JP2007166127A - Antenna - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アンテナに係り、特に、無線LAN等を構築するためにパソコン等の機器に使用されるものに関する。 The present invention relates to an antenna, and more particularly, to an antenna used for a device such as a personal computer for constructing a wireless LAN or the like.
近年、無線通信システム(無線LAN)が普及し、この無線LANに対応したモバイル機器、たとえばノート型パソコンが公衆エリアでインターネットやその他のサービスに接続できる「ホットスポット」が増加している。このホットスポットで無線LANを利用できるノート型パソコンに搭載可能な板状のアンテナとして、図7に示すような、板状の金属素子を用いて構成された平面状のアンテナ200が知られている(たとえば非特許文献1参照)。
In recent years, wireless communication systems (wireless LANs) have become widespread, and “hot spots” in which mobile devices compatible with the wireless LAN, such as laptop computers, can connect to the Internet and other services in public areas are increasing. As a plate-like antenna that can be mounted on a laptop computer that can use a wireless LAN at this hot spot, a
アンテナ200の金属素子は、矩形な板状のグランド導体202と、このグランド導体202の端部から細長く延出している「L」字状の放射導体204とにより構成されている。アンテナ200の使用周波数は、2.4GHz程度であり、放射導体204は、前記使用周波数の波長λの約1/4の長さ延出している。
The metal element of the
放射導体204には、同軸ケーブル208の中心導体210が電気的に接続されており、グランド導体202には、同軸ケーブル208の外側導体212が電気的に接続されている。
The
そして、同軸ケーブル208を用いてアンテナ200に給電することができるようになっている。
ところで、最近のパソコン(特にモバイル用パソコン)のさらなる小型化等によってアンテナの設置スペースが小さくなってきており、さらなるアンテナの小型化が求められている。それにもかかわらず、従来のアンテナ200では、アンテナの特性(周波数特性、指向性)が良好な状態を維持するためにグランド導体202を図7に示すようにある程度大きくする必要があり、アンテナの小型化が困難になっている。
By the way, with the recent miniaturization of personal computers (especially mobile personal computers), the installation space of the antenna has been reduced, and further miniaturization of the antenna is required. Nevertheless, in the
したがって、従来のアンテナ200では、(周波数特性、指向性)を良しくて、設置スペースを小さくするという目的を十分に果たすことができないという問題がある。
Therefore, the
本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、特性(周波数特性、指向性)が良く、設置スペースを従来のものよりも小さくすることができるアンテナを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an antenna that has good characteristics (frequency characteristics and directivity) and can have a smaller installation space than conventional ones.
請求項1に記載の発明は、絶縁性の材料からなる板状の基材と、適数の切り欠きを備えて前記基材の面に設けられた第1の導体と、前記基材の面に前記第1の導体から突出して設けられた第2の導体とを有し、前記第1の導体と前記第2の導体とに給電されるように構成されているアンテナである。
The invention according to
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のアンテナにおいて、前記各切り欠きと、前記第2の導体の先端部側の部位とは、互いがほぼ平行になるように細長く延伸しているアンテナである。 According to a second aspect of the present invention, in the antenna according to the first aspect, the notches and the portion on the tip end side of the second conductor are elongated so that they are substantially parallel to each other. Antenna.
本発明によれば、特性(周波数特性、指向性)が良く、設置スペースを従来のものよりも小さくすることができるアンテナを提供することができるという効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to provide an antenna that has good characteristics (frequency characteristics, directivity) and can reduce the installation space compared to the conventional one.
図1は、本発明の実施形態に係るアンテナ1の概略構成を示す図であり、図2は図1におけるII矢視図である。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an
アンテナ1は、たとえばパソコン等の機器に設置され無線LAN等を構築するために2.4GHz帯で使用されるものであり、合成樹脂等の絶縁性の材料からなる薄い平板状の基材3を備えている。基材3は、フレキシブルに構成されていてもよいし、リジッドに構成されていてもよい。
The
基材3の一方の面には、第1の導体(たとえば銅等の金属で構成された金属素子;グランド導体)5が薄く設けられている。このグランド導体5は、たとえばエッチング等により形成されており、グランド導体5はこの外周から内側に向かう凹状の適数の細長い切り欠き(スリット)7、9を備えている。
A first conductor (for example, a metal element made of a metal such as copper; a ground conductor) 5 is thinly provided on one surface of the
また、基材3の前記一方の面には、前記グランド導体5と電気的に接続されている第2の導体(たとえば銅等の金属で構成された金属素子;放射導体)11が、グランド導体5から細長く突出して薄く設けられている。前記導体11も、たとえばエッチング等により形成されており、また、エッチング等によりグランド導体5と同時に形成される。
A second conductor (for example, a metal element made of a metal such as copper; a radiation conductor) 11 electrically connected to the
より具体的に説明すると、基材3は、矩形な板状に形成されている。グランド導体5は、基材3よりも小さな矩形状(幅が基材3よりも僅かに小さく、長さが基材3よりも小さい矩形状)に形成されている。また、図1に示すように基材3の厚さ方向から眺めた場合、グランド導体5は、基材3の長さ方向(Y軸方向)の一端部側(図1の下側)で基材3内に設けられている。
More specifically, the
放射導体11は、所定の幅を備えた「L」字状に形成されて基材3の長さ方向の他端部側(図1の上側)に設けられている。
The
より詳しく説明すると、前記「L」字の一方の直線状の短い部位13の先端部(前記「L」字の他方の直線状の長い部位(先端部側の部位)15と接続している端部とは反対側の端部)が、グランド導体5の長さ方向の他端部であってグランド導体5の幅方向(X軸方向)の一端部(図1の右側)に接続されている。また、一方の直線状の部位13は、基材3の長さ方向に延出している。
More specifically, the end connected to the tip portion of one straight
前記「L」字の他方の直線状部位15は、一方の直線状部位13よりも長く形成されており、基材3の幅方向の一端部から他端部に向かう方向で、グランド導体5の長手方向の他端部の端面から離れて前記端面とほぼ平行に延出している。他方の直線状部位15の延出長さは、たとえば、アンテナ1の使用周波数の波長λの1/4の長さになっており、他方の直線状部位15の先端部(一方の直線状部位13と接続している端部とは反対側の端部)は、基材3の幅方向において、グランド導体5の他端部と同じところに位置している。
The other
基材3の長さ方向とグランド導体5の長さ方向とは同じ方向であり、基材3の幅方向とグランド導体5の幅方向とは同じ方向である。また、2.4GHzの周波数帯域で使用されるアンテナ1においては、グランド導体5の幅寸法が、グランド導体5の長さ寸法よりも長くなっているが、使用される周波数帯域によっては、グランド導体5の幅寸法が、グランド導体5の長さ寸法と等しいか短くなる場合もある。
The length direction of the
なお、前述したように構成されていることにより、アンテナ1は、薄い矩形な板状に形成されている。
The
次に、グランド導体5の切り欠きについて説明する。
Next, the notch of the
グランド導体5の切り欠きは、たとえば、グランド導体5をたとえばエッチング等により基材3に生成するときに生成されるものであり、アンテナ1では2つ設けられている。これらの各切り欠き7、9は、細長い長方形状に形成されている。
The notch of the
2つの切り欠きのうちのうちの一方の切り欠き7は、グランド導体5の長さ方向における他端部側(放射導体11側)で、グランド導体5の幅方向の他端部から一端部側に向かって(図1の左から右に向かって)長く設けられている。2つの切り欠きのうちのうちの他方の切り欠き9は、前記切り欠き7とは逆に、グランド導体5の長さ方向における一端部側(放射導体11とは反対側)で、グランド導体5の幅方向の一端部から他端部側に向かって(図1の右から左に向かって)長く設けられている。
One notch 7 of the two notches is on the other end side (
なお、各切り欠き7、9は、互いが離れて平行に細長く延伸して設けられており、一方の切り欠き7は、グランド導体5の幅方向の中心よりもグランド導体5の幅方向の一端部側まで延伸しており、他方の切り欠き9は、グランド導体5の幅方向の中心よりもグランド導体5の幅方向の他端部側まで延伸している。
The notches 7 and 9 are provided so as to be elongated in parallel and away from each other. One notch 7 is one end in the width direction of the
このように、各切り欠き7、9が設けられていても、グランド導体5の面積は、放射導体11の面積よりも大きくなっている。また、他方の直線状部位15は、各切り欠き7、9と平行に細長く延伸している。
Thus, even if the notches 7 and 9 are provided, the area of the
また、給電線の例である同軸ケーブル17を用いて、グランド導体5と放射導体11とに給電され、アンテナ1への給電がされるようになっている。
In addition, power is supplied to the
たとえば、同軸ケーブル17は、基材3の各導体5、11が設けられているの面側であって基材3の幅方向の一端部側で、基材3の長さ方向に延出して設けられている。さらに、同軸ケーブル17の一端部の中心導体19は、放射導体11に電気的に接続されており、同軸ケーブル17の外側導体20は、放射導体11側のグランド導体5の部位に電気的に接続されている。
For example, the
次に、アンテナ1の特性の試験結果を示す。
Next, a test result of the characteristics of the
図4は、図3に示すアンテナ21と、図1に示すアンテナ1との周波数特性を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing frequency characteristics of the antenna 21 shown in FIG. 3 and the
図3に示すアンテナ21は、図1に示すアンテナ1と同様に、基材23にグランド導体25と放射導体27を設け、同軸ケーブル17を設置したものである。アンテナ1との違いは、グランド導体25に切り欠きが一切設けられていないことである。また、アンテナ21は、図7に示すアンテナ200において、グランド導体の長さを短くしたものということができる。
As in the
図4の横軸は周波数を示し、縦軸はVSWR値(Voltage Standing Wave Ratio)を示す。VSWRの絶対値が「2以下」の範囲が共振周波数帯域になる。 The horizontal axis in FIG. 4 indicates the frequency, and the vertical axis indicates the VSWR value (Voltage Standing Wave Ratio). The range where the absolute value of VSWR is “2 or less” is the resonance frequency band.
図4に破線で示すグラフG1は、図3に示すアンテナ21の周波数特性を示し、図4に実線で示すグラフG3は、図1に示すアンテナ1の周波数特性を示す。図4から理解することができるように、アンテナ21には、VSWRの絶対値が「2以下」の共振周波数帯域が存在しないが、アンテナ1には、VSWRの絶対値が「2以下」の共振周波数帯域が、2.27GHz〜2.7GHzの範囲で存在している。
A graph G1 indicated by a broken line in FIG. 4 shows the frequency characteristics of the antenna 21 shown in FIG. 3, and a graph G3 indicated by a solid line in FIG. 4 shows the frequency characteristics of the
図5は、図7に示すアンテナ200と、図1に示すアンテナ1との周波数特性を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing frequency characteristics of the
図5も図3と同様に、横軸が周波数を示し、縦軸がVSWR値を示す。 In FIG. 5, as in FIG. 3, the horizontal axis indicates the frequency, and the vertical axis indicates the VSWR value.
図5に破線で示すグラフG5は、図7に示すアンテナ200の周波数特性を示し、図5に実線で示すグラフG7は、図1に示すアンテナ1の周波数特性を示す。図4から理解することができるように、アンテナ200では、VSWRの絶対値が「2以下」の共振周波数帯域が、2.32GHz〜2.9GHzの範囲で存在している。アンテナ1では、VSWRの絶対値が「2以下」の共振周波数帯域が、2.26GHz〜2.82GHzの範囲で存在している。
A graph G5 shown by a broken line in FIG. 5 shows the frequency characteristics of the
図6は、図7に示すアンテナ200と、図1に示すアンテナ1との指向性を示す図である。
6 is a diagram showing the directivity of the
なお、アンテナ200、アンテナ1では、図7、図1に示すY軸方向に延びた中心線CL周りで指向性を測定してある。図6から理解されるように、アンテナ200、アンテナ1の両アンテナにおいて、良好な指向性が得られている。
In the
アンテナ1によれば、グランド導体5に各切り欠き7、9が設けられているので、グランド導体5を小さくしても、グランド導体5の外周長(図1に太線で示した外周長)がスリットを設けない場合(図3参照)に比べて長くなり、従来のアンテナ200と同様に良好な特性(周波数特性、指向性)を得ることができる。
According to the
したがって、特性(周波数特性、指向性)が良く、設置スペースが従来のアンテナ200よりも小さなアンテナ(設置スペースが従来のアンテナ200の60%程度である2.4GHz用のアンテナ)1を容易に得ることができる。
Therefore, it is easy to obtain an antenna (2.4 GHz antenna whose installation space is about 60% of that of the conventional antenna 200) 1 having good characteristics (frequency characteristics, directivity) and a smaller installation space than the
なお、アンテナ1において、使用する周波数等に応じて、グランド導体5等の寸法を適宜変更してもよい。また、スリットの数量や設置位置等も適宜変更してよい。
In the
さらに、グランド導体5等の形状を、四角形以外の形状(たとえば円弧状)にしてもよく、これに応じて、基材3等の形状を適宜変更してもよい。
Furthermore, the shape of the
さらに、アンテナ1において、基材3を削除し、従来のアンテナ200のように、薄い金属の板で第1の導体、第2の導体を構成してもよい。
Further, in the
1 アンテナ
3 基材
5 第1の導体(グランド導体)
7、9 切り欠き
11 第2の導体(放射導体)
DESCRIPTION OF
7, 9
Claims (2)
適数の切り欠きを備えて前記基材の面に設けられた第1の導体と;
前記基材の面に前記第1の導体から突出して設けられた第2の導体と;
を有し、前記第1の導体と前記第2の導体とに給電されるように構成されていることを特徴とするアンテナ。 A plate-like substrate made of an insulating material;
A first conductor provided on the surface of the substrate with an appropriate number of notches;
A second conductor provided on the surface of the base material so as to protrude from the first conductor;
The antenna is configured to supply power to the first conductor and the second conductor.
前記各切り欠きと、前記第2の導体の先端部側の部位とは、互いがほぼ平行になるように細長く延伸していることを特徴とするアンテナ。 The antenna according to claim 1, wherein
Each of the notches and the portion on the tip end side of the second conductor are elongated so as to be substantially parallel to each other.
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