JP2004335156A - アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】同軸ケーブルを分断して接続を行うことにより作業性の向上及びローコスト化を図ると共に、分断された伝送系部分におけるクロストークを低減できるようにしたアンテナ装置を提供する。
【解決手段】ノートパソコン等に設けられたアンテナと送受信用の回路とは同軸ケーブルによって接続されるが、その途中に中継基板２０を設け、この中継基板２０にレセプタクル２５ａ〜２５ｄを介して前記同軸ケーブルを接続する。中継基板２０は、線路パターン２４ａ，２４ｂに対応してグランドパターンを２２ａと２２ｂの２つに分離し、かつ両者を非接続にした構成のクロストーク軽減構造を備え、これにより、線路パターン２４ａ，２４ｂによる２つの伝送系間のクロストークを軽減させている。
【選択図】 図２

Description

【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、同軸ケーブルを分断して接続を行うことにより作業性の向上及びローコスト化を図ると共に、分断された伝送系部分におけるクロストークを低減できるようにしたアンテナ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、パーソナルコンピュータ（以下、「パソコン」という。）の利用形態の１つにインターネットがある。インターネットを利用するには、パソコンをネットワークに接続する必要がある。ネットワークに接続する場合、従来、パソコンにモデムを内蔵させ、或いはモデムを外付けにより接続し、このモデムをケーブルにより電話回線に接続していた。また、２台以上のパソコンにより家庭内やオフィス内でＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を構築する場合、それぞれのパソコンを専用のケーブル（１００ＢＡＳＥ−Ｔ等）によりハブ（ Ｈｕｂ）に接続している。
【０００３】
しかし、ケーブルによる接続は、パソコンがデスクトップ型が標準の時代には設置場所を移動することが殆どないため、特に不都合はなかったが、近年のようにノート型パソコン（以下、「ノートパソコン」という。）が主流になってくると、ケーブルで接続するのは煩わしいばかりでなく、ケーブル接続が可能な場所や範囲内でしか利用できず、どこでも使用できるというノートパソコンの特長が生かせなくなる。
【０００４】
そこで、ノートパソコンに無線ＬＡＮカード（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１規格）を装着できるようにし、無線によりルータ（ｒｏｕｔｅｒ）に接続してケーブル接続を不要にした無線ＬＡＮが注目されている。この無線ＬＡＮにより、ケーブル接続が不要になり、ルータから数十メートルの範囲であれば、どの場所からもノートパソコンをネットワークや他のパソコンに接続することが可能になるため、使い勝手が向上する。
【０００５】
ノートパソコンに無線ＬＡＮの機能を内蔵させた場合、ノートパソコンは小型化及び軽量化を極限まで追求して設計されており、内部には空間が殆ど無いことから、アンテナ（平板アンテナ等）を高能率に動作させるためには、搭載場所を吟味する必要がある。
【０００６】
ノートパソコンの場合、ＬＣＤ（液晶表示器）等の表示器が蓋部の内側に設けられており、この蓋部の上端部のケース（又はフレーム部、筐体等）内部にアンテナを設置しておくことにより、本体から蓋部を開いたとき、アンテナはノートパソコンの最上部に位置し、電波の送受信を良好にすることができる。また、ロッドアンテナ、ヘリカルアンテナ等のように本体の外部にアンテナが突出しないため、折損を招いたり、移動中に他のものにアンテナを引っ掛かたりすることがない。そして、アンテナに接続される送受信モジュール（送受信回路を金属ケースに収めた部品）は、本体内に設置されたマザーボード（ｍｏｔｈｅｒ ｂｏａｒｄ）に実装されるため、蓋部に設けられたアンテナとの接続は同軸ケーブルによって行われる（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
図５は、携帯型電子機器に搭載した従来のアンテナ装置を示す。ここでは、携帯型電子機器として、ノートパソコンを示している。ノートパソコン１００は、本体１０１と、この本体１０１にヒンジ部１０２ａ，１０２ｂにより開閉自在に取り付けられた蓋部１０３とを主体に構成されている。
【０００８】
本体１０１内には、１枚のマザーボード１０４が設置されており、このマザーボード１０４の所定位置に送受信モジュール１０５が実装されている。なお、マザーボード１０４上には、不図示のキーボード及び不図示の表面パネルが搭載される。また、蓋部１０３の内側には、９〜１５インチ程度の表示サイズを有するＬＣＤ１０６が実装され、その上端縁の両側には平板アンテナ１０７ａ，１０７ｂが装着されている。アンテナを複数にすることで、二方向又は広範囲の指向性が得られ、或いは送信用と受信用に分けた使い方が可能になる。平板アンテナ１０７ａ，１０７ｂは蓋部１０３のＬＣＤ１０６の取付枠の内側に取り付けることにより、その装着を外部から見えない様にすることができ、見栄えが悪くなるのを防止することができる。
【０００９】
図５に示すように、送受信モジュール１０５と平板アンテナ１０７ａ，１０７ｂとは、２本の同軸ケーブル１０８ａ，１０８ｂにより接続される。本体１０１と蓋部１０３の組み付けに際しては、例えば、最初に同軸ケーブル１０８ａと１０８ｂの一端を平板アンテナ１０７ａ，１０７ｂに接続する。平板アンテナ１０７ａ，１０７ｂからの同軸ケーブル８ａ，８ｂは、蓋部３の枠部の内側を這うように布線された後、ヒンジ部１０２ａ，１０２ｂ内を通し、本体１０１側に引き出される。これにより、同軸ケーブル１０８ａ，１０８ｂが外部から見えることはない。ついで、同軸ケーブル１０８ａと１０８ｂの他端が、送受信モジュール１０５に接続される。最後に、同軸ケーブル１０８ａ，１０８ｂの他端が接続されているマザーボード１０４は、本体１内の所定の位置に実装される。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００３−３７４３１公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のアンテナ装置によると、送受信モジュールと平板アンテナとを長い同軸ケーブルで接続するため、本体又は蓋部の製造工程において同軸ケーブルの組み付けが煩雑となる。このため、同軸ケーブルを引回し、さらに、半田付け作業を行ったりすることは現場作業員の作業効率を低下させ、量産性を向上させることができない。
【００１２】
この問題は、同軸ケーブルを短い２本に分割し、それぞれの同軸コネクタを本体側と蓋部側に別々に実装した後に同軸コネクタを用いて結合することで解消することが考えられる。しかし、同軸コネクタを用いた場合、同軸ケーブルが高価で、１本のケーブルにオスとメスの２個が必要になるためにコストアップになり、また、接続に際しては両手を使わざるをえないため、作業性が悪い。さらに、同軸コネクタの金属部が他の電子部品に接触してショートしないようにしたり、同軸コネクタが筐体に当たって音を発生しないようにする固定する処置等が必要になる。
【００１３】
したがって、本発明の目的は、同軸ケーブルを分断して接続を行うことにより作業性の向上及びローコスト化を図ると共に、分断された伝送系部分におけるクロストークを低減できるようにしたアンテナ装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するため、送信部、受信部、又は送受信部を構成する回路と、複数のアンテナとを備え、前記複数のアンテナと前記回路とが同軸ケーブルによって接続されるアンテナ装置において、グランドパターンが形成された絶縁基板と、前記複数のアンテナに接続された複数の第１の同軸ケーブル、及び前記複数のアンテナに対応して前記回路に接続された複数の第２の同軸ケーブルが半田接続又は接続具を介して両端に接続される複数の線路パターンと、前記複数の線路パターンにより形成される複数の伝送系の相互間のクロストークを軽減するクロストーク軽減構造とを備えた中継部を有することを特徴とするアンテナ装置を提供する。
【００１５】
この構成によれば、中継部は、複数の第１の同軸ケーブルと複数の第２の同軸ケーブルの中継接続を行うと共に、クロストーク軽減構造によって線路パターンの相互間のクロストークが軽減される。中継部の使用によって同軸ケーブルの接続作業が簡便になると共に、中継部に起因するクロストークを抑制できる。さらに、高価な同軸コネクタによる接続を行わずに済むため、コストダウンが可能になる。また、同軸ケーブルがアンテナ側と回路側に分離されるため、それぞれにおける同軸ケーブルの接続処理を先行して行えるようになり、量産性が向上する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係るアンテナ装置を示す。
以下においては、アンテナ装置を携帯型電子機器の１つであるノートパソコンに適用した場合について説明する。また、一部については、実際には見えない部分を露出させた状態で示している。
【００１７】
ノートパソコン１０は、キーボード（図示せず）、及びキーボードのほか、電源オン／オフキー、機能キー、指操作型のマウス部等が実装された表面パネルが装着される本体１（第１の筐体部）と、この本体１にヒンジ部２ａ，２ｂにより開閉自在に取り付けられた蓋部３（第２の筐体部）とを主体に構成されている。本体１及び蓋部３は、樹脂成型、アルミ、マグネシウム合金等により作られている。
【００１８】
本体１内には、ＣＰＵ、半導体メモリ、その他の電子回路等が実装された１枚のマザーボード４が設置されており、このマザーボード４の所定位置には金属ケース等によりシールドの施された送受信モジュール５が実装されている。なお、マザーボード４上には、このマザーボード４を覆うようにして、不図示のキーボード及び不図示の表面パネルが搭載される。また、蓋部３の内側には、９〜１５インチ程度の表示サイズを有するフルカラー表示のＬＣＤ６が実装され、その上端縁の両側には平板アンテナ７ａ，７ｂが装着されている。平板アンテナ７ａ，７ｂは蓋部３のＬＣＤ６の取付枠（図示せず）の内側に取り付けられるので、外部から見えることはない。
【００１９】
本体１内には、小サイズの中継部としての中継基板２０（中継部）が取り付けられており、この中継基板２０と送受信モジュール５とが同軸ケーブル８ａ，８ｂによって接続され、さらに、中継基板２０と平板アンテナ７ａ，７ｂとが同軸ケーブル８ｃ，８ｄによって接続される。同軸ケーブル８ａ〜８ｄは同一仕様であり、そのインピーダンスは５０Ωである。中継基板２０が設けられていることにより、ケーブル長を短くすることができ、ケーブル接続の作業性は格段に向上する。
【００２０】
図２は、中継基板２０の構成を示す。
エポキシ樹脂等による絶縁基板２１の表面の全面には、グランドパターン２２ａ，２２ｂが互いに非導通の状態に形成されており、絶縁基板２１の裏面のグランドパターン２２ａ，２２ｂに対向させて、同サイズの一対のグランドパターンが形成されている。絶縁基板２１の表面には、グランドパターンを有しないパターン除去部２３が縦長に形成され、その中央部には縦長に線路パターン２４ａ，２４ｂ（ストリップ線路）が形成（グランドパターン２２ａ，２２ｂとは非接続）されている。
【００２１】
絶縁基板２１の片端部には、絶縁基板２１をマザーボード４等に固定するためのネジ１１が挿入される貫通孔が開けられており、ネジ１１の周囲はグランドパターン２２ａ，２２ｂの設けられていない無パターン部２１ａが円形に形成れている。この対策により、グランドパターン２２ａ，２２ｂがネジ１１を通して筐体の金属部に導通するのを防止でき、不要輻射等が生じるのを防止できる。
【００２２】
線路パターン２４ａ，２４ｂの上端には、送受信モジュール５側の同軸ケーブル８ａ，８ｂをコネクタ接続するためのレセプタクル２５ａ，２５ｂ（接続具）が設けられ、線路パターン２４ａ，２４ｂの下端には、平板アンテナ７ａ，７ｂ側の同軸ケーブル８ｃ，８ｄをコネクタ接続するためのレセプタクル２５ｃ，２５ｄが設けられている。レセプタクル２５ａ〜２５ｄのそれぞれは信号端子２６を有しており、それぞれは対応する線路パターン２４ａ，２４ｂの端部に半田等により接続される。
【００２３】
さらに、ネジ１１の挿入孔の両側、及びレセプタクル２５ａ〜２５ｄのそれぞれの両側には、複数のスルーホール２７が設けられ、グランドパターン２２ａ，２２ｂと裏面のグランドパターンとを接続している。グランドパターン２２ａと２２ｂによって２本の線路パターン２４ａ，２４ｂのグランド部が分離され、かつ、レセプタクル２５ａ〜２５ｄのそれぞれの両側がスルーホール２７によって上下のグランドパターンを接続していることにより、線路パターン２４ａと２４ｂの間のクロストークを低減することができる。
【００２４】
レセプタクル２５ａ〜２５ｄの両側に設けられたスルーホール２７は、レセプタクル２５ａ〜２５ｄのグランド端子から０．４λ（λは波長）以下の距離ｄに設けることにより、クロストークの低減が顕著になるが、好ましくは０．１λである。なお、スルーホール２７をレセプタクル２５ａ〜２５ｄのグランド端子の直下に設けてもよい。
【００２５】
なお、図２においては、同軸ケーブル８ａ〜８ｄをレセプタクル２５ａ〜２５ｄを介して線路パターン２４ａ，２４ｂに接続するものとしたが、同軸ケーブル８ａ，８ｂ又は同軸ケーブル８ｃ，８ｄの一方、或いは同軸ケーブル８ａ〜８ｄの全てを線路パターン２４ａ，２４ｂに半田付けにより接続するようにしてもよい。
【００２６】
図３は、レセプタクルの詳細構成を示す。レセプタクル２５ａ〜２５ｄは同一構成である。そこで、ここではレセプタクル２５ａについてのみ説明する。レセプタクル２５ａは、樹脂製の本体部３１と、この本体部３１の中央部に垂直に配設された金属製の信号端子３２と、この信号端子３２に接続され、本体部３１の底部に設けられた信号端子２６と、この信号端子２６の底面と同一平面になるように設けられたグランド端子３３ａ，３３ｂと、信号端子３２と同軸に配設されると共にグランド端子３３ａ，３３ｂに接続され、円筒状をなした金属製のグランド端子３４とを備えて構成されている。
【００２７】
図４は、図２に示した中継基板２０の変形例を示す。
図４の中継基板４０は、中継基板２０におけるグランドパターン２２ａ，２２ｂを接続して１つのグランドパターン２２とし、裏面のグランドパターンも２つから１つに変更し、さらに、線路パターン２４ａと２４ｂの間には、所定間隔にスルーホール２８が設けられている。他の構成は図２と同じである。
【００２８】
図４の中継基板４０は、２つのグランドパターン２２ａ，２２ｂを１つにしたグランドパターン２２とし、線路パターン２３ａと２３ｂがグランド部を共用しているが、スルーホール２８が線路パターン２４ａと２４ｂをシールドするように機能するため、図２の中継基板２０と同様に線路パターン２４ａ，２４ｂ間のクロストークを低減することができる。
【００２９】
上記の説明では、アンテナ装置をノートパソコンに適用した場合について述べたが、本発明はノートパソコンに限定されるものではなく、アンテナを搭載し、その接続に同軸ケーブルを用いる全ての携帯型電子機器、移動電子機器に適用できることは勿論のこと、固定機器に対しても適用可能である。
【００３０】
さらに、中継基板２０，４０は、マザーボード４に搭載するものとしたが、搭載スペースを確保できるのであれば、蓋部３側に搭載することも可能である。また、中継基板２０，４０は独立させた構成例を示したが、例えば、マザーボード４上に他の電子回路パターンと共に形成してもよい。
【００３１】
また、レセプタクルは、図３に示した形状に限定されるものではなく、着脱式でアンテナのインピーダンスに合致したインピーダンス（例えば５０Ω）を有し、且つ比較的安価なケーブル接続器具であれば、どのような形状及び規格のものであってもよい。
【００３２】
また、中継基板は、マイクロストリップ構造、すなわち表面のグランドパターン２２ａ，２２ｂを前述したようにほぼ全面に設けずに、レセプタクル２５ａ〜２５ｄあるいは半田による同軸ケーブルの接続部の周辺のみに設けてもよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上より明らかなように、本発明のアンテナ装置によれば、複数の第１の同軸ケーブルと複数の第２の同軸ケーブルの中継接続を行うと共に、クロストーク軽減構造によって線路パターンの相互間のクロストークの軽減を図った中継部を備える構成にしたので、同軸ケーブルの接続作業が簡便になると共に、中継部を使用してもクロストークの抑制を図ることができる。さらに、高価な同軸コネクタによる接続を行わずに済むため、コストダウンが可能になる。また、同軸ケーブルがアンテナ側と回路側に分離されるため、それぞれにおける同軸ケーブルの接続処理を先行して行えるようになり、量産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るアンテナ装置及び前記アンテナ装置が適用されたノート型パーソナルコンピュータの模式的構成図である。
【図２】図１の中継基板の詳細構成を示す平面図である。
【図３】図２の中継基板におけるレセプタクルの詳細構成を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は底面図である。
【図４】図２の中継基板の変形例を示す平面図である。
【図５】従来のアンテナ装置、及びこれを適用した携帯型電子機器（ノートパソコン）の模式的構成図である。
【符号の説明】
１ 本体
２ａ，２ｂ ヒンジ部
３ 蓋部
４ マザーボード
５ 送受信モジュール
６ ＬＣＤ
７ａ，７ｂ 平板アンテナ
８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ 同軸ケーブル
１０ ノートパソコン
１１ ネジ
２０，４０ 中継基板
２１ 絶縁基板
２２，２２ａ，２２ｂ グランドパターン
２３ パターン除去部
２４ａ，２４ｂ 線路パターン
２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ レセプタクル
２６ 信号端子
２７，２８ スルーホール
３１ 本体部
３３ａ，３３ｂ，３４ グランド端子
１００ ノートパソコン
１０１ 本体
１０２ａ，１０２ｂ ヒンジ部
１０３ 蓋部
１０４ マザーボード
１０５ 送受信モジュール
１０６ ＬＣＤ
１０７ａ，１０７ｂ 平板アンテナ

Claims (7)

1. 送信部、受信部、又は送受信部を構成する回路と、複数のアンテナとを備え、前記複数のアンテナと前記回路とが同軸ケーブルによって接続されるアンテナ装置において、
   グランドパターンが形成された絶縁基板と、前記複数のアンテナに接続された複数の第１の同軸ケーブル、及び前記複数のアンテナに対応して前記回路に接続された複数の第２の同軸ケーブルが半田接続又は接続具を介して両端に接続される複数の線路パターンと、前記複数の線路パターンにより形成される複数の伝送系の相互間のクロストークを軽減するクロストーク軽減構造とを備えた中継部を有することを特徴とするアンテナ装置。
2. 前記クロストーク軽減構造は、前記グランドパターンを前記複数の線路パターン毎にブロック化し、互いに非接続にしたことを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
3. 前記絶縁基板は、前記グランドパターンが両面に形成され、
   前記クロストーク軽減構造は、前記線路パターンの相互間に前記線路パターンに平行させて所定間隔に設けられると共に、前記絶縁基板の前記両面のグランドパターンを導通させる複数のスルーホールであることを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
4. 前記絶縁基板は、前記グランドパターンが両面に形成され、
   前記クロストーク軽減構造は、前記半田接続による接続部又は前記接続具の両側に設けられ、前記両面のグランドパターン間を導通させる少なくとも１つのスルーホールであることを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
5. 前記スルーホールは、前記接続具のグランド端子から０．０５〜０．２λ（λは波長）離れた位置に設けることを特徴とする請求項４記載のアンテナ装置。
6. 前記接続具は、レセプタクルであることを特徴とする請求項１，４又は５記載のアンテナ装置。
7. 前記中継部は、前記第１及び第２の筐体部の何れかに搭載され、又は他の電子回路が実装された回路基板上に実装されることを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。

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