专利名称：信息终端设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种信息终端设备，例如，使用多个无线系统的笔记本个 人计算机等信息终端设备。
背景技术：
近年来，面向W — CDMA(Wideband—Code Division Multiple Access: 宽带码分多址)、GSM(Global System for Mobile communication:全球移动 通讯系统)、无线LAN(Local Area Network:局域网)、数字电视广播、 WiMAX(Worldwide interoperability for Microwave Access: 全球微波互联接 入)等便携设备及面向车辆的无线服务日益增加，如图13所示，使用从 400MHz到超过5GHz的宽频段的频率。
而且，现在已提供有将PHS(Personal Handy-phone System:个人手机 系统)和无线LAN加以组合的信息终端设备；将W—CDMA、3频段的GSM、 无线LAN、禾d DVB — H(Digital Video Broadcasting-Handheld:手持数字视 频广播)加以组合的信息终端设备；及将便携WiMAX和S — DMB(Satellite Digital Multimedia Broadcasting:卫星移动多媒体广播)加以组合的信息终 端设备。然而，这些信息终端设备只是共用图13所示的一部分的无线系统。 其原因是由于使用多个无线系统时，所使用的无线频率达到400MHz 6GHz左右，因此用一个小型天线难以实现此宽频率范围。虽可考虑使用大 型的天线，但这样的话信息终端设备过大，即失去便携性。
另一方面，作为使用更多无线系统时的对策，专利文献1中披露了可 装在信息终端设备的扩充槽的、具有所需天线的无线通信卡。然而，该无 线通信卡必须具备无线通信所需的射频(RF)电路部和覆盖所使用的无线频 段的天线，使得卡本体大型化从而导致信息终端设备的大型化，而且，从 无线通信卡突出的天线或受到损伤，或突出的天线会破坏信息终端设备的美观。
另外，专利文献2中披露了装备无线通信模块和天线的、可使用所要 的无线系统的便携式信息终端设备。然而，该信息终端设备中，若要使用 新的无线系统，也需要使用用于该新的无线系统的带天线的无线通信卡， 存在与前述专利文献1所述的设备相同的问题。
专利文献l:日本专利特开平8 — 279027号公报 专利文献2:日本专利特开2002 — 297262号公报
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种具有能够支持多个无线系统的几乎 所有频段的天线的信息终端设备。
为实现前述目的，本发明的信息终端设备，
具有外壳、无线基板、和天线，并使用多个无线系统，其中，
所述天线具有馈电端子和多个谐振电路，将所述多个谐振电路用于电
波辐射并且用于匹配电路，该匹配电路使从所述馈电端子看馈电侧的阻抗 与自由空间的辐射阻抗实现阻抗匹配。
本发明所涉及的信息终端设备中，通过使用用于电波辐射的多个谐振 电路的电感分量作为匹配电路的电感，内装的天线能够在宽频段使与馈电 端子连接的设备的阻抗(通常为50Q)与空间的阻抗(377 Q)实质上匹配，该 天线为小型天线且可支持宽频段，能够用一个天线支持多个无线系统的大 部分频段，另外，还可使天线成为表面安装型天线。
本发明所涉及的信息终端设备中，也可以所述多个谐振电路具有多个 电感元件和多个电容元件，将所述多个电感元件中的至少一个用于电波辐 射。这样，就不必独立于谐振电路另外设置辐射体。
另外，也可以该信息终端设备具有与所述天线电连接的扩充槽，将无 线通信卡插入该扩充槽，使用所述天线进行无线通信。这样，天线不从无 线通信卡突出，能够可靠防止天线受到损伤，还可不破坏信息终端设备的 美观。
另外，所述无线基板也可以具有多个不同的无线系统的射频电路部。若无线基板与多个无线系统相对应，增设无线系统时能够减少所需的扩充 槽的数量。
另外，所述无线通信卡也可以使用与所述无线基板对应的无线系统的 射频电路部。这样能够从无线通信卡中除去射频电路部，使无线通信卡进 一步小型化。
另外，对应于所述无线通信卡的无线系统可与对应于所述无线基板的 无线系统不同。这样能够容易地增设无线基板不支持的新的无线系统。
根据本发明，通过设置小型且宽频段的天线，能够以只是将未设置天 线的无线通信卡等插入扩充槽的方式来利用多个无线系统。而且，由于无 线通信卡等无需内装天线，因此能够实现卡等的小型化进而实现信息终端
设备的小型化。而且由于天线未从无线通信卡等中露出，因此能够解决天 线可能受到损伤及破坏美观等问题。
图1是表示用于本发明所涉及的信息终端设备的天线的第1例的等效 电路图。
图2是表示作为第1例的天线的层叠结构的俯视图。 图3是表示作为第1例的天线的外观的立体图。 图4是表示作为第1例的天线的反射特性的曲线图。 图5是作为第2例的天线的等效电路图。 图6是表示作为第2例的天线的层叠结构的俯视图。 图7是表示作为第2例的天线的反射特性的曲线图。 图8是表示本发明所涉及的信息终端设备的一个例子的立体图。 图9是表示本发明所涉及的信息终端设备的第1实施例中的无线基板 的方框图。
图IO是表示第1实施例中所使用的无线通信卡的方框图。 图11是表示本发明所涉及的信息终端设备的第2实施例中的无线基板 的方框图。
图12是表示第2实施例中所使用的无线通信卡的方框图。图13是表示以往所使用的无线系统的频率的说明图。
具体实施例方式
下面参照附图对本发明所涉及的信息终端设备的实施例进行说明。 (天线的第1例、参照图1 图4)
首先对本发明所涉及的信息终端设备中所使用的小型 宽频段天线的
第l例进行说明。如图1中作为等效电路所示，该天线1A采用如下结构， 即具有分别由2个LC串联谐振电路构成的组件A、 B、 C。各组件A、 B、 C所包含的LC串联谐振电路具有相互磁耦合(用符号M表示)的电感元件 Ll、 L2; L3、 L4; L5、 L6，电感元件L1、 L3、 L5分别通过电容元件Cla、 Clb; C3a、 C3b; C5a、 C5b与馈电端子5、 6连接，且与电感元件L2、 L4、 L6分别通过电容元件C2a、 C2b; C4a、 C4b; C6a、 C6b并联连接。换言之， 各组件A、 B、 C采用如下结构，即具有由电感元件L1、 L3、 L5和电容 元件Cla、 Clb; C3a、 C3b; C5a、 C5b构成的LC串联谐振电路；及由电 感元件L2、 L4、 L6和电容元件C2a、 C2b; C4a、 C4b; C6a、 C6b构成的 LC串联谐振电路。
该天线1A中，将图2的各俯视图所示的层叠结构分别作为组件A、B、 C如图3的外观立体图所示进行并列设置，将各组件A、 B、 C的LC串联 谐振电路与共通的馈电端子5、 6连接。
各组件A、 B、 C以图2中作为一个例子所示的层叠结构的方式构成， 是将由电介质构成的陶瓷薄板11a lli层叠、压合、烧结而形成的。艮口， 在薄板lla上形成馈电端子5、 6和导通孔导体19a、 19b，在薄板llb上形 成电容器电极]2a、 12b，在薄板llc上形成电容器电极13a、 13b和导通孔 导体19c、 19d，在薄片lld上形成电容器电极14a、 14b和导通孔导体19c、 19d、 19e、 19f。
而且，在薄板lie上形成连接用导体图案15a、 15b、 15c和导通孔导 体19d、 19g、 19h、 19i。在薄板llf上形成导体图案16a、 17a和导通孔导 体19g、 19i、 19j、 19k。在薄板llg上形成导体图案16b、 17b和导通孔导 体19g、 19i、 19j、 19k。在薄板llh上形成导体图案16c、 17c和导通孔导体19g、 19i、 19j、 19k。而且在薄板lli上形成导体图案16d、 17d。
通过层叠以上所述薄板11a lli，导体图案16a 16d通过导通孔导体 19j连接，形成电感元件L1(L3、 L5)，导体图案17a 17d通过导通孔导体 19k连接，形成电感元件L2(L4、 L6)。电容元件Cla(C3a、 C5a)由电极12a、 13a构成，电容元件Clb(C3b、 C5b)由电极12b、 13b构成。另外，电容元 件C2a(C4a、 C6a)由电极13a、 14a构成，电容元件C2b(C4b、 C6b)由电极 13b、 14b构成。
然后，电感元件L1(L3、 L5)其一端通过导通孔导体19g、连接用导体 图案15c、导通孔导体19c与电容器电极13a连接，其另一端通过导通孔导 体19d与电容器电极13b连接，电感元件L2(L4、 L6)其一端通过导通孔导 体19i、连接用导体图案15a、导通孔导体19e与电容器电极14a连接，其 另一端通过导通孔导体19h、连接用导体图案15b、导通孔导体19f与电容 器电极14b连接。
另外，馈电端子5通过导通孔导体19a与电容器电极12a连接，馈电 端子6通过导通孔导体19b与电容器电极12b连接。
由以上构成所形成的天线1A中，包含相互磁耦合的电感元件L1、 L2; 电感元件L3、 L4及电感元件L5、 L6的LC串联谐振电路分别谐振，起到 辐射元件的功能。另外，各电感元件通过电容元件耦合，从而作为与馈电 端子5、 6连接的设备的阻抗(通常为50Q)与空间的阻抗(377 Q)的匹配电路 起作用。
相邻的电感元件L1、 L2的耦合系数kl;电感元件L3、 L4的耦合系数 k2;电感元件L5、 L6的耦合系数k3分别由kl =M/W(L1 XL2)、 k2 = M/f(L3XL4)、 k3二M/((L5XL6)表示，并分别优选为0.1以上，本第1 例中，kl约为0.55， k2约为0.85， k3约为0.85。
另外，由电容元件和电感元件形成的LC谐振电路作为集总常数型谐振 电路而构成，因此LC谐振电路可作为层叠型实现小型化，而不易受来自其 它元件的影响。而且由于电容元件介于馈电端子5、 6之间，因此能够阻断 低频的浪涌，可保护设备不受浪涌破坏。
另外，由于利用层叠基板形成多个LC串联谐振电路，因此可实现能够表面安装在手机等的基板上的小型 宽频段的天线，如以下作为实施例所 示，该天线能够作为多种无线通信系统的天线使用。
本发明者们根据图1所示的等效电路进行模拟的结果如图4的曲线图
所示，在三个频段范围T1、 T2、 T3中得到一10dB以上的反射特性。频段 Tl相当于UHF(Ultra High Frequency:超高频)电视，频段T2相当于GSM， 频段T3相当于无线LAN。
(天线的第2例、参照图5 图7)
如图5中作为等效电路所示，作为第2例的天线1B具有相互磁耦合(用 符号M表示)的电感元件L1、 L2、 L3、 L4，电感元件Ll通过电容元件Cla、 Clb与馈电端子5、 6连接，且电感元件L2通过电容元件C2a、 C2b与电感 元件L1并联连接，电感元件L3通过电容元件C3a、 C3b与电感元件L2并 联连接，电感元件L4通过电容元件C4a、 C4b与电感元件L3并联连接。 换言之，该谐振电路采用如下所述构成，即具有由电感元件L1和电容元 件Cla、 Clb构成的LC串联谐振电路；由电感元件L2和电容元件C2a、 C2b构成的LC串联谐振电路；由电感元件L3和电容元件C3a、 C3b构成 的LC串联谐振电路；由电感元件L4和电容元件C4a、 C4b构成的LC串 联谐振电路。
由以上所述电路结构形成的天线1B以图6的各俯视图中作为一个例子 所示的层叠结构的方式构成，是将由电介质构成的陶瓷薄板21a 21j层叠、 压合、烧结而形成的。即在薄板21a上形成也作为馈电端子5、 6起作用的 电容器电极22a、 22b，在薄板21b上形成电容器电极23a、 23b和导通孔导 体29a、 29b，在薄板21c上形成电容器电极24a、 24b和导通孔导体29a 29d。在薄板21d上形成电容器电极25a、 25b和导通孔导体29a 29f，在 薄板21e上形成电容器电极26a、 26b和导通孔导体29a 29h。
而且，在薄板21f上形成连接用导体图案30a 30d和导通孔导体28a 28h。在薄板21g上形成导体图案31a 31d和导通孔导体27a 27h。在薄 板21h上形成导体图案31a 31d和导通孔导体27a 27h。在薄板21i上形 成导体图案31a 31d和导通孔导体27a 27h。而且在薄板21j上形成连接 用导体图案32a 32d。通过层叠以上所述的薄板21a 21j，导体图案31a 31d分别通过导通 孔导体27e 27h连接，形成电感元件L1 L4。电感元件Ll的一端通过导 通孔导体27e;连接用导体图案32a;导通孔导体27a、 28a;连接用导体图 案30a及导通孔导体29a与电容器电极23a连接。电感元件Ll的另一端通 过导通孔导体28e、 29b与电容器电极23b连接。电感元件L2的一端通过 导通孔导体27f;连接用导体图案32b;导通孔导体27b、 28b;连接用导体 图案30b及导通孔导体29c与电容器电极24a连接。电感元件L2的另一端 通过导通孔导体28f、 29d与电容器电极24b连接。
而且，电感元件L3的一端通过导通孔导体27g;连接用导体图案32c; 导通孔导体27c、 28c;连接用导体图案30c及导通孔导体29e与电容器电 极25a连接。电感元件L3的另一端通过导通孔导体28g、 29f与电容器电 极25b连接。电感元件L4的一端通过导通孔导体27h;连接用导体图案32d; 导通孔导体27d、 28d;连接用导体图案30d及导通孔导体29g与电容器电 极26a连接。电感元件L4的另一端通过导通孔导体28h、 29h与电容器电 极26b连接。
电容器元件Cla由电极22a、 23a构成，电容器元件Clb由电极22b、 23b构成。电容器元件C2a由电极23a、 24a构成，电容器元件C2b由电极 23b、 24b构成。另外，电容器元件C3a由电极24a、 25a构成，电容器元件 C3b由电极24b、 25b构成。电容器元件C4a由电极25a、 26a构成，电容 器元件C4b由电极25b、 26b构成。
由以上结构所形成的天线1B中，包含相互磁耦合的电感元件L1 L4 的LC串联谐振电路谐振，电感元件L1 L4起到辐射元件的作用。另外， 电感元件L1 L4分别通过电容元件C2a、 C2b和C3a、 C3b及C4a、 C4b 耦合，从而作为与馈电端子5、 6连接的设备的阻抗(通常为50Q)与空间的 阻抗(377 Q)的匹配电路起作用。
相邻的电感元件L1、 L2的耦合系数kh电感元件L2、 L3的耦合系数 k2;电感元件L3、 L4的耦合系数k3分别由kl =M/((L1 XL2)、 k2 = M/((L2XL3)、 k3二MAT(L3XL4)表示，并分别优选为0.1以上。本第2 例中，kl约为0.7624， k2约为0.5750， k3约为0.6627。
9本发明者们根据图5所示的等效电路进行模拟的结果如图7的曲线图
所示，天线IB中，在极宽的频段范围T4中得到一6dB以上的反射特性。 另外，本第2例的其它的作用效果与前述第l例相同。 (信息终端设备、参照图8)
接着，图8所示为本发明所涉及的信息终端设备的一个例子的外观。 该信息终端设备100为可携带的笔记本个人计算机，由下部外壳101和自 由开闭的上部外壳102构成。下部外壳101配置有公知的数字键等操作部 分，并内装有图9、图11的各方框图所示的无线基板110A或110B。而且 下部外壳101还具有安装图10、图12的各方框图所示的无线通信卡130A 或130B用的扩充槽103。上部外壳102配置有液晶显示器104。
(信息终端设备的第1实施例、参照图9及图10)
作为第1实施例的信息终端设备内装有图9所示的无线基板IIOA，如 图IO所示，将具有射频电路部131的无线通信卡130A装于扩充槽103。
无线基板110A具有与所述天线1A或1B连接的射频电路部112、控 制电路部113、无线数据处理部114、及个人计算机主体的电路部115。无 线数据处理部114与主体电路部115、控制电路部113、及匹配电路部116 连接，控制电路部113与射频电路部112连接。
天线1A或1B还通过匹配电路部116与扩充槽103的端子103a连接。 另外，扩充槽103的端子103b与无线数据处理部114连接。
另一方面，无线通信卡130A如图IO所示，具有射频电路部131、控 制电路部132及PC接口 133。射频电路部131是与个人计算机主体的射频 电路部112不同的无线系统。
笔记本个人计算机的射频电路部112和插入扩充槽103的无线通信卡 130A的射频电路部131共同使用天线1A或1B。艮卩，将无线通信卡130A 插入扩充槽103时，向无线数据处理部114发送连接信息，根据该连接信 息，匹配电路部116使天线1A或1B与无线通信卡130A的射频电路部131 实现匹配。
例如，匹配电路116采用开关结构，无线通信卡130A未插入扩充槽 103的情况下，天线1A或1B与终端电阻(与无线通信卡130A的射频电路部131的输出阻抗相同的阻抗)处于连接的状态。而无线通信卡130A插入 扩充槽103时，根据来自无线数据处理部114的连接信息，匹配电路116 的开关通过端子103a将天线1A或1B与无线通信卡130A的射频电路部131
加以连接。
作为本第1实施例的信息终端设备中，通过设置小型且宽频段的天线 1A或1B，能够以只是将未设置天线的无线通信卡130A等插入扩充槽103 的方式来利用多个无线系统。而且，由于无线通信卡130A无需内装天线， 因此能够实现卡等的小型化进而实现信息终端设备的小型化。而且，由于 天线未从无线通信卡中露出，因此没有天线损伤及破坏美观的问题。
(信息终端设备的第2实施例、参照图11及图12)
作为第2实施例的信息终端设备内装有图11所示的无线基板IIOB， 如图12所示，将不具有射频电路部的无线通信卡130B装在扩充槽103中。
无线基板IIOB具有与所述天线1A或1B连接的射频电路部112、控制 电路部113、无线数据处理部114、及个人计算机主体的电路部115。无线 数据处理部114与主体电路部115、控制电路部113、及射频电路部112连 接，控制电路部113与射频电路部112连接。
射频电路部112支持所使用的多个无线系统，并与扩充槽103的端子 103a连接。另外，扩充槽103的端子103b与无线数据处理部114连接。
另一方面，无线数据通信卡130B如图12所示，具有控制电路部132 及PC接口133，而省去射频电路部。
天线1A或1B通过笔记本个人计算机的射频电路部112有选择地连接 主体电路部115或插入扩充槽103的无线通信卡130B。 S卩，将无线通信卡 130B插入扩充槽103时，经由无线数据处理部114向主体电路部115发送 连接信息。以此识别无线通信卡130B的无线系统，内装在射频电路部112 中的开关电路进行动作，使得通过端子103a将与该无线系统对应的射频电 路部112与无线通信卡130B的控制电路部132加以连接。以此完成无线通 信卡130B和与其对应的射频电路部112的连接。
作为本第2实施例的信息终端设备的作用效果与前述第1实施例相同。 特别是，射频电路部112支持多个不同的无线系统时，无需每增设一无线系统即增加扩充槽。另外，由于从无线通信卡130B中除去射频电路部，因
此无线通信卡进一步小型化。 (其它实施例)
此外，本发明所涉及的信息终端设备不限于前述实施例，在其要旨的 范围内可进行各种更改。
特别是，天线的构成是任意的，前述第1例及第2例中LC谐振电路用 集总常数型谐振电路构成，但也可用分布常数型谐振电路构成。另外，构 成天线的谐振电路可采用各种形式。
工业上的实用性
如上所述，本发明对使用多个无线系统的笔记本个人计算机等信息终 端设备是有用的，特别是在能够支持多个无线系统的几乎所有频段这一点 上具有优势。
1权利要求
1. 一种信息终端设备，具有外壳、无线基板和天线，并使用多个无线系统，该信息终端设备的特征在于，所述天线具有馈电端子和多个谐振电路，将所述多个谐振电路用于电波辐射，同时还用于匹配电路，该匹配电路使从所述馈电端子看馈电侧的阻抗与自由空间的辐射阻抗实现阻抗匹配。
2. 如权利要求1所述的信息终端设备，其特征在于， 所述多个谐振电路具有多个电感元件和多个电容元件， 所述多个电感元件中的至少一个用于电波辐射。
3. 如权利要求1或2所述的信息终端设备，其特征在于， 还具有与所述天线电连接的扩充槽，将无线通信卡插入所述扩充槽，使用所述天线进行无线通信。
4. 如权利要求1至3的任一项所述的信息终端设备，其特征在于，所述无线基板具有多个不同的无线系统的射频电路部。
5. 如权利要求3或4所述的信息终端设备，其特征在于， 所述无线通信卡使用与所述无线基板对应的无线系统的射频电路部。
6. 如权利要求3或4所述的信息终端设备，其特征在于， 对应于所述无线通信卡的无线系统与对应于所述无线基板的无线系统不同。
全文摘要
本发明得到一种具有能够支持多个无线系统的几乎所有频段的天线的信息终端设备。该信息终端设备具有外壳、无线基板(110A)、天线(1A)或天线(1B)，并使用多个无线系统。天线(1A)或天线(1B)具有馈电端子和多个谐振电路，将多个谐振电路用于电波辐射并且用于匹配电路，该匹配电路使从馈电端子看馈电侧的阻抗(50Ω)与自由空间的辐射阻抗(377Ω)实现阻抗匹配。
文档编号H04B1/40GK101454989SQ20078001986
公开日2009年6月10日 申请日期2007年5月11日 优先权日2006年5月30日
发明者万代治文, 加藤登, 木村育平 申请人:株式会社村田制作所