天线模块及具有天线模块的通信装置制造方法
【专利摘要】本发明的目的在于提供一种能正确地测定向通信部输入输出的RF信号，在被安装于通信装置后、在天线部的特性发生变动或发生劣化时能采取对策的天线模块。能将向通信部(22)输入输出的RF信号在经由匹配电路部(23)及天线部(21)而产生偏差之前就被引出到天线模块(2)的外部，从而能利用网络分析仪等高频（RF）用测定器来更为正确地进行测量并进行检查。另外，在天线模块(2)被安装到通信装置(1)之后、在天线部(21)的特性发生变动或发生劣化时，能通过将信号引出部(24)与外部的匹配电路部(3)或天线部(4)相连接来实施对策。
【专利说明】天线模块及具有天线模块的通信装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及在天线部与通信部之间设置有匹配电路的天线模块及具有该天线模块的通信装置。
【背景技术】
[0002]一直以来，在便携式电话或便携信息终端等便携通信终端、无线L A N终端、具有通信功能的血压、体重、血糖值等测定器等的通信装置的发送部，安装有在天线部与通信部之间设置有匹配电路部的天线模块(例如参照专利文献I)。即，如图7所示，现有的天线模块500包括:天线部501，该天线部501具有形成单极型天线的天线要素501a (天线元件)；以及通信部502，该通信部502中设置有对与天线部501之间输入输出的RF信号进行处理的RF-1C等各种电路元件，并与天线部501之间输入输出RF信号。
[0003]另外，在天线部501和通信部502之间设置有匹配电路部503，该匹配电路部503具有由电容器、电感器等电路元件形成的匹配电路或衰减电路。另外，天线模块500例如安装于利用作为IEEE802.15.1标准的2.4GHz频带的Bluetooth (蓝牙，注册商标)进行无线通信的通信装置，或安装于利用作为IEEE802.11标准的无线LAN进行无线通信的通信装置。此外，图7是表示现有的天线模块的俯视图。
现有技术文献 专利文献
[0004]专利文献1:日本专利特开2011 - 41097号公报(第0045段?第0053段，图6、7等)
【发明内容】
发明所要解决的技术问题
[0005]但是，在上述天线模块500中，在检查从通信部502输出的RF信号的特性时，通过对从通信部502输出的RF信号经由匹配电路部503及天线部501之后的天线功率信号进行观测来进行检查。但是，天线功率信号会因天线模块500的天线要素501a形成时的尺寸公差、及周边环境等环境因素而具有较大的偏差。因而，存在难以通过对经由匹配电路部503及天线部501之后的天线功率信号进行观测、从而正确地检查从通信部502输出的RF信号的特性的问题。
[0006]此外，尤其在天线部501所具备的天线要素501a形成为单极型天线的情况下，天线模块500所具备的天线部501的特性会极大地受到将天线模块500安装到通信装置时的接地状态等外部环境的影响。因而，一般而言，对天线模块500设计如下:即，在将该天线模块500安装到通信装置时使天线部501具有规定的特性。即，根据使用天线模块500的外部环境来对该天线模块500进行设计。然而，在设计天线模块500时，可能并不清楚该天线模块500会被安装于何种通信装置、会被用于何种外部环境。在这种情况下存在以下问题:即，在将天线模块500安装到通信装置时，即使天线部501的特性发生变动或发生劣化，但是以满足规定特性的方式配置于匹配电路部503的电路元件已经在最小限度的面积上完成安装，因而无法在安装后再采用追加元件或变更元件的对策。
[0007]本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种天线模块及具有该天线模块的通信装置，上述天线模块能正确地测定向通信部输入输出的RF信号，且即使在其被安装到通信装置后、在天线部的特性发生变动或发生劣化时也能采取对策。
解决技术问题所采用的技术方案
[0008]为了实现上述目的，本发明的天线模块包括:第一天线部；通信部，该通信部与所述第一天线部之间输入输出RF信号；以及第一匹配电路部，该第一匹配电路部设置在所述第一天线部与所述通信部之间，其特征在于，在连接所述第一匹配电路部与所述通信部的信号线上设置有信号引出部。
[0009]采用上述结构的发明中，在连接第一匹配电路部与通信部的信号线上设置信号引出部，因此，能使向通信部输入输出的RF信号在经由匹配电路部及天线部而产生偏差之前就被引出到天线模块的外部，从而能利用网络分析仪等高频(RF)用测定器来正确地进行测量并进行检查。
[0010]因此，在天线模块安装到通信装置之后、在天线部的特性发生变动时，例如能通过将外部的匹配电路与信号引出部相连接来调整天线部和通信部之间的阻抗变换量，以此方式实施对策。另外，在天线模块安装到通信装置之后、在天线部的特性发生劣化时，例如能通过将外部的天线元件与信号引出部相连接并在该天线元件和通信部之间输入输出RF信号，以此方式实施对策。
[0011]另外，在天线模块安装到通信装置之后、在天线部的特性发生变动或发生劣化时，能通过将信号引出部与外部的匹配电路部或天线元件相连接来实施对策，因此，无需在天线模块上留出用于在安装到通信装置后、配置用于调整天线模块的电路特性的电路元件等的空间。因此，能省略用于配置用作调整电路特性的电路元件的空间，从而能力图实现天线模块的小型化。
[0012]另外，具备设置有所述第一天线部、所述通信部、所述第一匹配电路部、及信号引出部的布线基板，所述信号引出部只要具有设置于所述布线基板的一侧主面的连接器、及设置于所述布线基板的另一侧主面的安装用端子即可。
[0013]若采用上述结构，例如在将天线模块与通信装置进行连接器连接的情况，能够从设置于布线基板的一侧主面的连接器引出RF信号。此外，例如在使用焊料等将天线模块安装到通信装置的表面的情况下，能从设置于布线基板的另一侧主面的安装用端子来将RF信号引出。因而，能根据将天线模块安装到通信装置的安装方式，来从连接器及安装用端子中的任一方或这两者中引出RF信号，因此，能使用多种方法来将天线模块安装到通信装置，并能提高天线模块的通用性。
[0014]另外，还能具有导通/非导通切换部，该导通/非导通切换部设置在连接所述第一匹配电路部与所述信号引出部的信号线上，并导通/断开该信号线。
[0015]若采用上述结构则能构成以下电路:即，能根据需要来利用导通/非导通切换部将连接信号引出部与第一匹配电路部的信号线断开，从而能仅使用与信号引出部相连接的外部电路来进行与天线模块的通信部之间的RF信号的输入输出，因此，能提高天线模块的通用性。[0016]另外，具有天线模块的本发明的通信装置的特征在于，具有与所述信号引出部相连接的第二匹配电路部。
[0017]在采用上述结构的发明中，能提供利用与信号引出部相连接的第二匹配电路部，来高精度地匹配天线模块中的第一天线部与通信部的通信装置。
[0018]另外，也能具有与所述第二匹配电路部相连接的第二天线部。
[0019]通过采用上述结构，天线模块的通信部能经由第一天线部来输入RF信号，并能通过信号引出部来输入经由第二天线部的RF信号，因此，能够提供能执行利用第一天线部及第二天线部的分集的通信装置。另外，由于能够将执行分集用的第二天线部不设置于天线模块，而将其设置于易于确保电路元件的配置空间的通信装置侧，因此，能提高通信装置的设计自由度。
[0020]另外，也可以采用以下结构:即，包括设置在连接所述第二匹配电路部与所述信号引出部的信号线上的开关部；与所述开关部相连接的第三匹配电路部；以及与所述第三匹配电路部相连接的第三天线部，所述开关部对所述第二匹配电路部及所述第三匹配电路部进行切换，以使其中的任一个与所述信号引出部相连接。
[0021]若采用上述结构，则能利用开关部来切换设置于天线模块的外部的、第二天线部及第三天线部，以将其中的任一个与天线模块的信号引出部相连接。
[0022]另外，上述天线模块也能包括:检测信号的信号检测部；以及与所述信号检测部相连接的信号检测用端子，所述开关部包括引出所述第二匹配电路部、所述第三匹配电路部的信号的引出端子，所述信号检测用端子与所述引出端子相连接，所述开关部基于所述信号检测部的信号的检测状态来进行切换控制。
[0023]若采用上述结构，则能将第二匹配电路部及第三匹配电路部的信号从引出端子引出，并从天线模块的信号检测用端子输入至信号检测部，通过开关部基于信号检测部的信号的检测状态所进行的切换控制，从而能将第二匹配电路部及第三匹配电路部中的、更适当地进行信号处理的那一方与信号引出部相连接，并与天线模块的通信部相连接。
发明效果
[0024]根据本发明，能将向通信部输入输出的RF信号从信号引出部引出到天线模块的外部，并利用网络分析仪等高频(RF)用测定器来更为正确地进行测量并进行检查。另外，在天线模块安装到通信装置之后、在天线部的特性发生变动或发生劣化时，能通过将信号弓I出部与外部的匹配电路部或天线元件相连接来实施对策。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1是说明本发明所涉及的通信装置的实施方式I的框图。
图2是表示安装于图1的通信装置的天线模块的俯视图。
图3是图2的天线模块的侧剖视图。
图4是表示图2的天线模块的检查方法的一个例子的图。
图5是说明本发明所涉及的通信装置的实施方式2的框图。
图6是说明本发明的通信装置的实施方式3的框图。
图7是表示现有的天线模块的俯视图。
附图标记 I通信装置 2天线模块
21天线部(第一天线部)
22通信部
23匹配电路部(第一匹配电路部)
24信号引出部
24a连接器
24b安装用端子
25导通/非导通切换部
26信号检测部
27信号检测用端子
3匹配电路部(第二匹配电路部)
4天线部(第二天线部)
5开关部
51耦合器(引出端子)
6匹配电路部(第三匹配电路部)
7天线部(第三天线部)
L信号线 S布线基板 SI 一侧主面 S2另一侧主面
【具体实施方式】
[0026]<实施方式1>
参照图1至图3对本发明的通信装置的实施方式I进行说明。图1是表示本发明所涉及的通信装置的实施方式I的框图，图2是表示安装于图1的通信装置的天线模块的俯视图，图3是图2的天线模块的侧剖视图。
[0027]图1所示的通信装置I是构成便携式电话或便携信息终端等便携通信终端、无线L A N终端、具有通信功能的血压、体重、血糖值等的测定器等的通信装置，包括天线模块
2、匹配电路部3、及天线部4。
[0028]天线模块2包括由陶瓷基板、环氧玻璃树脂基板、采用聚酰亚胺树脂的柔性基板等形成的布线基板S，在该布线基板S上设置有天线部21、与天线部21之间输入输出RF信号的通信部22、及设置于天线部21和通信部22之间的匹配电路部23。另外，在布线基板S上还设置有连接天线部21、通信部22、及匹配电路部23的信号线L，并在连接天线模块2的匹配电路部23与通信部22的信号线L上设置有信号引出部24。
[0029]天线部21 (相当于本发明的“第一天线部”)设置于布线基板S的一侧主面SI，根据通信装置I的使用目的而具有形成为单极型或偶极型的天线元件(省略图示)。通信部22具有对在与天线部21之间输入输出的RF信号进行处理的RF-1C22a，RF_IC22a安装于布线基板S的一侧主面SI的表面。[0030]匹配电路部23 (相当于本发明的“第一匹配电路部”)具有由电感器、电容器等电路元件23a设置于布线基板S的一侧主面SI而形成的匹配电路。信号引出部24设置于布线基板S的一侧主面SI，包括设置在连接匹配电路部23与天线部22的信号线L上的RF用的连接器24a，及设置于布线基板S的另一侧主面S2的安装用端子24b。另外，连接器24a与安装用端子24b通过导体通孔24 c连接。
[0031]此外，在本实施方式中，信号引出部24采用具有连接器24 a及安装用端子24b的结构，但是根据天线模块2的使用目的，也能采用仅将连接器24 a及安装用端子24b中的任一方设置于布线基板S来构成信号引出部24的结构。另外，在本实施方式中，为了能将天线模块2安装到通信装置I所具备的母基板的表面，而在布线基板S的另一侧主面S2形成LGA(Land Grid Array:接点栅格阵列),安装用端子24b由LGA所具备的一个电极构成。
[0032]在采用以上结构的天线模块2中，在连接匹配电路部23和通信部22的信号线L上设置有信号引出部24。因而，如图4的天线模块2的检测方法的一个例子所示那样，在天线模块2安装于通信装置I的状态下，由通信部22输入输出的RF信号会在经由匹配电路部23及天线部21而产生偏差之前就被引出到天线模块2的外部，因而能利用网络分析仪等高频(RF)用测定器10来更为正确地进行测定并进行检查。
[0033]因此，在天线模块2安装到通信装置I之后，在天线部21的特性发生变动时，例如能通过将外部的匹配电路部3与信号引出部24相连接来调整天线部21和通信部22之间的阻抗变换量，以此方式实施对策。另外，在天线模块2安装到通信装置I之后，在天线部21的特性发生劣化时，例如能通过将外部的天线部4 (天线元件4a)与信号引出部24相连接并在该天线部4和通信部22之间进行RF信号的输入输出，以此方式实施对策。
[0034]另外，在天线模块2安装到通信装置I之后、在天线部21的特性发生变动或发生劣化时，能通过将信号引出部24与外部的匹配电路部3或天线部4相连接来实施对策，因此，无需在天线模块2上留出用于在安装到通信装置I后、配置用于调整天线模块2的电路特性的电路元件等的空间。因此，通过省略用于配置用作调整电路特性的电路元件的空间，从而能力图实现天线模块2的小型化。
[0035]另外，信号引出部24具有设置于布线基板S的一侧主面SI的连接器24a、和设置于布线基板S的另一侧主面S2的安装用端子24b，因而在例如将天线模块2与通信装置I进行连接器连接时，能从设置于布线基板S的一侧主面SI的连接器24a引出RF信号。此夕卜，例如在使用焊料等将天线模块2安装到通信装置I的表面的情况下，能从设置于布线基板2的另一侧主面S2的安装用端子24b来将RF信号引出。因而，根据将天线模块2安装到通信装置I的安装方式，能够从连接器24 a及安装用端子24b中的任一方或这两者中引出RF信号，因此，能使用多种方法来将天线模块2安装到通信装置1，并能提高天线模块2的通用性。
[0036]另外，在天线模块2未安装于通信装置I的状态下，使向通信部22输入输出的RF信号在经由匹配电路部23及天线部21而产生偏差之前就引出到天线模块2的外部，因而能利用RF用测定器10来更为正确地进行测定以进行检查。
[0037]匹配电路部3 (相当于本发明的“第二匹配电路部”)包括例如由电感器L及电容器C形成的低通型的匹配电路，并与天线模块2的信号引出部24相连接。此外，根据天线模块2安装到通信装置I的安装方式，也能将匹配电路部3与信号引出部24的连接器24a及安装用端子24b中的任一个相连接。
[0038]在本实施方式中，天线部4 (相当于本发明的“第二天线部”)具备天线元件4 a并与匹配电路部3相连接，该天线元件4 a与安装于天线模块2的天线部21所具有的天线元件具有大致相同的结构及特性。
[0039]如上所述，在上式实施方式中，利用与信号引出部24相连接的匹配电路部3，能提供对天线模块2的天线部21与通信部22进行高精度地匹配的通信装置I。
[0040]另外，由于天线部4与匹配电路部3相连接，因此，天线模块2的通信部22能输入经由天线部21的RF信号，并通过信号引出部24来输入经由天线部4的RF信号。因而，能够提供能执行利用天线部21及天线部4的分集的通信装置I。另外，由于能够将执行分集用的天线部4不设置于天线模块2，而将其设置于易于确保电路元件等的配置空间的通信装置I侧，因此，能提高通信装置I的设计自由度。
[0041]此外，若不需要天线部4，也能采用仅将匹配电路部3与信号引出部24相连接的结构。
[0042]<实施方式2>
参照图5对本发明的通信装置的实施方式2进行说明。图5是说明本发明所涉及的通信装置的实施方式2的框图。该实施方式与上述实施方式I的不同之处在于，如图5所示，天线模块2具有导通/非导通切换部25，该导通/非导通切换部25设置在连接匹配电路部25与信号引出部24的信号线L上，并导通/断开该信号线L。在本实施方式中，导通/非导通切换部25具有跳线芯片(省略图示)，能通过使跳线芯片(jumper chip)发生离合来切换连接匹配电路部23与信号引出部24的信号线L的导通/断开状态。其他结构都与上述实施方式I相同，因此，对于与上述实施方式I相同的结构附加相同的标号来省略其结构说明。
[0043]如上所述，本实施方式也能获得与上述实施方式I相同的效果，还能获得以下效果。即，能根据需要来利用导通/非导通切换部25切断连接信号引出部24和匹配电路部23的信号线L，从而能构成以下电路:即，不使用安装于天线模块2的天线部21及匹配电路部23，而仅使用与信号引出部24相连接的外部电路(匹配电路部3、天线部4)，来与天线模块2的通信部22之间进行RF信号的输入输出，因此，能提高天线模块2的通用性。
[0044]此外，也能以使用设置在信号线L上的各种开关来切换连接匹配电路部23与信号引出部24的信号线L的连接/断开状态的方式，来构成导通/非导通切换部25。
[0045]<实施方式3>
参照图6对本发明的通信装置的实施方式3进行说明。图6是说明本发明的通信装置的实施方式3的框图。实施方式3与上述实施方式I的不同之处在于，如图6所示，在连接匹配电路部3与信号引出部24的信号线上设置开关部5，开关部5与匹配电路部6 (相当于本发明的“第三匹配电路部”)相连接，匹配电路部6与具备天线元件7 a的天线部7 (相当于本发明的“第三天线部”)相连接。然后，利用开关部5对匹配电路部3 (天线部4)和匹配电路部6 (天线部7)进行切换，以使其中任一个与开关部5相连接。
[0046]另外，如图6所示，天线模块2包括检测RF信号的信号检测部26、及与信号检测部26相连接的信号检测用端子27，开关部5包括引出匹配电路部3及匹配电路部6的RF信号的耦合器51(相当于本发明的“引出端子”)。另外，信号检测用端子27和耦合器51通过整流元件D相连接，如图中的箭头所示，开关部5基于信号检测部26中的RF信号的检测状态，通过从信号检测用端子27向开关部5输出控制信号来进行切换控制。其他结构都与上述实施方式I相同，因此，对于与上述实施方式I相同的结构附加相同的标号来省略其结构说明。
[0047]如上所述，本实施方式也能获得与上述实施方式I相同的效果，还能获得以下效果。即，能利用开关部5来对设置于天线模块2的外部的、天线部4 (匹配电路部3)及天线部7 (匹配电路部6)进行切换，以使其中的任一个与天线模块2的信号引出部24相连接。
[0048]另外，天线部4 (匹配电路部3)及天线部7 (匹配电路部6)的RF信号由耦合器51引出，并从天线模块2的信号检测用端子27输入到信号检测部26。而且，开关部5基于信号检测部26的RF信号的检测状态来进行切换控制，从而能将天线部4 (匹配电路部3)及天线部7 (匹配电路部6)中的、更适当地处理信号的一方与信号引出部24相连接，并与天线模块2的通信部22相连接。
[0049]另外，也能利用耦合器51来将天线部4 (匹配电路部3)及天线部7 (匹配电路部6)的RF信号中的任一方引出。
[0050]此外，本发明并不限于上述实施方式，在不脱离其要点的范围内可以对上述内容进行各种组合，也可以进行上述内容以外的各种变更，例如对于各天线部所具备的天线元件的结构，只要能根据通信装置I的通信所使用的频带、通信方式来适当地以最佳形状及大小构成即可。另外，对于各匹配电路部所具有的匹配电路，只要能根据天线部及通信部的结构来适当地采用最佳结构即可。
[0051]另外，在上述实施方式中，采用利用开关部5来对天线部4及天线部7进行切换、以将其中的任一方与信号引出部24相连接的结构，但是也能采用对设置于通信装置I中的三个以上的天线部进行切换、以使其中的任一个与信号引出部24相连接的结构。另外，通信部22的结构并不限于上述例子，也能根据天线模块2的使用目的来适当地选择最佳电子元器件并安装到布线基板S以构成通信部22。例如，还可进一步在通信部22中安装级间滤波器(SAW滤波器)、开关、共用器等多路复用器、耦合器等。
[0052]然后，本发明能广泛地应用于在天线部与通信部之间设置有匹配电路的天线模块及具有该天线模块的通信装置。
【权利要求】
1.一种天线模块，包括: 第一天线部； 通信部，该通信部与所述第一天线部之间输入输出RF信号；以及第一匹配电路部，该第一匹配电路部设置在所述第一天线部与所述通信部之间，其特征在于， 在连接所述第一匹配电路部与所述通信部的信号线上设置有信号引出部。
2.如权利要求1所述的天线模块，其特征在于， 具备设置有所述第一天线部、所述通信部、所述第一匹配电路部、及信号引出部的布线基板， 所述信号引出部具有设置于所述布线基板的一侧主面的连接器、及设置于所述布线基板的另一侧主面的安装用端子。
3.如权利要求1或2所述的天线模块，其特征在于， 还具有导通/非导通切换部，该导通/非导通切换部设置在连接所述第一匹配电路部与所述信号引出部的信号线上，并导通/断开该信号线。
4.一种通信装置，其特征在于， 具有权利要求1至3的任一项所述的天线模块， 具有与所述信号引出部相连接的第二匹配电路部。
5.如权利要求4所述的通信装置，其特征在于， 具有与所述第二匹配电路部相连接的第二天线部。
6.如权利要求5所述的通信装置，其特征在于，包括: 设置在连接所述第二匹配电路部与所述信号引出部的信号线上的开关部； 与所述开关部相连接的第三匹配电路部；以及 与所述第三匹配电路部相连接的第三天线部， 所述开关部对所述第二匹配电路部及所述第三匹配电路部进行切换，以使其中的任一个与所述信号引出部相连接。
7.如权利要求6所述的通信装置，其特征在于， 所述天线模块包括: 检测信号的信号检测部；以及 与所述信号检测部相连接的信号检测用端子， 所述开关部包括引出所述第二匹配电路部、所述第三匹配电路部的信号的引出端子， 所述信号检测用端子与所述引出端子相连接，所述开关部基于所述信号检测部的信号的检测状态来进行切换控制。
【文档编号】H01Q21/00GK103811866SQ201310548838
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年11月7日 优先权日:2012年11月8日
【发明者】铁野博之, 平井太郎 申请人:株式会社村田制作所