JP4457850B2 - Substrate mounted thin antenna - Google Patents
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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。 The present invention relates to a board-mounted thin antenna mounted on a module board or the like on which a mini PCI or antenna oscillation circuit is mounted.
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。 Wireless LAN (IEEE 802.11a (including so-called hyper a) / b / g) using a board-mounted thin antenna mounted on a module board or the like on which a mini PCI or antenna oscillation circuit is mounted has begun to spread.
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。 This wireless LAN includes the 802.11b standard using 2.4 to 2.5 GHz and the 802.11a standard using 4.9 to 6.0 GHz. As antennas for the wireless LAN, these 2.4 GHz antennas are used. There has been a demand for a flat plate antenna capable of dual-band oscillation in a band and a 5 GHz band.
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。
Conventionally, as a flat antenna, as shown in Patent Document 1, a flat antenna in which a lead frame is punched to form a ground part and a radiating element part, or as shown in
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。 However, these antennas require a power supply cable and are attached to the peripheral frame of the display, and cannot be directly mounted on the module substrate.
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。 In addition, 802.11a using the 5 GHz band has been attracting attention recently because it has a higher communication speed and less influence of noise than 802.11b using the 2 GHz band. Since they are operated at different frequencies in Japan, etc., a broadband antenna is required to adapt to all these different frequencies.
本発明の目的は、モジュール基板に搭載でき、しかも広帯域をカバーできる基板搭載型薄型アンテナを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a substrate-mounted thin antenna that can be mounted on a module substrate and can cover a wide band.
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、モジュール基板にグランド面と絶縁面を形成し、そのグランド面の絶縁面近くにグランド接点を形成し、グランド接点と対向するよう絶縁面に給電点を形成し、その絶縁面に給電点からグランド面にかけて逆L字状の伝送路を形成して、給電点とグランド接点を短絡するループ素子を形成し、上記絶縁面に、給電点から互いに逆方向に延びる第一及び第二放射素子を形成して、上記ループ素子と上記第一放射素子を対向させ、上記第一放射素子の長さを該第一放射素子の受信波長λ1の1/4の長さに形成し、上記第二放射素子の長さを該第二放射素子の受信波長λ2の1/4の長さに形成し、上記ループ素子の長さを上記受信波長λ1の長さに形成した基板搭載薄型アンテナである。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, in a board-mounted thin antenna mounted on a module board, a ground plane and an insulating plane are formed on the module board, and a ground contact is formed near the insulating plane of the ground plane. Then, a feeding point is formed on the insulating surface so as to face the ground contact, a reverse L-shaped transmission path is formed on the insulating surface from the feeding point to the ground surface, and a loop element that short-circuits the feeding point and the ground contact is formed. Forming first and second radiating elements extending in opposite directions from the feeding point on the insulating surface, the loop element and the first radiating element are opposed to each other, and the length of the first radiating element is The first radiating element is formed to have a length that is ¼ of the reception wavelength λ1, and the second radiating element has a length that is ¼ of the reception wavelength λ2 of the second radiating element. The length of the loop element is set to the reception wavelength λ Of a substrate mounting thin antenna formed in length.
請求項2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、モジュール基板にグランド面と絶縁面を形成し、そのグランド面の絶縁面近くにグランド接点を形成し、グランド接点と対向するよう絶縁面に給電点を形成し、その絶縁面に給電点から両側のグランド面にかけて逆L字状の第一及び第二伝送路をそれぞれ形成して、給電点とグランド接点を短絡する第一及び第二ループ素子を形成し、上記絶縁面に、給電点から互いに逆方向に延びる第一及び第二放射素子を形成し、上記第一放射素子の長さを該第一放射素子の受信波長λ1の1/4の長さに形成し、上記第二放射素子の長さを該第二放射素子の受信波長λ2の1/4の長さに形成し、上記第一ループ素子の長さを上記受信波長λ1の長さに形成し、上記第二ループ素子の長さを上記受信波長λ2の長さに形成した基板搭載薄型アンテナである。
According to a second aspect of the present invention, in the substrate-mounted thin antenna mounted on the module substrate, a ground surface and an insulating surface are formed on the module substrate, and a ground contact is formed near the insulating surface of the ground surface so as to face the ground contact. A feeding point is formed on the insulating surface, and first and second reverse L-shaped transmission lines are formed on the insulating surface from the feeding point to the ground planes on both sides, and the feeding point and the ground contact are short-circuited. A second loop element is formed, and first and second radiating elements extending in opposite directions from the feeding point are formed on the insulating surface, and the length of the first radiating element is set to the reception wavelength λ1 of the first radiating element. The length of the second radiating element is formed to be ¼ of the reception wavelength λ2 of the second radiating element, and the length of the first loop element is The second wavelength is formed to a length of the reception wavelength λ1. The length of the element is a substrate mounting thin antenna formed on the length of the reception wavelength .lambda.2.
請求項3の発明は、モジュール基板に形成するグランド面、ループ素子、放射素子は、絶縁板に、導電材のエッチングにより或いはパターンがプリントされて形成される請求項1又は2記載の基板搭載薄型アンテナである。
According to a third aspect of the present invention, the ground surface, the loop element, and the radiating element formed on the module substrate are formed on the insulating plate by etching a conductive material or by printing a pattern. It is an antenna.
請求項4の発明は、モジュール基板の裏面側から給電点とグランド接点に高周波電源を接続した請求項1〜3いずれかに記載の基板搭載薄型アンテナである。 A fourth aspect of the present invention is the substrate-mounted thin antenna according to any one of the first to third aspects, in which a high-frequency power source is connected to the feeding point and the ground contact from the back side of the module substrate.
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。 The present invention can realize an antenna that can be easily mounted on a module substrate and can oscillate in a wide band.
以下本発明の実施形態を添付図面により説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明における基板搭載薄型アンテナの平面図を示している。 FIG. 1 is a plan view of a substrate-mounted thin antenna according to the present invention.
図1において、10は、ミニPCIやアンテナ発振回路が載るモジュール基板で、そのモジュール基板10にグランド面11と絶縁面12が形成される。
In FIG. 1,
絶縁面12近くのグランド面11の中央にはグランド接点13が形成され、絶縁面12にグランド接点13と対向するように給電点14が形成される。
A
この給電点14からグランド面11に逆L字状の第一伝送路15aが形成され、給電点14とグランド接点13を短絡する第一ループ素子15が形成され、また給電点14から第一伝送路15aと対称に、逆L字状の第二伝送路16aが形成され、給電点14とグランド接点13を短絡する第二ループ素子16が形成される。
A reverse L-shaped
この第一ループ素子15と第二ループ素子16との接続部である給電点14より立ち上げ片17が形成され、その立ち上げ片17より互いに逆方向に延びる第一放射素子18と第二放射素子19とが形成される。
A rising
給電点14とグランド接点13とは、モジュール基板10の裏面側の高周波電源20に接続される。この高周波電源20は、マイクロストリップラインで給電するようにしてもよい。
The
給電点14から第一放射素子18の先端までの長さは、2GHz帯の1/4波長となるように、また給電点14から第二放射素子19の先端までの長さは、5GHz帯の1/4波長となるように形成され、給電点14からグランド接点13に至る第一ループ素子15は、2GHz帯の1波長に、同様に第二ループ素子16は、5GHz帯の1波長に形成される。
The length from the
このモジュール基板10に形成されるグランド面11、第一及び第二ループ素子15、16、第一及び第二放射素子18、19は、メッキした銅箔をエッチングにより形成しても或いはモジュール基板10に直接アンテナ形状をプリントして形成してもよい。またアンテナ材質としては、銅箔の他に、リン青銅、鉄、その他種々の導電材を使用してもよい。
The
図2は、本発明の基板搭載薄型アンテナの他の実施の形態の平面図を示したものである。 FIG. 2 shows a plan view of another embodiment of the substrate-mounted thin antenna of the present invention.
本実施の形態においては、給電点14からグランド面11にかけて逆L字状の第二伝送路16aを形成して、給電点14とグランド接点13とを短絡する第二ループ素子16を形成し、そのループ素子16の先端に立ち上げ片17を形成すると共にその立ち上げ片17より互いに逆方向に延びる第一放射素子18と第二放射素子19を形成したものである。
In the present embodiment, an inverted L-shaped
この図2の形態においては、図1と違って、2GHz帯に共振周波数を有する第一ループ素子15を形成せずに5GHz帯に共振周波数を有する第二ループ素子16のみを形成し、その第二ループ素子16を2GHz帯に共振周波数を有する第一放射素子18と平行になるように配置して、5GHz帯に共振周波数を有する第二放射素子19とは、給電点14を境に反対方向になるようにして相互干渉を防止するようにしたものである。
In the form of FIG. 2, unlike FIG. 1, only the
図3は、図1に示した基板搭載薄型アンテナのアンテナ特性を示したものである。 FIG. 3 shows antenna characteristics of the substrate-mounted thin antenna shown in FIG.
図3より、2GHz帯と5Hz帯に共振周波数を有し、2GHz帯では、リターンロスが2.4〜2.5GHzで−15dB以下、5GHz帯では、4.9〜6.0GHzでリターンロスが−25dB以下とワイドバンドなアンテナ特性となっている。 As shown in FIG. 3, there are resonance frequencies in the 2 GHz band and the 5 Hz band. In the 2 GHz band, the return loss is −15 dB or less at 2.4 to 2.5 GHz, and the return loss is 4.9 to 6.0 GHz in the 5 GHz band. Wide band antenna characteristics of -25 dB or less.
10 モジュール基板
11 グランド面
12 絶縁面
13 グランド接点
14 給電点
15 第一ループ素子
15a 第一伝送路
16 第二ループ素子
16a 第二伝送路
18 第一放射素子
19 第二放射素子
20 高周波電源
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