JP5005508B2 - アンテナ装置の取付構造 - Google Patents

Description

本発明はアンテナ装置の取付構造に係り、特に、グラントとエレメントとから構成されるアンテナ装置を電子装置に取り付けるアンテナ装置の取付構造に関する。

近年、コンピュータ及びその周辺装置の発達に伴い、コンピュータと周辺装置とのケーブルレス化が望まれている。

このとき、コンピュータと周辺装置との通信を行う無線通信技術として、大伝送容量の通信が可能であるＵＷＢ（Ultra-Wide Band）が注目されている。ＵＷＢは、２００２年に米国ＦＣＣ（Federal Communication Commission）により周波数帯域が３．１〜１０．６ＧＨｚでの使用が認可された。

ＵＷＢは、パルス信号を超広帯域で通信を行う通信方式である。このため、ＵＷＢに用いられるアンテナには超広帯域で送受信が可能な構造が求められている。

少なくともＦＣＣで認可された３．１〜１０．６ＧＨｚの周波数帯域での使用を目的としたアンテナとして、平板状の地板上に円錐形状又は涙滴形状の給電体を配置した構成のアンテナが提案されている（非特許文献１）。

しかし、従来のアンテナ装置は平板状の地板上に円錐形状又は涙滴形状の給電体を配置した構成であるので、大型であり、小型化、薄型化が望まれていた。

一方、低周波数帯域の通信におけるループアンテナでは、フレキシブル基板上に導電パターンによりエレメントを形成したアンテナ装置が提案されている（特許文献１参照）。
特開２０００−１９６３２７号公報 ２００３年 電子情報通信学会 B-1-133 FCC認可UWB周波数帯の水平面内無指向性・低VSWRアンテナ、谷口琢也・小林岳彦（東京電機大）（３月22日発表 B201教室）

電子装置の小型化に伴い、電子装置に内蔵されるアンテナ装置の小型化、及び、その取付スペースの省スペース化が求められている。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、アンテナ装置を省スペースで取付が可能なアンテナ装置の取付構造を提供することを目的とする。

本発明は、電子装置にグランド部とエレメント部とから構成されるアンテナ装置を取り付けるアンテナ装置の取付構造であって、グランド部を、電子装置の導電部に略重なるように取り付けることを特徴とする。

エレメント部は、グランド部に略平行に配置される第１のエレメント構成部と、グランド部の端部から突出し、先端が第１のエレメント構成部に接続された第２のエレメント構成部とを有することを特徴とする。

グランド部は、電子装置の導電部と静電結合させることを特徴とする。

アンテナ装置は、基材と、基材に形成され、エレメント部及びグランド部のパターンを形成する導電パターンとを有することを特徴とする。基材は、可撓性を有することを特徴とする。

アンテナ装置は、絶縁材に被覆されていることを特徴とする。

エレメント部は、平面形状がＴ字状又はＬ字状であることを特徴とする。

アンテナ装置は、超広帯域アンテナを構成していることを特徴とする。

電子装置の導電部材は、表示装置のベゼルであることを特徴とする。

本発明によれば、電子装置にグランド部とエレメント部とから構成されるアンテナ装置をグランド部が電子装置の導電部に略重なるように取り付けることにより、アンテナ装置のグランドを電子装置の導電部で代用できるので、グランド部を小さくできるとともに、グランド部を電子装置への取り付け部として用いることができ、よって、アンテナ装置を小型化でき、導電部からの突出を小さくできる。なお、このとき、エレメント部は、導電部から外方に突出するので、アンテナとしての性能を劣化させることがない。

図１は本発明の一実施例の要部の斜視図、図２は本発明の一実施例の要部の分解斜視図、図３は本発明の一実施例の要部の構成図、図４はアンテナ装置２０の構成図を示す。

本実施例のアンテナ装置の取付構造は、電子装置１０の導電部１１に形成されたアンテナ取付部１２に、アンテナ装置２０を、例えば、誘電体などからなる両面テープ３０によって固定する構造とされている。

電子装置１０の導電部１１は、例えば、筐体、回路基板、フレーム、シールド板、シールド部などである。

アンテナ装置２０は、基材２１に導電材によりグランドパターン２２及びエレメントパターン２３を形成し、グランドパターン２２及びエレメントパターン２３にコネクタ２４を半田付けした構成とされている。

基材２１は、例えば、幅ｗ＝略３０mm、奥行きｄ＝略１０mm、厚さｔ＝略０．１mmのポリイミドなどの樹脂性の板材から構成されている。なお、基材２１は、可撓性を有するＰＥＴなどの樹脂製（誘電体）のフィルム材から構成するようにしてもよい。

グランドパターン２２は、アンテナ装置２０のグランド部であり、導電材の膜から構成され、基材１１１の略全幅、奥行き方向の略半分に亘って形成されている。

エレメントパターン２３は、アンテナ装置２０のエレメント部であり、幅が略１mm以下程度の導電材の膜から構成され、基材２１のグランドパターン２２からグランドパターン２２の端辺に略直交して突出する第１のエレメント構成部２３ａ、第１のエレメント構成部２３ａの先端に接続され、グランドパターン２２の端辺に略平行に配置される第２のエレメント構成部２３ｂとを有する構成とされている。なお、グランドパターン２２、エレメントパターン２３を構成する導電材は、例えば、銅、アルミニウムなどの金属材から構成されている。

第１のエレメント構成部２３ａと第２のエレメント構成部２３ｂによりＴ字状のエレメントが形成される。エレメントパターン２３は、グランドパターン２２に電磁的に作用して、電波の送受信を行う。

なお、第２のエレメント構成部２３ｂは、グランドパターン２２の端辺から略４〜５mm程度離間した位置にグランドパターン２２の端辺に対して略平行に略２４mmに亘って形成されている。

同軸ソケットコネクタ２４は、例えば、グランドパターン２２の端辺に形成されたコネクタ取付部２５に固定される。コネクタ取付部２５は、グランドパターン２２を凹状に切り欠いた形状とされている。同軸ソケットコネクタ２４は、グランド端子２４ａがグランドパターン２２に半田付けされ、信号端子２４ｂがエレメントパターン２３の第１のエレメント構成部２３ａの一端に半田付けされる。

同軸プラグコネクタ２４には、同軸ケーブル４０のケーブル４１一端に接続された同軸ソケットコネクタ４２が装着され、ケーブル４１に接続される。同軸プラグコネクタ２４に同軸ソケットコネクタ４２を装着することにより、ケーブル４２の信号線Ｌsにエレメントパターン２３が接続され、ケーブル４２の接地線Ｌgにグランドパターン２２が接続される。

アンテナ装置２０は、両面テープ３０により、グランドパターン２２の部分が電子装置１０の導電部１１に重なるように貼付される。このとき、アンテナ装置２０は、グランドパターン１２１が絶縁性の樹脂材（誘電体）で被覆されており、導電部１１とグランド部２１とを電磁結合される。

図５は本発明の一実施例のアンテナ取付構造によるＶＳＷＲ特性図を示す。

図５に示すように本実施例のアンテナ取付構造によるＶＳＷＲ特性は、略４．２〜４．８ＧＨｚの周波数帯域でＶＳＷＲが略４を下回る特性が得られ、よって、実用に耐え得るアンテナ性能を実現できる。

本実施例によれば、基材２１にグランドパターン２２とエレメントパターン２３とを形成したアンテナ装置２０を、電子装置１０の導電部１１に形成されたアンテナ取付部１２に、グランドパターン２２の部分が導電部１１に略重なるように取り付けることができる。 これによって、アンテナ装置２０が電子装置１０の導電部１１、すなわち、電子装置１０の筐体、回路基板、フレーム、シールド板、シールド部などから突出することなく、アンテナ装置２０を電子装置２０に組み込むことができる。

また、アンテナ装置２０のグランドを電子装置１０の導電部１１で代用できるので、グランドパターン２２を小さくできる。グランドパターン２２の形成部分を電子装置１０への取付部として用いることができ、よって、アンテナ装置２０を小型化できる。さらに、エレメントパターン２３の部分は、導電部１１から外方に突出するので、導電部１１からの突出を小さくできるとともに、アンテナとしての性能を劣化させることを防止できる。

よって、アンテナの性能を劣化させることなく、アンテナ装置２０を電子装置１０に省スペースで取り付けることができる。

なお、本実施例では、電子装置１０のアンテナ取付部１２は、導電部１１の端辺を凹状に切り欠いた構成とされているが、導電部１１の端辺は、凹状に成形しなくてもよい。

図６は本発明の他の実施例の要部の構成図を示す。

本実施例は、電子装置１０の導電部１１の端辺にアンテナ装置２０のグランドパターン２２が形成された部分を両面テープ３０により固定した構成とされている。このため、アンテナ装置２０のエレメントパターン２１のみが電子装置１０の導電部１１の端辺から外方に突出した構成とされる。よって、導電部１１からの突出を小さくできるとともに、アンテナとしての性能を劣化させることを防止できる。

図７は本発明の適用例の斜視図を示す。

本適用例は、ノート型パソコン５０にアンテナ装置２０を実装したものである。

ノート型パソコン５０は、本体５１にキーボード５２及びポインティングデバイス５３が内蔵された構成とされており、本体５１にはディスプレイ５４が回転自在に取付られた構成とされている。

ディスプレイ５１は、ベゼルが導電材から構成されており、このベゼルにアンテナ取付部１２を形成し、アンテナ取付部１２にアンテナ装置２０を取り付けた構成とされている。なお、アンテナ取付部１２は、電波が受信し易いように、ディスプレイ５４の上端に設けられている。

アンテナ装置２０を接続するための同軸ケーブル４０は、ディスプレイ５４の背面と通って本体５１に導入される。

図８は本発明の他の適用例の斜視図を示す。

本適用例は、携帯端末６０にアンテナ装置２０を実装したものである。

携帯端末６０は、通信モジュール、入力装置、処理ユニットなどを内蔵する本体６１と、ディスプレイ６２をケース６３に収納した構成とされている。ケース６３は、本体６１及びディスプレイ６２を、ディスプレイ６２が本体６１に対して回動自在となるように収納する。

ケース６３の背面側はカバー６４、６５によってカバーされる。これによって、本体６１及びディスプレイ６２がケース６３内部に収納される。

カバー６５には、電池６６を収納する収納部６７が設けられている。電池６６はカバー６５の収納部６７に収納されて、電池カバー６８によってカバーされる。

アンテナ装置２０は、カバー６４の裏面側に形成されたシールド用導電膜６４ａを切り欠いて形成されたアンテナ取付部６４ｂに貼付される。アンテナ取付部６４ｂは、アンテナ取付部１１と同じ形状であり、図１に取付構造と同じようにアンテナ取付部６４ｂに取付られる。

なお、携帯端末としては、携帯電話のほか、ＰＤＡなど他の携帯端末に適用することも可能である。

また、本実施例のアンテナ装置２０は、エレメントパターン２３をＴ字状に成形した例について説明したが、エレメントパターン２３は、Ｌ字状に成形しても同様の特性のアンテナを実現できる。

図９はアンテナ装置２０の変形例の構成図を示す。

本変形例のアンテナ装置７０は、基材７１に導電材によりグランドパターン７２及びエレメントパターン７３を形成し、グランドパターン７２及びエレメントパターン７３にコネクタ７４を半田付けした構成とされている。

基材７１は、例えば、幅ｗ＝略１５mm、奥行きｄ＝略１０mm、厚さｔ＝略０．１mmのポリイミドなどの樹脂性の板材から構成されている。なお、基材７１は、可撓性を有するＰＥＴなどの樹脂製（誘電体）のフィルム材から構成するようにしてもよい。

グランドパターン７２は、アンテナ装置７０のグランド部であり、導電膜から構成され、基材７１の略全幅、奥行き方向の略半分に亘って形成されている。エレメントパターン７３は、アンテナ装置７０のエレメント部であり、幅が略１mm以下程度の導電材の膜から構成され、基材７１のグランドパターン７２からグランドパターン７２の端辺に略直交して突出する第１のエレメント構成部７３ａ、第１のエレメント構成部７３ａの先端に一端が接続され、グランドパターン７２の端辺に略平行に配置される第２のエレメント構成部７３ｂとを有する構成とされている。なお、グランドパターン７２、エレメントパターン７３を構成する導電材は、例えば、銅、アルミニウムなどの金属材から構成されている。

第２のエレメント構成部７３ｂは、一端が第１のエレメント構成部７３ａの先端に接続され、他端が開放されており、Ｌ字状のエレメントを形成している。Ｌ字状のエレメントパターン７３は、グランドパターン７２に電磁的に作用して、電波の送受信を可能とする。

なお、第２のエレメント構成部７３ｂは、グランドパターン７２の端辺から略４〜５mm程度離間した位置にグランドパターン７２の端辺に対して略平行に略１２mmに亘って形成されている。

グランドパターン７２には、同軸ケーブル４０の接地線Ｌgが直接半田付けされ、エレメントパターン７３には同軸ケーブル４０の信号線Ｌsが直接半田付けされている。なお、図１と同様に同軸コネクタによって、接続するようにしてもよい。

アンテナ装置７０は、両面テープ８０により、グランドパターン７２の部分が電子装置１０の導電部１１に重なるように貼付される。

なお、上記実施例及び変形例では、エレメントパターンをＴ字状、Ｌ字状とした例について説明したが、エレメントパターンの形状は上記の形状に限定されるものではない。本発明は、グランドパターンが電子装置１０の導電部１１に重ねて取り付ける構造であればよく、エレメントパターンの形状は如何なる形状であってもよい。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形例が考えられることは言うまでもない。

本発明の一実施例の要部の斜視図である。 本発明の一実施例の要部の分解斜視図である。 本発明の一実施例の要部の構成図である。 アンテナ装置２０の構成図である。 本発明の一実施例のアンテナ取付構造によるＶＳＷＲ特性図である。 本発明の他の実施例の要部の構成図である。 本発明の適用例の斜視図である。 本発明の他の適用例の斜視図である。 アンテナ装置２０の変形例の構成図である。

符号の説明

１０ 電子装置、１１ 導電部、１２ アンテナ取付部
２０、７０ アンテナ装置、２１、７１ 基材、２２、７２ グランドパターン
２３、７３ エレメントパターン
２４ 同軸ソケットコネクタ
３０、８０ 両面テープ
４０ 同軸ケーブル、４１ ケーブル、４２ 同軸プラグコネクタ
５０ ノート型パソコン、５１ 本体、５２ キーボード
５３ ポインティングデバイス、５４ ディスプレイ
６０ 携帯端末装置、６１ 装置本体、６２ ディスプレイ、６３ ケース
６４ カバー

Claims (10)

1. 電子装置にグランド部とエレメント部とから構成されるアンテナ装置を取り付けるアンテナ装置の取付構造であって、
   前記エレメント部は、前記グランド部から突出する第１のエレメント構成部と、前記第１のエレメント構成部と直交して接続されて前記グランド部の端辺と略平行に配置される第２のエレメント構成部とを有し、
   前記グランド部は凹状に切り欠かれた部分を有し、
   前記第１のエレメント構成部の端部が、前記グランド部が切り欠かれた部分に配され、
   前記グランド部を、前記電子装置の導電部に略重なるように取り付けるアンテナ装置の取付構造。
2. 前記第１のエレメント構成部の端部に給電用の同軸ソケットコネクタを取り付ける請求項１記載のアンテナ装置の取付構造。
3. 前記アンテナ装置を、前記導電部を凹状に切り欠いた部分に前記グランド部を重ねて取り付ける請求項１又は２記載のアンテナ装置の取付構造。
4. 前記グランド部は、前記電子装置の前記導電部と静電結合させる１乃至３のいずれか一項記載のアンテナ装置の取付構造。
5. 前記アンテナ装置は、基材と、
   前記基材に形成され、前記エレメント部及び前記グランド部のパターンを形成する導電パターンとを有し、
   前記グランド部のパターンは、前記エレメント部が突出する方向において前記基材の略半分に亘って形成される請求項１乃至４のいずれか一項記載のアンテナ装置の取付構造。
6. 前記基材は、可撓性を有する請求項５記載のアンテナ装置の取付構造。
7. 前記アンテナ装置は、絶縁材に被覆されている請求項１乃至６のいずれか一項記載のアンテナ装置の取付構造。
8. 前記エレメント部は、Ｔ字状又はＬ字状であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項記載のアンテナ装置の取付構造。
9. 前記アンテナ装置は、超広帯域アンテナを構成している請求項１乃至８のいずれか一項記載のアンテナ装置の取付構造。
10. 前記電子装置の前記導電部材は、表示装置のベゼルである請求項１乃至９のいずれか一項記載のアンテナ装置の取付構造。