JP2016152530A - Radio communication device and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アンテナに対向して配置された金属部材を備えた無線通信装置、及び無線通信装置を備えた電子機器に関する。 The present invention relates to a wireless communication device including a metal member disposed to face an antenna, and an electronic device including the wireless communication device.
スマートフォン等の撮像装置やパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等の近年の電子機器には、無線ＬＡＮやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等で通信を行う無線通信装置が搭載されてきている。また、近年のデジタルカメラやＸ線画像診断装置等の撮像装置には、他のカメラやＰＣへ撮像画像を伝送するために、先に述べた無線通信装置を搭載したものが普及してきている。 In recent electronic devices such as an imaging device such as a smartphone and a personal computer (PC), a wireless communication device that performs communication via a wireless LAN, Bluetooth (registered trademark), or the like has been mounted. In recent years, imaging apparatuses such as a digital camera and an X-ray image diagnostic apparatus that are equipped with the above-described wireless communication apparatus are widely used to transmit captured images to other cameras and PCs.
無線ＬＡＮやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの無線通信には、２．４［ＧＨｚ］帯や５［ＧＨｚ］帯の電波が使用される。無線通信装置を備えた電子機器では、無線通信用のアンテナが取り付けられており、そのアンテナの形式として、例えばモノポールアンテナ、ダイポールアンテナ、逆Ｆアンテナ、パッチアンテナ、チップアンテナなど、様々なアンテナが用いられている。 For wireless communication such as wireless LAN and Bluetooth (registered trademark), radio waves of 2.4 [GHz] band and 5 [GHz] band are used. In an electronic device equipped with a wireless communication device, an antenna for wireless communication is attached, and for example, various antennas such as a monopole antenna, a dipole antenna, an inverted F antenna, a patch antenna, and a chip antenna are used. It is used.
これらのアンテナは、電子機器の小型化やデザイン性の向上のために限られた空間に実装しなければならず、かつ、コストの低減も要求されている。この小型化と低コスト化のため、アンテナは製品筐体の内部に配置されることが多い。しかし、小型の電子機器においてアンテナを内蔵した場合、アンテナと周囲の金属部材を近接して配置させなければならず、それによりアンテナの共振特性が変動するという問題があった。 These antennas must be mounted in a limited space in order to reduce the size of electronic equipment and improve design, and cost reduction is also required. In order to reduce the size and cost, the antenna is often arranged inside the product housing. However, when an antenna is incorporated in a small electronic device, there is a problem that the antenna and the surrounding metal member have to be arranged close to each other, thereby changing the resonance characteristics of the antenna.
従来、このような問題を防ぐ手段の一つとして、例えば半導体パッケージからなる無線機への供給電力を上げて放射電力の劣化分を補い、通信周波数での電波放射量を高める方法が知られている（非特許文献１）。 Conventionally, as one means for preventing such a problem, for example, a method of increasing the amount of radio wave radiation at a communication frequency by increasing the power supplied to a radio device made of a semiconductor package to compensate for the degradation of the radiated power is known. (Non-Patent Document 1).
しかしながら、供給電力を上げると、無線通信装置における消費電力が大きくなる。このため、例えばバッテリーを用いる場合には、電力供給が可能な時間が短くなり、１回の充電で通信可能なデータ量は少なくなるという問題があった。また、供給電力を上げると、特に無線機で発熱量が増加し、熱の逃げ場が作りにくい電子機器では、別途放熱対策が必要になるため、コストが増加するという問題があった。 However, increasing the power supply increases the power consumption in the wireless communication device. For this reason, for example, when a battery is used, there is a problem in that the time during which power can be supplied is shortened and the amount of data that can be communicated with a single charge is reduced. In addition, when the power supply is increased, the amount of heat generated by the radio device increases, and electronic devices that are difficult to create a heat escape have a problem in that the cost increases because a separate heat dissipation measure is required.
そこで、本発明は、無線機による通信周波数での送受信利得を向上させることを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to improve transmission / reception gain at a communication frequency by a radio.
本発明の無線通信装置は、一端部が開放されたアンテナ素子、及び前記アンテナ素子のグラウンドとして用いられるグラウンド導体を含むアンテナと、前記アンテナに接続された無線機と、前記アンテナに対向して配置された金属部材と、を備え、前記グラウンド導体は、前記アンテナ素子の他端部から前記アンテナ素子の延びる配線方向に対して交差する方向における第１端部と、前記第１端部とは反対側の第２端部とを有し、前記金属部材は、金属本体と、前記金属本体から前記アンテナの側に突出し、前記アンテナの側から前記金属本体の側に向かう対向方向に見て、前記グラウンド導体の前記第１端部又は前記第２端部と重なる位置に配置された突出部と、を有することを特徴とする。 The wireless communication device of the present invention is arranged to be opposed to the antenna, including an antenna element having one end open, an antenna including a ground conductor used as a ground of the antenna element, a radio connected to the antenna, and the antenna A first end in a direction intersecting a wiring direction extending from the other end of the antenna element to the extending direction of the antenna element, and the first end is opposite to the first end A second end portion on the side, and the metal member protrudes from the metal main body to the antenna side and from the antenna side to the metal main body side. And a protrusion disposed at a position overlapping the first end or the second end of the ground conductor.
また、本発明の無線通信装置は、一端部が開放されたアンテナ素子、及び前記アンテナ素子のグラウンドとして用いられるグラウンド導体を含むアンテナと、前記アンテナに接続された無線機と、前記アンテナに対向して配置された金属部材と、を備え、前記金属部材は、金属本体と、前記金属本体から前記アンテナの側に突出し、前記アンテナの側から前記金属本体の側に向かう対向方向に見て、前記アンテナにおいて磁界強度に対する電界強度の比が最大値の０．５５倍以上１．０倍以下となる領域のうち、少なくとも一部と重なる位置に配置された突出部と、を有することを特徴とする。 In addition, the wireless communication device of the present invention is an antenna element having one end open, an antenna including a ground conductor used as a ground of the antenna element, a radio connected to the antenna, and the antenna. A metal member, the metal member projecting from the metal body to the antenna side and viewed from the antenna side toward the metal body side, The antenna has a protruding portion disposed at a position overlapping at least a part of a region where the ratio of the electric field strength to the magnetic field strength is 0.55 to 1.0 times the maximum value. .
また、本発明の無線通信装置は、グラウンド導体、及び一端部が開放され他端部が前記グラウンド導体に接続されたアンテナ素子を含むアンテナと、前記アンテナに接続された無線機と、前記アンテナに対向して配置された金属部材と、を備え、前記アンテナ素子は、前記アンテナの側から前記金属部材の側に向かう対向方向に見て、Ｌ字形状に折れ曲がって形成されており、前記グラウンド導体は、前記アンテナ素子の他端部から前記アンテナ素子の延びる配線方向に対して交差する方向において前記アンテナ素子の一端部に近接する側の第１端部と、前記第１端部とは反対側の第２端部と、を有し、前記金属部材と前記グラウンド導体の第２端部との前記対向方向の間隔は、前記金属部材と前記グラウンド導体の第１端部との前記対向方向の間隔よりも小さいことを特徴とする。 The wireless communication device of the present invention includes a ground conductor, an antenna including an antenna element having one end opened and the other end connected to the ground conductor, a radio connected to the antenna, and the antenna. The antenna element is bent in an L-shape when viewed in an opposing direction from the antenna side toward the metal member side, and the ground conductor The first end on the side close to one end of the antenna element in the direction intersecting the wiring direction in which the antenna element extends from the other end of the antenna element, and the side opposite to the first end The distance between the metal member and the second end of the ground conductor in the facing direction is the opposite direction of the metal member and the first end of the ground conductor. Wherein the smaller than the distance.
本発明によれば、アンテナの磁界強度に対する電界強度の比が高い場所で、アンテナと金属部材との容量結合が強められ、アンテナと金属部材との共振周波数が通信周波数側にシフトし、通信周波数での送受信利得が向上する。 According to the present invention, at a place where the ratio of the electric field strength to the magnetic field strength of the antenna is high, the capacitive coupling between the antenna and the metal member is strengthened, the resonance frequency of the antenna and the metal member is shifted to the communication frequency side, and the communication frequency The transmission / reception gain is improved.
以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る無線通信装置を備えた電子機器の一例であるＸ線画像診断装置を示す説明図である。ここで、図１に示すＸ，Ｙ，Ｚ方向は、互いに直交（交差）する方向である。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating an X-ray image diagnostic apparatus that is an example of an electronic apparatus including a wireless communication apparatus according to an embodiment of the present invention. Here, the X, Y, and Z directions shown in FIG. 1 are directions orthogonal to (intersect) each other.
図１に示すＸ線画像診断装置２００は、Ｘ線撮像素子（撮像素子）２０１と、無線通信装置２０２と、を備えている。撮像素子２０１にて撮像されて生成された画像信号は、無線通信装置２０２に出力される。画像信号の入力を受けた無線通信装置２０２は、画像信号を通信周波数帯の周波数に変調した信号波を、無線ＬＡＮやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の無線通信より、不図示の他のカメラやＰＣ等の他の電子機器へ伝送する。無線ＬＡＮやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の無線通信には、２．４［ＧＨｚ］帯（例えば２．４５［ＧＨｚ］）や５［ＧＨｚ］帯の電波が使用される。
An X-ray image
無線通信装置２０２は、樹脂等の非導電性材料で形成された、Ｘ線画像診断装置２００の筐体でもある筐体１０３と、筐体１０３の内部に配置された、プリント回路板１００、ケーブル１０６、アンテナ３００及び金属部材４００と、を備えている。金属部材４００は、電磁波を遮蔽するための部材である。電磁波を遮蔽するとは、電磁波を吸収又は反射することを意味する。本実施形態では、金属部材４００の金属材料としては、例えば、ステンレスの場合について説明するが、電磁波を遮蔽するいかなる金属材料であってもよい。例えば、金属材料として、鉄、銅又はアルミニウムであってもよい。また、本実施形態では、金属部材４００は、筐体１０３の補強も兼ねている。また、金属部材４００には、プリント回路板１００やアンテナ３００がマウントされ、アンテナ３００と金属部材４００とは近接している。
The
プリント回路板１００は、プリント配線板１０４を有している。また、プリント回路板１００は、プリント配線板１０４に実装された、無線機としてのＩＣ１０５と、ＩＣ１０５にプリント配線板１０４の配線で接続されたコネクタ１０７と、を有している。ケーブル１０６の一端には、アンテナ３００が接続されている。ケーブル１０６の他端は、コネクタ１０７に接続されている。これにより、ＩＣ１０５は、アンテナ３００にケーブル１０６を介して接続されている。ＩＣ１０５は、信号波を、アンテナ３００を介して無線で送受信するための無線機である。即ち、ＩＣ１０５の内部には、送信機と受信機とが内蔵されている。なお、本実施形態では、無線機であるＩＣ１０５が、送信機と受信機とを有し、信号波の送受信が可能である場合について説明するが、無線機が送信機としてのみ機能する場合、又は無線機が受信機としてのみ機能する場合であってもよい。また、送信機と受信機とが１つのＩＣ１０５（半導体パッケージ）で構成されている場合について説明するが、送信機と受信機とがそれぞれ個別の半導体パッケージで構成されていてもよい。
The printed
ＩＣ１０５は、取得した画像信号を処理して通信周波数帯（例えば、２．４［ＧＨｚ］帯や５［ＧＨｚ］帯）の周波数に変調した信号波を、アンテナ３００を介して無線で送信する。
The
アンテナ３００は、通信周波数で効率よく電磁波を発するものであればよく、本実施形態では、逆Ｆアンテナである。
The
図２は、本発明の実施形態に係る無線通信装置のプリント回路板、アンテナ及び金属部材の配置関係を説明するための分解斜視図である。 FIG. 2 is an exploded perspective view for explaining the positional relationship among the printed circuit board, the antenna, and the metal member of the wireless communication apparatus according to the embodiment of the present invention.
図１及び図２に示すように、金属部材４００は、アンテナ３００に対向して配置されている。具体的には、図１中、Ｚ方向において筐体１０３の内面と金属部材４００の一方の面との間にアンテナ３００が配置されている。なお、アンテナ３００と金属部材４００との間に誘電体（絶縁体）からなる不図示の部材が介在していてもよい。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図１に示すように、撮像素子２０１は、金属部材４００に対してＺ方向でアンテナ３００が配置されている側とは反対側に配置されている。具体的には、撮像素子２０１は、図１中、Ｚ方向において金属部材４００の他方の面と筐体１０３の内面との間に配置されている。
As shown in FIG. 1, the
金属部材４００は、図１及び図２に示すように、金属本体として、アンテナ３００に対向する側の面４０１Ａを有する金属板４０１を備えている。また、金属部材４００は、金属板４０１の面４０１Ａ上に形成され、金属板４０１の面４０１Ａからアンテナ３００の側に＋Ｚ方向に突出する突出部４０２を備えている。突出部４０２は、−Ｚ方向に見て長方形状に形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
金属板４０１は、平板状の金属である。突出部４０２は、金属板４０１と一体に形成された金属である。金属板４０１と突出部４０２とは、同じ金属材料で構成されている。なお、金属板４０１と突出部４０２とは、本実施形態では一体に形成されている場合について説明するが、電気的に接続されていればよく、別部材で構成されていて、突出部４０２が金属板４０１に不図示の固定具又は接着剤等により固定されていてもよい。
The
アンテナ３００の金属部材４００に対向する側の面と金属板４０１の面４０１Ａとは、概略平行になるように配置されている。なお、プリント回路板１００は、金属部材４００に対しＺ方向でアンテナ３００が配置されている側に配置されている。即ち、プリント回路板１００は、金属板４０１の面４０１Ａに対向して配置されている。
The surface of the
金属板４０１は、撮像素子２０１やプリント回路板１００の部品支持用の板状部材である。なお、金属本体が、金属板４０１である場合について説明するが、電気的なシールドボックスのような箱状部材でもよい。この場合、箱状部材の一面がアンテナ３００に対向する。
The
アンテナ３００は、プリント配線板で構成され、少なくとも２つの導体層、本実施形態では、図２に示すように、導体層３０１，３０２を有する。
The
導体層３０１と導体層３０２とは絶縁体層を介して隣接している。導体層３０１，３０２は、主に導体が配置される層であり、絶縁体層は、主に絶縁体（誘電体）が配置される層である。アンテナ３００を構成するプリント配線板の導体以外の絶縁体は、例えばＦＲ４等のガラスエポキシ樹脂である。
The
アンテナ３００は、アンテナ素子３１０と、グラウンド導体３２０と、信号線３３０と、を有する。アンテナ素子３１０、グラウンド導体３２０及び信号線３３０は、導電体で形成されている。グラウンド導体３２０は、アンテナ素子３１０のグラウンドとして用いられる。
The
アンテナ素子３１０は、長い帯状の導体パターンで形成されている。アンテナ素子３１０の長手方向の一端部３１０Ａは、開放された開放端部であり、アンテナ素子３１０の長手方向の他端部３１０Ｂは、グラウンド導体３２０に短絡（接続）されている。
The
アンテナ素子３１０の他端部３１０Ｂは、グラウンド導体３２０との接続部分３２０Ｃでもある。アンテナ素子３１０は、直線状に形成されていてもよいが、本実施形態では、アンテナ素子３１０の長手方向の一端部３１０Ａがグラウンド導体３２０に近づくように、Ｌ字形状に折り曲げて形成されている。具体的には、アンテナ素子３１０は、他端部３１０Ｂから折れ曲がり部３１０Ｃまで＋Ｙ方向に延び、折れ曲がり部３１０Ｃから一端部３１０ＡまでＹ方向に交差（直交）する−Ｘ方向に延びて形成されている。
The
信号線３３０は、ＩＣ１０５から信号波の電流がケーブル１０６を介して供給される給電線である。また、信号線３３０は、アンテナ素子３１０にて受信された信号波の電流が供給される給電線である。
The
信号線３３０は、Ｙ方向に延びて形成された導体パターンである。信号線３３０の長手方向（Ｙ方向）の一端部３３０Ａは、ケーブル１０６に接続されている。即ち、信号線３３０の一端部３３０Ａは、ケーブル１０６を介して無線機であるＩＣ１０５に接続されている。信号線３３０のＹ方向の他端部３３０Ｂは、アンテナ素子３１０の一端部３１０Ａと他端部３１０Ｂとの間の接続部分３１０Ｄに接続されている。アンテナ素子３１０及び信号線３３０は、導体層３０１に形成されている。
The
図３（ａ）は、アンテナ３００を構成するプリント配線板の第１導体層である導体層３０１を示す平面図であり、図３（ｂ）は、アンテナ３００を構成するプリント配線板の第２導体層である導体層３０２を示す平面図である。即ち、図３（ａ）及び図３（ｂ）は、図２に示す金属板４０１の面に垂直な垂直方向（アンテナ３００の側から金属部材４００の側に向かう対向方向：−Ｚ方向）にアンテナ３００を見た図である。−Ｚ方向に見て、金属部材４００の外形の面積は、アンテナ３００の外形の面積よりも大きい。
3A is a plan view showing a
グラウンド導体３２０は、導体層３０１に形成された第１グラウンドパターンであるグラウンドパターン３２１と、導体層３０１に形成された第２グラウンドパターンであるグラウンドパターン３２２と、を有する。また、グラウンド導体３２０は、導体層３０２に形成された第３グラウンドパターンであるグラウンドパターン３２３を有する。また、グラウンド導体３２０は、グラウンドパターン３２１，３２２とグラウンドパターン３２３とを接続する複数のヴィア３２４を有する。これにより、グラウンドパターン３２３と、グラウンドパターン３２１，３２２とが複数のヴィア３２４で導通している。グラウンドパターン３２１，３２２は、信号線３３０の配線方向（Ｙ方向）と交差（直交）するＸ方向の両側に配置されている。グラウンドパターン３２１，３２２は、−Ｚ方向に見て、外形四角形状（より具体的には外形長方形状）に形成されている。また、グラウンドパターン３２３は、−Ｚ方向に見て、グラウンドパターン３２１，３２２を包含する外形四角形状（より具体的には外形長方形状）に形成されている。
The
グラウンド導体３２０は、Ｘ方向の第１端部である端部３２０Ａと、端部３２０Ａとは反対側のＸ方向の第２端部である端部３２０Ｂとを有する。一対の端部３２０Ａ，３２０Ｂのうちアンテナ素子３１０の一端部３１０Ａに相対的に近接しているのが、端部３２０Ａである。即ち、アンテナ素子３１０は、端部３２０Ａに近接する側にＬ字形状に折れ曲がって形成されている。＋Ｙ方向は、アンテナ素子３１０の他端部３１０Ｂから折れ曲がり部３１０Ｃまでアンテナ素子３１０が延びる配線方向である。
The
本実施形態では、グラウンド導体３２０は、信号線３３０のＸ方向の両側に配置された一対のグラウンドパターン３２１，３２２と、Ｘ方向に延びるグラウンドパターン３２３と、を有する。グラウンドパターン３２３は、Ｘ方向の端部３２３Ａと、Ｘ方向の端部３２３Ａとは反対側の端部３２３Ｂと、を有する。グラウンドパターン３２１は、Ｘ方向で信号線３３０に隣接する側とは反対側の端部３２１Ａを有する。グラウンドパターン３２２は、Ｘ方向で信号線３３０に隣接する側とは反対側の端部３２２Ｂを有する。そして、−Ｚ方向に見て、グラウンドパターン３２３の端部３２３Ａと、グラウンドパターン３２１の端部３２１Ａとは重なっている。また、−Ｚ方向に見て、グラウンドパターン３２３の端部３２３Ｂと、グラウンドパターン３２２の端部３２２Ｂとは重なっている。
In the present embodiment, the
したがって、グラウンド導体３２０の端部３２０Ａとは、グラウンドパターン３２１の端部３２１Ａ、又はグラウンドパターン３２３の端部３２３Ａである。また、グラウンド導体３２０の端部３２０Ｂとは、グラウンドパターン３２２の端部３２２Ｂ、又はグラウンドパターン３２３の端部３２３Ｂである。
Therefore, the
なお、−Ｚ方向に見て、端部３２１Ａと端部３２３Ａとが重なる場合について説明するが、いずれか一方が−Ｘ方向に張り出している場合は、張り出している端部がグラウンド導体３２０の端部３２０Ａである。また、−Ｚ方向に見て、端部３２２Ｂと端部３２３Ｂとが重なる場合について説明するが、いずれか一方が＋Ｘ方向に張り出している場合は、張り出している端部がグラウンド導体３２０の端部３２０Ｂである。
Note that the case where the
また、本実施形態では、アンテナ３００を構成するプリント配線板の導体層が２つとしたが、導体層が３つ以上であってもよく、その場合、グラウンドパターン３２３が導体層３０１以外の各導体層にそれぞれ配置されていてもよい。
In the present embodiment, the printed wiring board constituting the
Ｌ字形状のアンテナ素子３１０の長手方向（信号伝搬方向）の寸法Ｌ１は、効率よく電磁波を発するため、通信周波数ｆ１の波長λの１／４の長さに設定されている。
The dimension L1 in the longitudinal direction (signal propagation direction) of the L-shaped
ここで、比較例の無線通信装置について説明する。図９は、比較例の無線通信装置のプリント回路板、アンテナ及び金属部材の配置関係を説明するための分解斜視図である。なお、図９に示す金属部材４００Ｘが、本実施形態の金属部材４００と異なる。即ち、比較例の金属部材４００Ｘは、突出部のない金属板であり、本実施形態の金属板４０１に相当する。比較例のプリント回路板１００及びアンテナ３００は、本実施形態のプリント回路板１００及びアンテナ３００と同様の構成である。
Here, a wireless communication apparatus of a comparative example will be described. FIG. 9 is an exploded perspective view for explaining the positional relationship among the printed circuit board, the antenna, and the metal member of the wireless communication apparatus of the comparative example. Note that the
図１０（ａ）は、比較例におけるアンテナ３００のグラウンドパターン３２３と金属部材４００Ｘとの位置関係を示す模式図である。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）において点線で囲われた領域５０１において、グラウンドパターン３２３と金属部材４００Ｘの両部材に形成される近傍電界を示す模式図である。
FIG. 10A is a schematic diagram showing the positional relationship between the
金属部材４００Ｘがアンテナ３００に近接して配置されると、グラウンドパターン３２３の端部３２３Ａ，３２３Ｂと金属部材４００Ｘとの間で、図１０（ｂ）中の矢印で示すような電気力線による容量結合が生じ、特定の周波数で共振現象が起こる。
When the
図１０（ｂ）中、点線で示す電界分布５０６は、グラウンドパターン３２３の中央では電界が弱く両端部３２３Ａ，３２３Ｂでは強くなる。よって、図１０（ｂ）中、一点鎖線で示す経路５０４のループ状アンテナのように作用する。このループは一周の経路長が波長λ’の長さとなる周波数で共振する。
In FIG. 10B, an
グラウンドパターン３２３の両端部３２３Ａ，３２３Ｂ間の長さ（λ’／２）が、通信周波数の波長λの１／２以下になる（λ’＜λ）場合、アンテナ３００の共振周波数より高い周波数で共振現象が起こる。逆に、グラウンドパターン３２３の両端部３２３Ａ，３２３Ｂ間の長さ（λ’／２）が、通信周波数の波長λの１／２以上になる（λ’＞λ）場合、アンテナ３００の共振周波数より低い周波数で共振現象が起こる。
When the length (λ ′ / 2) between both
図１１は、通信周波数ｆ１よりも高い周波数ｆ０で共振している状態において、周波数に対するアンテナ３００の放射効率を示すグラフである。図１１に示すように、通信周波数ｆ１と経路５０４の共振周波数ｆ０にエネルギーが分散し、放射効率が減少する。
FIG. 11 is a graph showing the radiation efficiency of the
図１２（ａ）は、図９のＸＩＩＡ線に沿うアンテナ３００及び金属部材４００Ｘの断面を−Ｘ方向に見たときの電流及び磁界の様子を示す模式図である。図１２（ｂ）は、図９のＸＩＩＢ線に沿うアンテナ３００及び金属部材４００Ｘの断面を−Ｘ方向に見たときの電流及び磁界の様子を示す模式図である。即ち、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）には、−Ｘ方向に見たアンテナ３００及び金属部材４００Ｘの断面（ＹＺ平面）を図示している。
FIG. 12A is a schematic diagram showing a state of a current and a magnetic field when a cross section of the
図１２（ａ）において、信号線３３０には電流Ｉ１が強く流れており、電流Ｉ１に対し右ねじ方向に磁界Ｈ１が発生する。磁界Ｈ１が金属部材４００Ｘに鎖交すると、ファラデーの法則により、磁界Ｈ１の変化を妨げる方向に電流Ｉ２が発生する。そして、電流Ｉ２に対し右ねじ方向に磁界Ｈ２が発生する。ここで、電流Ｉ１と電流Ｉ２は互いに異符号となるため、磁界Ｈ１とＨ２も互いに異符号となり打ち消し合う。このとき、アンテナ３００と金属部材４００Ｘとの間の全インダクタンスＬは、アンテナ３００の自己インダクタンスＬＡＮＴおよびアンテナ３００と金属部材４００Ｘとの間の相互インダクタンスＭを用いて、以下の式（１）で表される。
In FIG. 12A, the current I 1 flows strongly through the
上式（１）は、打ち消し磁界Ｈ２の発生により、相互インダクタンスＭが負の値として働くことを意味している。このとき、金属部材４００Ｘがないときに比較して全インダクタンスＬが小さくなるため、共振周波数ｆ０＝１／（２×π×√（Ｌ×Ｃ））（Ｃ：静電容量）は高い周波数にシフトする。
The above equation (1) is, by the generation of cancellation magnetic field H 2, which means that the mutual inductance M acts as a negative value. At this time, since the total inductance L is smaller than when there is no
図１２（ｂ）において、グラウンドパターン３２３は電界が強いため、金属部材４００Ｘが近接すると、グラウンドパターン３２３を始点とした電界Ｅ１が金属部材４００Ｘを終点として容量結合する。そのため、アンテナ３００と金属部材４００Ｘと間の静電容量Ｃが大きくなるため、共振周波数ｆ０＝１／（２×π×√（Ｌ×Ｃ））は低い周波数にシフトする。
In FIG. 12B, since the electric field of the
以上より、アンテナ３００の磁界の強い場所に金属部材４００Ｘが近接すると共振周波数は高域に、アンテナ３００の電界の強い場所に金属部材４００Ｘが近接すると共振周波数は低域にシフトする。
As described above, when the
よって、アンテナ３００と金属部材４００との共振周波数ｆ０を、通信周波数ｆ１にシフトさせるには、前述のインダクタンスＬ又は静電容量Ｃを大きくする必要がある。
Therefore, in order to shift the resonance frequency f 0 between the
そこで、本実施形態では、−Ｚ方向に見て、突出部４０２は、信号線３３０と重ならない位置であり、且つ端部３２０Ｂ（３２２Ｂ）と重なる位置に配置されている。
Therefore, in the present embodiment, when viewed in the −Z direction, the protruding
図４（ａ）は、アンテナ３００を−Ｚ方向に見て、アンテナ３００における電界強度または磁界強度が高い領域を示す説明図である。領域Ｒ１は、アンテナ素子３１０の開放端である一端部３１０Ａから強い電界が放射され、グラウンドパターン３２１に結合して強く電流が流れるため、電界強度・磁界強度ともに高い領域となる。
FIG. 4A is an explanatory diagram illustrating a region where the electric field strength or magnetic field strength of the
領域Ｒ２は、信号線３３０、アンテナ素子３１０およびグラウンドパターン３２２で短絡された閉ループとなっているため、インピーダンスが低くなり電流が強く流れ、磁界強度が電界強度に対して非常に高い領域となっている。
Since the region R2 is a closed loop that is short-circuited by the
領域Ｒ３は、アンテナ素子３１０や信号線３３０から離れた位置にあり、インピーダンスが高いため、電界強度が磁界強度に対して非常に高い領域となっている。
The region R3 is located away from the
図４（ｂ）は、アンテナ３００と突出部４０２との位置関係を示す説明図である。図４（ｂ）は、図１の−Ｚ方向に見た投影面（ＸＹ平面）として表示している。突出部４０２の外形を点線で示している。突出部４０２は、−Ｚ方向に見て、信号線３３０とは重ならず、端部３２０Ｂ（３２２Ｂ）と重なる位置に配置されている。即ち、突出部４０２は、−Ｚ方向に見て、グラウンドパターン３２２の端部３２２Ｂから接続部分３２０Ｃの端部３２２Ｂに近接する側の端点３０７までの、グラウンド導体３２０と重なる領域に重なるように配置されている。
FIG. 4B is an explanatory diagram showing the positional relationship between the
アンテナ３００に金属部材４００の突出部４０２を近接して配置することにより、共振周波数が変動する。
By arranging the protruding
図５は、本発明の実施形態に係る無線通信装置において、グラウンド導体３２０の端部３２０Ｂ付近におけるアンテナ３００と金属部材４００との間の電界の様子を示す模式図である。図５には、Ｘ方向から見た断面（ＹＺ平面）を図示している。
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a state of an electric field between the
本実施形態の無線通信装置２０２では、突出部４０２を設けることで電界Ｅ１が金属板４０１へ結合する量を増やしている。これにより、アンテナ３００と金属部材４００との間の静電容量Ｃを大きくすることができる。
In the
ここで、突出部４０２は、グラウンド導体３２０に対向する側の面４０２Ａを有し、グラウンド導体３２０（本実施形態では、グラウンドパターン３２３）は、金属部材４００に対向する側の面３２３Ｃを有する。突出部４０２とグラウンド導体３２０とのＺ方向の間隔、即ち、突出部４０２の面４０２Ａとグラウンド導体３２０の面３２３ＣとのＺ方向の距離をｄ１とする。また、金属板４０１とグラウンド導体３２０とのＺ方向の間隔、即ち、金属板４０１の面４０１Ａとグラウンド導体３２０の面３２３ＣとのＺ方向の距離をｄ０とする。突出部４０２とグラウンド導体３２０とのＺ方向の間隔ｄ１を、金属板４０１とグラウンド導体３２０とのＺ方向の間隔ｄ０よりも小さくすることで、静電容量Ｃを大きくすることができる。
Here, the protruding
このとき、インダクタンスＬは、突出部４０２を配置したことにより小さくなる。しかし、端部３２０Ｂ近傍は、磁界強度が他の位置の磁界強度よりも相対的に小さいため、突出部４０２でグラウンド導体３２０との間隔が小さくなったとしても、インダクタンスＬの低減量は小さい。
At this time, the inductance L is reduced by arranging the protruding
そのため、共振周波数ｆ０＝１／（２×π×√（Ｌ×Ｃ））を小さくすることができ、図１１に示す共振周波数ｆ０を下げて通信周波数ｆ１に移動させ、放射効率ηをηａよりも高めることができる。以上、突出部４０２により、ＩＣ１０５において信号波をアンテナ３００を介して送信する際には、供給電力を上げることなく通信周波数での電波放射量を高めることができる。また、ＩＣ１０５において信号波をアンテナ３００を介して受信する際には、通信周波数での信号波の受信量を高めることができ、受信した信号の増幅度を上げる必要がなくなり、無線通信装置２０２における消費電力を低減することができる。このように、アンテナ３００の磁界強度に対する電界強度の比が高い場所でアンテナ３００と金属部材４００との容量結合が強められ、アンテナ３００と金属部材４００との共振周波数ｆ０が通信周波数ｆ１側にシフトする。したがって、通信周波数ｆ１での送受信利得（通信利得、即ち通信特性）が向上する。
Therefore, the resonance frequency f 0 = 1 / (2 × π × √ (L × C)) can be reduced, the resonance frequency f 0 shown in FIG. 11 is lowered and moved to the communication frequency f 1 , and the radiation efficiency η it can be made higher than the eta a. As described above, when the
［実施例］
実施例として、図１に示す無線通信装置２０２について、三次元電磁界シミュレーションを実施した結果について説明する。計算は、ＣＳＴ社の三次元電磁界シミュレータＭＷ−ＳＴＵＤＩＯを用いた。アンテナ３００は、４層のプリント配線板で形成されたシミュレーションモデルとした。
[Example]
As an example, a result of performing a three-dimensional electromagnetic field simulation on the
図６（ａ）はアンテナ３００の第１導体層のシミュレーションモデルを示す平面図である。図６（ｂ）はアンテナ３００の第２、３、４導体層のシミュレーションモデルを示す平面図である。図６（ｃ）はアンテナ３００及び金属部材４００のシミュレーションモデルの位置関係を示す平面図である。
FIG. 6A is a plan view showing a simulation model of the first conductor layer of the
配線の厚みは３５［μｍ］、１−２層間および３−４層間の層間距離は、０．２［ｍｍ］、２−３層間の層間距離は、０．９１［ｍｍ］とした。誘電体の厚みは１．３４５［ｍｍ］とした。誘電体はＦＲ４（比誘電率４．３）とし、配線は銅（導電率５．８×１０７［Ｓ／ｍ］）とした。金属板４０１の厚みを０．５［ｍｍ］とした。金属板４０１はＳＵＳ３０４（導電率１．３９×１０６［Ｓ／ｍ］）とした。また、アンテナ３００と金属板４０１との間隔ｄ０（図５）を２．０［ｍｍ］とした。
The wiring thickness was 35 [μm], the interlayer distance between 1-2 layers and 3-4 layers was 0.2 [mm], and the interlayer distance between 2-3 layers was 0.91 [mm]. The thickness of the dielectric was 1.345 [mm]. The dielectric was FR4 (relative permittivity 4.3), and the wiring was copper (conductivity 5.8 × 10 7 [S / m]). The thickness of the
図６（ａ）〜図６（ｃ）においてアルファベットで示した各部寸法値について以下に示す。図６（ａ）に示す各部寸法値は、ａ＝５．３［ｍｍ］、ｂ＝４１．８［ｍｍ］、ｃ＝０．９［ｍｍ］、ｄ＝３．０［ｍｍ］、ｅ＝２５．０［ｍｍ］、ｆ＝１８．０［ｍｍ］、ｇ＝２．５［ｍｍ］、ｈ＝２４．４［ｍｍ］である。また、ｉ＝２６．５［ｍｍ］、ｊ＝２．４［ｍｍ］、ｋ＝８．５［ｍｍ］である。また、図６（ｂ）に示す各部寸法値は、ｌ＝５０．９［ｍｍ］、ｍ＝５０．０［ｍｍ］、ｎ＝４９．１［ｍｍ］、ｏ＝１０．２［ｍｍ］、ｐ＝１９．８［ｍｍ］である。また、図６（ｃ）に示す各部寸法値は、ｑ＝１７．１［ｍｍ］、ｒ＝７．８［ｍｍ］、ｓ＝１５．０［ｍｍ］、ｔ＝１５．０［ｍｍ］、ｕ＝８０．９［ｍｍ］、ｖ＝４９．８［ｍｍ］である。 The dimension values indicated by alphabets in FIGS. 6A to 6C are shown below. The dimension values shown in FIG. 6A are as follows: a = 5.3 [mm], b = 41.8 [mm], c = 0.9 [mm], d = 3.0 [mm], e = 25.0 [mm], f = 18.0 [mm], g = 2.5 [mm], h = 24.4 [mm]. Further, i = 26.5 [mm], j = 2.4 [mm], and k = 8.5 [mm]. In addition, the dimension values of each part shown in FIG. 6B are 1 = 50.9 [mm], m = 50.0 [mm], n = 49.1 [mm], o = 10.2 [mm], p = 19.8 [mm]. In addition, the dimension values of each part shown in FIG. 6C are q = 17.1 [mm], r = 7.8 [mm], s = 15.0 [mm], t = 15.0 [mm], u = 80.9 [mm] and v = 49.8 [mm].
まず、実施例の無線通信装置２０２において、通信周波数ｆ１での電波放射量を改善できる突出部４０２の配置位置について示す。突出部４０２は、アンテナ３００の電界強度が高く磁界強度が低い場所に重なるように配置する必要がある。そのため、突出部４０２は、−Ｚ方向に見て、磁界強度Ｈ［Ａ／ｍ］に対する電界強度Ｅ［Ｖ／ｍ］の比である波動インピーダンスＥ／Ｈ［Ω］が大きい場所に重なる位置に配置されている。
First, in the
図７は、シミュレーション結果を示すグラフであり、図６（ｂ）のグラウンドパターン３２３上の実線ＬＸにおいて点Ｐ１から点Ｐ２に向かう＋Ｘ方向の距離に対する波動インピーダンスの値を示すグラフである。図７に示すように、点Ｐ１からの距離が大きくなると、波動インピーダンスが減少し、距離２５［ｍｍ］を超えると再び増加し、距離４９．１［ｍｍ］の位置、つまり点Ｐ２において、波動インピーダンス（Ｅ／Ｈ）が１８２０［Ω］となり最大となる。つまり、グラウンドパターン３２３において波動インピーダンス（Ｅ／Ｈ）が最大となるのは端部３２３Ｂとなる。
FIG. 7 is a graph showing the simulation result, and is a graph showing the value of the wave impedance with respect to the distance in the + X direction from the point P 1 toward the point P 2 on the solid line L X on the
よって、突出部４０２は、−Ｚ方向に見て、グラウンド導体３２０の端部３２０Ｂ、即ちグラウンドパターン３２３の端部３２３Ｂと重なる位置に配置されている。
Therefore, the
なお、突出部４０２は、−Ｚ方向に見て、端部３２０Ｂと全て重なっているのが好ましいが、これに限定するものではなく、端部３２０Ｂに対して少しずれていてもよい。即ち、端部３２０Ｂに対する突出部４０２の配置位置の範囲としては、波動インピーダンス（Ｅ／Ｈ）が、グラウンドパターン３２３の端部３２３Ａにおける値よりも大きい範囲内であればよい。
In addition, although it is preferable that the
端部３２３Ａの波動インピーダンスは、図７に示すように、距離０［ｍｍ］のときの９９４［Ω］である。よって、波動インピーダンスＥ／Ｈの範囲は、以下の式（２）となる。
As shown in FIG. 7, the wave impedance of the
端部３２０Ｂ（３２３Ｂ）における波動インピーダンスをηＭＡＸとして上式（２）を正規化すると、以下の式（３）となる。
When the above equation (2) is normalized with the wave impedance at the
つまり、突出部４０２は、−Ｚ方向に見て、アンテナ３００において磁界強度Ｈに対する電界強度Ｅの比（Ｅ／Ｈ）が最大値ηＭＡＸの０．５５倍以上１．０倍以下となる領域のうち、少なくとも一部と重なる位置に配置されている。この範囲は、図６（ｂ）において、端部３２３Ｂから−Ｘ方向に１［ｍｍ］程度離れた位置までの範囲になる。
That is, the
次に、実施例の無線通信装置２０２において、通信周波数ｆ１での電波放射量を改善できる突出部４０２の形状について規定する。なお、図９に示す比較例の無線通信装置についても、実施例と同様にモデル化した。実施例のシミュレーションモデルと異なる点は、図６（ｃ）において突出部４０２がない点のみであり、その他の各部寸法は同様とした。実施例および比較例のそれぞれのモデルについて、アンテナ３００に給電する電力は１００［ｍＷ］とし、通信周波数を２．４５［ＧＨｚ］としてアンテナ３００から放射される全放射電力［ｍＷ］を求めた。
Next, in the
図８（ａ）は、−Ｚ方向に見たときの突出部４０２とグラウンド導体３２０（グラウンドパターン３２３）との重なり部分の面積（本実施形態では突出部４０２の面積）Ｓに対するアンテナ３００の全放射電力を示すグラフである。アンテナ３００と突出部４０２との間隔ｄ１（図５）を１．０［ｍｍ］に固定した。そして、図６（ｃ）において、−Ｚ方向に見たときの突出部４０２とグラウンドパターン３２３とが重なる部分の面積Ｓを変化させたときの全放射電力［ｍＷ］の値を観測した。
FIG. 8A shows the entire area of the
図８（ａ）中、実線は、図６（ｃ）における突出部４０２の縦の長さｍ２を８．５［ｍｍ］に固定して横の長さｎ２を変化させたときの特性（シミュレーション結果）である。また、図８（ａ）中、点線は、図６（ｃ）における突出部４０２の横の長さｎ２を１１．２［ｍｍ］に固定して、縦の長さｍ２を点３０６まで変化させたときの特性（シミュレーション結果）である。
In FIG. 8A, a solid line indicates characteristics (simulation) when the vertical length m2 of the
ここで、突出部４０２は、−Ｚ方向に見て、全てグラウンド導体３２０（グラウンドパターン３２３）と重なっている。したがって、面積Ｓは、−Ｚ方向に見たときの突出部４０２の面積でもある。
Here, the
突出部４０２の面積Ｓ＝０のときの全放射電力が比較例の計算結果であり、その値は６．５［ｍＷ］であった。実施例において、比較例の全放射電力６．５［ｍＷ］に対して２倍以上の効果がある範囲は、実線で示す２８［ｍｍ２］≦Ｓ≦１４５［ｍｍ２］と、点線で示すＳ≧４８［ｍｍ２］の範囲である。
The total radiated power when the area S of the
つまり両範囲が重なる、比較例に対して２倍以上の効果がある範囲は４８［ｍｍ２］≦Ｓ≦１４５［ｍｍ２］である。−Ｚ方向に見て、接続部分３２０Ｃの端部３２０Ｂに近接する側の端点３０７と、グラウンド導体３２０の端部３２０Ｂにおいてアンテナ素子３１０から最も遠い角部３０５とを対角の頂点とする長方形の領域（ｋ×ｑの領域）の面積をＳ０［ｍｍ２］とする。４８［ｍｍ２］≦Ｓ≦１４５［ｍｍ２］の範囲は、図６（ｃ）の接続部分３２０Ｃの端点３０７からグラウンドパターン３２３の端部３２３Ｂの範囲の面積Ｓ０［ｍｍ２］（＝ｋ×ｑ＝１４５［ｍｍ２］）で正規化すると、式（４）の範囲となる。
In other words, the range in which both ranges overlap and has an effect twice or more that of the comparative example is 48 [mm 2 ] ≦ S ≦ 145 [mm 2 ]. As viewed in the −Z direction, a rectangular shape having an
つまり、−Ｚ方向に見て、面積Ｓは、長方形の領域の面積Ｓ０の０．３３倍以上１．０倍以下の範囲内であるのが好ましい。 That is, when viewed in the −Z direction, the area S is preferably in the range of 0.33 to 1.0 times the area S 0 of the rectangular region.
この中で、特に大きく効果が出る範囲として、比較例の５倍以上の効果がある範囲は、図８（ａ）中、実線で５０［ｍｍ２］≦Ｓ≦１１８［ｍｍ２］、点線でＳ≧８０［ｍｍ２］の範囲である。つまり両範囲が重なる、比較例に対して５倍以上の効果がある範囲は、８０［ｍｍ２］≦Ｓ≦１１８［ｍｍ２］である。この範囲についても面積Ｓ０で正規化すると、式（５）の範囲となる。 Among these, as a range in which the effect is particularly large, a range in which the effect is five times or more that of the comparative example is 50 [mm 2 ] ≦ S ≦ 118 [mm 2 ] in a solid line and a dotted line in FIG. The range is S ≧ 80 [mm 2 ]. That is, the range in which both ranges overlap and have an effect of 5 times or more that of the comparative example is 80 [mm 2 ] ≦ S ≦ 118 [mm 2 ]. When this range is also normalized by the area S 0 , the range of Expression (5) is obtained.
つまり、−Ｚ方向に見て、面積Ｓは、長方形の領域の面積Ｓ０の０．５５倍以上０．８１倍以下の範囲内であるのがより好ましい。 That is, as viewed in the −Z direction, the area S is more preferably in the range of 0.55 to 0.81 times the area S 0 of the rectangular region.
図８（ｂ）は、実施例において間隔ｄ０を固定し間隔ｄ１を変化させたときの間隔ｄ１に対するアンテナ３００の全放射電力を示すグラフである。
FIG. 8B is a graph showing the total radiated power of the
図８（ｂ）におけるシミュレーション結果は、間隔ｄ０［ｍｍ］を２．０［ｍｍ］に固定し、グラウンドパターン３２３と突出部４０２の間隔ｄ１［ｍｍ］を−Ｚ方向に変化させたときの全放射電力［ｍＷ］の値を観測したものである。図８（ｂ）に示すグラフは、図８（ａ）で最も効果が得られた条件として、図６（ｃ）においてｍ２＝８．５［ｍｍ］、ｎ２＝１１．２［ｍｍ］（面積Ｓ＝９５．２［ｍｍ２］）に固定して間隔ｄ１を変化させたときの特性である。
The simulation result in FIG. 8B shows that the interval d 0 [mm] is fixed to 2.0 [mm] and the interval d 1 [mm] between the
ここで、間隔ｄ１＝２．０［ｍｍ］のときの全放射電力が比較例の計算結果であり、その値は６．５［ｍＷ］である。実施例において、比較例の全放射電力６．５［ｍＷ］に対して２倍以上の効果がある範囲は、０．６８［ｍｍ］≦ｄ１≦１．２５［ｍｍ］の範囲である。この範囲を、図５のグラウンドパターン３２３と金属板４０１との間隔ｄ０［ｍｍ］（＝２．０［ｍｍ］）で正規化すると、以下の式（６）となる。
Here, the total radiated power when the distance d 1 = 2.0 [mm] is the calculation result of the comparative example, and the value is 6.5 [mW]. In the example, the range in which the effect is more than twice as large as the total radiated power 6.5 [mW] of the comparative example is a range of 0.68 [mm] ≦ d 1 ≦ 1.25 [mm]. When this range is normalized by the distance d 0 [mm] (= 2.0 [mm]) between the
つまり、間隔ｄ１は、間隔ｄ０の０．３４倍以上０．６３倍以下の範囲内であるのが好ましい。 That is, the interval d 1 is preferably in the range of 0.34 to 0.63 times the interval d 0 .
この中で、特に大きく効果が出る範囲として、比較例の５倍以上の効果がある範囲は、０．８２［ｍｍ］≦ｄ１≦１．０７［ｍｍ］である。この範囲についても間隔ｄ０で正規化すると、以下の式（７）となる。 Among these, the range in which the effect is particularly large is 0.82 [mm] ≦ d 1 ≦ 1.07 [mm] in which the effect is five times or more that of the comparative example. When this range is also normalized by the interval d 0 , the following equation (7) is obtained.
つまり、間隔ｄ１は、間隔ｄ０の０．４１倍以上０．５４倍以下の範囲内であるのがより好ましい。 That is, the interval d 1 is more preferably in the range of 0.41 to 0.54 times the interval d 0 .
ここで、間隔ｄ０，ｄ１、突出部４０２の面積Ｓ及び真空の誘電率ε０を用いて、グラウンドパターン３２３と突出部４０２との間の静電容量は、Ｃ１＝ε０・Ｓ／ｄ１［Ｆ］と表される。また、グラウンドパターン３２３と金属板４０１との間の静電容量は、Ｃ０＝ε０・Ｓ／ｄ０［Ｆ］と表される。なお、間隔ｄ０，ｄ１、突出部４０２の面積Ｓ及び真空の誘電率ε０を用いた。
Here, using the distances d 0 and d 1 , the area S of the
式（６）を静電容量Ｃ０，Ｃ１を用いて表すと、比較例の２倍以上の効果がある範囲は、以下の式（８）となる。 When Expression (6) is expressed using capacitances C 0 and C 1 , a range having an effect twice or more that of the comparative example is Expression (8) below.
即ち、突出部４０２とグラウンド導体３２０と静電容量は、金属板４０１とグラウンド導体３２０との静電容量の１．６倍以上２．９倍以下の範囲内である。
That is, the
同様に式（７）を静電容量Ｃ０，Ｃ１を用いて表すと、比較例の５倍以上の効果がある範囲は、以下の式（９）となる。 Similarly, when Expression (7) is expressed using capacitances C 0 and C 1 , a range having an effect that is five times or more that of the comparative example is Expression (9) below.
即ち、突出部４０２とグラウンド導体３２０と静電容量は、金属板４０１とグラウンド導体３２０との静電容量の１．９倍以上２．４倍以下の範囲内である。
That is, the
以上より、本実施例において、比較例に対して効果が２倍以上ある範囲は式（４）と式（８）、比較例に対して効果が５倍以上ある範囲は式（５）と式（９）で規定される。 As described above, in this example, the range where the effect is twice or more as compared with the comparative example is the expressions (4) and (8), and the range where the effect is five times or more compared with the comparative example is the expression (5) and It is specified in (9).
なお、本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で多くの変形が可能である。また、本発明の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施形態に記載されたものに限定されない。 The present invention is not limited to the embodiment described above, and many modifications are possible within the technical idea of the present invention. In addition, the effects described in the embodiments of the present invention only list the most preferable effects resulting from the present invention, and the effects of the present invention are not limited to those described in the embodiments of the present invention.
上記実施形態では、突出部４０２の形状を、−Ｚ方向に見て長方形とした場合について説明したが、これに限定するものではなく、−Ｚ方向に見て円形や多角形等、いかなる形状であってもよい。
In the above embodiment, the case where the shape of the
また、上記実施形態では、アンテナ３００が逆Ｆアンテナの場合について説明したが、これに限定するものではなく、アンテナ素子とグラウンドパターンが同一平面もしくは互いに平行な面に配置されたパターン状のアンテナであれば、本発明は適用可能である。例えば、モノポールアンテナであってもよい。その際、突出部は、対向方向（−Ｚ方向）に見て、グラウンド導体のアンテナ素子が延びる方向と交差する方向の第１端部又は第２端部と重なる位置に配置されていればよい。即ち、第１端部及び第２端部のうちいずれか一方又は両方に、突出部を配置すればよい。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態では、金属部材４００が金属板４０１と突出部４０２とで構成される場合について説明したが、これに限定するものではない。金属部材が平板状であって、アンテナが金属部材に対して相対的に傾いて配置されていてもよい。
Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the
その際、金属部材とグラウンド導体の第２端部とのＺ方向（対向方向）の間隔ｄ１は、金属部材とグラウンド導体の第１端部とのＺ方向（対向方向）の間隔ｄ０よりも小さくなるように、金属部材及びアンテナを配置すればよい。 At that time, the distance d 1 in the Z direction (opposing direction) between the metal member and the second end of the ground conductor is larger than the distance d 0 in the Z direction (facing direction) between the metal member and the first end of the ground conductor. The metal member and the antenna may be disposed so as to be small.
このとき、上記実施形態と同様、金属部材とグラウンド導体の第２端部との間隔ｄ１は、金属部材とグラウンド導体の第１端部との間隔ｄ０の０．３４倍以上０．６３倍以下の範囲内であるのが好ましい。また、上記実施形態と同様、金属部材とグラウンド導体の第２端部との間隔ｄ１は、金属部材とグラウンド導体の第１端部との間隔ｄ０の０．４１倍以上０．５４倍以下の範囲内であるのがより好ましい。 In this case, as in the above embodiment, the distance d 1 between the second end of the metal member and the ground conductor, more than 0.34 times the distance d 0 between the first end portion of the metal member and the ground conductor 0.63 It is preferable to be within the range of less than twice. Further, as in the above embodiment, the interval d 1 between the metal member and the second end of the ground conductor is 0.41 times or more and 0.54 times the interval d 0 between the metal member and the first end of the ground conductor. More preferably within the following range.
また、上記実施形態では、電子機器が、撮像装置の一例としてＸ線画像診断装置の場合について説明したが、これに限定するものではない。例えば、撮像装置として、デジタルカメラやスマートフォン等であってもよく、また、撮像装置以外の電子機器についても本発明は適用可能である。 In the above embodiment, the electronic apparatus is an X-ray image diagnostic apparatus as an example of an imaging apparatus. However, the present invention is not limited to this. For example, the imaging device may be a digital camera, a smartphone, or the like, and the present invention is applicable to electronic devices other than the imaging device.
１０５…ＩＣ（無線機）、２００…Ｘ線画像診断装置（電子機器）、２０２…無線通信装置、３００…アンテナ、３１０…アンテナ素子、３１０Ａ…一端部、３１０Ｂ…他端部、３２０…グラウンド導体、３２０Ａ…端部（第１端部）、３２０Ｂ…端部（第２端部）、４００…金属部材、４０１…金属板、４０２…突出部
DESCRIPTION OF
Claims (17)
前記アンテナに接続された無線機と、
前記アンテナに対向して配置された金属部材と、を備え、
前記グラウンド導体は、前記アンテナ素子の他端部から前記アンテナ素子の延びる配線方向に対して交差する方向における第１端部と、前記第１端部とは反対側の第２端部とを有し、
前記金属部材は、
金属本体と、
前記金属本体から前記アンテナの側に突出し、前記アンテナの側から前記金属本体の側に向かう対向方向に見て、前記グラウンド導体の前記第１端部又は前記第２端部と重なる位置に配置された突出部と、を有することを特徴とする無線通信装置。 An antenna element including an antenna element having one end open and a ground conductor used as a ground of the antenna element;
A radio connected to the antenna;
A metal member disposed to face the antenna,
The ground conductor has a first end in a direction intersecting a wiring direction in which the antenna element extends from the other end of the antenna element, and a second end opposite to the first end. And
The metal member is
A metal body,
Projected from the metal body to the antenna side and disposed in a position overlapping the first end or the second end of the ground conductor when viewed in the facing direction from the antenna side toward the metal body. And a protruding portion.
前記アンテナ素子は、前記対向方向に見て、前記グラウンド導体の前記第１端部の側にＬ字形状に折れ曲がって形成されており、
前記突出部は、前記対向方向に見て、前記信号線とは重ならない位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。 The other end of the antenna element is connected to the ground conductor, and a signal line is connected to a portion between one end and the other end of the antenna element,
The antenna element is formed to be bent in an L shape on the first end portion side of the ground conductor when viewed in the facing direction,
The wireless communication apparatus according to claim 1, wherein the protruding portion is disposed at a position that does not overlap the signal line when viewed in the facing direction.
前記アンテナに接続された無線機と、
前記アンテナに対向して配置された金属部材と、を備え、
前記金属部材は、
金属本体と、
前記金属本体から前記アンテナの側に突出し、前記アンテナの側から前記金属本体の側に向かう対向方向に見て、前記アンテナにおいて磁界強度に対する電界強度の比が最大値の０．５５倍以上１．０倍以下となる領域うち、少なくとも一部と重なる位置に配置された突出部と、を有することを特徴とする無線通信装置。 An antenna element including an antenna element having one end open and a ground conductor used as a ground of the antenna element;
A radio connected to the antenna;
A metal member disposed to face the antenna,
The metal member is
A metal body,
The ratio of the electric field strength to the magnetic field strength in the antenna is 0.55 times or more of the maximum value when viewed in the opposing direction from the metal body toward the antenna and from the antenna side toward the metal body. A wireless communication apparatus comprising: a protruding portion disposed at a position overlapping at least a part of a region that is 0 times or less.
前記アンテナ素子は、前記対向方向に見て、Ｌ字形状に折れ曲がって形成されており、
前記グラウンド導体は、前記アンテナ素子の他端部から前記アンテナ素子の延びる配線方向に対して交差する方向において前記アンテナ素子の一端部に近接する側の第１端部と、前記第１端部とは反対側の第２端部と、を有し、
前記突出部は、前記対向方向に見て、前記信号線とは重ならない位置に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の無線通信装置。 The other end of the antenna element is connected to the ground conductor, and a signal line is connected to a portion between one end and the other end of the antenna element,
The antenna element is bent in an L shape when viewed in the facing direction,
The ground conductor includes a first end on a side close to one end of the antenna element in a direction intersecting a wiring direction in which the antenna element extends from the other end of the antenna element, and the first end Has an opposite second end,
The wireless communication device according to claim 6, wherein the protruding portion is disposed at a position that does not overlap the signal line when viewed in the facing direction.
前記アンテナに接続された無線機と、
前記アンテナに対向して配置された金属部材と、を備え、
前記アンテナ素子は、前記アンテナの側から前記金属部材の側に向かう対向方向に見て、Ｌ字形状に折れ曲がって形成されており、
前記グラウンド導体は、前記アンテナ素子の他端部から前記アンテナ素子の延びる配線方向に対して交差する方向において前記アンテナ素子の一端部に近接する側の第１端部と、前記第１端部とは反対側の第２端部と、を有し、
前記金属部材と前記グラウンド導体の第２端部との前記対向方向の間隔は、前記金属部材と前記グラウンド導体の第１端部との前記対向方向の間隔よりも小さいことを特徴とする無線通信装置。 An antenna including a ground conductor and an antenna element having one end open and the other end connected to the ground conductor;
A radio connected to the antenna;
A metal member disposed to face the antenna,
The antenna element is formed to be bent in an L shape when viewed in the facing direction from the antenna side toward the metal member side,
The ground conductor includes a first end on a side close to one end of the antenna element in a direction intersecting a wiring direction in which the antenna element extends from the other end of the antenna element, and the first end Has an opposite second end,
The wireless communication characterized in that an interval in the facing direction between the metal member and the second end of the ground conductor is smaller than an interval in the facing direction between the metal member and the first end of the ground conductor. apparatus.
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Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002174879A (en) * | 2000-09-18 | 2002-06-21 | Eastman Kodak Co | Sheet medium package having radio frequency identification transponder |
| JP2009048171A (en) * | 2007-07-23 | 2009-03-05 | Fujifilm Corp | Cassette device and cassette storage bag for cassette device |
| JP2010104650A (en) * | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | Radiographic imaging system, and communication method for the same |
| JP2011112923A (en) * | 2009-11-27 | 2011-06-09 | Canon Inc | Radiation image photographing device |
| WO2011151756A2 (en) * | 2010-05-30 | 2011-12-08 | Technion R&D Foundation | Sensing device having a therhal antenna and a method for sensing electromagnetic radiation |
| WO2012014661A1 (en) * | 2010-07-30 | 2012-02-02 | 富士フイルム株式会社 | Radiograph imaging system, radiograph imaging method, and image display method |
| JP2012103268A (en) * | 2012-01-30 | 2012-05-31 | Fujifilm Corp | Radiation image photographing apparatus |
| JP2012187436A (en) * | 2007-10-26 | 2012-10-04 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | Cassette type radiographic image solid-state detector |
-
2015
- 2015-02-18 JP JP2015029369A patent/JP6512856B2/en active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002174879A (en) * | 2000-09-18 | 2002-06-21 | Eastman Kodak Co | Sheet medium package having radio frequency identification transponder |
| JP2009048171A (en) * | 2007-07-23 | 2009-03-05 | Fujifilm Corp | Cassette device and cassette storage bag for cassette device |
| JP2012187436A (en) * | 2007-10-26 | 2012-10-04 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | Cassette type radiographic image solid-state detector |
| JP2010104650A (en) * | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | Radiographic imaging system, and communication method for the same |
| JP2011112923A (en) * | 2009-11-27 | 2011-06-09 | Canon Inc | Radiation image photographing device |
| WO2011151756A2 (en) * | 2010-05-30 | 2011-12-08 | Technion R&D Foundation | Sensing device having a therhal antenna and a method for sensing electromagnetic radiation |
| WO2012014661A1 (en) * | 2010-07-30 | 2012-02-02 | 富士フイルム株式会社 | Radiograph imaging system, radiograph imaging method, and image display method |
| JP2012103268A (en) * | 2012-01-30 | 2012-05-31 | Fujifilm Corp | Radiation image photographing apparatus |
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