JP2010278990A - アンテナ装置および端末装置 - Google Patents

Abstract

【課題】線材との接合部における剥離を防止することが可能なアンテナ装置および端末装置を提供する。
【解決手段】アンテナ装置１は、本体部１１のパターン１２として、グランド面２およびアンテナエレメント部分３を備えている。アンテナエレメント部分３は、２．４ＧＨｚ帯に対応するアンテナエレメント３１と、３ＧＨｚ帯に対応するアンテナエレメント３２と、５ＧＨｚ帯に対応するアンテナエレメント３３と、を備えている。アンテナエレメント部分３は、同軸ケーブルの中心導体が半田付けされる給電点４１と、給電点４１と電気的に接続すると共に隣接して配置され、中心導体の半田付けのための領域を拡張するための拡張領域４２と、を含んで構成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数の帯域での通信に用いられるアンテナ装置およびアンテナ装置を備える端末装置に関するものである。

従来から通信に用いられるアンテナの一種として、２ＧＨｚ帯（ローバンド）と５ＧＨｚ帯（ハイバンド）の信号波が送受信可能な２共振ダイバーシティアンテナ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１には、回路基板上に、高低両バンドに対応するデュアルバンドアンテナと、ローバンド専用アンテナと、ハイバンド専用アンテナという３個のアンテナ素子を配設して構成されている。より具体的には、デュアルバンドアンテナとローバンド専用アンテナはパターンアンテナであるが、ハイバンド専用アンテナは逆Ｆ型板金アンテナである。また、デュアルバンドアンテナの信号ラインには、外部アンテナの信号ケ−ブルを接続可能なコネクタ部が設けてある。

特開２００４−３１２６２８号公報

ここで、アンテナ装置では、信号線により装置外部との間で信号のやりとりが行われる。一般的に、信号線の接続には、半田を熱で溶かしたものを接着剤として用いることで部品同士を接合するいわゆる半田付けの手法が用いられる。より具体的には、例えば所定のパターンを備える基板に信号線としての線材を半田付けする。このような基板は、基材に銅箔などの導電体を付けることでパターンを構成している。
製品としてのアンテナ装置を製造する際には、信号線とアンテナ装置との電気的な接合が長期間維持されることで製品故障が生じないように、半田付けを適確に行って半田強度を確保する必要がある。すなわち、半田付けを製造工程時に適確に行っていないと、製品に振動が加わったり長期間の使用をしたりすると半田付けにより接合された部品同士が離れてしまい、製品の故障の原因となる。
ところが、作業員が細心の注意を払って時間をかけながら信号線を半田付けすることで半田強度を上げた場合であっても、信号線が半田付けされた基板の接合部において銅箔が基材から剥離してしまうと、同様に、製品の故障の原因となる。

本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、線材との接合部における剥離を防止することが可能なアンテナ装置および端末装置を提供することにある。

かかる目的のもと、本発明が適用されるアンテナ装置は、予め定められる複数の帯域での送信および／または受信に用いられるアンテナ装置であって、給電線が半田付けされる給電部と、前記給電部から延びるように形成され、前記複数の帯域のうち第１の帯域に対応する第１のアンテナ素子と、前記給電部から延びるように形成され、前記複数の帯域のうち前記第１のアンテナ素子の前記第１の帯域とは異なる第２の帯域に対応する第２のアンテナ素子と、前記第１のアンテナ素子と前記第２のアンテナ素子との間に位置し、前記給電部に前記給電線を半田付けする領域を拡張するための拡張部と、を備えることを特徴とするものである。

ここで、前記給電部から延びるように形成され、前記複数の帯域のうち前記第１の帯域と前記第２の帯域との間にある第３の帯域に対応する第３のアンテナ素子をさらに備え、前記拡張部は、前記第１のアンテナ素子と前記第３のアンテナ素子との間に位置せず、前記第２のアンテナ素子と当該第３のアンテナ素子との間に位置しないことを特徴とすることができる。

他の観点から捉えると、本発明が適用される端末装置は、装置本体と、前記装置本体に取り付けられ、予め定められる複数の帯域での送信および／または受信に用いられるアンテナ装置と、前記装置本体に取り付けられるチューナと、前記アンテナ装置と前記チューナとを互いに接続する給電線を有するケーブルと、を含み、前記アンテナ装置は、前記ケーブルの前記給電線が半田付けされる給電部と、前記給電部から延びるように形成され、前記複数の帯域のうち第１の帯域に対応する第１のアンテナ素子と、前記給電部から延びるように形成され、前記複数の帯域のうち前記第１のアンテナ素子の前記第１の帯域とは異なる第２の帯域に対応する第２のアンテナ素子と、前記第１のアンテナ素子と前記第２のアンテナ素子との間に位置し、前記給電部に前記給電線を半田付けする領域を拡張するための拡張部と、を備えることを特徴とするものである。

ここで、前記アンテナ装置は、前記給電部から延びるように形成され、前記複数の帯域のうち前記第１の帯域と前記第２の帯域との間にある第３の帯域に対応する第３のアンテナ素子をさらに備え、前記拡張部は、前記第１のアンテナ素子と前記第３のアンテナ素子との間に位置せず、前記第２のアンテナ素子と当該第３のアンテナ素子との間に位置しないことを特徴とすることができる。

本発明によれば、線材とアンテナ装置との間の接合部における剥離を防止することが可能になる。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本実施の形態に係るアンテナ装置１の適用例を説明する概略斜視図である。
同図に示すように、本実施の形態では、２つのアンテナ装置１をパーソナルコンピュータ等の端末装置９０に内蔵して構成されている。すなわち、アンテナ装置１は、２．４ＧＨｚ帯、３ＧＨｚ帯および５ＧＨｚ帯という予め定められる３つの帯域での送信および／または受信に用いられるものである。なお、アンテナ装置１を２つよりも多くの数例えば３つ、端末装置９０に内蔵する構成例も考えられる。また、アンテナ装置１をＬＡＮカードとして構成し、端末装置９０に外付けでアンテナ装置１を取り付ける構成例も考えられる。

より具体的に説明すると、アンテナ装置１は、線材としての同軸ケーブル９１を介して無線ＬＡＮ用のチューナ９２に接続されている。この同軸ケーブル９１は、給電線の一例としての中心導体と、中心導体を囲む外部導体と、中心導体と外部導体との間に配設される円筒形状の絶縁体と、外部導体の外側を覆うシース（保護被覆）と、を備えている。
なお、端末装置９０が例えば無線ＬＡＮ機能（受信機能の一例）を備えるときには、アンテナ装置１を無線ＬＡＮ用の受信アンテナとして用いる。また、端末装置９０が例えばワンセグ視聴機能を備えるときには、アンテナ装置１をワンセグ用の受信アンテナに用いる構成例も考えられる。
付言すると、本実施の形態では、端末装置９０を、パーソナルコンピュータ等の電子情報端末としているが、携帯電話機等の携帯情報端末にも適用することが考えられる。

さらに説明すると、近年では、複数のアンテナを利用してデータの送受信を行うＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output。マイモ）の技術を無線ＬＡＮに採用した端末装置９０が提案されている。このようなＭＩＭＯ対応無線ＬＡＮを搭載した端末装置９０では、複数のアンテナを内蔵するスペースを確保するために、例えば画像表示部９３の周囲に出っ張り部分を形成した機種も登場している。しかしながら、小型化された本実施の形態に係るアンテナ装置１を用いる構成を採用すると、画像表示部９３の周囲に小さなスペースさえあれば複数のアンテナを内蔵することが可能になる。

また、本実施の形態に係るアンテナ装置１をダイバシティアンテナの一つとして用いる適用例も考えられる。すなわち、その適用例としては、アンテナ装置１を複数備えた受信装置（図示せず）である。その受信装置は、複数のアンテナ装置１の中から最も受信状態の良いものを選択し、選択されたアンテナ装置１に切り換える手段を備えている。受信装置をこのように構成することにより、例えば、受信したい電波の受信感度が受信したい電波以外の電波の影響で低下している場合などに対応することが可能になる。

〔第１の実施の形態〕
図２は、第１の実施の形態に係るアンテナ装置１を示す概略図である。同図の（ａ）は、アンテナ装置１の概略平面図であり、（ｂ）は、給電点４１付近を部分的に拡大した説明図である。
同図に示すアンテナ装置１は、本体部１１に所定形状のパターン１２を有するプリント基板で構成される例を示している。ここにいう所定形状のパターン１２は、プリント基板の基材に張られた銅箔により形成されている。より具体的には、同図の（ａ）に示すように、アンテナ装置１は、パターン１２として、グランド面２およびアンテナエレメント部分３を備えている。このような構成により、アンテナ装置１は所望の通信機能（送受信機能）を担っている。なお、アンテナ装置１は、通信機能の代わりに、送信機能または受信機能を担うように構成することも考えられる。
なお、グランド面２は、同軸ケーブル９１（図１参照）の外部導体が半田付けされる。

また、アンテナエレメント部分３は、給電点４１から延び、２．４ＧＨｚ帯（２．３〜２．７ＧＨｚ）の通信を行うためのアンテナエレメント（第１のアンテナ素子の一例）３１を備えている。また、アンテナエレメント部分３は、給電点４１からいったんアンテナエレメント３１とは異なる方向に延びた後にアンテナエレメント３１と同じ方向に延び、３ＧＨｚ帯（３．３〜３．８ＧＨｚ）の通信を行うためのアンテナエレメント（第３のアンテナ素子の一例）３２を備えている。アンテナエレメント３１，３２の先端は開放している。
また、アンテナエレメント部分３は、給電点４１からアンテナエレメント３１，３２とは異なる方向に延びてグランド面２に到達し、５ＧＨｚ帯（５．１５〜５．８２５ＧＨｚ）の通信を行うためのアンテナエレメント（第２のアンテナ素子の一例）３３を備えている。アンテナエレメント３３の先端は短絡している。

付言すると、アンテナエレメント３１およびアンテナエレメント３２は、長さ方向Ｌに関して同じ方向に延びている。これにより、各バンドの帯域幅を取ることができる。また、アンテナエレメント３３は、長さ方向Ｌに関して、アンテナエレメント３１およびアンテナエレメント３２とは反対の方向に延びている。
なお、ここにいう２．４ＧＨｚ帯は、第１の帯域の一例であり、より具体的には、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ｇ／ｎ規格に対応するものである。ここにいう５Ｈｚ帯は、第３の帯域の一例であり、より具体的には、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格に対応するものである。ここにいう３ＧＨｚ帯は、第２の帯域の一例であり、より具体的には、ＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）規格に対応するものである。

アンテナエレメント３１は、アンテナエレメント３２よりも長さが必要である。そのため、アンテナエレメント３１は、給電点４１から本体部１１の縁部まで延び、その後に折れ曲がって本体部１１の縁部に沿って延びることで、必要な長さを確保している。すなわち、アンテナエレメント３１は、給電点４１から本体部１１の幅方向Ｗに延びた後に本体部１１の長さ方向Ｌに延び、さらに幅方向Ｗに戻るように配設されている。
また、アンテナエレメント３２は、給電点４１から長さ方向Ｌに延びるように配設されている。
また、アンテナエレメント３３は、給電点４１からアンテナエレメント３２とは反対の方向に延びるように配設されている。

さらに説明すると、アンテナエレメント３３は、グランド面２と距離Ｓ３だけ離間している部分を有する。そして、アンテナエレメント３２は、グランド面２と距離Ｓ２だけ離間している部分を有する。距離Ｓ２は、距離Ｓ３よりも大きい（Ｓ２＞Ｓ３）。本実施の形態のように、距離Ｓ２を大きく確保することで、アンテナエレメント３２の感度を落とさないようにしている。
また、アンテナエレメント３１は、アンテナエレメント３２と距離Ｓ１だけ離間している部分を有する。本実施の形態では、距離Ｓ１を調整することで、ディップ点Ｄ（図３または図５参照）の周波数利得効果をコントロールしている。すなわち、距離Ｓ１の調整によって、帯域をとりつつゲインをとることが可能になり、アンテナ特性を向上させることができる。

また、アンテナエレメント部分３は、同軸ケーブル９１（図１参照）の中心導体（給電線の一例）が半田付けされる給電部の一例としての給電点（シグナルポイント）４１と、給電点４１と電気的に接続すると共に隣接して配置され、同軸ケーブル９１（図１参照）の中心導体の半田付けのための領域を拡張するための拡張部の一例としての拡張領域４２と、を含んで構成されている。
本実施の形態に係るアンテナ装置１では、このような拡張領域４２を含んでいるので、半田強度を上げることができ、また、同軸ケーブル９１（図１参照）が半田付けされた状態のパターン（銅箔）１２が基材から剥離することを防止することができる。

さらに説明すると、図２の（ｂ）に示すように、拡張領域４２は、アンテナエレメント３１とアンテナエレメント３３との間に位置し、給電点４１に中心導体を半田付けする領域を拡張するためのものである。すなわち、拡張領域４２は、アンテナエレメント３１およびアンテナエレメント３３の一部を利用して形成されている。拡張領域４２は、アンテナエレメント３１およびアンテナエレメント３３に直接的に接続している。このように、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯という相互の周波数の差が大きいアンテナエレメント３１とアンテナエレメント３３とを利用することで、拡張領域４２として利用する際の影響を少なくすることができる。
付言すると、拡張領域４２は、アンテナエレメント３１とアンテナエレメント３２との間に位置しておらず、また、アンテナエレメント３２とアンテナエレメント３３との間にも位置していない。すなわち、拡張領域４２は、３ＧＨｚ帯のためのアンテナエレメント３２を利用して形成されておらず、直接的に接続されていない。
なお、アンテナエレメント３３は、給電点４１に同軸ケーブル９１（図１参照）が半田付けされることで、ループアンテナとしての特性を有する。

図３は、本実施の形態に係るアンテナ装置１の特性を試験した結果を示すグラフである。同図の縦軸が強さ（ｄＢｍ）で、横軸が周波数（ＧＨｚ）である。
試験内容について説明すると、図示しないノイズ発生部からノイズを発生させ、そのノイズをアンテナ装置１で受信することで、アンテナ装置１の指向特性を測定した。なお、アンテナ装置１には、測定器としての図示しないスペクトラムアナライザが接続されている。また、ノイズ発生部には、図示しないＳＳＧ(Standard Signal Generator、標準信号発生器）が接続されている。そして、ノイズ発生部から電波を出力し、その電波をアンテナ装置１で受信し、その受信状態をスペクトラムアナライザで測定する。このような条件下でそれぞれの試験を行った。
同図に示すように、２．４ＧＨｚ帯、３ＧＨｚ帯および５ＧＨｚ帯という３つの帯域について好適なアンテナ特性が得られた。

〔第２の実施の形態〕
図４は、第２の実施の形態に係るアンテナ装置１を示す概略平面図である。なお、本実施の形態に係るアンテナ装置１は、第１の実施の形態の場合（図２参照）と基本的な構成は同じであり、同じ個所には同じ符号を用い、その説明を省略することがある。
図４に示すアンテナ装置１は、アンテナエレメント部分３として、グランド面２から延びるアンテナエレメント５１およびアンテナエレメント５２をさらに備えている。アンテナエレメント５１は、２．４ＧＨｚ帯のアンテナ特性に影響を与えるものであり、また、アンテナエレメント５２は、３ＧＨｚ帯のアンテナ特性に影響を与えるものである。アンテナエレメント５１，５２の先端は開放している。
アンテナエレメント５１は、必要な長さを確保するために、グランド面２から本体部１１の縁部に沿って延びている。また、アンテナエレメント５２は、必要な長さがアンテナエレメント５１よりも短く、給電点４１に近いグランド面２の位置から延びて給電点４１とは反対の方向に延びている。

図５は、本実施の形態に係るアンテナ装置１の特性を試験した結果を示すグラフである。同図の縦軸が強さ（ｄＢｍ）で、横軸が周波数（ＧＨｚ）である。なお、グラフでの実線は、第２の実施の形態のアンテナ装置１について図示したものであり、また、破線は、第１の実施の形態のアンテナ装置１の場合を比較のために図示したものである。
同図に示すように、本実施の形態の場合のほうが、第１の実施の形態の場合よりもアンテナ特性が向上している。すなわち、本実施の形態の場合には、２．４ＧＨｚ帯における曲線部分Ｋ１のアンテナ特性が向上し、また、３ＧＨｚ帯における曲線部分Ｋ２のアンテナ特性が向上している。曲線部分Ｋ１は、アンテナエレメント５１を設ける効果に起因するものであり、曲線部分Ｋ２は、アンテナエレメント５２を設ける効果に起因するものである。

本実施の形態に係るアンテナ装置の適用例を説明する概略斜視図である。 第１の実施の形態に係るアンテナ装置を示す概略図である。 第１の実施の形態に係るアンテナ装置の特性を試験した結果を示すグラフである。 第２実施の形態に係るアンテナ装置を示す概略図である。 第２の実施の形態に係るアンテナ装置の特性を試験した結果を示すグラフである。

１…アンテナ装置、１１…本体部、１２…パターン、２…グランド面、３…アンテナエレメント部分、３１，３２，３３，５１，５２…アンテナエレメント、４１…給電点、４２…拡張領域、９０…端末装置、９１…同軸ケーブル、９２…チューナ、９３…画像表示部、Ｄ…ディップ点、Ｌ…長さ方向、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３…距離、Ｗ…幅方向

Claims (4)

1. 予め定められる複数の帯域での送信および／または受信に用いられるアンテナ装置であって、
   給電線が半田付けされる給電部と、
   前記給電部から延びるように形成され、前記複数の帯域のうち第１の帯域に対応する第１のアンテナ素子と、
   前記給電部から延びるように形成され、前記複数の帯域のうち前記第１のアンテナ素子の前記第１の帯域とは異なる第２の帯域に対応する第２のアンテナ素子と、
   前記第１のアンテナ素子と前記第２のアンテナ素子との間に位置し、前記給電部に前記給電線を半田付けする領域を拡張するための拡張部と、
   を備えることを特徴とするアンテナ装置。
2. 前記給電部から延びるように形成され、前記複数の帯域のうち前記第１の帯域と前記第２の帯域との間にある第３の帯域に対応する第３のアンテナ素子をさらに備え、
   前記拡張部は、前記第１のアンテナ素子と前記第３のアンテナ素子との間に位置せず、前記第２のアンテナ素子と当該第３のアンテナ素子との間に位置しないことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 装置本体と、
   前記装置本体に取り付けられ、予め定められる複数の帯域での送信および／または受信に用いられるアンテナ装置と、
   前記装置本体に取り付けられるチューナと、
   前記アンテナ装置と前記チューナとを互いに接続する給電線を有するケーブルと、
   を含み、
   前記アンテナ装置は、
   前記ケーブルの前記給電線が半田付けされる給電部と、
   前記給電部から延びるように形成され、前記複数の帯域のうち第１の帯域に対応する第１のアンテナ素子と、
   前記給電部から延びるように形成され、前記複数の帯域のうち前記第１のアンテナ素子の前記第１の帯域とは異なる第２の帯域に対応する第２のアンテナ素子と、
   前記第１のアンテナ素子と前記第２のアンテナ素子との間に位置し、前記給電部に前記給電線を半田付けする領域を拡張するための拡張部と、
   を備えることを特徴とする端末装置。
4. 前記アンテナ装置は、
   前記給電部から延びるように形成され、前記複数の帯域のうち前記第１の帯域と前記第２の帯域との間にある第３の帯域に対応する第３のアンテナ素子をさらに備え、
   前記拡張部は、前記第１のアンテナ素子と前記第３のアンテナ素子との間に位置せず、前記第２のアンテナ素子と当該第３のアンテナ素子との間に位置しないことを特徴とする請求項３に記載の端末装置。

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