專利名稱：天線、印刷電路板、印制板、通信適配器和便攜電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及天線裝置、印刷電路板、印制板、通信適配器、以及便攜式電子設(shè)備，特別涉及用于高頻無(wú)線電設(shè)備的天線裝置、印刷電路板、印制板、通信適配器以及便攜式電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
以前，作為移動(dòng)電話等高頻無(wú)線電設(shè)備的便攜式設(shè)備用的天線，采用螺旋偶極天線。
該螺旋偶極天線采用既能從便攜式設(shè)備的外殼中拔出進(jìn)行使用，又能以收回到外殼中的狀態(tài)使用的結(jié)構(gòu)。
此外，如特開平3-175826號(hào)公報(bào)所公開的那樣，還提出了如下方案除螺旋偶極天線之外，還在便攜式設(shè)備的外殼內(nèi)設(shè)置第2天線。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，通過(guò)該螺旋偶極天線和第2天線，就可以構(gòu)成分集(空間分集或角度分集)天線。作為這樣的第2天線，一般采用倒F天線(Inverted-Fantenna)。
此外，2.4GHz頻帶的卡式薄型便攜式設(shè)備中采用陶瓷片式天線(chipantenna)。
另一方面，當(dāng)將便攜式設(shè)備用天線形成在印刷電路板上時(shí)，從確保特性的觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)，最好在天線元件的周圍確保足夠的空間。為了容易地實(shí)現(xiàn)該目的，一般在印刷電路板的表面形成天線元件。
上述現(xiàn)有的螺旋偶極天線，由于其原理而導(dǎo)致尺寸變大，對(duì)如電子手表大小的便攜式設(shè)備等更加要求小型化的設(shè)備來(lái)說(shuō)，存在著很難應(yīng)用它的問(wèn)題。
此外，為了發(fā)揮倒F天線的功能，在結(jié)構(gòu)上就要對(duì)天線元件和接地板(Ground板)采取規(guī)定的物理配置，因此缺乏配置上的自由度。而且，接地板的面積左右著倒F天線的特性，若減小其面積便會(huì)使特性劣化。因此，伴隨著裝置小型化等的要求，在為了減小印刷電路板的面積而必須提高元件安裝密度的情況下，印刷電路板的面積就會(huì)被元件安裝面積消耗殆盡，不能確保接地板的面積，存在著喪失了作為倒F天線所期望的特性的問(wèn)題。
此外，對(duì)陶瓷片式天線來(lái)說(shuō)，雖然片式天線本身進(jìn)行面安裝的可能性很大，但是，在對(duì)片式天線進(jìn)行安裝時(shí)，為了得到天線所期望的特性，必須確保具有較大的接地面積，作為包含有外圍電路和地線的天線裝置整體來(lái)說(shuō)，就會(huì)存在著體積變大的問(wèn)題。而且，還存在著片式天線價(jià)格昂貴的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種天線裝置、印刷電路板、印制板、通信適配器以及便攜式電子設(shè)備，它們既可以確保天線特性(特別是靈敏度)，又可以提高電路整體的安裝密度和實(shí)現(xiàn)印制板的小型化。
為解決上述問(wèn)題，天線裝置的特征在于具有接地部件，其沿規(guī)定的方向軸，具有用于通信的電波波長(zhǎng)的大約1/4以上的長(zhǎng)度；天線元件，其配置為沿與所述方向軸大約正交的方向延伸，并連接到所述接地部件而接地。
在此情況下，上述天線元件也可沿上述接地部件的端部形狀，離開規(guī)定的距離，配置于基本同一平面上。
此外，上述天線元件也可以具有天線元件主體和饋電端子，上述天線元件主體和上述饋電端子協(xié)同動(dòng)作，起到作為1/4波長(zhǎng)的倒F天線的作用。
進(jìn)而，也可使上述接地部件通過(guò)覆蓋電子電路，構(gòu)成屏蔽電子電路的屏蔽部件。
更進(jìn)一步，也可使上述接地部件和上述天線元件形成為一體。
印刷電路板的特征在于，具有接地部件，其沿規(guī)定的方向軸，具有用于通信的電波波長(zhǎng)的大約1/4以上的長(zhǎng)度；天線元件，其配置為沿與所述方向軸大約正交的方向延伸，并連接到所述接地部件而接地，所述接地部件和所述天線元件作為印刷電路而形成。
在此情況下，上述天線元件也可沿上述接地部件的端部形狀，離開規(guī)定的距離，配置于基本同一平面上。
此外，上述天線元件也可以具有天線元件主體和饋電端子，上述天線元件主體和上述饋電端子協(xié)同動(dòng)作，起到作為1/4波長(zhǎng)的倒F天線的作用。
進(jìn)而，也可使上述接地部件和上述天線元件形成為一體。
此外，印制板的特征在于，具有印刷電路板；電子電路，其配置于所述印刷電路板上；接地部件，其沿規(guī)定的方向軸，具有用于通信的電波波長(zhǎng)的大約1/4以上的長(zhǎng)度；天線元件，其配置為沿與所述方向軸大約正交的方向延伸，并連接到所述接地部件而接地。
在此情況下，上述天線元件也可沿上述接地部件的端部形狀，離開規(guī)定的距離，配置于基本同一平面上。
此外，上述天線元件也可以具有天線元件主體和饋電端子，上述天線元件主體和上述饋電端子協(xié)同動(dòng)作，起到作為1/4波長(zhǎng)的倒F天線的作用。
進(jìn)而，也可使上述天線元件和上述接地部件形成為一體。
更進(jìn)一步，也可使上述天線元件作為印刷電路形成于上述印刷電路板上，而上述接地部件與上述印刷電路板是不同的部件。
此外，也可以使上述接地部件通過(guò)覆蓋電子電路，構(gòu)成屏蔽電子電路的屏蔽部件。
進(jìn)而，也可以具有形成于上述印刷電路板上并與上述接地部件電氣連接的接地圖案。
更進(jìn)一步，也可以將上述天線元件和上述接地部件作為印刷電路形成于上述印刷電路板上。
此外，通信適配器的特征在于，具有印刷電路板；電子電路，其配置于所述印刷電路板上；接地部件，其沿規(guī)定的方向軸，具有用于通信的電波波長(zhǎng)的大約1/4以上的長(zhǎng)度；天線元件，其配置為沿與所述方向軸大約正交的方向延伸，并連接到所述接地部件而接地；連接器連接端子部，相對(duì)所述印刷電路板，所述連接器連接端子部被配置在構(gòu)成所述天線元件的天線元件主體的延伸方向一側(cè)。
在此情況下，上述天線元件也可以具有饋電端子，上述天線元件主體和上述饋電端子協(xié)同動(dòng)作，起到作為倒F天線的作用。
此外，便攜式電子設(shè)備的特征在于，具有上述的任意一種天線裝置。
在此情況下，該便攜式電子設(shè)備可以形成為手表式。


圖1是第1實(shí)施方式的印制板的裝配圖。
圖2是第1實(shí)施方式的印制板的俯視圖。
圖3是第1實(shí)施方式的印制板的正視圖。
圖4是第1實(shí)施方式的印制板的側(cè)視圖。
圖5是第1實(shí)施方式的天線裝置的輻射特性說(shuō)明圖。
圖6是作為比較對(duì)象的偶極天線的輻射特性說(shuō)明圖。
圖7是作為比較對(duì)象的起到接地部件作用的屏蔽部件沿規(guī)定的方向軸X的長(zhǎng)度不夠1/4λ(1/4波長(zhǎng))時(shí)的天線裝置的輻射特性說(shuō)明圖。
圖8是第2實(shí)施方式的印制板的裝配圖。
圖9是第2實(shí)施方式的印制板的俯視圖。
圖10是第2實(shí)施方式的印制板的正視圖。
圖11是第3實(shí)施方式的印制板的裝配圖。
圖12是第3實(shí)施方式的印制板的俯視圖。
圖13是第3實(shí)施方式的印制板的正視圖。
圖14是第4實(shí)施方式的印制板的俯視圖。
圖15是第4實(shí)施方式的印制板的正視圖。
圖16是與移動(dòng)電話終端連接使用的通信適配器模塊(第4實(shí)施方式)的說(shuō)明圖。
圖17是將連接器插入印制板進(jìn)行連接的通信適配器模塊的外觀立體圖。
圖18是通信適配器(成品)的外觀立體圖。
圖19是將通信適配器連接到移動(dòng)電話終端進(jìn)行使用時(shí)的配置說(shuō)明圖。
圖20是未連接移動(dòng)電話終端狀態(tài)時(shí)的通信適配器單體的天線的指向性特性圖。
圖21是將通信適配器與移動(dòng)電話終端連接起來(lái)所形成的天線裝置的輻射指向性特性圖。
圖22是手表式(Watch型)無(wú)線電裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖23是PDA的結(jié)構(gòu)例說(shuō)明圖(其1)。
圖24是PDA的結(jié)構(gòu)例說(shuō)明圖(其2)。
符號(hào)說(shuō)明10、20、30印制板；11、21、31印刷電路板；11A、21A、31A地線圖案；12、22、32天線元件；12A、22A、32A天線元件主體；12B、22B、32B饋電端子；12C、22C天線主體支撐部；13、23、33屏蔽部件；14、24、34電子元件(電子電路)；43地線圖案(地線部件)；80通信適配器；100、110PDA(便攜式電子設(shè)備)。
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖，對(duì)應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
第1實(shí)施方式圖1是安裝有本發(fā)明的第1實(shí)施方式的天線裝置的印制板10的裝配圖。圖2是第1實(shí)施方式的印制板10的俯視圖。圖3是第1實(shí)施方式的印制板10的正視圖。圖4是第1實(shí)施方式的印制板10的側(cè)視圖。
在圖1至圖4中，印刷電路板11上安裝有電路元件14等，在印刷電路板11的表面(以及在多層基板的情況下為內(nèi)層)形成有布線用的電極圖案。在印刷電路板11的上面，形成焊接屏蔽部件13的地線(接地)圖案11A，在安裝天線裝置時(shí)，焊接屏蔽部件13。焊接屏蔽部件13的接地圖案11A一般可通過(guò)除去在上述印刷電路板11的接地圖案上形成的防止焊接的抗蝕劑來(lái)形成。
在高頻電路印制板上，如圖1所示，通常在多個(gè)位置上將屏蔽部件13焊接在印刷電路板11上。此外，印刷電路板11既可以是多層基板，也可以是單層基板。
天線元件12設(shè)置為基本平行于印刷電路板11，在本第1實(shí)施方式的情況下，饋電端子(饋電點(diǎn))12B與印刷電路板11電氣連接，并且處于支撐天線元件主體12A的狀態(tài)。
天線元件12與屏蔽部件13形成為一體，通過(guò)對(duì)彎折部分的形狀和尺寸采取措施，可以從一塊金屬板同時(shí)得到屏蔽部件13和天線元件12。
天線主體支撐部12C與饋電端子12B沿垂直于印刷電路板11方向的長(zhǎng)度相同，在安裝基板時(shí)，將天線元件12支撐在基板上。其結(jié)果使天線元件主體12A與基板保持平行，且與屏蔽部件13的平面部保持在同一平面內(nèi)。屏蔽部件彎折部13A也與饋電端子12B和天線主體支撐部12C沿垂直于印刷電路板11方向的長(zhǎng)度相同，其將屏蔽部件13的平面部相對(duì)基板水平固定支撐。并且，在圖1中，其它的屏蔽部件彎折部沿與印刷電路板11垂直的方向的長(zhǎng)度也都相同。
此處，為了不對(duì)流向天線元件12的電流分布產(chǎn)生影響，必須使天線主體支撐部12C相對(duì)于天線元件主體12A垂直。在此情況下，在印刷電路板11的天線元件12的下部，也包含多層基板時(shí)的內(nèi)層，最好不要設(shè)置地線等能流過(guò)電流的電流通路。天線元件焊接圖案11C是用于將天線主體支撐部12C的頂端部分焊接固定在印刷電路板11上的圖案，不與其它布線電氣連接。
另一方面，與天線主體支撐部12C同樣地垂直于天線元件主體12A形成的饋電端子12B焊接在印刷電路板11上的焊接圖案11B上。焊接圖案11B通過(guò)焊接將饋電端子12B固定在印刷電路板11上，并且其一端電氣連接到形成于印刷電路板11上的電路的信號(hào)饋電點(diǎn)。從而，分別在天線和無(wú)線電路之間傳送圖中未示出的無(wú)線電路的發(fā)送信號(hào)、接收信號(hào)。
此外，天線元件12最好是采用銅等導(dǎo)電性好的材料。但是，也可以在表面電鍍中采用導(dǎo)電性好的材料。
采用上述結(jié)構(gòu)的結(jié)果，天線元件主體12A和饋電端子12B協(xié)同動(dòng)作，起到作為倒F天線的作用。饋電端子12B連接到天線元件主體12A的位置被設(shè)定在倒F天線的阻抗為規(guī)定值的位置。作為該阻抗的值，例如可為50Ω。
屏蔽部件13用于對(duì)電路元件14進(jìn)行電磁屏蔽(遮蔽)，其覆蓋電路元件14等電子元件和布線圖案(圖中未示出)的周圍。此處，電路元件14一般是晶體管集成電路、尺寸為1608(外形為1.6mm×0.8mm)、1005(外形為1.0mm×0.5mm)、0603(外形為0.6mm×0.3mm)等尺寸的芯片部件。
屏蔽部件13在屏蔽部件彎折部13A連接到形成于印刷電路板11上的地線(接地)圖案11A。
但是，從倒F天線特性的觀點(diǎn)來(lái)看，天線裝置的地線面積越大越好。因此，從現(xiàn)實(shí)來(lái)說(shuō)，最好將印刷電路板11的表面積設(shè)置得盡可能大。
但是，實(shí)際上從裝置小型化的觀點(diǎn)來(lái)看，印刷電路板11的大小有一個(gè)上限。從而接地部件的有效面積受到限制。
因此，在本第1實(shí)施方式中，為了在提高天線裝置的性能的同時(shí)減少接地部件的有效面積，假設(shè)用于通信的電波波長(zhǎng)為λ，將作為接地部件發(fā)揮作用的屏蔽部件13沿規(guī)定的方向軸X的長(zhǎng)度L設(shè)為大約為1/4λ(1/4波長(zhǎng))。當(dāng)然，也可以作成具有大約1/4λ(1/4波長(zhǎng))以上長(zhǎng)度的接地部件，但從設(shè)置面積的觀點(diǎn)來(lái)看，屏蔽部件13沿規(guī)定的方向軸X的長(zhǎng)度最好是大約為1/4λ(1/4波長(zhǎng))。進(jìn)而，將天線元件12的主要部分的中心軸Y配置為沿基本垂直于方向軸X的方向延伸。
進(jìn)而，在本第1實(shí)施方式中，將為了對(duì)電路元件14等電子元件和布線圖案進(jìn)行電磁屏蔽而被接地的屏蔽部件13，用作天線元件12的地線。在此情況下，地線的有效面積基本等于圖1的屏蔽部件13在印刷電路板11上所占的面積。
亦即，無(wú)論電路元件14等電子元件和布線圖案的狀態(tài)如何，都可以確保地線面積。換言之，即使在印刷電路板11上不能形成面積足夠大的接地圖案的情況下，也能夠確保為得到天線特性的足夠的接地面積。
圖5是第1實(shí)施方式的天線裝置的輻射特性圖。圖6是作為比較對(duì)象的偶極天線的輻射特性圖。圖7是作為比較對(duì)象的起到接地部件作用的屏蔽部件13沿規(guī)定的方向軸X的長(zhǎng)度不足1/4λ(1/4波長(zhǎng))時(shí)的天線裝置的輻射特性圖。
在圖5和圖6中，配置于外周部分的數(shù)字1～16表示將一周的360度等分為16等分時(shí)的各方向，相鄰的兩個(gè)數(shù)字所表示的實(shí)際角度為22.5度。圖內(nèi)的數(shù)值(dB值)是偶極天線比(dBd)。Hori表示水平方向(Horizontal)的特性，Vert表示垂直方向(Vertical)的特性。
如圖5所示，根據(jù)本第1實(shí)施方式的天線裝置，雖然指向特性與偶極天線相差90。，但輻射特性與圖6所示的偶極天線比較屬于同等或只有數(shù)dB以內(nèi)的輻射特性劣化，因此可以得到非常優(yōu)秀的輻射特性。
與此相反，當(dāng)起到接地部件作用的屏蔽部件1 3沿規(guī)定的方向軸X的長(zhǎng)度不足1/4λ(1/4波長(zhǎng))時(shí)，如圖7所示，可以看出，其輻射特性與圖5的偶極天線相比較，產(chǎn)生了10dB以上的輻射特性劣化，其作為天線裝置的性能已降低。
第2實(shí)施方式在上述第1實(shí)施方式中，將天線元件和屏蔽部件構(gòu)成一體，而本第2實(shí)施方式是將天線元件和屏蔽部件分開構(gòu)成時(shí)的實(shí)施方式。
圖8是安裝有本發(fā)明的第2實(shí)施方式的天線裝置的印制板的裝配圖。圖9是第2實(shí)施方式的印制板的俯視圖。圖10是第2實(shí)施方式的印制板的正視圖。
如圖8至圖10所示，在構(gòu)成印制板20的印刷電路板21的上面，大致劃分的話，配置有天線元件22、屏蔽部件23和電路元件24。
在這樣的情況下，也與第1實(shí)施方式相同，印刷電路板21既可以是單層基板，也可以是多層基板。
天線元件22設(shè)置為在3維空間中基本平行于印刷電路板21，在本第2實(shí)施方式的情況下，饋電端子(饋電點(diǎn))22B與印刷電路板21在焊接圖案21B上通過(guò)焊接而連接，同時(shí)天線主體支撐部22C焊接在焊接圖案21C上。元件焊接圖案21C是用于將天線主體支撐部22C的頂端部分焊接固定在基板上的圖案，它不與其它布線電氣連接。
其結(jié)果，由饋電端子22B和天線主體支撐部22C支撐著天線元件主體22A。此外，如圖所示，通過(guò)在元件兩側(cè)設(shè)置多個(gè)天線主體支撐部22C，可使天線位置穩(wěn)定。天線元件22的其中一個(gè)端點(diǎn)，可通過(guò)焊接、注蠟等電氣或機(jī)械地連接到屏蔽部件23上。
與第1實(shí)施方式相同，天線元件22最好是采用銅等導(dǎo)電性好的材料。但是，也可以在表面電鍍中使用導(dǎo)電性好的材料。
采用上述結(jié)構(gòu)的結(jié)果，天線元件主體22A、饋電端子22B和天線主體支撐部22C協(xié)同動(dòng)作，起到作為倒F天線的作用。饋電端子22B連接到天線元件主體22A的連接位置被設(shè)定在倒F天線的1/4λ(1/4波長(zhǎng))中的阻抗為規(guī)定值(例如，50Ω)的位置。
屏蔽部件23用于對(duì)電路元件24進(jìn)行電磁屏蔽(遮蔽)，它覆蓋著電路元件24等電子元件和布線圖案的周圍。
進(jìn)而，與上述第1實(shí)施方式相同，屏蔽部件23的屏蔽部件彎折部23A連接到形成于印刷電路板21上的地線(接地)圖案21A上。
在本第2實(shí)施方式中，也與第1實(shí)施方式相同，為了在提高天線裝置的性能的同時(shí)減少接地部件的有效面積，假設(shè)用于通信的電波波長(zhǎng)為λ，將起到接地部件作用的屏蔽部件13沿規(guī)定的方向軸X的長(zhǎng)度L設(shè)為大約為1/4λ(1/4波長(zhǎng))。當(dāng)然，也可以作成具有大約1/4λ(1/4波長(zhǎng))以上長(zhǎng)度的接地部件，但是從設(shè)置面積的觀點(diǎn)來(lái)看，屏蔽部件13沿規(guī)定的方向軸X的長(zhǎng)度L最好是設(shè)成大約為1/4λ(1/4波長(zhǎng))。而且，將天線元件12的主要部分的中心軸Y配置為沿基本垂直于方向軸X的方向延伸。
這樣作的結(jié)果，根據(jù)本第2實(shí)施方式，既可以提高天線裝置的特性，又可以減小印制板的面積。
此外，由于將為了對(duì)電路元件24等電子元件和布線圖案進(jìn)行電磁屏蔽而被接地的屏蔽部件23作為天線元件22的地線來(lái)使用，因此無(wú)論電路元件24等電子元件和布線圖案(圖中未示出)的配置狀態(tài)如何，都可以確保地線面積，即使在印刷電路板21上不能形成足夠的地線圖案的情況下，也可以確保足夠的地線面積。
而且，根據(jù)本第2實(shí)施方式，因?yàn)樘炀€元件22和屏蔽部件23是分開構(gòu)成的，因此，雖然增加了天線元件22和屏蔽部件23的連接工序，但由于可以分別進(jìn)行加工，使加工變得容易。此外，還能夠容易地適應(yīng)各種制品形式。
第3實(shí)施方式在上述各實(shí)施方式中，天線元件和印刷電路板是分開構(gòu)成的，而本第3實(shí)施方式是將天線元件作為印刷電路板上的印刷天線(布線圖案)來(lái)形成的實(shí)施方式。
圖11是安裝有本發(fā)明的第3實(shí)施方式的天線裝置的印制板的裝配圖。圖12是第3實(shí)施方式的印制板的俯視圖。圖13是第3實(shí)施方式的印制板的正視圖。
如圖11所示，在構(gòu)成印制板30的印刷電路板31的上面，大致劃分的話，配置著作為布線圖案形成的天線元件主體32A，還配置有屏蔽部件33和電路元件34等電子元件和布線圖案(圖中未示出)。
在此情況下，與上述各實(shí)施方式相同，印刷電路板31既可以是單層基板，也可以是多層基板。
天線元件主體32A作為印刷電路配置在印刷電路板31上，饋電端子(饋電點(diǎn))32B與印刷電路板31上的饋電用布線電氣連接，并且天線元件主體32A的一端連接到形成于印刷電路板31上的地線圖案31A。在此情況下，可以連續(xù)地形成圖案作為同一接地圖案。
此外，形成于印刷電路板31上的地線圖案31A的與天線元件主體32A相對(duì)的部分與天線元件主體32A隔開一定間隔，與天線元件主體32A基本平行。此外，天線元件主體32A的與地線圖案31A連接的部分，相對(duì)于地線圖案垂直連接。
采用上述結(jié)構(gòu)的結(jié)果，天線元件主體32A和饋電端子32B協(xié)同動(dòng)作，起到作為倒F天線的作用。饋電端子32B連接到天線元件32的連接位置被設(shè)定在倒F天線的阻抗為規(guī)定值的位置(例如為50Ω)。
屏蔽部件33用于對(duì)電路元件34等電子元件和布線圖案進(jìn)行電磁屏蔽(遮蔽)，其覆蓋電路元件34等電子元件和布線圖案(圖中未示出)的周圍。
進(jìn)而，與上述第1實(shí)施方式同樣，屏蔽部件33在屏蔽部件彎折部33A連接到形成于印刷電路板31上的地線(接地)圖案31A。
在本第3實(shí)施方式中，與上述各實(shí)施方式相同，為了在提高天線裝置的性能的同時(shí)減少接地部件的有效面積，假設(shè)用于通信的電波波長(zhǎng)為λ，將起到接地部件作用的屏蔽部件33沿規(guī)定的方向軸X的長(zhǎng)度L設(shè)定成大約為1/4λ(1/4波長(zhǎng))。當(dāng)然，也可以作成具有大約1/4λ(1/4波長(zhǎng))以上長(zhǎng)度的接地部件，但從設(shè)置面積的觀點(diǎn)來(lái)看，屏蔽部件33沿規(guī)定的方向軸X的長(zhǎng)度最好是設(shè)成大約為1/4λ(1/4波長(zhǎng))。而且，將天線元件主體32A的主要部分的中心軸Y配置成沿基本垂直于方向軸X的方向延伸。
而且，與上述各實(shí)施方式相同，由于將為了對(duì)電路元件34等電子元件和布線圖案進(jìn)行電磁屏蔽而被接地的屏蔽部件33作為天線元件32的地線利用，因此，不管電路元件34等電子元件和布線圖案的狀態(tài)如何，都可以確保地線面積。即使在印刷電路板31上不能形成面積足夠大的接地圖案時(shí)，也能夠確保得到足夠的接地面積。
進(jìn)而，根據(jù)本第3實(shí)施方式，由于在作成印刷電路板時(shí)將天線元件32作為印刷電路來(lái)設(shè)置，因此可以簡(jiǎn)化制造工藝。
第4實(shí)施方式上述第3實(shí)施方式是將天線元件作為印刷電路板上的印刷天線(布線圖案)形成時(shí)的實(shí)施方式，而本第4實(shí)施方式在形成印刷電路板時(shí)將接地部件作為接地圖案形成于印刷電路板上。
圖14是安裝有本發(fā)明的第4實(shí)施方式的天線裝置的印制板俯視圖。圖15是圖14的印制板的正視圖。
如圖14和圖15所示，在構(gòu)成印制板40的印刷電路板41的上面一側(cè)，大致劃分的話，作為布線圖案配置形成有天線元件42和接地圖案43，并且還配置有電路元件44。
在這樣的情況下，與上述各實(shí)施方式相同，印刷電路板41既可以是單層基板，也可以是多層基板。在多層基板的情況下，根據(jù)需要，也可以將接地圖案43形成于內(nèi)層。
天線元件主體42A作為印刷電路被設(shè)置在印刷電路板41上，饋電端子(饋電點(diǎn))42B與印刷電路板41上的未圖示的饋電用布線電氣連接，并且接地端子(接地點(diǎn))42C電氣連接到地線圖案43上。
在此情況下，天線元件主體42A，如果在印刷電路的表面使用導(dǎo)電性好的材料進(jìn)行電鍍，可以進(jìn)一步提高其性能。
采用上述結(jié)構(gòu)的結(jié)果，天線元件主體42A、饋電端子42B和接地端子42C協(xié)同動(dòng)作，起到作為倒F天線的作用。饋電端子42B連接到天線元件主體42A的連接位置設(shè)定在倒F天線的阻抗為規(guī)定值(例如為50Ω)的位置。
地線圖案43一般適于配置在電路元件44的周圍。
在此情況下，最好是沿規(guī)定的方向軸X盡可能連續(xù)地設(shè)置地線圖案。為此目的，采用多層基板容易形成地線。
在本第4實(shí)施方式中，與上述各實(shí)施方式相同，為了在提高天線裝置的性能的同時(shí)減少接地部件的有效面積，假設(shè)用于通信的電波波長(zhǎng)為λ，將起到接地部件作用的地線圖案43沿規(guī)定的方向軸X的長(zhǎng)度L設(shè)成大約為1/4λ(1/4波長(zhǎng))。當(dāng)然，也可以作成具有大約1/4λ(1/4波長(zhǎng))以上長(zhǎng)度的接地部件，但從設(shè)置面積的觀點(diǎn)來(lái)看，地線圖案43沿規(guī)定的方向軸X的長(zhǎng)度最好是設(shè)成大約為1/4λ(1/4波長(zhǎng))。而且，將天線元件42的主要部分的中心軸Y配置成沿基本垂直于方向軸X的方向延伸。
進(jìn)而，根據(jù)本第4實(shí)施方式，由于在作成印刷電路板時(shí)可以將天線元件42和地線圖案43作為印刷電路來(lái)設(shè)置，因此可以簡(jiǎn)化制造工藝。
第1實(shí)施方式～第4實(shí)施方式的變形例第1變形例在上述說(shuō)明中，除了天線元件的配置部分之外，屏蔽部件遍及整個(gè)印刷電路板覆蓋著電子元件，但在印刷電路板上還存在富?？臻g的情況下，也可以將其以把地線圖案與屏蔽部件電氣連接的狀態(tài)形成在印刷電路板上，使得可以通過(guò)屏蔽部件和地線圖案來(lái)確保地線面積。
第2變形例在上述說(shuō)明中，天線元件沿屏蔽部件的形狀具有折線形狀，但是如果是沿屏蔽部件形狀所形成的形狀，亦即，與屏蔽部件的端部形狀平行的形狀，也可以是曲線形狀或其它形狀。在此情況下，如果將流過(guò)天線元件中的電流的微觀電流方向作為矢量來(lái)考慮，設(shè)置天線元件圖案周圍的元器件、布線圖案或焊盤等的位置使該矢量盡可能不與流過(guò)元器件、布線圖案或焊盤內(nèi)的電流矢量(微觀電流方向)平行，會(huì)達(dá)到更好的效果。
第3變形例在上述說(shuō)明中，對(duì)天線裝置和具有該天線裝置的印制板進(jìn)行了說(shuō)明，但即使在印刷電路板中，假設(shè)用于通信的電波波長(zhǎng)為λ，若具有沿規(guī)定的方向軸的長(zhǎng)度大約是1/4λ(以上)的接地部件以及配置為沿與方向軸基本垂直的方向延伸并與接地部件接地的天線元件，并且將該接地部件和天線元件作為印刷電路來(lái)形成，也可以得到同樣的效果。
第4變形例在上述說(shuō)明中，對(duì)天線元件的機(jī)械尺寸未作詳細(xì)說(shuō)明，基本上優(yōu)選期望頻率時(shí)的1/4波長(zhǎng)的尺寸。
其它實(shí)施方式下面，對(duì)用上述第1～第4實(shí)施方式和變形例中所述的印制板(天線裝置和印刷電路板)來(lái)構(gòu)成電子設(shè)備成品時(shí)的第4～第6實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
第4實(shí)施方式圖16是用于連接移動(dòng)電話終端的通信適配器模塊70的說(shuō)明圖。
如圖16所示，在構(gòu)成印制板50的印刷電路板51上面，大致劃分的話，配置有作為布線圖案形成的天線元件52、還配置有屏蔽部件53和電路元件54等各種電子元件和布線圖案(圖中未示)。
在這樣的情況下，與上述各實(shí)施方式相同，印刷電路板51既可以是單層基板，也可以是多層基板。
天線元件主體52A作為印刷電路設(shè)置在印刷電路板51上，饋電端子(饋電點(diǎn))52B電氣連接到印刷電路板51上的饋電用布線，并且天線元件主體52A的一端連接到形成于印刷電路板51上的接地圖案51A。在此情況下，可以連續(xù)地形成圖案作為同一接地圖案。
此外，形成于印刷電路板51上的地線圖案51A的與天線元件主體52A相對(duì)的部分與天線元件主體52A隔開一定間隔，并與天線元件主體52A基本平行。天線元件主體52A的與地線圖案51A連接的部分，相對(duì)于地線圖案51A垂直連接。
采用上述結(jié)構(gòu)的結(jié)果，天線元件主體52A和饋電端子52B協(xié)同動(dòng)作，起到作為倒F天線的作用。饋電端子52B連接到天線元件主體52A的連接位置被設(shè)定在倒F天線的阻抗為規(guī)定值(例如為50Ω)的位置。
屏蔽部件53用于對(duì)電路元件54等電子元件和布線圖案(圖中未示)進(jìn)行電磁屏蔽(遮蔽)。它覆蓋著電路元件54等電子元件和布線圖案的周圍。
與上述第3實(shí)施方式同樣，屏蔽部件53在屏蔽部件彎折部53A連接到形成于印刷電路板51上的地線(接地)圖案51A。
在印刷電路板51的一端設(shè)有連接器連接端子部55。
在此情況下，連接器連接端子部55被設(shè)置在與天線元件主體52A的延伸方向(圖中的A方向)大致垂直的方向(B方向；連接印刷電路板51上的天線元件52和屏蔽部件53的方向)大致平行的邊的一邊上。而且，在連接器連接端子部55上形成有多個(gè)連接器連接端子(電極圖案)56。
在該連接器連接端子56上連接著連接器60的連接端子(圖中未示)。連接端子例如有接地端子、電源端子、連接移動(dòng)電話終端和通信適配器之間的多條信號(hào)線所用的端子等。
如上所述，通過(guò)將連接器連接端子部55設(shè)置在大致平行于B方向的邊的一邊上，由于可以維持連接于移動(dòng)電話終端情況下的天線的地線長(zhǎng)度(相當(dāng)于1/4波長(zhǎng))和天線元件之間的關(guān)系，因此不會(huì)引起天線增益的劣化。
這是因?yàn)樵趯⑦B接器連接端子部55設(shè)置于大致平行于A方向的邊的一邊上時(shí)，具體來(lái)說(shuō)，如用符號(hào)57所表示的那樣來(lái)設(shè)置連接端子部時(shí)，通信適配器的接地端子通過(guò)連接器連接端子與移動(dòng)電話的接地端子相連接，從而，由于接地圖案的長(zhǎng)度延長(zhǎng)為大于1/4波長(zhǎng)，因此不再能維持天線增益的特性。在這樣的情況下，雖然如果能夠在B方向設(shè)置與印制板50具有相同程度寬度的接地圖案，則由地線和天線元件所形成的天線裝置的增益劣化會(huì)變小，但是實(shí)際上，由于其結(jié)構(gòu)為通過(guò)連接器連接端子用極細(xì)的線材將地線之間連接起來(lái)，因而只在B方向線狀地增加長(zhǎng)度，劣化了規(guī)定的特性。
圖17是將圖16所示的連接器60插入印制板50與之連接的通信適配器模塊70的外觀立體圖。
在該通信適配器模塊70中增加裝配電池、殼體61等，則如圖18所示，成為通信適配器80(成品)。
圖19是將通信適配器80連接到移動(dòng)電話終端81進(jìn)行使用時(shí)的配置說(shuō)明圖。
在移動(dòng)電話終端81的下部(圖中，右側(cè)面)所設(shè)置的外部連接用連接器端子(圖中未示)和通信適配器80的連接器端子82(參照?qǐng)D18)相互插入嵌合，以進(jìn)行電氣連接。
在這樣的情況下，如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)，不會(huì)由于連接移動(dòng)電話終端81而引起通信適配器80的天線特性劣化。
圖20是未連接移動(dòng)電話終端81的狀態(tài)時(shí)的通信適配器80的單體天線的指向性特性圖。圖21是將通信適配器80和移動(dòng)電話終端81連接所形成的天線裝置的輻射指向性特性圖。
此處，在圖20和圖21中，圖外周的1～16的數(shù)字表示將一周360度等分為16等分時(shí)的各方向，數(shù)字所表示的實(shí)際角度間隔為22.5度。此外，圖內(nèi)的數(shù)值(dB值)是偶極天線比(dBd)。
如圖20所示，通信適配器80的單體天線的指向性特性良好。
另一方面，如圖21所示，可以看出，當(dāng)通信適配器80和移動(dòng)電話終端81連接時(shí)，沒有由連接引起的特性劣化，反而提高了增益。
上述的通信適配器80與移動(dòng)電話終端81相連接，通過(guò)規(guī)定的無(wú)線電通信技術(shù)與其它無(wú)線電終端設(shè)備組合起來(lái)進(jìn)行使用。更具體地說(shuō)，使用作為無(wú)線電通信技術(shù)的藍(lán)牙(bluetooth)技術(shù)、弱無(wú)線電技術(shù)等，與作為其它無(wú)線電終端設(shè)備的帶話筒的耳機(jī)(head set)、免提電話(handsfree set)等組合起來(lái)進(jìn)行使用，或作為車內(nèi)的移動(dòng)電話的免提單元來(lái)進(jìn)行使用。
此外，也可以用作室內(nèi)、屋外等近距離無(wú)線電通信系統(tǒng)，從而可與其它無(wú)線電通信設(shè)備之間進(jìn)行信息通信。
亦即，不僅單體的天線特性很重要，而且與移動(dòng)電話終端連接使用時(shí)的天線指向特性更為重要，在這樣的用途中，本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)非常有效。
第5實(shí)施方式圖22是利用上述第1～第4實(shí)施方式和變形例中所述的印制板的手表式(Watch型)無(wú)線電裝置90的結(jié)構(gòu)圖。
圖22(a)是俯視圖，圖22(b)是正面剖面圖，圖22(c)是側(cè)面剖面圖。
如圖22(b)所示，天線裝置94的結(jié)構(gòu)為屏蔽部件95處于下側(cè)(手腕側(cè))。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，在與天線裝置94的屏蔽部件95相反的一側(cè)，可以方便地設(shè)置將顯示驅(qū)動(dòng)用信號(hào)傳送到顯示器92上的導(dǎo)電橡膠93。
這樣的導(dǎo)電橡膠93如圖22(c)所示，通常在顯示器92的上下(或左右)設(shè)置2個(gè)(2系統(tǒng))。
進(jìn)而，手表式無(wú)線電裝置90將構(gòu)成該手表式無(wú)線電裝置90的全部零件容納到表殼91中。
如圖22(b)所示，由于本第5實(shí)施方式的屏蔽部件95配置在下方，因此很適合與金屬體電池96重疊配置。
當(dāng)將構(gòu)成天線裝置94的印刷電路板看作平面時(shí)，最好使這樣配置的電池96的正投影限制在天線裝置94的地線圖案的配置區(qū)域內(nèi)。
此外，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可以將電池96的正極通過(guò)屏蔽部件95連接到電路，可實(shí)現(xiàn)小型化。
第6實(shí)施方式圖23和圖24是使用上述第1～第4實(shí)施方式和變形例中所述的印制板的PDA(個(gè)人數(shù)字助理；便攜式信息處理裝置)100、110的結(jié)構(gòu)例說(shuō)明圖。
圖23是用連接器等將第6實(shí)施方式的天線裝置101連接到PDA100的電路基板102上時(shí)的結(jié)構(gòu)例說(shuō)明圖。圖23(a)是平面圖、圖23(b)是剖面圖。
通過(guò)基板間連接器103和104將天線裝置101和電路基板102沿厚度方向重疊連接。此時(shí)，在天線裝置101和電路基板102之間，最好離開規(guī)定距離以上。例如，最好是離開數(shù)cm以上。因此，本實(shí)施方式通過(guò)適當(dāng)?shù)卦O(shè)置基板間連接器103和104的厚度，可以將電路基板102和天線裝置101之間的間隔設(shè)定為規(guī)定距離以上。
此外，與天線裝置101的天線元件對(duì)置的電路基板102上的圖案，最好不是象接地圖案之類的大圖案。
并且，天線裝置101的除了天線元件之外的部分由屏蔽部件105屏蔽。此外，在PDA100的表面?zhèn)染哂酗@示器106。
圖24是將第6實(shí)施方式的天線裝置111制作到PDA110的電路基板112中時(shí)的布置例說(shuō)明圖。圖24(a)是PDA110的平面剖視圖，圖24(b)是剖面圖。
在電路基板112上設(shè)置有形成天線裝置111的區(qū)域，在該區(qū)域中只形成天線裝置111。在電路基板112的其它部分上形成原有的PDA電路113的布線圖案，PDA電路113與天線裝置111只通過(guò)圖案連接部114連接必要的信號(hào)線。并且，天線裝置111的除天線元件之外的部分由屏蔽部件115屏蔽。此外，在PDA110的表面?zhèn)染哂酗@示器116。
通過(guò)這樣來(lái)形成，雖然是在形成PDA電路113的同一電路基板112上的布置，但卻可以確保減小天線特性的劣化。
根據(jù)上述各實(shí)施方式，假設(shè)用于通信的電波波長(zhǎng)為λ，因?yàn)槠鸬浇拥夭考饔玫钠帘尾考?3沿規(guī)定的方向軸X的長(zhǎng)度L設(shè)成大約為1/4λ(1/4波長(zhǎng))，因此可以在提高天線特性的同時(shí)，減小天線裝置以及將天線和無(wú)線電通信電路一體化的印制板的尺寸。
進(jìn)而，由于將屏蔽部件作為地線利用，因此即使在印刷電路板的面積小而不能確保足夠的地線面積時(shí)，也可以可靠地確保地線面積，既可抑制天線靈敏度的劣化，又可實(shí)現(xiàn)裝置的小型化，提高安裝密度。
根據(jù)本發(fā)明，既可以提高天線裝置的特性，又可實(shí)現(xiàn)天線裝置的小型化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)將天線裝置一體化的印刷電路板或印制板的小型化。進(jìn)而，還可實(shí)現(xiàn)內(nèi)設(shè)天線裝置的通信適配器和便攜式電子設(shè)備的小型化。
此外，由于將屏蔽部件作為天線的地線加以利用，因此即使在印刷電路板的面積小而不能確保足夠的地線面積時(shí)，也可以構(gòu)成在抑制天線靈敏度的劣化的同時(shí)提高安裝密度的小型的無(wú)線電通信設(shè)備。特別適合于諸如手表式無(wú)線電通信設(shè)備(手表式便攜式電子設(shè)備)等迫切要求小型化的情況。
權(quán)利要求
1.一種天線裝置，其特征在于具有接地部件，其沿規(guī)定的方向軸，具有用于通信的電波波長(zhǎng)的大約1/4以上的長(zhǎng)度；天線元件，其配置為沿與所述方向軸大約正交的方向延伸，并連接到所述接地部件而接地。
2.如權(quán)利要求1所述的天線裝置，其特征在于所述天線元件沿所述接地部件的端部形狀，離開規(guī)定的距離，配置于基本同一平面上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的天線裝置，其特征在于所述天線元件具有天線元件主體和饋電端子，所述天線元件主體和所述饋電端子協(xié)同動(dòng)作，起到作為1/4波長(zhǎng)的倒F天線的作用。
4.如權(quán)利要求1至3中任何一項(xiàng)所述的天線裝置，其特征在于所述接地部件通過(guò)覆蓋電子電路，構(gòu)成屏蔽電子電路的屏蔽部件。
5.如權(quán)利要求1至4中任何一項(xiàng)所述的天線裝置，其特征在于所述接地部件和所述天線元件形成為一體。
6.一種印刷電路板，其特征在于具有接地部件，其沿規(guī)定的方向軸，具有用于通信的電波波長(zhǎng)的大約1/4以上的長(zhǎng)度；天線元件，其配置為沿與所述方向軸大約正交的方向延伸，并連接到所述接地部件而接地，所述接地部件和所述天線元件作為印刷電路而形成。
7.如權(quán)利要求6所述的印刷電路板，其特征在于所述天線元件沿所述接地部件的端部形狀，離開規(guī)定的距離，配置于基本同一平面上。
8.如權(quán)利要求6或7所述的印刷電路板，其特征在于所述天線元件具有天線元件主體和饋電端子，所述天線元件主體和所述饋電端子協(xié)同動(dòng)作，起到作為1/4波長(zhǎng)的倒F天線的作用。
9.如權(quán)利要求6至8中任何一項(xiàng)所述的印刷電路板，其特征在于所述接地部件和所述天線元件形成為一體。
10.一種印制板，其特征在于具有印刷電路板；電子電路，其配置于所述印刷電路板上；接地部件，其沿規(guī)定的方向軸，具有用于通信的電波波長(zhǎng)的大約1/4以上的長(zhǎng)度；天線元件，其配置為沿與所述方向軸大約正交的方向延伸，并連接到所述接地部件而接地。
11.如權(quán)利要求10所述的印制板，其特征在于所述天線元件沿所述接地部件的端部形狀，離開規(guī)定的距離，配置于基本同一平面上。
12.如權(quán)利要求10或所述的印制板，其特征在于所述天線元件具有天線元件主體和饋電端子，所述天線元件主體和所述饋電端子協(xié)同動(dòng)作，起到作為1/4波長(zhǎng)的倒F天線的作用。
13.如權(quán)利要求10至12中任何一項(xiàng)所述的印制板，其特征在于所述天線元件和所述接地部件是一體形成的部件。
14.如權(quán)利要求10至12中任何一項(xiàng)所述的印制板，其特征在于所述天線元件作為印刷電路形成于所述印刷電路板上，而所述接地部件與所述印刷電路板是不同的部件。
15.如權(quán)利要求13或14所述的印制板，其特征在于所述接地部件通過(guò)覆蓋所述電子電路，構(gòu)成屏蔽電子電路的屏蔽部件。
16.如權(quán)利要求15所述的印制板，其特征在于具有接地圖案，其形成于所述印刷電路板上，并與所述接地部件電氣連接。
17.如權(quán)利要求10至12中任何一項(xiàng)所述的印制板，其特征在于所述天線元件和所述接地部件作為印刷電路形成于所述印刷電路板上。
18.一種通信適配器，其特征在于具有印刷電路板；電子電路，其配置于所述印刷電路板上；接地部件，其沿規(guī)定的方向軸，具有用于通信的電波波長(zhǎng)的大約1/4以上的長(zhǎng)度；天線元件，其配置為沿與所述方向軸大約正交的方向延伸，并連接到所述接地部件而接地；連接器連接端子部，相對(duì)所述印刷電路板，所述連接器連接端子部被配置在構(gòu)成所述天線元件的天線元件主體的延伸方向一側(cè)。
19.如權(quán)利要求18所述的通信適配器，其特征在于所述天線元件具有饋電端子，所述天線元件主體和所述饋電端子協(xié)同動(dòng)作，起到作為倒F天線的作用。
20.一種便攜式電子設(shè)備，其特征在于具有權(quán)利要求1至5中任何一項(xiàng)所述的天線裝置。
21.如權(quán)利要求20所述的便攜式電子設(shè)備，其特征在于該便攜式電子設(shè)備形成為手表式。
全文摘要
本發(fā)明提供一種天線、印刷電路板、印制板、通信適配器和便攜電子設(shè)備，其能確保天線特性(特別是靈敏度)，并能實(shí)現(xiàn)天線裝置、印刷電路板和印制板的小型化，進(jìn)而，實(shí)現(xiàn)通信適配器和電子設(shè)備的小型化。本發(fā)明的印制板具有印刷電路板11；電路元件14，其配置于印刷電路板11上；屏蔽部件13，其配置于印刷電路板11上，設(shè)用于通信的電波波長(zhǎng)為λ，則其沿規(guī)定的方向軸X具有大約為1/4λ以上的長(zhǎng)度；天線元件12，其配置為沿與方向軸X交叉的方向延伸，并通過(guò)屏蔽部件(接地部件)接地。
文檔編號(hào)H01Q1/24GK1494180SQ03156858
公開日2004年5月5日 申請(qǐng)日期2003年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月12日
發(fā)明者小山俊介 申請(qǐng)人:精工愛普生株式會(huì)社