JP2001243435A - アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＰＣカードに搭載可能で、良好なアンテナ特
性を有することができるアンテナ装置を提供することを
目的とする。 【解決手段】 無線回路を備えたＰＣカード１１に搭載
されるアンテナ装置において、アンテナエレメント１９
を設けたアンテナ可動部１３が支点１６にてＰＣカード
１１に回動自在に軸支され、アンテナ可動部１４が支点
１７にてアンテナ可動部１３に回動自在に軸支され、Ｐ
Ｃカード１１に沿って摺動可能なガイド１５が支点１８
にてアンテナ可動部１４に軸支されている。ＰＣカード
１１を、使用する機器のスロットに差し込んで使用する
際に、アンテナ可動部１３，１４をＰＣカード１１に張
り付いている状態からＰＣカード１１より起き上げ、ア
ンテナ高を高くして、アンテナ効率、帯域特性を改善す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はアンテナ装置に関
し、特に無線ＬＡＮ（Local Area Network）をはじめと
する携帯無線機用の無線回路を備えたＰＣカードに搭載
されるアンテナ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ケーブルの代わりに電波などを利用した
無線ＬＡＮは、端末を固定的に設置する必要がないた
め、携帯可能な端末に利用されることも多い。このた
め、無線ＬＡＮ機能を備えたアダプタとして、たとえば
ノート型のパーソナルコンピュータのほとんどが備える
ＰＣカード用スロットに装着して利用することができる
ＰＣカードが知られている。このようなＰＣカードは、
コンピュータとの接続を行うインタフェース回路、送受
信処理を行う送受信回路およびアンテナ装置を備えてい
る。

【０００３】図１５は従来のアンテナ装置を備えたＰＣ
カードの例を示す図である。ＰＣカード１は、ＰＣカー
ド用スロットに接続して利用するため、薄型に形成され
ており、このＰＣカード１をスロットに差し込んだ時に
スロットより突出した部分にアンテナ装置が設けられ、
アンテナケース２によって保護されている。

【０００４】ＰＣカード１に使用されるアンテナ装置と
して、薄型である必要がある。そのため、アンテナ装置
としては、逆Ｆアンテナなどの平面形のアンテナや容量
装荷型のモノポールアンテナが多く用いられている。

【０００５】図１６は逆Ｆアンテナなどの平面形のアン
テナを用いたアンテナ装置の一例を示す図、図１７は板
状逆Ｆアンテナの詳細を示す説明図である。板状逆Ｆア
ンテナ３は、放射導体３ａ、短絡板３ｂ、給電部３ｃ、
そしてグランド地板３ｄによって成り立っている。放射
導体３ａは、グランド地板３ｄとほぼ平行に配置され、
一端を短絡板３ｂによってグランド地板３ｄと短絡され
る。放射導体３ａの大きさは、使用周波数における波長
をλとすると１周約λ／２に選ばれる。すなわち、図１
７に示したように、放射導体３ａの縦横の２辺をＬ１，
Ｌ２とすると、Ｌ１＋Ｌ２＝λ／４に選ばれる。

【０００６】給電は、短絡板３ｂの近傍の給電部３ｃか
ら行うが、その距離は無線回路のインピーダンス（通常
５０Ω）と整合されるように決定される。板状逆Ｆアン
テナ３は、低姿勢であるが故に、放射抵抗およびインダ
クタンス成分が小さい。そのため、天板部とグランド地
板との間に容量を作り込み共振状態にして、さらにオフ
セット給電することによりインピーダンス整合を行って
いる。

【０００７】図１８は容量装荷モノポールアンテナを用
いたアンテナ装置の一例を示す図である。容量装荷型モ
ノポール４は、これも低姿勢にすることで低下するイン
ダクタンス成分を補うために、アンテナ頂部に平板４ａ
をグランド地板に平行に誘電体４ｂを介して配置するこ
とで容量を装荷している。給電は、平板４ａの中心部よ
り行う。ただし、アンテナ高を低くするにつれ、板状逆
Ｆアンテナと同様に、放射抵抗が低下するので、インピ
ーダンス整合がされない場合は別途整合回路を必要とす
る。

【０００８】一般にアンテナは、大きさが小さくなるに
従い特性が劣化する。特にアンテナ高がアンテナ特性に
与える影響は大きく、低姿勢アンテナはアンテナ放射効
率および帯域の低下が起こる。これは、アンテナ高がア
ンテナの放射抵抗を決定する大きな要因となっているた
めで、一般にアンテナ高を高くする程放射抵抗が大きく
なる。アンテナは電気回路的には共振回路の一種と考え
られ、たとえば図１９に示す直列共振回路で置き換えら
れる。このとき、損失抵抗はＲｌ、放射抵抗はＲｒで表
され、インダクタンスＬａ、容量Ｃａはアンテナの構造
で決定される値である。同じ構造のアンテナについて議
論する際は、Ｌａ，Ｃａはほぼ同じと考えられるので、
アンテナの帯域すなわち共振回路のＱは、Ｒｌ＋Ｒｒで
決定される。つまりアンテナ高で決定される。また、放
射効率はＲｒ／（Ｒｌ＋Ｒｒ）で表される。通常、損失
抵抗Ｒｌは極力小さくなるように設計されるので、結局
こちらも放射抵抗Ｒｒで決定される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
良好なアンテナ特性を得るためには十分なアンテナ高が
必要であるが、一方でアンテナ高を十分に取ると、その
物理的大きさが増すために邪魔になる、ＰＣカード用ス
ロットに挿入できないなどの弊害が発生するという問題
点があった。

【００１０】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、ＰＣカードに搭載可能で、良好なアンテナ特
性を有することができるアンテナ装置を提供することを
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、無線回
路を備えた無線ＰＣカードに搭載されるアンテナ装置に
おいて、前記無線ＰＣカードに張り付いた状態および前
記無線ＰＣカードから起き上がった状態を取り得るよう
前記無線ＰＣカードに回動自在に軸支された第１アンテ
ナ可動部と、前記無線ＰＣカードに張り付いた状態およ
び前記無線ＰＣカードから起き上がった前記第１アンテ
ナ可動部に張り付いた状態を取り得るよう前記第１アン
テナ可動部に回動自在に軸支された第２アンテナ可動部
と、を備えていることを特徴とするアンテナ装置が提供
される。

【００１２】上記構成によれば、無線ＰＣカードを使用
する機器のスロットに無線ＰＣカードを差し込んで使用
する際に、第１アンテナ可動部および第２アンテナ可動
部を無線ＰＣカードに張り付いている状態から無線ＰＣ
カードより起き上げる。これにより、第１アンテナ可動
部および第２アンテナ可動部の一方または両方に設けら
れたアンテナエレメントが立ち上がり、アンテナ高が高
くなる。アンテナ高が高くなることで、アンテナ効率、
帯域特性が良好になる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、無
線回路基板とアンテナ装置とを具備する無線ＰＣカード
に適用した場合を例にして図面を参照して説明する。

【００１４】図１は第１の実施の形態に係るアンテナ装
置を搭載したＰＣカードの例を示す図である。アンテナ
装置は、図１に示すように、ＰＣカード１１のの外側
に、ＰＣカード１１の挿入方向後縁に固定された基端部
１２と、２つのアンテナ可動部１３，１４と、ガイド１
５とを備えている。アンテナ可動部１３は支点１６によ
って基端部１２に回動可能に軸支され、アンテナ可動部
１４は支点１７によってアンテナ可動部１３に回動可能
に軸支されている。ガイド１５は、一端が支点１８によ
ってアンテナ可動部１４に回動可能に軸支され、他端は
ＰＣカード１１の辺縁に沿って摺動可能にＰＣカード１
１に装着されている。支点１６，１７，１８の少なくと
も一個所には、ばねが入っており、放置状態ではアンテ
ナ可動部１３，１４がＰＣカード１１に張り付くように
なっている。アンテナエレメント１９は、アンテナ可動
部１３の中、或いは表面に設けられていて、基端部１２
で無線回路と接続されている。また、放置状態でＰＣカ
ード１１に張り付いているアンテナ可動部１３，１４
は、ＰＣカードスロットの差込口より厚くなっている。
つまり、そのままの状態では、コンピュータのＰＣカー
ド用スロットには挿入できないようになっている。

【００１５】図２は第１の実施の形態に係るアンテナ装
置の使用時の状態を示す図である。アンテナ可動部１
３，１４は、図２に示すようにＰＣカード１１から起立
させることで、折り畳み変形が可能な蛇腹構造を有し、
その際、アンテナ可動部１４がＰＣカード１１から分離
しないように、ガイド１５によってＰＣカード１１の辺
縁部に係止されている。

【００１６】図３は第１の実施の形態に係るアンテナ装
置を搭載したＰＣカードをコンピュータに装着する時の
状態を示す説明図であって、（Ａ）はＰＣカード装着前
の状態を示し、（Ｂ）はＰＣカードの装着状態を示して
いる。ＰＣカード１１は、通常コンピュータ２０の側面
にあるＰＣカードスロット２１に差し込んで使用され
る。ＰＣカード１１をコンピュータ２０のＰＣカードス
ロット２１に挿入すると、ＰＣカードスロット２１の差
込口より厚いアンテナ可動部１３，１４が差込口につか
え、アンテナ可動部１３，１４が起き上がる。これによ
り、アンテナエレメント１９が起立状態になり、アンテ
ナ高を高くすることができるようになるので、アンテナ
効率、帯域特性の優れた良好なアンテナが実現される。

【００１７】図４は第２の実施の形態に係るアンテナ装
置を搭載したＰＣカードの例を示す図、図５は第２の実
施の形態に係るアンテナ装置の使用時の状態を示す断面
図である。図４にて、図１に示した構成要素と同じ要素
は同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。

【００１８】アンテナ装置は、可動機構部の構成を図１
の構成と同じにしてある。このアンテナ装置では、アン
テナ可動部１３は、その表面にアンテナ地板３１を設
け、アンテナ可動部１４はその表面にアンテナ放射板３
２を設け、アンテナ放射板３２の一端にアンテナ給電端
子３３を設けて、平板状のアンテナエレメントを構成し
ている。

【００１９】アンテナ可動部１３の中には、図５に示し
たように、ＰＣカード１１内に設けられた無線回路と接
続される伝送線路３４と、アンテナ装置使用時にアンテ
ナ可動部１４のアンテナ給電端子３３と接触状態になる
アンテナ給電ばね３５とが設けられている。無線回路か
らアンテナエレメントへの給電は、アンテナ可動部１３
内に配置される伝送線路３４からアンテナ給電ばね３５
を介してアンテナ給電端子３３へ給電されることで行わ
れる。アンテナ給電ばね３５とアンテナ給電端子３３
は、アンテナ可動部１３，１４が起立状態になる時にア
ンテナ可動部１３，１４内で接触して電気的な接続が行
われるようになっている。

【００２０】図６は第３の実施の形態に係るアンテナ装
置を搭載したＰＣカードの例を示す図、図７は第３の実
施の形態に係るアンテナ装置の使用時の状態を示す図、
図８は第３の実施の形態に係るアンテナ装置の使用時の
状態を示す断面図である。これらの図において、図１に
示した構成要素と同じ要素は同じ符号を付してその詳細
な説明は省略する。

【００２１】アンテナ装置の可動機構部の構成は図１の
構成と同じである。このアンテナ装置では、アンテナエ
レメントとしてアンテナ可動部１３内にヘリカルアンテ
ナ４１を備えている。このヘリカルアンテナ４１は、基
端部１２にて無線回路と接続されている。

【００２２】ＰＣカード１１をＰＣカードスロットに差
し込むと、アンテナ可動部１３，１４が差込口につか
え、アンテナ可動部１３，１４が起き上がる。これによ
り、ヘリカルアンテナ４１が起立状態になり、アンテナ
高を高くすることができるようになる。

【００２３】図９は第４の実施の形態に係るアンテナ装
置を搭載したＰＣカードの例を示す図、図１０は第４の
実施の形態に係るアンテナ装置の使用時の状態を示す図
である。

【００２４】アンテナ装置の可動機構部の構成は図１の
構成と同じである。このアンテナ装置では、アンテナ可
動部１３の中または表面に２つのアンテナエレメント５
１，５２を備えている。これらアンテナエレメント５
１，５２は、十分なダイバーシティ効果が得られる程度
の間隔を有して配置されている。具体的には、アンテナ
エレメント５１，５２は、使用波長に対してλ／４以上
離して設置される。

【００２５】なお、アンテナエレメント５１，５２とし
ては、モノポールアンテナに限らず、平面アンテナ、ヘ
リカルアンテナ、およびそれらの複合で構成することも
できる。

【００２６】このアンテナ装置の使用時は、アンテナ可
動部１３，１４が起き上がった状態にすることで、アン
テナ高が高くなり、アンテナ効率、帯域特性の良好な状
態での使用が可能になる。

【００２７】図１１は第５の実施の形態に係るアンテナ
装置を搭載したＰＣカードの例を示す斜視図、図１２は
第５の実施の形態に係るアンテナ装置の放置時の状態を
示す側面図、図１３は第５の実施の形態に係るアンテナ
装置の使用時の状態を示す側面図である。

【００２８】このアンテナ装置は、ＰＣカード６１に支
点６２を中心に回動自在に軸支されたアンテナ可動部６
３と、ＰＣカード６１に添って摺動可能なスライダ部６
４とを備えている。アンテナ可動部６３は、アンテナエ
レメント６５が内蔵あるいは表面に張り付けられてい
る。また、アンテナ可動部６３の支点６２には、ばねが
取り付けられていて、アンテナ可動部６３を常時スライ
ダ部６４の側に傾動させるよう作用し、放置されている
ときには、アンテナ可動部６３をＰＣカード６１に張り
付くようにしている。あるいは、ＰＣカード６１の差し
込み口側におけるスライダ部６４の摺動可能範囲の限界
が図１２に示した位置とした場合には、放置されている
状態で、アンテナ可動部６３の自由端が支点６２に内蔵
のばねによってスライダ部６４に係止するようになって
いる。ＰＣカード６１に固定されている基端部６６のア
ンテナ可動部６３の側の端面には、アンテナ可動部６３
が立ち上がったときにアンテナエレメント６５と接触さ
れるアンテナ給電ばね６７が突設されている。

【００２９】アンテナ可動部６３の自由端が図１２に示
したようにスライダ部６４に係止されている状態でスラ
イダ部６４をアンテナ可動部６３の方に摺動させると、
スライダ部６４がアンテナ可動部６３を突き上げ、アン
テナ可動部６３を図１３に示したように立ち上げる。ア
ンテナ可動部６３が十分に立ち上がると、アンテナエレ
メント６５がアンテナ給電ばね６７と接触されるように
なる。アンテナ可動部６３が立ち上がることにより、ア
ンテナ高が高くなるので、アンテナ効率、帯域特性の優
れた良好なアンテナが実現される。

【００３０】この本アンテナ装置に関しても、アンテナ
エレメント６５として平面アンテナ、ヘリカルアンテナ
など様々なアンテナエレメントを用いることができ、ど
のアンテナエレメントを使用しても本発明の効果は維持
される。

【００３１】図１４は第５の実施の形態に係るアンテナ
装置を搭載したＰＣカードをコンピュータに装着する時
の状態を示す説明図であって、（Ａ）はＰＣカード装着
前の状態を示し、（Ｂ）はＰＣカードの装着状態を示し
ている。ＰＣカード６１は、コンピュータ２０の側面に
設けられているＰＣカードスロット２１に差し込んで使
用される。ＰＣカード６１をコンピュータ２０のＰＣカ
ードスロット２１に挿入すると、ＰＣカードスロット２
１の差込口より厚いスライダ部６４が差込口につかえ、
スライダ部６４がアンテナ可動部６３の方に摺動してア
ンテナ可動部６３を突き上げる。これにより、アンテナ
可動部６３は起き上がるようになる。ＰＣカード６１が
十分にＰＣカードスロット２１に差し込まれると、アン
テナエレメント６５はコンピュータ２０の外側において
起立状態になるとともにアンテナエレメント６５がアン
テナ給電ばね６７と接触され、アンテナ装置は使用可能
となる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、ＰＣカ
ードがＰＣカードスロットに挿入されることにより、Ｐ
Ｃカードスロットの外側で、アンテナエレメントを備え
たアンテナ可動部が起き上がるように構成した。これに
より、アンテナエレメントのアンテナ高が高くなるた
め、アンテナ効率、帯域特性の優れた良好なアンテナ装
置が実現される。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態に係るアンテナ装置を搭載し
たＰＣカードの例を示す図である。

【図２】第１の実施の形態に係るアンテナ装置の使用時
の状態を示す図である。

【図３】第１の実施の形態に係るアンテナ装置を搭載し
たＰＣカードをコンピュータに装着する時の状態を示す
説明図であって、（Ａ）はＰＣカード装着前の状態を示
し、（Ｂ）はＰＣカードの装着状態を示している。

【図４】第２の実施の形態に係るアンテナ装置を搭載し
たＰＣカードの例を示す図である。

【図５】第２の実施の形態に係るアンテナ装置の使用時
の状態を示す断面図である。

【図６】第３の実施の形態に係るアンテナ装置を搭載し
たＰＣカードの例を示す図である。

【図７】第３の実施の形態に係るアンテナ装置の使用時
の状態を示す図である。

【図８】第３の実施の形態に係るアンテナ装置の使用時
の状態を示す断面図である。

【図９】第４の実施の形態に係るアンテナ装置を搭載し
たＰＣカードの例を示す図である。

【図１０】第４の実施の形態に係るアンテナ装置の使用
時の状態を示す図である。

【図１１】第５の実施の形態に係るアンテナ装置を搭載
したＰＣカードの例を示す斜視図である。

【図１２】第５の実施の形態に係るアンテナ装置の放置
時の状態を示す側面図である。

【図１３】第５の実施の形態に係るアンテナ装置の使用
時の状態を示す側面図である。

【図１４】第５の実施の形態に係るアンテナ装置を搭載
したＰＣカードをコンピュータに装着する時の状態を示
す説明図であって、（Ａ）はＰＣカード装着前の状態を
示し、（Ｂ）はＰＣカードの装着状態を示している。

【図１５】従来のアンテナ装置を備えたＰＣカードの例
を示す図である。

【図１６】逆Ｆアンテナなどの平面形のアンテナを用い
たアンテナ装置の一例を示す図である。

【図１７】板状逆Ｆアンテナの詳細を示す説明図であ
る。

【図１８】容量装荷モノポールアンテナを用いたアンテ
ナ装置の一例を示す図である。

【図１９】直列共振形アンテナの等価回路を示す図であ
る。

【符号の説明】

１１……ＰＣカード、１２……基端部、１３，１４……
アンテナ可動部、１５……ガイド、１６，１７，１８…
…支点、１９……アンテナエレメント、２０……コンピ
ュータ、２１……ＰＣカードスロット、３１……アンテ
ナ地板、３２……アンテナ放射板、３３……アンテナ給
電端子、３４……伝送線路、３５……アンテナ給電ば
ね、４１……ヘリカルアンテナ、５１，５２……アンテ
ナエレメント、６１……ＰＣカード、６２……支点、６
３……アンテナ可動部、６４……スライダ部、６５……
アンテナエレメント、６６……基端部、６７……アンテ
ナ給電ばね。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無線回路を備えた無線ＰＣカードに搭載
   されるアンテナ装置において、 前記無線ＰＣカードに張り付いた状態および前記無線Ｐ
   Ｃカードから起き上がった状態を取り得るよう前記無線
   ＰＣカードに回動自在に軸支された第１アンテナ可動部
   と、 前記無線ＰＣカードに張り付いた状態および前記無線Ｐ
   Ｃカードから起き上がった前記第１アンテナ可動部に張
   り付いた状態を取り得るよう前記第１アンテナ可動部に
   回動自在に軸支された第２アンテナ可動部と、 を備えていることを特徴とするアンテナ装置。
2. 【請求項２】 前記第１および第２アンテナ可動部は、
   前記無線ＰＣカードの外側に設けられて前記無線ＰＣカ
   ードに張り付いた状態では前記無線ＰＣカードを使用す
   る機器のスロットに挿入できず、互いに張り付いて起き
   上がった状態でのみ挿入可能としたことを特徴とする請
   求項１記載のアンテナ装置。
3. 【請求項３】 一端が前記第２アンテナ可動部に軸支さ
   れ、他端が前記無線ＰＣカードに沿って摺動可能なガイ
   ド部材を備えていることを特徴とする請求項１記載のア
   ンテナ装置。
4. 【請求項４】 前記第１アンテナ可動部が前記無線ＰＣ
   カードに軸支された第１支点、前記第２アンテナ可動部
   が前記第１アンテナ可動部に軸支された第２支点、前記
   ガイド部材が前記第２アンテナ可動部に軸支された第３
   支点の少なくとも１つに前記第１および第２アンテナ可
   動部を前記無線ＰＣカードに張り付いた状態を維持する
   ばねを備えていることを特徴とする請求項３記載のアン
   テナ装置。
5. 【請求項５】 前記第１および第２アンテナ可動部の一
   方または双方にアンテナエレメントが内蔵または表面に
   張り付けられていることを特徴とする請求項１記載のア
   ンテナ装置。
6. 【請求項６】 前記アンテナエレメントは、２つ備えら
   れ、互いにダイバーシティ効果が得られる程度の間隔を
   有して配置されていることを特徴とする請求項２記載の
   アンテナ装置。
7. 【請求項７】 無線回路を備えた無線ＰＣカードに搭載
   されるアンテナ装置において、 前記無線ＰＣカードの挿入方向に沿って摺動自在に前記
   無線ＰＣカードに装着されたスライダ部と、 前記無線ＰＣカードを使用する機器のスロットに挿入す
   るに従って前記スライダ部により突き上げられて前記無
   線ＰＣカードから起き上がることができるよう前記無線
   ＰＣカードに回動自在に軸支されたアンテナ可動部と、 前記アンテナ可動部が前記無線ＰＣカードに軸支されて
   いる支点に収納されて前記アンテナ可動部を前記スライ
   ダ部側へ傾動するよう付勢するばねと、 を備えていることを特徴とするアンテナ装置。
8. 【請求項８】 無線回路およびアンテナ装置を搭載した
   ＰＣカード装置において、 前記アンテナ装置は、アンテナエレメントを収容し、Ｐ
   Ｃカードの使用時にＰＣカード装置本体から起き上がっ
   た状態を取り得るよう前記ＰＣカード装置本体に回動自
   在に軸支されたアンテナ可動部を有していることを特徴
   とするＰＣカード装置。