JP2004343285A - アンテナユニット - Google Patents
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Abstract
【課題】小型化されたアンテナユニットを実現する。
【解決手段】プリント基板１に金属箔にて形成されたパターンアンテナ素子２と、給電線５と、前記プリント基板１の表裏両面に形成されるグランドパターン３ａ，３ｂと、前記プリント基板１表裏両面のグランドパターン３ａ，３ｂを導通させる１つ以上のスルーホール４とからなるアンテナユニット。
【選択図】 図１
【解決手段】プリント基板１に金属箔にて形成されたパターンアンテナ素子２と、給電線５と、前記プリント基板１の表裏両面に形成されるグランドパターン３ａ，３ｂと、前記プリント基板１表裏両面のグランドパターン３ａ，３ｂを導通させる１つ以上のスルーホール４とからなるアンテナユニット。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信機器に使用されるアンテナユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
無線通信機器に使用されるアンテナとして、プリント基板に金属箔にて形成するパターンアンテナがある。パターンアンテナは、安価で量産に適することが最大の特徴である。
【０００３】
パターンアンテナ、特に不平衡で給電されるパターンアンテナは、通常広い接地導体部（グランド）を必要とし、そのグランドの果たす役割は限りなく大きい。グランドは、実際の機器では無限大に広げることはできないので、必ず有限大となる。有限大のグランドの大きさとしては、その外周の長さが特に重要で、回路が形成される等でその中央部がある程度切り取られていても構わない。
【０００４】
アンテナパターンと同一のプリント基板上に送信もしくは受信回路が形成される場合は基板自体がある程度の大きさを持つため、比較的大きなグランドを持つことができる。この場合、基板内層にグランド層を設けることも多く、また、基板に直接金属シャーシが接続されることも多いので、さらにグランド性能は強化されることになる。
【０００５】
しかし、通信機器の構造により、アンテナを回路基板から離れた位置に設置しなければならない場合も多く、この場合、アンテナを回路基板から分離して同軸ケーブルで接続し、独立した「アンテナユニット」としなければならない。
【０００６】
ここで、特許文献１に開示された従来のアンテナユニットである逆Ｆアンテナの例を図３に示す。図３（ａ）は表面図、（ｂ）は裏面図、（ｃ）は斜視図である。
【０００７】
アンテナユニットは、プリント基板１に金属箔にて形成されたパターンアンテナ素子２と、給電線である同軸ケーブル５、及びグランドパターン３で構成されており、同軸ケーブル５は送受信回路へとつながる。前記同軸ケーブル５は、半田付け部６によりその中心導体がパターンアンテナ素子２と接続され、半田付け部７によりその外部導体がグランドパターン３と接続されている。給電線はマイクロストリップラインでもよい。
【０００８】
【特許文献１】
特開平５−２２０１８号公報 （第００１０段落、第１図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このアンテナユニットでは、プリント基板１に設けられる小さなグランドパターン３が主にグランドの役割を果たすことになるが、通信機器の構造面や、小型化の必要性から、プリント基板１を大きく取れない、即ち、グランドパターン３を大きく取れない場合が多くある。グランドパターン３が小さくなると、グランドとしての役割を十分に果たすことができなくなり、アンテナユニットが予期せぬ周波数特性を持ってしまったり、必要とする周波数帯でインピーダンスの調整がとれなくなってしまったりする。そのため、上記従来のアンテナユニットでは、小型化に限界があった。
【００１０】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、小型化されたアンテナユニットを実現することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、プリント基板に金属箔にて形成されたパターンアンテナ素子と、給電線と、前記プリント基板の表裏両面に形成されるグランドパターンと、前記プリント基板表裏両面のグランドパターンを導通させる１つ以上のスルーホールからアンテナユニットを構成することで、スルーホールでつながれたグランドパターンが基板の両面に存在することにより、グランド性能が強化され、小さい基板でもしっかりとしたグランドとして働くようになり、基板の片面しかグランドが無い場合に比べて、より小さい基板でも希望のアンテナ特性を得ることができるようになり、アンテナユニットが小型化できる。
【００１２】
そして、前記スルーホールが５ｍｍ以下のピッチで並べられることによって、狭ピッチで並べられた前記スルーホールが、表と裏のグランドをより一体化し、また、スルーホールのホール壁も当然グランドパターンの一部である為、前記スルーホールと基板の厚みの分、グランドが面でなく、体積を持つようになり、グランド性能が強化され、より小さい基板でも希望のアンテナ特性を得ることができるようになり、アンテナユニットが小型化できる。
【００１３】
さらに、前記スルーホールが、前記グランドパターンのエッジに集中して設けられることを特徴とし、特に有限な小さいグランドパターンではエッジに多く電流がのる傾向があるので、エッジに集中して設けられたスルーホールによって効果的にグランド性能が強化され、より小さい基板でも希望のアンテナ特性を得ることができるようになり、アンテナユニットが小型化できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施形態を図面を参照して説明する。図１（ａ）は第１の実施形態に係るアンテナユニットの表面図、（ｂ）は裏面図、（ｃ）は斜視図である。
【００１５】
プリント基板１に金属箔にて形成されたパターンアンテナ素子２と、給電線である同軸ケーブル５、前記プリント基板１の表面に形成されるグランドパターン３ａと裏面に形成されるグランドパターン３ｂ、及び、前記グランドパターン３ａ、３ｂを導通させる１つ以上のスルーホール４からアンテナユニットが構成されている。同軸ケーブル５は、半田付け部６によりその中心導体がパターンアンテナ素子２と接続され、半田付け部７によりその外部導体がグランドパターン３ａと接続されている。
【００１６】
パターンアンテナ素子２は、図１では逆Ｆ型であるが、逆Ｌ型でもよいし、ループ型でもよいし、Ｔ型でもよいし、それら複数を組み合わせた復共振型でもよい。また、インピーダンスの調整の為、アンテナパターンの一部の幅を他の部分と変えたり、アンテナパターンもしくはグランドパターンの一部にスタブを設けたりしてもよい。また、前記スルーホール４は５ｍｍ以下のピッチで並べられている。
【００１７】
このように構成されたアンテナユニットは、スルーホール４でつながれたグランドパターン３ａ，３ｂがプリント基板１の両面に存在することにより、グランド性能が強化される。また、スルーホール４のホール壁も当然グランドパターン３ａ，３ｂの一部である為、グランドがプリント基板１の面方向だけでなく、厚み方向にも広がりを持つようになり、小さいプリント基板１でもしっかりとしたグランドとして働く。よって、プリント基板の片面しかグランドパターンが無い場合に比べて、より小さいプリント基板でも希望のアンテナ特性を得ることができるようになり、アンテナユニットが小型化できる。
【００１８】
次に、本発明の第２の実施形態を図面を参照して説明する。図２（ａ）は第２の実施形態に係るアンテナユニットの表面図、（ｂ）は裏面図である。パターンアンテナ素子としては、ループ型パターンアンテナ素子８とＬ型パターンアンテナ素子９を組み合わせた復共振型であり、前記Ｌ型パターンアンテナ素子９は、他の部分とパターン幅の異なる部分９ａと、スタブ９ｂを持っている。
【００１９】
グランドパターン３ａ、３ｂを導通させる１つ以上のスルーホール４が、前記グランドパターン３ａ、３ｂのエッジに集中して設けられている。特に有限な小さいグランドパターンではエッジに多く電流がのる傾向があるが、このようにエッジに集中して設けられたスルーホールによって効果的にグランド性能が強化され、より小さいプリント基板でも希望のアンテナ特性を得ることができるようになり、アンテナユニットが小型化できる。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、回路基板から独立したアンテナユニットに関して、安価で量産に適したパターンアンテナで構成し、通信機器の構造面等でアンテナ基板を大きくできない、即ち、小さなグランドしかとれない場合でも、そのグランド性能を強化する効果があるので、希望のアンテナ特性を得ることができるようになり、アンテナユニットが小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るアンテナパターンユニットの表面図（ａ）、裏面図（ｂ）、斜視図（ｃ）である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係るアンテナパターンユニットの表面図（ａ）、裏面図（ｂ）である。
【図３】従来のアンテナパターンユニットの一例の表面図（ａ）、裏面図（ｂ）、斜視図（ｃ）である。
【符号の説明】
１ プリント基板
２，８，９，９ａ，９ｂ パターンアンテナ素子
３ａ 表面のグランドパターン
３ｂ 裏面のグランドパターン
４ スルーホール
５ 同軸ケーブル
６ 同軸ケーブルの中心導体とパターンアンテナ素子を接続する半田付け部
７ 同軸ケーブルの外部導体とグランドパターンを接続する半田付け部
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信機器に使用されるアンテナユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
無線通信機器に使用されるアンテナとして、プリント基板に金属箔にて形成するパターンアンテナがある。パターンアンテナは、安価で量産に適することが最大の特徴である。
【０００３】
パターンアンテナ、特に不平衡で給電されるパターンアンテナは、通常広い接地導体部（グランド）を必要とし、そのグランドの果たす役割は限りなく大きい。グランドは、実際の機器では無限大に広げることはできないので、必ず有限大となる。有限大のグランドの大きさとしては、その外周の長さが特に重要で、回路が形成される等でその中央部がある程度切り取られていても構わない。
【０００４】
アンテナパターンと同一のプリント基板上に送信もしくは受信回路が形成される場合は基板自体がある程度の大きさを持つため、比較的大きなグランドを持つことができる。この場合、基板内層にグランド層を設けることも多く、また、基板に直接金属シャーシが接続されることも多いので、さらにグランド性能は強化されることになる。
【０００５】
しかし、通信機器の構造により、アンテナを回路基板から離れた位置に設置しなければならない場合も多く、この場合、アンテナを回路基板から分離して同軸ケーブルで接続し、独立した「アンテナユニット」としなければならない。
【０００６】
ここで、特許文献１に開示された従来のアンテナユニットである逆Ｆアンテナの例を図３に示す。図３（ａ）は表面図、（ｂ）は裏面図、（ｃ）は斜視図である。
【０００７】
アンテナユニットは、プリント基板１に金属箔にて形成されたパターンアンテナ素子２と、給電線である同軸ケーブル５、及びグランドパターン３で構成されており、同軸ケーブル５は送受信回路へとつながる。前記同軸ケーブル５は、半田付け部６によりその中心導体がパターンアンテナ素子２と接続され、半田付け部７によりその外部導体がグランドパターン３と接続されている。給電線はマイクロストリップラインでもよい。
【０００８】
【特許文献１】
特開平５−２２０１８号公報 （第００１０段落、第１図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このアンテナユニットでは、プリント基板１に設けられる小さなグランドパターン３が主にグランドの役割を果たすことになるが、通信機器の構造面や、小型化の必要性から、プリント基板１を大きく取れない、即ち、グランドパターン３を大きく取れない場合が多くある。グランドパターン３が小さくなると、グランドとしての役割を十分に果たすことができなくなり、アンテナユニットが予期せぬ周波数特性を持ってしまったり、必要とする周波数帯でインピーダンスの調整がとれなくなってしまったりする。そのため、上記従来のアンテナユニットでは、小型化に限界があった。
【００１０】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、小型化されたアンテナユニットを実現することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、プリント基板に金属箔にて形成されたパターンアンテナ素子と、給電線と、前記プリント基板の表裏両面に形成されるグランドパターンと、前記プリント基板表裏両面のグランドパターンを導通させる１つ以上のスルーホールからアンテナユニットを構成することで、スルーホールでつながれたグランドパターンが基板の両面に存在することにより、グランド性能が強化され、小さい基板でもしっかりとしたグランドとして働くようになり、基板の片面しかグランドが無い場合に比べて、より小さい基板でも希望のアンテナ特性を得ることができるようになり、アンテナユニットが小型化できる。
【００１２】
そして、前記スルーホールが５ｍｍ以下のピッチで並べられることによって、狭ピッチで並べられた前記スルーホールが、表と裏のグランドをより一体化し、また、スルーホールのホール壁も当然グランドパターンの一部である為、前記スルーホールと基板の厚みの分、グランドが面でなく、体積を持つようになり、グランド性能が強化され、より小さい基板でも希望のアンテナ特性を得ることができるようになり、アンテナユニットが小型化できる。
【００１３】
さらに、前記スルーホールが、前記グランドパターンのエッジに集中して設けられることを特徴とし、特に有限な小さいグランドパターンではエッジに多く電流がのる傾向があるので、エッジに集中して設けられたスルーホールによって効果的にグランド性能が強化され、より小さい基板でも希望のアンテナ特性を得ることができるようになり、アンテナユニットが小型化できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施形態を図面を参照して説明する。図１（ａ）は第１の実施形態に係るアンテナユニットの表面図、（ｂ）は裏面図、（ｃ）は斜視図である。
【００１５】
プリント基板１に金属箔にて形成されたパターンアンテナ素子２と、給電線である同軸ケーブル５、前記プリント基板１の表面に形成されるグランドパターン３ａと裏面に形成されるグランドパターン３ｂ、及び、前記グランドパターン３ａ、３ｂを導通させる１つ以上のスルーホール４からアンテナユニットが構成されている。同軸ケーブル５は、半田付け部６によりその中心導体がパターンアンテナ素子２と接続され、半田付け部７によりその外部導体がグランドパターン３ａと接続されている。
【００１６】
パターンアンテナ素子２は、図１では逆Ｆ型であるが、逆Ｌ型でもよいし、ループ型でもよいし、Ｔ型でもよいし、それら複数を組み合わせた復共振型でもよい。また、インピーダンスの調整の為、アンテナパターンの一部の幅を他の部分と変えたり、アンテナパターンもしくはグランドパターンの一部にスタブを設けたりしてもよい。また、前記スルーホール４は５ｍｍ以下のピッチで並べられている。
【００１７】
このように構成されたアンテナユニットは、スルーホール４でつながれたグランドパターン３ａ，３ｂがプリント基板１の両面に存在することにより、グランド性能が強化される。また、スルーホール４のホール壁も当然グランドパターン３ａ，３ｂの一部である為、グランドがプリント基板１の面方向だけでなく、厚み方向にも広がりを持つようになり、小さいプリント基板１でもしっかりとしたグランドとして働く。よって、プリント基板の片面しかグランドパターンが無い場合に比べて、より小さいプリント基板でも希望のアンテナ特性を得ることができるようになり、アンテナユニットが小型化できる。
【００１８】
次に、本発明の第２の実施形態を図面を参照して説明する。図２（ａ）は第２の実施形態に係るアンテナユニットの表面図、（ｂ）は裏面図である。パターンアンテナ素子としては、ループ型パターンアンテナ素子８とＬ型パターンアンテナ素子９を組み合わせた復共振型であり、前記Ｌ型パターンアンテナ素子９は、他の部分とパターン幅の異なる部分９ａと、スタブ９ｂを持っている。
【００１９】
グランドパターン３ａ、３ｂを導通させる１つ以上のスルーホール４が、前記グランドパターン３ａ、３ｂのエッジに集中して設けられている。特に有限な小さいグランドパターンではエッジに多く電流がのる傾向があるが、このようにエッジに集中して設けられたスルーホールによって効果的にグランド性能が強化され、より小さいプリント基板でも希望のアンテナ特性を得ることができるようになり、アンテナユニットが小型化できる。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、回路基板から独立したアンテナユニットに関して、安価で量産に適したパターンアンテナで構成し、通信機器の構造面等でアンテナ基板を大きくできない、即ち、小さなグランドしかとれない場合でも、そのグランド性能を強化する効果があるので、希望のアンテナ特性を得ることができるようになり、アンテナユニットが小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るアンテナパターンユニットの表面図（ａ）、裏面図（ｂ）、斜視図（ｃ）である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係るアンテナパターンユニットの表面図（ａ）、裏面図（ｂ）である。
【図３】従来のアンテナパターンユニットの一例の表面図（ａ）、裏面図（ｂ）、斜視図（ｃ）である。
【符号の説明】
１ プリント基板
２，８，９，９ａ，９ｂ パターンアンテナ素子
３ａ 表面のグランドパターン
３ｂ 裏面のグランドパターン
４ スルーホール
５ 同軸ケーブル
６ 同軸ケーブルの中心導体とパターンアンテナ素子を接続する半田付け部
７ 同軸ケーブルの外部導体とグランドパターンを接続する半田付け部
Claims (3)
- プリント基板に金属箔にて形成されたパターンアンテナ素子と、給電線と、前記プリント基板の表裏両面に形成されるグランドパターンと、前記プリント基板表裏両面のグランドパターンを導通させる１つ以上のスルーホールとからなるアンテナユニット。
- 前記スルーホールが５ｍｍ以下のピッチで並べられることを特徴とする請求項１記載のアンテナユニット。
- 前記スルーホールが、前記グランドパターンのエッジに集中して設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載のアンテナユニット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003135386A JP2004343285A (ja) | 2003-05-14 | 2003-05-14 | アンテナユニット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003135386A JP2004343285A (ja) | 2003-05-14 | 2003-05-14 | アンテナユニット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004343285A true JP2004343285A (ja) | 2004-12-02 |
Family
ID=33525663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003135386A Pending JP2004343285A (ja) | 2003-05-14 | 2003-05-14 | アンテナユニット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004343285A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1933414A2 (en) | 2006-12-12 | 2008-06-18 | Alps Electric Co., Ltd. | Antenna device having good symmetry of directional characteristics |
| JP2008153816A (ja) * | 2006-12-15 | 2008-07-03 | Nippon Antenna Co Ltd | アンテナおよびアンテナ装置 |
| US8816927B2 (en) | 2010-03-18 | 2014-08-26 | Panasonic Corporation | Antenna unit, and electronic apparatus including the same |
| CN108258414A (zh) * | 2017-12-21 | 2018-07-06 | 惠州Tcl移动通信有限公司 | 一种印制电路板及终端 |
| US10267921B2 (en) | 2015-12-25 | 2019-04-23 | Seiko Epson Corporation | Electronic device |
| US10607785B2 (en) | 2016-01-29 | 2020-03-31 | Seiko Epson Corporation | Electronic component and electronic device |
-
2003
- 2003-05-14 JP JP2003135386A patent/JP2004343285A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1933414A2 (en) | 2006-12-12 | 2008-06-18 | Alps Electric Co., Ltd. | Antenna device having good symmetry of directional characteristics |
| US7746286B2 (en) | 2006-12-12 | 2010-06-29 | Alps Electric Co., Ltd. | Antenna device having good symmetry of directional characteristics |
| JP2008153816A (ja) * | 2006-12-15 | 2008-07-03 | Nippon Antenna Co Ltd | アンテナおよびアンテナ装置 |
| US8816927B2 (en) | 2010-03-18 | 2014-08-26 | Panasonic Corporation | Antenna unit, and electronic apparatus including the same |
| US10267921B2 (en) | 2015-12-25 | 2019-04-23 | Seiko Epson Corporation | Electronic device |
| US10607785B2 (en) | 2016-01-29 | 2020-03-31 | Seiko Epson Corporation | Electronic component and electronic device |
| CN108258414A (zh) * | 2017-12-21 | 2018-07-06 | 惠州Tcl移动通信有限公司 | 一种印制电路板及终端 |
| WO2019120287A1 (zh) * | 2017-12-21 | 2019-06-27 | 捷开通讯(深圳)有限公司 | 一种印制电路板及终端 |
| US20200321687A1 (en) * | 2017-12-21 | 2020-10-08 | Jrd Communcation (Shenzhen) Ltd. | Printed circuit board and terminal |
| CN108258414B (zh) * | 2017-12-21 | 2021-06-15 | 惠州Tcl移动通信有限公司 | 一种印制电路板及终端 |
| US11589454B2 (en) * | 2017-12-21 | 2023-02-21 | JRD Communication (Shenzhen) Ltd. | Printed circuit board and terminal |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050810 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20060912 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070130 |