JP2006129226A - 基板搭載薄型アンテナ - Google Patents

Abstract

【課題】 モジュール基板に搭載でき、しかも４．９〜６．０ＧＨｚ等の広帯域をカバーできる基板搭載薄型アンテナを提供する。
【解決手段】 モジュール基板３０に搭載する基板搭載薄型アンテナにおいて、モジュール基板３０の給電路に接続される給電端子１５と、モジュール基板３０のグランドに接続されるグランド端子１４と、給電端子１５とグランド端子１４とを短絡する第一ループ素子１２と、グランド端子１４側の第一ループ素子１２に一体に形成されたグランド板１１と、上記ループ素子１２の給電端子１５側から分岐して形成され、その分岐片１６より互いに反対方向に延びた第一放射素子１７と第二放射素子１８とを備えたものである。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ミニＰＣＩやアンテナ発振回路が載るモジュール基板などに搭載する基板搭載薄型アンテナに関するものである。

ミニＰＣＩやアンテナ発振回路が載るモジュール基板などに搭載する基板搭載薄型アンテナを用いた無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ ８０２．１１ａ（いわゆるハイパーａを含む）／ｂ／ｇ）が普及し始めている。

この無線ＬＡＮは、２．４〜２．５ＧＨｚを使用する８０２．１１ｂと、４．９〜６．０ＧＨｚを使用する８０２．１１ａの規格があり、無線ＬＡＮ用のアンテナとしては、これら２．４ＧＨ帯と５ＧＨｚ帯のデュアルバンド発振が可能な平板アンテナが求められて来ている。

従来、平板アンテナとしては、特許文献１に示されるように、リードフレームを打ち抜いてグランド部と放射素子部を形成した平板アンテナや、特許文献２に示されるように、絶縁性基板の両面に形成した導体膜で逆Ｆアンテナを形成したアンテナ装置などがある。

特開２００３−１５２４２９号公報 特開２００３−８３２５号公報

しかしながら、これらアンテナは、給電のためのケーブルを必要とし、ディスプレイの周囲枠に取り付ける構造であり、モジュール基板に直接搭載することはできない。

また、５ＧＨｚ帯を使用する８０２．１１ａは、２ＧＨｚ帯を使用する８０２．１１ｂに比べて通信速度が速くノイズの影響が少ないことから、最近注目されているが、５ＧＨｚ帯は、欧米、アジア、日本などでそれぞれ異なった周波数で運用されているため、これら異なった周波数の全てに適合するためには、広帯域なアンテナを必要とする。

本発明の目的は、モジュール基板に搭載でき、しかも４．９〜６．０ＧＨｚ等の広帯域をカバーできる基板搭載薄型アンテナを提供することにある。

上記の目的を達成するために請求項１の発明は、モジュール基板に搭載する基板搭載薄型アンテナにおいて、モジュール基板の給電路に接続される給電端子と、モジュール基板のグランドに接続されるグランド端子と、給電端子とグランド端子とを短絡する第一ループ素子と、グランド端子側の第一ループ素子に一体に形成されたグランド板と、上記ループ素子の給電端子側から分岐して形成され、その分岐片より互いに反対方向に延びた第一放射素子と第二放射素子とを備えた基板搭載薄型アンテナである。

請求項２の発明は、グランド板を谷折りして起立させ、さらに山折りしてグランド板に繋がる第一ループ素子と第一放射素子と第二放射素子とを、モジュール基板に対して浮かせるようにした請求項１記載の基板搭載薄型アンテナである。

請求項３の発明は、グランド板の一部を金属テープで、モジュール基板のグランド部に貼り付けた請求項１又は２記載の基板搭載薄型アンテナである。

請求項４の発明は、給電端子とグランド端子とを短絡する第一ループ素子が、５ＧＨｚ帯の１波長の長さに形成され、第一放射素子が、５ＧＨｚ帯の１／４波長の長さに形成され、かつ第一放射素子が、分岐片より第一ループ素子と反対方向に延びるように設けられる請求項１〜３いずれかに記載の基板搭載薄型アンテナである。

請求項５の発明は、給電端子とグランド端子とをモジュール基板側に折り曲げてモジュール基板に搭載し、その状態でモジュール基板の給電路とグランドにそれぞれ半田付けされる請求項１〜４いずれかに記載の基板搭載薄型アンテナである。

本発明は、モジュール基板に簡単に搭載でき、しかも広帯域発振可能なアンテナを実現できる。

以下本発明の実施形態を添付図面により説明する。

図１は、本発明における薄型アンテナを導体平板から打ち抜いた状態を示し、図２はモジュール基板に搭載した状態を示している。

図１において、１０は、導体平板をプレスにより打ち抜いて形成された薄型アンテナである。導体平板としては、メッキのないリン青銅板を用い、その表裏にポリイミド樹脂などフィルムをラミネートしたものを用いるが、導体平板として、鉄、その他メッキを施したものを用いることができる。また、フィルムは、導体平板をプレスで打ち抜いた後に貼り付けてもよい。

この薄型アンテナ１０は、長方形状のグランド板１１と、そのグランド板１１を含んで形成される第一ループ素子１２と、第一ループ素子１２のグランド板１１側に接続されたグランド端子１４と、第一ループ素子１２の他端に接続された給電端子１５と、給電端子１５側の第一ループ素子１２に形成された分岐片１６と分岐片１６に接続され給電端子１５と平行に延びる第一放射素子１７と、分岐部１６より第一放射素子１７と反対方向に延びる第二放射素子１８と、第一放射素子１７と第二放射素子１８と一体に形成された折り曲げ片１９とから構成される。

グランド板１１には、一点鎖線で示した折り曲げ線２０と点線で示した折り曲げ線２１が形成され、折り曲げ線２０にて谷折りされて下方に主グランド片２２が形成され、その主グランド片２２から起立した起立グランド片２３が形成され、折り曲げ線２１で山折りされて、起立グランド片２３から水平にされた水平グランド片２４が形成される。

第一ループ素子１２は、給電端子１５からスリットＳ１を介して水平グランド片２４と平行に延びるループ部材２５と、そのループ部材２５と水平グランド片２４の中央を連結する連結片２６と、連結片２６が連結した水平グランド片２４のグランド端子１４側の水平グランド部２４ａとで、給電端子１５とグランド端子１４とを短絡するように構成される。

グランド端子１４は、水平グランド部２４ａから折り曲げ線２７で山折りされ、給電端子１５は、ループ部材２５から折り曲げ線２８で折り曲げられて形成される。

第一ループ素子１２のループ部材２５の給電端子１５側には分岐片１６が形成され、その分岐片１６から給電端子１５側に延びて第一放射素子１７が形成され、その反対側に分岐片１６からループ部材２５とスリットＳ２を介して延びる第二放射素子１８が形成される。

また第一放射素子１７の中間と第二放射素子１８の中間に跨って折り曲げ片１９が形成されると共に折り曲げ線２９にて山折りされる。

第一ループ素子１２と第一放射素子１７とは、５ＧＨｚ帯に共振周波数をもつように形成され、第一ループ素子１２は、給電端子１５からグランド端子１４までの長さが５ＧＨｚの１波長となる長さに、第一放射素子１７は、給電端子１５から１／４波長の長さとなるように形成される。

第二放射素子１８は、２ＧＨｚ帯に共振周波数をもつように形成され、給電端子１５から１／４波長の長さとなるように形成される。

図２は、本発明の薄型アンテナ１０を、モジュール基板３０に搭載した状態を示したものである。

薄型アンテナ１０の主グランド片２２の裏面のフィルムを剥がした状態で、金属（銅）テープ３１にてモジュール基板３０のグランド部３２に貼り付け、給電端子１５を、モジュール基板３０に形成したビアホール３５を通して、絶縁板３３の裏面に形成した給電線路（図示せず）に半田付けし、グランド端子１４を、同じくビアホール３６を通して、絶縁板３３の裏面に形成したグランド（図示せず）に半田付けする。

この場合、モジュール基板３０をある程度厚さを持った材質を選ぶことにより、アンテナ実装方法を簡素化することができる。つまり、半田リフローラインに実装可能な状態で流すことで、現場でのアンテナ実装を自動化することができ、結果として製品単価を下げることに貢献できる。

この薄型アンテナ１０の第一ループ素子１２と第一放射素子１７と第二放射素子１８とは、起立グランド片２３により、絶縁板３３から１．５ｍｍ程度、浮くようになっており回路パターンの影響を減少させることができる。

図３は、本発明の薄型アンテナのアンテナ特性を示したもので、図３（ａ）は、周波数に対するリターンロスの関係を、図３（ｂ）は、周波数に対する電圧定在波比（ＶＳＷＲ）を、図３（ｃ）は、２ＧＨｚ帯における平均利得を、図３（ｄ）は、５ＧＨｚ帯における平均利得を示している。

図３より、２ＧＨｚ帯と５Ｈｚ帯に共振周波数を有し、２ＧＨｚ帯では、２．４〜２．５ＧＨｚで平均利得が−１ｄＢｉ以上を有し、５ＧＨｚ帯では、４．９０〜５．９ＧＨｚで平均利得が−２ｄＢｉ以上を有するワイドバンドなアンテナ特性となっている。

この５ＧＨｚ帯で、ワイドバンドである理由は、第一ループ素子１２が、１波長の長さで広帯域に寄与し、第一放射素子１７が１／４波長に形成されて利得向上に寄与し、さらに、給電点である給電端子１５から互いに逆方向に形成されているため、入力インピーダンスの整合がとりやすいためである。

上述の実施の形態では、ポリイミドフィルムをラミネートした例を示したが、フィルムをラミネートせずに、そのままモジュール基板３０に搭載するようにしてもよい。また起立グランド片２３により、第一ループ素子１２と第一放射素子１７と第二放射素子１８とが、絶縁板３３から１．５ｍｍ程度浮くようにしたが、回路パターンの影響がなければ、必ずしも浮かせる必要はない。

本発明における薄型アンテナを導体平板から打ち抜いた状態の平面図である。 本発明における薄型アンテナをモジュール基板に搭載した状態を示す斜視図である。 本発明における薄型アンテナのアンテナ特性を示す図である。

符号の説明

１１ グランド板
１２ 第一ループ素子
１４ グランド端子
１５ 給電端子
１６ 分岐片
１７ 第一放射素子
１８ 第二放射素子
３０ モジュール基板

Claims (5)

1. モジュール基板に搭載する基板搭載薄型アンテナにおいて、モジュール基板の給電路に接続される給電端子と、モジュール基板のグランドに接続されるグランド端子と、給電端子とグランド端子とを短絡する第一ループ素子と、グランド端子側の第一ループ素子に一体に形成されたグランド板と、上記ループ素子の給電端子側から分岐して形成され、その分岐片より互いに反対方向に延びた第一放射素子と第二放射素子とを備えたことを特徴とする基板搭載薄型アンテナ。
2. グランド板を谷折りして起立させ、さらに山折りしてグランド板に繋がる第一ループ素子と第一放射素子と第二放射素子とを、モジュール基板に対して浮かせるようにした請求項１記載の基板搭載薄型アンテナ。
3. グランド板の一部を金属テープで、モジュール基板のグランド部に貼り付けた請求項１又は２記載の基板搭載薄型アンテナ。
4. 給電端子とグランド端子とを短絡する第一ループ素子が、５ＧＨｚ帯の１波長の長さに形成され、第一放射素子が、５ＧＨｚ帯の１／４波長の長さに形成され、かつ第一放射素子が、分岐片より第一ループ素子と反対方向に延びるように設けられる請求項１〜３いずれかに記載の基板搭載薄型アンテナ。
5. 給電端子とグランド端子とをモジュール基板側に折り曲げてモジュール基板に搭載し、その状態でモジュール基板の給電路とグランドにそれぞれ半田付けされる請求項１〜４いずれかに記載の基板搭載薄型アンテナ。
   

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