JP2002094324A

JP2002094324A - 無線端末装置

Info

Publication number: JP2002094324A
Application number: JP2000283025A
Authority: JP
Inventors: Naoki Koga; 直樹古賀; Masakazu Hoashi; 正和帆足
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-09-19
Filing date: 2000-09-19
Publication date: 2002-03-29

Abstract

(57)【要約】【課題】アンテナ素子の特性を劣化させることなく、
アンテナ部のデザイン性を考慮した無線端末装置を提供
することを目的とする。【解決手段】回路基板７にほぼ平行な第１の導電部１
ａと前記第１の導電部１ａに連続し前記回路基板７に対
して傾きを持つ第２の導電部１ｂとから構成され、前記
第１の導電部１ａに給電端子３を設けるとともに、給電
端子３から遠い端面を含むように前記第２の導電部１ｂ
を構成した第１のアンテナ素子１を有する。さらに無線
端末装置の幅方向に対してほぼ左右対称に２つの第２の
アンテナ素子１，２を配してダイバーシティ受信を行う
ようにした無線端末装置とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は無線端末装置に関す
るものであって、特にアンテナ素子に特徴を有し、無線
ＬＡＮ用の無線ＰＣカード等として使用される無線端末
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、オフィスや家庭内においてネット
ワーク化が進み、複数台のパーソナルコンピュータ（以
下ＰＣという）や、プリンタ等がイーサネット（登録商
標）等により接続されＬＡＮが構成されている。一方
で、レイアウト変更時の配線の煩わしさや新規配線の困
難さの問題から、無線を用いたネットワークに注目が集
まってきており、特にＩＥＥＥ８０２．１１により有線
と同等の１１Ｍｂｐｓの伝送速度が規格化されたこと
で、これまでよりも安価に無線ＬＡＮの導入が進んでき
ている。

【０００３】無線ＬＡＮ用のアダプタは無線ＰＣカード
として提供されており、無線部が占有できる大きさは限
られている。したがって、アンテナ部を含めた無線部の
構成に特徴を持たせている。

【０００４】従来の無線ＰＣカードとしては、たとえば
特許第３００４５３３号や登録実用新案第３０４１６９
０号の発明・考案が知られており、これらはどちらの構
成も逆Ｆ型アンテナを用いたものである。

【０００５】図４（ａ）は携帯無線端末装置として従来
の無線ＰＣカードの外観を示す斜視図、（ｂ）は携帯無
線端末装置として従来の無線ＰＣカードのアンテナ構成
部を示す斜視図、（ｃ）は前記（ｂ）中に示したＸ−Ｘ
部の筐体を含めた断面図である。

【０００６】前記無線ＰＣカードは図４に示すように、
第１のアンテナ素子となる導電部５１と、第２のアンテ
ナ素子となる導電部５２と、グランドプレーン５８をも
つ回路基板５７を備え、第１のアンテナ素子となる導電
部５１と第２のアンテナ素子となる導電部５２は、それ
ぞれ端縁に折り曲げて突設した給電端子５３、５５およ
び接地端子５４、５５を有しており、その接地端子５
３、５４により基板５７上のグランドプレーン５８に接
地され、逆Ｆ型アンテナとして作用するようになってい
る。

【０００７】図中の５９は外装となるフレーム、６０は
上板金カバー、６１は下板金カバー、６２はアンテナ素
子を含んだ拡張部である。

【０００８】なお、図４には２つのアンテナ素子を示し
ているが、もちろん１つのアンテナ素子でも良い。前記
２つのアンテナ素子を用いているのは、第１のアンテナ
素子５１と第２のアンテナ素子５２によりダイバーシテ
ィ受信を行い、フェージング等の影響による受信電波強
度の変化に対して、スイッチ（図示せず）により２つの
アンテナ素子を切り替えて特性の良いほうのアンテナを
選択するためである。

【０００９】一般的に無線ＬＡＮカードとして用いられ
るタイプIIの無線ＰＣカードの拡張部はＰＣカードの規
格で定められており、幅５４ｍｍ、長さ４０ｍｍ、高さ
１０．５ｍｍの大きさである。また、逆Ｆ型のアンテナ
は性能が良く、かつ、小型化できるという特徴を有して
おり、無線ＰＣカードに使用されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで逆Ｆ型アンテ
ナの特性は、基板５７から導電部５１、５２までの距離
（図４中ｈで示した距離）が大きいほど特性が良くなる
ことから、逆Ｆ型アンテナの特性を確保するためには、
その距離ｈを大きくすることが重要である。しかしなが
ら、距離ｈを規格限度まで取ると、アンテナを含んだ拡
張部６２全体の大きさが図４（ａ）に示すように大きく
なってしまい、デザイン的に自由度がなくなるという課
題があった。

【００１１】本発明は、上記従来の問題に留意し、特性
の良い小型の逆Ｆ型アンテナを用い、かつ、デザイン的
にもユーザーにアピールするデザインを採用できる無線
端末装置を提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、回路基板の板面にほぼ平行な第１の導電部
と、前記第１の導電部に連続し前記回路基板の板面に対
して傾きを持つ第２の導電部とから構成されたアンテナ
素子を有する無線端末装置とする。

【００１３】本発明によれば、アンテナ素子部の高さに
変化を持たせることができることから、アンテナ部のデ
ザインの自由度が増した無線端末装置とすることができ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、回路基板にほぼ平行な第１の導電部と、第１の導電
部に連続し回路基板に対して傾きを持つ第２の導電部と
から構成されたアンテナ素子を有する無線端末装置であ
り、アンテナ素子部の高さに変化を持たせることができ
るため、無線端末装置のアンテナ部のデザインの自由度
が増すという作用を有する。

【００１５】本発明の請求項２に記載の発明は、回路基
板にほぼ平行な第１の導電部と、第１の導電部に連続し
回路基板に対して傾きを持つ第２の導電部とから構成さ
れ、第１の導電部に給電端子を設けるとともに、給電端
子から遠い端面を含むように第２の導電部を構成したア
ンテナ素子を有する無線端末装置であり、アンテナ部の
デザインの自由度が増すという作用とともに給電端子と
回路基板との距離を大きく取ることができ、アンテナと
して良い特性を得ることができるという作用を有する。

【００１６】本発明の請求項３に記載の発明は、回路基
板にほぼ平行な第１の導電部と、第１の導電部に連続し
回路基板に対して傾きを持つ第２の導電部とから構成さ
れ、第１の導電部に給電端子を設けるとともに、給電端
子から遠い端面を含むように第２の導電部を構成した２
つのアンテナ素子を有し、２つのアンテナ素子によりダ
イバーシティを行う構成とし、２つのアンテナ素子を無
線端末装置の幅方向に対してほぼ左右対称の形状とした
無線端末装置であり、アンテナ部のデザインの自由度が
増し、アンテナ素子として良い特性が得られるという作
用とともに、左右２つのアンテナ素子の特性をほぼ等し
くすることができ、優れたダイバーシティ効果を得るこ
とができるという作用を有する。

【００１７】本発明の請求項４記載の発明は、回路基板
にほぼ平行な第１の導電部と、第１の導電部に連続し回
路基板に対して傾きを持つ第２の導電部とから構成さ
れ、第１の導電部に給電端子を設けるとともに、給電端
子から遠い端面を含むように第２の導電部を構成した少
なくとも２つの内部アンテナ素子を有し、切り替えスイ
ッチ付きの外部アンテナ取り出し用コネクタを設けると
ともに、外部アンテナがコネクタに接続された場合は、
無線端末装置内の内部アンテナ素子の内、１つの内部ア
ンテナ素子を外部アンテナに切り替え、外部アンテナと
無線端末装置内部の別の内部アンテナ素子とによりダイ
バーシティを行う構成とした無線端末装置であり、外部
アンテナを使用した場合でも、自動的にアンテナを切り
替えダイバーシティを行うことができるという作用を有
する。

【００１８】本発明の請求項５に記載の発明は、請求項
３または４に記載の無線端末装置において、アンテナ素
子は非接地とし、かつ、少なくとも１つのアンテナ素子
近傍にグランドを配置して、非接地のアンテナ素子と高
周波的に結合させた無線端末装置であり、アンテナ部の
デザインの自由度が増し、アンテナ素子として良い特性
が得られるという作用とともに、ダイバーシティ利得の
低下を招くことなく無線端末装置を小型化できるという
作用を有する。

【００１９】以下、本発明の実施の形態について図面を
用いて説明する。

【００２０】（実施の形態１）図１（ａ）は本発明の実
施の形態１の無線端末装置としての無線ＰＣカードの外
観を示す斜視図、（ｂ）は本発明の実施の形態１の無線
端末装置としての無線ＰＣカードのアンテナ構成部の斜
視図、（ｃ）は前記（ｂ）中のＸ−Ｘ部の筐体を含めた
断面図である。

【００２１】前記無線ＰＣカードは、図１に示すように
第１のアンテナ素子１と、第２のアンテナ素子２と、グ
ランドプレーン８をもつ回路基板７を備えて構成されて
いる。

【００２２】前記第１のアンテナ素子１は、板金等から
なる第１の導電部１ａおよびこの第１の導電部１ａに鈍
角に折り曲げて連続した板金等からなる第２の導電部１
ｂよりなり、その第１の導電部１ａの端縁にはアンテナ
素子への給電端子３とアンテナ素子の接地端子４を折り
曲げて突設してあり、また、第２のアンテナ素子２は、
板金等からなる第１の導電部２ａおよびこの第１の導電
部２ａに鈍角に折り曲げて連続した板金等からなる第２
の導電部２ｂよりなり、その第１の導電部１ａおよび２
ａの端縁には、それぞれアンテナ素子への給電端子５と
アンテナ素子の接地端子６を折り曲げて突設している。
なお、前記アンテナ素子１と第２のアンテナ素子２の第
２の導電部１ｂ，２ｂは、前記第１の導電部１ａ，２ａ
の給電端子５から遠い端面を含むように構成されてい
る。

【００２３】前記第１のアンテナ素子１と第２のアンテ
ナ素子２は、その接地端子４、６により基板７上のグラ
ンドプレーン８に接地され、逆Ｆ型アンテナとして作用
するようになっている。

【００２４】さらに詳しく説明すると、第１のアンテナ
素子１の第１の導電部１ａおよび第２のアンテナ素子２
の第１の導電部２ａは、給電端子３，５により回路基板
７の面に平行で、かつ、回路基板７の面との距離を大き
く保ち、また、第２の導電部１ｂ，２ｂは回路基板７に
対して傾きを持つように取りつけられている。

【００２５】図中の９は外装となるフレーム、１０は上
板金カバー、１１は下板金カバー、１２はアンテナ素子
を含んだ拡張部である。

【００２６】このようにアンテナ素子１，２を形成する
ことにより、無線ＰＣカードのアンテナ部を含む拡張部
１２の形状について単なる箱型のデザインにするのでは
なく、アンテナ素子１，２に沿って拡張部１２の形状を
小さくすることができ、実際の大きさ以上に拡張部１２
の大きさを小さく見せることができる。

【００２７】ここで、アンテナ素子のゲイン特性につい
て比較する。実施の形態としては図１中に示す第２のア
ンテナ素子２の形状を用いた。回路基板７との間隔を
５．５ｍｍとし、先端の５ｍｍを回路基板７に介して２
０°の角度で傾けた。従来の技術として図４中に示す第
２のアンテナ素子５２を用い、回路基板７との間隔を３
ｍｍ、５．５ｍｍとした。測定は、電波暗室にて行い、
標準ホーンアンテナから２．４ＧＨｚの連続波を送信し
て、被測定アンテナ素子にて受信した。アンテナ素子を
３６０度回転させてゲイン特性をスペクトラムアナライ
ザで測定し、その平均をアンテナ素子の測定値とした。

【００２８】結果を（表１）に示す。

【００２９】

【表１】

【００３０】従来の技術において、回路基板７との間隔
を大きくすることにより、アンテナ素子のゲイン特性が
４．４ｄＢ程度向上している。しかし、従来の技術１を
用いると無線ＰＣカードの拡張部１２は大きくなってし
まう。一方、実施の形態は従来の技術２に対しては３．
９ｄＢ程度の性能の向上があり、従来の技術１に対して
は若干ながら性能の悪化が見られるが、拡張部１２のデ
ザインとしてはアンテナ素子に沿って拡張部１２の形状
を小さくすることができる。

【００３１】本実施の形態１の構成によれば、アンテナ
素子としての性能を確保し、アンテナ素子に沿って拡張
部１２の形状を小さくすることができ、実際の大きさ以
上に拡張部１２の大きさを小さく見せることができると
いう効果を有し、ユーザーへアピールすることができ
る。

【００３２】なお、本実施の形態１では２つの逆Ｆ型ア
ンテナの例について説明をしたが、本発明はアンテナ素
子の形状やアンテナ素子の種類について限定されるもの
ではなく、別の種類のアンテナ素子と組み合わせて使用
することも可能である。また、無線端末装置として無線
ＰＣカードに限定されるものではない。

【００３３】（実施の形態２）図２は、本発明の実施の
形態２の無線ＰＣードにおけるアンテナ部の構成を示す
斜視図である。

【００３４】前記無線ＰＣカードは図２に示すように、
第１のアンテナ素子２１と、第２のアンテナ素子２２
と、グランドプレーン２８をもつ回路基板２７を備えて
構成されている。

【００３５】前記第１のアンテナ素子２１は、板金等か
らなる第１の導電部２１ａおよびこの第１の導電部２１
ａに鈍角に折り曲げて連続した板金等からなる第２の導
電部２１ｂよりなり、その第１の導電部２１ａの端縁に
はアンテナ素子への給電端子２３とアンテナ素子の接地
端子２４を折り曲げて突設してあり、また、第２のアン
テナ素子２２は、板金等からなる第１の導電部２２ａお
よびこの第１の導電部２２ａに鈍角に折り曲げて連続し
た板金等からなる第２の導電部２２ｂよりなり、その第
１の導電部２２ａの端縁にはアンテナ素子への給電端子
２５とアンテナ素子の接地端子２６を折り曲げて突設し
ている。そして前記第１のアンテナ素子２１と第２のア
ンテナ素子２２は、その接地端子２４、２６により基板
２７上のグランドプレーン２８に接地され、逆Ｆ型アン
テナとして作用するようになっている。

【００３６】また、第１のアンテナ素子２１の第１の導
電部２１ａおよび第２のアンテナ素子２２の第１の導電
部２２ａは、給電端子２３，２５により回路基板２７の
面に平行で、かつ、回路基板２７の面との距離を大きく
保ち、また、第２の導電部２１ｂ，２２ｂは回路基板２
７に対して傾きを向き持つように取りつけられている。

【００３７】本実施の形態２の特徴は、第１のアンテナ
素子２１と第２のアンテナ素子２２とを、無線ＰＣカー
ドの幅方向に対してほぼ左右対称の形状となるようにし
ている。

【００３８】無線ＰＣカードにおいてはフェージングの
影響を抑えるために、ダイバーシティ受信を行ってお
り、本実施の形態２の構成にすることにより、２つのア
ンテナ素子のゲイン特性をほぼ等しくすることができる
とともに、指向性についてはほぼ左右対称にすることが
できるため、効果良くダイバーシティ受信を行うことが
できる。

【００３９】なお、本実施の形態２では左右のアンテナ
素子の寸法を若干異ならせることで、周辺部品の配置等
の影響によるアンテナ素子の動作周波数における整合点
のずれを補正することができる。たとえば、第１のアン
テナ素子１の第２の導電部２１ｂの長さを第２のアンテ
ナ素子２の導電部２２ｂの長さよりも長くする等、回路
構成によりそのやり方は種々選択可能である。

【００４０】また、本実施の形態２では２つの逆Ｆ型ア
ンテナの例について説明をしたが、アンテナ素子の形状
やアンテナ素子の種類について限定を行うものではな
い。また、無線端末装置として無線ＰＣカードに限定す
るものではない。

【００４１】（実施の形態３）図３は、本発明の実施の
形態３の無線ＰＣードにおけるアンテナ部の構成を示す
斜視図である。

【００４２】前記無線ＰＣカードは図３に示すように、
第１のアンテナ素子３１と、第２のアンテナ素子３２
と、グランドプレーン３８をもつ回路基板３７を備えて
構成されている。

【００４３】前記第１のアンテナ素子３１は、板金等か
らなる第１の導電部３１ａおよびこの第１の導電部３１
ａに鈍角に折り曲げて連続した板金等からなる第２の導
電部３１ｂよりなり、その第１の導電部３１ａの端縁に
はアンテナ素子への給電端子３３とアンテナ素子の支持
端子３４を折り曲げて突設してあり、また、第２のアン
テナ素子３２は、板金等からなる第１の導電部３２ａお
よびこの第１の導電部３２ａに鈍角に折り曲げて連続し
た板金等からなる第２の導電部３２ｂよりなり、その第
１の導電部３２ａの端縁にはアンテナ素子への給電端子
３５とアンテナ素子の支持端子３６を折り曲げて突設し
ている。前記回路基板３７においては、そのグランドプ
レーン３８の上面に、前記グランドプレーン３８とは電
気的に絶縁関係をもたせた導電部３９ａと、導電部３９
ｂを形成している。そして非接地の前記第１のアンテナ
素子３１と第２のアンテナ素子３２は、導電部３９ａと
導電部３９ｂと高周波的に結合させ、導電部３９ａと導
電部３９ｂが第１のアンテナ素子３１および第２のアン
テナ素子３２の導電部の一部となるようにしている。

【００４４】また、第１のアンテナ素子３１の第１の導
電部３１ａおよび第２のアンテナ素子３２の第１の導電
部２２ａは、給電端子３３，３５により回路基板２７の
面に平行で、かつ、回路基板３７の面との距離を大きく
保ち、また、第２の導電部３１ｂ，３２ｂは回路基板３
７に対して傾きを持つように取りつけられている。図中
の４０は切り替えスイッチ付きのコネクタ、４１は外部
アンテナである。

【００４５】なお、動作については実施の形態１と同様
であり、その説明を省略する。

【００４６】本実施の形態３の特徴は、第１のアンテナ
素子３１および第２のアンテナ素子３２が非接地の構成
としたことにある。

【００４７】このような構成にすることにより、第１の
アンテナ素子３１および第２のアンテナ素子３２の相関
を低く保ちつつ、アンテナ素子３１、３２のごく近傍に
グランドプレーン３８を配置し、高周波的に結合させる
ことにより、それぞれのアンテナが広い指向性を持つこ
とができ、良好なダイバーシティの効果を得ることがで
きる。

【００４８】なお、アンテナ素子とグランドプレーンと
を高周波的に結合させるのは、表層のみでなく、たとえ
ば、多層回路基板の内層や裏面などでも可能である。

【００４９】また、本実施の形態３では切り替えスイッ
チ付きのコネクタ４０を有しており、外部アンテナ４１
がコネクタ４０に接続された場合は、第２のアンテナ素
子３２を外部アンテナ４１に切り替え、外部アンテナ４
１と第１のアンテナ素子３１とによりダイバーシティを
行うことができる。

【００５０】また、コネクタ４０の位置は回路部品の配
置等の関係で、２つのアンテナ素子の間に配置すること
が好ましいが、特にその位置に限定するものではない。

【００５１】前記本実施の形態３では２つの逆Ｆ型アン
テナの例について説明をしたが、アンテナ素子の形状や
アンテナ素子の種類について限定を行うものではない。
また、無線端末装置として無線ＰＣカードに限定するも
のではない。

【００５２】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
によればアンテナ部のデザインの自由度が増すという効
果とともに給電端子と基板との距離を大きく取れ、アン
テナとして良い特性を得ることができる無線端末装置を
提供することができる。また、２つのアンテナ素子の特
性をほぼ等しくすることができ、優れたダイバーシティ
効果を有する無線端末装置を提供することができる。さ
らに、外部アンテナを使用した場合でも、自動的にアン
テナを切り替えダイバーシティを行うことができる無線
端末装置を提供することができる。また、アンテナ部の
小型化を図れるとともに、それぞれのアンテナが広い指
向性を持つことができ、良好なダイバーシティの効果を
有する無線端末装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）本発明の実施の形態１の無線端末装置と
しての無線ＰＣカードの外観を示す斜視図（ｂ）本発明の実施の形態１の無線端末装置としての無
線ＰＣカードのアンテナ構成部の斜視図（ｃ）前記（ｂ）中のＸ−Ｘ部の筐体を含めた断面図

【図２】本発明の実施の形態２の無線ＰＣカードにおけ
るアンテナ部の構成を示す斜視図

【図３】本発明の実施の形態３の無線ＰＣカードにおけ
るアンテナ部の構成を示す斜視図

【図４】（ａ）携帯無線端末装置として従来の無線ＰＣ
カードの外観を示す斜視図（ｂ）携帯無線端末装置として従来の無線ＰＣカードの
アンテナ構成部を示す斜視図（ｃ）前記（ｂ）中に示したＸ−Ｘ部の筐体を含めた断
面図

【符号の説明】

１第１のアンテナ素子１ａ第１の導電部１ｂ第２の導電部２第２のアンテナ素子３，５給電端子４，６接地端子７回路基板８グランドプレーン９フレーム１０上板金カバー１１下板金カバー１２拡張部３４，３６支持端子３９ａ，３９ｂ回路基板上の導電部４０コネクタ４１外部アンテナ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5J021 AA02 AB06 DB05 FA31 HA06 5J045 AA21 AB05 DA08 FA01 HA02 NA00 5J047 AA04 AA07 AB10 AB13 FD00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回路基板にほぼ平行な第１の導電部と、前
記第１の導電部に連続し前記回路基板に対して傾きを持
つ第２の導電部とから構成されたアンテナ素子を有する
ことを特徴とする無線端末装置。
【請求項２】回路基板にほぼ平行な第１の導電部と、前
記第１の導電部に連続し前記回路基板に対して傾きを持
つ第２の導電部とから構成され、前記第１の導電部に給
電端子を設けるとともに、前記給電端子から遠い端面を
含むように前記第２の導電部を構成したアンテナ素子を
有することを特徴とする無線端末装置。
【請求項３】回路基板にほぼ平行な第１の導電部と、前
記第１の導電部に連続し前記回路基板に対して傾きを持
つ第２の導電部とから構成され、前記第１の導電部に給
電端子を設けるとともに、前記給電端子から遠い端面を
含むように前記第２の導電部を構成した２つのアンテナ
素子を有し、前記２つのアンテナ素子によりダイバーシ
ティを行う構成とし、前記２つのアンテナ素子を無線端
末装置の幅方向に対してほぼ左右対称の形状としたこと
を特徴とする無線端末装置。
【請求項４】回路基板にほぼ平行な第１の導電部と、前
記第１の導電部に連続し前記回路基板に対して傾きを持
つ第２の導電部とから構成され、前記第１の導電部に給
電端子を設けるとともに、前記給電端子から遠い端面を
含むように前記第２の導電部を構成した少なくとも２つ
の内部アンテナ素子を有し、切り替えスイッチ付きの外
部アンテナ取り出し用コネクタを設けるとともに、外部
アンテナが前記コネクタに接続された場合は、無線端末
装置内の内部アンテナ素子の内、１つの内部アンテナ素
子を外部アンテナに切り替え、前記外部アンテナと無線
端末装置内部の別の内部アンテナ素子とによりダイバー
シティを行う構成としたことを特徴とする無線端末装
置。
【請求項５】アンテナ素子は非接地とし、かつ、少なく
とも１つのアンテナ素子近傍にグランドを配置して、前
記非接地のアンテナ素子と高周波的に結合させたことを
特徴とする請求項３または４記載の無線端末装置。