ３を行って終了ｓ４する。 That is, at the beginning s1, the pressing process s2 punches out the conductor into the shape of the antenna A3, performs a surface treatment s3 such as rusting, and ends s4.
このように、アンテナを一体化した導体で構成して打ち抜き工程を用いて作製することで、アンテナの作製を容易にし、アンテナを安価にすることができる。 In this manner, by forming the antenna with an integrated conductor and using a punching process, the antenna can be easily manufactured and the antenna can be inexpensive.
図１６に、本発明の第４の実施形態を示す。 FIG. 16 shows a fourth embodiment of the present invention.
図１６は、本発明のアンテナＡ４であり、図１４と図５で説明したアンテナＡ３のアンテナエレメントを誘電体シート１２でラミネートしたものである。誘電体シート１２はポリイミド系の材料を用いている。 FIG. 16 shows the antenna A4 of the present invention, in which the antenna element of the antenna A3 described with reference to FIGS. 14 and 5 is laminated with the dielectric sheet 12. The dielectric sheet 12 is made of a polyimide material.
このように、アンテナエレメントを誘電体シートでラミネイトすることで、金属腐食などの経年劣化を防ぐことができ、長期間にわたり安定したアンテナ特性を得ることができる。 As described above, by laminating the antenna element with the dielectric sheet, it is possible to prevent deterioration over time such as metal corrosion and to obtain stable antenna characteristics over a long period of time.
図１７に、本発明の第５の実施形態を示す。 FIG. 17 shows a fifth embodiment of the present invention.
図１７は、本発明のアンテナＡ５であり、図１４と図５で説明したアンテナＡ３のアンテナエレメントをリジッド基板１３上にエッチング工程を用いて作製したものである。 FIG. 17 shows an antenna A5 according to the present invention, in which the antenna element of the antenna A3 described with reference to FIGS. 14 and 5 is formed on a
エッチング工程は図１８に示す工程からなる。 The etching process includes the process shown in FIG.
始めｓ５に、金属張りの基板にレジストを塗布ｓ６し、アンテナ形成用のマスクで、マスキングｓ７を行い、紫外線露光ｓ８を行って現像処理ｓ９し、エッチングｓ１０を行った後、レジスト膜を剥離ｓ１１してエッチング工程を終了ｓ１２する。 First, in s5, a resist is applied to a metal-clad substrate s6, masking s7 is performed with a mask for antenna formation, ultraviolet exposure s8 is performed, development processing s9 is performed, etching s10 is performed, and then the resist film is stripped s11. Then, the etching process is terminated s12.
このように、アンテナエレメントを、エッチング工程を用いて作製することで、アンテナの作製を容易にして、アンテナを安価にすることができる。さらに、リジッド基板の誘電体による波長短縮効果により、アンテナをさらに小型化することができる。 Thus, by manufacturing the antenna element using the etching process, the antenna can be easily manufactured and the antenna can be inexpensive. Furthermore, the antenna can be further downsized due to the wavelength shortening effect by the dielectric of the rigid substrate.
図１９に、本発明の第６の実施形態を示す。 FIG. 19 shows a sixth embodiment of the present invention.
図１９は、本発明のアンテナＡ６であり、アンテナエレメントがフレキ基板１４上にメッキ工程とエッチング工程を用いて作製されている。 FIG. 19 shows an antenna A6 of the present invention, in which an antenna element is formed on a
このアンテナエレメントは図２で説明したアンテナと同じ構成であり、同一部材に同一の符号を付し、その説明は省略する。 This antenna element has the same configuration as the antenna described in FIG. 2, and the same reference numerals are given to the same members, and the description thereof is omitted.
メッキ工程とエッチング工程は図２０に示す工程からなる。 The plating process and the etching process consist of the processes shown in FIG.
このメッキ・エッチング工程は、始めｓ１３に誘電体基板の表面粗面化処理ｓ１４を行った後、触媒を塗布ｓ１５し、表面にメッキｓ１６を行った後、レジストを塗布ｓ１７し、アンテナ形成用のマスクで、マスキングｓ１８を行い、紫外線露光ｓ１９を行って現像処理ｓ２０し、エッチングｓ２１を行った後、レジスト膜を剥離ｓ２２して終了ｓ２３する。 In this plating / etching process, first, a surface roughening treatment s14 of the dielectric substrate is performed in s13, then a catalyst is applied s15, plating is performed on the surface, s16 is applied, and a resist is applied s17, thereby forming an antenna. Masking s18 is performed with a mask, ultraviolet exposure s19 is performed, development processing s20 is performed, etching s21 is performed, and then the resist film is peeled off s22 to finish s23.
このように、アンテナエレメントを、フレキ基板１４上に作製することで、アンテナを屈曲させることができ、無線端末への内蔵を容易にすることができる。 In this manner, by manufacturing the antenna element on the
図２１に、本発明の第７の実施形態を示す。 FIG. 21 shows a seventh embodiment of the present invention.
図２１は、本発明のアンテナＡ７であり、曲面構造を持つ基台１５の上に、メッキ工程を用いてアンテナ構造を作製している。 FIG. 21 shows an antenna A7 of the present invention, in which an antenna structure is produced on a base 15 having a curved structure using a plating process.
このアンテナＡ７のアンテナエレメントは、四角形状で基台１５の面に沿った二次元導体分布１に一次元空隙分布３ａを介して一次元導体分布２ａを配置し、一次元導体分布２ａに一次元空隙分布３ｂを介して一次元導体分布２ｂを配置して層構造とし、二次元導体分布１と一次元導体分布２ａの端部を導体接続部４ａで接続し、一次元導体分布２ａと一次元導体分布２ｂの中央部を導体接続部４ａで接続し、一次元導体分布２ｂに給電部６を接続したものである。 The antenna element of the antenna A7 has a rectangular shape, and a one-dimensional conductor distribution 2a is arranged in a two-
このように、本発明のアンテナは、曲面構造上にも作製可能であり、多様な形状に実装して好適なアンテナである。また、機械的強度のある基台上に作製することにより、無線端末への実装を容易にすることができる。 As described above, the antenna of the present invention can be manufactured on a curved surface structure, and is suitable for mounting in various shapes. In addition, by manufacturing on a base having mechanical strength, mounting on a wireless terminal can be facilitated.
図２２に、本発明の第８の実施形態を示す。 FIG. 22 shows an eighth embodiment of the present invention.
図２２は、本発明のアンテナＡ８であり、図１６で説明したようにアンテナが誘電体シート１２によってラミネートされ、給電部として、同軸ケーブル１６を用いてハンダ接続したものであり、同一部材には同一符号を付し説明は省略するが、同軸ケーブル１６は、その中心導体１７が内側一次元導体分布２ａに接続され、外導体１８が二次元導体分布１に接続されている。 FIG. 22 shows the antenna A8 according to the present invention, in which the antenna is laminated by the dielectric sheet 12 as described in FIG. 16, and is soldered using the
以上のアンテナ作製の工程は、図２３に示す工程からなる。 The above-described antenna manufacturing process includes the process shown in FIG.
始めｓ２５に、プレス工程ｓ２６にてエレメント作製を行い、そのエレメントに誘電体シートを仮ラミネートｓ２７し、その誘電体シートに、同軸ケーブルの接続部に位置した部分にハンダ用窓開けｓ２８を行った後、本ラミネートｓ２９を行い、アンテナのエレメント形状に枠取りｓ３０を行い、ハンダ用窓に予備ハンダ付けｓ３１を行い、しかる後、ケーブルハンダ付けｓ３２を行い、洗浄ｓ３３を行って工程を終了ｓ３４する。 First, in s25, an element was manufactured in a pressing step s26, a dielectric sheet was temporarily laminated s27 on the element, and a solder window s28 was formed on the dielectric sheet at a portion located at the connection portion of the coaxial cable. Thereafter, this laminate s29 is performed, the frame shape s30 is formed in the antenna element shape, the preliminary soldering s31 is performed on the solder window, and then the cable soldering s32 is performed, the cleaning s33 is performed, and the process is completed s34 .
このように、給電部に同軸ケーブルを用いることで、高周波電力の低損失な給電が可能となる。 Thus, by using a coaxial cable for the power feeding unit, it is possible to feed high-frequency power with low loss.
図２４に、本発明の第９の実施形態を示す。 FIG. 24 shows a ninth embodiment of the present invention.
図２４は、本発明のアンテナＡ９であり、図２１で説明したアンテナの一次元導体分布２ｂに給電部６を設けるにおいて、一次元導体分布２ｂに導体切断部５を形成すると共に導体切断部５の一次元導体分布２ｂの端部に給電接続部１９ａ，１９ｂが設けられ、コンタクトピン２０ａ，２０ｂを用いて給電している。 FIG. 24 shows the antenna A9 of the present invention. In providing the feeding
基台１５は回路基板１１にネジ止め（図示せず）で固定される。 The
以上のアンテナ作製と実装は、図２５に示す工程からなる。 The antenna fabrication and mounting described above consist of the steps shown in FIG.
始めｓ３５に基台１５の表面粗面化処理ｓ３６を行った後、触媒を塗布ｓ３７し、表面にメッキｓ３８を行った後、レジストを塗布ｓ３９し、アンテナ形成用のマスクで、マスキングｓ４０を行い、紫外線露光ｓ４１を行って現像処理ｓ４２し、エッチングｓ４３を行った後、レジスト膜を剥離ｓ４４してアンテナを形成し、その基台を回路基板１１にネジ止め固定ｓ４５を行って終了ｓ４６する。 First, after surface roughening treatment s36 of the
このように、給電部にコンタクトピン２０ａ，２０ｂを用いることで、低損失の給電が可能となり、加えて高密度のアンテナ実装が可能となる。 As described above, by using the contact pins 20a and 20b in the power feeding section, it is possible to feed power with low loss and to mount a high-density antenna.
図２６に、本発明の第１０の実施形態を示す。 FIG. 26 shows a tenth embodiment of the present invention.
図２６は、本発明のアンテナＡ１０であり、二次元導体分布１に一次元空隙分布３ａを介して一次元導体分布２ａを配置し、一次元導体分布２ａに一次元空隙分布３ｂを介して一次元導体分布２ｂを配置して層構造とし、二次元導体分布１と一次元導体分布２ａの端部を導体接続部４ａで接続し、一次元導体分布２ａと一次元導体分布２ｂの略中央部を導体接続部４ｂで接続し、二次元導体分布１と一次元導体分布２ａに給電部６を接続したものである。 FIG. 26 shows an antenna A10 according to the present invention, in which a one-dimensional conductor distribution 2a is arranged in a two-
本実施の形態では、二次元導体分布１に無線端末の金属部品２１を用いている。二次元導体分布１と金属部品２１は、銅テープ２２を用いて導体接続されている。 このように、二次元導体分布の一部に無線端末の金属部品を用いることで、二次元導体分布の電気的面積を拡大することができ、より安定した接地導体が得られ、アンテナ特性を改善することが可能となる。 In the present embodiment, the metal component 21 of the wireless terminal is used for the two-
図２７に、本発明の第１１の実施形態を示す。 FIG. 27 shows an eleventh embodiment of the present invention.
図２７は、本発明のアンテナＡ１１であり、携帯電話２３用のアンテナである。回路基板１１上のアンテナ設置領域２４に、図１２で説明したアンテナＡ２が設けられ、液晶ディスプレイ２５の上部に内蔵されている。 FIG. 27 shows the antenna A11 of the present invention, which is an antenna for the
このように、本発明のアンテナを携帯電話の液晶ディスプレイの上部に内蔵することにより、使用者の手の影響によるアンテナ性能劣化を防ぐことができ、携帯電話の電波送受信特性を高めることができる。 As described above, by incorporating the antenna of the present invention in the upper part of the liquid crystal display of the mobile phone, it is possible to prevent deterioration of the antenna performance due to the influence of the user's hand, and to improve the radio wave transmission / reception characteristics of the mobile phone.
図２８に、本発明の第１２の実施形態を示す。 FIG. 28 shows a twelfth embodiment of the present invention.
図２８は、本発明のアンテナＡ１２であり、携帯電話２３用のアンテナである。回路基板１１上のアンテナ設置領域２４に、図１２で説明したアンテナＡ２が設けられ、キーパッド２６の下部に内蔵されている。 FIG. 28 shows the antenna A12 of the present invention, which is an antenna for the
このように、本発明のアンテナを携帯電話のキーパッドの下部に内蔵することにより、使用者の手の影響によるアンテナ性能劣化を防ぐことができ、携帯電話の電波送受信特性を高めることができる。 Thus, by incorporating the antenna of the present invention under the keypad of the mobile phone, it is possible to prevent the antenna performance from being deteriorated due to the influence of the user's hand, and to improve the radio wave transmission / reception characteristics of the mobile phone.
図２９に、本発明の第１３の実施形態を示す。 FIG. 29 shows a thirteenth embodiment of the present invention.
図２９は、本発明のアンテナＡ１３であり、携帯電話２３用のアンテナである。回路基板１１上のアンテナ設置領域２４に、図２４で説明したアンテナＡ９が設けられ、ヒンジ２７の下部に内蔵されている。 FIG. 29 shows the antenna A13 of the present invention, which is an antenna for the
このように、本発明のアンテナを携帯電話のヒンジ部に内蔵することにより、使用者の手の影響によるアンテナ性能劣化を防ぐことができ、携帯電話の電波送受信特性を高めることができる。 As described above, by incorporating the antenna of the present invention in the hinge portion of the mobile phone, it is possible to prevent deterioration of the antenna performance due to the influence of the user's hand, and to improve the radio wave transmission / reception characteristics of the mobile phone.
１ 二次元導体分布
２ 一次元導体分布
３ 一次元空隙分布
４ 導体接続部
５ 導体切断部
６ 給電部
７ オープンスタブ
８ ショートスタブ
９ 結合線路
１０ 浮遊線路
DESCRIPTION OF
Claims (15)
Translated fromJapaneseA mobile phone comprising the antenna according to claim 6 incorporated in an upper part of a liquid crystal display, a lower part of a keypad or a hinge part.
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