JP2005269609A - アンテナユニット - Google Patents

Abstract

【課題】電子装置からグランドラインを経由して伝達されるノイズを低減し受信感度の劣化を防止することができるアンテナユニットを提供する。
【解決手段】電子装置に接続され、受信した無線信号を電子装置に送信するためのアンテナユニットであり、このアンテナユニットはノイズキャンセラーを備え、このノイズキャンセラーは、電子装置で発生してグランドラインを経由してアンテナユニットへ伝達されるノイズをうち消すものであり、このノイズキャンセラーは、一端が電磁シールドと電気的に接続され他端が自由端である導電性のスタブ片３０からなり、上記スタブ片の長さは無線信号の波長の約１／４である。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子装置に接続され、受信した無線信号を電子装置に送信するためのアンテナユニットに関する。

特許文献１は、ＧＰＳ（Global PositioningSystem）用のアンテナユニットを開示している。このアンテナユニットは、ＰＤＡ（Personal DigitalAssistance）やノートパソコンなどの電子装置に挿入され、ＧＰＳ衛星からの衛星信号を受信して、現在位置などのデータを電子装置に送信する。このアンテナユニットは、電子装置からアンテナユニットに内蔵されたアンテナまでの距離を延ばすことができ、これにより、電子装置内部のＣＰＵ等で発生したノイズが空間を伝播しアンテナユニットに悪影響を及ぼす可能性を低減している。

ところで、電子装置からアンテナユニットに伝達されるノイズとしては、上記のように空間を伝播するノイズの他に、電子装置のグランドとアンテナユニットのグランドとを接続するグランドラインを介して、電子装置からアンテナユニットに伝達されるノイズがある。このグランドラインのノイズが電子装置からアンテナユニットへ伝達されるとグランドレベルが不安定になり、受信した無線信号の波形が破損され受信感度が劣化する恐れがある。上述のアンテナユニットでは、空間を伝播するノイズは低減できるものの、グランドラインを介して伝わるノイズは低減することができなかった。
特開２０００−２９２５２２号公報

本発明は上記問題点を解決するために為されたものであって、電子装置からグランドラインを経由して伝達されるノイズを低減し、受信感度の劣化を防止することができるアンテナユニットを提供することを目的とする。

本発明にかかるアンテナユニットは、電子装置に接続され、受信した無線信号を電子装置に送信するためのアンテナユニットであって、無線信号を受信するアンテナと、信号処理モジュールと、上記アンテナ及び上記信号処理モジュールを支持する基板と、端子インターフェイスと、電磁シールドと、絶縁樹脂から形成されたケースとを備える。上記信号処理モジュールは上記アンテナで受信した無線信号を上記電子装置へ送信するための信号データに変換する。上記基板は上記信号処理モジュールのグランドを形成する回路グランドを備える。上記端子インターフェイスは上記電子装置との電気接続用の端子列を備え、上記端子列に設けられたグランド端子から上記回路グランドへと至るグランドラインを含む。上記電磁シールドは上記信号処理モジュールを包囲して上記信号処理モジュールを上記アンテナから電磁的に隔離し、この電磁シールドは上記回路グランドと電気的に接続される。上記ケースは上記アンテナ、上記基板、上記信号処理モジュール、上記端子インターフェイス、上記電磁シールドを収容し、上記端子列を露出させる。

本発明の特徴部分は、このアンテナユニットはノイズキャンセラーを備え、このノイズキャンセラーは、上記電子装置で発生し上記グランドラインを経由して上記回路グランドへ伝達されるノイズをうち消すものであり、このノイズキャンセラーは、一端が上記電磁シールドと電気的に接続され他端が自由端である導電性のスタブ片からなり、上記スタブ片の長さは上記無線信号の波長の約１／４である、という点にある。

上記スタブ片を設けたことにより、上記グランドラインから上記電磁シールドへと伝達されたノイズの一部はスタブ片へと分岐される。ここで、上記スタブ片の長さが無線信号の波長の約１／４のため、無線信号と同じ周波数を持つノイズは、上記スタブ片を１往復する（すなわち、波長の約１／２の距離を進む）と、スタブ片に分岐されなかったノイズに対して位相が１８０°遅れる。従って、スタブ片に分岐されたノイズと分岐されなかったノイズとが互いにうち消し合い、ノイズが低減される。

従って、本発明のアンテナユニットは上記ノイズキャンセラーを備えたことにより、電子装置からグランドラインを経由して伝達されるノイズのうち無線信号と同じ周波数のノイズを低減することができ、これにより受信感度の劣化を防止することができる。

上記スタブ片は、ワイヤーから形成してもよいし、上記電磁シールドの一部を切り起こして形成してもよい。

或いは、スタブ片は、上記ケースに対して伸縮可能な棒状の部材でもよい。

或いは、上記スタブ片は棒状の部材であり、上記ケースは、外底面に上記スタブ片の一端が挿入される差込孔を備え、その差込孔の内周面は上記電磁シールドと電気的に接続されており、上記スタブ片は上記差込孔の内周面を介して上記電磁シールドと電気的に接続されていてもよい。

或いは、上記スタブ片は、一端が上記ケースの外底面に回転自在に支持された棒状の部材でもよい。

或いは、上記スタブ片は、平板状でもよい。この場合、上記スタブ片は上記ケースの外底面に配置され、アンテナユニットが電子装置に接続された時に上記電子装置とアンテナユニットとの間を電磁的に遮断する垂直板を備えるのも好ましい。上記垂直板を備えることにより、空中を伝播されるノイズも遮断しやすい。或いは、上記スタブ片は、扇形の平板であり、上記ノイズキャンセラーは、複数の上記スタブ片を備え、上記複数のスタブ片は、一端が上記ケースの外底面に回転自在に支持されるのも好ましい。

また、上記電磁シールドは、上記ケースの内底面に配置され、このアンテナユニットはさらに上記ケースの底面を介して上記電磁シールドと容量結合する極板を備え、上記スタブ片は、一端が上記極板に接続され、上記極板を介して上記電磁シールドと電気的に接続されるのも好ましい。

この場合、上記極板は、上記ケースの外底面に装着され、上記スタブ片は、上記極板の一部を切り起こして形成してもよい。

或いは、上記スタブ片は、上記極板と共に上記ケースにインサート成形してもよい。

或いは、このアンテナユニットは、上記ケースの外底面に装着されるシート部材を備え、上記極板およびスタブ片は、上記シート部材内に形成されてもよい。或いは、上記ケースの外底面に装着されるケースカバーを備え、上記極板およびスタブ片は、上記ケースカバーにインサート成形されてもよい。

或いは、上記極板は、上記ケースの外底面に装着され、上記スタブ片は、上記極板から延出する平板状でもよい。この場合、上記極板はアンテナユニットが電子装置に接続された時に上記電子装置とアンテナユニットとの間を電磁的に遮断する垂直板を備えるのも好ましい。或いは、上記極板および上記スタブ片は、扇形の平板であり、上記ノイズキャンセラーは、複数の上記平板を備え、上記複数の平板は、一端が上記ケースの外底面に回転自在に支持されるのも好ましい。

本発明を詳細に説述するために、添付の図面に従ってこれを説明する。
（第１の実施形態）
図１に、本発明の第１の実施形態に係るアンテナユニットを示す。このアンテナユニットは、図２に示すようにＰＤＡやノートパソコンなどの電子装置のＳＤカード用のインターフェイス（図示せず）に挿入され、ＧＰＳ衛星からの衛星信号を受信して、現在位置などのデータを電子装置に送信するＧＰＳ用のアンテナユニットである。

このアンテナユニットのケースは、絶縁樹脂から形成され、図３に示すように、ベース１０、およびベース１０に取り付けられるヘッドカバー１１、インターフェイスカバー１２から構成される。

図４に示すように、ヘッドカバー１１で覆われるベース１０の部位には、基板２０が収容される。基板２０の両面には、多数の回路素子から構成された信号処理モジュールが実装されており、信号処理モジュールは、図４および図５に示すように、基板２０の両面で電磁シールド２１，２２によって包囲されている。ＧＰＳ衛星からの衛星信号を受信するアンテナ２３は、基板２０の表側の電磁シールド２１の上に固定されており、アンテナ２３は電磁シールドによって信号処理モジュールと電磁的に隔離されている。信号処理モジュールは、アンテナ２３で受信した衛星信号を復調してＧＰＳ信号を取り出し、ＳＤ（Secure Digital）規格のプロトコルに基づいた信号データに変換し、その信号データを後述する端子インターフェイス４０を介して電子装置に送信する。基板２０の両表面には、信号処理モジュールのグランドを形成する回路グランド２４が形成されており、電磁シールド２１，２２は、回路グランド２４と電気的に接続されている。

図５に示すように、基板２０の裏側の電磁シールド２２には、導電性のスタブ片３０が接続される。スタブ片３０は、薄い金属板から形成され、一端が電磁シールドと電気的に接続され、他端が自由端（換言すれば、電気的な開放端）である。スタブ片３０は、ベース１０の底面に設けられた孔１０Ａ（図１参照）を通ってベース１０の外部へ引き出され、その後、ベース１０及びヘッドカバー１１の外面に沿ってベース１０及びヘッドカバー１１に接着される。スタブ片３０の詳細については後述する。

インターフェイスカバー１２で覆われるベース１０の部位には、端子インターフェイス４０が収容される。端子インターフェイス４０は、ＳＤカード用のインターフェイス規格に基づいて作られたＩＯ基板４０ａと、ＩＯ基板４０ａと基板２０とを接続するフラットケーブル４０ｂとから構成される。図５に示すように、ＩＯ基板４０ａの裏側には、アンテナユニットが電子装置に挿入された時に、電子装置のインターフェイスに設けられた端子列と接触する端子列４１が形成されている。図１に示すように、端子列４１は、ベース１０に設けられた複数の孔を介して外部に露出される。端子列４１は、電子装置側のグランド端子と接続されるグランド端子を含み、フラットケーブル４０ｂは、グランド端子から基板２０の回路グランド２４へと至るグランドライン４２を含んでいる。

以下に、スタブ片３０について詳細に説明する。スタブ片３０は、電子装置のＣＰＵ等で発生して端子列４１のグランド端子およびグランドライン４２を経由して回路グランド２４へ伝達されるノイズをうち消すノイズキャンセラーを構成する。スタブ片３０の長さは、衛星信号の波長の約１／４である。すなわち、衛星信号など受信する無線の信号の周波数値ｆ（単位；ヘルツ）について、その波長λ（単位；メートル）は、電波の速度Ｃ（Ｃ＝３．０×１０８ メートル／秒）を用いて、λ＝Ｃ／ｆなる式で導かれるから、ＧＰＳ衛星から受信する衛星信号の周波数が約１．６ＧＨｚ（およそ１５７５．４２メガヘルツ）の場合は、上記式から算出した波長λに１／４を乗じた結果、スタブ片の長さは４．０〜５．０ｃｍの範囲とし、特に４．７ｃｍ付近が好ましい。同様に、衛星信号の周波数が１．２ＧＨｚの場合は、スタブ片の長さは６．０〜６．５ｃｍの範囲とし、特に６．３ｃｍ付近が好ましい。図６を参照して、スタブ片の機能を詳細に説明する。なお、理解を容易にするために、図６ではスタブ片３０を直線形状としている。電子装置で発生したノイズは、端子インターフェイス４０のグランド端子、グランドライン４２、回路グランド２４を通って、電磁シールド２１，２２、アンテナ２３へと伝達される。電磁シールド２２へと伝達されたノイズは、電磁シールド２２をそのまま流れる直進ノイズＡと、スタブ片３０へと流れる分岐ノイズＢとに分岐される。分岐ノイズＢは、スタブ片３０の自由端へと進み、自由端で全反射され、電磁シールド２２へと戻っていく。ここで、スタブ片３０の長さは衛星信号の波長の約１／４のため、衛星信号と同じ周波数を持つノイズから分岐した分岐ノイズＢは、スタブ片３０を一往復する（すなわち、衛星信号の波長の約１／２の距離を進む）と、直進ノイズＡに対して位相が１８０°遅れる。従って、直進ノイズＡと、スタブ片３０を一往復した分岐ノイズＢとが互いにうち消しあって、グランドノイズが低減される。

一般にグランドラインのノイズは広い周波数帯域を有しているが、上記のように、衛星信号の波長の約１／４の長さのスタブ片３０を設けることで、衛星信号とほぼ同じ周波数のノイズを低減することができ、衛星信号の周波数帯域はグランドレベルが安定する。これにより、スタブ片３０を備えたアンテナユニットは、衛星信号を感度良く受信することができる。

なお、スタブ片３０は、電子装置から伝達されたグランドノイズだけでなく、もちろんアンテナユニット自身で発生したノイズも低減することができる。

本実施形態ではスタブ片３０は、基板２０の裏側の電磁シールド２２と接続されていたが、スタブ片３０は、基板２０の表側の電磁シールド２１や回路グランド２４と接続されてもよい。すなわち、スタブ片３０は、グランドラインのノイズが伝達される箇所と電気的に接続されていればよい。

また本実施形態のスタブ片３０は、薄い金属板から形成されていたが、図７に示すように、スタブ片３０はリード線などのワイヤーから形成されていてもよい。ワイヤーは、図８に示すように、一端が基板２０の表側の電磁シールド２１と半田などにより接続され、ヘッドカバー１１に設けた孔１１ａからケースの外部へ延出されている。ワイヤーの上記一端から先端までの長さは、衛星信号の波長の約１／４である。この場合、ワイヤーは安価なため、スタブ片にかかるコストの上昇を抑えることができる。

また、ワイヤーから形成されたスタブ片３０の先端は、図９に示すように、スプリングバネのように巻回してもよい。この場合、ワイヤーの出っ張り長を短くすることができる。或いは、スタブ片３０の先端は、図１０に示すように、ケースに垂直な平面で巻回されてもよい。この場合、さらにワイヤーの出っ張り長を短くすることができる。或いは、スタブ片３０の先端は、図１１に示すように、ケースに平行な平面で巻回されてもよい。この場合、スタブ片３０がケースの底面より下にはみ出すことがなく、アンテナユニットを机上や床面に置いても、スタブ片３０が机上の面から余計な圧力を受けることが無い。従って、スタブ片３０の破損を防ぐことができる。或いは、スタブ片３０の先端は、図１２に示すように、ケースの幅に収まるように、曲折されていてもよい。

スタブ片３０は、図１３.Ａ，図１３.Ｂに示すように、基板２０の表側の電磁シールド２１の上面の一部を切り起こして形成してもよい。スタブ片３０の根本から先端までの長さは、衛星信号の波長の約１／４である。この場合、スタブ片３０の材料を削減できる。もちろん、基板２０の裏側の電磁シールド２２の一部を切り起こしてスタブ片３０を形成してもよい。

スタブ片３０は、図１４.Ａ，１４.Ｂに示すように、ケースに対して伸縮可能な棒状の部材でもよい。図１４.Ａ，１４.Ｂにおいて、ベース１０は背面に縦長の空間を内部に有する収納部６０を備え、収納部６０の中に棒状のスタブ片３０が収納されている。収納部６０の上部には、電磁シールド２２と電気的に接続されスタブ片３０の中間部分を通過させるビーズ状の金具６１が内装されている。スタブ片３０は、その下端で導電面３１が外部に露出しており、図１４.Ｂのように、スタブ片３０が収納部６０から上側に引き出されると、導電面３１が金具６１と係合し、スタブ片３０と電磁シールド２２とが電気的に接続される。スタブ片３０の導電面３１（すなわち、下端）から先端までの長さは、衛星信号の波長の約１／４である。この場合、図１４.Ａのように、スタブ片３０が収納部６０に収納された状態では、スタブ片３０と電磁シールド２２とは電気的に接続されず、スタブ片３０はノイズキャンセラーとして機能しない。従って、電子装置からのグランドノイズの影響が少ない場合や、アンテナユニットを使用しない場合は、スタブ片３０を収納部６０に収納しておき、受信感度が劣化する状況においてのみ、スタブ片３０を引き出して使用すればよい。この場合、スタブ片３０の不使用時に、スタブ片３０の破損を防止できる。

図１５.Ａに示すように、図１４.Ａ、１４.Ｂのスタブ片３０の導電面３１の下方に不導体から形成された押棒３２を延出させ、収納部６０の底面を貫通させるのも好ましい。この場合、図１５.Ｂに示すように、アンテナユニットをＰＤＡなどの電子装置のインターフェイスに挿入すると、押棒３２の下端が電子装置の側面に押されて、自動的にスタブ片３０が引き出された状態となる。従って、スタブ片３０を引き出す手間が省ける。押棒３２は不導体のため、ノイズキャンセラーの機能に影響を与えない。

或いは、図１６.Ａ〜図１６.Ｃに示すように、スタブ片３０自体が伸縮できるように、スタブ片３０を構成してもよい。この場合、図１６.Ａに示すように、スタブ片３０をできるだけ縮めることで、スタブ片３０の破損を防止することができ、また、図１６.Ｂ、１６.Ｃに示すように、スタブ片３０の長さを複数の段階に伸ばすことで、異なる周波数の衛星信号（例えば、約１．６ＧＨｚ、約１．２ＧＨｚ）に対して、適切なスタブ片の長さを選択できる。

或いは、図１７に示すように、スタブ片３０を棒状の部材とし、ケースの背面にスタブ片３０の下端が挿入される差込孔７１を備えた収納部７０を設けても良い。差込孔７１の内周面は電磁シールド２２と電気的に接続されており、スタブ片３０は、その下端で導電面３１が外部に露出しており、差込孔７１の内周面を介して電磁シールド２２と電気的に接続される。スタブ片３０の導電面３１から先端までの長さは衛星信号の波長の約１／４である。差込孔７１は横長であり、スタブ片３０を差込孔７１へ差し込む位置は、差込孔７１の長手方向に沿って、手でずらすことができる。スタブ片３０を差し込む位置を連続的にずらすことで、受信感度を向上できる可能性がある。また、スタブ片３０の不使用時はスタブ片３０を取り外すことで、スタブ片３０の破損を防ぐことができる。

或いは、図１８に示すように、ケースの背面に複数の収納部７０を設け、スタブ片３０をいずれか一つの収納部７０の差込孔７１に挿入するようにしてもよい。全ての差込孔７１の内周面は、電磁シールド２２と電気的に接続されており、スタブ片３０は、その下端で導電面３１が外部に露出しており、差込孔７１の内周面を介して電磁シールド２２と電気的に接続される。スタブ片３０を差し込む位置を不連続にずらすことで、受信感度を向上できる可能性がある。

或いは、図１９.Ａに示すように、スタブ片３０は、一端がケースの外底面に回転自在に支持された棒状の部材でもよい。スタブ片３０は、上記一端が導電性のネジ８０によってケースの外底面に支持されている。図１９.Ｂに示すように、ネジ８０の先端はベース１０を貫通して電磁シールド２２と電気的に接続されており、スタブ片３０はネジ８０を介して電磁シールド２２と電気的に接続されている。スタブ片３０の上記一端からスタブ片の先端までの長さは、衛星信号の波長の約１／４である。ネジ８０は、ベース１０とヘッドカバー１１とを固定する役目とともに、スタブ片３０を支持する役目を兼用している。この場合、アンテナユニットの不使用時などスタブ片３０が邪魔な状況においては、スタブ片３０をケースの背面に隠しておくことができる。また、アンテナユニットの組み立て後に背面からスタブ片３０を取り付けることができ、スタブ片３０の取り付けが容易である。なお、スタブ片３０の回転を規制するストッパーをケースに設けても良い。スタブ片３０がケースの背面に隠れないときは、図２０に示すように、スタブ片３０を折り曲げてもよい。

スタブ片３０の形状は、これまでに述べたように、線状（直線状、曲線状）に限定されるものではなく、例えば、図２１に示すように、スタブ片３０は矩形の平板でもよい。図２１において、スタブ片３０は、一端がネジ８０によってケースの外底面に固定されており、ネジ８０の先端はベース１０を貫通して電磁シールド２２と電気的に接続されている。ネジ８０からスタブ片３０の先端までの長さは、衛星信号の波長の約１／４である。さらに、図２２に示すように、スタブ片３０をインターフェイスカバー１２側に延長し、延長したスタブ片の先端にアンテナユニットが電子装置に接続された時（すなわち、アンテナユニットが電子装置に挿入された時）に、上記電子装置とアンテナユニットとの間を電磁的に遮断する垂直板９０を備えるのも好ましい。この場合、電子装置から空間を伝播してアンテナユニットに伝達されるノイズが垂直板９０によって遮断されやすくなり、さらにノイズ低減効果が高い。なお、図２２において、アンテナユニット本体の大きさは、長手方向の長さ約７ｃｍ；幅約３ｃｍ、ベース１０の外底面からヘッドカバー１１の上面までの高さ約１．４ｃｍであり、スタブ片３０の大きさは、長さ、幅共に約７ｃｍであり、平面図においてヘッドカバー１１より突出するスタブ片３０の上記長手方向の長さは約４ｃｍである。また、垂直板９０の高さは約３ｃｍである。

また、図２３.Ａ，２３.Ｂに示すように、スタブ片３０を扇形の平板とし、アンテナユニットはノイズキャンセラーとして複数のスタブ片３０を備え、複数のスタブ片３０は、ネジ８０により一端がケースの外底面に回転自在に支持されるのも好ましい。ネジ８０の先端はベース１０を貫通して電磁シールド２２と電気的に接続されている。ネジ８０から各スタブ片３０の先端までの長さは、衛星信号の波長の約１／４である。複数のスタブ片３０は、図２３.Ｂに示すように、一つの扇形に広げることができる。スタブ片３０を扇形に広げることで、アンテナユニットの周囲の所定方向にわたって均一なスタブ長を与えることができ、ノイズの低減効果が高い。スタブ片の不使用時は図２３.Ａのようにスタブ片３０を一つにまとめておくことで、スタブ片３０が邪魔にならない。なお、図２４.Ａに示すように、スタブ片３０をベース１０の先端側（インターフェイスカバーと反対側）に固定すれば、スタブ片３０の不使用時にスタブ片３０をケースの背面に隠すことができ、スタブ片がより邪魔にならない。スタブ片３０の使用時には、図２４.Ｂに示すように、各スタブ片３０を１８０°回転させ、スタブ片３０を扇形に広げればよい。

なお、上述した実施形態においては、ＧＰＳ用のアンテナユニットを示したが、本発明のアンテナユニットは、ＧＰＳ用に限定されるものではない。例えば、ノートパソコンなどの電子装置に挿入され、無線ＬＡＮ信号を受信して、受信した無線ＬＡＮ信号を電子装置に送信する無線ＬＡＮ用のアンテナユニットでもよい。また、上述した実施形態においては、ＳＤカード用のインターフェイスを備えていたが、その他の規格のインターフェイスを備えていてもよいことはもちろんである。
（第２の実施形態）
図２５は、本発明の第２の実施形態に係るアンテナユニットを示す。本実施形態の基本構成は第１の実施形態と同様のため同様の部分については同じ符号を付して重複する説明は省略する。

このアンテナユニットは、ケースの外底面に薄い金属板からなる極板１００が接着されており、極板１００は、ベース１０の内底面に配置された電磁シールド２２とベース１０の底面を介して容量結合する。スタブ片３０は、薄い金属板からなり、一端が極板１００と接続され、極板１００を介して電磁シールド２２と電気的に接続されている。スタブ片３０の長さは、衛星信号の波長の約１／４である。

この実施形態の場合、電子装置で発生したノイズは、端子インターフェイス４０のグランド端子、グランドライン４２、回路グランド２４、電磁シールド２２を通って、電磁シールド２２と容量結合した極板１００へと伝達される。極板１００へ伝達されたノイズの一部はスタブ片３０へと分岐され、スタブ片３０の自由端で全反射される。そして、第１の実施形態で説明した原理と同様に、スタブ片３０へ分岐されたノイズと、極板１００をそのまま流れるノイズとが互いにうち消し合い、衛星信号とほぼ同じ周波数のグランドノイズを低減することができる。これにより、スタブ片３０を備えたアンテナユニットは、衛星信号を感度良く受信することができる。

本実施形態の場合、アンテナユニットの組み立て後に極板１００およびスタブ片３０をケースに接着するだけでノイズキャンセラーを構成でき、アンテナユニットの製造が容易である。

なお、スタブ片３０と極板１００は別々の金属板から形成するのではなく、図２６に示すように、同一の金属板から切り出して形成しても良い。或いは、図２７に示すように、スタブ片３０は極板１００から切り起こして形成しても良い。この場合、スタブ片３０の材料を削減できる。スタブ片３０が薄すぎるとスタブ片３０が破損し易くなるため、図２５のスタブ片３０のようにヘッドカバー１１の外面に貼り付けたりせず、外方に露出させたままで使用するならば、極板１００はある程度の板厚を有するのが好ましい。なお、極板１００からスタブ片３０を切り起こしても、その長さが衛星信号の波長の１／４程度であれば、極板１００が電磁シールドと容量結合するのに支障を来たさない。

或いは、図２８に示すように、スタブ片３０を、極板１００と共にケースにインサート成形してもよい。図２８において、極板１００は、電磁シールド２２と容量結合するようにベース１０の底面にインサート成形されている。スタブ片３０は、極板１００から延設されベース１０内にインサート成形された部分とヘッドカバー１１内にインサート成形された部分とに分離して形成されており、ベース１０とヘッドカバー１１とを組み立てた時にそれぞれの部分が電気的に接続される。極板１００とスタブ片３０との接続部分から、ヘッドカバー１１内のスタブ片３０の先端まで長さは、衛星信号の波長の約１／４である。この場合、部品点数が削減され、アンテナユニットの組み立て性が向上する。

或いは、図２９に示すように、アンテナユニットはケースの外底面に装着される薄手の不導体のシート部材１１０を備え、極板１００およびスタブ片３０はシート部材１１０内に形成されてもよい。極板１００は、シート部材１１０がケースの外底面に装着されるとベース１０の底面を介して電磁シールド２２と容量結合する。この場合、アンテナユニットの組み立て後にシート部材１１０をケースに装着するだけでノイズキャンセラーを構成でき、アンテナユニットの製造が容易である。

シート部材１１０内のスタブ片３０の形状は、例えば図３０に示すように、ミアンダー形状でもよく、或いは図３１に示すように、渦巻き形状でもよい。これらの場合、シート部材１１０の出っ張り長を短くできる。

好ましくは、図３２に示すように、シート部材１１０に、スタブ片３０の先端を切り捨て可能なミシン目１２０を複数設けておく。この場合、スタブ片３０の先端をシート部材から切り取ることでスタブ片３０の長さを調整でき、異なる周波数の衛星信号（例えば、約１．６ＧＨｚ、約１．２ＧＨｚ）に対して、適切なスタブ片の長さを選択できる。

シート部材１１０の形状は矩形に限らず、図３３.Ａに示すように、極板１００およびスタブ片３０の外形に沿って切り抜いた形状でもよい。この場合、図３３.Ｂに示すように、シート部材１１０をケースの外面に沿って貼り付けることができ、シート部材１１０の出っ張りを無くすことができる。なお、この場合も図３３.Ａに示すように、スタブ片３０の先端を切り捨て可能なミシン目１２０を複数設けておくと、図３３.Ｃのようにスタブ片の長さを調節できる。

或いは、図３４.Ａに示すように、シート部材１１０内にスタブ片３０を分割して設け、図３４.Ｂに示すように、分割されたスタブ片３０の間を必要に応じて導電性のジャンパー部材１３０で接続できるようにしてもよい。この場合、ジャンパー部材１３０を取り付けたり、取り外したりすることで、衛星信号の波長に応じて適切なスタブ片の長さを選択できる。

或いは、図３５.Ａに示すように、アンテナユニットはケースの外底面（ヘッドカバー１１の周囲を含む）に装着される樹脂製のケースカバー１４０を備え、極板１００およびスタブ片３０をケースカバー１４０内にインサート成形してもよい。極板１００は、ケースカバー１４０の底面に配置され、図３５.Ｂに示すようにケースカバー１４０がケースの外底面に装着されるとベース１０を介して電磁シールド２２と容量結合する。この場合、アンテナユニットにケースカバー１４０を取り付けるだけでノイズキャンセラーを構成できるため、従来のアンテナユニットに対してもノイズキャンセル機能を容易に付加できる。

或いは、図３６に示すように、上記スタブ片３０は、ケースの外底面に装着された極板１００から延出する平板状でもよい。換言すれば、極板１００とスタブ片３０は、ケースの外底面に装着された一枚の導電性を有する平板１５０であり、平板１５０のうちベース１０の底面に位置し電磁シールド２２と容量結合する部分が極板１００として機能し、ベース１０より突出した板１５０の部分が、一端が極板１００と接続されたスタブ片３０として機能する。ベース１０より突出した板１５０の部分（すなわち、スタブ片として機能する部分）の長さは、衛星信号の波長の約１／４である。このように、スタブ片３０の形状は線状（直線状、曲線状）に限らず、平板状でもよい。また、図３７に示すように、極板１００は、スタブ片３０と反対側に、アンテナユニットが電子装置に接続された時（すなわち、アンテナユニットが電子装置に挿入された時）に、上記電子装置とアンテナユニットとの間を電磁的に遮断する垂直板１６０を備えるのも好ましい。この場合、電子装置から空間を伝播してアンテナユニットに伝達されるノイズが垂直板１６０によって遮断されやすくなり、さらにノイズ低減効果が高い。

また、図３８.Ａ，図３８.Ｂに示すように、極板およびスタブ片を扇形の平板１７０とし、アンテナユニットはノイズキャンセラーとして複数の平板１７０を備え、複数の平板１７０は、ネジ８０により一端がケースの外底面に回転自在に支持されるのも好ましい。複数の平板１７０は、図３８.Ｂに示すように、一つの扇形に広げることができる。この場合、平板１７０のうちベース１０の底面に位置し電磁シールド２２と容量結合する部分が極板１００として機能し、ベース１０より突出した板１７０の部分が、スタブ片３０として機能する。ベース１０より突出した板１７０の部分（すなわち、スタブ片として機能する部分）の長さは、衛星信号の波長の約１／４である。板１７０を扇形とすることで、アンテナユニットの周囲の所定方向にわたって均一なスタブ長を与えることができ、ノイズの低減効果が高い。スタブ片の不使用時は図３４.Ａのように板１７０を一つにまとめておくことで、スタブ片が邪魔にならない。なお、図３９.Ａに示すように、板１７０をベース１０の先端側（インターフェイスカバーと反対側）に固定すれば、スタブ片３０の不使用時に板１７０をケースの背面に隠すことができ、板１７０がより邪魔にならない。スタブ片３０の使用時には、図３９.Ｂに示すように、各板１７０を１８０°回転させ、板１７０を扇形に広げればよい。

本実施形態においては、上記した構成以外にも、第1の実施形態で示した構成をベースとして、スタブ片３０と電磁シールド２２とを極板１００を介して電気的に接続させた様々な変形例が容易に考えられる。例えば、図４０は、第1の実施形態の図１４.Ｂをベースとした変形例である。図４０において、金具６１は、電磁シールド２２ではなく、極板１００と電気的に接続されており、スタブ片３０は、金具６１および極板１００を介して、電磁シールド２２と電気的に接続されている。また、図４１は、第1の実施形態の図１７の変形例である。図４１において、差込孔７１の内周面は電磁シールド２２ではなく、極板１００と電気的に接続されており、スタブ片３０は、差込孔７１の内周面および極板１００を介して、電磁シールド２２と電気的に接続される。また、図４２は、第1の実施形態の図１９.Ａの変形例である。図４２において、ネジ８０は極板１００と電気的に接続されており、スタブ片３０は、ネジ８０および極板１００を介して、電磁シールド２２と電気的に接続される。

上記のように、本発明の精神と範囲に反することなしに、広範に異なる実施形態を構成することができることは明白なので、この発明は、添付クレームにおいて限定した以外は、その特定の実施形態に制約されるものではない。

本発明の第１の実施形態に係るアンテナユニットを示す図である。 同上のアンテナユニットをＰＤＡに装着した状態を示す図である。 同上のアンテナユニットの分解図である。 同上のアンテナユニットのヘッドカバーおよびインターフェイスカバーを外した状態を示す図である。 同上のアンテナユニットの基板およびＩＯ基板の背面図である。 同上のアンテナユニットのスタブ片の役割を説明するための図である。 同上のスタブ片の変形例である。 図７のアンテナユニットの部分断面図である。 図７のアンテナユニットのスタブ片の変形例である。 図７のアンテナユニットのスタブ片の変形例である。 図７のアンテナユニットのスタブ片の変形例である。 図７のアンテナユニットのスタブ片の変形例である。 スタブ片の作成方法の一つを説明するための図である。 図１３.Ａのスタブ片を組み込んだアンテナユニットの部分断面図である。 図１のアンテナユニットのスタブ片の変形例である。 図１４.Ａのスタブ片を伸ばした状態を示す図である。 図１４.Ａのアンテナユニットのスタブ片の変形例である。 図１５.Ａのアンテナユニットを電子装置に挿入した状態を示す図である。 図１のアンテナユニットのスタブ片の変形例である。 図１６.Ａのスタブ片を１段階伸ばした状態を示す図である。 図１６.Ｂのスタブ片をさらに１段階伸ばした状態を示す図である。 図１のアンテナユニットのスタブ片の変形例である。 図１のアンテナユニットのスタブ片の変形例である。 図１のアンテナユニットのスタブ片の変形例である。 図１９.Ａのアンテナユニットの断面図である。 図１９.Ａのアンテナユニットのスタブ片の変形例である。 図１のアンテナユニットのスタブ片の変形例である。 図２１のスタブ片の変形例である。 図２１のスタブ片の変形例である。 図２３.Ａのスタブ片を広げた状態を示す図である。 図２３.Ａのスタブ片の変形例である。 図２４.Ａのスタブ片を広げた状態を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係るアンテナユニットを示す図である。 同上のスタブ片の作成方法の一つを説明するための図である。 同上のスタブ片の作成方法の別の一つを説明するための図である。 図２５のアンテナユニットのスタブ片及び極板をインサート成形した図である。 図２５のアンテナユニットのスタブ片の変形例である。 図２９のアンテナユニットのスタブ片の変形例である。 図２９のアンテナユニットのスタブ片の変形例である。 図２９のアンテナユニットのスタブ片の変形例である。 図２５のアンテナユニットのスタブ片の変形例である。 図３３.Ａのスタブ片をアンテナユニットに装着した状態を示した図である。 図３３.Ｂのスタブ片の先端を一部切り取った状態を示した図である。 図２９のアンテナユニットのスタブ片の変形例である。 図３４.Ａのスタブ片をジャンパーで接続した状態を示した図である。 図２５のアンテナユニットの変形例である。 図３５.Ａのヘッドカバーをアンテナユニットに装着した状態を示す図である。 図２５のアンテナユニットのスタブ片の変形例である。 図３６のアンテナユニットの変形例である。 図３６のアンテナユニットのスタブ片の変形例である。 図３８.Ａの平板を広げた状態の図である。 図３６のアンテナユニットの変形例である。 図３９.Ａの平板を広げた状態の図である。 図２５のアンテナユニットのスタブ片の変形例である。 図２５のアンテナユニットのスタブ片の変形例である。 図２５のアンテナユニットのスタブ片の変形例である。

符号の説明

１０ ベース
１１ ヘッドカバー
１２ インターフェイスカバー
２０ 基板
２１ 電磁シールド
２２ 電磁シールド
２３ アンテナ
２４ 回路グランド
３０ スタブ片
４０ 端子インターフェイス
４１ 端子列
４２ グランドライン

Claims (17)

1. 電子装置に接続され、受信した無線信号を電子装置に送信するためのアンテナユニットであって、
   無線信号を受信するアンテナと、
   上記アンテナで受信した無線信号を上記電子装置へ送信するための信号データに変換する信号処理モジュールと、
   上記アンテナ及び上記信号処理モジュールを支持し、上記信号処理モジュールのグランドを形成する回路グランドを備えた基板と、
   上記電子装置との電気接続用の端子列を備え上記端子列に設けられたグランド端子から上記回路グランドへと至るグランドラインを含む端子インターフェイスと、
   上記信号処理モジュールを包囲して上記信号処理モジュールを上記アンテナから電磁的に隔離し、上記回路グランドと電気的に接続された電磁シールドと、
   絶縁樹脂から形成され、上記アンテナ、上記基板、上記信号処理モジュール、上記端子インターフェイス、上記電磁シールドを収容し、上記端子列を外部に露出させたケースとを備え、
   このアンテナユニットはノイズキャンセラーを備え、このノイズキャンセラーは、上記電子装置で発生し上記グランドラインを経由して上記回路グランドへ伝達されるノイズをうち消すものであり、このノイズキャンセラーは、一端が上記電磁シールドと電気的に接続され他端が自由端である導電性のスタブ片からなり、上記スタブ片の長さは上記無線信号の波長の約１／４であることを特徴とする。
2. 請求項１に記載のアンテナユニットにおいて、
   上記スタブ片は、ワイヤーから形成される。
3. 請求項１に記載のアンテナユニットにおいて、
   上記スタブ片は、上記電磁シールドの一部を切り起こして形成される。
4. 請求項１に記載のアンテナユニットにおいて、
   上記スタブ片は、上記ケースに対して伸縮可能な棒状の部材である。
5. 請求項１に記載のアンテナユニットにおいて、
   上記スタブ片は棒状の部材であり、
   上記ケースは、外底面に上記スタブ片の一端が挿入される差込孔を備え、その差込孔の内周面は上記電磁シールドと電気的に接続されており、
   上記スタブ片は上記差込孔の内周面を介して上記電磁シールドと電気的に接続される。
6. 請求項１に記載のアンテナユニットにおいて、
   上記スタブ片は、一端が上記ケースの外底面に回転自在に支持された棒状の部材である。
7. 請求項１に記載のアンテナユニットにおいて、
   上記スタブ片は、平板状である。
8. 請求項７に記載のアンテナユニットにおいて、
   上記スタブ片は、上記ケースの外底面に配置され、
   上記スタブ片は、アンテナユニットが電子装置に接続された時に上記電子装置とアンテナユニットとの間を電磁的に遮断する垂直板を備える。
9. 請求項７に記載のアンテナユニットにおいて、
   上記スタブ片は、扇形の平板であり、
   上記ノイズキャンセラーは、複数の上記スタブ片を備え、
   上記複数のスタブ片は、一端が上記ケースの外底面に回転自在に支持される。
10. 請求項１に記載のアンテナユニットであって、
    上記電磁シールドは、上記ケースの内底面に配置され、
    このアンテナユニットはさらに上記ケースの底面を介して上記電磁シールドと容量結合する極板を備え、
    上記スタブ片は、一端が上記極板と接続され、上記極板を介して上記電磁シールドと電気的に接続される。
11. 請求項１０に記載のアンテナユニットにおいて、
    上記極板は、上記ケースの外底面に装着され、
    上記スタブ片は、上記極板の一部を切り起こして形成される。
12. 請求項１０に記載のアンテナユニットであって、
    上記スタブ片は、上記極板と共に上記ケースにインサート成形される。
13. 請求項１０に記載のアンテナユニットにおいて、さらに
    このアンテナユニットは、上記ケースの外底面に装着されるシート部材を備え、
    上記極板およびスタブ片は、上記シート部材内に形成される。
14. 請求項１０に記載のアンテナユニットにおいて、さらに
    このアンテナユニットは、上記ケースの外底面に装着されるケースカバーを備え、
    上記極板およびスタブ片は、上記ケースカバーにインサート成形される。
15. 請求項１０に記載のアンテナユニットにおいて、
    上記極板は、上記ケースの外底面に装着され、
    上記スタブ片は、上記極板から延出する平板状である。
16. 請求項１５に記載のアンテナユニットにおいて、
    上記極板は、アンテナユニットが電子装置に接続された時に上記電子装置とアンテナユニットとの間を電磁的に遮断する垂直板を備える。
17. 請求項１５に記載のアンテナユニットにおいて、
    上記極板および上記スタブ片は、扇形の平板であり、
    上記ノイズキャンセラーは、複数の上記平板を備え、
    上記複数の平板は、一端が上記ケースの外底面に回転自在に支持される。

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