JP5139224B2

JP5139224B2 - アンテナ

Info

Publication number: JP5139224B2
Application number: JP2008254913A
Authority: JP
Inventors: 洋高古屋; 寧官
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2008-09-30
Filing date: 2008-09-30
Publication date: 2013-02-06
Anticipated expiration: 2028-09-30
Also published as: JP2010087854A

Description

本発明は、携帯電話や無線ＬＡＮなどに用いられるマルチバンド対応のアンテナに関し、特にデジタル家電に搭載される小型化が可能な平面アンテナに関する。

アンテナへの給電のために、給電点に給電ケーブルが接続される。このとき、従来のアンテナでは、給電ケーブルがグランド板に重なっていた（例えば、特許文献１参照。）。

図６に、従来のアンテナの給電ケーブル配置例を示す。給電ケーブル５は、放射素子からグランド板に向けてまっすぐ伸び、グランド板４を横切っている。この配置では、アンテナの特性が変化する場合がある。そのため、従来は、給電ケーブル５をグランド板４表面から浮かせていた。
特開２００７−２０２０８５号公報

給電ケーブルをグランド板表面から浮かせて設置すると、給電ケーブルが引っ張られたときに、給電ケーブルが脱離し易い。また、アンテナが立体的になるため、無線機器の小型化を妨げることになる。

一方で、グランド板や放射素子の形状を変更すると、アンテナの特性が変化する場合がある。

そこで、本発明は、アンテナの特性への影響が少なく、かつ給電ケーブルの脱離しにくいアンテナの提供を目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係るアンテナは、放射素子とグランド板が一定距離で対向する対向部に段差を設け、当該段差部分に給電ケーブルを固定することを特徴とする。

具体的には、本発明に係るアンテナは、グランド板と、前記グランド板の外縁に接続され、高周波電力が給電される給電点と、前記グランド板の略中心線上で前記給電点に接続され、前記給電点から給電を受ける放射素子と、を備え、前記放射素子と前記グランド板が一定距離で対向する対向部でありかつ前記グランド板の略中心線上における前記放射素子と前記グランド板の間の形状が、前記対向する方向への段差を有し、前記段差に前記給電点が配置されることを特徴とする。

段差部分に給電ケーブルを固定することで、給電ケーブルがグランド板上を横断するのを防ぐことができる。これにより、給電ケーブルをグランド板から浮かせることなく、アンテナの特性への影響を少なくすることができる。また、段差を利用して、段差のコーナーを放射素子及びグランド板に給電ケーブルを固定する領域とすることができるので、給電ケーブルを放射素子及びグランド板に堅固に固定することができる。

本発明に係るアンテナでは、前記段差の幅が、前記一定距離よりも大きいことが好ましい。
給電ケーブルの配線経路を、グランド板の中心から大きく外すことができる。これにより、アンテナの特性への影響をより少なくすることができる。

本発明に係るアンテナでは、前記段差の幅と前記一定距離との差が、前記給電点に接続される給電ケーブルの半径よりも大きいことが好ましい。
給電ケーブルの配線経路を、グランド板の端にすることができる。これにより、アンテナの特性への影響をより少なくすることができる。

本発明に係るアンテナでは、前記段差の形状が、階段状であることが好ましい。
給電ケーブルを固定する領域を確保することができるので、給電ケーブルを脱離しにくくすることができる。

本発明に係るアンテナでは、前記グランド板と前記放射素子は同一平面上に一体形成され、前記放射素子はコの字型に折り返されていることが好ましい。
平面アンテナとすることで、無線機器に搭載しやすくなる。また、放射素子がコの字型に折り返されていることで、アンテナの反射帯域を広げることができる。

本発明によれば、アンテナの特性への影響が少なく、かつ給電ケーブルの脱離しにくいアンテナの提供をすることができる。

添付の図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。以下に説明する実施の形態は本発明の構成の例であり、本発明は、以下の実施の形態に制限されるものではない。

図１は、本実施形態に係るアンテナの構成概略図である。グランド板１１と、放射素子１２と、給電点１３と、を備える。無線機器の薄型化のため、グランド板１１、給電点１３及び放射素子１２は、同一平面上に一体形成されていることが好ましい。例えば、ベース基材にはポリイミド基材を用い、その上に銅箔にてグランド板１１及び放射素子１２を形成する。

給電点１３は、グランド板１１の外縁に接続され、高周波電力が給電される。放射素子１２は、給電点１３に接続され、給電点１３から給電を受ける。例えば、給電ケーブルがグランド板１１の外縁及び放射素子１２に接続され、給電ケーブルからの電力をグランド板１１の外縁及び放射素子１２に供給する。放射素子１２及びグランド板１１との接続は、例えば半田などの導電性材料で固着する。

放射素子１２は、コの字型に折り返されていることが好ましい。コの字型に折り返されていることで、アンテナの周波数特性を広帯域にすることができる。放射素子１２は、コの字型の直線部分にさらにメアンダが設けられていることが好ましい。

放射素子１２とグランド板１１は、一定距離で対向する対向部１０を備える。給電点１３は、対向部１０であって、放射素子１２とグランド板１１の間に配置される。図１では、対向部１０における放射素子１２とグランド板１１の間の形状が直線で形成される場合について示したが、当該形状は曲線を含んでいてもよい。

図２に、対向部の第１の形態例を示す。対向部の第１の形態では、対向部１０における放射素子１２とグランド板１１の間の形状が、対向するｚ方向への段差を有する。図２では、放射素子１２とグランド板１１が対向する方向をｚ方向とした。図２では、給電点１３がグランド板１１の中心５１に配置されているので、段差のない通常の形態であれば、給電ケーブルがグランド板１１の中心５１上を横断することになる。しかし、本実施形態では段差のコーナーにケーブルを固定することで、給電ケーブルがグランド板１１上を横断することを防ぐことができる。また、放射素子１２及びグランド板１１の形状を変化させるが、実験を行った結果、アンテナの特性に与える影響がほとんどないことを確認した。

放射素子１２とグランド板１１は、一定距離ｄ１で対向する。このとき、アンテナの周波数特性が安定するよう、段差においても、放射素子１２とグランド板１１は、一定距離ｄ１で対向することが好ましい。一定距離ｄ１を維持することで、放射素子１２とグランド板１１の間の放射結合を防ぐことができる。段差のコーナーでは放射結合が生じ易いので、対向するｚ方向と垂直なｙ方向における放射素子１２とグランド板１１の間は、一定距離ｄ１以上であることが好ましい。

給電ケーブルを放射素子１２及びグランド板１１に固着する際、固着する領域が狭いと給電ケーブルが脱離しやすくなる。そこで、対向部１０における段差の形状が、階段状であることが好ましい。放射素子１２とグランド板１１における給電ケーブルを固定する領域が広くなるので、給電ケーブルを堅固に固定することができる。

階段の段数は限定しない。例えば、階段の段数を増やして階段のコーナーをなだらかにし、放射素子１２とグランド板１１のコーナー同士で生じる放射結合を防いでもよい。一方で、段差のコーナーの面積が小さくなると、給電ケーブルを固定する領域が小さくなる。そのため、段差の形状は、角が丸みを帯びた階段状であることが好ましい。

放射素子１２とグランド板１１のコーナーの角度は限定しない。図３に、対向部の第２の形態例を示す。放射素子１２とグランド板１１のコーナーの角度θが鈍角になっている。放射素子１２とグランド板１１のコーナーは、角が丸みを帯びていてもよい。角度θを調整することで、放射素子１２及びグランド板１１のコーナーの間に生じる放射結合を防ぐことができる。

図４に、対向部の第３の形態例を示す。給電ケーブルは３３、グランド板１１上に配置されないことが好ましい。そこで、段差の幅ｗは、一定距離ｄ１よりも大きくなっていることが好ましい。このとき、グランド板１１と放射素子１２のコーナーのなかで、ｙ方向の同一直線上で重なる領域が生じる。このｙ方向の同一直線上で重なる領域に給電ケーブル３３の導線４１と網線４２を固定することで、給電ケーブル３３をグランド板１１の端に沿って配線することができる。これにより、アンテナの特性への影響が少なくなるとともに、アンテナの薄型化を可能とすることができる。

特に、段差の幅ｗと一定距離ｄ１との差ｄ２が、給電点１３に接続される給電ケーブル３３の半径φ_ｋよりも大きいことが好ましい。グランド板１１及び放射素子１２のコーナーに網線４２を固定するための領域を確保することができるので、給電ケーブル３３をグランド板１１の端に沿って配線した状態で、給電ケーブル３３を堅固に固定することができる。なお、半径φ_ｋは、最外被覆４３までの半径であることが好ましいが、網線４２までの半径であってもよい。

図５に、本実施形態に係るアンテナのノートパソコンへの搭載例を示す。本実施形態に係るアンテナ３２は平面アンテナとすることができるので、ノートパソコンなどの携帯端末機器のディスプレイ３１の背面に搭載することができる。例えば、グランド板１１及び給電ケーブル３３がディスプレイ３１の背面に配置され、放射素子１２がディスプレイ３１脇から表面に露出するように配置される。このとき、アンテナ３２は、給電ケーブル３３をグランド板１１の端に沿って配線することができる。そのため、給電ケーブル３３の配線経路を、ディスプレイ３１の外縁に沿った直線的な経路とすることができる。これにより、ディスプレイをさらに薄型化することが可能となる。

本発明は、無線ＬＡＮ対応５ＧＨｚ用アンテナに利用することができる。特に、テレビ、ノートパソコンなどのデジタル家電に搭載されるアンテナに利用することができる。

本実施形態に係るアンテナの構成概略図である。対向部の第１の形態例を示す。対向部の第２の形態例を示す。対向部の第３の形態例を示す。本実施形態に係るアンテナのノートパソコンへの搭載例を示す。従来のアンテナの給電ケーブル配置例を示す。

符号の説明

１０対向部
１１グランド板
１２放射素子
１３給電点
３１ディスプレイ
３２アンテナ
３３給電ケーブル
４１導線
４２網線
４３最外被覆
５１グランド板の中心

Claims

グランド板と、
前記グランド板の外縁に接続され、高周波電力が給電される給電点と、
前記グランド板の略中心線上で前記給電点に接続され、前記給電点から給電を受ける放射素子と、を備え、
前記放射素子と前記グランド板が一定距離で対向する対向部でありかつ前記グランド板の略中心線上における前記放射素子と前記グランド板の間の形状が、前記対向する方向への段差を有し、
前記段差に前記給電点が配置されることを特徴とするアンテナ。
前記段差の幅が、前記一定距離よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
前記段差の幅と前記一定距離との差が、前記給電点に接続される給電ケーブルの半径よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載のアンテナ。
前記段差の形状が、階段状であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のアンテナ。
前記グランド板と前記放射素子は同一平面上に一体形成され、
前記放射素子はコの字型に折り返されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のアンテナ。