JP4306580B2 - ２周波共用フィルムアンテナ - Google Patents
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Description
本発明は、ノートパソコン等の携帯端末の筐体に内蔵するフィルムアンテナに係り、特に、金属で形成され筐体内に取り付けても、その筐体の影響がなく、共振周波数を予め調整可能なフィルムアンテナに関するものである。
ノートパソコン（ノートＰＣ）やＰＤＡ等の携帯端末で、無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ）が普及し始めている。
この無線ＬＡＮは、５ＧＨｚ帯を使用する８０２．１１ａと、２．４ＧＨｚ帯を使用する８０２．１１ｂ／ｇ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。
ところで、これらアンテナは、携帯用端末のディスプレーの外周枠の裏面や、本体側のカバーの裏面に両面テープなどを用いて貼り付けて収容している。しかし、ディスプレーや本体カバーには、金属筐体が設けられており、アンテナが金属筐体の近くに取り付けられると、金属筐体の影響を受けて共振周波数が変化する問題がある。このため、特許文献３，４に示されるように、グランドとなる金属筐体から一定距離以上アンテナを離して取り付けてアンテナ特性を維持するようにしているが、狭隘な携帯端末に、アンテナ特性が影響されずに取り付けることは極めて困難であり、現実には取り付ける携帯端末毎にアンテナの素子の長さの調整など、チューニングが必要となる。
特に、最近は薄型化が要求され、マグネシウムやアルミニウム筐体などが使用されてきており、金属筐体から十分に離して取り付けることは困難である。従って、取付位置により共振周波数が大きく変動するため、アンテナの設計は、筐体構造と取付位置を考慮して行わなければならず、機種の違うものにそのまま使用できない問題がある。
さらに、アンテナの取付は、両面テープを用いて貼り付けるものであり、一定の位置に精度よく取り付けられる保証もない。
本発明の目的は、アンテナ特性が筐体に影響されないフィルム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、モノポールアンテナを構成する第一放射素子部と、該第一放射素子部よりも発振波長が短い第二放射素子部と、該第一及び第二放射素子部を一部又は全部を覆うように形成され、筐体に取り付けられるグランド部と、該グランド部に形成され、上記第一放射素子部と容量結合するための容量結合片部とを備えた２周波共用フィルムアンテナであって、上記グランド部に凹状の溝部を形成し、該溝部の一方側の壁から他方の壁に向けて上記第一放射素子部が形成され、他方の壁に、上記第一放射素子部と所定のギャップを介して容量結合する上記容量結合片部が形成され、上記第一放射素子部の基部の上記溝部側に該第一放射素子部より長さが短くなると共に、上記凹状溝部の底壁側に上記第二放射素子部が形成され、該第二放射素子部の基部に給電部が形成され、該給電部と対向した上記グランド部の溝部にグランド接続片が形成されることを特徴とする２周波共用フィルムアンテナである。
請求項２の発明は、グランド部の両側に、筐体に形成したボスと嵌合するボス穴が形成されると共に筐体にネジ止めする取付穴が形成される請求項１記載の２周波共用フィルムアンテナである。
請求項３の発明は、上記給電部とグランド接続片間の後方の溝部にループ溝が形成され、そのループ溝の周囲に第二ループ放射素子部が形成される請求項２記載の２周波共用フィルムアンテナである。
請求項４の発明は、導体平板の両面をポリイミド樹脂などのフィルムをラミネートし、そのラミネートした導体平板をプレスで打ち抜いて上記第一及び第二放射素子部、上記グランド部が形成される請求項１〜３いずれかに記載の２周波共用フィルムアンテナである。
本発明によれば、放射素子部の一部又は全部をグランド部で覆い、その放射素子部の先端にギャップをおいて容量結合片を設けることで、放射素子部の特性が筐体の影響を受けないものとすることができる。
以下本発明の実施形態を添付図面により説明する。
図１、図２は、フィルムアンテナＡの一実施の形態を示し、図１（ａ）は、リードフレーム（但しフィルムを剥がした状態）からプレスで打ち抜いた状態の展開図を示し、図１（ｂ）はフィルムアンテナＡの正面図、図１（ｃ）はフィルムアンテナの平面図、図２は、フィルムアンテナＡを筐体に取り付ける状態の斜視図を示している。
図において、１０は、銅板からなる導体平板で、その導体平板１０の表裏にポリイミド樹脂などのフィルム１１、１２がラミネートされ、図１（ａ）に示すように、プレス打ち抜きにより、グランド部１３と、２．４ＧＨｚ帯のモノポールアンテナを構成する第一放射素子部１４と、５ＧＨｚ帯のモノポールアンテナを構成する第二放射素子部１５と、５ＧＨｚ帯のループアンテナを構成する第二ループ素子部１６とが形成され、グランド部１３が、折り曲げ線１７にて谷折りされてフィルムアンテナＡが形成される。
グランド部１３は、図２に示すように筐体１８に取り付けられる長方形状のグランド部１９とその主グランド部１９と連続し、折り曲げ線１７から起立されるグランド折り曲げ部２０からなる。主グランド部１９の両側には、筐体１８のボス２１に嵌合するボス穴２２が形成されると共に、筐体１８のネジ穴２３にネジ２４でネジ止めする取付穴２５が形成される。
主グランド部１９の中央部には側壁２６ａ、２６ｂ、底壁２６ｃで区画される凹状の溝部２６が形成され、その溝２６の一方の壁２６ａから他方の壁２６ｂに向けてモノポールアンテナ形状の第一放射素子部１４が形成され、他方の壁２６ｂには、第一放射素子部１４の先端に向けてギャップｇを介して容量結合するための容量結合片部２７が形成される。
第一放射素子部１４の溝部２６側には、モノポールアンテナ形状の第二放射素子部１５が形成される。この第二放射素子部１５は、第一放射素子部１４の基部から逆Ｌ字状に形成され、先端部１５ａが溝部２６内に位置し、第一放射素子部１４と所定の間隔ｄ離れるように形成され、また途中に放射特性を調整するための段部２８が形成される。
この段部２８の後端側と溝部２６の底壁２６ｃに掛けてループ溝２９が形成されて第二ループ素子部１６が形成される。
段部２８の後端部には、給電部３０が形成され、ループ溝２９に位置して底壁２６ｃには、グランド接続片３１が形成される。
この給電部３０には、同軸ケーブル３２の内導体３３が半田付けされ、グランド接続片３１には、同軸ケーブル３２の外導体３４が半田付けされる。
第一放射素子部１４は、幅が１ｍｍ程度で、給電部３０から第一放射素子部１４の長さが、２．４ＧＨｚの１／４波長程度に形成され、容量結合片部２７の幅は１ｍｍ程度、長さは６ｍｍ程度、第一放射素子部１４と容量結合片部２７のギャップｇは、１ｍｍ程度に形成される。
第二放射素子部１５は、第一放射素子部１４との間隔ｄが１ｍｍ以上に離れるように、また給電部３０から先端部１５ａまでの長さが５ＧＨｚの１／４波長程度に形成される。さらに第二ループ素子部１６の給電部３０からグランド接続片３１までのループ溝２９の長さは５ＧＨｚの１／４波長程度になるように形成される。
このフィルムアンテナＡの筐体１８への取付は、図２に示すように、先ず筐体１８のアンテナ取付位置に切り欠き溝３５を形成しておき、その両側にボス２１とネジ穴２３を形成しておき、そのボス２１にフィルムアンテナＡのボス穴２２を嵌め込んだ後、ネジ２４を取付穴２５を通してネジ穴２３にねじ込んで取り付ける。
図３は、本発明のフィルムアンテナの特性を示したものである。図において、ａは第一放射素子部１４の特性を、ｂは第二放射素子部１５及び第二ループ素子部１６の特性を示している。
また、図４は、本発明のフィルムアンテナの等価回路を示したもので、給電部３０に電源３６が接続され、モノポールアンテナである第一放射素子１４がギャップからなるコンデンサＣでグランド部１３と容量結合し、第二放射素子部１５は、モノポールアンテナとして、また第二ループ素子部１６は、ループアンテナとして機能する。
以上において、第一放射素子部１４からは、共振周波数２．４ＧＨｚ帯が、第二放射素子部１５及び第二ループ素子部１６からは５ＧＨｚ帯が発振される。この際、第一放射素子部１４は、金属筐体１８の近くに取り付けられていても、容量結合片２７と容量結合しているため、第一放射素子部１４の放射特性が金属筐体１８に影響されずに予め設定した特性を維持できる。また第二放射素子部１５は、第一放射素子部１４より発振波長が短く、かつグランド部１３の溝部２６内に位置するため、同じく予め設定した特性を維持できる。さらに第二ループ素子部１６は、５ＧＨｚ帯の共振波長帯域を広げることができる。
１３ グランド部
１４ 第一放射素子部
１５ 第二放射素子部
１６ 第二ループ素子部
１８ 筐体
２６ 溝部
２７ 容量結合片
１４ 第一放射素子部
１５ 第二放射素子部
１６ 第二ループ素子部
１８ 筐体
２６ 溝部
２７ 容量結合片
Claims (4)
- モノポールアンテナを構成する第一放射素子部と、該第一放射素子部よりも発振波長が短い第二放射素子部と、該第一及び第二放射素子部を一部又は全部を覆うように形成され、筐体に取り付けられるグランド部と、該グランド部に形成され、上記第一放射素子部と容量結合するための容量結合片部とを備えた２周波共用フィルムアンテナであって、
上記グランド部に凹状の溝部を形成し、該溝部の一方側の壁から他方の壁に向けて上記第一放射素子部が形成され、他方の壁に、上記第一放射素子部と所定のギャップを介して容量結合する上記容量結合片部が形成され、上記第一放射素子部の基部の上記溝部側に該第一放射素子部より長さが短くなると共に、上記凹状溝部の底壁側に上記第二放射素子部が形成され、該第二放射素子部の基部に給電部が形成され、該給電部と対向した上記グランド部の溝部にグランド接続片が形成されることを特徴とする２周波共用フィルムアンテナ。 - グランド部の両側に、筐体に形成したボスと嵌合するボス穴が形成されると共に筐体にネジ止めする取付穴が形成される請求項１記載の２周波共用フィルムアンテナ。
- 上記給電部とグランド接続片間の後方の溝部にループ溝が形成され、そのループ溝の周囲に第二ループ放射素子部が形成される請求項２記載の２周波共用フィルムアンテナ。
- 導体平板の両面をポリイミド樹脂などのフィルムをラミネートし、そのラミネートした導体平板をプレスで打ち抜いて上記第一及び第二放射素子部、上記グランド部が形成される請求項１〜３いずれかに記載の２周波共用フィルムアンテナ。
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