JP2005130188A

JP2005130188A - 無線ネットワークカード

Info

Publication number: JP2005130188A
Application number: JP2003363502A
Authority: JP
Inventors: Genshu To; 元珠竇
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2003-10-23
Filing date: 2003-10-23
Publication date: 2005-05-19
Also published as: EP1526602A1; US20050090284A1; EP1526602B1; DE602004010600T2; DE602004010600D1

Abstract

【課題】本体機器の存しない所望方向の指向性を強めてアンテナ感度を向上させた無線ネットワークカードを提供すること。
【解決手段】無線ネットワークカード１は、電子回路部３が配設されたカード形状の基板２と、基板２の片面に設けられた放射導体パターン４，５および給電ライン６，７と、放射導体パターン４，５のグラウンドとして基板２の他面に設けられた接地導体パターン８とを備えており、接地導体パターン８のうち電子回路部３と放射導体パターン４，５との間に存して給電ライン６，７と重なり合わない領域に、高周波電流を流れにくくする長さ寸法に設定されたチョーク用スリット９，１０が設けてある。例えば、チョーク用スリット９，１０が接地導体パターン８の外縁に形成した凹状の切れ込みである場合、その長さ寸法（深さ寸法）を共振長λの約４分の１に設定しておけばよい。
【選択図】図１

Description

本発明は、ノートパソコン等の本体機器に挿着して使用される無線ＬＡＮカード等の無線ネットワークカードに関する。

一般にノートパソコンには、無線ＬＡＮカード等のいわゆるＰＣカードを挿入するためのカード用スロットが開設されている。そして、ノートパソコンを例えば無線ＬＡＮに対応させる際には、送受信機能を備えた無線ＬＡＮカードをカード用スロットに挿着して、この無線ＬＡＮカードとノートパソコン側のＣＰＵとの間で信号の授受が行えるようにする。無線ＬＡＮカードには、無線ＬＡＮで使用される所定周波数帯域（例えば２．４ＧＨｚ帯）の電波を送受信するためのアンテナ部や接地導体パターンや電子回路部（ＲＦ回路や制御回路等）が配設されており、このようなアンテナ内蔵型のＰＣカードは無線ネットワークカードと称される。

従来の無線ネットワークカードでは、アンテナ部としてパターンアンテナや誘電体アンテナや板金アンテナなどが広く採用されているが、ロッドアンテナを起立させて使用するというものもある（例えば、特許文献１参照）。いずれの場合も、アンテナ部はカード形状の基板の一側部に設けられており、このアンテナ部のグラウンドとして動作する接地導体パターンと、アンテナ部に対して給電等を行う電子回路部とが、基板の表面の比較的広いスペースを占有している。

一例として、放射素子がモノポールタイプの放射導体パターンである無線ネットワークカードの構成について簡単に説明すると、カード形状の基板の片面に電子回路部と給電ラインと放射導体パターンとが設けられ、基板の他面には別の電子回路部と接地導体パターンとが設けられていることが多く、接地導体パターンは放射導体パターンが形成されている基板の一側部を除く広い領域に形成されている。また、マイクロストリップラインである給電ラインは、その一端が電子回路部に接続されて他端が放射導体パターンに接続されており、基板を介して給電ラインは接地導体パターンと対向している。この種の無線ネットワークカードはアンテナ部がパターンアンテナであることから、薄型化や低コスト化に好適である。
特許第３３１４１２７号公報（第２頁、図１）

上述した従来の無線ネットワークカードは、挿着状態でノートパソコン等の本体機器の外方へ突出する基板の一側部にアンテナ部が配設してあり、このアンテナ部から外部空間へ電波が放射されるようになっているが、挿着状態で本体機器の内部に挿入されている接地導体パターンがアンテナ部の放射素子に比べて大きく、放射素子が励振されるとその近傍の接地導体パターンに誘導電流が生じやすいため、放射ビームが接地導体パターン側へ引き寄せられてしまうという問題があった。すなわち、放射素子から放射される電波は、本体機器の存しない所望の方向で指向性が最大となるように設計されているが、接地導体パターンに生じる誘導電流の影響で本体機器の存する側へ放射される電波が予想外に強くなってしまうことがあり、その場合、所望の方向の指向性が弱くなってしまうためアンテナ感度が低下し、本体機器の誤動作を招来する危険性もあった。

本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、本体機器の存しない所望方向の指向性を強めてアンテナ感度を向上させた無線ネットワークカードを提供することにある。

上述した目的を達成するため、本発明の無線ネットワークカードでは、電子回路部が配設された基板と、該基板の一側部に設けられた放射素子と、前記基板の片面に設けられ一端が前記電子回路部に接続されて他端が前記放射素子に接続された給電ラインと、前記放射素子のグラウンドとして前記基板の他面に設けられ該基板を介して少なくとも前記給電ラインに対向する接地導体パターンとを備え、前記接地導体パターンのうち前記電子回路部と前記放射導体パターンとの間に存して前記給電ラインと重なり合わない領域に、高周波電流を流れにくくする長さ寸法に設定されたチョーク用スリットを設ける構成とした。

このように構成された無線ネットワークカードは、放射素子が励振されて近傍の接地導体パターンに誘導電流が生じても、この誘導電流はチョーク用スリットに到達するとほとんど打ち消されてしまうため、接地導体パターンを流れる誘導電流が大幅に抑制されることになる。それゆえ、放射素子から放射される電波の指向性が該誘導電流の影響で接地導体パターン側へ偏る心配がなくなり、本体機器の存しない所望方向の指向性を強めることができると共に、接地導体パターンが挿入される本体機器に向けて強いビームが放射されなくなるため、該本体機器の誤動作を招来する危険性もなくなる。

前記チョーク用スリットの一例としては、接地導体パターンの外縁に凹状の切れ込みを設けてチョーク用スリットとなし、該スリットの長さ寸法を放射素子が共振する同調電波の波長（共振長）λの約４分の１に設定しておけばよい。すなわち、放射素子の励振時に近傍の接地導体パターンに生じる誘導電流は、特に接地導体パターンの外縁に沿って多く流れるため、放射素子に比較的近い領域で接地導体パターンの外縁に深さ約λ／４の切れ込みを設けておけば、放射素子の存する側とは逆側へ流れる誘導電流を該切れ込みのチョーク機能によって効果的に抑制することができる。

また、前記チョーク用スリットの他の例としては、接地導体パターンの内部に長孔を設けてチョーク用スリットとなし、該スリットの長さ寸法を共振長λの約２分の１に設定しておいてもよい。この場合、励振時に接地導体パターンの内部を放射素子の存する側とは逆側へ流れる誘導電流を、長さ寸法が約λ／２の長孔のチョーク機能によって効果的に抑制することができる。

かかる構成の無線ネットワークカードにおいて、放射素子が給電ラインの存する基板の片面に設けられたモノポールタイプの放射導体パターンであれば、構成が簡素で感度が良好なパターンアンテナが得られるため、無線ネットワークカードの薄型化や低コスト化に好適となる。この場合、延出方向が略直交する一対の放射導体パターンと、各放射導体パターンに個別に接続された一対の給電ラインとを備え、かつ、電子回路部にダイバーシティ受信回路を設けておけば、マルチパスの影響を受けにくい高信頼性のダイバーシティアンテナとして動作させることができるため実用的価値が高まる。

本発明の無線ネットワークカードは、放射素子の励振時に近傍の接地導体パターンに生じる誘導電流を速やかに打ち消すために、該接地導体パターンにチョーク用スリットが設けてあるので、放射素子から放射される電波の指向性が該誘導電流の影響で接地導体パターン側へ偏る心配がなくなり、所望の方向の指向性が強まりアンテナ感度が向上する。また、接地導体パターンが挿入されるノートパソコン等の本体機器に向けて強いビームが放射されなくなるため、該本体機器の誤動作を招来する危険性もなくなる。

発明の実施の形態を図面を参照して説明すると、図１は本発明の実施形態例に係る無線ネットワークカードの平面図、図２は該無線ネットワークカードをノートパソコンに挿着した状態を示す説明図、図３は該無線ネットワークカードの放射ビームの指向特性を示す説明図である。

これらの図に示す無線ネットワークカード１には、電子回路部３が配設されたカード形状の基板２と、この基板２の片面の一側部に設けられたパターンアンテナであって延出方向が略直交する一対の放射導体パターン４，５と、基板２の片面に設けられたマイクロストリップラインであって一端が電子回路部３に接続された一対の給電ライン６，７と、放射導体パターン４，５のグラウンドとして基板２の他面に設けられた接地導体パターン８とが具備されている。電子回路部３はダイバーシティ受信回路やＲＦ回路や制御回路等によって構成されている。放射導体パターン４，５は、その長さ寸法がいずれも共振長（放射導体パターン４，５が共振する同調電波の波長）λの約４分の１に設定されているモノポールタイプである。給電ライン６は、一端が電子回路部３に接続されて他端が放射導体パターン４に接続されている。同様に給電ライン７は、一端が電子回路部３に接続されて他端が放射導体パターン５に接続されている。接地導体パターン８は基板２の比較的広い領域に形成されているが、モノポールタイプの放射導体パターン４，５とは対向しないようにパターン形状が設計されている。そして、この接地導体パターン８のうち、電子回路部３と放射導体パターン４，５との間に存して給電ライン６，７と重なり合わない領域に、高周波電流を流れにくくする長さ寸法に設定された一対のチョーク用スリット９，１０が形成されている。

すなわち、放射導体パターン４，５に比較的近い接地導体パターン８の外縁に一対の凹状の切れ込みを設けてチョーク用スリット９，１０となしており、各チョーク用スリット９，１０の長さ寸法（深さ寸法）はいずれも共振長λの約４分の１に設定してある。ただし、各チョーク用スリット９，１０は前述したように、基板２を介して給電ライン６，７と対向しない領域に形成されている。これらのチョーク用スリット９，１０は、放射導体パターン４，５の励振時に近傍の接地導体パターン８に生じる誘導電流が電子回路部３側へ流れないように抑制するためのものである。

図２に示すように、このように構成された無線ネットワークカード１はノートパソコン２０のカード用スロット２１に挿着して使用され、その際、ノートパソコン２０の内部へは挿入されない放射導体パターン４，５から外部空間へ電波が放射されるようになっている。これらの放射導体パターン４，５はそれぞれ給電ライン６，７から給電されて励振され、各放射導体パターン４，５にて受信された信号は電子回路部３のダイバーシティ受信回路へ送られて、受信電力の大きい信号が選択されたり両信号が合成されたりする。

また、挿着状態でノートパソコン２０の内部に挿入される接地導体パターン８が放射導体パターン４，５に比べて大きいことから、放射導体パターン４，５が励振されるとその近傍の接地導体パターン８に誘導電流が生じやすいが、本実施形態例においては、放射導体パターン４，５に比較的近い領域で接地導体パターン８の外縁に深さ約λ／４のチョーク用スリット（切れ込み）９，１０が設けてあり、励振時に放射導体パターン４，５の存する側とは逆側へ流れる誘導電流は該スリット９，１０に到達するとほとんど打ち消されてしまうため、接地導体パターン８を流れる誘導電流が大幅に抑制されることになる。その結果、この無線ネットワークカード１の放射ビームの指向特性は図３に実線で示す曲線Ａのようになり、ノートパソコン２０の存しない側へ電波が強く放射される。つまり、放射導体パターン４，５から放射される電波の指向性が前記誘導電流の影響で電子回路部３側（ノートパソコン２０側）へ偏る心配がなくなるため、所望方向へ強いビームが放射されるようになってアンテナ感度が向上すると共に、ノートパソコン２０の内部に向けて強いビームが放射されなくなるため、該ノートパソコン２０の誤動作を招来する危険性もなくなる。なお、図３に破線で示す曲線Ｂは、接地導体パターン８にチョーク用スリット９，１０を設けない場合の指向特性を示す比較例である。

図４は本発明の他の実施形態例に係る無線ネットワークカードの平面図であり、図１に対応する部分には同一符号が付してある。

図４に示す無線ネットワークカード１１は、接地導体パターン８の内部に長孔を設けてチョーク用スリット１２となした点が前述した実施形態例と異なっており、このチョーク用スリット１２の長さ寸法は共振長λの約２分の１に設定されている。つまり、励振時に接地導体パターン８に生じる誘導電流は、接地導体パターン８の外縁だけでなく内部にも流れるので、この内部を流れて電子回路部３側へ向かう誘導電流を抑制するために、本実施形態例では放射導体パターン４，５に比較的近い接地導体パターン８の内部にチョーク用スリット１２を設けている。このスリット１２は両端が閉じた長孔形状であるため、長さ寸法を約λ／２に設定することによってチョーク効果が期待できる。ただし、前記チョーク用スリット９，１０と同様に、チョーク用スリット１２は給電ライン６，７と重なり合わない適宜位置を選択して形成する。

なお、上述した各実施形態例では、基板２の一側部に配設されるアンテナ部がパターンアンテナ（放射導体パターン４，５）なので、薄型化や低コスト化に好適である。また、一対の放射導体パターン４，５と一対の給電ライン６，７とダイバーシティ受信回路とを設けてダイバーシティアンテナを構成しているため、マルチパスの影響を受けにくい高信頼性が確保できて実用的価値が高まっている。ただし、アンテナ部が誘電体アンテナや板金アンテナ等からなる場合や、ダイバーシティ方式でない場合にも、放射素子に比較的近い領域で接地導体パターンに所定の長さ寸法のチョーク用スリット（切れ込みや長孔）を設けておけば、ほぼ同様の効果が期待できる。

本発明の実施形態例に係る無線ネットワークカードの平面図である。該無線ネットワークカードをノートパソコンに挿着した状態を示す説明図である。該無線ネットワークカードの放射ビームの指向特性を示す説明図である。本発明の他の実施形態例に係る無線ネットワークカードの平面図である。

符号の説明

１，１１無線ネットワークカード
２基板
３電子回路部
４，５放射導体パターン
６，７給電ライン
８接地導体パターン
９，１０チョーク用スリット（切れ込み）
１２チョーク用スリット（長孔）
２０ノートパソコン（本体機器）

Claims

電子回路部が配設された基板と、該基板の一側部に設けられた放射素子と、前記基板の片面に設けられ一端が前記電子回路部に接続されて他端が前記放射素子に接続された給電ラインと、前記放射素子のグラウンドとして前記基板の他面に設けられ該基板を介して少なくとも前記給電ラインに対向する接地導体パターンとを備え、
前記接地導体パターンのうち前記電子回路部と前記放射導体パターンとの間に存して前記給電ラインと重なり合わない領域に、高周波電流を流れにくくする長さ寸法に設定されたチョーク用スリットを設けたことを特徴とする無線ネットワークカード。
請求項１の記載において、前記接地導体パターンの外縁に凹状の切れ込みを設けて前記チョーク用スリットとなし、該スリットの長さ寸法を前記放射素子が共振する同調電波の波長λの約４分の１に設定したことを特徴とする無線ネットワークカード。
請求項１の記載において、前記接地導体パターンの内部に長孔を設けて前記チョーク用スリットとなし、該スリットの長さ寸法を前記放射素子が共振する同調電波の波長λの約２分の１に設定したことを特徴とする無線ネットワークカード。
請求項１〜３いずれかの記載において、前記放射素子が前記給電ラインの存する前記基板の片面に設けられたモノポールタイプの放射導体パターンであることを特徴とする無線ネットワークカード。
請求項４の記載において、延出方向が略直交する一対の前記放射導体パターンと、各放射導体パターンに個別に接続された一対の前記給電ラインとを備え、かつ、前記電子回路部にダイバーシティ受信回路を設けたことを特徴とする無線ネットワークカード。