JP4624662B2

JP4624662B2 - Electronic card with communication function

Info

Publication number: JP4624662B2
Application number: JP2003410099A
Authority: JP
Inventors: 正樹高橋; 毅橋立; 雅勝鈴木
Original assignee: Yagi Antenna Co Ltd
Current assignee: Yagi Antenna Co Ltd
Priority date: 2003-12-09
Filing date: 2003-12-09
Publication date: 2011-02-02
Anticipated expiration: 2023-12-09
Also published as: JP2005175667A

Description

本発明は、電子機器筐体に装着されて使用される通信機能を備えた電子カードに関する。 The present invention relates to an electronic card having a communication function that is used by being mounted on an electronic device casing.

従来、パソコン（パーソナルコンピュータ）やＰＤＡ（携帯情報端末）等の電子機器に通信機能を備えた電子カード例えばＣＦカード（compact flash card）あるいはＰＣＭＣＩＡ（Personal Computer Memory Card International Association）カード（以下、ＰＣカードと略称する）などを装着し、無線ＬＡＮ等の近距離通信を行なう場合がある（例えば、特許文献１参照。）。 Conventionally, an electronic card having a communication function in an electronic device such as a personal computer (PDA) or a personal digital assistant (PDA), such as a CF card (compact flash card) or a PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association) card (hereinafter referred to as a PC card). Etc.) and short distance communication such as a wireless LAN may be performed (see, for example, Patent Document 1).

上記通信機能を備えたＣＦカードやＰＣカードでは、回路部とアンテナ部を同一基板上に構成するような場合、アンテナ部を基板の一端側に設け、パソコンやＰＤＡ本体に装着した際に、アンテナ部がパソコン等の金属筐体から外部に突出するように設定して外部と通信できるようにしている。
特開平８−２７９０２７号公報 In the CF card or PC card having the above communication function, when the circuit portion and the antenna portion are configured on the same substrate, the antenna portion is provided on one end of the substrate and mounted on the personal computer or PDA main body. The unit is set to project outward from a metal housing such as a personal computer so that it can communicate with the outside.
JP-A-8-279027

上記のように通信機能を備えたＣＦカードやＰＣカードは、回路部とアンテナ部が同一基板上に構成されるような場合、パソコンやＰＤＡ本体に装着して使用すると、アンテナ部を金属筐体から外部に突出させていても、金属筐体の影響を受け、アンテナの放射特性が劣化するという問題があった。 As described above, when the CF card or PC card having the communication function is configured so that the circuit unit and the antenna unit are formed on the same substrate, the antenna unit is mounted on a personal computer or PDA main body and used. Even if it protrudes from the outside, there is a problem that the radiation characteristics of the antenna deteriorate due to the influence of the metal casing.

本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、電子カードを金属筐体に装着して使用する場合でも、金属筐体による影響をなくし、アンテナの放射特性の劣化を防止でき、良好な通信状態を保持できる通信機能を備えた電子カードを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and even when an electronic card is mounted on a metal casing and used, the influence of the metal casing is eliminated and deterioration of the radiation characteristics of the antenna can be prevented. An object of the present invention is to provide an electronic card having a communication function capable of maintaining a proper communication state.

本発明は、カードスロットを備えたパーソナルコンピュータ若しくは携帯情報端末の電子機器筐体に装着されて使用される通信機能を備えた電子カードにおいて、カード基板と、前記カード基板の先端部近傍の一方の面に導電性パターンにより設けられるダイポールアンテナ放射素子と、前記カード基板に装着されるグランド面を備えた高周波回路部とを具備し、前記ダイポールアンテナ放射素子に対して前記高周波回路部のグランド面を使用周波数の約０．１波長の間隔で設けると共に、前記電子機器筐体のカードスロットに前記電子カードを装着した際に、前記アンテナ放射素子と前記高周波回路部のグランド面を前記電子機器筐体の外部に突出して位置させ、前記グランド面を反射器として作用させることを特徴とする。 The present invention relates to an electronic card having a communication function that is used by being mounted on an electronic device casing of a personal computer or a portable information terminal having a card slot . A dipole antenna radiating element provided with a conductive pattern on the surface, and a high-frequency circuit unit having a ground surface mounted on the card substrate, and the ground surface of the high-frequency circuit unit with respect to the dipole antenna radiating element When the electronic card is mounted in a card slot of the electronic device casing, the antenna radiating element and the ground plane of the high-frequency circuit unit are provided at intervals of about 0.1 wavelength of the operating frequency. The ground surface is projected and positioned so as to act as a reflector.

本発明によれば、カード基板の先端側の縁に平行にアンテナ放射部を設けると共に、その下方に使用周波数の約０．１λの間隔でグランド面を設け、このグランド面をアンテナ放射部の反射器として作用させることにより、電子機器筐体に設けられているカードスロットに電子カードを挿入して使用する場合においても、アンテナ放射部に対する電子機器筐体の影響を除去でき、放射特性の劣化を防止して所期の放射特性とすることができる。 According to the present invention, the antenna radiating portion is provided in parallel with the edge on the front end side of the card substrate, and the ground surface is provided at an interval of about 0.1λ of the operating frequency below, and the ground surface is reflected by the antenna radiating portion. By acting as a device, even when an electronic card is inserted into a card slot provided in the electronic device casing, the influence of the electronic device casing on the antenna radiating portion can be removed, and the radiation characteristics can be deteriorated. The desired radiation characteristics can be prevented.

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る通信機能を備えた電子カードのアンテナ構成を示す図、図２は同実施形態におけるケーブル配線状態を示す図、図３は上記電子カードを電子機器の金属筐体に装着した状態を示す図である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating an antenna configuration of an electronic card having a communication function according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram illustrating a cable wiring state in the embodiment, and FIG. It is a figure which shows the state with which the housing | casing was mounted | worn.

図１において、１は例えばＣＦカードやＰＣＡカード等の電子カードで、通信機能を備えている。また、２は上記電子カード１を構成する絶縁体によるカード基板で、上端側の一方の面には、先端部近傍にアンテナ放射素子、例えばダイポールアンテナ素子３ａ、３ｂが水平方向、すなわち先端側の縁に平行に設けられる。上記ダイポールアンテナ素子３ａ、３ｂは、カード基板２上に金属箔を蒸着する等の手段により形成される。 In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an electronic card such as a CF card or a PCA card, which has a communication function. Reference numeral 2 denotes a card substrate made of an insulator that constitutes the electronic card 1, and an antenna radiating element, for example, a dipole antenna element 3a, 3b is arranged in the horizontal direction, that is, on the tip side on one surface on the upper end side. Provided parallel to the edge. The dipole antenna elements 3 a and 3 b are formed by means such as vapor deposition of metal foil on the card substrate 2.

また、上記カード基板２には、回路部として例えば高周波回路４及びグランド面５が設けられる。この場合、グランド面５は、ダイポールアンテナ素子３ａ、３ｂの下方に所定の間隔ｄ、すなわち使用周波数の約０．１λ（λ：波長）の間隔ｄを保って設けられる。上記のように上記ダイポールアンテナ素子３ａ、３ｂの下側とグランド面５の上側との間隔ｄを約０．１λに設定することにより、グランド面５がダイポールアンテナ素子３ａ、３ｂの反射器として作用する。 The card substrate 2 is provided with, for example, a high-frequency circuit 4 and a ground plane 5 as circuit portions. In this case, the ground plane 5 is provided below the dipole antenna elements 3a and 3b with a predetermined interval d, that is, an interval d of about 0.1λ (λ: wavelength) of the used frequency. As described above, by setting the distance d between the lower side of the dipole antenna elements 3a and 3b and the upper side of the ground plane 5 to about 0.1λ, the ground plane 5 acts as a reflector for the dipole antenna elements 3a and 3b. To do.

更に、上記カード基板２の下端部、すなわち、ダイポールアンテナ素子３ａ、３ｂと反対側の端部には、外部回路に接続するためのコネクタ（図示せず）が設けられる。 Further, a connector (not shown) for connecting to an external circuit is provided at the lower end of the card substrate 2, that is, the end opposite to the dipole antenna elements 3a and 3b.

そして、図２に示すように上記ダイポールアンテナ素子３ａ、３ｂと高周波回路４との接続に例えば同軸ケーブル等の伝送線路６を使用する場合、伝送線路６はダイポールアンテナ素子３ａ、３ｂに対して略垂直に引き出すようにする。すなわち、伝送線路６がダイポールアンテナ素子３ａ、３ｂと平行になると、アンテナ・ケーブル間で不要な放射が生じるので、上記したようにダイポールアンテナ素子３ａ、３ｂに対して伝送線路６を略垂直に引き出すことにより不要な放射を防止する。この場合、上記ダイポールアンテナ素子３ａ、３ｂと伝送線路６との間には、平衡−不平衡変換回路としてバラン７を使用する。 As shown in FIG. 2, when a transmission line 6 such as a coaxial cable is used for connection between the dipole antenna elements 3a and 3b and the high frequency circuit 4, the transmission line 6 is substantially the same as the dipole antenna elements 3a and 3b. Pull it out vertically. That is, when the transmission line 6 is parallel to the dipole antenna elements 3a and 3b, unnecessary radiation is generated between the antenna and the cable, so that the transmission line 6 is pulled out substantially perpendicular to the dipole antenna elements 3a and 3b as described above. This prevents unnecessary radiation. In this case, a balun 7 is used as a balanced-unbalanced conversion circuit between the dipole antenna elements 3a, 3b and the transmission line 6.

そして、上記のように構成された電子カード１は、図３に示すようにパソコンやＰＤＡ等の電子機器１１の金属筐体１２に設けられたカードスロット１３に挿入して使用する。上記電子カード１は、電子機器１１のカードスロット１３に装着した場合、その挿入先端部に設けられているコネクタがカードスロット１３内のコネクタに接続されると共に、ダイポールアンテナ素子３ａ、３ｂとグランド面５の上端側の一部が金属筐体１２の外部に突出して位置し、外部の機器と相互に通信できるようになっている。 The electronic card 1 configured as described above is used by being inserted into a card slot 13 provided in a metal casing 12 of an electronic device 11 such as a personal computer or a PDA as shown in FIG. When the electronic card 1 is mounted in the card slot 13 of the electronic device 11, the connector provided at the insertion tip is connected to the connector in the card slot 13, and the dipole antenna elements 3a and 3b and the ground plane are connected. A part of the upper end side of 5 protrudes outside the metal housing 12 and can communicate with an external device.

上記電子カード１は、ダイポールアンテナ素子３ａ、３ｂとグランド面５との間隔ｄを約０．１λに設定し、グランド面５がダイポールアンテナ素子３ａ、３ｂの反射器として作用するようにしているので、ダイポールアンテナ素子３ａ、３ｂに対する金属筐体１２の影響をグランド面５の反射器作用により軽減あるいは除去することができる。このためダイポールアンテナ素子３ａ、３ｂは、金属筐体１２の影響による放射特性の劣化を防止して所期の放射特性とすることができる。 In the electronic card 1, the distance d between the dipole antenna elements 3a and 3b and the ground plane 5 is set to about 0.1λ, and the ground plane 5 acts as a reflector for the dipole antenna elements 3a and 3b. The influence of the metal casing 12 on the dipole antenna elements 3a and 3b can be reduced or eliminated by the reflector action of the ground plane 5. For this reason, the dipole antenna elements 3a and 3b can have the desired radiation characteristics by preventing deterioration of the radiation characteristics due to the influence of the metal casing 12.

図４は、上記ダイポールアンテナ素子３ａ、３ｂとグランド面５との間隔ｄを変化させて金属筐体１２による影響をシミュレーションした場合の特性を示したものである。図４は横軸に周波数（ＧＨｚ）をとり、縦軸に反射損失（ｄＢ）をとって示した。また、ダイポールアンテナ素子３ａ、３ｂの使用帯域２０を２．４４９ＧＨｚ〜２．４７８ＧＨｚとし、その使用帯域２０において、反射損失「−１２ｄＢ」以下を判断基準とした。また、図中に示した特性ａ〜ｅはダイポールアンテナ素子３ａ、３ｂとグランド面５との間隔ｄを
ａ＝２ｍｍ
ｂ＝６ｍｍ
ｃ＝９ｍｍ
ｄ＝１１ｍｍ
ｅ＝１３ｍｍ
に設定した場合の「計算値」を示し、特性Ａは上記間隔ｄを
Ａ＝１１ｍｍ
に設定した場合の「実測値」を示している。 FIG. 4 shows characteristics when the influence of the metal casing 12 is simulated by changing the distance d between the dipole antenna elements 3a and 3b and the ground plane 5. In FIG. In FIG. 4, the horizontal axis represents frequency (GHz) and the vertical axis represents reflection loss (dB). In addition, the use band 20 of the dipole antenna elements 3a and 3b is set to 2.449 GHz to 2.478 GHz, and in the use band 20, a reflection loss of “−12 dB” or less is set as a criterion. The characteristics a to e shown in the figure indicate the distance d between the dipole antenna elements 3a and 3b and the ground plane 5 as follows: a = 2 mm
b = 6mm
c = 9mm
d = 11mm
e = 13mm
Shows the “calculated value” in the case of setting, and the characteristic A is the distance d above A = 11 mm
“Measured value” when set to “” is shown.

上記図４に示した「計算値」では、間隔ｄを９ｍｍに設定した特性ｃ、間隔ｄを１１ｍｍに設定した特性ｄ及び間隔ｄを１３ｍｍに設定した特性ｅが上記判断基準を満たしている。しかし、「実測値」では、特性Ａに示したように「計算値」より特性が劣化するので、間隔ｄは１１ｍｍないし１３ｍｍに設定することが望ましい。また、間隔ｄを１３ｍｍより大きく設定しても、上記判断基準を満たすことができるが、カード基板２が大きくなるので、電子カード１の小型化を図る場合の障害となる。 In the “calculated value” shown in FIG. 4, the characteristic c with the interval d set to 9 mm, the characteristic d with the interval d set to 11 mm, and the characteristic e with the interval d set to 13 mm satisfy the above criteria. However, in the “actually measured value”, the characteristic is deteriorated as compared with the “calculated value” as shown in the characteristic A. Therefore, the interval d is preferably set to 11 mm to 13 mm. Even if the distance d is set to be larger than 13 mm, the above criteria can be satisfied. However, since the card substrate 2 becomes large, it becomes an obstacle when the electronic card 1 is downsized.

上記１１ｍｍないし１３ｍｍの間隔は、波長に換算すると、約０．１λ前後の値となる。従って、ダイポールアンテナ素子３ａ、３ｂとグランド面５との間隔ｄを約０．１λに設定することにより、電子カード１を電子機器１１のカードスロット１３に装着して使用する場合に、ダイポールアンテナ素子３ａ、３ｂに対する金属筐体１２の影響を少なくでき、かつ電子カード１の小型化が可能となる。 The distance of 11 mm to 13 mm is about 0.1λ when converted to a wavelength. Accordingly, by setting the distance d between the dipole antenna elements 3a, 3b and the ground plane 5 to about 0.1λ, the dipole antenna element is used when the electronic card 1 is used in the card slot 13 of the electronic device 11. The influence of the metal casing 12 on 3a and 3b can be reduced, and the electronic card 1 can be downsized.

なお、上記実施形態で示した通信機能を備えた電子カードは、無線ＬＡＮの他、例えば非接触ＩＤタグシステム等においても使用することができる。 Note that the electronic card having the communication function shown in the above embodiment can be used in, for example, a non-contact ID tag system in addition to the wireless LAN.

また、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できるものである。 Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage.

本発明の一実施形態に係る通信機能を備えた電子カードのアンテナ構成を示す図である。It is a figure which shows the antenna structure of the electronic card provided with the communication function which concerns on one Embodiment of this invention. 同実施形態における電子カードのケーブル配線状態を示す図である。It is a figure which shows the cable wiring state of the electronic card in the embodiment. 同実施形態における電子カードを電子機器の金属筐体に装着した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which mounted | wore the metal housing | casing of the electronic device with the electronic card in the embodiment. 同実施形態において、ダイポールアンテナ素子とグランド面との間隔を変化させて金属筐体による影響をシミュレーションした場合の特性図である。In the same embodiment, it is a characteristic figure at the time of changing the space | interval of a dipole antenna element and a ground surface, and simulating the influence by a metal housing | casing.

Explanation of symbols

１…電子カード、２…カード基板、３ａ、３ｂ…ダイポールアンテナ素子、４…高周波回路、５…グランド面、６…伝送線路、７…バラン、１１…電子機器、１２…金属筐体、１３…カードスロット。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electronic card, 2 ... Card board, 3a, 3b ... Dipole antenna element, 4 ... High frequency circuit, 5 ... Ground surface, 6 ... Transmission line, 7 ... Balun, 11 ... Electronic equipment, 12 ... Metal housing, 13 ... card slot.

Claims

In an electronic card having a communication function to be used by being mounted on an electronic device casing of a personal computer or portable information terminal having a card slot , the card substrate and the conductive surface on one surface near the tip of the card substrate A dipole antenna radiating element provided by a pattern, and a high-frequency circuit unit having a ground surface to be mounted on the card substrate, and the ground surface of the high-frequency circuit unit with respect to the dipole antenna radiating element Provided at intervals of 0.1 wavelength, and when the electronic card is mounted in the card slot of the electronic device casing, the antenna radiation element and the ground plane of the high-frequency circuit unit protrude outside the electronic device casing. An electronic car with a communication function, wherein the ground plane acts as a reflector. .