WO2005071855A1 - 通信装置 - Google Patents

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WO2005071855A1
WO2005071855A1 PCT/JP2004/000587 JP2004000587W WO2005071855A1 WO 2005071855 A1 WO2005071855 A1 WO 2005071855A1 JP 2004000587 W JP2004000587 W JP 2004000587W WO 2005071855 A1 WO2005071855 A1 WO 2005071855A1
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WO
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antenna
substrate
ground wire
slot
terminal device
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PCT/JP2004/000587
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English (en)
French (fr)
Inventor
Yoshiharu Ishihara
Tadashi Oga
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12Supports; Mounting means
    • H01Q1/22Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/2258Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles used with computer equipment
    • H01Q1/2275Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles used with computer equipment associated to expansion card or bus, e.g. in PCMCIA, PC cards, Wireless USB
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01Q1/241Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/242Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/30Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole

Definitions

  • the present invention relates to a powerful communication device used by inserting it into a terminal device such as a personal computer or PDA.
  • reception processing of a signal sent from a communication partner of the terminal equipment or transmission processing for transmitting a signal input from the terminal equipment to the communication partner of the terminal equipment by being inserted into the slot of the terminal equipment Do card type radios known!
  • Such a card-type wireless device is used by being inserted into a slot of a terminal device, and there is a problem that the reception sensitivity is deteriorated due to the noise of the terminal device such as a personal computer or PDA. Therefore, as a conventional means for suppressing the deterioration of the reception sensitivity, a means for setting the antenna length to a point where the current flowing in the casing of the wireless device is small or a means for moving the antenna away from the terminal device are known.
  • the conventional card-type portable wireless device 1 shown in FIG. 1 includes a card unit 4 inserted into the slot 3 of the terminal device 2, a wireless unit 6 having an antenna 5 for performing wireless communication, a power supply unit 4 and a wireless unit. It is composed of a cable 7 connecting the part 6 and the like. Then, when the card unit 4 is inserted into the slot 3 and used, by separating the radio unit 6 (antenna 5) from the terminal device 2, the noise of the terminal device 2 is prevented from deteriorating the reception sensitivity. There is.
  • the object of the present invention is to reduce the influence of the noise of the terminal equipment and to improve the wireless performance by suppressing the deterioration of the reception sensitivity, and to be able to be further miniaturized and to be portable. It is to be.
  • the purpose of this is to provide an antenna, a ground wire that resonates with the fourth antenna, and a wireless circuit for performing wireless processing on the substrate, and when the communication device is inserted into the slot of the terminal device, This can be achieved by inserting a slot other than the portion where the ground wire is provided.
  • Fig. 1 shows a state of use of a conventional communication device
  • FIG. 2 is a perspective view showing a communication apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3A is a plan view of a substrate according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3B is a plan view of a substrate according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3C is a plan view of a substrate according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing a state in which the communication device according to Embodiment 1 of the present invention is inserted into a terminal device;
  • FIG. 5A is a diagram showing a mounting state of ⁇ Z 4 antenna according to the first embodiment of the present invention.
  • Fig. 5 ⁇ ⁇ relates to a first embodiment of the present invention
  • Figure 6A shows the antenna current distribution of the communication device
  • FIG. 6B is a diagram showing the antenna current distribution of the communication device
  • Fig. 6C shows the antenna current distribution of the communication device.
  • FIG. 7 is a perspective view of a communication device according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 8A is a plan view of a substrate according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 8B is a plan view of a substrate according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram showing a state in which the communication device according to Embodiment 3 of the present invention is inserted into a terminal device;
  • FIG. 10 is a perspective view of a communication apparatus according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 11A is a plan view of an upper substrate according to a fourth embodiment of the present invention, FIG.
  • FIG. 11 B is a plan view of a lower substrate according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram showing a state in which the communication device according to Embodiment 4 of the present invention is inserted into a terminal device.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of the communication device 20 according to Embodiment 1 of the present invention
  • FIGS. 3A to 3C are plan views showing the configuration of the substrate 16 of the communication device 20.
  • the communication device 20 includes: a substrate 16 housed in a housing 17; and a / 4 antenna 10 protruding from the housing 17.
  • the substrate 16 is composed of two layers, an upper substrate 16a and a lower substrate 16b, as shown in FIGS. 3B and 3C.
  • An upper substrate 16a is provided with an L / 4 antenna 10, a matching circuit 12 and a radio circuit 13 and a lower substrate 16b is provided with a ground wire 14 and a ground (hereinafter referred to as "GND") 15 .
  • GND ground
  • the ⁇ / 4 antenna 10, the matching circuit 12, the radio circuit 13, the ⁇ 14 wire 14 and the GND 15 may be provided on the same layer of the same substrate.
  • the ⁇ 4 antenna 10 is a ⁇ 4 monopole antenna attached to the substrate 16 substantially perpendicular to the substrate 16 and electrically connected to the radio circuit 13 via the feeding point 1 1 and the matching circuit 12 on the substrate 16 Connected to
  • the matching circuit 12 is realized by using a lumped constant which is a component such as an inductor element, a capacitor element, and a resistor element, and is disposed at a position not interfering with the ground wire 14.
  • the radio circuit 13 processes the signal transmitted or received by the ⁇ / 4 antenna 10.
  • the ground wire 14 has a length (H1 + H2) of the center line of the inverted L-shaped ground wire 14 as ⁇ 4 as shown in Fig. 3 and copper foil on the substrate 16 on which the wireless circuit 13 is printed. It is molded by In addition, the ground wire 14 has an open termination at the first end (left end in Fig. 3); 4 antennas 10 in the vicinity, and the second end (right end in Fig. 3) is shorted by GND 15. is there. This is a structure in which the GND 15 is resonated by the ground wire 14. By concentrating the current flowing through the GND 15 to the ground wire 14, an effect of reducing the current of the GND 15 can be obtained.
  • the GND 15 functions as the GND of the communication device 20.
  • the housing 17 is made of metal or resin, and is for housing the substrate 16 to which the antenna 4 is attached.
  • the communication device 20 is a portable card type, as shown in FIG. 4, and is used by inserting it into a slot 41 of a terminal device 40 such as a personal computer or a PDA.
  • a terminal device 40 such as a personal computer or a PDA.
  • the ground wire 14 which is a portion for concentrating the GND current, protrudes outside from the terminal device 40 on the substrate 16. Place in part.
  • the ⁇ 4 antenna 10 is attached to the substrate 16 so that the longitudinal direction (vertical direction in FIG. 2) of the Z4 antenna 10 is perpendicular to the substrate 16. .
  • the ⁇ 104 antenna 10 can be configured to be bendable as shown in, for example, FIG. 5 ⁇ and FIG. 5 ⁇ .
  • a hinge structure is provided to the feeding pin 10a standing at the feeding point 11 on the substrate 16 and the four antennas 10 standing from the feeding pin 10a.
  • ⁇ 4 antenna 10 through the axis 10 b connecting the feed pin 10 a and the iZ 4 antenna 10. Will rotate.
  • a shaft portion may be provided between the feed pin 10 a and the 1 ⁇ 4 antenna 10 so that the ⁇ 4 antenna 10 can be further separated from the terminal device 40.
  • the length of the shaft portion is the portion where the current is the largest due to the characteristics of the ⁇ 4 antenna 10, and the portion that becomes horizontal due to the swing is susceptible to noise and should be as short as possible.
  • the hinge portion may have a rotatable structure, and may be disposed in the direction in which the LZ4 antenna 10 is located near the top of the ground wire 14 when the ⁇ 4 antenna 10 is folded.
  • FIG. 6A shows the current distribution d1 in the LZ2 antenna 38
  • FIG. 6B shows the current distribution d2 of the ⁇ 2 antenna 10 when the ground wire 14 is not provided.
  • C shows the current distribution d 3 of the LZ 2 antenna 10 when the ground wire 14 is provided.
  • FIG. 6A in the current distribution d1 of the second antenna 38, a peak of current is present in the second antenna 38, and almost no current flows in the casing 17.
  • the current distribution d 2 of the ⁇ 4 antenna 10 when the ground wire 14 is not provided is as shown in FIG. 6B, since the peak value of the current exists on the case 17, the current flowing in the case 17 is very To grow.
  • the housing 17 inserted into the terminal device 40 functions as an antenna to receive a large amount of noise.
  • the current distribution d3 of the antenna 4 when the ground wire 14 is provided is concentrated on the ground wire 14. Since the ground wire 14 is disposed outside the terminal device 40 when the communication device 20 is inserted into the terminal device 40, it does not receive much noise.
  • the / 4 antenna 10 and the earth spring 14 resonate and the ground 15 resonates the GND 15 so that the current flowing to the GND 15 is concentrated to the ground 14.
  • GND current other than ground wire 14 can be reduced.
  • the current flowing to the housing 17 can be reduced to reduce the influence of the noise of the terminal device 40 and the deterioration of the reception sensitivity can be suppressed, so that the wireless performance can be improved.
  • the terminal Since the part to be inserted into the container 40 and the antenna part are integrally formed on the substrate 16 without using a cable, the power loss due to the cable can be minimized. Further, according to the first embodiment, since the length of the antenna is 4/4, the communication device 20 can be miniaturized.
  • the LZ 4 antenna 10 since the LZ 4 antenna 10 can be used, when the ⁇ 4 antenna 10 can be folded, the 4 antenna 10 can be obtained from the housing 17. It does not pop out and can be made bulky when carried around. Further, according to the first embodiment, since the i Z 4 antenna 10 has a monopole shape in which the longitudinal direction is perpendicular to the substrate, the antenna horizontal portion susceptible to the noise of the terminal device 40 is eliminated. be able to. Further, according to the first embodiment, since the ground wire 14 is formed of copper foil on the substrate 16, the communication wire 2 can be formed without newly using a ground wire. The manufacturing cost of 0 can be reduced.
  • FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a communication apparatus 70 according to Embodiment 2 of the present invention
  • FIG. 8 is a configuration of an upper substrate 16 a in the communication apparatus 70 according to Embodiment 2 of the present invention
  • FIG. 8B is a view showing the configuration of the lower substrate 16 b in the communication device 70 according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the communication device 70 according to the second embodiment includes the contact pin 72 and the contact pin 72 as shown in FIGS. 7 to 8B.
  • a contact 7 3 is added, and a metal sheet, wire 7 1 is provided instead of the ground wire 14.
  • FIGS. 7 to 8B the same components as those in FIGS. 2 to 3C are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • the communication device 70 is a portable card type, and is used by inserting it into the slot 41 of a terminal device 40 such as a personal computer or PDA.
  • the communication device 70 comprises a substrate 16 housed in a housing 17 and a ⁇ 4 antenna 1 0 projecting from the housing 17.
  • the substrate 16 is an upper substrate 16a and a lower substrate 16b. And consists of two layers.
  • Upper substrate 16 a is provided with: 1 ⁇ 4 antenna 10, matching circuit 12, radio circuit 13, GND 15 and contact pin 72, and lower substrate 16 b is provided with metal sheet ground wire 7 1 and contact portion 73.
  • ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ / 4 antenna 10, matching circuit 12, no fountain circuit 1, 3, GND 15, contact pin 72, metal plate ground wire 71, and contact portion 73 are provided in the same layer of the same substrate. It is good.
  • the / 4 antenna 10 is an E4 monopole antenna, and is connected to the radio circuit 13 through a charging point 11 on the substrate 16 and a matching circuit 12.
  • the metal sheet ground wire 71 is formed by punching a metal plate material by press processing, for example, and is mounted inside the housing, and as shown in FIG. 8, the length of the center line ( ⁇ 3 + ⁇ 4) And the length from the metal plate ground wire 71 to the GND 15 at the contact pin 72 is L / 4. Also, the metal plate ground wire 71 has an open end near the 14 antenna 10 at the first end (the left end in FIG. 8) and a contact portion at the second end (the right end in the FIG. 8). It is 73.
  • the upper surface of the upper substrate 16a (surface on the back side with respect to the paper surface of FIG. 8A) and the lower surface of the lower substrate 16b (surface of the front side with respect to the paper surface of FIG. 8B) face each other.
  • the contact pin 72 having a height from the contact portion 73 to the GND 15.
  • the metal plate ground wire 71 and the G ND 15 are electrically connected, and the GND 15 is resonated by the metal plate ground wire 71.
  • the housing 17 is formed of metal
  • the metal sheet ground wire 71 and the housing 17 may be integrated.
  • the metal plate ground wire 71 is insulated from the conductive parts other than the housing 17.
  • the ⁇ / 4 antenna 10 and the metal plate ground wire 71 resonate, and the metal plate ground wire 71 resonates the GND 15 to generate a current flowing to the GND 15. It is possible to concentrate on the metal plate ground wire 71 and reduce the GND current other than the metal plate ground wire 71. As a result, the current flowing to the housing 17 is reduced to reduce the influence of noise of the terminal device and to suppress the deterioration of the reception sensitivity, so that the wireless performance can be improved. Further, according to the second embodiment, the portion inserted into the terminal device 40 and the antenna portion use a cable. Because they are integrally formed on the substrate 16, the power loss due to the cable can be minimized.
  • the communication device 70 can be miniaturized. Further, according to the second embodiment, since ⁇ 4 antenna 10 can be used, when ⁇ 4 antenna 10 is made foldable, ⁇ ⁇ 4 antenna 10 pops out from case 17 When you carry it, you can make it not bulky. Further, according to the second embodiment, since the antenna 4 antenna 10 has a monopole shape in which the longitudinal direction is perpendicular to the substrate, the antenna horizontal portion susceptible to the noise of the terminal device 40 is eliminated. be able to. Further, according to the second embodiment, when the metal plate ground wire 71 is formed integrally with the casing 17, the metal plate ground wire 71 and the casing 17 can be simultaneously formed. Therefore, the manufacturing cost of the communication device 70 can be reduced. Further, according to the second embodiment, since the metal plate ground wire 71 is mounted inside the housing 17, the space of the substrate 16 can be effectively used.
  • FIG. 9 is a diagram showing a state in which the communication device 90 according to Embodiment 3 of the present invention is inserted into the terminal device 40.
  • the communication device 90 is rotatably attached to the communication device 90 in place of the LZ 4 antenna 10 of the communication device 20 shown in FIGS. 2 to 3C; FIG. Since the configuration is the same as that of FIG.
  • the communication device 90 is a portable card type, and is used by inserting it into a slot 41 of a terminal device 40 such as a personal computer or D-D.
  • the communication device 90 includes a substrate 16 housed in a housing 17 and an L Z 4 antenna 9 1 protruding from the housing 17.
  • the housing 17 is for housing a substrate on which the ⁇ / 4 antenna 91 is rotatably mounted.
  • the 4 antenna 91 is located on the side of the housing 17 and can not be inserted into the terminal device 40 in the folded state. This is compared to the area of slot 4 1 of terminal device 4 0/4 antenna 9 1 in the folded state. This is because the total area of the tip of body 17 (the end of communication device 90 in the insertion direction into slot 41) and the area of the tip of ⁇ 4 antenna 91 are larger by S 1. Ru. That is, when the ⁇ 4 antenna 9 1 is folded and inserted into the slot 4 1, the tip of the ⁇ 4 antenna 9 1 abuts on the case of the terminal device 40. Communication device 90 can not be inserted in slot 4 1 any more. Therefore, since the LZ 4 antenna 91 needs to be erected in the use state, it can not be used with the ⁇ / 4 antenna 91 folded.
  • the user in addition to the effects of the first embodiment, the user must always raise the ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ 4 antenna 91 when using the LZ 4 antenna 91.
  • the antenna folding state (horizontal state) susceptible to the noise of the terminal device 40 can be avoided without being conscious of it. By this, it is possible to obtain a communication apparatus 90 which is less susceptible to the noise of the terminal device 40 at the time of use, suppresses the deterioration of the reception sensitivity, and is excellent in the wireless performance.
  • FIG. 10 is a diagram showing the configuration of a communication apparatus 100 0 according to Embodiment 4 of the present invention
  • FIG. 11 1 is a communication apparatus according to Embodiment 4 of the present invention
  • FIG. 1 1 B is a view showing a configuration of a lower substrate 1 10 2 of a communication apparatus 1 0 0 0 according to Embodiment 4 of the present invention
  • FIG. 12 is a diagram showing a state in which the communication device 1000 according to Embodiment 4 of the present invention is inserted into the terminal device 40.
  • the communication device 100 according to the fourth embodiment is as shown in FIG.
  • the communication device 100 In place of the 10 10 antenna, it has the 4 antenna 1 0 0 1 and has the upper substrate 1 1 0 1 instead of the upper substrate 1 6 a, and the lower substrate 1 1 0 2 instead of the lower substrate 1 6 b
  • the upper housing 1 0 0 2 and the lower housing 1 0 0 3 are provided, and the hinge portion 1 0 0 4 is provided to provide the upper housing 1 0 0 2 and the lower housing It connects pivotably with the body.
  • FIGS. 1 to 0 the same components as those in FIGS. The first symbol is attached and the description is omitted.
  • an upper substrate 101 is accommodated in the upper casing 1002, and a lower substrate 1 102 is accommodated in the lower casing 1003.
  • the communication device 1000 is a portable card type, and is inserted into a slot 41 of a terminal device 40 such as a personal digital assistant (PDA).
  • the ⁇ 4 antenna 1001 is a ⁇ 4 monopole antenna, and is connected to the radio circuit 13 through the feeding point 1 1 and the matching circuit 12.
  • part or all of the feeding point 11, the matching circuit 12, the radio circuit 13, and the 4 antennas 1001 are provided on the upper substrate 1002.
  • the ground wire 14 is formed of copper foil printed on the lower substrate 1003 with a length of 4 or a metal plate mounted inside the housing, and has a first end (left end in FIG. 11 B).
  • This structure has an open termination in the vicinity of ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ 4 antenna 1001 and a short at GND terminal 15 at the second end (right end in Fig. 11 B), and resonance is caused by GND 15 at 1/4 ground wire 14
  • the ground wires 14 and GND 15 are provided on the lower substrate 1 102.
  • upper housing 1002 is rotatably connected to lower housing 1003 via hinge portion 1004. Then, as shown in FIG. 12, the upper case 1002 is positioned above the lower case 1003 and can not be inserted into the terminal device 40 in the folded state where it is closed. This corresponds to the area of the end of the upper case 1002 and the area of the end of the lower case 1003 when the upper case 1002 and the lower case 1003 are stacked, as compared to the area of the slot 41 of the terminal device 40.
  • the combined area is larger by S2. That is, when inserting the communication device 1000 into the slot 41 with the upper case 1002 and the lower case 1003 closed, the tip of the upper case 1002 abuts on the case of the terminal device 40.
  • the communication device 1000 can not enter slot 41 any more. For this reason, since it is necessary to raise the upper housing 1002, that is, the _4 antenna 1001 in the use state, it can not be used in the state where the ⁇ 4 antenna 1001 is folded.
  • lower housing 100 with upper housing 1002 and lower housing 1003 open.
  • the ground wire 14 which is a portion for concentrating the GND current, is disposed at a portion projecting outward from the terminal device 40 on the board housed in the lower housing 1003. Therefore, the influence of the noise of the terminal device 40 can be reduced.
  • the angle between the upper housing 1002 and the lower housing 1003 is preferably 90 degrees, but the same effect can be obtained if the angle is close to 90 degrees. Is obtained.
  • the fourth embodiment in addition to the effects of the first embodiment, when the ⁇ ⁇ 4 antenna 1001 is used, it is necessary to make the ⁇ 4 antenna 1001 stand up. It is possible to avoid the antenna folding state (horizontal state) susceptible to the noise of the device 40 without being conscious of it. By this, it is possible to obtain the communication apparatus 1000 excellent in the wireless performance by suppressing the deterioration of the receiving sensitivity and being less susceptible to the noise of the terminal device 40 at the time of use.
  • the wireless performance can be improved by reducing the influence of the noise of the terminal device and suppressing the deterioration of the reception sensitivity, and further downsizing can be achieved. Even if it is not bulky.
  • the present invention is suitable for use in, for example, a card type communication device inserted and used in a terminal device such as a personal computer or a PDA.

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Abstract

λ/4アンテナ10は、無線回路13と電気的に接続する。地線14は、GND15と電気的に接続されるとともに、λ/4アンテナ10と共振する位置で、かつ基板16を端末機器のスロットに挿入した際にスロットより突出する基板16上に形成される。給電点11に取り付けられたλ/4アンテナ10、整合回路12、無線回路13、地線14及びGND15を備えた基板16は筐体17に収納される。これにより、端末機器のノイズの影響を小さくするとともに受信感度劣化を抑圧することにより無線性能を向上させることができ、さらに小型化することができるとともに携帯してもかさばらないようにすることができる。

Description

通信装置
技術分野
本発明は、例えばパソコン又は P D A等の端末機器に揷入して使用する力一 ド型の通信装置に関する。 明 田
背景技術
従来、 端末機器のスロットに揷入されることにより、 端末機器の通信相手か ら送られてくる信号の受信処理、 または端末装置から入力する信号を端末機器 の通信相手へ送信するための送信処理を行うカード型無線機が知られて!/ヽる。 このようなカード型無線機は、 端末機器のスロットに揷入して使用されるため、 パソコンゃ P D A等の端末機器のノィズにより受信感度が劣化するという問 題がある。 そこで、 従来の受信感度劣化抑圧手段としては、 アンテナ長を無線 装置の筐体に流れる電流が小さくなるぇノ2とする手段やアンテナを端末機 器から遠ざける手段が知られている。
図 1に示す従来のカード型携帯無線機 1は、 端末機器 2のスロット 3に挿入 するカード部 4と、 無線通信を行うためのアンテナ 5を有する無線部 6と、 力 ード部 4と無線部 6との間を接続するケーブル 7とで構成されている。 そして、 カード部 4をスロッ ト 3に揷入して使用する場合に、 無線部 6 (アンテナ 5 ) を端末機器 2から離間することで、端末機器 2のノイズにより受信感度が劣化 しないようにしている。
しかしながら、 λ Ζ 2アンテナを用いる場合には、 ぇ/ 2アンテナはアンテ ナの長さが長いので、 カード型携帯無線機を携帯する場合等にかさばるとレ、う 問題がある。 このような問題を解決するために、 カード型携帯無線機に ノ 2 アンテナを回動自在に取り付けて、 え / 2アンテナを筐体側に倒した状態にし て携帯する方法も考えられるが、 この場合、 ; L Z 2アンテナの長さが長いので ; L Z 2アンテナが筐体から飛び出してしまい、 結局携帯する場合等にかさばる という問題がある。 また、 アンテナをカード部から分離した場合には、 ケール ブ長が長くなることにより電力のロスが発生するという問題がある。 また、 ァ ンテナをカード部から分離するので、 構造が大きくなるという問題がある。 発明の開示
本発明の目的は、 端末機器のノィズの影響を小さくするとともに受信感度劣 化を抑圧することにより無線性能を向上させることができ、 さらに小型化する ことができるとともに携帯してもかさばらないようにすることである。
この目的は、 え 4アンテナ、 ぇ 4アンテナと共振する地線及ぴ無線処理 を行う無線回路が基板に設けられるとともに、 通信装置を端末装置のスロット に挿入した際に、 基板の; 4アンテナ及び地線を設けた部分以外がスロット に挿入されることにより達成することができる。 図面の簡単な説明
図 1は、 従来の通信装置の使用状態を示す図、
図 2は、 本発明の実施の形態 1に係る通信装置を示す斜視図、
図 3 Aは、 本発明の実施の形態 1に係る基板の平面図、
図 3 Bは、 本発明の実施の形態 1に係る基板の平面図、
図 3 Cは、 本発明の実施の形態 1に係る基板の平面図、
図 4は、 本発明の実施の形態 1に係る通信装置を端末機器に挿入した状態を 示す図、
図 5 Aは、 本発明の実施の形態 1に係る λ Z 4ァンテナの取り付け状態を示 す図、
図 5 Βは、 本発明の実施の形態 1に係る; L Z 4アンテナの取り付け状態を示 す図、 図 6 Aは、 通信装置のアンテナ電流分布を示す図、
図 6Bは、 通信装置のアンテナ電流分布を示す図、
図 6 Cは、 通信装置のアンテナ電流分布を示す図、
図 7は、 本発明の実施の形態 2に係る通信装置の斜視図、
図 8 Aは、 本発明の実施の形態 2に係る基板の平面図、
図 8 Bは、 本発明の実施の形態 2に係る基板の平面図、
図 9は、 本発明の実施の形態 3に係る通信装置を端末機器に挿入する状態を 示す図、
図 10は、 本発明の実施の形態 4に係る通信装置の斜視図、
図 1 1Aは、 本発明の実施の形態 4に係る上基板の平面図、
図 1 1 Bは、 本発明の実施の形態 4に係る下基板の平面図、 及び
図 1 2は、 本発明の実施の形態 4に係る通信装置を端末機器に挿入する状態 を示す図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の実施の形態について、 図 2〜図 11を用いて説明する。
(実施の形態 1 )
図 2は、 本発明の実施の形態 1に係る通信装置 20の構成を示す斜視図であ り、 図 3 A〜図 3 Cは、 通信装置 20の基板 16の構成を示す平面図である。 通信装置 20は、 図 2に示すように、 筐体 1 7に収納された基板 16と筐体 17から突出する; /4アンテナ 10とから構成される。 基板 16は、 図 3B 及ぴ図 3 Cに示すように、 上基板 16 aと下基板 16 bとの 2層から構成され ている。 上基板 16 aには L/4アンテナ 10、 整合回路 1 2及び無線回路 1 3が設けられ、 下基板 16 bには地線 14及びグランド (以下 「GND」 と記 載する) 15が設けられる。 なお、 λ/4アンテナ 10、 整合回路 12、 無線 回路 1 3、 ±也線 14及び GND 15は、 同じ基板の同じ層に設けるようにして も良い。 ぇ 4アンテナ 10は、 基板 16に対して略垂直に基板 16に取り付けられ るぇ 4モノポールアンテナであり、 基板 16上の給電点 1 1、 整合回路 12 を介して無線回路 1 3と電気的に接続している。 整合回路 12は、 インダクタ 素子、 キャパシタ素子、 抵抗素子といった部品である集中定数を用いて実現さ れ、 地線 14の妨げにならない位置に配置する。 無線回路 13は、 λ/4アン テナ 10にて送信または受信する信号を処理する。 地線 14は、 図 3Αに示す ように、 逆 L字形状の地線 14の中心線上の長さ (H1+H2) が Ζ4であ り、 無線回路 13が印刷された基板 16上に銅箔により成形されるものである。 また、 地線 14は、 第 1端 (図 3において左端部) を; 4アンテナ 10近辺 にて開放終端とし、 第 2端 (図 3において右端部) を GND 15にて短絡とす る構造である。 これは GND 15を地線 14により共振させる構造であり、 G ND 1 5に流れる電流を地線 14に集中させることで GND 15の電流を低 減する効果が得られる。 GND 15は、通信装置 20の GNDとして機能する。 筐体 1 7は、 金属または樹脂により形成されており、 Ζ4アンテナ 10が取 り付けられた基板 16を収納するためのものである。
通信装置 20は、 図 4に示すように、 携帯可能なカード型であり、 パソコン や PDA等の端末機器 40のスロット 41に揷入して使用する。 図 4に示すよ うに、 GND電流を集中させる部分である地線 14は、 通信装置 20を端末機 器 40のスロット 41に揷入した際、 基板 16上の端末機器 40から外部に突 出した部分に配置する。 また、 通信装置 20を端末機器 40のスロット 41に 揷入した際、 Z4アンテナ 10の長手方向 (図 2の上下方向) が基板 16と 垂直になるように、 λΖ4アンテナ 10が基板 16に取り付けられる。
また、 λΖ4アンテナ 10は、 例えば図 5 Α及び図 5 Βに示すように、 折り 曲げ可能な構造とすることができる。 図 5 A及び図 5 Bにおける給電方法では、 基板 16上の給電点 1 1に起立する給電ピン 10 aと給電ピン 10 aから起 立する ノ4アンテナ 10にヒンジ構造を有している。 そして、 給電ピン 10 aと;iZ4アンテナ 10とを連結する軸 10 bを介して、 ぇ 4アンテナ 10 が回動する。 また、 給電ピン 10 aと; 1/4アンテナ 10との間にシャフト部 を設け、 λΖ4アンテナ 10をより一層、 端末機器 40から離間できる構造と してもよい。 ここでシャフト部の長さは λΖ4アンテナ 10の特性上最も電流 が大きい部分であり、 揺動して水平となる部分はノイズの影響を受けやすいた め可能な限り短くする。 ヒンジ部を回転可能な構造とし、 λΖ4アンテナ 10 の折畳み時に; LZ4アンテナ 10が地線 14上部付近に位置する方向に配置 するようにしてもよい。
次に、 アンテナ電流分布について、 図 6 Α〜図 6 Cを用いて説明する。 図 6 Aは、 ; LZ2アンテナ 38における電流分布 d 1を示す図であり、 図 6 Bは、 地線 14を設けない場合の λΖ2アンテナ 10の電流分布 d 2を示す図であ り、 図 6 Cは、 地線 14を設けた場合の; LZ2アンテナ 10の電流分布 d 3を 示す図である。 図 6 Aより、 ノ 2アンテナ 38の電流分布 d 1では、 え /2 アンテナ 38に電流のピークが存在し筐体 17にはほとんど電流が流れない。 これに対し、 地線 14を設けない場合の λΖ4アンテナ 10の電流分布 d 2は、 図 6 Bより、 電流のピーク値が筐体 17上に存在する為、 筐体 17に流れる電 流が非常に大きくなる。 筐体 17に流れる電流が大きくなる場合には、 端末機 器 40に揷入される筐体 1 7がアンテナとして機能し、 ノイズを多く受信する こととなる。 一方、 図 6 Cより、 地線 14を設ける場合のぇ 4アンテナ 10 の電流分布 d 3は、 地線 14に集中する。 地線 14は、 通信装置 20を端末機 器 40に揷入した際に端末機器 40の外部に配置されるので、 ノイズを多く受 信することはない。
このように、 本実施の形態 1によれば、 /4アンテナ 10と地泉 14とを 共振させるとともに、 地線 14により GND 15を共振することで GND 15 に流れる電流を地線 14に集中させ、地線 14以外の GND電流を低減するこ とができる。 これにより、 筐体 1 7に流れる電流を低減して端末機器 40のノ ィズの影響を小さくするとともに受信感度劣化を抑圧することができるので、 無線性能を向上させることができる。 また、 本実施の形態 1によれば、 端末機 器 4 0に揷入される部分とアンテナ部分とはケーブルを用いることなく基板 1 6にて一体に形成されるので、 ケーブルによる電力のロスを最小限にするこ とができる。 また、 本実施の形態 1によれば、 アンテナの長さはえ / 4である ので、 通信装置 2 0を小型化することができる。 また、 本実施の形態 1によれ ば、 L Z 4アンテナ 1 0を用いることができるので、 λ 4アンテナ 1 0を-折 り畳み可能にした場合には ノ4アンテナ 1 0が筐体 1 7から飛び出すこと がなく、 携帯した場合にかさばらないようにすることができる。 また、 本実施 の形態 1によれば、 i Z 4アンテナ 1 0は長手方向が基板と垂直になるモノポ ール形状とするので、 端末機器 4 0のノイズの影響を受けやすいアンテナ水平 部分を無くすことができる。 また、 本実施の形態 1によれば、 地線 1 4は基板 1 6上に銅箔にて形成するので、 新たに地線材を用いることなく地線 1 4を成 形できることにより、 通信装置 2 0の製造コストを抑えることができる。
(実施の形態 2 )
図 7は本発明の実施の形態 2に係る通信装置 7 0の構成を示す図であり、 図 8 Αは本発明の実施の形態 2に係る通信装置 7 0における上基板 1 6 aの構 成を示す図であり、 図 8 Bは本発明の実施の形態 2に係る通信装置 7 0におけ る下基板 1 6 bの構成を示す図である。
本実施の形態 2に係る通信装置 7 0は、 図 2〜図 3 Cに示す実施の形態 1に 係る通信装置 2 0において、 図 7〜図 8 Bに示すように、 接触ピン 7 2及ぴ接 触部 7 3を追加し、 地線 1 4の代わりに金属板地,線 7 1を有する。 なお、 図 7 〜図 8 Bにおいて、 図 2〜図 3 Cと同一構成である部分には同一の符号を付し て、 その説明を省略する。
図 7において、 通信装置 7 0は、 携帯可能なカード型であり、 パソコンや P D A等の端末機器 4 0のスロット 4 1に揷入して使用する。 通信装置 7 0は、 筐体 1 7に収納された基板 1 6と筐体 1 7から突出する λ Ζ 4アンテナ 1 0 とから構成される。
基板 1 6は、 図 8 Α及び図 8 Bに示すように、 上基板 1 6 aと下基板 1 6 b との 2層から構成されている。 上基板 16 aには; 1/4アンテナ 10、 整合回 路 12、 無線回路 13、 GND 15及び接触ピン 72が設けられ、 下基板 16 bには金属板地線 7 1及び接触部 73が設けられる。 なお、 ぇ/4アンテナ 1 0、 整合回路 1 2、 無 f泉回路 1 3、 GND 15、 接触ピン 72、 金属板地線 7 1及ぴ接触部 73は、 同じ基板の同じ層に設けるようにしても良い。
/4アンテナ 10は、 えノ 4モノポールアンテナであり、 基板 16上の給 電点 1 1、 整合回路 1 2を介して無線回路 13と接続している。 金属板地線 7 1は、 例えばプレス加工により金属板材を打ち抜いて形成するとともに、 筐体 内部に実装するものであり、 図 8 Βに示すように、 中心線上の長さ (Η3+Η 4) と接触ピン 72における金属板地線 71から GND 15までの長さとを合 わせた長さが; L/4である。 また、 金属板地線 71は、 第 1端 (図 8 Βにおい て左端部) を 1 4アンテナ 10の近辺にて開放終端とし、 第 2端 (図 8 Βに おいて右端部) を接触部 73とする。 接触部 73は、 上基板 16 aの上面 (図 8 Aの紙面に対して奥側の面) と下基板 16 bの下面 (図 8Bの紙面に対して 手前側の面) とが対向するように重ね合わせた場合、 接触部 73から GND 1 5までの高さを持つ接触ピン 72と接触する。 これにより金属板地線 71と G ND 1 5とが電気的に接続され、 GND 15を金属板地線 71により共振させ る構造となる。 筐体 1 7を金属にて形成した場合には、 金属板地線 71と筐体 1 7とを一体にしても良い。 この場合、 金属板地線 71は、 筐体 17以外の他 の導電部から絶縁されるようにする。
このように、 本実施の形態 2によれば、 λ/4アンテナ 10と金属板地線 7 1とを共振させるとともに、金属板地線 71により GND 15を共振すること で GND 15に流れる電流を金属板地線 71に集中させ、 金属板地線 71以外 の GND電流を低減することができる。 これにより、 筐体 17に流れる電流を 低減して端末機器のノイズの影響を小さくするとともに受信感度劣化を抑圧 するので、 無線性能を向上させることができる。 また、 本実施の形態 2によれ ば、 端末機器 40に揷入される部分とアンテナ部分とはケーブルを用いること なく基板 1 6にて一体に形成されるので、 ケーブルによる電力のロスを最小限 にすることができる。 また、 本実施の形態 2によれば、 アンテナの長さは; Z 4であるので、 通信装置 7 0を小型化することができる。 また、 本実施の形態 2によれば、 ぇ 4アンテナ 1 0を用いることができるので、 ぇ 4アンテナ 1 0を折り畳み可能にした場合には λ Ζ4アンテナ 1 0が筐体 1 7から飛び 出すことがなく、携帯した場合にかさばらないようにすることができる。また、 本実施の形態 2によれば、 ぇダ4アンテナ 1 0は長手方向が基板と垂直になる モノポール形状とするので、 端末機器 4 0のノイズの影響を受けやすいアンテ ナ水平部分を無くすことができる。 また、 本実施の形態 2によれば、 金属板地 線 7 1を筐体 1 7と一体に形成した場合には、 金属板地線 7 1と筐体 1 7とを 同時に形成することができるので、 通信装置 7 0の製造コストを抑えることが できる。 また、 本実施の形態 2によれば、 金属板地線 7 1を筐体 1 7の内部に 実装するので、 基板 1 6のスペースを有効に利用することができる。
(実施の形態 3 )
図 9は、 本発明の実施の形態 3に係る通信装置 9 0を端末機器 4 0に挿入す る状態を示す図である。 なお、 通信装置 9 0は、 図 2〜図 3 Cの通信装置 2 0 の L Z 4アンテナ 1 0に代えて通信装置 9 0に回転自在に取り付けた; Ζ 4 アンテナ 9 1を用いる以外は図 2〜図 3 Cと同一構成であるので、 その説明は 省略する。
図 9において、 通信装置 9 0は、 携帯可能なカード型であり、 パソコンや Ρ D Α等の端末機器 4 0のスロット 4 1に揷入して使用する。 通信装置 9 0は、 筐体 1 7に収納された基板 1 6と筐体 1 7から突出する L Z 4アンテナ 9 1 とから構成される。 ここで、 筐体 1 7は、 λ Ζ4アンテナ 9 1を回転自在に取 り付けた基板を収納するためのものである。
通信装置 9 0において、 ぇノ 4アンテナ 9 1は筐体 1 7の側面に位置し、 折 畳み状態では端末機器 4 0へ挿入できない構造とする。 これは、 端末機器 4 0 のスロット 4 1の面積に比べ、 / 4アンテナ 9 1を折畳んだ状態における筐 体 1 7の先端部 (通信装置 9 0のスロッ ト 4 1への揷入方向の端部) 面積と λ Ζ 4アンテナ 9 1の先端部面積とを合わせた面積が S 1だけ大きいためであ る。 即ち、 λ Ζ 4アンテナ 9 1を折畳んだ状態にしてスロッ ト 4 1に揷入した 場合には、 λ Ζ 4アンテナ 9 1の先端が端末機器 4 0の筐体に当接することに より、 通信装置 9 0はそれ以上スロッ ト 4 1に挿入できない。 したがって、 使 用状態では L Z 4アンテナ 9 1は起立させる必要が生じるので、 λ / 4アンテ ナ 9 1を折畳んだ状態での使用はできない。
このように、 本実施の形態 3によれば、 上記実施の形態 1の効果に加えて、 ; L Z 4アンテナ 9 1使用時には必ずぇ 4アンテナ 9 1を起立させる必要が あるので、 使用者は、 端末機器 4 0のノイズの影響を受けやすいアンテナ折り 畳み時状態 (水平状態) を意識せずに回避することができる。 これにより、 使 用時に端末機器 4 0のノイズの影響を受けにくく、 受信感度劣化を抑圧し無線 性能に優れた通信装置 9 0を得ることができる。
(実施の形態 4 )
図 1 0は、 本発明の実施の形態 4に係る通信装置 1 0 0 0の構成を示す図で あり、 図 1 1 Αは、 本亮明の実施の形態 4に係る通信装置 1 0 0 0の上基板 1 1 0 1の構成を示す図であり、 図 1 1 Bは、 本発明の実施の形態 4に係る通信 装置 1 0 0 0の下基板 1 1 0 2の構成を示す図であり、 図 1 2は、 本発明の実 施の形態 4に係る通信装置 1 0 0 0を端末機器 4 0に揷入する状態を示す図 である。
本実施の形態 4に係る通信装置 1 0 0 0は、 図 2〜図 3 Cに示す実施の形態 1に係る通信装置 2 0において、 図 1 0〜図 1 2に示すように、 / 4アンテ ナ 1 0の代わりに; ノ4アンテナ 1 0 0 1を有し、 上基板 1 6 aの代わりに上 基板 1 1 0 1を有し、 下基板 1 6 bの代わりに下基板 1 1 0 2を有し、 筐体 1 7の代わりに上筐体 1 0 0 2及ぴ下筐体 1 0 0 3を有するとともに、 ヒンジ部 1 0 0 4を設けて上筐体 1 0 0 2と下筐体 1 0 0 3とを回動自在に連結する。 なお、 図 1 0〜図 1 2においては、 図 2〜図 3 Cと同一構成である部分には同 一の符号を付してその説明は省略する。 また、 図 10において、 上筐体 100 2には上基板 1 101が収納されており、 下筐体 1003には下基板 1 102 が収納されている。
図 10において、 通信装置 1000は、 携帯可能なカード型であり、 バソコ ンゃ PDA等の端末機器 40のスロット 41に挿入して使用する。 ぇ 4アン テナ 1001は、 Ζ4モノポールアンテナであり、 給電点 1 1、 整合回路 1 2を介して無線回路 13と接続している。ここで、給電点 1 1、整合回路 12、 無線回路 1 3及び; ΙΖ 4アンテナ 1001の一部又は全部は上基板 1002 に設けられる構成とする。 地線 14は、 / 4の長さで下基板 1003上に印 刷された銅箔又は筐体内部に実装する金属板により成形するものであり、 第 1 端 (図 1 1 Bにおいて左端部) を Ζ4アンテナ 1001の近辺にて開放終端 とし、 第 2端 (図 1 1 Bにおいて右端部) を GND 15にて短絡とする構造で あり、 GND 1 5を; 1/4の地線 14により共振させる。 ここで、 地線 14、 GND 15は下基板 1 102に設ける構成とする。
通信装置 1000において、 上筐体 1002は、 下筐体 1003にヒンジ部 1004を介して回動自在に連結されている。 そして、 図 12に示すように、 上筐体 1002が下筐体 1003の上に位置し、 閉じた状態である折畳み状態 では端末機器 40へ挿入できない構造とする。 これは、 端末機器 40のスロッ ト 41の面積に比べ、 上筐体 1002と下筐体 1003とを重ねた場合におけ る上筐体 1002の先端部面積と下筐体 1003の先端部面積とを合わせた 面積が S 2だけ大きいためである。 即ち、 上筐体 1002と下筐体 1003と を閉じた状態にして通信装置 1000をスロット 41に揷入する場合には、 上 筐体 1002の先端が端末機器 40の筐体に当接することにより、 通信装置 1 000はそれ以上スロット 41に揷入できない。 このため、 使用状態では上筐 体 1002、 即ち; _ 4アンテナ 1001は起立させる必要が生じるので、 λ 4アンテナ 1001を折畳んだ状態での使用はできない。
一方、 上筐体 1002と下筐体 1003とを開いた状態にして下筐体 100 3をスロット 41に揷入した場合には、 GND電流を集中させる部分である地 線 14は、 下筐体 1003に収納されている基板上の端末機器 40から外部に 突出した部分に配置されるので、 端末機器 40のノイズの影響を受けにくくす ることが可能となる。 この場合、 上筐体 1002と下筐体 1003とを開いた 使用状態において、 上筐体 1002と下筐体 1003との角度は 90度である ことが望ましいが、 90度に近ければ同様の効果が得られる。
このように、 本実施の形態 4によれば、 上記実施の形態 1の効果に加えて、 λΖ4アンテナ 1 00 1使用時には必ず; Ζ4アンテナ 1001を起立させ る必要があるので、 使用者は、 端末機器 40のノイズの影響を受けやすいアン テナ折り畳み時状態 (水平状態) を意識せずに回避することができる。 これに より、 使用時に端末機器 40のノイズの影響を受けにくく、 受信感度劣化を抑 圧し無線性能に優れた通信装置 1000を得ることができる。
以上説明したように、 本発明によれば、 端末機器のノイズの影響を小さくす るとともに受信感度劣化を抑圧することにより無線性能を向上させることが でき、 さらに小型化することができるとともに携帯してもかさばらないように することができる。
本明細書は、 2002年 7月 26日出願の特願 2002-218367に基 づくものである。 この内容をここに含めておく。
産業上の利用可能性
本発明は、 例えばパソコン又は PDA等の端末機器に挿入して使用するカー ド型の通信装置に用 、るに好適である。

Claims

請求の範囲
1 . 端末機器のスロットに揷入されて前記端末機器の通信相手から送られてく る信号の受信処理または前記端末装置から入力する信号を前記通信相手へ送 信するための送信処理を行う通信装置であって、 λ / 4アンテナと、 グランド と電気的に接続されて前記; L Z4アンテナと共振する地線と、 前記; L / 4アン テナと電気的に接続されて前記; Ι Ζ 4アンテナにて送信または受信する信号 を処理する無線回路と、 前記; ノ4アンテナ、 前記地線及び前記無線回路が設 けられるとともに、 前記え 4アンテナ及び前記地線を設けた部分以外が前記 スロットに揷入される基板と、 を具備する通信装置。
2 . 前記;1ノ4アンテナの長手方向が前記基板に対して略垂直になるように前 記; 4ァンテナを前記基板に取り付ける請求の範囲 1記載の通信装置。
3 . 前記; /4アンテナは回動自在に前記基板に取り付けられるとともに、 前 記; Ζ 4アンテナの長手方向が前記基板に対して平行になる折り畳んだ状態 にすることにより、 前記; I / 4ァンテナが前記端末機器の筐体に当接して前記 スロットに揷入できないようにする請求の範囲 1記載の通信装置。
4. 端末機器のスロットに揷入されることにより前記端末機器の通信相手から 送られてくる信号の受信処理または前記端末装置から入力する信号を前記通 信相手へ送信するための送信処理を行う通信装置であって、 / 4アンテナと、 前記ぇ 4アンテナと電気的に接続されて前記; 1 / 4アンテナにて送信また は受信する信号を処理する無線回路と、 前記 λ Ζ4アンテナと前記無線回路と が設けられるとともに前記スロットに揷入されない第一基板と、 グランドと電 気的に接続されて前記; L Ζ 4アンテナと共振する地線と、 前記地線が設けられ るとともに前記第一基板に対して回動自在に取り付けられて前記地線を設け た部分以外が前記スロットに揷入される第二基板と、 を具備する通信装置。
5 . 前記ぇ 4アンテナの長手方向が前記第二基板に対して略垂直になるよう にして前記スロットに挿入する請求の範囲 4記載の通信装置。
6 . 前記第一基板を収納する第一筐体と前記第二基板を収納する第二筐体とが 重なるように折畳んだ状態にすることにより、 前記第一筐体が前記端末機器の 筐体に当接して前記スロットに揷入できないようにする請求の範囲 4記載の 通信装置。
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