JP2005079747A - Communication equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アンテナを内蔵した通信装置に関するものである。 The present invention relates to a communication device incorporating an antenna.
図26に示す無線通信ユニット101は、チップアンテナ103と、アナログ回路部の一部を構成する第1グランド105と、第1グランド105と別体の第2グランド109と、を備えている。第1グランド105はその一辺上に接続点107を有し、この接続点107を介してチップインダクタ111により第2グランド109と接続されている。チップインダクタ111は、第1グランド105と第2グランド109とを電気的に接続するとともに、高周波的には高インピーダンスとなって両グランドを分断する働きを持っている。第1グランド105の総周囲長は、使用波長の1波長近傍に収まるように構成してあり、第1グランド105はほぼ正方形であるため接続点107がある一辺の長さは使用波長の1/4の長さとほぼ等しい長さになっている(文献1参照)。
しかし、上記文献に記載された手法では、両グランドの接続がチップインダクタを介して行われるため、使用周波数によっては大きめのインダクタが必要になる場合もあり、インダクタによる接地状態がアンテナの性能に影響を与える場合も起こり得る。そこで、本発明はアンテナにとって、より望ましい接地状態を提供することを目的とする。 However, in the method described in the above document, since both grounds are connected via a chip inductor, a larger inductor may be required depending on the operating frequency, and the grounding state due to the inductor affects the antenna performance. May also occur. Accordingly, an object of the present invention is to provide a more desirable grounding state for an antenna.
上記目的を達成するために検討したところ、おそらく接続点107のある位置が第1グランド105の一辺上においてオープン端にあるため、その点においてアンテナ電圧eが最大になる(又は、アンテナ電流iが最小になる)からではないか、との知見を得た。本発明は、この知見に基づいてなされたものである。なお、何れかの請求項に係る発明を説明するに当たって行う用語の定義等は、その性質上可能な範囲において他の請求項に係る発明にも適用されるものとする。
In order to achieve the above object, the position of the
(請求項1記載の発明の特徴)
請求項1記載の発明に係る通信装置は、共振波長λの接地アンテナと、当該接地アンテナの接地点から開放端までの長さを、λ/4の自然数倍の長さと等しく設定した高周波用の第1グランドと、接続点を介して当該第1グランドと電気的に接続したデジタル用の第2グランドと、を備え、当該接続点を、当該接地点からλ/4の自然数倍の長さと等しい距離だけ当該第1グランドの長さ方向に沿って離れた位置以外の位置に配してある。すなわち、当該接地点からλ/4,2λ/4,3λ/4,...nλ/4と等しい長さだけ離れた位置に接続点を設けてない。アンテナ電圧eが最大になる(又は、アンテナ電流iが最小になる)位置を避けることによりアンテナの輻射効率を改善することができた。
(Characteristics of the invention of claim 1)
The communication device according to the first aspect of the present invention is a high-frequency device in which a ground antenna having a resonance wavelength λ and a length from the ground point to the open end of the ground antenna are set equal to a length that is a natural number multiple of λ / 4. And a digital second ground electrically connected to the first ground via a connection point, the connection point being a natural number multiple of λ / 4 from the ground point. Are arranged at positions other than the positions separated along the length direction of the first ground by a distance equal to That is, no connection point is provided at a position separated from the grounding point by a length equal to λ / 4, 2λ / 4, 3λ / 4,... Nλ / 4. The antenna radiation efficiency can be improved by avoiding the position where the antenna voltage e is maximized (or the antenna current i is minimized).
(請求項2記載の発明の特徴)
請求項2記載の発明に係る通信装置は、請求項1の通信装置であって、前記接続点を、前記アンテナ接地点からλ/8+λ/4の自然数倍±λ/16の長さと等しい距離の範囲内に配してある。アンテナ電圧eが最大になる(又は、アンテナ電流iが最小になる)位置以外の位置として、たとえば、上記した位置に接続点を配することができる。
(Characteristics of the invention described in claim 2)
A communication apparatus according to a second aspect of the present invention is the communication apparatus according to the first aspect, wherein the connection point is a distance equal to a length of a natural number multiple of λ / 8 + λ / 4 ± λ / 16 from the antenna grounding point. It is arranged within the range. As a position other than the position where the antenna voltage e becomes maximum (or where the antenna current i becomes minimum), for example, a connection point can be arranged at the above-described position.
(請求項3記載の発明の特徴)
請求項3記載の発明に係る通信装置は、請求項1又は2記載の通信装置であって、前記接続点を、前記接地点からλ/8+λ/4の自然数倍の長さと等しい距離だけ離れた位置に配してある。アンテナ電圧eが最大になる(又は、アンテナ電流iが最小になる)位置以外の位置として、たとえば、上記した位置に接続点を配することができる。
(Characteristics of Claim 3)
A communication device according to a third aspect of the present invention is the communication device according to the first or second aspect, wherein the connection point is separated from the ground point by a distance equal to a length that is a natural number multiple of λ / 8 + λ / 4. It is placed at the position. As a position other than the position where the antenna voltage e becomes maximum (or where the antenna current i becomes minimum), for example, a connection point can be arranged at the above-described position.
(請求項4記載の発明の特徴)
請求項4記載の発明に係る通信装置は、請求項1乃至3何れかの通信装置であって、前記接続点を、前記接地点から前記開放端までの長さの中央から±λ/16の長さと等しい長さの範囲内に配してある。アンテナ電圧eが最大になる(又は、アンテナ電流iが最小になる)位置以外の位置として、たとえば、上記した位置に接続点を配することができる。
(Feature of the invention of claim 4)
A communication device according to a fourth aspect of the present invention is the communication device according to any one of the first to third aspects, wherein the connection point is ± λ / 16 from the center of the length from the ground point to the open end. It is arranged within the range of length equal to the length. As a position other than the position where the antenna voltage e becomes maximum (or where the antenna current i becomes minimum), for example, a connection point can be arranged at the above-described position.
(請求項5記載の発明の特徴)
請求項5記載の発明に係る通信装置は、請求項1乃至3何れかの通信装置であって、前記接続点を、前記接地点から前記開放端までの長さの中央に配してある。アンテナ電圧eが最大になる(又は、アンテナ電流iが最小になる)位置以外の位置として、たとえば、上記した位置に接続点を配することができる。
(Feature of the invention of claim 5)
A communication apparatus according to a fifth aspect of the present invention is the communication apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein the connection point is arranged at the center of the length from the grounding point to the open end. As a position other than the position where the antenna voltage e becomes maximum (or where the antenna current i becomes minimum), for example, a connection point can be arranged at the above-described position.
(請求項6記載の発明の特徴)
請求項6記載の発明に係る通信装置は、共振波長λの接地アンテナと、当該接地アンテナに接続された高周波回路と、当該高周波回路のグランドとして機能するとともに当該接地アンテナと対となってアンテナを構成する高周波グランドと、当該高周波回路および当該高周波グランドとは別に設けたデジタル回路およびデジタルグランドと、を備え、当該高周波グランドと当該デジタルグランドとは、当該高周波グランドが有する接続点を介して電気的に接続してあり、当該高周波グランドの接続点を、当該高周波グランドを画成する辺のうち、当該接地アンテナに隣接する第1の辺および当該第1の辺と対向する第2の辺を除いた何れかの辺上に配してある。アンテナ電圧eが最大になる(又は、アンテナ電流iが最小になる)位置以外の位置として、たとえば、上記した位置に接続点を配することができる。
(Characteristics of the invention described in claim 6)
A communication device according to a sixth aspect of the invention includes a ground antenna having a resonance wavelength λ, a high-frequency circuit connected to the ground antenna, a ground serving as the ground of the high-frequency circuit, and a pair of the ground antenna and the antenna. And a digital circuit and a digital ground provided separately from the high-frequency circuit and the high-frequency ground. The high-frequency ground and the digital ground are electrically connected via a connection point of the high-frequency ground. The high-frequency ground connection point is excluded from the sides defining the high-frequency ground except for the first side adjacent to the grounded antenna and the second side facing the first side. It is arranged on either side. As a position other than the position where the antenna voltage e becomes maximum (or where the antenna current i becomes minimum), for example, a connection point can be arranged at the above-described position.
(請求項7記載の発明の特徴)
請求項7記載の発明に係る通信装置は、請求項6の通信装置であって、当該接地アンテナの接地点から開放端までの前記高周波グランド長さを、λ/4の自然数倍の長さと等しく設定してあり、前記接続点を、当該接地点から当該開放端までの長さの中央から±λ/16の長さと等しい長さの範囲内に配してある。アンテナ電圧eが最大になる(又は、アンテナ電流iが最小になる)位置以外の位置として、たとえば、上記した位置に接続点を配することができる。
(Feature of the invention of claim 7)
A communication device according to a seventh aspect of the present invention is the communication device according to the sixth aspect, wherein the high-frequency ground length from the ground point to the open end of the ground antenna is a length that is a natural number multiple of λ / 4. The connection points are arranged within a range equal to the length of ± λ / 16 from the center of the length from the grounding point to the open end. As a position other than the position where the antenna voltage e becomes maximum (or where the antenna current i becomes minimum), for example, a connection point can be arranged at the above-described position.
(請求項8記載の発明の特徴)
請求項8記載の発明に係る通信装置は、請求項6の通信装置であって、前記接続点を、前記接地アンテナの接地点から前記高周波グランドの開放端までの長さの中央に配してある。アンテナ電圧eが最大になる(又は、アンテナ電流iが最小になる)位置以外の位置として、たとえば、上記した位置に接続点を配することができる。
(Characteristics of the invention described in claim 8)
The communication device according to an eighth aspect of the present invention is the communication device according to the sixth aspect, wherein the connection point is arranged at the center of the length from the ground point of the ground antenna to the open end of the high-frequency ground. is there. As a position other than the position where the antenna voltage e becomes maximum (or where the antenna current i becomes minimum), for example, a connection point can be arranged at the above-described position.
本発明によれば、アンテナにとって、より望ましい接地状態を提供することができ、これにより、そのような通信装置の通信効率を向上させ快適な通信を実現させることができる。 According to the present invention, it is possible to provide a more desirable grounding state for the antenna, thereby improving the communication efficiency of such a communication device and realizing comfortable communication.
次に、各図を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。図1は、通信装置の一例であるバーコードを読み取るための無線バーコードリーダーの概略斜視図である。図2は、図1に示す無線バーコードリーダーの平面図である。図3乃至7は、図2に示す無線通信ユニットのVSWR特性を示す図表である。図8は、図2に示す無線バーコードリーダーの第1変形例を示す平面図である。図9乃至13は、図8に示す無線通信ユニットのVSWR特性を示す図表である。図14は、本実施形態の第2変形例を示す平面図である。図15乃至17は、図14に示す無線通信ユニットのVSWR特性を示す図表である。図18は、本実施形態の第3変形例を示す平面図である。図19乃至21は、図18に示す無線通信ユニットのVSWR特性を示す図表である。図22は、本実施形態の第4変形例を示す平面図である。図23は、図22に示す無線通信ユニットのVSWR特性を示す図表である。図24は、本実施形態の第5変形例を示す平面図である。図25は、図24に示す無線通信ユニットのVSWR特性を示す図表である。なお、図1及び2に示す無線通信ユニットは、図面が複雑になるのを避けるために、それが備える各種の電子部品を省略して表示してある。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic perspective view of a wireless barcode reader for reading a barcode, which is an example of a communication device. FIG. 2 is a plan view of the wireless barcode reader shown in FIG. 3 to 7 are tables showing the VSWR characteristics of the wireless communication unit shown in FIG. FIG. 8 is a plan view showing a first modification of the wireless barcode reader shown in FIG. 9 to 13 are charts showing the VSWR characteristics of the wireless communication unit shown in FIG. FIG. 14 is a plan view showing a second modification of the present embodiment. 15 to 17 are charts showing the VSWR characteristics of the wireless communication unit shown in FIG. FIG. 18 is a plan view showing a third modification of the present embodiment. 19 to 21 are tables showing the VSWR characteristics of the wireless communication unit shown in FIG. FIG. 22 is a plan view showing a fourth modification of the present embodiment. FIG. 23 is a chart showing the VSWR characteristics of the wireless communication unit shown in FIG. FIG. 24 is a plan view showing a fifth modification of the present embodiment. FIG. 25 is a chart showing the VSWR characteristics of the wireless communication unit shown in FIG. In the wireless communication unit shown in FIGS. 1 and 2, various electronic components included in the wireless communication unit are omitted in order to avoid the complexity of the drawings.
(通信装置の概略構造)
図1及び2に基づいて説明する。通信装置として機能する無線バーコードリーダー1は、各種の商品やIDカード等に表示されたバーコードを読み取り、その読み取ったデータを無線送信するためのリーダー(スキャナ)であって、箱状のリーダー本体3と、リーダー本体3内部に設けたバーコードから読み取ったデータを送信するための無線通信ユニット7と、データの読み取り等を行うための発光受光部や各種電子ユニット等(図示を省略)と、により概ね構成してある。
(Schematic structure of communication device)
This will be described with reference to FIGS. A
(無線通信ユニットの構造)
図1及び2に示すように、無線通信ユニット7は、高周波回路部9と、この高周波回路部9とは別体のデジタル回路部11と、を備えている。高周波回路部9は、プリント基板上に載せたチップアンテナ13とその上にパターン形成した高周波グランド(第1グランド)15と、を備え、共振周波数f(共振波長λ)に共振するように構成してある。共振周波数fは、たとえば、通信方式である「Bluetooth」に適用可能とするために2400〜2483.5MHz(以下、便宜のために「2.4GHz帯」という)に設定してあるが、この周波数帯以外の周波数帯(たとえば、無線LAN用に5GHz帯)に設定することもできる。チップアンテナ13は、小型化のために比較的有利であることから誘電体アンテナを採用したが、それ以外の形式のアンテナでも構わない。デジタル回路部11は、プリント基板上にパターン形成したデジタルグランド(第2グランド)17を備え、デジタルグランド17は、図1及び2に示すように、四辺を有するほぼ矩形状に形成してあるが、矩形状以外の形状に形成することを妨げない。
(Structure of wireless communication unit)
As shown in FIGS. 1 and 2, the
(チップアンテナの構造)
図2を参照しながら説明する。チップアンテナ13は、いわゆる誘電体アンテナであって、セラミック等の誘電体に導電ペーストを塗布して構成した接地アンテナ13aと、インピーダンス整合用のショート線13pと、を備えており、一般に逆F型アンテナとも称されるアンテナである。接地アンテナ13aは、給電端13bと、開放端13dと、給電端13bと開放端13dとの間の屈曲部13cと、を有する逆L字状の素子である。ショート線13pは、接地端13qと屈曲部13rを介して接地アンテナ13aに接続した接続端13sと、を備える逆L字状の線状導体である。本実施形態では、ショート線13pの接続端13sを接地アンテナ13aの屈曲部13cに接続してある、すなわち、接続端13sと屈曲部13cとを一致させてあるが、これを、給電端13bにおけるインピーダンスを調整するために給電端13b方向又は開放端13d方向にずらすこともできる。また、給電端13bと接地端13qの位置を逆にして、図2に向かって左側に前者を右側に後者を配することも可能である。接地アンテナ13aやショート線13pを、必要に応じてミアンダ状に構成したり、必要であるなら前者にスタブを付加したりするなど変更を加えることも可能である。さらに、逆F型アンテナに限らず、モノポールアンテナなどを採用してもよい。
(Chip antenna structure)
This will be described with reference to FIG. The
(高周波グランド)
高周波グランド15は、底辺15a(他辺15bと15cとの間の辺)を備えた長方形に形成してあり、この底辺15aをデジタルグランド17の一辺17aに隣接させてある。高周波グランド15は、所望周波数で共振させるために、使用波長λの1/4の長さとほぼ等しくなるように設定してある。高周波グランド15は、それが有する接続点15pとデジタルグランド17が有する接続点17pとを介してデジタルグランド17と電気的に接続してある(図2参照)。接続点15pと接続点17pとの間の接続は、たとえば銅箔のような導体箔21により行っている。
(High frequency ground)
The high-
次は、接続点15pを設ける位置について説明する。接続点15pは、ショート線13pの接地端13qを通り高周波グランド15の底辺15aに下ろした垂線と底辺15aとの交点15qと他辺15cとの間のほぼ中央に設けてある。すなわち、高周波グランド15の交点15qと他辺15cとの間の長さを使用波長λの1/4の長さとほぼ等しく設定してあるため、接続点15pは他辺15cからλ/8の長さと等しい長さだけ移動した位置よりさらに僅か他辺15bよりの位置に配したことになる。このような位置に接続点15pを配した第1の理由は、アンテナ電圧が最大になる位置、すなわち、図2に示す交点15qがある位置に配するのではなく、それ以外の位置に配する点にある。アンテナ電圧が最大となる位置以外の位置に配することにより、電圧が最大となる位置に配する場合に比べ輻射効率を改善することができるからである。さらに、後述する実験によれば、同じく電圧最大位置を外した位置に配する場合であっても、交点15qと他辺15cとの間の中央領域に配した場合に最もよい結果を得ることができたからである。これが、上記位置に接続点15pを配した第2の理由である。
Next, the position where the
(本実施形態の実験結果)
図2乃至7を参照しながら説明する。図3乃至7に示す図表は、図2に示す高周波グランド15の接続点15pを、+(図の左方向)方向又は−(図の右方向)方向に移動させたときのVSWR特性を表している。同じくXは、高周波グランド15を動かさずに接続点15pだけを左右に移動させた距離を示す。「X=0mm」は、接続点15pが交点15qと他辺15cとの間の中央に位置することを示し、たとえば「X=+9mm」は、接続点15pを図の+方向(左方向)に中心から9mm移動させたことを示す。なお、図2に示す直線Lは、接続点15pを通る底辺15aに対する垂線である。ここで、共振周波数fは2.4GHz帯に設定し、したがって、交点15qと他辺15cとの間の長さを、使用波長λの1/4の長さと等しい長さである32mmより僅かに長い36mmに設定した。高周波グランド15の接続点15pとデジタルグランド17の接続点17pとを接続する導体箔21は、幅3mm長さ6mmの銅箔である。
(Experimental result of this embodiment)
This will be described with reference to FIGS. The charts shown in FIGS. 3 to 7 show the VSWR characteristics when the
図3乃至7から明らかなように、VSWR特性を観察すると、図5に示す状態が最もよい状態であることが分かる。同図に示す状態は、「X=0mm」のとき、すなわち、接続点15pを交点15qと他辺15cとの間の中央に配したときに、2.4〜2.5GHzの範囲でVSWR2以下を得た。他方、図4及び6に示すように「X=±9mm」のときは、中心周波数2.45GHzにおいて、何れもVSWR2以下の値を示した。さらに、図3及び7に示すように「X=±18mm」のときは、同じく中心周波数2.45GHzにおいて、何れもVSWR2以上の値を示した。
As is apparent from FIGS. 3 to 7, when the VSWR characteristic is observed, it can be seen that the state shown in FIG. 5 is the best state. The state shown in the figure is “VS = 0 mm” in the range of 2.4 to 2.5 GHz when “X = 0 mm”, that is, when the
上記の実験により、接続点15pを交点15qと他辺15cとの間の中央に配したときのVSWR特性が最も好ましく、中央から外れると特性が劣化することが分かった。さらに、この実験結果から、交点15qと他辺15cとの間の長さとチップアンテナ13の共振周波数f(共振波長λ)との関係を、次のように分析することができる。すなわち、上記実験では、共振周波数fを2.4GHzに設定したので、その共振波長がほぼ125mmになる。したがって、1/4λがほぼ32mmとなるが、本実験においては、各部品の配置等の作用も働き、アンテナの接地端から開放端の距離を36mmとすることで最適化できた。図2に示す高周波グランド15の底辺15aの、チップアンテナ13から離れる方向の長さは36mmであるから、その長さは1/4λの長さとほぼ等しい。したがって、図2に示す高周波グランド15の底辺15aの向って右端においてアンテナ電圧が最大(アンテナ電流が最小)になる。図2に示す高周波グランド15の底辺15aのチップアンテナ13から離れる方向の長さにおいて、アンテナ電圧が最大の点を外した個所に接続点15pを設けたときに好ましいVSWR特性を得られることが分かった。
From the above experiment, it was found that the VSWR characteristic when the
(本実施形態の第1変形例)
図8に基づいて説明する。本変形例に係る無線バーコードリーダー31が前述した無線バーコードリーダー1と異なるのは、デジタルグランド(第2グランド)の形状のみである。したがって、以下における構成の説明は、デジタルグランドについてのみ行い、他の構成部材についての説明は適宜省略する。
(First modification of this embodiment)
This will be described with reference to FIG. The
図8に示すように、無線バーコードリーダー31が有するリーダー本体33は無線通信ユニット37を、その内部に有している。無線通信ユニット37は、高周波回路部39と、この高周波回路部39とは別体のデジタル回路部41と、を備えている。高周波回路部39は、プリント基板上に載せたチップアンテナ43とその上にパターン形成した高周波グランド(第1グランド)45と、を備え、共振周波数2.45GHz(共振波長λ)に共振するように構成してある。デジタル回路部41は、プリント基板上にパターン形成したデジタルグランド(第2グランド)47を備えている。デジタルグランド47は、突起部47aを有している点で、本実施形態に係るデジタルグランド17と異なっている。突起部47aは、そこを突き出させることにより、デジタルグランド47を有するプリント基板の裏側に各種の部品(図示を省略)を搭載できるようにすることを主目的として形成したものである。
As shown in FIG. 8, the reader
(本変形例の実験結果)
図9乃至13から明らかなように、VSWR特性を観察すると、図11に示す状態が最もよい状態であることが分かる。同図に示す状態は、「X=0mm」のとき、すなわち、接続点45pを高周波グランド45の一辺45aの中央に配したときに、2.4〜2.5GHzの範囲でVSWR2以下を得た。他方、図10に示す「X=+9mm」のときは中心周波数2.45GHzにおいて、さらに、図12に示す「X=−9mm」のときは中心周波数2.45GHzにおいて、それぞれVSWR2以下を得た。さらに、図9に示すように「X=+18mm」のときは中心周波数2.45GHzにおいてVSWR2以上の値を示し、図13に示すように「−18mm」のときは同じく中心周波数2.45GHzにおいてほぼVSWR2以上の値を示した。
(Experimental result of this modification)
As is apparent from FIGS. 9 to 13, when the VSWR characteristic is observed, it can be seen that the state shown in FIG. 11 is the best state. In the state shown in the figure, when “X = 0 mm”, that is, when the
上記の実験により、接続点45pを高周波グランド45の一辺45a(他辺45bと45cとの間の辺)の中央に配したときのVSWR特性が最も好ましく、中央から外れると特性が劣化することが分かった。この点においては、本実施形態に係る無線バーコードリーダー1と同様であるが、本変形例に係る無線バーコードリーダー31の方が、図12の図表等から明らかなように、より適用範囲が広いことが分かった。したがって、本変形例においても、図8に示す高周波グランド45の一辺45aのチップアンテナ43から離れる方向の長さにおいて、アンテナ電圧が最大の点を外した個所に接続点45pを設けたときに好ましいVSWR特性を得られることが分かった。
According to the above experiment, the VSWR characteristic when the
(本実施形態の第2変形例)
図14乃至17に基づいて説明する。第2変形例が本実施形態と異なるのは、図2に示す高周波グランド15の形状のみである。すなわち、図14に示す無線通信ユニット7の高周波グランドを図2に示す高周波グランドと比較すると、2点鎖線で示す三角削除エリア15fを削除して、その分、三角削除エリア15fと同じ形状の三角付加エリア15gを付加した点が異なっている。したがって、図2に示す無線通信ユニットと共通する部分については、図2で使用した符合と同じ符合を図14に示す無線通信ユニットに使用するとともに、その部分の説明を省略する(以下に述べる第3変形例において同じ)。上記形状を有する無線通信ユニット7において、図14に示す角度aを変化させて、本実施形態において行った実験と同じ条件で行ったところ、図15乃至17に示すVSWR特性を得た。すなわち、角度aを15度、30度及び45度に設定したときに、中心周波数2.45GHzにおいて、それぞれVSWR2以下を得た。
(Second modification of this embodiment)
This will be described with reference to FIGS. The second modification differs from the present embodiment only in the shape of the high-
(本実施形態の第3変形例)
図18乃至21に基づいて説明する。図18に示す高周波グランド15と図14に示す高周波グランド15とは、三角削除エリア15fと三角付加エリア15gの位置が上下逆である点が異なっている。図18に示す角度aを変化させて、本実施形態において行った実験と同じ条件で行ったところ、図19乃至21に示すVSWR特性を得た。すなわち、角度aを15度、30度及び45度に設定したときに、中心周波数2.45GHzにおいて、それぞれVSWR2以下を得た。
(Third Modification of this Embodiment)
This will be described with reference to FIGS. The high-
(本実施形態の第4変形例)
図22及び23に基づいて説明する。第4変形例は、図18に示す第3変形例をさらに変形させたものである。両者が異なるのは、図18に示す高周波グランド15の形状のみである。すなわち、図18に示す無線通信ユニット7の高周波グランドを図22に示す高周波グランドと比較すると、2点鎖線で示す矩形削除エリア15jを削除した点が異なっている。角度aは45度に設定してある。したがって、図18に示す無線通信ユニットと共通する部分については、図18で使用した符合と同じ符合を図22に示す無線通信ユニットに使用するとともに、その部分の説明を省略する(以下に述べる第5変形例において同じ)。上記形状を有する無線通信ユニット7において、本実施形態において行った実験と同じ条件で行ったところ、図23に示すVSWR特性を得た。すなわち、図21に示す特性と比べてVSWR2以下の帯域幅が狭くなるが、中心周波数2.45GHzにおいて、VSWR2以下を得た。
(Fourth modification of the present embodiment)
This will be described with reference to FIGS. The fourth modification is a further modification of the third modification shown in FIG. The only difference between them is the shape of the high-
(本実施形態の第5変形例)
図24及び25に基づいて説明する。第5変形例は、図22に示す第4変形例をさらに変形させたものである。両者が異なるのは、図22に示す高周波グランド15と図24に示す高周波グランド15とは、前者から2点鎖線で示す矩形削除エリア15kを削除してある点が異なっている。角度aは45度に設定してある。上記形状を有する無線通信ユニット7において、本実施形態において行った実験と同じ条件で行ったところ、図25に示すVSWR特性を得た。すなわち、図23に示す特性と比べてVSWR2以下の帯域幅はほぼ同じであり、中心周波数2.45GHzにおいて、VSWR2以下を得た。
(Fifth modification of this embodiment)
This will be described with reference to FIGS. The fifth modification is a further modification of the fourth modification shown in FIG. 22 is different from the
(考察)
以上の実験結果を中心に踏まえて本発明の原理を考察すると、おそらく次に述べる通りとなる。すなわち、本実施形態における接続点15p(図2参照)及び本変形例における接続点45p(図8参照)のある位置が第1グランドである高周波グランド15又は高周波グランド45の一辺上においてオープン端、ショート端以外の位置に配することにより、好結果を得られたようである。オープン端では、その点においてアンテナ電圧が最大になる(また、ショート端で電流が最大となる)が、これを避けることが好結果、すなわち、輻射効率向上の要因ではないか、と思われる。とするなら、上記した接続点15pや接続点45pを、アンテナ電圧が最大になる点、すなわち、第1グランド上において、チップアンテナ13又は交点15q(接地点)から使用波長λの1/4の長さと等しい長さの自然数倍の長さと等しい距離だけ離れた点上には設けないことが好結果を得るために大事であると思われる。
(Discussion)
If the principle of the present invention is considered based on the above experimental results, it will probably be as follows. That is, the position of the
上記の考察を具体化すると、たとえば、交点15qからλ/4の自然数倍の長さと等しい距離だけ離れた位置以外の位置、交点15qからλ/8+λ/4の自然数倍±λ/16の長さと等しい距離の範囲内の位置、交点15qからλ/8+λ/4の自然数倍の長さと等しい距離だけ離れた位置、当該高周波グランドを画成する辺のうち、当該λ/4の自然数倍の長さと等しい長さを有する辺上の位置、交点15qと他辺15cの間の中央から±λ/16の長さと等しい距離の範囲内の位置、当該第1グランドのλ/4の自然数倍の長さと等しい長さを有する辺の中央の位置、高周波グランドを画成する辺のうち、接地アンテナ(チップアンテナ)に隣接する第1の辺および当該第1の辺と対向する第2の辺を除いた何れかの辺上の位置、交点15qと他辺15cの間の中央から、前記接地アンテナの共振波長λの±1/16と等しい距離の範囲内の位置、交点15qと他辺15cの間の中央の位置、に接続点15p又は接続点45pを設けることにより輻射効率向上を期待することができよう。
When the above consideration is embodied, for example, a position other than a position separated from the
なお、図2及び8に示すチップアンテナは高周波グランドの長さ方向に平行となるように配してあるが、図14に示すように、長さ方向に対して垂直となるように配してもよい。図14に示す場合も、交点(接地点)15qと他辺15cの間の中央の位置に接続点15pを配することが、輻射効率向上のために最も好ましい。
2 and 8 are arranged so as to be parallel to the length direction of the high-frequency ground, but as shown in FIG. 14, they are arranged so as to be perpendicular to the length direction. Also good. Also in the case shown in FIG. 14, it is most preferable to arrange the
上述した無線バーコードリーダー1及び無線バーコードリーダー31は、本発明の適用対象の一例であって、これら以外の電子機器(通信機器)が適用対象となり得ることは言うまでもない。たとえば、携帯電話機、PDA(Personal Digital Aid)、パーソナルコンピュータのような無線通信ユニットを内蔵するもの全てが対象となる。
The
1,31 無線バーコードリーダー
3,33 リーダー本体
7,37,101 無線通信ユニット
9,39 高周波回路部
11,41 デジタル回路部
13,43,103 チップアンテナ
13a 接地アンテナ
13b 給電端
13c 屈曲部
13d 開放端
13p ショート線
13q 接地端
13r 屈曲部
15,45 高周波グランド(第1グランド)
17,47 デジタルグランド(第2グランド)
21 導体箔
15p,17p,45p 接続点
47a 突起部
105 第1グランド
109 第2グランド
111 チップインダクタ
1,31 Wireless
17, 47 Digital ground (second ground)
21
Claims (8)
当該接地アンテナの接地点から開放端までの長さを、λ/4の自然数倍の長さと等しく設定した高周波用の第1グランドと、
接続点を介して当該第1グランドと電気的に接続したデジタル用の第2グランドと、を備え、
当該接続点を、当該接地点からλ/4の自然数倍の長さと等しい距離だけ当該第1グランドの長さ方向に沿って離れた位置以外の位置に配してある
ことを特徴とする通信装置。 A grounded antenna with a resonant wavelength λ;
A high-frequency first ground in which the length from the ground point of the ground antenna to the open end is set equal to a length that is a natural number multiple of λ / 4;
A digital second ground electrically connected to the first ground via a connection point;
The connection point is arranged at a position other than the position separated from the grounding point along the length direction of the first ground by a distance equal to a length that is a natural number multiple of λ / 4. apparatus.
ことを特徴とする請求項1記載の通信装置。 The communication apparatus according to claim 1, wherein the connection point is arranged within a range of a distance equal to a length of a natural number multiple of λ / 8 + λ / 4 ± λ / 16 from the ground point.
ことを特徴とする請求項1乃至3何れか記載の通信装置。 The said connection point is distribute | arranged in the range of the length equal to the length of +/- λ / 16 from the center of the length from the said earthing | grounding point to the said open end. The Claim 1 thru | or 3 characterized by the above-mentioned. Communication equipment.
ことを特徴とする請求項1乃至3何れか記載の通信装置。 The communication device according to any one of claims 1 to 3, wherein the connection point is arranged at a center of a length from the ground point to the open end.
当該接地アンテナに接続された高周波回路と、
当該高周波回路のグランドとして機能するとともに当該接地アンテナと対となってアンテナを構成する高周波グランドと、
当該高周波回路および当該高周波グランドとは別に設けたデジタル回路およびデジタルグランドと、を備え、
当該高周波グランドと当該デジタルグランドとは、当該高周波グランドが有する接続点を介して電気的に接続してあり、
当該高周波グランドの接続点を、当該高周波グランドを画成する辺のうち、当該接地アンテナに隣接する第1の辺および当該第1の辺と対向する第2の辺を除いた何れかの辺上に配してある
ことを特徴とする通信装置。 A grounded antenna with a resonant wavelength λ;
A high-frequency circuit connected to the ground antenna;
A high-frequency ground that functions as a ground of the high-frequency circuit and forms a pair with the ground antenna;
A digital circuit and a digital ground provided separately from the high-frequency circuit and the high-frequency ground,
The high frequency ground and the digital ground are electrically connected via a connection point of the high frequency ground,
The connection point of the high-frequency ground is on any side of the sides that define the high-frequency ground, excluding the first side adjacent to the ground antenna and the second side facing the first side. A communication device characterized by being arranged in
前記接続点を、当該接地点から当該開放端までの長さの中央から±λ/16の長さと等しい長さの範囲内に配してある
ことを特徴とする請求項6記載の通信装置。 The high-frequency ground length from the ground point of the ground antenna to the open end is set equal to a natural number times λ / 4,
The communication device according to claim 6, wherein the connection point is arranged within a range equal to a length of ± λ / 16 from a center of a length from the ground point to the open end.
ことを特徴とする請求項6記載の通信装置。 The communication device according to claim 6, wherein the connection point is arranged at a center of a length from a ground point of the ground antenna to an open end of the high-frequency ground.
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